用于电磁悬架的控制方法、装置及车辆

摘要

本公开公开了种用于电磁悬架的控制方法、装置和系统。所述控制方法包括:获取所述电磁悬架中的弹性元件的形变量;根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。这样,在对行驶舒适性的要求不高时,应用本公开的技术方案,降低了对电磁悬架的设计难度,从而在达到定减震效果的同时,减小了电磁悬架的开发成本和制造成本。

权利要求

1.一种用于电磁悬架的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取所述电磁悬架中的弹性元件的形变量；

根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：判断所述弹性元件的形变量是否大于预定形变量；

在判定所述弹性元件的形变量大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第一策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼；

在判定所述弹性元件的形变量不大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第二策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述第一策略中的调节精度小于所述第二策略中的调节精度。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：获取车速；

所述根据所述弹性元件的形变量来调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：当车速不为零时，根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：获取方向盘的转向角度；

所述根据所述弹性元件的形变量来调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：根据所述转向角度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：获取车辆的切向加速度；

所述根据所述弹性元件的形变量来调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：根据所述切向加速度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

5.一种用于电磁悬架的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：形变量获取模块，用于获取所述电磁悬架中的弹性元件的形变量；

调节模块，用于根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述调节模块包括：判断子模块，用于判断所述弹性元件的形变量是否大于预定形变量；

第一调节模块，用于在判定所述弹性元件的形变量大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第一策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼；

第二调节模块，用于在判定所述弹性元件的形变量不大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第二策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述第一策略中的调节精度小于所述第二策略中的调节精度。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：车速获取模块，用于获取车速；

所述调节模块用于当车速不为零时，根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：角度获取模块，用于获取方向盘的转向角度；

所述调节模块用于根据所述转向角度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

8.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：加速度获取模块，用于获取车辆的切向加速度；

所述调节模块用于根据所述切向加速度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

根据权利要求5-8中任一权利要求所述的用于电磁悬架的控制装置；

形变量检测装置，与所述控制装置连接，用于检测电磁悬架中的弹性元件的形变量；

与所述弹性元件对应的减震器，与所述控制装置连接，所述减震器的阻尼在所述控制装置的控制下改变。

说明书

用于电磁悬架的控制方法、装置及车辆

技术领域

[0001] 本公开涉及车辆电子控制领域，具体地，涉及一种用于电磁悬架的控制方法、装置及车辆。

背景技术

[0002] 悬架是汽车的车架与车轮之间的一切传力连接装置的总称。悬架的作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，从而减少由此引起的震动，以保证汽车能平稳地行驶。

[0003] 电磁悬架也常被称为磁流变液减震器悬架。磁流变液(Magnetorheologicl Fluid，简称MR Fluid)是一种新型智能材料。它可用于智能化阻尼器(即磁流变液减震器)，制成阻尼力连续顺逆可调的新一代高性能、智能化减震装置。电磁悬架可以针对路面情况，在1毫秒时间内作出反应，抑制振动，保持车身稳定。

[0004] 电磁悬架中，通常以车身垂直加速度、车轮垂直加速度作为调节减震器阻尼的参考信号。

发明内容

[0005] 本公开的目的是提供一种简单易行的、用于电磁悬架的控制方法、装置及车辆。

[0006] 为了实现上述目的，本公开提供一种用于电磁悬架的控制方法。所述控制方法包括：获取所述电磁悬架中的弹性元件的形变量；根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0007] 可选地，所述控制方法还包括：获取车速；所述根据所述弹性元件的形变量来调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：当车速不为零时，根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0008] 可选地，所述控制方法还包括：获取方向盘的转向角度；所述根据所述弹性元件的形变量来调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：根据所述转向角度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0009] 可选地，所述控制方法还包括：获取车辆的切向加速度；所述根据所述弹性元件的形变量来调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：根据所述切向加速度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0010] 可选地，所述根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤包括：判断所述弹性元件的形变量是否大于预定形变量；在判定所述弹性元件的形变量大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第一策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼；在判定所述弹性元件的形变量不大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第二策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述第一策略中的调节精度小于所述第二策略中的调节精度。

[0011] 本公开还提供一种用于电磁悬架的控制装置。所述控制装置包括：形变量获取模块，用于获取所述电磁悬架中的弹性元件的形变量；调节模块，用于根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0012] 可选地，所述控制装置还包括：车速获取模块，用于获取车速；所述调节模块用于当车速不为零时，根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0013] 可选地，所述控制装置还包括：角度获取模块，用于获取方向盘的转向角度；所述调节模块用于根据所述转向角度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0014] 可选地，所述控制装置还包括：加速度获取模块，用于获取车辆的切向加速度；所述调节模块用于根据所述切向加速度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0015] 可选地，所述调节模块包括：判断子模块，用于判断所述弹性元件的形变量是否大于预定形变量；第一调节模块，用于在判定所述弹性元件的形变量大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第一策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼；第二调节模块，用于在判定所述弹性元件的形变量不大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第二策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述第一策略中的调节精度小于所述第二策略中的调节精度。

[0016] 本公开还提供一种车辆。所述车辆包括：本公开提供的用于电磁悬架的控制装置；形变量检测装置，与所述控制装置连接，用于检测电磁悬架中的弹性元件的形变量；与所述弹性元件对应的减震器，与所述控制装置连接，所述减震器的阻尼在所述控制装置的控制下改变。

[0017] 通过上述技术方案，用电磁悬架中弹性元件的形变量，代替车身垂直加速度、车轮垂直加速度，作为调节减震器的阻尼的参考信号。形变量的检测较加速度的检测更简单，成本更低。因此，在对行驶舒适性的要求不高时，应用本公开的技术方案，降低了对电磁悬架的设计难度，从而在达到一定减震效果的同时，减小了电磁悬架的开发成本和制造成本。

[0018] 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0019] 附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

[0020] 图1是一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图；

[0021] 图2是一示例性实施例提供的检测钢板弹簧的弧高的示意图；

[0022] 图3是另一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图；

[0023] 图4是又一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图；

[0024] 图5是一示例性实施例提供的倾斜补偿阻尼与转向角度之间的关系的曲线图；

[0025] 图6是又一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图；

[0026] 图7是一示例性实施例提供的负荷转移阻尼与切向加速度之间的关系的曲线图；

[0027] 图8是又一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图；

[0028] 图9是一示例性实施例提供的形变量与减震器的阻尼的关系的曲线图；

[0029] 图10是一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制装置的结构框图。

具体实施方式

[0030] 以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

[0031] 电磁悬架中的弹性元件具有受力后形变的特点，而减震器正是为了减小车辆受力引起的震动而设计的。减震器的阻尼与弹性元件的受力通常为正相关的关系。如上所述，通常弹性元件的受力是通过检测车身的垂直加速度、车轮的垂直加速度而得到的。而这种加速度检测装置本身成本较高，并且其安装位置具有较严格的要求。

[0032] 发明人想到，可以用弹性元件的形变量作为弹性元件受力的参考信号，并据此来调节减震器的阻尼。形变量检测装置其成本较低，且对安装位置的要求不高，因此，在对行驶舒适性的要求不高时(例如，货用车辆)，这种方案能够减小电磁悬架的开发成本和制造成本。

[0033] 图1是一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图。如图1所示，所述控制方法可以包括以下步骤。

[0034] 在步骤S11中，获取电磁悬架中的弹性元件的形变量。

[0035] 其中，电磁悬架中的弹性元件可以包括以下中的任意一者或多者：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧。具体地，钢板弹簧的形变量可以为钢板弹簧的弧高。螺旋弹簧的形变量可以为螺旋弹簧的高度变化量。扭杆弹簧的形变量可以为扭杆弹簧的转动角度。这些形变量都体现了车辆的载荷和由于路面颠簸的冲击力，因此可以作为参考信号来调节减震器的阻尼。

[0036] 具体地，以钢板弹簧为例，可以在车辆中安装用于检测钢板弹簧的弧高的传感器。图2是一示例性实施例提供的检测钢板弹簧的弧高的示意图。如图2所示，在车架纵梁1的下面、钢板弹簧2的上方安装传感器3，来检测钢板弹簧2的弧高。弧高的变化量即为形变量。传感器3可以为距离传感器，例如，红外线距离传感器。

[0037] 在步骤S12中，根据弹性元件的形变量调节与弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0038] 如上所述，弹性元件的形变量可以体现路面状况，可以作为调节减震器的阻尼的参考。具体地，可以预先标定出弹性元件的形变量与减震器的阻尼二者之间的对应关系。当获取到弹性元件的形变量时，根据该对应关系确定出与该形变量相匹配的阻尼。之后，将减震器的当前阻尼调节为所确定的阻尼。

[0039] 其中，弹性元件的刚度可以为预设值。在对减震器的阻尼进行调节时，可以通过控制减震器中电磁阀的开度，使减震器生成不同的阻尼。

[0040] 通过上述技术方案，用电磁悬架中弹性元件的形变量，代替车身垂直加速度、车轮垂直加速度，作为调节减震器的阻尼的参考信号。形变量的检测较加速度的检测更简单，成本更低。因此，在对行驶舒适性的要求不高时，应用本公开的技术方案，降低了对电磁悬架的设计难度，从而在达到一定减震效果的同时，减小了电磁悬架的开发成本和制造成本。

[0041] 由于减震器具有一定的使用寿命，因此，可以在车辆处于对减震要求较小(或无减震要求)的驻车状态时，使减震器处于损耗较小的状态，不对减震器的阻尼进行调节，这样，有利于延长减震器的使用寿命。

[0042] 图3是另一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图。如图3所示，在图1的基础上，所述控制方法还可以包括步骤S13。

[0043] 在步骤S13中，获取车速。

[0044] 在该实施例中，根据弹性元件的形变量来调节与弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤(步骤S12)可以包括步骤S121。

[0045] 在步骤S121中，当车速不为零时，根据弹性元件的形变量调节与弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0046] 也就是，只有在车辆运行的过程中，才对减震器的阻尼进行调节。在车速为零时，例如可以使减震器的电磁阀完全打开，这样能够降低减震器的内腔压力，延长减震器油封的使用寿命。

[0047] 车辆在转弯时，由于产生向心力，车轮受到向心力的反作用力。并且转弯角度越大，向心力越大，车轮受力越大。因此，可以在对减震器的阻尼进行调节时，可以将车辆转弯的角度作为进一步的参考。

[0048] 图4是又一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图。如图4所示，在图1的基础上，所述控制方法还可以包括步骤S14。

[0049] 在步骤S14中，获取方向盘的转向角度。方向盘的转向角度可以通过与方向盘连接的角度传感器检测得到。

[0050] 在该实施例中，根据弹性元件的形变量来调节与弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤(步骤S12)可以包括步骤S122。

[0051] 在步骤S122中，根据转向角度和弹性元件的形变量，调节与弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0052] 具体地，可以将根据弹性元件的形变量确定的阻尼作为基础阻尼，再根据转向角度确定倾斜补偿阻尼。之后，将基础阻尼和倾斜补偿阻尼进行叠加，得到减震器的阻尼。其中，倾斜补偿阻尼与方向盘的转向角度之间的关系可以根据经验或试验的方法得到。图5是一示例性实施例提供的倾斜补偿阻尼与转向角度之间的关系的曲线图。如图5所示，随着转向角度θ(°)的增大，倾斜补偿阻尼N1(牛顿)增大，且曲线的斜率增大。

[0053] 该实施例中，考虑了车辆的转向角度因素，更接近于弹性元件受力的实际情况，从而更好地为车辆提供缓冲。

[0054] 车辆在制动和加速时，由于产生前向和后向的加速度，车轮受到额外的作用力。并且加速度越大，车轮受力越大。因此，可以在对减震器的阻尼进行调节时，可以将车辆的切向加速度作为进一步的参考。

[0055] 图6是又一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图。如图6所示，在图1的基础上，所述控制方法还可以包括步骤S15。

[0056] 在步骤S15中，获取车辆的切向加速度。所述切向加速度可以包括加速踏板生成的前向加速度和制动踏板生成的后向加速度。具体地，可以通过在加速踏板上安装传感器，通过传感器检测到的加速踏板的进程来确定前向加速度。可以通过在制动踏板上安装传感器，通过传感器检测到的制动踏板的进程来确定后向加速度。

[0057] 在该实施例中，根据弹性元件的形变量来调节与弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤(步骤S12)可以包括步骤S123。

[0058] 在步骤S123中，根据切向加速度和弹性元件的形变量，调节与弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0059] 具体地，可以将根据弹性元件的形变量确定的阻尼作为基础阻尼，再根据切向加速度确定负荷转移阻尼。之后，将基础阻尼和负荷转移阻尼进行叠加，得到减震器的阻尼。其中，负荷转移阻尼与车辆的切向加速度之间的关系可以根据经验或试验的方法得到。图7是一示例性实施例提供的负荷转移阻尼与切向加速度之间的关系的曲线图。如图7所示，随着切向加速度a(米/秒2)的增大，负荷转移阻尼N2(牛顿)增大，且曲线的斜率增大。

[0060] 该实施例中，考虑了车辆的切向加速度因素，更接近于弹性元件受力的实际情况，从而更好地为车辆提供缓冲。

[0061] 对于客货两用的车辆，可以分情况采取避震措施。在运货时，降低对车辆舒适性的要求，在载人时，增大对车辆舒适性的要求。考虑到运货相对于载人，车辆的载荷更大，因此可以通过弹性元件的形变量的大小对这两种情况进行区别。

[0062] 图8是又一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制方法的流程图。如图8所示，在图1的基础上，根据弹性元件的形变量调节与弹性元件对应的减震器的阻尼的步骤(步骤S12)可以包括以下步骤。

[0063] 在步骤S124中，判断弹性元件的形变量是否大于预定形变量。

[0064] 在步骤S125中，在判定弹性元件的形变量大于预定形变量时，根据弹性元件的形变量和第一策略调节与弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0065] 在步骤S126中，在判定弹性元件的形变量不大于预定形变量时，根据弹性元件的形变量和第二策略调节与弹性元件对应的减震器的阻尼。其中，第一策略中的调节精度小于第二策略中的调节精度。

[0066] 其中，预定形变量可以是在考虑车辆的额定载重量、额定载人等的基础上，根据经验设置的。在弹性元件的形变量大于预定形变量时，可以确定车辆处于货运状态，在弹性元件的形变量不大于预定形变量时，可以确定车辆处于载人状态。例如，可以将预定形变量设置为车辆坐满人时的形变量。

[0067] 调节精度是减震器的阻尼与弹性元件的不同的形变量之间的相关程度的体现。在确定车辆处于货运状态时，可以采用较低精度的调节策略，在确定车辆处于载人状态时，可以采用较高调节精度的调节策略。具体地，可以将形变量分区间标定，在预设的形变量区间内，弹性元件的阻尼相同。那么，该区间越大，则调节精度越小；该区间越小，则调节精度越大。

[0068] 图9是一示例性实施例提供的形变量A与减震器的阻尼N的关系的曲线图。如图9所示，形变量在0到预定形变量A0之间时，形变量的分段区间为ΔA1。即，每个ΔA1区间对应的阻尼相同，形变量在该区间时不需要调节阻尼。当形变量大于预定形变量A0时，形变量的分段区间为ΔA2。即，每个ΔA2区间对应的阻尼相同，形变量在该区间时不需要调节阻尼。并且，ΔA1＜ΔA2。

[0069] 这样，能够在车辆处于舒适性需求较高的载人状态时，提高阻尼调节的频率，增加整车舒适性；在车辆处于舒适性需求较低的运货状态时，降低阻尼调节的频率，延长了减震器的使用寿命。并且，采用在较大区间内标定的方式，使得开发的周期缩短，成本减小。

[0070] 本公开还提供一种用于电磁悬架的控制装置。图10是一示例性实施例提供的用于电磁悬架的控制装置的结构框图。如图10所示，用于电磁悬架的控制装置10可以包括形变量获取模块11和调节模块12。

[0071] 形变量获取模块11用于获取所述电磁悬架中的弹性元件的形变量。

[0072] 调节模块12用于根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0073] 在本公开的另一实施例中，在图10的基础上，用于电磁悬架的控制装置10还可以包括车速获取模块。车速获取模块用于获取车速。在该实施例中，调节模块12可以用于当车速不为零时，根据所述弹性元件的形变量调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0074] 在本公开的又一实施例中，在图10的基础上，用于电磁悬架的控制装置10还可以包括角度获取模块。所述角度获取模块用于获取方向盘的转向角度。在该实施例中，调节模块12可以用于根据所述转向角度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0075] 在本公开的又一实施例中，在图10的基础上，用于电磁悬架的控制装置10还可以包括加速度获取模块。加速度获取模块用于获取车辆的切向加速度。在该实施例中，所述调节模块12可以用于根据所述切向加速度和所述弹性元件的形变量，调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0076] 在本公开的又一实施例中，在图10的基础上，所述调节模块12可以包括判断子模块、第一调节模块和第二调节模块。

[0077] 判断子模块用于判断所述弹性元件的形变量是否大于预定形变量。

[0078] 第一调节模块用于在判定所述弹性元件的形变量大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第一策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼。

[0079] 第二调节模块用于在判定所述弹性元件的形变量不大于所述预定形变量时，根据所述弹性元件的形变量和第二策略调节与所述弹性元件对应的减震器的阻尼，其中，所述第一策略中的调节精度小于所述第二策略中的调节精度。

[0080] 关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

[0081] 通过上述技术方案，用电磁悬架中弹性元件的形变量，代替车身垂直加速度、车轮垂直加速度，作为调节减震器的阻尼的参考信号。形变量的检测较加速度的检测更简单，成本更低。因此，在对行驶舒适性的要求不高时，应用本公开的技术方案，降低了对电磁悬架的设计难度，从而在达到一定减震效果的同时，减小了电磁悬架的开发成本和制造成本。

[0082] 本公开还提供一种车辆。所述车辆可以包括上述用于电磁悬架的控制装置10、形变量检测装置和与所述弹性元件对应的减震器。

[0083] 形变量检测装置与控制装置10连接，用于检测电磁悬架中的弹性元件的形变量。

[0084] 与所述弹性元件对应的减震器与控制装置10连接，所述减震器的阻尼在控制装置10的控制下改变。

[0085] 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

[0086] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0087] 此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。