一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法技术

本发明专利技术提供了一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法，外传感器检测车辆姿态与行驶数据，并由CAN总线传输输入至总控ECU。总控ECU对输入信号进行分析处理后，将阀口控制CAN指令传输至对应阀口的控制模块。控制模块中的MCU对收到的CAN指令信号进行解码转换和分析处理后，输出简单的高电平电压和低电平电压，代表着阀门的开启和关闭信号。该信息信号输入至驱动模块后，驱动模块将其转化为对应插装阀的简单启闭信号或者复杂调制信号。同时控制模块内置传感器，配合MCU能够完成模块内的闭环反馈控制，使控制效果更加稳定，MCU可以实现所对应插装阀的闭环控制。MCU可以实现所对应插装阀的闭环控制。MCU可以实现所对应插装阀的闭环控制。

【技术实现步骤摘要】
一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法


[0001]本专利技术属于汽车空气悬架分配阀控制领域，具体涉及一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法。

技术介绍

[0002]随着电池、电机技术的发展，新能源电动汽车的运用日益广泛。而车辆的避震效果一直是衡量车辆行驶安全性与驾驶舒适性的指标之一。空气悬架系统由于其可调度高、舒适度强等优势，逐渐成为汽车悬架系统的主要选择。
[0003]现有的汽车空气悬架系统多采用电子控制单元(Electronic Control Unit；ECU)实现车辆底盘的避震调节。其工作原理是汽车车轮或者底架上的外传感器采集车辆姿态信息通过CAN总线将姿态信息输入ECU进行数据处理，然后ECU根据处理结果实时控制汽车空气悬架分配阀中的每个阀口的开闭，实现空气悬架的整体调整。即传感器采集悬架姿态信息，ECU直接控制电磁阀的启闭实现闭环控制。
[0004]但是对于大规模的阀组控制系统而言，ECU直接输出复杂的实际控制信号会被占用较多的性能。由此导致其可控制模块数量不多，控制模式较为固定，无法满足控制算法不断迭代的实际控制需求。
[0005]因此需要设计一种面向空气悬架分配阀系统的，核心运算资源利用充分且可控模块较多的，更具有算法适应性和可拓展性的分布式控制方法。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中的问题，本专利技术提出了一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法。本专利技术采用分布式控制，将部分功能从ECU中分离出来，ECU输出的信号内容是每个阀口控制模块的预设值，每个阀口控制模块的闭环控制由各个对应控制模块实现，而传统的ECU则是直接控制电磁阀，输出的是直接的控制信号。
[0007]本专利技术可以有效的解决空气悬架分配阀控制的实际问题。相较于传统方法，该分布式控制方法具有系统抗干扰性强、控制模式多样、闭环自反馈和可拓展性强等特点。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]本专利技术首先提供了一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法，所述空气悬架分配阀包括阀块和位于阀块上的多个插装阀，每个插装阀均配备有一个阀口控制模块，所述控制方法包括如下步骤：
[0010]1)外传感器收集车辆姿态与行驶数据，外传感器信号通过CAN总线传输至总控ECU；
[0011]2)总控ECU产生悬架预控制姿态信息，并对其进行分解，输出阀口控制CAN指令至各个阀口控制模块；每个阀口控制模块均包括驱动模块、MCU和内传感器；其中，内传感器位于其对应的插装阀的进气路和/或出气路上实时检测其所在位置的气压信息；所述阀口控制CAN指令为各个阀口控制模块的控制预设值；
[0012]3)阀口控制模块的MCU对阀口控制CAN指令进行解码转换，得到本模块的控制预设值，阀口控制模块根据控制预设值和内传感器实时收集的反馈信号，输出弱电信息信号至驱动模块中；所述弱电信息信号的一个周期由一段高电平电压和一段低电平电压组成，高电平电压、低电平电压分别代表着该阀口控制模块对应的插装阀的开启和关闭信号；
[0013]4)驱动模块将所收到的弱电信息信号转换成插装阀的强电控制信号，所述强电控制信号为插装阀的启闭信号或者调制信号；驱动模块将转换得到的强电控制信号输入对应的插装阀使插装阀工作，内传感器实时收集反馈信号，并将反馈信号实时传输回对应的MCU，MCU实现所对应插装阀的闭环控制。
[0014]根据本专利技术的优选方案，步骤2)中，所述阀口控制CAN指令具体为每个阀口控制模块所要实现的目标位移值或目标速度值。具体的，外传感器采集的是实时车辆姿态数据。目标姿态数据是预先设定的。各个阀口控制模块的目标控制值由ECU对外传感器实时姿态数据与目标姿态数据进行对比、分析和处理得到，ECU根据外传感器实时姿态数据得到各个阀口控制模块的目标控制值为本领域公知技术。
[0015]根据本专利技术的优选方案，当空气悬架系统需要即时响应的位移控制时，此时，实际阀口的强电控制信号的下一周期未知，所述ECU主控型分布式控制方法的控制模式为启闭模式，所述强电控制信号为实际阀口的启闭信号；
[0016]在启闭模式中，MCU输出的弱电信息信号包括一段持续时间为T1至T3的高电平阶段和一段持续时间为T3至T5的低电平阶段；步骤4)中驱动模块将高电平阶段转换为强电开启信号，将低电平阶段转换为强电关闭信号，具体的：
[0017]在T1时刻，转换后的强电开启信号为100％占空比的高电压，该高电压一直作用到插装阀完全开启为止，记插装阀完全开启时刻为T2；
[0018]在T2至T3之间的时间段，转换后的强电开启信号为设定占空比α的高电压，占空比α的高电压用于使线圈电流下降并维持在关闭预加载电流值；关闭预加载电流值为大于线圈关闭电流值的一个预设值；
[0019]在T3时刻，转换后的强电关闭信号为
‑
100％占空比的反向高电压，该反向高电压一直作用到插装阀完全关闭，此时刻记为T4时刻；
[0020]在T4至T5时刻，转换后的强电关闭信号为占空比为0的零电压。
[0021]根据本专利技术的优选方案，当空气悬架系统的控制模式预先设定，需要进行稳定的速度调节控制或者准确的位移控制时；实际阀口的强电控制信号的下一周期已知，所述ECU主控型分布式控制方法的控制模式为调制模式，所述强电控制信号为实际阀口的调制信号；
[0022]在调制模式中，MCU输出的弱电信息信号为周期性信号，其包括一段持续时间为T1至T3的高电平阶段和一段持续时间为T3至T6的低电平阶段，其中T6时刻即为下一周期的T1时刻；步骤4)中驱动模块将高电平阶段转换为强电开启信号，将低电平阶段转换为强电关闭信号，具体的：
[0023]在T1时刻，转换后的强电开启信号为100％占空比的高电压，该高电压一直作用到插装阀完全开启为止，记插装阀完全开启时刻为T2；
[0024]在T2至T3之间的时间段，转换后的强电开启信号为设定占空比α的高电压，占空比α的高电压用于使线圈电流下降并维持在关闭预加载电流值；关闭预加载电流值为大于线圈
关闭电流值的一个预设值；
[0025]在T3时刻，转换后的强电关闭信号为
‑
100％占空比的反向高电压，该反向高电压一直作用到插装阀完全关闭，此时刻记为T4时刻；
[0026]在T4至T5时刻，转换后的强电关闭信号为占空比为0的零电压；
[0027]在T5时刻开始，转换后的强电关闭信号为占空比为β的高电压，占空比β的高电压使插装阀线圈电流上升并维持在预加载电流值；预加载电流值为小于开启阈值电流值的一个预设值；该阶段一直持续到T6时刻。
[0028]汽车行驶中也许会遇到极端工况和恶劣情况等非正常行驶状态，如进水等等。但不管条件如何，都得保证阀口工作时完全启闭。因此，作为本专利技术的优选方案，步骤4)中，插装阀需保证全工况开启，即阀口在任意工况下均能实现完全启闭；同时内传感器将空气悬架分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法，所述空气悬架分配阀包括阀块和位于阀块上的多个插装阀，每个插装阀均配备有一个阀口控制模块，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：1)外传感器收集车辆姿态与行驶数据，外传感器信号通过CAN总线传输至总控ECU；2)总控ECU产生悬架预控制姿态信息，并对其进行分解，输出阀口控制CAN指令至各个阀口控制模块；每个阀口控制模块均包括驱动模块、MCU和内传感器；其中，内传感器位于其对应的插装阀的进气路和/或出气路上实时检测其所在位置的气压信息；所述阀口控制CAN指令为各个阀口控制模块的控制预设值；3)阀口控制模块的MCU对阀口控制CAN指令进行解码转换，得到本模块的控制预设值，阀口控制模块根据控制预设值和内传感器实时收集的反馈信号，输出弱电信息信号至驱动模块中；所述弱电信息信号的一个周期由一段高电平电压和一段低电平电压组成，高电平电压、低电平电压分别代表着该阀口控制模块对应的插装阀的开启和关闭信号；4)驱动模块将所收到的弱电信息信号转换成插装阀的强电控制信号，所述强电控制信号为插装阀的启闭信号或者调制信号；驱动模块将转换得到的强电控制信号输入对应的插装阀使插装阀工作，内传感器实时收集反馈信号，并将反馈信号实时传输回对应的MCU，MCU实现所对应插装阀的闭环控制。2.根据权利要求1所述的面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法，其特征在于，步骤2)中，所述阀口控制CAN指令具体为每个阀口控制模块所要实现的目标位移值或目标速度值。3.根据权利要求1所述的面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法，其特征在于，当空气悬架系统需要即时响应的位移控制时，此时，实际阀口的强电控制信号的下一周期未知，所述ECU主控型分布式控制方法的控制模式为启闭模式，所述强电控制信号为实际阀口的启闭信号；在启闭模式中，MCU输出的弱电信息信号包括一段持续时间为T1至T3的高电平阶段和一段持续时间为T3至T5的低电平阶段；步骤4)中驱动模块将高电平阶段转换为强电开启信号，将低电平阶段转换为强电关闭信号。4.根据权利要求3所述的面向汽车空气悬架分配阀的ECU主控型分布式控制方法，其特征在于，步骤4)中驱动模块将高电平阶段转换为强电开启信号，将低电平阶段转换为强电关闭信号，具体为：在T1时刻，转换后的强电开启信号为100％占空比的高电压，该高电压一直作用到插装阀完全开启为止，记插装阀完全开启时刻为T2；在T2至T3之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟麒，厉笑天，陈晓齐，徐恩光，董健，龚冰，
申请(专利权)人：宁波奕力电磁技术有限公司，
类型：发明
国别省市：