專利名稱：車輛中的電子控制式減震系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法
車輛中的電子控制式減震系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，并且尤其涉及一種用于車輛中的、電子控制 式減震系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，以及一種應(yīng)用該調(diào)節(jié)方法的電子控制式減震系統(tǒng)?，F(xiàn)代汽車常常已經(jīng)大批量地裝備有電子控制式減震系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)可 調(diào)整車輪懸架上的減震器(例如控制車輪的減震支柱)的減震性能。更準(zhǔn)確 地說(shuō)，這種可控制的減震系統(tǒng)大多包括三個(gè)設(shè)置在汽車上的傳感器，該傳感 器可以檢測(cè)假設(shè)為剛性板的汽車車身相對(duì)底盤在垂直于行駛道路表面的方 向的速度。此外，減震器分別配設(shè)有傳感器，通過(guò)該傳感器可檢測(cè)車輪的(垂 直地)向上和向下運(yùn)動(dòng)或相應(yīng)的速度。各種傳感器將4企測(cè)到的速度數(shù)據(jù)傳輸 至減震系統(tǒng)的控制單元和調(diào)節(jié)單元，所述單元在它們的一側(cè)與可調(diào)節(jié)的減震 器的控制元件有效連接。在控制單元和調(diào)節(jié)單元內(nèi)根據(jù)各傳感器的速度數(shù)據(jù) 比較汽車車身相對(duì)底盤的垂直運(yùn)動(dòng)或速度和車輪懸架上的車輪的垂直速度， 其中，由各自的差別得出減震器的壓縮/伸長(zhǎng)過(guò)程中速度。然后，從這些數(shù)據(jù) 中借助于 一發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特性曲線確定用于減震器的控制元件的調(diào)整值并且 傳送至控制元件，由此可以實(shí)現(xiàn)車輪懸架上的減震器希望的減震性能。為了 實(shí)現(xiàn)減震系統(tǒng)在各種行駛狀況下盡可能好的、適應(yīng)的調(diào)節(jié)，大多設(shè)置有其它 用于檢測(cè)汽車速度、汽車橫向加速度(例如通過(guò)使用轉(zhuǎn)向角度傳感器)和汽 車橫向加速度變化(例如通過(guò)使用轉(zhuǎn)向角階躍傳感器)的傳感器。汽車減震器每次受控制的目的是，以希望的方式去影響汽車車身的振動(dòng) 特性，也就是影響汽車車身相對(duì)底盤在由于路基的激發(fā)(路基的不平坦)運(yùn) 動(dòng)的類型和方式。在此，通常希望這樣的運(yùn)動(dòng)，即在該運(yùn)動(dòng)中汽車的前軸和 后軸盡可能以相同的方式、以相同的振幅偏轉(zhuǎn)，并且盡可能同時(shí)恢復(fù)至平靜， 因此，汽車車身實(shí)施為沒(méi)有盡可能小的俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)。然而，汽車中的傳統(tǒng)減震系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，汽車的變化的載重對(duì)在傳統(tǒng) 的減震系統(tǒng)中檢測(cè)的、汽車車身相對(duì)底盤的速度僅具有非常有限的影響。就 此而言，汽車的俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的抑制在發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特性曲線控制框架 內(nèi)，迄今為止，僅僅與一定的參考狀態(tài)一致，也就是說(shuō)，要么假設(shè)汽車空載， 要么假設(shè)汽車裝載有一定的人和/或貨物。出于這個(gè)原因，迄今為止，汽車中傳統(tǒng)的減震系統(tǒng)不提供這樣的可能性，即，考慮汽車的各種不同裝載情況并 且優(yōu)化不同裝載情況下的汽車車身的震動(dòng)的抑制，然而，不同的裝載量在汽 車的實(shí)際使用中會(huì)非常經(jīng)常的出現(xiàn)。因此，從實(shí)踐中也可知，在汽車裝載量大，遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特性曲線控 制的參考狀態(tài)假設(shè)的負(fù)載時(shí)，由于在軸上不均勻地作用的負(fù)載，會(huì)出現(xiàn)減震 器，尤其是汽車后軸永久的不完全減震，該不完全減震以不利的方式導(dǎo)致汽 車車身的俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)，這種顛簸運(yùn)動(dòng)僅可通過(guò)電子減震系統(tǒng)有限地緩沖， 此外還導(dǎo)致一比較大的調(diào)節(jié)耗費(fèi)。原則上一個(gè)減震器不能完全避免運(yùn)動(dòng)，因 為僅運(yùn)動(dòng)自身產(chǎn)生減震作用。車軸不均勻的負(fù)載的問(wèn)題在自重相對(duì)小的汽車 上更為尖銳，因?yàn)?，在此相比更重的汽車，裝載更強(qiáng)烈地產(chǎn)生效果。然而，因此俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)已經(jīng)不可完全避免，因?yàn)榍败囕S和后車軸一直 時(shí)間延遲地經(jīng)過(guò)障礙物。(反正在實(shí)際中允許一定的俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)的盛余， 因?yàn)樘珡?qiáng)的補(bǔ)償導(dǎo)致"震動(dòng)的"、不舒服的震動(dòng)性能和滾翻。)。負(fù)載放大已 經(jīng)存在的"剩余-俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)"，這就導(dǎo)致不舒適的行駛特性。如果超過(guò)了 制造商限制的裝載量，行駛特性也不可以控制。相應(yīng)的，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種用于根據(jù)車軸負(fù)載 或裝載量調(diào)節(jié)汽車或減震系統(tǒng)中的電子控制式減震系統(tǒng)的調(diào)整方法，通過(guò)該 方法可以對(duì)于汽車的不同裝載量?jī)?yōu)化汽車車身震動(dòng)的抑制/緩沖、尤其是俯仰 顛簸運(yùn)動(dòng)，所述顛簸運(yùn)動(dòng)尤其通過(guò)車軸不均勻地承受的負(fù)載引起。該技術(shù)問(wèn)題按照本發(fā)明的建議，通過(guò)一種用于車輛或減震系統(tǒng)中的可調(diào) 節(jié)式電子減震器系統(tǒng)的、具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的調(diào)節(jié)方法解決。本 發(fā)明各有利的設(shè)計(jì)通過(guò)各從屬權(quán)利要求的特征給出。按本發(fā)明說(shuō)明了 一種用于根據(jù)車軸負(fù)載或裝載量調(diào)節(jié)車輛中、尤其是汽 車中的 一 電子控制式減震系統(tǒng)的方法以及一種電子控制式減震系統(tǒng)。在此， 該電子控制式減震系統(tǒng)包括至少 一個(gè)可電子控制的減震器(例如形式為支承 車輪的減震支柱)。減震性能例如可以通過(guò)減震器的較硬或較軟的減震-發(fā)動(dòng) 機(jī)綜合特性曲線表示。該減震器設(shè)置在汽車的車輪懸架上，其中，通常在汽 車的每個(gè)車輪懸架上設(shè)置可電子控制的減震器。此外，電子控制的減震器包括一與減震器的控制元件有效連接的控制單元和調(diào)節(jié)單元，用于控制/調(diào)節(jié)可 調(diào)節(jié)的減震器的減震性能，其中，出于該目的，控制單元和調(diào)節(jié)單元的調(diào)整 參數(shù)傳送至減震器的控制元件。減震器自身裝備有傳感器，通過(guò)該傳感器可以檢測(cè)減震器在壓縮/松開(kāi)時(shí) 的速度。此外，通?？梢酝ㄟ^(guò)這些傳感器檢測(cè)沿著壓縮/松開(kāi)路徑的減震器的 軸向長(zhǎng)度。此外，可以在這種按本發(fā)明的減震系統(tǒng)中設(shè)置另外的傳感器，用 于檢測(cè)汽車速度、汽車橫向加速度(例如通過(guò)使用轉(zhuǎn)向角度傳感器)和汽車 橫向加速度變化(例如通過(guò)使用轉(zhuǎn)向角階躍傳感器)。按本發(fā)明的、用于根據(jù)車軸負(fù)載或裝載量調(diào)節(jié)汽車中的、如上述電子控 制式減震系統(tǒng)的方法，其特征基本上在于，確定至少一個(gè)與汽車的車軸的不 同負(fù)載狀況變化的參數(shù)，并且基于該參數(shù)為至少一個(gè)減震器的控裝元件確定 調(diào)整參數(shù)，該調(diào)整參數(shù)為調(diào)整希望的震動(dòng)性能傳輸至控制元件。在此，通常 確定用于各車軸的所有減震器的調(diào)整元件的調(diào)整參數(shù)，并且傳輸至其控制元 件，以便為車軸的所有減震器調(diào)整希望的減震性能。在可以尾部裝載的汽車中，后車軸的軸負(fù)載比前車軸的軸負(fù)載相對(duì)空載 狀態(tài)更強(qiáng)烈地變化，因此，典型的，為后車軸的所有車輪懸架的減震器確定 各自的調(diào)整參數(shù)，并且為調(diào)整希望的減震性能，該調(diào)整參數(shù)被傳送至控制元 件。在本發(fā)明一個(gè)尤其有利的設(shè)計(jì)中，不僅為后車軸的減震器，而且也為前 車軸的車輪懸架的減震器確定各調(diào)整參數(shù)，并且傳輸至它們的控制元件，用 于調(diào)整希望的減震性能。以這種方式可以確定絕對(duì)負(fù)載及其在前車軸和后車 軸的分布，因此，不僅震動(dòng)性能，而且絕對(duì)的汽車車身運(yùn)動(dòng)也可以調(diào)整至汽 車參考狀態(tài)水平(例如汽車空載狀態(tài))，如在傳統(tǒng)減震系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特 性曲線控制中確定的那樣。因此，汽車運(yùn)動(dòng)與裝載量無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)可以對(duì) 于不同的載重量調(diào)整(優(yōu)化)。在按本發(fā)明的方法的另 一有利的實(shí)施形式中，隨著汽車的不同裝載量變 化的參數(shù)基于汽車車身的固有振動(dòng)頻率來(lái)確定，因?yàn)?，變化的裝載量在減震 器壓縮或放松時(shí)對(duì)上升運(yùn)動(dòng)(路徑距離)的大小和汽車車身的固有頻率有相 對(duì)(例如與汽車車身的震動(dòng)的、傳統(tǒng)檢測(cè)的速度相比)較大的影響，并因此 易于檢測(cè)。在本實(shí)施形式的一可能的設(shè)計(jì)中，汽車車身的固有頻率可以基于 檢測(cè)到的、汽車車身相對(duì)底盤的最大振動(dòng)幅度的時(shí)間間隔確定。在本實(shí)施形 式的另一可能的設(shè)計(jì)中，汽車車身的固有頻率可以基于檢測(cè)到的、汽車車身 相對(duì)底盤的最大振動(dòng)速度的時(shí)間間隔確定，最大振動(dòng)速度相對(duì)于最大振動(dòng)振 幅僅僅有相位延遲。出于這個(gè)目的，如前言所述，使用傳統(tǒng)減震系統(tǒng)中原本就存在的、用于檢測(cè)汽車車身的速度的傳感器。同時(shí)，可以設(shè)置其它的傳感 器，或者使業(yè)已存在的傳感器具有另外的功能，例如用于檢測(cè)汽車車身的最 大l展幅。在按本發(fā)明的方法的另 一有利的實(shí)施形式中，隨著汽車的不同車軸承載 狀況變化的參數(shù)^^.于一檢測(cè)到的、汽車車身的高度水平值確定。汽車車身的 這種高度水平值通常由汽車車身的高度水平值控制裝置提供，就像如今已經(jīng) 出現(xiàn)的、例如裝備有氙-光的汽車中存在，因?yàn)榱⒎ㄕ咴陔?光中規(guī)定自動(dòng)的 照明距離調(diào)整。同時(shí)，汽車可以額外地或可選地配設(shè)一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的傳感 器，用于檢測(cè)汽車車身的高度水平值。在按本發(fā)明的用于車輛中、尤其是汽車中的電子控制式減震系統(tǒng)中，出 于按本發(fā)明的、根據(jù)車軸的負(fù)載調(diào)節(jié)減震器的減震性能的目的設(shè)置一參數(shù)確 定單元，其中，由各傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)輸入，并且基于這些輸入數(shù)據(jù)確定隨汽車的車軸負(fù)載狀況變化的參數(shù)。在此，該參數(shù)確定單元可 以集成在減震系統(tǒng)的控制單元和調(diào)整單元內(nèi)。由參數(shù)確定裝置確定的參數(shù)作 為輸入信號(hào)輸入減震系統(tǒng)的控制單元和調(diào)整單元，所述單元自身則基于所確 定的參數(shù)為減震器的調(diào)整元件生成用于在軸負(fù)載變化時(shí)調(diào)整到希望的減震 性能的調(diào)整參數(shù)，并且傳輸至減震器。本發(fā)明還涉及一種車輛、尤其是汽車，該汽車裝備有上述電子控制式減 震系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)可以實(shí)施如上所述的調(diào)節(jié)方法?，F(xiàn)在借助附圖所示實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖中

圖1表示在按本發(fā)明的減震系統(tǒng)中用于檢測(cè)汽車車身的固有頻率的速 度/時(shí)間-圖的示意圖?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1,其中根據(jù)速度/時(shí)間-圖的示意圖說(shuō)明了汽車車身相對(duì)底 盤的震動(dòng)速度。在此，汽車車身的固有頻率借助于設(shè)置在汽車車身和/或減震 器上的速度傳感器檢測(cè)，其中，所用的時(shí)間作為橫坐標(biāo)，汽車車身相對(duì)底盤 在垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度作為縱坐標(biāo)。在本實(shí)施形式中同時(shí)檢測(cè)汽車車身在前車軸和后車軸的速度，其中，在 參數(shù)確定單元中進(jìn)行數(shù)據(jù)的選擇性的評(píng)估。為了不讓每個(gè)很小的速度變化導(dǎo) 致減震性能的變化，引入一個(gè)"靜止帶(Totband)" 1，該靜止帶定義對(duì)稱地 圍繞零值設(shè)置的、關(guān)于汽車車身垂直向上運(yùn)動(dòng)和向下運(yùn)動(dòng)的速度極限值，因 此，僅越過(guò)極限值的汽車車身的速度被考慮用于調(diào)整減震器的減震性能。在所示的實(shí)施形式中，第一次偏離靜止帶大約是由于在汽車車身垂直向下運(yùn)動(dòng) 時(shí)低于下限值，用附圖標(biāo)記為2的垂線表示，啟動(dòng)一個(gè)在所述參數(shù)確定單元 中作為電子線路實(shí)現(xiàn)的"觀察者"。在運(yùn)動(dòng)方向反向并且汽車車身的速度再 次進(jìn)入靜止帶1的區(qū)域內(nèi)之后，在一次性地過(guò)零點(diǎn)之后超過(guò)靜止帶1的上限 值，通過(guò)附圖標(biāo)記3表示的垂線標(biāo)出，接著運(yùn)動(dòng)方向重新反向，并且再次進(jìn)入靜止帶l，并且在再一次地過(guò)零值之后低于下限值，通過(guò)附圖標(biāo)記4的垂線表示，接著再次進(jìn)入靜止帶1,并且在又一次性地過(guò)零值之后越過(guò)上限值，通過(guò)附圖標(biāo)記5的垂線表示。如果通過(guò)觀察者確定，速度信號(hào)越過(guò)靜止帶1 的一個(gè)極值，不再僅僅有一次過(guò)零點(diǎn)，那么通過(guò)觀察者確定上次最大值的時(shí) 間標(biāo)號(hào)。在檢測(cè)到兩次這樣的連續(xù)的最大值(如圖1所示，三個(gè)連續(xù)出現(xiàn)的 這種類型的結(jié)果離開(kāi)/進(jìn)入/一次性經(jīng)過(guò)靜止帶的零點(diǎn))之后，觀察者結(jié)束。 利用所記錄到的具有相同符號(hào)并連續(xù)出現(xiàn)的汽車車身振動(dòng)速度最大值之間 的時(shí)間間隔tmaxmax,可以以簡(jiǎn)單的方式確定帶有負(fù)載的汽車車身的固有振動(dòng) 頻率與汽車車身在可選的汽車參考狀態(tài)(例如沒(méi)有負(fù)載的空載狀態(tài))下的固有振動(dòng)頻率的比例。在此，該比例由確定的時(shí)間tm誦ax與一屬于汽車參考狀態(tài)的參考時(shí)間W形成FBeladung-tmaxmax/tref獲得的系數(shù)fBe,adung在參考狀態(tài)下(例如沒(méi)有載荷時(shí)的空載狀態(tài))等于值 l并且隨負(fù)載而改變。所述固有頻率在負(fù)載增加時(shí)是變得更小還是更大，則 取決于車軸和車身之間的汽車支承彈簧經(jīng)過(guò)彈簧壓縮行程的彈簧剛度的變 化。但系數(shù)fBeladung和負(fù)載的關(guān)系能表征每種汽車類型。如此確定的系數(shù)fBeladung可通過(guò)一更長(zhǎng)的時(shí)間獲得。因此可形成迄今為止 所記錄到的系數(shù)的中間值或平均值。如果實(shí)現(xiàn)了一足夠大的數(shù)據(jù)庫(kù)，可用計(jì) 算出的系數(shù)通過(guò)所述參數(shù)確定單元算出后車軸并且必要時(shí)前車軸的平衡力， 并且在確定各自的調(diào)整參數(shù)之后通過(guò)控制和調(diào)節(jié)單元傳輸至減震器的控制元件。當(dāng)按照時(shí)移緩沖原理(Schiebepuffer)求平均值時(shí)，對(duì)于新增加的系數(shù)要 省去最早的系數(shù)，因此存在閉環(huán)控制。為清晰說(shuō)明起見(jiàn)，圖l中還示出了這 種情況，即，起動(dòng)觀察者，這通過(guò)附圖標(biāo)記為7的垂線表示，此時(shí)，在運(yùn)動(dòng) 方向反向形成速度的最大值并且再次進(jìn)入(附圖標(biāo)記8)靜止帶1之后，卻 多次發(fā)生過(guò)零點(diǎn)，因此使觀察者再次復(fù)位。圖1中所示的實(shí)施形式僅僅用于說(shuō)明本發(fā)明的思想，而不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。在本發(fā)明中可以補(bǔ)償由于加載引起的、汽車前軸和后軸不平行的振動(dòng)特 性。此外，由傳感器數(shù)據(jù)及從中計(jì)算出來(lái)的信號(hào)確定描述加載狀況的參數(shù)。 然后該參數(shù)作為用于計(jì)算額外力的基礎(chǔ)，以便合適地緩沖負(fù)載提高的狀態(tài)。 這種裝載力與標(biāo)準(zhǔn)力相加，該標(biāo)準(zhǔn)力可以在參考狀態(tài)，例如空載狀態(tài)下優(yōu)化。通過(guò)這種方式尤其可以避免在后車軸出現(xiàn)的"充漲(pumping)"或"沉降 (dipping)",并且減少緩沖的次數(shù)和強(qiáng)度。附圖標(biāo)記1靜止帶2啟動(dòng)觀察者3過(guò)零點(diǎn)之后離開(kāi)靜止帶 4過(guò)零點(diǎn)之后離開(kāi)靜止帶 5觀察者結(jié)束6相繼出現(xiàn)最大值的時(shí)間間隔 7啟動(dòng)觀察者
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)車軸負(fù)載調(diào)節(jié)車輛中、尤其是汽車中的電子控制式減震系統(tǒng)的方法，該減震系統(tǒng)具有至少一個(gè)減震器，該減震器帶有可電子調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)元件，用于調(diào)整在至少一個(gè)車輪懸架上的減震器的減震性能，所述減震系統(tǒng)還具有一個(gè)與所述調(diào)節(jié)元件有效連接的控制單元/調(diào)節(jié)單元，用于控制/調(diào)節(jié)所述可控制的減震器的減震性能，其特征在于，所述方法包括以下步驟-確定至少一個(gè)隨車軸的各種車軸負(fù)載狀況變化的參數(shù)，-基于所述參數(shù)確定用于減震器的調(diào)節(jié)元件的調(diào)節(jié)參數(shù)，-將調(diào)節(jié)參數(shù)傳輸至減震器的控制元件，用于調(diào)整減震器的減震性能。
2. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于車輛車身的固有振動(dòng)頻
3. 按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所檢測(cè)到的、車輛車身 產(chǎn)生最大振幅的時(shí)間間隔來(lái)確定所述車輛車身的固有頻率。
4. 按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所檢測(cè)到的、車輛車身 產(chǎn)生最大振動(dòng)速度的時(shí)間間隔來(lái)確定所述車輛車身的固有頻率。
5. 按權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，確定隨車輛的前車 軸和后車軸的各種車軸負(fù)載情況變化的參數(shù)。
6. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所檢測(cè)到的、車輛車身 相對(duì)于底盤的高度水平值來(lái)確定所述隨車輛車軸的各種車軸負(fù)載情況而變 化的參數(shù)。
7. —種在車輛中、尤其是汽車中的電子控制式減震系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有至少一個(gè)減震器，所述減震器具有可電子控制的控制元件，用于調(diào)整在車輛的 至少一個(gè)車輪懸架上的減震器的減震性能，所述減震系統(tǒng)還具有一個(gè)與所述控制元件有效連接的控制單元和調(diào)節(jié)單元，用于控制/調(diào)節(jié)所述可控制的減震 器的減震性能，其特征在于，所述減震系統(tǒng)裝備有一個(gè)參數(shù)確定單元，用于 確定隨車輛的各種車軸負(fù)載狀況變化的參數(shù)。
8. 按權(quán)利要求7所述的電子控制式減震系統(tǒng)，其特征在于，所述用于確 定隨不同軸負(fù)載狀況變化的參數(shù)的參數(shù)確定單元集成在所述減震系統(tǒng)的控 制和調(diào)節(jié)單元內(nèi)。
9. 一種車輛，尤其是汽車，其裝備有按權(quán)利要求7或8所述的電子控制 式減震系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車中的電子控制式減震系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，其中，確定至少一個(gè)根據(jù)汽車車軸的不同的軸載荷情況變化的參數(shù)，基于該參數(shù)為減震器的控制元件確定一調(diào)整參數(shù)，并將該調(diào)整參數(shù)傳送至用于調(diào)整減震器到期望的減震性能的減震器控制元件。
文檔編號(hào)B60G17/018GK101263018SQ200680033475
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2006年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者邁克·羅德, 邁克爾·哈德 申請(qǐng)人:Gm全球科技運(yùn)作股份有限公司