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原文传递一种空气悬架横向互联控制系统及方法

专利名称：	一种空气悬架横向互联控制系统及方法
摘要：	本发明公开一种安装在车辆上的空气悬架横向互联控制系统及方法，控制系统由温度采集模块、气压采集模块、车高采集模块以及依次串接的控制器、PWM驱动模块、互联电磁阀组成，控制器包含空气弹簧有效面积及体积计算模块、所需侧倾力计算模块、阻尼器及横向稳定杆力计算模块、所需交换的气体质量流速计算模块和最优互联管路内径计算模块这五个模块，通过读取车辆各悬架高度、各空气弹簧气压和温度，根据各物理量之间的关系，逆推出在当前车辆状态下若需将车辆簧上质量相对于簧下质量的侧倾角恢复至零时所需互联管路交换的气体质量流速，并通过PWM驱动电磁阀运作，系统所需信息可直接获取，计算结果可靠，控制精确。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	李仲兴;于文浩;江洪
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910163856.3
公开号：	CN110001341A
分类号：	B60G17/052(2006.01);B;B60;B60G;B60G17
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种空气悬架横向互联控制系统，由温度采集模块、气压采集模块、车高采集模块以及依次串接的控制器、PWM驱动模块、互联电磁阀组成，其特征是：控制器包含空气弹簧有效面积及体积计算模块、所需侧倾力计算模块、阻尼器及横向稳定杆力计算模块、所需交换的气体质量流速计算模块和最优互联管路内径计算模块这五个模块，空气弹簧有效面积及体积计算模块、所需侧倾力计算模块和阻尼器及横向稳定杆力计算模块这三个模块的输出端均连接所需交换的气体质量流速计算模块的输入端，所需交换的气体质量流速计算模块的输出端连接最优互联管路内径计算模块的输入端，最优互联管路内径计算模块的输出端连接PWM驱动模块；车高采集模块的输出端分别连接空气弹簧有效面积及体积计算模块、所需侧倾力计算模块和阻尼器及横向稳定杆力计算模块这三个模块的输入端，温度采集模块和气压采集模块的输出端均连接最优互联管路内径计算模块的输入端。 2.一种如权利要求1所述的空气悬架横向互联控制系统的控制方法，其特征是包括以下步骤：步骤1)：车身高度采集模块采集各悬架高度fd(i)并发送至控制器，i＝1,2,3,4，分别是车辆的前左、前右、后左和后右四个方位；步骤2)：所述的阻尼器及横向稳定杆力计算模块先计算出悬架各阻尼器力Fc(i)，再计算出车辆横向稳定杆在各悬架处作用在簧上质量上的各横向稳定杆力Fb(i)；所述的所需侧倾力计算模块先计算出车辆簧上质量相对于簧下质量的侧倾角θ，再计算出所需的侧倾力Fr；所述的空气弹簧有效面积及体积计算模块先计算出各空气弹簧有效面积S(i)，再计算出各空气弹簧体积V(i)；步骤3)：所述的气体质量流速计算模块获取各阻尼器阻尼力Fc(i)、各横向稳定杆力Fb(i)、所需侧倾力Fr、空气弹簧有效面积S(i)和体积V(i)，先计算出阻尼器和横向稳定杆在各悬架位置对车辆簧上质量的作用力Fcb(i)，再计算出除去阻尼力和横向稳定杆力后若使得侧倾角θ恢复至0则所需的空气弹簧不平衡力F，然后计算出各空气弹簧所需提供的力Fs(i)和当前状态下所需通过互联管路交换的气体质量q(i)，最后计算出当前状态下所需前后轴互联管路交换的气体质量流速qm(1)和qm(2)；步骤4)：气压采集模块获取各空气弹簧内部气体压力P(i)并输入最优互联管路内径计算模块中，温度采集模块获取各空气弹簧内部气体温度T(i)并输入控制器内最优互联管路内径计算模块中；步骤5)：最优互联管路内径计算模块先将各空气弹簧内部气体压力P(i)进行对比和判断，计算出前后轴单位互联面积下的气体质量流量qr1和qr2，再判断当前状态下所需前后轴互联管路交换的气体质量流速qm(1)和前后轴单位互联面积下的气体质量流量qr1是否有相同的正负号，以及判断当前状态下所需前后轴互联管路交换的气体质量流速qm(2)和前后轴单位互联面积下的气体质量流量qr2是否有相同的正负号，若同号，则计算出前后轴最优互联管路内径D1和D2，否则，前后轴最优互联管路内径D1和D2为零；步骤6)：最优互联管路内径计算模块将最佳互联管路内径发送至PWM驱动模块，PWM驱动模块根据车辆上实际互联管路内径与接收的最佳互联管路内径信息生成PWM驱动信号，发送至互联电磁阀模块。 3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征是：步骤2)中，阻尼器及横向稳定杆力计算模块根据式计算出悬架各阻尼器力Fc(i)，根据式Fb(2)＝-Fb(1)，Fb(4)＝-Fb(3)，计算出各横向稳定杆力Fb(i)，Armf和Armr分别为前后横向稳定杆力臂长度，Kbf和Kbr为前后横向稳定杆的扭转刚度，Lw为轮距；所需侧倾力计算模块根据式计算出侧倾角θ，根据式计算出所需的侧倾力Fr，Ir为车辆侧倾转动惯量，K为大于零的比例系数，Sign(θ)是符号计算，当数小于0输出-1，大于0输出1，等于0输出0；空气弹簧有效面积及体积计算模块根据式S(i)＝fd(i)×Dse(i)+S0(i)计算出各空气弹簧有效面积S(i)，根据式V(i)＝fd(i)×Dv(i)+V0(i)计算出各空气弹簧体积V(i)，Dse(i)为各空气弹簧有效面积随悬架行程变化率，S0(i)为空气弹簧初始有效面积，Dv(i)为各空气弹簧体积随悬架行程的变化率，V0(i)为各空气弹簧初始体积。 4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征是：步骤3)中，气体质量流速计算模块根据式Fcb(i)＝Fc(i)+Fb(i)计算出作用力Fcb(i)，根据式F＝Fr-(Fcb(1)-Fcb(2)+Fcb(3)-Fcb(4))计算出空气弹簧不平衡力F，根据式计算出各空气弹簧所需提供的力Fs(i)，根据式计算出气体质量q(i)，根据式计算出气体质量流速qm(1)和qm(2)，Mb为簧上质量，g为重力加速度，Lr为车辆后轴到质心的水平距离，Lf为车辆前轴到质心的水平距离，Pa为大气压力，k为绝热指数，m0(i)为各空气弹簧内部初始气体质量。 5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征是：步骤5)中，最优互联管路内径计算模块判断P(1)-P(2)>0是否成立，若是，则给前轴的p1、p2、t1和t2计算参数赋值为：p1＝P(1)，p2＝P(2)，t1＝T(1)，t2＝T(2)，若否，则给前轴p1、p2、t1和t2计算参数赋值为：p1＝P(2)，p2＝P(1)，t1＝T(2)，t2＝T(1)；判断P(3)-P(4)>0是否成立，若是，则给后轴的p3、p4、t3和t4计算参数赋值为：p3＝P(3)，p4＝P(4)，t3＝T(3)，t4＝T(4)，若否，则给后轴p3、p4、t3和t4计算参数赋值为：p3＝P(4)，p4＝P(3)，t3＝T(4)，t4＝T(3)；根据式计算出前后轴单位互联面积下的气体质量流量qr1和qr2。 6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：最优互联管路内径计算模块判断当前状态下所需前后轴互联管路交换的气体质量流速qm(1)和前后轴单位互联面积下的气体质量流量qr1是否有相同的正负号，以及判断当前状态下所需前后轴互联管路交换的气体质量流速qm(2)和前后轴单位互联面积下的气体质量流量qr2是否有相同的正负号，若同号，则前后轴最优互联管路内径D1、D2为：否则，前后轴最优互联管路内径D1、D2均为零。
所属类别：	发明专利