[发明专利]主动悬架系统中的驾驶性能优化

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及包含连续可变或多级悬架阻尼器的主动机动车悬架系统，以及控制该系统的方法。

背景技术

机动车可以包含主动或自适应悬架系统以主动地控制机动车车轮的垂直运动，而并不允许这种运动完全由与路面的相互作用决定。为了最大化这种机动车的驾驶舒适性，通常需要将机动车减震器中的阻尼水平保持在相对低值。

然而，当机动车车轮在路面上遭遇洼地（如坑洞）时，更低的阻尼水平允许车轮相对快速地落入坑洞。通常，车轮落入孔洞越深，车轮在驶出孔洞之前撞击孔洞远侧所产生的冲击力就越大。由于车轮阻尼水平在相对低值，这些冲击力通过机动车悬架传输至机动车的其余部分，对驾驶质量产生不利影响。

虽然提高车轮阻尼水平可以降低传输至机动车和悬架的冲击力，但这会对机动车行驶在正常、水平路面时的驾驶质量产生不利影响。因此，理想的是仅在遭遇坑洞时提高阻尼水平，同时在车轮行驶在水平路面时将阻尼水平保持在相对低值。

发明内容

本发明实施例的一方面提供了一种主动机动车悬架系统，包括可操作地耦接至机动车车轮的主动阻尼机构，其配置以响应控制信号控制应用于车轮的阻尼力。控制器可操作地耦接于阻尼机构，其配置以响应垂直向下方向的车轮速率向阻尼机构产生控制信号。

本发明实施例的另一方面提供了一种在主动悬架系统中控制应用于车轮的阻尼水平的方法。该方法包括以下步骤：确定被定义为在第一预定时间段车轮垂直位置变化率的速率；将速率与速率阈值对比；以及当速率大于速率阈值时，提高阻尼水平。

本发明实施例的另一方面提供了一种将阻尼力应用于向垂直向下方向运动的车轮的方法。该方法包括以下步骤：测量车轮在该方向上运动的时间，测量车轮在该方向上的速率；将时间与阈值对比并将速率与另一阈值对比；以及当时间未超过阈值并且速率超过另一阈值时，将最大可用阻尼力应用于车轮。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的适于执行阻尼力控制程序的部分主动机动车悬架系统的示意图；

图2为根据本发明一实施例的可根据阻尼力控制程序控制的示例性可调阻尼机构结构图；

图3为显示用于在主动阻尼机构中控制力的阻尼力控制程序流程的框图；

图4为显示在进入坑洞或其他路面洼地前沿路面运动的机动车车轮的框图；

图5为显示在进入坑洞或其他路面洼地后沿路面运动的机动车车轮的框图。

具体实施方式

图1示出了配置以控制由机动车悬架阻尼机构（如减震器）提供的阻尼力的部分主动机动车悬架系统（总体上指10）的一实施例的示意图。该主动机动车悬架系统包括这种可操作地与机动车相关车轮耦接的主动阻尼机构。这些阻尼机构配置以响应由计算机处理器产生的控制信号控制应用于车轮的阻尼力。计算机可以被合并入悬架系统控制器40，形成整体机动车系统控制系统（未图示）的一部分。

主动悬架系统10包含本文所述阻尼水平控制程序的一实施例，其可用于响应阻尼元件支撑的机动车车轮和车轮所滚动过的路面洼地之间的相互作用控制阻尼力。弹簧元件以及传统主动机动车悬架系统的其他各种元件也可包含在系统10中，但未在图1中示出。

在图1所示的实施例中，悬架系统10包括车轮位置传感器12（由12-1，12-2，12-3和12-4表示），其与各机动车车轮20-1、20-2、20-3、20-4中相应的一个耦接并与控制器40耦接。探测器12配置以探测相应机动车车轮的垂直位置（即沿垂直或通过车轮中心延伸的“y”-轴333的车轮运动分量）以及与车轮可相对其运动的参考位置相关的垂直位置。在一实施例中，参考位置为位于机动车底盘22上的位置。在一实施例中，通过微计算机30从传感器12连续接收代表车轮位置y的信号以通过以下方式处理。

在图1所示的实施例中，悬架系统10还包括可操作地耦接至传感器12的微计算机30，其配置以根据控制程序处理指示车轮位置的信号，以产生用于控制可操作地耦接至各车轮的可调阻尼机构的阻尼水平的控制信号。计算机30配置以确定车轮在其与路面相互作用时的垂直速率。在一实施例中，车轮垂直速率通过求车轮位置在预定时间段的时间导数（dy/dt）确定。在另一实施例中，车轮的垂直速率通过结合例如由加速计所提供的数值确定，该加速计配置以测量车轮在垂直方向的速率变化率。计算机30可以包括用于存储阻尼水平控制程序以及任何操作悬架系统所需的额外数据和程序的存储器。计算机30被合并入或可操作地耦接于悬架控制器40。