[发明专利]适用于车身高度判断的PID滤波方法和PID滤波电路

说明书

技术领域

本发明属于汽车领域，特别是涉及一种适用于车身高度判断的PID滤波方法和PID滤波电路。

背景技术

汽车作为便捷的运输工具，随着人们的生活水平提升，在我国已经逐步走入家庭。至2009年，我国的汽车全年产销量位居世界第一。

车身高度是一个在汽车的多个控制器算法中常用的参数，它通常是由车身高度传感器来测量的。但是，由于在车辆行驶的实际过程中，可能受到多种类型的激振源干扰，使得车身高度传感器读取得到的车身高度信息无法用来准确有效地判断车身的实际姿态。

这些激振源干扰主要有如下几个：

路面不平度：路面不平度包括从局部路面损坏产生的凹坑到反映路面建设及维护实际精确度界限始终存在的随机的路面高度的变化。当然，即使是平整的高速公路上，也无法做到道路完全平整以至于不对车身高度产生影响。

轮胎/车轮总成：总成中各个元件沿着或相对旋转轴质量的不均匀分布产生不平衡，因而同时产生径向和纵向的激振。

传动系统激振：传动系统包括传动轴、驱动轴内的注减速齿轮和差速器以及连接到车轮的驱动轴，由于结构不对称、摆差、结构松动等种种原因会带来激振。

发动机/变速器：发动机是车辆的主要动力来源，它旋转和传递扭矩到传动系统，使其可能成为车辆上激振来源。

以上这些激振和其他的干扰因素互相作用互相叠加，导致使用车身高度传感器的实际数据无法得到实际的车身姿态。

而车辆中主要关注的是车身姿态，造成车身姿态变化的原因主要有车载重量的变化，车辆刹车、加速，和上下坡等因素。这些变化相对周期比较长，例如刹车会导致车身前倾，然后回复，整个过程大概经过5s～10s。对车身高度曲线进行适当的滤波，找出契合其变化趋势的曲线，便可以接近、合理的呈现车身姿态。

可见，对车身高度曲线的滤波是有其必要性，而良好的滤波效果，对涉及的控制器算法颇有裨益。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于车身高度判断的滤波技术，以解决车身高度传感器的实际采集到的车身高度信号振荡很大，无法准确描述出车身状态，很难被车辆控制器所直接使用等问题。

为解决上述问题及其他问题，本发明在一方面提供一种适用于车身高度判断的PID滤波方法，包括：获得采集的车身高度信息；获取车辆的行驶信息，根据所述行驶信息来确定所述车辆的车辆状态；利用惯性环节及加载于所述惯性环节上的比例-积分-微分PID调节，接收采集的车身高度信息并对所述车身高度信息进行滤波后输出滤波结果；所述比例-积分-微分PID调节的控制系数是由所述车辆状态决定的。

可选地，所述惯性环节为一阶惯性环节，其传递函数为：等效于在一个积分环节上加一负反馈。

可选地，所述比例-积分-微分PID调节包括：比例环节P、积分环节I、以及微分环节D，其中，所述比例环节P由比例系数K_P控制，所述积分环节I由积分系数K_I控制，所述微分环节D由微分系数K_D控制；加载有比例-积分-微分PID调节的惯性环节的传递函数为：其中，E(s)为输入值R(s)和输出值C(s)的偏差值；K_P为比例环节P的比例系数；K_D为微分环节D的微分系数；K_I为积分环节I的积分系数。

可选地，所述比例-积分-微分PID调节中所述微分环节D为具有低通滤波效果的不完全微分环节。

可选地，所述比例-积分-微分PID调节包括：比例-积分环节PI、以及加载于所述惯性环节的负反馈上的微分先行环节D1；所述微分先行环节D1的传递函数为：G_微分先行(s)=K_微分先行·s+1，其中，K_微分先行为微分先行系数。