CN103182915B - 加速度积分曲线的校正方法、悬架控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种本方法是基于多项式拟合的加速度积分曲线的校正方法，通过对历史数据进行拟合，得出积分曲线的拟合表达式，并递推出当前的拟合项，从积分器中减去这个拟合项即达到校正的目的，在实现由加速度积分出速度的方法中，采取了周期性校正机制，可实现无限长时间积分；校正机制的存在，降低了A/D转换器及相关电路的设计精度要求，从而节约成本， 本发明还提供的一种汽车悬架控制方法，在控制方法上，通过融合驾驶意图参量，侧向预估时间，能够有效地提高系统响应速度，并节省在轴向及侧向上安装加速度传感器，同时，加权系数的存在使得悬架的性能配置变得更为灵活。另外，系统加入了对车辆失控状态k的响应，有助于提高行驶安全性能。

Description

加速度积分曲线的校正方法、悬架控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种加速度积分曲线的校正方法、悬架控制系统及控制方法。

背景技术

悬架系统主要由弹簧和减震器组成。传统悬架多为被动悬架，其只能满足平顺性与操控稳定性的折中，在出厂后性能参数无法更改。半主动悬架则配置了阻尼系数可调的减震器，在控制器作用下，有效地缓解平顺性与操控稳定性之间的矛盾。

在控制器的研制中，如何获取簧载(非簧载)质量速度(或者称绝对速度)是实施控制算法的关键，现有技术中，常用的一种方法是在簧载(非簧载)质量上安装加速度传感器，通过对加速度进行积分计算间接得到速度信息。由于采样误差等因素影响，积分器容易混入直流噪音，从而造成积分曲线整体偏移，在长时间积分下甚至会导致计算结果完全失效，通过更换更高精度的器件和软件算法能够降低这种漂移的严重程度，但换来的是更高的生产研发成本。

在控制方法上，传统的悬架控制方式主要集中于解决车体垂直方向上的振动情况，缺乏对车辆状态、驾驶意图等信息的融合及响应，不利于悬架性能的提升。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术中加速度积分时计算不准确的不足，提供了一种计算准确的加速度积分曲线的校正方法，本发明另一个目的是提供一种采用加速度积分曲线校正方法的汽车悬架控制系统及其控制方法。

一种加速度积分曲线的校正方法，加速度传感器采集加速度信息传输到控制模块，控制模块包括状态收集单元，所述状态收集单元对加速度进行加速度积分曲线矫正，所述加速度积分曲线的校正方法包括：

S1，所述状态收集单元从加速度传感器读取加速度，得到样本序列A_n，A_n＝[a₁，a₂，a₃，...，a_n]；

S2，所述状态收集单元将样本序列A_n送入一个数字纯积分器，得到积分序列S_n，S_n＝[s₁，s₂，s₃，...，s_n]；

S3，所述状态收集单元对积分序列S_n进行抽样，取得一个序列X_m，X_m＝[x₁，x₂，x₃，...，x_m]，序列X_m的长度m应该满足:

其中，T_s为抽样周期，f_c为控制系统需要响应的簧载最低振动频率；

S4，对X_m进行线性多项式拟合，求出其拟合表达式y＝αx+β的拟合系数α，β；

S5，将(s_n-(αn+β))作为初始值写入积分器，积分序列S_n在积分器中减去拟合表达式y，完成积分校正；

一种汽车悬架控制系统，所述悬架控制系统包括弹簧、阻尼系数可控减震器、簧上部件及簧下部件，所述弹簧及阻尼系数可控减震器并排安装在簧上部件及簧下部件之间，其特征在于，悬架控制系统还包括控制模块及安装在悬架上的加速度传感器，所述控制模块与阻尼系数可控减震器连接，所述控制模块包括状态收集单元、阻尼系数计算单元及综合输出单元，所述加速度传感器采集加速度传输到状态收集单元，状态收集单元利用上述加速度积分曲线校正的方法对加速度进行积分得到速度信息，所述阻尼系数计算单元包括用于预设悬架控制参考值的推定器，输入推定器计算出悬架控制的期望阻尼系数，所述综合输出单元预先设定计算公式，所述综合输出单元根据阻尼系数计算单元计算的期望阻尼系数通过计算公式计算得出输出到阻尼系数可控减震器的阻尼控制系数。

进一步地，所述阻尼系数计算单元还包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元、用于计算侧向方向阻尼系数的侧向单元及用于计算垂向方向阻尼系数的垂向单元。

进一步地，所述悬架控制系统还包括用于测量簧上部件及簧下部件之间相对位移的位置传感器，所述位置传感器安装在簧上部件及簧下部件之间。

进一步地，在簧上部件上安装有用于测量簧上部件垂向加速度的第一加速度传感器，在簧下部件上安装有用于测量簧下部件垂向加速度的第二加速度传感器。

一种汽车悬架控制方法，悬架控制系统包括控制模块及阻尼系数可控减震器，所述控制模块包括状态收集单元、阻尼系数计算单元及综合输出单元，所述加速度传感器采集加速度传输到状态收集单元，状态收集单元采用上述加速度积分曲线的校正方法对加速度进行积分校正并得到速度信息，所述阻尼系数计算单元包括用于预设悬架控制参考值的推定器，推定器计算出悬架控制的期望阻尼系数，所述综合输出单元预先设定计算公式，所述综合输出单元阻尼系数计算单元计算的期望阻尼系数通过计算公式计算得出输出到阻尼系数可控减震器的阻尼控制系数。

进一步地，所述阻尼系数计算单元包括用于计算侧向方向阻尼系数的侧向单元，状态收集单元输出车辆行驶速度h、转向轮偏角d及转向轮转向速度v_d，根据d，v_d，估算出转向轮在经过△t时间后的预偏角d′，d′＝d+v_d*△t，将d′、h输入推动器计算出车体即将承受的离心力F；

根据离心力F输出适当的侧向期望阻尼系数C_e，

C_e＝A*F，其中，A为敏感系数，用以确定系统对F的响应敏感度。

进一步地，所述阻尼系数计算单元包括用于计算垂向方向阻尼系数的垂向单元，垂向单元设置用于确定垂向期望阻尼系数C_s及对于天棚、地棚控制的倾向程度的调节因子α，状态收集单元输出簧载质量垂向速度v₁、非簧载质量速度v₂及簧载、非簧载质量之间的相对速度v₁₂与调节因子α，根据天棚地棚阻尼混合控制算法计算出垂向期望阻尼系数C_s，混合控制算法公式：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_1{v}_2\&GreaterEqual;0,C_{\mathrm{sky}}=v_1\\ v_1{v}_2<0,C_{\mathrm{sky}}=0\end{array}\right\},\left\{\begin{array}{c}-v_2{v}_{12}\&GreaterEqual;0,C_{\mathrm{gnd}}=v_2\\ -v_2{v}_{12}<0,C_{\mathrm{gnd}}=0\end{array}\right\},$

C_s＝G[αC_sky+(1-α)C_gnd]，G为固定增益参数。

进一步地，所述阻尼系数计算单元包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元，在加速状态下，轴向单元通过状态收集单元输出油门踏板速率g_v、油门踏板深度g_d及车辆行驶速度h，将g_v及g_d输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的加速意图t_g；

将加速意图t_g与车辆行驶速度h输入推定器，计算出在加速意图下的轴向期望阻尼系数C_g。

进一步地，所述阻尼系数计算单元包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元，在减速状态下，通过状态收集单元输出刹车踏板速率b_v、刹车踏板深度b_d及车辆行驶速度h，将b_v及b_d输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的减速意图t_b；

将减速意图t_b与车辆行驶速度h输入推定器，计算出在减速意图下的轴向期望阻尼系数C_b。

进一步地，在加速状态时，综合输出单元设置三个对应于C_g、C_e，C_s的加权系数G₁，G₂，G₃，根据公式计算出最终需要输出到阻尼系数可控减震器上的阻尼系数， $C=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_g+G_2{C}_e+G_3{C}_s,k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.,$ 其中，C_max为减震器所能提供的最大阻尼系数；k表示车辆失控状态，k＝0说明车辆不处于失控状态；k≠0说明车辆处于失控状态，阻尼系数设置为最大值，G₁，G₂，G₃为加权系数。

进一步地，在减速状态时，综合输出单元设置三个对应于C_b、C_e，C_s的加权系数G₁，G₂，G₃，根据公式计算出最终需要输出到阻尼系数可控减震器上的阻尼系数， $C=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_b+G_2{C}_e+G_3{C}_s,k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.$

，其中，C_max为减震器所能提供的最大阻尼系数；k表示车辆失控状态，k＝0说明车辆不处于失控状态；k≠0说明车辆处于失控状态，阻尼系数设置为最大值，G₁，G₂，G₃为加权系数。

进一步地，G₃权值最大，舒适性最高；G₃的权值最小，操控稳定性最高。

本发明提供了一种基于线性多项式拟合的加速度积分曲线的校正方法，通过对历史数据进行拟合，得出积分曲线的拟合表达式，并递推出当前的拟合项，从积分器中减去这个拟合项即达到校正的目的，在实现由加速度积分出速度的方法中，采取了周期性校正机制，可实现无限长时间积分；校正机制的存在，降低了A/D转换器及相关电路的设计精度要求，从而节约成本，本发明还提供的一种汽车悬架控制方法，在控制方法上，通过融合驾驶意图参量，侧向预估时间，能够有效地提高系统响应速度，并节省在轴向及侧向上安装加速度传感器，同时，加权系数的存在使得悬架的性能配置变得更为灵活。另外，系统加入了对车辆失控状态k的响应，有助于提高行驶安全性能。

附图说明

图1是本发明汽车悬架控制方法的一种实施例的坐标方向示意图。

图2是本发明加速度积分曲线的校正方法的一种实施例的积分校正措施框图。

图3是本发明加速度积分曲线的校正方法的一种实施例的积分曲线校正措施流程图。

图4是本发明加速度积分曲线的校正方法的一种实施例的校正波形示意图。

图5是本发明汽车悬架控制方法的一种实施例的悬架控制流程图。

图6是本发明汽车悬架控制系统的一种实施例的悬架结构示意图。

其中：1、弹簧；2、阻尼系数可控减震器；3、位置传感器；4、第一加速度传感器；5、第二加速度传感器；6、簧上部件；7、簧下部件。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1和图2所示，一种加速度积分曲线的校正方法，加速度传感器采集加速度信息传输到控制模块，控制模块包括状态收集单元，所述状态收集单元对加速度进行加速度积分曲线矫正，所述加速度积分曲线的校正方法包括：

S1，所述状态收集单元从加速度传感器读取加速度，得到样本序列A_n，A_n＝[a₁，a₂，a₃，...，a_n]；

S2，所述状态收集单元将样本序列A_n送入一个数字纯积分器，得到积分序列S_n，S_n＝[s₁，s₂，s₃，...，s_n]；

S3，所述状态收集单元对积分序列S_n进行抽样，取得一个序列X_m，X_m＝[x₁，x₂，x₃，...，x_m]，序列X_m的长度m应该满足:

其中，T_s为抽样周期，f_c为控制系统需要响应的簧载最低振动频率；

S4，对X_m进行线性多项式拟合，求出其拟合表达式y＝αx+β的拟合系数α，β；

S5，将(s_n-(αn+β))作为初始值写入积分器，积分序列S_n在积分器中减去拟合表达式y，完成积分校正，校正后的波形结合图4所示；

一种汽车悬架控制系统，所述悬架控制系统包括弹簧1、阻尼系数可控减震器2、簧上部件6及簧下部件7，所述弹簧1及阻尼系数可控减震器2并排安装在簧上部件6及簧下部件7之间，悬架控制系统还包括控制模块及安装在悬架上的加速度传感器，所述控制模块与阻尼系数可控减震器2连接，所述控制模块包括状态收集单元、阻尼系数计算单元及综合输出单元，所述加速度传感器采集加速度传输到状态收集单元，状态收集单元对加速度进行积分得到速度信息，所述阻尼系数计算单元包括用于预设悬架控制参考值的推定器，阻尼系数计算单元将状态收集单元计算出的速度信息输入推定器计算出悬架控制的期望阻尼系数，所述综合输出单元预先设定计算公式，所述综合输出单元阻尼系数计算单元计算的期望阻尼系数通过计算公式计算得出输出到阻尼系数可控减震器2的阻尼控制系数。

如图3所示，以汽车正常行驶时为轴向方向，依此确定侧向方向及垂向方向，所述阻尼系数计算单元还包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元、用于计算侧向方向阻尼系数的侧向单元及用于计算垂向方向阻尼系数的垂向单元。

结合图6所示，所述悬架还包括用于测量簧上部件6及簧下部件7之间相对位移的位置传感器3，所述位置传感器3安装在簧上部件6及簧下部件7之间。

在簧上部件6上安装有用于测量簧上部件6垂向加速度的第一加速度传感器4，在簧下部件7上安装有用于测量簧下部件7垂向加速度的第二加速度传感器5。

一种汽车悬架控制方法，悬架控制系统包括控制模块及阻尼系数可控减震器2，所述控制模块包括状态收集单元、阻尼系数计算单元及综合输出单元，所述加速度传感器采集加速度传输到状态收集单元，状态收集单元采用上述加速度积分曲线的校正方法对加速度进行积分校正并得到速度信息。

结合图5所示，所述阻尼系数计算单元包括用于预设悬架控制参考值的推定器，阻尼系数计算单元将状态收集单元计算出的速度信息输入推定器计算出悬架控制的期望阻尼系数，所述综合输出单元预先设定计算公式，所述综合输出单元阻尼系数计算单元计算的期望阻尼系数通过计算公式计算得出输出到阻尼系数可控减震器2的阻尼控制系数。

所述阻尼系数计算单元包括用于计算侧向方向阻尼系数的侧向单元，侧向单元设置侧向期望阻尼系数，状态收集单元输出车辆行驶速度h、转向轮偏角d及转向轮转向速度v_d，根据d，v_d，估算出转向轮在经过△t时间后的预偏角d′，d′＝d+v_d*△t，将d′、h输入推动器计算出车体即将承受的离心力F；

其中，引入预估时间△t来补偿减震器的阻尼系数响应延时，对于有级调节的减震器，△t一般取5～10ms；对于无级调节的减震器，△t可以直接取零。

根据离心力F输出适当的侧向期望阻尼系数C_e，

C_e＝A*F，其中，A为敏感系数，用以确定系统对F的响应敏感度。

所述阻尼系数计算单元包括用于计算垂向方向阻尼系数的垂向单元，垂向单元设置用于确定垂向期望阻尼系数C_s及对于天棚、地棚控制的倾向程度的调节因子α，状态收集单元输出簧载质量垂向速度v₁、非簧载质量速度v₂及簧载、非簧载质量之间的相对速度v₁₂与调节因子α，根据天棚地棚阻尼混合控制算法计算出垂向期望阻尼系数C_s，混合控制算法公式：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_1{v}_2\&GreaterEqual;0,C_{\mathrm{sky}}=v_1\\ v_1{v}_2<0,C_{\mathrm{sky}}=0\end{array}\right\},\left\{\begin{array}{c}-v_2{v}_{12}\&GreaterEqual;0,C_{\mathrm{gnd}}=v_2\\ -v_2{v}_{12}<0,C_{\mathrm{gnd}}=0\end{array}\right\},$

C_s＝G[αC_sky+(1-α)C_gnd]，G为固定增益参数。

所述阻尼系数计算单元包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元，轴向单元包括加速状态下的轴向期望阻尼系数，通过状态收集单元输出油门踏板速率g_v、油门踏板深度g_d及车辆行驶速度h，将g_v及g_d输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的加速意图t_g；

将加速意图t_g与车辆行驶速度h输入推定器，计算出在加速意图下的轴向期望阻尼系数C_g。

所述阻尼系数计算单元包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元，轴向单元还包括减速状态下的轴向期望阻尼系数C_b，通过状态收集单元输出刹车踏板速率b_v、刹车踏板深度b_d及车辆行驶速度h，将b_v及b_d输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的减速意图t_b；

将减速意图t_b与车辆行驶速度h输入推定器，计算出在减速意图下的轴向期望阻尼系数C_b。

轴向单元还包括减速状态下的轴向期望阻尼系数C_b，通过状态收集单元输出油门踏板速率b_v、油门踏板深度b_d及车辆行驶速度h，将b_v及b_d输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的减速意图t_b；

将减速意图t_b与车辆行驶速度h输入推定器，计算出在减速意图下的轴向期望阻尼系数C_b；

在加速状态时，推定器将油门踏板深度g_d划分为5个等级：0、1、2、3、4，其中，“0”表示油门踏板深度很小，“1”至“4”表示的油门踏板深度逐级增大；

推定器将油门踏板速率g_v划分为七个等级：-3、-2、-1、0、+1、+2、+3，其中，负值表示踏板深度递减，正值表示踏板深度递增，“0”则表示踏板深度变化速度为零；

推定器通过油门踏板速率g_v与油门踏板深度g_d的关系对应判断出加速意图t_g，加速意图t_g划分为0、1、2、3共4个等级，其中，“0”表示驾驶员没有加速意图，“1”至“3”表示的加速意图强度逐级增大；

表1 加速意图推定器

gd gv	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3
								0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	1	2	2
								2	0	0	0	0	1	2	3
3	0	0	0	0	2	2	3
								4	0	0	0	0	2	3	3

推定器通过加速意图t_g与车辆行驶速度h之间的关系计算出在加速意图下的轴向期望阻尼系数C_g。

表2 加速状态下轴向期望阻尼推定

h tg	0	1	2	3
					0	0	3	5	7
1	0	3	5	7
					2	0	4	6	8
3	0	5	7	9

为了较为直观的体现阻尼系数的大小，将减震器所能实现的阻尼系数变化范围用数字1～9共9个等级来表示，且数值越大阻尼系数越大。表2中，当C_g等于零时，代表在加速状态下轴向期望阻尼可以被忽略。

在减速状态时，推定器将油门踏板深度b_d划分为5个等级：0、1、2、3、4，其中，“0”表示油门踏板深度很小，“1”至“4”表示的油门踏板深度逐级增大；

推定器将油门踏板速率b_v划分为七个等级：-3、-2、-1、0、+1、+2、+3，其中，负值表示踏板深度递减，正值表示踏板深度递增，“0”则表示踏板深度变化速度为零；

推定器通过油门踏板速率b_v与油门踏板深度b_d的关系对应判断出减速意图t_b，减速意图t_b划分为0、1、2、3共4个等级，其中，“0”表示驾驶员没有减速意图，“1”至“3”表示的减速意图强度逐级增大；

表3 减速意图推定器

bd bv	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3
								0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	1	2	2
								2	0	0	0	0	1	2	3
3	0	0	0	0	2	2	3
								4	0	0	0	0	2	3	3

推定器通过减速意图t_b与车辆行驶速度h之间的关系计算出在减速意图下的轴向期望阻尼系数C_b，

表4 减速状态下轴向期望阻尼推定

h tb	0	1	2	3
					0	0	3	5	7
1	0	3	5	7
					2	0	4	6	8
3	0	5	7	9

为了较为直观的体现阻尼系数的大小，将减震器所能实现的阻尼系数变化范围用数字1～9共9个等级来表示，且数值越大阻尼系数越大，结合表4中，当C_b等于零时，代表在减速状态下轴向期望阻尼可以被忽略。

在加速状态时，综合输出单元设置三个对应于C_g、C_e，C_s的加权系数G₁，G₂，G₃，根据公式计算出最终需要输出到阻尼系数可控减震器2上的阻尼系数， $C=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_g+G_2{C}_e+G_3{C}_s,k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.,$ 其中，C_max为减震器所能提供的最大阻尼系数；k表示车辆失控状态，k＝0说明车辆不处于失控状态；k≠0说明车辆处于失控状态，阻尼系数设置为最大值，G₁，G₂，G₃为加权系数。

在减速状态时，综合输出单元设置三个对应于C_b、C_e，C_s的加权系数G₁，G₂，G₃，根据公式计算出最终需要输出到阻尼系数可控减震器2上的阻尼系数， $C=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_b+G_2{C}_e+G_3{C}_s,k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.$

，其中，C_max为减震器所能提供的最大阻尼系数；k表示车辆失控状态，k＝0说明车辆不处于失控状态；k≠0说明车辆处于失控状态，阻尼系数设置为最大值，G₁，G₂，G₃为加权系数。

G₃权值最大，舒适性最高；G₃的权值最小，操控稳定性最高。

加速状态和减速状态是互斥的，C_g和C_b只能选择其一作为轴向单元的输出，油门踏板和刹车踏板同时动作，则只响应刹车踏板的动作，而忽略油门踏板的动作。

通过在实验阶段中在车体上安装侧向加速度传感器，记录在不同的d和h状态下，车体所承受的离心力F，并将结果绘制成表格存储在状态收集单元里面，在悬架控制系统实际运行过程中，将d′和h输入到推定器，由推定器查表即可输出F，根据F输出适当的侧向期望阻尼系数C_e。

按照四个轮子方向，C_e可以细分为C_eFL，C_eFR，C_eRL，C_eRR。由于C_e体现的是车体的整体需求，因此C_eFL＝C_eFR＝C_eRL＝C_eRR，下文中四个单元的侧向期望阻尼统一用C_e表示。

其中，同样，按照四个车轮方向，C_s可以细分为C_sFL，C_sFR，C_sRL，C_sRR。四个减震器单元在垂向的计算是互不相干的，随着各个单元所承受的路面激励的不同，每个单元都会得出不同的垂向期望阻尼系数。

每一个减震器单元作为一个相对独立的子模块，都会计算出各自的C值。例如，对于FR方向的悬架单元，所得的最终需要在减震器上输出的阻尼系数为：

$C_{\mathrm{FR}}=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_g+G_2{C}_e+G_3{C}_{\mathrm{sFR}},k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.$

或者

$C_{\mathrm{FR}}=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_b+G_2{C}_e+G_3{C}_{\mathrm{sFR}},k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.$

对于FL方向的悬架单元

$C_{\mathrm{FL}}=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_g+G_2{C}_e+G_3{C}_{\mathrm{sFL}},k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.$

或者

$C_{\mathrm{FL}}=\left\{\begin{array}{c}{G}_1{C}_b+G_2{C}_e+G_3{C}_{\mathrm{sFL}},k=0\\ C_{\max },k\&NotEqual;0\end{array}\right.$

同理可得C_RL，C_RR。

通过这三个加权系数(G₁，G₂，G₃)体现控制策略的目标倾向性。所谓的目标倾向性可以大体分为：

①以提高舒适性为目标；

②以提高操控稳定性为目标。

G₁，G₂，G₃具体数值只能通过反复地试验评估来确定。基本原则是：在目标①中，G₃权值最大；在目标②中，G₃的权值最小。

簧载质量垂向速度v₁，垂直向上为正；

按照四个车轮方向，v₁具体细分为v_1FL，v_1FR，v_1RL，v_1RR.

FL表示车体左前方，FR表示车体右前方，RL表示车体左

后方，RR表示车体右后方，以下表述相同。

非簧载质量速度v₂，垂直向上为正；

按照四个车轮方向，v₂具体细分为v_2FL，v_2FR，v_2RL，v_2RR.

簧载与非簧载质量之间的相对速度v₁₂，压缩方向为正；

按照四个车轮方向，v₁₂具体细分为：v_12FL，v_12FR，v_12RL，v_12RR.

按照四个轮子方向，C_g可以细分为C_gFL，C_gFR，C_gRL，C_gRR。

由于C_g体现的是车体的整体需求，因此C_gFL＝C_gFR＝C_gRL＝C_gRR，四个单元的加速状态轴向期望阻尼统一用C_g表示，同理，减速状态轴向期望阻尼统一用C_b表示。

调节因子α用于确定垂向期望阻尼系数C_s对于天棚、地棚控制的倾向程度。当h较大时，所得的α倾向作用于地棚控制；当h较小时，所得的α倾向作用于天棚控制，G为固定增益参数。

簧载加速度——通过安装在簧载上的加速度传感器直接测量得到；

非簧载加速度——通过安装在轮轴上的加速度传感器直接测量得到；也转向轮偏角——可以由安装在转向器上的位置传感器3获得。

轮速——可以通过轮速传感器直接测量得到。

油门——通过油门踏板传感器直接测量得到。

刹车——通过刹车踏板传感器直接测量得到。

失控状态——可以通过ESP(电子稳定控制系统)之类的系统获得。

基本信号在状态采集单元内被加工处理，最终获得如下车辆基本信息：

簧载质量速度——通过基于多项式拟合的曲线积分校正法，可以准确获得该速度。

非簧载质量速度——通过基于多项式拟合的曲线积分校正法，可以准确获得该速度。

车辆行驶速度——根据已知的机构件参数换算得到该速度。

转向轮偏角——根据转向器上的位置传感器3，按照预先标定好的参数计算出该偏角。

转向轮转向速度——通过对转向轮偏角进行微分得到。

失控状态——可以通过电子稳定控制系统之类的系统获得。

油门踏板深度——由油门踏板传感器直接测量得到。

油门踏板速率——通过油门踏板深度进行微分得到。

刹车踏板深度——由刹车踏板传感器直接测量得到。

本发明提供的一种汽车悬架控制方法，在控制方法上，通过融合驾驶意图参量t_g、t_b，侧向预估时间Δ_t，能够有效地提高系统响应速度，并节省在轴向及侧向上安装加速度传感器，同时，加权系数的存在使得悬架的性能配置变得更为灵活。另外，系统加入了对车辆失控状态k的响应，有助于提高行驶安全性能，本发明还提供了一种本方法是基于多项式拟合的加速度积分曲线的校正方法，通过对历史数据进行拟合，得出积分曲线的拟合表达式，并递推出当前的拟合项，从积分器中减去这个拟合项即达到校正的目的，在实现由加速度积分出速度的方法中，采取了周期性校正机制，可实现无限长时间积分；校正机制的存在，降低了A/D转换器及相关电路的设计精度要求，从而节约成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种加速度积分曲线的校正方法，加速度传感器采集加速度信息传输到控制模块，控制模块包括状态收集单元，所述状态收集单元对加速度进行加速度积分曲线校正，其特征在于，所述加速度积分曲线的校正方法包括：

S1，所述状态收集单元从加速度传感器读取加速度，得到样本序列                                                ；

S2，所述状态收集单元将样本序列送入一个数字纯积分器，得到积分序列；

S3，所述状态收集单元对积分序列进行抽样，取得一个序列 ，序列的长度m应该满足:

 ，其中 为抽样周期， 为控制系统需要响应的簧载最低振动频率；

S4，对进行线性多项式拟合，求出其拟合表达式的拟合系数；

S5，将)作为初始值写入积分器，积分序列在积分器中减去拟合表达式y，完成积分校正。

2.一种汽车悬架控制系统，其特征在于，所述悬架控制系统包括弹簧、阻尼系数可控减震器、簧上部件及簧下部件，所述弹簧及阻尼系数可控减震器并排安装在簧上部件及簧下部件之间，其特征在于，悬架控制系统还包括控制模块及安装在悬架上的加速度传感器，所述控制模块与阻尼系数可控减震器连接，所述控制模块包括状态收集单元、阻尼系数计算单元及综合输出单元，所述加速度传感器采集加速度传输到状态收集单元，状态收集单元利用如权利要求1所述的加速度积分曲线校正的方法对加速度进行积分得到速度信息，所述阻尼系数计算单元包括用于预设悬架控制参考值的推定器，输入推定器计算出悬架控制的期望阻尼系数，所述综合输出单元预先设定计算公式，所述综合输出单元根据阻尼系数计算单元计算的期望阻尼系数通过计算公式计算得出输出到阻尼系数可控减震器的阻尼控制系数。

3.根据权利要求2所述的汽车悬架控制系统，其特征在于，所述阻尼系数计算单元还包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元、用于计算侧向方向阻尼系数的侧向单元及用于计算垂向方向阻尼系数的垂向单元。

4.根据权利要求2所述的汽车悬架控制系统，其特征在于，所述悬架控制系统还包括用于测量簧上部件及簧下部件之间相对位移的位置传感器，所述位置传感器安装在簧上部件及簧下部件之间。

5.根据权利要求4所述的汽车悬架控制系统，其特征在于，在簧上部件上安装有用于测量簧上部件垂向加速度的第一加速度传感器，在簧下部件上安装有用于测量簧下部件垂向加速度的第二加速度传感器。

6.一种汽车悬架控制方法，其特征在于，悬架控制系统包括控制模块及阻尼系数可控减震器，所述控制模块包括状态收集单元、阻尼系数计算单元及综合输出单元，加速度传感器采集加速度传输到状态收集单元，状态收集单元采用如权利要求1所述的加速度积分曲线的校正方法对加速度进行积分校正并得到速度信息，所述阻尼系数计算单元包括用于预设悬架控制参考值的推定器，推定器计算出悬架控制的期望阻尼系数，所述综合输出单元预先设定计算公式，所述综合输出单元根据阻尼系数计算单元计算的期望阻尼系数通过计算公式计算得出输出到阻尼系数可控减震器的阻尼控制系数。

7.根据权利要求6所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，所述阻尼系数计算单元包括用于计算侧向方向阻尼系数的侧向单元，状态收集单元输出车辆行驶速度 h、转向轮偏角 d及转向轮转向速度，根据d，，估算出转向轮在经过△t时间后的预偏角，=d+*△t，将、h输入推动器计算出车体即将承受的离心力F；

根据离心力F输出适当的侧向期望阻尼系数，

，其中，A为敏感系数，用以确定系统对F的响应敏感度。

8.根据权利要求6所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，所述阻尼系数计算单元包括用于计算垂向方向阻尼系数的垂向单元，垂向单元设置用于确定垂向期望阻尼系数及对于天棚、地棚控制的倾向程度的调节因子α，状态收集单元输出簧载质量垂向速度、非簧载质量速度及簧载、非簧载质量之间的相对速度与调节因子α，根据天棚地棚阻尼混合控制算法计算出垂向期望阻尼系数，混合控制算法公式：

、、

[α]，G为固定增益参数。

9.根据权利要求6所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，所述阻尼系数计算单元包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元，在加速状态下，轴向单元通过状态收集单元输出油门踏板速率、油门踏板深度及车辆行驶速度 h，将及输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的加速意图；

将加速意图与车辆行驶速度 h输入推定器，计算出在加速意图下的轴向期望阻尼系数。

10.根据权利要求6所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，所述阻尼系数计算单元包括用于计算轴向方向阻尼系数的轴向单元，在减速状态下，通过状态收集单元输出刹车踏板速率、刹车踏板深度及车辆行驶速度 h，将及输入推定器，根据预设在推定器内的数据，计算出驾驶员的减速意图；

将减速意图与车辆行驶速度 h输入推定器，计算出在减速意图下的轴向期望阻尼系数。

11.根据权利要求9所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，在加速状态时，综合输出单元设置三个对应于、的加权系数，根据公式计算出最终需要输出到阻尼系数可控减震器上的阻尼系数，

，其中，为减震器所能提供的最大阻尼系数；k表示车辆失控状态，k=0说明车辆不处于失控状态；k≠0说明车辆处于失控状态，阻尼系数设置为最大值， 为加权系数。

12.根据权利要求10所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，在减速状态时，综合输出单元设置三个对应于、的加权系数，根据公式计算出最终需要输出到阻尼系数可控减震器上的阻尼系数，

，其中，为减震器所能提供的最大阻尼系数；k表示车辆失控状态，k=0说明车辆不处于失控状态；k≠0说明车辆处于失控状态，阻尼系数设置为最大值， 为加权系数。

13.根据权利要求6所述的汽车悬架控制方法，其特征在于，权值最大，舒适性最高；的权值最小，操控稳定性最高。