车辆悬架系统
阅读：427发布：2020-05-12
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1.一种用于车辆的悬架系统，包括：
可枢转控制臂，所述可枢转控制臂具有可连接到轮架的第一端和可连接到所述车辆的内侧部件的第二端；
旋转致动器；和
连杆，所述连杆使所述旋转致动器连接到所述控制臂，使得由所述旋转致动器施加到所述连杆上的转矩被转换成作用在所述控制臂上以使所述控制臂和连接到所述第一端的轮架相对于所述车辆的所述内侧部件枢转的力。
2.根据权利要求1所述的悬架系统，其中，所述旋转致动器包括输出轴；所述连杆包括附接到所述轴上的转矩传递臂和将所述转矩传递臂连接到所述控制臂的推杆。
3.根据权利要求2所述的悬架系统，其中，所述推杆具有可枢转地连接到所述转矩传递臂的上端和可枢转地连接到所述控制臂的下端。
4.根据权利要求2或3所述的悬架系统，其中，所述旋转致动器包括驱动马达和齿轮箱，所述齿轮箱被构造成引起从所述驱动马达传递到所述输出轴的转矩的阶跃变化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的悬架系统，其中，所述致动器包括可安装到所述车辆的内侧部件的壳体。
6.根据引用权利要求2时的权利要求5所述的悬架系统，其中，所述转矩传递臂可旋转地安装在所述壳体内。
7.根据权利要求6所述的悬架系统，其中，所述转矩传递臂包括轴，所述轴由位于所述壳体中的轴承可旋转地支撑。
8.根据权利要求7所述的悬架系统，其中，所述转矩传递臂从所述壳体中的槽延伸。
9.根据权利要求8所述的悬架系统，其中，所述轴由所述壳体中位于所述槽的任一侧的的轴承可旋转地支撑。
10.根据任一前述权利要求所述的悬架系统，还包括：
轮架；
和
伸缩式支柱，所述伸缩式支柱具有在所述支柱的上端处可连接到所述车辆的内侧部件的顶部安装架和用于将所述支柱的下端连接到所述轮架的下接头；
其中，所述顶部安装架和所述下接头之间的线限定了所述轮架的转向轴线。
11.根据权利要求10所述的悬架系统，其中，所述控制臂的所述第一端连接到所述轮架。
12.根据权利要求10或11所述的悬架系统，还包括围绕所述伸缩式支柱同轴布置的盘簧。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的悬架系统，其中，所述可枢转控制臂是可枢转下控制臂，并且所述系统还包括：
轮架；
可枢转上控制臂，所述可枢转上控制臂具有连接到所述轮架的第一端和可连接到所述车辆的内侧部件的第二端；和
伸缩式支柱，所述伸缩式支柱具有用于将所述支柱的下端可枢转地连接到所述下控制臂的下接头以及可连接到所述车辆的内侧部件的上端。
14.根据引用权利要求3时的权利要求13所述的悬架系统，其中，所述伸缩式支柱和所述推杆共用共同的枢转轴线，所述支柱和所述推杆围绕所述共同的枢转轴线相对于所述下控制臂枢转。
15.根据权利要求14所述的悬架系统，还包括围绕所述伸缩式支柱同轴布置的盘簧。
16.一种车辆，其包括根据前述权利要求中任一项所述的悬架系统。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的控制系统，所述控制系统包括：
转矩控制单元；和
转矩控制回路；
其中，响应于接收到与所述车辆和/或道路的状态有关的信息，所述转矩控制单元被布置成向所述转矩控制回路提供转矩参考，所述转矩控制回路被布置成将所述转矩参考转换成用于驱动所述旋转致动器的信号。
18.根据权利要求17所述的控制系统，其中，所述转矩控制单元进一步被布置成接收关于期望的悬架条件的信息并且基于所述车辆和/或所述道路的状态以及所述期望的悬架条件来计算所述转矩参考。
19.根据权利要求18所述的控制系统，其中，所述转矩控制单元包括：H无穷外回路和PID外回路，所述H无穷外回路被配置为通过最小化干扰传播来改善舒适性和抓地力，所述PID外回路被配置为改善姿态运动，其中所述H-无穷外回路和所述PID外回路根据频率分离原理一起工作。
20.一种操作根据权利要求1至15中任一项所述的悬架系统的方法，包括：
基于期望的悬架条件确定转矩参考；和
使用所述转矩参考来计算由所述致动器施加到所述连杆上的转矩。
21.根据权利要求20所述的方法，包括将所述转矩参考转换成所述致动器的电流值，其中，所述致动器包括驱动马达。
车辆悬架系统
技术领域
[0001] 本发明涉及车辆悬架系统。本发明还涉及包括这种系统的车辆、用于车辆的控制系统以及操作根据本发明的车辆悬架系统的方法。
背景技术
[0002] 悬架系统设置在现有车辆中以至少部分地使车辆的悬挂质量与车辆将要行驶的下方表面中的不规则体隔离。这种隔离提供了比构成悬挂质量的一部分的乘客原本感受到的乘坐更平稳的乘坐。现有的悬架系统还旨在抵抗倾向于在加速、制动期间和行驶方向变化期间易于发生的车辆悬挂部分的姿态的不期望的变化。这种姿态的变化(有时被称为“车身俯仰”和“车身侧倾”)在降低乘客的舒适度以及降低车辆的性能方面是不受希望的，这在夸大的姿态下可能变得没有反应或不安全。
[0003] 悬架系统通常可分为两类：被动悬架和主动悬架。被动悬架系统通常包括力产生部件(诸如盘簧)和阻尼器，其中，力产生部件用于支撑车辆的重量，阻尼器用于控制弹簧对下方表面中的不规则体的振荡响应。在被动悬架系统中，在操作期间不能改变系统的特性(诸如弹簧和阻尼率)。相比之下，在主动悬架系统中，可以改变一些特性，通常是为了更完全地避免上述不希望的现象。例如，在一些主动悬架系统中，可以提供额外的力以增大或减小弹簧力并调节车辆的行驶高度。可以设置这样的系统以减少车身侧倾和俯仰，甚至改善乘坐舒适性。在WO2012/025705中描述了一种这样的系统。
[0004] 在其他主动悬架系统(可能更恰当地称为“半主动悬架”)中，系统阻尼器中的流体粘度可以动态变化以改变阻尼率，阻尼率是对位移变化速率的阻尼力响应。阻尼率影响悬架系统的顺应性。例如，低阻尼率将减小由表面不规则体传递到悬挂质量的力，但是可能导致系统的不期望的振荡响应。在车辆运行期间可以改变阻尼率，以提供调节来适应车辆运行状态变化(例如，表面的变化、车辆的速度或车辆是否转弯、加速或制动)的行驶特性。
[0005] 尽管主动和半主动悬架在改进悬架系统的性能方面已经取得了一些成功，但是这种布置通常是复杂且昂贵的，并且还可能又大又重。例如，使用电动液压部件在主动悬架系统中提供悬架导致高初始成本，在使用期间相当大的能耗，以及由于重量和尺寸大于其被动等效物，因此维修成本高并且难以将这些部件包装在车辆内。使用磁流变阻尼器的半主动布置在使用期间具有较低的能耗，但是不具有完全主动布置的力产生能力。
[0006] 因此，需要提供一种悬架系统，该悬架系统具有至少一些主动或半主动悬架的优点，但是避免了它们的至少一些缺点。
发明内容
[0007] 根据本发明，提供了一种用于车辆的悬架系统，包括：可枢转控制臂，所述可枢转控制臂具有可连接到轮架的第一端和可连接到所述车辆的内侧部件的第二端；旋转致动器；和连杆，所述连杆使所述旋转致动器连接到所述控制臂，使得由所述旋转致动器施加到所述连杆上的转矩被转换成作用在所述控制臂上以使所述控制臂以及连接到所述第一端的轮架相对于所述车辆的所述内侧部件枢转的力。
[0009] 所述推杆可以具有可枢转地连接到所述转矩传递臂的上端以及可枢转地连接到所述控制臂的下端。
[0011] 所述致动器还可以包括可安装到所述车辆的内侧部件的壳体。
[0012] 所述转矩传递臂可以可旋转地安装在所述壳体内。
[0013] 所述转矩传递臂可以包括轴，所述轴由位于所述壳体中的轴承可旋转地支撑。
[0014] 所述转矩传递臂可以从所述壳体中的槽延伸。
[0015] 所述轴可以由壳体中的位于所述槽的任一侧的轴承可旋转地支撑。
[0016] 所述悬架系统还可以包括：轮架；和伸缩式支柱，所述伸缩式支柱具有在所述支柱的上端处可连接到所述车辆的内侧部件的顶部安装架和用于将所述支柱的下端连接到所述轮架的下接头；其中，所述顶部安装架和所述下接头之间的线限定了所述轮架的转向轴线。
[0017] 所述控制臂的第一端可以连接到所述轮架。
[0018] 所述悬架系统还可以包括盘簧，所述盘簧围绕所述伸缩式支柱同轴布置。
[0019] 所述控制臂可以是下控制臂，其中所述系统还包括：轮架；上控制臂，所述上控制臂具有连接到所述轮架的第一端以及可连接到所述车辆的内侧部件的第二端；以及伸缩式支柱，所述伸缩式支柱具有用于将所述支柱的下端可枢转地连接到所述下控制臂的下接头以及可连接到所述车辆的内侧部件的上端。
[0020] 所述伸缩式支柱和所述推杆可以共用共同的枢转轴线，所述支柱和所述推杆两者可以围绕所述共同的枢转轴线相对于所述下控制臂枢转。
[0021] 所述悬架系统还可以包括盘簧，所述盘簧围绕所述伸缩式支柱同轴布置。
[0022] 根据本发明，还提供了一种包括根据本发明的悬架系统的车辆。
[0023] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆的控制系统，所述控制系统包括转矩控制单元和转矩控制回路，其中，响应于接收到与所述车辆的状态有关的信息，所述转矩控制单元被布置成向所述转矩控制回路提供转矩参考，所述转矩控制回路被布置成将所述转矩参考转换成用于驱动所述旋转致动器的信号。
[0024] 所述转矩控制单元可以进一步被布置成接收关于期望的悬架条件的信息并且基于所述当前姿态和期望的悬架条件来计算所述转矩参考。所述期望的悬架条件例如是由所述控制单元提供的用于确保抓地力的条件或由所述驾驶员选择以实现期望的行驶质量的输入。
[0025] 根据又一方面，提供了一种操作悬架系统的方法，包括：基于期望的悬架条件确定转矩参考；并且使用所述转矩参考来计算由所述致动器施加到所述连杆上的转矩。
[0027] 下面仅通过示例并参考附图描述本发明的实施例，其中：
[0028] 图1示出了根据本发明第一实施例的悬架系统；
[0029] 图2示出了根据本发明的旋转致动器和连杆；
[0030] 图3是旋转致动器和连杆的分解图；
[0031] 图4是根据本发明第二实施例的悬架系统的第一视图；
[0032] 图5是第二实施例的第二视图；
[0033] 图6示出了根据本发明第三实施例的悬架系统；
[0034] 图7示出了根据本发明的控制系统的整体结构；
[0035] 图8示出了图7的结构中所示的控制回路的更多细节。
具体实施方式
[0036] 以下描述用于车辆的悬架系统。在本文中使用时，术语“内侧”是指车辆的任何簧载部件，也就是说，由悬架系统悬挂在路面上方的任何部件。相比之下，术语“外侧”指的是车辆的任何非簧载部件。非簧载部件随车辆悬架系统运动，因此相对于内侧部件运动。汽车设计的普遍接受的原则是车辆悬架系统的非簧载质量应保持最小，以便更容易控制非簧载外侧部件的位移。如下文将更详细说明的，本发明的优点是系统中最重的部件安装在内侧，因此对悬架系统的非簧载质量没有贡献。
[0037] 图1中示出了用于车辆的悬架系统1的第一实施例。悬架系统1包括：至少一个控制臂2，其具有连接到轮架(未示出)的第一端3和绕轴线A-A可枢转地连接到车辆内侧部件5的第二端4；旋转致动器6；以及连杆15，其使旋转致动器连接到控制臂2，使得由旋转致动器6施加到连杆15上的转矩被转换成作用在控制臂2上的力。控制臂2、轮架和连杆15是非簧载的，而致动器6形成车辆的簧载质量的一部分。
[0039] 由连杆15施加在控制臂2上的力与常规的力产生部件(诸如弹簧8)平行作用。由连杆15施加的力可以在第一方向或第二方向上起作用。具体地，当致动器6沿第一旋转方向施加转矩时，由连杆15施加的力沿第一方向作用以增大弹簧8的力；并且当致动器6沿第二旋转方向施加转矩时，由连杆15施加的力沿第二方向作用在弹簧8上。
[0040] 可以控制致动器6以改善悬架系统的高频和低频性能。高频性能与乘坐舒适性以及悬架性能的除此之外的其他特性有关。低频性能涉及车辆姿态控制，诸如侧倾、俯仰和起伏的控制。
[0041] 当致动器作用在弹簧8上时，致动器6有助于车轮的移位。作为示例，致动器可以响应于凸块而使车轮移位。通过这样做，致动器6减小了弹簧8通过车辆的内侧部件传递并且向乘客传递的力。这具有提高乘坐舒适性的效果。为了改善乘坐舒适性，一个高频控制选择是向致动器6施加转矩，以将由弹簧8施加在车辆的内侧部件上的力保持为接近恒定。这最小化了车辆内侧部件和乘客的垂直加速度。
[0042] 在同一示例中，致动器6可以增大弹簧8产生的力，以在移位之后更快地恢复车轮位置。这种高频车轮关节运动提高了对表面不规则体的乘坐舒适性。
[0043] 致动器6还可以抵抗或增大弹簧8的力，以改善悬架系统的低频性能。这可以包括改变车辆的行驶高度，例如减小侧倾或俯仰，或者改善车辆的空气动力学性能。甚至已知行驶高度调节有利于车辆耐撞性，例如预期即将发生的撞击。
[0044] 应当理解，通过与弹簧8平行地施加力，致动器6不需要支撑车辆的重量。换句话说，如果致动器没有提供转矩，则车辆的重量仍然由弹簧8支撑。这意味着本系统在致动器故障的情况下更安全。这也意味着系统的功率密集度较低，这是因为仅在车辆移动时需要转矩。由于致动器不支撑车辆的重量，因此不需要液压系统，并且可以在其位置使用电动致动器。电动致动器通常比液压等效物更轻、较不复杂并且更便宜。
[0045] 现在将参考图2和3描述旋转致动器6和连杆15的特征。
[0046] 旋转致动器6包括电驱动马达9、齿轮箱10和用于将旋转致动器6安装到车辆的内侧部件的壳体11。驱动马达6例如是永磁同步马达PMSM。
[0047] 通过将旋转致动器6安装到车辆的内侧部件，旋转致动器6的重量对如上所述的悬架组件的非簧载质量没有贡献。
[0048] 驱动马达9被配置为响应于控制信号产生转矩。下面参考图7和8更详细地解释控制信号。
[0049] 转矩由驱动马达9的驱动轴12输出。输出轴12连接到齿轮箱10的输入轴13，以在驱动马达9和齿轮箱10之间传递转矩。驱动轴12和齿轮箱输入轴13可以以任何传统方式连接，诸如通过花键联接或通过键槽和键。齿轮箱10包括单速比齿轮箱并且被配置为根据需要升高或降低由驱动马达9产生的转矩。尽管齿轮箱10包括单速比齿轮箱，但多速比齿轮箱不被认为超出本发明的范围。
[0050] 齿轮箱10还包括输出轴14，如下所述，该输出轴联接到连杆15。输出轴14处的转矩是由驱动马达9产生的转矩和齿轮箱10的传动比的倍数。因此，通过选择传动比和驱动马达9；可以改变传递到连杆15的转矩以及因此传递到控制臂2的力。这使得系统可以容易地适应各种应用，这取决于车辆的重量和用途等。
[0051] 齿轮箱10优选地是行星齿轮箱，使得输入轴13和输出轴14位于共同的轴线上，如图1所示。这允许齿轮箱10和驱动马达9彼此成直线定位并且抵靠车辆的安装它们的内侧部件。应当理解，齿轮箱10和驱动马达9的这种直列式布置相对于例如并排构造减小了其宽度。直列式布置的减小的宽度减小了驱动马达9或旋转致动器6的齿轮箱10从车辆的所述内侧部件向外延伸的程度，并且因此，允许控制臂2在破坏旋转致动器6之前实现更大的铰接。
[0052] 连杆15包括转矩传递臂16，该转矩传递臂联接到齿轮箱输出轴14，使得输出轴14的旋转使转矩传递臂16旋转经过圆弧。连杆15还包括推杆17，以将转矩传递臂16连接到控制臂2。推杆17在上端18处可枢转地连接到转矩传递臂16并且在下端19处可枢转地连接到控制臂2。当转矩传递臂16响应于由旋转致动器6产生的转矩而移动时，枢转连接适应变化的几何形状。
[0053] 在所示实施例中，推杆17的上端18和下端19包括玫瑰接头。在下端19处，玫瑰接头连接到轴20(图1中示出)，该轴延伸穿过控制臂2的支架21。轴20将玫瑰接头可枢转地附接到支架21。在上端18处，玫瑰接头连接到销22，该销延伸穿过转矩传递臂16的叉形部分23。销22将推杆17的上端18可枢转地附接到叉形部分23。
[0054] 推杆17的上端18的玫瑰接头位于叉形部分23的两个叉齿之间，使得它沿着枢轴线纵向地额外地支撑。这在转矩传递臂16和推杆17之间提供稳定且刚性的枢转连接。
[0055] 壳体11包括内侧安装面24，该内侧安装面可以被配置成对应于车辆的安装它的内侧部件。想到任何稳定的固定方法，例如，安装面可以缝焊联接到车辆上，或者通过螺纹连接附接。附接方法的目的是提供尽可能最坚固的安装，从而在施加转矩时使致动器6的位置的任何变化最小化。
[0056] 转矩传递臂16安装在壳体11内。因此，当驱动马达被启动时，转矩传递臂16可以直接对壳体11作出反应。这有效地将由转矩反作用引起的载荷引导到车辆的内侧部件中。
[0057] 转矩传递臂16包括轴25，该轴被构造成连接到齿轮箱10的输出轴14。轴25和输出轴14可以以任何传统方式连接。在所示的实施例中，输出轴14包括键座26，键(未示出)将位于键座中以在输出轴14和轴25中的相应键槽(未示出)之间传递转矩。
[0058] 转矩传递臂16的叉形部分23从轴的第一端径向延伸。轴25的第二端位于容纳在壳体11的第一轴承座28中的轴承27中。壳体11还包括第二轴承座29；第二轴承座29容纳附加轴承30，该附加轴承支撑齿轮箱10的输出轴14。因此，输出轴14和转矩传递臂16都由壳体11支撑。转矩传递臂16的叉形部分23从布置在第一轴承座28和第二轴承座29之间的壳体11中的槽31延伸。
[0059] 图4和5示出了悬架系统的第二实施例，其中相同的特征保留相同的附图标记。在该实施例中，悬架系统使用双叉臂式布置，其中控制臂2是下控制臂33；该下控制臂相对于上控制臂32较低。上控制臂32和下控制臂33均在相应的第一端处可枢转地连接到轮架(未示出)。上控制臂32和下控制臂32的相应第二端可枢转地连接到车辆的内侧部件，诸如底盘的子框架。
[0060] 车轮34安装在轮架上，使得车轮34可通过上控制臂32和下控制臂33的铰接相对于车辆的内侧部件移位。车轮34可以以任何常规方式安装到轮架上，例如通过将车轮安装到可旋转地容纳在轮架的轴承(未示出)中的轮毂(未示出)上。
[0061] 伸缩式支柱35在下接头36处可枢转地安装到下控制臂33。在所示的实施例中，伸缩式支柱35是阻尼器，该阻尼器包括安装到车辆的内侧部件的上部37和安装到下控制臂33的下部38。阻尼器35的上部37可以在下部38内滑动，以提供伸缩阻尼作用，该阻尼作用允许阻尼器在下叉臂33以正常方式铰接期间伸展和收缩。盘簧8同轴地布置在阻尼器35上，以推动阻尼器的上部37和下部38分开，并且提供至少部分地支撑车辆重量的力。
[0062] 在该实施例中，推杆17的下端19可枢转地连接到下控制臂33，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，推杆17可以连接到上控制臂32。
[0063] 有利地，伸缩式支柱35的下部38安装在用于连接推杆17的下端19的轴20上。具体地，设置在下控制臂33上的支架21包括两个凸耳39、40，每个凸耳具有轴承座(未示出)。轴20延伸穿过两个凸耳39、40并安装在轴承中。可替代地，每个轴承座提供滑动轴承表面，并且轴20直接安装在轴承座上。
[0064] 在所示的实施例中，伸缩式支柱35的下部38在凸耳39、40之间安装到轴20上。轴20的一部分从支架21延伸并穿过推杆17的下端19的玫瑰接头。
[0065] 因此，伸缩式支柱35和推杆17共用共同的枢转轴线，两者可围绕该枢转轴线相对于下控制臂33枢转。尽管伸缩式支柱35和推杆17共用一个共同轴线并不是必需的，但是优选的是确保控制臂33相对于车辆的安装它的内侧部件旋转所围绕的轴线A-A与推杆17的下端安装到控制臂33的点之间的距离被最大化，以使可旋转地驱动控制臂33所需的力最小化。
[0066] 在本发明的第三实施例中，其中相同的特征保持相同的附图标记，上述旋转致动器6和连杆15形成麦弗逊(Macpherson)支柱悬架系统的一部分，如图6所示。在该实施例中，悬架系统包括单个控制臂2和伸缩式支柱41，该伸缩式支柱具有在弹簧45上的线圈，该线圈在下端通过下接头43直接连接到轮架42。伸缩式支柱41通过顶部安装架44在上端安装到车辆的内侧部件。在麦弗逊支柱悬架中，在顶部安装架和下接头之间绘制的线限定了车轮34的转向轴线。
[0067] 在主动悬架系统中通常用致动器代替顶部安装架以将力直接施加到弹簧上。换句话说，致动器和弹簧串联起作用。当转向轴线相对于水平面的角度受到影响时，致动器的激活通常会引起外倾角变化。外倾角的变化反过来会影响车轮和地面的接触面，在大多数情况下接触面不应该变化以使接触面不会减小。
[0068] 应当理解，在本发明中，由于推杆17直接作用在控制臂2而不是弹簧45上(如在已知系统中那样)，因此，除了由弹簧45的压缩引起的正常变化之外，对悬架几何形状没有影响。换句话说，外倾角不受影响。
[0069] 现在将在下面参考图7至9描述该系统的控制方案。在诸如WO2012/025705中公开的悬架系统中，控制方案基于为每个转矩传递臂产生的位置基准。相比之下，在本申请中，转矩传递臂的旋转与悬架偏转直接关联，使得位置控制将有效地抵消被动弹簧阻尼器的过滤性质。因此，根据本发明实施例的控制方案使用转矩控制。
[0070] 参考图7，用于悬架系统的控制系统100包括转矩控制单元110和多个致动器单元120a-n。每个致动器单元120a-n包括位于车辆200的每个拐角处的致动器130a-n以及控制每个单独致动器的运动的控制回路140a-n。如上所述，每个致动器130a-n包括驱动马达9和齿轮箱10。
[0071] 转矩控制单元110不接收来自车辆200的测量值以及来自车辆上的驾驶员、环境和其他智能系统的输入115。该信息可以涉及车辆和/或前方道路的状态，并且可以包括但不限于：起伏或垂直加速度；俯仰角；俯仰加速度；侧倾角；侧倾加速度；车轮或非簧载质量、垂直加速度；车轮转速；支柱/阻尼器/弹簧压缩；车辆位置；车辆前进速度；车辆前进加速度；车辆横向加速度；偏航率；俯仰率；侧倾率；方向盘角度；加速器/制动踏板位置；以及路面不平度。基于该信息，转矩控制单元110内的控制算法产生转矩参考Tref，该转矩参考被馈送到控制回路140a-n。控制算法例如基于用于提供如下所述的姿态控制、舒适性、道路保持和操纵改进的控制技术。转矩参考Tref可以直接被转换成要施加到驱动马达9的电流参考。
[0072] 图8中示出了转矩控制单元110的示例。
[0073] 参考图8，多目标控制方案使用H-无穷框架来合成控制单元(K)110。基于系统传递矩阵的奇异值分解来调整控制方案，这旨在通过最小化干扰传播来改善舒适性和抓地力。
[0074] 所提出的控制对于测量噪声足够稳健，并且导致舒适性和抓地力相关度量的同时且显著的改善。通过连续和峰值致动器极限值以及不同的外源输入实现这些改进的事实，突出了所提出的控制的稳健性。该控制单元通过从非线性PALS全车测量的分离的高频反馈信号Hfs和低频反馈信号Lfs同时解决致动器6位置的低频追踪和性能目标的高频控制。致动器6位置的低频追踪参考由PID回路(每个致动器单元一个)提供，该PID回路解决了低频控制目标。以这种方式，根据频率分离原理同时且有效地解决了高频和低频控制目标。
[0075] 该控制单元110产生等效的力参考，该力参考被转换为转矩参考Tref以输入到致动器单元120a-n中。
[0076] 在该示例中，外部干扰(dn)可以是：垂直道路速度(d1)、悬架偏转测量的噪声(d2)和簧载质量垂直加速度(d3)。要最小化的目标(en)是加权簧载质量垂直加速度(e1)、轮胎偏转(e2)和控制力度(e3)。干扰加权函数(Wd1-Wd3)使所有干扰输入均一。目标加权函数(We1-We3)惩罚了不同目标的重要性。这可以用于衰减底盘共振频率下的性能目标，并且惩罚高于感兴趣频率的控制力度。控制力度惩罚有利于系统节能以及高频噪声衰减。
[0079] 图9中示出了控制回路140a-n的示例。
[0080] 参考图9，基于例如致动器模型(150)由转矩参考Tref提供参考磁化(正交)电流i*qm。在该示例中，参考(直流)电流i*dm被设置为零，原因将在下面详细说明。
[0081] 无论采用何种实际控制策略，都有许多成熟的方法来计算PMSM电机的直流和正交(dq)电流基准。在所谓的转子dq参考系中表示的量是通过三相abc wye连接定子的参考系中的相关量的变换发现的。
[0082] 已知方法包括：
[0083] 1.恒转矩角控制或零直流电控制：这是行业标准，易于实现，但由于不包括任何通量弱化逻辑而具有有限的高速性能。
[0085] 3.恒定相互通量链接控制：低速控制集成平稳，高速通量弱化。
[0088] 6.恒功率损耗控制：考虑到热稳健性的最大转矩-速度包络。
[0089] 7.最高效率控制：最大效率和更高的可靠性。
[0090] 在本发明的实施例中，整体系统性能主要受致动器在低速下可以输送的最大转矩的限制。因此，输出速度最大化不是特别令人感兴趣，并且不需要通量减弱方法。无传感器操作也不是必需的，并且能量效率虽然重要，但并不关键。
[0091] 由于这些原因，在本发明的实施例中，使用标准的零直流电控制。该方法提供每安培的接近最佳的转矩以及与损耗最小化控制策略相当的效率。该方法涉及始终设置i*dm＝0，并控制i*qm以实现期望的输出转矩或连杆15运动。
[0092] 假设致动器的精确模型，则可以基于开环基础上的驱动马达6和齿轮箱10的电气和机械性质来估计提供期望转矩所需的电流参考。可替代地，可以使用PID控制测量并反馈输出转矩。
[0093] 在图9中，来自马达9的输入是dq电流及其磁化分量：id、iq、idm和iqm。dq电压参考v*d和v*q被输出到驱动马达9，例如输出到驱动马达9(未示出)中的DC-AC转换器。比例、积分和抗饱和增益由下标p、i和aw表示。Dq部分由下标或上标和q表示。
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