[发明专利]汽车半主动悬架系统实时最佳阻尼控制算法

摘要

本发明涉及连续控制式半主动悬架系统最佳阻尼的控制算法，是为更好地满足人们对乘坐舒适性和汽车行驶安全性要求而研发的。利用传感器测得车身振动加速度信号、车速信号和转角信号，根据传感器所测得的信号感知车辆当前行驶路况及悬架系统阻尼比；根据测得的车身和车轮振动加速度，得到车身和车轮垂直运动速度及它们之间的相对运动速度；根据车辆参数确定出当前车速和路况下所要求的减振器最佳阻尼系数和阻尼力，并通过控制器输出步进电机转角控制信号，控制调节可控减振器阻尼节流孔的面积，使半主动悬架系统达到所要求的最佳阻尼和阻尼力。本发明所提供的半主动悬架最佳阻尼控制算法，简单易于实现，对执行元件的动态性能要求低，有利于半主动悬架的应用和推广。

主权项

1.基于车速和行驶路况的汽车半主动悬架最佳阻尼比控制方法，其具体步骤如下：(1) 确定路况的功率谱密度：利用加速度传感器测得车身垂直振动加速度，车速传感器测得车辆行驶速度和阻尼控制量(电压或者步进电机转角等)求得悬架系统当前阻尼比，再根据车辆单轮簧上质量、单轮簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度和车身固有频率，确定车辆当前行驶路面功率谱，其中，，，为参考空间频率，；(2) 计算当前行驶路况下悬架系统所需要的动限位行程：根据行驶车速和路面功率谱密度，利用悬架动挠度概率分布与标准差的关系，确定此时悬架系统所需要的动限位行程；(3) 确定当前车速和路况下的悬架系统实时最佳阻尼比：根据车辆悬架单轮簧上质量、簧下质量、悬架弹簧刚度、轮胎刚度、车身固有频率、路面功率谱密度、车速和悬架动限位行程，确定当前车速和路况下悬架系统实时最佳阻尼比，且当时，取；当时，取；(4) 确定簧上质量和簧下质量的相对运动速度：利用车身振动加速度传感器测得的车身垂直振动加速度，求得车身垂直运动速度；利用车轮振动加速度传感器测得的车轮垂直振动加速度，求得车轮垂直运动速度；根据车身垂直运动速度和车轮垂直运动速度，计算簧上质量和簧下质量的相对运动速度；(5) 确定当前车速和路况下的减振器最佳阻尼系数：根据所确定的悬架系统实时最佳阻尼比、悬架系统单轮簧上质量、悬架刚度、减振器安装杠杆比和减振器安装角，确定当前车速和路况下的减振器最佳阻尼系数，其中，为平安比，且；(6) 确定当前车速和路况下的最佳阻尼力：根据步骤(4)确定的相对运动速度及步骤(5)确定的减振器最佳阻尼系数，确定当前车速和路况下的最佳阻尼力；（7）通过控制步进电机转动一定角度，调节可控减振器阻尼孔面积达到所要求的最佳阻尼力F_o。