[發明專利]一種匹配無懸架結構車輛的平順性控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010597113.X
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111716979B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 王秋偉;趙又群;鄧匯凡;張桂玉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60G17/0165
• 分類號: B60G17/0165
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發明公開了一種匹配無懸架結構車輛的平順性控制系統及方法，包括路面形狀激光測量儀、理想車身運動發生器、平順性控制單元以及力發生器；路面形狀激光測量儀在車輛行駛過程中實時檢測路面狀態信息，并將路面狀態信息傳遞給理想車身運動發生器和平順性控制單元；理想車身運動發生器根據路面狀態信息計算出車輛行駛過程中車身的理想運動狀態并將該理想運動狀態傳遞給平順性控制單元；平順性控制單元根據路面狀態信息和理想運動狀態實時計算控制作用力，并將控制作用力傳遞給力發生器；力發生器根據控制作用力對車輛行駛狀態進行控制。本發明通過控制無懸架結構行駛系統輪式車輛中車輪與車身之間的相互作用力，降低車身垂向運動，改善平順性。

技術領域

本發明涉及一種匹配無懸架結構車輛的平順性控制系統及方法，屬于車輛平順性控制技術領域。

背景技術

目前傳統車輪的減緩沖震部件主要為橡膠輪胎和懸架結構，通過輪胎與懸架彈性變形和遲滯現象轉化并吸收來自路面的沖擊激勵，而無懸架結構行駛系統輪式車輛由于取消懸架結構來節省車體空間，容易造成路面激勵未能吸收充分，通過車輪的輻板或輻條式剛性結構直接傳遞到車輛輪轂，并進一步經由車軸傳遞至駕駛員乘客，造成車輛對不平路面敏感度高，舒適性下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種匹配無懸架結構車輛的平順性控制系統及方法，通過控制無懸架結構行駛系統輪式車輛中車輪與車身之間的相互作用力，降低車身垂向運動，改善平順性。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種匹配無懸架結構車輛的平順性控制系統，包括路面形狀激光測量儀、理想車身運動發生器、平順性控制單元以及力發生器，所述路面形狀激光測量儀設置于靠近車輪的車軸上，力發生器設置于車輪與車橋之間，力發生器用于連接車輪與車橋；

所述路面形狀激光測量儀用于在車輛行駛過程中實時檢測路面狀態信息，并將路面狀態信息傳遞給理想車身運動發生器和平順性控制單元；理想車身運動發生器用于根據路面狀態信息計算出車輛行駛過程中車身的理想運動狀態并將該理想運動狀態傳遞給平順性控制單元；平順性控制單元用于根據路面狀態信息和理想運動狀態實時計算控制作用力，并將控制作用力傳遞給力發生器；力發生器用于根據控制作用力對車輛行駛狀態進行控制。

作為本發明控制系統的一種優選方案，所述路面形狀激光測量儀包括激光發射器、激光接收器、計時器和存儲單元，所述激光發射器用于在車輛行駛過程中實時向路面發射激光信號；激光接收器用于接收經由路面反射的激光信號；計時器用于記錄激光發射器發射激光信號到激光接收器接收激光信號之間的時間間隔，通過時間間隔與光速時間的乘積獲得路面狀態信息，并將路面狀態信息存儲在存儲單元中，同時傳遞給理想車身運動發生器以及平順性控制單元。

一種匹配無懸架結構車輛的平順性控制方法，包括如下步驟：

步驟1，在車輛行駛過程中實時檢測路面狀態信息；

步驟2，根據路面狀態信息計算出車輛行駛過程中車身的理想運動狀態；

步驟3，根據步驟1的路面狀態信息和步驟2的理想運動狀態實時計算控制作用力；

步驟4，根據控制作用力對車輛行駛狀態進行控制。

作為本發明控制方法的一種優選方案，步驟2所述車身的理想運動狀態，表達式為：

x_ref＝G(s)q

其中，x_ref為計算得到的車身的理想運動狀態，為一階慣性環節傳遞函數，常數a取0.1，s為復變數，q為實時檢測的路面狀態信息。

作為本發明控制方法的一種優選方案，步驟4所述控制作用力，表達式為：