一种车辆半主动悬架天棚阻尼频率滤波控制策略.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102189909A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102189909A(43)申请公布日2011.09.21(21)申请号201010121947.X(22)申请日2010.03.11(71)申请人蒋丰璘地址201620上海市松江区文汇路300弄1号楼4016室(72)发明人蒋丰璘(51)Int.Cl.B60G17/016(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种车辆半主动悬架天棚阻尼频率滤波控制策略(57)摘要本发明涉及一种车辆半主动悬架天棚阻尼频率滤波控制方法。它利用车身加速度、车身高度、节气门开度、车辆转向角、车速传感器及制动信号实时检测悬架及车身运动状态，为电控悬架控制器提供计算控制数据。当车辆处于正常行驶状态，控制器执行天棚阻尼滤波控制算法，在提高舒适性的同时兼顾安全性；当传感器检测到车辆处于急转弯、急刹车、急加速工况，控制器中断天棚阻尼频率滤波控制，把悬架多级可调减振器的阻尼值调至最硬，以减少车身的大侧倾、点头、后座现象。该控制方法采用频率滤波控制算法，有效地控制了纯天棚阻尼控制悬架处于中高频激振时轮胎动载荷恶化的现象；同时当车辆处于急转弯、急刹车、急加速时，控制策略能有效的控制车身姿态，从而改善了车辆的行驶平顺性及操作稳定性。CN10289ACCNN110218990902189911A权利要求书1/1页1.采用四个车身加速度、四个车身高度、车辆转角、节气门开度、车速传感器及制动信号，在线提取悬架及车身运动状态。2.当传感器没有检测到车辆处于急转弯、急加速、急刹车状态，电控半主动悬架控制器执行天棚阻尼频率滤波控制策略。3.当传感器检测到车辆处于急转弯、急刹车、急加速工况，控制器中断天棚阻尼频率滤波控制，把多级可调减振器的阻尼值调至最硬，以减少车身的大侧倾、点头、后座现象；当车速传感器检测的车速与车辆转角传感器检测的转向角满足一定的要求，控制器认为车辆处于急转弯状态；当制动信号强弱及车速满足一定要求时，控制器认为车辆处于急刹车状态；当节气门开度传感器检测到大的节气门开度时，控制器认为车辆处于急加速状态。4.根据权利要求2所述的天棚阻尼频率滤波控制策略，其特征在于，由车身加速度传感器检测的实时车身垂直加速度经过积分计算得到车身垂直速度及车身高度传感器检测的车身与车轮间的实时高度经微分得出车身与车轮间的相对速度；其次，控制器计算两个速度信号，得出所需的阻尼值，进而控制阻尼可调减振器，阻尼计算公式如下：式中：Csky-天棚阻尼系数；Z1-车身与车轮间的相对速度；Z2-车身垂直速度。5.根据权利要求2所述的天棚阻尼频率滤波控制策略，其特征在于，减振器基值阻尼系数的确定方法，实际的可调阻尼减振器阻尼系数不可能做到从零到无穷大间变化，它是在基值阻尼系数(最小阻尼)到最大阻尼系数间变化，有一定的变化范围，基值阻尼系数与最大阻尼系数的大小直接影响悬架性能的优劣，小的基值阻尼系数，可以有效的降低车身加速度提高舒适性，但是确恶化了轮胎动载荷；理论上，最大阻尼系数越大越好，但是极大的最大阻尼系数给多级可调减振器的制造带来了麻烦，基值阻尼系数的确定方法：(1)采用Matlab/Simulink建立1/4天棚阻尼控制悬架动力学模型及白噪声积分路面模型；(2)给出几挡从小到大的基值阻尼系数，分别模拟不同基值阻尼系数车辆在固定车速，差路面条件下，天棚阻尼控制悬架模型得出的轮胎动载荷及车身加速度；(3)得出不同基值阻尼系数天棚阻尼控制悬架轮胎动载荷加权均方根值及车身加速度加权均方根值，进行综合对比，轮胎动载荷加权均方根值小且车身加速度加权均方根值也较小的基值阻尼系数定为所需值；最大阻尼系数，是在满足减振器制造工艺的前提下，阻尼系数值越大越好。6.根据权利要求2所述的天棚阻尼频率滤波控制策略，其特征在于，频率滤波控制算法的实现方法，天棚阻尼控制悬架处于中高频激振时，会出现轮胎动载荷恶化显现，为防止轮跳，控制器实时提取车身高度传感器采集的悬架动挠度及其变化率信号，对这两个实时信号作动载荷恶化频段的带通滤波处理，将结果与悬架动挠度及其变化率做比较，当两项比值均大于0.6时，认为轮胎动载荷恶化频段振幅占振动幅值的主导地位，这时减振器阻尼被调硬；确定天棚阻尼控制轮胎动载荷恶化的频段范围是实现频率滤波控制算法的关键，仿真对比天棚阻尼控制悬架与被动悬架的轮胎动载荷的幅频特性曲线，天棚阻尼控制悬架轮胎动载荷幅值明显大于被动悬架的频段即为轮胎动载荷恶化的频段。2CCNN110218990902189911A说明书1/3页一种车辆半主动悬架天棚阻尼频率滤波控制策略技术领域[0001]本发明涉及车辆动力学减振控制技术领域，更具体地说，它涉及一种车辆半主动悬架天棚阻尼滤波控制策略。背景技