[发明专利]一种地棚控制动惯性悬架的垂向振动负效应抑制方法

说明书

本发明公开了一种地棚控制动惯性悬架的垂向振动负效应抑制方法，该方法通过将地棚控制算法和包含弹簧、阻尼器和惯容器元件的动惯性悬架结合而成。通过串并联组合弹簧、阻尼器和惯容器形成动惯性悬架，施加地棚控制，粒子群参数优化求解最佳悬架参数而成。本发明提供了一种新的轮毂电机驱动汽车垂向振动负效应抑制方法，能够有效抑制轮毂驱动汽车的垂向振动负效应，提升其舒适性和道路友好性。

技术领域

本发明属于车辆悬架系统建模领域，尤其是对于应用惯容器装置的车辆动惯性悬架系统。本发明涉及一种轮毂电机驱动车辆动惯性悬架的垂向振动负效应抑制方法，特指一种结合地棚控制的动惯性悬架抑制方法。

背景技术

面对日益严峻的能源供给和环境污染问题，轮毂电机驱动汽车成为未来电动汽车的理想构型。轮毂电机驱动汽车簧下质量显著增大导致的垂向振动负效应直接影响车辆平顺性和操稳性，降低了车辆的乘坐舒适性和道路友好性，成为理论研究和产业发展亟待解决的技术瓶颈。

中国专利CN109080401A提出将轮毂电机作为动力吸振器吸振子，使电机定子与车轴通过动力吸振部件连接设计，取得良好的抑制效果，但是轮毂电机作为吸振子会加剧电机定转子间隙波动。

轮毂电机驱动汽车的垂向振动负效应抑制问题属于车辆悬架系统，可以划归为簧下质量增大所导致的垂向运动惯性不稳定问题，但传统悬架“弹簧-阻尼器”结构中缺失有效的“惯性元件”，制约悬架整体性提升。将惯容器引入车辆悬架，构成“惯容器-弹簧-阻尼器”动惯性悬架结构体系。它在垂向振动过程中，形成“簧上质量-惯容器-簧下质量”耦合振动体系，增加了悬架系统的垂向运动惯性(即“虚质量”)和稳定性，而不增加系统的自重，故称之为动惯性悬架。着眼于轮毂电机驱动汽车的垂向振动负效应抑制问题，可以划归为簧下质量增大所导致的垂向运动惯性不稳定问题，正切合了动惯性悬架垂向惯性调节的研究特征。

发明内容

基于上述原因，本发明提供了一种地棚控制动惯性悬架的垂向振动负效应抑制方法，利用可以调节垂向惯性的动惯性悬架和可以提高道路友好性的地棚控制，来抑制轮毂电机驱动汽车的垂向振动负效应，提升其舒适性和道路友好性。

为了实现上述抑制效果，本发明所采用的技术方案为：一种地棚控制动惯性悬架的垂向振动负效应抑制方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：建立包含轮毂驱动电机的四分之一动惯性悬架模型：

其中，m₂为簧载质量，m₁为非簧载质量，m₃为轮毂电机质量，K为悬架的支撑弹簧刚度，k_t为轮胎等效弹簧刚度，x₂为簧载质量的垂向位移，为簧载质量的垂向速度，为簧载质量的垂向加速度，x₁为非簧载质量的垂向位移，为非簧载质量的垂向速度，为非簧载质量的垂向加速度，k为悬架副弹簧系数，b为惯容器的惯质系数，c为阻尼系数，x_b为惯容器的垂向位移，为惯容器的垂向加速度，x_r为路面不平度的垂向输入位移；

步骤(2)：设置地棚控制策略：

其中，c_grd为地棚控制的半主动阻尼系数，c_max、c_min分别为设定的最大阻尼系数和最小阻尼系数，且满足下式：

c_max＞0，c_min＞0，c_max＞c_min。

步骤(3)：选取路面不平度的位移输入模型x_r；

步骤(4)：通过优化算法求解模型参数，得到基于地棚控制的车辆动惯性悬架参数。