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用于可調(diào)節(jié)阻尼器的閥門切換控制的制作方法與工藝

文檔序號:12543524閱讀:230來源:國知局
用于可調(diào)節(jié)阻尼器的閥門切換控制的制作方法與工藝
用于可調(diào)節(jié)阻尼器的閥門切換控制相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2014年2月27日提交的美國專利申請序號14/191,885的優(yōu)先權(quán)并且還要求于2013年2月28日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/770,426的權(quán)益。以上這些申請的全部披露內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域本披露涉及一種具有一個或多個數(shù)字閥的可電動調(diào)節(jié)阻尼器。更具體地講,本披露涉及一種用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)阻尼器的阻尼狀態(tài)的閥門切換控制。

背景技術(shù):
此部分提供與本披露有關(guān)的、不必是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。減振器與汽車懸架系統(tǒng)結(jié)合使用以便吸收在行駛過程中產(chǎn)生的所不希望的振動。為了吸收所不希望的振動,減振器通常被連接至汽車的簧載部分(車身)與非簧載部分(懸架)之間。近年來,車輛可以配備有包括具有數(shù)字閥的可調(diào)減振器的可電動調(diào)節(jié)阻尼系統(tǒng)。更具體地講,可調(diào)減振器可以包括機電線圈或布置在其中的螺線管??梢杂每赡苁嵌ㄎ辉谲嚿砩系闹髂K來控制每個可調(diào)減振器的阻尼狀態(tài)。例如,該主模塊可以接收來自沿該車輛的簧載部分和非簧載部分布置的多個不同的傳感器的數(shù)據(jù)。基于所接收的數(shù)據(jù),該主模塊確定該可調(diào)減振器的阻尼狀態(tài)并且致動布置在該減振器內(nèi)的機電線圈/螺線管。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
此部分提供本披露的總體概述并且不是其全部范圍或其所有特征的綜合性披露。本披露為車輛提供一種阻尼器系統(tǒng)。該阻尼器系統(tǒng)包括減振器和阻尼器模塊。該減振器包括多個數(shù)字閥,其中每個數(shù)字閥都具有一種閥狀態(tài)。該減振器基于該多個數(shù)字閥的閥狀態(tài)可操作在多個阻尼狀態(tài)中的一個阻尼狀態(tài)下。該阻尼器模塊被聯(lián)接到每個數(shù)字閥上并且基于從主模塊接收到的阻尼器設(shè)定將每個數(shù)字閥控制到期望狀態(tài)。該阻尼器模塊基于該阻尼器設(shè)定確定該減振器的目標阻尼狀態(tài)。該目標阻尼狀態(tài)是該多個阻尼狀態(tài)之一。當該目標阻尼狀態(tài)不同于當前阻尼狀態(tài)時,該阻尼器模塊執(zhí)行切換操作以將該多個數(shù)字閥的閥狀態(tài)控制到給定的期望狀態(tài)。進一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)谋疚奶峁┑拿枋鲎兊们宄1靖攀鲋械拿枋龊吞囟ǖ膶嵗齼H旨在展示的目的,而并不旨在限制本披露的范圍。附圖說明在此描述的附圖僅用于所選擇實施例的而不是所有可能實施方式的說明性目的,并且不旨在限制本披露的范圍。圖1是具有可調(diào)節(jié)減振器的車輛的圖示;圖2是該減振器的局部截面視圖;圖3是布置在該減振器中的數(shù)字閥組件的放大的局部截面視圖;圖4是車輛阻尼器系統(tǒng)的示例性功能框圖;圖5是阻尼器模塊的示例性功能框圖;圖6展示了針對具有四個數(shù)字閥組件的減振器的每個數(shù)字閥組件的阻尼狀態(tài)與閥狀態(tài)之間的關(guān)系;圖7展示了致動脈沖、保持電流、以及斷路電流;圖8展示了三個致動脈沖的錯開控制;圖9是用于閥門錯開控制的基本延遲錯開的示例性操作的圖表;圖10是用于閥門錯開控制的智能延遲錯開的示例性操作的圖表;圖11是用于閥門錯開控制的流通面積錯開的示例性操作的圖表;圖12是用于狀態(tài)過渡控制的固定步長控制的示例性操作的圖表;圖13是用于狀態(tài)過渡控制的固定時間控制的示例性操作的圖表;圖14是用于狀態(tài)過渡控制的超調(diào)控制、PID控制以及二次控制的示例性操作的圖表;圖15是用于狀態(tài)過渡控制的非對稱控制的示例性操作的圖表;圖16是用于狀態(tài)過渡控制的脈沖模式操作控制的示例性操作的圖表;并且圖17是用于執(zhí)行閥門切換操作的示例性方法的流程圖。相應(yīng)的參考數(shù)字貫穿這些附圖的幾個視圖指示相應(yīng)的零件。具體實施方式現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述多個示例性實施例。下面的描述是在本質(zhì)上僅僅是示例性的并且不旨在限制本披露、應(yīng)用或用途。參考圖1,現(xiàn)在呈現(xiàn)的是結(jié)合有懸架系統(tǒng)的車輛10的一個實例,該懸架系統(tǒng)具有多個減振器,這些減振器各自結(jié)合有一個數(shù)字閥。車輛10包括后懸架12、前懸架14以及車身16。后懸架12具有被適配成操作性地支撐一對后輪18的橫向延伸的后橋組件(未示出)。該后橋通過一對減振器20和一對彈簧22附接到車身16上。類似地,前懸架14包括用于操作性地支撐一對前輪24的橫向延伸的前橋組件(未示出)。該前橋組件通過一對減振器20和一對彈簧26附接到車身16上。這些減振器20用于抑制車輛10的非簧載部分(即前懸架和后懸架12、14)相對于簧載部分(即車身16)的相對運動。雖然車輛10被描繪成具有前橋組件和后橋組件的乘用車,但這些減振器20可以與其他類型的車輛一起使用或用于其他類型的應(yīng)用,這些應(yīng)用包括但不限于結(jié)合有非獨立前懸架和/或非獨立后懸架的車輛、結(jié)合有獨立前懸架和/或獨立后懸架的車輛、或者本領(lǐng)域已知的其他懸架系統(tǒng)。此外,本文使用的術(shù)語“減振器”意指一般的阻尼器并且因此將包括麥弗遜(McPherson)滑柱和本領(lǐng)域中已知的其他阻尼器設(shè)計。現(xiàn)在參考圖2,更詳細地示出了減振器20的一個實例。減振器20包括壓力管30、活塞組件32、活塞桿34、儲備管36、以及基部閥門組件38。壓力管30限定工作室42?;钊M件32可滑動地布置在壓力管30內(nèi)并且將工作室42劃分成上工作室44和下工作室46。活塞桿34被附接到活塞組件32上并且延伸穿過上工作室44并穿過封閉了壓力管30的上端的桿引導(dǎo)組件50。在非倒置構(gòu)型中,活塞桿34的與活塞組件32相反的末端被適配成緊固到車輛10的簧載質(zhì)量。在活塞組件32在壓力管30內(nèi)移動的過程中,活塞組件32內(nèi)的閥門配置對上工作室44與下工作室46之間的流體移動進行控制。由于活塞桿34僅延伸穿過上工作室44而不穿過下工作室46,所以活塞組件32相對于壓力管30的移動將導(dǎo)致上工作室44中移位流體的量與下工作室46中移位流體的量的差異。所移位流體量的差異被稱為“桿體積”,并且該差異量的移位流體流動穿過基部閥門組件38。儲備管36圍繞壓力管30以限定位于這些管30和36之間的流體儲蓄室52。儲備管36的底端由一個基部杯形物54封閉,在非倒置構(gòu)型中,該基部杯形物被適配成連接到車輛10的非簧載質(zhì)量。儲備管36的上端被附接到桿引導(dǎo)組件50上。基部閥門組件38被布置在下工作室46與儲備管52之間以控制室46和52之間的流體流動。當減振器20長度伸長時,由于“桿體積”原理,下工作室46中需要額外的流體體積。因此,流體將從儲蓄室52穿過基部閥門組件38流動至下工作室46。當減振器20長度壓縮時,由于“桿體積”原理,必須從下工作室46移除過量的流體,并且因此流體將從下工作室46穿過基部閥門組件38流動至儲蓄室52??商娲兀摐p振器可以被配置成倒置減振器。由于減振器倒置,活塞桿34的與活塞組件32相反的末端被適配成緊固到車輛10的非簧載質(zhì)量,并且基部杯形物54被適配成連接到車輛10的簧載質(zhì)量。參考圖3,減振器20包括一個數(shù)字閥組件60。為了簡便起見,數(shù)字閥組件60可以簡稱為數(shù)字閥60。數(shù)字閥60是兩位閥門組件,該閥門組件在這兩個位置的各個位置中具有不同的流通面積。數(shù)字閥60可以包括閥殼體62、套管64、滑閥68、以及線圈組件70。閥殼體62限定了通過流體通道(未示出)與上工作室44相連通的閥入口72和與儲蓄室52流體連通的閥出口74。套管64被布置在閥殼體62內(nèi)。套管64限定了與閥入口72相連通的環(huán)形入口室76以及與閥出口74相連通的一對環(huán)形出口室78和80?;y68被滑動接納在套管64內(nèi)并且在套管64內(nèi)在線圈組件70與一個止擋彈力盤(stoppuck)82之間軸向地移行,該止擋彈力盤被布置在套管64內(nèi)??梢杂靡粋€彈簧來使滑閥68偏置離開線圈組件70并且朝向止擋彈力盤82。一個填隙片84被布置在線圈組件70與套管64之間以控制套管68的軸向運動量?;y68限定了第一凸緣86和第二凸緣88,該第一凸緣控制環(huán)形入口室76與環(huán)形出口室78之間的流體流動,該第二凸緣控制環(huán)形入口室76與環(huán)形出口室80之間的流體流動。這些凸緣86和88因此控制從上工作室44到儲蓄室52的流體流動。線圈組件70被布置在套管64內(nèi)以控制滑閥68的軸向移動。用于線圈組件70的布線連接件可以延伸穿過一個桿引導(dǎo)殼體(未示出)、穿過套管64、穿過閥殼體62、和/或穿過儲備管36。當未給線圈組件70提供電力時,將由處于其第一位置的數(shù)字閥60的流通面積、活塞組件32以及基部閥門組件38來限定阻尼特性。通過給線圈組件70供應(yīng)電力來控制滑閥68的移動以使數(shù)字閥60移動至其第二位置。數(shù)字閥60可以通過給線圈組件70繼續(xù)供應(yīng)電力或者通過提供使數(shù)字閥60固位在其第二位置并且不繼續(xù)給線圈組件70供應(yīng)電力的裝置而保持在其第二位置。用于使數(shù)字閥60固位在其第二位置的裝置可以包括機械裝置、磁性裝置或本領(lǐng)域中已知的其他裝置。一旦處于其第二位置,就可以通過終結(jié)給線圈組件70電力或者通過使電流反向或使供應(yīng)給線圈組件70的電力極性反向來克服該固位裝置以實現(xiàn)移動至第一位置。減振器20可以包括一個或多個數(shù)字閥60。當使用多個數(shù)字閥60時,穿過該多個數(shù)字閥60的總流通面積可以取決于每個單獨的數(shù)字閥60的位置而被設(shè)定為特定數(shù)目的總流通面積。該特定數(shù)目的總流通面積可以被限定為2n個流通面積,其中n是數(shù)字閥60的數(shù)目。例如,在以下說明中,減振器20被描述為具有四個數(shù)字閥60??色@得的總流通面積的數(shù)目將是24或十六個流通面積,其中每個流通面積都影響減振器20的阻尼水平。相應(yīng)地,通過四個數(shù)字閥60,減振器20可以被控制到十六個離散的且不同的阻尼水平,如以下將進一步描述的。此外,當使用多個數(shù)字閥60時,可以改變這些數(shù)字閥的流通面積。例如,如果使用兩個數(shù)字閥60,一個數(shù)字閥可以具有比另一個數(shù)字閥具有更大的流通面積。相應(yīng)地,由數(shù)字閥60提供的流通面積可以通過調(diào)節(jié)數(shù)字閥60的孔口尺寸來定制。在回彈或伸展行程過程中以及在壓縮行程中都將發(fā)生穿過數(shù)字閥60的流體流動。在回彈或伸展行程過程中,上工作室44中的流體被加壓,然后在數(shù)字閥60打開時迫使液體流動穿過該數(shù)字閥。在壓縮行程過程中,由于“桿體積”原理,流體從下工作室46穿過活塞組件32流動至上工作室44。當數(shù)字閥60打開時,在上工作室44與儲蓄室52之間產(chǎn)生了一條開放流路。額外的流體流將流動穿過活塞組件32和穿過數(shù)字閥60,因為相比于流動穿過基部閥門組件38,這條開放流路產(chǎn)生了到達儲蓄室52的、具有最小阻力的路徑。雖然在該示例性實施例中,數(shù)字閥組件60被定位在減振器20的桿引導(dǎo)組件50處或其附近,數(shù)字閥60可以被定位在減振器20內(nèi)的其他位置處。具體地講,申請人的共同擁有的、于2013年12月31日公開的美國專利號8,616,351“帶有數(shù)字閥的阻尼器(DamperWithDigitalValve)”進一步描述了關(guān)于減振器20和數(shù)字閥60的另外細節(jié),該專利的披露內(nèi)容被結(jié)合在此。減振器20進一步包括阻尼器模塊100。阻尼器模塊100可以與減振器20布置在一個分開的殼體(未示出)中。阻尼器模塊100控制布置在這些減振器20內(nèi)的數(shù)字閥60的位置以調(diào)節(jié)減振器20的阻尼特性。減振器20和阻尼器模塊100可以一起簡稱為阻尼系統(tǒng)。阻尼器模塊100可以接收來自一個主模塊102的阻尼器設(shè)定。主模塊102被布置在車輛10中(圖1)。主模塊102被可連通地聯(lián)接至布置在車輛10中的每個減振器20的阻尼器模塊100。參考圖4,示出了車輛阻尼器系統(tǒng)103的一個實例。主模塊102接收來自多個不同的傳感器104的數(shù)據(jù),這些傳感器被布置在這些減振器20處或其附近和/或被布置在車輛10的其他位置處。這些傳感器104可以包括但不限于:角速度傳感器,慣量測量單元(IMU),溫度傳感器,高度傳感器,壓力傳感器,加速度計,以及提供用于控制減振器20的阻尼特性的其他適合的傳感器。主模塊102可以還經(jīng)由車輛網(wǎng)絡(luò)106接收來自布置在車輛10中的其他模塊的信息。車輛網(wǎng)絡(luò)106可以是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)、局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)、或其他適合的網(wǎng)絡(luò)。主模塊102可以經(jīng)由車輛網(wǎng)絡(luò)106接收例如來自方向盤位置傳感器的關(guān)于方向盤旋轉(zhuǎn)的信息?;谒邮盏妮斎耄髂K102針對每個減振器20確定阻尼器設(shè)定。確切地講,主模塊102可以包括基于所接收的輸入確定阻尼器設(shè)定的一系列計算機可執(zhí)行程序形式的算法。該阻尼器設(shè)定被提供給每個減振器20的阻尼器模塊100。除此之外,主模塊102可以將從這些傳感器104和/或車輛網(wǎng)絡(luò)106接收到的信息提供給阻尼器模塊。例如,阻尼器模塊100可以接收與該減振器的溫度或車輛的加速度相關(guān)的數(shù)據(jù)。在該示例性實施例中,主模塊102是與阻尼器模塊100分開布置的??商娲兀髂K102可以與阻尼器模塊100一起布置,從而使得每個阻尼器模塊100都包括一個主模塊。參考圖5,呈現(xiàn)了阻尼器模塊100的一個實例。阻尼器模塊100可以包括閥門切換模塊108和線圈激勵模塊110。基于該阻尼器設(shè)定,閥門切換模塊108確定減振器20的阻尼狀態(tài)。例如,通過四個數(shù)字閥60,減振器20可以具有十六個離散的且不同的從軟到硬的阻尼水平。閥門切換模塊108可以包括使阻尼狀態(tài)與減振器20中提供的每個數(shù)字閥60的位置或閥狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的表格。例如,參考圖6,在該表格中這四個數(shù)字閥60可以被標識為#1、#2、#3和#4。針對這些阻尼狀態(tài),數(shù)字閥60的閥狀態(tài)可以被限定為“關(guān)(OFF)”或“開(ON)”。在關(guān)的狀態(tài),數(shù)字閥60的線圈組件70不接收電力并且處于第一位置。相反地,在開的狀態(tài),線圈組件70接收電力以使得數(shù)字閥60處于第二位置。如圖6所展示的,對于一種阻尼狀態(tài)而言,所有的數(shù)字閥60都處于關(guān)的狀態(tài)。可替代地,為了獲得第七阻尼狀態(tài),#1數(shù)字閥60(#1)和#4數(shù)字閥60(#4)處于關(guān)的狀態(tài),并且#2數(shù)字閥60(#2)和#3數(shù)字閥60(#3)處于開的狀態(tài)。阻尼器模塊100接收到的阻尼器設(shè)定是減振器20的目標狀態(tài)。閥門切換模塊108將減振器20的該目標狀態(tài)與當前狀態(tài)相比較,該當前狀態(tài)是減振器20的當前阻尼狀態(tài)。如果該目標狀態(tài)與當前狀態(tài)不同,則閥門切換模塊108可以將該目標狀態(tài)作為期望狀態(tài)?;谠撃繕藸顟B(tài)和當前狀態(tài),閥門切換模塊108確定數(shù)字閥60的控制操作。確切地講,閥門切換模塊108確定數(shù)字閥60的控制操作是處于致動操作、保持操作、還是關(guān)斷操作。參考圖7,在數(shù)字閥60的致動操作中,施加一個電流脈沖(即,致動脈沖)來通過線圈組件70使數(shù)字閥60從第一位置移動到第二位置(即,開的狀態(tài))。相應(yīng)地,數(shù)字閥60的致動后位置可以取決于數(shù)字閥60的機械構(gòu)型而對應(yīng)于液壓打開或關(guān)閉狀況。在保持操作過程中,可以施加具有比該致動脈沖更低的穩(wěn)態(tài)水平的電流脈沖以使數(shù)字閥60保持在開的狀態(tài)。確切地講,在數(shù)字閥60被致動后,可以執(zhí)行該保持操作以使數(shù)字閥60維持在開的狀態(tài)。可替代地,如果數(shù)字閥60包括如以上所述的用于將數(shù)字閥60固位在其第二位置的裝置的話,則在該保持操作過程中不對線圈組件70施加電流脈沖。關(guān)斷操作使數(shù)字閥60去激勵。例如,可以不再給數(shù)字閥60提供電流。相應(yīng)地,數(shù)字閥60從第二位置移動到第一位置,并且數(shù)字閥60處于關(guān)的狀態(tài)??商娲?,如果數(shù)字閥60包括如以上所述的用于將數(shù)字閥60固位在其第二位置的裝置的話,則在該關(guān)斷操作過程中可以對線圈組件70施加反向電流或反向電力極性以克服該固位裝置。減振器20的數(shù)字閥60通過線圈組件70(圖5中由虛線表示)電聯(lián)接到線圈激勵模塊110。閥門切換模塊108給線圈激勵模塊110提供該控制操作,該線圈激勵模塊于是相應(yīng)地操作線圈組件70。例如,如果數(shù)字閥60應(yīng)被致動,則線圈激勵模塊110給數(shù)字閥60的線圈組件70提供激勵電流脈沖。為了使阻尼器狀態(tài)從當前狀態(tài)快速、平滑并且節(jié)能地切換到期望狀態(tài),閥門切換模塊108可以對數(shù)字閥60從當前狀態(tài)變換至期望狀態(tài)所經(jīng)歷的切換時間和/或過渡時期加以。確切地講,閥門切換可以用于產(chǎn)生較快的液壓響應(yīng)。閥門切換模塊108包括多種不同類型的切換方法以幫助減輕流體動力學所固有的延遲。這些切換方法還可以使在阻尼器系統(tǒng)的動態(tài)操作過程中與改變硬度設(shè)定相關(guān)聯(lián)的液壓壓力瞬變最小化。這些切換方法旨在于在阻尼器系統(tǒng)的液壓變化過程中提供平滑過渡。相應(yīng)地,可以通過使用在此描述的這些切換方法使車輛噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)最優(yōu)化。此外,可以通過使用使所切換的數(shù)字閥60的數(shù)目最小化的切換方法或者通過在致動脈沖之間產(chǎn)生時間偏移來減小用于致動這些數(shù)字閥60的峰值電流。閥門切換模塊108提供的這些切換方法可以分為兩類:閥門錯開控制和狀態(tài)過渡控制。該閥門錯開控制是指一種可以在當前狀態(tài)與期望狀態(tài)之間使用過渡狀態(tài)的方法。該過渡狀態(tài)(還可以稱作過渡中間狀態(tài))是在該期望狀態(tài)(即,目標狀態(tài))之前實現(xiàn)的不同于該當前狀態(tài)和期望狀態(tài)的一個或多個阻尼狀態(tài)。該過渡狀態(tài)的目標是減小峰值電流要求。確切地講,在這些數(shù)字閥60的致動操作之間可以添加短時延遲(例如1-2毫秒)。例如,如圖8所示出的,多個致動脈沖120、122、124是錯開的。在將這些數(shù)字閥60切換到關(guān)的狀態(tài)之前的時間延遲并不是必需的。一種類型的閥門錯開控制是基本延遲錯開。在該基本延遲錯開過程中,在致動某些數(shù)字閥60之前提供了短的延遲。閥門切換模塊108識別這些數(shù)字閥60中哪個立即致動并且哪個會延遲。例如,當該減振器包括四個數(shù)字閥時,閥門切換模塊108可以立即致動其中兩個數(shù)字閥60,在短的延遲之后再致動另兩個。相應(yīng)地,閥門切換模塊108可以預(yù)先限定有待被延遲的數(shù)字閥60。參考圖9,呈現(xiàn)了該基本延遲錯開的一個實例。該圖表展示了從阻尼狀態(tài)1切換到狀態(tài)2-16。該圖表的右側(cè)展示了針對圖6中限定的這些數(shù)字閥60的閥位置。例如,在圖6中,開的狀態(tài)被表示為“1”并且關(guān)的狀態(tài)被表示為“0”。相應(yīng)地,對于狀態(tài)1而言,該閥狀態(tài)是“0000”。類似地,對于狀態(tài)4而言,該閥狀態(tài)是“0011”。在該四位二進制閥中,從左到右的值表示的#1數(shù)字閥60、#2數(shù)字閥、#3數(shù)字閥以及#4數(shù)字閥的閥狀態(tài)。因此,對于狀態(tài)4而言,#1數(shù)字閥60和#2數(shù)字閥60處于關(guān)的狀態(tài)(即,“00”),并且#3數(shù)字閥60和#4數(shù)字閥60處于開的狀態(tài)(即,“11”)。如圖9所示出的,如果當前狀態(tài)是狀態(tài)1(0000)并且目標狀態(tài)是狀態(tài)7(0110),則首先致動#2數(shù)字閥60,然后在一個小的延遲之后致動#3數(shù)字閥60?;谠摶狙舆t錯開,就在該當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間提供過渡狀態(tài)。這意味著,從當前狀態(tài)(0000)到目標狀態(tài)(0110),該阻尼狀態(tài)從0000(當前狀態(tài))變化到0100(過渡狀態(tài))而到0110(目標狀態(tài))。根據(jù)圖9,在大約80%的可能過渡情形中使用了過渡狀態(tài)。另一種類型的閥門錯開控制是智能延遲錯開。類似于基本延遲錯開,該智能延遲錯開在致動某些閥門之前提供了短的延遲。然而,在智能延遲錯開中,識別立即致動哪些數(shù)字閥60是基于為實現(xiàn)該目標狀態(tài)需要切換哪些數(shù)字閥60來確定的。換言之,不像基本延遲錯開,閥門切換模塊108不預(yù)先限定應(yīng)延遲的數(shù)字閥。閥門切換模塊108基于當前狀態(tài)和目標狀態(tài)確定有待致動哪些閥門,并且然后首先致動一個或多個數(shù)字閥,若需要的話在短的延遲之后再致動其他的數(shù)字閥。參考圖10,呈現(xiàn)了智能延遲錯開的一個實例。具體地講,圖10展示了從狀態(tài)1切換到狀態(tài)2-16。在該實例中,需要被切換的第一數(shù)字閥和第二數(shù)字閥60被立即致動,在短的延遲之后再致動第三閥和第四閥。例如,如果當前狀態(tài)是狀態(tài)1(0000)并且目標狀態(tài)是狀態(tài)12(1011),則閥門切換模塊108確定#1、#3、和#4數(shù)字閥60要被致動以達到狀態(tài)12(1011)。使用該智能延遲錯開,#1和#3數(shù)字閥60被首先致動,并且在一個短的延遲之后,開動#4數(shù)字閥。該智能延遲錯開若需要的話可以產(chǎn)生當前狀態(tài)與目標狀態(tài)中間的一個過渡狀態(tài)。這意味著,從當前狀態(tài)(0000)到目標狀態(tài)(例如狀態(tài)12),該阻尼狀態(tài)從0000(當前狀態(tài))變化到1010(過渡狀態(tài))而到1011(目標狀態(tài))。如圖10所示出的,在大約三分之一的可能過渡情形中使用了中間狀態(tài)。這些數(shù)字閥60的流通面積可以用于限定哪個數(shù)字閥60應(yīng)被延遲(基本延遲錯開)和/或基于該目標狀態(tài)限定哪個數(shù)字閥60應(yīng)被致動(智能延遲錯開)。相應(yīng)地,針對基本錯開,具有較小流通面積的這些數(shù)字閥60可以被閥門切換模塊108識別為應(yīng)延遲的數(shù)字閥60。類似地,當該智能延遲錯開確定這些應(yīng)被致動的數(shù)字閥60到達該目標狀態(tài)時,具有較大流通面積的這些數(shù)字閥60被首先致動,然后再致動具有較小面積的數(shù)字閥60。作為另一個變體,該閥門錯開控制可以包括流通面積錯開。流通面積錯開由于其基于該目標狀態(tài)確定了哪些數(shù)字閥60應(yīng)被致動而類似于智能延遲錯開。流通面積錯開還使對應(yīng)被致動的數(shù)字閥60的致動從具有最大流通面積的數(shù)字閥60進展到具有最小流通面積的數(shù)字閥60,并且在致動每個數(shù)字閥60中間都提供了短的延遲。流通面積錯開提供了最小的峰值電流要求,因為一次僅切換一個閥。參考圖11,呈現(xiàn)了流通面積錯開方法的一個實例操作。圖11的實例展示了從狀態(tài)1切換到狀態(tài)2-16?;谠摿魍娣e錯開方法,具有最大流通面積的、需要被切換的數(shù)字閥60被立即致動,然后在短的延遲之后相繼致動其他的數(shù)字閥60。例如,如果當前狀態(tài)是狀態(tài)1(0000)并且目標狀態(tài)是狀態(tài)8(0111),則閥門切換模塊108確定#2、#3、和#4數(shù)字閥60應(yīng)被致動以達到該目標狀態(tài)。在該流通面積錯開方法中,#2數(shù)字閥60被首先致動。在小的延遲之后,#3數(shù)字閥60被致動,然后在小的延遲之后再致動#4數(shù)字閥60。相應(yīng)地,在該當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間,該阻尼狀態(tài)進入兩個過渡狀態(tài)。這意味著,該阻尼狀態(tài)從0000(當前狀態(tài))變化到0100(過渡狀態(tài))再到0110(過渡狀態(tài))而到0111(目標狀態(tài))?;趫D11,在該當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間可以產(chǎn)生高達三個過渡狀態(tài)。被首先致動的數(shù)字閥可以被稱作主要閥并且在該主要閥之后致動的數(shù)字閥可以被稱作非主要閥或輔助閥。容易理解的是,這些數(shù)字閥可以按一個或多個群來切換或致動,每個群之間相隔一個延遲。除了閥門錯開控制之外,閥門開關(guān)模塊108提供的這些切換方法還可以包括狀態(tài)過渡控制。狀態(tài)過渡控制可以與閥門錯開控制平行使用。本文描述的多個狀態(tài)過渡控制還可以一起使用。該狀態(tài)過渡控制的目標之一是使響應(yīng)時間和NVH最優(yōu)化。狀態(tài)過渡控制像閥門錯開控制一樣也使用額外的狀態(tài)和延遲;然而這些延遲可以是實質(zhì)上更長的。例如,針對狀態(tài)過渡控制的延遲可以在5-100毫秒之間。在沒有該狀態(tài)過渡控制的情況下,該阻尼狀態(tài)會被立即切換到目標狀態(tài)。換言之,在該模式下沒有過渡控制。一種類型的狀態(tài)過渡控制是固定步長控制,在該固定步長控制中阻尼狀態(tài)從當前狀態(tài)以由“m”限定的固定數(shù)目的步長過渡到該目標狀態(tài),其中m是一個整數(shù)。相應(yīng)地,為了從當前狀態(tài)過渡到目標狀態(tài),該過渡狀態(tài)是每m個狀態(tài)。參考圖12,展示了固定步長控制的一個實例操作。圖12中,當前狀態(tài)被提供為狀態(tài)3,并且目標狀態(tài)是狀態(tài)13。如果沒有固定的狀態(tài)大小(即,立即切換),則該阻尼狀態(tài)從狀態(tài)3立即切換到狀態(tài)13。如果m=4,則該阻尼狀態(tài)每四個狀態(tài)地發(fā)生改變。因此,該阻尼狀態(tài)從狀態(tài)3改變到狀態(tài)7、然后在到達狀態(tài)13的目標狀態(tài)之前改變到狀態(tài)11。在該固定步長控制下,可以作出確定以確保并未超過該目標狀態(tài)。例如,該固定步長控制可以確定當前阻尼狀態(tài)與目標阻尼狀態(tài)之間的阻尼狀態(tài)數(shù)是否小于該固定步長數(shù)(m)。如果是,則該固定步長控制調(diào)節(jié)該阻尼狀態(tài)至目標狀態(tài)。相應(yīng)地,當m=4時,將該阻尼狀態(tài)從狀態(tài)11改變到狀態(tài)13的目標狀態(tài)。除此之外,隨著固定步長數(shù)減小,從當前狀態(tài)到達目標狀態(tài)所需時間增大。因此,在該固定步長控制中當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間的延遲會改變。另一種類型的狀態(tài)過渡控制是固定過渡時間。在固定過渡時間中,從當前狀態(tài)切換到目標狀態(tài)是在一個預(yù)設(shè)時間量內(nèi)執(zhí)行的。換言之,不管該目標狀態(tài)如何從當前狀態(tài)到達目標狀態(tài)所需的時間都是相同的。例如,圖13展示了針對多個不同的目標狀態(tài)的固定過渡時間。在所示出的實例中,當前狀態(tài)是狀態(tài)3,并且不同的線示出過渡到例如狀態(tài)5、狀態(tài)8、狀態(tài)13以及狀態(tài)16的一個不同的目標狀態(tài)?;谠搱D表,從狀態(tài)3到達狀態(tài)5所需時間基本上等于從狀態(tài)3到達狀態(tài)16。如本文所描述的各種切換方法可以與該固定過渡時間一起使用來確定在該固定過渡時間內(nèi)哪些過渡狀態(tài)用于到達該目標狀態(tài)。例如,如上所述的這些閥門錯開控制可以用于在該固定過渡時間內(nèi)從當前狀態(tài)切換到目標狀態(tài)。該狀態(tài)過渡控制還包括超調(diào)控制。在該超調(diào)控制下,將超過該目標狀態(tài)的阻尼狀態(tài)提供為該目標狀態(tài),并且在一個延遲之后,該阻尼狀態(tài)被切換至目標狀態(tài)。該超調(diào)控制的目標之一是實現(xiàn)較快的液壓響應(yīng)。例如,圖14展示了兩種超調(diào)控制。如果當前狀態(tài)是狀態(tài)3并且目標狀態(tài)是狀態(tài)13,則快速超調(diào)控制從狀態(tài)3(當前狀態(tài))切換到16(過渡狀態(tài))而到13(目標狀態(tài))。對于慢速超調(diào)控制而言,該阻尼狀態(tài)從3(當前狀態(tài))切換到16(過渡狀態(tài))再到15(過渡狀態(tài))到14(過渡狀態(tài))而到13(目標狀態(tài))。相應(yīng)地,該超調(diào)控制將該阻尼狀態(tài)在切換到目標狀態(tài)之前先切換到超過該目標狀態(tài)的一個狀態(tài)。除此之外,該超調(diào)控制執(zhí)行該切換所需時間可以被預(yù)先設(shè)定成允許快速或慢速控制。該狀態(tài)過渡控制進一步包括PID控制。PID控制是基于已知的比例-積分-微分算法,其將誤差值計算為該目標狀態(tài)與當前狀態(tài)之間的差。還被稱為經(jīng)典PID控制,過渡狀態(tài)的數(shù)量是基于該誤差的比例、積分和微分值的計算的總和。用于比例、積分和微分項的單獨乘數(shù)(“增益”)被用作PID控制。圖14展示了用于從狀態(tài)3(當前狀態(tài))切換到狀態(tài)13(目標狀態(tài))的PID控制。類似于經(jīng)典PID,該狀態(tài)過渡控制還包括二次控制。該二次控制使用由該目標狀態(tài)與當前狀態(tài)之間的誤差的平方構(gòu)成的二次乘數(shù)項。該二次乘數(shù)項替換微分項。二次控制可以被稱作PIQ控制。二次過渡控制是指通過使用具有較大誤差的較大狀態(tài)改變和具有較小誤差值的較小狀態(tài)改變而得到的對線性比例控制的性能改善。圖14展示了用于從狀態(tài)3(當前狀態(tài))切換到狀態(tài)13(目標狀態(tài))的二次控制。該狀態(tài)過渡控制還包括非對稱控制,在該非對稱控制中切換延遲針對阻尼狀態(tài)過渡的最大方向和減小方向是分開地設(shè)定的。例如,圖15提供了四個實例,其中該非對稱控制用于狀態(tài)3與狀態(tài)13之間的過渡。在實例1和實例3中,從狀態(tài)13到達狀態(tài)3所需時間小于從狀態(tài)3到達狀態(tài)13所需時間。而在實例2和實例4中,從狀態(tài)13到達狀態(tài)3所需時間大于從狀態(tài)3到達狀態(tài)13所需時間。對于執(zhí)行非對稱控制而言,閥門切換模塊108可以包括一個預(yù)定邏輯表格,該預(yù)定邏輯表格限定了針對阻尼狀態(tài)過渡的增大方向和減小方向的切換延遲。在迄今為止提供的狀態(tài)過渡控制的實例中,當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間的過渡包括切換到一個離散的阻尼狀態(tài)。作為這些狀態(tài)過渡控制的一部分,分步步進控制(即,脈沖模式操作)產(chǎn)生了離散的阻尼狀態(tài)之間的虛擬位置。該脈沖模式操作通過脈沖調(diào)制或兩個位置之間的快速切換而產(chǎn)生了這些虛擬位置。一種實施該脈沖模式操作的方式是通過反復(fù)施加致動脈沖而不施加對應(yīng)的保持電流。確切地講,兩個離散的阻尼狀態(tài)(即,兩個相鄰阻尼狀態(tài))之間的虛擬位置可以通過將一個或多個閥操作在“關(guān)”閥門狀態(tài)與“開”閥門狀態(tài)中間來產(chǎn)生。這能夠以脈沖模式操作通過在“關(guān)”閥門狀態(tài)與“開”閥門狀態(tài)中間振蕩來實現(xiàn)。這些新的狀態(tài)可以稱作分步狀態(tài)。另一種方法涉及與步進電機中的微步進相類似的脈寬調(diào)制(PWM)控制。具有較高分辨率的半步進或微步進是可能的。PWM控制用作一種用于改善NVH的過渡方法。連續(xù)脈沖模式操作可能產(chǎn)生過多的熱量和電力消耗。脈沖模式操作可以與其他狀態(tài)過渡控制并行使用,例如固定步長控制、PID控制或二次控制,如圖16所展示的。除了閥門錯開控制和狀態(tài)過渡之外,閥門切換模塊108可以包括用于改善減振器20性能的其他切換方法。例如,在一種同步控制中,可以在關(guān)閉保持電流之前或者在該致動電流脈沖之前提供延遲。相應(yīng)地,由致動其他數(shù)字閥或關(guān)閉其他數(shù)字閥所產(chǎn)生的液壓壓力間斷的正時是匹配或同步的。在反復(fù)的致動控制中,將一個致動電流脈沖施加給已經(jīng)旨在處于開的狀態(tài)的數(shù)字閥60相關(guān)聯(lián)的一個線圈。反復(fù)的致動控制確保了該目標阻尼器狀態(tài)被設(shè)定。確切地講,存在的一種可能性是,由于例如過度的電磁干擾、污染、與低的溫度相關(guān)聯(lián)的高粘度油、與高的溫度相關(guān)聯(lián)的低粘度油、和/或來自外部源的非常高的加速沖擊(如行駛經(jīng)過坑洼),數(shù)字閥60可以不接合或停留在開的狀態(tài)。相應(yīng)地,該反復(fù)致動控制執(zhí)行成緩和動作以防止故障。作為一種形式的反復(fù)致動控制,可以將一個致動電流脈沖周期性地施加給應(yīng)處于開的狀態(tài)的數(shù)字閥60。例如,閥門切換模塊108可以使該線圈激勵模塊基于一個預(yù)設(shè)計時器來周期性地施加致動電流。應(yīng)當少量地進行周期性施加致動電流以避免產(chǎn)生多余熱量。例如,該預(yù)設(shè)計時器可以被設(shè)定在每1-100秒的范圍內(nèi)。作為一種形式的反復(fù)致動控制,可以在所測量溫度高于或低于預(yù)設(shè)值時施加一個致動電流脈沖。這樣一種控制確保了在特別高的或低的溫度操作過程中在預(yù)期阻尼狀態(tài)下運行該減振器。例如,該溫度可以是減振器的溫度、減振器內(nèi)流體的溫度、阻尼器模塊100布置于其中的殼體的溫度、或者指示該減振器運行時的溫度的一個溫度組合?;跍囟鹊姆磸?fù)致動應(yīng)該在每1-100秒的范圍內(nèi)。作為一種形式的反復(fù)致動控制,可以在所測量的或所計算的加速度超過一個預(yù)設(shè)值時施加一個致動電流脈沖。這樣的一種控制確保了在沖擊載荷之后將減振器20設(shè)定在預(yù)期阻尼狀態(tài)下。例如,該加速度可以由布置在減振器20處或在其附近的加速度計提供和/或可以是一個加速度組合。在高的加速度之后可以給每個線圈施加一個或多個致動脈沖。閥門切換模塊108還可以包括用于在低溫時電加熱這些線圈、閥門以及油的預(yù)熱控制。例如,可以在所測量溫度低于預(yù)設(shè)值時施加一個致動電流脈沖。目的是要產(chǎn)生額外的熱量以使減振器20內(nèi)的數(shù)字閥60和流體溫暖。該致動電流脈沖可以在每隔5-500毫秒的范圍內(nèi)施加。作為另一種形式的預(yù)熱控制,可以在所測量溫度低于預(yù)設(shè)值時施加一個連續(xù)最大的(非調(diào)制的)電流??商娲?,可以在所測量溫度低于預(yù)設(shè)值時施加保持電流(或另一個所調(diào)制電流水平)而沒有致動脈沖。車輛級錯開延遲可以用于減小峰值電流要求。換言之,布置在該車輛的這些拐角處的減振器20可以被控制成使得這些減振器20不同時切換到它們相應(yīng)的阻尼狀態(tài)。一種用于執(zhí)行這一控制的方法是給每個減振器20添加由主模塊102發(fā)送的命令之間的短時間的延遲。錯開延遲典型地可能是1-2毫秒??梢詫⒔o該車輛的多個單獨的拐角減振器的命令延遲,或者可以分成兩組的發(fā)送命令。例如,兩組可以由前懸架14的這兩個減振器20和后懸架12的減振器20組成。包括閥門切換模塊108和線圈激勵模塊110在內(nèi)的阻尼器模塊100可以使用本文描述的一種或多種用于致動數(shù)字閥60的切換方法。例如,阻尼器模塊100可以包括限定有待用于致動這些數(shù)字閥的切換方法的一組算法和/或預(yù)定表格。雖然這些切換方法是相對于具有四個數(shù)字閥60的減振器進行描述的,但將這些切換方法應(yīng)用于具有兩個或更多的數(shù)字閥60的減振器也落入本披露的范圍內(nèi)。參考圖17,呈現(xiàn)了用于執(zhí)行閥門切換操作的一種示例性方法200的流程圖。阻尼器模塊100在202確定是否已經(jīng)接收到阻尼器設(shè)定。例如,阻尼器模塊100可以接收來自主模塊102的阻尼器設(shè)定。如果沒有接收到阻尼器設(shè)定,則該阻尼器模塊返回至202。如果已經(jīng)接收到該阻尼器設(shè)定,阻尼器模塊100在204基于該阻尼器設(shè)定確定減振器20的目標狀態(tài)(目標阻尼狀態(tài))。在206,阻尼器模塊100確定當前狀態(tài)是否等于目標狀態(tài)。如果當前狀態(tài)等于目標狀態(tài),則阻尼器模塊100前進至208。如果當前狀態(tài)不等于目標狀態(tài),則阻尼器模塊100在210執(zhí)行一種預(yù)定切換方法以將當前狀態(tài)改變至目標狀態(tài)。該切換方法可以是上述切換方法中的任何一種或多種。例如,該切換方法可以是智能延遲錯開和非對稱控制的組合。在該切換方法之后,阻尼器模塊100返回至202。在208,阻尼器模塊100可以維持供應(yīng)至這些數(shù)字閥60的電力。例如,如果數(shù)字閥60處于第二位置,則可以施加保持電流以使數(shù)字閥60維持在第二位置。盡管并未示出,但當將這些數(shù)字閥60維持在當前阻尼狀態(tài)時,阻尼器模塊100可以周期性地致動這些處于第二位置的數(shù)字閥。例如,阻尼器模塊100可以執(zhí)行預(yù)熱控制以提高該阻尼器系統(tǒng)的溫度,如本文所描述的。阻尼器模塊100還可以執(zhí)行反復(fù)致動操作以確保這些假定處于第二位置的數(shù)字閥60處于開的狀態(tài)。阻尼器模塊100從208返回至202。已經(jīng)出于展示和說明的目的提供了以上對實施例的描述。其并不旨在窮舉或是限制本文所披露的內(nèi)容。具體實施例的單獨的元素和特征通常并不受限于該具體實施例,而是在適用時可以互相交換的,而且可以用于甚至并未特別示出和闡述的選定實施例中。也可以用多種方式來對其加以變化。這樣的變化并不被視作是脫離了本披露內(nèi)容,而且所有這樣的改動都旨在包括在本披露內(nèi)容的范圍之內(nèi)。在本申請中,包括以下定義,術(shù)語模塊可以由術(shù)語電路來替換。術(shù)語模塊可以指:屬于或包括專用集成電路(ASIC);數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字分立電路;數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字集成電路;組合邏輯電路;現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);處理器(共享、專用或組)執(zhí)行代碼;存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共用,專用或集合);提供所描述功能的其他適合的硬件部件;或以上部分或全部項的組合,如片上系統(tǒng)。提供了多個示例性實施方式從而使得本公開是詳盡的,并將其范圍充分地告知本領(lǐng)域的技術(shù)人員。闡述了許多特定的細節(jié),例如特定的部件、設(shè)備和方法的示例,以提供對本披露的實施方式的詳盡理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯然地不必采用特定的細節(jié),可以用多種不同的形式實施示例性實施方式、并且都不應(yīng)解釋為是對本披露的范圍的限制。在一些示例性實施例中,沒有詳細描述熟知的過程、熟知的裝置結(jié)構(gòu)以及熟知的技術(shù)。本文所使用的術(shù)語僅是出于描述特定示例性實施例的目的而并不旨在限制。如本文所使用的,單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”可以旨在也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚地另外指明。術(shù)語“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陳述特征、整合物、步驟,操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或加入一種或多種其他特征、整合物、步驟、操作、元件、部件和/或它們的集合。本文所描述的這些方法步驟、過程和操作不應(yīng)被解釋為必須要求它們按所討論或展示的特定順序執(zhí)行,除非特別指出執(zhí)行順序。還應(yīng)理解的是,可以采用額外的或替代性的步驟。當一個元件或?qū)由婕啊霸凇稀薄敖雍系健?、“連接到”、或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r,它可以是直接在該另一元件或?qū)由?、接合、連接或聯(lián)接到該另一元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖谥虚g元件或?qū)?。相比之下,當一個元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r,就可能不存在中間元件或?qū)?。用于描述這些元件之間關(guān)系的其他詞語應(yīng)該以類似的方式進行解釋(例如,“之間”與“直接之間”,“相鄰”與“直接相鄰”等)。如本文所使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的所列項目的一項或多項的任意和所有組合。雖然術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用來描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語可以僅用于從一個區(qū)域、層或部分區(qū)分出另一個元件、部件、區(qū)域、層或部分。術(shù)語如“第一”,“第二”和其它數(shù)字術(shù)語在本文使用時并不暗示序列或順序,除非上下文明確指出。因此,后面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分,而不脫離這些示例性實施例的教導(dǎo)??臻g相關(guān)術(shù)語,例如“內(nèi)”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中是為了使得對如這些附圖中所展示的一個元件或特征相對另外一個(多個)元件或一個(多個)特征(多個特征)的關(guān)系的描述易于闡釋??臻g相關(guān)術(shù)語可以旨在涵蓋除了在附圖中描述的取向之外的裝置在使用或操作中的不同取向。例如,如果裝置在這些附圖中被翻轉(zhuǎn),則被描述為“下方”或“之下”的元件或特征將被定向為在其他元件或特征“上方”。因此,示例性術(shù)語“下方”可以包括上方和下方兩種取向。該裝置可以被另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他取向),并且本文所使用的空間相關(guān)描述符做出了相應(yīng)的解釋。
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