具有道路预视的自适应主动悬架系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于控制主动悬架的方法，该方法包括以下步骤：确定车辆前方的道路异常的尺寸以及将所述尺寸与车辆尺寸相比较。响应于所述比较，异常被归类为多种预定类型中的一种类型。响应于异常的高度尺寸，异常被进一步归类为具有小、中和大的严重程度中的一种。悬架响应于所述类型和严重程度而被控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于控制主动悬架的方法，该方法包括以下步骤：确定车辆前方的道路异常的尺寸以及将所述尺寸与车辆尺寸相比较。响应于所述比较，异常被归类为多种预定类型中的一种类型。响应于异常的高度尺寸，异常被进一步归类为具有小、中和大的严重程度中的一种。悬架响应于所述类型和严重程度而被控制。【专利说明】具有道路预视的自适应主动悬架系统
本专利技术的实施例涉及车辆悬架控制系统，并且更具体地，涉及适用于预测的和实际的异常路况的车辆悬架控制系统。
技术介绍
乘用车辆被设计为在各种路面和几何条件下行驶。偶尔，车辆会遇到特殊(异常)路况，例如碎片、严重的坑洼、隆起等。自适应或主动悬架系统允许响应于车辆车轮与异常道路特征之间的接触而实现例如阻尼或刚度这样的悬架特性的选择性调节。这有助于改进车辆的行驶舒适性、操纵和安全性。然而，为了使传统的主动悬架响应于异常道路特征而操作悬架系统的可驱动的元件，车辆车轮必须接触道路特征。由于需要在操作可驱动的悬架元件之前与异常道路特征相互作用，因此系统响应可能不像其本来可能的那样及时和有效的，这是因为例如作为总体的系统和单独的系统元件的动态响应时间以及车辆的速度的因素。某些车辆设计参数还可以定制为减轻车辆与异常道路特征之间的相互作用的影响。例如，提供具有相对较高的离地间隙的车辆降低了其对于由于许多道路中的隆起或位于路面上的碎片导致的损坏的敏感性。然而，具有较高的离地间隙的车辆比具有较小的离地间隙的车辆具有相对较大的耗油量。
技术实现思路
鉴于上述情况，可取的是将自适应或主动悬架系统包含在车辆中，以允许响应于异常路况来实现例如悬架刚度和阻尼这样的特性的选择性调节。同样可取的是，具有任何异常道路或驾驶情况的类型和严重程度的预先通知，以便车辆控制系统的可驱动元件可以被实时驱动，以帮助减轻在异常表面上驾驶的不良后果，如果必要的话，这在车辆车轮遇到异常路况之前完成。因此，可取的是检测异常路况，预测情况的严重程度，并响应于所预测的异常路况的类型和严重程度来操作悬架系统的可驱动元件。为了提高效率，同样可取的是，悬架控制系统操作可驱动系统元件仅仅减轻特定异常路况的不利影响所需的时间长度(且仅仅达到减轻特定异常路况的不利影响所需的程度)。【专利附图】【附图说明】在示出本专利技术的实施例的附图中:图1为包含根据本专利技术的实施例的自适应主动悬架控制系统的车辆控制系统的示意图。图2为根据本专利技术一实施例控制的主动悬架系统的一部分的示意图。图3为根据本专利技术的一个实施例的估算器(estimator)装置的框图。图4为示出根据本专利技术的一个实施例的用于生成在移动的车辆前方的异常路面的模型或表示的方法的流程图。图5a_5c示出了由根据本专利技术的一个实施例的路面情况估算装置生成的临时占用栅格(temporal occupancy grid)的迭代的级数,这是随着车辆接近路面的异常部分完成的。图6为根据本专利技术的一个实施例生成的合成临时占用栅格的典型示例。图7为根据本专利技术的一个实施例、被构造用于表示异常道路特征的X、y和ζ维度的三维栅格的典型示例。图8示出了根据本专利技术的一个实施例、含有用于生成表示异常道路特征的表面上的点的高度的概率密度函数的云点(cloud point)的三维栅格的单元的表示。图9为用于计算根据本专利技术一实施例的悬架高度测量向量zrp的悬架参数的图解。【具体实施方式】图1为包含根据本专利技术一实施例的主动悬架系统的车辆控制系统12的示意图。控制系统12包括设计为监测各种车辆参数和车辆外部环境情况的车辆传感器的阵列。传感器阵列包括操作性地耦接至一个或多个系统控制模块以容许传感器输入能够传送至控制模块的各种类型的传感器。传感器阵列可以包括单独的传感器或用于检测车辆环境的方面并用于检测例如即将发生的碰撞的相关的传感器(例如雷达、激光雷达、激光扫描或视觉/摄像系统)的群组；惯性传感器(例如已知或合适的惯性测量单元(MU) 22)、各种车轮速度传感器Hf、如果某些路况的直接测量可能的情况下的路况传感器102、雨水传感器14a、悬架高度传感器30、转向车轮角度传感器14b、转向扭矩传感器、制动器压力传感器、轮胎压力传感器14c ；目的在于帮助车辆定位和导航的传感器(例如全球定位系统(GPS) 125);用于实现并促进车辆对车辆的通信以及车辆对基础设施的通信系统(如果有的话)的合作传感器(cooperative sensor)以及其他类型的传感器。一组相关的传感器(例如路况传感器组合)可以包括多个不同类型的传感器，这取决于该组合在给定的控制系统中需要执行的任务。在图1中所示的特定实施例中，传感器阵列包括路况传感器或包含一个或多个已知路况传感器的传感器组合102。路况传感器可以测量以下特征:例如道路温度，路面是潮湿或干燥、任何路面水分的盐度以及道路上雪的存在。路况传感器可以包括以下元件:例如激光扫描器或摄像机，以实现对车辆所经过的路面的一部分的视觉或数字扫描。控制系统12还包括操作性地耦接至相关的传感器(或传感器群组)、其他控制模块和/或控制系统的其他元件的一个或多个控制模块。这种控制模块的示例包括车辆动态控制模块(或VDCM) 99或类似的主控制模块，以及包含在各种车辆子系统中的控制模块，例如动力传动系统控制模块201、底盘控制模块203以及车辆乘员约束控制模块204。以本领域公知的方式，VDCM99接收来自各种传感器的输入、根据储存的控制逻辑或控制程序处理这些输入并且生成控制信号，其中控制信号被传送至各种可驱动的控制系统元件，或传送至控制主动悬架系统(总体上在图1中表示为210)的元件的合适的下级或较低级别的控制模块(例如底盘控制模块203)。虽然所有可驱动的车辆系统之间的相互作用都有关系，但是本专利技术的实施例主要关注主动悬架系统，其中例如悬架行程或高度、悬架阻尼、悬架刚度和悬架力这样的特性是实时可调节的，其中驱动响应时间足够短，以允许响应于预测的或车辆遇到的实际异常路况实现悬架系统控制。悬架驱动对于使用前述感应系统和相关的处理装置确定的估算或预测的路况来说是自适应的，其中相关的处理装置配置为处理接收自感应系统的数据并确定异常路况的类型和严重程度。以本领域公知的方式，各种控制模块包括接收并处理来自相关的传感器或来自控制系统(例如其他控制模块)的其他元件的输入以生成响应于该输入的控制信号的处理装置。这些控制信号接着以本领域公知的方式被传送至一个或多个相关的可驱动元件。可驱动的车辆元件和子系统响应于接收的控制信号运行，以控制与车辆相关的行驶和操纵特性。在某些实施例中，车辆还可以包含合作或交互式通信系统，例如车辆对车辆和/或车辆对基础设施的通信系统。控制系统12包括各种可驱动的单独元件以及影响例如行驶舒适性、操纵特性以及各种安全性和驾驶员辅助特征这样的特性的各种子系统的元件。示例包括主动悬架系统210、制动器控制系统212、转向控制系统214的元件以及它们的组成部分和相关的元件。图2为包含主动悬架系统的车辆的一个车轮的示意图，其中所述类型的主动悬架系统可以使用来自根据本专利技术的原理的估算器装置的输入来控制。如本领域所公知的，主动悬架可以用于通过响应于来自VDCM或其他车辆控制模块的输入调节悬架阻尼和/或弹簧刚度(sp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成移动的车辆的前方路面的表示的方法，其特征在于，包含以下步骤：a）获得在时间n‑N的车辆前方距离d2处的路面数据以及与路面数据时间相关的车辆数据；b）使用数据生成多个表示路面的云向量；以及c）使用云向量生成含有在时间n‑N、距离d2处的路面的表示的临时占用栅格。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢建波，达沃尔·赫罗瓦特，洪特·埃里克·曾，乌韦·霍夫曼，西蒙·巴利斯，迈克尔·西曼，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US