本披露涉及一种用于车辆悬架系统的液压阻尼器或减振器。更具体地讲，本披露涉及一种具有集成电子系统的阻尼器。
背景技术：
此部分提供与本披露相关的背景信息，其不一定是现有技术。
减振器与汽车悬架系统结合使用，以吸收在行驶过程中出现的所不希望的振动。为了吸收所不希望的振动，多个减振器通常被连接在汽车的簧载部分(车身)与非簧载部分(悬架)之间。
近年来，车辆已经配备有包括可电动调节的液压减振器的可电动调节阻尼系统。这种可调节的减振器可以包括机电阀门/致动器和阻尼器控制器以控制减振器的阻尼状态。确切地说，阻尼器控制器致动机电(em)阀门来控制液压流体的流动，并且因此，控制减振器提供的阻尼。
阻尼器控制器可以被配置为安排在例如减振器的缓冲器盖帽中的印刷电路板。虽然此类的安排允许阻尼器控制器靠近em阀门，但是控制器的封装尺寸受限。
阻尼器控制器可以包括螺线管驱动器电路，该螺线管驱动器电路将电流施加至em阀门，以控制阀门的状态(即，打开状态或关闭状态)。为了将em阀门置于打开状态，螺线管驱动器电路以最大峰值闩锁电流(例如，1.0安培)驱动em阀门。在em阀门被置于打开状态后，阻尼器控制器可以施加较低的电流(例如，0.1安培)以将阀门保持在打开状态。这样的较低的电流可以被参引为保持电流。em阀门通常长时间保持在打开状态(例如，15到30分钟)，并且因此，必须密切监测供应给em阀门的电流的量，以防止例如由于低电流而导致em阀门解除闩锁或者由于高电流而导致阻尼器控制器过热。
技术实现要素：
此部分提供本披露的总体概述、而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。
本披露针对用于车辆的阻尼器系统。该系统可以包括可电动调节的液压减振器和集成电子系统。该可电动调节的液压减振器可以包括杆导引组件、压力管、储备管和机电阀门。该机电阀门可以被布置在该可电动调节的液压减振器内。该集成电子系统可以具有电联接至该机电阀门的功率驱动电子器件。所述功率驱动电子器件可以包括至少两个晶体管，该至少两个晶体管能操作来将该机电阀门从第一状态致动至第二状态。在将该机电阀门操作至该第二状态时，在该第二状态的第一模式期间该至少两个晶体管中的每一个晶体管都可以输出电流以产生的第一电流，并且在该第二状态的第二模式期间该至少两个晶体管中的一个晶体管可以停止输出电流以产生比该第一电流小的第二电流。
另一方面，本披露针对阻尼器系统，该阻尼器系统可以包括可电动调节的液压减振器和阻尼器控制器。该可电动调节的液压减振器可以包括杆导引组件、压力管、储备管和机电阀门。该机电阀门可以被布置在该可电动调节的液压减振器内。该阻尼器控制器可以包括螺线管驱动器电路，该螺线管驱动器电路电联接至该机电阀门并且被布置在该减振器处。该螺线管驱动器电路可以能操作来在打开状态下驱动该机电阀门，在该打开状态下，液压流体在该压力管和该储备管之间流动。该螺线管驱动器电路可以包括多个晶体管，该多个晶体管能操作来产生第一电流以将该机电阀门置于该打开状态、和第二电流以将该机电阀门保持在该打开状态。
在有另一方面，本披露针对阻尼器系统，该阻尼器系统可以包括可电动调节的液压减振器和阻尼器控制器。该可电动调节的液压减振器可以包括杆导引组件、压力管、储备管和机电阀门。该机电阀门可以布置在该可电动调节的液压减振器内，并且可以能操作来在关闭状态下防止液压流体在该压力管与该储备管之间流动，并且在打开状态下允许液压流体在该压力管与该储备管之间流动。该阻尼器控制器可以包括阻尼器控制模块和螺线管驱动器电路，该螺线管驱动器电路与该机电阀门电联接。该阻尼器控制器可以被布置在该减振器处。该阻尼器控制模块可以通过该螺线管驱动器电路控制该机电阀门。该螺线管驱动器电路可以包括多个晶体管，该多个晶体管能操作来产生第一电流以将该机电阀门置于该打开状态、和第二电流以将该机电阀门保持在该打开状态。该阻尼器控制模块可以输出驱动控制信号给该螺线管驱动器电路，并且该螺线管驱动器电路可以控制该至少两个晶体管，以基于该驱动控制信号向该机电阀门施加该第一电流或该第二电流中的一者。
从本文提供的说明中将清楚其他适用范围。本概述中的说明和具体实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本披露的范围。
附图说明
本文描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实现方式的展示性目的，并且不旨在限制本披露的范围。
图1是具有根据本披露的阻尼器系统的车辆的展示，该阻尼器系统结合有可电动调节的液压减振器和阻尼器控制器；
图2是阻尼器系统的减振器的局部截面视图；
图3是布置在减振器中的、具有印刷电路板组件的杆导引组件的截面视图；
图4是在减振器中控制机电阀门的阻尼器模块的示例性功能框图；并且
图5是为相应的机电阀门输出驱动电流的螺线管驱动器电路的原理图。
贯穿附图的这若干视图，相应的参考号指示相应的部分。
具体实施方式
与阻尼器控制器一起布置在减振器处的螺线管驱动器(即，功率驱动电子器件)，被配置成不仅以必要的电流驱动机电(em)阀门以控制阀门的状态，而且在em阀门保持打开状态时准确地监测保持电流。具体地，如果保持电流因为例如反馈误差而过低，则该阀门可能会解除闩锁，导致所不期望的冲击性能特征。另一方面，如果保持电流太高，则该阀门会浪费能量，并且可能产生热量，所述热量使与驱动器电路容纳在一起的部件的温度升高。
一种类型的螺线管驱动器包括用于为em阀门供应电流的单一晶体管(例如，场效应晶体管)。虽然这样的驱动器在供应最大峰值电流来闩锁该阀门方面是有效的，但该驱动器并未准确监测保持电流，并且可能具有例如+/-28％的误差。为解决保持电流可能的波动，可以与螺线管驱动器一起使用额外的电子部件(诸如放大器和分流电阻器)。但是，这些附加的部件增加阻尼器控制器的尺寸，该阻尼器控制器在减振器中被指定了有限的空间。
本披露针对具有螺线管驱动器电路的阻尼器控制器，该螺线管驱动器电路产生最大峰值电流，并且准确地监测保持电流，从而施加足够量的电流以将em阀门保持在打开状态。更具体地，本披露的螺线管驱动器电路包括多个晶体管，这些晶体管各自具有比单晶体管螺线管驱动器更低的电流输出，但是当一起运行时，它们提供足够的峰值电流以将em阀门置于打开状态。例如，为将em阀门置于打开状态，阻尼器控制器并行地运行这些晶体管以输出最大峰值电流，并且，为将em阀门保持在打开状态，阻尼器控制器运行该多个晶体管中的一个晶体管来输出保持电流。如在此进一步讨论的，多晶体管螺线管驱动器电路在+/-5％的误差内准确地监测保持电流，并且因此，显著减少提供过低或过高保持电流的风险，并且由于不需要额外的电子部件，可以控制阻尼器控制器的尺寸。
现在将参考附图更全面地描述本披露。参考图1，现在呈现的是结合有悬架系统的车辆10的实例，该悬架系统具有带集成电子系统的多个阻尼器。车辆10包括后悬架12、前悬架14以及车身16。后悬架12具有被适配成操作性地支撑一对后轮18的横向延伸的后桥组件(未示出)。该后桥组件通过一对阻尼器系统20和一对弹簧22附接到车身16上。类似地，前悬架14包括用于操作性地支撑一对前轮24的横向延伸的前桥组件(未示出)。该前桥组件通过一对阻尼器系统20与一对弹簧26附接到车身16上。
阻尼器系统20用于抑制车辆10的非簧载部分(即，前悬架和后悬架12、14)相对于簧载部分(即，车身16)的相对运动。虽然车辆10已经被描绘成具有前桥组件和后桥组件的乘用车，但阻尼器系统20可以与其他类型的车辆一起使用或用于其他类型的应用，这些应用包括但不限于结合有非独立前悬架和/或非独立后悬架的车辆、结合有独立前悬架和/或独立后悬架的车辆、或者本领域已知的其他悬架系统。除此之外，阻尼器系统20还可以被使用在所有轮式和/或履带式车辆上。例如，阻尼器系统20可以被使用在两轮式或三轮式车辆上，例如摩托车和全地形车辆。
参照图2，更详细地示出了阻尼器系统20的实例。阻尼器系统20包括可电动调节的液压减振器30(下文称“减振器30”)和阻尼器控制器32。减振器30可以具有双管构型，并且可以包括压力管36、活塞组件38、活塞杆39、储备管40以及基部阀门组件42。
在此描述的示例性实施例中，阻尼器系统20被描述和描绘成包括双管型可电动调节减振器。容易理解的是，阻尼器系统20可以包括其他类型的可电动调节的液压减振器并且不受限于在此描述的减振器。例如，阻尼器系统20可以包括具有单管构型、三管构型或本领域已知的其他适合的减振器设计的可电动调节减振器。此外，在以下描述中，该减振器以非倒置减振器的形式连接到车辆的簧载部分和非簧载部分上。容易理解的是，本披露此外适用于倒置减振器，倒置减振器的差异在于其连接到车辆的簧载部分和非簧载部分的方式。
压力管36限定工作室44。活塞组件38被可滑动地布置在压力管36内、并将工作室44分成上工作室46和下工作室48。
活塞杆39被附接到活塞组件38上并且延伸穿过上工作室46并穿过封闭了压力管36的上端的杆引导组件50。活塞杆39的与活塞组件38相反的末端被适配成紧固至车辆10的簧载质量。
在活塞组件38在压力管36内移动的过程中，活塞组件38内的阀门运动控制流体在上工作室46与下工作室48之间的移动。由于活塞杆39延伸穿过上工作室46而不穿过下工作室48，所以活塞组件38相对于压力管36的移动导致上工作室46中移位的流体的量与下工作室48中移位的流体的量的差异。所移位的流体可以流动穿过基部阀门组件42、活塞组件38、或它们的组合。
储备管40围绕压力管36以限定位于管40和管36之间的流体储蓄室52。储备管40的底端由基部杯形物54封闭，该基部杯形物可以连接到车辆10的非簧载质量上。储备管40的上端被附接到杆引导组件50上。基部阀门组件42被布置在下工作室48与储蓄室52之间以控制流体在室48与室52之间的流动。当减振器30长度伸长时，下工作室48中需要额外的流体体积。因此，流体可以从储蓄室52例如穿过基部阀门组件42流动至下工作室48。当减振器30长度压缩时，必须从下工作室48移除过量的流体，并且因此流体可以从下工作室48穿过基部阀门组件42、活塞组件38、或二者的组合流动至储蓄室52。
减振器30可以包括一个或多个机电(em)阀门34。em阀门34可以是数字阀门、状态可变阀门、或其他适合的机电阀门。这些em阀门34中的每一个阀门都包括螺线管35(图3)，该螺线管控制em阀门34的致动。例如，当对em阀门34供应功率时，螺线管35产生磁场，该磁场致动em阀门34，并且em阀门34的致动控制减振器30内的流体流动。一旦em阀门34处于开状态，就可以通过将保持电流施加给em阀门34内的螺线管35来使得阀门34保持在此状态下。保持电流基本上小于将em阀门34初始闩锁到打开状态所需要的峰值电流。
参考图3，呈现了阻尼器控制器32和em阀门34的实例。每个阻尼器系统20都包括对减振器30的运行进行控制的阻尼器控制器32，如以下将进一步详细的描述的。阻尼器控制器32以集成电子系统的形式布置在壳体100内的杆引导组件50处。例如，阻尼器控制器32被提供为印刷电路板组件(pcba)102，该印刷电路板组件位于缓冲器盖帽104(图2)和em阀门34之间。pcba102可以接收来自车辆电池的功率。例如，可以使用调压器来将来自车辆电池的电功率调节至适用于pcba102上部件的电压水平。
参考图4，呈现了阻尼器控制器32的实例。在示例性实施例中，阻尼器控制器32包括温度传感器120、加速度计122、通信收发器126、阻尼器控制模块(dcm)128以及一个或多个螺线管驱动器电路130(例如1301至130n)。螺线管驱动器电路也可以被称为功率驱动电子器件。虽然阻尼器控制器32被描述为包括以上部件，但还应该容易地理解的是，控制器32可以包括其他适合的部件。
温度传感器120检测pcba102的环境温度，并且加速度计122测量减振器30的加速度。通信收发器126将阻尼器控制器32可通信地联接至车辆通信网络(例如，can或lin)，以允许阻尼器控制器32与车辆主控制器90(图1)和/或车辆的其他模块进行通信。可代替地，阻尼器控制模块128可以自主运行而无需与阻尼器控制器32之外的装置进行通信。
利用来自传感器和收发器126的信息，阻尼器控制模块128确定用于使减振器30以目标阻尼状态运行的控制操作。该控制操作可以识别这些em阀门34中的哪些阀门应操作到打开状态或关闭状态。对于应处于打开状态的em阀门34，阻尼器控制模块128将驱动控制信号输出至与给定em阀门34相关联的螺线管驱动器电路130。
确切地，为了将给定em阀门置于打开状态，阻尼器控制模块128可以以致动模式和保持模式来操作螺线管驱动器电路130，在所述致动模式中将em阀门34从关闭状态置于打开状态，在所述保持模式中将em阀门保持在打开状态34以允许流体流动。在示例性实施例中，阻尼器控制模块128被配置成用于基于例如阻尼器控制器32的温度、螺线管35的电阻、电池供应的电压，并且基于时间来确定致动模式的峰值电流和保持模式的保持电流。更具体地，螺线管35的电阻基于温度而变化，并且因此，致动em阀门34所需要的能量也会变化。在示例性实施例中，阻尼器控制模块128可以利用预存储的查询表来确定电阻，该查询表将不同的温度与螺线管的电阻关联起来。电池供应的电压也可能变化(例如，在9v到16v之间)，并且因此，阻尼器控制模块128可以测量供应的电压。
利用所确定的螺线管电阻、测量出的电压和预存储的算法，阻尼器控制模块128计算用于闩锁em阀门34的峰值电流与用于将em阀门34保持在闩锁状态的保持电流。例如，峰值电流可以是闩锁脉冲，该闩锁脉冲可以是4安培持续5ms、2安培持续10ms、或者提供足够能量的其他合适的脉冲。应当易于理解的是，阻尼器控制模块128可以被配置成以不同的合适的方式来确定峰值电流和保持电流，并且不应该受限于本文提供的示例。
减振器中螺线管驱动器电路130的数量取决于em阀门34的数量。例如，在示例性实施例中，每一个em阀门34提供了一个螺线管驱动器电路130。基于驱动控制信号，螺线管驱动器电路130产生施加给em阀门34的螺线管35的驱动电流。
参照图5，提供了本披露螺线管驱动器电路130的示例。在示例性实施例中，螺线管驱动器电路130包括栅极驱动器150和四个晶体管152(即，1521、1522、1523和1524)。晶体管152被提供为n-沟道场效应晶体管(fet)并具有连接到栅极驱动器150栅极端子(即，控制端子)，这些晶体管的漏极端子连接电压(即，vcc)，并且这些晶体管的源极端子连接螺线管驱动器电路130的输出端子154。虽然螺线管驱动器电路130被描述为具有四个晶体管，但驱动器电路可以具有两个或者更多晶体管，并不应该被限制为四个。
如本领域已知的，当对n-沟道晶体管152施加电压时，晶体管152操作为闭合的开关以允许电流在漏极端子和源极端子之间流动。另一方面，在没有电压时，晶体管152操作为断开的开关从而防止电流在漏极端子和源极端子之间流动。在下文中，被认定为处于启用状态的晶体管152具有在漏极端子和源极端子之间流动的电流，并且被认定在停用状态的晶体管152不具有在漏极端子和源极端子之间流动的电流。
在示例性实施例中，螺线管驱动器电路130可操作来在致动模式(其中em阀门34从关闭状态被致动到打开状态)期间输出峰值电流并且在保持模式(其中em阀门34被保持在打开状态)期间输出保持电流。螺线管驱动器电路130被配置为使其中一个晶体管152作为主电流源运行，该主电流源在致动模式与保持模式二者期间都供应电流，而其他晶体管152作为辅助电流源运行，该辅助电流源在致动模式期间供应电流。在示例性实施例中，晶体管1521被配置为主电流源，晶体管1522、1523、和1524被配置为辅助电流源。
在示例性实施例中，对于每个晶体管152，螺线管驱动器电路130包括输入端子156(1561、1562、1563和1564)和反馈端子(1581、1582、1583和1584)。彼此相关联的输入端子、反馈端子和晶体管都有相同的对应下标。例如，晶体管1521与输入端子1561和反馈端子1581相关联。
螺线管驱动器电路130被配置为通过输入端子156从阻尼器控制模块128接收驱动控制信号。当给定输入端子接收到控制信号时，栅极驱动器150被配置成将相应的晶体管控制成启用状态。
螺线管驱动器电路130通过反馈端子向阻尼器控制模块128输出反馈信号，该反馈信号表征正施加给em阀门34的电流。阻尼器控制模块128可以监测电流水平，以确定em阀门34的状态，并确保em阀门34在保持模式期间接收足够的电流以将阀门34保持在打开状态。阻尼器控制模块128也可以将该电流水平与预定极限进行比较，以确保螺线管驱动器电路130不出现故障，如短路、开路、极端温度或其他故障。
在示例性实施例中，阻尼器控制模块128监测每个晶体管152输出的电流。可替代地，可以配置阻尼器控制器使得模块128只监测主电流源(例如，晶体管152)。例如，驱动信号可以是+5v的高电压信号，并且栅极驱动器可以向与接收到信号的输入端子相关联的晶体管152的栅极端子施加电压。
在运行中，当要将给定em阀门从关闭状态置于打开状态时，阻尼器控制模块128以致动模式操作螺线管驱动器电路130并向这些输入端子156中的每个输入端子输出驱动控制信号。栅极驱动器150为每个输入端子156接收该驱动控制信号(作为高电压信号)，并且，响应于高电压信号，栅极驱动器150向这些晶体管152中的每个晶体管的栅极端子输出电压，从而将晶体管152置于启用状态。来自这些晶体管152中的每个晶体管的电流形成峰值电流，该峰值电流输出至em阀门34中的螺线管35，以将em阀门34置于打开状态。
基于来自螺线管驱动器电路130的反馈信号，阻尼器控制模块128可以确定em阀门34何时处于打开状态。例如，阻尼器控制模块128可以监测反馈信号来检测电流下降，该电流下降表明em阀门34处于打开状态。em阀门34处于打开状态后，不再需要峰值电流，并且em阀门34可以以较小的保持电流保持在打开状态。因此，阻尼器控制模块128通过向输入端子1561输出而不向其余晶体管1522、1523和1524输出驱动控制信号来以保持模式操作螺线管驱动器电路154。因此，通过仅在输入端子1561接收到高电压信号，栅极驱动器150继续对晶体管1521的栅极端子施加电压，并停止对其他晶体管1522、1523和1524施加电流。因此，仅有晶体管1521对em阀门34输出电流。
当阻尼器控制模块128确定em阀门34应当处于关闭状态时，模块128不向螺线管驱动器电路130的任何输入端子156输出驱动控制信号。因此，栅极驱动器150停止向例如晶体管1521施加电压，并且没有电流被输出到em阀门34，因而使em阀门34关闭。
为了有效地控制em阀门，螺线管驱动器电路不仅可操作来施加高的峰值电流以最初地将em阀门置于打开状态，并且也可操作来向阻尼器控制模块提供准确的电流反馈信号，该反馈信号被用于监测保持电流。特别地，对于单个大功率晶体管的电流感测误差典型地比对于多个小功率晶体管的电流感测误差更高。因此，通过使用多个晶体管，阻尼器控制器在保持模式下准确地操作螺线管驱动器电路。
此外，阻尼器控制器是与阻尼器系统一起布置的集成的电子系统，以电动致动em阀门，并且因此，调节减振器的阻尼特性。本质上，每个阻尼器系统都包括其自身的功率驱动电子器件用以控制减振器的阻尼状态。由于阻尼器控制器与减振器布置在一起，控制器的封装尺寸受限。虽然单晶体管螺线管驱动器电路是可用的，但这种驱动器电路需要额外的部件来解决驱动器电路的精度不足，因而增加了控制器的尺寸。相比之下，本披露中的多晶体管螺线管驱动器电路以两种模式操作em阀门而无需额外的电路系统，因而保持了阻尼器控制器的小封装尺寸。
在示例性实施例中，在保持模式期间，只有一个晶体管被启用以产生保持电流。可代替地，可以使用多于一个的晶体管产生保持电流。例如，阻尼器控制器可以被配置为具有晶体管1521和1522作为主电流源，以用于在保持模式期间产生保持电流。因此，用于产生保持电流的晶体管的数目可以大于等于一、但小于螺线管驱动器电路中所提供的晶体管的总数目。
以上对这些实施例的说明是出于展示和说明的目的提供的。它并不旨在是详尽的或限制本披露。特定实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该特定实施例，而是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化不应当视作是脱离本披露，并且所有这样的修改都旨在包括在本披露的范围之内。
提供了多个示例实施例从而使得本披露将是详尽的，并将其范围充分地告知本领域的技术人员。阐述了许多特定的细节，例如特定的部件、装置和方法的示例，以提供对本披露的实施方式的详尽理解。对本领域的技术人员来说显然地不必采用特定的细节，而可以用多种不同的形式实施这些示例性实施例、并且这些特定的细节都不应当解释为是对本披露的范围的限制。在一些示例性实施例中，对熟知的过程、熟知的装置结构、以及熟知的技术不做详细描述。
在本申请中，包括以下定义，术语模块可以由术语电路来替换。术语模块可以指代、作为其一部分、或包括：专用集成电路(asic)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(fpga)；执行代码的处理器(共享、专用或群)；存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或群)；提供所描述功能的其他适合的硬件部件；或以上一些或全部项的组合，诸如片上系统。
本文所使用的术语仅是出于描述特定示例性实施例的目的而并不旨在限制。如在此所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。术语“包含”、“含有”、“包括”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陈述特征、整合物、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或加入一种或多种其他特征、整合物、步骤、操作、元件、部件和/或它们的集合。
当一个元件涉及“在……上”、“接合到”、“连接到”、或“联接到”另一元件时，它可以直接在该另一元件上、接合、连接或联接到该另一元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当一个元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，就可能不存在中间元件。用于描述这些元件之间关系的其他词语应该以类似的方式进行解释(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一项或多项的任意和所有组合。