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
【技术领域】
[0001] 本发明涉及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，特指是在 满足车身高度有效调节的同时，还能实现车高调节过程中整车姿态良好控制的方法。
【背景技术】
[0002] 电控空气悬架能够大幅度改善车辆悬架综合性能，已成为汽车悬架领域的应用热 点，其通过采用电子控制技术实现悬架刚度、阻尼等多个特性的主动调节，其中，车身高度 调节是其特色功能之一。系统通过对空气弹簧进行充放气，不仅能够在车辆高速行驶时通 过降低车身高度提高车辆贴地性能，降低风阻和油耗，同时还能在崎岖道路上低速行驶时 通过提升车身高度降低悬架撞击限位概率，提高车辆行驶通过性。
[0003] 在电控空气悬架车高调节系统中，空气弹簧的充放气是由高速开关电磁阀进行控 制，但由于电磁阀的进、出气口较大，因此，无论电磁阀的反应有多么灵敏，都有可能会有过 量的气体充入或者放出气囊，从而导致车身高度偏离期望目标高度。与此同时，如果一旦车 身高度偏离目标值便进行车高调节，便会导致电磁阀通断状态频繁切换以及车身高度目标 值附近的振荡现象。因此，制定合理的车高调节控制策略对于实现车身高度的有效调节具 有重要意义。
[0004] 此外，由于整车簧载质量分布不均且随机变化，以及前后空气悬架车高调节系统 参数(包括管路长度和直径）的不同，必将造成车辆四角处车高调节不同步，从而导致车身 俯仰角和侧倾角过大，不仅严重影响整车姿态的稳定性，还会导致乘客乘坐舒适性降低。因 此，在车高调节过程中，针对车辆四角处车高调节不同步的现象，还需设计相应的整车姿态 控制策略对其进行有效控制。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提出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，在实现车身高度有效调节的同时，进一步通过整车姿态控制策略对车辆四角处车高调 节进行修正，从而实现车高调节过程中的整车姿态控制。
[0006] 为达成上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0007] -种电控空气悬架车身高度调节与整车姿态联合控制方法，包括以下步骤，
[0008] (1)分别利用车身高度传感器和陀螺仪获取车辆四角处实时车身高度信号以及反 映整车姿态的车身俯仰角和车身侧倾角实时信号；
[0009] (2)将所述车身高度信号以及车身俯仰角和侧倾角实时信号传输给系统控制器；
[0010] (3)所述系统控制器中预先设有车高调节控制策略和整车姿态控制策略，控制器 首先根据实时车身高度信号和所述车高调节控制策略确定车高调节系统中充气电磁阀、放 气电磁阀以及空气弹簧电磁阀等元件的通断状态，而后控制器再根据所述车身俯仰角和侧 倾角实时信号以及整车姿态控制策略和脉宽调制技术对四个空气弹簧电磁阀在单位采样 时间内的开启状态持续时间进行修正，从而得出各电磁阀实际开启状态的占空比；
[0011] (4)所述系统控制器最后将相应电磁阀的实际控制信号传输给电磁阀，完成车高 调节及整车姿态联合控制过程中电磁阀通断状态的实时控制。
[0012] 优选地，所述车高调节控制策略如下（以左前轮处车高调节为例，其余轮处类似）：
[0013] (1)为避免车高调节动作被频繁执行，在目标车身高度值附近设立车高调节滞回 区间[ho-h^ho+lu]，其中，h。为目标车身高度，hi为滞回区间设定值;为防止因空气弹簧过充 或过放引起的车身高度过调节，在目标车身高度值附近同时设立允许调节误差[_h e，+he]， 其中，为允许误差设定值；
[0014] (2)通过比较左前轮处车身高度实时信号和目标车身高度调节滞回区间，确定系 统将要执行的调节动作，即，当h gho-hi时，车高上升；当h 2 h〇+hi时，车高下降；其中，h为当 前车身高度；
[0015] ⑶若车高需要上升，在上升过程中，当hzho-he时，则上升过程结束;若车高需要 下降，在下降过程中，当h = h〇+hJ寸，则下降过程结束；
[0016] (4)在车高上升过程中，充气电磁阀和左前轮处空气弹簧电磁阀打开，放气电磁阀 关闭;在车高下降过程中，放气电磁阀和空气弹簧电磁阀打开，充气电磁阀关闭。
[0017] 上述步骤的目的在于实现车身高度有效调节的同时，还能实现电磁阀开关状态的 直接控制。
[0018] 优选地，所述整车姿态控制策略如下：
[0019] (1)分别设立针对车身俯仰角和侧倾角的整车姿态调节滞回区间，即[-φ￡, +%]和 [-Θμ+Θ」，其中，％和分别为车身俯仰角和侧倾角的滞回区间设定值;同时针对车身俯仰 和侧倾分别设置空气弹簧电磁阀开启状态占空比修正和
[0020] (2)定义车身俯仰角和侧倾角的正负：根据车辆前进方向，若车身前面高后面低， 则俯仰角为正，反之即为负;若车身左边高右边低，则侧倾角为正，反之即为负；
[0021] (3)在车高上升过程中，若0>+0^q) >+(Pe，.则空气弹簧电磁阀开启状态占空比的 修正规则为 pwrvl..;] ::: δ?? . .θρ姻.φΡ'λτΜ、PWM-fr:=: δ?广 PWM-rl = δΓι_θρ丽、PWM-rr= 3rr ^ 其中，？11^1、？11^、？11^1、？￥1^分别为左前、右前、左后和右后空气弹簧电磁阀开启状态 的占空比，心1、心、心1和1分别为由车高调节策略确定的各空气弹簧电磁阀的通断状态，若 空气弹簧电磁阀的状态为闭合，则不对其状态进行修正，下同；若9>+06且9 < -<pe，则PWM-n = 5fl-0pwMNPffM-fr = 5frN PWM.xi= 5r] ~ θρ\ΥΜ~ Φ??Μ> PWM.n-= §π· ~ 9PWMJ ?τθ <~θθ? Φ +Φβ5 则 = Sti- φ?ην?ν?、Ρ场 Μ·:==. δ.&-.θρ%'Μ -(ppw'M、PWM-ri = 5ri、PWM-rr = 5rr-9pwM;若9 < -Θθ 且 Φ < -φε..* 贝丨JPWM-fi = 5fi、PWM-fr = 5fr-9p丽、PWM-Ti: δ，「.φρ.\￥Μ、PWM.^: δΓ,'- θηΥΜ?
[0022] (4)在车高下降过程中，若9> + 00且(？ > +cpe，则PWM-fi = Sfl、PWM-fr = Sfr-0P丽、 物、PWM-rr = δα - θρ:_ -聊觀;若Θ > + 90且φ 义-Φ為则 PWM_fi= 一抑施:、 PWM冶=δβ·-PWM-ri = δΓι、PWM-rr = δΓΓ-θρ丽；若Θ <-00且中 > 十％項 θρ·、PWM-fr = 3fr、PWM_h二 δΓ「θρ\ν'4- Φρ?μ、PWM#二 δη-- (ppwM;若θ <- 90且 φ < 则 PWM#二 Sg- - φρ'稱、PWM'fr= §行-(ppwM'PWM-ri = 3rrQp丽、PWM-rr = 3rro
[0023] 上述步骤的目的在于基于电磁阀开关状态占空比的有效调节实现整车姿态的良 好控制。
[0024] 优选地，为节约能耗同时降低系统运行过程产生的噪音，当车速大于40km/h时，车 高上升过程中的高压气源由压缩机提供，当车速小于等于40km/h时，车高上升过程中的高 压气源由储气罐提供。
[0025] 优选地，所述车高调节滞回区间设定值In设定为3.5mm，所述允许误差设定值设 定为2mm。所设置相关参数可针对特定车辆实现车高调节精度的有效提升。
[0026] 优选地，所述针对车身俯仰角和侧倾角的整车姿态调节滞回区间分别设定为 二O.fbrad. θθ = 〇 .〇5rad，所述空气弹黃电磁阀开启状态占空