CN109353178A - 一种电控空气悬架整车姿态控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开汽车空气悬架技术领域中的一种汽车电控空气悬架整车姿态控制系统及方法，包括一个检测车身侧倾角和车身俯仰角的陀螺仪传感器和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程信息的车身高度传感器，陀螺仪传感器将和车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器由前左、前右、后左、后右空气弹簧控制模块组成，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接八个电磁阀；整车姿态控制器根据悬架动行程、车身侧倾角和车身俯仰角信息确定出能够在行车过程中维持车身姿态稳定的充放气控制信号，使车辆在复杂工况下对车身姿态进行快速有效地调节。

Description

一种电控空气悬架整车姿态控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车的空气悬架技术领域，具体涉及对汽车整车姿态进行控制的控制系统及其控制方法。

背景技术

空气悬架采用空气弹簧作为弹性元件，可以获得较低的悬架系统固有频率，在载荷变化时，系统固有频率变化不大，从而提高了汽车的行驶平顺性；另一方面，车辆通过对空气弹簧的充气与放气的主动控制，可以满足不同工况下车身姿态的要求。

中国专利公开号为CN105599558A的文献中提出了一种电控空气悬架车身高度调节与整车姿态联合控制方法，该方法能够在车辆进行车身高度有效调节的同时，进一步通过整车姿态控制策略对车辆四角处的车高调节进行修正，可以实现车高调节过程中的整车姿态控制；中国专利公开号为CN108068570A的文献中提供了一种电控空气悬架车高调节与整车姿态模糊滑模控制方法，该方法通过模糊滑模控制技术解决了电控空气悬架车高调节系统中存在的非线性和参数不确定性，可以实现电控空气悬架车高调节与整车姿态的良好控制。上述专利所提出的方法虽然都可以实现在车身高度调节的过程中维持良好的车身姿态，但是未涉及如何在车辆行驶过程中维持车身姿态的稳定。

发明内容

本发明的目的是在于提出一种电控空气悬架整车姿态控制系统及其控制方法，在车辆行驶过程中出现车辆姿态失稳时对整车的车身姿态进行控制调节，在行车过程中维持车身姿态的稳定。

本发明一种电控空气悬架整车姿态控制系统采用的技术方案是：包括一个检测车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的陀螺仪传感器和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程f_dfl、f_dfr、f_drl、f_drr信息的车身高度传感器，一个陀螺仪传感器将和四个车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接前左充气电磁阀、前左放气电磁阀、前右充气电磁阀、前右放气电磁阀、后左充气电磁阀、后左放气电磁阀、后右充气电磁阀、后右放气电磁阀这八个电磁阀。

所述的整车姿态控制器由前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块这四个模块组成，四个模块的输出端分别连接电磁阀驱动电路的输入端；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前左悬架动行程f_dfl这三种信息传输到前左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前右悬架动行程f_dfr这三种信息传输到前右空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后左悬架动行程f_drl这三种信息传输到后左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后右悬架动行程f_drr这三种信息传输到后右空气弹簧控制模块中。

本发明一种电控空气悬架整车姿态控制系统的控制方法采用的技术方案是：其特征是包括：

步骤A：四个车身高度传感器将检测的前左、前右、后左、后右悬架动行程f_dfl、f_dfr、f_drl、f_drr以及陀螺仪传感器5将检测的车身侧倾角θ、车身俯仰角φ传输给CAN总线，CAN总线接收这些信息后传输给整车姿态控制器；

步骤B：前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块分别确定出对应的前左、前右、后左、后右电磁阀的充放气控制信号，将充放气控制信号传输给电磁阀驱动电路；

步骤C：电磁阀驱动电路接收充放气控制信号后，将其转化成电流信号控制电磁阀的开启和关闭，完成整车姿态的实时控制。

进一步地，步骤B中，前左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：前左空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与预设的车身侧倾角阈值θ_m进行比较，若|θ|≥θ_m，则将θ与-θ_m进行比较；若|θ|＜θ_m，则将车身俯仰角φ与预设的车身俯仰角阈值φ_m进行比较；

步骤2：在将θ与-θ_m比较时，若θ≤-θ_m，则将前左悬架动行程f_dfl与阈值-f_dm比较；若θ＞-θ_m，则将f_dfl与f_dm比较：

f_dfl与-f_dm比较时，若f_dfl≤-f_dm，则输出前左充气电磁阀开启信号，若f_dfl＞-f_dm，则输出前左充气电磁阀关闭信号；

f_dfl与f_dm比较时，若f_dfl≥f_dm，则输出前左放气电磁阀开启信号，若f_dfl＜f_dm，则输出前左放气电磁阀关闭信号；

步骤3：步骤1中，φ与φ_m比较时，若φ≥φ_m，则将f_dfl与-f_dm比较；若φ＜φ_m，则将φ与-φ_m比较：

若f_dfl≤-f_dm，则输出前左充气电磁阀17开启信号；若f_dfl＞-f_dm，则输出前左充气电磁阀关闭信号；

若φ≤-φ_m，则将f_dfl与f_dm比较：若φ＞-φ_m，则输出前左充气电磁阀关闭信号；在f_dfl与f_dm比较时，若f_dfl≥f_dm，则输出前左放气电磁阀开启信号，若f_dfl＜f_dm，则输出前左放气电磁阀关闭信号。

进一步地，步骤B中，前右空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：前右空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与车身侧倾角阈值θ_m进行比较，若|θ|≥θ_m，则再将θ与θ_m进行比较；若|θ|＜θ_m，则将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值φ_m进行比较；

步骤2：在将θ与θ_m比较时，若θ≥θ_m，则将前右悬架动行程f_dfr与悬架动行程阈值-f_dm比较；若θ＜θ_m，则将f_dfr与阈值f_dm比较：

f_dfr与-f_dm比较时，若f_dfr≤-f_dm，则输出前右充气电磁阀关闭信号，若f_dfl＞-f_dm，则输出前右充气电磁阀开启信号；

f_dfr与f_dm比较时，若f_dfr≥f_dm，则输出前右放气电磁阀开启信号，若f_dfr＜f_dm，则输出前右放气电磁阀关闭信号；

步骤3：步骤1中，将φ与φ_m进行比较时，若φ≥Φ_m，则将f_dfr与-f_dm比较；若φ＜φ_m，则将φ与阈值-φ_m进行比较：

若f_dfr≤-f_dm，则输出前右充气电磁阀开启信号；若f_dfr＞-f_dm，则输出前右充气电磁阀关闭信号；

若φ≤-φ_m，则将f_dfr与f_dm进行比较：若φ＞-φ_m，则输出前右充气电磁阀关闭信号；在f_dfr与f_dm比较时，若f_dfr≥f_dm，则输出前右放气电磁阀开启信号，若f_dfr＜f_dm，则输出前右放气电磁阀关闭信号。

进一步地，步骤B中，后左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：后左空气弹簧控制模块将车身俯仰角φ的绝对值与车身俯仰角阈值φ_m进行比较，若φ|≥φ_m，则再车身俯仰角φ与阈值-φ_m进行比较；若|φ|＜φ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值-θ_m进行比较；

步骤2：在将φ与-φ_m比较时，若φ≤-φ_m，则将后左悬架动行程f_drl与悬架动行程阈值-f_dm比较；若φ＞-φ_m，则将f_drl与f_dm比较：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drl≤-f_dm，则输出后左充气电磁阀开启信号，若f_drl＞-f_dm，则输出后左充气电磁阀关闭信号；

f_drl与f_dm比较时，若f_drl≥f_dm，则输出后左放气电磁阀开启信号，若f_drl＜f_dm，则输出后左放气电磁阀关闭信号；

步骤3：步骤1中，将θ与-θ_m进行比较时，若θ≤-θ_m，则将f_drl与-f_dm比较；若θ＞-θ_m，则将θ与θ_m进行比较：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drl≤-f_dm，则输出后左充气电磁阀开启信号；若f_drl＞-f_dm，则输出后左充气电磁阀关闭信号；

θ与θ_m比较时，若θ≥θ_m，则将f_drl与f_dm进行比较：若θ＜θ_m，则输出后左充气电磁阀关闭信号；在f_drl与f_dm比较时，若f_drl≥f_dm，则输出后左放气电磁阀开启信号，若f_drl＜f_dm，则输出后左放气电磁阀关闭信号。

进一步地，：步骤B中，后右空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：后右空气弹簧控制模块将车身俯仰角φ的绝对值与车身俯仰角阈值φ_m进行比较，若|φ|≥φ_m，则再将车身俯仰角φ与车身侧倾角阈值-φ_m进行比较；若|φ|＜φ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值θ_m进行比较；

步骤2：在将φ与-φ_m进行比较时，若φ≤-φ_m，则将后右悬架动行程f_drr与悬架动行程阈值-f_dm比较；若φ＞-φ_m，则将f_drr与f_dm比较：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drr≤-f_dm，则输出后右充气电磁阀开启信号，若f_drr＞-f_dm，则输出后右充气电磁阀关闭信号；

f_drr与f_dm比较时，若f_drr≥f_dm，则输出后右放气电磁阀开启信号，若f_drr＜f_dm，则输出后右放气电磁阀9关闭信号；

步骤3：步骤1中，将θ与θ_m进行比较时，若θ≥θ_m，则将f_drr与-f_dm比较；若θ＜θ_m，则将θ与-θ_m进行比较：

f_drr与-f_dm比较时，若f_drr≤-f_dm，则输出后右充气电磁阀开启信号；若f_drr＞-f_dm，则输出后右充气电磁阀关闭信号；

θ与-θ_m比较时，若θ≤-θ_m，则将f_drr与f_dm进行比较：若θ＞-θ_m，则输出后右充气电磁阀8关闭信号；在f_drr与f_dm比较时，若f_drr≥f_dm，则输出后右放气电磁阀开启信号，若f_drr＜f_dm，则输出后右放气电磁阀关闭信号。

本发明的有益效果是：

本发明中的整车姿态控制器根据悬架动行程、车身侧倾角和车身俯仰角信息确定出能够在行车过程中维持车身姿态稳定的充放气控制信号，能够使车辆在复杂工况下对车身姿态进行快速有效地调节，时刻维持车身姿态稳定，实现整车姿态的有效控制。

附图说明

图1为本发明一种电控空气悬架整车姿态控制系统的构造框图；

图2为本发明与空气悬架在车辆上的空间布置示意图；

图3为图1中前左空气弹簧控制模块的控制流程图；

图4为图1中前右空气弹簧控制模块的控制流程图；

图5为图1中后左空气弹簧控制模块控制流程图；

图6为图1中后右空气弹簧控制模块控制流程图。

图中：1.前右放气电磁阀；2.车身高度传感器；3.前右空气弹簧；4.前右充气电磁阀；5.陀螺仪传感器；6.车身高度传感器；7.后右空气弹簧；8.后右充气电磁阀；9.后右放气电磁阀；10.后高压气罐；11.后低压气罐；12.后左放气电磁阀；13.后左充气电磁阀；14.后左空气弹簧；15.车身高度传感器；16.整车姿态控制器；17.前左充气电磁阀；18.前左空气弹簧；19.车身高度传感器；20.前左放气电磁阀；21.前低压气罐；22.前高压气罐。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种电控空气悬架整车姿态控制系统包括一个陀螺仪传感器5和四个车身高度传感器，陀螺仪传感器将5实时检测车身侧倾角θ和车身俯仰角φ信息，四个车身高度传感器分别是前左车身高度传感器19、车身高度传感器2、车身高度传感器15和车身高度传感器6，四个车身高度传感器分别用来实时检测前左、前右、后左、后右悬架动行程的信息，其中，车身高度传感器19实时检测前左悬架动行程f_dfl信息、车身高度传感器2实时检测前右悬架动行程f_dfr信息、车身高度传感器15实时检测后左悬架动行程f_drl信息、车身高度传感器6实时检测后右悬架动行程f_drr信息。陀螺仪传感器将5和四个车身高度传感器的输出端经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，各自将检测的信息经过CAN总线后输入到整车姿态控制器中。

整车姿态控制器的输入端与CAN总线的输出连接，整车姿态控制器接收实时监控的前左悬架动行程f_dfl信息、前右悬架动行程f_dfr信息、后左悬架动行程f_drl信息、后右悬架动行程f_drr信息、车身侧倾角θ信息和车身俯仰角φ信息。整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接八个电磁阀，这八个电磁阀由四个充气电磁阀和四个放气电磁阀组成，分别是前左充气电磁阀17、前左放气电磁阀20、前右充气电磁阀4、前右放气电磁阀1、后左充气电磁阀13、后左放气电磁阀12、后右充气电磁阀8、后右放气电磁阀9。

整车姿态控制器输出的是电磁阀控制信号给电磁阀驱动电路，电磁阀驱动电路将电磁阀控制信号转化为电平信号传输给对应的八个电磁阀，若电磁阀控制信号为控制电磁阀开启，则驱动电路将其转化为高电平信号传输给电磁阀，电磁阀则接收高电平信号，电磁阀开启；若电磁阀控制信号为控制电磁阀关闭，则驱动电路将其转化为低电平信号传输给电磁阀，电磁阀接收低电平信号，电磁阀关闭。

整车姿态控制器由前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块这四个模块组成。四个模块的输出端分别连接电磁阀驱动电路的输入端。

CAN总线输出给整车姿态控制器的车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前左悬架动行程f_dfl这三种信息传输到前左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前右悬架动行程f_dfr这三种信息传输到前右空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后左悬架动行程f_drl这三种信息传输到后左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后右悬架动行程f_drr这三种信息传输到后右空气弹簧控制模块中。

如图2所示，将四个车身高度传感器安装于空气弹簧上盖板与下盖板之间，其中，前右车身高度传感器2安装在前右空气弹簧上盖板与下盖板之间，后右车身高度传感器6安装在后右空气弹簧上盖板与下盖板之间，后左车身高度传感器15安装在后左空气弹簧上盖板与下盖板之间，前左车身高度传感器19安装在前左空气悬架上方的车身上，每个车身高度传感器均通过信号传输线将悬架动行程信号传输至整车姿态控制器16。

将一个陀螺仪传感器5布置于车辆底盘的几何中心处，陀螺仪传感器5通过信号传输线将车身侧倾角θ和车身俯仰角φ信息传输给整车姿态控制器16。

布置四个充气电磁阀于空气弹簧上盖板附近的横梁处，前右充气电磁阀4安装在前右空气弹簧上盖板附近的横梁处，前右充气电磁阀4通过气动管路分别与前右空气弹簧3和前高压气罐22连接；后右充气电磁阀8安装在后右空气弹簧上盖板附近的横梁处，后右充气电磁阀8通过气动管路分别与后右空气弹簧7和后高压气罐10连接；后左充气电磁阀13安装在后左空气弹簧上盖板附近的横梁处，后左充气电磁阀13通过气动管路分别与后左空气弹簧14和后高压气罐10连接；前左充气电磁阀17安装在前左空气弹簧上盖板附近的横梁处，前左充气电磁阀17通过气动管路分别与前左空气弹簧18和前高压气罐22连接；每个充气电磁阀均通过信号传输线接收从整车姿态控制器16输出的电磁阀充气信号。

同样，布置四个放气电磁阀于空气弹簧上盖板附近的横梁处，前右放气电磁阀1安装在前右空气弹簧上盖板附近的横梁处，前右放气电磁阀1通过气动管路分别与前右空气弹簧4和前低压气罐21连接；后右放气电磁阀9安装在后右空气弹簧上盖板附近的横梁处，后右放气电磁阀9通过气动管路分别与后右空气弹簧7和后低压气罐11连接；后左放气电磁阀12安装在后左空气弹簧上盖板附近的横梁处，后左放气电磁阀12通过气动管路分别与后左空气弹簧14和后低压气罐11连接；前左放气电磁阀20安装在前左空气弹簧上盖板附近的横梁处，前左放气电磁阀20通过气动管路分别与前左空气弹簧18和前低压气罐21连接；每个放气电磁阀均通过信号传输线接收从整车姿态控制器16输出的电磁阀放气信号。

本发明一种电控空气悬架整车姿态控制系统工作时，首先由四个车身高度传感器将实时检测的前左悬架动行程f_dfl、前右悬架动行程f_dfr、后左悬架动行程f_drl和后右悬架动行程f_drr的信息以及陀螺仪传感器5实时检测的车身侧倾角θ信息和车身俯仰角φ信息传输给CAN总线。CAN总线接收这些信息后传输给整车姿态控制器。整车姿态控制器由其内部的前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块分别确定前左、前右、后左、后右电磁阀的充放气控制信号，然后将控制信号传输给电磁阀驱动电路，电磁阀驱动电路接收整车姿态控制器传输的电磁阀控制信号后，将电磁阀控制信号转化成电流信号传输给电磁阀，若电磁阀控制信号为控制电磁阀开启，则驱动电路输出大电流给电磁阀，电磁阀开启；若电磁阀控制信号为控制电磁阀关闭，则驱动电路输出低电流给电磁阀，电磁阀维持原来的关闭状态，完成整车姿态的实时控制。

所述的前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块和后右空气弹簧控制模块确定充放气控制信号时，首先预设了悬架动行程阈值f_dm，车身侧倾角阈值θ_m和车身俯仰角阈值φ_m，这三个阈值均为正值。在车辆前进时，若空气弹簧为拉伸状态时，四个悬架动行程f_dfl、f_dfr、f_drl、f_drr为正，若空气弹簧为压缩状态时，悬架动行程四个悬架动行程f_dfl、f_dfr、f_drl、f_drr为负；若车身左边高右边低，则车身侧倾角θ为正，若车身左边低右边高，则车身侧倾角θ为负；若车身前低后高，则车身俯仰角φ为正，若车身前高后低，则车身俯仰角φ为负。

如图3所示，前左空气弹簧控制模块确定充放气控制信号的具体步骤是：

步骤1：读取前左悬架动行程f_dfl、车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的信息，将车身侧倾角θ的绝对值与车身侧倾角阈值θ_m进行比较，若车身侧倾角θ的绝对值大于或等于阈值θ_m即|θ|≥θ_m，则再将车身侧倾角θ与-θ_m进行比较；反之，若|θ|＜θ_m，则将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值φ_m进行比较。

步骤2：在将θ与-θ_m进行比较时，若车身侧倾角θ小于或等于-θ_m即θ≤-θ_m，则将前左悬架动行程f_dfl与悬架动行程阈值-f_dm比较；反之若θ＞-θ_m，则将前左悬架动行程f_dfl与悬架动行程阈值f_dm比较：

f_dfl与-f_dm比较时，若前左悬架动行程f_dfl小于或等于-f_dm，即f_dfl≤-f_dm，则输出前左充气电磁阀17开启信号，反之，若前左悬架动行程f_dfl大于-f_dm，即f_dfl＞-f_dm，则输出前左充气电磁阀17关闭信号。

f_dfl与f_dm比较时，若前左悬架动行程f_dfl大于或等于f_dm，即f_dfl≥f_dm，则输出前左放气电磁阀20开启信号，若前左悬架动行程f_dfl小于f_dm，即f_dfl＜f_dm，则输出前左放气电磁阀20关闭信号。

步骤3：步骤1中，将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值φ_m进行比较时，若车身俯仰角φ大于或等于车身俯仰角阈值φ_m，即φ≥φ_m，则将前左悬架动行程f_dfl与悬架动行程阈值-f_dm比较；若否，即Φ＜Φ_m，则将车身俯仰角Φ与车身俯仰角阈值-Φ_m进行比较如下：

若f_dfl≤-f_dm，则输出前左充气电磁阀17开启信号；反之，若f_dfl＞-f_dm，则输出前左充气电磁阀17关闭信号。

若Φ≤-Φ_m，则将前左悬架动行程f_dfl与悬架动行程阈值f_dm进行比较：若否，即Φ＞-Φ_m，则输出前左充气电磁阀17关闭信号。在f_dfl与f_dm比较时，若f_dfl≥f_dm，则输出前左放气电磁阀20开启信号，反之若f_dfl＜f_dm，则输出前左放气电磁阀20关闭信号。

如图4所示，前右空气弹簧控制模块确定充放气控制信号的具体步骤是：

步骤1：读取前右悬架动行程f_dfr、车身侧倾角θ和车身俯仰角Φ的信息，将车身侧倾角θ的绝对值与车身侧倾角阈值θ_m进行比较，若车身侧倾角θ的绝对值大于或等于阈值θ_m即|θ|≥θ_m，则再将车身侧倾角θ与θ_m进行比较；反之，若|θ|＜θ_m，则将车身俯仰角Φ与车身俯仰角阈值Φ_m进行比较。

步骤2：在将θ与θ_m进行比较时，若车身侧倾角θ大于或等于θ_m即θ≥θ_m，则将前右悬架动行程f_dfr与悬架动行程阈值-f_dm比较；反之若θ＜θ_m，则将前右悬架动行程f_dfr与悬架动行程阈值f_dm比较：

f_dfr与-f_dm比较时，若前右悬架动行程f_dfr小于或等于-f_dm，即f_dfr≤-f_dm，则输出前右充气电磁阀4关闭信号，反之，若前左悬架动行程f_dfr大于-f_dm，即f_dfl＞-f_dm，则输出前右充气电磁阀4开启信号。

f_dfr与f_dm比较时，若前右悬架动行程f_dfr大于或等于f_dm，即f_dfr≥f_dm，则输出前右放气电磁阀1开启信号，若前右悬架动行程f_dfr小于f_dm，即f_dfr＜f_dm，则输出前右放气电磁阀1关闭信号。

步骤3：步骤1中，将车身俯仰角Φ与车身俯仰角阈值Φ_m进行比较时，若车身俯仰角Φ大于或等于车身俯仰角阈值Φ_m，即φ≥φ_m，则将前左悬架动行程f_dfr与悬架动行程阈值-f_dm比较；若否，即φ＜φ_m，则将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值-φ_m进行比较，具体如下：

若f_dfr≤-f_dm，则输出前右充气电磁阀4开启信号；反之，若f_dfr＞-f_dm，则输出前右充气电磁阀4关闭信号。

若φ≤-φ_m，则将前左悬架动行程f_dfr与悬架动行程阈值f_dm进行比较：若否，即φ＞-φ_m，则输出前右充气电磁阀4关闭信号。在f_dfr与f_dm比较时，若f_dfr≥f_dm，则输出前右放气电磁阀1开启信号，反之若f_dfr＜f_dm，则输出前右放气电磁阀1关闭信号。

如图5所示，后左空气弹簧控制模块确定充放气控制信号的具体步骤是：

步骤1：读取后左悬架动行程f_drl、车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的信息。将车身俯仰角φ的绝对值与车身俯仰角阈值φ_m进行比较，若车身俯仰角φ的绝对值大于或等于阈值φ_m即|φ|≥φ_m，则再车身俯仰角φ与-φ_m进行比较；反之，若|φ|＜φ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值-θ_m进行比较。

步骤2：在将φ与-φ_m进行比较时，若φ小于或等于-φ_m即φ≤-φ_m，则将后左悬架动行程f_drl与悬架动行程阈值-f_dm比较；反之若φ＞-φ_m，则将后左悬架动行程f_drl与悬架动行程阈值f_dm比较：

f_drl与-f_dm比较时，若后左悬架动行程f_drl小于或等于-f_dm，即f_drl≤-f_dm，则输出后左充气电磁阀13开启信号，反之，若后左悬架动行程f_drl大于-f_dm，即f_drl＞-f_dm，则输出后左充气电磁阀13关闭信号。

f_drl与f_dm比较时，若后左悬架动行程f_drl大于或等于f_dm，即f_drl≥f_dm，则输出后左放气电磁阀12开启信号，若后左悬架动行程f_drl小于f_dm，即f_drl＜f_dm，则输出后左放气电磁阀12关闭信号。

步骤3：步骤1中，将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值-θ_m进行比较时，若车身侧倾角θ小于或等于车身侧倾角阈值-θ_m，即θ≤-θ_m，则将后左悬架动行程f_drl与悬架动行程阈值-f_dm比较；若否，即θ＞-θ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值θ_m进行比较，具体如下：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drl≤-f_dm，则输出后左充气电磁阀13开启信号；反之，若f_drl＞-f_dm，则输出后左充气电磁阀13关闭信号。

θ与θ_m比较时，若θ≥θ_m，则将后左悬架动行程f_drl与悬架动行程阈值f_dm进行比较：若否，即θ＜θ_m，则输出后左充气电磁阀13关闭信号。在f_drl与f_dm比较时，若f_drl≥f_dm，则输出后左放气电磁阀12开启信号，反之若f_drl＜f_dm，则输出后左放气电磁阀12关闭信号。

如图6所示，后右空气弹簧控制模块确定充放气控制信号的具体步骤是：

步骤1：读取后右悬架动行程f_drr、车身侧倾角θ和车身俯仰角Φ的信息。将车身俯仰角Φ的绝对值与车身俯仰角阈值Φ_m进行比较，若车身俯仰角Φ的绝对值大于或等于阈值φ_m即|φ|≥φ_m，则再将车身俯仰角φ与-φ_m进行比较；反之，若|φ|＜φ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值θ_m进行比较。

步骤2：在将φ与-φ_m进行比较时，若φ小于或等于-φ_m即φ≤-φ_m，则将后右悬架动行程f_drr与悬架动行程阈值-f_dm比较；反之若φ＞-φ_m，则将后右悬架动行程f_drr与悬架动行程阈值f_dm比较：

f_drl与-f_dm比较时，若后右悬架动行程f_drr小于或等于-f_dm，即f_drr≤-f_dm，则输出后右充气电磁阀8开启信号，反之，若后右悬架动行程f_drr大于-f_dm，即f_drr＞-f_dm，则输出后右充气电磁阀8关闭信号。

f_drr与f_dm比较时，若后右悬架动行程f_drr大于或等于f_dm，即f_drr≥f_dm，则输出后右放气电磁阀9开启信号，若后右悬架动行程f_drr小于f_dm，即f_drr＜f_dm，则输出后右放气电磁阀9关闭信号。

步骤3：步骤1中，将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值θ_m进行比较时，若车身侧倾角θ大于或等于车身侧倾角阈值θ_m，即θ≥θ_m，则将后右悬架动行程f_drr与悬架动行程阈值-f_dm比较；若否，即θ＜θ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值-θ_m进行比较，具体如下：

f_drr与-f_dm比较时，若f_drr≤-f_dm，则输出后右充气电磁阀8开启信号；反之，若f_drr＞-f_dm，则输出后右充气电磁阀8关闭信号。

θ与-θ_m比较时，若θ≤-θ_m，则将后右悬架动行程f_drr与悬架动行程阈值f_dm进行比较：若否，即θ＞-θ_m，则输出后右充气电磁阀8关闭信号。在f_drr与f_dm比较时，若f_drr≥f_dm，则输出后右放气电磁阀9开启信号，反之若f_drr＜f_dm，则输出后右放气电磁阀9关闭信号。

Claims (7)

1.一种电控空气悬架整车姿态控制系统，包括一个检测车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的陀螺仪传感器(5)和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程f_dfl、f_dfr、f_drl、f_drr信息的车身高度传感器，其特征是：一个陀螺仪传感器(5)和四个车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接前左充气电磁阀(17)、前左放气电磁阀(20)、前右充气电磁阀(4)、前右放气电磁阀(1)、后左充气电磁阀(13)、后左放气电磁阀(12)、后右充气电磁阀(8)、后右放气电磁阀(9)这八个电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种电控空气悬架整车姿态控制系统，其特征是：整车姿态控制器由前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块这四个模块组成，四个模块的输出端分别连接电磁阀驱动电路的输入端；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前左悬架动行程f_dfl这三种信息传输到前左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前右悬架动行程f_dfr这三种信息传输到前右空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后左悬架动行程f_drl这三种信息传输到后左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后右悬架动行程f_drr这三种信息传输到后右空气弹簧控制模块中。

3.一种如权利要求2所述的电控空气悬架整车姿态控制系统的控制方法，其特征是：

步骤A：四个车身高度传感器将检测的前左、前右、后左、后右悬架动行程f_dfl、f_dfr、f_drl、f_drr以及陀螺仪传感器(5)将检测的车身侧倾角θ、车身俯仰角φ传输给CAN总线，CAN总线接收这些信息后传输给整车姿态控制器；

步骤B：前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块分别确定出对应的前左、前右、后左、后右电磁阀的充放气控制信号，将充放气控制信号传输给电磁阀驱动电路；

步骤C：电磁阀驱动电路接收充放气控制信号后，将其转化成电流信号控制电磁阀的开启和关闭，完成整车姿态的实时控制。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤B中，前左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：前左空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与预设的车身侧倾角阈值θ_m进行比较，若|θ|≥θ_m，则将θ与-θ_m进行比较；若|θ|＜θ_m，则将车身俯仰角φ与预设的车身俯仰角阈值φ_m进行比较；

步骤2：在将θ与-θ_m比较时，若θ≤-θ_m，则将前左悬架动行程f_dfl与阈值-f_dm比较；若θ＞-θ_m，则将f_dfl与f_dm比较：

f_dfl与-f_dm比较时，若f_dfl≤-f_dm，则输出前左充气电磁阀(17)开启信号，若f_dfl＞-f_dm，则输出前左充气电磁阀(17)关闭信号；

f_dfl与f_dm比较时，若f_dfl≥f_dm，则输出前左放气电磁阀(20)开启信号，若f_dfl＜f_dm，则输出前左放气电磁阀(20)关闭信号；

步骤3：步骤1中，φ与φ_m比较时，若φ≥φ_m，则将f_dfl与-f_dm比较；若φ＜φ_m，则将φ与-φ_m比较：

若f_dfl≤-f_dm，则输出前左充气电磁阀(17)开启信号；若f_dfl＞-f_dm，则输出前左充气电磁阀(17)关闭信号；

若φ≤-φ_m，则将f_dfl与f_dm比较：若φ＞-φ_m，则输出前左充气电磁阀(17)关闭信号；在f_dfl与f_dm比较时，若f_dfl≥f_dm，则输出前左放气电磁阀(20)开启信号，若f_dfl＜f_dm，则输出前左放气电磁阀(20)关闭信号。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤B中，前右空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：前右空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与车身侧倾角阈值θ_m进行比较，若|θ|≥θ_m，则再将θ与θ_m进行比较；若|θ|＜θ_m，则将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值φ_m进行比较；

步骤2：在将θ与θ_m比较时，若θ≥θ_m，则将前右悬架动行程f_dfr与悬架动行程阈值-f_dm比较；若θ＜θ_m，则将f_dfr与阈值f_dm比较：

f_dfr与-f_dm比较时，若f_dfr≤-f_dm，则输出前右充气电磁阀(4)关闭信号，若f_dfl＞-f_dm，则输出前右充气电磁阀(4)开启信号；

f_dfr与f_dm比较时，若f_dfr≥f_dm，则输出前右放气电磁阀(1)开启信号，若f_dfr＜f_dm，则输出前右放气电磁阀(1)关闭信号；

步骤3：步骤1中，将φ与φ_m进行比较时，若φ≥φ_m，则将f_dfr与-f_dm比较；若φ＜φ_m，则将φ与阈值-φ_m进行比较：

若f_dfr≤-f_dm，则输出前右充气电磁阀(4)开启信号；若f_dfr＞-f_dm，则输出前右充气电磁阀(4)关闭信号；

若φ≤-φ_m，则将f_dfr与f_dm进行比较：若φ＞-φ_m，则输出前右充气电磁阀4关闭信号；在f_dfr与f_dm比较时，若f_dfr≥f_dm，则输出前右放气电磁阀(1)开启信号，若f_dfr＜f_dm，则输出前右放气电磁阀(1)关闭信号。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤B中，后左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：后左空气弹簧控制模块将车身俯仰角φ的绝对值与车身俯仰角阈值φ_m进行比较，若φ|≥φ_m，则再车身俯仰角φ与阈值-φ_m进行比较；若|φ|＜φ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值-θ_m进行比较；

步骤2：在将φ与-φ_m比较时，若φ≤-φ_m，则将后左悬架动行程f_drl与悬架动行程阈值-f_dm比较；若φ＞-φ_m，则将f_drl与f_dm比较：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drl≤-f_dm，则输出后左充气电磁阀(13)开启信号，若f_drl＞-f_dm，则输出后左充气电磁阀(13)关闭信号；

f_drl与f_dm比较时，若f_drl≥f_dm，则输出后左放气电磁阀(12)开启信号，若f_drl＜f_dm，则输出后左放气电磁阀(12)关闭信号；

步骤3：步骤1中，将θ与-θ_m进行比较时，若θ≤-θ_m，则将f_drl与-f_dm比较；若θ＞-θ_m，则将θ与θ_m进行比较：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drl≤-f_dm，则输出后左充气电磁阀(13)开启信号；若f_drl＞-f_dm，则输出后左充气电磁阀(13)关闭信号；

θ与θ_m比较时，若θ≥θ_m，则将f_drl与f_dm进行比较：若θ＜θ_m，则输出后左充气电磁阀13关闭信号；在f_drl与f_dm比较时，若f_drl≥f_dm，则输出后左放气电磁阀(12)开启信号，若f_drl＜f_dm，则输出后左放气电磁阀(12)关闭信号。

7.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤B中，后右空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：

步骤1：后右空气弹簧控制模块将车身俯仰角φ的绝对值与车身俯仰角阈值φ_m进行比较，若|φ|≥φ_m，则再将车身俯仰角φ与车身侧倾角阈值-φ_m进行比较；若|φ|＜φ_m，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值θ_m进行比较；

步骤2：在将φ与-φ_m进行比较时，若φ≤-φ_m，则将后右悬架动行程f_drr与悬架动行程阈值-f_dm比较；若φ＞-φ_m，则将f_drr与f_dm比较：

f_drl与-f_dm比较时，若f_drr≤-f_dm，则输出后右充气电磁阀(8)开启信号，若f_drr＞-f_dm，则输出后右充气电磁阀(8)关闭信号；

f_drr与f_dm比较时，若f_drr≥f_dm，则输出后右放气电磁阀(9)开启信号，若f_drr＜f_dm，则输出后右放气电磁阀(9)关闭信号；

步骤3：步骤1中，将θ与θ_m进行比较时，若θ≥θ_m，则将f_drr与-f_dm比较；若θ＜θ_m，则将θ与-θ_m进行比较：

f_drr与-f_dm比较时，若f_drr≤-f_dm，则输出后右充气电磁阀(8)开启信号；若f_drr＞-f_dm，则输出后右充气电磁阀(8)关闭信号；

θ与-θ_m比较时，若θ≤-θ_m，则将f_drr与f_dm进行比较：若θ＞-θ_m，则输出后右充气电磁阀(8)关闭信号；在f_drr与f_dm比较时，若f_drr≥f_dm，则输出后右放气电磁阀(9)开启信号，若f_drr＜f_dm，则输出后右放气电磁阀(9)关闭信号。