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【发明授权】一种基于6轴IMU的驾驶室悬置系统半主动控制方法_山东美晨工业集团有限公司_202410082208.6 

申请/专利权人:山东美晨工业集团有限公司

申请日:2024-01-19

公开(公告)日:2024-04-19

公开(公告)号:CN117601973B

主分类号:B62D33/06

分类号:B62D33/06

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.04.19#授权;2024.03.15#实质审查的生效;2024.02.27#公开

摘要:一种基于6轴IMU的驾驶室悬置系统半主动控制方法,包括以下步骤:步骤一,驾驶室位置安装ECU;步骤二,根据步骤一第一个IMU获得的信号,获得驾驶室质心的垂向、横向和纵向的加速度,侧倾角和俯仰角速度;步骤三,根据步骤二获得的信号数据进行积分计算;步骤四,根据步骤一的第二个IMU获得的信号;步骤五,根据驾驶室悬置结构图建立驾驶室悬置简化模型参考坐标系图;步骤六,建立阻尼连续可调的天棚阻尼控制模型;步骤七,根据步骤六所述的4根减震器的技术参数;步骤八、根据步骤七计算出的各减震器输出电流值。本发明采用两个6轴的IMU代替7个加速度传感器,不仅占用空间小,而且ECU的针脚也可以减少很多。

主权项:1.一种基于6轴IMU的驾驶室悬置系统半主动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,驾驶室位置安装ECU,用来接收各种信号输入以及输出各种控制信号;步骤二,根据步骤一第一个IMU获得的信号,获得驾驶室质心的垂向、横向和纵向的加速度,侧倾角和俯仰角速度;步骤三,根据步骤二获得的信号数据进行积分计算;步骤四,根据步骤一的第二个IMU获得的信号,获得车架的垂向、横向和纵向的加速度,侧倾角和俯仰角速度,再进行积分计算,得到车架的垂向、横向和纵向的速度与位移量,侧倾角和俯仰角度值;步骤五,根据驾驶室悬置结构图建立驾驶室悬置简化模型参考坐标系图;步骤六,建立阻尼连续可调的天棚阻尼控制模型,计算出4根减震器的减震器所需输出的实际阻尼力;步骤七,根据步骤六所述的4根减震器的技术参数,分别推导出出各根减震器的输出阻尼力与减震器输入电流、减震器压缩变形速度之间的关系公式;步骤八、根据步骤七计算出的各减震器输出电流值,控制器控制着电流放大器给各减震器出入相对应的电流,实现各减震器的阻尼可调,达到对驾驶室悬置系统的半主动控制;所述控制方法具体步骤如下:1建立参考坐标系系统,坐标系{0}为惯性坐标系,坐标系{1}原点位于前车架,初始状态下坐标系{0}与坐标系{1}只有垂直方向的偏移,坐标系{S}是驾驶室质心坐标系,zf表示车架垂向位移,表示车架侧倾角,θf表示车架的俯仰角,L表示前车架一半的距离,MS表示簧载质量,k1,k2,k3,k4分别表示左前、右前、左后、右后四个空气弹簧的刚度,c1,c2,c3,c4表示左前、右前、左后、右后四个空气弹簧的阻尼系数,ΔF1,ΔF2,ΔF3,ΔF4,分别表示左前、右前、左后、右后四个空气弹簧的可调阻尼力,Lw为前悬架跟后悬架的距离,Lf为簧载质量质心与前轴的纵向距离,Lr为簧载质量质心与后轴的纵向距离,Bl为簧载质量质心与左轮的横向距离,Br为簧载质量质心与右轮的横向距离,驾驶室质心位移量rs=[xs,ys,zs]T,其中xs,ys,zs分别表示驾驶室质心在整车坐标系下x,y,z方向上的位移量,表示驾驶室侧倾角,θs表示驾驶室的俯仰角;2根据参考坐标系进行运动分析,四根空气弹簧的簧载质量垂直位移量为: 根据小角度近似原理,计算四根空气弹簧的簧载质量垂直位移量: 坐标系{1}在坐标系{0}中的变换: 分别计算左前、右前、左后、右后四个车架位置的位移量: 3天棚阻尼控制模型,根据车体和车轮上下运动速度的大小关系,对一个可控的阻尼控制器进行高低阻尼的二级控制,其数学模型和控制逻辑解释: 当v2v2-v1≥0时,悬架阻尼力DampingForce=Cmaxv2-v1;当v2v2-v1<0时,悬架阻尼力DampingForce=Cminv2-v1;v1和v2分别是簧下质量和簧上质量的垂向运动速度,Cmax和Cmin对应可控阻尼器的最大和最小阻尼系数,csky是标定参数,C是连续可调阻尼系数;根据理想天棚阻尼控制与实际可调阻尼控制的转换关系得到从而,可调阻尼为: 得到实时的阻尼力:csky是一个预先设定的固定参数,可以是可调阻尼减振器的上限阻尼系数Cmax,也可以是它乘以一个标定过的比例系数;当控制算法请求负阻尼系数时,减振器直接提供最小阻尼系数,即:·当时,C=Cmin,·当时,

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百度查询: 山东美晨工业集团有限公司 一种基于6轴IMU的驾驶室悬置系统半主动控制方法

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