主動(dòng)懸架系統(tǒng)中的駕駛性能優(yōu)化的制作方法
【專利摘要】一種主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)，包括主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)，其可操作地耦接至機(jī)動(dòng)車車輪并配置以響應(yīng)控制信號(hào)控制應(yīng)用于車輪的阻尼力。控制器，其可操作地耦接至阻尼機(jī)構(gòu)并配置以響應(yīng)于垂直向下的車輪速率向阻尼機(jī)構(gòu)產(chǎn)生控制信號(hào)。
【專利說明】主動(dòng)懸架系統(tǒng)中的駕駛性能優(yōu)化
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及包含連續(xù)可變或多級(jí)懸架阻尼器的主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)，以及控制該系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)動(dòng)車可以包含主動(dòng)或自適應(yīng)懸架系統(tǒng)以主動(dòng)地控制機(jī)動(dòng)車車輪的垂直運(yùn)動(dòng)，而并不允許這種運(yùn)動(dòng)完全由與路面的相互作用決定。為了最大化這種機(jī)動(dòng)車的駕駛舒適性，通常需要將機(jī)動(dòng)車減震器中的阻尼水平保持在相對(duì)低值。
[0003]然而，當(dāng)機(jī)動(dòng)車車輪在路面上遭遇洼地(如坑洞)時(shí)，更低的阻尼水平允許車輪相對(duì)快速地落入坑洞。通常，車輪落入孔洞越深，車輪在駛出孔洞之前撞擊孔洞遠(yuǎn)側(cè)所產(chǎn)生的沖擊力就越大。由于車輪阻尼水平在相對(duì)低值，這些沖擊力通過機(jī)動(dòng)車懸架傳輸至機(jī)動(dòng)車的其余部分，對(duì)駕駛質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
[0004]雖然提高車輪阻尼水平可以降低傳輸至機(jī)動(dòng)車和懸架的沖擊力，但這會(huì)對(duì)機(jī)動(dòng)車行駛在正常、水平路面時(shí)的駕駛質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，理想的是僅在遭遇坑洞時(shí)提高阻尼水平，同時(shí)在車輪行駛在水平路面時(shí)將阻尼水平保持在相對(duì)低值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供了一種主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)，包括可操作地耦接至機(jī)動(dòng)車車輪的主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)，其配置以響應(yīng)控制信號(hào)控制應(yīng)用于車輪的阻尼力?？刂破骺刹僮鞯伛罱佑谧枘釞C(jī)構(gòu)，其配置以響應(yīng)垂直向下方向的車輪速率向阻尼機(jī)構(gòu)產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的另一方面提供了一種在主動(dòng)懸架系統(tǒng)中控制應(yīng)用于車輪的阻尼水平的方法。該方法包括以下步驟:確定被定義為在第一預(yù)定時(shí)間段車輪垂直位置變化率的速率；將速率與速率閾值對(duì)比；以及當(dāng)速率大于速率閾值時(shí)，提高阻尼水平。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例的另一方面提供了一種將阻尼力應(yīng)用于向垂直向下方向運(yùn)動(dòng)的車輪的方法。該方法包括以下步驟:測(cè)量車輪在該方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，測(cè)量車輪在該方向上的速率；將時(shí)間與閾值對(duì)比并將速率與另一閾值對(duì)比；以及當(dāng)時(shí)間未超過閾值并且速率超過另一閾值時(shí)，將最大可用阻尼力應(yīng)用于車輪。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的適于執(zhí)行阻尼力控制程序的部分主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)的不意圖；
[0009]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可根據(jù)阻尼力控制程序控制的示例性可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖3為顯示用于在主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)中控制力的阻尼力控制程序流程的框圖；
[0011]圖4為顯示在進(jìn)入坑洞或其他路面洼地前沿路面運(yùn)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車車輪的框圖；
[0012]圖5為顯示在進(jìn)入坑洞或其他路面洼地后沿路面運(yùn)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車車輪的框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]圖1示出了配置以控制由機(jī)動(dòng)車懸架阻尼機(jī)構(gòu)(如減震器)提供的阻尼力的部分主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)(總體上指10)的一實(shí)施例的示意圖。該主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)包括這種可操作地與機(jī)動(dòng)車相關(guān)車輪耦接的主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)。這些阻尼機(jī)構(gòu)配置以響應(yīng)由計(jì)算機(jī)處理器產(chǎn)生的控制信號(hào)控制應(yīng)用于車輪的阻尼力。計(jì)算機(jī)可以被合并入懸架系統(tǒng)控制器40，形成整體機(jī)動(dòng)車系統(tǒng)控制系統(tǒng)(未圖不)的一部分。
[0014]主動(dòng)懸架系統(tǒng)10包含本文所述阻尼水平控制程序的一實(shí)施例，其可用于響應(yīng)阻尼元件支撐的機(jī)動(dòng)車車輪和車輪所滾動(dòng)過的路面洼地之間的相互作用控制阻尼力。彈簧元件以及傳統(tǒng)主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)的其他各種元件也可包含在系統(tǒng)10中，但未在圖1中示出。
[0015]在圖1所示的實(shí)施例中，懸架系統(tǒng)10包括車輪位置傳感器12(由12-1，12-2,12-3和12-4表示)，其與各機(jī)動(dòng)車車輪20-1、20-2、20-3、20-4中相應(yīng)的一個(gè)耦接并與控制器40耦接。探測(cè)器12配置以探測(cè)相應(yīng)機(jī)動(dòng)車車輪的垂直位置(即沿垂直或通過車輪中心延伸的“y”_軸333的車輪運(yùn)動(dòng)分量)以及與車輪可相對(duì)其運(yùn)動(dòng)的參考位置相關(guān)的垂直位置。在一實(shí)施例中，參考位置為位于機(jī)動(dòng)車底盤22上的位置。在一實(shí)施例中，通過微計(jì)算機(jī)30從傳感器12連續(xù)接收代表車輪位置y的信號(hào)以通過以下方式處理。
[0016]在圖1所示的實(shí)施例中，懸架系統(tǒng)10還包括可操作地耦接至傳感器12的微計(jì)算機(jī)30，其配置以根據(jù)控制程序處理指示車輪位置的信號(hào)，以產(chǎn)生用于控制可操作地耦接至各車輪的可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)的阻尼水平的控制信號(hào)。計(jì)算機(jī)30配置以確定車輪在其與路面相互作用時(shí)的垂直速率。在一實(shí)施例中，車輪垂直速率通過求車輪位置在預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間導(dǎo)數(shù)(dy/dt)確定。在另一實(shí)施例中，車輪的垂直速率通過結(jié)合例如由加速計(jì)所提供的數(shù)值確定，該加速計(jì)配置以測(cè)量車輪在垂直方向的速率變化率。計(jì)算機(jī)30可以包括用于存儲(chǔ)阻尼水平控制程序以及任何操作懸架系統(tǒng)所需的額外數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)30被合并入或可操作地耦接于懸架控制器40。
[0017]如有需要，一個(gè)或多個(gè)公知濾波器32 (如帶通濾波器)可以可操作地耦接至傳感器12以通過公知方式過濾來自傳感器信號(hào)的噪音成分。另外，預(yù)處理電路34可以在需要時(shí)可操作地耦接至傳感器12，以將從傳感器12接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換至適合計(jì)算機(jī)30處理的形式。如有需要，微計(jì)算機(jī)30產(chǎn)生的控制信號(hào)可以傳輸至驅(qū)動(dòng)電路或后處理器36以轉(zhuǎn)換至可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)18所響應(yīng)的形式。驅(qū)動(dòng)電路可以配置以將接收的控制信號(hào)處理至適合操作例如液壓驅(qū)動(dòng)氣缸、由電磁閥或電磁激勵(lì)比例作用閥驅(qū)動(dòng)的氣缸、包含磁流變流體的氣缸、或其他任何合適類型的主動(dòng)氣缸或減震器的形式。
[0018]計(jì)時(shí)元件50也可以合并入或可操作地耦接至控制器40。計(jì)時(shí)器50通過以下方式使用，以測(cè)量機(jī)動(dòng)車車輪在其落入路面洼地時(shí)其垂直位置變化期間不同時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)。
[0019]如有需要，傳感器12和主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)之間的接口所需的任何元件(如計(jì)算機(jī)30、濾波器32等)可以并入可操作地耦接至阻尼機(jī)構(gòu)并配置以為阻尼機(jī)構(gòu)產(chǎn)生控制信號(hào)的懸架控制器。如前所述，控制器通過接收傳感器信號(hào)并向主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)18產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目刂泼顏砜刂谱枘崴秸{(diào)節(jié)器。
[0020]參考圖1和2，懸架系統(tǒng)10包括可操作地耦接至機(jī)動(dòng)車簧下質(zhì)量和簧上質(zhì)量之間各機(jī)動(dòng)車車輪的可獨(dú)立操作的主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)18。耦接至各車輪的阻尼機(jī)構(gòu)18可獨(dú)立于耦接至其他車輪的阻尼機(jī)構(gòu)18操作。
[0021]圖2示出了可由控制器40控制以執(zhí)行本文所述阻尼力控制程序?qū)嵤├目烧{(diào)阻尼機(jī)構(gòu)的一詳細(xì)結(jié)構(gòu)。參考圖1和2，每個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)18-1、18-2、18-3和18_4包括配備在機(jī)動(dòng)車簧下質(zhì)量和簧上質(zhì)量之間的相關(guān)減震器。每個(gè)減震器包括液壓氣缸12,該氣缸被活塞11細(xì)分為上液壓油腔和下液壓油腔并支承于機(jī)動(dòng)車簧下質(zhì)量上。活塞11的活塞桿13由機(jī)動(dòng)車簧上質(zhì)量承載。液壓氣缸12的上液壓油腔和下液壓油腔通過可變節(jié)流孔14相互連接。通過操作相關(guān)步進(jìn)電機(jī)15控制可變節(jié)流孔14的開口尺寸以控制減震器的阻尼力。在圖2所示的實(shí)施例中，在各可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)18處，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15以控制相關(guān)可變節(jié)流孔14的尺寸從而控制可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)18中減震器所提供的阻尼力。因此，在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路36響應(yīng)接收自計(jì)算機(jī)30的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)每個(gè)步進(jìn)電機(jī)15。液壓氣缸12的下液壓油腔與配備用以吸收下液壓油缸中由活塞桿14的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的體積變化的相關(guān)氣壓彈簧單元16連接。
[0022]如前所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)18可以包括例如液壓驅(qū)動(dòng)氣缸、由電磁閥或電磁激勵(lì)比例作用閥驅(qū)動(dòng)的氣缸、包含磁流變流體的氣缸或者其他任何合適類型的氣缸或減震器，以取代利用步進(jìn)電機(jī)控制減震器的阻尼力的單元。然而，每個(gè)可調(diào)阻尼機(jī)構(gòu)18可以是任何可被本文所述的方法和組件控制以調(diào)整應(yīng)用于相關(guān)車輪的阻尼力并能夠作出提供本文所述阻尼水平的變化所需的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的已知類型。
[0023]在本發(fā)明的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)30設(shè)計(jì)以重復(fù)地執(zhí)行圖3流程圖中所示的控制程序。因此，下文中將參考圖3描述右側(cè)前車輪處減弱車輪相對(duì)于車身的垂直運(yùn)動(dòng)的阻尼力控制。
[0024]假設(shè)已通過操作機(jī)動(dòng)車的點(diǎn)火開關(guān)(未圖示)使計(jì)算機(jī)30連接至電源(未圖示)，計(jì)算機(jī)30初始化圖3的控制程序并反復(fù)執(zhí)行該程序的處理步驟290-320。
[0025]圖3示出了控制應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車單個(gè)車輪20的阻尼水平的部分主動(dòng)懸架系統(tǒng)的控制程序的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，相同的控制程序可以響應(yīng)各車輪所經(jīng)歷的路況而獨(dú)立地應(yīng)用于任何機(jī)動(dòng)車車輪。
[0026]控制程序響應(yīng)在車輪垂直位置時(shí)間變化率指示車輪可能遭遇坑洞或其他路面洼地時(shí)激活的協(xié)議而控制應(yīng)用于車輪的阻尼力。在圖4和5中，參數(shù)“y”表示車輪20沿垂直軸相對(duì)于預(yù)定參考位置(如底盤90上的位置)的當(dāng)前位置，車輪可相對(duì)于該預(yù)定參考位置垂直運(yùn)動(dòng)，參數(shù)D表示應(yīng)用于車輪的阻尼力水平。箭頭“A”表示機(jī)動(dòng)車沿路面902前行的方向。
[0027]在控制程序的框290中，參數(shù)y和D處于表示相關(guān)阻尼元件18在車輪20遭遇路坑或坑洞900之前狀態(tài)的初始水平。圖4還示出了在進(jìn)入坑洞900之前沿路面902運(yùn)動(dòng)的車輪20。最初，車輪20沿道路902相對(duì)平坦的部分前行，調(diào)整懸架系統(tǒng)的元件以提供具有初始(即“正?！?參考值Dl的阻尼水平D。初始值Dl可以是在阻尼水平D可控設(shè)置范圍內(nèi)的任何所需值，這取決于具體懸架系統(tǒng)的具體特征和元件。本文所述的本發(fā)明的實(shí)施例中，初始阻尼水平Dl設(shè)置以向車輪運(yùn)動(dòng)提供相對(duì)低的阻尼，由此提供相對(duì)“更柔和”的懸架以提高駕駛質(zhì)量。另外，將車輪在其沿平坦路面前行時(shí)相對(duì)于參考位置的垂直位置yl定義為“O” 值。[0028]在圖3中的框300，如圖5所示，車輪20在道路902遭遇了相對(duì)洼地900，該洼地可以是或不是坑洞。由于該洼地900，道路支撐從車輪20移除并且車輪開始落入洼地?？刹僮鞯伛罱又淋囕喌奈恢脗鞲衅?2在車輪落入洼地時(shí)連續(xù)地探測(cè)車輪垂直位置“y”并將該位置傳達(dá)至計(jì)算機(jī)30。
[0029]在如前所述的方法中，經(jīng)過預(yù)定時(shí)間間隔Δt之后，新的、更低的車輪位置被計(jì)算機(jī)指派給變量y2。計(jì)算機(jī)30隨后計(jì)算車輪在預(yù)定時(shí)間間隔Δt內(nèi)在位置Δyl=y2_yl的時(shí)間變化率的絕對(duì)值(即計(jì)算機(jī)計(jì)算位置坐標(biāo)y的時(shí)間導(dǎo)數(shù)(dy/dt))。所計(jì)算的車輪位置時(shí)間變化率指派給變量V，并且表示在時(shí)間△ t和車輪位置y2的車輪垂直方向的瞬時(shí)速率。為了調(diào)整應(yīng)用于車輪的阻尼力，Δt值的預(yù)期范圍包括小于10毫秒的值。在一特定實(shí)施例中，Δt值為2毫秒。Δt值的范圍取決于所使用的懸架設(shè)計(jì)和組件的類型以及其他相關(guān)因素。然而，Δt值可以設(shè)置為任何所需值，這取決于具體應(yīng)用的需要。如前所述，Δt的預(yù)定值可存儲(chǔ)于例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的查找表中。通常，為了調(diào)整應(yīng)用于車輪的阻尼力，理想的是時(shí)間間隔Δt盡可能地短，從而能夠快速確定是否已超過閾值Th1以及，進(jìn)一步地，是否需要快速連續(xù)測(cè)量車輪位置y。
[0030]在框302，將瞬時(shí)速率V的計(jì)算值與第一預(yù)定速率閾值Thl對(duì)比。如果V小于Th1，確認(rèn)為“假”條件并且程序返回框290 (即將阻尼水平D保持在初始參考值D1)。保持該阻尼水平直至車輪遭遇道路洼地。然而，如果V等于或超過Thl，則確認(rèn)為“真”條件。將瞬時(shí)速率V滿足或超過閾值Thl的事實(shí)作為車輪可能開始落入洼地900的指征。該條件的滿足被認(rèn)為是對(duì)車輪已遭遇潛在坑洞情形的確認(rèn)，并且在確認(rèn)后以非常短的時(shí)間間隔測(cè)量車輪位置“y”以監(jiān)控車輪后續(xù)的向洼地中的下落(如果有)?！罢妗睏l件的出現(xiàn)表明剛測(cè)量的在經(jīng)過時(shí)間Δt內(nèi)的車輪位置變化(即車輪落入洼地運(yùn)動(dòng)的垂直分量的速度)足以證明可以初始化并激活計(jì)時(shí)器50以測(cè)量任何進(jìn)一步的車輪位置變化期間所經(jīng)過的時(shí)間。在這種情況下，程序進(jìn)入框304。
[0031]本文所述的控制程序所用的預(yù)定速率閾值可以存儲(chǔ)于，例如，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的查找表中。可通過計(jì)算和/或以實(shí)驗(yàn)反復(fù)確定各車輪構(gòu)造和相關(guān)的主動(dòng)懸架系統(tǒng)構(gòu)造的預(yù)定速率閾值，并隨后存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。以最小化對(duì)駕駛的有害影響并且最大化在實(shí)際的坑洞事件發(fā)生時(shí)及早探測(cè)到該事件的可能性為目的選擇預(yù)定速率閾值。該值通常介于
0.2米/秒至5米/秒之間。影響該值范圍的因素包括懸架調(diào)校、機(jī)動(dòng)車速度、機(jī)動(dòng)車輪胎特點(diǎn)以及其他因素。不同速率閾值的范圍可以基于從坑洞和無坑洞駕駛事件收集的數(shù)據(jù)。使用這種數(shù)據(jù)安排或“調(diào)校”懸架系統(tǒng)有利于快速探測(cè)實(shí)際的坑洞，并有助于最小化由于坑洞事件“假陽性”探測(cè)而引起的阻尼增加所導(dǎo)致的駕駛的消極影響。
[0032]在框304中，一旦確定了車輪可能遭遇坑洞事件，計(jì)時(shí)器設(shè)置為初始值T=0，并隨后允許增加。
[0033]框305、306和308所形成的回路或子程序用于將在連續(xù)時(shí)間點(diǎn)上的車輪瞬時(shí)速率V與另一預(yù)定速率閾值Th2對(duì)比，直至(1)計(jì)時(shí)器數(shù)值T超過預(yù)定第一時(shí)間閾值T1，或者(2)車輪的瞬時(shí)速率V超過預(yù)定速率閾值Th2。在連續(xù)時(shí)間點(diǎn)上的瞬時(shí)速率仍舊通過求車輪垂直位置y的時(shí)間導(dǎo)數(shù)(dy/dt)計(jì)算，其中dt為任何兩個(gè)連續(xù)時(shí)間點(diǎn)之間所經(jīng)過的時(shí)間，其中車輪位置y在該時(shí)間測(cè)量，dy為車輪在時(shí)間dt期間下落的額外垂直距離。本文所述的實(shí)施例中，T1值的范圍為0.001至0.100毫秒。時(shí)間閾值Tl 一般大于Δt值。Tl的時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)足以根據(jù)在時(shí)間閾值Tl內(nèi)穿過速率閾值來從傳感器噪音中區(qū)分實(shí)際的坑洞事件。時(shí)間閾值Tl的范圍可以基于從坑洞和無坑洞事件收集的數(shù)據(jù)。使用這種數(shù)據(jù)安排或“調(diào)?！睉壹芟到y(tǒng)有利于快速探測(cè)實(shí)際的坑洞，并有助于最小化因坑洞事件的“假陽性”探測(cè)引起的阻尼增加導(dǎo)致的對(duì)駕駛的消極影響。
[0034]在框305中，將計(jì)時(shí)器在初始化后的讀數(shù)T與第一預(yù)定時(shí)間閾值Tl對(duì)比。如果計(jì)時(shí)器讀數(shù)T大于Tl值(B卩如果計(jì)時(shí)器重新初始化后所經(jīng)過的時(shí)間大于Tl)，確認(rèn)為“真”條件并且將阻尼水平D維持在參考值Dl。如果計(jì)時(shí)器重新初始化后所經(jīng)過的時(shí)間小于Tl，則確認(rèn)為“假”條件并且程序進(jìn)行到框306，在該框中重新計(jì)算車輪瞬時(shí)速率V=A y/T (即dy/dt)。
[0035]在框306中，將重新計(jì)算的瞬時(shí)車輪速率V的值與第二預(yù)定閾值Th2對(duì)比。如果新的車輪速率V超過Th2，確認(rèn)為“真”條件并且確定在經(jīng)過時(shí)間T內(nèi)的車輪位置的變化(Ay)(即車輪落入洼地的新的瞬時(shí)速率)足以證明可以提高阻尼水平D。由此，程序進(jìn)入框310。然而，如果瞬時(shí)車輪速率V等于或小于Th2，則確認(rèn)為“假”條件，程序進(jìn)入框308，在該框中經(jīng)過額外預(yù)定時(shí)間間隔At (即在T已經(jīng)增加At后)后重新計(jì)算瞬時(shí)車輪速率V。程序隨后返回框305以確定計(jì)時(shí)器初始化后所經(jīng)過的總時(shí)間T是否大于時(shí)間閾值Tl，如果T大于Tl，控制程序返回框290。
[0036]在如前所述的方法中，在計(jì)時(shí)器數(shù)值T未超過閾值Tl，并且瞬時(shí)車輪速率V未超過速率閾值Th2時(shí)重復(fù)回路305-306-308。如果計(jì)時(shí)器數(shù)值T超過第一計(jì)時(shí)器閾值Tl而車輪速率未超過速率閾值Th2，確認(rèn)為“假”條件并確定車輪未運(yùn)動(dòng)或未在經(jīng)過時(shí)間段Tl期間以足夠證明可以提高阻尼水平D的速率運(yùn)動(dòng)。阻尼水平由此返回初始參考值D1。然而，如果在框306中車輪速率V在計(jì)時(shí)器數(shù)值T超過第一計(jì)時(shí)器閾值Tl之前超過速率閾值Th2，則確認(rèn)為“真”條件并且程序進(jìn)入框310，在該框中阻尼水平D被增加預(yù)定量AD，達(dá)到更高值D2。用另一種方式說，在經(jīng)過每個(gè)時(shí)間間隔At后，重新計(jì)算瞬時(shí)車輪速率V，并且將計(jì)時(shí)器讀數(shù)T和瞬時(shí)車輪速率V與相應(yīng)閾值對(duì)比以確定是否需要修正阻尼水平D。將阻尼水平的逐漸提高執(zhí)行為在初始和新阻尼水平之間延伸的“斜坡”或“斜面”。如果瞬時(shí)車輪速率V在Tl限定的時(shí)間段內(nèi)超過了閾值Th2，則確認(rèn)為“真”條件并且在框310中提高阻尼水平。然而，如果瞬時(shí)車輪速率V在Tl限定的時(shí)間段內(nèi)保持等于或低于第一閾值Th2，阻尼水平D由此返回初始參考值Dl。
[0037]框310、312和314所形成的回路用于通過在經(jīng)過每個(gè)時(shí)間間隔Λ t后增加預(yù)定量來逐漸提高阻尼水平，直至(I)初始化后的計(jì)時(shí)器讀數(shù)T超過第二計(jì)時(shí)器閾值T2，或(2)瞬時(shí)車輪速率V超過第三速率閾值Th3。
[0038]車輪在相關(guān)時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)超過速率閾值的例子表明對(duì)車輪的道路支撐的缺少已達(dá)到足以導(dǎo)致車輪連續(xù)在“y”方向上下落的深度。
[0039]阻尼水平在本文所述的控制程序執(zhí)行期間所提高的量在每個(gè)步驟中可以是恒定的，或可以根據(jù)具體應(yīng)用的需要確定該量。阻尼水平D所提高的量可以根據(jù)具體懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)、具體類型的阻尼可用的阻尼設(shè)置范圍、用于操縱阻尼的方法以及其他相關(guān)因素確定。另外，為促進(jìn)阻尼水平的逐漸提高可將阻尼水平范圍劃分出的級(jí)或者增量的數(shù)量可以根據(jù)具體應(yīng)用的需要確定。
[0040]在框310中，阻尼水平被提高預(yù)定量AD，達(dá)到水平D2。瞬時(shí)車輪速率V在經(jīng)過另一時(shí)間間隔At后(即計(jì)時(shí)器數(shù)值T在之前的瞬時(shí)速率計(jì)算所用的值的基礎(chǔ)上增加了另一At后)重新進(jìn)算。
[0041]在框312中，將計(jì)時(shí)器讀數(shù)T與第二預(yù)定時(shí)間閾值T2對(duì)比。如果計(jì)時(shí)器讀數(shù)T大于值T2 (即如果計(jì)時(shí)器在框304中初始化后所經(jīng)過的時(shí)間大于T2)，確認(rèn)為“真”條件并且阻尼水平D返回至參考值D1。然而，如果計(jì)時(shí)器初始化后所經(jīng)過的時(shí)間小于T2，則確認(rèn)為“假”條件，程序進(jìn)入框314。
[0042]框314中，如果瞬時(shí)車輪速率V等于或小于閾值Th3，確認(rèn)為“假”條件，程序返回框310，在該框中阻尼水平再次提高預(yù)定量AD并且瞬時(shí)車輪速率V在經(jīng)過額外預(yù)定時(shí)間間隔At后被重新計(jì)算。程序隨后返回框312以確定所經(jīng)過的時(shí)間T是否大于時(shí)間閾值T2。
[0043]在前述方法中，在計(jì)時(shí)器數(shù)值T未超過第二計(jì)時(shí)器閾值T2，并且瞬時(shí)車輪速率V未超過第三速率閾值Th3時(shí)重復(fù)回路310-312-314。如果計(jì)時(shí)器數(shù)值T (從初始化后測(cè)量的)超過第二計(jì)時(shí)器閾值T2而車輪速率V未超過速率閾值Th3，確認(rèn)為“假”條件并確定車輪并未進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)或未在經(jīng)過時(shí)間段T2期間以足夠證明可以進(jìn)一步提高阻尼水平的速率運(yùn)動(dòng)。阻尼水平因此返回至初始參考值D1。
[0044]然而，如果車輪速率V在計(jì)時(shí)器數(shù)值T超過第二計(jì)時(shí)器閾值T2之前超過閾值Th3，在框316中確認(rèn)為“真”條件并確定在經(jīng)過時(shí)間T中的車輪位置變化(Ay)(即車輪落入洼地的垂直運(yùn)動(dòng)速率)足以證明可以進(jìn)一步提高阻尼水平D至最大調(diào)校阻尼水平，Dmx。
[0045]當(dāng)程序進(jìn)入框310-312-314所限定的回路時(shí)，阻尼水平繼續(xù)階梯式的逐步遞增，所以如果并且當(dāng)需要最大阻尼水平Dmax時(shí)，阻尼水平從當(dāng)前阻尼水平至Dmax的提高將小于阻尼水平從Dl至Dmax的提高。這有助于最小化或消除由于所需液壓力在相對(duì)較短的時(shí)間段內(nèi)從Dl發(fā)展到Dmax的突然、巨大的變化所引起的“爆震(knocking)”或“重?fù)?thumping)”效應(yīng)，其可能是機(jī)動(dòng)車乘客可覺察的。本文所述的程序還可以使系統(tǒng)阻尼力在第一預(yù)定值至下一更高預(yù)定值之間逐漸地提高。因此，當(dāng)確定需要下一更高的預(yù)定值時(shí)，達(dá)到下一更高預(yù)定值所需的剩余提高量小于第一預(yù)定值和最高預(yù)定值之間的差量。
[0046]在框320中，阻尼水平保持在D=Dmax直至計(jì)時(shí)器數(shù)值T所指示的經(jīng)過的時(shí)間達(dá)到預(yù)定終止點(diǎn)TST0P。阻尼水平隨后返回至初始參考值D1。
[0047]通過響應(yīng)車輪向道路洼地的連續(xù)下落逐漸地提高阻尼所施加阻尼力，本文所述的控制程序的實(shí)施例幫助最小化阻尼力提高量并盡可能長(zhǎng)時(shí)間地延遲力的增加的執(zhí)行，由此盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保留更低阻尼水平所提供的相對(duì)更高的駕駛質(zhì)量。
[0048]利用本文所述的控制程序的實(shí)施例，阻尼力增加至Dmax (其對(duì)駕駛質(zhì)量具有最大的有害影響)的實(shí)現(xiàn)被理想地限制至最期望的情況(即車輪遭遇相對(duì)深的坑洞或洼地的情況)。該阻尼水平的提高限制車輪向洼地下落的深度并有助于最小化車輪在駛出孔洞時(shí)撞擊坑洞的相對(duì)側(cè)產(chǎn)生的震動(dòng)影響。
[0049]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制程序可以作為子程序并入設(shè)計(jì)以控制懸架系統(tǒng)和主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)的附加元件和/或根據(jù)來自車輪位置傳感器和其他類型傳感器的輸入來控制主動(dòng)懸架系統(tǒng)的元件的更加廣泛的新的或現(xiàn)有的控制程序。
[0050]如前所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制程序能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)包含連續(xù)可變或多級(jí)懸架阻尼器的機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)的有效操作，以最大化駕駛質(zhì)量并減小懸架系統(tǒng)的負(fù)荷。
[0051]如本文所述，本發(fā)明的一實(shí)施例包括主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)，其具有可操作地耦接至機(jī)動(dòng)車車輪并配置以響應(yīng)控制信號(hào)控制應(yīng)用于車輪的阻尼力的主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)?？刂破骺刹僮鞯伛罱又磷枘釞C(jī)構(gòu)并配置以響應(yīng)車輪在垂直向下方向上的速率向阻尼機(jī)構(gòu)產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0052]同樣如本文所述，本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種在主動(dòng)懸架系統(tǒng)中控制應(yīng)用于車輪的阻尼水平的方法。所述方法包括以下步驟:確定定義為在第一預(yù)定時(shí)間段車輪垂直位置變化率的速率；將速率與速率閾值對(duì)比；以及當(dāng)速率大于速率閾值時(shí)，提高阻尼水平。
[0053]同樣如本文所述，本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種將阻尼力應(yīng)用于垂直向下運(yùn)動(dòng)的車輪的方法。該方法包括以下步驟:測(cè)量車輪在該方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，測(cè)量車輪在該方向上的速率；將時(shí)間與閾值對(duì)比并將速率與另一閾值對(duì)比；以及當(dāng)時(shí)間未超過閾值并且速率超過另一閾值時(shí)，將最大可用阻尼力應(yīng)用于車輪。
[0054]應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的本發(fā)明的實(shí)施例僅用于說明目的。同樣，此處所公開的各種結(jié)構(gòu)和操作特征可以接受與本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力相匹配的多種修改，該修改均未超出所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種主動(dòng)機(jī)動(dòng)車懸架系統(tǒng)，其特征在于，包含: 主動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)，其可操作地耦接至機(jī)動(dòng)車車輪并配置以響應(yīng)于控制信號(hào)控制應(yīng)用于車輪的阻尼力；以及 控制器，其可操作地耦接至阻尼機(jī)構(gòu)并配置以響應(yīng)于垂直向下的車輪速率向阻尼機(jī)構(gòu)產(chǎn)生控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含: 車輪位置傳感器，其可操作地耦接至車輪和控制器并配置以探測(cè)車輪的垂直位置； 計(jì)時(shí)器，其可操作地耦接至控制器并配置以測(cè)量車輪垂直位置變化期間經(jīng)過的時(shí)間段， 其中，控制器配置以通過計(jì)算車輪垂直位置在經(jīng)過的時(shí)間段中的時(shí)間導(dǎo)數(shù)來計(jì)算速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制器配置以將速率與速率閾值對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果產(chǎn)生阻尼機(jī)構(gòu)控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制器配置以在速率與速率閾值的對(duì)比之前將計(jì)時(shí)器的測(cè)量值與計(jì)時(shí)器閾值對(duì)比。
5.一種用于在主動(dòng)懸架系統(tǒng)中控制應(yīng)用于車輪的阻尼水平的方法，其特征在于，包含以下步驟: 確定被定義為在第一預(yù)定時(shí)間段中的車輪垂直位置變化率的速率； 將速率與速率閾值對(duì)比；以及 當(dāng)速率大于速率閾值時(shí)，提高阻尼水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在計(jì)算速率步驟之前進(jìn)一步包括步驟: 初始化計(jì)時(shí)器數(shù)值至T=O ； 激活計(jì)時(shí)器； 將激活后預(yù)定時(shí)間段的計(jì)時(shí)器數(shù)值T與計(jì)時(shí)器閾值對(duì)比； 當(dāng)計(jì)時(shí)器數(shù)值T大于計(jì)時(shí)器閾值時(shí)，將阻尼水平設(shè)置為參考值；以及 當(dāng)計(jì)時(shí)器數(shù)值T小于或等于計(jì)時(shí)器閾值時(shí)，進(jìn)入計(jì)算速率的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含以下步驟: 當(dāng)速率小于或等于速率閾值時(shí)，計(jì)算被定義為在緊隨第一預(yù)定時(shí)間段的另一預(yù)定時(shí)間段中的的車輪垂直位移的另一速率； 將其他預(yù)定時(shí)間段終點(diǎn)的計(jì)時(shí)器數(shù)值T與計(jì)時(shí)器閾值對(duì)比；以及 當(dāng)計(jì)時(shí)器數(shù)值T大于計(jì)時(shí)器閾值時(shí)，將阻尼水平設(shè)置為參考值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，提高阻尼水平的步驟包含將阻尼水平提高至最大值的步驟。
9.一種將阻尼力應(yīng)用于向垂直向下方向運(yùn)動(dòng)的車輪的方法，其特征在于，包含以下步驟: 測(cè)量車輪在該方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； 測(cè)量車輪在該方向上的速率； 將時(shí)間與閾值對(duì)比并將速率與另一閾值對(duì)比；以及 當(dāng)時(shí)間未超過閾值并且速率超過另一閾值時(shí)，將最大可用阻尼力應(yīng)用于車輪。
【文檔編號(hào)】B60G17/0165GK103507588SQ201310256374
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】拉斯·李·諾頓, 本杰明·布拉特, 格雷格·格雷戈里·蘇特, 艾伯特·謝努答·薩利卜, 大衛(wèi)·邁克爾·拉塞爾, 烏韋·霍夫曼, 馬克·蘇爾曼 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司