[0045] 下面结合附图对于本发明的具体实施做进一步的说明。
[0046] 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步骤：
[0047] 步骤1.通过各传感器将测得的数据实时输入ECU电子控制单元。
[0048] 步骤2.ECU根据实时车速v调整各传感器的采样频率f。
[0049] 步骤3.ECU将数据计算后得到前悬预瞄距离L1段、后悬预瞄距离L2段内相邻样本的路表面对于理想平面的偏离距离差值ΔyLi。
[0050] 步骤4.ECU计算差值ΔyLi的均方根值R以及峰值M。
[0051] 步骤5.ECU将其与所设的阈值R0、M0进行对比，从而确定左前悬架系统、右前悬架系统、左后悬架系统、右后悬架系统的模式并控制各悬架系统中可调阻尼器与直线电机调至相应模式。
[0052] 由于车辆左右对称，本方法以左侧为例进行说明：
[0053] 如图1、图2、图3所示，基于前端路面不平度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。
[0054] 进一步，左前激光测距仪1采集其安装位置至下方路表面的实时垂直距离HL1i，右前激光测距仪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。
[0055] 进一步，将左前轮中心至左前激光测距仪1安装点的纵向间离为前悬的预瞄距离L1，左后轮中心至左前激光测距仪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作为左前悬架系统8模式调整周期，左后轮驶过L2段所需的时间T2作为左后悬架10模式调整周期。
[0056] 进一步，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，设定左前悬架系统8在L1段内所需样本个数N1与左后悬架系统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。
[0057] 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左前激光测距仪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为前悬预瞄距离、L2为后悬预瞄距离、
HL20为左前悬架系统8中的左前车身高度传感器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中的左后车身高度传感器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中的左前车身高度传感器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中的左后车身高度传感器5测得的可调阻尼器13两端的实时直线距离。
[0058] 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左前激光测距仪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中的左前车身高度传感器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中的右前车身高度传感器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中的左前车身高度传感器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中的右前车身高度传感器4测得的可调阻尼器13两端的实时直线距离。
[0059] 进一步，计算由于车身运动造成的左前激光测距仪1实时移动距离ΔHL1i，其值等于由于车身俯仰造成的左前激光测距仪1垂直位置的改变量ΔHL1i′与由于车身侧倾造成的左前激光测距仪1垂直位置的改变量ΔHL1i”之和，即ΔHL1i＝ΔHL1i′+ΔHL1i”。
[0060] 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左前激光测距仪1垂直位置的改变量ΔHL1i以及左前激光测距仪1最初测得的初始距离HL10，即yLi＝HL1i-ΔHL1i-HL10。整理可得：
[0061]
[0062] 进一步，ECU7通过将第i个采样间隔前计算出的左侧实时路表面对于理想平面的偏离距离yL(i-1)与第i个采样间隔后计算出的左侧实时路表面对于理想平面的偏离距离yLi做差后得到ΔyLi，即ΔyLi＝yL(i-1)-yLi。
[0063] 进一步，ECU7计算出在前悬预瞄距离L1段内ΔyLi的均方根值 峰值M＝max(|ΔyLi|)，以及后悬预瞄距离L2段内ΔyLi的均方根值 峰值M＝
max(|ΔyLi|)。
[0064] 进一步，建立被动悬架系统运动方程： 整理得：其中m为每个悬架的簧上质量，x0为簧上质量的高度，xi为路
面输入，k为弹簧12的刚度，c为可调阻尼器13的阻尼值。
[0065] 进一步，对该方程进行拉普拉斯变换，得到(ms2+cs+k)·xo(s)＝(cs+k)·xi(s)。其中，s为复频率，xo(s)为输出的象函数，xi(s)为输入的象函数。
[0066] 进一步，得到该系统的传递函数：
[0067] 进一步，由于传感器检测频率较高，可达每秒几千次，因此若不考虑系统的连续性，可将ΔyLi作为离散的阶跃输入，从而得到每一个ΔyLi输入后，系统的输出[0068] 进一步，通过拉普拉斯反变换得到每一个ΔyLi输入后系统的输出函数：其中，xo(t)
为簧上质量高度的输出原函数， t为时间，
[0069] 进一步，得到系统瞬态响应的峰值时间 从而计算出系统输出峰值为
[0070] 进一步，得到前悬预瞄距离L1段以及后悬预瞄距离L2段内ΔyLi的均方根值R的阈值R0、峰值M的阈值M0。 其中通常为了保证乘客的舒适性aA的
取值在0.2～0.3g之内，为了保证货物的完整性aB的取值在0.6～0.7g之内。
[0071] 进一步，ECU7将计算出的均方根值R、峰值M与所设的阈值R0、M0进行对比，当R≥R0、M≥M0时悬架下一周期切换至综合模式；当R≥R0、M≤M0时悬架下一周期切换至舒适模式；当R≤R0、M≥M0时悬架下一周期切换至安全模式；当R≤R0、M≤M0时悬架下一周期切换至馈能模式。
[0072] 本方案采用的模式切换阈值选取的主要理念为：
[0073] 当R≥R0、M≥M0时，表明该段路面整体较为粗糙且路面激励峰值过大，因此认为需调整到综合模式下对轮胎动载荷与车身加速度同时进行控制。
[0074] 当R≥R0、M≤M0时，表明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。
[0075] 当R≤R0、M≥M0时，路面整体较为平顺但路面激励会出现较大峰值，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。
[0076] 当R≤R0、M≤M0时，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。
[0077] 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。
[0078] 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。
