機動車輛懸掛控制系統的制作方法

專利名稱：機動車輛懸掛控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于支承在一對前車輪和一對后車輪上的機動車輛中的懸掛控制系統，以便控制每一個安裝在彈簧承載質量(車體)和非彈簧承載質量(相應的一個車輪)之間的減震器的減震力特性。
公開號為4-191109公開了一種這樣的機動車輛懸掛控制系統，當車輛通過一不平的路面部分時，根據前車輪所產生的震動量，該系統控制一操作器來增加或減小用來支承車體壓在后車輪上的力。當前車輪所產生的振動量超過一預定值時，操作器就在一時間點沿減小振動量的方向運作，該時間點即后車輪通過相同不平路面部分的那個時刻。所述時間點是根據車輛的速度來估算的。這就是說，常用的懸掛控制系統進行一種預先控制以延緩一段時間，在這段時間內，前車輪產生的振動量，根據車輛的行駛速度，用來為后車輪側的控制產生一個修正信號。由于即使前車輪通過不平的路面時車體產生大振動，但后車輪側的控制可以根據前車輪通過不平路面部分時車體產生的振動量來調節，所以后車輪通過不平路面部分時產生的振動量要比前車輪通過不平路面部分時的小得多。
可是，常用懸掛控制系統需要配備車輛運行狀態傳感器，以便測定彈簧承載質量的垂直速度和/或對相應車輪的相對速度，其結果是需要一種既復雜且昂貴的懸掛控制系統。由于彈簧承載質量重量和懸掛彈簧常數的差別，更使得彈簧承載質量的諧振頻率對于前車輪側的控制和對于后車輪側的控制是不同的。由于這個原因，如果不是不可能的話，至少也是很困難地對后車輪側的車輛運行狀態進行精確的檢測，從而無法產生理想的控制力。
本發明的主要目的是提供一種既簡單又不貴的機動車輛懸掛控制系統，該系統能精確地測定車輛在后車輪側的運行狀態，并且能在使用較少數量的車輛運行狀態傳感器的情況下產生最適宜的控制力。
本發明提供了一種用于機動車輛上的懸掛控制系統，機動車輛是支承在位于前左和前右車輪側支柱的前左和前右車輪上，以及位于后左和后右車輪側支柱的后左和后右車輪上的。懸掛控制系統包括減震器，減震器安裝在各相應的支柱位置上，并處于彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間，以提供可變的減震力特性，懸掛控制系統還包括傳感部分和計算部分，傳感部分用來感測車輛在前左和前右車輪側支柱位置處的第一運行狀態，而計算部分則用來根據感測的車輛第一運行狀態，計算車輛在后左和后右側支柱位置處的第二運行狀態。這個計算部分應用了一種利用路面情況輸入作為其傳遞路線的預定傳遞函數，計算所感測車輛第一運行狀態之間差別的手段。上述懸掛控制系統還包括產生第一控制信號部分，產生第二控制信號部分以及控制部分，產生第一控制信號部分根據所感測的車輛第一運行狀態對安裝在前左和前右車輪側支柱位置的減震器傳遞信號，產生第二控制信號部分根據計算出的車輛第二運行狀態對安裝在后左和后右車輪側支柱位置的減震器發出信號，而控制部分則回應上述第一控制信號和第二控制信號來控制各相應減震器的減震力特性。
本發明的另一特點是本發明提供了一種用于具有車體的機動車輛上的懸掛控制系統，車體支承在位于前左和前右車輪側支柱處的前左和前右車輪上，也支承在位于后左和后右車輪側支柱處的后左和后右車輪上。該懸掛控制系統包括減震器，減震器位于各相應的支柱處，并處于彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間，以提供可變的減震力特性，所述懸掛控制系統還包括感測部分、第一彈跳率計算部分、第一搖晃率計算部分、第二彈跳率計算部分、車體垂直輸入計算部分、控制信號產生部分以及控制部分。感測部分用來感測車體在前左和前右車輪側支柱位置處的垂直輸入；第一彈跳率計算部分用來求所感測的垂直輸入的平均值，以便計算出位于前左和前右車輪側支柱之間中心處的第一彈跳率；第一搖晃率計算部分是根據所感測垂直輸入來計算第一搖晃率的；第二彈跳率計算部分具有一預定的傳遞函數，該函數根據計算出的第一彈跳率來計算出位于后左和后右車輪側支柱之間中心處的第二彈跳率；車體垂直輸入計算部分用來計算車體在后左和后右車輪側支柱處的垂直輸入；控制信號產生部分是根據感測的和計算出的垂直輸入來對減震器發出控制信號的；控制部分回應上述控制信號對相應的減震器減震力特性進行控制。
現結合附圖對本發明作詳細的說明。


圖1為本發明機動車輛懸掛控制系統一個實施例的示意圖；圖2為機動車輛上使用的減震器的透視圖；圖3為每一減震器詳細結構的剖面圖；圖4為減震器重要部分的放大剖面圖；圖5為減震力與活塞速度關系曲線圖；圖6為曲線示意圖，解釋控制范圍，在這個控制范圍內，減震器是可以隨著安裝其中的調節器的轉動而運轉；圖7A為沿圖4K-K線的橫剖面圖，調節器處于第一位置；圖7B為沿圖4L-L和M-M線的橫剖面圖，調節器處于第一位置；圖7C為沿圖4N-N線的橫剖面圖，調節器處于第一位置；圖8A為沿圖4K-K線的橫剖面圖，調節器處于第二位置；圖8B為沿圖4L-L和M-M線的橫剖面圖，調節器處于第二位置；圖8C為沿圖4N-N線的橫剖面圖，調節器處于第二位置；圖9A為沿圖4K-K線的橫剖面圖，調節器處于第三位置；圖9B為沿圖4L-L和M-M線的橫剖面圖，調節器處于第三位置；圖9C為沿圖4N-N線的橫剖面圖，調節器處于第三位置；圖10為說明減震力特性的曲線圖，調節器處于第一位置；
圖11為說明減震力特性的曲線圖，調節器處于第二位置；圖12為說明減震力特性的曲線圖，調節器處于第三位置；圖13為用在圖1所示懸掛控制系統中的信號處理線路的框圖；圖14A為增益與頻率關系的曲線圖；圖14B為相位與頻率關系的曲線圖；圖15A為增益與頻率關系的曲線圖；圖15B為相位與頻率關系的曲線圖；圖16為簡略側視圖，說明圖1中所示懸掛控制系統中傳遞函數計算模式；圖17為簡略透視圖，說明圖1中所示懸掛控制系統中傳遞函數計算模式；圖18A為增益與頻率關系的曲線圖；圖18B為相位與頻率關系的曲線圖；圖19A為增益與頻率關系的曲線圖；圖19B為相位與頻率關系的曲線圖；圖20為數字計算機用來控制每個減震器的減震力特性時其程序的流程圖；圖21A至圖21E為說明減震力特性控制的曲線圖；圖22A為相位與頻率關系的曲線圖；圖22B為增益與頻率關系的曲線圖；圖23為倒數KU與相對速度(ΔX－ΔX0)關系的曲線圖；圖24為用于本發明懸掛控制系統第二實施例中信號處理線路的框圖；圖25為用于本發明懸掛控制系統第二實施例中另一個信號處理線路的框圖；圖26A為增益與頻率關系曲線圖；圖26B為相位與頻率關系曲線圖；圖27為一曲線圖，說明用于本發明懸掛控制系統第二實施例中已處理信號的成形；
圖28為數字計算機程序流程圖，該計算機用來控制本發明懸掛控制系統第二實施例中每個減震器的減震力特性；圖29A至圖29E為一組曲線圖，說明本發明懸掛控制系統第二實施例中減震力特性的控制；圖30為增益Ku與已處理過信號VPT，C關系的曲線圖；圖31為用于本發明懸掛控制系統第三實施例中信號處理線路的框圖。
參閱附圖，特別是附圖1，圖1表示了一個實施本發明的懸掛控制系統的示意圖。圖1中所示的懸掛控制系統包括一個用于驅動脈沖馬達3的控制部件4，以便為減震器SA提供最適宜的減震力特性。從圖2可以清楚看到，四個減震器SAFL，SAFR，SARL和SARR都是安置在彈簧承載體(車身)與非彈簧承載體(輪胎)之間的。控制部件4安裝在靠近駕駛員座位處(見圖2)，它包括一個接口線路4a，一個中央處理器(CPU)4b和一個驅動線路4c。中央處理器4b計算出所要求的減震力特性(以阻尼系數形式出現)，提供給各相應的減震器SA。這些計算是根據由包括垂直G傳感器1FL和1FR以及一個車速傳感器2等不同傳感器輸出的、通過接口線路4a而傳輸到中央處理器4b的倍號來進行的。垂直G傳感器1FL和1FR安裝在車體上(彈簧承載體)，靠近于各相應減震器SAFL和SAFR連接車體處(支柱處)，正如圖2所示。垂直G傳感器1FL和1FR在各相應的位置處感測車體(彈簧承載體)的加速度G，并產生出能表示出所感測垂直加速度的傳感器信號，傳輸到接口線路4a。當所感測的加速度是向上時，垂直加速傳感器信號呈正號，而當所感測的加速度向下時，則信號呈負號。車速傳感器感測車輛行駛速度，并產生出能表示所感測的車速的傳感器信號，將之傳輸到接口線路4a。中央處理器4b將能表示計算出的阻尼系數的控制字碼傳輸到驅動線路4c，以便驅動相應的一個步進馬達3，提供計算出來的減震力特性。
圖3所示為一可變減震力型減震器，它可以用在本懸掛控制系統上。減震器SA包括一個缸套30和一個在缸套30中作往復運動的活塞。活塞31在其相對兩側形成了上室A和下室B。在缸套30外圍設置了一個外套33，從而沿缸套外圍形成一存儲層C。底部件34將存儲層C和下室B隔開。活塞桿7連接于活塞31上，以便作滑動運動。活塞桿7的滑動由一導向件35進行導向。懸掛彈簧位于外套33和車身之間。數碼字37所指為一緩沖器橡膠件(或套筒)。
參閱圖4，活塞31沿其全部長度上設有第一通道31a和第二通道31b。壓縮側緩沖閥20與第一通道31相配合。擴展側緩沖閥12與第二通道31b相配合。活塞桿7在其頂端與定位擋件41螺紋式地相連接。定位擋件41與穿過活塞31的銷桿螺紋式地連接。銷桿38開設有一繞開第一通道31a和第二通道31b的流通通道39，以便形成一個連接上室A和下室B的通道(通道E，F，G和J)。與流通通道39相配合的，還設有一調節器40，一擴展側止回閥17和一壓縮側止回閥22。調節器40傳動式地與相應的一個脈沖馬達相連接，脈沖馬達通過一控制桿70(見圖3)來轉動調節器1以便調節流通通道39的有效區域。銷桿38上，從上到下依次開有第一，第二，第三，第四和第五通氣口21，13，18，14和16。調節器40設有一中空部分19，第一和第二側孔24和25，以及一個在其外周表面上的長溝槽23。于是，在這種結構中，當活塞處于擴展沖程時(或階段)，就形成四個流通通道來連接上室A和下室B。這四個流通通道包括一個擴展側第一流通通道D，該流通通道從第二通道31b開始延伸，通過擴展側緩沖閥12的內側到下室B；一個擴展側第二流通通道E，它從第二通氣口13開始，延伸通過長溝槽23到第四通氣口14，從而通過擴展側緩沖閥12的外周側到達下室B；一個擴展側第三流通通道F，它從第二通氣口開始，延伸通過長溝槽23到第五通氣口16，并由此通過擴展側止回閥17到下室B；和一個旁通通道G，它從第三通氣口18開始，延伸通過第二側孔25和中空部分19到下室B。另外，在處于壓縮沖程時，有三個流通通道形成以連接上室和下室。這些流通通道包括一個壓縮第一流通通道H，它從第一通道31a開始，延伸通過壓縮側緩沖閥20；一個壓縮側第二流通通道J，它從中空部分19開始，延伸通過第一側孔24到第一通氣口21，并由此通過壓縮側止回閥22到上室A；一個旁通通道G，它從中空部分19開始，延伸通過第二側孔25和第三通氣口18到上室A。
可以讓調節器轉動來調節減震器SA的減震力特性，這種調節可以在擴展側和壓縮側兩側分多個步驟進行，如圖5所示。現假設調節器處于相當軟范圍SS的第二位置(2)，如圖6所示，此時減震器SA在其擴展側和壓縮側兩側都具有軟減震力特性。該減震力特性表示在圖11中。在第二位置(2)，活塞31的各零件所處的位置如圖8A，8B和8C所示。圖8A是沿圖4中的K-K線的橫剖面圖，圖8B是沿圖4中L-L和M-M線的橫剖面圖，圖8C是沿圖4中N-N線的橫剖面圖。當調節器40從第二位置(2)沿反時針方向轉動，減震器SA的減震力特性僅在擴展側多步驟地朝其硬特性側變化。最終，調節器40到達相應于一個擴展側硬范圍HS的第一位置(1)，如圖6所示，此時，減震器SA在其壓縮側有一個固定的軟特性。該減震力特性表示在圖10中。在第一位置(1)，活塞31的各零件所處的位置如圖7A，7B和7C所示。圖7A是沿圖4中K-K線的橫剖面圖，圖7B是沿圖4中L-L和M-M線的橫剖面圖，圖7C是沿圖4中N-N線的橫剖面圖。當調節器40由第二位置(2)沿順時針方向轉動，減震器SA的減震力特性僅在壓縮側多步驟地朝其硬特性側變化。最終，調節器40到達相應于一個壓縮側硬范圍SH的第三位置(3)，如圖6所示，此時，減震器SA在其擴展側有一固定的軟特性。該減震力特性表示在圖12中。在第三位置(3)上，活塞31各零件所處的位置如圖9A，9B和9C所示。圖9A是沿圖4中的K-K線的橫剖面圖，圖9B是沿圖4中L-L和M-M線的橫剖面圖，圖9C是沿圖4中N-N線的橫剖面圖。
圖13表示了包括在接口部件4a中的信號處理線路，該線路用來計算控制信號V(VFL，VFR，VRL，VRR)，并根據相應的控制信號V來計算目標減震力特性位置P(PFL，PFR，PRL，PRR)，以便用來控制各相應減震器SA的減震力特性。所述信號處理線路包括十一個方框(A1到A11)。第一方框應用兩個速度轉換濾波器，它們接受來自相應垂直G傳感器1FL和1FR的傳感器信號，這些傳感器信號指明彈簧承載體在前左和前右車輪側支柱處的垂直加速信號GFL和GFR，轉換濾波器將這些信號轉換成彈簧承載體在前左和前右車輪側支柱處的，能表示出彈簧承載體垂直速度的垂直速度信號。每一個速度轉換濾波器都可能采用一級低通濾波器LPF，這種濾波器具有一個如圖14A中虛曲線所示的增益特性和一個如圖14B中虛曲線所示的相位特性。要不然，每一個速度轉換濾波器也可能采用一種相位提前補償濾波器PCF，該濾波器具有一個如圖14A中實曲線所示的增益特性和一個如圖14B中實曲線所示的相位特性。可以看到，應用這種相位提前補償濾波器可以使得垂直加速GFL和GFR轉換成垂直速度在一較寬的頻帶中進行。已轉換的垂直速度信號由速度轉換濾波器傳輸到相應的帶通濾波器BPFs(見方框A2)，該濾波器除了讓所要的，能產生出表示彈簧承載體在前左和前右車輪側支柱處的垂直速度ΔX(ΔXFL，ΔXFR)的信號通過，則濾掉其他成分。如果將一個方框A1中應用的相位提前補償濾波器PCF和一個方框A2中應用的二級帶通濾波器組合，就可以有一個如圖15A中實曲線所示的增益特性和一個如圖15B中實曲線所示的相位特性。如果將一個方框A1中應用的一級低通濾波器和一個方框A2中應用的一級帶通濾波器組合，就可以有一個如圖15A中虛曲線所示的增益特性和一個如圖15B中虛曲線所示的相位特性。比較這些增益特性和相位特性可以看出，在目標控制頻帶中，相位提前補償濾波器PCF和二級帶通濾波器組合時的相位曲線斜度要小于一級低通濾波器和一級帶通濾波器組合時的。
信號處理線路還應用傳遞函數GUf(S)(方框A3)，以便根據在前左和前右車輪側支柱位置處測得的垂直加速GFL和GFR來求得相對速度信號(ΔX－ΔXo)[(ΔX－ΔXo)FL，(ΔX－ΔXo)FR]。傳遞函數GUf(S)由下式給出
GUf(S)＝-m1S/(c1S＋k1)………(1)式中m1前車輪側彈簧承載質量c1前車輪側懸掛衰減系數k1前車輪側懸掛的彈簧常數S拉普拉斯算子，表示為S＝δ＋jω圖16和圖17說明了傳遞函數計算模式，圖中，字母X1(X1L，X1R)代表前車輪側彈簧承載質量輸入量，字母X2(X2L，X2R)代表前車輪側非彈簧承載質量的輸入量，字母X3(X3L，X3R)代表前車輪側路面輸入量，字母m2代表前車輪側非彈簧承載質量，字母c2代表前車輪衰減系數，字母k2代表前車輪彈簧常數，字母X4(X4L，X4R)代表后車輪側彈簧承載質量輸入量，字母X5(X5L，X5R)代表后車輪側非彈簧承載質量輸入量，字母X6(X6L，X6R)代表后車輪側路面輸入量，字母m3代表后車輪側彈簧承載質量，字母m4代表后車輪側非彈簧承載質量，字母c3代表后車輪側懸掛衰減系數，字線c4代表后車輪的衰減系數，字母k3代表后車輪側懸掛彈簧常數，字母k4代表后車輪彈簧常數。傳遞函數GUf(S)，其增益特性由圖18A表示出，其相位特性由圖18B表示出。
再參閱圖13，方框A4應用了計算線路，該線路接受從方框A2傳輸到該線路上的、能表示彈簧承載質量在前左、前右車輪側支柱處垂直速度ΔX(ΔXFL，ΔXFR)的信號，上述線路也接受從方框A3傳輸過來的，表示在前左和前右車輪側支柱處相對速度(ΔX－ΔX0)[(ΔX－ΔX0)FL，(ΔX－ΔX0)FR]的信號，以便產生控制信號VFL和VFR，該控制信號用來控制前左和前右車輪側減震器SAFL和SAFR的減震力特性。這些控制信號根據下列方程式計算
V＝ΔX/(ΔX－ΔX0)………(2)在方框A4中，計算線路還計算目標減震力特性位置P(PFL，PFR)，計算方程式如下P＝V/VHXPmax(V＜VH) ………… (3)P＝Pmax(V≥VH) ………… (4)式中VH為比例控制減震力特性而設的閾值(參見圖21A)Pmax最大減震力特性位置從方程式(2)可以看到，當相對速度(ΔX－ΔX0)等于零時，控制信號V趨向無限大。為避免這點，當相對速度絕對值小于一個低閾值Xmin|ΔX－ΔX0|≤Xmin)時，目標減震力特性位置P設定為其最大值Pmax。
方框A5應用了傳遞函數GR(S)，該函數根據在前左和前右車輪側支柱處測得的彈簧承載質量垂直加速度GFL和GFR，即在前左和前右車輪側支柱處的垂直輸入量X1L和X1R，來計算在后左和后右車輪側支柱處的垂直輸入量X4dL和X4dR。從圖16和圖17可以看到，X4dL＝GFL·GR(S)，X4dR＝GFR·GR(S)。這些計算可以根據下列方程式進行GR(S)＝X4d(S)/X1(S)＝X3(S)/X1(S)·X6(S)/X3(S)·X4d(S)/X6(S)＝G1(S)·G2(S)·G3(S)…… (5)式中G1(S)是從前車輪側彈簧承載質量到路面的傳遞函數G2(S)是為前車輪和后車輪處車身各部分之間輸入時間的差別而設的延遲
G3(S)是從路面到后車輪側彈簧承載質量的傳遞函數。傳遞函數GR(S)具有一個如圖19A所示的增益特性和一個如圖19B所示的相位特性。
上述延遲傳遞函數G2(S)包括一個延遲傳遞函數(GD(S)＝e-SR)。延遲時間R設定為R＝WB/SV－Φ，式中WB為車輛軸距，SV為車速，Φ為系統反應延遲時間。也就是說，延遲時間R是延遲傳遞函數和系統反應延遲時間Φ的差值，這個延遲傳遞函數相應于一個前車輪側路面輸入X3發生時的時間和后車輪側路面輸入X6發生時的時間之間的延遲。這就使得能產生控制力來控制后車輪側減震器，而沒有系統反應的延遲。
在方框A6，進行了一項運行狀態計算，1/2(GFR－GFL)。其中有在前左和前右車輪側支柱處彈簧承載質量垂直加速度GFL和GFR的差值。在前左和前右車輪側支柱處彈簧承載垂直加速度GFL和GFR對應于后左和后右車輪側彈簧承載質量輸入X4dL和X4dR。上述計算出的運行狀態則對應于后左和后右車輪側支柱處輸入X4SL和X4SR，這是由車身在搖晃方向上的攏動而引起的。
在方框A7，進行了一項后左車輪側支柱處彈簧承載質量垂直加速度GRL的計算，這項計算是來自于車身在車輛搖晃方向的攏動，并根據下列方程式(6)，通過后左車輪側支柱處輸入X4SL減去后左車輪側支柱處垂直輸入X4dL來進行的；還進行了一項后右車輪側支柱處彈簧承載質量垂直加速度GRR的計算，這項計算是來自于車身在車輛搖晃方向的攏動，并根據下列方程式(7)，通過將后左車輪側支柱處垂直輸入X4dL和后右車輪側支柱處輸入X4SR相加來進行的。
GRL＝X4L＝X4SL－X4dL＝GFL·GR(S)－1/2(GFR－GFL)…(6)GRR＝X4R＝X4SL＋X4dR＝GFR·GR(S)＋1/2(GFR－GFL)…(7)
第一方框A8應用了兩個速度轉換濾波器，這些濾波器類似于方框A1中應用的。速度轉換濾波器接受來自方框A7的彈簧承載質量垂直加速度GRL和GRR，并將它們轉換成表示出后左和后右支柱處彈簧承載質量垂直速度的彈簧承載質量垂直速度信號。轉換了的垂直速度信號由方框A8傳輸到應用類似于方框A2中應用的帶通濾波器BPFs的方框A9。帶通濾波器讓一個目標頻帶通過而濾掉其他成分，以便產生出表示后左和后右車輪側支柱處彈簧承載質量垂直速度ΔX(ΔXRL，ΔXRR)的信號。方框A9應用類似于方框A3中應用的傳遞函數GUr(S)，以便根據在后左和后右車輪側支柱處測得的垂直加速度GRL和GRR來求得相對速度信號(ΔX－ΔX0)[(ΔX－ΔX0)RL，(ΔX－ΔX0)RR]。方框A11應用了類似于方框A4中應用的計算線路。計算線路接受從方框A9傳輸來的，表示在各相應后車輪側支柱處彈簧承載質量垂直速度ΔX(ΔXRL，ΔXRR)的信號，并接受從方框A10傳輸來的，表示在后左和后右車輪側支柱處相對速度(ΔX－ΔX0)[(ΔX－ΔX0)RL，(ΔX－ΔX0)RR]的信號，然后根據方程式(2)來計算出控制信號VRL和VRR，以便控制后左和后右車輪側減震器SARL和SARR的減震力特性。在方框A11中，計算線路也根據方程式(3)和(4)計算目標減震力特性位置。
圖20為一流程圖，它說明數字計算機用來控制每個減震器SA的減震力特性時的程序，計算機程序在點102處開始。在程序中點104，進行一項判定用于相應的一個減震器的控制信號是否是正的。若回答是＂是＂，那么程序進行到點106，產生一個指令來操作減震器處于擴展相位硬范圍HS，然后程序運行到點114的結束點。要不然，程序運行到另一判定步驟—點108。這個判定是控制信號是否是負的。如果回答是＂是＂，程序就運行到點110，產生一個指令來操作減震器處于壓縮相位硬范圍SH，然后程序進行到點114結束。或者，控制信號為零，則程序進行到點112，產生一個指令來操作減震器處于軟范圍SS。隨之，程序運行至點114結束。
參閱圖21A至圖21E，這些圖將對減震力特性的控制作進一步說明。現假設，根據彈簧承載質量垂直速度ΔX和相對速度(ΔX－ΔX0)計算得來的控制信號隨時間變化而變化，如圖21A所示。當控制信號為零時，控制減震器使其具有一個處于軟范圍SS的減震力特性，在軟范圍內，壓縮相位和擴展相位都表現出預定的固定的低減震力特性。當控制信號V呈正值，減震器的減震力特性控制在擴展相位硬范圍HS內，此時，壓縮相位固定在一個預定的低(軟)減震力特性處。在這種情況下，對于擴展相位來說，減震力特性(目標減震力特性位置PT)是與控制信號V成正比的增加。當控制信號為負值時，減震器減震力特性就控制得處于壓縮相位硬范圍內，此時，擴展相位硬范圍SH固定在一預定的低減震力特性處，而在壓縮相位的減震力特性與控制信號V成正比地變化，以提供一個目標減震力特性位置Pc。
在圖21C中，字母a代表一個控制范圍，在這個范圍內，根據彈簧承載質量垂直速度ΔX和相對速度(ΔX－ΔX0)計算得來的控制信號V是從其負號(向下)變為正號(向上)的。由于相對速度(ΔX－ΔX0)仍然是負值(減震器在壓縮相位運作)，所以根據控制信號V的符號(方向)，減震器控制在擴展相位硬范圍HS內。于是，在控制范圍a內，減震器控制得以提供一種壓縮相位中的軟特性。
在控制范圍b，控制信號V的符號保持正值(向上)，而相對速度(ΔX－ΔX0)從其負號變為正號，表明了減震器的擴展相位(EXT)，根據控制信號V的符號(方向)，減震器控制在擴展相位硬范圍HS內，減震器處于擴展相位。于是，在本范圍內，減震器控制得在相應于減震器現在相位的擴展相位，具有一個與控制信號成正比的硬特性。
在控制范圍C內，控制信號V從其正號(向上)變成負號(向下)，而相對速度(ΔX－ΔX0)呈一正號，表明減震器的擴展相位(EXT)，根據控制信號V的符號，減震器控制在壓縮相位硬范圍SH內。于是，在這個控制范圍內，減震器控制得在相應于減震器現相位的擴展相位中具有一軟特性。
在控制范圍d內，控制信號V的符號保持負值(向下)，相對速度(ΔX－ΔX0)從其正號變為負號，表明減震器的擴展相位(EXT)，根據控制信號V的符號，減震器控制得處于壓縮相位硬范圍SH內。于是，在這個控制范圍內，減震器控制得在相應于減震器現相位的壓縮相位中具有一硬特性。
在本實施例中，當控制信號V的符號和相對速度(ΔX－ΔX0)的符號一樣時(控制范圍b和d)，減震器控制得在減震器現相位中具有一硬特性，而當控制信號V的符號和相對速度(ΔX－ΔX0)的符號不同時，減震器則控制得在減震器現相位中具有一軟特性。因此，就有可能進行與根據一種空中轉播理論所進行的減震力特性控制相同的控制。另外，當減震器的相位轉換時，亦即減震器為回應控制范圍從a變到b，以及從c變到d(從軟特性變到硬持性)其相位作轉換時，減震力特性位置就會轉換到先前控制范圍a和c中的硬特性側。因而就有可能進行一項從軟特性到硬特性的轉變而沒有時間的延遲。
本懸掛控制系統具有下述優點首先，本發明懸掛控制系統需要彈簧承載質量垂直速度ΔXFL，ΔXFR，ΔXRL，ΔXRR和相對速度(ΔX－ΔX0)FL，(ΔX－ΔX0)FR，(ΔX－ΔX0)RF，(ΔX－ΔX0)RR等信息。本發明僅需要兩個傳感器，即垂直G傳感器1FL和1FR來獲取上述所需信息。于是，懸掛控制信號是簡單的，而且不貴。
其次，根據從由傳遞函數GR(S)計算得到的后車輪側彈簧承載質量垂直速度X4SL和X4SR到前車輪側彈簧承載垂直速度X4dL和X4dR的，以路面輸入為傳遞路線的傳遞函數GR(S)，就有可能精確測算出在各相應后車輪側支柱處彈簧承載質量垂直速度。這就有效地產生出最適宜的控制力。
圖22A通過畫出相位和頻率關系曲線圖示地描繪出相位特性曲線。虛曲線所涉及的相位特性是利用傳遞函數GR(S)，根據后左和后右車輪側支柱處僅有的垂直輸入X4dL和X4dR計算得來的。實曲線所涉及的相位特性是利用傳遞函數GR(S)，根據后左、后右車輪側支柱處的垂直輸入X4dL和X4dR，以及根據車身在車輛搖晃方向上的攏動引起的、在后左、后右車輪側支柱處的輸入X4SL和X4SR計算得來的。圖22B通過畫出增益和頻率關系曲線圖示地描繪出增益特性曲線。虛曲線所涉及的增益特性是利用傳遞函數GR(s)，根據后左和后右車輪側支柱處僅有的垂直輸入X4dL和X4dR計算得來的。實曲線所涉及的增益特性是利用傳遞函數GR(S)，根據后左和后右車輪側處支柱處的垂直輸入X4dL和X4dR，以及根據車身在車輛搖晃方向上的攏動引起的，在后左和后右車輪側支柱處的輸入X4SL和X4SR計算得來的。從比較虛曲線和實曲線可以看到，在本實施例中有可能取得非常接近于后左和后右車輪側支柱處實際的彈簧承載質量垂直速度的數值。
第三，延遲時間R是系統反應延遲時間Φ與延遲傳遞函數之差，延遲傳遞函數相應于一個前輪側路面輸入X3發生時間和后輪側路面輸入X6發生時間之間的延遲，延遲時間R可以用來對后輪側減震器產生控制力而不會有系統反應延遲。
盡管本發明的說明是與下述型式的減震器相關聯的，這種型式的減震器在減震力特性轉變到另一相位時，在擴展相位和壓縮相位的一個相位具有低減震力特性，但應該理解到，本發明可以用于在擴展相位和壓縮相位都具有可變減震力特性的那種型式的減震器。盡管本發明的說明是與傳遞函數GUf(S)和傳遞函數GR(S)相關聯的，傳遞函數GUf(S)是由方程式(1)計算出來，并用來根據垂直加速度GFL和GFR計算出相對速度(ΔX－ΔX0)[(ΔX－ΔX0)FL，(ΔX－ΔX0)FR]，傳遞函數GR(S)是由方程式(5)計算得來，并用來根據垂直加速度GFL和GFR計算出垂直輸入X4dL和X4dR，但應該理解到，如果這些傳遞函數是高階傳遞函數，那么本發明可以應用近似低階的傳遞函數或近似濾波器，以避免方程式趨于復雜，以及程序需要增大的存儲能力。盡管本發明的說明是與由方程式(2)計算得來的控制信號V相關聯的，但應該理解到，控制信號可以由下列方程式進行計算V＝V’＝ΔX·KU…………(7)式中KU為相對速度(ΔX－ΔX0)的倒數。這能有效地防止控制信號趨向無限大。倒數KU可以由編入計算機程序的關系曲線計算出來。這個關系曲線表示在圖23中。當相對速度(ΔX－ΔX0)等于或小于一預定的低限值Smin時，倒數KU設定在一預定的最大值；當相對速度(ΔX－ΔX0)等于或大于一預定的上限值Smax時，倒數KU設定在一預定的最小值。盡管本發明的說明是與由方程式(3)，根據控制信號V計算得到的目標減震力特性位置相關聯的，但應該理解到，可以提供一個靜區VNC，以避免減震力特性位置P由于控制信號V靠近零點時的微小變化而擺動。在這種情況下，目標減震力特性位置P可以由下列方程式進行計算P＝(V－VNC/VH－VNC)Pmax……(8)方程式(2)的增益可能隨車速而變化。盡管本發明的說明是與感測前左和前右車輪側車輛運行狀態的彈簧承載質量垂直加速度傳感器相關聯的，但應該理解到，這些傳感器是可以去掉的，并用位移傳感器來代替，位移傳感器安置在適當位置來感測前左和前右車輪側彈簧承載質量垂直位移。盡管本發明的說明與安置在前左、前右車輪側支柱位置處的前左和前右車輪側車輛運行狀態檢測裝置相關聯的，但應該理解到，可以設置位置校正裝置，該裝置利用預定的傳遞函數，根據從前左和前右車輪側車輛運行狀態檢測裝置傳輸來的信號，計算出在前左和前右車輪側支柱位置處的車輛運行狀態。
圖24至30顯示了本發明懸掛控制系統的第二實施例。圖24是一個框圖，展示了包括在接口裝置中的信號處理線路，用來計算各相應支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度G(GFL，GFR，GRL，GRR)。信號處理線路包括5個方框(B1到B5)。第一方框B1應用了一種計算線路，它接受從相應垂直G感應器1FL和1FR傳輸來的傳感器信號，這些傳感器信號表示出前左、前右車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，然后計算線路根據彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，由下列方程式計算出前車輪之間中心處的彈跳率GBFGBF＝(GFR＋GFL)/2……(9)方框B2應用了一項以路面輸入作為其從前車輪位置到后車輪位置的傳遞路線的傳遞函數GB(S)，以便根據前車輪之間中心處的彈跳率GBF來計算出后輪之間中心處的彈跳率GBR。這個傳遞函數有下式給出GB(S)＝G1(S)·G2(S)·G3(S)……(10)式中，G1(S)為從前車輪側彈簧承載質量到路面的傳遞函數，G2(s)為從后輪側路面到后輪側彈簧承載質量的傳遞函數，G3(S)為反映在前車輪和后車輪處車身部分之間輸入時間的不同而設的延遲傳遞函數。該函數由下式給出G3(S)＝e-S(WB/SV)……(11)式中，WB是車輛輪距，SV是車輛行駛速度。方框B3應用了一個計算線路，該線路接受從相應的垂直G傳感器1FL和1FR傳輸來的傳感器信號，這些傳感器信號表示出在前左、前右車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，上述線路然后根據前左和前右車輪側彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，由上列方程式計算出車輛搖晃率GRGR＝(GFR－GFL)/2……(12)方框B4應用了一個計算線路，該線路接受從方框A1傳輸來的，處于后輪之間中心處的彈跳率GBR，以及從方框A3傳輸來的搖晃率GR，然后由下式計算出后右輪側支柱位置處彈簧承載垂直加速度GRRGRR＝GBR＋GR……(13)方框B5應用了一個計算線路，該線路接受從方框A1傳輸來的、后車輪間中心處的彈跳率GBR，以及從方框A3傳輸來的搖晃率GR，然后由下式計算出后左車輪側支柱處彈簧承載質量垂直加速度GRLGRL＝GBR＋GR……(14)圖25為一信號處理線路的方框圖，它包括方框C1到方框C4，該線路是用來由圖24的信號處理線路獲取的彈簧承載質量垂直加速度G(GFL，GFR，GRL，GRR)來計算出彈簧承載質量垂直速度ΔX，相對速度(ΔX－ΔX0)以及低頻信號VPT，C。方框C1應用了一個相位延遲補償方程式將彈簧承載質量垂直加速度G(GFL，GFR，GRL，GRR)轉換成各相應支柱位置處彈簧承載質量垂直速度。相位延遲補償方程式由下式給出G(S)＝(AS＋1)/(BS＋1)……(15)(A＜B)應用一種傳遞函數來提供減震力特性控制所需的，相當于頻帶(0.5Hz到3Hz)中積分(1/S)的相位和增益特性，以便能減少低頻側(-0.05Hz)增益。這個傳遞函數由下列相位延遲補償方程式給出G(S)＝(0.001S＋1)/(10S＋1)Xγ……(16)式中γ為與由增益特性通過積分(1/S)而得的彈簧承載質量垂直速度相匹配所需的增益。在本例情況下，γ＝10。因此，有可能減小低頻側的增益，而不會降低減震力特性控制所需的頻帶(0.5Hz-3Hz)中的相位特性，如圖26A和圖26B中實曲線所示。圖26A和26B中虛曲線所示為通過積分(1/S)所得彈簧承載質量垂直速度信號的增益和相位特性。
方框C2具有一個帶通濾波器功能，除了讓目標頻帶通過外，過濾掉其他成分。帶通濾波器BPF包括一個二級高通濾波器HPF(0.3Hz)和一個二級低通濾波器LPF(4Hz)以便獲得相當于彈簧承載質量諧振頻帶的目標控制頻帶處的彈簧承載質量垂直速度ΔX(ΔXFL，ΔXRL，ΔXRR)。方框C3應用了一種傳遞函數Gu(S)來根據由垂直G傳感器測得的垂直加速度G(GFL，GFR，GRL，GRR)求出相對速度(ΔX－ΔX0)[(ΔX－ΔX0)FL，(ΔX－ΔX0)FR，(ΔX－ΔX0)RL，(ΔX－ΔX0)RR]。該傳遞函數Gu(S)由下式給出Gu(S)＝-mS/(cS＋k)……(17)式中，m為彈簧承載質量，C是懸掛衰減系數，K是懸掛彈簧常數，S為拉普拉斯算子，表示成S＝σ＋jω。方框C4檢測相對速度信號(ΔX－ΔX0)(高頻信號)絕對值的峰值，如圖27虛曲線所示，并形成一個處理過的信號VPT，C(低頻信號)，該信號具有上一個相對速度信號峰值，并將該峰值保持至下一個相對速度峰值出現，如圖27實曲線所示。
圖28為數字計算機用來控制每個減震器SA減震力特性時其程序方框圖。計算機程序從點202開始。在程序中點204進行一項判定，對一個相應減震器，其彈簧承載質量垂直速度ΔX是否是正的。如果回答是＂是＂，則程序運行到點206，這時產生一個指令，讓減震器在擴展相位硬范圍HS中運作，然后運行到點214結束。要不，程序運行到點208進行另一項判定步驟。這個判定是，彈簧承載質量垂直速度ΔX是否是＂負＂的。如果回答是＂是＂，則程序運行到點210，這時產生一個指令，讓減震器在壓縮相位硬范圍SH中運作，然后程序運行到點214結束。要不，就意味著彈簧承載質量垂直速度ΔX為零，程序運行到點212，這時產生一個指令，讓減震器在軟范圍SS中運作。隨后，程序運行到點214結束。
圖29A至29E將對減震力特性控制作進一步說明。現在假設彈簧承載質量垂直速度ΔX隨時間變化而變化，如圖29A所示。當彈簧承載質量垂直速度ΔX為零時，減震器控制得使其減震力特性處于軟范圍SS中，在這個范圍中，擴展相位和壓縮相位都表現了預定的，固定的低減震力特性。當彈簧承載質量垂直速度ΔX具有一個正值時，減震器的減震力特性就控制得處于擴展相位硬范圍HS中，在這個范圍中，壓縮相位固定了一個預定的低(軟)減震力特性。擴展相位減震力特性(目標減震力特性位置PT)是與彈簧承載質量垂直速度ΔX成正比地變化。在本例情況下，目標減震力特性位置PT由下式進行計算PT＝α·ΔX·Ku……(18)式中，α是擴展相位中常數，Ku(＝a/(ΔX－ΔX0))為根據相對速度(ΔX－ΔX0)和處理信號VPT，C而定的增益，如圖30所示。
當彈簧承載質量垂直速度ΔX具有一個負值時，減震器減震力特性控制得使其處于壓縮相位硬范圍SH中，以便在擴展相位中提供一個預定的低(軟)減震力特性，而壓縮相位減震力特性(目標減震力特性位置PC)是與彈簧承載質量垂直速度ΔX成正比地變化，如下式所示PC＝β·ΔX·Ku……(19)式中，β是壓縮相位中常數。
在圖29C中，字母a代表一控制范圍，由彈簧承載質量垂直速度ΔX和相對速度(ΔX－ΔX0)計算而來，在這個范圍中，彈簧承載質量垂直速度ΔX由其負號(向下)變化到其正號(向上)。由于相對速度(ΔX－ΔX0)保持負值(減震器在壓縮相位中運作)，所以減震器根據彈簧承載質量垂直速度ΔX的符號(方向)而控制得處于擴展相位硬范圍HS中。于是，在這控制范圍中，減震器控制得在壓縮相位中具有一個軟特性。
在控制范圍b中，彈簧承載質量垂直速度ΔX保持正號(向上)，而相對速度(ΔX－ΔX0)由其負號變為其正號，表明減震器的擴展相位(EXT)，在這個控制范圍中，根據彈簧承載質量垂直速度ΔX的符號(方向)，減震器控制得處于擴展相位硬范圍HS中，減震器處于擴展相位。于是，在此控制范圍中，減震器控制得在相當于現相位的擴展相位中具有一個與彈簧承載質量垂直速度成正比的硬特性。
在控制范圍C中，相對速度(ΔX－ΔX0)具有一正號，表明減震器的擴展相位(EXT)，彈簧承載質量垂直速度從其正號(向上)變為其負號(向下)，根據彈簧承載質量垂直速度ΔX的符號，減震器控制在壓縮相位硬范圍SH中。于是，在此控制范圍中，減震器控制得在相當于減震器現相位的擴展相位中具有一個軟特性。
在控制范圍d中，彈簧承載質量垂直速度ΔX保持負號(向下)，相對速度(ΔX－ΔX0)從其正號變為其負號，表明減震器的擴展相位(EXT)，根據彈簧承載質量垂直速度ΔX的符號，減震器控制在壓縮相位硬范圍SH中。于是在此控制范圍中，減震器控制得在相當于減震器現相位的壓縮相位中具有一硬特性。
在本實施例中，當彈簧承載質量垂直速度ΔX和相對速度(ΔX－ΔX0)的符號一樣時(控制范圍b和d)，減震器控制得在減震器現相位中具有一個硬特性；而當彈簧承載質量垂直速度ΔX和相對速度(ΔX－ΔX0)的符號不同時，減震器控制得在其現相位中具有一軟特性。因此，有可能僅根據彈簧承載質量垂直速度ΔX進行與由空中轉播理論進行的減震力特性控制相同的控制。另外，為回應從控制范圍a到控制范圍b的轉變，以及為回應從控制范圍c的控制范圍d的轉變(從軟特性到硬特性的轉變)，減震器的相位進行轉換時，減震力特性位置在前述控制范圍內轉換到硬特性側。所以，有可能進行從軟特性到硬特性的轉變，而在時間上沒有延遲。這能有效地提供一個非常快的反應。由于無需驅動脈沖馬達就能進行從硬特性到軟特性的轉變，所以有可能增加脈沖馬達的耐用性，并節省動力消耗。
在車輛制動，使其在驅動位置上處于減速情況下，垂直G傳感器1檢測彈簧承載質量負(向下)垂直加速度成分。低頻向下的彈簧承載質量垂直加速度能引起信號飄移。信號可能在車輛快速加速的情況下飄移，也可能在車輛沿向上長坡路加速時(此時，向上的彈簧承載質量垂直加速度各成分能移檢測到)，或在車輛沿向下長坡路加速時，或者在有從垂直G傳感器1傳輸到信號上的低頻DC成分的情況下，信號飄移。但是在本實施例中，應用了一項相位延遲補償方程式將彈簧承載質量垂直加速度G轉換成相應的彈簧承載質量垂直速度。這就有效地減小低頻帶中增益，而不會降低為控制減震力所需的，頻帶(0.5Hz-3Hz)中的相位特性。因此，就有可能保持減震力特性的控制不受低頻側增益減小的影響，甚至當由垂直G傳感器產生的信號有低頻成分傳輸其上時也如此。
圖31顯示了本發明懸掛控制系統第三個實施例。除了包括在接口部件4a中的信號處理線路有不同外，本實施例與第二實施例基本上是相同的。在本實施例中，信號處理線路包括10個方框(D1到D10)。方框D1應用了一個計算線路，該線路接受由各相應垂直G傳感器1FL和1FR傳輸過來的傳感器信號，這些傳感器信號表示出在前左和前右車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，該線路根據彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，由方程式(9)計算出前車輪間中心處的彈跳率GBF。方框D2應用了一項以路面輸入作為其從前輪位置到后車輪位置傳遞路線的傳遞函數GB(s)，該函數根據前車輪間中心處的彈跳率GBF計算出后車輪間中心處的彈跳率GBR。這個傳遞函數由方程式(10)給出。
方框D3應用了一個計算線路，該線路接受由各相應垂直G傳感器1FL和1FR傳輸來的傳感器信號，這些傳感器信號表示出在前左和前右車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，然后該線路根據前左和前右車輪側彈簧承載質量垂直加速度信號GFL和GFR，由方程式(12)計算出車輛搖晃率GR。方框D4應用了一個從前車輪位置到后車輪位置的傳遞函數GR(S)，該函數根據前車輪側檢測到車輛搖晃率GR計算出后車輪側的搖晃率GRR。方框D5應用了一個計算線路，該線路從方框D2傳輸來的，位于后車輪間中心處的彈跳率GBR，以及從方框D4傳輸來的搖晃率GRR，然后計算出彈跳率和搖晃率的總和(GBR＋GRR)。方框D6應用了一個計算線路，該線路接受由方框D2傳輸來的，位于后車輪間中心處的彈跳率GBR，以及從方框D4傳輸來的搖晃率GRR，然后計算出彈跳率和搖晃率之差(GBR－GRR)。
方框D7應用了一個以車身作為從前車輪位置到后車輪位置的傳遞路線的傳遞函數GHP(S)來計算出向后車輪側傳輸的，彈簧承載質量垂直加速度的高頻成分GHR。方框D8應用了一個以車身作為從前車輪位置到后車輪位置的傳遞路線的傳遞函數GHP(S)來計算出向后車輪側傳輸的，彈簧支承質量垂直加速度的高頻成分GHL。方框D9應用了一個計算線路，該線路接受由方框D5傳輸來的(GBR＋GRR)之和，以及從方框D7傳輸來的高頻成分GHR，然后由下列方程式計算出后右車輪側支柱位置處的彈簧承載質量垂直加速度GRR
GRR＝(GBR＋GRR)＋GHR……(20)方框D10應用了一個計算線路，該線路接受由方框D6傳輸過來的(GBR－GRR)之差，以及從方框D8傳輸過來的高頻成分GHL，然后由下列方程式計算出后左車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度GRLGRL＝(GBR－GRR)＋GHL……(21)在本實施例中，用后車輪側搖晃率GRB代替前輪側處測得的車輛搖晃率GR。另外，還考慮了通過車身傳送到后車輪的，彈簧承載質量垂直加速度的高頻成分GRR和GRL。因此，有可能更精確地測算出后左和后右車輪側彈簧承載質量垂直加速度GRR和GRL。
盡管本發明的說明是與以彈簧承載質量垂直加速度作為垂直輸入相關聯的，但應該理解到，垂直輸入也可以采用彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間的相對位移的形式。盡管本發明的說明是與下述的說明相關聯的，即當彈簧承載質量垂直速度為零時，應進行控制使減震器的減震力特性保持在軟范圍SS中，但應該理解到，當彈簧承載質量垂直速度處于零附近的靜區時，減震力特性可以保持在軟范圍SS中。這能有效地防止控制飄移。
盡管本發明的說明是結合具體實施例來進行的，但很明顯，本領域普通技術人員能夠對本發明進行許多修改和變動，而這些修改和變動都落在本發明的權利要求范圍內。
權利要求
1.一種用于機動車輛的懸掛控制系統，機動車輛是支承在前左和前右車輪側支柱位置處的前左和前右車輪上，也支承在后左和后右車輪側支柱位置處的后左和后右車輪上，所述懸掛控制系統包括有減震器，減震器安裝在各相應支柱位置處的彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間，用來提供可變減震力特性；傳感部分，感測在前左和前右車輪側支柱位置處車輛的第一運行狀態；計算部分，根據感測的車輛第一運行狀態，計算出在后左和后右車輪側支柱位置處車輛的第二運行狀態，所述計算部分應用了一個以路面輸入作為其傳輸路線的預定傳遞函數，以及應用能計算出所感測的車輛第一運行狀態間的差別的裝置；產生第一控制信號部分，所述部分用在安裝于前左和前右車輪側支柱位置處的減震器上，根據所感測的車輛第一運行狀態產生控制信號；產生第二控制信號部分，所述部分用在安裝了后左和后右車輪側支柱位置處的減震器上，根據所感測的車輛第二運行狀態產生控制信號；以及控制部分，所述控制部分回應第一和第二控制信號，以控制相應減震器的減震力特性。
2.根據權利要求1所述的懸掛控制系統，其特征是傳感部分包括檢測在前左和前右車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度的傳感器。
3.根據權利要求2所述的懸掛控制系統，其特征是，所述計算部分包括具有一預定傳遞函數的部分，用來根據第一和第二車輛運行狀態計算出各相應支柱位置處彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間的相對速度。
4.根據權利要求2中所述的懸掛控制系統，其特征是所述第一控制信號產生部分包括將車輛第一運行狀態轉換成前左和前右車輪側支柱位置處相應速度的部分。
5.根據權利要求2所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在除前左和前右車輪側支柱位置處外的傳感器位置上的傳感器，所述傳感器用來檢測在傳感器位置處車輛第三運行狀態，其特征還是，所述第一控制信號產生部分包括具有一預定傳遞函數的位置校正部分，該部分根據車輛第三運行狀態計算出車輛第一運行狀態。
6.根據權利要求2中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在前左和前右車輪側支柱位置處的傳感器。
7.根據權利要求2所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一位相中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制信號具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
8.根據權利要求2所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
9.根據權利要求1中所述的懸掛控制系統，其特征是包括在前左和前右車輪側支柱位置處檢測彈簧承載質量垂直位移的傳感器。
10.根據權利要求9中所述的懸掛控制系統，其特征是第一控制信號產生部分包括一轉換部分，該轉換部分將車輛第一運行狀態轉換成前左和前右車輪側支柱位置處相應的速度。
11.根據權利要求9中所述的懸掛控制系統，其特征是傳感部分包括安裝在除前左和前右車輪側支柱位置處外傳感器位置的傳感器，所述傳感器用來檢測在傳感器位置處車輛第三運行狀態，其特征還是第一控制信號產生部分包括具有一預定傳遞函數的位置校正部分，根據車輛第三運行狀態，所述校正部分計算出車輛第一運行狀態。
12.根據權利要求9中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在前左和前右車輪側支柱位置處的傳感部分。
13.根據權利要求9中所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一相位中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制信號具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
14.根據權利要求9中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
15.根據權利要求1中所述的懸掛控制系統，其特征是所述計算部分包括具有一預定傳遞函數的部分，用來根據第一和第二車輛運行狀態計算出各相應支柱位置處彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間的相對速度。
16.根據權利要求15中所述的懸掛控制系統，其特征是所述第一控制信號產生部分包括將車輛第一運行狀態轉換成前左和前右車輪側支柱位置處相應速度的部分。
17.根據權利要求15中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在除前左和前右車輪側支柱位置處外的傳感器位置上的傳感器，所述傳感器用來檢測在傳感器位置處車輛第三運行狀態，其特征還是，所述第一控制信號產生部分包括具有一預定傳遞函數的位置校正部分，該部分根據車輛第三運行狀態計算出車輛第一運行狀態。
18.根據權利要求15中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在前左和前右車輪側支柱位置處的傳感器。
19.根據權利要求15中所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一的相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一相位中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
20.根據權利要求15中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
21.根據權利要求1中所述的懸掛控制系統，其特征是第一控制信號產生部分包括一轉換部分，該轉換部分將車輛第一運行狀態轉換成前左和前右車輪側支柱位置處相應的速度。
22.根據權利要求21中所述的懸掛控制系統，其特征是傳感部分包括安裝在除前左和前右車輪側支柱位置處外傳感器位置的傳感器，所述傳感器用來檢測在傳感器位置處車輛第三運行狀態，其特征還是第一控制信號產生部分包括具有一預定傳遞函數的位置校正部分，根據車輛第三運行狀態，所述校正部分計算出車輛第一運行狀態。
23.根據權利要求21中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在前左和前右車輪側支柱位置處的傳感部分。
24.根據權利要求21中所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一相位中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制信號具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
25.根據權利要求21中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
26.根據權利要求1中所述的懸掛控制系統，其特征是傳感部分包括安裝在除前左和前右車輪側支柱位置處外傳感器位置的傳感器，所述傳感器用來檢測在傳感器位置處車輛第三運行狀態，其特征還是第一控制信號產生部分包括具有一預定傳遞函數的位置校正部分，根據車輛第三運行狀態，所述校正部分計算出車輛第一運行狀態。
27.根據權利要求26中所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一相位中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制信號具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
28.根據權利要求26中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
29.根據權利要求1中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括安裝在前左和前右車輪側支柱位置處的傳感部分。
30.根據權利要求29中所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一相位中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制信號具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
31.根據權利要求29中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
32.根據權利要求1中所述的懸掛控制系統，其特征是所述控制部分包括控制每一減震器使其在擴展相位和壓縮相位之一相位中具有低減震力特性的部分，此時該減震器則控制得在另一相位中具有可變減震力特性，還包括當第一和第二控制信號具有向上指向的符號時改變減震器的擴展相位中減震力特性的部分，以及當第一和第二控制信號具有向下指向的符號時改變減震器的壓縮相位中減震力特性的部分。
33.根據權利要求32中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
34.根據權利要求32中所述的懸掛控制系統，還包括一個檢測車速的車速傳感器，其特征是傳遞函數包括一項用來設定一個延遲時間的延遲傳遞函數，該延遲時間相當于路面輸入由前車輪發生的時間和路面輸入由后車輪發生的時間之間的延遲與系統反應延遲之差，所述延遲是作為車輛軸距和車速的函數來進行計算的。
35.一種用于機動車輛的懸掛控制系統，機動車輛是支承在前左和前右車輪側支柱位置處的前左和前右車輪上，也支承在后左和后右車輪側支柱位置處的后左和后右車輪上，所述懸掛控制系統包括有減震器，減震器安裝在各相應支柱位置處的彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間，用來提供可變減震力特性；傳感部分，用來感測在前左和前右輪側支柱位置處車身的垂直輸入；第一彈跳率計算部分，用來求所感測的垂直輸入的平均值，以便計算出前左和前右車輪側支柱位置之間中心處的第一彈跳率；第一搖晃率計算部分，該部分具有一個預定的傳遞函數，用來根據計算出的第一彈跳率計算出后左和后右車輪側支柱位置之間中心處的第二彈跳率；計算后左和后右車輪側支柱位置處車身的垂直輸入的部分；根據感測和計算出的垂直輸入，對減震器產生控制信號的部分；以及控制部分，所述控制部分回應第一和第二控制信號，以控制相應減震器的減震力特性。
36.根據權利要求35中所述的懸掛控制系統，其特征是傳感部分包括檢測在前左和前右車輪側支柱位置處彈簧承載質量垂直加速度的傳感器。
37.根據權利要求36中所述的懸掛控制系統，還包括根據感測和計算出的垂直輸入計算出在各相應支柱位置處彈簧承載質量垂直速度，其特征是每個減震器都可在軟范圍(SS)中運作，以便為擴展相位和壓縮相位中減震器的減震力特性提供一個軟特性；可在擴展相位硬范圍(HS)中運作，以便為擴展相位中減震器的減震力特性提供一個可變硬特性，同時為壓縮相位中減震器的減震力特性提供一個固定的軟特性；可在壓縮相位硬范圍(SH)中運作，以便為壓縮相位中減震器的減震力特性提供一個可變硬特性，同時為擴展相位中減震器的減震力特性提供一個固定的軟特性；其特征還是所述的控制部分包括下列各控制部分；當相應的感測的彈簧承載質量垂直速度具有在零值附近的符號時，將減震器控制在軟范圍中，當相應的感測的彈簧承載質量垂直速度具有正號時，將減震器控制在擴展相位硬范圍(HS)中，當相應的感測的彈簧承載質量垂直速度具有負號時，將減震器控制在壓縮相位硬范圍(SH)中。
38.根據權利要求35中所述的懸掛控制系統，其特征是所述傳感部分包括在前左和前右車輪側支柱位置處檢測彈簧承載質量和非彈簧承載質量之間相對位移的傳感器。
全文摘要
一種用于支承在前、后對車輪上機動車輛中的懸掛控制系統。在前后車輪側支柱處、車輛彈簧承載質量和非彈簧承載質量間配有減震器以提供可變減震力特性。對前車輪側支柱處車輛第一運行狀態進行檢測。根據檢測到的車輛第一運行狀態，用一預定傳遞函數計算出后車輪側支柱處車輛第二運行狀態。安裝在前車輪側支柱處減震器的減震力特性是根據車輛第一運行狀態進行控制。安裝在后車輪側支柱處減震器的減震力特性根據車輛第二運行狀態進行控制。
文檔編號B60G17/08GK1134370SQ9610126
公開日1996年10月30日 申請日期1996年2月14日 優先權日1995年2月14日
發明者巖崎克也 申請人:株式會社優尼希雅杰克斯