專利名稱：用于車輛的電磁懸架設(shè)備以及控制其電動(dòng)機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用電磁致動(dòng)器或電磁減震器的能夠電磁地緩沖或衰減對(duì)車輛懸架系統(tǒng)(suspension system)輸入的振動(dòng)的電磁懸架設(shè)備，并且尤其涉及對(duì)該電磁懸架設(shè)備中包括的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
近年來，車輛常常采用電磁懸架系統(tǒng)，以代替采用液壓操縱的主動(dòng)懸架系統(tǒng)的液壓減震器，該主動(dòng)懸架系統(tǒng)利用油的粘滯阻力。在日本專利臨時(shí)刊物7-149130號(hào)中公開一種這樣的電磁懸架系統(tǒng)(以下稱為“JP7-149130”)。在JP7-149310中公開的電動(dòng)機(jī)型懸架系統(tǒng)中，電磁懸架系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)用來產(chǎn)生基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角的反抗轉(zhuǎn)矩、基于電動(dòng)機(jī)角速度的振動(dòng)阻尼轉(zhuǎn)矩以及基于電動(dòng)機(jī)角加速度的并需要用來補(bǔ)償由于車輛的加速/減速和轉(zhuǎn)彎動(dòng)作對(duì)車體施加的慣性力的車體慣性補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。實(shí)際上，在用于JP7-149130的電磁懸架系統(tǒng)的電子懸架控制系統(tǒng)內(nèi)，在由該電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的這些轉(zhuǎn)矩中，根據(jù)與駕駛期間在車輛上施加的垂直慣性力對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)角加速度來算術(shù)地計(jì)算或估計(jì)該慣性力補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。這種在JP7-149130中公開的電磁操作懸架系統(tǒng)可以通過控制施加到該電動(dòng)機(jī)的電磁體上的激勵(lì)電流的幅值來快速可變地控制懸架特性。通常，電磁操縱懸架系統(tǒng)的響應(yīng)性優(yōu)于液壓操縱主動(dòng)的懸架系統(tǒng)的響應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容
在JP7-149130公開的電磁操縱懸架系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的控制方法中，考慮對(duì)施加到車輛上的慣性力的外部慣性補(bǔ)償。但是，對(duì)于電磁致動(dòng)器內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)部慣性力，例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及懸掛沖程期間(suspension stroke)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的各個(gè)電磁致動(dòng)器組成部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，JP7-149130的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不考慮內(nèi)部慣性補(bǔ)償。從而，JP7-149130的系統(tǒng)不能充分滿足電動(dòng)機(jī)輸出和電磁致動(dòng)器輸出之間的一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其結(jié)果是，對(duì)于增大的從道路表面到該懸架系統(tǒng)的輸入，存在簧上質(zhì)量(sprung mass)的加速度頻率響應(yīng)值增大的趨勢。這降低了乘坐舒適性。另外，當(dāng)存在從道路到懸架系統(tǒng)的快速位移輸入(displacementinput)時(shí)，JP7-149130的系統(tǒng)可能表現(xiàn)出簧下質(zhì)量(unsprung mass)的低隨動(dòng)性能，從而降低包含車輛可操縱性以及車輛穩(wěn)定性的駕駛穩(wěn)定性。出于上面討論的原因，希望和補(bǔ)償外部慣性力那樣補(bǔ)償內(nèi)部慣性力。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于車輛的電磁懸架設(shè)備，并且提供一種用于控制該電磁懸架設(shè)備中包含的電動(dòng)機(jī)的、并至少能補(bǔ)償內(nèi)部慣性力的方法，其中該內(nèi)部慣性力是在該電磁懸架設(shè)備的電磁致動(dòng)器內(nèi)產(chǎn)生的，從而大大地協(xié)調(diào)并平衡乘坐舒適性和駕駛穩(wěn)定性二者。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于車輛的電磁懸架設(shè)備，并且提供一種用于控制該電磁懸架設(shè)備中包含的電動(dòng)機(jī)的方法，其中該控制方法能夠補(bǔ)償在該電磁懸架設(shè)備的電磁致動(dòng)器內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)部慣性力以及施加到車輛上的外部慣性力，從而更大地協(xié)調(diào)并平衡乘坐舒適性和駕駛穩(wěn)定性二者。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述以及其它目的，提供一種用于車輛的電磁懸架設(shè)備，其包括一個(gè)插入在簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之間的并且平行于一個(gè)懸架彈簧元件的電磁致動(dòng)器；一個(gè)驅(qū)動(dòng)該電磁致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)；以及一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制器，其用于計(jì)算對(duì)該電磁致動(dòng)器發(fā)送的位移輸入，并且用于控制該電動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生與該位移輸入適應(yīng)的所需阻尼力接近的懸架阻尼力，其中，該電動(dòng)機(jī)控制器包括一個(gè)用于計(jì)算電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分，以及一個(gè)用于補(bǔ)償電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力補(bǔ)償部分。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于控制車輛電磁懸架設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的方法，該電磁懸架設(shè)備采用一個(gè)插入在簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之間并與一個(gè)懸架彈簧元件平行的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電磁致動(dòng)器，以及一個(gè)計(jì)算對(duì)該電磁致動(dòng)器發(fā)送的位移輸入并且控制該電動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生和該位移輸入適應(yīng)的所需阻尼力接近的懸架阻尼力的電動(dòng)機(jī)控制器，該方法包括控制該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)同時(shí)補(bǔ)償該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車輛的電磁懸架設(shè)備，其包括一個(gè)插入在簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之間并且平行于一個(gè)懸架彈簧元件的電磁致動(dòng)器；一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)該電磁致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)，以及一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制裝置，其用于計(jì)算對(duì)該電磁致動(dòng)器發(fā)送的位移輸入，并且用于控制該電動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生和該位移輸入適應(yīng)的所需阻尼力接近的懸架阻尼力，其中，該電動(dòng)機(jī)控制裝置包括一個(gè)用于計(jì)算該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算裝置，以及一個(gè)用于補(bǔ)償該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力補(bǔ)償裝置。
參照各附圖從下面的說明會(huì)理解本發(fā)明其它目的和特征。


圖1是一種車輛電磁懸架設(shè)備的一實(shí)施例的總示意圖。
圖2是示出該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備的電磁致動(dòng)器的縱向剖面圖。
圖3示出該實(shí)施例的電磁懸架系統(tǒng)的具有二自由度的四分之一車輛模型，并且示出用于該電磁致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的方塊圖。
圖4是一個(gè)流程圖，示出在該實(shí)施例的電磁懸架系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制器內(nèi)執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)控制例程。
圖5是預(yù)定電動(dòng)機(jī)角速度ω與電磁致動(dòng)器輸出f特性的曲線圖。
圖6是特性曲線比較圖，示出帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下的、簧上質(zhì)量對(duì)來自道路的位移輸入的加速度頻率響應(yīng)特性曲線與不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下的、簧上質(zhì)量對(duì)來自道路的位移輸入的加速度頻率響應(yīng)特性曲線之間的關(guān)系。
圖7A示出階躍輸入特性曲線，即，從道路向車輛的位移輸入的一個(gè)例子。
圖7B是頻率響應(yīng)特性曲線圖，示出帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下的、簧上質(zhì)量的位移對(duì)階躍輸入的頻率響應(yīng)以及不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下的、簧上質(zhì)量的位移對(duì)階躍輸入的頻率響應(yīng)之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照各附圖，尤其參照圖1和2，車輛電磁懸架設(shè)備的該實(shí)施例是在每個(gè)行走輪上采用多連桿獨(dú)立懸架的車輛中舉例說明的。
如圖1中所示，該構(gòu)成多連桿獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的電磁懸架設(shè)備實(shí)施例包括一個(gè)上連桿懸掛控制臂(簡稱“上連桿”)2，一個(gè)下連桿懸掛控制臂(簡稱為“下連桿”)3，一個(gè)電磁致動(dòng)器4，一個(gè)軸或主軸5以及一個(gè)輪胎(簧下質(zhì)量)6。在該電磁懸架系統(tǒng)中，使用電磁致動(dòng)器4而不是使用液壓減震器或液壓震動(dòng)吸收器。電磁致動(dòng)器4插在車體1和下連桿3之間并且和一個(gè)具有懸架彈簧剛度的懸架彈簧元件(簡稱為“懸掛彈簧”)7平行。為了改變懸架特性，尤其是該電磁懸架系統(tǒng)的阻尼特性，利用圖2和3中示出的電動(dòng)機(jī)單元(簡稱為“電動(dòng)機(jī)”)8驅(qū)動(dòng)電磁致動(dòng)器4。
現(xiàn)參照圖2，圖中以縱向剖面示出電磁致動(dòng)器4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。從圖2的剖面中可以理解，電磁致動(dòng)器4包括電動(dòng)機(jī)8，滾珠絲杠9，滾珠絲杠螺母10，外管11，內(nèi)管12，上止動(dòng)螺栓13以下連桿支持孔14。更詳細(xì)地，電動(dòng)機(jī)8位于電磁致動(dòng)器4的上部并且位于在最頂端處帶有上止動(dòng)螺栓13的外管11內(nèi)。電動(dòng)機(jī)8是一個(gè)齒輪傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其包括和固定地與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接的電動(dòng)機(jī)軸部分相連的減速齒輪8a，以及和滾珠絲杠9固定連接的軸向延伸減速齒輪8b。從而，電動(dòng)機(jī)8的輸出速度按預(yù)定減速比α減速。通過循環(huán)滾珠，滾珠絲杠9和滾珠絲杠螺母10螺紋地嚙合，以便允許把滾珠絲杠9的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成滾珠絲杠螺母10的線性運(yùn)動(dòng)，并且允許把滾珠絲杠螺母10的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成滾珠絲杠9的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。內(nèi)管12固定地連接到滾珠絲杠螺母10的外圓柱表面上，從而該內(nèi)管密封地覆蓋滾珠絲杠9的外圓柱表面。通過焊接把下連桿支持孔14固定到內(nèi)管12的最下端處。電磁致動(dòng)器4的上止動(dòng)螺栓13通過一個(gè)隔離件(未示出)機(jī)械地和車體1鏈接或連接，同時(shí)電磁致動(dòng)器4的下連桿支持孔14通過一個(gè)襯套(未示出)機(jī)械地和下連桿3鏈接或連接。利用上面所討論的電磁致動(dòng)器4的結(jié)構(gòu)，可以通過調(diào)整提供給電動(dòng)機(jī)8的激勵(lì)電流的幅值來可變地控制包含懸架剛性以及減震特性的懸架特性，即電磁阻尼特性。
現(xiàn)參照圖3，圖3示出該實(shí)施例的電磁懸架系統(tǒng)的帶有二個(gè)自由度的四分之一車輛模型，并且示出電磁致動(dòng)器4的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的方塊圖。在用帶有二個(gè)自由度的四分一之車輛模型代表該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備的圖3的振動(dòng)系統(tǒng)中，于簧上質(zhì)量(車體1)和簧下質(zhì)量(輪胎6)之間設(shè)置一個(gè)具有懸架剛性的懸架彈簧元件7和電磁致動(dòng)器4并且二者彼此平行。在輪胎6和道路之間插入具有輪胎剛性的輪胎彈簧。為了改變懸架特性，電動(dòng)機(jī)控制器17控制向電動(dòng)機(jī)8施加的激勵(lì)電流的幅值。電動(dòng)機(jī)控制器17通常包括一個(gè)微計(jì)算機(jī)。電動(dòng)機(jī)控制器17包括輸入/輸出接口(I/O)，存儲(chǔ)器(RAM，ROM)以及微處理器或中央處理器(CPU)。電動(dòng)機(jī)控制器17的輸入/輸出接口(I/O)接收來自車輛傳感器，例如車輛高度傳感器或水平傳感器18和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角傳感器19的輸入信息。在電動(dòng)機(jī)控制器17內(nèi)，中央處理器(CPU)允許通過I/O接口訪問來自上面討論的傳感器18和19的輸入信息數(shù)據(jù)信號(hào)。電動(dòng)機(jī)控制器17的CPU負(fù)責(zé)傳送存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的電動(dòng)機(jī)控制程序并且能夠?yàn)橥ㄟ^電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)控制完成必要的算術(shù)運(yùn)算。計(jì)算結(jié)果(算術(shù)計(jì)算結(jié)果)，即計(jì)算出的輸出信號(hào)通過電動(dòng)機(jī)控制器17的輸出接口電路經(jīng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15中繼到輸出級(jí)，即包含在該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備中的電磁致動(dòng)器4的電動(dòng)機(jī)8。具體地，電動(dòng)機(jī)控制器17進(jìn)行操作，以便根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)則或者預(yù)編程的特性曲線圖算術(shù)地計(jì)算所需的電動(dòng)機(jī)輸出，接著向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15輸出和該所需的電動(dòng)機(jī)輸出對(duì)應(yīng)的控制命令信號(hào)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15利用車輛蓄電池作為電源。如下文中說明那樣，電動(dòng)機(jī)控制器17計(jì)算和該所需的電動(dòng)機(jī)輸出對(duì)應(yīng)的所需電動(dòng)機(jī)電流值，并且向電動(dòng)機(jī)8輸出指示該所需電動(dòng)機(jī)電流值的控制命令信號(hào)。
下面參照圖4的流程圖詳細(xì)說明由該實(shí)施例的電磁懸架系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制器17執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)控制例程。該電動(dòng)機(jī)控制例程是按預(yù)定的采樣時(shí)間間隔，例如每隔10毫秒觸發(fā)的時(shí)間觸發(fā)中斷例程執(zhí)行的。
在圖4的電動(dòng)機(jī)控制例程的步驟S1，估計(jì)或檢測并且讀出根據(jù)電動(dòng)機(jī)控制器17的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的預(yù)編程的控制規(guī)則執(zhí)行電動(dòng)機(jī)控制所需要的車輛狀態(tài)量?？梢灾苯訖z測作為狀態(tài)量的電磁致動(dòng)器4的懸架行程加速度(stroke acceleration)“a”和電動(dòng)機(jī)8的電動(dòng)機(jī)角速度“ω”。替代地，可以根據(jù)其它車輛傳感器的值，即水平傳感器18產(chǎn)生的與電磁致動(dòng)器4的懸架行程對(duì)應(yīng)的傳感器值“S”和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角傳感器19生成的傳感器值“θ”，間接地估計(jì)或者算術(shù)地計(jì)算這些狀態(tài)量即參數(shù)“a”和“ω”。在該示出的實(shí)施例中，為了得到所需的狀態(tài)量“a”和“ω”，使用來自水平傳感器18和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角傳感器19的傳感器值。實(shí)際上，對(duì)懸架行程(來自水平傳感器18的傳感器值“S”)求導(dǎo)數(shù)以便計(jì)算懸架行程速度ds/dt(＝“V”)，接著進(jìn)一步對(duì)懸架行程速度V＝ds/dt求導(dǎo)數(shù)以便計(jì)算電磁致動(dòng)器4的懸架行程加速度d2s/dt2(＝“a”)。按類似的方法，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角(來自電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角傳感器19的傳感器值“θ”)求導(dǎo)數(shù)以計(jì)算電動(dòng)機(jī)8的電動(dòng)機(jī)角速度dθ/dt(＝“ω”，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度)。
在步驟S2，根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω從圖5中示出的預(yù)定電動(dòng)機(jī)角速度ω與電磁致動(dòng)器輸出f特性曲線圖(預(yù)定控制規(guī)則或預(yù)定阻尼特性曲線圖)來估計(jì)或計(jì)算或檢索電磁致動(dòng)器4的致動(dòng)器輸出f。在該示出的實(shí)施例中，如從圖5的ω-f特性曲線圖上看出那樣，為了計(jì)算或檢索致動(dòng)器輸出f利用預(yù)先確定的線性阻尼特性曲線圖。
在步驟S3，根據(jù)電磁致動(dòng)器4的懸架行程加速度“a”按照動(dòng)力學(xué)原理算術(shù)地計(jì)算電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi(參見后面的表達(dá)式(1)、(2)和(3))。根據(jù)位移輸入，即懸架行程速度“V”以及懸架行程加速度“a”是從道路向電磁致動(dòng)器4施加這樣一種假定，給出運(yùn)動(dòng)方程(1)-(3)。在表達(dá)式(1)-(3)中，J代表與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及一個(gè)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的和對(duì)應(yīng)的合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。該等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是通過把由所有的在電磁致動(dòng)器4的懸架行程期間于電磁致動(dòng)器4之內(nèi)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁致動(dòng)器組成部件的慣性質(zhì)量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置等高的假想慣性質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量得到的。L代表滾珠絲杠9的螺矩，即，滾珠絲杠完整轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)滾珠絲杠螺母10軸向上相對(duì)于滾珠絲杠9前進(jìn)或移動(dòng)的距離，而α代表減速齒輪8a的減速比。根據(jù)前面討論的假定，當(dāng)存在位移輸入，即行程速度“V”和行程加速度“a”，時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子按照用下面的式(1)表示的電動(dòng)機(jī)角加速度dω/dt轉(zhuǎn)動(dòng)；dω/dt＝a×(2π/L)×α (1)由于電動(dòng)機(jī)8的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)角加速度dω/dt而出現(xiàn)的慣性轉(zhuǎn)矩Ti由下面的式(2)表示Ti＝J·(dω/dt)＝J·{a×(2π/L)×α} (2)因此，電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi用下面的式(3)表示fi＝Ti×(2π/L)×α＝J·{a×(2π/L)×α}×(2π/L)×α＝J×{(2π×L)×α}2×α＝I×α(3)其中，I(＝J×{(2π/L)×α}2)代表等效慣性質(zhì)量，它是通過把懸架行程期間電磁致動(dòng)器4內(nèi)所有移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁致動(dòng)器組成部件的慣性質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電磁致動(dòng)器4的懸架行程方向上的假想慣性質(zhì)量得到的。根據(jù)懸架形狀以及電磁致動(dòng)器4的設(shè)計(jì)規(guī)范把等效慣性質(zhì)量I確定為一個(gè)固定值。
在步驟S4，從方程fm＝(f+fi)算術(shù)地計(jì)算作為電磁致動(dòng)器輸出f(見步驟S2)和電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi的和(f+fi)的電動(dòng)機(jī)輸出fm。
在步驟S5，計(jì)算或者從預(yù)先確定的Im-fm特性曲線圖(示未出)檢索與通過步驟S4算出的電動(dòng)機(jī)輸出fm對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)電流所需值Im。
在步驟S6，從電動(dòng)機(jī)控制器17向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15輸出對(duì)應(yīng)于并且指示該電動(dòng)機(jī)電流所需值Im的控制命令信號(hào)。
根據(jù)該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備的電動(dòng)機(jī)控制動(dòng)作，當(dāng)從道路向電磁致動(dòng)器4施加位移輸入(行程速度V和行程加速度a)時(shí)，在電磁致動(dòng)器4內(nèi)存在電磁致動(dòng)器內(nèi)部慣性力fi＝(I×a)。從而，即使不存在電動(dòng)機(jī)輸出(fm＝0)，由于輸入的加速度(行程加速度“a”)在電磁致動(dòng)器4內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)部慣性力fi。該內(nèi)部慣性力fi的幅值和輸入的加速度，即行程加速度“a”成比例(參見公式(3))。也就是說，由于存在因輸入加速度“a”而產(chǎn)生的內(nèi)部慣性力fi，在電動(dòng)機(jī)輸出fm和通過步驟S2根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω確定的致動(dòng)器輸出f之間不存在一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從而，當(dāng)如圖1-3中所示把電磁致動(dòng)器4用于車輛主動(dòng)懸架系統(tǒng)，并且根據(jù)圖5中所示的預(yù)定的電動(dòng)機(jī)控制規(guī)則(預(yù)定的阻尼特性曲線圖)來控制電動(dòng)機(jī)8時(shí)，必須考慮對(duì)由于等效慣性質(zhì)量I而造成的內(nèi)部慣性力fi的內(nèi)部慣性補(bǔ)償。從而，在本實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備中，考慮對(duì)因?yàn)榈刃T性質(zhì)量I引起的內(nèi)部慣性力fi的內(nèi)部慣性補(bǔ)償。即，在假定把致動(dòng)器輸出看成是內(nèi)部慣性力fi和經(jīng)步驟S2根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω確定的致動(dòng)器輸出f的和(f+fi)的情況下，在電動(dòng)機(jī)輸出和致動(dòng)器輸出之間實(shí)質(zhì)上存在一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
現(xiàn)參照圖6，圖6示出(i)存在上面討論的內(nèi)部慣性補(bǔ)償時(shí)簧上質(zhì)量(車體)加速度對(duì)從道路到電磁致動(dòng)器4的位移輸入的頻率響應(yīng)特性曲線與(ii)沒有上面討論的內(nèi)部慣性補(bǔ)償時(shí)同一簧上質(zhì)量的加速度對(duì)從道路到電磁致動(dòng)器4的相同位移輸入的頻率響應(yīng)特性曲線之間的比較結(jié)果。在圖6中用虛線表示帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下得到的簧上質(zhì)量(車體)加速度的頻率響應(yīng)特性曲線，而不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下得到的簧上質(zhì)量(車體)加速度的頻率響應(yīng)特性曲線用實(shí)線表示。請注意，圖6中示出的頻率響應(yīng)特性的較大增益意味著較差的乘坐性，而圖6中示出的頻率響應(yīng)特性的較小增益意味著較好的乘坐性。如可從由實(shí)線(不存在內(nèi)部慣性補(bǔ)償)和虛線(存在內(nèi)部慣性補(bǔ)償)指示的這二條頻率響應(yīng)特性曲線之間的比較結(jié)果理解的那樣，帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下產(chǎn)生的頻率響應(yīng)特性曲線的峰值(參見虛線)要大大低于不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下產(chǎn)生的頻率響應(yīng)特性曲線的峰值(參見實(shí)線)。尤其，在通常顯著影響乘坐性的規(guī)定頻率范圍，例如4Hz-10Hz內(nèi)，與不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下產(chǎn)生的頻率響應(yīng)特性(參見實(shí)線)的各個(gè)值相比，帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下產(chǎn)生的頻率響應(yīng)特性(參見虛線)的所有值在該從4Hz到10Hz的規(guī)定頻率范圍內(nèi)都保持在相對(duì)較低的水平。根據(jù)上面參照圖6中示出的二條頻率響應(yīng)特性曲線討論的比較結(jié)果，該執(zhí)行內(nèi)部慣性補(bǔ)償?shù)膶?shí)施例的電磁懸架系統(tǒng)在更佳的乘坐舒適性方面優(yōu)于不執(zhí)行內(nèi)部慣性補(bǔ)償?shù)膽壹芟到y(tǒng)。
現(xiàn)參照圖7A和7B，其中示出在從道路向具有二自由度的四分之一車輛模型(見圖3)施加階躍輸入(見圖7A)的條件下，在帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償和不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下簧下質(zhì)量(輪胎)的位移的二條不同的響應(yīng)特性曲線(參見圖7B)。當(dāng)車輛越過具有道路高度差異的急劇下降或隆起道路表面時(shí)，從該道路到該四分之一車輛模型的階躍輸入可以看作是從該道路到該車輛懸架的位移輸入。在圖7B中，用虛線表示在帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下得到的簧下質(zhì)量(輪胎)的位移響應(yīng)特性曲線，而用實(shí)線表示不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下得到的簧下質(zhì)量(輪胎)的位移響應(yīng)特性曲線。如可從圖7B中的用實(shí)線(不帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償)指示的簧下質(zhì)量位移對(duì)階躍輸入的響應(yīng)理解的那樣，出現(xiàn)不希望的顯著過調(diào)和欠調(diào)。另外，如從圖7B中看到的相對(duì)長的調(diào)整時(shí)間那樣，其收斂性能差。相反，如可從圖7B中的用虛線(帶有內(nèi)部慣性補(bǔ)償)指示的簧下質(zhì)量位移對(duì)階躍輸入的響應(yīng)理解的那樣，不希望的過調(diào)和欠調(diào)被有效地抑制或減小，并且從而調(diào)整時(shí)間相對(duì)短且收斂性能相對(duì)高。也就是說，通過執(zhí)行內(nèi)部慣性補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)型電動(dòng)機(jī)控制，有可能大大增強(qiáng)簧下質(zhì)量(輪胎)的道路表面隨動(dòng)性能，從而確保輪胎6在道路上的良好抓握，而且提高包含車輛操縱性和車輛穩(wěn)定性二方面的駕駛穩(wěn)定性。
本實(shí)施例的車輛電磁懸架設(shè)備可達(dá)到以下效果。
(1)如上面敘述的那樣，該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備包括電磁致動(dòng)器4和電動(dòng)機(jī)控制器17，其中，電磁致動(dòng)器4插入在簧上質(zhì)量(車體1)和簧下質(zhì)量(輪胎6)之間并平行于懸架彈簧元件(懸架彈簧7)并且由電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)，而電動(dòng)機(jī)控制器17(電動(dòng)機(jī)控制裝置)計(jì)算從道路傳送到電磁致動(dòng)器4的位移輸入并控制電動(dòng)機(jī)8從而產(chǎn)生接近于適合該位移輸入的最佳阻尼力(所需阻尼力)的實(shí)際懸架阻尼力。該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備的電動(dòng)機(jī)控制器包括一個(gè)用于算術(shù)地計(jì)算電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分(見圖4的步驟S3)，而且還包括一個(gè)實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部慣性力fi的內(nèi)部慣性補(bǔ)償?shù)闹聞?dòng)器內(nèi)部慣性力補(bǔ)償部分(見圖4的步驟S4-S6)。從而，有可能提供一種高精度的電磁懸架系統(tǒng)，其能很好地均衡二種矛盾的要求，即，良好的乘坐舒適性和良好的駕駛穩(wěn)定性(車輛可操縱性以及車輛穩(wěn)定性)。
(2)致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分(步驟S3)算術(shù)地計(jì)算(i)電動(dòng)機(jī)8的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和(ii)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和J，其中，通過把懸架行程期間電磁致動(dòng)器4內(nèi)的所有移動(dòng)的以及轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁致動(dòng)器組成部件的慣性質(zhì)量所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的安裝位置等高的一個(gè)假想慣性質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量得到該等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分(步驟S3)根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和J算術(shù)地計(jì)算電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi。以這種方式，依據(jù)該實(shí)施例的設(shè)備，考慮到電磁致動(dòng)器4中存在的所有慣性質(zhì)量并且考慮到懸架行程期間在電磁致動(dòng)器4內(nèi)這些移動(dòng)的和轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性質(zhì)量中每一個(gè)的質(zhì)量慣性矩。從而，能更準(zhǔn)確地計(jì)算或估計(jì)電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi。
(3)該實(shí)施例的電磁懸掛設(shè)備中包含的電動(dòng)機(jī)控制器17設(shè)計(jì)成按(i)電磁致動(dòng)器輸出f和(ii)電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi的合力或合成力(f+fi)計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出fm，其中電磁致動(dòng)器輸出f是根據(jù)被預(yù)編程成為保證或提供最佳阻尼力(所需的阻尼力)的預(yù)定控制規(guī)則(預(yù)先規(guī)定的阻尼特性曲線或預(yù)先規(guī)定的ω-f特性曲線)確定的。從電動(dòng)機(jī)控制器17向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15生成為了產(chǎn)生該電動(dòng)機(jī)輸出fm(＝f+fi)所需的命令信號(hào)值。換言之，用方程fm＝f+fi表示的內(nèi)部慣性力補(bǔ)償處理與根據(jù)該預(yù)定控制規(guī)則(圖5中所示的預(yù)定阻尼特性曲線圖)計(jì)算致動(dòng)器輸出f所要求的基本算術(shù)計(jì)算處理進(jìn)行簡單組合或簡單相加。這些組合的算術(shù)運(yùn)算非常簡單并且具有較高的自由度或者具有較高的電動(dòng)機(jī)控制靈活性。從而該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備在考慮到電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi的內(nèi)部慣性補(bǔ)償情況下對(duì)電磁致動(dòng)器4實(shí)現(xiàn)更加精確的電動(dòng)機(jī)控制。
(4)此外，如前面討論那樣，控制電動(dòng)機(jī)8的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，確切地說是電動(dòng)機(jī)8的驅(qū)動(dòng)電流值(所需電流值Im)，同時(shí)補(bǔ)償電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi。從而，能對(duì)電磁懸架設(shè)備的電磁致動(dòng)器提供一種更準(zhǔn)確的電動(dòng)機(jī)控制方法，其能很好地均衡二種矛盾的要求，即良好的乘坐舒適性和駕駛穩(wěn)定性(車輛可操縱性和車輛穩(wěn)定性)。
如前面描述那樣，該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備是以在每個(gè)行走輪上采用多連桿獨(dú)立懸架的四輪車輛為例說明的。替代地，該實(shí)施例的電磁懸架設(shè)備可應(yīng)于采用其它類型的懸架，例如Mac Pherson支柱(strut)懸架的車輛。
另外，在該實(shí)施例的設(shè)備中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω從圖5中示出的預(yù)定的電動(dòng)機(jī)角速度ω與電磁致動(dòng)器輸出f的特性曲線圖(預(yù)定的控制規(guī)則或預(yù)定的阻尼特性曲線圖)計(jì)算或者按圖檢索致動(dòng)器輸出f。實(shí)際上，在該示出的實(shí)施例中，如從圖5的ω-f特性曲線圖理解的那樣，把預(yù)先確定的線性阻尼特性(見圖5中示出的直線特性曲線部分)用作為預(yù)定的控制規(guī)則。替代采用這樣的線性ω-f阻尼特性，可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω從示出致動(dòng)器輸出f必須相對(duì)于電動(dòng)機(jī)角速度ω按非線性方式改變的非線性ω-f阻尼特性曲線計(jì)算或者按圖檢索致動(dòng)器輸出f。備選地，代替作為得到致動(dòng)器輸出f的因子的電動(dòng)機(jī)角速度ω，可以使用行程速度V(＝ds/dt)。在此情況下，可以根據(jù)行程速度V從示出致動(dòng)器輸出f必須如何按線性方式相對(duì)于行程速度V改變的預(yù)定的線性V-f阻尼特性曲線計(jì)算或者按圖檢索致動(dòng)器輸出f，或者，可以根據(jù)行程速度V從示出致動(dòng)器輸出f必須如何按非線性方式相對(duì)于行程速度V改變的預(yù)定的非線性V-f阻尼特性曲線計(jì)算或者按圖檢索致動(dòng)器輸出f。
而且，盡管在所示的實(shí)施例中僅僅充分考慮了對(duì)電磁致動(dòng)器4的內(nèi)部慣性力fi的內(nèi)部慣性力補(bǔ)償，但還可以附加地考慮對(duì)外部慣性力fe的外部慣性補(bǔ)償，其中該外部慣性力fe是由于基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角θ的反作用轉(zhuǎn)矩、基于電動(dòng)機(jī)角速度ω(＝dθ/dt)的阻尼轉(zhuǎn)矩以及基于電動(dòng)機(jī)角加速度dω/dt(＝d2θ/dt2)的車體慣性補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩而施加到車輛上的。在此情況下，可以根據(jù)基于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角θ的反作用轉(zhuǎn)矩、基于電動(dòng)機(jī)角速度ω(＝dθ/dt)的阻尼轉(zhuǎn)矩以及基于電動(dòng)機(jī)角加速度dω/dt(＝d2θ/dt2)的車體慣性補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的合轉(zhuǎn)矩，從預(yù)編程的合轉(zhuǎn)矩與致動(dòng)器輸出f的特性圖計(jì)算或者檢索致動(dòng)器輸出f。然后，按內(nèi)部慣性力fi以及該根據(jù)基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角θ的反作用轉(zhuǎn)矩、基于電動(dòng)機(jī)角速度ω的阻尼轉(zhuǎn)矩以及基于電動(dòng)機(jī)角加速度dω/dt的車體慣性補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的合轉(zhuǎn)矩所確定的致動(dòng)器輸出f的和計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出fm。以這種方式，在考慮內(nèi)部慣性補(bǔ)償(fi)和外部慣性補(bǔ)償(fe)二者的情況下，能對(duì)電磁致動(dòng)器4進(jìn)行更加準(zhǔn)確的電動(dòng)機(jī)控制，從而很好地均衡二種矛盾的要求，即良好的乘坐舒適性和良好的駕駛穩(wěn)定性(車輛可操縱性和車輛穩(wěn)定性)。
日本專利申請2003-027858(2003年2月5日)的全文收錄作為參考資料。
盡管上面說明了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)理解本發(fā)明不受本文所示出并說明的各具體實(shí)施例的限制，而且在不背離由下面的權(quán)利要求書所定義的范圍或精神下可做出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的電磁懸架設(shè)備，包括一個(gè)插入在簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之間的并且平行于一個(gè)懸架彈簧元件的電磁致動(dòng)器；一個(gè)驅(qū)動(dòng)該電磁致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)；以及一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制器，用于計(jì)算傳送到該電磁致動(dòng)器的位移輸入并且用于控制該電動(dòng)機(jī)，以使懸架阻尼力更接近于與該位移輸入適合的所需阻尼力，該電動(dòng)機(jī)控制器包括(a)一個(gè)用于計(jì)算電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分；以及(b)一個(gè)用于補(bǔ)償該電磁致動(dòng)器的該內(nèi)部慣性力的致動(dòng)器內(nèi)部慣性力補(bǔ)償部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁懸架設(shè)備，其中所述致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分計(jì)算電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和一個(gè)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，該等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是通過把懸架行程期間由所述電磁致動(dòng)器內(nèi)的所有移動(dòng)的以及轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁致動(dòng)器組成部件的慣性質(zhì)量所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的安裝位置等高的一個(gè)假想慣性質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而得到的；并且該致動(dòng)器內(nèi)部慣性力計(jì)算部分根據(jù)該合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁懸架設(shè)備，其中所述電動(dòng)機(jī)控制器按根據(jù)預(yù)先確定的用于提供所需阻尼力的控制規(guī)則所確定的電磁致動(dòng)器輸出以及該電磁致動(dòng)器的所述內(nèi)部慣性力的合力來計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)輸出，并且生成產(chǎn)生該電動(dòng)機(jī)輸出所需的控制命令信號(hào)。
4.一種用于控制車輛電磁懸架設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的方法，該電磁懸架設(shè)備采用一個(gè)插入在簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之間并和一個(gè)懸架彈簧元件平行的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁致動(dòng)器，以及一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制器，其用于計(jì)算傳送到該電磁致動(dòng)器的位移輸入并且控制該電動(dòng)機(jī)以使懸架阻尼力更接近于與該位移輸入適合的所需阻尼力，該方法包括控制該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)補(bǔ)償該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中至少根據(jù)所述內(nèi)部慣性力來控所述該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流值，以便控制該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)補(bǔ)償該電磁致動(dòng)器的該內(nèi)部慣性力。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中根據(jù)所述內(nèi)部慣性力和一個(gè)外部慣性力控制該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流值，該外部慣性力是由于基于電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角的反作用轉(zhuǎn)矩、基于該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)角速度的阻尼轉(zhuǎn)矩以及基于該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)角加速度的車體慣性補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩而施加到車輛上的，以便控制該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)補(bǔ)償該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括估計(jì)所述電磁致動(dòng)器的懸架行程加速度和所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)角速度作為車輛的狀態(tài)量；按照預(yù)先規(guī)定的用于提供所需阻尼力的控制規(guī)則，根據(jù)該電動(dòng)機(jī)角速度來估計(jì)該電磁致動(dòng)器的電磁致動(dòng)器輸出；根據(jù)該電磁致動(dòng)器的懸架行程加速度來計(jì)算該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力；按電磁致動(dòng)器輸出和該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的合力來計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出；以及從所述電動(dòng)機(jī)控制器向該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出產(chǎn)生所述電動(dòng)機(jī)輸出所需的控制命令信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)具有預(yù)定減速比的齒輪傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并且所述電磁致動(dòng)器包括一個(gè)具有彼此通過循環(huán)滾珠相嚙合的滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，以便允許把該滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成該滾珠絲杠螺母的線性運(yùn)動(dòng)，以及允許把該滾珠絲杠螺母的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成該滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；以及計(jì)算該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力的步驟包括(i)根據(jù)該電磁致動(dòng)器的懸架行程加速度從方程dω/dt＝a×(2π/L)×α來計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的角加速度dω/dt，其中a是該電磁致動(dòng)器的懸架行程加速度，L是該滾珠絲杠的螺矩，即該滾珠絲杠完整轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)該滾珠絲杠螺母在軸向上相對(duì)該滾珠絲杠的移動(dòng)，而α是該電動(dòng)機(jī)的預(yù)定減速比；(ii)根據(jù)計(jì)算出的角加速度dω/dt從方程Ti＝J·(dω/dt)＝J·{a×(2π/L)×α}計(jì)算由于該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的角加速度而產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)矩Ti，其中J是與該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及一個(gè)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的和對(duì)應(yīng)的合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，該等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是通過把懸架行程期間該由于該電磁致動(dòng)器內(nèi)的所有移動(dòng)的以及轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁致動(dòng)器組成部件的慣性質(zhì)量所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置等高的一個(gè)假想慣性質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而得到的；以及(iii)根據(jù)計(jì)算出的角加速度dω/dt，從方程fi＝Ti×(2π/L)×α＝J×{(2π/L)×α}2×a計(jì)算該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力fi。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述估計(jì)懸架行程加速度和電動(dòng)機(jī)角速度的步驟包括直接檢測電磁致動(dòng)器的懸架行程加速度以及電動(dòng)機(jī)角速度。
10.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述估計(jì)懸架行程加速度和電動(dòng)機(jī)角速度的步驟包括通過一個(gè)水平傳感器檢測該電磁致動(dòng)器的懸架行程；檢測該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角；通過對(duì)該懸架行程的二階微分來計(jì)算懸架行程加速度；以及通過對(duì)該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角的一階微分來計(jì)算電動(dòng)機(jī)角速度。
全文摘要
一種用于車輛的電磁懸架設(shè)備，包括一個(gè)插入在簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之間的并且平行于一個(gè)懸架彈簧元件的電磁致動(dòng)器；以及一個(gè)設(shè)置在該電磁致動(dòng)器內(nèi)的用來驅(qū)動(dòng)該電磁致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)。一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制器計(jì)算傳送給該電磁致動(dòng)器的位移輸入，例如懸架行程加速度和懸架速度，并且控制該電動(dòng)機(jī)以使懸架阻尼力更接近于和該位移輸入適合的所需阻尼力。該電動(dòng)機(jī)控制器計(jì)算該電磁致動(dòng)器的內(nèi)部慣性力，并且按該電磁致動(dòng)器內(nèi)部慣性力來修正或補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)輸出。
文檔編號(hào)B60G17/015GK1522882SQ20041000367
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月5日
發(fā)明者檜尾幸司, 宇野高明, 佐藤正晴, 明, 晴 申請人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社