具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明是本申请的发明人基于以下事实所得出的发明创造。

在车辆悬架系统振动控制策略中，天棚控制(Sky-Hook Control)策略是最常用的，也是经实践证明可靠有效的一种经典控制策略。如图2至图3所示，天棚控制策略在二自由度1/4车辆模型中，理想的天棚阻尼力为：F_sky＝-cskyV_A其中，csky是天棚阻尼系数，该系数由整车悬架系统参数合理选取。

可调阻尼减振器20装置产生的控制力F，根据实际连续可调的阻尼力值范围在F_min和F_max间取值，根据天棚阻尼等效原则，可调阻尼减振器20装置产生的控制力F_A表示如下：

当V_A(V_A-V_tA)≥0且F_sky≥F_max时，

F_A＝F_max

当V_A(V_A-V_tA)≥0且F_sky＜F_max时，

F_A＝F_sky

当V_A(V_A-V_tA)＜0，

F_A＝F_min

为了能够实现这些控制前提条件，需要通过不同的传感器对V_A和V_A-V_tA的值进行测量并换算。

目前市场上为了对V_A进行测量并换算，主要是通过安装在对应车身10上的加速度传感器进行测量和进行微分换算实现的，数量在3个或者4个不等，布置繁琐，成本高昂。

目前市场上为了对V_A-V_tA进行测量，主要是通过安装在簧下质量部件上的加速度传感器或者安装在车轮和车身10之间的位移传感器进行测量而实现的，而市场上使用的位移传感器为4个，即每个车轮和车身10之间都有一个位移传感器作为测量并换算，该测量方式同样存在布置繁琐，成本高昂的问题。

基于上述事实，本申请的发明人经过长期研究，创造性的得出了本申请的发明创造。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100，包括：

四个可调阻尼减振器20、角速度传感器和第一换算模块。

具体的，四个可调阻尼减振器20分别设在车身10下方与四个车轮对应的装配位置，角速度传感器设在车身10上以检测车身10翻转、俯仰、横摆的角速度，第一换算模块根据车身10以及每个可调阻尼减振器20在车身10上的参数和角速度传感器检测的角速度计算每个可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量。

换言之，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100主要由设在车身10下方与四个车轮对应的装配位置的四个可调阻尼减振器20、设在车身10上以检测车身10翻转、俯仰、横摆的角速度的角速度传感器和根据车身10以及每个可调阻尼减振器20在车身10上的位置参数和角速度传感器检测的角速度计算每个可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量的第一换算模块组成。本发明通过一个角速度传感器即可对车身10的翻转、俯仰、横摆角速进行直接测量，通过第一换算模块配合角速度传感器即可计算出可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量，可以有效减少车身10加速度传感器的布置和使用，有效降低成本。

由此，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100，通过布置在车身10上的角度传感器对车身10翻转、俯仰、横摆角速进行直接测量，并通过第一换算模块根据角速度传感器检测的角速度计算可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量。相较于现有的市场产品使用三个到四个车身加速度传感器对四轮对应车身位置的速度矢量进行测量换算可有效降低系统冗余，减少系统部件数量，降低单车成本和开发管理成本。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，第一换算模块计算可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量的计算公式为：

V_A＝(-B_fW_X/2-L₁W_Y)π/180；

V_B＝(B_fW_X/2-L₁W_Y)π/180；

V_C＝(-B_rW_X/2+L₂W_Y)π/180；

V_D＝(B_rW_X/2+L₂W_Y)π/180；

其中，车身10的几何中心点标记为O，X轴、Y轴、Z轴分别表示车身10的纵向、横向和垂向方向，前右、前左、后右、后左的可调阻尼减振器20与车身10的连接点的速度矢量分别标记为V_A、V_B、V_C、V_D，B_f表示为前右和前左的可调阻尼减振器20与车身10的安装点之间的距离，B_r表示为后右和后左的可调阻尼减振器20与车身10的安装点之间的距离，L₁表示车身10前部的可调阻尼减振器20到几何中心点在X轴上的投影距离，L₂表示车身10后部的可调阻尼减振器20到几何中心点在X轴上的投影距离，车身10翻转、俯仰、横摆的角速度分别为W_X、W_Y和W_Z。

也就是说，本发明通过布置在车身10上的角度传感器对车身10翻转、俯仰、横摆角速度W_X、W_Y、W_Z进行直接测量，第一换算模块通过系统传感器测量的翻转、俯仰、横摆角速度W_X、W_Y、W_Z，采用上述公式即可得到前右、前左、后右、后左的可调阻尼减振器20与车身10的连接点的速度矢量，该结构不仅有效减少了传感器的使用数量，降低了成本，而且该第一换算模块的计算方法简单可行，精确性高。

在本发明的一些具体实施方式中，半主动悬架控制系统100还包括：四个弹性元件30、前右位移传感器40、前左位移传感器50和第二换算模块。

具体的，每个弹性元件30分别与对应的可调阻尼减振器20构成车辆的簧下质量部分，前右位移传感器40安装在车身10的前右方与车轮之间以测量车身10的前右可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差，前左位移传感器50安装在车身10的前左方与车轮之间以测量车身10的前左可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差，第二换算模块根据簧下质量部分的速度矢量、前后位移传感器和前左位移传感器50测量的位移差、以及可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量计算车身10的四轮与车身10的速度差矢量。

换言之，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100还由分别与对应的可调阻尼减振器20构成车辆的簧下质量部分四个弹性元件30、安装在车身10的前右方与车轮之间以测量车身10的前右可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差的前右位移传感器40、安装在车身10的前左方与车轮之间以测量车身10的前左可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差的前左位移传感器50和根据簧下质量部分的速度矢量、前后位移传感器和前左位移传感器50测量的位移差、以及可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量计算车身10的四轮与车身10的速度差矢量的第二换算模块。本发明通过换算优化，可仅仅使用两个安装于前右、前左车轮与车身10之间的位移传感器就可以实现对四轮速度差矢量的测量，在不影响数据输入和整车性能的前提下，传感器数量大大减少，降低单车成本，管理成本和开发费用。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，第二换算模块对车身10的前轮与车身10的速度差矢量的计算公式为：

V_A-V_tA＝d(Z_A-Z_tA)/dt；

V_B-V_tB＝d(Z_B-Z_tB)/dt，

其中，d表示微分，dt即表示对时间的微分，

车身10的前右、前左、后右、后左的簧下质量部分分别标记为tA、tB、tC、tD，前右、前左、后右、后左的簧下质量部分的速度矢量分别标记为V_tA、V_tB、V_tC、V_tD，

Z_A表示车身10的前右可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量，Z_tA表示车轮的位移矢量，Z_A-Z_tA表示车身10的前左可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差；

Z_B-Z_tB的位移差，其中Z_B表示车身10的前左可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量，Z_tB表示车轮的位移矢量，Z_B-Z_tB表示车身10的前左可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差。

天棚控制策略主要应用于直线行驶和低速转弯路况，因此前轮所受到的大部分路面激励同样会在后轮出现。本换算方法的前提是后轮所受的激励是前轮所受激励的复现。

具体的，根据本发明的一个实施例，第二换算模块对车身10的后轮与车身10的速度差矢量的换算公式为：

当0≤t≤Δt0时，其中t为车辆系统启动后的时间长度，Δt0为车辆启动到行走第一个轴距L_Z所用的时间，

(V_C-V_tC)t＝(V_C)t；

当0≤t≤Δt时，其中Δt为系统启动后t时刻前车辆行走一个轴距L_Z所用的时间，

(V_C-V_tC)t＝(V_A-V_tA)t-Δt；

当0≤t≤Δt0时，

(V_D-V_tD)t＝(V_D)t；

当0≤t≤Δt时，

(V_D-V_tD)t＝(V_D-V_tD)t-Δt。

根据本发明的一个实施例，可调阻尼减振器20为机械式连续阻尼可调减振器或磁流变减振器，弹性元件30为螺旋弹簧或空气弹簧。

总而言之，根据本发明的半主动悬架控制系统100至少具有以下优点：

(1)相比于市场上的半主动悬架控制系统，可有效降低系统冗余，减少系统部件数量，降低单车成本和开发管理成本；

(2)可有效提高整车操纵稳定性和舒适性能。

如图4所示，本发明实施例还提供了半主动悬架控制系统100的检测换算方法，包括以下步骤：

S1、获取车身10上的可调阻尼减振器20与车身10的位置参数；

S2、检测车身10翻转、俯仰、横摆的角速度；

S3、根据角速度以及位置参数计算可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量。

进一步的，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100的检测换算方法还包括：

S4、获取车辆的簧下质量部分的速度矢量；

S5、分别测量车身10的前左可调阻尼减振器20、前右可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量和对应的车轮的位移矢量的位移差；

S6、根据前左位移传感器50和前右位移传感器40测量的位移差以及可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量计算车身10的四轮与车身10的速度差矢量。

如图2至图4所示，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100的检测换算方法在对根据上述实施例半主动悬架控制系统100进行检测换算时，首先获取车身10上的可调阻尼减振器20与车身10的位置参数包括前右和前左的可调阻尼减振器20与车身10的安装点之间的距离B_f，后右和后左的可调阻尼减振器20与车身10的安装点之间的距离B_r，车身10前部的可调阻尼减振器20到几何中心点在X轴上的投影距离L₁，车身10后部的可调阻尼减振器20到几何中心点在X轴上的投影距离L₂，接着，检测车身10翻转、俯仰、横摆的角速度得到车身10翻转、俯仰、横摆的角速度W_X、W_Y和W_Z，最后根据角速度以及位置参数计算可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量V_A、V_B、V_C、V_D。

如图2至图4所示，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100的检测换算方法在对根据上述实施例半主动悬架控制系统100进行检测换算时还包括：首先，获取车辆的簧下质量部分的速度矢量V_tA、V_tB、V_tC、V_tD，接着，分别测量车身10的前左可调阻尼减振器20、前右可调阻尼减振器20与车身10的安装点的位移矢量Z_A、Z_B和对应的车轮的位移矢量Z_tA、Z_tB的位移差Z_A-Z_tA和Z_B-Z_tB，最后，根据前左位移传感器50和前右位移传感器40测量的位移差以及可调阻尼减振器20与车身10的连接点之间的速度矢量计算车身10的四轮与车身10的速度差矢量V_A-V_tA、V_B-V_tB、V_C-V_tC、V_D-V_tD。

由此，根据本发明实施例的半主动悬架控制系统100的检测换算方法，可有效适应新型半主动悬架控制系统的传感器信号，有效满足天棚控制策略的输入，相比于传统悬架，可有效提高整车操纵稳定性和舒适性能,相比于市场上的半主动悬架控制系统，可有效降低系统冗余，减少系统部件数量，降低单车成本和开发管理成本。

本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述任一所述的半主动悬架控制系统100的检测换算方法。

也就是说，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，使得所述处理器执行上述任一所述的半主动悬架控制系统100的检测换算方法。

此外，本发明还提供一种车辆，包括上述任一实施例的半主动悬架控制系统100。由于根据本发明上述实施例的半主动悬架控制系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即相比于市场上的半主动悬架控制系统，可有效降低系统冗余，减少系统部件数量，降低单车成本和开发管理成本,可有效提高整车操纵稳定性和舒适性能。此外，配有此半主动悬架控制系统100的汽车也可提高在同行业的竞争力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。