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      整車姿態(tài)控制方法

      文檔序號:10585193閱讀:1045來源:國知局
      整車姿態(tài)控制方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了整車姿態(tài)控制方法,包括步驟:(1)分別利用車身高度傳感器和陀螺儀獲取車輛四角處實時車身高度信號以及反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和側(cè)傾角實時信號;(2)將所述車身高度信號以及車身俯仰角和側(cè)傾角信號傳輸給系統(tǒng)控制器;(3)控制器首先根據(jù)預(yù)先設(shè)定的車高調(diào)節(jié)控制策略確定相應(yīng)電磁閥在單位采樣時間內(nèi)的通斷狀態(tài),而后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的整車姿態(tài)控制策略以及脈寬調(diào)制技術(shù)對相應(yīng)電磁閥在單位采樣時間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時間進行修正,從而得出各電磁閥實際開啟狀態(tài)的占空比;(4)控制器將相應(yīng)電磁閥的控制信號傳輸給電磁閥,完成車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)聯(lián)合控制過程中電磁閥通斷狀態(tài)的實時控制。
      【專利說明】
      整車姿態(tài)控制方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0001]本發(fā)明涉及整車姿態(tài)控制方法,特指是在滿足車身高度有效調(diào)節(jié)的同時,還能實現(xiàn)車高調(diào)節(jié)過程中整車姿態(tài)良好控制的方法。【背景技術(shù)】
      [0002]電控空氣懸架能夠大幅度改善車輛懸架綜合性能,已成為汽車懸架領(lǐng)域的應(yīng)用熱點,其通過采用電子控制技術(shù)實現(xiàn)懸架剛度、阻尼等多個特性的主動調(diào)節(jié),其中,車身高度調(diào)節(jié)是其特色功能之一。系統(tǒng)通過對空氣彈簧進行充放氣,不僅能夠在車輛高速行駛時通過降低車身高度提高車輛貼地性能,降低風(fēng)阻和油耗,同時還能在崎嶇道路上低速行駛時通過提升車身高度降低懸架撞擊限位概率,提高車輛行駛通過性。
      [0003]在電控空氣懸架車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,空氣彈簧的充放氣是由高速開關(guān)電磁閥進行控制,但由于電磁閥的進、出氣口較大,因此,無論電磁閥的反應(yīng)有多么靈敏,都有可能會有過量的氣體充入或者放出氣囊,從而導(dǎo)致車身高度偏離期望目標高度。與此同時,如果一旦車身高度偏離目標值便進行車高調(diào)節(jié),便會導(dǎo)致電磁閥通斷狀態(tài)頻繁切換以及車身高度目標值附近的振蕩現(xiàn)象。因此,制定合理的車高調(diào)節(jié)控制策略對于實現(xiàn)車身高度的有效調(diào)節(jié)具有重要意義。
      [0004]此外,由于整車簧載質(zhì)量分布不均且隨機變化,以及前后空氣懸架車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)(包括管路長度和直徑)的不同,必將造成車輛四角處車高調(diào)節(jié)不同步,從而導(dǎo)致車身俯仰角和側(cè)傾角過大,不僅嚴重影響整車姿態(tài)的穩(wěn)定性,還會導(dǎo)致乘客乘坐舒適性降低。因此,在車高調(diào)節(jié)過程中,針對車輛四角處車高調(diào)節(jié)不同步的現(xiàn)象,還需設(shè)計相應(yīng)的整車姿態(tài)控制策略對其進行有效控制。
      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的在于提出整車姿態(tài)控制方法,在實現(xiàn)車身高度有效調(diào)節(jié)的同時,進一步通過整車姿態(tài)控制策略對車輛四角處車高調(diào)節(jié)進行修正,從而實現(xiàn)車高調(diào)節(jié)過程中的整車姿態(tài)控制。
      [0006]為達成上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
      [0007]整車姿態(tài)控制方法,包括以下步驟,
      [0008](1)分別利用車身高度傳感器和陀螺儀獲取車輛四角處實時車身高度信號以及反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和車身側(cè)傾角實時信號;
      [0009](2)將所述車身高度信號以及車身俯仰角和側(cè)傾角實時信號傳輸給系統(tǒng)控制器;
      [0010](3)所述系統(tǒng)控制器中預(yù)先設(shè)有車高調(diào)節(jié)控制策略和整車姿態(tài)控制策略,控制器首先根據(jù)實時車身高度信號和所述車高調(diào)節(jié)控制策略確定車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)中充氣電磁閥、放氣電磁閥以及空氣彈簧電磁閥等元件的通斷狀態(tài),而后控制器再根據(jù)所述車身俯仰角和側(cè)傾角實時信號以及整車姿態(tài)控制策略和脈寬調(diào)制技術(shù)對四個空氣彈簧電磁閥在單位采樣時間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時間進行修正,從而得出各電磁閥實際開啟狀態(tài)的占空比;
      [0011](4)所述系統(tǒng)控制器最后將相應(yīng)電磁閥的實際控制信號傳輸給電磁閥,完成車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)聯(lián)合控制過程中電磁閥通斷狀態(tài)的實時控制。
      [0012]優(yōu)選地,所述車高調(diào)節(jié)控制策略如下(以左前輪處車高調(diào)節(jié)為例,其余輪處類似):
      [0013](I)為避免車高調(diào)節(jié)動作被頻繁執(zhí)行,在目標車身高度值附近設(shè)立車高調(diào)節(jié)滯回區(qū)間[K-1mhc^h1],其中,h。為目標車身高度,In為滯回區(qū)間設(shè)定值;為防止因空氣彈簧過充或過放引起的車身高度過調(diào)節(jié),在目標車身高度值附近同時設(shè)立允許調(diào)節(jié)誤差[_he,+he],其中,為允許誤差設(shè)定值;
      [0014](2)通過比較左前輪處車身高度實時信號和目標車身高度調(diào)節(jié)滯回區(qū)間,確定系統(tǒng)將要執(zhí)行的調(diào)節(jié)動作,即,當hO1-hi時,車高上升;當h》hQ+hi時,車高下降;其中,h為當前車身高度;
      [0015](3)若車高需要上升,在上升過程中,當h = hc>-hj寸,則上升過程結(jié)束;若車高需要下降,在下降過程中,當h = ho+hJ寸,則下降過程結(jié)束;
      [0016](4)在車高上升過程中,充氣電磁閥和左前輪處空氣彈簧電磁閥打開,放氣電磁閥關(guān)閉;在車高下降過程中,放氣電磁閥和空氣彈簧電磁閥打開,充氣電磁閥關(guān)閉。
      [0017]上述步驟的目的在于實現(xiàn)車身高度有效調(diào)節(jié)的同時,還能實現(xiàn)電磁閥開關(guān)狀態(tài)的直接控制。
      [0018]優(yōu)選地,車高調(diào)節(jié)和整車姿態(tài)控制包含但不僅限于以電控空氣懸架的形式實現(xiàn),也可以以其他形式,如電控油氣懸架等,這都應(yīng)理解為不超過所附權(quán)利的要求范圍。
      [0019]由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知,其有益效果在于首先通過設(shè)置合理的車高調(diào)節(jié)控制策略確定各電磁閥的通斷狀態(tài),實現(xiàn)車身高度的有效調(diào)節(jié),在此基礎(chǔ)上,進一步制定針對車高調(diào)節(jié)過程中整車姿態(tài)失穩(wěn)現(xiàn)象(車身俯仰角和側(cè)傾角超過設(shè)定值)的姿態(tài)控制策略,通過調(diào)整相應(yīng)空氣彈簧電磁閥開啟狀態(tài)的持續(xù)時間,對車輛四角處車高調(diào)節(jié)過程進行修正,從而實現(xiàn)整車姿態(tài)的有效控制。
      【附圖說明】
      [0020]圖1為電控空氣懸架整車車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
      [0021 ]圖2為電控空氣懸架車身高度調(diào)節(jié)與整車姿態(tài)聯(lián)合控制原理圖;
      [0022]圖中:1_左前輪處車身高度傳感器2-左前輪處減振器3-左前車身4-左前輪處空氣彈簧5-左前輪處空氣彈簧電磁閥6-管路7-充氣電磁閥8-空氣干燥器9-儲氣罐10-空氣壓縮機11-左后輪處空氣彈簧電磁閥12-左后輪處空氣彈簧13-左后車身14-左后輪處減振器15-左后輪處車身高度傳感器16-右前輪處車身高度傳感器17-右前輪處減振器18-右前車身19-右前輪處空氣彈簧20-右前輪處空氣彈簧電磁閥21-單向閥22-放氣電磁閥23-E⑶24-大氣環(huán)境25-電機26-控制信號27-右后輪處空氣彈簧電磁閥28-右后車身29-右后輪處空氣彈簧30-右后輪處減振器31-右后輪處車身高度傳感器
      【具體實施方式】
      [0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
      [0024]如圖1所示,電控空氣懸架整車車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括左前輪處空氣懸架、右前輪處空氣懸架、左后輪處空氣懸架、右后輪處空氣懸架以及相關(guān)氣動元件組成,其中,左前輪處空氣懸架主要包括左前車身3、左前輪處減振器2、左前輪處空氣彈簧4,左前輪處車身高度由左前輪處車身高度傳感器I監(jiān)測,左前輪處空氣彈簧電磁閥5用于調(diào)節(jié)左前輪處空氣彈簧4的充放氣;右前輪處空氣懸架主要包括右前車身18、右前輪處減振器17、右前輪處空氣彈簧19,右前輪處車身高度由右前輪處車身高度傳感器16監(jiān)測,右前輪處空氣彈簧電磁閥20用于調(diào)節(jié)右前輪處空氣彈簧19的充放氣;左后輪處空氣懸架主要包括左后車身13、左后輪處減振器14、左后輪處空氣彈簧12,左后輪處車身高度由左后輪處車身高度傳感器15監(jiān)測,左后輪處空氣彈簧電磁閥11用于調(diào)節(jié)左后輪處空氣彈簧12的充放氣;右后輪處空氣懸架主要包括右后車身18、右后輪處減振器30、右后輪處空氣彈簧29,右后輪處車身高度由右后輪處車身高度傳感器31監(jiān)測,右后輪處空氣彈簧電磁閥27用于調(diào)節(jié)右后輪處空氣彈簧29的充放氣。當車身高度需要上升且車速大于40km/h時,ECU23(控制器)發(fā)出控制信號26打開電機25,此時來自空氣壓縮機10的高壓氣體通過空氣干燥器8和單向閥21流向管路6,若車速小于等于40km/h,充氣電磁閥7打開,來自儲氣罐9內(nèi)的高壓氣體流向管路6;當車身高度需要降低時,放氣電磁閥22打開,管路6內(nèi)的氣體直接流向大氣環(huán)境24。
      [0025]針對圖1所示的電控空氣懸架整車車高調(diào)節(jié)系統(tǒng),本發(fā)明提出的車身高度調(diào)節(jié)與整車姿態(tài)聯(lián)合控制原理如圖2所示,通過安置在車輛四角處的車身高度傳感器實時監(jiān)測車輛四角處車身高度,而反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和車身側(cè)傾角信號則由陀螺儀提供,同時為確定車身高度提升時高壓氣體的來源,利用車速傳感器將車輛實時車速信號傳輸給系統(tǒng)控制器。
      [0026]所述系統(tǒng)控制器中預(yù)先設(shè)有車身高度控制策略以及整車姿態(tài)控制策略,系統(tǒng)首先根據(jù)車高調(diào)節(jié)控制策略和車身高度實時信號對相應(yīng)電磁閥的通斷狀態(tài)進行判定,例如,若左前輪處車身高度需要降低,則左前輪處空氣彈簧電磁閥和放氣電磁閥需要打開,若右前輪處車身高度需要提升且車速低于40km/h,則右前輪處空氣彈簧電磁閥和充氣電磁閥需要打開。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)進一步根據(jù)整車姿態(tài)控制策略和脈寬調(diào)制技術(shù)以及車身俯仰角及側(cè)傾角實時信號對相應(yīng)空氣彈簧電磁閥在單位采樣時間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時間進行修正,從而得出各空氣彈簧電磁閥實際開啟狀態(tài)的占空比,最終形成電控空氣懸架車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)控制過程中空氣壓縮機、充氣電磁閥、放氣電磁閥、左前空氣彈簧電磁閥、右前空氣彈簧電磁閥、左后空氣彈簧電磁閥以及右后空氣彈簧電磁閥的實時控制信號。
      [0027]所述車高調(diào)節(jié)控制策略如下(以左前輪處車高調(diào)節(jié)為例,其余輪處類似):
      [0028](I)為避免車高調(diào)節(jié)動作被頻繁執(zhí)行,在目標車身高度值附近設(shè)立車高調(diào)節(jié)滯回區(qū)間[1?ο-1ιι,1?ο+1ιι],其中,h。為目標車身高度,hi為滯回區(qū)間設(shè)定值,此處設(shè)定為3.5mm;為防止因空氣彈簧過充或過放引起的車身高度過調(diào)節(jié),在目標車身高度值附近同時設(shè)立允許調(diào)節(jié)誤差[-he,+he],其中,he為允許誤差設(shè)定值,此處設(shè)定為2mm;
      [0029](2)通過比較左前輪處車身高度實時信號和目標車身高度調(diào)節(jié)滯回區(qū)間,確定系統(tǒng)將要執(zhí)行的調(diào)節(jié)動作,即,當hO1-hi時,車高上升;當h》hQ+hi時,車高下降;其中,h為左前輪處當前車身高度;
      [0030](3)若車高需要上升,在上升過程中,當h = hc>-hj寸,則上升過程結(jié)束;若車高需要下降,在下降過程中,當h = ho+hJ寸,則下降過程結(jié)束;
      [0031](4)在車高上升過程中,充氣電磁閥和左前輪處空氣彈簧電磁閥打開,放氣電磁閥關(guān)閉;在車高下降過程中,放氣電磁閥和空氣彈簧電磁閥打開,充氣電磁閥關(guān)閉。
      [0032]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
      【主權(quán)項】
      1.整車姿態(tài)控制方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟I,分別利用車身高度傳感器和陀螺儀獲取車輛四角處實時車身高度信號以及反映整車姿態(tài)的車身俯仰角和車身側(cè)傾角實時信號; 步驟2,將所述車身高度信號以及車身俯仰角和車身側(cè)傾角實時信號傳輸給系統(tǒng)控制器; 步驟3,所述系統(tǒng)控制器中預(yù)先設(shè)有車高調(diào)節(jié)控制策略和整車姿態(tài)控制策略,控制器首先根據(jù)實時車身高度信號和所述車高調(diào)節(jié)控制策略確定車高調(diào)節(jié)系統(tǒng)中充氣電磁閥、放氣電磁閥以及空氣彈簧電磁閥等元件的通斷狀態(tài),而后控制器再根據(jù)所述車身俯仰角和車身側(cè)傾角實時信號以及整車姿態(tài)控制策略和脈寬調(diào)制技術(shù)對四個空氣彈簧電磁閥在單位采樣時間內(nèi)的開啟狀態(tài)持續(xù)時間進行修正,從而得出各電磁閥實際開啟狀態(tài)的占空比; 步驟4,所述系統(tǒng)控制器最后將相應(yīng)電磁閥的實際控制信號傳輸給電磁閥,完成車高調(diào)節(jié)及整車姿態(tài)聯(lián)合控制過程中電磁閥通斷狀態(tài)的實時控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車姿態(tài)控制方法,其特征在于,以左前輪處車高調(diào)節(jié)為例,其余輪處類似,所述車高調(diào)節(jié)控制策略如下: 步驟3.1,在目標車身高度值附近設(shè)立車高調(diào)節(jié)滯回區(qū)間[!!。七上+匕],其中,h。為目標車身高度,In為滯回區(qū)間設(shè)定值;為防止因空氣彈簧過充或過放引起的車身高度過調(diào)節(jié),在目標車身高度值附近同時設(shè)立允許調(diào)節(jié)誤差[_he,+he],其中,he為允許誤差設(shè)定值; 步驟3.2,通過比較左前輪處車身高度實時信號和目標車身高度調(diào)節(jié)滯回區(qū)間,確定系統(tǒng)將要執(zhí)行的調(diào)節(jié)動作,即,當hO1-hi時,車高上升;當h》hQ+hi時,車高下降;其中,h為當前車身高度; 步驟3.3,若車高需要上升,在上升過程中,當h = ho-hJ寸,則上升過程結(jié)束;若車高需要下降,在下降過程中,當h = ho+hJ寸,則下降過程結(jié)束; 步驟3.4,在車高上升過程中,充氣電磁閥和左前輪處空氣彈簧電磁閥打開,放氣電磁閥關(guān)閉;在車高下降過程中,放氣電磁閥和空氣彈簧電磁閥打開,充氣電磁閥關(guān)閉。
      【文檔編號】B60G17/018GK105946497SQ201610541164
      【公開日】2016年9月21日
      【申請日】2016年7月11日
      【發(fā)明人】蔡軍
      【申請人】安慶新景技電子科技有限公司
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