[发明专利]一种汽车电控悬架预瞄控制方法

说明书

本发明公开了一种基于路面识别的电控悬架预瞄控制方法，是应用于包含信息收集机构的电控悬架中，包括：(1)构建由电控悬架机构和信息收集机构组成的路面预瞄系统；(2)获得随机路面类型；(3)检测当前时刻的车辆道路前方脉冲路面；(4)输出随机路面下的改进的天棚控制力需求；(5)输出脉冲路面下的电控悬架LQR控制力；(6)电控悬架执行器输出主动控制力。本发明能够实现对不同路面类型的有效识别检测和不同路面类型的最优悬架参数匹配控制，从而有效提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

技术领域

本发明设计车辆底盘悬架控制领域，具体涉及到一种基于路面识别的电控悬架预瞄系统及其控制策略。

背景技术

悬架系统是汽车中连接车身和车轮的一个重要结构组成，其主要作用是对路面产生的冲击载荷进行缓冲和衰减，以抑制车轮的跳动和降低车身的不规则振动，改善和提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。悬架可分为被动悬架、主动悬架、半主动悬架三种，由于被动悬架的刚度和阻尼固定不可调，在保证操纵稳定性的情况下提升追求舒适性的车辆都会采用主动或半主动悬架，统称为智能悬架或电控悬架。

传统的电控悬架根据当前路面悬架响应状态进行控制，在作用到悬架系统过程中会产生时滞等不利影响。同时，悬架调校与路面等级没有关系，不能做到在不同的路面等级下，恰当地改变悬架软硬的控制目标，且经过脉冲路面(下水道井盖、减速带等)不能提前做出反应，极大的影响了乘坐舒适性。最为不利的是，传统电控悬架系统成本高，无法做到大批量规模化市场推广。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于路面识别的电控悬架预瞄控制方法，以期能够实现对不同路面类型的有效识别检测和不同路面类型的最优控制，从而能有效提高车辆的平顺性和特殊情况下的操纵稳定性。

本发明的具体技术方案如下：

本发明一种基于路面识别的电控悬架预瞄控制方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1：构建由电控悬架机构和信息收集机构组成的路面预瞄系统：

所述电控悬架机构包括：电控执行器、弹簧、车架、摆臂和羊角；

所述信息收集机构包括：加速度传感器、轮跳传感器、车辆前向摄像头；所述轮跳传感器包括：角度计和杆件；

所述加速度传感器分别安装在所述摆臂和车架处，并分别用于收集非簧载质量加速度和簧载质量加速度；

所述轮跳传感器的角度计安装于所述车架处，且所述杆件的一端安装于所述摆臂处，用于收集车轮跳动位移；

所述车辆前向摄像头安装于汽车车牌架牌照灯旁或后视镜上边，用于识别道路前方的凸起或凹坑等脉冲路面并进行有效测距；

步骤2：建立随机路面类型的辨识模型；

步骤2.1：利用滤波白噪声时域路面输入模型得到在不同路面等级i下的随机路面输入位移z_r(i)；

步骤2.2：选择随机路面不平度位移z_r为车辆四分之一模型的输入，选择车辆的簧载质量加速度非簧载质量加速度与车轮跳动z_ru为车辆四分之一模型的输出，从而得到在不同路面等级i下的随机路面输入z_r(i)所对应输出的簧载质量加速度非簧载质量加速度轮跳位移z_ru(i)，并作为待训练的数据；

步骤2.3：将不同路面等级i下的簧载质量加速度非簧载质量加速度轮跳位移z_rt(i)作为LSTM神经网络模型的输入，对应的当前路面等级i为输出，对LSTM神经网络模型进行训练，得到随机路面类型的辨识模型；

步骤2.4：设定当前初始时刻为t，并收集传感器的原始数据；