CN114537071A - 用于控制车辆中的包括板簧的底盘系统的方法和控制单元 - Google Patents
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Abstract
公开了用于控制车辆中的包括板簧的底盘系统的方法和控制单元。具体地,本发明涉及一种控制单元(100),该控制单元用于控制在车辆(200)的至少接地点(P)和框架之间的底盘系统(1),该底盘系统(1)包括板簧(10)和底盘装置(20),所述底盘装置(20)适于接收底盘状态输入信号并响应于所述底盘状态输入信号控制所述底盘装置(20)的底盘状态,所述底盘系统(1)还包括应变仪(14),该应变仪适于发出指示所述板簧(10)中的应变的应变仪输出信号,其中所述控制单元(100)适于接收所述应变仪输出信号,并且基于所述应变仪输出信号向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号。本发明还涉及一种方法、一种底盘系统和一种车辆。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制在车辆的至少接地点和框架之间的底盘系统的控制单元和方法,该底盘系统包括板簧和底盘装置。本发明还涉及底盘系统和实施本发明的车辆。
本发明可应用于重型车辆,诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将关于卡车描述本发明,但本发明不限于这种特定车辆,而是也可用于其它车辆,诸如公共汽车或作业机械。
背景技术
希望控制车辆的底盘系统(诸如悬挂系统或制动系统)的原因有很多。例如,车辆的不同运行状态,诸如装载状态、倾斜状态或车辆行驶的道路的状态,可能需要底盘系统的不同运行状态。因此,需要以适当的方式控制底盘系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于控制车辆底盘系统的控制单元和方法,该方法可以用于实现多种控制选项。
此处使用的术语“底盘”是指框架加上车辆的行驶设备,例如包括悬挂和制动器。因此,“底盘系统”涉及位于车辆的至少一个接地点和框架之间的系统,因此可以包括例如悬挂系统或制动系统。
接地点通常可以是车辆的车轮或任何其它地面接合构件的地面接触点。
底盘系统包括板簧,如本领域中本身传统的那样。当承受负载时,板簧将与负载成比例地挠曲。可以使用诸如板簧应变仪的板簧应变传感器来测量通过板簧的应变。应变仪将被布置成提供指示在板簧中测量的应变的应变仪输出信号。
例如,应变仪可以附接到板簧的外部以测量板簧中的应变。
替代地,板簧可以嵌入在板簧中,例如在复合板簧中(参见例如GB 2546466)。这对于准确性以及实现简单构造而言可能是优选的。
应当理解,一个或多个应变仪元件可以布置成提供指示在同一板簧中测得的应变的应变仪输出信号。
在此描述的底盘系统还包括底盘装置。底盘装置适于呈现底盘状态,该底盘状态根据底盘状态输入信号控制底盘系统的运行状态。
例如,如果底盘装置是悬挂系统,则底盘装置可包括气囊,其中气囊的压力状态控制底盘系统的运行状态。
在另一示例中,如果底盘装置是制动系统,则底盘装置可包括气动制动器,其中气动制动器的压力状态控制底盘系统的运行状态。
本发明在第一方面涉及一种用于控制在车辆的至少接地点和框架之间的底盘系统的控制单元,该底盘系统包括板簧和底盘装置。底盘装置适于接收底盘状态输入信号,并且响应于底盘状态输入信号控制底盘装置的底盘状态。底盘系统还包括应变仪,该应变仪适于发出指示板簧中的应变的应变仪输出信号,其中控制单元适于接收应变仪输出信号并基于应变仪输出信号向底盘装置发出底盘状态输入信号。
根据本发明的第一方面,控制单元适于接收应变仪输出信号,并且基于应变仪输出信号发出底盘状态输入信号。
因此,可以基于指示底盘系统的板簧中的应变的应变仪输出信号,来控制底盘装置的底盘状态,该底盘状态控制底盘系统的运行状态。
这提供了对本领域技术人员而言可用的许多不同的控制选项。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化,并且控制单元适于向底盘装置发出底盘状态输入信号,以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平。
可以设置最大板簧应变水平,以防止板簧过度应变,并且从而确保板簧在例如预定的时间段或使用周期内具有令人满意的功能。
因此,该选项提供了避免板簧磨损或断裂的可能性。
可选地,控制单元适于响应于当前应变仪输出信号而连续发出底盘状态输入信号。例如,底盘装置的底盘状态可以连续地调适以确保如应变仪输出信号所指示板簧的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化,并且控制单元适于使用应变仪输出信号来确定具有预期持续时间的当前车辆运行状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号以在当前车辆运行状态的持续时间内呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化,并且控制单元适于使用应变仪输出信号来估计具有预期持续时间的未来车辆运行状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号以在未来车辆运行状态的持续时间内呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
可选地,底盘装置的底盘状态可以通过加压流体来控制。
可选地,底盘装置是液压或气动控制的。
可选地,底盘装置是悬挂装置。例如,底盘装置可以包括气动空气弹簧或由气动空气弹簧构成。
可选地,底盘装置是制动装置。例如,底盘装置可以包括气动制动缸或由气动制动缸构成。
可选地,板簧和底盘装置可操作地连接到同一接地点。例如,底盘装置可直接或间接作用于板簧。
可选地,控制单元被布置成控制与车辆的至少一个接地点相关联的第一底盘系统,以及与车辆的至少另一个接地点相关联的第二底盘系统。控制单元可以如上文适于一个底盘系统所述一样适于第一和第二底盘系统中的每一个。因此,如以上所述一样,第一底盘系统包括板簧和底盘装置。类似地,如以上所述一样,第二底盘系统包括板簧和底盘装置。
可选的,第一底盘系统的一个接地点和第二底盘系统的另一个接地点位于车辆的不同的横向侧上。
可选地,控制单元可以如以上所述一样被布置为控制车辆的至少所有前轮的底盘系统。
可选地,控制单元可以如以上所述一样被布置为控制车辆的所有车轮的底盘系统。
可选地,控制单元被配置为基于应变仪输出信号确定车辆的高度状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的车辆的高度状态在预定的高度阈值内。
例如,应变仪输出信号可用于确定车辆的高度状态,并且底盘装置的底盘状态可用于设置期望高度。因此,此选项可用于实现车辆调平。
可选地,控制单元被配置为基于应变仪输出信号来确定车辆的负载状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态适合于如应变仪输出信号所指示的车辆的负载状态。
可选地,控制单元被配置为基于应变仪输出信号来确定指示车辆操纵事件发生的操纵状态,优选地,控制单元适于向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态适合于如应变仪输出信号所指示的车辆的操纵状态。
应当理解,为了如以上所述确定车辆的不同状态,来自各种辅助传感器的信息可以与应变仪输出信号结合使用。
除了使用应变仪输出信号向底盘装置发出底盘状态输入信号之外,控制单元还可以适于基于应变仪输出信号来确定车辆的状态,并且向任何其它系统提供指示该状态的输出。
可选地,控制单元可适于基于应变仪输出信号来确定车辆的高度状态,并且发出指示车辆的高度状态(如应变仪输出信号指示)的高度状态输出信号。
可选地,控制单元可适于基于应变仪输出信号来确定车辆的负载状态,并且发出指示车辆的负载状态(如应变仪输出信号指示)的负载状态输出信号。
可选地,控制单元可适于基于应变仪输出信号来确定指示车辆的操纵事件发生的操纵状态,并发出指示车辆的操纵状态(如应变仪输出信号指示)的操纵状态输出信号。
在第二方面,本发明涉及一种用于控制在车辆的至少接地点和框架之间的底盘系统的方法,该底盘系统包括板簧和底盘装置,该底盘装置适于接收底盘状态输入信号,并且响应于底盘状态输入信号来控制底盘装置的底盘状态,该方法包括接收指示板簧中的应变的应变仪输出信号,并且基于应变仪输出信号向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现底盘状态。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化,并且发出底盘状态输入信号的步骤包括向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平。
可选地,所述步骤以预定速率在持续进行的过程中执行。例如,该方法可以包括响应于当前应变仪输出信号而连续发出底盘状态输入信号。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化,并且该方法包括使用应变仪输出信号来确定具有预期持续时间的当前车辆运行状态,并且发出底盘状态输入信号的步骤包括发出底盘状态输入信号,从而在当前车辆运行状态下的持续时间内导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
可选地,底盘装置的状态的变化导致板簧中的应变的变化,并且其中,该方法包括使用应变仪输出信号来估计具有预期持续时间的未来车辆运行状态,并且发出底盘状态输入信号的步骤包括:发出底盘状态输入信号,从而在未来车辆运行状态下的持续时间内导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧的应变预期等于或低于预定的最大值板簧应变水平。
可选地,底盘装置的底盘状态通过加压流体控制,优选底盘装置是液压或气动控制的。
可选地,底盘装置是悬挂装置,优选地底盘装置是气动空气弹簧。
可选地,底盘装置是制动装置,优选地底盘装置是气动制动缸。
可选地,板簧和底盘装置可操作地连接到同一接地点。
可选地,该方法包括控制与车辆的至少一个接地点相关联的第一底盘系统,以及控制与车辆的至少另一个接地点相关联的第二底盘系统,其中优选地,所述一个接地点和所述另一个接地点位于车辆的不同的横向侧上。
可选地,该方法包括独立地控制所述第一底盘系统和第二底盘系统。
可选地,该方法包括接收来自所述第一底盘系统的板簧的应变仪输出信号和来自第二底盘系统的板簧的应变仪输出信号,并且基于来自第一和第二底盘系统的所述应变仪输出信号,向第一底盘系统的底盘装置发出底盘状态输入信号,并且基于来自第一和第二底盘系统的所述应变仪输出信号向第二系统的底盘装置发出底盘状态输入信号。
可选地,第一底盘系统的底盘装置的底盘状态输入信号可以与第二底盘系统的底盘装置的底盘状态输入信号相同。
可选地,第一底盘系统的底盘装置的底盘状态输入信号可以不同于第二底盘系统的底盘装置的底盘状态输入信号。
可选地,该方法包括基于应变仪输出信号来确定车辆的高度状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号的步骤包括向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态,在底盘系统的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的车辆的高度状态在预定的高度阈值内。
可选地,该方法包括基于应变仪输出信号来确定车辆的负载状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号的步骤包括向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态适合于如应变仪输出信号所指示的车辆的负载状态。
可选地,该方法包括基于应变仪输出信号来确定指示车辆的操纵事件发生的操纵状态,并且向底盘装置发出底盘状态输入信号的步骤包括向底盘装置发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统的运行状态适合于如应变仪输出信号所指示的车辆的操纵状态。
在另一方面,本发明提供一种底盘系统,该底盘系统适于布置在车辆的至少接地点和框架之间,该底盘系统包括板簧和底盘装置,该底盘装置适于接收底盘状态输入信号,并且响应于底盘状态输入信号来控制底盘装置的底盘状态。底盘系统包括应变仪,该应变仪被布置成提供指示板簧中的应变的应变仪输出信号,并且底盘装置被布置成接收基于应变仪输出信号而发出的底盘状态输入信号。
可选地,板簧包括应变仪,优选地,应变仪嵌入在板簧中。
可选地,底盘装置的状态可通过加压流体控制,优选地,底盘装置是液压或气动控制的。
可选地,底盘装置是悬挂装置,优选地,底盘装置是气动空气弹簧。
可选地,底盘装置是制动装置,优选地,底盘装置是气动制动缸。
在另一方面,本发明提供一种车辆,其包括如上文所述的控制单元和/或如上文所述的底盘系统。
可选地,车辆包括与车辆的至少一个接地点相关联的至少第一底盘系统,以及与车辆的至少另一个接地点相关联的第二底盘系统,其中优选地,所述一个接地点和所述另一个接地点位于车辆的不同的横向侧上。
可选地,第一底盘系统和第二底盘系统被布置为独立控制。
如关于本发明的一个方面所描述的特征和相应优点同样适用于本发明的其它方面(例如,关于控制单元所描述的特征同样适用于该方法,反之亦然),并且其所有组合将被包括在本公开中。
附图说明
参考附图,下面是作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。
在图中:
图1是可以实施底盘系统的车辆的示意图。
图2示出了底盘系统的实施例;
图3示意性地示出了控制单元的实施例;
图4示意性地示出了方法的实施例。
具体实施方式
下面将针对卡车200(诸如图1中所示的卡车)形式的车辆描述本发明。卡车200应该被视为车辆的示例,该车辆可以实施本发明的方法,或者该车辆可以包括根据本发明的控制单元和/或底盘组件。
然而,该方法、控制单元或底盘组件可以在多种不同类型的车辆诸如卡车、牵引车、小汽车、公共汽车、作业机械(诸如轮式装载机)或任何其它类型的建筑设备中实施。
车辆200包括具有在纵向方向上延伸的纵向轴线L、在横向方向上延伸的横向轴线T以及在竖直方向上延伸的竖直轴线V的车身。纵向轴线L、横向轴线T和竖直轴线V彼此垂直。此外,如图1所示,当车辆位于水平延伸的平坦表面上时,纵向方向L对应于车辆的预期行驶方向并且竖直方向V平行于竖直线。
纯粹作为示例,图1示意性地示出了包括两个底盘系统1、1'的卡车200,每个底盘系统1、1'包括板簧10、10'。底盘系统1、1'中的每一个都布置在相应的接地点P、P'和车辆200的框架(未示出)之间。
在图示的示例性实施例中,板簧10、10'布置在车轴300上。板簧10、10'通过在板簧10、10'的远端部分处的固定构件,诸如螺栓,固定到车辆框架。
在图1所示的示例中,每个底盘系统1、1'与车轮2、2'相关联,车轮2、2'构成位于车辆200的每个横向侧上的接地点P、P'。车轮2、2'是车辆200的前轮。在所示示例中,车轮2、2'布置到车轴300。
将理解的是,本描述同样适用于与车辆的其它车轮或接地点相关联的底盘系统,或者尤其适用于单个底盘系统。
图2示出了本发明的示例实施例,其应用于如图1所示的第一和第二底盘系统1、1'。将参考第一底盘系统1进行描述。将理解的是,描述也可以可选地应用于第二底盘系统1'。
如图2示意性所示,底盘系统包括应变仪14,其适于发出指示板簧10中的应变的应变仪输出信号。如图2所示,应变仪14可以嵌入在板簧10中。板簧10可以是具有至少一个嵌入式应变仪14的复合板簧。替代性地,应变仪14可以以能够发出应变仪输出信号的方式布置在板簧10处或邻近板簧10。
一个或多个应变仪元件可以被提供,以形成板簧10的应变仪14。
控制单元100适于从应变仪14接收应变仪输出信号,如图2中的虚线所示。控制单元100优选地是电子控制单元。控制单元可以布置在车辆200中或远离车辆200。
此外,控制单元100可适于从一个或多个辅助传感器接收信息。仅作为示例,所述一个或多个辅助传感器可以包括车辆传感器、地面状态传感器(例如倾角计)和/或用于确定车辆100的当前位置的装置中的至少一个。
此外,底盘系统1包括底盘装置20。控制单元100适于向底盘装置20发出底盘状态输入信号,如图2中的虚线所示,根据该底盘状态输入信号,底盘装置20呈现底盘状态。
控制单元100可以通过基于无线和/或有线的通信装置与应变仪14和/或底盘装置20和/或任何附加的一个或多个辅助传感器通信。
基于来自板簧10的板簧应变仪14的应变仪输出信号对底盘装置20的底盘状态的控制提供了底盘装置20的多种控制可能性。
例如,底盘装置20的底盘状态可以通过加压流体来控制。仅作为示例,底盘装置20可以是液压或气动控制的。在这种情况下,底盘状态输入信号包括液压或气动输入控制信号。
在图2的实施例中,底盘装置20是悬挂装置。此外,在所示实施例中,底盘装置20由气动空气弹簧实现。因此,由底盘状态输入信号控制的底盘装置20的底盘状态是,或至少是指示空气弹簧中的气动压力。
然而,可以想到将底盘装置20实施为另一种类型的悬挂装置,诸如阻尼器或止动装置。
仅作为示例,板簧10和底盘装置20可以可操作地连接到同一接地点P。从图1和图2可以看出,板簧10和底盘装置20经由车辆200的一个横向侧上的车轮2,可操作地连接到同一接地点P。举例来说,并且如在所示实施例中,底盘装置20可以直接或间接地作用在板簧10上。底盘装置20可以例如布置在板簧10和车辆200的框架之间。
在另一个未示出的示例中,底盘装置20可以是制动装置。例如,底盘装置20可以是气动制动缸。例如,原则上,指示板簧10中的应变的应变仪输出信号可以用于确定当前有效制动力,并且可以相应地调整与气动制动缸的底盘状态相对应的制动压力。因此,尽管仅作为示例,但是车辆的制动可以基于检测到的板簧10中的应变。
在非限制性示例中,底盘装置20和板簧10可以布置成使得底盘装置20的状态的变化导致板簧10中的应变的变化,并且控制单元100适于向底盘装置20发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态,在底盘系统1的运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧10中的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平。
因此,使用上述程序,可以设置最大板簧应变水平,从而使板簧10免于过度应变,并且从而确保在例如预定的时间段或使用周期内,板簧10的令人满意的功能。因此,该选项提供了避免板簧10磨损或断裂的可能性。
作为非限制性示例,控制单元100适于响应于当前应变仪输出信号连续发出底盘状态输入信号。例如,底盘装置20的底盘状态可以连续调适以便确保如应变仪输出信号所指示的板簧10的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平。因此,底盘装置20的底盘状态可以根据来自板簧10的应变仪14的输出而连续地调适。例如,使用上述程序,如果应变仪输出信号在车辆200行驶在不平坦的道路上时变化,则底盘装置20的底盘状态可以连续地调适,以便在在道路上行驶时避免板簧14过度应变。
作为另一个非限制性示例,底盘装置20的状态的变化导致板簧10中的应变的变化,并且控制单元100适于使用应变仪输出信号来确定具有预期持续时间的车辆运行状态,并且向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以在当前车辆运行状态的持续时间内呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态,在底盘系统1的该运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧10的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。因此,可以使用应变仪输出信号确定当前车辆运行状态,并且可以在车辆运行状态的预期持续时间内设置合适的底盘状态。例如,使用上述程序,如果应变仪输出信号指示车辆200在不平坦道路上行驶,则可以估计在该不平坦道路上行驶的持续时间,并且底盘装置20的底盘状态可以设置为被估计足以在不平坦道路上行驶的持续时间期间使板簧14免于过度应变的水平。
在另一个非限制性示例中,底盘装置20的状态的变化导致板簧10中的应变的变化,并且控制单元适于使用应变仪输出信号,来估计具有预期持续时间的未来车辆运行状态,并且向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以在未来车辆运行状态的持续时间内呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态,在底盘系统1的该运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧10的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。因此,可以使用应变仪输出信号估计未来车辆运行状态,并且可以在车辆运行状态的预期未来持续时间内设置合适的底盘状态。例如,使用上述程序,如果应变仪输出信号指示如果将来车辆200在不平坦的道路上行驶则板簧14有遭受过度应变的风险,则在这种不平坦的道路上行驶的未来发生以及其持续时间可以被估计,并且底盘装置20的底盘状态可以被设置为被估计足以在不平坦道路上行驶的未来持续时间期间使板簧14免于过度应变的水平。
在非限制性示例中,控制单元100被配置为基于应变仪输出信号确定车辆200的高度状态,并且向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态,在底盘系统1的该运行状态中,如应变仪输出信号所指示的车辆200的高度状态在预定高度阈值内。
例如,应变仪输出信号可以用于确定车辆200的高度状态,并且底盘装置20的底盘状态可以用于设置期望的高度。因此,此选项可用于实现车辆调平。
在非限制性示例中,控制单元100被配置为基于应变仪输出信号确定车辆200的负载状态,并且向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态适合于车辆的负载状态(如应变仪输出信号所指示的)。
适合于车辆200的负载状态的底盘系统的运行状态例如可以是减少不均匀装载的冲击的运行状态。
在另一个示例中,悬挂系统上增加的负载可能会促使车辆高度的调整。如果控制系统根据接收到的应变仪输出信号,确定车辆的负载已经增加,那么底盘系统对于负载状态的合适的运行状态可以是车辆高度增加的运行状态。为此,控制单元可以设置适合于所指示的负载状态的预定高度阈值。
为了区分应变仪输出信号的变化是否对应于例如实际负载差或实际高度差,控制单元可以利用额外的输入信号,例如指示车辆当前是否装载/卸载的信号、指示车辆速度的信号等。如上所述,为此,控制单元可以连接到一个或多个辅助传感器。
在非限制性示例中,控制单元100被配置为基于应变仪输出信号,确定指示车辆200的操纵事件发生的操纵状态,优选地,控制单元100适于向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态适合于车辆200的操纵状态(如应变仪输出信号所指示的)。
操纵状态通常描述车辆对驾驶员输入的响应和反应的方式以及例如车辆在道路上如何移动。操纵事件可以例如包括制动事件、转弯事件和加速事件,以及例如上坡驾驶事件或不平坦的道路事件。
仅作为示例,操纵状态可以是导致车辆负载在框架上重新分布的状态,并且适合操纵状态的运行状态可以是抵消负载在框架上的重新分布的运行状态。例如,如果操纵状态是导致负载向车辆前部重新分配的制动事件,则合适的运行状态可以是车辆前部相对于车辆后部升高的运行状态。
应当理解,为了确定上述车辆的不同状态,来自各种辅助传感器的信息可以与应变仪输出信号结合使用。
仅作为示例,除了使用应变仪输出信号向第二底盘系统发出底盘状态控制信号之外,控制单元可适于基于应变仪输出信号确定车辆的状态,并且向任何其它系统提供指示该状态的输出。
例如,控制单元100可适于基于应变仪输出信号确定车辆的高度状态,并且发出指示车辆高度状态(如应变仪输出信号所指示的)的高度状态输出信号。例如,这种高度状态输出信号可以用于作为显示车辆200的高度信息的系统的输入。
例如,控制单元100可适于基于应变仪输出信号,确定车辆200的负载状态,并且发出指示车辆200的负载状态(如应变仪输出信号所指示的)的负载状态输出信号。例如,这种负载状态输出信号可以用于作为显示车辆200的负载状态信息的系统和/或在车辆超载时发出警告的系统的输入。
例如,控制单元100可适于基于应变仪输出信号,确定指示车辆操纵事件发生的操纵状态,并且发出指示车辆操纵状态(如应变仪输出信号所指示的)的操纵状态输出信号。例如,这种操纵状态可以用于作为车辆自动操纵系统或多辆车辆的车队管理系统的输入。
仅作为示例,并且如图1-2所示,控制单元100可以被布置为控制多个底盘系统1、1'。仅作为示例,并且如图1-2所示,控制单元100可以被布置为控制与车辆200的至少一个接地点P相关联的第一底盘系统1,以及与车辆200的至少另一个接地点P'相关联的第二底盘系统1'。如上所述,第一底盘系统1包括具有板簧应变传感器14的板簧10,以及如上所述的底盘装置20。类似地,第二底盘系统1'包括具有板簧应变传感器14'的板簧10'和如上所述的底盘装置20'。在所示的示例中,接地点P、P'通过车轮2、2'与地面的接触来实现。
作为非限制性示例,第一底盘系统的一个接地点P和第二底盘系统的另一个接地点P'位于车辆200的不同的横向侧。
举例来说,并且如图1-2所示,控制单元100可以如以上所述一样被布置为控制车辆的前接地点P、P'中的每一个的底盘系统1、1'。在另一种选择中,控制单元100可以如以上所述一样被布置为控制车辆的所有接地点P、P'的底盘系统。
图3是示出了连接到板簧应变仪14和底盘装置20的控制单元100的示意流程图。如上所述,控制单元100可以通过有线或无线连接与板簧应变仪14和底盘装置20通信。
图4是根据本发明实施例的方法步骤的流程图。该方法步骤用于控制在至少接地点P和车辆200的框架之间的底盘系统1,其中底盘系统1包括板簧10和底盘装置20,底盘装置20适于接收底盘状态输入信号,并且响应于底盘状态输入信号来控制底盘装置20的底盘状态。在第一步骤S100中,该方法包括接收指示板簧10中的应变的应变仪输出信号,并且在第二步骤S200中,该方法包括向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以基于应变仪输出信号来呈现底盘状态。
除了上述之外,该方法的第二步骤S200可以,其中底盘装置20的状态的变化导致板簧10中的应变的变化,包括向底盘装置20发出底盘状态输入信号,以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致底盘系统1的运行状态,在底盘系统1的该运行状态中,如应变仪输出信号所指示的板簧10的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平S200。
从底盘系统1、车辆200和控制单元100的以上描述中,该方法的进一步修改和替代将是显而易见的。
尽管本发明已经参考其特定的示例性实施例进行了描述,但是对于本领域技术人员来说,许多不同的改变、修改等将变得显而易见。因此,应当理解,本发明不限于上述和附图中所示的实施例,本领域技术人员将认识到在所附权利要求的范围内可以做出许多改变和修改。
Claims (25)
1.一种用于控制在车辆(200)的至少接地点(P)和框架之间的底盘系统(1)的控制单元(100),所述底盘系统(1)包括板簧(10)和底盘装置(20),
所述底盘装置(20)适于接收底盘状态输入信号,并且响应于所述底盘状态输入信号来控制所述底盘装置(20)的底盘状态,
所述底盘系统(1)还包括应变仪(14),所述应变仪(14)适于发出指示所述板簧(10)中的应变的应变仪输出信号,其中
所述控制单元(100)适于接收所述应变仪输出信号,并且基于所述应变仪输出信号向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号。
2.根据权利要求1所述的控制单元,其中,所述底盘装置(20)的状态的变化导致所述板簧(10)中的应变的变化,其中所述控制单元(100)适于向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态,在所述底盘系统(1)的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述板簧(10)的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元,其中,所述控制单元(100)适于响应于当前应变仪输出信号而连续发出所述底盘状态输入信号。
4.根据权利要求1所述的控制单元,其中,所述底盘装置(20)的状态的变化导致所述板簧(10)中的应变的变化,其中所述控制单元(100)适于使用所述应变仪输出信号来确定具有预期持续时间的当前车辆运行状态,并且向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以在所述当前车辆运行状态的持续时间内呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态,在所述底盘系统(1)的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述板簧(10)的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
5.根据权利要求1所述的控制单元,其中,所述底盘装置(20)的状态的变化导致所述板簧(10)中的应变的变化,其中所述控制单元(100)适于使用所述应变仪输出信号来估计具有预期持续时间的未来车辆运行状态,并且向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以在所述未来车辆运行状态的持续时间内呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态,在所述底盘系统(1)的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述板簧(10)的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述底盘装置(20)的所述底盘状态能够通过加压流体来控制,优选地,所述底盘装置(20)是液压或气动控制的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述底盘装置(20)是悬挂装置,优选地,所述底盘装置(20)是气动空气弹簧。
8.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述底盘装置(20)是制动装置,优选地,所述底盘装置(20)是气动制动缸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述控制单元(100)被布置成控制与所述车辆(200)的至少一个接地点(P)相关联的第一底盘系统(1)以及与所述车辆的至少另一个接地点(P')相关联的第二底盘系统(1'),其中优选地,所述一个接地点(P)和所述另一个接地点(P')位于所述车辆(200)的不同的横向侧上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述控制单元(100)被配置为基于所述应变仪输出信号来确定所述车辆(200)的高度状态,并且向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态,在所述底盘系统(1)的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述车辆(200)的所述高度状态处于预定的高度阈值内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述控制单元(100)被配置为基于所述应变仪输出信号来确定所述车辆(200)的负载状态,并向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态适合于如所述应变仪输出信号所指示的所述车辆(200)的所述负载状态。
12.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元,其中,所述控制单元(100)被配置成基于所述应变仪输出信号来确定指示所述车辆(200)的操纵事件发生的操纵状态,优选地,所述控制单元(100)适于向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态适合于如所述应变仪输出信号所指示的所述车辆(200)的所述操纵状态。
13.一种用于控制在车辆(200)的至少接地点(P)和框架之间的底盘系统(1)的方法,所述底盘系统(1)包括板簧(10)和底盘装置(20),所述底盘装置(20)适于接收底盘状态输入信号,并且响应于所述底盘状态输入信号来控制所述底盘装置(20)的底盘状态,所述方法包括:
接收指示所述板簧(10)中的应变的应变仪输出信号(S100),
基于所述应变仪输出信号向所述底盘装置(20)发出底盘状态输入信号,以呈现底盘状态(S200)。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述底盘装置(20)的状态的变化导致所述板簧(10)中的应变的变化,并且其中,发出底盘状态输入信号的所述步骤包括:
向所述底盘装置(20)发出底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态,在所述底盘系统(1)的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述板簧(10)的应变等于或低于预定的最大板簧应变水平(S200)。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中,所述步骤以预定速率在持续进行的过程中执行。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,所述底盘装置(20)的状态的变化导致所述板簧(10)中的应变的变化,并且其中,所述方法包括使用所述应变仪输出信号来确定具有预期持续时间的当前车辆运行状态,并且发出所述底盘状态输入信号的所述步骤(S200)包括:
发出底盘状态输入信号,从而在所述当前车辆运行状态的持续时间内导致所述底盘系统的运行状态,在所述底盘系统的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述板簧(10)的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
17.根据权利要求13所述的方法,其中,所述底盘装置(20)的状态的变化导致所述板簧(10)中的应变的变化,并且其中,所述方法包括使用所述应变仪输出信号来估计具有预期持续时间的未来车辆运行状态,并且发出所述底盘状态输入信号的所述步骤(S200)包括:
发出底盘状态输入信号,从而在所述未来车辆运行状态的持续时间内导致所述底盘系统的运行状态,在所述底盘系统的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述板簧(10)的应变预期等于或低于预定的最大板簧应变水平。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法,其中,所述底盘装置(20)的所述底盘状态通过加压流体控制,优选地,所述底盘装置(20)是液压或气动控制的。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法,其中,所述底盘装置(20)是悬挂装置,优选地,所述底盘装置(20)是气动空气弹簧,或者其中,所述底盘装置(20)是制动装置,优选地,所述底盘装置(20)是气动制动缸。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法,包括控制与所述车辆(200)的至少一个接地点(P)相关联的第一底盘系统(1),以及控制与所述车辆的至少另一个接地点(P')相关联的第二底盘系统(1'),其中优选地,所述一个接地点(P)和所述另一个接地点(P')位于所述车辆(200)的不同的横向侧上。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的方法,所述方法包括基于所述应变仪输出信号来确定所述车辆(200)的高度状态,向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号的所述步骤(S200)包括向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态,在所述底盘系统(1)的运行状态中,如所述应变仪输出信号所指示的所述车辆(200)的所述高度状态在预定的高度阈值内。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法,所述方法包括基于所述应变仪输出信号来确定所述车辆(200)的负载状态,向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号的所述步骤(S200)包括向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态适合于如所述应变仪输出信号所指示的所述车辆(200)的所述负载状态。
23.根据权利要求13至22中任一项所述的方法,所述方法包括基于所述应变仪输出信号来确定指示所述车辆(200)的操纵事件发生的操纵状态,并且向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号的所述步骤(S200)包括向所述底盘装置(20)发出所述底盘状态输入信号以呈现如下底盘状态,所述底盘状态导致所述底盘系统(1)的运行状态适合于如所述应变仪输出信号所指示的所述车辆(200)的所述操纵状态。
24.一种底盘系统(1),适于布置在车辆(200)的至少接地点(P)和框架之间,所述底盘系统(1)包括:
板簧(10);以及
底盘装置(20),所述底盘装置(20)适于接收底盘状态输入信号,并且响应于所述底盘状态输入信号来控制所述底盘装置(20)的底盘状态,
其特征在于,
所述底盘系统(1)包括应变仪(14),所述应变仪(14)被布置成提供指示所述板簧(10)中的应变的应变仪输出信号,并且
所述底盘装置(20)被布置成接收基于所述应变仪输出信号而发出的底盘状态输入信号。
25.一种车辆,包括根据权利要求1至12中任一项所述的控制单元和/或根据权利要求24所述的底盘系统。
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