CN101856959A - 用于双空气弹簧配置的闭环压力控制 - Google Patents

用于双空气弹簧配置的闭环压力控制 Download PDF

Info

Publication number
CN101856959A
CN101856959A CN201010151184A CN201010151184A CN101856959A CN 101856959 A CN101856959 A CN 101856959A CN 201010151184 A CN201010151184 A CN 201010151184A CN 201010151184 A CN201010151184 A CN 201010151184A CN 101856959 A CN101856959 A CN 101856959A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
piston airbag
air spring
piston
airbag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201010151184A
Other languages
English (en)
Inventor
大卫·A·万拉普霍斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ArvinMeritor Technology LLC
Original Assignee
ArvinMeritor Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ArvinMeritor Technology LLC filed Critical ArvinMeritor Technology LLC
Publication of CN101856959A publication Critical patent/CN101856959A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0155—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit pneumatic unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/048—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics with the regulating means inside the fluid springs
    • B60G17/0485—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics with the regulating means inside the fluid springs the springs being pneumatic springs with a flexible wall, e.g. with levelling valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
    • B60G17/0521—Pneumatic spring characteristics the spring having a flexible wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/05—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • F16F9/057—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type characterised by the piston
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring
    • B60G2202/152—Pneumatic spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/30—Spring/Damper and/or actuator Units
    • B60G2202/31—Spring/Damper and/or actuator Units with the spring arranged around the damper, e.g. MacPherson strut
    • B60G2202/314—The spring being a pneumatic spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/412—Pneumatic actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/25—Stroke; Height; Displacement
    • B60G2400/252—Stroke; Height; Displacement vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/50—Pressure
    • B60G2400/51—Pressure in suspension unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/50—Pressure
    • B60G2400/51—Pressure in suspension unit
    • B60G2400/512—Pressure in suspension unit in spring
    • B60G2400/5122—Fluid spring
    • B60G2400/51222—Pneumatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/202—Height or leveling valve for air-springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/204—Pressure regulating valves for air-springs
    • B60G2500/2041—Pressure regulating valves for air-springs for variable volume air springs, e.g. using accumulators as expansion chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/09—Feedback signal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/12—Sampling or average detecting; Addition or substraction
    • B60G2600/124—Error signal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/182—Active control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/187—Digital Controller Details and Signal Treatment
    • B60G2600/1877—Adaptive Control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/20—Manual control or setting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/70—Computer memory; Data storage, e.g. maps for adaptive control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01—Attitude or posture control
    • B60G2800/012—Rolling condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01—Attitude or posture control
    • B60G2800/014—Pitch; Nose dive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16—Running
    • B60G2800/162—Reducing road induced vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70—Estimating or calculating vehicle parameters or state variables
    • B60G2800/702—Improving accuracy of a sensor signal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/08—Sensor arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

一种主动式空气悬架系统包括一个空气弹簧组件，该空气弹簧组件具有一个活塞气囊以及围绕该活塞气囊安装的一个主气囊，以提供一种可变力和系数的双空气弹簧配置。该空气悬架系统被配置为以一种闭环方式准确地控制该活塞气囊内的压力。该活塞压力的连续控制提供了取决于控制器输入的弹簧系数或力的精确增加或减小。

Description

用于双空气弹簧配置的闭环压力控制
技术领域
本发明总体上涉及一种主动式空气悬架系统，该系统具有一个可变力和系数的双空气弹簧，该系统以一种闭环的方式精确地控制压力。
背景技术
空气悬架利用空气弹簧来提供所希望的输出特性，例如像乘坐舒适性以及车辆性能。一种已知的主动式空气悬架使用了一个空气弹簧组件，该空气弹簧组件包括一个围绕活塞气囊安装的主气囊，这样活塞气囊为主气囊提供一个滚动表面。活塞气囊体积的变化改变了主气囊的有效活塞面积。该有效活塞面积中的一个相对小的变化提供了空气弹簧组件的弹簧系数中的一个变化。对活塞气囊以及主气囊中的压力进行选择性地控制，以便在弹簧系数和行车高度中提供无穷的变化。相对于主气囊的较大体积，活塞气囊的较小体积允许压力以及体积的迅速改变以使得能够进行主动的悬架控制。然而，对于上述可变力和系数的双空气弹簧配置，以一种精确的方式来控制到达以及来自该活塞气囊的空气供给可能是困难的。
发明内容
一个具有可变力和系数的双空气弹簧的主动式空气悬架系统以一种闭环的方式精确地控制活塞压力。
在一个实例中，该主动式空气悬架系统包括一个空气弹簧组件，该空气弹簧组件具有一个活塞气囊以及围绕该活塞气囊安装的一个主气囊，以提供这种可变力以及可变系数的双空气弹簧配置。该空气悬架系统被配置为以一种闭环方式来准确地控制这些活塞气囊内的压力。
在一个实例中，所希望的活塞气囊特性包括一个希望的活塞气囊直径以提供所希望的弹簧刚度。至少一个压力传感器测量该活塞气囊内的压力。该控制器连续地接收来自压力传感器的压力输入信号，这些压力输入信号表明活塞气囊内的压力变化。该控制器响应于这些压力变化而主动地调节该活塞气囊内的压力，以便以一种闭环方式来维持所希望的弹簧刚度。
在一个实例中，该控制器产生了主动地控制该阀门组件的电子控制信号，以控制进入和离开该活塞气囊的空气流动。
在一种配置中，存在多个空气弹簧组件，每个空气弹簧组件均具有一个主气囊以及一个相关联的活塞气囊，该阀门组件包括用于每个空气弹簧组件的一个分离的阀门组件；并且存在多个压力传感器，其中一个压力传感器与每个活塞气囊相关联。该控制器连续地接收来自每个压力传感器的压力输入信号，这些压力输入信号表明相关联的活塞气囊内具体的压力变化。然后，该控制器响应于这些压力变化而主动地调节每个活塞气囊内的压力，以便以一种闭环方式来维持所希望的弹簧刚度。
在一个实例中，该控制器产生了多个控制信号，以便独立于所有其他活塞气囊来控制进入以及离开每个活塞气囊的空气供给。
从以下说明书和附图中可以最好地理解本发明的这些以及其他特征，以下部分是一个简要说明。
附图说明
图1是如安装在车辆上的主动式空气悬架的一个实例的总侧视图。
图2是如在图1的主动式空气悬架中使用的一个空气弹簧组件的一个截面图。
图3是在一个第一位置中的该空气弹簧的一个截面图。
图4是在一个第二位置中的该空气弹簧的一个截面图。
图5是示出一个整体系统的图解，该系统结合了用于车辆的多个可变力和系数的双空气弹簧。
图6是示出了一个闭环执行器控制配置的图解。
具体实施方式
图1展示了用于车辆的一个空气悬架系统10。空气悬架系统10总体上包括一个托架12、一个纵向构件14、一个空气弹簧组件16、一个阻尼器18、以及一个轴组件20。该空气悬架系统10被固定到车辆的一个框架或底盘(以22示意性示出)上。纵向构件14可以包括(例如)一个悬架臂，并且轴组件20可以包括任何类型的轴，如一个驱动轴、非驱动轴、挂车轴，等等。轴组件20在横向间隔的车轮(未示出)之间延伸。应该理解，空气悬架系统10在轴的每一横向末端处包括一个纵向构件14、一个空气弹簧组件16、以及一个减振器18。
参见图2，以截面展示了空气弹簧组件16。空气弹簧组件16是沿一条中央垂直轴线A限定的并且包括一个下安装座24(示意性地示出)、被附接到下安装座24上的一个活塞结构或支撑件26、一个活塞气囊28、以及一个主气囊30。一个上安装座32被附接到主气囊30上。上安装座32以及下安装座24在纵向构件14与底盘22(见图1)之间提供了用于空气弹簧组件16的附接。
活塞支撑件26是围绕轴线A限定的一个圆柱形构件。在下安装座24处活塞支撑件26可以被附接到许多不同结构(例如，像一个支柱、撞击、减振、或其他相似的机构)上。在一个实例中，活塞支撑件26在多个焊接点W被附接到下安装座24上；然而也可以使用其他附接方法。活塞支撑件26以及下安装座24是相对刚性的部件。
活塞气囊28是一个柔性的、有弹性的构件并且通过一个第一带件36以及一个第二带件38被附接到活塞支撑件26上。第一带件36被紧固在活塞支撑件26的一个下端处并且第二带件38被紧固在活塞支撑件26的一个上端或相反端处。虽然示出了带件，但应该理解，可以使用其他附接结构和/或方法来将活塞气囊28紧固到活塞支撑件26上。活塞气囊28限定了一个第一体积V1，该第一体积被垂直地封闭在这些带件36、38之间并且在活塞气囊28的一个内表面与活塞支撑件26的一个外表面之间。
主气囊30通过一个第三带件42被安装到活塞气囊28上，该第三带件相对于第二带件38被径向向外间隔，使主气囊30位于第二带件28与第三带件42之间。换言之，主气囊30被夹在第三带件42与第二带件38之间。主气囊30限定了一个第二体积V2。应该理解，虽然在所展示的实施方案中披露了两个体积V1和V2，按需要在弹簧组件16之内也可以使用额外的多个体积。此外，这些体积中的任何一个都可以被选择性地分段，以提供进一步递增的体积的变化。
一个空气供给系统40(在图2中示意性地示出)对应地响应于一个控制器46(示意性地示出)通过第一以及第二供给导管44a、44b将空气独立地传送到体积V1、V2之中。控制器46是一个悬架控制器，它提供了主动式悬架控制方法。多个端口48通过活塞支撑件26将空气供给到第一体积V1之中。
活塞气囊28作为用于主气囊30的一个滚边活塞表面来运行。换言之，主气囊30在一个活塞组件之上提供一个滚动囊片L，该滚动囊片具有由活塞气囊28的可变体积提供的一个可变直径。当空气弹簧组件16经受道路负载的输入时，主气囊30的囊片L沿活塞气囊28的外表面滚动。通过改变活塞气囊28内的体积V1或压力P1，活塞气囊28的外部直径改变。由此，活塞气囊28的体积V1的变化改变了主气囊30的有效活塞面积。还应该理解，主气囊30将施加一个对抗活塞气囊28的压力P2，趋向于减小活塞气囊28的外部直径，直至达到一个平衡的直径。因此，压力P1的一个变化将改变活塞气囊28的径向弹簧系数并且将改变同样影响该主气囊弹簧系数的平衡直径。
参见图3，在体积V1内增加空气压力使活塞气囊28的直径增加，以获得一个更大的弹簧系数以及行车高度。即，因为体积V1有效地提供了一个更大的滚边活塞，所以活塞气囊28的直径的增加导致了气囊组件16的一种扩展。当随着体积V1对应地减小而使活塞气囊28内的压力被减小时(图4)获得了相反的结果。这减小了行车高度以及弹簧系数。
当该滚边表面的直径被选择性地改变时，体积V1的一个相对小的变化提供了主气囊30的弹簧系数的变化。当体积V2之内的压力得到保持时，体积V1内的压力变化使弹簧系数的变化与行车高度的变化相关联。通过同时改变V1与V2二者的体积可以替代性地使压缩以及回弹系数解除关联。
通过选择性地控制体积V1与V2内的压力，提供了弹簧系数的无限改变而无需一个附加储箱以及相关的致动器。体积V1相对于体积V2的相对更小的体积允许压力以及体积的迅速改变，这使得能够进行主动式悬架控制。
在图5所示的实例中，每个空气弹簧组件16与一个阻尼器50相关联。在一个实例中，阻尼器50包括一个电控制的振动缓冲器。阻尼器50的一个外部结构被附接到空气弹簧组件16的下安装座24上。存在与图5所示的车辆52的每个车轮(即拐角)相关联的一个空气弹簧与阻尼器的组合。控制器46被配置为使用与该减振器相组合的可变力以及可变系数的双空气弹簧配置，以提供调制弹簧刚度的一种实时控制，从而改进车辆的操作和/或乘坐舒适性。
如图5所示，存在着对于车辆52的多个驾驶者的输入60，这些输入被传送到控制器46上。这类输入的实例包括转向盘输入、油门输入、制动器输入、变速器模式选择、等等。多个车辆输入62(它们可以是车辆的多种状态)也被传送到控制器46上。这些输入的实例包括：车身侧倾角度、侧倾率、偏摆率、不同方向的加速度、等等。控制器46还可以接收与这些空气弹簧组件16相关联的不同输入。这些输入的实例包括：减振器输入、悬架位置(行车高度)、空气供给储存器的压力、气囊28、30内的压力、流量阀门的动态特性、等等。
控制器46利用这些输入60、62来控制车辆52的不同的动态特性。例如，控制器46使用这些输入来控制车辆横向动态特性(例如像侧倾角以及侧倾刚度)、纵向动态特性(例如，前栽和后蹲)、以及垂直方向的动态特性(例如，维持行车平顺性)。控制器46通过产生多个控制信号64来完成这一点，这些控制信号被传送到位于每个车轮处的可变力和系数的双空气弹簧组件16上。控制器46为这些空气弹簧组件16中的每一个确定了一个目标弹簧力并且然后控制进入以及离开这些空气弹簧组件16的空气流动来实现该目标力。当在每个空气弹簧组件16处实现了这些目标力时，于是可以将所希望的转向力66提供到每个车轮上。
图6示出了一个执行器控制图的一个实例。每个活塞气囊28包括一个相关联的压力传感器70。这个压力传感器70连续地监测和测量活塞气囊28内的压力并将此信息作为压力输入信号传送至控制器46。控制器46汇编所有这些输入并且为每个空气弹簧组件16确定一个补偿目标压力72。补偿目标压力72包括两个主要方面。
首先，控制器46产生一个内部转向力命令，然后这个命令基于不同的驾驶和车辆输入而被映射到活塞压力78上。其次，控制器46分析其他输入，例如像悬架位置80和空气弹簧压力82，并且利用一个活塞压力补偿表84来实现确定该补偿目标压力的更高精确度。活塞压力补偿表84是基于物理设计的(由测试数据确定)并且被用于更精确的控制活塞压力78。然后共同考虑施加到活塞压力78的力与活塞压力补偿表84以确定该补偿目标压力72。然后，控制器46基于这个补偿目标压力72对不同系统动态特性进行补偿并且进行公差检验以及信号处理检验以便确定活塞气囊28是否应该被充气或放气(排气)。
如果要求充气或放气，则控制器46产生一个控制信号86，该控制信号被传送到与空气弹簧组件16相关联的一个阀门组件88上。在一个实例中，阀门组件88包括用于将活塞气囊28充满或充气的至少一个阀门88a以及用于将活塞气囊28放气或排气的另一个分离的阀门88b。阀门组件88还可以包括用于控制主气囊30的充气和放气的多个附加的阀门。这些阀门88a、88b是按照需要被开启/关闭的，以便实现所希望的补偿目标压力。
一旦达到这个补偿目标压力，于是压力传感器70以闭环的方式连续地将活塞气囊28中的压力数据反馈给控制器46。控制器46将这些测量到的压力与这些目标压力相比较并然后确定是否需要进一步调节/补偿。在一个实例中，控制器46利用测量到的这些压力来确定活塞气囊28的直径。如果该直径未被配置成提供所希望的弹簧系数和刚度，则该控制器可以按照需要来对活塞气囊28进行充气/放气，以实现所希望的配置和弹簧特性。控制器46对每个空气弹簧组件16独立于其他组件来进行这种控制。
应该理解，控制器46可以包括控制所有车辆系统的一个单个的车辆控制器，或者控制器46可以包括多个控制器以及多个控制模块，这些控制器和控制模块被连接在一起以便按照需要传递和传送不同的数据输入和输出。此外，本领域的普通技术人员将能够确定一种软件算法以完成以上给出的这些步骤。
该活塞气囊压力的闭环控制允许对可变系数的双空气弹簧中的弹簧力进行控制。基于测量的和作为目标的活塞压力，该控制器的输出对一个入气或排气阀进行致动，以便按照需要来提供或去除该活塞气囊中的空气。这进而调整了该活塞气囊的已充气的直径。通过额外地将测量或估算的弹簧移位和/或多个空气弹簧压力(如该主气囊和/或多个活塞气囊内的压力)考虑在内，可以增加该控制器的精确度。当在一个常规的汽车应用中实施时，将本发明与车辆水平控制以及可变力和系数的双空气弹簧组件进行连接，该系统提供了对弹簧刚度的实时控制的调整以改进车辆的操作和/或乘坐舒适性。
尽管已经披露了本发明的一个优选实施方案，但本领域普通技术人员将会认识到在本发明的范围之内可以作出某些改变。为此原因，应该研究以下权利要求来确定本发明的真正范围和内容。

Claims (14)

1.一种空气悬架系统，包括：
至少一个空气弹簧组件，该空气弹簧组件包括一个活塞气囊以及围绕所述活塞气囊安装的一个主气囊；
至少一个压力传感器，该压力传感器连续地测量所述活塞气囊内的压力，所述压力传感器产生一个压力信号，该压力信号对应于一个测量到的压力；
一个阀门组件，该阀门组件控制进入以及离开所述活塞气囊内的空气供给；以及
一个控制器，该控制器接收所述压力信号作为一个输入、将这个输入与至少一个希望的活塞气囊特性相比较、并且如果所述输入与所述希望的活塞气囊特性不同则产生一个输出信号来改变所述活塞气囊内的压力。
2.根据权利要求1所述的空气悬架系统，其中所述希望的活塞气囊特性包括一个希望的活塞气囊直径，以提供所希望的弹簧刚度。
3.根据权利要求2所述的空气悬架系统，其中所述控制器连续地从所述压力传感器接收表示所述活塞气囊内压力变化的多个压力输入信号，并且其中所述控制器响应于这些压力变化而主动地调整所述活塞气囊内的压力，以便通过一种闭环方式来维持所述希望的弹簧刚度。
4.根据权利要求3所述的空气悬架系统，其中所述控制器产生多个电控制信号，以便主动地控制所述阀门组件从而控制进入和离开所述活塞气囊的空气流动。
5.根据权利要求2所述的空气悬架系统，其中所述至少一个空气弹簧组件包括多个空气弹簧组件，每个空气弹簧组件均具有一个主气囊以及一个相关联的活塞气囊，所述阀门组件包括用于每个空气弹簧组件的一个分离的阀门组件，并且所述至少一个压力传感器包括多个压力传感器，其中一个压力传感器与每个活塞气囊相关联，并且其中所述控制器连续地接收来自每个所述压力传感器的压力输入信号，这些压力输入信号表明在所述相关联的活塞气囊内的具体压力变化，并且其中所述控制器对应于这些压力变化而主动地调节每个所述活塞气囊内的压力，以便以一种闭环方式来维持所述希望的弹簧刚度。
6.根据权利要求5所述的空气悬架系统，其中所述控制器产生了多个控制信号以便独立于所有其他活塞气囊来控制进入和离开每个活塞气囊的空气供给。
7.根据权利要求5所述的空气悬架系统，包括安装到每个空气弹簧组件上的至少一个减振器。
8.根据权利要求7所述的空气悬架系统，其中所述至少一个减振器包括一个电控制的振动缓冲器。
9.根据权利要求5所述的空气悬架系统，其中每个所述分离的阀门组件包括一个进气阀门和一个出气阀门，它们彼此分离并且是彼此独立地受控制的。
10.根据权利要求5所述的空气悬架系统，其中所述控制器通过单独地控制进入和离开每个活塞气囊以及每个主气囊的空气流动对每个所述空气弹簧组件的弹簧力以及弹簧系数连续地进行调整。
11.控制一个空气悬架系统内的气流的一种方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供至少一个空气弹簧组件，该空气弹簧组件包括一个活塞气囊以及围绕该活塞气囊安装的一个主气囊，并且提供了一个阀门组件，该阀门组件控制进入和离开该活塞气囊的空气供给；
(b)连续地测量该活塞气囊内的压力并且产生对应于一个所测量的压力的一个压力信号；并且
(c)从步骤(b)接收压力信号作为输入，将这个输入与至少一个希望的活塞气囊特性相比较，并且如果该输入与该希望的活塞气囊特性不同，则产生一个输出控制信号以便通过该阀门组件来改变该活塞气囊内的压力。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该希望的活塞气囊特性包括一个希望的活塞气囊直径，以提供一个希望的弹簧刚度。
13.根据权利要求11所述的方法，包括从一个压力传感器连续地接收表示该活塞气囊内压力变化的多个压力输入信号，并且响应于这些压力变化而主动地调节该活塞气囊内的压力，以便通过一种闭环方式来维持该希望的弹簧刚度。
14.根据权利要求11所述的方法，其中该至少一个空气弹簧组件包括多个空气弹簧组件，每个空气弹簧组件均具有一个主气囊以及一个相关联的活塞气囊，该阀门组件包括用于每个空气弹簧组件的一个分离的阀门组件；并且该方法包括提供多个压力传感器，其中一个压力传感器与每个活塞气囊相关联；并且该方法包括以下步骤：连续地接收来自每个压力传感器的压力输入信号，这些压力输入信号表明该相关联的活塞气囊内的具体的压力变化；并且响应于这些压力变化主动地调节每个活塞气囊内的压力，以便以一种闭环方式来为每个空气弹簧组件维持所希望的弹簧刚度。
CN201010151184A 2009-04-01 2010-04-01 用于双空气弹簧配置的闭环压力控制 Pending CN101856959A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/416,310 2009-04-01
US12/416,310 US8899603B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Closed loop pressure control for dual air spring configuration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101856959A true CN101856959A (zh) 2010-10-13

Family

ID=42396448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010151184A Pending CN101856959A (zh) 2009-04-01 2010-04-01 用于双空气弹簧配置的闭环压力控制

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8899603B2 (zh)
EP (1) EP2236325B1 (zh)
JP (1) JP2010241421A (zh)
CN (1) CN101856959A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103883659A (zh) * 2014-03-03 2014-06-25 江苏大学 一种活塞基座形状可变的空气弹簧及其控制方法
CN104816604A (zh) * 2015-05-13 2015-08-05 安徽安凯汽车股份有限公司 一种防爆气囊装置
CN108725123A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 通用汽车环球科技运作有限责任公司 悬架系统和控制方法
CN109501544A (zh) * 2018-10-31 2019-03-22 江苏大学 一种空气悬架和安装该悬架的车辆
CN113173046A (zh) * 2021-05-18 2021-07-27 贵州詹阳动力重工有限公司 一种水平调节装置及轮式多用工程车
CN117505642A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 浙江易锻精密机械有限公司 一种易调平的冲压设备工作台及冲压设备

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8139109B2 (en) 2006-06-19 2012-03-20 Oshkosh Corporation Vision system for an autonomous vehicle
US8947531B2 (en) * 2006-06-19 2015-02-03 Oshkosh Corporation Vehicle diagnostics based on information communicated between vehicles
US8172237B2 (en) * 2009-04-03 2012-05-08 Arvinmeritor Technology, Llc Active suspension and adaptive damping configuration
US8459619B2 (en) * 2010-10-24 2013-06-11 Oshkosh Corporation Gas spring control system and method
DE102016207873B4 (de) 2016-05-09 2024-02-01 Ford Global Technologies, Llc Luftfedereinheit für ein Kraftfahrzeug
DE202016102654U1 (de) 2016-05-09 2016-06-09 Ford Global Technologies, Llc Luftfedereinheit für ein Kraftfahrzeug
DE102016207875A1 (de) 2016-05-09 2017-11-09 Ford Global Technologies, Llc Luftfedereinheit für ein Kraftfahrzeug
US20170361672A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-21 System Integrators International, LLC Electro-dynamically controlled leveling system
US11173982B2 (en) 2017-08-04 2021-11-16 Joshua J. Angell Active air spring
CN108662074A (zh) * 2018-05-30 2018-10-16 郑州云海信息技术有限公司 一种用于承载服务器的减震装置及减震方法
DE102018118062A1 (de) * 2018-07-26 2020-01-30 Fsp Fluid Systems Partners Holding Ag Verfahren und System zur Lageregelung eines Fahrzeugs
CN108973580A (zh) * 2018-07-30 2018-12-11 广州市米萨汽车电子科技有限公司 电动气泵
US11097588B2 (en) * 2018-11-26 2021-08-24 Continental Automotive Systems, Inc. Vehicle oscillation control by switchable air volume suspension
CN110293809A (zh) * 2019-07-24 2019-10-01 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种驱动桥总成主动减振控制方法、装置及系统
US11980181B2 (en) * 2020-03-04 2024-05-14 Deere & Company Agricultural sprayer active boom center frame positioning system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4722548A (en) * 1981-11-17 1988-02-02 Hamilton James M Computer optimized adaptive suspension system having combined shock absorber/air spring unit
US4852903A (en) * 1987-10-15 1989-08-01 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle suspension apparatus
US20050173851A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Jeffrey Lloyd Dual airbag airspring
CN1890118A (zh) * 2003-10-17 2007-01-03 快速气垫有限公司 车辆悬架控制器
CN101228040A (zh) * 2005-05-28 2008-07-23 Bfs多样产品有限责任公司 具有局部信号处理的空气弹簧组件、使用该空气弹簧组件的系统和方法以及用于该空气弹簧组件的操作模块

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU174666B (hu) * 1977-06-30 1980-03-28 Autoipari Kutato Intezet Amortizator s vozdushnoj pruzhinoj i teleskopicheskim gasitelem kolebanij k avtomashinam dlja amortizacii kolebanij v zavisimosti ot nagruzki
US4861067A (en) * 1983-08-22 1989-08-29 Suspension Group, Ltd. Active vehicle suspension with composite control arm
US4629170A (en) * 1984-06-29 1986-12-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Dual chamber air spring
DE3434660A1 (de) 1984-09-21 1986-04-03 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Luftfeder
US4817922A (en) * 1987-10-23 1989-04-04 The Goodyear Tire & Rubber Company Airspring height sensor
US4798369A (en) * 1987-11-03 1989-01-17 The Firestone Tire & Rubber Company Ultrasonic air spring system
JPS63240418A (ja) * 1988-02-24 1988-10-06 Mitsubishi Motors Corp 車両用サスペンション装置
JPH01289709A (ja) 1988-05-17 1989-11-21 Fuji Heavy Ind Ltd アクティブサスペンションの制御方法
US4877223A (en) * 1988-09-21 1989-10-31 Jeffrey K. Hackett Load leveling shock absorber
JPH03177633A (ja) 1989-09-29 1991-08-01 Bridgestone Corp 空気ばね
JP3010955B2 (ja) * 1993-01-20 2000-02-21 トヨタ自動車株式会社 エアサスペンション制御装置
US5632471A (en) * 1994-08-02 1997-05-27 Fichtel & Sachs Ag Air suspension system of a motor vehicle with air shocks or air spring with a compressed air container in the air suspension system
EP1344957B1 (de) * 2002-03-13 2005-10-05 Continental Aktiengesellschaft Pneumatische Federungs- und Dämpfungsvorrichtung
DE10224442C1 (de) * 2002-06-01 2003-10-09 Contitech Luftfedersyst Gmbh Federungseinrichtung
GB2406548A (en) * 2003-10-03 2005-04-06 Trelleborg Ab Air suspension system
DE102004023240A1 (de) 2004-05-07 2005-12-01 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Balgrestdruckregelung
US7287760B1 (en) * 2006-08-21 2007-10-30 Bfs Diversified Products, Llc Vehicle suspension system and method
DE102007034362A1 (de) * 2007-07-24 2009-01-29 Continental Aktiengesellschaft Luftfeder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4722548A (en) * 1981-11-17 1988-02-02 Hamilton James M Computer optimized adaptive suspension system having combined shock absorber/air spring unit
US4852903A (en) * 1987-10-15 1989-08-01 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle suspension apparatus
CN1890118A (zh) * 2003-10-17 2007-01-03 快速气垫有限公司 车辆悬架控制器
US20050173851A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Jeffrey Lloyd Dual airbag airspring
CN101228040A (zh) * 2005-05-28 2008-07-23 Bfs多样产品有限责任公司 具有局部信号处理的空气弹簧组件、使用该空气弹簧组件的系统和方法以及用于该空气弹簧组件的操作模块

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103883659A (zh) * 2014-03-03 2014-06-25 江苏大学 一种活塞基座形状可变的空气弹簧及其控制方法
CN103883659B (zh) * 2014-03-03 2016-01-20 江苏大学 一种活塞基座形状可变的空气弹簧及其控制方法
CN104816604A (zh) * 2015-05-13 2015-08-05 安徽安凯汽车股份有限公司 一种防爆气囊装置
CN108725123A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 通用汽车环球科技运作有限责任公司 悬架系统和控制方法
CN108725123B (zh) * 2017-04-24 2022-07-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 悬架系统和控制方法
CN109501544A (zh) * 2018-10-31 2019-03-22 江苏大学 一种空气悬架和安装该悬架的车辆
CN113173046A (zh) * 2021-05-18 2021-07-27 贵州詹阳动力重工有限公司 一种水平调节装置及轮式多用工程车
CN117505642A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 浙江易锻精密机械有限公司 一种易调平的冲压设备工作台及冲压设备
CN117505642B (zh) * 2024-01-08 2024-03-22 浙江易锻精密机械有限公司 一种易调平的冲压设备工作台及冲压设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP2236325A3 (en) 2011-06-29
US20100253017A1 (en) 2010-10-07
US8899603B2 (en) 2014-12-02
EP2236325B1 (en) 2015-10-28
EP2236325A2 (en) 2010-10-06
JP2010241421A (ja) 2010-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101856959A (zh) 用于双空气弹簧配置的闭环压力控制
CN101844500A (zh) 用于双空气弹簧配置的持续性力控制
CN101856961B (zh) 用于双空气弹簧配置的行车高度水平控制
EP2236326B1 (en) Active suspension and adaptive damping configuration
US7997600B2 (en) Apparatus comprising a suspension system and method for adjusting a suspension system
CN100475579C (zh) 控制和调节主动式底盘系统的方法
US9884533B2 (en) Autonomous control damper
US7815199B2 (en) Speed dependent control for dual air spring configuration
MX2014014940A (es) Sistema de amortiguador ajustable electronicamente y amortiguador ajustable electronicamente.
CN101844494A (zh) 交叉连接的可变活塞空气悬架
CN104245372A (zh) 悬架装置
US10035400B2 (en) Vehicle suspension system
US20070137913A1 (en) Active chassis for a motor vehicle
CN101830156A (zh) 主动式螺旋弹簧悬架
JPH05162527A (ja) 車両支持機構の調整装置
CN201736760U (zh) 主动式螺旋弹簧悬架
WO2024024216A1 (ja) 緩衝器
CN102330787A (zh) 一种填充和位移静动态刚度组合调节的空气弹簧
CN114517820A (zh) 一种基于惯容器的主动油气混合悬架机构及其控制方法
JPH057505U (ja) サスペンシヨン

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101013