[發明專利]一種基于車速分區的饋能懸架及其阻尼切換控制方法

在審

• 申請號: 201810161530.2
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108274969A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 汪若塵;孫東;丁仁凱;孟祥鵬;陳龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/0165
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于車速分區的饋能懸架及其阻尼切換控制方法，饋能懸架由傳感器模塊、控制器模塊、穩定模塊和執行器模塊組成，控制器模塊由切換控制器和懸架控制器構成，執行器模塊包括三級可調阻尼器、永磁直線電機、Buck電路和饋能電路。本發明將車速劃分為高、中、低速，在每一速域內，以車身垂直加速度和輪胎動位移作為切換參數判斷車輛行駛工況，通過切換天棚、地棚和混合天棚?地棚阻尼控制策略來調節可調阻尼器阻尼值和直線電機繞組電流，以完成懸架阻尼切換過程，從而解決車輛行駛中操穩性和平順性的矛盾問題。本發明簡單易行，實時性好，在保證車輛多種工況下都能有一個最優先級性能的前提下，實現懸架能量回收，以補償控制系統的能耗。

技術領域

本發明涉及饋能懸架阻尼控制方法領域，尤其涉及一種基于車速分區的饋能懸架及其阻尼切換控制方法。

背景技術

車輛的操穩性和平順性是一組相互矛盾的性能，現存的懸架控制策略大多只能實現某種性能最優，無法保證不同工況下的最優先級性能。現有技術以車身加速度和輪胎動位移作為參考變量對車輛行駛工況進行判斷，進而實現阻尼控制，但無法準確解決操穩性和平順性的矛盾問題。

懸架結構對懸架控制十分重要，由三級可調阻尼器和永磁直線電機組成的混合饋能懸架在實現懸架阻尼力連續可調的同時，也能保證懸架的Fail-safe特性，較之其他半主動/主動電磁懸架，其成本低、能耗小、可靠性高。

阻尼控制方法是混合饋能懸架研究的關鍵技術之一，許多先進阻尼控制方法應運而生，如最優控制、魯棒控制、模糊控制和神經網絡控制；其中，天棚和地棚阻尼控制方法簡單、控制效果較好且實時性好，廣泛應用于懸架控制中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于車速分區的饋能懸架及其阻尼切換控制方法，以車輛所在速域及車輛相關動態參數判斷行駛工況，切換合適的懸架阻尼控制策略來保證不同工況下最優先級性能，從而解決車輛操穩性和平順性相矛盾的問題。

本發明的技術方案為：

一種基于車速分區的饋能懸架阻尼切換控制方法，包括以下步驟：

步驟1)，車速傳感器、簧上質量加速度傳感器、簧下質量加速度傳感器和位移傳感器分別將采集到的車速、車身垂直加速度和輪胎動位移傳輸給切換控制器。

步驟2)，切換控制器首先根據車速信號判斷行駛車輛所在的速域，然后分別比較車身垂直加速度和輪胎動位移均方根值與各自預設閾值的大小，根據阻尼切換策略選擇最優懸架控制方法，并向懸架控制器發出控制方法選擇信號；

車輛的速域以兩個車速閾值v₁、v₂劃分為三個區間，即低速域、中速域和高速域，v₁為車輛在高速行駛時滾動阻力與空氣阻力相等時的車速，v₂依據《城市道路工程設計規范》中次干路的設計行車速度為20～40km/h；

阻尼切換策略為：

1)當車速v＞v₁，即車輛行駛在高速域內：

i)輪胎動位移的均方根值大于其閾值，無論車身垂直加速度的均方根值是否超過其閾值，且此狀態持續時間大于參考時間，切換控制器判斷車輛高速行駛，此時操穩性成為車輛最優先級性能，懸架控制方法切換為地棚阻尼控制；

ii)輪胎動位移的均方根值小于其閾值，車身垂直加速度的均方根值大于其閾值，且此狀態持續時間大于參考時間，切換控制器判斷車輛以較高速行駛在較差路面上，此時平順性成為車輛最優先級性能，懸架控制方法切換為天棚阻尼控制；

iii)輪胎動位移和車身垂直加速度的均方根值均小于其相應閾值，且此狀態持續時間大于參考時間，切換控制器判斷車輛以較高速行駛在好路面上，此時車輛性能優，懸架控制方法切換為無控制，即此時懸架為被動懸架，直線電機處于發電機模式，實現饋能；