整車姿態(tài)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了整車姿態(tài)控制方法，包括步驟：(1)分別利用車身高度傳感器和陀螺儀獲取車輛四角處實(shí)時(shí)車身高度信號(hào)以及反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)；(2)將所述車身高度信號(hào)以及車身俯仰角和側(cè)傾角信號(hào)傳輸給系統(tǒng)控制器；(3)控制器首先根據(jù)預(yù)先設(shè)定的車高調(diào)節(jié)控制策略確定相應(yīng)電磁閥在單位采樣時(shí)間內(nèi)的通斷狀態(tài)，而后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的整車姿態(tài)控制策略以及脈寬調(diào)制技術(shù)對(duì)相應(yīng)電磁閥在單位采樣時(shí)間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行修正，從而得出各電磁閥實(shí)際開啟狀態(tài)的占空比；(4)控制器將相應(yīng)電磁閥的控制信號(hào)傳輸給電磁閥，完成車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)聯(lián)合控制過程中電磁閥通斷狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制。
【專利說明】
整車姿態(tài)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及整車姿態(tài)控制方法，特指是在滿足車身高度有效調(diào)節(jié)的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)車高調(diào)節(jié)過程中整車姿態(tài)良好控制的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電控空氣懸架能夠大幅度改善車輛懸架綜合性能，已成為汽車懸架領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)，其通過采用電子控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)懸架剛度、阻尼等多個(gè)特性的主動(dòng)調(diào)節(jié)，其中，車身高度調(diào)節(jié)是其特色功能之一。系統(tǒng)通過對(duì)空氣彈簧進(jìn)行充放氣，不僅能夠在車輛高速行駛時(shí)通過降低車身高度提高車輛貼地性能，降低風(fēng)阻和油耗，同時(shí)還能在崎嶇道路上低速行駛時(shí)通過提升車身高度降低懸架撞擊限位概率，提高車輛行駛通過性。
[0003]在電控空氣懸架車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，空氣彈簧的充放氣是由高速開關(guān)電磁閥進(jìn)行控制，但由于電磁閥的進(jìn)、出氣口較大，因此，無論電磁閥的反應(yīng)有多么靈敏，都有可能會(huì)有過量的氣體充入或者放出氣囊，從而導(dǎo)致車身高度偏離期望目標(biāo)高度。與此同時(shí)，如果一旦車身高度偏離目標(biāo)值便進(jìn)行車高調(diào)節(jié)，便會(huì)導(dǎo)致電磁閥通斷狀態(tài)頻繁切換以及車身高度目標(biāo)值附近的振蕩現(xiàn)象。因此，制定合理的車高調(diào)節(jié)控制策略對(duì)于實(shí)現(xiàn)車身高度的有效調(diào)節(jié)具有重要意義。
[0004]此外，由于整車簧載質(zhì)量分布不均且隨機(jī)變化，以及前后空氣懸架車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)(包括管路長(zhǎng)度和直徑)的不同，必將造成車輛四角處車高調(diào)節(jié)不同步，從而導(dǎo)致車身俯仰角和側(cè)傾角過大，不僅嚴(yán)重影響整車姿態(tài)的穩(wěn)定性，還會(huì)導(dǎo)致乘客乘坐舒適性降低。因此，在車高調(diào)節(jié)過程中，針對(duì)車輛四角處車高調(diào)節(jié)不同步的現(xiàn)象，還需設(shè)計(jì)相應(yīng)的整車姿態(tài)控制策略對(duì)其進(jìn)行有效控制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出整車姿態(tài)控制方法，在實(shí)現(xiàn)車身高度有效調(diào)節(jié)的同時(shí)，進(jìn)一步通過整車姿態(tài)控制策略對(duì)車輛四角處車高調(diào)節(jié)進(jìn)行修正，從而實(shí)現(xiàn)車高調(diào)節(jié)過程中的整車姿態(tài)控制。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0007]整車姿態(tài)控制方法，包括以下步驟，
[0008](1)分別利用車身高度傳感器和陀螺儀獲取車輛四角處實(shí)時(shí)車身高度信號(hào)以及反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和車身側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)；
[0009](2)將所述車身高度信號(hào)以及車身俯仰角和側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸給系統(tǒng)控制器；
[0010](3)所述系統(tǒng)控制器中預(yù)先設(shè)有車高調(diào)節(jié)控制策略和整車姿態(tài)控制策略，控制器首先根據(jù)實(shí)時(shí)車身高度信號(hào)和所述車高調(diào)節(jié)控制策略確定車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)中充氣電磁閥、放氣電磁閥以及空氣彈簧電磁閥等元件的通斷狀態(tài)，而后控制器再根據(jù)所述車身俯仰角和側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)以及整車姿態(tài)控制策略和脈寬調(diào)制技術(shù)對(duì)四個(gè)空氣彈簧電磁閥在單位采樣時(shí)間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行修正，從而得出各電磁閥實(shí)際開啟狀態(tài)的占空比；
[0011](4)所述系統(tǒng)控制器最后將相應(yīng)電磁閥的實(shí)際控制信號(hào)傳輸給電磁閥，完成車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)聯(lián)合控制過程中電磁閥通斷狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制。
[0012]優(yōu)選地，所述車高調(diào)節(jié)控制策略如下(以左前輪處車高調(diào)節(jié)為例，其余輪處類似):
[0013](I)為避免車高調(diào)節(jié)動(dòng)作被頻繁執(zhí)行，在目標(biāo)車身高度值附近設(shè)立車高調(diào)節(jié)滯回區(qū)間[K-1mhc^h1]，其中，h。為目標(biāo)車身高度，In為滯回區(qū)間設(shè)定值;為防止因空氣彈簧過充或過放引起的車身高度過調(diào)節(jié)，在目標(biāo)車身高度值附近同時(shí)設(shè)立允許調(diào)節(jié)誤差[_he，+he]，其中，為允許誤差設(shè)定值；
[0014](2)通過比較左前輪處車身高度實(shí)時(shí)信號(hào)和目標(biāo)車身高度調(diào)節(jié)滯回區(qū)間，確定系統(tǒng)將要執(zhí)行的調(diào)節(jié)動(dòng)作，即，當(dāng)hO1-hi時(shí)，車高上升；當(dāng)h》hQ+hi時(shí)，車高下降；其中，h為當(dāng)前車身高度；
[0015](3)若車高需要上升，在上升過程中，當(dāng)h = hc>-hj寸，則上升過程結(jié)束;若車高需要下降，在下降過程中，當(dāng)h = ho+hJ寸，則下降過程結(jié)束；
[0016](4)在車高上升過程中，充氣電磁閥和左前輪處空氣彈簧電磁閥打開，放氣電磁閥關(guān)閉;在車高下降過程中，放氣電磁閥和空氣彈簧電磁閥打開，充氣電磁閥關(guān)閉。
[0017]上述步驟的目的在于實(shí)現(xiàn)車身高度有效調(diào)節(jié)的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)電磁閥開關(guān)狀態(tài)的直接控制。
[0018]優(yōu)選地，車高調(diào)節(jié)和整車姿態(tài)控制包含但不僅限于以電控空氣懸架的形式實(shí)現(xiàn)，也可以以其他形式，如電控油氣懸架等，這都應(yīng)理解為不超過所附權(quán)利的要求范圍。
[0019]由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，其有益效果在于首先通過設(shè)置合理的車高調(diào)節(jié)控制策略確定各電磁閥的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車身高度的有效調(diào)節(jié)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制定針對(duì)車高調(diào)節(jié)過程中整車姿態(tài)失穩(wěn)現(xiàn)象(車身俯仰角和側(cè)傾角超過設(shè)定值)的姿態(tài)控制策略，通過調(diào)整相應(yīng)空氣彈簧電磁閥開啟狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，對(duì)車輛四角處車高調(diào)節(jié)過程進(jìn)行修正，從而實(shí)現(xiàn)整車姿態(tài)的有效控制。
【附圖說明】
[0020]圖1為電控空氣懸架整車車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖2為電控空氣懸架車身高度調(diào)節(jié)與整車姿態(tài)聯(lián)合控制原理圖；
[0022]圖中:1_左前輪處車身高度傳感器2-左前輪處減振器3-左前車身4-左前輪處空氣彈簧5-左前輪處空氣彈簧電磁閥6-管路7-充氣電磁閥8-空氣干燥器9-儲(chǔ)氣罐10-空氣壓縮機(jī)11-左后輪處空氣彈簧電磁閥12-左后輪處空氣彈簧13-左后車身14-左后輪處減振器15-左后輪處車身高度傳感器16-右前輪處車身高度傳感器17-右前輪處減振器18-右前車身19-右前輪處空氣彈簧20-右前輪處空氣彈簧電磁閥21-單向閥22-放氣電磁閥23-E⑶24-大氣環(huán)境25-電機(jī)26-控制信號(hào)27-右后輪處空氣彈簧電磁閥28-右后車身29-右后輪處空氣彈簧30-右后輪處減振器31-右后輪處車身高度傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1所示，電控空氣懸架整車車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括左前輪處空氣懸架、右前輪處空氣懸架、左后輪處空氣懸架、右后輪處空氣懸架以及相關(guān)氣動(dòng)元件組成，其中，左前輪處空氣懸架主要包括左前車身3、左前輪處減振器2、左前輪處空氣彈簧4，左前輪處車身高度由左前輪處車身高度傳感器I監(jiān)測(cè)，左前輪處空氣彈簧電磁閥5用于調(diào)節(jié)左前輪處空氣彈簧4的充放氣；右前輪處空氣懸架主要包括右前車身18、右前輪處減振器17、右前輪處空氣彈簧19，右前輪處車身高度由右前輪處車身高度傳感器16監(jiān)測(cè)，右前輪處空氣彈簧電磁閥20用于調(diào)節(jié)右前輪處空氣彈簧19的充放氣；左后輪處空氣懸架主要包括左后車身13、左后輪處減振器14、左后輪處空氣彈簧12，左后輪處車身高度由左后輪處車身高度傳感器15監(jiān)測(cè)，左后輪處空氣彈簧電磁閥11用于調(diào)節(jié)左后輪處空氣彈簧12的充放氣；右后輪處空氣懸架主要包括右后車身18、右后輪處減振器30、右后輪處空氣彈簧29，右后輪處車身高度由右后輪處車身高度傳感器31監(jiān)測(cè)，右后輪處空氣彈簧電磁閥27用于調(diào)節(jié)右后輪處空氣彈簧29的充放氣。當(dāng)車身高度需要上升且車速大于40km/h時(shí)，ECU23(控制器)發(fā)出控制信號(hào)26打開電機(jī)25，此時(shí)來自空氣壓縮機(jī)10的高壓氣體通過空氣干燥器8和單向閥21流向管路6，若車速小于等于40km/h，充氣電磁閥7打開，來自儲(chǔ)氣罐9內(nèi)的高壓氣體流向管路6;當(dāng)車身高度需要降低時(shí)，放氣電磁閥22打開，管路6內(nèi)的氣體直接流向大氣環(huán)境24。
[0025]針對(duì)圖1所示的電控空氣懸架整車車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)，本發(fā)明提出的車身高度調(diào)節(jié)與整車姿態(tài)聯(lián)合控制原理如圖2所示，通過安置在車輛四角處的車身高度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛四角處車身高度，而反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和車身側(cè)傾角信號(hào)則由陀螺儀提供，同時(shí)為確定車身高度提升時(shí)高壓氣體的來源，利用車速傳感器將車輛實(shí)時(shí)車速信號(hào)傳輸給系統(tǒng)控制器。
[0026]所述系統(tǒng)控制器中預(yù)先設(shè)有車身高度控制策略以及整車姿態(tài)控制策略，系統(tǒng)首先根據(jù)車高調(diào)節(jié)控制策略和車身高度實(shí)時(shí)信號(hào)對(duì)相應(yīng)電磁閥的通斷狀態(tài)進(jìn)行判定，例如，若左前輪處車身高度需要降低，則左前輪處空氣彈簧電磁閥和放氣電磁閥需要打開，若右前輪處車身高度需要提升且車速低于40km/h，則右前輪處空氣彈簧電磁閥和充氣電磁閥需要打開。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)進(jìn)一步根據(jù)整車姿態(tài)控制策略和脈寬調(diào)制技術(shù)以及車身俯仰角及側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)對(duì)相應(yīng)空氣彈簧電磁閥在單位采樣時(shí)間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行修正，從而得出各空氣彈簧電磁閥實(shí)際開啟狀態(tài)的占空比，最終形成電控空氣懸架車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)控制過程中空氣壓縮機(jī)、充氣電磁閥、放氣電磁閥、左前空氣彈簧電磁閥、右前空氣彈簧電磁閥、左后空氣彈簧電磁閥以及右后空氣彈簧電磁閥的實(shí)時(shí)控制信號(hào)。
[0027]所述車高調(diào)節(jié)控制策略如下(以左前輪處車高調(diào)節(jié)為例，其余輪處類似):
[0028](I)為避免車高調(diào)節(jié)動(dòng)作被頻繁執(zhí)行，在目標(biāo)車身高度值附近設(shè)立車高調(diào)節(jié)滯回區(qū)間[1?ο-1ιι，1?ο+1ιι]，其中，h。為目標(biāo)車身高度，hi為滯回區(qū)間設(shè)定值，此處設(shè)定為3.5mm;為防止因空氣彈簧過充或過放引起的車身高度過調(diào)節(jié)，在目標(biāo)車身高度值附近同時(shí)設(shè)立允許調(diào)節(jié)誤差[-he，+he]，其中,he為允許誤差設(shè)定值，此處設(shè)定為2mm;
[0029](2)通過比較左前輪處車身高度實(shí)時(shí)信號(hào)和目標(biāo)車身高度調(diào)節(jié)滯回區(qū)間，確定系統(tǒng)將要執(zhí)行的調(diào)節(jié)動(dòng)作，即，當(dāng)hO1-hi時(shí)，車高上升；當(dāng)h》hQ+hi時(shí)，車高下降；其中，h為左前輪處當(dāng)前車身高度；
[0030](3)若車高需要上升，在上升過程中，當(dāng)h = hc>-hj寸，則上升過程結(jié)束;若車高需要下降，在下降過程中，當(dāng)h = ho+hJ寸，則下降過程結(jié)束；
[0031](4)在車高上升過程中，充氣電磁閥和左前輪處空氣彈簧電磁閥打開，放氣電磁閥關(guān)閉;在車高下降過程中，放氣電磁閥和空氣彈簧電磁閥打開，充氣電磁閥關(guān)閉。
[0032]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(duì)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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.整車姿態(tài)控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟I，分別利用車身高度傳感器和陀螺儀獲取車輛四角處實(shí)時(shí)車身高度信號(hào)以及反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和車身側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)； 步驟2，將所述車身高度信號(hào)以及車身俯仰角和車身側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸給系統(tǒng)控制器； 步驟3，所述系統(tǒng)控制器中預(yù)先設(shè)有車高調(diào)節(jié)控制策略和整車姿態(tài)控制策略，控制器首先根據(jù)實(shí)時(shí)車身高度信號(hào)和所述車高調(diào)節(jié)控制策略確定車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)中充氣電磁閥、放氣電磁閥以及空氣彈簧電磁閥等元件的通斷狀態(tài)，而后控制器再根據(jù)所述車身俯仰角和車身側(cè)傾角實(shí)時(shí)信號(hào)以及整車姿態(tài)控制策略和脈寬調(diào)制技術(shù)對(duì)四個(gè)空氣彈簧電磁閥在單位采樣時(shí)間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行修正，從而得出各電磁閥實(shí)際開啟狀態(tài)的占空比； 步驟4，所述系統(tǒng)控制器最后將相應(yīng)電磁閥的實(shí)際控制信號(hào)傳輸給電磁閥，完成車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)聯(lián)合控制過程中電磁閥通斷狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車姿態(tài)控制方法，其特征在于，以左前輪處車高調(diào)節(jié)為例，其余輪處類似，所述車高調(diào)節(jié)控制策略如下: 步驟3.1，在目標(biāo)車身高度值附近設(shè)立車高調(diào)節(jié)滯回區(qū)間[!!。七上+匕]，其中，h。為目標(biāo)車身高度，In為滯回區(qū)間設(shè)定值;為防止因空氣彈簧過充或過放引起的車身高度過調(diào)節(jié)，在目標(biāo)車身高度值附近同時(shí)設(shè)立允許調(diào)節(jié)誤差[_he，+he]，其中，he為允許誤差設(shè)定值； 步驟3.2，通過比較左前輪處車身高度實(shí)時(shí)信號(hào)和目標(biāo)車身高度調(diào)節(jié)滯回區(qū)間，確定系統(tǒng)將要執(zhí)行的調(diào)節(jié)動(dòng)作，即，當(dāng)hO1-hi時(shí)，車高上升；當(dāng)h》hQ+hi時(shí)，車高下降；其中，h為當(dāng)前車身高度； 步驟3.3，若車高需要上升，在上升過程中，當(dāng)h = ho-hJ寸，則上升過程結(jié)束;若車高需要下降，在下降過程中，當(dāng)h = ho+hJ寸，則下降過程結(jié)束； 步驟3.4，在車高上升過程中，充氣電磁閥和左前輪處空氣彈簧電磁閥打開，放氣電磁閥關(guān)閉;在車高下降過程中，放氣電磁閥和空氣彈簧電磁閥打開，充氣電磁閥關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】B60G17/018GK105946497SQ201610541164
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】蔡軍
【申請(qǐng)人】安慶新景技電子科技有限公司