汽车半主动悬架系统实时最佳阻尼控制算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102729760A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102729760A(43)申请公布日2012.10.17(21)申请号201210245685.7(22)申请日2012.07.17(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术开发区高创园D座1012室(72)发明人周长城李红艳赵雷雷(51)Int.Cl.B60G17/015(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称汽车半主动悬架系统实时最佳阻尼控制算法(57)摘要本发明涉及连续控制式半主动悬架系统最佳阻尼的控制算法，是为更好地满足人们对乘坐舒适性和汽车行驶安全性要求而研发的。利用传感器测得车身振动加速度信号、车速信号和转角信号，根据传感器所测得的信号感知车辆当前行驶路况及悬架系统阻尼比；根据测得的车身和车轮振动加速度，得到车身和车轮垂直运动速度及它们之间的相对运动速度；根据车辆参数确定出当前车速和路况下所要求的减振器最佳阻尼系数和阻尼力，并通过控制器输出步进电机转角控制信号，控制调节可控减振器阻尼节流孔的面积，使半主动悬架系统达到所要求的最佳阻尼和阻尼力。本发明所提供的半主动悬架最佳阻尼控制算法，简单易于实现，对执行元件的动态性能要求低，有利于半主动悬架的应用和推广。CN102796ACN102729760A权利要求书1/2页1.基于车速和行驶路况的汽车半主动悬架最佳阻尼比控制方法，其具体步骤如下：(1)确定路况的功率谱密度：利用加速度传感器测得车身垂直振动加速度，车速传感器测得车辆行驶速度和阻尼控制量(电压或者步进电机转角等)求得悬架系统当前阻尼比，再根据车辆单轮簧上质量、单轮簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度和车身固有频率，确定车辆当前行驶路面功率谱，其中，，，为参考空间频率，；(2)计算当前行驶路况下悬架系统所需要的动限位行程：根据行驶车速和路面功率谱密度，利用悬架动挠度概率分布与标准差的关系，确定此时悬架系统所需要的动限位行程；(3)确定当前车速和路况下的悬架系统实时最佳阻尼比：根据车辆悬架单轮簧上质量、簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度、车身固有频率、路面功率谱密度、车速和悬架动限位行程，确定当前车速和路况下悬架系统实时最佳阻尼比，且当时，取；当时，取；(4)确定簧上质量和簧下质量的相对运动速度：利用车身振动加速度传感器测得的车身垂直振动加速度，求得车身垂直运动速度；利用车轮振动加速度传感器测得的车轮垂直振动加速度，求得车轮垂直运动速度；根据车身垂直运动速度和车轮垂直运动速度，计算簧上质量和簧下质量的相对运动速度；(5)确定当前车速和路况下的减振器最佳阻尼系数：根据所确定的悬架系统实时最佳阻尼比、悬架系统单轮簧上质量、悬架刚度、减振器安装杠杆比和减振器安装角，确定当前车速和路况下的减振器最佳阻尼系数，其中，为平安比，且；2CN102729760A权利要求书2/2页(6)确定当前车速和路况下的最佳阻尼力：根据步骤(4)确定的相对运动速度及步骤(5)确定的减振器最佳阻尼系数，确定当前车速和路况下的最佳阻尼力；（7）通过控制步进电机转动一定角度，调节可控减振器阻尼孔面积达到所要求的最佳阻尼力Fo。2.根据权利要求1中所述的基于车速和行驶路况的汽车半主动悬架最佳阻尼比控制方法，其特征在于：利用加速度传感器测得车身垂直振动加速度，车速传感器测得车辆行驶速度和阻尼控制量(电压或者步进电机转角等)，可确定出悬架系统的当前阻尼比，并且根据车辆单轮簧上质量、单轮簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度和车身固有频率，可确定车辆当前行驶路况的路面功率谱。3.根据权利要求1中所述的基于车速和行驶路况的汽车半主动悬架最佳阻尼比控制方法，其特征在于：利用悬架动挠度概率分布与其标准差的关系，确定车辆当前所需要的悬架动挠度限位行程。4.根据权利要求1中所述的基于车速和行驶路况的汽车半主动悬架最佳阻尼比控制方法，其特征在于：根据车辆悬架单轮簧上质量、簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度、车身固有频率、路面功率谱密度、车速和悬架动限位行程，确定当前车速和路况下悬架系统实时最佳阻尼比，并且可通过控制步进电机转动一定角度，调节可控减振器阻尼孔面积达到所要求的最佳阻尼系数及可最佳阻尼力Fo。3CN102729760A说明书1/4页汽车半主动悬架系统实时最佳阻尼控制算法[0001]技术领域本发明涉及汽车半主动系统，特别是汽车半主动悬架系统阻尼控制算法。背景技术[0002]汽车在实际行驶过程中，车速和行驶路况是不断变化的。随着汽车工业的快速发展和汽车行驶速度的不断提高，人们对汽车行驶安全性和乘坐舒适性提出了更高的要求。汽车半主动悬架系统阻尼的控制方法对悬架的性能具有至关重要的作用，它直接影响汽车的