[发明专利]一种横向互联空气悬架减振器阻尼博弈控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆空气悬架系统领域，具体涉及一种横向互联空气悬架减振器阻尼控制系统。

背景技术

空气悬架采用空气弹簧作为弹性元件，可以获得较低的悬架系统固有频率，并在载荷变化时，系统固有频率变化不大，从而提高了汽车的行驶平顺性；另一方面，空气悬架通过空气弹簧的充气与放气主动控制车身与地面间的距离，满足特殊工况对车身高度的要求。互联空气悬架是在传统空气悬架的基础上，利用管路将空气悬架中的空气弹簧连接起来。横向互联空气悬架是将同一车轴上左右空气弹簧通过互联管路相连，能极大提升车辆行驶的平顺性和空气悬架的隔振性能，但是却会降低空气悬架的侧倾刚度。

中国专利公开号为CN103899698 B文献中提供了一种商用车智能变阻尼减震系统，通过测量悬架与车身纵梁之间的间距变化计算出负载，然后根据负载调节减振器的过液小孔的有效孔径，实现对减振器阻尼力的控制。但是该系统未涉及互联空气悬架的变阻尼控制，且并没有将车辆行驶的平顺性和操纵稳定性兼顾到减振器阻尼控制的系统内。

博弈论是现代数学的一个新分支，也是运筹学的一个重要学科，博弈论主要研究公式化了的激励结构间的相互作用，是研究具有斗争和竞争性质现象的数学理论和方法，博弈论考虑个体的预测行为和实际行为，并研究他们的优化策略。现有的合作博弈理论中有Shapley值（沙普利值）法，Shapley值法是隶属于博弈论的一种数学方法，是指所得与自己的贡献相等，是一种分配方式。Shapley值法通过考虑各个代理做出的贡献，来公平地分配合作收益，代理i的沙普利值是i对一个合作项目所期望的贡献量的平均值，Shapley值法给合作博弈在理论上的重要突破及其以后的发展带来了重大影响。

发明内容

针对现有车辆横向互联空气悬架的控制系统考虑互联状态开闭的同时并不能同时兼顾平顺性和操纵稳定性的不足，本发明提供一种基于博弈控制的横向互联空气悬架减振器阻尼博弈控制系统，提高了车辆在各工况下的平顺性和操纵稳定性。

本发明所述的一种横向互联空气悬架减振器阻尼博弈控制系统采用的技术方案：包括采集簧载质量加速度Z信息的簧载质量加速度传感器、采集悬架动行程S_l及动行程变化率S_v信息的车身高度传感器、采集车身侧倾角θ信息的陀螺仪传感器以及提供互联状态H信息的前后互联悬架互联电磁阀，每个所述传感器和所述电磁阀的输出均经CAN总线通讯系统连接集成合作博弈控制算法的ECU，ECU的输出经阻尼控制驱动模块连接阻尼控制执行模块；所述的ECU由信息发布模块、操稳性控制模块、博弈协调模块和平顺性控制模块组成，信息发布模块的输入与CAN总线通讯系统的输出连接，信息发布模块将悬架动行程S_l及动行程变化率S_v信息输入至平顺性控制模块，将车身侧倾角θ和互联电磁阀互联状态H信息输入至操稳性控制模块，将簧载质量加速度和车身侧倾角θ信息输入至博弈协调模块，操稳性控制模块输出的是车辆操纵稳定性阻尼控制信号C_v，平顺性控制模块输出的是车辆平顺性阻尼控制信号C_p，阻尼控制信号C_v和C_p均输入至博弈协调模块，博弈协调模块输出的是总阻尼控制信号C，总阻尼控制信号C输入至阻尼控制驱动模块。

进一步地，合作博弈控制算法根据平顺性阻尼控制信号C_p 对总阻尼控制信号C期望的贡献量的平均值l₁和操稳性阻尼控制信号C_v对总阻尼控制信号C期望的贡献量的平均值l₂计算得到总阻尼控制信号。

更进一步地，定义为平顺性阻尼控制信号C_p参与博弈的功能指标，定义为操稳性阻尼控制信号C_v参与博弈的功能指标，根据博弈矩阵建立合作博弈Shapley值的数学模型：

，

得到贡献量的平均值l₁和l₂；L为C_p和C_v的权重系数，L^T 为L的转置矩阵，L=(l₁,l₂)^T;I^T=(1,1)，t₁为任意时间起始时刻点，T为取样时间长度，Z为簧载质量加速度，θ为车身侧倾角，RMS代表均方根值，diag表示以对角元素J₁，J₂的对角矩阵。