一种电控空气悬架整车姿态控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开汽车空气悬架技术领域中的一种汽车电控空气悬架整车姿态控制系统及方法，包括一个检测车身侧倾角和车身俯仰角的陀螺仪传感器和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程信息的车身高度传感器，陀螺仪传感器将和车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器由前左、前右、后左、后右空气弹簧控制模块组成，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接八个电磁阀；整车姿态控制器根据悬架动行程、车身侧倾角和车身俯仰角信息确定出能够在行车过程中维持车身姿态稳定的充放气控制信号，使车辆在复杂工况下对车身姿态进行快速有效地调节。

A Vehicle Attitude Control System of Electronic Air Suspension and Its Method

The invention discloses a vehicle attitude control system and method of an automobile electronically controlled air suspension in the field of automobile air suspension technology, including a gyroscope sensor for detecting the body roll angle and the body pitch angle, and four body height sensors for detecting the dynamic travel information of the front left, front right, rear left and rear right suspensions respectively. The gyroscope sensor will be used with the output end of the body height sensor. The input end of the vehicle attitude controller is connected by CAN bus. The vehicle attitude controller consists of front left, front right, rear left and rear right air spring control modules. The output end of the vehicle attitude controller is connected with the input end of the solenoid valve drive circuit, and the output end of the solenoid valve drive circuit is connected with eight solenoid valves respectively. The vehicle attitude controller is based on the suspension travel and body tilt angle. And the information of the body elevation angle determines the control signal of charging and discharging which can maintain the body posture stability during the driving process, so that the vehicle can adjust the body posture quickly and effectively under complex conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种电控空气悬架整车姿态控制系统及方法
本专利技术涉及汽车的空气悬架
，具体涉及对汽车整车姿态进行控制的控制系统及其控制方法。
技术介绍
空气悬架采用空气弹簧作为弹性元件，可以获得较低的悬架系统固有频率，在载荷变化时，系统固有频率变化不大，从而提高了汽车的行驶平顺性；另一方面，车辆通过对空气弹簧的充气与放气的主动控制，可以满足不同工况下车身姿态的要求。中国专利公开号为CN105599558A的文献中提出了一种电控空气悬架车身高度调节与整车姿态联合控制方法，该方法能够在车辆进行车身高度有效调节的同时，进一步通过整车姿态控制策略对车辆四角处的车高调节进行修正，可以实现车高调节过程中的整车姿态控制；中国专利公开号为CN108068570A的文献中提供了一种电控空气悬架车高调节与整车姿态模糊滑模控制方法，该方法通过模糊滑模控制技术解决了电控空气悬架车高调节系统中存在的非线性和参数不确定性，可以实现电控空气悬架车高调节与整车姿态的良好控制。上述专利所提出的方法虽然都可以实现在车身高度调节的过程中维持良好的车身姿态，但是未涉及如何在车辆行驶过程中维持车身姿态的稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提出一种电控空气悬架整车姿态控制系统及其控制方法，在车辆行驶过程中出现车辆姿态失稳时对整车的车身姿态进行控制调节，在行车过程中维持车身姿态的稳定。本专利技术一种电控空气悬架整车姿态控制系统采用的技术方案是：包括一个检测车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的陀螺仪传感器和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程fdfl、fdfr、fdrl、fdrr信息的车身高度传感器，一个陀螺仪传感器将和四个车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接前左充气电磁阀、前左放气电磁阀、前右充气电磁阀、前右放气电磁阀、后左充气电磁阀、后左放气电磁阀、后右充气电磁阀、后右放气电磁阀这八个电磁阀。所述的整车姿态控制器由前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块这四个模块组成，四个模块的输出端分别连接电磁阀驱动电路的输入端；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前左悬架动行程fdfl这三种信息传输到前左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前右悬架动行程fdfr这三种信息传输到前右空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后左悬架动行程fdrl这三种信息传输到后左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后右悬架动行程fdrr这三种信息传输到后右空气弹簧控制模块中。本专利技术一种电控空气悬架整车姿态控制系统的控制方法采用的技术方案是：其特征是包括：步骤A：四个车身高度传感器将检测的前左、前右、后左、后右悬架动行程fdfl、fdfr、fdrl、fdrr以及陀螺仪传感器5将检测的车身侧倾角θ、车身俯仰角φ传输给CAN总线，CAN总线接收这些信息后传输给整车姿态控制器；步骤B：前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块分别确定出对应的前左、前右、后左、后右电磁阀的充放气控制信号，将充放气控制信号传输给电磁阀驱动电路；步骤C：电磁阀驱动电路接收充放气控制信号后，将其转化成电流信号控制电磁阀的开启和关闭，完成整车姿态的实时控制。进一步地，步骤B中，前左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：步骤1：前左空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与预设的车身侧倾角阈值θm进行比较，若|θ|≥θm，则将θ与-θm进行比较；若|θ|＜θm，则将车身俯仰角φ与预设的车身俯仰角阈值φm进行比较；步骤2：在将θ与-θm比较时，若θ≤-θm，则将前左悬架动行程fdfl与阈值-fdm比较；若θ＞-θm，则将fdfl与fdm比较：fdfl与-fdm比较时，若fdfl≤-fdm，则输出前左充气电磁阀开启信号，若fdfl＞-fdm，则输出前左充气电磁阀关闭信号；fdfl与fdm比较时，若fdfl≥fdm，则输出前左放气电磁阀开启信号，若fdfl＜fdm，则输出前左放气电磁阀关闭信号；步骤3：步骤1中，φ与φm比较时，若φ≥φm，则将fdfl与-fdm比较；若φ＜φm，则将φ与-φm比较：若fdfl≤-fdm，则输出前左充气电磁阀17开启信号；若fdfl＞-fdm，则输出前左充气电磁阀关闭信号；若φ≤-φm，则将fdfl与fdm比较：若φ＞-φm，则输出前左充气电磁阀关闭信号；在fdfl与fdm比较时，若fdfl≥fdm，则输出前左放气电磁阀开启信号，若fdfl＜fdm，则输出前左放气电磁阀关闭信号。进一步地，步骤B中，前右空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：步骤1：前右空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与车身侧倾角阈值θm进行比较，若|θ|≥θm，则再将θ与θm进行比较；若|θ|＜θm，则将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值φm进行比较；步骤2：在将θ与θm比较时，若θ≥θm，则将前右悬架动行程fdfr与悬架动行程阈值-fdm比较；若θ＜θm，则将fdfr与阈值fdm比较：fdfr与-fdm比较时，若fdfr≤-fdm，则输出前右充气电磁阀关闭信号，若fdfl＞-fdm，则输出前右充气电磁阀开启信号；fdfr与fdm比较时，若fdfr≥fdm，则输出前右放气电磁阀开启信号，若fdfr＜fdm，则输出前右放气电磁阀关闭信号；步骤3：步骤1中，将φ与φm进行比较时，若φ≥Φm，则将fdfr与-fdm比较；若φ＜φm，则将φ与阈值-φm进行比较：若fdfr≤-fdm，则输出前右充气电磁阀开启信号；若fdfr＞-fdm，则输出前右充气电磁阀关闭信号；若φ≤-φm，则将fdfr与fdm进行比较：若φ＞-φm，则输出前右充气电磁阀关闭信号；在fdfr与fdm比较时，若fdfr≥fdm，则输出前右放气电磁阀开启信号，若fdfr＜fdm，则输出前右放气电磁阀关闭信号。进一步地，步骤B中，后左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：步骤1：后左空气弹簧控制模块将车身俯仰角φ的绝对值与车身俯仰角阈值φm进行比较，若φ|≥φm，则再车身俯仰角φ与阈值-φm进行比较；若|φ|＜φm，则将车身侧倾角θ与车身侧倾角阈值-θm进行比较；步骤2：在将φ与-φm比较时，若φ≤-φm，则将后左悬架动行程fdrl与悬架动行程阈值-fdm比较；若φ＞-φm，则将fdrl与fdm比较：fdrl与-fdm比较时，若fdrl≤-fdm，则输出后左充气电磁阀开启信号，若fdrl＞-fdm，则输出后左充气电磁阀关闭信号；fdrl与fdm比较时，若fdrl≥fdm，则输出后左放气电磁阀开启信号，若fdrl＜fdm，则输出后左放气电磁阀关闭信号；步骤3：步骤1中，将θ与-θm进行比较时，若θ≤-θm，则将fdrl与-fdm比较；若θ＞-θm，则将θ与θm进行比较：fdrl与-fdm比较时，若fdrl≤-fdm，则输出后左充气电磁阀开启信号；若fdrl＞-fdm，则输出后左充气电磁阀关闭信号；θ与θm比较时，若θ≥θm，则将fdrl与fdm进行比较：若θ＜θm，则输出后左充气电磁阀关闭信号；在fdrl与fdm比较时，若f本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电控空气悬架整车姿态控制系统，包括一个检测车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的陀螺仪传感器(5)和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程fdfl、fdfr、fdrl、fdrr信息的车身高度传感器，其特征是：一个陀螺仪传感器(5)和四个车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接前左充气电磁阀(17)、前左放气电磁阀(20)、前右充气电磁阀(4)、前右放气电磁阀(1)、后左充气电磁阀(13)、后左放气电磁阀(12)、后右充气电磁阀(8)、后右放气电磁阀(9)这八个电磁阀。

【技术特征摘要】
1.一种电控空气悬架整车姿态控制系统，包括一个检测车身侧倾角θ和车身俯仰角φ的陀螺仪传感器(5)和四个分别检测前左、前右、后左、后右悬架动行程fdfl、fdfr、fdrl、fdrr信息的车身高度传感器，其特征是：一个陀螺仪传感器(5)和四个车身高度传感器的输出端都经CAN总线连接整车姿态控制器的输入端，整车姿态控制器的输出端与电磁阀驱动电路的输入端连接，电磁阀驱动电路的输出端分别连接前左充气电磁阀(17)、前左放气电磁阀(20)、前右充气电磁阀(4)、前右放气电磁阀(1)、后左充气电磁阀(13)、后左放气电磁阀(12)、后右充气电磁阀(8)、后右放气电磁阀(9)这八个电磁阀。2.根据权利要求1所述的一种电控空气悬架整车姿态控制系统，其特征是：整车姿态控制器由前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块这四个模块组成，四个模块的输出端分别连接电磁阀驱动电路的输入端；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前左悬架动行程fdfl这三种信息传输到前左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、前右悬架动行程fdfr这三种信息传输到前右空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后左悬架动行程fdrl这三种信息传输到后左空气弹簧控制模块中；车身侧倾角θ、车身俯仰角φ、后右悬架动行程fdrr这三种信息传输到后右空气弹簧控制模块中。3.一种如权利要求2所述的电控空气悬架整车姿态控制系统的控制方法，其特征是：步骤A：四个车身高度传感器将检测的前左、前右、后左、后右悬架动行程fdfl、fdfr、fdrl、fdrr以及陀螺仪传感器(5)将检测的车身侧倾角θ、车身俯仰角φ传输给CAN总线，CAN总线接收这些信息后传输给整车姿态控制器；步骤B：前左空气弹簧控制模块、前右空气弹簧控制模块、后左空气弹簧控制模块、后右空气弹簧控制模块分别确定出对应的前左、前右、后左、后右电磁阀的充放气控制信号，将充放气控制信号传输给电磁阀驱动电路；步骤C：电磁阀驱动电路接收充放气控制信号后，将其转化成电流信号控制电磁阀的开启和关闭，完成整车姿态的实时控制。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤B中，前左空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：步骤1：前左空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与预设的车身侧倾角阈值θm进行比较，若|θ|≥θm，则将θ与-θm进行比较；若|θ|＜θm，则将车身俯仰角φ与预设的车身俯仰角阈值φm进行比较；步骤2：在将θ与-θm比较时，若θ≤-θm，则将前左悬架动行程fdfl与阈值-fdm比较；若θ＞-θm，则将fdfl与fdm比较：fdfl与-fdm比较时，若fdfl≤-fdm，则输出前左充气电磁阀(17)开启信号，若fdfl＞-fdm，则输出前左充气电磁阀(17)关闭信号；fdfl与fdm比较时，若fdfl≥fdm，则输出前左放气电磁阀(20)开启信号，若fdfl＜fdm，则输出前左放气电磁阀(20)关闭信号；步骤3：步骤1中，φ与φm比较时，若φ≥φm，则将fdfl与-fdm比较；若φ＜φm，则将φ与-φm比较：若fdfl≤-fdm，则输出前左充气电磁阀(17)开启信号；若fdfl＞-fdm，则输出前左充气电磁阀(17)关闭信号；若φ≤-φm，则将fdfl与fdm比较：若φ＞-φm，则输出前左充气电磁阀(17)关闭信号；在fdfl与fdm比较时，若fdfl≥fdm，则输出前左放气电磁阀(20)开启信号，若fdfl＜fdm，则输出前左放气电磁阀(20)关闭信号。5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤B中，前右空气弹簧控制模块确定出充放气控制信号的方法是：步骤1：前右空气弹簧控制模块将车身侧倾角θ的绝对值与车身侧倾角阈值θm进行比较，若|θ|≥θm，则再将θ与θm进行比较；若|θ|＜θm，则将车身俯仰角φ与车身俯仰角阈值φm进行比较；步骤2：在将θ与θm比较时，若θ≥θm，则将前右悬架动行程f...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲兴，沈安诚，宋鑫炎，江洪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32