一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，首先根据车速、按钮信号进行目标高度决策，得出目标高度；然后，计算目标高度与高度传感器采集的实际高度之差，通过扰动延时模块对于超过误差带的进行延时和超差计数，判断出需要调节的空气弹簧；然后在充放协调模块中对需要调节的多个空气弹簧采用先放后充的策略，判断得出先行协调的空气弹簧；最后在升降同步模块中根据各簧误差与误差之差对先行协调的空气弹簧的调节进行修正，使其同步升降，实现在静、动态载荷扰动下有效减少调节次数并提高调节过程的平稳、可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车悬架系统的
，尤其涉及一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法。
技术介绍
电控空气悬架(ECAS)通过采用电控技术实现对空气弹簧的主动控制，实现不同行驶工况下的车身高度调节，与传统机械式空气悬架相比具有响应速度快、高度可调等优点，极大程度上提高了乘坐舒适性、操纵稳定性和行驶通过性，代表了空气悬架未来发展的重要方向。但随之而来的问题是如何在载荷扰动的情况下，在减少充放气次数以提高控制阀的寿命前提下，实现充放气的协调、同步，以提高在静、动态载荷扰动下系统控制的可靠性、稳定性，该问题与ECAS控制阀总成的结构有关。目前，ECAS系统多采用整体式控制阀总成或分体式控制阀。整体式一般具有一个中央阀，分体式一般由前悬控制阀总成和后悬控制阀总成两部分构成，每部分具有一个中央阀。当载荷变化使车身偏离目标高度时，首先应解决充放气的调节条件，避免频繁的充放气，以提高电磁阀的寿命；如果满足调控条件，则需要解决充放气的协调问题。各空气弹簧充、放气都得经由中央阀，同一时刻或是充气或是放气，不可以同时充放气，而在颠簸路面上行驶或静态下乘客上下车等情况下，都可能造成某个空气弹簧下降同时某个空气弹簧上升，因此需要进行充放气协调；在此基础之上，还要解决同时充气或放气的速度，使空气弹簧在不同外载或布置上的簧载质量分布不均情况下，调节速度保持一定程度的同步，以保证车身的平稳。在以公布专利[CN104960396A]中公布了一种分层构架的电控空气悬架整车高度控制方法，该方法以车速变化及侧向加速度变化为延时依据，其变化持续一定时间则进行相应车身高度调节，可有效克服车身调节过程中的振荡，但未明确指出充放气的协调和同步控制。在已公布专利[CN105599558A]中公布了一种电控空气悬架车身高度调节与整车姿态联合控制方法，该方法采用陀螺仪获得车身俯仰角和侧倾角，并由此来修订各空气弹簧的PWM，实现高度调节的同步，但该方法并未明确调节过程中的充放气协调，此外采用陀螺仪也增加了系统的成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，在减轻充放气次数以提高控制阀的寿命前提下，不增添其他传感器，实现充放气的协调、同步，以提高在静、动态载荷扰动下系统控制的可靠性、稳定性。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，包括如下步骤：步骤1，采集车速信号、操作按钮信号输入到目标高度决策模块，得到目标高度信号；步骤2，采集实际高度信号，将目标高度与实际高度信号之差输入到扰动延时模块，得到调控使能信号；步骤3，将调控使能信号输入到充放协调模块，得到PID控制使能信号；步骤4，将PID控制使能信号输入到升降同步模块，得到PWM信号；步骤5，采集车门开关信号、气罐压力开关信号、其他信号，与PWM信号输入到条件限制模块，得到限定后的PWM信号，驱动电磁阀工作。所述步骤1，高度决策模块得到目标高度信号，步骤包括：步骤1.1，对车速信号进行均值滤波，设置V1、V2、V3速度分界点，在速度分界点处设置速度滞回；步骤1.2，基于状态机进行按钮防抖扫描，得到按钮信号，包括：正常高度I按钮信号记为KEY_I，侧跪按钮信号记为KEY_KNEEL，上升按钮信号记为KEY_UP，下降按钮信号记为KEY_DOWN，特殊高度II按钮信号记为KEY_II，按钮信号值为1表示按下，为0表示弹起；步骤1.3，记车速信号为v，目标高度信号为H_Ref_i，i取1，2，3，...，表示对应的空气弹簧(如未做特殊说明，i均表示对应的空气弹簧)：若v<V1，H_Ref_i＝H_Ref_key_i+H_Ref_start_i+H_Ref_pre_i×C；若V1≤v<V2，H_Ref_i＝H_I×kneel_flg+H_Ref_pre_i×D；若V2≤v<V3，H_Ref_i＝H_I；若v≥V3，H_Ref_i＝H_III；其中：A＝(KEY_KNEEL||KEY_UP||KEY_DOWN)&&kneel_flgH_I定义为正常高度I，是车辆正常行驶时车桥与车身间保持的高度；H_II定义为特殊高度II，是车辆通过特殊路面时车桥与车身间保持的高度；H_III定义为特殊高度III，是车辆高速行驶时车桥与车身间保持的高度；H_EEPROM_i定义为初始化高度，固化于EEPROM中；H_Ref_pre_i定义为前一时刻各空气弹簧的参考高度值；H_Det为升降的步长；H_Cap_i为采集的实际高度值；H_Cap_knl_i为采集的侧跪侧的实际高度值；H_Ref_key_i，H_Ref_start_i，H_I_Ref_i，H_II_Ref_i，H_L_Ref_i，A，B，C，D均为中间变量；start_flg为系统启动标志，为1表示系统处于启动状态，为0表示系统启动完毕；kneel_flg为侧跪状态标志，为1表示系统处于侧跪状态，为0表示非侧跪状态；表示式中符号“||”表示逻辑或运算，符号“&&”表示逻辑与运算，符号“——”表示逻辑非运算。所述步骤2，扰动延时模块得到调控使能信号，步骤包括：步骤2.1，对采集的实际高度信号进行均值滤波，计算目标高度与实际高度差，记为Err_i；步骤2.2，记[ErrMin，ErrMax]为高度误差带，Reach_Href_flg_i为实际高度状态标识，为0表示实际高度未到达误差带范围，为1表示实际高度调整到误差带范围，为2表示载荷扰动使实际高度脱离误差带范围，记Control_enable_i为调控使能信号，为1表示需要调节，为0表示不需调节，根据Err_i及Reach_Href_flg_i：若Reach_Href_flg_i＝0：如果ErrMin<Err_i<ErrMax，则不进行调节，令Reach_Href_flg_i＝1，Control_enable_i＝0，反之进行调节，令Control_enable_i＝1；若Reach_Href_flg_i≠0：如果目标高度变化，则进行调节，令Reach_Href_flg_i＝0，Control_enable_i＝1，反之，继续判断Reach_Href_flg_i；若Reach_Href_flg_i≠2：如果ErrMax<Err_i<ErrMin，则开启延时定时器，并在延时时间内，计数实际高度超出误差带的次数，记为超差计数Count_i，不进行调节，令Reach_Href_flg_i＝2，Control_enable_i＝0，反之不进行调节，令Control_enable_i＝0；若Reach_Href_flg_i＝2：判断是否延时定时结束，如果没结束则不进行调节，令Control_enable_i＝0，如果延时定时结束，令Reach_Href_flg_i＝0，判断超差计数Count_i是否超过阈值，该阈值记为Count_Max，如果超过阈值，则进行调节，令Control_enable_i＝1，否者不进行调节，令Control_enable-i＝0。所述步骤3，充放协调模块得到PID控制使能信号，步骤包括：步骤3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采集车速信号、操作按钮信号输入到目标高度决策模块，得到目标高度信号；步骤2，采集实际高度信号，将目标高度与实际高度信号之差输入到扰动延时模块，得到调控使能信号；步骤3，将调控使能信号输入到充放协调模块，得到PID控制使能信号；步骤4，将PID控制使能信号输入到升降同步模块，得到PWM信号；步骤5，采集车门开关信号、气罐压力开关信号、其他信号，与PWM信号输入到条件限制模块，得到限定后的PWM信号，驱动电磁阀工作。

【技术特征摘要】
1.一种电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采集车速信号、操作按钮信号输入到目标高度决策模块，得到目标高度信号；步骤2，采集实际高度信号，将目标高度与实际高度信号之差输入到扰动延时模块，得到调控使能信号；步骤3，将调控使能信号输入到充放协调模块，得到PID控制使能信号；步骤4，将PID控制使能信号输入到升降同步模块，得到PWM信号；步骤5，采集车门开关信号、气罐压力开关信号、其他信号，与PWM信号输入到条件限制模块，得到限定后的PWM信号，驱动电磁阀工作。2.根据权利要求1所述的电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，其特征在于，所述的高度决策模块得到目标高度信号，步骤包括：步骤1.1，对车速信号进行均值滤波，设置V1、V2、V3速度分界点，在速度分界点处设置速度滞回；步骤1.2，基于状态机进行按钮防抖扫描，得到按钮信号，包括：正常高度I按钮信号记为KEY_I，侧跪按钮信号记为KEY_KNEEL，上升按钮信号记为KEY_UP，下降按钮信号记为KEY_DOWN，特殊高度II按钮信号记为KEY_II，按钮信号值为1表示按下，为0表示弹起；步骤1.3，车速信号记为v，目标高度信号为H_Ref_i，i取1，2，3，...，表示对应的空气弹簧(如未做特殊说明，i均表示对应的空气弹簧)：若v<V1，H_Ref_i＝H_Ref_key_i+H_Ref_start_i+H_Ref_pre_i×C；若V1≤v<V2，H_Ref_i＝H_I×kneel_flg+H_Ref_pre_i×D；若V2≤v<V3，H_Ref_i＝H_I；若v≥V3，H_Ref_i＝H_III；其中：H_Ref_key_i=(H_I_Ref_i+H_II_Ref_i+H_L_Ref_i)×start_flg‾]]>H_L_Ref_i=((H_Det×(KEY_UP-KEY_DOWN-KEY_KNEEL)+H_Cap_knl_i)×A+(H_Det×(KEY_UP-KEY_DOWN)+H_Cap_i))×B)×KEY_II‾]]>C=KEY_KNEEL||KEY_I||KEY_UP||KEY_DOWN‾]]>H_I定义为正常高度I，是车辆正常行驶时车桥与车身间保持的高度；H_II定义为特殊高度II，是车辆通过特殊路面时车桥与车身间保持的高度；H_III定义为特殊高度III，是车辆高速行驶时车桥与车身间保持的高度；H_EEPROM_i定义为初始化高度，固化于EEPROM中；H_Ref_pre_i定义为前一时刻各空气弹簧的参考高度值；H_Det为升降的步长；H_Cap_i为采集的实际高度值；H_Cap_knl_i为采集的侧跪侧的实际高度值；H_Ref_key_i，H_Ref_start_i，H_I_Ref_i，H_II_Ref_i，H_L_Ref_i，A，B，C，D均为中间变量；start_flg为系统启动标志，为1表示系统处于启动状态，为0表示系统启动完毕；kneel_flg为侧跪状态标志，为1表示系统处于侧跪状态，为0表示非侧跪状态；表示式中符号“||”表示逻辑或运算，符号“&&”表示逻辑与运算，符号“——”表示逻辑非运算。3.根据权利要求1所述的电控空气悬架载荷扰动延时与充放气协调控制方法，其特征在于，所述的扰动延时模块得到调控使能信号，步骤包括：步骤2.1，对采集的实际高度信号进行均值滤波，计算目标高度与实际高度差，记为Err_i；步骤2.2，记[ErrMin，ErrMax]为高度误差带，Reach_Href_flg_i为实际高度状态标识，为0表示实际高度未到达误差带范围，为1表示实际高度调整到误差带范围，为2表示载荷扰动使实际高度脱离误差带范围，记Control_enable_i为调控使能信号，为1表示需要调节，为0表示不需调节，根据Err_i及Reach_Href_flg_i：若Reach_Href_flg_i＝0：如果ErrMin<Err_i<ErrMax，则不进行调节，令Reach_Href_flg_i＝1，Control_enable_i＝0，反之...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵远，宗长富，麦莉，赵伟强，何磊，陈国迎，郑宏宇，刘超，张学臣，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21