CN118269532A - 车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆 - Google Patents
车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118269532A CN118269532A CN202410325421.5A CN202410325421A CN118269532A CN 118269532 A CN118269532 A CN 118269532A CN 202410325421 A CN202410325421 A CN 202410325421A CN 118269532 A CN118269532 A CN 118269532A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- road surface
- suspension system
- parameter
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 170
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 117
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 87
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 22
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 22
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 241000510097 Megalonaias nervosa Species 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆,属于悬架控制领域。包括:根据车辆在行驶前方的路面信息以及车辆的工况参数,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节;根据路面信息以及工况参数,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节;根据车辆的路面激励信息、运行状态参数以及工况参数对应的权值矩阵,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。该控制方法可以应用于多轴车辆的悬架动力学匹配方案,使得主动悬架能够保证***快速响应的同时,使车辆拥有更好地平顺性和操纵稳定性以及更全面的平顺性优化效果,拓宽主动悬架的适用性,增加车辆使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及悬架控制领域,具体地涉及一种车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆。
背景技术
为保证车辆、尤其是多轴车辆在主动控制前达到最优平顺性匹配方案,并保持多轴车辆在特殊工况下的平顺性,现有技术做了大量的探索。
本申请发明人在实现本发明的过程中发现,现有技术的主动悬架的控制方法仅单纯的通过主动调节悬架和阻尼的方式,具有难以完全适用于多轴车辆、难以满足更高的平顺性需求以及无法兼顾多种应用工况的缺陷。因此亟需一种悬架控制方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆,该控制方法可以应用于多轴车辆的悬架动力学匹配方案,使得主动悬架能够保证***快速响应的同时,使车辆拥有更好地平顺性和操纵稳定性以及更全面的平顺性优化效果,拓宽主动悬架的适用性,增加车辆使用寿命。
为了实现上述目的,本发明实施例提供一种车辆的悬架***的控制方法,所述控制方法包括:根据所述车辆在行驶前方的路面信息以及所述车辆的工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节;和/或根据所述路面信息以及所述工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节;以及根据所述车辆的路面激励信息、运行状态参数以及所述工况参数对应的权值矩阵,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。
可选的,所述路面信息包括脉冲路面和随机路面,所述工况参数包括所述车辆的涉水深度、胎压和车轮转角,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节包括:在所述涉水深度大于深度阈值的情况下,或者在所述路面信息为所述随机路面、并且所述胎压大于胎压阈值或所述车轮转角大于转角阈值的情况下,将所述多个轴的阻尼参数调整至所述多个轴中的每个轴的阻尼相等;在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述脉冲路面、并且所述胎压大于胎压阈值或所述车轮转角大于转角阈值的情况下,或者在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述随机路面、所述胎压小于或等于所述胎压阈值、并且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的阻尼参数调整至所述每个轴的阻尼比相等,其中,所述每个轴的阻尼比与该轴的阻尼、刚度以及簧载质量相关;或者在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述脉冲路面、所述胎压小于或等于所述胎压阈值、并且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的阻尼参数调整至所述多个轴的中间轴的阻尼最大。
可选的,在所述悬架***包括三个轴的情况下,所述每个轴的阻尼比以下式表示:
其中,ζ1为所述三个轴中的前轴的阻尼比,ζ2为所述三个轴中的中间轴的阻尼比,ζ3为所述三个轴中的后轴的阻尼比;m1为所述前轴的簧载质量,m2为所述中间轴的簧载质量,m3为所述后轴的簧载质量;Cm1为所述前轴的减震器的输出参数,Fm1为所述前轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm1为Fm1时刻所对应的速度,D1为所述前轴的减震器的设计参数;Cm2为所述中间轴的减震器的输出参数,Fm2为所述中间轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm2为Fm2时刻所对应的速度,D2为所述中间轴的减震器的设计参数;Cm3为所述后轴的减震器的输出参数,Fm3为所述后轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm3为Fm3时刻所对应的速度,D3为所述后轴的减震器的设计参数;k1、k2分别为所述前轴对应的两个车轮的刚度,k3、k4分别为所述中间轴对应的两个车轮的刚度,k5、k6分别为所述后轴对应的两个车轮的刚度。
可选的,在所述车辆的行驶速度小于或等于速度阈值的情况下,所述第二调节与所述第一调节同时进行,其中,所述刚度参数包括刚度和偏频,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节包括:在所述涉水深度大于所述深度阈值的情况下,或者在所述路面信息为所述随机路面的情况下,或者在所述路面信息为所述脉冲路面、所述胎压小于或等于所述胎压阈值、并且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴中的每个轴的偏频相等;或者在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述脉冲路面、并且所述胎压大于所述胎压阈值或所述车轮转角大于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴的中间轴的刚度最大。
可选的,在所述车辆的行驶速度大于所述速度阈值的情况下,所述第二调节在所述第一调节之后,其中,所述第一调节还包括对所述阻尼参数进行多次调节,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节包括:在所述多次调节中的每次调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数均符合第一设定条件的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴的中间轴的刚度最大,其中,所述第一设定条件为:所述路面信息为所述随机路面且所述胎压大于胎压阈值、所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、以及所述胎压大于胎压阈值或所述车轮转角大于转角阈值;在所述多次调节中的每次调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数均符合第二设定条件的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴中的每个轴的偏频相等,其中,所述第二设定条件为:所述路面信息为所述脉冲路面、所述涉水深度大于所述深度阈值、或者所述胎压小于或等于所述胎压阈值且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值;或者在所述多次调节中的任一调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数符合所述第一设定条件并且所述多次调节中的另一调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数符合所述第二设定条件的情况下,不对所述多个轴的刚度参数进行调整。
可选的,在所述悬架***包括三个轴的情况下,所述多个轴中的每个轴的偏频相等以下式表示:
k1=k2 k3=k4 k5=k6,
其中,m1为所述三个轴中的前轴的簧载质量,m2为所述三个轴中的中间轴的簧载质量,m3为所述三个轴中的后轴的簧载质量;k1、k2分别为所述前轴对应的两个车轮的刚度,k3、k4分别为所述中间轴对应的两个车轮的刚度,k5、k6分别为所述后轴对应的两个车轮的刚度。
可选的,通过安装在所述车辆上的摄像头来识别所述路面信息为所述脉冲路面或所述随机路面,其中,所述摄像头的采集角度是固定的或者可变的,在所述采集角度是可变的情况下,所述采集角度与所述车辆的行驶速度相关。
可选的,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节包括:根据所述路面激励信息对应的路面激励矩阵以及所述运行状态参数对应的运行状态矩阵,确定所述悬架***的输出矩阵与所述悬架***的控制力矩阵之间的第一关系,其中,所述输出矩阵包括所述车辆的车身加速度、俯仰角加速度、悬架运动行程和车轮垂向位移,所述运行状态矩阵包括所述车辆的质心垂向位移、垂向速度、俯仰角、俯仰角速度、车轮垂向位移和车轮垂向速度值;根据所述第一关系、所述输出矩阵对应的评价参数评分以及所述车辆的工况参数对应的权值矩阵,确定所述悬架***的综合评分与所述控制力矩阵之间的第二关系;根据所述第二关系,将使得所述综合评分最大的控制力矩阵确定为所述悬架***的目标控制力矩阵;以及根据所述目标控制力矩阵,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行调节。
可选的,所述第一关系以下式表示:
Y=PX+QZr+RU,
其中,Y为所述悬架***的输出矩阵,U为所述悬架***的控制力矩阵,X为所述车辆的状态矩阵,Zr为所述路面激励矩阵,P为所述运行状态矩阵X的第一系数矩阵、Q为所述路面激励矩阵Zr的第二系数矩阵、R为所述控制力矩阵U的第三系数矩阵;和/或所述第二关系以下式表示:
其中,Nw为所述悬架***的综合评分,Ni为所述输出矩阵Y对应的评价参数评分,Sj,i为所述车辆的工况参数对应的权值矩阵;其中,在所述悬架***包括三个轴的情况下,j=1、2、3,n=14。
另一方面,本发明提供一种车辆的悬架***的控制***,所述控制***包括:第一调节装置,用于根据所述车辆在行驶前方的路面信息以及所述车辆的工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节;第二调节装置,用于根据所述路面信息以及所述工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节;以及第三调节装置,用于根据所述车辆的路面激励信息、运行状态参数以及所述工况参数对应的权值矩阵,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。
另一方面,本发明提供一种电子设备,该电子设备包括:至少一个处理器;存储器,与所述至少一个处理器连接;其中,所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令,所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现上文所述的车辆的悬架***的控制方法。
另一方面,本发明提供一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据上文所述的车辆的悬架***的控制方法。
另一方面,本发明提供一种车辆,所述车辆包括根据上文所述的悬架***的控制***。
通过上述技术方案,本发明提供了一种车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆,该控制方法可以应用于多轴车辆的主动悬架***,能够保证多轴车辆在主动控制前达到最优平顺性匹配方案,解决主动悬架控制的滞后性问题,提升整车舒适性,并保持车辆特殊工况下平顺性,拓宽主动悬架的适用性,增加车辆使用寿命。具体有益效果包括:
本发明对平顺性提高了三种优化方式,分别为刚度、阻尼和力控制,阻尼调节有着快速响应、减小急转弯和高速时的侧倾和摇晃,降低悬架和车身磨损,延长车辆的使用寿命的作用;刚度调节有着解决轮胎接地面积、同时影响车辆平顺性和操纵稳定性的作用;力控制调节有着使各平顺性评价参数同时达到最优或者侧重某项评价参数的作用。因此,与现有技术相比,本发明同时拥有这三种调节方式,使得主动悬架能够保证***快速响应的同时,使车辆拥有更好地平顺性和操纵稳定性以及更全面的平顺性优化效果。
另外,本发明的控制方法首先对车辆的悬架***的刚度参数和阻尼参数进行预先调节,而后对车辆的悬架***的控制力参数进行二次调节,这样的调节方式能够更快的达到较为平顺的状态,更迅速地提高车辆的舒适性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1是根据本申请一实施例提供的多轴车辆的主动悬架***的基本结构示意图;
图2是根据本申请一实施例提供的悬架***的控制方法的流程示意图;
图3是根据本申请一实施例提供的路况采集方案的示意图;
图4是根据本申请另一实施例提供的路况采集方案的示意图;
图5是根据本申请一实施例提供的9自由度整车动力学模型示意图;
图6是根据本申请一实施例提供的悬架***的控制方法在不同工况下的流程示意图;
图7是根据本申请一实施例提供的悬架***的控制***的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
本发明首先提供了一种车辆的悬架***的控制方法,该控制方法可以应用于车辆的主动悬架***,例如应用于多轴车辆(比方说三轴式客车)的主动悬架***。该主动悬架***的基本结构原理图如图1所示,主要可以包括信息采集模块1、动力学计算模块2、控制模块3和悬架结构4。其中,信息采集模块1主要用于获取车辆信息;动力学计算模块2用于通过车辆状态信息来输出相应的控制力(例如在平顺性评价指标的权值最小时的控制力);控制模块3用于通过车辆行驶前方的路况来调整平顺性指标的权值和悬架结构4;悬架结构4拥有可调节的刚度、阻尼和输出力,分别通过调整变刚度空气弹簧45、磁流变减振器46以及力控制器44来实现,从而通过控制相应的部件来调整不同状态下车辆的平顺性。
具体地,如图2所示,该控制方法可以包括步骤S110和/或步骤S120以及步骤S130。其中,步骤S110和/或步骤S120是对车辆的悬架***进行预先调节,步骤S130是对车辆的悬架***进行二次调节。
步骤S110,根据车辆在行驶前方的路面信息以及车辆的工况参数,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节。
其中,路面信息可以包括脉冲路面和随机路面,而随机路面和脉冲路面是车辆测试的常规工况。可以理解为,随机路面是日常行驶的路面,通常较为平顺;而脉冲路面是有小型障碍物(如减速带、搓板路、坑洼等)的路面,相对而言平顺性较差。在本发明中,可以通过信息采集模块1中的摄像头11来识别路面信息为脉冲路面或随机路面,具体的识别方法例如可以通过安装在车辆上的摄像头11来识别行驶路面前方的障碍物的高度,并在高度大于设定高度阈值时认定该路面为脉冲路面。另外,也可以通过图像识别,机器视觉等方式来识别路面类型。
在一实施例中,工况参数可以包括车辆的涉水深度H、胎压P和车轮转角可以通过信息采集模块1中的水位传感器13来获取水位信息,从而获得车辆的涉水深度,可以从整车ECU调用包括车速v、方向盘转角胎压P在内的车辆状态信息。而后,信息采集模块1将获取的路面信息、车辆状态信息和水位信息后传输给动力学计算模块2和控制模块3,控制模块3通过路面信息、车辆状态信息和水位信息判断输出悬架结构4,控制变刚度空气弹簧45和磁流变减振器46进行预先调节。其中,上述的磁流变减振器46可以利用电磁反应,以来自监测车身和车轮运动传感器的输入信息为基础,对路况和驾驶环境做出实时响应。可见,本发明通过信息采集模块和控制模块的结合,除了能够适用于车辆常用路面外,还适用于特殊的涉水工况下车辆平顺性的调节。与现有技术相比,本发明能够使车辆在更多路况下保证平顺性,使车辆能够不受路况的影响时刻为乘客提供舒适感。
具体地,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节可以包括步骤S111、步骤S112或者步骤S113。
步骤S111,在涉水深度大于深度阈值的情况下,或者在路面信息为随机路面、并且胎压大于胎压阈值或车轮转角大于转角阈值的情况下,将多个轴的阻尼参数调整至多个轴中的每个轴的阻尼相等。在一实施例中,在悬架***包括三个轴的情况下,将各个轴的阻尼至C1~C6相等。
步骤S112,在涉水深度小于或等于深度阈值、路面信息为脉冲路面、并且胎压大于胎压阈值或车轮转角大于转角阈值的情况下,或者在涉水深度小于或等于深度阈值、路面信息为随机路面、胎压小于或等于胎压阈值、并且车轮转角小于或等于转角阈值的情况下,将多个轴的阻尼参数调整至每个轴的阻尼比相等。
其中,每个轴的阻尼比与该轴的阻尼、刚度以及簧载质量相关。在一实施例中,在悬架***包括三个轴的情况下,每个轴的阻尼比以下式表示:
其中,ζ1为三个轴中的前轴的阻尼比,ζ2为三个轴中的中间轴的阻尼比,ζ3为三个轴中的后轴的阻尼比;m1为前轴的簧载质量(也可称之为等效簧上质量),m2为中间轴的簧载质量,m3为后轴的簧载质量。
Cm1为前轴的减震器的输出参数,Fm1为前轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm1为Fm1时刻所对应的速度,D1为前轴的减震器的设计参数,与杠杆比、前轴的减震器的中心线对铅垂线的夹角有关;Cm2为中间轴的减震器的输出参数,Fm2为中间轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm2为Fm2时刻所对应的速度,D2为中间轴的减震器的设计参数,与杠杆比、中间轴的减震器的中心线对铅垂线的夹角有关;Cm3为后轴的减震器的输出参数,Fm3为后轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm3为Fm3时刻所对应的速度,D3为后轴的减震器的设计参数,与杠杆比、后轴的减震器的中心线对铅垂线的夹角有关。
k1~k6为悬架机构4中六个车轮47所对应的变刚度空气弹簧45的可变刚度,其中,k1、k2分别为前轴对应的两个车轮的刚度,k3、k4分别为中间轴对应的两个车轮的刚度,k5、k6分别为后轴对应的两个车轮的刚度。
步骤S113,在涉水深度小于或等于深度阈值、路面信息为脉冲路面、胎压小于或等于胎压阈值、并且车轮转角小于或等于转角阈值的情况下,将多个轴的阻尼参数调整至多个轴的中间轴的阻尼最大。在一实施例中,在悬架***包括三个轴的情况下,将中间轴的阻尼C3、C4调整至最大。
另外,可以将摄像头11的采集角度设置为固定的或者可变的。如图3所示,在摄像头11的采集角度是固定的一实施例中,可以将摄像头11安装在车辆底部,这种布置方式可以使摄像头的可测量的范围扩大,可使得整个主动悬架***响应更快。但如此一来也会使角度失去可调性,适用范围相对会减小。
如图4所示,在摄像头11的采集角度是可变的另一实施例中,摄像头11可以为可控摄像头,可以将这种可控摄像头安装在车辆的车顶上。其中,这种可控摄像头也可采用激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达替代,这样更有利于雨雪天气下识别路面。并且如果本发明应用在无人驾驶车辆,由于其本身带有相应雷达,则可直接从无人驾驶***中获取识别数据。
另外,可控摄像头的采集角度可以与车辆的行驶速度相关。也就是说,可以根据车速来调节可控摄像头的识别距离,从而调节其采集角度。若车速较快,则可控摄像头与水平面夹角α减小,预瞄距离增大,从而为悬架***预留充足的响应时间;反之,若车速较小,则可以增大夹角α,从而提高可控摄像头识别的准确性。具体的控制方式可以集成于控制模块3中。
如图1所示,信息采集模块1还可以包括整车ECU 12。当车辆处于启动行驶状态时,控制模块3可以通过整车ECU 12来获取车辆信息,并通过车辆信息中的车速v来调节可控摄像头的角度。具体地,可控摄像头11的角度α的取值可由下式计算:
其中,x为可控摄像头11能够清晰且准确的捕捉路况的最大距离,y为可控摄像头11的最大摄像范围(即,摄像极限值),tk、tc分别为变刚度空气弹簧45和磁流变减振器46的响应时间,通常可以取值为10s和1s,tcon为可控摄像头11与控制模块3及信号传输的时间。
步骤S120,根据路面信息以及工况参数,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节。
其中,刚度参数可以包括每个轴的刚度和偏频。其中偏频为评判整车平顺性能的一个重要参数,指的是汽车在行驶过程中悬架***所能承受的最大频率。
在一实施例中,根据车辆的行驶速度与速度阈值v0的大小,将本发明的控制方法分为高速模式与精确模式两种。即,当车速v≤v0时,控制模块3执行精确模式,反之则执行高速模式。在精确模式中,第二调节与第一调节同时进行。而在高速模式中,第二调节在第一调节之后。本发明根据车速的不同提出了高速模式和精确模式两种控制方法,与现有技术相比,增加了不同速度范围内的适用性外,还提高了不同速度区间内对车辆平顺性优化的精度,减小了不必要的晃动,悬架和车身磨损的次数,延长车辆使用寿命。
其中,高速模式适用于车辆高速行驶时需要***快速响应的情况,由于变刚度空气弹簧45响应时间相对于磁流变减振器46较慢,因此高速模式预先完成响应较快的各轴阻尼匹配方式的调整,再根据路况变化情况完成响应较慢的各轴阻尼匹配方式的调整。而精确模式适用于车辆中低速行驶的情况,由于***有充足时间调节各轴刚度和阻尼的匹配方式,因此根据路况变化对悬架刚度与阻尼进行调节。本发明的两种控制模式既能保证车辆在高速行驶时平顺性调节足够迅速,又能兼顾中低速时的平顺性预先调节。与现有技术相比,本发明的控制方法在平顺性优化方面有着更强的适应性,避免因主动悬架响应较慢对乘客产生的不适。
具体地,速度阈值v0可表示为:
其中,y为可控摄像头11的最大摄像范围,LH为可控摄像头11距路面地面的高度,L为可控摄像头11与车辆的前轮的水平距离,tk为变刚度空气弹簧45的响应时间,通常可以取值为10s,tcon为可控摄像头11与控制模块3之间的信号传输时间。
在精确模式的实施例中,即,在车辆的行驶速度小于或等于速度阈值的情况下,则第二调节与第一调节同时进行。而在执行精确模式的情况下,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节可以包括步骤S121或者步骤S122。
步骤S121,在涉水深度大于深度阈值的情况下,或者在路面信息为随机路面的情况下,或者在路面信息为脉冲路面、胎压小于或等于胎压阈值、并且车轮转角小于或等于转角阈值的情况下,将多个轴的刚度参数调整至多个轴中的每个轴的偏频相等。
具体地,在执行精确模式时,控制模块3首先根据水位传感器13获取的水位信息,判断车辆的涉水深度H是否达到深度阈值H0,其中H0表示路面水位可能会进入车厢的高度,若H>H0,则悬架***在保证平顺性的同时需保证悬架的运动行程为主要评价参数,并且限制其值大小。由于在悬架偏频相同、且各轴阻尼相等时,悬架的运动行程最小,因此此时控制模块3调整悬架的刚度至各轴偏频相等、阻尼至C1~C6相等。
若H≤H0,则表示涉水深度H未达到深度阈值H0,此时可以判定车辆不属于涉水状态,然后需要先后判断胎压P和车轮转角是否小于阈值。若判断为否,则说明胎压P过大,或者车辆处于转向状态,此时在平顺性评价参数中,需重点考虑车轮动载荷。因为载荷过大时,胎压过高轮胎过大,会减小轮胎的接地面积,并且会有爆胎风险;并且在转向过程中抓地力过小会有甩尾风险。由于随机路面下悬架的偏频相等时车轮动载荷最小,因此判断完路面类型后执行相应的刚度和阻尼方案。
若车辆既不属于涉水状态,也不属于转向或者胎压过高的状态,则需要重点考虑车身加速度这一评价指标。由于在任意路面下悬架的偏频相等时车身加速度最小,因此程序流程判断路面状态后执行相应操作。
因此,在涉水深度大于深度阈值的情况下,或者在路面信息为随机路面的情况下,或者在路面信息为脉冲路面、胎压小于或等于胎压阈值、并且车轮转角小于或等于转角阈值的情况下,将多个轴的刚度参数调整至多个轴中的每个轴的偏频相等。
其中,在悬架***包括三个轴的情况下,多个轴中的每个轴的偏频相等以下式表示:
k1=k2 k3=k4 k5=k6,
其中,m1为三个轴中的前轴的簧载质量,m2为三个轴中的中间轴的簧载质量,m3为三个轴中的后轴的簧载质量;k1~k6为悬架机构4中六个车轮47所对应的变刚度空气弹簧45的可变刚度,其中,k1、k2分别为前轴对应的两个车轮的刚度,k3、k4分别为中间轴对应的两个车轮的刚度,k5、k6分别为后轴对应的两个车轮的刚度。
步骤S122,在涉水深度小于或等于深度阈值、路面信息为脉冲路面、并且胎压大于胎压阈值或车轮转角大于转角阈值的情况下,将多个轴的刚度参数调整至多个轴的中间轴的刚度最大。
具体地,如上文所述的,在执行精确模式时,若H≤H0,则表示涉水深度H未达到深度阈值H0,此时可以判定车辆不属于涉水状态,则需要重点考虑车身加速度这一评价指标。由于在脉冲路面下中间轴刚度较大且各轴阻尼比相等的情况下,车轮的动载荷最小。因此在涉水深度小于或等于深度阈值、路面信息为脉冲路面、并且胎压大于胎压阈值或车轮转角大于转角阈值的情况下,将多个轴的刚度参数调整至多个轴的中间轴的刚度最大,将多个轴的阻尼参数调整至中间轴的阻尼最大。
在高速模式的实施例中,即,在车辆的行驶速度大于速度阈值的情况下,则第二调节在第一调节之后。即,控制模块所执行的程序流程的执行逻辑与上述精确模式类似,但不同路况下只首先执行与阻尼相关的调节。
在这种情况下,第一调节还可以包括对阻尼参数进行多次调节,例如首先对阻尼参数进行十次调节,再判定是否对刚度参数进行调节。因为阻尼调节的速度是刚度调节的10倍,因此控制***需要将当前的控制判定循环与其前10次控制判定循环的状态进行对比,若状态相同,则说明刚度参数可以调节;若不相同,则无法满足刚度响应时间,不进行刚度参数调节。
另外,在执行高速模式的情况下,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节可以包括步骤S123、步骤S124或者步骤S125。可见,本发明通过信息采集模块和控制模块的结合,除了能够适用于车辆常用路面外,还适用于胎压过高和转向工况甚至特殊的涉水工况下车辆平顺性的调节。与现有技术相比,本发明能够使车辆在更多路况下保证平顺性,使车辆能够不受路况的影响时刻为乘客提供舒适感。
步骤S123,在多次调节中的每次调节对应的车辆的路面信息以及工况参数均符合第一设定条件的情况下,将多个轴的刚度参数调整至多个轴的中间轴的刚度最大。
其中,第一设定条件为:路面信息为随机路面、涉水深度小于或等于深度阈值、以及胎压大于胎压阈值或车轮转角大于转角阈值。若涉水深度H未达到阈值,则先后判断胎压P和车轮转角是否大于相应阈值P0和若判断为是,则说明胎压P过大或者车辆处于转向状态,此时在平顺性评价参数中,需重点考虑车轮动载荷。因为载荷过大时,胎压过高轮胎过大,会减小轮胎的接地面积,并且会有爆胎风险;并且在转向过程中抓地力过小会有甩尾风险。因此在随机路面下当车轮胎压过高或处于转向状态时,需调整悬架刚度至中间轴刚度最大,其余操作均为调整悬架刚度至各轴偏频相等。
在上述多次调节为十次的实施例中,若前十次调节对应的车辆的路面信息以及工况参数均符合上述第一设定条件,则需调整悬架刚度至中间轴刚度最大。可见,由于较大的轮胎载荷会导致轮胎接地面积变小,轮胎的地面附着力减小,而过高的胎压会加大变小的趋势,导致轮胎跳动增大,轮胎有离地风险。并且此刻若处于转向状态会增加车辆出现打滑、甩尾等失去控制的情况。因此本发明针对这种现象采用最小化轮胎载荷的控制方法,在提升平顺性的同时能够降低车辆失控的风险,提高车辆的操纵稳定性。
步骤S124,在多次调节中的每次调节对应的车辆的路面信息以及工况参数均符合第二设定条件的情况下,将多个轴的刚度参数调整至多个轴中的每个轴的偏频相等,其中,第二设定条件为:路面信息为脉冲路面、涉水深度大于深度阈值、或者胎压小于或等于胎压阈值且车轮转角小于或等于转角阈值。可见,第二设定条件为除第一设定条件之外的所有工况条件。也就是说,多次调节中的每次调节对应的车辆的路面信息以及工况参数要么符合第一设定条件,要么符合第二设定条件。
在上述多次调节为十次的实施例中,若前十次调节对应的车辆的路面信息以及工况参数均符合上述第二设定条件,则需调整悬架刚度至各轴偏频相等。
步骤S125,在多次调节中的任一调节对应的车辆的路面信息以及工况参数符合第一设定条件并且多次调节中的另一调节对应的车辆的路面信息以及工况参数符合第二设定条件的情况下,不对多个轴的刚度参数进行调整。
在上述多次调节为十次的实施例中,若前十次调节对应的车辆的路面信息以及工况参数即不完全满足第一设定条件,也不完全满足上述第二设定条件,则判定无法满足刚度响应时间,不进行刚度调节。
步骤S130,根据车辆的路面激励信息、运行状态参数以及工况参数对应的权值矩阵,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。
其中,所述第三调节在所述第二调节之后。即,步骤S110和步骤S120是对车辆的悬架***进行预先调节,而步骤S130是对车辆的悬架***进行二次调节。同时,步骤S130需要基于动力学计算模块2来实现,而步骤S110和S120则不需要基于动力学计算模块2实现。因此,本发明提供的控制方法可以利用电控的方式实现了在动力学计算模块介入前对悬架机构进行预先调节。与现有技术的其中一种方案相比,这样的调节方式能够更快的达到较为平顺的状态,更迅速地提高车辆的舒适性。与现有技术的另外一种方案相比,同样使用预先调节的方式,本发明没有经过动力学模块的计算就完成了调节,因此有着更快的响应速度,解决了复杂的动力学计算而导致的响应滞后的问题,使乘客更快进入舒适状态。
具体地,悬架结构4根据车轮47所受的路面激励信息传输给整车ECU 12,并将车辆的车辆状态信息传输给计算模块2,计算模块2输出力控制信号给控制模块3,此时控制模块3控制力控制器44分别对前轴41、中间轴42和后轴43上的控制力进行调节,达到主动悬架***的二次调节的目的。
其中,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节可以包括步骤S131-S134。
步骤S131,根据路面激励信息对应的路面激励矩阵以及运行状态参数对应的运行状态矩阵,确定悬架***的输出矩阵与悬架***的控制力矩阵之间的第一关系。
具体地,可以通过动力学计算模块2根据如图5所示的动力学模型进行计算。其中,动力学计算模块2是基于一个9自由度的整车模型所建立的,其9个自由度包括车身垂向位移Z、车身俯仰角θ、车身侧倾角以及6个车轮垂向位移Zwi,其中i=1,2,3,4,5,6。所示三轴车身质心的位置位于前轴41和中间轴42之间,车身坐标系与整车坐标系方向保持相同。力控制器44简化为控制力单元U1~U6,6个车轮47分别用质量为mwfl、mwfr、mwml、mwnr、mwrl和mwrr的刚体代替,外加六个刚度为kw1~kw5来代替轮胎垂向刚度,路面激励分别为Zr1~Zr6。
根据牛顿第二定律可得车身的俯仰、侧倾和质心垂向运动的运动学方程组为:
其中,a、b、c分别为前轴41、中间轴42、后轴43到车身质心的距离,l为轮距,可用车身力矩阵F表示车身与车轮的受力情况,即:
F=[Fb1 Fb2 Fb3 Fb4 Fb5 Fb6]T
并由下式计算车身力矩阵F:
其中,K和C分别为悬架刚度矩阵和悬架阻尼矩阵,Zb和Zw分别为车身位移矩阵和轮胎位移矩阵,U为主动控制力矩阵,各矩阵表示如下:
Zw=[Zw1 Zw2 Zw3 Zw4 Zw5 Zw6]T
Zb=[Zb1 Zb2 Zb3 Zb4 Zb5 Zb6]T
U=[U1 U2 U3 U4 U5 U6]T
车轮的垂向运动学方程为:
其中,Kw为车轮刚度矩阵,Zr为路面激励矩阵(路面激励矩阵通过悬架结构4反馈信息后传递给整车ECU 12在传递给动力计算模块2),分别表示为:
Zr=[Zr1 Zr2 Zr3 Zr4 Zr5 Zr6]T
基于车辆平顺性指标,选取车身加速度、俯仰角加速度、悬架运动行程和车轮垂向位移作为输出矩阵Y,即,输出矩阵Y可以包括车辆的车身加速度、俯仰角加速度、悬架运动行程和车轮垂向位移。车辆行驶状态通过信息采集模块1的整车ECU 12获取,再输入到此动力学计算模块2的车辆状态矩阵X中,车辆状态矩阵X包括质心垂向位移、垂向速度、俯仰角、俯仰角速度、车轮垂向位移和车轮垂向速度值。因此输出矩阵Y与车辆状态矩阵X可以分别表示如下:
结合车身运动学方程组和车轮垂向运动学方程,可得:
其中:A、B、D分别为车辆状态矩阵X、路面激励矩阵Zr、主动控制力矩阵U的系数矩阵。再结合悬架运动行程Si和轮胎变形Wi分别为:
Si=Zi-Zri(i=1,2,3,4,5,6)
Wi=Zwi-Zri(i=1,2,3,4,5,6)
因此,悬架***的输出矩阵Y与悬架***的控制力矩阵U之间的第一关系可以以下式表示:
Y=PX+QZr+RU,
其中,X为车辆的状态矩阵,Zr为路面激励矩阵,P为运行状态矩阵X的第一系数矩阵、Q为路面激励矩阵Zr的第二系数矩阵、R为控制力矩阵U的第三系数矩阵。
本发明提供的动力学计算模块,通过9自由度模型来匹配多轴车辆(例如三轴式客车的悬架匹配策略,为多轴车辆的主动悬架***提供了一种预先调节刚度与阻尼的方法,解决了多轴车辆的主动悬架缺乏预先调节方式的空缺,为多轴车辆提供了一套能够迅速提升平顺性的优化方法。
步骤S132,根据第一关系、输出矩阵对应的评价参数评分以及车辆的工况参数对应的权值矩阵,确定悬架***的综合评分与控制力矩阵之间的第二关系。其中,第二关系可以以下式表示:
其中,Nw为悬架***的综合评分,Ni为输出矩阵Y对应的评价参数评分,Sj,i为车辆的工况参数对应的权值矩阵;
其中,在悬架***包括三个轴的情况下,j=1、2、3,n=14。
由于不同路况和路面状态下,平顺性着重考虑的评价指标会有所不同,因此引入了S1,i、S2,i和S3,i三组权值矩阵,分别表示为:
其中,在涉水高度小于或等于深度阈值、胎压小于或等于胎压阈值、以及车轮转角小于或等于转角阈值的情况下,权值矩阵Sj.i为第一权值矩阵S1,i;在涉水高度小于或等于深度阈值、以及胎压大于胎压阈值或车轮转角大于转角阈值的情况下,权值矩阵Sj.i为第二权值矩阵S2,i;在涉水高度大于深度阈值的情况下,权值矩阵Sj.i为第三权值矩阵S3,i。
可见,本发明为动力学计算模块提供了一套权值矩阵,根据路况的不同,改变平顺性评价方法,达到重点优化特定的平顺性参数的目的。因此,本发明与现有技术相比,有着更灵活的优化方式在兼顾各项平顺性指标的同时重点优化某一项数值,使车辆平顺性性能在不同路况下都能够全面提升。在特殊路况下保证乘客安全的同时,也能提升舒适性。
步骤S133,根据第二关系,将使得综合评分最大的控制力矩阵确定为悬架***的目标控制力矩阵。
即,控制模块3可以通过调节主动力控制矩阵U使Nw达到最大值,从而达到再次调节车辆整车平顺性的目的。
步骤S134,根据目标控制力矩阵,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行调节。
具体地,当车速v≤v0时,控制模块3执行精确模式;反之执行高速模式。执行精确模式时,控制首先判断由水位传感器13判断车辆涉水深度H是否达到深度阈值H0,其中H0表示路面水位可能会进入车厢的高度,此时***为保证平顺性的同时需保证悬架运动行程为主要评价参数,限制其值大小。由于悬架偏频相同、各轴阻尼相等时,悬架运动行程最小,因此此时控制模块3调整悬架刚度至各轴偏频相等、阻尼至C1~C6相等。随后设置输出矩阵的权值矩阵为S3,i。
而后,再根据综合分数Nw大小调节主动力控制矩阵U,最后统计循环次数执行n=n+1后返回车辆是否启动的判断。若涉水高度H未达到阈值,则先后判断胎压P和车轮转角是否小于阈值,若判断为否,则说明胎压P过大,或者车辆处于转向转态,此时在平顺性评价参数中,需重点考虑车轮动载荷。因为载荷过大时,胎压过高轮胎过大,会减小轮胎的接地面积,并且会有爆胎风险;并且在转向过程中抓地力过小会有甩尾风险。由于随机路面下悬架的偏频相等且各轴阻尼相等或脉冲路面下中间轴刚度较大且各轴阻尼比相等时车轮动载荷最小,因此判断完路面类型后执行相应的刚度和阻尼方案。随后设置输出矩阵的权值矩阵为S2,i后与前述相同,调节主动力控制矩阵U最后返回车辆是否启动的判断。
若车辆既不属于涉水状态,也不属于转向或者胎压过高的状态,则重点考虑车身加速度这一评价指标。即涉水深度H,胎压P和车轮转角都未达到阈值。由于随机路面下悬架的偏频相等且各轴阻尼比相等或脉冲路面下偏频相等且中间轴阻尼较大时车身加速度最小,因此程序流程判断路面状态后执行相应操作,并设置输出矩阵的权值矩阵为S1,i再重复以上步骤。
若判断为高速模式,程序流程执行逻辑与精确模式类似,但不同路况下只执行阻尼相关的调节。并且随机路面下当车轮胎压过高或处于转向状态时,将参数Sn赋值为1,其余路况下赋值为0,这是为判断高速模式下对阻尼进行多次调节后是否需要进行刚度调节。因为阻尼调节的速度是刚度调节的10倍,且只有Sn=1时需调整悬架刚度至中间轴刚度最大,其余操作均为调整悬架刚度至各轴偏频相等。因此控制***需要将当前循环与其前10次循环的转态进行对比,若状态相同,则说明刚度可以调节,并根据Sn的值选择刚度调节方式;若不相同,则无法满足刚度响应时间,不进行刚度调节。随后与精确模式执行相同操作,调节主动力控制矩阵U进行优化整车平顺性。
综上所述,控制模块3的控制方法的整体流程图如图6所示。控制模块3首先从整车ECU调用包括车速v、方向盘转角胎压P在内的车辆信息,再根据车速v调节可控摄像头11角度,同时将整个控制方法分为高速模式与精确模式两种。其中高速模式适用于车辆高速行驶时需要***快速响应的情况,由于变刚度空气弹簧45响应时间相对于磁流变减振器46较慢,因此高速模式预先完成响应较快的各轴阻尼匹配方式的调整,再根据路况变化情况完成响应较慢的各轴阻尼匹配方式的调整,最后根据路况匹配权值矩阵Sj,i,从而达到调节控制力的目的。而精确模式适用于车辆中低速行驶的情况,由于***有充足时间调节各轴刚度和阻尼的匹配方式,因此根据路况变化对悬架刚度与阻尼进行调节,同样根据路况匹配权值矩阵Sj,i调节力控制矩阵U。
因此,本发明对平顺性提高了三种优化方式,分别为刚度、阻尼和力控制,阻尼调节有着快速响应、减小急转弯和高速时的侧倾和摇晃,降低悬架和车身磨损,延长车辆的使用寿命的作用;刚度调节有着解决轮胎接地面积、同时影响车辆平顺性和操纵稳定性的作用;力控制调节有着使各平顺性评价参数同时达到最优或者侧重某项评价参数的作用。因此,与现有技术相比,本发明同时拥有这三种调节方式,使得主动悬架能够保证***快速响应的同时,使车辆拥有更好地平顺性和操纵稳定性以及更全面的平顺性优化效果。
另一方面,本发明还提供了一种车辆的悬架***的控制***200,如图7所示,控制***可以包括:
第一调节装置210,用于根据车辆在行驶前方的路面信息以及车辆的工况参数,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节;和/或
第二调节装置220,用于根据路面信息以及工况参数,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节;以及
第三调节装置230,用于根据车辆的路面激励信息、运行状态参数以及工况参数对应的权值矩阵,对悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。
另一方面,本发明还提供了一种车辆,该车辆可以包括根据上文所述的悬架***的控制***。
关于本发明提供的车辆的悬架***的控制***以及车辆的有益效果,可以参照上文对于车辆的悬架***的控制方法的描述,在此不再赘述。
另一方面,本发明实施例提供一种电子设备,该电子设备包括:至少一个处理器;存储器,与所述至少一个处理器连接;其中,所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令,所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现上文所述的车辆的悬架***的控制方法。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行上述车辆的悬架***的控制方法。
另一方面,本发明实施例提供了一种机器可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述车辆的悬架***的控制方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种车辆的悬架***的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
根据所述车辆在行驶前方的路面信息以及所述车辆的工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节;和/或
根据所述路面信息以及所述工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节;以及
根据所述车辆的路面激励信息、运行状态参数以及所述工况参数对应的权值矩阵,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述路面信息包括脉冲路面和随机路面,所述工况参数包括所述车辆的涉水深度、胎压和车轮转角,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节包括:
在所述涉水深度大于深度阈值的情况下,或者在所述路面信息为所述随机路面、并且所述胎压大于胎压阈值或所述车轮转角大于转角阈值的情况下,将所述多个轴的阻尼参数调整至所述多个轴中的每个轴的阻尼相等;
在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述脉冲路面、并且所述胎压大于胎压阈值或所述车轮转角大于转角阈值的情况下,或者在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述随机路面、所述胎压小于或等于所述胎压阈值、并且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的阻尼参数调整至所述每个轴的阻尼比相等,其中,所述每个轴的阻尼比与该轴的阻尼、刚度以及簧载质量相关;或者
在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述脉冲路面、所述胎压小于或等于所述胎压阈值、并且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的阻尼参数调整至所述多个轴的中间轴的阻尼最大。
3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,在所述悬架***包括三个轴的情况下,所述每个轴的阻尼比以下式表示:
其中,ζ1为所述三个轴中的前轴的阻尼比,ζ2为所述三个轴中的中间轴的阻尼比,ζ3为所述三个轴中的后轴的阻尼比;m1为所述前轴的簧载质量,m2为所述中间轴的簧载质量,m3为所述后轴的簧载质量;
Cm1为所述前轴的减震器的输出参数,Fm1为所述前轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm1为Fm1时刻所对应的速度,D1为所述前轴的减震器的设计参数;Cm2为所述中间轴的减震器的输出参数,Fm2为所述中间轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm2为Fm2时刻所对应的速度,D2为所述中间轴的减震器的设计参数;Cm3为所述后轴的减震器的输出参数,Fm3为所述后轴的减震器的复原阻力和压缩阻力的平均值,vm3为Fm3时刻所对应的速度,D3为所述后轴的减震器的设计参数;
k1、k2分别为所述前轴对应的两个车轮的刚度,k3、k4分别为所述中间轴对应的两个车轮的刚度,k5、k6分别为所述后轴对应的两个车轮的刚度。
4.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,在所述车辆的行驶速度小于或等于速度阈值的情况下,所述第二调节与所述第一调节同时进行,其中,所述刚度参数包括刚度和偏频,
所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节包括:
在所述涉水深度大于所述深度阈值的情况下,或者在所述路面信息为所述随机路面的情况下,或者在所述路面信息为所述脉冲路面、所述胎压小于或等于所述胎压阈值、并且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴中的每个轴的偏频相等;或者
在所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、所述路面信息为所述脉冲路面、并且所述胎压大于所述胎压阈值或所述车轮转角大于所述转角阈值的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴的中间轴的刚度最大。
5.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,在所述车辆的行驶速度大于所述速度阈值的情况下,所述第二调节在所述第一调节之后,其中,所述第一调节还包括对所述阻尼参数进行多次调节,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节包括:
在所述多次调节中的每次调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数均符合第一设定条件的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴的中间轴的刚度最大,其中,所述第一设定条件为:所述路面信息为所述随机路面、所述涉水深度小于或等于所述深度阈值、以及所述胎压大于胎压阈值或所述车轮转角大于转角阈值;
在所述多次调节中的每次调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数均符合第二设定条件的情况下,将所述多个轴的刚度参数调整至所述多个轴中的每个轴的偏频相等,其中,所述第二设定条件为:所述路面信息为所述脉冲路面、所述涉水深度大于所述深度阈值、或者所述胎压小于或等于所述胎压阈值且所述车轮转角小于或等于所述转角阈值;或者
在所述多次调节中的任一调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数符合所述第一设定条件并且所述多次调节中的另一调节对应的所述车辆的路面信息以及工况参数符合所述第二设定条件的情况下,不对所述多个轴的刚度参数进行调整。
6.根据权利要求4或5所述的控制方法,其特征在于,在所述悬架***包括三个轴的情况下,所述多个轴中的每个轴的偏频相等以下式表示:
其中,m1为所述三个轴中的前轴的簧载质量,m2为所述三个轴中的中间轴的簧载质量,m3为所述三个轴中的后轴的簧载质量;
k1、k2分别为所述前轴对应的两个车轮的刚度,k3、k4分别为所述中间轴对应的两个车轮的刚度,k5、k6分别为所述后轴对应的两个车轮的刚度。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的控制方法,其特征在于,通过安装在所述车辆上的摄像头来识别所述路面信息为所述脉冲路面或所述随机路面,
其中,所述摄像头的采集角度是固定的或者可变的,在所述采集角度是可变的情况下,所述采集角度与所述车辆的行驶速度相关。
8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节包括:
根据所述路面激励信息对应的路面激励矩阵以及所述运行状态参数对应的运行状态矩阵,确定所述悬架***的输出矩阵与所述悬架***的控制力矩阵之间的第一关系,其中,所述输出矩阵包括所述车辆的车身加速度、俯仰角加速度、悬架运动行程和车轮垂向位移,所述运行状态矩阵包括所述车辆的质心垂向位移、垂向速度、俯仰角、俯仰角速度、车轮垂向位移和车轮垂向速度值;
根据所述第一关系、所述输出矩阵对应的评价参数评分以及所述车辆的工况参数对应的权值矩阵,确定所述悬架***的综合评分与所述控制力矩阵之间的第二关系;
根据所述第二关系,将使得所述综合评分最大的控制力矩阵确定为所述悬架***的目标控制力矩阵;以及
根据所述目标控制力矩阵,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴的控制力参数进行调节。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,所述第一关系以下式表示:
Y=PX+QZr+RU,
其中,Y为所述悬架***的输出矩阵,U为所述悬架***的控制力矩阵,X为所述车辆的状态矩阵,Zr为所述路面激励矩阵,P为所述运行状态矩阵X的第一系数矩阵、Q为所述路面激励矩阵Zr的第二系数矩阵、R为所述控制力矩阵U的第三系数矩阵;和/或
所述第二关系以下式表示:
其中,Nw为所述悬架***的综合评分,Ni为所述输出矩阵Y对应的评价参数评分,Sj,i为所述车辆的工况参数对应的权值矩阵;
其中,在所述悬架***包括三个轴的情况下,j=1、2、3,n=14。
10.一种车辆的悬架***的控制***,其特征在于,所述控制***包括:
第一调节装置,用于根据所述车辆在行驶前方的路面信息以及所述车辆的工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴中的至少一个轴的阻尼参数进行第一调节;和/或
第二调节装置,用于根据所述路面信息以及所述工况参数,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴中的至少一个轴的刚度参数进行第二调节;以及
第三调节装置,用于根据所述车辆的路面激励信息、运行状态参数以及所述工况参数对应的权值矩阵,对所述悬架***的多个轴中的至少一个轴中的至少一个轴的控制力参数进行第三调节。
11.一种电子设备,其特征在于,该电子设备包括:至少一个处理器;存储器,与所述至少一个处理器连接;其中,所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令,所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现权利要求1-9中任一项所述的车辆的悬架***的控制方法。
12.一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,其特征在于,该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的悬架***的控制方法。
13.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括根据权利要求10所述的悬架***的控制***。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410325421.5A CN118269532A (zh) | 2024-03-20 | 2024-03-20 | 车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410325421.5A CN118269532A (zh) | 2024-03-20 | 2024-03-20 | 车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118269532A true CN118269532A (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=91649217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410325421.5A Pending CN118269532A (zh) | 2024-03-20 | 2024-03-20 | 车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118269532A (zh) |
-
2024
- 2024-03-20 CN CN202410325421.5A patent/CN118269532A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11267307B2 (en) | Suspension system using optically recorded information, vehicles including suspension systems, and methods of using suspension systems | |
CN110654195B (zh) | 车辆、车辆悬架***及其调节方法、装置 | |
KR102537873B1 (ko) | 노면 정보를 이용한 차량의 전자제어 서스펜션 제어시스템 및 그를 이용한 제어방법 | |
US9440507B2 (en) | Context aware active suspension control system | |
CN101054092B (zh) | 基于驾驶员工作负荷的车辆稳定性增强控制 | |
KR20110014078A (ko) | 서스펜션 제어 장치 | |
CN101817364A (zh) | 车辆驾驶操作支持设备和方法以及机动车辆 | |
CN112109515A (zh) | 存储介质、车辆主动悬架的控制方法及装置 | |
CN110789288A (zh) | 一种主被动可切换的悬架控制***及方法 | |
US20210370738A1 (en) | Damping control device and damping control method | |
CN113829823B (zh) | 车辆用减振控制装置以及方法 | |
US20210331663A1 (en) | Electric vehicle control system | |
US11897301B2 (en) | Vehicle travel state control device and vehicle travel state control method | |
CN108382395B (zh) | 一种提高公交车乘坐舒适性的智能辅助*** | |
CN115298045A (zh) | 车辆控制装置、车辆控制方法以及车辆控制*** | |
CN114559938A (zh) | 一种协同控制模块、自适应巡航***及其控制方法、交通工具 | |
CN112406854A (zh) | 轮毂电机驱动越野车侧倾稳定性控制方法 | |
CN114545769A (zh) | 神经网络在控制***中的应用 | |
US11679775B2 (en) | Vehicle control apparatus | |
US20230294474A1 (en) | Suspension control apparatus and method for controlling a suspension control apparatus | |
CN118269532A (zh) | 车辆的悬架***的控制方法、控制***以及车辆 | |
CN107168279B (zh) | 一种基于h∞预演控制的车辆主动悬架***的控制方法 | |
CN115963836A (zh) | 一种路径跟踪与车身姿态协同控制方法 | |
CN112238724A (zh) | 用于车辆的稳定性***及其控制单元和方法 | |
CN113071282B (zh) | 一种车辆调节方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication |