[发明专利]一种车辆多模式减振器的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车节能减排领域，具体涉及一种车辆多模式减振器的控制方法。

背景技术

减振器是汽车悬架上的一个至关重要的零部件，它性能的好坏直接影响汽车的乘坐舒适性。目前，在被动悬架上通常采用传统的液压减振器，而其阻尼不可调，故不能根据路况等调节相应的阻尼，达不到很好的减振效果。同时，汽车在路面行驶时，由于路面不平导致车身上下振荡，汽车一部分的能量在悬架振动的过程中以热能形式消耗掉，如果将此能量回收，将从很大程度上降低燃油消耗，使汽车具有较好的燃油经济性，因此，对振动能量的回收具有十分重大的意义。

磁流变液是一种粘度和屈服应力均可随外加磁场变化的智能材料，具有快速、可控等特性，将其运用到减振器上，可连续可控地调节减振器机械设备的输出，具有很好的应用前景。

直线电机是旋转电机在结构方面的一种变形，其结构简单、效率高、电枢与定子无径向力等优点已在各种领域应用发展。

中国专利CN201410176613.0公开了一种馈能悬架系统与控制方法，通过对理想电磁阻尼力F_ref和馈能回路不含直流变换器情况下的电磁阻尼力F_N的对比，来判断馈能电路中直流变换器的升压、降压模式，达到有效回收能量的目的。但其只探讨了悬架馈能时对馈能电路的控制方法，未考虑到车辆动态性能的变化，控制较为单一。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明将直线电机集成到磁流变减振器的组合式结构基础上，提出一种车辆多模式减振器的控制方法，解决了车辆动态性能变化未予考虑的问题，且控制方法为多种模式。

一种车辆多模式减振器的控制方法，包括步骤：

步骤1)由簧上质量加速度传感器测得的车身加速度输入ECU控制器，判断出车身加速度a和持续时间t是否达到预定阈值；

步骤2)若车身加速度a≤2m/s²，且持续时间t>5s时；

ECU控制器均不向半主动减振发生器和主动减振发生器输入命令，此时，外部电源均不向磁流变液中励磁线圈电路以及直线电机三相绕组线圈电路输入电流，悬架处于被动减振模式；直线电机作为发电机回收悬架振动能量：由三相绕组电压传感器测得的直线电机输出电压U₁及充电电容端电压U_c，并将两者的差值传送给PI控制器，通过分析对比，输出合适的占空比来控制开关管S的导通时间，以对直线电机输出端电压进行升压，完成能量回收过程。

步骤3)若车身加速度2m/s²<a<5m/s²，且持续时间t>5s时；

ECU控制器只向半主动减振发生器输入命令，此时，半主动减振发生器控制外部电源向磁流变液中励磁线圈电路输入电流，同时，ECU控制器对簧上质量加速度传感器和簧下质量加速度传感器采集的信号进行分析处理，将理想的励磁线圈电流I_des和磁流变液中实际电流信号I_real均传送给半主动减振发生器进行跟踪控制，以输出大小合适的阻尼力F_out，使悬架处于半主动减振模式，在悬架半主动控制的同时，直线电机以发电机模式回收悬架振动能量：由三相绕组电压传感器测得的直线电机输出电压U₁及充电电容端电压U_c，并将两者的差值传送给PI控制器，通过分析对比，输出合适的占空比来控制开关管S的导通时间，以对直线电机输出端电压进行升压，完成能量回收过程。

步骤4)若车身加速度a≥5m/s²，且持续时间t>5s时；

ECU控制器只向主动减振发生器输入命令，此时，主动减振发生器控制外部电源向直线电机三相绕组线圈电路输入电流，同时，ECU控制器对簧上质量加速度传感器和簧下质量加速度传感器采集的信号进行分析处理，输出理想的绕组线圈电流I_des，将理想的绕组线圈电流I_des和直线电机中的实际电流信号I_real均传送给主动减振发生器进行跟踪控制，以输出大小合适的作动力F_out来抵御车身振动，此时，悬架处于主动减振模式，直线电机工作于电动机模式耗散能量。