汽车悬架半主动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种汽车悬架半主动控制方法及系统，方法包括：根据预设路况信息绘制激振特性曲线进行动力学仿真，以获取标准动力学响应，根据标准动力学响应建立路面不平度等级聚类模型；将当前汽车的当前车辆动力学响应输送至聚类模型进行评估，以得到当前路面不平度等级；将当前车速和当前路面不平度等级与激振特性曲线进行匹配，以得到当前激振频率；当当前激荡频率大于预设频率时，将汽车悬架调节为加速度驱动阻尼切换模式，当小于预设频率时，将汽车悬架调节为天棚阻尼控制模式。本发明专利技术通过大量标准路面信息离线计算，以及离线构建聚类模型从而快速判断当前激振频率的范围，以有效解决由于在线计算路面不平度信息带来的实时性差的问题。

Semi-active Control Method and System of Automotive Suspension

【技术实现步骤摘要】
汽车悬架半主动控制方法及系统
本专利技术涉及汽车悬架
，特别涉及一种汽车悬架半主动控制方法及系统。
技术介绍
路面的激振频率对汽车的行驶平顺性有重要影响，尤其是半主动悬架控制技术，其控制效果具有频率依赖性，研究表明，经典的天棚阻尼(Sky-hook)最大-最小切换半主动控制，当路面不平度在簧载质量固有频率(1-2Hz)附近低频激振时，该控制技术具有良好的减振效果，但在路面激振频率更高的中高频频带内激振时，则表现出与被动悬架相近甚至更差的性能；而加速度驱动阻尼(AccelerationDrivenDamping，ADD)控制方法，则表现出与天棚阻尼互补的特性。目前，路面不平度信息的获取主要分为直接测量与非接触式测量两种。直接测量法通过安装在车后方的路面不平度仪与地面接触的方式来测量路面不平度高程，该方法主要用于实验测试，难以随车普及；非接触式测量常用方法包括基于车辆动力学响应的路面识别、基于车载摄像头的路面感知等，目前，非接触式测量方法的路面信息辨识过程需进行大量的数据处理及在线计算，计算消耗较大，实时性难以保证。由此可见，有必要提出一种实时性好、依据路面的激振频率的大小以对应调整汽车悬架的阻尼控制策略。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种汽车悬架半主动控制方法及系统，用于解决现有技术中由于在线计算路面不平度信息带来的实时性差问题。第一方面，本专利技术提供了一种汽车悬架半主动控制方法，所述方法，包括：根据预设路况信息绘制激振特性曲线，所述激振特性曲线的曲线参数包括标准行驶速度、标准路面不平度等级和标准激振频率；根据所述激振特性曲线进行动力学仿真，以获取标准动力学响应，并根据所述标准动力学响应建立以所述标准动力学响应为表征的聚类模型；实时获取当前汽车的当前车辆动力学响应，并将所述当前车辆动力学响应输送至所述聚类模型进行评估，以得到当前路面不平度等级；将所述当前汽车的当前车速和所述当前路面不平度等级与所述激振特性曲线进行匹配，以得到当前激振频率；当判断到所述当前激荡频率大于预设频率时，将所述当前汽车的汽车悬架调节为加速度驱动阻尼切换模式，当判断到所述当前激荡频率小于所述预设频率时，将所述汽车悬架调节为天棚阻尼控制模式。上述汽车悬架半主动控制方法，通过大量标准路面信息离线计算，以及离线构建的车辆动力学响应聚类模型从而快速判断当前激振频率的范围，以有效解决现有技术中由于在线计算路面不平度信息带来的实时性差的问题，通过基于所述当前激振频率的大小，以针对性的进行所述加速度驱动阻尼切换模式与所述天棚阻尼控制模式之间的切换控制，进而有效的提高了阻尼控制模式的切换精准度，提高了汽车行驶的平顺性，通过所述激振特性曲线的绘制和所述聚类模型的建立，有效的提高了所述当前激振频率计算的准确性。进一步地，所述将所述当前车辆动力学响应输送至所述聚类模型进行评估的步骤包括：控制所述当前汽车中的惯性传感器以获取汽车质心位置三向加速度及绕三轴的角速度等惯性参数；控制所述当前汽车中的线性位移传感器以获取汽车悬架变形参数；控制所述当前汽车中的垂向加速度传感器以获取汽车悬架位置垂向加速度参数；将获取到的所述汽车惯性参数、所述汽车悬架变形参数和所述汽车悬架位置垂向加速度参数输送至所述聚类模型，并控制所述聚类模型进行数据仿真。进一步地，所述根据所述标准动力学响应建立以所述标准动力学响应为表征的聚类模型的步骤包括：将所述标准路面状态等级和所述标准动力学参数响应输送至预设支持向量机，并控制所述预设支持向量机输出结果，以建立所述聚类模型。进一步地，所述加速度驱动阻尼切换模式的调节参数为：ifxsj”(xsj'-xuj')≥0c＝cmax2ifxsj”(xsj'-xuj')<0c＝cmin2所述天棚阻尼控制模式的调节参数为：ifxsj'(xsj'-xuj')≥0c＝cmax1ifxsj'(xsj'-xuj')<0c＝cmin1其中，下标j＝(f,r)，分别代表左侧和右侧位置，xsj'为左右侧簧载质量垂向速度，xuj'为左右侧非簧载质量垂向速度，c为阻尼可调减振器阻尼系数，cmax1和cmin1分别为所述天棚阻尼控制模式下的最大和最小阻尼，cmax2和cmin2分别为所述加速度驱动阻尼切换模式下的最大和最小阻尼。进一步地，获取所述预设路况信息所采用的获取方法为谐波叠加法或滤波白噪声法。第二方面，本专利技术提供了一种汽车悬架半主动控制系统，包括：特性曲线绘制模块，用于根据预设路况信息绘制激振特性曲线，所述激振特性曲线的曲线参数包括标准行驶速度、标准路面不平度等级和标准激振频率；聚类模型建立模块，用于根据所述激振特性曲线进行动力学仿真，以获取标准动力学响应，并根据所述标准动力学响应建立以所述标准动力学响应为表征的聚类模型；动力学仿真模块，用于实时获取当前汽车的当前车辆动力学响应，并将所述当前车辆动力学响应输送至所述聚类模型进行评估，以得到当前路面不平度等级；激振频率匹配模块，用于将所述当前汽车的当前车速和所述当前路面不平度等级与所述激振特性曲线进行匹配，以得到当前激振频率；控制调节模块，当判断到所述当前激荡频率大于预设频率时，将所述当前汽车的汽车悬架调节为加速度驱动阻尼切换模式，当判断到所述当前激荡频率小于所述预设频率时，将所述汽车悬架调节为天棚阻尼控制模式。上述汽车悬架半主动控制系统，通过大量标准路面信息离线计算，以及离线构建的车辆动力学响应聚类模型从而快速判断当前激振频率的范围，以有效解决现有技术中由于在线计算路面不平度信息带来的实时性差的问题，通过基于所述当前激振频率的大小，以针对性的进行所述加速度驱动阻尼切换模式与所述天棚阻尼控制模式之间的切换控制，进而有效的提高了阻尼控制模式的切换精准度，提高了汽车行驶的平顺性，通过所述激振特性曲线的绘制和所述聚类模型的建立，有效的提高了所述当前激振频率计算的准确性。进一步地，所述动力学仿真模块还用于：控制所述当前汽车中的惯性传感器以获取汽车质心位置三向加速度和绕三轴角速度等惯性参数；控制所述当前汽车中的线性位移传感器以获取汽车悬架变形参数；控制所述当前汽车中的垂向加速度传感器以获取汽车悬架位置垂向加速度参数；将获取到的所述汽车惯性参数、所述汽车悬架变形参数和所述汽车悬架位置垂向加速度参数输送至所述聚类模型，并控制所述聚类模型进行数据仿真。进一步地，所述聚类模型建立模块还用于：将所述标准路面状态等级和所述标准动力学参数响应输送至预设支持向量机，并控制所述预设支持向量机输出结果，以建立所述聚类模型。进一步地，所述特性曲线绘制模块中获取所述预设路况信息所采用的获取方法为谐波叠加法或滤波白噪声法。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的汽车悬架半主动控制方法的流程图；图2为本专利技术第二实施例提供的汽车悬架半主动控制方法的流程图；图3为本专利技术第二实施例提供的当前汽车的当前车辆动力学响应的获取步骤流程；图4为本专利技术第三实施例提供的汽车悬架半主动控制系统的结构示意图。具体实施方式为了便于更好地理解本专利技术，下面将结合相关实施例附图对本专利技术进行进一步地解释。附图中给出了本专利技术的实施例，但本专利技术并不仅限于上述的优选实施例。相反，提供这些实施例的目的是为了使本专利技术的公开面更加得充分。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车悬架半主动控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设路况信息绘制激振特性曲线，所述激振特性曲线的曲线参数包括标准行驶速度、标准路面不平度等级和标准激振频率；根据所述激振特性曲线进行动力学仿真，以获取标准动力学响应，并根据所述标准动力学响应建立以所述标准动力学响应为表征的聚类模型；实时获取当前汽车的当前车辆动力学响应，并将所述当前车辆动力学响应输送至所述聚类模型进行评估，以得到当前路面不平度等级；将所述当前汽车的当前车速和所述当前路面不平度等级与所述激振特性曲线进行匹配，以得到当前激振频率；当判断到所述当前激荡频率大于预设频率时，将所述当前汽车的汽车悬架调节为加速度驱动阻尼切换模式，当判断到所述当前激荡频率小于所述预设频率时，将所述汽车悬架调节为天棚阻尼控制模式。

【技术特征摘要】
1.一种汽车悬架半主动控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设路况信息绘制激振特性曲线，所述激振特性曲线的曲线参数包括标准行驶速度、标准路面不平度等级和标准激振频率；根据所述激振特性曲线进行动力学仿真，以获取标准动力学响应，并根据所述标准动力学响应建立以所述标准动力学响应为表征的聚类模型；实时获取当前汽车的当前车辆动力学响应，并将所述当前车辆动力学响应输送至所述聚类模型进行评估，以得到当前路面不平度等级；将所述当前汽车的当前车速和所述当前路面不平度等级与所述激振特性曲线进行匹配，以得到当前激振频率；当判断到所述当前激荡频率大于预设频率时，将所述当前汽车的汽车悬架调节为加速度驱动阻尼切换模式，当判断到所述当前激荡频率小于所述预设频率时，将所述汽车悬架调节为天棚阻尼控制模式。2.根据权利要求1所述的汽车悬架半主动控制方法，其特征在于，所述将所述当前车辆动力学响应输送至所述聚类模型进行评估的步骤包括：控制所述当前汽车中的惯性传感器以获取汽车质心位置三向加速度及绕三轴的角速度等惯性参数；控制所述当前汽车中的线性位移传感器以获取汽车悬架变形参数；控制所述当前汽车中的垂向加速度传感器以获取汽车悬架位置垂向加速度参数；将获取到的所述汽车惯性参数、所述汽车悬架变形参数和所述汽车悬架位置垂向加速度参数输送至所述聚类模型，并控制所述聚类模型进行数据仿真。3.根据权利要求1所述的汽车悬架半主动控制方法，其特征在于，所述根据所述标准动力学响应建立以所述标准动力学响应为表征的聚类模型的步骤包括：将所述标准路面状态等级和所述标准动力学参数响应输送至预设支持向量机，并控制所述预设支持向量机输出结果，以建立所述聚类模型。4.根据权利要求1所述的汽车悬架半主动控制方法，其特征在于，所述加速度驱动阻尼切换模式的调节参数为：ifxsj”(xsj'-xuj')≥0c＝cmax2ifxsj”(xsj'-xuj')<0c＝cmin2所述天棚阻尼控制模式的调节参数为：ifxsj'(xsj'-xuj')≥0c＝cmax1ifxsj'(xsj'-xuj')<0c＝cmin1其中，下标j＝(f,r)，分别代表左侧和右侧位置，xsj'为左右侧簧载质量垂向速度，xuj'为左右侧非...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱香，吴晓建，曹青松，高小林，
申请(专利权)人：江西科技学院，
类型：发明
国别省市：江西,36