DE102017212155A1

DE102017212155A1 - Vorrichtung und verfahren zum schätzen der dämpferkraft und der dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven aufhängungssystem

Info

Publication number: DE102017212155A1
Application number: DE102017212155.6A
Authority: DE
Inventors: Seung Hwan Jeong
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2018-01-18
Also published as: CN107627804A; KR20180009169A; US10421330B2; CN107627804B; US20180015802A1; KR101907105B1

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Schätzen einer Dämpferkraft und einer Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem. Ein erster und ein zweiter Drucksensor (P1, P2) erfassen Drücken einer Rückprallkammer (111, 511, 711) und einer Kompressionskammer (112, 512, 712) eines Dämpfers (100, 500, 700) in dem aktiven Aufhängungssystem. Eine Steuervorrichtung berechnet die Dämpferkraft unter Verwendung der Drücke und von effektiven Hydraulikdruckflächen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) und die Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung von Druck-Fluidraten-Charakteristiken eines ersten bis dritten Ventilsatzes (VS1, VS2, VS3) und der Drücke der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) derart, dass eine Summe von Fluidraten in einem Knoten, der zwischen irgendeinem von dem ersten bis dritten Ventilsatz (VS1, VS2, VS3) und der Rückprallkammer (111, 511, 711) oder der Kompressionskammer (112, 512, 712) verbunden ist, gleich null ist, wobei der erste bis dritte Ventilsatz (VS1, VS2, VS3) zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem Akkumulator (400), zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) oder zwischen der Kompressionskammer (112, 512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden sind.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0090731 , die am 18. Juli 2016 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit einbezogen wird.
HINTERGRUND
Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem, die in der Lage sind, die Dämpferkraft und die Dämpfergeschwindigkeit unter geringen Kosten durch Verwendung von Charakteristiken eines Dämpfers, einer Druckmessung und hydraulischen Charakteristiken von Ventilsätzen, die mit dem Dämpfer verbunden sind, ohne Einbeziehung eines separaten externen Sensors zu schätzen.
Beschreibung
Im Allgemeinen ist eine Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs eine Vorrichtung, die eine Achse und ein Chassis verbindet und die Übertragung von Vibrationen oder Stößen zu dem Chassis während des Fahrens des Fahrzeugs unterdrückt, um eine Beschädigung des Chassis oder der Fracht zu verhindern und die Fahrqualität zu verbessern.
Die Aufhängungsvorrichtung enthält eine Chassisfeder und einen Dämpfer, der freie Vibrationen der Chassisfeder dämpft. Um die Dämpfungskraft des Dämpfers zu steuern, ist es erforderlich, die Dämpfergeschwindigkeit zu schätzen.
Ein hydraulisches System enthält verschiedene Sensoren wie einen Sensor, der einen Druck eines Hauptzylinders erfasst, einen Sensor, der Hydraulikdruck erfasst, und einen Sensor, der eine Temperatur von Hauptvorrichtungen wie eines Motors erfasst.
Das US-Patent Nr. 7 386 378 B2 (registriert am 10. Juni 2008 unter dem Titel ”Lineare Steuerung einer Automobilaufhängung”) offenbart ein Steuerverfahren des Erzeugens einer aktiven Kraft durch Durchführen eines Verfahrens des Steuerns eines stromgesteuerten Kolbens, eines kontinuierlich variablen semiaktiven CSVA-Aufhängungsventils und eines CVSA-Basisaufhängungsventils.
Im Allgemeinen werden in dem Fall eines hydraulischen Systems Druckströmungsraten-Charakteristiken gemäß einer Temperatur eines Fluids geändert. Als eine Folge kann selbst unter den gleichen Strombedingungen eine Differenz in der von einem Dämpfer erzeugten Kraft auftreten. Zusätzlich wird, da eine Hysterese gemäß der Kompression und des Rückpralls des Dämpfers erzeugt wird, eine Differenz in einer von dem Dämpfer erzeugten Kraft gemäß dem Hub des Dämpfers erzeugt.
Bei dem im US-Patent Nr. 7 386 378 B2 offenbarten Steuerverfahren werden Charakteristiken des vorbeschriebenen hydraulischen Systems nicht in Betracht gezogen, und somit ist es unmöglich, eine Beschränkung des hydraulischen Systems selbst zu überwinden. Das heißt, eine Änderung der Dämpferkraft gemäß einer Zuführung eines Ventilstroms kann nicht ermittelt werden ohne Berücksichtigung einer Temperatur eines Fluids und der Hysterese gemäß einer Kompression und eines Rückpralls eines Dämpfers. Ein separater externer Sensor ist erforderlich, um die Dämpferkraft und die Dämpfergeschwindigkeit zu erfassen.
Das koreanische Patent Nr. 10-0947288 (registriert am 5. März 2010 unter dem Titel ”Sensormodul enthaltend einen Beschleunigungssensor und einen Sensor für relative Versetzung, mit diesem versehener Dämpfer, dieses enthaltendes, elektronisch gesteuertes Aufhängungssystem, und Verfahren zum Steuern der Fahrzeugbetätigung unter Verwendung desselben”) offenbart ein Beispiel, bei dem die Dämpferkraft und die Dämpfergeschwindigkeit erfasst werden unter Verwendung eines derartigen separaten externen Sensors. Das koreanische Patent Nr. 10-0947288 offenbart einen Dämpfer enthaltend ein Sensormodul, das mit einem Beschleunigungssensor eingebettet ist, der eine Beschleunigung in einer Z-Achsenrichtung erfasst, und einen Versetzungssensor, der eine Versetzung einer Kolbenstange erfasst und mit einer Stangenführung gekoppelt ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, wurde in der Vergangenheit die Dämpfergeschwindigkeit geschätzt durch Abdichten eines oberen Endes eines Zylinders und Hinzufügen eines Beschleunigungssensors und eines Versetzungssensors zu einer Stangenführung mit einem Loch, in das eine Kolbenstange eingesetzt ist.
Jedoch kann, wenn, wie in der Vergangenheit ein derartiger separater externer Sensor verwendet wird, die Dämpfergeschwindigkeit geschätzt werden, aber die Installierbarkeit ist gering und Kosten werden erhöht aufgrund der Hinzufügung des separaten externen Sensors, was zu einer Erhöhung einer Operationsmenge führt.
KURZFASSUNG
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem nach der vorliegenden Offenbarung vorgesehen.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung sehen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem vor, die in der Lage sind, die Dämpferkraft und die Dämpfergeschwindigkeit ohne Verwendung eines separaten externen Sensors zu schätzen.
Auch sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem vorgesehen, die die Dämpferkraft durch Verwendung von zwei Drucksensoren, die grundsätzlich in einem Dämpfer installiert sind, berechnen, die Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung der berechneten Dämpferkraft und einer Strömungsrate eines hydraulischen Systems schätzen und in der Lage sind, die geschätzte Dämpfergeschwindigkeit zu verwenden, um den Dämpfer zu steuern.
Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die vorgenannte Beschreibung beschränkt, und andere Aufgaben, die hier nicht explizit offenbart sind, sind für den Fachmann anhand der nachfolgenden Beschreibung klar verständlich.
Gemäß einem Aspekt kann eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem enthalten: einen ersten und einen zweiten Drucksensor zum Erfassen von Drücken einer Rückprallkammer bzw. einer Kompressionskammer eines Dämpfers in dem aktiven Aufhängungssystem; und eine Steuervorrichtung zum Berechnen der Dämpferkraft unter Verwendung der Drücke und der effektiven Hydraulikdruckflächen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer und zum Berechnen der Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung von Druck-Fluidraten-Charakteristiken eines ersten bis dritten Ventilsatzes und der Drücke der Rückprallkammer und der Kompressionskammer derart, dass eine Summe von Fluidraten in einem Knoten, der zwischen irgendeinem von dem ersten bis dritten Ventilsatz und der Rückprallkammer oder der Kompressionskammer verbunden ist, null ist, wobei der erste bis dritte Ventilsatz zwischen der Rückprallkammer und einem Akkumulator, zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer oder zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden sind.
Die Steuervorrichtung kann die Dämpferkraft anhand einer Differenz zwischen einer Multiplikation aus der effektiven Hydraulikdruckfläche und dem Druck der Rückprallkammer und einer Multiplikation aus der effektiven Hydraulikdruckfläche und dem Druck der Kompressionskammer berechnen.
Die Steuervorrichtung kann die Dämpfergeschwindigkeit mit Bezug auf den mit der Rückprallkammer verbundenen Knoten berechnen.
Die Steuervorrichtung kann die Dämpfergeschwindigkeit anhand eines Verhältnisses der effektiven Hydraulikdruckfläche der Rückprallkammer zu einer Strömungsrate von aus der Rückprallkammer ausgegebenem Fluid berechnen.
Die Steuervorrichtung kann die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe einer Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz, der mit der Rückprallkammer und dem Akkumulator verbunden ist, und einer Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer verbunden ist, berechnen, wobei die Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck des Akkumulators bewirkt wird, und die Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck der Kompressionskammer bewirkt wird.
Der erste Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein drittes Rückschlagventil und eine Pumpe enthalten, der zweite Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer verbunden ist, kann ein erstes Rückschlagventil, ein erstes Ausblasventil und ein erstes semiaktives Ventil enthalten, und der dritte Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein zweites Rückschlagventil, ein zweites Ausblasventil und ein zweites semiaktives Ventil enthalten.
Die Steuervorrichtung kann die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe von einer Strömungsrate von durch die Pumpe ausgegebenem Fluid und Strömungsraten mit Bezug auf das erste Rückschlagventil, das erste Ausblasventil und das erste semiaktive Ventil, bewirkt durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck der Kompressionskammer, berechnen.
Der erste Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein erstes Rückschlagventil und eine Pumpe enthalten, der zweite Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer verbunden ist, kann in einem Kolben des Dämpfers angeordnet sein und ein erstes Solenoidventil und ein erstes Ausblasventil enthalten, und der dritte Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator enthalten ist, kann ein zweites Rückschlagventil und ein zweites Solenoidventil enthalten.
Die Steuervorrichtung kann die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe von einer Strömungsrate von von der Pumpe ausgegebenem Fluid, Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil und das erste Ausblasventil, und einer Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil berechnen, wobei die Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil und das erste Ausblasventil durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck der Kompressionskammer bewirkt wird, und die Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil durch den erfassten Druck der Rückprallkammer und den erfassten Druck des Akkumulators bewirkt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt kann ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem enthalten: Erfassen von Drücken einer Rückprallkammer und einer Kompressionskammer eines Dämpfers in dem aktiven Aufhängungssystem; Berechnen der Dämpferkraft unter Verwendung der Drücke und der effektiven Hydraulikdruckflächen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer; und Berechnen der Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung von Druck-Fluidraten-Charakteristiken eines ersten bis dritten Ventils und der Drücke der Rückprallkammer und der Kompressionskammer derart, dass eine Summe von Fluidraten in einem Knoten, der zwischen der Rückprallkammer oder der Kompressionskammer und einem beliebigen von dem ersten bis dritten Ventilsatz verbunden ist, null ist, wobei der erste bis dritte Ventilsatz zwischen der Rückprallkammer und einem Akkumulator, zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer oder zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden sind.
Bei der Berechnung der Dämpferkraft kann die Dämpferkraft anhand einer Differenz zwischen einer Multiplikation der effektiven Hydraulikdruckfläche und des Drucks der Rückprallkammer und einer Multiplikation der effektiven Hydraulikdruckfläche und des Drucks der Kompressionskammer berechnet werden.
Bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit kann die Dämpfergeschwindigkeit mit Bezug auf einen Knoten, der mit der Rückprallkammer verbunden ist, berechnet werden.
Bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit kann die Dämpfergeschwindigkeit anhand eines Verhältnisses der effektiven Hydraulikdruckfläche der Rückprallkammer zu einer Strömungsrate von von der Rückprallkammer ausgegebenem Fluid berechnet werden.
Bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit kann die Dämpfergeschwindigkeit anhand einer Summe aus einer Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und dem Akkumulator verbunden ist, und einer Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer verbunden ist, berechnet werden, wobei die Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz durch eine Differenz zwischen dem zweiten Druck der Rückprallkammer und dem zweiten Druck des Akkumulators bewirkt wird und die Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsitz durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck der Kompressionskammer bewirkt wird.
Der erste Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein drittes Rückschlagventil und eine Pumpe enthalten, der zweite Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer verbunden ist, kann ein erstes Rückschlagventil, ein erstes Ausblasventil und ein erstes semiaktives Ventil enthalten, und der dritte Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein zweites Rückschlagventil, ein zweites Ausblasventil und ein zweites semiaktives Ventil enthalten. Bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit kann die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe einer Strömungsrate von durch die Pumpe ausgegebenem Fluid und Strömungsraten mit Bezug auf das erste Rückschlagventil, das erste Ausblasventil und das erste semiaktive Ventil, die durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck der Kompressionskammer bewirkt werden, berechnet werden.
Der erste Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein erstes Rückschlagventil und eine Pumpe enthalten, der zweite Ventilsatz, der zwischen der Rückprallkammer und der Kompressionskammer verbunden ist, kann an einem Kolben des Dämpfers angeordnet sein und kann ein erstes Solenoidventil und ein erstes Ausblasventil enthalten, und der dritte Ventilsatz, der zwischen der Kompressionskammer und dem Akkumulator verbunden ist, kann ein zweites Rückschlagventil und ein zweites Solenoidventil enthalten. Bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit kann die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe aus einer Strömungsrate von von der Pumpe ausgegebenem Fluid, Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solneolidventil und das erste Ausblasventil, und einer Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil berechnet werden, wobei die Strömungsraten mit Bezug das erste Solenoidventil und das erste Ausblasventil durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer und dem erfassten Druck der Kompressionskammer bewirkt werden und die Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil durch den erfassten Druck der Rückprallkammer und den erfassten Druck des Akkumulators bewirkt wird.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es bei der Vorrichtung und dem Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem, da die Dämpferkraft unter Verwendung des erfassten Drucks des Sensors zum Messen des Dämpferdrucks geschätzt wird, nicht erforderlich, einen externen Sensor zu installieren, wodurch die Installierbarkeit verbessert und die Kosten verringert werden.
Weiterhin ist es bei der vorliegenden Offenbarung, da die Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung von Charakteristiken eines hydraulischen Systems und der Dämpferkraft geschätzt wird, nicht erforderlich, einen externen Sensor zu verwenden, wodurch ein Dämpfer durch Reflektieren der Charakteristiken des hydraulischen Systems gesteuert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
1 ein Diagramm ist, das die Konfiguration eines aktiven Aufhängungssystems illustriert, das eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit nach einem Ausführungsbeispiel enthält;
2 ein Diagramm ist, das ein Verfahren zum Schätzen der Dämpfergeschwindigkeit illustriert, um einen Dämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel zu steuern;
3 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für eine Funktion (fc(Preb, Pcomp)) zeigt;
4 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für eine Funktion (fb(Preb, Pcomp)) zeigt;
5 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für eine Funktion (fs(Preb, Pcomp)) zeigt;
6 ein Blockschaltbild ist, das die Konfiguration eines aktiven Aufhängungssystems, das eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, nach einem anderen Ausführungsbeispiel illustriert; und
7 ein Blockschaltbild ist, das die Konfiguration eines aktiven Aufhängungssystems, das eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, nach einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen Komponenten unter Verwendung derselben oder ähnlichen Bezugszahlen bezeichnet sind, ungeachtet der Figurennummer, und redundante Erläuterungen weggelassen werden.
In der folgenden Beschreibung der vorliegenden Offenbarung werden detaillierte Beschreibungen von hier einbezogenen bekannten Funktionen und Komponenten für den Fall weggelassen, dass die Klarheit des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung hierdurch beeinträchtigt werden könnte. Die begleitenden Zeichnungen werden verwendet, um das Verständnis der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, und es ist darauf hinzuweisen, dass die Idee der vorliegenden Offenbarung nicht durch die begleitenden Zeichnungen beschränkt ist.
1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines aktiven Aufhängungssystems, das eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, nach einem Ausführungsbeispiel illustriert.
Gemäß 1 enthält das aktive Aufhängungssystem, das die Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, nach dem Ausführungsbeispiel einen Dämpfer 100, ein hydraulisches System 200, das Hydraulikdruck zu dem Dämpfer 100 liefert und die Berechnung einer Strömungsrate ermöglicht, eine Pumpe 300, die Strömungsdruck zu einem Fluid des hydraulischen Systems 200 liefert, und einen Akkumulator 400, der Druckimpulse dämpft.
Der Dämpfer 100 enthält einen Zylinder 110 und einen Kolben 120, der sich vertikal in dem Zylinder 110 bewegt und einen Innenraum des Zylinders 110 in eine Rückprallkammer 111 und eine Kompressionskammer 112 unterteilt.
Das hydraulische System 200 enthält einen ersten und einen zweiten Drucksensor P1 und P2, die Drücke (Preb und Pcomp) der Rückprallkammer 111 bzw. der Kompressionskammer 112 erfassen, einen ersten Kanal 210, der die Rückprallkammer 111 und die Pumpe 300 verbindet, einen zweiten Kanal 220, der die Pumpe 300 und den Akkumulator 400 verbindet, einen dritten Kanal 230 mit einem mit der Kompressionskammer 112 verbundenen Ende, ein erstes Rückschlagventil CV1, ein erstes Ausblasventil BV1 und ein erstes semiaktives Ventil SAV1, die parallel zwischen dem ersten Kanal 210 und dem dritten Kanal 230 angeordnet sind, ein zweites Rückschlagventil CV2, ein zweites Ausblasventil BV2 und ein zweites semiaktives Ventil SAV2, die parallel zwischen dem zweiten Kanal 220 und dem dritten Kanal 230 angeordnet sind, und ein drittes Rückschlagventil CV3, das mit dem ersten Kanal 210 verbunden ist.
Nachfolgend werden eine Konfiguration und eine Operation der Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit 100 in dem vorstehend konfigurierten aktiven Aufhängungssystem nach dem Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben. Ein Verfahren zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit, um den Dämpfer 100 zu steuern, wird im Einzelnen beschrieben.
Zuerst kann der Dämpfer 100 den Kolben 120, der sich vertikal in dem Zylinder 110 bewegt enthalten, und kann ein Solenoidventil in dem Kolben 120 enthalten, um eine Strömung eines Fluids zu steuern.
Der Kolben 120 enthält eine Kolbenstange und ein Kolbenventil, das den Innenraum des Zylinders 110 in die Rückprallkammer 111 und die Kompressionskammer 112 unterteilt. Das Solenoidventil ist in dem Kolbenventil angeordnet.
Der Dämpfer 100 mit der vorbeschriebenen Struktur ist eine Konfiguration des aktiven Aufhängungssystems und dient zum Verbessern der Fahrqualität und zum Steuern einer Stellung eines Fahrzeugs durch Verringern von Vibrationen, einer Straßenrauigkeit, eines Stufenabschnitts oder dergleichen während des Fahrens des Fahrzeugs. Der Dämpfer 100 sollte eine für verschiedene Situationen geeignete Dämpferkraft und Dämpfergeschwindigkeit liefern.
Das hydraulische System 200 enthält einen Kanal, der die Kompressionskammer 112 und die Rückprallkammer 111 des Zylinders 110 verbindet. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird der Fall beschrieben, in welchem der Kanal in den ersten bis dritten Kanal 210 bis 230 unterteilt ist.
Die Pumpe 300 zum Zirkulieren eines Fluids ist mit dem Kanal des hydraulischen Systems 200 verbunden. Der Akkumulator 400 zum Dämpfen von Druckimpulsen ist mit dem Kanal verbunden, wobei die Druckimpulse erzeugt werden, wenn die Pumpe 300 das Fluid zirkuliert.
Genauer gesagt, der Kanal des hydraulischen Systems 200 enthält den ersten Kanal 210, der die Rückprallkammer 111 und einen Auslass der Pumpe 300 verbindet, den dritten Kanal 230, der einen Einlass der Pumpe 300 und den Akkumulator 400 verbindet, und den zweiten Kanal 220, der mit der Kompressionskammer 112 verbunden ist.
Der erste Drucksensor P1 ist in dem ersten Kanal 210 angeordnet, um den Druck (Preb) der Rückprallkammer 111 zu erfassen. Der zweite Drucksensor P2 ist in dem zweiten Kanal 220 angeordnet, um den Druck (Pcomp) der Kompressionskammer 112 zu erfassen.
IN der vorbeschriebenen Konfiguration wird die Dämpferkraft unter Verwendung des Drucks (Preb) der Rückprallkammer 111, der von dem ersten Drucksensor P1 erfasst wird, und des Drucks (Pcomp) der Kompressionskammer 112, der von dem zweiten Drucksensor P2 erfasst wird, berechnet.
Wenn angenommen wird, dass ein effektive Hydraulikdruckfläche der Rückprallkammer 111 gleich Areb ist und eine effektive Hydraulikdruckfläche der Kompressionskammer 112 gleich Acomp ist, kann die Dämpferkraft (Fdamper) durch die Formel 1 dargestellt werden: Fdamper = Areb × Preb – Acomp × Pcomp (1)
Das heißt, dass, wenn berücksichtigt wird, dass Druck die Kraft pro Flächeneinheit ist, die Kraft während eines Rückprallhubs und die Kraft während eines Kompressionshubs jeweils berechnet werden können unter Verwendung des Drucks (Preb) sowie der effektiven Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 111 und des Drucks (Pcomp) sowie der effektiven Hydraulikdruckfläche (Acomp) der Kompressionskammer 112, und die Dämpferkraft (Fdamper) kann berechnet werden anhand einer Differenz zwischen der Kraft während des Rückprallhubs und der Kraft während des Kompressionshubs.
Die Dämpferkraft (Fdamper) kann hier einen positiven (+) Wert oder einen negativen (–) Wert haben. Der positive (+) Wert und der negative (–) Wert können sich auf einen Wert während eines Rückprallhubs bzw. einen Wert während eines Kompressionshubs beziehen.
Die Dämpferkraft (Fdamper) kann durch eine in einem Fahrzeug installierte Steuervorrichtung (nicht gezeigt) berechnet werden.
Die effektive Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 111 und die effektive Hydraulikdruckfläche (Acomp) der Kompressionskammer 112 kann eine konstante sein, die durch einen Gestaltungswert des Zylinders 110 bekannt ist. Demgemäß kann, wenn die Drücke (Preb und Pcomp) der Rückprallkammer 111 und der Kompressionskammer 112, die jeweils durch den ersten und den zweiten Drucksensor P1 und P2 erfasst werden, bekannt sind, die Steuervorrichtung die Dämpferkraft (Fdamper) leicht berechnen.
2 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Schätzen der Dämpfergeschwindigkeit, um den Dämpfer 100 zu steuern, nach dem Ausführungsbeispiel illustriert.
Gemäß 2 können Strömungsraten in jeweiligen Richtungen mit Bezug auf einen Knoten A des ersten Kanals 210 in Betracht gezogen werden.
Eine erste Strömungsrate q1 ist eine Strömungsrate von von dem Knoten A zu der Rückprallkammer 111 geliefertem Fluid. Eine zweite Strömungsrate q2 ist eine Strömungsrate von von dem Knoten A in das erste Rückschlagventil CV1 strömendem Fluid. Eine dritte Strömungsrate q3 ist eine Strömungsrate von von dem Knoten A in das erste Ausblasventil BV1 strömendem Fluid. Eine vierte Strömungsrate q4 ist eine Strömungsrate von von dem Knoten A in das erste semiaktive Ventil SAV1 strömendem Fluid. Eine fünfte Strömungsrate q5 ist eine Strömungsrate von in das dritte Rückschlagventil CV3 strömendem Fluid.
In dem Knoten A sind die erste bis vierte Strömungsrate q1 bis q4 gemäß den Bedingungen bestimmt, und die fünfte Strömungsrate q5 bezeichnet eine Strömungsrate von Fluid, das im Wesentlichen zu dem Knoten A hin strömt und einen negativen Wert mit Bezug auf eine in 2 illustrierte Pfeilrichtung hat. Daher ist die Summe aus der ersten bis fünften Strömungsrate q1 bis q5 in dem Knoten A immer gleich null (0).
Das heißt, die Strömungsrate in dem Knoten A kann durch die Formel 2 dargestellt werden: q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 0 (2)
Die erste Strömungsrate q1 ist eine Multiplikation der Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) und der effektiven Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 111. Die zweite Strömungsrate q2 ist eine Strömungsrate des ersten Rückschlagventils CV1, wird durch Charakteristiken des ersten Rückschlagventils CV1 selbst bewirkt, wird durch eine Funktion (fc(Preb, Pcomp)) gemäß den Drücken (Preb und Pcomp) der Rückprallkammer 111 und der Kompressionskammer 112 dargestellt, und ist eine Strömungsrate, die leicht berechnet werden kann anhand der Drücke (Preb und Pcomp), die von dem ersten und dem zweiten Drucksensor P1 und P2 erfasst werden, und einer Spezifikation des ersten Rückschlagventils CV1.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Funktion (fc(Preb, Pcomp)) zeigt. Es ist ersichtlich, dass, wenn eine Differenz zwischen dem Druck (Preb) der Rückprallkammer 111 und dem Druck (Pcomp) der Kompressionskammer 112 verringert wird, die zweite Strömungsrate q2 linear zunimmt.
In der gleichen Weise wie die Berechnung der zweiten Strömungsrate q2 können die dritte Strömungsrate q3 und die vierte Strömungsrate q4 leicht berechnet werden anhand der Funktionen ((fb(Preb, Pcomp) und fs(Preb, Pcomp)), die durch die Drücke (Preb und Pcomp) der Rückprallkammer 111 und der Kompressionskammer 112 erhalten werden, und der Spezifikationen des ersten Ausblasventils BV1 und des ersten semiaktiven Ventils SAV1.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Funktion (fb(Preb, Pcomp)) zeigt. Wenn eine Differenz zwischen dem Druck (Preb) der Rückprallkammer 111 und dem Druck (Pcomp) der Kompressionskammer 112 auf einen bestimmten Wert oder mehr erhöht wird, wird die dritte Strömungsrate q3 linear erhöht, und wenn die Differenz zwischen dem Druck (Preb) der Rückprallkammer 111 und dem Druck (Pcomp) der Kompressionskammer 112 niedriger als der bestimmte Wert ist, ist die dritte Strömungsrate q3 gleich null.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Funktion (fs(Preb, Pcomp)) zeigt. Es ist ersichtlich, dass, wenn eine Differenz zwischen dem Druck (Preb) der Rückprallkammer 111 und dem Druck (Pcomp) der Kompressionskammer 112 erhöht wird, die fünfte Strömungsrate q4 nicht linear erhöht wird. Zusätzlich kann bestätigt werden, dass, wenn eine Größe eines zu dem ersten semiaktiven Ventil SAV1 gelieferten Stroms erhöht wird, die vierte Strömungsrate q4 erhöht wird. Jedoch sind Charakteristiken des ersten semiaktiven Ventils SAV1 nicht hierauf beschränkt, und wenn die Größe des Stroms verringert wird, kann die vierte Strömungsrate q4 erhöht werden.
Da die fünfte Strömungsrate q5 eine Strömungsrate von von der Pumpe 300 ausgegebenem Fluid ist, ist die fünfte Strömungsrate q5 definiert als eine Multiplikation einer Drehgeschwindigkeit (U/min) eines Motors zum Antreibern der Pumpe 300 mit einer Ausgaberate (K) pro Umdrehung der Pumpe 300. Wenn eine Drehgeschwindigkeit (U/min) des Motors erfasst wird, kann die fünfte Strömungsrate q5 durch eine Spezifikation der Pumpe 300 bestätigt werden.
Die nachfolgende Formel 3 kann abgeleitet werden durch Einsetzen der vorstehend definierten ersten bis fünften Strömungsrate q1 bis q5 in die Formel 3: (Vdamper × Areb) + fc(Preb, Pcomp) + fb(Preb, Pcomp) + fs(Preb, Pcomp + (U/min × K) = 0 (3)
Die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) kann dargestellt werden mittels Formel 4 durch Formel 3: Vdamper = –((fc(Preb, Pcomp) + fb(Preb, Pcomp) + fs(Preb, Pcomp) + (U/min × K))/Areb (4)
In Formel 4 können alle Werte auf der rechten Seite leicht berechnet werden anhand von Spezifikationen der vorgenannten Ventile durch Erhalten des Drucks (Preb und Pcomp), die von dem ersten und dem zweiten Drucksensor P1 und P2 erfasst werden, der Drehgeschwindigkeit (U/min) des Motors und des zu dem ersten semiaktiven Ventil SAV1 gelieferten Stroms.
Daher kann die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) ohne Installation eines separaten externen Sensors leicht berechnet werden.
Die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) kann durch eine in einem Fahrzeug installierte Steuervorrichtung (nicht gezeigt) berechnet werden.
Die detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die 1 bis 5 hat den Fall beschrieben, in welchem der Knoten A in dem mit der Rückprallkammer 111 verbundenen ersten Kanal 210 angeordnet ist. Das heißt, die detaillierte Beschreibung wurde auf der Grundlage des Drucks der Rückprallkammer 111 gegeben.
Ein Fall, in welchem der Knoten A in dem zweiten Kanal 220, der mit der Kompressionskammer 112 verbunden ist, angeordnet ist, basiert auf dem Druck der Kompressionskammer 112, und in den vorgenannten Funktionen können Preb und Pcomp gegeneinander ausgetauscht werden.
Ein spezifisches Beispiel auf der Grundlage des Drucks der Kompressionskammer 112 kann leicht implementiert werden durch Modifizieren eines auf der Grundlage der Rückprallkammer 111 beschriebenen Beispiels. Demgemäß wird ein spezifisches Schätzbeispiel für die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) auf der Grundlage der Kompressionskammer 112 weggelassen.
Die Dämpferkraft (Fdamper) und die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper), die vorstehend berechnet wurden, werden später verwendet bei der Operationssteuerung des Dämpfers 100 durch eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs und sind aktiv einbezogen in eine Verbesserung der Fahrqualität und eine Steuerung einer Stellung eines Fahrzeugs.
6 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines aktiven Aufhängungssystems, das eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, nach einem anderen Ausführungsbeispiel illustriert.
Gemäß 6 sind ein Dämpfer 500, ein den Dämpfer 500 und den Akkumulator 400 verbindender Kanal und eine Pumpe 600 eines anderen Ausführungsbeispiels des aktiven Aufhängungssystems, das die Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, unterschiedlich gegenüber denjenigen des aktiven Aufhängungssystems, das in 1 gezeigt ist.
Hier kann der Dämpfer 500 ein erstes Solenoidventil SV1 und ein erstes Ausblasventil BV1 enthalten, die in einem Kolben 520 angeordnet sind.
Ein erstes Rückschlagventil CV1 kann zwischen einer Rückprallkammer 511 und dem Akkumulator 400 verbunden sein. Ein zweites Rückschlagventil CV2 und ein zweites Solenoidventil SV2 können parallel zwischen einer Kompressionskammer 512 und dem Akkumulator 400 verbunden sein.
Eine Pumpe 600 kann eine bidirektionale Pumpe sein und kann zwischen der Rückprallkammer 511 und der Kompressionskammer 512 verbunden sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) mit Bezug auf einen mit der Rückprallkammer 511 verbundenen Knoten schätzen.
Hier ist eine erste Strömungsrate q1 eine Strömungsrate von zu der Rückprallkammer 511 geliefertem Fluid. Eine zweite Strömungsrate q2' ist eine Strömungsrate von von in das erste Rückschlagventil CV1 strömendem Fluid. Eine dritte Strömungsrate q3' ist eine Strömungsrate von von der Pumpe 600 ausgegebenem Fluid.
In einer ähnlichen Weise wie mit Bezug auf 2 beschrieben kann die erste Strömungsrate q1' durch eine Multiplikation der Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) und einer effektiven Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 511 dargestellt werden und kann die Summe aus einer vierten Strömungsrate q4' des in das erste Solenoidventil SV1 strömenden Fluids und einer fünften Strömungsrate q5' von in das erste Ausblasventil BV1 strömenden Fluids sein. Hier können die vierte Strömungsrate q4' und die fünfte Strömungsrate q5' durch eine Funktion (fs'(Peb, Pcomp)) und eine Funktion (fb(Preb, Pcomp)) gemäß den Drücken (Preb und Pcomp) der Rückprallkammer 511 bzw. der Kompressionskammer 512 dargestellt sein.
Zusätzlich kann die zweite Strömungsrate q2' durch eine Funktion (fc(Preb, Pacc)) gemäß den Drücken (Preb und Pacc) der Rückprallkammer 511 und des Akkumulators 44 dargestellt sein. Die dritte Strömungsrate q3' kann durch eine Multiplikation einer Drehgeschwindigkeit (U/min) eines Motors mit einer Ausgaberate (k) pro Umdrehung der Pumpe 600 dargestellt sein. Die Summe aus der ersten bis dritten Strömungsrate ist immer null.
Hier kann angenommen werden, dass der Druck (Pacc) des Akkumulators 400 ein bestimmter konstanter Wert ist. Die Funktionen (fs'(Preb, Pcomp), fb(Preb, Pcomp) und fc(Preb, Pacc)) können durch Druckströmungsraten-Charakteristiken des ersten Solenoidventils SV1, des ersten Ausblasventils BV1 bzw. des ersten Rückschlagventils CV1 bekannt sein.
Daher kann die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) durch Formel 5 dargestellt sein. Vdamper = –((fc(Preb, Pacc) + fb(Preb, Pcomp) + fs'(Preb, Pcomp) + (U/min × K))/Areb (5)
Das heißt, die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) kann die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) anhand eines Verhältnisses einer effektiven Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 511 zu der zweiten bis fünften Strömungsrate q2' bis q5' von von der Rückprallkammer 511 ausgegebenen Fluiden berechnen. Hier kann die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) die Ausgabeströmungsrate anhand der Summe einer Strömungsrate von von der Pumpe 600 ausgegebenem Fluid, der Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil SV1 und des ersten Ausblasventils BV1, und einer Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil CV1 berechnen, wobei die Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil SV1 und das erste Ausblasventil BV1 durch eine Differenz zwischen dem durch einen ersten Drucksensor P1 erfassten Druck (Preb) der Rückprallkammer 511 und dem von einem zweiten Drucksensor P2 erfassten Druck (Pcom) der Kompressionskammer 512 bewirkt wird und die Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil CV1 durch eine Differenz zwischen dem Druck (Preb) der Rückprallkammer 511 und dem Druck (Pacc) des Akkumulators 400 bewirkt wird.
Andererseits kann die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) auch die Dämpferkraft und die Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung eines mit der Kompressionskammer 512 verbundenen Knotens schätzen.
Die Schätzung der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung des mit der Kompressionskammer 512 verbundenen Knotens basiert auf dem Druck (Pcomp) der Kompressionskammer 512, und in den vorgenannten Funktionen können Preb und Pcomp gegeneinander ausgetauscht werden.
Ein spezifisches Beispiel auf der Grundlage des Drucks (Pcomp) der Kompressionskammer 512 kann leicht implementiert werden durch Modifizieren eines auf der Grundlage der Rückprallkammer 511 beschriebenen Beispiels. Demgemäß wird ein spezifisches Schätzbeispiel für die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) auf der Grundlage der Kompressionskammer 512 weggelassen.
Die Dämpferkraft (Fdamper) und die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper), die vorstehend berechnet wurden, werden bei der Operationssteuerung des Dämpfers 500 später durch eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs verwendet und sind aktiv einbezogen in die eine Verbesserung der Fahrqualität und eine Steuerung einer Stellung eines Fahrzeugs.
7 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines aktiven Aufhängungssystems, das eine Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, nach einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel illustriert.
Gemäß 7 umfasst ein anderes Ausführungsbeispiel des aktiven Aufhängungssystems, das die Vorrichtung zum Schätzen der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit enthält, die aktiven Aufhängungssysteme nach 1 und 6.
Hier kann ein Dämpfer 700 der gleiche wie der Dämpfer 100 in 1 sein. Ein erster Ventilsatz VS1 kann zwischen einer Rückprallkammer 711 und einem Akkumulator 400 verbunden sein. Ein zweiter Ventilsatz VS2 kann zwischen der Rückprallkammer 711 und einer Kompressionskammer 712 verbunden sein. Ein dritter Ventilsatz VS3 kann zwischen der Kompressionskammer 712 und dem Akkumulator 400 verbunden sein.
Der erste Ventilsatz VS1, der zweite Ventilsatz VS2 und der dritte Ventilsatz VS3 können zumindest eines von einem Rückschlagventil, einem semiaktiven Ventil, einem Ausblasventil und einem Solenoidventil oder eine Reihen- oder Parallelkombination hiervon enthalten.
Der Dämpfer 700 kann ein allgemeines System, ein semiaktives System oder ein aktives System sein aufgrund des ersten bis dritten Ventilsatzes VS1 bis VS3. Insbesondere kann, wenn der Dämpfer 700 das aktive System ist, ein beliebiger von dem ersten Ventilsatz VS1, dem zweiten Ventilsatz VS und dem dritten Ventilsatz VS3 eine Pumpe enthalten.
Gemäß 1 kann der erste Ventilsatz VS1 das dritte Rückschlagventil CV3 und die Pumpe 300 enthalten. Der zweite Ventilsatz VS2 kann den zweiten Ventilsatz CV2 das erste Ausblasventil SV1 und das erste semiaktive Ventil SAV1 enthalten. der dritte Ventilsatz VS3 kann das zweite Rückschlagventil CV2, das zweite Ausblasventil SV2 und das zweite semiaktive Ventil SAV2 enthalten.
Gemäß 6 kann der erste Ventilsatz VS1 das erste Rückschlagventil CV1 und die Pumpe 600 enthalten. Der zweite Ventilsatz CV2 kann in dem Kolben 520 angeordnet sein und kann das erste Solenoidventil SV1 und das erste Ausblasventil BV1 enthalten. Der dritte Ventilsatz VS3 kann das zweite Rückschlagventil CV2 und das zweite Solenoidventil SV2 enthalten.
Bei der vorbeschriebenen Konfiguration kann eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) mit Bezug auf einen mit der Rückprallkammer 711 verbundenen Knoten schätzen.
Hier ist eine erste Strömungsrate q1'' eines Strömungsrate von zu der Rückprallkammer 711 geliefertem Fluid. Eine zweite Strömungsrate q2'' ist eine Strömungsrate von Fluid, das in den ersten Ventilsatz SV1 strömt. Eine dritte Strömungsrate q3'' ist eine Strömungsrate von Fluid, das in den zweiten Ventilsatz SV2 strömt.
In einer gleichen Weise wie mit Bezug auf 2 beschrieben kann die erste Strömungsrate q1'' durch eine Multiplikation der Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) mit einer effektiven Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 711 dargestellt werden. Die zweite Strömungsrate q2'' und die dritte Strömungsrate q3'' können durch Druck-Strömungsraten-Charakteristiken mit Bezug auf den ersten Ventilsatz VS1 bzw. den zweiten Ventilsatz VS2 dargestellt werden. Die Summe aus der ersten bis dritten Strömungsrate q1'' bis q3'' ist immer null.
Hier kann eine Strömungsrate von jedem von dem ersten bis dritten Ventilsatz VS1 bis VS3 durch die Summe von Strömungsraten von Fluiden, die in Konfigurationsventile, die in jedem von dem ersten bis dritten Ventilsatz VS1 bis VS3 strömen, dargestellt sein. Die Strömungsraten von Fluiden, die in die Konfigurationsventile strömen, können durch Formel 6 dargestellt sein: Qij = f_ij(Pa, Pb) (6)
In Formel 6 ist i ein Index eines Ventilsatzes, j ist ein Indes eines Konfigurationsventils in einem entsprechenden Ventilsatz, und a und b sind ein Druckindex einer Kammer oder eines Akkumulators benachbart dem entsprechenden Ventilsatz.
Hier benötigt der erste Ventilsatz VS1 den von dem dritten Drucksensor P3 gemessenen Druck (Pacc) des Akkumulators 400, um jedes der Konfigurationsventile, die in dem ersten Ventilsatz VS1 enthalten sind, genau zu berechnen. Jedoch kann in dem Fall eines allgemeinen Dämpfers, da ein Akkumulator bei einem niedrigen Druck gebildet ist und eine Druckänderung in dem Akkumulator gering ist, angenommen werden, dass der Druck (Pacc) des Akkumulators 400 eine Konstante ist, und f_ij(Pa, Pb) kann durch Druckströmungsraten-Charakteristiken eines entsprechenden Konfigurationsventils bekannt sein.
Daher kann die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) durch Formel 7 dargestellt sein: Vdamper = –(Σ_jQ1/j + Σ_jQ2j)/Areb Vdamper = –(Σ_jf_1/(Preb, Pacc) + Σ_jf_2j(Preb, Pcomp))/Areb (7)
Das heißt, die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) kann die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) anhand eines Verhältnisses der effektiven Hydraulikdruckfläche (Areb) der Rückprallkammer 711 zu der zweiten und der dritten Strömungsrate q2'' bis q3'' von von der Rückprallkammer 711 ausgegebenen Fluide berechnen. Hier kann die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) die zweite und die dritte Ausgabeströmungsrate q2'' bis q3'' anhand der Summe aus einer Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz VS1 und einer Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz VS2, der Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz VS1, die durch eine Differenz zwischen dem von dem ersten Drucksensor P1 erfassten Druck (Preb) der Rückprallkammer 711 und 711 und dem von dem dritten Drucksensor P3 erfassten Druck (Pacc) des Akkumulators 400 bewirkt oder durch eine Konstante dargestellt wird, und die Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz VS2 durch eine Differenz zwischen dem Druck (Preb) und dem durch den zweiten Drucksensor P2 erfassten Druck (Pcom) der Kompressionskammer 712 bewirkt wird.
Andererseits kann die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) auch die Dämpferkraft und die Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung eines mit der Kompressionskammer 712 verbundenen Knotens schätzen.
Die Schätzung der Dämpferkraft und der Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung des mit der Kompressionskammer 712 verbundenen Knotens basiert auf dem Druck Pcomp der Kompressionskammer 712, und in den vorgenannten Funktionen kann eine Funktion f_ij(Preb, Pacc) mit einer Funktion f_3j(Pacc, Pcomp) ausgetauscht werden.
Ein spezifisches Beispiel auf der Grundlage des Drucks (Pcomp) der Kompressionskammer 712 kann leicht implementiert werden durch Modifizieren eines auf der Grundlage der Rückprallkammer 711 beschriebenen Beispiels.
Demgemäß wird ein spezifisches Schätzbeispiel für die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper) auf der Grundlage der Kompressionskammer weggelassen.
Die Dämpferkraft (Fdamper) und die Dämpfergeschwindigkeit (Vdamper), die vorstehend berechnet wurden, werden später bei der Operationssteuerung des Dämpfers 700 durch eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs verwendet und sind aktiv in die Verbesserung der Fahrqualität und die Steuerung einer Stellung eines Fahrzeugs einbezogen.
In dieser Beschreibung beschriebene Ausführungsbeispiele und die begleitenden Zeichnungen sind nur Beispiele, die einen Teil des Bereichs und des Geists der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Daher sind die hier offenbarten Ausführungsbeispiele dazu vorgesehen, den Bereich und den Geist der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben, und nicht für Zwecke der Beschränkung. Daher ist offensichtlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass Modifikationen und detaillierte Ausführungsbeispiele, die von dem Fachmann leicht als innerhalb des Bereichs und des Geists, die in der Beschreibung und den Zeichnungen der vorliegenden Offenbarung enthalten sind, in den Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2016-0090731 [0001]
US 7386378 B2 [0006, 0008]
KR 10-0947288 [0009, 0009]

Claims

Vorrichtung zum Schätzen einer Dämpferkraft und einer Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem, welche Vorrichtung aufweist: einen ersten und einen zweiten Drucksensor (P1, P2) zum Erfassen von Drücken einer Rückprallkammer (111, 511, 711) bzw. einer Kompressionskammer (112, 512, 712) eines Dämpfers (100, 500, 700) in dem aktiven Aufhängungssystem; und eine Steuervorrichtung zum Berechnen der Dämpferkraft unter Verwendung der Drücke und effektiver Hydraulikdruckflächen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) und zum Berechnen der Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung von Druck-Fluidraten-Charakteristiken eines ersten bis dritten Ventilsatzes (VS1, VS2, VS3) und der Drücke der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) derart, dass eine Summe aus Fluidraten in einem Knoten, der zwischen irgendeinem von dem ersten bis dritten Ventilsatz (VS1, VS2, VS3) und der Rückprallkammer (111, 511, 711) oder der Kompressionskammer (112, 512, 712) verbunden ist, dem ersten bis dritten Ventilsatz (VS1, VS2, VS3), der zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und einem Akkumulator (400), zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) oder zwischen der Kompressionskammer (112, 512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, gleich null ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuervorrichtung die Dämpferkraft anhand einer Differenz zwischen einer Multiplikation der effektiven Hydraulikdruckfläche mit dem Druck der Rückprallkammer (111, 511, 711) und einer Multiplikation der effektiven Hydraulikdruckfläche mit dem Druck der Kompressionskammer (112, 512, 712) berechnet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuervorrichtung die Dämpfergeschwindigkeit mit Bezug auf den mit der Rückprallkammer (111, 511, 711) verbundenen Knoten berechnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuervorrichtung die Dämpfergeschwindigkeit anhand eines Verhältnisses der effektiven Hydraulikdruckfläche der Rückprallkammer (111, 511, 711) zu einer Strömungsrate von von der Rückprallkammer (111, 511, 711) ausgegebenen Fluid berechnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuervorrichtung die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe aus einer Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz (VS1), der zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, und einer Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz (VS2), der zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) verbunden ist, berechnet, wobei die Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz (VS1) durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem erfassten Druck des Akkumulators (400) bewirkt wird und die Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsitz (VS2) durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem erfassten Druck der Kompressionskammer (112, 512, 712) bewirkt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der erste Ventilsitz (VS1), der zwischen der Kompressionskammer (112, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein drittes Rückschlagventil (CV3) und eine Pumpe (300) aufweist, der zweite Ventilsitz (VS2), der zwischen der Rückprallkammer (111, 711) und der Kompressionskammer (112, 712) verbunden ist, ein erstes Rückschlagventil (CV1), ein erstes Ausblasventil (BV1) und ein erstes semiaktives Ventil (SAV1) aufweist, und der dritte Ventilsitz (VS3), der zwischen der Kompressionskammer (112, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein zweites Rückschlagventil (CV2), ein zweites Ausblasventil (BV2) und ein zweites semiaktives Ventil (SAV2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Steuervorrichtung die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe aus einer Strömungsrate von von der Pumpe (300) ausgegebenem Fluid und Strömungsraten mit Bezug auf das erste Rückschlagventil (CV1), das erste Ausblasventil (BV1) und das erste semiaktive Ventil (SAV1) berechnet, bewirkt durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (111) und dem erfassten Druck der Kompressionskammer (112).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der erste Ventilsatz (VS1), der zwischen der Kompressionskammer (512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein erstes Rückschlagventil und eine Pumpe (600) aufweist, der zweite Ventilsatz (VS2), der zwischen der Rückprallkammer (511, 711) und der Kompressionskammer (512, 712) verbunden ist, in einem Kolben (520) des Dämpfers (500, 700) angeordnet ist und ein erstes Solenoidventil (SV1) und ein erstes Ausblasventil (BV1) aufweist, und der dritte Ventilsatz (VS3), der zwischen der Kompressionskammer (512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein zweites Rückschlagventil (CV2) und ein zweites Solenoidventil (SV2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Steuervorrichtung die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe aus einer Strömungsrate von von der Pumpe (600) ausgegebenem Fluid, Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil (SV1) und das erste Ausblasventil (BV1) und einer Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil (CV1) berechnet, wobei die Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil (SV1) und das erste Ausblasventil (BV1) durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (511) und dem erfassten Druck der Kompressionskammer (512) bewirkt werden und die Strömungsrate mit Bezug auf die Rückprallkammer (511) und den erfassten Druck des Akkumulators (400) bewirkt wird.
Verfahren zum Schätzen einer Dämpferkraft und einer Dämpfergeschwindigkeit in einem aktiven Aufhängungssystem, welches Verfahren aufweist: Erfassen von Drücken einer Rückprallkammer (111, 511, 711) und einer Kompressionskammer (112, 512, 712) eines Dämpfers (100, 500, 700) in dem aktiven Aufhängungssystem; Berechnen der Dämpferkraft unter Verwendung der Drücke und von effektiven Hydraulikdruckflächen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712); und Berechnen der Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung von Druck-Fluidraten-Charakteristiken eines ersten bis dritten Ventils und der Drücke der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) derart, dass eine Summe von Fluidraten in einem Knoten, der zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) oder der Kompressionskammer (112, 512, 712) und irgendeinem von dem ersten bis dritten Ventilsatz (VS1, VS2, VS3) verbunden ist, wobei der erste bis dritte Ventilsatz (VS1, VS2, VS3) zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und einem Akkumulator (400), zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) oder zwischen der Kompressionskammer (112, 512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden sind, gleich null ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem bei der Berechnung der Dämpferkraft die Dämpferkraft anhand einer Differenz zwischen einer Multiplikation der effektiven Hydraulikdruckfläche mit dem Druck der Rückprallkammer (111, 511, 711) und einer Multiplikation der effektiven Hydraulikdruckfläche mit dem Druck der Kompressionskammer (112, 512, 712) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit die Dämpfergeschwindigkeit mit Bezug auf einen Knoten, der mit der Rückprallkammer (111, 511, 711) verbunden ist, berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei dem bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit die Dämpfergeschwindigkeit anhand eines Verhältnisses der effektiven Hydraulikdruckfläche der Rückprallkammer (111, 511, 711) zu einer Strömungsrate von von der Rückprallkammer (111, 511, 711) ausgegebenem Fluid berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit die Dämpfergeschwindigkeit anhand einer Summe aus einer Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz (VS1), der zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, und einer Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz (VS2) der zwischen der Rückprallkammer (111, 511, 711) und der Kompressionskammer (112, 512, 712) verbunden ist, berechnet wird, wobei die Strömungsrate mit Bezug auf den ersten Ventilsatz (VS1) durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem erfassten Druck des Akkumulators (400) bewirkt wird, und die Strömungsrate mit Bezug auf den zweiten Ventilsatz (VS2) durch eine Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (111, 511, 711) und dem erfassten Druck der Kompressionskammer (112, 512, 712) bewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der erste Ventilsatz (VS1), der zwischen der Kompressionskammer (112, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein drittes Rückschlagventil (CV3) und eine Pumpe (300) aufweist, der zweite Ventilsatz (VS2), der zwischen der Rückprallkammer (111, 711) und der Kompressionskammer (112, 712) verbunden ist, ein erstes Rückschlagventil (CV1), ein erstes Ausblasventil (BV1) und ein erste semiaktives Ventil (SAV1) aufweist, der dritte Ventilsatz (VS3), der zwischen der Kompressionskammer (112, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein zweites Rückschlagventil (CV2), ein zweites Ausblasventil (BV2) und ein zweites semaktives Ventil (SAV2) aufweist, und bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe aus einer Strömungsrate von von der Pumpe (300) ausgegebenem Fluid und Strömungsraten mit Bezug auf das erste Rückschlagventil (CV1), das erste Ausblasventil (BV1) und das erste semiaktive Ventil (SAV1) berechnet wird, die durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (111) und dem erfassten Druck der Kompressionskammer (112) bewirkt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der erste Ventilsitz (VS1), der zwischen der Kompressionskammer (512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein erstes Rückschlagventil (CV1) und eine Pumpe (600) aufweist, der zweite Ventilsatz (VS2), der zwischen der Rückprallkammer (511, 711) und der Kompressionskammer (512, 712) verbunden ist, an einem Kolben (520, 720) des Dämpfers (500, 700) angeordnet ist und ein erstes Solenoidventil (SV1) und einem ersten Ausblasventil (BV1) aufweist, der dritte Ventilsatz (VS3), der zwischen der Kompressionskammer (512, 712) und dem Akkumulator (400) verbunden ist, ein zweites Rückschlagventil (CV2) und ein zweites Solenoidventil (SV2) aufweist, und bei der Berechnung der Dämpfergeschwindigkeit die Ausgabeströmungsrate anhand einer Summe aus einer Strömungsrate von von der Pumpe (600) ausgegebenem Fluid, Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil (SV1) und das erste Ausblasventil (BV1) und einer Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil (CV1) berechnet wird, wobei die Strömungsraten mit Bezug auf das erste Solenoidventil (SV1) und das erste Ausblasventil (BV1) durch die Differenz zwischen dem erfassten Druck der Rückprallkammer (511) und dem erfassten Druck der Kompressionskammer (512) bewirkt werden und die Strömungsrate mit Bezug auf das erste Rückschlagventil (CV1) durch den erfassten Druck der Rückprallkammer (511) und den erfassten Druck des Akkumulators (400) bewirkt wird.