CN110329028A - 基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统及方法 - Google Patents

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CN110329028A CN201910521318.7A CN201910521318A CN110329028A CN 110329028 A CN110329028 A CN 110329028A CN 201910521318 A CN201910521318 A CN 201910521318A CN 110329028 A CN110329028 A CN 110329028A
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Abstract

本发明涉及一种基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统及方法，包括信号采集模块、信号处理模块、工况判断模块、等级识别模块、模式识别模块和执行模块。利用车用传感器采集车速信号、汽车转向角信号、车身垂向加速度信号、车身与路面垂向相对位移信号；通过ECU实现数据计算，得到ISO路面等级、频率拟合指数，经训练好的分类器对公路等级进行识别；同时，根据识别的公路等级，结合车辆行驶的工况，对混合电磁悬架进行相应模式的切换，以兼顾安全性和舒适性要求。本发明采用直线电机作为作动器，实现悬架主动控制的同时，回馈悬架振动能量，以减少能耗。

Description

基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车安全性和舒适性领域，具体涉及一种基于安装混合电磁悬架的汽车在公路等级识别基础上对悬架模式进行切换的系统及方法。
背景技术
随着汽车技术的发展及电子技术在车辆行业的不断应用，人们对于车辆行驶过程中的安全性和舒适性有了更高的要求。车辆在行驶过程中，车辆的行驶工况会不断发生变化，在转向、加速和减速行驶工况下，车辆行驶安全性往往要求车辆能够保持自身姿态并保证良好的轮胎接地性；同时，即使车辆处于安全工况下运行，由于路面质量的差异，汽车安全性和舒适性要求悬架能够在不同路面激励下实现自适应调节，尤其是主动馈能悬架，更需要根据不同的路面兼顾主动控制和能量回馈。在这样的背景下，许多悬架技术得以发展运用，例如混合电磁悬架、液压互联悬架、半主动控制技术等，不断改善车辆在行驶过程中的操纵稳定性和平顺性。如果能够根据实时监测的路面质量，结合车辆行驶工况，对主动悬架工作模式进行切换，就能显著提高汽车安全性和舒适性。
近年来，国内外专家学者对车辆路面识别和悬架模式切换进行了大量的研究，取得一定的成效。但是，目前通过路面特征参数识别路面继而相应切换悬架模式的方法十分复杂；从车辆悬架系统的动态响应预测估计路面等级从而切换相应悬架模式的方法精度较低，稳定性不高。
我国公路对应的ISO路面一般处于A、B、C和D四个等级，但是，目前无法通过有效的方法对公路等级进行识别，所以，无法根据公路等级更有效的切换悬架模式。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出一种基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统及方法，在识别公路等级的基础上，为悬架模式切换提供了一种简单、迅速、有效的方法。
为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：一种基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，包括如下步骤：
1)初始化系统变量，所述系统变量包括传感器采样距离参数S、间隔距离参数S1、间隔距离参数S2、加速度阈值a0及转向角阈值b0；
2)实时采集数据，即汽车每行驶距离S，车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度传感器和激光位移传感器分别采样车速信号u、采样转向角信号a、车身垂向加速度信号z1和激光位移传感器采样车身与路面相对位移信号z2；
3)计算距离S内的路面高程信号z和汽车加速度信号b；
4)构建汽车加速度信号向量A、汽车转向角信号向量B和路面高程信号向量Z，即每间隔距离S1，根据采样点的汽车加速度信号、汽车转向角信号及路面高程信号，分别构建汽车加速度信号向量A、汽车转向角信号向量B和路面高程信号向量Z，各信号向量形式如下：
汽车转向角信号向量
汽车加速度信号向量
路面高程信号向量
其中，N1为距离S1内采样点数目，即N1＝S1/S，ai(i＝1，2，···，N1)表示距离S1内第i个汽车转向角信号，bi(i＝1，2，···，N1)表示距离S1内第i个汽车加速度信号，zi(i＝1，2，···，N1)表示距离S1内第i个路面高程信号；
5)判断距离S1内汽车工况，并计算工况因子M；
6)识别距离S1内公路等级，并计算公路等级因子L；
7)计算距离S1内综合评价因子q；
8)构建综合评价因子信号向量Q，即每间隔距离S2，根据综合评价因子信号，构建综合评价因子信号向量Q，并计算距离S2内的模式切换因子s；
9)切换电磁混合悬架模式。
进一步的，上述步骤3)中路面高程信号z的计算公式如下：
汽车加速度信号b的计算公式如下：
进一步的，上述步骤5)中判断距离S1内汽车工况、计算工况因子M的方法如下：
5.1)根据转向角信号向量计算向量中满足|ai|≤a0(1≤i≤N1)的元素所占的比例P1；
5.2)根据汽车加速度信号向量计算向量中满足|bi|≤b0(1≤i≤N1)的元素所占的比例P2；
5.3)确定工况因子，若P1≥30％或者P2≥30％，则当前时段为非安全工况，工况因子M＝0；否则车辆处于安全工况，工况因子M＝1。
进一步的，上述步骤6)中识别距离S1内公路等级、计算公路等级因子的方法如下：
6.1)利用Burg算法建立自回归模型，即AR模型，对路面高程信号向量Z进行空间频谱估计和分析，获取离散的功率谱密度函数值G(n)(其中n表示空间频率)；
6.2)利用Cote积分公式，对空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内离散的功率谱密度函数值G(n)进行数值积分，即从而得到空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内路面不平度均方值
6.3)依据空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内不同ISO等级路面的路面不平度均方值σ的范围，判断当前时段ISO路面等级R的值，得出当前时段路面不平度G；
6.4)对当前离散的功率谱密度函数值G(n)和空间频率n在对数坐标系下进行最小二乘法进行拟合，以获取频率拟合指数W，具体拟合公式如下：
lgG(n)＝-W×lgn-W(1+lgG)；
6.5)将路面等级R和频率拟合指数W，输入经过训练好并且阈值已优化的公路等级分类器中，获得公路等级因子L；所述公路等级因子L与公路等级的关系为：
当前距离范围S1内公路等级为高速公路时，公路等级因子L＝0；
当前距离范围S1内公路等级为一级公路时，公路等级因子L＝1；
当前距离范围S1内公路等级为二级公路时，公路等级因子L＝2；
当前距离范围S1内公路等级为三级公路时，公路等级因子L＝3；
当前距离范围S1内公路等级为四级公路时，公路等级因子L＝4。
进一步的，上述步骤7)中，计算距离S1内综合评价因子q的方法如下：
如果工况因子M＝0，则综合评价因子q＝0；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝0，则综合评价因子q＝1；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝1，则综合评价因子q＝2；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝2，则综合评价因子q＝3；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝3，则综合评价因子q＝4；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝4，则综合评价因子q＝5。
进一步的，上述步骤8)中，计算距离S2内的模式切换因子的方法如下：
8.1)在距离S2内，根据综合评价因子信号，构建综合评价因子信号向量Q，记为：其中，N2为S2内信号数目，即N2＝S2/S1，qj(j＝1，2，···，N2)表示S2距离内第j个综合评价因子信号；
8.2)根据综合评价因子信号向量分别计算向量中满足qr＝s1(1≤r≤N2；s1＝0，1，2，3，4，5)的元素的比例，分别记为I0、I1、I2、I3、I4和I5；
8.3)计算最大比例值Im＝max(I0，I1，I2，I3，I4，I5)，并据此确定模式切换因子s。
进一步的，上述步骤9)中电磁混合悬架模式切换方法为：如果间隔距离S2内，Im≤40％，电磁混合悬架保留上一时间段的工作模式，不进行模式切换；否则根据模式切换因子s对电磁混合悬架的工作模式进行切换。
进一步的，上述步骤8.3)模式切换因子s，计算方法如下：
若Im＝I0，则模式切换因子s＝0；
若Im＝I1，则模式切换因子s＝1；
若Im＝I2，则模式切换因子s＝2；
若Im＝I3，则模式切换因子s＝3；
若Im＝I4，则模式切换因子s＝4；
若Im＝I5，则模式切换因子s＝5；
进一步的，上述依据模式切换因子s对电磁混合悬架的工作模式进行切换，其中，所述工作模式包括安全模式、舒适模式、综合模式和馈能模式，切换规则如下：
模式切换因子s＝0时，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，
模式切换因子s＝1时，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，
模式切换因子s＝2时，将电磁混合悬架工作模式切换为馈能模式，
模式切换因子s＝3时，将电磁混合悬架工作模式切换为综合模式，
模式切换因子s＝4时，将电磁混合悬架工作模式切换为舒适模式，
模式切换因子s＝5时，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式。
进一步的，本发明还提供一种基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统，其特征在于包括信号采集模块、信号处理模块、工况判断模块、公路等级识别模块、模式识别模块和执行模块，其中，所述信号处理模块、工况判断模块、公路等级识别模块和模式识别模块集成在ECU芯片中，模块间通过CAN总线连接，信号采集模块通过线束与ECU芯片进行数据传输；所述信号采集模块包括采样传感器、车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度、激光位移传感器，采样传感器安装在汽车车轮上，根据车辆行驶的一定距离产生采样脉冲，用于控制车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度传感器和激光位移传感器进行工作；所述车速传感器安装在汽车变速箱输出轴上，用于采集车速信号；所述转向角传感器安装在汽车转向管柱下方，用于采集方向盘转动角度和转向方向的信号；所述车身垂向加速度传感器安装在簧载质量上，用于采集车身垂向加速度信号；所述激光位移传感器安装在簧载质量上，用于采集车身与路面相对位移信号；所述信号处理模块，用于计算各采样点的路面高程信号、采样点的汽车加速度信号并构建汽车加速度信号向量、汽车转向角信号向量和路面高程信号向量；所述工况判断模块用于识别当前工况并计算工况因子；所述公路等级识别模块用于计算公路等级因子，识别公路等级；所述模式识别模块，用于计算模式切换因子，识别当前悬架切换的模式；所述执行模块，用于控制混合电磁悬架内直线电机的工作状况，实现悬架模式的切换。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1.本发明通过变频采样技术，运用AR频谱分析和Cote数值积分方法，对ISO路面等级进行识别，为ISO路面等级识别提供了一种简单、有效的方法；
2.本发明根据一定距离内ISO路面等级和频率拟合参数，能有效识别公路等级，为悬架模式切换提供了更加准确的依据；
3.本发明根据一定距离内公路等级状况并结合车辆行驶工况，综合确定了悬架切换模式，更好地兼顾汽车安全性和舒适性；
4.本发明根据路面质量情况，可实现悬架振动能量回馈，能够有效改善汽车的燃油经济性。
附图说明
图1为本发明基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法的原理结构图。
图2为本发明基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法的实施过程流程图。
图3为本发明ECU内部工况判断模块中汽车行驶工况判断流程图。
图4为本发明ECU内部公路等级识别模块中公路等级识别流程图。
图5为本发明ECU内部模式辨识模块中悬架模式辨识流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
图1为本发明基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统的原理结构图，包括信号采集模块、信号处理模块、工况判断模块、公路等级识别模块、模式识别模块和执行模块，其中，信号处理模块、工况判断模块、公路等级识别模块和模式识别模块集成在ECU芯片中，模块间通过CAN总线连接，信号采集模块通过线束与ECU芯片进行数据传输。
传感器信号采集模块包括采样传感器、车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度、激光位移传感器，采样传感器安装在汽车车轮上，根据车辆行驶的一定距离产生采样脉冲，用于控制车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度传感器和激光位移传感器进行工作，车速传感器安装在汽车变速箱输出轴上，用于采集车速信号；转向角传感器安装在汽车转向管柱下方，用于采集方向盘转动角度和转向方向的信号；车身垂向加速度传感器安装在簧载质量上，用于采集车身垂向加速度信号；激光位移传感器安装在簧载质量上，用于采集车身与路面相对位移信号。
信号处理模块，用于计算各采样点的路面高程信号、采样点的汽车加速度信号并构建汽车加速度信号向量、汽车转向角信号向量和路面高程信号向量。
工况判断模块用于识别当前工况并计算工况因子。
公路等级识别模块用于计算公路等级因子，识别公路等级，
模式识别模块，用于计算模式切换因子，识别当前悬架切换的模式
执行模块，用于控制混合电磁悬架内直线电机的工作状况，实现悬架模式的切换。
图2为本发明基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法流程图，包括以下步骤：
1)初始化系统变量，所述系统变量包括传感器采样距离参数S、间隔距离参数S1和间隔距离参数S2、加速度阈值a0及转向角阈值b0；本发明具体实施例中，S＝0.05m，S1＝10m，S2＝200m，初始化加速度阈值a0及转向角阈值b0需结合具体车型进一步确定；
2)实时采集数据，即汽车每行驶距离S，车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度传感器和激光位移传感器分别采样车速信号u、采样转向角信号a、车身垂向加速度信号z1和激光位移传感器采样车身与路面相对位移信号z2；
3)计算路面高程信号和汽车加速度信号，其中：路面高程信号z，计算方法如下：
汽车加速度信号b，计算方法如下：
4)构建汽车加速度信号向量A、汽车转向角信号向量B和路面高程信号向量Z，即每间隔距离S1，根据采样点的汽车加速度信号、汽车转向角信号及路面高程信号，分别构建汽车加速度信号向量A、汽车转向角信号向量B和路面高程信号向量Z，各信号向量形式如下：
汽车转向角信号向量
汽车加速度信号向量
路面高程信号向量
其中，N1为距离S1内采样点数目，即N1＝S1/S，ai(i＝1，2，···，N1)表示距离S1内第i个汽车转向角信号，bi(i＝1，2，···，N1)表示距离S1内第i个汽车加速度信号，zi(i＝1，2，···，N1)表示距离S1内第i个路面高程信号；
5)判断距离S1内汽车工况，并计算工况因子，本发明ECU内部工况判断模块中汽车行驶工况判断流程图如图3所示，包括如下步骤：
5.1)根据转向角信号向量计算向量中满足|a(i)|≤a0(1≤i≤N1)的元素所占的比例P1；
5.2)根据汽车加速度信号向量计算向量中满足|b(i)|≤b0(1≤i≤N1)的元素所占的比例P2；
5.3)确定工况因子，若P1≥30％或者P2≥30％，则当前时段为非安全工况，工况因子M＝0；否则车辆处于安全工况，工况因子M＝1；
6)识别距离S1内公路等级，并计算公路等级因子，本发明ECU内部公路等级识别模块中公路等级识别流程图如图4所示，包括如下步骤：
6.1)利用Burg算法建立自回归模型，即AR模型，对路面高程信号向量Z进行空间频谱估计和分析，获取离散的功率谱密度函数值G(n)(其中n表示空间频率)；
6.2)利用Cote积分公式，对空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内离散的功率谱密度函数值G(n)进行数值积分，即从而得到空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内路面不平度均方值
6.3)依据空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内不同ISO等级路面的路面不平度均方值σ的范围，判断当前时段ISO路面等级R的值，得出当前时段路面不平度G；
6.4)对当前离散的功率谱密度函数值G(n)和空间频率n在对数坐标系下进行最小二乘法进行拟合，以获取频率拟合指数W，具体拟合公式如下：
lgG(n)＝-W×lgn-W(1+lgG)；
6.5)将路面等级R和频率拟合指数W，输入经过训练好并且阈值已优化的公路等级分类器中，获得公路等级因子L，其中，公路等级因子L与公路等级的关系为：
当前距离范围S1内公路等级为高速公路时，公路等级因子L＝0；
当前距离范围S1内公路等级为一级公路时，公路等级因子L＝1；
当前距离范围S1内公路等级为二级公路时，公路等级因子L＝2；
当前距离范围S1内公路等级为三级公路时，公路等级因子L＝3；
当前距离范围S1内公路等级为四级公路时，公路等级因子L＝4；
7)计算距离S1内综合评价因子，具体方法如下：
如果工况因子M＝0，则综合评价因子q＝0；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝0，则综合评价因子q＝1；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝1，则综合评价因子q＝2；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝2，则综合评价因子q＝3；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝3，则综合评价因子q＝4；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝4，则综合评价因子q＝5。
8)计算距离S2内的模式切换因子s，具体方法如图5所示，包括如下步骤：
8.1)在距离S2内，根据综合评价因子信号，构建综合评价因子信号向量Q，记为：其中，N2为S2内信号数目，即N2＝S2/S1，qj(j＝1，2，···，N2)表示S2距离内第j个综合评价因子信号；
8.2)根据综合评价因子信号向量分别计算向量中满足qr＝s1(1≤r≤N2；s1＝0，1，2，3，4，5)的元素的比例，分别记为I0、I1、I2、I3、I4和I5；
8.3)计算最大比例值Im＝max(I0，I1，I2，I3，I4，I5)，并据此计算模式切换因子s，具体计算方法如下：
若Im＝I0，则模式切换因子s＝0；
若Im＝I1，则模式切换因子s＝1；
若Im＝I2，则模式切换因子s＝2；
若Im＝I3，则模式切换因子s＝3；
若Im＝I4，则模式切换因子s＝4；
若Im＝I5，则模式切换因子s＝5；
9)电磁混合悬架模式切换，根据间隔距离S2内最大比例值Im和模式切换因子s综合决定混合电磁悬架工作模式的切换情况，具体方法为：如果间隔距离S2内，Im≤40％，电磁混合悬架保留上一时间段的工作模式，不进行模式切换；否则根据模式切换因子s对电磁混合悬架的工作模式进行相应的切换，其中，所述工作模式包括安全模式、舒适模式、综合模式和馈能模式，切换规则如下：
模式切换因子s＝0时，当前时段车辆处于非安全工况，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，对悬架进行主动控制，减小车身加速度，保证轮胎接地性，改善汽车平顺性和操纵稳定性；
模式切换因子s＝1时，当前车辆处于安全工况，公路等级为高速公路，车辆在高速下行驶，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，采用主动控制，保证轮胎接地性，改善汽车操纵稳定性；
模式切换因子s＝2时，当前车辆处于安全工况，公路等级为一级公路，路面平稳，将电磁混合悬架工作模式切换为馈能模式，将一部分悬架振动能量进行回馈；
模式切换因子s＝3时，当前车辆处于安全工况，公路等级为二级公路，路面质量一般，将电磁混合悬架工作模式切换为综合模式，不对悬架进行主动控制；
模式切换因子s＝4时，当前车辆处于安全工况，公路等级为三级公路，路面质量比较差，将电磁混合悬架工作模式切换为舒适模式，对悬架进行主动控制，抑制车身姿态的变化，改善汽车平顺性；
模式切换因子s＝5时，当前车辆处于安全工况，公路等级为四级公路，路面质量很差，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，对悬架进行主动控制，保证轮胎接地性，改善汽车操纵稳定性。

Claims (10)

1.一种基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于,包括如下步骤：
1)初始化系统变量，所述系统变量包括传感器采样距离参数S、间隔距离参数S1和间隔距离参数S2、加速度阈值a0及转向角阈值b0；
2)实时采集数据，即汽车每行驶距离S，车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度传感器和激光位移传感器分别采样车速信号u、采样转向角信号a、车身垂向加速度信号z1和激光位移传感器采样车身与路面相对位移信号z2；
3)计算距离S内的路面高程信号z和汽车加速度信号b；
4)构建汽车加速度信号向量A、汽车转向角信号向量B和路面高程信号向量Z，即每间隔距离S1，根据采样点的汽车加速度信号、汽车转向角信号及路面高程信号，分别构建汽车加速度信号向量A、汽车转向角信号向量B和路面高程信号向量Z，各信号向量形式如下：
汽车转向角信号向量
汽车加速度信号向量
路面高程信号向量
其中，N1为距离S1内采样点数目，即N1＝S1/S，ai(i＝1，2，…，N1)表示距离S1内第i个汽车转向角信号，bi(i＝1，2，…，N1)表示距离S1内第i个汽车加速度信号，zi(i＝1，2，…，N1)表示距离S1内第i个路面高程信号；
5)判断距离S1内汽车工况，并计算工况因子M；
6)识别距离S1内公路等级，并计算公路等级因子L；
7)计算距离S1内综合评价因子q；
8)构建综合评价因子信号向量Q，即每间隔距离S2，根据综合评价因子信号，构建综合评价因子信号向量Q，并计算距离S2内的模式切换因子s；
9)切换电磁混合悬架模式。
2.如权利要求1所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于,所述步骤3)中所述路面高程信号z的计算公式如下：
所述汽车加速度信号b的计算公式如下：
3.如权利要求1所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于，所述步骤5)中判断距离S1内汽车工况、计算工况因子M的方法如下：
5.1)根据转向角信号向量计算向量中满足|ai|≤a0(1≤i≤N1)的元素所占的比例P1；
5.2)根据汽车加速度信号向量计算向量中满足|bi|≤b0(1≤i≤N1)的元素所占的比例P2；
5.3)确定工况因子，若P1≥30％或者P2≥30％，则当前时段为非安全工况，工况因子M＝0；否则车辆处于安全工况，工况因子M＝1。
4.如权利要求1所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于，所述步骤6)中识别距离S1内公路等级、计算公路等级因子的方法如下：
6.1)利用Burg算法建立自回归模型，对路面高程信号向量Z进行空间频谱估计和分析，获取离散的功率谱密度函数值G(n)(其中n表示空间频率)；
6.2)利用Cote积分公式，对空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内离散的功率谱密度函数值G(n)进行数值积分，即从而得到空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内路面不平度均方值
6.3)依据空间频率在0.011m-1～2.83m-1范围内不同ISO等级路面的路面不平度均方值σ的范围，判断当前时段ISO路面等级R的值，得出当前时段路面不平度G；
6.4)对当前离散的功率谱密度函数值G(n)和空间频率n在对数坐标系下进行最小二乘法进行拟合，以获取频率拟合指数W，具体拟合公式如下：
lgG(n)＝-W×lgn-W(1+lgG)；
6.5)将路面等级R和频率拟合指数W，输入经过训练好并且阈值已优化的公路等级分类器中，获得公路等级因子L，所述公路等级因子L与公路等级的关系为：
当前距离范围S1内公路等级为高速公路时，公路等级因子L＝0；
当前距离范围S1内公路等级为一级公路时，公路等级因子L＝1；
当前距离范围S1内公路等级为二级公路时，公路等级因子L＝2；
当前距离范围S1内公路等级为三级公路时，公路等级因子L＝3；
当前距离范围S1内公路等级为四级公路时，公路等级因子L＝4。
5.如权利要求1所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于，所述步骤7)中，计算距离S1内综合评价因子q的方法如下：
如果工况因子M＝0，则综合评价因子q＝0；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝0，则综合评价因子q＝1；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝1，则综合评价因子q＝2；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝2，则综合评价因子q＝3；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝3，则综合评价因子q＝4；
如果工况因子M＝1且公路等级因子L＝4，则综合评价因子q＝5。
6.如权利要求1所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于所述步骤8)中，计算距离S2内的模式切换因子的方法如下：
8.1)在距离S2内，根据综合评价因子信号，构建综合评价因子信号向量Q，记为：其中，N2为S2内信号数目，即N2＝S2/S1，qj(j＝1，2，···，N2)表示S2距离内第j个综合评价因子信号；
8.2)根据综合评价因子信号向量分别计算向量中满足qr＝s1(1≤r≤N2；s1＝0，1，2，3，4，5)的元素的比例，分别记为I0、I1、I2、I3、I4和I5；
8.3)计算最大比例值Im＝max(I0，I1，I2，I3，I4，I5)，确定模式切换因子s。
7.如权利要求1所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于，所述步骤9)中电磁混合悬架模式切换方法为：如果距离S2内，Im≤40％，电磁混合悬架保留上一时间段的工作模式，不进行模式切换；否则根据模式切换因子s对电磁混合悬架的工作模式进行切换。
8.如权利要求6所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于，所述步骤8.3)中，确定模式切换因子s的方法如下：
若Im＝I0，则模式切换因子s＝0；
若Im＝I1，则模式切换因子s＝1；
若Im＝I2，则模式切换因子s＝2；
若Im＝I3，则模式切换因子s＝3；
若Im＝I4，则模式切换因子s＝4；
若Im＝I5，则模式切换因子s＝5。
9.如权利要求7所述的基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换方法，其特征在于所述根据模式切换因子s对电磁混合悬架的工作模式进行切换，其中，所述电磁混合悬架的工作模式包括安全模式、舒适模式、综合模式和馈能模式，切换规则如下：
模式切换因子s＝0时，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，
模式切换因子s＝1时，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式，
模式切换因子s＝2时，将电磁混合悬架工作模式切换为馈能模式，
模式切换因子s＝3时，将电磁混合悬架工作模式切换为综合模式，
模式切换因子s＝4时，将电磁混合悬架工作模式切换为舒适模式，
模式切换因子s＝5时，将电磁混合悬架工作模式切换为安全模式。
10.一种基于公路等级识别的混合电磁悬架模式切换系统，其特征在于包括信号采集模块、信号处理模块、工况判断模块、公路等级识别模块、模式识别模块和执行模块，其中，所述信号处理模块、工况判断模块、公路等级识别模块和模式识别模块集成在ECU芯片中，模块间通过CAN总线连接，信号采集模块通过线束与ECU芯片进行数据传输；所述信号采集模块包括采样传感器、车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度、激光位移传感器，采样传感器安装在汽车车轮上，根据车辆行驶的一定距离产生采样脉冲，用于控制车速传感器、转向角传感器、车身垂向加速度传感器和激光位移传感器进行工作；所述车速传感器安装在汽车变速箱输出轴上，用于采集车速信号；所述转向角传感器安装在汽车转向管柱下方，用于采集方向盘转动角度和转向方向的信号；所述车身垂向加速度传感器安装在簧载质量上，用于采集车身垂向加速度信号；所述激光位移传感器安装在簧载质量上，用于采集车身与路面相对位移信号；所述信号处理模块，用于计算各采样点的路面高程信号、采样点的汽车加速度信号并构建汽车加速度信号向量、汽车转向角信号向量和路面高程信号向量；所述工况判断模块用于识别当前工况并计算工况因子；所述公路等级识别模块用于计算公路等级因子，识别公路等级；所述模式识别模块，用于计算模式切换因子，识别当前悬架切换的模式；所述执行模块，用于控制混合电磁悬架内直线电机的工作状况，实现电磁混合悬架工作模式的切换。
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