一种车辆电磁阀的控制方法及装置与流程

1.本发明涉及汽车电控技术领域，尤其涉及一种车辆电磁阀的控制方法及装置。


背景技术：

2.对于配置有电子空气悬架的车辆，驾驶员会根据驾驶场景的需要，通过手柄和按键进行气囊高度的控制，同时电子空气悬架系统也会根据车辆的运行，自动进行气囊高度的控制。空气悬架车身高的控制是通过控制空气气囊的压力，进而控制气囊轴向长度，从而控制气囊高度升高的下降。
3.相关技术中对于气囊高度的控制，普遍采用闭环的控制方法，由于在高度控制过程中，当实际高度快达到目标高度时，会不断的进行充气和放气动作，理论上调整高度时是不断震荡的，对于高度的调整存在一定的延迟滞后性，对于电磁阀的寿命也有影响。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种车辆电磁阀的控制方法及装置，可以实现快速控制气囊高度达到目标高度,同时电磁阀不再经历脉冲，可以延长电磁阀的使用寿命。
5.根据本发明的一方面，提供了一种车辆电磁阀的控制方法，该方法包括：响应于气囊高度调节请求，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数；所述气囊高度调节请求包括预设气囊高度；所述目标系数用于表征所述目标车辆的质量；
6.基于所述目标系数、所述气囊信息以及所述预设气囊高度确定气囊的预测高度；所述预测高度为控制电磁阀关闭时气囊的高度；
7.通过电磁阀对所述气囊的高度进行调整，当确定所述气囊的高度达到所述预测高度时控制所述电磁阀关闭。
8.根据本发明的另一方面，提供了一种车辆电磁阀的控制装置，该装置包括：目标系数确定模块，用于响应于气囊高度调节请求，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数；所述气囊高度调节请求包括预设气囊高度；所述目标系数用于表征所述目标车辆的质量；
9.预测高度确定模块，用于基于所述目标系数、所述气囊信息以及所述预设气囊高度确定气囊的预测高度；所述预测高度为控制电磁阀关闭时气囊的高度；
10.电磁阀关闭模块，用于通过电磁阀对所述气囊的高度进行调整，当确定所述气囊的高度达到所述预测高度时控制所述电磁阀关闭。
11.根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
12.至少一个处理器；以及
13.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
14.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的
车辆电磁阀的控制方法。
15.本发明实施例的技术方案，响应于气囊高度调节请求，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数；气囊高度调节请求包括预设气囊高度；目标系数用于表征目标车辆的质量；基于目标系数、气囊信息以及预设气囊高度确定气囊的预测高度；预测高度为控制电磁阀关闭时气囊的高度；通过电磁阀对气囊的高度进行调整，当确定气囊的高度达到预测高度时控制电磁阀关闭。通过执行本发明实施例提供的技术方案，可以实现快速控制气囊高度达到目标高度,同时电磁阀不再经历脉冲，可以延长电磁阀的使用寿命。
16.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例提供的一种车辆电磁阀的控制方法的流程图；
19.图2是本发明实施例提供的一种车辆电磁阀的控制装置的结构示意图；
20.图3是实现本发明实施例的车辆电磁阀的控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.图1是本发明实施例提供的车辆电磁阀的控制方法的流程图，所述方法应用于对配置有电子空气悬架的车辆的气囊高度进行确定的场景中，所述方法可以由车辆电磁阀的控制装置来执行。该车辆电磁阀的控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该车辆电磁阀的控制装置可配置于用于车辆电磁阀的控制的电子设备中。如图1所示，该方法包括：
24.s110:响应于气囊高度调节请求，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数。
25.所述气囊高度调节请求包括预设气囊高度；所述目标系数用于表征所述目标车辆的质量。
26.其中，气囊高度调节请求可以是用户根据驾驶场景的需要发送的包括预设气囊高度的请求。预设气囊高度可以是气囊最终要达到的高度。目标车辆可以是需要进行气囊高度调节的车辆。气囊信息可以根据实际需要进行设置，例如气囊信息可以是气囊内气体的压强、体积、物质的量、摩尔气体常数以及温度中的至少一种。目标系数与车身质量相关，当车身质量发生变化时，目标系数也跟着改变。目标系数例如可以是最近一次电磁阀关闭时气囊的高度上升至稳定高度的过程中的气体产生的势能变化量与气囊中气体的物质量之间的比值。
27.在本实施例中，可选的，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数，包括：根据气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定第一能量；所述第一能量根据前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度上升到当前时刻气囊的高度的过程中由气囊中的气体产生的能量确定；确定当前时刻气囊中气体的物质量；将所述第一能量与所述物质量的比值作为所述目标系数。
28.示例性的，气囊作为空气悬架控制悬架高度的一个重要部件，对于密闭的气囊来说，气囊内部可以近似符合理想气体状态方程：pv＝nrt。
29.其中，p表示压强，v表示气体体积，n表示气体的物质的量，r表示摩尔气体常数，t表示温度。对于气囊来说，可以将气囊近似看作一个横截面不变，高度变化的圆柱体，那么对于气囊来说，v＝sh。
30.其中，s表示横截面积，h表示气囊高度。
31.又由于f＝sp。
32.其中，f表示气囊对车架的支撑力。
33.将以上三个公式进行综合，可以得到：f＝nrt/h。进而可以得到在f作用下车架的加速度：
34.f-mg＝ma。
35.其中，m表示车架质量，a表示车架的加速度。
36.将上述公式进行综合，可以得到如下公式：
[0037][0038]
在本方案中，假设前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度为h0，本方案可以通过开环控制将气囊高度由h0调整到目标高度h1(即当前时刻气囊的高度)，由上述公式可得，在气囊高度为h0时，有如下公式：
[0039][0040]
关闭电磁阀后，依靠气囊压力的惯性气囊继续上升，最后会平衡到一定的高度，当车架平衡到当前时刻气囊的高度h1时，有平衡方程：
[0041][0042]
根据能量守恒方程，气囊由高度h0上升至高度h1的过程中，空气的动能等于车架
势能的变化，则有如下方程：
[0043]
pw＝mg(h1-h0)；其中，pw表示第一能量。
[0044]
又由于将第一能量与当前时刻气囊中气体的物质量的比值作为目标系数k，则目标系数k可以基于如下公式进行确定：
[0045][0046]
其中，n表示当前时刻气囊中气体的物质量。
[0047]
由此，通过根据气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定第一能量；第一能量根据前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度上升到当前时刻气囊的高度的过程中由气囊中的气体产生的能量确定；确定当前时刻气囊中气体的物质量；将第一能量与物质量的比值作为目标系数。可以实现为后续气囊高度的确定提供可靠的数据来源。
[0048]
在本实施例中，可选的，根据气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定第一能量，包括：基于如下公式确定第一能量：pw＝mg(h1-h0)；其中，pw表示第一能量，h1表示当前时刻气囊的高度，h0表示前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度，mg表示当前时刻气囊的高度对应的气囊中气体的能量。
[0049]
其中，示例性的，气囊作为空气悬架控制悬架高度的一个重要部件，对于密闭的气囊来说，气囊内部可以近似符合理想气体状态方程：pv＝nrt。
[0050]
其中，p表示压强，v表示气体体积，n表示气体的物质的量，r表示摩尔气体常数，t表示温度。对于气囊来说，可以将气囊近似看作一个横截面不变，高度变化的圆柱体，那么对于气囊来说，v＝sh。
[0051]
其中，s表示横截面积，h表示气囊高度。
[0052]
又由于f＝sp。
[0053]
其中，f表示气囊对车架的支撑力。
[0054]
将以上三个公式进行综合，可以得到：f＝nrt/h。。
[0055]
关闭电磁阀后，依靠气囊压力的惯性气囊继续上升，最后会平衡到一定的高度，当车架平衡到当前时刻气囊的高度h1时，有平衡方程：
[0056][0057]
根据能量守恒方程，气囊由高度h0上升至高度h1的过程中，前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度上升到当前时刻气囊的高度的过程中由气囊中的气体产生的能量等于车架势能的变化，则有如下方程：
[0058]
pw＝mg(h1-h0)；其中，pw表示第一能量。
[0059]
在一个可行的实施方式中，可选的，当前时刻气囊的高度对应的气囊中气体的能量基于如下公式进行确定：
[0060][0061]
其中，n表示当前时刻气囊中气体的物质量，r表示气囊中摩尔气体的常数；t表示气囊中的温度。
[0062]
示例性的，由于因此，可以确定h1表示当前时刻气囊的高度。
[0063]
在另一个可行的实施方式中，可选的，将所述第一能量与所述物质量的比值作为所述目标系数，包括：
[0064]
基于如下公式确定所述目标系数：
[0065][0066]
示例性的，由于pw＝mg(h1-h0)，将第一能量与当前时刻气囊中气体的物质量的比值作为目标系数k，则目标系数k可以基于如下公式进行确定：
[0067][0068]
其中，n表示当前时刻气囊中气体的物质量，k表示目标系数。
[0069]
s120:基于所述目标系数、所述气囊信息以及所述预设气囊高度确定气囊的预测高度。
[0070]
所述预测高度为控制电磁阀关闭时气囊的高度。
[0071]
其中，气囊由预测高度上升到预设气囊高度是由电磁阀关闭后气囊压力的惯性实现的。因此，如果气囊要达到预设气囊高度，就需要确定电磁阀关闭时气囊的高度，即预测高度。气囊的预测高度可以小于预设气囊高度。气囊的预测高度也可以大于预设气囊高度。
[0072]
在另一个可行的实施方式中，可选的，基于所述目标系数、所述气囊信息以及所述预设气囊高度确定气囊的预测高度，包括：
[0073]
基于如下公式确定气囊的预测高度：
[0074][0075]
其中，h3表示预设气囊高度，h2表示气囊的预测高度。
[0076]
示例性的，由于目标系数与车架质量有关，因此，在车架质量不变的情况下，可以将目标系数也看成固定值。前述步骤已经确定了目标系数k的取值，当需要将气囊高度控制在预设气囊高度h3的高度时，可以根据气囊由高度h2上升至高度h3的过程中车架势能的变化确定出本次控制电磁阀停止充放气的时刻气囊的预测高度h2：
[0077]
pv＝mg(h3-h2)；
[0078]
其中，pv表示气囊由高度h2上升至高度h3的过程中车架势能的变化。又由于关闭电磁阀后，依靠气囊压力的惯性气囊继续上升，最后会平衡到一定的高度，当车架平衡到当前时刻气囊的高度h3时，有平衡方程：
[0079]
则目标系数k可以基于如下公式进行确定：
[0080][0081]
由此，通过对气囊的预测高度进行确定，可以实现科学地确定要达到预设气囊高度需要控制电磁阀关闭时刻气囊的实际高度，可以实现空气悬架高度的快速控制，减少震
荡。
[0082]
s130:通过电磁阀对所述气囊的高度进行调整，当确定所述气囊的高度达到所述预测高度时控制所述电磁阀关闭。
[0083]
其中，本方案可以根据实际需要控制电磁阀进行充气还是放气。在当前时刻电磁阀充放气的过程中会对气囊的高度产生直接的影响，因此，本方案在确定完成气囊的预测高度之后，当确定气囊的高度达到预测高度时，控制电磁阀关闭，停止充放气，以使气囊由于气压惯性继续上升至预设气囊高度。
[0084]
本发明实施例提供的技术方案，响应于气囊高度调节请求，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数；气囊高度调节请求包括预设气囊高度；目标系数用于表征目标车辆的质量；基于目标系数、气囊信息以及预设气囊高度确定气囊的预测高度；预测高度为控制电磁阀关闭时气囊的高度；通过电磁阀对气囊的高度进行调整，当确定气囊的高度达到预测高度时控制电磁阀关闭。通过执行本发明实施例提供的技术方案，可以实现快速控制气囊高度达到目标高度,同时电磁阀不再经历脉冲，可以延长电磁阀的使用寿命。
[0085]
图2是本发明实施例提供的车辆电磁阀的控制装置的结构示意图。如图2所示，该装置包括：
[0086]
目标系数确定模块210，用于响应于气囊高度调节请求，根据目标车辆的气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定目标系数；所述气囊高度调节请求包括预设气囊高度；所述目标系数用于表征所述目标车辆的质量；
[0087]
预测高度确定模块220，用于基于所述目标系数、所述气囊信息以及所述预设气囊高度确定气囊的预测高度；所述预测高度为控制电磁阀关闭时气囊的高度；
[0088]
电磁阀关闭模块230，用于通过电磁阀对所述气囊的高度进行调整，当确定所述气囊的高度达到所述预测高度时控制所述电磁阀关闭。
[0089]
可选的，目标系数确定模块210，包括第一能量确定单元，用于根据气囊信息、当前时刻气囊的高度以及前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度确定第一能量；所述第一能量根据前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度上升到当前时刻气囊的高度的过程中由气囊中的气体产生的能量确定；物质量确定单元，用于确定当前时刻气囊中气体的物质量；目标系数确定单元，用于将所述第一能量与所述物质量的比值作为所述目标系数。
[0090]
可选的，第一能量确定单元，具体用于基于如下公式确定第一能量：
[0091]
pw＝mg(h1-h0)；
[0092]
其中，pw表示第一能量，h1表示当前时刻气囊的高度，h0表示前一时刻电磁阀关闭时气囊的高度，mg表示当前时刻气囊的高度对应的气囊中气体的能量。
[0093]
可选的，当前时刻气囊的高度对应的气囊中气体的能量基于如下公式进行确定：其中，n表示当前时刻气囊中气体的物质量，r表示气囊中摩尔气体的常数；t表示气囊中的温度。
[0094]
可选的，目标系数确定单元，具体用于基于如下公式确定所述目标系数：
[0095]
[0096]
其中，k表示目标系数。
[0097]
可选的，预测高度确定模块220，具体用于基于如下公式确定气囊的预测高度：
[0098]
其中，h3表示预设气囊高度，h2表示气囊的预测高度。
[0099]
本发明实施例所提供的车辆电磁阀的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆电磁阀的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0100]
图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备30的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0101]
如图3所示，电子设备30包括至少一个处理器31，以及与至少一个处理器31通信连接的存储器，如只读存储器(rom)32、随机访问存储器(ram)33等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器31可以根据存储在只读存储器(rom)32中的计算机程序或者从存储单元38加载到随机访问存储器(ram)33中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 33中，还可存储电子设备30操作所需的各种程序和数据。处理器31、rom 32以及ram 33通过总线34彼此相连。输入/输出(i/o)接口35也连接至总线34。
[0102]
电子设备30中的多个部件连接至i/o接口35，包括：输入单元36，例如键盘、鼠标等；输出单元37，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元38，例如磁盘、光盘等；以及通信单元39，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元39允许电子设备30通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0103]
处理器31可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器31的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器31执行上文所描述的各个方法和处理，例如车辆电磁阀的控制方法。
[0104]
在一些实施例中，车辆电磁阀的控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元38。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 32和/或通信单元39而被载入和/或安装到电子设备30上。当计算机程序加载到ram 33并由处理器31执行时，可以执行上文描述的车辆电磁阀的控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器31可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行车辆电磁阀的控制方法。
[0105]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器
可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0106]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0107]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0108]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0109]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0110]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0111]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0112]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明
的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。