[發明專利]基于電流變液的座椅懸架系統的控制方法及控制裝置

在審

• 申請號: 201810041452.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108454473A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 周科林;唐昕
• 申請（專利權）人: 重慶菲力斯特科技有限公司
• 主分類號: B60N2/52
• 分類號: B60N2/52;F16F9/53
• 代理公司: 石家莊旭昌知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 13126
• 代理人: 張會強

本發明提供了一種基于電流變液的座椅懸架系統的控制方法及控制裝置，本發明的控制方法對裝設于座椅懸架系統中的應用電流變液的阻尼機構的電場強度進行控制，且該控制方法包括獲取座椅懸架系統的加速度信號的步驟，由PID控制模塊對步驟s1獲取的加速度信號進行處理，以獲得阻尼機構的電場強度的步驟，以及重復步驟s1和步驟s2，直至PID控制模塊的輸入接近或等于0的步驟。本發明的控制方法可基于PID控制魯棒性好、能夠快速對系統進行實時反饋控制的特點，能夠對具有非線性特征的基于電流變液的座椅懸架系統進行動態控制，從而可實現對座椅懸架的動態調整，能夠減輕、甚至消除傳遞到座椅上的振動，達到提高座椅乘坐舒適性的效果。

技術領域

本發明涉及電流變液應用技術領域，特別涉及一種基于電流變液的座椅懸架系統的控制方法。同時，本發明也涉及一種基于該基于電流變液的座椅懸架系統的控制方法的控制裝置。

背景技術

座椅作為車輛上的重要組成部分，直接影響到車輛的乘坐舒適性。但是，對于貨運車輛、工程車輛、軍用車輛等，由于車輛懸架系統的舒適性較差，在路況惡劣時，會導致車輛產生強烈的振動，這些振動中的絕大部分都會通過座椅直接傳遞到司機，使得司機不得不長時間承受低頻、高強度的振動。在這種情況下，容易引發脊椎畸變、胃病等職業病，從而對司機的健康造成危害，此外，長期在振動環境下工作，也會引起司機駕駛疲勞，而極有可能引發交通事故。

電流變液是由納米至微米尺度的介電顆粒與絕緣液體混合而成的復雜流變液體，其“電流變效應”是指電流變液的“流變特性”或流體的粘度隨外場發生改變的特性。在沒有外電場作用時，電流變液通常呈液體狀態，其粘度和油差不多。而當外電場作用于電流變液時，其表觀為粘度隨外場的增加而變大，成為類似膠狀瀝青物質，且當外電場足夠大時，電流變液可轉變為強度能夠與一般固體相比較的類固態物質，其剪切強度隨電場強度而增大。同時，電流變液的“液-固”轉變是可逆的，其轉變時間一般在毫秒量級，因而可利用電流變液的上述特性制造用電場連續調控切變強度的阻尼機構，以應用于諸如座椅懸架系統中，達到過濾傳遞到座椅上的振動，改善及提高車輛乘坐舒適性的目的。

但是在實際應用中，由于基于電流變液的阻尼系統是非線性系統，因此難以控制，而現有的大多數控制方法無法有效解決這種非線性帶來的控制上的不確定性。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種基于電流變液的座椅懸架系統的控制方法，以能夠實現對施加于懸架系統阻尼機構中的電流變液上的電場強度的有效控制，從而減輕傳遞至懸架系統上的振動，提高座椅乘坐舒適性。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于電流變液的座椅懸架系統的控制方法，以對裝設于座椅懸架系統中的應用電流變液的阻尼機構的電場強度進行控制，該控制方法包括如下步驟：

步驟s1：實時獲取t時刻座椅懸架的加速度信號x(t)；

步驟s2：由PID控制模塊對步驟s1獲取的所述加速度信號x(t)進行處理，以獲得輸出信號u(t)而對所述阻尼機構的電場強度進行控制，且所述PID控制模塊的處理公式為：

其中，e(t)為基于所述加速度信號x(t)得到的所述PID控制模塊的輸入信號，K_p為比例系數，T_I為積分時間常數，T_D為微分時間常數，且K_p、T_I、T_D均為預置值；

步驟s3：重復步驟s1和步驟s2，直至e(t)接近或等于0。

進一步的，步驟s1中，所述加速度信號由裝設于所述座椅懸架上的加速度計采集，并對采集的所述加速度信號x(t)進行數字低通濾波處理，且數字低通濾波處理的公式為：

y(t)=a*x(t)+(1-a)*y(t-1)