专利名称：汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁流变半主动悬架系统，特别是汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法。
背景技术：
磁流变减振器可通过控制电流的大小实现对阻尼力的控制，它具有响应速度快、功耗低、调节范围大等特点，并且工作条件相对简单，已成为当前国内、外车辆半主动悬架研究领域的一个热点。电磁线圈电流/的大小决定着磁流变减振器的阻尼特性及半主动悬架系统的阻尼匹配，对汽车行驶平顺性具有重要影响。尽管国内外很多车辆悬架研究专家曾对汽车磁流变半主动悬架进行了大量已经，但是由于受半主动悬架系统实时最佳阻尼比及车辆当前行驶路况辨识的制约，一直未能给出在不同行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架实时最佳电流控制算法，据所查资料可知，目前国内、外对汽车磁流变半主动悬架系统的研究，大都集中在控制策略和控制方法的研究，对于汽车半主动悬架磁流变减振器的电流控制规律，大都是通过试验拟合得到。随着汽车工业的快速发展及车辆行驶速度的不断提高，对磁流变半主动悬架系统提出了更高的要求，因此，必须建立一种准确、可靠的汽车磁流变半主动悬架实时最佳电流的控制算法，降低设计和试验费用，提高磁流变半主动悬架系统的设计质量、水平和性能，提高车辆的行驶平顺性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种准确、可靠的汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法，其中，汽车磁流变半主动
悬架系统组成及工作原理图，如
图1所示。车辆当前行驶路况为,车速为r ;汽车悬架
的簧下质量为&，轮胎刚度为k、，悬架刚度k2,磁流变减振器G，簧上质量^ 2 ;汽车设置有车身振动加速度传感 器及车身和车轮上下运动速度传感器，车辆行驶速度传感器、磁流变减振器电磁线圈电流传感器、磁流变减振器电流控制电源和控制单元ECU。通过车身振动加速度传感器测得车身振动加速度4 ,通过速度传感器分别测得车身及车轮的上下运动速度U2和A，通过电流传感器测磁流变减振器电磁线圈当前电流/，利用磁流变减振器阻尼特性及半主动悬架阻尼比^仿真模型，得到当前半主动悬架系统的实时阻尼比 ';利用所测得的车身振动加速度4、车辆行驶速度^及当前半主动悬架系统的实时阻尼比5',对车辆行驶路况进行辨识；根据所测得的车辆行驶速度h车辆行驶路况0^*0),利用半主动悬架系统实时最佳阻尼比4( ..V)数学模型，得到汽车半主动悬架系统的实时最佳阻尼比&
;根据车辆悬架参数和半主动悬架系统的实时最佳阻尼比η ,得到汽车在当前行驶工况下的磁流变减振器最佳阻尼系数4(%，V);然后，根据磁流变减振器最佳阻尼系数V),所测得的减振器活塞相对运动速度Kp，得到半主动悬架系统所需要的减振器最佳阻尼力A(Q, Vp);根据磁流变减振器阻尼力A与相对运动Kp及电磁线圈控制电流J之间关系，得到当前磁流变减振器所需要的控制电流/，即汽车磁流变半主动悬架电流控制规律/ (Gq,V, Vp);随后，通过控制单元ECU和电源，给磁流变减振器电磁线圈施加所需要的控制电流
I(&，K, Kp)，从而使半主动悬架系统达到当前行驶工况下的最佳阻尼匹配要求，使得汽车达到最佳减振效果。为了解决上述技术问题，本发明所提供的汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法，其计算流程如图2所示，技术方案实施步骤如下:
(1)汽车半主动悬架系统的当前阻尼系数<及阻尼比ξ，的实时仿真计算:
根据磁流变减振器活塞缸筒的直径外，活塞与缸筒之间的环形间隙Α，活塞长度Ζ，活塞
杆直径4，磁流变液体的磁致剪切应力系数&，磁致剪切应力的磁场强度指数α，电磁线圈的匝数见半主动悬架系统所检测得到车身上下运动速度"2、车轮上下运动速度A、当前磁流变减振器的相对运动速度Kp=Oz2 -U1)及电磁线圈电流/'，对磁流变减振器的当前阻尼系数4进行仿真计算，即:
权利要求
1.汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法，其具体计算步骤如下: (1)汽车半主动悬架系统的当前阻尼系数Q及阻尼比ξ，的实时仿真计算: 根据磁流变减振器活塞缸筒的直径外，活塞与缸筒之间的环形间隙Α，活塞长度Ζ，活塞杆直径i/g，磁流变液体的磁致剪切应力系数A，磁致剪切应力的磁场强度指数β，电磁线圈的匝数见半主动悬架系统所检测得到车身上下运动速度"2、车轮上下运动速度A、当前磁流变减振器的相对运动速度Kp=Oz2 -U1)及电磁线圈电流/，对磁流变减振器的当前阻尼系数4进行仿真计算，即:
2.根据权利要求1所述方法中的步骤(5)，其特征在于:根据磁流变减振器所要求的最佳阻尼力F，磁流变减振器的结构参数，磁流变液体的粘度h确定在当前行驶工况下的磁流变减振器所需要的最佳库仑阻尼力6，即:
3.根据权利要求1所述方法中的步骤(6)，其特征在于:根据磁流变减振器所需要的最佳库仑阻尼力Fi,磁流变减振器的结构参数，电磁线圈的匝数见磁流变液体的磁致剪切应力系数A，磁致剪切应力的磁场强度指数^ ,对当前行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架系统的实时最佳电流/控制量进行计算，即:
4.汽车磁流变半主动悬架系统设置有车身振动加速度传感器及车身和车轮上下运动速度传感器，车辆行驶速度传感器、磁流变减振器电磁线圈电流传感器、磁流变减振器电流控制电源和控制单元ECU。
5.根据车辆行驶路况0^ 0)辨识、半主动悬架系统的实时最佳阻尼比^、磁流变减振器最佳阻尼力A (G，Kp)和最佳控制电流/，通过控制单元ECU和电源，给磁流变减振器电磁线圈施加所需要 的最佳控制电流/ (&，K, Kp)，从而使得汽车达到最佳减振效果。
全文摘要
本发明涉及汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法，属于减振器技术领域，其特征在于首先根据所测得的当前电流，对磁流变减振器及半主动悬架系统的阻尼特性进行仿真，并根据行驶速度和车身振动加速度，对车辆当前行驶路况进行辨识；然后，根据当前行驶路况和速度及悬架参数，确定半主动悬架系统的实时最佳阻尼比及磁流变减振器的最佳库伦阻尼力；随后，根据库伦阻尼力与结构参数、磁流变液体特性参数、电磁线圈匝数及电流之间关系，对在当前行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架的实时最佳控制电流进行计算。该发明可提高磁流变半主动悬架系统的设计水平和性能，降低设计及试验费用，提高汽车行驶平顺性和安全性。
文档编号B60G17/06GK103241095SQ20131021218
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月31日 优先权日2013年5月31日
发明者周长城, 李红艳, 汪晓 申请人:山东理工大学