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CN101112858A - 电子控制悬架设备及其车辆高度控制方法 - Google Patents

电子控制悬架设备及其车辆高度控制方法 Download PDF

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CN101112858A CNA2007100798223A CN200710079822A CN101112858A CN 101112858 A CN101112858 A CN 101112858A CN A2007100798223 A CNA2007100798223 A CN A2007100798223A CN 200710079822 A CN200710079822 A CN 200710079822A CN 101112858 A CN101112858 A CN 101112858A
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Abstract

本发明涉及一种电子控制悬架设备，其能够通过使用车辆高度传感器而不是方向盘转度传感器在车辆转向时停止车辆高度控制，并在车辆直向前行时执行车辆高度控制，本发明还涉及一种电子控制悬架设备的车辆高度控制方法。为此目的，提供一种电子控制悬架设备，其包括：多个车辆高度传感器，其用于测量车辆高度；车辆高度调节致动器，其经操作以用于调节车辆高度；空气弹簧，其由车辆高度调节致动器控制；以及电子控制单元，其用于根据从车辆高度传感器接收到的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值，并通过将所计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较来确定是操作车辆高度调节致动器还是停止车辆高度调节致动器。

Description

电子控制悬架设备及其车辆高度控制方法
技术领域
本发明涉及一种电子控制悬架设备及其车辆高度控制方法，且更确切地说，涉及一种能够通过使用车辆高度传感器而不是方向盘转度传感器在车辆转向时停止车辆高度控制，并在车辆直向前行时执行车辆高度控制的电子控制悬架设备，以及一种所述电子控制悬架设备的车辆高度控制方法。
背景技术
一般而言，电子控制的空气悬架设备是一种用于使用空气弹簧(airspring)而不是常规的螺旋弹簧来控制车辆高度的设备，所述空气弹簧能够控制车辆悬架设备的内部压力。
使用这种电子控制的空气悬架设备将车辆控制在驾驶员期望的高度处的操作应当在车辆处于驾驶状态以及处于停止状态的时候执行。然而，由于车身与车轮之间的距离依据路面坡度以及车辆运动而变化，所以与车辆处于停止状态时相比，车辆处于驾驶状态时很难控制车辆高度。
安装在车身与车轮之间的这种电子控制的空气悬架设备从检测车辆实际高度的车辆高度传感器接收车辆高度信号，并使用低通滤波器过滤所述信号，借此消除由于路面坡度及车身振动而出现的车辆高度控制的不准确性。然而，只有在安装了额外的传感器(例如方向盘转度传感器及类似装置)时，才能消除在车辆转向时由于车辆左侧与右侧之间的高度差而出现的车辆高度控制的不准确性。
安装在车辆方向盘上的方向盘转度传感器是一种可检测驾驶员想在多大程度上操纵车辆的传感器，借此可在车辆运动开始变化之前知道驾驶员改变车辆方向的意图。
因此，即使向使用方向盘转度传感器的电子控制的空气悬架设备注入空气或从中排出空气时，车辆高度控制在车辆运动开始变化之前暂时停止且在车辆完成转向之后重新启动，借此消除由于车辆转向而出现的车辆高度控制的不准确性。
然而，如果方向盘转度传感器只用来消除车辆转向时出现的车辆高度控制的不准确性，那么会不必要地增加系统的制造成本。
发明内容
本发明的一实施例提供一种电子控制悬架设备及其车辆高度控制方法，其中在不使用方向盘转度传感器的情况下，在车辆转向时停止车辆高度控制并在完成转向时重新启动车辆高度控制。
一种电子控制悬架设备包括：多个车辆高度传感器，其用于测量车辆高度；车辆高度调节致动器，其经操作以用于调节车辆高度；空气弹簧，其由所述车辆高度调节致动器控制；及电子控制单元(electronic controlledunit，ECU)，其用于根据从车辆高度传感器接收到的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值，并通过将所计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较来确定是操作车辆高度调节致动器还是停止车辆高度调节致动器。
优选情况是，所述设备进一步包括计数器，其用于从车辆在转向情况(转向情况是车辆左侧与右侧之间的高度差值变成大于预定参考值的情况)之后开始直向前行时开始计时，其中如果计数器中所计的时间超出预定时限，那么ECU根据用于调节车辆高度的控制信号来操作车辆高度调节致动器。
更优选的情况是，所述设备进一步包括切换器，其用于选择至少一个车辆高度控制参考值，其中ECU根据切换器选择的车辆高度控制参考值来执行车辆高度控制。
更优选的情况是，ECU包括：信号接收单元，其用于从车辆高度传感器接收车辆高度信号；计算单元，其用于根据接收到的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值；比较及确定单元，其用于将所计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较，并确定是停止车辆高度控制还是执行车辆高度控制；以及车辆高度调节单元，其用于根据比较及确定单元的确定结果，通过输出用以暂时停止车辆高度控制的控制信号来停止车辆高度调节致动器的操作，或者通过输出用以执行车辆高度控制的控制信号来操作车辆高度调节致动器。
根据本发明的另一方面，提供一种电子控制悬架设备的车辆高度控制方法，其包括以下步骤：从车辆高度传感器接收车辆高度信号；根据接收到的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值；以及通过将所计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较来确定是操作车辆高度调节致动器还是停止车辆高度调节致动器。
优选的情况是，所述方法进一步包括以下步骤：从车辆在转向情况之后(转向情况是车辆左侧与右侧之间的高度差值变成大于预定参考值的情况)开始直向前行时开始计时；且如果所计数的时间超出预定时限，那么根据用于调节车辆高度的控制信号来操作车辆高度调节致动器。
更优选的情况是，确定步骤包括以下步骤：通过将所计算得到的高度差值与预定参考值进行比较来确定是停止车辆高度控制还是执行车辆高度控制；以及根据确定结果，通过输出用以暂时停止车辆高度控制的控制信号来停止车辆高度调节致动器的操作，或者通过输出用以执行车辆高度控制的控制信号来操作车辆高度调节致动器。
附图说明
图1是示意性绘示根据本发明实施例的电子控制悬架设备的图。
图2是详细说明图1所示的ECU的方框图。
图3是说明根据本发明实施例的电子控制悬架设备的车辆高度控制方法的流程图。
图4是根据本发明实施例，说明当车辆在弯曲段中左转时控制车辆高度的方法的图表。
具体实施方式
下文中，将参考附图描述本发明的实施例。
图1是示意性绘示根据本发明实施例的电子控制悬架设备的图，且图2是详细说明图1所示的ECU的方框图。
如图1所示，根据本发明实施例的电子控制悬架设备包括：多个车辆高度传感器12L、12R、22L及22R，其用于测量车辆高度；车辆高度调节致动器25，其经操作以用于调节车辆高度；空气弹簧10L、10R、20L及20R，其由车辆高度调节致动器25来控制；以及电子控制单元(ECU)30，其用于根据从多个车辆高度传感器12L、12R、22L及22R接收到的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值，并通过将所计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较来确定是操作车辆高度调节致动器25还是停止车辆高度调节致动器25。
此外，根据本发明的电子控制悬架设备进一步包括：计数器35，其用于从车辆在转向情况之后开始直向前行时开始计时，其中转向情况是车辆左侧与右侧之间的高度差值变成大于预定参考值的情况。
如果计数器35中所计的时间超出预定时限，那么ECU 30将用于执行车辆高度控制的控制信号输出到车辆高度调节致动器25，且然后操作致动器。
车辆高度传感器包括：前轮传感器12L和12R，其安装在左前轮FL和右前轮FR附近；以及后轮传感器22L和22R，其安装在左后轮RL和右后轮RR附近。
在本实施例中，将最典型的车辆高度传感器用作车辆高度传感器12L、12R、22L及22R，其每一者用以检测车身与车轴之间的相对距离(即车辆高度)，其中将两个旋转的杠杆分别安装在车身和车轴上，以通过检测这两个杠杆相对于线性位移的相对角度来估计所述距离。
车辆高度调节致动器25是一个电磁阀，其根据从ECU 30施加的控制信号来执行开启和关闭操作。车辆高度调节致动器25可对应于上述车辆高度传感器12L、12R、22L及22R中的每一者来定位。
根据电磁阀的开启和关闭操作来调节空气弹簧10L、10R、20L及20R中的空气量，且因此控制车辆高度。这些空气弹簧包括左前轮空气弹簧10L和右前轮空气弹簧10R，以及左后轮空气弹簧20L和右后轮空气弹簧20R。
ECU 30从车辆高度传感器12L、12R、22L及22R接收各个车轮位置处的车辆高度信号，并大体上根据所述信号来控制车辆高度。
在本发明的实施例中，ECU 30根据从各个车辆高度传感器获得的车辆高度信号来控制车辆高度调节致动器25。
所述ECU 30使用特定控制值来操作压缩器(未图示)和包含所述压缩器的气压管路(pneumatic circuit，未图示)。
根据本发明，ECU 30经配置以使得根据从多个车辆高度传感器12L、12R、22L及22R接收到的车辆高度信号而计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较，以确定是操作车辆高度调节致动器25还是停止车辆高度调节致动器25。以下将参看图2来描述ECU 30的配置。
参看图2，根据本发明的ECU 30使用车辆高度传感器而不是方向盘转度传感器在车辆转向时停止车辆高度控制，并在车辆直向前行时执行车辆高度控制。所述ECU包括信号接收单元31、计算单元32、比较及确定单元33以及车辆高度调节单元34。
此时，除了执行悬架设备的车辆高度控制，ECU还可执行悬架设备和减震器的一般控制，且此外，还参与控制车辆的其它系统(例如转向和/或制动系统)。然而，这些与本发明的精神并无直接关系，因此将省略对其的详细描述。
接收单元31从前轮FL和FR的两个车辆高度传感器12L和12R以及后轮RL和RR的两个车辆高度传感器22L和22R接收车辆高度信号。
计算单元32根据接收单元31中接收到的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值。
比较及确定单元33将计算单元32中计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较，且随后确定是停止车辆高度控制还是执行车辆高度控制。
此处，如果车辆左侧与右侧之间的高度差值大于预定参考值(其对应于车辆转向的情况)，那么确定停止车辆高度控制。
此外，如果车辆左侧与右侧之间的高度差值小于预定参考值(其对应于车辆直向前行的情况)那么确定执行车辆高度控制。
如果比较及确定单元33确定要停止车辆高度控制，那么车辆高度调节单元34输出用于停止经操作以用于调节车辆高度的车辆高度调节致动器25的操作的控制信号。
此外，如果比较及确定单元33确定要执行车辆高度控制，那么车辆高度调节单元34输出用于控制经操作以用于调节车辆高度的车辆高度调节致动器25的操作的控制信号。因此，空气弹簧10L、10R、20L及20R通过对车辆高度调节致动器25的控制来调节空气弹簧中的空气量而执行车辆高度控制，其中所述车辆高度调节致动器25根据从车辆高度调节单元34输出的控制信号来操作。
此外，在恢复操纵之后，(即，如果从车辆在转向之后开始直向前行时开始计时的时间计数器35中所计的时间超出预定时限)，车辆高度调节单元34再次根据用于调节车辆高度的控制信号来操作车辆高度调节致动器25。
以此方式，在不使用方向盘转度传感器的情况下，能消除车辆高度控制的不准确性。此外，根据从车辆高度传感器接收到的车辆高度信号，车辆高度控制可在车辆转向时停止且在车辆直向前行时重新启动。
以下将描述具有这种配置的电子控制悬架设备的车辆高度控制方法。
图3是说明根据本发明实施例的电子控制悬架设备的车辆高度控制方法的流程图。
ECU 30确定车辆是否处于驾驶状态(步骤S101)。
也就是说，ECU根据从车速传感器(未图示)接收到的车速来确定车速是否大于预定速度(例如，30kph)。
如果作为步骤S101中的确定结果，车辆并不处于驾驶状态，那么ECU 30结束此程序。
如果作为步骤S101中的确定结果，车辆处于驾驶状态，那么ECU 30的接收单元31接收安装在车辆上的多个车辆高度传感器12L、12R、22L及22R中测量到的车辆高度信号(步骤S103)。
接下来，ECU 30的计算单元32根据从多个车辆高度传感器12L、12R、22L及22R接收的车辆高度信号来计算车辆左侧与右侧之间的高度差值(步骤S105)。
随后，ECU 30的比较及确定单元33将所计算得到的车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较，且然后确定车辆左侧与右侧之间的高度差值是否超出参考值(步骤S107)。
也就是说，如果高度差值超出预定参考值(即，如果车辆左侧与右侧之间的高度差较大)，那么停止致动器操作；而如果车辆左侧与右侧之间的高度差较小，那么操作致动器。因此，无需方向盘转度传感器即可准确地控制车辆高度。
如果作为步骤S107中的确定结果，高度差值并未超出预定参考值，那么车辆高度调节单元34向车辆高度调节致动器25输出用于执行车辆高度控制的控制信号，以操作致动器(步骤S117)。
如果作为步骤S107中的确定结果，高度差值超出了预定参考值，那么车辆高度调节单元34向车辆高度调节致动器25输出用于暂时停止车辆高度控制的控制信号，以停止致动器操作(步骤S109)。
接下来，车辆高度调节单元34确定车辆是否在致动器操作停止之后开始直向前行(步骤S111)。也就是说，车辆高度调节单元34确定是否恢复操纵。
如果作为步骤S111中的确定结果，车辆并未开始直向前行，那么车辆高度调节单元34使得程序进行到上述步骤S109且停止车辆高度控制。
如果作为步骤S111中的确定结果，车辆开始直向前行，那么计数器从车辆开始直向前行时开始计时(步骤S113)。
接下来，车辆高度调节单元34确定计数器35中所计数的时间是否超出预定时限(步骤S115)。
如果作为步骤S115中的确定结果，所计数的时间并未超出预定时限，那么车辆高度调节单元34使得程序进行到步骤S115以继续计时。
如果作为步骤S115中的确定结果，所计数的时间超出预定时限，那么车辆高度调节单元34向车辆高度调节致动器25输出用于重新启动车辆高度控制的控制信号并操作致动器(步骤S117)。
因此，无需方向盘转度传感器即可准确地控制车辆高度。
图4是说明根据本发明实施例的当车辆在弯曲段中左转时控制车辆高度的方法的图表。
图4中的线A绘示车辆高度控制之前的平均车辆高度信号，图4中的线B绘示车辆高度控制之后的平均车辆高度信号，图4中的线C绘示左后轮的车辆高度信号，且图4中的线D绘示右后轮的车辆高度信号。
在图4中的区段“Z1”处绘示车辆高度差值大于预定参考值的部分，暂时停止车辆高度控制。
如图4的图表中所示，如果当车辆左转且因此左右后轮之间出现高度差时，高度差值变成大于预定参考值，那么ECU 30向车辆高度调节致动器输出用于暂时停止车辆高度控制的控制信号，以停止致动器的操作。
此后，如果车辆左侧与右侧之间的高度差值再次变成小于参考值，那么计时开始。如果所计数的时间超出预定时限，那么将了解到车辆并不处于转向状态。此时，再次执行车辆高度控制。
图4中的线E是绘示是否执行车辆高度控制的标记。所述标记被划分成高状态和低状态。在高状态下执行车辆高度控制，且在低状态下停止车辆高度控制。
图4中的线F是绘示车辆是否正在转向的标记。所述标记被划分成高状态和低状态。在高状态下车辆正在转向，且在低状态下车辆直向前行。
在本实施例中，已描述了通过使用车辆高度传感器，在车辆转向时停止车辆高度控制且在车辆直向前行时执行车辆高度控制。然而，在另一实施例中，提供用于选择至少一个用以调节车辆高度的参考值的切换器，使得根据切换器所选择的相应的车辆高度控制参考值来控制车辆高度。在此情况下，当车辆转向时也停止车辆高度控制。然而，当车辆直向前行时，根据切换器所选择的车辆高度控制参考值来执行车辆高度控制。
所述车辆高度控制参考值是用于将车辆高度控制为“高”、“中”或“低”的参考值，且可通过用户对切换器的操作而选择为所要的车辆高度。因此，可在车辆直向前行时使用驾驶员所要的参考值来执行车辆高度控制。
根据以上描述的本发明，无需使用方向盘转度传感器即可控制车辆高度，使得存在降低系统的制造成本的效果。
此外，根据以上描述的本发明，通过使用车辆高度传感器，在车辆转向时停止车辆高度控制并在车辆直向前行时执行车辆高度控制，借此可有效地实现对车辆高度的准确控制。
虽然已结合以上具体实施例描述和说明了本发明，但所属领域的技术人员将容易了解，可在不脱离由权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本发明作各种修改和变化。

Claims (7)

1.一种电子控制悬架设备，其特征在于其包括：
多个车辆高度传感器，其用于测量车辆的高度；
车辆高度调节致动器，其经操作以用于调节所述车辆的高度；
空气弹簧，其由所述车辆高度调节致动器控制；以及
电子控制单元，其用于根据从所述车辆高度传感器接收到的车辆高度信号来计算所述车辆左侧与右侧之间的高度差值，并通过将所述计算得到的所述车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较，来确定是操作所述车辆高度调节致动器还是停止所述车辆高度调节致动器。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其进一步包括计数器，其用于从所述车辆在转向情况之后开始直向前行时开始计时，其中转向情况是所述车辆左侧与右侧之间的所述高度差值变成大于所述预定参考值的情况，其中如果所述计数器中所计数的时间超出预定时限，那么所述电子控制单元根据用于调节车辆高度的控制信号来操作所述车辆高度调节致动器。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其进一步包括切换器，所述切换器用于选择至少一个车辆高度控制参考值，其中所述电子控制单元根据所述切换器选择的所述车辆高度控制参考值来执行车辆高度控制。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述电子控制单元包括：信号接收单元，其用于从所述车辆高度传感器接收所述车辆高度信号；计算单元，其用于根据所述接收到的车辆高度信号来计算所述车辆左侧与右侧之间的所述高度差值；比较及确定单元，其用于将所述计算得到的所述车辆左侧与右侧之间的高度差值与所述预定参考值进行比较，并确定是停止所述车辆高度控制还是执行所述车辆高度控制；以及车辆高度调节单元，其用于根据所述比较及确定单元的确定结果，通过输出用以暂时停止所述车辆高度控制的控制信号来停止所述车辆高度调节致动器的操作，或者通过输出用以执行车辆高度控制的控制信号来操作所述车辆高度调节致动器。
5.一种电子控制悬架设备的车辆高度控制方法，其特征在于所述电子控制悬架设备包含：多个车辆高度传感器，其用于测量车辆高度；车辆高度调节致动器，其经操作以用于调节所述车辆的高度；以及空气弹簧，其由所述车辆高度调节致动器控制，所述方法包括以下步骤：
从所述车辆高度传感器接收车辆高度信号；
根据所述接收到的车辆高度信号来计算所述车辆左侧与右侧之间的高度差值；以及
通过将所述计算得到的所述车辆左侧与右侧之间的高度差值与预定参考值进行比较，来确定是操作所述车辆高度调节致动器还是停止所述车辆高度调节致动器。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤：从所述车辆在转向情况之后开始直向前行时开始计时，其中转向情况是所述车辆左侧与右侧之间的所述高度差值变成大于所述预定参考值的情况；以及如果所计数的时间超出预定时限，那么根据用于调节车辆高度的控制信号来操作所述车辆高度调节致动器。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于其中所述确定步骤包括以下步骤：通过将所述计算得到的高度差值与所述预定参考值进行比较来确定是停止所述车辆高度控制还是执行所述车辆高度控制；以及根据确定结果，通过输出用以暂时停止所述车辆高度控制的控制信号来停止所述车辆高度调节致动器的操作，或者通过输出用以执行车辆高度控制的控制信号来操作所述车辆高度调节致动器。
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