[发明专利]一种电控空气悬架车身高度多模式切换控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电控空气悬架车身高度控制方法，特指是针对不同的车身高度调节目标模式分别采用具有不同控制参数的车身高度PID控制器进行车身高度切换控制。

背景技术

车辆在不同行驶工况下，对车身高度具有不同要求，例如，当车辆高速行驶时，通过降低车身高度可以提高车辆贴地性能，在提高车辆高速行驶稳定性的同时还可以降低风阻和油耗；当车辆以较低的速度行驶在崎岖道路上时，通过提升车身高度，可以降低悬架撞击限位概率，提高车辆行驶通过性。传统悬架由于结构部件的限制无法实现车身高度调节，从而一定程度上限制了车辆动态性能的进一步提升。

随着汽车技术的快速发展，以电控空气悬架为代表的新型车辆悬架突破了这一技术瓶颈，实现了对车身高度的有效控制。以电控空气悬架为例，车身高度的调节原理是：当车身高度需要提升时，系统将压缩气体充入空气弹簧，空气弹簧高度增加，当车身高度需要降低时，系统将压缩气体排出空气弹簧，空气弹簧高度降低，即通过改变空气弹簧的高度实现车身高度的主动调节，因此，空气弹簧的充放气控制成为实现车身高度调节的关键。

空气弹簧的充放气是由电磁阀的开关进行控制，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。为了精确保持目标高度，同时改善车身高度调节过程中出现的振荡现象，空气弹簧的充放气过程必须进行控制。

PID控制便于工程实现并且在实际中得到了广泛应用，但由于传统PID控制参数一旦确定便无法改变，因此，当系统特性变化时，控制效果便会降低。近年来，PID控制参数自整定技术得到了快速发展，但是基于模型的PID参数自整定应用效果仍不理想，虽然可以通过其他智能化技术如模糊推理实现PID控制参数的自整定，但系统实现较为复杂，并且增加了控制成本。

因此，针对车身高度控制这类由于目标模式改变而引起控制模型改变的控制问题，需要提出一种控制器参数可变的控制方法，并且易于实现，结构简单。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电控空气悬架车身高度多模式切换控制方法，针对不同的高度调节目标模式分别采用具有不同控制参数的车身高度PID控制器，以此实现对车身高度精确有效的控制。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种电控空气悬架车身高度多模式切换控制方法，将车身高度定义为“车身高位”、“车身中位”以及“车身低位”三种模式，利用车速传感器和车身高度传感器在线提取反映车辆实际行驶状况的相关信号，将所述信号发送至车身高度调节目标模式确定单元，所述车身高度调节目标模式确定单元根据所述信号确定车身高度调节目标模式；建立切换控制单元，所述切换控制单元根据不同的车身高度调节目标模式分别选择具有不同控制参数的PID控制器进行车身高度控制。

进一步，前述方法中，车身高度调节目标模式确定单元确定所述车身高度调节目标模式的条件为：

A所述车身高度调节目标模式由“车身中位”跃变为“车身低位”的条件为：车速达到进入“车身低位”模式的临界车速，且持续时间大于参考时间，为防止车身高度调节目标模式出现频繁切换，参考时间不低于5秒。

B所述车身高度调节目标模式由“车身中位”跃变为“车身高位”的条件为：在一个观测周期内，车身高度变化值超过参考值的次数达到临界次数，为防止车身高度调节目标模式出现频繁切换，观测周期不低于5秒。

C所述车身高度调节目标模式由“车身低位”只能跃变为“车身中位”，其条件为：

设定参考车速为所述进入“车身低位”模式的临界车速减去车速滞回区间值，当车速低于此参考车速时，进入所述“车身中位”模式，由于滞回区间的存在，此时无需进行持续时间的判断。

D所述车身高度调节目标模式由“车身高位”只能跃变为“车身中位”，其条件为：

在一个观测周期内，车身高度变化值超过参考值的次数低于临界次数，为防止车身高度调节目标模式出现频繁切换，观测周期不低于5秒。

进一步，前述方法中，所述车身高度PID控制器控制参数的确定包括以下步骤：