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CN100465005C - 电子控制悬挂系统 - Google Patents

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Abstract

一种电子控制悬挂系统，包括传感器装置，提取并提供车辆车身的垂直加速度分量；信号处理装置，通过使用所述传感器装置提供的垂直加速度分量来计算车身的垂直速度；控制增益确定装置，依照所述垂直加速度分量的振幅而设置控制增益，并检测由所述传感器装置提供的垂直加速度分量的振幅，且提取与检测到的振幅相对应的控制增益；控制指令值计算装置，通过使用由所述控制增益确定装置提供的控制增益和由所述信号处理装置提供的车身的垂直速度来计算控制指令值；减振器驱动装置，根据所述控制指令值来驱动可变式减振器。该系统根据速度传感器或垂直加速度传感器输出的信号而使用非线性控制增益计算用来控制减振器阻尼力的控制指令值，保证了驾驶舒适性和控制稳定性。

Description

电子控制悬挂系统
技术领域
本发明涉及一种电子控制悬挂系统，尤其涉及一种可以保证驾驶舒适性和控制稳定性的电子控制悬挂系统。
背景技术
悬挂系统通常是一个减震装置，包括安装在车辆的车轴和车架之间的减震器或弹簧，用来使车辆在垂直方向上的运动变得平稳并缓冲从路面传递来的冲击或振动，从而使冲击或振动无法传递到车辆的车身。
下面将参考附图来说明一种常规的电子控制悬挂系统。图1是示出常规电子控制悬挂系统的框图。
如图1所示，电子控制悬挂系统包括：传感器装置10，通过使用安装在车辆前后轮胎侧车身部分的垂直加速度传感器来检测并提供垂直加速度分量；信号处理装置20，从传感器装置10的输出信号中检测速度分量；控制指令值计算装置30，通过使用从信号处理装置20输出的信号和预设地控制增益K来计算控制指令值；和诸如致动器之类的减震器驱动装置40，根据控制指令值来控制可变式减振器50的阻尼力。
这时，诸如致动器之类的减振器驱动装置40，如电磁阀或步进电动机，与可变式减振器50相连。可变式减振器50具有两个或多个阻尼力特性曲线，如硬性模式和柔性模式。此时，可变式减振器50响应减振器驱动装置40的驱动来连续地或分多个阶段改变阻尼力。这里，减振器驱动装置40根据来自控制指令值计算装置30的控制指令值来驱动可变式减振器50。由此，可变式减振器50产生阻尼力来抑制振动从路面传递到车身，从而改善驾驶舒适性，或者通过阻止地面接触力导致的振动来提高车辆的控制稳定性。
将要输出到减振器驱动装置40用来控制可变式减振器50的控制指令值是由控制指令值计算装置30计算得出的。控制指令值计算装置30使用一个预设常量作为在这种控制指令值计算中用到的控制增益K。如果用来计算控制指令值的控制增益K被设置为一个较大的常量，同时一个表明路面崎岖的高频信号从信号处理装置20输入到控制指令值计算装置30，那么控制指令值计算装置30将会响应于该较大的控制增益K输出一个相对较大的控制指令值，并且减震器驱动装置40根据该较大的控制指令值以硬性模式控制可变式减振器50，而对于该崎岖路面需要的是柔性模式控制。因此，会出现驾驶舒适性变差的问题。
另一方面，如果控制增益K被设为一个较小常量，同时一个表明波形路面的低频信号从信号处理装置20输入到控制指令值计算装置30，那么控制指令值计算装置30会响应于该较小的控制增益K输出一个相对较小的控制指令值，并且减震器驱动装置40根据该较小的控制指令值以柔性模式控制可变式减振器50，而对于该波形路面需要的是硬性模式控制。因此会出现驾驶舒适性变差的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述已有技术中存在的问题。因此，本发明的一个目的是提供一种电子控制悬挂系统，其中根据从垂直加速度传感器输出的信号通过采用非线性控制增益来计算用来控制减振器的阻尼力的控制指令值，从而保证驾驶舒适性和控制稳定性。
根据用于实现该目的的本发明，提供一种具有用控制指令值来控制的可变式减振器的电子控制悬挂系统，该电子控制悬挂系统包括：传感器装置，用来提取并提供车辆车身的垂直加速度分量；信号处理装置，通过使用传感器装置提供的垂直加速度分量来计算车身的垂直速度；控制增益确定装置，具有依照垂直加速度分量的振幅设置的控制增益，并检测由传感器装置提供的垂直加速度分量的振幅，而且提取与检测到的振幅相对应的控制增益；控制指令值计算装置，通过使用由控制增益确定装置提供的控制增益和由信号处理装置提供的车身的垂直速度，来计算控制指令值；以及减振器驱动装置，根据控制指令值来驱动可变式减振器。
附图说明
通过下面结合附图对优选实施例进行的描述，本发明的上述和其他目的、特点和优势讲变得清楚，其中：
图1是示出常规电子控制悬挂系统的框图；
图2是示出根据本发明的电子控制悬挂系统的框图；以及
图3是示出本发明中用来计算控制增益的非线性控制增益图的示图。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图2是示出根据本发明的电子控制悬挂系统的框图，并且图3是示出本发明中用来计算控制增益的非线性控制增益图形的示图。
参考图2，根据本发明的电子控制悬挂系统包括传感器装置100、信号处理装置110、控制增益确定装置120、控制指令值计算装置130、减振器驱动装置140、和可变式减振器150。
传感器装置100通过使用安装在前后左右轮胎侧车身部分的垂直加速度传感器来检测车辆的垂直加速度分量，并将这些垂直加速度分量提供给信号处理装置110。信号处理装置110通过结合垂直加速度分量来计算车身的垂直速度，并将该垂直速度提供给控制增益确定装置120和控制指令值计算装置130。
在控制增益确定装置120中设置非线性控制增益图120a，如图3所示该增益图在每个间隔中为线性但整体为非线性。控制增益确定装置120检测表示由信号处理装置110提供的车身垂直速度的信号的振幅，之后根据非线性控制增益图120a提取与振幅相对应的控制增益。
这就是说，如果表示车身垂直速度的信号的振幅等于或小于U1，则控制增益确定装置120提取与输入的U1对应的控制增益a1，并将其提供给控制指令值计算装置130。如果表示车身垂直速度的信号的振幅大于U1并且等于或小于U2，则控制增益确定装置120从该非线性控制增益图中提取控制增益a2，并将其提供给控制指令值计算装置130。
控制指令值计算装置130通过使用由控制增益确定装置120提供的控制增益和由信号处理装置110提供的表示车身垂直速度的信号来计算控制指令值，并将该控制指令值提供给减振器驱动装置140。这样，由于控制指令值计算装置130计算控制指令值时使用由控制增益确定装置120基于从信号处理装置110输入的信号提供的控制增益，而不是使用预设的控制增益，所以可计算出一个能够精确地控制可变式减振器150的控制指令值。
减振器驱动装置140根据由控制指令值计算装置130提供的控制指令值来以柔性模式和硬性模式控制可变式减震器150。
虽然联系了控制增益确定装置120在确定控制增益时使用车身的垂直速度信号的情况以实例的方式进行了描述，但是控制增益确定装置120也可在收到由传感器装置100提供的垂直加速度分量的同时确定控制增益。这就是说，控制增益确定装置120检测垂直加速度分量的振幅，提取与振幅相应的控制增益，并将该控制增益提供给控制指令值计算装置130。
如果表示崎岖路面的高频信号被输入，则根据本发明的电子控制悬挂系统将确定一个较小的控制增益并根据该较小的控制增益计算出一个控制指令值，相反，如果表示波形路面的低频信号被输入，则该电子控制悬挂系统将确定一个较大的控制增益并根据该较大的控制增益计算出一个控制指令值。
根据对本发明的以上描述，根据从速度传感器或垂直加速度传感器输出的信号通过使用非线性控制增益计算用来控制减振器阻尼力的控制指令值，从而保证了驾驶舒适性和控制稳定性。
本发明不限于上述实施例，并且，对于本领域技术人员明显的是，可在所附权利要求限定的本发明的技术精神范围内对其做出各种修改和变形。

Claims (2)

1.一种电子控制悬挂系统，其具有通过使用控制指令值进行控制的可变式减振器，所述电子控制悬挂系统包括：
传感器装置，用来提取并提供车辆车身的垂直加速度分量；
信号处理装置，通过使用由所述传感器装置提供的垂直加速度分量来计算车身的垂直速度；
控制增益确定装置，其检测由所述传感器装置提供的垂直加速度分量的振幅，并从预置数据即一个非线性控制增益图中提取与检测到的振幅相对应的控制增益，在该非线性控制增益图中与垂直加速度分量的振幅相对应地设置了控制增益，并且该非线性控制增益图在各个区间内是线性的；
控制指令值计算装置，通过使用由所述控制增益确定装置提供的控制增益和由所述信号处理装置提供的车身的垂直速度，来计算控制指令值；以及
减振器驱动装置，根据所述控制指令值来驱动所述可变式减振器。
2.一种电子控制悬挂系统，其具有通过使用控制指令值进行控制的可变式减振器，所述电子控制悬挂系统包括：
传感器装置，用来提取并提供车辆车身的垂直加速度分量；
信号处理装置，通过使用由所述传感器装置提供的垂直加速度分量来计算车身的垂直速度分量；
控制增益确定装置，其检测由信号处理装置提供的垂直速度分量的振幅，并从预置数据即一个非线性控制增益图中提取与检测到的振幅相对应的控制增益，在该非线性控制增益图中与垂直速度分量的振幅相对应地设置了控制增益，并且该非线性控制增益图在各个区间内是线性的；
控制指令值计算装置，通过使用由所述控制增益确定装置提供的控制增益和由所述信号处理装置提供的车身的垂直速度分量，来计算控制指令值；以及
减振器驱动装置，根据所述控制指令值来驱动所述可变式减振器。
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