專(zhuān)利名稱(chēng)：包括電磁致動(dòng)器的用于車(chē)輛的懸架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括電磁致動(dòng)器的懸架系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為用于車(chē)輛的懸架系統(tǒng)，已經(jīng)研發(fā)出了具有電磁致動(dòng)器的所謂電磁懸
架系統(tǒng)，所述電磁致動(dòng)器被構(gòu)造為基于電磁電動(dòng)機(jī)的力，相對(duì)于簧上部分及簧下部分產(chǎn)生
沿著簧上部分與簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的方向的力。例如，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1揭示了這種
電磁懸架系統(tǒng)。因?yàn)樵搼壹芟到y(tǒng)能夠產(chǎn)生對(duì)于簧上部分和簧下部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力，
所以得益于基于所謂天鉤(skyhook)原理能夠方便地實(shí)現(xiàn)減振特性的優(yōu)點(diǎn)，所揭示的懸架
系統(tǒng)被認(rèn)為是高性能懸架系統(tǒng)。 專(zhuān)利文獻(xiàn)1JP-A-2007-20393
發(fā)明內(nèi)容
(A)本發(fā)明的概要 在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中揭示的懸架系統(tǒng)中，彈簧與電磁致動(dòng)器串聯(lián)設(shè)置以例如應(yīng)對(duì) 高頻率振動(dòng)。但是，在由此構(gòu)造的系統(tǒng)中，當(dāng)致動(dòng)器產(chǎn)生致動(dòng)器力時(shí)，所產(chǎn)生的致動(dòng)器力經(jīng) 由彈簧傳遞至簧上部分和簧下部分。因此，該懸架系統(tǒng)存在因經(jīng)由彈簧傳遞致動(dòng)器力產(chǎn)生 的時(shí)間延遲而導(dǎo)致不能傳遞所產(chǎn)生的致動(dòng)器力等問(wèn)題。著眼于上述情況完成了本發(fā)明。因 此，本發(fā)明的目的在于提供一種懸架系統(tǒng)，用于使通過(guò)致動(dòng)器和連接機(jī)構(gòu)作用在簧上部分 與簧下部分之間的力適當(dāng)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明用于車(chē)輛的懸架系統(tǒng)通過(guò)包括以下部件來(lái)構(gòu)成 連接機(jī)構(gòu)，其用于將以下部件彈性地連接作為致動(dòng)器的構(gòu)成元件的簧上側(cè)單元和簧下側(cè) 單元中的一者；以及簧上部分和簧下部分中與簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的所述一者連接 的一者，并且，本懸架系統(tǒng)的特征在于，在利用第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)的情況下基于 下述參數(shù)來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力(a)需要通過(guò)致動(dòng)器和連接機(jī)構(gòu)作用在簧上部分與簧下部 分之間的需要作用力；以及(b)由于簧上部分和簧下部分中所述一者的位移造成的簧上側(cè) 單元和簧下側(cè)單元中的所述一者的慣性力，其中，所述第一傳遞函數(shù)是在輸入所述致動(dòng)器 力時(shí)輸出簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的所述一者相對(duì)于簧上部分和簧下部分中的所述一 者的位移量的傳遞函數(shù)，而所述第二傳遞函數(shù)是在輸入所述位移量時(shí)輸出作為實(shí)際作用在 簧上部分與簧下部分之間的力的實(shí)際作用力的傳遞函數(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明的懸架系統(tǒng)中，通過(guò)考量致動(dòng)器力與由于經(jīng)由連接機(jī)構(gòu)傳遞致動(dòng)器 力而實(shí)際作用在簧上部分與簧下部分之間的力之間的關(guān)系，并進(jìn)一步考量簧上部分和簧下 部分中通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者連接的一者的位移的影響，來(lái)確 定要由致動(dòng)器產(chǎn)生的力。由此，可以使作用在簧上部分與簧下部分之間的力適當(dāng)。
(B)本發(fā)明的模式 將說(shuō)明被視為可通過(guò)權(quán)利要求進(jìn)行保護(hù)的本發(fā)明(以下在合適的情況下稱(chēng)為"可
4要求權(quán)利的本發(fā)明")的各種模式。本發(fā)明的每一種模式類(lèi)似于所附權(quán)利要求進(jìn)行標(biāo)號(hào)，并 在合適情況下可從屬于其他一種或多種模式。這是為了更方便地理解可要求權(quán)利的本發(fā) 明，并且應(yīng)當(dāng)理解，構(gòu)成本發(fā)明的構(gòu)成元件的組合并不限于以下描述的模式。換言之，應(yīng)當(dāng) 理解，可要求權(quán)利的本發(fā)明應(yīng)當(dāng)著眼于以下對(duì)各種模式以及優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明來(lái)解釋。還 應(yīng)當(dāng)理解，其中將一個(gè)或更多元件增加至以下任何一種模式或從以下任何一種模式刪除得 到的任意模式可以被視為可要求權(quán)利的本發(fā)明的一種模式。
(1) —種懸架系統(tǒng)，其用于車(chē)輛，并包括 電磁致動(dòng)器，其包括簧上側(cè)單元，其連接至簧上部分；簧下側(cè)單元，其連接至簧
下部分，并隨著所述簧上部分和所述簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)而可相對(duì)于所述簧上
側(cè)單元運(yùn)動(dòng)；以及電磁電動(dòng)機(jī)，所述致動(dòng)器被構(gòu)造為基于所述電磁電動(dòng)機(jī)的力而產(chǎn)生致動(dòng)
器力，所述致動(dòng)器力是對(duì)于所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力； 連接機(jī)構(gòu)，其包括支撐彈簧，所述支撐彈簧用于允許所述簧上側(cè)單元和所述簧下
側(cè)單元中的一者由所述簧上部分和所述簧下部分中與所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元
中的所述一者連接的一者進(jìn)行彈性支撐，所述連接機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述簧上側(cè)單元和所述
簧下側(cè)單元中的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者連接；以及 控制器，其包括目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為根
據(jù)規(guī)定控制規(guī)則來(lái)確定作為需要由所述致動(dòng)器產(chǎn)生的所述致動(dòng)器力的目標(biāo)致動(dòng)器力，所述
控制器被構(gòu)造為基于所述目標(biāo)致動(dòng)器力來(lái)對(duì)由所述致動(dòng)器產(chǎn)生的所述致動(dòng)器力進(jìn)行控制， 其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為在利用第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)
的情況下基于下述參數(shù)來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力(a)需要作用力，其是需要通過(guò)所述致
動(dòng)器和所述連接機(jī)構(gòu)作用在所述簧上部分與所述簧下部分之間的力；以及(b)由于所述簧
上部分和所述簧下部分中的所述一者的位移造成的所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中
的所述一者的慣性力，其中，所述第一傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入所述致動(dòng)器力時(shí)輸出所述簧上側(cè)
單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者相對(duì)于所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者
的位移量的傳遞函數(shù)，而所述第二傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入所述位移量時(shí)輸出作為實(shí)際作用在所
述簧上部分與所述簧下部分之間的力的實(shí)際作用力的傳遞函數(shù)。 作為具有電磁致動(dòng)器的懸架系統(tǒng)，已經(jīng)提出了一種系統(tǒng)，其中彈簧與致動(dòng)器串聯(lián) 布置以例如應(yīng)對(duì)車(chē)輛在粗糙路面或具有連續(xù)凹凸的路面上行駛時(shí)產(chǎn)生的高頻振動(dòng)。根據(jù)以 上構(gòu)成方式(1)的系統(tǒng)與這種系統(tǒng)相關(guān)。通過(guò)由此構(gòu)造懸架系統(tǒng)，由致動(dòng)器產(chǎn)生的致動(dòng)器 力經(jīng)由支撐彈簧傳遞至簧上部分和簧下部分。因此，對(duì)致動(dòng)器力不能如所產(chǎn)生的那樣進(jìn)行 傳遞，由此導(dǎo)致致動(dòng)器力與實(shí)際作用在簧上部分與簧下部分上的實(shí)際作用力之間的差異。 具體而言，存在例如因經(jīng)由支撐彈簧傳遞致動(dòng)器力而產(chǎn)生的時(shí)間延遲所導(dǎo)致的致動(dòng)器力的 值與實(shí)際作用力的值之間的差。致動(dòng)器力與實(shí)際作用力之間的上述差例如會(huì)導(dǎo)致不能適當(dāng) 地減小車(chē)輛中產(chǎn)生的振動(dòng)的問(wèn)題。 根據(jù)模式(l)，基于需要作用力并利用第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)來(lái)進(jìn)行對(duì)目 標(biāo)致動(dòng)器力的確定，由此可在考量與致動(dòng)器力經(jīng)由連接機(jī)構(gòu)傳遞至簧上部分和簧下部分相 關(guān)的致動(dòng)器力傳遞特性的情況下確定目標(biāo)致動(dòng)器力。因此，可以使作用在簧上部分與簧下 部分之間的力合適。換言之，可使諸如阻尼力之類(lèi)的致動(dòng)器力合適。 在利用模式(1)中所述的"第一傳遞函數(shù)"和"第二傳遞函數(shù)"的情況下，可以獲得
5致動(dòng)器力與實(shí)際作用力之間的關(guān)系。簡(jiǎn)言之，在考量了致動(dòng)器力與實(shí)際作用力之間的關(guān)系 的情況下，可以將要由致動(dòng)器產(chǎn)生的致動(dòng)器力確定為使得實(shí)際作用力等于需要作用力。但 是，僅考量簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者相對(duì)于簧上部分和簧下部分中的一者的運(yùn)動(dòng) 來(lái)設(shè)定第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)。實(shí)際上，簧上部分和簧下部分中的所述一者總是發(fā) 生位移。因此，希望考量簧上部分和簧下部分中的所述一者的位移的影響。著眼于此，在模 式(1)中，在利用上述第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)的情況下，基于需要作用力，并進(jìn)一步 基于由于簧上部分和簧下部分中的一者的位移造成的簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者 的慣性力來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力。因此，根據(jù)模式(l)，通過(guò)考量簧上部分和簧下部分中的一 者位移的影響，可以使作用在簧上部分與簧下部分之間的力適當(dāng)，由此確保有效的振動(dòng)衰 減。因此，能夠防止由于連接機(jī)構(gòu)相對(duì)于致動(dòng)器的串聯(lián)布置而導(dǎo)致的在車(chē)輛的駕乘舒適性、 車(chē)輛的操控性和穩(wěn)定性等方面的劣化。 第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)中的每一者均可被定義為輸出的拉普拉斯變換與 輸入的拉普拉斯變換的比率或輸出的z變換與輸入的z變換的比率(該z變換可被解釋為 對(duì)離散集的拉普拉斯變換)。就模式(1)中描述的"目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分"而言，其用于 執(zhí)行對(duì)兩個(gè)傳遞函數(shù)的計(jì)算的部分在結(jié)構(gòu)方面不受到具體限制，而可以通過(guò)包括諸如用于 相對(duì)于輸入值來(lái)計(jì)算輸出值的電路之類(lèi)的計(jì)算單元而構(gòu)成。或者，目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分 也可以通過(guò)包括用于根據(jù)存儲(chǔ)在通用計(jì)算機(jī)內(nèi)的也用于其他控制并用于相對(duì)于輸入值來(lái) 計(jì)算輸出值的程序來(lái)執(zhí)行處理的部分而構(gòu)成。 在考量簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者隨著簧上部分和簧下部分中的一者的 位移而產(chǎn)生位移的情況下，可將模式(1)中描述的"慣性力"視為具有根據(jù)簧上部分和簧下 部分中的一者沿豎直方向的加速度的大小的力。注意，慣性力并不僅指具有根據(jù)簧上側(cè)單 元和簧下側(cè)單元中一者的實(shí)際質(zhì)量的大小的慣性力?？梢匀缦聛?lái)確定慣性力。在致動(dòng)器包 括絲杠機(jī)構(gòu)以用于將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行 彼此轉(zhuǎn)換的情況下，可將與致動(dòng)器的構(gòu)成元件中隨著兩個(gè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的一部分 的慣性矩轉(zhuǎn)換為慣性質(zhì)量，并可將具有與慣性質(zhì)量對(duì)應(yīng)的大小的力視為慣性力的一部分。 換言之，在模式(1)中，可利用所謂等價(jià)慣性質(zhì)量來(lái)確定慣性質(zhì)量。 模式(1)中的"致動(dòng)器"在其結(jié)構(gòu)方面并不受具體限制?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域公知的 各種電磁致動(dòng)器。由致動(dòng)器產(chǎn)生的力是對(duì)于簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。該 力不僅包括抵抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力，還包括促使簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力 (即推動(dòng)力)，以及使得可抵抗所輸入的外部力來(lái)防止兩個(gè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力(即保持 力)。致動(dòng)器的"電磁電動(dòng)機(jī)"的類(lèi)型可不受具體限制，而可從包括無(wú)電刷式DC電動(dòng)機(jī)在內(nèi) 的各種類(lèi)型中進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。就電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式而言，電動(dòng)機(jī)可以是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)或線(xiàn) 性電動(dòng)機(jī)。 用于確定目標(biāo)致動(dòng)器力的"控制規(guī)則"包括例如與用于振動(dòng)衰減的控制相關(guān)的規(guī) 則。具體而言，該控制規(guī)則包括用于基于所謂天鉤阻尼器原理來(lái)執(zhí)行控制以用于產(chǎn)生對(duì)于 簧上部分的振動(dòng)(即，簧上振動(dòng))的阻尼力的規(guī)則。除了振動(dòng)衰減控制之外，該規(guī)則還可以 用于同時(shí)執(zhí)行用于抑制因車(chē)輛轉(zhuǎn)向而導(dǎo)致的車(chē)體側(cè)傾的側(cè)傾抑制控制、用于抑制因車(chē)輛的 加速和減速而導(dǎo)致的車(chē)體俯仰的俯仰抑制控制、以及用于調(diào)節(jié)簧上部分與簧下部分之間的 距離的控制(即高度調(diào)節(jié)控制)。在控制規(guī)則用于同時(shí)執(zhí)行多種控制的情況下，使各個(gè)控制中致動(dòng)器力的分量的合計(jì)值作為需要作用力，并可基于需要作用力、兩個(gè)傳遞函數(shù)和慣性 力來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力。 模式(1)中的"連接機(jī)構(gòu)"可以被設(shè)置為主要用于例如應(yīng)對(duì)具有相對(duì)較高頻率的 振動(dòng)。在連接機(jī)構(gòu)可以被構(gòu)造為包括支撐彈簧作為主要構(gòu)成元件的情況下，連接機(jī)構(gòu)可以 包括將在下文詳細(xì)描述的液壓阻尼器，以用于使因設(shè)置支撐彈簧而產(chǎn)生的振動(dòng)衰減。支撐 彈簧可具有任意結(jié)構(gòu)。在連接機(jī)構(gòu)包括下述液壓阻尼器的情況下，可以采用盤(pán)簧。在此情 況下，作為氣筒裝置的阻尼器被布置為插入通過(guò)盤(pán)簧或布置在盤(pán)簧內(nèi)，由此可實(shí)現(xiàn)尺寸緊 湊的懸架系統(tǒng)。 在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)"連接"不僅指直接連接，還指其中各元件利用夾置在其 間的特定部件、構(gòu)件或單元等彼此間接連接的間接連接。例如，在簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單 元分別連接至簧上部分和簧下部分的情況下，這些單元可以直接連接至簧上部分和簧下部 分，或經(jīng)由夾置在其間的彈簧、液壓阻尼器等間接地連接至簧上部分和簧下部分。
(2)根據(jù)模式(1)所述的懸架系統(tǒng)， 其中，合成傳遞函數(shù)被設(shè)定為作為所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)的乘積 的函數(shù)的倒數(shù)函數(shù)，并且 其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為基于下述參數(shù)來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器 力通過(guò)將所述需要作用力輸入到所述合成傳遞函數(shù)而獲得的輸出值；以及所述慣性力。
(3)根據(jù)模式(2)所述的懸架系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為根 據(jù)通過(guò)將所述需要作用力輸入到所述合成傳遞函數(shù)而獲得的所述輸出值與所述慣性力之 間的關(guān)系來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力，所述關(guān)系表示所述輸出值與所述目標(biāo)致動(dòng)器力之間的 差對(duì)應(yīng)于所述慣性力。 在上述兩種模式(2)及(3)中，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算目標(biāo)致動(dòng)器力的技術(shù)。上述兩種構(gòu)成 方式中描述的"合成傳遞函數(shù)"是在向其輸入實(shí)際作用力時(shí)輸出致動(dòng)器力的值的傳遞函數(shù)。 換言之，通過(guò)將需要作用力輸入到合成傳遞函數(shù)，輸出要由致動(dòng)器產(chǎn)生的致動(dòng)器力。但是， 因?yàn)楸硎緩暮铣蓚鬟f函數(shù)輸出的致動(dòng)器力的輸出值并未考量簧上部分和簧下部分中的所 述一者的位移，所以可以基于慣性力來(lái)校正從合成傳遞函數(shù)輸出的輸出值。具體而言，如在 后一種模式(3)中，考量慣性力作用的方向，可將慣性力加至合成傳遞函數(shù)的輸出值或從 合成傳遞函數(shù)的輸出值減去慣性力，由此確定目標(biāo)致動(dòng)器力。
(4)根據(jù)構(gòu)成方式(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的懸架系統(tǒng)， 其中，所述連接機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將以下部件連接作為所述簧上側(cè)單元和所述簧下 側(cè)單元中的所述一者的所述簧下側(cè)單元；以及作為所述簧上部分和所述簧下部分中的所述 一者的所述簧下部分，并且所述連接機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使得所述支撐彈簧允許所述簧下側(cè)單元 由所述簧下部分進(jìn)行彈性支撐，并且 其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為在利用所述第一傳遞函數(shù)和所述第二
傳遞函數(shù)的情況下基于所述需要作用力和由于所述簧下部分的位移造成的所述簧下側(cè)單
元的所述慣性力來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力，其中，所述第一傳遞函數(shù)在輸入所述致動(dòng)器力
時(shí)輸出所述簧下側(cè)單元相對(duì)于所述簧下部分的位移量，而所述第二傳遞函數(shù)在輸入所述位
移量時(shí)輸出作為實(shí)際作用在所述簧上部分與所述簧下部分之間的力的所述實(shí)際作用力。 根據(jù)上述模式(4)，連接機(jī)構(gòu)被布置在簧下部分與致動(dòng)器的簧下側(cè)單元之間，由此從車(chē)輪輸入并傳遞至致動(dòng)器的沖擊被減輕，由此應(yīng)對(duì)諸如簧下諧振之類(lèi)的高頻振動(dòng)。因此，根據(jù)模式(4)，可以有效地抑制傳遞至電磁電動(dòng)機(jī)的沖擊以及高頻振動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的懸架系統(tǒng)。 例如在車(chē)輪經(jīng)過(guò)路面的突起和凹陷的情況下，簧下部分劇烈地運(yùn)動(dòng)，由此簧下側(cè)單元也劇烈地運(yùn)動(dòng)。因此，認(rèn)為會(huì)經(jīng)常發(fā)生簧下側(cè)單元的慣性力變得相對(duì)較大的情況。在模式(4)中，考量由于簧下部分的位移造成的簧下側(cè)單元的慣性力來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力，由此可使致動(dòng)器力更加適當(dāng)。 (5)根據(jù)模式(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的懸架系統(tǒng)，其中，所述連接機(jī)構(gòu)包括阻尼器，所述阻尼器與所述支撐彈簧并聯(lián)布置，并被構(gòu)造為產(chǎn)生對(duì)于所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻尼力。 (6)根據(jù)模式(5)所述的懸架系統(tǒng)，其中，基于所述阻尼器的阻尼系數(shù)來(lái)設(shè)定所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)。 在上述兩種模式(5)及(6)中，采用了其中液壓阻尼器與支撐彈簧并聯(lián)布置的連
接機(jī)構(gòu)。"阻尼器"可設(shè)置為用于輔助支撐彈簧，即用于使具有相對(duì)較高頻率的振動(dòng)衰減。
因此，根據(jù)上述兩種模式，能夠有效地減小諸如簧下諧振之類(lèi)的高頻振動(dòng)。在阻尼器的結(jié)構(gòu)
并無(wú)特別限制的情況下，阻尼器可具有如包括殼體和活塞等的氣筒裝置那樣的結(jié)構(gòu)。在連
接機(jī)構(gòu)包括阻尼器的情況下，如后一種模式(6)中所述，利用阻尼器的阻尼系數(shù)來(lái)設(shè)定第
一傳遞函數(shù)及第二傳遞函數(shù)。 (7)根據(jù)模式(6)所述的懸架系統(tǒng)， 其中，所述阻尼器被構(gòu)造為使得其阻尼系數(shù)基于所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向而不同，并且 其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為基于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向來(lái)改變要利用的所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)。 在根據(jù)上述模式(7)的"阻尼器"中，使其在簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者與簧上部分和簧下部分中的一者彼此接近地運(yùn)動(dòng)的行程中的阻尼系數(shù)與在簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者與簧上部分和簧下部分中一者彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)的行程中的阻尼系數(shù)不同。例如，為了例如有效地減輕在車(chē)輪經(jīng)過(guò)路面的突起時(shí)發(fā)生的推進(jìn)沖擊，相較于彼此遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)的行程中的阻尼系數(shù)，使彼此接近運(yùn)動(dòng)的行程中的阻尼系數(shù)較小。在連接機(jī)構(gòu)具有阻尼器的情況下，利用阻尼器的阻尼系數(shù)來(lái)設(shè)定第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)。因此，模式(7)可以被配置為使得利用彼此接近地運(yùn)動(dòng)的行程中的阻尼系數(shù)設(shè)定的第一傳遞函數(shù)及第二傳遞函數(shù)與利用彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)的行程中的阻尼系數(shù)設(shè)定的第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)不同。根據(jù)模式(7)，對(duì)簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者與簧上部分和簧下部分中的一者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行推定，并基于該方向來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力，由此使作用在簧上部分與簧下部分之間的力的大小更適當(dāng)。 (8)根據(jù)模式(7)所述的懸架系統(tǒng)，還包括用于檢測(cè)所述簧上部分和所述簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的所述運(yùn)動(dòng)的量的運(yùn)動(dòng)量傳感器，以及用于檢測(cè)所述電磁電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)量的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器，
其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為基于由所述運(yùn)動(dòng)量傳感器檢測(cè)到的值和由所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器檢測(cè)到的值，來(lái)對(duì)所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中所述一者的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行推定。
在上述模式(8)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的一者與簧上部分和簧下部分中的一者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行推定的技術(shù)。致動(dòng)器被構(gòu)造為使得簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)。因此，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器的檢測(cè)值來(lái)推定簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的量(以下在合適的情況下稱(chēng)為"單元相對(duì)運(yùn)動(dòng)量")。因此，可根據(jù)由運(yùn)動(dòng)量傳感器檢測(cè)得到的簧上部分和簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)量與根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器的檢測(cè)值推定得到的單元相對(duì)運(yùn)動(dòng)量之間的差的變化，來(lái)推定阻尼器的伸縮方向。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)量傳感器和電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器是在由懸架系統(tǒng)執(zhí)行的對(duì)致動(dòng)器的常規(guī)控制等中所需要的，所以模式(8)無(wú)需額外設(shè)置傳感器，由此可防止系統(tǒng)復(fù)雜化。


圖i是示出根據(jù)可要求權(quán)利的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于車(chē)輛的懸架系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖2是示出圖1所示的彈簧減震器組件的截面的前視平面圖。
圖3是圖2的彈簧減震器組件的模型視圖。 圖4是在考量了簧下部分的位移的情況下圖2的彈簧減震器組件的模型視圖。
圖5是示出由圖1所示的懸架電子控制單元執(zhí)行的致動(dòng)器控制程序的流程圖。
圖6是示出圖1的懸架系統(tǒng)的控制器的功能的框圖。 圖7(a)是可要求權(quán)利的本發(fā)明的實(shí)施例中的目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分的框圖，圖7(b)是變化實(shí)施例中的目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分的框圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明可要求權(quán)利的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例及其變化實(shí)施例。但
是，應(yīng)當(dāng)理解，可要求權(quán)利的本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例，而是可以用對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人
員而言可發(fā)生的各種修改及變化方案(如"本發(fā)明的模式"中所述的那些)來(lái)實(shí)施。還應(yīng)
理解，通過(guò)利用在"本發(fā)明的模式"中對(duì)各模式的解釋中所描述的技術(shù)內(nèi)容來(lái)提供以下實(shí)施
例的變化實(shí)施例。
1.懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖1示意性地示出了用于根據(jù)可要求權(quán)利的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的懸架系統(tǒng)10。懸架系統(tǒng)10包括四個(gè)獨(dú)立的懸架設(shè)備，它們分別對(duì)應(yīng)于四個(gè)車(chē)輪12，即左前輪、右前輪、左后輪以及右后輪。每個(gè)懸架設(shè)備均包括其中組合了懸架彈簧和減震器的彈簧減震器組件20。四個(gè)車(chē)輪12以及四個(gè)彈簧減震器組件20被分別統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)輪12以及彈簧減震器組件20。在需要將四個(gè)車(chē)輪12彼此區(qū)別的情況在以及在需要將四個(gè)彈簧減震器組件20彼此區(qū)分的情況下，分別添加表示左前輪、右前輪、左后輪以及右后輪的后綴"FL"、"FR"、"RL"以及"RR"。 如圖2所示，彈簧減震器組件20布置在保持車(chē)輪12并部分地構(gòu)成簧下部分的懸架下臂22與布置在車(chē)體上并部分地構(gòu)成簧上部分的安裝部分24之間，由此將懸架下臂22和安裝部分24連接。彈簧減震器組件20大體上為電磁致動(dòng)器30、用于將致動(dòng)器30和下臂22連接的連接機(jī)構(gòu)32、以及作為懸架彈簧的空氣彈簧34。彈簧減震器組件20包括作為其構(gòu)成要素并且一體化的致動(dòng)器30、連接機(jī)構(gòu)32以及空氣彈簧34。 致動(dòng)器30包括滾珠絲杠機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)型的電磁電動(dòng)機(jī)46 (以下在合適情況下簡(jiǎn)稱(chēng)為"電動(dòng)機(jī)46")以及容納電動(dòng)機(jī)46的殼體48。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括作為外螺紋部分的螺桿42、以及作為內(nèi)螺紋部分的螺母44，螺桿42形成有螺紋槽，螺母44保持承載滾珠并與螺桿42旋擰在一起。殼體48以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式保持螺桿42，并在其外周部分處連接至安裝部分24。電動(dòng)機(jī)46具有中空電動(dòng)機(jī)軸50。穿過(guò)電動(dòng)機(jī)軸50的螺桿42固定至電動(dòng)機(jī)軸50的上端部。換言之，電動(dòng)機(jī)46構(gòu)造為向螺桿42施加旋轉(zhuǎn)力。 致動(dòng)器30包括外管60 (螺桿42插入通過(guò))以及臺(tái)階狀內(nèi)管62，外管60在其上端處固定至殼體48，并且螺桿42插入穿過(guò)外管60，內(nèi)管62裝配到外管60內(nèi)并從外管60的下端部向下突出。內(nèi)管62具有大直徑上端部，在該大直徑上端部中保持有螺母44，使得螺母44與螺桿42旋擰在一起。外管60在其內(nèi)壁表面上形成有沿致動(dòng)器30的軸線(xiàn)的延伸方向(如合適，以下稱(chēng)為"軸線(xiàn)方向")延伸的一對(duì)導(dǎo)引槽64。設(shè)置在內(nèi)管62的上端部處的一對(duì)鍵66裝配到該對(duì)導(dǎo)引槽64中。因?yàn)閷?dǎo)引槽64以及裝配在其中的鍵66，在外管60及內(nèi)管62不可彼此旋轉(zhuǎn)的情況下允許兩者可沿軸線(xiàn)方向相對(duì)移動(dòng)。內(nèi)管62在其下端部處連接至連接機(jī)構(gòu)32。 連接機(jī)構(gòu)32具有液壓阻尼器70。雖然并未詳細(xì)描述阻尼器70的結(jié)構(gòu)，但阻尼器70具有與雙管型(twin tube type)的液壓減震器類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。阻尼器70包括其中容納有工作液的殼體72、以液密且可滑動(dòng)的方式裝配在殼體72內(nèi)部的活塞74、以及在其下端連接至活塞74并從殼體72的上端部向上延伸的活塞桿76。殼體72經(jīng)由設(shè)置在殼體72下端處的襯套78連接至下臂22?；钊麠U76在其從殼體72的上端部向上延伸的上端部處連接至內(nèi)管62的下端部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，內(nèi)管62經(jīng)由阻尼器70連接至下臂22。
環(huán)形下保持件90固定至阻尼器70的殼體72的外周部分。容納內(nèi)管62、外管60的下端部、以及阻尼器70的上部的罩管92在其下端部處固定至下保持件90。浮動(dòng)構(gòu)件94固定至內(nèi)管62與活塞桿76的接合部分。浮動(dòng)構(gòu)件94由壓縮盤(pán)簧96和壓縮盤(pán)簧100夾持并位于壓縮盤(pán)簧96和壓縮盤(pán)簧100之間，壓縮盤(pán)簧96布置在浮動(dòng)構(gòu)件94與下保持件90之間，壓縮盤(pán)簧100布置在浮動(dòng)構(gòu)件94與起上保持件作用并形成在罩管92內(nèi)部的環(huán)形突出部98之間。 空氣彈簧34包括固定至安裝部分24的腔殼120、起空氣活塞筒作用的罩管92、以及將腔殼120和罩管92連接的隔膜124。腔殼120在其蓋部126處經(jīng)由具有減震橡膠的彈簧支撐體128連接至致動(dòng)器30的殼體48。腔罩120的帽部126經(jīng)由具有減振橡膠的上支撐130而連接至安裝部分24。隔膜124在其一端處固定至腔殼120的下端部，并在其另一端處固定至罩管92的上端部。腔殼120、罩管92以及隔膜124彼此協(xié)作以界定其中填充有作為流體的壓縮空氣的壓力腔132。因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)構(gòu)，下臂22及安裝部分24( S卩，車(chē)輪及車(chē)體)通過(guò)空氣彈簧34的壓縮空氣的壓力而相對(duì)于彼此進(jìn)行彈性支持。注意，使得在將上述壓縮盤(pán)簧96、 100視為構(gòu)成單個(gè)彈簧的情況下的彈性系數(shù)大于空氣彈簧34的彈性系數(shù)。
在上述結(jié)構(gòu)中，致動(dòng)器30包括簧上側(cè)單元，其具有螺桿42、電動(dòng)機(jī)46、殼體48以及外管60等，并連接至安裝部分24 ;以及簧下側(cè)單元，其具有螺母44、內(nèi)管62以及浮動(dòng)構(gòu) 件94等，并連接至下臂22。致動(dòng)器30被構(gòu)造為使得簧上側(cè)單元及簧下側(cè)單元不可相對(duì)于 彼此旋轉(zhuǎn)，但可隨著簧上部分與簧下部分彼此接近及遠(yuǎn)離的移動(dòng)而相對(duì)于彼此移動(dòng)。上述 連接機(jī)構(gòu)32布置在(a)作為簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中一者的簧下側(cè)單元與(b)作為簧 上部分和簧下部分中連接至簧下側(cè)單元的一者的簧下部分之間。連接機(jī)構(gòu)32被構(gòu)造為將 簧下側(cè)單元和簧下部分連接。將兩個(gè)壓縮盤(pán)簧96、100視為起一個(gè)支撐彈簧的作用。(以 下，壓縮盤(pán)簧96、 100被稱(chēng)為"支撐彈簧96、 100")。 致動(dòng)器30被構(gòu)造為使得當(dāng)簧上部分和簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)時(shí)，簧上側(cè) 單元和簧下側(cè)單元可相對(duì)于彼此沿軸線(xiàn)方向移動(dòng)，即，螺桿42和螺母44可相對(duì)于彼此沿軸 線(xiàn)方向移動(dòng)，并且螺桿42隨著上述相對(duì)移動(dòng)而相對(duì)于螺母44旋轉(zhuǎn)。因此，電動(dòng)機(jī)軸50轉(zhuǎn) 動(dòng)。電動(dòng)機(jī)46可向螺桿42施加轉(zhuǎn)矩。因?yàn)樵撧D(zhuǎn)矩，能夠沿防止相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方向產(chǎn)生抵抗 螺桿42和螺母44的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的阻力。該阻力作為對(duì)于簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)的阻尼力(即，作為相對(duì)于簧上部分和簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)的阻尼力)而施 加，由此致動(dòng)器30起所謂減震器的作用。此外，致動(dòng)器30能夠相對(duì)于簧上部分和簧下部分 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生推動(dòng)力。因此，系統(tǒng)10能夠基于所謂天鉤阻尼器原理以及準(zhǔn)地鉤阻尼器 (quasigroundhook damper)原理等來(lái)執(zhí)行控制。此外，由于電動(dòng)機(jī)46的轉(zhuǎn)矩，能夠?qū)⒒缮?部分與簧下部分之間的距離保持在任意距離，由此可有效地限制或抑制車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)的車(chē)體 側(cè)傾以及車(chē)輛加速和減速時(shí)的車(chē)體俯仰，并且可以調(diào)節(jié)車(chē)輛的高度。以下在合適的情況下 將簧上部分與簧下部分之間的距離稱(chēng)為"簧上簧下間距離"。 致動(dòng)器30的簧下側(cè)單元以及下臂22由包括阻尼器70和壓縮盤(pán)簧96、 100的連接 機(jī)構(gòu)32連接。阻尼器70被構(gòu)造為產(chǎn)生對(duì)于簧下側(cè)單元和簧下部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻尼力， 由此可以有效地減小簧下側(cè)單元和簧下部分的相對(duì)振動(dòng)。雖然未詳細(xì)說(shuō)明，但阻尼器70被 構(gòu)造為在其壓縮行程中的阻尼系數(shù)與在其伸展行程中的阻尼系數(shù)彼此不同。更具體而言， 為了有效地減輕在車(chē)輪經(jīng)過(guò)路面上的突起時(shí)向上推動(dòng)車(chē)輪的沖擊，使壓縮行程中(即，簧 下側(cè)單元和簧下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)的情況下)的阻尼系數(shù)Cc小于在伸展行程中(S卩，簧 下側(cè)單元與簧下部分彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)的情況下)的阻尼系數(shù)Ct。 當(dāng)著眼于致動(dòng)器30的振動(dòng)衰減功能時(shí)，致動(dòng)器30的運(yùn)動(dòng)對(duì)于5Hz或更低的低頻 振動(dòng)進(jìn)行順暢地跟隨，由此可有效地減小低頻振動(dòng)。但是，難以有效地減小超過(guò)10Hz的高 頻振動(dòng)，這是因?yàn)橹聞?dòng)器30的運(yùn)動(dòng)不能夠進(jìn)行跟隨。在本彈簧減震器組件20中，致動(dòng)器30 和下臂22由上述連接機(jī)構(gòu)32連接，由此可通過(guò)連接機(jī)構(gòu)32來(lái)有效地抑制將這樣的超過(guò) 10Hz的高頻振動(dòng)從簧下部分傳遞至簧上部分。 如圖1所示，懸架系統(tǒng)10具有用于允許空氣作為流體流入和流出各個(gè)彈簧減震器 組件20的空氣彈簧34的流體流入流出裝置，具體而言，連接至各個(gè)空氣彈簧34的壓力腔 132以將空氣供應(yīng)到壓力腔132中和從壓力腔132排出空氣的空氣供應(yīng)排出裝置160。雖 然未詳細(xì)說(shuō)明，但可在如上構(gòu)造的懸架系統(tǒng)10中通過(guò)空氣供應(yīng)排出裝置160來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)空 氣彈簧34的壓力腔132中的空氣量。通過(guò)調(diào)節(jié)空氣量，可以改變各個(gè)空氣彈簧34的彈簧 長(zhǎng)度，由此改變用于各個(gè)車(chē)輪12的簧上簧下間距離。具體而言，增加壓力腔132中的空氣 量，由此增加簧下簧下距離，而減小壓力腔132中的空氣量，由此減小簧下簧下距離。換言 之，上述系統(tǒng)10能夠調(diào)節(jié)車(chē)輛高度。
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在懸架系統(tǒng)10中，由懸架電子控制單元200作為控制器(以下在合適的情況下稱(chēng) 為"ECU 200")來(lái)操作彈簧減震器組件20，S卩，由ECU200來(lái)控制致動(dòng)器30和空氣彈簧34。 懸架ECU 200主要由配備有CPU、 ROM及RAM等的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。連接至懸架ECU 200的有 作為用于空氣供應(yīng)排出裝置160的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)器202 ;以及被設(shè)置為與致動(dòng)器30的各 個(gè)電動(dòng)機(jī)46對(duì)應(yīng)的逆變器204。逆變器204中的每個(gè)均起用于控制對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)46的驅(qū)動(dòng) 電路的作用。懸架ECU 200通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)器202來(lái)控制空氣彈簧34，并通過(guò)控制四個(gè)逆變 器204來(lái)控制由致動(dòng)器30中的每個(gè)產(chǎn)生的致動(dòng)器力。驅(qū)動(dòng)器202和逆變器204經(jīng)由變壓 器[C0NV]206連接至電池[BAT] 208。從由包括變壓器206和電池208而構(gòu)成的電源供應(yīng)電 力以控制空氣供應(yīng)排出裝置160的閥以及泵電動(dòng)機(jī)等，并控制各個(gè)致動(dòng)器30的電動(dòng)機(jī)46。 逆變器204被構(gòu)造為使得由于電動(dòng)勢(shì)而由電動(dòng)機(jī)46產(chǎn)生的電能可以被再生到電源中。電 動(dòng)機(jī)46被構(gòu)造為不僅產(chǎn)生取決于供應(yīng)電流(其是從電源供應(yīng)至電動(dòng)機(jī)46的電流)的電動(dòng) 機(jī)力，而且還產(chǎn)生取決于電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)機(jī)力。逆變器204被構(gòu)造為，無(wú)論從電源供應(yīng)的或由 電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流如何，均通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)46的通電電流來(lái)調(diào)節(jié)在電動(dòng)機(jī)46中流動(dòng)的電 流，由此控制電動(dòng)機(jī)力。對(duì)此，每個(gè)逆變器204均根據(jù)脈寬調(diào)制(P麗)來(lái)改變占空比，即開(kāi) 啟時(shí)間與關(guān)斷時(shí)間的比率，由此調(diào)節(jié)每個(gè)電動(dòng)機(jī)46的通電電流。 車(chē)輛設(shè)置有點(diǎn)火開(kāi)關(guān)[I/G]220 ;用于檢測(cè)車(chē)輛的行駛速度(以下在合適情況下 稱(chēng)為"車(chē)速")的車(chē)速傳感器[v]222 ;每個(gè)均作為運(yùn)動(dòng)量傳感器以用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)車(chē)輪12的 簧上簧下間距離的四個(gè)高度傳感器[h]224 ;由車(chē)輛駕駛員操作以發(fā)出改變車(chē)輛高度的指 示的車(chē)高改變開(kāi)關(guān)[HSw]226 ;用于檢測(cè)方向盤(pán)的操作角的操作角傳感器[S ]228 ;用于檢 測(cè)在車(chē)體中實(shí)際產(chǎn)生的實(shí)際縱向加速度的縱向加速度傳感器[Gx]230 ;用于檢測(cè)在車(chē)體中 實(shí)際產(chǎn)生的實(shí)際橫向加速度的橫向加速度傳感器[Gy]232 ;分別用于檢測(cè)與各個(gè)車(chē)輪12對(duì) 應(yīng)的車(chē)體的安裝部分24的豎直加速度的四個(gè)簧上豎直加速度傳感器[Gzs]234 ;分別用于 檢測(cè)各個(gè)車(chē)輪12的豎直加速度的四個(gè)簧下豎直加速度傳感器[Gzg]236 ;用于檢測(cè)加速器 節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度的節(jié)氣門(mén)傳感器[Sr]238 ;用于檢測(cè)制動(dòng)系統(tǒng)的主缸壓力的制動(dòng)壓力傳感器 [Br]240 ;以及每個(gè)均作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器以用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)46中每個(gè)的轉(zhuǎn)角的四個(gè) 解算器[9 ]242。這些傳感器和開(kāi)關(guān)連接至ECU 200的計(jì)算機(jī)。ECU200被構(gòu)造為基于從這 些傳感器和開(kāi)關(guān)發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制各彈簧減震器組件20的工作。各個(gè)方括號(hào)中的標(biāo)記在 附圖中用于表示對(duì)應(yīng)的傳感器或開(kāi)關(guān)。在ECU 200的計(jì)算機(jī)的R0M中，存儲(chǔ)有與致動(dòng)器30 的控制相關(guān)的程序及各種數(shù)據(jù)等。
2.懸架系統(tǒng)中的控制 在懸架系統(tǒng)10中，可以四個(gè)彈簧減震器組件20受到彼此獨(dú)立的控制。在四個(gè)彈 簧減震器組件20中，致動(dòng)器30的致動(dòng)器力受到獨(dú)立的控制，由此執(zhí)行用于使車(chē)體和車(chē)輪12 的振動(dòng)，即，簧上部分的振動(dòng)(即，簧上振動(dòng))和簧下部分的振動(dòng)(即，簧下振動(dòng)))衰減的 控制。以下在合適情況下將該控制稱(chēng)為"振動(dòng)衰減控制"。此外，還執(zhí)行(a)用于抑制由車(chē) 輛轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的車(chē)體側(cè)傾的控制(以下稱(chēng)為"側(cè)傾抑制控制")以及(b)用于抑制車(chē)輛加速和 減速時(shí)車(chē)體俯仰的控制(以下稱(chēng)為"俯仰抑制控制")。首先，通過(guò)將振動(dòng)衰減控制中的振 動(dòng)衰減分量、側(cè)傾抑制控制中的側(cè)傾抑制分量、以及俯仰抑制控制中的俯仰抑制分量(所 述每一個(gè)分量分別是對(duì)應(yīng)控制中致動(dòng)器力的分量)進(jìn)行合計(jì)，來(lái)獲得需要作用在簧上部分 與簧下部分之間的需要作用力。然后，確定目標(biāo)致動(dòng)器力，使得實(shí)際作用在簧上部分與簧下
12部分之間的力成為等于需要作用力，并且控制致動(dòng)器30以產(chǎn)生目標(biāo)致動(dòng)器力。因此，綜合 地執(zhí)行上述振動(dòng)衰減控制、側(cè)傾抑制控制、以及俯仰抑制控制。在以下說(shuō)明中，當(dāng)沿著與簧 上部分和簧下部分彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)的方向(即，回彈方向)的力對(duì)應(yīng)時(shí)，致動(dòng)器力及其分量 為正值，而當(dāng)與沿著簧上部分和簧下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)的方向(即，彈跳方向)的力對(duì)應(yīng) 時(shí)，致動(dòng)器力及其分量為負(fù)值。
i)振動(dòng)衰減控制 在振動(dòng)衰減控制中，將致動(dòng)器力的振動(dòng)衰減分量fv確定為產(chǎn)生具有與要衰減的 車(chē)體和車(chē)輪12的振動(dòng)的速度對(duì)應(yīng)的量的致動(dòng)器力。換言之，振動(dòng)衰減控制是其中綜合執(zhí)行 基于所謂天鉤原理的控制以及基于準(zhǔn)地鉤阻尼器原理的控制的控制。具體而言，根據(jù)下述 公式，基于下述參數(shù)來(lái)計(jì)算振動(dòng)衰減分量fv : (1)根據(jù)由布置在安裝部分24上的簧上豎直 加速度傳感器234檢測(cè)到的簧上豎直加速度而獲得的安裝部分24在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)速 度，即，所謂簧上絕對(duì)速度Vs;以及(2)根據(jù)由布置在下臂22上的簧下豎直加速度傳感器 236檢測(cè)到的簧下豎直加速度而獲得的車(chē)輪12在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)速度，即，所謂簧下絕 對(duì)速度Vg : fv = Cs Vs-Cg Vg 在上述公式中，Cs是用于根據(jù)安裝部分24在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)速度而產(chǎn)生阻尼 力的增益，而Cg是用于根據(jù)車(chē)輪12在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)速度而產(chǎn)生阻尼力的增益。換言 之，可將增益Cs、Cg視為分別相對(duì)于所謂簧上絕對(duì)振動(dòng)和簧下絕對(duì)振動(dòng)的阻尼系數(shù)。
a)側(cè)傾抑制控制 在車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)，由于轉(zhuǎn)向引起的側(cè)傾矩，相對(duì)于轉(zhuǎn)向位于內(nèi)側(cè)的簧上部分和簧下 部分彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)，而在相對(duì)于轉(zhuǎn)向位于外側(cè)的簧上部分和簧下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)。 在側(cè)傾抑制控制中，控制相對(duì)于轉(zhuǎn)向位于內(nèi)側(cè)的致動(dòng)器30，以產(chǎn)生沿彈跳方向的致動(dòng)器力 作為側(cè)傾抑制力，而控制相對(duì)于轉(zhuǎn)向位于外側(cè)的致動(dòng)器30，以產(chǎn)生沿回彈方向的致動(dòng)器力 作為側(cè)傾抑制力，由此用于抑制相對(duì)于轉(zhuǎn)向位于內(nèi)側(cè)的簧上部分和簧下部分彼此遠(yuǎn)離的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，并用于抑制相對(duì)于轉(zhuǎn)向位于外側(cè)的簧上部分和簧下部分彼此接近的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。具 體而言，根據(jù)下述公式，基于下述參數(shù)來(lái)確定要在控制中使用的控制用橫向加速度G/作為 對(duì)車(chē)體接收到的側(cè)傾矩進(jìn)行表示的橫向加速度(1)基于方向盤(pán)的操作角6以及車(chē)速v而 推定得到的推定橫向加速度Gyc ;以及(2)由橫向加速度傳感器232實(shí)際測(cè)量得到的實(shí)際 橫向加速度Gyr : Gy* = & Gyc+K2 Gyr (K" K2 :增益) 根據(jù)下述公式，基于如上確定的控制用橫向加速度Gyf來(lái)確定側(cè)傾抑制分量^:
fK = K3 Gy* (K3 :增益) iii)俯仰抑制控制 當(dāng)車(chē)體在減速時(shí)(例如在制動(dòng)時(shí))點(diǎn)頭(nose-dive)時(shí)，由于導(dǎo)致點(diǎn)頭的俯仰矩， 位于車(chē)輛前輪側(cè)的簧上部分和簧下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)，而位于車(chē)輛后輪側(cè)的簧上部分和 簧下部分彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)。當(dāng)車(chē)體因加速而后蹲(squat)時(shí)，由于導(dǎo)致后蹲的俯仰力矩，位 于車(chē)輛前輪側(cè)的簧上部分和簧下部分彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)，而位于車(chē)輛后輪側(cè)的簧上部分和簧 下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)。在俯仰抑制控制中，產(chǎn)生作為俯仰抑制力的致動(dòng)器力以在點(diǎn)頭和 后蹲時(shí)限制或抑制簧上簧下間距離的變化。具體而言，由縱向加速度傳感器230實(shí)際測(cè)量得到的實(shí)際縱向加速度Gx被用作對(duì)車(chē)體接收到的俯仰矩進(jìn)行表示的縱向加速度。根據(jù)下 述公式，基于實(shí)際縱向加速度Gx來(lái)確定俯仰抑制分量fP :
fP = K4 Gx (K4 :增益) 當(dāng)由節(jié)氣門(mén)傳感器238檢測(cè)得到的節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度超過(guò)規(guī)定閾值或者當(dāng)由制動(dòng)壓 力傳感器240檢測(cè)得到的主缸壓力超過(guò)規(guī)定閾值時(shí)，執(zhí)行俯仰抑制控制。
iv)確定需要作用力 在如上所述確定了振動(dòng)衰減分量fv、側(cè)傾抑制分量fK以及俯仰抑制分量fP之后， 根據(jù)下述公式，基于這些分量來(lái)確定需要作用在簧上部分和簧下部分之間的需要作用力 fN: fN = fv+fK+fP 基于由此確定的需要作用力fw，來(lái)確定作為需要由致動(dòng)器30產(chǎn)生的致動(dòng)器力的目 標(biāo)致動(dòng)器力f*。在本懸架系統(tǒng)10中，包括壓縮盤(pán)簧96、 100的連接機(jī)構(gòu)32以及阻尼器70 與致動(dòng)器30串聯(lián)地布置。因此，致動(dòng)器力經(jīng)由連接機(jī)構(gòu)32在簧上部分和簧下部分之間傳 遞。因此，在本懸架系統(tǒng)10中，考量了彈簧減震器組件20的傳遞特性(其與經(jīng)由連接機(jī)構(gòu) 32向簧上部分和簧下部分傳遞致動(dòng)器力相關(guān))來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力f*。
v)傳遞特性 以下，將詳細(xì)說(shuō)明彈簧減震器組件20的傳遞特性。圖3是彈簧減震器組件20的 模型化視圖。在利用時(shí)間"t"作為參數(shù)將致動(dòng)器力定義為"fA(t)"并將簧下側(cè)單元相對(duì)于 簧下部分的位移量定義為"x(t)"的情況下，對(duì)于簧下側(cè)單元的運(yùn)動(dòng)方程表示如下。當(dāng)簧下 側(cè)單元向上發(fā)生位移時(shí)位移量x(t)為正。
m d2x (t) /dt2+C dx (t) /dt+k x (t) = -fA (t) (1) 在上述方程中，"m"表示簧下側(cè)單元的慣性質(zhì)量，"C"表示阻尼器70的阻尼系數(shù)， 而"k"表示在將兩個(gè)壓縮盤(pán)簧96、100視為構(gòu)成一個(gè)彈簧的情況下的彈簧常數(shù)。上述方程 (1)經(jīng)過(guò)拉普拉斯變換(利用拉普拉斯算子"s"作為參數(shù))，由此獲得下述公式
X(s) = _l/(m s2+C s+k) FA(s) (2) 注意，"X(s)"和"Fa(s)"分別是通過(guò)"x(t)"和fA(t)的拉普拉斯變換而獲得的函 數(shù)。換言之，第一傳遞函數(shù)Gl(s)被表示為Gjs) =-l/(m*s2+C*s+k)。第一變化函數(shù)是
當(dāng)輸入致動(dòng)器力時(shí)輸出簧下側(cè)單元相對(duì)于簧下部分的位移量的傳遞函數(shù)。 在實(shí)際作用在簧下部分上的實(shí)際作用力被定義為"fr(t)"且如上所述簧下側(cè)單元
相對(duì)于簧下部分的位移量被定義為"x(t)"的情況下，對(duì)于簧下部分的運(yùn)動(dòng)方程表示如下 fr (t) = -C dx (t) /dt_k x (t) (3) 對(duì)于對(duì)上述等式(3)的拉普拉斯變換而獲得下述公式(4): Fr(s) = -(C s+k) X(s) (4) 注意，"Fr(s)"是對(duì)fr(t)進(jìn)行拉普拉斯變換而獲得的函數(shù)。換言之，第二傳遞函 數(shù)Gjs)被表示為Gjs) =-(C*s+k)。第二傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入簧下側(cè)單元相對(duì)于簧下部 分的位移量時(shí)輸出實(shí)際作用力的傳遞函數(shù)。通過(guò)將公式(2)代入公式(4)，獲得以下公式
Fr(s) = {(C s+k)/(m s2+C s+k)} FA(s) (5) 因?yàn)閷⑿枰芍聞?dòng)器30產(chǎn)生的致動(dòng)器力fA(t)確定為使得實(shí)際作用力fr(t)成 為等于需要作用力fw，所以根據(jù)下述公式來(lái)計(jì)算致動(dòng)器力
FA(s) = {(m s2+C s+k)/(C s+k)} Fr(s) (6) [OWO] vi)確定目標(biāo)致動(dòng)器力 在圖3所示的模型中，簧下部分固定，并且僅考量簧下側(cè)單元相對(duì)于簧下部分的 運(yùn)動(dòng)。但是，由于來(lái)自車(chē)輪的輸入而導(dǎo)致彈簧減震器組件20總是發(fā)生位移，故希望考量簧 下部分的位移的影響。因此，在將簧下部分的絕對(duì)位移定義為"&(t)"的情況下，考量簧下 部分發(fā)生位移的如圖4所示的彈簧減震器組件20的模型。根據(jù)該模型，可以認(rèn)為簧下側(cè)單 元具有基于簧下豎直加速度cbq(t)/dt的量的慣性力。因此，在考量其量與簧下側(cè)單元的 簧下豎直加速度對(duì)應(yīng)的慣性力m cbq(t)/dt的情況下，通過(guò)目標(biāo)致動(dòng)器力f*(t)的拉普拉 斯變換而獲得的F、s)由以下公式表示F* (s) = {(m s2+C s+k) / (C s+k)} FN (s) _m s2 X丄(s) (7)
因此，基于下述參數(shù)來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力當(dāng)需要作用力被輸入到合成傳遞函數(shù) G(s) = (m s2+C s+k)/(C s+k)(其被設(shè)定為作為第一傳遞函數(shù)與第二傳遞函數(shù)的乘積 的函數(shù)的倒數(shù)函數(shù))時(shí)表示致動(dòng)器力的輸出值；以及簧下側(cè)單元相對(duì)于簧下部分的位移的 慣性力。 通過(guò)下述公式(8)及(9)來(lái)分別表示根據(jù)圖4所示的模型的、對(duì)于簧下側(cè)單元的 運(yùn)動(dòng)方程以及對(duì)于簧下部分的運(yùn)動(dòng)方程 m d2x0 (t) /dt2 = -f A (t) _C {dx0 (t) /dt-cbq (t) /dt} _k {x0 (t) -x丄(t)} (8)
fr(t) =-C (dx。(t)/dt-cbq(t)/dt卜k (x。(t)-xjt)) (9)
通過(guò)對(duì)上述公式(8)及(9)的拉普拉斯變換而分別獲得下述公式(10)及(11):
m s2 X0(s) =-FA(s)-C s (X。(s)-Xjs)卜k (X。(s)-XjsM (10)
Fr(s) = -C s {X0 (s)-X! (s)} _k {X0 (s)-X! (s)} (11)
由上述公式(10)及(11)建立以下公式FA (s) = {(m s2+C s+k) / (C s+k)} Fr (s) _m s2 X丄(s) (12)
換言之，獲得類(lèi)似于公式(7)的公式(12)。 對(duì)連續(xù)值(即，模擬數(shù)據(jù))執(zhí)行上述拉普拉斯變換。但是，每一次當(dāng)執(zhí)行將在下文 說(shuō)明的程序時(shí)，確定要輸入到合成傳遞函數(shù)G(s)的需要作用力f,，因此需要作用力f,是相 對(duì)于執(zhí)行程序的間隔時(shí)間Ts的離散值。因而，通過(guò)利用所謂z變換(其可被解釋為對(duì)離散 集的拉普拉斯變換)對(duì)上述合成傳遞函數(shù)G(s)離散化而獲得的傳遞函數(shù)G(z)，來(lái)計(jì)算目標(biāo) 致動(dòng)器力。 將簡(jiǎn)要說(shuō)明z變換的一個(gè)示例。" +1"被定義為"z an"，即an+1 = z ，其中特 定時(shí)間tn的數(shù)據(jù)被定義為"a"而采樣間隔被定義為"T/，并且使用表示離散數(shù)據(jù)的階次的 算子"z"。對(duì)利用離散數(shù)據(jù)的"da(tn)/dt"的近似構(gòu)成下述公式
da(tn)/dt = (an-an—》/% (13) 利用"an+1 = z a/來(lái)對(duì)上述公式(13)進(jìn)行變換，由此獲得下述公式
da(tn)/dt = {(1-z—VTJ an (14) 此外，對(duì)"da(0/dt"的拉普拉斯變換獲得"s A(s)"。換言之，公式(7)中的拉 普拉斯算子"s"由"(1-z—W，替代，并且公式(7)中的"F、s)"以及"Fn(s)"分別被變換 為每個(gè)均為離散數(shù)據(jù)的"f"及"f/，由此獲得以下公式
f* = G(z) fN_m Gzg (15)
因?yàn)?s2 '&(s)"表示簧下豎直加速度，故將由簧下豎直加速度傳感器236檢測(cè)得 到的簧下豎直加速度Gzg來(lái)替代"s2 ，&(s)"。由此，利用當(dāng)前輸入值以及先前輸入值和先 前輸出值來(lái)計(jì)算"G(z)"的當(dāng)前輸出值。因此，執(zhí)行根據(jù)公式(15)的計(jì)算，由此確定目標(biāo)致 動(dòng)器力f*。 如上所述，阻尼器70被構(gòu)造為使其阻尼系數(shù)C依據(jù)收縮和伸展方向而不同。因 此，第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)依據(jù)簧下側(cè)單元和簧下部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向而發(fā)生變 化。更具體而言，在第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)每一者中設(shè)定的阻尼器70的阻尼系數(shù)C 在簧下側(cè)單元和簧下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼系數(shù)Cc與簧下側(cè)單元和簧下部分彼此 遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼系數(shù)Ct之間選擇性地變化?；上聜?cè)單元和簧下部分的相對(duì)位移是以 下兩個(gè)量之間的差由高度傳感器224檢測(cè)得到的簧上部分和簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的 運(yùn)動(dòng)量；以及根據(jù)解算器242的檢測(cè)結(jié)果而推定得到的簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)量。因此，基于高度傳感器224及解算器242的檢測(cè)結(jié)果來(lái)推定簧下側(cè)單元和簧下部分 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。 控制致動(dòng)器30以產(chǎn)生如上所述確定的目標(biāo)致動(dòng)器力f*。用于產(chǎn)生目標(biāo)致動(dòng)器力 f*的電動(dòng)機(jī)46的運(yùn)轉(zhuǎn)受到逆變器204的控制。更具體而言，基于由此確定的目標(biāo)致動(dòng)器力 f*來(lái)確定目標(biāo)占空比，并且將基于所確定的占空比的命令發(fā)送至逆變器204。逆變器204的 開(kāi)關(guān)元件受到控制以在合適的占空比的情況下打開(kāi)和關(guān)閉，由此電動(dòng)機(jī)46被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生
目標(biāo)致動(dòng)器力f*。 vii)高度改變控制 在本懸架系統(tǒng)10中，還執(zhí)行用于基于駕駛員試圖應(yīng)對(duì)例如行駛在極度不平整路 面上的意圖、通過(guò)空氣彈簧34來(lái)改變車(chē)輛的高度的控制。以下在合適的情況下將該控制稱(chēng) 為"高度改變控制"。將簡(jiǎn)要說(shuō)明該高度改變控制。當(dāng)基于駕駛員意圖通過(guò)對(duì)車(chē)高改變開(kāi)關(guān) 226的操作而改變作為要實(shí)現(xiàn)的預(yù)定高度之一的目標(biāo)高度時(shí)，執(zhí)行高度改變控制。對(duì)于各個(gè) 預(yù)定高度，預(yù)先設(shè)定用于四個(gè)車(chē)輪12每一者的目標(biāo)簧上簧下間距離?；谟筛鱾€(gè)高度傳感 器224檢測(cè)得到的值，控制空氣供應(yīng)排出裝置160的工作，使得對(duì)于各個(gè)車(chē)輪12的簧上簧 下間距離成為等于各個(gè)目標(biāo)距離，由此可根據(jù)目標(biāo)高度來(lái)合適地改變對(duì)于各個(gè)車(chē)輪12的 簧上簧下間距離。在高度改變控制中，還執(zhí)行所謂自動(dòng)取平(auto leveling)操作，以應(yīng)對(duì) 因乘坐車(chē)輛的乘客數(shù)量的改變、由車(chē)輛承載的貨物重量的改變等而引起的車(chē)輛高度變化。
3.控制程序 在車(chē)輛的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)220置于開(kāi)("ON")狀態(tài)的情況下，執(zhí)行上述致動(dòng)器30的控制 使得以間隔時(shí)間Ts(例如，從數(shù)毫秒到數(shù)十毫秒)來(lái)重復(fù)地執(zhí)行圖5的流程圖所示的致動(dòng) 器控制程序。以下，將參考流程圖簡(jiǎn)要說(shuō)明控制的流程。對(duì)于為四個(gè)車(chē)輪12分別設(shè)置的各 個(gè)彈簧減震器組件20的四個(gè)致動(dòng)器30中的每個(gè)致動(dòng)器執(zhí)行致動(dòng)器控制程序。在以下描述 中，為了簡(jiǎn)明，將通過(guò)對(duì)四個(gè)致動(dòng)器30中的一個(gè)執(zhí)行的程序來(lái)說(shuō)明處理過(guò)程。
在致動(dòng)器控制程序中，根據(jù)上述方式，在步驟Sl(以下在合適的情況下將省去"步 驟")至S3中確定振動(dòng)衰減分量fv、側(cè)傾抑制分量fK以及俯仰抑制分量fP。然后，執(zhí)行S4 以將三個(gè)分量fv、 fK以及fP相加，由此確定需要作用在簧上部分與簧下部分之間的需要作 用力fN。然后，在S5，根據(jù)以下兩種量之間的差來(lái)獲得簧下側(cè)單元和簧下部分的相對(duì)位移 量x :根據(jù)高度傳感器224的檢測(cè)結(jié)果而獲得的簧上部分和簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)量；以及根據(jù)解算器242的檢測(cè)結(jié)果而推定得到的簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 量。在S6，將當(dāng)前相對(duì)位移量與先前相對(duì)位移量彼此比較，并推定簧下側(cè)單元和簧下部分的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。在推定得到簧下側(cè)單元和簧下部分彼此接近地運(yùn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行S7以將阻尼 器70的阻尼系數(shù)C設(shè)定為Cc。當(dāng)推定得到簧下側(cè)單元和簧下部分彼此遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行 S8以將阻尼器70的阻尼系數(shù)C設(shè)定為Ct。 然后，在S9，執(zhí)行根據(jù)上述傳遞函數(shù)G(s) = (m s2+C s+k)/(C s+k)的計(jì)算，由 此根據(jù)作為輸入值的在S4確定的需要作用力fw，輸出要由致動(dòng)器30產(chǎn)生的致動(dòng)器力fA。 然后，在SIO，考量由于簧下部分的位移造成的簧下側(cè)單元的慣性力m Gzg，來(lái)確定目標(biāo)致 動(dòng)器力f*( = fA_m Gzg) 。 SIO后續(xù)是Sll，在Sll，基于所確定的致動(dòng)器力f來(lái)確定用于 控制電動(dòng)機(jī)46的占空比，并將基于占空比的命令發(fā)送至逆變器204 。因?yàn)樵撎幚?，控制各個(gè) 致動(dòng)器30的電動(dòng)機(jī)46的運(yùn)轉(zhuǎn)，由此致動(dòng)器30產(chǎn)生所需要的致動(dòng)器力。
4.控制器的功能結(jié)構(gòu) 將執(zhí)行上述對(duì)各致動(dòng)器30的控制的ECU 200視為具有用于執(zhí)行各種處理的各個(gè) 功能部分。具體而言，ECU 200包括用于通過(guò)執(zhí)行上述致動(dòng)器控制程序的S1-S4中的處理 來(lái)確定需要作用力的功能部分，即，需要作用力確定部分300。需要作用力確定部分300包 括作為確定振動(dòng)衰減分量fv的功能部分的振動(dòng)衰減控制部分302 ;作為確定側(cè)傾抑制分 量fK的功能部分的側(cè)傾抑制控制部分304 ;以及作為確定俯仰抑制分量fP的功能部分的俯 仰抑制控制部分306。 ECU 200包括基于傳遞函數(shù)的計(jì)算部分308，基于傳遞函數(shù)的計(jì)算部 分308作為根據(jù)合成傳遞函數(shù)(其以需要作用力為輸入，并且其被設(shè)定為作為第一傳遞函 數(shù)和第二傳遞函數(shù)的乘積的函數(shù)的倒數(shù)函數(shù))來(lái)進(jìn)行計(jì)算的功能部分。執(zhí)行程序的S5-S9 中的處理的部分對(duì)應(yīng)于基于傳遞函數(shù)的計(jì)算部分308?；趥鬟f函數(shù)的計(jì)算部分308包括 傳遞函數(shù)改變部分310，傳遞函數(shù)改變部分310執(zhí)行程序的S5-S8中的處理，并基于簧下側(cè) 單元和簧下部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，通過(guò)改變阻尼器的阻尼系數(shù)來(lái)改變第一傳遞函數(shù)和第 二傳遞函數(shù)。ECU 200還包括基于慣性力的校正部分312，基于慣性力的校正部分312執(zhí)行 程序的S10中的處理，并且基于由于簧下部分的位移造成的簧下側(cè)單元的慣性力來(lái)對(duì)表示 從基于傳遞函數(shù)的計(jì)算部分308輸出的致動(dòng)器力的輸出值進(jìn)行校正，由此確定目標(biāo)致動(dòng)器 力。目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分314通過(guò)包括需要作用力確定部分300、基于傳遞函數(shù)的計(jì)算部 分308以及基于慣性力的校正部分312而構(gòu)成。ECU 200還包括高度改變控制部分316，高 度改變控制部分316通過(guò)空氣彈簧34來(lái)執(zhí)行車(chē)輛高度的改變。 在本懸架系統(tǒng)10中，在利用第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)的情況下，基于下述參 數(shù)來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力(a)需要通過(guò)致動(dòng)器30和連接機(jī)構(gòu)32作用在簧上部分與簧下部 分之間的需要作用力；以及(b)由于簧下部分的位移造成的簧下側(cè)單元的慣性力，其中，第 一傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入致動(dòng)器力時(shí)輸出簧下側(cè)單元相對(duì)于簧下部分的位移量的傳遞函數(shù)，而 第二傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入所述位移量時(shí)輸出實(shí)際作用力(其是實(shí)際作用在簧上部分與簧下 部分之間的力)的傳遞函數(shù)。因此，上述配置可確保由于經(jīng)由連接機(jī)構(gòu)32傳遞致動(dòng)器力而 實(shí)際作用在簧上部分和簧下部分上的合適的力。換言之，懸架系統(tǒng)10防止了因連接機(jī)構(gòu)相 對(duì)于致動(dòng)器的串聯(lián)配置而產(chǎn)生的在車(chē)輛的駕乘舒適性、車(chē)輛的操控性和穩(wěn)定性等方面的劣 化。 變化實(shí)施例
在根據(jù)所解釋的實(shí)施例的系統(tǒng)中，如圖7(a)所示，目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造 為使得將需要作用力輸入到合成傳遞函數(shù)G(s)，合成傳遞函數(shù)G(s)被設(shè)定為作為第一傳 遞函數(shù)與第二傳遞函數(shù)的乘積的函數(shù)的倒數(shù)函數(shù)。目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分可被構(gòu)造為使得 利用圖7(b)所示的合成傳遞函數(shù)H(s)來(lái)計(jì)算目標(biāo)致動(dòng)器力。合成傳遞函數(shù)H(s)是與上 述實(shí)施例中的傳遞函數(shù)G(s)近似的傳遞函數(shù)，并表示如下
H(s) = G' (s)/{l+G， (s) *A(s)} 在上述公式中，"G' (s)"以及"A(s)"是分別由下述公式表示的傳遞函數(shù) G， (s) = P+I/s+D s A(s) = (C s+k)/(m s2+C s+k) 在上述公式中，"P"、"I"及"D"分別是比例增益、積分增益以及微分增益，并被設(shè) 定為合適的值以與前述實(shí)施例中的傳遞函數(shù)G(s)近似。前述實(shí)施例中的傳遞函數(shù)G(s)是 相對(duì)于"s"的線(xiàn)性函數(shù)，而本變化實(shí)施例中的傳遞函數(shù)A(s)是具有項(xiàng)"l/s"的函數(shù)。因 此，相較于前述實(shí)施例中的傳遞函數(shù)G (s)，本變化實(shí)施例中的傳遞函數(shù)A (s)可確保穩(wěn)定的 計(jì)算。
權(quán)利要求
一種懸架系統(tǒng)，其用于車(chē)輛，并包括電磁致動(dòng)器，其包括簧上側(cè)單元，其連接至簧上部分；簧下側(cè)單元，其連接至簧下部分，并隨著所述簧上部分和所述簧下部分彼此接近和遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)而可相對(duì)于所述簧上側(cè)單元運(yùn)動(dòng)；以及電磁電動(dòng)機(jī)，所述致動(dòng)器被構(gòu)造為基于所述電磁電動(dòng)機(jī)的力而產(chǎn)生致動(dòng)器力，所述致動(dòng)器力是對(duì)于所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力；連接機(jī)構(gòu)，其包括支撐彈簧，所述支撐彈簧用于允許所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的一者由所述簧上部分和所述簧下部分中與所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者連接的一者進(jìn)行彈性支撐，所述連接機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者連接；以及控制器，其包括目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為根據(jù)規(guī)定控制規(guī)則來(lái)確定作為需要由所述致動(dòng)器產(chǎn)生的所述致動(dòng)器力的目標(biāo)致動(dòng)器力，所述控制器被構(gòu)造為基于所述目標(biāo)致動(dòng)器力來(lái)對(duì)由所述致動(dòng)器產(chǎn)生的所述致動(dòng)器力進(jìn)行控制，其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為在利用第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)的情況下基于下述參數(shù)來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力(a)需要作用力，其是需要通過(guò)所述致動(dòng)器和所述連接機(jī)構(gòu)作用在所述簧上部分與所述簧下部分之間的力；以及(b)由于所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者的位移造成的所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者的慣性力，其中，所述第一傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入所述致動(dòng)器力時(shí)輸出所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一者相對(duì)于所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者的位移量的傳遞函數(shù)，而所述第二傳遞函數(shù)是當(dāng)輸入所述位移量時(shí)輸出作為實(shí)際作用在所述簧上部分與所述簧下部分之間的力的實(shí)際作用力的傳遞函數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)，其中，合成傳遞函數(shù)被設(shè)定為作為所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)的乘積的函 數(shù)的倒數(shù)函數(shù)，并且其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為基于下述參數(shù)來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力 通過(guò)將所述需要作用力輸入到所述合成傳遞函數(shù)而獲得的輸出值；以及所述慣性力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸架系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為根據(jù) 通過(guò)將所述需要作用力輸入到所述合成傳遞函數(shù)而獲得的所述輸出值與所述慣性力之間 的關(guān)系來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力，所述關(guān)系表示所述輸出值與所述目標(biāo)致動(dòng)器力之間的差 對(duì)應(yīng)于所述慣性力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的懸架系統(tǒng)，其中，所述連接機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將以下部件連接作為所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單 元中的所述一者的所述簧下側(cè)單元；以及作為所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者 的所述簧下部分，并且所述連接機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使得所述支撐彈簧允許所述簧下側(cè)單元由所 述簧下部分進(jìn)行彈性支撐，并且其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為在利用所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞 函數(shù)的情況下基于所述需要作用力和由于所述簧下部分的位移造成的所述簧下側(cè)單元的 所述慣性力來(lái)確定所述目標(biāo)致動(dòng)器力，其中，所述第一傳遞函數(shù)在輸入所述致動(dòng)器力時(shí)輸 出所述簧下側(cè)單元相對(duì)于所述簧下部分的位移量，而所述第二傳遞函數(shù)在輸入所述位移量 時(shí)輸出作為實(shí)際作用在所述簧上部分與所述簧下部分之間的力的所述實(shí)際作用力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的懸架系統(tǒng)，其中，所述連接機(jī)構(gòu)包括阻尼器，所 述阻尼器與所述支撐彈簧并聯(lián)布置，并被構(gòu)造為產(chǎn)生對(duì)于所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單 元中的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻尼力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的懸架系統(tǒng)，其中，基于所述阻尼器的阻尼系數(shù)來(lái)設(shè)定所述第 一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸架系統(tǒng)，其中，所述阻尼器被構(gòu)造為使得其阻尼系數(shù)基于所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中 的所述一者與所述簧上部分和所述簧下部分中的所述一者的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向而不同， 并且其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為基于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向來(lái)改變要利用的 所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的懸架系統(tǒng)，還包括用于檢測(cè)所述簧上部分和所述簧下部分 彼此接近和遠(yuǎn)離的所述運(yùn)動(dòng)的量的運(yùn)動(dòng)量傳感器，以及用于檢測(cè)所述電磁電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)量 的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器，其中，所述目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分被構(gòu)造為基于由所述運(yùn)動(dòng)量傳感器檢測(cè)到的值和由 所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量傳感器檢測(cè)到的值，來(lái)對(duì)所述簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的所述一 者與所述簧上部分和所述簧下部分中所述一者的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行推定。
全文摘要
一種懸架系統(tǒng)，其用于車(chē)輛，并包括電磁致動(dòng)器，其包括連接至簧上部分的簧上側(cè)單元、連接至簧下部分的簧下側(cè)單元、以及電磁電動(dòng)機(jī)，所述致動(dòng)器被構(gòu)造為產(chǎn)生致動(dòng)器力；連接機(jī)構(gòu)，其包括支撐彈簧；以及控制器，其包括被構(gòu)造為根據(jù)規(guī)定控制規(guī)則來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力的目標(biāo)致動(dòng)器力確定部分，其中，所述確定部分被構(gòu)造為在利用第一傳遞函數(shù)和第二傳遞函數(shù)的情況下基于下述參數(shù)來(lái)確定目標(biāo)致動(dòng)器力(a)需要作用力，其是需要通過(guò)致動(dòng)器和連接機(jī)構(gòu)作用在簧上部分與簧下部分之間的力；以及(b)由于簧上部分和簧下部分中的一者的位移造成的簧上側(cè)單元和所述簧下側(cè)單元中的一者的慣性力，其中，第一傳遞函數(shù)在輸入致動(dòng)器力時(shí)輸出簧上側(cè)單元和簧下側(cè)單元中的所述一者相對(duì)于簧上部分和簧下部分中的所述一者的位移量，而第二傳遞函數(shù)在輸入所述位移量時(shí)輸出作為實(shí)際作用在簧上部分與簧下部分之間的力的實(shí)際作用力。
文檔編號(hào)B60G17/018GK101795880SQ200980100308
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者中村倫道 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社