[0048] 下面结合附图对于本发明的具体实施做进一步的说明。
[0049] 基于模型预判的电磁混合悬架模式切换方法主要分为以下四个步骤：
[0050] 步骤1.ECU(7)结合各传感器测得的数据构建出前轮预瞄距离L1段以及后轮预瞄距离L2段的路面谱；
[0051] 步骤2.建立四分之一悬架模型；
[0052] 步骤3.将路面谱输入进悬架模型中，计算出车身加速度ai的均方根值arms以及悬架动行程si的峰值smax；
[0053] 步骤4.通过将计算得到的均方根值arms、峰值smax与阈值arms0、smax0进行对比，从而确定各悬架下一周期内的模式并控制左前悬架系统(8)、右前悬架系统(9)、左后悬架系统(10)右后悬架系统(11)中的可调阻尼(13)与直线电机(14)调至相应模式。
[0054] 如图1、图2、图3所示，基于模型预判的电磁混合悬架模式切换方法，其传感器包括安装于左前轮中心正前方的进气格栅下方的左前激光测距仪1，安装于右前轮中心正前方的进气格栅下方的右前激光测距仪2，安装于左前悬架系统8中可调阻尼器13两端的左前车身高度传感器3，安装于右前悬架系统9中可调阻尼器13两端的右前车身高度传感器4，安装于左后悬架系统10中可调阻尼器13两端的左后车身高度传感器5，安装于右后悬架系统11中可调阻尼器13两端的右后车身高度传感器6，四个悬架系统中螺旋弹簧12、可调阻尼器13、直线电机14并列安装，ECU电子控制单元7安装于控制面板下，车速传感器15车辆自带。
[0055] 由于车辆四个悬架组成部件相同，模式切换方法类似，因此本文着重对左侧悬架模式切换方法进行说明。
[0056] 激光测距仪1采集其安装位置至下方路表面的实时垂直距离HL1i，激光测距仪2采集其安装位置至下方路表面的实时垂直距离HR1i，车身高度传感器3采集左前可调阻尼器两端的实时直线距离HL2i，左后车身高度传感器5采集左后可调阻尼器两端的实时直线距离HL3i，车速传感器15测取实时车速v。上述传感器将测得的数据实时输入ECU电子控制单元7。
[0057] 前轮中心至车辆前端激光测距仪1安装点的纵向间离为前悬的预瞄距离L1，后轮中心至车辆前端激光测距仪1安装点的纵向间离为后悬的预瞄距离L2；前轮驶过L1段所需的时间T1作为前悬8模式调整周期，后轮驶过L2段所需的时间T2作为后悬10模式调整周期。
[0058] 首先，为了保证各传感器在任意采样间隔时间内车辆驶过的距离相同，需要对传感器采样频率进行设定。因此，设定前悬8在L1段内所需样本个数N1与后悬10在L2段内所需样本个数N2之比 从而得到其采样间隔 从而设置各传感器在第n周期内采样频率 其中v(n-1)为上一周期内车辆行驶的平
均速度。
[0059] 进一步，ECU7通过计算传感器输入的数据，计算出由车身俯仰造成激光测距仪1的实时移动距离ΔHL1i′。如图4所示，建立公式： 整理可得 其中，L1为前轮预瞄距离、L2为后轮预瞄距离、HL20
为左前悬架系统8中的车身高度传感器3测得的可调阻尼器13两端的初始直线距离、HL30为左后悬架系统10中的车身高度传感器5测出的可调阻尼器13两端的初始直线距离、HL2i为左前悬架系统8中的车身高度传感器5测得的可调阻尼器13两端的实时直线距离、HL3i为左后悬架系统10中的车身高度传感器5测得的可调阻尼器13两端的实时直线距离。
[0060] 进一步，ECU7通过计算传感器输入的数据，计算出由车身侧倾造成激光测距仪1的实时移动距离ΔHL1i”，如图5所示，建立公式： 整理可得 其中，L3为左前车身高度传感器3与右前车
身高度传感器4间距、L4为左前激光测距仪1与左前车身高度传感3器横向间隔距离、HL20为左前悬架系统8中的车身高度传感器3测得的可调阻尼器13两端的初始直线距离、HR20为右前悬架系统9中的车身高度传感器4测得的可调阻尼器13两端的初始直线距离、HL2i为左前悬架系统8中的车身高度传感器3测得的可调阻尼器13两端的实时直线距离、HR2i为右前悬架系统9中的车身高度传感器4测得的可调阻尼器13两端的实时直线距离。
[0061] 进一步，计算由于车身运动造成的激光测距仪1实时移动距离ΔHL1i，其值等于由于车身俯仰造成的激光测距仪1垂直位置的改变量ΔHL1i′与由于车身侧倾造成的激光测距仪1垂直位置的改变量ΔHL1i”之和，即ΔHL1i＝ΔHL1i′+ΔHL1i”。
[0062] 进一步，左侧实时路表面对于理想平面的偏离距离yLi的值等于在行驶过程中左前激光测距仪1测得其安装位置至下方路表面的实时垂直距离HL1i减去由于车身运动造成的激光测距仪1垂直位置的改变量ΔHL1i以及激光测距仪1测得的初始距离HL10，即yLi＝HL1i-ΔHL1i-HL10。整理可得：
[0063]
[0064] 进一步，如图6所示，通过扫描前轮预瞄距离L1路面的时间T1为横坐标，以前轮预瞄距离L1段内实时路表面对于理想平面的偏离距离yLi作为纵坐标，建立输入前轮的路面谱；以第n周期内扫描后轮预瞄距离L2路面的时间T2为横坐标，以后轮预瞄距离L2段内实时路表面对于理想平面的偏离距离yLi作为纵坐标，建立输入后轮的路面谱。
[0065] 进一步，建立四分之一被动悬架模型动力学微分方程：
[0066] 其中ms为簧载质量，mu为非簧载质量，ks为螺旋弹簧12刚度，cs为可调阻尼器13阻尼系数，kt为轮胎等效刚度，zs为车身输出位移，zu为轮胎输出位移，yLi为路面输入位移即实时路表面对于理想平面的偏离距离。
[0067] 进一步，得出四分之一被动悬架模型的状态方程为： 其中，为状态变量，U＝[yLi]为输入变量，可得
T
B＝[0 1 0 0] 。四分之一被动悬架模型的输出方程
为：Y＝CX+DU，其中，
[0068] 进一步，将路面谱输入进悬架模型中，悬架模型输出的车身加速度 悬架动行程si＝zs-zu，从而得到前轮车身加速度ai的均方根值 悬架动行程si的峰值smax＝max(|si|)。后轮车身加速度ai的均方根值 悬架动行程si的
峰值smax＝max(|si|)。
[0069] 进一步，为了保证乘客的舒适性，车身加速度ai的均方根值arms的阈值arms0的取值范围在0.2～0.3g之内；为了提高车辆的操稳性，悬架动行程si的峰值smax的阈值smax0的取值范围在悬架最大行程的0.7～0.8之内，悬架最大行程为悬架撞击限位块时的伸缩量。
[0070] 进一步，ECU7将悬架模型输出的车身加速度ai的均方根值arms以及悬架动行程si的峰值smax与所设的阈值arms0、smax0进行对比。
[0071] 当arms≥arms0、smax≥smax0时，认为路面整体平整度较差且路面激励峰值大，因此认为需调整到综合模式下对操纵稳定性与舒适性同时进行控制。
[0072] 当arms≥arms0、smax≤smax0时，认为路面激励无较大峰值出现，但整体较为粗糙，此时操稳性有一定保障但舒适性不好，因此须将模式调整至舒适模式。
[0073] 当arms≤arms0、smax≥smax0时，认为路面整体较为平顺但会出现较大激励峰值，此时车身舒适性并不差但在路面激励峰值出现时刻会对轮胎有非常强烈的冲击，因此可将模式调整至安全模式以提高操稳性。
[0074] 当arms≤arms0、smax≤smax0时，认为路面整体较为平顺且无过大路面激励出现，其本身对车身舒适性与操稳性影响不大，因此只需在馈能模式下进行进一步改善。
[0075] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0076] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
