专利名称：车辆悬架系统及其使用方法
技术领域：
本发明大体上涉及车辆悬架系统，并且更具体而言，涉及评价即将出现的路段并相应地控制系统的主动或半主动车辆悬架系统。
背景技术：
某些主动和半主动车辆悬架系统基于它们所经历或车辆所遭遇的道路条件做出与悬架有关的调整。这样的系统通常被称为反馈系统。然而，在短时间内感测当前道路条件、评价该道路条件并对车辆悬架系统做出适当调整可能是困难的。当车辆在高速行驶时，尤其如此，因为在第一次遭遇道路条件的时间和反馈系统做出相应调整的时间之间的滞后时间可能过长。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种用于与安装在车辆上的车辆悬架系统一起使用的方法。该方法可包括下列步骤(a)接收来自视觉系统的道路信息，其中，道路信息与即将出现的路段有关；(b)使用道路信息来确定车辆在即将出现的路段中是否预计要遭遇对象；(C)如果预计车辆要在即将出现的路段中遭遇对象，则使用道路信息来确定车辆悬架系统的预调整；以及(d)在车辆在即将出现的路段中遭遇对象之前，对车辆悬架系统做出预调難
iF. O根据另一个实施例，提供了一种车辆悬架系统。该车辆悬架系统可包括视觉系统，其被构造成提供与即将出现的路段有关的道路信息；悬架装置；以及控制模块，其联接到视觉系统和悬架装置。控制模块被构造成使用来自视觉系统的道路信息而以前馈方式对悬架装置做出调整。本发明提供下列技术方案。技术方案1. 一种用于与车辆悬架系统一起使用的方法，包括下列步骤
Ca)接收来自视觉系统的道路信息，所述道路信息与即将出现的路段有关；
(b)使用所述道路信息来确定所述车辆是否预计将遭遇所述即将出现的路段中的对
象；
(C)如果所述车辆预计将遭遇所述即将出现的路段中的对象，则使用所述道路信息来确定对所述车辆悬架系统的预调整；以及
(d)在所述车辆遭遇所述即将出现的路段中的对象之前对所述车辆悬架系统做出所述
预调整。技术方案2.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收来自多个摄照机的摄照机输出；将来自所述摄照机的所述输出一起混合成混合的数字图像；以及从所述混合的数字图像提取具有所述即将出现的路段上的不同点的一系列坐标形式的道路信息。技术方案3.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与位于所述即将出现的路段中的对象有关的道路信息，并且所述道路信息包括下列信息片段中的至少一种所述对象的位置；所述对象的尺寸；到所述对象的距离；或与所述对象有关的预计车轮路径。技术方案4.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与所述即将出现的路段中的路面变化有关的道路信息，并且所述道路信息包括下列信息片段中的至少一种对所述路面变化的描述；所述路面变化的位置；到所述路面变化的距离；或与所述路面变化有关的预计车轮路径。技术方案5.根据技术方案4所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与路面变化有关的道路信息，所述道路信息包括使用不同类别的路面对所述路面变化的定性描述。技术方案6.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与所述即将出现的路段中的道路特征变化有关的道路信息，并且所述道路信息包括下列信息片段中的至少一种对所述道路特征变化的描述；所述道路特征变化的位置；到所述道路特征变化的距离；或与所述道路特征变化有关的预计车轮路径。技术方案7.根据技术方案6所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与道路特征变化有关的道路信息，所述道路信息包括使用不同类别的道路特征对所述道路特征变化的定性描述。技术方案8.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收来自视觉系统和导航系统的道路信息；并且步骤(C)还包括使用来自所述视觉系统和所述导航系统的所述道路信息来确定对所述车辆悬架系统的所述预调整。技术方案9.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(C)还包括使用来自所述道路信息的一个或多个信息片段为对所述车辆悬架系统的所述预调整分配预定值。技术方案10.根据技术方案9所述的方法，其中，步骤(C)还包括使用下列信息片段中的至少一种作为查找表的输入，以便为对所述车辆悬架系统的所述预调整分配预定值对象的位置；对象的尺寸；到对象的距离；或预计车轮路径。技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其中，步骤(C)还包括使用位于所述即将出现的路段中的对象的尺寸和车速作为查找表的输入，以便为对所述车辆悬架系统的所述预调整分配预定值。技术方案12.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(C)还包括使用来自所述道路信息的一个或多个信息片段来计算所述对象将对所述车辆悬架系统产生的预计影响，然后确定对所述车辆悬架系统的预调整以抵消所述预计影响。技术方案13.根据技术方案12所述的方法，其中，步骤(C)还包括使用下列信息片段中的至少一种作为算法的输入，以便确定对所述车辆悬架系统的所述预调整对象的位置；对象的尺寸；到对象的距离；或预计车轮路径。技术方案14.根据技术方案13所述的方法，其中，步骤(C)还包括使用位于所述即将出现的路段中的对象的尺寸和车速作为算法的输入，以便计算所述预计影响，并且确定将抵消所述预计影响的对所述车辆悬架系统的预调整。技术方案15.根据技术方案I所述的方法，其中，步骤(C)还包括将多个预调整组合以便产生用于所述车辆悬架系统的命令信号。技术方案16.根据技术方案15所述的方法,其中,在将它们组合以便产生用于所述车辆悬架系统的命令信号时赋予第一预调整比第二预调整更高的权重。技术方案17.根据技术方案I所述的方法，其中，所述车辆悬架系统包括磁流变(MR)阻尼器，并且步骤(d)还包括通过调整提供至所述磁流变(MR)阻尼器的电流、电压或两者而对所述车辆悬架系统做出所述预调整。技术方案18.根据技术方案I所述的方法，其中，所述车辆悬架系统包括多个单独的悬架装置，并且步骤(d)还包括通过发送第一命令信号到第一悬架装置和发送第二命令信号到第二悬架装置而对所述车辆悬架系统做出预调整，其中，所述第一和第二命令信号分别地控制所述第一和第二悬架装置。技术方案19. 一种车辆悬架系统,包括
视觉系统，所述视觉系统被构造成提供与即将出现的路段有关的道路信息；
悬架装置；以及
控制模块，所述控制模块联接到所述视觉系统和所述悬架装置，其中，所述控制模块被构造成使用来自所述视觉系统的所述道路信息来以前馈方式对所述悬架装置做出调整。技术方案20.根据技术方案19所述的系统，其中，所述视觉系统为立体声视觉系统，并且包括捕获所述即将出现的路段的数字图像的多个摄照机。技术方案21.根据技术方案19所述的系统，其中，所述悬架装置包括充有流体的磁流变(MR)阻尼器，该流体的性质由磁场控制并影响所述阻尼器的性能。
下面将结合附图描述优选的示例性实施例，在附图中，相同的标号表示相同的元件，并且其中
图1是具有示例性车辆悬架系统的车辆的示意图，该悬架系统评价即将出现的路段并基于该评价做出相应调整；
图2是可与诸如图1所示系统的车辆悬架系统一起使用的示例性方法的流程 图3是示例性的即将出现的路段的透视图，该路段包括道路中的对象、路面变化和道路特征变化；以及
图4是图3的即将出现的路段的一部分的混合数字图像的透视图。
具体实施例方式本文所述系统和方法可检查即将出现的路段并使用该信息来控制车辆悬架系统的某些方面。在一个示例性实施例中，使用若干摄照机来评价即将出现的路段并将道路信息提供给控制模块，以便能以前馈方式控制主动或半主动悬架系统的阻尼和/或其它方面。由于车辆悬架系统评估车辆前方的路段，而不是车辆当前遇到的路段，该系统可以通过在其实际上遭遇之前预测道路条件并进行准备而改善驾驶性能。使用类似该系统的预览式或前馈系统的一些可能的益处可包括改善的车轮和/或车身控制、车辆悬架系统与道路之间更好的同步性、以及更优化的悬架刚度，等等。虽然以下描述是在车辆悬架系统的背景下提供，但应当理解，该系统和方法可结合其它非悬架系统使用，例如，车辆安全系统、车辆稳定系统、车辆制动系统等。参照图1，示出了示例性车辆悬架系统10的大体示意图，其中，系统检查即将出现的路段14并为诸如坑洞、急转弯、陡坡等的各种道路条件做准备。应当理解，本发明的系统和方法可与任何类型的车辆一起使用，包括传统车辆、混合动力车辆(HEV)、增程式电动车(EREV)、纯电动车(BEV)、摩托车、客车、运动型多功能车(SUV)、跨界车、卡车、厢式货车、公共汽车、旅行车(RV)等。这些仅仅是可能的应用中的一些，因为本文所述系统和方法不限于图中所示示例性实施例，并且可通过多种不同方式实现。根据一个示例，车辆悬架系统10包括车辆传感器20、视觉系统22、导航系统24、环境传感器26、控制模块30和悬架装置32。车辆传感器20可联接到车辆12中的各种部件、装置、模块和/或系统并且能为车辆悬架系统10提供与不同车辆参数有关的车辆传感器信号。例如，车辆传感器20可包括一个或多个速度传感器，其提供车轮和/或车辆速度信号；动态传感器，其提供偏航角速度、车辆纵向和/或横向加速度信号；转向传感器，其提供转向角度信号；和/或任何其它合适的传感器，其安装在车辆上并提供有关某些车辆操作条件或参数的信息。应当理解，车辆传感器20可应用在硬件、软件、固件或它们的一些组合中。该传感器可以直接感测或测量其提供用于的条件，或者它可以基于由其它传感器、部件、装置、模块、系统等提供的信息而间接地评估这样的条件。此外，该传感器可以直接联接到控制模块30、经由其它电子装置、车辆通信总线、网络等间接联接或根据本领域已知的一些其它布置联接。该传感器可以集成在另一车辆部件、装置、模块、系统等内(例如，在发动机控制模块(ECM)、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定控制(ESC)系统、防抱死制动系统(ABS)等的一部分内)，它可以是独立式部件，它可包括多个传感器，或者它可根据一些其它布置而提供。传感器20在图1中示出为单个元件或装置，但它可以包括位于车辆周围的多个不同的传感器。视觉系统22可检查、评估和/或以其它方式评价即将出现的路段并为车辆悬架系统10提供与该路段有关的道路信息。这可通过多种不同的方式来实现。根据非限制性示例，视觉系统22为立体视觉系统，其包括两个或更多个摄照机(例如，若干兆像素的黑白互补金属氧化物半导体(CMOS)摄照机)，并且捕获位于车辆前方Im-1Om处的即将出现的路段14的数字图像。多个摄照机的使用提供了相同图像的若干不同的视角，然后可通过与人眼所用方式几乎相同的方式将这些视角拼接、混合和/或以其它方式组合。视觉系统22可安装在车辆周围的多个位置，包括位于前挡风玻璃上部中央部分附近的后视镜组件处。通过将视觉系统22安装在后视镜处或附近，而不是将其集成在前保险杠或其它高冲击力位置，视觉系统不太可能需要在事故之后更换或修理。技术人员应理解，可获得包括多个摄照机和用于处理摄照机输出的模块的集成视觉系统，其中摄照机和模块全部集成在单个包装或单元中。视觉系统22可以是车辆中的某些其它部件、装置、模块和/或系统的一部分，例如，车辆安全系统或防撞系统；在这种情况下，可由系统10使用相同的摄照机。虽然已在基于摄照机的系统的背景中描述了视觉系统22，但视觉系统可包括光探测和测距(LIDAR)装置、无线电探测和测距(RADAR)装置、某些其它评价装置、或它们的组合。导航系统24可使用车辆的当前位置来为车辆悬架系统10提供多种与导航有关的服务。根据特定实施例，导航系统24可以是独立式部件，或者它可以集成在车辆内的某些其它部件或系统中。导航系统可包括类似远程信息处理单元或GPS单元的其它部件、装置、模块等的任何组合，并且可以使用车辆的当前位置和道路数据或地图数据来评价即将出现的路段并提供相应的道路信息。例如，导航系统24可确定即将出现的路面是否存在变化(例如，是否存在从铺面道路到砾石路的过渡)，它可以确定道路特征(例如，前方道路中的岔路、急转弯、陡坡、速度限制的显著变化、高速公路出口匝道等)中是否存在急剧变化，或者它可以检测对车辆悬架系统10有用的某些其它变化或过渡，以便能够正确地准备。在一个示例中，导航系统24充当视觉系统22的备用或补充，使得即使在视觉系统临时出现问题时也能提供道路信息。导航系统24可为控制模块30提供道路信息，以用于通过前馈方式控制车辆悬架系统，如将要描述的那样。环境传感器26可提供能用来检测和/或评价影响车辆的环境条件的环境信号。例如，环境传感器26可包括外部温度传感器、外部湿度传感器、降雨量传感器、和/或任何其它类型的传感器，这些传感器感测或收集环境读数并将相应的环境信号提供给控制模块30。外部温度传感器可指示是否可能存在冰或雪。环境传感器26可以确定环境条件的方式的一些示例包括直接感测和测量环境读数；通过从车辆中的其它模块或系统收集环境读数或通过从与天气有关的服务或网站接收包括天气报告、预报等的无线传输而间接确定环境读数。在后一示例中，可在远程信息处理单元处接收无线传输，然后远程信息处理单元将相关环境数据传送到车辆悬架系统10。环境传感器的其它示例也是可能的。控制模块30可包括任意多种电子处理装置、存储装置、输入/输出(I/O)装置、和/或其它已知部件，并且可执行各种与控制和/或通信有关的功能。在示例性实施例中，控制模块30包括电子存储装置40，其存储各种传感器读数(例如，来自传感器20、26的传感器读数)、来自视觉系统22的图像、查找表或其它数据结构、算法(例如，应用在下文所述示例性方法中的算法)等。存储装置40也可存储与车辆12有关的相关特性和背景信息，例如，与悬挂有关的参数和设置等。控制模块30也可包括电子处理装置42 (例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)，其执行存储在存储装置40中的用于软件、固件、程序、算法、脚本等的指令，并可管理本文所述过程和方法。控制模块30可通过合适的车辆通信电子连接到其它车辆装置、模块和系统，并且能在需要时与它们交互。当然，这些仅仅是控制模块30的一些可能的布置、功能和能力，因为也可以使用其它实施例。根据特定实施例，控制模块30可以是独立式车辆电子模块(例如，主动或半主动悬架控制器等)，它可以并入或包括在另一车辆电子模块(例如，悬架、车身或底盘控制模块等)内，或者它可以是更大的网络或系统(例如，牵引力控制系统(TCS)、电子稳定控制(ESC)系统、车辆安全系统、驾驶员辅助系统等)的一部分，等等。控制模块30不限于任何一个特定实施例或布置。悬架装置32将车轮联接到车辆并可包括多个与悬架有关的不同部件或零件中的一个。例如，悬架装置32可以是主动或半主动车辆悬架系统中的阻尼器、减震器和/或其它致动器，其有助于响应于路面而控制车轮的垂直运动。悬架装置32可以是调整车辆的阻尼和底盘高度两者的主动悬架系统的一部分，或者它可以是仅调整阻尼的半主动悬架系统的一部分。在一个示例中，悬架装置32包括电磁体和磁流变(MR)阻尼器，该阻尼器充有性质能通过磁场(例如，能影响流体的粘性阻尼系数的磁场)控制的流体。因此，车辆悬架系统10能通过改变提供给悬架装置32中的电磁体的电流和/或电压的量而控制或调整特定车轮处的阻尼；增加电流通常升高阻尼器的压缩/回弹率，而减小电流则缓和阻尼器的效果。悬架装置32可包括上面未提及的其它部件和装置。同样,不例性车辆悬架系统10和图1中的附图的以上描述仅意图不出一个可能的实施例，因为下面的方法不限于仅使用该系统。相反，可以使用包括与图1所示明显不同的那些的许多其它系统、布置、组合和/或架构。
现在返回图2，示出了图示可用于车辆悬架系统10的示例性方法100的一些步骤 的流程图。可以代替地使用步骤的其它组合和顺序，因为图2所示方法仅仅是一个示例。步 骤102接收不同的传感器读数或信号，例如与车辆内部和/或外部的条件有关的那些，并且 可以多种方式接收。例如，控制模块30可从车辆传感器20、导航系统24、环境传感器26或 某些其它来源接收信号。在一个实施例中，步骤102以来自车辆传感器20的车速信号、车 辆加速度信号和/或转向角度信号、来自环境传感器26的环境信号、或它们的一些组合的 形式收集车辆传感器信号。从这些信号获得的信息随后可结合来自视觉系统22的输出使 用以帮助评价即将出现的路段14，如将要说明的那样。
步骤104接收来自视觉系统22的道路信息。道路信息的准确形式、内容和/或性 质可根据系统的特定设置而不同，并且通常可以在视觉系统中定制。例如，视觉系统22可 以仅为控制模块30提供原始摄照机输出，或者视觉系统可以为控制模块提供已从摄照机 输出提取的某些数据或信息。只要步骤104收到与即将出现的路段14有关且源自视觉系统 22的道路信息，摄照机输出就没必要被任何特定部件处理或分析。在一个可能的实施例中， 视觉系统22内的模块将两个或更多个摄照机的输出拼接或混合在一起并通过测量到混合 后的数字图像上的不同点的距离来分析该输出，如图4所示。这类技术可用来获得用于即 将出现的路段14上的不同点的一系列坐标(例如，x、y、z坐标)，并且可以按10和50帧/ 秒之间的速率(例如，约20帧/秒)来获得。技术人员应理解，存在可用来分析摄照机图像 以评价或检查车辆前方的道路的多种不同的方式，并且该步骤不限于任何特定方式。如本 文所用，术语“道路信息”广义地包括与即将出现的路段14有关的所有类型的图像、坐标、 数据和/或其它信息。合适的道路信息的一些示例包括原始摄照机图像(拼接或未拼接 的)、经处理的摄照机图像、和/或已从摄照机图像中提取或演绎出的数据或信息的具体片ea坐坐 寸寸ο
在步骤104中接收的道路信息可反映或识别即将出现的路段中的不同类型的道 路条件，例如道路中的对象、路面变化、和/或道路特征变化。首先来看道路中的对象类 别，步骤104可接收与位于即将出现的路段14中的对象有关的道路信息，例如，坑洞、裂缝、 隆起、人孔盖、排水沟、碎屑等。考虑图3和图4所示示例，其中存在位于即将出现的路段14 中的较大坑洞50，并且视觉系统22为控制模块30提供下列道路信息片段对象的位置(例 如,对应于坑洞50的像素中每一个的X、1、z坐标)、对象的尺寸、到对象的距离(例如，车 辆12和坑洞50撞击的距离和时间)、和/或与对象有关的预计车轮路径(例如，根据路径 预测功能，驾驶员侧车轮、乘客侧车轮或两者是否将遭遇坑洞50)。当然，在步骤104中接收 的道路信息的准确性质和内容可以不同，因为以上示例仅仅表示一些可能。
现在转到路面变化类别，步骤104可接收与各种路面变化有关的道路信息，例如， 混凝土、浙青、鹅卵石、砾石、泥土等之间的过渡。再次参照图3所示示例，视觉系统22可以 为控制模块30提供指示在即将出现的路段14的表面中的变化或过渡60的道路信息，例 如，能导致颤动或其它不期望的结果的从一种材料向另一种材料的变化。可指示路面中的 变化的合适的道路信息的一些示例包括对路面变化的描述(例如，对过渡60的定性或定 量描述)、路面变化的位置(例如，沿过渡60的像素中每一个的X、1、z坐标)、到路面变化 的距离(例如，车辆12和过渡60撞击的距离和时间)、和/或与路面变化有关的预计车轮路径(例如，根据路径预测功能，驾驶员侧车轮、乘客侧车轮或两者是否将遭遇过渡60)。提 供对路面变化60的定性描述的一种方式是考虑即将出现的路面14的不同区段的性质(例 如，z轴坐标)，然后基于该信息将不同区段归类；这种方法可产生类似“混凝土”、“鹅卵石” 和“砾石”的分类，并且可以反映不同表面之间的过渡或变化。提供定量描述的一种方式涉 及在数学上评价即将出现的不同路面区段的高度并提供对这些高度某些数值描述(例如， 计算特定区段的平均高度或高度方差)。路面变化也可以涉及与天气有关的条件，例如，道 路是否潮湿、有雪、结冰等，并且可以从在步骤104中接收的道路信息和/或从环境传感器 26接收的环境信号分辨。
就道路特征变化类别而言,步骤104可接收与类似道路中的急转弯或弯道的道路 特征中的变化或过渡有关的道路信息。为了例示该特征，考虑视觉系统22为控制模块30 提供与即将出现的路段14有关的道路信息的示例，该信息包括在70处开始的陡坡或斜坡。 道路特征变化可以多种方式在道路信息中呈现或表示，包括在以下非限制性示例中对道 路特征变化的描述(例如，对斜坡70的定性或定量描述)、道路特征变化的位置(例如，在 斜坡70处的像素中每一个的x、y、z坐标)、到道路特征变化的距离(例如，车辆12和斜坡 70撞击的距离或时间)、和/或与道路特征变化有关的预计车轮路径(例如，根据路径预测 功能，驾驶员侧车轮、乘客侧车轮或两者是否将遭遇斜坡70)。步骤104可以仅根据其类型 或类别来识别道路特征变化(例如，弯曲、弯道、上坡、下坡等)，或者它可以是更多描述性 的并且以大、中或小弯、弯道、上坡、下坡等术语来描述；这些都是定性描述。该步骤也可以 提供定量描述道路特征变化的道路信息，例如提供关于斜坡70的坡度、角度或高程变化的 数值数据，或者道路中即将出现的弯道的半径或角度；这些是定量描述的示例。
在步骤104中从视觉系统22接收的道路信息的准确性质、形式和/或内容不限于 前面的篇幅中的示例，因为该信息可以多种不同方式接收。例如，可以从道路信息提取或导 出其它数据片段，例如，车辆偏航角速度、升沉、俯仰和侧滚等。视觉系统22和控制模块30 之间的通信和交互可根据许多不同的实施例来布置。应当理解，步骤104可以用来自类似 导航系统24的其它来源的道路信息来扩充或补充来自视觉系统22的道路信息。通过将来 自视觉系统22的输出与来自导航系统24的输出结合使用，可以逐步形成即将出现的路段 14的更全面或更完整的图像。当视觉系统临时被遮住或出现故障，使其不能产生可用图像 时，这样尤其有用。使用来自导航系统24的道路信息是可选的，当然不是所有应用必需的。
步骤110接着确定涉及即将出现的路段14中的一个或多个对象的撞击或遭遇是 否是预料中的。例如，步骤110可回顾前面的步骤中收集的道路信息并确定车辆是否可能 遭遇道路中的对象、路面变化和/或道路特征变化。如果与这些对象(也称为道路条件)中 的任一个的遭遇是可能的，则该方法可以通过对悬架装置32做出某些调整而对这样的事 件进行预先准备，如将要说明的那样。步骤110可以仅仅检查预计撞击的存在性或可能性， 或者可以使用某些类型的定性或定量阈值来确定这样的事件的可能性；可以使用许多合适 的方法来确定撞击或遭遇是否是预料中的。如果步骤110预计或预测到撞击，则该方法可 以继续并且在随后的步骤中为得出的悬架事件做准备。另一方面，如果步骤110确定撞击 不可能或不在预料之中，则该方法可以循环返回到步骤102以继续监测。
本领域的技术人员应理解，当该方法循环返回以继续监测时，可以在步骤110和 102之间增加额外的步骤。例如,车辆传感器20可以采用额外的传感器读数并确定车辆目前是否遭遇证明对悬架装置32做出调整合理的某些类型的道路条件；也就是说，使用反馈 系统而不是前馈系统的更常规的主动或半主动悬架系统。可以将许多其它悬架系统特征与 系统10 —起使用，因为本发明的方法也可以采用或使用其它系统、布置和/或特征。一个 这样的示例是美国专利申请公开No. 2010/0152969中描述的主动悬架系统，该专利由本 受让人拥有且以引用方式并入本文中。
现在转到步骤120-150，该方法评价预计撞击并提前做出相应的悬架系统调整，以 便车辆能在车辆实际上遭遇预测道路条件之前优化悬架设置。步骤120确定预计撞击是否 涉及道路中的对象，该对象是从视觉系统22的输出导出的上述道路信息类别中的一种。如 果步骤120断定存在坑洞、排水沟、隆起、碎屑和/或道路中的其它对象，则该方法进行到步 骤122，以便能产生对悬架系统的预调整。预调整可包括对诸如阻尼率、阻尼刚度、车辆高 度、车辆倾斜度等的悬架参数的任何改变、修改和/或其它调整。如果步骤120反而确定道 路中不存在对象，则该方法进行到步骤130，而不计算预调整。
步骤122可以使用多种技术之一来计算、建立和/或以其它方式确定悬架装置32 的第一预调整。根据一种可能的技术，步骤122根据在即将出现的路段14中检测到的对象 的类型、位置和/或尺寸而预调整分配预定值。可以为此目的使用查找表或其它数据结构。 例如，可以使用根据所检测的对象的尺寸而为预调整赋值的二维查找表，或者使用三维查 找表，其根据所检测的对象的尺寸以及车速或某些其它车辆参数而为预调整赋值。另一种 可能涉及使用在步骤102-104中收集的道路信息来计算对象将实际上对悬架装置32产生 的预计影响，然后确定预调整以抵消预计影响，如下文中说明的那样。
参照图3和图4中示出的示例，步骤122可以使用坑洞50的尺寸、当前车速和/或 其它车辆参数作为算法的输入，以便确定撞击的预计影响；也就是说，与坑洞的撞击实际上 将对悬架装置32产生多大的影响，然后产生用于抵消的预调整。根据坑洞50的尺寸(例 如，其长度、宽度和在周围路面以上的高度)和车辆正以某个速度行驶的情况，步骤122可 以估计撞击将导致悬架装置32移动或压缩4cm。可以产生设计用于加强悬架装置32并抵 消或阻止4cm的移动的预调整。当然，可以在步骤122中使用其它技术和数据来产生预调 整，因为以上示例仅仅表示一些可能。现在，由于步骤122已确定对悬架装置32的第一预 调整，也可以确定预计撞击将在何时发生以及将可能发生在车辆的哪一侧上。可以将步骤 104中所提供的与对象发生撞击的距离和对象的位置结合车速或其它车辆参数使用来进行 此类确定。位于车辆的驾驶员侧和乘客侧、车辆的前部和后部或其它地方的悬架装置32可 彼此独立或单独地控制，以使得车辆的不同车轮或角部将接收不同的命令信号。当然，位于 各个车轮或角部的所有悬架装置32也可以一致地控制。
步骤130确定预计撞击是否涉及路面变化。如果该步骤断定存在即将出现的路面 变化(例如，图3中示出从鹅卵石过渡到浙青的变化)，则该方法进行到步骤132，以使得可 以产生对悬架装置32的适当预调整。如果步骤130确定路面中不存在预计变化，则该方 法可以进行到步骤140。此处可以使用类似于以上结合步骤122所述那些的技术来确定第 二预调整。例如，步骤132可具有用于不同路面变化或过渡中每一种的一组预定的预调整 (例如，从鹅卵石到浙青的过渡对应于某种预调整，从混凝土到泥土的过渡对应于另一种预 调整，等等)。可以为此目的使用查找表或其它数据结构。步骤132也可以尝试并量化或计 算路面变化的预计影响；也就是说，通过确定在悬架系统部件中的一个或多个中将发生多大位移(例如，Icm -1Ocm的位移)而确定当车辆撞击或遭遇该路面变化时，路面变化将对 悬架装置32产生多大影响。
步骤140确定预计撞击是否涉及道路特征变化，例如，在即将出现的路段14中的 急转弯或陡坡。如果某些道路特征是预料中的，则该方法进行到步骤142，以便能产生用于 预期道路特征的预调整。如果步骤140确定不存在证明对悬架系统的预调整或改变合理的 道路特征，则该方法可以继续，而不进行步骤142的调整。与步骤132相同，该步骤可以使 用类似于上文结合步骤122描述的那些技术来确定第三预调整。更具体而言，步骤142可 以根据即将出现的道路特征的大体类型或尺寸而为第三预调整定性地分配预定值，或者可 以代替地根据该道路特征将对悬架装置32产生的预期影响而计算预调整。参照图3和图 4所示示例，步骤142可以尝试并计算陡坡70将对悬架装置32产生的实际影响，使得当车 辆实际上遭遇斜坡时悬架系统做好准备。诸如道路特征的尺寸和位置的信息(例如，对应 于上坡的不同像素的X、1、z坐标)、道路特征的属性(例如，斜坡70的坡度、角度或高度 变化)、车速等可以全部用于确定合适的预先响应。在急转弯、弯道或路堤的情况中，步骤 142可以在计算合适的预调整时采用某些类型的车身动态计算(例如，诸如用来确定车身 升沉、俯仰和侧滚的那些计算)。技术人员应理解，可以在这样的计算中使用横向和/或纵 向加速度以及偏航角速度、转向角度等。
如果步骤110确定撞击是预料中的，则在方法100中假设该撞击将与在步骤120、 130和/或140中处理的不同类别的悬架事件中的一种有关。然而，应当理解，本发明的方 法可以使用附加的和/或其它类别的撞击。此外，当然也可以存在导致预期撞击的多个对 象或道路条件。例如，可以检测到在急转弯上的对象(即，道路中的对象和道路特征变化)， 或者可以识别出在陡坡上从混凝土到鹅卵石的变化(即，路面变化和道路特征变化)。对象 和道路条件的其它组合也是可能的，包括其中在即将出现的路段14中识别出三个或更多 个类别的道路条件的组合。该方法也可以包括囊括所有类型的步骤，在这一点上该步骤旨 在处理可能导致预计撞击但未被步骤120、130或140处理的所有其它条件。这样的步骤是 可选的。
步骤150将第一、第二和/或第三预调整组合，以便产生用于悬架系统的命令信 号。存在可用来执行步骤150的多种方式，包括将各种预调整加在一起以得到控制悬架装 置32的一个或多个操作参数的总命令信号。该方法未必提供一个预调整相比另一个预调 整的任何优先或权重。在不同的实施例中，步骤150可以将每一个预调整的贡献加权或均 分，以便命令信号将这一点考虑进去。例如，假设该方法确定车辆将遭遇需要一定量的悬架 系统加强的道路中的坑洞，并且同时车辆预计将遭遇要求一定量的放松的斜坡或下坡。步 骤150可以提供对道路中的对象的某种防御，使得源自该道路条件的预调整比对应于斜坡 的预调整权重更大。在某些情况下，步骤150将只需要考虑单个预调整(即，当仅满足步骤 120、130和140之一时)，在其它情况下，步骤150将必须把多个悬架调整结合在一起。步 骤150可以为道路中的对象提供更高权重，因为这样的对象可产生更大的冲击硬度。
命令信号的准确性质一定程度上取决于悬架系统10和/或悬架装置32的类型。 例如，如果悬架装置32为减震器液中有磁粒的磁流变(MR)系统，那么命令信号可以调整用 来控制MR系统的电流和/或电压的量。一般来说，较大的电流使悬架系统变得刚度更大，而 较小的电流则使系统变得更松弛。可以代替地使用其它类型的悬架系统(例如，包括液压式、气动式、机电式等)，因为本发明的方法当然不限于MR式系统。假设特定的悬架系统允 许，则可以产生单独的命令信号并将信号发送至车辆的不同车轮或角部(例如，驾驶员侧 或乘客侧、前或后、各个车轮或角部，等等)，使得可以单独或独立地控制不同车轮或角部。
一旦产生命令信号，就可以将该信号从控制模块30发送至悬架装置32，以便在预 料到预计撞击的情况下调整、改变和/或以其它方式控制悬架装置。这些信号可以控制主 动或半主动悬架系统的阻尼或调整。技术人员应理解，通常基于反馈的悬架系统将被设置 有将吸收最坏情况下的冲击能的最小阻尼率，因为该系统在检测到这样的撞击时不能足够 快地响应。然而，以上所述示例性方法可以避免不必要地按照最坏情况操作悬架系统，因为 它预计在车辆实际上遭遇这些情况之前对悬架系统进行适当的预调整，这又可以改善悬架 系统10的驾乘质量和性能。其它潜在的有益效果和优点也是可能的。
该方法也可以在确定和/或发送命令信号至悬架装置32之前使用某些类型的最 终检查，其中最终检查可以确保车辆当前不采取任何极端的驾驶动作或遭遇将使对悬架装 置32做出不可取的调整的某些条件。例如，可选步骤将检查从车辆传感器20和/或环境 传感器26收集的读数，并且在驾驶员当前正在紧急刹车或按照较大的转向角度转动方向 盘时推迟发出调整悬架系统的任何命令信号。也可以检查其它条件。
应当理解，以上描述不是对本发明的限定，而是对本发明的一个或多个优选示例 性实施例的描述。本发明不限于本文所公开的(多个)特定实施例，而是仅由下面的权利 要求限定。而且，包含在以上描述中的陈述与特定实施例有关且不应理解为限制本发明的 范围或权利要求中使用的术语的定义，除非上文明确地定义了术语或短语。各种其它实施 例和对本文所公开的(多个)实施例的各种变化和修改对于本领域的技术人员将变得显而 易见。例如，步骤的具体组合和顺序仅为一种可能，因为本发明的方法可包括具有比此处所 示更少、更多或不同的步骤的步骤组合。所有这样的其它实施例、变化和修改均意图落在所 附权利要求的范围内。
如在本说明书和权利要求中所用，术语“例如”、“如”、“诸如”和“类似”以及动词 “包括”、“具有”、“含有”和它们的其它动词形式，当与一个或多个部件或其它对象的罗列结 合使用时，各自应理解为开放式的，这意味着该罗列不应看作是排除其它、额外的部件或对 象。其它术语将使用其最广义的合理含义来理解，除非它们在要求不同解释的背景上使用。
权利要求
1.一种用于与车辆悬架系统一起使用的方法，包括下列步骤 Ca)接收来自视觉系统的道路信息，所述道路信息与即将出现的路段有关； (b)使用所述道路信息来确定所述车辆是否预计将遭遇所述即将出现的路段中的对象； (C)如果所述车辆预计将遭遇所述即将出现的路段中的对象，则使用所述道路信息来确定对所述车辆悬架系统的预调整；以及 (d)在所述车辆遭遇所述即将出现的路段中的对象之前对所述车辆悬架系统做出所述预调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收来自多个摄照机的摄照机输出；将来自所述摄照机的所述输出一起混合成混合的数字图像；以及从所述混合的数字图像提取具有所述即将出现的路段上的不同点的一系列坐标形式的道路信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与位于所述即将出现的路段中的对象有关的道路信息，并且所述道路信息包括下列信息片段中的至少一种所述对象的位置；所述对象的尺寸；到所述对象的距离；或与所述对象有关的预计车轮路径。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与所述即将出现的路段中的路面变化有关的道路信息，并且所述道路信息包括下列信息片段中的至少一种对所述路面变化的描述；所述路面变化的位置；到所述路面变化的距离；或与所述路面变化有关的预计车轮路径。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与路面变化有关的道路信息，所述道路信息包括使用不同类别的路面对所述路面变化的定性描述。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与所述即将出现的路段中的道路特征变化有关的道路信息，并且所述道路信息包括下列信息片段中的至少一种对所述道路特征变化的描述；所述道路特征变化的位置；到所述道路特征变化的距离；或与所述道路特征变化有关的预计车轮路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收与道路特征变化有关的道路信息，所述道路信息包括使用不同类别的道路特征对所述道路特征变化的定性描述。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收来自视觉系统和导航系统的道路信息；并且步骤(C)还包括使用来自所述视觉系统和所述导航系统的所述道路信息来确定对所述车辆悬架系统的所述预调整。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)还包括使用来自所述道路信息的一个或多个信息片段为对所述车辆悬架系统的所述预调整分配预定值。
10.一种车辆悬架系统,包括 视觉系统，所述视觉系统被构造成提供与即将出现的路段有关的道路信息； 悬架装置；以及 控制模块，所述控制模块联接到所述视觉系统和所述悬架装置，其中，所述控制模块被构造成使用来自所述视觉系统的所述道路信息来以前馈方式对所述悬架装置做出调整。
全文摘要
本发明涉及车辆悬架系统及其使用方法。可检查即将出现的路段并使用该信息来控制车辆悬架系统的某些方面的系统和方法。在一个示例性实施例中，使用若干摄照机来评价即将出现的路段并将道路信息提供给控制模块，以便能以前馈方式控制主动或半主动悬架系统的阻尼和/或其它方面。由于车辆悬架系统评估车辆前方的路段，而不是车辆当前遇到的路段，该系统可以通过在其实际上遭遇之前预测道路条件并进行准备而改善驾驶性能。
文档编号B60G17/0165GK103057376SQ201210403289
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月22日 优先权日2011年10月20日
发明者D.恩格, R.G.伊扎克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司