[發明專利]一種基于圖像識別的整車智能混合懸架協調控制系統

有效

• 申請號: 201911214085.2
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110861462B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 寇發榮;景強強;武江浩;楊慧杰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B60G17/019
• 分類號: B60G17/019;B60G17/016;B60G17/0165;B60G17/052
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產權代理有限公司 61234
• 代理人: 張恒陽

1.一種基于圖像識別的整車智能混合懸架協調控制系統，其特征在于：包括智能混合懸架作動器與控制單元，智能混合懸架作動器主要包括油氣彈簧模塊和Halbach永磁陣列直線電機模塊兩部分，智能混合懸架作動器的直線電機模塊包括作動器外殼體(3)、基座(4)、初級鐵芯(5)、次級鐵芯(22)；所述智能混合懸架作動器的初級鐵芯(5)鑲嵌安裝在基座(4)內，所述智能混合懸架作動器的次級鐵芯(22)鑲嵌安裝在活塞桿(2)內，所述智能混合懸架作動器的油氣彈簧模塊包括第一油封(6)、分隔板(7)、阻尼孔(8)、壓縮閥(9)、儲氣室(10)、螺桿(11)、螺母(12)、下墊片(14)、上墊片(15)、調節氣泵(16)、可控閥門(17)、彈性隔膜(18)、活塞(19)、伸張閥(20)、第二油封(21)，所述智能混合懸架作動器的分隔板(7)將油氣彈簧模塊與直線電機模塊分隔開，所述智能混合懸架作動器的第一油封(6)和第二油封(21)布置在分隔板(7)上，所述智能混合懸架作動器的活塞桿(2)上開有阻尼孔(8)，所述智能混合懸架作動器的壓縮閥(9)和伸張閥(20)布置在活塞(19)上，所述智能混合懸架作動器的儲氣室(10)的上端通過彈性隔膜(18)與油液內腔分開，所述智能混合懸架作動器的儲氣室(10)通過可控閥門(17)與調節氣泵(16)相連，所述智能混合懸架作動器的儲氣室(10)通過螺桿(11)、螺母(12)與下吊耳(13)固定連接，所述智能混合懸架作動器的螺桿(11)與螺母(12)設有下墊片(14)和上墊片(15)，

所述基于圖像識別的整車智能混合懸架協調控制系統還包括路面不平度傳感器(24)、雷達檢測裝置(25)、汽車方向盤轉向角傳感器(26)、整車側傾角速度傳感器(27)、整車橫擺角速度傳感器(28)、整車俯仰角速度傳感器(29)以及力控制器(30)；

所述智能混合懸架協調控制系統通過圖像識別得到前后左右路面信息后，結合各個傳感器檢測到的信息進行綜合處理，得到各行駛工況的判定；具體步驟如下：

步驟一：當雷達檢測裝置(25)通過圖像識別與路面不平度傳感器(24)檢測到汽車直線行駛時，同時汽車方向盤轉向角傳感器(26)、整車側傾角速度傳感器(27)、整車橫擺角速度傳感器(28)、整車俯仰角速度傳感器(29)檢測到汽車行駛過程中各信息均在安全范圍內，則認定汽車處于正常直線行駛狀態；

步驟二：當雷達檢測裝置(25)通過圖像識別與路面不平度傳感器(24)檢測到汽車轉向行駛時，同時汽車方向盤轉向角傳感器(26)檢測到汽車方向盤處于轉向狀態、而整車側傾角速度傳感器(27)、整車橫擺角速度傳感器(28)、整車俯仰角速度傳感器(29)檢測到汽車行駛過程中各信息均在安全范圍內，則認定汽車處于轉向行駛狀態；

步驟三：當雷達檢測裝置(25)通過圖像識別與路面不平度傳感器(24)檢測到汽車行駛車身發生抖動，回傳的動態圖像信息存在大幅度晃動時，且整車側傾角速度傳感器(27)，整車橫擺角速度傳感器(28)與整車俯仰角速度傳感器(29)同時進行信息檢測，當汽車行駛過程中整車側傾角速度變化速率最大時，則認定汽車處于側傾行駛狀態；

步驟四：當雷達檢測裝置(25)通過圖像識別與路面不平度傳感器(24)檢測到汽車行駛車身發生抖動，回傳的動態圖像信息存在大幅度晃動時，且整車側傾角速度傳感器(27)，整車橫擺角速度傳感器(28)與整車俯仰角速度傳感器(29)同時進行信息檢測，當汽車行駛過程中整車橫擺角速度變化速率最大時，則認定汽車處于橫擺行駛狀態；

步驟五：當雷達檢測裝置(25)通過圖像識別與路面不平度傳感器(24)檢測到汽車行駛車身發生抖動，回傳的動態圖像信息存在大幅度晃動時，且整車側傾角速度傳感器(27)，整車橫擺角速度傳感器(28)與整車俯仰角速度傳感器(29)同時進行信息檢測，當汽車行駛過程中整車俯仰角速度變化速率最大時，則認定汽車處于俯仰行駛狀態；

其作動器輸出力采用LQG控制策略，在具體不同行駛工況下，LQG控制策略輸出力不同；具體步驟如下：

步驟一：所述力控制器(30)根據公式

計算得到第i次采樣得到的車輛懸架LQG控制下的阻尼力Fⁱ，其中，q₁為車輛懸架LQG控制的加速度的權重系數且q₁的取值為1～10¹⁰，q₂為車輛懸架LQG控制的速度的權重系數且q₂的取值為1～10¹⁰，q₃為車輛懸架LQG控制的位移的權重系數且q₃的取值為1～10¹⁰，q₄為車輛懸架LQG控制的轉向角速度的權重系數且q₄的取值為1～10¹⁰，q₅為車輛懸架LQG控制的側傾角速度的權重系數且q₅的取值為1～10¹⁰，q₆為車輛懸架LQG控制的橫擺角速度的權重系數且q₆的取值為1～10¹⁰，q₇為車輛懸架LQG控制的俯仰角速度的權重系數且q₇的取值為1～10¹⁰，tⁱ為第i次采樣的時間；

步驟二、所述力控制器(30)根據終端工況判定在不同的行駛工況下時，采取不同的權重系數進行調節來達到對應的行駛工況下的控制目的；先對上述權重系數進行歸一化處理到0-1的區間范圍，然后根據不同行駛工況判定得到各個行駛工況下的權重系數；

其中正常直線減振工況下，各權重系數取值如下：

q₁＝0.5；q₂＝0.5；q₃＝0.5；q₄＝0.5；q₅＝0.5；q₆＝0.5；q₇＝0.5；

轉向行駛工況下各權重系數取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.8；q₅＝0.3；q₆＝0.3；q₇＝0.3；

側傾行駛工況下各權重系數取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.3；q₅＝0.8；q₆＝0.3；q₇＝0.3；

橫擺行駛工況下各權重系數取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.3；q₅＝0.3；q₆＝0.8；q₇＝0.3；

俯仰行駛工況下各權重系數取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.3；q₅＝0.3；q₆＝0.3；q₇＝0.8。