CN105150792A - 一种基于gps定位的电控可调悬架系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于GPS定位的电控可调悬架系统及控制方法，属于汽车安全性和舒适性的技术领域。ECU接收载波相位GPS位置信号，ECU通过无线数据传输连接服务器网络，ECU将位置信号传输给服务器网络，服务器网络查看是否有与该位置信号匹配的控制策略；如果有，则将控制策略传输给ECU，同时并判断车辆是否在此类型路面的地理位置上保持达到预设的时间，如果到达了ECU就输出控制信号给驱动器，驱动器按照控制策略控制减振器工作；如果未达到预设时间长度，则不予切换状态，不发出信号，减振器保持之前的工作状态。本发明可以少用或不用传感器，这样就大大的减少了能量的消耗。

Description

一种基于GPS定位的电控可调悬架系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于GPS定位的电控可调悬架系统及控制方法，属于汽车安全性和舒适性的技术领域。
背景技术
悬架装置一般安装在车轮和车身之间，可用于减轻车轮对于车身的震动和冲击，可以提高车轮乘坐的舒适性和保护车身和其运载的货物不受损坏。
传统电控悬架装置包含各种安装在车辆上的传感器，并利用所检测的数值来调节减振器的减振力特性，用这个方式来提高车轮的乘坐舒适性。简单点说就是传统悬架的传感器实时工作，消耗了大量的电能。
基于载波相位GPS定位的电控可调悬架系统，减少了传感器的使用，甚至可以不使用传感器，实现这种能力的前提是试验车或者本车预先第一次行驶过该路面时利用传感器检测路况并且发送至服务器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：传统电控可调悬架利用了大量传感器，消耗了大量电能。每次车辆行驶至同一地点时，传统电控可调悬架传感器还需进行重复无谓的信号采集。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：本发明的基于载波相位GPS定位的电控可调悬架在经常行驶的道路上只需要第一次使用传感器，甚至在实验车采集过路面状况的道路上行驶时都可以完全不使用传感器，这样就大大的减少了能量的消耗。.
一种基于GPS定位的电控可调悬架系统，其特征在于：所述系统包括服务器网络、载波相位GPS、ECU、总线、驱动器、减振器、六维力传感器、自动控制开关。
服务器网络通过无线数据传输与ECU连接，ECU与载波相位GPS双向连接，ECU通过总线与驱动器和六维力传感器连接，驱动器与减振器连接；在总线与六维力传感器的连接线路上设有自动控制开关。
所述的服务器网是可利用无线数据传输技术与汽车ECU通讯的服务器网络，包含车辆控制策略、地理位置和这两者的对应关系。
所述的载波相位GPS包括接收器和天线，是利用差分技术的载波相位GPS定位装置，比起一般GPS定位装置，多出一个蘑菇状天线，其中接收器与ECU连接，天线安装在汽车顶部。
所述的ECU是带有无线数据传输模块的电子控制单元。
所述总线是汽车原有自带总线，一般为CAN总线。
所述的驱动器是指将ECU的输出信号进行处理然后传送至减振器，并对减振器进行控制的装置。
所述减振器安装在车身和轮轴之间，根据ECU的控制指令进行调整，从而调整该减振器伸长或压缩的减振力。
所述六维力传感器具有4个，分别安装在四个车轮轮胎的中心，用于测量实时路况，通过自动控制开关的闭合和断开实现六维力传感器的开和关的两种状态。
本技术具有如下优点：
（1）避免传感器对相同数据的重复采集，节约能耗。
（2）服务器上的控制策略可以根据科研的进步实时替换更新。并且可以进行局部试用型更新，在达到更优效果后再全面更新。
（3）ECU内的非基于GPS位置的控制策略也可以利用无线数据传输进行实时更新，来解决原本更新数据的繁琐。
（4）在偶尔基于GPS位置的控制策略失效或者用户体验感觉不好时，用户也可自行切换成传统电控可调悬架。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的控制原理示意图。
图1中：1-服务器网络2-载波相位GPS3-ECU控制单元4-总线5-驱动器6-减振器7-六维力传感器8-自动控制开关。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例；本实施例是一种基于GPS定位的电控可调悬架，其中包括服务器网络1、载波相位GPS2、ECU3、总线4、驱动器5、减振器6、六维力传感器7、自动控制开关8。
服务器网络1是指可利用无线数据传输技术与汽车ECU通讯的服务器网络。
载波相位GPS2是指带有位置信息输出端口的GPS定位装置，并可与ECU3连接。
ECU3是带有无线数据传输模块的电子控制单元。
驱动器5是指可将ECU3的输出信号进行处理然后传送至减振器6，并对其进行控制的装置。
减振器6是安装在车身和轮轴之间，根据控制指令调整值进行调整，从而调整该减振器伸长或压缩的减振力的电控可调减振器。
六维力传感器7具有4个，分别安装在四个车轮轮胎的中心，用于测量实时路况，可以有开关两种状态。
如图1所示，服务器网络1通过无线数据传输与ECU3连接，ECU3与载波相位GPS2双向连接，ECU3并通过总线与驱动器5和六维力传感器连接7。
其中，驱动器5控制减振器6的工作。
其中，ECU3可以输出信号控制自动控制开关8的开闭，达到对六维力传感器的开闭控制。
下面结合附图对本发明具体实施过程作进一步说明：
如图2所示，ECU3接收载波相位GPS2位置信号，载波相位GPS2将位置信号传输给ECU3，ECU3通过无线数据传输连接服务器网络1，ECU3将位置信号传输给服务器网络1，服务器网络1查看是否有与该位置信号匹配的控制策略；如果有，则将控制策略传输给ECU3，同时并判断车辆是否在此类型路面的地理位置上保持达到预设的时间，如果到达了ECU3就输出控制信号给驱动器5，驱动器5按照控制策略控制减振器6工作；如果未达到预设时间长度，则不予切换状态，不发出信号，减振器6保持之前的工作状态。
所述预设的时间不小于2秒。
如图2所示，ECU3判断汽车进入没有控制策略的地理位置时，ECU3控制自动控制开关闭合，六维力传感器接受路面数据，判断路况，传输给ECU3，并将六维力传感器数据和相应的位置信号匹配出的综合数据通过ECU的无线数据传输模块传送给服务器网络1；同时ECU3控制减振器采用汽车原有自带控制策略来进行工作。
六维力传感器判断路况的方式为：将四个传感器垂直方向的加速度信号进行
分析，进行去均值，数值积分，去趋势项，得到速度曲线，然后在进行数值积分和去趋势项，得到位移曲线。
控制策略中包括大段的常规路面控制策略和小段特殊路面的控制策略，在GPS定位判断即将到达小段特殊路面时，例如减速带时，ECU提前控制减振器进行减振力的调节，在驶出此特殊路面1s后，调节为原路面对应的控制策略。
设备实例：车型：一汽大众速腾
悬架：电控可调悬架
总线：CAN总线
载波相位GPS：天宝PROXRTPlus
六维力传感器：LDCZL-MFS3型
减振器电机：MODELSXTA3806
驱动器：汽车原有驱动器
工作实例：速腾试验车在实验路面上行驶，该区域已完成前期地理位置与控制策略匹配；当试验车从B级路面开往C级路面时，载波相位GPS2向ECU3发送汽车进入C级路面的位置信号，ECU3查询服务器网络1是否有该地理位置匹配的控制策略。服务器网络1显示有，则下载相应的控制策略，此时如果满足切换参考时间的阀值，则ECU3输出控制信号来控制驱动器4对减振器5进行调节，试验车的悬架此时工作在适合于C级路面的控制策略下，如果试验车进入C级路面未达到指定时间就返回B级路面或者进入D级路面则不予切换。其他不同路况的切换与此类似。
如果服务器网络中无此路面的控制策略，则ECU3将传感器数据和相应的地理位置信号匹配并通过无线数据传输上传到服务器网络1；研发人员或者研发程序会将该路面的控制策略完成并上传至服务器网络1。

Claims (10)

1.一种基于GPS定位的电控可调悬架系统，其特征在于：所述系统包括服务器网络、载波相位GPS、ECU、总线、驱动器、减振器、六维力传感器、自动控制开关；服务器网络通过无线数据传输与ECU连接，ECU与载波相位GPS双向连接，ECU通过总线与驱动器和六维力传感器连接，驱动器与减振器连接；在总线与六维力传感器的连接线路上设有自动控制开关。
2.如权利要求1所述的一种基于GPS定位的电控可调悬架系统，其特征在于：所述的服务器网是可利用无线数据传输技术与汽车ECU通讯的服务器网络，包含车辆控制策略、地理位置和这两者的对应关系；所述的载波相位GPS包括接收器和天线，是利用差分技术的载波相位GPS定位装置，比起一般GPS定位装置，多出一个蘑菇状天线，其中接收器与ECU连接，天线安装在汽车顶部。
3.如权利要求1所述的一种基于GPS定位的电控可调悬架系统，其特征在于：所述的ECU是带有无线数据传输模块的电子控制单元；所述总线是汽车原有自带总线，一般为CAN总线。
4.如权利要求1所述的一种基于GPS定位的电控可调悬架系统，其特征在于：所述的驱动器是指将ECU的输出信号进行处理然后传送至减振器，并对减振器进行控制的装置；所述减振器安装在车身和轮轴之间，根据ECU的控制指令进行调整，从而调整该减振器伸长或压缩的减振力。
5.如权利要求1所述的一种基于GPS定位的电控可调悬架系统，其特征在于：所述六维力传感器具有4个，分别安装在四个车轮轮胎的中心，用于测量实时路况，通过自动控制开关的闭合和断开实现六维力传感器的开和关的两种状态。
6.利用如权利要求1所述系统进行控制的方法，其特征在于：ECU接收载波相位GPS位置信号，载波相位GPS将位置信号传输给ECU，ECU通过无线数据传输连接服务器网络，ECU将位置信号传输给服务器网络，服务器网络查看是否有与该位置信号匹配的控制策略；如果有，则将控制策略传输给ECU，同时并判断车辆是否在此类型路面的地理位置上保持达到预设的时间，如果到达了ECU就输出控制信号给驱动器，驱动器按照控制策略控制减振器工作；如果未达到预设时间长度，则不予切换状态，不发出信号，减振器保持之前的工作状态。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述预设的时间不小于2秒。
8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：ECU判断汽车进入没有控制策略的地理位置时，ECU控制自动控制开关闭合，六维力传感器接受路面数据，判断路况，传输给ECU，并将六维力传感器数据和相应的位置信号匹配出的综合数据通过ECU的无线数据传输模块传送给服务器网络；同时ECU控制减振器采用汽车原有自带控制策略来进行工作。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：六维力传感器判断路况的方式
为：将四个传感器垂直方向的加速度信号进行分析，进行去均值，数值积分，去趋势项，得到速度曲线，然后在进行数值积分和去趋势项，得到位移曲线。
10.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：控制策略中包括大段的常规路面控制策略和小段特殊路面的控制策略，在GPS定位判断即将到达小段特殊路面时，ECU提前控制减振器进行减振力的调节，在驶出此特殊路面1s后，调节为原路面对应的控制策略。
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