[發(fā)明專利]汽車半主動懸架系統(tǒng)實時最佳阻尼控制算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210245685.7
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102729760A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周長城;李紅艷;趙雷雷
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

?技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車半主動系統(tǒng)，特別是汽車半主動懸架系統(tǒng)阻尼控制算法。

背景技術(shù)

汽車在實際行駛過程中，車速和行駛路況是不斷變化的。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和汽車行駛速度的不斷提高，人們對汽車行駛安全性和乘坐舒適性提出了更高的要求。汽車半主動懸架系統(tǒng)阻尼的控制方法對懸架的性能具有至關(guān)重要的作用，它直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性和行駛安全性。對于汽車半主動懸架系統(tǒng)而言，必然要求其阻尼隨車速和汽車當前行駛路況連續(xù)可調(diào)，在保證汽車安全行駛的前提下，使乘坐舒適性達到最佳。目前，國、內(nèi)外很多學者已對半主動懸架阻尼的控制方法進行了大量研究，應(yīng)用較多的是基于速度的控制方法和基于路面譜輸入及車身加速度的控制方法。其中較成功且應(yīng)用最多的控制方法是基于速度控制的天棚控制方法及其改進的控制方法，采用這兩種控制方法的半主動懸架系統(tǒng)較之于被動懸架具有較好的減振性能，但是它們都不能保證對操縱穩(wěn)定性進行改善，并未解決好懸架系統(tǒng)乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性這一矛盾。國內(nèi)、外車輛工程專家已對半主動懸架阻尼比進行了大量研究，曾單獨以車身振動加速度或車輪動載建立目標函數(shù)，對懸架系統(tǒng)阻尼匹配進行了研究，但是由于懸架阻尼比決定車輛的乘坐舒適性和行駛安全性，且兩者是相互矛盾和相互影響的。據(jù)所查閱資料可知，目前國內(nèi)、外尚未能建立在不同行駛工況下安全性和舒適性相統(tǒng)一的實時最佳阻尼比數(shù)學模型，半主動懸架設(shè)計只能根據(jù)被動懸架阻尼比的可行性設(shè)計區(qū)(0.2～0.5)內(nèi)，按照車輛類型和行駛路況，憑經(jīng)驗選擇有限個(2或3個)阻尼比值，對可控減振器節(jié)流閥參數(shù)進行設(shè)計，在不同行駛工況下很難使車輛達到最佳減振效果。為了更好地改善半主動懸架系統(tǒng)的性能，解決懸架系統(tǒng)乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性之間的矛盾，必須開發(fā)實時最佳阻尼匹配半主動懸架系統(tǒng)阻尼的控制算法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實時最佳阻尼匹配半主動懸架系統(tǒng)阻尼的控制算法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種實時最佳阻尼匹配半主動懸架系統(tǒng)阻尼的控制方法，其技術(shù)方案如下：

(1)?確定車輛當前行駛路況的功率譜密度????????????????????????????????????????????????：利用加速度傳感器測得車身垂直振動加速度，車速傳感器測得車輛行駛速度和阻尼控制量(電壓或者步進電機轉(zhuǎn)角等)求得懸架系統(tǒng)當前阻尼比，再根據(jù)車輛單輪簧上質(zhì)量、單輪簧下質(zhì)量、懸架彈簧剛度、輪胎剛度和車身固有頻率，確定車輛當前行駛路面功率譜，其中，，，為參考空間頻率，；

(2)?計算當前行駛路況下懸架系統(tǒng)所需要的動限位行程：根據(jù)行駛車速和路面功率譜密度，利用懸架動撓度概率分布與標準差的關(guān)系，確定此時懸架系統(tǒng)所需要的動限位行程；

(3)?確定當前車速和路況下的懸架系統(tǒng)實時最佳阻尼比：根據(jù)車輛懸架單輪簧上質(zhì)量、簧下質(zhì)量、懸架彈簧剛度、輪胎剛度、車身固有頻率、路面功率譜密度、車速和懸架動限位行程，確定當前車速和路況下懸架系統(tǒng)實時最佳阻尼比，且當時，取；當時，取；

(4)?確定簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的相對運動速度：利用車身振動加速度傳感器測得的車身垂直振動加速度，求得車身垂直運動速度；利用車輪振動加速度傳感器測得的車輪垂直振動加速度，求得車輪垂直運動速度；根據(jù)車身垂直運動速度和車輪垂直運動速度，計算簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的相對運動速度；

(5)?確定當前車速和路況下的減振器最佳阻尼系數(shù)：根據(jù)所確定的懸架系統(tǒng)實時最佳阻尼比、懸架系統(tǒng)單輪簧上質(zhì)量、懸架剛度、減振器安裝杠桿比和減振器安裝角，確定當前車速和路況下的減振器最佳阻尼系數(shù)，其中，為平安比，且；

(6)?確定當前車速和路況下的最佳阻尼力：根據(jù)步驟(4)確定的相對運動速度及步驟(5)確定的減振器最佳阻尼系數(shù)，確定當前車速和路況下的最佳阻尼力，并通過控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)可控減振器達到所要求的阻尼力。

本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點：

本發(fā)明提供的汽車半主動懸架系統(tǒng)最佳阻尼的控制算法，是以半主動懸架系統(tǒng)最佳阻尼匹配作為控制目標，通過控制可控減振器最佳阻尼，使懸架系統(tǒng)達到最佳阻尼匹配。該控制算法簡單易實施，且利用該控制算法可明顯改善懸架的性能，很好地解決懸架系統(tǒng)乘坐舒適性和汽車行駛安全性之間的矛盾。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明下面結(jié)合附圖作進一步說明。

圖1是實時汽車主動懸架系統(tǒng)最佳阻尼的控制算法原理圖。