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原文传递一种磁流变阻尼悬架及其测控方法

专利名称：	一种磁流变阻尼悬架及其测控方法
摘要：	本发明公开了一种磁流变阻尼悬架及其测控方法，涉及电动车辆技术领域，包括用于连接的车架，各轮毂电机轮胎设于车架两侧，并通过磁流变阻尼减振器与车架连接。本发明设有磁流变阻尼减振器并通过电子控制单元对磁流变阻尼减振器提供的阻尼进行实时调节，能够适应多种车辆行驶情况下的阻尼变化要求，避免车辆在行驶过程中承受强烈振动冲击，提高乘坐人员的舒适性；磁流变阻尼减振器与定子托架连接，在减轻车身垂向振动的同时，也可承受较大的横向力，且结构更为紧凑；采用轮毂电机驱动车辆，控制磁流变阻尼减振器所需的电能与驱动轮毂电机的电能可由同一个车载电源提供，无需额外设置供能结构，减轻了车身重量，进而降低能源的耗费。
专利类型：	发明专利
申请人：	合肥工业大学
发明人：	訾斌;时育杰;王道明;钱森;王正雨;董涛
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010016582.8
公开号：	CN111152616A
代理机构：	安徽省合肥新安专利代理有限责任公司
代理人：	何梅生
分类号：	B60G13/08;B60G17/015;B60G17/016;B60G17/0165;B60G17/018;B60G17/08;B;B60;B60G;B60G13;B60G17;B60G13/08;B60G17/015;B60G17/016;B60G17/0165;B60G17/018;B60G17/08
申请人地址：	230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号
主权项：	1.一种磁流变阻尼悬架，包括用于连接的车架(300)，各轮毂电机轮胎(100)设于所述车架(300)两侧，并通过磁流变阻尼减振器(200)与所述车架(300)连接，其特征在于：所述磁流变阻尼减振器(200)包括圆柱体结构的缸体(201)，所述缸体(201)内设有位于中部的侧向敞口的安装腔(204)和分别位于两端的密封的积液腔(202)及活塞腔(205)，所述积液腔(202)和所述活塞腔(205)通过设于所述缸体(201)侧壁的通道(203)连通；浮动活塞(210)配合设于所述积液腔(202)内，并通过气室弹簧(211)与所述积液腔(202)位于所述缸体(201)端部的一端连接；活塞(208)设于所述活塞腔(205)内，并与所述活塞腔(205)侧壁留设工作间隙(206)，其外部绕设励磁线圈(207)，所述活塞(208)端部连接有伸入所述安装腔(204)的活塞杆(209)，所述活塞杆(209)上套设减震弹簧(215)，其位于所述安装腔(204)内的一端固设有弹簧连接板，所述减震弹簧(215)一端与所述弹簧连接板连接固定，另一端压紧于所述安装腔(204)靠近所述活塞腔(205)的一端。所述活塞腔(205)及所述通道(203)内满注填充磁流变液，所述积液腔(202)由所述浮动活塞(210)分隔为互不连通的气腔和液腔，所述气室弹簧(211)设置于所述气腔内，所述气腔内填充有空气，所述液腔内满注填充磁流变液；所述励磁线圈(207)与设于所述磁流变阻尼减振器(200)外部的电流控制器(304)电性连接，所述缸体(201)两端均与所述定子托架(105)连接固定，其活塞杆(209)与所述车架(300)连接固定。 2.根据权利要求1所述的一种磁流变阻尼悬架，其特征在于：所述轮毂电机轮胎(100)包括分别由转子托架(104)和定子托架(105)连接支撑的轮毂电机转子(102)和轮毂电机定子(103)，轮胎(101)配合套设于所述轮毂电机转子(102)上，所述轮毂电机定子(103)配合设于所述轮毂电机转子(102)内圈；所述定子托架(105)呈盘状结构，环形结构的所述转子托架(104)套设于所述定子托架(105)外部；所述轮毂电机转子(102)、所述轮毂电机定子(103)、所述转子托架(104)和所述定子托架(105)同轴设置，所述转子托架(104)和所述定子托架(105)分别与所述轮毂电机转子(102)和所述轮毂电机定子(103)的内端面连接固定；所述转子托架(104)和所述定子托架(105)之间设有刹车卡钳(106)。 3.根据权利要求2所述的一种磁流变阻尼悬架，其特征在于：所述刹车卡钳(106)为对称式刹车卡钳。 4.根据权利要求1所述的一种磁流变阻尼悬架，其特征在于：所述活塞杆(209)位于所述安装腔(204)的一端设有环状结构的连接环，所述连接环处设压力传感器(301)，所述连接环与所述车架(300)上对应位置处设置的安装横杆连接固定。 5.根据权利要求1所述的一种磁流变阻尼悬架，其特征在于：所述气缸(201)两端设有环状的连接头(213)，所述定子托架(105)上对应设置连接杆，所述气缸(201)和所述定子托架(105)通过两个所述连接头(213)和两个所述连接杆连接固定。 6.根据权利要求1所述的一种磁流变阻尼悬架，其特征在于：所述励磁线圈(207)通过连接线与设于所述磁流变阻尼减振器(200)外部的电流控制器(304)电性连接，所述连接线穿过所述活塞杆(209)内部的连接线通道设置。 7.根据权利要求1所述的一种磁流变阻尼悬架，其特征在于：所述活塞(208)由高磁导率的20钢制成。 8.根据权利要求2所述的一种磁流变阻尼悬架的测控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在所述磁流变阻尼悬架上安装电子控制单元(305)和所述电流控制器(304)，在所述车架(300)上安装用于检测路面不平度x0的红外线传感器和用于检测车身垂直位移x2的车身光电位移传感器(303)，在所述定子托架(105)上安装用于检测轮胎垂直位移x1的轮胎光电位移传感器(302)；随后，将所述红外线传感器、所述车身光电位移传感器(303)和所述轮胎光电位移传感器(302)与所述电子控制单元(305)的信号接收端连接，并将所述电子控制单元(305)的信号输出端与所述电流控制器(304)的信号输入端连接；步骤二，车辆行驶过程中，红外线传感器实时检测路面不平度x0，轮胎光电位移传感器(302)实时检测轮胎(101)的垂直位移x1，车身光电位移传感器(303)实时检测车身垂直位移x2，实时检测的信息均反馈至所述电子控制单元(305)；步骤三，按下述方式斤算分析，得出最佳阻尼u： A)进行四分之一车辆的二自由度模型运动学分析，建立运动微分方程：其中，m1为所述轮毂电机轮胎(100)的质量，m2为车辆的车身质量，kt为所述轮胎(101)的刚度，ks为所述减震弹簧(215)的刚度，cs为基值阻尼系数；和分别为x1和x2的变化率，和分别为和的变化率；取状态变量：取路面速度输入：则系统状态方程为：将车身垂直加速度作为输出，其输出方程为： Y＝DX+Eu (4)；其中，联立式(*)、(1)、(2)、(3)和(4)，得出最佳阻尼u；步骤四，所述电子控制单元(305)将最佳阻尼u与当前磁流变阻尼减振器(200)提供的阻尼u'进行比较：若u'＞u，则所述电流控制器(304)增大输出至励磁线圈(207)的电流；若u'＜u，则所述电流控制器(304)减小输出至励磁线圈(207)的电流；直至u'＝u；步骤五，压力传感器(301)实时检测磁流变阻尼减振器(200)与车架(300)之间的压力值F，并按如规则执行：若理论最佳阻尼力u与实际际压力值F差异值Δ满足则结束本次控制过程；若理论最佳阻尼力u与实际际压力值F差异值Δ满足5％＜Δ≤30％，则返回至步骤二；若理论最佳阻尼力u与实际际压力值F差异值Δ满足Δ＞30％，车辆控制单元发出报警信号。
所属类别：	发明专利