[發明專利]一種橫向互聯空氣懸架減振器阻尼博弈控制系統

在審

• 申請號: 201711061052.X
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107985004A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 李仲興;黃建宇;宋鑫炎;江洪
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G21/073
• 分類號: B60G21/073;B60G17/015;B60G17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及車輛空氣懸架系統領域，具體涉及一種橫向互聯空氣懸架減振器阻尼控制系統。

背景技術

空氣懸架采用空氣彈簧作為彈性元件，可以獲得較低的懸架系統固有頻率，并在載荷變化時，系統固有頻率變化不大，從而提高了汽車的行駛平順性；另一方面，空氣懸架通過空氣彈簧的充氣與放氣主動控制車身與地面間的距離，滿足特殊工況對車身高度的要求。互聯空氣懸架是在傳統空氣懸架的基礎上，利用管路將空氣懸架中的空氣彈簧連接起來。橫向互聯空氣懸架是將同一車軸上左右空氣彈簧通過互聯管路相連，能極大提升車輛行駛的平順性和空氣懸架的隔振性能，但是卻會降低空氣懸架的側傾剛度。

中國專利公開號為CN103899698 B文獻中提供了一種商用車智能變阻尼減震系統，通過測量懸架與車身縱梁之間的間距變化計算出負載，然后根據負載調節減振器的過液小孔的有效孔徑，實現對減振器阻尼力的控制。但是該系統未涉及互聯空氣懸架的變阻尼控制，且并沒有將車輛行駛的平順性和操縱穩定性兼顧到減振器阻尼控制的系統內。

博弈論是現代數學的一個新分支，也是運籌學的一個重要學科，博弈論主要研究公式化了的激勵結構間的相互作用，是研究具有斗爭和競爭性質現象的數學理論和方法，博弈論考慮個體的預測行為和實際行為，并研究他們的優化策略。現有的合作博弈理論中有Shapley值（沙普利值）法，Shapley值法是隸屬于博弈論的一種數學方法，是指所得與自己的貢獻相等，是一種分配方式。Shapley值法通過考慮各個代理做出的貢獻，來公平地分配合作收益，代理i的沙普利值是i對一個合作項目所期望的貢獻量的平均值，Shapley值法給合作博弈在理論上的重要突破及其以后的發展帶來了重大影響。

發明內容

針對現有車輛橫向互聯空氣懸架的控制系統考慮互聯狀態開閉的同時并不能同時兼顧平順性和操縱穩定性的不足，本發明提供一種基于博弈控制的橫向互聯空氣懸架減振器阻尼博弈控制系統，提高了車輛在各工況下的平順性和操縱穩定性。

本發明所述的一種橫向互聯空氣懸架減振器阻尼博弈控制系統采用的技術方案：包括采集簧載質量加速度Z信息的簧載質量加速度傳感器、采集懸架動行程S_l及動行程變化率S_v信息的車身高度傳感器、采集車身側傾角θ信息的陀螺儀傳感器以及提供互聯狀態H信息的前后互聯懸架互聯電磁閥，每個所述傳感器和所述電磁閥的輸出均經CAN總線通訊系統連接集成合作博弈控制算法的ECU，ECU的輸出經阻尼控制驅動模塊連接阻尼控制執行模塊；所述的ECU由信息發布模塊、操穩性控制模塊、博弈協調模塊和平順性控制模塊組成，信息發布模塊的輸入與CAN總線通訊系統的輸出連接，信息發布模塊將懸架動行程S_l及動行程變化率S_v信息輸入至平順性控制模塊，將車身側傾角θ和互聯電磁閥互聯狀態H信息輸入至操穩性控制模塊，將簧載質量加速度和車身側傾角θ信息輸入至博弈協調模塊，操穩性控制模塊輸出的是車輛操縱穩定性阻尼控制信號C_v，平順性控制模塊輸出的是車輛平順性阻尼控制信號C_p，阻尼控制信號C_v和C_p均輸入至博弈協調模塊，博弈協調模塊輸出的是總阻尼控制信號C，總阻尼控制信號C輸入至阻尼控制驅動模塊。

進一步地，合作博弈控制算法根據平順性阻尼控制信號C_p 對總阻尼控制信號C期望的貢獻量的平均值l₁和操穩性阻尼控制信號C_v對總阻尼控制信號C期望的貢獻量的平均值l₂計算得到總阻尼控制信號。

更進一步地，定義為平順性阻尼控制信號C_p參與博弈的功能指標，定義為操穩性阻尼控制信號C_v參與博弈的功能指標，根據博弈矩陣建立合作博弈Shapley值的數學模型：

，

得到貢獻量的平均值l₁和l₂；L為C_p和C_v的權重系數，L^T 為L的轉置矩陣，L=(l₁,l₂)^T;I^T=(1,1)，t₁為任意時間起始時刻點，T為取樣時間長度，Z為簧載質量加速度，θ為車身側傾角，RMS代表均方根值，diag表示以對角元素J₁，J₂的對角矩陣。