一種多工況汽車電控懸架系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車電子技術應用領域，尤其涉及一種多工況汽車電控懸架系統。
【背景技術】
[0002]汽車懸架系統主要由彈簧、減振器和橫向穩定桿組成，其作用是傳遞車輪和車架之間的力和力矩，緩和路面不平引起的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統的振動，其性能的好壞直接影響到汽車行駛的平順性和操縱穩定性。
[0003]隨著工業的發展，人們對汽車的平順性和操縱穩定性要求越來越高。與傳統懸架相比，電子控制汽車懸架系統能夠實現車身高度的主動控制和懸架剛度及阻尼的調節。隨著空氣彈簧和可調阻尼減振器研究的日益成熟，能適應多種工況的控制系統的設計成為提高電控懸架自適應能力的關鍵。目前，電控懸架已經普遍應用在進口高檔轎車如奧迪、寶馬、帕薩特和高檔越野車等中。因此，設計一種低成本、高性能可靠的能適應多種工況的滿足駕駛員平順性和操縱穩定性要求的汽車懸架電子控制系統及其控制方法，這對于國內中低端車將有很高的市場價值，也對于人們的安全舒適行車具有重要意義。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及到的缺陷，提供一種多工況汽車電控系統，將汽車行駛過程分解為多個不同工況，根據不同工況對操縱穩定性和行駛平順性的要求，分別進行控制，提高懸架系統在多種工況下的整體性能。
[0005]本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案:
[0006]—種多工況汽車電控懸架系統，包括信號處理模塊、電子控制模塊、驅動電路和懸架調節執行機構；
[0007]所述的信號處理模塊包括方向盤轉向轉角傳感器、車速傳感器、車身高度傳感器、節氣門位置傳感器、垂直加速度傳感器、側向加速度傳感器、制動踏板傳感器、油門踏板傳感器、車門開關傳感器、電荷放大器和A/D轉換器，所述電荷放大器的輸入端分別和方向盤轉向轉角傳感器、車速傳感器、車身高度傳感器、節氣門位置傳感器、垂直加速度傳感器、側向加速度傳感器、制動踏板傳感器、油門踏板傳感器、車門開關傳感器相連，輸出端通過A/D轉換器和所述電子控制模塊相連；
[0008]所述電子控制模塊通過驅動電路和懸架調節執行機構相連，用于根據接受到的信號控制驅動電路驅動懸架調節執行機構工作；
[0009]所述懸架調節執行機構包含剛度調節執行器、高度調節執行器和阻尼調節執行器；
[0010]所述剛度調節執行器用于實現懸架剛度的調節；
[0011]所述高度調節執行器用于實現車身高度的調節；
[0012]所述阻尼調節執行器用于實現懸架阻尼系數的調節。
[0013]作為本實用新型一種多工況汽車電控懸架系統進一步的優化方案，所述的電子控制單元采用飛思卡爾MC9S08GB60型單片機。
[0014]上述多工況汽車電控懸架系統的控制方法的具體步驟如下:
[0015]步驟1)，將方向盤轉角與預設的轉角閾值區間進行比較；
[0016]步驟2)，將方向盤轉速與預設的轉速閾值區間進行比較；
[0017]步驟3)，將汽車加/減速度與預設的加/減速度閾值區間進行比較；
[0018]步驟4)，如果方向盤轉角在預設的轉角閾值區間內、方向盤轉速在預設的轉速閾值區間內、汽車加/減速度在預設的加/減速度閾值區間內，且車門處于關閉狀態；
[0019]步驟4.1)，若汽車的行駛速度大于預設的高速臨界值，且該狀態的持續時間大于預設的時間閾值，控制懸架降低車身高度，將減振器阻尼設置為“硬”狀態；
[0020]步驟4.2)，若汽車的行駛速度小于預設的低速臨界值，且該狀態的持續時間大于預設的時間閾值，車身位移傳感器連續輸出大幅度振動信號，控制懸架升高車身高度，將減振器阻尼設置為“軟”狀態；
[0021]步驟4.3)，若汽車的行駛速度小于等于高度臨界值且大于等于低速臨界值，且該狀態的持續時間大于預設的時間閾值，控制車身高度保持不變，將減振器阻尼設置為“中”狀態；
[0022]步驟5)，如果方向盤轉角在預設的轉角閾值區間內、方向盤轉速在預設的轉速閾值區間內，汽車加/減速度在預設的加/減速度閾值區間外；
[0023]步驟5.1)，若汽車的行駛速度大于預設的高速臨界值，且制動踏板被踩下，垂直加速度變化大于預設的連續平穩行駛的加速度值時，控制增大懸架的剛度和阻尼；
[0024]步驟5.2)，若汽車的行駛速度小于預設的低速臨界值，且油門踏板被踩下，節氣門開度增大，控制增大懸架的剛度和阻尼；
[0025]步驟6)，如果方向盤轉角在預設的轉角閾值區間外，控制增大懸架的剛度和阻尼。
[0026]車身高度的調節采用模糊PID控制，將實際輸出車身高度與參考輸出之間的差值提供給模糊控制器，由模糊控制器對PID控制器的參數進行實時整定后發出控制指令給懸架調節執行機構，然后高度調節執行器根據控制指令實時調整車身高度。
[0027]本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
[0028]利用單片機通過分析傳感器得到的數據，首先分析出汽車的行駛工況，根據不同工況確定相應的懸架調節方式和期望輸出力，并采用模糊規則實時自整定各控制器輸出力，具有使用方便，安全性能高，相應快速，準確控制，可操作性強，能改善汽車在不同工況下的操縱穩定性和行駛平順性，提高整體性能，對于人們安全舒適行車具有重要意義。
【附圖說明】
[0029]圖1為電控懸架系統結構示意圖；
[0030]圖2為電控懸架控制主程序流程圖；
[0031 ] 圖3為電控懸架模糊PID控制系統簡圖；
[0032]圖4為電控懸架控制方法示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明:
[0034]如圖1所示，本實用新型公開了一種多工況汽車電控懸架系統，包括信號處理模塊、電子控制模塊、驅動電路和懸架調節執行機構；
[0035]所述的信號處理模塊包括方向盤轉向轉角傳感器、車速傳感器、車身高度傳感器、節氣門位置傳感器、垂直加速度傳感器、側向加速度傳感器、制動踏板傳感器、油門踏板傳感器、車門開關傳感器、電荷放大器和A/D轉換器，所述電荷放大器的輸入端分別和方向盤轉向轉角傳感器、車速傳感器、車身高度傳感器、節氣門位置傳感器、垂直加速度傳感器、側向加速度傳感器、制動踏板傳感器、油門踏板傳感器、車門開關傳感器相連，輸出端通過A/D轉換器和所述電子控制模塊相連；
[0036]所述電子控制模塊通過驅動電路和懸架調節執行機構相連，用于根據接受到的信號控制驅動電路驅動懸架調節執行機構工作；
[0037]所述懸架調節執行機構包含剛度調節執行器、高度調節執行器和阻尼調節執行器；
[0038]所述剛度調節執行器用于實現懸架剛度的調節；
[0039]所述高度調節執行器用于實現車身高度的調節；
[0040]所述阻尼調節執行器用于實現懸架阻尼系數的調節。
[0041]所述的電子控制模塊采用了美國飛思卡爾公司的加強型8位車用微控制器一一MC9S08GB60單片機。該單片機內有64K flash和4K的E2PR0M，高度集成了四個串行通信端口 (SCI 1，SCI2，SPI，I2C)，最多達8個定時器(PWM)，8通道的10位A/D轉換模塊。
[0042]所述的懸架調節執行器采用步進電機。通過單片機發出的脈沖頻率信號來控制電動機轉動的速度和加速度，從而達到懸架調節的目的。所述的驅動電路為本領域常規的步進電機驅動電路。懸架調節執行器分別于空氣壓縮機、氣閥控制桿和變阻尼減振器相連。
[0043]所述的多工況汽車電控懸架系統的控制方法，包含以下步驟:
[0044]步驟1)，在信號處理模塊的作用下，將車輛行駛工況分為一般直線行駛、變速直線行駛和轉向行駛三種；
[0045]步驟2)，根據汽車的不同行駛工況，確定出相應的懸架系統的控制調整