[发明专利]汽车分层建模振动控制方法与装置

权利要求书

1.汽车分层建模振动控制方法，包括路面信息传感器将数据经 滤波、A/D转换后传给CPU处理器，其特征在于：垂直、侧向的8个路 面不平度传感器、汽车行驶速度传感器的信息数据经滤波、A/D转换 后，将数据传送给与之相联的CPU处理器：

①CPU按照输入的路面信息结合分层模型建立的算法：利用 s₀＝1/3σ运算得到悬架悬挂质量质心处的的预估值， 利用F_k＝∑λ_ijλs₁运算得到1#-4#轮系和人椅系统对悬挂质量约束力的 预估值F₁、F₂、F₄、F_p，利用运算得到1#-4# 悬挂质量在悬架解耦前后垂直加速度变化量预估值和 1#-4#悬挂质量在悬架解耦前后侧向加速度变化量预估值 利用z··k=z··ck+(-1)mΔz··ck,y··k=y··ck+(-1)k-1Δy··ck]]>运算得到解耦后的 1#-4#悬挂质量垂直加速度预估值和解耦后的1#-4#悬挂质 量侧向加速度预估值再分别传输给1#至4#单元垂直、侧 向八个矩阵解算控制量运算模块；

上述各符号说明如下：

汽车车体质心处的垂直加速度、侧向加速度、 俯仰角加速度、侧倾角加速度和偏航角加速度；

σ＝[σ₁  σ₂  σ₃  σ₅]^T，σ₁、σ₂、σ₃、σ₄和σ₅是 根据路面激励为分别设定的限定值；

F_k：下标k＝1，2，3，4，p，1#-4#轮系和人椅系统分别对悬挂质量的约 束力；

λ_ij，λ分别为系数，F_g是发动机子系统对悬挂质 量的作用力，下标i＝1～5，j＝1～6；

1#-4#悬挂质量在悬架解耦前后垂直和侧向加速度的 变化量，下标k＝1～4；

K_i为系数，具体见式(28)、(35)、(36)和(37)， 下标k，i＝1～4；

式(28)：Δz··c1=cosγ12mc1F1-12z··c+lf2θ··c-l12φ··c]]>

式(35)：Δz··c2=cosγ22mc2F2-12z··c+lf2θ··c-l22φ··c]]>

式(36)：Δz··c3=cosγ32mc3F3-12z··c+lr2θ··c-l12φ··c]]>

式(37)：Δz··c4=cosγ42mc4F4+12z··c+lr2θ··c-l22φ··c]]>

K_j为系数，具体见式(51)、(52)、(53)和(54)， 下标k，j＝1～4；

式(51)：

式(52)：

式(53)：

式(54)：

解耦前和解耦后的1#-4#悬挂质量垂直加速度，k＝1～4； k＝1，2时m＝0；k＝3，4时m＝1；

解耦前和解耦后的1#-4#悬挂质量侧向加速度，k＝1～4；

②1#至4#单元垂直、侧向八个矩阵解算控制量的运算模块分别 就对应数据按二自由度空间矩阵Ψ＝CZ+DU+ξ(A 为系统矩阵、B为控制量矩阵、C为输出参数矩阵、D为输出控制量 矩阵、G为路面输入矩阵，U为控制量矩阵、W为干扰输入矩阵、Z 为输出向量矩阵、ξ为白噪声)并行进行八个4×4矩阵运算，所得到 的每一个单元垂直、侧向控制量U_z、U_y按照U＝U_ysinθ+U_zcosθ(θ为 作动器与垂直方向夹角)合成后分别得到1#至4#单元可控作动器的理 论控制量U；

③1#至4#单元控制量按照作动器类型进行动作量的转换运算： 对于MR阻尼器而言，设置转换电压量运算模块分别将对应输入的阻尼 力理论计算控制量按设定模式换算成电压量；若是电流变阻尼器，设 置转换电流量运算模块分别将对应输入的阻尼力理论计算控制量按 设定模式换算成为电流量；若为空气悬架或液压控制的主动悬架，则 相应地转换为气路或油路阀门开关状态，之后分别将数据输出CPU经 D/A转换传输给1#至4#单元各个作动器；

④各个作动器按接收到的数据产生相应的动作，对于MR阻尼 器，输入电压量转变为磁滞线圈的电流量以调整磁场，改变MR液体 粘滞系数，粘滞系数的改变调整了阻尼力实现减振目的；对于其它类 型可控作动器，根据接收到的数据进行物理量变换后亦会产生机构动 作。