CN110509737A - 一种自适应电控悬架控制系统及方法 - Google Patents

一种自适应电控悬架控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆悬架调节技术领域，特别是一种自适应电控悬架控制系统及方法，该控制系统包括控制器，所述控制器的输入端用于获取车速信号，所述控制器的输出端用于控制连接气囊和减振器；当车速大于设定车速值时，控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼，在车辆行驶中同时调整悬架刚度和减震阻尼，更好的体现车辆的操控性能和舒适性能，解决在一般直线行驶时自动控制车辆悬架无法更好兼顾车辆操控性和舒适性的问题。

Description

一种自适应电控悬架控制系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆悬架调节技术领域，特别是一种自适应电控悬架控制系统及方法。
背景技术
车辆在行驶过程中，由于不平路面较多，加上减速带等颠簸路面经常出现，导致车辆在通过这些比较差的路面时，产生冲击感大，颠簸严重等极其不舒服的问题，导致客户抱怨，乘客乘坐极其不舒服。而将悬架刚度降低，减振器阻尼力调小，可以获得更舒适的悬架性能，但由于降低了悬架的刚度和阻尼，也带来了操控不足，侧倾感较大，导致驾乘安全性降低的问题。
有中国专利公布号为CN105109299A的专利文献公开了一种多工况汽车电控悬架系统及其控制方法，系统包括信号处理模块、电子控制模块和悬架调节执行机构，其中信号处理模块先对车速信号、车身状态信号等进行采集、处理和分析，并将车辆行驶工况分为一般直线有驶、变速直线行驶和转向行驶三种；电子控制模块提据不同的行驶工况，确定出最佳的调整方式和控制策略，并通过驱动电路分别与悬架高度、刚度和阻尼调节执行机构相连。
但是，在一般直线行驶时，仅仅通过对减振器的阻尼进行调整，使减振器阻尼处于“硬”、“中”或“软”的状态，而对于车辆的悬架刚度未进行调整，使得其无法在一般直线行驶尤其在高速行驶时更好提高车辆的操控性，且无法在低速行驶时获得更好的车辆舒适性，因此在车辆一般行驶过程中更好的兼顾车辆操控性和舒适性的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应电控悬架控制系统及方法，用以解决在一般直线行驶时自动控制车辆悬架无法更好兼顾车辆操控性和舒适性的问题。
为了在车辆行驶中更好的根据车辆状态实现车辆操控性和舒适性的兼顾，尤其在车辆直线行驶时，同时调整悬架刚度和减震阻尼，更好的体现车辆的操控性能和舒适性能，解决现有技术在自动控制车辆悬架过程中无法更好兼顾车辆操控性和舒适性的问题，本发明提供一种自适应电控悬架控制系统，包括控制器，所述控制器的输入端用于获取车速信号，所述控制器的输出端用于控制连接气囊和减振器；当车速大于设定车速值时，所述控制器控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
进一步地，为了在车辆出现颠簸时增加车辆的舒适性，所述控制系统还包括竖向加速度传感器，所述控制器的输入端连接所述竖向加速度传感器，当竖向加速度大于设定竖向加速度值时，所述控制器控制降低气囊动刚度，且控制降低减振器阻尼。
进一步地，为了在车辆转向的时以车辆的操控性能为主，提高车辆行驶安全，所述控制系统还包括方向盘角传感器和转向加速度传感器，所述控制器的输入端连接所述方向盘角传感器和转向加速度传感器，当方向盘转角大于设定转角且转向加速度大于设定转向加速度值时，所述控制器控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
进一步地，为了在车辆急刹或者车辆急加速的情况下提高车辆的操控性能，保证车辆的行驶安全，所述控制器的输入端还用于获取油门踏板开度信号和/或制动踏板开度信号，当油门踏板开度大于第一设定开度值或制动踏板开度大于第二设定开度值时，所述控制器控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
进一步地，为了便于车辆的线路布置，所述控制器上设置有CAN接口，所述CAN接口用于通过CAN总线获取车速信号、油门踏板开度信号和制动踏板开度信号。
进一步地，为了实现对气囊的充放气，所述控制器通过气囊电磁阀用于控制气囊，所述气囊电磁阀设置在对应的气囊与气源之间的管路上。
进一步地，为了实现对减振器阻尼的控制，所述控制器通过减振器电磁阀用于控制减振器。
进一步地，为了对驾驶员进行提示，所述控制系统还包括显示单元，所述控制器的输出端连接所述显示单元，以根据当前气囊和减振器状态显示相应的提示信息。
为了实现在车辆正常行驶时更好的兼顾车辆的操作性和舒适性，本发明提供一种自适应电控悬架控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取车辆的车速信息；
2)判断车速值是否小于设定车速值；
3)若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
进一步地，为了在车辆出现颠簸时增加车辆的舒适性，还获取竖向加速度信息，判断竖向加速度是否小于设定竖向加速度值，若大于，则控制降低气囊动刚度和减振器阻尼。
进一步地，为了在车辆紧急变向时以车辆的操控性能为主，还获取方向盘转角信息和转向加速度信息，判断方向盘转角是否小于设定转角且转向加速度小于设定转向加速度值，若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
进一步地，为了在车辆急刹或者车辆急加速的情况下提高车辆的操控性能，保证车辆的行驶安全，还获取油门踏板开度信息和/或制动踏板信息，判断油门踏板开度是否小于第一设定开度值或制动踏板开度是否小于第二设定开度值，若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
附图说明
图1是一种自适应电控悬架控制系统的结构原理图；
图2是实施例1的一种自适应电控悬架控制方法的流程图；
图3是实施例2的一种自适应电控悬架控制方法的流程图；
图4是实施例3的一种自适应电控悬架控制方法的流程图；
图5是实施例4的一种自适应电控悬架控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例1提供一种自适应电控悬架控制系统，如图1所示，包括控制器6和车速传感器；其中，该控制器6通过气囊电磁阀4用于控制对应的气囊，气囊电磁阀4设置在对应的气囊与气源之间的管路上，用于控制气囊1的动刚度大小；该控制器6通过减振器电磁阀3，用于控制减振器2的阻尼大小。
上述的控制器6的输出端连接气囊电磁阀4和减振器电磁阀3，该控制器6的输入端连接车速传感器；该控制器6上可以通过设置CAN接口，用于连接CAN总线11以获取车速信息，即控制器6通过CAN总线11连接车速传感器，该车速传感器可以为车辆本身自带的传感器，该控制器6也可以不设置有CAN接口，而直接连接一个另外设置的车速传感器。
减振器2与减振器电磁阀3相连，该减震器电磁阀3可以设置于减震器的旁通油路上，通过电流控制减振器电磁阀3开启度来改变旁通油路的流量，从而改变阻尼，气囊电磁阀4连接气囊1与辅助气室5，可通过气囊电磁阀4的通断，控制气囊1与辅助气室5之间的通断，来改变悬架行驶过程中的刚度。
上述的控制系统还包括显示单元10，该控制器6的输出端连接该显示单元10，以根据当前气囊1和减振器2状态显示相应的提示信息。
基于上述的控制系统，本实施例1提供一种自适应电控悬架控制方法，如图2所示，根据获取的车辆的车速信息，判断车速值是否小于设定车速值；若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
当车辆行驶在高速工况下，控制器6通过采集车速信号，当车速大于设定值时辨识出整车处于高速工况，通过线束9向减振器电磁阀3发出指令，改变占空比，从而改变旁通油路的液体流量，增大减振器阻尼力，并同时向气囊电磁阀4发出指令，将气囊电磁阀4关闭，从而降低气囊行驶过程中的体积，增大气囊动刚度，实现阻尼和刚度的同时增大，获得良好的操纵稳定性，保证整车安全，同时控制器6将操控模式信号发送到显示单元10，实时显示目前车辆处于操作模式状态。
实施例2
在实施例1的基础上，上述的控制系统还包括竖向加速度传感器7，上述的控制器6的输入端连接该竖向加速度传感器7，该控制器6上可以通过设置CAN接口，用于连接CAN总线11以获取竖向加速度信息，即控制器6通过CAN总线11连接竖向加速度传感器，如图1所示，该控制器6也可以不设置有CAN接口，而直接连接该竖向加速度传感器7。
基于上述的控制系统，本实施例2提供一种自适应电控悬架控制方法，如图3所示，还获取竖向加速度信息，判断竖向加速度是否小于设定竖向加速度值，当竖向加速度大于设定纵向加速度值时，控制降低气囊动刚度，且控制降低减振器阻尼。
当车辆行驶一般公路或颠簸路等不平路面工况时，控制器6通过采集竖向加速度传感器7的加速度信号，当竖向加速度大于设定值时辨识出整车处于一般公路或颠簸路等不平路面工况，通过线束9，向减振器电磁阀3发出指令，改变占空比，从而改变旁通油路的液体流量，降低减振器阻尼力，并同时向气囊电磁阀4发出指令，将气囊电磁阀4开启，从而降低气囊行驶过程中的体积，降低气囊动刚度，实现阻尼和刚度的同时降低，获得良好的舒适性，保证整车行驶舒适，同时控制器6将舒适模式信号发送到显示单元10读取，实时显示目前车辆处于操作模式状态。
实施例3
在实施例2的基础上，上述的控制系统还包括方向盘角传感器8，上述的控制器6的输入端连接该方向盘角传感器8和转向加速度传感器，该控制器6上可以通过设置CAN接口，用于连接CAN总线11以获取方向盘转角信息和转向加速度信息，即控制器6通过CAN总线11连接方向盘角传感器和转向加速度传感器，如图1所示，该控制器6也可以不设置有CAN接口，而直接连接该方向盘角传感器8和转向加速度传感器(图中未画出)。
基于上述的控制系统，本实施例3提供一种自适应电控悬架控制方法，如图4所示，获取方向盘转角信息和转向加速度信息，判断方向盘转角是否小于设定转角且转向加速度小于设定转向加速度值，当方向盘转角大于设定转角时，控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
当车辆紧急变道时，控制器6通过采集方向盘角传感器8里的方向盘转角，当转角大于设定值时辨识出整车处于转向变道工况，通过线束9，向减振器电磁阀3发出指令，改变占空比，从而改变旁通油路的液体流量，增大减振器阻尼力，并同时向气囊电磁阀4发出指令，将气囊电磁阀4关闭，从而降低气囊行驶过程中的体积，增大气囊动刚度，实现阻尼和刚度的同时增大，获得良好的操纵稳定性，保证整车安全，同时控制器6将舒适模式信号发送到显示单元10读取，实时显示目前车辆处于操作模式状态。
实施例4
在实施例2或实施例3的基础上，上述的控制器的输入端还用于获取油门踏板开度信号和/或制动踏板开度信号，该控制器6上可以通过设置CAN接口，用于连接CAN总线11获取油门踏板开度信号和制动踏板开度信号，即控制器6通过CAN总线11连接油门踏板开度传感器和制动踏板开度传感器，该油门踏板开度传感器和制动踏板开度传感器可以为车辆本身自带的传感器，如图1所示，该控制器6也可以不设置有CAN接口，直接连接一个另外设置的油门踏板开度传感器和制动踏板开度传感器。
基于上述的控制系统，本实施例4提供一种自适应电控悬架控制方法，如图5所示，获取油门踏板开度信息和/或制动踏板信息，判断油门踏板开度是否小于第一设定开度值或制动踏板开度是否小于第二设定开度值，当油门踏板开度大于第一设定开度值或制动踏板开度大于第二设定开度值时，控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
当车辆紧急制动或急加速时，控制器6通过采集整车CAN信号11里的制动踏板信号及油门踏板信号辨识出整车处于急制动或急加速的工况，通过线束9，向减振器电磁阀3发出指令，改变占空比，从而改变旁通油路的液体流量，增大减振器阻尼力，并同时向气囊电磁阀4发出指令，将气囊电磁阀4关闭，从而降低气囊行驶过程中的体积，增大气囊动刚度，实现阻尼和刚度的同时增大，获得良好的操纵稳定性，保证整车安全，同时控制器6将操控模式信号发送到CAN信号11里，由显示单元10读取，实时显示目前车辆状态，提升整车智能化水平。
为了实现气囊动刚度和减震器阻尼的调节，本发明所有实施例的调节方式不仅限于通过气囊电磁阀和减震器电磁阀进行调节，还可用其他现有的气囊调节和减震器调节技术进行替换。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自适应电控悬架控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器的输入端用于获取车速信号，所述控制器的输出端用于控制连接气囊和减振器；当车速大于设定车速值时，所述控制器控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
2.根据权利要求1所述的自适应电控悬架控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括竖向加速度传感器，所述控制器的输入端连接所述竖向加速度传感器，当竖向加速度大于设定竖向加速度值时，所述控制器控制降低气囊动刚度，且控制降低减振器阻尼。
3.根据权利要求2所述的自适应电控悬架控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括方向盘角传感器和转向加速度传感器，所述控制器的输入端连接所述方向盘角传感器和转向加速度传感器，当方向盘转角大于设定转角且转向加速度大于设定转向加速度值时，所述控制器控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
4.根据权利要求2或3所述的自适应电控悬架控制系统，其特征在于，所述控制器的输入端还用于获取油门踏板开度信号和/或制动踏板开度信号，当油门踏板开度大于第一设定开度值或制动踏板开度大于第二设定开度值时，所述控制器控制增加气囊动刚度，且控制增加减振器阻尼。
5.根据权利要求4所述的自适应电控悬架控制系统，其特征在于，所述控制器上设置有CAN接口，所述CAN接口用于通过CAN总线获取车速信号、油门踏板开度信号和制动踏板开度信号。
6.根据权利要求1所述的自适应电控悬架控制系统，其特征在于，所述控制器通过气囊电磁阀用于控制对应的气囊，所述气囊电磁阀设置在对应的气囊与气源之间的管路上。
7.一种自适应电控悬架控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取车辆的车速信息；
2)判断车速值是否小于设定车速值；
3)若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
8.根据权利要求7所述的自适应电控悬架控制方法，其特征在于，还获取竖向加速度信息，判断竖向加速度是否小于设定竖向加速度值，若大于，则控制降低气囊动刚度和减振器阻尼。
9.根据权利要求8所述的自适应电控悬架控制方法，其特征在于，还获取方向盘转角信息和转向加速度信息，判断方向盘转角是否小于设定转角且转向加速度小于设定转向加速度值，若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
10.根据权利要求8或9所述的自适应电控悬架控制方法，其特征在于，还获取油门踏板开度信息和/或制动踏板信息，判断油门踏板开度是否小于第一设定开度值或制动踏板开度是否小于第二设定开度值，若大于，则控制增加气囊动刚度和减振器阻尼。
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