主动式悬架控制单元及方法技术

本发明专利技术涉及一种主动式悬架控制单元及方法，所述主动式悬架控制单元可以包括：致动器，其具有主动式侧倾稳定(ARS)结构，以可变地调节悬架的响应特性；以及控制器，其用于通过从传感器输入的信息确定车辆的行驶情况，基于根据行驶情况预先设置的期望的相对悬架垂直力值以及由左车轮和右车轮相对悬架垂直速度之间的差异产生的差值，确定致动器的最终期望控制值。

【技术实现步骤摘要】
主动式悬架控制单元及方法
本专利技术涉及一种主动式悬架控制单元及方法，更具体地，涉及一种适用于主动式侧倾稳定(ARS)型悬架的主动式悬架控制单元及方法。
技术介绍
传统的稳定杆型悬架配置为连接车辆的左车轮和右车轮以增强侧倾刚度。例如，在崎岖道路上行驶或转弯期间，当使用这种稳定杆来改变左车轮与右车轮之间的高度时，车辆的侧倾得到抑制。然而，由于稳定杆具有固定的结构，因此为使乘客舒适需要将稳定杆设置为较软，而为改善行驶稳定性需要将稳定杆设置为较硬。因此，需要通过对二者进行折中来调节稳定杆以具有适度的刚度，并且根据车辆的用途改变稳定杆的刚度。同时，主动式侧倾稳定(ARS)型悬架可以通过电子控制单独控制车辆的左车轮和右车轮，从而改善在崎岖道路上行驶或转弯期间车辆的行为稳定性。由于ARS悬架能够根据行驶情况对侧倾刚度进行软调节或硬调节，因此，能够响应于复杂的行驶情况来改善乘客舒适性和行驶稳定性。传统的ARS通过反馈方法来执行控制，该反馈方法利用根据行驶情况而产生的相对悬架垂直速度来确定期望的相对悬架垂直力，并且由此确定期望的致动器控制值。然而，目前的反馈方法所存在的问题是导致延迟现象，在该延迟现象中，在行驶情况实时变化的条件下，需要时间来进行稳定，并且目前的反馈方法不能适当地处理左车轮与右车轮之间的高度变化的扰动情况。因此，需要一种新的主动式悬架控制单元，其配置为使延迟最小并且能够应对变化的道路状况，并且需要一种使用该主动式悬架控制单元的控制方法。在本
技术介绍
部分中包括的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面旨在提供一种主动式悬架控制单元及方法，其通过将通过期望的相对悬架垂直力确定的致动器的第一期望控制值与通过扰动确定的致动器的第二期望控制值求和来控制致动器。根据本专利技术的一个方面，一种主动式悬架控制单元可以包括：致动器，其具有主动式侧倾稳定(ARS)结构，以可变地调节悬架的响应特性；第一控制器，其用于通过从传感器输入的信息确定车辆的行驶情况，并且输出根据行驶情况而预先设置的期望的相对悬架垂直力值；以及第二控制器，其用于基于从第一控制器发送的期望的相对悬架垂直力值以及由左车轮与右车轮的相对悬架垂直速度之间的差异产生的差值来确定致动器的最终期望控制值。第二控制器可以从第一控制器接收右车轮的期望的相对悬架垂直力值，并且利用以下等式1或等式1-A确定用于右车轮的致动器的第一期望控制值：等式1：τGc＝GcFR,d，等式1-A：τGc＝GcFL,d，其中，τGc是第二控制器的第一期望控制值，Gc是第二控制器的控制函数，FR,d是右车轮的期望的相对悬架垂直力值，FL,d是左车轮的期望的相对悬架垂直力值。第二控制器可以接收右车轮的相对悬架垂直速度和左车轮的相对悬架垂直速度，以确定差值VR-VL，并且利用以下等式2确定致动器的第二期望控制值：等式2：τY2＝Y2(VR-VL)，其中，τY2是第二控制器的第二期望控制值，Y2是第二控制器的控制函数，VR是右车轮的相对悬架垂直速度，VL是左车轮的相对悬架垂直速度。第二控制器可以从垂直速度估算模块接收右车轮的相对悬架垂直速度和左车轮的相对悬架垂直速度。所述垂直速度估算模块可以基于由车身加速度传感器和车轮加速度传感器所测量的加速度之间的差来估算相对悬架垂直速度。第二控制器可以配置为通过将基于期望的相对悬架垂直力值确定的致动器的第一期望控制值与基于差值VR-VL确定的致动器的第二期望控制值求和来确定最终期望控制值。根据本专利技术的另一方面，一种主动式悬架控制方法可以包括：根据行驶情况确定期望的相对悬架垂直力值；通过估算右车轮的相对悬架垂直速度和左车轮的相对悬架垂直速度确定差值；通过基于期望的相对悬架垂直力值确定致动器的第一期望控制值、基于第一车轮的相对悬架垂直速度与第二车轮的相对悬架垂直速度的差值确定致动器的第二期望控制值，并且对第一期望控制值和第二期望控制值求和，确定致动器的最终期望控制值；基于所确定的致动器的最终期望控制值来操作致动器。在确定致动器的最终期望控制值的步骤中，可以利用以下等式1、根据期望的相对悬架垂直力值确定致动器的第一期望控制值，并且可以利用以下等式2、根据所述差值确定致动器的第二期望控制值：等式1：τGc＝GcFR,d；等式2：τY2＝Y2(VR-VL)，其中，τGc是第二控制器的第一期望控制值，Gc是第二控制器的控制函数，FR,d是右车轮的期望的相对悬架垂直力值，τY2是第二控制器的第二期望控制值，Y2是第二控制器的控制函数，VR是右车轮的相对悬架垂直速度，VL是左车轮的相对悬架垂直速度。在确定期望的相对悬架垂直力值的步骤中，可以输出根据行驶情况而预先设置的期望的相对悬架垂直力值。在确定差值的步骤中，可以通过确定右车轮的相对悬架垂直速度与左车轮的相对悬架垂直速度之间的差来输出差值。在确定差值的步骤中，可以利用车身加速度与第一车轮和第二车轮加速度之间的差来估算右车轮的相对悬架垂直速度和左车轮的相对悬架垂直速度。通过以上描述显而易见的是，根据本专利技术示例性实施方案的主动式悬架控制单元及方法具有以下效果：第一，能够以对扰动的快速响应来提高乘客的舒适性和行驶稳定性；第二，能够通过使响应延迟最小来快速地抑制车辆的侧倾/横摆运动；第三，因为第二控制器对扰动进行响应，所以可以单独设计第一控制器(ECU)而不考虑扰动；第四，通过简化控制的传递函数，能够提高设计和应用控制器的便利性。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点通过并入本文中的附图和随后的具体实施方式将是显而易见的，或者将在附图和具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明图1为示意性地示出根据本专利技术的示例性实施方案的主动式悬架控制单元的概念性示意图。图2为示例性地示出根据本专利技术的示例性实施方案的主动式悬架控制单元的结构的示意图。图3为示出根据本专利技术的示例性实施方案的主动式悬架控制方法的流程图。图4为示出当使用根据本专利技术的示例性实施方案的主动式悬架控制单元及方法时，垂直力流减小的状态的曲线图。应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是显示了说明本专利技术的基本原理的各种特征的略微简化的画法。如本文所包括的，本专利技术的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记指代本专利技术的相同或等同的部分。具体实施方式下面将详细参考本专利技术的各个具体实施方案，这些具体实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本专利技术将与本专利技术的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解本说明书并非旨在将本专利技术限制为那些示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式悬架控制单元，其包括：/n致动器，其具有主动式侧倾稳定结构，以可变地调节悬架的响应特性；以及/n控制器，其连接到传感器，并且配置为：通过从传感器输入的信息确定车辆的行驶情况；基于根据行驶情况预先设置的目标相对悬架垂直力值、以及由第一车轮和第二车轮的相对悬架垂直速度之间的差异产生的差值来确定所述致动器的最终目标控制值。/n

【技术特征摘要】
20181206 KR 10-2018-01563251.一种主动式悬架控制单元，其包括：
致动器，其具有主动式侧倾稳定结构，以可变地调节悬架的响应特性；以及
控制器，其连接到传感器，并且配置为：通过从传感器输入的信息确定车辆的行驶情况；基于根据行驶情况预先设置的目标相对悬架垂直力值、以及由第一车轮和第二车轮的相对悬架垂直速度之间的差异产生的差值来确定所述致动器的最终目标控制值。


2.根据权利要求1所述的主动式悬架控制单元，其中，所述控制器包括：
第一控制器，其配置为输出目标相对悬架垂直力值；以及
第二控制器，其配置为通过对基于从第一控制器发送的目标相对悬架垂直力值确定的第一目标控制值与基于所述差值确定的第二目标控制值求和来确定最终目标控制值。


3.根据权利要求2所述的主动式悬架控制单元，其中，
所述第二控制器配置为从第一控制器接收第一车轮和第二车轮的其中一个的目标相对悬架垂直力值，并且配置为利用以下等式1或等式1-A确定第二控制器的第一目标控制值：
等式1：τGc＝GcFR,d，等式1-A：τGc＝GcFL,d，
其中，τGc为第二控制器的第一目标控制值，Gc为第二控制器的控制函数，FR,d为第一车轮的目标相对悬架垂直力值，FL,d为第二车轮的目标相对悬架垂直力值。


4.根据权利要求2所述的主动式悬架控制单元，其中，
所述第二控制器配置为接收第一车轮的相对悬架垂直速度和第二车轮的相对悬架垂直速度，以确定第一车轮的相对悬架垂直速度与第二车轮的相对悬架垂直速度的差值，并且配置为利用以下等式2确定第二控制器的第二目标控制值：
等式2：τY2＝Y2(VR-VL)，
其中，τY2为第二控制器的第二目标控制值，Y2为第二控制器的控制函数，VR为第一车轮的相对悬架垂直速度，VL为第二车轮的相对悬架垂直速度。


5.根据权利要求4所述的主动式悬架控制单元，其中，
所述第二控制器配置为从垂直速度估算模块接收第一车轮的相对悬架垂直速度和第二车轮的相对悬架垂直速度。


6.根据权利要求5所述的主动式悬架控制单元，其中，
所述传感器包括车身加速度传感器和车轮加速度传感器；
所述垂直速度估算模块基于由所述车身加速度传感器和所述车...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熙权，金宇均，李旼秀，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR