CN112339517A - 一种半主动悬架控制方法及控制*** - Google Patents

一种半主动悬架控制方法及控制*** Download PDF

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Abstract

本发明中公开了一种半主动悬架控制方法及控制***，控制方法包括以下步骤：S1、获取***参数；包括簧上质量M、簧下质量m、悬架刚度k、轮胎等效刚度kt；S2、采用On‑Off算法计算汽车行驶状态阻尼系数倾向，采用专家数据库算法确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数；S3、根据基于规则的姿态控制耦合对目标阻尼系数进行修正，得到修正的输出阻尼系数；S4、根据S3中得到的输出阻尼系数，对阻尼可调减振器的输出阻尼进行调节和控制。本发明方法可很好地解决现有半主动悬架控制***和方法中迟滞性和计算复杂的问题，提高***的响应速度及车辆行驶的平顺性与操纵的稳定性，并能有效抑制车辆行驶过程中的俯仰和侧倾现象，提升车辆行驶的综合性能。

Description

一种半主动悬架控制方法及控制***
技术领域
本发明涉及悬架***控制技术领域，特别涉及一种半主动悬架控制方法及控制***。
背景技术
悬架***是决定车辆行驶平顺性和操纵稳定性的关键因素。半主动悬架解决了被动悬架存在的平顺性与稳定性的矛盾，能够在任意道路工况下更好的兼顾行驶平顺性和操纵稳定性，其在控制品质上接近主动悬架，而且结构相对简单，价格相对低廉。在半主动悬架***中，减振器用来耗散路面的冲击能量以及缓解弹簧吸振后的振荡，衰减振动使车辆恢复到正常的行驶状态。其控制***主要体现在对其执行器，即阻尼可调减振器的控制上。为了实现良好的控制，要求控制***能够根据不同的路面情况和车辆行驶工况，能够自适应地调节控制量，因此需要响应迅速且性能优良的阻尼可调减振器、一定数量可靠的车载传感器以及性能良好的控制算法。限制半主动悬架发展的主要因素包括：一是控制算法多依赖于整车动力学模型，导致计算易出现发散、模型误差较大使得控制效果大打折扣等问题；二是现有的执行器即阻尼可调减振器存在响应时间长，易损易耗的问题。
滑模控制(sliding model control，SMC)，也被称为滑模变结构控制，是一种特殊的非线性***控制策略。这种控制策略与常规控制的根本区别在于控制的不连续性，也就是一种使得***“结构”随着时间变化的开关特性。这种控制特性可以迫使***在一定特性下沿着规定的状态轨迹作小幅度、高频率的上下运动，也就是“滑动模态”。这种滑动模态是可以设计的，并且与***参数及外界扰动无关，因此滑模控制具有响应速度快，鲁棒性强等优点。
典型的半主动悬架滑模控制原理如图1所示，其中参考的天棚阻尼模型如图2所示。
其理想天棚阻尼动力学模型方程为：
Figure BDA0002776535400000021
这种控制方法的特点是将理想的天棚阻尼模型作为参考模型，定义一个理想的滑模状态，迫使***不偏离理想状态。等效控制保证***沿着理想滑模面运行，切换控制迫使偏离理想滑模面的运动状态回到理想状态。其中，理想的天棚阻尼模型的运动状态信息来源于悬架动挠度传感器与振动加速度传感器。
这种控制方法的问题在于：1)该算法中需要理想的参考模型即天棚阻尼动力学模型，其实际上是一种物理模型，在某些工况下易出现微分方程难解、无解或计算发散等情况而大大影响控制***效果。2)传统阻尼可调减振器响应时间慢，传感器测量以及控制***计算均存在迟滞。
分级天棚算法根据四个车轮振动程度(单位时间超过门限值的次数)来判定汽车所处的振动状态，产生相应的振动标识符。其中振动标识符有1、2、3三个等级，分别对应轻微振动，中等振动和剧烈振动三类情况，用以判断该振动情况下合理的天棚阻尼系数Csky；其具体控制方法如图3所示。
其中，分级天棚算法控制力方程为：
Figure BDA0002776535400000022
这种控制方法的特点是在普通天棚阻尼控制的基础上引入在不同路面等级上的最佳天棚阻尼系数，达到自适应路面情况的控制效果。只需要布置5-8个振动加速度传感器，控制方法简单，无动力学模型求解过程，***响应迅速。
这种控制方法的问题在于：1)该控制方法需要计算一段时间内的路面状态，若时间段取值较短，则反映不准确，若较长，则响应滞后。在不同车速下难以选取一个较理想路面状态判定的时间段长度。2)该控制方法目标为控制簧上质量振动强度，其一无法响应瞬态工况，其二无法实现对车辆的俯仰、侧倾等控制。3)传统阻尼可调减振器响应时间慢导致匹配难度较大，传感器测量以及控制***计算均存在迟滞。
发明内容
本发明针对现有半主动悬架控制方法存在的计算复杂、响应滞后等问题，提供一种基于阻尼可调减振器的半主动悬架控制方法及控制***，能够根据车辆运动状态做出快速响应，改变悬架***的阻尼，以适应不同车辆在不同工况下对悬架最佳阻尼的要求，提升车辆操控的稳定性等综合性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种半主动悬架控制方法，包括以下步骤：
S1、获取***参数；包括簧上质量M、簧下质量m、悬架刚度k、轮胎等效刚度kt；
S2、采用On-Off算法计算汽车行驶状态阻尼系数倾向，采用专家数据库算法确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数；
S3、根据基于规则的姿态控制耦合对目标阻尼系数进行修正，得到修正的输出阻尼系数；
S4、根据S3中得到的输出阻尼系数，对阻尼可调减振器的输出阻尼进行调节和控制。
上述技术方案中，进一步地，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、建立基于On-Off算法和天棚控制理想模型的***动力学模型控制方程，为：
Figure BDA0002776535400000041
其中，cin为阻尼可调减振器的阻尼系数；cmin和cmax分别为阻尼可调减振器可达到的最小阻尼系数和最大阻尼系数，其中通常使cmax＝csky，csky为理想天棚阻尼系数，z为车身在垂直方向上的位移，zr为轮胎在垂直方向上的位移，
Figure BDA0002776535400000048
为车身在垂直方向上的运动速度，
Figure BDA0002776535400000042
为悬架相对运动速度；
S22、根据***动力学模型控制方程，采用专家数据库基于***性能或经验数据，建立不同工况下cmin和cmax的专家经验库或规则库，形成减振器阻尼系数MAP图；
S23、根据MAP图，在不同的车身垂向加速度水平上对应相应的cmin和cmax值，将不同时刻下cmin和cmax两种状态控制与输出阻尼系数进行对应，确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数Yc的值。
上述技术方案中，进一步地，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、根据侧向运动状态对目标阻尼系数进行修正，设定侧向运动控制逻辑为：
当方向盘转角速度
Figure BDA0002776535400000043
达到方向盘转角速度阀值
Figure BDA0002776535400000044
或侧向加速度ay达到侧向加速度阀值ay-ref时，将减振器目标阻尼系数修正为cy；
根据纵向运动状态对目标阻尼系数进行修正，设定纵向运动控制逻辑为：
当加速踏板开度变化率
Figure BDA0002776535400000045
制动踏板开度变化率
Figure BDA0002776535400000046
达到其变化率的阀值
Figure BDA0002776535400000047
或纵向加速度ax达到其阀值ax-ref时，将减振器目标阻尼系数修正为cx；
S32、在同时考虑侧向运动控制、纵向运动控制的情况下，修正后的减振器目标阻尼系数Ys为cy与cx中两者的较大值，即：
Figure BDA0002776535400000051
其中：
Figure BDA0002776535400000052
上述技术方案中，进一步地，所述步骤S3中还包括有：
根据驾驶员意图参数对减振器目标阻尼系数进行修正，设定供驾驶员选择的悬架***模式，包括：模式1为舒适模式，模式2为标准模式，模式3为运动模式；
在不同模式下，减振器输出阻尼系数Ny为：
Ny＝[cLi,cUi],i＝1,2,3。
上述技术方案中，进一步地，所述***修正后的输出阻尼系数
Figure BDA0002776535400000053
为：
Figure BDA0002776535400000054
上述技术方案中，进一步地，所述步骤S4包括计算并输出阻尼可调减振器工作对应的PWM频率和占空比的步骤，具体如下：
建立阻尼可调减振器的F-Duty-Fre-v特性数据表，根据***修正后的输出阻尼系数，由F-Duty-Fre-v特性数据表根据公式(1)得到阻尼可调减振器工作所需的PWM频率和占空比；
Figure BDA0002776535400000055
其中，Duty为占空比，Fre为PWM频率，Fd为目标输出阻尼力。
本发明中还涉及一种半主动悬架控制***，包括：
设置在悬架对应位置处的四个车身垂向振动加速度传感器和四个悬架动挠度传感器，所述车身垂向振动加速度传感器、悬架动挠度传感器用于采集车辆行驶过程中的垂向振动状态数据；
安装在对应位置的阻尼可调减振器；
控制器，所述控制器接收车身垂向振动加速度传感器、悬架动挠度传感器采集的数据，根据半主动悬架控制方法对阻尼可调减振器的输出阻尼力进行实时控制。
本发明所具有的有益效果：
1)本发明控制方法通过改进的专家数据库和连续可调On-Off算法，避免了对复杂动力学微分方程的求解，计算过程简单、高效，能够很好地解决现有半主动悬架控制***和方法中迟滞性和计算复杂的问题。
2)本发明采用高速开关阀控制的阻尼可调减振器与对应的控制方法相配合，使控制器和阻尼可调减振器均能快速响应，提高了***的响应速度，使车辆行驶的平顺性与操纵的稳定性均得到了很大的提高，并能有效抑制车辆行驶过程中的俯仰和侧倾现象，提升车辆行驶的综合性能。
附图说明
图1为现有半主动悬架滑膜控制原理图。
图2为现有半主动悬架滑膜控制的天棚阻尼模型示意图。
图3为现有分级天棚算法控制方法示意图。
图4为本发明中半主动悬架控制***控制原理图。
图5为本发明中半主动悬架控制***1/4车辆模型示意图。
图6为本发明中半主动悬架控制方法中不同车身垂向加速度水平下对应的减振器阻尼系数MAP图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明中的控制方法基于的一种汽车半主动悬架控制***，***包括四个车身垂向振动加速度传感器、四个悬架动挠度传感器、控制器和高速开关阀控制的阻尼可调减振器；其中，车身垂向振动加速度传感器、悬架动挠度传感器、高速开关阀均与控制器连接。
基于本发明控制方法的半主动悬架控制***的控制原理如图4所示，车身垂向振动加速度传感器和悬架动挠度传感器用于实时采集汽车行驶过程中的垂向振动状态数据，并将采集的数据发送到控制器的算法模块中进行计算。
控制器的算法模块根据采集的汽车行驶状态数据，计算阻尼可调减振器的阻尼力取值倾向，确定目标阻尼系数，结合汽车姿态控制对目标阻尼系数进行修正后输出，将其发送到控制器的驱动模块；驱动模块根据算法模块得到的阻尼可调减振器最优阻尼系数和阻尼力，计算其最优控制调频频率及占空比，并驱动输出给高速开关阀，对阻尼可调减振器的输出阻尼力进行实时调节和控制，以快速响应各种不同行驶工况。
本发明中的半主动悬架控制方法包括以下步骤：
S1、获取***参数；
如图5所示，为半主动悬架控制***所作用对象的1/4动力学模型示意图，本发明控制方法以该动力学模型为基础，其中所涉及的***参数包括簧上质量M、簧下质量m、悬架刚度k及轮胎等效刚度kt。
S2、采用On-Off算法计算汽车行驶状态阻尼系数倾向，采用专家数据库算法确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数；具体过程如下：
采用经典的天棚控制理论，将On-Off算法运用到天棚控制理想模型，得到***动力学模型控制方程为：
Figure BDA0002776535400000081
其中，cin为阻尼可调减振器的阻尼系数；cmin和cmax分别为阻尼可调减振器可达到的最小阻尼系数和最大阻尼系数，其中通常使cmax＝csky，csky为理想天棚阻尼系数，z为车身在垂直方向上的位移，zt为簧下质量在垂直方向上的位移zr为轮胎在垂直方向上的位移，
Figure BDA0002776535400000082
为车身在垂直方向上的运动速度，
Figure BDA0002776535400000083
为悬架相对运动速度。
其控制逻辑为：
当车身在垂直方向上的运动速度
Figure BDA0002776535400000086
和悬架在垂直方向上的相对运动速度
Figure BDA0002776535400000087
方向一致时，减振器产生的阻尼力可抑制簧上振动，此时将减振器阻尼系数提升至最大cmax，以抑制簧上振动；
当车身运动速度
Figure BDA0002776535400000084
和悬架相对运动速度
Figure BDA0002776535400000085
方向相反时，减振器产生的阻尼力无法抑制簧上振动，甚至可能会加剧簧上振动，因此，需要将减振器阻尼系数调整到最小状态cmin，以尽量减小减振器阻尼力对簧上振动的影响。
根据***动力学模型控制方程及其控制逻辑，采用专家数据库基于***性能或经验数据，建立不同工况下cmin和cmax的专家经验库或规则库，形成减振器阻尼系数MAP图，如图6所示；根据MAP图，在不同的车身垂向加速度水平上对应相应的cmin和cmax值，将不同时刻下双状态(cmin和cmax两种状态)控制与输出阻尼系数进行对应，从而确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数。
S3、根据基于规则的姿态控制耦合对目标阻尼系数进行修正，得到修正的输出阻尼系数；具体过程如下：
根据侧向运动状态对目标阻尼系数进行修正，将车辆侧向运动的控制逻辑设定为：
以方向盘转角速度
Figure BDA0002776535400000091
和侧向加速度ay作为侧向控制的状态参数；
1)当
Figure BDA0002776535400000092
达到方向盘转角速度阀值
Figure BDA0002776535400000093
或ay达到侧向加速度阀值ay-ref时，触发侧向控制，控制***将减振器阻尼系数调整至cy以控制车身横摆和侧倾；
2)当
Figure BDA0002776535400000094
小于
Figure BDA0002776535400000095
且ay小于ay-ref时，退出侧向控制。
其控制逻辑表达式如下：
Figure BDA0002776535400000096
对不同的车型来说，控制车身横摆和侧倾所需要的阻尼值不同，这里的cy为根据实车调试时所得到的经验值或标定值。这里的标定值是通过实车试验得到的，例如评价人员通过驾驶目标车辆进行蛇形试验等模拟侧向工况的测试，确定最佳的阻尼系数，即得到经验值或标定值。
当对车辆加速或制动时，增加减振器阻尼可有效控制车身俯仰角峰值及延缓车身俯仰角的变化速率，因此可根据纵向运动状态对目标阻尼系数进行修正。
与侧向控制类似，纵向控制也是对驾驶者操纵行为引起的车辆动态响应过程进行控制，因此可参照侧向控制的运动逻辑制定纵向运动的控制逻辑，具体如下：
以加速踏板或制动踏板开度的变化率
Figure BDA0002776535400000097
纵向加速度ax作为纵向控制的状态参数；
1)当
Figure BDA0002776535400000098
或
Figure BDA0002776535400000099
达到加速踏板或制动踏板开度的变化率阀值
Figure BDA00027765354000000910
或
Figure BDA00027765354000000911
或ax达到纵向加速度阀值ax-ref时触发纵向控制，控制***将减振器阻尼系数调整至cx以控制车身俯仰；
2)当
Figure BDA00027765354000000912
或
Figure BDA00027765354000000913
小于加速踏板或制动踏板开度的变化率阀值
Figure BDA00027765354000000914
或
Figure BDA00027765354000000915
且ax小于纵向加速度阀值ax-ref时，退出纵向控制。
其控制逻辑表达式如下：
Figure BDA0002776535400000101
同样地，这里对不同的车型来说，控制车身俯仰所需要的阻尼值不同,这里的cx为根据实车调试时所得到的的经验值或标定值。同样地，这里的标定值是通过实车试验得到的，例如评价人员通过驾驶目标车辆进行急制定试验等模拟纵向工况的测试，确定最佳的阻尼系数，即得到经验值或标定值。
上述姿态控制规则中，输入量包括：方向盘转角速度
Figure BDA0002776535400000102
侧向加速度ay、加速踏板开度变化率
Figure BDA0002776535400000103
制动踏板开度变化率
Figure BDA0002776535400000104
纵向加速度ax；
输出量包括侧向控制目标阻尼系数cy、纵向控制目标阻尼系数cx。
在考虑侧向控制或纵向控制触发时，应保证该条件下的操稳性策略阻尼输出为较大值，修正后的减振器目标阻尼系数为cy与cx中两者的较大值。其表达式为：
Figure BDA0002776535400000105
其中：
A为
Figure BDA0002776535400000106
同时，在输出规则中还引入了驾驶员意图参数，根据驾驶员意图参数对减振器目标阻尼系数进行修正，设定供驾驶员选择的悬架***模式，包括：
模式1为舒适模式，模式2为标准模式，模式3为运动模式；不同模式下减振器输出阻尼系数Ny为：
Ny＝[cLi,cUi],i＝1,2,3，
这里根据不同的车型所对应的区间端点值cLi和cUi的取值不同，通常是根据实车调试所得到的经验值或标定值，Ny在cLi～cUi的区间范围内进行取值。其中，cLi和cUi这两个区间端点值的确定，同样是评价人员通过试车试验得到的，例如根据不同模式(如舒适模式、标准模式、运动模式下)的取向，在各种工况覆盖的前提下确定区间值。
因此，在优先考虑安全性的情况下，确定***最终修正后的输出阻尼系数
Figure BDA0002776535400000111
为：
Figure BDA0002776535400000112
S4、计算并输出阻尼可调减振器工作对应的PWM频率和占空比；
建立阻尼可调减振器的F-Duty-Fre-v特性数据表，该数据表预先绘制并写入在***的控制器内，通过查表的方式，根据修正后的输出阻尼系数和公式(1)，调取***当前状态下需求阻尼所对应的调频特性数据：
Figure BDA0002776535400000113
其中，Duty为调频占空比，Fre为PWM频率，Fd为目标输出阻尼力。
从而得到阻尼可调减振器所对应的控制参数，能够快速产生所需的阻尼力，以保证在各种车况和路况下都能表现出良好的性能。
本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种半主动悬架控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取***参数；包括簧上质量M、簧下质量m、悬架刚度k、轮胎等效刚度kt；
S2、采用On-Off算法计算汽车行驶状态阻尼系数倾向，采用专家数据库算法确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数；
S3、根据基于规则的姿态控制耦合对目标阻尼系数进行修正，得到修正的输出阻尼系数；
S4、根据S3中得到的输出阻尼系数，对阻尼可调减振器的输出阻尼进行调节和控制。
2.根据权利要求1所述的半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、建立基于On-Off算法和天棚控制理想模型的***动力学模型控制方程，为：
Figure FDA0002776535390000011
其中，cin为阻尼可调减振器的阻尼系数；cmin和cmax分别为阻尼可调减振器可达到的最小阻尼系数和最大阻尼系数，z为车身在垂直方向上的位移，zt为簧下质量在垂直方向上的位移，zr为轮胎在垂直方向上的位移，
Figure FDA0002776535390000012
为车身在垂直方向上的运动速度，
Figure FDA0002776535390000013
为悬架相对运动速度；
S22、根据***动力学模型控制方程，采用专家数据库基于***性能或经验数据，建立不同工况下cmin和cmax的专家经验库或规则库，形成减振器阻尼系数MAP图；
S23、根据MAP图，在不同的车身垂向加速度水平上对应相应的cmin和cmax值，将不同时刻下cmin和cmax两种状态控制与输出阻尼系数进行对应，确定阻尼可调减振器的目标阻尼系数Yc的值。
3.根据权利要求1或2所述的半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、根据侧向运动状态对目标阻尼系数进行修正，设定侧向运动控制逻辑为：
当方向盘转角速度
Figure FDA0002776535390000021
达到方向盘转角速度阀值
Figure FDA0002776535390000022
或侧向加速度ay达到侧向加速度阀值ay-ref时，将减振器目标阻尼系数修正为cy；
根据纵向运动状态对目标阻尼系数进行修正，设定纵向运动控制逻辑为：
当加速踏板开度变化率
Figure FDA0002776535390000023
制动踏板开度变化率
Figure FDA0002776535390000024
达到其变化率的阀值
Figure FDA0002776535390000025
或纵向加速度ax达到其阀值ax-ref时，将减振器目标阻尼系数修正为cx；
S32、在同时考虑侧向运动控制、纵向运动控制的情况下，修正后的减振器目标阻尼系数Ys为cy与cx中两者的较大值，即：
Figure FDA0002776535390000026
其中：
A为
Figure FDA0002776535390000027
4.根据权利要求3所述的半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括有：
根据驾驶员意图参数对减振器目标阻尼系数进行修正，设定供驾驶员选择的悬架***模式，包括：模式1为舒适模式，模式2为标准模式，模式3为运动模式；
在不同模式下，减振器输出阻尼系数Ny为：
Ny＝[cLi,cUi],i＝1,2,3。
5.根据权利要求4所述的半主动悬架控制方法，其特征在于，所述***修正后的输出阻尼系数
Figure FDA0002776535390000031
为：
Figure FDA0002776535390000032
6.根据权利要求1所述的半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括计算并输出阻尼可调减振器工作对应的PWM频率和占空比的步骤，具体如下：
建立阻尼可调减振器的F-Duty-Fre-v特性数据表，根据***修正后的输出阻尼系数，由F-Duty-Fre-v特性数据表根据公式(1)得到阻尼可调减振器工作所需的PWM频率和占空比；
Figure FDA0002776535390000033
其中，Duty为占空比，Fre为PWM频率，Fd为目标输出阻尼力。
7.一种半主动悬架控制***，其特征在于，包括：
设置在悬架对应位置处的四个车身垂向振动加速度传感器和四个悬架动挠度传感器，所述车身垂向振动加速度传感器、悬架动挠度传感器用于采集车辆行驶过程中的垂向振动状态数据；
安装在对应位置的阻尼可调减振器；
控制器，所述控制器接收车身垂向振动加速度传感器、悬架动挠度传感器采集的数据，根据权利要求1至6中任一所述的半主动悬架控制方法对阻尼可调减振器的输出阻尼力进行实时控制。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113183711A (zh) * 2021-06-04 2021-07-30 合肥工业大学 一种振动与冲击融合控制方法
CN113525535A (zh) * 2021-08-10 2021-10-22 东风柳州汽车有限公司 一种基于模糊控制的驾驶室半主动悬置控制方法及装置
CN113619346A (zh) * 2021-08-09 2021-11-09 深圳先进技术研究院 磁流变半主动悬架的控制方法、装置及***
CN113635726A (zh) * 2021-08-31 2021-11-12 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 整车半主动悬架***集成控制方法和***
CN113865616A (zh) * 2021-12-01 2021-12-31 成都九鼎科技(集团)有限公司 车辆悬架姿态测量方法和测量***
CN114167715A (zh) * 2021-11-26 2022-03-11 济南大学 基于有益非线性因素的主动式悬架***饱和pd-smc跟踪方法
CN114312202A (zh) * 2022-03-10 2022-04-12 成都九鼎科技(集团)有限公司 一种基于路况识别的半主动悬架控制方法及控制***
CN114611219A (zh) * 2022-03-28 2022-06-10 扬州东升汽车零部件股份有限公司 一种被动车辆悬架***刚度和阻尼系数最优选型方法
CN114683795A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 重庆长安汽车股份有限公司 一种路面自适应半主动悬架控制方法和***
CN114970253A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 张家口宣化华泰矿冶机械有限公司 竖井钻机的角度计算方法、终端及存储介质
CN117261521A (zh) * 2023-08-31 2023-12-22 西南交通大学 一种高度和阻尼自适应的半主动悬架智能控制与进化方法
CN117644751A (zh) * 2023-12-26 2024-03-05 燕山大学 基于车轮动作的主动悬挂阻尼调整装置及调整方法
CN118082441A (zh) * 2024-04-29 2024-05-28 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 车辆悬架阻尼控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN118082441B (zh) * 2024-04-29 2024-07-09 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 车辆悬架阻尼控制方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1778583A (zh) * 2004-11-22 2006-05-31 万都株式会社 车用可变阻尼器控制方法
CN1807135A (zh) * 2006-01-28 2006-07-26 重庆大学 汽车磁流变半主动悬架分姿态协调仿人智能控制方法
US20100076649A1 (en) * 2008-02-12 2010-03-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Damping force control apparatus for vehicle
CN104039569A (zh) * 2012-01-11 2014-09-10 丰田自动车株式会社 车辆
CN104080628A (zh) * 2012-01-25 2014-10-01 日产自动车株式会社 车辆的控制装置和车辆的控制方法
CN105564437A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 株式会社万都 用于控制车辆的阻尼的设备和方法
CN105857003A (zh) * 2016-05-11 2016-08-17 江苏大学 一种馈能悬架***的改进天棚控制方法
CN106794736A (zh) * 2014-10-06 2017-05-31 北极星工业有限公司 具有带有连续阻尼控制的悬架的车辆
CN108891220A (zh) * 2018-07-19 2018-11-27 燕山大学 一种车辆半主动悬架***的天棚控制改进算法
CN109591537A (zh) * 2019-01-25 2019-04-09 成都西汽研车辆技术开发有限公司 一种汽车半主动悬架控制***及方法
CN111137092A (zh) * 2018-11-06 2020-05-12 本田技研工业株式会社 用于车辆的悬架控制***
CN111703268A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 中国第一汽车股份有限公司 一种基于车身姿态调节的阻尼可调悬架的控制方法
WO2020194451A1 (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 日産自動車株式会社 サスペンション制御方法及びサスペンション制御システム

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1778583A (zh) * 2004-11-22 2006-05-31 万都株式会社 车用可变阻尼器控制方法
CN1807135A (zh) * 2006-01-28 2006-07-26 重庆大学 汽车磁流变半主动悬架分姿态协调仿人智能控制方法
US20100076649A1 (en) * 2008-02-12 2010-03-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Damping force control apparatus for vehicle
CN104039569A (zh) * 2012-01-11 2014-09-10 丰田自动车株式会社 车辆
CN104080628A (zh) * 2012-01-25 2014-10-01 日产自动车株式会社 车辆的控制装置和车辆的控制方法
CN106794736A (zh) * 2014-10-06 2017-05-31 北极星工业有限公司 具有带有连续阻尼控制的悬架的车辆
CN105564437A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 株式会社万都 用于控制车辆的阻尼的设备和方法
CN105857003A (zh) * 2016-05-11 2016-08-17 江苏大学 一种馈能悬架***的改进天棚控制方法
CN108891220A (zh) * 2018-07-19 2018-11-27 燕山大学 一种车辆半主动悬架***的天棚控制改进算法
CN111137092A (zh) * 2018-11-06 2020-05-12 本田技研工业株式会社 用于车辆的悬架控制***
CN109591537A (zh) * 2019-01-25 2019-04-09 成都西汽研车辆技术开发有限公司 一种汽车半主动悬架控制***及方法
WO2020194451A1 (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 日産自動車株式会社 サスペンション制御方法及びサスペンション制御システム
CN111703268A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 中国第一汽车股份有限公司 一种基于车身姿态调节的阻尼可调悬架的控制方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113183711B (zh) * 2021-06-04 2022-03-15 合肥工业大学 一种振动与冲击融合控制方法
CN113183711A (zh) * 2021-06-04 2021-07-30 合肥工业大学 一种振动与冲击融合控制方法
CN113619346A (zh) * 2021-08-09 2021-11-09 深圳先进技术研究院 磁流变半主动悬架的控制方法、装置及***
CN113619346B (zh) * 2021-08-09 2023-03-31 深圳先进技术研究院 磁流变半主动悬架的控制方法、装置及***
CN113525535A (zh) * 2021-08-10 2021-10-22 东风柳州汽车有限公司 一种基于模糊控制的驾驶室半主动悬置控制方法及装置
CN113635726A (zh) * 2021-08-31 2021-11-12 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 整车半主动悬架***集成控制方法和***
CN113635726B (zh) * 2021-08-31 2023-05-09 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 整车半主动悬架***集成控制方法和***
CN114167715A (zh) * 2021-11-26 2022-03-11 济南大学 基于有益非线性因素的主动式悬架***饱和pd-smc跟踪方法
CN114167715B (zh) * 2021-11-26 2023-12-15 济南大学 基于有益非线性因素的主动式悬架***饱和pd-smc跟踪方法
CN113865616A (zh) * 2021-12-01 2021-12-31 成都九鼎科技(集团)有限公司 车辆悬架姿态测量方法和测量***
CN114312202A (zh) * 2022-03-10 2022-04-12 成都九鼎科技(集团)有限公司 一种基于路况识别的半主动悬架控制方法及控制***
CN114611219A (zh) * 2022-03-28 2022-06-10 扬州东升汽车零部件股份有限公司 一种被动车辆悬架***刚度和阻尼系数最优选型方法
CN114611219B (zh) * 2022-03-28 2024-05-07 扬州东升汽车零部件股份有限公司 一种被动车辆悬架***刚度和阻尼系数最优选型方法
CN114683795A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 重庆长安汽车股份有限公司 一种路面自适应半主动悬架控制方法和***
CN114683795B (zh) * 2022-03-31 2024-01-30 重庆长安汽车股份有限公司 一种路面自适应半主动悬架控制方法和***
CN114970253A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 张家口宣化华泰矿冶机械有限公司 竖井钻机的角度计算方法、终端及存储介质
CN114970253B (zh) * 2022-05-13 2023-01-31 张家口宣化华泰矿冶机械有限公司 竖井钻机的角度计算方法、终端及存储介质
CN117261521A (zh) * 2023-08-31 2023-12-22 西南交通大学 一种高度和阻尼自适应的半主动悬架智能控制与进化方法
CN117644751A (zh) * 2023-12-26 2024-03-05 燕山大学 基于车轮动作的主动悬挂阻尼调整装置及调整方法
CN118082441A (zh) * 2024-04-29 2024-05-28 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 车辆悬架阻尼控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN118082441B (zh) * 2024-04-29 2024-07-09 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 车辆悬架阻尼控制方法、装置、电子设备及存储介质

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Yakub et al. Model predictive control for car vehicle dynamics system-comparative study
Du et al. Control Strategy for Semi-Active Suspension Based on Suspension Parameter Estimation
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