CN105492226A - 机动车辆减震系统管理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管理机动车辆减震系统的装置，该装置包括：用于接收至少一个高度值(z1，z2)的接收器件，该高度值是由安装在车辆上的至少一个位移传感器来测量的；以及多个处理器件(100，101，102，103)，这些处理器件用于根据该至少一个所测量的值来估算该车辆的负载状态，并且基于该估算的负载状态来生成一个减震系统控制信号。

Description

机动车辆减震系统管理
技术领域
本发明涉及机动车辆减震系统管理。
背景技术
已知的惯例是根据施加在轮上的负载值来控制该轮上的减震。文件EP1470941描述了此类方法的一个实例。施加在给定轮上的负载值可以通过对该轮的间隙高度的测量值估算而来。
一直考虑测量四个间隙值并且逐个轮子地控制减震以便将这些值中的每个值及其一阶和二阶导数保持在各自值域内。
需要一种更简单的减震系统。
发明内容
提出了一种管理机动车辆减震系统的方法，该方法包括：
-接收至少一个高度值，该高度值由安装在该车辆上的至少一个间隙传感器测量，
-根据该至少一个所测量的值来估算该车辆的负载状态，并且
-基于这个估算的负载状态产生一个减震系统控制信号。
因此，与现有技术相反(在现有技术中减震是根据为这些相应的车轮所估算的负载值逐个车轮来控制的)，此处，该减震系统是根据一个单一车辆负载状态值来控制的，所有车轮共用。这个方法可以基于更少数目的高度值。具体而言，这个方法可以使得比在现有技术中使用更少传感器成为可能。
因此，该减震系统可以比现有技术包括更少间隙传感器，甚至没有专用传感器，并且因此可以比现有技术更简单。
在一个有利的实施例中，该间隙传感器或这些间隙传感器形成用于管理该车辆的前大灯取向的系统的一部分。因此，使用了最初被提供用于另一个应用的传感器，以便估算负载状态并且控制该车辆的减震。
在另一个实施例中，可以提供的是接收由单一间隙传感器所测量的一个或多个高度值。替代地，在一个有利的实施例中，接收了由正好两个间隙传感器所测量的高度值。
替代地，可以提供的是接收由多于两个间隙传感器所测量的高度值，例如三个或四个间隙传感器。
使用两个甚至更多个传感器能够实现更精确的负载估算。事实上，使用一个单一间隙传感器来估算负载在某种程度上相当于忽略一个车轮到另一个车轮(并且尤其是车辆的前部与后部之间)的相对间隙偏差。
在一个有利的实施例中，从用于该车辆前轮的间隙传感器接收高度值并且从处于该车辆后部的间隙传感器接收高度值。
有利地并且以不受限的方式，以上所述的方法在车辆被驱动时执行。具体而言，在车辆被驱动时所测量的高度值被接收，目的是用于估算该车辆的负载状态。该车辆被驱动时的此类测量事实上可以被证明比停止时的测量值更加相关。事实上，停止时的测量值，尽管该车辆并不是完全水平的，例如当该车辆停在人行道、斜坡上诸如此类，存在导致相对不正确的估算的风险，特别是当用于这些测量的传感器数量相对少时。
有利地并且以不受限的方式，可以提供的是对于每个所使用的间隙传感器接收多个高度值，并且，对于每个传感器，可以提供对这个传感器所测量的高度值进行滤波的步骤，例如一个低通滤波步骤，例如一阶或类似滤波器、平均值滤波器或其他类型滤波器。这个步骤可以实现相对精确地估算该车辆的负载状态。
有利地并且以不受限的方式，可以提供一组具有至少一种车辆纵倾状况的检测步骤。
这组纵倾状况可以例如包括：
-一种转向状况，基于例如检测到该车辆的横向加速度值大于一个预先决定的阈值；
-一种斜坡状况，基于例如检测到该车辆的纵向加速度值大于一个预先决定的阈值；
-一种刹车状况，基于例如车辆刹车设定值；和/或
-一种加速状况，该加速状况可以基于一个测量的车辆加速度值来检测。
有利地并且以不受限的方式，可以提供的是当一个纵倾状况已经被检测到时不考虑所测量的高度值。换言之，考虑所的高度值的条件是没有检测到特定的测量状况。事实上，当车辆转弯、在斜坡上、和/或经历极高加速度或制动时，来自仅一个或两个间隙传感器的这些高度值存在导致不正确或相对不精确的负载状态估算的风险。
有利地并且以不受限的方式，该方法可以进一步包括估算一个代表该负载的参数值的步骤，该负载作为所述至少一个所接收的高度值的函数，例如作为经滤波的高度值的函数，该高度值通过由一个间隙传感器所测量的多个高度值低通滤波而得到。
有利地并且以不受限的方式，代表该负载的参数值可以进一步是一个悬架柔性参数的函数，例如悬架刚度值或其他值。
有利地并且以不受限的方式，该机动车辆的负载状态可以被估算为代表该负载的参数值的函数。例如，可以提供的是估算一个负载状态参数的值，例如一个布尔变量，这个变量在该车辆的负载被认为低时取第一个值并且当该车辆的负载被认为高时取第二个值。
在一个有利的实施例中，因而有可能提供的是将代表该负载的参数值与至少一个阈值相比较并且根据该比较的结果来估算这个负载状态参数的值，例如这个布尔变量。
在一个有利的实施例中，该阈值根据该负载状态参数的当前值来选择。具体而言，有可能实现的是提供要被布置在适当位置的迟滞以便确保在估算这个车辆负载状态参数值过程中的一定的稳定性。
有利地并且以不受限的方式，可以为所估算的负载状态参数值提供滤波。例如，可以提供的是，在状态改变的情况下，如果这个值对于给定时间不是稳定的，则此类新负载状态值不会被考虑。这个时间具体而言可以大于1秒并且小于20秒以便受益于对负载实际变化的快速检测。这个范围具体而言可以使得能够避免考虑由于道路轮廓的变形而获得的负载状态值。换言之，这个车辆的负载状态参数的极快变化被去除。
替代地，可以省略这个二阶滤波。该减震系统控制信号可以例如直接基于该负载状态参数来生成。还可以提供的是，实施一种不佳道路检测算法，但是所提出的滤波实施起来依然更容易并且就结果而言响应性更高。
还提出一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括当这个程序在处理器上运行时用于执行上述方法步骤的指令。
上述管理方法因此可以通过数字处理器件来执行，例如一个微处理器、一个微控制器诸如此类。
还提出了一种用于管理机动车辆减震系统的装置，该装置包括接收器件(例如，一个输入端口、一个输入引脚诸如此类)和处理器件(例如一个处理器芯片或类似物)，该接收器件用于接收至少一个高度值，该高度值由安装在该车辆上的至少一个间隙传感器来测量，该处理器件用于根据所述至少一个所测量的值来估算该车辆的负载状态并且基于这个所估算的负载状态来生成一个减震系统控制信号。
这个装置可以例如包括或由一个或多个处理器组成。
还提出一种机动车辆，该机动车辆包括一个上述的管理装置和一个间隙传感器或多个间隙传感器。
附图说明
通过参考附图将更好地理解本发明，这些附图展示了示例性并且非限制性的多个实施例。
图1示出了根据本发明的实施例的一个示例性的机动车辆。
图2示意性地表示根据本发明的实施例的一个示例性装置。
图3A是取决于根据本发明的一个实施例的示例性方法的执行结果的曲线图，x轴是以秒为单位的时间，y轴是以毫米为单位的接收的位移值以及滤波后的位移值。
图3B是取决于根据本发明的实施例的示例性方法的执行结果的曲线图，x轴是以秒为单位的时间，y轴是代表基于后部间隙传感器的位移值来估算的负载的参数值以及代表基于这个后部传感器的位移值和另一个传感器的位移值来估算的负载参数值。
具体实施方式
参照图1，一个机动车辆1包括一个用于管理前大灯21取向的系统，该系统包括，例如，一个处理器20、多个间隙传感器11、12以及这些前大灯21的多个致动器，这些致动器未示出。这个处理器20与这两个间隙传感器11、12通信，这些间隙传感器11、12使得分别获取后桥和前桥(未示出)相对各自车轮的高度值z1，z2成为可能。
这些值z1和z2被传输到该处理器20，并且该处理器20产生一个信号p以用于控制这些前大灯21的取向。这个类型的处理器20本身是已知的，因此有可能实现当该车辆由于例如后部超载而具有轻微纵倾趋势时适应前大灯21的取向。
该车辆1进一步包括一个减震系统管理装置，例如另一个处理器10。这个处理器10产生一个减震控制信号S，该信号旨在用于一个减震系统，该减震系统未示出并且本身是已知类型。这个处理器10与这些位移传感器11、12处于通信并且从这些传感器11、12接收所测量的高度值z1和z2。
图2更详细地示出了该减震系统装置的图解，这个装置有可能实现从由这两个相应的传感器测量的高度值z1、z2生成控制信号。
该装置由此包括用于接收由这两个相应的传感器11、12所测量的高度值z1、z2的装置(未示出)，例如一个输入端口、一个输入引脚诸如此类。
这些值z1、z2被接收于一个模块100中，该模块被安排成用来执行两个相应的低通滤波。因此，为这些传感器各自执行了所接收的高度值的滤波作用。这个模块100因此有可能实现获得经滤波的高度值z1 (f)、z2 (f)。
这个模块100进一步接收一个布尔变量值EN，从而授权考虑这些高度值z1、z2。这个布尔变量值EN例如在检测到车辆纵倾状况(例如在检测到该车辆当前处于相对强的加速阶段、处于制动阶段、处于转向、处于斜坡上诸如此类的情况下)的情况下等于1。换言之，检测到车辆处于驾驶中的多种情形，在这些情形中，这些间隙传感器11、12有可能测量到相对车辆负载而言无关的的高度值，因为这些高度值实际上是受这个特定情形影响的。
该模块100以如下方式安排：当该信号EN具有等于1的值时，也就是说在检测到车辆纵倾状况的情形下，由这个模块100所生成的值被选择成等于当该信号EN是零时生成的最后一个值。换言之，当已经检测到纵倾趋势状况时所测量的这些高度值z1、z2不被考虑。
与之相反，在没有检测到此类纵倾状况时，该布尔变量EN具有例如等于零的值，并且该模块100基于在之前多个相应瞬间所测量的一组高度值z1、z2来决定这些值z1 (f)、z2 (f)。
该装置进一步包括一个用于估算该负载的模块101，这个模块被安排成基于由该模块100生成的经滤波的高度值z1 (f)、z2 (f)来估算一个负载ΔM。
因此，当该车辆被驾驶时该间隙信息在每个瞬间被传输，并且由该模块100所执行的低通滤波作用有可能消除由于道路轮廓的变形而产生的任何动态干扰。换言之，这个滤波作用使得能够标识出该悬架间隙的静态成分。
此外，授权进行计算的条件是没有检测到纵倾趋势状况。
有可能提供的是，考虑所测量的值的条件是检测到以下状况，对于这些状况而言所测量的值一看就是相关的，例如直线行驶状况，没有过大的纵向加速度、没有转向、速度大于一个阈值、一个相对低的坡度等等。
该负载目的模块101有可能实现根据这些值z1 (f)、z2 (f)以及根据悬架刚度参数来估算该车辆相对预先决定的最初质量的一个质量变化ΔM。这个刚度参数值是预先决定的并且可以允许实现该质量变化ΔM的相对精确的估算。
这个负载估算模块101可以因此实施对本领域技术人员而言众所周知的方法。
一个阈值设定模块102被安排成用来将这个负载值ΔM与一个阈值相比较，这个阈值本身是从这个阈值设定模块102所得的负载状态布尔变量Ch_B值的函数。
当该负载状态布尔变量Ch_B具有一个指示该负载相对低的值时，该模块102中所使用的阈值可以高于当这个布尔变量Ch_B的当前值指示该车辆具有一个相对高负载时的阈值。
换言之，该模块102被安排成以一个迟滞进行阈值设定，并且以此限制这个负载状态值Ch_B的变化。
该模块102被安排成根据该比较的结果生成一个布尔信号Ch_B。如果该值ΔM大于所选择的阈值，则该信号Ch_B具有例如一个等于1的值，然而，例如如果该值ΔM低于当前阈值，则该信号Ch_B具有例如一个等于0的值。
一个模块103有可能实现执行该信号Ch_B的滤波作用，以便避免这个信号Ch_B的短期的变化。这些短期的变化例如有可能当该车辆被驾驶在相对糟糕的道路上时出现。
在特别粗糙的道路上，该信号Ch_B事实上有可能显示与当前出现的石头或其他类型的障碍相关的短期变化。该滤波模块103有可能消除相对该车辆的负载状态而言不重要的这些短期变化。
例如可以提供的是，当这些变化具有低于一个阈值(例如10秒、20秒等等)的持续期时不考虑该信号Ch_B的变化。该滤波模块103可以例如如下方式安排以对该信号Ch_B的每个变化来触发一个计数器，并且仅仅当该信号Ch_B已经在预先决定的时间段内(例如选择在5和30秒之间)保持相同的值时改变由这个模块103生成的状态_负载(State_load)信号值。
因此，在相对粗糙的道路上，所测量的间隙值可以显示出相对显著的变化，这个模块103有可能使得该负载检测更稳健，并且具体而言消除了与例如单独的隆起而导致的悬架间隙相关联的这些短期的负载状态变化。由此避免了该车辆通过单独的隆起而导致暂时检测到的非负载状态。
这个装置结构，一方面，具有所测量的高度值的滤波作用、在检测到纵倾状况的情形下的解除激活作用、以及所获得的负载状态值的滤波作用，使得协调稳健性和响应性成为可能。
该装置进一步包括一个减震控制模块104，该模块以如下方式安排为根据模块103的负载状态来生成一个用于所有车轮的减震控制信号S。该减震系统的悬架刚度具体而言可以取决于该信号S的值。
参照图3A，曲线30对应于从位于该车辆后部的间隙传感器所获得的高度值。该曲线31对应于经滤波的位移值，该曲线有可能是由这个模块100接收对应于曲线30的值作为输入时由图2中的模块生成的。
如可以看见的，这些经滤波的值比所测量的值变化小很多，具体而言，某些峰值(例如在t＝120秒附近的峰值)没有被考虑在内，有可能因为它们是在车辆处于转向或其他类型的纵倾状态下所测量的。
有可能注意到的是，当速度低于一个低阈值时，图2的信号EN也具有一个等于1的值，也就是说仅仅当该车辆处于驾驶状态下时负载的估算才会发生。
参照图3B，曲线41对应于以千克计的负载值，基于仅仅由后部间隙传感器所测量的高度值来估算。曲线42对应于以千克计的负载值，从由后部传感器和前部传感器所获得的间隙值估算而来。
图2的模块101事实上可以如下方式安排以根据这个模块从仅仅一个传感器还是两个传感器接收间隙值来执行不同的负载估算算法。
因此，该计算的配置可以根据是否存在来自第二传感器的间隙信号来自动地检测。该装置因此自动地适配于单传感器或两传感器配置。在考虑来自一个单一传感器的高度值的情况下，有可能实现的是根据例如布局可能性来选择考虑一个前部或后部传感器。然而，考虑来自两个传感器的值有可能实现的是，就该负载的估算而言获得更好的精度。
在图3B的实例中，该车辆的真实负载是80千克，并且显示的是曲线42比曲线41大大接近于这个真实值。
其他测量已经致使估计该负载的估算精度在配置有两个传感器的情况下为±25千克，并且在单一传感器配置下为±35千克。
该模块102可以例如被安排用来执行一个总负载值与两个阈值之间的比较，以便形成滞后，该总负载值本身是从值ΔM以及从一个预先决定的质量值估算来的。该第一阈值可以例如被选择成等于140kg，而该第二阈值可以被选择成等于160kg。
在该实例中，这些负载值，不管是利用一个还是两个传感器来估算的，保持低于60kg阈值，使得这些布尔变量在Ch_B和状态_负载将代表卸载状态。
该车辆的负载状态(状态_负载)的这个估算有可能实现受控减震器设定的最佳适应以便就舒适度和表现行为而言获得相当好的性能水平。
将有利地提供的是使用由装置10所估算的值用于除了控制减震以外的其他目的。例如，这些值并且具体而言该估算的负载值可以被用于在车辆超载情况下给驾驶员报警的目的。该估算的负载值可以进一步被考虑用于制动系统、用于自动变速器以便优化换挡、用于发动机控制以便优化能量消耗、用于ACC或其他类型的距离及速度调节系统、用于主动式悬架系统从而有可能实现根据负载及其分布来校正车辆的纵倾、用于轮胎压力监测和其他功能。

Claims (10)

1.一种用于管理机动车辆减震系统的装置，包括：
接收器件，该接收器件用于接收至少一个高度值(z1，z2)，该高度值由安装在该车辆上的至少一个间隙传感器测量，以及
多个处理器件(100，101，102，103，104)，这些处理器件用于根据所述至少一个所测量的值来估算该车辆的负载状态，并且基于这个估算的负载状态来生成一个减震系统控制信号。
2.如权利要求1所述的管理装置，进一步包括用于对所接收的高度值进行滤波的一个模块(100)。
3.一种机动车辆(1)，包括如权利要求1或2中任一项所述的减震系统管理装置(10)，以及至少一个间隙传感器(11，12)。
4.如权利要求3所述的机动车辆(1)，其中至少一个间隙传感器(11，12)还与一个用于管理该车辆的前大灯(21)取向的装置(20)通信。
5.一种用于管理机动车辆减震系统的方法，包括：
-接收至少一个高度值(z1，z2)，该高度值由安装在该车辆上的至少一个位移传感器测量，
-根据该至少一个所测量的值估算该车辆的负载状态(状态_负载)，并且
-基于这个估算的负载状态生成一个减震系统控制信号(S)。
6.如权利要求5所述的方法，其中接收由两个间隙传感器所测量的高度值(z1，z2)。
7.如权利要求5或6中任一项所述的方法，其中所述至少一个所接收的高度值是在车辆被驾驶过程中测量的。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，包括
检测一组至少一种车辆纵倾状况，所述组包括选自转向、斜坡、制动、加速状况的至少一种情形，并且
在检测到一种纵倾状况的情况下，不考虑将所测量的高度值用于该车辆负载状态的估算。
9.如权利要求5至8中任一项所述的方法，进一步包括根据所接收的高度值(z1，z2)来估算一个代表该负载(ΔM)的参数的步骤。
10.如权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，为了估算该车辆的负载状态(状态_负载)，根据所接收的高度值(z1，z2)来估算负载状态参数值(Ch_B)，
其特征在于该负载状态(状态_负载)是通过滤波所述负载状态参数值(Ch_B)来获取的。
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