Dispositivo de control de la fuerza de amortiguación (1) para controlar una fuerza de amortiguación generada porun amortiguador (Dn) interpuesto entre un elemento suspendido (Bn) y un elemento no suspendido (Wn) de unvehículo (A),

que comprende:

un mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) que complementa una fuerza de amortiguación mínima(Fdn) que puede ser generada por el amortiguador (Dn) con una fuerza de amortiguación variable (Fcn); yuna parte de control (2) que funciona para:

calcular la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) en base a la velocidad de carrera (Vsn) del amortiguador (Dn)(206);

calcular la desviación (εn) entre un valor objetivo de la fuerza de amortiguación (Fsn) y la fuerza de amortiguaciónmínima (Fdn) (S207); y

controlar en bucle abierto el mecanismo variación de la fuerza de amortiguación (3) de acuerdo con la desviación(εn) de manera que la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador (Dn) coincida con el valor objetivo de lafuerza de amortiguación (Fsn) (S208-S212).

Dispositivo y procedimiento de control para un amortiguador

Campo de la invención

Esta invención se refiere al control de un amortiguador para un vehículo que tiene una característica de amortiguación no lineal.

Antecedentes de la invención

JPH06-247117A, publicada por la Oficina de Patentes Japonesa en 1994, describe la aplicación de control Sky Hook para el control de la fuerza de amortiguación de un amortiguador para un vehículo.

El dispositivo de control de acuerdo con esta técnica anterior calcula un coeficiente amortiguación C del amortiguador mediante una relación C = Cs · V/ Vs cuando el signo de la velocidad de un elemento suspendido V y una velocidad de carrera Vs del amortiguador es positivo. En cambio, el dispositivo de control calcula el coeficiente de amortiguación C del amortiguador mediante una relación C = Cs · V cuando el signo es negativo. Aquí Cs indica un coeficiente de amortiguación Sky Hook.

En el control Sky Hook, cuando el signo de la velocidad de los elementos suspendidos V y el de la velocidad de carrera Vs del amortiguador son idénticos, el control Sky Hook se calcula multiplicando la velocidad de los elementos suspendidos V por el coeficiente de amortiguación Sky Hook Cs. Por otro lado, cuando los signos son diferentes, el control debe realizarse para provocar que la fuerza de control Sky Hook se vuelva cero.

El dispositivo de la técnica anterior ajusta el valor del coeficiente de amortiguación C del amortiguador de manera que la fuerza de control Sky Hook Cs·V, que se requiere cuando los signos de la velocidad de los elementos suspendidos V y la velocidad de carrera Vs del amortiguador son idénticas, se vuelve igual a un valor Vs·C, que es una fuerza de amortiguación del amortiguador que se obtiene como producto de la velocidad de carrera Vs del amortiguador y el coeficiente de amortiguación C.

Descripción de la invención

Sin embargo, cuando se ajusta el coeficiente de amortiguación C de acuerdo con la técnica anterior, puede resultar imposible controlar la fuerza de amortiguación de un amortiguador tal como se pretende.

Haciendo referencia a la figura 10, cuando la característica de una fuerza de amortiguación generada respecto a una velocidad de carrera de un amortiguador (en lo sucesivo denominado característica de amortiguación del amortiguador) mantiene una característica lineal, la fuerza de amortiguación del amortiguador se controla de manera óptima mediante el ajuste del coeficiente de amortiguación C.

Haciendo referencia a la figura 11, en un amortiguador en el que la fuerza de amortiguación se regula mediante el ajuste de una presión de apertura de una válvula de amortiguación, o en un amortiguador en el cual la característica de amortiguación se desplaza en paralelo utilizando un fluido electrorreológico o un fluido magnetoreológico, la característica de amortiguación puede tener una característica no lineal. En un amortiguador que tiene esa característica de amortiguación, es difícil regular la fuerza de amortiguación simplemente alterando el coeficiente de amortiguación C obtenido mediante el procedimiento anterior. En otras palabras, cuando la línea indicativa de la característica de amortiguación es lineal y pasa por el origen donde se cruza el eje de la velocidad de carrera y el eje de la fuerza de amortiguación, puede provocarse que el amortiguador genere una fuerza de amortiguación preferible simplemente alterando el coeficiente de amortiguación C, pero en un amortiguador que presente una característica de amortiguación no lineal tal como se muestra en la figura 11, como que el gradiente de la línea característica de amortiguación varía a lo largo de su curso, puede resultar imposible hacer que el amortiguador genere una fuerza de amortiguación preferible simplemente alterando el coeficiente de amortiguación C.

Además, si la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador variaba completamente en proporción a la velocidad de carrera del amortiguador, la regulación de la fuerza de amortiguación en función del ajuste del coeficiente de amortiguación C resultaría eficaz, pero es difícil realizar dicha característica de amortiguación en un amortiguador, y por lo tanto puede producirse una desviación entre la fuerza de amortiguación real y una fuerza de amortiguación calculada por el control Sky Hook, lo cual puede afectar negativamente al confort de marcha del vehículo.

Aún más, la técnica anterior divide la fuerza de control Sky Hook Cs · V por la velocidad de carrera Vs para calcular el coeficiente de amortiguación C. Cuando la velocidad de carrera Vs toma un valor de aproximadamente cero, el coeficiente de amortiguación C toma un valor muy grande y el error de cálculo aumenta inevitablemente.

En una zona del recorrido en la que la velocidad de carrera Vs es aproximadamente cero, es difícil controlar la fuerza de amortiguación con precisión, y por lo tanto no puede generarse una fuerza de amortiguación estable debido a un fenómeno conocido como “Hunting”.

Por lo tanto, un objetivo de esta invención es optimizar el control de la fuerza de amortiguación de un amortiguador que presenta una característica de amortiguación no lineal.

Con el fin de lograr el objetivo anterior, esta invención presenta un dispositivo de control de la fuerza de amortiguación para controlar la fuerza de amortiguación generada por un amortiguador interpuesto entre un elemento suspendido y un elemento no suspendido de un vehículo. El dispositivo comprende un mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación que complementa una fuerza de amortiguación mínima que puede ser generada por el amortiguador con una fuerza de amortiguación variable, y una parte de control funciona para calcular la fuerza de amortiguación mínima en base a la velocidad de carrera del amortiguador para calcular una desviación entre un valor objetivo de la fuerza de amortiguación y la fuerza de amortiguación mínima; y controlar en bucle abierto el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación de acuerdo con la desviación de manera que la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador coincida con el valor objetivo de la fuerza de amortiguación.

Esta invención también dispone un procedimiento de control de la fuerza de amortiguación para un amortiguador provisto del mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación tal como se ha descrito anteriormente. El procedimiento comprende calcular la fuerza de amortiguación mínima en base a la velocidad de carrera del amortiguador, calcular una desviación entre un valor objetivo de la fuerza de amortiguación y la fuerza de amortiguación mínima, y controlar en bucle abierto el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación de acuerdo con la desviación de manera que la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador coincida con el valor objetivo de la fuerza de amortiguación.

Los detalles así como otras características y ventajas de esta invención se exponen en el resto de la memoria y se muestran en los dibujos adjuntos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es un diagrama esquemático de un dispositivo de control para un amortiguador de acuerdo con esta invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva esquemática de un vehículo que indica la ubicación de sensores de aceleración de los elementos suspendidos de acuerdo con esta invención.

La figura 3 es un diagrama que muestra una característica de amortiguación del amortiguador.

La figura 4 es una vista en sección longitudinal de un mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación instalado en el amortiguador.

La figura 5 es una vista esquemática en sección longitudinal del amortiguador.

La figura 6 es una vista esquemática en sección longitudinal de otro amortiguador al cual puede aplicarse esta invención.

La figura 7 es un diagrama de bloques de una parte de control del dispositivo de control de acuerdo con esta invención.

La figura 8 es un diagrama que muestra una característica de un mapa de la fuerza de amortiguación mínima almacenado por la parte de control.

La figura 9 es un diagrama de flujo que describe una rutina de control de la fuerza de amortiguación ejecutada por la parte de control.

La figura 10 es un diagrama que... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de control de la fuerza de amortiguación (1) para controlar una fuerza de amortiguación generada por un amortiguador (Dn) interpuesto entre un elemento suspendido (Bn) y un elemento no suspendido (Wn) de un vehículo (A) , que comprende:

un mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) que complementa una fuerza de amortiguación mínima (Fdn) que puede ser generada por el amortiguador (Dn) con una fuerza de amortiguación variable (Fcn) ; y

una parte de control (2) que funciona para:

calcular la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) en base a la velocidad de carrera (Vsn) del amortiguador (Dn) (206) ;

calcular la desviación (En) entre un valor objetivo de la fuerza de amortiguación (Fsn) y la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) (S207) ; y

controlar en bucle abierto el mecanismo variación de la fuerza de amortiguación (3) de acuerdo con la desviación (En) de manera que la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador (Dn) coincida con el valor objetivo de la fuerza de amortiguación (Fsn) (S208-S212) .

2. Dispositivo de control de la fuerza de amortiguación (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la parte de control (2) funciona adicionalmente para calcular el valor objetivo de la fuerza de amortiguación (Fsn) multiplicando una velocidad de los elementos suspendidos (Vn) del elemento suspendido (Bn) en una dirección vertical por un coeficiente de amortiguación Sky Hook (Cs) (S205) .

3. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la parte de control (2) funciona adicionalmente para calcular la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) haciendo referencia a un mapa predefinido que define la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) utilizando la velocidad de carrera (Vsn) del amortiguador (Dn) como parámetro.

4. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la parte de control (2) funciona adicionalmente para calcular un producto de la desviación (En) y la velocidad de carrera (Vsn) del amortiguador (Dn) (S208) , y establecer que la fuerza de amortiguación variable (Fcn) sea igual a la desviación (En) cuando el signo del producto sea positivo mientras se establece que la fuerza de amortiguación variable (Fcn) sea cero cuando el signo del producto sea negativo (S208-S211) .

5. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) comprende una válvula de amortiguación (108, 115, 116) y un solenoide (112) que varía una presión de apertura de la válvula de amortiguación (108, 115, 116) de acuerdo con una corriente eléctrica suministrada, y la parte de control (2) funciona adicionalmente para controlar en bucle abierto la corriente eléctrica suministrada al solenoide (112) de acuerdo con la desviación (En) (S208-S212) .

6. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el amortiguador (Dn) está configurado para generar la fuerza de amortiguación en función de una viscosidad de un fluido magnetoreológico encerrado en el mismo, el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) comprende un mecanismo de variación de la viscosidad (201) que varía la viscosidad del fluido magnetoreológico en el amortiguador (Dn) de acuerdo con una corriente eléctrica suministrada, y la parte de control

(2) funciona adicionalmente para controlar en bucle abierto la corriente eléctrica suministrada al mecanismo de viscosidad variable (201) de acuerdo con la desviación (En) .

7. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el amortiguador (Dn) está configurado para generar la fuerza de amortiguación en función de la viscosidad de un fluido electrorreológico encerrado en el mismo, el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) comprende un mecanismo de viscosidad variable (201) que varía la viscosidad del fluido electrorreológico en el amortiguador (Dn) de acuerdo con una corriente eléctrica suministrada, y la parte de control

(2) funciona adicionalmente para controlar en bucle abierto la corriente eléctrica suministrada al mecanismo de viscosidad variable (201) de acuerdo con la desviación (En) .

8. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) está configurado para tener una función para variar continuamente la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador (Dn) .

9. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que la parte de control (2) funciona adicionalmente para controlar en bucle abierto el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) de acuerdo con la desviación (En) de manera que una característica de la fuerza de amortiguación del amortiguador (Dn) , que está representada por una relación entre una velocidad de carrera y una fuerza de amortiguación generada del amortiguador (Dn) realiza un desplazamiento paralelo a lo largo de un eje de la fuerza de amortiguación generada (S206-S209) .

10. Dispositivo de control de fuerza de amortiguación (1) según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que la característica de la fuerza de amortiguación es una característica no lineal tal que la fuerza de amortiguación varía de manera más pronunciada en una zona en la que velocidad de carrera (Vsn) es menor que una velocidad predeterminada que en una zona en la que la velocidad de carrera (Vsn) es mayor que la velocidad predeterminada, independientemente de la dirección de la carrera del amortiguador (Dn) .

11.Procedimiento de control de una fuerza de amortiguación (1) para controlar una fuerza de amortiguación generada por un amortiguador (Dn) interpuesto entre un elemento suspendido (Bn) y un elemento no suspendido (Wn) de un vehículo (A) , comprendiendo el amortiguador (Dn) un mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) que complementa una fuerza de amortiguación mínima (Fdn) que puede ser generada por el amortiguador (Dn) con una fuerza de amortiguación variable (Fcn) , comprendiendo el procedimiento:

calcular la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) en base a la velocidad de carrera (Vsn) del amortiguador (Dn) (206) ;

calcular una desviación (En) entre el valor objetivo de la fuerza de amortiguación (Fsn) y la fuerza de amortiguación mínima (Fdn) (S207) , y

controlar en bucle abierto el mecanismo de variación de la fuerza de amortiguación (3) de acuerdo con la desviación (En) de manera que la fuerza de amortiguación generada por el amortiguador (Dn) coincida con el valor objetivo de la fuerza de amortiguación (Fsn) (S208-S212) .