[發明專利]一種汽車自抗擾懸掛系統與控制方法

有效

• 申請號: 201410771094.2
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104608583A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 李雷;馮紅銀萍;賈新春
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: B60G17/0165
• 分類號: B60G17/0165
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

技術領域

本發明屬于車輛控制技術領域，具體涉及一種汽車自抗擾懸掛系統與控制方法。

背景技術

懸架是車輛重要的結構與功能部件，對車輛整體性能影響重大。車用懸架按其工作原理可分為被動懸架、半主動懸架及主動懸架。被動懸架主要由彈簧、減震器等組成，通過減震器消耗和彈簧緩沖車輛車軸與車身質量之間的振動能量來獲得減振效果，但固定的剛度和阻尼難以滿足各種減振要求。普通的半主動懸架是將被動懸架阻尼值不變的減震器改造成為阻尼值實時可調的阻尼元件以改善車輛的平順性。主動懸架是在被動懸架的基礎上增加一個可以產生主動控制力的控制力發生器，從而具有輸出帶有負阻尼特性主動控制力的能力，可使車輛平順性達到最優，因此，從理論上講主動懸架的性能要優于半主動懸架。與傳統懸架相比，電控懸架能夠實現車身高度的主動控制和阻尼的自適應調節，對于改善車輛在行駛過程中的乘坐舒適性、行駛安全性以及燃油經濟性有著重要作用，已成為車輛工程界的研究熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽車自抗擾懸掛系統與控制方法，該方法設計簡潔、易于實現，通過該方法可以有效地的降低汽車通過顛簸路面時的車體的縱向加速度，從而大大的提升車輛的乘坐舒適性。

本發明汽車自抗擾懸掛系統，包括簧上支架、簧下支架、同簧下支架剛性連接的車輪，還包括一個直線電機，連接在簧上支架和簧下支架之間，用于調節簧上支架和簧下支架之間間距；

一個彈簧元件，同直線電機平行設置，用于連接簧上支架和簧下支架；

一個傳感器，設置在簧上支架下方，用于檢測簧上支架和簧下支架之間距離；

一個控制器，用于接收傳感器發送的距離信號，并向直線電機發送電壓信號。

該汽車自抗擾懸掛系統的控制方法，包括以下步驟，

（1）確定汽車靜止狀態下，簧上支架和簧下支架之間距離L作為固定值；通過所述傳感器不間斷的檢測簧上支架和簧下支架之間距離????????????????????????????????????????????????，并向控制器輸出距離值；

（2）控制器接收步驟（1）中距離值之后，通過低通濾波器計算得到參數，

???低通濾波器設計為：；

（3）將步驟（1）中距離值和當前的電壓信號值，通過擴張狀態觀測器（ＥＳＯ），計算得到參數、、，

（ＥＳＯ）為；

其中、、、均為預先設定的常數，、、分別為、、的一階導數，、、和、、的初始值均為零，電壓信號值的初始值也為零；

（4）通過步驟（2）(3)所得參數計算直線電機所需要電壓信號值；

其中、為控制器參數是固定值；

（5）控制器將電壓信號值發送給直線電機，從而控制直線電機移動；

（6）控制器接收步驟（1）中新的距離值和步驟（4）所得電壓信號值，重復步驟（2）（3）(4)的計算；最終通過不間斷的調節直線電機移動達到調節車輛簧上支架重力方向加速度的目的。

執行時，傳感器檢測簧上支架和簧下支架之間距離，不斷向控制器輸出距離值；控制器接收距離值之后分別通過濾波器和擴張狀態觀測器（ＥＳＯ）得到，參數，參數、、；將以上參數代入電壓信號值公式得到直線電機的電壓信號值，控制直線電機移動；控制器接收傳感器下一次檢測到的距離值，代入上一個循環所得電壓信號值等參數，重復步驟（2）（3）(4)的計算；最終通過不間斷的調節直線電機移動達到調節車輛簧上支架重力方向加速度的目的。該方法設計簡潔、易于實現，而且本控制方法中對距離值變動進行了預先估計，然后輸出電壓信號值控制直線電機移動，因此其控制節能效果比較突出；通過該方法可以有效地的降低汽車通過顛簸路面時的車體的縱向加速度，從而大大的提升車輛的乘坐舒適性。

附圖說明

圖1是本發明汽車自抗擾懸掛系統結構示意圖。

圖2是采用控制方法通過有高度差的路面時車輛縱向移動仿真圖。

圖3是采用控制方法通過起伏路面時車輛縱向移動仿真圖。

具體實施方式

????下面給出的實施例擬對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護范圍的限制，本領域技術人員根據本發明內容對本發明的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。

該汽車自抗擾懸掛系統的控制方法，包括以下步驟，

（1）確定汽車靜止狀態下，簧上支架和簧下支架之間距離作為固定值；通過所述傳感器T=0.01s為采樣周期，不間斷的檢測簧上支架和簧下支架之間距離，并向控制器輸出距離值；