[發明專利]一種用于磁流變減振器半主動懸架的控制系統

無效

• 申請號: 201310256283.1
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103303087A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 李靜;曹振;王子涵;禚帥帥
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及一種半主動懸架控制系統，特別涉及一種用于磁流變減振器半主動懸架的控制系統。

背景技術

懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力，緩沖不平路面產生的沖擊，衰減振動以保證汽車平順行駛。隨著汽車工程技術的進步，決定乘坐舒適性和行駛安全性的汽車懸架技術得到了廣泛的重視和深入研究，尤其以改變減振器阻尼或懸架剛度的半主動懸架發展最快，而磁流變減振器可調范圍廣、結構緊湊、響應速度快、功耗低在半主動懸架上得到廣泛應用。由于傳感器采集的信號零漂和噪聲的存在，同時動態響應時間是磁流變減振器的一個重要指標，因此信號處理和磁流變減振器電流驅動器是基于磁流變減振器半主動懸架控制系統的難點。

發明內容

本發明是由加速度傳感器、濾波電路、ECU控制器和電流驅動器構成，由加速度傳感器采集加速度信號，加速度信號經過濾波積分電路濾波積分后輸入至ECU控制器，ECU控制器用于接收由濾波積分電路處理而來的速度信號進行控制算法計算，同時發送電壓控制信號至電流驅動器，用于產生控制磁流變減振器的電流控制信號，電流驅動器改變PWM信號占空比以調節磁流變減振器輸入電流的大小，并使用反饋電路實時調節電流，使其接近控制器發出的目標值。

本發明的有益效果：

本發明采用濾噪低通濾波器、積分低通濾波器和高通濾波器的結合，對加速度信號進行積分得到速度信號，同時去除了信號中的噪聲、零漂和低頻低幅干擾信號，使信號真實準確。

本發明采用由BUCK電路、采樣放大電路、過流保護電路、PWM發生器組成的電流驅動器，通過控制信號與反饋信號比較產生PWM脈沖信號控制開關管的開關時間以控制驅動電流的大小，反饋信號與控制信號的實時比較使得驅動信號與控制信號盡可能接近，以使信號及時準確，同時過流保護電路為電流驅動器提供安全的保障。

附圖說明

圖1為本發明的工作原理框圖。

圖2為本發明的濾波積分電路工作原理框圖。

圖3為本發明的濾波積分電路圖。

圖4為本發明的軟件流程圖。

圖5為本發明的控制器電路圖。

圖6為本發明的電流驅動器工作原理框圖。

圖7為本發明的電流驅動器電路圖。

實施方式

請參閱圖1所示，本發明是由加速度傳感器1采集加速度信號2，加速度信號2經過濾波積分電路3濾波積分后輸入至ECU控制器4，ECU控制器4用于接收由濾波積分電路3處理而來的速度信號進行控制算法計算，同時發送電壓控制信號5至電流驅動器6，用于產生控制磁流變減振器8的電流控制信號7，電流驅動器6改變PWM信號占空比以調節磁流變減振器8輸入電流的大小，并使用反饋電路實時調節電流，使其接近控制器發出的目標值。

本發明包括硬件部分和軟件算法，硬件部分主要包括：加速度傳感器1、濾波電路3、ECU控制器4和電流驅動器6；軟件算法采用半主動懸架ECU控制算法。

如圖2所示，為本發明中濾波積分電路工作原理框圖。濾波積分電路3主要由濾噪低通濾波器、積分低通濾波器以及高通濾波器組成，由于本發明即基于磁流變減振器的半主動懸架控制系統的控制算法需要簧載質量和非簧載質量之間的相對速度，因此通過安裝在車輪上的車輪加速度傳感器1和車身上的車身加速度傳感器1采集到加速度信號，通過濾波積分電路3后得到ECU控制器4所需的相對垂直速度信號。通常，我們感興趣的垂直速度信號頻率范圍為0.5~10Hz，但傳感器信號由多種信號組成，包括不同頻率范圍和不同幅值的信號。由加速度信號積分獲得的信號大致包括如下四部分：噪聲信號、低頻高幅信號、低頻低幅信號和高頻低幅信號，其中前三類信號為需要排除的干擾信號，第四類為目標垂直速度信號。

工作過程：加速度傳感器1采集信號，經信號接收器獲取，通過低通濾波器H進行初步濾波，該部分為去除噪聲信號，在此認為噪聲信號類似白噪聲信號，其功率譜近似為0。經過信號前期處理，進行第二次低通濾波，如圖2中G（s），由低通濾波器性質可知，對于截止頻率以下信號不變通過，對于頻率高于截止頻率的信號，進行積分，進而實現感興趣頻率信號的積分，由加速度信號獲得速度信號，且低頻干擾信號保持不變，通過高通濾波去進行濾除，最終得到速度信號。