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一种半主动悬架的预介入系统及应用方法

申请号 CN202410191913.X 申请日 2024-02-21 公开(公告)号 CN117962541A 公开(公告)日 2024-05-03
申请人 中国第一汽车股份有限公司; 发明人 董钊宏; 于长清; 孙野; 吕彦朋; 李彬; 常进云;
摘要 本 发明 公开了一种半主动悬架的预介入系统及应用方法,属于 汽车 减震控制技术领域,包括预介入功能模组、ECU中央控 制模 块 和ECU悬架 控制模块 ;预介入功能模组包括雷达 传感器 、红外传感器和监控摄像头,用于实时监控路面信息并将车辆由平面路面过渡到非平面路面前将路面信息输入给ECU中央控制模块;ECU中央控制模块与预介入功能模组相连,接收并处理预介入功能模组的信息,控制ECU悬架控制模块输出 信号 ,ECU中央控制模块所处理的信息中,预介入功能模组的信息优先于其他需要控制ECU悬架控制模块 输出信号 的信息;ECU悬架控制模块与ECU中央控制模块相连,包括CDC减震器和悬架,用于根据控制策略输出控制 电流 给CDC 减振器 以调节阻尼 力 ,实现悬架的软硬度调节。
权利要求

1.一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,包括:预介入功能模组、ECU中央控制模和ECU悬架控制模块
预介入功能模组包括雷达传感器、红外传感器和监控摄像头,用于实时监控路面信息并将车辆由平面路面过渡到非平面路面前将路面信息输入给ECU中央控制模块;
ECU中央控制模块与预介入功能模组相连,接收并处理预介入功能模组的信息,控制ECU悬架控制模块输出信号,ECU中央控制模块所处理的信息中,预介入功能模组的信息优先于其他需要控制ECU悬架控制模块输出信号的信息;
ECU悬架控制模块与ECU中央控制模块相连,包括CDC减震器和悬架,用于根据控制策略输出控制电流给CDC减振器以调节阻尼,实现悬架的软硬度调节。
2.如权利要求1所述的一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,监控摄像头位于车辆进气格栅下方的正中间位置,与ECU中央控制模块相连,在预介入功能模组中处于第一识别顺序,用于拍照识别车辆前方是否存在路况变化,并将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块,完成监控摄像头信息的第一识别分析。
3.如权利要求2所述的一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,雷达传感器有三个,分别位于车辆进气格栅下方的左中右三个位置,与ECU中央控制模块相连,雷达传感器在预介入功能模组中处于第二识别顺序,用于穿透识别疑似障碍物体的遮挡,能够弥补第一识别顺序下的视物范围有限的问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块,完成雷达传感器信息的第二识别分析,并对第一识别顺序信息进行矫正。
4.如权利要求3所述的一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,红外传感器有两个,分别位于车辆进气格栅下方的左右两个位置,与ECU中央控制模块相连,能够通过测量路面的表面温度,进一步的区分路面形状,在预介入功能模组中处于第三识别顺序,用于判断存在温差的疑似固体路面,还能够弥补黑暗环境下第一第二识别顺序的识别不足问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块,完成红外传感器信息的第三识别分析,并对第二识别顺序信息进行矫正。
5.如权利要求2所述的一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,监控摄像头为前视单目摄像头。
6.如权利要求3所述的一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,雷达传感器为声波雷达。
7.如权利要求4所述的一种半主动悬架的预介入系统,其特征在于,红外传感器为热释电红外传感器。
8.一种半主动悬架的预介入系统应用方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1预介入系统判断车辆行驶状况:
若车辆从非平面路况进入平面路况,则执行步骤S201;
当车辆从平面路况进入非平面路况时,则执行步骤S301;
S201预介入功能模组识别车辆正前方路况信息,将信息输入给ECU中央控制模块进行分析;
S202当ECU中央控制模块接到识别信息后进行分析、整合及运算,判断前方出现的非平面路况信息并输出给ECU悬架控制模块;
S203在ECU悬架控制模块接到ECU中央控制模块输入的分析整合运算后的非平面路况信息后,向CDC减震器输入相应指令,控制CDC减震器的控制开度,调节CDC减震器的阻尼以适应前方即将接触的非平面路况;
S204当车辆从平面路况进入非平面路况时,执行步骤S301;
S301由ECU中央控制模块断开预介入功能模组的所有信息输入,转为实时接收车辆状态数据并进行分析运算,输入给ECU悬架控制模块控制CDC减震器控制阀开度;
S302当车辆再次从非平面路况进入平面路况时,执行步骤S201。
S4按以上方式循环,交替进行,直至车辆停止。
9.如权利要求8所述的一种半主动悬架的预介入系统应用方法,其特征在于,步骤S201中,预介入功能模组识别车辆正前方路况信息具体为监控摄像头识别车辆正前方路况图像,将图像信息输入给ECU中央控制模块进行第一识别分析;由雷达传感器对前方非平面路况识别到的距离信息输入给ECU中央控制模块进行第二识别分析;由红外传感器对前方非平面路况识别到的温差信息输入给ECU中央控制模块进行第三识别分析。
10.如权利要求8所述的一种半主动悬架的预介入系统应用方法,其特征在于,步骤S301中,车辆状态数据包括车身加速度、车轮加速度和横向加速度。

说明书全文

一种半主动悬架的预介入系统及应用方法

技术领域

[0001] 本发明属于汽车减震控制技术领域,具体的说是一种半主动悬架的预介入系统及应用方法。

背景技术

[0002] 当前车型应用半主动悬架要多于全主动悬架,半主动悬架和全主动悬架同样具有优越的悬架舒适性能,但没有全主动悬架的应用成本高,因此半主动悬架的应用更为广泛,以半主动悬架中应用CDC减震器为例,是通过ECU识别车身加速度,车轮加速度,横向加速度等传感器传来的电信号进行综合分析,并向控制CDC减震器发出电信号控制控制开度来实现悬架的软硬度调节。该方法的弊端就是只有车辆进入相应路况时才开始适应路面并由ECU作出反应,不能做到进入相应路况前的车辆悬架软硬度调节,从而导致车辆在接触非平面路面时由于悬架较硬而导致的非平面状况。

发明内容

[0003] 针对以上问题,本发明提供了一种半主动悬架的预介入系统及应用方法,包括预介入功能模组、ECU中央控制模和ECU悬架控制模块;预介入功能模组包括雷达传感器、红外传感器和监控摄像头,用于实时监控路面信息并将车辆由平面路面过渡到非平面路面前将路面信息输入给ECU中央控制模块;ECU中央控制模块与预介入功能模组相连,接收并处理预介入功能模组的信息,控制ECU悬架控制模块输出信号,ECU中央控制模块所处理的信息中,预介入功能模组的信息优先于其他需要控制ECU悬架控制模块输出信号的信息;ECU悬架控制模块与ECU中央控制模块相连,包括CDC减震器和悬架,用于根据控制策略输出控制电流给CDC减振器以调节阻尼,实现悬架的软硬度调节;本发明通过预介入功能模组识别路面信息后将信号发送至ECU,由ECU接收并处理预介入功能模组的电信号,向CDC减震器发送控制阀调节信号,实现悬架软硬度的提前调节,能够减缓车辆由平缓路面过渡到非平面路面时的冲击非平面感,提升驾乘舒适度,本发明实现了由半主动悬架向全主动悬架的低成本过渡,拓展了半主动悬架的技术领域。
[0004] 本发明技术方案如下,一种半主动悬架的预介入系统,包括:预介入功能模组、ECU中央控制模块和ECU悬架控制模块;
[0005] 预介入功能模组包括雷达传感器、红外传感器和监控摄像头,用于实时监控路面信息并将车辆由平面路面过渡到非平面路面前将路面信息输入给ECU中央控制模块;
[0006] ECU中央控制模块与预介入功能模组相连,接收并处理预介入功能模组的信息,控制ECU悬架控制模块输出信号,ECU中央控制模块所处理的信息中,预介入功能模组的信息优先于其他需要控制ECU悬架控制模块输出信号的信息;
[0007] ECU悬架控制模块与ECU中央控制模块相连,包括CDC减震器和悬架,用于根据控制策略输出控制电流给CDC减振器以调节阻尼力,实现悬架的软硬度调节。
[0008] 进一步的,监控摄像头位于车辆进气格栅下方的正中间位置,与ECU中央控制模块相连,在预介入功能模组中处于第一识别顺序,用于拍照识别车辆前方是否存在路况变化,并将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块,完成监控摄像头信息的第一识别分析。
[0009] 进一步的,雷达传感器有三个,分别位于车辆进气格栅下方的左中右三个位置,与ECU中央控制模块相连,雷达传感器在预介入功能模组中处于第二识别顺序,用于穿透识别疑似障碍物体的遮挡,能够弥补第一识别顺序下的视物范围有限的问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块,完成雷达传感器信息的第二识别分析,并对第一识别顺序信息进行矫正。
[0010] 进一步的,红外传感器有两个,分别位于车辆进气格栅下方的左右两个位置,与ECU中央控制模块相连,能够通过测量路面的表面温度,进一步的区分路面形状,在预介入功能模组中处于第三识别顺序,用于判断存在温差的疑似固体路面,还能够弥补黑暗环境下第一第二识别顺序的识别不足问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块,完成红外传感器信息的第三识别分析,并对第二识别顺序信息进行矫正。
[0011] 进一步的,红外传感器为热释电红外传感器。
[0012] 进一步的,雷达传感器为声波雷达。
[0013] 进一步的,监控摄像头为前视单目摄像头。
[0014] 一种半主动悬架的预介入系统应用方法,包括以下步骤:
[0015] S1预介入系统判断车辆行驶状况:
[0016] 若车辆从非平面路况进入平面路况,则执行步骤S201;
[0017] 当车辆从平面路况进入非平面路况时,则执行步骤S301;
[0018] S201预介入功能模组识别车辆正前方路况信息,将信息输入给ECU中央控制模块进行分析;
[0019] S202当ECU中央控制模块接到识别信息后进行分析、整合及运算,判断前方出现的非平面路况信息并输出给ECU悬架控制模块;
[0020] S203在ECU悬架控制模块接到ECU中央控制模块输入的分析整合运算后的非平面路况信息后,向CDC减震器输入相应指令,控制CDC减震器的控制阀开度,调节CDC减震器的阻尼以适应前方即将接触的非平面路况;
[0021] S204当车辆从平面路况进入非平面路况时,执行步骤S301;
[0022] S301由ECU中央控制模块断开预介入功能模组的所有信息输入,转为实时接收车辆状态数据并进行分析运算,输入给ECU悬架控制模块控制CDC减震器控制阀开度;
[0023] S302当车辆再次从非平面路况进入平面路况时,执行步骤S201。
[0024] S4按以上方式循环,交替进行,直至车辆停止。
[0025] 进一步的,步骤S201中,预介入功能模组识别车辆正前方路况信息具体为监控摄像头识别车辆正前方路况图像,将图像信息输入给ECU中央控制模块进行第一识别分析;由雷达传感器对前方非平面路况识别到的距离信息输入给ECU中央控制模块进行第二识别分析;由红外传感器对前方非平面路况识别到的温差信息输入给ECU中央控制模块进行第三识别分析。
[0026] 进一步的,步骤S301中,车辆状态数据包括车身加速度、车轮加速度和横向加速度。
[0027] 本发明的有益效果为:
[0028] 本发明通过预介入功能模组识别路面信息后将信号发送至ECU,由ECU接收并处理预介入功能模组的电信号,向CDC减震器发送控制阀调节信号,实现悬架软硬度的提前调节,能够减缓车辆由平缓路面过渡到非平面路面时的冲击非平面感,提升驾乘舒适度。本发明实现了由半主动悬架向全主动悬架的低成本过渡,拓展了半主动悬架的技术领域。附图说明
[0029] 图1为本发明系统示意图。
[0030] 图2为本发明方法流程图

具体实施方式

[0031] 需要说明的是,在本发明的描述中术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
[0032] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;连接可以是机械连接,也可以是电连接;相连可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033] CDC减震器为汽车自带装置,一种半主动悬架的预介入系统与CDC减震器电信号连接,并根据需要控制CDC减震器。
[0034] 一种半主动悬架的预介入系统,包括预介入功能模组、ECU中央控制模块(CCM)和ECU悬架控制模块(SCM)。
[0035] 预介入功能模组包括雷达传感器、红外传感器和监控摄像头,用于实时监控路面信息并将车辆由平面路面过渡到非平面路面前将路面信息输入给ECU中央控制模块。
[0036] 监控摄像头位于车辆进气格栅下方的正中间位置,与ECU中央控制模块(CCM)相连,在预介入功能模组中处于第一识别顺序,用于拍照识别车辆前方是否存在路况变化,并将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块(CCM),完成监控摄像头信息的第一识别分析。
[0037] 监控摄像头可由前视单目摄像头实现。
[0038] 雷达传感器有三个,分别位于车辆进气格栅下方的左中右三个位置,与ECU中央控制模块(CCM)相连,常用车载雷达有三种,分为激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达,本发明设计的预介入系统的需求范围为近距离识别,而以上三种雷达均满足要求,超声波雷达更佳适用于近距离测量。
[0039] 本发明以保证功能切低成本的应用原则选用超声波雷达。
[0040] 雷达传感器在预介入功能模组中处于第二识别顺序,用于穿透识别疑似障碍物体的遮挡(例如:草堆、泡沫等不会对车辆产生明显非平面影响但存在实物外观的物体),能够弥补第一识别顺序下的视物范围有限的问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块(CCM),完成雷达传感器信息的第二识别分析,并对第一识别顺序信息进行矫正。
[0041] 雷达传感器可由超声波雷达实现
[0042] 红外传感器有两个,分别位于车辆进气格栅下方的左右两个位置,与ECU中央控制模块(CCM)相连,能够通过测量路面的表面温度,进一步的区分路面形状,在预介入功能模组中处于第三识别顺序,用于判断存在温差的疑似固体路面(例如:水面、泥坑等可能为路面外观但会对车辆产生明显非平面的疑似固体路面),还能够弥补黑暗环境下第一第二识别顺序的识别不足问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块(CCM),完成红外传感器信息的第三识别分析,并对第二识别顺序信息进行矫正。
[0043] 红外传感器可由热释电红外传感器实现(灵敏度高)
[0044] ECU中央控制模块(CCM)与预介入功能模组相连,接收并处理预介入功能模组的信息,控制ECU悬架控制模块(SCM)输出信号。ECU中央控制模块(CCM)所处理的信息中,预介入功能模组的信息优先于其他需要控制ECU悬架控制模块(SCM)输出信号的信息。
[0045] ECU悬架控制模块(SCM)与ECU中央控制模块(CCM)相连,用于根据控制策略输出控制电流给CDC减振器以调节阻尼力,实现悬架的软硬度调节。
[0046] 本发明采用监控摄像头加两种传感器共同识别路面信息的形式是为了不依靠单一传感器进行感知测距,尽可能的避免识别信息有误、精度低等问题的出现。使用多种传感器以多种方式识别多种场景信息能够相互补充并完善识别信息,提高识别精度。
[0047] 一种半主动悬架的预介入系统应用方法,包括以下步骤:
[0048] S1:预介入系统信息分析及整合。车辆行驶过程中从非平面路况进入平面路况的条件下,监控摄像头持续识别车辆正前方路况图片,当车辆前方5米范围内出现非平面路况,将图像信息输入给ECU中央控制模块(CCM)进行第一识别分析;由雷达传感器对前方非平面路况识别到的距离信息输入给ECU中央控制模块(CCM)进行第二识别分析;由红外传感器对前方非平面路况识别到的温差信息输入给ECU中央控制模块(CCM)进行第三识别分析。ECU中央控制模块(CCM)接到以上三种识别信息后进行分析、整合及运算,判断前方出现的非平面路况信息并输出给ECU悬架控制模块(SCM)。
[0049] S2:ECU悬架控制模块(SCM)接到ECU中央控制模块(CCM)输入的分析整合运算后的非平面路况信息后,向CDC减震器输入相应指令,控制CDC减震器的控制阀开度,调节CDC减震器的阻尼以适应前方即将接触的非平面路况。
[0050] S3:当车辆行驶过程中从平面路况进入非平面路况时,ECU中央控制模块(CCM)断开预介入功能模组的所有信息输入(断开第一、第二、第三识别分析信息输入),转为实时接收车身加速度、车轮加速度、横向加速度等传感器传来的电信号并进行分析运算,输入给ECU悬架控制模块(SCM)控制CDC减震器控制阀开度(即切换到车辆原有的半主动悬架调节机制)。当车辆再次从非平面路况进入平面路况时ECU中央控制模块(CCM)重新开始接收预介入功能模组的所有信息输入。
[0051] S4:按以上方式循环,交替进行,直至车辆停止。
[0052] 所述的预介入功能模组由雷达传感器、红外传感器、监控摄像头组成。用于实时监控路面信息并将车辆由平面路面过渡到非平面路面前将路面信息输入给CU中央控制模块(CCM)。
[0053] 监控摄像头可由前视单目摄像头实现。共计一个,位于车辆进气格栅下方的正中间位置。与ECU中央控制模块(CCM)相连。位于车辆进气格栅下方的正中间位置。在预介入功能模组中处于第一识别顺序,用于拍照识别车辆前方是否存在路况变化,并将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块(CCM),完成监控摄像头信息的第一识别分析。
[0054] 雷达传感器可由超声波雷达实现。共计三个,分别位于车辆进气格栅下方的左中右三个位置。与ECU中央控制模块(CCM)相连。分别位于车辆进气格栅下方的左中右三个位置。常用车载雷达有三种,分为激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达,本发明设计的预介入系统的需求范围为近距离识别,而以上三种雷达均满足要求,超声波雷达更佳适用于近距离测量,。本发明以保证功能切低成本的应用原则选用超声波雷达。雷达传感器在预介入功能模组中处于第二识别顺序,用于穿透识别疑似障碍物体的遮挡(例如:草堆、泡沫等不会对车辆产生明显非平面影响但存在实物外观的物体),能够弥补第一识别顺序下的视物范围有限的问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块(CCM),完成雷达传感器信息的第二识别分析,并对第一识别顺序信息进行矫正。
[0055] 红外传感器可由热释电红外传感器实现(灵敏度高)。共计两个,分别位于车辆进气格栅下方的左右两个位置。与ECU中央控制模块(CCM)相连。分别位于车辆进气格栅下方的左右两个位置。能够通过测量路面的表面温度,进一步的区分路面形状。在预介入功能模组中处于第三识别顺序,用于判断存在温差的疑似固体路面(例如:水面、泥坑等可能为路面外观但会对车辆产生明显非平面的疑似固体路面),还能够弥补黑暗环境下第一第二识别顺序的识别不足问题,同时用于进一步的将非平缓路况的信息传递给ECU中央控制模块(CCM),完成红外传感器信息的第三识别分析,并对第二识别顺序信息进行矫正。
[0056] ECU中央控制模块(CCM)与由预介入功能模组相连,接收并处理预介入功能模组的信息,控制ECU悬架控制模块(SCM)输出信号。ECU中央控制模块(CCM)所处理的信息中,预介入功能模组的信息优先于其他需要控制ECU悬架控制模块(SCM)输出信号的信息。
[0057] 本发明采用监控摄像头加两种传感器共同识别路面信息的形式是为了不依靠单一传感器进行感知测距,尽可能的避免识别信息有误、精度低等问题的出现。使用多种传感器以多种方式识别多种场景信息能够相互补充并完善识别信息,提高识别精度。
[0058] 预介入系统信息分析及整合。车辆行驶过程中从非平面路况进入平面路况的条件下,监控摄像头持续识别车辆正前方路况图片,当车辆前方5米范围内出现非平面路况,将图像信息输入给ECU中央控制模块(CCM)进行第一识别分析;由雷达传感器对前方非平面路况识别到的距离信息输入给ECU中央控制模块(CCM)进行第二识别分析;由红外传感器对前方非平面路况识别到的温差信息输入给ECU中央控制模块(CCM)进行第三识别分析。ECU中央控制模块(CCM)接到以上三种识别信息后进行分析、整合及运算,判断前方出现的非平面路况信息并输出给ECU悬架控制模块(SCM)。
[0059] ECU悬架控制模块(SCM)接到ECU中央控制模块(CCM)输入的分析整合运算后的非平面路况信息后,向CDC减震器输入相应指令,控制CDC减震器的控制阀开度,调节CDC减震器的阻尼以适应前方即将接触的非平面路况。
[0060] 当车辆行驶过程中从平面路况进入非平面路况时间,ECU中央控制模块(CCM)断开预介入功能模组的所有信息输入(断开第一、第二、第三识别分析信息输入),转为实时接收车身加速度、车轮加速度、横向加速度等传感器传来的电信号并进行分析运算,输入给ECU悬架控制模块(SCM)控制CDC减震器控制阀开度(即切换到车辆原有的半主动悬架调节机制)。当车辆再次从非平面路况进入平面路况时ECU中央控制模块(CCM)重新开始接收预介入功能模组的所有信息输入。
[0061] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术
[0062] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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