电动悬架装置
技术领域
本发明涉及具备致动器的电动悬架装置,该致动器设于车辆的车身与车轮之间,并产生用于使车身的振动衰减的衰减力。
背景技术
以往,已知一种具备致动器的电动悬架装置,该致动器设于车辆的车身与车轮之间,并产生用于使车身的振动衰减的衰减力(参照专利文献1)。
专利文献1的电动悬架装置具备:基本输入量计算机构,其基于车轮速度传感器检测出的车轮速度变化量来计算车辆的基本输入量;第1目标电流设定机构,其基于基本输入量设定第1目标电流;第2目标电流设定机构,其基于加速度传感器检测出的车身加速度来设定第2目标电流;和控制机构,其在控制车辆举动的车辆举动控制装置非工作时基于第1目标电流控制阻尼器(致动器),并在车辆举动控制装置工作时基于第2目标电流控制阻尼器(致动器)。
根据专利文献1的电动悬架装置,无需使用上下G传感器和行程传感器,且不涉及设定于悬架的主销后倾角,都能恰当控制致动器的衰减力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-47906号公报
不过,在专利文献1的电动悬架装置中,为了抑制与弹起(上下)姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的车辆的各举动变化而计算与天棚(skyhook)(弹起)姿势控制、俯仰姿势控制、侧倾姿势控制相关的各个控制目标值。从以这种方式计算出的各控制目标值中选择最大的控制目标值。接着,使用上述选择的控制目标值进行致动器的驱动控制。由此,抑制车辆的举动变化。
然而,在像专利文献1的电动悬架装置那样,从上述计算出的各控制目标值中选择最大的控制目标值、并使用所选择的控制目标值进行致动器的驱动控制的情况下,与未被选择的姿势方向相关的控制目标值不会被反映到致动器的驱动控制中。因此,在专利文献1的电动悬架装置中,在恰当抑制车辆的举动变化方面还有改良的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而做出的,其目的在于提供一种电动悬架装置,该电动悬架装置通过在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行致动器的驱动控制,能够恰当抑制车辆的举动变化。
为了达成上述目的,电动悬架装置具备设于车辆的车身与车轮之间、并产生用于使该车身的振动衰减的衰减力的致动器,该电动悬架装置的最主要特征在于,具备:信息获取部,其分别获取该车辆的簧上速度、俯仰率、侧倾率的信息;弹起目标值运算部,其基于所述簧上速度运算该车辆的弹起姿势控制用的弹起目标值;俯仰目标值运算部,其基于所述俯仰率运算该车辆的俯仰姿势控制用的俯仰目标值;侧倾目标值运算部,其基于所述侧倾率运算该车辆的侧倾姿势控制用的侧倾目标值;和驱动控制部,其使用基于所述弹起目标值、所述俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行所述致动器的驱动控制。
发明效果
根据本发明,通过在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行致动器的驱动控制,能够恰当抑制车辆的举动变化。
附图说明
图1是本发明的电动悬架装置的整体构成图。
图2是本发明的电动悬架装置所具备的电磁致动器的局部剖视图。
图3是本发明的电动悬架装置所具备的载荷控制ECU的内部及周边部的构成图。
图4A是概念性地表示本发明的第1实施方式的第1电动悬架装置所具备的第1载荷控制ECU的内部构成的图。
图4B是概念性地表示根据簧上速度而变化的弹起目标载荷的关系的弹起目标载荷图的说明图。
图4C是概念性地表示根据簧上俯仰率而变化的俯仰目标载荷的关系的俯仰目标载荷图的说明图。
图4D是概念性地表示根据簧上侧倾率而变化的侧倾目标载荷的关系的侧倾目标载荷图的说明图。
图4E是概念性地表示根据簧上速度而变化的第1限制比例(limit ratio)的关系的第1限制比例图表的说明图。
图4F是概念性地表示根据簧上速度而变化的第2限制比例的关系的第2限制比例图表的说明图。
图5是用于进行第1实施方式的第1电动悬架装置的动作说明的流程图。
图6A是概念性地表示本发明的第2实施方式的第2电动悬架装置所具备的第2载荷控制ECU的内部构成的图。
图6B是概念性地表示根据对角轮簧上速度差而变化的侧倾及俯仰统合目标载荷的关系的PR统合目标载荷图的说明图。
图6C是概念性地表示根据簧上侧倾率与簧上俯仰率的差量而变化的第3限制比例的关系的第3限制比例图表的说明图。
图6D是概念性地表示根据车速而变化的第4限制比例的关系的第4限制比例图表的说明图。
图7是用于进行第2实施方式的第2电动悬架装置的动作说明的流程图。
附图标记说明
10 车辆
11 电动悬架装置
11A 第1电动悬架装置
11B 第2电动悬架装置
13 电磁致动器(致动器)
41 信息获取部
43 目标载荷运算部
45 驱动控制部
47 弹起(bounce)目标值运算部
48 俯仰目标值运算部
49 侧倾(roll)目标值运算部
91 加法部(驱动控制部)
125 加法部(驱动控制部)
SD 对角轮簧上速度差
SV 簧上速度
PV 俯仰率
RV 侧倾率
VS 车速
具体实施方式
以下,适当参照附图对本发明的第1及第2实施方式的电动悬架装置11进行详细说明。
需要说明的是,在以下所示的附图中,对具有共同功能的部件标注相同的参照附图标记。在该情况下,原则上省略重复说明。另外,为了便于说明,有时将部件的尺寸及形状变形或夸张地示意性表示。
〔第1及第2实施方式的电动悬架装置11的共同的基本构成〕
首先,参照图1、图2对本发明的第1及第2实施方式的电动悬架装置11的共同的基本构成进行说明。
图1是本发明的第1及第2实施方式的电动悬架装置11的共同的整体构成图。图2是构成电动悬架装置11的一部分的电磁致动器13的局部剖视图。此外,在以下说明中,将本发明的第1及第2实施方式的电动悬架装置11A、11B总称为本发明的电动悬架装置11。
如图1所示,本发明的电动悬架装置11的构成具备针对车辆10的各车轮分别配置的多个电磁致动器13、和载荷控制ECU15。在多个电磁致动器13与载荷控制ECU15之间,分别经由用于从载荷控制ECU15向多个电磁致动器13供给驱动控制电力的电力供给线14(参照图1的实线)、及用于从多个电磁致动器13向载荷控制ECU15发送电动马达31(参照图2)的驱动控制信号的信号线16(参照图1的虚线)而相互连接。
在本实施方式中,电磁致动器13针对包括前轮(左前轮和右前轮)及后轮(左后轮和右后轮)的各车轮分别配置,总计配置有四个。针对各车轮分别配置的电磁致动器13根据各车轮各自的伸缩动作而相互独立地被驱动控制。
在本发明的实施方式中,除非特别预先说明,否则多个电磁致动器13分别具备共同构成。因此,通过对一个电磁致动器13的构成进行说明来代替多个电磁致动器13的说明。
如图2所示,电磁致动器13构成为具备基座外壳17、外管19、滚珠轴承21、滚珠丝杠轴23、多个滚珠25、螺母27及内管29。
基座外壳17经由滚珠轴承21以绕轴旋转自由的方式支承滚珠丝杠轴23的基端侧。外管19设于基座外壳17上,并容纳包含滚珠丝杠轴23、多个滚珠25和螺母27在内的滚珠丝杠机构18。多个滚珠25沿着滚珠丝杠轴23的螺纹槽滚动。螺母27经由多个滚珠25与滚珠丝杠轴23卡合,并将滚珠丝杠轴23的旋转运动转换成直线运动。与螺母27连结的内管29与螺母27成为一体,并沿着外管19的轴向位移。
为了向滚珠丝杠轴23传递旋转驱动力,如图2所示,电磁致动器13具备电动马达31、一对带轮33及带部件35。电动马达31以与外管19并列的方式设于基座外壳17上。在电动马达31的马达轴31a及滚珠丝杠轴23上分别安装有带轮33。在这一对带轮33上悬挂有用于将电动马达31的旋转驱动力传递至滚珠丝杠轴23的带部件35。
在电动马达31上设有检测电动马达31的旋转角信号的旋转变压器(resolver)37。由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角信号经由信号线16被发送至载荷控制ECU15。电动马达31根据载荷控制ECU15经由电力供给线14分别供给至多个电磁致动器13的驱动控制电力而被控制旋转驱动。
此外,在本实施方式中,如图2所示,通过采用将电动马达31的马达轴31a与滚珠丝杠轴23大致平行地配置并将两者之间连结的布局,缩短了电磁致动器13的轴向尺寸。但是,也可以采用将电动马达31的马达轴31a与滚珠丝杠轴23同轴地配置并将两者之间连结的布局。
在本实施方式的电磁致动器13中,如图2所示,在基座外壳17的下端部设有连结部39。该连结部39连结固定于未图示的簧下部件(车轮侧的下臂、转向节等)。另一方面,内管29的上端部29a连结固定于未图示的簧上部件(车身侧的减振柱(strut tower)部等)。
总之,电磁致动器13与车辆10的车身与车轮之间所具备的未图示的弹簧部件并列设置。
像上述那样构成的电磁致动器13如以下那样动作。即,例如考虑到从车辆10的车轮侧对连结部39输入了与向上的振动相关的推动力的情况。在该情况下,内管29及螺母27相对于被施加了与向上的振动相关的推动力的外管19想要一体下降。受此影响,滚珠丝杠轴23想要向伴随螺母27下降的方向旋转。此时,使电动马达31产生阻碍螺母27下降的方向上的旋转驱动力。该电动马达31的旋转驱动力经由带部件35被传递至滚珠丝杠轴23。
这样,通过使对抗与向上的振动相关的推动力的反作用力(衰减力)作用于滚珠丝杠轴23而使想要从车轮侧向车身侧传递的振动衰减。
〔载荷控制ECU15的内部构成〕
接着,参照图3对本发明的电动悬架装置11所具备的载荷控制ECU15的内部及周边部的构成进行说明。
图3是本发明的电动悬架装置11所具备的载荷控制ECU15的内部及周边部的构成图。
〔本发明的电动悬架装置11〕
本发明的电动悬架装置11所具备的载荷控制ECU15包括进行各种运算处理的微型计算机而构成。载荷控制ECU15具有驱动控制功能,即,基于由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角信号、和目标载荷TL等来进行多个各电磁致动器13的驱动控制,由此,产生与电磁致动器13的衰减动作及伸缩动作相关的驱动力。
为了实现这种驱动控制功能,如图3所示,载荷控制ECU15的构成具备信息获取部41、目标载荷运算部43及驱动控制部45。
如图3所示,信息获取部41获取由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角信号作为与行程位置相关的时序信息,并通过对与行程位置相关的时序信息进行时间微分来获取簧上速度SV的信息。此外,簧上速度SV是指簧上(车身)的上下方向上的速度。
另外,如图3所示,信息获取部41针对簧上俯仰率(以下有时简称为“俯仰率”)PV、簧上侧倾率(以下有时简称为“侧倾率”)RV、对角轮簧上速度差SD分别获取各自的时序信息。俯仰率PV及侧倾率RV的信息例如由设于车辆10的陀螺仪传感器(未图示)获取即可。
对角轮簧上速度差SD的信息通过分别获取对角轮中的簧上速度SV的信息并计算这两者的差量来获取即可。
进一步地,如图3所示,信息获取部41针对车速VS、电磁致动器13的行程位置、与电动马达31相关的马达电流分别获取各自的时序信息。
由信息获取部41获取的簧上速度SV、俯仰率PV、侧倾率RV、对角轮簧上速度差SD、车速VS、电磁致动器13的行程位置、与电动马达31相关的马达电流的信息被分别发送至目标载荷运算部43。
如图3所示,目标载荷运算部43具有通过运算来求出电磁致动器13的衰减动作及伸缩动作的目标值、即目标载荷TL的功能。
尤其在本发明中,以在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行电磁致动器13的驱动控制为目的,如图3所示,目标载荷运算部43具备弹起目标值运算部47、俯仰目标值运算部48及侧倾目标值运算部49。
弹起目标值运算部47基于簧上速度SV运算车辆10的弹起姿势控制用的弹起目标值。
俯仰目标值运算部48基于簧上俯仰率PV运算车辆10的俯仰姿势控制用的俯仰目标值。
侧倾目标值运算部49基于簧上侧倾率RV运算车辆10的侧倾姿势控制用的侧倾目标值。
关于目标载荷运算部43所具备的弹起目标值运算部47、俯仰目标值运算部48及侧倾目标值运算部49的内部构成,详见后述。
驱动控制部45计算能够实现由目标载荷运算部43求出的目标载荷TL的目标电流值。接着,驱动控制部45以使与电动马达31相关的马达电流跟随上述计算出的目标电流值的方式进行多个各电磁致动器13分别具备的电动马达31的驱动控制。在多个各电磁致动器13中,分别独立进行各自的电动马达31的驱动控制。
此外,驱动控制部45在生成向电动马达31供给的驱动控制电力时,例如能够优选使用逆变器控制电路。
〔第1电动悬架装置11A所具备的第1载荷控制ECU15A的主要部分的构成〕
接着,适当参照图4A~图4F对本发明的第1实施方式的第1电动悬架装置11A所具备的第1载荷控制ECU15A的主要部分的构成进行说明。
图4A是概念性地表示本发明的第1实施方式的第1电动悬架装置11A所具备的第1载荷控制ECU15A的主要部分的构成的图。图4B是概念性地表示根据簧上速度SV而变化的弹起目标载荷BTL的关系的弹起目标载荷图的说明图。图4C是概念性地表示根据俯仰率PV而变化的俯仰目标载荷TL的关系的俯仰目标载荷图的说明图。图4D是概念性地表示根据侧倾率RV而变化的侧倾目标载荷TL的关系的侧倾目标载荷图的说明图。图4E是概念性地表示根据簧上速度SV而变化的限制比例LR值的关系的第1限制比例图表的说明图。图4F是概念性地表示根据簧上速度SV而变化的限制比例LR值的关系的第2限制比例图表的说明图。
第1电动悬架装置11A所具备的第1载荷控制ECU15A具备弹起目标值运算部47、俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49及加法部91。
〔弹起目标值运算部47的内部构成〕
弹起目标值运算部47以获得能够恰当保持弹起姿势的弹起目标值为目的,构成为具备弹起增益(B增益)设定部51、弹起目标载荷计算部53、一次乘法部55、伸长侧增益(Ten增益)设定部61、缩短侧增益(Comp增益)设定部63、选择部65及二次乘法部70。
在B增益设定部51中设定规定的弹起增益(B增益)。由B增益设定部51设定的B增益被发送至一次乘法部55。
弹起目标载荷计算部53计算与簧上速度SV相应的弹起目标载荷BTL的值。当计算弹起目标载荷BTL时,弹起目标载荷计算部53参照由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息及弹起目标载荷图(参照图4A及图4B)52。弹起目标载荷图52是概念性地表示根据簧上速度SV而变化的弹起目标载荷BTL的关系(弹起目标载荷特性)的图表。
由弹起目标载荷计算部53计算出的弹起目标载荷BTL的值被发送至一次乘法部55。0
此外,关于弹起目标载荷图52的存储内容,也可以使用衰减力控制电流的目标值来代替弹起目标载荷BTL的值。
在此,参照图4B对弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性进行说明。
如将图4B的横轴划分后所示,弹起目标载荷图52的簧上速度SV的变化区域由第1速度区域SV1及第2速度区域SV2构成。图4B的横轴所示的簧上速度SV中的、超过0的区域表示伸长侧的速度,另一方面,低于0的区域表示缩短侧的速度。
第1速度区域SV1是簧上速度SV落在第1速度阈值SVth1以下(|SV-SVth1|≤0)的速度区域。第1速度阈值SVth1是用于划分簧上速度SV的所有速度区域中的常用速度区域的阈值。因此,在沿一般铺装道路行驶的场景中产生的簧上速度SV大部分收敛于第1速度区域SV1。
第2速度区域SV2是簧上速度SV超过第1速度阈值SVth1(|SV-SVth1|>0)的速度区域。因此,例如在车辆10的车轮翻越坡坎等严酷的行驶场景中产生的簧上速度SV到达第2速度区域SV2。
此外,作为第1速度阈值SVth1,通过实验和模拟等来评价簧上速度SV的概率密度函数,参照该评价结果并考虑分别出现在第1速度区域SV1及第2速度区域SV2内的簧上速度SV的分配比例满足预先确定的分配比例的情况等,从而设定适当的值即可。
如图4B所示,第1速度区域SV1内的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性具有不管簧上速度SV的变化如何都使弹起目标载荷BTL取固定值(零)的特性。即,当簧上速度SV处于第1速度区域SV1(-SVth1<SV<SVth1)的范围内时,与其对应的弹起目标载荷BTL也成为零。
相对于此,如图4B所示,第2速度区域SV2内的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性具有以下特性:随着簧上速度SV指向伸长侧并变大,指向缩短侧的弹起目标载荷BTL以无穷等比级数的方式变大;另一方面,随着簧上速度SV指向缩短侧并变大,指向伸长侧的弹起目标载荷BTL以无穷等比级数的方式变大。
一次乘法部55使由B增益设定部51设定的B增益与由弹起目标载荷计算部53计算出的弹起目标载荷BTL的值相乘。一次乘法部55的乘法结果被发送至二次乘法部70。
在Ten增益设定部61中设定与簧上速度SV相关的规定的伸长侧增益(Ten增益)。由Ten增益设定部61设定的Ten增益被发送至选择部65。
在Comp增益设定部63中设定与簧上速度SV相关的规定的缩短侧增益(Comp增益)。由Comp增益设定部63设定的Comp增益被发送至选择部65。
选择部65根据规定流程从由Ten增益设定部61设定的Ten增益、由Comp增益设定部63设定的Comp增益、或簧上速度SV的各信息中选择一个信息。由选择部65选择的信息被发送至二次乘法部70。
二次乘法部70使一次乘法部55的乘法结果与由选择部65选择的信息相乘。二次乘法部70的乘法结果被发送至加法部91(详见后述)。
〔俯仰目标值运算部48的内部构成〕
俯仰目标值运算部48以获得能够恰当保持俯仰姿势的俯仰目标值为目的,构成为具备俯仰增益(P增益)设定部71、俯仰目标载荷计算部73、一次乘法部75、ABS转换部77、第1限制比例计算部79及二次乘法部80。
在P增益设定部71中设定规定的俯仰增益(P增益)。由P增益设定部71设定的P增益被发送至一次乘法部75。
俯仰目标载荷计算部73计算与俯仰率PV相应的俯仰目标载荷PTL的值。当进行该计算时,俯仰目标载荷计算部73参照由信息获取部41获取的俯仰率PV的信息及概念性地表示根据俯仰率PV而变化的俯仰目标载荷PTL的关系(俯仰目标载荷特性)的俯仰目标载荷图(参照图4A及图4C)72。由俯仰目标载荷计算部73计算出的俯仰目标载荷PTL的值被发送至一次乘法部75。
此外,关于俯仰目标载荷图72的存储内容,也可以使用衰减力控制电流的目标值来代替俯仰目标载荷PTL的值。
在此,参照图4C对俯仰目标载荷图72的俯仰目标载荷特性进行说明。
如将图4C的横轴划分后所示,俯仰目标载荷图72的俯仰率PV的变化区域由第1速度区域PV1及第2速度区域PV2构成。图4C的横轴所示的俯仰率PV中的、超过0的区域表示伸长侧的比率(rate),另一方面,低于0的区域表示缩短侧的比率。此外,作为图4C的横轴所示的俯仰率PV,也可以使用将车辆10的俯仰方向上的变化速度换算成电磁致动器13的伸缩速度(行程速度)而得到的值。同样地,作为图4C的纵轴所示的俯仰目标载荷PTL,也可以使用将车辆10的俯仰方向上的目标载荷换算成电磁致动器13的伸缩(行程)方向上的目标载荷而得到的值。
第1速度区域PV1是俯仰率PV落在速度阈值PVth以下(|PV-PVth|≤0)的速度区域。速度阈值PVth是用于划分俯仰率PV的所有速度区域中的常用速度区域的阈值。因此,在沿一般铺装道路行驶的场景中产生的俯仰率PV大部分收敛于第1速度区域PV1。
第2速度区域PV2是俯仰率PV超过速度阈值PVth(|PV-速度阈值PVth|>0)的速度区域。因此,例如在车辆10沿波纹状道路行驶等严酷的行驶场景中产生的俯仰率PV到达第2速度区域PV2。
此外,作为速度阈值PVth,通过实验和模拟等来评价俯仰率PV的概率密度函数,参照该评价结果并考虑分别出现在第1速度区域PV1及第2速度区域PV2内的俯仰率PV的分配比例满足预先确定的分配比例的情况等,从而设定适当的值即可。
如图4C所示,第1速度区域PV1内的俯仰目标载荷图72的俯仰目标载荷特性具有不管俯仰率PV的变化如何都使俯仰目标载荷PTL取固定值(零)的特性。即,当俯仰率PV处于第1速度区域PV1(-PVth<PV<PVth)的范围内时,与其对应的俯仰目标载荷PTL也成为零。
相对于此,如图4C所示,第2速度区域PV2内的俯仰目标载荷图72的俯仰目标载荷特性具有以下特性:随着俯仰率PV指向伸长侧并变大,指向缩短侧的俯仰目标载荷PTL以无穷等比级数的方式变大;另一方面,随着俯仰率PV指向缩短侧并变大,指向伸长侧的俯仰目标载荷PTL以无穷等比级数的方式变大。
一次乘法部75使由P增益设定部71设定的P增益与由俯仰目标载荷计算部73计算出的俯仰目标载荷PTL的值相乘。一次乘法部75的乘法结果被发送至二次乘法部80。
ABS转换部77将由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息进行绝对值转换。由ABS转换部77进行绝对值转换后的簧上速度SV的信息被发送至第1限制比例计算部79。
第1限制比例计算部79计算与簧上速度SV相应的第1限制比例LR1的值。当计算第1限制比例LR1时,第1限制比例计算部79参照由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息及第1限制比例图表(参照图4A及图4E)78。第1限制比例图表78是概念性地表示根据簧上速度SV而变化的电磁致动器13的与伸缩控制量相关的限制比例(以下有时将“与伸缩控制量相关的限制比例”简称为“限制比例”)的关系的图表。
由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值被发送至二次乘法部80。
在此,参照图4E对第1限制比例图表78进行说明。
如图4E所示,第1限制比例图表78的簧上速度SV的变化区域按照簧上速度SV的升序由第11速度区域SV11、第12速度区域SV12及第13速度区域SV13总计三个速度区域构成。
第11速度区域SV11是簧上速度SV落在第11速度阈值SVth11以下(|SV-SVth11|≤0)时的速度区域。第11速度阈值SVth11与上述第1速度阈值SVth1同样地是用于划分簧上速度SV的所有速度区域中的常用速度区域的上限阈值。因此,在沿一般铺装道路行驶的场景中产生的簧上速度SV大部分收敛于第11速度区域SV11。
此外,在本实施方式中,第11速度阈值SVth11设定为与弹起目标载荷图52的第1速度阈值SVth1不同的值(例如第1速度阈值SVth1<第11速度阈值SVth11)。但是,第1速度阈值SVth1与第11速度阈值SVth11也可以是相同的值。另外,也可以是(第1速度阈值SVth1>第11速度阈值SVth11)的大小关系。
第12速度区域SV12及第13速度区域SV13两者均是簧上速度SV超过第11速度阈值SVth11(|SV-SVth11|>0)时的速度区域。因此,例如在车辆10的车轮翻越阶梯状坡坎等严酷的行驶场景中产生的簧上速度SV到达第12速度区域SV12和第13速度区域SV13。
在本第1实施方式中,第12速度区域SV12与第13速度区域SV13以将第12速度阈值SVth12夹在中间的方式划分。第12速度阈值SVth12是用于将在严酷的行驶场景中产生的簧上速度SV到达的高速度区域进一步划分为两个的阈值。属于第13速度区域SV13的簧上速度SV设定得比属于第12速度区域SV12的簧上速度SV高。
此外,在本实施方式中,第12速度区域SV12及第13速度区域SV13相当于弹起目标载荷图52的第2速度区域SV2。
另一方面,作为与簧上速度SV的速度区域对应的第1限制比例LR1的值,如图4E的纵轴所示,分别设定有固定值(1)、可变值(1>LR1>0.8)及固定值(0.8)。
在图4E的例子中,属于第11速度区域SV11的簧上速度SV的各值能够置换成第1限制比例LR1的固定值(1)。
像这样构成的主旨是,在簧上速度SV比较低的区域即第11速度区域SV11内,通过不进行基于第1限制比例LR1的限制而保持由俯仰目标载荷计算部73计算出的俯仰目标载荷PTL的特性值以进行使用。
另外,例如属于第12速度区域SV12的簧上速度SV的各值经由将第1限制比例LR1的固定值(1)~(0.8)之间连结的规定的线性函数而以一对一的方式置换成属于与簧上速度SV的值相应的(1~0.8)的范围的值。例如,第11速度阈值SVth11能够置换成第1限制比例LR1的固定值(1)。另外,第12速度阈值SVth12能够置换成第1限制比例LR1的固定值(0.8)。
像这样构成的主旨是,在簧上速度SV比较中等的区域即第12速度区域SV12内,通过分配具有随着簧上速度SV提高而第1限制比例LR1的值递减的线性特性的可变值,使俯仰目标载荷PTL的特性值随着簧上速度SV提高而递减以进行使用。
进一步地,例如属于第13速度区域SV13的簧上速度SV的各值能够置换成第1限制比例LR1的固定值(0.8)。
像这样构成的主旨是,在簧上速度SV比较高的区域即第13速度区域SV13内,通过基于第1限制比例LR1进行规定限制而降低由俯仰目标载荷计算部73计算出的俯仰目标载荷PTL的特性值以进行使用。
此外,作为与簧上速度SV的速度区域对应的第1限制比例LR1的值,也可以采用图4F所示的方式来代替分别设定固定值(1)、可变值(1>LR1>0.8)及固定值(0.8)的图4E所示的方式。
即,在图4F的例子中,第2限制比例计算部89计算与簧上速度SV相应的第2限制比例LR2的值。当计算第2限制比例LR2时,第2限制比例计算部89参照由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息及第2限制比例图表(参照图4F)88。作为第2限制比例图表88的与簧上速度SV的速度区域对应的第2限制比例LR2的值,分别设定有固定值(0.8)、可变值(0.8<LR2<1)及固定值(1)。
在图4F的例子中,属于第11速度区域SV11的簧上速度SV的各值能够置换成第2限制比例LR2的固定值(0.8)。
另外,例如属于第12速度区域SV12的簧上速度SV的各值经由将第2限制比例LR2的固定值(0.8)~(1)之间连结的规定的线性函数而以一对一的方式置换成属于与簧上速度SV的值相应的(0.8~1)的范围的值。例如,第11速度阈值SVth11能够置换成第2限制比例LR2的固定值(0.8)。另外,第12速度阈值SVth12能够置换成第2限制比例LR2的固定值(1)。
进一步地,例如属于第13速度区域SV13的簧上速度SV的各值能够置换成第2限制比例LR2的固定值(1)。
在该情况下,由第2限制比例计算部88计算出的第2限制比例LR2的值被发送至二次乘法部80。
二次乘法部80使一次乘法部75的乘法结果与由第1限制比例计算部79得到的第1限制比例LR1的值(或由第2限制比例计算部89得到的第2限制比例LR2的值)相乘。二次乘法部80的乘法结果被发送至加法部91(详见后述)。
〔侧倾目标值运算部49的内部构成〕
侧倾目标值运算部49以获得能够恰当保持侧倾姿势的侧倾目标值为目的,构成为具备侧倾增益(R增益)设定部81、侧倾目标载荷计算部83、一次乘法部85、ABS转换部77、第1限制比例计算部79及二次乘法部90。
在R增益设定部81中设定规定的侧倾增益(R增益)。由R增益设定部81设定的R增益被发送至一次乘法部85。
侧倾目标载荷计算部83计算与侧倾率RV相应的侧倾目标载荷RTL的值。当进行该计算时,侧倾目标载荷计算部83参照由信息获取部41获取的侧倾率RV的信息及概念性地表示根据侧倾率RV而变化的侧倾目标载荷RTL的关系(侧倾目标载荷特性)的侧倾目标载荷图(参照图4A及图4D)82。由侧倾目标载荷计算部83计算出的侧倾目标载荷RTL的值被发送至一次乘法部85。
此外,关于侧倾目标载荷图82的存储内容,也可以使用衰减力控制电流的目标值来代替侧倾目标载荷RTL的值。
在此,参照图4D对侧倾目标载荷图82的侧倾目标载荷特性进行说明。
如将图4D的横轴划分后所示,侧倾目标载荷图82的侧倾率RV的变化区域由第1速度区域RV1及第2速度区域RV2构成。图4D的横轴所示的侧倾率RV中的、超过0的区域表示伸长侧的比率,另一方面,低于0的区域表示缩短侧的比率。此外,作为图4D的横轴所示的侧倾率RV,也可以使用将车辆10的侧倾方向上的变化速度换算成电磁致动器13的伸缩速度(行程速度)而得到的值。同样地,作为图4D的纵轴所示的侧倾目标载荷RTL,也可以使用将车辆10的侧倾方向上的目标载荷换算成电磁致动器13的伸缩(行程)方向上的目标载荷而得到的值。
第1速度区域RV1是侧倾率RV落在速度阈值RVth以下(|RV-RVth|≤0)的速度区域。速度阈值RVth是用于划分侧倾率RV的所有速度区域中的常用速度区域的阈值。因此,在沿一般铺装道路直线前进行驶的场景中产生的侧倾率RV大部分收敛于第1速度区域RV1。
第2速度区域RV2是侧倾率RV超过速度阈值RVth(|RV-速度阈值RVth|>0)的速度区域。因此,例如在车辆10沿曲线道路行驶等行驶场景中产生的侧倾率RV到达第2速度区域RV2。
此外,作为速度阈值RVth,通过实验和模拟等来评价侧倾率RV的概率密度函数,参照该评价结果并考虑分别出现在第1速度区域RV1及第2速度区域RV2内的侧倾率RV的分配比例满足预先确定的分配比例的情况等,从而设定适当的值即可。
如图4D所示,第1速度区域RV1内的侧倾目标载荷图82的侧倾目标载荷特性具有不管侧倾率RV的变化如何都使侧倾目标载荷RTL取固定值(零)的特性。即,当侧倾率RV处于第1速度区域RV1(-RVth<RV<RVth)的范围内时,与其对应的侧倾目标载荷RTL也成为零。
相对于此,如图4D所示,第2速度区域RV2内的侧倾目标载荷图82的侧倾目标载荷特性具有以下特性:随着侧倾率RV指向伸长侧并变大,指向缩短侧的侧倾目标载荷RTL以无穷等比级数的方式变大;另一方面,随着侧倾率RV指向缩短侧并变大,指向伸长侧的侧倾目标载荷RTL以无穷等比级数的方式变大。
一次乘法部85使由R增益设定部81设定的R增益与由侧倾目标载荷计算部83计算出的侧倾目标载荷RTL的值相乘。一次乘法部85的乘法结果被发送至二次乘法部90。
ABS转换部77将由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息进行绝对值转换。由ABS转换部77进行绝对值转换后的簧上速度SV的信息被发送至第1限制比例计算部79。
第1限制比例计算部79如上所述计算与簧上速度SV相应的第1限制比例LR1的值。
由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值被发送至二次乘法部90。
二次乘法部90使一次乘法部85的乘法结果与由第1限制比例计算部79得到的第1限制比例LR1的值(或由第2限制比例计算部89得到的第2限制比例LR2的值)相乘。二次乘法部90的乘法结果被发送至加法部91(详见后述)。
加法部91使属于弹起目标值运算部47的二次乘法部70的乘法结果(弹起目标值)、属于俯仰目标值运算部48的二次乘法部80的乘法结果(俯仰目标值)、和属于侧倾目标值运算部49的二次乘法部90的乘法结果(侧倾目标值)相加。
加法部91构成本发明的“驱动控制部45”的一部分。
加法部91的加法结果、即统合与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值而得到的统合目标载荷被发送至设于FL(前左)、FR(前右)、RL(后左)和RR(后右)的各轮上的电磁致动器13。
〔第1电动悬架装置11A的动作〕
接着,参照图5对本发明的第1实施方式的第1电动悬架装置11A的动作进行说明。图5是用于进行本发明的第1实施方式的第1电动悬架装置11A的动作说明的流程图。
在图5所示的步骤S11中,第1载荷控制ECU15A的信息获取部41获取由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角信号作为与行程位置相关的时序信息,并通过对与行程位置相关的时序信息进行时间微分来获取簧上速度SV的信息。
另外,信息获取部41获取俯仰率PV、侧倾率RV、对角轮簧上速度差SD的信息。
进一步地,信息获取部41获取车速VS、电磁致动器13的行程位置、与电动马达31相关的马达电流的信息。
由信息获取部41获取的簧上速度SV、俯仰率PV、侧倾率RV、对角轮簧上速度差SD、车速VS、电磁致动器13的行程位置、与电动马达31相关的马达电流的信息被分别发送至目标载荷运算部43。
在步骤S12中,属于第1载荷控制ECU15A的目标载荷运算部43的弹起目标值运算部47基于簧上速度SV运算车辆10的弹起姿势控制用的弹起目标值。
详细来说,在弹起目标值运算部47中,一次乘法部55使由B增益设定部51设定的B增益与由弹起目标载荷计算部53计算出的弹起目标载荷BTL的值相乘。一次乘法部55的乘法结果被发送至二次乘法部70。
选择部65根据规定流程从由Ten增益设定部61设定的Ten增益、由Comp增益设定部63设定的Comp增益、或簧上速度SV的各信息中选择一个信息。由选择部65选择的信息被发送至二次乘法部70。
二次乘法部70使一次乘法部55的乘法结果与由选择部65选择的信息相乘。由此,能够通过弹起目标值运算部47的运算而获得弹起目标值。二次乘法部70的乘法结果(弹起目标值)被发送至加法部91。
在步骤S13中,属于第1载荷控制ECU15A的目标载荷运算部43的俯仰目标值运算部48基于俯仰率PV运算车辆10的俯仰姿势控制用的俯仰目标值。
详细来说,在俯仰目标值运算部48中,一次乘法部75使由P增益设定部71设定的P增益与由俯仰目标载荷计算部73计算出的俯仰目标载荷PTL的值相乘。一次乘法部75的乘法结果被发送至二次乘法部80。
第1限制比例计算部79计算与簧上速度SV相应的第1限制比例LR1的值。由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值被发送至二次乘法部80。
二次乘法部80使一次乘法部75的乘法结果与由第1限制比例计算部79得到的第1限制比例LR1的值(或由第2限制比例计算部89得到的第2限制比例LR2的值)相乘。由此,能够通过俯仰目标值运算部48的运算而获得俯仰目标值。二次乘法部80的乘法结果(俯仰目标值)被发送至加法部91。
在步骤S14中,属于第1载荷控制ECU15A的目标载荷运算部43的侧倾目标值运算部49基于侧倾率RV运算车辆10的侧倾姿势控制用的侧倾目标值。
详细来说,在侧倾目标值运算部49中,一次乘法部85使由R增益设定部81设定的R增益与由侧倾目标载荷计算部83计算出的侧倾目标载荷RTL的值相乘。一次乘法部85的乘法结果被发送至二次乘法部90。
第1限制比例计算部79如上所述计算与簧上速度SV相应的第1限制比例LR1的值。由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值被发送至二次乘法部90。
二次乘法部90使一次乘法部85的乘法结果与由第1限制比例计算部79得到的第1限制比例LR1的值(或由第2限制比例计算部89得到的第2限制比例LR2的值)相乘。由此,能够通过侧倾目标值运算部49的运算而获得侧倾目标值。二次乘法部90的乘法结果(侧倾目标值)被发送至加法部91。
在步骤S15中,属于第1载荷控制ECU15A的驱动控制部45的加法部91使属于弹起目标值运算部47的二次乘法部70的乘法结果(弹起目标值)、属于俯仰目标值运算部48的二次乘法部80的乘法结果(俯仰目标值)、和属于侧倾目标值运算部49的二次乘法部90的乘法结果(侧倾目标值)相加。由此,计算通过统合与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值而得到的统合目标载荷。
在步骤S16中,第1载荷控制ECU15A的驱动控制部45根据在步骤S15中计算出的统合目标载荷来执行电磁致动器13的驱动控制。
根据第1电动悬架装置11A,通过在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行电磁致动器13的驱动控制,能够恰当抑制车辆10的举动变化。
〔第2电动悬架装置11B所具备的第2载荷控制ECU15B的主要部分的构成〕
接着,适当参照图6A~图6C对本发明的第2实施方式的第2电动悬架装置11B所具备的第2载荷控制ECU15B的主要部分的构成进行说明。
图6A是概念性地表示第2电动悬架装置11B所具备的第2载荷控制ECU15B的主要部分的构成的图。图6B是概念性地表示根据对角轮簧上速度差SD而变化的侧倾及俯仰统合目标载荷PRTL的关系的PR统合目标载荷图104的说明图。图6C是概念性地表示根据侧倾率RV与俯仰率PV的差量而变化的第3限制比例LR3的关系的第3限制比例图表116的说明图。图6D是概念性地表示根据车速VS而变化的第4限制比例LR4的关系的第4限制比例图表120的说明图。
第2电动悬架装置11B所具备的第2载荷控制ECU15B具备弹起目标值运算部47、PR统合目标值运算部101及加法部125。
此外,属于第2载荷控制ECU15B的弹起目标值运算部47具备与属于第1载荷控制ECU15A的弹起目标值运算部47相同的内部构成。因此,关于属于第2载荷控制ECU15B的弹起目标值运算部47的内部构成,省略其说明。
〔PR统合目标值运算部101的内部构成〕
PR统合目标值运算部101以获得能够恰当保持俯仰姿势及侧倾姿势这两者的PR统合目标值为目的。
本案发明人在进行第1电动悬架装置11A的研究开发的过程中,为了平衡性高地进行与俯仰姿势及侧倾姿势相关的抑制控制而对应该采用怎样的技术手段进行了锐意研究。
因此,想到了若采用对角轮簧上速度差SD作为能够将与俯仰姿势及侧倾姿势相关的抑制控制统一执行的参数怎么样。
另外,通过使用俯仰率PV及侧倾率RV的信息,发现能够恰当进行与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡调整。
而且,使用对角轮簧上速度差SD作为参数进行与俯仰姿势及侧倾姿势相关的抑制控制,并且使用俯仰率PV及侧倾率RV的信息进行与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡调整,由此,完成了能够达成平衡性高地进行与俯仰姿势及侧倾姿势相关的抑制控制的这个目的的第2实施方式的发明。
为了达成上述目的,PR统合目标值运算部101构成为具备ABS转换部77、第1限制比例计算部79、俯仰及侧倾增益(PR增益)设定部103、PR统合目标载荷计算部105、伸长侧增益(Ten增益)设定部107、缩短侧增益(Comp增益)设定部109、选择部111、一次乘法部113、减法部115、第3限制比例计算部117、二次乘法部119、第4限制比例计算部121及三次乘法部123。
ABS转换部77将由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息进行绝对值转换。由ABS转换部77进行绝对值转换后的簧上速度SV的信息被发送至第1限制比例计算部79。
第1限制比例计算部79计算与簧上速度SV相应的第1限制比例LR1的值。由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值被发送至二次乘法部119。
在PR增益设定部103中设定规定的俯仰及侧倾增益(PR增益)。由PR增益设定部103设定的PR增益被发送至一次乘法部113。
PR统合目标载荷计算部105计算与对角轮簧上速度差SD相应的PR统合目标载荷PRTL的值。当进行该计算时,PR统合目标载荷计算部105参照由信息获取部41获取的对角轮簧上速度差SD的信息及概念性地表示根据对角轮簧上速度差SD而变化的PR统合目标载荷PRTL的关系(PR统合目标载荷特性)的PR统合目标载荷图(参照图6A及图6B)104。由PR统合目标载荷计算部105计算出的PR统合目标载荷PRTL的值被发送至一次乘法部113。
此外,关于PR统合目标载荷图104的存储内容,也可以使用衰减力控制电流的目标值来代替PR统合目标载荷PRTL的值。
在此,参照图6B对PR统合目标载荷图104的PR统合目标载荷特性进行说明。
如将图6B的横轴划分后所示,PR统合目标载荷图104的对角轮簧上速度差SD的变化区域由第1速度区域SD1及第2速度区域SD2构成。图6B的横轴所示的对角轮簧上速度差SD中的、超过0的区域表示伸长侧的速度差,另一方面,低于0的区域表示缩短侧的速度差。
伸长侧的速度差是指与对角轮簧上速度差SD相关的差量速度的方向指向伸长侧。另外,缩短侧的速度差是指与对角轮簧上速度差SD相关的差量速度的方向指向缩短侧。
第1速度区域SD1是对角轮簧上速度差SD落在速度差阈值SDth以下(|SD-SDth|≤0)的速度区域。速度差阈值SDth是用于划分对角轮簧上速度差SD的所有速度区域中的常用速度区域的阈值。因此,在沿一般铺装道路行驶的场景中产生的对角轮簧上速度差SD大部分收敛于第1速度区域SD1。
第2速度区域SD2是对角轮簧上速度差SD超过速度差阈值SDth(|SD-SDth|>0)的速度区域。因此,例如在车辆10沿崎岖地形行驶等严酷的行驶场景中产生的对角轮簧上速度差SD到达第2速度区域SD2。
此外,作为速度差阈值SDth,通过实验和模拟等来评价对角轮簧上速度差SD的概率密度函数,参照该评价结果并考虑分别出现在第1速度区域SD1及第2速度区域SD2内的对角轮簧上速度差SD的分配比例满足预先确定的分配比例的情况等,从而设定适当的值即可。
如图6B所示,第1速度区域SD1内的PR统合目标载荷图104的PR统合目标载荷特性具有不管对角轮簧上速度差SD的变化如何都使PR统合目标载荷PRTL取固定值(零)的特性。即,当对角轮簧上速度差SD处于第1速度区域SD1(-SDth<SD<SDth)的范围内时,与其对应的PR统合目标载荷PRTL也成为零。
相对于此,如图6B所示,第2速度区域SD2内的PR统合目标载荷图104的PR统合目标载荷特性具有以下特性:随着对角轮簧上速度差SD指向伸长侧并变大,指向缩短侧的PR统合目标载荷PRTL以无穷等比级数的方式变大;另一方面,随着对角轮簧上速度差SD指向缩短侧并变大,指向伸长侧的PR统合目标载荷PRTL以无穷等比级数的方式变大。
在Ten增益设定部107中设定与对角轮簧上速度差SD相关的规定的伸长侧增益(Ten增益)。由Ten增益设定部107设定的Ten增益被发送至选择部111。
在Comp增益设定部109中设定与对角轮簧上速度差SD相关的规定的缩短侧增益(Comp增益)。由Comp增益设定部109设定的Comp增益被发送至选择部111。
选择部111根据规定流程从由Ten增益设定部107设定的Ten增益、由Comp增益设定部109设定的Comp增益、或对角轮簧上速度差SD的各信息中选择一个信息。由选择部111选择的信息被发送至一次乘法部113。
一次乘法部113使由PR增益设定部103设定的PR增益、由PR统合目标载荷计算部105计算出的PR统合目标载荷PRTL的值与由选择部111选择的信息相乘。一次乘法部113的乘法结果被发送至二次乘法部119。
减法部115从侧倾率RV的值中减去俯仰率PV的值。减法部115的减法结果即俯仰与侧倾率之差(RV-PV)被发送至ABS转换部77。当进行与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡调整时,参照该减法结果(RV-PV)。
此外,在以下说明中,有时将“俯仰与侧倾率之差”简称为“PR比率差”。
ABS转换部77将减法部115的减法结果即PR比率差(RV-PV)进行绝对值转换。由ABS转换部77进行绝对值转换后(ABS转换后)的ABSPR比率差(|RV-PV|=ABSPR)的信息被发送至第3限制比例计算部117。
第3限制比例计算部117计算与ABSPR比率差(ABSPR)相应的第3限制比例LR3的值。当计算第3限制比例LR3时,第3限制比例计算部117参照ABSPR比率差(ABSPR)的信息及第3限制比例图表(参照图6C)116。第3限制比例图表116是概念性地表示根据ABSPR比率差(ABSPR)而变化的电磁致动器13的与伸缩控制量相关的限制比例的关系的图表。
由第3限制比例计算部117计算出的第3限制比例LR3的值被发送至二次乘法部119。
在此,参照图6C对第3限制比例计算部117进行说明。
如图6C所示,第3限制比例图表116的ABSPR比率差(ABSPR)的变化区域隔着规定的速度阈值PRth按照升序由第1速度区域PR1及第2速度区域PR2总计两个速度区域构成。
规定的速度阈值PRth是用于在图6C的横轴所示的ABSPR比率差(ABSPR)中判断俯仰率PV和侧倾率RV中的哪一个处于优先顺位(与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡是否崩溃)的阈值。
在与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡崩溃的情况下,ABSPR比率差(ABSPR)取图6C所示的横轴中的0附近或最大值附近的值。
另一方面,在与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡被保持的情况下,ABSPR比率差(ABSPR)取图6C所示的横轴中的规定的速度阈值PRth附近的值。
因此,在第3限制比例图表116中,如图6C所示,在与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡崩溃的情况下,第3限制比例LR3的值取接近最大值即(1)的值。另一方面,在与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡被保持的情况下,第3限制比例LR3的值取接近最小值即(0.5)的值。
像这样构成的主旨是:在与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡崩溃的情况下,提高基于对角轮簧上速度差SD获得的PR统合目标载荷PRTL对于最终的目标载荷的贡献度;另外,在与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡被保持的情况下,降低基于对角轮簧上速度差SD的PR统合目标载荷PRTL对于最终的目标载荷的贡献度。
二次乘法部119使由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值、一次乘法部113的乘法结果与由第3限制比例计算部117计算出的第3限制比例LR3的值相乘。二次乘法部119的乘法结果被发送至三次乘法部123。
然后,输入了车速VS的ABS转换部77将车速VS进行绝对值转换。由ABS转换部77进行绝对值转换后的车速VS的信息被发送至第4限制比例计算部121。
如图6D所示,第4限制比例计算部121计算与车速VS相应的第4限制比例LR4的值。当计算第4限制比例LR4时,第4限制比例计算部121参照车速VS的信息及第4限制比例图表(参照图6D)120。第4限制比例图表120是概念性地表示根据车速VS而变化的电磁致动器13的与伸缩控制量相关的限制比例的关系的图表。
由第4限制比例计算部121计算出的第4限制比例LR4的值被发送至三次乘法部123。
在此,参照图6D对第4限制比例图表120进行说明。
如图6D所示,第4限制比例图表120的车速VS的变化区域按照车速VS的升序由第1速度区域VS1、第2速度区域VS2及第3速度区域VS3总计三个速度区域构成。
第1速度区域VS1是车速VS落在第1速度阈值VSth1以下(|VS-VSth1|≤0)时的速度区域。第1速度阈值VSth1是用于划分车速VS的所有速度区域中的低速度区域的上限阈值。
第2速度区域VS2及第3速度区域VS3两者均是车速VS超过第1速度阈值VSth1(|VS-VSth1|>0)并分别到达中速度和高速度时的速度区域。
另一方面,作为与车速VS的速度区域对应的第4限制比例LR4的值,如图6D的纵轴所示,分别设定有固定值(0.8)、可变值(0.8<LR4<1)及固定值(1)。
在图6D的例子中,属于第1速度区域VS1的车速VS的各值能够置换成第4限制比例LR4的固定值(0.8)。
像这样构成的主旨是,在车速VS比较低的区域即第1速度区域VS1内,通过基于第4限制比例LR4进行规定限制而对由PR统合目标载荷计算部105计算出的PR统合目标载荷PRTL的特性值进行降低修正并以进行使用。
另外,例如属于第2速度区域VS2的车速VS的各值经由将第4限制比例LR4的固定值(0.8)~(1)之间连结的规定的线性函数而以一对一的方式置换成属于与车速VS的值相应的(0.8~1)的范围的值。例如,第1速度阈值VSth1能够置换成第4限制比例LR4的固定值(0.8)。另外,第2速度阈值VSth2能够置换成第4限制比例LR4的固定值(1)。
像这样构成的主旨是,在车速VS比较中等的区域即第2速度区域VS2内,通过分配具有随着车速VS提高而第4限制比例LR4的值递增的线性特性的可变值,使PR统合目标载荷PRTL的特性值随着车速VS提高而递增以进行使用。
进一步地,例如属于第3速度区域VS3的车速VS的各值能够置换成第4限制比例LR4的固定值(1)。
像这样构成的主旨是,在车速VS比较高的区域即第3速度区域VS3内,通过不进行基于第4限制比例LR4的规定限制而保持由PR统合目标载荷计算部105计算出的PR统合目标载荷PRTL的特性值以直接进行使用。
三次乘法部123使二次乘法部119的乘法结果与由第4限制比例计算部121计算出的第4限制比例LR4的值相乘。三次乘法部123的乘法结果被发送至加法部125。
加法部125使属于弹起目标值运算部47的二次乘法部70的乘法结果与属于PR统合目标值运算部101的三次乘法部123的乘法结果相加。
加法部125构成本发明的“驱动控制部45”的一部分。
加法部125的加法结果、即统合与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值而得到的统合目标载荷被发送至设于FL(前左)、FR(前右)、RL(后左)和RR(后右)的各轮上的电磁致动器13。
〔第2电动悬架装置11B的动作〕
接着,参照图7对本发明的第2实施方式的第2电动悬架装置11B的动作进行说明。图7是用于进行本发明的第2实施方式的第2电动悬架装置11B的动作说明的流程图。
在图7所示的步骤S21中,第2载荷控制ECU15B的信息获取部41以与图5所示的步骤S11同样的要领分别获取簧上速度SV、俯仰率PV、侧倾率RV、对角轮簧上速度差SD、车速VS、电磁致动器13的行程位置、与电动马达31相关的马达电流的信息。
由信息获取部41获取的上述信息被分别发送至目标载荷运算部43。
在步骤S22中,属于第2载荷控制ECU15B的目标载荷运算部43的弹起目标值运算部47以与图5所示的步骤S12同样的要领基于簧上速度SV运算车辆10的弹起姿势控制用的弹起目标值。弹起目标值的运算结果被发送至加法部91。
在步骤S23中,第2载荷控制ECU15B的PR统合目标值运算部101基于对角轮簧上速度差SD运算车辆10的与俯仰姿势及侧倾姿势相关的抑制控制用的PR统合目标值。
详细来说,在PR统合目标值运算部101中,一次乘法部113使由PR增益设定部103设定的PR增益、由PR统合目标载荷计算部105计算出的PR统合目标载荷PRTL的值与由选择部111选择的信息相乘。一次乘法部113的乘法结果被发送至二次乘法部119。
第3限制比例计算部117计算与ABSPR比率差(ABSPR)相应的第3限制比例LR3的值。由第3限制比例计算部117计算出的第3限制比例LR3的值被发送至二次乘法部119。
二次乘法部119使由第1限制比例计算部79计算出的第1限制比例LR1的值、一次乘法部113的乘法结果与由第3限制比例计算部117计算出的第3限制比例LR3的值相乘。二次乘法部119的乘法结果被发送至三次乘法部123。
三次乘法部123使二次乘法部119的乘法结果与由第4限制比例计算部121计算出的第4限制比例LR4的值相乘。由此,能够通过PR统合目标值运算部101的运算而获得PR统合目标值。三次乘法部123的乘法结果(PR统合目标值)被发送至加法部125。
在步骤S25中,属于第2载荷控制ECU15B的驱动控制部45的加法部125使属于弹起目标值运算部47的二次乘法部70的乘法结果(弹起目标值)与通过PR统合目标值运算部101的运算而得到的PR统合目标值相加。由此,计算通过统合与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值而得到的统合目标载荷。
在步骤S26中,第2载荷控制ECU15B的驱动控制部45根据在步骤S25中计算出的统合目标载荷来执行电磁致动器13的驱动控制。
根据第2电动悬架装置11B,通过在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行电磁致动器13的驱动控制,能够恰当抑制车辆10的举动变化。
〔本发明的电动悬架装置11的作用效果〕
基于第1观点的电动悬架装置11的前提是具备致动器(电磁致动器13)的电动悬架装置11,该致动器设于车辆10的车身与车轮之间,并产生用于使车身的振动衰减的衰减力。
基于第1观点的电动悬架装置11具备:信息获取部41,其分别获取车辆10的簧上速度SV、俯仰率PV、侧倾率RV的信息;弹起目标值运算部47,其基于簧上速度SV运算该车辆10的弹起姿势控制用的弹起目标值;俯仰目标值运算部48,其基于俯仰率PV运算该车辆10的俯仰姿势控制用的俯仰目标值;侧倾目标值运算部49,其基于侧倾率RV运算该车辆10的侧倾姿势控制用的侧倾目标值;和驱动控制部45,其使用基于所述弹起目标值、所述俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制。
在基于第1观点的电动悬架装置11中,信息获取部41分别获取车辆10的簧上速度SV、俯仰率PV、侧倾率RV的信息。弹起目标值运算部47基于簧上速度SV运算该车辆10的弹起姿势控制用的弹起目标值。俯仰目标值运算部48基于俯仰率PV运算该车辆10的俯仰姿势控制用的俯仰目标值。侧倾目标值运算部49基于侧倾率RV运算该车辆10的侧倾姿势控制用的侧倾目标值。
驱动控制部45使用基于所述弹起目标值、所述俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制。
根据基于第1观点的电动悬架装置11,通过在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行电磁致动器13的驱动控制,能够恰当抑制车辆10的举动变化。
另外,关于基于第2观点的电动悬架装置11,在基于第1观点的电动悬架装置11中,俯仰目标值运算部48基于簧上速度SV的信息来修正作为所述运算结果的俯仰目标值。另外,侧倾目标值运算部49基于簧上速度SV的信息来修正作为所述运算结果的侧倾目标值。
驱动控制部45也可以采用使用基于所述弹起目标值与所述修正后的俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制的构成。
在基于第2观点的电动悬架装置11中,俯仰目标值运算部48基于簧上速度SV的信息来修正作为所述运算结果的俯仰目标值相当于以下处理:在图4A所示的俯仰目标值运算部48中,二次乘法部80使一次乘法部75的乘法结果(俯仰目标值候补)与由第1限制比例计算部79得到的第1限制比例LR1的值(或由第2限制比例计算部89得到的第2限制比例LR2的值)相乘。
通过基于簧上速度SV的信息修正俯仰目标值,例如能够在簧上速度SV大的情况下降低俯仰目标值。其结果是,例如即使在簧上速度SV大的情况下,也能抑制过度进行俯仰姿势控制的情况。
另外,在基于第2观点的电动悬架装置11中,侧倾目标值运算部49基于簧上速度SV的信息来修正作为所述运算结果的侧倾目标值相当于以下处理:在图4A所示的侧倾目标值运算部49中,二次乘法部90使一次乘法部85的乘法结果(侧倾目标值候补)与由第1限制比例计算部79得到的第1限制比例LR1的值(或由第2限制比例计算部89得到的第2限制比例LR2的值)相乘。
通过基于簧上速度SV的信息修正侧倾目标值,例如能够在簧上速度SV大的情况下降低侧倾目标值。其结果是,例如即使在簧上速度SV大的情况下,也能抑制过度进行侧倾姿势控制的情况。
根据基于第2观点的电动悬架装置11,由于驱动控制部45使用基于所述弹起目标值与所述修正后的俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制,所以除了基于第1观点的电动悬架装置11的所述作用效果之外,例如即使在簧上速度SV大的情况下,也能抑制过度进行俯仰姿势控制和侧倾姿势控制的情况。
另外,基于第3观点的电动悬架装置11与基于第1观点的电动悬架装置11同样地,前提是具备致动器(电磁致动器13)的电动悬架装置11,该致动器设于车辆10的车身与车轮之间,并产生用于使车身的振动衰减的衰减力。
基于第3观点的电动悬架装置11具备:信息获取部41,其分别获取车辆10的簧上速度SV及对角轮簧上速度差SD;弹起目标值运算部47,其基于簧上速度SV运算该车辆10的弹起姿势控制用的弹起目标值;俯仰目标值运算部48,其基于对角轮簧上速度差SD运算该车辆10的俯仰姿势控制用的俯仰目标值;侧倾目标值运算部49,其基于对角轮簧上速度差SD运算该车辆10的侧倾姿势控制用的侧倾目标值;和驱动控制部45,其使用基于所述弹起目标值、所述俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制。
基于第1观点的电动悬架装置11与基于第3观点的电动悬架装置11的主要不同点是,在基于第3观点的电动悬架装置11中,俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自基于共同的对角轮簧上速度差SD代替各个单独的参数(俯仰率PV和侧倾率RV)来分别运算俯仰目标值、侧倾目标值。
根据基于第3观点的电动悬架装置11,与基于第1观点的电动悬架装置11同样地,通过在考虑与弹起姿势、俯仰姿势、侧倾姿势相关的所有控制目标值的情况下进行电磁致动器13的驱动控制,能够恰当抑制车辆10的举动变化。
另外,根据基于第3观点的电动悬架装置11,由于俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自基于共同的对角轮簧上速度差SD分别运算俯仰目标值、侧倾目标值,所以与需要各个单独的控制参数(俯仰率PV和侧倾率RV)的基于第1观点的电动悬架装置11相比,在减少控制参数方面能够谋求构成的简化。
另外,关于基于第4观点的电动悬架装置11,在基于第3观点的电动悬架装置11中,信息获取部41还获取俯仰率PV及侧倾率RV的信息。俯仰目标值运算部48基于俯仰率PV及侧倾率RV中顺位更优先的信息来修正作为所述运算结果的俯仰目标值。另外,侧倾目标值运算部49基于俯仰率PV及侧倾率RV中顺位更优先的信息来修正作为所述运算结果的侧倾目标值。
驱动控制部45也可以采用使用基于所述弹起目标值与所述修正后的俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制的构成。
在基于第4观点的电动悬架装置11中,俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自基于俯仰率PV及侧倾率RV中顺位更优先的信息来分别修正作为所述运算结果的俯仰目标值和侧倾目标值。
在此,俯仰率PV及侧倾率RV中的某一个处于优先顺位意味着与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡崩溃。另外,俯仰率PV及侧倾率RV中顺位更优先的信息是指与俯仰姿势及侧倾姿势相关的平衡崩溃后的影响力较大的信息。
根据基于第4观点的电动悬架装置11,由于俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自基于俯仰率PV及侧倾率RV中顺位更优先的信息来分别修正作为所述运算结果的俯仰目标值和侧倾目标值,所以除了基于第3观点的电动悬架装置11的作用效果之外,还能及时且准确地掌握车辆10的举动变化,从而提高恰当抑制车辆10的举动变化的效果。
另外,关于基于第5观点的电动悬架装置11,在基于第3观点的电动悬架装置11中,信息获取部41还获取该车辆10的车速VS的信息。俯仰目标值运算部48基于车速VS修正作为所述运算结果的俯仰目标值,以使其值随着车速VS变高而变大。另外,侧倾目标值运算部49基于车速VS修正作为所述运算结果的侧倾目标值,以使其值随着车速VS变高而变大。
驱动控制部45也可以采用使用基于所述弹起目标值与所述修正后的俯仰目标值及所述侧倾目标值的合计值而得到的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制的构成。
在基于第5观点的电动悬架装置11中,俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自分别修正作为所述运算结果的俯仰目标值和侧倾目标值,以使它们的值随着车速VS变高而变大。
在此,与俯仰姿势及侧倾姿势分别相关的举动变化随着车速VS变高而变大。
因此,通过由俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自分别修正俯仰目标值和侧倾目标值以使它们的值随着车速VS变高而变大,抑制了与俯仰姿势及侧倾姿势分别相关的举动变化。
根据基于第5观点的电动悬架装置11,由于俯仰目标值运算部48、侧倾目标值运算部49各自分别修正俯仰目标值和侧倾目标值,以使它们的值随着车速VS变高而变大,所以除了基于第3观点的电动悬架装置11的作用效果之外,还能提高抑制与俯仰姿势及侧倾姿势分别相关的举动变化的效果。
〔其它实施方式〕
以上所说明的多个实施方式是本发明的具体化示例。因此,不应由这些实施方式限定性地解释本发明的技术范围。这是由于本发明能够在不脱离其要旨或其主要特征的情况下以各种各样的方式实施。
例如,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为相当于本发明的致动器的部件,例示了将电动马达31的旋转驱动力沿上下行程方向转换并使其发挥作用的电磁致动器13来进行说明,但本发明并不限定于该例子。
作为相当于本发明的致动器的部件,也可以应用例如日本特开2015-47906号公报所示的单管式(脱碳(de-carbon)式)的公知的衰减力可变式阻尼器。该衰减力可变式阻尼器相对于填充有MRF(磁粘性流体)的圆筒状液压缸以能够沿轴向滑动的方式插入有活塞杆。安装在活塞杆前端的活塞将液压缸内划分成上部油室和下部油室。在该活塞上设有使上部油室与下部油室连通的连通路、和位于该连通路的内侧的MLV线圈。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性而列举了图4B所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性并不特别限定,也可以适当采用所需的弹起目标载荷特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为俯仰目标载荷图72的俯仰目标载荷特性而列举了图4C所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为俯仰目标载荷图72的俯仰目标载荷特性并不特别限定,也可以适当采用所需的俯仰目标载荷特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为侧倾目标载荷图82的侧倾目标载荷特性而列举了图4D所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为侧倾目标载荷图82的侧倾目标载荷特性并不特别限定,也可以适当采用所需的侧倾目标载荷特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为PR统合目标载荷图104的PR统合目标载荷特性而列举了图6B所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为PR统合目标载荷图104的PR统合目标载荷特性并不特别限定,也可以适当采用所需的PR统合目标载荷特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为第1限制比例图表78、88的限制比例特性而列举了图4E、图4F所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为第1限制比例图表78、88的限制比例特性并不特别限定,也可以适当采用所需的限制比例特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为第3限制比例图表116的第3限制比例特性而列举了图6C所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为第3限制比例图表116的第3限制比例特性并不特别限定,也可以适当采用所需的限制比例特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,作为第4限制比例图表120的第4限制比例特性而列举了图6D所示的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。
在本发明中,作为第4限制比例图表120的第4限制比例特性并不特别限定,也可以适当采用所需的限制比例特性。
另外,在本发明的电动悬架装置11的说明中,列举了将电磁致动器13在前轮(左前轮和右前轮)及后轮(左后轮和右后轮)双方上总计配置有四个的例子进行说明,但本发明并不限定于该例子。也可以采用将电磁致动器13在前轮或后轮中的任一方上总计配置有两个的构成。
最后,在本发明的电动悬架装置11的说明中,提及了分别独立进行多个电磁致动器13的驱动控制的驱动控制部45。
具体而言,驱动控制部45也可以将四个车轮分别具备的电磁致动器13的驱动控制针对各轮分别独立进行。
另外,也可以将四个车轮分别具备的电磁致动器13的驱动控制针对各前轮侧及后轮侧分别独立进行,还可以将其针对各左轮侧及右轮侧分别独立进行。
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