悬架装置及车辆

申请号 CN202410215457.8 申请日 2024-02-27 公开(公告)号 CN117863794A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 浙江吉利控股集团有限公司; 威睿电动汽车技术(宁波)有限公司; 浙江极氪智能科技有限公司; 发明人 杨钟健; 刘光远;
摘要 本 发明 涉及悬架装置技术领域,公开了悬架装置及车辆,悬架装置的第一 定子 与第一吊 耳 连接;第一传动结构包括第一 丝杠 和第一 螺母 组件,第一螺母组件与第一 电机 的第一 转子 固定连接,第一丝杠的一端与第一螺母组件相互传动配合;第一丝杠的另一端与第二吊耳连接;第二定子与第一吊耳连接;第二传动结构包括第二丝杠和第二螺母组件,第二丝杠与第二电机的第二转子固定连接,第二螺母组件与第二丝杠具有传动配合状态和自 锁 状态;自锁状态下,第二螺母组件在轴向方向上受 力 时,第二丝杠与第二螺母组件相对固定;弹性件连接在第二吊耳与第二螺母组件之间。本发明的悬架装置,可实现 刚度 的主动调节、阻尼主动调节、高度调节和高度长时间保持。
权利要求

1.一种悬架装置,其特征在于,包括第一吊(1)和第二吊耳(2);还包括:
第一电机(3),包括第一转子(31)和第一定子(32);所述第一定子(32)与所述第一吊耳(1)连接;
第一传动结构(4),包括第一丝杠(41)和第一螺母组件(42),所述第一螺母组件(42)与所述第一转子(31)固定连接,所述第一丝杠(41)的一端与所述第一螺母组件(42)相互传动配合;所述第一丝杠(41)的另一端与所述第二吊耳(2)连接;
第二电机(5),包括第二转子(51)和第二定子(52);所述第二定子(52)与所述第一吊耳(1)连接;
第二传动结构(6),包括第二丝杠(61)和第二螺母组件(62),所述第二丝杠(61)与所述第二转子(51)固定连接,所述第二螺母组件(62)与所述第二丝杠(61)具有传动配合状态和自状态,所述传动配合状态下,所述第二丝杠(61)在所述第二转子(51)的驱动下旋转,并带动所述第二螺母组件(62)沿轴向移动;所述自锁状态下,所述第二螺母组件(62)在轴向方向上受时,所述第二丝杠(61)与所述第二螺母组件(62)相对固定;
弹性件(7),连接在所述第二吊耳(2)与所述第二螺母组件(62)之间。
2.根据权利要求1所述的悬架装置,其特征在于,所述第一定子(32)的一端与所述第二定子(52)固定连接,另一端与所述第一吊耳(1)连接;所述第一丝杠(41)远离所述第一吊耳(1)的一端滑动贯穿所述第二定子(52)后与所述第二吊耳(2)连接。
3.根据权利要求2所述的悬架装置,其特征在于,所述第二转子(51)套设在所述第二定子(52)的外周,所述第二丝杠(61)固定套设在所述第二转子(51)的外周,所述第二螺母组件(62)套设在所述第二丝杠(61)的外周,所述弹性件(7)套设在所述第二丝杠(61)和所述第一丝杠(41)的外周。
4.根据权利要求3所述的悬架装置,其特征在于,所述第二螺母组件(62)包括第一凸缘(621),所述第一凸缘(621)凸出设置在所述第二螺母组件(62)的外周,并位于远离所述第二吊耳(2)的一端;所述弹性件(7)为螺旋弹簧,所述螺旋弹簧的一端套设在所述第二螺母组件(62)的外周,并与所述第一凸缘(621)抵接;
和/或,所述第二螺母组件(62)还包括行星滚柱螺母(622),所述行星滚柱螺母(622)套设在所述第二丝杠(61)的外周,所述行星滚柱螺母(622)的摩擦大于所述第二丝杠(61)的螺纹倾斜角度。
5.根据权利要求3所述的悬架装置,其特征在于,所述第二电机(5)还包括:
支撑筒(53),包括筒体(531)和第二凸缘(532),所述筒体(531)套设在所述第一丝杠(41)的外周,并固定穿设在所述第二定子(52)的内周,所述第二凸缘(532)凸出设置在所述筒体(531)的一端的外周,所述第二凸缘(532)盖设在所述第一电机(3)的一端,并与所述第一电机(3)可拆卸地连接;
第一轴承(54),设置在所述筒体(531)与所述第二转子(51)之间,用于支承所述第二转子(51)。
6.根据权利要求5所述的悬架装置,其特征在于,还包括第一盖体(8)和密封件(9),所述第一盖体(8)上设有贯通孔,所述第一盖体(8)固定连接在所述筒体(531)远离所述第二凸缘(532)的一端,并盖设所述筒体(531)、所述第二定子(52)、所述第二转子(51)和所述第二丝杠(61);所述密封件(9)设置在所述筒体(531)远离所述第二凸缘(532)的一端的内周,所述第一丝杠(41)滑动穿设在所述贯通孔内,并与所述密封件(9)滑动密封配合。
7.根据权利要求6所述的悬架装置,其特征在于,所述悬架装置还包括缓冲垫(10),所述第一丝杠(41)包括光滑段(411)和螺纹段(412),所述螺纹段(412)与所述第一螺母组件(42)相互传动配合;所述螺纹段(412)与所述光滑段(411)之间设有限位凸部(413);所述缓冲垫(10)套设在所述光滑段(411)的外周,一端与所述限位凸部(413)抵接,另一端适于通过所述密封件(9)和所述第一盖体(8)进行限位;
和/或,所述悬架装置还包括第二角度传感器(11),设置在所述第二电机(5)与所述第一盖体(8)之间,用于检测所述第二转子(51)与所述第二定子(52)之间的相对转速;
和/或,所述悬架装置还包括减震垫(12),套设在所述第一丝杠(41)的外周,并位于所述第二吊耳(2)与所述第一盖体(8)之间。
8.根据权利要求2所述的悬架装置,其特征在于,所述第二吊耳(2)包括支架(21)、防尘盖(22)、第三凸缘(23)和吊耳本体(24);所述第一丝杠(41)远离所述第一吊耳(1)的一端可拆卸地连接在所述支架(21)的内周,所述防尘盖(22)连接在所述支架(21)上远离所述第一吊耳(1)的一端;所述第三凸缘(23)固定套设在所述支架(21)的外周,并位于靠近所述第一吊耳(1)的一端,所述弹性件(7)连接在所述第三凸缘(23)与所述第二螺母组件(62)之间;
所述吊耳本体(24)凸出设置在所述支架(21)的外周。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的悬架装置,其特征在于,所述第一电机(3)还包括壳体(33)和第二轴承(34),所述壳体(33)与所述第二凸缘(532)可拆卸地连接;所述第一定子(32)固定连接在所述壳体(33)的内部,并套设在所述第一转子(31)的外周;所述第一螺母组件(42)套设在所述第一丝杠(41)的外周,固定连接在所述第一转子(31)的内周,并通过第二轴承(34)与所述壳体(33)可转动地连接。
10.根据权利要求9所述的悬架装置,其特征在于,还包括第二盖体(13)和限位螺母(14),所述第二盖体(13)可拆卸地连接在所述壳体(33)上远离所述第二电机(5)的一端,所述第二盖体(13)的中间位置设有背向所述第二电机(5)凸出的延伸段(131),所述延伸段(131)内部设有与所述第一螺母组件(42)的内周连通的延伸腔,所述第一吊耳(1)连接在所述延伸段(131)上远离所述壳体(33)的一端;所述限位螺母(14)固定连接在所述第一螺母组件(42)的外周,并位于靠近所述第二盖体(13)的一端,用于限位所述第一螺母组件(42)。
11.根据权利要求10所述的悬架装置,其特征在于,还包括第一角度传感器(15),设置在所述第二盖体(13)与所述壳体(33)之间,用于检测所述第一螺母组件(42)与所述壳体(33)之间的相对转速。
12.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1至11中任一项所述的悬架装置。

说明书全文

悬架装置及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及悬架装置技术领域,具体涉及悬架装置及车辆。

背景技术

[0002] 传统的汽车悬架装置,通常采用机械弹簧和液压减振器来为车辆提供悬挂和减震的功能,但是悬挂刚度和减震阻尼均不可调节。主动悬架,一般通过传感器、控制系统和执行器实现悬架刚度、减震阻尼的调节,也可以实现悬架高度的主动调节,进一步地可以实现侧倾和俯仰抑制,大幅度提高车辆的舒适性,稳定性操纵性
[0003] 电磁悬架作为主动悬架的实现方式之一,通常通过控制电机电磁的强度和方向,配合相应的机械结构,实现悬架的主动控制,部分电磁悬架方案还可以在产生减震阻尼时提供馈能功能。但是,大部分电磁悬架在主动控制功能的全面性上存在不足,通常需要配合其他的结构或部件才能实现理论上完整的主动悬架控制功能。例如,部分电磁悬架保留了液压阻尼单元,或者部分电磁悬架需要配合其他部件的液压阻尼单元来实现悬架阻尼及其调节功能,其控制响应速度受到液压系统特性的限制,低于传统电机系统的控制响应速度;并且,电磁悬架通常只能通过电机实现短时间的高度保持。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明提供了一种悬架装置及车辆,以解决传统电磁悬架只能实现短时间的高度保持的问题,使得悬架装置整体可实现悬架装置刚度的主动调节,阻尼主动调节及能量回收,悬架装置高度调节和悬架装置高度保持的主动控制能力。
[0005] 第一方面,本发明提供了一种悬架装置,包括第一吊和第二吊耳;还包括第一电机、第一传动结构、第二电机、第二传动结构和弹性件;第一电机包括第一转子和第一定子;所述第一定子与所述第一吊耳连接;第一传动结构包括第一丝杠和第一螺母组件,所述第一螺母组件与所述第一转子固定连接,所述第一丝杠的一端与所述第一螺母组件相互传动配合;所述第一丝杠的另一端与所述第二吊耳连接;第二电机包括第二转子和第二定子;所述第二定子与所述第一吊耳连接;第二传动结构包括第二丝杠和第二螺母组件,所述第二丝杠与所述第二转子固定连接,所述第二螺母组件与所述第二丝杠具有传动配合状态和自状态,所述传动配合状态下,所述第二丝杠在所述第二转子的驱动下旋转,并带动所述第二螺母组件沿轴向移动;所述自锁状态下,所述第二螺母组件在轴向方向上受力时,所述第二丝杠与所述第二螺母组件相对固定;弹性件连接在所述第二吊耳与所述第二螺母组件之间。
[0006] 有益效果:悬架装置整体可实现悬架装置刚度的主动调节,阻尼主动调节及能量回收,悬架装置高度调节和悬架装置高度保持的主动控制能力。由于第一电机和第二电机均为旋转式电机,与液压阻尼单元和借助液压阻尼单元的悬架装置相比,控制响应速度较快;并且,由于第二螺母组件与第二丝杠具有传动配合状态和自锁状态,在自锁状态时,第二螺母组件在轴向方向上受力无法带动第二丝杠旋转,因此,可将悬架装置固定在相应的高度,达到长时间高度保持的目的。由于第一丝杠的一端与第一螺母组件相互传动配合,因此,第一螺母组件在第一转子的带动下绕轴向旋转时,第一螺母组件可为第一丝杠提供轴向驱动力,结合弹性件产生的实时机械支撑力,实现对悬架整体支撑力的实时调节,进而实现悬架目标刚度的实时调节。同时,第一丝杠与第一电机产生轴向相对位移,第一丝杠在轴向方向上的直线运动也可带动第一螺母组件进行旋转运动,进而带动与第一螺母组件固定连接的第一转子进行旋转运动,使得第一电机的第一转子和第一定子之间产生电磁作用,产生旋转阻力。通过控制第一电机的回馈功率,可以控制目标旋转阻力,进而调节悬架装置的阻尼力,同时完成悬架装置跳动时的机械能转化为电能的馈能。
[0007] 在一种可选的实施方式中,所述第一定子的一端与所述第二定子固定连接,另一端与所述第一吊耳连接;所述第一丝杠远离所述第一吊耳的一端滑动贯穿所述第二定子后与所述第二吊耳连接。
[0008] 有益效果:第一电机和第二电机沿轴向依次设置,并同轴设置,可使得悬架装置具备较高的径向结构紧凑性;同时,由于第一丝杠滑动贯穿第二定子后与第二吊耳连接,还使得悬架装置在轴向方向上的高度利用也比较充分。
[0009] 在一种可选的实施方式中,所述第二转子套设在所述第二定子的外周,所述第二丝杠固定套设在所述第二转子的外周,所述第二螺母组件套设在所述第二丝杠的外周,所述弹性件套设在所述第二丝杠和所述第一丝杠的外周。
[0010] 有益效果:第二转子为外转子,第二定子为内定子,且第二定子和第二转子均为中空的结构,中空结构既可为第一丝杠的滑动贯穿提供较多的空间,又不占用第一丝杠轴向运动的空间,保证较大的轴向空间利用率,还可避免与第一丝杠发生旋转干涉或摩擦,实现第一电机和第二电机的单独控制。
[0011] 在一种可选的实施方式中,所述第二螺母组件包括第一凸缘,所述第一凸缘凸出设置在所述第二螺母组件的外周,并位于远离所述第二吊耳的一端;所述弹性件为螺旋弹簧,所述螺旋弹簧的一端套设在所述第二螺母组件的外周,并与所述第一凸缘抵接。
[0012] 有益效果:第一凸缘的设置,可在轴向方向上对螺旋弹簧进行限位,螺旋弹簧通过第一凸缘向第二螺母组件施加弹性作用力,防止第二螺母组件旋转,以保证第二螺母组件可在第二电机主动工作时,沿轴向方向直线运动。螺旋弹簧可以承载和传递大部分垂向力,当第一电机执行悬架装置刚度调节时,第一电机输出支撑力需要对应悬架装置刚度的修正和补充值,无需承载全部垂向力。大大减轻第一电机负载,减小第一电机尺寸。
[0013] 在一种可选的实施方式中,所述第二螺母组件还包括行星滚柱螺母,所述行星滚柱螺母套设在所述第二丝杠的外周,所述行星滚柱螺母的摩擦大于所述第二丝杠的螺纹倾斜角度。
[0014] 在一种可选的实施方式中,所述第二电机还包括支撑筒和第一轴承;支撑筒包括筒体和第二凸缘,所述筒体套设在所述第一丝杠的外周,并固定穿设在所述第二定子的内周,所述第二凸缘凸出设置在所述筒体的一端的外周,所述第二凸缘盖设在所述第一电机的一端,并与所述第一电机可拆卸地连接;第一轴承设置在所述筒体与所述第二转子之间,用于支承所述第二转子。
[0015] 有益效果:支撑筒的设置,既可通过筒体为第一丝杠提供滑动贯穿的空间,又可对第二定子进行固定,还可通过第二凸缘与第一电机进行盖设和可拆卸地连接;第一轴承与筒体配合实现对第二转子的转动支承。
[0016] 在一种可选的实施方式中,还包括第一盖体和密封件,所述第一盖体上设有贯通孔,所述第一盖体固定连接在所述筒体远离所述第二凸缘的一端,并盖设所述筒体、所述第二定子、所述第二转子和所述第二丝杠;所述密封件设置在所述筒体远离所述第二凸缘的一端的内周,所述第一丝杠滑动穿设在所述贯通孔内,并与所述密封件滑动密封配合。
[0017] 在一种可选的实施方式中,所述悬架装置还包括缓冲垫,所述第一丝杠包括光滑段和螺纹段,所述螺纹段与所述第一螺母组件相互传动配合;所述螺纹段与所述光滑段之间设有限位凸部;所述缓冲垫套设在所述光滑段的外周,一端与所述限位凸部抵接,另一端适于通过所述密封件和所述第一盖体进行限位。
[0018] 有益效果:限位凸部与密封件和第一盖体可作为第一丝杠在轴向方向上的一端的第一机械限位,缓冲垫的设置,可缓冲第一丝杠的动作和撞击,对第一盖体、密封件和第二电机进行保护。
[0019] 在一种可选的实施方式中,所述悬架装置还包括第二角度传感器,设置在所述第二电机与所述第一盖体之间,用于检测所述第二转子与所述第二定子之间的相对转速。
[0020] 有益效果:第二角度传感器可用于检测第二转子与第二定子之间的相对转速,以便于更好地对第二电机的主动工作进行控制。
[0021] 在一种可选的实施方式中,所述悬架装置还包括减震垫,套设在所述第一丝杠的外周,并位于所述第二吊耳与所述第一盖体之间。
[0022] 在一种可选的实施方式中,所述第二吊耳包括支架、防尘盖、第三凸缘和吊耳本体;所述第一丝杠远离所述第一吊耳的一端可拆卸地连接在所述支架的内周,所述防尘盖连接在所述支架上远离所述第一吊耳的一端;所述第三凸缘固定套设在所述支架的外周,并位于靠近所述第一吊耳的一端,所述弹性件连接在所述第三凸缘与所述第二螺母组件之间;所述吊耳本体凸出设置在所述支架的外周。
[0023] 有益效果:支架可用于与第一丝杠可拆卸地连接,便于安装和拆卸。防尘盖可对支架内部空间进行防尘保护。第三凸缘可对弹性件进行限位和固定,优选与弹性件抵接。吊耳本体可与外部车架进行连接。
[0024] 在一种可选的实施方式中,所述第一电机还包括壳体和第二轴承,所述壳体与所述第二凸缘可拆卸地连接;所述第一定子固定连接在所述壳体的内部,并套设在所述第一转子的外周;所述第一螺母组件套设在所述第一丝杠的外周,固定连接在所述第一转子的内周,并通过第二轴承与所述壳体可转动地连接。
[0025] 有益效果:壳体既可对第一电机进行固定,又可与第二凸缘进行可拆卸地连接;第二轴承可对第一转子进行转动支承。
[0026] 在一种可选的实施方式中,还包括第二盖体和限位螺母,所述第二盖体可拆卸地连接在所述壳体上远离所述第二电机的一端,所述第二盖体的中间位置设有背向所述第二电机凸出的延伸段,所述延伸段内部设有与所述第一螺母组件的内周连通的延伸腔,所述第一吊耳连接在所述延伸段上远离所述壳体的一端;所述限位螺母固定连接在所述第一螺母组件的外周,并位于靠近所述第二盖体的一端,用于限位所述第一螺母组件。
[0027] 在一种可选的实施方式中,还包括第一角度传感器,设置在所述第二盖体与所述壳体之间,用于检测所述第一螺母组件与所述壳体之间的相对转速。
[0028] 第二方面,本发明还提供了一种车辆,包括上述的悬架装置。附图说明
[0029] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为本发明实施例的一种悬架装置的第一视角的示意图;
[0031] 图2为图1中A‑A向的剖视图;
[0032] 图3为图2中B的局部放大视图;
[0033] 图4为本发明实施例的一种悬架装置的第二视角的示意图;
[0034] 图5为本发明实施例的一种悬架装置的安装爆炸示意图;
[0035] 图6为本发明实施例的一种悬架装置(第一电机等)的一种局部剖视图;
[0036] 图7为本发明实施例的一种悬架装置(第一电机等)的另一种局部剖视图;
[0037] 图8为本发明实施例的一种悬架装置(第二电机等)的示意图;
[0038] 图9为本发明实施例的一种悬架装置(第二电机等)的剖视图;
[0039] 图10为本发明实施例的一种悬架装置的第二螺母组件的示意图;
[0040] 图11为本发明实施例的一种悬架装置的第二传动结构的剖视图;
[0041] 图12为图11中C的局部放大图;
[0042] 图13为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节零位、阻尼位置完全压缩)的示意图;
[0043] 图14为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节零位、阻尼位置零位)的示意图;
[0044] 图15为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节零位、阻尼位置完全拉伸)的示意图;
[0045] 图16为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节高位、阻尼位置完全压缩)的示意图;
[0046] 图17为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节高位、阻尼位置零位)的示意图;
[0047] 图18为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节高位、阻尼位置完全拉伸)的示意图;
[0048] 图19为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节低位、阻尼位置完全压缩)的示意图;
[0049] 图20为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节低位、阻尼位置零位)的示意图;
[0050] 图21为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节低位、阻尼位置完全拉伸)的示意图;
[0051] 图22为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节低位、阻尼位置零位)的示意图;
[0052] 图23为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节零位、阻尼位置零位)的示意图;
[0053] 图24为本发明实施例的一种悬架装置(高度调节高位、阻尼位置零位)的示意图。
[0054] 附图标记说明:
[0055] 1、第一吊耳;2、第二吊耳;21、支架;22、防尘盖;23、第三凸缘;24、吊耳本体;3、第一电机;31、第一转子;32、第一定子;33、壳体;34、第二轴承;4、第一传动结构;41、第一丝杠;411、光滑段;412、螺纹段;413、限位凸部;42、第一螺母组件;5、第二电机;51、第二转子;52、第二定子;53、支撑筒;531、筒体;532、第二凸缘;54、第一轴承;6、第二传动结构;61、第二丝杠;62、第二螺母组件;621、第一凸缘;622、行星滚柱螺母;7、弹性件;8、第一盖体;9、密封件;10、缓冲垫;11、第二角度传感器;12、减震垫;13、第二盖体;131、延伸段;14、限位螺母;15、第一角度传感器。

具体实施方式

[0056] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0057] 下面结合图1至图24,描述本发明的实施例。
[0058] 根据本发明的实施例,一方面,提供了一种悬架装置,包括第一吊耳1和第二吊耳2;还包括第一电机3、第一传动结构4、第二电机5、第二传动结构6和弹性件7;第一电机3包括第一转子31和第一定子32;第一定子32与第一吊耳1连接;第一传动结构4包括第一丝杠
41和第一螺母组件42,第一螺母组件42与第一转子31固定连接,第一丝杠41的一端与第一螺母组件42相互传动配合;第一丝杠41的另一端与第二吊耳2连接;第二电机5包括第二转子51和第二定子52;第二定子52与第一吊耳1连接;第二传动结构6包括第二丝杠61和第二螺母组件62,第二丝杠61与第二转子51固定连接,第二螺母组件62与第二丝杠61具有传动配合状态和自锁状态,传动配合状态下,第二丝杠61在第二转子51的驱动下旋转,并带动第二螺母组件62沿轴向移动;自锁状态下,第二螺母组件62在轴向方向上受力时,第二丝杠61与第二螺母组件62相对固定;弹性件7连接在第二吊耳2与第二螺母组件62之间。
[0059] 悬架装置整体可实现悬架装置刚度的主动调节,阻尼主动调节及能量回收,悬架装置高度调节和悬架装置高度保持的主动控制能力。由于第一电机3和第二电机5均为旋转式电机,与液压阻尼单元和借助液压阻尼单元的悬架装置相比,控制响应速度较快;并且,由于第二螺母组件62与第二丝杠61具有传动配合状态和自锁状态,在自锁状态时,第二螺母组件62在轴向方向上受力无法带动第二丝杠61旋转,因此,可将悬架装置固定在相应的高度,达到长时间高度保持的目的。且第一电机3和第二电机5可独立进行控制。图13至图24为悬架装置不同调节状态的示意图。
[0060] 具体地实施方式中,第二吊耳2与外部车架固定连接,第一吊耳1与外部车架在垂直轴向的方向上铰接,且第一吊耳1内部设有橡胶衬套,橡胶衬套可以提供各个方向的微小自由度
[0061] 具体地,悬架装置的刚度的主动调节方式为第一电机3主动工作,通过控制第一电机3的驱动功率,使得第一电机3的第一转子31产生绕轴向旋转的动力,通过与第一转子31固定连接的第一螺母组件42为第一丝杠41提供轴向驱动力,结合弹性件7产生的实时机械支撑力,实现对悬架整体支撑力的实时调节,进而实现悬架目标刚度的实时调节。
[0062] 悬架装置的阻尼调节方式为通过悬架装置跳动时的外力输入引起第一丝杠41与第一电机3产生轴向相对位移,第一丝杠41在轴向方向上的直线运动带动第一螺母组件42进行旋转运动,进而带动与第一螺母组件42固定连接的第一转子31进行旋转运动,使得第一电机3的第一转子31和第一定子32之间产生电磁作用,产生旋转阻力。通过控制第一电机3的回馈功率,可以控制目标旋转阻力,进而调节悬架装置的阻尼力,同时完成悬架装置跳动时的机械能转化为电能的馈能。
[0063] 进一步的,悬架装置处于主动刚度调节状态时,行车过程中同时需继续执行阻尼调节。此时将基于悬架装置的刚度的主动调节方式计算得到第一电机3的驱动功率,扣除悬架装置的阻尼调节方式计算得到的第一电机3的回馈功率,最终得到第一电机3的功率并基于该功率进行第一电机3的控制。
[0064] 悬架装置高度调节的一种方式为第一电机3主动工作,通过控制第一电机3的驱动功率,使得第一电机3的第一转子31产生绕轴向旋转的动力,通过与第一电机3的第一转子31固定连接的第一螺母组件42带动第一丝杠41产生轴向驱动力,驱动第一丝杠41沿轴向进行直线运动并运动至指定位置。
[0065] 悬架装置高度保持的一种方式为第一电机3主动工作,通过控制第一电机3驱动功率,使得第一电机3的第一转子31产生绕轴向旋转的动力,通过与第一电机3的第一转子31固定连接的第一螺母组件42带动第一电机3的第一丝杠41产生轴向驱动力,驱动第一丝杠41沿轴向方向直线运动至指定位置,同时继续控制第一电机3驱动功率输出,实现第一电机
3短时的旋转位置保持,进行实现悬架装置在目标高度上的短时高度保持。
[0066] 悬架装置的高度调节的另一种方式为第二电机5主动工作,通过控制第二电机5的驱动功率,使得与第二电机5的第二转子51固定连接的第二丝杠61绕轴向转动设定的旋转圈数,此时第二螺母组件62与第二丝杠61处于传动配合状态,进而带动第二螺母组件62沿轴向方向直线运动,完成轴向高度的调节。由于第二螺母组件62与弹性件7连接,因此,弹性件7的弹力可避免第二螺母组件62跟随第二丝杠61进行旋转,保证第二螺母组件62可沿轴向方向直线运动。
[0067] 进一步地,第一电机3的功率设定相对于第二电机5较大,能够通过第一电机3实现短时高度调节功能,实现快速的悬架装置的高度调节;通过第二电机5实现缓慢的悬架装置的高度调节。第二电机5单独进行悬架装置的高度调节时,弹性件7的压缩量不发生改变,跟随第二螺母组件62整体移动。
[0068] 悬架装置的高度保持的另一种方式是通过第二螺母组件62与第二丝杠61的自锁状态实现。第二电机5完成悬架装置的高度调节后,可以退出驱动状态,第二螺母组件62与第二丝杠61处于自锁状态,第二螺母组件62在轴向方向上受力时,第二丝杠61与第二螺母组件62相对固定,无需持续提供驱动功率,即可长时间实现悬架装置的高度保持。
[0069] 在一个实施例中,第一定子32的一端与第二定子52固定连接,另一端与第一吊耳1连接;第一丝杠41远离第一吊耳1的一端滑动贯穿第二定子52后与第二吊耳2连接。
[0070] 第一电机3和第二电机5沿轴向依次设置,并同轴设置,可使得悬架装置具备较高的径向结构紧凑性;同时,由于第一丝杠41滑动贯穿第二定子52后与第二吊耳2连接,还使得悬架装置在轴向方向上的高度利用也比较充分。与传统减震弹簧结构相比,本实施例中的悬架装置在实现悬架全部主动功能后在轴向方向上的高度增量不大。
[0071] 在一个实施例中,第二转子51套设在第二定子52的外周,第二丝杠61固定套设在第二转子51的外周,第二螺母组件62套设在第二丝杠61的外周,弹性件7套设在第二丝杠61和第一丝杠41的外周。
[0072] 第二转子51为外转子,第二定子52为内定子,且第二定子52和第二转子51均为中空的结构,中空结构既可为第一丝杠41的滑动贯穿提供较多的空间,又不占用第一丝杠41轴向运动的空间,保证较大的轴向空间利用率,还可避免与第一丝杠41发生旋转干涉或摩擦,实现第一电机3和第二电机5的单独控制。
[0073] 在一个实施例中,第二螺母组件62包括第一凸缘621,第一凸缘621凸出设置在第二螺母组件62的外周,并位于远离第二吊耳2的一端;弹性件7为螺旋弹簧,螺旋弹簧的一端套设在第二螺母组件62的外周,并与第一凸缘621抵接。
[0074] 第一凸缘621的设置,可在轴向方向上对螺旋弹簧进行限位,螺旋弹簧通过第一凸缘621向第二螺母组件62施加弹性作用力,防止第二螺母组件62旋转,以保证第二螺母组件62可在第二电机5主动工作时,沿轴向方向直线运动。螺旋弹簧可以承载和传递大部分垂向力,当第一电机3执行悬架装置刚度调节时,第一电机3输出支撑力需要对应悬架装置刚度的修正和补充值,无需承载全部垂向力。大大减轻第一电机3负载,减小第一电机3尺寸。
[0075] 在一个实施例中,第二螺母组件62还包括行星滚柱螺母622,行星滚柱螺母622套设在第二丝杠61的外周,行星滚柱螺母622的摩擦角大于第二丝杠61的螺纹倾斜角度。
[0076] 行星滚柱螺母622的摩擦角大于第二丝杠61的螺纹倾斜角度,使得行星滚柱螺母622在第二丝杠61的驱动下可沿轴向直线运动,但在行星滚柱螺母622受到轴向方向的驱动力时,行星滚柱螺母622与第二丝杠61自锁,保持相互固定。行星滚柱螺母622与第二丝杠61使得第二传动结构6形成了大传动比行星滚柱丝杠传动结构,使用小功率的第二电机5即可执行高度调节。同时借助大传动比的第二传动结构6可实现机械自锁的特性,实现长时间和无功率消耗的高度保持。
[0077] 作为可变换的实施方式,也可以为,第二螺母组件62还可为普通螺母,普通螺母的摩擦角大于第二丝杠61的螺纹倾斜角度,使得普通螺母在第二丝杠61的驱动下,在弹性件7的限位下,可沿轴向直线运动;但在受到轴向作用力时,与第二丝杠61相互固定达到自锁状态。
[0078] 具体地,行星滚柱螺母622包括行星滚柱支架21和多个行星滚柱,多个行星滚柱环绕周向连接在行星滚柱支架21的内周。
[0079] 在一个实施例中,第二电机5还包括支撑筒53和第一轴承54;支撑筒53包括筒体531和第二凸缘532,筒体531套设在第一丝杠41的外周,并固定穿设在第二定子52的内周,第二凸缘532凸出设置在筒体531的一端的外周,第二凸缘532盖设在第一电机3的一端,并与第一电机3可拆卸地连接;第一轴承54设置在筒体531与第二转子51之间,用于支承第二转子51。
[0080] 支撑筒53的设置,既可通过筒体531为第一丝杠41提供滑动贯穿的空间,又可对第二定子52进行固定,还可通过第二凸缘532与第一电机3进行盖设和可拆卸地连接;第一轴承54与筒体531配合实现对第二转子51的转动支承。
[0081] 具体地,筒体531靠近第二凸缘532的一端依次设有第一台阶部、第二台阶部和第三台阶部,第一台阶部靠近第二凸缘532,第一台阶部、第二台阶部和第三台阶部的直径依次减小;第一轴承54套设在第二台阶部的外周,一端与第一台阶部背向第二凸缘532的端面抵接,另一端支承第二转子51;第一台阶部将第一轴承54与第二凸缘532之间间隔开,便于第二凸缘532与第一电机3之间的连接,还防止第二转子51旋转时与第二凸缘532发生摩擦;第二定子52套设在筒体531的外周,且一端与第一台阶部背向第二凸缘532的端面抵接,第一台阶部将第一定子32与第一轴承54间隔开,避免运动干涉或者摩擦。第二凸缘532与第一电机3可通过螺钉、螺栓固件可拆卸地连接。
[0082] 在一个实施例中,还包括第一盖体8和密封件9,第一盖体8上设有贯通孔,第一盖体8固定连接在筒体531远离第二凸缘532的一端,并盖设筒体531、第二定子52、第二转子51和第二丝杠61;密封件9设置在筒体531远离第二凸缘532的一端的内周,第一丝杠41滑动穿设在贯通孔内,并与密封件9滑动密封配合。
[0083] 第一盖体8可进一步增加第二电机5整体的稳定性和一体性,且可对第二电机5和第二传动结构6进行防护;密封件9可实现第一丝杠41与第二电机5的滑动密封。
[0084] 在一个实施例中,悬架装置还包括缓冲垫10,第一丝杠41包括光滑段411和螺纹段412,螺纹段412与第一螺母组件42相互传动配合;螺纹段412与光滑段411之间设有限位凸部413;缓冲垫10套设在光滑段411的外周,一端与限位凸部413抵接,另一端适于通过密封件9和第一盖体8进行限位。
[0085] 限位凸部413与密封件9和第一盖体8可作为第一丝杠41在轴向方向上的一端的第一机械限位。缓冲垫10的设置,可缓冲第一丝杠41的动作和撞击,对第一盖体8、密封件9和第二电机5进行保护。
[0086] 在一个实施例中,悬架装置还包括第二角度传感器11,设置在第二电机5与第一盖体8之间,用于检测第二转子51与第二定子52之间的相对转速。
[0087] 第二角度传感器11可用于检测第二转子51与第二定子52之间的相对转速,以便于更好地对第二电机5的主动工作进行控制。
[0088] 具体地,第二角度传感器11为旋转式角度传感器。第一盖体8和第二电机5可形成第二螺母组件62在轴向方向上的第三机械限位和第四机械限位。
[0089] 进一步地,悬架装置高度调节过程中,可根据第二角度传感器11提供的第二转子51与第二定子52之间的相对旋转位置获得当前第二螺母组件62的高度位置,实时获得悬架装置的高度位置,并设定软件层面的第一高度上止位和第一高度下止位,实时监控当前的第二螺母组件62的高度位置和软件设定的第一高度上止位和第一高度下止位的相对位置关系,防止当前的第二螺母组件62的高度位置和悬架装置的高度位置超出软件设定的第一高度上止位和第一高度下止位。目标是在第二电机5进行悬架装置高度调节过程中防止或减少触发第三机械限位和第四机械限位。
[0090] 在一个实施例中,悬架装置还包括减震垫12,套设在第一丝杠41的外周,并位于第二吊耳2与第一盖体8之间。
[0091] 减震垫12可在第一吊耳1和第一盖体8之间形成减震缓冲。
[0092] 在一个实施例中,第二吊耳2包括支架21、防尘盖22、第三凸缘23和吊耳本体24;第一丝杠41远离第一吊耳1的一端可拆卸地连接在支架21的内周,防尘盖22连接在支架21上远离第一吊耳1的一端;第三凸缘23固定套设在支架21的外周,并位于靠近第一吊耳1的一端,弹性件7连接在第三凸缘23与第二螺母组件62之间;吊耳本体24凸出设置在支架21的外周。
[0093] 支架21可用于与第一丝杠41可拆卸地连接,便于安装和拆卸。防尘盖22可对支架21内部空间进行防尘保护。第三凸缘23可对弹性件7进行限位和固定,优选与弹性件7抵接。
吊耳本体24可与外部车架进行连接。
[0094] 具体地,支架21可通过固定螺母与第一丝杠41远离第一吊耳1的一端可拆卸地连接。支架21内部设有隔板,隔板上设有贯穿孔,第一丝杠41远离第一吊耳1的一端的外周设有外螺纹,外螺纹与光滑段411之间设有第四台阶部,第四台阶部与隔板相抵,第一丝杠41的外螺纹穿过贯穿孔与固定螺母可拆卸地连接。
[0095] 在一个实施例中,第一电机3还包括壳体33和第二轴承34,壳体33与第二凸缘532可拆卸地连接;第一定子32固定连接在壳体33的内部,并套设在第一转子31的外周;第一螺母组件42套设在第一丝杠41的外周,固定连接在第一转子31的内周,并通过第二轴承34与壳体33可转动地连接。
[0096] 壳体33既可对第一电机3进行固定,又可与第二凸缘532进行可拆卸地连接;第二轴承34可对第一转子31进行转动支承。
[0097] 具体地,第一螺母组件42可为滚珠螺母组件。第二轴承34具有两组,分别设置在第一螺母组件42的两端。壳体33包括直筒部和凸缘部,直筒部的两端分别设有凸缘部,凸缘部向直筒部的内周凸出,第一转子31和第一定子32均设置在两个凸缘部之间,两个凸缘部均设有第五台阶部,第五台阶部将第二轴承34与第二转子51间隔开。
[0098] 在一个实施例中,还包括第二盖体13和限位螺母14,第二盖体13可拆卸地连接在壳体33上远离第二电机5的一端,第二盖体13的中间位置设有背向第二电机5凸出的延伸段131,延伸段131内部设有与第一螺母组件42的内周连通的延伸腔,第一吊耳1连接在延伸段
131上远离壳体33的一端;限位螺母14固定连接在第一螺母组件42的外周,并位于靠近第二盖体13的一端,用于限位第一螺母组件42。
[0099] 延伸段131在轴向方向上远离第二电机5的方向为第一丝杠41提供了活动空间,延伸段131的延伸腔还在轴向方向上远离第二电机5的方向作为对第一丝杠41的第二机械限位。限位螺母14将第一传动结构4的第一螺母组件42在轴向方向上进行限位。
[0100] 具体地,限位凸部413与密封件9和第一盖体8可作为第一丝杠41在轴向方向上的一端的第一机械限位,延伸腔作为第一丝杠41在轴向方向上的另一端的第二机械限位。当外力输入过大时,需求的阻尼力超过第一电机3的能力时,通过第一机械限位和第二机械限位进行机械限位。
[0101] 在一个实施例中,还包括第一角度传感器15,设置在第二盖体13与壳体33之间,用于检测第一螺母组件42与壳体33之间的相对转速。
[0102] 第一角度传感器15可用于检测第一螺母组件42与壳体33之间的相对转速,以便于更好地对第一电机3的主动工作进行控制。
[0103] 具体地,第一角度传感器15为旋转式传感器。
[0104] 进一步地,还可根据第一角度传感器15提供的第一电机3的相对旋转位置计算获得第一丝杠41当前实时的高度位置,并设定软件层面的第一丝杠41的第二高度上止位和第二高度下止位,实时监控当前的第一丝杠41高度位置和软件设定的第二高度上止位和第二高度下止位的相对位置关系,防止当前的第一丝杠41高度位置超出软件设定的第二高度上止位和第二高度下止位。目标是在第一电机3进行悬架装置短时高度调节过程中防止或减少触发第一机械限位和第二机械限位。
[0105] 根据本发明的实施例,另一方面,还提供了一种车辆,包括上述的悬架装置。
[0106] 虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
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