CN106166931A - 电子控制悬架设备及其阻尼力控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制安装在前轮和后轮中的每个处的阻尼器的阻尼力的电子控制悬架设备，其包括：接收单元，其被构造成接收车辆操纵信号；驾驶倾向分析单元，其被构造成通过基于由接收单元接收的车辆操纵信号分析驾驶员的驾驶员倾向计算驾驶员倾向分析值；驾驶员模式确定单元，其被构造用于确定由驾驶员倾向分析单元计算的驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式；以及阻尼力控制单元，其被构造成通过根据确定的驾驶员模式改变待被施加至电磁阀的电流值控制阻尼器的阻尼力。

Description

电子控制悬架设备及其阻尼力控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年5月18日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2015-0069051的韩国专利申请的权益，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明涉及一种电子控制悬架设备及其阻尼力控制方法，更具体地，涉及一种在驾驶员无需操作模式选择开关的情况下，根据驾驶员的倾向通过驾驶员倾向分析控制阻尼器的阻尼力的电子控制悬架设备及其阻尼力控制方法。

背景技术

通常，电子控制悬架设备是在车轴和车架之间包括减震器或弹簧的减震设备。电子控制悬架设备的作用是减轻车辆的垂直震动并且减轻来自路面的冲击或震动，从而防止冲击或震动传递至车身。

驾驶员可将电子控制悬架设备设定为特定模式，但是很难根据设定的特定模式设定阻尼力的范围。例如，当驾驶员选择特定模式例如自动模式时，阻尼力被设置在对应于选择的自动模式预存的阻尼力范围内。

另外，公开号为10-1998-017112的韩国专利申请等公开一种用于提高驾驶稳定性和乘车舒适性的电子控制悬架设备。

公开号为10-1998-017112的韩国专利申请等中公开的现有的电子控制悬架设备具有局限性，即驾驶员有必要选择驾驶员模式例如自动模式或运动模式以便控制车辆的阻尼力，根据提供预存的阻尼力范围的现有模式选择的阻尼力无法满足个别驾驶员的倾向。

此外，因为现有的电子控制悬架设备需要包括用于选择上述驾驶员模式的模式选择开关，在车辆中需要模式选择开关的安装空间，所以导致车辆的单位成本上升。

现有技术文件

专利文件

(专利文献1)公开号为10-1998-017112的题目为“电子控制悬架设备及其阻尼力控制方法(ELECTRONIC CONTROL SUSPENSIONAPPARATUS AND DAMPING FORCE CONTROLLING METHODTHEREOF)”的韩国专利申请(1998年6月5日)。

发明内容

本发明的一方面涉及一种电子控制悬架设备及其阻尼力控制方法，其能够在驾驶员无需操作模式选择开关的情况下，根据驾驶员的倾向通过驾驶员倾向分析控制阻尼器的阻尼力。

根据本发明的实施例，提供一种用于控制安装在前轮和后轮中的每个处的阻尼器的阻尼力的电子控制悬架设备，电子控制悬架设备包括：接收单元，其被构造成接收车辆操纵信号；驾驶倾向分析单元，其被构造成通过基于由接收单元接收的车辆操纵信号分析驾驶员的驾驶员倾向来计算驾驶员倾向分析值；驾驶员模式确定单元，其被构造成确定由驾驶员倾向分析单元计算的驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式；以及阻尼力控制单元，其被构造成通过根据确定的驾驶员模式改变被施加至电磁阀的电流值控制阻尼器的阻尼力。

驾驶员模式可被分为软模式、正常模式和硬模式，可相对于软模式、正常模式和硬模式分别设置驾驶员倾向分析值的预设范围。

待被施加至电磁阀的电流值可针对软模式、正常模式和硬模式中的每个预先确定。

针对软模式预先确定的电流值可大于针对正常模式预先确定的电流值，并且针对正常模式预先确定的电流值可大于针对硬模式预先确定的电流值。

车辆操纵信号包括选自加速操纵信号、减速操纵信号和转向角信号的一个或多个信号，驾驶员倾向分析单元可通过使用在车辆操纵信号中包括的一个或多个信号中的每个的振幅、梯度和出现频率中的至少一个计算驾驶员倾向分析值。

驾驶员倾向分析单元可将车辆操纵信号中包括的一个或多个信号中的每个的振幅的n阶微分值与预设参考值进行比较并且基于超过预设参考值的硬数量(tough number)计算驾驶员倾向分析值。

驾驶员倾向分析单元可计算车辆操纵信号的n阶微分值、将车辆操纵信号的n阶微分值中的每个与预设参考值进行比较以在单元部分中计数超过预设参考值的硬数量以及等于或小于预设参考值的软数量，并且通过使用计数的硬数量、计数的软数量和驾驶员的操作数量计算驾驶员倾向分析值。

驾驶员模式确定单元可在相对于软模式、正常模式和硬模式设定的驾驶员倾向分析值的范围内确定计算的驾驶员倾向分析值所属的范围，并且将与计算的驾驶员倾向分析值所属的范围对应的模式确定为驾驶员模式。

电子控制悬架设备可进一步包括：存储单元，其被构造成存储为每个驾驶员模式设定并被施加至电磁阀的电流值，其中阻尼力控制单元从存储单元提取为确定的驾驶员模式设定的电流值并且将提取的电流值施加至电磁阀。

根据本发明的另一实施例，提供一种用于控制在前轮和后轮中的每个处安装的阻尼器的阻尼力的电子控制悬架设备的阻尼力控制方法，方法包括：接收车辆操纵信号；通过基于接收的车辆操纵信号分析驾驶员的驾驶倾向来计算驾驶员倾向分析值；确定驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式；并且通过根据确定的驾驶员模式改变施加至电磁阀的电流值控制阻尼器的阻尼力。

车辆操纵信号包括选自加速操纵信号、减速操纵信号和转向角信号中的一个或多个信号，驾驶员倾向分析值的计算可包括通过使用在车辆操纵信号中包括的一个或多个信号中的每个的振幅、梯度以及出现频率中的至少一个计算驾驶员倾向分析值。

驾驶员倾向分析值的计算可包括：将在车辆操纵信号中包括的一个或多个信号的振幅的n阶微分值和预设参考值比较，并且基于超过预设参考值的硬数量计算驾驶员倾向分析值。

驾驶员倾向分析值的计算包括：计算车辆操纵信号的n阶微分值，将车辆操纵信号的n阶微分值和预设参考值进行比较以在单元部分中计数超过预设参考值的硬数量以及等于或小于预设参考值的软数量；通过使用计数的硬数量、计数的软数量和驾驶员操作数量计算驾驶员倾向分析值。

驾驶员模式的确定包括：在相对于软模式、正常模式和硬模式设定的驾驶员倾向分析值的范围内确定计算的驾驶员倾向分析值所属的范围，并且将与计算的驾驶员倾向分析值所属的范围对应的模式确定为驾驶员模式。

方法可进一步包括将为每个驾驶员模式设定并被施加至电磁阀的电流值存储在存储单元中，其中阻尼器的阻尼力的控制包括：从存储单元中提取为确定的驾驶员模式设置的电流值；并且将提取的电流值施加至电磁阀。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的电子控制悬架设备的框图。

图2是描述在图1中说明的驾驶员倾向分析单元的操作的简图。

图3是根据本发明的实施例的电子控制悬架设备的阻尼力控制方法的流程图。

图4是用于描述驾驶员模式的表。

图5是示出驾驶员模式根据驾驶员倾向分析值自动变化的示例的图表。

图6是示出每种驾驶员模式的乘车舒适性和操纵性能的图表。

参考数字说明

11：接收单元 12：驾驶员倾向分析单元

13：驾驶员模式确定单元 14：阻尼力控制单元

15：存储单元 20：电磁阀

具体实施方式

下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的实施例的电子控制悬架设备的框图，图2是描述在图1中说明的驾驶员倾向分析单元的运算的简图。

参照图1，根据本发明的实施例的电子控制悬架设备可包括：电子控制单元10，其控制阻尼器的阻尼力以便通过考虑驾驶员的倾向提供乘车舒适性和操作性能；电磁阀20，其被设置在车轮的阻尼器上并且在电子控制单元10的控制下调节阻尼器的阻尼力。

电子控制单元10可包括：接收单元11，根据车辆的驾驶员的操作接收产生的车辆操纵信号；驾驶员倾向分析单元12，其通过分析车辆操纵信号计算驾驶员倾向分析值；驾驶员模式确定单元13，其确定驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式；以及阻尼力控制单元14，其通过根据由驾驶员模式确定单元13确定的驾驶员模式变化施加至电磁阀20的电流值控制减震器的阻尼力。

车辆操纵信号可包括加速操纵信号、减速操纵信号、转向角信号、车速信号、车身加速信号、车轮加速信号等。

加速操纵信号可指通过感测操纵加速踏板等的驾驶员操作产生的信号并且可通过加速位置传感器感测。加速位置传感器可包括被安装在与加速踏板相同的轴上一个或多个传感器并且可感测驾驶员按压加速踏板的程度并且输出感测的程度。通常，加速位置传感器可以是电子或机械构成并且根据驾驶员对加速踏板的操纵例如加速踏板压力输出信号。因此，在车辆操纵信号中包括的加速操纵信号可包括关于信号或驾驶员操纵加速踏板的习惯以便使车辆加速的信息。

减速操纵信号可指通过感测操纵制动踏板等驾驶员操作产生的信号。例如，减速操纵信号可通过制动压力传感器感测。当驾驶员操纵制动踏板以使车辆减速时，制动压力传感器可用来感测施加至制动踏板的压力。因此，在车辆操纵信号中包括的减速操纵信号可包括关于用户操纵制动踏板的习惯或倾向的信息。

转向角信号可通过转向角传感器、转矩角传感器等感测并且可包括关于驾驶员操纵转向轮以便使车辆转向的角度的信息。即，转向角信号可以是根据驾驶员操纵车辆的行驶方向而产生的信号并且可包括关于驾驶员操纵转向轮的习惯或倾向的信息。

接收单元11可通过车载通信网络(例如控制器局域网(CAN))从每个传感器接收车辆操纵信号。

驾驶员倾向分析单元12可通过基于由接收单元11接收的车辆操纵信号分析驾驶员倾向计算驾驶员倾向分析值。

更具体地，驾驶员倾向分析单元12可通过分析关于在车辆操纵信号中包括的一个或多个信号的振幅、梯度以及出现频率中的至少一个的信息计算驾驶员倾向分析值。

参照图2，车辆操纵信号可被接收为具有根据时间的特殊信号振幅的值。例如，加速操纵信号可包括如图2(A)中说明的根据驾驶员对加速踏板的操作的以时间序列方式的不同的信号振幅。

在这种情况下，驾驶员倾向分析单元12可通过使用关于相关信号的振幅、梯度和出现频率中的至少一个的信息计算驾驶员倾向分析。如在图2(A)中说明，驾驶员倾向分析单元12可根据由检测具有预设参考值(30)的振幅的信号的检查情况(第9号和第12号)得到的相关检测数计算驾驶员倾向分析值。

可选地，，驾驶员倾向分析单元12可通过使用如图2(B)和图2(C)中说明的车辆操纵信号的n阶微分值计算驾驶员倾向分析值。也就是说，驾驶员倾向分析单元12可将一个或多个信号中每个的振幅的n阶微分值和预设参考值比较并且基于超过预设参考值的硬数量计算驾驶员倾向分析值。

参照图2(B)和图2(C)，信号的速度分量可通过对信号的振幅进行一阶微分计算，而信号的加速度分量可通过对速度分量进行微分得到。如图2(C)中说明，驾驶员倾向分析单元12可计算每个车辆操纵信号的加速度分量，将计算的加速度分量和预设参考值比较并且基于超过预设参考值的硬数量计算驾驶员倾向分析值。信号的加速度分量可包括关于信号的振幅变换有多快的信息并且可提供用于领会诸如快速加速、快速减速或快速转向等驾驶员倾向的有意义信息。另外，因为信号的振幅也提供关于加速度大小、减速度大小、转向大小等的各种信息，所以信号的振幅可用作领会驾驶员倾向的因素。

虽然已经描述通过对信号进行n阶微分分析信号的示例，但是信号可使用各种信号修改方法例如对信号进行积分的方法或将信号的特定部分相加并且将累加值与参考值比较的方法分析。即，驾驶员倾向分析值可通过利用算术计算等式将车辆操纵信号转换成驾驶员强度信息来计算。

如上参照图2所述，驾驶员倾向分析单元12可对在车辆操纵信号中包括一个或多信号中的每个进行前述的信号分析并且使用相关分析结果计算驾驶员倾向分析值。

更具体地，驾驶员倾向分析单元12可通过计算车辆操纵信号的n阶微分值、将车辆操纵信号的n阶微分值和预设参考值比较以在单元部分中计数超过预设值的硬数量和等于或小于预设参考值的软数量、并且将计数的硬数量和计数的软数量代入下述等式1中来计算驾驶员倾向分析值(DT)：

[等式1]

DT＝1+{(硬确定数量-软确定数量)/总动作次数}

其中，“硬确定数量”是超过预设参考值的硬数量的计数值，“软确定数量”是等于或小于预设参考值的软数量的计数值，“总动作次数”是指在单位部分内驾驶员操作的总次数。

因此，当诸如快速加速踏板操纵等快速动作增大时，驾驶员倾向分析值会增大。当快速动作减小时，软确定数量会增大，驾驶员倾向分析值会减小。

驾驶员模式确定单元13可确定通过驾驶员倾向分析单元12计算的驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式。驾驶员模式可被分为软模式、正常模式和硬模式，驾驶员倾向分析值的范围可相对于软模式、正常模式和硬模式中的每个设定。如图4中说明，驾驶员倾向分析值相对于软模式被设定在0.00-0.70的范围内，驾驶员倾向分析值相对于正常模式被设定在0.71-1.30的范围内，驾驶员倾向分析值相对于硬模式被设定在1.31-2.00范围内。然而，软模式、正常模式和硬模式的名称和范围不限于上述示例。如图4中说明，软模式可被细分成70个步骤，正常模式可被细分成60个步骤，而硬模式可被细分成约70个步骤。然而，这些仅仅是为了描述的方便，本发明不限于此。

阻尼力控制单元14可通过将电流值施加至电磁阀20控制阻尼器的阻尼力，电流值为通过驾驶员模式确定单元13确定的驾驶员模式设定。

为每个驾驶员模式设定的驾驶员倾向分析值的范围可被存储在存储单元15中。用于每个驾驶员模式、施加至电磁阀20的电流值也可被存储在存储单元15中。例如，在软模式的情况下，施加至电磁阀20的电流值可被设定为1.6A，在正常模式的情况下，施加至电磁阀20的电流值可被设定为1.0A，而在硬模式的情况下，施加至电磁阀20的电流值可被设定为0.3A。设定的电流值可被存储在存储单元15中。为每个驾驶员模式设定的电流值仅仅是示例，本发明不限于此。

另外，阻尼力控制单元14可单独地控制车辆的车轮并且可基于车辆运动的确定结果根据在快速转弯、紧急制动或快速加速时车辆行为以及根据驾驶员倾向整体地控制阻尼力。

在下文中，将描述根据本发明的实施例的电子控制悬架设备的阻尼力控制方法。

图3是根据本发明实施例的电子控制悬架设备的阻尼力控制方法的流程图。

参照图3，接收单元11接收车辆操纵信号(S11)。如上所述，车辆操纵信号可包括加速操纵信号、减速操纵信号、转向角信号等。

驾驶员倾向分析单元12通过基于接收的车辆操纵信号分析驾驶员倾向通过等式1计算驾驶员倾向分析值(S13)。

驾驶员模式确定单元13确定通过驾驶员倾向分析单元12计算的驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式(S15)。此时，驾驶员模式可被分为软模式、正常模式和硬模式并且用于软模式、正常模式和硬模式的驾驶员倾向分析值的范围可彼此区分开。因此，驾驶员模式可通过考虑驾驶员倾向确定而无需驾驶员直接选择驾驶员模式。

阻尼力控制单元14根据确定的驾驶员模式改变施加至电磁阀20的电流值(S17)。阻尼力控制单元14从存储单元15中提取为驾驶员模式即软模式、正常模式或硬模式而设定的电流值并且将提取的电流值施加至电磁阀20。

阻尼力控制单元14根据施加的电流值(S19)控制阻尼器的阻尼力。

因此，阻尼器的阻尼力可通过将为根据驾驶员倾向确定的驾驶员模式设定的电流值施加至电磁阀20控制而无需驾驶员选择驾驶员模式。因此，可为每个驾驶员提供不同的乘坐舒适性和操纵性能，从而以低成本提供最大驾驶员满意度。

图5是示出驾驶员模式根据驾驶员倾向分析值自动变化的示例的图表。

驾驶员模式确定单元13可根据驾驶员倾向分析值所属的范围在软模式、正常模式或硬模式中确定驾驶员模式。在图5A的情况下，当驾驶员倾向分析值在最大参考范围例如1.31-2.00内时，硬模式被确定为驾驶员模式。在图5B的情况下，当驾驶员倾向分析值在中间参考范围例如0.71-1.30内时，正常模式被确定为驾驶员模式。在图5C的情况下，当驾驶员倾向分析值在最小参考范围例如0.00-0.70内时，软模式被确定为驾驶员模式。因此，可准确地应用根据驾驶员倾向的驾驶员模式而无需驾驶员根据驾驶员的倾向直接选择驾驶员模式。

图6是示出每种驾驶员模式的乘车舒适性和操纵性能的图表。

在制造车辆的过程中，车辆的阻尼力被设定至图6中的点A。当应用根据本发明实施例的电子控制悬架设备时，驾驶员模式可不被分成自动模式和运动模式。因此，当驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式为软模式(相当于现有的自动模式)时，阻尼力可从图6中的点A变化到点B。因此，根据软模式设置的电流值(例如1.6A)可被施加至电磁阀20。当驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式为硬模式(相当于现有的运动模式)时，阻尼力可从图6中的点A变化到点C。因此，根据硬模式设置的电流值(例如0.3A)可被施加至电磁阀20。为软模式、正常模式和硬模式中的每个设定的电流值可根据目的变化。

根据本发明的实施例，可根据驾驶员倾向通过驾驶员倾向分析控制阻尼器的阻尼力而无需驾驶员对模式选择开关操纵。因此，因为阻尼器的阻尼力被调节以满足个别驾驶员的倾向，所以可进一步提高个别驾驶员的乘车舒适性。此外，因为车辆不需要包括其中的模式选择开关，可更有效地使用车辆的内部空间并且降低车辆的成本。

虽然已经参照具体实施例描述本发明的实施例，但是对本领域技术人员来说明显的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种变化和变型。

Claims (15)

1.一种用于控制安装在前轮和后轮中的每个处的阻尼器的阻尼力的电子控制悬架设备，所述电子控制悬架设备包括：

接收单元，其被构造成接收车辆操纵信号；

驾驶员倾向分析单元，其被构造成通过基于由所述接收单元接收的车辆操纵信号分析驾驶员的驾驶倾向计算驾驶员倾向分析值；

驾驶员模式确定单元，其被构造成确定由所述驾驶员倾向分析单元计算的驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式；以及

阻尼力控制单元，其被构造成通过根据所确定的驾驶员模式改变待被施加至电磁阀的电流值控制所述阻尼器的阻尼力。

2.根据权利要求1所述的电子控制悬架设备，其中

所述驾驶员模式被分为软模式、正常模式和硬模式，

相对于所述软模式、所述正常模式和所述硬模式分别设置所述驾驶员倾向分析值的预设范围。

3.根据权利要求2所述的电子控制悬架设备，其中

待被施加到所述电磁阀的电流值针对所述软模式、所述正常模式和所述硬模式的每个预先确定。

4.根据权利要求3所述的电子控制悬架设备，其中

针对所述软模式预先确定的电流值大于针对所述正常模式预先确定的电流值，

针对所述正常模式预先确定的电流值大于针对所述硬模式预先确定的电流值。

5.根据权利要求1所述的电子控制悬架设备，其中

所述车辆操纵信号包括选自加速操纵信号、减速操纵信号或转向角信号的一个或多个信号，

所述驾驶员倾向分析单元通过使用在所述车辆操纵信号中包括的一个或多个信号的每个的振幅、梯度以及出现频率中的至少一个计算所述驾驶员倾向分析值。

6.根据权利要求1所述的电子控制悬架设备，其中

所述驾驶员倾向分析单元将所述车辆操纵信号中包括的一个或多个信号中的每个的振幅的n阶微分值和预设参考值进行比较，并且基于超过所述预设参考值的硬数量计算所述驾驶员倾向分析值。

7.根据权利要求1所述的电子控制悬架设备，其中

所述驾驶员倾向分析单元计算所述车辆操纵信号的n阶微分值，将所述车辆操纵信号的n阶微分值中的每个与预设参考值进行比较以在单元部分中计数超过所述预设参考值的硬数量以及等于或小于所述预设参考值的软数量，并且通过使用所计数的硬数量、所计数的软数量和驾驶员操作数量计算所述驾驶员倾向分析值。

8.根据权利要求2所述的电子控制悬架设备，其中

所述驾驶员模式确定单元在相对于所述软模式、所述正常模式和所述硬模式设定的所述驾驶员倾向分析值的范围内确定所计算的驾驶员倾向分析值所属的范围，并且将与所计算的驾驶员倾向分析值所属的范围对应的模式确定为驾驶员模式。

9.根据权利要求1所述的电子控制悬架设备，进一步包括：存储单元，其被构造成存储为每个驾驶员模式设定并被施加至所述电磁阀的电流值，

其中所述阻尼力控制单元从所述存储单元中提取为所确定的驾驶员模式设定的电流值并且将所提取的电流值施加至所述电磁阀。

10.一种用于控制在前轮和后轮中的每个处安装的减震器的阻尼力的电子控制悬架设备的阻尼力控制方法，所述方法包括：

接收车辆操纵信号；

通过基于所接收的车辆操纵信号分析驾驶员的驾驶倾向计算驾驶员倾向分析值；

确定所述驾驶员倾向分析值所属的驾驶员模式；以及

通过根据所确定的驾驶员模式改变待施加至电磁阀的电流值控制所述阻尼器的阻尼力。

11.根据权利要求10所述的方法，其中

所述车辆操纵信号包括选自加速操纵信号、减速操纵信号和转向角信号中的一个或多个信号，

所述驾驶员倾向分析值的计算包括通过使用在所述车辆操纵信号中包括的一个或多个信号中的每个的振幅、梯度以及出现频率中的至少一个计算所述驾驶员倾向分析值。

12.根据权利要求10所述的方法，其中

所述驾驶员倾向分析值的计算包括将在所述车辆操纵信号中包括的一个或多个信号的振幅的n阶微分值和预设参考值进行比较，并且基于超过所述预设参考值的硬数量计算所述驾驶员倾向分析值。

13.根据权利要求10所述的方法，其中

所述驾驶员倾向分析值的计算包括计算所述车辆操纵信号的n阶微分值，将所述车辆操纵信号的n阶微分值的每一个与预设参考值进行比较以在单元部分中计数超过所述预设参考值的硬数量以及等于或小于预设参考值的软数量，

通过使用所计数的硬数量、所计数的软数量和驾驶员操作数量计算所述驾驶员倾向分析值。

14.根据权利要求10所述的方法，其中

所述驾驶员模式的确定包括：

在相对于所述软模式、所述正常模式和所述硬模式设定的所述驾驶员倾向分析值的范围内确定所计算的驾驶员倾向分析值所属的范围，以及

将与所计算的驾驶员倾向分析值所属的范围对应的模式确定为驾驶员模式。

15.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括将为每个驾驶员模式设定的并被施加至所述电磁阀的电流值存储在存储单元中，

其中所述阻尼器的阻尼力的控制包括：

从所述存储单元中提取针对所确定的驾驶员模式设定的电流值，

将所提取的电流值施加至所述电磁阀。