本发明专利技术涉及连续控制式半主动悬架系统最佳阻尼的控制算法，是为更好地满足人们对乘坐舒适性和汽车行驶安全性要求而研发的。利用传感器测得车身振动加速度信号、车速信号和转角信号，根据传感器所测得的信号感知车辆当前行驶路况及悬架系统阻尼比；根据测得的车身和车轮振动加速度，得到车身和车轮垂直运动速度及它们之间的相对运动速度；根据车辆参数确定出当前车速和路况下所要求的减振器最佳阻尼系数和阻尼力，并通过控制器输出步进电机转角控制信号，控制调节可控减振器阻尼节流孔的面积，使半主动悬架系统达到所要求的最佳阻尼和阻尼力。本发明专利技术所提供的半主动悬架最佳阻尼控制算法，简单易于实现，对执行元件的动态性能要求低，有利于半主动悬架的应用和推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车半主动系统，特别是汽车半主动悬架系统阻尼控制算法。
技术介绍
汽车在实际行驶过程中，车速和行驶路况是不断变化的。随着汽车工业的快速发展和汽车行驶速度的不断提高，人们对汽车行驶安全性和乘坐舒适性提出了更高的要求。汽车半主动悬架系统阻尼的控制方法对悬架的性能具有至关重要的作用，它直接影响汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性。对于汽车半主动悬架系统而言，必然要求其阻尼随车速和汽车当前行驶路况连续可调，在保证汽车安全行驶的前提下，使乘坐舒适性达到最佳。目前，国、内外很多学者已对半主动悬架阻尼的控制方法进行了大量研究，应用较多的是基于速度的控制方法和基于路面谱输入及车身加速度的控制方法。其中较成功且应用 最多的控制方法是基于速度控制的天棚控制方法及其改进的控制方法，采用这两种控制方法的半主动悬架系统较之于被动悬架具有较好的减振性能，但是它们都不能保证对操纵稳定性进行改善，并未解决好悬架系统乘坐舒适性和操纵稳定性这一矛盾。国内、外车辆工程专家已对半主动悬架阻尼比进行了大量研究，曾单独以车身振动加速度或车轮动载建立目标函数，对悬架系统阻尼匹配进行了研究，但是由于悬架阻尼比决定车辆的乘坐舒适性和行驶安全性，且两者是相互矛盾和相互影响的。据所查阅资料可知，目前国内、外尚未能建立在不同行驶工况下安全性和舒适性相统一的实时最佳阻尼比数学模型，半主动悬架设计只能根据被动悬架阻尼比的可行性设计区(O. 2 O. 5)内，按照车辆类型和行驶路况，凭经验选择有限个(2或3个)阻尼比值，对可控减振器节流阀参数进行设计，在不同行驶工况下很难使车辆达到最佳减振效果。为了更好地改善半主动悬架系统的性能，解决悬架系统乘坐舒适性和操纵稳定性之间的矛盾，必须开发实时最佳阻尼匹配半主动悬架系统阻尼的控制算法。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种实时最佳阻尼匹配半主动悬架系统阻尼的控制算法。为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种实时最佳阻尼匹配半主动悬架系统阻尼的控制方法，其技术方案如下 (I)确定车辆当前行驶路况的功率谱密度:利用加速度传感器测得车身垂直振动加速度4，车速传感器测得车辆行驶速度v和阻尼控制量(电压或者步进电机转角等)求得悬架系统当前阻尼比6再根据车辆单轮簧上质量、单轮簧下质量％、悬架弹簧刚度Γ、轮胎刚度尽和车身固有频率^确定车辆当前行驶路面功率谱⑷,其中，,为参考空间频率, ; M1 M|1λ0 = U im 1 (2)计算当前行驶路况下悬架系统所需要的动限位行程:根据行驶车速v和路面功率谱密度3( ),利用悬架动挠度概率分布与标准差的关系，确定此时悬架系统所需要 1*0.03 O < GfC^) <32x10^ 一一口。\ 0,07 32XIO^ <G4(Mfi) <512x10^的动限似行feU]-j 0—09 512x10^ <:Of( ) <2048x10^ ; (0.135 GfC^) >2048x10^ (3)确定当前车速和路况下的悬架系统实时最佳阻尼比η根据车辆悬架单轮簧上质量％、簧下质量^、悬架弹簧刚度r、轮胎刚度车身固有频率A、路面功率谱密度％<%)、车速v和悬架动限位行程L4],确定当前车速v和路况( )下悬架系统实时最佳阻尼比 4 = 9πσψ(Μ0)φ^...............,且当 。<^.ρ 时，取 。=~.ρ^ ；当 WmLJdJiV ^rK^ I Vke、I /1+ Vh -2-2^I |l + /· firk -2-2r4 J^~ + °^T____________时,取矣^+ ............ ; ^ I Vi ii+rm)2\ 4 . Cl + ,) (4)确定簧上质量和簧下质量的相对运动速度i:利用车身振动加速度传感器测得的车身垂直振动加速度4，求得车身垂直运动速度^ ;利用车轮振动加速度传感器测得的车轮垂直振动加速度-求得车轮垂直运动速度A ;根据车身垂直运动速度4和车轮垂直运动速度4，计算簧上质量和簧下质量的相对运动速度^ = - ； (5)确定当前车速v和路况％《％)下的减振器最佳阻尼系数根据所确定的悬架系统实时最佳阻尼比 ,、悬架系统单轮簧上质量〃,、悬架刚度ii、减振器安装杠杆比s和减振器安装角3，确定当前车速￥和路况下的减振器最佳阻尼系数 —H 如Q I C°L^~，其中，为平安比，且 ； 2ψ3φ..... [i|>o.3 jji cos θηη >1 (6)确定当前车速ν和路况下的最佳阻尼力&:根据步骤(4)确定的相对运动速度i及步骤(5)确定的减振器最佳阻尼系数确定当前车速v和路况$(~)下的最佳阻尼力K = CJ，并通过控制系统控制调节可控减振器达到所要求的阻尼力本专利技术比现有技术具有的优点本专利技术提供的汽车半主动悬架系统最佳阻尼的控制算法，是以半主动悬架系统最佳阻尼匹配作为控制目标，通过控制可控减振器最佳阻尼，使悬架系统达到最佳阻尼匹配。该控制算法简单易实施，且利用该控制算法可明显改善悬架的性能，很好地解决悬架系统乘坐舒适性和汽车行驶安全性之间的矛盾。附图说明为了更好地理解本专利技术下面结合附图作进一步说明。图I是实时汽车主动悬架系统最佳阻尼的控制算法原理图。图2是实施例在车速60km/h时步进电机转角随路况的控制曲线。图3是实施例在车速100km/h时步进电机转角随路况的控制曲线。 图4是实施例的车身垂直加速度的幅频特性曲线。图5是实施例的悬架动挠度的幅频特性曲线。图6是实施例的车轮相对动载的幅频特性曲线。具体实施例方式下面通过一实施例对本专利技术作进一步详细说明。某轿车悬架系统单轮簧上质量，=240kg、簧下质量叫=24kg ;悬架弹簧刚度r=9475N/m和轮胎刚度A =85270N/m ;车身固有频率X =1. OHz ;可控筒式液压减振器安装杠杆比i =0. 8、安装角S =10° ο本专利技术实施例所提供的实时最佳阻尼匹配半主动悬架系统阻尼的控制方法，控制流程如图I所示，具体步骤如下 (1)确定车辆行驶路况的功率谱密度Gfij(Sfl):利用车身振动加速度传感器测得车身振动加速度4，车速传感器测得车辆行驶速度V及步进电机转角a'反求得当前阻尼比确定路面功率谱％0%)； (2)计算当前行驶路况％<气)下的悬架动挠度限位行程:根据行驶车速v和路面功率谱密度,利用悬架动挠度概率分布与标准差的关系，确定悬架动挠度限位行程； (3)确定当前车速v和路况$( )下所需要的最佳阻尼比4:根据轿车悬架系统单轮簧上质量wS =240kg、簧下质量》1 =24kg、悬架弹簧刚度r =9475N/m、轮胎刚度4 =85270N/m、车身固有频率/a =1.0Hz、路面功率谱密度、车速及悬架动限位行程L4],确定当前车速和路况下所需要的最佳阻尼比= OXmilSGf(M0)Vflfi]3，且当0.174时,取^ = 0.175 ;当4之0.413时，取A = 0.413,其中rk= 9, =10 4为参考空间频率J0=OiIm-1 ； (4)确定当前车速v和路况下所需要的最佳阻尼本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于车速和行驶路况的汽车半主动悬架最佳阻尼比控制方法，其具体步骤如下：(1)？确定路况的功率谱密度？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？：利用加速度传感器测得车身垂直振动加速度，车速传感器测得车辆行驶速度和阻尼控制量(电压或者步进电机转角等)求得悬架系统当前阻尼比，再根据车辆单轮簧上质量、单轮簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度和车身固有频率，确定车辆当前行驶路面功率谱，其中，，，为参考空间频率，；(2)？计算当前行驶路况下悬架系统所需要的动限位行程：根据行驶车速和路面功率谱密度，利用悬架动挠度概率分布与标准差的关系，确定此时悬架系统所需要的动限位行程；(3)？确定当前车速和路况下的悬架系统实时最佳阻尼比：根据车辆悬架单轮簧上质量、簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度、车身固有频率、路面功率谱密度、车速和悬架动限位行程，确定当前车速和路况下悬架系统实时最佳阻尼比，且当时，取；当时，取；(4)？确定簧上质量和簧下质量的相对运动速度：利用车身振动加速度传感器测得的车身垂直振动加速度，求得车身垂直运动速度；利用车轮振动加速度传感器测得的车轮垂直振动加速度，求得车轮垂直运动速度；根据车身垂直运动速度和车轮垂直运动速度，计算簧上质量和簧下质量的相对运动速度；(5)？确定当前车速和路况下的减振器最佳阻尼系数：根据所确定的悬架系统实时最佳阻尼比、悬架系统单轮簧上质量、悬架刚度、减振器安装杠杆比和减振器安装角，确定当前车速和路况下的减振器最佳阻尼系数，其中，为平安比，且；(6)？确定当前车速和路况下的最佳阻尼力：根据步骤(4)确定的相对运动速度及步骤(5)确定的减振器最佳阻尼系数，确定当前车速和路况下的最佳阻尼力；（7）通过控制步进电机转动一定角度，调节可控减振器阻尼孔面积达到所要求的最佳阻尼力Fo。233317dest_path_image001.jpg,940242dest_path_image002.jpg,334314dest_path_image003.jpg,152098dest_path_image004.jpg,948015dest_path_image005.jpg,560262dest_path_image006.jpg,972789dest_path_image007.jpg,469630dest_path_image008.jpg,746152dest_path_image009.jpg,670246dest_path_image010.jpg,897965dest_path_image011.jpg,932917dest_path_image012.jpg,234585dest_path_image013.jpg,454214dest_path_image014.jpg,44596dest_path_image015.jpg,414397dest_path_image003.jpg,164047dest_path_image001.jpg,429943dest_path_image016.jpg,142509dest_path_image017.jpg,519263dest_path_image005.jpg,123420dest_path_image006.jpg,91376dest_path_image007.jpg,656349dest_path_image008.jpg,961429dest_path_image009.jpg,295458dest_path_image001.jpg,27791dest_path_image003.jpg,80061dest_path_image015.jpg,595356dest_path_image018.jpg,409990dest_path_image001.jpg,188590dest_path_image019.jpg,852790dest_path_image020.jpg,375038dest_path_image021.jpg,808293dest_path_image022.jpg,288953dest_path_image023.jpg,315815dest_path_image024.jpg,500809dest_path_image002.jpg,195095dest_path_image025.jpg,581077dest_path_image026.jpg,452825dest_path_image0...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周长城，李红艳，赵雷雷，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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