[发明专利]一种基于图像识别的整车智能混合悬架协调控制系统

权利要求书

1.一种基于图像识别的整车智能混合悬架协调控制系统，其特征在于：包括智能混合悬架作动器与控制单元，智能混合悬架作动器主要包括油气弹簧模块和Halbach永磁阵列直线电机模块两部分，智能混合悬架作动器的直线电机模块包括作动器外壳体(3)、基座(4)、初级铁芯(5)、次级铁芯(22)；所述智能混合悬架作动器的初级铁芯(5)镶嵌安装在基座(4)内，所述智能混合悬架作动器的次级铁芯(22)镶嵌安装在活塞杆(2)内，所述智能混合悬架作动器的油气弹簧模块包括第一油封(6)、分隔板(7)、阻尼孔(8)、压缩阀(9)、储气室(10)、螺杆(11)、螺母(12)、下垫片(14)、上垫片(15)、调节气泵(16)、可控阀门(17)、弹性隔膜(18)、活塞(19)、伸张阀(20)、第二油封(21)，所述智能混合悬架作动器的分隔板(7)将油气弹簧模块与直线电机模块分隔开，所述智能混合悬架作动器的第一油封(6)和第二油封(21)布置在分隔板(7)上，所述智能混合悬架作动器的活塞杆(2)上开有阻尼孔(8)，所述智能混合悬架作动器的压缩阀(9)和伸张阀(20)布置在活塞(19)上，所述智能混合悬架作动器的储气室(10)的上端通过弹性隔膜(18)与油液内腔分开，所述智能混合悬架作动器的储气室(10)通过可控阀门(17)与调节气泵(16)相连，所述智能混合悬架作动器的储气室(10)通过螺杆(11)、螺母(12)与下吊耳(13)固定连接，所述智能混合悬架作动器的螺杆(11)与螺母(12)设有下垫片(14)和上垫片(15)，

所述基于图像识别的整车智能混合悬架协调控制系统还包括路面不平度传感器(24)、雷达检测装置(25)、汽车方向盘转向角传感器(26)、整车侧倾角速度传感器(27)、整车横摆角速度传感器(28)、整车俯仰角速度传感器(29)以及力控制器(30)；

所述智能混合悬架协调控制系统通过图像识别得到前后左右路面信息后，结合各个传感器检测到的信息进行综合处理，得到各行驶工况的判定；具体步骤如下：

步骤一：当雷达检测装置(25)通过图像识别与路面不平度传感器(24)检测到汽车直线行驶时，同时汽车方向盘转向角传感器(26)、整车侧倾角速度传感器(27)、整车横摆角速度传感器(28)、整车俯仰角速度传感器(29)检测到汽车行驶过程中各信息均在安全范围内，则认定汽车处于正常直线行驶状态；

步骤二：当雷达检测装置(25)通过图像识别与路面不平度传感器(24)检测到汽车转向行驶时，同时汽车方向盘转向角传感器(26)检测到汽车方向盘处于转向状态、而整车侧倾角速度传感器(27)、整车横摆角速度传感器(28)、整车俯仰角速度传感器(29)检测到汽车行驶过程中各信息均在安全范围内，则认定汽车处于转向行驶状态；

步骤三：当雷达检测装置(25)通过图像识别与路面不平度传感器(24)检测到汽车行驶车身发生抖动，回传的动态图像信息存在大幅度晃动时，且整车侧倾角速度传感器(27)，整车横摆角速度传感器(28)与整车俯仰角速度传感器(29)同时进行信息检测，当汽车行驶过程中整车侧倾角速度变化速率最大时，则认定汽车处于侧倾行驶状态；

步骤四：当雷达检测装置(25)通过图像识别与路面不平度传感器(24)检测到汽车行驶车身发生抖动，回传的动态图像信息存在大幅度晃动时，且整车侧倾角速度传感器(27)，整车横摆角速度传感器(28)与整车俯仰角速度传感器(29)同时进行信息检测，当汽车行驶过程中整车横摆角速度变化速率最大时，则认定汽车处于横摆行驶状态；

步骤五：当雷达检测装置(25)通过图像识别与路面不平度传感器(24)检测到汽车行驶车身发生抖动，回传的动态图像信息存在大幅度晃动时，且整车侧倾角速度传感器(27)，整车横摆角速度传感器(28)与整车俯仰角速度传感器(29)同时进行信息检测，当汽车行驶过程中整车俯仰角速度变化速率最大时，则认定汽车处于俯仰行驶状态；

其作动器输出力采用LQG控制策略，在具体不同行驶工况下，LQG控制策略输出力不同；具体步骤如下：

步骤一：所述力控制器(30)根据公式

计算得到第i次采样得到的车辆悬架LQG控制下的阻尼力Fⁱ，其中，q₁为车辆悬架LQG控制的加速度的权重系数且q₁的取值为1～10¹⁰，q₂为车辆悬架LQG控制的速度的权重系数且q₂的取值为1～10¹⁰，q₃为车辆悬架LQG控制的位移的权重系数且q₃的取值为1～10¹⁰，q₄为车辆悬架LQG控制的转向角速度的权重系数且q₄的取值为1～10¹⁰，q₅为车辆悬架LQG控制的侧倾角速度的权重系数且q₅的取值为1～10¹⁰，q₆为车辆悬架LQG控制的横摆角速度的权重系数且q₆的取值为1～10¹⁰，q₇为车辆悬架LQG控制的俯仰角速度的权重系数且q₇的取值为1～10¹⁰，tⁱ为第i次采样的时间；

步骤二、所述力控制器(30)根据终端工况判定在不同的行驶工况下时，采取不同的权重系数进行调节来达到对应的行驶工况下的控制目的；先对上述权重系数进行归一化处理到0-1的区间范围，然后根据不同行驶工况判定得到各个行驶工况下的权重系数；

其中正常直线减振工况下，各权重系数取值如下：

q₁＝0.5；q₂＝0.5；q₃＝0.5；q₄＝0.5；q₅＝0.5；q₆＝0.5；q₇＝0.5；

转向行驶工况下各权重系数取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.8；q₅＝0.3；q₆＝0.3；q₇＝0.3；

侧倾行驶工况下各权重系数取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.3；q₅＝0.8；q₆＝0.3；q₇＝0.3；

横摆行驶工况下各权重系数取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.3；q₅＝0.3；q₆＝0.8；q₇＝0.3；

俯仰行驶工况下各权重系数取值如下：

q₁＝0.33；q₂＝0.33；q₃＝0.33；q₄＝0.3；q₅＝0.3；q₆＝0.3；q₇＝0.8。