CN108058562B - 一种主动悬架装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种主动悬架装置及其控制方法，该装置包括两个前翼板、两个尾翼和四个车桥翼板，每个前翼板分别通过一前翼板攻角调节机构设于车体前部的下端，两个前翼板以车体中轴线对称设置，每个尾翼分别通过一尾翼攻角调节机构设于车体后部上，两个尾翼以车体中轴线对称设置，每个车桥翼板分别通过一车桥翼板攻角调节机构设于一车轮的下摆臂上。与现有技术相比，本发明主动悬架的力发生器的作用力不一定大小相等，不一定方向相反，其调节方式更加灵活，具有结构简单、大大提高车辆安全性等优点。

Description

一种主动悬架装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种主动悬架装置及其控制方法。
背景技术
悬架是汽车的重要组成部分，它是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切传力装置的总称，其主要功能是把路面作用于车轮上的垂直反力(支撑力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力形成的力矩传递到车架(或承载式车身)上，缓冲来自不平地面给车体传递的冲击载荷，衰减各种动载荷引起的车体振动。悬架对汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性以及操纵稳定性等多种使用性能都有很大影响。
按悬架的工作原理不同，分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种。目前，汽车上普遍采用被动悬架。但随着汽车速度的提高，对汽车悬架的性能提出了越来越高的要求。由于被动悬架的结构和主要参数不能随着汽车行驶速度和路面条件自动调节，如果悬架刚度大，则路面颠簸感明显，舒适性下降；悬架刚度小，则操纵稳定性变差。然而，主动悬架系统可根据汽车运动状态、路面状况以及载荷等参数变化，对悬架的刚度和阻尼进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳工作状态。因此，近年来主动悬架迅速发展。
主动悬架是在被动悬架系统(弹性元件、减振器、导向装置)中附加一个可控制作用力的装置，其通常由执行机构、检测系统、控制系统和能源系统四部分组成。一般力发生器或者转矩发生器为液压缸、气缸、伺服电动机和电磁阀等。目前主动悬架系统主要有主动油气悬架、主动空气悬架和主动液力悬架三种类型。
这三种主动悬架存在以下不足：
一、结构和控制复杂；
二、硬件要求高、耗能大和成本高；
三、增加整车质量和成本；
四、传统主动悬架的力发生器的作用力必须是大小相等方向相反。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种主动悬架装置及其控制方法，该主动悬架的力发生器的作用力不一定大小相等，不一定方向相反，其调节方式更加灵活，具有结构简单、大大提高车辆安全性等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种主动悬架装置，包括两个前翼板、两个尾翼和四个车桥翼板，每个前翼板分别通过一前翼板攻角调节机构设于车体前部的下端，两个前翼板以车体中轴线对称设置，每个尾翼分别通过一尾翼攻角调节机构设于车体后部上，两个尾翼以车体中轴线对称设置，每个车桥翼板分别通过一车桥翼板攻角调节机构设于一车轮的下摆臂上；
对每个车轮而言，作用在簧载质量和非簧载质量的作用力大小不一定相等，方向不一定相反，其中，针对前车轮，根据车速通过前翼板攻角调节机构调节前翼板作用在同一侧前车轮上簧载质量的作用力，同时通过车桥翼板攻角调节机构调节车桥翼板作用在同一侧前车轮上非簧载质量的作用力，针对后车轮，根据车速通过尾翼攻角调节机构调节尾翼作用在同一侧后车轮上簧载质量的作用力，同时通过车桥翼板攻角调节机构调节车桥翼板作用在同一侧后车轮上非簧载质量的作用力。
所述前翼板攻角调节机构包括前翼板转轴、前翼板齿轮组和前翼板伺服电机，所述前翼板通过前翼板转轴与车体前部的下端铰接，所述前翼板转轴的末端通过前翼板齿轮组与前翼板伺服电机连接，所述前翼板伺服电机设于车体前部的下端。
所述尾翼攻角调节机构包括两个辅助支撑杆、第一电动推杆、第二电动推杆和基座，所述基座水平设置在车体后部上，每个辅助支撑杆的一端均与基座的前侧边铰接，每个辅助支撑杆的另一端均与尾翼的前侧边铰接，两个辅助支撑杆平行设置，所述第一电动推杆的固定端与基座的中部铰接，第一电动推杆的伸缩端与尾翼的后侧边铰接，所述第二电动推杆的固定端与基座的后侧边铰接，第二电动推杆的伸缩端与第一电动推杆的杆身铰接。
所述车桥翼板攻角调节机构包括车桥翼板转轴、车桥翼板齿轮组和车桥翼板伺服电机，所述车桥翼板通过车桥翼板转轴与车轮的下摆臂铰接，所述车桥翼板转轴的末端通过车桥翼板齿轮组与车桥翼板伺服电机连接，所述车桥翼板伺服电机设于车轮的下摆臂上。
还包括控制器，所述控制器分别连接前翼板攻角调节机构、尾翼攻角调节机构和车桥翼板攻角调节机构。
所述前翼板、尾翼和车桥翼板沿车体长度方向的纵截面呈梭形。
一种上述主动悬架装置的控制方法，包括以下步骤：获取车辆的纵向车速，若车辆的纵向车速小于速度阈值，则前翼板、尾翼和车桥翼板均处于对应攻角为零的状态；
若车辆的纵向车速大于或等于速度阈值，则基于Youn控制规律获取前翼板、尾翼和车桥翼板的攻角的最优值，并通过前翼板攻角调节机构、尾翼攻角调节机构和车桥翼板攻角调节机构实时调整到对应攻角的最优值；
当车辆紧急制动时，前翼板、尾翼和车桥翼板的攻角均调整到90°。
基于Youn控制规律获取前翼板、尾翼和车桥翼板的攻角的最优值的过程具体为：
1)基于Youn控制规律，针对每个车轮，获取令二次型性能指标J最小的前翼板或尾翼作用在对应车轮上簧载质量的作用力Fs的最优值以及车桥翼板作用在对应车轮上非簧载质量的作用力Fu的最优值，满足以下公式：
Figure BDA0001554097550000031
Figure BDA0001554097550000032
Figure BDA0001554097550000033
式中，Zs、
Figure BDA0001554097550000034
分别表示车身垂直移动位移、车身垂直速度、车身垂直加速度和车身垂直加速度的时间变化率，Zt、
Figure BDA0001554097550000035
分别表示车轮垂直移动位移和车轮垂直跳动速度，Zr表示路面激励，Ms表示簧载质量，Mt表示非簧载质量，Ks表示悬架刚度系数，c表示悬架阻尼系数，
Figure BDA0001554097550000036
表示Fs对时间t的求导，加权系数ρ1、ρ2、ρ3和ρ4分别表示悬架动挠度、轮胎动变形、车体加速度和Fs是翼板的作用力的权重；
2)根据前翼板或尾翼作用在对应车轮上簧载质量的作用力Fs的最优值获取对应攻角θs的最优值，以及根据车桥翼板作用在对应车轮上非簧载质量的作用力Fu的最优值获取车桥翼板的攻角θu的最优值，满足以下公式；
Figure BDA0001554097550000037
Figure BDA0001554097550000038
式中，ρ表示空气密度，Vx表示相对车速，A(θs)、CL(θs)分别表示随攻角θs变化的迎风面积和空气负升力系数，A(θu)、CL(θu)分别表示随攻角θu变化的迎风面积和空气负升力系数。
空气负升力系数CL(θs)在攻角θs∈[0,80°]时随攻角θs的增大而变大，且在攻角θs∈(80°,90°]时随攻角θs的增大而减小；
空气负升力系数CL(θu)在攻角θu∈[0,80°]时随攻角θu的增大而变大，且在攻角θu∈(80°,90°]时随攻角θu的增大而减小。
所述速度阈值取值范围为75～85km/h。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中的主动悬架的力发生器的作用力不一定大小相等，不一定方向相反，其调节方式更加灵活；
2、本发明中翼板结构简单，执行机构简单，硬件要求比较低，不需要笨重的液压控制回路；
3、本发明中所有翼板均有两种工作状态，即低速和高速：低速时翼板处于不工作状态，减少翼板阻力，从而减少能耗，提高车辆加速能力，并且路面不平度的振动经过减振弹簧和减振器的衰减，传递到车身和驾驶员的振动，在合理的范围内；高速时，翼板处于工作状态，根据控制方程，得出翼板最佳的攻角，使悬架工作在最佳状态，进而汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性以及操纵稳定性均处于最佳工作状态；
4、本发明均采用伺服电机作为执行器，相比较于液压系统，伺服电机具有及时性(响应时间短)、舒适性、运行稳定和控制精度高等优点；
5、汽车制动时，八个翼板攻角均可达到90度，翼板的空气阻力系数达到最大值，提供额外的制动力，减少刹车距离，有助于提高车辆安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的尾翼升起和前翼板有一定攻角的正视图；
图3为本发明的尾翼未升起和前翼板有一定攻角的正视图；
图4为本发明的尾翼未升起时的结构示意图；
图5为本发明的尾翼升起时的结构示意图；
图6为本发明的前翼板的结构的局部放大视图；
图7为本发明的前翼板攻角调节机构的局部放大视图；
图8为本发明的车桥翼板安装位置的示意图；
图9为本发明涉及的悬架系统的机理模型图；
图10为传统主动悬架系统的机理模型图；
图11为本发明依据控制方法得出最佳翼板攻角的流程图；
图12为本发明中翼板最佳攻角在车载ECU中计算流程图。
图中，1、车体，2、前翼板，3、尾翼，4、辅助支撑杆，5、第一电动推杆，6、第二电动推杆，7、基座，8、前翼板伺服电机，9、前翼板齿轮组，10、前翼板转轴，11、上摆臂，12、减振弹簧，13、减振器，14、下摆臂，15、车桥翼板，16、车轮，18、车桥翼板伺服电机，19、车桥翼板齿轮组，20、车桥翼板转轴，21、转向节。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-图8所示，一种主动悬架装置包括两个前翼板2、两个尾翼3和四个车桥翼板15，每个前翼板2分别通过一前翼板攻角调节机构设于汽车车体1前部的下端，两个前翼板2以汽车车体1中轴线对称设置，每个尾翼3分别通过一尾翼攻角调节机构设于汽车车体1后部上(例如：尾部后备箱上)，两个尾翼3以汽车车体1中轴线对称设置，每个车桥翼板15分别通过一车桥翼板攻角调节机构设于一车轮16的下摆臂14上。对每个车轮16而言，作用在簧载质量和非簧载质量的作用力大小不一定相等，方向不一定相反，其中，针对前车轮，根据车速通过前翼板攻角调节机构调节前翼板2作用在同一侧前车轮上簧载质量的作用力，同时通过车桥翼板攻角调节机构调节车桥翼板15作用在同一侧前车轮上非簧载质量的作用力，针对后车轮，根据车速通过尾翼攻角调节机构调节尾翼3作用在同一侧后车轮上簧载质量的作用力，同时通过车桥翼板攻角调节机构调节车桥翼板15作用在同一侧后车轮上非簧载质量的作用力。
前翼板攻角调节机构包括前翼板转轴10、前翼板齿轮组9和前翼板伺服电机8，前翼板2通过前翼板转轴10与车体1前部的下端铰接，前翼板转轴10的末端通过前翼板齿轮组9与前翼板伺服电机8连接，前翼板伺服电机8设于车体1前部的下端，前翼板转轴10可采用螺栓。
尾翼攻角调节机构包括两个辅助支撑杆4、第一电动推杆5、第二电动推杆6和基座7，基座7水平设置在车体1后部上，每个辅助支撑杆4的一端均与基座7的前侧边铰接，每个辅助支撑杆4的另一端均与尾翼3的前侧边铰接，两个辅助支撑杆4平行设置，第一电动推杆5的固定端与基座7的中部铰接，第一电动推杆5的伸缩端与尾翼3的后侧边铰接，第二电动推杆6的固定端与基座7的后侧边铰接，第二电动推杆6的伸缩端与第一电动推杆5的杆身铰接。
车桥翼板攻角调节机构包括车桥翼板转轴20、车桥翼板齿轮组19和车桥翼板伺服电机18，车桥翼板15通过车桥翼板转轴20与车轮16的下摆臂14铰接，车桥翼板转轴20的末端通过车桥翼板齿轮组19与车桥翼板伺服电机18连接，车桥翼板伺服电机18设于车轮16的下摆臂14上，车桥翼板转轴20可采用螺栓，上摆臂11和下摆臂14均通过转向节21连接车轮16心轴，且上摆臂11和下摆臂14上下设置，下摆臂14上设有带减振弹簧12的减振器13。
该主动悬架装置还包括控制器，控制器分别连接前翼板攻角调节机构的前翼板伺服电机8、尾翼攻角调节机构的第一电动推杆5、第二电动推杆6和车桥翼板攻角调节机构的车桥翼板伺服电机18。通过第一电动推杆5、第二电动推杆6中杆长的伸长或者缩短，可以单独控制每个尾翼3的攻角。通过前翼板伺服电机8可以单独控制每个前翼板2的攻角。通过车桥翼板伺服电机18可以控制车桥翼板15的攻角。
图10是传统主动悬架系统的机理模型图，图中Ms表示簧载质量，Mt表示非簧载质量，Ks表示悬架的刚度系数，c表示悬架的阻尼系数，Kt表示轮胎的刚度系数，F表示力发生器的作用力。而图9是本发明涉及的悬架系统的机理模型图，与图10的主要差别是作用力的发生器不同，本发明采用八个翼板调节车辆的簧载质量和非簧载质量。图1至图8详细介绍了八个翼板的安装位置以及驱动方式。下面进行原理分析。
根据
Figure BDA0001554097550000061
(FD：空气作用在翼板上产生的阻力；CD：空气阻力系数；A：迎风面积；ρ：空气密度；u：相对速度，即在无风时汽车的行驶速度)，本发明中采用的翼板的空气阻力系数CD随着翼板攻角(0～90度)的增大而变大，当迎风面积A、空气密度ρ和相对速度u不变时，改变翼板的攻角可以改变空气作用在翼板上产生的阻力FD。根据
Figure BDA0001554097550000062
(下压力计算方程，FL：空气作用在翼板上产生的下压力，作用在汽车上指向地面；CL：空气负升力系数；A：迎风面积；ρ：空气密度；u：相对速度，在无风时汽车的行驶速度)，本发明中采用的翼板的空气负升力系数CL的绝对值随着翼板攻角(0～80度)的增大而变大、翼板攻角(80～90度)的增大而减小；当迎风面积A、空气密度ρ和相对速度u不变时，改变翼板的攻角可以改变空气作用在汽车上产生的下压力FL。
Youn控制规律如下：根据本发明涉及的悬架系统的机理的系统的动态方程：
Figure BDA0001554097550000063
式中Zs、
Figure BDA0001554097550000064
表示车身(簧载质量)垂直移动位移、车身垂直速度、车身垂直加速度；Zt、
Figure BDA0001554097550000065
表示车轮16轮胎(非簧载质量)垂直移动位移、车轮16轮胎垂直跳动速度、车轮16轮胎垂直跳动加速度；Zr表示路面激励；Fs是翼板作用在簧载质量的作用力；Fu是翼板作用在非簧载质量的作用力；c表示是悬架的阻尼系数。
将方程(1)中的两式相加，得：
Figure BDA0001554097550000071
将式(1)中的第一式对时间求导，并把式(2)代入该式，得：
Figure BDA0001554097550000072
Figure BDA0001554097550000073
表示车身垂直加速度的时间变化率。
令
Figure BDA0001554097550000074
(此比例下仿真结果最优)：
Figure BDA0001554097550000075
Figure BDA0001554097550000076
给定二次型性能指标，得:
Figure BDA0001554097550000077
式中，Fs表示Fs对时间t的求导，加权系数ρ1、ρ2、ρ3和ρ4分别表示悬架动挠度、轮胎动变形(操纵性)、车体1加速度和Fs是翼板的作用力的权重。
Youn控制规律把悬架的全部性能指标均包括在性能指标中，可得到综合指标最优的主动悬架控制，从而得到最佳的每个翼板需要产生的作用力，进而推出每个翼板最佳的攻角。针对每个车轮16而言，作用在簧载质量和非簧载质量的作用力大小不一定相等，方向不一定相反。
图11是本发明依据控制方法得出最佳翼板攻角的流程图，分四步可以得出每个翼板的最佳攻角，步骤一依据牛顿第二定律，列出系统簧载质量和非簧载质量的动态方程，即式(1)；步骤二，根据Youn控制规律，得出系统的控制方程，即式(5)；步骤三，根据给定二次型性能指标，式(6)，得出最佳的簧载质量和非簧载质量作用力，即八个翼板中每个翼板最佳的作用力；步骤四，依据下压力计算方程，反推出翼板的攻角，即为每个翼板最佳攻角。Fs/u表示在簧载质量或非簧载质量的作用力，根据迎风面积A(θ)、空气负升力系数CL(θ)和一般攻角θ的数学关系可以反推出翼板的攻角。
通过以上原理分析，可以得到上述主动悬架装置的控制方法包括以下步骤：
获取车辆的纵向车速，若车辆的纵向车速小于速度阈值，则前翼板2、尾翼3和车桥翼板15均处于对应攻角为零的状态，此时尾翼3均处于未升起状态，前翼板2和车桥翼板15也处于提供最小负升力的状态；
若车辆的纵向车速大于或等于速度阈值，速度阈值取值范围为75～85km/h，则基于Youn控制规律获取前翼板2、尾翼3和车桥翼板15的攻角的最优值，并通过前翼板攻角调节机构、尾翼攻角调节机构和车桥翼板攻角调节机构实时调整到对应攻角的最优值；
当车辆紧急制动时，前翼板2、尾翼3和车桥翼板15的攻角均调整到90度。
其中，基于Youn控制规律获取前翼板2、尾翼3和车桥翼板15的攻角的最优值的过程具体为：
1)基于Youn控制规律，针对每个车轮16，获取令二次型性能指标J最小的前翼板2或尾翼3作用在对应车轮16上簧载质量的作用力Fs的最优值以及车桥翼板15作用在对应车轮16上非簧载质量的作用力Fu的最优值，满足以下公式：
Figure BDA0001554097550000081
Figure BDA0001554097550000082
Figure BDA0001554097550000083
2)根据前翼板2或尾翼3作用在对应车轮16上簧载质量的作用力Fs的最优值获取对应前翼板2或尾翼3的攻角θs的最优值，以及根据车桥翼板15作用在对应车轮16上非簧载质量的作用力Fu的最优值获取车桥翼板15的攻角θu的最优值，满足以下公式；
Figure BDA0001554097550000084
Figure BDA0001554097550000085
式中，ρ表示空气密度，Vx表示相对车速，A(θs)、CL(θs)分别表示随攻角θs变化的迎风面积和空气负升力系数，A(θu)、CL(θu)分别表示随攻角θu变化的迎风面积和空气负升力系数。其中，空气负升力系数CL(θs)在攻角θs∈[0,80°]时随攻角θs的增大而变大，且在攻角θs∈(80°,90°]时随攻角θs的增大而减小；空气负升力系数CL(θu)在攻角θu∈[0,80°]时随攻角θu的增大而变大，且在攻角θu∈(80°,90°]时随攻角θu的增大而减小。由于针对每个车轮16而言，作用在簧载质量和非簧载质量的作用力大小不一定相等，方向不一定相反，因此，对于左前车轮，由左前车轮对应的Zt、Ms、Mt等数值计算得到对应左前车轮的左侧前翼板2的攻角最优值以及左前车轮上车桥翼板15的攻角最优值，同理得到右侧前翼板2和右前车轮上车桥翼板15的攻角最优值，对于左后车轮，由左后车轮对应的Zt、Ms、Mt等数值计算得到对应左后车轮的左侧尾翼3的攻角最优值以及左后车轮上车桥翼板15的攻角最优值，同理得到右侧尾翼3和右后车轮上车桥翼板15的攻角最优值，即求取八个翼板的攻角最优值。
本发明提出的新型主动悬架分两种工作状态，即低速工作状态和高速工作状态。本实施例中，低速工作状态，即当车速低于80km/h时，两个尾翼3均处于未升起状态，两个前翼板2也处于提供最小负升力的状态，四个车桥翼板15也处于提供最小负升力的状态。减少翼板产生额外的阻力，减少发动机能耗、提高车辆的加速能力。车速较低时，路面不平度对轮胎的冲击比较小，而又经过减振弹簧12和减振器13的缓冲，传到车身和驾驶员的振动比较小，不会使驾驶员产生不舒适的感觉。
高速工作状态，即当车速高于80km/h时，本发明中设计的八个翼板处于工作状态。根据Youn控制规律，得出每个翼板的最佳攻角。使汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性以及操纵稳定性均处于最佳工作状态。
当紧急制动时，八个翼板的攻角均为90度，作用在翼板上空气阻力达到最大值，起到辅助制动的效果，减少制动距离，提高车辆的行驶安全性。
图12是本发明中翼板最佳攻角在车载ECU中计算流程图，根据纵向车速信号，判断车载ECU是否开启Youn控制系统，即低速(小于80km/h)时Youn控制系统关闭；高速(大于等于80km/h)时，Youn控制系统开启。根据垂直于地面方向的车身垂直加速度、车身垂直速度和车轮16垂直速度，通过Youn控制系统得出簧载质量和非簧载质量所需的最优作用力；通过翼板控制系统，得出每个翼板的最佳攻角；通过车载机械执行机构(第一电动推杆5、第二电动推杆6、车桥翼板伺服电机18和车桥翼板伺服电机18)，实时调整每个翼板的攻角，使悬架处于最佳工作状态，即车辆平顺性处于最佳状态，乘坐舒适性达到最佳，操纵稳定性达到最佳。

Claims (10)

1.一种主动悬架装置，其特征在于，包括两个前翼板、两个尾翼和四个车桥翼板，每个前翼板分别通过一前翼板攻角调节机构设于车体前部的下端，两个前翼板以车体中轴线对称设置，每个尾翼分别通过一尾翼攻角调节机构设于车体后部上，两个尾翼以车体中轴线对称设置，每个车桥翼板分别通过一车桥翼板攻角调节机构设于一车轮的下摆臂上；对每个车轮而言，作用在簧载质量和非簧载质量的作用力大小不一定相等，方向不一定相反，其中，针对前车轮，根据车速通过前翼板攻角调节机构调节前翼板作用在同一侧前车轮上簧载质量的作用力，同时通过车桥翼板攻角调节机构调节车桥翼板作用在同一侧前车轮上非簧载质量的作用力，针对后车轮，根据车速通过尾翼攻角调节机构调节尾翼作用在同一侧后车轮上簧载质量的作用力，同时通过车桥翼板攻角调节机构调节车桥翼板作用在同一侧后车轮上非簧载质量的作用力。
2.根据权利要求1所述的一种主动悬架装置，其特征在于，所述前翼板攻角调节机构包括前翼板转轴、前翼板齿轮组和前翼板伺服电机，所述前翼板通过前翼板转轴与车体前部的下端铰接，所述前翼板转轴的末端通过前翼板齿轮组与前翼板伺服电机连接，所述前翼板伺服电机设于车体前部的下端。
3.根据权利要求1所述的一种主动悬架装置，其特征在于，所述尾翼攻角调节机构包括两个辅助支撑杆、第一电动推杆、第二电动推杆和基座，所述基座水平设置在车体后部上，每个辅助支撑杆的一端均与基座的前侧边铰接，每个辅助支撑杆的另一端均与尾翼的前侧边铰接，两个辅助支撑杆平行设置，所述第一电动推杆的固定端与基座的中部铰接，第一电动推杆的伸缩端与尾翼的后侧边铰接，所述第二电动推杆的固定端与基座的后侧边铰接，第二电动推杆的伸缩端与第一电动推杆的杆身铰接。
4.根据权利要求1所述的一种主动悬架装置，其特征在于，所述车桥翼板攻角调节机构包括车桥翼板转轴、车桥翼板齿轮组和车桥翼板伺服电机，所述车桥翼板通过车桥翼板转轴与车轮的下摆臂铰接，所述车桥翼板转轴的末端通过车桥翼板齿轮组与车桥翼板伺服电机连接，所述车桥翼板伺服电机设于车轮的下摆臂上。
5.根据权利要求1所述的一种主动悬架装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别连接前翼板攻角调节机构、尾翼攻角调节机构和车桥翼板攻角调节机构。
6.根据权利要求1所述的一种主动悬架装置，其特征在于，所述前翼板、尾翼和车桥翼板沿车体长度方向的纵截面呈梭形。
7.一种如权利要求1所述主动悬架装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取车辆的纵向车速，若车辆的纵向车速小于速度阈值，则前翼板、尾翼和车桥翼板均处于对应攻角为零的状态；
若车辆的纵向车速大于或等于速度阈值，则基于Youn控制规律获取前翼板、尾翼和车桥翼板的攻角的最优值，并通过前翼板攻角调节机构、尾翼攻角调节机构和车桥翼板攻角调节机构实时调整到对应攻角的最优值；
当车辆紧急制动时，前翼板、尾翼和车桥翼板的攻角均调整到90°。
8.根据权利要求7所述的一种主动悬架装置的控制方法，其特征在于，基于Youn控制规律获取前翼板、尾翼和车桥翼板的攻角的最优值的过程具体为：
1)基于Youn控制规律，针对每个车轮，获取令二次型性能指标J最小的前翼板或尾翼作用在对应车轮上簧载质量的作用力Fs的最优值以及车桥翼板作用在对应车轮上非簧载质量的作用力Fu的最优值，满足以下公式：
Figure FDA0001554097540000021
Figure FDA0001554097540000022
Figure FDA0001554097540000023
式中，Zs、
Figure FDA0001554097540000024
分别表示车身垂直移动位移、车身垂直速度、车身垂直加速度和车身垂直加速度的时间变化率，Zt、
Figure FDA0001554097540000025
分别表示车轮垂直移动位移和车轮垂直跳动速度，Zr表示路面激励，Ms表示簧载质量，Mt表示非簧载质量，Ks表示悬架刚度系数，c表示悬架阻尼系数，
Figure FDA0001554097540000026
表示Fs对时间t的求导，加权系数ρ1、ρ2、ρ3和ρ4分别表示悬架动挠度、轮胎动变形、车体加速度和Fs是翼板的作用力的权重；
2)根据前翼板或尾翼作用在对应车轮上簧载质量的作用力Fs的最优值获取对应攻角θs的最优值，以及根据车桥翼板作用在对应车轮上非簧载质量的作用力Fu的最优值获取车桥翼板的攻角θu的最优值，满足以下公式；
Figure FDA0001554097540000027
Figure FDA0001554097540000028
式中，ρ表示空气密度，Vx表示相对车速，A(θs)、CL(θs)分别表示随攻角θs变化的迎风面积和空气负升力系数，A(θu)、CL(θu)分别表示随攻角θu变化的迎风面积和空气负升力系数。
9.根据权利要求8所述的一种主动悬架装置的控制方法，其特征在于，空气负升力系数CL(θs)在攻角θs∈[0,80°]时随攻角θs的增大而变大，且在攻角θs∈(80°,90°]时随攻角θs的增大而减小；
空气负升力系数CL(θu)在攻角θu∈[0,80°]时随攻角θu的增大而变大，且在攻角θu∈(80°,90°]时随攻角θu的增大而减小。
10.根据权利要求7所述的一种主动悬架装置的控制方法，其特征在于，所述速度阈值取值范围为75～85km/h。
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