[发明专利]一种主动式馈能悬架作动器及其控制系统

权利要求书

1.一种主动式馈能悬架作动器，其特征在于，包括上吊环(1)、旋转电机(2)、太阳轮 (3)、行星架(4)、行星轮(17)、外齿圈(5)、电磁离合器C₁(6)、电磁离合器C₂(7)、固 定杆(8)、电磁离合器C₃(9)、电磁离合器C₄(10)、推力轴承(11)、滚珠螺杆(12)、滚珠 螺母(13)、上工作缸(14)、下工作缸(15)和下吊环(16)；

所述上吊环(1)固定在上工作缸(14)的外部顶端，上吊环(1)与簧上质量连接；所 述下工作缸(15)上端嵌入上工作缸(14)下端；下吊环(16)固定在下工作缸(15)的外 部底端，下吊环(16)与簧下质量连接；

所述旋转电机(2)安装在上工作缸(14)内顶部；太阳轮(3)位于旋转电机(2)下 方且太阳轮(3)的轴与旋转电机(2)的转子同轴连接；行星轮(17)与太阳轮(3)啮合， 外齿圈(5)与行星轮(17)啮合，行星架(4)与行星轮(17)和太阳轮(3)连接；

所述电磁离合器C₁(6)的主动盘与行星架(4)连接，从动盘与固定杆(8)连接；电磁 离合器C₂(7)的主动盘与滚珠螺杆(12)连接，从动盘与行星架(4)连接；电磁离合器C₃(9)的主动盘与外齿圈(5)连接，从动盘与固定杆(8)连接；电磁离合器C₄(10)的主动 盘与滚珠螺杆(12)连接，从动盘与外齿圈(5)连接；

所述推力轴承(11)安装在电磁离合器C₄(10)正下方，滚珠螺杆(12)安装在推力轴 承(11)正下方；滚珠螺母(13)固定于下工作缸(15)上端，滚珠螺杆(12)下端贯穿滚 珠螺母(13)并伸入到下工作缸(15)内。

2.根据权利要求1所述的一种主动式馈能悬架作动器，其特征在于，所述行星轮(17) 至少2个。

3.根据权利要求1或2所述的一种主动式馈能悬架作动器，其特征在于，所述旋转电机(2) 采用永磁直流无刷电机，电磁离合器C₁(6)、电磁离合器C₂(7)、电磁离合器C₃(9)、电磁离 合器C₄(10)均采用干式单片离合器，推力轴承(11)采用角接触球轴承的成对双联结构。

4.一种主动式馈能悬架作动器控制系统，其特征在于，包括阻尼器、弹性元件、作动器、 簧上质量、簧下质量、整车控制器模块、驱动电路模块和A/D转换器；所述作动器包括电机、 电磁离合器、螺杆；所述作动器、阻尼器和弹性元件并联在簧上质量和簧下质量之间；所述 整车控制器模块通过A/D转换器收集螺杆的转向信号、电磁离合器的状态信号和电机的转向 和力矩信号，整车控制器模块将收到的信号进行分析并发出信号经驱动电路模块控制电磁离 合器的通断和电机的工作状态。

5.根据权利要求4所述的一种主动式馈能悬架作动器控制系统，其特征在于，包括如下 工作方式：

(1)馈能模式：随着上工作缸(14)、下工作缸(15)之间的相对运动，滚珠螺杆(12) 转动：

A.当滚珠螺杆(12)顺时针(俯视)转动时，滚珠螺杆(12)转向信号经A/D转换器到 整车控制器模块，整车控制器模块发出信号经驱动电路模块控制电磁离合器C₂(7)和C₃(9) 的衔铁通电接合，电磁离合器C₁(6)和电磁离合器C₄(10)的衔铁断电分离，从而固定外齿 圈(5)，动力由行星架(4)输入，太阳轮(3)输出，太阳轮(3)与行星架(4)旋转方向 相同，旋转电机(2)转子顺时针转动；

B.当滚珠螺杆(12)逆时针(俯视)转动时，滚珠螺杆(12)转向信号经A/D转换器到 整车控制器模块，整车控制器模块发出信号经驱动电路模块控制电磁离合器C₁(6)和电磁离 合器C₄(10)的衔铁通电接合，电磁离合器C₂(7)和电磁离合器C₃(9)的衔铁断电分离， 从而固定行星架(4)，动力经外齿圈(5)输入，通过行星轮(17)传递，由太阳轮(3)输 出给旋转电机(2)，太阳轮(3)与外齿圈(5)转速方向相反，旋转电机(2)转子顺时针转 动；

(2)主动调节悬架模式：当旋转电机(2)转子顺时针旋转时：

A.若要求滚珠螺杆(12)顺时针转动，整车控制器模块接收经A/D转换器转换后的旋转 电机(2)发出转向信号，对信号进行分析，整车控制器模块发出信号经驱动电路模块控制电 磁离合器C₂(7)和电磁离合器C₃(9)的衔铁通电接合，电磁离合器C₁(6)和电磁离合器 C₄(10)的衔铁断电分离，从而固定外齿圈(5)，动力由旋转电机(2)转子经太阳轮(3) 传输后由行星架(4)输出，滚珠螺杆(12)顺时针旋转，滚珠螺杆(12)通过滚珠螺母(13) 带动下工作缸(15)朝着一定的方向直线运动；

B.若要求滚珠螺杆(12)逆时针转动，整车控制器模块接收经A/D转换器转换后的旋转电 机(2)发出的转向信号，对信号进行分析，整车控制器模块发出信号经驱动电路模块控制电 磁离合器C₁(6)和电磁离合器C₄(10)的衔铁通电接合，电磁离合器C₂(7)和电磁离合器 C₃(9)的衔铁断电分离，从而固定行星架(4)，动力由旋转电机(2)转子经太阳轮(3)传 输后由外齿圈(5)输出，滚珠螺杆(12)逆时针旋转，滚珠螺杆(12)通过滚珠螺母(13) 带动下工作缸(15)朝着相反方向做直线运动。