懸架動行程統(tǒng)計關聯(lián)的ECAS車高調節(jié)方法研究.pdf

1、ECAS（電子控制空氣懸架）能適應不同路況和車速，自動對懸架的運行高度進行切換控制。高度切換過程中，目標高度的生成策略是ECAS懸架高度控制的核心，而對路面狀況和行駛工況的識別又是目標高度生成策略的基礎。本文在分析現(xiàn)有ECAS系統(tǒng)目標高度調節(jié)過程及其控制策略生成機制的基礎上，選定了“懸架動行程統(tǒng)計關聯(lián)的ECAS車高調節(jié)方法研究”的研究課題。該選題面向我國ECAS的應用和發(fā)展的實際現(xiàn)狀，結合浙江省重大科技專項重點項目“電子控制空氣懸架系統(tǒng)

2、的開發(fā)應用”，遵循理論分析、仿真分析、試驗驗證的研究技術路線，充分利用ECAS系統(tǒng)原有的高度傳感器以及ECU等硬件在路面激勵下所采集到的懸架高度信息，從懸架動行程與路面激勵關聯(lián)性入手，建立顛簸路面識別的累計概率模型，對路面和車速所決定的路面激勵的顛簸程度進行識別，并對ECAS系統(tǒng)的目標控制模式及其控制器進行設計，為ECAS系統(tǒng)開發(fā)及應用中，能根據(jù)路況和行駛工況進行懸架高度、阻尼控制的目標控制模式的生成策略提供了依據(jù)。
　　論文對國

3、內外現(xiàn)有的ECAS系統(tǒng)自動控制模式以及懸架高度控制算法、路面狀況的辨識方法和算法進行了廣泛的文獻研究。路面狀況的識別一直是可控懸架進行懸架性能控制策略研究的基礎，其中通過加裝傳感器采集車輛動力學響應的信號，借助智能算法反演路面顛簸程度的研究方法已有廣泛的基礎;或者通過激光雷達、立體攝像機等先進遙感設備對路面進行預先識別并實現(xiàn)預瞄控制。而對于懸架高度的控制算法的研究上也有變結構控制、混雜系統(tǒng)控制等方法。利用ECAS現(xiàn)有高度傳感器在路面激勵

4、下的信息進行路況識別，對ECAS系統(tǒng)的目標模式控制策略生成的研究稍顯不足。
　　為構建正確的標準路面譜用于對懸架動行程與道路的關聯(lián)性研究，本文分析了濾波白噪聲法模擬路面不平度的方法在實際應用中存在的問題以及原因，對模擬的過程中參數(shù)的選擇和設置進行了改進，找出所搭建的濾波白噪聲法路面不平度模型中輸入與輸出之間的待定增益系數(shù)，提高了濾波白噪聲法模擬標準路面譜的精度;對ECAS懸架高度調節(jié)過程中空氣彈簧與氣囊外部存在空氣質量交換時內部氣

5、體的熱力學過程，以及ECAS系統(tǒng)特有的電磁閥開啟/關閉時氣體回路中的質量流量的非線性特性進行分析，建立了含電磁閥非線性流量特性的ECAS高度調節(jié)過程模型，并根據(jù)行駛中懸架高度調節(jié)時空氣彈簧內氣體壓力受路面激勵振動影響，以及電磁閥充氣、排氣時空氣彈簧內氣體質量和容積改變的影響的耦合作用，建立了ECAS高度調節(jié)耦合垂向動力學模型。并通過偏頻試驗和高度調節(jié)試驗分別對模型的垂向動力學特性以及高度調節(jié)特性進行了驗證，模擬了高度調節(jié)過程中的“過充”

6、和“過排”現(xiàn)象，對原因進行了分析。路面激勵顛簸程度影響懸架動行程響應的統(tǒng)計特征值，在隨機路面輸入是一個各態(tài)歷經(jīng)、平穩(wěn)的、均值為零的高斯過程的假設下，確定顛簸路面的統(tǒng)計特征值，在宏觀上對隨機路面激勵下的懸架動行程響應相對于顛簸路面特征值的統(tǒng)計特征量，依據(jù)其正態(tài)分布假設進行理論分析，構建累計概率模型在微觀上對一定檢測周期內的懸架動行程響應超出顛簸路面特征值進行統(tǒng)計累計概率分布分析，確定累計概率模型與路面顛簸程度之間的關聯(lián)性。在此基礎上對一定

7、檢測周期內不同抽樣樣本量對累計概率分布的影響進行了分析，針對顛簸路面識別提出了一定檢測周期內懸架動行程信號的檢測事件構造方法。分別從隨機路面輸入為單輪激勵、雙輪激勵，垂向動力學模型中的彈性元件為線性模型、弱非線性模型，減振器阻尼為軟和硬兩級可調阻尼等方面，對隨機路面激勵下的懸架動行程響應的正態(tài)分布特性、宏觀上的統(tǒng)計特征值、微觀上一定檢測周期內相對于顛簸路面特征值的累計概率分布進行仿真分析。通過路面平整度試驗、高度傳感器特性試驗、整車懸架