[发明专利]一种新的半主动油气悬架控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种新的半主动油气悬架控制系统及方法，首先通过驾驶员预瞄、路况探测器预瞄判断当前行驶路面的不平度等级，从而进行半主动油气悬架阻尼的粗调，然后基于车辆和悬架的相关参数依据人工鱼群算法计算当前的最佳阻尼，并通过控制器改变油气悬架阻尼孔面积大小来实现改变阻尼的目的。本发明结构简单、容易实现、具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于汽车底盘技术领域，具体涉及一种新的半主动油气悬架控制系统及方法，尤其是一种半主动油气悬架系统的阻尼控制逻辑方法。

背景技术

主动悬架系统相比传统的悬架系统可以根据汽车的行驶条件的变化而对悬架的刚度和阻尼进行动态自适应调节，而改善汽车行驶的平顺性和乘坐舒适性。国内外学者对油气悬架系统进行了广泛的研究，主动油气悬架系统是目前典型的主动悬架系统之一。

油气悬架系统，集弹性元件和减振器功能于一体，是以油液作为传力介质、惰性气体作为弹性介质，通过气体弹簧和有减振功能的液压缸组成。液压缸内部的单向阀系、阻尼孔相当于传统悬架系统减振器的阻尼元件。现已研发的汽车半主动油气悬架系统，单向阀大多采用电磁阀与步进电机相连，通过车载电脑控制电磁阀操作，使其改变节流孔通道截面积，以达到控制阻尼大小的目的。然而，汽车在行驶过程中只有已经受到路面不平的激励，压力传感器才会检测出变化再通过控制器改变悬架系统阻尼的大小。电磁阀的调节都需要一个操作时间，这就导致了时滞，从而削弱了油气悬架的作用。对于复杂的优化问题，特别是油气悬架类非线性问题，现已广泛使用的优化算法常常会出现收敛性差、计算量大、受局部极值点的困扰，一定程度上影响了汽车行驶的平顺性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，改进上述现有半主动油气悬架系统控制效果改善汽车行驶平顺性，减少时间延迟、获得实时最佳悬架输出力，本发明提供一种新的半主动油气悬架控制系统及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新的半主动油气悬架控制系统，包括路况探测器、位移传感器、ECU、半主动油气悬架系统，其中，所述路况探测器安装在车身车头中间位置；所述半主动油气悬架系统设置四个，均为独立悬架系统，每个半主动油气悬架系统配有两个位移传感器，分别置于悬架系统的顶部和底部；所述的ECU接收路况探测器、位移传感器信息，计算位移变化率、车身垂向加速度以及ECU依据人工鱼群算法计算当前的最佳阻尼孔面积并发出控制指令；所述的路况探测器、位移传感器、半主动油气悬架均分别与ECU通过CAN总线相连。

进一步的，所述位移传感器置于悬架系统顶部的测量车身与车轮的相对位移，所述位移传感器置于悬架系统底部的测量车轮与路面的相对位移。

进一步的，所述的半主动油气悬架系统承接车桥与车架或车身，依据不同的汽车型号须进行具体安装位置的调整。

根据上述的新的半主动油气悬架控制系统的方法，包括以下步骤：

1)ECU通过驾驶员预瞄、路况探测器预瞄判断当前行驶路面的不平度等级；

2)粗调半主动油气悬架阻尼；

3)ECU依据人工鱼群算法计算当前的最佳阻尼孔面积；

4)微调半主动油气悬架阻尼孔面积大小来改变阻尼。

进一步的，所述步骤2)的具体方法为：ECU接收驾驶员预瞄和路况探测器预瞄的信息，判断路面不平度等级信息，经验获得半主动油气悬架系统所需阻尼大小，对半主动油气悬架的阻尼孔大小进行第一次粗调。

进一步的，所述步骤3)、4)的具体方法为：所述ECU依据人工鱼群算法，以车身垂向加速度为优化目标、以半主动油气悬架的阻尼孔面积大小为优化参数进行优化计算，求出当前所需的最佳悬架输出力所对应的阻尼孔面积大小，并输出控制指令；半主动油气悬架接收控制指令，阻尼阀进行调节，实现阻尼孔面积大小的微调。