CN106794736B - 具有带有连续阻尼控制的悬架的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有位于多个接地构件与车架之间的悬架的车辆的阻尼控制系统，该阻尼控制系统包括具有可调节阻尼特性的至少一个可调节减震器。该系统还包括：控制器，该控制器联接至每个可调节减震器以调节每个可调节减震器的阻尼特性；以及用户界面，该用户界面耦接至控制器并且是车辆的驾驶员能够触及的。用户界面包括至少一个用户输入以在车辆的操作期间允许手动调节所述至少一个可调节减震器的阻尼特性。控制器还耦接有车辆传感器，以基于由传感器输出信号确定的车辆状态来调节所述至少一个可调节减震器的阻尼特性。

Description

具有带有连续阻尼控制的悬架的车辆
技术领域
本公开涉及一种具有用于减震器的连续“进行中”式阻尼控制的车辆用的改进的悬架。
背景技术
目前，一些越野车辆包括可调节减震器。这些调节包括弹簧预加载荷、高速及低速压缩阻尼和/或高速及低速回弹阻尼。为了进行这些调节，车辆被停止并且操作者在车辆上的每个减震器位置处进行调节。通常，需要工具来进行调节。一些道路机动车辆还包括可调节的电子减震器以及用于主动驾驶控制系统的传感器。然而，这些系统通常是由计算机控制的并且注重于车辆稳定性而不是注重于驾乘舒适性。本公开的系统允许操作者对减震器进行实时的“进行中”调节以获得针对给定地形和负载场景最舒适的驾乘。
发明内容
车辆通常具有位于各个车轮、轨道或滑雪板处的弹簧(线圈、簧片或空气)以支承大部分载荷。本公开的车辆还具有控制每个车轮、滑雪板或轨道的动态运动的电子减震器。电子减震器具有控制每个减震器的阻尼力的阀。该阀可以仅控制压缩阻尼、仅控制回弹阻尼或控制压缩阻尼和回弹阻尼的组合。阀连接至具有用户界面的控制器，该用户界面在驾驶员可触及的范围内以便于驾驶员在操作车辆时进行调节。在一个实施方式中，控制器基于从操作者接收的用户输入增大或减小减震器的阻尼。在另一个实施方式中，控制器具有供操作者选择的若干预设的阻尼模式。控制器还耦接至悬架和底盘上的传感器，以提供主动控制的阻尼系统。
在本公开的示出的实施方式中，提供了一种用于车辆的阻尼控制方法，该车辆具有：悬架，该悬架位于多个车轮与车架之间；控制器；多个车辆状态传感器；以及用户界面，悬架包括多个可调节减震器，所述多个可调节减震器包括右前减震器、左前减震器、右后减震器和左后减震器。阻尼控制方法包括：通过控制器接收来自用户界面的用户输入，以在车辆的操作期间为多个可调节减震器提供用户所选择的阻尼操作模式；通过控制器接收来自多个车辆状态传感器的多个输入，所述多个车辆状态传感器包括制动传感器、节气门传感器和车辆速度传感器；基于来自制动传感器的输入，通过控制器判断车辆制动器是否被致动；基于来自所述节气门传感器的输入，通过控制器确定节气门位置；以及基于来自车辆速度传感器的输入，通过控制器确定车辆的速度。说明性的阻尼控制方法还包括：如果制动器被致动，则以制动状态操作阻尼控制，其中，在制动状态中，控制器基于包括用户所选模式和车辆速度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性；如果所述制动器未被致动并且节气门位置小于阈值Y，则以行驶状态操作阻尼控制，其中，在行驶状态中，控制器基于包括用户所选模式和车辆速度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性；如果制动器未被致动，节气门位置大于阈值Y并且车辆速度大于阈值Z，则以行驶状态操作阻尼控制；以及如果制动器未被致动，节气门位置大于阈值Y并且车辆速度小于阈值Z，则以下沉状态操作阻尼控制，其中，在下沉状态中，控制器基于包括用户所选模式、车辆速度和节气门开度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
在考虑对以举例的方式示出的如当前领会到的实施本发明的最佳模式的示例性实施方式的以下详细描述时，本公开的附加特征对本领域技术人员而言将变得明显。
附图说明
在结合附图参照以下详细描述时，本系统和方法的前述方面和许多附加特征将变得更容易被领会并且变得更好被理解。
图1是示出了本公开的车辆的部件的框图，该车辆具有包括多个连续阻尼控制减震器以及与连续阻尼控制器集成的多个传感器的悬架；
图2示出了用于控制车辆的前轴和后轴处的阻尼的示例性用户界面；
图3示出了用于车辆的减震器的连续阻尼控制的用户界面的另一示例性实施方式；
图4示出了用于根据车辆所穿越的地形设定连续阻尼控制的各种操作模式的又一用户界面；
图5示出了联接至车辆悬架的可调节阻尼减震器；
图6是示出了用于在多个不同的用户可选操作模式下控制各种车辆参数的车辆平台逻辑的流程图；
图7是示出了多个不同的状态修正器的框图，所述多个不同的状态修正器用作不同控制模式下的输入以根据本公开对电子可调减震器或阻尼器的阻尼特性进行修正；
图8是示出了根据本发明的一个实施方式的用于基于多个传感器输入控制在多个车辆状态下操作的车辆的阻尼控制方法的流程图；
图9是示出了本公开的阻尼控制方法的另一实施方式的流程图；
图10是示出了本公开的又一阻尼控制方法的流程图；
图11是本公开的在某些车辆状态下选择性地断开联接的稳定杆的截面图；
图12示出了图11的稳定杆，其中，致动器处于锁定位置以防止稳定杆的活塞的运动；
图13是与图12类似的截面图，该截面图示出了处于与稳定杆的活塞断开联接的解锁位置以允许活塞相对于缸体的运动的致动器；以及
图14示出了诸如ATV之类的车辆的x轴、y轴和z轴。
贯穿若干视图，对应的附图标记指示对应的部件。尽管附图表示根据本公开的各种特征和部件的实施方式，但是附图不一定是按比例绘制的并且某些特征可能被扩大以将本公开更好地示出并说明。
具体实施方式
出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将参照附图中所示出的在下文进行描述的实施方式。下面公开的实施方式并不意在穷举或将本发明限制为以下详细描述中所公开的精确形式。而是选择并描述该实施方式以使得本领域的技术人员可以利用这些实施方式的教示。因此，应当理解的是无意于通过这些实施方式限制本发明的范围。本发明包括在所示的装置和所描述的方法中的任何变型和另外的改型以及本发明所相关领域的技术人员通常会想到的本发明的原理的另外的应用。
现在参照图1，本公开涉及车辆10，该车辆10具有位于多个接地构件12与车架14之间的悬架。接地构件12包括车轮、滑雪板、导轨、胎面等。悬架通常包括联接在接地构件12与车架14之间的弹簧16和减震器18。弹簧16可以包括例如螺旋弹簧、板簧、空气弹簧或其他气体弹簧。该空气弹簧或气体弹簧16可以是可调节的。参见例如通过参引并入本文中的美国专利No.7,950,486。弹簧16通常通过A臂连杆70(参见图5)或其他类型的连杆联接在车架14与接地构件12之间。在接地构件12与车架14之间还联接有可调节减震器18。在示出的实施方式中，弹簧16和减震器18邻近接地构件12中的每个接地构件定位。在ATV(全地形车辆)中，例如，与每个车轮12相邻地设置有四个弹簧16和四个可调节减震器18。一些制造商提供空气弹簧或液压预加加载环的形式的可调节弹簧16。这些可调节弹簧16允许操作者在行驶中(on the go)调节行驶高度。然而，驾乘舒适性大多源自由减震器18提供的阻尼。
在示出的实施方式中，可调节减震器18是用于调节减震器18的阻尼特性的电控减震器。控制器20提供以连续的或动态的方式调节减震器18的阻尼的信号。可调节减震器18可以被调节成提供不同的压缩阻尼、回弹阻尼或者压缩阻尼和回弹阻尼两者。
在本公开的示出的实施方式中，用户界面22设置在操作车辆的驾驶员能够容易触及的位置中。优选地，用户界面22是邻近驾驶员的座位安装在仪表板上或者集成到车辆内的显示器上的单独的用户界面。用户界面22包括用户输入以允许驾驶员或乘客在车辆的操作期间基于所遇到的道路状况手动地调节减震器18的阻尼。在另一示出的实施方式中，用户输入设置在车辆的方向盘、车把、或其他转向控制件上，以有助于阻尼调节的致动。显示器24也设置在用户界面22上或者靠近用户界面22设置或者集成到车辆的仪表板显示器中，以显示与减震器阻尼的设定有关的信息。
在示出的实施方式中，可调节减震器18是能够从ZF Sachs Automotive购得的CDC(连续阻尼控制)型号的电控减震器。参见Causemann,Peter；Automotive ShockAbsorbers:Features,Designs,Applications，ISBN 3-478-93230-0，Verl.moderneIndustrie,Second Edition,2001,pages 53-63，其通过参引并入本文中以用于对示出的实施方式中的减震器18的基本操作进行说明。应当理解的是，该描述并非限制性的，并且存在能够从其他制造商购得的其他适当类型的减震器。
控制器20接收来自用户界面22的用户输入并且相应地调节可调节减震器18的阻尼特性。如下面论述的，用户可以独立地调节前减震器18和后减震器18以调节车辆的驾乘特性。在某些其他实施方式中，减震器18中的每个减震器均是可独立调节的，使得减震器18的阻尼特性能够从车辆的一侧相对于车辆的另一侧进行改变。一侧对一侧的调节在急转弯或者其他操纵期间是所期望的，在急转弯或其他操纵中，车辆的相反侧的减震器18的不同阻尼特性改善了驾乘。减震器18的阻尼响应可以在几微秒内改变以提供阻尼在道路中的坑洼、凹陷或其他驾驶状况下几乎瞬时的变化。
还有多个传感器联接至控制器20。例如，与每个接地构件12相邻地联接有全局变化(global change)加速计25。该加速计提供耦接至控制器20的输出信号。加速计25提供指示在车辆穿越不同地形时接地构件与悬架部件16、18之间的运动的输出信号。
额外的传感器可以包括车辆速度传感器26、转向传感器28和底盘加速计30，它们都具有耦接至控制器20的输出信号。加速计30例如为位于底盘上的三轴加速计以提供对在操作期间车辆上的力的指示。额外的传感器包括制动传感器32、节气门位置传感器34、车轮速度传感器36和档位(gear)选择传感器38。这些传感器中的每个传感器均具有耦接至控制器20的输出信号。
在本公开的示出的实施方式中，图2中所示的用户界面22包括用于调节前轴减震器18和后轴减震器18的阻尼的手动用户输入40和42。用户界面22还包括分别用于显示前减震器和后减震器的阻尼水平设定的第一显示器44和第二显示器46。在操作中，车辆的驾驶员或乘客可以调节用户输入40和42以向与车辆的前轴和后轴相邻的减震器18提供较多或较少的阻尼。在示出的实施方式中，用户输入40和42是可旋转的旋钮。操作者通过将旋钮40沿逆时针方向旋转而将邻近车辆的前轴的减震器18的阻尼减小。这为前轴提供了更柔和的驾乘。通过将旋钮40沿顺时针方向旋转，操作者在邻近前轴的减震器18上提供了较多的阻尼以提供更刚硬的驾乘。前轴的阻尼水平显示在显示器44上。阻尼水平可以由任何所期望的数字范围——比如例如0至10——来指示，其中，10是最硬的而0为最软的。
操作者将旋钮42沿逆时针方向旋转以使邻近后轴的减震器18的阻尼减小。操作者沿顺时针方向旋转旋钮42以向邻近车辆后轴的减震器18提供较多的阻尼。后减震器18的阻尼水平的设定在显示窗口46中显示。
图3中示出了用户界面22的另一实施方式。在该实施方式中，设置有按钮50和52以用于调节邻近前轴定位的减震器18的阻尼水平，并且设置有按钮54和56以用于调节邻近后轴定位的减震器18的阻尼。操作者通过按压按钮50增大邻近前轴定位的减震器18的阻尼，并且通过按压按钮52减小邻近前轴定位的减震器18的阻尼。邻近前轴的减震器18的阻尼水平显示在显示窗口57内。如上所论述的，输入控制开关可以定位在车辆上的任何所希望的位置处。例如，在其他示出的实施方式中，用户输入位于车辆的方向盘、车把或其他转向控制件上，以有助于阻尼调节的致动。
类似地，操作者按压按钮54以增大邻近后轴定位的减震器的阻尼。操作者按压按钮56以减小邻近后轴定位的减震器的阻尼减小。显示窗口58提供邻近后轴的减震器18的阻尼水平的视觉指示。在其他实施方式中，可以使用诸如触摸屏控制、滑动控制或其他输入之类的不同用户输入来调节邻近前轴的减震器18和邻近后轴的减震器18的阻尼水平。在其他实施方式中，可以使用诸如触摸屏控制、滑动控制或其他输入之类的不同用户输入来同时调节四个车轮附近的全部减震器18的阻尼水平。
图4示出了本公开的又一实施方式，在该又一实施方式中，用户界面22包括具有选择指示器62的可旋转旋钮60。旋钮60能够如双头箭头64所指示的那样旋转以将指示器62对准特定的驾驶状况模式。在示出的实施方式中，公开了五个模式，所述五个模式包括平整道路模式、崎岖小道模式、岩石攀爬模式、抖动模式和跃起/跳跃模式。根据驾驶状况，操作者旋转控制旋钮60以选择特定的驾驶模式。控制器20基于所选择的特定模式自动地调节邻近车辆前轴的可调节减震器18和邻近后轴的可调节减震器18的阻尼水平。
应当理解的是，可以设置各种其他模式，所述各种其他模式包括运动模式、野外模式(trail mode)或其他所希望的模式。另外，可以提供不同的模式以用于车辆的两轮驱动、四轮驱动、高配置和低配置的操作。示例的操作模式包括：
●平整道路模式——旨在使猛烈加速、紧急制动和急转弯期间的瞬态车辆俯仰和侧倾最小化的非常刚硬的设定。
●正常野外模式——与平整道路模式相似，但具有稍软的设置以允许吸收岩石、根茎和坑洼，但仍具有良好的转弯、加速和制动性能。
●岩石攀爬模式——这可能是最软的设置，在该模式中，车辆以较低速度操作，允许最大的车轮循迹性。在一个实施方式中，该岩石攀爬模式关联至车辆速度传感器26。
●高速崎岖小道(抖动)——该设定介于正常野外模式与岩石攀爬模式之间以允许高速控制但提供非常舒服的驾乘(容易触底(bottom out))。
●跃起及跳跃模式——该模式提供阻尼器中的较硬的压缩但提供较少的回弹以尽可能地将轮胎保持在地面上。
●这些模式仅是示例，本领域的技术人员可以理解到，根据车辆的需要/期望用途，可以存在更多的模式。
除了驾驶模式以外，阻尼控制可以基于来自与控制器20联接的多个传感器的输出进行调节。例如，可调节减震器18的设定可以基于来自速度传感器26的车辆速度或者来自加速计25和30的输出进行调节。在缓慢地移动的车辆中，可调节减震器18的阻尼减小以为了更好的驾乘而提供较软的模式。随着车辆速度增大，减震器18被调节至较硬的阻尼设定。减震器18的阻尼可以与来自转向传感器28的输出耦接并且由来自转向传感器28的输出控制。例如，如果车辆进行急转弯，车辆的适当一侧的减震器18的阻尼可以被瞬间调节以改善驾乘。
本公开的连续阻尼控制可以与可调节的弹簧16组合。基于来自控制器20的信号，弹簧16可以是预加载调节或连续动态调节。
来自制动传感器32的输出也可以通过控制器20监测并使用以对可调节减震器18进行调节。例如，在紧急制动期间，邻近前轴的可调节减震器18的阻尼水平可以被调节以减小车辆的“俯冲”。在示出的实施方式中，阻尼器通过下述方式被调节以使俯仰最小化：通过确定车辆的行驶方向、通过感测来自档位选择传感器38的输入并随后在通过制动传感器32检测到制动器被应用时调节阻尼。在说明性的示例中，针对向前行驶的车辆，为了改善制动感受，系统增大车辆前部的减震器18的压缩阻尼并且增大车辆后部的减震器18的回弹阻尼。
在另一实施方式中，控制器20利用来自节气门位置传感器的输出对可调节减震器18进行调节，以调节或控制当车辆后部在加速期间下降或下沉时发生的车辆下沉。例如，控制器20可以在车辆的急促加速期间加强邻近后轴的减震器18的阻尼。另一实施方式包括同时控制车辆的节气门映射和阻尼器设定的驾驶员可选模式。通过将节气门映射与CDC阻尼器标定关联在一起，使得在驾驶员改变操作模式时，节气门(发动机)特性和悬架设定同时改变。
在另一实施方式中，与可调节减震器18相邻地设置有位置传感器。控制器20使用这些位置传感器以加强可调节减震器18的邻近该可调节减震器行程末端的阻尼。这为减震器提供了渐进的阻尼控制。在一个示出的实施方式中，可调节减震器的位置传感器是位于车辆悬架的A臂上的角度传感器。在另一实施方式中，可调节减震器包括内置式位置传感器以指示减震器何时位于其行程末端附近。
在另一示出的实施方式中，基于由档位选择传感器38检测到的档位选择，系统限制减震器18的调节范围。例如，阻尼调节范围在档位选择器处于低范围时比在档位选择器处于高范围时大以保持载荷处于车辆和操作者两者所接受的范围中。
图5示出了安装在A臂连杆70上的可调节减震器18，该A臂连杆70具有联接至车架14的第一端部以及联接至车轮12的第二端部。可调节减震器18包括可枢转地联接至A臂70的第一端部72以及可枢转地联接至车架14的第二端部(未示出)。阻尼控制启动器74通过导线76联接至控制器20。
在本公开的示出的实施方式中，如图1中所示，电池80联接至控制器20。为了在展示室中于演示模式下操作，使用车辆的点火装置或无线钥匙来启动控制器20、用户界面22和显示器24，以将车辆置于辅助模式下。这允许在不起动车辆的情况下进行可调节减震器18的调节。由此可以向处于展示室——因为是封闭空间所以不允许起动车辆——中的顾客展示本公开的连续阻尼控制特征的操作。这提供了用于展示本公开的连续阻尼控制如何快速地调节车辆的前轴和后轴的阻尼的有效工具。
如本文所述，本公开的系统包括四个操作级别或等级。在第一等级中，可调节减震器18仅使用用户界面22通过本文中描述的手动输入来进行调节。在第二操作等级中，系统是半主动的并且使用来自用户界面22的用户输入与上述车辆传感器组合来控制可调节减震器18。在第三操作等级中，邻近接地构件12定位的输入加速计25和底盘加速计30与转向传感器28和减震器行程位置传感器一起使用，以为控制器20提供用于在调节可调节减震器18时使用的额外输入。在第四操作等级中，控制器20与稳定性控制系统协作以对减震器18进行调节，从而为车辆10提供增强的稳定性控制。
在另一示出的实施方式中，车辆负载信息被提供至控制器20并且用于对可调节减震器18进行调节。例如，可以使用乘客的数量或可以输入货物的量以便提供车辆负载信息。还可以设置乘客或货物传感器以用于自动输入至控制器20。另外，车辆上的传感器可以检测车辆前部或后部上的影响车辆的操纵的附件。在感测到车辆前部或后部上的重的附件时，控制器20对可调节减震器18进行调节。例如，当重的附件被放置到车辆的前部上时，可以增大前减震器的压缩阻尼以帮助支承额外的负载。
在本公开的另一说明性实施方式中，公开了用于使用用户可选模式和多个传感器输入两者主动控制电子可调减震器的阻尼以主动地调节阻尼水平的方法。使用中央控制器持续地读取来自多个车辆传感器的输入并且发送输出信号以控制电子可调减震器的阻尼特性。说明性的实施方式基于以下控制策略中的一个或更多个控制策略来控制所述多个电子可调减震器的阻尼：
●基于车辆速度的阻尼表
●侧倾控制：车辆转向角度和转向速率的阻尼表
●跳跃控制：检测空气时间并且相应地调整阻尼
●俯仰控制：制动、俯冲和下沉
●基于传感器输入的查找表或多变量方程的使用
●加速度感测：基于底盘加速频率选择阻尼
●负载感测：基于车辆/箱体负载增大阻尼
●过度转向/转向不足检测
●出厂默认设置、接通模式选择
●故障安全装置默认为完全稳定
●在一固定时间段后关闭电磁阀以在空闲时保存功率
在本公开的示出的实施方式中，用户可选模式为电子减震器提供阻尼控制。除了上述方法以外，本公开包括能够由使用者通过旋钮、触摸屏、按钮或其他用户输入选择的模式。说明性的用户可选模式以及对应的传感器和控制包括：
除了阻尼控制以外，还可以在各种模式下调节以下重点项目：
1.出厂默认模式
2.柔软/舒适模式
●车辆速度
●转弯
●腾空(Air born)——跳跃
●eCTV：保持低的RPM>静止
●较高的辅助EPS标定
3.自动/运动模式
●俯仰控制
●连接至制动开关
●节气门(CAN)位置
●侧倾控制
●横向加速度
●转向位置(EPS传感器)
●车辆速度
●“Auto”表示使用包含所有这些输入的阻尼表或算法
4.稳定/竞赛模式
●eCTV：较高的接合
●积极油门踏板映射
●稳定(较低的速度辅助)的EPS标定
●完全稳定的阻尼
5.岩石攀爬模式
●增大行驶高度——弹簧预加载
●回弹增大以应对额外的预加载荷
●软稳定杆
●速度限制
6.沙漠/沙丘模式
●软稳定杆
●基于速度的阻尼
●比“软”更加稳定的阻尼
7.野外/转弯模式
●较低的行驶高度
●较硬的稳定杆
●增大阻尼
●稳定的EPS标定
8.工作模式(锁定，完全稳定)
●eCTV：平稳的接合
●eCTV：根据发动机负载，保持低的RPM>静止
●负载感测阻尼和预加载
9.经济模式
●较低的行驶高度
●发动机标定
●eCTV标定
在本公开的示出的实施方式中，传感器输入包括以下各者中的一者或较多者：
●阻尼模式选择
●车辆速度
●4WD模式
●ADC模式
●变速模式——CVT和其他变速器类型
●EPS模式
●环境温度
●转向角度
●底盘加速度(横向、纵向、垂直)
●方向盘加速度
●陀螺仪
●GPS定位
●减震器位置
●减震器温度
●箱内负载/分配
●发动机传感器(rpm、温度、CAN)
●油门踏板
●制动器输入/压力
●乘客传感器(重量或安全带)
在本公开的示出的实施方式中，阻尼控制系统与其他车辆系统按如下方式集成：
车辆系统集成
●EPS标定
○针对每个驾驶员模式的独特标定。全面协助工作或舒适模式。
●自动的预加载调节设定(电控制和/或液压控制)
○负载调平
○平整的野外/道路模式＝较低，岩石攀爬＝较高
○针对较高的预加载荷，增大回弹阻尼
○牵引模式＝后部预加载荷增大。执行模式＝前部预加载荷增大
●车辆速度限制
○使用查找表或使用算法，结合车辆速度增大阻尼以便于控制和安全
■调节除“稳定”以外的所有模式中的最小阻尼水平，
■稳定模式将处于最大阻尼，与车辆速度无关
■在某些模式中采用较低的行驶高度(预加载荷)和车辆速度
●eCVT标定
○针对与电子阻尼和预加载荷相关的每个驾驶员模式的独特标定。(舒适模式＝低rpm、软阻尼)
●发动机/踏板映射标定
○针对与电子阻尼和预加载荷相关的每个驾驶员模式的独特标定。(舒适模式＝软踏板映射、软阻尼)
●线控转向
●负载感测
●用于转弯的解耦的(Decoupled)车轮速度
●4轮转向
●主动稳定杆调节
●牵引力控制
●稳定性控制
●ABS
●主动制动偏置
●预加载荷控制
图6是示出了用于本公开的系统和方法的车辆模式平台逻辑的流程图。在示出的实施方式中，使用者选择用户模式，如框100处所示。选择器可以是旋钮、按钮、触摸屏输入或其他用户输入。控制器20使用查找表或算法来确定针对车辆的右前、左前、右后和左后处的可调节弹簧的预加载荷调节，以对用于车辆的目标行驶高度进行调节，如在框102处所示。控制器20接收行驶高度输入和/或负载传感器输入，如框104处所示，使得控制器20基于车辆负载来调节弹簧预载荷。
随后，控制器20判断防倾杆或稳定杆是应当被连接或还是断开连接，如框106处所示。如下面详细论述的，稳定杆可以根据所选择的模式和传感器输入而连接或断开连接。
控制器20还实施如下文所论述且在框108处示出的阻尼控制逻辑。控制器20使用针对右前、左前、右后和左后可调节减震器的阻尼器配置(profile)，如框110处所示。如框112处所示且在下面详细论述的，多个传感器输入被提供至控制器20，以连续地控制可调节减震器的阻尼特性。
控制器20使用存储的映射来进行车辆的电子动力转向(EPS)的标定，如框114处所示。最后，控制器20使用映射来标定车辆的油门踏板位置，如框116处所示。本公开的阻尼控制方法使用多个不同的状态修正器来控制电子可调减震器的阻尼特性。示例性的状态修正器包括通过以下方面设定的参数：由框118处所示的选定的特定用户模式，如框120处所示的车辆速度，如框122处所示的节气门开度。额外的状态修正器包括如框124处所示的诸如四轮驱动传感器之类的驱动模式传感器、如框126处所示的转向位置传感器以及如框128处所示的转向速率传感器。驱动模式传感器124可以包括锁定的前部传感器、未锁定的前部传感器、锁定的后部传感器、未锁定的后部传感器或高低变速器设定传感器。状态修正器还包括如框130处所示的x轴加速度传感器、如框132处所示的y轴加速度传感器以及如框134处所示的z轴加速度传感器。图14中示出了用于诸如ATV之类的车辆的x轴、y轴和z轴。另一说明性的状态修正器是如框136处所示的横摆角速度传感器。图7中所示的各种状态修正器标记为1-10并且对应于图8至图10中所示的各种驾驶条件下影响阻尼控制逻辑的操作的修正器。
在用于控制多个电子减震器的被动方法中，上述用户所选模式设定有在车辆的所有拐角处的离散的阻尼水平。前压缩、后压缩和回弹能基于用户所选操作模式独立地被调节，而无需使用基于传感器输入的主动控制。
图8中示出了一种用于多个电减震器的主动阻尼控制的示例性方法。图8的方法使用节气门传感器138、车辆速度传感器140和制动开关或制动压力传感器142作为逻辑输入。如框144处所示，控制器20判断制动器是否启动(on)。如果是，则控制器20以制动状态执行阻尼控制方法，如框146处所示。在制动状态中，检测到由于来自制动输入的纵向加速度导致的前悬架压缩(俯冲)。在制动状态146下，状态修正器包括用户所选模式118和车辆速度120以调节阻尼控制。在图8至图10的车辆状态下，所选择的用户模式修正器118确定出限定有车辆的右前部、左前部、右后部和左后部处的可调节减震器的阻尼特性的特定查找表。在制动状态146下，基于制动信号，提供前减震器的压缩阻尼和/或后减震器上的回弹阻尼。
在制动状态146下，控制器20基于增大的车辆速度而增大阻尼。此外，控制器20基于制动传感器信号增大前减震器上的压缩阻尼和/或后减震器上的回弹阻尼。用户模式修正器118基于以上输入来选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如框144处所示，如果制动器未启动，则控制器20判断节气门位置是否大于阈值Y，如框148处所示。如果否，则控制器20以行驶状态操作车辆，如框150处所示。在行驶状态中，车辆通常以直线操作，其中，未检测车辆在转向和转弯时的行驶和操纵性能。在行驶状态150下，用于控制阻尼的状态修正器包括用户模式118、车辆速度120以及诸如四轮驱动传感器124的驱动模式传感器。在行驶状态150下，控制器20基于车辆速度增大阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
在框148处，如果节气门位置大于阈值Y，则在框152处，控制器20判断车辆速度是否大于阈值Z。如果是，则在如上所述的框150处，控制器20以行驶状态操作车辆。如果在框152处车辆速度小于阈值Z，则如框154处所示的，控制器20操作处于下沉状态的车辆。在下沉状态154中，用于控制阻尼的状态修正器包括用户所选模式118、车辆速度120和节气门开度122。在下沉状态154期间，基于节气门传感器信号和车辆速度增大后减震器上的压缩阻尼和/或前减震器上的回弹阻尼。来自节气门输入的纵向加速度致使后悬架压缩(下沉)。
在下沉状态154中，控制器20基于增大的车辆速度增大阻尼。此外，控制器20基于节气门传感器信号和车辆速度增大后减震器上的压缩阻尼和/或前减震器上的回弹阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
图9中示出了本公开的包括不同传感器输入选项的另一实施方式。在图9的实施方式中，节气门传感器138、车辆速度传感器140和制动传感器142被用作如图8所论述的输入。另外，转向速率传感器156和转向位置传感器158也向控制器20提供输入。如框160处所示，控制器20判断转向位置的绝对值是否大于阈值X或转向速率的绝对值是否大于阈值B。如果否，则控制器20判断制动器是否启动，如框162处所示。如果否，则控制器20判断节气门位置是否大于阈值Y，如框164处所示。如果在框164处节气门位置大于阈值Y，则如框150处所示且如上所述的，控制器20以行驶状态操作车辆。在行驶状态150中，控制器20基于车辆速度增大阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框164处节气门位置大于阈值Y，则控制器20判断车辆速度是否大于阈值Z，如框166处所示。如果是，则如框150处所示，控制器20在行驶状态下操作车辆。在框166处，如果车辆速度小于阈值Z，则控制器20以上文参照图8论述的下沉状态154操作车辆。在下沉状态154中，控制器20基于增大的车辆速度将阻尼增大。另外的控制器20基于节气门传感器信号和车辆速度增大后减震器上的压缩阻尼和/或前减震器上的回弹阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
在框162处，如果制动器是启动的，则控制器20以上文参照图8论述的制动状态146操作车辆。在制动状态146中，控制器20基于增大的车辆速度增大阻尼。此外，控制器20基于制动传感器信号增大前减震器上的压缩阻尼和/或后减震器上的回弹阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有在各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
在框160处，如果转向位置的绝对值大于阈值X或转向速率的绝对值大于阈值B，则控制器20判断制动器是否启动，如框168处所示。如果是，则控制器20以如框170处所示的制动状态操作车辆。在制动状态170中，用于控制阻尼的模式修正器包括用户输入118、车辆速度120和转向速率128。
在制动状态170下，控制器20基于增大的车辆速度将阻尼增大。此外，控制器20基于来自转向传感器、制动传感器和车辆速度传感器的输入增大外侧前角部减震器上的压缩阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框168处制动器未启动，则控制器20判断节气门位置是否大于阈值Y，如框172处所示。如果否，则车辆控制器20以如框174处所示的侧倾/转弯状态操作车辆。在侧倾/转弯状态中，用于控制阻尼的状态修正器包括用户模式118、转向位置126和转向速率128。在侧倾/转弯状态下，转向和转弯输入所造成的横向加速度导致发生车身侧倾。
在侧倾/转弯状态174下，控制器20基于增大的车辆速度将阻尼增大。此外，当经由转向传感器检测到转弯事件时，控制器20增大外侧角部减震器上的压缩阻尼和/或内侧角部减震器上的回弹阻尼。对于左转弯而言，外侧减震器是右前后减震器和右后减震器，而内侧减震器是左前减震器和左后减震器。对于右转弯而言，外侧减震器是左前减震器和左后减震器，而内侧减震器是右前减震器和右后减震器。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框172处节气门位置大于阈值Y，则控制器20以如框176处所示的下沉状态操作车辆。在下沉状态176中，控制器20使用的用于控制阻尼特性的模式修正器涉及用户模式118、车辆速度120、节气门开度122、转向位置126和转向速率128。此外，基于增大的车辆速度增大阻尼。另外，基于转向传感器、节气门传感器和车辆速度增大外侧后角部上的压缩阻尼。
在下沉状态176下，控制器20基于增大的车辆速度增大阻尼。此外，控制器20基于来自转向传感器、节气门传感器和车辆速度的输入增大外侧后角部减震器上的压缩阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
图10示出了本公开的包括与图8和图9的实施方式不同的传感器输入选项的阻尼控制方法的又一实施方式。除了节气门传感器138、车辆速度传感器140、制动传感器142、转向位置传感器158和转向速率传感器156以外，图10的实施方式还使用z轴加速度传感器180和x轴加速度传感器182作为控制器20的输入。
如框184处所示，控制器20首先判断来自z轴传感器180的加速度是否在大于阈值N的时间内一直小于阈值C。如果是，则控制器20判定车辆处于跳跃中并且以如框186处所示的跳跃/俯仰状态控制车辆，在跳跃/俯仰状态下，悬架允许下坠并且轮胎失去与地面的接触。在跳跃/俯仰状态186下，控制器20使用涉及用户输入118、车辆速度120和z轴加速度传感器134的状态修正器来控制阻尼特性。
在跳跃/俯仰状态186下，控制器20基于增大的车辆速度将阻尼增大。此外，当经由通过z轴加速度传感器134检测到的负垂直加速度而检测到腾空事件(以及腾空事件的持续时间)时，控制器20将所有四个角部处的减震器上的压缩阻尼增大。控制器20在跳跃事件之后保持阻尼增大并持续预定的时间。如果通过z轴加速度传感器134检测到正的垂直加速度在长于阈值持续时间的时间内一直具有大于阈值的量值(诸如当在腾空事件之后与地面接触时)，而较大的加速度使得所需的持续时间阈值减小，可以持续一定时间增大后减震器和/或前减震器的回弹阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框184处未检测到腾空事件，则控制器20在框188处判断转向位置的绝对值是否大于阈值X或转向速率的绝对值是否大于阈值B。如果不是，则控制器20在框190处判断制动器是否启动以及x轴加速度是否大于阈值A。如果是，则控制器20在如框192处所示的制动状态下操作车辆。
在制动状态192下，涉及用户输入118、车辆速度120、x轴加速计130和y轴加速计132的状态修正器被用作用于阻尼控制的输入。在制动状态192下，控制器20基于增大的车辆速度增大阻尼。此外，控制器20基于来自转向传感器158、制动传感器142、车辆速度传感器140和/或加速度传感器180的输入增大外侧前角部减震器上的压缩阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框190处判定是否定的，则控制器20判断节气门位置是否大于阈值Y，如框194处所示。如果否，则控制器20以如框196处的行驶状态操作车辆。在行驶状态196下，控制器20使用涉及用户所选模式118、车辆速度120、诸如四轮驱动传感器124的驱动模式传感器和z轴加速计134的状态修正器来控制阻尼特性。在行驶状态196下，控制器20基于车辆速度增大阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框194处节气门位置大于阈值Y，则控制器20判断车辆速度是否大于阈值Z，如框198处所示。如果是，则控制器20以如上所述的行驶状态196操作车辆。如果不是，则控制器20以如框200处所示的下沉状态操作车辆。在下沉状态200中，控制器20使用涉及用户模式118、车辆速度120、节气门开度122和y轴加速计132的状态修正器以用于阻尼控制。在下沉状态200中，控制器20基于车辆速度增大阻尼。此外，控制器20基于来自节气门传感器138、车辆速度传感器140和/或加速度传感器180的输入增大后减震器上的压缩阻尼和/或前减震器上的回弹阻尼。额外的调节是基于持续时间和纵向加速度进行的。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框188处转向位置的绝对值大于阈值X或转向速率的绝对值大于阈值B，则控制器20判断制动器是否启动以及x轴加速度是否大于阈值A，如框202处所示。如果是，则控制器20以如框204处所示的制动状态操作车辆。在制动状态204中，控制器20使用涉及用户模式118、车辆速度120、转向位置126、x轴加速度130和y轴加速度132的状态修正器来调节电子可调减震器的阻尼控制特性。在制动状态204下，控制器20基于增大的车辆速度将阻尼增大。此外，控制器20基于来自转向传感器158、制动传感器142、车辆速度传感器140和/或加速度传感器180的输入来增大外侧前角部减震器上的压缩阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框202处作出否定的判定，则控制器20判断节气门位置是否大于阈值Y，如框206处所示。如果否，则控制器20以如框208处所示的侧倾/转弯状态操作车辆。在侧倾/转弯状态208下，控制器20使用涉及用户模式118、转向位置126、转向速率128、y轴加速度132和横摆角速度136的状态修正器来控制可调节减震器的阻尼特性。在侧倾/转弯状态208下，控制器20基于增大的车辆速度将阻尼增大。此外，当经由转向传感器156和加速计182检测到转向事件时，控制器20增大外侧角部减震器上的压缩阻尼和/或内侧角部减震器上的回弹阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框206处节气门位置大于阈值Y，则控制器20以如框210处所示的下沉状态操作车辆。在下沉状态210下，控制器20使用涉及用户模式118、车辆速度120、节气门开度122、转向位置126、转向速率128和y轴加速度132的状态修正器来控制可调节减震器的阻尼特性。在下沉状态210中，控制器20基于车辆速度增大阻尼。此外，控制器20基于来自节气门传感器138、车辆速度传感器140和/或加速度传感器180或182的输入来增大外侧后角部减震器上的压缩阻尼。用户模式修正器118基于以上输入选择限定有各个角部处的阻尼特性的查找表和/或算法。
图11至图13中示出了本公开的另一实施实施方式。作为阻尼控制系统的一部分，稳定杆联动装置220被选择性地锁定或解锁。联动装置220包括位于缸体224内的可动活塞222。活塞222的端部226示例性地联接至车辆的稳定杆。缸体224的端部228示例性地联接至车辆的悬架臂或部件。应当理解的是，这种连接可以是颠倒的。
锁定机构230包括可动螺线管232，该可动螺线管232被弹簧234沿箭头236的方向偏置。控制器20选择性地激励螺线管232以使可移除的螺线管232从图11和图12中所示的伸出位置沿箭头238的方向缩回至图13中所示的缩回位置。在缩回位置中，螺线管232的端部与可动活塞232的窗口240断开接合，以允许在活塞222与缸体224之间的自由运动。如果螺线管232处于图11和图12中所示的与窗口240接合的伸出位置，则活塞222相对于缸体224被锁定。
当联动装置220被解锁时，在螺线管232如图13中所示的那样被断开接合的同时，活塞222和缸体224的伸缩运动消除了稳定杆的功能。当控制器20移除来自螺线管232信号时，螺线管活塞232移动到窗口240中以将活塞222相对于缸体220锁定。如果螺线管232因为弹簧234而失去电力，则其也进入锁定位置。换句话说，螺线管232在锁定位置中失效。没有必要为了使螺线管232将活塞222锁定而使车辆呈水平。
在低速操作期间将稳定杆220解锁能够为悬架系统提供循迹性的益处。因此，稳定杆220在某些低速状态下被解锁。针对较高的速度，稳定杆220被锁定。当稳定杆220被解锁时，控制器20还可以使用电子节气门控制(ETC)来将车辆速度限制于预定的最大速度。
尽管本公开的实施方式已经通过示例性设计描述，但本发明可以在本公开的精神和范围内进一步地修改。因此，本申请意在覆盖本发明的利用其一般原理的任何变型、用途或改型。此外，本申请意于覆盖相对于本公开的如落入本发明所属的领域中的已知或惯用实践内的那些区别。

Claims (23)

1.一种用于车辆的阻尼控制方法，所述车辆包括：悬架，所述悬架位于多个车轮与车架之间；控制器；多个车辆状态传感器；以及用户界面，所述悬架包括多个可调节减震器，所述多个可调节减震器包括右前减震器、左前减震器、右后减震器和左后减震器，所述阻尼控制方法包括：
通过所述控制器接收来自所述用户界面的用户输入以在所述车辆的操作期间为所述多个可调节减震器提供用户选择的阻尼操作模式；
通过所述控制器接收来自所述多个车辆状态传感器的多个输入，所述多个车辆状态传感器包括制动传感器、节气门传感器和车辆速度传感器；
利用所述控制器基于来自所述制动传感器的输入确定车辆制动器是否被致动；
利用所述控制器基于来自所述节气门传感器的输入确定节气门位置；
利用所述控制器基于来自所述车辆速度传感器的输入确定所述车辆的速度；
如果所述制动器被致动，则以制动状态操作所述阻尼控制，其中，在所述制动状态中，所述控制器基于包括用户所选模式和车辆速度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性；
如果所述制动器未被致动并且节气门位置小于阈值Y，则以行驶状态操作所述阻尼控制，其中，在所述行驶状态中，所述控制器基于包括用户所选模式和车辆速度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性；
如果所述制动器未被致动、所述节气门位置大于所述阈值Y并且所述车辆速度大于阈值Z，则以所述行驶状态操作所述阻尼控制；以及
如果所述制动器未被致动、所述节气门位置大于所述阈值Y并且所述车辆速度小于所述阈值Z，则以下沉状态操作所述阻尼控制，其中，在所述下沉状态中，所述控制器基于包括用户所选模式、车辆速度和节气门开度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述制动状态中，所述控制器增大所述右前减震器和所述左前减震器上的压缩阻尼。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述制动状态中，所述控制器增大所述右后减震器和所述左后减震器上的回弹阻尼。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述下沉状态中，所述控制器增大所述右后减震器和所述左后减震器上的压缩阻尼。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述下沉状态下，所述控制器增大所述右前减震器和所述左前减震器上的回弹阻尼。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述控制器接收来自包括转向速率传感器和转向位置传感器的额外的车辆状态传感器的输入；
利用所述控制器基于来自所述转向速率传感器的输入确定转向速率；
利用所述控制器基于来自所述转向位置传感器的输入确定转向位置；以及
如果所述制动器被致动，并且如果所述转向位置大于阈值X或所述转向速率大于阈值B，则以修正的制动状态操作所述阻尼控制，在所述修正的制动状态中，所述控制器基于包括用户所选模式、车辆速度和转向速率的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
如果所述转向位置大于阈值X或所述转向速率大于阈值B，并且如果所述制动器未被致动并且所述节气门位置小于所述阈值Y，则以侧倾/转弯状态操作所述阻尼控制，在所述侧倾/转弯状态中，所述控制器基于包括用户所选模式、转向位置和转向速率的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述侧倾/转弯状态中，所述控制器在经由所述转向速率传感器检测到转弯事件时增大外侧减震器上的压缩阻尼。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述侧倾/转弯状态中，所述控制器在经由所述转向速率传感器检测到转弯事件时增大内侧减震器上的回弹阻尼。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括：
如果所述转向位置大于阈值X或所述转向速率大于阈值B，并且如果所述制动器未被致动并且所述节气门位置大于所述阈值Y，则以修正的下沉状态操作所述阻尼控制，在所述修正的下沉状态中，所述控制器基于包括用户所选模式、车辆速度、节气门开度、转向位置和转向速率的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述修正的下沉状态中，所述控制器基于来自所述转向速率传感器、所述节气门传感器和所述车辆速度传感器的输入增大外后侧减震器上的压缩阻尼。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用所述控制器接收来自包括转向速率传感器、转向位置传感器、x轴加速度传感器和z轴加速度传感器的额外的车辆状态传感器的输入；
利用所述控制器基于来自所述转向速率传感器的输入确定转向速率；
利用所述控制器基于来自所述转向位置传感器的输入确定转向位置；
利用所述控制器基于来自所述x轴加速度传感器的输入确定x轴加速度；
利用所述控制器基于来自所述z轴加速度传感器的输入确定z轴加速度；以及
基于所检测到的状态操作所述阻尼控制，所述控制器基于包括转向速率、转向位置、x轴加速度和z轴加速度的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用所述控制器接收来自包括z轴加速度传感器的额外的车辆状态传感器的输入；
利用所述控制器基于来自所述z轴加速度传感器的输入确定z轴加速度；以及
如果所述z轴加速度在持续时间N内一直小于阈值C，则以跳跃/俯仰状态操作所述阻尼控制，在所述跳跃/俯仰状态中，所述控制器基于包括用户所选模式、车辆速度和z轴加速度传感器的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述跳跃/俯仰状态中，所述控制器在经由通过所述z轴加速度传感器检测到的负竖向加速度而检测到腾空事件时将所述右前减震器、所述左前减震器、所述右后减震器和所述左后减震器上的压缩阻尼增大。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述跳跃/俯仰状态中，所述控制器在跳跃事件结束以后保持阻尼增大持续预定的时间。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述跳跃/俯仰状态中，当在腾空事件之后经由通过所述z轴加速度传感器检测到正竖向加速度而检测到发生与地面的接触时，所述控制器增大所述右前减震器、所述左前减震器、所述右后减震器和所述左后减震器上的回弹阻尼。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，多个弹簧和所述多个可调节减震器通过所述悬架的A臂连杆联接在所述车架与所述多个车轮之间。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，多个弹簧和所述多个可调节减震器通过拖臂悬架联接在所述车架与所述多个车轮之间。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户界面与车辆的仪表板上的显示器集成。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户界面的至少一个用户输入位于车辆的转向控制件上，以有助于通过所述车辆的驾驶员调节至少一个所述可调节减震器的阻尼特性。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户界面的用户输入包括触摸屏控制、滑动控制、可旋转旋钮和按钮中的至少一者，用以调节前部所述可调节减震器和后部所述可调节减震器的阻尼特性。
22.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述控制器接收来自驱动模式传感器的输入，并且其中，所述控制器还基于包括所述驱动模式传感器的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
23.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述控制器接收来自四轮驱动传感器的输入；以及利用所述控制器基于来自所述四轮驱动传感器的输入判断所述车辆是否处于四轮驱动中；并且其中，在所述行驶状态中，所述控制器还基于包括所述四轮驱动传感器的状态修正器来调节所述多个可调节减震器的阻尼特性。
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