[发明专利]一种基于阀控阻尼可调减振器的温度补偿控制方法

说明书

本发明公开一种基于阀控阻尼可调减振器的温度补偿控制方法，其采用阀控阻尼可调减振器作为主动温度补偿的作动器，阀控阻尼可调减振器进行温度补偿的控制方法：上层控制器根据传感器模块采集的信号实时优化出最优阻尼，并输送给下层控制器作为其输入信号，下层控制器根据T‑Q(F,V,δ)模型得到最佳节流口开度δ_best，再根据其与实际节流口开度的偏差，调用模糊PID控制程序生成控制指令并以此来调节减振器的执行机构，从而实现减振器温度补偿。本方法可以抵消由油温升高使粘度降低，阻尼力减小的弊端，实现自动温度补偿，提高车辆行驶的综合性能。

技术领域

本发明涉及汽车底盘技术，具体地涉及一种基于阀控阻尼可调减振器的温度补偿控制方法。

背景技术

车辆悬架系统负责缓和路面冲击和衰减车身振动，悬架一般由导向机构、弹性元件、减振器等部分组成。其中减振器负责消耗振动能量，衰减振动幅度。对于机械式减振器而言，当车辆遇到路面颠簸时，悬架上下运动，减振器的活塞在工作缸中往复运动，各腔室中的液体流过减振器中的阀系及常通孔，由于液体的粘性以及小孔的节流作用产生阻尼力，通过液体的摩擦耗散振动的能量。而路面激励的机械能经小孔节流后一部分转化为热能，从而使减振器油液温度发生变化，进而引起流体粘度发生变化。而粘度与减振器阻尼有着密切的关系，因此减振器的性能会受到影响。实验表明，振动越剧烈，机械能转化为热能越多，油液温度上升导致阻尼力下降越厉害，这样就降低了减振器的减振性能。

国内外对温度补偿式的阻尼可调减振器进行了一些研究。经专利文件检索，例如，专利CN 2033239835U一种温度补偿减振器，其主要通过在活塞阀总成加工有节流口，其节流口面积由温度敏感元件进行控制，当油液温度升高，温度敏感元件受热膨胀，从而减小节流口面积，增大阻尼力，抵消由温度升高使粘度降低，阻尼力减小的弊端。

现有技术中考虑温度对减振器影响的控制方法各有优缺点，有的偏重于控制的精确度，需要对现有减振器进行改装；有的偏重于提高效率和便捷性，但这些都是仅针对于其性能，而现代减振器的发展除了需要减振性能好，还要工作可靠。为了综合考虑减振油液温度变化对减振性能的影响，就需要设计一种易于实现的减振器温度补偿控制方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于阀控阻尼可调减振器的温度补偿控制方法。

技术方案：本发明的一种基于阀控阻尼可调减振器的温度补偿控制方法，将阻尼阀作为主动温度补偿的执行机构，通过改变节流口开度实现温度补偿，具体过程如下：

(1)建立含上述减振器的四分之一车辆系统模型及路面模型，并将车辆系统模型转化成状态空间表征，应用MATLAB/Simulink软件建立车辆系统仿真模型，并进行仿真实验和实车道路实验，分析相同工况下的仿真结果与实验结果，以此修正模型并验证其正确性；

(2)数据采集卡实时采集车辆速度、环境温度和减振器油液温度等信号，所述数据采集卡安装于控制箱，其中采集的数据包括：环境温度T_h、油液温度T和车辆行驶速度V_d，并生成四分之一车辆模型的输入信号；而控制箱安装于车身中控台内；车辆速度传感器则安装于车轮上，环境温度传感器安装于车身底部外表面，减振器油液温度传感器安装于减振器内部；

(3)将步骤(2)中所述的输入信号传送至路面模型和车辆模型中，得到悬架相对速度V，并将此相对速度V作为控制器的输入信号；

(4)控制器分为上下两层架构，其中上层控制器采用布谷鸟搜索算法求解出与车辆状态相匹配的最佳阻尼力F_best，然后根据阻尼力-温度-速度-节流口开度的函数关系，获得当前工况减振器所需最佳节流口开度δ_best，并将此信号传送给下层控制器；