一种纯电动汽车的空气悬挂系统、控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种纯电动汽车的空气悬挂系统、控制系统及其控制方法，属于空气悬挂系统领域。本发明专利技术的控制系统，包括整车控制器VCU，整车控制器VCU的输入端分别连接有毫米波雷达、电子陀螺仪、AMT控制器TCU、刹车信号、前高度传感器、后右高度传感器、后左高度传感器、前桥压力传感器和后桥压力传感器；整车控制器VCU的输出端分别连接有多合一控制器、前空气悬挂阀、中空气悬挂阀和后空气悬挂阀。本发明专利技术的纯电动汽车的控制系统及其控制方法，根据实时反馈的国际平整度指标IRI，进行调整车架高度，适应于不同的道路环境；采用模糊PID控制方法对车架的高度进行控制，使得空气悬挂车架高度的调节快速且平稳，优化用户体验感。

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车的空气悬挂系统、控制系统及其控制方法
本专利技术属于空气悬挂系统领域，尤其是一种纯电动汽车的空气悬挂系统、控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着汽车领域飞速进步，为全球能源、机械等行业发展创造了良好契机，并推动着社会经济、交通行业等的不断发展，同时为人们日常生活创造了无限的便利。然而，传统燃油汽车一直以来都存在能源消耗、环境污染等问题，对社会发展构成一定程度的制约。在环境越发恶劣、国际原油资源越发匮乏的今天，商用车动力系统的纯电化已成为发展的必然趋势。为提高行驶里程数，纯电动商用车通过增加电池包的数量来实现，而受整车布置空间以及车厢大小的限制，目前新增的电池包大多安装在车架左右两侧位置，因此电池包离地距离较小，容易受到路面碎块损伤，造成严重的后果；纯电动商用车中的高压电器及高压线束较多，经过水池容易导致进水或漏电造成严重的故障并可能造成人员损伤。因此，基于整车装配和驾驶舒适度的考虑，对商用车悬架系统的平稳性提出了更高的要求。空气悬挂系统通过控制气囊内压缩空气的充放来调节车辆的承载性与高度。相比传统钢板弹簧悬架，空气悬挂在行驶时能够保持底盘高度不变，固有频率几乎不变，车辆重心几乎不变，因此具有良好的舒适性及安全性，可以有效的保护货物，降低货物损坏的概率，同时对道路有一定的保护作用。空气悬挂可通过调节气囊高度，提高装卸效率，减少轮胎磨损，降低油耗等。同时空气悬挂还具有占用空间更小，自重轻等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服纯电动汽车悬挂架系统的平稳性较差的缺点，提供一种纯电动汽车的空气悬挂系统、控制系统及其控制方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种纯电动汽车的空气悬挂系统，包括前高度传感器，前高度传感器用于检测车架与一轴的高度，前高度传感器的检测信号通过信号线发送给整车控制器VCU；车架横梁上设有前空气悬挂阀，一轴上设有前空气弹簧总成，前空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，前空气悬挂阀的出气口与前空气弹簧总成连接，前空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连；驱动轴上设有中空气弹簧总成，车架横梁上设有中空气悬挂阀，中空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，中空气悬挂阀的出气口与中空气弹簧总成连接，中空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连；驱动轴上侧车架横梁的两侧分别设有后右高度传感器和后左高度传感器，后右高度传感器和后左高度传感器用于将检测到的信号通过信号线发送给整车控制器VCU；后轴上设有后空气弹簧总成和举升空气弹簧总成，车架横梁上设有后空气悬挂阀，后空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，后空气悬挂阀的出气口与后空气弹簧总成、举升空气弹簧总成连接，空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连。进一步的，还包括前桥压力传感器和后桥压力传感器，前桥压力传感器和后桥压力传感器分别用于检测前后桥气路的压力值，并将压力信号反馈给整车控制器VCU，整车控制器VCU根据压力值控制空压机的工作，使得气压值处于预设范围内。进一步的，前高度传感器一端与车架连接，另一端设在一轴悬架系统上。进一步的，整车控制器VCU根据反馈信号控制前空气悬挂阀、中空气悬挂阀和后空气悬挂阀的开关，从而调节对应的空气弹簧的高度。本专利技术的纯电动汽车的空气悬挂系统的控制系统，包括整车控制器VCU，整车控制器VCU的输入端分别连接有毫米波雷达、电子陀螺仪、AMT控制器TCU、刹车信号、前高度传感器、后右高度传感器、后左高度传感器、前桥压力传感器和后桥压力传感器；所述整车控制器VCU的输出端分别连接有多合一控制器、前空气悬挂阀、中空气悬挂阀和后空气悬挂阀；所述多合一控制器的输出端连接有空压机，空压机的输出端连接有储气罐总成；所述前空气悬挂阀的输出端连接有前空气弹簧总成；所述中空气悬挂阀的输出端连接有中空气弹簧总成；所述后空气悬挂阀的输出端连接有后空气弹簧总成和举升空气弹簧总成。进一步的，所述毫米波雷达用于采集路面平整度、路面碎块的高度和位置、水池的深度等信息，将采集信息发给整车控制器VCU，整车控制器VCU进行计算分析，根据分析结果控制前、中、后空气悬挂阀的开关，从而控制对应空气弹簧的高度调节底盘高度。进一步的，所述电子陀螺仪用于采集整车偏转、倾斜和俯仰状态的信息，将采集信息反馈给整车控制器VCU，整车控制器VCU进行分析计算并根据分析结果调节对应的空气弹簧总成，从而稳定整车重心位置。本专利技术的控制系统的控制方法，包括：毫米雷达波用于将车辆前进方向的路面识别为三维数据，生成道路纵断面剖面曲线并通过CAN线发送给整车控制器VCU，整车控制器VCU对纵断面曲线进行数学分析得出国际平整度指标IRI，将路面颠簸程度划分为四个等级，IRI≥a，b≤IRI＜a，c≤IRI＜b和IRI＜c；当IRI≥a时，道路颠簸严重，整车控制器VCU通过空气悬挂阀调节空气悬挂总成变软，将车架高度降低至h1；当b≤IRI＜a时，整车控制器VCU通过空气悬挂阀调节空气悬挂，将车架高度调整为h2；当c≤IRI＜b时，整车控制器VCU通过空气悬挂阀调节空气悬挂，将车架高度调整为h3；当IRI＜c时，整车控制器VCU通过空气悬挂阀调节空气悬挂，将车架高度调整为h4；其中，h1、h2、h3、h4均为标定值，h1为车架默认最低高度，h4为车架默认最高高度，h1＜h2＜h3＜h4。进一步的，采用模糊PID控制方法对车架的高度进行控制，具体为：1)将高度传感器采集高度数据与目标高度进行比较，得到高度偏差和高度变化率；2)将高度偏差和高度变化率作为模糊控制器的输入量，模糊控制器利用模糊规则进行模糊推理，查询模糊矩阵表对PID控制器的参数进行调整；模糊控制器输出预整定参数的修正参数，从而得到PID控制器的三个控制参数KP、KI、KD：式中，KP0、KI0、KD0为预整定参数，是在电动汽车实际工况测试标定后固化的参数初始值；ΔKP、ΔKI、ΔKD为预整定参数KP0、KI0、KD0的修正参数；3)PID控制器根据整定后的控制参数KP、KI、KD，调节PWM脉冲宽度，控制空气悬挂阀的开关，调节空气弹簧的高度，进而控制车架的高度。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的纯电动汽车的空气悬挂系统，能够提高整车行驶稳定性和舒适度，可调节性高，维修调试方便，适应于不同的道路环境。本专利技术的纯电动汽车的空气悬挂系统、控制系统及其控制方法，根据实时反馈的国际平整度指标IRI，进行调整车架高度，适应于不同的道路环境；采用模糊PID控制方法对车架的高度进行控制，使得空气悬挂车架高度的调节快速且平稳，优化用户体验感。附图说明图1为本专利技术的控制系统的框图；图2为本专利技术的空气悬挂系统的结构示意图；图3为模糊PID控制方法的原理图。其中：1-前高度传感器，2-前空气弹簧总成，3-前空气悬挂阀，4-前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动汽车的空气悬挂系统，其特征在于，包括前高度传感器，前高度传感器用于检测车架与一轴的高度，前高度传感器的检测信号通过信号线发送给整车控制器VCU；/n车架横梁上设有前空气悬挂阀，一轴上设有前空气弹簧总成，前空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，前空气悬挂阀的出气口与前空气弹簧总成连接，前空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连；/n驱动轴上设有中空气弹簧总成，车架横梁上设有中空气悬挂阀，中空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，中空气悬挂阀的出气口与中空气弹簧总成连接，中空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连；/n驱动轴上侧车架横梁的两侧分别设有后右高度传感器和后左高度传感器，后右高度传感器和后左高度传感器用于将检测到的信号通过信号线发送给整车控制器VCU；/n后轴上设有后空气弹簧总成和举升空气弹簧总成，车架横梁上设有后空气悬挂阀，后空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，后空气悬挂阀的出气口与后空气弹簧总成、举升空气弹簧总成连接，空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车的空气悬挂系统，其特征在于，包括前高度传感器，前高度传感器用于检测车架与一轴的高度，前高度传感器的检测信号通过信号线发送给整车控制器VCU；
车架横梁上设有前空气悬挂阀，一轴上设有前空气弹簧总成，前空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，前空气悬挂阀的出气口与前空气弹簧总成连接，前空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连；
驱动轴上设有中空气弹簧总成，车架横梁上设有中空气悬挂阀，中空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，中空气悬挂阀的出气口与中空气弹簧总成连接，中空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连；
驱动轴上侧车架横梁的两侧分别设有后右高度传感器和后左高度传感器，后右高度传感器和后左高度传感器用于将检测到的信号通过信号线发送给整车控制器VCU；
后轴上设有后空气弹簧总成和举升空气弹簧总成，车架横梁上设有后空气悬挂阀，后空气悬挂阀的进气口与储气罐总成连接，后空气悬挂阀的出气口与后空气弹簧总成、举升空气弹簧总成连接，空气悬挂阀通过硬线与整车控制器VCU相连。


2.根据权利要求1所述的纯电动汽车的空气悬挂系统，其特征在于，还包括前桥压力传感器和后桥压力传感器，前桥压力传感器和后桥压力传感器分别用于检测前后桥气路的压力值，并将压力信号反馈给整车控制器VCU，整车控制器VCU根据压力值控制空压机的工作，使得气压值处于预设范围内。


3.根据权利要求1所述的纯电动汽车的空气悬挂系统，其特征在于，前高度传感器一端与车架连接，另一端设在一轴悬架系统上。


4.根据权利要求1所述的纯电动汽车的空气悬挂系统，其特征在于，整车控制器VCU根据反馈信号控制前空气悬挂阀、中空气悬挂阀和后空气悬挂阀的开关，从而调节对应的空气弹簧的高度。


5.基于权利要求1-4任一项所述的纯电动汽车的空气悬挂系统的控制系统，其特征在于，包括整车控制器VCU，整车控制器VCU的输入端分别连接有毫米波雷达、电子陀螺仪、AMT控制器TCU、刹车信号、前高度传感器、后右高度传感器、后左高度传感器、前桥压力传感器和后桥压力传感器；
所述整车控制器VCU的输出端分别连接有多合一控制器、前空气悬挂阀、中空气悬挂阀和后空气悬挂阀；
所述多合一控制器的输出端连接有空压机，空压机的输出端连接有储气罐总成；
所述前空气悬挂阀的输出端连接有前空气弹簧总成；
所述中空气悬挂阀的输出端连接有中空气弹簧总成；
所述后空气悬挂阀的输出端连接有后空气弹簧总成和举升空气弹簧总...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝刘丹，严鉴铂，刘义，尹欣欣，王鹏，王婧宇，刘奇正，茹强，
申请(专利权)人：西安法士特汽车传动有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61