本發(fā)明屬于汽車懸架控制領(lǐng)域，特別涉及一種用于車輛改裝的基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車的普及，人們對汽車舒適性的要求越來越高。越來越多的高端車輛開發(fā)各種性能更加優(yōu)越的主動懸架、空氣懸架、互聯(lián)懸架來達(dá)到這一要求。互聯(lián)懸架主要分為空氣互聯(lián)懸架與液壓互聯(lián)懸架。其中液壓互聯(lián)懸架又主要分為兩種類型。其一為左右交叉互聯(lián)，這種連接方式可以有效的減小車輛在彎道中的側(cè)傾；其二為前后交叉互聯(lián)，這一連接方式可以有效的減小車輛在加速或減速時(shí)出現(xiàn)的大幅度點(diǎn)頭抬頭現(xiàn)象。但這兩種連接方式都只能充分發(fā)揮各自特點(diǎn)。

隨著定位技術(shù)以及各種測距傳感器的發(fā)展，在行駛途中，車輛能夠?qū)崟r(shí)獲取前方路況、精確定位以及與前車車距等精確信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文通過將前方道路曲率與車距相結(jié)合，對車輛預(yù)期行駛狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，從而提前選擇液壓互聯(lián)懸架相應(yīng)的連接方式，以控制車身姿態(tài)，從而提高車輛行駛的穩(wěn)定性及舒適性。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置，其包括傳感器單元、處理單元以及執(zhí)行單元；所述傳感器單元包括車速傳感器與前置雷達(dá)；所述處理單元采用導(dǎo)航天線以及導(dǎo)航信號差分接收模塊與導(dǎo)航模塊相連，導(dǎo)航模塊以及存儲單元均與控制單元連接；所述執(zhí)行單元包括電磁換向閥a與電磁換向閥b；控制單元與傳感器單元以及執(zhí)行單元連接；

所述電磁換向閥a為三位四通電磁閥，四個(gè)油口分別連接左前油缸下腔油管n₂、左后油缸上腔油管p₁、右后油缸下腔油管q₂、右前油缸上腔油管m₁，電磁換向閥b為三位四通電磁閥，四個(gè)油口分別連接左前油缸上腔油管n₁、左后油缸下腔油管p₂、右后油缸上腔油管q₁、右前油缸下腔油管m₂。

進(jìn)一步，所述車輛自帶的車速傳感器獲取車速信號，車載前置雷達(dá)裝于進(jìn)氣柵獲取前方車距信息，控制單元ECU控制車速傳感器、前置雷達(dá)將實(shí)時(shí)車輛信息輸入給控制單元，導(dǎo)航天線、導(dǎo)航信號差分接收模塊與導(dǎo)航模塊相連，用于精確定位，控制單元結(jié)合車輛定位信息與存儲單元所存儲的高精地圖進(jìn)行定位計(jì)算，并對計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行判斷，從而控制電磁換向閥a與電磁換向閥b不同油口之間連接切換，達(dá)到在液壓互聯(lián)懸架不同連接模式之間的切換。

本發(fā)明的切換方法技術(shù)方案為：當(dāng)液壓互聯(lián)懸架各管路互不接通時(shí)稱為模式0，處于前后交叉互聯(lián)狀態(tài)時(shí)稱為模式1，處于左右交叉互聯(lián)狀態(tài)時(shí)稱為模式2；

當(dāng)液壓互聯(lián)懸架處于模式0時(shí)，電磁換向閥a處于常閉狀態(tài)，此時(shí)四個(gè)油口互不連通；電磁換向閥b處于常閉狀態(tài)，此時(shí)四個(gè)油口互不連通，模式0時(shí)，懸架狀態(tài)為傳統(tǒng)被動或主動懸架；

當(dāng)液壓互聯(lián)懸架處于模式1時(shí)，電磁換向閥a中的n₂、p₁接口接通，q₂、m₁接口接通；電磁換向閥b中的n₁、p₂接口接通，q₁、m₂接口接通，此時(shí)液壓互聯(lián)懸架為前后交叉互聯(lián)，能有效控制車輛俯仰；

當(dāng)液壓互聯(lián)懸架處于模式2時(shí)，電磁換向閥a中的n₂、m₁接口接通，p₁、q₂接口接通；電磁換向閥b中的n₁、m₂接口接通，p₂、q₁接口接通，此時(shí)液壓互聯(lián)懸架為左右交叉互聯(lián)，能有效控制車輛側(cè)傾。

本發(fā)明的控制方法技術(shù)方案為：當(dāng)液壓互聯(lián)懸架各管路互不接通時(shí)稱為模式0，處于前后交叉互聯(lián)狀態(tài)時(shí)稱為模式1，處于左右交叉互聯(lián)狀態(tài)時(shí)稱為模式2；

該技術(shù)方案包括以下步驟：

從導(dǎo)航模塊獲取導(dǎo)航信息與存儲單元中的高精地圖結(jié)合，獲取前方道路信息及進(jìn)行精確定位；

控制單元由車速傳感器獲取的車輛實(shí)時(shí)車速v，判斷v與設(shè)定的正常行駛車速v₀之間的大小，若車速小于v₀，控制單元發(fā)出指令至執(zhí)行單元調(diào)整液壓互聯(lián)懸架連接模式為模式1，若車速大于v₀，進(jìn)行下一步判斷：

由車輛精確定位判斷車輛實(shí)時(shí)位置是否處于彎道內(nèi)，若處于彎道內(nèi)，則進(jìn)行進(jìn)一步判斷實(shí)時(shí)向心加速度a與預(yù)設(shè)最高向心加速度a₁大小，其中v為實(shí)時(shí)車速，r為此處彎道半徑，若a＞a₁，則調(diào)整液壓互聯(lián)懸架模式至模式2；若a＜a₁，則恢復(fù)連接模式至模式0，若車輛此時(shí)不處于彎道內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行下一步判斷：

由車輛精確定位判斷前方s₀處道路曲率k是否發(fā)生變化，其中r₁為預(yù)瞄距離s₀處的道路曲率半徑，若發(fā)生變化則進(jìn)一步比較預(yù)期減速度a′與預(yù)設(shè)減速度a₀的大小關(guān)系，其中v為實(shí)時(shí)車速，a₁為預(yù)設(shè)最高向心加速度，若a′＞a₀，則控制單元發(fā)出恢復(fù)液壓互聯(lián)懸架模式0的連接方式的指令；若a′＜a₀,則將液壓互聯(lián)懸架連接模式轉(zhuǎn)換為模式1，若前方s₀處道路曲率k沒有發(fā)生變化，則進(jìn)行下一步判斷：

由前置雷達(dá)獲取前方車距，若前方車距l(xiāng)＜l₀,則控制單元發(fā)出指令將液壓互聯(lián)懸架連接模式調(diào)整至模式1；若前方車距l(xiāng)＞l₀,則控制單元發(fā)出指令將液壓互聯(lián)懸架連接模式恢復(fù)為模式0；

當(dāng)液壓互聯(lián)懸架進(jìn)入不同連接模式后，重新開始進(jìn)行對車輛實(shí)時(shí)車速v的判斷。

進(jìn)一步，所述控制單元判斷車輛是否處于彎道中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為：在車輛進(jìn)入彎道方向中，車輛處于距離切點(diǎn)l₁以內(nèi)，且在車輛駛離彎道方向中，車輛處于距離切點(diǎn)l₁以外。其中a₁為預(yù)設(shè)最高向心加速度，r為此時(shí)道路曲率半徑，t為系統(tǒng)切換模式所需的時(shí)間。

附圖說明

圖1是基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法的整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法的液壓互聯(lián)懸架連接方式示意圖。

圖3是基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法的執(zhí)行單元內(nèi)部管路連接示意圖。

圖4是基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法的算法流程圖。

圖5是基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法的算法示意圖。

圖中標(biāo)記說明：

1.傳感器，2.前置雷達(dá)，3.導(dǎo)航天線，4.導(dǎo)航信號差分接收模塊，5.導(dǎo)航模塊，6.控制單元，7.存儲單元，8.電磁換向閥a，9.電磁換向閥b，10.液壓缸，11.節(jié)流閥，12.儲能器，n₁.左前油缸上腔油管，n₂.左前油缸下腔油管，m₁.右前油缸上腔油管，m₂.右前油缸下腔油管，p₁.左后油缸上腔油管，p₂.左后油缸下腔油管，q₁.右后油缸上腔油管，q₂.右后油缸下腔油管。

具體實(shí)施方式

一種基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法，其包括傳感器單元、處理單元以及執(zhí)行單元。所述傳感器單元包括車速傳感器與前置雷達(dá)，其負(fù)責(zé)將車輛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入到控制單元；所述處理單元采用導(dǎo)航天線接收衛(wèi)星導(dǎo)航電文，導(dǎo)航信號差分接收模塊接收地面基站的導(dǎo)航差分信號與導(dǎo)航模塊相連，控制單元將導(dǎo)航模塊發(fā)出的車輛定位信息與存儲單元所存儲的高精地圖進(jìn)行計(jì)算；所述執(zhí)行單元中電磁換向閥a以及電磁換向閥b控制液壓油管路通斷,從而進(jìn)行液壓互聯(lián)懸架不同連接模式之間的切換。

所述電磁換向閥a為三位四通電磁閥，四個(gè)油口分別連接左前油缸下腔油管n₂、左后油缸上腔油管p₁、右后油缸下腔油管q₂、右前油缸上腔油管m₁。電磁換向閥b為三位四通電磁閥，四個(gè)油口分別連接左前油缸上腔油管n₁、左后油缸下腔油管p₂、右后油缸上腔油管q₁、右前油缸下腔油管m₂。

根據(jù)所述的基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法，本發(fā)明提出了一種液壓互聯(lián)懸架模式切換方法，其主要內(nèi)容為：控制單元通過將車速傳感器獲取的車輛實(shí)時(shí)車速v與設(shè)定的正常行駛車速v₀之比較、由車輛精確定位判斷車輛實(shí)時(shí)位置是否處于彎道內(nèi)、將實(shí)時(shí)向心加速度a與預(yù)設(shè)最高向心加速度a₁進(jìn)行比較、由車輛精確定位判斷前方s₀處道路曲率k是否發(fā)生變化、預(yù)期減速度a′與預(yù)設(shè)減速度a₀進(jìn)行比較、由前置雷達(dá)獲取前方車距l(xiāng)與預(yù)設(shè)最小車距l(xiāng)₀進(jìn)行比較。將各種比較的結(jié)果進(jìn)行結(jié)合判斷車輛即將進(jìn)入何種行駛狀況，從而在模式0、模式1、模式2之中選擇合適的連接模式，來避免車身出現(xiàn)俯仰或側(cè)傾。

下面結(jié)合附圖對于本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步的說明。

基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法，是利用導(dǎo)航模塊的差分精確定位與高精地圖的精確道路信息的功能，集成精確定位車輛在道路中的位置、行車距離判斷、行車狀態(tài)判斷、未來行車路線計(jì)算、彎道中實(shí)時(shí)向心加速度的計(jì)算、直線加減速的預(yù)判等程序，預(yù)測未來一定時(shí)間內(nèi)車輛的行駛狀況，從而提前選擇液壓互聯(lián)懸架相應(yīng)的連接方式，以控制車身姿態(tài)。

如圖1、圖2、圖3所示，基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：傳感器1，前置雷達(dá)2，導(dǎo)航天線3，導(dǎo)航信號差分接收模塊4，導(dǎo)航模塊5，控制單元6，存儲單元7，電磁換向閥a8，電磁換向閥b9，液壓缸10，節(jié)流閥11，儲能器12，左前油缸上腔油管n₁，左前油缸下腔油管n₂，右前油缸上腔油管m₁，右前油缸下腔油管m₂，左后油缸上腔油管p₁，左后油缸下腔油管p₂，右后油缸上腔油管q₁，右后油缸下腔油管q₂。

導(dǎo)航模塊5與控制單元6的輸入端相連，用于定位；控制單元6與存儲單元7相連獲取高精地圖以及計(jì)算所需參數(shù)；控制單元6控制車速傳感器1獲取車速并將車速信息反饋給控制單元6；前置雷達(dá)2將獲取到的前方車距實(shí)時(shí)的傳遞給控制單元6；控制單元6控制電磁換向閥a8、電磁換向閥b9的通斷。

所述電磁換向閥a8為三位四通電磁閥，四個(gè)油口分別連接左前油缸下腔油管n₂、左后油缸上腔油管p₁、右后油缸下腔油管q₂、右前油缸上腔油管m₁。電磁換向閥b9為三位四通電磁閥，四個(gè)油口分別連接左前油缸上腔油管n₁、左后油缸下腔油管p₂、右后油缸上腔油管q₁、右前油缸下腔油管m₂。

本發(fā)明提出的基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換裝置及方法，主要涉及三種互聯(lián)懸架的連接模式：

液壓互聯(lián)懸架為傳統(tǒng)被動或主動懸架時(shí)稱為模式0，此時(shí)電磁換向閥a8、電磁換向閥b9四個(gè)油口互不連通。

液壓互聯(lián)懸架為前后交叉互聯(lián)狀態(tài)時(shí)稱為模式1，這種連接方式可以有效的減小車輛在加速或減速時(shí)出現(xiàn)的大幅度點(diǎn)頭抬頭現(xiàn)象。此時(shí)電磁換向閥a8中的n₂、p₁接口接通，q₂、m₁接口接通；電磁換向閥b9中的n₁、p₂接口接通，q₁、m₂接口接通。

液壓互聯(lián)懸架為左右交叉互聯(lián)狀態(tài)時(shí)稱為模式2，這種連接方式可以有效的減輕車輛在彎道中的側(cè)傾。此時(shí)電磁換向閥a8中的n₂、m₁接口接通，p₁、q₂接口接通；電磁換向閥b9中的n₁、m₂接口接通，p₂、q₁接口接通。

基于道路曲率及車距的液壓互聯(lián)懸架模式切換方法，其包括以下步驟：

如圖4、5所示，當(dāng)汽車啟動時(shí)，駕駛員按下啟動按鈕對系統(tǒng)進(jìn)行初始化及自檢；導(dǎo)航模塊5啟動定位功能；控制單元6通過接收到的導(dǎo)航模塊5的定位信息以及調(diào)用存儲單元7內(nèi)的高精地圖可以分析出當(dāng)前的車輛位置以及前方彎道曲率k，控制單元6通過車速傳感器1以及前置雷達(dá)2獲取當(dāng)前車速以及與前車的距離。

控制單元6由車速傳感器1獲取的車輛實(shí)時(shí)車速v，判斷v與設(shè)定的正常行駛車速v₀之間的大小。如果車速小于v₀，表示車輛處于起步狀態(tài)或怠速工況，預(yù)示著車輛即將加速或由于路況不好時(shí)常需要加減速，控制單元6發(fā)出指令至執(zhí)行單元調(diào)整液壓互聯(lián)懸架連接模式為模式1。若車速大于v₀，表示正常行駛，則需要進(jìn)行下一步判斷。

進(jìn)一步，由車輛精確定位判斷車輛實(shí)時(shí)位置是否處于彎道內(nèi)。所述彎道范圍如圖5所示的即在車輛進(jìn)入彎道方向中，車輛處于距離切點(diǎn)Cl₁處的B點(diǎn)到距離下一切點(diǎn)l₁處的D點(diǎn)中的任意位置。(此處設(shè)置l₁是因?yàn)榭紤]到實(shí)際模式切換所要花的時(shí)間，從而進(jìn)行預(yù)先判斷。其中a₁為預(yù)設(shè)最高向心加速度，r為此時(shí)道路曲率半徑，t為系統(tǒng)切換模式所需的時(shí)間)若車輛處于彎道內(nèi)，則進(jìn)行進(jìn)一步判斷實(shí)時(shí)向心加速度a與預(yù)設(shè)最高向心加速度a₁大小，(其中v為實(shí)時(shí)車速，r為此處彎道半徑)，若a＞a₁，則表示由于車速過快導(dǎo)致向心力太大引起大幅度的側(cè)傾，因此調(diào)整液壓互聯(lián)懸架模式至模式2；若a＜a₁，意味著車輛在彎道中車速很慢，側(cè)傾角很小，不需要調(diào)整，則恢復(fù)連接模式至模式0。如果車輛此時(shí)不處于彎道內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行下一步判斷：

進(jìn)一步，由車輛精確定位判斷前方s₀處道路曲率k(其中r₁為前方s₀處的道路曲率半徑)是否發(fā)生變化，若發(fā)生變化(例如車輛處于如圖5所示的A處)則進(jìn)一步比較預(yù)期減速度a′(其中v為實(shí)時(shí)車速，s₀為預(yù)瞄距離，a₁為預(yù)設(shè)最高向心加速度，r₁為預(yù)瞄距離s₀處的道路曲率半徑)與預(yù)設(shè)減速度a₀的大小關(guān)系。若a′＞a₀,表明減速度不大，不需要控制車身姿態(tài)，則控制單元6發(fā)出恢復(fù)液壓互聯(lián)懸架模式0的連接方式的指令；若a′＜a₀,則表示預(yù)期減速度比較大，需要控制車輛點(diǎn)頭，則將液壓互聯(lián)懸架連接模式轉(zhuǎn)換為模式1。若前方s₀處道路曲率k沒有發(fā)生變化，則進(jìn)行下一步判斷：

進(jìn)一步，由前置雷達(dá)獲取前方車距，若前方車距l(xiāng)＜l₀,表示與前車車距較小，路況不好時(shí)常需要加減速，則控制單元6發(fā)出指令將液壓互聯(lián)懸架連接模式調(diào)整至模式1；若前方車距l(xiāng)＞l₀,道路通暢，不需要加減速，則控制單元6發(fā)出指令將液壓互聯(lián)懸架連接模式恢復(fù)為模式0。

進(jìn)一步，當(dāng)液壓互聯(lián)懸架進(jìn)入不同連接模式后，重新開始循環(huán)進(jìn)行最初的車輛實(shí)時(shí)車速的判斷。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。