一种基于互联式空气悬架控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于互联式空气悬架控制系统，包括行驶信息检测单元、综合评价指标计算单元、互联式空气悬架控制模式选择单元、互联式空气悬架执行单元。其中，行驶信息检测单元用于获取室外温度、毫米波雷达点云筛选时间、毫米波雷达点云面积、激光雷达点云筛选时间、激光雷达点云面积；综合评价指标计算单元用于计算视觉感知融合评价因子、信号传输评价因子、垂向评价因子，从而得到综合评价指标；互联式空气悬架控制模式选择单元包括单侧控制模式、双侧控制模式；互联式空气悬架执行单元根据不同的控制模式和不同的道路情况来对车辆控制进行相应规则调整。辆控制进行相应规则调整。辆控制进行相应规则调整。

【技术实现步骤摘要】
一种基于互联式空气悬架控制系统


[0001]本专利技术涉及一种基于互联式空气悬架控制系统。

技术介绍

[0002]目前车辆的智能化程度越来越高，逐渐出现了无人驾驶汽车。在开发无人驾驶汽车的先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant Systems，ADAS)功能和自动驾驶(Autonomous Driving，AD)功能时，为保障无人驾驶汽车的安全性及可靠性，相关功能的开发大多集中于对环境感知、路径规划以及决策控制的研究，却很少考虑到互联式空气悬架控制技术，且对于互联式空气悬架控制的评价指标相对单一，但对于汽车的平顺性和驾驶员的舒适性而言，互联式空气悬架需要考虑视觉感知融合评价因子、信号传输评价因子、垂向评价因子，因此如何有效保证车辆在行驶时的平顺性以及舒适性成为了申请人亟待解决的技术问题。为改善这些问题，本专利技术提出了一种基于互联式空气悬架控制系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于互联式空气悬架控制系统，以解决上述
技术介绍
中所面临的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于互联式空气悬架控制系统，包括行驶信息检测单元、综合评价指标计算单元、互联式空气悬架控制模式选择单元、互联式空气悬架执行单元。
[0005]所述行驶信息检测单元用于获取室外温度T、毫米波雷达点云筛选时间t
a
、毫米波雷达点云面积S
a
、激光雷达点云筛选时间t
c
、激光雷达点云面积S
b
；
[0006]所述综合评价指标计算单元计算视觉感知融合评价因子J1、信号传输评价因子J2、垂向评价因子J3，从而得到综合评价指标J；视觉感知融合评价因子J1取决于毫米波雷达影响因子K1、激光雷达影响因子K2、摄像头影响因子K3；其中毫米波雷达影响因子K1取决于整车搭载的毫米波雷达个数n1、射频收发系数k
a
、毫米波雷达点云筛选时间t
a
、角度估计偏差系数k
b
、毫米波雷达点云面积S
a
、毫米波雷达点云面积系数k
sa
、单程检测目标物时间t
b
；激光雷达影响因子K2取决于整车搭载的激光雷达个数n2、激光雷达点云筛选时间t
c
、角分辨率影响系数k
c
、激光雷达点云面积S
b
、激光雷达点云面积系数k
sb
、特征提取匹配效率η、被检测物的距离l、边缘检测影响系数k
d
、空洞噪声干扰因子k
e
、抗有源干扰因子k
f
；摄像头影响因子K3取决于整车搭载的摄像头个数n3、抗有源干扰因子k
f
、摄像头焦距f、被检测区域的红原色R占比量k
R
、被检测区域的绿原色G占比量k
G
、被检测区域的蓝原色B占比量k
B
、匹配识别速率k
g
、目标跟踪准确性系数k
h
；信号传输评价因子J2取决于采用CAN控制线长度L
C1
、CAN控制线信号传输延迟时间t
C1
、CAN控制线信号传输速度v
C1
、CAN控制线信号传输抗干扰系数χ
C1
、采用LIN控制线长度L
L2
、LIN控制线信号传输延迟时间t
L2
、LIN控制线信号传输速v
L2
、LIN控制线信号传输抗干扰系数χ
L2
、采用FlexRay控制线长度L
F3
、FlexRay控制线信号传输延迟时间t
F3
、FlexRay控制线信号传输速度v
F3
、FlexRay控制线信号传输抗干扰系数χ
F3
、采用MOST控
制线长度L
M4
、MOST控制线信号传输延迟时间t
M4
、MOST控制线信号传输速度v
M4
、MOST控制线信号传输抗干扰系数χ
M4
；垂向评价因子J3取决于互联式空气悬架中的最大弹簧力F
zmax
、互联式空气悬架中的最小弹簧力F
zmin
、横摆角加速度车辆轴距L、横摆转动惯量l
z
、整车质量M、重力加速度g、垂向弹簧控制因子预设值
[0007]所述互联式空气悬架控制模式选择单元包括单侧控制模式、双侧控制模式，双侧控制模式的控制强度高于单侧控制模式，通过设计单侧控制因子阈值γ1、双侧控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0≤γ2<γ1≤1，当综合评价指标J满足γ1≤J＜1时，互联式空气悬架执行单元执行单侧控制模式，当综合评价指标J满足γ2≤J＜γ1时，互联式空气悬架执行单元执行双侧控制模式，当综合评价指标J满足0≤J＜γ2时，互联式空气悬架执行单元不执行工作；根据左侧摄像头检测路面特征垂向数值z1、右侧摄像头检测路面特征垂向数值z2、平坦路面垂向坐标基准值z0来判断路面是否存在凸起或凹陷情况；
[0008]所述互联式空气悬架执行单元执行单侧控制模式且判定路面为仅单侧凸起路面时，所述互联式空气悬架输出弹簧力F
T1
其值取决于横向互联管路长度L1、横向互联管路直径d1、横向互联管路内壁阻力系数τ1、横向互联管路气体流速V
c
、仅单侧凸起路面下气体交换产生的弹簧力F
h1
、仅单侧凸起路面下气体排放产生的弹簧力F
f1
、仅单侧凸起路面下弹簧力分配系数β1、β2；设计仅单侧凸起路面下单侧控制评价因子η1用于评价单侧控制模式的互联式空气悬架控制的程度，其值取决于仅单侧凸起路面下空气弹簧气体排放占比量系数K
f1
、仅单侧凸起路面下气体排放迟滞因子C
f1
、仅单侧凸起路面下气体排放时间t
f1
、仅单侧凸起路面下空气弹簧气体交换占比量系数K
h1
、仅单侧凸起路面下气体交换迟滞因子C
h1
、仅单侧凸起路面下气体交换时间t
h1
、仅单侧凸起路面评价系数η
e1
，设计仅单侧凸起路面下单侧控制判断因子λ1和仅单侧凸起路面下单侧控制再判断时间t1，且0＜λ1＜12％，根据仅单侧凸起路面下单侧控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的规则调整；
[0009]所述互联式空气悬架执行单元执行单侧控制模式且判定路面为仅单侧凹陷路面时，所述互联式空气悬架输出弹簧力F
T2
其值取决于横向互联管路长度L1、横向互联管路直径d1、横向互联管路内壁阻力系数τ1、横向互联管路气体流速V
c
、仅单侧凹陷路面下气体交换产生的弹簧力F
h2
、仅单侧凹陷路面下气体充入产生的弹簧力F...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于互联式空气悬架控制系统，其特征在于，包括以下内容：其包括行驶信息检测单元、综合评价指标计算单元、互联式空气悬架控制模式选择单元、互联式空气悬架执行单元；所述行驶信息检测单元用于获取室外温度T、毫米波雷达点云筛选时间t
a
、毫米波雷达点云面积S
a
、激光雷达点云筛选时间t
c
、激光雷达点云面积S
b
；所述综合评价指标计算单元计算视觉感知融合评价因子J1、信号传输评价因子J2、垂向评价因子J3，从而得到综合评价指标J；视觉感知融合评价因子J1取决于毫米波雷达影响因子K1、激光雷达影响因子K2、摄像头影响因子K3；其中毫米波雷达影响因子K1取决于整车搭载的毫米波雷达个数n1、射频收发系数k
a
、毫米波雷达点云筛选时间t
a
、角度估计偏差系数k
b
、毫米波雷达点云面积S
a
、毫米波雷达点云面积系数k
sa
、单程检测目标物时间t
b
；激光雷达影响因子K2取决于整车搭载的激光雷达个数n2、激光雷达点云筛选时间t
c
、角分辨率影响系数k
c
、激光雷达点云面积S
b
、激光雷达点云面积系数k
sb
、特征提取匹配效率η、被检测物的距离l、边缘检测影响系数k
d
、空洞噪声干扰因子k
e
、抗有源干扰因子k
f
；摄像头影响因子K3取决于整车搭载的摄像头个数n3、抗有源干扰因子k
f
、摄像头焦距f、被检测区域的红原色R占比量k
R
、被检测区域的绿原色G占比量k
G
、被检测区域的蓝原色B占比量k
B
、匹配识别速率k
g
、目标跟踪准确性系数k
h
；信号传输评价因子J2取决于采用CAN控制线长度L
C1
、CAN控制线信号传输延迟时间t
C1
、CAN控制线信号传输速度v
C1
、CAN控制线信号传输抗干扰系数χ
C1
、采用LIN控制线长度L
L2
、LIN控制线信号传输延迟时间t
L2
、LIN控制线信号传输速v
L2
、LIN控制线信号传输抗干扰系数χ
L2
、采用FlexRay控制线长度L
F3
、FlexRay控制线信号传输延迟时间t
F3
、FlexRay控制线信号传输速度v
F3
、FlexRay控制线信号传输抗干扰系数χ
F3
、采用MOST控制线长度L
M4
、MOST控制线信号传输延迟时间t
M4
、MOST控制线信号传输速度v
M4
、MOST控制线信号传输抗干扰系数χ
M4
；垂向评价因子J3取决于互联式空气悬架中的最大弹簧力F
zmax
、互联式空气悬架中的最小弹簧力F
zmin
、横摆角加速度车辆轴距L、横摆转动惯量l
z
、整车质量M、重力加速度g、垂向弹簧控制因子预设值所述互联式空气悬架控制模式选择单元包括单侧控制模式、双侧控制模式，双侧控制模式的控制强度高于单侧控制模式，通过设计单侧控制因子阈值γ1、双侧控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0≤γ2<γ1≤1，当综合评价指标J满足γ1≤J＜1时，互联式空气悬架执行单元执行单侧控制模式，当综合评价指标J满足γ2≤J＜γ1时，互联式空气悬架执行单元执行双侧控制模式，当综合评价指标J满足0≤J＜γ2时，互联式空气悬架执行单元不执行工作；根据左侧摄像头检测路面特征垂向数值z1、右侧摄像头检测路面特征垂向数值z2、平坦路面垂向坐标基准值z0来判断路面是否存在凸起或凹陷情况；所述互联式空气悬架执行单元执行单侧控制模式且判定路面为仅单侧凸起路面时，所述互联式空气悬架输出弹簧力F
T1
其值取决于横向互联管路长度L1、横向互联管路直径d1、横向互联管路内壁阻力系数τ1、横向互联管路气体流速V
c
、仅单侧凸起路面下气体交换产生的弹簧力F
h1
、仅单侧凸起路面下气体排放产生的弹簧力F
f1
、仅单侧凸起路面下弹簧力分配系数β1、β2；设计仅单侧凸起路面下单侧控制评价因子η1用于评价单侧控制模式的互联式空气悬架控制的程度，其值取决于仅单侧凸起路面下空气弹簧气体排放占比量系数K
f1
、仅单侧凸起路面下气体排放迟滞因子C
f1
、仅单侧凸起路面下气体排放时间t
f1
、仅单侧凸起路面
下空气弹簧气体交换占比量系数K
h1
、仅单侧凸起路面下气体交换迟滞因子C
h1
、仅单侧凸起路面下气体交换时间t
h1
、仅单侧凸起路面评价系数η
e1
，设计仅单侧凸起路面下单侧控制判断因子λ1和仅单侧凸起路面下单侧控制再判断时间t1，且0＜λ1＜12％，根据仅单侧凸起路面下单侧控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的规则调整；所述互联式空气悬架执行单元执行单侧控制模式且判定路面为仅单侧凹陷路面时，所述互联式空气悬架输出弹簧力F
T2
其值取决于横向互联管路长度L1、横向互联管路直径d1、横向互联管路内壁阻力系数τ1、横向互联管路气体流速V
c
、仅单侧凹陷路面下气体交换产生的弹簧力F
h2
、仅单侧凹陷路面下气体充入产生的弹簧力F
f2
、仅单侧凹陷路面下弹簧力分配系数β3、β4；设计仅单侧凹陷路面下单侧控制评价因子η2用于评价单侧控制模式的互联式空气悬架控制的程度，其值取决于仅单侧凹陷路面下空气弹簧气体充入占比量系数K
f2
、仅单侧凹陷路面下气体充入迟滞因子C
f2
、仅单侧凹陷路面下气体充入时间t
f2
、仅单侧凹陷路面下空气弹簧气体交换占比量系数K
h2
、仅单侧凹陷路面下气体交换迟滞因子C
h2
、仅单侧凹陷路面下气体交换时间t
h2
、仅单侧凹陷路面评价系数η
e2
，设计仅单侧凹陷路面下单侧控制判断因子λ2和仅单侧凹陷路面下单侧控制再判断时间t2，且0＜λ2＜14％，根据仅单侧凹陷路面下单侧控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的规则调整；所述互联式空气悬架执行单元执行双侧控制模式且判定路面为双侧凸起路面时，所述互联式空气悬架输出弹簧力F
T3
其值取决于横向互联管路长度L1、横向互联管路直径d1、横向互联管路内壁阻力系数τ1、横向互联管路气体流速V
c
、纵向互联管路长度L2、纵向互联管路直径d2、纵向互联管路内壁阻力系数τ2、纵向互联管路气体流速V
d
、双侧凸起路面下气体交换产生的弹簧力F
h3
、双侧凸起路面下气体排放产生的弹簧力F
f3
、双侧凸起路面下弹簧力分配系数β5、β6；设计双侧凸起路面下双侧控制评价因子η3用于评价双侧控制模式的互联式空气悬架控制的程度，其值取决于双侧凸起路面下空气弹簧气体排放占比量系数K
f3
、双侧凸起路面下气体排放迟滞因子C
f3
、双侧凸起路面下气体排放时间t
f3
、双侧凸起路面下空气弹簧气体交换占比量系数K
h3
、双侧凸起路面下气体交换迟滞因子C
h3
、双侧凸起路面下气体交换时间t
h3
、双侧凸起路面评价系数η
e3
，设计双侧凸起路面下双侧控制判断因子λ3和双侧凸起路面下双侧控制再判断时间t3，且0＜λ3＜16％，根据双侧凸起路面下双侧控制评价因子η3的大小对车辆进行相应的规则调整；所述互联式空气悬架执行单元执行双侧控制模式且判定路面为双侧凹陷路面时，所述互联式空气悬架输出弹簧力F
T4
其值取决于横向互联管路长度L1、横向互联管路直径d1、横向互联管路内壁阻力系数τ1、横向互联管路气体流速V
c
、纵向互联管路长度L2、纵向互联管路直径d2、纵向互联管路内壁阻力系数τ2、纵向互联管路气体流速V
d
、双侧凹陷路面下气体交换产生的弹簧力F
h4
、双侧凹陷路面下气体充入产生的弹簧力F
f4
、双侧凹陷路面下弹簧力分配系数β7、β8；设计双侧凹陷路面下双侧控制评价因子η4用于评价双侧控制模式的互联式空气悬架控制的程度，其值取决于双侧凹陷路面下空气弹簧气体充入占比量系数K
f4
、双侧凹陷路面下气体充入迟滞因子C
f4
、双侧凹陷路面下气体充入时间t
f4
、双侧凹陷路面下空气弹簧气体交换占比量系数K
h4
、双侧凹陷路面下气体交换迟滞因子C
h4
、双侧凹陷路面下气体交换时间t
h4
、双侧凹陷路面评价系数η
e4
，设计双侧凹陷路面下双侧控制判断因子λ4和双侧凹陷路面下双侧控制再判断时间t4，且0＜λ4＜18％，根据双侧凹陷路面下双侧控制评价因子η4的大小对车辆进行相应的规则调整。
2.根据权利要求1所述一种基于互联式空气悬架控制系统，其特征在于：具体包括以下内容：S1、所述综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算视觉感知融合评价因子：J1＝w1K1+w2K2+w3K3,其中，w1、w2、w3为加权系数，K1为毫米波雷达影响因子，K2为激光雷达影响因子，K3为摄像头影响因子，毫米波雷达影响因子K1取决于整车搭载的毫米波雷达个数n1、射频收发系数k
a
、毫米波雷达点云筛选时间t
a
、角度估计偏差系数k
b
、毫米波雷达点云面积S
a
、毫米波雷达点云面积系数k
sa
、单程检测目标物时间t
b
，其表达式为：激光雷达影响因子K2取决于整车搭载的激光雷达个数n2、激光雷达点云筛选时间t
c
、角分辨率影响系数k
c
、激光雷达点云面积S
b
、激光雷达点云面积系数k
sb
、特征提取匹配效率η、被检测物的距离l、边缘检测影响系数k
d
、空洞噪声干扰因子k
e
、抗有源干扰因子k
f
，其表达式为：摄像头影响因子K3取决于整车搭载的摄像头个数n3、抗有源干扰因子k
f
、摄像头焦距f、被检测区域的红原色R占比量k
R
、被检测区域的绿原色G占比量k
G
、被检测区域的蓝原色B占比量k
B
、匹配识别速率k
g
、目标跟踪准确性系数k
h
，其表达式为：其中，α1、α2、α3为色调均衡因子，α1+α2+α3＝1；S2、所述综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算信号传输评价因子：其中，w4、w5、w6、w7为加权系数，L
C1
为采用CAN控制线长度，t
C1
为CAN控制线信号传输延迟时间，v
C1
为CAN控制线信号传输速度，χ
C1
为CAN控制线信号传输抗干扰系数，L
L2
为采用LIN控制线长度，t
L2
为LIN控制线信号传输延迟时间，v
L2
为LIN控制线信号传输速度，χ
L2
为LIN控制线信号传输抗干扰系数，L
F3
为采用Fle...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩嘉伟，郑宏宇，宗长富，郭中阳，吴竟启，束琦，
申请(专利权)人：江苏超力电器有限公司，
类型：发明
国别省市：