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車輛懸架系統(tǒng)

閱讀:529發(fā)布:2020-05-13

專利匯可以提供車輛懸架系統(tǒng)專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種用于車輛的 懸架系統(tǒng) (10),其包括:(a)懸架 彈簧 (51);(b) 減振器 (52);和(c)位移 力 產(chǎn)生器(20),其可工作地產(chǎn)生使簧上部件和簧下部件朝向彼此或者遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的位移力。位移力產(chǎn)生器包括(c-1)彈性體,彈性體的相對(duì)端部中的一個(gè)連接到簧上部件和簧下部件中的一個(gè),和(c-2) 致動(dòng)器 (26),其設(shè)置在彈性體的相對(duì)端部的另一個(gè)和簧上部件和簧下部件的另一個(gè)之間,并且將彈性體和簧上部件和簧下部件的另一個(gè)互連。致動(dòng)器包括 電動(dòng)機(jī) (70),并且基于由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力可工作地產(chǎn)生致動(dòng)器力,使得所產(chǎn)生的致動(dòng)器力作用在彈性體上,以改變彈性體的 變形 量,該變形量依賴于致動(dòng)器的致動(dòng)量,并且使得所產(chǎn)生的致動(dòng)器力經(jīng)由彈性體傳遞到簧上部件和簧下部件,以用作位移力。懸架系統(tǒng)還包括(d)位移力的 控制器 (100),其可工作地控制電動(dòng)機(jī)的操作,以控制將由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的位移力。位移力控制器執(zhí)行用于控制位移力作為阻尼力的阻尼力控制,該阻尼力用于阻尼簧上部件和簧下部件中至少一個(gè)的振動(dòng)。,下面是車輛懸架系統(tǒng)專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種用于車輛的懸架系統(tǒng)(10),包括:
(a)懸架彈簧(51),其設(shè)置在所述車輛的簧上部件與簧下部件之 間;
(b)減振器(52),其與所述懸架彈簧并列設(shè)置;和
(c)位移產(chǎn)生器(20),其與所述懸架彈簧并列設(shè)置,并且可工 作以產(chǎn)生使所述簧上部件和所述簧下部件朝向彼此或者遠(yuǎn)離彼此位移的位 移力,
其中,所述位移力產(chǎn)生器包括(c-1)彈性體(22),該彈性體在其相 對(duì)端部中的一個(gè)端部處連接到所述簧上部件和所述簧下部件中的一個(gè)部 件,和(c-2)電控致動(dòng)器(26),該電控致動(dòng)器設(shè)置在所述彈性體的所述 相對(duì)端部中的另一個(gè)端部與所述簧上部件和所述簧下部件中的另一個(gè)部件 之間,并且將所述彈性體和所述簧上部件和所述簧下部件中的另一個(gè)部件 互連,
并且其中,所述電控致動(dòng)器包括電動(dòng)機(jī)(70),并且基于由所述電動(dòng) 機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力可工作以產(chǎn)生致動(dòng)器力,使得所產(chǎn)生的所述致動(dòng)器力作 用在所述彈性體上由此以改變所述彈性體取決于所述致動(dòng)器的致動(dòng)量的變 形量,并且使得所產(chǎn)生的所述致動(dòng)器力經(jīng)由所述彈性體被傳遞到所述簧上 部件和所述簧下部件由此以起所述位移力的作用,
所述懸架系統(tǒng)還包括:
(d)位移力控制器(100),其可工作以控制所述電動(dòng)機(jī)的工作由此 以對(duì)將由所述位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的所述位移力進(jìn)行控制,
其中,所述位移力控制器執(zhí)行用于將所述位移力作為阻尼力進(jìn)行控制 的阻尼力控制以減小所述簧上部件和所述簧下部件中至少一個(gè)部件的振 動(dòng);
所述懸架系統(tǒng)的特征在于:
所述位移力控制器基于將要由所述位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的所述位移力的 目標(biāo)大小來確定將要供應(yīng)到所述位移力產(chǎn)生器的所述致動(dòng)器的所述電動(dòng)機(jī) 的電力的目標(biāo)量(i*);
所述位移力控制器基于所確定的所述電力的目標(biāo)量來執(zhí)行所述阻尼力 控制;
所述位移力控制器通過在目標(biāo)致動(dòng)量(θ*)增大過程中允許所述電力 的所述目標(biāo)量(i*)從電源(106、108)供應(yīng)到所述電動(dòng)機(jī),而在所述目 標(biāo)致動(dòng)量減小過程中禁止所述電力從所述電源供應(yīng)到所述電動(dòng)機(jī),來執(zhí)行 所述阻尼力控制,所述目標(biāo)致動(dòng)量被定義為所述致動(dòng)器(26)對(duì)應(yīng)于所述 位移力的所述目標(biāo)大小的致動(dòng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸架系統(tǒng)(10),其中,在所述目標(biāo)致動(dòng)量 (θ*)減小的過程中,所述位移力控制器(100)通過利用基于在所述電 動(dòng)機(jī)(70)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的致動(dòng)器力而執(zhí)行所述阻尼力控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸架系統(tǒng)(10),還包括被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng) 所述電動(dòng)機(jī)(70)的驅(qū)動(dòng)電路(102),
其中,所述位移力控制器(100)通過使所述電動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)致動(dòng) 量(θ*)減小的過程中在依賴于所述驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)的工作模式下工 作而執(zhí)行所述阻尼力控制,
并且其中,所述工作模式是以下(A)、(B)和(C)項(xiàng)中一個(gè), (A)電動(dòng)機(jī)端子互連模式,其中,所述電動(dòng)機(jī)的多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子 (122u、122v、122w)彼此電連接,(B)特定電動(dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端子 連接模式,其中,所述電源(106、108)的高電壓端子(124h)和低電壓 端子(1241)的一個(gè)電連接到所述電動(dòng)機(jī)的所述多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子中選定的 一個(gè)端子,所述選定的一個(gè)端子根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的工作位置而改變,和 (C)電動(dòng)機(jī)端子斷開模式,其中,所述電源的所述高電壓端子和所述低 電壓端子都不連接到所述電動(dòng)機(jī)的所述多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子,并且其中,所述 多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子彼此電斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸架系統(tǒng)(10),其中,在所述目標(biāo)致動(dòng)量 大于第一閾值時(shí),所述位移力控制器(100)通過使所述電動(dòng)機(jī)(70)在 所述目標(biāo)致動(dòng)量(θ*)減小的過程中在所述電動(dòng)機(jī)端子互連模式下工作而 執(zhí)行所述阻尼力控制,
并且其中,當(dāng)所述目標(biāo)致動(dòng)量不大于第二閾值時(shí),所述位移力控制器 通過使所述電動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中在所述電動(dòng)機(jī)端子斷開 模式下工作而執(zhí)行所述阻尼力控制,所述第二閾值等于或者小于所述第一 閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸架系統(tǒng)(10),
其中,所述第二閾值小于所述第一閾值,
并且其中,當(dāng)所述目標(biāo)致動(dòng)量小于所述第一閾值并且大于所述第二閾 值時(shí),所述位移力控制器(100)通過使所述電動(dòng)機(jī)(70)在所述目標(biāo)致 動(dòng)量(θ*)減小過程中在所述特定電動(dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端子連接模式下工 作而執(zhí)行所述阻尼力控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸架系統(tǒng)(10),其中,所述阻尼力控 制被執(zhí)行以產(chǎn)生所述位移力作為下述阻尼力:所述阻尼力的大小取決于所 述簧下部件的絕對(duì)速度。

說明書全文

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及配備有位移發(fā)生器的懸架系統(tǒng)。該位移力產(chǎn)生器構(gòu)造成 通過致動(dòng)電控致動(dòng)器以能夠控制所產(chǎn)生的位移力的方式產(chǎn)生使車輛的簧上 和簧下部件朝向彼此移動(dòng)或者遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的位移力。

背景技術(shù)

近年來,已經(jīng)開始對(duì)如在JP-2002-218778A、JP-2002-211224A和JP- 2006-82751A中公開的車輛懸架系統(tǒng)進(jìn)行研究,該系統(tǒng)具體包括與懸架彈 簧和減振器并列設(shè)置的位移力產(chǎn)生器?;陔娍刂聞?dòng)器的致動(dòng),位移力產(chǎn) 生器以能夠控制所產(chǎn)生的位移力的方式可工作地產(chǎn)生使簧上部件和簧下部 件朝向彼此或者遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的位移力。在此系統(tǒng)中,所產(chǎn)生的位移力用 作減小車身側(cè)傾的側(cè)傾減小力。即,在此系統(tǒng)中,車身的側(cè)傾能夠由位移 力產(chǎn)生器所產(chǎn)生的位移力減小。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明概要
上述各個(gè)日本未審專利申請(qǐng)公報(bào)所公開的上述車輛懸架系統(tǒng)的位移力 產(chǎn)生器被控制用于降低車輛車身的側(cè)傾,以有助于提高車輛車身姿勢(shì)的穩(wěn) 定性。然而,考慮到在這樣的配備有力產(chǎn)生器的懸架系統(tǒng)中還有為了提高 實(shí)用性進(jìn)行改進(jìn)的空間。
本發(fā)明根據(jù)上述背景技術(shù)進(jìn)行本發(fā)明。因而,本發(fā)明的目的在于提供 在實(shí)際使用中具有較高實(shí)用性的車輛懸架系統(tǒng)。
本目的可以根據(jù)本發(fā)明原理實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種車輛懸架系統(tǒng), 其包括彼此并列設(shè)置的懸架彈簧、減振器和位移力產(chǎn)生器,其中位移力產(chǎn) 生器包括彈性體和電控致動(dòng)器,電控致動(dòng)器與彈性體并列設(shè)置,并且可工 作地產(chǎn)生致動(dòng)器力,使得所產(chǎn)生的致動(dòng)器力傳遞到車輛的簧上和簧下部 件,以用作位移力。懸架系統(tǒng)進(jìn)一步包括位移力控制器,其可工作地控制 由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的位移力,并且執(zhí)行用于產(chǎn)生作為阻尼力的位移力的 控制,該阻尼力用于阻尼簧上部件和/或簧下部件的振動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的車輛懸架系統(tǒng)中,除了由減振器產(chǎn)生的振動(dòng)阻尼力之 外,振動(dòng)阻尼力還能夠由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生。因而,車輛懸架系統(tǒng)能夠布 置成具有適于所需目的的振動(dòng)阻尼特性,因而能夠在實(shí)際使用中具有較高 的實(shí)用性。
本發(fā)明各種實(shí)施方式
將描述本發(fā)明的各種方式,這些方式被認(rèn)為包含需求保護(hù)的可主張權(quán) 利要求的特征。本發(fā)明這些方式的每個(gè)如同所附的權(quán)利要求那樣編號(hào),并 且在適合之處為了更容易理解本說明書公開的技術(shù)特征而引用其它方式。 應(yīng)該理解到,本發(fā)明不限于將描述的技術(shù)特征或者其任何組合,并且應(yīng)該 根據(jù)以下對(duì)本發(fā)明各種方式和優(yōu)選實(shí)施例解釋本發(fā)明。應(yīng)該還理解到,不 必一起提供包括在以下本發(fā)明方式中的多個(gè)元件或者特征,并且本發(fā)明可 以用相同方式有關(guān)描述中的選定的至少一個(gè)元件或者特征來實(shí)施。還理解 到包括在以下本發(fā)明方式中的多個(gè)元件或者特征可以根據(jù)以下對(duì)各種模式 和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述與至少一個(gè)附加元件或者特征進(jìn)行組合,并 且本發(fā)明可以相同方式有關(guān)的可能組合來實(shí)施。
(1)一種用于車輛的懸架系統(tǒng),包括:(a)懸架彈簧,其設(shè)置在車 輛的簧上部件和簧下部件之間;(b)減振器,其與懸架彈簧并列設(shè)置; 和(c)位移力產(chǎn)生器,其與懸架彈簧并列設(shè)置,并且可工作地產(chǎn)生使簧 上部件和簧下部件朝向彼此或者遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的位移力,其中,位移力產(chǎn) 生器包括(c-1)彈性體,彈性體的相對(duì)端部中的一個(gè)端部連接到簧上部件 和簧下部件中的一個(gè)部件,和(c-2)電控致動(dòng)器,其設(shè)置在彈性體的相對(duì) 端部的另一個(gè)端部和簧上部件和簧下部件的另一個(gè)部件之間,并且將彈性 體和簧上部件和簧下部件的另一個(gè)部件互連,并且其中,電控致動(dòng)器包括 電動(dòng)機(jī),并且基于由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力可工作地產(chǎn)生致動(dòng)器力,使得 所產(chǎn)生的致動(dòng)器力作用在彈性體上,以改變彈性體的變形量,該變形量依 賴于致動(dòng)器的致動(dòng)量,并且使得所產(chǎn)生的致動(dòng)器力經(jīng)由彈性體傳遞到簧上 部件和簧下部件,以用作位移力,該懸架系統(tǒng)還包括:(d)位移力的控 制器,其可工作地控制電動(dòng)機(jī)的操作,以控制將由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的位 移力。
在根據(jù)此方式(1)的懸架系統(tǒng)中,其中此方式(1)通過示例由圖1 概念性圖示,懸架彈簧SS、減振器SA和彈性體TB設(shè)置在簧上部件Mu 和簧下部件M1(其支撐車輪W),使得彼此并列布置。致動(dòng)器A設(shè)置在 彈性體TB和簧上和簧下部件Mu、M1中一個(gè)(即,在圖1圖示的示例中 的簧上部件Mu)之間,并且將彈性體TB和簧上和簧下部件Mu、M1中另 一個(gè)互連。致動(dòng)器A基于電動(dòng)機(jī)力可工作地產(chǎn)生致動(dòng)器力,使得所產(chǎn)生的 致動(dòng)器力作用在彈性體上以使彈性體TB變形,并且使得所產(chǎn)生的致動(dòng)器 力經(jīng)由彈性體TB傳遞到簧上和簧下部件Mu、M1以用作位移力(其使簧 上和簧下部件Mu、M1朝向彼此或者遠(yuǎn)離彼此移動(dòng))。即,由致動(dòng)器A和 彈性體TB構(gòu)成的位移力產(chǎn)生器是電控致動(dòng)器,其構(gòu)造成基于電動(dòng)機(jī)力產(chǎn) 生位移力。電動(dòng)機(jī)的操作由位移力控制器C控制,由此能夠控制位移力。
在此方式(1)中描述的術(shù)語“簧上部件”可以廣義地理解為車輛的由懸 架彈簧支撐的車身支撐部分。而術(shù)語“簧下部件”可以廣義理解為車輛的可 與懸架臂和車輛的輪子一起垂直移動(dòng)的部件。進(jìn)一步,“懸架彈簧”可以由 諸如螺旋彈簧和空氣彈簧的各種彈簧中任何一個(gè)提供,并且因而可以具有 不受具體限制的構(gòu)造。
“減振器”的功能是產(chǎn)生用于對(duì)簧上和簧下部件相對(duì)彼此擺動(dòng)或者振動(dòng) 進(jìn)行阻尼的阻尼力,并且可以具有不受具體限制的構(gòu)造。減振器可以由例 如在現(xiàn)有技術(shù)中常用的液壓操作減振器中任何一個(gè)提供?!皬椥泽w”可以由 諸如螺旋彈簧和扭簧的各種形式的彈性體中任何一個(gè)提供,只要其能夠具 有依賴于其變形量的彈性力就可以了?!爸聞?dòng)器”可以由布置成以適于形成 彈性體變形的方式而致動(dòng)的致動(dòng)器提供?!半妱?dòng)機(jī)”可以由諸如旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī) 或者線性電動(dòng)機(jī)的任何類型的電動(dòng)機(jī)提供,只要其適合于致動(dòng)致動(dòng)器就可 以了。注意,致動(dòng)器可以配備有減速器。
“位移力產(chǎn)生器”構(gòu)造成使致動(dòng)器力作用在彈性體上,以改變彈性體的 變形量,其中該變形量是依賴于致動(dòng)器的致動(dòng)量。位移力的大小對(duì)應(yīng)于致 動(dòng)器力的大小,致動(dòng)器力的大小對(duì)應(yīng)于彈性體的彈性力的大小。致動(dòng)器的 致動(dòng)量對(duì)應(yīng)于彈性體的變形量。因此,位移力的大小(其由位移力產(chǎn)生器 產(chǎn)生)和致動(dòng)器的致動(dòng)量彼此對(duì)應(yīng)。因而,由“位移力控制器”執(zhí)行的控制 可以由致動(dòng)器力控制或者致動(dòng)器致動(dòng)量控制構(gòu)成。在致動(dòng)器力控制中,致 動(dòng)器力(即,用于產(chǎn)生致動(dòng)器力的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)力)直接受到該控制。 在致動(dòng)量控制中,致動(dòng)器的致動(dòng)量(即,用于建立致動(dòng)器的致動(dòng)量的電動(dòng) 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)量)直接受到該控制。注意,術(shù)語“致動(dòng)器的致動(dòng)量”意思是致動(dòng) 器從致動(dòng)器的基準(zhǔn)工作位置算起的致動(dòng)器的致動(dòng)量,其中基準(zhǔn)工作位置是 在其中車輛在平坦平道路上靜止的基準(zhǔn)狀態(tài)或者在視為基準(zhǔn)狀態(tài)的狀態(tài) 中建立。
(2)根據(jù)方式(1)的懸架系統(tǒng),其中,彈性體包括(c-1-i)軸部 分,其由作為簧上部件的車輛車身可旋轉(zhuǎn)地保持,和(c-1-ii)臂部分,其 從軸部分的相對(duì)端部中的一個(gè)端部沿著與軸部分相交的方向延伸,并且其 遠(yuǎn)端端部連接到簧下部件,并且其中,致動(dòng)器固定到車輛車身,并且將作 為致動(dòng)器力的旋轉(zhuǎn)力施加到軸部分的相對(duì)端部的另一個(gè)端部。
在根據(jù)此方式(2)的懸架系統(tǒng)中,位移力產(chǎn)生器的彈性體包括軸部 分和臂部分,這兩個(gè)部分中至少一個(gè)具有用作彈性體分功能。例如,軸部 分可以用作扭簧,和/或臂部分可以布置成撓曲以用作彈簧。注意,彈性體 可以由彼此連接的各部件提供的軸部分和臂部分的總成或者包括由單個(gè)部 件提供的軸和臂部分的單件構(gòu)成。
(3)根據(jù)此方式(1)或者(2)的懸架系統(tǒng),其中,致動(dòng)器構(gòu)造成 具有不大于1/2的正/負(fù)效率積,此處,正/負(fù)效率積定義為致動(dòng)器的正效率 和致動(dòng)器的負(fù)效率的乘積,正效率定義為作用在致動(dòng)器上的外力的大小與 使致動(dòng)器抵靠外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小的比率,并且負(fù)效率定 義為禁止致動(dòng)器被作用在致動(dòng)器上的外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小 與外力的大小的比率。
在此方式(3)中描述的“正/負(fù)效率積”可以認(rèn)為是禁止致動(dòng)器被作用 在致動(dòng)器上的一定大小的外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小與使致動(dòng)器 抵抗外力而致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小的比率。因而,正/負(fù)效率積的 較低值表示致動(dòng)器難以由外力致動(dòng)。在致動(dòng)器的正/負(fù)效率積比較低的情況 下,在外力施加到致動(dòng)器期間,為了降低車輛車身側(cè)傾和改變車輛車身姿 勢(shì),電動(dòng)機(jī)需要較小量的電力以維持車輪車身距離(即,車輪和車輛車身 之間垂直距離)。因而,可以提供具有省電優(yōu)點(diǎn)的懸架系統(tǒng),并且還減小 了作為致動(dòng)器動(dòng)力源的電動(dòng)機(jī)的大小。為了充分利用這樣的優(yōu)點(diǎn),優(yōu)選 地,正/負(fù)效率積不高于1/2.5,并且更優(yōu)選地,該積不高于1/3。
(4)根據(jù)方式(1)-(3)中任一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,致動(dòng)器包括 構(gòu)造成對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行減速的減速器,并且構(gòu)造成將減速運(yùn)動(dòng)輸出作 為致動(dòng)器的致動(dòng),并且其中,減速器所具有的減速比不高于1/100。
在根據(jù)此方式(4)的懸架系統(tǒng)中,致動(dòng)器的減速器的減速比比較 低,即,致動(dòng)器的致動(dòng)量與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)量的比率比較低。一般認(rèn)為上述 正/負(fù)效率積通過采用具有較低的減速比的減速器而得到降低。鑒于此,此 方式(4)能夠認(rèn)為是一種其中致動(dòng)器具有比較低正/負(fù)效率積的方式。當(dāng) 致動(dòng)器通過外力施加到致動(dòng)器而被致動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)運(yùn)行(例如,旋轉(zhuǎn))的 速度在減速比較低的情況下比在減速比較高的情況下要高。因而,在減速 比比較低的情況下,在通過施加外力而運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生比較大的電動(dòng) 勢(shì),由此可以基于電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生比較大的電力。因而可以提供具有省電優(yōu)點(diǎn) 的懸架系統(tǒng),只要懸架系統(tǒng)布置成能夠?qū)υ偕娏M(jìn)行再循環(huán)就可以了。 為了使正/負(fù)效率積減至最小和使省電優(yōu)點(diǎn)最大化,優(yōu)選地,減速比不高于 1/150,更優(yōu)選地,該積不高于1/200。
包括在致動(dòng)器中的減速器不限于任何具體的減速器,并且可以由各種 減速器中任何一種構(gòu)成。然而,減速器可以優(yōu)選由諧波齒輪組(還稱為 “諧波驅(qū)動(dòng)”或者“應(yīng)變波齒圈”)或者擺線齒輪構(gòu)成,使得能夠容易構(gòu)造具 有較低減速比的減速器。
(5)根據(jù)方式(1)-(4)中任何一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控 制器執(zhí)行用于控制作為阻尼力的位移力的阻尼力控制,該阻尼力用于對(duì)簧 上和簧下部件中至少一個(gè)的振動(dòng)進(jìn)行阻尼。
在根據(jù)此方式(5)的懸架系統(tǒng)中,除了可以利用由用于對(duì)簧上和簧 下部件相對(duì)彼此的擺動(dòng)或者振動(dòng)進(jìn)行阻尼的減振器所產(chǎn)生的阻尼力之外, 還可以利用由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的位移力作為阻尼力。此布置有效地增大 了執(zhí)行阻尼力控制的自由度,并且因而有效地以更寬設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)懸架系 統(tǒng)。因而,車輛懸架系統(tǒng)能夠設(shè)計(jì)成建立適于所需目的的振動(dòng)阻尼特性。 注意,術(shù)語“簧上和簧下部件中至少一個(gè)的振動(dòng)”理解為包括簧上部件的振 動(dòng)、簧下部件的振動(dòng)和簧上和簧下部件的振動(dòng)。
(6)根據(jù)方式(5)或者(6)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制器執(zhí) 行用于建立適于對(duì)包括簧上部件的共振頻率頻率范圍的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的 振動(dòng)阻尼特性的阻尼力控制。
(7)根據(jù)方式(5)或者(6)的懸架系統(tǒng),其中,減振器構(gòu)造成具 有阻尼系數(shù),該阻尼系數(shù)建立適于對(duì)包括簧下部件的共振頻率的頻率范圍 的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的振動(dòng)阻尼特性。
在上述方式(6)和(7)中,位移力產(chǎn)生器和減振器分別顯示特定的 性能。在根據(jù)方式(6)的懸架系統(tǒng)中,位移力產(chǎn)生器由位移力控制器控 制以產(chǎn)生用于限制具有比較低的頻率的振動(dòng)從簧下部件傳遞到簧上部件的 阻尼力。在根據(jù)方式(7)的懸架系統(tǒng)中,減振器構(gòu)造成產(chǎn)生用于限制具 有比較高頻率的振動(dòng)從簧下部件傳遞到簧上部件的阻尼力。
位移力產(chǎn)生器構(gòu)造成產(chǎn)生其大小可通過控制致動(dòng)器的操作而改變的阻 尼力。然而,有這樣的趨勢(shì)即難以將阻尼力(其由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生)有 效地適合于高頻振動(dòng),并且這樣的趨勢(shì)在所采用的致動(dòng)器具有較低值的正/ 負(fù)效率積的情況下增大。由位移力產(chǎn)生器能夠建立適于對(duì)包括簧上部件的 共振頻率的頻率范圍的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的振動(dòng)阻尼特性。在位移力產(chǎn)生器布 置成對(duì)低頻范圍的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的情況下,減振器能夠布置成僅僅對(duì)高頻 范圍的振動(dòng)進(jìn)行阻尼。此布置能夠通過組合上述方式(6)和(7)的特征 而建立。事實(shí)上,能夠使用單個(gè)阻尼力產(chǎn)生器來有效地對(duì)寬頻率范圍的振 動(dòng)(即,低頻和高頻范圍的振動(dòng))進(jìn)行阻尼是非常困難的,這是因?yàn)樵趹?yīng) 該對(duì)低頻振動(dòng)進(jìn)行阻尼的情況下期望將阻尼系數(shù)設(shè)定比較高,而在應(yīng)該對(duì) 高頻振動(dòng)進(jìn)行阻尼的情況下期望將阻尼系數(shù)設(shè)定比較低。在組合方式 (6)和(7)的特征的布置中,包括簧上部件的共振頻率的低頻范圍的振 動(dòng)由位移力產(chǎn)生器處理,而包括簧下部件的共振頻率的高頻范圍的振動(dòng)由 減振器處理,由此可以提供具有優(yōu)良的有效地阻尼寬頻率范圍的振動(dòng)的阻 尼特性的懸架系統(tǒng)。注意,減振器的阻尼系數(shù)的值較低有效地降低了施加 到車輪的與道路表面接觸的接觸部分的負(fù)荷的波動(dòng)。在這點(diǎn)上,方式 (7)的特征是有利的。
(8)根據(jù)方式(5)-(7)中任何一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,執(zhí)行阻尼 力控制,以產(chǎn)生作為阻尼力的位移力,該阻尼力的大小取決于簧下部件的 絕對(duì)速度。
在根據(jù)此方式(8)的懸架系統(tǒng)中,基于所謂的天鉤理論執(zhí)行阻尼力 控制。由于通過控制致動(dòng)器的操作,位移力產(chǎn)生器能夠產(chǎn)生不依賴于簧上 和簧下部件的相對(duì)速度的阻尼力,可以容易地基于天鉤理論執(zhí)行阻尼力控 制。然而,在基于天鉤理論的阻尼力控制中,由于沒有處理簧下部件的振 動(dòng),期望采用適合的布置來處理施加到車輪接觸部分的負(fù)荷的波動(dòng)。為此 目的,減振器的阻尼系數(shù)可以調(diào)節(jié)適合于使減振器充分具有用于限制施加 到車輪接觸部分的負(fù)荷波動(dòng)的功能。
(9)根據(jù)方式(5)-(8)中任一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制 器基于將要由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的目標(biāo)位移力的大小,確定將要供應(yīng)到位 移力產(chǎn)生器的致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電力量,并且其中,位移力控制器基 于所確定的目標(biāo)電力量執(zhí)行阻尼力控制。
如上所述,由位移力控制器執(zhí)行的阻尼力控制可以由致動(dòng)器力控制 (其中,致動(dòng)器力直接受到該控制)或者致動(dòng)器致動(dòng)量控制(其中,致動(dòng) 器的致動(dòng)量直接受到該控制)構(gòu)成。在根據(jù)此方式(9)的懸架系統(tǒng)中, 阻尼力控制由致動(dòng)器力控制構(gòu)成。在本懸架系統(tǒng)中,在沒有反饋致動(dòng)器力 實(shí)際大小或者致動(dòng)器的實(shí)際致動(dòng)量的情況下(即,沒有考慮實(shí)際輸出的情 況下)確定目標(biāo)供應(yīng)電力量。即,由前饋控制或者開環(huán)控制執(zhí)行阻尼力控 制。在由諸如PI控制和PID控制的閉環(huán)控制如下所述控制位移力產(chǎn)生器 的情況下,例如由于存在積分項(xiàng)(I-項(xiàng))分量,未必可以獲得滿意的響應(yīng) 性。然而,由于必需以產(chǎn)生大小適合于對(duì)在比較高的速度下振動(dòng)的物體進(jìn) 行阻尼的阻尼力的方式執(zhí)行阻尼力控制,要求比較高程度的響應(yīng)性。在考 慮到這樣要求的本方式中,由提供了滿意的響應(yīng)性的開環(huán)控制執(zhí)行阻尼力 控制。
(10)根據(jù)方式(9)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制器通過在目標(biāo) 致動(dòng)量增大過程中允許目標(biāo)電力量從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī),而在目標(biāo)致動(dòng)量 降低的過程中禁止電力從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī),來執(zhí)行阻尼力控制,目標(biāo)致 動(dòng)量限定為致動(dòng)器的致動(dòng)量,該致動(dòng)器的致動(dòng)量對(duì)應(yīng)于目標(biāo)位移力的大 小。
如上所述,由位移力產(chǎn)生器產(chǎn)生的位移力依賴于致動(dòng)器的致動(dòng)量。 “目標(biāo)致動(dòng)量增大過程”意思是位移力的大小增大的過程?!澳繕?biāo)致動(dòng)量的減 小過程”意思是位移力的大小減小的過程。在目標(biāo)致動(dòng)量增大過程中 (即,在其中彈性體的變形量要增大的階段),由于致動(dòng)器的致動(dòng)量必須 抵抗諸如彈性體的彈性力的外力施加而增大,要求電力從電源供應(yīng)到作為 驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)。另一方面,在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中(即,在其中彈 性體的變形量要減小的階段),由于致動(dòng)器的致動(dòng)量能夠通過利用諸如彈 性體的恢復(fù)力的外力而能夠得到減小,不要求電力從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)。 在考慮了存在外力(例如,彈性體的工作特性)的此方式(10)中,在目 標(biāo)致動(dòng)量減小過程中中止電力供應(yīng),由此能夠執(zhí)行阻尼力控制,且電動(dòng)機(jī) 的消耗降低。
(11)根據(jù)方式(10)的懸架系統(tǒng),其中,在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程 中,位移力控制器通過利用基于在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的致動(dòng)器力而執(zhí) 行阻尼力控制。
在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中,可以通過利用在電動(dòng)機(jī)(其通過施加外 力而運(yùn)行)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)使致動(dòng)器力用作對(duì)致動(dòng)量減小的阻力,而不依 賴于來自電源的電力供應(yīng)。因而,在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中,也可以通 過控制致動(dòng)器力產(chǎn)生適合大小的阻尼力。而且,還可以通過將再生的電力 (其由電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生)再循環(huán)到電源而減小電力消耗。尤其是,在位移力產(chǎn) 生器的致動(dòng)器的正/負(fù)效率積的值較低的情況下或者在位移力產(chǎn)生器的致動(dòng) 器所包括的減速器的減速比較低的情況下,利用了電動(dòng)勢(shì)的阻尼力控制是 有利的。
(12)根據(jù)方式(10)或者(11)的懸架系統(tǒng),還包括構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路,其中,位移力控制器通過使電動(dòng)機(jī)在目標(biāo)致動(dòng)量降低的 過程中在依賴于驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)的工作模式下工作而執(zhí)行阻尼力控 制,并且其中,該工作模式是以下(A)、(B)和(C)項(xiàng)中一個(gè), (A)電動(dòng)機(jī)端子互連模式,其中該電動(dòng)機(jī)的多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子彼此電連 接,(B)特定電動(dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端子連接模式,其中,電源的高電壓 端子和低電壓端子的一個(gè)電連接到電動(dòng)機(jī)的多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子中選定的一個(gè) 端子,所選定的一個(gè)端子根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作位置而改變,和(C)電動(dòng)機(jī) 端子斷開模式,其中,電源的高電壓端子和低電壓端子都不連接到電動(dòng)機(jī) 的多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子,并且其中,多個(gè)電動(dòng)機(jī)端子彼此電斷開。
電動(dòng)機(jī)將要置于其中的“工作模式”依賴于驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài),即, 依賴于電動(dòng)機(jī)的端子是否彼此電連接或者電斷開,和電動(dòng)機(jī)的端子的每個(gè) 是否電連接到電源高電壓端子和低電壓端子的每個(gè),或者從電源高電壓端 子和低電壓端子的每個(gè)斷開。在由逆變器提供驅(qū)動(dòng)電路的情況下,驅(qū)動(dòng)電 路的工作狀態(tài)通過逆變器的開關(guān)元件而建立,其中開關(guān)元件的每個(gè)可工作 地選擇性將電動(dòng)機(jī)的各相端子中相應(yīng)的一個(gè)端子連接到電源的高電壓和低 電壓端子中相應(yīng)的一個(gè),并且將電動(dòng)機(jī)的各相端子中相應(yīng)的一個(gè)端子從電 源的高電壓和低電壓端子中相應(yīng)的一個(gè)斷開。具體而言,當(dāng)電力要從電源 供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)時(shí),電源的高電壓和低電壓端子電分別連接到電動(dòng)機(jī)的端子 中選定的兩個(gè)端子,使得所選定的兩個(gè)端子的一個(gè)端子隨后根據(jù)例如電動(dòng) 機(jī)的工作位置而變至另一個(gè)端子。進(jìn)一步,PWM(脈寬調(diào)制)控制可以在 將電源的高電壓端子和低電壓端子中一個(gè)端子和電動(dòng)機(jī)端子中的一個(gè)端子 互連的每個(gè)開關(guān)元件上執(zhí)行,使得供應(yīng)電力量能夠通過改變PMW控制中 的占空比而得到改變。在此方式(12)中描述的三個(gè)工作模式中的每個(gè)是 其中電力沒有從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的工作模式。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過施加外力而 運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)的特性(即,關(guān)于電動(dòng)機(jī)力的電動(dòng)機(jī)特性)依賴于建立了 三個(gè)工作模式中的哪一個(gè)工作模式而變化。
在“電動(dòng)機(jī)端子互連模式”中,電動(dòng)機(jī)的多個(gè)端子彼此電連接,使得當(dāng) 電動(dòng)機(jī)通過施加外力運(yùn)行時(shí)在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生比較大的電動(dòng)勢(shì)。在此電動(dòng)機(jī) 端子互連模式中端子布置成彼此短路的情況下,所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小能 夠最大化。在此電動(dòng)機(jī)端子互連方式中,由致動(dòng)器產(chǎn)生的致動(dòng)器力用作抵 抗外力引起的致動(dòng)的比較大的阻力?!半妱?dòng)機(jī)端子斷開模式”一般限定為其 中電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相位置于開路的狀態(tài)的工作模式。在此電動(dòng)機(jī)端子斷開模 式中,電動(dòng)勢(shì)幾乎沒有產(chǎn)生(盡管根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)造能夠產(chǎn)生電動(dòng) 勢(shì)),因而幾乎沒有產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)力,或者所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力的大小比較 小,使得致動(dòng)器產(chǎn)生的致動(dòng)器力僅僅用作抵抗由外力引起的致動(dòng)的比較小 的阻力?!疤囟妱?dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端子連接方式”定義為其中在PWM控 制中占空比設(shè)定為0(零)的工作狀態(tài)。在此工作狀態(tài)中,在由外力使致 動(dòng)器致動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定大小的電動(dòng)勢(shì)。在此情況下產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力的大小 在電動(dòng)機(jī)端子互連模式中產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力大小和在電動(dòng)機(jī)端子斷開模式中 產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力大小之間的中間。因而,在此特定電動(dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端 子連接模式中,產(chǎn)生中間大小的致動(dòng)器力。
在根據(jù)此模式(2)中的懸架系統(tǒng)中,在建立上述三個(gè)工作模式中一 個(gè)模式的同時(shí),電動(dòng)機(jī)在目標(biāo)致動(dòng)量降低過程中工作,使得電動(dòng)機(jī)具有依 賴于所建立的工作模式的特性,并且依賴于所建立的工作模式的致動(dòng)器力 用作抵抗外力使致動(dòng)器致動(dòng)的阻力。注意,根據(jù)此模式(12)的懸架系統(tǒng) 不必布置成使得可建立所有三個(gè)工作模式,而是可以布置成使得可建立三 個(gè)工作模式中僅僅一個(gè)或者兩個(gè)工作模式。在可建立三個(gè)工作模式中兩個(gè) 或者所有工作模式的情況下,根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的條件,可以選定兩個(gè)或 者三個(gè)工作模式中一個(gè)。
(13)根據(jù)此模式(12)的懸架系統(tǒng),其中,在目標(biāo)致動(dòng)量大于第一 閾值時(shí),位移力控制器通過使電動(dòng)機(jī)在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中在電動(dòng)機(jī) 端子互連模式下工作而執(zhí)行阻尼力控制,并且其中,當(dāng)目標(biāo)致動(dòng)量不大于 等于或者小于第一閾值的第二閾值時(shí),位移力控制器通過使電動(dòng)機(jī)在目標(biāo) 致動(dòng)量減小的過程中在電動(dòng)機(jī)端子斷開模式下工作而執(zhí)行阻尼力控制。
如上所述,位移力產(chǎn)生器的電控致動(dòng)器產(chǎn)生致動(dòng)器力,使得所產(chǎn)生的 致動(dòng)器力作用在彈性體上,以改變彈性體的變形量,其中彈性體的變形量 是依賴于致動(dòng)器的致動(dòng)量。因而,在致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量比較大的情況下 的彈性體產(chǎn)生的彈性力比在致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量比較小的情況下的彈性體 產(chǎn)生的彈性力大。鑒于此,在根據(jù)此方式(13)的懸架系統(tǒng)中,在目標(biāo)致 動(dòng)量減小的過程中(即,在諸如彈性體的恢復(fù)力的外力致動(dòng)致動(dòng)器階 段),控制致動(dòng)器以產(chǎn)生阻力,使所產(chǎn)生的阻力在致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量比 較大的情況下變得比較大,并且使得所產(chǎn)生的阻力在致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量 比較小的情況下變得比較小。因而,可以在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中(其 中,禁止電力從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)),適合地控制致動(dòng)器的致動(dòng)。注意, 上述第一閾值可以等于或者大于上述第二閾值。
(14)根據(jù)方式(13)的懸架系統(tǒng),其中,第二閾值小于第一閾值, 并且其中,當(dāng)目標(biāo)致動(dòng)量小于第一閾值并且大于第二閾值時(shí),位移力控制 器通過使電動(dòng)機(jī)在目標(biāo)致動(dòng)量減小過程中在特定電動(dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端子 連接模式下工作而執(zhí)行阻尼力控制。
當(dāng)采用特定電動(dòng)機(jī)端子/電力供應(yīng)端子連接模式作為工作模式時(shí),由致 動(dòng)器產(chǎn)生并且用作抵抗外力的阻力的致動(dòng)器力的大小在電動(dòng)機(jī)端子互連模 式中所產(chǎn)生的致動(dòng)器力的大小和在電動(dòng)機(jī)端子斷開模式中所產(chǎn)生的致動(dòng)器 力的大小之間的中間。因而,在根據(jù)此方式(14)的懸架系統(tǒng)中,當(dāng)目標(biāo) 致動(dòng)量在中間(即,小于第一閾值和大于第二閾值)時(shí),產(chǎn)生用作阻力的 中間大小的致動(dòng)器力,使得可以進(jìn)一步適合地在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程 (其中,禁止電力從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī))中控制致動(dòng)器的致動(dòng)。
(15)根據(jù)方式(1)-(14)中任一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控 制器執(zhí)行用于控制位移力以調(diào)節(jié)簧上部件和簧下部件之間距離的距離調(diào)節(jié) 控制。
(16)根據(jù)方式(15)的懸架系統(tǒng),其中,執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制,以降 低車輛的車身的側(cè)傾和縱傾中至少一個(gè)。
在根據(jù)方式(15)和(16)中每個(gè)的懸架系統(tǒng)中,位移力控制器除了 執(zhí)行阻尼力控制之外還執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制。由于可調(diào)節(jié)簧上部件和簧下部 件之間的距離(即,車輪車身距離),可以執(zhí)行降低車輛車身側(cè)傾的側(cè)傾 降低控制,降低車輛車身縱傾的縱傾降低控制、和調(diào)節(jié)車高的車高調(diào)節(jié)控 制。
(17)根據(jù)方式(15)或者(16)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制器 基于致動(dòng)器的實(shí)際致動(dòng)量與致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量(其對(duì)應(yīng)于簧上部件和簧 下部件之間距離的所期望的量)的偏差確定要供應(yīng)到位移力產(chǎn)生器的致動(dòng) 器的電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電力量,使得目標(biāo)電力量至少包括基于偏差的第一分量 和基于偏差的積分值的第二分量,并且其中,位移力控制器基于所確定的 目標(biāo)電力量執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制。
在根據(jù)此方式(17)的懸架系統(tǒng)中,由反饋控制或者閉環(huán)控制基于致 動(dòng)器的致動(dòng)量執(zhí)行車高調(diào)節(jié)控制。在執(zhí)行車高調(diào)節(jié)控制中,在諸如側(cè)傾力 矩、縱傾力矩或者車重的分配的分量的外力施加的情況下,要求位移力產(chǎn) 生器使上述距離(簧上部件和簧下部件之間)能夠保持在所期望的量。因 而,即使在實(shí)際致動(dòng)量大致等于目標(biāo)致動(dòng)量的情況下,要求致動(dòng)器不斷產(chǎn) 生用于保持目標(biāo)致動(dòng)量的致動(dòng)器力。前饋控制是難以執(zhí)行這樣的保持目標(biāo) 致動(dòng)量所需的控制。在考慮這樣要求的本方式中,車高調(diào)節(jié)控制由所謂的 PI控制或者PID控制執(zhí)行。上述基于偏差的積分值的第二分量(即,積分 項(xiàng)分量(I-項(xiàng)分量))能夠用作對(duì)應(yīng)于用于保持目標(biāo)致動(dòng)量的致動(dòng)器力的 目標(biāo)供應(yīng)電力量的分量。因而,在根據(jù)此方式(17)的懸架系統(tǒng)中,車高 調(diào)節(jié)控制能夠以適合的方式容易地執(zhí)行。
(18)根據(jù)方式(17)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制器通過在致動(dòng) 器的目標(biāo)致動(dòng)量增大過程中允許目標(biāo)電力量從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī),而在致 動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中允許供應(yīng)已減小的電力量(小于目標(biāo)電力 量)來執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制。
在執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制中,考慮到上述正和負(fù)效率,供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的電 力量在目標(biāo)致動(dòng)量增大過程中必須比在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中的電力量 要大。換言之,在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中,供應(yīng)電力的所需量能夠減 小。進(jìn)一步,在目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中,優(yōu)選地,減小供應(yīng)電力量,以 使致動(dòng)器的致動(dòng)平順地跟隨目標(biāo)致動(dòng)量的減小。在考慮該事實(shí)的本方式 中,可以減小電動(dòng)機(jī)為了執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制而消耗的量,并且還可以在目 標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中改進(jìn)致動(dòng)器致動(dòng)的跟隨性。在此方式(18)中,盡 管沒有清楚描述,還可以在目標(biāo)致動(dòng)量沒有變化的過程中(即,在其中致 動(dòng)器的實(shí)際致動(dòng)量大致等于目標(biāo)致動(dòng)量,并且目標(biāo)致動(dòng)量沒有改變的狀態(tài) 中)減小供應(yīng)電力量。在此布置中,能夠進(jìn)一步降低所消耗的電力量。
(19)根據(jù)模式(18)的懸架系統(tǒng),其中,已減小的電力量等于目標(biāo) 電力量乘以正/負(fù)效率積,此處,正/負(fù)效率積定義為致動(dòng)器的正效率和致 動(dòng)器的負(fù)效率的乘積,正效率定義為作用在致動(dòng)器上的外力的大小與使致 動(dòng)器抵靠外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小的比率,負(fù)效率定義為禁止 致動(dòng)器被作用在致動(dòng)器上的外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小與外力的 大小的比率。
鑒于上述外力和致動(dòng)器力之間的關(guān)系(基于正/負(fù)效率積),在目標(biāo)致 動(dòng)量減小的過程中對(duì)一定大小的外力的致動(dòng)器力與在目標(biāo)致動(dòng)量增大的過 程中對(duì)相同大小的外力的致動(dòng)器力的適合比率與正/負(fù)效率積一致。在考慮 該適合比率和正/負(fù)效率積之間的關(guān)系的本方式中,致動(dòng)器能夠用已適合減 小的供應(yīng)電力適合地致動(dòng)。
(20)根據(jù)方式(1)-(4)中任何一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控 制器執(zhí)行用于控制作為阻尼力的位移力的阻尼力控制,阻尼力用于對(duì)簧上 部件和簧下部件中至少一個(gè)振動(dòng)進(jìn)行阻尼,并且其中,位移力控制器與執(zhí) 行阻尼力控制同時(shí)地執(zhí)行用于控制位移力以調(diào)節(jié)簧上部件和簧下部件之間 距離的距離調(diào)節(jié)控制。
(21)根據(jù)方式(20)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制器執(zhí)行用于建 立適合于對(duì)包括簧上部件的共振頻率的頻率范圍的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的振動(dòng)阻 尼特性的阻尼力控制。
(22)根據(jù)方式(20)或者(21)的懸架系統(tǒng),其中,減振器構(gòu)造成 具有阻尼系數(shù),該阻尼系數(shù)建立適于對(duì)包括簧下部件的共振頻率的頻率范 圍的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的振動(dòng)阻尼特性。
(23)根據(jù)方式(20)-(22)中任何一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,執(zhí)行阻 尼力控制,以產(chǎn)生作為阻尼力的位移力,該阻尼力的大小取決于簧下部件 的絕對(duì)速度。
(24)根據(jù)方式(20)-(23)中任何一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,執(zhí)行距 離調(diào)節(jié)控制,以降低車輛的車身的側(cè)傾和縱傾中至少一個(gè)。
在根據(jù)方式(20)-(24)的每個(gè)的懸架系統(tǒng)中,阻尼力控制和距離調(diào) 節(jié)控制兩者同時(shí)執(zhí)行。由于同時(shí)執(zhí)行這兩個(gè)控制,懸架系統(tǒng)在實(shí)際使用中 具有很高的實(shí)用性。此處不提供方式(20)-(24)的詳細(xì)描述,這是因?yàn)?其大致與以上已經(jīng)給出的描述的相同。
(25)根據(jù)方式(20)-(24)中任何一個(gè)的懸架系統(tǒng),其中,位移力 控制器基于將要在執(zhí)行阻尼力控制中產(chǎn)生的位移力的大小而確定阻尼力有 關(guān)分量,其中,位移力控制器基于致動(dòng)器的實(shí)際致動(dòng)量與致動(dòng)器的目標(biāo)致 動(dòng)量的偏差確定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量,使得所確定的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量包括 基于偏差的第一分量和基于偏差的積分值的第二分量,并且其中,基于所 確定的阻尼力有關(guān)分量和距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量之和,阻尼力控制和距離調(diào)節(jié) 控制彼此同時(shí)由位移力控制器執(zhí)行,所確定的阻尼力有關(guān)分量和距離調(diào)節(jié) 有關(guān)分量之和是將要供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電力量,此處,阻尼力有關(guān)分量 定義為目標(biāo)電力量的與執(zhí)行阻尼力控制有關(guān)的分量,而距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量 定義為目標(biāo)電力量的與執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制有關(guān)的分量,并且致動(dòng)器的目標(biāo) 致動(dòng)量定義為(i)項(xiàng)和(ii)項(xiàng)之和,(i)是對(duì)應(yīng)于位移力大小的阻尼力 對(duì)應(yīng)分量,位移力是將要在執(zhí)行阻尼力控制中產(chǎn)生的,(ii)是對(duì)應(yīng)于簧 上部件和簧下部件之間距離的距離調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)分量,該簧上部件和簧下部件 之間距離是將要在執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制中建立的。
在根據(jù)此方式(25)的懸架系統(tǒng)中,在同時(shí)執(zhí)行阻尼力和距離調(diào)節(jié)控 制過程中如在方式(25)所述控制位移力產(chǎn)生器的致動(dòng)器。如上所述,要 求在執(zhí)行阻尼力控制中由開環(huán)控制控制致動(dòng)器,并且要求在執(zhí)行距離調(diào)節(jié) 控制中由反饋控制控制致動(dòng)器。在本懸架系統(tǒng)中,能夠以上述要求得到滿 足的一元化的方式執(zhí)行阻尼力和距離調(diào)節(jié)控制。
(26)根據(jù)方式(25)的懸架系統(tǒng),其中,位移力控制器通過在致動(dòng) 器的目標(biāo)致動(dòng)量增大的過程中允許目標(biāo)電力量從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī),而在 致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中允許供應(yīng)已減小的電力量(小于目標(biāo)電 力量),來同時(shí)執(zhí)行阻尼力控制和距離調(diào)節(jié)控制兩者。
(27)根據(jù)方式(26)的懸架系統(tǒng),其中,已減小的電力量等于目標(biāo) 電力量乘以正/負(fù)效率積,此處,正/負(fù)效率積定義為致動(dòng)器的正效率和致 動(dòng)器的負(fù)效率的乘積,正效率定義為作用在致動(dòng)器上的外力的大小與使致 動(dòng)器抵靠外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小的比率,負(fù)效率定義為禁止 致動(dòng)器被作用在致動(dòng)器上的外力致動(dòng)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小與外力的 大小的比率。
方式(26)和(27)中的每個(gè)界定了在同時(shí)執(zhí)行阻尼力和距離調(diào)節(jié)控 制期間在致動(dòng)器的目標(biāo)致動(dòng)量減小的過程中關(guān)于減小供應(yīng)電力的布置。由 于要求致動(dòng)器在同時(shí)執(zhí)行阻尼力和距離調(diào)節(jié)控制的情況下產(chǎn)生用于保持目 標(biāo)致動(dòng)量的距離調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)分量的致動(dòng)器力,如在僅僅執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制的 情況那樣,在減小目標(biāo)致動(dòng)量的過程中減小供應(yīng)電力量。此處不提供方式 (26)和(27)的詳細(xì)描述,這是因?yàn)槠渑c以上給出的描述大致相同。
附圖說明
當(dāng)結(jié)合附圖考慮,通過閱讀以下對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述,本 發(fā)明的以上和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)和工業(yè)重要性將得到更好理 解,其中:
圖1是示出本發(fā)明概念的視圖;
圖2是示意性示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的懸架系統(tǒng)的整體構(gòu)造的視圖;
圖3是從車輛的后側(cè)觀察時(shí),包括在圖2的懸架系統(tǒng)中的車輪車身距 離調(diào)節(jié)器裝置、螺旋彈簧和減振器的視圖;
圖4是從車輛的上側(cè)觀察時(shí),包括在圖2的懸架系統(tǒng)中的車輪車身距 離調(diào)節(jié)器裝置、螺旋彈簧和減振器的視圖;
圖5是示出作為包括在圖2的懸架系統(tǒng)中的車輪車身距離調(diào)節(jié)器裝置 的部件的致動(dòng)器的局部橫截面視圖;
圖6是示出逆變器的電路圖,該逆變器包括在圖2的懸架系統(tǒng)中,并 且連接到圖5的電動(dòng)機(jī);
圖7是示出在電動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作模式中逆變器的各個(gè)開關(guān)元件的工作 狀態(tài)的表;
圖8是示出在本發(fā)明的實(shí)施例中致動(dòng)器的正效率和負(fù)效率的曲線圖;
圖9是示出在車輛車身轉(zhuǎn)彎的過程中,側(cè)傾力矩、側(cè)傾降低有關(guān)子分 量、距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量和供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的電流量隨時(shí)間變化的曲線圖;
圖10是示出在車輛車身振動(dòng)過程中,絕對(duì)速度、阻尼力、阻尼力有 關(guān)分量和供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的電流量隨時(shí)間變化的曲線圖;
圖11是示出在車輛行駛的過程中側(cè)傾降低有關(guān)子分量、縱傾降低有 關(guān)子分量、阻尼力有關(guān)子分量、目標(biāo)位置(其是側(cè)傾降低有關(guān)子分量、 縱傾降低有關(guān)子分量和阻尼力有關(guān)子分量之和)和實(shí)際角位置隨時(shí)間變化 的曲線圖;
圖12是示出在圖2的懸架系統(tǒng)中執(zhí)行的調(diào)節(jié)器裝置控制例程程序的 流程圖
圖13是示出用于控制圖2的懸架系統(tǒng)的控制器的各種功能部分的框 圖;和
圖14是示出在圖2的懸架系統(tǒng)中執(zhí)行的控制的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

將參照附圖,描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該理解到,本發(fā)明不限于此實(shí) 施例,并且可以用各種變化和修改以其它方式實(shí)施,這些變化和修改是諸 如在前述“本發(fā)明的各種方式”中描述,并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到 的。
圖2示意性示出車輛懸架系統(tǒng)10,該系統(tǒng)包括針對(duì)車輛(其安裝有懸 架系統(tǒng)10)的相應(yīng)的四個(gè)車輪16設(shè)置的四個(gè)車輪車身間距調(diào)節(jié)器裝置 20。每個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20包括大致L形桿22和可工作地轉(zhuǎn)動(dòng)L形桿22的 致動(dòng)器26。L形桿22的相對(duì)端部中的一個(gè)端部經(jīng)由連接桿32連接到四個(gè) 懸架裝置30(其是針對(duì)相應(yīng)四個(gè)車輪16設(shè)置的)中相應(yīng)的一個(gè),同時(shí)22 的相對(duì)端部中的另一個(gè)端部連接到致動(dòng)器26。
針對(duì)作為轉(zhuǎn)向車輪的前輪設(shè)置的懸架裝置30的每個(gè)配備有用于允許 車輪16轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu),同時(shí)針對(duì)作為非轉(zhuǎn)向車輪的后輪16設(shè)置的懸架裝置 30的每個(gè)沒有配備這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。然而,由于不管是否配備有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu), 所有的懸架裝置30的結(jié)構(gòu)彼此能夠視為相同,所以出于簡(jiǎn)化描述的目的 將針對(duì)后輪16設(shè)置的一個(gè)懸架裝置30作為四個(gè)懸架裝置30中的代表對(duì)其 進(jìn)行描述。每個(gè)懸架裝置30是獨(dú)立式的,并且由多連桿懸架提供,且配 備有臂組件。該臂組件總共包括五個(gè)懸架臂(即,第一上臂40、第二上臂 42、第一下臂44、第二下臂46和前束控制臂48)。五個(gè)懸架臂40、42、 44、46、48中的每個(gè)的縱向端部中的一個(gè)端部相對(duì)于車身可樞轉(zhuǎn)地連接到 車身,并且縱向端部中的另一個(gè)端部連接到車軸托架50。車軸托架50由 于與五個(gè)懸架臂40、42、44、46、48連接而可相對(duì)于車身沿著恒定的軌 跡移動(dòng)。
如圖3所示,每個(gè)懸架裝置30包括構(gòu)成懸架系統(tǒng)10的螺旋彈簧51 (懸架彈簧)和減振器52。螺旋彈簧51和減振器52彼此并列設(shè)置在安裝 部分54和上述的第二下臂46之間。安裝部分54設(shè)置在輪胎殼中,該輪胎 殼是車身的一部分并且對(duì)應(yīng)于簧上部件。第二下臂46對(duì)應(yīng)于簧下部件。 減振器52是液壓操作式的,并且構(gòu)造成阻尼簧上部件和簧下部件的相對(duì) 擺動(dòng)或者振動(dòng)。減振器52產(chǎn)生大小基于簧上部件和簧下部件的相對(duì)振動(dòng) 的速度唯一確定的阻尼力。即,減振器52的阻尼系數(shù)是固定的。具體而 言,減振器52的阻力系數(shù)具有適合于限制振動(dòng)(其具有包括簧下部件的 共振頻率的頻率范圍)從第二下臂46傳遞到車身的固定值和適合于限制 施加到車輪16的接觸部分(其與道路表面接觸)的載荷波動(dòng)的固定值。 注意,減振器52具有公知構(gòu)造,這些構(gòu)造在此處不進(jìn)行描述。
如圖3和圖4所示,調(diào)節(jié)器裝置20的L形桿22包括軸部分60和臂部 分62,其中,軸部分60大致沿著車輛的寬度或者橫向方向延伸,臂部分 62與軸部分60相接,并且沿著不平行于軸部分60的方向(例如,大致沿 著車輛的后方)延伸。L形桿22的軸部分60在其接近臂部分62的部分處 由固定到車身的保持器64可旋轉(zhuǎn)地保持著。致動(dòng)器26通過安裝部件65 (其設(shè)置在致動(dòng)器26的端部中)固定到車身的橫向的中央部分。軸部分 60的縱向端部的一個(gè)端部(其在車輛的寬度方向上位于縱向端部中另一個(gè) 端部的內(nèi)側(cè))連接到致動(dòng)器26。同時(shí),臂部分62的縱向端部中的一個(gè)端 部(其遠(yuǎn)離軸部分60)經(jīng)由連接桿32連接到第二下臂46。連接桿連接部 分66設(shè)置在懸架裝置30的第二下臂46上,使得連接桿32的縱向相對(duì)端 部可旋轉(zhuǎn)地分別連接到連接桿連接部分66和L形桿22的臂部分62。
如圖5所示,調(diào)節(jié)器裝置20的致動(dòng)器26包括作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)70 和布置成減小電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn)速度同時(shí)輸出電動(dòng)機(jī)70的扭矩或者旋轉(zhuǎn)力 的減速器72。電動(dòng)機(jī)70和減速器72布置在作為致動(dòng)器26的外殼部件的 殼體74內(nèi)。殼體74通過將上述安裝部件65固定到殼體74端部而固定地 安裝到車身。L形桿22布置成延伸貫通殼體74,并且從殼體74的另一端 部伸出。L形桿22的位于殼體74內(nèi)的部分連接到減速器72。設(shè)置軸承襯 套76以支撐L形桿22的軸部分60的軸向中間部分,使得軸24由殼體86 通過軸承襯套76可旋轉(zhuǎn)保持著。
如圖5所示,電動(dòng)機(jī)70包括多個(gè)線圈78、電動(dòng)機(jī)軸80和永久磁 82,其中,線圈78固定地設(shè)置在沿著殼體74的周壁內(nèi)表面的圓周上,電 動(dòng)機(jī)軸80由通過殼體74可旋轉(zhuǎn)保持的中空部件提供,永久磁鐵82固定到 電動(dòng)機(jī)軸80的外周表面,并且與線圈78徑向相對(duì)。電動(dòng)機(jī)70由三相DC 無刷電動(dòng)機(jī)提供,使得每個(gè)線圈78用作定子,而永久磁鐵82用作轉(zhuǎn)子。 角位置傳感器84設(shè)置在殼體74中,以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)軸80的角位置(即,電 動(dòng)機(jī)70的角位置(工作位置)。角位置傳感器84主要由旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu) 成,并且輸出用于控制致動(dòng)器26(即,控制調(diào)節(jié)器裝置20)的信號(hào)。
減速器72由諧波齒輪組(其也被稱作諧波驅(qū)動(dòng)(注冊(cè)商標(biāo))或者“應(yīng) 變波齒圈(strain?wave?gear?ring)”)提供,并包括波產(chǎn)生器86、柔性齒輪 (即,柔輪)92和齒圈(即,剛輪)90。波產(chǎn)生器86包括橢圓凸輪和裝 配在橢圓凸輪外周表面上的球軸承,并固定到電動(dòng)機(jī)軸80的端部。柔性 齒輪88由杯形部件提供,其具有可彈性變形的周向壁部分,和形成在外 周表面上的多個(gè)齒(例如,在本實(shí)施例中總共400個(gè)齒)。這些齒位于柔 性齒輪88的軸向相對(duì)端部中的接近杯形柔性齒輪88的開口端的一個(gè)端部 中。柔性齒輪88連接到L形桿22的軸部分60的齒輪連接部分,使得其 由軸部分20保持。更具體而言,L形桿22的軸部分60布置成延伸貫通由 中空部件提供的電動(dòng)機(jī)軸80。上述軸部分60的齒輪連接部分從電動(dòng)機(jī)軸 80伸出,然后從穿過杯形柔性齒輪88的底壁形成的孔延伸通過。軸部分 60的齒輪連接部分的外周表面呈鋸齒狀,使得與孔(其穿過杯形柔性齒輪 88的底壁而形成)的內(nèi)周表面(也呈鋸齒狀)保持嚙合。由于鋸齒狀的配 合,軸部分60和柔性齒輪88彼此連接,并且相對(duì)彼此不可旋轉(zhuǎn)。齒圈90 由固定到殼體74的齒圈部件提供,并且具有形成在內(nèi)周表面上的多個(gè)齒 (例如,在本發(fā)明中總共402個(gè)齒)。柔性齒輪88的周向壁部分裝配在 波發(fā)生器86上,并且彈性變形以具有橢圓形狀。柔性齒輪88的大致在橢 圓形狀的長(zhǎng)軸上的兩個(gè)部分與齒圈90嚙合,而柔性齒輪90的其它部分不 與齒圈90嚙合。在這樣構(gòu)造的減速器72中,當(dāng)波產(chǎn)生器86僅僅轉(zhuǎn)動(dòng)一圈 (轉(zhuǎn)動(dòng)360°)時(shí)(即,當(dāng)電動(dòng)機(jī)70的電動(dòng)機(jī)軸80僅僅轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)),柔 性齒輪88和齒圈90彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)了對(duì)應(yīng)于兩個(gè)齒的量(即,齒數(shù)之間的 差),使得減速器72具有1/200的減速比。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)70時(shí),L形桿22由電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力轉(zhuǎn)動(dòng),由 此,L形桿22的軸部分60扭轉(zhuǎn)。由于軸部分60的扭轉(zhuǎn)變形或者扭轉(zhuǎn)的結(jié) 果,產(chǎn)生了反作用力,接著反作用力經(jīng)由臂部分62、連接桿32和連接桿 連接部分66傳遞到第二下臂46。反作用力用作朝上或者朝下迫使第二下 臂46的遠(yuǎn)端部分接近或者遠(yuǎn)離車身(即,迫使車輪12和車身彼此接近或 者彼此遠(yuǎn)離)的位移力。即,致動(dòng)器力(其是由致動(dòng)器26產(chǎn)生的力)通 過用作彈性體的L形桿22用作位移力。在這方面,調(diào)節(jié)器裝置20能夠認(rèn) 為具有用作位移力產(chǎn)生器的功能,該位移力產(chǎn)生器可工作地產(chǎn)生位移力。 通過調(diào)節(jié)位移力的大小,可以調(diào)節(jié)車身和車輪之間的垂直距離(即,簧上 部件和簧下部件之間的距離)。
在本懸架系統(tǒng)10中,如在圖2所示,設(shè)置調(diào)節(jié)器電子控制單元(調(diào) 節(jié)器ECU)100,用于控制四個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20。更具體而言,調(diào)節(jié)器 ECU100可工作地控制相應(yīng)調(diào)節(jié)器裝置20的致動(dòng)器26的操作,并且包括 用作用于相應(yīng)致動(dòng)器26的電動(dòng)機(jī)70的驅(qū)動(dòng)電路的四個(gè)逆變器102和控制 器104(見圖13),控制器104主要由包括CPU、ROM和RAM的計(jì)算機(jī) 構(gòu)成。逆變器102經(jīng)由轉(zhuǎn)換器106連接到電池108,轉(zhuǎn)換器106由允許電 流雙向流過的雙向轉(zhuǎn)換器提供。轉(zhuǎn)換器106能夠增大從電池108供應(yīng)的電 力的電壓,使得電力從電池108經(jīng)由相應(yīng)的逆變器102供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。 進(jìn)一步,轉(zhuǎn)換器106能夠減小電動(dòng)機(jī)的電壓,使得電力從電動(dòng)機(jī)70返回 到電池108。由于每個(gè)電動(dòng)機(jī)70用恒定的電壓驅(qū)動(dòng),通過改變供應(yīng)到每個(gè) 電動(dòng)機(jī)70的電流量而改變供應(yīng)到每個(gè)電動(dòng)機(jī)70的電力量。即,由每個(gè)電 動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力取決于供應(yīng)電流量,供應(yīng)電流量能夠例如由相應(yīng) 的逆變器102執(zhí)行的PWM(脈寬調(diào)制)控制改變。在PWM控制中,每 個(gè)逆變器102布置成適合地控制占空比(即,脈沖ON時(shí)間與脈沖ON時(shí) 間和脈沖OFF時(shí)間之和的比率)。
如圖13所示,除了上述角位置傳感器84之外,操作角度傳感器 110、橫向加速度傳感器112、縱向加速度傳感器114、垂直加速度傳感器 116和制動(dòng)電子控制單元(制動(dòng)ECU)118也連接到控制器104。操作角 傳感器110布置成檢測(cè)作為轉(zhuǎn)向操作部件的轉(zhuǎn)向盤的操作角度(即,轉(zhuǎn)向 盤的操作量(作為一種轉(zhuǎn)向量))。橫向加速度傳感器112布置成檢測(cè)如 在車輛的橫向方向測(cè)量的車身實(shí)際加速度。垂直加速度傳感器116設(shè)置在 車身的安裝部分154中,并且布置成檢測(cè)如在車輛的垂直方向測(cè)量的車身 實(shí)際加速度。四個(gè)車輪速度傳感器120連接到作為車輛的制動(dòng)器系統(tǒng)的控 制器的制動(dòng)ECU118,每個(gè)車輪速度傳感器120設(shè)置來檢測(cè)四個(gè)車輪中相 應(yīng)車輪的旋轉(zhuǎn)速度,使得制動(dòng)ECU118具有基于由四個(gè)車輪速度傳感器 120所檢測(cè)的值估計(jì)車輛的行駛速度的功能。根據(jù)需要,控制器104連接 到制動(dòng)ECU118,以從制動(dòng)ECU118獲得行駛速度估計(jì)值。進(jìn)一步,控制 器104連接到逆變器102,以通過控制逆變器102控制調(diào)節(jié)器裝置20。注 意,包括在控制器104的計(jì)算機(jī)中的ROM將用于控制調(diào)節(jié)器裝置20的程 序和各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其中。
電動(dòng)機(jī)的工作方式
如圖6所示,電動(dòng)機(jī)70是Δ連接的三相DC無刷電動(dòng)機(jī),并且具有與 相應(yīng)相(U、V、W)對(duì)應(yīng)的端子122u、122v、122w。逆變器102總共具 有六個(gè)開關(guān)元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC,這六個(gè)開關(guān)元 件設(shè)置在電動(dòng)機(jī)70和電源(由電池108和轉(zhuǎn)換器106提供)之間。開關(guān)元 件UHC設(shè)置在電源的高電壓端子124h和端子122u之間,使得通過操作 開關(guān)元件UHC而選擇性將高電壓端子124h和端子122u彼此連接和彼此 斷開。開關(guān)元件ULC設(shè)置在電源的低電壓端子1241和端子122u之間,使 得通過操作開關(guān)元件ULC而選擇性將低電壓端子1241和端子122u彼此連 接和彼此斷開。開關(guān)元件VHC設(shè)置在高電壓端子124h和端子122v之 間,使得通過操作開關(guān)元件VHC而選擇性將高電壓端子124h和端子122v 彼此連接和彼此斷開。開關(guān)元件VLC設(shè)置在低電壓端子1241和端子122v 之間,使得通過操作開關(guān)元件VLC而選擇性將低電壓端子1241和端子 122v彼此連接和彼此斷開。開關(guān)元件WHC設(shè)置在高電壓端子124h和端 子122w之間,使得通過操作開關(guān)元件WHC而選擇性將高電壓端子124h 和端子122w彼此連接和彼此斷開。開關(guān)元件WLC設(shè)置在低電壓端子1241 和端子122w之間,使得通過操作開關(guān)元件WLC而選擇性將低電壓端子 1241和端子122w彼此連接和彼此斷開。逆變器102的開關(guān)元件控制電路 可工作地基于由設(shè)置在電動(dòng)機(jī)中的相應(yīng)的三個(gè)霍元件HA、HB、HC(每 個(gè)由圖6中的參考標(biāo)號(hào)“H”表示)所檢測(cè)的信號(hào)判定電動(dòng)機(jī)70的角位置, 并且控制開關(guān)元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC,使得每個(gè)開 關(guān)元件置于由所判定的電動(dòng)機(jī)的角位置而選定的ON和OFF狀態(tài)中一個(gè)狀 態(tài)中。
在本懸架系統(tǒng)10中,電動(dòng)機(jī)70可置于四個(gè)工作模式,并且在四個(gè)工 作模式中的根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定條件選定的一個(gè)模式下工作。每個(gè)電動(dòng)機(jī)70 的工作模式由逆變器102的工作狀態(tài)(即,所選定的每個(gè)開關(guān)元件的工作 狀態(tài))限定。即,通過改變所選定的逆變器102的開關(guān)元件中至少一個(gè)的 工作狀態(tài)而改變所選定的電動(dòng)機(jī)的工作模式。
電動(dòng)機(jī)70的工作模式能夠分成兩種模式,其中一個(gè)模式是控制電力 供應(yīng)模式,在該模式中,電力從電池108供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,且通過根據(jù)占 空比控制相應(yīng)的開關(guān)元件的ON/OFF狀態(tài)來控制所供應(yīng)的電力量,另一個(gè) 模式是沒有電力供應(yīng)模式,在該模式中,電力沒有從電池108供應(yīng)到電動(dòng) 機(jī)70。在本實(shí)施例中,電動(dòng)機(jī)70的四個(gè)工作模式由控制電力供應(yīng)模式、 以待機(jī)模式為形式的沒有電力供應(yīng)模式、制動(dòng)模式和自由模式。
(A)控制電力供應(yīng)模式
如圖7所示,在此控制電力供應(yīng)模式中,在所謂的120°矩形波驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)中,基于所檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)70的角位置改變開關(guān)元件UHC、ULC、 VHC、VLC、WHC、WLC中的每個(gè)的開/關(guān)狀態(tài)。在此實(shí)施例中,僅僅三 個(gè)開關(guān)元件ULC、VLC、WLC(其連接到電源的高電壓端子124h)受到 占空比控制,并且通過改變占空比改變供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的電流量。在圖7 中,“1*”表示所在的開關(guān)元件受到占空比控制。注意,選定的開關(guān)元件的 工作狀態(tài)的組合根據(jù)所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力作用的方向是相對(duì)方向中哪一個(gè)而 變化。在圖7中,為了便于描述,相對(duì)方向中的一個(gè)方向稱為“CW方 向”,而相對(duì)方向中的另一個(gè)方向稱為“CCW方向”。
在控制電力供應(yīng)模式中,可控制由電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力方向和 供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的電力量,由此使電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生所需的電動(dòng)機(jī)力的大小 (其取決于所供應(yīng)的電力),使得所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力沿著所需方向作用。 因而,可以控制由調(diào)節(jié)器裝置20產(chǎn)生的位移力的方向和大小。
(B)待機(jī)模式
如圖7所示,在待機(jī)模式中,盡管電力沒有從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70, 但是每個(gè)開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)根據(jù)表示所需電動(dòng)機(jī)力產(chǎn)生方向的指令而改 變。象在控制電流供應(yīng)模式中那樣,每個(gè)開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)還基于電動(dòng) 機(jī)70的角位置而改變。然而,不像在控制電流供應(yīng)模式中,三個(gè)開關(guān)元 件ULC、VLC、WLC(其連接到電源的低電壓端子1241)的任一個(gè)不受 占空比控制。換言之,三個(gè)開關(guān)元件ULC、VLC、WLC的每個(gè)受到占空 比控制,使得占空比保持為0(零)。即,尤其是,三個(gè)開關(guān)元件ULC、 VLC、WLC的每個(gè)由于沒有脈沖ON時(shí)間而保持在OFF狀態(tài)(打開的狀 態(tài))。在圖7中,“0*”表示所在的開關(guān)元件置于占空比為0(零)的狀態(tài) 中,具體而言,例如,當(dāng)僅僅作為六個(gè)開關(guān)元件之一的開關(guān)元件VHC置 于ON狀態(tài)中(閉合的狀態(tài))時(shí),在電源的高電壓端子124h和作為電動(dòng)機(jī) 70的三個(gè)端子之一的端子122v之間建立電力連續(xù)性。在其中每個(gè)開關(guān)元 件的ON/OFF狀態(tài)這樣的改變的待機(jī)模式能夠視為一種特定電動(dòng)機(jī)端子/電 力供應(yīng)端子連接模式。
在待機(jī)模式中,因?yàn)殡娏]有供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,所以不能夠控制電動(dòng) 機(jī)70運(yùn)轉(zhuǎn)。然而,由于每個(gè)開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)如上所述改變,通過調(diào) 節(jié)電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn)方向和所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力的方向,由于外力施加到電 動(dòng)機(jī)70而使電動(dòng)機(jī)70旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定大小的電動(dòng)勢(shì)。在此情況下,略微制 動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn),由此產(chǎn)生對(duì)致動(dòng)器26致動(dòng)的阻力。在此待機(jī)模式中 獲得的一定程度的制動(dòng)效果在制動(dòng)模式中獲得的制動(dòng)效果和下述的自由模 式獲得的制動(dòng)效果之間的中間。
(C)制動(dòng)模式
其中電動(dòng)機(jī)70的端子122u、122v、122w彼此電連接的制動(dòng)模式能夠 認(rèn)為是一種電動(dòng)機(jī)端子互連模式。在此制動(dòng)模式中,開關(guān)元件中連接到高 電壓和低電壓端子124h、1241中一個(gè)的三個(gè)開關(guān)元件都保持在ON狀態(tài), 而開關(guān)元件中連接到高電壓和低電壓端子124h、1241中另一個(gè)的三個(gè)開關(guān) 元件都保持OFF狀態(tài)。在本實(shí)施例中,開關(guān)元件UHC、VHC、WHC(其 連接到電源的高電壓端子124h)都保持在ON狀態(tài),而開關(guān)元件ULC、 VLC、WLC(其連接到電源的低電壓端子1241)都保持在OFF狀態(tài)。由 于開關(guān)元件UHC、VHC、WHC保持在ON狀態(tài),電動(dòng)機(jī)70置于其中似乎 電動(dòng)機(jī)70的相位彼此短路的狀態(tài)中。在此狀態(tài)中,電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn)由短 路電路制動(dòng)。因而,致動(dòng)器30當(dāng)受到外力作用而被高速致動(dòng)時(shí)產(chǎn)生比較 大的阻力。
(D)自由模式
在自由模式中,電動(dòng)機(jī)70置于其中似乎端子122置于開路的狀態(tài)。 自由模式能夠被認(rèn)為一種電動(dòng)機(jī)端子斷開模式。具體而言,開關(guān)元件 UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC都保持在OFF狀態(tài),在電動(dòng)機(jī) 70中基本上不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),使得電動(dòng)機(jī)70沒有提供制動(dòng)效果或者提供很 少的制動(dòng)效果。因而,當(dāng)電動(dòng)機(jī)80置于此自由模式中時(shí),致動(dòng)器26由施 加到致動(dòng)器26的外力致動(dòng),且沒有產(chǎn)生抵抗外力致動(dòng)的實(shí)質(zhì)阻力。
[正/負(fù)效率和正/負(fù)效率的積]
將描述致動(dòng)器26的效率,該效率分成正效率和負(fù)效率。負(fù)效率ηN對(duì) 應(yīng)于表示電動(dòng)機(jī)力大小的參數(shù),該電動(dòng)機(jī)力是禁止由外力作用在電動(dòng)機(jī)70 上而引起的電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn)所需的最小電動(dòng)機(jī)力。更準(zhǔn)確地,負(fù)效率ηN 定義為禁止外力引起的電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn)所需的最小電動(dòng)機(jī)力的大小與外 力大小的比率。另一方面,正效率ηP對(duì)應(yīng)于表示電動(dòng)機(jī)力大小的參數(shù),該 電動(dòng)機(jī)力是使L形桿22的軸部分60抵抗外力旋轉(zhuǎn)的所需的最小的電動(dòng)機(jī) 力。更準(zhǔn)確地,正效率ηP定義為外力的大小與使軸部分90旋轉(zhuǎn)所需的最 小電動(dòng)機(jī)力的大小的比率。正效率ηP和負(fù)效率ηN能夠由相應(yīng)的表達(dá)式表 示如下:
正效率ηP=Fa/Fm......(1)
負(fù)效率ηN=Fm/Fa......(2)
其中,“Fa”表示致動(dòng)器力(致動(dòng)器扭矩),“Fm”表示由電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生 的電動(dòng)機(jī)力(電動(dòng)機(jī)扭矩)。
正效率ηP對(duì)應(yīng)于圖8所示的正效率特性曲線的斜率,而負(fù)效率ηN對(duì)應(yīng) 于圖8所示的負(fù)效率特性曲線的斜率的倒數(shù)。可以認(rèn)為電動(dòng)機(jī)力的大小 Fm與供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的電流量i成比例。如從圖8可見,為了產(chǎn)生相同 大小的致動(dòng)器力Fa,在正效率特性下所需的電動(dòng)機(jī)力70的電動(dòng)機(jī)力大小 FmP不同于在負(fù)效率特性下所需的電動(dòng)機(jī)70的電動(dòng)機(jī)力大小FmN (FmP>FmN)。從以上表達(dá)式(1)和(2),能夠獲得以下表達(dá)式;
Fa=ηP·FmP......(3)
Fa=(1/ηN)·FmN......(4)
因而,在正效率特性下所需的電動(dòng)機(jī)70的電動(dòng)機(jī)力的大小FmP和在負(fù) 效率特性下所需的電動(dòng)機(jī)70的電動(dòng)機(jī)力大小FmN之間的關(guān)系能夠由以下 表達(dá)式表示:
FmN=ηP·ηN·FmP......(5)
如從以上表達(dá)式(5)可見,通過將在正效率特性下所需的電動(dòng)機(jī)70 的電動(dòng)機(jī)力的大小FmP乘以正/負(fù)效率的積(其是正效率ηP和負(fù)效率ηN的 乘積)而能夠獲得在負(fù)效率特性下所需的電動(dòng)機(jī)70的電動(dòng)機(jī)力大小 FmN。由于能夠認(rèn)為電動(dòng)機(jī)力大小Fm與供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的電流量i成比 例,供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)力大小FmN的電流量iN和供應(yīng)到電動(dòng) 機(jī)70以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)力大小FmP的電流量iP由以下表達(dá)式表示:
iN=ηP·ηN·iP.........(6)
從以上表達(dá)式(6)可見,通過將電流量iP(其是使致動(dòng)器26致動(dòng)所 需)乘以正/負(fù)效率的積而能夠獲得電流量iN(其是禁止致動(dòng)器26致動(dòng)所 需)。在本實(shí)施例中,調(diào)節(jié)器裝置20的致動(dòng)器26的正/負(fù)效率的積約為 1/3。
[車輛懸架系統(tǒng)的控制]
(A)距離調(diào)節(jié)控制的概要
在本懸架系統(tǒng)10中,四個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20的每個(gè)能夠調(diào)節(jié)車輪車身距 離(即,車輪16中相應(yīng)一個(gè)車輪之間的距離)以執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制。具 體而言,在車輛轉(zhuǎn)彎過程中,控制針對(duì)內(nèi)側(cè)車輪16(即,車輪16中位于 車輛轉(zhuǎn)彎中心和其它車輪16之間的車輪)設(shè)置的每個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20以產(chǎn) 生用于減小車輪車身距離的力作為位移力,同時(shí)控制針對(duì)外側(cè)車輪16設(shè) 置的每個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20產(chǎn)生用于增大車輪車身距離的力作為位移力,由 此,由此限制由于車輪轉(zhuǎn)彎而引起的車輪車身的側(cè)傾。在此情況下,作為 位移力產(chǎn)生的每個(gè)力的大小取決于車輛轉(zhuǎn)彎引起的側(cè)傾力矩的大小。進(jìn)一 步,在車輛加速過程中,控制針對(duì)前輪16設(shè)置的每個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20產(chǎn)生 用于減小車輪車身距離的力作為位移力,同時(shí)控制針對(duì)后輪16設(shè)置的每 個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20以產(chǎn)生用于增大車輪車身距離的力作為位移力,由此限 制車輛加速引起的車輛車身后端下坐。在此情況下,作為位移力產(chǎn)生的每 個(gè)力的大小取決于由車輛加速引起的縱傾力矩的大小。進(jìn)一步,在車輛減 速過程中,控制針對(duì)前輪16設(shè)置的每個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20以產(chǎn)生用于增大車 輪車身距離的力作為位移力,同時(shí)控制針對(duì)后輪16設(shè)置的每個(gè)調(diào)節(jié)器裝 置20以產(chǎn)生用于減小車輪車身距離的力作為位移力,由此限制由于車輛 減速而引起的車輛車身的前端俯沖。在此情況下,作為位移力產(chǎn)生的每個(gè) 力的大小取決于由于車輛減速引起的縱傾力矩的大小。即,在本懸架系統(tǒng) 10中,車輛車身的側(cè)傾和縱傾能夠通過執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制而受到限制或者 降低。
(B)阻尼力控制的概要
在本懸架系統(tǒng)10中,執(zhí)行阻尼力控制以控制四個(gè)調(diào)節(jié)器20中的每個(gè) 產(chǎn)生位移力作為用于阻尼車身的對(duì)應(yīng)于簧上部件的部分的振動(dòng)的阻尼力。 在本實(shí)施例中,作為阻尼力產(chǎn)生的每個(gè)位移力取決于車輛車身在垂直方向 上的移動(dòng)速度(即,簧上部件的絕對(duì)速度),使得基于所謂的天鉤 (skyhook)理論執(zhí)行阻尼力控制。
在本懸架系統(tǒng)10中,例如,由于采用正/負(fù)效率的積比較低的致動(dòng)器 26,每個(gè)調(diào)節(jié)器裝置20難以處理比較高的頻率的振動(dòng)。鑒于此,包括在 懸架系統(tǒng)10中的每個(gè)減振器52由適于阻尼較高頻率的振動(dòng)的減振器提 供,使得通過減振器52的工作限制較高頻率的振動(dòng)傳遞到車輛車身。 即,在本懸架系統(tǒng)10中,包括簧上部件的共振頻率的低頻范圍的振動(dòng)由 調(diào)節(jié)器裝置20處理,這是因?yàn)榈皖l范圍的振動(dòng)能夠通過操作致動(dòng)器2而 被跟隨。同時(shí),包括簧下部件的共振頻率的高頻范圍的振動(dòng)由減振器52 處理。結(jié)果,本懸架系統(tǒng)10顯示有效阻尼寬頻范圍的振動(dòng)的良好阻尼特 性。注意,簧下部件的振動(dòng)沒有由調(diào)節(jié)器裝置20執(zhí)行的振動(dòng)阻尼控制處 理,這是因?yàn)檎駝?dòng)阻尼控制是基于天鉤理論執(zhí)行的。鑒于此,減振器52 由適于阻尼簧下部件振動(dòng)(即,適于限制施加到車輪的與路面接觸的接觸 部分的負(fù)荷波動(dòng))的減振器提供。為了確保這樣的適合的作用,減振器52 具有調(diào)至較低的阻尼系數(shù)。在本實(shí)施例中,具體而言,阻尼系數(shù)是1000- 2000N,該系數(shù)比不具有調(diào)節(jié)器20的懸架系統(tǒng)的傳統(tǒng)的減振器的阻尼系數(shù) 一半還低。
(C)控制方法概要
距離調(diào)節(jié)控制涉及調(diào)節(jié)車輪車身距離,并且由上述致動(dòng)器致動(dòng)量控制 (其中,致動(dòng)器26的致動(dòng)量直接受到該控制)執(zhí)行。執(zhí)行致動(dòng)量控制以 使致動(dòng)器26的實(shí)際致動(dòng)量等于致動(dòng)器26的目標(biāo)致動(dòng)量。根據(jù)反饋控制方 法,距離調(diào)節(jié)控制由致動(dòng)量控制執(zhí)行,使得基于致動(dòng)器26的反饋實(shí)際致 動(dòng)量與致動(dòng)器26的目標(biāo)致動(dòng)量的偏差控制致動(dòng)器26的致動(dòng)量。
在此距離調(diào)節(jié)控制中,例如,在車輛轉(zhuǎn)彎、加速或者減速過程中外力 作用在致動(dòng)器26的情況下,需要使致動(dòng)器26產(chǎn)生用于禁止自身被外力致 動(dòng)的致動(dòng)器力,使得致動(dòng)器26的實(shí)際致動(dòng)量保持為目標(biāo)致動(dòng)量。如果沒 有產(chǎn)生致動(dòng)器力,則實(shí)際致動(dòng)量偏離目標(biāo)致動(dòng)量。即,要求調(diào)節(jié)器裝置20 產(chǎn)生抵抗外力而作用的位移力。為了產(chǎn)生用于保持目標(biāo)致動(dòng)量的致動(dòng)器 力,采用反饋控制方法以確定將要供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的電力量。具體而 言,所供應(yīng)的電力量根據(jù)PI控制法則確定,使得基于上述偏差的積分值的 分量(即,依賴于積分項(xiàng)(I-項(xiàng))的分量)用作對(duì)應(yīng)于用于保持目標(biāo)致動(dòng) 量的致動(dòng)器力的目標(biāo)電力量的分量。距離調(diào)節(jié)控制因此根據(jù)反饋控制方法 執(zhí)行。
注意,在本懸架系統(tǒng)10中執(zhí)行的控制中,致動(dòng)器26的致動(dòng)量視為以 致動(dòng)器26的基準(zhǔn)工作位置為基準(zhǔn)的量。基準(zhǔn)工作位置對(duì)應(yīng)于這樣的致動(dòng) 器26的工作位置,即其中在基準(zhǔn)狀態(tài)下致動(dòng)器26沒有產(chǎn)生致動(dòng)器力,在 基準(zhǔn)狀態(tài)中認(rèn)為諸如側(cè)傾力矩和縱傾力矩的外力實(shí)質(zhì)上沒有作用在車身 上,且沒有在車身和車輪16中引起振動(dòng)。進(jìn)一步,由于致動(dòng)器26的致動(dòng) 量和電動(dòng)機(jī)70的角位置彼此對(duì)應(yīng),在本實(shí)施例中,用電動(dòng)機(jī)70的角位置 (其由旋轉(zhuǎn)角傳感器84檢測(cè))代替致動(dòng)器26的致動(dòng)量而對(duì)其進(jìn)行控制。
同時(shí),在阻尼力控制中,要求位移力以相當(dāng)短的周期波動(dòng)或者變化, 使得用作用于阻尼簧上部件振動(dòng)的阻尼力。因而,要求以對(duì)簧上部件的絕 對(duì)速度變化的高響應(yīng)性執(zhí)行阻尼力控制。在根據(jù)在反饋控制方法中的PI控 制法則執(zhí)行阻尼力的情況下,有這樣的可能性即例如由于存在基于上述積 分項(xiàng)確定的所供應(yīng)電力的分量而不能以高響應(yīng)性執(zhí)行該控制。鑒于這樣的 可能性,在本懸架系統(tǒng)10中,為了確保高響應(yīng)性,用于產(chǎn)生用作阻尼力 的位移力的致動(dòng)器力,更具體而言,對(duì)應(yīng)于致動(dòng)器力的電動(dòng)機(jī)力直接受到 阻尼力控制,使得通過基于簧上部件的絕對(duì)速度并且根據(jù)電動(dòng)機(jī)力的大小 和所供應(yīng)的電力量之間的預(yù)定關(guān)系確定供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的電力量執(zhí)行阻 尼力控制。即,根據(jù)開環(huán)控制而不是反饋控制執(zhí)行這樣的阻尼力控制。
(D)距離調(diào)節(jié)控制的詳細(xì)描述
(i)確定距離調(diào)節(jié)控制中的目標(biāo)角位置
在距離調(diào)節(jié)控制中,電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的距離調(diào)節(jié)有關(guān)的分 量θ*K(距離調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)分量)確定為在執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制中的目標(biāo)角位置 θ*。距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K由側(cè)傾降低有關(guān)的子分量θ*R(作為涉及限制 或者降低車輛車身側(cè)傾的子分量)和縱傾降低有關(guān)的子分量θ*P(作為涉 及限制或者降低車輛車身縱傾的子分量)組成。側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R 和縱傾降低有關(guān)子分量θ*P彼此獨(dú)立確定,并且通過將所確定的兩個(gè)子分 量θ*R、θ*P彼此相加而確定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K。
距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K的側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R基于橫向加速度 (其用作作用在車輛車身上的側(cè)傾力矩的指示器)來確定。詳細(xì)而言,基 于根據(jù)轉(zhuǎn)向車輪的操作角度和車輛的行駛速度V估計(jì)的橫向加速度的估計(jì) 值Gyc和橫向加速度的測(cè)量值Gyr,并且根據(jù)以下表達(dá)式確定橫向加速度 的參數(shù)值Gy*(用在本控制中的參數(shù)):
Gy*=KA·Gyc+KB·Gyr.........(7),
其中,“KA”、“KB”表示相應(yīng)的增益。
側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R是基于如上所述確定的橫向加速度參數(shù)值 Gy*確定。調(diào)節(jié)器ECU100的控制器104存儲(chǔ)表示側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ* R和橫向加速度參數(shù)值Gy*之間關(guān)系的數(shù)據(jù)映射圖,使得能夠參照數(shù)據(jù)映 射圖確定側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R。
距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K的縱傾降低有關(guān)子分量θ*P基于縱向加速度 (其作為作用在車輛車身上的縱傾力矩的指示器)確定。詳細(xì)而言,縱傾 降低有關(guān)子分量θ*P基于由縱向加速度傳感器114檢測(cè)的實(shí)際縱向加速度 值Gzg并且根據(jù)以下表達(dá)式確定:
θ*P=Kc·Gzg.........(8)
其中,“Kc”表示增益。
距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K基于所確定的側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R和縱傾 降低有關(guān)子分量θ*P,并且根據(jù)以下表達(dá)式確定:
θ*K=θ*R+θ*P.........(9)
(ii)距離調(diào)節(jié)控制中的供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的電流的確定
在距離調(diào)節(jié)控制中,目標(biāo)供應(yīng)電流量的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K確定為 在執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制中的目標(biāo)供應(yīng)電流量。目標(biāo)電流量的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分 量i*K根據(jù)反饋控制方法中的PI控制法則確定。具體而言,首先基于由設(shè) 置在電動(dòng)機(jī)70中的角位置傳感器84檢測(cè)的值獲得電動(dòng)機(jī)70的實(shí)際角位置 θ,然后計(jì)算電動(dòng)機(jī)70的實(shí)際角位置θ和上述電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ* 的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K的偏差ΔθK(=θ*-θ)。目標(biāo)電流量的距離調(diào)節(jié) 有關(guān)分量i*K基于角位置偏差ΔθK,并且根據(jù)以下表達(dá)式確定:
i*K=K1·ΔθK+K2·Int(ΔθK).........(10)
上述根據(jù)PI控制法則的表達(dá)式(10)的右側(cè)由兩項(xiàng)(即,分別是比例 項(xiàng)和積分項(xiàng)的第一項(xiàng)和第二項(xiàng))組成?!癒1”、“K2”分別表示比例和積分增 益。“Int(ΔθK)”表示角位置偏差ΔθK的積分值。
在本懸架系統(tǒng)10中,目標(biāo)電流量的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K根據(jù)PI控 制法則確定。然而,距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K也能夠根據(jù)PID控制法則確 定。用以下表達(dá)式進(jìn)行根據(jù)PID控制法則的確定:
i*K=K1·ΔθK+K2·Int(ΔθK)+K3·ΔθK′.....(11)
上述根據(jù)PID控制法則的表達(dá)式(11)的右側(cè)包括微分項(xiàng)(D項(xiàng)), 即,角位置偏差ΔθK的微分值。“K3”表示微分增益。
(iii)距離調(diào)節(jié)控制中的電流的減小
在車輛在其中行駛速度沒有實(shí)質(zhì)改變的狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎的典型示例中,作 用在車輛車身上的側(cè)傾力矩如圖9的曲線圖所示變化。從圖9可以理解 到,側(cè)傾力矩在轉(zhuǎn)彎的初始階段P1增大,在轉(zhuǎn)彎的中間階段P2保持大致 恒定,并且在轉(zhuǎn)彎的最后階段P3減小。在這樣的車輛轉(zhuǎn)彎過程中的距離 調(diào)節(jié)控制中,要求電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K的 側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R如圖9所示改變,以限制車輛車身側(cè)傾,并且如 圖9所示確定目標(biāo)電流量的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K。
如在圖9中所示,在車輛轉(zhuǎn)彎的初始階段P1中,(電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo) 角位置θ*的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K的)側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R(即,致 動(dòng)器26的目標(biāo)致動(dòng)量)增大,使得致動(dòng)器26的致動(dòng)量必須抵抗作為外力 的側(cè)傾力矩而增大。為此目的,確定目標(biāo)電流量的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i* K,使得電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生使致動(dòng)器26抵靠外力致動(dòng)所需的一定大小的電動(dòng)機(jī) 力。在中間階段P2,側(cè)傾力矩保持大致恒定,在最后階段P3,側(cè)傾力矩 降低,使得在中間和最后階段P2、P3,要求該電動(dòng)機(jī)力達(dá)到僅僅禁止致動(dòng) 器26被外力致動(dòng)就足夠的較小程度。因而,在這些階段P2、P3,所要供 應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70的僅僅是已減小的電流量iT,其小于上述距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量 i*K。由于使致動(dòng)器26抵抗外力致動(dòng)的電動(dòng)機(jī)力的大小取決于致動(dòng)器26的 正效率,而用于禁止致動(dòng)器26被外力致動(dòng)的電動(dòng)機(jī)力的大小取決于致動(dòng) 器26的負(fù)效率,所述的已減小的電流量iT是基于上述正/負(fù)效率積ηP·ηN并 且根據(jù)以下表達(dá)式確定:
iT=ηP·ηN·i*K.........(12)
即,在距離調(diào)節(jié)控制中,在致動(dòng)器26的致動(dòng)量增大的車輛轉(zhuǎn)彎的初 始階段P1中,對(duì)應(yīng)于距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K的電流量供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70, 在其中致動(dòng)器26的致動(dòng)量保持恒定和降低的中間階段和最后階段P2、P3 中,對(duì)應(yīng)于已減小的電流量iT的電流量供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。
盡管上述描述涉及降低車輛車身側(cè)傾,相同的描述能夠應(yīng)用到降低車 輛車身的縱傾。因而,在要降低車輛車身的縱傾的情況下,同樣,在其中 致動(dòng)器26的致動(dòng)量增大的階段中,對(duì)應(yīng)于距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K的電流量 供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,在其中致動(dòng)器26的致動(dòng)量保持恒定和降低的各階段 中,對(duì)應(yīng)于已減小的電流量iT的電流量供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。在本距離調(diào)節(jié)控 制中,通過將(電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的)距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K確 定為側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R和縱傾降低有關(guān)子分量θ*P之和,可以使側(cè) 傾降低控制和縱傾降低控制一元化。因而,在距離調(diào)節(jié)控制中,不管要降 低側(cè)傾和縱傾中的哪個(gè),在其中致動(dòng)量增大的階段中,對(duì)應(yīng)于距離調(diào)節(jié)有 關(guān)分量i*K的電流量供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,在其中致動(dòng)量保持恒定和降低的各 階段中,對(duì)應(yīng)于已減小的電流量iT的電流量供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。因此,在本 懸架系統(tǒng)10中,電動(dòng)機(jī)70所消耗的電力量能夠通過減小供應(yīng)電流量而能 夠得到降低。
電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力的方向取決于目標(biāo)電流量的距離調(diào)節(jié)有關(guān) 分量i*K和已減小的電流量iT的每個(gè)是否是正值還是負(fù)值。接著,表示所 確定的占空比和電動(dòng)機(jī)方向的指令發(fā)送到逆變器102,然后在電動(dòng)機(jī)70置 于作為工作模式的控制電力供應(yīng)模式的同時(shí),由逆變器基于指令控制電動(dòng) 機(jī)70。
(E)阻尼力控制的詳細(xì)描述
(i)阻尼力控制中的供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的電流的確定
執(zhí)行阻尼力控制,使得由調(diào)節(jié)器裝置20產(chǎn)生的位移力用作大小對(duì)應(yīng) 于簧上部件的絕對(duì)速度的阻尼力。在阻尼力控制中,阻尼力大小FG確定 為在本控制中要產(chǎn)生的位移力的大小。具體地,基于由設(shè)置在車輛車身安 裝部分54上的垂直加速度傳感器116所檢測(cè)的垂直加速度計(jì)算車輛車身 絕對(duì)值速度V,然后根據(jù)以下表達(dá)式確定阻尼力的大小FG:
FG=C·V............(13)
其中,“C”表示阻尼系數(shù)。
在阻尼力控制中,目標(biāo)供應(yīng)電流量的阻尼力有關(guān)分量i*G確定為用于 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于位移力大小的致動(dòng)器或者電動(dòng)機(jī)力大小的分量,使得產(chǎn)生對(duì)應(yīng) 于所確定阻尼力大小FG的位移力的大小。阻尼力有關(guān)分量i*G的確定參照 存儲(chǔ)在調(diào)節(jié)器ECU100的控制器104中的映射圖進(jìn)行。
(ii)阻尼力控制中的電流的減小
在其中車輛車身發(fā)生通常的振動(dòng)的狀態(tài)中(通過示例來描述),簧上 部件的絕對(duì)速度V(即,車輛車身用作簧上部件的部分的絕對(duì)速度)如圖 10的曲線圖所述變化。從曲線圖中明顯可見,簧上部件的絕對(duì)速度V的變 化為其速度增大階段PZ和其速度減小階段PG交替。為了阻尼這樣的車輛 車身振動(dòng),要求如圖10所示的阻尼力大小FG,使得在阻尼力控制中如圖 10所示確定目標(biāo)電流量的阻尼力有關(guān)分量i*G。鑒于調(diào)節(jié)器裝置20的構(gòu) 造,由調(diào)節(jié)器裝置20產(chǎn)生的位移力的大小和致動(dòng)器26的致動(dòng)量在理論意 義上彼此對(duì)應(yīng)。因而,只要執(zhí)行阻尼力控制使得對(duì)應(yīng)于阻尼力大小FG的 電動(dòng)機(jī)70的角位置受到該控制,電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的阻尼力有關(guān) 分量θ*G(阻尼力對(duì)應(yīng)分量)的變化就和阻尼力大小FG的變化相同。
調(diào)節(jié)器裝置20構(gòu)造成L形桿22的軸部分60的扭轉(zhuǎn)量根據(jù)致動(dòng)器26 的致動(dòng)量而變化。在速度增大階段PZ中,目標(biāo)角位置θ*的阻尼力有關(guān)分 量θ*G(即,致動(dòng)器26的目標(biāo)致動(dòng)量)增大。在此速度增大階段PZ中, 需要增大彈性體的變形量。為此目的,由于需要抵抗L形桿22的軸部分 60的扭轉(zhuǎn)反作用力而增大致動(dòng)器力的大小,目標(biāo)供應(yīng)電流量的阻尼力有關(guān) 分量i*G確定成其量對(duì)應(yīng)于該需要的電力供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。在速度降低階 段PG中,目標(biāo)角位置θ*的阻尼力有關(guān)分量θ*G(即,致動(dòng)器26的目標(biāo)致 動(dòng)量)減小。在此速度降低階段PG中,不要求電動(dòng)機(jī)力的大小和在速度 增大階段PZ中所需要的那樣大,這是因?yàn)橹聞?dòng)器26的致動(dòng)量能夠通過利 用外力(即,軸部分60對(duì)其扭轉(zhuǎn)的反作用力,也即軸部分60的恢復(fù)力) 而得到減小。即,在速度降低階段PG(目標(biāo)致動(dòng)量降低的過程)中,致 動(dòng)器26的致動(dòng)量降低,也即其中致動(dòng)器26的工作位置返回到中立位置的 階段。在此階段中,禁止電力供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,這是因?yàn)榉醋饔昧τ兄?致動(dòng)器26的致動(dòng)量的減小。因而,在阻尼力控制中,僅僅在速度增大階 段PZ(目標(biāo)致動(dòng)量增大的過程)中,將目標(biāo)量的阻尼力有關(guān)分量i*G的電 流供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。因而,在本懸架系統(tǒng)10中,由電動(dòng)機(jī)10消耗的電力 量也能夠在阻尼力控制中得到降低。
(iii)電動(dòng)機(jī)工作模式的切換
如在上述距離調(diào)節(jié)控制那樣,在阻尼力控制中,在致動(dòng)器26的致動(dòng) 量增大過程中,表示基于目標(biāo)供應(yīng)電流量的阻尼力有關(guān)分量i*G的占空比 和電動(dòng)機(jī)力方向的指令發(fā)送到逆變器102,并且在將電動(dòng)機(jī)70置于作為工 作模式的控制電力供應(yīng)模式中的同時(shí),逆變器102基于指令控制電動(dòng)機(jī) 70。
另一方面,在致動(dòng)量降低過程中,盡管禁止電力供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,但 是優(yōu)選地產(chǎn)生一定大小的電動(dòng)機(jī)力。如上所述,在致動(dòng)量降低過程中,致 動(dòng)器26的致動(dòng)量通過利用以L形桿22的軸部分60的扭轉(zhuǎn)反作用力為形 式的外力而得到降低。然而,會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象即在過度降低致動(dòng)器26 的致動(dòng)量的情況下不會(huì)獲得適合大小的阻尼力。鑒于這樣可能的現(xiàn)象,即 使在致動(dòng)量降低過程中,為了確保致動(dòng)器26的致動(dòng)穩(wěn)定性,優(yōu)選地產(chǎn)生 一定大小的電動(dòng)機(jī)力。進(jìn)一步,扭轉(zhuǎn)反作用力的大小和致動(dòng)器26的致動(dòng) 量彼此對(duì)應(yīng),使得扭轉(zhuǎn)反作用力的大小隨著致動(dòng)器26的致動(dòng)量增大而增 大,隨著致動(dòng)器26的致動(dòng)量降低而降低。因而,優(yōu)選地,在致動(dòng)量降低 過程中,產(chǎn)生了大小適合對(duì)應(yīng)于致動(dòng)量的電動(dòng)機(jī)力。
在本懸架系統(tǒng)10中,為了在致動(dòng)量降低過程中確保電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生適 合大小的電動(dòng)機(jī)力,且電力不供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70,在致動(dòng)量降低過程中建立 除了上述控制電力供應(yīng)模式以外的工作模式作為電動(dòng)機(jī)70的工作模式。 具體而言,當(dāng)致動(dòng)器26的致動(dòng)量比較大時(shí),電動(dòng)機(jī)70置于上述制動(dòng)模 式,當(dāng)致動(dòng)器26的致動(dòng)量比較小時(shí),電動(dòng)機(jī)70置于上述自由模式。進(jìn)一 步,當(dāng)致動(dòng)量在該較大量和較小量之間的中間時(shí),電動(dòng)機(jī)70置于待機(jī)模 式(準(zhǔn)確而言,根據(jù)電動(dòng)機(jī)力的方向布置該模式)。利用將電動(dòng)機(jī)70置 于根據(jù)致動(dòng)量而選定的其中一個(gè)工作模式,可以產(chǎn)生適合大小的電動(dòng)機(jī) 力,并且還降低了電動(dòng)機(jī)70所消耗的電力量。進(jìn)一步,在電動(dòng)機(jī)70的三 個(gè)工作模式中的任何一個(gè)中,如上所述,逆變器102能夠構(gòu)造成可以基于 電動(dòng)勢(shì)而再生電力。由此,通過對(duì)再生的電力進(jìn)行再循環(huán),從省電的角度 來看,本懸架系統(tǒng)10更具有優(yōu)越性。
(F)距離調(diào)節(jié)控制和阻尼力控制的同時(shí)執(zhí)行
在本懸架系統(tǒng)10中,能夠彼此同時(shí)執(zhí)行上述阻尼力控制和距離調(diào)節(jié) 控制。通過將(目標(biāo)供應(yīng)電流量的)距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K和阻尼力有關(guān) 分量i*G彼此相加而以一元化的方式執(zhí)行這兩個(gè)控制。具體地,在同時(shí)執(zhí) 行這兩個(gè)控制中待供應(yīng)的目標(biāo)電流量i*K基于距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K和阻 尼力有關(guān)分量i*G并且根據(jù)以下表達(dá)式來確定:
i*=i*G+i*K.............(14)
如上所述,在距離調(diào)節(jié)控制中,基于上述(電動(dòng)機(jī)70的實(shí)際角位置 θ與電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量θ*K)的偏差ΔθK根 據(jù)反饋控制方法確定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K。因而,在同時(shí)執(zhí)行這兩個(gè)控 制中,距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K的確定受到電動(dòng)機(jī)70的旋轉(zhuǎn)(在阻尼力控制 中使該電動(dòng)機(jī)70旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生位移力)的影響。通過考慮該影響的量,在 同時(shí)執(zhí)行這兩個(gè)控制中,如下確定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K。
首先,目標(biāo)角位置θ*的阻尼力有關(guān)分量θ*G基于阻尼力大小FG并且 根據(jù)以下表達(dá)式確定:
θ*G=KD·FG...............(15),
其中,“KD”表示增益。
電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*基于(電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的距離調(diào) 節(jié)有關(guān)分量θ*K的)上述側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R和縱傾降低有關(guān)子分量 θ*P并且根據(jù)以下表達(dá)式確定為同時(shí)執(zhí)行這兩個(gè)控制中的基準(zhǔn)角位置:
θ*=θ*G+θ*R+θ*P..................(16)
接著,計(jì)算電動(dòng)機(jī)70的實(shí)際角位置θ與電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*之 間的偏差Δθ(=θ*-θ),并且基于所計(jì)算的偏差Δθ并且根據(jù)以下表達(dá)式 確定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K:
i*K=K1·Δθ+K2·Int(Δθ)...............(17)
即,通過考慮阻尼力控制可能使電動(dòng)機(jī)70旋轉(zhuǎn)的量而確定距離調(diào)節(jié) 有關(guān)分量i*K。注意,上述表達(dá)式(17)中的“K1”、“K2”分別表示比例和 積分增益。
在彼此同時(shí)執(zhí)行阻尼力控制和距離調(diào)節(jié)控制的情況下,優(yōu)選地,在大 多數(shù)情況下,由于在確定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K的上述表達(dá)式(16)中存 在積分項(xiàng)分量,優(yōu)選地電力從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。因而,執(zhí)行電動(dòng)機(jī) 70的驅(qū)動(dòng)控制的方式與上述距離調(diào)節(jié)控制中的方式相同。具體而言,基于 目標(biāo)角位置θ*判定致動(dòng)器26的致動(dòng)量是否正在增大。接著,當(dāng)致動(dòng)量正 在增大時(shí),表示基于目標(biāo)電流量i*的電動(dòng)機(jī)的方向和占空比的指令發(fā)送到 逆變器102,使得在將電動(dòng)機(jī)70置于作為工作模式的控制電力供應(yīng)模式的 同時(shí),由逆變器102根據(jù)指令控制電動(dòng)機(jī)70的驅(qū)動(dòng)。另一方面,當(dāng)致動(dòng) 量正在保持大致恒定或者降低時(shí),基于上述正/負(fù)效率積ηP·ηN并且根據(jù)以 下表達(dá)式確定已減小的電流量:
iT=ηP·ηN·i*...............(18)
接著,表示這樣確定的已減小的電流量iT的指令發(fā)送到逆變器102。
在本懸架系統(tǒng)10中,由于諸如電動(dòng)機(jī)70和致動(dòng)器26的構(gòu)造的因素, 可產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)力(即,可由調(diào)節(jié)器裝置20產(chǎn)生的位移力)的大小有上 限。因而,在所需位移力的大小超過上限時(shí),不管供應(yīng)電流多大,致動(dòng)器 26的實(shí)際致動(dòng)量不能達(dá)到目標(biāo)致動(dòng)量。尤其是,在彼此同時(shí)執(zhí)行阻尼力控 制、側(cè)傾降低控制和縱傾降低控制的情況下,有很高的所需大小超過上限 的可能性。圖11通過示例方式示出其中目標(biāo)角位置θ*很大以致于實(shí)際角 位置θ不能達(dá)到目標(biāo)角位置θ*的各階段(在圖11中各由“PT”表示)。通 過考慮該階段,在本懸架系統(tǒng)10中,基于目標(biāo)角位置θ*的變化判定致動(dòng) 器26的致動(dòng)量是否正在增大。不僅在同時(shí)執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制和阻尼力控 制的情況下進(jìn)行該判定,而且在執(zhí)行兩個(gè)控制中任何一個(gè)的情況下進(jìn)行該 判定。因而,在僅僅單獨(dú)地執(zhí)行距離調(diào)節(jié)控制的情況下或者在同時(shí)執(zhí)行這 兩個(gè)控制的情況下,能夠確保供應(yīng)電流在適合的時(shí)間點(diǎn)降低。在僅僅執(zhí)行 阻尼力控制的情況下,能夠確保電動(dòng)機(jī)70的工作狀態(tài)在適合的時(shí)間點(diǎn)切 換,并且確保在適合的時(shí)間點(diǎn)中止電力從電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。
[調(diào)節(jié)器裝置控制例程程序]
上述控制由調(diào)節(jié)器ECU100的控制器104根據(jù)圖12的流程圖中所圖示 的調(diào)節(jié)器裝置控制例程程序執(zhí)行。該控制例程程序以短時(shí)間間隔(例如, 幾十毫秒)重復(fù)執(zhí)行,同時(shí)車輛的點(diǎn)火開關(guān)置于ON的狀態(tài)。注意,阻尼 力控制和距離調(diào)節(jié)控制在執(zhí)行此控制例程程序中能夠彼此同時(shí)執(zhí)行,以 下,將參照?qǐng)D12描述控制例程程序。
針對(duì)相應(yīng)四個(gè)調(diào)節(jié)器20的每個(gè)致動(dòng)器26執(zhí)行調(diào)節(jié)器控制例程程序。 在以下對(duì)該控制例程程序的描述中,為了簡(jiǎn)化描述,將描述在執(zhí)行例程程 序中針對(duì)其中一個(gè)致動(dòng)器26進(jìn)行的程序。
控制例程程序從步驟S1開始,在步驟S1,判定簧上部件是否正在振 動(dòng)。具體而言,如果由垂直加速度傳感器116所檢測(cè)的車輛車身的垂直加 速度高于上閾值,則判定簧上部件正在振動(dòng)。在步驟S1獲得的肯定判定 (是)之后到步驟S2,在步驟S2,基于從垂直加速度計(jì)算簧上部件的絕 對(duì)速度V確定用于執(zhí)行阻尼力控制所需的阻尼力大小FG。另一方面,如 果在步驟S1獲得否定的判定(否),則在步驟S3中將阻尼力大小FG設(shè) 定為0(零)。步驟S2或者S3之后是步驟S4,在步驟S4,基于阻尼力大 小FG判定電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的阻尼力有關(guān)分量θ*G。注意,在不 執(zhí)行阻尼力控制的情況下,將阻尼力有關(guān)分量θ*G設(shè)定為0。
隨后,在步驟S5中,判定車輛車身是否發(fā)生側(cè)傾。當(dāng)轉(zhuǎn)向車輪的操 作角度不小于閾值,且車輛的行駛速度不小于閾值時(shí),判定由于車輛的轉(zhuǎn) 彎而實(shí)際地引起車身側(cè)傾。如果在步驟S5獲得肯定的判定(是),則控 制流程進(jìn)行到步驟S6,在步驟S6,基于上述橫向加速度的參數(shù)值Gy*確 定電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R,以通過距離調(diào) 節(jié)控制降低車輛車身的側(cè)傾。另一方面,如果在步驟S5中獲得否定的判 定(否),則在步驟S7中將側(cè)傾降低有關(guān)子分量θ*R設(shè)定為0(零)。步 驟S6或者S7之后是步驟S8,在步驟S8,判定車輛車身是否發(fā)生縱傾。 當(dāng)縱向加速度的絕對(duì)值不小于閾值時(shí),判定實(shí)際發(fā)生了車輛車身縱傾。如 果在步驟S8獲得肯定的判定(是),則控制流程進(jìn)行到步驟S9,在步驟 S9,基于縱向加速度確定電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)角位置θ*的縱傾降低有關(guān)子分 量θ*P,以通過距離調(diào)節(jié)控制降低車輛車身縱傾。另一方面,如果在步驟 S8獲得否定的判定(否),則在步驟S10中將縱傾降低有關(guān)子分量θ*P設(shè)定 為0(零)。
接著,在步驟S11,基于阻尼力大小FG(其已經(jīng)在步驟S2或者S3中 確定)并且根據(jù)開環(huán)控制方法確定(目標(biāo)電流量i*)的阻尼力有關(guān)分量 i*G。步驟S11之后是步驟S12,在步驟S12中,通過將側(cè)傾降低有關(guān)子分 量θ*R(已經(jīng)在步驟S6或者S7中確定)、縱傾降低有關(guān)子分量θ*P(已 經(jīng)在步驟S9或者S10中確定)和阻尼力有關(guān)分量θ*G(已經(jīng)在步驟S4中 確定)彼此加起來確定目標(biāo)角位置θ*。然后,在步驟S13,從電動(dòng)機(jī)70 的目標(biāo)角位置θ*和實(shí)際角位置θ計(jì)算位置偏差Δθ,然后根據(jù)反饋控制方 法確定(目標(biāo)電流量i*的)距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K。步驟S13之后是步驟 S14,在步驟S14中,通過將阻尼力有關(guān)分量i*G和距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K 彼此加起來確定目標(biāo)電流量i*。
隨后,在步驟S15,判定致動(dòng)器26的致動(dòng)量是否正在增大。該判定是 基于旋轉(zhuǎn)速度VM(其對(duì)應(yīng)于實(shí)際角位置θ的微分值)的(表示正或者 負(fù))符號(hào)和目標(biāo)角位置θ*的(表示正或者負(fù))符號(hào)來進(jìn)行的。如果旋轉(zhuǎn)速 度VM的符號(hào)和目標(biāo)角位置θ*的符號(hào)彼此一致,則判定致動(dòng)器26的致動(dòng) 量正在增大,然后控制流程進(jìn)行到步驟S16,在步驟S16,表示目標(biāo)電流 量i*的指令發(fā)送到逆變器102。如果旋轉(zhuǎn)速度VM的符號(hào)和目標(biāo)角位置θ* 的符號(hào)彼此不一致,則判定致動(dòng)器26的致動(dòng)量沒有正在增大,然后控制 流程進(jìn)行到步驟S17,在步驟S17,判定距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K的絕對(duì)值是 否大于閾值i0。
執(zhí)行步驟S17中的判定以用于確定要進(jìn)行減小供應(yīng)電力量(其在距離 調(diào)節(jié)控制中進(jìn)行)和禁止供應(yīng)電力(其在阻尼力控制中進(jìn)行)中哪一個(gè)。 上述閾值i0對(duì)應(yīng)于使調(diào)節(jié)器正在20具有最小位移力(其通過電動(dòng)機(jī)70旋 轉(zhuǎn)達(dá)可由角位置傳感器84檢測(cè)的角度產(chǎn)生)大小所需的電流量。即,閾 值i0是相當(dāng)接近于0(零)的值。因而,當(dāng)距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量i*K的絕對(duì) 值不大于閾值i0時(shí),不需要與距離調(diào)節(jié)控制有關(guān)的位移力或者電動(dòng)機(jī)力。
如果在步驟S17中獲得肯定的判定(是),則控制流程進(jìn)行到步驟 S18,在步驟S18,通過將目標(biāo)電流量i*乘以正/負(fù)效率積ηP·ηN而確定已減 小的電流量iT。步驟S18之后是步驟S19,在步驟S19,表示已減小的電 流量iT的指令發(fā)送到逆變器102。另一方面,如果在步驟S17獲得否定的 判定(否),則控制流程進(jìn)行到步驟S20,在步驟S20,判定目標(biāo)角位置 θ*是否大于第一閾值θ1。如果在步驟S20獲得肯定的判定(是),則控制 流程進(jìn)行到步驟S21,在步驟S21,要求電動(dòng)機(jī)70置于制動(dòng)模式的指令發(fā) 送到逆變器102。如果在步驟S20獲得否定的判定(否),則控制流程進(jìn) 行到步驟S22,在步驟S22,目標(biāo)角位置θ*的絕對(duì)值小于第二閾值θ2(其 小于第一閾值θ1)。如果在步驟S22獲得肯定的判定(是),則控制流程 進(jìn)行步驟S23,在步驟S23,要求電動(dòng)機(jī)70置于自由模式的指令發(fā)送到逆 變器102。在步驟S21、S23或者S24,執(zhí)行圖12的調(diào)節(jié)器控制例程程序 的一個(gè)周期結(jié)束。
[控制器構(gòu)造]
本懸架系統(tǒng)10的控制器104是執(zhí)行上述調(diào)節(jié)器裝置的控制例程程 序,并且通過考慮在執(zhí)行控制例程程序中程序,能夠認(rèn)為包括圖13所示 的功能部分。具體而言,控制器106包括:目標(biāo)致動(dòng)量確定部150,其是 實(shí)施步驟S4、S6、S7、S9、S10、S12的功能部分,該功能部分可工作地 將目標(biāo)角位置θ*確定為致動(dòng)器26的目標(biāo)致動(dòng)量;目標(biāo)電流量確定部 152,其是實(shí)施S11、S13、S14的功能部分,該功能部分可工作地確定目 標(biāo)電流量i*;致動(dòng)量增大/減小判定部154,其是實(shí)施步驟S15的功能部 分,該功能部分可工作地判定致動(dòng)器26的致動(dòng)量是否正在增大或者減 ??;基于目標(biāo)電流的控制部156,其是實(shí)施步驟16的功能部分,該功能部 分基于目標(biāo)電流量i*可工作地控制電動(dòng)機(jī)70的操作;和基于已減小的電 流的電動(dòng)機(jī)控制部158,其是實(shí)施步驟S19的功能部分,該功能部分基于 小于目標(biāo)電流量i*的已減小的電流量iT可工作地控制電動(dòng)機(jī)70的操作。 控制器104還包括電力供應(yīng)禁止部160,其是實(shí)施步驟S20-S24的功能部 分,該功能部分可工作地禁止電力供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)70。目標(biāo)電流量確定部 152包括:阻尼力有關(guān)分量確定部162,其是實(shí)施步驟S11的功能部分, 該功能部分可對(duì)阻尼力有關(guān)分量i*G進(jìn)行操作;和距離調(diào)節(jié)有關(guān)分量確定 部164,其是實(shí)施步驟S13的功能部分,該功能部分可對(duì)距離調(diào)節(jié)有關(guān)分 量i*K進(jìn)行操作。電力供應(yīng)禁止部160包括工作模式建立部166,其是實(shí) 施步驟S21-S24的功能部分,該功能部分可工作地建立選定電動(dòng)機(jī)70的工 作模式。
圖14是示出在本懸架系統(tǒng)10中執(zhí)行的控制的控制流程圖。在圖14的 流程圖中,“Ka”、“Kb”、“Kd”、“Ke”表示相應(yīng)的增益,“1/s”表示積分傳遞 函數(shù),并且“s”表示微分傳遞函數(shù)。
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