[发明专利]识别车辆悬架系统中的性能退化

说明书

描述了一种用于估计在主动或半主动悬架系统中的车辆减震器的阻尼特性的方法，该主动或半主动悬架系统包括：‑多个可调节的阻尼减震器；‑传感器，其用于检测在车辆的车身和皆与减震器相关的每个车轮之间的相对加速度或相对运动以及车身的加速度和运动；以及‑电子处理和控制单元，其布置成发出减震器的控制阀的驱动信号，以实现减震器的预定阻尼特性。减震器的阻尼特性通过以下方式估计：提供参考模型，其表明在道路严重性指数RSI和减震器的控制阀的平均驱动电流之间的标称关系，道路严重性指数RSI与在路段上行驶时由车辆的车轮所经历的垂直加速度值相关；获取至少车辆的前轮相对于车辆的车身的各自相对加速度或速度数据；从所述车辆的前轮相对于车辆的车身的相对加速度或速度数据出发，确定道路严重性指数的值；获取代表每个减震器的控制阀的平均驱动电流的值；将平均驱动电流的获取值与根据参考模型所确定的随道路严重性指数的变化的标称驱动电流的期望值进行比较；以及如果相应的平均驱动电流的获取值与标称平均驱动电流的期望值不一致，则确定减震器的退化情况。

本发明总体上涉及车辆的主动或半主动悬架系统，更具体地说，涉及主动或半主动悬架系统的减震器的性能退化的估计。

当前，可调节阻尼减震器越来越多地被使用，特别是在汽车领域，例如取决于路面状况、车辆的运行状况以及驾驶员所需的舒适度设置，可调节阻尼减震器能够在电子控制单元的控制下改变其阻尼特性，从而改变车辆的悬架系统的行为。

车辆车身的垂直运动，更一般地说是车辆的垂直动态，受到路面状况和受到驾驶员施加的操纵(例如转向、加速、制动和换挡操纵)的影响。

半主动悬架系统通常包括：

-可调节阻尼减震器，其类型为包括装有阻尼流体(油)的压力室，活塞可在该压力室内滑动，活塞的位置定义下压力室和上压力室；旁路室，其通过孔与上压力室连通用于流体通过；以及控制阀，通常是电磁阀，其布置成控制阻尼流体在压力室和旁路室之间通过；

-一组传感器，其布置在车辆的前轴和后轴上，适于检测车辆车身和车轮轮毂之间的相对加速度或相对运动以及车身的加速度和运动；以及

-电子处理和控制单元，其适于接收和解释由传感器发出的表明车辆动态的信号，并布置成发出系统减震器的控制阀的驱动信号，以跟踪减震器所需的阻尼特性，以符合预定的安全条件或驾驶设置。

悬架系统的控制逻辑是模块化的，从而根据检测到的路面状况、车辆的横向动态、用户设定的阻尼特性模型和/或所需的阻尼特性模型，按照考虑保持车辆在安全情况下运行而预定的优先规则，依据众多预定的控制策略之一进行控制。

减震器的阻尼特性由控制单元通过发出减震器的控制电磁阀的致动器装置的驱动电流电信号来调节，其大小通常根据已知的脉冲宽度调制(PWM)技术进行调节。对于每个单独的减震器来说，阀的驱动电流的这种调节允许随车轮组件和车辆车身之间的相对行驶速度(F/v)变化地连续调节阻尼力特性。被动悬架系统中，阻尼特性(F/v)由减震器的机械和物理参数以及阻尼流体的粘度特性确定，并由单一的确定的曲线表示，减震器的工作点位于在该曲线上；相对于被动悬架系统，半主动悬架系统定义了属于不同阻尼曲线(F/v)的工作点云，其覆盖了介于最小阻尼特性(对应于悬架的振荡模式的可感知的欠阻尼行为)和最大阻尼特性(对应于悬架的振荡模式的可感知的过阻尼行为)之间的工作区域，依赖于减震器的机械和物理参数以及阻尼流体的粘度特性的中间安全阻尼曲线位于其中，并且一旦控制电磁阀运行发生异常，系统在其上自动设置所谓的故障安全曲线。

在减震器的使用寿命期间，期望监测由于例如控制电磁阀、垫圈和油封件等部件的老化或者调节阻尼特性的电子电路(诸如电磁阀的激励或驱动电路)的操作中的交替导致其性能的任何退化。

构成减震器的零件性能相对于标称设计/校准性能或使用寿命开始时的退化导致减震器的响应(阻尼特性)的变化，或者更准确地，导致阻尼特性(F/v)和控制电磁阀的驱动电流之间的关系的变化。这实际上意味着，在相同的路面粗糙度下，电磁阀驱动电流的实际平均值与标称情况不同。