CN117685328A - 一种重卡自适应驾驶室悬置控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于卡车驾驶室减振领域，公开了一种重卡自适应驾驶室悬置控制系统和方法，包括位移传感器(1)、控制器(2)和可调阻尼减振器(3)；多个并联设置的可调阻尼减振器(3)与控制器(2)连接，所述位移传感器(1)用于采集驾驶室运动响应信号并将其输入至控制器(2)；所述控制器(2)通过CAN总线采集车辆行驶时的车辆运行参数，并对采集到的参数进行预处理，并向可调阻尼减振器输出标定的电流。本发明通过位移传感器能够准确获得悬置的位移，通过对位移的微分可以准确获取悬置的运动速度和位移，并根据速度和位移信息准确判断驾驶室悬置的运动情况，以此来调节驾驶室悬置系统至合适的阻尼力值。

Description

一种重卡自适应驾驶室悬置控制系统及方法

技术领域

本发明属于卡车驾驶室减振领域，尤其涉及一种重卡自适应驾驶室悬置控制系统及方法。

背景技术

重卡一般采用底盘悬架和驾驶室悬置系统对路面的振动进行衰减，其中驾驶室悬置系统的减振性能对于驾驶舒适性至关重要。因此，提高驾驶室悬置系统减振性能是提高驾驶员乘坐舒适性的有效手段。目前重卡驾驶室悬置系统都采用传统的弹簧与减振器组合的被动减振形式，减振系统参数确定后只能被动地对传递来的振动进行响应，不能适应各种路况对减振系统参数的不同需求。国内道路情况复杂，重卡行驶路面有高速、国道、省道以及更低等级的县道甚至是非铺装路面，采用传统减振形式的驾驶室悬置系统已无法适应重卡在复杂多变的工况下使用的需求。市场迫切需要具有阻尼自适应调节功能的驾驶室悬置系统来保证车辆始终处于最佳减振状态，提升车辆舒适性。

乘用车底盘悬架系统与驾驶室悬置系统在技术方面有许多相似之处。阻尼可调的悬架系统在许多的中高端乘用车中已经得到应用,现有的悬架阻尼调节技术主要采用半主动阻尼力控制方法，通过加速度传感器采集路面对悬架的激励，根据激励采用较为复杂的控制策略通过控制器计算车辆所需的阻尼值，最后通过可调阻尼减振器对阻尼力进行调节。由于悬架一端轮胎与路面接触一端与驾驶室连接，路面可看做静止，因此仅通对安装在悬架身上的加速度传感器获取的加速度信号进行积分，即可获得悬架的运动速度和位移。驾驶室悬置系统一端与车架相连一端与驾驶室相连，因此如参考乘用车半主动悬架的方案需要获取驾驶室悬置位移量需要在车架和驾驶室两侧都安装加速度传感器，对两个加速度信号积分相减后才可获得悬置的运动速度和位移量。这带来了两个问题，一个是两个加速度传感器成本高；更关键的是对加速度信号进行积分获取速度和位移量本身就存在较大偏差，要对两个加速度信号分别积分后再相减获取速度和位移数据，两个信号积分误差将累计，最终得到的速度和位移的偏差已经无法满足工程应用的需要。

类似的驾驶室悬置阻尼控制方案，用采集的传感器数据判断车辆的行驶状态，然后依据行驶状态进行运算减振器所需阻尼力值。由于传感器采集的是车辆已经出现的响应状态下的信号，在紧急情况下无法在车辆响应之前获取驾驶员操作动作并给出控制器指令，提前给出所需的驾驶室悬置阻尼力值，车辆的舒适性和安全性不能得到很好的保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：多个加速度传感器通过一次、两次积分计算得出驾驶室悬置速度和位移量偏差大，无法工程应用；在紧急情况下无法在车辆响应之前获取驾驶员操作动作并给出控制器指令，提前给出所需的驾驶室悬置阻尼力值，车辆的舒适性和安全性不能得到很好的保证的问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种重卡自适应驾驶室悬置控制系统，包括位移传感器1、控制器2和可调阻尼减振器3；多个并联设置的可调阻尼减振器3与控制器2连接，所述位移传感器1用于采集驾驶室运动响应信号并将其输入至控制器2；所述控制器2通过CAN总线采集车辆行驶时的车辆运行参数，并对采集到的参数进行预处理，并向可调阻尼减振器输出标定的电流。

优选的，所述可调阻尼减振器3的数量为4个。

优选的，所述位移传感器1的数量为4个。

本发明还提供了一种重卡自适应驾驶室悬置系统控制方法，该方法基于上述的重卡自适应驾驶室悬置控制系统实现，具体包括如下步骤：

步骤一、启动自适应驾驶室悬置系统功能后判断自适应驾驶室悬置系统供电、通讯以及各部件是否正常：判断是否能与整车进行CAN通讯获取车速、方向盘转角、制动压力等信号，是否能通过位移传感器信号获取悬置位移信号；

步骤二、判断系统是否工作：当车速小于自适应控制系统启动的最低车速V0时系统不工作，对可调阻尼减振器不输出电流，可调阻尼减振器将以减振器结构固有的特性输出基础阻尼力值；当车速大于V0时系统工作，执行步骤三；

步骤三、工况识别和判断：

方向盘角速度≥触发转向工况启动的最小方向盘转角速度R时，系统进行急转向模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的抑制转向阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆侧倾振动幅度；

制动油缸压力≥触发制动工况启动的最小制动油缸压力P时，系统进行制动模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的抑制俯仰的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆俯仰振动幅度；

当根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v＜好路模式切换的减振器临界速度V1时，系统进行好路模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的较小的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当V1≤根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v＜坏路模式切换的减振器临界速度V2时，系统进行标准模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的中等的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当V2≤根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v时，系统进行坏路模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的较大的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当系统故障或未进入以上模式时，系统不对可调阻尼减振器输出电流，可调阻尼减振器将以减振器结构固有的特性输出基础阻尼力值，保证驾驶室悬置系统具有基础的振动衰减性能。

本发明具有以下优点：通过位移传感器能够准确获得悬置的位移，通过对位移的微分可以准确获取悬置的运动速度和位移，并根据速度和位移信息准确判断驾驶室悬置的运动情况，以此来调节驾驶室悬置系统至合适的阻尼力值。避免了用多个加速度传感器通过一次、两次积分计算得出驾驶室悬置速度和位移量偏差大，无法工程应用的问题。

附图说明

图1为本发明的重卡自适应驾驶室悬置控制系统结构示意图；

图2为本发明的重卡自适应驾驶室悬置系统控制方法示意图。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。

如图1所示，本发明的自适应悬置控制系统主要由位移传感器、控制器、及可调阻尼减振器组成。车辆行驶时车辆运行参数通过CAN和线缆输入给控制器、位移传感器采集的驾驶室运动响应信号输入给控制器，控制器对采集的信号进行预处理(方向盘转角信号微分获得方向盘转角速度、驾驶室悬置位移信号微分获得驾驶室悬置运动速度)，控制器根据设定好的控制逻辑进行判断，并向可调阻尼减振器输出标定好的电流使减振器得到所需阻尼力值组合，达到保证系统有最佳减振效果。

如图2所示，本发明还提供了一种重卡自适应驾驶室悬置系统控制方法，具体包括如下步骤：

步骤1、启动自适应驾驶室悬置系统功能后判断自适应驾驶室悬置系统供电、通讯以及各部件是否正常：判断是否能与整车进行CAN通讯获取车速、方向盘转角、制动压力等信号，是否能通过位移传感器信号获取悬置位移信号。

步骤2、判断系统是否工作：当车速小于V0(自适应控制系统启动的最低车速)时系统不工作，对可调阻尼减振器不输出电流，可调阻尼减振器将以减振器结构固有的特性输出基础阻尼力值；当车速大于V0时系统工作，执行步骤3。

步骤3、工况识别和判断：

方向盘角速度≥R(触发转向工况启动的最小方向盘转角速度)时，系统进行急转向模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的抑制转向阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆侧倾振动幅度；

制动油缸压力≥P(触发制动工况启动的最小制动油缸压力)时，系统进行制动模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的抑制俯仰的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆俯仰振动幅度。

当根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v＜V1(好路模式切换的减振器临界速度)时，系统进行好路模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的较小的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度V1≤v＜V2(坏路模式切换的减振器临界速度)时，系统进行标准模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的中等的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度V2≤v时，系统进行坏路模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的较大的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度。

当系统故障或未进入以上模式时，系统不对可调阻尼减振器输出电流，可调阻尼减振器将以减振器结构固有的特性输出基础阻尼力值，保证驾驶室悬置系统具有基础的振动衰减性能。

虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种重卡自适应驾驶室悬置控制系统，其特征在于，包括位移传感器(1)、控制器(2)和可调阻尼减振器(3)；多个并联设置的可调阻尼减振器(3)与控制器(2)连接，所述位移传感器(1)用于采集驾驶室运动响应信号并将其输入至控制器(2)；所述控制器(2)通过CAN总线采集车辆行驶时的车辆运行参数，并对采集到的参数进行预处理，并向可调阻尼减振器输出标定的电流。

2.根据权利要求1所述的重卡自适应驾驶室悬置控制系统，其特征在于，所述可调阻尼减振器(3)的数量为4个。

3.根据权利要求1所述的重卡自适应驾驶室悬置控制系统，其特征在于，所述位移传感器(1)的数量为4个。

4.一种重卡自适应驾驶室悬置系统控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1所述的重卡自适应驾驶室悬置控制系统实现，具体包括如下步骤：

步骤一、启动自适应驾驶室悬置系统功能后判断自适应驾驶室悬置系统供电、通讯以及各部件是否正常：判断是否能与整车进行CAN通讯获取车速、方向盘转角、制动压力等信号，是否能通过位移传感器信号获取悬置位移信号；

步骤二、判断系统是否工作：当车速小于自适应控制系统启动的最低车速V0时系统不工作，对可调阻尼减振器不输出电流，可调阻尼减振器将以减振器结构固有的特性输出基础阻尼力值；当车速大于V0时系统工作，执行步骤三；

步骤三、工况识别和判断：

方向盘角速度≥触发转向工况启动的最小方向盘转角速度R时，系统进行急转向模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的抑制转向阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆侧倾振动幅度；

制动油缸压力≥触发制动工况启动的最小制动油缸压力P时，系统进行制动模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的抑制俯仰的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆俯仰振动幅度；

当根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v＜好路模式切换的减振器临界速度V1时，系统进行好路模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的较小的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当V1≤根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v＜坏路模式切换的减振器临界速度V2时，系统进行标准模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的中等的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当V2≤根据位移传感器计算的驾驶室悬置运动速度v时，系统进行坏路模式控制，控制器向可调阻尼减振器发出电流信号，四个可调阻尼减振器按预设的较大的阻尼力值组合输出阻尼力，减小车辆垂向振动幅度；

当系统故障或未进入以上模式时，系统不对可调阻尼减振器输出电流，可调阻尼减振器将以减振器结构固有的特性输出基础阻尼力值，保证驾驶室悬置系统具有基础的振动衰减性能。