一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统的制作方法

1.本发明属于汽车悬架领域，涉及车辆主动悬架领域，具体涉及一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，用于提高汽车行驶过程的舒适性和安全性。


背景技术：

2.汽车悬架对汽车在行驶过程中的操纵稳定性和平顺性有着很大影响，分为主动悬架、半主动悬架和被动悬架，主动悬架因具有参数可调的优点，对提升汽车的操纵稳定性和平顺性有很大作用，所以前景广阔。
3.然而，由于汽车的行驶工况十分复杂，汽车在不同工况行驶时对主动悬架的要求也有很大差别，对主动悬架控制方法提出了更严格的需求。目前的主动悬架控制方法不能使汽车在所有工况都能保持最佳的舒适性。


技术实现要素：

4.针对上述存在问题，本发明提供了一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，用以实现汽车处于弯道转向、直道避障、纵向过坡、越野等工况时对主动悬架的控制，提升汽车的乘坐舒适性。
5.为实现上述目的，本发明具体技术方案如下，
6.一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，包括：
7.道路种类检测模块、转向类型估计模块、侧翻状态报警模块、弯道转向控制模块、直道避障控制模块、纵向过坡控制模块、越野状态控制模块；
8.所述道路种类检测模块，其通过采集汽车前方10米内道路曲率最大值，以判断前方道路种类，其通过采集左前悬架受到的道路支撑力、右前悬架受到的道路支撑力、左后悬架受到的道路支撑力、右后悬架受到的道路支撑力和汽车在道路上行驶时的纵向加速度，利用纵向坡度计算公式以判断汽车当前位置的道路纵向坡度；
9.所述转向类型估计模块，其通过采集转向盘角速度、车身横摆角加速度和制动踏板力，利用转向类型估计公式来估计汽车转向类型；
10.所述侧翻状态报警模块，其通过监测汽车行驶过程中的轮速、左前空气悬架压力、右前空气悬架压力、左后空气悬架压力、右后空气悬架压力，利用侧翻状态报警公式对是否发出侧翻报警信号进行判断；
11.所述弯道转向控制模块，其与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取转向类型和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值，利用高度变化公式来对左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制；
12.所述直道避障控制模块，其与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取转向类型和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值，利用阻尼系数变化公式对左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、右前可变阻尼减震器
和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数进行控制；
13.所述纵向过坡控制模块，包括车身纵向高度调节模块、车身纵向高度动态反馈调整模块，其与所述道路种类检测模块通信连接，通过获取汽车当前位置的道路纵向坡度，利用纵向下陡坡高度调节公式或纵向上陡坡高度调节公式对左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度、左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制，并对左前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀的充气速度或放气速度进行调整；
14.所述越野状态控制模块，其包括道路颠簸程度判断模块、越野高度调节模块，其利用道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断，通过越野高度调节模块控制左前空气弹簧的高度、右前空气弹簧的高度、左后空气弹簧的高度、右后空气弹簧的高度处于低位状态、中位状态或高位状态。
15.进一步的，所述道路种类检测模块包括道路弯度检测仪、道路纵向坡度检测仪，所述道路弯度检测仪获得汽车前方10米内道路曲率最大值，所述道路纵向坡度检测仪获得汽车当前位置的道路纵向坡度；
16.所述道路弯度检测仪包括车载摄像头，通过所述车载摄像头扫描汽车前方10米内道路曲率最大值r1，判断汽车前方10米内前方道路类型：
17.当|r1|》r
1，critical
，所述汽车前方10米内道路种类为弯道；
18.当|r1|≤r
1，critical
，所述汽车前方10米内道路种类为直道；
19.式中，r1的单位是m-1
，r
1，critical
为道路种类标准值，单位是m-1
，且r
1，critical
》0；当所述汽车前方10米内道路曲率最大值位于左转弯道路时，r1为正；当所述汽车前方10米内道路曲率最大值位于右转弯道路时，r1为负；
20.所述道路纵向坡度检测仪包括左前悬架上的压力传感器、右前悬架上的压力传感器、左后悬架上的压力传感器、右后悬架上的压力传感器、汽车纵向加速度传感器；
21.所述左前悬架上的压力传感器获得左前悬架受到的道路支撑力f
fl
，所述右前悬架上的压力传感器获得右前悬架受到的道路支撑力f
fr
，所述左后悬架上的压力传感器获得左后悬架受到的道路支撑力f
rl
，所述右后悬架上的压力传感器获得右后悬架受到的道路支撑力f
rr
，所述汽车纵向加速度传感器获得汽车在道路上行驶时的纵向加速度ay，根据纵向坡度计算公式对所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2进行计算：
[0022][0023]
式中，r2的单位是弧度，sgn()表示符号函数，当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
》0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝1，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为下坡；当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
＝0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝0，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为0；当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
＜0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝-1，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为上坡；
[0024]
当|r2|》r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向陡坡；
[0025]
当r2》r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向下陡坡；
[0026]
当r2＜-r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向上陡坡；
[0027]
当|r2|≤r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向缓坡；
[0028]
式中，r
2，critical
是道路纵向坡度标准值，r
2，critical
的单位是弧度，且r
2，critical
》0；m
表示汽车总质量，单位是kg，g表示重力加速度，取g＝9.8m/s2；当汽车加速时，所述纵向加速度ay为正，当汽车减速时，所述纵向加速度ay，为负。
[0029]
进一步的，所述转向类型估计模块可以根据转向类型估计公式对汽车转向类型进行估计；
[0030]
所述转向类型估计模块包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车的转向盘角速度上极限、使汽车处于稳定工况的车身横摆角速度上极限和制动踏板力上极限；
[0031]
所述转向类型估计模块包括转向盘角速度传感器、车身横摆角加速度传感器和制动踏板力传感器，通过所述转向类型估计公式来估计转向类型ps：
[0032][0033]
式中，ps为一无量纲值，用以判断汽车转向类型；
[0034]
β1、β2、β3为权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；
[0035]vsw
为所述转向盘角速度传感器获得的转向盘角速度，单位是rad
·
s-1
，v
up
为所述转向盘角速度上极限，单位是rad
·
s-1
，αv为所述车身横摆角加速度传感器获得的车身横摆角加速度，单位是rad
·
s-2
，α
up
为所述使汽车处于稳定工况的车身横摆角加速度上极限，单位是rad
·
s-2
，fb为所述制动踏板力传感器获得的制动踏板力，单位是n，f
up
为所述制动踏板力上极限，单位是n；
[0036]
所述转向类型ps所处两种情况分别对应两种转向类型：
[0037]
当ps≥p
critical
时，所述转向类型为急转弯；
[0038]
当ps＜p
critical
时，所述转向类型为慢转弯；
[0039]
式中，p
critical
为转向类型标准值，为一无量纲值。
[0040]
进一步的，所述侧翻状态报警模块包括声音提示器、轮速传感器、左前空气悬架压力传感器、右前空气悬架压力传感器、左后空气悬架压力传感器、右后空气悬架压力传感器；
[0041]
所述轮速传感器监测汽车行驶过程中的轮速ωw，当ωw＜ω
w，critical
时，所述侧翻状态报警模块不发出报警信号，其中ω
w，critical
是轮速标准值；
[0042]
当所述轮速传感器监测的轮速ωw》ω
w，critical
时，利用侧翻状态报警公式对是否发出报警信号进行判断：
[0043][0044][0045][0046][0047][0048]
[0049]qmax
＝max{q
fl
，q
fr
，q
rl
，q
rr
}
[0050]
式中，f
fl
、f
fr
、f
rl
、f
rr
分别是所述左前空气悬架压力传感器、所述右前空气悬架压力传感器、所述左后空气悬架压力传感器、所述右后空气悬架压力传感器监测到的左前空气悬架压力、右前空气悬架压力、左后空气悬架压力、右后空气悬架压力，单位均为n，ff为左前空气悬架压力和右前空气悬架压力的平均值，单位为n，fr为左后空气悬架压力和右后空气悬架压力的平均值，单位为n，q
fl
是左前空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
fr
是右前空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
rl
是左后空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
rr
是右后空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
max
是汽车悬架压力偏移率的最大值，为一无量纲值；
[0051]
当q
max
≤q
critical
时，所述侧翻状态报警模块不发出报警信号，其中q
critical
是侧翻压力偏移率标准值，为一无量纲值；
[0052]
当q
max
》q
critical
时，所述侧翻状态报警模块发出侧翻报警信号，所述声音提示器会提示驾驶员降低车速或者驶离当前道路。
[0053]
进一步的，所述弯道转向控制模块包括左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀；
[0054]
所述弯道转向控制模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，改变左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度；
[0055]
所述弯道转向控制模块与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取所述转向类型ps和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值r1；
[0056]
所述弯道转向控制模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车标准车身高度；
[0057]
当所述道路种类检测模块判断出所述汽车前方10米内道路种类为弯道、所述转向类型估计器判断出所述转向类型为慢转弯，即|r1|》r
critical
且ps＜p
critical
时，所述转向工况控制模块判断汽车处于弯道转向工况，通过如下的高度变化公式对所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制：
[0058][0059]
δh＝h
l-hr[0060][0061][0062]
式中，δh为所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差，单位是m，h
l
为所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fl
为左前空气弹簧高度，单位是m，h
rl
为左后空气弹簧高度，单位是m，hr为所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fr
为右前空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为右后空气弹簧高度，单位是m，hv是所述汽车标准车身高度，单位是m；
[0063]
δ1、δ2是权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；
[0064]
当所述汽车前方10米内道路是左转弯时，即r1》0，使所述左前空气弹簧和左后空
气弹簧的平均高度不变，所述弯道转向控制模块对所述右前空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号，使所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度增大，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差等于所述高度变化公式的结果值；
[0065]
当所述汽车前方10米内道路是右转弯时，即r1＜0，使所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度不变，所述弯道转向控制模块对所述左前空气弹簧电控阀和所述左后空气弹簧电控阀发出充气信号，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度增大，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差等于所述高度变化公式的结果值。
[0066]
进一步的，所述直道避障控制模块包括左前可变阻尼减震器电控阀、右前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀、转向盘转角传感器；
[0067]
所述直道避障控制模块可以向所述左前可变阻尼减震器电控阀、右前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀发出信号，改变左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数；所述转向盘转角传感器可以采集转向盘转角的大小和方向；
[0068]
所述弯道转向控制模块与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，获取所述转向类型ps和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值r1；
[0069]
所述弯道转向控制模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车标准车身高度；
[0070]
当所述道路种类检测模块判断出所述汽车前方10米内道路种类为直道、所述转向类型估计器判断出所述转向类型为急转弯，即|r1|＜r
1，critical
且ps》p
critical
时，通过如下的阻尼系数变化公式对所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数进行控制：
[0071][0072]
δc＝δ
c，l-δ
c，r
[0073][0074][0075]
式中δc是所述左前可变阻尼减振器和左后可变阻尼减振器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减振器和右后可变阻尼减振器的平均阻尼系数的差值，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，l
是所述左前可变阻尼减振器和左后可变阻尼减振器的平均阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，fl
是左前可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，rl
是左后可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，r
是所述右前可变阻尼减振器和右后可变阻尼减振器的平均阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，fr
是右前可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，rr
是右后可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
；
[0076]
θ
sw
是所述转向盘转角传感器获得的转向盘转角，单位是弧度，转向盘逆时针转动
时θ
sw
》0，sgn(θ
sw
)＝1，转向盘顺时针转动时θ
sw
＜0，sgn(θ
sw
)＝-1，转向盘不转动时θ
sw
＝0，sgn(θ
sw
)＝0，m是汽车总质量，单位是kg，hv是所述汽车标准车身高度，单位是m；
[0077]
当所述转向盘转角为逆时针方向时，汽车处于直道避障左转工况，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数不变，所述直道避障控制模块向所述右前可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀发出信号，使所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数减小，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数的差值等于所述阻尼系数变化公式的结果值；
[0078]
当所述转向盘转角为顺时针方向时，汽车处于直道避障右转工况，所述直道避障控制模块向所述左前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀发出信号，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数减小，使所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数不变，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数的差值等于所述阻尼系数变化公式的结果值。
[0079]
进一步的，所述纵向过坡控制模块包括车身纵向高度调节模块、车身纵向高度动态反馈调整模块；
[0080]
所述车身纵向高度调节模块包括左前空气弹簧电控阀、左前空气弹簧高度传感器、右前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧高度传感器、左后空气弹簧电控阀、左后空气弹簧高度传感器、右后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧高度传感器；
[0081]
所述车身纵向高度调节模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号或放气信号，改变左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度、左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度；
[0082]
所述车身纵向高度调节模块可以采集所述左前空气弹簧高度传感器、所述右前空气弹簧高度传感器、所述左后空气弹簧高度传感器、所述右后空气弹簧高度传感器的高度信号；
[0083]
所述车身纵向高度调节模块与所述道路种类检测模块通信连接，可以获取所述汽车当前位置的道路纵向坡度；
[0084]
所述车身纵向高度调节模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车轴距、空气弹簧最大伸张量、空气弹簧最大压缩量；
[0085]
所述车身纵向高度动态反馈调整模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气信号或快速放气信号，对所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀的充气速度或放气速度进行动态调整；
[0086]
当所述汽车当前位置的道路纵向坡度|r2|《r
2,critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向缓坡，所述纵向过坡控制模块和所述纵向动态反馈调整模块不工作，不控制所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值；
[0087]
当所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2》r
2,critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向下陡坡，所述车身纵向高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀和所述右前
空气弹簧电控阀发出充气信号以增大所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，向所述左后空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出放气信号以减小所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，通过纵向下陡坡高度调节公式对所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值进行控制；
[0088]
所述纵向下陡坡高度调节公式如下：
[0089]
当期望前、后空气弹簧高度差小于等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和时，使所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于期望前、后空气弹簧高度差：
[0090]
当δ
h,goal
≤δ
l,emax
+δ
l,cmax
时，使δh＝δ
h,goal
；
[0091]
其中δ
h，goal
＝l
×
sin(r2)，δh＝h
f-hr，，
[0092]
式中δ
h，goal
为所述期望前、后空气弹簧高度差，单位是m，δ
h，goal
》0，l为所述汽车轴距，单位是m，r2为所述汽车当前位置的道路纵向坡度，单位是弧度；
[0093]
δ
l，emax
是所述空气弹簧最大伸张量，单位是m，δ
l，emax
》0，δ
l，cmax
是所述空气弹簧最大压缩量，单位是m，δ
l，cmax
》0，δh为所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值，单位是m，hf为所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fl
为所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度，单位是m，h
fr
为所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度，单位是m，hr为所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
rl
为所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度，单位是m；
[0094]
当δ
h，goal
≤δ
l，emax
+δ
l，cmax
且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；
[0095]
当δ
h，goal
≤δ
l，emax
+δ
l，cmax
且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出慢速充气的调整信号；
[0096]
当期望前、后空气弹簧高度差大于空气弹簧最大伸张量和空气弹簧最大压缩量之和时，使得所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和：
[0097]
当δ
h，goal
》δ
l，emax
+δ
l，cmax
时，使δh＝δ
l，emax
+δ
l，cmax
；
[0098]
当δ
h，goal
》δ
l，emax
+δ
l，cmax
时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；
[0099]
当所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2＜-r
2，critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向上陡坡，所述车身纵向高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀和所述右前空气弹簧电控阀发出放信号以减小所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，向所述左后空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号以增大所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，通过纵向下陡坡高度调节公式对所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值进行控制；
[0100]
所述纵向上陡坡高度调节公式如下：
[0101]
当期望前、后空气弹簧高度差大于或等于所述空气弹簧最大伸张量和所述最大压缩量之和的相反数时，使得所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于期望前、后空气弹簧高度差：
[0102]
当δ
h，goal
≥-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)时，使δh＝δ
h，goal
；
[0103]
式中δ
h，goal
为所述期望前、后空气弹簧高度差，δ
h，goal
＜0；
[0104]
当δ
h，goal
≥-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；
[0105]
当δ
h，goal
≥-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出慢速充气的调整信号；
[0106]
当期望前、后空气弹簧高度差小于空气弹簧最大伸张量和最大压缩量之和的相反数时，使所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和的相反数：
[0107]
当δ
h，goal
＜-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)时，使δh＝-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)；
[0108]
当δ
h，goal
＜-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号。
[0109]
进一步的，所述越野状态控制模块包括道路颠簸程度判断模块、越野高度调节模块；
[0110]
所述道路颠簸程度判断模块包括左前空气弹簧高度传感器、右前空气弹簧高度传感器、左后空气弹簧高度传感器、右后空气弹簧高度传感器；
[0111]
所述道路颠簸程度判断模块可以根据所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度、所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度、所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度、所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度来判断道路颠簸程度；
[0112]
所述越野高度调节模块包括左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀；
[0113]
所述越野高度调节模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车轮距；
[0114]
所述越野高度调节模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，从而控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于低位状态、中位状态或高位状态；
[0115]
所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：
[0116]
[0117][0118][0119][0120][0121]
式中，h
fl
为所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度，单位是m，h
fr
为所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度，单位是m，hf为所述左前空气弹簧高度和所述右前空气弹簧高度的平均值，单位是m，h
rl
为所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度，单位是m，hr为所述左后空气弹簧高度和所述右后空气弹簧高度的平均值，单位是m，p
fl
是左前空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
fr
是右前空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
rl
是左后空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
rr
是右后空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p是整车综合空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，l2是所述汽车轮距，单位是m；
[0122]
γ1、γ2、γ3、γ4是权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；
[0123]
当p＜p
low
时，所述道路颠簸程度为平缓；
[0124]
当p
low
＜p＜p
high
时所述道路颠簸程度为轻微凸起路面；
[0125]
当p》p
high
时，所述道路颠簸程度为严重凸起路面；
[0126]
其中p
low
是空气弹簧高度变化程度第一标准值，为一无量纲值，p
high
是空气弹簧高度变化程度第二标准值，为一无量纲值；
[0127]
当所述道路颠簸程度为平缓时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于低位状态；
[0128]
当所述道路颠簸程度为轻微凸起路面时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于中位状态；
[0129]
当所述道路颠簸程度为严重凸起路面时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于高位状态。
[0130]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0131]
①
采用了多模块的电子控制系统，在多个工况下对汽车的主动悬架进行控制，各个模块之间相互联系，避免了单一模块造成的控制不全面等问题，能有效低提升汽车的乘
坐舒适性。
[0132]
②
采用了新颖的判断方法，通过采集汽车前方10米内道路曲率最大值来判断前方道路种类是直道还是弯道，通过采集各个悬架受到的道路支撑力和汽车在道路上行驶时的纵向加速度来判断汽车当前位置的道路纵向坡度，通过采集各个空气悬架压力来判断是否发出侧翻报警信号，通过采集各个空气弹簧高度变化程度来判断道路颠簸程度。
附图说明
[0133]
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
[0134]
图1是所提出的主动悬架控制系统组成示意图。
具体实施方式
[0135]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的描述。
[0136]
参阅附图，整个系统包括道路种类检测模块、转向类型估计模块、侧翻状态报警模块、弯道转向控制模块、直道避障控制模块、纵向过坡控制模块、越野状态控制模块。其中道路种类检测模块、转向类型估计模块、侧翻状态报警模块为检测部分；弯道转向控制模块、直道避障控制模块、纵向过坡控制模块、越野状态控制模块为控制部分。
[0137]
所述道路种类检测模块，其通过采集汽车前方10米内道路曲率最大值，以判断前方道路种类，其通过采集左前悬架受到的道路支撑力、右前悬架受到的道路支撑力、左后悬架受到的道路支撑力、右后悬架受到的道路支撑力和汽车在道路上行驶时的纵向加速度，利用纵向坡度计算公式以判断汽车当前位置的道路纵向坡度。所述转向类型估计模块，其通过采集转向盘角速度、车身横摆角加速度和制动踏板力，利用转向类型估计公式来估计汽车转向类型。所述侧翻状态报警模块，其通过监测汽车行驶过程中的轮速、左前空气悬架压力、右前空气悬架压力、左后空气悬架压力、右后空气悬架压力，利用侧翻状态报警公式对是否发出侧翻报警信号进行判断。所述弯道转向控制模块，其与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取转向类型和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值，利用高度变化公式来对左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制。所述直道避障控制模块，其与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取转向类型和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值，利用阻尼系数变化公式对左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数进行控制。所述纵向过坡控制模块，包括车身纵向高度调节模块、车身纵向高度动态反馈调整模块，其与所述道路种类检测模块通信连接，通过获取汽车当前位置的道路纵向坡度，利用纵向下陡坡高度调节公式或纵向上陡坡高度调节公式对左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度、左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制，并对左前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀的充气速度或放气速度进行调整。所述越野状态控制模块，其包括道路颠簸程度判断模块、越野高度调节模块，其利用道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断，通过越野高度调节模块控制左前空气弹簧的高度、右前空气弹簧的高度、左后空气弹簧的高度、右后空气弹簧的高度处于低位状态、中位状态或高位状态。
[0138]
对于检测部分，分为道路种类检测模块、转向类型估计模块、侧翻状态报警模块。对于道路种类检测模块，所述道路种类检测模块主要包括道路弯度检测仪、道路纵向坡度检测仪，所述道路弯度检测仪包括车载摄像头，通过所述车载摄像头扫描汽车前方10米内道路曲率最大值r1，判断汽车前方10米内前方道路类型：
[0139]
当|r1|》r
1，critical
，所述汽车前方10米内道路种类为弯道；
[0140]
当|r1|≤r
i，critical
，所述汽车前方10米内道路种类为直道；
[0141]
式中，r1的单位是m-1
，r
i，critical
为道路种类标准值，单位是m-1
，且r
1，critical
》0；当所述汽车前方10米内道路曲率最大值位于左转弯道路时，r1为正；当所述汽车前方10米内道路曲率最大值位于右转弯道路时，r1为负；
[0142]
所述道路纵向坡度检测仪包括左前悬架上的压力传感器、右前悬架上的压力传感器、左后悬架上的压力传感器、右后悬架上的压力传感器、汽车纵向加速度传感器；
[0143]
所述左前悬架上的压力传感器获得左前悬架受到的道路支撑力f
fl
，所述右前悬架上的压力传感器获得右前悬架受到的道路支撑力f
fr
，所述左后悬架上的压力传感器获得左后悬架受到的道路支撑力f
rl
，所述右后悬架上的压力传感器获得右后悬架受到的道路支撑力f
rr
，所述汽车纵向加速度传感器获得汽车在道路上行驶时的纵向加速度ay，根据纵向坡度计算公式对所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2进行计算：
[0144][0145]
式中，r2的单位是弧度，sgn()表示符号函数，当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
》0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝1，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为下坡；当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
＝0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝0，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为0；当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
＜0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝-1，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为上坡；
[0146]
当|r2|》r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向陡坡；
[0147]
当r2》r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向下陡坡；
[0148]
当r2＜-r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向上陡坡；
[0149]
当|r2|≤r
2，critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向缓坡；
[0150]
式中，r
2，critical
是道路纵向坡度标准值，r
2，critical
的单位是弧度，且r
2，critical
》0；m表示汽车总质量，单位是kg，g表示重力加速度，取g＝9.8m/s2；当汽车加速时，所述纵向加速度ay为正，当汽车减速时，所述纵向加速度ay为负。
[0151]
对于转向类型估计模块，所述转向类型估计模块可以根据转向类型估计公式对汽车转向类型进行估计；
[0152]
所述转向类型估计模块包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车的转向盘角速度上极限、使汽车处于稳定工况的车身横摆角速度上极限和制动踏板力上极限；
[0153]
所述转向类型估计模块包括转向盘角速度传感器、车身横摆角加速度传感器和制动踏板力传感器，通过所述转向类型估计公式来估计转向类型ps：
[0154][0155]
式中，ps为一无量纲值，用以判断汽车转向类型；
[0156]
β1、β2、β3为权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；
[0157]vsw
为所述转向盘角速度传感器获得的转向盘角速度，单位是rad
·
s-1
，v
up
为所述转向盘角速度上极限，单位是rad
·
s-1
，αv为所述车身横摆角加速度传感器获得的车身横摆角加速度，单位是rad
·
s-2
，α
up
为所述使汽车处于稳定工况的车身横摆角加速度上极限，单位是rad
·
s-2
，fb为所述制动踏板力传感器获得的制动踏板力，单位是n，f
up
为所述制动踏板力上极限，单位是n；
[0158]
所述转向类型ps所处两种情况分别对应两种转向类型：
[0159]
当ps≥p
critical
时，所述转向类型为急转弯；
[0160]
当ps＜p
critical
时，所述转向类型为慢转弯；
[0161]
式中，p
critical
为转向类型标准值，为一无量纲值。
[0162]
对于侧翻状态报警模块，所述侧翻状态报警模块包括声音提示器、轮速传感器、左前空气悬架压力传感器、右前空气悬架压力传感器、左后空气悬架压力传感器、右后空气悬架压力传感器；
[0163]
所述轮速传感器监测汽车行驶过程中的轮速ωw，当ωw＜ω
w，critical
时，所述侧翻状态报警模块不发出报警信号，其中ω
w，critical
是轮速标准值；
[0164]
当所述轮速传感器监测的轮速ωw》ω
w，critical
时，利用侧翻状态报警公式对是否发出报警信号进行判断：
[0165][0166][0167][0168][0169][0170][0171]qmax
＝max{q
fl
，q
fr
，q
rl
，q
rr
}
[0172]
式中，f
fl
、f
fr
、f
rl
、f
rr
分别是所述左前空气悬架压力传感器、所述右前空气悬架压力传感器、所述左后空气悬架压力传感器、所述右后空气悬架压力传感器监测到的左前空气悬架压力、右前空气悬架压力、左后空气悬架压力、右后空气悬架压力，单位均为n，ff为左前空气悬架压力和右前空气悬架压力的平均值，单位为n，fr为左后空气悬架压力和右后空气悬架压力的平均值，单位为n，q
fl
是左前空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
fr
是右前空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
rl
是左后空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
rr
是右后空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
max
是汽车悬架压力偏移率的最大值，为一无量纲值；
[0173]
当q
max
≤q
critical
时，所述侧翻状态报警模块不发出报警信号，其中q
critical
是侧翻压力偏移率标准值，为一无量纲值；
[0174]
当q
max
》q
critical
时，所述侧翻状态报警模块发出侧翻报警信号，所述声音提示器会
提示驾驶员降低车速或者驶离当前道路。
[0175]
对于控制部分，分为弯道转向控制模块、直道避障控制模块、纵向过坡控制模块、越野状态控制模块。对于弯道转向控制模块，所述弯道转向控制模块包括左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀；
[0176]
所述弯道转向控制模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，改变左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度；
[0177]
所述弯道转向控制模块与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取所述转向类型ps和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值r1；
[0178]
所述弯道转向控制模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车标准车身高度；
[0179]
当所述道路种类检测模块判断出所述汽车前方10米内道路种类为弯道、所述转向类型估计器判断出所述转向类型为慢转弯，即|r1|》r
critical
且ps＜p
critical
时，所述转向工况控制模块判断汽车处于弯道转向工况，通过如下的高度变化公式对所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制：
[0180][0181]
δh＝h
l-hr[0182][0183][0184]
式中，δh为所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差，单位是m，h
l
为所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fl
为左前空气弹簧高度，单位是m，h
rl
为左后空气弹簧高度，单位是m，hr为所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fr
为右前空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为右后空气弹簧高度，单位是m，hv是所述汽车标准车身高度，单位是m；
[0185]
δ1、δ2是权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；
[0186]
当所述汽车前方10米内道路是左转弯时，即r1》0，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度不变，所述弯道转向控制模块对所述右前空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号，使所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度增大，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差等于所述高度变化公式的结果值；
[0187]
当所述汽车前方10米内道路是右转弯时，即r1＜0，使所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度不变，所述弯道转向控制模块对所述左前空气弹簧电控阀和所述左后空气弹簧电控阀发出充气信号，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度增大，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差等于所述高度变化公式的结果值。
[0188]
对于直道避障控制模块，所述直道避障控制模块包括左前可变阻尼减震器电控阀、右前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控
阀、转向盘转角传感器；
[0189]
所述直道避障控制模块可以向所述左前可变阻尼减震器电控阀、右前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀发出信号，改变左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数；所述转向盘转角传感器可以采集转向盘转角的大小和方向；
[0190]
所述弯道转向控制模块与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，获取所述转向类型ps和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值r1；
[0191]
所述弯道转向控制模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车标准车身高度；
[0192]
当所述道路种类检测模块判断出所述汽车前方10米内道路种类为直道、所述转向类型估计器判断出所述转向类型为急转弯，即|r1|＜r
1，critical
且ps》p
critical
时，通过如下的阻尼系数变化公式对所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数进行控制：
[0193][0194]
δc＝δ
c，l-δ
c，r
[0195][0196][0197]
式中δc是所述左前可变阻尼减振器和左后可变阻尼减振器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减振器和右后可变阻尼减振器的平均阻尼系数的差值，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，l
是所述左前可变阻尼减振器和左后可变阻尼减振器的平均阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，fl
是左前可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，rl
是左后可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，r
是所述右前可变阻尼减振器和右后可变阻尼减振器的平均阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，fr
是右前可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c，rr
是右后可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
；
[0198]
θ
sw
是所述转向盘转角传感器获得的转向盘转角，单位是弧度，转向盘逆时针转动时θ
sw
》0，sgn(θ
sw
)＝1，转向盘顺时针转动时θ
sw
＜0，sgn(θ
sw
)＝-1，转向盘不转动时θ
sw
＝0，sgn(θ
sw
)＝0，m是汽车总质量，单位是kg，hv是所述汽车标准车身高度，单位是m；
[0199]
当所述转向盘转角为逆时针方向时，汽车处于直道避障左转工况，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数不变，所述直道避障控制模块向所述右前可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀发出信号，使所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数减小，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数的差值等于所述阻尼系数变化公式的结果值；
[0200]
当所述转向盘转角为顺时针方向时，汽车处于直道避障右转工况，所述直道避障控制模块向所述左前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀发出信号，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数减小，使所述右前可变阻尼
减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数不变，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数的差值等于所述阻尼系数变化公式的结果值。
[0201]
对于纵向过坡控制模块，所述纵向过坡控制模块包括车身纵向高度调节模块、车身纵向高度动态反馈调整模块；
[0202]
所述车身纵向高度调节模块包括左前空气弹簧电控阀、左前空气弹簧高度传感器、右前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧高度传感器、左后空气弹簧电控阀、左后空气弹簧高度传感器、右后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧高度传感器；
[0203]
所述车身纵向高度调节模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号或放气信号，改变左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度、左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度；
[0204]
所述车身纵向高度调节模块可以采集所述左前空气弹簧高度传感器、所述右前空气弹簧高度传感器、所述左后空气弹簧高度传感器、所述右后空气弹簧高度传感器的高度信号；
[0205]
所述车身纵向高度调节模块与所述道路种类检测模块通信连接，可以获取所述汽车当前位置的道路纵向坡度；
[0206]
所述车身纵向高度调节模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车轴距、空气弹簧最大伸张量、空气弹簧最大压缩量；
[0207]
所述车身纵向高度动态反馈调整模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气信号或快速放气信号，对所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀的充气速度或放气速度进行动态调整；
[0208]
当所述汽车当前位置的道路纵向坡度|r2|＜r
2，critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向缓坡，所述纵向过坡控制模块和所述纵向动态反馈调整模块不工作，不控制所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值；
[0209]
当所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2》r
2，critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向下陡坡，所述车身纵向高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀和所述右前空气弹簧电控阀发出充气信号以增大所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，向所述左后空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出放气信号以减小所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，通过纵向下陡坡高度调节公式对所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值进行控制；
[0210]
所述纵向下陡坡高度调节公式如下：
[0211]
当期望前、后空气弹簧高度差小于等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和时，使所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于期望前、后空气弹簧高度差：
[0212]
当δ
h，goal
≤δ
l，emax
+δ
l，cmax
时，使δh＝δ
h，goal
；
[0213]
其中δ
h，goal
＝l
×
sin(r2)，δh＝h
f-hr，，
[0214]
式中δ
h，goal
为所述期望前、后空气弹簧高度差，单位是m，δ
h，goal
》0，l为所述汽车
轴距，单位是m，r2为所述汽车当前位置的道路纵向坡度，单位是弧度；
[0215]
δ
l，emax
是所述空气弹簧最大伸张量，单位是m，δ
l，emax
＞0，δ
l，cmax
是所述空气弹簧最大压缩量，单位是m，δ
l，cmax
》0，δh为所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值，单位是m，hf为所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fl
为所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度，单位是m，h
fr
为所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度，单位是m，hr为所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
rl
为所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度，单位是m；
[0216]
当δ
h，goal
≤δ
l，emax
+δ
l，cmax
且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；
[0217]
当δ
h，goal
≤δ
l，emax
+δ
l，cmax
且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出慢速充气的调整信号；
[0218]
当期望前、后空气弹簧高度差大于空气弹簧最大伸张量和空气弹簧最大压缩量之和时，使得所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和：
[0219]
当δ
h，goal
》δ
l，emax
+δ
l，cmax
时，使δh＝δ
l，emax
+δ
l，cmax
；
[0220]
当δ
h，goal
》δ
l，emax
+δ
l，cmax
时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；
[0221]
当所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2＜-r
2，critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向上陡坡，所述车身纵向高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀和所述右前空气弹簧电控阀发出放信号以减小所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，向所述左后空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号以增大所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，通过纵向下陡坡高度调节公式对所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值进行控制；
[0222]
所述纵向上陡坡高度调节公式如下：
[0223]
当期望前、后空气弹簧高度差大于或等于所述空气弹簧最大伸张量和所述最大压缩量之和的相反数时，使得所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于期望前、后空气弹簧高度差：
[0224]
当δ
h，goal
≥-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)时，使δh＝δ
h，goal
；
[0225]
式中δ
h，goal
为所述期望前、后空气弹簧高度差，δ
h，goal
＜0；
[0226]
当δ
h，goal
≥-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；
[0227]
当δ
h，goal
≥-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出慢速充气的调整信
号；
[0228]
当期望前、后空气弹簧高度差小于空气弹簧最大伸张量和最大压缩量之和的相反数时，使所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和的相反数：
[0229]
当δ
h，goal
＜-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)时，使δh＝-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)；
[0230]
当δ
h，goal
＜-(δ
l，emax
+δ
l，cmax
)时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号。
[0231]
对于越野状态控制模块，所述越野状态控制模块包括道路颠簸程度判断模块、越野高度调节模块；
[0232]
所述道路颠簸程度判断模块包括左前空气弹簧高度传感器、右前空气弹簧高度传感器、左后空气弹簧高度传感器、右后空气弹簧高度传感器；
[0233]
所述道路颠簸程度判断模块可以根据所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度、所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度、所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度、所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度来判断道路颠簸程度；
[0234]
所述越野高度调节模块包括左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀；
[0235]
所述越野高度调节模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车轮距；
[0236]
所述越野高度调节模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，从而控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于低位状态、中位状态或高位状态；
[0237]
所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：
[0238][0239][0240][0241][0242][0243]
式中，h
fl
为所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度，单位是m，h
fr
为所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度，单位是m，hf为所述左前空气弹簧高度和所述右前空气弹簧高度的平均值，单位是m，h
rl
为所述左后空气弹簧高度传感器采
集的左后空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度，单位是m，hr为所述左后空气弹簧高度和所述右后空气弹簧高度的平均值，单位是m，p
fl
是左前空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
fr
是右前空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
rl
是左后空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
rr
是右后空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p是整车综合空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，l2是所述汽车轮距，单位是m；
[0244]
γ1、γ2、γ3、γ4是权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；
[0245]
当p＜p
low
时，所述道路颠簸程度为平缓；
[0246]
当p
low
＜p＜p
high
时所述道路颠簸程度为轻微凸起路面；
[0247]
当p》p
high
时，所述道路颠簸程度为严重凸起路面；
[0248]
其中p
low
是空气弹簧高度变化程度第一标准值，为一无量纲值，p
high
是空气弹簧高度变化程度第二标准值，为一无量纲值；
[0249]
当所述道路颠簸程度为平缓时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于低位状态；
[0250]
当所述道路颠簸程度为轻微凸起路面时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于中位状态；
[0251]
当所述道路颠簸程度为严重凸起路面时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于高位状态。

技术特征：
1.一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，包括：道路种类检测模块、转向类型估计模块、侧翻状态报警模块、弯道转向控制模块、直道避障控制模块、纵向过坡控制模块、越野状态控制模块；所述道路种类检测模块，其通过采集汽车前方10米内道路曲率最大值，以判断前方道路种类，其通过采集左前悬架受到的道路支撑力、右前悬架受到的道路支撑力、左后悬架受到的道路支撑力、右后悬架受到的道路支撑力和汽车在道路上行驶时的纵向加速度，利用纵向坡度计算公式以判断汽车当前位置的道路纵向坡度；所述转向类型估计模块，其通过采集转向盘角速度、车身横摆角加速度和制动踏板力，利用转向类型估计公式来估计汽车转向类型；所述侧翻状态报警模块，其通过监测汽车行驶过程中的轮速、左前空气悬架压力、右前空气悬架压力、左后空气悬架压力、右后空气悬架压力，利用侧翻状态报警公式对是否发出侧翻报警信号进行判断；所述弯道转向控制模块，其与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取转向类型和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值，利用高度变化公式来对左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制；所述直道避障控制模块，其与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取转向类型和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值，利用阻尼系数变化公式对左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数进行控制；所述纵向过坡控制模块，包括车身纵向高度调节模块、车身纵向高度动态反馈调整模块，其与所述道路种类检测模块通信连接，通过获取汽车当前位置的道路纵向坡度，利用纵向下陡坡高度调节公式或纵向上陡坡高度调节公式对左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度、左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制，并对左前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀的充气速度或放气速度进行调整；所述越野状态控制模块，其包括道路颠簸程度判断模块、越野高度调节模块，其利用道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断，通过越野高度调节模块控制左前空气弹簧的高度、右前空气弹簧的高度、左后空气弹簧的高度、右后空气弹簧的高度处于低位状态、中位状态或高位状态。2.根据权利要求1所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述道路种类检测模块包括道路弯度检测仪、道路纵向坡度检测仪，所述道路弯度检测仪获得汽车前方10米内道路曲率最大值，所述道路纵向坡度检测仪获得汽车当前位置的道路纵向坡度；所述道路弯度检测仪包括车载摄像头，通过所述车载摄像头扫描汽车前方10米内道路曲率最大值r1，判断汽车前方10米内前方道路类型：当|r1|>r
1,critical
，所述汽车前方10米内道路种类为弯道；当|r1|≤r
1,critical
，所述汽车前方10米内道路种类为直道；式中，r1的单位是m-1
，r
1,critical
为道路种类标准值，单位是m-1
，且r
1,critical
>0；当所述汽
车前方10米内道路曲率最大值位于左转弯道路时，r1为正；当所述汽车前方10米内道路曲率最大值位于右转弯道路时，r1为负；所述道路纵向坡度检测仪包括左前悬架上的压力传感器、右前悬架上的压力传感器、左后悬架上的压力传感器、右后悬架上的压力传感器、汽车纵向加速度传感器；所述左前悬架上的压力传感器获得左前悬架受到的道路支撑力f
fl
，所述右前悬架上的压力传感器获得右前悬架受到的道路支撑力f
fr
，所述左后悬架上的压力传感器获得左后悬架受到的道路支撑力f
rl
，所述右后悬架上的压力传感器获得右后悬架受到的道路支撑力f
rr
，所述汽车纵向加速度传感器获得汽车在道路上行驶时的纵向加速度a
y
，根据纵向坡度计算公式对所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2进行计算：式中，r2的单位是弧度，sgn()表示符号函数，当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
>0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝1，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为下坡；当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
＝0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝0，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为0；当f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
＜0时，sgn(f
fl
+f
fr-f
rl-f
rr
)＝-1，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为上坡；当|r2|>r
2,critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向陡坡；当r2>r
2,critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向下陡坡；当r2<-r
2,critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向上陡坡；当|r2|≤r
2,critical
，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向缓坡；式中，r
2,critical
是道路纵向坡度标准值，r
2,critical
的单位是弧度,且r
2,critical
>0；m表示汽车总质量，单位是kg，g表示重力加速度，取g＝9.8m/s2；当汽车加速时，所述纵向加速度a
y
为正，当汽车减速时，所述纵向加速度a
y
为负。3.根据权利要求1所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述转向类型估计模块可以根据转向类型估计公式对汽车转向类型进行估计；所述转向类型估计模块包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车的转向盘角速度上极限、使汽车处于稳定工况的车身横摆角速度上极限和制动踏板力上极限；所述转向类型估计模块包括转向盘角速度传感器、车身横摆角加速度传感器和制动踏板力传感器，通过所述转向类型估计公式来估计转向类型p
s
：式中，p
s
为一无量纲值，用以判断汽车转向类型；β1、β2、β3为权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；v
sw
为所述转向盘角速度传感器获得的转向盘角速度，单位是rad
·
s-1
，v
up
为所述转向盘角速度上极限，单位是rad
·
s-1
，α
v
为所述车身横摆角加速度传感器获得的车身横摆角加速度，单位是rad
·
s-2
，α
up
为所述使汽车处于稳定工况的车身横摆角加速度上极限，单位是rad
·
s-2
，f
b
为所述制动踏板力传感器获得的制动踏板力，单位是n，f
up
为所述制动踏板力上极限，单位是n；所述转向类型p
s
所处两种情况分别对应两种转向类型：当p
s
≥p
critical
时，所述转向类型为急转弯；
当p
s
<p
critical
时，所述转向类型为慢转弯；式中，p
critical
为转向类型标准值，为一无量纲值。4.根据权利要求1所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述侧翻状态报警模块包括声音提示器、轮速传感器、左前空气悬架压力传感器、右前空气悬架压力传感器、左后空气悬架压力传感器、右后空气悬架压力传感器；所述轮速传感器监测汽车行驶过程中的轮速ω
w
，当ω
w
<ω
w,critical
时，所述侧翻状态报警模块不发出报警信号，其中ω
w,critical
是轮速标准值；当所述轮速传感器监测的轮速ω
w
>ω
w,critical
时，利用侧翻状态报警公式对是否发出报警信号进行判断：警信号进行判断：警信号进行判断：警信号进行判断：警信号进行判断：警信号进行判断：q
max
＝max{q
fl
,q
fr
,q
rl
,q
rr
}式中，f
fl
、f
fr
、f
rl
、f
rr
分别是所述左前空气悬架压力传感器、所述右前空气悬架压力传感器、所述左后空气悬架压力传感器、所述右后空气悬架压力传感器监测到的左前空气悬架压力、右前空气悬架压力、左后空气悬架压力、右后空气悬架压力，单位均为n，f
f
为左前空气悬架压力和右前空气悬架压力的平均值，单位为n，f
r
为左后空气悬架压力和右后空气悬架压力的平均值，单位为n，q
fl
是左前空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
fr
是右前空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
rl
是左后空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，w
rr
是右后空气悬架压力偏移率，为一无量纲值，q
max
是汽车悬架压力偏移率的最大值，为一无量纲值；当q
max
≤q
critical
时，所述侧翻状态报警模块不发出报警信号，其中q
critical
是侧翻压力偏移率标准值，为一无量纲值；当q
max
>q
critical
时，所述侧翻状态报警模块发出侧翻报警信号，所述声音提示器会提示驾驶员降低车速或者驶离当前道路。5.根据权利要求1或2或3所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述弯道转向控制模块包括左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀；所述弯道转向控制模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，改变左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度；
所述弯道转向控制模块与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，可以获取所述转向类型ps和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值r1；所述弯道转向控制模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车标准车身高度；当所述道路种类检测模块判断出所述汽车前方10米内道路种类为弯道、所述转向类型估计器判断出所述转向类型为慢转弯，即|r1|>p
critical
且p
s
<p
critical
时，所述转向工况控制模块判断汽车处于弯道转向工况，通过如下的高度变化公式对所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度、所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度进行控制：δ
h
＝h
l-h
rr
式中，δ
h
为所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差，单位是m，h
l
为所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fl
为左前空气弹簧高度，单位是m，h
rl
为左后空气弹簧高度，单位是m，h
r
为所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fr
为右前空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为右后空气弹簧高度，单位是m,h
v
是所述汽车标准车身高度，单位是m；δ1、δ2是权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；当所述汽车前方10米内道路是左转弯时，即r1>0，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度不变，所述弯道转向控制模块对所述右前空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号，使所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度增大，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差等于所述高度变化公式的结果值；当所述汽车前方10米内道路是右转弯时，即r1<0，使所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度不变，所述弯道转向控制模块对所述左前空气弹簧电控阀和所述左后空气弹簧电控阀发出充气信号，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度增大，使所述左前空气弹簧和左后空气弹簧的平均高度与所述右前空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差等于所述高度变化公式的结果值。6.根据权利要求1或2或3所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述直道避障控制模块包括左前可变阻尼减震器电控阀、右前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀、转向盘转角传感器；所述直道避障控制模块可以向所述左前可变阻尼减震器电控阀、右前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀发出信号，改变左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数；所述转向盘转角传感器可以采集转向盘转角的大小和方向；所述弯道转向控制模块与所述转向类型估计模块和所述道路种类检测模块通信连接，
获取所述转向类型ps和所述汽车前方10米内的道路曲率最大值r1；所述弯道转向控制模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车标准车身高度；当所述道路种类检测模块判断出所述汽车前方10米内道路种类为直道、所述转向类型估计器判断出所述转向类型为急转弯，即|r1|<r
1,critical
且p
s
>p
critical
时，通过如下的阻尼系数变化公式对所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数、所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数进行控制：δ
c
＝δ
c,l-δ
c,rc,r
式中δ
c
是所述左前可变阻尼减振器和左后可变阻尼减振器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减振器和右后可变阻尼减振器的平均阻尼系数的差值，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c,l
是所述左前可变阻尼减振器和左后可变阻尼减振器的平均阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c,fl
是左前可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c,rl
是左后可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c,r
是所述右前可变阻尼减振器和右后可变阻尼减振器的平均阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c,fr
是右前可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
，δ
c,rr
是右后可变阻尼减振器阻尼系数，单位是n
·
(m
·
s-1
)-1
；θ
sw
是所述转向盘转角传感器获得的转向盘转角,单位是弧度，转向盘逆时针转动时θ
sw
>0，sgn(θ
sw
)＝1，转向盘顺时针转动时θ
sw
<0，sgn(θ
sw
)＝-1，转向盘不转动时θ
sw
＝0，sgn(θ
sw
)＝0，m是汽车总质量，单位是kg，h
v
是所述汽车标准车身高度，单位是m；当所述转向盘转角为逆时针方向时，汽车处于直道避障左转工况，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数不变，所述直道避障控制模块向所述右前可变阻尼减震器电控阀、右后可变阻尼减震器电控阀发出信号，使所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数减小，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数的差值等于所述阻尼系数变化公式的结果值；当所述转向盘转角为顺时针方向时，汽车处于直道避障右转工况，所述直道避障控制模块向所述左前可变阻尼减震器电控阀、左后可变阻尼减震器电控阀发出信号，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数减小，使所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数不变，使所述左前可变阻尼减震器和左后可变阻尼减震器的平均阻尼系数与所述右前可变阻尼减震器和右后可变阻尼减震器的平均阻尼系数的差值等于所述阻尼系数变化公式的结果值。7.根据权利要求1或2所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述纵向过坡控制模块包括车身纵向高度调节模块、车身纵向高度动态反馈调整模块；所述车身纵向高度调节模块包括左前空气弹簧电控阀、左前空气弹簧高度传感器、右
前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧高度传感器、左后空气弹簧电控阀、左后空气弹簧高度传感器、右后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧高度传感器；所述车身纵向高度调节模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号或放气信号，改变左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度、左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度；所述车身纵向高度调节模块可以采集所述左前空气弹簧高度传感器、所述右前空气弹簧高度传感器、所述左后空气弹簧高度传感器、所述右后空气弹簧高度传感器的高度信号；所述车身纵向高度调节模块与所述道路种类检测模块通信连接，可以获取所述汽车当前位置的道路纵向坡度；所述车身纵向高度调节模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车轴距、空气弹簧最大伸张量、空气弹簧最大压缩量；所述车身纵向高度动态反馈调整模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气信号或快速放气信号，对所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀的充气速度或放气速度进行动态调整；当所述汽车当前位置的道路纵向坡度|r2|<r
2,critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向缓坡，所述纵向过坡控制模块和所述纵向动态反馈调整模块不工作，不控制所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值；当所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2>r
2,critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向下陡坡，所述车身纵向高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀和所述右前空气弹簧电控阀发出充气信号以增大所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，向所述左后空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出放气信号以减小所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，通过纵向下陡坡高度调节公式对所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值进行控制；所述纵向下陡坡高度调节公式如下：当期望前、后空气弹簧高度差小于等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和时，使所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于期望前、后空气弹簧高度差：当δ
h,goal
≤δ
l,emax
+δ
l,cmax
时，使δ
h
＝δ
h,goal
；其中δ
h,goal
＝l
×
sin(r2)，δ
h
＝h
f-h
r
，式中δ
h,goal
为所述期望前、后空气弹簧高度差，单位是m，δ
h,goal
>0，l为所述汽车轴距，单位是m，r2为所述汽车当前位置的道路纵向坡度，单位是弧度；δ
l,emax
是所述空气弹簧最大伸张量，单位是m，δ
l,emax
>0，δ
l,cmax
是所述空气弹簧最大压缩量，单位是m，δ
l,cmax
>0，δ
h
为所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值，单位是m，h
f
为所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，单位是m，h
fl
为所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度，单位是m，h
fr
为所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度，单位是m，h
r
为
所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，单位是m，h
rl
为所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度，单位是m；当δ
h,goal
≤δ
l,emax
+δ
l,cmax
且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；当δ
h,goal
≤δ
l,emax
+δ
l,cmax
且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出慢速充气的调整信号；当期望前、后空气弹簧高度差大于空气弹簧最大伸张量和空气弹簧最大压缩量之和时，使得所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和：当δ
h,goal
>δ
l,emax
+δ
l,cmax
时，使δ
h
＝δ
l,emax
+δ
l,cmax
；当δ
h,goal
>δ
l,emax
+δ
l,cmax
时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；当所述汽车当前位置的道路纵向坡度r2<-r
2,critical
时，所述汽车当前位置的道路纵向坡度为纵向上陡坡，所述车身纵向高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀和所述右前空气弹簧电控阀发出放信号以减小所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度，向所述左后空气弹簧电控阀和所述右后空气弹簧电控阀发出充气信号以增大所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度，通过纵向下陡坡高度调节公式对所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值进行控制；所述纵向上陡坡高度调节公式如下：当期望前、后空气弹簧高度差大于或等于所述空气弹簧最大伸张量和所述最大压缩量之和的相反数时，使得所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于期望前、后空气弹簧高度差：当δ
h,goal
≥-(δ
l,emax
+δ
l,cmax
)时，使δ
h
＝δ
h,goal
；式中δ
h,goal
为所述期望前、后空气弹簧高度差，δ
h,goal
<0；当δ
h,goal
≥-(δ
l,emax
+δ
l,cmax
)且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号；当δ
h,goal
≥-(δ
l,emax
+δ
l,cmax
)且时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出慢速充气的调整信号；当期望前、后空气弹簧高度差小于空气弹簧最大伸张量和最大压缩量之和的相反数时，使所述左前空气弹簧和右前空气弹簧的平均高度与所述左后空气弹簧和右后空气弹簧的平均高度的差值等于所述空气弹簧最大伸张量和所述空气弹簧最大压缩量之和的相反数：当δ
h,goal
<-(δ
l,emax
+δ
l,cmax
)时，使δ
h
＝-(δ
l,emax
+δ
l,cmax
)；当δ
h,goal
<-(δ
l,emax
+δ
l,cmax
)时，所述车身纵向高度动态反馈调整模块向所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出快速充气的调整信号。
8.根据权利要求1所述的一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，其特征在于，所述越野状态控制模块包括道路颠簸程度判断模块、越野高度调节模块；所述道路颠簸程度判断模块包括左前空气弹簧高度传感器、右前空气弹簧高度传感器、左后空气弹簧高度传感器、右后空气弹簧高度传感器；所述道路颠簸程度判断模块可以根据所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度、所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度、所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度、所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度来判断道路颠簸程度；所述越野高度调节模块包括左前空气弹簧电控阀、右前空气弹簧电控阀、左后空气弹簧电控阀、右后空气弹簧电控阀；所述越野高度调节模块还包括车辆基本信息模块，里面储存的信息有汽车轮距；所述越野高度调节模块可以向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，从而控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于低位状态、中位状态或高位状态；所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：所述道路颠簸程度判断模块通过道路颠簸程度判断公式对道路颠簸程度进行判断：式中，h
fl
为所述左前空气弹簧高度传感器采集的左前空气弹簧高度，单位是m，h
fr
为所述右前空气弹簧高度传感器采集的右前空气弹簧高度，单位是m，h
f
为所述左前空气弹簧高度和所述右前空气弹簧高度的平均值，单位是m，h
rl
为所述左后空气弹簧高度传感器采集的左后空气弹簧高度，单位是m，h
rr
为所述右后空气弹簧高度传感器采集的右后空气弹簧高度，单位是m，h
r
为所述左后空气弹簧高度和所述右后空气弹簧高度的平均值，单位是m，p
fl
是左前空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
fr
是右前空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
rl
是左后空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p
rr
是右后空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，p是整车综合空气弹簧高度变化程度，为一无量纲值，l2是所述汽车轮距，单
位是m；γ1、γ2、γ3、γ4是权重因子，并可以通过神经网络加以训练得到合适的值；当p<p
low
时，所述道路颠簸程度为平缓；当p
low
<p<p
high
时所述道路颠簸程度为轻微凸起路面；当p>p
high
时，所述道路颠簸程度为严重凸起路面；其中p
low
是空气弹簧高度变化程度第一标准值，为一无量纲值，p
high
是空气弹簧高度变化程度第二标准值，为一无量纲值；当所述道路颠簸程度为平缓时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于低位状态；当所述道路颠簸程度为轻微凸起路面时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于中位状态；当所述道路颠簸程度为严重凸起路面时，所述越野高度调节模块向所述左前空气弹簧电控阀、所述右前空气弹簧电控阀、所述左后空气弹簧电控阀、所述右后空气弹簧电控阀发出充气或放气信号，控制所述左前空气弹簧的高度、所述右前空气弹簧的高度、所述左后空气弹簧的高度、所述右后空气弹簧的高度处于高位状态。

技术总结
本发明公开了一种基于道路种类的汽车主动悬架控制系统，属于汽车主动悬架领域；旨在解决汽车在弯道转向、直道避障、纵向过坡、越野等工况下的主动悬架的控制问题。本发明采用了先检测，再决定控制策略，然后再对空气弹簧电控阀和可变阻尼减震器电控阀进行控制的思路，对不同工况下的汽车的主动悬架进行控制。对不同工况下的汽车的主动悬架进行控制。对不同工况下的汽车的主动悬架进行控制。


技术研发人员：张本杨 郑宏宇 宗长富 郭中阳 赵祥超 束磊 刘贞雷 束琦 吴竞启 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：2023.03.30
技术公布日：2023/6/28