【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车辆自动化控制，特别涉及一种空气悬架闭环控制系统。
技术介绍
1、空气悬架因其舒适性、车身高度可调，在商用车上应用越来越广泛。但传统空气悬架的控制系统多采用高度阀，通过采集车身高度信号，根据需求人为调节整车高度，实现车身姿态变化。车身姿态调节完后，因气囊压力一定，悬架刚度基本锁定，整车平顺性不会随路面不同做出相应调整；
2、而车辆在行驶过程中，会因地面路况、驾驶员习惯或突发情况等因素，车辆在驾驶员的操作下产生不同的响应，而车辆不会根据这些响应作出相应的调整，整车被动出现地面冲击大、车身侧倾大、抓地力差等不利，从而影响驾驶员的驾乘体验，长时间驾驶导致驾驶疲劳，严重出现安全事故。
3、公开于该
技术介绍
部分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一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种空气悬架闭环控制系统，从而克服上述现有技术中的缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种空气悬架闭环控制系统，主要包括陀螺仪传感器，加速度传感器、can总线，悬架控制器、电磁阀、气囊；加速度传感器、陀螺仪传感器置于整车质心处，陀螺仪传感器、加速度传感器通过can总线、电磁阀、气囊通讯连接悬架控制器。
3、优选地，上述技术方案中，还包括：平顺性功能模块：基于加速度传感器的加速度信号、悬架特性能参数、车辆行驶车速信号、配合悬架控制器解析出平顺性所
4、侧倾功能模块：基于陀螺仪传感器的车辆横摆角速度、车速信号，悬架控制器的车轮转角、侧倾角、侧向加速度信号、配合悬架控制器解析出侧倾补偿所对应的气囊气压。
5、俯仰功能模块：基于悬架控制器的匀速下俯仰角信号、路面倾角、驾驶员驾驶行为、俯仰角差值、纵向加速度、配合悬架控制器解析出俯仰补偿所对应的气囊气压。
6、一种空气悬架闭环控制系统的控制方法，整车启动，气囊充气至初始状态，陀螺仪传感器识别车身姿态，结合车速信号校核车身初始状态信号；车辆开动，驾驶员进行转向、制动或者其他驾驶操作，悬架系统发生响应、结合加速度传感器、陀螺仪传感器实时检测xyz三向加速度信号、车身三向角度信号、车身三向角速度信号；通过xyz三向加速度信号、车身三向角度信号、车身三向角速度信号与初始信号进行校核，并结合平顺性功能模块、侧倾功能模块、俯仰功能模块即可识别出路面信息、驾驶员操作意图，悬架控制器对电磁阀下达调节指令，气囊主动调节平顺性、车身侧倾和车身俯仰。
7、优选地，上述技术方案中，平顺性主动控制：路面速度功率谱密度：
8、路面不平度功率谱密度：
9、
10、其中：n0为参考空间频率，n0＝0.1(m-1)；为z向加速度信号，为加速度信号方差，为车身加速度频谱特性，u为行驶车速信号；
11、根据路面不平度功率谱密度即可识别出路面等级gq(n0)，结合行驶车速，利用标定手段，可解析气囊适合刚度，通过悬架控制器对电磁阀下达调节指令，实现平顺性、抓地力性能提升。
12、优选地，上述技术方案中，车身侧倾主动控制：车身侧倾主动控制：车辆转弯半径：车轮转角：
13、其中：ω为横摆角速度信号，l为汽车轴距；
14、悬架控制器根据车身车轮转角θ、侧倾角信号解析驾驶行为，如侧倾角信号与车轮转角一致，则存在转向动作，悬架控制器根据侧向加速度信号、结合标定手段，解析气囊适合刚度，补偿悬架支撑力，控制车身侧倾幅度。
15、优选地，上述技术方案中，车身俯仰主动控制：俯仰角差值：
16、前轴荷增量：
17、其中：为俯仰角信号，为前期匀速下一段时间内俯仰角的均方根，m为汽车总质量，为纵向加速度信号，l为整车轴距，hg为质心高度；
18、悬架控制器根据车身俯仰角信号、纵向加速度信号解析驾驶行为，如纵向加速度与俯仰角方向一致，且加速度超过某一阀值时，启动气囊气压调节。
19、优选地，上述技术方案中，悬架控制器通过比俯仰角差值前轴荷增量：δmf，结合标定手段，解析气囊所需补偿气压，通过电磁阀调节气囊气压，改善行驶安全感。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、1)传统空气悬架一般以被动调节为主，为开环调节模式。本专利技术采用闭环控制模式，可随着外界环境变化而改变控制悬架参数与之匹配；
22、2)传统空气悬架通过高度阀获取高度信号，信号精度受悬架公差影响较大。本专利利用加速度传感器、陀螺仪等传感器获取加速度、侧倾角、横摆角速度等信号，结构紧凑，不受悬架零部件公差影响，精度高；
23、3)传统空气悬架车辆在行驶中无法调节气囊压力，悬架刚度恒定。本专利技术根据加速度、速度信号，结合悬架幅频特性，判断路面信息，悬架控制器通过调节气囊充放气调整刚度，实现平顺性提升，减小簧下质量弹跳，增加车轮抓地力；
24、4)传统空气悬架多以高度阀信号调节车身高度，采用被动控制。本专利技术悬架控制器监测车身侧倾角、俯仰角等信号，当大于某一阀值，结合横摆角速度、加速度信号，判断驾驶意图，主动调节气囊压力，实现车身姿态主动补偿，提升驾驶安全感。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种空气悬架闭环控制系统，其特征在于，主要包括陀螺仪传感器(7)，加速度传感器(6)、CAN总线，悬架控制器(5)、电磁阀、气囊；加速度传感器(6)、陀螺仪传感器(7)置于整车质心处，陀螺仪传感器(7)、加速度传感器(6)通过CAN总线、电磁阀、气囊通讯连接悬架控制器(5)。
2.如权利要求1所述的空气悬架闭环控制系统，其特征在于：还包括：平顺性功能模块：基于加速度传感器的加速度信号、悬架特性能参数、车辆行驶车速信号、配合悬架控制器解析出平顺性所对应的气囊气压；
3.如权利要求2所述的空气悬架闭环控制系统的控制方法，其特征在于：整车启动，气囊充气至初始状态，陀螺仪传感器(7)识别车身姿态，结合车速信号校核车身初始状态信号；车辆开动，驾驶员进行转向、制动或者其他驾驶操作，悬架系统发生响应、结合加速度传感器(6)、陀螺仪传感器(7)实时检测XYZ三向加速度信号、车身三向角度信号、车身三向角速度信号；通过XYZ三向加速度信号、车身三向角度信号、车身三向角速度信号与初始信号进行校核，并结合平顺性功能模块、侧倾功能模块、俯仰功能模块即可识别出路面信息、驾驶员操作
4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：平顺性主动控制：路面速度功率谱密度：路面不平度功率谱密度：
5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：车身侧倾主动控制：车辆转弯半径：车轮转角：
6.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：车身俯仰主动控制：俯仰角差值：
7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于：悬架控制器通过比俯仰角差值前轴荷增量：Δmf，结合标定手段解析气囊所需补偿气压，通过电磁阀调节气囊气压。
8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于：还包括平顺性功能模块、侧倾功能模块、俯仰功能模块的三路调节信号优先级校验；当三路功能模块均发出调节信号，则校核信号的优先级，侧倾信号优先级>俯仰信号优先级>平顺性信号优先级；当某一信号缺少或某一信号不变，则不参考信号校核验；
...【技术特征摘要】
1.一种空气悬架闭环控制系统，其特征在于，主要包括陀螺仪传感器(7)，加速度传感器(6)、can总线，悬架控制器(5)、电磁阀、气囊；加速度传感器(6)、陀螺仪传感器(7)置于整车质心处，陀螺仪传感器(7)、加速度传感器(6)通过can总线、电磁阀、气囊通讯连接悬架控制器(5)。
2.如权利要求1所述的空气悬架闭环控制系统，其特征在于：还包括：平顺性功能模块：基于加速度传感器的加速度信号、悬架特性能参数、车辆行驶车速信号、配合悬架控制器解析出平顺性所对应的气囊气压；
3.如权利要求2所述的空气悬架闭环控制系统的控制方法，其特征在于：整车启动，气囊充气至初始状态，陀螺仪传感器(7)识别车身姿态，结合车速信号校核车身初始状态信号；车辆开动，驾驶员进行转向、制动或者其他驾驶操作，悬架系统发生响应、结合加速度传感器(6)、陀螺仪传感器(7)实时检测xyz三向加速度信号、车身三向角度信号、车身三向角速度信号；通过xyz三向加速度信号、车身三向角度信号、车身三向角速度信号与初始信号进行校核，并结...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏波，蒋鹏，谢青勇，郭振群，尤立生，刘金升，
申请(专利权)人：南京汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。