用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置和方法
【專利摘要】一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置和方法,所述方法可以包括:第一過程,通過控制器確定當(dāng)前情況是否為需要減小空氣彈簧中的空氣壓力的駐停情況;第二過程,在當(dāng)前情況是需要減小空氣彈簧中空氣壓力的駐停情況時,通過控制器最大化減震器的阻尼力;以及第三過程,由控制器通過將儲存在空氣彈簧中的壓縮空氣旁通至儲存罐來減小空氣彈簧中的空氣壓力。
【專利說明】
用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置和方法。更具體地,本發(fā)明涉及這樣一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置和方法,其通過減小波紋管(bellows)的疲勞度來改善在車輛駐停時支撐車輛負(fù)載的空氣彈簧的波紋管的耐久度。
【背景技術(shù)】
[0002]用于車輛的懸架系統(tǒng)是這樣的裝置:其阻止震動或沖擊(在車輛行駛時從道路表面?zhèn)鬟f來所述震動或沖擊)直接傳遞至車身,從而防止車身和貨物受損,防止乘客受傷,并改善車輛的駕乘質(zhì)量。懸架系統(tǒng)的主要部件包括:減弱從道路表面?zhèn)鬟f來的沖擊的底盤彈簧、控制底盤彈簧震動的減震器、防止車輛傾側(cè)運(yùn)動的穩(wěn)定桿等。
[0003]在上述部件中,減震器安裝在車身和車輪之間從而吸收車輛行駛時由傳遞至底盤彈簧的沖擊引起的震動,并快速減弱該震動,從而改善駕乘質(zhì)量。
[0004]包括空氣彈簧和減震器的懸架系統(tǒng)被稱為空氣懸架系統(tǒng)。
[0005]同時,空氣彈簧通過使用壓縮空氣的彈性力來支撐車身,并吸收和減緩從道路表面?zhèn)鬟f來的震動和沖擊。因為空氣彈簧配置成通過使用單獨(dú)的壓縮機(jī)來改變波紋管中的空氣壓力,所以空氣彈簧可以通過調(diào)節(jié)波紋管中的空氣壓力來調(diào)節(jié)車身的高度,由此維持車身的預(yù)定高度,而與乘客的數(shù)量無關(guān)。
[0006]作為空氣彈簧的部件之一的波紋管是容納壓縮空氣的可伸展并且可收縮的氣室,其總是承受預(yù)定水平的空氣壓力。因此,為了經(jīng)受非常高的空氣壓力,通過以預(yù)定的間隔排列簾線(cord yarn)與橡膠來制造波紋管從而使波紋管具有有利于張力的結(jié)構(gòu)。
[0007]然而,具有上述結(jié)構(gòu)的波紋管也具有如下問題:在由于區(qū)域中負(fù)載的傳遞而使簾線和橡膠相互分離時橡膠部分破裂引起細(xì)孔,由于細(xì)孔而發(fā)生空氣泄漏,致使空氣彈簧不能支撐車身,進(jìn)而使車輛垮落。
[0008]為了解決上述問題,需要大量工時(M/Η)來尋找影響波紋管使用壽命的影響因素。
[0009]由于使用簾線和橡膠制造波紋管的方法在空氣彈簧的性能屬性上具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),所以應(yīng)用了具有在軸向方向上延伸的褶皺部分的軸向簾布層(Ply)結(jié)構(gòu)的波紋管、具有在對角線方向上延伸并相互交叉的褶皺部分的交叉簾布層結(jié)構(gòu)的波紋管等。然而,即使選擇具有上述結(jié)構(gòu)的波紋管中的任意一個并將其應(yīng)用至空氣彈簧,也難以本質(zhì)上解決在波紋管中產(chǎn)生細(xì)孔的問題,這是因為在空氣彈簧安裝在車輛中的狀態(tài)下隨著時間而在區(qū)域中形成細(xì)孔。
[0010]在區(qū)域中,形成在空氣彈簧的波紋管中的細(xì)孔由構(gòu)成波紋管的橡膠材料的物理性質(zhì)引起??諝鈴椈煽偸窃诓y管中容納高壓空氣從而支撐車輛的負(fù)載,因此,在暴露至高氣壓的波紋管的折疊部分處逐漸發(fā)生時效硬化,使得波紋管永久變形,波紋管的伸長百分比變差。因此,在變差的波紋管的折疊部分處,通過在上下方向上反復(fù)伸展和收縮引起的疲勞而形成細(xì)孔。
[0011]因為波紋管不僅在車輛行駛時支撐車輛負(fù)載,還在車輛長時間停止時(諸如車輛駐停時)支撐車輛負(fù)載,所以疲勞在波紋管上累積。
[0012]同時,根據(jù)統(tǒng)計分析車輛的實際行駛時間的結(jié)果,車輛的行駛時間小于用戶擁有車輛的時間的一半,因此,可以認(rèn)為用戶擁有車輛的大部分時間中車輛為駐停狀態(tài)。
[0013]通常,車輛的懸架系統(tǒng)或車身的部件在不存在反復(fù)負(fù)載的狀態(tài)(諸如車輛駐停時)下不會由于疲勞而受損。然而,諸如空氣彈簧的波紋管的部件即使在車輛長時間未使用時(諸如車輛駐停時)會由于疲勞而受損,因為該部件需要支撐車輛的高負(fù)載。
[0014]公開于該發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解,而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]本發(fā)明的各個方面旨在提供一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置和方法,其中當(dāng)車輛長時間駐停時,空氣彈簧的空氣壓力減小至預(yù)定水平,堵塞位于減震器中的油流動路徑從而使得減震器可以將車輛維持在預(yù)定高度,使得由空氣彈簧支撐的車輛的負(fù)載在車輛駐停時由減震器支撐,由此改善波紋管的耐久性。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的各個方面,一種空氣懸架系統(tǒng)的控制方法可以包括:第一過程,通過控制器確定當(dāng)前情況是否為需要減小空氣彈簧中的空氣壓力的駐停情況;第二過程,在當(dāng)前情況是需要減小空氣彈簧中空氣壓力的駐停情況時通過控制器最大化減震器的阻尼力;以及第三過程,由控制器通過將儲存在空氣彈簧中的壓縮空氣旁通至儲存罐來減小空氣彈簧中的空氣壓力。
[0017]第一過程可以包括:在車輛駐停后發(fā)動機(jī)關(guān)閉的情況下,接收由用戶選擇的駐停時間,在比較用戶選擇的駐停時間和預(yù)定參考時間后,當(dāng)用戶選擇的駐停時間等于或大于預(yù)定參考時間時,確定需要減小空氣彈簧中的空氣壓力。
[0018]在第一過程中,在關(guān)閉發(fā)動機(jī)而用戶沒有選擇駐停時間時,在車輛駐停后可以針對預(yù)定時間檢測車輛的運(yùn)動,當(dāng)根據(jù)檢測結(jié)果沒有發(fā)生車輛運(yùn)動時,可以確定需要減小空氣彈簧中的空氣壓力。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的各個方面,用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置可以包括:伺服閥,其配置成嵌入在減震器中并用于控制減震器的阻尼力;單向閥,其設(shè)置在空氣彈簧和儲存罐之間,并配置成控制從空氣彈簧旁通至儲存罐的壓縮空氣的流動;以及控制器,其配置成在確定當(dāng)前情況為需要減小空氣彈簧中的空氣壓力的駐停情況時,關(guān)閉伺服閥以使減震器的阻尼力最大化,并操作單向閥以將儲存在空氣彈簧中的壓縮空氣旁通至儲存罐從而減小空氣彈簧中的空氣壓力。
[0020]根據(jù)本發(fā)明,在車輛駐停的情況下,施加至空氣彈簧的波紋管的變?nèi)醪糠?折疊部分)的疲勞負(fù)載減小,由此防止變?nèi)醪糠质軗p,并有利于改善波紋管的耐久性。
[0021]應(yīng)當(dāng)理解,此處所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語一般包括機(jī)動車輛,例如包括運(yùn)動型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車,包括各種舟艇、船舶的船只,航空器等等,并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的,混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛,例如,汽油動力和電力動力兩者的車輛。
[0022]本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點(diǎn),這些特征和優(yōu)點(diǎn)將在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于解釋本發(fā)明的某些原理的【具體實施方式】中顯現(xiàn)或更詳細(xì)地闡明。
【附圖說明】
[0023]圖1為顯示了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性的控制空氣懸架系統(tǒng)的方法的配置的示意圖。
[0024]圖2為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性的控制空氣懸架系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0025]圖3為用于解釋返回控制過程的流程圖,在控制根據(jù)本發(fā)明的空氣懸架系統(tǒng)的情況下當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動時,所述返回控制過程用于正常操作空氣懸架系統(tǒng)。
[0026]應(yīng)了解,附圖并不必須按比例繪制,其示出了某種程度上經(jīng)過簡化了的本發(fā)明的基本原理的各個特征。在此所公開的本發(fā)明的特定的設(shè)計特征,包括例如特定的尺寸、定向、位置和形狀,將部分地由特定目的的應(yīng)用和使用環(huán)境加以確定。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在將詳細(xì)提及本發(fā)明的各個實施方案,這些實施方案的示例顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案結(jié)合加以描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反,本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案,而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。
[0028]已知空氣懸架系統(tǒng)包括空氣彈簧和減震器,所述空氣彈簧減緩車輛行駛時從公路表面?zhèn)鬟f來的沖擊,所述減震器控制空氣彈簧的震動。
[0029]為了在車輛行駛時吸收震動,空氣彈簧使用了壓縮機(jī)(該壓縮器對空氣進(jìn)行壓縮并產(chǎn)生壓縮空氣)、儲存從壓縮機(jī)供應(yīng)的壓縮空氣的儲存罐、以及控制儲存罐和空氣彈簧之間的壓縮空氣的流動的電磁閥。
[0030]附圖1為顯示用于解釋根據(jù)本發(fā)明的控制空氣懸架系統(tǒng)的方法的配置的示例性示意圖。
[0031]如圖1中所示,根據(jù)本發(fā)明的空氣懸架系統(tǒng)包括空氣彈簧1、壓縮機(jī)2、儲存罐3和用于操作空氣彈簧I的電磁閥4。
[0032]空氣彈簧I用于通過使用壓縮空氣的彈性力來減緩從道路表面?zhèn)鬟f來的沖擊,并將波紋管用作氣室,其中通過波紋管的伸展和收縮改變體積和壓力。
[0033]如上所述,由壓縮機(jī)2產(chǎn)生的壓縮空氣儲存在儲存罐3中,當(dāng)車輛行駛時,通過電磁閥4控制儲存罐3和空氣彈簧I (具體地,波紋管)之間的壓縮空氣的流動。
[0034]旁通管線9連接在空氣彈簧I和儲存罐3之間,并與安裝有電磁閥4的空氣管線8分離,控制從空氣彈簧I的波紋管至儲存罐3的空氣流動的單向閥5安裝在旁通管線9中。
[0035]單向閥5為由來自控制器6的控制信號操作的電子閥,當(dāng)車輛駐停時,單向閥5將來自空氣彈簧I的波紋管的壓縮空氣旁通至儲存罐,從而減小由于空氣壓力而在波紋管中產(chǎn)生的疲勞度。
[0036]控制器6控制電磁閥4和單向閥5的操作,并控制嵌入在電子減震器中的伺服閥7的操作,所述電子減震器控制空氣彈簧I的震動和行為。
[0037]符合電子穩(wěn)定性控制(ESC)規(guī)格的電子減震器中具有伺服閥,以電子控制方式操作所述伺服閥,并且控制油流動路徑,并通過伺服閥的操作而典型地控制油流動路徑的打開程度,從而調(diào)節(jié)阻尼力。
[0038]通常,當(dāng)車輛行駛時,符合ESC規(guī)格的減震器通過使用阻尼力來控制空氣彈簧的行為,儲存于減震器的不可壓縮液壓油經(jīng)過由伺服閥調(diào)節(jié)的油流動路徑時產(chǎn)生所述阻尼力。
[0039]此處,控制器6控制嵌入在減震器中的伺服閥7的操作,從而控制減震器的阻尼力,具體地,控制器6控制伺服閥7的操作從而使減震器的阻尼力最大化,從而在車輛駐停時允許減震器支撐車輛的負(fù)載。
[0040]S卩,減震器的伺服閥7基于來自控制器6的信號而控制減震器的油流動路徑,由此控制減震器的阻尼力。
[0041]此處,將在下文中參考附圖2描述根據(jù)本發(fā)明的控制基于上述配置的空氣懸架系統(tǒng)的方法。
[0042]首先,如圖2所示,為了確定當(dāng)前情況是否為需要減小空氣彈簧I中的空氣壓力和疲勞的駐停情況,在車輛停止并駐停后當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時,在顯示單元10上顯示選擇窗口以使得用戶可以選擇駐停時間。
[0043]當(dāng)確定在車輛停止并駐停后發(fā)動機(jī)關(guān)閉時,控制器6在設(shè)置于車輛內(nèi)部的顯示單元10上輸出選擇窗口并接收用戶的選擇,所述選擇窗口配置成使得用戶可以選擇各種駐停時間(例如,小于20分鐘、等于或大于20分鐘等)。
[0044]當(dāng)輸入用戶使用顯示單元10選擇的駐停時間時,控制器6將輸入的駐停時間和預(yù)定參考時間進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果,當(dāng)用戶選擇的駐停時間等于或大于預(yù)定參考時間時,控制器6確定需要減小空氣彈簧I中的空氣壓力(關(guān)閉ESC伺服閥)。
[0045]根據(jù)比較結(jié)果,當(dāng)用戶選擇的駐停時間小于預(yù)定參考時間時,控制器6確定不需要減小空氣彈簧I中的空氣壓力,并且在駐停情況下不控制空氣彈簧I中空氣壓力。
[0046]此處,參考時間為空氣彈簧的波紋管會發(fā)生疲勞損傷的駐停時間,參考時間確定為通過在前的實驗和實際車輛條件下的估值而獲得的值,并儲存在控制器中。
[0047]當(dāng)用戶沒有選擇顯示在顯示單元10上的駐停時間時,控制器6在車輛駐停后針對預(yù)定時間來檢測車輛的運(yùn)動,當(dāng)根據(jù)檢測結(jié)果確定沒有發(fā)生車輛運(yùn)動時,控制器6確定需要減小空氣彈簧I中的空氣壓力。
[0048]在此情況下,通過使用安裝在車輛中的運(yùn)動傳感器等,控制器6可以確定是否發(fā)生車輛運(yùn)動。
[0049]預(yù)定時間為這樣的駐停時間:在用戶沒有選擇駐停時間的情況下可以認(rèn)為車輛長時間駐停的時間;預(yù)定時間儲存在控制器中,并可以任意地設(shè)定,或可以確定為空氣彈簧的波紋管會發(fā)生疲勞損傷的駐停時間。
[0050]當(dāng)根據(jù)車輛運(yùn)動的檢測結(jié)果確定發(fā)生了車輛運(yùn)動時,控制器6確定不需要減小空氣彈簧I中的空氣壓力,并且不控制空氣彈簧I中的空氣壓力。
[0051]如上所述,當(dāng)確定當(dāng)前情況為需要減小空氣彈簧I中的空氣壓力的駐停狀態(tài)時,控制器6控制減震器的伺服閥7的操作,并使減震器的阻尼力最大化。
[0052]控制器將減震器的伺服閥7控制為100%關(guān)閉,并且100%地阻塞減震器的油流動路徑,由此最大化地增加由儲存在減震器中的液壓油引起的阻尼力。
[0053]具有最大化的阻尼力的減震器可以作為空氣彈簧I的替代物支撐車輛的負(fù)載,因此,車身的高度可以固定地維持在預(yù)定水平。
[0054]如上所述,在控制器6允許減震器支撐車輛的負(fù)載之后,控制器6將儲存在空氣彈簧I中的壓縮空氣旁通至儲存罐3,由此減小空氣彈簧I的波紋管中的空氣壓力。
[0055]控制器6操作配置在空氣彈簧I和儲存罐3之間的單向閥5,并且將儲存在空氣彈簧I的波紋管中的壓縮空氣旁通至儲存罐3,由此將空氣彈簧I的波紋管中的空氣壓力減小到預(yù)定參考壓力。
[0056]參考壓力確定為可以減小由于波紋管中的空氣壓力而造成的波紋管的疲勞損傷的壓力值,參考壓力儲存在控制器6中,可以通過在前實驗和估值獲得參考壓力,或可以設(shè)定為可以減小施加至波紋管的疲勞負(fù)載的典型值。
[0057]例如,控制器6將儲存在空氣彈簧I的波紋管中的壓縮空氣旁通至儲存罐3,由此將波紋管中的空氣壓力減小至波紋管中的最大空氣壓力的50%。
[0058]當(dāng)空氣彈簧I中的空氣壓力減小時,減小由空氣壓力施加至波紋管的疲勞度,因此,減小施加至易被高氣壓損傷的波紋管的折疊部分的壓力負(fù)載,由此提高波紋管的耐久性和使用壽命。
[0059]如上所述,在行駛情況之外的駐停情況(狀態(tài))下,本發(fā)明通過最大化減震器的阻尼力以防止空氣彈簧的波紋管承受由于波紋管支撐車輛的負(fù)載而引起的疲勞負(fù)載,通過將空氣彈簧中的空氣壓力旁通至儲存罐來防止空氣彈簧的波紋管承受由高氣壓引起的疲勞負(fù)載,由此減小波紋管的疲勞損傷程度從而防止細(xì)孔的產(chǎn)生,并提高波紋管的使用壽命。
[0060]同時,將參考圖3描述當(dāng)車輛行駛時利用空氣壓力再次填充空氣彈簧的波紋管的過程。
[0061]如上所述,在車輛長時期駐停的情況下,在減小施加至波紋管的疲勞負(fù)載的過程中,當(dāng)啟動車輛的發(fā)動機(jī)時,操作安裝在空氣彈簧I的空氣管線8中的電磁閥4從而將儲存在儲存罐3中的壓縮空氣移動至空氣彈簧I。
[0062]如圖3所示,當(dāng)車輛的發(fā)動機(jī)啟動時,控制器6確定車輛離開駐停情況并處于行駛情況中,控制器6通過空氣管線8中的電磁閥4將儲存在儲存罐3中的壓縮空氣移動至空氣彈簧I的波紋管,從而利用壓縮空氣填充波紋管,由此允許空氣彈簧I支撐車輛的負(fù)載以維持車輛的高度。
[0063]控制器6控制減震器的電子伺服閥7的操作,并調(diào)節(jié)用于允許液壓油流動的油流動路徑的打開程度,由此將減震器的阻尼力恢復(fù)為在車輛行駛時需要的阻尼力。
[0064]如上所述,在如上所述的行駛模式下再次操作車輛的情況下,當(dāng)車輛行駛時,恢復(fù)空氣彈簧中的空氣壓力和減震器的阻尼力并且維持在正常水平,由此使得車輛正常行駛。
[0065]前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。它們并不會毫無遺漏,也不會將本發(fā)明限制為所公開的精確形式,顯然,根據(jù)上述教導(dǎo)很多修改和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其它們的實際應(yīng)用,從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其不同的選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書及其等同方案加以限定。
【主權(quán)項】
1.一種空氣懸架系統(tǒng)的控制方法,包括: 第一過程,通過控制器確定當(dāng)前情況是否為需要減小空氣彈簧中的空氣壓力的駐停情況; 第二過程,在當(dāng)前情況是需要減小空氣彈簧中空氣壓力的駐停情況時,通過所述控制器使減震器的阻尼力最大化;以及 第三過程,利用所述控制器通過將儲存在空氣彈簧中的壓縮空氣旁通至儲存罐來減小空氣彈簧中的空氣壓力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣懸架系統(tǒng)的控制方法,其中所述第一過程包括: 在車輛駐停后發(fā)動機(jī)關(guān)閉的情況下,接收用戶選擇的駐停時間;以及 在比較用戶選擇的駐停時間和預(yù)定參考時間后,當(dāng)用戶選擇的駐停時間等于或大于預(yù)定參考時間時,確定需要減小空氣彈簧中的空氣壓力。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣懸架系統(tǒng)的控制方法,其中在第一過程中,在關(guān)閉發(fā)動機(jī)的情況下用戶沒有選擇駐停時間時,在車輛駐停后在預(yù)定時間檢測車輛的運(yùn)動,根據(jù)檢測結(jié)果,當(dāng)沒有發(fā)生車輛運(yùn)動時,確定需要減小空氣彈簧中的空氣壓力。4.一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的裝置,包括: 伺服閥,其配置成嵌入于減震器并且配置成控制減震器的阻尼力; 單向閥,其設(shè)置在空氣彈簧和儲存罐之間,并配置成控制從空氣彈簧旁通至儲存罐的壓縮空氣的流動;以及 控制器,其配置成:在確定當(dāng)前情況為需要減小空氣彈簧中的空氣壓力的駐停情況時,所述控制器關(guān)閉伺服閥以使減震器的阻尼力最大化,并操作單向閥以將儲存在空氣彈簧中的壓縮空氣旁通至儲存罐,從而減小空氣彈簧中的空氣壓力。
【文檔編號】B60G17/015GK106042815SQ201510849719
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月27日
【發(fā)明人】金鎮(zhèn)圭
【申請人】現(xiàn)代自動車株式會社