CN1485224A - 用于防车尾下座控制的电子控制悬挂装置 - Google Patents

用于防车尾下座控制的电子控制悬挂装置 Download PDF

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Abstract

一种电子控制悬挂装置的电子控制单元，具有一个确定部件，用于确定TPS信号是否增加到比第一参考值大以及用于确定TPS信号是否降低到比第二参考值小；和一个减震器控制部件，其根据确定结果调节前减震器的阻尼力。当确定部件确定TPS信号增加到大于第一参考值时，减震器控制部件设置前减震器为硬回弹模式，然后当确定部件确定TPS信号降低到变得比第二参考值小时，减震器控制部件设置前减震器为硬压缩模式。

Description

用于防车尾下座控制的电子控制悬挂装置
技术领域
本发明涉及一种电子控制悬挂(ECS)装置；特别是涉及一种能够执行防车尾下座(anti-squat)控制的电子控制悬挂装置，其控制方式可以抑制车辆的车尾下座及其随后的车头下座(dive)。
背景技术
一般来说，电子控制悬挂(ECS)装置是安装在轮轴与车体之间的，以便其吸收对车轴施加的道路冲击，从而保护货物不受损坏，并且改善乘坐的舒适性。此外，ECS装置控制车体经受由例如车辆转弯、加速或减速引起的力度的姿态(例如摇摆、车尾下座或车头下座)。
为了执行这种车辆姿态的控制，所述悬挂装置根据驾驶状况例如车辆的速度、加速度和减速度以及路面状况，通过启动安装在其中的可调减震器的(例如步进马达型或电磁线圈型)促动器来调节可调减震器的阻尼力。
例如，具有步进马达型促动器的可调减震器设有一个操纵杆，可由促动器以某一角度向右或向左旋转。并且所述可调减震器中的阻尼孔的有效横截面区域根据该控制杆的旋转而变化，这会导致可调减震器的阻尼力的变化。这些可调减震器通常分为两类。一类是逆向(reverse)型，其中回弹(rebound)阻尼力和压缩阻尼力是单独控制的。另一类是普通型，其中回弹阻尼力和压缩阻尼力被同时增加或减少。
通过调节阻尼力，逆向型减震器有选择地产生三种减震器设置，即硬回弹软压缩(以下称作H/S)、软回弹软压缩(以下称作S/S)和软回弹硬压缩(以下称作S/H)。而普通型减震器有选择地产生两种减震器设置，即硬回弹硬压缩(以下称作H/H)和S/S。
参考图1，示出了一种传统的用于防车尾下座控制的ECS装置，该装置包括用于产生代表节流阀开启角度的电信号的节流阀位置传感器(TPS)10、电子控制单元(ECU)20、前左和前右减震器30F以及后左和后右减震器30R。
传统的ECS装置依下列方式执行防车尾下座控制：首先，当ECU20确定从TPS10产生的TPS信号变得大于一个预定的阈值时(图2中的(a))，其通过启动制动器来改变前后减震器30F、30R的阻尼力(图2中的(b)和(c))。例如，如果TPS信号大于所述阈值并且前后减震器30F、30R是逆向型减震器时，所述ECU20设置前面的可调减震器30F为H/S模式，以提供硬回弹软压缩行程，并且设置后面的减震器30R为S/H模式，以提供软回弹硬压缩行程。相反，如果前后减震器30F、30R为普通型减震器，则ECU20设置前后减震器30F、30R为H/H模式，以提供硬回弹硬压缩行程。
ECU20增加或减少减震器的阻尼力一固定的量、或者是与TPS信号或其微分值的级别成比例的量。此外，在一预定时间周期即控制时间T1之后，所述减震器被再次设置为S/S模式，以便可以恢复乘坐的舒适性。
在这种传统的ECS装置中，当TPS信号增加时发生的车尾下座(或升起)可以得到抑制；但是不能抑制车头下座，即发生在释放加速踏板时车辆车头部分的降低，因此TPS信号再次降低，并且车辆不能再加速(参见图2中的(d))，使得乘坐舒适性降低。图2中，为了简化假定车辆从时间t0到t1在加速。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种用于防车尾下座控制的ECS装置，其可以抑制当TPS信号增大时发生的车尾下座、以及TPS信号增大后其减小时发生的车辆车头部分的下沉。
本发明的另一个目的是提供一种用于防车尾下座控制的ECS装置，其可以抑制当TPS信号的微分值增大时发生的车尾下座、以及TPS信号的微分值增大后其减小时发生的车辆车头部分的下沉。
根据本发明的一个优选实施例，提供了一种电子控制悬挂装置，包括：
一个节流阀位置传感器，用于产生代表节流阀开启量的TPS信号；
至少一个安装在车体前部的前减震器；以及
一个电子控制单元，包括：
一个确定部件，用于确定所述TPS信号是否增加到比第一参考值大以及用于确定所述TPS信号是否降低到比第二参考值小；和
一个减震器控制部件，其根据所述确定部件的确定结果调节所述至少一个前减震器的阻尼力，
其中当所述确定部件确定所述TPS信号增加到大于第一参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为硬回弹模式，以便在第一控制时间周期内产生硬回弹行程，然后当所述确定部件确定所述TPS信号降低到变得比第二参考值小时，所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为硬压缩模式，以便在第二控制时间周期产生硬压缩行程。
根据本发明的另一个优选实施例，提供了一种电子控制悬挂装置，包括：
一个节流阀位置传感器，用于产生代表节流阀开启量的TPS信号；
至少一个安装在车体前部的前减震器；以及
一个电子控制单元，包括：
一个微分部件，用于对所述TPS信号进行微分；
一个确定部件，用于确定所述微分的TPS信号是否增加到比第一参考值大以及用于确定所述TPS信号是否降低到比第二参考值小；和
一个减震器控制部件，其根据所述确定部件的确定结果调节所述至少一个前减震器的阻尼力，
其中，当所述确定部件确定所述微分的TPS信号增加到大于第一参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为硬回弹模式，以便在第一控制时间周期内产生硬回弹行程，然后当所述确定部件确定所述微分的TPS信号降低到变得比第二参考值小时，所述减震器控制部件在第二控制时间周期设置所述至少一个前减震器为硬压缩模式。
附图的简要说明
本发明的上述和其他目的及特征从以下结合附图对给出的优选实施例的描述中将变得更为明显，附图中：
图1是一种传统的用于防车尾下座控制的ECS装置的方块图；
图2示出了说明由所述传统的ECS装置提供的阻尼力的分布和车辆车头部分的竖直位移的曲线图；
图3示出根据本发明的第一优选实施例用于防车尾下座控制的ECS装置的方块图；
图4示出由第一优选实施例的ECS装置提供的阻尼力分布的曲线图；
图5示出根据本发明的第二优选实施例用于防车尾下座控制的ECS装置的方块图；
图6示出由第二优选实施例的ECS装置提供的阻尼力分布的曲线图。
优选实施例的详细说明
下面将参考附图对本发明的优选实施例进行详细说明，其中图3至6中出现的相同部分由相同的参考标记表示。
参考图3，示出了根据本发明的第一优选实施例用于防车尾下座控制的ECS(电子控制悬挂)装置。所述用于防车尾下座控制的ECS装置包括一个用于产生代表节流阀开启度(或量)的电TPS信号的TPS(节流阀位置传感器)100，一个用于产生代表车速的速度信号的车速传感器105，一个ECU(电子控制单元)110，前左和前右减震器130F以及后左和后右减震器130R。
所述ECU 110响应由TPS 100产生的TPS信号，并且可选地根据由车速传感器105产生的速度信号确定减震器130F、130R的阻尼力。然后，ECU 110根据由此确定的阻尼力，通过启动减震器130F、130R的促动器(未示出)来调节前后减震器130F、130R的阻尼力。
所述ECU 110设置有一个确定部件111，其确定所述TPS信号是否增加到比第一参考值大，同时确定所述TPS信号是否降低到比第二参考值小；和一个减震器控制部件113，其根据由所述确定部件111做出的确定结果来调节减震器130F、130R的阻尼力。
下面将参考图4来说明本发明的ECS装置的操作，图4示出了由ECS装置提供的阻尼力控制分布图。
首先，从TPS 100和车速传感器105发送TPS及速度信号到所述确定部件111，在所述确定部件111中，增加的TPS信号与第一参考值RV1作比较，降低的TPS信号与第二参考值RV2作比较，其中所述第一参考值RV1不同于第二参考值RV2，并且最好是大于第二参考值RV2。如果所述确定部件111在时间t0确定出所述TPS信号增加到超过第一参考值RV1(参见图4中的(a))，则所述确定部件111发送一个防车尾下座信号给减震器控制部件113，以便以如后面所述的防车尾下座模式操作减震器130F、130R。然后，减震器控制部件113响应该防车尾下座信号，基本上在时间t0调节减震器130F、130R的阻尼力以抑制车尾下座。
如图4中的(b)和(c)所示，在减震器130F、130R是逆向型减震器的情况下，所述减震器控制部件113设置前减震器130F为H/S模式，并且从时间t0到t1(即在控制时间周期T1内)一直保持这种减震器设置，以提供硬回弹及软压缩行程，并且设置后减震器130R为S/H模式，并且在控制时间周期T1内一直保持这种减震器设置，以提供软回弹及硬压缩行程。
相反，如果减震器130F、130R是普通型减震器，则所述减震器控制部件113设置前后减震器130F、130R为H/H模式，并且在控制时间周期T1内一直保持这种减震器设置，以提供硬回弹及硬压缩行程。
在控制时间T1之后，确定部件111发送一还原信号给减震器控制部件113。然后，减震器控制部件113再将前后减震器130F、130R设置为S/S模式，并且保持这一减震器设置直到确定部件111确定所述TPS信号在时间t2降低到比第二参考值RV2小(参见图4中的(a))。
如果确定部件111做出这一确定，则其发送一防车头下座信号给减震器控制部件113，以便按如下所述以防车头下座模式操作减震器130F、130R。然后，减震器控制部件113基本上在时间t2调节减震器130F、130R的阻尼力，以便抑制车头下座。
如图4中(b)和(c)所示，当减震器130F、130R是逆向型减震器时，所述减震器控制部件113设置前减震器130F为S/H模式，并且从时间t2到t3(即在控制时间周期T2内)一直保持这种减震器设置，以提供软回弹及硬压缩行程，并且在控制时间周期T2内设置后减震器130R为H/S模式，以提供硬回弹及软压缩行程。
相反，如果减震器130F、130R是普通型减震器，则所述减震器控制部件113在控制时间周期T2内设置减震器130F、130R为H/H模式，以提供硬回弹及硬压缩行程。
在控制时间T2之后，确定部件111发送一还原信号给减震器控制部件113。然后，减震器控制部件113将前后减震器130F、130R设置为S/S模式，并且保持这一减震器设置直到确定部件111确定所述TPS信号再次增加到比第一参考值RV1大。
阻尼力度(即减震器的硬度和/或软度)最好是设置为常量而与车速无关。然而，在本发明中，确定部件111更适宜根据车速传感器105发送的速度信号来确定减震器130F、130R的阻尼力度。在这种情况下，从确定部件111发送给减震器控制部件113的防车尾下座和防车头下座信号需要携带关于阻尼力度的信息。例如，由于车尾下座和车头下座量有可能在车速较低时变大，从而可以使阻尼力度在时间t0或时间t2与车速成反比例而变化。特别是，假设在逆向型前减震器的情况下，如果车速在时间t0较低，则可以在控制时间周期T1内分别使所述减震器的回弹和压缩更硬和更软。类似地，在时间t2车速较低时，可以在控制时间周期T2内控制所述逆向型前减震器的回弹和压缩更软和更硬。所述逆向型和普通型减震器的后减震器可以以类似方式进行控制。此外，控制时间周期T1和T2的长度可以根据由车速传感器105检测到的车速而改变。更可取地，所述控制时间周期T1和T2的长度分别设置成在时间t0和t2与车速成反比。
此外，如果时间t2在时间t1之前，所述确定部件111在时间t2发送防车头下座信号给减震器控制部件113而不发送还原信号，以便防车尾下座控制停止，而基本上在时间t2开始防车头下座控制。
如上所述，根据本发明的第一优选实施例用于防车尾下座控制的ECS装置，在所述TPS信号降低到比第二参考值小时，在控制时间周期T2内设置所述减震器为防车头下座模式。因此，通常当所述TPS信号上升之后下降时所发生的车辆前部的突然下降可以得到抑制。
参考图5，示出了根据本发明的第二优选实施例用于防车尾下座控制的ECS装置。所述第二优选实施例的用于防车尾下座控制的ECS装置包括一个用于产生代表节流阀开启度(或量)的电子TPS信号的节流阀位置传感器(TPS)200，一个用于产生代表车速的速度信号的车速传感器205，一个电子控制单元(ECU)210，前左和前右减震器230F以及后左和后右减震器230R。
所述ECU 210响应由TPS 200产生的TPS信号，并且可选地根据由车速传感器205产生的速度信号确定减震器230F、230R的阻尼力。然后，ECU 210根据由此确定的阻尼力，通过启动减震器230F、230R的促动器(未示出)来调节前后减震器230F、230R的阻尼力。
所述ECU 210设置有一个微分部件211，其对从TPS 200产生的TPS信号进行微分；一个低通滤波器212，其消除所述微分TPS信号中的噪声；一个确定部件213，其确定所述从低通滤波器212发送的经处理的TPS信号是否增加到比第一参考值大，同时确定所述经处理的TPS信号是否降低到比第二参考值小；和一个减震器控制部件215，其根据由所述确定部件213做出的确定结果来调节减震器230F、230R的阻尼力。
下面将参考图6来说明第二优选实施例的ECS装置的操作，图6示出了由所述ECS装置提供的阻尼力控制分布图。
首先，从TPS 200发送TPS信号到所述微分部件211，在所述微分部件211对TPS信号进行微分，并且从所述车速传感器205发送速度信号到所述确定部件213。所述微分TPS信号被发送至低通滤波器212，其消除微分TPS信号中的噪声。从低通滤波器212产生的TPS信号的微分值被发送至确定部件213，在所述确定部件213中，增加的TPS信号的微分值与第一参考值RV3作比较，降低的TPS信号的微分值与第二参考值RV4作比较。如果所述确定部件213确定在时间t0’所述TPS信号增加到超过第一参考值RV1(参见图6中的(b))，则所述确定部件213发送一个防车尾下座信号给减震器控制部件215，以便以如后面所述的防车尾下座模式操作减震器230F、230R。然后，减震器控制部件113响应该防车尾下座信号基本上在时间t0’调节减震器230F、230R的阻尼力以抑制车尾下座。
如图6中的(c)和(d)所示，在减震器130F、130R是逆向型减震器时，所述减震器控制部件215设置前减震器230F为H/S模式，并且从时间t0’到t1’(即在控制时间周期T3内)一直保持这种减震器设置，以提供硬回弹及软压缩行程，并且设置后减震器230R为S/H模式，并且在控制时间周期T3内一直保持这种减震器设置，以提供软回弹及硬压缩行程。
相反，如果减震器230F、230R是普通型减震器，则所述减震器控制部件215设置前后减震器230F、230R为H/H模式，并且在控制时间周期T3内一直保持这种减震器设置，以提供硬回弹及硬压缩行程。
在控制时间T3之后，确定部件213发送一还原信号给减震器控制部件215。然后，减震器控制部件215再将前后减震器230F、230R设置为S/S模式，并且保持这一减震器设置直到确定部件213确定在时间t2’所述TPS信号的微分值降低到比第二参考值RV4小(参见图6中的(b))。
如果确定部件213做出这一确定，则其发送一防车头下座信号给减震器控制部件215，以便按如下所述以防车头下座模式操作减震器230F、230R。然后，减震器控制部件215基本上在时间t2’调节减震器230F、230R的阻尼力以便抑制车头下座。
如图6中(c)和(d)所示，当减震器230F、230R是逆向型减震器时，所述减震器控制部件215设置前减震器230F为S/H模式，并且从时间t2’到t3’(即在控制时间周期T4内)一直保持这种减震器设置，以提供软回弹及硬压缩行程，并且在控制时间周期T4内设置后减震器230R为H/S模式，以提供硬回弹及软压缩行程。
相反，如果减震器230F、230R是普通型减震器，则所述减震器控制部件215在控制时间T4内设置减震器230F、230R为H/H模式，以提供硬回弹及硬压缩行程。
在控制时间T4之后，确定部件213发送还原信号给减震器控制部件215。然后，减震器控制部件215将前后减震器230F、230R设置为S/S模式，并且保持这一减震器设置直到确定部件213确定所述TPS信号的微分值再次增加到比第一参考值RV3大。
阻尼力度(即减震器的硬度和/或软度)最好可以设置为常量而与车速无关。然而，在本发明中，确定部件213更适宜根据车速传感器205发送的速度信号来确定减震器230F、230R的阻尼力度。在这种情况下，从确定部件213发送给减震器控制部件215的防车尾下座和防车头下座信号需要携带关于阻尼力度的信息。例如，由于车尾下座和车头下座量有可能在车速较低时变大，因此可以使阻尼力度在时间t0’或时间t2’与车速成反比例而变化。特别是，在逆向型前减震器的情况下，如果车速在时间t0’较低，则可以在控制时间周期T3内分别使所述减震器的回弹和压缩更硬和更软。类似地，在时间t2’车速较低时，可以在控制时间周期T4内控制所述逆向型前减震器的回弹和压缩更软和更硬。所述逆向型和普通型减震器的后减震器可以以类似方式进行控制。此外，控制时间周期T3和T4的长度可以根据由车速传感器205检测到的车速而改变。更可取地，所述控制时间周期T3和T4的长度分别设置成在时间t0’和t2’与车速成反比。
此外，如果时间t2’在时间t1’之前，所述确定部件213在时间t2’发送防车头下座信号给减震器控制部件215而不发送还原信号，以便防车尾下座控制停止，而在时间t2’开始防车头下座控制。
如上所述，根据本发明的第二优选实施例用于防车尾下座控制的ECS装置，在所述经处理的TPS信号降低到比第二参考值小时，在控制时间周期T4内设置所述减震器为防车头下座模式。因此，当所述经处理的TPS信号上升之后下降时通常发生的车辆前部的突然下降可以得到抑制。
虽然已就优选实施例对本发明进行了表述和说明，本领域技术人员将会理解，在不背离根据下面的权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对其作出各种变化和修改。

Claims (9)

1、一种电子控制悬挂装置，包括：
一个节流阀位置传感器，用于产生代表节流阀开启量的TPS信号；
至少一个前减震器，安装在车体前部；以及
一个电子控制单元，包括：
一个确定部件，用于确定所述TPS信号是否增加到大于第一参考值、以及用于确定所述TPS信号是否降低到小于第二参考值；和
一个减震器控制部件，其根据所述确定部件的确定结果调节
所述至少一个前减震器的阻尼力，
其中，当所述确定部件确定所述TPS信号增加到大于第一参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为硬回弹模式，以便在第一控制时间周期内产生硬回弹行程，然后当所述确定部件确定所述TPS信号降低到小于第二参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为硬压缩模式，以便在第二控制时间周期产生硬压缩行程。
2.根据权利要求1所述的电子控制悬挂装置，其中，所述确定部件允许所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为软回弹及软压缩模式，以便在第二控制时间周期之后产生软回弹及软压缩行程。
3.根据权利要求1所述的电子控制悬挂装置，进一步包括一个车速传感器，用于产生代表车速并被发送至所述确定部件的速度信号，其中所述电子控制单元以阻尼力度与所述车速成反比例而变化的方式来调节阻尼力。
4.根据权利要求1所述的电子控制悬挂装置，进一步包括安装在车辆后部的至少一个后减震器，其中所述减震器控制部件根据由确定部件做出的确定结果来调节所述至少一个后减震器的阻尼力，并且其中当所述确定部件确定所述TPS信号增加到大于第一参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个后减震器为硬压缩模式，以便在第一控制时间周期内产生硬压缩行程，然后当所述确定部件确定所述TPS信号降低到小于第二参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个后减震器为硬回弹模式，以便在第二控制时间周期产生硬回弹行程。
5.根据权利要求1所述的电子控制悬挂装置，其中所述第一参考值大于所述第二参考值。
6.一种电子控制悬挂装置，包括：
一个节流阀位置传感器，用于产生代表节流阀开启量的TPS信号；
至少一个安装在车体前部的前减震器；以及
一个电子控制单元，包括：
一个微分部件，用于对所述TPS信号进行微分；
一个确定部件，用于确定所述微分的TPS信号是否增加到大于第一参考值、以及用于确定所述TPS信号是否降低到小于第二参考值；和
一个减震器控制部件，其根据所述确定部件的确定结果调节所述至少一个前减震器的阻尼力，
其中，当所述确定部件确定所述微分的TPS信号增加到大于第一参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为硬回弹模式，以便在第一控制时间周期内产生硬回弹行程，然后当所述确定部件确定所述微分的TPS信号降低到小于第二参考值时，所述减震器控制部件在第二控制时间周期内设置所述至少一个前减震器为硬压缩模式。
7.根据权利要求6所述的电子控制悬挂装置，其中，该确定部件允许所述减震器控制部件设置所述至少一个前减震器为软回弹及软压缩模式，以便在第二控制时间周期之后产生软回弹及软压缩行程。
8.根据权利要求6所述的电子控制悬挂装置，进一步包括一个车速传感器，用于产生代表车速并被发送至所述确定部件的速度信号，其中所述电子控制单元以阻尼力度与所述车速成反比例而变化的方式来调节阻尼力。
9.根据权利要求6所述的电子控制悬挂装置，进一步包括安装在车辆后部的至少一个后减震器，其中，所述减震器控制部件根据由确定部件做出的确定结果来调节所述至少一个后减震器的阻尼力，并且其中当所述确定部件确定所述微分TPS信号大于第一参考值时，所述减震器控制部件设置所述至少一个后减震器为硬压缩模式，以便在第一控制时间周期内产生硬压缩行程，然后当所述确定部件确定所述微分的TPS信号小于第二参考值时，所述减震器控制部件在第二控制时间周期内设置所述至少一个后减震器为硬回弹模式。
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