CN109501546B - 一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法，包括横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统由传感器模块、路面不平度辨识模块、a_w、R计算模块、互联评价指标计算模块、车高评价指标计算模块、智能博弈模块、互联状态控制模块、车身高度控制模块、互联状态执行模块、车身高度调节执行模块构成。本发明同时控制互联状态和车身高度，解决了互联状态改变和车身高度调节之间对整车性能造成不良影响的问题。实现了对车身高度调节的无级控制，系统输出的车身高度摆脱了等级的束缚，使得控制更加准确，车辆性能更优。

Description

一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆空气悬架系统，具体涉及一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法。

背景技术

空气悬架系统具有变刚度、低振动频率、车身高度可调等特性，能有效提高车辆的行驶平顺性、操纵稳定性和道路友好性。横向互联空气悬架是传统空气悬架衍生结构之一，是利用管路将同轴左右空气弹簧连通，实现空气弹簧中气体自由交换的一种悬架形式。国内外研究表明，横向互联空气悬架能提升车辆隔振、消扭能力，改善轮胎接地性，进一步提升空气悬架车辆行驶平顺性，但是在高速转弯时会加剧车身的侧倾，因此在不同工况下需要利用互联管路中的电磁阀对互联状态进行切换。

车身高度调节是空气悬架特色功能之一，通过控制进入或流出空气弹簧内的气体质量流量实现车身高度的调节和保持，为保障车辆在不同行驶工况下均能维持在最优的行驶高度提供技术支持。作为空气悬架系统的重要研究内容之一，车高调节控制技术一直是相关研究人员的关注焦点。

在车身高度调节控制方面，专利号为CN201310486838.1的发明专利中提供了一种电控空气悬架车身高度多模式切换控制方法，提出以车速信号以及悬架动行程信号作为车身高度调节触发信号，当车速大于某个阈值时将车身高度调至“车身低位”，当悬架动行程在一定时间内多次大于某个阈值时将车身高度调节至“车身高位”。但如果把空气弹簧横向互联，此控制方法并不能保证车辆性能的最优。

在互联控制方面，专利CN 106828004 A提供了一种横向互联空气悬架仿天棚互联状态控制系统，引入“簧上质量侧倾角”和“簧下质量侧倾角”两个控制参数，依据传感器测得的实际参数计算两项控制参数，控制系统依据参数的大小输出控制信号驱动互联电磁阀的开闭以改变互联空气悬架的互联状态。在本控制方法中，没有涉及车高改变后对整车性能的影响。

发明内容

针对如何同时调节车身高度和横向互联状态，并确保车辆总体性能最优存在的空白，本发明提出一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法。

本发明横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法由传感器模块、路面不平度辨识模块、a_w、R计算模块、互联评价指标计算模块、车高评价指标计算模块、智能博弈模块、互联状态控制模块、车身高度控制模块、互联状态执行模块、车身高度调节执行模块构成。包括以下步骤：

1)信息采集：传感器模块包括四个单轴加速度传感器，一个霍尔式车速传感器，三个六轴陀螺仪传感器、一个高度传感器；四个单轴加速度传感器分别用于采集前左簧下质量加速度a_t1信息、后左簧下质量加速度a_t2信息、前右簧下质量加速度a_t3信息、后右簧下质量加速度a_t4信息；霍尔式车速传感器用于采集车速v信息；第一六轴陀螺仪传感器用于采集车身侧倾角θ信息和车身加速度a_x，a_y，a_z信息，第二六轴陀螺仪传感器用于采集前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息，第三六轴陀螺仪传感器用于采集后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息，高度传感器用于采集悬架动行程f_d信息，每个传感器均通过信号传输线将信号传输至相应模块；

2)路面不平度辨识模块信息处理：路面不平度辨识模块的输入连接传感器模块的输出，将车速v信息和a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息进行处理，得到路面不平度G_q(n₀)信息，然后将得到的路面不平度G_q(n₀)信息传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块；

3)a_w、R计算模块信息处理：a_w、R计算模块的输入连接传感器模块的输出，通过车身加速度a_x,a_y,a_z信息计算出平顺性评价指标a_w信息，通过车身侧向加速度a_y和车身侧倾角θ计算出操稳性评价指标R，将平顺性评价指标a_w信息和操稳性评价指标R传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块；

4)互联评价指标计算模块信息处理：互联评价指标计算模块集成有滞回区间控制方法，该方法以路面不平度辨识模块输出的路面不平度G_q(n₀)信息和a_w、R计算模块输出的a_w、R信息为输入，以当前工况最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2为输出，并将输出传输至智能博弈模块；

5)车高评价指标计算模块信息处理：车高评价指标计算模块集成有车身高度控制方法，该方法以路面不平度辨识模块输出的路面不平度G_q(n₀)信息和a_w、R计算模块输出的a_w、R信息为输入，以当前工况最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输出，并将输出传输至智能博弈模块；

6)智能博弈模块信息处理：智能博弈模块以最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2、最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输入，计算出最终的滞回区间δ和最终的车身高度H，并将最终的滞回区间传输给互联状态控制模块，把最终的车身高度传输给车身高度控制模块；

7)互联状态控制模块信息处理：互联状态控制模块集成了仿天棚互联状态控制算法，以传感器信模块输出的前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息、后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息和智能博弈模块输出的最终滞回区间δ为输入，以互联状态控制信号为输出，并将控制传输至互联状态执行模块；

8)车身高度控制模块信息处理：车身高度控制模块集成了车身高度控制算法，以传感器模块输出的悬架动行程信息f_d和智能博弈模块输出的最终车身高度H为输入，以车身高度调节信号为输出，并将车身高度调节信号输出至车身高度调节执行模块。

本发明的优点：

1)同时控制互联状态和车身高度，解决了互联状态改变和车身高度调节之间对整车性能造成不良影响的问题。

2)实现了对车身高度调节的无级控制，系统输出的车身高度摆脱了等级的束缚，使得控制更加准确，车辆性能更优。

附图说明

图1为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统的结构框图。

图2为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统的总流程图

图3为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统中互联评价指标计算模块的流程图。

图4为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统中车高评价指标计算模块的流程图。

图5为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统中智能博弈模块的流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统由传感器模块、路面不平度辨识模块、a_w、R计算模块、互联评价指标计算模块、车高评价指标计算模块、智能博弈模块、互联状态控制模块、车身高度控制模块、互联状态执行模块、车身高度调节执行模块。

传感器模块由四个单轴加速度传感器，一个霍尔式车速传感器，三个六轴陀螺仪传感器和一个高度传感器组成。其中四个单轴加速度传感器分别用于采集前左簧下质量加速度a_t1信息、后左簧下质量加速度a_t2信息、前右簧下质量加速度a_t3信息、后右簧下质量加速度a_t4信息；霍尔式车速传感用于采集车速v信息，第一六轴陀螺仪传感器用于采集车身侧倾角θ信息和车身加速度a_x,a_y,a_z信息，第二六轴陀螺仪传感器用于采集前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息，第三六轴陀螺仪传感器用于采集后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息，高度传感器用于采集悬架动行程f_d信息，每个传感器均通过信号传输线将信号传输至相应模块。

路面不平度辨识模块的输入连接传感器模块的输出，将车速v信息和簧下质量加速度a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息进行处理，得到路面不平度G_q(n₀)信息。在本发明中，路面不平度依靠簧下质量加速度a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息及车速v信息加以辨识，具体的辨识方法记载在申请号为CN201410581629.X、名称为“一种路面不平度在线辨识系统及方法”中，在此不予赘述。路面不平度辨识模块将得到的路面不平度G_q(n₀)信息传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块。

a_w、R计算模块的输入连接传感器模块的输出，通过车身加速度a_x,a_y,a_z信息计算出平顺性评价指标a_w信息，通过车身侧向加速度a_y和车身侧倾角θ计算出操稳性评价指标R。将平顺性评价指标a_w信息和操稳性评价指标R传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块。

互联评价指标计算模块集成有滞回区间控制方法，该方法以路面不平度辨识模块输出的路面不平度G_q(n₀)信息和a_w、R计算模块输出的a_w、R信息为输入，以当前工况最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2为输出，并将输出传输至智能博弈模块。

车高评价指标计算模块集成有车身高度控制方法，该方法以路面不平度辨识模块输出的路面不平度G_q(n₀)信息和a_w、R计算模块输出的a_w、R信息为输入，以当前工况最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输出，并将输出传输至智能博弈模块。

智能博弈模块的输入连接着互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块的输出，以最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2、最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输入，计算出最终的滞回区间δ和最终的车身高度H。并将最终的滞回区间传输给互联状态控制模块，把最终的车身高度传输给车身高度控制模块。

互联状态控制模块集成了仿天棚互联状态控制算法，以传感器信模块输出的前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息、后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息和智能博弈模块输出的最终滞回区间δ为输入，以互联状态控制信号为输出，并将控制传输至互联状态执行模块。在本发明中，具体的控制方法记载在申请号CN201611118739.8、名称为“一种横向互联空气悬架仿天棚互联状态控制系统及控制方法”中，在此不予赘述。

车身高度控制模块集成了车身高度控制算法，以传感器模块输出的悬架动行程信息f_d和智能博弈模块输出的最终车身高度H为输入，以车身高度调节信号为输出，并将车身高度调节信号输出至车身高度调节执行模块。

互联状态执行模块由前轴互联电磁阀和后轴互联电磁阀组成，以互联状态控制模块输出的控制信号为输入，若互联状态执行模块的输入为高电平信号，则控制互联电磁阀打开；若互联状态执行模块的输入为低电平信号，则控制互联电磁阀关闭。

车身高度调节执行模块由充放气电磁阀组成，以车身高度控制模块输出的控制信号为输入，若车身高度调节执行模块的输入为高电平信号，则控制充放气电磁阀打开；若车身高度调节执行模块的输入为低电平信号，则控制充放气电磁阀关闭。

如图2所示为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统的总流程图。

步骤1：传感器信息采集。传感器模块中，单轴加速度传感器采集簧下质量加速度a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息，霍尔式车速传感器采集车速v信息，第一六轴陀螺仪传感器采集车身侧倾角θ信息和车身加速度a_x,a_y,a_z信息，第二六轴陀螺仪传感器采集前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息，第三六轴陀螺仪传感器采集后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息，高度传感器采集悬架动行程f_d信息。并将车速v信息和簧下质量加速度a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息通过信号传输线传输至路面不平度辨识模块。将车身加速度a_x,a_y,a_z信息、悬架动行程f_d信息、车身侧倾角θ信息通过信号传输线传输至a_w、R计算模块。将车速v信息通过信号传输线传输至互联评价指标计算模块。将车速v信息通过信号传输线传输至车高评价指标计算模块。将前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息和后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息通过信号传输线传输至互联状态控制模块。将悬架动行程f_d信息通过信号传输线传输至车身高度控制模块。

步骤2:步骤2中的1)和2)同时进行。

1)路面不平度辨识。路面不平度辨识模块将车速v信息和簧下质量加速度a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息进行处理得到路面不平度G_q(n₀)信息，并通过信号传输线传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块。

2)计算a_w、R值。根据车身加速度a_x,a_y,a_z信息计算平顺性评价指标a_w，具体计算方法记载在GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》，在此不予赘述。根据车身侧向加速度a_y和车身侧倾角θ计算操稳性评价指标R，具体计算公式如下：

其中m为汽车总质量，m_s为簧上质量，B为轮距，h_R为侧倾中心的高度，h_S为车身质心到侧倾中心的距离，a_y为车身侧向加速度，θ为车身侧倾角。

通过a_w、R计算模块计算出的a_w、R值通过信号传输线传输至联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块。

步骤3：步骤3中的1)和2)同时进行

1)互联评价指标计算模块计算。互联评价指标计算模块通过内置算法计算出最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2。具体操作过程见对图3的描述。

2)车高评价指标计算模块计算。车高评价指标计算模块通过内置算法计算出最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2。具体操作过程见对图4的描述。

步骤4：智能博弈模块计算最终滞回区间和车身高度。智能博弈模块用内置算法荣国最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2、最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输入，计算出最终的滞回区间δ和最终的车身高度H。并将最终的滞回区间传输给互联状态控制模块，把最终的车身高度传输给车身高度控制模块。具体操作过程见对图5的描述。

步骤5：步骤5中的1)和2)同时进行

1)互联状态控制模块得出互联状态控制信号。互联状态控制模块接收来自智能博弈模块输出的最终滞回区间和传感器信模块输出的前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息、后轴簧下质量侧倾角θ_t2，根据内置的仿天棚互联状态控制方法(具体的控制方法记载在申请号CN201611118739.8名称为“一种横向互联空气悬架仿天棚互联状态控制系统及控制方法”中)对前后轴互联状态进行判断，并得到互联状态控制信号，并把该控制信号输出给互联状态执行模块。

2)车身高度控制模块得出车身高度调节信号。车身高度控制模块接收来自智能博弈模块输出的最终车身高度和传感器模块输出的悬架动行程信息，通过内置的PID控制算法转化为可以控制充放气电磁阀开闭的车身高度调节信号，并把此信号发送给车身高度调节执行模块。

步骤6：步骤6中的1)和2)同时进行

1)互联状态执行模块控制互联电磁阀开闭。互联状态执行模块接收来自互联状态控制模块输出的互联状态控制信号，如果控制信号为高电平信号，则控制互联电磁阀打开，如果控制信号为低电平信号，则控制互联电磁阀关闭。

2)车身高度调节执行模块控制充放气电磁阀开闭。车身高度调节执行模块接收来自车身高度控制模块输出的车身高度调节信号，如果调节信号为高电平信号，则控制充放气电磁阀打开，如果控制信号为低电平，则控制充放气电磁阀关闭。

如图3所示为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统中互联评价指标计算模块的流程图。

步骤1：初始化多维矩阵。按照公式(1)～(3)将车速分为5级、路面不平度分成5级、滞回区间分为9级。建立用来存储数据的三维矩阵SI_5×5×9矩阵SI中的每个元素初始值为1。建立用来存储数据的二维矩阵RCIMAX_5×5、RCIMIN_5×5、HSIMAX_5×5、HSIMIN_5×5矩阵RCIMAX,RCIMIN,HSIMAX,HSIMIN的每个元素初始值为0。

步骤2：从之前模块中读取数据。读取从路面不平度辨识模块中输出的路面不平度信息G_q(n₀)，从a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w、R值，传感器模块输出车速信息v。

步骤3：行驶工况分级。把读取到的路面不平度信息车速信息v、G_q(n₀)根据公式(1)～(2)确定当前的车速的等级n，路面不平度等级k。根据公式(3)确定当前的滞回区间等级s(滞回区间为博弈智能体的输出数据，无需从其他模块进行读取)。

步骤4：计算互联综合评价指标J_i。把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w值与矩阵RCIMAX(n,k)、RCIMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到RCIMAX(n,k)中，把最小值存储到RCIMIN(n,k)中。即RCIMAX(n,k)＝max(RCIMAX(n,k),aw)，RCIMIN(n,k)＝min(RCIMIN(n,k),aw)。把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的R值与矩阵HSIMAX(n,k)、HSIMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到HSIMAX(n,k)中，把最小值存储到HSIMIN(n,k)中。即HSIMAX(n,k)＝max(HSIMAX(n,k),aw)，HSIMIN(n,k)＝min(HSIMIN(n,k),aw)。根据公式(4)计算出互联综合评价指标J_i

步骤5：按行驶工况进行存储。把计算出的当前互联综合评价指标J_i根据当前的车速等级n、路面不平度等级k、滞回区间等级s存储到三维矩阵SI中。即SI(n,k,s)＝J_i

步骤6：比较不同滞回区间下的J_i。n、k分别代表车速等级、路面不平度等级。代表着车辆的行驶工况。s代表滞回区间的等级。比较相同工况下(n、k相同)，不同滞回区间(s不同)下J_i的大小。即取出SI(n,k,s),s＝1～9坐标下存储的值记为J₁、J₂、J₃、J₄、J₅、J₆、J₇、J₈、J₉，比较这9个值的大小，将最大的J值记为J_i1，所对应的滞回区间记为δ_plan1。

步骤7：确定最优和次优滞回区间。最优滞回区间即为步骤6中所确定的滞回区间δ_plan1，它对应的J_i值记为J_i1。上一个循环中互联评价指标计算模块步骤6中计算所得的滞回区间记为次优滞回区间δ_plan2，它对应的J_i值记为J_i2。

步骤8：把最优滞回区间和次优滞回区间及其对应的J_i值发送给智能博弈模块。互联评价指标计算模块把步骤7中的δ_plan1、δ_plan2、J_i1、J_i2发送给智能博弈模块。

如图4所示为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统中车高评价指标计算模块的流程图。

步骤1：初始化多维矩阵。按照公式(1)～(2)将车速分为5级、路面不平度分成5级，按照公式(5)把悬架动行程分为7个等级。建立用来存储数据的三维矩阵SH_5×5×7矩阵SH中的每个元素初始值为1。建立用来存储数据的二维矩阵RCHMAX_5×5、RCHMIN_5×5、HSHMAX_5×5、HSHMIN_5×5矩阵RCHMAX,RCHMIN,HSHMAX,HSHMIN的每个元素初始值为0。

步骤2：从之前模块中读取数据。读取从路面不平度辨识模块中输出的路面不平度信息G_q(n₀)，从a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w、R值，传感器模块输出车速信息v。

步骤3：行驶工况分级。把读取到的路面不平度信息车速信息v、G_q(n₀)根据公式(1)～(2)确定当前的车速的等级n，路面不平度等级k。根据公式(5)确定当前的车身高度等级m(车身高度为博弈智能体的输出数据，无需从其他模块进行读取)。

步骤4：计算互联综合评价指标J_h。把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w值与矩阵RCHMAX(n,k)、RCHMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到RCHMAX(n,k)中，把最小值存储到RCHMIN(n,k)中。即RCHMAX(n,k)＝max(RCHMAX(n,k),aw)，RCHMIN(n,k)＝min(RCHMIN(n,k),aw)。把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的R值与矩阵HSHMAX(n,k)、HSHMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到HSHMAX(n,k)中，把最小值存储到HSHMIN(n,k)中。即HSHMAX(n,k)＝max(HSHMAX(n,k),aw)，HSHMIN(n,k)＝min(HSHMIN(n,k),aw)。根据公式(6)计算出互联综合评价指标J_h

步骤5：按行驶工况进行存储。把计算出的当前互联综合评价指标J_h根据当前的车速等级n、路面不平度等级k、车身高度等级m存储到三维矩阵SH中。即SH(n,k,m)＝J_h

步骤6：比较不同车身高度下的J_h。n、k分别代表车速等级、路面不平度等级。代表着车辆的行驶工况。m代表车身高度等级。比较相同工况下(n、k相同)，不同车身高度(m不同)下J_h的大小。即取出SH(n,k,m),m＝1～9坐标下存储的值记为J₁、J₂、J₃、J₄、J₅、J₆、J₇、J₈、J₉，比较这9个值的大小，将最大的J值记为J_h1，所对应的车身高度记为H_plan1。

步骤7：确定最优和次优车身高度。最优车身高度即为步骤6中所确定的车身高度H_plan1，它对应的J_h值记为J_h1。上一个循环中车高评价指标计算模块步骤6中计算所得的车身高度记为次优车身高度H_plan2，它对应的J_h值记为J_h2。

步骤8：把最优车身高度和次优车身高度及其对应的J_h值发送给智能博弈模块。车高评价指标计算模块把步骤7中的H_plan1、H_plan2、J_h1、J_h2发送给智能博弈模块。

如图5所示为本发明所涉及的横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制系统中智能博弈模块的流程图。

步骤1：接收各评价指标计算模块传来的数据。智能博弈模块接收互联评价指标计算模块输出的δ_plan1、δ_plan2、J_i1、J_i2和车高评价指标计算模块输出的H_plan1、H_plan2、J_h1、J_h2。

步骤2：建立互联和车高收益矩阵。

建立互联收益矩阵A：

建立车高收益矩阵B：

步骤3：计算最优和次优权重系数。假设最优滞回区间δ_plan1的权重系数为ω₁,次优滞回区间δ_plan2的权重系数为ω₂，最优车身高度H_plan1的权重系数为ω₃，次优车身高度H_plan2的权重系数为ω₄。引入向量

根据公式(7)解出向量

和

其中

表示向量

的转置，

表示任意ω1,ω2的组合向量，

表示任意ω₃，ω₄的组合向量。

步骤4：得出最终滞回区间和车身高度。根据公式(8)计算得出最终的滞回区间δ和车身高度H。

步骤5：将最终滞回区间δ输出给互联状态控制模块。

步骤6：将最终车身高度信息H输出给车身高度控制模块。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)信息采集：传感器模块包括四个单轴加速度传感器，一个霍尔式车速传感器，三个六轴陀螺仪传感器、一个高度传感器；四个单轴加速度传感器分别用于采集前左簧下质量加速度a_t1信息、后左簧下质量加速度a_t2信息、前右簧下质量加速度a_t3信息、后右簧下质量加速度a_t4信息；霍尔式车速传感器用于采集车速v信息；第一六轴陀螺仪传感器用于采集车身侧倾角θ信息和车身加速度a_x,a_y,a_z信息，第二六轴陀螺仪传感器用于采集前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息，第三六轴陀螺仪传感器用于采集后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息，高度传感器用于采集悬架动行程f_d信息，每个传感器均通过信号传输线将信号传输至相应模块；

2)路面不平度辨识模块信息处理：路面不平度辨识模块的输入连接传感器模块的输出，将车速v信息和a_t1,a_t2,a_t3,a_t4信息进行处理，得到路面不平度G_q(n₀)信息，然后将得到的路面不平度G_q(n₀)信息传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块；

3)a_w、R计算模块信息处理：a_w、R计算模块的输入连接传感器模块的输出，通过车身加速度a_x,a_y,a_z信息计算出平顺性评价指标a_w信息，通过车身侧向加速度a_y和车身侧倾角θ计算出操稳性评价指标R，将平顺性评价指标a_w信息和操稳性评价指标R传输至互联评价指标计算模块和车高评价指标计算模块；

4)互联评价指标计算模块信息处理：互联评价指标计算模块集成有滞回区间控制方法，该方法以路面不平度辨识模块输出的路面不平度G_q(n₀)信息和a_w、R计算模块输出的a_w、R信息为输入，以当前工况最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2为输出，并将输出传输至智能博弈模块；

5)车高评价指标计算模块信息处理：车高评价指标计算模块集成有车身高度控制方法，该方法以路面不平度辨识模块输出的路面不平度G_q(n₀)信息和a_w、R计算模块输出的a_w、R信息为输入，以当前工况最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输出，并将输出传输至智能博弈模块；

6)智能博弈模块信息处理：智能博弈模块以最优滞回区间δ_plan1、次优滞回区间δ_plan2和在对应滞回区间下的综合评价指标J_i1、J_i2、最优车身高度H_plan1、次优车身高度H_plan2和对应车身高度下的综合评价指标J_h1、J_h2为输入，计算出最终的滞回区间δ和最终的车身高度H，并将最终的滞回区间传输给互联状态控制模块，把最终的车身高度传输给车身高度控制模块；

7)互联状态控制模块信息处理：互联状态控制模块集成了仿天棚互联状态控制算法，以传感器模块输出的前轴簧下质量侧倾角θ_t1信息、后轴簧下质量侧倾角θ_t2信息和智能博弈模块输出的最终滞回区间δ为输入，以互联状态控制信号为输出，并将控制传输至互联状态执行模块；

8)车身高度控制模块信息处理：车身高度控制模块集成了车身高度控制算法，以传感器模块输出的悬架动行程信息f_d和智能博弈模块输出的最终车身高度H为输入，以车身高度调节信号为输出，并将车身高度调节信号输出至车身高度调节执行模块；

步骤4)的具体过程为：

步骤4.1：初始化多维矩阵：将车速分为5级、路面不平度分成5级、滞回区间分为9级，建立用来存储数据的三维矩阵SI_5×5×9，以及二维矩阵RCIMAX_5×5、RCIMIN_5×5、HSIMAX_5×5、HSIMIN_5×5；

步骤4.2：从之前模块中读取数据，读取从路面不平度辨识模块中输出的路面不平度信息G_q(n₀)，从a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w、R值，传感器模块输出车速信息v；

步骤4.3：行驶工况分级：根据读取到的路面不平度信息G_q(n₀)、车速信息v确定当前的车速的等级n，路面不平度等级k；确定当前的滞回区间等级s；

步骤4.4：计算互联综合评价指标J_i：把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w值与矩阵RCIMAX(n,k)、RCIMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到RCIMAX(n,k)中，把最小值存储到RCIMIN(n,k)中；把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的R值与矩阵HSIMAX(n,k)、HSIMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到HSIMAX(n,k)中，把最小值存储到HSIMIN(n,k)中；计算出互联综合评价指标J_i：

步骤4.5：按行驶工况进行存储：把计算出的当前互联综合评价指标J_i根据当前的车速等级n、路面不平度等级k、滞回区间等级s存储到三维矩阵SI中；

步骤4.6：比较不同滞回区间下的J_i：n、k分别代表车速等级、路面不平度等级，代表着车辆的行驶工况，s代表滞回区间的等级，比较相同工况下，不同滞回区间下J_i的大小；

步骤4.7：确定最优和次优滞回区间：最优滞回区间即为步骤4.6中所确定的滞回区间δ_plan1，它对应的J_i值记为J_i1；上一个循环中互联评价指标计算模块步骤4.6中计算所得的滞回区间记为次优滞回区间δ_plan2，它对应的J_i值记为J_i2；

步骤4.8：把最优滞回区间和次优滞回区间及其对应的J_i值发送给智能博弈模块，互联评价指标计算模块把步骤4.7中的δ_plan1、δ_plan2、J_i1、J_i2发送给智能博弈模块；

车速分为5级、路面不平度分成5级划分的依据为：

步骤5)的具体过程为：

步骤5.1：初始化多维矩阵：将车速分为5级、路面不平度分成5级，悬架动行程分为7个等级，建立用来存储数据的三维矩阵SH_5×5×7以及二维矩阵RCHMAX_5×5、RCHMIN_5×5、HSHMAX_5×5、HSHMIN_5×5；

步骤5.2：从之前模块中读取数据：读取从路面不平度辨识模块中输出的路面不平度信息G_q(n₀)，从a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w、R值，传感器模块输出车速信息v；

步骤5.3：行驶工况分级：根据读取到的路面不平度信息G_q(n₀)、车速信息v确定当前的车速的等级n，路面不平度等级k，确定当前的车身高度等级m；

步骤5.4：计算互联综合评价指标J_h：把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的a_w值与矩阵RCHMAX(n,k)、RCHMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到RCHMAX(n,k)中，把最小值存储到RCHMIN(n,k)中；把a_w、R计算模块中输出的当前工况下的R值与矩阵HSHMAX(n,k)、HSHMIN(n,k)中储存的值作比较，最大值存储到HSHMAX(n,k)中，把最小值存储到HSHMIN(n,k)中；计算出互联综合评价指标J_h：

步骤5.5：按行驶工况进行存储：把计算出的当前互联综合评价指标J_h根据当前的车速等级n、路面不平度等级k、车身高度等级m存储到三维矩阵SH中；

步骤5.6：比较不同车身高度下的J_h：n、k分别代表车速等级、路面不平度等级，代表着车辆的行驶工况，m代表车身高度等级，比较相同工况下，不同车身高度下J_h的大小；

步骤5.7：确定最优和次优车身高度：最优车身高度即为步骤5.6中所确定的车身高度H_plan1，它对应的J_h值记为J_h1；上一个循环中车高评价指标计算模块步骤5.6中计算所得的车身高度记为次优车身高度H_plan2，它对应的J_h值记为J_h2；

步骤5.8：把最优车身高度和次优车身高度及其对应的J_h值发送给智能博弈模块，车高评价指标计算模块把步骤5.7中的H_plan1、H_plan2、J_h1、J_h2发送给智能博弈模块。

2.根据权利要求1所述的一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法，其特征在于，

互联状态执行模块由前轴互联电磁阀和后轴互联电磁阀组成，以互联状态控制模块输出的控制信号为输入，若互联状态执行模块的输入为高电平信号，则控制互联电磁阀打开；若互联状态执行模块的输入为低电平信号，则控制互联电磁阀关闭；

车身高度调节执行模块由充放气电磁阀组成，以车身高度控制模块输出的控制信号为输入，若车身高度调节执行模块的输入为高电平信号，则控制充放气电磁阀打开；若车身高度调节执行模块的输入为低电平信号，则控制充放气电磁阀关闭。

3.根据权利要求1所述的一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法，其特征在于，步骤3)中，根据车身侧向加速度a_y和车身侧倾角θ计算操稳性评价指标R，具体计算公式如下：

其中m为汽车总质量，m_s为簧上质量，B为轮距，h_R为侧倾中心的高度，h_S为车身质心到侧倾中心的距离，a_y为车身侧向加速度，θ为车身侧倾角。

4.根据权利要求1所述的一种横向互联空气悬架车身高度与互联状态博弈控制方法，其特征在于，步骤6)的具体过程为：

步骤6.1：接收各评价指标计算模块传来的数据：智能博弈模块接收互联评价指标计算模块输出的δ_plan1、δ_plan2、J_i1、J_i2和车高评价指标计算模块输出的H_plan1、H_plan2、J_h1、J_h2；

步骤6.2：建立互联和车高收益矩阵：

建立互联收益矩阵A：

建立车高收益矩阵B：

步骤6.3：计算最优和次优权重系数：假设最优滞回区间δ_plan1的权重系数为ω₁,次优滞回区间δ_plan2的权重系数为ω₂，最优车身高度H_plan1的权重系数为ω₃，次优车身高度H_plan2的权重系数为ω₄，引入向量

解出向量

和

其中

表示向量

的转置，

表示任意ω1,ω2的组合向量，

表示任意ω₃，ω₄的组合向量；

步骤6.4：得出最终滞回区间和车身高度：计算得出最终的滞回区间δ和车身高度H：

步骤6.5：将最终滞回区间δ输出给互联状态控制模块；

步骤6.6：将最终车身高度信息H输出给车身高度控制模块。

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