电动悬架装置

文档序号:884 发布日期:2021-09-17 浏览:53次 英文

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 于轮速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; 目标电流设定机构,其基于基本输入量来设定目标电流;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,且不管设定于悬架的主销后倾角如何,都能适当控制致 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,如该专利文献1的图 12和0080段所示,衰减力基值计算部基于所输入的簧上速度通过参 照簧上速度-衰减力图而(考虑了后段所述的修正)计算衰减力基准 值。在此处参照的簧上速度-衰减力图中,在簧上速度的方向于伸长 侧与缩短侧之间切换的切换点附近的速度区域内,设定有衰减力基 准值为零的无反应区。

在专利文献1的电动悬架装置中,因为处于切换点附近的速度 区域内的簧上速度的值常常包含误差等理由,所以在切换点附近的 速度区域内设定无反应区,并将成为固定值(零)的衰减力基准值 相对于进入该无反应区的簧上速度的值建立关联。由此,即使在簧上速度的值包含误差的情况下,也尽可能地排除了因该误差而来的 衰减力控制的误动作。

然而,像专利文献1的电动悬架装置那样,簧上速度在切换点 附近的速度区域内设定无反应区,进行将成为固定值(零)的衰减 力基准值相对于处于该速度区域内的簧上速度的值建立关联的运 算,并使用作为该运算结果的衰减力基准值进行致动器的驱动控制, 在该情况下,即使假设进入无反应区的簧上速度的值是高精度的值, 也没有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 即使是在簧上速度的切换点附近的速度区域内设定无反应区的情况 下也能恰当抑制车辆的举动变化的电动悬架装置。

为了达成上述目的,本发明(1)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及簧上加速度的信息;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;和驱动控制部,其使用基于所述弹起目标值而获得的控制目标 载荷来进行所述致动器的驱动控制,所述弹起目标值运算部具有将 所述弹起目标值相对于所述簧上速度建立关联的函数,在该函数中 设定有使固定值作为所述弹起目标值相对于属于规定的速度区域内 的所述簧上速度的变化而建立关联的无反应区,该规定的速度区域 包括所述簧上速度的方向在伸长侧与缩短侧之间切换的切换点,所 述弹起目标值运算部基于所述簧上速度及所述簧上加速度的信息来 调整所述无反应区的宽度。

发明效果

根据本发明(1)的电动悬架装置,即使是在簧上速度的切换点 附近的速度区域内设定无反应区的情况下也能恰当抑制车辆的举动 变化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动悬架装置的整体构成图。

图2是本发明的实施方式的电动悬架装置所具备的电磁致动器 的局部剖视图。

图3是本发明的实施方式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实施方式的电动悬架装置所具 备的载荷控制ECU的内部构成的图。

图4B是在调整将弹起目标值相对于簧上速度建立关联的函数 中设定的无反应区的宽度时使用的簧上速度转换图的说明图。

图4C是在调整将弹起目标值相对于簧上速度建立关联的函数 中设定的无反应区的宽度时使用的簧上速度转换图的说明图。

图4D是概念性地表示根据簧上速度而变化的弹起目标载荷的 关系的基准弹起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弹起目标载荷的关 系的弹起目标载荷图的说明图。

图4F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5是用于进行本发明的实施方式的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

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

52 弹起目标载荷图(函数)

77 无反应区(deadband)

SV 簧上速度

SA 簧上加速度

具体实施方式

以下,适当参照附图对本发明的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。

〔本发明的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。

如图1所示,本发明的实施方式的电动悬架装置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中的轴向尺寸。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。

在本发明的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(车身侧的减振柱部等)。

总之,电磁致动器13和车辆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而使欲从车轮侧传递至车身侧的振动衰 减。

〔载荷控制ECU15的内部构成〕

接着,参照图3对本发明的实施方式的电动悬架装置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是本发明的实施方式的电动悬架装置11所具备的载荷控制 ECU15的内部及周边部的构成图。

〔本发明的实施方式的电动悬架装置11〕

本发明的实施方式的电动悬架装置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PV、簧上 侧倾率RV、簧上加速度SA分别获取各自的时序信息。

簧上俯仰率PV及簧上侧倾率RV的信息例如由设于车辆10上 的陀螺仪传感器(未图示)获取即可。

簧上加速度SA的信息通过对簧上速度SV的信息进行时间微分 来获取即可。

另外,信息获取部41基于上述获取到的簧上速度SV的信息来 获取涉及簧上速度SV的方向指向伸长侧或缩短侧中的哪一侧的信 息。同样地,信息获取部41基于上述获取到的簧上加速度SA的信 息来获取涉及簧上加速度SA的方向指向伸长侧或缩短侧中的哪一侧的信息。

进一步地,信息获取部41通过对上述获取到的簧上速度SV的 信息进行绝对值转换来获取簧上速度绝对值|SV|的信息。

再进一步地,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、簧上俯仰率PV、簧上侧 倾率RV、簧上加速度SA、簧上速度SV的方向、簧上加速度SA的 方向、簧上速度绝对值|SV|、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具有基于由信息获取部41获 取的上述各种信息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、即目标载荷的功能。详细来说,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、簧上加速度SA的信息 等来运算车辆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 载荷的目标电流值。接着,驱动控制部45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,以使与电动马达31相关的马 达电流追随上述计算出的目标电流值。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。

〔电动悬架装置11所具备的载荷控制ECU15的主要部分的构 成〕

接着,适当参照图4A~图4F对本发明的实施方式的电动悬架装 置11所具备的载荷控制ECU15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实施方式的电动悬架装置11所 具备的载荷控制ECU15的主要部分的构成的图。图4B、图4C是在 调整将弹起目标值相对于簧上速度SV的绝对值|SV|建立关联的 函数中设定的无反应区77(参照图4E、图4F)的宽度时使用的簧 上速度转换图73的说明图。图4D~图4F是概念性地表示根据簧上 速度SV而变化的弹起目标载荷的关系的弹起目标载荷图52的说明 图。

电动悬架装置11所具备的载荷控制ECU15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69。 但是,关于俯仰目标值运算部48及侧倾目标值运算部49,由于与本 发明的关系不大,所以省略其详细说明。

〔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设定部(B增益设定部)51、簧上 速度转换部71、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67。

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。

簧上速度转换部71具有将具有线性特性的输入侧的簧上速度绝 对值|SV|in转换成具有非线性特性的输出侧的簧上速度绝对值| SV|out的功能。

当进行簧上速度SV的转换时,簧上速度转换部71适当参照涉 及由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息、涉及簧上加速度SA 的信息以及簧上速度转换图73(参照图4B)、75(参照图4C)。

簧上速度转换图73、75是在调整将弹起目标值相对于簧上速度 SV建立关联的函数(弹起目标载荷图52)中设定的无反应区77的 宽度时使用的图表。

此外,在以下说明中,当不特别需要区分簧上速度SV是否为绝 对值时,有时将“簧上速度绝对值|SV|”简称为“簧上速度SV”。

簧上速度转换部71基于涉及由信息获取部41获取的簧上速度SV的信息及涉及簧上加速度SA的信息而选择性地使用簧上速度转 换图73、75中的相应的一方来将具有线性特性的输入侧的簧上速度 SVin转换成具有非线性特性的输出侧的簧上速度SVout。

关于与簧上速度SV的转换相关的具体程序,详见后述。

涉及簧上速度SV的信息包括簧上速度SV、簧上速度SV的方 向、簧上速度绝对值|SV|的信息。

涉及簧上加速度SA的信息包括簧上加速度SA、簧上加速度SA 的方向、簧上加速度绝对值|SA|的信息。

由簧上速度转换部71转换后的输出侧的簧上速度SVout的值被 发送至弹起目标载荷计算部53。

在此,参照图4B对基准簧上速度转换图73的基准簧上速度转 换特性进行说明。此外,基准簧上速度是指作为基准的(用于将无 反应区77的宽度设定为规定值的)输出侧的簧上速度SVout。

如将图4B的横轴划分后所示,基准簧上速度转换图73的输入 侧的簧上速度SVin的变化区域由第1速度区域SV1、第2速度区域 SV2及第3速度区域SV3构成。

第1速度区域SV1是簧上速度SV落在基准边界速度阈值 SVth_Bbd以下(|SV-SVth_Bbd|≤0)的速度区域。基准边界速 度阈值SVth_Bbd是指用于规定簧上速度SV的所有速度区域中的无 反应区77的基准边界点的阈值。无反应区77的基准边界点在考虑 了作为基准的无反应区77的宽度(无反应区77的规定宽度)的情 况下适当设定。

第1速度区域SV1为了在进行车身振动的衰减力控制时抑制伴 随着衰减力控制所产生的“颠簸感”而设置。

此外,“颠簸感”是指从感觉上表达驾驶员感觉到属于簧上共 振频率范围及簧下共振频率范围中间的中间频率范围内的车身振动 时的印象。

在图4B所示的第1速度区域SV1内,基准簧上速度转换图73 具有不管输入侧的簧上速度SVin的变化如何都使输出侧的簧上速度SVout取固定值(零)的特性。即,当输入侧的簧上速度SVin处于 第1速度区域SV1(-SVth_Bbd<SV<SVth_Bbd)的范围内时,与 其对应的输出侧的簧上速度SVout也成为零。

图4B所示的第2、第3速度区域SV2、SV3是输入侧的簧上速 度SVin超过基准边界速度阈值SVth_Bbd(|SV-SVth_Bbd|>0) 的速度区域。

在第2速度区域SV2内,基准簧上速度转换图73具有以下特性: 除了输入侧的簧上速度SVin超过基准边界速度阈值SVth_Bbd并达 到输出侧的簧上速度SVout为止的过渡期,输出侧的簧上速度Svout 取的值大于输入侧的簧上速度SVin取的值(SVin<SVout)。

第2速度区域SV2为了在进行车身振动的衰减力控制时抑制伴 随着衰减力控制所产生的“轻飘感”而设置。

此外,“轻飘感”是指从感觉上表达驾驶员感觉到簧上共振频 率范围内的车身振动时的印象。

另外,在第3速度区域SV3内,基准簧上速度转换图73具有输 入侧的簧上速度SVin取的值为输出侧的簧上速度SVout同等以上 (SVin≥SVout)的特性。

第3速度区域SV3为了抑制伴随着对呈现出超过簧上共振频率 的比较快的簧上速度SV的车身振动进行的衰减力控制所产生的“不 平滑感”而设置。

此外,“不平滑感”是指从感觉上表达驾驶员感觉到衰减力控 制的执行过程中的车身振动时的印象。

此外,作为基准边界速度阈值SVth_Bbd,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、第2速度区域SV2及第3速度区域SV3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。

另一方面,参照图4C对调整用簧上速度转换图75的调整用簧 上速度转换特性进行说明。此外,调整用簧上速度是指在无反应区77的宽度调整中使用的输出侧的簧上速度SVout。

如将图4C的横轴划分后所示,调整用簧上速度转换图75的输 入侧的簧上速度SVin的变化区域由第1速度区域SV1、第2速度区 域SV2及第3速度区域SV3构成。

第1速度区域SV1是簧上速度SV落在调整用边界速度阈值 SVth_Abd以下(|SV-SVth_Abd|≤0)的速度区域。调整用边界 速度阈值SVth_Abd是指用于规定簧上速度SV的所有速度区域中的 无反应区77的调整用边界点的阈值。无反应区77的调整用边界点 在考虑了作为调整余量而优选的无反应区77的宽度的情况下适当设 定。

关于上述基准边界速度阈值SVth_Bbd和调整用边界速度阈值 SVth_Abd,如在图4C中将两者对比所示,后者SVth_Abd取与前者 SVth_Bbd相比仅小了相当于速度差ΔSVth的量的值。能够进行使无 反应区77的宽度仅缩窄相当于该速度差ΔSVth的量的调整。

在本发明的实施方式的电动悬架装置11中,当车辆10的举动 满足了规定的减振条件(详见后述)时,进行使无反应区77的宽度 与不满足所述减振条件时的无反应区77的宽度相比缩窄的调整。使 无反应区77的宽度缩窄的该调整通过代替基准簧上速度转换图73 而选择性地使用调整用簧上速度转换图75的调整用簧上速度转换特 性来进行。

在图4C所示的第1速度区域SV1内,调整用簧上速度转换图 75具有不管输入侧的簧上速度SVin的变化如何都使输出侧的簧上 速度SVout取固定值(零)的特性。即,当输入侧的簧上速度SVin 处于第1速度区域SV1(-SVth_Abd<SV<SVth_Abd)的范围内时, 与其对应的输出侧的簧上速度SVout也成为零。

图4C所示的第2、第3速度区域SV2、SV3是输入侧的簧上速 度SVin超过调整用边界速度阈值SVth_Abd(|SV-SVth_Abd|> 0)的速度区域。

在第2速度区域SV1内,调整用簧上速度转换图75具有以下特 性:除了输入侧的簧上速度SVin超过调整用边界速度阈值SVth_Abd 并达到输出侧的簧上速度SVout为止的过渡期,输出侧的簧上速度 Svout取的值大于输入侧的簧上速度SVin取的值(SVin<SVout)。

另一方面,在第3速度区域SV1内,调整用簧上速度转换图75 具有输入侧的簧上速度SVin取的值为输出侧的簧上速度SVout同等 以上(SVin≥SVout)的特性。

此外,作为调整用边界速度阈值SVth_Abd,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、第2速度区域SV2及第3速度区域SV3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。

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。当进行弹起目标载荷BTL的计算时,弹起目标载荷计 算部53参照由簧上速度转换部71转换后的输出侧的簧上速度SVout 的信息、簧上加速度SA的信息及弹起目标载荷图(参照图4D)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。

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4D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4D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11速度区域SV11及第12速度区域SV12构成。

第11速度区域SV11是图4D的横轴所示的簧上速度SV超过零 的伸长侧的速度区域。

如图4D所示,第11速度区域SV11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,第12速度区域SV12是图4D的横轴所示的簧上速 度SV低于零的缩短侧的速度区域。

如图4D所示,第12速度区域SV12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。

那么,这里要注意的一点是,弹起目标载荷计算部53在进行弹 起目标载荷BTL的计算时参照由簧上速度转换部71转换后的输出 侧的簧上速度SVout的信息及弹起目标载荷图52。

在作为簧上速度转换图例如选择了图4B所示的基准簧上速度 转换图73的情况下,弹起目标载荷计算部53使基准簧上速度转换 图73的基准簧上速度转换特性与图4D所示的弹起目标载荷图52的 弹起目标载荷特性相乘,由此计算具有图4E所示的那种弹起目标载 荷特性的弹起目标载荷BTL。

在图4E所示的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性中,当 观察弹起目标载荷图52的簧上速度SV的变化区域时,与图4D所 示的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性相比,在第11速度区 域SV11及第12速度区域SV12之间存在作为无反应区77的第13 速度区域SV13。

第13速度区域SV13是图4E的横轴所示的簧上速度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是与图4B所示的基准边界速度阈值SVth_Bbd对应的 速度阈值。

在图4E所示的第13速度区域SV13内,弹起目标载荷图52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13速度区域SV13(-SVth1 <SV<SVth1:无反应区77)的范围内时,与其对应的弹起目标载 荷BTL也成为零。

另一方面,在作为簧上速度转换图例如选择了图4C所示的调整 用簧上速度转换图75的情况下,弹起目标载荷计算部53使调整用 簧上速度转换图75的调整用簧上速度转换特性与图4D所示的弹起 目标载荷图52的弹起目标载荷特性相乘,由此计算具有图4F所示 的那种弹起目标载荷特性的弹起目标载荷BTL。

在图4F所示的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性中,与 图4E所示的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性同样地,在第 11速度区域SV11及第12速度区域SV12之间存在作为无反应区77 的第14速度区域SV14。

第14速度区域SV14是图4F的横轴所示的簧上速度SV落在第 2速度阈值SVth2以下(|SV-SVth2|≤0)的速度区域。第2速 度阈值SVth2设定为与第1速度阈值SVth1相比较小的值。也就是 说,图4F所示的弹起目标载荷图52的无反应区77的宽度与图4E 所示的弹起目标载荷图52的无反应区77的宽度相比缩窄。第2速 度阈值SVth2是与图4C所示的调整用边界速度阈值SVth_Abd对应 的速度阈值。

在图4F所示的第14速度区域SV14内,弹起目标载荷图52与 图4E所示的第13速度区域SV13的例子同样地具有不管簧上速度 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14速度区域SV14(-SVth2<SV<SVth2: 无反应区77)的范围内时,与其对应的弹起目标载荷BTL也成为零。

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67。

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67。

二次乘法部67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67的乘法结果被发送至加法部69(详见后 述)。

俯仰目标值运算部48如上所述基于簧上俯仰率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如上所述基于簧上侧倾率RV运算车辆10 的侧倾姿势控制用的侧倾目标值。

加法部69使属于弹起目标值运算部47的二次乘法部67的乘法 结果(弹起目标值)、俯仰目标值运算部48的运算结果(俯仰目标 值)和侧倾目标值运算部49的运算结果(侧倾目标值)相加。

加法部69构成本发明的“驱动控制部45”的一部分。

加法部69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获得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。

〔电动悬架装置11的动作〕

接着,参照图5对本发明的实施方式的电动悬架装置11的动作 进行说明。图5是用于进行本发明的实施方式的电动悬架装置11的 动作说明的流程图。

在图5所示的步骤S11中,载荷控制ECU15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获取簧上俯仰率PV、簧上侧倾率RV、簧 上加速度SA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、簧上俯仰率PV、簧上侧 倾率RV、簧上加速度SA、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,属于载荷控制ECU15的目标载荷运算部43的 弹起目标载荷计算部53将弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性 中的无反应区77的宽度设定为初始值(参照图4E所示的第13速度 区域SV13的无反应区77的宽度)。

为了将该无反应区77的宽度设定为初始值,簧上速度转换部71 使用基准簧上速度转换图73将输入侧的簧上速度SVin转换成输出 侧的簧上速度SVout并输出。那样的话,弹起目标载荷计算部53以 将弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性中的无反应区77的宽度 设定为初始值(参照图4E所示的第13速度区域SV13的无反应区 77的宽度)的方式动作。

在步骤S13中,属于载荷控制ECU15的目标载荷运算部43的 弹起目标载荷计算部53判断由信息获取部41获取的簧上速度SV是 否为规定的速度阈值SVth以下(|SV-SVth|≤0)。关于规定的 速度阈值SVth的设定准则见后述。

在步骤S13的判断结果是判断为簧上速度SV超过规定的速度阈 值SVth(|SV-SVth|>0)的情况下,载荷控制ECU15使处理的 流程跳到步骤S17。

另一方面,在步骤S13的判断结果是判断为簧上速度SV为规定 的速度阈值SVth以下(|SV-SVth|≤0)的情况下,载荷控制 ECU15使处理的流程进入下一个步骤S14。

在步骤S14中,属于载荷控制ECU15的目标载荷运算部43的 弹起目标载荷计算部53判断由信息获取部41获取的簧上加速度SA 是否超过规定的加速度阈值SAth(|SA-SAth|>0)。关于规定 的加速度阈值SAth的设定准则见后述。

在步骤S14的判断结果是判断为簧上加速度SA为规定的加速度 阈值SAth以下(|SA-SAth|≤0)的情况下,载荷控制ECU15 使处理的流程跳到步骤S17。

另一方面,在步骤S13的判断结果是判断为簧上加速度SA超过 规定的加速度阈值SAth(|SA-SAth|>0)的情况下,载荷控制 ECU15使处理的流程进入下一个步骤S15。

在此,在本发明的实施方式的电动悬架装置11中,当簧上速度 SV为规定的速度阈值SVth以下(步骤S13为是)、且簧上加速度 SA超过规定的加速度阈值SAth(步骤S14为是)时,视为满足第1 减振条件,也就是说,车身振动持续的盖然性很高,载荷控制ECU15 的目标载荷运算部43进行使弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特 性中的无反应区77的宽度与不满足第1减振条件时的无反应区77 的宽度(初始值)相比缩窄的调整。

由此,即使是在簧上速度SV的切换点附近的速度区域内设定无 反应区77的情况下,也想要恰当抑制车辆10的举动变化。

当簧上速度SV为规定的速度阈值SVth以下、且簧上加速度SA 超过规定的加速度阈值SAth(满足第1减振条件)时,上述规定的 速度阈值SVth及上述规定的加速度阈值SAth分别基于是否被视为 车身振动持续的盖然性很高来设定适当的值即可。

在步骤S15中,载荷控制ECU15的目标载荷运算部43基于由 信息获取部41获取的、涉及簧上速度SV的方向指向伸长侧或缩短 侧中的哪一侧的信息及涉及簧上加速度SA的方向指向伸长侧或缩 短侧中的哪一侧的信息来判断簧上速度SV和簧上加速度SA各自的 方向是否相同。

此外,载荷控制ECU15的目标载荷运算部43在簧上速度SV和 簧上加速度SA各自的方向两者均指向伸长侧的情况下、及簧上速度 SV和簧上加速度SA各自的方向两者均指向缩短侧的情况下,判断 为簧上速度SV和簧上加速度SA各自的方向相同。

在步骤S15的判断结果是判断为簧上速度SV和簧上加速度SA 各自的方向不相同的情况下,载荷控制ECU15使处理的流程跳到步 骤S17。

另一方面,在步骤S15的判断结果是判断为簧上速度SV和簧上 加速度SA各自的方向相同(满足第2减振条件)的情况下,视为车 身振动增大的盖然性很高,载荷控制ECU15使处理的流程进入下一 个步骤S16。

在步骤S16中,载荷控制ECU15的目标载荷运算部43进行使 弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性中的无反应区77的宽度与 不满足第1或第2减振条件中的任一个时的无反应区77的宽度(初 始值)相比缩窄的调整。

由此,即使是在簧上速度SV的切换点附近的速度区域内设定无 反应区77的情况下,也会恰当抑制车辆10的举动变化。

在步骤S17中,在不满足步骤S13~步骤S15的第1及第2减振 条件中的至少任一方则不进行步骤S16的缩窄无反应区77的宽度的 调整的情况下,属于载荷控制ECU15的目标载荷运算部43的弹起 目标值运算部47参照具有在步骤S12中被设定为初始值的无反应区77的宽度的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性来运算弹起目 标载荷(弹起目标值)BTL。

另一方面,在步骤S17中,由于满足步骤S13~步骤S15的第1 及第2减振条件,所以在进行了步骤S16的缩窄无反应区77的宽度 的调整的情况下,属于载荷控制ECU15的目标载荷运算部43的弹 起目标值运算部47参照具有基于步骤S16调整后的无反应区77的 (缩窄后的)宽度的弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性来运算 弹起目标载荷(弹起目标值)BTL。

在步骤S18中,属于载荷控制ECU15的驱动控制部45的加法 部69使属于弹起目标值运算部47的二次乘法部67的乘法结果(弹 起目标值)、俯仰目标值运算部48的运算结果(俯仰目标值)和侧 倾目标值运算部49的运算结果(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 获得的统合目标载荷。

在步骤S19中,载荷控制ECU15的驱动控制部45根据在步骤 S18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。

在本发明的实施方式的电动悬架装置11中,在满足规定的第1 减振条件(簧上速度SV为规定的速度阈值SVth以下、且簧上加速 度SA超过规定的加速度阈值SAth)的情况下、且是满足规定的第2 减振条件(簧上速度SV及簧上加速度SA各自的方向相同)的情况下,视为车身振动持续的盖然性很高、且车身振动增大的盖然性很 高,载荷控制ECU15的目标载荷运算部43进行使弹起目标载荷图 52的弹起目标载荷特性中的无反应区77的宽度与至少不满足第1 或第2减振条件中的任一方时的无反应区77的宽度(初始值)相比 缩窄的调整。

根据本发明的实施方式的电动悬架装置11,由于在满足上述规 定的第1及第2减振条件的情况下被视为车身振动持续的盖然性很 高、且车身振动增大的盖然性很高,并进行使弹起目标载荷图52的 弹起目标载荷特性中的无反应区77的宽度缩窄的调整,所以即使是 在簧上速度SV的切换点附近的速度区域内设定无反应区77的情况 下,也能恰当抑制车辆10的举动变化。

另外,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。

〔本发明的实施方式的电动悬架装置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及簧上加速度SA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;和驱动控制部45,其使用基于所述弹起目标值而获得 的控制目标载荷来进行电磁致动器13的驱动控制。

弹起目标值运算部47具有将弹起目标值相对于簧上速度SV建 立关联的函数(弹起目标载荷图52)。在弹起目标载荷图52中设定 有使固定值作为弹起目标值相对于属于规定的速度区域内的簧上速 度SV的变化而建立关联的无反应区77,该规定的速度区域包括簧 上速度SV的方向在伸长侧与缩短侧之间切换的切换点,弹起目标值 运算部47基于簧上速度SV及簧上加速度SA的信息来调整无反应 区77的宽度。

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及簧上加速度SA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。驱动控制部45使用基于所述弹起目标值而获得的控制目标载 荷来进行电磁致动器13的驱动控制。

无反应区77的宽度的大小相对于与车辆10的举动变化相关的 控制精度具有很强的相关性。另外,簧上速度SV及簧上加速度SA 的信息相对于车身振动的减振性和收敛性具有很强的相关性。

因此,弹起目标值运算部47采用了基于簧上速度SV及簧上加 速度SA的信息来调整无反应区77的宽度的构成。

根据基于第1观点的电动悬架装置11,由于弹起目标值运算部 47基于簧上速度SV及簧上加速度SA的信息来调整无反应区77的 宽度,所以即使是在将无反应区77设定在簧上速度SV的切换点附 近的速度区域内的情况下,也能提高车身振动的减振性和收敛性,从而恰当抑制车辆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,弹起目标值运算部47在满足簧上速度SV为 规定的速度阈值SVth以下、且簧上加速度SA超过规定的加速度阈 值SAth的减振条件的情况下,进行使无反应区77的宽度与不满足 所述减振条件时的无反应区77的宽度相比缩窄的调整,并使用设定 有该调整后的无反应区77的弹起目标载荷图52来进行弹起目标值 的运算。

驱动控制部45也可以采用使用基于由所述运算得到的弹起目标 值而获得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,弹起目标值运算部47 在满足簧上速度SV为规定的速度阈值SVth以下、且簧上加速度SA 超过规定的加速度阈值SAth的第1减振条件的情况下,进行使无反 应区77的宽度与不满足第1减振条件时的无反应区77的宽度相比 缩窄的调整。弹起目标值运算部47使用设定有该调整后的无反应区 77的弹起目标载荷图52来进行弹起目标值的运算。

在此,在满足簧上速度SV为规定的速度阈值SVth以下、且簧 上加速度SA超过规定的加速度阈值SAth的第1减振条件的情况下, 根据本案发明人的研究可知,车身振动持续的盖然性很高。

另外,当进行无反应区77的宽度缩窄的调整时,在弹起目标载 荷图52中,弹起目标值相对于簧上加速度SA的变化而变化的区域 仅扩大相当于无反应区77的宽度缩窄的量。其结果是,能够相对于 弹起目标值严密地反映簧上加速度SA的变化。

接着,驱动控制部45使用基于由上述运算得到的弹起目标值而 获得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2观点的电动悬架装置11,在满足第1减振条件的 情况下,也就是说,在车身振动持续的盖然性很高的情况下,弹起 目标值运算部47进行使无反应区77的宽度与不满足所述减振条件 时的无反应区77的宽度相比缩窄的调整,因此,与基于第1观点的电动悬架装置11的所述作用效果相比,即使是在簧上速度SV的切 换点附近的速度区域内设定无反应区77的情况下,也能进一步提高 车身振动的减振性和收敛性,从而更加适当地抑制车辆10的举动变 化。

另外,关于基于第3观点的电动悬架装置11,在基于第1或第 2观点的电动悬架装置11中,信息获取部41还获取该车辆10的簧 上速度SV及簧上加速度SA各自的方向的信息。

弹起目标值运算部47在满足簧上速度SV及簧上加速度SA各 自的方向相同的第2减振条件的情况下,进行使无反应区77的宽度 与不满足第2减振条件时的无反应区77的宽度相比缩窄的调整。弹 起目标值运算部47使用设定有该调整后的无反应区77的弹起目标载荷图52来进行弹起目标值的运算。

在此,在满足簧上速度SV及簧上加速度SA各自的方向相同的 第2减振条件的情况下,根据本案发明人的研究可知,车身振动增 大的盖然性很高。与此相反地,在簧上速度SV及簧上加速度SA各 自的方向不同的情况下,根据本案发明人的研究可知,车身振动收 敛的盖然性很高。

另外,当进行无反应区77的宽度缩窄的调整时,在弹起目标载 荷图52中,弹起目标值相对于簧上加速度SA的变化而变化的区域 仅扩大相当于无反应区77的宽度缩窄的量。其结果是,能够相对于 弹起目标值严密地反映簧上加速度SA的变化。

接着,驱动控制部45使用基于由上述运算得到的弹起目标值而 获得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3观点的电动悬架装置11,在满足第2减振条件的 情况下,也就是说,在车身振动增大的盖然性很高的情况下,弹起 目标值运算部47进行使无反应区77的宽度与不满足第2减振条件 时的无反应区77的宽度相比缩窄的调整,因此,与基于第1观点的电动悬架装置11的所述作用效果相比,即使是在簧上速度SV的切 换点附近的速度区域内设定无反应区77的情况下,也能进一步提高 车身振动的减振性和收敛性,从而更加适当地抑制车辆10的举动变 化。

进一步地,在满足第1及第2减振条件的情况下,也就是说, 在车身振动持续的盖然性很高、且车身振动增大的盖然性很高的情 况下,弹起目标值运算部47进行使无反应区77的宽度与至少不满 足第1或第2减振条件中的任一方时的无反应区77的宽度相比缩窄的调整,因此,与基于第1或第2观点的电动悬架装置11的所述作 用效果相比,即使是在簧上速度SV的切换点附近的速度区域内设定 无反应区77的情况下,也能进一步提高车身振动的减振性和收敛性, 从而更加适当地抑制车辆10的举动变化。

〔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,在本发明的实施方式的电动悬架装置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4D~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,在本发明的实施方式的电动悬架装置11的说明中,作为 进行使弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性中的无反应区77的 宽度缩窄的调整时的构成,列举了将簧上速度转换部71及弹起目标 载荷计算部53组合使用的例子进行说明,但本发明并不限定于该例 子。

在本发明中,作为进行使弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特 性中的无反应区77的宽度缩窄的调整时的构成,也可以适当采用所 需的构成。

另外,在本发明的实施方式的电动悬架装置11的说明中,作为 进行使弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特性中的无反应区77的 宽度缩窄的调整时的调整阶段数量,列举了一个阶段(参照图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,作为进行使弹起目标载荷图52的弹起目标载荷特 性中的无反应区77的宽度缩窄的调整时的调整阶段数量,也可以适 当采用任意阶段数量。

此外,在本发明的实施方式的电动悬架装置11中,作为为了判 断是否进行无反应区77的宽度调整而参照的参数,将车辆10的簧 上速度SV及簧上加速度SA的信息组合使用。因此,能够准确预测 车身振动是有增大趋势还是有收敛趋势。

因此,能够基于车身振动的预测结果来及时且适当地进行使无 反应区77的宽度缩窄的调整(或使无反应区77的宽度扩大的调整)。

进一步地,例如在满足簧上速度SV为规定的速度阈值SVth以 下、且簧上加速度SA超过规定的加速度阈值SAth的第1减振条件 的情况下,使用簧上速度SV及簧上加速度SA的相位差的信息能够 预测为车身振动持续的盖然性很高。

另外,例如在满足簧上速度SV为规定的速度阈值SVth以下、 且簧上加速度SA为规定的加速度阈值SAth以下的条件的情况下, 能够预测为车身振动收敛的盖然性很高。

在产生了车身振动持续的盖然性很高的预测结果的情况下,也 可以构成为通过进行使无反应区77的宽度扩大的调整来提高车身振 动的收敛性和减振性。

另外,在本发明的实施方式的电动悬架装置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,在本发明的实施方式的电动悬架装置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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