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一种车身高度智能控制系统及方法技术方案

技术编号:19702877 阅读:22 留言:0更新日期:2018-12-08 14:21
本发明专利技术公开一种车身高度智能控制系统及方法,加速度传感器、CAN总线通讯系统、陀螺仪、高度传感器将行车过程中所采集到的信息发送给路面不平度辨识系统、目标高度智能控制器以及车身高度控制器,路面不平度辨识系统对接收到的信息进行处理后将路面不平度信息发送给目标车身高度智能控制器,目标车身高度智能控制器对所接收到的信息进行处理,得到当前工况下最适宜的车身高度,并将该信息发送给车身高度控制器,车身高度控制器对接收的信息进行处理,发送控制信号给驱动模块,驱动充放气电磁阀进行充放气操作,实现车身调节,根据车辆行驶工况调节车辆行驶时的车身高度,保证车身高度调节过程中的有效性与准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种车身高度智能控制系统及方法
本专利技术涉及车辆的空气悬架系统,具体涉及其车身高度控制系统,控制车身高度的自动调节。
技术介绍
空气悬架系统具有变刚度、低振动频率、车身高度可调等特性,能有效提高车辆的行驶平顺性、操纵稳定性和道路友好性。传统的空气悬架系统用机械阀控制车身高度,根据载荷变化来调节空气弹簧内部气压,以使车身高度保持基本不变。空气悬架在调节车身高度时,通过控制进入或流出空气弹簧内的气体质量流量实现车身高度的调节和保持,由车身高度控制器来保证车身高度调节过程中的有效性与准确性,为保障车辆在不同行驶工况下均能维持在最优的行驶高度提供技术支持。中国专利号为CN201310486838.1的文献中提供了一种电控空气悬架车身高度多模式切换控制方法,提出以车速信号以及悬架动行程信号作为车身高度调节触发信号,当车速大于某个阈值时将车身高度调至“车身低位”,当悬架动行程在一定时间内多次大于某个阈值时将车身高度调节至“车身高位”,该控制方法在一定程度上可以缓解平顺性与操稳性的矛盾,提升车辆在行驶过程中的综合性能,但是这种通过两个阈值来触发调节车身高度的方式,不仅需要通过试验来确定阈值大小,而且调节方式过于粗糙,难以很好地满足复杂的行驶工况需求,不能充分发挥空气悬架车身高度调节功能的优点,同时当路面不太好同时车速较快时,车身高度会调节至“低位模式”,这样不仅会降低车辆行驶过程中的平顺性而且容易刮伤底盘。
技术实现思路
本专利技术针对现有车身高度调节存在的问题,提供一种适合车身高度可调的空气悬架车辆的车身高度智能控制系统及其方法,可以确定各个工况下的目标车身高度,缓解车辆行驶过程中平顺性与操纵稳定性之间的矛盾,提高整车的综合性能。本专利技术一种车身高度智能控制系统通过如下技术方案实现:包括加速度传感器、CAN总线通讯系统、陀螺仪、高度传感器、路面不平度辨识系统、目标高度智能控制器、车身高度控制器、驱动模块和充放气电磁阀;所述的加速度传感器采集簧下质量加速度at信息并发送给路面不平度辨识系统;所述的CAN总线通讯系统获取车辆车速v信息并发送给路面不平度辨识系统和目标高度智能控制器;所述的陀螺仪采集车身侧倾角θ信息和车身在x、y、z方向的加速度ax、ay、az信息并发送给目标高度智能控制器;所述的高度传感器采集悬架动行程fd并发送给目标高度智能控制器和车身高度控制器;所述的路面不平度辨识系统对接收的信息进行处理,获取路面不平度Gd(n0)信息并发送给目标高度智能控制器;所述的目标高度智能控制器对接收的信息进行处理,输出目标车身高度Htarget给车身高度控制器;所述的车身高度控制器计算出PWM信息并发送给驱动模块,驱动模块驱动充放气电磁阀动作控制车身高度。本专利技术一种车身高度智能控制方法采用的技术方案是依次包括以下步骤:步骤一:目标高度智能控制器将车速v分成m级、路面不平度Gd(n0)分成n级、加速度ay分成s级、悬架动行程fd分成t级,建立四维矩阵S(m,n,s,t)和三维矩阵RCMAX(m,n,s)、RCMIN(m,n,s)、HSMAX(m,n,s)、HSMIN(m,n,s);步骤二:目标高度智能控制器根据加速度ax、ay、az计算得到平顺性评价指标aw;将平顺性评价指标aw与矩阵RCMAX(m,n,s)、RCMIN(m,n,s)中的值做比较,最大的值储存到RCMAX(m,n,s),最小的值储存到RCMIN(m,n,s);步骤三:目标高度智能控制器根据加速度ay和车身侧倾角θ计算出操稳性评价指标R:计算出控制周期T内的操稳性评价指标R值取平均值R,将R与矩阵HSMAX(m,n,s)、HSMIN(m,n,s)中储存的值做比较,最大的值储存到HSMAX(m,n,s),最小的值储存到HSMIN(m,n,s);步骤四:根据平顺性评价指标aw和平均值计算出综合评价指标J;步骤五:取出四维矩阵S(m,n,s,t)下储存的值Jold,将Jold与综合评价指标J值进行加权,得到Jnew值并储存到S(m,n,s,t);步骤六:在S(m,n,s,t)中,比较m、n、s相同且t分别等于1、2、3、4、5、6、7时的7个Jnew值,得到其中的最小值为I;根据最小值I确定出目标车身高度Htarget。本专利技术采用上述技术方案后的有益效果是:本专利技术中的加速度传感器、CAN总线通讯系统、陀螺仪、高度传感器将行车过程中所采集到的信息发送给路面不平度辨识系统、目标高度智能控制器以及车身高度控制器,路面不平度辨识系统对接收到的信息进行处理后将路面不平度信息发送给目标车身高度智能控制器,目标车身高度智能控制器对所接收到的信息进行处理,得到当前工况下最适宜的车身高度,并将该信息发送给车身高度控制器。车身高度控制器对接收的信息进行处理,发送控制信号给驱动模块,驱动充放气电磁阀进行充放气操作,实现车身调节。可以根据车辆行驶工况调节车辆行驶时的车身高度,可以有效地缓和车辆行驶过程中平顺性与操操纵稳定性之间的矛盾,保证车身高度调节过程中的有效性与准确性,提升车辆行驶过程中的综合性能。附图说明图1为本专利技术一种车身高度智能控制系统的结构框图;图2为图1中车身高度智能系统的控制方法的流程图;图3为图1中目标高度智能控制器的工作流程图;图中:1.加速度传感;2.CAN总线通讯系统;3.陀螺仪;4.高度传感器;5.电源模块;6.信号预处理系统;7.目标高度智能控制器;8.车身高度控制器;9.驱动模块;10.充放气电磁阀。具体实施方式参见图1,本专利技术车身高度智能控制系统由加速度传感器1、CAN总线通讯系统2、陀螺仪3、高度传感器4、电源模块5、路面不平度辨识系统6、目标高度智能控制器7、车身高度控制器8、驱动模块9、充放气电磁阀10组成。加速度传感器1用于采集簧下质量加速度at信息,并发送给路面不平度辨识系统6。CAN总线通讯系统2用于本专利技术车身高度智能控制系统与车辆CAN总线之间的通讯,以便从车辆CAN总线中获取车辆车速v信息。CAN总线通讯系统2的输出端分别连接在路面不平度辨识系统6以及目标高度智能控制器7的输入端,将车速v信息发送给路面不平度辨识系统6,为路面不平度辨识提供必要的信息;将车速v信息发送给目标高度智能控制器7,为计算目标车身高度提供必要信息。路面不平度辨识系统6的输入端还连接至加速度传感器1的输出端,用于对所接收的车速v信息和加速度传感器1所采集的簧下质量加速度at信息进行预处理,获取车辆正在行驶的路面的不平度Gd(n0)信息,可以辨识出所行驶的路面的不平度等级。路面不平度的辨识方法有很多,在本专利技术中,路面不平度信息依靠簧下质量加速度at和车速v加以辨识,具体的辨识方法记载在中国专利申请号为201416581629X、名称为“一种路面不平度在线辨识系统及方法”的文献中,在此不予赘述。CAN总线通讯系统2、加速度传感器1为信息输入端,分别提供车速v信息与簧下质量加速度at信息。路面不平度辨识系统6处理完信息后将路面不平度Gd(n0)信息提供给目标高度智能控制器7。陀螺仪3用于采集车身侧倾角θ信息和车身在x、y、z方向的加速度ax、ay、az信息。其中,x、y、z三个轴的方向采用固结于运动着的汽车上的动坐标系来描述,x轴平行于地面指向前方,z轴通过质心指向上方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车身高度智能控制系统,其特征是:包括加速度传感器(1)、CAN总线通讯系统(2)、陀螺仪(3)、高度传感器(4)、路面不平度辨识系统(6)、目标高度智能控制器(7)、车身高度控制器(80、驱动模块(9)和充放气电磁阀(10);所述的加速度传感器(1)采集簧下质量加速度at信息并发送给路面不平度辨识系统(6);所述的CAN总线通讯系统(2)获取车辆车速v信息并发送给路面不平度辨识系统(6)和目标高度智能控制器(7);所述的陀螺仪(3)采集车身侧倾角θ信息和车身在x、y、z方向的加速度ax、ay、az信息并发送给目标高度智能控制器(7);所述的高度传感器(4)采集悬架动行程fd并发送给目标高度智能控制器(7)和车身高度控制器(8);所述的路面不平度辨识系统(6)对接收的信息进行处理,获取路面不平度Gd(n0)信息并发送给目标高度智能控制器(7);所述的目标高度智能控制器(7)对接收的信息进行处理,输出目标车身高度Htarget给车身高度控制器(8);所述的车身高度控制器(8)计算出PWM信息并发送给驱动模块(9),驱动模块(9)驱动充放气电磁阀(10)动作控制车身高度。

【技术特征摘要】
1.一种车身高度智能控制系统,其特征是:包括加速度传感器(1)、CAN总线通讯系统(2)、陀螺仪(3)、高度传感器(4)、路面不平度辨识系统(6)、目标高度智能控制器(7)、车身高度控制器(80、驱动模块(9)和充放气电磁阀(10);所述的加速度传感器(1)采集簧下质量加速度at信息并发送给路面不平度辨识系统(6);所述的CAN总线通讯系统(2)获取车辆车速v信息并发送给路面不平度辨识系统(6)和目标高度智能控制器(7);所述的陀螺仪(3)采集车身侧倾角θ信息和车身在x、y、z方向的加速度ax、ay、az信息并发送给目标高度智能控制器(7);所述的高度传感器(4)采集悬架动行程fd并发送给目标高度智能控制器(7)和车身高度控制器(8);所述的路面不平度辨识系统(6)对接收的信息进行处理,获取路面不平度Gd(n0)信息并发送给目标高度智能控制器(7);所述的目标高度智能控制器(7)对接收的信息进行处理,输出目标车身高度Htarget给车身高度控制器(8);所述的车身高度控制器(8)计算出PWM信息并发送给驱动模块(9),驱动模块(9)驱动充放气电磁阀(10)动作控制车身高度。2.一种如权利要求1所述的车身高度智能控制系统的控制方法,其特征是依次包括以下步骤:步骤一:目标高度智能控制器(7)将车速v分成m级、路面不平度Gd(n0)分成n级、加速度ay分成s级、悬架动行程fd分成t级,建立四维矩阵S(m,n,s,t)和三维矩阵RCMAX(m,n,s)、RCMIN(m,n,s)、HSMAX(m,n,s)、HSMIN(m,n,s);步骤二:目标高度智能控制器(7)根...

【专利技术属性】
技术研发人员:江洪王鹏程宋旭东
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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