車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供車輛，以使與2個前輪(12FR、12FL)對應(yīng)的彈簧上共振頻率(ωFr)和與2個后輪(12RR、12RL)對應(yīng)的彈簧上共振頻率(ωRr)互不相同的方式調(diào)整4個懸架彈簧的各自的彈簧常數(shù)以及對于4個車輪的各個車輪的分擔(dān)載荷，只有與2個前輪(12FR、12FL)和2個后輪(12RR、12RL)中的彈簧上共振頻率低的一方的2個車輪對應(yīng)設(shè)置的、4個減振器(32)中的2個減振器(32RR、32RL)具有對作為上述減振器自身產(chǎn)生的衰減力的大小的基準(zhǔn)的衰減系數(shù)進行變更的衰減系數(shù)變更機構(gòu)。通過控制對于與這2個車輪(12RR、12RL)對應(yīng)的彈簧上部的比較大的動作的衰減力，能夠高效地抑制整個車身的動作。換句話說，能夠比較廉價地構(gòu)成提高操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方的車輛。
【專利說明】車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛，該車輛僅在前側(cè)的2輪與后側(cè)的2輪中的一方設(shè)置具有變更作為相對于彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的衰減力的基準(zhǔn)的衰減系數(shù)的機構(gòu)的減振器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為車輛用的懸架系統(tǒng)，存在將具有變更作為相對于彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的衰減力的基準(zhǔn)的衰減系數(shù)的衰減系數(shù)變更機構(gòu)的減振器與各車輪分別對應(yīng)設(shè)置的懸架系統(tǒng)。例如，專利文獻(xiàn)I所記載的系統(tǒng)為將對于伴隨著殼體內(nèi)的活塞的滑動的工作液的流通賦予阻力、并通過變更該賦予的阻力而能夠變更衰減系數(shù)的液壓式減振器與4個車輪分別對應(yīng)設(shè)置的懸架系統(tǒng)。另外，近年來還在研發(fā)將依據(jù)電磁馬達(dá)的力對于彈簧上部與彈簧下部產(chǎn)生使它們接近或分離的方向的力的裝置亦即電磁式減振器與各車輪對應(yīng)設(shè)置，通過能夠控制衰減力而能夠變更衰減系數(shù)的懸架系統(tǒng)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-274644號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]搭載有與4個車輪全部對應(yīng)設(shè)置具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)的減振器的上述的懸架系統(tǒng)的車輛能夠提高互為相反的操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方。然而，在上述專利文獻(xiàn)I所記載的懸架系統(tǒng)、換句話說與4個車輪的全部對應(yīng)設(shè)置具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)的液壓式減振器的懸架系統(tǒng)價格較為昂貴，難以將該系統(tǒng)搭載于所有的車輛中。本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其課題在于提供一種比較廉價、且可提高操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方的車輛。
[0005]為了解決上述課題，本車輛的特征在于，以使與2個前輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率和與2個后輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率互不相同的方式調(diào)整4個懸架彈簧的彈簧常數(shù)以及對4個車輪的各個車輪的分擔(dān)載荷，只有與2個前輪與2個后輪中的彈簧上共振頻率低的一方的2個車輪對應(yīng)設(shè)置的4個減振器中的2個減振器，具有變更作為自身產(chǎn)生的衰減力的大小的基準(zhǔn)的衰減系數(shù)的衰減系數(shù)變更機構(gòu)。
[0006]彈簧上共振頻率越低，對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部之間的動作越容易變大。而且，本車輛形成為能夠僅控制同前輪與后輪與中的彈簧上共振頻率更低、換句話說彈簧上部與彈簧下部的動作容易變大的2個車輪對應(yīng)的減振器，控制對于與這2個車輪對應(yīng)的彈簧上部的比較大的動作的衰減力，由此能夠高效地抑制整個車身的動作。本車輛未將能夠變更衰減系數(shù)的減振器設(shè)置于全部的車輪，因此能夠比較的廉價地提高互為相反的操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方。
[0007]以下，示出在本發(fā)明中認(rèn)為能夠獲得保護的發(fā)明(以下，有時稱作“可獲得保護的發(fā)明”)的幾個方式，并對其進行說明。各方式與權(quán)利要求同樣按項進行區(qū)分，并對各項標(biāo)注附圖標(biāo)記，根據(jù)需要以引用其他項的編號的形式記載。這無論如何都只是為了容易理解可獲得保護的發(fā)明，而并非意圖將構(gòu)成上述發(fā)明的構(gòu)成要素的組合限定于以下各項所記載的內(nèi)容。即，可請求保護的發(fā)明應(yīng)當(dāng)斟酌各項所付的記載、實施例的記載等進行解釋，只要遵從于該解釋，則即便對各項的方式進一步附加其他構(gòu)成要素的方式，從各項的方式刪除了某些構(gòu)成要素的方式也能夠作為可請求保護的發(fā)明的一個方式。此外，在以下的各項中，(I)項?(11)項分別相當(dāng)于權(quán)利要求1?權(quán)利要求11。
[0008](I) 一種車輛，
[0009]所述車輛具備:
[0010]4個車輪，所述4個車輪是配置于自身的前方側(cè)的2個前輪以及配置于后方側(cè)的2個后輪；
[0011]4個懸架彈簧，所述4個懸架彈簧與所述4個車輪對應(yīng)設(shè)置，且分別將與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部彈性連結(jié)；以及
[0012]4個減振器，所述4個減振器與所述4個車輪對應(yīng)設(shè)置，且分別產(chǎn)生對于與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的衰減力，
[0013]所述車輛以使與所述2個前輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率和與所述2個后輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率互不相同的方式調(diào)整所述4個懸架彈簧的各自的彈簧常數(shù)以及對于所述4個車輪的各個車輪的分擔(dān)載荷，
[0014]其中，
[0015]只有與所述2個前輪和所述2個后輪中的彈簧上共振頻率低的一方的2個車輪對應(yīng)設(shè)置的、所述4個減振器中的2個減振器具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)，該衰減系數(shù)變更機構(gòu)對作為所述減振器自身產(chǎn)生的衰減力的大小的基準(zhǔn)的衰減系數(shù)進行變更。
[0016]彈簧上共振頻率ω如下式所示，由懸架彈簧的彈簧常數(shù)K與彈簧上部的質(zhì)量m(對應(yīng)的車輪所承載的車身的分擔(dān)載荷除以重力加速度所得的值)確定。
[0017]ω = (K/m)1/2
[0018]因此，本項所記載的車輛分別調(diào)整對于2個前輪的分擔(dān)載荷以及與前輪對應(yīng)的懸架彈簧的彈簧常數(shù)、對于2個后輪的分擔(dān)載荷以及與后輪對應(yīng)的懸架彈簧的彈簧常數(shù)，使得與2個前輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率(后文中有時稱作“前輪側(cè)彈簧上共振頻率”)同與2個后輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率(后文中有時稱作“后輪側(cè)彈簧上共振頻率”)互不相同。彈簧上共振頻率越低，通過路面的凹凸后等的車身的動作越容易變大。
[0019]本項所記載的車輛只有與2個前輪和2個后輪中的彈簧上共振頻率低的一方的2個車輪對應(yīng)的2個減振器能夠變更衰減系數(shù)。換句話說，能夠?qū)Ρ卷椀能囕v車身的前方側(cè)與后方側(cè)中的、車身的動作大的一方的彈簧上部與彈簧下部之間的衰減力進行控制。而且，能夠變更衰減系數(shù)的減振器(有時稱為“衰減系數(shù)可變減振器”。)所產(chǎn)生的衰減力只要彈簧上部與彈簧下部之間不發(fā)生相對動作則不產(chǎn)生作用。換句話說，在控制對于車身的動作大的一方的彈簧上部與彈簧下部之間的動作的衰減力(衰減系數(shù))的情況下，與控制對于車身的動作小的一方的彈簧上部與彈簧下部之間的動作的衰減力(衰減系數(shù))的情況相t匕，能夠進一步抑制(控制)整個車身的動作。而且，在車身的動作大的情況下，與小的情況相比，減振器產(chǎn)生的衰減力抑制車身的動作的效果更大。因此，本項的車輛雖然僅設(shè)置2個衰減系數(shù)可變減振器，卻能夠利用這2個衰減系數(shù)可變減振器抑制更易變大的彈簧上部的動作，高效地抑制整個車身的動作。本項所記載的車輛中只有4個減振器中的2個減振器具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)，因此能夠比較廉價地提高互為相反的操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方。
[0020]上述“衰減系數(shù)可變減振器”的構(gòu)造.結(jié)構(gòu)并不受特別限定。換句話說，本項所記載的“衰減系數(shù)變更機構(gòu)”的構(gòu)造.結(jié)構(gòu)并不受特別限定。該衰減系數(shù)可變減振器，例如可以采用通過變更對工作液的流通賦予的阻力的大小而能夠變更衰減系數(shù)的液壓式減振器、通過能夠依據(jù)電磁馬達(dá)產(chǎn)生的力產(chǎn)生任意的衰減力而能夠變更衰減系數(shù)的電磁式減振器等，對此將在后文中詳細(xì)說明。此外，衰減系數(shù)可變減振器可以為能夠連續(xù)變更衰減系數(shù)的減振器，也可以為能夠?qū)⑺p系數(shù)在階梯性設(shè)定的多個值之間變更的減振器。此外，4個減振器中的除了上述衰減系數(shù)可變減振器以外的2個減振器無法變更衰減系數(shù)，如果從廉價構(gòu)成該車輛的觀點出發(fā)，優(yōu)選是一般的車輛所廣泛采用的常規(guī)液壓式減振器。
[0021](2)在(I)項所記載的車輛中，該車輛以使與上述2個后輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率比與上述2個前輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率低的方式調(diào)整上述4個懸架彈簧的各自的彈簧常數(shù)以及對于上述4個車輪的各個車輪的分擔(dān)載荷，只有上述4個減振器中的與上述2個后輪對應(yīng)的2個減振器具有上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)。
[0022]一般的車輛為了不使通過路面的凹凸的情況下產(chǎn)生的車身的俯仰振動變大，將后輪側(cè)彈簧上共振頻率設(shè)定為比前輪側(cè)彈簧上共振頻率高，與此相對，本項所記載的車輛后輪側(cè)彈簧上共振頻率比前輪側(cè)彈簧上共振頻率低。換句話說，本項所記載的車輛的后輪側(cè)的彈簧上部的動作比較大，并與該后輪對應(yīng)設(shè)置衰減系數(shù)減振器。作為一般的車輛，多數(shù)情況為發(fā)動機前置。在這樣的車輛中，前輪側(cè)的彈簧上部的重量因乘客、搭載物的影響較小而幾乎不變動。與此相對，后輪側(cè)的彈簧上部的重量因乘客、搭載物發(fā)生變動。本項的車輛由于與后輪對應(yīng)地設(shè)置有衰減系數(shù)可變減振器，因此同與前輪對應(yīng)設(shè)置衰減系數(shù)可變減振器的結(jié)構(gòu)的車輛相比，即使后輪側(cè)的彈簧上部的重量變動，仍能夠高效地抑制車身的動作。
[0023](3)在(I)項或者(2)項所記載的車輛中，上述4個減振器中的具有上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的2個減振器分別是具有以下部件的液壓式減振器:(A)殼體，該殼體連結(jié)于彈簧上部與彈簧下部中的一方且收納工作液；(B)活塞，該活塞將該殼體內(nèi)劃分成2個工作液室并且能夠在該殼體內(nèi)滑動；(C)活塞桿，該活塞桿的一端部連結(jié)于上述活塞，另一端部從上述殼體伸出并連結(jié)于彈簧上部與彈簧下部中的另一方；(D)工作液流通允許機構(gòu)，該工作液流通允許機構(gòu)設(shè)置于上述活塞，以對伴隨于該活塞的滑動的上述2個工作液室間的工作液的流通賦予阻力的狀態(tài)允許該工作液的流通；以及(E)流通阻力變更機構(gòu)，該流通阻力變更機構(gòu)構(gòu)成為通過變更該工作液流通允許機構(gòu)對工作液的流通賦予的阻力的大小而變更衰減系數(shù)，并作為上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)發(fā)揮功能。
[0024](4)在⑴項或者⑵項所記載的車輛中，上述4個減振器中的具有上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的2個減振器分別是電磁式減振器，該電磁式減振器具有電磁馬達(dá)，依據(jù)該電磁馬達(dá)產(chǎn)生的力對與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部產(chǎn)生使它們接近或分離的力亦即接近分離力，
[0025]當(dāng)產(chǎn)生上述接近分離力作為衰減力時，該衰減力由彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的速度和與之對應(yīng)的增益的乘積來決定，并且通過以能夠變更該增益的方式構(gòu)成，從而形成具有上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的減振器。
[0026]上述2個項所記載的方式將衰減系數(shù)可變減振器具體化。[0027](5)在(3)項或者(4)項所記載的車輛中，上述4個減振器中的除了具有上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的2個減振器以外的2個減振器分別是不能變更上述衰減系數(shù)的液壓式減振器。
[0028]在本項所記載的方式中，無法變更衰減系數(shù)的2個減振器為所謂的常規(guī)液壓式減振器。換句話說，可以采用一般的車輛所采用的各種的構(gòu)造.結(jié)構(gòu)的減振器。
[0029](6)在(I)項~(5)項中的任意一項所記載的車輛中，該車輛具備對上述4個減振器中的2個減振器分別所具有的上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)進行控制的控制裝置，
[0030]該控制裝置將在車身產(chǎn)生的振動分為各自是該振動的一個分量的、縱向振動分量、橫滾振動分量以及俯仰振動分量，并按照使這些振動分量分別與上述4個減振器協(xié)作裳減的控制規(guī)則，決定在上述4個減振器的各個應(yīng)該廣生的裳減力亦即目標(biāo)裳減力，
[0031 ] 上述控制裝置對上述4個減振器中的2個減振器分別所具有的上述衰減系數(shù)變更機構(gòu)進行控制，以變更為與對應(yīng)的目標(biāo)衰減力相應(yīng)的衰減系數(shù)。 [0032]本項所記載的方式將衰減系數(shù)變更機構(gòu)的控制具體化。本項的方式為將與4個車輪分別對應(yīng)地具有4個衰減系數(shù)可變減振器的車輛所采用的控制直接應(yīng)用于該車輛的方式。該車輛構(gòu)成為與衰減系數(shù)可變減振器對應(yīng)的彈簧上部的動作大，并且與無法變更衰減系數(shù)的減振器對應(yīng)的彈簧上部的動作小，即便將上述一直以來建立的控制直接進行應(yīng)用，也能夠充分地抑制車身的動作。因此，根據(jù)本項的方式，無需建立該車輛專用的控制，因此能夠簡便地構(gòu)成該車輛。
[0033]車身的振動例如可以視為由車身的重心的上下方向的振動亦即縱向振動分量、繞通過車身的重心的前后方向的軸線的旋轉(zhuǎn)振動亦即橫滾振動分量、繞通過車身的重心的左右方向的軸線的旋轉(zhuǎn)振動亦即俯仰振動分量合成的振動。本項所記載的“控制規(guī)則”例如可以采用如下規(guī)則，即:決定為使縱向振動分量、橫滾振動分量、俯仰振動分量分別衰減而作為整個車身所需的力的分量，將這些力的分量分別分配給4個減振器，并針對每個減振器將上述力的分量相加，從而決定4個減振器的各自的目標(biāo)衰減力。另外，例如可以采用建立將縱向加速度、橫滾加速度、俯仰加速度分別形成為控制輸出的反饋控制系統(tǒng)，決定目標(biāo)衰減力以抑制上述加速度的控制規(guī)則，對此將在后文中詳細(xì)說明。
[0034](7)在(6)項所記載的車輛中，作為上述控制規(guī)則，上述控制裝置使用將上下方向的車身的加速度亦即縱向加速度、繞前后方向的軸線的車身的角加速度亦即橫滾加速度、繞左右方向的軸線的車身的角加速度亦即俯仰加速度作為控制輸出的狀態(tài)反饋控制來決定上述目標(biāo)衰減力，以抑制上述縱向加速度、橫滾加速度、俯仰加速度。
[0035]本項所記載的方式限定了用于決定目標(biāo)衰減力的控制規(guī)則。作為本項所記載的控制規(guī)則，例如可以采用假設(shè)作為控制輸入選定減振器的衰減系數(shù)的非線形部分并且作為控制輸出選定縱向加速度、橫滾加速度、俯仰加速度的控制對象(控制模型)，并將該控制對象設(shè)計為對象的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)例如可以基于將控制對象的不確定的部分作為擾亂信號處理并抑制控制對象的不確定性的影響的H c?控制理論建立。另外，該H c?控制理論為以上述的控制對象為對象通過對從控制輸出到控制輸入實施適當(dāng)?shù)姆答伓鴾p小從擾亂輸入到評價輸出的傳遞函數(shù)的規(guī)范(用于評價傳遞函數(shù))的設(shè)計手段。
[0036](8)在(7)項所記載的車輛中，上述控制規(guī)則為依照非線形H c?控制理論的控制規(guī)則。[0037]本項所記載的方式為如下的車輛，在無法產(chǎn)生推進力的液壓式減振器中，目標(biāo)衰減力仍以該液壓式減振器可產(chǎn)生的力的范圍決定，因此能夠連續(xù)控制該目標(biāo)衰減力，具有優(yōu)異的衰減性能。換句話說，本項的方式為適用于前文中敘述的、通過變更對于工作液的流通賦予的阻力的大小而能夠變更衰減系數(shù)的液壓式減振器的方式。
[0038]在(7)項或者⑶項所記載的車輛中，進行上述狀態(tài)反饋控制的控制規(guī)則根據(jù)基于車身的上下方向的運動方程式、繞車身的前后方向的軸線的運動方程式、繞車身的左右方向的軸線的運動方程式導(dǎo)出的狀態(tài)方程式來建立。
[0039]本項所記載的方式將定義以縱向加速度、橫滾加速度、俯仰加速度為控制輸出的控制對象方法具體化。
[0040](10)在(7)項~(9)項中的任意一項所記載的車輛中，上述控制裝置構(gòu)成為:在上述狀態(tài)反饋控制中使用與上述4個車輪分別對應(yīng)的(a)彈簧上部的上下方向的加速度亦即彈簧上加速度、(b)彈簧上部的上下方向的速度亦即彈簧上速度、(C)彈簧上部與彈簧下部之間的接近分離方向的相對位移量、以及(d)彈簧上部與彈簧下部之間的接近分離方向的相對速度作為狀態(tài)量。
[0041]本項所記載的方式限定了在衰減系數(shù)可變減振器的控制中使用的輸入值。換句話說，限定決定目標(biāo)衰減力所需的指標(biāo)。在本項的方式中，例如，彈簧上加速度由檢測彈簧上部的上下方向的加速度亦即縱加速度的傳感器檢測，彈簧上速度能夠通過對該檢測結(jié)果積分而取得。另外，相對位移量由檢測彈簧上部與彈簧下部的接近或分離方向的距離的傳感器檢測，相對速度能夠通過對該檢測結(jié)果微分而取得。
[0042](11)在(10)項 所記載的車輛中，該車輛具備3個縱加速度傳感器，上述3個縱加速度傳感器分別是檢測與上述2個前輪分別對應(yīng)的彈簧上部的上下方向的加速度亦即彈簧上縱加速度的2個傳感器、以及檢測位于上述2個后輪之間的車身的部分的上下方向的加速度的傳感器，
[0043]上述控制裝置基于上述3個縱加速度傳感器的檢測結(jié)果計算與上述2個后輪分別對應(yīng)的彈簧上加速度以及彈簧上速度。
[0044]如果存在3個縱加速度傳感器的檢測結(jié)果，則能夠估算為平面的動作、換句話說車身的動作。本項所記載的方式為借此估算與2個后輪對應(yīng)的彈簧上縱加速度以及彈簧上速度的態(tài)樣。此外，與2個前輪分別對應(yīng)的彈簧上部的彈簧加速度能夠通過對檢測與該2個前輪分別對應(yīng)設(shè)置的彈簧上縱加速度的傳感器的檢測結(jié)果進行積分而取得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1是示出作為可請求保護的發(fā)明的第I實施例的車輛的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0046]圖2是示出與圖1所示的前輪對應(yīng)的懸架裝置的正面剖視圖。
[0047]圖3是放大示出圖2所示的減振器的正面剖視圖。
[0048]圖4是示出與圖1所示的后輪對應(yīng)的懸架裝置的正面剖視圖。
[0049]圖5是放大示出圖4所示的減振器的正面剖視圖。
[0050]圖6是基于利用圖1所示的作為控制裝置的電子控制單元執(zhí)行的非線形H c?控制理論的通?？刂频目刂瓶驁D。
[0051]圖7是作為產(chǎn)生俯仰振動的情況下的一例當(dāng)前輪、后輪依次通過路面的凸起部分的情況下的概略圖。
[0052]圖8是示出當(dāng)前輪、后輪依次通過路面的凸起部分時的前輪側(cè)的彈簧上部與后輪側(cè)的彈簧上部的變動的圖。
[0053]圖9是示出彈簧上共振頻率與車身的動作的大小的關(guān)系的圖。
[0054]圖10是示出作為可請求保護的發(fā)明的第2實施例的車輛所具有的與后輪對應(yīng)的懸架裝置的正面剖視圖。
【具體實施方式】
[0055]以下，作為可請求保護的【具體實施方式】，參照附圖對幾個實施例進行詳細(xì)說明。此夕卜，可請求保護的發(fā)明除了下述實施例之外，也能夠利用以上述“
【發(fā)明內(nèi)容】
”的各項所記載的方式為首并基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識施加各種的變更、改進后的各種方式實施。另外，利用“
【發(fā)明內(nèi)容】
”的各項的說明所記載的技術(shù)事項也能夠構(gòu)成下述的實施例的變形例。
[0056]實施例1
[0057]<車輛的結(jié)構(gòu)>
[0058]圖1中示意性示出作為可請求保護的發(fā)明的實施例的車輛10。在本車輛10搭載有懸架系統(tǒng)，該懸架系統(tǒng)構(gòu)成為包括與配置于本車輛10的四角的4個車輪12分別對應(yīng)的獨立懸架式的4個懸架裝置20。這些懸架裝置20分別配設(shè)成在保持車輪12并構(gòu)成彈簧下部的一部分的懸架下臂22、設(shè)置于車身并構(gòu)成彈簧上部的一部分的座部24之間將懸架下臂22和座部24連結(jié)在一起。車輪12、懸架裝置20為通稱，當(dāng)需要明確與4個車輪中的哪一個對應(yīng)的情況下，如圖所示作為車輪位置的添加符號，有時對與左前輪、右前輪、左后輪、右后輪分別對應(yīng)的裝置標(biāo)注FL、FR、RL、RR。另外，當(dāng)需要區(qū)分前輪側(cè)與后輪側(cè)的情況下，有時標(biāo)注Fr、Rr。
[0059]上述的懸架裝置20分別具有作為懸架彈簧的螺旋彈簧30、液壓式減振器32，它們被相互并列地配設(shè)于下臂22與座部24之間。其中，與前輪12FRU2FL對應(yīng)的2個減振器32Fr為常規(guī)減振器，換句話說是不能變更衰減系數(shù)的減振器，與此相對，與后輪12RR、12RL對應(yīng)的2個減振器32Rr為能夠變更衰減系數(shù)的結(jié)構(gòu)的減振器，對此將在后文中詳細(xì)說明。以下，按照與前輪12Fr對應(yīng)的減振器32Fr(在后文的說明中，有時稱作“前輪側(cè)減振器32Fr”。)、與后輪12Rr對應(yīng)的減振器32Rr (在后文的說明中，有時稱作“后輪側(cè)減振器32Rr”。)的按順序?qū)ι鲜鰷p振器的構(gòu)造進行詳細(xì)說明。
[0060]參照圖2、3對前輪側(cè)減振器32Fr的構(gòu)造進行詳細(xì)說日月。如圖2所示，前輪側(cè)減振器32Fr構(gòu)成為包括:收納工作液的殼體40、以液封且能夠滑動的方式嵌合于該殼體40的活塞42、以及下端部連結(jié)于該活塞42且上端部從殼體40的上方伸出的活塞桿44。此外，殼體40經(jīng)由設(shè)置于其下端部的套筒46連結(jié)于下臂22，活塞桿44經(jīng)由具有防振橡膠的上部支承體48連結(jié)于座部24。另外，活塞桿44貫通在殼體40的上部設(shè)置的蓋部50，經(jīng)由密封部件52與該蓋部50滑動接觸。
[0061]如圖3所示，殼體40構(gòu)成為包括外筒60與內(nèi)筒62，在兩者之間形成緩沖室64。上述活塞42嵌合于該內(nèi)筒62的內(nèi)側(cè)，將內(nèi)筒62的內(nèi)部劃分成上室66與下室68。在該活塞42呈同心狀形成有連接上室66與下室68的連接通路70、72，且連接通路70、72均被形成為多個(圖3中示出每條連接通路形成為兩個的情況)。在活塞42的下表面配設(shè)有彈性材料制的呈圓形的閥片74，利用該閥片74封堵活塞42的內(nèi)周側(cè)的連接通路70，當(dāng)因上室66與下室68的液壓差致使閥片74撓曲時，允許工作液從上室66向下室68的流動。另外，在活塞42的上表面配設(shè)有彈性材料制的呈圓形的2張閥片76、78，利用該閥片76、78通過設(shè)置于上述閥片的開口部使得活塞42的內(nèi)周側(cè)的連接通路70始終不被封堵，而封堵活塞42的外周側(cè)的連接通路72，當(dāng)因上室66與下室68的液壓差致使閥片76撓曲時，允許工作液從下室68向上室66的流動。進而，在下室68與緩沖室64之間設(shè)置有與活塞42相同的連接通路、閥片的底閥芯80。
[0062]此外，在殼體40的外周部設(shè)置有環(huán)狀的下部座套82，在座部24的下表面?zhèn)冉?jīng)由防振橡膠敷設(shè)有環(huán)狀的上部座套84。螺旋彈簧30利用上述下部座套82與上部座套84以被夾于其間的狀態(tài)支承。此外，在活塞桿44的收納于上室66的部分的外周部固定地設(shè)置有環(huán)狀部件86，在該環(huán)狀部件86的上表面粘貼有環(huán)狀的緩沖橡膠88。另外，在活塞桿44的上端部附著筒狀的緩沖橡膠90。當(dāng)車身與車輪朝分離的方向(后文中有時稱作“回彈方向”)進行一定程度的相對移動的情況下，殼體40的蓋部50的下表面與緩沖橡膠88抵接，相反，當(dāng)車身與車輪朝接近的方向(后文中有時稱作“彈起方向”)進行一定程度的相對移動的情況下，蓋部50的上表面與緩沖橡膠90抵接。換句話說，前輪側(cè)減振器32Fr具有相對于車身與車輪的接近或分離的限位器，所謂的彈起限位器以及回彈限位器。
[0063]利用上述的構(gòu)造，例如當(dāng)下臂22與座部24分離、使活塞42相對于殼體40向上方移動的情況下，上室66的液壓升高。因此，上室66的工作液的一部分經(jīng)由連接通路70向下室68流動，并且緩沖室64的工作液的一部分經(jīng)由底閥芯80的連接通路向下室68流入。相反，當(dāng)下臂22與座部24接近，使活塞42相對于殼體40向下方移動的情況下，下室68的液壓升高。因此，下室68的工作液的一部分經(jīng)由連接通路72向上室66流動，并且經(jīng)由底閥芯80的連接通路向緩沖室64流出。此外，對于上述情況下的工作液的流通賦予阻力，對于活塞42與殼體40的相對移動賦予阻力。換句話說，前輪側(cè)減振器32Fr形成為對于彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作產(chǎn)生衰減力的構(gòu)造。此外，在前輪側(cè)減振器32Fr中，當(dāng)彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的速度大于某個速度時，衰減系數(shù)將成為與工作液通過的通路的截面積相應(yīng)的值，換句話說成為固定的值。
[0064]接著，參照圖4、5對與后輪12Rr對應(yīng)的減振器32Rr的構(gòu)造進行詳細(xì)說明。此外，該后輪側(cè)減振器32Rr與前輪側(cè)減振器32Fr相同，為液壓式減振器，對于與該前輪側(cè)減振器32Fr相同的構(gòu)成要素使用相同的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的部分，并省略或簡單進行對它們的說明。
[0065]后輪側(cè)減振器32Rr與前輪側(cè)減振器32Fr相同，構(gòu)成為包括殼體100、活塞102、活塞桿104，形成為對上述殼體100與活塞102的相對移動賦予阻力的構(gòu)造，換句話說形成為對彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作產(chǎn)生衰減力的構(gòu)造。
[0066]其中，后輪側(cè)減振器32Rr如上所述具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)110。該衰減系數(shù)變更機構(gòu)110構(gòu)成為包括:旋轉(zhuǎn)型的電磁馬達(dá)120(后文中有時簡稱為“馬達(dá)120”)、能夠沿軸線方向移動的調(diào)整桿122、將馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)動作轉(zhuǎn)換為調(diào)整桿122的軸線方向的動作的動作轉(zhuǎn)換機構(gòu)124。該馬達(dá)120收納于馬達(dá)殼體126，該馬達(dá)殼體126在其外周部經(jīng)由構(gòu)成為含有防振橡膠的上部支承體128連結(jié)于座部24。前述的活塞桿104在其上端部固定于馬達(dá)殼體126，由此經(jīng)由該馬達(dá)殼體126連結(jié)于座部24。在活塞桿104形成有沿軸線方向延伸的貫通孔130，調(diào)整桿122插入該貫通孔120，且能夠沿軸線方向移動。調(diào)整桿122在其上端部經(jīng)由動作轉(zhuǎn)換機構(gòu)124連結(jié)于馬達(dá)120，伴隨著馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而沿軸線方向移動。
[0067]如圖5所示，活塞桿104的貫通孔130形成為階梯形狀，上部形成為大徑部132，下部形成為小徑部134。該大徑部132通過連接通路136向上室66開口，小徑部134向下室68開口，使上室66與下室68連通。另一方面，調(diào)整桿122的除下端部138外的部分的外徑形成為比大徑部132的內(nèi)徑小，并且比小徑部134的內(nèi)徑大。調(diào)整桿122的下端部138形成為越向下方外徑越小的圓錐形狀，可供小徑部134進入。此外，在貫通孔130的連接連接通路136的部分的上方設(shè)置有密封部件140，以保證貫通孔130的內(nèi)周面與調(diào)整桿122的外周面之間的液封。
[0068]此外，調(diào)整桿122能夠通過馬達(dá)120的工作而沿軸線方向移動，能夠使貫通孔130的間隙150的大小(截面積)變化。當(dāng)工作液通過該間隙150時，如上所述，對于活塞102的沿上下方向的動作賦予阻力，但該阻力的大小根據(jù)間隙150的大小變化。因此，后輪側(cè)減振器32Rr利用馬達(dá)120的工作使調(diào)整桿122沿軸線方向移動并變更該間隙150，從而能夠變更對于彈簧上部與彈簧下部的接近或分離動作的衰減特性，換句話說能夠變更衰減系數(shù)。更詳細(xì)而言，對馬達(dá)120進行控制，以使其旋轉(zhuǎn)角度成為與后輪側(cè)減振器32Rr應(yīng)該具有的衰減系數(shù)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，后輪側(cè)減振器32Rr的衰減系數(shù)得以變更。
[0069]另外，本車輛10形成為與前輪Fr對應(yīng)的彈簧上共振頻率和與后輪Rr對應(yīng)的彈簧上共振頻率數(shù)互不相同。詳細(xì)而言，形成為對應(yīng)的減振器32具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)110的后輪所對應(yīng)的彈簧上共振頻率比前輪側(cè)的彈簧上共振頻率低。彈簧上共振頻率ω如下式所示，由懸架彈簧30的彈簧常數(shù)K與彈簧上部的質(zhì)量m(將對應(yīng)的車輪所承載的車身的分擔(dān)載荷W除以重力加速度g后得出的值)確定。
[0070]ω = (K/m)1/2
[0071]因此，本車輛10以后輪側(cè)彈簧上共振頻率比前輪側(cè)彈簧上共振頻率低的方式分別調(diào)整對于前輪Fr的分擔(dān)載荷以及前輪側(cè)的懸架裝置20所具有的螺旋彈簧30Fr的彈簧常數(shù)Kft、對于后輪Rr的分擔(dān)載荷以及后輪側(cè)的懸架裝置20所具有的螺旋彈簧30Rr的彈簧常數(shù)Kto。具體地說，基于對由設(shè)計的車身確定的前輪Fr的分擔(dān)載荷確定前輪側(cè)彈簧30Fr的彈簧常數(shù)Kft，以使前輪側(cè)彈簧上共振頻率成為1.2Hz，基于對于后輪Rr的分擔(dān)載荷確定后輪側(cè)彈簧30Rr的彈簧常數(shù)Kto，以使后輪側(cè)彈簧上共振頻率成為1.0Hz0
[0072]搭載于本車輛10的懸架系統(tǒng)10利用作為控制裝置的懸架電子控制單元200 (后文中有時稱作“ECU200”)對后輪側(cè)減振器32Rr分別具有的衰減系數(shù)變更機構(gòu)110進行控制。E⑶200以具有CPU、R0M、RAM等的計算機為主體構(gòu)成。在該E⑶200連接有分別作為對應(yīng)的馬達(dá)120的驅(qū)動電路發(fā)揮功能的2個逆變器[INV] 202，該2個逆變器[INV] 202與后輪側(cè)減振器32Rr分別具有的馬達(dá)120對應(yīng)設(shè)置。這些逆變器202經(jīng)由轉(zhuǎn)換器[C0NV]204連接于蓄電池[BAT] 206，從構(gòu)成為包括該轉(zhuǎn)換器204與蓄電池206的電源向各減振器32Rr的馬達(dá)120提供電力。
[0073]在本車輛10設(shè)置有:檢測在車身上產(chǎn)生的前后加速度的前后加速度傳感器[Gx]220、檢測在車身上產(chǎn)生的橫加速度的橫加速度傳感器[Gy]222、檢測與右前輪12FR以及左前輪12FL對應(yīng)的車身的各座部24和位于車身的2個后輪12Rr的中央的部分的縱加速度(上下加速度)的3個縱加速度傳感器[Gz] 224、檢測各車輪12的彈簧上部與彈簧下部的距離(由于是減振器32的伸縮的量，所以以下有時稱為“行程”)的4個行程傳感器[St]226、檢測方向盤的操作角的操作角傳感器[δ ]228、檢測車輛行駛速度(后文中有時簡稱為“車速”)的車速傳感器[V] 230等，這些傳感器連接于ECU200的計算機。ECU200基于來自這些開關(guān)、傳感器的信號對后輪側(cè)減振器32Rr的工作進行控制。另外，在E⑶200的計算機所具有的ROM存儲與后輪側(cè)減振器32Rr的控制相關(guān)的程序、各種數(shù)據(jù)等。
[0074]<減振器的控制>
[0075]在本車輛10中，通常時所執(zhí)行的控制為按照基于非線形H c?控制理論(例如，日本專利第3787038號公報所記載的理論)的控制準(zhǔn)則的控制，該非線形H c?控制理論為現(xiàn)有技術(shù)，因此進行簡便說明。圖6中示該基于非線形H c?控制理論的通?？刂频目驁D。如該圖6所示，在通常控制中，首先，從4個行程傳感器226分別取得4個減振器32的各自的行程量St，依據(jù)該檢測出的行程St運算4個減振器32的各個行程速度Vst。另外，由3個縱加速度傳感器224檢測出的3個彈簧上縱加速度被換算為與4個車輪12分別對應(yīng)的彈簧上部的彈簧上縱加速度Gz，依據(jù)該換算的與4個車輪12分別對應(yīng)的彈簧上縱加速度Gz運算與該4個車輪12分別對應(yīng)的彈簧上部的彈簧上絕對速度Vb。
[0076]通常時的控制所使用的基于非線形H °°控制理論的控制準(zhǔn)則被存儲于E⑶200的計算機中。該控制準(zhǔn)則簡單而言，將在車身產(chǎn)生的振動分為如下的各自是振動的一個分量的振動，即:車身的重心位置的上下方向的振動亦即縱向振動；繞通過車身的重心的前后方向的軸線的旋轉(zhuǎn)振動亦即橫滾振動；繞通過車身的重心的左右方向的軸線的旋轉(zhuǎn)振動亦即俯仰振動，是使上述的振動分量與4個減振器32協(xié)作衰減的控制準(zhǔn)則。此外，輸入與上述的4個減振器32分別對應(yīng)的行程量St以及行程速度Vst、與4個車輪12分別對應(yīng)的彈簧上縱加速度Gz以及彈簧上絕對速度Vb，按照基于該非線形He?控制理論的控制準(zhǔn)則運算在4個減振器32的各個應(yīng)該產(chǎn)生的衰減力亦即目標(biāo)衰減力F *。
[0077]在本車輛10中，能夠變更對于行程速度的衰減力的減振器只有后輪側(cè)減振器32Rr，但該后輪側(cè)減振器32Rr分別基于如上所述運算得出的目標(biāo)衰減力F *中的與自身對應(yīng)的衰減力被控制。詳細(xì)而言，ECU200為了控制后輪側(cè)減振器32Rr的各個所具有的衰減系數(shù)變更機構(gòu)110，將與各自對應(yīng)的目標(biāo)衰減力F *除以與各自對應(yīng)的行程速度Vst從而決定目標(biāo)衰減系數(shù)C *，并以形成該目標(biāo)衰減系數(shù)C *的方式對衰減系數(shù)變更機構(gòu)110的馬達(dá)120進行控制。換句話說，在本車輛10中，將應(yīng)該對與4個車輪對應(yīng)設(shè)置的4個減振器執(zhí)行的控制僅在具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)110的后輪側(cè)減振器32Rr進行。
[0078] 另外，對于基于上述的非線形H c?控制理論的控制準(zhǔn)則進行說明。首先，在非線形H c?控制理論中，假設(shè)具有控制輸入、擾亂輸入、控制輸入、控制輸出這4個輸入輸出的控制模型亦即一般化控制對象。在本車輛10中，當(dāng)假設(shè)該一般化控制對象時，使用關(guān)于車身的重心位置的上下方向的運動的運動方程式、關(guān)于繞通過車身的重心的前后方向的軸線的旋轉(zhuǎn)運動的運動方程式、關(guān)于繞通過車身的重心的左右方向的軸線的旋轉(zhuǎn)運動的運動方程式。這些運動方程式分別表示車身的重心位置的上下方向的加速度(縱向加速度)、繞通過車身的重心的前后方向的軸線的角加速度(橫滾角加速度)、繞通過車身的重心的左右方向的軸線的角加速度(俯仰角加速度)同如上所述得出的行程量St、行程速度Vst、彈簧上縱加速度Gz、彈簧上絕對速度Vb的關(guān)系。此外，這些運動方程式為狀態(tài)空間表現(xiàn)，可導(dǎo)出狀態(tài)方程式以及輸出方程式。此外，行程量St、行程速度Vst、彈簧上縱加速度Gz、彈簧上絕對速度Vb被使用作為狀態(tài)量，縱向加速度、橫滾角加速度、俯仰角加速度被選定作為控制輸出(測量輸出)。另外，對上述縱向加速度、橫滾角加速度、俯仰角加速度乘以頻率加權(quán)亦即加權(quán)函數(shù)(7.0Hz的低通濾波器)得出的值被選定作為評價輸出，并且對控制輸入(衰減系數(shù)的非線形部分)也乘以加權(quán)函數(shù)，定義一般化控制對象。接著，運算滿足里卡蒂方程式的解，基于該運算得出的解運算作為控制輸入的衰減系數(shù)的非線形部分。此外，當(dāng)對該衰減系數(shù)的非線形部分進行運算時，為了確定使縱向振動、橫滾振動、俯仰振動中的哪一個的衰減優(yōu)先，分別對這些縱向振動、橫滾振動、俯仰振動設(shè)定增益(加權(quán))，從而使用這些增益。
[0079]簡而言之，基于作為狀態(tài)量的行程量St、行程速度Vst、彈簧上縱加速度Gz、彈簧上絕對速度Vb運算作為控制輸出的縱向加速度、橫滾角加速度、俯仰角加速度，以使上述縱向加速度、橫滾角加速度、俯仰角加速度為O的方式運算作為控制輸入的衰減系數(shù)的非線形部分?；谠撨\算得出的衰減系數(shù)的非線形部分運算目標(biāo)衰減力F女。
[0080]〈本車輛的特征〉
[0081]如圖7所示，當(dāng)前側(cè)二輪、后側(cè)二輪依次通過路面的凸起部分的情況下，認(rèn)為在車身產(chǎn)生振動。在該情況下，前輪側(cè)的彈簧上部以及后輪側(cè)的彈簧上部產(chǎn)生分別由下式求出的頻率(衰減振動頻率《d)的衰減振動。
[0082]COd= (1- ζ 2)1/2.ω (衰減比 ζ < I 的情況)
[0083]在此，衰減比ζ = C/Cc，極限衰減系數(shù)Cc = 2.(m.k)1/2，減振器的衰減系數(shù)為C。此外，在一般的車輛中，車輪通過路面的凸起部分、凹陷部分時的振動被設(shè)定為以I周期強度收斂。此外，如果前輪側(cè)的衰減振動頻率以及后輪側(cè)的衰減振動頻率為大致相同程度，則如圖8所示，按照前輪側(cè)、后輪側(cè)的順序彈簧上部的位移達(dá)到最大值，按照該順序振動收斂。與此相對，一般的車輛的后輪側(cè)的彈簧上共振頻率比前輪側(cè)的共振頻率高。換句話說，一般的車輛使前輪側(cè)的振動與后輪側(cè)的振動的回彈方向的位移達(dá)到最大的正時一致，不易在車身產(chǎn)生俯仰振動。
[0084]另一方面，如上所述，本車輛10的后輪側(cè)的彈簧上共振頻率ω&比前輪側(cè)的共振頻率低。換句話說，當(dāng)本車輛10以不控制后輪側(cè)減振器32Rr而將后輪側(cè)減振器32Rr的各自的衰減系數(shù)固定為作為基準(zhǔn)的衰減系數(shù)的狀態(tài)通過路面的凸起部分的情況下，前輪側(cè)的振動與后輪側(cè)的振動的回彈方向的位移成為最大的正時錯開，因此容易在車身產(chǎn)生俯仰。如圖9所示，彈簧上共振頻率越低，車身的動作越容易變大。換句話說，本車輛10的前輪側(cè)的彈簧上部的動作比較小，而后輪側(cè)的彈簧上部的動作比較大。此外，本車輛10中僅后輪側(cè)減振器32Rr具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)110，通過僅控制后輪側(cè)減振器32Rr，控制對于后輪側(cè)的彈簧上部的比較大的動作的衰減力，能夠高效地抑制整個車身的動作。另外，在本車輛10中，使用與4個車輪分別對應(yīng)設(shè)置4個能夠變更衰減系數(shù)的減振器的車輛中應(yīng)該執(zhí)行的控制，無需重新建立本車輛10專用的控制系統(tǒng)，得到抑制車身的動作的效果。
[0085]此外，本車輛10的后輪側(cè)的彈簧上共振頻率ω Rr比前輪側(cè)的共振頻率ω 低，只有同2個前輪12Fr與2個后輪12Rr中的彈簧上共振頻率低的一方的車輪亦即2個后輪12Rr對應(yīng)的減振器32Rr形成為能夠變更衰減系數(shù)，但也可以將能夠變更衰減系數(shù)的減振器同前輪12Fr與后輪12Rr中的彈簧上共振頻率低的一方的2個車輪對應(yīng)設(shè)置。換句話說，在后輪側(cè)的彈簧上共振頻率ω&比前輪側(cè)的共振頻率高的一般的車輛可以與前輪12Fr分別對應(yīng)地設(shè)置能夠變更衰減系數(shù)的減振器。然而，在車輛中，發(fā)動機前置的情況占多數(shù)，在這樣的車輛中，前輪側(cè)的彈簧上部的重量因乘客、搭載物的影響小而幾乎不變動。與此相對，后輪側(cè)的彈簧上部的重量會因乘客、搭載物而大幅變動。在本實施例的車輛10中，由于與該后輪12Rr對應(yīng)設(shè)置能夠變更衰減系數(shù)的減振器，因此同與該前輪12Fr對應(yīng)設(shè)置可變更衰減系數(shù)的減振器的上述的結(jié)構(gòu)的車輛相比，即便后輪側(cè)的彈簧上部的重量發(fā)生變動，也能夠高效地抑制車身動作。因此，本車輛10不將能夠變更衰減系數(shù)的減振器設(shè)置于所有的車輪，因此能夠比較廉價地提高互為相反的操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方。
[0086]實施例2
[0087]第2實施例的車輛與第I實施例的車輛10相同，后輪側(cè)的彈簧上共振頻率比前輪側(cè)的共振頻率《^低，只有與該后輪12Rr對應(yīng)的減振器能夠變更衰減系數(shù)。其中，第2實施例的車輛中與其后輪12Rr對應(yīng)設(shè)置的減振器250并非液壓式減振器，而是具有電磁馬達(dá)252并依據(jù)該電磁馬達(dá)252產(chǎn)生的力對于與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部產(chǎn)生使它們接近或分離的力亦即接近分離力的電磁式減振器。本實施例的車輛除了該后輪側(cè)減振器的構(gòu)造及其控制外，與第I實施例的車輛10相同，因此對于與第I實施例的車輛10相同的構(gòu)成要素使用相同的附圖標(biāo)記示出對應(yīng)的要素，并省略或簡略進行對上述要素的說明。
[0088]<后輪側(cè)減振器的構(gòu)造>
[0089]圖10中示出與后輪12Rr對應(yīng)的懸架裝置260的剖視圖。與該后輪12Rr對應(yīng)的懸架裝置260構(gòu)成為包括電磁式減振器250、作為懸架彈簧的螺旋彈簧262，且上述部件被形成為一體化。 [0090]減振器250具有:滾珠絲杠機構(gòu)，其構(gòu)成為包括形成有螺紋槽的作為外螺紋部的絲杠軸270、保持軸承滾珠并與絲杠軸270螺合的作為內(nèi)螺紋部的螺母272 ;作為動力源的電磁馬達(dá)252 (后文中有時簡稱為“馬達(dá)252”)；收納該馬達(dá)252的外殼276。該外殼276將絲杠軸270以能夠旋轉(zhuǎn)的方式保持，并且在外周部經(jīng)由防振橡膠278連結(jié)于座部24。馬達(dá)252具有形成為空心的馬達(dá)軸280，絲杠軸270沿該馬達(dá)軸280內(nèi)側(cè)貫通并固定于馬達(dá)軸280的上端部。換句話說，馬達(dá)252對絲杠軸270賦予旋轉(zhuǎn)力。
[0091]另外，減振器250具有缸體294，該缸體294構(gòu)成為包括外管290、嵌入該外管290并從外管290的上端部向上方突出的內(nèi)管292。外管290經(jīng)由設(shè)置于其下端部的安裝套筒296連結(jié)于下臂22，內(nèi)管292以貫通插入上述絲杠軸270的狀態(tài)將上端部固定于外殼276。在內(nèi)管292的內(nèi)底部立起設(shè)置有螺母支承筒298，在內(nèi)管292的上端部的內(nèi)側(cè)，上述螺母272以與絲杠軸270螺合的狀態(tài)被固定。
[0092]進而，減振器250具有護罩管300，該護罩管300在上端部經(jīng)由防振橡膠302以貫通插入上述缸體294的狀態(tài)連結(jié)于座部24的下表面?zhèn)?。此外，在該護罩管300的上端部形成有凸緣部304 (作為上部座套發(fā)揮功能)，利用該凸緣部304、設(shè)置于外管290的外周面的環(huán)狀的下部座套306將作為懸架彈簧的螺旋彈簧252以夾入其間的狀態(tài)進行支承。
[0093]依據(jù)上述的構(gòu)造，減振器250在彈簧上部與彈簧下部進行接近或分離動作的情況下，能使絲杠軸270與螺母272沿軸線方向相對移動，伴隨于該相對移動，絲杠軸270相對于螺母272旋轉(zhuǎn)。由此，馬達(dá)軸280也旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)252能夠?qū)z杠軸270賦予旋轉(zhuǎn)扭矩，利用該旋轉(zhuǎn)扭矩對于絲杠軸270與螺母272的相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生阻止該相對旋轉(zhuǎn)的方向的阻力。能夠使該阻力作為對于彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的衰減力起作用。另外，減振器250還可以產(chǎn)生對于彈簧上部與彈簧下部的相對動作的推進力。此外，衰減力由衰減系數(shù)與行程速度的乘積表示，后輪側(cè)減振器250能夠任意變更該衰減力，因此認(rèn)為對于某個行程速度能夠變更為任意的衰減系數(shù)。換句話說，后輪側(cè)減振器250具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)。
[0094]<減振器的控制>
[0095]在本實施例的車輛中，同時執(zhí)行用于使車身的振動與4個減振器協(xié)作衰減的控制(后文中有時稱作“車身振動衰減控制”)、用于抑制因車輛的轉(zhuǎn)彎引起的車身的橫滾的控制(后文中有時稱作“轉(zhuǎn)彎橫滾抑制控制”)、用于抑制因車輛的加減速而引起的車身的俯仰的控制(后文中有時稱作“加減速俯仰抑制控制”)。
[0096]換句話說，對于4個減振器分別將上述車身振動衰減控制、轉(zhuǎn)彎橫滾抑制控制、力口減速俯仰抑制控制的每一控制中的接近分離力的分量相加從而決定作為控制目標(biāo)值的目標(biāo)接近分尚力F 并以與2個后輪12Rr對應(yīng)的減振器250產(chǎn)生該目標(biāo)接近分尚力F *的方式控制該2個減振器250的各自的馬達(dá)252的旋轉(zhuǎn)角Θ。以下，對于上述的各控制的每個控制中應(yīng)該產(chǎn)生的接近分離力的分量的決定方法進行說明。
[0097]a)車身振動衰減控制
[0098]首先，在振車身振動衰減控制中，縱向振動、橫滾振動、俯仰振動的各自的車身的動作速度，換句話說縱向速度vh、橫滾速度Vp俯仰速度Vp分別基于與4個車輪12分別對應(yīng)的彈簧上絕對速度Vb (VFE, Vfl, Vee, Vel)估算。詳細(xì)而言，考慮4個車輪12各自到重心位置的距離并基于下式進行運算。
[0099]Vh= (Vfe+Vfl+Vee+Vel)/4
[0100]Vr = (VFE-VFL+VEE-VEL) / 4
[0101]Vp = (VFE+VFL-VEE-VEL) / 4
[0102]此外，在上式中，從車身的重心位置到4個車輪12的距離相等，處于單位距離。接著，對于縱向振動、橫滾振動、俯仰振動分別基于下式?jīng)Q定應(yīng)該在車身產(chǎn)生的縱向振動衰減力Fvh、橫滾振動衰減力FVr、俯仰振動衰減力Fvp。
[0103]Fvh = Ch.Vh
[0104]Fvr = Cr.Vr
[0105]Fvp = Cp.Vp
[0106]在此，Ch、Cr, Cp分別是對于縱向振動、橫滾振動、俯仰振動的衰減系數(shù)。
[0107]如上所述決定的縱向振動衰減力Fvh、橫滾振動衰減力FVr、俯仰振動衰減力Fvp被分配給與4個車輪12對應(yīng)的減振器，基于上述衰減力之和決定對于與4個車輪12對應(yīng)的各個減振器的車身振動衰減分量Fv。換句話說，對于與4個車輪12對應(yīng)的各個減振器的車身振動衰減力分量Fv(Fvfk，F(xiàn)vfl, Fvee, Fvel)按照下式?jīng)Q定。
[0108]Fvfe — (Fvh+Fvr+Fvp) /4
[0109]Fvfl = (Fvh-Fvr+Fvp) / 4
[0110]Fvee — (Fvh+Fvr-Fvp) /4[0川]Fvel 一(FVh_FVl~FVp) /4
[0112]b)轉(zhuǎn)彎橫滾抑制控制
[0113]在轉(zhuǎn)彎橫滾抑制控制中，在轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪側(cè)的減振器產(chǎn)生彈起方向的接近分離力作為橫滾抑制力，在轉(zhuǎn)彎外輪側(cè)的減振器產(chǎn)生回彈方向的接近分離力作為橫滾抑制力。具體而言，首先作為表示車身受到的橫滾力矩的指標(biāo)的橫加速度，根據(jù)基于方向盤的轉(zhuǎn)向操縱角δ與車速V估算出的估算橫加速度Gyc和由橫加速度傳感器222實際測量到的實橫加速度Gyr并按照下式?jīng)Q定在控制中利用的橫加速度亦即控制橫加速度Gy *。
[0114]Gy * = K1.Gyc+K2.Gyr (K1, K2:增益)
[0115]基于如此決定的控制橫加速度Gy *并按照下式?jīng)Q定橫滾抑制力分量FK。
[0116]Fk = K3.Gy * (K3:增益)
[0117]c)加減速俯仰抑制控制
[0118]在加減速俯仰抑制控制中，當(dāng)在車輛的制動時等的減速時產(chǎn)生傾頭的情況下或者在車輛的加速時產(chǎn)生尾傾的情況下，為了抑制彈簧上彈簧下間距離的變動，產(chǎn)生接近分離力作為俯仰抑制力。具體地說，作為表示車身受到的俯仰力矩的指標(biāo)的前后加速度，采用由前后加速度傳感器220實際測量到的實際前后加速度Gx，基于該實際前后加速度Gx并按照下式?jīng)Q定俯仰抑制力分量FP。
[0119]Fp = K5.Gx (K5:增益)
[0120]此外，以由節(jié)氣門傳感器檢測的節(jié)氣門的開度或由制動壓傳感器檢測的主缸壓超過設(shè)定的閾值的情況為觸發(fā)點來執(zhí)行加減速俯仰抑制控制。
[0121]d)控制目標(biāo)值的決定
[0122]如上所述，當(dāng) 接近分離力的車身振動衰減力分量Fv、橫滾抑制力分量Fk、俯仰抑制力分量Fp被決定后，基于這些分量并按照下式?jīng)Q定與2個后輪12Rr對應(yīng)的減振器的目標(biāo)接近分離力F女。
[0123]F * = FV+FE+FP
[0124]由于接近分離力與馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角處于對應(yīng)關(guān)系，因此基于該目標(biāo)接近分離力F *決定目標(biāo)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角Θ女。然后，以使實際的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角亦即實際馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角Θ成為該目標(biāo)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角Θ *的方式控制馬達(dá)252。
[0125]〈本車輛的特征〉
[0126]本實施例的車輛與第I實施例的車輛10相同，只有與2個后輪12Rr對應(yīng)的減振器250具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)，通過僅控制該后輪側(cè)減振器250、控制對于后輪側(cè)的彈簧上部的比較大的動作的力，能夠高效地抑制整個車身的動作。另外，在本車輛中，使用在與4個車輪分別對應(yīng)設(shè)置4個電磁式減振器的車輛中應(yīng)該執(zhí)行的控制，無需建立本車輛10專用的控制系統(tǒng)，便能夠得到抑制車身的動作的效果。換句話說，本車輛無需將電磁式減振器設(shè)置于所有的車輪中，因此能夠比較廉價地提高互為相反的操控穩(wěn)定性與乘車舒適性雙方。
[0127]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0128]10:車輛；12FR:右前輪；12FL:左前輪；12RR:右后輪；12RL:左后輪；20:懸架裝置；22:懸架下臂(彈簧下部)；24:座部(彈簧上部)；30:螺旋彈簧(懸架彈簧)；32Fr:前輪側(cè)減振器；32Rr:后輪側(cè)減振器；40:殼體；42:活塞；44:活塞桿；100:殼體；102:活塞；104:活塞桿；110:衰減系數(shù)變更機構(gòu)；120:電磁馬達(dá)；150:間隙；200:懸架電子控制單元[懸架ECU](控制裝置)；220:前后加速度傳感器[Gx] ；222:橫加速度傳感器[Gy] ；224:縱加速度傳感器[Gz] ；226:行程傳感器[St] ；250:減振器；252:電磁馬達(dá)；262:螺旋彈簧〔懸架彈簧〕;270:絲杠軸；272:螺母
[0129]ωΡ1':前輪側(cè)彈簧上共振頻率；ω&:后輪側(cè)彈簧上共振頻率；Kft:前輪側(cè)彈簧常數(shù)；Kto:后輪側(cè)彈簧常數(shù)；st:行程量；Vst:行程速度；Gz:彈簧上縱加速度；Vb:彈簧上絕對速度；F *:目標(biāo)衰減力；C *:目標(biāo)衰減系數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種車輛， 所述車輛具備: 4個車輪,所述4個車輪是配置于自身的前方側(cè)的2個前輪以及配置于后方側(cè)的2個后輪； 4個懸架彈簧，所述4個懸架彈簧與所述4個車輪對應(yīng)設(shè)置，且分別將與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部彈性連結(jié)；以及 4個減振器，所述4個減振器與所述4個車輪對應(yīng)設(shè)置，且分別產(chǎn)生對于與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的衰減力， 所述車輛以使與所述2個前輪 對應(yīng)的彈簧上共振頻率和與所述2個后輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率互不相同的方式調(diào)整所述4個懸架彈簧的各自的彈簧常數(shù)以及對于所述4個車輪的各個車輪的分擔(dān)載荷， 其中， 只有與所述2個前輪和所述2個后輪中的彈簧上共振頻率低的一方的2個車輪對應(yīng)設(shè)置的、所述4個減振器中的2個減振器具有衰減系數(shù)變更機構(gòu)，該衰減系數(shù)變更機構(gòu)對作為所述減振器自身產(chǎn)生的衰減力的大小的基準(zhǔn)的衰減系數(shù)進行變更。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中， 該車輛以使與所述2個后輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率比與所述2個前輪對應(yīng)的彈簧上共振頻率低的方式調(diào)整所述4個懸架彈簧的各自的彈簧常數(shù)以及對于所述4個車輪的各個車輪的分擔(dān)載荷， 只有所述4個減振器中的與所述2個后輪對應(yīng)的2個減振器具有所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛，其中， 所述4個減振器中的具有所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的2個減振器分別是具有以下部件的液壓式減振器: (A)殼體，該殼體連結(jié)于彈簧上部與彈簧下部中的一方且收納工作液；(B)活塞，該活塞將該殼體內(nèi)劃分成2個工作液室并且能夠在該殼體內(nèi)滑動；(C)活塞桿，該活塞桿的一端部連結(jié)于所述活塞，另一端部從所述殼體伸出并連結(jié)于彈簧上部與彈簧下部中的另一方；(D)工作液流通允許機構(gòu)，該工作液流通允許機構(gòu)設(shè)置于所述活塞，以對伴隨于該活塞的滑動的所述2個工作液室間的工作液的流通賦予阻力的狀態(tài)允許該工作液的流通；以及(E)流通阻力變更機構(gòu)，該流通阻力變更機構(gòu)構(gòu)成為通過變更該工作液流通允許機構(gòu)對工作液的流通賦予的阻力的大小而變更衰減系數(shù)，并作為所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)發(fā)揮功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛，其中， 所述4個減振器中的具有所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的2個減振器分別是電磁式減振器，該電磁式減振器具有電磁馬達(dá)，依據(jù)該電磁馬達(dá)產(chǎn)生的力對與自身對應(yīng)的彈簧上部與彈簧下部產(chǎn)生使它們接近或分離的力亦即接近分離力， 當(dāng)產(chǎn)生所述接近分離力作為衰減力時，該衰減力由彈簧上部與彈簧下部的接近分離動作的速度和與之對應(yīng)的增益的乘積來決定，并且通過以能夠變更該增益的方式構(gòu)成，從而形成具有所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的減振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的車輛，其中，所述4個減振器中的除了具有所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)的2個減振器以外的2個減振器分別是不能變更所述衰減系數(shù)的液壓式減振器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的車輛，其中， 該車輛具備對所述4個減振器中的2個減振器分別所具有的所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)進行控制的控制裝置， 該控制裝置將在車身產(chǎn)生的振動分為各自是該振動的一個分量的、縱向振動分量、橫滾振動分量以及俯仰振動分量，并按照使這些振動分量分別與所述4個減振器協(xié)作衰減的控制規(guī)則，決定在所述4個減振器的各個應(yīng)該產(chǎn)生的衰減力亦即目標(biāo)衰減力， 所述控制裝置對所述4個減振器中的2個減振器分別所具有的所述衰減系數(shù)變更機構(gòu)進行控制，以變更為與對應(yīng)的目標(biāo)衰減力相應(yīng)的衰減系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛，其中， 作為所述控制規(guī)則，所述控制裝置使用將上下方向的車身的加速度亦即縱向加速度、繞前后方向的軸線的車身的角加速度亦即橫滾加速度、繞左右方向的軸線的車身的角加速度亦即俯仰加速度作為控制輸出的狀態(tài)反饋控制來決定所述目標(biāo)衰減力，以抑制所述縱向加速度、橫滾加速度、俯仰加速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所 述的車輛，其中， 所述控制規(guī)則為依照非線形H c?控制理論的控制規(guī)則。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的車輛，其中， 進行所述狀態(tài)反饋控制的控制規(guī)則根據(jù)基于車身的上下方向的運動方程式、繞車身的前后方向的軸線的運動方程式、繞車身的左右方向的軸線的運動方程式導(dǎo)出的狀態(tài)方程式來建立。
10.根據(jù)權(quán)利要求7~9中任一項所述的車輛，其中， 所述控制裝置構(gòu)成為:在所述狀態(tài)反饋控制中使用與所述4個車輪分別對應(yīng)的(a)彈簧上部的上下方向的加速度亦即彈簧上加速度、(b)彈簧上部的上下方向的速度亦即彈簧上速度、(C)彈簧上部與彈簧下部之間的接近分離方向的相對位移量、以及(d)彈簧上部與彈簧下部之間的接近分離方向的相對速度作為狀態(tài)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛，其中， 該車輛具備3個縱加速度傳感器，所述3個縱加速度傳感器分別是檢測與所述2個前輪分別對應(yīng)的彈簧上部的上下方向的加速度亦即彈簧上縱加速度的2個傳感器、以及檢測位于所述2個后輪之間的車身的部分的上下方向的加速度的傳感器， 所述控制裝置基于所述3個縱加速度傳感器的檢測結(jié)果計算與所述2個后輪分別對應(yīng)的彈簧上加速度以及彈簧上速度。
【文檔編號】B60G17/018GK104039569SQ201280066566
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月11日
【發(fā)明者】藪元弘一 申請人:豐田自動車株式會社