CN101511616B - 用于控制半主动悬挂的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制可控悬挂系统(12)中的可控力产生器(13)的方法和设备，其中所述可控悬挂系统(12)互连在第一部件(14)与第二部件(15)之间，以便在舒适性和安全性方面优化所述第一部件和第二部件(14，15)之一的垂直动态范围。本发明的特征在于：通过方法和控制设备来辨认第一部件(14)或第二部件(15)是否显示了高频和低频动态范围，考虑所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值，所述第一信号(S1)代表的是所述第一部件(14)的加速度，所述第二信号(S2)代表的是所述第一部件(14)的速度。

Description

用于控制半主动悬挂的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制半主动悬挂的方法和设备。

更为特别的是，本发明涉及一种用于控制半主动悬挂中的可控力产生器的动态范围的方法和设备。

背景技术

半主动悬挂(semi-active suspension)应用于各种工业领域，例如汽车、摩托车产业，农业机械，铁路车辆，家用电器等等。

在本说明书中，术语“悬挂质量(suspended mass)”指的是机动车辆的底盘，而术语“非悬挂质量”指的是机动车辆的车轮，即传动齿轮的轮圈、轮胎、制动系统和零件。

悬挂质量与非悬挂质量之间的结合(union)是由包括弹性系统和阻尼元件的悬挂(suspension，或称“悬架”)来确保的，并且该悬挂也被称为减震器。

值得一提的是，通过简单考虑，这种汽车简化方式同样适用于上述任一工业领域。

正如已知的那样，悬挂可以被分成如下类型：

-被动式：包括弹簧和减震器，其参数是在设计步骤中由制造方选择并且是可以改变的；以及

-半主动式：包括弹簧和减震器，其阻尼系数值可以由控制系统改变。

应该指出的是，无论所选择的悬挂类型如何，悬挂的目的都是实现下列目标：

驾驶舒适性(driving comfort)：它严格地关联于车辆并且进而是驾驶员和道路不平度(road irregularity)之间的隔离度(insulation)；

抓地性(grip)：它严格地关联于轮胎与沥青之间的接触力。

值得注意的是，舒适性与抓地性目标彼此固有地成反比，并且由此有必要在这两者之间做出折衷。

实际上，正如本领域技术人员熟知的那样，配备有特别“软的”悬挂的车辆将能够非常快速地变形，并且由此能够吸收任何道路不平度，但是另一方面，它很容易遭遇到轮胎与沥青之间丧失接触的情形，由此将会减小车辆抓地性并使其几乎无法驾驶。

另一方面，配备有特别“刚性的”悬挂的车辆将会具有卓越的抓地性，但这不利于与道路的隔离度，也就是说，这会损害驾驶舒适性。

参考图1，该图显示的是被动悬挂部件、例如悬挂质量的加速度谱，标注了第一分布(profile)1、第二分布2和第三分布3，其中第一分布1对应的是特别“软的”的被动悬挂或是最低阻尼系数c_min，第二分布2对应的是特别“刚性的”被动悬挂或最大阻尼系数c_max，而第三分布3对应的则是折衷或标准被动悬挂。

特别地，这个第三分布3是可能的折衷选择之一，该选择通常是由制造方做出的，以便确保在舒适性与抓地性之间具有适当的折衷。

为了满足这种需要，目前已经开发了半主动悬挂，与被动悬挂相比，该半主动悬挂使用了由特定控制设备实施的适当控制逻辑或方法，从而允许同时改善驾驶舒适性和抓地性。

在可以使用的不同控制逻辑或是不同类型的可调力产生器(或减震器)中可以识别那些在半主动悬挂之间发现的主要区别。

对控制逻辑或方法来说，它们可以根据制造方在设计步骤中预先选择的有限数量等级而被开发，其中举例来说，所述有限数量等级可以是两级，例如“开”等级和“关”等级或连续等级。

图2显示的是基于控制方法并且与上文中参考图1描述的分布3相比较的悬挂部件加速度谱的各种典型分布，其中所述部件可以是悬挂质量，所述控制方法可以是悬钩(sky-hook，或称“空钩”)方法，加速度驱动阻尼(在现有技术中已知)方法，所述分布3对应的是具有折衷的阻尼系数的被动悬挂。

特别地，在图2中标注了分布4和另一个分布5，其中分布4代表的是通常为“开”、“关”状态的双状态控制分布Sky-Hook(SH)，另一个分布5代表的则是另一种双状态控制方法加速度驱动阻尼(ADD)。

对于Sky-Hook和/或加速度驱动阻尼这些控制方法来说，其实际设想的是由适当的控制系统施加一个能够改变减震器阻尼系数的控制信号(例如由控制单元引导的电流)，特别地，所述改变是在“开”等级与“关”等级之间进行的。

应该指出的是，“开”等级与阻尼系数c_max相符，“关”等级与减震器的阻尼系数c_min相符。这些系数c_max和c_min是由制造商在悬挂设计步骤中结合悬挂自身将要应用的车辆类型来选择的。

对于不同类型的可调力产生器(或减震器)来说，所述力产生器具有根据控制信号来改变其阻尼系数的特有特征，比较显著的是下列类型：

-CDC(连续阻尼控制)减震器，其操作基于连接减震器活塞的顶腔和底腔的节流孔的大小变化，也就是说，悬挂返回到平衡位置的速度是可以改变的；以及

-流变减震器，其操作设想的是使用流变流体，也就是显现出基于适当电场和/或磁场的可变粘性的流体(也被称为电流变或磁流变减震器)。

在本领域中有一些已知专利文献描述了能够控制半主动悬挂的动态范围(dynamic)的不同控制逻辑和/或设备，例如以下列举的文献：

-US6,904,344，名为“Semi-Active Shock Absorber ControlSystems”；

-US6,311,110，名为“Adaptive Off-State Control Method”；

-US6,115,658，名为“No-Jerk Semi-Active Skyhook ControlMethod and Apparatus”；

-US5,732,370，名为“Method for Controlling Motion Using two-stage Adjustable Damper”；

-US5,088,760，名为“semi-active Suspension Control Systemwith Reduced Switching Frequency in Hard and Soft SuspensionCharacteristics”；以及

-US5,062,657，名为“On/Off Semi-Active SuspensionControl”。

这些专利文献全都基于关于悬挂动态范围的“简化”分析，在图3中从概念的角度对动态范围进行了显示。

图3显示了一个所谓的“四分之一汽车视图”，也就是被模拟的车辆的局部示意图，在该图中标注了一个能够互连车辆的悬挂质量7(“M”)和该车辆的非悬挂质量8(“m”)的可控悬挂系统6。

为此目的，可控悬挂系统6包括能够控制非悬挂质量8的垂直动态范围的可控力产生器(或可控减震器)6A以及弹簧6B，在图3的图示，该非悬挂质量被显示成沿着道路9的轮廓运行。

从图3中还可以注意到，道路9的轮廓会引起针对悬挂6的下列移动：

-z_r道路轮廓9相对于参考平面H的移动；

-z_t车辆的非悬挂质量“m”相对于参考平面H的移动；

-z车辆的悬挂质量“M”相对于所述参考平面H的移动。

在以上列举的专利文献中，文献US6,311,110、US6,115,658、US5,732,370、US5,088,760以及US5,062,657共同具有图3中示意性显示的测量设备10。

特别地，该测量设备10包括安装在非悬挂质量8上的加速度传感器10A，以及设置在所述非悬挂质量8与受约束悬挂质量7之间的线性电位器(也被称为应变仪)10B。

作为线性电位器10B的替换物，在专利文献US6,904,344中提供有设置在受约束质量(未在图3中示出)上的加速度传感器。

上述专利文献例示的控制方法可以分成以下三组：

第一组：专利文献US6,311,110和US6,115,658旨在改善Sky-Hook控制方法的重要特性。但是，这些方法极大地依赖于安装悬挂的车辆的具体校准过程。

第二组：专利文献US6,904,344、US5,732,370和US5,062,657发现的是关于最优受力的简化计算的控制方法，其中所述最优受力是悬挂应该在特定状况中、例如在达到悬挂行进末端时加强(develop)的受力，由此其效果局限于特定事件。

第三组：专利文献US5,088,760描述的是一种基于与位于悬挂的多个传感器相关联的信号的处理步骤的控制方法；但是，这种传感器的检测性能仅限于系统的一部分特征频段。

发明内容

有鉴于上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于在可控悬挂系统中控制可调力产生器的方法和设备，其中所述方法和设备应该能够解决那些在根据现有技术产生的方法和设备中发现的缺陷。

根据本发明，该目的是通过一种用于控制可控悬挂系统中的可控减震器的方法实现的。所述可控悬挂系统互连在第一部件与第二部件之间，所述方法包括以下步骤：检测代表所述第一部件的加速度

的第一信号；检测代表所述第一部件的速度的第二信号；确定所述第一信号的平方与所述第二信号的平方之间的比值；以及基于所述第一信号的平方与所述第二信号的平方之间的比值，将控制信号应用于可控减震器，以便判别所述可控悬挂系统是否显现出高或低频动态范围。

此外，该目的还可以通过一种用于控制可控悬挂系统中的可控减震器的设备来实现。所述可控悬挂系统互连在第一部件与第二部件之间，并且所述控制设备包括：第一检测装置，用于检测代表所述第一部件的加速度

的第一信号以及代表所述第一部件的速度

的第二信号；控制装置，适于接收所述第一信号和所述第二信号；其特征在于：所述控制装置适于产生用于控制所述可控减震器的控制信号，以便判别所述可控悬挂系统是否显现出高或低频动态范围，其中，所述控制信号是根据所述第一信号的平方与所述第二信号的平方之间的比值而被产生的。

由于本发明，可以获得一种控制方法，在执行用于处理悬挂动态范围的适当测量信号的步骤之后，所述方法能以一种快速有效的方式来优化悬挂响应。

与现有技术相比，本发明方法能以一种更精准的方式来真正利用半主动悬挂的能力，优化其性能，确保更好的抓地性、离地高度，对外力作出反应，控制摇晃(roll)、颠簸(pitch)和偏航(yaw)，以及过滤各种类型的噪声。

最后但同样重要的是，控制设备的低复杂度会使本发明方法的实施方式特别有利。

实际上，依照已知技术开发的控制方法几乎始终是以较高的计算复杂度提供较差的结果。

附图说明

从以下关于本发明某些实际实施例的详细描述中将可以更清楚地了解本发明的特征和优点，其中这些实施例是参考附图并作为非限制性示例给出的，其中：

图1显示的是依照现有技术并且基于阻尼系数c_min、c_max和c_标准的悬挂部件加速度谱的典型分布；

图2显示的是依照现有技术并且基于Sky-Hook、加速度驱动阻尼之类的控制方法的悬挂部件加速度谱的典型分布；

图3显示的是依照现有技术的“四分之一汽车”视图；

图4～6显示的是依照本发明的方法和设备的三个可能实施例；

图7显示的是在悬挂部件加速度谱的典型分布与使用依照本发明的控制方法获得的分布之间进行的比较。

具体实施方式

为了简化描述，在后续描述中将会参考一个与汽车产业的特定领域相关联的半主动悬挂，但是很明显，后续描述同样适用于那些意图在摩托车、农业机械、铁路车辆、家用电器等设备中实施的半主动悬挂。

参考附图4～7，附图标记11表示的是用于控制可控悬挂系统12中的可控力产生器13的设备。

所述可控悬挂系统12被互连在第一部件14与第二部件15之间。

与弹性常数为k的弹簧16相结合的该可控力产生器13(或可控减震器)能够控制车辆(或车轮)的非悬挂质量“m”的垂直动态范围。

非悬挂质量“m”是用第二部件15标识的，在本图示中，该部件15是用弹性常数为k_t的弹簧17描绘的。

图4～6还示出了道路18的轮廓会引起针对悬挂12的下列移动：

-z_r道路轮廓18相对于参考平面H的移动；

-z_t车辆的非悬挂质量“m”相对于参考平面H的移动；

-z车辆的悬挂质量“M”相对于所述参考平面H的移动。

控制设备11包括下列部件：

-第一检测装置19，用于检测适当的物理量，以便产生代表所述物理量的第一信号S1和第二信号S2；

-控制装置20，适于接收所述第一信号S1和所述第二信号S2，以便产生用于控制所述可控力产生器13的阻尼动态范围的控制信号S_in。

举例来说，当车辆(在附图中并未显示)覆盖道路轮廓18时，检测装置19可以检测在悬挂12上感生的物理量，例如速度、加速度等等。

在图4所示的实施例中，当车辆覆盖所述道路18的轮廓时，第一信号S1可以代表所述第一部件14经受的加速度，以及当车辆覆盖所述道路18的轮廓时，第二信号S2可以代表所述第一部件14的速度。

换句话说，信号S1可以用悬挂质量“M”的移动z的二阶导数来标识，而信号S2可以用悬挂质量“M”的移动z的一阶导数来标识，也就是说：

-信号S1可以用也就是移动z的二阶导数来标识；

-信号S2可以用

也就是移动z的一阶导数来标识。

在图4所示的实施例中，第一检测装置19是可操作地关联于所述第一部件14的加速度计19A以及积分设备19B，其中所述加速度计19A适于检测所述第一部件14的加速度并且产生所述第一信号S1(也就是移动z的二阶导数

)，而积分设备19B则适于执行所述第一信号S1的积分运算，以便获得代表所述第一部件14的速度的信号S2(也就是移动z的一阶导数

)。

类似的论述也可以参考图5所示的实施例来进行，其例外在于加速度计19A是可操作地关联于所述第二部件15。

在图5所示的实施例中，加速度计19A适于检测所述第二部件15的加速度，以便产生所述信号S1。

参考图4和5所示的实施例，控制装置20被适配成有利地产生所述控制信号S_in，其中该信号是所述第一信号S1的平方与所述第二信号S2的平方之间的比值的函数，由此可以判别悬挂12的部件显现出的是高频还是低频。

更为特别的是，当所述第一信号S1的平方与所述第二信号S2的平方之间的关系值小于或等于预定常数时，控制装置20适于依照第一阻尼定律(damping law)L1的函数来产生所述控制信号S_in；或者当所述第一信号S1的平方与所述第二信号S2的平方之间的比值大于所述预定常数时，所述控制装置20适于依照第二阻尼定律L2的函数来产生所述控制信号S_in。

换句话说，控制装置20基于如下函数来产生控制信号S_in：

$f\left(t\right)=z{\stackrel{\·\·}{\left(t\right)}}^2-{\mathrm{\α}}^2\stackrel{\·}{z}{\left(t\right)}^2---\left[1\right]$

也就是说，如果：

$z\stackrel{\·\·}{{\left(t\right)}^2}/z\stackrel{\·\·}{{\left(t\right)}^2}\≤{\mathrm{\α}}^2---\left[2\right]$

那么控制装置20应用第一控制定律L1，或者

如果：

$z{\stackrel{\·\·}{\left(t\right)}}^{2}z{\stackrel{\·}{\left(t\right)}}^2>{\mathrm{\α}}^2---\left[3\right]$

那么控制装置20应用第二控制定律L2，

其中：

是在时间t测得且用m/s²(米/秒²)表述的可控悬挂12中的所述第一部件14的加速度；

是在时间t测得且用m/s(米/秒)表述的可控悬挂12中的所述第一部件14的速度；

α是用rad/sec(弧度/秒)表述的恒定频率，也就是说，该常数代表的是适于对高频与低频之间的频率集合加以判别的频率。

值得一提的是，α是一个固定参数并且是在设计可控悬挂12的过程中预先确定的。

同样值得一提的是，上述阻尼定律也可以应用于第一部件14(或车辆的悬挂质量“M”)或第二部件15(或车辆的非悬挂质量“m”)。

由此，[1]中标识的函数f(t)是能够对高频和低频进行判别的函数，换言之，如果f(t)＞0，那么处于高频范围，如果f(t)＜0，那么处于低频范围。

在实践中，函数f(t)允许判别悬挂12的部件是否显现出高频行为还是低频行为，也就是说，如果第一部件14或第二部件15显现出高频或低频动态范围，那么可替换地函数f(t)也适用于第一部件14或第二部件15。

由此，如果频率值高于恒定频率值α(参见图1和2)，那么悬挂12的部件将会显现出高频行为；或者如果该频率值低于恒定频率值α(参见图1和2)，那么它们将显现出低频行为。

值得一提的是，为了在能够交替工作于高或低阻尼(即，分别是c_max或c_min)状态的可控悬挂中选择常数α，存在一个对悬挂典型的工作频率，在这里情况下，是否通过控制可控力产生器13而工作于高或低阻尼系数并不是很重要。

换句话说，即使选择了阻尼系数c_max或c_min，可控悬挂12的行为也不会改变。

这个频率被称为恒定频率，并且通过在[1]标识的函数f(t)中施加这个频率值，可以获得可控悬挂12的恒定频率值。

常数α的值可以通过如下所述的函数来计算：

$\mathrm{\α}=\sqrt{2k/M}$

也就是说，该常数是悬挂质量M的谐振的

倍，其中k是悬挂的刚度。

对所论述的示例，也就是与特定的汽车产业领域相关联的半主动悬挂来说，其典型值标识的是常数α的值的可能范围，其中所述常数α包含在1.5与2.5Hz之间，优选是1.8Hz(参见图1和图2)。

值得一提的是，如果所参考的是与特定摩托车产业领域相关联的半主动悬挂，那么所述常数的值的可能范围包含在1.5与5Hz之间，优选是4Hz。

非常有利的是，在本发明的优选实施例中，要应用于可调力产生器13的第一阻尼定律L1可以等同于第一阻尼系数，而要应用于可调力产生器13的第二阻尼定律L2可以等同于第二阻尼系数。

换句话说，当出现下列关系时，控制装置20适于产生控制信号S_in，其中定律L1与第一阻尼系数相符，或者其中定律L2与第二阻尼系数相符：

-如果

的比值小于α²，则将第一阻尼定律L1施加于可控力产生器13，其中所述第一阻尼定律与所述第一阻尼系数相符，特别地，所述第一阻尼系数是最大阻尼系数c_max。

-如果

的比值大于α²，则将第二阻尼定律L2施加于可控力产生器13，其中所述第二阻尼定律与所述第二阻尼系数相符，特别地，所述第二阻尼系数是最小阻尼系数c_min。

应该指出的是，对作为控制定律L1和L2的特定值而被分别施加于可调力产生器13的阻尼系数c_max或c_min来说，这些阻尼系数是由制造方在悬挂12的设计步骤中选择的，其中c_min必须是最小的(可能的话处于悬挂类型所施加的技术限度)，并且c_max必须足以抑制道路18的轮廓在悬挂12上感生的压力。

特别地，这些阻尼系数c_max或c_min是结合悬挂12所用车辆的特定类型而被选择的，并且是为了悬挂12的设计目标，也就是驾驶舒适性和抓地目标而被选择的。

此外，值得一提的是，为了在图4和5所示的实施例中实施可控力产生器13的控制方法，有必要在预定时间间隔T对可控悬挂12的动态范围进行控制。

例如，间隔T必须小于或等于1/2F，其中F是所要控制的最大频率。

由此，如果将低阻尼系数或高阻尼系数施加于可控力产生器13，那么悬挂控制方法12必须选择每一个T。

换句话说，该控制方法包括以下步骤：

-检测代表悬挂质量“M”的第一部件14的加速度

的第一信号S1；

-检测代表悬挂质量“M”的第一部件14的速度的第二信号S2；

-确定所述第一信号S1的平方与所述第二信号S2的平方之间的比值；以及

-如果悬挂12的分量显现出高或低频率动态范围，则基于由此判别的值来将阻尼控制信号S_in应用于可控力产生器13。

特别地，阻尼控制信号S_in设想(envisage)的是：

-如果所述第一信号S1的平方与所述第二信号S2的平方之间的比值(也就是比值

)小于α²，则施加第一阻尼定律L1，从而应用最大阻尼系数c_max；

-如果所述第一信号S1的平方与所述第二信号S2的平方之间的比值(也就是比值

)大于α²，则对可控力产生器施加第二阻尼定律L2，从而应用最小阻尼系数c_min。

如上所述，通过检测第二部件15，也就是非悬挂质量“m”的速度和加速度，可以实施该控制方法，换言之，可替换地，上述阻尼定律L1和L2可以应用于第一部件14(或车辆的悬挂质量“M”)或第二部件15(或是车辆的非悬挂质量“m”)。

非常有利的是，借助图6所示的控制设备11的实施例，可以改善上述控制方法的性能。

特别地，现在参考图6，如所示，控制设备11还包括用于检测适当物理量来产生代表所述物理量的第三信号S3和第四信号S4的检测装置21。

举例来说，当车辆(在附图中并未显示)覆盖道路轮廓18时，检测装置21可以检测在悬挂12上感生的物理量，例如速度、加速度等等。

特别地，当车辆覆盖所述道路18的轮廓时，第三信号S3可以代表所述第二部件15经受的加速度，以及当车辆覆盖所述道路18的轮廓时，第四信号S4可以代表所述第二部件15的速度。

换句话说，信号S3可以用移动z_t的二阶导数来标识，而信号S4可以用移动z_t的一阶导数来标识，也就是说：

-信号S3可以用

也就是移动z的二阶导数来标识；以及

-信号S4可以用

也就是移动z的一阶导数来标识。

非常有利的是，在图6所示的实施例中，除了第一信号S1和第二信号S2之外，控制装置20还适于接收所述第三信号S3和第四信号S4。

第二检测装置21是一个可操作地关联于所述第二部件15的加速度计21A以及积分设备21B，其中所述加速度计21A适于检测所述第二部件15的加速度并且产生所述第三信号S3(也就是移动z_t的二阶导数

)，而积分设备21B则适于执行所述第三信号S3的积分运算，以便获得代表所述第二部件15的速度的信号S4(也就是移动z_t的一阶导数)。

非常有利的是，控制装置20由此适于产生用于控制所述可控力产生器13的控制信号S_in。

为此目的，控制装置20适于根据下列条件来产生必须应用于所述可控力产生器13的所述控制信号S_in：

如果比值

小于α²，那么控制信号S_in必须满足通常被称为Sky-Hook的控制定律；而

如果比值大于α²，那么控制信号S_in必须满足通常被称为加速度驱动阻尼(ADD)的控制定律。

在下文中显示了用于对控制逻辑Sky-Hook和加速度驱动阻尼(ADD)进行控制的阻尼定律：

Sky-Hook(2阶段)： $S_{\mathrm{in}}\left(t\right)=c_{\mathrm{MAX}}\⇒\stackrel{\·}{z}(\stackrel{\·}{z}-{\stackrel{\·}{z}}_t)\≥0---\left[4\right]$

$S_{\mathrm{in}}\left(t\right)=c_{\mathrm{MIN}}\&DoubleRightArrow;\stackrel{\&CenterDot;}{z}(\stackrel{\&CenterDot;}{z}-{\stackrel{\&CenterDot;}{z}}_t)<0---\left[5\right]$

ADD(2阶段)： $S_{\mathrm{in}}\left(t\right)=c_{\mathrm{MAX}}\&DoubleRightArrow;\stackrel{\&CenterDot;}{z}(\stackrel{\&CenterDot;}{z}-{\stackrel{\&CenterDot;}{z}}_t)\&GreaterEqual;0---\left[6\right]$

$S_{\mathrm{in}}\left(t\right)=c_{\mathrm{MIN}}\&DoubleRightArrow;\stackrel{\&CenterDot;}{z}(\stackrel{\&CenterDot;}{z}-{\stackrel{\&CenterDot;}{z}}_t)<0---\left[7\right]$

其中

是在时间t测得且用m/s²表述的可控悬挂12的所述第一部件14的加速度；

是在时间t测得且用m/s表述的可控悬挂12的所述第一部件14的速度；

是在时间t计算且用m/s表述的可控悬挂12的第二部件15的垂直速度；

S_in(t)是根据上述条件的出现而被施加于可控力产生器13的控制信号。

换句话说，对比值

小于α²而言，控制装置20适于将Sky-Hook控制定律施加于可控力产生器13。对比值

大于α²而言，控制装置适于施加加速度驱动阻尼控制定律。

更为特别的是，当发生下列条件时，控制信号S_in可以根据所述第一阻尼定律L1或所述第二阻尼定律L2来改变可控力产生器13的阻尼系数：

-施加第一阻尼定律L1，即阻尼系数c_max，其条件是满足[1]中所示的函数f(t)小于或等于零的条件，以及满足[4]中指示的Sky-Hook定律的控制逻辑的条件，也就是满足

以及

或者，满足[1]中指示的函数f(t)大于零的条件，以及满足了[6]中指示的加速度驱动阻尼的控制逻辑的条件，也就是满足

以及

-施加第二阻尼定律L2，即阻尼系数c_min，其条件是满足[1]中指示的函数f(t)小于或等于零的条件，以及满足[5]中指示的Sky-Hook定律的控制逻辑的情形，也就是满足

以及

或者满足[1]中指示的函数f(t)大于零的条件，以及满足[7]中指示的加速度驱动阻尼定律的控制逻辑的条件，也就是满足

以及

其中α是用rad/sec表述的常数(等同于恒定频率)，也就是说，该常数代表的是适于对高频与低频之间的频率集合加以判别的频率，所述常数α可以用如上所述的公式来计算，也就是

(参见图1和图2)。

非常有利的是，为了在图6所示的实施例中实施可控力产生器13的控制方法，有必要在预定时间间隔T对可控悬挂12的动态范围进行控制。

例如，间隔T必须小于或等于1/2F，其中F是所要控制的最大频率。

由此，如果将低阻尼系数或高阻尼系数施加于可控力产生器13，那么每隔时间T都必须选择悬挂控制方法12。

换句话说，除了在上文中参考图4和5例示的控制方法所描述的步骤之外，与图6所示的特定实施例相结合的控制方法还包括如下的其他步骤：

-检测代表所述第二部件15的加速度的第三信号S3，换言之，S3可以用

标识；

-检测代表所述第二部件(15)的速度的第四信号S4，换言之，S4可以用

标识；

-如果出现下列情形，则施加第一阻尼定律L1，也就是阻尼系数c_max：

(也就是[1]中指示的函数f(t))以及

(也就是[4]中指示的控制逻辑Sky-Hook)

或者

(也就是[1]中指示的函数f(t))以及

(也就是[6]中指示的控制逻辑ADD)；

-如果出现下列情形，则施加第二阻尼定律L2，也就是阻尼系数c_min：

(也就是[1]中指示的函数f(t))以及

(也就是[5]中指示的控制逻辑Sky-Hook)

或者

(也就是[1]中指示的函数f(t))以及

(也就是[7]中指示的控制逻辑ADD)。

值得一提的是，可控力产生器13是一个具有在上文中参考现有技术描述的类型的可控减震器，也就是CDC(连续阻尼控制)减震器、流变减震器。

最后，值得一提的是，控制装置20是通常可以在市场上买到的E.C.U。

现在参考图7，该图标引了第一分布22，第二分布23以及第三分布24，其中第一分布22描述的是可以用图4和5中示出的控制设备实施例获得的结果，第二分布23描述的是可以用图6示出的控制设备实施例获得的结果，而第三分布24描述的是无法从半主动悬挂实现的理论优化处理。

在该图中可以看出，即使与分布23相比性能略微低一些，但是由参考图4和5所述的控制设备获得的分布22仍旧能够实现令人满意的结果。

当然，本领域技术人员也可以对上述配置进行若干改变和调整，以便满足特定和附带的需要，并且所有这些改变和调整全都落入后续权利要求定义的保护范围以内。

Claims (24)

1.一种用于控制可控悬挂系统(12)中的可控减震器(13)的方法，所述可控悬挂系统(12)互连在第一部件与第二部件之间，所述方法包括以下步骤：

检测代表所述第一部件的加速度

的第一信号(S1)；

检测代表所述第一部件的速度

的第二信号(S2)；

确定所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值；以及

基于所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值，将控制信号(S_in)应用于所述可控减震器(13)，以便判别所述可控悬挂系统(12)是否显现出高或低频动态范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述将控制信号(S_in)应用于所述可控减震器(13)的步骤还包括以下步骤：

如果所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值小于或等于预定常数(α)的平方，也就是

则将第一阻尼定律(L1)应用于所述可控减震器(13)，或者

如果所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值大于所述预定常数(α)的平方，也就是则将第二阻尼定律(L2)应用于所述可控减震器(13)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述将第一阻尼定律(L1)应用于所述可控减震器(13)的步骤包括：将第一阻尼系数(c_max)施加于所述可控减震器(13)的步骤。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述应用第二阻尼定律(L2)的步骤包括：将第二阻尼系数(c_min)施加于所述可控减震器(13)的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括重复执行以下步骤的步骤：检测所述第一信号(S1)和第二信号(S2)，确定所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值，以及在预定时间间隔(T)根据所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的所述比值，将控制信号(S_in)应用于所述可控减震器(13)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：

检测代表所述第二部件的加速度的第三信号(S3)；

检测代表所述第二部件的速度

的第四信号(S4)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述应用控制信号(S_in)的步骤包括以下步骤：如果发生下列情形，则施加第一阻尼定律(L1)：

以及

或者

以及

其中：

是所述第一部件的加速度；

是所述第一部件的速度；

是所述第二部件的速度；

α是恒定频率。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一阻尼定律(L1)设想将第一阻尼系数(c_max)施加于所述可控减震器(13)。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述应用控制信号(S_in)的步骤包括以下步骤：如果发生下列情形，则施加第二阻尼定律(L2)：

以及

或者

以及

其中：

是所述第一部件的加速度；

是所述第一部件的速度；

是所述第二部件的速度；

α是恒定频率。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二阻尼定律(L2)设想将第二阻尼系数(c_min)施加于所述可控减震器(13)。

11.根据权利要求6所述的方法，还包括重复执行下列步骤的步骤：检测所述第三信号(S3)和第四信号(S4)，以及在预定时间间隔(T)将控制信号(S_in)应用于所述可控减震器(13)。

12.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定常数(α)是恒定频率，所述预定常数等于

13.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一阻尼系数(c_max)是其值是预定的刚性阻尼系数，所述第二阻尼系数(c_min)是其值是预定的软阻尼系数。

14.一种用于控制可控悬挂系统(12)中的可控减震器(13)的控制设备(11)，所述可控悬挂系统(12)互连在第一部件与第二部件之间，并且所述控制设备包括：

第一检测装置(19)，用于检测代表所述第一部件的加速度

的第一信号(S1)以及代表所述第一部件的速度

的第二信号(S2)；

控制装置(20)，适于接收所述第一信号(S1)和所述第二信号(S2)；

其特征在于：所述控制装置(20)适于产生用于控制所述可控减震器(13)的控制信号(S_in)，以便判别所述可控悬挂系统(12)是否显现出高或低频动态范围，其中，所述控制信号(S_in)是根据所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值而被产生的。

15.根据权利要求14所述的控制设备，其特征在于：如果所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值小于或等于预定常数(α)的平方，那么所述控制装置(20)适于基于第一阻尼定律(L1)来产生所述控制信号(S_in)，或者，如果所述第一信号(S1)的平方与所述第二信号(S2)的平方之间的比值大于预定常数(α)的平方，则所述控制装置(20)基于第二阻尼定律(L2)来产生所述控制信号(S_in)。

16.根据权利要求15所述的控制设备，其特征在于：所述第一阻尼定律(L1)等同于第一阻尼系数(c_max)，并且所述第二阻尼定律(L2)等同于第二阻尼系数(c_min)。

17.根据权利要求14～16中任一项所述的设备，其中所述第一检测装置(19)包括可操作地关联于所述第一部件的加速度计(19A)以及积分设备(19B)，其中所述加速度计(19A)适于检测所述第一部件的加速度

并且产生所述第一信号(S1)，所述积分设备(19B)适于执行所述第一信号(S1)的积分运算，以便获得代表所述第一部件的速度

的所述第二信号(S2)。

18.根据权利要求14或15所述的控制设备，其特征在于：所述控制设备还包括用于检测第三信号(S3)和第四信号(S4)的第二检测装置(21)，其中所述第三信号(S3)代表的是所述第二部件的加速度

所述第四信号代表的是所述第二部件的速度

19.根据权利要求18所述的控制设备，其特征在于：所述控制装置(20)适于接收所述第三信号(S3)和所述第四信号(S4)，以便在发生下列情形时基于第一阻尼定律(L1)产生所述控制信号(S_in)：

以及

或者

以及

其中：

是所述第一部件的加速度；

是所述第一部件的速度；

是所述第二部件的速度；

α是恒定频率。

20.根据权利要求19所述的控制设备，其中所述第一阻尼定律(L1)设想将第一阻尼系数(c_max)施加于所述可控减震器(13)。

21.根据权利要求19或20所述的设备，其特征在于，所述控制装置(20)适于接收所述第三信号(S3)和所述第四信号(S4)，以便在发生下列情形时基于第二阻尼定律(L2)产生所述控制信号(S_in)：

以及

或者

以及

其中：

是所述第一部件的加速度；

是所述第一部件的速度；

是所述第二部件的速度；

α是恒定频率。

22.根据权利要求21所述的控制设备，其中所述第二阻尼定律(L2)设想将第二阻尼系数(c_min)施加于所述可控减震器(13)。

23.根据权利要求18所述的控制设备，其中所述第二检测装置(21)包括可操作地关联于所述第二部件的加速度计(21A)以及积分设备(21B)，其中所述加速度计(21A)适于检测所述第二部件的加速度并且产生所述第三信号(S3)，所述积分设备(21B)适于执行所述第三信号(S3)的积分运算，以便获得代表所述第二部件的速度

的所述第四信号(S4)。

24.根据权利要求16所述的控制设备，其中所述第一阻尼系数(c_max)是其值是预定的刚性阻尼系数，所述第二阻尼系数(c_min)是其值是预定的软阻尼系数。

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