本公開涉及一種具有用于減震器的連續“進行中”式阻尼控制的車輛用的改進的懸架。
背景技術:
目前,一些越野車輛包括可調節減震器。這些調節包括彈簧預加載荷、高速及低速壓縮阻尼和/或高速及低速回彈阻尼。為了進行這些調節,車輛被停止并且操作者在車輛上的每個減震器位置處進行調節。通常,需要工具來進行調節。一些道路機動車輛還包括可調節的電子減震器以及用于主動駕駛控制系統的傳感器。然而,這些系統通常是由計算機控制的并且注重于車輛穩定性而不是注重于駕乘舒適性。本公開的系統允許操作者對減震器進行實時的“進行中”調節以獲得針對給定地形和負載場景最舒適的駕乘。
技術實現要素:
車輛通常具有位于各個車輪、軌道或滑雪板處的彈簧(線圈、簧片或空氣)以支承大部分載荷。本公開的車輛還具有控制每個車輪、滑雪板或軌道的動態運動的電子減震器。電子減震器具有控制每個減震器的阻尼力的閥。該閥可以僅控制壓縮阻尼、僅控制回彈阻尼或控制壓縮阻尼和回彈阻尼的組合。閥連接至具有用戶界面的控制器,該用戶界面在駕駛員可觸及的范圍內以便于駕駛員在操作車輛時進行調節。在一個實施方式中,控制器基于從操作者接收的用戶輸入增大或減小減震器的阻尼。在另一個實施方式中,控制器具有供操作者選擇的若干預設的阻尼模式。控制器還耦接至懸架和底盤上的傳感器,以提供主動控制的阻尼系統。
在本公開的示出的實施方式中,提供了一種用于車輛的阻尼控制方法,該車輛具有:懸架,該懸架位于多個車輪與車架之間;控制器;多個車輛狀態傳感器;以及用戶界面,懸架包括多個可調節減震器,所述多個可調節減震器包括右前減震器、左前減震器、右后減震器和左后減震器。阻尼控制方法包括:通過控制器接收來自用戶界面的用戶輸入,以在車輛的操作期間為多個可調節減震器提供用戶所選擇的阻尼操作模式;通過控制器接收來自多個車輛狀態傳感器的多個輸入,所述多個車輛狀態傳感器包括制動傳感器、節氣門傳感器和車輛速度傳感器;基于來自制動傳感器的輸入,通過控制器判斷車輛制動器是否被致動;基于來自所述節氣門傳感器的輸入,通過控制器確定節氣門位置;以及基于來自車輛速度傳感器的輸入,通過控制器確定車輛的速度。說明性的阻尼控制方法還包括:如果制動器被致動,則以制動狀態操作阻尼控制,其中,在制動狀態中,控制器基于包括用戶所選模式和車輛速度的狀態修正器來調節所述多個可調節減震器的阻尼特性;如果所述制動器未被致動并且節氣門位置小于閾值Y,則以行駛狀態操作阻尼控制,其中,在行駛狀態中,控制器基于包括用戶所選模式和車輛速度的狀態修正器來調節所述多個可調節減震器的阻尼特性;如果制動器未被致動,節氣門位置大于閾值Y并且車輛速度大于閾值Z,則以行駛狀態操作阻尼控制;以及如果制動器未被致動,節氣門位置大于閾值Y并且車輛速度小于閾值Z,則以下沉狀態操作阻尼控制,其中,在下沉狀態中,控制器基于包括用戶所選模式、車輛速度和節氣門開度的狀態修正器來調節所述多個可調節減震器的阻尼特性。
在考慮對以舉例的方式示出的如當前領會到的實施本發明的最佳模式的示例性實施方式的以下詳細描述時,本公開的附加特征對本領域技術人員而言將變得明顯。
附圖說明
在結合附圖參照以下詳細描述時,本系統和方法的前述方面和許多附加特征將變得更容易被領會并且變得更好被理解。
圖1是示出了本公開的車輛的部件的框圖,該車輛具有包括多個連續阻尼控制減震器以及與連續阻尼控制器集成的多個傳感器的懸架;
圖2示出了用于控制車輛的前軸和后軸處的阻尼的示例性用戶界面;
圖3示出了用于車輛的減震器的連續阻尼控制的用戶界面的另一示例性實施方式;
圖4示出了用于根據車輛所穿越的地形設定連續阻尼控制的各種操作模式的又一用戶界面;
圖5示出了聯接至車輛懸架的可調節阻尼減震器;
圖6是示出了用于在多個不同的用戶可選操作模式下控制各種車輛參數的車輛平臺邏輯的流程圖;
圖7是示出了多個不同的狀態修正器的框圖,所述多個不同的狀態修正器用作不同控制模式下的輸入以根據本公開對電子可調減震器或阻尼器的阻尼特性進行修正;
圖8是示出了根據本發明的一個實施方式的用于基于多個傳感器輸入控制在多個車輛狀態下操作的車輛的阻尼控制方法的流程圖;
圖9是示出了本公開的阻尼控制方法的另一實施方式的流程圖;
圖10是示出了本公開的又一阻尼控制方法的流程圖;
圖11是本公開的在某些車輛狀態下選擇性地斷開聯接的穩定桿的截面圖;
圖12示出了圖11的穩定桿,其中,致動器處于鎖定位置以防止穩定桿的活塞的運動;
圖13是與圖12類似的截面圖,該截面圖示出了處于與穩定桿的活塞斷開聯接的解鎖位置以允許活塞相對于缸體的運動的致動器;以及
圖14示出了諸如ATV之類的車輛的x軸、y軸和z軸。
貫穿若干視圖,對應的附圖標記指示對應的部件。盡管附圖表示根據本公開的各種特征和部件的實施方式,但是附圖不一定是按比例繪制的并且某些特征可能被擴大以將本公開更好地示出并說明。
具體實施方式
出于促進對本公開的原理的理解的目的,現在將參照附圖中所示出的在下文進行描述的實施方式。下面公開的實施方式并不意在窮舉或將本發明限制為以下詳細描述中所公開的精確形式。而是選擇并描述該實施方式以使得本領域的技術人員可以利用這些實施方式的教示。因此,應當理解的是無意于通過這些實施方式限制本發明的范圍。本發明包括在所示的裝置和所描述的方法中的任何變型和另外的改型以及本發明所相關領域的技術人員通常會想到的本發明的原理的另外的應用。
現在參照圖1,本公開涉及車輛10,該車輛10具有位于多個接地構件12與車架14之間的懸架。接地構件12包括車輪、滑雪板、導軌、胎面等。懸架通常包括聯接在接地構件12與車架14之間的彈簧16和減震器18。彈簧16可以包括例如螺旋彈簧、板簧、空氣彈簧或其他氣體彈簧。該空氣彈簧或氣體彈簧16可以是可調節的。參見例如通過參引并入本文中的美國專利No.7,950,486。彈簧16通常通過A臂連桿70(參見圖5)或其他類型的連桿聯接在車架14與接地構件12之間。在接地構件12與車架14之間還聯接有可調節減震器18。在示出的實施方式中,彈簧16和減震器18鄰近接地構件12中的每個接地構件定位。在ATV(全地形車輛)中,例如,與每個車輪12相鄰地設置有四個彈簧16和四個可調節減震器18。一些制造商提供空氣彈簧或液壓預加加載環的形式的可調節彈簧16。這些可調節彈簧16允許操作者在行駛中(on the go)調節行駛高度。然而,駕乘舒適性大多源自由減震器18提供的阻尼。
在示出的實施方式中,可調節減震器18是用于調節減震器18的阻尼特性的電控減震器。控制器20提供以連續的或動態的方式調節減震器18的阻尼的信號。可調節減震器18可以被調節成提供不同的壓縮阻尼、回彈阻尼或者壓縮阻尼和回彈阻尼兩者。
在本公開的示出的實施方式中,用戶界面22設置在操作車輛的駕駛員能夠容易觸及的位置中。優選地,用戶界面22是鄰近駕駛員的座位安裝在儀表板上或者集成到車輛內的顯示器上的單獨的用戶界面。用戶界面22包括用戶輸入以允許駕駛員或乘客在車輛的操作期間基于所遇到的道路狀況手動地調節減震器18的阻尼。在另一示出的實施方式中,用戶輸入設置在車輛的方向盤、車把、或其他轉向控制件上,以有助于阻尼調節的致動。顯示器24也設置在用戶界面22上或者靠近用戶界面22設置或者集成到車輛的儀表板顯示器中,以顯示與減震器阻尼的設定有關的信息。
在示出的實施方式中,可調節減震器18是能夠從ZF SachsAutomotive購得的CDC(連續阻尼控制)型號的電控減震器。參見Causemann,Peter;Automotive Shock Absorbers:Features,Designs,Applications,ISBN 3-478-93230-0,Verl.moderne Industrie,Second Edition,2001,pages 53-63,其通過參引并入本文中以用于對示出的實施方式中的減震器18的基本操作進行說明。應當理解的是,該描述并非限制性的,并且存在能夠從其他制造商購得的其他適當類型的減震器。
控制器20接收來自用戶界面22的用戶輸入并且相應地調節可調節減震器18的阻尼特性。如下面論述的,用戶可以獨立地調節前減震器18和后減震器18以調節車輛的駕乘特性。在某些其他實施方式中,減震器18中的每個減震器均是可獨立調節的,使得減震器18的阻尼特性能夠從車輛的一側相對于車輛的另一側進行改變。一側對一側的調節在急轉彎或者其他操縱期間是所期望的,在急轉彎或其他操縱中,車輛的相反側的減震器18的不同阻尼特性改善了駕乘。減震器18的阻尼響應可以在幾微秒內改變以提供阻尼在道路中的坑洼、凹陷或其他駕駛狀況下幾乎瞬時的變化。
還有多個傳感器聯接至控制器20。例如,與每個接地構件12相鄰地聯接有全局變化(global change)加速計25。該加速計提供耦接至控制器20的輸出信號。加速計25提供指示在車輛穿越不同地形時接地構件與懸架部件16、18之間的運動的輸出信號。
額外的傳感器可以包括車輛速度傳感器26、轉向傳感器28和底盤加速計30,它們都具有耦接至控制器20的輸出信號。加速計30例如為位于底盤上的三軸加速計以提供對在操作期間車輛上的力的指示。額外的傳感器包括制動傳感器32、節氣門位置傳感器34、車輪速度傳感器36和檔位(gear)選擇傳感器38。這些傳感器中的每個傳感器均具有耦接至控制器20的輸出信號。
在本公開的示出的實施方式中,圖2中所示的用戶界面22包括用于調節前軸減震器18和后軸減震器18的阻尼的手動用戶輸入40和42。用戶界面22還包括分別用于顯示前減震器和后減震器的阻尼水平設定的第一顯示器44和第二顯示器46。在操作中,車輛的駕駛員或乘客可以調節用戶輸入40和42以向與車輛的前軸和后軸相鄰的減震器18提供較多或較少的阻尼。在示出的實施方式中,用戶輸入40和42是可旋轉的旋鈕。操作者通過將旋鈕40沿逆時針方向旋轉而將鄰近車輛的前軸的減震器18的阻尼減小。這為前軸提供了更柔和的駕乘。通過將旋鈕40沿順時針方向旋轉,操作者在鄰近前軸的減震器18上提供了較多的阻尼以提供更剛硬的駕乘。前軸的阻尼水平顯示在顯示器44上。阻尼水平可以由任何所期望的數字范圍——比如例如0至10——來指示,其中,10是最硬的而0為最軟的。
操作者將旋鈕42沿逆時針方向旋轉以使鄰近后軸的減震器18的阻尼減小。操作者沿順時針方向旋轉旋鈕42以向鄰近車輛后軸的減震器18提供較多的阻尼。后減震器18的阻尼水平的設定在顯示窗口46中顯示。
圖3中示出了用戶界面22的另一實施方式。在該實施方式中,設置有按鈕50和52以用于調節鄰近前軸定位的減震器18的阻尼水平,并且設置有按鈕54和56以用于調節鄰近后軸定位的減震器18的阻尼。操作者通過按壓按鈕50增大鄰近前軸定位的減震器18的阻尼,并且通過按壓按鈕52減小鄰近前軸定位的減震器18的阻尼。鄰近前軸的減震器18的阻尼水平顯示在顯示窗口57內。如上所論述的,輸入控制開關可以定位在車輛上的任何所希望的位置處。例如,在其他示出的實施方式中,用戶輸入位于車輛的方向盤、車把或其他轉向控制件上,以有助于阻尼調節的致動。
類似地,操作者按壓按鈕54以增大鄰近后軸定位的減震器的阻尼。操作者按壓按鈕56以減小鄰近后軸定位的減震器的阻尼減小。顯示窗口58提供鄰近后軸的減震器18的阻尼水平的視覺指示。在其他實施方式中,可以使用諸如觸摸屏控制、滑動控制或其他輸入之類的不同用戶輸入來調節鄰近前軸的減震器18和鄰近后軸的減震器18的阻尼水平。在其他實施方式中,可以使用諸如觸摸屏控制、滑動控制或其他輸入之類的不同用戶輸入來同時調節四個車輪附近的全部減震器18的阻尼水平。
圖4示出了本公開的又一實施方式,在該又一實施方式中,用戶界面22包括具有選擇指示器62的可旋轉旋鈕60。旋鈕60能夠如雙頭箭頭64所指示的那樣旋轉以將指示器62對準特定的駕駛狀況模式。在示出的實施方式中,公開了五個模式,所述五個模式包括平整道路模式、崎嶇小道模式、巖石攀爬模式、抖動模式和躍起/跳躍模式。根據駕駛狀況,操作者旋轉控制旋鈕60以選擇特定的駕駛模式。控制器20基于所選擇的特定模式自動地調節鄰近車輛前軸的可調節減震器18和鄰近后軸的可調節減震器18的阻尼水平。
應當理解的是,可以設置各種其他模式,所述各種其他模式包括運動模式、野外模式(trail mode)或其他所希望的模式。另外,可以提供不同的模式以用于車輛的兩輪驅動、四輪驅動、高配置和低配置的操作。示例的操作模式包括:
·平整道路模式——旨在使猛烈加速、緊急制動和急轉彎期間的瞬態車輛俯仰和側傾最小化的非常剛硬的設定。
·正常野外模式——與平整道路模式相似,但具有稍軟的設置以允許吸收巖石、根莖和坑洼,但仍具有良好的轉彎、加速和制動性能。
·巖石攀爬模式——這可能是最軟的設置,在該模式中,車輛以較低速度操作,允許最大的車輪循跡性。在一個實施方式中,該巖石攀爬模式關聯至車輛速度傳感器26。
·高速崎嶇小道(抖動)——該設定介于正常野外模式與巖石攀爬模式之間以允許高速控制但提供非常舒服的駕乘(容易觸底(bottom out))。
·躍起及跳躍模式——該模式提供阻尼器中的較硬的壓縮但提供較少的回彈以盡可能地將輪胎保持在地面上。
·這些模式僅是示例,本領域的技術人員可以理解到,根據車輛的需要/期望用途,可以存在更多的模式。
除了駕駛模式以外,阻尼控制可以基于來自與控制器20聯接的多個傳感器的輸出進行調節。例如,可調節減震器18的設定可以基于來自速度傳感器26的車輛速度或者來自加速計25和30的輸出進行調節。在緩慢地移動的車輛中,可調節減震器18的阻尼減小以為了更好的駕乘而提供較軟的模式。隨著車輛速度增大,減震器18被調節至較硬的阻尼設定。減震器18的阻尼可以與來自轉向傳感器28的輸出耦接并且由來自轉向傳感器28的輸出控制。例如,如果車輛進行急轉彎,車輛的適當一側的減震器18的阻尼可以被瞬間調節以改善駕乘。
本公開的連續阻尼控制可以與可調節的彈簧16組合。基于來自控制器20的信號,彈簧16可以是預加載調節或連續動態調節。
來自制動傳感器32的輸出也可以通過控制器20監測并使用以對可調節減震器18進行調節。例如,在緊急制動期間,鄰近前軸的可調節減震器18的阻尼水平可以被調節以減小車輛的“俯沖”。在示出的實施方式中,阻尼器通過下述方式被調節以使俯仰最小化:通過確定車輛的行駛方向、通過感測來自檔位選擇傳感器38的輸入并隨后在通過制動傳感器32檢測到制動器被應用時調節阻尼。在說明性的示例中,針對向前行駛的車輛,為了改善制動感受,系統增大車輛前部的減震器18的壓縮阻尼并且增大車輛后部的減震器18的回彈阻尼。
在另一實施方式中,控制器20利用來自節氣門位置傳感器的輸出對可調節減震器18進行調節,以調節或控制當車輛后部在加速期間下降或下沉時發生的車輛下沉。例如,控制器20可以在車輛的急促加速期間加強鄰近后軸的減震器18的阻尼。另一實施方式包括同時控制車輛的節氣門映射和阻尼器設定的駕駛員可選模式。通過將節氣門映射與CDC阻尼器標定關聯在一起,使得在駕駛員改變操作模式時,節氣門(發動機)特性和懸架設定同時改變。
在另一實施方式中,與可調節減震器18相鄰地設置有位置傳感器。控制器20使用這些位置傳感器以加強可調節減震器18的鄰近該可調節減震器行程末端的阻尼。這為減震器提供了漸進的阻尼控制。在一個示出的實施方式中,可調節減震器的位置傳感器是位于車輛懸架的A臂上的角度傳感器。在另一實施方式中,可調節減震器包括內置式位置傳感器以指示減震器何時位于其行程末端附近。
在另一示出的實施方式中,基于由檔位選擇傳感器38檢測到的檔位選擇,系統限制減震器18的調節范圍。例如,阻尼調節范圍在檔位選擇器處于低范圍時比在檔位選擇器處于高范圍時大以保持載荷處于車輛和操作者兩者所接受的范圍中。
圖5示出了安裝在A臂連桿70上的可調節減震器18,該A臂連桿70具有聯接至車架14的第一端部以及聯接至車輪12的第二端部。可調節減震器18包括可樞轉地聯接至A臂70的第一端部72以及可樞轉地聯接至車架14的第二端部(未示出)。阻尼控制啟動器74通過導線76聯接至控制器20。
在本公開的示出的實施方式中,如圖1中所示,電池80聯接至控制器20。為了在展示室中于演示模式下操作,使用車輛的點火裝置或無線鑰匙來啟動控制器20、用戶界面22和顯示器24,以將車輛置于輔助模式下。這允許在不起動車輛的情況下進行可調節減震器18的調節。由此可以向處于展示室——因為是封閉空間所以不允許起動車輛——中的顧客展示本公開的連續阻尼控制特征的操作。這提供了用于展示本公開的連續阻尼控制如何快速地調節車輛的前軸和后軸的阻尼的有效工具。
如本文所述,本公開的系統包括四個操作級別或等級。在第一等級中,可調節減震器18僅使用用戶界面22通過本文中描述的手動輸入來進行調節。在第二操作等級中,系統是半主動的并且使用來自用戶界面22的用戶輸入與上述車輛傳感器組合來控制可調節減震器18。在第三操作等級中,鄰近接地構件12定位的輸入加速計25和底盤加速計30與轉向傳感器28和減震器行程位置傳感器一起使用,以為控制器20提供用于在調節可調節減震器18時使用的額外輸入。在第四操作等級中,控制器20與穩定性控制系統協作以對減震器18進行調節,從而為車輛10提供增強的穩定性控制。
在另一示出的實施方式中,車輛負載信息被提供至控制器20并且用于對可調節減震器18進行調節。例如,可以使用乘客的數量或可以輸入貨物的量以便提供車輛負載信息。還可以設置乘客或貨物傳感器以用于自動輸入至控制器20。另外,車輛上的傳感器可以檢測車輛前部或后部上的影響車輛的操縱的附件。在感測到車輛前部或后部上的重的附件時,控制器20對可調節減震器18進行調節。例如,當重的附件被放置到車輛的前部上時,可以增大前減震器的壓縮阻尼以幫助支承額外的負載。
在本公開的另一說明性實施方式中,公開了用于使用用戶可選模式和多個傳感器輸入兩者主動控制電子可調減震器的阻尼以主動地調節阻尼水平的方法。使用中央控制器持續地讀取來自多個車輛傳感器的輸入并且發送輸出信號以控制電子可調減震器的阻尼特性。說明性的實施方式基于以下控制策略中的一個或更多個控制策略來控制所述多個電子可調減震器的阻尼:
·基于車輛速度的阻尼表
·側傾控制:車輛轉向角度和轉向速率的阻尼表
·跳躍控制:檢測空氣時間并且相應地調整阻尼
·俯仰控制:制動、俯沖和下沉
·基于傳感器輸入的查找表或多變量方程的使用
·加速度感測:基于底盤加速頻率選擇阻尼
·負載感測:基于車輛/箱體負載增大阻尼
·過度轉向/轉向不足檢測
·出廠默認設置、接通模式選擇
·故障安全裝置默認為完全穩定
·在一固定時間段后關閉電磁閥以在空閑時保存功率
在本公開的示出的實施方式中,用戶可選模式為電子減震器提供阻尼控制。除了上述方法以外,本公開包括能夠由使用者通過旋鈕、觸摸屏、按鈕或其他用戶輸入選擇的模式。說明性的用戶可選模式以及對應的傳感器和控制包括:
除了阻尼控制以外,還可以在各種模式下調節以下重點項目:
1.出廠默認模式
2.柔軟/舒適模式
·車輛速度
·轉彎
·騰空(Air born)——跳躍
·eCTV:保持低的RPM>靜止
·較高的輔助EPS標定
3.自動/運動模式
·俯仰控制
·連接至制動開關
·節氣門(CAN)位置
·側傾控制
·橫向加速度
·轉向位置(EPS傳感器)
·車輛速度
·“Auto”表示使用包含所有這些輸入的阻尼表或算法
4.穩定/競賽模式
·eCTV:較高的接合
·積極油門踏板映射
·穩定(較低的速度輔助)的EPS標定
·完全穩定的阻尼
5.巖石攀爬模式
·增大行駛高度——彈簧預加載
·回彈增大以應對額外的預加載荷
·軟穩定桿
·速度限制
6.沙漠/沙丘模式
·軟穩定桿
·基于速度的阻尼
·比“軟”更加穩定的阻尼
7.野外/轉彎模式
·較低的行駛高度
·較硬的穩定桿
·增大阻尼
·穩定的EPS標定
8.工作模式(鎖定,完全穩定)
·eCTV:平穩的接合
·eCTV:根據發動機負載,保持低的RPM>靜止
·負載感測阻尼和預加載
9.經濟模式
·較低的行駛高度
·發動機標定
·eCTV標定
在本公開的示出的實施方式中,傳感器輸入包括以下各者中的一者或較多者:
·阻尼模式選擇
·車輛速度
·4WD模式
·ADC模式
·變速模式——CVT和其他變速器類型
·EPS模式
·環境溫度
·轉向角度
·底盤加速度(橫向、縱向、垂直)
·方向盤加速度
·陀螺儀
·GPS定位
·減震器位置
·減震器溫度
·箱內負載/分配
·發動機傳感器(rpm、溫度、CAN)
·油門踏板
·制動器輸入/壓力
·乘客傳感器(重量或安全帶)
在本公開的示出的實施方式中,阻尼控制系統與其他車輛系統按如下方式集成:
車輛系統集成
·EPS標定
o針對每個駕駛員模式的獨特標定。全面協助工作或舒適模式。
·自動的預加載調節設定(電控制和/或液壓控制)
o負載調平
o平整的野外/道路模式=較低,巖石攀爬=較高
o針對較高的預加載荷,增大回彈阻尼
o牽引模式=后部預加載荷增大。執行模式=前部預加載荷增大
·車輛速度限制
o使用查找表或使用算法,結合車輛速度增大阻尼以便于控制和安全
■調節除“穩定”以外的所有模式中的最小阻尼水平,
■穩定模式將處于最大阻尼,與車輛速度無關
■在某些模式中采用較低的行駛高度(預加載荷)和車輛速度
·eCVT標定
o針對與電子阻尼和預加載荷相關的每個駕駛員模式的獨特標定。(舒適模式=低rpm、軟阻尼)
·發動機/踏板映射標定
o針對與電子阻尼和預加載荷相關的每個駕駛員模式的獨特標定。(舒適模式=軟踏板映射、軟阻尼)
·線控轉向
·負載感測
·用于轉彎的解耦的(Decoupled)車輪速度
·4輪轉向
·主動穩定桿調節
·牽引力控制
·穩定性控制
·ABS
·主動制動偏置
·預加載荷控制
圖6是示出了用于本公開的系統和方法的車輛模式平臺邏輯的流程圖。在示出的實施方式中,使用者選擇用戶模式,如框100處所示。選擇器可以是旋鈕、按鈕、觸摸屏輸入或其他用戶輸入。控制器20使用查找表或算法來確定針對車輛的右前、左前、右后和左后處的可調節彈簧的預加載荷調節,以對用于車輛的目標行駛高度進行調節,如在框102處所示。控制器20接收行駛高度輸入和/或負載傳感器輸入,如框104處所示,使得控制器20基于車輛負載來調節彈簧預載荷。
隨后,控制器20判斷防傾桿或穩定桿是應當被連接或還是斷開連接,如框106處所示。如下面詳細論述的,穩定桿可以根據所選擇的模式和傳感器輸入而連接或斷開連接。
控制器20還實施如下文所論述且在框108處示出的阻尼控制邏輯。控制器20使用針對右前、左前、右后和左后可調節減震器的阻尼器配置(profile),如框110處所示。如框112處所示且在下面詳細論述的,多個傳感器輸入被提供至控制器20,以連續地控制可調節減震器的阻尼特性。
控制器20使用存儲的映射來進行車輛的電子動力轉向(EPS)的標定,如框114處所示。最后,控制器20使用映射來標定車輛的油門踏板位置,如框116處所示。本公開的阻尼控制方法使用多個不同的狀態修正器來控制電子可調減震器的阻尼特性。示例性的狀態修正器包括通過以下方面設定的參數:由框118處所示的選定的特定用戶模式,如框120處所示的車輛速度,如框122處所示的節氣門開度。額外的狀態修正器包括如框124處所示的諸如四輪驅動傳感器之類的驅動模式傳感器、如框126處所示的轉向位置傳感器以及如框128處所示的轉向速率傳感器。驅動模式傳感器124可以包括鎖定的前部傳感器、未鎖定的前部傳感器、鎖定的后部傳感器、未鎖定的后部傳感器或高低變速器設定傳感器。狀態修正器還包括如框130處所示的x軸加速度傳感器、如框132處所示的y軸加速度傳感器以及如框134處所示的z軸加速度傳感器。圖14中示出了用于諸如ATV之類的車輛的x軸、y軸和z軸。另一說明性的狀態修正器是如框136處所示的橫擺角速度傳感器。圖7中所示的各種狀態修正器標記為1-10并且對應于圖8至圖10中所示的各種駕駛條件下影響阻尼控制邏輯的操作的修正器。
在用于控制多個電子減震器的被動方法中,上述用戶所選模式設定有在車輛的所有拐角處的離散的阻尼水平。前壓縮、后壓縮和回彈能基于用戶所選操作模式獨立地被調節,而無需使用基于傳感器輸入的主動控制。
圖8中示出了一種用于多個電減震器的主動阻尼控制的示例性方法。圖8的方法使用節氣門傳感器138、車輛速度傳感器140和制動開關或制動壓力傳感器142作為邏輯輸入。如框144處所示,控制器20判斷制動器是否啟動(on)。如果是,則控制器20以制動狀態執行阻尼控制方法,如框146處所示。在制動狀態中,檢測到由于來自制動輸入的縱向加速度導致的前懸架壓縮(俯沖)。在制動狀態146下,狀態修正器包括用戶所選模式118和車輛速度120以調節阻尼控制。在圖8至圖10的車輛狀態下,所選擇的用戶模式修正器118確定出限定有車輛的右前部、左前部、右后部和左后部處的可調節減震器的阻尼特性的特定查找表。在制動狀態146下,基于制動信號,提供前減震器的壓縮阻尼和/或后減震器上的回彈阻尼。
在制動狀態146下,控制器20基于增大的車輛速度而增大阻尼。此外,控制器20基于制動傳感器信號增大前減震器上的壓縮阻尼和/或后減震器上的回彈阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入來選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如框144處所示,如果制動器未啟動,則控制器20判斷節氣門位置是否大于閾值Y,如框148處所示。如果否,則控制器20以行駛狀態操作車輛,如框150處所示。在行駛狀態中,車輛通常以直線操作,其中,未檢測車輛在轉向和轉彎時的行駛和操縱性能。在行駛狀態150下,用于控制阻尼的狀態修正器包括用戶模式118、車輛速度120以及諸如四輪驅動傳感器124的驅動模式傳感器。在行駛狀態150下,控制器20基于車輛速度增大阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
在框148處,如果節氣門位置大于閾值Y,則在框152處,控制器20判斷車輛速度是否大于閾值Z。如果是,則在如上所述的框150處,控制器20以行駛狀態操作車輛。如果在框152處車輛速度小于閾值Z,則如框154處所示的,控制器20操作處于下沉狀態的車輛。在下沉狀態154中,用于控制阻尼的狀態修正器包括用戶所選模式118、車輛速度120和節氣門開度122。在下沉狀態154期間,基于節氣門傳感器信號和車輛速度增大后減震器上的壓縮阻尼和/或前減震器上的回彈阻尼。來自節氣門輸入的縱向加速度致使后懸架壓縮(下沉)。
在下沉狀態154中,控制器20基于增大的車輛速度增大阻尼。此外,控制器20基于節氣門傳感器信號和車輛速度增大后減震器上的壓縮阻尼和/或前減震器上的回彈阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
圖9中示出了本公開的包括不同傳感器輸入選項的另一實施方式。在圖9的實施方式中,節氣門傳感器138、車輛速度傳感器140和制動傳感器142被用作如圖8所論述的輸入。另外,轉向速率傳感器156和轉向位置傳感器158也向控制器20提供輸入。如框160處所示,控制器20判斷轉向位置的絕對值是否大于閾值X或轉向速率的絕對值是否大于閾值B。如果否,則控制器20判斷制動器是否啟動,如框162處所示。如果否,則控制器20判斷節氣門位置是否大于閾值Y,如框164處所示。如果在框164處節氣門位置大于閾值Y,則如框150處所示且如上所述的,控制器20以行駛狀態操作車輛。在行駛狀態150中,控制器20基于車輛速度增大阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框164處節氣門位置大于閾值Y,則控制器20判斷車輛速度是否大于閾值Z,如框166處所示。如果是,則如框150處所示,控制器20在行駛狀態下操作車輛。在框166處,如果車輛速度小于閾值Z,則控制器20以上文參照圖8論述的下沉狀態154操作車輛。在下沉狀態154中,控制器20基于增大的車輛速度將阻尼增大。另外的控制器20基于節氣門傳感器信號和車輛速度增大后減震器上的壓縮阻尼和/或前減震器上的回彈阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
在框162處,如果制動器是啟動的,則控制器20以上文參照圖8論述的制動狀態146操作車輛。在制動狀態146中,控制器20基于增大的車輛速度增大阻尼。此外,控制器20基于制動傳感器信號增大前減震器上的壓縮阻尼和/或后減震器上的回彈阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有在各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
在框160處,如果轉向位置的絕對值大于閾值X或轉向速率的絕對值大于閾值B,則控制器20判斷制動器是否啟動,如框168處所示。如果是,則控制器20以如框170處所示的制動狀態操作車輛。在制動狀態170中,用于控制阻尼的模式修正器包括用戶輸入118、車輛速度120和轉向速率128。
在制動狀態170下,控制器20基于增大的車輛速度將阻尼增大。此外,控制器20基于來自轉向傳感器、制動傳感器和車輛速度傳感器的輸入增大外側前角部減震器上的壓縮阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框168處制動器未啟動,則控制器20判斷節氣門位置是否大于閾值Y,如框172處所示。如果否,則車輛控制器20以如框174處所示的側傾/轉彎狀態操作車輛。在側傾/轉彎狀態中,用于控制阻尼的狀態修正器包括用戶模式118、轉向位置126和轉向速率128。在側傾/轉彎狀態下,轉向和轉彎輸入所造成的橫向加速度導致發生車身側傾。
在側傾/轉彎狀態174下,控制器20基于增大的車輛速度將阻尼增大。此外,當經由轉向傳感器檢測到轉彎事件時,控制器20增大外側角部減震器上的壓縮阻尼和/或內側角部減震器上的回彈阻尼。對于左轉彎而言,外側減震器是右前后減震器和右后減震器,而內側減震器是左前減震器和左后減震器。對于右轉彎而言,外側減震器是左前減震器和左后減震器,而內側減震器是右前減震器和右后減震器。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框172處節氣門位置大于閾值Y,則控制器20以如框176處所示的下沉狀態操作車輛。在下沉狀態176中,控制器20使用的用于控制阻尼特性的模式修正器涉及用戶模式118、車輛速度120、節氣門開度122、轉向位置126和轉向速率128。此外,基于增大的車輛速度增大阻尼。另外,基于轉向傳感器、節氣門傳感器和車輛速度增大外側后角部上的壓縮阻尼。
在下沉狀態176下,控制器20基于增大的車輛速度增大阻尼。此外,控制器20基于來自轉向傳感器、節氣門傳感器和車輛速度的輸入增大外側后角部減震器上的壓縮阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
圖10示出了本公開的包括與圖8和圖9的實施方式不同的傳感器輸入選項的阻尼控制方法的又一實施方式。除了節氣門傳感器138、車輛速度傳感器140、制動傳感器142、轉向位置傳感器158和轉向速率傳感器156以外,圖10的實施方式還使用z軸加速度傳感器180和x軸加速度傳感器182作為控制器20的輸入。
如框184處所示,控制器20首先判斷來自z軸傳感器180的加速度是否在大于閾值N的時間內一直小于閾值C。如果是,則控制器20判定車輛處于跳躍中并且以如框186處所示的跳躍/俯仰狀態控制車輛,在跳躍/俯仰狀態下,懸架允許下墜并且輪胎失去與地面的接觸。在跳躍/俯仰狀態186下,控制器20使用涉及用戶輸入118、車輛速度120和z軸加速度傳感器134的狀態修正器來控制阻尼特性。
在跳躍/俯仰狀態186下,控制器20基于增大的車輛速度將阻尼增大。此外,當經由通過z軸加速度傳感器134檢測到的負垂直加速度而檢測到騰空事件(以及騰空事件的持續時間)時,控制器20將所有四個角部處的減震器上的壓縮阻尼增大。控制器20在跳躍事件之后保持阻尼增大并持續預定的時間。如果通過z軸加速度傳感器134檢測到正的垂直加速度在長于閾值持續時間的時間內一直具有大于閾值的量值(諸如當在騰空事件之后與地面接觸時),而較大的加速度使得所需的持續時間閾值減小,可以持續一定時間增大后減震器和/或前減震器的回彈阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框184處未檢測到騰空事件,則控制器20在框188處判斷轉向位置的絕對值是否大于閾值X或轉向速率的絕對值是否大于閾值B。如果不是,則控制器20在框190處判斷制動器是否啟動以及x軸加速度是否大于閾值A。如果是,則控制器20在如框192處所示的制動狀態下操作車輛。
在制動狀態192下,涉及用戶輸入118、車輛速度120、x軸加速計130和y軸加速計132的狀態修正器被用作用于阻尼控制的輸入。在制動狀態192下,控制器20基于增大的車輛速度增大阻尼。此外,控制器20基于來自轉向傳感器158、制動傳感器142、車輛速度傳感器140和/或加速度傳感器180的輸入增大外側前角部減震器上的壓縮阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框190處判定是否定的,則控制器20判斷節氣門位置是否大于閾值Y,如框194處所示。如果否,則控制器20以如框196處的行駛狀態操作車輛。在行駛狀態196下,控制器20使用涉及用戶所選模式118、車輛速度120、諸如四輪驅動傳感器124的驅動模式傳感器和z軸加速計134的狀態修正器來控制阻尼特性。在行駛狀態196下,控制器20基于車輛速度增大阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框194處節氣門位置大于閾值Y,則控制器20判斷車輛速度是否大于閾值Z,如框198處所示。如果是,則控制器20以如上所述的行駛狀態196操作車輛。如果不是,則控制器20以如框200處所示的下沉狀態操作車輛。在下沉狀態200中,控制器20使用涉及用戶模式118、車輛速度120、節氣門開度122和y軸加速計132的狀態修正器以用于阻尼控制。在下沉狀態200中,控制器20基于車輛速度增大阻尼。此外,控制器20基于來自節氣門傳感器138、車輛速度傳感器140和/或加速度傳感器180的輸入增大后減震器上的壓縮阻尼和/或前減震器上的回彈阻尼。額外的調節是基于持續時間和縱向加速度進行的。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框188處轉向位置的絕對值大于閾值X或轉向速率的絕對值大于閾值B,則控制器20判斷制動器是否啟動以及x軸加速度是否大于閾值A,如框202處所示。如果是,則控制器20以如框204處所示的制動狀態操作車輛。在制動狀態204中,控制器20使用涉及用戶模式118、車輛速度120、轉向位置126、x軸加速度130和y軸加速度132的狀態修正器來調節電子可調減震器的阻尼控制特性。在制動狀態204下,控制器20基于增大的車輛速度將阻尼增大。此外,控制器20基于來自轉向傳感器158、制動傳感器142、車輛速度傳感器140和/或加速度傳感器180的輸入來增大外側前角部減震器上的壓縮阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框202處作出否定的判定,則控制器20判斷節氣門位置是否大于閾值Y,如框206處所示。如果否,則控制器20以如框208處所示的側傾/轉彎狀態操作車輛。在側傾/轉彎狀態208下,控制器20使用涉及用戶模式118、轉向位置126、轉向速率128、y軸加速度132和橫擺角速度136的狀態修正器來控制可調節減震器的阻尼特性。在側傾/轉彎狀態208下,控制器20基于增大的車輛速度將阻尼增大。此外,當經由轉向傳感器156和加速計182檢測到轉向事件時,控制器20增大外側角部減震器上的壓縮阻尼和/或內側角部減震器上的回彈阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
如果在框206處節氣門位置大于閾值Y,則控制器20以如框210處所示的下沉狀態操作車輛。在下沉狀態210下,控制器20使用涉及用戶模式118、車輛速度120、節氣門開度122、轉向位置126、轉向速率128和y軸加速度132的狀態修正器來控制可調節減震器的阻尼特性。在下沉狀態210中,控制器20基于車輛速度增大阻尼。此外,控制器20基于來自節氣門傳感器138、車輛速度傳感器140和/或加速度傳感器180或182的輸入來增大外側后角部減震器上的壓縮阻尼。用戶模式修正器118基于以上輸入選擇限定有各個角部處的阻尼特性的查找表和/或算法。
圖11至圖13中示出了本公開的另一實施實施方式。作為阻尼控制系統的一部分,穩定桿聯動裝置220被選擇性地鎖定或解鎖。聯動裝置220包括位于缸體224內的可動活塞222。活塞222的端部226示例性地聯接至車輛的穩定桿。缸體224的端部228示例性地聯接至車輛的懸架臂或部件。應當理解的是,這種連接可以是顛倒的。
鎖定機構230包括可動螺線管232,該可動螺線管232被彈簧234沿箭頭236的方向偏置。控制器20選擇性地激勵螺線管232以使可移除的螺線管232從圖11和圖12中所示的伸出位置沿箭頭238的方向縮回至圖13中所示的縮回位置。在縮回位置中,螺線管232的端部與可動活塞232的窗口240斷開接合,以允許在活塞222與缸體224之間的自由運動。如果螺線管232處于圖11和圖12中所示的與窗口240接合的伸出位置,則活塞222相對于缸體224被鎖定。
當聯動裝置220被解鎖時,在螺線管232如圖6中所示的那樣被斷開接合的同時,活塞222和缸體224的伸縮運動消除了穩定桿的功能。當控制器20移除來自螺線管232信號時,螺線管活塞232移動到窗口240中以將活塞222相對于缸體220鎖定。如果螺線管232因為彈簧234而失去電力,則其也進入鎖定位置。換句話說,螺線管232在鎖定位置中失效。沒有必要為了使螺線管232將活塞222鎖定而使車輛呈水平。
在低速操作期間將穩定桿220解鎖能夠為懸架系統提供循跡性的益處。因此,穩定桿220在某些低速狀態下被解鎖。針對較高的速度,穩定桿220被鎖定。當穩定桿220被解鎖時,控制器20還可以使用電子節氣門控制(ETC)來將車輛速度限制于預定的最大速度。
盡管本公開的實施方式已經通過示例性設計描述,但本發明可以在本公開的精神和范圍內進一步地修改。因此,本申請意在覆蓋本發明的利用其一般原理的任何變型、用途或改型。此外,本申請意于覆蓋相對于本公開的如落入本發明所屬的領域中的已知或慣用實踐內的那些區別。