Sistema y método de suspensión de vehículo.

Un sistema de control (122) para un sistema (100) de suspensión asociado de un vehículo asociado (VHC),

incluyendo el sistema (100) de suspensión asociado un resorte de fluido (102) que funciona a una presión de fluidoasociada y un amortiguador (104) de índice variable asociado que tiene un índice de amortiguación variableelectrónicamente asociado, teniendo el resorte (102) de fluido asociado un rango de presión total asociado dentrodel cual ocurre sustancialmente de toda la operación del resorte (102) de fluido asociado y que incluye la presiónde fluido asociado, teniendo el amortiguador asociado (104) un rango de índices de amortiguación total asociadodentro del cual ocurre sustancialmente toda la operación del amortiguador (104) de índice variable asociado y queincluye el índice de amortiguación asociado,

comprendiendo dicho sistema de control (122):

un sensor de presión (126, 126', 126'') operativo para generar una señal de sensor de presión indicativa de lapresión de fluido asociada del resorte (102) de fluido asociado; y

un controlador (124) en comunicación con dicho sensor de presión (126, 126`, 126'') y el amortiguador (104) deíndice variable asociado, incluyendo dicho controlador (124) una memoria (142) que almacena del primero al sextoíndice de amortiguación con valores comprendidos dentro del rango de índice de amortiguación total asociado,almacenando dicha memoria (142) una pluralidad de rangos de presión que juntos incluyen sustancialmente todoel rango de presión total asociado siendo almacenado cada uno de dicha pluralidad de rangos de presión en dichamemoria (142) en asociación respectiva con uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación, dichocontrolador (124) operativo para recibir dicha señal de sensor de presión, identificar uno de dichos primer a sextoíndices de amortiguación basándose al menos en parte en dicha señal de sensor de presión determinando dentrode cuál de dicha pluralidad de rangos de presión cae la presión de fluido asociado, y generar una señal de ajustede amortiguador correspondiente a dicho identificado de dichos primer a sexto índices de amortiguación paraajustar el índice de amortiguación electrónicamente variable asociado del amortiguador (104) de índice variableasociado.

Sistema y método de suspensión de vehículo ANTECEDENTES

El presente nuevo concepto se refiere en general a la técnica de sistemas de suspensión de vehículos y, más particularmente, a un sistema de suspensión de vehículo que utiliza amortiguación variable electrónicamente basado en una presión de resorte de aire, y a un método para controlar una suspensión del vehículo que utiliza la misma.

El presente nuevo concepto encuentra aplicación y uso particular en unión con sistemas de suspensión de vehículos con ruedas, y será descrito aquí con referencia específica a ellos. Sin embargo, ha de apreciarse que el presente nuevo concepto es susceptible también de utilizarse en otras aplicaciones y entornos, y que los usos específicos mostrados y descritos aquí son simplemente ejemplares. Es bien conocido que los vehículos terrestres de la mayoría de tipos y clases están equipados con un sistema de suspensión que soporta una masa sobre resortes del vehículo (por ejemplo, un cuerpo o bastidor) sobre una masa sin resortes del vehículo (por ejemplo un eje o miembro de aplicación de rueda) . Los sistemas de suspensión conocidos incluyen típicamente una pluralidad de elementos de resorte (por ejemplo, muelles helicoidales, resortes de lámina, resortes de torsión y/o resortes de aire) que son sensibles a fuerzas y/o cargas que actúan sobre las masas sobre resortes y/o sin resortes del vehículo. Adicionalmente, los sistemas de suspensión conocidos incluyen comúnmente una pluralidad de miembros de amortiguación para disipar entradas de energía, tales como las fuerzas y/o cargas que actúan sobre las masas sobre resortes y/o sin resortes del vehículo.

Ha quedado bien entendido, sin embargo, que los miembros de amortiguación transmiten de manera indeseable la entrada de carretera y otras entradas a la masa sobre resortes de un vehículo, y que el nivel de acción de amortiguación del miembro de amortiguación tiene una relación con la cantidad o magnitud de la entrada de carretea que es transmitida a través del miembro amortiguador a la masa sobre resortes del vehículo. Típicamente, cuanto más agresiva es la acción amortiguadora del miembro amortiguador, mayor es la cantidad de la entrada de carretera o de otra entrada que es transmitida a la masa sobre resortes del vehículo. Así, una conducción o recorrido más cómodo es conseguido a menudo con un índice de amortiguación relativamente inferior. Sin embargo, es bien conocido también que el rendimiento del vehículo es afectado por el nivel de acción de amortiguación de un sistema de suspensión y que normalmente se consigue un mejor manejo y/o rendimiento con índices de amortiguación más elevados. Como resultado, un fabricante de vehículos, conseguiría, en muchos casos, un compromiso entre el rendimiento y la calidad de conducción para evitar cualquier disminución indeseable del rendimiento debido al uso de un índice de amortiguación demasiado bajo, o una conducción indeseablemente brusca debido al uso de un índice de amortiguación excesivamente agresivo.

En un esfuerzo por mejorar el rendimiento y/o la calidad de conducción de vehículos, se han desarrollado sistemas de suspensión y/o componentes de los mismos que son operativos para variar el índice de amortiguación de los 35 miembros de amortiguación en respuesta a entradas que actúan sobre el vehículo. Un ejemplo de amortiguadores de índice variable que son adecuados para usar en tal sistema de suspensión son amortiguadores de aire proporcionales, que son bien conocidos e incluyen normalmente un resorte de aire como el miembro de resorte operativo del sistema de suspensión. En general, los amortiguadores de aire proporcionales incluyen un sistema de válvulas que es ajustado para variar el índice de amortiguación de los miembros de amortiguación de una manera proporcional a los cambios en la presión de aire de los resortes de aire. Es decir, el sistema de válvulas está en comunicación hidráulica con el resorte de aire de manera que los cambios en la presión del resorte de aire cambian directamente el sistema de válvulas del amortiguador y, por tanto cambian directamente el índice de amortiguación del mismo.

Sin embargo, los amortiguadores de aire proporcionales y el uso de los mismos introduce ciertos problemas y/o 45 desventajas que han resultado en la adopción y uso limitados de los mismos, al menos en ciertas aplicaciones. Una desventaja es que los amortiguadores de aire proporcionales incluyen distintos volúmenes de fluidos, accesorios y conectores que pueden dar como resultado fugas de fluido debido a la pérdida de la integridad del cierre hermético en numerosas interconexiones de componentes o a lo largo de las mismas. Otra desventaja es que estos volúmenes y componentes adicionales utilizan espacios valiosos en el vehículo. Esto puede ser

particularmente problemático en vehículos menores u orientados hacia la estética, tales como vehículos de pasajeros, camionetas y vehículos de utilidad deportiva, por ejemplo, donde el espacio disponible para tales componentes es mínimo.

Como una alternativa a los miembros de amortiguación mecánicamente variables, se han desarrollado amortiguadores controlados electrónicamente. Tales dispositivos son utilizados comúnmente y pueden incluir 55 amortiguadores que utilizan fluido de amortiguación magneto-reológico o fluido de amortiguación electro-reológico así como amortiguadores que utilizan orificios de tamaño variable que son ajustables usando un motor eléctrico. Tales dispositivos son empleados comúnmente en sistemas de suspensión que utilizan control de amortiguación activo o semi-activo en que el índice de amortiguación del miembro de amortiguación es ajustado de manera continua basándose en las condiciones de entrada de carretera. Es decir, los esquemas de control de 5 amortiguación activo y semi-activo ajustan el índice de amortiguación de los amortiguadores en tiempo real o tiempo casi real basándose en señales de sensores correspondientes a condiciones de carretera y/o de conducción. En general, el propósito y objetivo de los esquemas de control de amortiguación activa o semi-activa es percibir instantáneamente y contrarrestar las entradas de carretera u otras entradas para impedir por ello que las entradas alcancen la masa sobre resortes del vehículo, o al menos reducir de forma sustancial la magnitud de las entradas de carretera que alcanzan la masa sobre resortes del vehículo.

Sin embargo, para ser capaz de detectar una entrada de carretera (por ejemplo, un impacto de rueda con un bache) , recibir y tratar los datos y/o señales desde distintos sensores relacionados con la entrada de carretera, y a continuación hacer instantáneamente los ajustes correspondientes a los amortiguadores eléctricamente ajustables de manera que la entrada de carretera pueda ser contrarrestada antes de alcanzar la masa sobre resortes del

vehículo, se requiere normalmente una potencia de tratamiento sustancial y un esquema de control sofisticado. Así, tales sistemas funcionan típicamente sobre una base continua o casi continua, y son normalmente bastante complejos y caros. Como resultado, los sistemas son menos adecuados para utilizar en modelos de vehículos de precio económico.

Se conocen también otros sistemas que ajustan el índice de amortiguación de uno o más miembros de amortiguación. Un ejemplo de tal sistema está descrito en la Patente Norteamericana Nº 5.582.385 (‘ 385) , que está dirigida a un método de control de movimiento que utiliza un amortiguador ajustable. Como puede ser reconocido a partir de la patente '385, sin embargo, tales sistemas son a menudo tan complejos como los utilizados para sistemas de control activo o semi-activo. Por ejemplo, la patente '385 utiliza numerosos componentes y algoritmos de control que son utilizados juntos para calcular la magnitud de una fuerza de entrada que actúa sobre una masa. El sistema genera instantáneamente entonces una respuesta de reacción contraria que utiliza un amortiguador de tipo de fuerza controlada continua. El documento US 4.805.923 describe un sistema de control para un sistema de suspensión asociado de un vehículo asociado. El sistema de suspensión asociado incluye un resorte de fluido, un amortiguador de índice variable asociado y un controlador que incluye una memoria. El controlador controla el índice de amortiguación del resorte de fluido sobre la base de las señales del

sensor del vehículo.

BREVE DESCRIPCIÓN

De acuerdo con el presente invento, se han proporcionado un sistema de control para un sistema de suspensión asociado de un vehículo asociado como se ha definido en la reivindicación 1, un sistema de suspensión de vehículo como se ha definido en la... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de control (122) para un sistema (100) de suspensión asociado de un vehículo asociado (VHC) , incluyendo el sistema (100) de suspensión asociado un resorte de fluido (102) que funciona a una presión de fluido asociada y un amortiguador (104) de índice variable asociado que tiene un índice de amortiguación variable electrónicamente asociado, teniendo el resorte (102) de fluido asociado un rango de presión total asociado dentro del cual ocurre sustancialmente de toda la operación del resorte (102) de fluido asociado y que incluye la presión de fluido asociado, teniendo el amortiguador asociado (104) un rango de índices de amortiguación total asociado dentro del cual ocurre sustancialmente toda la operación del amortiguador (104) de índice variable asociado y que incluye el índice de amortiguación asociado,

comprendiendo dicho sistema de control (122) :

un sensor de presión (126, 126’, 126’’) operativo para generar una señal de sensor de presión indicativa de la presión de fluido asociada del resorte (102) de fluido asociado; y

un controlador (124) en comunicación con dicho sensor de presión (126, 126‘, 126’’) y el amortiguador (104) de índice variable asociado, incluyendo dicho controlador (124) una memoria (142) que almacena del primero al sexto 15 índice de amortiguación con valores comprendidos dentro del rango de índice de amortiguación total asociado, almacenando dicha memoria (142) una pluralidad de rangos de presión que juntos incluyen sustancialmente todo el rango de presión total asociado siendo almacenado cada uno de dicha pluralidad de rangos de presión en dicha memoria (142) en asociación respectiva con uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación, dicho controlador (124) operativo para recibir dicha señal de sensor de presión, identificar uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación basándose al menos en parte en dicha señal de sensor de presión determinando dentro de cuál de dicha pluralidad de rangos de presión cae la presión de fluido asociado, y generar una señal de ajuste de amortiguador correspondiente a dicho identificado de dichos primer a sexto índices de amortiguación para ajustar el índice de amortiguación electrónicamente variable asociado del amortiguador (104) de índice variable asociado.

2. Un sistema de control (122) según la reivindicación 1, en el que el vehículo asociado (VHC) está experimentando una entrada de vehículo asociado, y dicho sistema de control (122) comprende además un dispositivo (128, 130) de detección de entrada en comunicación con dicho controlador (124) y operativo para generar una señal de dispositivo de detección que tiene una relación con la entrada del vehículo asociada, y dicho controlador (124) es operativo para recibir dicha señal de dispositivo de detección e identificar uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación basándose al menos en parte sobre dicha señal del sensor de presión y dicha señal del dispositivo de detección.

3. Un sistema de control (122) según la reivindicación 2, en el que la entrada del vehículo asociado es una altura de vehículo asociado, dicho dispositivo de detección de entrada es un sensor de altura (128) operativo para generar una señal de altura como dicha señal de dispositivo de detección, teniendo dicha señal de altura una relación con la altura del vehículo asociado, y dicho controlador (124) está en comunicación con dicho sensor de altura (128) y recibe dicha señal de altura del mismo, dicho controlador (124) operativo para identificar uno de dichos primer a sexto índice de amortiguación basándose al menos en parte sobre dicha señal del sensor de presión y dicha señal de altura.

4. Un sistema de control (122) según la reivindicación 2, en el que la entrada del vehículo asociado es una velocidad del vehículo asociado, dicho dispositivo de detección de entrada es un dispositivo de detección de velocidad (130) operativo para generar una señal de velocidad que tiene una relación con la velocidad del vehículo asociado, y dicho controlador (124) está en comunicación con dicho dispositivo (130) de detección de velocidad y recibe dicha señal de velocidad del mismo, dicho controlador (124) operativo para identificar uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación basándose al menos en parte sobre dicha señal de sensor de presión y dicha 45 señal de velocidad.

5. Un sistema de control (122) según cualquiera de las reivindicaciones 2-4 que comprende además un dispositivo (134) de selección de operador en comunicación con dicho controlador (124) , dicho dispositivo (134) de selección de operador operativo para generar una señal de estado de salida correspondiente a un estado de salida de una pluralidad de estados de salida disponibles, recibiendo dicho controlador (124) dicha señal de estado de 50 salida y siendo operativo para identificar uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación al menos en parte sobre dicha señal de sensor de presión y dicha señal de estado de salida.

6. Un sistema de control (122) según la reivindicación 5, en el que dichos primer a sexto índices de amortiguación están separados en una primera pluralidad de índices de amortiguación y en una segunda pluralidad de índices de amortiguación, almacenando dicha memoria (142) dicha primera pluralidad de índices de amortiguación en asociación con un primer estado de salida de dicha pluralidad de estados de salida disponibles y dicha segunda pluralidad de índices de amortiguación en asociación con un segundo estado de salida de dicha pluralidad de estados de salida disponibles, dicho controlador (124) es operativo para seleccionar uno de dichas primera y segunda pluralidades de índices de amortiguación basándose al menos en parte sobre dicha señal de estado de salida, y dicho controlador (124) es operativo para identificar uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación desde el citado seleccionado de dichas primera y segunda pluralidades de índices de amortiguación basándose al menos en parte sobre dicha señal de sensor de presión.

7. Un sistema (100) de suspensión de vehículo para un vehículo asociado (VHC) que tiene una masa sin resortes asociada (WHL, AXL) y una masa sobre resortes asociada (BDY) soportada sobre la masa sin resortes asociada,

comprendiendo dicho sistema (100) de suspensión de vehículo:

un conjunto (102) de resorte de fluido dispuesto operativamente entre las masas sobre resortes y sin resortes asociadas y operando a una presión de fluido;

un miembro (104) de amortiguación de índice ajustable dispuesto operativamente entre las masas sobre resortes y sin resortes asociadas; y

un sistema de control (122) que incluye un sensor de presión (126, 126’, 126’’) y un controlador (124) , dicho sensor de presión (126, 126’, 126’’) en comunicación con dicho conjunto (122) de resorte de fluido y operativo para generar una señal de presión correspondiente a dicha presión de fluido, dicho controlador (124) en comunicación con dicho sensor de presión (126, 126’, 126’’) para recibir dicha señal de presión y en comunicación con dicho miembro (104) de amortiguación de índice ajustable, incluyendo dicho controlador (124) una memoria (142) que almacena del primer al sexto valores de índice de amortiguación predeterminados y una pluralidad de rangos de presión con cada uno de dicha pluralidad de rangos de presión asociados con al menos uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación, y dicho controlador (124) es operativo para identificar uno de dichos primer a sexto índices de amortiguación basándose al menos en parte en aquél de dicha pluralidad de rangos de presión en el que la presión de fluido cae dentro de tal manera que dicho sistema de control (122) es operable para:

seleccionar un valor de índice de amortiguación para dicho miembro (104) de amortiguación de índice ajustable desde uno de dichos primer a sexto valores de índice de amortiguación almacenados en dicha memoria (142) basándose al menos en parte en dicha señal de presión;

generar una señal de ajuste de amortiguador correspondiente a dicho valor de índice de amortiguación seleccionado; y

comunicar dicha señal de ajuste de amortiguador a dicho miembro (104) de amortiguación de índice ajustable.

8. Un sistema de suspensión (100) de vehículo según la reivindicación 7, en el que el vehículo asociado (VHC) incluye una entrada de vehículo asociado, y dicho sistema de suspensión (100) de vehículo comprende además un dispositivo de detección (128, 130) en comunicación con dicho controlador (124) y operable para generar una señal de dispositivo de detección que tiene una relación con la entrada de vehículo asociada, de tal manera que dicho sistema de control (122) es operativo para seleccionar dicho valor de índice de amortiguación para la generación de dicha señal de ajuste de amortiguador basándose al menos en parte en dicha señal de presión y en dicha señal de dispositivo de detección.

9. Un método para controlar un sistema de suspensión (100) de un vehículo (VHC) , incluyendo el sistema de suspensión (100) un amortiguador de índice ajustable (104) y un resorte de aire (102) que opera a una presión de aire, comprendiendo dicho método:

a) proporcionar un sensor de presión (126, 126’, 126’’) en comunicación con el resorte de aire (102) y generar una señal de presión que tiene una relación con dicha presión del resorte de aire utilizando dicho sensor de presión (126, 126’, 126’’) .

b) proporcionar un controlador electrónico (124) en comunicación con dicho sensor de presión (126, 126’, 126’’) y

dicho amortiguador (104) de índice ajustable, incluyendo dicho controlador electrónico (124) una memoria (142) que almacena no más de seis valores de índice de amortiguación predeterminados y una pluralidad de rangos de presión de aire estando asociado cada rango de presión de aire de dicha pluralidad de rangos de presión de aire con uno de dichos no más de seis valores de índice de amortiguación predeterminados;

c) comunicar dicha señal de presión desde dicho sensor de presión (126, 126’, 126’’) a dicho controlador 50 electrónico (124) ;

d) identificar un índice de amortiguación objetivo desde uno de dichos no más de seis valores de índice de amortiguación predeterminados utilizando dicho controlador electrónico (124) basándose al menos parcialmente sobre dicha señal de presión por comparación de dicha presión de resorte de aire con dicha pluralidad de rangos de presión de aire y seleccionando dicho índice de amortiguación objetivo basándose sobre dentro de cuál de dicha pluralidad de rangos de presión de aire cae dicha presión de resorte de aire;

e) generar una señal de ajuste de amortiguador que tiene una relación con dicho índice de amortiguación objetivo utilizando dicho controlador electrónico (124) y comunicando dicha señal de ajuste de amortiguador al amortiguador (104) de índice ajustable; y

f) alterar el amortiguador (104) de índice ajustable para su operación aproximadamente en dicho índice de amortiguación objetivo utilizando dicha señal de ajuste de amortiguador.

10. Un método según la reivindicación 9, en el que el vehículo (VHC) incluye una primera condición de entrada y dicho método comprende además:

g) proporcionar un dispositivo de detección (128, 130) en comunicación con dicho controlador (124) y generar una señal de sensor que tiene una relación con la primera condición de entrada; y

h) comunicar dicha señal de sensor a dicho controlador (124) ;

en el que d) incluye identificar dicho índice de amortiguación objetivo basándose al menos parcialmente sobre dicha señal de presión y dicha señal de sensor.

11. Un método según la reivindicación 10 que comprende además determinar si al menos una de dicha señal de presión o de dicha señal de sensor representa un nivel de señal válido, e ignorar una o más de dichas acciones si al menos una de dicha señal de presión o de dicha señal de sensor es determinada como inválida.

12. Un método según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el que la primera condición de entrada incluye una condición de altura y dicho dispositivo de detección (128) es operativo para generar una señal de altura que tiene una relación con la condición de altura, y h) incluye comunicar dicha señal de altura a dicho controlador (124) y d) incluye identificar dicho índice de amortiguación objetivo basándose al menos parcialmente en dicha señal de presión y en dicha señal de altura.