一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统。


背景技术：

2.目前车辆的智能化程度越来越高，为保障无人驾驶汽车的安全性及可靠性，相关功能的开发大多集中于对环境感知、路径规划以及决策控制的研究，却很少考虑到弯道巡航式互联空气悬架控制技术，且对于弯道巡航式互联空气悬架控制的评价指标相对单一，但对于汽车的平顺性和驾驶员的舒适性而言，弯道巡航式互联空气悬架需要考虑弯道预瞄检测评价因子、弯道巡航控制评价因子、车道线偏离检测评价因子，因此如何有效保证车辆在行驶时的平顺性以及舒适性成为了申请人亟待解决的技术问题。为改善这些问题，本发明提出了一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，以解决上述背景技术中所面临的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，包括行驶信息检测单元、弯道巡航综合评价指标计算单元、弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元、弯道巡航式互联空气悬架执行单元。
5.所述行驶信息检测单元用于获取纵向速度v
x
、方向盘转角δ、不同车道间最小实际横向车间距l
ymin
、同车道间最小实际纵向车间距l
xmin
、不同车道间期望横向车间距l
ydes
、同车道间期望纵向车间距l
xdes
、车辆质心到左车道线最小距离d1、车辆质心到右车道线最小距离d2、横向互联控制模式下电磁阀总开启时间t1、综合互联控制模式下电磁阀总开启时间t2、横向互联控制模式执行时间t3、综合互联控制模式执行时间t4；
6.所述弯道巡航综合评价指标计算单元用于计算弯道预瞄检测评价因子j1、弯道巡航控制评价因子j2、车道线偏离检测评价因子j3，从而得到弯道巡航综合评价指标j；弯道预瞄检测评价因子j1取决于纵向弯道曲率k0、纵向速度分界阈值v
x0
、纵向速度v
x
、透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标(x',y',1)
t
、车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标(x,y,z)
t
、透视变换矩阵q0、横摆角速度ws；弯道巡航控制评价因子j2取决于转弯速度补偿量k
vx
、轴距l0、方向盘转角δ、横向加速度ay、转弯速度补偿系数k1、横纵车间距变化平衡率k
xy
、横纵车间距变化平衡系数k
xy0
、不同车道间最小实际横向车间距l
ymin
、同车道间最小实际纵向车间距l
xmin
、不同车道间期望横向车间距l
ydes
、同车道间期望纵向车间距l
xdes
、不同车道间最小安全横向车间距l
y0
、同车道间最小安全纵向车间距l
x0
；车道线偏离检测评价因子j3取决于车道线偏离系数d0、车辆质心到左车道线最小距离d1、车辆质心到右车道线最小距离d2、车道线偏离距离阈值d0、车道线偏离方向系数d1；
7.所述弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元包括横向互联控制模式、综合互联控制模式，综合互联控制模式的控制强度高于横向互联控制模式，通过设计横向互联控
制因子阈值γ1、综合互联控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0＜γ2＜γ1＜1；当弯道巡航综合评价指标j满足γ1≤j＜1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式，电磁阀仅控制空气弹簧气体的横向传输，储气罐不执行工作；当弯道巡航综合评价指标j满足γ2≤j＜γ1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式，电磁阀控制空气弹簧气体的横向传输和储气罐的气体输入，储气罐执行工作；当弯道巡航综合评价指标j满足0≤j＜γ2时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元不执行工作；
8.所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式时，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力f1其值取决于横向互联控制模式下空气传输迟滞系数μ1、横向互联控制模式下空气惯性作用指数k
k1
、互联管路内径d、横向互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力f
f1
、横向互联控制模式下互联管路中气体传输速度v0、横向互联控制模式下电磁阀总开启时间t1、互联管路总长度l
00
、节流孔横截面积a1、横向互联控制模式下空气压缩影响系数β1、横向互联控制模式下空气传输影响系数β2；设计横向互联控制评价因子η1用于评价横向互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其值取决于横向互联控制模式执行时间t3、横向互联控制模式下空气弹簧压力变化均值横向互联控制模式下空气弹簧体积变化差值δv；设计横向互联控制判断因子λ1和横向互联控制再判断时间t1，且λ
1min
＜λ1＜λ
1max
，其中λ
1min
为横向互联控制判断因子下限值，λ
1max
为横向互联控制判断因子上限值，根据横向互联控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的规则调整；
9.所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式时，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力f2其值取决于综合互联控制模式下空气传输迟滞系数μ2、综合互联控制模式下空气惯性作用指数k
k2
、互联管路内径d、综合互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力f
f2
、综合互联控制模式下互联管路中气体传输速度v
00
、综合互联控制模式下电磁阀总开启时间t2、互联管路总长度l
00
、节流孔横截面积a1、储气罐出气口气体流速v2、储气罐使用年限系数tc、综合互联控制模式下空气压缩影响系数β3、综合互联控制模式下空气传输影响系数β4；设计综合互联控制评价因子η2用于评价综合互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其值取决于综合互联控制模式执行时间t4、储气罐能承受的最大压力p
max
、储气罐最大容积v
max
；设计综合互联控制判断因子λ2和综合互联控制再判断时间t2，且λ
2min
＜λ2＜λ
2max
，其中λ
2min
为综合互联控制判断因子下限值，λ
2max
为综合互联控制判断因子上限值，根据综合互联控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的规则调整。
10.所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道预瞄检测评价因子：
[0011][0012]
其中，w1、w2为加权系数，k0为纵向弯道曲率，v
x0
为纵向速度分界阈值，v
x
为纵向速度，(x',y',1)
t
为透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标，(x,y,z)
t
为车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标，可将车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标(x,y,z)
t
转换为透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标(x',y',1)
t
，转换表达式如下：
[0013]
(x',y',1)
t
＝q0(x,y,z)
t
，
[0014]
其中，q0为透视变换矩阵；
[0015]ws
为横摆角速度，其值取决于纵向速度v
x
、纵向弯道曲率k0，表达式如下：
[0016][0017]
其中，k0、k1、k2为非线性二次函数系数。
[0018]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道巡航控制评价因子：
[0019][0020]
其中，w3、w4为加权系数，k
vx
为转弯速度补偿量，其表达式为：
[0021][0022]
其中，l0为轴距，δ为方向盘转角，ay为横向加速度，k1为转弯速度补偿系数；
[0023]kxy
为横纵车间距变化平衡率，其表达式为：
[0024]
(l
ymin
＞l
y0
,l
xmin
＞l
x0
)，
[0025]
其中，k
xy0
为横纵车间距变化平衡系数，l
ymin
为不同车道间最小实际横向车间距，l
xmin
为同车道间最小实际纵向车间距，l
ydes
为不同车道间期望横向车间距，l
xdes
为同车道间期望纵向车间距，l
y0
为不同车道间最小安全横向车间距，l
x0
为同车道间最小安全纵向车间距。
[0026]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算车道线偏离检测评价因子：
[0027][0028]
其中，w5、w6为加权系数，d0为车道线偏离系数，其表达式为：
[0029][0030]
其中，d1为车辆质心到左车道线最小距离，d2为车辆质心到右车道线最小距离，d0为车道线偏离距离阈值；
[0031]
d1为车道线偏离方向系数，如果d1＜d2，则判断车辆向左偏离，如果d1＞d2，则判断车辆向右偏离，如果d1＝d2，则判断车辆未发生偏离，其表达式为：
[0032][0033]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道巡航综合评价指标：
[0034][0035]
其中，q1、q2、q3为单项指标计算加权值。
[0036]
所述弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元包括横向互联控制模式、综合互联控制模式，综合互联控制模式的控制强度高于横向互联控制模式，通过设计横向互联控制因子阈值γ1、综合互联控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0＜γ2＜γ1＜1。
[0037]
当弯道巡航综合评价指标j满足γ1≤j＜1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式，电磁阀仅控制空气弹簧气体的横向传输，储气罐不执行工作，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力表达式如下：
[0038][0039]
其中，μ1为横向互联控制模式下空气传输迟滞系数，k
k1
为横向互联控制模式下空气惯性作用指数，d为互联管路内径，f
f1
为横向互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力，v0为横向互联控制模式下互联管路中气体传输速度，t1为横向互联控制模式下电磁阀总开启时间，l
00
为互联管路总长度，a1为节流孔横截面积，β1为横向互联控制模式下空气压缩影响系数，β2为横向互联控制模式下空气传输影响系数；
[0040]
设计横向互联控制评价因子η1用于评价横向互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其表达式如下：
[0041][0042]
其中，t3为横向互联控制模式执行时间，为横向互联控制模式下空气弹簧压力变化均值，δv为横向互联控制模式下空气弹簧体积变化差值；
[0043]
设计横向互联控制判断因子λ1和横向互联控制再判断时间t1，且λ
1min
＜λ1＜λ
1max
，其中λ
1min
为横向互联控制判断因子下限值，λ
1max
为横向互联控制判断因子上限值，根据横向互联控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的调整，调整规则如下：
[0044]
当横向互联控制评价因子满足λ1≤η1≤λ
1max
时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式的效果良好，弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均
值阻尼力仍正常输出；当横向互联控制评价因子满足η1＞λ
1max
或λ
1min
≤η1＜λ1时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式的效果较差，弯道巡航式互联空气悬架控制暂时正常执行，控制系统持续t1s后再次判断η1是否满足λ1≤η1≤λ
1max
，若再次判断λ1≤η1≤λ
1max
，则弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出，若再次判断η1＞λ
1max
或λ
1min
≤η1＜λ1，则需要重新调整弯道巡航式互联空气悬架的控制和均值阻尼力的输出。
[0045]
当弯道巡航综合评价指标j满足γ2≤j＜γ1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式，电磁阀控制空气弹簧气体的横向传输和储气罐的气体输入，储气罐执行工作，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力表达式如下：
[0046][0047]
其中，μ2为综合互联控制模式下空气传输迟滞系数，k
k2
为综合互联控制模式下空气惯性作用指数，d为互联管路内径，f
f2
为综合互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力，v
00
为综合互联控制模式下互联管路中气体传输速度，t2为综合互联控制模式下电磁阀总开启时间，l
00
为互联管路总长度，a1为节流孔横截面积，v2为储气罐出气口气体流速，tc为储气罐使用年限系数，其值取决于储气罐的使用年限，若储气罐使用总时间不足1年时，则取tc＝0.38，若储气罐使用总时间超过1年但不超过2年时，则取tc＝0.58，储气罐使用总时间超过2年时，tc＝0.78，β3为综合互联控制模式下空气压缩影响系数，β4为综合互联控制模式下空气传输影响系数；
[0048]
设计综合互联控制评价因子η2用于评价综合互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其表达式如下：
[0049][0050]
其中，t4为综合互联控制模式执行时间，p
max
为储气罐能承受的最大压力，v
max
为储气罐最大容积；
[0051]
设计综合互联控制判断因子λ2和综合互联控制再判断时间t2，且λ
2min
＜λ2＜λ
2max
，其中λ
2min
为综合互联控制判断因子下限值，λ
2max
为综合互联控制判断因子上限值，根据综合互联控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的调整，调整规则如下：
[0052]
当综合互联控制评价因子满足λ2≤η2≤λ
2max
时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式的效果良好，弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出；当综合互联控制评价因子满足η2＞λ
2max
或λ
2min
≤η2＜λ2时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式的效果较差，弯道巡航式互联空气悬架控制暂时正常执行，控制系统持续t
2 s后再次判断η2是否满足λ2≤η2≤λ
2max
，若再次判断λ2≤η2≤λ
2max
，则弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，阻尼力仍正常输出，若再次判断η2＞λ
2max
或λ
2min
≤η2＜λ2，则需要重新调整弯道巡航式互联空气悬架的控制和均值阻尼力的输出。
[0053]
当弯道巡航综合评价指标j满足0≤j＜γ2时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行
＜1；当弯道巡航综合评价指标j满足γ1≤j＜1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式，电磁阀仅控制空气弹簧气体的横向传输，储气罐不执行工作；当弯道巡航综合评价指标j满足γ2≤j＜γ1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式，电磁阀控制空气弹簧气体的横向传输和储气罐的气体输入，储气罐执行工作；当弯道巡航综合评价指标j满足0≤j＜γ2时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元不执行工作；
[0065]
所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式时，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力f1其值取决于横向互联控制模式下空气传输迟滞系数μ1、横向互联控制模式下空气惯性作用指数k
k1
、互联管路内径d、横向互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力f
f1
、横向互联控制模式下互联管路中气体传输速度v0、横向互联控制模式下电磁阀总开启时间t1、互联管路总长度l
00
、节流孔横截面积a1、横向互联控制模式下空气压缩影响系数β1、横向互联控制模式下空气传输影响系数β2；设计横向互联控制评价因子η1用于评价横向互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其值取决于横向互联控制模式执行时间t3、横向互联控制模式下空气弹簧压力变化均值横向互联控制模式下空气弹簧体积变化差值δv；设计横向互联控制判断因子λ1和横向互联控制再判断时间t1，且λ
1min
＜λ1＜λ
1max
，其中λ
1min
为横向互联控制判断因子下限值，λ
1max
为横向互联控制判断因子上限值，根据横向互联控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的规则调整；
[0066]
所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式时，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力f2其值取决于综合互联控制模式下空气传输迟滞系数μ2、综合互联控制模式下空气惯性作用指数k
k2
、互联管路内径d、综合互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力f
f2
、综合互联控制模式下互联管路中气体传输速度v
00
、综合互联控制模式下电磁阀总开启时间t2、互联管路总长度l
00
、节流孔横截面积a1、储气罐出气口气体流速v2、储气罐使用年限系数tc、综合互联控制模式下空气压缩影响系数β3、综合互联控制模式下空气传输影响系数β4；设计综合互联控制评价因子η2用于评价综合互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其值取决于综合互联控制模式执行时间t4、储气罐能承受的最大压力p
max
、储气罐最大容积v
max
；设计综合互联控制判断因子λ2和综合互联控制再判断时间t2，且λ
2min
＜λ2＜λ
2max
，其中λ
2min
为综合互联控制判断因子下限值，λ
2max
为综合互联控制判断因子上限值，根据综合互联控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的规则调整。
[0067]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道预瞄检测评价因子：
[0068][0069]
其中，w1、w2为加权系数，k0为纵向弯道曲率，v
x0
为纵向速度分界阈值，v
x
为纵向速度，(x',y',1)
t
为透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标，(x,y,z)
t
为车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标，可将车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标(x,y,z)
t
转换为透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标(x',y',1)
t
，转换表达式如下：
[0070]
(x',y',1)
t
＝q0(x,y,z)
t
，
[0071]
其中，q0为透视变换矩阵；
[0072]ws
为横摆角速度，其值取决于纵向速度v
x
、纵向弯道曲率k0，表达式如下：
[0073][0074]
其中，k0、k1、k2为非线性二次函数系数。
[0075]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道巡航控制评价因子：
[0076][0077]
其中，w3、w4为加权系数，k
vx
为转弯速度补偿量，其表达式为：
[0078][0079]
其中，l0为轴距，δ为方向盘转角，ay为横向加速度，k1为转弯速度补偿系数；
[0080]kxy
为横纵车间距变化平衡率，其表达式为：
[0081]
(l
ymin
＞l
y0
,l
xmin
＞l
x0
)，
[0082]
其中，k
xy0
为横纵车间距变化平衡系数，l
ymin
为不同车道间最小实际横向车间距，l
xmin
为同车道间最小实际纵向车间距，l
ydes
为不同车道间期望横向车间距，l
xdes
为同车道间期望纵向车间距，l
y0
为不同车道间最小安全横向车间距，l
x0
为同车道间最小安全纵向车间距。
[0083]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算车道线偏离检测评价因子：
[0084][0085]
其中，w5、w6为加权系数，d0为车道线偏离系数，其表达式为：
[0086][0087]
其中，d1为车辆质心到左车道线最小距离，d2为车辆质心到右车道线最小距离，d0为车道线偏离距离阈值；
[0088]
d1为车道线偏离方向系数，如果d1＜d2，则判断车辆向左偏离，如果d1＞d2，则判断车辆向右偏离，如果d1＝d2，则判断车辆未发生偏离，其表达式为：
[0089][0090]
所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道巡航综合评价指标：
[0091][0092]
其中，q1、q2、q3为单项指标计算加权值。
[0093]
所述弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元包括横向互联控制模式、综合互联控制模式，综合互联控制模式的控制强度高于横向互联控制模式，通过设计横向互联控制因子阈值γ1、综合互联控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0＜γ2＜γ1＜1。
[0094]
当弯道巡航综合评价指标j满足γ1≤j＜1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式，电磁阀仅控制空气弹簧气体的横向传输，储气罐不执行工作，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力表达式如下：
[0095][0096]
其中，μ1为横向互联控制模式下空气传输迟滞系数，k
k1
为横向互联控制模式下空气惯性作用指数，d为互联管路内径，f
f1
为横向互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力，v0为横向互联控制模式下互联管路中气体传输速度，t1为横向互联控制模式下电磁阀总开启时间，l
00
为互联管路总长度，a1为节流孔横截面积，β1为横向互联控制模式下空气压缩影响系数，β2为横向互联控制模式下空气传输影响系数；
[0097]
设计横向互联控制评价因子η1用于评价横向互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其表达式如下：
[0098][0099]
其中，t3为横向互联控制模式执行时间，为横向互联控制模式下空气弹簧压力变化均值，δv为横向互联控制模式下空气弹簧体积变化差值；
[0100]
设计横向互联控制判断因子λ1和横向互联控制再判断时间t1，且λ
1min
＜λ1＜λ
1max
，其中λ
1min
为横向互联控制判断因子下限值，λ
1max
为横向互联控制判断因子上限值，根据横向互联控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的调整，调整规则如下：
[0101]
当横向互联控制评价因子满足λ1≤η1≤λ
1max
时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式的效果良好，弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均
值阻尼力仍正常输出；当横向互联控制评价因子满足η1＞λ
1max
或λ
1min
≤η1＜λ1时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式的效果较差，弯道巡航式互联空气悬架控制暂时正常执行，控制系统持续t1s后再次判断η1是否满足λ1≤η1≤λ
1max
，若再次判断λ1≤η1≤λ
1max
，则弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出，若再次判断η1＞λ
1max
或λ
1min
≤η1＜λ1，则需要重新调整弯道巡航式互联空气悬架的控制和均值阻尼力的输出。
[0102]
当弯道巡航综合评价指标j满足γ2≤j＜γ1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式，电磁阀控制空气弹簧气体的横向传输和储气罐的气体输入，储气罐执行工作，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力表达式如下：
[0103][0104]
其中，μ2为综合互联控制模式下空气传输迟滞系数，k
k2
为综合互联控制模式下空气惯性作用指数，d为互联管路内径，f
f2
为综合互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力，v
00
为综合互联控制模式下互联管路中气体传输速度，t2为综合互联控制模式下电磁阀总开启时间，l
00
为互联管路总长度，a1为节流孔横截面积，v2为储气罐出气口气体流速，tc为储气罐使用年限系数，其值取决于储气罐的使用年限，若储气罐使用总时间不足1年时，则取tc＝0.38，若储气罐使用总时间超过1年但不超过2年时，则取tc＝0.58，储气罐使用总时间超过2年时，tc＝0.78，β3为综合互联控制模式下空气压缩影响系数，β4为综合互联控制模式下空气传输影响系数；
[0105]
设计综合互联控制评价因子η2用于评价综合互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其表达式如下：
[0106][0107]
其中，t4为综合互联控制模式执行时间，p
max
为储气罐能承受的最大压力，v
max
为储气罐最大容积；
[0108]
设计综合互联控制判断因子λ2和综合互联控制再判断时间t2，且λ
2min
＜λ2＜λ
2max
，其中λ
2min
为综合互联控制判断因子下限值，λ
2max
为综合互联控制判断因子上限值，根据综合互联控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的调整，调整规则如下：
[0109]
当综合互联控制评价因子满足λ2≤η2≤λ
2max
时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式的效果良好，弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出；当综合互联控制评价因子满足η2＞λ
2max
或λ
2min
≤η2＜λ2时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式的效果较差，弯道巡航式互联空气悬架控制暂时正常执行，控制系统持续t
2 s后再次判断η2是否满足λ2≤η2≤λ
2max
，若再次判断λ2≤η2≤λ
2max
，则弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，阻尼力仍正常输出，若再次判断η2＞λ
2max
或λ
2min
≤η2＜λ2，则需要重新调整弯道巡航式互联空气悬架的控制和均值阻尼力的输出。
[0110]
当弯道巡航综合评价指标j满足0≤j＜γ2时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行
单元不执行工作。

技术特征：
1.一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于，包括以下内容：其包括行驶信息检测单元、弯道巡航综合评价指标计算单元、弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元、弯道巡航式互联空气悬架执行单元；所述行驶信息检测单元用于获取纵向速度v
x
、方向盘转角δ、不同车道间最小实际横向车间距l
ymin
、同车道间最小实际纵向车间距l
xmin
、不同车道间期望横向车间距l
ydes
、同车道间期望纵向车间距l
xdes
、车辆质心到左车道线最小距离d1、车辆质心到右车道线最小距离d2、横向互联控制模式下电磁阀总开启时间t1、综合互联控制模式下电磁阀总开启时间t2、横向互联控制模式执行时间t3、综合互联控制模式执行时间t4；所述弯道巡航综合评价指标计算单元用于计算弯道预瞄检测评价因子j1、弯道巡航控制评价因子j2、车道线偏离检测评价因子j3，从而得到弯道巡航综合评价指标j；弯道预瞄检测评价因子j1取决于纵向弯道曲率k0、纵向速度分界阈值v
x0
、纵向速度v
x
、透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标(x',y',1)
t
、车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标(x,y,z)
t
、透视变换矩阵q0、横摆角速度w
s
；弯道巡航控制评价因子j2取决于转弯速度补偿量k
vx
、轴距l0、方向盘转角δ、横向加速度a
y
、转弯速度补偿系数k1、横纵车间距变化平衡率k
xy
、横纵车间距变化平衡系数k
xy0
、不同车道间最小实际横向车间距l
ymin
、同车道间最小实际纵向车间距l
xmin
、不同车道间期望横向车间距l
ydes
、同车道间期望纵向车间距l
xdes
、不同车道间最小安全横向车间距l
y0
、同车道间最小安全纵向车间距l
x0
；车道线偏离检测评价因子j3取决于车道线偏离系数d0、车辆质心到左车道线最小距离d1、车辆质心到右车道线最小距离d2、车道线偏离距离阈值d0、车道线偏离方向系数d1；所述弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元包括横向互联控制模式、综合互联控制模式，综合互联控制模式的控制强度高于横向互联控制模式，通过设计横向互联控制因子阈值γ1、综合互联控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0＜γ2＜γ1＜1；当弯道巡航综合评价指标j满足γ1≤j＜1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式，电磁阀仅控制空气弹簧气体的横向传输，储气罐不执行工作；当弯道巡航综合评价指标j满足γ2≤j＜γ1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式，电磁阀控制空气弹簧气体的横向传输和储气罐的气体输入，储气罐执行工作；当弯道巡航综合评价指标j满足0≤j＜γ2时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元不执行工作；所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式时，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力f1其值取决于横向互联控制模式下空气传输迟滞系数μ1、横向互联控制模式下空气惯性作用指数k
k1
、互联管路内径d、横向互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力f
f1
、横向互联控制模式下互联管路中气体传输速度v0、横向互联控制模式下电磁阀总开启时间t1、互联管路总长度l
00
、节流孔横截面积a1、横向互联控制模式下空气压缩影响系数β1、横向互联控制模式下空气传输影响系数β2；设计横向互联控制评价因子η1用于评价横向互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其值取决于横向互联控制-模式执行时间t3、横向互联控制模式下空气弹簧压力变化均值p、横向互联控制模式下空气弹簧体积变化差值δv；设计横向互联控制判断因子λ1和横向互联控制再判断时间t1，且λ
1min
＜λ1＜λ
1max
，其中λ
1min
为横向互联控制判断因子下限值，λ
1max
为横向互联控制判断因子上限值，根据横向互联控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的规则调整；
所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式时，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力f2其值取决于综合互联控制模式下空气传输迟滞系数μ2、综合互联控制模式下空气惯性作用指数k
k2
、互联管路内径d、综合互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力f
f2
、综合互联控制模式下互联管路中气体传输速度v
00
、综合互联控制模式下电磁阀总开启时间t2、互联管路总长度l
00
、节流孔横截面积a1、储气罐出气口气体流速v2、储气罐使用年限系数t
c
、综合互联控制模式下空气压缩影响系数β3、综合互联控制模式下空气传输影响系数β4；设计综合互联控制评价因子η2用于评价综合互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其值取决于综合互联控制模式执行时间t4、储气罐能承受的最大压力p
max
、储气罐最大容积v
max
；设计综合互联控制判断因子λ2和综合互联控制再判断时间t2，且λ
2min
＜λ2＜λ
2max
，其中λ
2min
为综合互联控制判断因子下限值，λ
2max
为综合互联控制判断因子上限值，根据综合互联控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的规则调整。2.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道预瞄检测评价因子：其中，w1、w2为加权系数，k0为纵向弯道曲率，v
x0
为纵向速度分界阈值，v
x
为纵向速度，(x',y',1)
t
为透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标，(x,y,z)
t
为车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标，可将车载摄像头识别原图像中目标物中心坐标(x,y,z)
t
转换为透视变换后鸟瞰图中的目标物中心二维坐标(x',y',1)
t
，转换表达式如下：(x',y',1)
t
＝q0(x,y,z)
t
，其中，q0为透视变换矩阵；w
s
为横摆角速度，其值取决于纵向速度v
x
、纵向弯道曲率k0，表达式如下：其中，k0、k1、k2为非线性二次函数系数。3.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道巡航控制评价因子：其中，w3、w4为加权系数，k
vx
为转弯速度补偿量，其表达式为：其中，l0为轴距，δ为方向盘转角，a
y
为横向加速度，k1为转弯速度补偿系数；k
xy
为横纵车间距变化平衡率，其表达式为：
其中，k
xy0
为横纵车间距变化平衡系数，l
ymin
为不同车道间最小实际横向车间距，l
xmin
为同车道间最小实际纵向车间距，l
ydes
为不同车道间期望横向车间距，l
xdes
为同车道间期望纵向车间距，l
y0
为不同车道间最小安全横向车间距，l
x0
为同车道间最小安全纵向车间距。4.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算车道线偏离检测评价因子：其中，w5、w6为加权系数，d0为车道线偏离系数，其表达式为：其中，d1为车辆质心到左车道线最小距离，d2为车辆质心到右车道线最小距离，d0为车道线偏离距离阈值；d1为车道线偏离方向系数，如果d1＜d2，则判断车辆向左偏离，如果d1＞d2，则判断车辆向右偏离，如果d1＝d2，则判断车辆未发生偏离，其表达式为：5.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：所述弯道巡航综合评价指标计算单元，根据以下公式可计算弯道巡航综合评价指标：其中，q1、q2、q3为单项指标计算加权值。6.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：所述弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元包括横向互联控制模式、综合互联控制模式，综合互联控制模式的控制强度高于横向互联控制模式，通过设计横向互联控制因子阈值γ1、综合互联控制因子阈值γ2来描述控制模式的控制强度，其中，0＜γ2＜γ1＜1。7.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：当弯道巡航综合评价指标j满足γ1≤j＜1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式，电磁阀仅控制空气弹簧气体的横向传输，储气罐不执行工作，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力表达式如下：
其中，μ1为横向互联控制模式下空气传输迟滞系数，k
k1
为横向互联控制模式下空气惯性作用指数，d为互联管路内径，f
f1
为横向互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力，v0为横向互联控制模式下互联管路中气体传输速度，t1为横向互联控制模式下电磁阀总开启时间，l
00
为互联管路总长度，a1为节流孔横截面积，β1为横向互联控制模式下空气压缩影响系数，β2为横向互联控制模式下空气传输影响系数；设计横向互联控制评价因子η1用于评价横向互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其表达式如下：其中，t3为横向互联控制模式执行时间，为横向互联控制模式下空气弹簧压力变化均值，δv为横向互联控制模式下空气弹簧体积变化差值；设计横向互联控制判断因子λ1和横向互联控制再判断时间t1，且λ
1min
＜λ1＜λ
1max
，其中λ
1min
为横向互联控制判断因子下限值，λ
1max
为横向互联控制判断因子上限值，根据横向互联控制评价因子η1的大小对车辆进行相应的调整，调整规则如下：当横向互联控制评价因子满足λ1≤η1≤λ
1max
时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式的效果良好，弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出；当横向互联控制评价因子满足η1＞λ
1max
或λ
1min
≤η1＜λ1时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行横向互联控制模式的效果较差，弯道巡航式互联空气悬架控制暂时正常执行，控制系统持续t1s后再次判断η1是否满足λ1≤η1≤λ
1max
，若再次判断λ1≤η1≤λ
1max
，则弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出，若再次判断η1＞λ
1max
或λ
1min
≤η1＜λ1，则需要重新调整弯道巡航式互联空气悬架的控制和均值阻尼力的输出。8.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：当弯道巡航综合评价指标j满足γ2≤j＜γ1时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式，电磁阀控制空气弹簧气体的横向传输和储气罐的气体输入，储气罐执行工作，弯道巡航式互联空气悬架输出均值阻尼力表达式如下：其中，μ2为综合互联控制模式下空气传输迟滞系数，k
k2
为综合互联控制模式下空气惯性作用指数，d为互联管路内径，f
f2
为综合互联控制模式下气体横向传输沿壁摩擦阻力，v
00
为综合互联控制模式下互联管路中气体传输速度，t2为综合互联控制模式下电磁阀总开启时间，l
00
为互联管路总长度，a1为节流孔横截面积，v2为储气罐出气口气体流速，t
c
为储气罐使用年限系数，其值取决于储气罐的使用年限，若储气罐使用总时间不足1年时，则取t
c
＝0.38，若储气罐使用总时间超过1年但不超过2年时，则取t
c
＝0.58，储气罐使用总时间超过
2年时，t
c
＝0.78，β3为综合互联控制模式下空气压缩影响系数，β4为综合互联控制模式下空气传输影响系数；设计综合互联控制评价因子η2用于评价综合互联控制模式下弯道巡航式互联空气悬架控制的程度，其表达式如下：其中，t4为综合互联控制模式执行时间，p
max
为储气罐能承受的最大压力，v
max
为储气罐最大容积；设计综合互联控制判断因子λ2和综合互联控制再判断时间t2，且λ
2min
＜λ2＜λ
2max
，其中λ
2min
为综合互联控制判断因子下限值，λ
2max
为综合互联控制判断因子上限值，根据综合互联控制评价因子η2的大小对车辆进行相应的调整，调整规则如下：当综合互联控制评价因子满足λ2≤η2≤λ
2max
时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式的效果良好，弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，均值阻尼力仍正常输出；当综合互联控制评价因子满足η2＞λ
2max
或λ
2min
≤η2＜λ2时，判断弯道巡航式互联空气悬架执行单元执行综合互联控制模式的效果较差，弯道巡航式互联空气悬架控制暂时正常执行，控制系统持续t
2 s后再次判断η2是否满足λ2≤η2≤λ
2max
，若再次判断λ2≤η2≤λ
2max
，则弯道巡航式互联空气悬架控制仍正常执行，阻尼力仍正常输出，若再次判断η2＞λ
2max
或λ
2min
≤η2＜λ2，则需要重新调整弯道巡航式互联空气悬架的控制和均值阻尼力的输出。9.根据权利要求1所述一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，其特征在于：当弯道巡航综合评价指标j满足0≤j＜γ2时，所述弯道巡航式互联空气悬架执行单元不执行工作。

技术总结
本发明公开了一种基于弯道巡航式互联空气悬架控制系统，包括行驶信息检测单元、弯道巡航综合评价指标计算单元、弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元、弯道巡航式互联空气悬架执行单元。行驶信息检测单元用于获取纵向速度、方向盘转角、横向互联控制模式下电磁阀总开启时间、综合互联控制模式下电磁阀总开启时间、横向互联控制模式执行时间、综合互联控制模式执行时间；弯道巡航综合评价指标计算单元用于计算弯道预瞄检测评价因子、弯道巡航控制评价因子、车道线偏离检测评价因子；弯道巡航式互联空气悬架控制模式选择单元包括横向互联控制模式、综合互联控制模式；弯道巡航式互联空气悬架执行单元根据不同控制模式对车辆进行相应规则调整。辆进行相应规则调整。辆进行相应规则调整。


技术研发人员：韩嘉伟 郑宏宇 宗长富 郭中阳 赵祥超 束磊 刘贞雷 吴竟启 束琦 宋娟娟
受保护的技术使用者：江苏超力电器有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/7/4