CN110803080B - 空气弹簧座椅减振控制方法、装置、设备及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气弹簧座椅减振控制方法、装置、设备及车辆，方法包括：在检测到车速信号时，获取路况信息、乘员自身重量及车速信息；根据车速信息、路况信息及乘员自身重量，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值；根据最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使步进电机根据最佳开度指令，将节流阀开度调节至最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。本发明能够不需要加装额外的传感器，同时又能自动调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅时刻处于最佳的减振状态，从而保持乘员健康并提高乘员的乘坐舒适性。

Description

空气弹簧座椅减振控制方法、装置、设备及车辆

技术领域

本发明涉及车辆座椅领域，尤其涉及一种空气弹簧座椅减振控制方法、装置、设备及车辆。

背景技术

当车辆在路面上正常行驶时，由路面不平度产生的振动将通过车轮、悬架、车身系统传递到座椅并影响到乘员。若乘员长时间处于振动状态下，将会降低乘员的乘坐舒适性并影响到身体健康。其中，座椅为振动传递的最后一个环节，其减振能力的强弱将直接影响到作用于乘员的振动，因此提升座椅的减振性能具有重要意义。现有的车辆座椅种类繁多，从减振的角度可以分为主动座椅、半主动座椅、被动座椅三种形式。被动座椅主要是传统形式的座椅，其直接固定于车身上，自身的减振效果很差，但优点是结构简单，工作可靠且成本很低。半主动座椅则是在座椅上加装有减振设备，并可以依据工况改变减振设备刚度阻尼等参数以提升座椅的减振性能，其结构较简单，减振效果好。主动座椅通过相关传感器来实时监测车辆运行状况，并通过计算机控制系统实时处理分析传感器数据，依据处理结果发出指令让执行机构实时产生主动控制力从而提高座椅的减振性能，主动座椅减振效果最好，但其复杂的系统结构可能导致座椅的工作可靠性问题，同时额外的传感器也会增加座椅的制造成本，而本发明所涉及的带附加气室空气弹簧座椅属于一种半主动座椅。

现有的一种带附加气室空气弹簧座椅主要是在座椅上下板之间安装了空气弹簧与阻尼杆等作为减振部件，利用空气弹簧的非线性刚度特性提供弹性力，阻尼杆提供阻尼力从而形成一个减振控制设备。因此，通过对空气弹簧进行充放气以改变弹簧刚度，或者通过加装一个与空气弹簧相连的附加气室，通过两者之间的节流阀可以改变空气弹簧的刚度和阻尼，以提高座椅的减振性能。具体地，其控制技术原理主要可以分为两类，一类是依据驾驶员主观感受手动调节座椅的减振控制设备的刚度与阻尼，从而实现不同工况下的座椅的减振参数的动态调整，以提升座椅的减振性能，但是这种手动调节的控制方法，效率低且精度难以保证。另一类是在座椅上加装相应的传感器，减振控制设备依据传感器传输的信号自动调节座椅减振控制设备的刚度和阻尼，从而使座椅在不同工况下均能保持良好的减振性能，但是这种自动调节的控制方法，需要采用额外的传感器来采集座椅振动情况，然后依据传感器信号再执行相关控制操作，则对传感器的精度、可靠性等要求都较高，若传感器损坏则座椅的减振性能将大大降低，同时加装传感器也会引入额外的成本，导致成本较高。

已知的专利申请201610687308.7的公开了一种气悬浮座椅的控制系统及气悬浮座椅，通过在座椅上加装位置传感器，实时监测座椅位置变化。座椅系统根据位移传感器信号，通过ECU控制电磁阀对空气弹簧进行充放气，从而控制座椅升降以提高座椅减振性能。此种控制策略需要加装额外的传感器，对传感器的精度和可靠性要求较高，一旦传感器发生故障则整个控制系统便无法正常工作。同时引入额外的传感器会增加产品成本，降低产品利润。

已知的专利申请201910012564.X的公开了一种基于电流变液的车辆座椅悬架控制方法，通过在座椅上加装加速度传感器监测座椅振动情况，依据加速度信号动态调节电流变液的电压以改变系统阻尼，通过对空气弹簧进行充放气调节空气弹簧刚度。此类控制方法同样需要加装额外的传感器，且额外引入的电流变液阻尼器也增加了系统的成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供空气弹簧座椅减振控制方法、装置、设备及车辆，能够不需要加装额外的传感器，同时又能依据空气弹簧座椅的实际工作状况自动调节座椅系统参数，使空气弹簧座椅时刻处于最佳的减振状态。

本发明实施例提供了一种空气弹簧座椅减振控制方法，包括：

S101，在检测到车速信号时，获取乘员在中控屏幕上选择的车辆行驶的路况信息、乘员自身重量以及通过车辆CAN线读取的车辆当前行驶的车速信息；

S102，根据车速信息、路况信息以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀开度最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值；其中，所述节流阀开度最佳开度数据库是基于路况信息、各车辆行驶车速信息、不同乘员重量对应的节流阀最佳开度所建立的数据库；

S103，根据所述最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使所述步进电机根据所述最佳开度指令，将节流阀开度调节至所述最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。

优选地，还包括：

接收所述步进电机发送的执行完成操作指令；其中，所述执行完成操作指令为所述步进电机在将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度后生成；

根据所述执行完成操作指令，检测当前是否存在车速信号；

当检测到当前存在车速信号时，转至S101的步骤；

当检测到当前不存在车速信号或车速为零时，则不执行任何操作。

优选地，所述车速信息包括车辆的行驶车速；所述路况信息包括路况类型、不同路况类型的路面不平度系数，则根据车速信息、路况类型以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值，具体为：

根据车辆的行驶车速以及不同类型路面的路面不平度系数，基于滤波白噪声法，获得作用于车轮的路面位移随机激励信号；

根据所述路面位移随机激励信号、车辆簧下质量、车辆簧上质量、车辆悬架的阻尼以及刚度，基于车轮车身二自由度模型，获得作用于座椅底板的位移随机激励信号；

根据所述作用于座椅底板的位移随机激励信号，基于座椅动力学仿真模型，获得所述空气弹簧座椅的最小加速度；

从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻与所述最小加速度匹配的节流阀最佳开度值。

优选地，作用于车轮的路面位移随机激励信号的表达式为：

Z_g＝f(u,g₀,n_d,n₀)；

其中，u为车辆的行驶车速，g₀为不同路况类型的路面不平度系数，n₀为下截止频率，n_d为参考频率，Z_g为作用于车轮的路面位移随机激励信号；

作用于座椅底板的位移随机激励信号表达式为:

Z₁＝f(Z_g,M₁,M₂,K,C)；

其中，Z_g为路面位移随机激励，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，M₁为车辆簧下质量，M₂为车辆簧上质量，C为车辆悬架的阻尼，K为车辆悬架的刚度；

空气弹簧座椅的加速度响应值的表达式为：

a＝f(Z₁,m,k,c)；

其中，a为加速度响应值，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，k为座椅悬架刚度，c为座椅悬架阻尼、m为乘员重量。

优选地，所述路况类型包括：沥青路、水泥混凝土路以及土路。

本发明还提供了一种空气弹簧座椅减振控制装置，包括：

车速信号检测单元，用于在检测到车速信号时，获取乘员在中控屏幕上选择的车辆行驶的路况信息、乘员自身重量以及通过车辆CAN线读取的车辆当前行驶的车速信息；

节流阀最佳开度值匹配单元，用于根据车速信息、路况信息以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀开度最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值；其中，所述节流阀开度最佳开度数据库是基于路况信息、各车辆行驶车速信息、不同乘员重量对应的节流阀最佳开度所建立的数据库；

最佳开度指令生成单元，用于根据所述最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使所述步进电机根据所述最佳开度指令，将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。

优选地，还包括：

执行完成操作指令单元，用于接收所述步进电机发送的执行完成操作指令；其中，所述执行完成操作指令为所述步进电机在将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度后生成；

信号检测单元，用于根据所述执行完成操作指令，检测当前是否存在车速信号；

通知单元，用于当在检测到车速信号时，通知车速信号检测单元。

操作不执行单元，用于当检测到当前不存在车速信号或车速为零时，则不执行任何操作。

优选地，包括：

所述车速信息包括车辆的行驶车速；所述路况信息包括路况类型、不同路况类型的路面不平度系数，则节流阀最佳开度值匹配单元，具体包括为：

路面位移随机激励信号获取模块，用于根据车辆的行驶车速以及不同类型路面的路面不平度系数，基于滤波白噪声法，以获得作用于车轮的路面位移随机激励信号；

位移随机激励信号获取模块，用于根据所述路面位移随机激励信号、车辆簧下质量、车辆簧上质量、车辆悬架的阻尼以及刚度，基于车轮车身二自由度模型，获得作用于座椅底板的位移随机激励信号；

最小加速度获取模块，用于根据所述作用于座椅底板的位移随机激励信号，基于动力学仿真模型，获得所述空气弹簧座椅的最小加速度；

匹配模块，用于从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻与所述最小加速度匹配节流阀最佳开度值。

优选地，作用于车轮的路面位移随机激励信号的表达式为：

Z_g＝f(u,g₀,n_d,n₀)；

其中，u为车辆的行驶车速，g₀为不同路况类型的路面不平度系数，n₀为下截止频率，n_d为参考频率，Z_g为作用于车轮的路面位移随机激励信号；

作用于座椅底板的位移随机激励信号表达式为:

Z₁＝f(Z_g,M₁,M₂,K,C)；

其中，Z_g为路面位移随机激励，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，M₁为车辆簧下质量，M₂为车辆簧上质量，C为车辆悬架的阻尼，K为车辆悬架的刚度；

空气弹簧座椅的加速度响应值的表达式为：

a＝f(Z₁,m,k,c)；

其中，a为加速度响应值，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，k为座椅悬架刚度，c为座椅悬架阻尼、m为乘员重量。

优选地，所述路况类型包括：沥青路、水泥混凝土路以及土路。

本发明还提供了一种空气弹簧座椅减振控制设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如上述所述的空气弹簧座椅减振控制方法。

本发明还提供了一种车辆，包括如上述所述的空气弹簧座椅减振控制设备以及空气弹簧座椅；所述空气弹簧座椅包括空气弹簧、阻尼器以及附加气室节流阀；所述空气弹簧座椅减振控制设备分别与所述空气弹簧、阻尼器以及附加气室节流阀电连接。

上述一个实施例中，空气弹簧座椅减振控制设备通过检测车辆CAN线中的车速后开始工作，然后根据路况信息、乘员重量、车速信息等三个变量为依据，从预先建立的数据库中匹配节流阀的最佳开度值，并将最佳开度指令传送到调节节流阀开度的步进电机，使步进电机将节流阀开度控制到指令规定的开度，此时座椅的减振性能达到该路况信息、乘员重量、车速信息的最佳水平，座椅减振效果最好，从而使得本发明无需加装额外的传感器即可依据不同路况信息实时调节座椅节流阀开度，从而使座椅在任何情况下的减振性能均可达到最佳状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明现有技术的空气弹簧座椅结构示意图。

图2是本发明第一实施例提供的空气弹簧座椅减振控制方法的流程示意图。

图3是本发明第一实施例提供的某路况下不同车速对应的节流阀开度与加速度响应值的关系曲线图。

图4是本发明第一实施例提供的不同乘员质量下的节流阀开度与加速度响应值的关系曲线图。

图5是本发明第二实施例提供的空气弹簧座椅减振控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例一：

如图1所示，带附加气室空气弹簧座椅包括空气弹簧4、附加气室部件5、座椅上板1、座椅底板3、剪杆2、阻尼器6、附加气室节流阀7、导管8以及气泵9；其中，空气弹簧4与附加气室部件5布置于座椅上板1与座椅底板3之间，座椅上板1与座椅底板3直接通过剪杆2相连接，相邻剪杆2之间铰接在一起，并以一定的角度倾斜布置于座椅底板3之上，座椅上板1与座椅底板3之间还倾斜布置了一阻尼器6，以提高座椅的横向稳定性。当座椅底板3受到来自车身的激励时，座椅上板1与座椅底板3之间会发生一定的相对位移，此时由空气弹簧4产生的弹性力和阻尼器6产生的阻尼力直接作用于座椅上板1与座椅底板3之间，同时由附加气室节流阀7产生的节流阀开度引起的阻尼也会生成一定的阻尼力。其中，气泵9用于提供压缩空气，使空气弹簧4保持额定的空气内压力。

发明人在实施本发明的过程中发现，影响空气弹簧座椅振动因素主要分为两个部分，一部分是作用于空气弹簧座椅的激励信号，其激励信号主要由车辆行驶的路况信息与车辆行驶的车速信息决定。另一部分是空气弹簧座椅自身的减振性能，其主要由乘员自身重量以及空气弹簧座椅的刚度和阻尼等三个参数决定，因此，为了使空气弹簧座椅时刻均能处于最佳的减振状态，以保持乘员健康并提高乘员的乘坐舒适性，本发明从所述控制方法对空气弹簧座椅的阻尼和刚度进行控制，具体地，请参阅图2至图4，本发明实施例一提供了一种空气弹簧座椅减振控制方法，其可由空气弹簧座椅减振控制设备来执行，特别的，由空气弹簧座椅减振控制设备内的一个或多个处理器来执行，并至少包括如下步骤：

S101，在检测到车速信号时，获取乘员在中控屏幕上选择的车辆行驶的路况信息、乘员自身重量以及通过车辆CAN线读取的车辆当前行驶的车速信息。

在本实施例中，在车辆行驶前，乘员可预先通过中控台系统的中控屏幕选择车辆行驶的路况信息，以及输入乘员自身重量，其中，所述路况信息包括路况类型，所述路况类型包括：沥青路、水泥混凝土路以及土路等。例如，乘员的重量为70kg，则对应输入乘员自身重量为70kg，乘员可预先通过中控台系统的中控屏幕选择车辆行驶的路况类型为水泥混凝土路等。需要说明的是，车辆启动由于车速为0，空气弹簧座椅减振控制设备无法检测到车速信号，则空气弹簧座椅减振控制设备的主动控制系统不工作，即空气弹簧座椅减振控制设备检测到车速信号时，则空气弹簧座椅减振控制设备的主动控制系统开始工作。

S102，根据车速信息、路况信息以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值；其中，所述节流阀最佳开度数据库是基于路况信息、各车辆行驶车速信息、不同乘员重量对应的节流阀最佳开度所建立的数据库。

参见图3和图4，在本实施例中，通过动力学仿真软件ADAMS中建立的空气弹簧座椅动力学仿真模型，基于ADAMS中的优化设计模块，分析处空气弹簧座椅在不同路况类型、不同行驶车速、不同乘员质量下时，空气弹簧座椅加速度响应值与节流阀开度之间的关系曲线，从而得到将节流阀开度调节至加速度响应最小值对应开度，即可使空气弹簧座椅处于最佳的减振状态，同时预先建立了车辆在行驶过程中所遇到的所有路况类型、各行驶车速、不同驾驶员质量对应的节流阀最佳开度数据库。因此，本发明可以根据任一路况下空气弹簧座椅加速度响应最小值对应的节流阀开度，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值，具体地，S102包括以下步骤：

S1，根据车速信息包含的车辆的行驶车速以及包含所述路况信息不同类型路面的路面不平度系数，基于滤波白噪声法，以获得作用于车轮的路面位移随机激励信号；

S2，根据所述路面位移随机激励信号、车辆簧下质量、车辆簧上质量、车辆悬架的阻尼以及刚度，基于车轮车身二自由度模型，获得作用于座椅底板的位移随机激励信号；

S3，根据所述作用于座椅底板的位移随机激励信号，基于座椅动力学仿真模型，获得所述空气弹簧座椅的最小加速度；

S4，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻与所述最小加速度匹配的节流阀最佳开度值。

其中，作用于车轮的路面位移随机激励信号的表达式为：

Z_g＝f(u,g₀,n_d,n₀)；

其中，u为车辆的行驶车速，g₀为不同路况类型的路面不平度系数，n₀为下截止频率，n_d为参考频率，Z_g为作用于车轮的路面位移随机激励信号；

作用于座椅底板的位移随机激励信号表达式为:

Z₁＝f(Z_g,M₁,M₂,K,C)；

其中，Z_g为路面位移随机激励，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，M₁为车辆簧下质量，M₂为车辆簧上质量，C为车辆悬架的阻尼，K为车辆悬架的刚度；

空气弹簧座椅的加速度响应值的表达式为：

a＝f(Z₁,m,k,c)；

其中，a为加速度响应值，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，k为座椅悬架刚度，c为座椅悬架阻尼、m为乘员重量。根据上式，当乘员质量m，车速u与路面不平度系数g₀即Z₁确定后，通过优化算法可以获得使a取得最小值时对应的座椅悬架刚度k与阻尼c值的大小，车载终端从而根据k与c值匹配数据库中相应的节流阀开度值并发送相应指令。

S103，根据所述最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使所述步进电机根据所述最佳开度指令，将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。

在本实施例中，所述步进电机用于接收空气弹簧座椅减振控制设备发送的最佳开度指令，并基于所述指令将节流阀开度控制到指令规定的开度，以及步进电机在执行一次操作(将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度)后，向空气弹簧座椅减振控制设备反馈特定信号(执行完成操作指令)，使空气弹簧座椅减振控制设备接收到所述步进电机发送的执行完成操作指令，重新检测当前车速信号。

综上，空气弹簧座椅减振控制设备通过检测车辆CAN线中的车速后开始工作，然后根据路况信息、乘员重量、车速信息等三个变量为依据，从预先建立的数据库中匹配节流阀的最佳开度值，并将最佳开度指令传送到调节节流阀开度的步进电机，使步进电机将节流阀开度控制到指令规定的开度，此时座椅的减振性能达到该路况信息、乘员重量、车速信息的最佳水平，座椅减振效果最好，从而使得本发明无需加装额外的传感器即可依据不同路况信息实时调节座椅节流阀开度，从而使座椅在任何情况下的减振性能均可达到最佳状态。

在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，当行驶车速发生变化时，或者车辆当前行驶的路况类型由水泥混凝土路转变为沥青路、沥青路转变为土路时，车速、路况类型的变化均能被空气弹簧座椅减振控制设备的控制程序识别并做出相应反应，使座椅的减振性能时刻处于最优状态，则空气弹簧座椅减振控制设备接收所述步进电机发送的执行完成操作指令；其中，所述执行完成操作指令为所述步进电机在将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度后生成；并根据所述执行完成操作指令，检测当前车速信号，并在检测到车速信号时，重复执行步骤S101-S103。

本发明第二实施例：

参阅图5，本发明第二实施例还提供了一种空气弹簧座椅减振控制装置，包括：

车速信号检测单元100，用于在检测到车速信号时，获取乘员在中控屏幕上选择的车辆行驶的路况信息、乘员自身重量以及通过车辆CAN线读取的车辆当前行驶的车速信息；

节流阀最佳开度值匹配单元200，用于根据车速信息、路况信息以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀开度最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值；其中，所述节流阀最佳开度数据库是基于路况信息、各车辆行驶车速信息、不同乘员重量对应的节流阀最佳开度所建立的数据库；

最佳开度指令生成单元300，用于根据所述最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使所述步进电机根据所述最佳开度指令，将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。

在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，还包括：

执行完成操作指令单元，用于接收所述步进电机发送的执行完成操作指令；其中，所述执行完成操作指令为所述步进电机在将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度后生成；

信号检测单元，用于根据所述执行完成操作指令，检测当前是否存在车速信号；

通知单元，用于当在检测到车速信号时，通知车速信号检测单元100。

操作不执行单元，用于当检测到当前不存在车速信号或车速为零时，则不执行任何操作。

在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，包括：

在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，包括：

所述车速信息包括车辆的行驶车速；所述路况信息包括路况类型、不同路况类型的路面不平度系数，则节流阀最佳开度值匹配单元，具体包括为：

路面位移随机激励信号获取模块，用于根据车辆的行驶车速以及不同类型路面的路面不平度系数，基于滤波白噪声法，以获得作用于车轮的路面位移随机激励信号；

位移随机激励信号获取模块，用于根据所述路面位移随机激励信号、车辆簧下质量、车辆簧上质量、车辆悬架的阻尼以及刚度，基于车轮车身二自由度模型，获得作用于座椅底板的位移随机激励信号；

最小加速度获取模块，用于根据所述作用于座椅底板的位移随机激励信号，基于动力学仿真模型，获得所述空气弹簧座椅的最小加速度；

匹配模块，用于从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻与所述最小加速度匹配节流阀最佳开度值。

优选地，作用于车轮的路面位移随机激励信号的表达式为：

Z_g＝f(u,g₀,n_d,n₀)；

其中，u为车辆的行驶车速，g₀为不同路况类型的路面不平度系数，n₀为下截止频率，n_d为参考频率，Z_g为作用于车轮的路面位移随机激励信号；

作用于座椅底板的位移随机激励信号表达式为:

Z₁＝f(Z_g,M₁,M₂,K,C)；

其中，Z_g为路面位移随机激励，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，M₁为车辆簧下质量，M₂为车辆簧上质量，C为车辆悬架的阻尼，K为车辆悬架的刚度；

空气弹簧座椅的加速度响应值的表达式为：

a＝f(Z₁,m,k,c)；

其中，a为加速度响应值，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，k为座椅悬架刚度，c为座椅悬架阻尼、m为乘员重量。

在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，所述路况类型包括：沥青路、水泥混凝土路以及土路等。

本发明第三实施例提供了一种空气弹簧座椅减振控制设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如上述的空气弹簧座椅减振控制方法。

本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的空气弹簧座椅减振控制方法。

本发明第五实施例还提供了一种车辆，包括如上述所述的空气弹簧座椅减振控制设备以及空气弹簧座椅；所述空气弹簧座椅包括空气弹簧4、阻尼器6以及附加气室节流阀；所述空气弹簧座椅减振控制设备分别与所述空气弹簧4、阻尼器6以及附加气室节流阀7电连接。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在空气弹簧座椅减振控制设备中的执行过程。

所述数据写入设备可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是空气弹簧座椅减振控制设备的示例，并不构成对空气弹簧座椅减振控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述空气弹簧座椅减振控制设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述数据写入设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个数据写入设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述数据写入设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述空气弹簧座椅减振控制设备集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空气弹簧座椅减振控制方法，其特征在于，包括：

S101，在检测到车速信号时，获取乘员在中控屏幕上选择的车辆行驶的路况信息、乘员自身重量以及通过车辆CAN线读取的车辆当前行驶的车速信息；

S102，根据车速信息、路况信息以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配的节流阀最佳开度值；其中，所述节流阀最佳开度数据库是基于路况信息、车辆行驶车速信息、不同乘员重量对应的节流阀最佳开度所建立的数据库；

S103，根据所述最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使所述步进电机根据所述最佳开度指令，将节流阀开度调节至所述最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧座椅减振控制方法，其特征在于，还包括：

接收所述步进电机发送的执行完成操作指令；其中，所述执行完成操作指令为所述步进电机在将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度后生成；

根据所述执行完成操作指令，检测当前是否存在车速信号；

当检测到当前存在车速信号时，转至S101的步骤；

当检测到当前不存在车速信号或车速为零时，则不执行任何操作。

3.根据权利要求1所述的空气弹簧座椅减振控制方法，其特征在于，所述车速信息包括车辆的行驶车速；所述路况信息包括路况类型、不同路况类型的路面不平度系数；则根据车速信息、路况类型以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值，具体为：

根据车辆的行驶车速以及不同类型路面的路面不平度系数，基于滤波白噪声法，获得作用于车轮的路面位移随机激励信号；

根据所述路面位移随机激励信号、车辆簧下质量、车辆簧上质量、车辆悬架的阻尼以及刚度，基于车轮车身二自由度模型，获得作用于座椅底板的位移随机激励信号；

根据所述作用于座椅底板的位移随机激励信号，基于座椅动力学仿真模型，获得所述空气弹簧座椅的最小加速度；

从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻与所述最小加速度匹配的节流阀最佳开度值。

4.根据权利要求3所述的空气弹簧座椅减振控制方法，其特征在于，

作用于车轮的路面位移随机激励信号的表达式为：

Z_g＝f(u,g₀,n_d,n₀)；

其中，u为车辆的行驶车速，g₀为不同路况类型的路面不平度系数，n₀为下截止频率，n_d为参考频率，Z_g为作用于车轮的路面位移随机激励信号；

作用于座椅底板的位移随机激励信号表达式为:

Z₁＝f(Z_g,M₁,M₂,K,C)；

其中，Z_g为路面位移随机激励，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，M₁为车辆簧下质量，M₂为车辆簧上质量，C为车辆悬架的阻尼，K为车辆悬架的刚度；

空气弹簧座椅的加速度响应值的表达式为：

a＝f(Z₁,m,k,c)；

其中，a为加速度响应值，Z₁为作用于座椅底板的位移随机激励信号，k为座椅悬架刚度，c为座椅悬架阻尼、m为乘员重量。

5.根据权利要求4所述的空气弹簧座椅减振控制方法，其特征在于，所述路况类型包括：沥青路、水泥混凝土路以及土路。

6.一种空气弹簧座椅减振控制装置，其特征在于，包括：

车速信号检测单元，用于在检测到车速信号时，获取乘员在中控屏幕上选择的车辆行驶的路况信息、乘员自身重量以及通过车辆CAN线读取的车辆当前行驶的车速信息；

节流阀最佳开度值匹配单元，用于根据车速信息、路况信息以及乘员自身重量，从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻匹配节流阀最佳开度值；其中，所述节流阀最佳开度数据库是基于路况信息、各车辆行驶车速信息、不同乘员重量对应的节流阀最佳开度所建立的数据库；

最佳开度指令生成单元，用于根据所述最佳开度值生成最佳开度指令，并发送至步进电机，使所述步进电机根据所述最佳开度指令，将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度，动态调节空气弹簧座椅的刚度和阻尼，使空气弹簧座椅处于最佳减振状态。

7.根据权利要求6所述的空气弹簧座椅减振控制装置，其特征在于，还包括：

执行完成操作指令单元，用于接收所述步进电机发送的执行完成操作指令；其中，所述执行完成操作指令为所述步进电机在将节流阀开度调节到所述最佳开度指令下的开度后生成；

信号检测单元，用于根据所述执行完成操作指令，检测当前是否存在车速信号；

通知单元，用于当在检测到车速信号时，通知车速信号检测单元；

操作不执行单元，用于当检测到当前不存在车速信号或车速为零时，则不执行任何操作。

8.根据权利要求6所述的空气弹簧座椅减振控制装置，其特征在于，

所述车速信息包括车辆的行驶车速，所述路况信息包括路况类型、不同类型路况的路面不平度系数；则节流阀最佳开度值匹配单元，具体包括：

路面位移随机激励信号获取模块，用于根据车辆的行驶车速以及不同类型路面的路面不平度系数，基于滤波白噪声法，以获得作用于车轮的路面位移随机激励信号；

位移随机激励信号获取模块，用于根据所述路面位移随机激励信号、车辆簧下质量、车辆簧上质量、车辆悬架的阻尼以及刚度，基于车轮车身二自由度模型，获得作用于座椅底板的位移随机激励信号；

最小加速度获取模块，用于根据所述作用于座椅底板的位移随机激励信号，基于座椅动力学仿真模型，获得所述空气弹簧座椅的最小加速度；

匹配模块，用于从预先建立的节流阀最佳开度数据库中搜寻与所述最小加速度匹配的节流阀最佳开度值。

9.一种空气弹簧座椅减振控制设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如权利要求1至5任意一项所述的空气弹簧座椅减振控制方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的空气弹簧座椅减振控制设备以及空气弹簧座椅；所述空气弹簧座椅包括空气弹簧、阻尼器以及附加气室节流阀；所述空气弹簧座椅减振控制设备分别与所述空气弹簧、阻尼器以及附加气室节流阀电连接。

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