一种具备无线通信的拖挂式房车电控悬架系统及其控制方法与流程

本发明涉及汽车智能底盘电控零部件，具体涉及一种具备无线通信的拖挂式房车电控悬架系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着国内旅居房车产业智能化升级，电控空气悬架已成为拖挂房车核心配置，主要用于驻车车身自动调平、行驶离地高度调节、拖拽姿态稳定控制。现有市场主流电控悬架控制方案存在多项固有技术缺陷：

2、第一，操控通道单一，缺少冗余应急备用机制。现有产品大多仅支持车内有线物理按键或者单一蓝牙app无线控制；在野外露营、越野作业场景，容易发生手机亏电、app闪退、蓝牙信号中断，造成悬架完全无法调节，存在使用失效风险。

3、第二，改装与运维布线成本高、故障风险大。传统有线控制方案需要布设大量车内操控线束；拖挂房车底盘装配空间狭小，线路长期承受泥水侵蚀、车辆振动磨损，线路断路、短路故障率高，改装装配工时与售后维保成本显著增加。

4、第三，缺少拖挂房车专属姿态控制逻辑，产品适配性差。通用悬架一键调平算法只简单校正单一方向倾角，无法同时完成侧倾、俯仰双维度精准校正；大多只支持整车统一升降，不支持单轮、前后桥独立升降调节，难以补偿凹凸驻车地面；没有驻车低高度拖拽自动复位保护机制，低速拖拽容易剐蹭底盘，损坏悬架结构。

5、第四，故障诊断体系不完善，容错能力弱。现有悬架故障判定逻辑简单，一旦出现故障直接锁死全部功能，不区分传感器、气路、气泵、温度部件故障等级；单只高度传感器失效就关闭全部调节功能，容错率低，增加现场检修频次。

6、第五，产品本土化适配不足。进口电控悬架售价高昂、功能固化，无法适配国内房车多样化改装需求；国内同类产品功能同质化，缺少差异化无线冗余控制技术。

7、乘用车、商用车原厂电控悬架一般不配置蓝牙+rf射频遥控，依靠中控屏、驾驶舱有线按键操作，该架构适配牵引车头车内操作场景；而拖挂式房车露营作业时，操作人员常在车外，需要车外无线操控。若全新开发一款集成蓝牙、射频的悬架主控制器，开发成本高，受市场需求量限制单台硬件成本居高不下。现有技术没有公开硬件隔离蓝牙+rf射频双通道通信架构，也没有适配拖挂房车的调平、露营、分级故障、拖拽复位一体化控制策略，存在技术空白。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术单一无线操控通道失效后悬架无法调节的缺陷，提供硬件隔离的蓝牙、rf射频双通道并行冗余操控机制；简化底盘改装布线，取消车内有线操控线束，降低线路故障率；提供拖挂房车专属姿态算法，实现侧倾-俯仰双维度一键调平、露营保水平降高、单轮、分桥无级升降；建立分级差异化故障保护策略，提升系统容错；设置驻车低档拖拽自动复位安全逻辑，规避底盘剐蹭风险。同时利用现有成熟悬架主控制器，外接独立双通路无线通信模块，降低整体开发与制造成本。

2、为实现上述目的，发明的技术方案为：为实现上述目的，本发明提供一种具备无线通信的拖挂式房车电控悬架系统，包括空气悬架执行总成、传感采集单元、悬架主控制器、双通路无线通信模块、蓝牙移动控制终端、rf射频遥控单元。

3、空气悬架执行总成作为悬架执行部件，包含四组空气弹簧总成、八支减振器、电动气泵、储气筒、多路分配阀；四组空气弹簧总成分别布置在左前、右前、左后、右后车轮位置；多路分配阀设置四路相互独立的气路通道，四路通道分别对应控制四组空气弹簧总成的充气、放气；电动气泵输出高压气体向储气筒充气，储气筒储存高压气源，为各空气弹簧总成供气；八支减振器与空气弹簧总成一一配对装配，衰减行驶振动。

4、传感采集单元包含两个前高度传感器、两个后高度传感器、imu六轴姿态传感器、气路气压传感器、气泵温度传感器；两个前高度传感器、两个后高度传感器安装于车架与悬架摆臂之间，用于采集四轮悬架高度；imu六轴姿态传感器固定安装于车架中部，用于采集车身侧倾角、俯仰角；气路气压传感器安装在储气筒内部，采集储气筒内部气压；气泵温度传感器贴合电动气泵外壳，采集气泵壳体工作温度；全部传感器输出信号接入can总线，通过can总线与悬架主控制器进行数据交互。

5、悬架主控制器采用车载直流电源供电，悬架主控制器内部存储姿态控制算法程序、分级故障诊断逻辑、双通道通信调度程序；悬架主控制器内置can收发器，悬架主控制器仅通过单组can线束与双通路无线通信模块相连，接收来自双通路无线通信模块转发的用户控制指令，同时把车身姿态、高度、故障报文回传给双通路无线通信模块；悬架主控制器输出驱动信号控制多路分配阀内部电磁阀以及电动气泵的继电器，完成充放气动作。整车不再布设车内有线操控线束，减少底盘布线数量。

6、双通路无线通信模块为独立外接电路板组件，同样采用车载直流供电；模块板上集成主控芯片、电源稳压电路、can收发器、硬件隔离的独立蓝牙模块、独立rf射频模块、程序下载调试接口。蓝牙模块、rf射频模块具备相互独立供电回路，并且设置电磁屏蔽结构，硬件层面相互隔离；两个通信通道并行独立运行，蓝牙指令与射频遥控指令互不干扰，不会发生指令覆盖。蓝牙模块和蓝牙移动控制终端建立点对点蓝牙链路，双向传输控制指令、车身状态、故障代码；rf射频模块支持315mhz、433mhzism频段，无线配对rf射频遥控单元，接收遥控器按键指令，经由can总线上传给悬架主控制器；程序下载调试接口用于模块程序烧录、现场调试。

7、蓝牙移动控制终端为安装于安卓或ios智能手机的专属app；app实现蓝牙配对连接交互，具备整车升降、前后桥分桥升降、单轮独立无级升降、一键自平衡调平、露营模式、高-中-低三档高度切换，故障代码弹窗可视化显示功能，实现精细化参数调节。

8、rf射频遥控单元为防水手持遥控器，面板布置解锁锁止按键、整车档位升降按键、整车无级升降加减快捷键；内部设置计时单元，实现无操作自动锁定逻辑，优选2分钟无操作自动锁定，锁定后全部按键失效，避免误触；rf射频遥控单元只下发整车级基础调节指令，作为蓝牙通信失效时的应急冗余操控手段。

9、本发明还提供一种基于上述系统的具备无线通信的拖挂式房车电控悬架控制方法，包括：双通道无线通信调度控制、车身姿态自适应控制、多部件分级故障诊断保护、拖拽行驶自动复位安全保护四大逻辑。

10、（1）双通道无线通信调度控制

11、s1、系统上电完成硬件自检初始化，蓝牙模块持续广播配对信号，rf射频模块持续侦听射频遥控信号；两路通道硬件隔离独立运行，两路指令分别校验，互不冲突覆盖。

12、s2、手机app蓝牙连接成功后，蓝牙移动控制终端下发精细化调节指令；悬架主控制器采集传感器数据回传，在app界面可视化展示四轮高度、倾角、故障代码。

13、s3、rf射频遥控单元需要先解锁，解锁之后才可以下发整车升降指令，实现无手机状态应急操控。

14、s4、蓝牙、rf射频两路分别采用独立加密协议与crc校验，过滤外界射频杂波干扰，防止悬架误动作。

15、（2）车身姿态自适应控制

16、s01一键自平衡调平：imu六轴姿态传感器采集侧倾角、俯仰角；优先校正侧倾，侧倾角大于0，左前、左后空气弹簧排气；排气走到极限行程倾角仍然不能归零，则右前、右后充气；侧倾角小于0，右前、右后排气，极限行程下左前左后充气；侧倾校正完成再校正俯仰角；俯仰角＞0后桥排气，极限行程前桥充气；俯仰角＜0前桥排气，极限行程后桥充气；侧倾、俯仰各循环校正一次，完成整车调平。

17、s02露营模式：已经完成一键自平衡，触发露营模式，则保持水平姿态下降至最低驻车高度；未调平直接触发露营模式，系统先自动完成一键调平，再降高。

18、s03分级高度控制：高档为越野通行，中档为拖拽标准行驶，低档为驻车露营；手机app支持单轮、前后桥独立无级升降；rf射频遥控器只支持整车档位升降。长按升降按键时空气弹簧持续充放气，松开按键立刻停止调节。

19、（3）多部件分级故障诊断与差异化保护

20、①imu故障：can通信中断，或者1秒内姿态参数超出阈值；锁定一键自平衡，声光报警，app弹窗报故障码；其余基础升降功能保留。

21、②高度传感器故障：单只传感器异常，仅报警，调平算法复用对侧传感器数据，悬架升降功能继续可用；两只及以上高度传感器故障，锁死全部悬架调节。

22、③气路气压故障：气泵连续充气2秒气压不上升，或者气压读数异常；关停气泵、多路分配阀，锁死全部调节，持续报警。

23、④气泵过热、继电器故障：温度超限、继电器闭合无电流输出、连续运行达到5分钟，强制关停气泵，报警提示。

24、（4）拖拽行驶自动复位安全保护

25、系统实时读取车速信号；悬架处于露营低档，车速＞5km/h触发声光报警；车辆行驶到平直稳定路面，系统自动给空气弹簧充气，恢复拖拽标准中档高度，防止底盘剐蹭；车速阈值5km/h，原地低速挪车不执行复位，只在拖拽行驶工况启用该保护。

26、进一步优选，rf射频模块采用433mhz频段，提升金属房车壳体遮挡下的信号穿透性能；电动气泵连续工作保护阈值5分钟，超时强制停机，防止过热烧毁。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、1、双通道硬件隔离冗余操控，野外工况可靠性高。蓝牙做精细化操作，rf射频遥控作为硬件隔离的应急备用通道；手机没电、蓝牙中断时，遥控器仍然可以控制悬架基础升降，消除单一通道失效风险。

29、2、大幅简化底盘布线，降低改装和售后成本。双通路无线通信模块和悬架主控制器之间只需要一组can线束，取消车内全部有线操控线束；控制线束总量大幅减少，降低振动磨损短路故障，装配工时缩短。本方案可以沿用市场成熟量产悬架主控制器，只新增独立双通路无线通信模块，对比重新开发集成蓝牙射频的控制器，研发与硬件成本显著降低，适配拖挂房车小批量多改装的行业特点。

30、3、拖挂房车专属姿态控制算法，驻车调平精度高。优先侧倾后俯仰的调平逻辑，配合露营模式保水平降高；支持单轮、分桥独立无级升降，适配凹凸地面、单侧偏重驻车场景，调平误差小。

31、4、分级差异化故障诊断保护，容错能力强。单只高度传感器故障不会直接锁死全部悬架功能，复用对侧传感器继续工作，减少现场强制停机检修频次；针对imu、高度传感器、气路、气泵分别设置差异化保护策略。

32、5、拖拽行驶自动复位安全防护。驻车低档状态下拖拽行驶，先声光报警，平直路面自动恢复标准拖拽高度，大幅降低底盘剐蹭、悬架损坏风险。

33、6、产业化适配范围广。全部采用通用车载电子元器件，无特殊定制零件；既可以用于房车原厂整车配套，也适配改装门店后市场改装以及售后维保业务，具备国产化替代进口悬架产品的价值。