ITBO20120006A1 - ELECTROMAGNETIC LINEAR ACTUATOR WITH BRAKING DEVICE TO CHANGE THE GEOMETRY OF AN ACTIVE SUSPENSION OF A CAR - Google Patents

Description

“ATTUATORE LINEARE ELETTROMAGNETICO CON DISPOSITIVO FRENANTE PER VARIARE LA GEOMETRIA DI UNA SOSPENSIONE ATTIVA DI UNA VETTURA†⠀ œ ELECTROMAGNETIC LINEAR ACTUATOR WITH BRAKING DEVICE TO CHANGE THE GEOMETRY OF AN ACTIVE SUSPENSION OF A CARâ €

SETTORE DELLA TECNICA TECHNIQUE SECTOR

La presente invenzione à ̈ relativa ad un attuatore lineare elettromagnetico con dispositivo frenante per variare la geometria di una sospensione attiva di una vettura. The present invention relates to an electromagnetic linear actuator with braking device for varying the geometry of an active suspension of a car.

ARTE ANTERIORE ANTERIOR ART

In una sospensione di una vettura, gli angoli caratteristici sono l’angolo di convergenza e angolo di campanatura detto anche angolo di camber. In a car suspension, the characteristic angles are the toe and camber angle, also known as the camber angle.

L'angolo di convergenza totale à ̈ l’angolo formato tra i piani di rotolamento delle due ruote di uno stesso assale guardando la vettura dall'alto (ogni ruota ha un proprio angolo di convergenza che vale una frazione dell’angolo di convergenza totale); se i due piani si incrociano anteriormente all'assale considerato (rispetto al senso di marcia) allora l'angolo di convergenza à ̈ positivo e se, viceversa, i due piani si incontrano posteriormente all'assale considerato (rispetto al senso di marcia) allora l'angolo di convergenza à ̈ negativo. The total toe angle is the angle formed between the rolling surfaces of the two wheels of the same axle when looking at the car from above (each wheel has its own toe angle which is a fraction of the toe angle total); if the two planes cross in front of the considered axle (with respect to the direction of travel) then the convergence angle is positive and if, vice versa, the two planes meet behind the considered axle (with respect to the direction of travel) then the angle of convergence is negative.

L’angolo di campanatura di una ruota à ̈ l’angolo che si misura tra il piano su cui rotola la ruota e l'asse di mezzeria perpendicolare al terreno; l’angolo di campanatura à ̈ negativo quando le ruote tendono a chiudersi verso la vettura e quindi i due piani di rotolamento delle ruote si incontrano al di sopra del piano stradale e, viceversa, l’angolo di campanatura à ̈ positivo se i due piani di rotolamento delle ruote si incrociano al di sotto del piano stradale. The camber angle of a wheel is the angle measured between the plane on which the wheel rolls and the centreline perpendicular to the ground; the camber angle is negative when the wheels tend to close towards the car and therefore the two rolling surfaces of the wheels meet above the road surface and, vice versa, the camber angle is positive if the two rolling surfaces of the wheels cross below the road surface.

In una sospensione passiva di tipo tradizionale, gli angoli di campanatura e di convergenza variano “passivamente†(ovvero senza alcun tipo di controllo esterno) in funzione delle forze e dei momenti che vengono applicati nell’orma di contatto del pneumatico (variazione elastica degli angoli) e in funzione dello scuotimento verticale della sospensione (variazione cinematica degli angoli). In una vettura sportiva ad alte prestazioni, la geometria della sospensioni e la rigidità del complesso molla/ammortizzatore vengono dimensionate per fare in modo che le variazioni degli angoli di campanatura e di convergenza siano normalmente molto contenute; di conseguenza, gli angoli di campanatura e di convergenza effettivi non si allontano mai in modo significativo dagli angoli di campanatura e di convergenza nominali che rappresentano un compromesso per massimizzare le prestazioni, ovvero per ottimizzare l’impronta di contatto del pneumatico al terreno. In a traditional type of passive suspension, the camber and toe angles vary â € œpassivelyâ € (i.e. without any type of external control) as a function of the forces and moments that are applied in the contact track of the tire (elastic variation angles) and as a function of the vertical shaking of the suspension (kinematic variation of the angles). In a high-performance sports car, the geometry of the suspension and the stiffness of the spring / shock absorber assembly are sized to ensure that the variations in the camber and toe angles are normally very small; as a result, the actual camber and toe angles never depart significantly from the nominal camber and toe angles which represent a compromise to maximize performance, ie to optimize the tire-to-ground contact footprint.

È inevitabile che gli angoli di campanatura e di convergenza nominali rappresentino un compromesso che permette di avere sempre una impronta di contatto del pneumatico al terreno buona senza, tuttavia, permettere di avere mai (o quasi mai) una impronta di contatto del pneumatico al terreno ottima. Per migliorare l’impronta di contatto del pneumatico al terreno in tutte le condizioni, à ̈ stato proposto l’utilizzo di sospensioni attive in cui, ad esempio, braccetti della sospensione vengono sostituiti da corrispondenti attuatori lineari che sono pilotabili per variare in modo controllato la loro lunghezza e quindi variare in modo controllato l’angolo di campanatura e l’angolo di convergenza della sospensione. It is inevitable that the nominal camber and toe angles represent a compromise that allows you to always have a good tire-to-ground contact imprint without, however, ever (or almost never) having an excellent tire-to-ground contact imprint. . To improve the contact footprint of the tire with the ground in all conditions, the use of active suspensions has been proposed in which, for example, suspension arms are replaced by corresponding linear actuators that can be controlled to vary controlled their length and therefore vary the camber angle and the toe angle of the suspension in a controlled way.

Un esempio di una vettura provvista di sospensioni attive à ̈ fornito dalla domanda di brevetto WO2008078568A1, in cui una unità di controllo elettronica à ̈ collegata ad un sensore di sterzo che misura in tempo reale l’angolo di sterzo ed à ̈ collegata ad un giroscopio tri-assiale che à ̈ solidale al telaio della vettura e misura in tempo reale ed in un sistema di riferimento tridimensionale le accelerazioni lineari rispetto al suolo e le accelerazioni angolari rispetto al suolo; in funzione delle misure ricevute dal sensore di sterzo e dal giroscopio triassiale, l’unità di controllo elettronica stabilisce ciclicamente quali sono i valori ottimali degli angoli di campanatura e di convergenza di ciascuna sospensione e quindi pilota di conseguenza gli attuatori lineari di ciascuna sospensione per conferire alla sospensione stessa gli angoli di campanatura e di convergenza ottimali. An example of a car equipped with active suspension is provided by patent application WO2008078568A1, in which an electronic control unit is connected to a steering sensor that measures the steering angle in real time and is connected to a tri-axial gyroscope which is integral with the car chassis and measures linear accelerations with respect to the ground and angular accelerations with respect to the ground in real time and in a three-dimensional reference system; according to the measurements received from the steering sensor and the triaxial gyroscope, the electronic control unit cyclically establishes which are the optimal values of the camber and toe angles of each suspension and therefore pilots the linear actuators of each suspension for giving the suspension itself the best camber and toe angles.

Normalmente, per variare la geometria di una sospensione attiva di una vettura vengono utilizzati attuatori lineari idraulici del tipo di quello descritto nel brevetto US5438515A1; tuttavia, questi attuatori lineari idraulici presentano alcuni inconvenienti in quanto sono abbastanza pesanti, non permettono di ottenere una regolazione della posizione molto fine (precisa), e richiedono dei collegamenti idraulici con il circuito del fluido di comando che sono di complessa realizzazione in quanto devono essere nello stesso tempo affidabili nel tempo e sufficientemente flessibili per adattarsi agli spostamenti (scuotimenti) della sospensione. Al posto degli attuatori lineari idraulici à ̈ stato proposto anche l’utilizzo di attuatori lineari elettromagnetici, i quali, tuttavia, non sono in grado di sviluppare potenze di spinta molto elevate e quindi non sono adatti a venire utilizzati per il controllo dell’angolo di campanatura di una sospensione in quanto la variazione rapida (ovvero con una frequenza di alcuni Hertz) dell’angolo di campanatura richiede l’applicazione nella sospensione di potenze elevate (indicativamente la forza necessaria a variare l’angolo di campanatura à ̈ sempre almeno tre volte la forza necessaria a variare l’angolo di convergenza). Normally, to vary the geometry of an active suspension of a car, hydraulic linear actuators of the type described in US 5438515A1 are used; however, these hydraulic linear actuators have some drawbacks as they are quite heavy, do not allow to obtain a very fine (precise) position adjustment, and require hydraulic connections with the control fluid circuit which are complex to make as they must be at the same time reliable over time and flexible enough to adapt to the movements (shaking) of the suspension. Instead of the hydraulic linear actuators, the use of electromagnetic linear actuators has also been proposed, which, however, are not able to develop very high thrust powers and therefore are not suitable to be used for the control of the camber angle of a suspension since the rapid variation (i.e. with a frequency of a few Hertz) of the camber angle requires the application in the suspension of high powers (indicatively the force necessary to vary the camber angle à ̈ always at least three times the force necessary to vary the toe angle).

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un attuatore lineare elettromagnetico con dispositivo frenante per variare la geometria di una sospensione attiva di una vettura, il quale attuatore lineare elettromagnetico sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, in particolare sia di facile ed economica realizzazione. The purpose of the present invention is to provide an electromagnetic linear actuator with a braking device for varying the geometry of an active suspension of a car, which electromagnetic linear actuator is free from the drawbacks described above and, in particular, is easy and economical to manufacture.

Secondo la presente invenzione viene fornito un attuatore lineare elettromagnetico con dispositivo frenante per variare la geometria di una sospensione attiva di una vettura, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate. According to the present invention, an electromagnetic linear actuator with braking device is provided for varying the geometry of an active suspension of a car, according to what is claimed by the attached claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

ï‚· la figura 1 Ã ̈ una vista schematica ed in pianta di una vettura con sospensioni attive che sono provviste di attuatori lineari elettromagnetici realizzati in accordo con la presente invenzione; Figure 1 is a schematic and plan view of a car with active suspensions which are equipped with electromagnetic linear actuators made in accordance with the present invention;

ï‚· la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica e con parti asportate per chiarezza di una sospensione posteriore attiva della vettura della figura 1; ï ‚· figure 2 is a perspective view with parts removed for clarity of an active rear suspension of the car of figure 1;

 le figure 3 e 4 sono due viste in sezione longitudinale, rispettivamente frontale ed in prospettiva, di un attuatore lineare elettromagnetico della sospensione posteriore attiva della figura 2;  le figure 5 e 6 sono due viste in sezione longitudinale, rispettivamente frontale ed in prospettiva, di un motore elettrico dell’attuatore elettromagnetico delle figure 3 e 4; e Figures 3 and 4 are two longitudinal sectional views, respectively front and perspective, of an electromagnetic linear actuator of the active rear suspension of Figure 2; Figures 5 and 6 are two longitudinal sectional views, respectively front and perspective, of an electric motor of the electromagnetic actuator of Figures 3 and 4; And

 le figure 7 e 8 sono due viste in sezione longitudinale, rispettivamente frontale ed in prospettiva, di un dispositivo frenante dell’attuatore elettromagnetico delle figure 3 e 4. Figures 7 and 8 are two longitudinal sectional views, respectively from the front and in perspective, of a braking device of the electromagnetic actuator of Figures 3 and 4.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE PREFERRED FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Nella figura 1, con il numero 1 Ã ̈ indicata nel suo complesso una vettura stradale provvista di due ruote 2 anteriori e di due ruote 3 posteriori motrici, che ricevono la coppia motrice da un sistema 4 di motopropulsione. In figure 1, the number 1 indicates as a whole a road car equipped with two front wheels 2 and two rear driving wheels 3, which receive the drive torque from a motor propulsion system 4.

Il sistema 4 di motopropulsione comprende un motore 5 termico a combustione interna, il quale à ̈ disposto in posizione anteriore ed à ̈ provvisto di un albero 6 motore, ed una trasmissione 7 manuale automatica (denominata comunemente “AMT†), la quale trasmette la coppia motrice generata dal motore 5 a combustione interna alle ruote 3 posteriori motrici. La trasmissione 7 comprende un albero 8 di trasmissione che à ̈ da un lato à ̈ angolarmente solidale all’albero 6 motore e dall’altro lato à ̈ meccanicamente collegato ad un cambio 9 a doppia frizione, il quale à ̈ disposto in posizione posteriore, e trasmette il moto alle ruote 3 posteriori motrici mediante due semiassi che ricevono il moto da un differenziale. The motor propulsion system 4 comprises an internal combustion engine 5, which is arranged in the front position and is equipped with a drive shaft 6, and an automatic manual transmission 7 (commonly called â € œAMTâ €), which transmits the driving torque generated by the internal combustion engine 5 to the rear driving wheels 3. The transmission 7 comprises a transmission shaft 8 which on one side is angularly integral with the motor shaft 6 and on the other side is mechanically connected to a double clutch gearbox 9, which is arranged in position rear, and transmits motion to the 3 rear driving wheels by means of two semi-axles which receive motion from a differential.

Ciascuna ruota 2 anteriore à ̈ meccanicamente collegata ad un telaio 10 della vettura 1 (parzialmente illustrato nella figura 2) mediante una sospensione 11 anteriore di tipo “multi-link†(secondo una diversa forma di attuazione la sospensione 11 anteriore à ̈ “a quadrilatero articolato†); analogamente, ciascuna ruota 3 posteriore à ̈ meccanicamente collegata al telaio 10 della vettura 1 mediante una sospensione 12 posteriore di tipo “multi-link†. Ciascuna sospensione 11 o 12 comprende un attuatore 13 lineare elettromagnetico di grande potenza che à ̈ pilotabile per variare l’angolo di convergenza della sospensione 11 o 12 ed un attuatore 14 lineare elettromagnetico di grande potenza che à ̈ pilotabile per variare l’angolo di campanatura della sospensione 11 o 12. In particolare, in ciascuna sospensione 11 o 12 gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici sostituiscono dei braccetti che collegano il mozzo 15 (illustrato nella figura 2) della ruota 2 o 3 con il telaio 10; in questo modo, variando in modo controllato la lunghezza gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici à ̈ possibile ottenere una corrispondente variazione degli angoli di convergenza e di campanatura. In altre parole, in ciascuna sospensione 11 o 12, gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici accorciandosi e/o allungandosi in modo controllato possono variare gli angoli di convergenza e di campanatura. Each front wheel 2 is mechanically connected to a frame 10 of the car 1 (partially illustrated in Figure 2) by means of a front suspension 11 of the `` multi-link '' type (according to a different embodiment, the front suspension 11 is œ with articulated quadrilateralâ €); similarly, each rear wheel 3 is mechanically connected to the chassis 10 of the car 1 by means of a rear suspension 12 of the â € œmulti-linkâ € type. Each suspension 11 or 12 comprises a high power electromagnetic linear actuator 13 which can be driven to vary the angle of convergence of the suspension 11 or 12 and a high power electromagnetic linear actuator 14 which can be driven to vary the angle camber of the suspension 11 or 12. In particular, in each suspension 11 or 12 the electromagnetic linear actuators 13 and 14 replace the arms which connect the hub 15 (illustrated in Figure 2) of the wheel 2 or 3 with the frame 10; in this way, by varying the length of the electromagnetic linear actuators 13 and 14 in a controlled manner, it is possible to obtain a corresponding variation of the toe and camber angles. In other words, in each suspension 11 or 12, the electromagnetic linear actuators 13 and 14 can vary the toe and camber angles by shortening and / or lengthening in a controlled manner.

Nella figura 2 à ̈ illustrata in vista prospettica una sospensione 12 posteriore provvista dei due attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici che sostituiscono dei braccetti che collegano il mozzo 15 della ruota 2 o 3 con il telaio 10. Nella figura 2 à ̈ riconoscibile un braccio 16 di controllo inferiore a cui à ̈ meccanicamente collegata una barra 17 anti-rollio con l’interposizione di un braccio 18 di collegamento. Nella figura 2 à ̈ anche riconoscibile un complesso molla/ammortizzatore 19 che à ̈ meccanicamente collegato al mozzo 15 mediante un bilanciere (“rocker†) 20 ed una asta di spinta (“push-rod†) 21. La disposizione orizzontale del complesso molla/ammortizzatore 19 permette di liberare dello spazio necessario ad alloggiare gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici. Figure 2 shows a perspective view of a rear suspension 12 equipped with the two electromagnetic linear actuators 13 and 14 which replace the arms that connect the hub 15 of wheel 2 or 3 with the frame 10. Figure 2 shows an arm 16 lower control unit to which an anti-roll bar 17 is mechanically connected with the interposition of a connecting arm 18. Figure 2 also shows a spring / shock absorber assembly 19 which is mechanically connected to the hub 15 by means of a rocker arm (â € œrockerâ €) 20 and a push rod (â € œpush-rodâ €) 21. The horizontal arrangement of the spring / shock absorber assembly 19 makes it possible to free up the space necessary to house the electromagnetic linear actuators 13 and 14.

In ciascuna sospensione 11 o 12, gli angoli di convergenza e di campanatura nominali sono preferibilmente molti vicino allo zero (se non nulli), in quanto, grazie all’azione degli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici, in uso à ̈ possibile ottenere una correzione attiva degli angoli di convergenza e di campanatura, ovvero à ̈ possibile variare continuamente i valori effetti degli angoli di convergenza e di campanatura per avere in ogni condizione gli angoli di convergenza e di campanatura ottimali. In each suspension 11 or 12, the nominal toe and camber angles are preferably many close to zero (if not zero), since, thanks to the action of the electromagnetic linear actuators 13 and 14, in use it is possible to obtain a active correction of the toe and camber angles, i.e. it is possible to continuously vary the effect values of the toe and camber angles to have the optimal toe and camber angles in all conditions.

Secondo una preferita forma di attuazione, ciascuna sospensione 11 o 12 (ed in particolare gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici di ciascuna sospensione 11 o 12) viene investita da un flusso di aria di raffreddamento che viene preferibilmente convogliato attraverso una presa d’aria dinamica dedicata ed ha la funzione di permettere un adeguato raffreddamento degli attuatori 13 e 14 lineari. According to a preferred embodiment, each suspension 11 or 12 (and in particular the linear electromagnetic actuators 13 and 14 of each suspension 11 or 12) is hit by a flow of cooling air which is preferably conveyed through an air intake dedicated dynamics and has the function of allowing adequate cooling of the linear actuators 13 and 14.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, à ̈ prevista una unità 22 di controllo elettronica (“ECU†) che controlla in tempo reale gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici di tutte le sospensioni 11 e 12 per adattare ciclicamente gli angoli di convergenza e di campanatura alla condizione dinamica della vettura 1. L’unità 22 di controllo à ̈ collegata ad un giroscopio 23 tri-assiale che à ̈ provvisto di una piattaforma inerziale statica di origine aeronautica, à ̈ solidale al telaio 10 della vettura, e misura in tempo reale ed in un sistema di riferimento tridimensionale le accelerazioni lineari rispetto al suolo lungo (accelerazioni longitudinale, trasversale e verticale) e le accelerazioni angolari rispetto al suolo (accelerazioni di rollio, di beccheggio e di imbardata). Inoltre, L’unità 22 di controllo à ̈ collegata ad un posizionatore 24 satellitare di alta precisione che misura in tempo reale la posizione georeferenziata della vettura 1 rispetto al suolo. As illustrated in Figure 1, there is an electronic control unit 22 (â € œECUâ €) which controls in real time the electromagnetic linear actuators 13 and 14 of all suspensions 11 and 12 to cyclically adapt the toe and camber to the dynamic condition of the car 1. The control unit 22 is connected to a tri-axial gyroscope 23 which is provided with a static inertial platform of aeronautical origin, is integral with the chassis 10 of the car, and measures in in real time and in a three-dimensional reference system, the linear accelerations with respect to the ground along (longitudinal, transverse and vertical accelerations) and the angular accelerations with respect to the ground (roll, pitch and yaw accelerations). Furthermore, the control unit 22 is connected to a high precision satellite positioner 24 which measures in real time the georeferenced position of the car 1 with respect to the ground.

In uso, l’unità 22 di controllo stabilisce ciclicamente (ovvero con una frequenza prestabilita) quali sono i valori ottimali degli angoli di campanatura e di convergenza di ciascuna sospensione 11 o 12 e quindi pilota di conseguenza gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici di ciascuna sospensione 11 o 12 per conferire alla sospensione 11 o 12 stessa gli angoli di campanatura e di convergenza ottimali. In particolare, l’unità 22 di controllo utilizza le misure fornite in tempo reale dal giroscopio 23 tri-assiale e dal posizionatore 24 satellitare, per determinare per ciascuna ruota 2 o 3 gli angoli di convergenza e di campanatura ottimali della corrispondente sospensione 11 o 12, ovvero gli angoli di convergenza e di campanatura che permettono di ottimizzare la prestazione di forza globale ottenuta nell’orma di contatto del pneumatico della ruota 2 o 3 stessa. In use, the control unit 22 establishes cyclically (i.e. with a predetermined frequency) which are the optimal values of the camber and toe angles of each suspension 11 or 12 and therefore drives the electromagnetic linear actuators 13 and 14 accordingly. each suspension 11 or 12 to give the suspension 11 or 12 itself the optimum camber and toe angles. In particular, the control unit 22 uses the measurements provided in real time by the tri-axial gyroscope 23 and by the satellite positioner 24, to determine for each wheel 2 or 3 the optimal toe and camber angles of the corresponding suspension 11 or 12, that is the toe and camber angles which allow to optimize the overall force performance obtained in the contact track of the tire of the wheel 2 or 3 itself.

Le frequenze di movimento richieste agli attuatori 13 e 14 lineari sono superiori alla dinamica di azione sullo sterzo (ovvero della dinamica di variazione dell’angolo di sterzo) e tipicamente raggiungono i 4-10 Hz su tutta la corsa di campanatura e di convergenza delle sospensioni 11 e 12 in presenza dei carichi massimi nell’orma di contatto dei pneumatici. In ciascuna sospensione 11 o 12 lo sforzo necessario per variare l’angolo di campanatura à ̈ sempre almeno tre volte più grande dello sforzo necessario per variare l’angolo di convergenza. The movement frequencies required by the linear actuators 13 and 14 are higher than the dynamics of action on the steering (i.e. the dynamics of variation of the steering angle) and typically reach 4-10 Hz over the entire camber and convergence stroke of the suspensions 11 and 12 in the presence of maximum loads in the tire contact track. In each suspension 11 or 12 the effort required to vary the camber angle is always at least three times greater than the effort required to vary the toe angle.

Nella forma di attuazione illustrata nella figura 1, tutte e quattro le sospensioni 11 e 12 sono attive, cioà ̈ sono provviste degli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici; secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, solo le due sospensioni 11 anteriori oppure solo le due sospensioni 12 posteriori sono attive mentre le due sospensioni 12 posteriori oppure le due sospensioni 11 anteriori sono passive. In the embodiment illustrated in Figure 1, all four suspensions 11 and 12 are active, ie they are provided with electromagnetic linear actuators 13 and 14; according to a different embodiment not shown, only the two front suspensions 11 or only the two rear suspensions 12 are active while the two rear suspensions 12 or the two front suspensions 11 are passive.

Secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 4, ciascun attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico comprende una asta 25 che presenta un asse 26 longitudinale di simmetria ed à ̈ provvista ad una estremità di un organo 27 di attacco meccanico mediante il quale l’asta 25 viene fissata al mozzo 15. Inoltre, ciascun attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico comprende un cilindro 28 che à ̈ disposto coassialmente all’asta 25, alloggia al suo interno una porzione dell’asta 25 permettendo uno scorrimento assiale (ovvero parallelamente all’asse 26 longitudinale) dell’asta 25 stessa, ed à ̈ provvisto ad una estremità opposta all’organo 27 di attacco meccanico di un organo 29 di attacco meccanico mediante il quale il cilindro 28 viene fissato al telaio 10. Secondo una diversa ed equivalente forma di attuazione non illustrata, l’asta 25 viene fissata al telaio 10 mediante l’organo 27 di attacco meccanico ed il cilindro 28 viene fissato al mozzo 15 mediante l’organo 29 di attacco meccanico. According to what is illustrated in Figures 3 and 4, each electromagnetic linear actuator 13 or 14 comprises a rod 25 which has a longitudinal axis 26 of symmetry and is provided at one end with a mechanical attachment member 27 by means of which the rod 25 is fixed to the hub 15. Furthermore, each electromagnetic linear actuator 13 or 14 comprises a cylinder 28 which is arranged coaxially to the rod 25, houses inside it a portion of the rod 25 allowing an axial sliding (ie parallel to the Longitudinal axis 26) of the rod 25 itself, and is provided at one end opposite the mechanical attachment member 27 with a mechanical attachment member 29 by means of which the cylinder 28 is fixed to the frame 10. According to a different and equivalent embodiment not shown, the rod 25 is fixed to the frame 10 by means of the mechanical attachment member 27 and the cylinder 28 is fixed to the hub 15 by means of the attachment member 29 mechanical co.

Ciascun attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico comprende un motore 30 elettrico rotante che à ̈ disposto all’interno del cilindro 28, à ̈ atto a venire portato in rotazione per generare uno scorrimento assiale tra l’asta 25 ed il cilindro 28, e comprende uno statore 31 rigidamente vincolato al cilindro 28 ed un rotore 32 meccanicamente collegato all’asta 25. Il rotore 32 del motore 30 elettrico à ̈ supportato in modo girevole dal cilindro 28 mediante l’interposizione di due cuscinetti 33 a sfera disposto dal lati opposti del rotore 32. Each electromagnetic linear actuator 13 or 14 comprises a rotating electric motor 30 which is arranged inside the cylinder 28, is able to be rotated to generate an axial sliding between the rod 25 and the cylinder 28, and comprises a stator 31 rigidly constrained to the cylinder 28 and a rotor 32 mechanically connected to the rod 25. The rotor 32 of the electric motor 30 is rotatably supported by the cylinder 28 by means of the interposition of two ball bearings 33 arranged by opposite sides of the rotor 32.

Lo scorrimento assiale dell’asta 25 rispetto al cilindro 28 à ̈ guidato da un lato dal rotore 32 del motore 30 elettrico che supporta l’asta 25 stessa (come verrò meglio descritto in seguito) ed à ̈ guidato dall’altro lato da una boccola 34 lineare che à ̈ portata dal cilindro 28. The axial sliding of the rod 25 with respect to the cylinder 28 is guided on one side by the rotor 32 of the electric motor 30 which supports the rod 25 itself (as will be better described later) and is guided on the other side by a linear bushing 34 which is carried by cylinder 28.

Ciascun attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico comprende un dispositivo 35 frenante, il quale à ̈ disposto all’interno del cilindro 28 di fianco al motore 30 elettrico, à ̈ comandabile elettricamente, ed à ̈ atto a sviluppare una forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta 25 ed il cilindro 28. Each electromagnetic linear actuator 13 or 14 comprises a braking device 35, which is arranged inside the cylinder 28 next to the electric motor 30, can be electrically controlled, and is capable of developing a braking force which opposes the sliding between rod 25 and cylinder 28.

Infine, ciascun attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico comprende un sensore 36 di posizione che misura la posizione assiale (cioà ̈ misurata lungo l’asse 26 longitudinale) dell’asta 25 rispetto al cilindro 28. Il sensore 36 di posizione comprende un lettore 37 fisso che à ̈ vincolato al cilindro 28 ed un cursore 38 mobile che à ̈ montato scorrevole all’interno del lettore 37 fisso ed à ̈ vincolato all’asta 25. Secondo una preferita forma di attuazione, l’asta 25 à ̈ tubolare, ovvero presenta internamente una cavità, in cui à ̈ parzialmente disposto il cursore 38 mobile. Finally, each electromagnetic linear actuator 13 or 14 comprises a position sensor 36 which measures the axial position (ie measured along the longitudinal axis 26) of the rod 25 with respect to the cylinder 28. The position sensor 36 comprises a reader 37 fixed which is constrained to the cylinder 28 and a movable slider 38 which is mounted sliding inside the fixed reader 37 and is constrained to the rod 25. According to a preferred embodiment, the rod 25 is It is tubular, ie it has a cavity internally, in which the movable cursor 38 is partially arranged.

In corrispondenza della estremità aperta del cilindro 28, il cilindro 28 stesso supporta degli anelli 39 di tenuta che circondano l’asta 25 e sigillano l’intercapedine anulare esistente tra la superficie esterna dell’asta 25 e la superficie interna del cilindro 28. At the open end of the cylinder 28, the cylinder 28 itself supports sealing rings 39 which surround the rod 25 and seal the annular gap existing between the external surface of the rod 25 and the internal surface of the cylinder 28 .

Secondo quanto illustrato nella figura 5 e 6, il motore 30 elettrico à ̈ un motore “brush-less†a corrente continua e con il rotore a magneti permanenti. Lo statore 31 comprende un nucleo 40 magnetico realizzato in materiale ferromagnetico ed almeno un avvolgimento 41 statorico inserito all’interno del nucleo 40 magnetico. Il rotore 32 comprende un corpo 42 di supporto tubolare realizzato in materiale amagnetico (in particolare in acciaio amagnetico che presenta una elevata resistenza meccanica ed una bassa permeabilità magnetica) ed una pluralità di magneti 43 permanenti che sono fissati al corpo 42 di supporto e definiscono rispettivi poli magnetici. Il corpo 42 di supporto tubolare à ̈ realizzato in acciaio amagnetico per non “disturbare†l’interazione tra il campo magnetico generato dall’avvolgimento 41 statorico ed il campo magnetico generato dai magneti 43 permanenti. As illustrated in figures 5 and 6, the electric motor 30 is a brush-less direct current motor with a permanent magnet rotor. The stator 31 comprises a magnetic core 40 made of ferromagnetic material and at least one stator winding 41 inserted inside the magnetic core 40. The rotor 32 comprises a tubular support body 42 made of non-magnetic material (in particular of non-magnetic steel which has a high mechanical resistance and a low magnetic permeability) and a plurality of permanent magnets 43 which are fixed to the support body 42 and define respective magnetic poles. The tubular support body 42 is made of non-magnetic steel so as not to â € œdisturbâ € ™ the interaction between the magnetic field generated by the stator winding 41 and the magnetic field generated by the permanent magnets 43.

E’ previsto un dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere che à ̈ interposto tra il rotore 32 e l’asta 25 e trasforma il movimento circolare del rotore 32 in un movimento lineare dell’asta 25. Secondo una preferita forma di attuazione, il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere à ̈ direttamente integrato nel corpo 42 di supporto del rotore 32, ovvero il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere forma una unità indivisibile con il corpo 42 di supporto del rotore 32. In particolare, il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere comprende una scanalatura 45 elicoidale ricavata su una superficie interna del corpo 42 di supporto del rotore 32 (in questo modo, il corpo 42 di supporto del rotore 32 costituisce una madrevite) ed una scanalatura 46 elicoidale che à ̈ ricavata su una superficie esterna dell’asta 25 ed à ̈ affacciata alla scanalatura 45 elicoidale per definire, assieme alla scanalatura 45 elicoidale stessa, un canale 47 elicoidale presentante due estremità opposte. Una pluralità di sfere 48 sono inserite all’interno del canale 47 elicoidale e stabiliscono un vincolo meccanico tra il rotore 32 e l’asta 25. Inoltre, le due estremità del canale 47 elicoidale sono tra loro collegate mediante un canale 49 di ricircolo che ha la funzione di mantenere le sfere 48 sempre all’interno del canale 47 elicoidale. Secondo una preferita forma di attuazione, il canale 49 di ricircolo à ̈ ricavato attraverso il rotore 32, ovvero attraverso il corpo 42 di supporto del rotore 32. Ai lati opposti del canale 47 elicoidale sono disposti due anelli 50 di tenuta che sigillano lateralmente il canale 47 elicoidale. A ball recirculation connection device 44 is provided which is interposed between the rotor 32 and the rod 25 and transforms the circular movement of the rotor 32 into a linear movement of the rod 25. According to a preferred form of actuation, the ball recirculation connection device 44 is directly integrated into the rotor 32 support body 42, i.e. the ball recirculation connection device 44 forms an indivisible unit with the rotor 32 support body 42. In particular , the ball recirculating connection device 44 comprises a helical groove 45 obtained on an internal surface of the body 42 supporting the rotor 32 (in this way, the body 42 supporting the rotor 32 constitutes a nut screw) and a helical groove 46 which is obtained on an external surface of the rod 25 and faces the helical groove 45 to define, together with the helical groove 45 itself, a c anal 47 helicoidal presenting two opposite ends. A plurality of spheres 48 are inserted inside the helical channel 47 and establish a mechanical bond between the rotor 32 and the rod 25. Furthermore, the two ends of the helical channel 47 are connected to each other by means of a recirculation channel 49 which has the function of keeping the spheres 48 always inside the helical channel 47. According to a preferred embodiment, the recirculation channel 49 is obtained through the rotor 32, or through the body 42 supporting the rotor 32. Two sealing rings 50 are arranged on the opposite sides of the helical channel 47 which seal the channel laterally. 47 helical.

Nella forma di attuazione illustrata, à ̈ previsto un unico canale 47 elicoidale; secondo una alternativa e perfettamente equivalente forma di attuazione non illustrata, sono previsti due o più canali 47 elicoidali disposti uno di fianco all’altro. In the embodiment illustrated, a single helical channel 47 is provided; according to an alternative and perfectly equivalent embodiment not shown, two or more helical channels 47 are provided, arranged side by side.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il rotore 32 del motore 30 elettrico à ̈ collegato all’asta 25 attraverso il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere disposto internamente al rotore 32, ed il rotore 32 del motore 30 elettrico à ̈ disposto all’interno dello statore 31 che à ̈ rigidamente vincolato al cilindro 28. In altre parole, il motore 30 elettrico presenta la conformazione “a rotore interno†; ovvero il rotore 32 à ̈ disposto all’interno dello statore 31, ed il rotore 32 à ̈ collegato all’asta 25 attraverso il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere disposto internamente al rotore 32 stesso. Secondo una diversa e perfettamente equivalente forma di attuazione non illustrata, lo statore 31 à ̈ rigidamente vincolato all’asta 25 ed à ̈ disposto all’interno del rotore 32 che à ̈ collegato al cilindro 28 attraverso il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere disposto esternamente al rotore 32. In altre parole, il motore 30 elettrico presenta la conformazione “a rotore esterno†; ovvero il rotore 32 à ̈ disposto all’esterno dello statore 31, ed il rotore 32 à ̈ collegato al cilindro 28 attraverso il dispositivo 44 di collegamento a ricircolazione di sfere disposto esternamente al rotore 32 stesso. La differenza tra le due forma di attuazione à ̈ una semplice inversione meccanica della posizione del rotore 32 e dello statore 31. In the embodiment illustrated in the attached figures, the rotor 32 of the electric motor 30 is connected to the rod 25 through the ball recirculation connection device 44 arranged inside the rotor 32, and the rotor 32 of the electric motor 30 is arranged inside the stator 31 which is rigidly bound to the cylinder 28. In other words, the electric motor 30 has the â € œinternal rotorâ € configuration; that is, the rotor 32 is arranged inside the stator 31, and the rotor 32 is connected to the rod 25 through the ball recirculation connection device 44 arranged inside the rotor 32 itself. According to a different and perfectly equivalent embodiment not shown, the stator 31 is rigidly constrained to the rod 25 and is arranged inside the rotor 32 which is connected to the cylinder 28 through the recirculation connection device 44 of spheres disposed externally to the rotor 32. In other words, the electric motor 30 has the â € œexternal rotorâ € conformation; that is, the rotor 32 is arranged outside the stator 31, and the rotor 32 is connected to the cylinder 28 through the ball recirculation connection device 44 arranged externally to the rotor 32 itself. The difference between the two embodiments is a simple mechanical inversion of the position of the rotor 32 and the stator 31.

Secondo quanto illustrato nelle figure 7 e 8, il dispositivo 35 frenante à ̈ disposto all’interno del cilindro 28, à ̈ comandabile elettricamente, ed à ̈ atto a sviluppare una forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta 25 ed il cilindro 28. Secondo una preferita forma di attuazione, il dispositivo 35 frenante à ̈ normalmente frenante, ovvero il dispositivo 35 frenante sviluppa una forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta 25 ed il cilindro 28 quando à ̈ privo di alimentazione elettrica e deve venire alimentato elettricamente per annullare la forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta 25 ed il cilindro 28. Questa caratteristica garantisce che gli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici variano la loro lunghezza (quindi variano gli angoli di convergenza e campanatura delle sospensioni 11 e 12) solo quando vengono pilotati ed in assenza di pilotaggio esterno (quindi anche in caso di guasto) mantengono costante la loro lunghezza rendendo le sospensioni 11 e 12 passive. In altre parole, in caso di guasto del pilotaggio degli attuatori 13 e 14 lineari elettromagnetici, le sospensioni 11 e 12 si comportano come delle sospensioni passive garantendo la sicurezza della marcia della vettura 1. According to what is illustrated in Figures 7 and 8, the braking device 35 is arranged inside the cylinder 28, is electrically controllable, and is suitable for developing a braking force which opposes the sliding between the rod 25 and cylinder 28. According to a preferred embodiment, the braking device 35 is normally braking, i.e. the braking device 35 develops a braking force which opposes the sliding between the rod 25 and the cylinder 28 when it is without power supply and must be electrically powered to cancel the braking force that opposes the sliding between the rod 25 and the cylinder 28. This feature guarantees that the linear electromagnetic actuators 13 and 14 vary their length (therefore the convergence angles and camber of the suspensions 11 and 12) only when they are piloted and in the absence of external piloting (therefore also in case of failure) they keep their length constant making o suspensions 11 and 12 passive. In other words, in the event of a fault in the driving of the linear electromagnetic actuators 13 and 14, the suspensions 11 and 12 behave like passive suspensions, guaranteeing the safety of the car 1.

Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il dispositivo 35 frenante à ̈ atto a sviluppare una forza frenante che si oppone direttamente alla rotazione del rotore 32 del motore 30 elettrico, ovvero il dispositivo 35 frenante à ̈ atto a sviluppare una coppia frenante che si oppone la rotazione del rotore 32 del motore 30 elettrico. In particolare, il dispositivo 35 frenante comprende un elemento 51 di supporto anulare (ovvero conformato ad anello) che à ̈ angolarmente solidale al cilindro 28 e presenta una superficie 52 di attrito anulare, ed un pattino 53 anulare (ovvero conformato ad anello) che à ̈ angolarmente solidale al rotore 32 del motore 30 elettrico e presenta una superficie 54 di attrito anulare affacciata alla superficie 52 di attrito anulare. Inoltre, il dispositivo 35 frenante comprende un attuatore 55 elettromagnetico comandabile elettricamente che à ̈ atto a premere assialmente il pattino 53 contro l’elemento 51 di supporto per premere assialmente una contro l’altra le due superfici 52 e 54 di attrito in modo da sviluppare una forza frenante che si oppone direttamente alla rotazione del rotore 32 del motore 30 elettrico. According to the embodiment illustrated in the attached figures, the braking device 35 is able to develop a braking force which is directly opposed to the rotation of the rotor 32 of the electric motor 30, or the braking device 35 is able to develop a braking torque which the rotation of the rotor 32 of the electric motor 30 is opposed. In particular, the braking device 35 comprises an annular support element 51 (i.e. shaped like a ring) which is angularly integral with the cylinder 28 and has an annular friction surface 52, and an annular pad 53 (i.e. shaped like a ring) which is It is angularly integral with the rotor 32 of the electric motor 30 and has an annular friction surface 54 facing the annular friction surface 52. Furthermore, the braking device 35 comprises an electrically controllable electromagnetic actuator 55 which is adapted to axially press the shoe 53 against the support element 51 to axially press the two friction surfaces 52 and 54 against each other in such a way. to develop a braking force which directly opposes the rotation of the rotor 32 of the electric motor 30.

L’attuatore 55 elettromagnetico comprende un polo magnetico fisso che à ̈ solidale al cilindro 28, à ̈ realizzato in materiale ferromagnetico, ed à ̈ costituito dall’elemento 51 di supporto e da un ulteriore elemento 56 di supporto anulare che à ̈ disposto attorno all’elemento 51 di supporto. Tra i due elementi 51 e 56 di supporto à ̈ definita una cavità anulare in cui à ̈ disposta una bobina 57 che à ̈ magneticamente accoppiata al polo magnetico fisso ed à ̈ atta a venire percorsa da una corrente elettrica per generare un campo magnetico attraverso il polo magnetico fisso stesso. Infine, l’attuatore 55 elettromagnetico comprende una ancora magnetica che à ̈ costituita dal pattino 53, à ̈ disposta in prossimità del polo magnetico fisso (ovvero à ̈ affacciata agli elementi 51 e 56 di supporto), à ̈ meccanicamente vincolata alla superficie 54 di attrito (ovvero supporta la superficie 54 di attrito), ed à ̈ atta a venire attratta magneticamente dal polo magnetico fisso per premere la superficie 54 di attrito contro la superficie 52 di attrito. The electromagnetic actuator 55 comprises a fixed magnetic pole which is integral with the cylinder 28, is made of ferromagnetic material, and is made up of the support element 51 and a further annular support element 56 which is arranged around the support element 51. An annular cavity is defined between the two support elements 51 and 56 in which a coil 57 is arranged which is magnetically coupled to the fixed magnetic pole and is capable of being traversed by an electric current to generate a magnetic field through the fixed magnetic pole itself. Finally, the electromagnetic actuator 55 includes a magnetic anchor which is constituted by the shoe 53, is arranged near the fixed magnetic pole (i.e. it faces the support elements 51 and 56), is mechanically bound to the surface 54 of friction (i.e. it supports the friction surface 54), and is adapted to be magnetically attracted to the fixed magnetic pole to press the friction surface 54 against the friction surface 52.

Secondo una preferita forma di attuazione, l’attuatore 55 comprende un magnete 58 permanente che à ̈ magneticamente accoppiato al polo magnetico fisso e genera un campo magnetico permanente che attrae l’ancora magnetica verso il polo magnetico fisso per premere la superficie 54 di attrito contro la superficie 52 di attrito. Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 7 ed 8, il magnete 58 permanente à ̈ composto da due corpi magnetici anulari disposti uno di fianco all’altro. In assenza di alimentazione elettrica (ovvero quando la bobina 57 non à ̈ percorsa da corrente), il dispositivo 35 frenante sviluppa una forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta 25 ed il cilindro 28 per effetto della forza di attrazione magnetica che il polo magnetico fisso esercita sull’ancora magnetica e che à ̈ dovuta al campo magnetico permanente generato dal magnete 58 permanente. According to a preferred embodiment, the actuator 55 comprises a permanent magnet 58 which is magnetically coupled to the fixed magnetic pole and generates a permanent magnetic field which attracts the magnetic anchor towards the fixed magnetic pole to press the surface 54 of friction against the friction surface 52. In the embodiment illustrated in Figures 7 and 8, the permanent magnet 58 is composed of two annular magnetic bodies arranged side by side. In the absence of electrical power supply (i.e. when the coil 57 is not traversed by current), the braking device 35 develops a braking force which opposes the sliding between the rod 25 and the cylinder 28 due to the magnetic attraction force which the fixed magnetic pole exerts on the magnetic anchor and which is due to the permanent magnetic field generated by the permanent magnet 58.

In uso, la bobina 57 à ̈ atta a venire percorsa da una corrente elettrica con un primo verso di circolazione per generare un campo magnetico temporaneo che à ̈ opposto al campo magnetico permanente ed annulla il campo magnetico permanente stesso per annullare la forza frenante. In altre parole, il campo magnetico temporaneo generato dalla bobina 57 à ̈ opposto al campo magnetico permanente generato dal magnete 58 permanente ed annulla il campo magnetico permanente stesso; in questo modo, la forza frenante sviluppata dal dispositivo 35 frenante viene completamente annullata ed il rotore 32 del motore 30 elettrico à ̈ libero di ruotare per determinare una traslazione assiale dell’asta 25 rispetto al cilindro 28. Inoltre, in uso, la bobina 57 à ̈ atta a venire percorsa da una corrente elettrica con un secondo verso di circolazione (opposto al primo verso di circolazione) per generare un campo magnetico temporaneo che à ̈ concorde con il campo magnetico permanente ed aumenta gli effetti del campo magnetico permanente stesso per incrementare la forza frenante. In altre parole, il campo magnetico temporaneo generato dalla bobina 57 à ̈ concorde al campo magnetico permanente generato dal magnete 58 permanente ed aumenta l’intensità del campo magnetico complessivo; in questo modo, la forza frenante sviluppata dal dispositivo 35 frenante viene aumentata per arrestare molto rapidamente la rotazione del rotore 32 del motore 30 elettrico e quindi arrestare molto rapidamente la traslazione assiale dell’asta 25 rispetto al cilindro 28. In use, the coil 57 is adapted to be traversed by an electric current with a first direction of circulation to generate a temporary magnetic field which is opposite to the permanent magnetic field and cancels the permanent magnetic field itself to cancel the braking force. In other words, the temporary magnetic field generated by the coil 57 is opposite to the permanent magnetic field generated by the permanent magnet 58 and cancels the permanent magnetic field itself; in this way, the braking force developed by the braking device 35 is completely canceled and the rotor 32 of the electric motor 30 is free to rotate to cause an axial translation of the rod 25 with respect to the cylinder 28. Furthermore, in use, the coil 57 is capable of being traversed by an electric current with a second direction of circulation (opposite to the first direction of circulation) to generate a temporary magnetic field that is concordant with the permanent magnetic field and increases the effects of the permanent magnetic field itself for increase the braking force. In other words, the temporary magnetic field generated by the coil 57 agrees with the permanent magnetic field generated by the permanent magnet 58 and increases the intensity of the overall magnetic field; in this way, the braking force developed by the braking device 35 is increased to very quickly stop the rotation of the rotor 32 of the electric motor 30 and therefore very quickly stop the axial translation of the rod 25 with respect to the cylinder 28.

La forza frenante sviluppata per effetto del solo campo magnetico permanente à ̈ in grado di bloccare (con un adeguato margine di sicurezza) la rotazione del rotore 32 del motore 30 elettrico e quindi impedire la traslazione assiale dell’asta 25 rispetto al cilindro 28. In particolare, la forza frenante sviluppata dal dispositivo 35 frenante per effetto del solo campo magnetico permanente viene dimensionata per resistere a tutte le sollecitazioni a cui viene sottoposto l’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico durante la guida della vettura 1. Grazie all’azione della bobina 57, la forza frenante sviluppata per effetto del solo campo magnetico permanente può venire annullata (per permettere di variare la posizione assiale reciproca dell’asta 25 e del cilindro 28 mediante il motore 30 elettrico) oppure può anche venire incrementata per arrestare molto rapidamente la rotazione del rotore 32 del motore 30 elettrico e quindi arrestare molto rapidamente la traslazione assiale dell’asta 25 rispetto al cilindro 28. The braking force developed by the effect of the permanent magnetic field alone is able to block (with an adequate safety margin) the rotation of the rotor 32 of the electric motor 30 and therefore prevent the axial translation of the rod 25 with respect to the cylinder 28. In particular, the braking force developed by the braking device 35 due to the effect of the permanent magnetic field alone is sized to withstand all the stresses to which the electromagnetic linear actuator 13 or 14 is subjected while driving the car 1. Thanks to the action of the coil 57, the braking force developed by the effect of the permanent magnetic field alone can be canceled (to allow the reciprocal axial position of the rod 25 and the cylinder 28 to be varied by means of the electric motor 30) or it can also be increased to stop very rapidly the rotation of the rotor 32 of the electric motor 30 and therefore very quickly stop the axial translation of the motor Rod 25 with respect to cylinder 28.

Come detto in precedenza, il pattino 53 costituente l’ancora magnetica supporta direttamente la superficie 54 di attrito ed à ̈ meccanicamente collegato al rotore 32 del motore 30 elettrico in modo da essere angolarmente solidale al rotore 32; inoltre, il pattino 53 à ̈ meccanicamente collegato al rotore 32 del motore 30 elettrico in modo da potere scorre assialmente rispetto al rotore 32 stesso. In particolare, il pattino 53 costituente l’ancora magnetica à ̈ meccanicamente solidale (rigidamente vincolato) ad un anello 59 di collegamento disposto radialmente all’interno (ovvero una estremità dell’anello 59 di collegamento à ̈ disposta radialmente all’interno del pattino 53). L’anello 59 di collegamento à ̈ angolarmente solidale ed assialmente scorrevole con una appendice 60 del rotore 32 del motore 30 elettrico che à ̈ disposta all’esterno dell’anello 59 di collegamento (ovvero l’anello 59 di collegamento à ̈ angolarmente solidale ed assialmente scorrevole con il rotore 32 del motore 30 elettrico); in particolare, l’accoppiamento meccanico tra l’anello 59 di collegamento e l’appendice 60 del rotore 32 del motore 30 elettrico à ̈ realizzato mediante un “millerighe†che impedisce una rotazione reciproca tra le due parti e consente una traslazione assiale reciproca tra le due parti. As previously mentioned, the pad 53 constituting the magnetic anchor directly supports the friction surface 54 and is mechanically connected to the rotor 32 of the electric motor 30 so as to be angularly integral with the rotor 32; moreover, the shoe 53 is mechanically connected to the rotor 32 of the electric motor 30 so as to be able to slide axially with respect to the rotor 32 itself. In particular, the pad 53 constituting the magnetic anchor is mechanically integral (rigidly constrained) to a connection ring 59 arranged radially inside (i.e. one end of the connection ring 59 is arranged radially to the inside of the shoe 53). The connection ring 59 is angularly integral and axially sliding with an appendix 60 of the rotor 32 of the electric motor 30 which is arranged outside the connection ring 59 (i.e. the connection ring 59 ̈ angularly integral and axially sliding with the rotor 32 of the electric motor 30); in particular, the mechanical coupling between the connection ring 59 and the appendix 60 of the rotor 32 of the electric motor 30 is made by means of a â € œmillerigheâ € which prevents a reciprocal rotation between the two parts and allows a reciprocal axial translation between the two parts.

Il pattino 53 à ̈ supportato dalla appendice 60 anche mediante un anello 61 di supporto che à ̈ disposto attorno all’appendice 60 ed à ̈ meccanicamente collegato al pattino 53 per impedire una rotazione e permettere una traslazione assiale tra l’anello 61 di supporto ed il pattino 53. Tra il pattino 53 costituente l’ancora magnetica e l’anello 61 di supporto à ̈ presente un traferro 62 anulare in cui à ̈ alloggiata una molla 63 a disco che tira il pattino 53 costituente l’ancora magnetica lontano dal polo magnetico fisso (costituito dagli elementi 51 e 56 di supporto), ovvero tende ad allontanare tra loro le due superfici 52 e 54 di attrito. La funzione della molla 63 a disco (che applica al pattino 53 una forza di origine elastica opposta alla forza di origine magnetica generata dal magnete 58 permanente) à ̈ di aumentare la prontezza dell’attuatore 55, ovvero diminuire i tempi di riposta dell’attuatore 55. La molla 63 a disco à ̈ resa solidale all’anello 61 di supporto mediante tre viti 64 (una sola delle quali à ̈ illustrata nelle figure 7 ed 8). L’anello 61 di supporto à ̈ meccanicamente collegato al pattino 53 mediante tre rivetti 65 (uno solo dei quali à ̈ illustrato nelle figure 7 ed 8), ciascuno dei quali ha una sezione trasversale ad “H†e rende il pattino 53 costituente l’ancora magnetica angolarmente solidale all’anello 61 di supporto permettendo nel contempo un piccolo scorrimento assiale tra il pattino 53 costituente l’ancora magnetica e l’anello 61 di supporto. The runner 53 is supported by the appendix 60 also by means of a support ring 61 which is arranged around the appendix 60 and is mechanically connected to the runner 53 to prevent rotation and allow an axial translation between the ring 61 of support and pad 53. Between the pad 53 constituting the magnetic anchor and the support ring 61 there is an annular air gap 62 in which a disc spring 63 is housed which pulls the pad 53 constituting the magnetic anchor far from the fixed magnetic pole (consisting of the support elements 51 and 56), ie it tends to move the two friction surfaces 52 and 54 away from each other. The function of the disc spring 63 (which applies to the shoe 53 a force of elastic origin opposite to the force of magnetic origin generated by the permanent magnet 58) is to increase the readiness of the actuator 55, or to decrease the response times of the Actuator 55. The disc spring 63 is made integral with the support ring 61 by means of three screws 64 (only one of which is illustrated in figures 7 and 8). The support ring 61 is mechanically connected to the shoe 53 by means of three rivets 65 (only one of which is shown in figures 7 and 8), each of which has a transverse section in the shape of an "H" and makes the shoe 53 constituting the magnetic anchor angularly integral with the support ring 61 allowing at the same time a small axial sliding between the pad 53 constituting the magnetic anchor and the support ring 61.

Secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 4, i cavi 66 elettrici di alimentazione del motore 30 elettrico, i cavi 67 elettrici di alimentazione del dispositivo 35 frenante, ed i cavi 68 elettrici di lettura del sensore 36 di posizione vengono radunati insieme per viaggiare insieme verso l’unità 22 di controllo elettronica. As illustrated in Figures 3 and 4, the electric cables 66 for supplying the electric motor 30, the electric cables 67 for supplying the braking device 35, and the electric cables 68 for reading the position sensor 36 are gathered together to travel together towards the electronic control unit 22.

L’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico sopra descritto presenta numerosi vantaggi. The electromagnetic linear actuator 13 or 14 described above has numerous advantages.

In primo luogo l’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico sopra descritto permette di ottenere una regolazione della posizione molto fine (precisa) potendo, nel contempo, sviluppare delle potenze di spinta molto elevate (e quindi à ̈ adatto a venire utilizzato anche per il controllo dell’angolo di campanatura delle sospensioni 11 e 12). A titolo di esempio, l’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico può sviluppare una forza di spinta nominale superiore a 12 KN e sviluppare una forza di spinta di picco fino a 20 KN abbinante ad una velocità di spostamento assiale fino a 300mm/sec. In the first place, the electromagnetic linear actuator 13 or 14 described above allows to obtain a very fine (precise) position adjustment while being able, at the same time, to develop very high thrust powers (and therefore it is suitable to be used also for the control of the camber angle of the suspensions 11 and 12). As an example, the electromagnetic linear actuator 13 or 14 can develop a nominal thrust force greater than 12 KN and develop a peak thrust force of up to 20 KN combined with an axial displacement speed of up to 300mm / sec.

Inoltre, l’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico sopra descritto à ̈ particolarmente compatto e leggero, quindi à ̈ di facile integrazione anche in una sospensione esistente; in aggiunta, l’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico offre una elevata resistenza meccanica non solo ai carichi assiali, ma anche ai carichi flessionali e trasversali e quindi à ̈ adatto a venire impiegato non solo in una sospensione di tipo “multi-link†(in cui sono prevalenti le sollecitazioni assiali e le sollecitazioni trasversali sono modeste) ma anche in una sospensione “a quadrilatero articolato†(in cui anche le sollecitazioni trasversali sono rilevanti). Furthermore, the electromagnetic linear actuator 13 or 14 described above is particularly compact and light, therefore it is easy to integrate even in an existing suspension; in addition, the electromagnetic linear actuator 13 or 14 offers high mechanical resistance not only to axial loads, but also to bending and transverse loads and therefore is suitable for use not only in a â € œmulti-linkâ type suspension € (in which axial stresses are prevalent and transverse stresses are modest) but also in a â € œa articulated quadrilateralâ € suspension (in which transverse stresses are also significant).

Infine, l’attuatore 13 o 14 lineare elettromagnetico sopra descritto à ̈ anche di (relativamente) facile ed economica realizzazione ed à ̈ particolarmente robusto (ovvero affidabile nel tempo). Finally, the electromagnetic linear actuator 13 or 14 described above is also (relatively) easy and inexpensive to manufacture and is particularly robust (ie reliable over time).

Claims (11)

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico per variare la geometria di una sospensione (11, 12) attiva di una vettura (1); l’attuatore (13; 14) lineare à ̈ atto a venire pilotato per variare la propria lunghezza in modo da variare la geometria della sospensione (11, 12) attiva e comprende: una asta (25) che presenta ad una prima estremità un primo organo (27) di attacco meccanico; un cilindro (28) che à ̈ disposto coassialmente all’asta (25), alloggia al suo interno una porzione dell’asta (25) permettendo uno scorrimento assiale dell’asta (25) stessa, e presenta ad una seconda estremità opposta alla prima estremità un secondo organo (29) di attacco meccanico; ed un motore (30) elettrico rotante che à ̈ disposto all’interno del cilindro (28), à ̈ atto a venire portato in rotazione per generare uno scorrimento assiale tra l’asta (25) ed il cilindro (28), e comprende uno statore (31) rigidamente vincolato al cilindro (28) oppure all’asta (25) ed un rotore (32) meccanicamente collegato all’asta (25) oppure al cilindro (28); l’attuatore (13; 14) lineare à ̈ caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo (35) frenante, il quale à ̈ indipendente e separato dal motore (30) elettrico, à ̈ disposto all’interno del cilindro (28) di fianco al motore (30) elettrico, à ̈ comandabile elettricamente, ed à ̈ atto a sviluppare una forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta (25) ed il cilindro (28). R I V E N D I C A Z I O N I 1) Electromagnetic linear actuator (13; 14) to vary the geometry of an active suspension (11, 12) of a car (1); the linear actuator (13; 14) is able to be piloted to vary its length in order to vary the geometry of the suspension (11, 12) activates and includes: a rod (25) which has a first mechanical attachment member (27) at a first end; a cylinder (28) which is arranged coaxially to the rod (25), houses a portion of the rod (25) inside it, allowing axial sliding of the rod (25) itself, and has a second end opposite to the first end a second mechanical attachment member (29); and a rotating electric motor (30) which is arranged inside the cylinder (28), is able to be rotated to generate an axial sliding between the rod (25) and the cylinder (28), and comprises a stator (31) rigidly constrained to the cylinder (28) or to the rod (25) and a rotor (32) mechanically connected to the rod (25) or to the cylinder (28); the linear actuator (13; 14) is characterized by the fact that it includes a braking device (35), which is independent and separate from the electric motor (30), is arranged inside the cylinder (28) next to the electric motor (30), it can be controlled electrically, and is designed to develop a braking force that opposes the sliding between the rod (25) and the cylinder (28). 2) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo (35) frenante à ̈ normalmente frenante, ovvero il dispositivo (35) frenante sviluppa una forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta (25) ed il cilindro (28) quando à ̈ privo di alimentazione elettrica e deve venire alimentato elettricamente per annullare la forza frenante che si oppone allo scorrimento tra l’asta (25) ed il cilindro (28). 2) Linear electromagnetic actuator (13; 14) according to claim 1, in which the braking device (35) is normally braking, i.e. the braking device (35) develops a braking force which opposes the sliding between the rod ( 25) and the cylinder (28) when it is without electric power supply and must be electrically powered to cancel the braking force that opposes the sliding between the rod (25) and the cylinder (28). 3) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il dispositivo (35) frenante à ̈ atto a sviluppare una forza frenante che si oppone direttamente alla rotazione del rotore (32) del motore (30) elettrico. 3) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 1 or 2, wherein the braking device (35) is adapted to develop a braking force which directly opposes the rotation of the rotor (32) of the electric motor (30) . 4) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo (35) frenante comprende: una prima superficie (54) di attrito anulare angolarmente solidale al rotore (32) del motore (30) elettrico; una seconda superficie (52) di attrito anulare che à ̈ angolarmente solidale al cilindro (28) ed à ̈ affacciata alla prima superficie (54) di attrito anulare; ed un attuatore (55) comandabile elettricamente che à ̈ atto a premere una contro l’altra le due superfici (52, 54) di attrito per sviluppare una forza frenante che si oppone direttamente alla rotazione del rotore (32) del motore (30) elettrico. 4) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 3, wherein the braking device (35) comprises: a first annular friction surface (54) angularly integral with the rotor (32) of the electric motor (30); a second annular friction surface (52) which is angularly integral with the cylinder (28) and faces the first annular friction surface (54); and an electrically controllable actuator (55) which is able to press the two friction surfaces (52, 54) against each other to develop a braking force that directly opposes the rotation of the rotor (32) of the motor (30) electric. 5) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 4, in cui l’attuatore (55) comprende: un polo (51, 56) magnetico fisso solidale al cilindro (28); una bobina (57) che à ̈ magneticamente accoppiata al polo (51, 56) magnetico fisso ed à ̈ atta a venire percorsa da una corrente elettrica per generare un campo magnetico attraverso il polo (51, 56) magnetico fisso stesso; ed una ancora (53) magnetica che à ̈ disposta in prossimità del polo (51, 56) magnetico fisso, à ̈ meccanicamente vincolata alla prima superficie (54) di attrito, ed à ̈ atta a venire attratta magneticamente dal polo (51, 56) magnetico fisso per premere la prima superficie (54) di attrito contro la seconda superficie (52) di attrito. 5) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 4, wherein the actuator (55) comprises: a fixed magnetic pole (51, 56) integral with the cylinder (28); a coil (57) which is magnetically coupled to the fixed magnetic pole (51, 56) and is capable of being passed through by an electric current to generate a magnetic field through the fixed magnetic pole (51, 56) itself; and a magnetic anchor (53) which is arranged near the fixed magnetic pole (51, 56), is mechanically bound to the first friction surface (54), and is capable of being magnetically attracted to the pole (51, 56 ) fixed magnetic to press the first friction surface (54) against the second friction surface (52). 6) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 5, in cui l’attuatore (55) comprende un magnete (58) permanente che à ̈ magneticamente accoppiato al polo (51, 56) magnetico fisso e genera un campo magnetico permanente che attrae l’ancora (53) magnetica verso il polo (51, 56) magnetico fisso per premere la prima superficie (54) di attrito contro la seconda superficie (52) di attrito. 6) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 5, wherein the actuator (55) comprises a permanent magnet (58) which is magnetically coupled to the fixed magnetic pole (51, 56) and generates a magnetic field permanent which attracts the magnetic anchor (53) towards the fixed magnetic pole (51, 56) to press the first friction surface (54) against the second friction surface (52). 7) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 6, in cui la bobina (57) à ̈ atta a venire percorsa da una corrente elettrica con un primo verso di circolazione per generare un campo magnetico temporaneo che à ̈ opposto al campo magnetico permanente ed annulla il campo magnetico permanente stesso per annullare la forza frenante, e la bobina (57) à ̈ atta a venire percorsa da una corrente elettrica con un secondo verso di circolazione opposto al primo verso di circolazione per generare un campo magnetico temporaneo che à ̈ concorde con il campo magnetico permanente ed aumenta gli effetti del campo magnetico permanente stesso per incrementare la forza frenante. 7) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 6, in which the coil (57) is able to be traversed by an electric current with a first direction of circulation to generate a temporary magnetic field which is opposite to the field permanent magnetic and cancels the permanent magnetic field itself to cancel the braking force, and the coil (57) is able to be traversed by an electric current with a second direction of circulation opposite to the first direction of circulation to generate a temporary magnetic field that It agrees with the permanent magnetic field and increases the effects of the permanent magnetic field itself to increase the braking force. 8) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 5, 6 o 7, in cui l’ancora (53) magnetica supporta direttamente la prima superficie (54) di attrito ed à ̈ meccanicamente collegata al rotore (32) del motore (30) elettrico in modo da essere angolarmente solidale al rotore (32) e da potere scorre assialmente rispetto al rotore (32) stesso. 8) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 5, 6 or 7, wherein the magnetic anchor (53) directly supports the first friction surface (54) and is mechanically connected to the rotor (32) of the electric motor (30) so as to be angularly integral with the rotor (32) and to be able to slide axially with respect to the rotor (32) itself. 9) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 8, in cui l’ancora (53) magnetica à ̈ angolarmente solidale ed assialmente scorrevole con un anello (61) di supporto che à ̈ rigidamente vincolato al rotore (32) del motore (30) elettrico. 9) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 8, in which the magnetic anchor (53) is angularly integral and axially sliding with a support ring (61) which is rigidly constrained to the rotor (32) of the electric motor (30). 10) Attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico secondo la rivendicazione 9, in cui tra l’ancora (53) magnetica e l’anello (61) di supporto à ̈ presente un traferro (62) in cui à ̈ alloggiata una molla (63) a disco che tira l’ancora (53) magnetica lontano dal polo (51, 56) magnetico fisso. 10) Electromagnetic linear actuator (13; 14) according to claim 9, in which between the magnetic anchor (53) and the support ring (61) there is an air gap (62) in which a disc spring (63) that pulls the magnetic anchor (53) away from the fixed magnetic pole (51, 56). 11) Sospensione (11, 12) attiva di una vettura (1) comprendente: un mozzo (15) supportante in modo girevole una ruota (2, 3); ed almeno un attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico che à ̈ atto collegare il mozzo (15) ad un telaio (10) della vettura (1) ed à ̈ atto a venire pilotato per variare la propria lunghezza in modo da variare la geometria della sospensione (11, 12) attiva; la sospensione (11, 12) attiva à ̈ caratterizzato dal fatto che l’attuatore (13; 14) lineare elettromagnetico à ̈ realizzato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10.11) Active suspension (11, 12) of a car (1) comprising: a hub (15) rotatably supporting a wheel (2, 3); and at least one electromagnetic linear actuator (13; 14) which is able to connect the hub (15) to a frame (10) of the car (1) and is able to be piloted to vary its length in order to vary the geometry of the suspension (11, 12) active; the active suspension (11, 12) is characterized by the fact that the electromagnetic linear actuator (13; 14) is made according to one of claims 1 to 10.