專利名稱：一種車輛半主動懸架天棚阻尼頻率濾波控制策略的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛動力學減振控制技術領域，更具體地說，它涉及一種車輛半主動懸架天棚阻尼濾波控制策略。
背景技術：
傳統(tǒng)被動懸架彈簧剛度和阻尼都不可調，難以調和車輛平順性與操作穩(wěn)定性間的矛盾。電控懸架通過采集車身、車輪、減振器運動信息，實時改變減振器阻尼、彈簧剛度及車身高度，實現(xiàn)舒適性與安全性的協(xié)調統(tǒng)一。電控半主動阻尼可調懸架，不需要或較少的消耗外界能量，因而較全主動懸架有更廣泛的應用。現(xiàn)有的半主動阻尼可調懸架控制策略包括天棚阻尼控制、地棚阻尼控制、 混合阻尼控制、魯棒控制、最優(yōu)控制、自適應控制、模糊控制及神經網絡等等。天棚阻尼及混合阻尼控制因控制簡單，效果明顯而被廣泛應用現(xiàn)有車型電控懸架控制系統(tǒng)中。天棚阻尼控制能有效降低車身加速度，提高車輛舒適性，但確以犧牲輪胎動載荷為代價。車輛高速行駛時，大的輪跳會危機車輛的穩(wěn)定性及安全性。混合阻尼控制綜合了天棚阻尼及地棚阻尼控制，它能有效改善車輛的舒適性，高速行駛時增大輪胎的抓地能力， 但是它需要在車輪軸上額外安裝了四個垂直加速度傳感器，來檢測車輪的運動狀態(tài)。過多的傳感器增大了系統(tǒng)故障率，同時給維修帶來麻煩。
發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明提出一種車輛半主動懸架天棚阻尼頻率濾波控制策略。 它能有效遏制純天棚阻尼控制懸架在中高頻段輪胎動載荷惡化的現(xiàn)象，同時，能較好控制車輛的轉彎側傾、制動點頭、加速后坐現(xiàn)象。本發(fā)明提供了一種車輛半主動懸架天棚阻尼頻率濾波控制策略，具體步驟如下1.采用四個車身加速度、四個車身高度、車輛轉角、節(jié)氣門開度、車速傳感器及制動信號，在線提取懸架及車身運動狀態(tài)。2.當傳感器沒有檢測到車輛處于急轉彎、急加速、急剎車狀態(tài)，電控半主動懸架控制器執(zhí)行天棚阻尼頻率濾波控制策略。3.當傳感器檢測到車輛處于急轉彎、急剎車、急加速工況，控制器中斷天棚阻尼頻率濾波控制，把多級可調減振器的阻尼值調至最硬，以減少車身的大側傾、點頭、后座現(xiàn)象； 當車速傳感器檢測的車速與車輛轉角傳感器檢測的轉向角滿足一定的要求，控制器認為車輛處于急轉彎狀態(tài)；當制動信號強弱及車速滿足一定要求時，控制器認為車輛處于急剎車狀態(tài)；當節(jié)氣門開度傳感器檢測到大的節(jié)氣門開度時，控制器認為車輛處于急加速狀態(tài)。4.根據權利要求2所述的天棚阻尼頻率濾波控制策略，其特征在于，由車身加速度傳感器檢測的實時車身垂直加速度經過積分計算得到車身垂直速度及車身高度傳感器檢測的車身與車輪間的實時高度經微分得出車身與車輪間的相對速度；其次，控制器計算兩個速度信號，得出所需的阻尼值，進而控制阻尼可調減振器，阻尼計算公式如下
權利要求
1.采用四個車身加速度、四個車身高度、車輛轉角、節(jié)氣門開度、車速傳感器及制動信號，在線提取懸架及車身運動狀態(tài)。
2.當傳感器沒有檢測到車輛處于急轉彎、急加速、急剎車狀態(tài)，電控半主動懸架控制器執(zhí)行天棚阻尼頻率濾波控制策略。
3.當傳感器檢測到車輛處于急轉彎、急剎車、急加速工況，控制器中斷天棚阻尼頻率濾波控制，把多級可調減振器的阻尼值調至最硬，以減少車身的大側傾、點頭、后座現(xiàn)象；當車速傳感器檢測的車速與車輛轉角傳感器檢測的轉向角滿足一定的要求，控制器認為車輛處于急轉彎狀態(tài)；當制動信號強弱及車速滿足一定要求時，控制器認為車輛處于急剎車狀態(tài)； 當節(jié)氣門開度傳感器檢測到大的節(jié)氣門開度時，控制器認為車輛處于急加速狀態(tài)。
4.根據權利要求2所述的天棚阻尼頻率濾波控制策略，其特征在于，由車身加速度傳感器檢測的實時車身垂直加速度經過積分計算得到車身垂直速度及車身高度傳感器檢測的車身與車輪間的實時高度經微分得出車身與車輪間的相對速度；其次，控制器計算兩個速度信號，得出所需的阻尼值，進而控制阻尼可調減振器，阻尼計算公式如下
5.根據權利要求2所述的天棚阻尼頻率濾波控制策略，其特征在于，減振器基值阻尼系數(shù)的確定方法，實際的可調阻尼減振器阻尼系數(shù)不可能做到從零到無窮大間變化，它是在基值阻尼系數(shù)(最小阻尼)到最大阻尼系數(shù)間變化，有一定的變化范圍，基值阻尼系數(shù)與最大阻尼系數(shù)的大小直接影響懸架性能的優(yōu)劣，小的基值阻尼系數(shù)，可以有效的降低車身加速度提高舒適性，但是確惡化了輪胎動載荷；理論上，最大阻尼系數(shù)越大越好，但是極大的最大阻尼系數(shù)給多級可調減振器的制造帶來了麻煩，基值阻尼系數(shù)的確定方法(1)采用Matlab/Simulink建立1/4天棚阻尼控制懸架動力學模型及白噪聲積分路面模型；(2)給出幾擋從小到大的基值阻尼系數(shù)，分別模擬不同基值阻尼系數(shù)車輛在固定車速， 差路面條件下，天棚阻尼控制懸架模型得出的輪胎動載荷及車身加速度；(3)得出不同基值阻尼系數(shù)天棚阻尼控制懸架輪胎動載荷加權均方根值及車身加速度加權均方根值，進行綜合對比，輪胎動載荷加權均方根值小且車身加速度加權均方根值也較小的基值阻尼系數(shù)定為所需值；最大阻尼系數(shù)，是在滿足減振器制造工藝的前提下，阻尼系數(shù)值越大越好。
6.根據權利要求2所述的天棚阻尼頻率濾波控制策略，其特征在于，頻率濾波控制算法的實現(xiàn)方法，天棚阻尼控制懸架處于中高頻激振時，會出現(xiàn)輪胎動載荷惡化顯現(xiàn)，為防止輪跳，控制器實時提取車身高度傳感器采集的懸架動撓度及其變化率信號，對這兩個實時信號作動載荷惡化頻段的帶通濾波處理，將結果與懸架動撓度及其變化率做比較，當兩項比值均大于0. 6時，認為輪胎動載荷惡化頻段振幅占振動幅值的主導地位，這時減振器阻尼被調硬；確定天棚阻尼控制輪胎動載荷惡化的頻段范圍是實現(xiàn)頻率濾波控制算法的關鍵，仿真對比天棚阻尼控制懸架與被動懸架的輪胎動載荷的幅頻特性曲線，天棚阻尼控制懸架輪胎動載荷幅值明顯大于被動懸架的頻段即為輪胎動載荷惡化的頻段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛半主動懸架天棚阻尼頻率濾波控制方法。它利用車身加速度、車身高度、節(jié)氣門開度、車輛轉向角、車速傳感器及制動信號實時檢測懸架及車身運動狀態(tài)，為電控懸架控制器提供計算控制數(shù)據。當車輛處于正常行駛狀態(tài)，控制器執(zhí)行天棚阻尼濾波控制算法，在提高舒適性的同時兼顧安全性；當傳感器檢測到車輛處于急轉彎、急剎車、急加速工況，控制器中斷天棚阻尼頻率濾波控制，把懸架多級可調減振器的阻尼值調至最硬，以減少車身的大側傾、點頭、后座現(xiàn)象。該控制方法采用頻率濾波控制算法，有效地控制了純天棚阻尼控制懸架處于中高頻激振時輪胎動載荷惡化的現(xiàn)象；同時當車輛處于急轉彎、急剎車、急加速時，控制策略能有效的控制車身姿態(tài)，從而改善了車輛的行駛平順性及操作穩(wěn)定性。
文檔編號B60G17/016GK102189909SQ20101012194
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權日2010年3月11日
發(fā)明者蔣豐璘 申請人:蔣豐璘