CN114193993A - 带优化位置灵敏阻尼的悬架系统和对其优化的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“带优化位置灵敏阻尼的悬架系统和对其优化的系统和方法”。一种优化悬架系统以避免俯仰谐振的方法可包括：经由与车辆相关联的模型来针对地形轮廓和速度范围确定车辆的俯仰特性；通过从模型中移除俯仰惯性来将前车桥和后车桥分离；以及基于俯仰特性，确定位置灵敏阻尼器的主阻尼器在弹跳控制区中的车轮行程的线性范围内的优化阻尼。所述方法还可包括：通过将俯仰惯性加回到模型中来重新联接前车桥和后车桥，并且基于前车桥和后车桥中的哪一个是限制性的，选择与压缩区相关联的辅助阻尼器或与回弹区相关联的辅助阻尼器作为用于调整的选定阻尼器。所述方法还可包括：对选定阻尼器执行阻尼调整，并且循环地重复选择辅助阻尼器并执行阻尼调整，直到抑制了俯仰谐振为止。

Description

带优化位置灵敏阻尼的悬架系统和对其优化的系统和方法

技术领域

示例性实施例总体上涉及车辆悬架，并且更具体地涉及一种具有最优调节悬架元件的悬架系统，用于提供最大能力和驾驶员信心以在具有重复起伏的情况下驾驶。

背景技术

车辆通常采用独立悬架，所述独立悬架允许每个车轮独立于其他车轮相对于车辆底盘移动。用于独立悬架设计的部件和几何形状可以在一定程度上变化。然而，典型的独立悬架系统将采用振动吸收器(或简称为“减振器”)，所述减振器被设计成对俯仰(即，围绕车辆的横向轴线的振荡)提供阻尼。减振器通常利用在活塞杆的一定行程范围内施加的阻尼力来抵抗压缩和回弹。

通常基于在常规驾驶条件期间遇到的正常俯仰场景的预期来选择为特定车辆选定的减振器。同时，高性能车辆或被设计成越野操作的车辆可能会遇到比正常水平高得多的俯仰水平，并且因此可能达到或至少更常见地接近减振器内活塞杆的行程范围的极限。为了处理达到或接近极限之一的情况，已经设计了具有接近极限的附加阻尼器(或弹簧辅助装置)的减振器。

重复的相对较大起伏(有时称为“颠簸”)的组可以循环地将减振器置于附加阻尼器可以起作用的范围内。循环地施加增加的阻尼可以将一种形式的反馈或激励提供到系统中，所述反馈或激励可以在某些速度下建立到谐振点。这可以产生一定的速度或甚至一定范围的速度，在所述速度下，可以接近俯仰谐振以经过颠簸。操作者将倾向于以低于或高于这样的速度(或多个速度)驾驶。然而，优选地是消除完全避免任何此类速度或范围的任何需要。

发明内容

根据一个示例性实施例，可以提供一种用于车辆的位置灵敏悬架系统。所述系统可以包括：多个行驶高度传感器，所述多个行驶高度传感器位于所述车辆的底盘的对应于所述车辆的相应车轮的位置处；多个主动式位置灵敏阻尼器，所述多个主动式位置灵敏阻尼器各自与所述车辆的所述相应车轮中的一个相关联；以及控制器，所述控制器可操作地联接到所述行驶高度传感器和所述主动式位置灵敏阻尼器。所述控制器可以被配置为基于从所述行驶高度传感器接收的信息来确定有效载荷估计值。所述控制器还可以被配置为基于所述有效载荷估计值和车辆速度来提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的至少一者的补偿阻尼的调整。

在另一个示例性实施例中，可以提供一种优化悬架系统以避免俯仰谐振的方法。所述方法可以包括：经由与车辆相关联的模型来针对地形轮廓和速度范围确定所述车辆的俯仰特性；通过从所述模型中移除俯仰惯性来将前车桥和后车桥分离；以及基于所述俯仰特性，确定位置灵敏阻尼器的主阻尼器在弹跳控制区中的车轮行程的线性范围内的优化阻尼。所述方法还可以包括：通过将所述俯仰惯性加回到所述模型中来重新联接所述前车桥和所述后车桥，并且基于所述前车桥和所述后车桥中的哪一个是限制性的，选择与压缩区相关联的辅助阻尼器或与回弹区相关联的辅助阻尼器作为用于调整的选定阻尼器。所述方法还可以包括：对所述选定阻尼器执行阻尼调整，并且循环地重复选择所述辅助阻尼器并执行所述阻尼调整，直到抑制了俯仰谐振为止。

附图说明

已经如此概括地描述了本发明之后，现在将参考附图，所述附图不一定按比例绘制，并且在附图中：

图1示出了根据一个示例性实施例的遇到起伏地形的车辆和车辆的悬架系统的某些部件的透视图；

图2示出了根据一个示例性实施例的位置灵敏阻尼器的示意图；

图3示出了根据一个示例性实施例的针对图2的位置灵敏阻尼器的力相对于位移的曲线图；

图4示出了根据一个示例性实施例的用于包括图2的位置灵敏阻尼器的悬架系统的调节或优化过程的框图；

图5是根据一个示例性实施例的以N/mm为单位的悬架刚度相对于压缩方向和回弹方向上的行程距离的曲线图；

图6是根据一个示例性实施例的用于限定回弹控制区的阻尼力相对于位移的曲线图；

图7示出了根据一个示例性实施例的针对在图4的过程内的各个点的俯仰相对于车辆速度的图；以及

图8示出了根据一个示例性实施例的用于采用主动式位置灵敏阻尼的车辆和对应系统。

具体实施方式

现在将在下文参考附图更全面地描述一些示例性实施例，在附图中示出了一些但不是全部示例性实施例。实际上，本文描述和描绘的示例不应被解释为限制本公开的范围、适用性或配置。相反，提供这些示例性实施例使得本公开将满足适用的法律要求。相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，如本文所使用的，术语“或”将被解释为逻辑运算符，每当其操作数中的一个或多个为真时，其结果为真。如本文所使用的，可操作的联接应被理解为涉及直接或间接连接，在任一种情况下，都使得能够实现可操作地彼此联接的部件的功能互连。

本文描述的一些示例性实施例可以解决上述问题。在这方面，例如，一些实施例可以提供采用已经被优化以解决俯仰谐振的位置灵敏阻尼的改进的悬架系统，以及用于执行优化的对应方法。通过避免俯仰谐振，即使在最具挑战性的情况下，诸如驶过颠簸路段，也可以增加车轮与地面之间的接触。因此，还可以提高车辆性能和驾驶员满意度。

图1示出了采用示例性实施例的悬架系统110的车辆100的透视图。悬架系统110包括与地面接触的多个车轮120，以及设置在车轮120中的每一个与车辆100的车身140或底盘之间的位置灵敏阻尼器130(例如，振动吸收器或减振器)。在一些情况下，车轮120可以经由转向节150可操作地联接到位置灵敏阻尼器130。还可以在底盘和转向节150之间提供附加的连杆以稳定车轮120，但是这种连杆在示例性实施例的范围之外。

如图1所示，车辆100可能会遇到本质上重复的起伏地形160(或颠簸路段)。当穿越起伏地形160时，车辆100的车身140可能倾向于循环地上下俯仰移动，如双箭头170所示。当位置灵敏阻尼器130试图减弱运动时，俯仰可以对应地引起悬架系统110的位置灵敏阻尼器130的循环压缩和伸展。因为位置灵敏阻尼器130对于其中的活塞杆必须具有有限的线性行程量，所以当在任一端处达到极限时可能会遇到一定程度的不平顺性。为了减少这种不平顺性并为乘客提供更平稳的乘坐，示例性实施例可以将位置灵敏阻尼器130配置为在相应的极限附近提供附加的液压力。然而，附加的液压力可能将正反馈提供到系统中。如上所述，在某些速度下，正反馈可能会朝向俯仰谐振激励系统，这将导致在对应速度或速度范围内的较差乘坐质量。

为了避免俯仰谐振，示例性实施例还可以实现位置灵敏阻尼器130的调节。在这方面，例如，位置灵敏阻尼器130可以被配置为包括主阻尼器和两个辅助阻尼器(例如，压缩阻尼器和回弹阻尼器)，它们可调节以便避免俯仰谐振。图2更详细地示出了示例性实施例的位置灵敏阻尼器130的示意图。

现在参考图2，位置灵敏阻尼器130可以包括主体200和延伸到主体200的一端中的活塞杆210。在主体200的相对端处，联接构件(未示出)可以设置有衬套以促进与图1的转向节150的可操作联接。活塞杆210可以包括设置在其一端处的主阻尼器220。同时，活塞杆210的相对端可以被配置为可操作地联接到车辆100的底盘。主体200可以包括流体(例如，气体或油)，所述流体能够响应于在任一方向上施加到活塞杆210的力而从主阻尼器220的一侧移动。在这方面，对于图2的示例，当主阻尼器220和活塞杆210向上移动时发生压缩，并且当主阻尼器220和活塞杆210向下移动时发生回弹。在任一情况下，主阻尼器220有效地形成单独的腔室，在所述腔室中流体被压缩以抵抗活塞杆210和主阻尼器220的运动。压缩流体抵抗主阻尼器220的运动，但是能够以受控方式经过(或通过)主阻尼器220。在一些情况下，可以例如通过调整主体200中的流体量或流体经过或通过主阻尼器220的速率来调整由主阻尼器220表现出的力的量(在设计阶段或在组装之后)。

在一个示例性实施例中，主阻尼器220可以包括分别在主阻尼器220的压缩侧和回弹侧中的每一者上的控制阀活塞222。控制阀活塞222可以各自包括控制阀，所述控制阀可单独地调整以相对于针对将主阻尼器220对应定位在主活塞控制区226(例如，回弹控制区)内所施加的力的量限定主阻尼器220的特性。外部贮存器228也可操作地联接到主体200。外部贮存器228可以充入氮气，以在不影响主阻尼器220的行程范围的情况下为位置灵敏阻尼器130提供附加的力调整能力。外部贮存器228还可以通过使得辅助阻尼器能够产生终点止动控制和内部压力平衡来提供增加的性能能力。

如图2所示，位置灵敏阻尼器130还可以包括第一辅助阻尼器230和第二辅助阻尼器240。第一辅助阻尼器230可以在压缩控制区232中操作，并且可以包括保持环234、弹簧236和捕获活塞238。类似地，第二辅助阻尼器240可以在回弹控制区242中操作，并且可以包括保持环244、弹簧246和捕获活塞248。捕获活塞238和248中的每一个可以包括控制阀，所述控制阀可调整以限定针对分别将捕获活塞238/248对应定位在压缩控制区232和回弹控制区242内所施加的力的对应量。

尽管可以在主阻尼器220的整个行程长度上增加阻尼，但是单独这样做可能会使乘坐体验变差，因为针对所遇到的起伏或撞击而经历的不平顺性可能更大。示例性实施例使得能够调整主阻尼器220和/或第一辅助阻尼器230和第二辅助阻尼器240的行程长度。因此，可以调整主活塞控制区226、压缩控制区232和回弹控制区242的大小或范围。示例性实施例还可以或替代地使得能够调整主阻尼器220和/或第一辅助阻尼器230和第二辅助阻尼器240所施加的力的量。因此，例如，控制通过捕获活塞238和248和/或通过主阻尼器220的控制阀活塞222的流量的控制阀可以是可调整的。

在正常操作期间，位置灵敏阻尼器130可以在主活塞控制区226中操作，并且阻尼可以由主阻尼器220控制。在任何显著的行程事件(例如，弹跳、摇晃或起伏)期间，控制阀活塞222可以与分别为第一辅助阻尼器230或第二辅助阻尼器240的捕获活塞238或248接合。然后，该接合可以经由其中的流体的压缩而开始在对应的控制区(例如，压缩控制区232或回弹控制区242)中累积压力。捕获活塞238和248形成单独区，所述单独区可以具有与主活塞控制区226不同的力累积特性。在这方面，当捕获活塞238和248由于主阻尼器220的运动而被对应于它们的控制阀活塞222遇到时，可以使产生的力相对快速地斜升以提高平稳度和受控行驶。同时，当压缩力或回弹力减小时，系统可以脱开以允许增强的乘坐舒适性。

图3示出了一个示例性实施例的主阻尼器220的力相对于位移的曲线图。在这方面，曲线300示出了在从完全压缩到完全回弹的位移范围内的标准阻尼器响应(例如，没有示例性实施例的位置灵敏阻尼器130)。图3还示出了用于位置灵敏阻尼器130的主活塞控制区226、压缩控制区232和回弹控制区242。同时，曲线310示出了由于包括图2的第一辅助阻尼器230而对标准曲线300的修改，并且曲线320示出了由于包括图2的第二辅助阻尼器240而对标准曲线300的修改。图3中可以看出，主阻尼器220可以在主活塞控制区226上具有标准曲线300响应。然而，曲线310示出了在压缩控制区232中的位移的行程极限附近可以提供显著更大的力，并且曲线320示出了在回弹控制区242中的位移的行程极限附近可以提供显著更大的力。因此，对于相同的位移距离，在压缩控制区232和回弹控制区242中的每一者中，可以相对于在主活塞控制区226中提供的力提供增加量的力。

在一个示例性实施例中，除了简单地可调整之外，还可以针对给定车辆设计限定调节过程，以便确保位置灵敏阻尼器130的每个单独实例(即，与前悬架和后悬架相关联的那些实例)被调节到在主活塞控制区226上提供平稳的液压力，其中在压缩区232和回弹区242中的主阻尼器220行程的范围的末端附近具有对应的斜升。在一些实施例中，可以特别地采用调节过程来解决俯仰谐振(及其避免)。然而，也可以采用类似的概念来促进实现其他设计目标。

图4示出了根据一个示例性实施例的可以采用的调节过程(或优化算法)的框图。因此，例如，处理电路(例如，处理器和存储器)可以被配置为执行图4的优化算法或调节过程，以便限定位置灵敏阻尼器130的部件的设置以避免俯仰谐振。

现在参考图4，所述过程可以开始于在操作400处针对重复的起伏(例如，颠簸路段)定义轮廓和速度范围。来自操作400的输出可以包括起伏的幅度402和频率404。在操作410处，可以将车辆悬架系统的数学模型应用于在操作400中限定的轮廓和速度范围。数学模型可以包括彼此分开的前车桥和后车桥的模型，并且可以是特定于正在设计的车辆100的计算机辅助工程(CAE)模型。因此，模型的轮距、轴距和其他部件可以直接取决于被建模的车辆的类型。可以将模型应用于所限定的轮廓和速度范围，以便在操作410处从模型的应用生成各种输出，以限定与车辆模型的谐振相关的特定特性。这些输出可以包括前车桥弹跳谐振频率412、后车桥弹跳谐振频率414和俯仰谐振频率416。

此后，在操作420处，可以通过从模型中移除俯仰惯性来将前车桥和后车桥分离。该分离步骤也可以仅考虑主活塞阻尼(即，来自图2的主阻尼器220)。因此，在所述过程的该阶段可以不执行位置灵敏阻尼。操作420的输出可以包括幅度、频率和速度信息422。

在操作430处，可以优化前弹跳运动和后弹跳运动。该操作可以优化主阻尼器220的车轮行程的线性范围内的阻尼，以便避免前车桥和后车桥弹跳谐振引起的俯仰，并且避免弹簧辅助装置引起的突变性(例如，来自常规地用于运动极限处的典型的聚氨酯弹簧辅助装置或止动件)。因此，主阻尼器220的优化可以提供两个输出，包括第一输出432和第二输出434。第一输出432由图5的曲线图示出。在这方面，图5示出了线性行程区域500和弹簧辅助激励区域510。第二输出434在图6中示出，其限定弹跳控制区600(即，图2的主活塞控制区226的示例)。弹跳控制区600对应于线性行程区域500。

此后，在操作440处，通过加回俯仰惯性重新联接前车桥和后车桥。然后可以在操作450处确定CAE模型是否表现出俯仰谐振。如果没有产生俯仰谐振，则在操作452处已经抑制了俯仰谐振，并且可以利用对应的主阻尼器220以及第一辅助阻尼器230和第二辅助阻尼器240设置来实施设计。然而，如果检测到俯仰谐振，则可以在操作454处确定哪个车桥首先失去与地面的接触。然后，调节过程可以继续调整与首先失去接触的对应车桥相关联的阻尼器。首先失去接触的车桥可以被认为是对接近俯仰谐振的贡献更大的车桥。

因此，例如，如果前车桥首先失去接触，则流程可以前进到操作460，此时确定哪个阻尼器速度更高(即，第一辅助阻尼器230(用于压缩)或第二辅助阻尼器240(用于回弹))。当弹簧辅助装置在俯仰谐振车辆速度接合时，可以认为压缩阻尼器速度更高，而当与道路失去接触时，可以认为回弹阻尼器速度更高。如果例如回弹阻尼器速度(与图2的第二辅助阻尼器240相关联)更高，则在操作470处可以将附加的辅助阻尼器力添加到第二辅助阻尼器。在一个示例性实施例中，所添加的附加辅助阻尼力和/或行程距离可以以离散增量添加。可以在任何期望的水平下选择增量。然而，对于该示例，假定辅助活塞位置相对于最大压缩行程的增量为20mm，并且假定阻尼力为1KN。

在操作470的调整之后，可以在操作480处确定是否已经达到位置灵敏阻尼器130的最大阻尼器力设置。如果尚未达到最大阻尼器力，则在操作482处，可以在俯仰谐振最高的地方(例如，基于来自图7的曲线图700的曲线710的速度)添加附加的1KN的阻尼力。然而，如果已经达到最大阻尼器力，则在操作484处，可以替代地为辅助阻尼器(即，对于该示例为第二辅助阻尼器240)提供10mm的附加行程距离。然后，流程可以返回到操作450，此时可以做出关于是否经历俯仰谐振的另一个确定。循环可以从操作450继续到操作480，直到在操作452处抑制俯仰谐振为止。基于俯仰的最高峰值与平均俯仰的比较(即，基于峰值的突出)，俯仰谐振可以被认为是被抑制的。然而，可以替代地采用确定抑制的其他方法。

值得注意地是，如果在操作454处关于哪个车桥首先失去接触的确定相反地确定后车桥首先失去接触，则流程前进到操作456，其为后车桥提供操作460到480的重复。类似地，如果响应于执行操作460压缩阻尼器速度更高，则可以执行操作464，其为压缩阻尼器提供操作470到480的重复。可以如在操作470和480中所定义的那样进行力和/或行程调整，直到在操作452处抑制俯仰谐振为止，如上所述。

图7示出了一组颠簸中的俯仰值相对于速度的曲线图700。曲线710示出了针对常规悬架系统(即，没有示例性实施例的位置灵敏阻尼器130)测量的俯仰值。可以在曲线710中在大约40kph和83kph处注意到高俯仰值(或峰值)。曲线710也可以类似于在执行来自图4的过程的操作440之后会实现的数据。同时，曲线720示出了与没有位置灵敏阻尼的分离的前车桥和后车桥建模的性能相关的数据，其对应于来自图4的过程的操作420。可以看到，前车桥谐振在大约38kph处和后车桥谐振在大约41kph处处于峰值俯仰水平。曲线730示出了与针对弹跳的前车桥和后车桥的优化相关的数据，其对应于来自图4的过程的操作430。最后，曲线740示出了完成操作450到480的多个循环以抑制俯仰谐振的结果。在所示的整个速度范围内的俯仰值的显著减小说明图4的调节可以导致在整个速度范围内增加车轮与地面之间的接触，和驾驶员在穿越困难地形时更平稳的行驶和更大的信心。

尽管图4的过程可以针对给定的车辆设计实现，以便限定车辆中的减振器的参数，并且此后可以固定此类参数，但是在一些实施例中还可以提供主动俯仰控制。在这方面，例如，图8示出了根据一个示例性实施例的具有主动俯仰控制悬架系统810的车辆800的框图。如图8所示，主动俯仰控制悬架系统810可以将车辆800的底盘820可操作地联接到地面。在这方面，主动俯仰控制悬架系统810可以包括车轮830、行驶高度传感器840和主动式位置灵敏阻尼器850。行驶高度传感器840可以设置在底盘820的相应拐角处(例如，右前角、左前角、右后角和左后角)。行驶高度传感器840和主动式位置灵敏阻尼器850可以各自可操作地联接到车辆800的电子控制单元(ECU)或其他控制器860。控制器860(其可以包括处理电路，所述处理电路包括处理器和存储器)可以可操作地联接到主动式位置灵敏阻尼器850的主动式元件(例如，螺线管或其他电动控制阀(CV)870)以基于存储在控制器860处或可由控制器860访问的俯仰控制算法来致动主动式元件。

在一个示例性实施例中，行驶高度传感器840可以包括用于车轮830中的每一个相应车轮的传感器。因此，例如，在行驶高度传感器840中可以存在左前、右前、左后和右后行驶高度传感器。控制器860可以被配置为从行驶高度传感器840中的每一个接收正确的高度信息以及车辆速度880。行驶高度传感器840可以提供指示车辆800的当前载荷的信息。基于当前载荷和车辆速度880，俯仰控制算法可以逐个车轮地修改主动式位置灵敏阻尼器850的阻尼(和位置特定的力施加)。

在一个示例性实施例中，上面参考图4描述的模型和过程可以与针对车辆的相应不同载荷水平(其对应于行驶高度读数)修改的模型一起使用。然后可以针对对应的不同载荷水平确定优化值，并将其存储在查找表(LUT)890中，所述查找表存储在控制器860处或可以其他方式由控制器860访问。在车辆800的操作期间，控制器860然后可以被配置为从行驶高度传感器840获取输入，所述输入可以指示车辆800当前承受的货物载荷。然而，由于行驶高度传感器840是位置特定的，因此不仅可以生成总体货物载荷值，而且还可以了解车辆800如何承载载荷。使用从行驶高度传感器840确定的关于车辆载荷的信息并使用车辆速度880，控制器860可以被配置为利用查找表890来找到与车轮830中的每一个相应车轮相关联的主动式位置灵敏阻尼器850的最优阻尼设置。然后，控制器860可以提供指令以经由与每个主动式位置灵敏阻尼器850相关联的控制阀870来控制主动式位置灵敏阻尼器850。

随着有效载荷的增加，俯仰惯性也增加。因此，提供调整悬架特性以匹配当前有效载荷状态的能力可能是有利的。在一些示例中，控制器860可以被配置用于具有考虑有效载荷的能力的被动式位置灵敏阻尼。在这种系统中，行驶高度传感器840(其可以是具有活动阀的内部旁路)可以与主动阀元件(例如，控制阀870)一起使用以基于载荷信息、车辆速度880和查找表890仅通过控制阀870的操作来增加压缩阻尼。在这方面，例如，可以经由行驶高度传感器840来完成信号处理以确定有效载荷估计值。可以利用查找表890来处理有效载荷估计值和车辆速度880，以将当前值与使用上面参考图4描述的过程创建的参考值进行比较。然后可以基于有效载荷估计值和速度来调整车轮830中的每一个相应车轮的压缩阻尼。

在一些情况下，还可以使得控制器860能够也提供压缩和回弹阻尼调整，而不是仅提供仅压缩补偿。在这方面，例如，控制器860可以被配置为采用连续阻尼控制，其中使用上述方法对压缩阻尼和回弹阻尼两者进行调整。在这方面，例如，可以经由行驶高度传感器840来完成信号处理以确定有效载荷估计值。可以利用查找表890来处理有效载荷估计值和车辆速度880，以将当前值与使用上面参考图4描述的过程创建的参考值进行比较。然后可以基于有效载荷估计值和速度来调整车轮830中的每一个相应车轮的压缩阻尼和/或回弹阻尼。

在一些实施例中，可以将车辆俯仰传感器895(在图8中以虚线示出，以在一些实施例中将车辆俯仰传感器895区分为任选的)添加到图8所示的系统中。所述系统可以与上述示例类似地操作，不同之处在于车辆俯仰传感器895还可以实现对前悬架或后悬架是逐步实施俯仰运动还是退出俯仰运动的直接感测。该附加信息可以进一步向控制器860通知关于提供朝向谐振的激励的易感性，并且可以用于修改压缩和回弹两者的阻尼，如紧接在前的示例中所述。

在又一个示例中，可以添加激光雷达检测器898(也在图8中以虚线示出以示出其任选性质)。激光雷达检测器898可以用于路面检测。关于路面的信息还可以包括在由控制器860关于车轮830中的每一个相应车轮的压缩和/或回弹的阻尼调整(例如，经由与车轮相关联的对应的主动式位置灵敏阻尼器850)做出的确定中。

示例性实施例可以提供改进的俯仰控制并在颠簸路段实现更高的速度，同时享受提高的舒适性和对乘坐感觉的更大信心。示例性实施例还可以提供改进的横摆稳定性并避免进入接近可以达到俯仰谐振的状况。此外，图8的主动系统可以被配置为使得提供对阻尼补偿的调整是自动完成的，而无需驾驶员输入。然而，在替代实施例中，驾驶员可以发起这种补偿，或者这种补偿可以仅在可由操作者选择的某些模式(例如，越野驾驶模式、自动俯仰控制模式等)中执行。

因此，可以提供一种用于车辆的位置灵敏悬架系统。所述系统可以包括：多个行驶高度传感器，所述多个行驶高度传感器位于所述车辆的底盘的对应于所述车辆的相应车轮的位置处；多个主动式位置灵敏阻尼器，所述多个主动式位置灵敏阻尼器各自与所述车辆的所述相应车轮中的一个相关联；以及控制器，所述控制器可操作地联接到所述行驶高度传感器和所述主动式位置灵敏阻尼器。所述控制器可以被配置为基于从所述行驶高度传感器接收的信息来确定有效载荷估计值。所述控制器还可以被配置为基于所述有效载荷估计值和车辆速度来提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的至少一者的补偿阻尼的调整。

一些实施例的系统可以包括附加特征、修改、扩充等以实现进一步的目标或增强系统的性能。附加特征、修改、增强等可以以彼此任意组合的方式添加。下面是各种附加特征、修改和增强的列表，所述各种附加特征、修改和增强可以各自单独添加或以彼此任意组合的方式添加。例如，主动式位置灵敏阻尼器可以各自包括电动控制阀，并且控制器可以向电动控制阀提供指令以提供对补偿阻尼的调整。在一个示例性实施例中，控制器可以被配置为基于来自俯仰传感器的俯仰信息来提供对主动式位置灵敏阻尼器中的至少一者的补偿阻尼的调整。在一些情况下，控制器可以被配置为基于来自激光雷达检测器的路面信息来提供对主动式位置灵敏阻尼器中的至少一者的补偿阻尼的调整。在一个示例性实施例中，控制器可以被配置为提供对主动式位置灵敏阻尼器中的每一者的补偿阻尼的调整。在一些情况下，每个主动式位置灵敏阻尼器可以包括：主阻尼器，所述主阻尼器被配置为具有在整个弹跳控制区中的运动范围；用于压缩的辅助阻尼器，所述用于压缩的辅助阻尼器设置在所述弹跳控制区的一端处的压缩区中；以及用于回弹的辅助阻尼器，所述用于回弹的辅助阻尼器设置在所述弹跳控制区的另一端处的回弹区中。在一个示例性实施例中，提供对补偿阻尼的调整可以包括调整用于压缩的辅助阻尼器。然而，在一些情况下，提供对补偿阻尼的调整可以包括调整用于压缩的辅助阻尼器和/或用于回弹的辅助阻尼器。在一个示例性实施例中，提供对补偿阻尼的调整可以包括基于查找表来调整主动式位置灵敏阻尼器，所述查找表基于有效载荷和车辆速度限定阻尼设置。在一些情况下，可以自动地并且在没有驾驶员输入的情况下提供对补偿的调整。

一种优化悬架系统以避免俯仰谐振的方法可以包括：经由与车辆相关联的模型来针对地形轮廓和速度范围确定所述车辆的俯仰特性；通过从所述模型中移除俯仰惯性来将前车桥和后车桥分离；以及基于所述俯仰特性，确定位置灵敏阻尼器的主阻尼器在弹跳控制区中的车轮行程的线性范围内的优化阻尼。所述方法还可以包括：通过将所述俯仰惯性加回到所述模型中来重新联接所述前车桥和所述后车桥，并且基于所述前车桥和所述后车桥中的哪一个是限制性的，选择与压缩区相关联的辅助阻尼器或与回弹区相关联的辅助阻尼器作为用于调整的选定阻尼器。所述方法还可以包括：对所述选定阻尼器执行阻尼调整，并且循环地重复选择所述辅助阻尼器并执行所述阻尼调整，直到抑制了俯仰谐振为止。

一些实施例的方法可以包括附加步骤、修改、扩充等以实现进一步的目标或增强方法的表现。可以以彼此的任何组合添加附加步骤、修改、扩充等。下面是各种附加步骤、修改和增强的列表，所述各种附加特征、修改和增强可以各自单独添加或以彼此任意组合的方式添加。例如，确定俯仰特性可以包括确定建模车辆的俯仰谐振频率、前车桥弹跳谐振频率和后车桥弹跳谐振频率。在一个示例性实施例中，确定主阻尼器的优化的阻尼可以包括确定主阻尼器的阻尼力以避免前车桥弹跳谐振引起的俯仰并避免后车桥弹跳谐振引起的俯仰，并且避免弹簧辅助装置的接近主阻尼器的行程极限的操作。在一些情况下，选择辅助阻尼器可以包括：如果前车桥被建模为在后车桥之前失去与地面的接触，则选择前车桥作为限制性的，并且如果后车桥被建模为在前车桥之前失去与地面的接触，则选择后车桥作为限制性的。在一个示例性实施例中，执行阻尼调整可以包括：针对与较高阻尼器速度相关联的区执行对辅助阻尼器的阻尼调整，以预定义增量添加辅助阻尼器力，或者以预定义增量添加辅助阻尼器行程距离。在一些情况下，执行阻尼调整可以包括添加辅助阻尼器力或行程距离并确定是否达到最大阻尼器力，并且如果达到最大阻尼器力，则提供对行程距离的附加调整，并且如果未达到最大阻尼器力，则提供对阻尼器力的附加调整。在一些情况下，提供对阻尼器力的附加调整可以包括在俯仰谐振最高的阻尼器速度时添加阻尼力。

受益于前述描述和相关联附图中呈现的教导的本发明所属领域的技术人员将会想到本文阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前述描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了示例性实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，替代实施例可以提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，如可能在所附权利要求中的一些中阐述的，也可以设想与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合。在其中本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应理解，此类优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例性实施例，但不一定适用于所有示例性实施例。因此，本文描述的任何优点、益处或解决方案不应被视为对于所有实施例或本文要求保护的实施例是关键的、必需的或必要的。尽管本文使用了特定的术语，但是它们仅用于一般且描述性意义，而不是为了限制的目的。

根据本发明，提供了一种用于车辆的位置灵敏悬架系统，其具有：多个行驶高度传感器，所述多个行驶高度传感器在对应于所述车辆的相应车轮的所述车辆的底盘的位置处；多个主动式位置灵敏阻尼器，每个主动式位置灵敏阻尼器与所述车辆的所述相应车轮中的一个相关联；以及控制器，所述控制器可操作地联接到所述行驶高度传感器和所述主动式位置灵敏阻尼器，其中所述控制器被配置为基于从所述行驶高度传感器接收的信息来确定有效载荷估计值，并且其中所述控制器还被配置为基于所述有效载荷估计值和车辆速度提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的至少一者的补偿阻尼调整。

根据一个实施例，所述主动式位置灵敏阻尼器可以各自包括电动控制阀，并且其中所述控制器向所述电动控制阀提供指令以提供所述补偿阻尼调整。

根据一个实施例，所述控制器被配置为基于来自俯仰传感器的俯仰信息来提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的所述至少一者的所述补偿阻尼调整。

根据一个实施例，所述控制器被配置为基于来自激光雷达检测器的路面信息来提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的所述至少一者的所述补偿阻尼调整。

根据一个实施例，所述控制器被配置为提供所述主动式位置灵敏阻尼器中的每一者的所述补偿阻尼调整。

根据一个实施例，每个主动式位置灵敏阻尼器包括：主阻尼器，所述主阻尼器被配置为具有在整个弹跳控制区中的运动范围；用于压缩的辅助阻尼器，所述用于压缩的辅助阻尼器设置在所述弹跳控制区的一端处的压缩区中；以及用于回弹的辅助阻尼器，所述用于回弹的辅助阻尼器设置在所述弹跳控制区的另一端处的回弹区中。

根据一个实施例，提供所述补偿阻尼调整包括调整所述用于压缩的辅助阻尼器。

根据一个实施例，提供所述补偿阻尼调整包括调整所述用于压缩的辅助阻尼器或所述用于回弹的辅助阻尼器。

根据一个实施例，提供所述补偿阻尼调整包括基于查找表来调整所述主动式位置灵敏阻尼器，所述查找表基于有效载荷和车辆速度限定阻尼设置。

根据一个实施例，自动地并且在没有驾驶员输入的情况下提供所述补偿调整。

根据本发明，提供了一种优化悬架系统以避免俯仰谐振的方法，其具有：经由与车辆相关联的模型来针对地形轮廓和速度范围确定所述车辆的俯仰特性；通过从所述模型中移除俯仰惯性来将前车桥和后车桥分离；基于所述俯仰特性，确定位置灵敏阻尼器的主阻尼器在弹跳控制区中的车轮行程的线性范围内的优化阻尼；通过将所述俯仰惯性加回到所述模型中来重新联接所述前车桥和所述后车桥；基于所述前车桥和所述后车桥中的哪一个是限制性的，选择与压缩区相关联的辅助阻尼器或与回弹区相关联的辅助阻尼器作为用于调整的选定阻尼器；对所述选定阻尼器执行阻尼调整；以及循环地重复选择所述辅助阻尼器并执行所述阻尼调整，直到抑制了俯仰谐振为止。

根据一个实施例，确定俯仰特性包括确定所述建模车辆的俯仰谐振频率、前车桥弹跳谐振频率和后车桥弹跳谐振频率。

根据一个实施例，确定所述主阻尼器的优化的阻尼包括确定所述主阻尼器的阻尼力以避免前车桥弹跳谐振引起的俯仰并避免后车桥弹跳谐振引起的俯仰，并且避免弹簧辅助装置的接近所述主阻尼器的行程极限的操作。

根据一个实施例，选择所述辅助阻尼器包括：如果所述前车桥被建模为在所述后车桥之前失去与地面的接触，则选择所述前车桥作为限制性的，并且如果所述后车桥被建模为在所述前车桥之前失去与地面的接触，则选择所述后车桥作为限制性的。

根据一个实施例，执行所述阻尼调整包括针对与较高阻尼器速度相关联的区域对所述辅助阻尼器执行所述阻尼调整。

根据一个实施例，执行所述阻尼调整包括以预定义增量添加辅助阻尼器力。

根据一个实施例，执行所述阻尼调整包括以预定义增量添加辅助阻尼器行程距离。

根据一个实施例，执行所述阻尼调整包括添加辅助阻尼器力或行程距离并确定是否达到最大阻尼器力，并且如果达到所述最大阻尼器力，则提供对所述行程距离的附加调整，并且如果未达到所述最大阻尼器力，则提供对所述阻尼器力的附加调整。

根据一个实施例，提供对所述阻尼器力的附加调整包括在俯仰谐振最高的阻尼器速度时添加阻尼力。

根据本发明，提供了一种用于车辆的位置灵敏悬架系统，其具有：多个行驶高度传感器，所述多个行驶高度传感器在对应于所述车辆的相应车轮的所述车辆的底盘的位置处；和多个主动式位置灵敏阻尼器，每个主动式位置灵敏阻尼器与所述车辆的所述相应车轮中的一个相关联，其中根据上述方法调节所述主动式位置灵敏阻尼器中的每一个以避免俯仰谐振。

Claims (15)

1.一种用于车辆的位置灵敏悬架系统，所述系统包括：

多个行驶高度传感器，所述多个行驶高度传感器在对应于所述车辆的相应车轮的所述车辆的底盘的位置处；

多个主动式位置灵敏阻尼器，每个主动式位置灵敏阻尼器与所述车辆的所述相应车轮中的一个相关联；以及

控制器，所述控制器可操作地联接到所述行驶高度传感器和所述主动式位置灵敏阻尼器，

其中所述控制器被配置为基于从所述行驶高度传感器接收的信息来确定有效载荷估计值，并且

其中所述控制器还被配置为基于所述有效载荷估计值和车辆速度提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的至少一者的补偿阻尼调整。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述主动式位置灵敏阻尼器各自包括电动控制阀，并且

其中所述控制器向所述电动控制阀提供指令以提供所述补偿阻尼调整。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述控制器被配置为基于来自俯仰传感器的俯仰信息来提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的所述至少一者的所述补偿阻尼调整。

4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置为基于来自激光雷达检测器的路面信息来提供对所述主动式位置灵敏阻尼器中的所述至少一者的所述补偿阻尼调整。

5.如权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置为提供所述主动式位置灵敏阻尼器中的每一者的所述补偿阻尼调整。

6.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其中每个主动式位置灵敏阻尼器包括：主阻尼器，所述主阻尼器被配置为具有在整个弹跳控制区中的运动范围；用于压缩的辅助阻尼器，所述用于压缩的辅助阻尼器设置在所述弹跳控制区的一端处的压缩区中；以及用于回弹的辅助阻尼器，所述用于回弹的辅助阻尼器设置在所述弹跳控制区的另一端处的回弹区中。

7.如权利要求6所述的系统，其中提供所述补偿阻尼调整包括调整所述用于压缩的辅助阻尼器。

8.如权利要求6所述的系统，其中提供所述补偿阻尼调整包括调整所述用于压缩的辅助阻尼器或所述用于回弹的辅助阻尼器。

9.如权利要求6所述的系统，其中提供所述补偿阻尼调整包括基于查找表来调整所述主动式位置灵敏阻尼器，所述查找表基于有效载荷和车辆速度限定阻尼设置。

10.如权利要求6所述的系统，其中自动地并且在没有驾驶员输入的情况下提供所述补偿调整。

11.一种优化悬架系统以避免俯仰谐振的方法，所述方法包括：

经由与车辆相关联的模型来针对地形轮廓和速度范围确定所述车辆的俯仰特性；

通过从所述模型中移除俯仰惯性来将前车桥和后车桥分离；

基于所述俯仰特性，确定位置灵敏阻尼器的主阻尼器在弹跳控制区中的车轮行程的线性范围内的优化阻尼；

通过将所述俯仰惯性加回到所述模型中来重新联接所述前车桥和所述后车桥；

基于所述前车桥和所述后车桥中的哪一个是限制性的，选择与压缩区相关联的辅助阻尼器或与回弹区相关联的辅助阻尼器作为用于调整的选定阻尼器；

对所述选定阻尼器执行阻尼调整；以及

循环地重复选择所述辅助阻尼器并执行所述阻尼调整，直到抑制了俯仰谐振为止。

12.如权利要求11所述的方法，其中确定俯仰特性包括确定所述建模车辆的俯仰谐振频率、前车桥弹跳谐振频率和后车桥弹跳谐振频率。

13.如权利要求12所述的方法，其中确定所述主阻尼器的优化的阻尼包括确定所述主阻尼器的阻尼力以避免前车桥弹跳谐振引起的俯仰并避免后车桥弹跳谐振引起的俯仰，并且避免弹簧辅助装置的接近所述主阻尼器的行程极限的操作。

14.如权利要求11所述的方法，其中选择所述辅助阻尼器包括：如果所述前车桥被建模为在所述后车桥之前失去与地面的接触，则选择所述前车桥作为限制性的，并且如果所述后车桥被建模为在所述前车桥之前失去与地面的接触，则选择所述后车桥作为限制性的。

15.一种用于车辆的位置灵敏悬架系统，所述系统包括：

多个行驶高度传感器，所述多个行驶高度传感器在对应于所述车辆的相应车轮的所述车辆的底盘的位置处；和

多个主动式位置灵敏阻尼器，每个主动式位置灵敏阻尼器与所述车辆的所述相应车轮中的一个相关联，

其中根据权利要求11所述的方法，调节所述主动式位置灵敏阻尼器中的每一个以避免俯仰谐振。

Images