CN116101005A

CN116101005A - 一种弹簧高度调节方法、装置、电子设备以及存储介质

Info

Publication number: CN116101005A
Application number: CN202310038147.9A
Authority: CN
Inventors: 李烁; 刘武; 裴金顺; 郑涛涛; 陈奎
Original assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2023-01-10
Filing date: 2023-01-10
Publication date: 2023-05-12

Abstract

本申请涉及一种弹簧高度调节方法、装置、电子设备以及存储介质，涉及车辆控制技术领域，该方法包括以下步骤：基于弹簧高度调节请求，将目标车辆的空气弹簧调节至当前高度；基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度；若至少一个所述摆动加速度大于预设阈值，则基于所述摆动加速度获取各个所述空气弹簧的补偿伸缩高度；基于补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至空气弹簧的当前高度达到预设目标高度，以提高目标车辆在实际运行过程中对车辆上的空气弹簧进行高度调节的精度。

Description

一种弹簧高度调节方法、装置、电子设备以及存储介质

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种弹簧高度调节方法、装置、电子设备以及存储介质。

背景技术

目前，配备空气弹簧悬架的乘用车越来越多，空气弹簧高度调节作为空气弹簧最核心也是最基础的功能，其高度调节的精度是辨别空气弹簧性能表现的重要一项指标。

在现有技术中，对空气弹簧的调节技术一般以高度传感器的实时反馈值为当前高度，与目标高度(最终目标或者分级调节目标)进行比较，从而对空气弹簧的高度进行调节控制。

然而，在实际车辆运动过程中，由于受到路面的冲击及车辆操纵精度的原因，高度值是是实时变化的，若是在该过程中进行高度调节，由于车身不稳，导致调节后的高度与目标高度有差别，影响高度调节精度。

因此，如何提高车辆在实际运行过程中对车辆上的空气弹簧进行高度调节的精度，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种弹簧高度调节方法、装置、电子设备以及存储介质，以提高车辆在实际运行过程中对空气弹簧进行高度调节的精度。

为实现上述目的，本申请提供以下方案。

第一方面，本申请提供了一种弹簧高度调节方法，所述方法包括以下步骤：

基于弹簧高度调节请求，将目标车辆的空气弹簧调节至当前高度；

基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度；

若至少一个所述摆动加速度大于预设阈值，则基于所述摆动加速度获取各个所述空气弹簧的补偿伸缩高度；

基于所述补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至所述空气弹簧的当前高度达到预设目标高度。

进一步的，所述基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度，包括以下步骤：

基于所述目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取第一加速度向量；

基于目标车辆质心到各个所述空气弹簧所在位置的水平距离以及垂直距离，获取第一变换矩阵；

基于所述第一加速度向量以及所述第一变换矩阵，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度。

进一步的，所述基于所述摆动加速度获取各个所述空气弹簧的补偿伸缩高度，包括以下步骤：

基于所述目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度，获取第二加速度向量；

基于目标车辆前轮距、后轮距、目标车辆质心到前车轮轴的距离以及到后车轮轴的距离，获取第二变换矩阵；

基于所述第二加速度向量以及所述第二变换矩阵，获取所述目标车辆上各个空气弹簧的补偿伸缩高度。

进一步的，所述基于所述第二加速度向量以及所述第二变换矩阵，获取所述目标车辆上各个空气弹簧的补偿伸缩高度，包括以下步骤：

将所述第二加速度向量点成乘所述第二变换矩阵，得到拐角加速度矩阵；其中，所述拐角加速度矩阵中的元素包括目标车辆上各个空气弹簧的拐角加速度；

基于所述拐角加速度，获取所述目标车辆上各个空气弹簧所承受的载荷；

基于所述载荷以及弹簧形变公式，获取所述目标车辆上各个空气弹簧的伸缩量。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

若所述摆动加速度均小于预设阈值，则将所述目标车辆的空气弹簧调节至当前高度后，停止对所述目标车辆的空气弹簧的高度调节。

进一步的，所述基于所述补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至所述空气弹簧的当前高度达到预设目标高度，包括以下步骤：

若所述补偿伸缩高度与所述当前高度之和大于所述预设目标高度，则控制空气弹簧阀门进行放气，直至所述空气弹簧达到预设目标高度。

若所述补偿伸缩高度与所述当前高度之和小于所述预设目标高度，则控制空气弹簧阀门进行充气，直至所述空气弹簧达到预设目标高度。

第二方面，本申请提供了一种弹簧高度调节装置，所述装置包括：

第一调节模块，其用于基于弹簧高度调节请求，将目标车辆的空气弹簧调节至当前高度；

加速度获取模块，其用于基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度；

补偿高度获取模块，其用于若至少一个所述摆动加速度大于预设阈值，则基于所述摆动加速度获取各个所述空气弹簧的补偿伸缩高度；

第二调节模块，其用于基于所述补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至所述空气弹簧的当前高度达到预设目标高度。

进一步的，所述加速度获取模块还用于：

向量获取子模块，其用于基于所述目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取第一加速度向量；

变换举证获取子模块，其用于基于目标车辆质心到各个所述空气弹簧所在位置的水平距离以及垂直距离，获取第一变换矩阵；

第一计算子模块，其用于基于所述第一加速度向量以及所述第一变换矩阵，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度。

进一步的，所述补偿高度获取模块还包括：

拐角矩阵获取子模块，其用于将所述第二加速度向量点成乘所述第二变换矩阵，得到拐角加速度矩阵；其中，所述拐角加速度矩阵中的元素包括目标车辆上各个空气弹簧的拐角加速度；

载荷获取子模块，其用于基于所述拐角加速度，获取所述目标车辆上各个空气弹簧所承受的载荷；

第二计算模块，其用于基于所述载荷以及弹簧形变公式，获取所述目标车辆上各个空气弹簧的伸缩量。

进一步的，所述第二调节模块还用于：

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

弹簧高度控制器通过CAN通信总线获取弹簧高度调节请求，该弹簧高度调节请求中包含各空气弹簧的预设目标高度，按照该预设目标高度对空气弹簧的高度进行调节，各空气弹簧的高度达到当前高度；再基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度；若至少一个摆动加速度大于预设阈值，则基于摆动加速度获取各个空气弹簧的补偿伸缩高度；基于补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至对应的空气弹簧的当前高度达到预设目标高度。

由于目标车辆在实际行使时会受到路面的冲击以及弹簧高度调节控制系统的调节精度的影响，当按照预设目标高度来调整目标车辆的空气弹簧的高度时，空气弹簧的实际高度并不能准确达到预设目标高度，本方案中通过将目标车辆的车身的摆动加速度与阈值相比较，若目标车辆的车身摆动加速度大于预设阈值，则基于该车身摆动加速度获取各空气弹簧的补偿高度值，再根据该补偿高度值继续对各空气弹簧的高度进行调节，从而使得在车辆在实际行使过程中发生大幅摆动的情况下，还能使得目标车辆在对空气弹簧的高度进行调节的过程中，无限地接近预设目标高度，也就是说提高了目标车辆在实际运行过程中对车辆上的空气弹簧进行高度调节的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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为本申请一实施例中提供的弹簧高度调节方法的步骤流程图；

图2为本申请一实施例中提供的加速度获取方法的流程图；

图3为本申请一实施例中提供的补偿高度获取方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

本申请实施例提供一种弹簧高度调节方法以及装置，以提高车辆在实际运行过程中对车辆上的空气弹簧进行高度调节的精度。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

一种弹簧高度调节方法，该方法包括以下步骤：

S1、基于弹簧高度调节请求，将目标车辆的空气弹簧调节至当前高度；

S2、基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度；

S3、若至少一个摆动加速度大于预设阈值，则基于摆动加速度获取各个空气弹簧的补偿伸缩高度；

S4、基于补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至空气弹簧的当前高度达到预设目标高度。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本申请实施例提供一种弹簧高度调节方法，该方法包括以下步骤：

其中，空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气，利用气体可压缩性实现其弹性作用。空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性，车辆在加装高度调节装置后，车身高度不随载荷增减而变化，弹簧刚度可设计得较低，乘坐舒适性好。

空气弹簧的高度调节方法一般是通过控制空气弹簧上的空气阀门的开关来对空气弹簧的高度进行调节。

具体地，目标车辆上的车主触发空气弹簧高度调节按钮，并设定出空气弹簧的目标高度，响应于空气弹簧高度调节按钮被触发生成弹簧高度调节请求，该弹簧高度调节请求中包括空气弹簧的目标高度。弹簧高度控制器通过CAN通讯总线接收该弹簧高度调节请求，再控制空气弹簧上的空气阀门的打开或者关闭，再通过空气弹簧上的高度传感器获取空气弹簧实时高度，当高度传感器获取的空气弹簧实时高度最接近预设目标高度时，停止对空气弹簧高度的调节。

其中，空气弹簧的底部加速度是指空气弹簧与目标车辆车身相连接处的加速度，实际车辆中通常会配备四个空气弹簧，每一空气弹簧的底部加速度都是以空气弹簧本身的质心为参考点。

具体的，在每个空气弹簧与目标车辆车身相连接的部分安装加速度传感器，弹簧高度控制器获取到各个加速度传感器发送的加速度，再获取目标车辆质心到各个加速度传感器在水平方向的距离以及在垂直方向上的距离，从而将以空气弹簧质心为参考点的加速度转换成为以目标车辆质心为参考点的加速度，该加速度可以体现出目标车辆在行使过程中的摆动情况。

可以理解的是，车辆在行使过程中会因为路况的原因会发生晃动，晃动的方向包括左右方向的晃动、上下方向的晃动以及俯仰方向的晃动；为了表征目标车辆在行进过程中左右方向晃动的程度，引入侧倾加速度，为了表征目标车辆在行进过程中上下方向晃动的程度，引入垂向加速度，为了表征目标车辆在行进过程中突然刹车以及突然起步时的晃动情况，引入俯仰加速度。

若各种摆动加速度中存在某一加速度大于预设阈值，则说明目标车辆摆动幅度较大，需要对目标车辆的空气弹簧高度进行进一步地调整，从而保证目标车辆对空气弹簧的高度调节更加准确；若摆动加速度均小于预设阈值，则将目标车辆的空气弹簧调节至当前高度后，停止对目标车辆的空气弹簧的高度调节。

具体地，弹簧高度控制器基于目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度，获取第二加速度向量；基于目标车辆前轮距、后轮距、目标车辆质心到前车轮轴的距离以及到后车轮轴的距离，获取第二变换矩阵；基于第二加速度向量以及第二变换矩阵，获取目标车辆上各个空气弹簧的补偿伸缩高度。

当目标车辆的空气弹簧高度调整至当前高度且满足至少一个摆动加速度大于预设阈值时，则控制目标车辆的空气弹簧在当前高度的前提下继续按照补偿伸缩高度对空气弹簧的高度进行调整，直至空气弹簧的当前高度无限接近预设目标高度。

本申请中通过将目标车辆的车身的摆动加速度与阈值相比较，若目标车辆的车身摆动加速度大于预设阈值，则基于该车身摆动加速度获取各空气弹簧的补偿高度值，再根据该补偿高度值继续对各空气弹簧的高度进行调节，使得在车辆在实际行使过程中发生大幅摆动的情况下，还能使得目标车辆在对空气弹簧的高度进行调节的过程中，无限地接近预设目标高度，从而提高了目标车辆在实际运行过程中对车辆上的空气弹簧进行高度调节的精度。

在一实施例中，如图2所示，步骤S2包括以下步骤：

S201、基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取第一加速度向量；

假设目标车辆上安装有四个空气弹簧，分别分布在目标车辆的前左方位、后左方位、前右方位以及后右方位，并在每个空气弹簧与目标车辆车身相连接的地方安装加速度传感器，通过加速度传感器分别获取位于前左方位、后左方位、前右方位以及后右方位空气弹簧的底部加速度，分别用a_FL、a_FR、a_RL、a_RR来表示，并根据上述加速度传感器输入值，生成加速度向量定义为A_a＝[a_FL a_FR a_RL a_RR]^T。

S202、基于目标车辆质心到各个空气弹簧所在位置的水平距离以及垂直距离，获取第一变换矩阵；

具体地，首先获取目标车辆质心到各个空气弹簧所在位置的向量，根据该向量获取目标车辆质心到各个空气弹簧的水平距离以及垂直距离，根据目标车辆质心到各个空气弹簧的水平距离以及垂直距离生成第一变换矩阵，第一变换矩阵T可以是：

x_FL和y_FL分别是目标车辆质心到左前加速度传感器水平方向和垂直方向相对距离；x_FR和y_FR分别是目标车辆质心到右前加速度传感器水平方向和垂直方向的相对距离；x_RL和y_FR分别是目标车辆质心到左后加速度传感器水平方向和垂直方向的相对距离；x_RR和y_FR分别是目标车辆质心到右后加速度传感器水平方向和垂直方向的相对距离。

S203、基于第一加速度向量以及第一变换矩阵，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度。

其中，将目标车辆车身摆动加速度向量定义为A_body＝[a_body a_roll a_pitch]^T，其中a_body为车身的垂向加速度，a_roll为车身的侧倾加速度，a_pitch为车身的俯仰加速度。

具体地，根据A_body＝T^-1A_a公式得到将目标车辆车身摆动加速度向量。

在本实施例中，通过加速度传感器获取目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度来获取摆动加速度，通过摆动加速度可以准确地体现出目标车辆的晃动情况。

在一实施例中，如图3所示，步骤S3包括以下步骤：

S301、基于目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度，获取第二加速度向量；

根据S203获取的目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度生成第二加速度向量。

S302、基于目标车辆前轮距、后轮距、目标车辆质心到前车轮轴的距离以及到后车轮轴的距离，获取第二变换矩阵；

分别获取目标车辆前轴两个车轮之间的距离以及后轴两个车轮之间的距离，再确定目标车辆的质心，获取目标车辆质心到前车轮轴中点的距离以及到后车轮轴中点的距离，并分别用l_trackF表示前轮距，l_trackR表示后轮距，l_baseF表示目标车辆质心距离前轴的距离，l_baseR

表示目标车辆质心距离后轴的距离。其中，第二变换矩阵可以是

S303、基于第二加速度向量以及第二变换矩阵，获取目标车辆上各个空气弹簧的补偿伸缩高度。

A_corner＝T_cornerA_body

根据上述公式，将第二加速度向量点成乘第二变换矩阵，得到拐角加速度矩阵；其中，拐角加速度矩阵中的元素包括目标车辆上各个空气弹簧的拐角加速度；再根据拐角加速度获取目标车辆上各个空气弹簧所承受的载荷，该载荷可以根据F＝m·a来计算；基于载荷以及弹簧形变公式，获取目标车辆上各个空气弹簧的伸缩量，该伸缩量可以使用ΔL＝F/k计算得出，其中k为空气弹簧的压缩系数，而压缩系数k与空气弹簧当前压力有关，k＝P·θ，压力P可以由压力传感器实时得到，θ为空气弹簧自身特性系数(由厂家定义)；这样就可以得到每个空气弹簧的高度补偿伸缩高度ΔL。

在本实施例中，利用目标车辆的轮距以及目标车辆质心到轮轴的距离将车身在各个摆动方向摆动加速度转换成为目标车辆在晃动过程中对空气弹簧施加的作用力，再根据该作用力计算出应该补偿给空气弹簧的升高或者下降高度。

在一申请实施例中，步骤S4包括以下步骤：

若补偿伸缩高度与当前高度之和大于预设目标高度，则控制空气弹簧阀门进行放气，直至空气弹簧达到预设目标高度；若补偿伸缩高度与当前高度之和小于预设目标高度，则控制空气弹簧阀门进行充气，直至空气弹簧达到预设目标高度。

具体地，弹簧高度控制器控制各空气弹簧在第一当前高度的基础上继续上升补偿伸缩高度，直至空气弹簧达到经调整后的第二当前高度；其中，第一当前高度是指空气弹簧在接收到包括空气弹簧需要上升或下降到的目标高度的弹簧高度调节请求后被弹簧高度控制器调节后的高度。

再将第二当前高度与目标预设高度进行对比，若第二当前高度大于目标预设高度，控制空气弹簧阀门进行放气，直至空气弹簧达到预设目标高度；若第二当前高度小于目标预设高度，则控制空气弹簧阀门进行充气，直至空气弹簧达到预设目标高度。

在本实施例中，根据弹簧高度调节空气器计算得出的补偿高度值来对空气弹簧进一步进行高度调节，由于弹簧高度调节控制器与弹簧高度调节器件响应弹簧高度调节控制器发送的请求的精度较低，因此可以通过将第二当前高度与目标预设高度对比，使得空气弹簧的高度无限接近目标预设高度，提高了目标车辆在实际运行过程中对车辆上的空气弹簧进行高度调节的精度。

需要说明的是，本申请实施例中的各步骤的步骤标号，其并不限制本申请技术方案中各操作的前后顺序。

基于与弹簧高度调节方法实施例相同的发明构思，本申请实施例提供一种弹簧高度调节装置，该装置包括：

需要说明的是，本申请实施例提供的弹簧高度调节装置，其对应的技术问题、技术手段以及技术效果，从原理层面与弹簧高度调节方法的原理类似。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面提及的弹簧高度调节方法。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面提及的弹簧高度调节方法。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是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非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种弹簧高度调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的弹簧高度调节方法，其特征在于，所述基于目标车辆上各个空气弹簧的底部加速度，获取目标车辆在各个车身摆动方向上的摆动加速度，包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的弹簧高度调节方法，其特征在于，所述基于所述摆动加速度获取各个所述空气弹簧的补偿伸缩高度，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的弹簧高度调节方法，其特征在于，所述基于所述第二加速度向量以及所述第二变换矩阵，获取所述目标车辆上各个空气弹簧的补偿伸缩高度，包括以下步骤：

5.如权利要求3所述的弹簧高度调节方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

6.如权利要求1所述的弹簧高度调节方法，其特征在于，所述基于所述补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至所述空气弹簧的当前高度达到预设目标高度，包括以下步骤：

7.如权利要求1所述的弹簧高度调节方法，其特征在于，所述基于所述补偿伸缩高度对相对应的空气弹簧的高度进行调节，直至所述空气弹簧的当前高度达到预设目标高度，包括以下步骤：

8.一种弹簧高度调节装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。