[發明專利]一種電控空氣懸架剛度阻尼的多模式切換控制方法

在審

• 申請號: 202111020121.9
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113733839A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 吳子強;溫靜彬;徐興;孫曉強;王百建
• 申請（專利權）人: 江蘇大學揚州（江都）新能源汽車產業研究所
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 顧蘭芳

本發明公開了一種電控空氣懸架剛度阻尼的多模式切換控制方法，包括以下步驟：1、根據簧上載荷和懸架偏頻要求，形成空氣懸架的剛度變化范圍，進而確定空氣彈簧的剛度工作模式；2、形成空氣懸架的阻尼變化范圍，進而確定減振器的阻尼工作模式；3、建立車輛懸架系統數學模型；4、針對不同行駛工況和不同剛度阻尼工作模式，進行模型仿真，對比空氣懸架綜合性能；5、根據仿真對比結果，確定不同行駛工況下的最佳剛度阻尼模式組合；6、制定不同行駛工況間的判別條件；7、進行電控空氣懸架剛度阻尼切換控制性能仿真，驗證切換控制效果。本發明能夠實現對電控空氣懸架剛度阻尼的多模式切換控制，為提升車輛空氣懸架系統綜合性能提供良好基礎。

技術領域

本發明涉及一種電控空氣懸架剛度阻尼的多模式切換控制方法，屬于車輛懸架系統控制技術領域。

背景技術

懸架系統影響汽車的操縱穩定性、平順性、輪胎接地性等主要性能。懸架系統中彈性元件的主要作用是提供彈性力，緩沖路面對汽車的沖擊，改善行駛平順性。隨著我國交通運輸業的快速發展，人們對車輛行駛平順性和操縱穩定性提出了更高要求，傳統被動式懸架系統彈簧剛度和減振器阻尼系數等參數一旦確定，懸架剛度和阻尼不再可調，不能根據路況、載荷對相應的參數進行實時調節，無法同時兼顧上述三方面性能，從而實現最優匹配，限制了汽車性能的進一步提高。

電控空氣懸架能夠實現懸架系統剛度阻尼特性的自適應調節，從而為提升車輛綜合性能提供重要的技術支持。目前，關于各類結構的電控空氣懸架系統剛度阻尼特性已得到較為全面和深入的研究，基本掌握了電控空氣懸架非線性剛度阻尼特性的呈現形式，并在此基礎上完成了電控空氣懸架剛度阻尼特性的自適應調節控制。然而，這些研究大多針對剛度阻尼特性能夠進行連續調節的電控空氣懸架系統進行控制策略設計，盡管系統動力學性能得到了明顯提升，但從實際工程應用的角度出發，現有研究仍存在改進空間。一方面，為實現電控空氣懸架剛度阻尼特性的連續調節，系統中普遍需要安裝成本較為昂貴的伺服電磁閥，然而在實際控制過程中，構建精確的伺服電磁閥模型較為困難，且時滯因素對伺服電磁閥的實時控制性能影響也比較明顯；另一方面，結合車輛振動特性機理可知，懸架剛度阻尼特性需要在一定范圍內進行主動調節，但較小范圍的參數波動并不會對懸架動力學性能產生明顯影響。因此，如何突破傳統研究無法有效協調系統成本及控制難度與電控空氣懸架整體動力學性能要求之間矛盾的技術瓶頸具有重要研究意義和工程應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提出一種電控空氣懸架剛度阻尼的多模式切換控制方法。為達成上述目的，本發明所采用的技術方案為：

步驟1，根據車輛簧上載荷和懸架偏頻要求，形成空氣懸架的剛度變化范圍，進而確定空氣彈簧的若干剛度工作模式；

步驟2，根據空氣彈簧剛度變化范圍及懸架系統阻尼比，形成空氣懸架的阻尼變化范圍，進而確定減振器的若干阻尼工作模式；

步驟3，建立包括路面模型、輪胎模型、非簧載質量模型、空氣彈簧模型、減振器模型以及簧載質量模型等在內的車輛懸架系統數學模型，準確反映懸架系統主要性能指標與剛度阻尼系數間的數學關系；

步驟4，針對不同行駛工況，進行不同剛度阻尼工作模式下的模型仿真，結合懸架系統性能指標，對比不同模式下的懸架綜合性能；

步驟5，根據仿真對比結果，確定不同行駛工況下的最佳剛度阻尼模式組合；

步驟6，制定不同行駛工況間的判別條件，為電控空氣懸架剛度阻尼切換控制奠定基礎；

步驟7，進行電控空氣懸架剛度阻尼切換控制性能仿真，驗證系統切換控制效果。

優選地，所述步驟1中，將空氣彈簧的剛度工作模式確定軟、中、硬三種，所述步驟2中，將減振器的阻尼工作模式確定為軟、較軟、中、硬等四種。