CN113635726A - 整车半主动悬架***集成控制方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明提出一种整车半主动悬架***集成控制方法和***，方法包括：获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；确定控制所需车辆参数所处的阈值区间，根据各阈值区间与阻尼梯度区间映射数据表分别确定各控制参数对应的阻尼梯度区间，获取与各阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于阈值，则根据车速与阻尼映射表分别获取侧向和纵向控制阻尼目标值；取阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值；根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值、侧纵向控制阻尼目标值计算输出各减振器阻尼目标值。本发明解决了现有技术在提升舒适性的同时，降低车轮接地性，无法同时实时兼顾整车操纵稳定性的技术问题。

Description

整车半主动悬架***集成控制方法和***

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种整车半主动悬架***集成控制方法和***。

背景技术

现有技术中针对阻尼可调的半主动悬架控制方法在工程上均基于天棚控制理论，该理论是仅针对1/4车辆，从理论分析是以提升簧载质量舒适性为主要目的，牺牲了簧下质量车轮的接地性，从而一定程度上牺牲了车辆行驶安全性的。即使基于天棚控制的各种衍生控制方法，如“天棚-地棚控制”，一定程度上兼顾对簧下质量的控制，接地性不至于恶化太多，但并不能从整车层面对车辆的侧向(侧倾)运动和纵向(俯仰)运动进行控制，从而实时兼顾整车的操纵稳定性。而其它推理类的各种控制算法也越来越复杂，如基于粒子群最优化算法的天棚控制、神经网络控制等，这些算法亦大多均针对1/4车辆而缺乏对整车侧向运动和纵向运动的集成控制，且对控制器的算力要求高，实际上带来较大的响应时滞，不能保证实时收敛，且控制参数无具体物理意义，在工程应用上并不具备可操作性。

发明内容

基于以上问题，本发明提出一种整车半主动悬架***集成控制方法和***，本发明解决了现有技术中的控制方法在提升舒适性的同时，降低了车轮接地性，且未能实时兼顾整车侧向运动和纵向运动等操纵稳定性的技术问题，也解决了这些算法对控制器的算力要求高，实际上带来较大的响应时滞，且控制参数无具体物理意义，在工程应用上并不具备可操作性的技术问题。

本发明提出一种整车半主动悬架***集成控制方法，包括：

获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；

确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取侧向控制阻尼目标值；

确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；

取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值；

根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

此外，侧向控制车辆参数至少包括方向盘转角速度、侧向加速度其中之一。

此外，确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间包括：在侧向控制车辆参数与侧向控制车辆参数阈值区间映射图上，查找方向盘转角速度或侧向加速度确定对应的侧向控制车辆参数阈值区间，再根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表，确定方向盘转角速度或侧向加速度对应的侧向控制阻尼梯度区间。

此外，若根据方向盘转角速度与根据侧向加速度分别确定的侧向控制阻尼梯度区间不同，则取区间值更大的作为侧向控制阻尼梯度区间。

此外，纵向控制车辆参数至少包括加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率和纵向加速度其中之一。

此外，确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间：在纵向控制车辆参数与纵向控制车辆参数阈值区间映射图上，查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制车辆参数阈值区间，再根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制阻尼梯度区间，再根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制阻尼梯度区间。

此外，若根据加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率以及纵向加速度分别确定的纵向控制阻尼梯度区间不同，则取区间值更大的作为纵向控制阻尼梯度区间。

此外，阻尼比例值的确定过程为：首先获取悬架动行程和减振器作动速度；

判断悬架动行程的取值区间和减振器作动速度的取值区间，根据判断结果获取路况信息；

在阻尼比例映射表中，根据路况信息查找阻尼比例值。

此外，垂向控制阻尼目标值通过采用1/4车辆半主动悬架的“天棚-加速度”混合控制模型的方式获取。

此外，还包括：在阻尼值与电流映射表中找出最终输出阻尼值对应的电流值，根据电流值控制左前阻尼可控减振器、右前阻尼可控减振器、左后阻尼可控减振器和右后阻尼可控减振器中的电流。

本发明还提出一种采用上述任一项所述的整车半主动悬架***集成控制方法的控制***，包括：

均与集成协调控制模块连接的垂向控制模块、侧向和纵向联合控制模块；

垂向控制模块通过采用1/4车辆半主动悬架的“天棚-加速度”混合控制模型的方式输出垂向控制阻尼目标值；

侧向和纵向联合控制模块输出侧纵向控制阻尼目标值的过程为：

获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；

确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取侧向控制阻尼目标值；

确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；

取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值更大的作为侧纵向控制阻尼目标值；

集成协调控制模块输出最终输出阻尼值的过程为：根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明解决了现有技术中的控制方法在提升舒适性的同时，降低了车轮接地性，不能同时实时兼顾整车操纵稳定性的技术问题，也解决了这些算法对控制器的算力要求高，实际上带来较大的响应时滞，且控制参数无具体物理意义，在工程应用上并不具备可操作性的技术问题。本发明提供的半主动悬架***集成控制方法，可同时对整车的垂向运动、纵向运动(俯仰运动)及侧向运动(侧倾运动)进行实时的精准控制。在保证舒适性的同时也保证车身姿态，从而实时保证车辆的操纵稳定性。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的整车半主动悬架***集成控制方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的侧向控制参数阈值区间与侧向控制阻尼梯度区间映射图、纵向控制参数阈值区间与纵向控制阻尼梯度区间映射图、车速与阻尼梯度区间映射示意图；

图3是本发明一个实施例提供的集成协调控制示意图；

图4是本发明一个实施例提供的“天棚-加速度”控制模型示意图；

图5是本发明一个实施例提供的整车半主动悬架***集成控制方法的流程图；

图6是本发明一个实施例提供的整车半主动悬架***集成控制***的示意框图；

图7是本发明一个实施例提供的阻尼比例值、悬架动行程和减振器作动速度之间的关系示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1和图3，本发明提出一种整车半主动悬架***集成控制方法，包括：

步骤S001，获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；

步骤S002，确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取侧向控制阻尼目标值；

步骤S003，确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；

步骤S004,取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值；

步骤S005,根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

在步骤S001中，首先获取要用到的侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速等参数。

在步骤S002中，首先确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，然后再根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表，确定方向盘转角速度或侧向加速度对应的侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，最后判断当前车速与车速阈值的大小并根据车速与阻尼映射表获取侧向控制阻尼目标值，这样分层次判断的好处为：

相对于单点阈值控制，本实施例的优势在于以侧向控制阻尼梯度区间代替单点阈值，以“区间分梯度输出值”代替单一输出值，可更全面的覆盖细分工况提升控制细腻感，避免在单一阈值控制下所有大于阈值的工况均以单一的大阻尼进行对应而牺牲舒适性，避免阻尼的突变带来驾乘的突兀感，提高舒适性及操控性，提升安心感；可有效控制阻尼可调减振器的***能耗。例如正比例特性的电磁阀式电控减振器，其电流与阻尼值成正比关系，阻尼越大，电流越大。细分多个区间后，可以避免单一阈值控制被触发后对应的单一阻尼，避免一直处于大阻尼大电流状态，节省能耗；无复杂计算，高效、实时且充分发挥专家经验及调校的优势，避免理论计算不能全面覆盖实际工况，可无限拓展。

在步骤S003中，首先确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，然后根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，最后判断当前车速是否大于车速阈值，若是，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；这样分层判断的好处与步骤S002中分层判断的好处相同。

在步骤S004中,当侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值数值不同时，取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值。这是因为操控性控制的工况须以安全性为首要保障，所以采用数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值，以优先保证安全。

步骤S005,根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

可选地，确定最终输出阻尼值对应的电流值，根据电流值控制左前阻尼可控减振器、右前阻尼可控减振器、左后阻尼可控减振器和右后阻尼可控减振器中的电流。

垂向运动控制是针对1/4车辆的舒适性进行控制，侧-纵向运动控制是面向整车操控性的控制，控制对象不同，各自的输出目标值不同，因此，要协调垂向控制和侧向纵向控制，对垂向控制阻尼目标值和侧纵向控制阻尼目标值进行协调从而得到最后的输出阻尼值，计算公式为：输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值，通过这一公式计算最终的输出阻尼值。

对垂向控制阻尼目标值、侧纵向控制阻尼目标值进行集成协调的优势在于：(1)通过识别路况的方式确定操安与舒适性的阻尼比例值，实现操安与舒适性的精准兼顾。(2)集成协调控制设定的阻尼比例值体现了以操控性控制(侧向控制和纵向控制)为主，避免耦合或者切换时出现安全隐患；(3)垂向、纵向及侧向控制的集成协调控制规则具有实际物理意义，利于实车调试；(4)以确保操控性为主来设定参数，避免常见的基于计算模型的耦合方式，避免引入大量微分方程求解，避免给控制器算力带来较大负担，保证响应速度及输出无迟滞。(5)基于专家经验的数据库，控制细腻，实际应用可无限拓展细分实现各工况全面覆盖、高效、实时。

本实施例解决了现有技术中的控制方法在提升舒适性的同时，降低了车轮接地性，未能同时实时兼顾操纵稳定性控制的技术问题，也解决了这些算法对控制器的算力要求高，实际上带来较大的响应时滞，且控制参数无具体物理意义，在工程应用上并不具备可操作性的技术问题。

采用本实施例提供的整车半主动悬架集成控制方法，可同时对整车的垂向运动、纵向(俯仰)运动及侧向(侧倾)运动进行实时精准控制。在保证舒适性的同时也保证整车侧倾运动和俯仰运动的车身姿态运动控制，从而实时保证车辆的操纵稳定性。

在其中的一个实施例中，侧向控制车辆参数至少包括方向盘转角速度、侧向加速度其中之一。侧向控制利用方向盘转角速度信号来预测驾驶员转向意图，侧向加速度信号用来识别车辆所处的侧向运动状态。

参照图2，在其中的一个实施例中，确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间包括：在侧向控制车辆参数与侧向控制车辆参数阈值区间映射图上，查找方向盘转角速度或侧向加速度确定对应的侧向控制车辆参数阈值区间，再根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表，确定方向盘转角速度或侧向加速度对应的侧向控制阻尼梯度区间。

侧向控制采用分层分梯度区间阈值控制的方式，在第一层，确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，在侧向控制车辆参数阈值区间与侧向控制阻尼梯度区间映射图上，查找方向盘转角速度或侧向加速度确定对应的侧向控制阻尼梯度区间。在第二层，将当前车速与侧向控制阻尼梯度区间中的速度阈值作比较，若当前车速大于区间车速阈值，则输出侧向控制阻尼目标值。通过‘分层分梯度区间阈值+预设MAP’的方式以抑制侧倾运动为预期输出侧向控制阻尼目标值，从而合理抑制侧向运动。

在其中的一个实施例中，侧向运动的控制逻辑设定如下：

首层判断：预设分梯度MAP映射数据表，即预设了侧向控制阻尼梯度区间，如图2示意图所示。判断方向盘转角速度V_steer是否处于侧向控制车辆参数阈值区间[V_{steer_i},V_{steer_i+1}](i∈[1,n])，或判断侧向加速度a_lat是否处于侧向控制车辆参数阈值区间[a_{lat_i},a_{lat_i+1}](i∈[1,n])，各减振器的输出阻尼区间如下：

式中，i∈[1,n]，x∈[flfrrlrr]

次层判断：各个侧向控制阻尼梯度区间设定了车速阈值V_{V_i-value},i∈[1,n]，当前车速大于车速阈值时，输出侧向控制阻尼目标值，抑制侧倾运动或预期即将出现的侧倾运动。数学表达如下式：

式中，i∈[1,n]，x∈[flfrrlrr].

以上，V_steer表示方向盘转角速度；V_{steer_i},V_{steer_i+1}分别代表方向盘转角速度的侧向控制车辆参数阈值区间的上下阈值。a_lat表示车辆的侧向加速度(可以由CAN信号获取)。C_{lat_ix}(i∈[1,n]，x∈[flfrrlrr])表示侧向控制下不同梯度区间输出的侧向控制阻尼目标值，包括左前减振器目标阻尼C_{lat_ifl}、右前减振器目标阻尼C_{lat_ifr}、左后减振器目标阻尼C_{lat_irl}、右后减振器目标阻尼C_{lat_irr}。

表示进行车速比较后得到的侧向控制阻尼目标值。fl、fr、rl、rr分别代表左前簧、右前簧、左后簧、右后簧。

可选地，侧向控制下前后悬架的左右侧输出阻尼可设置为一致，如某个区间的左前减振器的目标阻尼等于右前减振器的目标阻尼C_{lat_ifl}＝C_{lat_ifr}，可选地，前后轴的减振器阻尼可以设定为不一致。

可选地，分梯度MAP映射数据表的建立：根据不同的车辆在不同转向角速度，不同横向加速度的工况下结合专家经验(主观评价)及客观测试数据，标定分梯度阻尼区间及阈值，即侧向控制阻尼梯度区间。具体评价测试工况或方案不做具体要求。

在其中的一个实施例中，若根据方向盘转角速度与根据侧向加速度分别确定的侧向控制阻尼梯度区间不同，则取区间值更大的作为侧向控制阻尼梯度区间。以安全性优先，选取区间值更大的侧向控制阻尼梯度区间作为侧向控制阻尼梯度区间。

在其中的一个实施例中，纵向控制车辆参数至少包括加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率和纵向加速度其中之一。

纵向控制利用加速踏板开度变化率或制动踏板开度变化率来预测驾驶员加速或制动意图，纵向加速度信号来识别车辆的纵向运动(俯仰)状态，通过‘分层分梯度区间阈值+预设MAP’以抑制俯仰运动为预期输出纵向运动控制的目标阻尼值。

参照图2，在其中的一个实施例中，确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间：在纵向控制车辆参数与纵向控制车辆参数阈值区间映射图上，查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制车辆参数阈值区间，再根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制阻尼梯度区间。

当然，制动踏板开度变化率也可以用制动主缸压力的变化率来表征或者等同替代，其中，制动踏板开度变化率可以由踏板开度微分得到，制动主缸压力变化率可以由压力信号微分得到。加速踏板开度变化率也可以一般车型的加速踏板电压信号的变化率表征或者等同替代，其中，加速踏板开度变化率由加速踏板开度微分得到。

纵向控制同样采用分层分梯度区间阈值控制的方法，最后当车辆同时存在侧倾与俯仰时，选择较大的阻尼值作为侧纵向控制阻尼目标值，对整车走行路况进行识别后，对垂向控制阻尼目标值和侧纵向控制阻尼目标值进行集成决策，确定最终输出阻尼值，该方法实时保证舒适性并合理抑制了车身的侧倾和俯仰，精准兼顾车辆的操纵稳定性。

在其中的一个实施例中，对于纵向(俯仰)控制，将加速踏板/制动踏板开度变化率V_pedal(包括加速踏板开度变化率V_{pedal_acc}和制动踏板开度变化率V_{pedal_b})作为识别驾驶者加减速及识别驾驶员操纵意图的参数，或者以纵向加速度a_lat作为判断车辆俯仰程度的状态参数，两类参数均可作为纵向(俯仰)运动控制的触发规则，以确保控制***在转向指令输入初期以及纵向运动响应过程中都能实施及时且有效的控制，合理抑制车辆俯仰运动。

纵向运动的控制逻辑设定如下：

首层判断：预设分梯度区间MAP数据表，即预设纵向控制阻尼梯度区间，如图2示意图所示。对于俯仰控制，首先以加速踏板开度变化率/制动踏板开度变化率V_pedal(包括加速踏板开度变化率V_{pedal_acc}和制动踏板开度变化率/V_pedal_b)是否属于梯度区间[V_{pedal_i},V_{pedal_i+1}]，或车身纵向加速度a_lon是否属于梯度区间[a_{lon_i},a_{lon_i+1}]，对应各区间的各减振器的输出目标阻尼区间如下。

C_{lon_ix}∈[C_i,C_i+1],if|V_pedal|∈[V_{pedal_i},V_{pedal_i+1}]or|a_lon|∈[a_{lon_i}，a_{lon_i+1}](3)

式中，i∈[1，n]，x∈[flfrrlrr]

次层：各纵向控制阻尼梯度区间内设定了车速阈值V_{V_i-value}，i∈[1，n]，当车速大于车速阈值时，输出纵向控制阻尼目标值，抑制俯仰运动或预期即将出现的俯仰运动。数学表达如下式。

C_{posture_ix}＝C_{lon_ix}，if|V_{V_i}|≥V_{V_i-value}，i∈[1，n]，x∈[flfrrlrr] (4)

以上，V_pedal表示加速踏板开度变化率/制动踏板开度变化率，V_pedal包括加速踏板开度变化率V_{pedal_acc}和制动踏板开度变化率V_pedal_b；[V_{pedal_i}，V_{pedal_i+1}]分别代表踏板开度变化率的其中一个阈值区间。a_lon表示车辆的纵向加速度(可以由CAN信号获取)。C_{lon_ix}(i∈[1，n]，x∈[flfrrlrr])表示纵向控制下不同梯度区间(纵向控制阻尼梯度区间)输出的各减振器目标阻尼值，包括左前减振器目标阻尼C_{lon_ifl}、右前减振器目标阻尼C_{lon_ifr}、左后减振器目标阻尼C_{lon_irl}、右后减振器目标阻尼C_{lon_irr}。C_{posrure_ix}(i∈[1，n]，x∈[flfrrlrr])表示纵向控制输出至集成协调控制模块的纵向控制阻尼目标值。

可选地，纵向控制下前后悬架的左右侧输出阻尼设置为一致，如某个区间的左前减振器的输出阻尼等于右前减振器的输出阻尼C_{lon_ifl}＝C_{lon_ifr}(i∈[1，n])；可选地，前后轴的减振器输出目标阻尼值可以设定为不一致。

可选地，分梯度MAP映射表的建立：根据不同的车辆在不同踏板开度变化率，不同纵向加速度的工况下结合专家经验(主观评价)及客观测试数据，标定分梯度阻尼区间及各个阈值。具体评价测试工况或方案不做具体要求。

在其中的一个实施例中，若根据加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率以及纵向加速度分别确定的纵向控制阻尼梯度区间不同，则取区间值更大的作为纵向控制阻尼梯度区间。以安全性优先，选取区间值更大的纵向控制车辆参数阈值区间作为纵向控制车辆参数阈值区间。

在其中的一个实施例中，阻尼比例值的确定过程为：首先获取悬架动行程和减振器作动速度；

判断悬架动行程的取值区间和减振器作动速度的取值区间，根据判断结果获取路况信息；

在阻尼比例映射表中，根据路况信息查找阻尼比例值。

首先以悬架动行程D_sus与减振器作动速度V_damper结合路况数据库进行路况识别，再结合垂向控制阻尼目标值C_{d_x}与侧纵向控制阻尼目标值C_{posture_ix}及阻尼比例值R_atio协调输出，确定最终输出阻尼值。

路况识别的过程如下，先判断悬架动行程的取值区间，判断减振器作动速度的取值区间，根据二者的取值区间得到其对应的路况信息，可选地，通过查找映射关系表的方式找到其对应的路况信息：

R_con＝R_{con_i}，if|D_sus|∈[D_susi,D_susi+1]and|V_dam|∈[V_dami,V_dami+1],i∈[1,n] (5)

阻尼比例值取值范围：

R_atio∈[0，1]，ifR_con∈[R_coni，R_coni+1]，i∈[1，n] (6)

上式中，i∈[1，n]，x∈[flfrrlrr]。公式(7)为阻尼比例映射表中的映射关系。

由上可知，首先根据悬架动行程和减振器作动速度得到路况信息，再根据路况信息在阻尼比例映射表中找到对应的阻尼比例值，例如“平直沥青路”对应的阻尼比例值可取为1.0，而“场景特征路”对应的阻尼比例值可取为0.5。图7的示意图给出了阻尼比例值与悬架动行程和减振器作动速度的关系示意图。

参照图4，在其中的一个实施例中，垂向控制阻尼目标值通过采用1/4车辆半主动悬架的“天棚-加速度”混合控制模型的方式获取。

垂向控制阻尼目标值对应垂向控制，它控制车辆的垂向运动，通过“天棚-加速度”混合控制理论进行控制。

对于1/4车辆的半主动控制悬架模型，数学表达如下：

式中，

式中，x＝fl、fr、rl、rr；

上式(9)中，M_x(x∈[flfrrlrr])表示车辆各悬架的簧上质量，包括左前簧上质量M_fl、右前簧上质量M_fr、左后簧上质量M_rl、右后簧上质量M_rr；m_x(x∈[flfrrlrr])表示各悬架的簧下质量，包括左前簧下质量m_fl、右前簧下质量m_fr、左后簧下质量m_rl、右后簧下质量m_rr；k_s-x(x∈[flfrrlrr]表示各悬架的弹簧刚度，包括左前弹簧k_s-fl、右前弹簧k_s-fr、左后弹簧k_s-rl、右后弹簧k_s-rr；k_t-x(x∈[flfrrlrr])表示各轮胎刚度，包括左前轮胎k_t-fl、右前轮胎k_t-fr、左后轮胎k_t-rl、右后轮胎k_t-rr；z_x(x∈[flfrrlrr])表示各悬架处的车身位移；Z_t-x(x∈[flfrrlrr])表示各轮胎的位移；Z_r-x(x∈[flfrrlrr])表示各车轮处的路面输入。

表示各悬架簧上质量的振动加速度，由布置在车身上的加速度传感器直接测得；z_b-x-z_t-x表示车轮相对车身的相对位移，可由簧间位移传感器直接测得；

表示各减振器作动速度，可以由簧间位移传感器信号微分后获得。α为频率(圆频率)切换系数，一般可选α＝20rad/s，亦可以根据实车进行标定；当

时，即频率观测器观测到圆频率大于α时，切换为加速度控制，否则切换为双状态阻尼控制，保证在低频段与高频段都有更佳的性能；C_d-x(x∈[flfrrlrr])为垂向控制阻尼目标值。

在其中的一个实施例中，还包括：在阻尼值与电流映射表中找出最终输出阻尼值对应的电流值，根据电流值控制左前阻尼可控减振器、右前阻尼可控减振器、左后阻尼可控减振器和右后阻尼可控减振器中的电流。

得到最终计算出的输出阻尼值，由于阻尼与电流为正比例关系，所以通过映射关系找到其对应的电流值，根据电流值去控制左前阻尼可控减振器、右前阻尼可控减振器、左后阻尼可控减振器和右后阻尼可控减振器中的电流，从而实现对车辆的控制。

参照图5，在其中的一个实施例中，提供了整车半主动悬架***集成控制方法，包括：

获取车速V_V、、方向盘转角速度V_steer、侧向加速度a_lat、加速踏板开度变化率V_pedal_acc/制动踏板开度变化率V_pedal_b、纵向加速度a_lon等信号；

侧向运动控制判断开始：判断方向盘转角速度V_steer或侧向加速度a_lat是否处于控制阻尼梯度区间1～控制阻尼梯度区间N(侧向控制阻尼梯度区间)，若是，则侧向控制MAP预设输出阻尼梯度区间1～区间N；

判断当前车速V_V是否大于车速阈值V_{V_i-value}，i∈[1，n]，若是则侧向(侧倾)控制MAP预设输出侧向控制阻尼目标值C_{lat_i}，i∈[1,n]；

在侧向运动控制判断的同时，纵向运动控制也开始判断：判断加速踏板开度变化率及制动踏板开度变化率V_pedal或纵向加速度a_lon是否处于对应控制参数的阈值区间即区间1～控制阻尼梯度区间N(纵向控制阻尼梯度区间)；若是，则纵向控制预设对应阻尼梯度区间1～区间N；

判断当前车速V_V是否大于车速阈值V_{V_i-value}，i∈[1，n]，若是，则纵向(俯仰)控制预设输出纵向控制阻尼目标值C_{lon_i}，i∈[1，n]；

对侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值以较大值耦合输出，记做侧纵向控制阻尼目标值；

C_{posture_ix},i∈[1，n],x∈[fl fr rl rr].

从垂向控制模块中获取到垂向控制阻尼目标值C_d-x,x∈[fl frrl rr]；

集成协调控制模块对垂向控制阻尼目标值和侧纵向控制阻尼目标值进行协调控制。

本实施例实时保证舒适性并合理抑制了车身的侧倾和俯仰，精准兼顾车辆的操纵稳定性。

参照图6，本发明还提出一种采用整车半主动悬架***集成控制方法的控制***，包括：

均与集成协调控制模块连接的垂向控制模块、侧向和纵向联合控制模块；

垂向控制模块通过采用1/4车辆半主动悬架的“天棚-加速度”混合控制模型的方式输出垂向控制阻尼目标值；

侧向和纵向联合控制模块输出侧纵向控制阻尼目标值的过程为：

获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；

确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取侧向控制阻尼目标值；

确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；

取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值；

集成协调控制模块输出最终输出阻尼值的过程为：根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

可选地，确定最终输出阻尼值对应的电流值，根据电流值控制左前阻尼可控减振器、右前阻尼可控减振器、左后阻尼可控减振器和右后阻尼可控减振器中的电流。

侧向和纵向联合控制模块采用分层分梯度区间阈值控制的方法：纵向控制利用加速踏板开度变化率或制动踏板开度变化率来预测驾驶员加速或制动意图或结合纵向加速度信号来识别车辆的纵向运动(俯仰)状态，通过‘分层分梯度区间阈值+预设MAP’以抑制俯仰运动为预期输出纵向运动控制的目标阻尼；侧向控制利用方向盘转角速度信号来预测驾驶员转向意图或结合侧向加速度信号来识别车辆的侧向运动状态，通过‘分层分梯度区间阈值+预设MAP’以抑制侧倾运动为预期输出侧向控制阻尼。当车辆存在侧倾与俯仰时，采用较大值耦合输出至集成协调控制模块。集成协调控制模块对整车走行路况进行识别后，对来自垂向控制模块、侧向控制&纵向控制模块的输出阻尼进行集成决策，最终确定各阻尼可调减振器输出的阻尼目标值，实时保证舒适性并合理抑制了车身的侧倾和俯仰，精准实时兼顾车辆的操纵稳定性的控制。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，包括：

获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；

确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射数据表获取侧向控制阻尼目标值；

确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；

取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值；

根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

2.根据权利要求1所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

侧向控制车辆参数至少包括方向盘转角速度、侧向加速度其中之一。

3.根据权利要求2所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间包括：在侧向控制车辆参数与侧向控制车辆参数阈值区间映射表上，查找方向盘转角速度或侧向加速度确定对应的侧向控制车辆参数阈值区间，再根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表，确定方向盘转角速度或侧向加速度对应的侧向控制阻尼梯度区间。

4.根据权利要求2所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

若根据方向盘转角速度与根据侧向加速度分别确定的侧向控制阻尼梯度区间不同，则取区间值更大的作为侧向控制阻尼梯度区间。

5.根据权利要求1所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

纵向控制车辆参数至少包括加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率和纵向加速度其中之一。

6.根据权利要求5所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间：在纵向控制车辆参数与纵向控制车辆参数阈值区间映射表上，查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制车辆参数阈值区间，再根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表查找加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率或纵向加速度对应的纵向控制阻尼梯度区间。

7.根据权利要求5所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

若根据加速踏板开度变化率、制动踏板开度变化率以及纵向加速度分别确定的纵向控制阻尼梯度区间不同，则取区间值更大的作为纵向控制阻尼梯度区间。

8.根据权利要求1所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

阻尼比例值的确定过程为：首先获取悬架动行程和减振器作动速度；

判断悬架动行程的取值区间和减振器作动速度的取值区间，根据判断结果获取路况信息；

在阻尼比例映射表中，根据路况信息查找阻尼比例值。

9.根据权利要求1所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

垂向控制阻尼目标值通过采用1/4车辆半主动悬架的“天棚-加速度”混合控制模型的方式获取。

10.根据权利要求1-9任一项所述的整车半主动悬架***集成控制方法，其特征在于，

还包括：在阻尼值与电流映射表中找出最终输出阻尼值对应的电流值，根据电流值控制左前阻尼可控减振器、右前阻尼可控减振器、左后阻尼可控减振器和右后阻尼可控减振器中的电流。

11.一种采用如权利要求1-10任一项所述的整车半主动悬架***集成控制方法的控制***，其特征在于，包括：

均与集成协调控制模块连接的垂向控制模块、侧向和纵向联合控制模块；

垂向控制模块通过采用1/4车辆半主动悬架的“天棚-加速度”混合控制模型的方式输出垂向控制阻尼目标值；

侧向和纵向联合控制模块输出侧纵向控制阻尼目标值的过程为：

获取侧向控制车辆参数、纵向控制车辆参数和当前车速；

确定侧向控制车辆参数所处的侧向控制车辆参数阈值区间，根据侧向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定侧向控制阻尼梯度区间，获取与侧向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取侧向控制阻尼目标值；

确定纵向控制车辆参数所处的纵向控制车辆参数阈值区间，根据纵向控制车辆参数阈值区间与阻尼梯度区间的映射数据表确定纵向控制阻尼梯度区间，获取与纵向控制阻尼梯度区间对应的车速阈值，若当前车速大于车速阈值，则根据车速与阻尼映射表获取纵向控制阻尼目标值；

取侧向控制阻尼目标值和纵向控制阻尼目标值中数值大的作为侧纵向控制阻尼目标值；

集成协调控制模块输出最终输出阻尼值的过程为：根据获取的垂向控制阻尼目标值、根据路况确定的阻尼比例值以及侧纵向控制阻尼目标值计算减振器的最终输出阻尼值：

最终输出阻尼值＝阻尼比例值x侧纵向控制阻尼目标值+(1-阻尼比例值)x垂向控制阻尼目标值。

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