一种主动悬架及其应用

技术领域

本申请属于车辆技术领域，特别是涉及一种主动悬架及其应用。

背景技术

主动悬架有作为直接力发生器的动作器，可以根据输入与输出进行最优的反馈控制，使悬架有最好的减震特性，以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。主动悬架的一个重要特点就是，它要求动作器所产生的力能够很好地跟踪任何力控制信号。因此，它为控制律的选择提供了一个广泛的设计空间，即如何确定控制律以使系统能够让车辆达到最佳的总体性能。主动悬架，通常用在高端轿车，越野车，特种车辆，智能车等，用于提高车辆的通过性，在颠簸路面上的平顺性。

现有的主动悬架基本使用空气弹簧减震器或电磁减震器，其成本高，很难普及使用。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于现有的主动悬架基本使用空气弹簧减震器或电磁减震器，其成本高，很难普及使用的问题，本申请提供了一种主动悬架及其应用。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种主动悬架，包括依次连接的车架、伺服动作器、连接件、减震器和悬架摆臂，所述连接件与所述车架连接，所述悬架摆臂与所述车架连接，所述伺服动作器通过带动连接件和减震器而带动悬架摆臂进行运动。

本申请提供的另一种实施方式为：所述连接件为三角连接件，所述三角连接件包括相互连接的第一端、第二端和第三端，所述第一端与所述车架固定连接，所述第二端与所述减震器连接，所述第三端与所述伺服动作器连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述伺服动作器包括主体，所述主体一端与所述车架连接，所述主体另一端与推杆一端连接，所述推杆另一端与所述第三端连接，所述伺服动作器与所述车架铰接；所述推杆为所述伺服作动器的主动运动部件，相对于主体作直线伸缩运动。

本申请提供的另一种实施方式为：所述推杆包括鱼眼球头，所述鱼眼球头与所述第三端连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述悬架摆臂包括第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂一端与所述车架连接，所述第一摆臂另一端、羊角法兰与所述第二摆臂一端连接，所述第二摆臂另一端与所述车架连接，所述第一摆臂与所述减震器连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一摆臂一端与所述车架连接于第一连接点，所述第一摆臂与所述减震器连接于第二连接点，所述第一端、所述第二端、所述第二连接点、所述第一连接点在悬架摆臂运动的平面内形成四连杆机构；使减震器在主动悬架的运动中始终有良好的受力。

本申请提供的另一种实施方式为：所述羊角法兰与所述第一摆臂通过球头连接，所述羊角法兰与所述第二摆臂通过球头连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述羊角法兰与车轮连接。

本申请还提供一种对所述的主动悬架的应用，将所述主动悬架应用于在障碍路面行驶时的车辆、在凹凸不平和颠簸路面行驶时的车辆、在横坡和纵坡路面行驶时的车辆和在加速和制动工况下的车辆。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的主动悬架及其应用的有益效果在于：

本申请提供的主动悬架，为一种新型多连杆的车辆主动悬架。

本申请提供的主动悬架，伺服作动器主动运动，推杆伸长，通过连接件，运动传递到减震器与悬架摆臂，可实现车辆底盘的降低，车辆重心降低，以提高车辆在良好路面的操纵稳定性。

本申请提供的主动悬架，伺服作动器主动运动，推杆收缩，通过三角连接件，运动传递到减震器与悬架摆臂，可实现车辆底盘的升起，以提高车辆在较差路面的通过性以及安全性和稳定性。

本申请提供的主动悬架，伺服作动器的主动运动，通过连接件，传递到减震器与悬架摆臂，可实现在车辆快速通过颠簸路面时，补偿减震器伸缩运动，以达到减小车身震动的目的，提升车辆的平顺性。

本申请提供的主动悬架，连接件，减震器，悬架上摆臂组成平行四边形机构，使得无论在何种工况下减震器都能有良好的受力角度。

本申请提供的主动悬架，可由非主动独立悬架简单改装实现，相比空气弹簧主动悬架，无需空气压缩瓶等额外的装置，相比电磁弹簧主动悬架，伺服作动器成本更低，而且可单独更换伺服作动器，维修成本低。

本申请提供的主动悬架应用，除了可应用在轿车，更适合应用在越野车俩，特种车辆，智能车等。

附图说明

图1是本申请的主动悬架结构示意图；

图2是本申请的主动悬架第一运动结构示意图；

图3是本申请的主动悬架第二运动结构示意图；

图4是本申请的主动悬架第三运动结构示意图；

图5是本申请的主动悬架第四运动结构示意图；

图6是本申请的四轮车辆整体的主动悬架动力学模型示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

参见图1～6，本申请提供一种主动悬架，包括依次连接的车架6、伺服动作器1、连接件2、减震器3和悬架摆臂4，所述连接件2与所述车架6连接，所述悬架摆臂4与所述车架6连接，所述伺服动作器1通过带动连接件2和减震器3而带动悬架摆臂4进行运动。

伺服作动器1(液压或电缸驱动)，其用来控制悬架摆臂4的主动运动；连接件2，用来将伺服作动器1的运动传递到悬架摆臂4上，从而控制悬架的主动抬起与降下；减震器3，用来过滤悬架摆臂4的震动；车架6，其为完整车架6的部分，其作用是承载并且固定主动悬架的各部件。

在横坡和纵坡路面行驶时，通过伺服作动器1的伸缩，调整车辆各个悬挂支架的高度，保证整车车身的水平。在凹凸不平路面行驶时，利用伺服作动器1和减震器3的综合作用来补偿悬架在不同路面激励下的运动，提高车辆行驶的平顺性。在障碍路面行驶时，通过伺服作动器1的伸缩带动悬架支架的整体抬升，提高底盘以提高车辆的通过性。

进一步地，所述连接件2为三角连接件，所述三角连接件包括相互连接的第一端21、第二端22和第三端23，所述第一端21与所述车架6固定连接，所述第三端23与所述伺服动作器1连接，所述第二端22与所述减震器3连接。使得悬架摆臂4与主动运动机构成为串联机构。

进一步地，所述伺服动作器1包括主体，所述主体一端与所述车架6连接，所述主体另一端与推杆一端连接，所述推杆另一端与所述第三端23连接，所述伺服动作器1与所述车架6铰接。推杆伸长，悬架摆臂4向上运动，推杆缩回，悬架摆臂4向下运动；所述推杆为所述伺服作动器1的主动运动部件，相对于主体作直线伸缩运动。

进一步地，所述推杆包括鱼眼球头，所述鱼眼球头与所述第三端23连接。

进一步地，所述悬架摆臂4包括第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂一端与所述车架6连接，所述第一摆臂另一端、羊角法兰5与所述第二摆臂一端连接，所述第二摆臂另一端与所述车架6连接，所述第一摆臂与所述减震器3连接。悬架摆臂4，用来连接车架与羊角法兰5；羊角法兰5，用来固定传动轴连接车轮，固定刹车机构，转向连杆。

进一步地，所述第一摆臂一端与所述车架连接于第一连接点41，所述第一摆臂与所述减震器3连接于第二连接点42，所述第一端21、所述第二端22、所述第二连接点42、所述第一连接点41在悬架摆臂4运动的平面内形成四连杆机构。减免减震器3的大幅度摆动。

进一步地，所述羊角法兰5与所述第一摆臂通过球头连接，所述羊角法兰5与所述第二摆臂通过球头连接。使得其既可用作转向桥，也可用作非转向桥。

进一步地，所述羊角法兰5与车轮连接。

本申请还提供一种对所述的主动悬架的应用，将所述主动悬架应用于在障碍路面行驶时的车辆、在凹凸不平和颠簸路面行驶时的车辆、在横坡和纵坡路面行驶时的车辆和在车辆加速与制动工况下的车辆。

在障碍路面行驶时，通过伺服作动器1的伸缩，同步调整车辆各个悬挂支架的高度，实现车辆底盘的升降，通过抬高底盘以提升通过性。在较好道路情况下，通过降低底盘以降低车辆重心，以提升操控稳定性。

在凹凸不平和颠簸路面行驶时，通过伺服作动器1的伸缩，动态调整车辆各个悬挂支架的高度和轮胎的接地压力，保证车身平稳，质心运动轨迹平滑，降低车辆垂向加速度，提升车辆平顺性。

在横坡和纵坡路面行驶时，通过伺服作动器1的伸缩，调整车辆各个悬挂支架的高度，保证整车车身的水平。

在车辆加速与制动工况下，通过伺服作动器1以控制车身姿态，减小并消除车辆加速时“抬头”和制动时“低头”运动，提升车身稳定性和舒适性。

如图2所示，伺服作动器1推杆收回，减震器3未被压缩，悬架摆臂4向下运动。

如图5所示，伺服作动器1推杆伸出，减震器3未被压缩，悬架摆臂4向上运动。

如图3，图4所示，展示了在伺服作动器1两种极限工况下，减震器3被压缩的悬架形态，可看出，减震器3基本保持竖直状态，始终有着较好的受力情况。图3中主动悬架伺服作动器1缩回，减震器3被压缩。图4中主动悬架伺服作动器1伸出，减震器被压缩。

将伺服作动器1和减震器3简化为主动驱动的弹簧阻尼模型，将轮胎简化为弹簧模型，如图6所示，建立车辆的车身垂直、俯仰、侧倾动力学方程以及悬挂作动器的动力学方程：

取x

Y＝CX+D

其中，

X＝[x

F＝[F

其中，Y为车身的垂向运动和俯仰、侧倾运动加速度；Q为路面的速度激励；F为悬架伺服作动器的驱动力。A、B

根据最优控制理论，结合车辆行驶的平顺性和稳定性指标，并兼顾悬架作动器的驱动能力，设计目标函数J

对J

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。