用于控制主动悬架系统的阻尼器的系统和方法技术方案

技术编号:19244609 阅读:103 留言:0更新日期:2018-10-24 06:46
披露了一种用于控制机动车辆的主动悬架和调平系统的控制系统和方法。该控制系统可以使用估算器模块、控制器模块、以及管理模块。该估算器模块处理从该车辆的各种部件和传感器获得的与模态位移、速度以及加速度有关的测量信号,并且计算用作该控制器模块的输入的导出信号。该控制器模块基于车辆车身和车轮的运动计算每个主动阻尼器的期望阻尼力。该管理模块将所需的主动阻尼力转换为适当的一组控制信号,以控制每个主动阻尼器。对该车辆的每个主动阻尼器执行这些操作以实时控制每个阻尼器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制主动悬架系统的阻尼器的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年2月23日提交的美国专利申请号15/440,059的优先权并且还要求于2016年2月24日提交的美国临时申请号62/299,300的权益。以上申请的全部披露内容通过引用结合于此。
本披露涉及一种主动悬架系统,并且更具体地涉及不同实施例的主动悬架系统,所述不同实施例的主动悬架系统合并有与主动悬架系统相结合的一种调平系统。
技术介绍
此部分提供与本披露相关的背景信息,其不一定是现有技术。悬架系统被提供用于当车辆在不规则的垂直路面上行进时将车辆的车身(簧载部分)与车辆的轮轴(非簧载部分)滤除或隔离,并且用于控制车身和车轮的运动。此外,悬架系统还用于维持正常的车辆姿态,从而在机动过程中促进车辆稳定性的改善。典型的被动悬架系统包含弹簧以及与该弹簧平行的阻尼装置,该弹簧以及该阻尼装置被定位在该车辆的簧载部分与该非簧载部分之间。液压致动器(例如减振器和/或支柱)与常规的被动悬架系统结合使用以便吸收在行驶过程中产生的所不希望的振动。为了吸收这种不希望的振动,液压致动器包含位于液压致动器的压力缸内的活塞。活塞通过活塞杆被连接到车辆的非簧载部分或悬架和簧载部分或车身之一上。压力管被连接到车辆的非簧载部分和簧载部分中的另一个上。因为当活塞在压力缸内位移时,活塞能够限制阻尼流体在液压致动器的工作腔室内的流动,所以液压致动器能够产生抵消悬架振动的阻尼力。活塞对阻尼流体在工作腔室内流动的限制程度越大,则由液压致动器产生的阻尼力就越大。近年来,实质的关注增加在于可以提供优于常规被动悬架系统的改善的舒适度和道路操控的机动车辆悬架系统。一般来说,这种改进是通过利用能够以电子方式控制由液压致动器所产生的悬浮力的“智能”悬架系统来实现的。对理想的“智能”悬架系统的不同水平的实现(所谓的半主动或完全主动悬架系统)是可能的。一些系统基于反对活塞运动作用的动态力来控制和产生阻尼力。其他系统基于独立于压力管中的活塞的速度的、作用在活塞上的静态力或缓慢变化的动态力来控制和产生阻尼力。其他更精心制作的系统可以无视压力管中的活塞的位置和运动,在液压致动器的回弹运动和压缩运动过程中产生可变的阻尼力。除了上述之外,还需要更先进和智能的控制系统,用于实时控制车辆的主动悬架系统。更具体地,对用于主动悬架系统的控制系统的需求日益增长,对于车辆所经历的侧倾、起伏以及俯仰运动中的每一个,该控制系统可以监控与模态位移、速度和加速度相关的大量实时输入,并且对于与每个阻尼器独立地相关联的连续可变螺线管致动器(CVSA)型阀产生适当的控制信号。
技术实现思路
本部分提供本披露的总体概述而不是其全部范围或其所有特征的全面披露。在一方面,本披露涉及一种用于车辆的主动悬架系统的方法,其中该车辆具有多个主动阻尼器和多个传感器,该多个传感器用于提供关于车辆的运行状态的信息。该系统可以包括估算器模块、控制器模块以及管理模块。该估算器模块可以被配置成用于从该多个传感器接收输入并且在车辆的运行过程中产生包括不同的车身加速度的多个第一输出。该控制器模块可以与该估算器模块通信、并且可以被配置成用于从该估算器模块接收该多个第一输出并且产生用于控制这些主动阻尼器的多个第二输出信号。该管理模块可以被配置成用于接收这些第二输出并且计算有待施加到该多个主动阻尼器中的每一者上的致动器信号。在另一方面,本披露可以涉及一种用于车辆的主动悬架系统,该车辆具有四个主动阻尼器和多个传感器,该多个传感器用于提供关于该车辆的多个状态的信息。该系统可以包括估算器模块、可选地控制器模块、以及可选地管理模块。该估算器模块可以被配置成用于从该多个传感器接收输入并且产生关于与该车辆的操作相关联的加速度的多个第一输出。该控制器模块可以与该估算器模块通信、并且可以被配置成用于从该估算器模块接收该多个第一输出并且产生用于控制这些主动阻尼器的多个第二输出信号。该管理模块可以被配置成用于接收这些第二输出并且计算有待施加到该多个主动阻尼器中的每一者上的致动器信号。该管理模块可以可选地包含对于每一个主动阻尼器的单独的管理模块子系统。每个管理模块子系统可以可选地包含用于阀控制值的第一查找表,以用于控制与这些主动阻尼器中的每一者相关联的至少一个阀,以实现这些主动阻尼器的运动操作模式;以及可选地第二查找表。用于阀控制值的第二查找表可以被包含在内,以用于控制与这些主动阻尼器中的每一者相关联的至少一个阀,以实现这些主动阻尼器的巡回操作模式。在又另一方面,本披露可以涉及一种用于形成车辆的主动悬架系统的方法,其中该车辆具有多个主动阻尼器和多个传感器,该多个传感器用于提供关于该车辆的运行状态的信息。该方法可以包括使用估算器模块、可选地控制器模块、并且可选地管理。该估算器模块可以被配置成用于从该多个传感器接收输入并且在该车辆的运行过程中产生包括不同的车身加速度的多个第一输出。该控制器模块可以被配置成用于与该估算器模块通信、并且从该估算器模块接收该多个第一输出并且产生用于控制这些主动阻尼器的多个第二输出信号。该管理模块可以被配置成用于接收这些第二输出并且计算有待施加到该多个主动阻尼器中的每一者上的致动器信号。从本文提供的说明中将清楚其他适用范围。本概述中的描述和具体实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本披露的范围。附图说明本文描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实现方式的展示性目的,并且不旨在限制本披露的范围。图1是对结合有根据本披露的主动悬架系统和调平系统的车辆的图解展示;图2是图1中所展示的包含液压致动器的角组件之一的示意图,展示了液压致动器的部件;图3是在用于主动悬架系统的液压致动器与调平系统之间的流体连接的示意图;图4是根据本披露另一实施例的包含液压致动器的角组件的示意图;图5是本披露的致动器系统的实施例的高级示意图,该致动器系统被配置成布置在车辆的一个车桥上,并且使用一个电机和一对泵,所述泵将流体供应给以其他方式独立的致动器子系统;图6是图5的控制器模块的一个实施例的高级示意图;图7是图6的管理模块的一个实施例的高级示意图,展示了在这个实例中管理模块由四个独立的管理模块子系统组成,每个子系统分别与指定的一个阻尼器相关联;并且图8是管理模块子系统之一的一个实施例的高级示意图,展示了子系统使用的各种查找表。贯穿附图的若干视图,相应的附图标记指示相应的部分。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述多个示例实施例。下面的描述在本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本披露、应用或用途。在图1中示出了合并有悬架系统的车辆,该车辆具有根据本披露的悬架系统并且总体上用附图标记10指代。车辆10包括后悬架12、前悬架14和车身16。后悬架12具有被适配成操作性地支撑车辆的后轮18的横向延伸的后桥组件(未示出)。后桥组件借助一对角组件20操作性地连接至车身16,这对角组件包含一对减振器22和一对螺旋线圈弹簧24。相似地,前悬架14包含操作性地支撑车辆的前轮26的横向延伸的前桥组件(未示出)。前桥组件借助第二对角组件28操作性地连接至车身16,该第二对角组件包含一对减振器30和一对成型的螺旋线圈弹簧32。减振器22和30用来衰减车辆10的非簧载部分(即,分别为前悬架12和后悬本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于车辆的主动悬架系统,其中该车辆具有多个主动阻尼器和多个传感器,该多个传感器用于提供关于该车辆的运行状态的信息,该主动悬架系统包括:估算器模块,该估算器模块被配置成用于从该多个传感器接收输入并且在该车辆的运行过程中产生包括不同的车身加速度的多个第一输出;控制器模块,该控制器模块与该估算器模块通信、并且被配置成用于从该估算器模块接收该多个第一输出并且产生用于控制这些主动阻尼器的多个第二输出信号;以及管理模块,该管理模块被配置成用于接收这些第二输出信号并且计算有待施加到该多个主动阻尼器中的每一者上的致动器信号,以实现使用者选择的行驶条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.24 US 62/299,300;2017.02.23 US 15/440,0591.一种用于车辆的主动悬架系统,其中该车辆具有多个主动阻尼器和多个传感器,该多个传感器用于提供关于该车辆的运行状态的信息,该主动悬架系统包括:估算器模块,该估算器模块被配置成用于从该多个传感器接收输入并且在该车辆的运行过程中产生包括不同的车身加速度的多个第一输出;控制器模块,该控制器模块与该估算器模块通信、并且被配置成用于从该估算器模块接收该多个第一输出并且产生用于控制这些主动阻尼器的多个第二输出信号;以及管理模块,该管理模块被配置成用于接收这些第二输出信号并且计算有待施加到该多个主动阻尼器中的每一者上的致动器信号,以实现使用者选择的行驶条件。2.如权利要求1所述的主动悬架系统,其中,由该估算器模块产生的多个第一输出信号包括以下各项中的至少两项或更多项:与阻尼力有关的信号;液压动力消耗;该车辆的多个车轮的车轮位移、速度以及加速度;阻尼器位移、速度以及加速度;与该系统的泵相关联的压力、和与这些主动阻尼器中的每一者的压缩和回弹条件相关联的压力;车身位移、速度以及加速度;与该车辆的起伏、俯仰以及侧倾运动相关联的模态位移、速度以及加速度;以及车辆和动力单元信号。3.如权利要求1所述的主动悬架系统,其中,对来自该多个传感器的该估算器模块的输入包括以下各项中的至少两项或更多项:该车辆的横向加速度;制动压力;单个车轮速度;车辆速度;油门踏板位置;方向盘角度;方向盘角速率;制动扭矩(请求);发动机扭矩(请求)以及发动机每分钟转数(RPM)。4.如权利要求1所述的主动悬架系统,其中,对于每个所述主动阻尼器,该多个第二输出包含:阻尼力;用于该主动阻尼器的操作的压缩阶段的控制电流偏移;用于该主动阻尼器的操作的回弹阶段的控制电流偏移。5.如权利要求1所述的主动悬架系统,其中,由该管理模块产生的致动器信号包括以下各项中的至少一项或多项:开关阀控制电流信号;动力单元泵速度信号;以及用于每个所述主动阻尼器的操作的回弹阶段和压缩阶段的阀控制电流。6.如权利要求1所述的主动悬架系统,其中,该控制器模块包含天棚控制模块,该天棚控制模块包含:第一非线性查找表,该第一非线性查找表将模态起伏速度作为其输入、并且将与线性增益相乘的增益因子作为输出,以使模态起伏力的灵敏度能够在模态起伏速度的范围内调节。7.如权利要求6所述的主动悬架系统,其中,该控制器模块包含天棚控制模块,该天棚控制模块包含:第二非线性查找表,该第二非线性查找表将车辆速度作为输入、并且将与来自该第一非线性查找表的输出相乘的增益因子作为输出,以使该模态起伏力能够随着该车辆的速度进行变化。8.如权利要求7所述的主动悬架系统,其中,该天棚控制模块进一步包含多个附加查找表,该多个附加查找表适用于以下各项的子集:侧倾位移;俯仰位移;起伏位移;起伏速度;起伏加速度;侧倾速度;侧倾加速度;俯仰速度;以及俯仰加速度。9.如权利要求1所述的主动悬架系统,其中,该控制器模块进一步至少包含以下各项的子集:前馈模块,该前馈模块用于基于感测到的制动压力和车辆速度来计算期望的俯仰力矩;基于模态的前馈控制模块,该基于模态的前馈控制模块用于计算在该车辆的每个车轮处实现关于纵向加速度的目标俯仰角和关于横向加速度的目标侧倾角所需要的致动器力;道路预览模块,该道路预览模块用于基于道路预览信息来计算用于控制每个所述主动阻尼器的期望致动器力,其中该道路预览信息涉及适用于在该车辆行驶时在该车辆前方的道路轮廓的特征;力稳定控制模块,该力稳定控制模块被配置成用于减少在该车辆的转弯机动期间从路面进入该车辆的车身的力峰值的传递;车轮阻尼控制模块,该车轮阻尼控制模块用于减少该车辆的车轮的高频车轮摇动;以及末端止动阻尼控制模块,该末端止动阻尼控制模块被配置成用于如果这些主动阻尼器中的一者朝向其行程极限运动,则抵消所述一个主动阻尼器的...

【专利技术属性】
技术研发人员:伯特·万德尔斯米森克里斯托夫·劳韦里斯克里斯托夫·西克斯科恩拉德·雷布鲁克
申请(专利权)人:天纳克汽车经营有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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