[發明專利]汽車電控半主動懸架系統控制方法

有效

• 申請號: 202110480180.8
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113147309B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 白先旭;李成蹊;彭利明;李維漢
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018;B60G17/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種汽車電控半主動懸架系統控制方法，其特征是應用于包含有電控可變阻尼減振器的半主動懸架系統中，并按如下步驟進行：

步驟1、收集車輛行駛狀態參數和駕駛員模型信息：

所述電控半主動懸架系統工作時，收集車輛行駛狀態參數，包括：油門踏板行程A_p，制動踏板行程A_b，方向盤轉角A_sw，縱向加速度Acc_x，側向加速度Acc_y；

收集駕駛員模型信息、物理按鍵與懸架控制器的交互信息；

步驟2、根據所述車輛行駛狀態參數進識別工況和駕駛風格，以頂層模式的選擇：

步驟2.1、工況識別：

若油門踏板行程A_p大于油門踏板行程閾值A_pmin，且縱向加速度Acc_x大于縱向加速度閾值Acc_xmin，則識別為加速工況；

若制動踏板行程A_b大于制動踏板行程閾值A_bmin，且縱向加速度Acc_x小于縱向加速度閾值的相反數-Acc_xmin，則識別為減速工況；

若方向盤轉角A_sw的絕對值大于方向盤轉角閾值A_swmin的絕對值，即A_sw∈(-∞,-A_swmin)U(A_swmin,+∞)，且側向加速度Acc_y的絕對值大于側向加速度閾值Acc_ymin，即Acc_y∈(-∞,-Acc_ymin)U(Acc_ymin,+∞)，則識別為轉向工況；

其余情況，則識別為普通工況；

步驟2.2、駕駛風格的識別：

設定計時器的時間間隔T_min；

若油門踏板行程A_p在時間間隔T_min內始終小于油門踏板行程閾值A_pmin，且縱向加速度Acc_x在時間間隔T_min內始終小于縱向加速度閾值Acc_xmin，且方向盤轉角A_sw的絕對值在時間間隔T_min內始終小于方向盤轉角閾值A_swmin的絕對值，則識別為舒適駕駛風格；

若油門踏板行程A_p在時間間隔T_min內出現一次或以上大于油門踏板行程閾值A_pmin，或縱向加速度Acc_x在時間間隔T_min內出現一次或以上大于縱向加速度閾值Acc_xmin，或方向盤轉角A_sw的絕對值在時間間隔T_min內出現一次或以上大于方向盤轉角閾值A_swmin的絕對值，則識別為運動駕駛風格；

其余情況，則識別為普通/平衡駕駛風格；

步驟3、根據頂層模式的選擇，動態調配底層控制算法的權重和參數：

當識別為加速工況、減速工況、轉向工況時，所述底層控制算法采用全狀態阻尼控制的FSD方法，所述FSD方法是針對不同的車輪分別以抑制每個四分之一懸架獨立的相對速度v_rel為控制重心進行控制，使得減震器在全部相對速度范圍內輸出阻尼力F_fsd，以實現車輛操縱穩定性的控制；

判斷出特殊工況時，對應不同的電控可變阻尼減振器使用式(1)和式(2)分別獲得后輪的阻尼力F_fsd和后輪的阻尼系數C_fsd：

當加速工況時，對車輛后輪電控可變阻尼減振器使用全狀態阻尼控制；

當減速工況時，對車輛前輪電控可變阻尼減振器使用全狀態阻尼控制；

轉向工況時，對車輛轉向外側車輪電控可變阻尼減振器使用全狀態阻尼控制；

利用式(1)獲得全狀態阻尼控制下輸出的阻尼力F_fsd：

F_fsd＝-C_fsd[v_rel]×v_rel (1)

式(1)中，v_rel為簧載質量與非簧載質量相對速度；C_fsd表示阻尼系數，C_fsd[v_rel]表示與相對速度相關的全狀態阻尼系數函數；并有：

式(2)中，v₁、v₂、v₃分別為第一邊界速度、第二邊界速度、第三邊界速度；c₁、c₂、c₃分別為第一全狀態阻尼系數、第二全狀態阻尼系數、第三全狀態阻尼系數；

當識別為普通工況時，所述底層控制算法采用混合狀態控制，所述混合狀態控制是將天棚控制阻尼力F_skyhook和全狀態阻尼控制阻尼力F_fsd耦合下對全部電控可變阻尼減振器輸出阻尼力F_hsc的控制方法；

利用式(3)得到混合狀態控制下輸出的阻尼力F_hsc：

F_hsc＝αF_skyhook+(1-α)F_fsd (3)

式(3)中，α為混合系數；F_skyhook為天棚控制輸出阻尼力；并有：

式(4)中，v_sg和v_usg分別為簧載質量速度和非簧載質量速度；C_sky為天棚阻尼系數；

采用遺傳算法對天棚阻尼系數C_sky、阻尼系數C_fsd以及混合系數α進行優化，得到的優化結果通過離線map數據形式進行儲存，以實現實時查詢的動態調節；

當識別為舒適駕駛風格、運動駕駛風格、普通/平衡駕駛風格時，分別對每個四分之一半主動懸架控制算法的混合系數α和行駛狀態閾值A_pmin、A_bmin、A_swmin、Acc_xmin、Acc_ymin進行調整：

若識別為舒適駕駛風格時，則分別增加混合系數α和行駛狀態閾值A_pmin、A_bmin、A_swmin、Acc_xmin、Acc_ymin；

若識別為運動駕駛風格時，則分別減少混合系數α和行駛狀態閾值A_pmin、A_bmin、A_swmin、Acc_xmin、Acc_ymin；

若識別為普通駕駛風格時，則保持混合系數α和行駛狀態閾值A_pmin、A_bmin、A_swmin、Acc_xmin、Acc_ymin不變。