专利名称：一种估计车辆悬架行程的方法及实现该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种估计车辆悬架^f呈的方法及实现该方法的装置。
背景技术：
4^f呈是悬架的电子控制的必需量。
^^呈是用线性电位计测量的，该线性电位计作为传感器存在易碎
和^高的故泉，并且因jtb^以按工业^^莫应用。
jH^卜，甚至不ffeAUt悬架产生的力的测量中轻易g导出行程来。作为悬 架的压缩的函数，由悬架产生的力实际上能够^A^解成三个J^4ail部分由 减震器引起的消散型的且与悬架拉伸ii^比例的力；由螺放弹簧引起的且与 悬架的拉伸成比例的弹性力；以及，絲在与螺旋弹簧并列放置的气弹簧的情 况下，由该气弹#拉伸的非线性函数引起的萍性力。
这些症M部分对于可能的悬架^f^呈的估计是没有用的。第一种1^部* 仅提供拉伸速度的指示通过积分加或减一，移，那么就能由此获得位置。
螺炎弹簧的与该位置成比例的举魁誠部分能够提供其直接测量但是这 种解决方案也不实用，因为不易测"f^目关力的分量。
发明内容
本发明的目的^J^it^t故泉，找到相对于《吏用电位计而言更强的和M 价的械确^r案。
本发明的另一目的是提#-~种估计悬架^^呈的方法，该方法是高度准确的 且因jl^目对于总可用行程而言保证可忽略的估"Hi^差。
本发明的进一步的目的是实现一种能动态地适于车辆的工作条件的悬架行 考呈的估计方法。
本发明的重要目的是制造能实现前i^法的悬架^f呈的估计装置。 通过实现如权利要求l中所述的^^呈估计的方法，以及如权矛J^求11的装
置，实现了本发明的这些和头池目的。
该方法和装置的进一步特征是^4权利要求的目的。
根据本发明的悬架行程的估计方法和相关装置的特征和优点通过参考所 附原理图，将从下面的示范性的且非限制性的描述中变得更清楚，在附图中
-图1图解地示出关于行程在减震器内跟随应力的压力的时间变化的实 验数据；
-图2是把行程和压力的变化进行关联的曲线-图3是对行程和压力之间的关系建模的框-图4图解地阐明根据实验数据确定的变化性规律;
-图5图解地示出在没有动态块时实际的和估计的行程之间的对照；
-图6图解地示出在有动态块时实际的和估计的行程之间的对照；
-图7是标称条件的校准的框-图8图解地示出在没有再校准步骤时实际的和估计的行程之间的对照； -图9图解地示出M再校准步骤时实际的和估计的行程之间的对照。
M实施方式
参考附图，以一种完整示范性的方式，通过其MM前轮的悬架的应用， 阐述了车辆的悬架行程的估计方法。
申请人已经确定，通过发掘存在于悬架的减震器内的压力与其行程之间的 联系，能够基于对检测到的/获得的压力数据的适当的处理来估计悬架的压缩等 级。
为此，可以采用比至今在行程的直接测量中使用的电位计强得多的且更廉价的压力传感器。
因此，申请人已经识别出把悬架的减震器内的压力和其行程之间进行关联的模
型10。
为了清除来自减震器中存在的流体的绝热建模的系统误差，申请M黑盒 模型开始。通过提前了解入口 (压力)和出口 (拉伸)，这种方式允许获得它们 之间的联系，而忽略支配它们的物理规律。
由itb^得的模型的有效'W艮大程^Ji絲于要被识别的系统所经受的^^力 类型；所以，申请人认为有必要引入一种可重复测试，该测试能够;f^感兴趣 的变量所具有的值的整个区间。
因为不可肯^中获得足够大d、的可重复测试信号，因jtb^弃了在路上进行 的测试。
特别地，以一种示范性的方式，通itfe^M前轮绑定到一面墙JiiL在两 个半把手Ji^加周期性的力以完4^te缩其叉(fork)，扭/f亍可重复测试。 在图1中，示出了拉伸的过考沐因》b^得的压力。 由于其后寻求测得的压力和对应的拉伸之间的联系，因jth^已获得的数据
开始，申请AJ^^a这两个量表示^Dt匕的函数(如图2中所示)。 ^il种表示中，申请人示出在a缩和延伸阶段之间存在的滞后行为。 因此，申请人认为恥4的是还识别对滞后作用建模的动态过滤器20，并把
两个模型10、 20串联，如图3所示。
关于把悬架的减震器内的压力与^^f呈关^来的模型10的识别，申请人
使用了适当次多项式，伏i^^是三次多项式，该多项式的系凝:通过应用到可用
的实验数据"的最小平方法的方式确定。
另外，该关系能够从可用的实验数据"开始通朋来识别变化'l"m^的錄
的^f封可M方法，比如内插、训练神经网络或小波等iMl造。
通fc次^RJt多项式为悬架的减震器内的压力与其^f呈之间的关系的建模
产生的结果如图4和5所示，据》傳导了实际系统中存在的滞后引起的估i"W差。
这种估i"H^通^t滞后行为建模的动态块20而被减小。 为此，申请人已经识别出一种适当的因果数字系统，例如根据下面的传递 函数的一种以#增益、极泉和零点为特征的一阶、时间不变线性系统
通过一种例如最小平方法的识别方法来识别相关的M。引入的块的, Ai午^y寻最佳结果，以併:ii估i"m差的净减小，如图6所示。
减震器腔的压力和周围环境的温度之间的联系把估计的可能的变化性作为 工作##的函数；这种变化性是通过作为车辆狄和刹车状态的函数的估计的
动态再校准而被消除的。
因此，除了压力传感器以外，纵向车辆动态棒f生也需辨感器。纵向车辆 动态特性是指车辆的:^A和刹车状态。
再校准30始自平面(x^,p)中的至少一个点的定义具体来说，坐标 ("血J)能够^M目同空档(neutral)位置状态下对压力和拉伸l^亍平均运算 1得。空档位XA指几乎完全没有加:^1，无论正或负的(刹车)还是^f^ 零就
在该两个量中，",血是任意固定的31而另一个^是在控制单元中从可用的 压力P的测量33开始的实时计算32。
在获得这个点以后，接下来就能通过下面描述的过程，即，以预先确立的 间隔重复，保证估计过程的连续的再校准，来设置特征曲线的重叠 (superposition )。
从任意固定的朽程值乙。k开始，把在悬架的减震器内的压力与行程之间的 关系的建模步骤期间所识别出的特征反演(invert),相应的##压力值^。 被 获得35:
Ai〃c^e "3 尸rt譜 "2 , worn "I r worn 0
接下来，在控制单元中计^空档位置的参考拉伸值；一相应的平均压力 值；32。
然后^ ^^"点获^^移-两条曲线之间的3巨离36:
然后，从瞬时压力值p中减去计算得到的偏移，以通过下面的关系返回标 称她<formula>formula see original document page 7</formula>
实践中，该曲线以与计算得到的偏移相等的值沿着压力轴平移。 以这种方式，可以4寻到呈的正确估计。
M地，为了获得最好的结果并避免误差估计的突跳，该偏移值可以通过 因果数字&虑、例如低过滤而与先前的銜目关联。
为了樣真实糾下验证有效功能，该估计算法在控制单元中被实现并
在测试运转转中被测试。
图8示 的估计。
系统误差通常是由靠近热组的叉套的加热引起的。
如图9所示，再校准系统能够动态船H尝这种变化，以保证絲减小所产
生的M。同样的图9还示出了再校准过程的动态稀，呈现出所估计的偏移 的时间过程，该偏移通it^每^H5先确立的间隔被修改，^f呆"ii^t每个间隔的实 际的和##的特征的正确重叠。
所呈现的结果证实估计的准确性，能够提供相对于总的可用行程而言可忽
略的估^m^。
类^m,相同的估计方法"^it用于i^可M悬架类型的行程的估计。 AUi述描述中，该装置的特征、本发明的目的是清楚的，同样相关的优点 也是清楚的。
才Mt本发明的悬架^^呈的估计方法J^上包括基于实验数据确定合适的变
化小m^10的第一步骤，该^u^G悬架的^f滩与悬架的减震器内的压力关,
来；基于所确定的变化'^JW^对与被测量的压力銜目关联的^ff^呈值进行估计的
第二步骤；和纵向车辆动态特性的重复读取步骤，通过该步骤，考虑到车辆的 ,条件，确定^#呈估计的变化〗皿律的再校准30。
^i^，才娥本发明的悬架^^呈的估计方法还包滅过动态ii^虑器20对第 二步骤的估iHU:的B步骤。
因此，对于实船Mt本发明的悬架行程的估计方法，下i^KA够的， 该装置包括处S^置比如车辆的控制单元自身，其与要被安装在减震器上的压 力传感器相连接，并与纵向车辆动态特性的传感器相连接以确定该牟辆是否在 加速或刹车阶段。
制im向车辆动态特性的传感器的一种可能的方案是，例如仅月车轮编码 器，其通常已经存在于摩托车中以读ls^A。在任何情况下M解决方案同样有效。
仅作为一个例子，图7的框图涉及用于车辆逸复以及由此用于加it^的编 码器的使用，和用于刹车状态的刹车阈值传感器的佳月。
另外，如上所述，才 本发明的该方法能够通过已经标4)^^在于车辆上 的电子设备(例如车辆控制单元)来实现。
最后，清楚的是，在本发明的所有部分中，可以对如此构思的该方法做出
许多修姊变化；另外，所有细节都能够被技术上等同的部件^#换。
权利要求
1、车辆悬架行程的估计方法，包括以下步骤a)基于实验数据确定变化性规律(10)，该规律把悬架的行程与悬架的减震器内的压力关联起来；b)基于在步骤a)中所识别的变化性规律(10)对与被测量的压力值相关的悬架行程值进行估计；c)检测/获得纵向车辆动态特性；d)基于在步骤c)中检测到/获得的纵向车辆动态特性，对在步骤a)中识别出的变化性规律(10)进行再校准(30)。
2、 才財居权利要求1所述的悬架^f^呈的估计方法，i^一步包Mit动态i^虑器(20)对步骤b)的可能的估if^进^m正的步骤。
3、 才M^权利要求1或2所述的悬架^^呈的估计方法，其中确定变化'^￡# 的所述步骤(a )包^t过应用于可用的实验数据的识別方法确定多项式的系数。
4、 才 权利要求1-3中任意一项所述的悬架作f呈的估计方法，其中枱"测/ 获得纵向车辆动态棒性的所述步骤(0包括确定车辆是否#絲剎车过程中。
5、 才 权利要求1-4中任意一项所述的悬架^f呈的估计方法，其中对变 化'I4^进行再校准的所述步骤d)包括-基于与空档位置糾相关联的悬架^^呈值乙^ (31)确定(35)标称压力值；穆;-基于所测量的压力值p (33)和在步骤c)中检测到的/获得的纵向车辆动 态棒性(34)确定平均压力值^ (32);-橘^(i计算(36)为所述平均压力^和所1^##压力^_之间的差； -以与所述计^f到的偏移相等的值沿着压力轴平移在步骤a)中确定的所述变化'〖m^。
6、 ##权利要求5所述的悬架4辨呈的估计方法，其中所述的偏寿Ki与先前 的偏禾Mii过因果数字i^虑关W^。
7、 才娥^U']^求2-6中任意一项所述的悬架^^呈的估计方法,其中步骤b) 的可能的估"H^差的所述M步骤包^lit^滞后行为建模的块(20 )，对所述步骤b)的估计结^J^f亍itiil。
8、 4 权利要求2-7中任意一项所述的悬架作f呈的估计方法，其中所迷 动态过滤器(20)是因果数字系统。
9、 4M居权利要求2-8中任意一项所述的悬架行程的估计方法，其中所迷 动态过滤器(20)的参l!bl通过识别方法来确定的。
10、 用于实船Nt前面任意一项^5U，J要求所述的车辆悬架行程的估计方法 的装置，包括处^置，并且^#征在于，所皿^^置与压力传感器和用于 纵向动态特性的传感器相连接。
11、 才財居权利要求io所述的装置，其中所i^t^^EA/斤述车辆的控制单元。
全文摘要
本发明涉及一种车辆悬架行程的估计方法，包括以下步骤a)基于实验数据确定变化性规律(10)，该规律把悬架的行程与悬架的减震器内的压力关联起来；b)基于在步骤(a)中所辨识的变化性规律(10)对关联于被测量的压力值的悬架行程值进行估计；c)检测/获得纵向车辆动态特性；d)基于在步骤c)中检测到/获得的纵向车辆动态特性，对在步骤a)中辨识的变化性规律(10)进行再校准(30)。本发明还涉及一种用于实现根据本发明的车辆悬架行程的估计方法的装置。
文档编号G01C22/00GK101391568SQ200810176940
公开日2009年3月25日 申请日期2008年7月15日 优先权日2007年7月16日
发明者A·莫内塔, C·斯佩尔塔, F·托西, L·法布里, S·M·萨瓦雷斯 申请人:比亚乔股份有限公司;米兰综合工科大学