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车辆用悬架系统

阅读:107发布:2020-05-13

专利汇可以提供车辆用悬架系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在车辆用 悬架系统 中,在簧上部件与簧下部件之间彼此并列地配置有悬架 弹簧 、 减振器 、以及接近分离 力 产生装置,所述减振器可控制地改变作为自身产生的阻尼力的大小的基准的阻尼系数,所述接近分离力产生装置可控制地产生接近分离力。在该车辆用悬架系统中,利用该接近分离力来执行基于所谓天钩式减振器理论的振动衰减控制,在执行该振动衰减控制时执行阻尼系数增大控制,该阻尼系数增大控制使减振器的目标阻尼系数C*在簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的符号相同的情况下为比不同时的减振器的阻尼系数C1大的阻尼系数C2。通过使减振器与接近分离力产生装置协作,能够有效地使簧上部件的振动衰减。,下面是车辆用悬架系统专利的具体信息内容。

1.一种车辆用悬架系统,包括:
悬架弹簧,配置在簧上部件与簧下部件之间,弹性地连结簧上部件和 簧下部件;
液压式减振器,与所述悬架弹簧并列地配置,对所述簧上部件和所述 簧下部件的相对动作产生大小与簧上绝对速度减去簧下绝对速度而得到的 簧上簧下速度差相对应的阻尼,并且具有改变阻尼系数的阻尼系数变更 机构,所述阻尼系数表示用于产生所述阻尼力的该液压式减振器自身的能 力,是该阻尼力的大小的基准;
接近分离力产生装置,与所述悬架弹簧并列地配置,具有作为动力源 的电动达,产生接近分离力,该接近分离力是依据马达力而得到的力, 并且是使所述簧上部件和所述簧下部件接近或分离的方向上的力,所述马 达力是所述电动马达产生的力;以及
控制装置,具有阻尼系数控制部和接近分离力控制部,所述阻尼系数 控制部通过控制所述阻尼系数变更机构来控制所述减振器的阻尼系数,所 述接近分离力控制部通过控制所述电动马达的动作来控制所述接近分离力 产生装置产生的接近分离力;
其中,所述接近分离力控制部执行振动衰减控制,该振动衰减控制使 所述接近分离力产生装置产生作为大小与簧上绝对速度相对应的对所述簧 上部件的振动的阻尼力的接近分离力,并且所述阻尼系数控制部执行阻尼 系数增大控制,该阻尼系数增大控制使所述减振器的阻尼系数在簧上绝对 速度的符号和簧上簧下速度差的符号相同时为比第一阻尼系数大的第二阻 尼系数,所述第一阻尼系数是簧上绝对速度的符号和簧上簧下速度差的符 号不同时的所述减振器的阻尼系数。
2.如权利要求1所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部还执行车身姿势控制,该车身姿势控制使所述 接近分离力产生装置产生作为侧倾抑制力和前后颠簸抑制力中的至少一者 的接近分离力,所述侧倾抑制力抑制车身的侧倾,所述前后颠簸抑制力抑 制车身的前后颠簸。
3.如权利要求1或2所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将簧上绝对速度小于等于设定阈速度作为条件来 执行所述阻尼系数增大控制。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将簧上簧下速度差大于等于设定速度差作为条件 来执行所述阻尼系数增大控制。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将电池的充电量小于等于设定阈充电量作为条 件来执行所述阻尼系数增大控制,所述蓄电池是向所述电动马达供应电力 的电力供应源。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将所述接近分离力产生装置产生的接近分离力大 于等于设定阈接近分离力作为条件来执行所述阻尼系数增大控制。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制。
8.如权利要求7所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在簧上绝对 速度低的情况下比在簧上绝对速度高的情况下大的方式而改变的控制。
9.如权利要求7或08所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在簧上簧下 速度差大的情况下比在簧上簧下速度差小的情况下大的方式而改变的控 制。
10.如权利要求7至9中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在蓄电池的 充电量少的情况下比在所述充电量多的情况下大的方式而改变的控制,所 述蓄电池是向所述电动马达供应电力的电力供应源。
11.如权利要求7至10中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在所述接近 分离力产生装置产生的接近分离力大的情况下比在所述接近分离力小的情 况下大的方式而改变的控制。
12.如权利要求1至11中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述第一阻尼系数和所述第二阻尼系数被设定成:所述减振器的阻尼 系数为所述第一阻尼系数时的对于簧下共振频率的振动的车轮的道路附着 性比所述阻尼系数为所述第二阻尼系数时的对于簧上共振频率的振动的车 轮的道路附着性高。
13.如权利要求1至11中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制,
所述第一阻尼系数和最大第二阻尼系数被设定成:所述减振器的阻尼 系数为所述第一阻尼系数时的对于簧下共振频率的振动的车轮的道路附着 性比所述阻尼系数为所述最大第二阻尼系数时的对于簧上共振频率的振动 的车轮的道路附着性高,所述最大第二阻尼系数是最大的所述第二阻尼系 数。
14.如权利要求1至13中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部在由所述阻尼系数控制部执行所述阻尼系数增 大控制的情况下执行降低所述接近分离力产生装置产生的接近分离力的接 近分离力降低控制。
15.如权利要求14所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力降低控制是降低所述接近分离力产生装置在所述振动 衰减控制中作为阻尼力而产生的接近分离力的控制。
16.如权利要求14或15所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制,
所述接近分离力降低控制是使所述接近分离力产生装置产生的接近分 离力在所述第二阻尼系数大的情况下比在所述第二阻尼系数小的情况下小 的控制。
17.如权利要求1至16中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部在由所述阻尼系数控制部执行所述阻尼系数增 大控制的情况下执行降低向所述电动马达供应的电力的供应电力降低控 制。
18.如权利要求17所述的车辆用悬架系统,其中,
所述供应电力降低控制是禁止向所述电动马达供应电力的电力供应禁 止控制。
19.如权利要求18所述的车辆用悬架系统,其中,
该车辆用悬架系统包括驱动电路,该驱动电路配置在所述电动马达与 蓄电池之间并用于驱动所述电动马达,所述蓄电池是向所述电动马达供应 电力的电力供应源,
所述电动马达能够通过所述驱动电路所具有的开关元件的切换而以以 下动作模式中的至少一个动作模式动作,即:(A)全部端子间导通模 式,使所述电动马达所具有的多个通电端子之间相互导通;(B)特定端 子通电模式,确保所述多个通电端子中的一个端子与所述蓄电池的高电位 侧端子和低电位侧端子中的一者导通,该一个端子根据所述电动马达的动 作位置而改变;(C)全部端子断开模式,使所述多个通电端子全部断 开;
所述电力供应禁止控制是决定为所述至少一个动作模式中的某个动作 模式而执行的控制。
20.如权利要求19所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制,
所述电力供应禁止控制是在所述第二阻尼系数比较大的情况下决定为 所述全部端子断开模式、在所述第二阻尼系数比较小的情况下决定为所述 全部端子间导通模式而执行的控制。
21.如权利要求20所述的车辆用悬架系统,其中,
所述电力供应禁止控制是在所述第二阻尼系数处于比较大的情况和比 较小的情况的中间的情况下决定为所述特定端子通电模式而执行的控制。
22.如权利要求1至21中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力产生装置包括:
弹性体,一个端部与所述簧上部件和所述簧下部件中的一者连结;以 及
电磁式执行器,配置在该弹性体的另一个端部与所述簧上部件和所述 簧下部件中的另一者之间,连结该另一者和所述弹性体,并且将所述电动 马达作为自身的构成要素,使自身依据该电动马达产生的力而产生的力作 用在所述弹性体上,由此在使所述弹性体的变形量根据该电磁式执行器自 身的动作量而改变的同时经由所述弹性体而使该电磁式执行器自身产生的 力作为接近分离力作用在所述簧上部件和所述簧下部件上。
23.如权利要求22所述的车辆用悬架系统,其中,
所述弹性体包括:轴部,被簧上部件可旋转地保持;以及臂部,从该 轴部的一个端部与该轴部交叉而延伸,并且顶端部与所述簧下部件连结,
所述执行器被固定在车身上,并且通过自身产生的力使所述轴部绕该 轴部的轴线旋转。
24.如权利要求22或23所述的车辆用悬架系统,其中,
在将外部输入相对于抵抗该外部输入而使所述执行器动作所需要的马 达力的比率定义为所述执行器的正效率、将用于使所述执行器未由于外部 输入而动作所需要的马达力相对于该外部输入的比率定义为所述执行器的 逆效率、将所述正效率与所述逆效率之积定义为正逆效率积的情况下,
所述执行器为具有小于等于1/2的正逆效率积的构造。
25.如权利要求22至24中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述执行器为具有对所述电动马达的动作进行减速的减速器、并且被 该减速器减速了的动作成为自身的动作的构造,所述减速器的减速比小于 等于1/100。
26.如权利要求22至25中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部决定目标动作量,并控制所述电动马达的动作 以使实际动作量成为所述目标动作量,所述目标动作量是与所述接近分离 力产生装置应产生的接近分离力相对应的所述执行器的动作量,所述实际 动作量是所述执行器的实际的动作量。
27.如权利要求26所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部执行车身姿势控制,该车身姿势控制使所述接 近分离力产生装置产生作为侧倾抑制力和前后颠簸抑制力中的至少一者的 接近分离力,并且所述接近分离力控制部根据在所述振动衰减控制中应产 生的接近分离力与在所述车身姿势控制中应产生的接近分离力之和来决定 所述目标动作量,所述侧倾抑制力抑制车身的侧倾,所述前后颠簸抑制力 抑制车身的前后颠簸。
28.如权利要求26或27所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部根据所述实际动作量相对于所述目标动作量的 偏差来决定对所述电动马达的目标供应电力,并根据该目标供应电力来控 制所述电动马达的动作,所述目标供应电力至少包括与所述偏差相对应的 供应电力分量和与所述偏差的积分相对应的供应电力分量。
29.如权利要求1至28中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部执行簧上变位抑制控制,该簧上变位抑制控制 使所述接近分离力产生装置产生作为以下力的接近分离力,所述力是抑制 所述簧上部件的振动的力,并且是大小与所述簧上部件向上下方向变位的 变位量相对应的、抑制所述簧上部件向上下方向变位的力。
30.如权利要求29所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部在由所述阻尼系数控制部执行所述阻尼系数增 大控制的情况下执行降低向所述电动马达供应的电力的供应电力降低控 制,
所述供应电力降低控制是禁止向所述电动马达供应电力的电力供应禁 止控制,该电力供应禁止控制是将所述簧上部件的变位量的符号和所述簧 上部件的变位量减去所述簧下部件向上下方向变位的变位量后得到的变位 量的符号相同作为条件而被执行的控制。
31.如权利要求30所述的车辆用悬架系统,其中,
该车辆用悬架系统包括驱动电路,该驱动电路配置在所述电动马达与 蓄电池之间并用于驱动所述电动马达,所述蓄电池是向所述电动马达供应 电力的电力供应源,
所述电动马达能够通过所述驱动电路所具有的开关元件的切换而以以 下动作模式中的至少一个动作模式动作,即:(A)全部端子间导通模 式,使所述电动马达所具有的多个通电端子之间相互导通;(B)特定端 子通电模式,确保所述多个通电端子中的一个端子与所述蓄电池的高电位 侧端子和低电位侧端子中的一者导通,该一个端子根据所述电动马达的动 作位置而改变;(C)全部端子断开模式,使所述多个通电端子全部断 开;
所述电力供应禁止控制是决定为所述至少一个动作模式中的某个动作 模式而执行的控制。

说明书全文

技术领域

发明涉及设置有能够可控制地改变阻尼系数的液压式振动吸收器 (以下,有时简称为“减振器”)和可控制地产生使簧上部件和簧下部件 接近或分离的的装置的车辆用悬架系统

背景技术

近年来,开始研究如以下专利文献所记载的车辆用悬架系统,具体地 说即与悬架弹簧和减振器并列地设置了接近分离力产生装置的系统,该接 近分离力产生装置根据电磁式执行器的动作而可控制地产生使簧上部件和 簧下部件接近或分离的力(以下,有时称为“接近分离力”)。在该系统 中,通过使上述接近分离力作为抑制车身侧倾的侧倾抑制力而发挥作用, 能够抑制车身的侧倾。
专利文献1:日本专利文献特开2002-218778号公报
专利文献2:日本专利文献特开2002-211224号公报;
专利文献3:日本专利文献特开2006-82751号公报。

发明内容

(A)发明的概要
上述专利文献所记载的车辆用悬架系统刚刚开始开发,因此尚处于开 发阶段,还留有很多改良的余地。因此,考虑通过进行各种改良来提高该 系统的实用性。本发明是鉴于上述实际情况而完成的,其目的在于提供一 种实用性高的车辆用悬架系统。
为了解决上述问题,本发明的车辆用悬架系统是彼此并列地配置有 (a)悬架弹簧、(b)减振器、(c)接近分离力产生装置的系统,所述减 振器产生大小与簧上绝对速度减去簧下绝对速度而得到的簧上簧下速度差 相对应的阻尼力,并且可控制地改变作为该阻尼力的大小的基准的阻尼系 数,所述接近分离力产生装置对簧上部件和簧下部件可控制地产生接近分 离力,所述车辆用悬架系统能够执行所谓的天钩式减振器控制,该天钩式 减振器控制产生作为大小与簧上绝对速度相对应的对簧上部件的振动的阻 尼力的接近分离力,并且,所述车辆用悬架系统能够执行阻尼系数增大控 制,该阻尼系数增大控制使减振器的阻尼系数在簧上绝对速度的符号和簧 上簧下速度差的符号相同的情况下为比簧上绝对速度的符号和簧上簧下速 度差的符号不同时的减振器的阻尼系数大的阻尼系数。
在本发明的车辆用悬架系统中,根据簧上绝对速度的符号、即簧上部 件的动作方向来决定接近分离力产生装置应产生的接近分离力的方向(以 下,有时称为“接近分离力方向”),根据簧上簧下速度差的符号、即簧 上部件和簧下部件的相对动作的方向来决定减振器产生的阻尼力(以下, 有时称为“减振器阻力”,以与接近分离力产生装置产生的阻尼力相区 别)的方向(以下,有时称为“减振器阻力方向”)。根据本发明的系 统,能够在接近分离力方向和减振器阻力方向相同的情况下和不同的情况 下改变减振器的阻尼系数,因此能够在减振器与接近分离力产生装置的恰 当的协作下有效地使簧上振动衰减。
(B)发明的方式
以下,在本申请中例示了认为可以请求授予专利权的发明(以下,有 时称为“可主张权利的发明)的几个方式,对这些方式进行说明。各方式 与权利要求相同地区分为项,对各项进行了编号,并根据需要以引用其他 项的编号的方式进行了记载。这说到底是为了使可主张权利的发明容易理 解,而不是将构成这些发明的构成要素的组合限定为以下各项所记载的方 式。即,可主张权利的发明应参考各项所附的记载、实施方式的记载等来 进行解释,在遵循该解释的限度内,在各项方式中增加了其他的构成要素 的方式和从各项的方式中删除了构成要素的方式也可以成为可主张权利的 发明的一个方式。在以下的各项中,(1)项至(31)项分别相当于权利 要求1至权利要求31的各项权利要求。
(1)一种车辆用悬架系统,包括:
悬架弹簧,配置在簧上部件与簧下部件之间,弹性地连结簧上部件和 簧下部件;
液压式减振器,与所述悬架弹簧并列地配置,对所述簧上部件和所述 簧下部件的相对动作产生大小与簧上绝对速度减去簧下绝对速度而得到的 簧上簧下速度差相对应的阻尼力,并且具有改变阻尼系数的阻尼系数变更 机构,所述阻尼系数表示用于产生所述阻尼力的该液压式减振器自身的能 力,是该阻尼力的大小的基准;
接近分离力产生装置,与所述悬架弹簧并列地配置,具有作为动力源 的电动达,产生接近分离力,该接近分离力是依据马达力而得到的力, 并且是使所述簧上部件和所述簧下部件接近或分离的方向上的力,所述马 达力是所述电动马达产生的力;以及
控制装置,具有阻尼系数控制部和接近分离力控制部,所述阻尼系数 控制部通过控制所述阻尼系数变更机构来控制所述减振器的阻尼系数,所 述接近分离力控制部通过控制所述电动马达的动作来控制所述接近分离力 产生装置产生的接近分离力;
其中,所述接近分离力控制部执行振动衰减控制,该振动衰减控制使 所述接近分离力产生装置产生作为大小与簧上绝对速度相对应的对所述簧 上部件的振动的阻尼力的接近分离力,并且所述阻尼系数控制部执行阻尼 系数增大控制,该阻尼系数增大控制使所述减振器的阻尼系数在簧上绝对 速度的符号和簧上簧下速度差的符号相同时为比第一阻尼系数大的第二阻 尼系数,所述第一阻尼系数是簧上绝对速度的符号和簧上簧下速度差的符 号不同时的所述减振器的阻尼系数。
在利用上述接近分离力产生装置产生的接近分离力来执行基于所谓天 钩式减振器理论的振动衰减控制的情况下,从接近分离力产生装置的追踪 性等问题出发,难以很好地使比较高的频域的振动衰减的可能性大。因 此,期望由减振器来担负高频域的振动衰减,为此,为了降低高频域的振 动从簧下部件向簧上部件传递的振动传递性,优选减小减振器的阻尼系 数。另外,由于减振器阻力会影响基于接近分离力产生装置的振动衰减控 制,因此从该观点出发也期望减小减振器的阻尼系数。另一方面,在考虑 了接近分离力产生装置的电力消耗的情况下,如果增大减振器阻力,则能 够降低该装置的电力消耗。具体地说,在减振器阻力方向和接近分离力方 向不同的情况下,减振器阻力不会有助于接近分离力,但是在这些方向相 同的情况下能够减小接近分离力,因此在该情况下能够降低接近分离力产 生装置的电力消耗。
在本项的方式中,在接近分离力方向和减振器阻力方向相同的情况 下、即在簧上绝对速度的符号和簧上簧下速度差的符号相同的情况下,与 这些符号不同的情况下的减振器的阻尼系数相比,增大减振器的阻尼系 数,使减振器阻力变大。根据本项的方式,在接近分离力方向和减振器阻 力方向相同的情况下,例如能够减小减振器阻力对振动衰减控制的影响, 在接近分离力方向和减振器阻力方向不同的情况下,例如能够降低接近分 离力产生装置的电力消耗。即,在本项的方式中,在接近分离力方向和减 振器阻力方向相同的情况下和不同的情况下使减振器的阻尼特性改变,由 此使减振器与接近分离力产生装置恰当地协作,从而能够有效地使簧上部 件的振动衰减。
对于本项记载的“阻尼系数增大控制”来说,既可以在簧上绝对速度 的符号和簧上簧下速度差的符号相同的情况下就一定执行该“阻尼系数增 大控制”,也可以在簧上绝对速度的符号和簧上簧下速度差的符号相同的 情况下以满足其他的条件为条件来执行该“阻尼系数增大控制”。本项记 载的“阻尼系数变更机构”既可以连续地改变阻尼系数,也可以在阶段性 地设定了的两个以上的值之间改变阻尼系数。本项记载的“第一阻尼系 数”和“第二阻尼系数”既可以被设定为固定的值、即不变化的恒定值, 也可以是变化的值。对本项记载的“减振器”的具体构造没有特殊的限 定,例如可以采用以往通常采用的油压式减振器。
本项所说的“簧上部件”也可以称为“车辆的簧上部”,例如广泛地 意味着被悬架弹簧支承的车身的部分。另外,“簧下部件”也可以称为 “车辆的簧下部”,例如广泛地意味着悬架臂等与车轮一起上下运动的车 辆的构成要素。对“悬架弹簧”的具体的结构没有特殊的限定,例如可以 广泛地采用螺旋弹簧、空气弹簧等各种构造的弹簧。另外,接近分离力产 生装置作为动力源而具有的“电动马达”既可以是旋转马达,也可以是线 性马达。
(2)如(1)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部还执行车身姿势控制,该车身姿势控制使所述 接近分离力产生装置产生作为侧倾抑制力和前后颠簸抑制力中的至少一者 的接近分离力,所述侧倾抑制力抑制车身的侧倾,所述前后颠簸抑制力抑 制车身的前后颠簸。
通过如本项的方式那样抑制伴随着车身的侧倾而产生的车身的姿势变 化和伴随着车身的前后颠簸而产生的车身的姿势变化中的至少一者,能够 进一步提高乘坐感等。
(3)如(1)项或(2)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将簧上绝对速度小于等于设定阈速度作为条件来 执行所述阻尼系数增大控制。
从降低接近分离力产生装置的电力消耗的观点出发,在簧上绝对速度 的符号和簧上簧下速度差的符号相同的情况下,优选总是增大减振器的阻 尼系数。但是,簧上绝对速度越高,产生簧上共振点或者其附近的频率的 振动、即比较低的频率的振动的可能性越高,有时要求考虑对于比较低的 频域的振动的车轮的道路附着性。阻尼系数越大,对于比较低的频域的振 动的车轮的道路附着性越低。因此,本项的方式是将簧上绝对速度作为参 数而限制了阻尼系数增大控制的执行的方式,根据本项的方式,能够执行 考虑了对于比较低的频域的振动的车身的道路附着性。
(4)如(1)项至(3)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将簧上簧下速度差大于等于设定速度差作为条件 来执行所述阻尼系数增大控制。
如上所述,从减小减振器阻力对基于天钩式减振器理论的振动衰减控 制的影响的观点等出发,优选使减振器阻力小。另一方面,簧上簧下速度 差越大,产生比较高的频率的振动的可能性越高,如果考虑对于高频的振 动的车轮的道路附着性,则优选簧上簧下速度差越大则使阻尼系数越高。 本项的方式是将簧上簧下速度差作为参数来限制阻尼系数增大控制的执行 的方式,在本项的方式中,通过将簧上簧下速度差大于等于设定速度差作 为条件来执行阻尼系数增大控制,能够提高对于比较高的频域的振动的车 轮的道路附着性,并且能够有效地抑制对上述振动衰减控制的影响。
(5)如(1)项至(4)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将电池的充电量小于等于设定阈充电量作为条 件来执行所述阻尼系数增大控制,所述蓄电池是向所述电动马达供应电力 的电力供应源。
在蓄电池的充电量(电能的余量)少这样的情况下,优选抑制电动马 达的电力消耗,因此优选降低接近分离力。相反在蓄电池的充电量多的情 况下,降低接近分离力的必要性低。因此,仅在蓄电池的充电量少的情况 下执行阻尼力增大控制以产生大的减振器阻力,在充电量多的情况下,例 如从减小减振器阻力对基于天钩式减振器理论的振动衰减控制的影响的观 点、比较高的频率的振动从簧下部件向簧上部件传递的传递性的观点等出 发,优选形成为阻尼系数小的状态。本项的方式是将蓄电池的充电量作为 参数来限制阻尼力增大控制的执行的方式,根据本项的方式,例如能够满 足降低电力消耗的要求,并且有效地抑制了减振器阻力对振动衰减控制的 影响和比较高的频域的振动的传递。
(6)如(1)项至(5)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数控制部将所述接近分离力产生装置产生的接近分离力大 于等于设定阈接近分离力作为条件来执行所述阻尼系数增大控制。
由于电动马达的能力、接近分离力产生装置的构造上的原因等,接近 分离力产生装置产生的接近分离力存在上限,有时仅通过接近分离力产生 装置无法产生足够的接近分离力。另外,在产生接近于该上限的接近分离 力这样的情况下,认为接近分离力产生装置、特别是电动马达会承受大的 负担,因此从该观点出发,优选降低接近分离力。本项的方式是将接近分 离力作为参数来限制阻尼力增大控制的执行的方式,根据本项的方式,例 如能够在接近分离力产生装置必须产生比较大的接近分离力的情况下通过 减振器阻力来有效地弥补接近分离力,并且有效地抑制了振动衰减控制中 的减振器阻力的影响和比较高的频域的振动的传递。
在本项记载的车辆用悬架系统中,接近分离力是依据电动马达产生的 力而产生的,因此认为与电动马达的动作量、向电动马达供应的供应电力 等相对应。因此,在实际的控制中,通过电动马达的动作量大于等于设定 阈动作量、与应产生的接近分离力相对应的向电动马达供应的供应电力大 于等于设定阈供应电力等来判断“接近分离力大于等于设定阈接近分离力 的情况”并根据该判断的结果来执行阻尼系数增大控制即可。
(7)如(1)项至(6)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制。
如果在阻尼系数增大控制中第二阻尼系数为恒定值,则对执行细微的 控制不利。另外,如果第一阻尼系数与第二阻尼系数之差大,则在它们的 切换中无法进行顺畅的控制,有可能会给乘客带来不适感。根据本项的方 式,能够对振动衰减力进行细微的、换言之即微妙的控制。另外,例如如 果按照逐渐地在第一阻尼系数与第二阻尼系数之间进行切换的方式使第二 阻尼系数改变,则能够执行顺畅的控制。本项的方式既可以是第二阻尼系 数的值连续地改变这样的方式,另外也可以是阶段性地改变这样的方式。
(8)如(7)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在簧上绝对 速度低的情况下比在簧上绝对速度高的情况下大的方式而改变的控制。
(9)如(7)项或(8)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在簧上簧下 速度差大的情况下比在簧上簧下速度差小的情况下大的方式而改变的控 制。
(10)如(7)项至(9)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在蓄电池的 充电量少的情况下比在所述充电量多的情况下大的方式而改变的控制,所 述蓄电池是向所述电动马达供应电力的电力供应源。
(11)如(7)项至(10)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小按照在所述接近 分离力产生装置产生的接近分离力大的情况下比在所述接近分离力小的情 况下大的方式而改变的控制。
上述四个方式是在阻尼系数增大控制中限定了使第二阻尼系数的大小 改变时的参数和与该参数相对应的第二阻尼系数的改变方式的方式。四项 的各自的参数与在前面说明了的限制阻尼系数增大控制的四个方式中使用 的参数相同。因此,优选使上述四项分别与前面说明了的四个方式中的、 参数为相同的参数的方式组合。
在上述四个方式中,在根据簧上绝对速度而使第二阻尼系数改变的方 式中考虑了对于比较低的频域的振动的车轮的道路附着性,在根据簧上簧 下速度差而使第二阻尼系数改变的方式中考虑了对于比较高的频域的振动 的车轮的道路附着性。另外,在根据充电量而使第二阻尼系数改变的方式 中,能够适当地获得电力消耗的降低与比较高的频域的振动向簧上部件传 递的传递性等的平衡,在根据接近分离力而使第二阻尼系数改变的方式 中,能够兼顾接近分离力产生装置的负担的减轻和振动抑制控制的良好 性。
(12)如(1)项至(11)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述第一阻尼系数和所述第二阻尼系数被设定成:所述减振器的阻尼 系数为所述第一阻尼系数时的对于簧下共振频率的振动的车轮的道路附着 性比所述阻尼系数为所述第二阻尼系数时的对于簧上共振频率的振动的车 轮的道路附着性高。
(13)如(1)项至(11)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制,
所述第一阻尼系数和最大第二阻尼系数被设定成:所述减振器的阻尼 系数为所述第一阻尼系数时的对于簧下共振频率的振动的车轮的道路附着 性比所述阻尼系数为所述最大第二阻尼系数时的对于簧上共振频率的振动 的车轮的道路附着性高,所述最大第二阻尼系数是最大的所述第二阻尼系 数。
上述两项的方式是对第一阻尼系数、第二阻尼系数或最大第二阻尼系 数的设定施加了限定的方式。例如如果考虑簧上共振频域的振动从簧下部 件向簧上部件传递的传递性,则优选使减振器的阻尼系数尽量地大,另一 方面如果考虑比较高的频域的振动的传递性,则优选使减振器的阻尼系数 尽量地小。另一方面,阻尼系数越大,对于比较低的频域的振动的车轮的 道路附着性越低,阻尼系数越小,对于比较高的频域的振动的车轮的道路 附着性越低。并且,如果考虑对于比较高的频率的振动的接近分离力产生 装置的控制的追踪性,则优选使减振器的阻尼系数尽量地小,相反如果考 虑利用了减振器阻力而实现的接近分离力产生装置的消耗电力的降低,则 优选使第二阻尼系数尽量地大。
上述两项的方式是综合考虑了以上的情况而恰当地设定了第一阻尼系 数的值、第二阻尼系数或最大第二阻尼系数的值的方式。根据上述两项的 方式,在阻尼系数增大控制中,例如能够在不大幅降低对于接近分离力产 生装置难以应对的比较高的频域的振动的车轮的道路附着性的情况下降低 接近分离力产生装置的电力消耗。
(14)如(1)项至(13)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述接近分离力控制部在由所述阻尼系数控制部执行所述阻尼系数增 大控制的情况下执行降低所述接近分离力产生装置产生的接近分离力的接 近分离力降低控制。
(15)如(14)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力降低控制是降低所述接近分离力产生装置在所述振动 衰减控制中作为阻尼力而产生的接近分离力的控制。
(16)如(14)项或(15)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制,
所述接近分离力降低控制是使所述接近分离力产生装置产生的接近分 离力在所述第二阻尼系数大的情况下比在所述第二阻尼系数小的情况下小 的控制。
如上所述,在执行阻尼系数增大控制的情况下,接近分离力方向和减 振器阻力方向为相同的方向,另外减振器能够在阻尼系数大的情况下比在 阻尼系数小的情况下产生大的阻尼力。因此,根据上述三项的方式,能够 在执行阻尼系数增大控制时降低接近分离力,根据这些项的方式,能够有 效地降低电动马达的电力消耗。
上述三项中的第二项的方式是将降低的接近分离力限定成振动衰减控 制中的作为阻尼力而产生的接近分离力的方式。由于减振器阻力作为对簧 上簧下相对振动的阻尼力而发挥作用,因此根据该项的方式,例如能够恰 当地执行振动衰减控制。另外,在上述三项中的最后一项的方式中,使接 近分离力和减振器阻力相对地改变,因此根据该项的方式,能够有效地降 低接近分离力产生装置的电力消耗,并且能够恰当地使接近分离力产生装 置与减振器协作,从而很好地使簧上振动衰减。
(17)如(1)项至(16)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述接近分离力控制部在由所述阻尼系数控制部执行所述阻尼系数增 大控制的情况下执行降低向所述电动马达供应的电力的供应电力降低控 制。
本项的方式是降低向接近分离力产生装置所具有的电动马达供应的供 应电力的方式。根据本项记载的方式,能够降低接近分离力产生装置的电 力消耗。通过前面说明了的接近分离力降低控制,也能够降低接近分离力 产生装置的电力消耗,因此可以认为接近分离力降低控制是本供应电力降 低控制的一个方式。
(18)如(17)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述供应电力降低控制是禁止向所述电动马达供应电力的电力供应禁 止控制。
根据本项记载的方式,由于在执行阻尼系数增大控制时禁止向电动马 达供应电力,因此能够实现省电特性非常优良的悬架系统。
(19)如(18)项所述的车辆用悬架系统,其中,
该车辆用悬架系统包括驱动电路,该驱动电路配置在所述电动马达与 蓄电池之间并用于驱动所述电动马达,所述蓄电池是向所述电动马达供应 电力的电力供应源,
所述电动马达能够通过所述驱动电路所具有的开关元件的切换而以以 下动作模式中的至少一个动作模式动作,即:(A)全部端子间导通模 式,使所述电动马达所具有的多个通电端子之间相互导通;(B)特定端 子通电模式,确保所述多个通电端子中的一个端子与所述蓄电池的高电位 侧端子和低电位侧端子中的一者导通,该一个端子根据所述电动马达的动 作位置而改变;(C)全部端子断开模式,使所述多个通电端子全部断 开;
所述电力供应禁止控制是决定为所述至少一个动作模式中的某个动作 模式而执行的控制。
本项所说的“电动马达的动作模式”依存于电动马达的通电方式,例 如在该电动马达被逆变器等驱动电路驱动的情况下依存于该驱动电路所具 有的开关元件的切换状态。具体地说,依存于与电动马达的多个通电端子 相互之间的导通或非导通,这多个通电端子与电源所具有的高电位侧端 子、低电位侧端子的导通或非导通相关的方式为何种方式。能够利用切换 电动马达的各相的通电端子与电源的高电位侧端子或低电位侧端子的连接 的开关元件来决定对电动马达的通电方式。具体地说,在从电源向电动马 达供应电力的情况下,例如为以下通电方式:使一个通电端子和其他的通 电端子分别与电源的高电位侧端子和低电位侧端子导通,根据电动马达的 动作位置而依次改变该导通的通电端子。并且,能够通过例如对介于高电 位侧端子和低电位侧端子中的一者与跟该一者导通的通电端子之间的开关 元件执行PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)控制并改变该控制 中的占空比来改变供应电力量(以下,有时将实现这样的通电方式的动作 模式称为“控制通电模式”)。在本项中例举的三个动作模式均是不从电 源向电动马达供应电力的动作模式,在电动马达由于外部输入而动作的情 况下,电动马达的特性、具体地说与电动马达产生的马达力相关的特性根 据为何种动作模式而不同。
在“全部端子间导通模式”中,多个通电端子相互导通,在电动马达 由于外部输入而动作的情况下,电动马达会产生比较大的电动势。在通电 端子相互短路的情况下,会产生最大的电动势,在该动作模式下会产生作 为比较大的阻尼力的接近分离力。大致来讲,可以认为“全部端子断开模 式”是使电动马达的各相成为断开(open)的状态的动作模式。在本动作 模式下,几乎不产生上述电动势(根据驱动电路的构造,也可以产生电动 势),几乎不产生马达力或者即使产生也比较小。因此,如果采用本模 式,则接近分离力产生装置成为对由于外部输入而产生的动作只产生比较 小的阻力的状态。“特定端子通电模式”是在上述控制通电模式中实现使 PWM控制的占空比为0的通电方式的动作模式。在该动作模式下,当由 于外部输入而动作时会产生某种程度的电动势,此时的马达力为全部端子 间导通模式和全部端子断开模式的中间的大小。因此,在本动作模式下会 产生中间的接近分离力。
根据本项的方式,在禁止向电动马达供应电力的情况下,在上述三个 中的某个动作模式下使电动马达动作,因此会获得与所采用的动作模式相 对应的电动马达的特性,与该动作模式相对应的接近分离力作为对由于外 部输入而产生的簧上部件和簧下部件的相对动作的阻力而发挥作用。遵循 本项的方式的悬架系统未必要求设定三个动作模式。既可以是仅设定了三 个动作模式中的一个动作模式的结构,另外也可以是设定了两个以上并根 据某种条件来选择这两个以上的动作模式中的一个动作模式的结构。如果 使依据上述电动势产生的发电电力再生而蓄存在蓄电池中,则能够进一步 减少电力消耗。
(20)如(19)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述阻尼系数增大控制是使所述第二阻尼系数的大小改变的控制,
所述电力供应禁止控制是在所述第二阻尼系数比较大的情况下决定为 所述全部端子断开模式、在所述第二阻尼系数比较小的情况下决定为所述 全部端子间导通模式而执行的控制。
如上所述,在当进行阻尼系数增大控制时使第二阻尼系数可变的情况 下,阻尼系数越大,减振器越能够产生大的减振器阻力。本项的方式考虑 了该情况,使得在减振器的阻尼系数比较大、从而产生比较大的减振器阻 力这样的情况下依据上述电动势而产生的阻力比较小,另一方面在减振器 的阻尼系数比较小、从而产生比较小的减振器阻力这样的情况下依据上述 电动势而产生的阻力比较大。因此,根据本项的方式,即使在执行阻尼系 数增大控制时禁止向电动马达供应电力,例如也能够恰当地使接近分离力 产生装置与减振器协作。
(21)如(20)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述电力供应禁止控制是在所述第二阻尼系数处于比较大的情况和比 较小的情况的中间的情况下决定为所述特定端子通电模式而执行的控制。
如上所述,在动作模式采用了特定端子通电模式的情况下,簧上部件 和簧下部件由于外部输入而进行相对动作时的阻力为全部端子间导通模式 的情况下的阻力和全部端子断开模式的情况下的阻力的中间的大小。因 此,根据本项的方式,能够产生中间大小的阻力,因而在不供应电力的状 态下,例如能够更恰当地使接近分离力产生装置与减振器协作。
(22)如(1)项至(21)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述接近分离力产生装置包括:
弹性体,一个端部与所述簧上部件和所述簧下部件中的一者连结;以 及
电磁式执行器,配置在该弹性体的另一个端部与所述簧上部件和所述 簧下部件中的另一者之间,连结该另一者和所述弹性体,并且将所述电动 马达作为自身的构成要素,使自身依据该电动马达产生的力而产生的力作 用在所述弹性体上,由此在使所述弹性体的变形量根据该电磁式执行器自 身的动作量而改变的同时经由所述弹性体而使该电磁式执行器自身产生的 力作为接近分离力作用在所述簧上部件和所述簧下部件上。
本项记载的方式是具体地限定了接近分离力产生装置的构造的方式。 本项记载的“接近分离力产生装置”具有使执行器的力作用在弹性体上并 使弹性体的变形量根据执行器的动作量而改变的构造。因此,在本项的方 式中,接近分离力产生装置产生的接近分离力与执行器的动作量相互对 应。本项所记载的“弹性体”是产生与变形量相对应的某种弹性力的部件 即可,例如可以采用螺旋弹簧、扭簧等各种变形方式的弹性体。
(23)如(22)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述弹性体包括:轴部,被簧上部件可旋转地保持;以及臂部,从该 轴部的一个端部与该轴部交叉而延伸,并且顶端部与所述簧下部件连结,
所述执行器被固定在车身上,并且通过自身产生的力使所述轴部绕该 轴部的轴线旋转。
本项的方式是进一步具体地限定了接近分离力产生装置的构造的方 式。本项的方式中的“弹性体”的轴部和臂部中的至少一者具有作为弹性 体的功能即可。例如,轴部可以具有作为扭簧的功能,也可以通过臂部弯 曲而使臂部具有作为弹簧的功能。上述弹性体可以是轴部和臂部为不同的 部件并使它们结合起来的部件,也可以是作为它们一体化而形成的一个部 件而构成的部件。
(24)如(22)项或(23)项所述的车辆用悬架系统,其中,在将外 部输入相对于抵抗该外部输入而使所述执行器动作所需要的马达力的比率 定义为所述执行器的正效率、将用于使所述执行器未由于外部输入而动作 所需要的马达力相对于该外部输入的比率定义为所述执行器的逆效率、将 所述正效率与所述逆效率之积定义为正逆效率积的情况下,
所述执行器为具有小于等于1/2的正逆效率积的构造。
可以认为本项所说的“正逆效率积”能够考虑抵抗某种大小的外部输 入而使执行器动作所需要的马达力与用于使执行器未由于该外部输入而动 作所需要的马达力之比,正逆效率积越小,执行器越难以由于外部输入而 动作。
(25)如(22)项至(24)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述执行器为具有对所述电动马达的动作进行减速的减速器、并且被 该减速器减速了的动作成为自身的动作的构造,所述减速器的减速比小于 等于1/100。
本项的方式是采用减速比比较高(意味着执行器的动作量相对于电动 马达的动作量小)的执行器的方式。在采用减速比高的减速器的情况下, 一般可以认为上述正逆效率积的值小。从该观点出发,可以认为本项的方 式是采用正逆效率积比较小的执行器的方式中的一种。如果提高减速器的 减速比,则能够使电动马达小型化。另外,在执行器由于外部输入而动作 的情况下,减速比越高,电动马达的动作速度越快,因此如果提高减速 比,则电动马达由于外部输入而动作时产生的电动势变高,例如依据该电 动势而产生的发电电力变大。因此,如果形成为能够使该发电电力再生的 系统,则从电力消耗的观点来看能够构建优良的系统。
(26)如(22)项至(25)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述接近分离力控制部决定目标动作量,并控制所述电动马达的动作 以使实际动作量成为所述目标动作量,所述目标动作量是与所述接近分离 力产生装置应产生的接近分离力相对应的所述执行器的动作量,所述实际 动作量是所述执行器的实际的动作量。
本项记载的方式是通过将执行器的动作量作为直接的控制对象的控制 (所谓的位置控制)而在控制接近分离力时对电动马达进行控制的方式。 在本项所采用的悬架系统中,如上所述,能够决定与应产生的接近分离力 相对应的执行器的动作量。因此,在这样的悬架系统中,本项的方式是优 选的方式。
(27)如(26)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部执行车身姿势控制,该车身姿势控制使所述接 近分离力产生装置产生作为侧倾抑制力和前后颠簸抑制力中的至少一者的 接近分离力,并且所述接近分离力控制部根据在所述振动衰减控制中应产 生的接近分离力与在所述车身姿势控制中应产生的接近分离力之和来决定 所述目标动作量,所述侧倾抑制力抑制车身的侧倾,所述前后颠簸抑制力 抑制车身的前后颠簸。
本项的方式为以下方式:在利用接近分离力产生装置产生的接近分离 力来同时执行振动衰减控制和车身姿势控制的方式中,对作为控制接近分 离力时的直接的对象的执行器的动作量的决定方法进行了限定。
(28)如(26)项或(27)项所述的车辆用悬架系统,其中,
所述接近分离力控制部根据所述实际动作量相对于所述目标动作量的 偏差来决定对所述电动马达的目标供应电力,并根据该目标供应电力来控 制所述电动马达的动作,所述目标供应电力至少包括与所述偏差相对应的 供应电力分量和与所述偏差的积分相对应的供应电力分量。
本项记载的方式是通过根据执行器的动作量而进行的反馈控制中的所 谓PI控制或PDI控制而在控制接近分离力时对电动马达进行控制的方 式。可以认为“与偏差的积分相对应的供应电力分量”、即积分项分量是 用于防止在外部输入的作用下由该外部输入而引起执行器的动作量发生变 动的分量。因此,根据本项的方式,在外部输入的作用下,当将执行器的 动作量作为直接的控制对象时,能够恰当地控制接近分离力产生装置。
(29)如(1)项至(28)项中任一项所述的车辆用悬架系统,其 中,
所述接近分离力控制部执行簧上变位抑制控制,该簧上变位抑制控制 使所述接近分离力产生装置产生作为以下力的接近分离力,所述力是抑制 所述簧上部件的振动的力,并且是大小与所述簧上部件向上下方向变位的 变位量相对应的、抑制所述簧上部件向上下方向变位的力。
本项记载的“簧上变位抑制控制”是基于所谓天钩式弹簧理论的控 制。根据本项的方式,能够根据天钩式减振器理论而使簧上振动衰减,并 且能够根据天钩式弹簧理论来抑制簧上部件的向上下方向的变位,从而能 够更有效地对簧上振动进行控制。(30)如(29)项所述的车辆用悬架系 统,其中,
所述接近分离力控制部在由所述阻尼系数控制部执行所述阻尼系数增 大控制的情况下执行降低向所述电动马达供应的电力的供应电力降低控 制,
所述供应电力降低控制是禁止向所述电动马达供应电力的电力供应禁 止控制,该电力供应禁止控制是将所述簧上部件的变位量的符号和所述簧 上部件的变位量减去所述簧下部件向上下方向变位的变位量后得到的变位 量的符号相同作为条件而被执行的控制。
本项的方式是在执行簧上变位抑制控制的情况下对电力供应禁止控制 的执行施加了限制的方式。在簧上部件的变位量和簧下部件的变位量均为 0的情况下,认为悬架弹簧的弹性力和对悬架弹簧施加的载荷处于平衡的 状态,即取得了力的平衡。如果簧上部件和簧下部件中的至少一者从该状 态发生了变位,则会导致该力的平衡被破坏。如后面将详细说明的那样, 在本项的方式中,在能够利用该力的平衡的破坏来抑制簧上部件的变位的 情况下执行电力供应禁止控制。根据本项的方式,即使禁止向电动马达供 应电力,也能够抑制簧上部件向上下方向的变位,从而能够实现在节省电 力方面优良的悬架系统。
(31)如(30)项所述的车辆用悬架系统,其中,
该车辆用悬架系统包括驱动电路,该驱动电路配置在所述电动马达与 蓄电池之间并用于驱动所述电动马达,所述蓄电池是向所述电动马达供应 电力的电力供应源,
所述电动马达能够通过所述驱动电路所具有的开关元件的切换而以以 下动作模式中的至少一个动作模式动作,即:(A)全部端子间导通模 式,使所述电动马达所具有的多个通电端子之间相互导通;(B)特定端 子通电模式,确保所述多个通电端子中的一个端子与所述蓄电池的高电位 侧端子和低电位侧端子中的一者导通,该一个端子根据所述电动马达的动 作位置而改变;(C)全部端子断开模式,使所述多个通电端子全部断 开;
所述电力供应禁止控制是决定为所述至少一个动作模式中的某个动作 模式而执行的控制。
本项的方式是对执行簧上变位抑制控制的情况下的电力供应禁止控制 的执行限定了该电力供应禁止控制的具体方法的方式。由于关于“电动马 达的动作模式”的说明与前面的说明重复,因此这里予以省略。如果决定 为上述全部端子间导通模式来执行电力禁止控制,则能够对簧上部件的变 位施加比较大的阻力,从而获得大的节省电力的效果。
附图说明
图1是表示可主张权利的发明的实施方式的车辆用悬架系统的整体结 构的示意图;
图2是表示从车辆的后方观察时的图1的车辆用悬架系统所具有的悬 架装置的示意图;
图3是表示从车辆的上方观察时的图1的车辆用悬架系统所具有的悬 架装置的示意图;
图4是表示悬架装置所具有的减振器的简要的截面图;
图5是图4的减振器的简要的截面图的放大图;
图6是表示构成悬架装置所具有的调整装置的执行器的简要的截面 图;
图7是概念性地表示悬架装置的图;
图8是图1的车辆用悬架系统所具有的逆变器与图6所示的电动马达 相连接的状态下的逆变器和电动马达的电路图;
图9是表示电动马达的各动作模式下的由图7的逆变器实现的开关元 件的切换状态的表;
图10是概念性地表示实施方式的执行器的正效率和逆效率的坐标 图;
图11是简要地表示车辆的典型的一个转弯动作中的侧倾抑制力、目 标马达转、实际马达转角、比例项电流分量、积分项电流分量、目标供 应电流的随时间经过的变化的图;
图12是概念性地表示振动频率与振动从簧下部件向簧上部件传递的 传递性的关系的坐标图;
图13是概念性地表示对于簧上共振频率的振动的垂直载荷变动率与 阻尼系数的关系、以及对于簧下共振频率的振动的垂直载荷变动率与阻尼 系数的关系的坐标图;
图14是表示振动的传递性和车轮的道路附着性与阻尼系数的关系的 表;
图15是概念性地表示簧上簧下速度差和簧上绝对速度与阻尼系数增 大控制的执行的关系的图;
图16是表示用于在阻尼系数增大控制中决定作为目标阻尼系数的第 二阻尼系数的各种增益的坐标图;
图17是表示在接近分离力减少控制中为了减小接近分离力而使用的 增益的坐标图;
图18是表示第一减振器控制程序的流程图
图19是表示第二减振器控制程序的流程图;
图20是表示第三减振器控制程序的流程图;
图21是表示第四减振器控制程序的流程图;
图22是表示为了使第二阻尼系数阶段性地变化而使用的映射数据的 坐标图;
图23是表示第一调整装置控制程序的流程图;
图24是表示第二调整装置控制程序的流程图;
图25是表示第三调整装置控制程序的流程图;
图26是表示第四调整装置控制程序的流程图;
图27是概念性地表示在组合了第四调整装置控制程序和第一减振器 控制程序的情况下的簧上簧下速度差和簧上绝对速度与阻尼系数增大控制 和电力供应禁止控制的执行的关系的图;
图28是概念性地表示在组合了第一调整装置控制程序和第四减振器 控制程序的情况下的簧上簧下速度差和簧上绝对速度与阻尼系数增大控制 和接近分离降低控制的执行的关系的图;
图29是表示控制调整装置和减振器的控制装置的功能的框图
图30是概念性地表示在实施方式的变形方式的车辆用悬架系统中执 行簧上变位抑制控制时的簧上簧下相对变位量和簧上变位量与电力供应禁 止控制的执行的关系的图;
图31是表示在实施方式的变形方式的车辆用悬架系统中能够执行的 第五调整装置控制程序的流程图;
图32是表示在实施方式的变形方式的车辆用悬架系统中控制调整装 置和减振器的控制装置的功能的框图。

具体实施方式

以下,参照附图来详细地说明可主张权利的发明的实施方式及其变形 方式。本可主张权利的发明除了下述实施方式和变形方式以外,还能够通 过以前述的“发明的方式”部分中所记载的方式为主的各种根据本领域技 术人员的知识而进行了各种变更的方式来实施。
《车辆用悬架系统的结构》
图1示意性地表示了本实施方式的车辆用悬架系统。本系统包括:与 前后左右四个车轮相对应地设置的四个悬架装置10;以及控制这些悬架装 置10的控制装置。以下,将本悬架系统的结构分为悬架装置的结构和控 制装置的结构来进行说明。
i)悬架装置的结构
本系统中的悬架装置10的结构上的特征在于具有能够调整车身与车 轮的距离(以下,有时称为“车身车轮间距离”)的车身车轮间距离调整 装置(以下,有时称为“调整装置”)20。该调整装置20分别包括大致 呈L字形状的L字形杆22和使该杆22旋转的执行器26。另外,认为与作 为转向轮的前轮相对应的悬架装置10和与作为非转向轮的后轮相对应的 悬架装置10除了能够使车轮转向的机构以外具有大致相同的结构,因此 考虑到说明的简化而以与后轮相对应的悬架装置10为代表来进行说明。
如图2、图3所示,悬架装置10是独立悬架式的装置,并且是多联杆 式悬架装置。悬架装置10包括作为悬架臂的第一上臂40、第二上臂42、 第一下臂44、第二下臂46、以及束(toe)控制臂48。五个臂40、42、 44、46、48的各自的一个端部与车身可转动地连结,另一个端部与车轴架 (axle carrier)50可转动地连结,该车轴架50可旋转地保持车轮。该车轴 架50通过这五个臂40、42、44、46、48而可以相对于车身沿固定的轨迹 上下移动。
悬架装置10包括作为悬架弹簧的螺旋弹簧51和振动吸收器(以下, 有时简称为“减振器”)52,它们相互并列地配置在作为簧上部件的支座 部54与作为簧下部件的第二下臂46之间,所述支座部54设置在作为车身 的一部分的轮胎罩上。
如图4所示,减振器52包括:壳体60,与第二下臂46连结,容纳工 作液,大致为筒状;活塞62,液密并可滑动地嵌合到该壳体60的内部; 以及活塞杆64,下端部与该活塞62连结,上端部从壳体60的上方延伸出 来。活塞杆64贯穿设置在壳体60的上部的盖部66,经由密封件68与该 盖部66滑动接触。另外,壳体60的内部被活塞62分成存在于活塞62的 上方的上室70和存在于活塞62的下方的下室72。
减振器52还包括电动马达74。电动马达74被固定、容纳在马达壳 76内,并且通过该马达壳76的突边部被固定在支座部54的上表面侧而相 对于支座部54被固定。另外,在马达壳76的突边部还固定有活塞杆64的 上端的凸缘部,通过这样的构造,活塞杆64相对于支座部54被固定。该 活塞杆64为中空状,具有贯穿其内部的贯穿孔77。如后面将详细说明的 那样,调整杆78可在轴线方向上进行移动地插入到该贯穿孔77中,调整 杆78的上端部与电动马达74连结。详细地说,在电动马达74的下方设置 有动作转换机构79,该动作转换机构79将电动马达74的旋转转换成向轴 线方向的移动,调整杆78的上端部与该动作转换机构79连结。通过这样 的构造,一旦使电动马达74动作,则调整杆78会在轴线方向上移动。在 马达壳76内设置有用于检测电动马达74的转角的马达转角传感器80。马 达转角传感器80以编码器为主体,被用于对电动马达74的控制上,即被 用于对调整杆78的位置控制上。
如图5所示,壳体60包括外筒81和内筒82,在外筒81和内筒82之 间形成有缓冲室84。活塞62液密并可滑动地嵌入到该内筒82内。在该活 塞62上设置有在轴线方向上贯穿而使上室70与下室72连接的多个连接通 路86(在图5中图示了两个)。在活塞62的下表面上,与该下表面相接 触地配置有由弹性材料制造的呈圆形的板88,连接通路86的下室72侧 的开口被该阀板88封闭。另外,在活塞62上,在活塞62的半径方向上与 上述连接通路86不同的位置处设置有多个连接通路90(在图5中图示了 两个)。在活塞62的上表面上,与该上表面相接触地配置有由弹性材料 制造的呈圆形的阀板92,连接通路90的上室70侧的开口被该阀板92封 闭。该连接通路90设置在比连接通路86靠外周侧并离开了阀板88的位置 处,该连接通路90始终与下室72连通。另外,通过在阀板92上设置开口 94,连接通路86的上室70侧的开口不被封闭,连接通路86始终与上室 70连通。并且,下室72与缓冲室84连通,在下室72与缓冲室84之间设 置有座阀(base valve)体96,在该座阀体96上设置有与活塞62相同的连 接通路、阀板。
活塞杆64的内部的贯穿孔77具有大径部98和向大径部98的下方延 伸的小径部100,在该贯穿孔77的大径部98与小径部100的边界部分形 成有台阶面102。在该台阶面102的上方设置有使上室70与通路77连接 的连接通路104。通过该连接通路104和贯穿孔77使上室70与下室72连 通。另外,上述调整杆78从活塞杆64的上端部插入到贯穿孔77的大径部 98中。该调整杆78的下端部为形成为圆锥状的圆锥部106,该圆锥部106 的顶端部能够进入到通路77的小径部100中,在圆锥部106与通路77的 台阶面102之间形成有间隙108。顺便说一下,调整杆78的外径比通路 77的小径部100的内径大。在比贯穿孔77内的连接通路104靠上方的位 置处,在贯穿孔77的内周面与调整杆78的外周面之间设置有密封件 109,使得工作液不会流出到贯穿孔77的上方。
通过上述那样的构造,例如在使活塞62向上方移动的情况下、即在 使减振器52伸开的情况下,上室70内的工作液的一部分通过连接通路86 和贯穿孔77的间隙108流向下室72,并且缓冲室84的工作液的一部分通 过座阀体96的连接通路流入到下室72中。此时,由于工作液使阀板88弯 曲而流入到下室72内、工作液使座阀体96的阀板弯曲而流入到下室72 内、以及工作液通过贯穿孔77内的间隙108,活塞62向上方的移动被施 加阻力,通过该阻力而产生对该移动的阻尼力。另外,相反在使活塞62 在壳体60内向下方移动的情况下,即在使减振器52收缩的情况下,下室 72内的工作液的一部分通过连接通路90和贯穿孔77的间隙108而从下室 72流向上室70,并且通过座阀体96的连接通路流出到缓冲室84中。此 时,由于工作液使阀板92弯曲而流入到上室70内、工作液使座阀体96的 阀板弯曲而流入到上室70内、以及工作液通过贯穿孔77内的间隙108, 活塞62向下方的移动被施加阻力,通过该阻力而产生对该移动的阻尼 力。即,减振器52具有对作为簧上部件的车身的支座部54和作为簧下部 件的第二下臂46的相对动作产生阻尼力的构造。
另外,如上所述,调整杆78能够通过电动马达74的动作而在轴线方 向上进行移动,并能够使贯穿孔77的间隙108的大小(宽度)改变。如 上所述,当工作液通过该间隙108时,活塞62的向上下方向的动作被施 加阻力,该阻力的大小根据间隙108的大小而改变。因此,减振器52具 有以下构造:通过电动马达74的动作使调整杆78在轴线方向上进行移 动,改变该间隙108,由此能够改变对簧上部件和簧下部件的相对动作的 阻尼特性、换言之即所谓的阻尼系数。更详细地说,控制电动马达74以 使其转角成为与减振器52应具有的阻尼系数相对应的转角,从而改变减 振器52的阻尼系数。本减振器52通过形成为上述结构而具有由电动马达 74、贯穿孔77、调整杆78、连接通路104等构成的阻尼系数变更机构。
在壳体60的外周部设置有环状的下部保持器110,在支座部54的下 表面侧经由防振橡胶112附设有环状的上部保持器114。螺旋弹簧51在被 夹持在下部保持器110与上部保持器114之间的状态下被这些下部保持器 110和上部保持器114支承。在活塞杆64的容纳在上室70内的部分的外 周部固定地设置有环状部件116,在该环状部件116的上表面粘贴有环状 的缓冲橡胶118。在车身和车轮在分离的方向(以下,有时称为“回弹 (rebound)方向”)上以某种程度进行了相对移动的情况下,环状部件 116经由缓冲橡胶118与壳体60的盖部66的下表面抵接,相反在车身和 车轮在接近的方向(以下,有时称为“缩弹(bound)方向”)以某种程 度进行了相对移动的情况下,盖部66的上表面经由防振橡胶112与活塞 杆64的突边部抵接。即,减振器52具有对于车身和车轮的接近、分离的 限制器、即所谓的缩弹限制器和回弹限制器。
下面,对调整装置20进行说明。如图2、图3所示,调整装置20所 具有的L字形杆22可以区分为大致沿车宽方向延伸的轴部130、以及与轴 部130连续并与轴部130交叉而大致向车辆后方延伸的臂部132。L字形 杆22的轴部130在靠近臂部132的位置处被固定在车身上的保持部件134 可旋转地保持在车身的下部。执行器26通过设置在执行器26的一个端部 的安装部件136而被固定在车身下部的车宽方向上的中央附近,轴部130 的端部(车宽方向上的中央侧的端部)与该执行器26连接。另一方面, 臂部132的端部(与轴部130相反侧的端部)经由联杆137与第二下臂46 连结。详细地说,在第二下臂46上设置有联杆连结部138,联杆32的一 个端部可摆动地与该联杆连结部138连结,另一个端部可摆动地与L字形 杆22的臂部132的端部连结。
如图6所示,调整装置20所具有的执行器26包括作为驱动源的电动 马达140、以及对该电动马达140的旋转进行减速后传递的减速器142。 该电动马达140和减速器142设置在作为执行器26的外壳部件的壳体144 内,该壳体144通过固定在壳体144的一个端部上的上述安装部件136而 被固定地安装在车身上。L字形杆22被配置成其轴部130从壳体144的另 一个端部延伸进入。如后面将详细说明的那样,L字形杆22的轴部130的 存在于壳体144内的部分与减速器142连接。并且,轴部130的轴向的中 间部经由衬套轴承146可旋转地被壳体144保持。
电动马达140包括:多个线圈148,沿壳体144的周壁的内表面固定 配置在一个圆周上;马达轴150,为中空状,可旋转地被壳体144保持; 以及永久磁152,面对线圈148地固定地配置在马达轴150的外周。电 动马达140是线圈148作为定子而发挥功能、永久磁铁152作为转子而发 挥功能的马达,并且是三相直流无刷马达。在壳体144内设置有马达转角 传感器154,该马达转角传感器154用于检测马达轴150的转角、即电动 马达140的转角。马达转角传感器154以编码器为主体,被用于对执行器 26的控制上,即被用于对调整装置20的控制上。
减速器142包括波发生器(wave generator)156、柔性齿轮 (flexspline)158、以及内啮合齿轮(circular spline)160,该减速器142 作为谐波齿轮机构而构成。波发生器156包括椭圆状凸轮和嵌合到该凸轮 的外周的滚珠轴承,该波发生器156被固定在马达轴150的一个端部上。 柔性齿轮158形成为周壁部可以发生弹性变形的杯状,在其周壁部的开口 侧的外周形成有多个齿(在本减速器142中为400个齿)。该柔性齿轮 158与前面说明的L字形杆22的轴部130连接并被该轴部130支承。详细 地说,L字形杆22的轴部130贯穿马达轴150,并通过在从该马达轴150 延伸出来的部分的外周面处在贯穿柔性齿轮158的底部的状态下与该底部 花键嵌合而无法相对旋转地与该底部连接。内啮合齿轮160大致形成为环 状,在其内周形成有多个齿(在本减速器142中为402个齿),该内啮合 齿轮160被固定在壳体144上。柔性齿轮158的周壁部外嵌到波发生器 156上而弹性变形为椭圆状,成为在位于椭圆的长轴方向上的两处与内啮 合齿轮160啮合、在其他的位置不啮合的状态。
通过这样的构造,当波发生器156旋转了一圈(360度)时,即当电 动马达140的马达轴150旋转了一圈时,柔性齿轮158和内啮合齿轮160 相对旋转两个齿的量。即,减速器142的减速比为1/200。1/200的减速比 是比较高的减速比(意味着执行器26的转速相对于电动马达140的转速 比较小),根据该减速比的高低,在本执行器26中能够实现电动马达140 的小型化。另外,根据该减速比,难以由于外部输入等而进行动作。
根据以上的结构,一旦电动马达140被驱动了时,通过该马达140产 生的马达力使L字形杆22旋转,使该L字形杆22的轴部130扭转。由于 该扭转而产生的扭转反作用力经由臂部132、联杆137、连杆连结部138 而传递到第二下臂46,并作为接近分离力而发挥作用,该接近分离力是将 第二下臂46的顶端部相对于车身按下或拉起的力、换言之即是使车身与 车轮上下接近或分离的方向上的力。即,执行器26产生的力、即执行器 力经由作为弹性体发挥功能的L字形杆22而作为接近分离力来发挥作 用。因此,可以认为调整装置20具有作为产生接近分离力的接近分离力 产生装置的功能,通过调整该接近分离力,能够调整车身与车轮的距离。
可以如图7那样来概念性地表示悬架装置10的结构。由图可知,在 作为包括支座部54的簧上部件的车身的一部分与包括第二下臂46等而构 成的簧下部件之间,螺旋弹簧51、减振器52、以及调整装置20彼此并列 地配置。另外,构成调整装置20的作为弹性体的L字形杆22和执行器26 直列地配置在簧上部件与簧下部件之间。换言之,L字形杆22与螺旋弹簧 51和减振器52并列地配置,在L字形杆22与车身的一部分54之间配置 有连结它们的执行器26。
如上所述,减振器52能够改变自身所产生的阻尼力的大小。详细地 说,能够改变作为所产生的阻尼力的大小的基准的阻尼系数、即自身的阻 尼力产生能力。另一方面,调整装置20产生接近分离力并能够改变该接 近分离力的大小,该接近分离力是使簧上部件与簧下部件接近、分离的方 向上的力。详细地说,执行器26在通过依据马达力而产生的执行器力使 作为弹性体的L字形杆22变形、即使L字形杆22的轴部130扭转的同时 使该执行器力经由L字形杆22而作为接近分离力作用在簧上部件和簧下 部件上。L字形杆22的变形量、即轴部130的扭转变形量与执行器26的 动作量相对应,并与执行器力相对应。接近分离力相当于由L字形杆22 的变形而产生的弹性力,因此与执行器26的动作量相对应,并与执行器 力相对应。因此,通过使执行器26的动作量和执行器力中的至少一者改 变,能够改变接近分离力。在本悬架系统中,考虑到控制的响应性等,通 过执行以执行器26的动作量为直接的控制对象的控制来控制接近分离 力。顺便说一下,执行器26的动作量与电动马达140的马达转角相对 应,因此在实际的控制中将马达转角作为直接的控制对象。
ii)控制装置的结构
如图1所示,在本系统中设置有调整装置电子控制单元(调整装置 ECU)170和减振器电子控制单元(减振器ECU)172,该调整装置电子 控制单元170对四个调整装置20进行控制,该减振器电子控制单元172对 四个减振器52进行控制。本悬架系统的控制装置包括这两个ECU170、 172而构成。
调整装置ECU170是控制各调整装置20所具有的各执行器26的动作 的控制装置,并包括作为与各执行器26所具有的电动马达140相对应的 驱动电路的四个逆变器174和以包括CPU、ROM、RAM等的计算机为主 体的调整装置控制器176。另一方面,减振器ECU172是控制减振器52所 具有的电动马达74的动作的控制装置,并包括作为驱动电路的四个逆变 器178和以包括CPU、ROM、RAM等的计算机为主体的减振器控制器 180(参照图29)。各逆变器174和各逆变器178分别经由变换器182与 蓄电池184连接,各逆变器174分别与对应的调整装置20的电动马达140 连接,各逆变器178分别与对应的减振器52的电动马达74连接。
调整装置20的执行器26所具有的电动马达140被恒压驱动,通过改 变供应的电流量来改变向电动马达140供应的电力量。通过由逆变器174 改变基于PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)的脉冲开启时间与 脉冲关闭时间之比(占空比)来改变供应的电流量。电动马达140具有能 够根据在由于外部输入而动作的情况下产生的电动势来发电的构造,逆变 器174和变换器182构成为能够使发出的电力再生而蓄存在蓄电池184 中,后面将进行详细的说明。
在调整装置控制器176上连接有以下部件等:上述马达转角传感器 154;转向传感器190,用于检测作为转向量的方向盘的操作角,该操作角 是转向操作部件的操作量;横向加速度传感器192,检测实际横向加速 度,该实际横向加速度是车身实际产生的横向加速度;前后加速度传感器 194,检测车身所产生的前后加速度;纵向加速度传感器196,设置在车身 的支座部54上,检测簧上纵向加速度;纵向加速度传感器198,设置在第 二下臂46上,检测簧下纵向加速度;以及调整装置控制程序选择开关 199,用于选择后述的调整装置控制程序。在调整装置控制器176上还连 接有作为制动系统的控制装置的制动电子控制单元(以下,有时称为“制 动ECU”)200。在制动ECU200上连接有车轮速度传感器202,该车轮 速度传感器202针对四个车轮中的每一个而设置,用于检测各个车轮的转 速。制动ECU200具有根据这些车轮速度传感器202的检测值来推定车辆 的行驶速度(以下,有时称为“车速”)的功能。调整装置控制器176根 据需要从制动ECU200取得车速。并且,调整装置控制器176还与各逆变 器174连接,通过控制各逆变器174来控制各调整装置20。在调整装置控 制器176的计算机所具有的ROM中存储有后面将说明的与各调整装置20 的控制相关的程序、各种数据等。
另一方面,在减振器控制器180上除了上述马达转角传感器80、纵向 加速度传感器196、198以外还连接有用于检测蓄电池184的充电量(被 充电的电能量的余量)的充电量传感器204、以及选择后述的减振器控制 程序的减振器控制程序选择开关206等。并且,减振器控制器180还与各 逆变器178连接,通过控制各逆变器178来控制各减振器52。在减振器控 制器180的计算机所具有的ROM中存储有后面将说明的与各减振器52的 控制相关的程序和各种数据等。顺便说一下,调整装置控制器176与减振 器控制器180相互连接而能够进行通信,并根据需要在两者之间收发与该 悬架系统的控制相关的信息、指令等。
《调整装置的电动马达的动作模式》
如图8所示,调整装置20所具有的执行器26的电动马达140是Δ接 线的三相直流无刷马达,分别与各相(U、V、W)相对应地具有通电端子 210u、210v、210w(以下有时统称为“通电端子210”)。在逆变器174 中,针对各通电端子、即各相(U、V、W)的每一个而与high(正) 侧、low(负)侧相对应地具有两个开关元件、总计具有六个开关元件 UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC的开关元件切换电路通过设置在 电动马达140上的三个霍尔元件HA、HB、HC(在图中表示为H)的检测 信号来判断转角(电角度),并根据该转角来进行六个开关元件的各自的 ON/OFF的切换。逆变器174与变换器182的高电位侧的端子212h和低电 位侧的端子2121连接。
通过控制如上构成的逆变器174的动作状态来改变电动马达140的动 作模式。在本悬架系统中,设定了四个动作模式,电动马达174以根据设 定条件等从该四个动作模式中选择出的一个动作模式而进行动作。动作模 式是根据逆变器174的开关元件的ON/OFF的切换的方式而决定的,通过 改变该切换方式来改变动作模式。
动作模式大体上可以分为两种。一种是控制通电模式,在该模式下从 蓄电池184向电动马达140供应电力。另一种是不从蓄电池184向电动马 达140供应电力的动作模式,作为该模式,在本系统中设定有备用模式、 制动模式、以及自由模式这三个模式。以下,对各动作模式进行说明。
(A)控制通电模式
参照图9来进行说明。在控制通电模式下,通过被称为所谓的120°通 电矩形波驱动的方式,根据电动马达140的转角来切换各开关元件UHC、 ULC、VHC、VLC、WHC、WLC的ON/OFF。并且,仅对存在于low侧 的各开关元件ULC、VLC、WLC执行占空控制,通过改变其占空比来改 变向电动马达140供应的供应电流量。该情况由图9中的“1*”表示。顺 便说一下,各切换元件的切换方式根据马达力的产生方向而不同,为了方 便起见,将该方向称为顺时针方向(CW方向)和逆时针方向(CCW方 向)。
如上所述,控制通电模式是能够控制电动马达140的马达力产生方向 和向电动马达140供应的供应电力量的模式,在该控制通电模式下,电动 马达140能够在任意的方向上产生大小与供应电流量相对应的马达力。因 此,能够控制调整装置20所产生的接近分离力的方向和大小。
(B)备用模式
在备用模式下,执行与马达力产生方向的指令相对应的各开关元件的 切换,但是实际上不从电源向电动马达140供应电力。如图9所示,与上 述控制通电模式相同,根据电动马达140的转角来切换各开关元件UHC、 ULC、VHC、VLC、WHC、WLC的ON/OFF。但是,与控制通电模式不 同,存在于low侧的各开关元件ULC、VLC、WLC均不进行占空控制。 详细地说,与进行占空控制以使占空比为0的状态相同,存在于low侧的 各开关元件ULC、VLC、WLC始终为OFF状态(断开状态)。因此,实 际上在本模式下为不向电动马达140供应电力的状态。该情况由图9中的 “0*”表示。具体地说,例如通过仅使各开关元件UHC、VHC、WHC、 ULC、VLC、WLC中的一个开关元件为ON状态(闭合状态),能够确保 三个通电端子210中的一个与电源的高电位侧的端子212h导通。由于进 行这样的开关元件的切换,因此可以认为本动作模式是特定端子通电模式 中的一种。备用模式也与控制通电模式相同,关于马达力产生方向,存在 CW方向、CCW方向这两个切换方式。
在备用模式下,不向电动马达140供应电力,因此无法控制电动马达 140的动作。但是,如果选择马达力产生方向相对于电动马达140的实际 的旋转方向为相反方向这样的开关元件的切换方式,则在电动马达140由 于外部输入而旋转的情况下,能够使电动马达140产生某种程度的电动 势。在该情况下,对于电动马达140的旋转会得到某种程度的制动效果, 产生对执行器26的动作的阻力。本动作模式的制动效果是介于后面将说 明的制动模式与自由模式之间的制动效果。
(C)制动模式
在制动模式下,实现了使电动马达140的各通电端子相互导通这样的 开关元件的ON/OFF状态。即,可以认为本动作模式为全部端子间导通模 式的一种。详细地说,无论电动马达140的转角如何,开关元件中的配置 在high侧、low侧中的一侧的所有开关元件维持为闭合状态,配置在high 侧、low侧中的另一侧的所有开关元件维持为断开状态。具体地说,如图 9所示,在本系统中,high侧的开关元件UHC、VHC、WHC均为ON状 态(闭合状态),low侧的开关元件ULC、VLC、WLC均为OFF状态 (断开状态)。通过这些处于ON状态的开关元件UHC、VHC、WHC, 电动马达140的各相犹如成为相互短路的状态。在这样的状态下,在电动 马达140由于外部输入而动作的情况下,会得到所谓的短路制动的效果。 因此,执行器26在由于外部输入而被强制性使得进行速度比较大的动作 的情况下,无论电动马达140的旋转方向如何,都会发挥比较大的阻力。
(D)自由模式
在自由模式下,实现了电动马达140的各通电端子210犹如被断开了 这样的开关元件的ON/OFF状态。即,可以认为本动作模式为全部端子断 开模式的一种。具体地说,如图9所示,无论电动马达140的转角如何, 开关元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC均为OFF状态(断开 状态)。由此,在本动作模式下,电动马达140几乎不产生电动势,几乎 无法获得电动马达140的制动效果,或者即使能够获得也只能得到比较小 的效果。因此,如果采用本动作模式,则在外部输入作用在执行器26上 的情况下,无论电动马达140的旋转方向如何,执行器26均会在不受太 大阻力的情况下动作。
《调整装置的执行器的正效率和逆效率》
这里,对调整装置20所具有的执行器26的效率(以下,有时称为 “执行器效率”)进行研究。执行器效率有正效率、逆效率这两种。执行 器逆效率(以下,有时简称为“逆效率”)ηN被定义为使得电动马达140 未由于某外部输入而旋转的最小的马达力相对于该外部输入的比率,另外 执行器正效率(以下,有时简称为“正效率”)ηP被定义为某外部输入相 对于抵抗该外部输入而使L字形杆22的轴部130旋转所需要的最小的马 达力的比率。即,如果将执行器力(也可以认为是执行器转矩)作为Fa、 将马达力(也可以认为是马达转矩)作为Fm,则正效率ηP、逆效率ηN可 以如下式来表示,其中该马达力是电动马达140产生的力。
正效率ηP=Fa/Fm
逆效率ηN=Fm/Fa
本执行器26的马达力-执行器力特性如图10所示,本执行器26的正 效率ηP、逆效率ηN分别相当于图中所示的正效率特性线的斜率、逆效率 特性线的斜率的倒数。由图可知,即使在产生相同大小的执行器力Fa的 情况下,在正效率特性下需要的电动马达140的马达力Fmp的值和在逆效 率特性下需要的马达力FmN的值的差异也会比较大(Fmp>FmN)。
这里,如果将正效率ηP与逆效率ηN之积定义为正逆效率积ηP·ηN, 则可以认为正逆效率积ηP·ηN是抵抗某种大小的外部输入而使执行器动 作所需要的马达力与用于使执行器未由于该外部输入而动作所需要的马达 力之比。并且,正逆效率积ηP·ηN越小,相对于在正效率特性下需要的 电动马达的马达力FmP,在逆效率特性下需要的马达力FmN越小。简而言 之,可以说正逆效率积ηP·ηN越小,执行器越难以动作。
由图10所示,本执行器26是如下的执行器:正逆效率积ηP·ηN比 较小,如果以具体的数值来说的话正逆效率积ηP·ηN为1/3,比较难以由 于外部输入而动作。由此,例如当在外部输入的作用下维持动作位置等 时,与抵抗外部输入而使执行器26动作的情况相比,能够大幅地降低电 动马达140应产生的力。由于可以认为马达力与向电动马达供应的供应电 力成比例,因此正逆效率积ηP·ηN小的本执行器26大幅地减少了电力消 耗。
《车辆用悬架系统的控制》
i)调整装置的基本的控制
在本悬架系统中,通过独立地控制各调整装置20产生的接近分离 力,能够执行每一悬架装置10的使簧上振动衰减的控制(以下,有时称 为“振动衰减控制”)、抑制车身的侧倾的控制(以下,有时称为“侧倾 抑制控制”)、抑制车身的前后颠簸的控制(以下,有时称为“前后颠簸 抑制控制”)。在本系统中,通常执行综合了这三种控制的控制。在该控 制中,在各调整装置20中,根据簧上速度、车身受到的侧倾力矩、前后 颠簸力矩等来控制电动马达140的马达转角,以产生恰当的接近分离力。 详细地说,根据簧上速度、车身受到的侧倾力矩、前后颠簸力矩等来决定 目标马达转角,并控制电动马达140以使实际的马达转角成为该目标马达 转角,所述目标马达转角是作为目标的马达转角。侧倾抑制控制和前后颠 簸抑制控制均控制车身的姿势,因此可以认为是车身姿势控制中的一种。
在本系统中,合计振动衰减控制、侧倾抑制控制、前后颠簸抑制控制 的每一控制的目标马达转角分量来决定上述目标马达转角。每一控制的分 量分别是振动衰减目标马达转角分量(振动衰减分量)θ* S、侧倾抑制目标 马达转角分量(侧倾抑制分量)θ* R、前后颠簸抑制目标马达转角分量(前 后颠簸抑制分量)θ* P。以下,分别以振动衰减控制、侧倾抑制控制、前后 颠簸抑制控制的各自的目标马达转角分量的决定方法为中心来详细地说明 振动衰减控制、侧倾抑制控制、前后颠簸抑制控制,并且详细地说明如何 根据目标马达转角来决定向上述电动马达140供应的供应电力。
在以下的说明中,关于电动马达140的马达转角θ,将基准状态下的 电动马达140的马达转角θ作为基准角(θ=0),将马达转角θ作为始自 该基准角的变位角(有时超过360°)来处理。上述基准状态是侧倾力矩、 前后颠簸力矩等实质上不作用在车身上,并且看作车身、车轮未产生振动 的状态。另外,将调整装置20在回弹方向上产生接近分离力的情况下的 马达转角θ作为+,将调整装置20在缩弹方向上产生接近分离力的情况下 的马达转角θ作为-。
a)振动衰减控制
在振动衰减控制中,作为大小与车身向上下方向移动的移动速度、即 所谓的簧上绝对速度相对应的阻尼力而产生接近分离力,执行基于所谓的 天钩式减振器理论的控制。具体地说,为了产生大小与簧上绝对速度相对 应的接近分离力,根据由设置在车身的支座部54上的纵向加速度传感器 196检测的簧上纵向加速度Gu来计算簧上绝对速度Vu,并按照下式来计 算振动衰减分量θ* S。
θ* S=Ks·Cs·Vu(Ks:增益,Cs:阻尼系数)
b)侧倾抑制控制
在侧倾抑制控制中,当车辆转弯时,根据由于该转弯而引起的侧倾力 矩,作为侧倾抑制力而分别使转弯内轮侧的调整装置20产生缩弹方向的 接近分离力,使转弯外轮侧的调整装置20产生回弹方向的接近分离力。 具体地说,首先作为表征车身受到的侧倾力矩的横向加速度,根据基于方 向盘的转向角δ和车辆行驶速度v推定出的推定横向加速度Gyc和实测出 的实际横向加速度Gyr,按照下式来决定控制横向加速度Gy*,该控制横 向加速度Gy*是被用于控制的横向加速度。
Gy*=KA·Gyc+KB·Gyr(KA、KB:增益)
然后,根据被决定了的控制横向加速度Gy*来决定侧倾抑制分量θ* R。在调 整装置ECU170的控制器176内存储有以控制横向加速度Gy*为参数的侧 倾抑制分量θ* R的映射数据,当决定侧倾抑制分量θ* R时参照该映射数据。
c)前后颠簸抑制控制
在前后颠簸抑制控制中,对于车身制动时产生的车身的急剧下降 (nose dive),根据产生该急剧下降的前后颠簸力矩,作为前后颠簸抑制 力而分别使前轮侧的调整装置20产生回弹方向的接近分离力,使后轮侧 的调整装置20产生缩弹方向的接近分离力。由此,抑制了急剧下降。另 外,对于车身加速时产生的车身的尾部下坐(squat),根据产生该尾部下 坐的前后颠簸力矩,作为前后颠簸抑制力而分别使后轮侧的调整装置20 产生回弹方向的接近分离力,使前轮侧的调整装置20产生缩弹方向的接 近分离力。在前后颠簸抑制控制中,通过这样的接近分离力,抑制了急剧 下降和尾部下坐。具体地说,作为表征车身受到的前后颠簸力矩的前后加 速度,采用实测出的实际前后加速度Gzg,根据该实际前后加速度Gzg, 按照下式来决定前后颠簸抑制分量θ* P。
θ* P=KC·Gzg(KC:增益)
d)目标供应电流的决定
如上所述,当分别决定了振动衰减分量θ* S、侧倾抑制分量θ* R、前后 颠簸抑制分量θ* P后,按照下式来决定目标马达转角θ*。
θ*=θ* S+θ* R+θ* P
然后,控制电动马达140,使实际马达转角θ成为上述目标马达转角θ*, 所述实际马达转角θ是实际的马达转角。在该电动马达140的控制中,根 据马达转角偏差Δθ(=θ*-θ)来决定供应给电动马达140的电力,所述 马达转角偏差Δθ是实际马达转角θ相对于目标马达转角θ*的偏差。详细 地说,按照根据供应电流马达转角偏差Δθ来进行反馈控制的方法来决定 供应给电动马达140的电力。具体地说,首先根据电动马达140所具有的 马达转角传感器154的检测值来认定上述马达转角偏差Δθ,然后将其作 为参数并按照下式来决定目标供应电流i*。
i*=KP·Δθ+KI·Int(Δθ)
该式是遵循PI控制规则的式子,第一项、第二项分别表示比例项、积分 项,KP、KI分别表示比例增益、积分增益。另外,Int(Δθ)相当于马达转 角偏差Δθ的积分值。马达转角偏差Δθ的符号表示实际马达转角θ应接近 于目标马达转角θ*的方向、即电动马达140的动作方向,马达转角偏差Δ θ的绝对值表示应动作的量。
用于决定上述目标供应电流i*的式子由两项构成,可以认为这两项分 别是目标供应电力的分量。第一项的分量是与马达转角偏差Δθ相对应的 分量(以下,有时称为“比例项电流分量”)ih,第二项分量是与该偏差 Δθ的积分相对应的分量(以下,有时称为“积分项电流分量)is。执行器 26在接受L字形杆22的弹性反作用力这样的外部输入的同时进行动作, 根据PI控制的理论,可以认为积分项电流分量is是用于使电动马达140不 会由于外部输入而旋转的电流分量、即与用于在外部输入的作用下维持执 行器26的动作位置的马达力相关的分量。另外,可以认为比例项电流分 量ih是用于在外部输入的作用下使执行器26恰当地动作的电流分量、即 与用于抵抗外部输入而使执行器26动作的马达力或用于利用外部输入而 使执行器26恰当地动作的马达力相关的分量。
这里,考虑前面的执行器效率,大致上来讲上述积分项电流分量is是 用于维持马达转角θ的电流分量即可,因而是产生遵循逆效率ηN的大小的 马达力的电流分量即可。因此,设定积分增益KI以使积分项分量is为沿逆 效率特性的值,该积分增益KI是用于决定目标供应电流i*的上述式子中的 第二项的增益。例如,如果考虑车辆进行典型的一个转弯动作的情况下的 侧倾抑制,则如图11所示,调整装置20应产生的侧倾抑制力、即接近分 离力改变,电动马达140的目标马达转角θ*改变。在该例子中,按照逆效 率ηN来决定积分项电流分量is,使得在实际马达旋转转弯初期[a]、转弯中 期[b]、以及转弯后期[c]中始终能够将马达转角维持为目标马达转角θ*。
与此相对,上述比例项电流分量ih是用于在外部输入的作用下消除实 际马达转角θ相对于目标马达转角θ*的偏差的分量,作为上述式子中的第 一项的增益的比例增益KP被设定为能够进行与马达转角偏差Δθ相对应的 恰当的对积分项电流分量is的增减修正的值。尤其是在转弯初期[a],由于 必须抵抗外部输入而使执行器26动作,因此需要向电动马达140供应会 产生大于等于遵循正效率特性的马达力的马达力这样的大小的电流。鉴于 此,比例增益KP被设定为能够在马达转角偏差Δθ不太大的状态下产生遵 循正效率特性的马达力的值。
以侧倾抑制控制为例而进行了说明,但是通过按照恰当地设定了比例 增益KP、积分增益KI的上述式子来决定目标供应电流i*,在前后颠簸抑 制控制、振动衰减控制、或者它们的合成控制中也同样会考虑到执行器26 的正效率ηP、逆效率ηN。因此,通过在考虑了执行器26的正效率ηP、逆 效率ηN的基础上来决定目标供应电流i*,在马达转角θ被维持为相同的角 度的状态和被减少的状态下,换言之在马达力,即执行器力、接近分离力 被维持为相同大小的状态和被减少的状态下,能够有效地降低电动马达 140的电力消耗。
顺便说一下,上述目标供应电流i*的符号还表示电动马达140的马达 力的产生方向,当控制电动马达140的驱动时,根据目标供应电流i*来决 定用于驱动电动马达140的占空比和马达力产生方向。并且,在关于这些 占空比和马达力产生方向的指令被下达给逆变器174并使电动马达140的 动作模式为控制通电模式的情况下,由逆变器174根据该指令来控制电动 马达140的驱动。
在本实施方式中,按照PI控制规则而决定了目标供应电流i*,但是也 可以按照PDI控制规则来决定目标供应电流i*。在该情况下,例如通过下 式来决定目标供应电流i*即可。
i*=KP·Δθ+KI·Int(Δθ)+KD·Δθ′
这里,KD为微分增益,第三项表示微分项分量。
ii)减振器的阻尼系数的控制
a)阻尼系数的意义
如上所述,减振器52对簧上部件和簧下部件的相对动作产生大小与 簧上部件和簧下部件的相对速度相对应的阻尼力。减振器52产生以对其 设定了的阻尼系数为基准的大小的阻尼力。因此,阻尼系数表征减振器的 阻尼力的产生能力。另一方面,阻尼系数的值影响振动从簧下部件向簧上 部件传递的传递性、车轮的道路附着性等。具体地说,如图12所示,阻 尼系数越大,簧上共振频域的振动的传递性越低,另一方面阻尼系数越 大,比簧上共振频域靠近高频侧的频域的振动的传递性越高。另外,如图 13所示,阻尼系数越大,对于簧上共振频率的振动的车轮的垂直载荷变动 率(虚线)越高,另一方面阻尼系数越大,对于簧下共振频率的振动的垂 直载荷变动率(实线)越低。垂直载荷变动率与车轮的道路附着性存在相 对关系,垂直载荷变动率越低,车轮的道路附着性越高,因此阻尼系数越 大,对于簧上共振频率的振动的车轮的道路附着性越低,另一方面阻尼系 数越大,对于簧下共振频率的振动的道路附着性越高。振动向簧上部件传 递的传递性和车轮的道路附着性与阻尼系数的关系如图14所示。
如上所述,本悬架系统的减振器52具有能够改变阻尼系数的构造, 通过控制来改变该阻尼系数。以下,对本系统中的阻尼系数的控制进行说 明,作为其前提,考虑上面说明了的上述振动向簧上部件传递的传递性、 车轮的道路附着性等。
b)阻尼系数增大控制
如上所述,在本系统中,利用调整装置20产生的接近分离力来执行 基于所谓天钩式减振器理论的振动衰减控制。但是,由于调整装置20的 执行器26的正逆效率积ηP·ηN比较小等原因,调整装置20难以应对比 较高的频域的振动。从这方面来说,对于比较高的频域的振动,优选降低 向簧上部件传递的传递性。即,如果考虑减振器52的阻尼系数与向簧上 部件传递的传递性的关系,如图14的(b)所示,优选减小减振器52的 阻尼系数。另外,减振器52产生的阻尼力(为了与调整装置20产生的阻 尼力相区别,以下有时称为“减振器阻力”)会影响基于调整装置20的 振动衰减控制。从考虑该影响的意义上来说,也优选减小减振器52的阻 尼系数。
另一方面,在考虑了调整装置20的电力消耗的情况下,如果增大减 振器阻力,则能够抑制调整装置20的电力消耗。在减振器52产生的阻尼 力与调整装置20产生的接近分离力的方向不同的情况下,减振器52的阻 尼力不会有助于调整装置20应产生的接近分离力。但是,在它们的方向 相同的情况下,能够减小调整装置20的接近分离力,因此在该情况下能 够抑制调整装置20的电力消耗。
鉴于以上情况,在本悬架系统中,在调整装置20应产生的接近分离 力的方向(以下,有时称为“接近分离力方向”)与减振器阻力的方向 (以下,有时称为“减振器阻力方向”)一致的情况下,执行使减振器52 的阻尼系数增大的控制、即阻尼力增大控制,以得到大的减振器阻力。
具体地说,减振器阻力方向在减振器52伸开的情况下为缩弹方向, 在减振器52收缩的情况下为回弹方向。另一方面,接近分离力方向在簧 上部件向上方动作的情况下为缩弹方向,在簧上部件向下方动作的情况下 为回弹方向。另外,在本系统中,在簧上部件和簧下部件向上方动作的情 况下,簧上绝对速度Vu和簧下绝对速度Vs为+,在簧上部件和簧下部件 向下方动作的情况下,簧上绝对速度Vu和簧下绝对速度Vs为-。因此, 在簧上绝对速度Vu比簧下绝对速度Vs大的情况下,减振器52为伸开的 状态,在簧下绝对速度Vs比簧上绝对速度Vu大的情况下,减振器52为 收缩的状态。即,在簧上绝对速度Vu减去簧下绝对速度Vs而得到的簧上 簧下速度差ΔV(=Vu-Vs)为+的情况下,减振器52为伸开的状态, 在簧上簧下速度差ΔV为-的情况下,减振器52为收缩的状态。
由上可知,在减振器阻力方向和接近分离力方向均为缩弹方向的情况 下,簧上绝对速度Vu为+,并且簧上簧下速度差ΔV为+,在减振器阻 力方向和接近分离力方向均为回弹方向的情况下,簧上绝对速度Vu为 -,并且簧上簧下速度差ΔV为-。另一方面,在减振器阻力方向为回弹 方向、并且接近分离力方向为缩弹方向的情况下,簧上绝对速度Vu为 -,并且簧上簧下速度差ΔV为+,在减振器阻力方向为缩弹方向、并且 接近分离力方向为回弹方向的情况下,簧上绝对速度Vu为+,并且簧上 簧下速度差ΔV为-。即,在本系统中,在簧上绝对速度Vu的符号和簧 上簧下速度差ΔV的符号相同的情况下,减振器阻力方向和接近分离力方 向为相同的方向,相反在簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV 的符号不同的情况下,减振器阻力方向和接近分离力方向为相反的方向。 因此,在本系统中,将簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的 符号相同作为必要条件来执行阻尼系数增大控制。
如果将簧上部件的动作方向与簧上部件和簧下部件的相对动作的方向 不同的情况下的阻尼系数作为第一阻尼系数C1,将这些方向相同的情况下 的阻尼系数作为第二阻尼系数C2(C2>C1),并概念性地表示阻尼系数 增大控制,则如图15所示。在该概念图中,横轴表示簧上簧下速度差 ΔV,纵轴表示簧上绝对速度Vu。如果将应通过控制实现的减振器52的阻 尼系数作为目标阻尼系数C*,则在簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速 度差ΔV的符号不同的第二、第四象限中,目标阻尼系数C*为比较小的第 一阻尼系数C1,在簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的符号 相同的第一、第三象限中,目标阻尼系数C*为比第一阻尼系数C1大的第 二阻尼系数C2。
c)第一阻尼系数和第二阻尼系数的设定
在考虑了簧下部件的振动向簧上部件传递的传递性的情况下,例如如 果考虑簧上共振频域的振动的传递性,则如图14的(a)所示,优选使减 振器52的阻尼系数尽量地大,另一方面如果考虑比较高的频域的振动的 传递性,则如图14的(b)所示,优选使减振器52的阻尼系数尽量地 小。但是,如果仅考虑这些情况来决定上述第一阻尼系数C1和第二阻尼系 数C2,则有可能会导致车轮的道路附着性降低。详细地说,如图14的 (c)所示,阻尼系数越大,对于簧上共振频率的振动的车轮的道路附着 性越低,另一方面如图14的(d)所示,阻尼系数越小,对于簧下共振频 率的振动的车轮的道路附着性越低。因此,第一阻尼系数C1和第二阻尼系 数C2也应考虑车轮的道路附着性,详细地说,优选考虑对于比较高的频域 的振动的车轮的道路附着性来设定应设定为比较小的值的第一阻尼系数 C1,优选考虑对于比较低的频域的振动的车轮的道路附着性来设定应设定 为比较大的值的第二阻尼系数C2。
另一方面,在本系统中,由于采用了正逆效率积比较小的执行器26 等原因,调整装置20难以应对比较高的频域的振动。鉴于此,在本系统 中,优选重视对于比较高的频域的振动的车轮的道路附着性。并且,从尽 可能地利用减振器阻力、尽可能地减小调整装置20的电力消耗的观点出 发,也优选使第二阻尼系数C2尽量地大。
综合考虑以上的要求,在本系统中,第一阻尼系数C1和第二阻尼系数 C2被设定成:与减振器的阻尼系数为第二阻尼系数C2的情况下的、对于 簧上共振频率的振动的车轮的道路附着性相比,减振器的阻尼系数为第一 阻尼系数C1的情况下的、对于簧下共振频率的振动的车轮的道路附着性更 高。具体地说,第一阻尼系数C1、第二阻尼系数C2分别被设定为图13中 的CL、CH。顺便说一下,该CL、CH是CL时的簧下共振频率垂直载荷变 动率比CH时的对于簧上共振频率的振动的垂直载荷变动率低的值。
d)阻尼系数增大控制的变形
将簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的符号相同作为必 要条件来执行阻尼系数增大控制,但是也可以将该条件作为充分条件而在 具备了该条件的情况下执行阻尼系数增大控制。但是,从各种观点出发, 本系统中的阻尼系数增大控制在除了上述条件以外还具备其他条件的情况 下被执行。另外,不仅是第二阻尼系数C2为恒定值这样的阻尼系数增大控 制,也可以执行使第二阻尼系数C2自身改变这样的阻尼系数增大控制。以 下,对在本系统中执行的阻尼力增大控制的变形进行说明。
d-1)基于簧上绝对速度的阻尼系数增大控制的限制
为了以尽量多的机会使减振器阻力作为基于天钩式减振器理论的对簧 上振动的阻尼力而发挥作用,只要具备了簧上绝对速度Vu的符号和簧上 簧下速度差ΔV的符号相同这一条件,就优选总是增大减振器52的阻尼系 数。但是,簧上绝对速度Vu越高,产生簧上共振点或其附近的频率的振 动、即比较低的频率的振动的可能性越高,有时要求考虑对于比较低的频 域的振动的车轮的道路附着性。如图14的(c)所示,阻尼系数越大,对 于比较低的频域的振动的车轮的道路附着性越低。因此,为了考虑对于比 较低的频域的振动的车身的道路附着性,使本系统能够执行在簧上绝对速 度Vu的绝对值比设定阈速度Vo高的情况下不增大阻尼系数、将簧上绝对 速度Vu的绝对值小于等于设定阈速度Vo作为条件来进行阻尼系数增大控 制这样的对减振器52的控制。
d-2)基于簧上簧下速度差的阻尼系数增大控制的限制
如前面说明的那样,如果考虑对基于天钩式减振器理论的振动衰减控 制的影响,则优选使减振器阻力小。但是,簧上簧下速度差ΔV越大,产 生比较高的频率的振动的可能性越高,如图14的(d)所示,阻尼系数越 小,对于高频的振动的车轮的道路附着性越低。因此,为了提高对于比较 高的频域的振动的车轮的道路附着性,使得能够执行将簧上簧下速度差 ΔV的绝对值大于等于设定速度差ΔVo作为条件来进行阻尼系数增大控制 这样的对减振器52的控制。
d-3)与蓄电池的充电量相对应的阻尼系数增大控制的限制
在蓄电池184的充电量(余量)少的情况下,优选抑制电动马达140 的电力消耗,因此优选降低接近分离力。相反在蓄电池184的充电量多的 情况下,降低接近分离力的必要性低。因此,仅在蓄电池184的充电量少 的情况下执行阻尼力增大控制以产生大的减振器阻力,在充电量多的情况 下,例如从减小减振器阻力对基于天钩式减振器理论的振动衰减控制的影 响的观点、比较高的频率的振动从簧下部件向簧上部件传递的传递性的观 点等出发,优选形成为阻尼系数小的状态。因此,使本系统能够执行将蓄 电池184的充电量E小于等于设定阈充电量Eo作为条件来进行阻尼系数 增大控制这样的对减振器52的控制。
d-4)基于接近分离力的阻尼系数增大控制的限制
在本系统中,由于电动马达140、执行器26的构造上的原因等,能够 产生的马达力、即调整装置20能够产生的接近分离力存在上限。如果提 高该上限,则会导致调整装置20的大型化等,相反如果降低该上限,则 虽然能够使调整装置20小型化,但是不但不能产生足够的接近分离力, 而且还会导致对电动马达140、执行器26等强加大的负担。顺便说一下, 例如在同时执行振动衰减控制、侧倾抑制控制、前后颠簸抑制控制这样的 情况下,在这些控制中的接近分离力的方向为彼此相同的方向时需要比较 大的接近分离力。
基于上述原因,在接近分离力大于等于设定阈接近分离力的情况下, 优选降低振动衰减控制中的接近分离力。因此,在这样的情况下,增大减 振器52的阻尼系数以产生大的减振器阻力,另一方面在不特别要求降低 接近分离力的情况下,使得能够考虑对振动衰减控制的影响、比较高的频 率的振动向簧上部件传递的传递性等来执行不使阻尼系数增大的控制。在 本系统中,如上所述,根据电动马达140的马达转角来控制接近分离力, 因此具体地说能够执行将目标马达转角θ*的绝对值大于等于设定阈马达转 角θ* o作为条件来进行阻尼系数增大控制这样的对减振器52的控制。
d-5)使第二阻尼系数变化而进行的阻尼系数增大控制
在阻尼系数增大控制中,可以使第二阻尼系数C2固定为恒定值CH来 进行阻尼系数增大控制。但是,例如从对减振器52应产生的阻尼力进行 微妙的控制的观点出发,优选使第二阻尼系数C2的值变化。另外,例如如 果在第一阻尼系数C1与第二阻尼系数C2之间的切换中阻尼系数的值在CL 与CH之间骤变,则可能会成为给车辆的乘客带来不适感的一个因素。考 虑到这些情况,使本系统能够执行第二阻尼系数C2改变的阻尼系数增大控 制。详细地说,能够执行与上述阻尼系数增大控制的限制中的各种条件相 对应地利用在条件判断中使用的各种参数使第二阻尼系数C2在作为第一阻 尼系数C1的CL与CH之间改变这样的阻尼系数增大控制。
在上述使第二阻尼系数C2改变而进行的阻尼系数增大控制中,基本上 来说,利用根据上述各种参数,即簧上绝对速度Vu、簧上簧下速度差 ΔV、蓄电池184的充电量E、目标马达转角θ*的每一个而改变的各种增 益,按照下式来决定第二阻尼系数C2即可。
C2=Kv·KΔv·KE·Kθ·(CH-CL)+CL
对上式中的各种增益进行说明。Kv为依据簧上绝对速度Vu而得到的增 益,KΔv为依据簧上簧下速度差ΔV而得到的增益,KE为依据蓄电池184 的充电量E而得到的增益,Kθ为依据目标马达转角θ*而得到的增益。
如上所述,考虑到对于比较低的频域的振动的车轮的道路附着性,增 益Kv被设定成随着簧上绝对速度Vu变低而变大的值,以使得簧上绝对速 度Vu越低第二阻尼系数C2越大(图16(a))。另外,如上所述,考虑 到对于比较高的频域的振动的车轮的道路附着性,增益KΔv被设定成随着 簧上簧下速度差ΔV变大而变大的值,以使得簧上簧下速度差ΔV越大第 二阻尼系数C2越大(图16(b))。并且,增益KE被设定成随着蓄电池 184的充电量E变少而变大的值,以使得充电量E越少第二阻尼系数C2越 大(图16(c))。另外,增益Kθ被设定成随着目标马达转角θ*变大而 变大的值,以使得目标马达转角θ*越大第二阻尼系数C2越大(图16 (d))。顺便说一下,由图可知,使各增益Kv、KΔv、KE、Kθ在0~1 之间改变,按照上式,最大的第二阻尼系数C2、即最大第二阻尼系数的值 为CH。
在本系统中,实际上可以根据上述各种参数中的某一个或某两个参数 而非所有这些参数来执行使第二阻尼系数C2改变的控制,换言之即可以利 用上述各种增益中的一个或两个增益来执行使第二阻尼系数C2改变的控 制。
iii)阻尼系数增大控制执行时的调整装置的控制
a)接近分离力降低控制
如上所述,当执行上述阻尼系数增大控制时,接近分离力方向和减振 器阻力方向为相同的方向,另外增大减振器52的阻尼系数,由此使比较 大的减振器阻力在与接近分离力方向相同的方向上产生。因此,在执行阻 尼系数增大控制时,优选降低调整装置20的接近分离力,因此使本系统 能够在执行阻尼系数增大控制的情况下执行降低调整装置20的接近分离 力的控制(以下,有时称为“接近分离力降低控制”)。
作为接近分离力降低控制的一个变形,使本系统能够执行前面说明的 降低振动衰减分量θ* S这样的接近分离力降低控制。减振器阻力作为对簧上 簧下相对振动的阻尼力而发挥功能。因此,从进行恰当的振动衰减控制的 观点出发,在执行阻尼系数增大控制的情况下,即在减振器52的目标阻 尼系数C*为第二阻尼系数C2的情况下,减小基于调整装置20的振动衰减 控制中的接近分离力分量成为了合理的接近分离力降低控制。如前面说明 的那样,接近分离力的控制是基于电动马达140的马达转角的控制,并按 照下式来决定目标马达转角θ*,
θ*=θ* S+θ* R+θ* P
在这里说明的接近分离力降低控制中,代替上式而按照下式来决定目标马 达转角θ*,以仅降低振动衰减分量θ* S。
θ*=KT·θ* S+θ* R+θ* P
并且,在本接近分离力降低控制中,根据通过该式决定的目标马达转角θ* 来控制调整装置20。
这里,KT是依据目标阻尼系数C*而得到的增益,如图17所示,增益 KT被设定成目标阻尼系数C*越大就越小的值,以使得目标阻尼系数C*越 大越减小振动衰减分量θ* S而降低接近分离力。在遵循这样的式子的接近分 离力降低控制中,目标阻尼系数C*越大,目标马达转角θ*被决定为越小 的值,从而调整装置20的接近分离力越小。遵循上式的接近分离力降低 控制被设定成:以使第二阻尼系数C2改变而进行阻尼系数增大控制为前 提,在第二阻尼系数C2在作为第一阻尼系数C1的CL与作为最大第二阻尼 系数的CH之间改变的情况下,当变为了C2=CL时,上述增益KT变为1。
作为接近分离力降低控制的另一个变形,使本系统能够执行降低通过 上述的下式决定的目标马达转角θ*自身而非降低特定的接近分离力分量的 接近分离力降低控制,
θ*=θ* S+θ* R+θ* P
具体地说,在执行阻尼系数增大控制的情况下,按照下式来修正根据上式 决定的目标马达转角θ*,并根据该修正后的目标马达转角θ*来控制调整 装置20,
θ*=KT·θ*。
在执行上述接近分离力降低控制的情况下,降低了从蓄电池184向电 动马达140供应的供应电力,因此可以认为接近分离力降低控制为供应电 力降低控制的一个方式。
b)电力供应禁止控制
另外,使本系统在执行阻尼系数增大控制的情况下能够执行禁止向电 动马达140供应电力的控制(以下,有时称为“电力供应禁止控制”), 以进一步节省电力。该电力供应禁止控制是供应电力降低控制的一个方 式,在该控制中,作为电动马达140的动作模式,代替上述控制通电模式 而采用其他的动作模式,以在不从蓄电池184供应电力的情况下使电动马 达140产生恰当的马达力或者几乎不产生马达力。
作为电力供应禁止控制的一个变形,例如当在阻尼系数增大控制中使 第二阻尼系数C2可变时,能够执行根据第二阻尼系数C2的值而从多个动 作模式中选择一个动作模式这样的控制。具体地说,在该控制中,在减振 器52的第二阻尼系数C2比较小的情况下采用上述制动模式,在该第二阻 尼系数C2比较大的情况下采用自由模式,并且在第二阻尼系数C2处于比 较大的情况和比较小的情况的中间的情况下采用备用模式,具体地说采用 与马达产生力方向相对应的备用模式。这样,通过切换为与第二阻尼系数 C2相对应的动作模式,能够在产生恰当的大小的马达力的同时抑制电动马 达140的消耗电力。如前面说明的那样,在这三个动作模式中,也可以通 过逆变器174的构造等使依据电动势而得到的发电电力再生,如果可以再 生,则能够实现更省电的悬架系统。
另外,作为电力供应禁止控制的另一个变形,例如可以执行以下控 制:无论在阻尼系数增大控制中是否使第二阻尼系数C2改变,均在执行阻 尼系数增大控制的情况下从控制通电模式切换到特定的一个动作模式。具 体地说,在本系统的该控制中,在执行阻尼系数增大控制的情况下,电动 马达140的动作模式采用制动模式。
《控制程序》
在本系统中,通过由减振器控制器180执行以下说明的减振器控制程 序来控制减振器52的阻尼系数。在本系统中,减振器控制程序准备了图 18~图21中的以流程图表示的四个程序,通过驾驶者操作减振器控制程 序选择开关206来执行其中的某个程序。无论选择了哪个程序,均在点火 开关为ON状态的期间内以短的时间间隔(例如数msec)重复地执行该程 序。另一方面,通过由调整装置控制器176执行以下说明的调整装置控制 程序来控制调整装置20产生的接近分离力。在本系统中,调整装置控制 程序准备了图23~图26中的以流程图表示的四个程序,通过驾驶者操作 调整装置控制程序选择开关199来执行其中的某个程序。无论选择了哪个 程序,均在点火开关为ON状态的期间内以短的时间间隔(例如数msec) 重复地执行该程序。以下,参照图中所示的流程图来简单地说明基于减振 器控制程序的控制处理和基于调整装置控制程序的控制处理的流程。减振 器控制程序针对四个减振器52的每一个来执行,另外调整装置控制程序 针对四个调整装置20的各执行器26的每一个来执行。在以后的说明中, 考虑到说明的简化,说明对一个减振器52的控制处理和对一个执行器的 控制处理。
i)减振器控制程序
a)第一减振器控制程序
在遵循本程序的处理中,首先在步骤1(以下简称为“S1”。其他的 步骤也相同)中,根据簧上纵向加速度传感器196来取得簧上纵向加速度 Gu,在S2中,根据簧下纵向加速度传感器198来取得簧下纵向加速度 Gs。然后,在S3中,根据簧上纵向加速度Gu来计算簧上绝对速度Vu, 在S4中,根据簧下纵向加速度Gs来计算簧下绝对速度Vs。然后,在S5 中,根据簧上绝对速度Vu和簧下绝对速度Vs来计算簧上簧下速度差 ΔV。
然后,在S6中,判断簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV 的符号是否相同。在判断为不同的情况下,在S7中,使目标阻尼系数C* 为第一阻尼系数C1,在S8中,将第一阻尼系数C1决定为CL。另外,在 判断为簧上绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的符号相同的情况 下,在S9中,判断簧上簧下速度差ΔV的绝对值是否大于等于设定速度差 ΔVo。在簧上簧下速度差ΔV的绝对值比设定速度差ΔVo小的情况下,在 S7、S8中,将目标阻尼系数C*决定为第一阻尼系数CL。另外,在判断为 簧上簧下速度差ΔV的绝对值大于等于设定速度差ΔVo的情况下,在S10 中,使目标阻尼系数C*为第二阻尼系数C2以执行阻尼系数增大控制,在 S11中,将第二阻尼系数C2决定为CH。在决定了目标阻尼系数C*之后, 在S12中,向逆变器178发送基于被决定了的目标阻尼系数C*的控制信 号,之后本程序的一次的执行结束。
在以下说明的第二减振器控制程序~第四减振器控制程序中,也执行 与本程序相类似的程序。因此,在对遵循各程序的具体处理的说明中,对 与本程序相同的部分省略或简化说明。
b)第二减振器控制程序
在遵循本程序的处理中,与第一减振器控制程序不同,在判断为簧上 绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的符号相同的情况下,当簧上 簧下速度差ΔV的绝对值大于等于设定速度差ΔVo(S28)、并且簧上绝 对速度Vu的绝对值小于等于设定阈速度Vo(S29)时,使目标阻尼系数 C*为第二阻尼系数C2(S30)。并且,在遵循本程序的处理中,按照下式 来决定第二阻尼系数C2,使C2根据簧上簧下速度差ΔV和簧上绝对速度 Vu而改变。
C2=Kv·KΔv·(CH-CL)+CL
c)第三减振器控制程序
在遵循本程序的处理中,与第一减振器控制程序不同,在判断为簧上 绝对速度Vu的符号和簧上簧下速度差ΔV的符号相同的情况下,当蓄电 池184的充电量E小于等于设定阈充电量Eo(S50)时,使目标阻尼系数 C*为第二阻尼系数C2(S51)。并且,在遵循本程序的处理中,使第二阻 尼系数C2根据蓄电池184的充电量E而阶段性地改变。
详细地说明用于使第二阻尼系数C2阶段性地改变的处理。在该处理 中,首先按照下式来决定作为用于决定第二阻尼系数C2的基础的基础第二 阻尼系数C2′(S52)。
C2′=KF·(CH-CL)+CL
在减振器控制器180内存储有以基础第二阻尼系数C2′为参数的第二阻尼 系数C2的映射数据(参照图22),参照该映射数据来决定第二阻尼系数 C2(S53)。
d)第四减振器控制程序
在遵循本程序的处理中,与第一减振器控制程序不同,取得调整装置 20的目标马达转角θ*(S66),在判断为簧上绝对速度Vu的符号和簧上 簧下速度差ΔV的符号相同的情况下,当目标马达转角θ*的绝对值大于等 于设定阈马达转角θ* O(S70)时,使目标阻尼系数C*为第二阻尼系数C2 (S71)。即,仅在调整装置20产生的接近分离力的大小变为了某种程度 的大小的情况下,使目标阻尼系数C*为第二阻尼系数C2。并且,在遵循 本程序的处理中,按照下式来决定第二阻尼系数C2,使第二阻尼系数C2 根据目标马达转角θ*而改变,即根据调整装置20产生的接近分离力的大 小而改变(S72)。
C2=Kθ·(CH-CL)+CL
ii)调整装置控制程序
a)第一调整装置控制程序
在遵循本程序的处理中,首先在S81中,基于根据簧上纵向加速度 Gu计算出的簧上绝对速度Vu来决定用于振动衰减控制的振动衰减分量 θ* S。然后,在S82中,根据前述的控制横向加速度来决定用于侧倾抑制控 制的侧倾抑制分量θ* R。然后,在S83中,根据前后加速度来决定用于前 后颠簸抑制控制的前后颠簸抑制分量θ* P。
然后,在S84中,判断在对减振器52的控制中是否在执行阻尼系数 增大控制。具体地说,判断减振器52的目标阻尼系数C*是否为第二阻尼 系数C2。调整装置控制器176根据需要从减振器控制器180取得与目标阻 尼系数C*相关的信息。在判断出减振器52的目标阻尼系数C*不为第二阻 尼系数C2的情况下,在S85中,通过使振动衰减分量θ* S、侧倾抑制分量 θ* R、以及前后颠簸抑制分量θ* P相加来决定目标马达转角θ*。另一方面,在 判断出减振器52的目标阻尼系数C*为第二阻尼系数C2的情况下,在S86 中,通过使振动衰减分量θ* S被降低后的分量、侧倾抑制分量θ* R、以及前 后颠簸抑制分量θ* P相加来决定目标马达转角θ*,以执行接近分离力降低控 制。当决定了目标马达转角θ*后,在S87中,根据决定了的目标马达转角 θ*,按照遵循上述PI控制规则的式子来决定目标供应电流i*,在S88中, 向逆变器174发送基于被决定了的目标供应电流i*的控制信号,之后本程 序的一次的执行结束。
在以下说明的第二调整装置控制程序~第四调整装置控制程序中,也 执行与本程序相类似的程序。因此,在对遵循各程序的具体处理的说明 中,对与本程序相同的部分省略或简化说明。
b)第二调整装置控制程序
在遵循本程序的处理中,与调整装置第一控制程序不同,执行降低目 标马达转角θ*自身的接近分离力降低控制(S96)。换言之,执行降低整 个接近分离力而非用于振动衰减的接近分离力这样的接近分离力降低控 制。
c)第三调整装置控制程序
在遵循本程序的处理中,在执行阻尼系数增大控制的情况下,代替第 一、第二调整装置控制程序中的接近分离力降低控制而执行电力供应禁止 控制。具体地说,在执行阻尼系数增大控制的情况下,判断第二阻尼系数 C2是否比第一阈阻尼系数Cα大(S107),在判断出第二阻尼系数C2比 第一阈阻尼系数Cα大的情况下,将电动马达140的动作模式决定为自由 模式(S108),另外在判断出第二阻尼系数C2小于等于第一阈阻尼系数C α的情况下,判断第二阻尼系数C2是否比第二阈阻尼系数Cβ(<Cα) 小(S109)。在判断出第二阻尼系数C2比第二阈阻尼系数Cβ小的情况 下,将动作模式决定为制动模式(S110),另外在判断出第二阻尼系数C2 大于等于第二阈阻尼系数Cβ的情况下,将动作模式决定为备用模式 (S111)。当电动马达140的动作模式被决定为上述三个动作模式中的某 个动作模式后,与被决定了的动作模式相对应的控制信号被发送给逆变器 174(S112)。在基于遵循本程序的处理的电力供应禁止控制中,减振器 52的第二阻尼系数C2越大,调整装置20产生的接近分离力、即由调整装 置20产生的阻尼力越小。
d)第四调整装置控制程序
在遵循本程序的处理中,与第三调整装置控制程序不同,在电力供应 禁止控制中,不是使电动马达140的动作模式根据第二阻尼系数C2而改 变,而是将电动马达140的动作模式固定为制动模式(S112)。
iii)减振器控制程序和调整装置控制程序的组合
如何组合四个减振器控制程序中的一个程序和四个调整装置控制程序 中的一个程序原则上是任意的。但是,通过第一减振器控制程序来执行使 第二阻尼系数C2为恒定值的阻尼系数增大控制,因此在本系统中,在选择 了第一减振器控制程序的情况下,强制性地选择第四调整装置控制程序。
这里,考虑组合执行上述第一减振器控制程序和第四调整装置控制程 序的情况。在该情况下,减振器52的目标阻尼系数C*与对调整装置20的 控制的关系如图27所示。在该概念图中,横轴表示簧上簧下速度差ΔV, 纵轴表示簧上绝对速度Gu。由图可知,在簧上绝对速度Vu的符号和簧上 簧下速度差ΔV的符号相同的第一、第三象限内,在簧上簧下速度差ΔV 的绝对值大于等于设定速度差ΔVo的区域中,使减振器52的目标阻尼系 数C*为CH,对调整装置20执行使电动马达140的动作模式为制动模式的 电力供应禁止控制。另一方面,在簧上绝对速度Gu的符号和簧上簧下速 度差ΔV的符号不同的第二、第四象限和第一、第三象限中的簧上簧下速 度差ΔV的绝对值比设定速度差ΔVo小的区域中,使减振器52的目标阻 尼系数C*为CL,对调整装置20执行上述的基本的控制(以下,有时称为 “基本控制”),即不降低目标马达转角θ*的控制,进一步说不降低接近 分离力的控制。
另外,作为另一个例子,考虑组合执行第四减振器控制程序和第一调 整装置控制程序的情况。在该情况下,减振器52的目标阻尼系数C*与对 调整装置20的控制的关系如图28所示。由该概念图可知,在第一、第三 象限内,在目标马达转角θ*的绝对值大于等于设定阈马达转角θ*o的区域 中,使减振器52的目标阻尼系数C*比CL大并小于等于CH,对调整装置 20执行接近分离力降低控制。另一方面,在第二、第四象限和第一、第三 象限中的目标马达转角θ*的绝对值比设定阈马达转角θ*o小的区域中,使 减振器52的目标阻尼系数C*为CL,对调整装置20执行基本控制。
《控制器的功能结构》
鉴于执行上述各减振器控制程序的减振器控制器180所执行的处理, 可以认为该减振器控制器180具有图29所示的功能结构。由图可知,作 为执行这些减振器控制程序的功能部、即决定减振器52的目标阻尼系数 C*并控制减振器52应具有的阻尼系数的功能部,减振器控制器180具有 阻尼系数控制部220。作为执行S6、S9~S11、S25、S28~S31、S47、 S50~S53、S67、S70~S72的处理的功能部、即增大减振器52的目标阻 尼系数C*的功能部,该阻尼系数控制部220具有阻尼系数增大控制部 222。
另外,鉴于执行上述各调整装置控制程序的上述调整装置控制器176 所执行的处理,也可以认为该调整装置控制器176具有图29所示的功能 结构。由图可知,作为执行这些调整装置控制程序的功能部、即控制调整 装置20应产生的接近分离力的功能部,调整装置控制器176具有接近分 离力控制部224。作为执行S81、S91、S101、S121的处理的功能部、即 决定振动衰减分量θ* S的功能部,该接近分离力控制部224具有振动衰减控 制分量决定部226,作为执行S82、S83、S92、S93、S102、S103、S122、 S123的处理的功能部、即决定侧倾抑制分量θ* R和前后颠簸抑制分量θ* P的 功能部,该接近分离力控制部224具有车身姿势控制分量决定部228。另 外,作为执行S85、S97、S106、S126等的处理的功能部、即将振动衰减 分量θ* S、侧倾抑制分量θ* R、前后颠簸抑制分量θ* P相加来决定目标马达转 角θ*并根据该目标马达转角θ*来执行上述基本控制的功能部,该接近分 离力控制部224具有基本控制执行部230,作为执行S86、S96等的处理的 功能部、即伴随着阻尼系数增大控制的执行而执行上述接近分离力降低控 制的功能部,该接近分离力控制部224具有接近分离力降低控制执行部 232,作为执行S107~S111、S127等的处理的功能部、即将电动马达140 的动作模式从控制通电模式切换为其他模式而执行禁止向电动马达140供 应电力的电力供应禁止控制的功能部,该接近分离力控制部224具有电力 供应禁止控制执行部234。接近分离力降低控制执行部232和电力供应禁 止控制执行部234均具有降低从蓄电池184向电动马达140供应的供应电 力的功能,因此可以认为这两个功能部232、234构成了供应电力降低控 制部。
《上述实施方式的变形方式》
i)簧上变位抑制控制
在上述悬架系统中,对调整装置20的接近分离力的控制可以变形为 除了振动衰减控制、侧倾抑制控制、前后颠簸抑制控制以外还能够执行簧 上变位抑制控制。该簧上变位抑制控制是使调整装置20产生大小与簧上 变位量相对应的接近分离力以抑制簧上振动的控制,所述簧上变位量是簧 上部件的上下方向上的变位量。详细地说是根据支座部54的始自基准状 态下的位置的上下方向上的绝对变位量而使接近分离力作为遵循所谓天钩 式弹簧理论的变位抑制力来发挥功能的控制。
具体地说,根据由设置在车身的支座部54上的纵向加速度传感器196 检测出的簧上纵向加速度Gu来计算簧上变位量Xu,根据该簧上变位量 Xu并按照下式来决定簧上变位抑制目标马达转角分量(以下,有时简称 为“簧上变位抑制分量”)θ* B,该簧上变位抑制目标马达转角分量是簧上 变位抑制控制中的目标马达转角θ*的分量。
θ* B=KX·Xu(KX:增益)
其中,簧上变位量在支座部54从基准状态下的位置向上方变位的情况下 为+,在向下方变位的情况下为-。
在本方式的系统中,按照下式来决定目标马达转角θ*。
θ*=θ* S+θ* R+θ* P+θ* B
根据被决定了的目标马达转角θ*来控制执行器26、即控制电动马达140。
ii)电力供应禁止控制
在本方式的系统中,也在执行阻尼系数增大控制的情况下执行使电动 马达140的动作模式为制动模式的电力供应禁止控制。但是,在本系统 中,根据簧上变位抑制控制的执行而对电力供应禁止控制的执行施加了限 制。
在与簧上变位量Xu相同地将簧下部件的上下方向上的变位量定义为 簧下变位量Xs、将簧上变位量Xu与簧下变位量Xs之差定义为簧上簧下 相对变位量ΔX的情况下,认为在基准状态下为螺旋弹簧51的弹性力与对 螺旋弹簧51施加的载荷处于平衡的状态、即取得了力的平衡的状态。并 且,当簧上簧下相对变位量ΔX的符号为-时,螺旋弹簧51的弹性力变 大,力的平衡被破坏,对簧上部件和簧下部件施加回弹方向的力。相反当 簧上簧下相对变位量ΔX的符号为+时,螺旋弹簧51的弹性力变小,向缩 弹方向施加力。另一方面,在簧上变位抑制控制中,在簧上变位量Xu为 +的情况下,需要缩弹方向的接近分离力,相反在簧上变位量Xu为-的 情况下,需要回弹方向的接近分离力。因此,在簧上簧下相对变位量ΔX 的符号与簧上变位量Xu的符号一致的情况下,上述力的平衡的破坏发挥 了抑制簧上部件变位的作用。
鉴于上述情况,可以认为在簧上簧下相对变位量ΔX的符号和簧上变 位量Xu的符号一致的情况下,即使禁止向电动马达140供应电力,也不 会大幅地降低要通过簧上变位抑制控制得到的振动抑制效果。因此,在本 方式的系统中,限于在簧上簧下相对变位量ΔX的符号与簧上变位量Xu 的符号一致的情况下执行电力供应禁止控制。
顺便说一下,如果概念性地表示电力供应禁止控制的限制的话则如图 30所示。在该概念图中,横轴表示簧上簧下相对变位量ΔX,纵轴表示簧 上变位量Xu,由该图可知,在它们的符号彼此不同的第二、第四象限 内,在调整装置20中,在控制通电模式下根据基本控制来执行对接近分 离力的控制,在两个符号一致的第一、第三象限内,在调整装置20中执 行使电动马达140的动作模式为制动模式的电力供应禁止控制。
iii)调整装置控制程序
通过由调整装置控制器176执行图31中的流程图所表示的第五调整 装置控制程序来对调整装置20进行上述那样的控制。可以通过利用调整 装置控制程序选择开关199选择该程序来执行该程序。以下,参照图示的 流程图来简单地说明该控制的流程。本程序是与前面说明的第一调整装置 控制程序相类似的程序,因此在对遵循本程序的具体处理的说明中,对与 第一调整装置控制程序相同的部分省略或简化说明。
在遵循本程序的处理中,在S131~S133中决定振动衰减分量θ* S、侧 倾抑制分量θ* R、前后颠簸抑制分量θ* P。然后,在S134中,根据簧上变位 量Xu来决定用于簧上变位抑制控制的簧上变位抑制分量θ* B。然后,在 S135中,判断减振器52的目标阻尼系数C*是否为第二阻尼系数C2。在判 断出目标阻尼系数C*为第二阻尼系数C2的情况下,在S136中,根据簧下 加速度Gs来计算簧下变位量Xs,在S137中,根据簧上变位量Xu和簧下 变位量Xs来计算簧上簧下相对变位量ΔX。然后,在S138中,判断簧上 变位量Xu的符号与簧上簧下相对变位量ΔX的符号是否相同,在判断为 相同的情况下将电动马达ECU170的动作模式决定为制动模式。
另外,在判断为簧上变位量Xu的符号与簧上簧下相对变位量ΔX的 符号不同的情况下和在S135中判断为目标阻尼系数C*不是第二阻尼系数 C2的情况下,在S140中,通过使振动衰减分量θ* S、侧倾抑制分量θ* R、前 后颠簸抑制分量θ* P、以及弹簧变位抑制分量θ* B相加来决定目标马达转角 θ*。然后,在S141中,根据被决定了的目标马达转角θ*,按照遵循上述PI 控制规则的式子来决定目标供应电流i*。然后,在S142中,向逆变器174 发送基于目标供应电流i*的控制信号或者使动作模式为制动模式的控制信 号,之后本程序的一次的执行结束。
iv)控制器的功能结构
可以认为也能够执行上述第五调整装置控制程序的调整装置控制器 176具有如图32所示那样的功能结构。本方式的系统中的调整装置控制器 176与前面的系统中的调整装置控制器176不同,为了能够执行簧上变位 抑制控制,接近分离力控制部224具有作为决定簧上变位抑制分量θ* B的功 能部的簧上变位抑制控制分量决定部240。
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