一種空氣懸架車高調節的控制方法與流程
2023-04-27 09:32:07 3
本發明涉及車身高度控制的技術領域，特別涉及一種空氣懸架車高調節的控制方法。
背景技術：
車輛在不同行駛工況下，對車身高度具有不同的控制要求，例如，當車輛高速行駛時，通過降低車身高度，降低底盤重心，提高車輛高速行駛穩定性，減小風阻和油耗；當車輛低速行駛在崎嶇道路上時，通過提升車身高度，降低懸架撞擊限位概率，提高車輛行駛通過性。此外，車輛載荷的不同也會導致車身高度偏離理想的車身高度。
電控空氣懸架能夠對空氣彈簧進行充放氣，從而實現車身高度的有效調節，當車身高度需要提升時，將壓縮空氣充入空氣彈簧，空氣彈簧高度增加；當車身高度需要降低時，將壓縮空氣排出空氣彈簧，空氣彈簧高度降低。空氣彈簧的充放氣是由電磁閥進行控制，但由於電磁閥的進、出氣口較大，無論電磁閥的反應有多麼靈敏，都會有過量的氣體充入空氣彈簧或者從空氣彈簧放出，從而導致車身高度偏離期望目標高度，進而導致車身高度在調節過程中出現振蕩現象，有待於改進。
技術實現要素：
本發明提出一種空氣懸架車高調節控制方法，解決了現有技術中由於過量充氣或過多放氣而使車身高度偏離期望目標高度等問題。
本發明的技術方案是這樣實現的：
一種空氣懸架車高調節的控制方法，其包括如下步驟：
第一步、設定目標高度；
第二步、採集當前高度，利用角度位移傳感器獲取當前車身高度實時信號，將車身高度實時信號經濾波單元濾波後傳送至車高調節控制單元；
第三步、判斷懸架狀態，判斷當前懸架是需要上升還是下降，開啟電磁閥，分步調高，車高調節控制單元根據當前車身高度信號、目標車身高度信號及車高調節控制策略確定車高調節狀態，然後輸出控制信號，控制與車高調節有關的電磁閥的通斷狀態；
所述車高調節控制策略為：
在接近控制目標時，當調高高度距離目標高度≤20㎜時，進入PWM控制方式；當調高高度距離目標高度＞20㎜時，返回至調高步驟；在PWM控制方式之後，當調高高度距離目標高度≤5㎜時，進入關閉電磁閥的步驟；當調高高度距離目標高度＞5㎜時，返回至PWM控制方式步驟。
優選方案為，所述目標車身高度由目標高度確定單元根據車輛運行狀態自動獲得或者由駕駛員直接設定，發送給車高調節控制單元。
優選方案為，在控制與車高調節有關的電磁閥的通斷狀態來調整車身高度時，按照步長控制辦法按順序輪換控制右前、右後、左後、左前4個空氣彈簧。
優選方案為，在步驟三中，在車輛行駛時，空氣懸架控制採取延時控制策略。
優選方案為，所述空氣懸架升降高度的數據通過角度濾波後差分擬合計算得到。
本發明的有益效果為：
本發明的空氣懸架車高調節控制方法實現了車輛底盤快速穩定升降，在行駛過程中能夠合理控制空氣彈簧充放氣，防止某個空氣彈簧缺氣或過充，做到及時調整並節約用氣，防止空氣彈簧由於過量充氣或過多放氣而使車身高度偏離期望目標高度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有的空氣懸架車高調節系統的結構圖；
圖2為本發明空氣懸架車高調節的控制框圖；
圖3為本發明空氣懸架車高調節控制方法的流程圖。
圖中：
10、儲氣罐；20、充氣電磁閥；30、放氣電磁閥；40、空氣彈簧電磁閥；50、空氣彈簧；60、減振器。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1為現有的空氣懸架車高調節系統的結構圖，包括儲氣罐10、充氣電磁閥20、放氣電磁閥30、空氣彈簧電磁閥40、空氣彈簧50及減振器60。當車身高度需要升高時，充氣電磁閥20和空氣彈簧電磁閥40打開，來自儲氣罐10內的高壓氣體進入空氣彈簧50內，氣體在克服減振器60的阻尼力的同時引起空氣彈簧50體積增加，車身高度上升，當車身高度達到目標值時，充氣電磁閥20和空氣彈簧電磁閥40關閉；當車身高度需要降低時，放氣電磁閥30和空氣彈簧電磁閥40打開，空氣彈簧50內的高壓氣體直接排入到大氣中，空氣彈簧50體積減小，車身高度下降，同理，當車身高度符合控制要求時，放氣電磁閥30和空氣彈簧電磁閥40關閉。
由於空氣懸架車高調節系統的固有特性，空氣懸架車高調節控制過程中必然會出現「過充」或「過放」的現象，因此，如果一旦車身高度偏離目標值便進行空氣彈簧的充放氣調整，將會導致電磁閥開關狀態出現頻繁切換，車身高度在目標值附近出現振蕩現象，進而降低電磁閥使用壽命，消耗大量能源。
為防止上述現象的產生，本發明採用圖2所示的控制框圖，空氣彈簧獨立控制，採用電磁閥控制氣路系統流量，角位移傳感器測量空氣懸架升降數據，通過角度濾波後差分擬合計算得到懸架升降高度數據。
請同時參閱圖3，本發明的一種空氣懸架車高調節控制方法，包括如下步驟：
第一步、設定目標高度，目標高度確定單元根據車輛運行狀態自動獲得車身高度目標信號，並將車身高度目標信號發送到車高調節控制單元，或者根據駕駛員的操作要求直接向車高調節控制單元發出車身高度目標信號；
第二步、採集當前高度；即利用角度位移傳感器獲取當前車身高度實時信號，將車身高度實時信號經濾波單元濾波後傳送至車高調節控制單元，以將當前高度與目標高度進行比較。
第三步、判斷懸架狀態，即判斷當前懸架是需要上升還是下降，開啟電磁閥，分步調高；車高調節控制單元根據當前車身高度信號、目標車身高度信號及車高調節控制策略確定車高調節狀態，然後輸出控制信號，控制與車高調節有關的電磁閥的通斷狀態。
具體的，在控制與車高調節有關的電磁閥的通斷狀態來調整車身高度時，按照步長控制辦法按順序輪換控制右前、右後、左後、左前4個空氣彈簧，保障車輛平穩上升，在接近控制目標時，即調高高度距離目標高度≤20㎜時，進入PWM控制方式；調高高度距離目標高度＞20㎜時，返回至調高步驟。在PWM控制方式之後，當調高高度距離目標高度≤5㎜時，進入關閉電磁閥的步驟；當調高高度距離目標高度＞5㎜時，返回至PWM控制方式步驟，該過程可微調控制空氣彈簧充氣或放氣過程，防止過充或過放，提高電磁閥的使用壽命。該控制步長可根據車輛技術狀態進行標定。為避免在行駛過程中反覆的充放氣，在步驟三中，在車輛行駛時，空氣懸架控制採取延時控制策略，減少充放氣頻度，節約用氣。延時時間可根據車輛技術狀態進行標定。
該空氣懸架車高調節控制方法實現了車輛底盤快速穩定升降，在行駛過程中能夠合理控制空氣彈簧充放氣，防止某個空氣彈簧缺氣或過充，做到及時調整並節約用氣，防止空氣彈簧由於過量充氣或過多放氣而使車身高度偏離期望目標高度。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。