專利名稱：車輛用懸架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括電磁式執(zhí)行器的懸架系統(tǒng)，所述電磁式執(zhí)行器產(chǎn)生使 車身和車輪在上下方向上接近和遠(yuǎn)離的力。
背景技術(shù)：
近年來，正在研究包括電磁式執(zhí)行器的所謂電磁式懸架系統(tǒng)，所述電 磁式執(zhí)行器產(chǎn)生使車身和車輪在上下方向上接近和遠(yuǎn)離的力。例如存在下 述專利文獻(xiàn)1所記載的懸架系統(tǒng)。該電磁式懸架系統(tǒng)具有能夠容易實現(xiàn)基
于所謂的天鉤(skyhook)理論的懸架特性等的優(yōu)點，因此可期待作為高
性能的懸架系統(tǒng)。
專利文獻(xiàn)1:日本專利文獻(xiàn)特開2003-42224號公報。

發(fā)明內(nèi)容
(A)發(fā)明的概要
由于電磁式執(zhí)行器在行駛過程中始終工作，因此作為其動力源的電動 馬達(dá)的發(fā)熱成為電磁式執(zhí)行器擔(dān)負(fù)的重大問題。在上述專利文獻(xiàn)1所記載 的系統(tǒng)中，當(dāng)一定時間內(nèi)的平均消耗電力大于所設(shè)定的上限值時，通過降 低供應(yīng)電流來抑制消耗電力，由此應(yīng)付上述的問題。這樣，通過一些措施 來應(yīng)付電動馬達(dá)的發(fā)熱，由此可提高具有電磁式執(zhí)行器的懸架系統(tǒng)的實用 性。本發(fā)明就是鑒于上述情況完成的，其目的在于，提高具有電磁式執(zhí)行 器的懸架系統(tǒng)的實用性。
為了解決上述問題，本發(fā)明的車輛用懸架系統(tǒng)的特征在于，被構(gòu)成為 可執(zhí)行用于避免在作為電磁式執(zhí)行器的動力源的電動馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情 況下該電動馬達(dá)的動作停止在同一個動作位置的狀態(tài)的控制。
如果處于在電動馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該電動馬達(dá)停止在同一個動作位置的狀態(tài)，構(gòu)成電動馬達(dá)各相的線圈之間的發(fā)熱量就會產(chǎn)生不均衡， 從而增大施加給電動馬達(dá)的負(fù)擔(dān)。根據(jù)本發(fā)明的懸架系統(tǒng)，能夠通過動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制來避免上述的狀態(tài)，由此能夠抑制電動馬達(dá)的發(fā)熱。
即，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)是可減輕施加給馬達(dá)的負(fù)擔(dān)的懸架系統(tǒng)。因此，根 據(jù)本發(fā)明，可構(gòu)建實用性高的懸架系統(tǒng)。
(B)發(fā)明的方式
以下，在本申請中示出認(rèn)為可要求專利權(quán)的發(fā)明(以下，有時稱為 "可要求權(quán)利的發(fā)明)的幾個方式，并對這些方式進行說明。各方式與權(quán) 利要求書同樣地分為項并對各項進行編號，而且根據(jù)需要以引用其他項的 編號的方式進行記載。其用意說到底是為了使可要求權(quán)利的發(fā)明容易理 解，而不是要將構(gòu)成這些發(fā)明的構(gòu)成要素的組合限定為以下各項所記載的 方式。S卩，可要求權(quán)利的發(fā)明應(yīng)參考各項所附的記載、實施方式的記載等 來進行解釋，在遵循該解釋的限度內(nèi)，在各項方式中增加其他的構(gòu)成要素 而得的方式、以及從各項的方式中刪除某些構(gòu)成要素而得的方式也可成為 可要求權(quán)利的發(fā)明的一個方式。另外，下述的(1)至(25)項分別相當(dāng) 于權(quán)利要求1至權(quán)利要求25。
(1) 一種車輛用懸架系統(tǒng)，包括
電磁式執(zhí)行器，具有電動馬達(dá)，并依賴于馬達(dá)力而產(chǎn)生執(zhí)行器力，其 中，所述馬達(dá)力是由所述電動馬達(dá)產(chǎn)生的力，所述執(zhí)行器力是使車身和車 輪上下接近和遠(yuǎn)離的方向上的力；以及
控制裝置，通過控制所述電動馬達(dá)來控制所述電磁式執(zhí)行器的工作；
所述車輛用懸架系統(tǒng)的特征在于，
所述控制裝置執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，該動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制 用于避免在所述電動馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該電動馬達(dá)的動作停止在同 一個動作位置的狀態(tài)。
在具有作為動力源的電動馬達(dá)的電磁式執(zhí)行器(以下，有時簡稱為 "執(zhí)行器")中，在該電動馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該電動馬達(dá)的動作停 止在同一個位置的狀態(tài)(以下，有時簡稱為"動作停止?fàn)顟B(tài)")是電動馬 達(dá)的通電狀態(tài)固定的狀態(tài)，即構(gòu)成電動馬達(dá)的各相的線圈上的通電量不變
8化的狀態(tài)。因此，在此狀態(tài)下，各相線圈上的通電量會發(fā)生不均衡，從而 導(dǎo)致這些線圈上的發(fā)熱不均衡。如果該狀態(tài)持續(xù)保持，施加給馬達(dá)的負(fù) 擔(dān)、進而施加給執(zhí)行器的負(fù)擔(dān)就會變大，例如有可能導(dǎo)致發(fā)熱量大的線圈 燒壞。本項的方式中考慮了這些情況，根據(jù)本項的方式，能夠避免上述狀 態(tài)，因此可緩解電動馬達(dá)上的發(fā)熱不均衡，減輕電動馬達(dá)的負(fù)擔(dān)。
本項所記載的"動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制"嚴(yán)格地講是用于避免在電動 馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該電動馬達(dá)的動作至少在特定動作位置的同一位 置維持了設(shè)定時間以上的狀態(tài)的控制。但是，并不局限于消除在同一個位 置持續(xù)停止了某個時間以上的狀態(tài)，也可以是用于事先防止持續(xù)停止在同 一個動作位置的控制。另外，作為該動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，例如如在后 面詳細(xì)說明的那樣，可以采用通過變換馬達(dá)的作為目標(biāo)的動作位置來事先 防止影響大的停止?fàn)顟B(tài)的控制、或者通過使馬達(dá)的動作位置隨著時間的推 移而變動來消除停止?fàn)顟B(tài)的控制。另外，既可以在以所稱的位置控制方 式、即以將電動馬達(dá)的動作位置或執(zhí)行器的動作位置作為直接的控制對象 的控制方式執(zhí)行電動馬達(dá)的控制的系統(tǒng)中采用動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，也 可以在以所謂的力控制方式、即以將馬達(dá)力或執(zhí)行器力作為直接的控制對 象的控制方式執(zhí)行電動馬達(dá)的控制的系統(tǒng)中采用動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
本項方式中的"電磁式執(zhí)行器"的具體結(jié)構(gòu)沒有限定，其功能也沒有 特別限定，例如可采用具有以抑制車身的側(cè)傾、俯仰為目的的而改變車身 與車輪在上下方向上的距離(以下，有時稱為"車身-車輪間距離")的功 能、作為減振器的功能等的執(zhí)行器。本項中的"電動馬達(dá)"只要是根據(jù)執(zhí) 行器的結(jié)構(gòu)而進行適當(dāng)動作的馬達(dá)即可，例如可以是旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，也可以是 線性馬達(dá)。另外，在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的情況下，其動作位置是旋轉(zhuǎn)位置，也可以 認(rèn)為是轉(zhuǎn)角。
(2)如(1)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，
所述電磁式執(zhí)行器能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪 間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的距離。
本項方式的執(zhí)行器例如是以抑制車身的側(cè)傾或俯仰等、或者調(diào)整車輛 高度等為目的而使用的執(zhí)行器。當(dāng)以這樣的目的使執(zhí)行器工作時，電動馬
9達(dá)陷入上述動作停止?fàn)顟B(tài)的可能性高，并且在此狀態(tài)下，從電源會有較大 的電力持續(xù)供應(yīng)給電動馬達(dá)。因此，在采用可改變車身-車輪間距離的執(zhí)行 器的懸架系統(tǒng)中，上述的動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制是特別有效的控制。
(3) 如(1)或(2)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電動馬達(dá)的動作位置是通過定子與可動件的相對位置來確定的位置。
電動馬達(dá)通常來說包括定子和可動件而構(gòu)成，因此能夠根據(jù)所述定子 和所述可動件的相對位置來規(guī)定電動馬達(dá)的動作位置。并且，這樣規(guī)定是 實際可行的。
(4) 如(1)至(3)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述電動馬達(dá)的動作在同一個動作位置停止了設(shè)定時間以上時，所
述控制裝置執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
本項所記載的方式實際上是以電動馬達(dá)停止在同一個動作位置為條件 而執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的方式。根據(jù)本項的方式，由于不會在同一 個動作位置持續(xù)停止設(shè)定時間以上，因此可抑制電動馬達(dá)的發(fā)熱不均衡， 從而減輕施加給馬達(dá)的負(fù)擔(dān)。
(5) 如(1)至(4)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述電動馬達(dá)的動作停止在特定動作位置時，所述控制裝置執(zhí)行所
述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
本項所說的"特定動作位置"例如包括發(fā)熱量偏差大、施加給馬達(dá)的 負(fù)擔(dān)大的動作位置等。如果將這樣的動作位置作為特定動作位置，則可避 免馬達(dá)的負(fù)擔(dān)特別大。本項的方式不局限于在停止于該特定動作位置之后 執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的方式，也可以是當(dāng)預(yù)測到將要停止在特定動 作位置時執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的方式。電動馬達(dá)是無刷DC馬達(dá) 等，當(dāng)通過逆變器等驅(qū)動該電動馬達(dá)時，作為驅(qū)動方式，大致來說可以采 用正弦波驅(qū)動、120°矩形波通電驅(qū)動這兩個方式。本項的方式對于各相 的通電量隨著動作位置而連續(xù)變化的驅(qū)動方式尤為有效，從此觀點出發(fā)， 在采用正弦波驅(qū)動的情況下尤為有效。
(6) 如(5)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，
10所述特定動作位置是對于所述電動馬達(dá)的多相中的一相的通電量達(dá)到 最高的動作位置。
本項的方式是將存在通電量達(dá)到峰值的相的動作位置設(shè)為特定動作位 置的方式。在上述動作位置，該相上的發(fā)熱量最大，發(fā)熱的不均衡也最 大。根據(jù)本項的方式，能夠避免馬達(dá)的負(fù)擔(dān)特別大的狀態(tài)。
(7) 如(5)或(6)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述控制裝置控制所述電磁式執(zhí)行器的工作以使所述電動馬達(dá)的動
作位置變?yōu)槟繕?biāo)位置時，所述控制裝置執(zhí)行作為所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控 制的目標(biāo)位置變換控制，該目標(biāo)位置變換控制在所述目標(biāo)位置為所述特定 動作位置的情況下將該目標(biāo)位置變換為與該特定動作位置不同的位置。
本項方式中的"目標(biāo)位置變換控制"是通過變換目標(biāo)位置來改變成為 動作停止?fàn)顟B(tài)的動作位置的控制。如果從減小發(fā)熱不均衡的觀點出發(fā)，從 特定動作位置變換的目標(biāo)位置優(yōu)選為電動馬達(dá)的各相的通電量之差盡量小 的位置。在目標(biāo)位置變換控制中，電動馬達(dá)動作位置的控制方法大致有兩 種方法。其一是直接控制方法，具體地說直接控制電動馬達(dá)的動作位置以 使電動馬達(dá)的動作位置變?yōu)槟繕?biāo)位置的方法，其二是間接控制方法，具體 地說設(shè)定車身-車輪間距離等與動作位置對應(yīng)的任意參數(shù)，并以使該參數(shù)變 為與目標(biāo)位置相對應(yīng)的值的方式間接控制電動馬達(dá)的動作位置。上述目標(biāo) 位置變換控制還可以應(yīng)用于采用上述兩種控制方法中的任意方法的系統(tǒng)。
(8) 如(7)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述目標(biāo)位置變換控制是將目標(biāo)位置變換為所述電動馬達(dá)的多相中通
電量達(dá)到最大的相存在多個的動作位置的控制。
本項所記載的方式是限定了在目標(biāo)位置變換控制中變換后的目標(biāo)位置 的方式，該方法適于對馬達(dá)進行正弦波驅(qū)動的場合。根據(jù)本項的方式，各 相的通電量以某種程度被平均化，因此能夠有效地抑制發(fā)熱不均衡。另 外，能夠減小通電量最大的相的通電量，因此能夠大大地減少馬達(dá)的負(fù) 擔(dān)。例如，當(dāng)電動馬達(dá)為三相無刷DC馬達(dá)并對其進行正弦波驅(qū)動時，變 換后的目標(biāo)位置成為三相中只有兩相被通電的位置。g卩，多相的各相通電 量中最大通電量的值在360°的電角度范圍內(nèi)變?yōu)樽钚〉膭幼魑恢谩?9) 如(1)至(8)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置執(zhí)行作為所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的動作位置變動控
制，所述動作位置變動控制使所述電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動。
本項所記載的方式是使動作位置隨著時間的推移而改變的方式。簡單 地說是不使電動馬達(dá)持續(xù)停止在固定位置的方式。根據(jù)本項的方式，通過 使各相的通電量發(fā)生變化，可抑制電動馬達(dá)的發(fā)熱不均衡。
(10) 如(9)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是使所述電動馬達(dá)的動作位置周期地發(fā)生變動
的控制。
根據(jù)本項所記載的方式，通過使電動馬達(dá)的動作位置周期地發(fā)生變 動，可減小電動馬達(dá)的各相間的通電量差，由此還可使發(fā)熱均衡。
(11) 如(10)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是使所述電動馬達(dá)的動作位置以比簧上共振頻
率低的頻率發(fā)生變動的控制。
(12) 如(10)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是所述電動馬達(dá)的動作位置以簧上共振頻率與
簧下共振頻率之間的頻率發(fā)生變動的控制。
上述兩項所記載的方式是限定了使電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動的周 期的方式，根據(jù)這些方式，使得以簧上共振頻率、簧下共振頻率以外的頻 率發(fā)生變動，因此對車輛的乘坐舒適性的影響小。另外，從抑制乘坐舒適 性惡化的觀點出發(fā)，在前一方式下，盡量使得以二分之一以下的頻率發(fā)生 變動，在后一方式下，優(yōu)選使得以大致中間的頻率、具體地說以落入相對 于簧上共振頻率和簧下共振頻率的平均值士4HZ的范圍內(nèi)的頻率發(fā)生變 動。另外，從盡量使乘客感覺不到電動馬達(dá)動作位置發(fā)生了變動的觀點出 發(fā)，優(yōu)選采用前一方式。
(13) 如(9)至(12)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是使得在與360°的電角度對應(yīng)的范圍內(nèi)發(fā)生
變動的控制。
根據(jù)本項的方式，也可使各相的通電量均衡。只要實現(xiàn)通電量均衡化，發(fā)熱就會均衡，電動馬達(dá)的負(fù)擔(dān)就會盡可能變小。
(14) 如(9)至(13)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電磁式執(zhí)行器能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪
間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的距離，
所述車輛用懸架系統(tǒng)包括(a)流體式懸架彈簧，該流體式懸架彈
簧將車身和車輪相互地彈性支承，并且能夠通過流體的流入和流出而改變
彈簧長度；(b)執(zhí)行器支承彈簧，該執(zhí)行器支承彈簧配置在車身和車輪 中的一者與所述電磁式執(zhí)行器之間，并將所述一者和所述電磁式執(zhí)行器相 互地彈性支承，
所述控制裝置在所述動作位置變動控制中還執(zhí)行根據(jù)所述電動馬達(dá)的 動作位置的變動而使流體向所述流體式懸架彈簧中流入和從所述流體式懸 架彈簧流出從而將車身-車輪間距離維持恒定的控制。
在采用上述流體式懸架彈簧的懸架系統(tǒng)中，能夠依賴于該彈簧的功能 而改變車身-車輪間距離。本項的方式被構(gòu)成為通過上述執(zhí)行器支承彈簧 浮動支承執(zhí)行器，并利用上述流體式彈簧的改變車身-車輪間距離的功能來 消除在動作位置變動控制中由于執(zhí)行器的動作位置發(fā)生變動而引起的車身-車輪間距離的變動。根據(jù)本項的方式，即便使電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變 動，車身-車輪間距離也不發(fā)生變化，因此能夠使乘客感覺不到執(zhí)行了上述 動作位置變動控制。
本項中的"流體式懸架彈簧"可以采用各種彈簧，例如，將作為流體 的壓縮空氣密封在壓力室中的隔膜式空氣彈簧、包括充滿有作為流體的工 作油的氣缸以及與該氣缸連通的儲能器的液壓式彈簧等。懸架彈簧的"彈 簧長度"是指在懸架彈簧不產(chǎn)生彈簧力的狀態(tài)下的該彈簧的假想長度。上 述流體式懸架彈簧具有通過流體的流入和流出而改變彈簧長度并由此改變 車身-車輪間距離的功能。換言之，具有通過改變在同一車身-車輪間距離 中可產(chǎn)生的彈簧力、即通過改變該彈簧的彈簧常數(shù)來改變車身-車輪間距離 的功能。
(15) 如(1)至(14)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電磁式執(zhí)行器能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪
13間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的距離，
該車輛用懸架系統(tǒng)包括(a)流體式懸架彈簧，該流體式懸架彈簧 將車身和車輪相互地彈性支承，并且能夠通過流體的流入和流出而改變彈
簧長度；(b)執(zhí)行器支承彈簧，該執(zhí)行器支承彈簧配置在車身和車輪中 的一者與所述電磁式執(zhí)行器之間，并將所述一者和所述電磁式執(zhí)行器相互 地彈性支承，
所述控制裝置在所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制中還執(zhí)行使流體向所述流 體式懸架彈簧中流入和從所述流體式懸架彈簧中流出以消除依據(jù)所述動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制而發(fā)生的車身-車輪間距離的變動的控制。
本項的方式是前面說明的方式、即在執(zhí)行動作位置變動控制時具體化 了的方式的上位概念的方式。根據(jù)本項的方式，不僅在執(zhí)行動作位置變動 控制時，即使在執(zhí)行其他的動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制、例如執(zhí)行目標(biāo)位置變 換控制這樣的控制時，也能夠防止由于電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生改變而引 起的車身-車輪間距離的變化。
(16) 如(1)至(15)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述車輛用懸架系統(tǒng)包括檢測所述電動馬達(dá)的溫度的溫度檢測器， 當(dāng)由所述溫度檢測器檢測出的所述電動馬達(dá)的溫度大于或等于設(shè)定值
時，所述控制裝置執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
本項所記載的方式可以是例如只有在馬達(dá)的溫度較高時才執(zhí)行動作停 止?fàn)顟B(tài)避免控制的方式，通過采用這種方式，可以只在必要性高的情況下 執(zhí)行該動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。溫度檢測器例如也可以是可檢測電動馬達(dá) 的多相中的個別相的溫度的檢測器。在此情況下，例如可以構(gòu)成為當(dāng)所述 多相中某相的溫度大于或等于設(shè)定值時執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的 方式。
(17) 如(1)至(16)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述車輛用懸架系統(tǒng)包括多個電磁式執(zhí)行器，所述多個電磁式執(zhí)行器
與多個車輪相對應(yīng)并分別為所述電磁式執(zhí)行器，
所述控制裝置能夠?qū)λ龆鄠€電磁式執(zhí)行器中的每一個執(zhí)行所述動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制。本項所記載的方式是與多個車輪相對應(yīng)地配置了電磁式執(zhí)行器的方 式，每一個電磁式執(zhí)行器可采用上述的各方式。
(18) 如(17)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述多個電磁式執(zhí)行器中的每一個能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置
而改變車身-車輪間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上 的距離，
當(dāng)所述控制裝置對所述多個電磁式執(zhí)行器中的兩個以上電磁式執(zhí)行器 執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制時，所述控制裝置使得依據(jù)所述動作停止 狀態(tài)避免控制而發(fā)生的與所述兩個以上電磁式執(zhí)行器的每一個相對應(yīng)的車 身-車輪間距離的變動同步。
在本項所記載的方式中，例如可采用使與兩個以上電磁式執(zhí)行器的每 一個相對應(yīng)的車身-車輪間距離向同一方向同時改變的方式。另外，還可以 采用多種方式，例如，使電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動以使與兩個以上電 磁式執(zhí)行器的每一個相對應(yīng)的車身-車輪間距離以相同的變動量發(fā)生變動的 方式，或者使電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動以使與兩個以上電磁式執(zhí)行器 的每一個相對應(yīng)的車身-車輪間距離的變動具有相同的周期。但是，由于動 作停止?fàn)顟B(tài)避免控制在維持車身姿態(tài)的控制中執(zhí)行，因此從維持車身姿態(tài) 的觀點出發(fā)，優(yōu)選使得與兩個以上電磁式執(zhí)行器的每一個相對應(yīng)的車身-車 輪間距離的變動方向、變動速度、變動量、開始變動的定時等相同。
(19) 如(18)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置能夠執(zhí)行作為所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的動作位置變
動控制，所述動作位置變動控制使所述電動馬達(dá)的動作位置周期地發(fā)生變 動，
當(dāng)所述控制裝置對所述多個電磁式執(zhí)行器中的兩個以上電磁式執(zhí)行器 執(zhí)行所述動作位置變動控制時，所述控制裝置使所述兩個以上電磁式執(zhí)行 器中的每一個電磁式執(zhí)行器的所述電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動，以免依 據(jù)所述動作位置變動控制而發(fā)生的與所述兩個以上電磁式執(zhí)行器的每一個 相對應(yīng)的車身-車輪間距離的變動產(chǎn)生偏差。
本項所記載的方式是將使與兩個以上電磁式執(zhí)行器的每一個相對應(yīng)的車身-車輪間距離的變動同步的方式限定為執(zhí)行動作位置變動控制的時候的 方式。本項所說的"變動的偏差"例如表示變動的方向、速度、變動量等 中任一個的偏差。
(20) 如(17)至(19)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述多個電磁式執(zhí)行器的每一個能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而
改變車身-車輪間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的 距離，
當(dāng)所述控制裝置對所述多個電磁式執(zhí)行器中的至少一個執(zhí)行所述動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制時，所述控制裝置對其他電磁式執(zhí)行器中的每一個執(zhí)行 變動追隨控制，該變動追隨控制使與所述其他電磁式執(zhí)行器中的每一個相 對應(yīng)的車身-車輪間距離根據(jù)依據(jù)所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制而發(fā)生的車 身-車輪間距離的變動而變動。
根據(jù)本項所記載的方式，即使在對多個執(zhí)行器中的一部分執(zhí)行器執(zhí)行 動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的情況下，也能夠針對沒有執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免 控制的每個執(zhí)行器來改變車身-車輪間距離，因此可使這種情況下的車身恰 當(dāng)?shù)刈儎?。例如，在對多個執(zhí)行器中的一個執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的 情況下，如果采用可執(zhí)行使得與其他執(zhí)行器的每一個相對應(yīng)的車身-車輪間 距離的變動與根據(jù)動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制而發(fā)生的車身-車輪間距離的變動 相同的變動追隨控制的方式，則可在維持車身傾斜的情況下使車身在上下 方向變動。
雖然不是本項所記載的方式，但在對多個執(zhí)行器中的一個執(zhí)行動作停 止?fàn)顟B(tài)避免控制的情況下，例如如果通過該動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制而僅向 使車身和車輪接近的一側(cè)改變或變動電動馬達(dá)的動作位置，則根據(jù)車身的 重心與所述一個執(zhí)行器的位置關(guān)系，也可以通過與沒有執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài) 避免控制的執(zhí)行器相對應(yīng)的每個車輪來維持車身的傾斜。
(21) 如(20)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述變動追隨控制是在不使車身的傾斜角度發(fā)生變化的情況下使車身
在上下方向上動作的控制。
本項所記載的方式是進行控制使得與所有車輪相對應(yīng)的車身-車輪間距
16離的變動均相同的方式，根據(jù)本項的方式，當(dāng)執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制 時，車身相對于路面的傾斜姿態(tài)被維持。具體地說，在目標(biāo)位置變換控制 中，使車身-車輪間距離變化的方向和其變動量相同，在動作位置變動控制 中，使相對于時間推移的變動量相同。另外，本項所說的"傾斜角度"是
也包括相對于路面沒有傾斜的狀態(tài)的角度、具體地說傾斜角度0°的概
念，本項的方式還包括進行變動追隨控制以使車身維持不傾斜的狀態(tài)的方 式。
(22) 如(1)至(21)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置能夠執(zhí)行使所述電磁式執(zhí)行器所產(chǎn)生的執(zhí)行器力作為針
對車身和車輪的接近和遠(yuǎn)離動作的阻尼力而起作用的控制。
本項所記載的方式將上述系統(tǒng)構(gòu)成為如下系統(tǒng)的方式，即通過使執(zhí) 行器起被動功能、即起到減振器(也可以稱為"阻尼器")的功能，例如 能夠產(chǎn)生針對簧上振動和簧下振動的至少一個振動的阻尼力。
(23) 如(1)至(22)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電磁式執(zhí)行器包括(a)外螺紋部，該外螺紋部相對于簧上部
件和簧下部件中的一者不能相對移動；(b)內(nèi)螺紋部，該內(nèi)螺紋部相對 于所述簧上部件和所述簧下部件中的另一者不能相對移動，并與所述外螺 紋部螺合，并且隨著車身和車輪接近和遠(yuǎn)離而相對于所述外螺紋部旋轉(zhuǎn)，
所述電磁式執(zhí)行器被構(gòu)成為通過由所述電動馬達(dá)向所述外螺紋部和所 述內(nèi)螺紋部施加相對旋轉(zhuǎn)力而產(chǎn)生執(zhí)行器力。
本項所記載的方式是將電磁式執(zhí)行器限定為采用了絲杠機構(gòu)的執(zhí)行器 的方式。如果采用絲杠機構(gòu)，則可容易構(gòu)成上述電磁式執(zhí)行器。在本項的 方式中，在簧上部件側(cè)、簧下部件側(cè)的哪一側(cè)設(shè)置外螺紋部，在哪一側(cè)設(shè) 置內(nèi)螺紋部是任意的。而且既可以構(gòu)成為使外螺紋部不能旋轉(zhuǎn)而使內(nèi)螺紋 部可旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，相反地也可以構(gòu)成為使內(nèi)螺紋部不能旋轉(zhuǎn)而使外螺紋部 可旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
(24) 如(1)至(23)項中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電動馬達(dá)是三相無刷DC馬達(dá)。
本項的方式中的馬達(dá)的三相的聯(lián)結(jié)方法可以為Y形聯(lián)結(jié)(星形聯(lián)結(jié))，也可以為三角形聯(lián)結(jié)。另外，馬達(dá)的驅(qū)動方法也不特別限定，可以
采用矩形波驅(qū)動、正弦波驅(qū)動等各種驅(qū)動方法。
(25)如(24)項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置包括對所述電動馬達(dá)進行正弦波驅(qū)動的驅(qū)動電路。 本項所記載的方式是限定了電動馬達(dá)的驅(qū)動方法的方式。根據(jù)本項的
方式，通過使電動馬達(dá)平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，可構(gòu)成低振動低噪音的執(zhí)行器。


圖l是示出第一實施方式的車輛用懸架系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的示意圖2是示出圖l所示的彈簧減振器Assy的正面截面圖3是示出圖1所示的彈簧減振器Assy和空氣供應(yīng)排出裝置的示意
圖4是用于驅(qū)動圖2的執(zhí)行器所具有的電動馬達(dá)的逆變器的電路圖； 圖5是示出由圖4的逆變器向電動馬達(dá)的各相供應(yīng)的電流的波形的
圖6 (a)是示出在車身上產(chǎn)生的橫向加速度與車身-車輪間距離的變 化量之間的關(guān)系，圖6 (b)是示出在車身上產(chǎn)生的前后加速度與車身-車 輪間距離的變化量之間的關(guān)系的圖7 (a)是示出特定動作位置上的各相的通電量的圖，圖7 (b)是 示出通過目標(biāo)位置變換控制變換動作位置之后的動作位置上的各相的通電 量的圖8是示出由圖1所示的懸架電子控制單元執(zhí)行的目標(biāo)車輛高度確定 程序的流程圖9是示出由圖1所示的懸架電子控制單元執(zhí)行的執(zhí)行器控制程序的 流程圖10是示出在執(zhí)行器控制程序中執(zhí)行的目標(biāo)車身-車輪間距離確定子 例程的流程圖11是示出由圖1所示的懸架電子控制單元執(zhí)行的空氣彈簧控制程 序的流程圖；圖12是示出圖1的懸架電子控制單元的功能的框圖13是示出在第二實施方式的車輛用懸架系統(tǒng)中執(zhí)行的執(zhí)行器控制 程序的流程圖14是示出在第二實施方式的車輛用懸架系統(tǒng)中執(zhí)行的空氣彈簧控
制程序的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明可要求權(quán)利的發(fā)明的幾個實施方式?？梢?求權(quán)利的發(fā)明除了下述實施方式以外，還能夠以在上述"發(fā)明的方式"部 分中所記載的方式的基礎(chǔ)上根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識進行各種變更、改 進而得的各種方式實施。
(A)第一實施方式
《懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能》
圖l示意性地示出了第一實施方式的車輛用懸架系統(tǒng)10。本懸架系統(tǒng) 10包括與前后左右的車輪12的每一車輪相對應(yīng)的4個獨立懸架式懸架裝 置，這些懸架裝置分別具有將懸架彈簧和減振器做成一體的彈簧減振器 Assy 20。車輪12、彈簧減振器Assy 20為總稱，當(dāng)需要明確是與4個車輪 的哪一個相對應(yīng)時，如圖1所示，有時對與左前輪、右前輪、左后輪、右 后輪的每個對應(yīng)的車輪12或彈簧減振器Assy 20標(biāo)注作為表示車輪位置的 下標(biāo)的FL、 FR、 RL、 RR。
如圖2所示，彈簧減振器Assy 20配置在用于保持車輪12的作為簧下 部件的懸架下臂22與設(shè)置在車身上的作為簧上部件的安裝部24之間，并 包括執(zhí)行器26以及與其并列設(shè)置的作為流體式懸架彈簧的空氣彈簧28， 其中執(zhí)行器26是電磁式減振器。
執(zhí)行器26包括外套管30和內(nèi)胎32，內(nèi)胎32被插在該外套管30中并 從外套管30的下端部向下突出。這些外套管30和內(nèi)胎32被插在罩管36 中，罩管36經(jīng)由安裝部件34與下臂22連結(jié)。在罩管36的內(nèi)壁表面設(shè)有 沿著執(zhí)行器26的軸線延伸的方向(以下，有時稱為"軸線方向")而延 伸的一對導(dǎo)槽38，并且附設(shè)在外套管30的下端部上的一對鍵40中的每一個鍵40和附設(shè)在內(nèi)胎32的下端部上的一對鍵41中的每一個鍵41嵌在所 述導(dǎo)槽38的每一個導(dǎo)槽38中。通過這些導(dǎo)槽38和鍵40，罩管36和外套 管30不能相對旋轉(zhuǎn)，但可在軸線方向上相對移動，通過導(dǎo)槽38和鍵41，
罩管36和內(nèi)胎32不能相對旋轉(zhuǎn)，但可在軸線方向上相對移動。另外，通 過這樣的結(jié)構(gòu)，外套管30和內(nèi)胎32不能相對旋轉(zhuǎn)，但可在軸線方向上相 對移動。
在內(nèi)胎32的下表面與罩管36的內(nèi)底部之間配置有螺旋彈簧42。該螺 旋彈簧42與執(zhí)行器26串聯(lián)地設(shè)置在下臂22與執(zhí)行器26之間，起到將下 臂22和執(zhí)行器26相互地彈性支承的執(zhí)行器支承彈簧的作用。另外，在內(nèi) 胎32的下表面與罩管36的內(nèi)底部之間配置有液壓式阻尼器43 (在圖中省 略了結(jié)構(gòu))，該阻尼器43對通過螺旋彈簧42被相對支承的執(zhí)行器26與下 臂22的相對動作產(chǎn)生阻尼力。順便說一下，該阻尼器43的阻尼系數(shù)被設(shè) 定為適于抑制較高頻域的振動從簧下部件向簧上部件傳播的值。執(zhí)行器26 如此與簧下部件連結(jié)，另一方面，執(zhí)行器26通過外套管30在其上端部所 形成的法蘭部44與安裝部24連結(jié)而與簧上部件連結(jié)。另外，在罩管36的 上端部附設(shè)有密封件45，從而防止了空氣從后面說明的空氣彈簧28的壓 力室46中泄漏。
另外，執(zhí)行器26包括滾珠絲杠機構(gòu)和電動馬達(dá)54 (以下，有時簡稱 "馬達(dá)54")，滾珠絲杠機構(gòu)包括形成有螺紋槽的作為外螺紋部的螺桿 50和保持軸承滾珠并與該螺桿50螺合的作為內(nèi)螺紋部的螺母52。馬達(dá)54 被固定、容納在馬達(dá)外殼56中，并且該馬達(dá)外殼56的凸緣部被固定在安 裝部24的上表面?zhèn)龋ㄟ^將外套管30的法蘭部44固定在馬達(dá)外殼56的 凸緣部上，外套管30經(jīng)由馬達(dá)外殼56與安裝部24連結(jié)。作為馬達(dá)54的 旋轉(zhuǎn)軸的馬達(dá)軸58與螺桿50的上端部連接成一體。即，螺桿50以延長馬 達(dá)軸58的狀態(tài)配置在外套管30內(nèi)，并通過馬達(dá)54而旋轉(zhuǎn)。另一方面，螺 母52被固定在內(nèi)胎32的上端部，并在所述固定的狀態(tài)下與螺桿50螺合。
空氣彈簧28包括固定在安裝部24上的外罩70、固定在罩管36上 的空氣活塞72、以及連接外罩70和空氣活塞72的隔膜74。外罩70大致 形成為有蓋的圓筒形狀，并且在使執(zhí)行器26的外套管30貫穿蓋部76上所
20形成的孔的狀態(tài)下在蓋部76的上表面?zhèn)缺还潭ㄔ诎惭b部24的下表面?zhèn)取?br> 空氣活塞72大致形成為圓筒形狀，并且在使罩管36嵌入的狀態(tài)下被固定 在罩管36的上部。這些外罩70和空氣活塞72通過隔膜74在保持氣密性 的情況下彼此相連，通過這些外罩70、空氣活塞72以及隔膜74形成了壓 力室46。在該壓力室46中密封有作為流體的壓縮空氣。根據(jù)這樣的結(jié) 構(gòu)，空氣彈簧28通過該壓縮空氣的壓力而將下臂22和安裝部24、即車輪 12和車身相互地彈性支承。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)車身和車輪12接近和遠(yuǎn)離時，外套管30和內(nèi)胎 32可在軸線方向上相對移動。隨著所述的相對移動，螺桿50和螺母52在 軸線方向上相對移動，并且螺桿50相對于螺母52旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)54可向螺桿 50施加轉(zhuǎn)矩，并通過該轉(zhuǎn)矩，可對車身和車輪12的接近和遠(yuǎn)離產(chǎn)生阻止 所述接近和遠(yuǎn)離的阻力。通過將該阻力用作對車身和車輪12的接近和遠(yuǎn) 離的阻尼力，執(zhí)行器26起到所謂的減振器(也可以稱為"阻尼器")的 功能。換言之，即執(zhí)行器26具有通過自己所產(chǎn)生的軸線方向上的力、即 執(zhí)行器力來對車身和車輪12的相對移動施加阻尼力的功能。另外，執(zhí)行 器26也具有將執(zhí)行器力用作針對車身和車輪12的相對移動的推進力、即 驅(qū)動力的功能。通過該功能，可執(zhí)行基于簧上絕對速度的天鉤控制。另 外，執(zhí)行器26還具有通過執(zhí)行器力積極地改變車身和車輪在上下方向上 的距離(以下，有時稱為"車身-車輪間距離")并將車身-車輪間距離維 持為預(yù)定距離的功能。通過該功能，可有效地抑制轉(zhuǎn)彎時的車身的側(cè)傾、 加速或減速時的車身的俯仰等，并可調(diào)整車輛的車輛高度等。
在罩管36的上端內(nèi)壁表面上粘貼有環(huán)形的緩沖橡膠77，在內(nèi)胎32的 內(nèi)部底壁表面也粘貼有緩沖橡膠78。當(dāng)車身和車輪12接近和遠(yuǎn)離時，如 果車身和車輪12沿遠(yuǎn)離的方向(以下，有時稱為"回彈(rebound)方 向")相對移動了某一程度，則鍵40抵靠到緩沖橡膠77，相反地，如果 車身和車輪12沿接近的方向(以下，有時稱為"縮彈(bound)方向") 相對移動了某一程度，則螺桿50的下端經(jīng)由緩沖橡膠78抵靠在外套管30 的內(nèi)部底壁表面。即，彈簧減振器Assy 20具有對于車身和車輪12的接近 和遠(yuǎn)離的止動器(即所謂的縮彈止動器和回彈止動器)。懸架系統(tǒng)IO包括用于使作為流體的空氣流入各彈簧減振器Assy 20所 具有的空氣彈簧28和從該空氣彈簧28流出的流體流入流出裝置，具體地 說包括空氣供應(yīng)排出裝置80，該空氣供應(yīng)排出裝置80與空氣彈簧28的壓 力室46連接，用于向該壓力室46供應(yīng)空氣或從壓力室46排出空氣。圖3 示出了該空氣供應(yīng)排出裝置80的示意圖?？諝夤?yīng)排出裝置80包括向壓 力室46供應(yīng)壓縮空氣的壓縮機82。壓縮機82包括泵84和用于驅(qū)動該泵 84的泵馬達(dá)86，并通過該泵84而經(jīng)由過濾器88、止回閥90從大氣中吸 入空氣，對該空氣進行加壓后經(jīng)由止回閥92而噴出。該壓縮機82經(jīng)由個 別控制閥裝置100與4個所述空氣彈簧28的壓力室46連接。個別控制閥 裝置100包括與各空氣彈簧28的壓力室46對應(yīng)設(shè)置并且分別為常閉閥的 4個個別控制閥102，用于打開和關(guān)閉各壓力室46的流路。另外，所述壓 縮機82和所述個別控制閥裝置100經(jīng)由干燥機104和流通限制裝置IIO通 過共用通道112而連接，干燥機104用于去除壓縮空氣中的水分，所述流 通限制裝置IIO包括彼此并列設(shè)置的限流器106和止回閥108。另外，該 共用通道112從壓縮機82與干燥機104之間分叉，在該分叉的部分設(shè)置有 用于從壓力室46排出空氣的排氣控制閥114。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，本懸架系統(tǒng)10可通過空氣供應(yīng)排出裝置80來調(diào)整 各空氣彈簧28的壓力室46內(nèi)的空氣量，并通過調(diào)整空氣量，可改變各空 氣彈簧28的彈簧長度，改變各車輪12的車身-車輪間距離。具體地說，能 夠增加壓力室46的空氣量來增大車身-車輪間距離，或減少空氣量來減小 車身-車輪間距離。
本懸架系統(tǒng)IO通過懸架電子控制單元(ECU) 140來操縱彈簧減振器 Assy 20、即控制執(zhí)行器26和空氣彈簧28。詳細(xì)地說，控制執(zhí)行器26的 馬達(dá)54和空氣供應(yīng)排出裝置80的工作。ECU 140具有以包括CPU、 ROM、 RAM等的計算機為主體而構(gòu)成的控制器142、作為空氣供應(yīng)排出 裝置80的驅(qū)動電路的驅(qū)動器144、以及作為與各執(zhí)行器26所具有的馬達(dá) 54相對應(yīng)的驅(qū)動電路的逆變器146。該驅(qū)動器144和逆變器146經(jīng)由變換 器148與作為電力供應(yīng)源的蓄電池150連接，從該蓄電池150向空氣供應(yīng) 排出裝置80所具有的各控制閥102、泵馬達(dá)86等以及各執(zhí)行器26的馬達(dá)54供應(yīng)電力。由于對馬達(dá)54進行恒電壓驅(qū)動，因此可通過改變供應(yīng)的電 流量來改變向馬達(dá)54供應(yīng)的電力量，而馬達(dá)54的力則依賴于該供應(yīng)的電 流量。
車輛上設(shè)有點火開關(guān)[I/G]160;車速傳感器[V]162，用于檢測車輛行
駛速度(以下，有時簡稱"車速")；4個行程傳感器[St]164，檢測關(guān)于 各車輪12的車身-車輪間距離；車輛高度變更開關(guān)[HSw]166，供駕駛員為 進行車輛高度變更指示而進行操作；操縱角傳感器[5]170，用于檢測轉(zhuǎn)向 盤的操縱角；前后加速度傳感器[Gx]172，檢測作為車身上實際產(chǎn)生的前后 加速度的實際前后加速度；橫向加速度傳感器[Gy]174，檢測車身上實際產(chǎn) 生的橫向加速度的實際橫向加速度；4個縱向加速度傳感器[GzJ176，檢測 與各車輪12對應(yīng)的車身的各安裝部24的縱向加速度(上下加速度)；4 個縱向加速度傳感器[GzJ178，檢測各車輪12的縱向加速度；節(jié)氣門傳感 器[Sr]180，檢測加速器節(jié)氣門的開度；制動器壓力傳感器[Br]182，檢測制 動器的主缸壓力；作為轉(zhuǎn)角傳感器的分解器
184，檢測馬達(dá)54的轉(zhuǎn)角； 溫度傳感器[T]186，檢測馬達(dá)54的溫度，這些開關(guān)、傳感器與控制器142 連接，ECU 140根據(jù)來自這些開關(guān)、傳感器的信號來控制彈簧減振器Assy 20的工作。順便說一下，[]中的文字是在附圖中表示上述開關(guān)、傳感器等 時使用的符號。
在控制器142的計算機所具有的ROM中存儲有后面說明的確定目標(biāo) 車輛高度的程序、與執(zhí)行器26的控制相關(guān)的程序、與空氣彈簧28的控制 相關(guān)的程序、以及各種數(shù)據(jù)等。另外，在本懸架系統(tǒng)10中，作為駕駛員 可選擇的設(shè)定車輛高度，設(shè)定有三種設(shè)定高度，S卩設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)車輛高度 (N車輛高度)、比設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)車輛高度高的設(shè)定高車輛高度(Hi車輛高 度)、比設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)車輛高度低的設(shè)定低車輛高度(Low車輛高度)，通過 駕駛員操作車輛高度變更開關(guān)166，可選擇性地改變?yōu)槠谕脑O(shè)定車輛高 度。該車輛高度變更幵關(guān)166被構(gòu)成為發(fā)出使設(shè)定車輛高度向高的設(shè)定車 輛高度或低的設(shè)定車輛高度逐級變換的指令、即車輛高度增加指令或車輛 高度減少指令。
《逆變器等的結(jié)構(gòu)》如圖4所示，各執(zhí)行器26的馬達(dá)54是將線圈星形聯(lián)結(jié)(Y形聯(lián)結(jié)) 的三相無刷馬達(dá)，并如上所述由逆變器146驅(qū)動。順便說一下，雖然省略 了圖示，但馬達(dá)54包括具有9個線圈的定子和6極的磁鐵轉(zhuǎn)子，馬達(dá)轉(zhuǎn)角 (轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角)120°與電角度360。相對應(yīng)。逆變器146是圖4所示的一 般的逆變器，包括與high偵纟(高電位側(cè))、low側(cè)(低電位側(cè))的每一側(cè) 相對應(yīng)并與作為馬達(dá)54的三相的U相、V相、W相的每一相相對應(yīng)的六 個開關(guān)元件HUS、 HVS、 HWS、 LUS、 LVS、 LWS。 ECU 140的控制器 142通過設(shè)置在馬達(dá)上的分解器184來判斷馬達(dá)轉(zhuǎn)角(電角度)，并根據(jù) 該馬達(dá)轉(zhuǎn)角使開關(guān)元件進行開閉動作。逆變器146通過所謂的正弦波驅(qū)動 來驅(qū)動馬達(dá)54，流經(jīng)馬達(dá)54的三相中的每一相的電流量如圖5所示分別 按正弦波形變化，并且它們的相位被控制為彼此相差120°的電角度。并 且，逆變器146通過PWM (Pulse Width Modulation ，脈寬調(diào)制)控制而 與馬達(dá)54通電，并通過控制器142改變脈沖開啟(pulse-on)時間與脈沖 關(guān)斷(pulse-off)時間之比(占空比)來改變向馬達(dá)54通電的電流量，從 而改變馬達(dá)54所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小。詳細(xì)地說，通過增大占空比來增大 通電的電流量，從而增大馬達(dá)54所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，相反地，通過減小占空 比來減小通電的電流量，從而減小馬達(dá)54所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
馬達(dá)54產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向既有與馬達(dá)54實際旋轉(zhuǎn)的方向相同的情 況，也有相反的情況。當(dāng)馬達(dá)54所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)方 向相反時，即當(dāng)執(zhí)行器26將執(zhí)行器力用作針對車輪與車身的相對動作的 阻力(阻尼力)時，馬達(dá)54所產(chǎn)生的力未必依賴于從電源供應(yīng)的電力。 詳細(xì)地說，存在這樣的情況馬達(dá)54通過來自外部的力而旋轉(zhuǎn)，由此在 該馬達(dá)54上產(chǎn)生電動勢，從而馬達(dá)54產(chǎn)生基于該電動勢的馬達(dá)力，即執(zhí) 行器26會產(chǎn)生基于電動勢的執(zhí)行器力。在此情況下，逆變器146被構(gòu)成 為可將通過電動勢產(chǎn)生的電力再生到電源中。另外，上述的開關(guān)元件的 PWM控制還控制通過電動勢而流經(jīng)馬達(dá)54的各線圈的電流量，當(dāng)馬達(dá)54 所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)方向相反時，也通過改變占空比來 改變馬達(dá)54所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小。g卩，逆變器146被構(gòu)成為不管是來自 電源的供應(yīng)電流還是由電動勢產(chǎn)生的電流，都通過控制流經(jīng)馬達(dá)54的線圈的電流、即馬達(dá)54的通電電流來控制馬達(dá)力。 《懸架系統(tǒng)的基本控制》
本懸架系統(tǒng)10可對4個彈簧減振器Assy 20的每一個進行獨立控制。 在所述彈簧減振器Assy 20的每一個彈簧減振器中，獨立地控制執(zhí)行器26 的執(zhí)行器力、詳細(xì)地說即馬達(dá)54的通電電流量，來執(zhí)行使車身和車輪12 的振動、即簧上振動和簧下振動衰減的控制(以下，有時稱為"振動衰減 控制")，并執(zhí)行車身的姿態(tài)控制，所述車身的姿態(tài)控制綜合了以下控 制，即抑制車身的側(cè)傾的控制(以下，有時稱為"側(cè)傾抑制控制")、 抑制車身的俯仰的控制(以下，有時稱為"俯仰抑制控制")、以提高髙 速行駛時的行駛穩(wěn)定性和使乘客容易上車和下車等為目的而暫時改變車輛 的車輛高度的控制(以下，有時稱為"依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控 制")。在上述振動衰減控制、車輛姿態(tài)控制中，通過將在各控制中作為 馬達(dá)54的通電電流量的分量的振動衰減分量、姿態(tài)控制分量相加來確定 目標(biāo)通電電流量，并控制執(zhí)行器26以產(chǎn)生與該目標(biāo)通電電流量相應(yīng)的執(zhí) 行器力，由此統(tǒng)一地執(zhí)行上述振動衰減控制、車身姿態(tài)控制。另外，本懸 架系統(tǒng)10執(zhí)行根據(jù)駕駛員以應(yīng)付在路況惡劣的道路上行駛等為目的的意 思而通過空氣彈簧28改變車輛的車輛高度的控制(以下，有時稱為"依 賴于空氣彈簧的車輛高度變更控制")。另外，在以下的說明中，馬達(dá)54 的通電電流量及其分量在與使車身和車輪12遠(yuǎn)離的方向(回彈方向)上 的力相對應(yīng)時取正的值，在與使車身和車輪12接近的方向(縮彈方向) 上的力相對應(yīng)時取負(fù)的值。
i)依賴于空氣彈簧的車輛高度變更控制
當(dāng)通過根據(jù)駕駛員的意圖操作車輛高度變更開關(guān)166而改變了作為應(yīng) 實現(xiàn)的設(shè)定車輛高度的目標(biāo)設(shè)定車輛高度時，執(zhí)行通過空氣彈簧28來改 變車輛的車輛高度的依賴于空氣彈簧的車輛高度變更控制。根據(jù)所述三個 設(shè)定車輛高度的每一個高度來設(shè)定對各車輪12的作為目標(biāo)的車身-車輪間 距離，根據(jù)行程傳感器164的檢測值來控制空氣供應(yīng)排出裝置80的工 作，以使得每個車輪12的車身-車輪間距離達(dá)到目標(biāo)距離，從而將每個車 輪12的車身-車輪間距離改變?yōu)榕c目標(biāo)設(shè)定車輛高度相應(yīng)的距離。另外，
25在本懸架系統(tǒng)10中，當(dāng)在Hi車輛高度的情況下車速V大于或等于閾速度
V0 (例如，50km/h)時，鑒于車輛的行駛穩(wěn)定性，將車輛高度改回到N車 輛高度。依賴于空氣彈簧的車輛高度變更控制在這種情況下也執(zhí)行。并 且，在所述依賴于空氣彈簧的車輛高度變更控制中，例如也進行被稱為自 動調(diào)平(auto leveling)的控制，其目的在于應(yīng)付由乘客人數(shù)的變化、貨物 裝載量的變化等引起的車輛高度的變動。
具體地說，在用于提高車輛高度的空氣供應(yīng)排出裝置80的工作(以 下，有時稱為"車輛高度增加工作")中，首先，啟動泵馬達(dá)94，并打開 所有的個別控制閥102，由此壓縮空氣被供應(yīng)給空氣彈簧28的壓力室 46。在持續(xù)了該狀態(tài)后，從車身-車輪間距離達(dá)到目標(biāo)距離的車輪側(cè)開始， 依次關(guān)閉個別控制閥102，在所有車輪12的車身-車輪間距離達(dá)到目標(biāo)距 離之后，使泵馬達(dá)94停止工作。在用于降低車輛高度的空氣供應(yīng)排出裝 置80的工作(以下，有時稱為"車輛高度減少工作")中，首先，打開 排氣控制閥114，并打開所有的個別控制閥102，從而使空氣從空氣彈簧 28的壓力室46排到大氣中。之后，從車身-車輪間距離達(dá)到目標(biāo)距離的車 輪側(cè)開始，依次關(guān)閉個別控制閥102，在所有車輪12的車身-車輪間距離 達(dá)到目標(biāo)距離之后，關(guān)閉排氣控制閥114。當(dāng)進行自動調(diào)平時，打開與需 要改變車輛高度的車輪12相對應(yīng)的個別控制閥102，從而供應(yīng)或排出空 氣。
但是，上述的車輛高度增加工作、車輛高度減少工作在滿足特定的禁 止條件(以下，有時稱為"車輛高度變更禁止條件")的情況下禁止執(zhí) 行。具體地說，只要滿足以下情況中的一種情況，空氣供應(yīng)排出裝置80 的工作就被禁止，所述情況是指有側(cè)傾力矩、俯仰力矩作用在車身上； 車身和車輪12中的至少一個在上下方向上移動；4個車輪的車身-車輪間 距離超出了某一允許范圍而不一致。此時，關(guān)閉個別控制閥102，停止泵 馬達(dá)94的工作或關(guān)閉排氣控制閥114，從而空氣彈簧28的壓力室46內(nèi)的 空氣量保持關(guān)閉個別控制閥102時的空氣量。
ii)車身姿態(tài)控制
在車身姿態(tài)控制中，通過執(zhí)行器力來調(diào)整有關(guān)各車輪12的車身-車輪間距離，由此控制車身的姿態(tài)。在該車身姿態(tài)控制中，根據(jù)側(cè)傾抑制控 制、俯仰抑制控制、以及依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制的每一控制來 確定每個車輪12的作為目標(biāo)的車身-車輪間距離(以下，有時簡稱為"目
標(biāo)距離")L*，并確定目標(biāo)通電電流的姿態(tài)控制分量is，用于控制執(zhí)行器 26，以使車身-車輪間距離達(dá)到其目標(biāo)距離。即，本車身姿態(tài)控制是將車 身-車輪間距離作為直接的控制對象的控制，并且是遵循所稱的位置控制方 法的控制。在側(cè)傾抑制控制、俯仰抑制控制、依賴于執(zhí)行器的車輛高度變 更控制的每一控制中，分別確定作為從中立距離LN開始的調(diào)整距離的側(cè) 傾抑制分量SLR、俯仰抑制分量SLp、車輛高度變更分量5LH，并將這些分 量相加來確定目標(biāo)距離L*，其中中立距離Lw是執(zhí)行器26不產(chǎn)生執(zhí)行器力 的狀態(tài)下的車身-車輪間距離。
L*=LN+SLR+SLP+5LH
然后，獲得作為由行程傳感器164檢測到的實際車身-車輪間距離Lr 與目標(biāo)距離I^的偏差的車身-車輪間距離偏差A(yù)L (=L*_Lr)，確定目標(biāo) 通電電流的姿態(tài)控制分量is，以使得該車身-車輪間距離偏差A(yù)L變?yōu)?。 在ECU 140中，根據(jù)車身-車輪間距離偏差A(yù)L按照下式的PID控制規(guī)則來 確定該姿態(tài)控制分量is。
is=KP AL+KD AL' +K! int (AL)
這里，第一項、第二項、第三項分別表示姿態(tài)控制分量is中的比例項 分量(P項分量)、微分項分量(D項分量)、積分項分量(I項分量)， KP、 KD、 Ki分別表示比例增益、微分增益、積分增益。另外，Int (AL) 相當(dāng)于車身-車輪間距離偏差A(yù)L的積分值。以下，關(guān)于側(cè)傾抑制控制、俯 仰抑制控制、依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制中的每一控制，以作為這 些每一個控制中的從中立距離LN開始的調(diào)整距離的分量的側(cè)傾抑制分量 SLR、俯仰抑制分量SLP以及車輛高度變更分量SLH的確定方法為重點進行 說明。
a)側(cè)傾抑制控制
當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，由于該轉(zhuǎn)彎引起的側(cè)傾力矩，轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪側(cè)的車身和車
27輪12彼此遠(yuǎn)離，并且轉(zhuǎn)彎外輪側(cè)的車身和車輪12彼此接近。圖6的(a) 是示出指示側(cè)傾力矩的橫向加速度Gy與車身-車輪間距離的變化量SL之 間的關(guān)系的圖，該圖中的虛線表示不使執(zhí)行器26動作的情況。在側(cè)傾抑 制控制中，為了抑制該轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪側(cè)的遠(yuǎn)離和轉(zhuǎn)彎外輪側(cè)的接近，根據(jù)側(cè)傾 力矩的大小來控制執(zhí)行器26，以達(dá)到圖6的(a)的實線所示的車身-車輪 間距離。具體地說，首先，根據(jù)基于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向角5和車速v推定出的 推定橫向加速度Gyc和由橫向加速度傳感器174實際測得的實際橫向加速 度Gyr，按照下式來確定在控制中使用的控制橫向加速度Gy*，作為指示 車身受到的側(cè)傾力矩的橫向加速度。
Gy承二IQ Gyc+K2 GyrK2:增益)
根據(jù)上述確定了的控制橫向加速度0丫*來確定調(diào)整距離的側(cè)傾抑制分 量5LR。詳細(xì)地說，在控制器142內(nèi)存儲有以控制橫向加速度Gyf為參數(shù) 的側(cè)傾抑制分量SI^的圖6的(a)所示的映射數(shù)據(jù)，參照該映射數(shù)據(jù)來確 定側(cè)傾抑制分量SLR。
b)俯仰抑制控制
當(dāng)由于車身制動等而車身急劇下降(nose-doves)時，由于引起該急 劇下降的俯仰力矩，前輪側(cè)的車身與車輪12彼此接近，并且后輪側(cè)的車 身和車輪12彼此遠(yuǎn)離。并且，當(dāng)由于車身加速等而車身的尾部下坐 (squats)時，由于引起該尾部下坐的俯仰力矩，前輪側(cè)的車身和車輪12 彼此遠(yuǎn)離，并且后輪側(cè)的車身和車輪12彼此接近。圖6的(b)是示出指 示俯仰力矩的前后加速度Gx與車身-車輪間距離的變化量SL之間的關(guān)系 的圖，該圖中的虛線表示不使執(zhí)行器26動作的情況。在俯仰抑制控制 中，為了抑制上述情況下的接近和遠(yuǎn)離的距離，根據(jù)俯仰力矩來控制執(zhí)行 器26，以達(dá)到圖6的(b)的實線所示的車身-車輪間距離。具體地說，采 用由前后加速度傳感器172實際測得的實際前后加速度Gx，作為指示車 身受到的俯仰力矩的前后加速度，并根據(jù)該實際前后加速度Gx來確定調(diào) 整距離的俯仰抑制分量SLp。詳細(xì)地說，在控制器142內(nèi)存儲有圖6 (b) 所示的映射數(shù)據(jù)、即以前后加速度Gx為參數(shù)的俯仰抑制分量5Lp的映射 數(shù)據(jù)，參照該映射數(shù)據(jù)來確定俯仰抑制分量SLp。俯仰抑制控制在由節(jié)氣門傳感器180檢測的節(jié)氣門的開度或者由制動 器壓力傳感器182檢測的主缸壓力大于所設(shè)定的閾值時執(zhí)行。 c)依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制
在本懸架系統(tǒng)10中，當(dāng)在N車輛高度的情況下車速V大于或等于閾 速度V!(例如，80km/h)時，鑒于車輛的行駛穩(wěn)定性，將車輛高度改變?yōu)?比N車輛高度低的車輛高度(比設(shè)定低車輛高度高的車輛高度)、即"高 速行駛時的車輛高度"。另外，為了使駕駛員容易上下車或容易裝卸貨 物，在上下車時將車輛高度改變?yōu)楸萀ow車輛高度還低的車輛高度、即 "上下車時的車輛高度"。這些情況下的車輛高度變更控制由執(zhí)行器26 進行。具體地說，根據(jù)作為目標(biāo)的高速行駛時的車輛高度或上下車時的車 輛高度來確定與各車輪12相關(guān)的調(diào)整距離的車輛高度變更分量SLH。但 是，使車輛高度變更分量5LH隨時間而逐漸減少，以免目標(biāo)距離I^急劇變 化。另外，當(dāng)從高速行駛時的車輛高度或上下車時的車輛高度恢復(fù)到N車 輛高度時也一樣，使車輛高度變更分量SLH逐漸增加。 iii)振動衰減控制
在振動衰減控制中，確定目標(biāo)通電電流的振動衰減分量iv，以便為了 使車身和車輪12的振動衰減而產(chǎn)生大小與該振動的速度相應(yīng)的執(zhí)行器 力。具體地說，根據(jù)所稱的簧上速度Vu和所稱的簧下速度Vl按照下式來 計算振動衰減分量iv，簧上速度Vu是指根據(jù)由設(shè)置在車身的安裝部24上 的縱向加速度傳感器176測出的縱向加速度來計算的車身安裝部24在上 下方向上的動作速度，簧下速度Vl是指根據(jù)由沒置在下臂22上的縱向加 速度傳感器178測出的縱向加速度來計算的車輪在上下方向上的動作速 度。
iv=Kv' (Cu'Vu—CL'VL)
這里，Qj是用于產(chǎn)生與車身安裝部24在上下方向上的動作速度相應(yīng) 的阻尼力的增益，CL是用于產(chǎn)生與車輪12在上下方向上的動作速度相應(yīng) 的阻尼力的增益。即，增益Cu、 Ct是關(guān)于所稱的簧上、簧下絕對振動的 阻尼系數(shù)。另外，也可以通過其他方法來確定振動衰減分量iv。例如，也 可以采用如下方法為了執(zhí)行產(chǎn)生基于簧上簧下相對速度的阻尼力的控制，根據(jù)作為車身和車輪12的相對速度的指標(biāo)值的、從設(shè)置在馬達(dá)54上
的旋轉(zhuǎn)角傳感器184的檢測值得到的馬達(dá)54的轉(zhuǎn)速V，按照下式來確定振 動衰減分量iv。
iv二Kv C V (C:阻尼系數(shù))
另外，只有當(dāng)認(rèn)為產(chǎn)生了所設(shè)定頻率(例如，lHz)以上的振動時才 執(zhí)行振動衰減控制。具體地說，當(dāng)縱向加速度傳感器176、 178的任一檢 測值大于或等于設(shè)定值時，遵循上述式子來確定振動衰減分量iv。當(dāng)不執(zhí) 行振動衰減控制時，振動衰減分量iv被確定為0。
iv)目標(biāo)通電電流的確定
在如上述確定了目標(biāo)通電電流的姿態(tài)控制分量is、振動衰減分量i v滯 后，根據(jù)這些分量按照下式來確定作為目標(biāo)的供應(yīng)電流i、
i*= is+iv
但是，當(dāng)執(zhí)行振動衰減控制時，在姿態(tài)控制分量is的確定中，將比例 項分量和微分項分量設(shè)為0。 S卩，在此情況下，將積分項分量、即馬達(dá)54 產(chǎn)生用以維持當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)位置的恒定馬達(dá)力所需要的電流分量作為姿態(tài)控 制分量is，并將該姿態(tài)控制分量is和振動衰減分量i v相加來確定上述目標(biāo) 通電電流i*。由此，可緩解車身姿態(tài)控制對于振動衰減控制的干擾。并 且，基于如上確定的目標(biāo)通電電流P的指令被發(fā)送給逆變器146，從而逆 變器146驅(qū)動馬達(dá)54,以使馬達(dá)54在恰當(dāng)?shù)恼伎毡戎庐a(chǎn)生與目標(biāo)通電 電流i"目應(yīng)的馬達(dá)力。通過馬達(dá)54的這種驅(qū)動，執(zhí)行器26產(chǎn)生與目標(biāo)通 電電流i"目應(yīng)的執(zhí)行器力。
作為使振動衰減控制和車身姿態(tài)控制一元化的方法，本懸架系統(tǒng)10 采用了如上所述將各控制中的與馬達(dá)54的通電電流相關(guān)的分量相加起來 的方法。代替該方法，也可以采用如下的方法，S卩確定在振動衰減控制 中應(yīng)產(chǎn)生的執(zhí)行器力的分量和在車身姿態(tài)控制中應(yīng)產(chǎn)生的執(zhí)行器力的分 量，并通過將這些分量相加來確定目標(biāo)執(zhí)行器力，進而確定與該目標(biāo)執(zhí)行 器力相應(yīng)的目標(biāo)通電電流。當(dāng)采用這種方法時，車身姿態(tài)控制的執(zhí)行器力 分量可以與上述方法一樣地根據(jù)車身-車輪間距離偏差A(yù)L按照PID控制規(guī)則來確定。
《動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制》 當(dāng)執(zhí)行車身姿態(tài)控制時，尤其是當(dāng)執(zhí)行車身姿態(tài)控制且沒有執(zhí)行振動
衰減控制時，為了維持車身的姿態(tài)，在馬達(dá)54產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該馬 達(dá)54的動作停止在同一個旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)有時會持續(xù)保持。在這種狀態(tài) 持續(xù)的情況下，由于馬達(dá)54的三相上的通電量不均衡， 一部分線圈的發(fā) 熱量會大于其他線圈的發(fā)熱量。即，馬達(dá)54局部位置上的發(fā)熱會變得過 多。這種發(fā)熱不均衡成為增大施加給馬達(dá)54的負(fù)擔(dān)的一個因素。因此， 在本懸架系統(tǒng)10中，執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，以避免在上述馬達(dá)54 產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該馬達(dá)54的動作停止在同一個旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)。具 體地說，當(dāng)與目標(biāo)距離L^目對應(yīng)的馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置為特定的旋轉(zhuǎn)位置 時，執(zhí)行將作為該目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)位置變換為與該位置不同的位置的控制(以 下，有時稱為"目標(biāo)位置變換控制")，并且，不管馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置 不管是否處于特定位置，只要該旋轉(zhuǎn)位置在同一位置維持了設(shè)定時間以 上，就執(zhí)行使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置發(fā)生變動的控制(以下，有時稱為"動 作位置變動控制")。另外，當(dāng)由溫度傳感器186檢測出的馬達(dá)54的溫 度比較高時執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，即只有在施加給馬達(dá)54的負(fù)擔(dān) 給馬達(dá)54帶來不利影響的可能性高的情況下才執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控 制。以下，詳細(xì)說明作為動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制而執(zhí)行的目標(biāo)位置變換控 制和動作位置變動控制。 i)目標(biāo)位置變換控制
例如，當(dāng)馬達(dá)54停止在圖5所示的旋轉(zhuǎn)角01的位置時，如圖7(a) 所示，W相的通電量達(dá)到峰值，從而此相線圈的發(fā)熱量變得非常大。在本 懸架系統(tǒng)10中，將馬達(dá)54的三相中一相的通電量達(dá)到最高的位置設(shè)為特 定旋轉(zhuǎn)位置，當(dāng)馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)停止在該位置時，執(zhí)行目標(biāo)位置變換控 制。具體地說，當(dāng)停止在轉(zhuǎn)角^和相對于該轉(zhuǎn)角^相差了 20°的整數(shù)倍 的轉(zhuǎn)角(在電角度中，相差60°的整數(shù)倍)的旋轉(zhuǎn)位置時，執(zhí)行目標(biāo)位置 變換控制。在車身姿態(tài)控制中確定的目標(biāo)距離！^與馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置存 在對應(yīng)關(guān)系，因此目標(biāo)位置變換控制實際上是通過將目標(biāo)距離！^變換為另一距離來執(zhí)行的。移動所述另一距離了的馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置是三相之中 有兩相的通電量達(dá)到最大的位置，也就是說三相之中最大的通電量在電角
度360°中變?yōu)樽钚〉奈恢?。具體地說，使目標(biāo)距離L^變換5L (=
Cl*50， Cl:馬達(dá)轉(zhuǎn)角與車身-車輪間距離之間的比例常數(shù))，即按照下
式來修正目標(biāo)距離L氣以使馬達(dá)54的作為目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)位置變換50 (為IO ° ，相當(dāng)于30°的電角度)。
在變換后的旋轉(zhuǎn)位置處，馬達(dá)54的各相的通電量如圖7 (b)所示， 抑制了三相之中通電量達(dá)到最大的相的通電量，因此抑制了該相上的發(fā)熱 量。即，在目標(biāo)位置變換控制中，通過事先防止影響大的發(fā)熱不均衡，詳 細(xì)地說是存在最不均衡的狀態(tài)，能夠減輕施加給馬達(dá)54的負(fù)擔(dān)。另外， 在實際的目標(biāo)位置變換控制中，根據(jù)馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置是否落入以上述 特定旋轉(zhuǎn)位置為中心士2。的轉(zhuǎn)角(相當(dāng)于6。的電角度)的范圍內(nèi)，來判 斷馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置是否處于該特定旋轉(zhuǎn)位置。
在本懸架系統(tǒng)10中，當(dāng)對4個執(zhí)行器26中的兩個以上的執(zhí)行器執(zhí)行 目標(biāo)位置變換控制時，使與這些被執(zhí)行控制的執(zhí)行器26的每一個相對應(yīng) 的目標(biāo)距離向相同方向變換相同的量5L。因此，車身-車輪間距離也向相 同的方向變動相同的量。即，在本系統(tǒng)10中，當(dāng)執(zhí)行目標(biāo)位置變換控制 時，使得與被執(zhí)行該目標(biāo)位置變換控制的每個執(zhí)行器26相對應(yīng)的車身-車 輪間距離的變動同步。另外，在本系統(tǒng)10中，當(dāng)對4個執(zhí)行器26中的至 少一個執(zhí)行器執(zhí)行目標(biāo)位置變換控制時，對其他的執(zhí)行器26執(zhí)行將與其 他的每個執(zhí)行器26相關(guān)的目標(biāo)距離I^變換5L的控制。因此，當(dāng)對4個執(zhí) 行器26中的至少一個執(zhí)行器執(zhí)行目標(biāo)位置變換控制時，使車身在上下方 向上移動SL。 B卩，在本系統(tǒng)10中，對上述的其他執(zhí)行器26的每一個執(zhí)行 變動追隨控制，該變動追隨控制使與其他執(zhí)行器26的每一個相對應(yīng)的車 身-車輪間距離隨著依照動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制而發(fā)生的車身-車輪間距離 的變動而變動。在本系統(tǒng)10中，即便在對4個執(zhí)行器26中的一部分、即 一個以上的執(zhí)行器執(zhí)行目標(biāo)位置變換控制的情況下，也可通過對上述兩個 以上執(zhí)行器26所執(zhí)行的變動的同步和變動追隨控制來防止由于執(zhí)行該目標(biāo)位置變換控制而車身發(fā)生傾斜。 ii)動作位置變動控制
在馬達(dá)54產(chǎn)生馬達(dá)力的同時該馬達(dá)54的動作停止在同一個旋轉(zhuǎn)位置
的狀態(tài)下，不管該旋轉(zhuǎn)位置是否處于上述的特定旋轉(zhuǎn)位置，馬達(dá)的發(fā)熱都 會發(fā)生不均衡。并且，該狀態(tài)持續(xù)的時間越長，由發(fā)熱不均衡導(dǎo)致的不利
影響就會越大。例如，如圖5所示，當(dāng)馬達(dá)54停止在轉(zhuǎn)角02時，三相之 中對U相的通電量最大，從而該相上的發(fā)熱量變大。在本懸架系統(tǒng)10 中，當(dāng)馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置在同一個位置維持了設(shè)定時間t。(例如，3秒) 以上時，使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置發(fā)生變動。詳細(xì)地說，使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位 置在以所述停止的位置為中心±60° (相當(dāng)于±180°的電角度)的范圍 內(nèi)，以簧上共振頻率與簧下共振頻率之間的頻率f、具體地說以落入相對 于這些共振頻率的平均值土4Hz的范圍內(nèi)的頻率f (例如，5Hz)周期地發(fā) 生變動。實際上，在車身姿態(tài)控制中所確定的目標(biāo)距離I^基于下式針對時 間t被修正。
L*=L* + C2 sin (360° f t)
這里，C2是使車身-車輪間距離發(fā)生變動的振幅，相當(dāng)于變換馬達(dá)轉(zhuǎn) 角之前的車身-車輪間距離與將馬達(dá)轉(zhuǎn)角變換60。(相當(dāng)于電角度180。) 之后的車身-車輪間距離之差。由此，使三相的通電量不斷地發(fā)生變化，從 而三相的發(fā)熱量變得均勻。即，能夠防止馬達(dá)54的各相上的發(fā)熱量不均 衡，可減輕施加給馬達(dá)54的負(fù)擔(dān)。
當(dāng)執(zhí)行該動作位置變動控制時，也與先前說明的執(zhí)行目標(biāo)位置變換控 制的時候一樣，對沒有執(zhí)行動作位置變動控制的執(zhí)行器26執(zhí)行變動追隨 控制。即，當(dāng)對4個執(zhí)行器26中的至少一個執(zhí)行動作位置變動控制時， 使4個車輪12的車身-車輪間距離發(fā)生變動，以防止由于該控制導(dǎo)致車身 發(fā)生傾斜。
《控制程序》
上述的執(zhí)行器26的控制和空氣彈簧28的控制通過由控制器142每隔 短的時間間隔5t (例如，數(shù)msec 數(shù)十msec)分別重復(fù)執(zhí)行在圖9中示 出了流程圖的執(zhí)行器控制程序、在圖11中示出了流程圖的空氣彈簧控制
33程序來進行。配備有本懸架系統(tǒng)10的車輛采用電子鑰匙，當(dāng)該電子鑰匙 存在于離車輛的預(yù)定范圍內(nèi)時，設(shè)置在車輛上的傳感器(省略了圖示)能 夠檢測到該電子鑰匙，在由該傳感器檢測到電子鑰匙的時間點開始到在變
得不能檢測到電子鑰匙后經(jīng)過了一定時間(例如，60sec)的時間點的期間 內(nèi)執(zhí)行上述兩個程序。在依照上述兩個控制程序所進行的處理中，改變車 輛高度的處理基于目標(biāo)車輛高度來進行，而確定該目標(biāo)車輛高度的處理， 即確定作為目標(biāo)的車身-車輪間距離的處理以及確定車身-車輪間調(diào)整距離 的車輛高度變更分量的處理則通過執(zhí)行在圖8中示出了流程圖的目標(biāo)車輛 高度確定程序來進行。另外，該目標(biāo)車輛高度確定程序與前面的兩個控制 程序在相同的期間內(nèi)彼此并行執(zhí)行。以下，參照附圖所示的流程圖來簡單 說明每個控制的流程。
i)目標(biāo)車輛高度確定程序
在目標(biāo)車輛高度確定程序中，使用作為用于表示目標(biāo)車輛高度的標(biāo)記 的目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fn，并基于該標(biāo)記fn來確定目標(biāo)車輛高度。在本懸架 系統(tǒng)10中，作為基本的車輛高度，設(shè)定了 "標(biāo)準(zhǔn)車輛高度"(以下，有 時稱為"N車輛高度")、比N車輛高度低的"Low車輛高度"、以及比 N車輛高度高的"Hi車輛高度"這三種車輛高度，目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fn的 標(biāo)記值[l]、 [2]、 [3]分別與Low車輛高度、N車輛高度、Hi車輛高度相對 應(yīng)?；旧险f，依據(jù)基于車輛高度變更開關(guān)166的操作的指令是車輛高度 增加指令還是車輛高度減少指令，向高車輛高度側(cè)或低車輛高度側(cè)的某一 側(cè)改變目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fH的標(biāo)記值。
另外，在本懸架系統(tǒng)10中，響應(yīng)于車速來改變車輛高度，當(dāng)在Hi車 輛高度(fH==3)的情況下車速V大于或等于閾速度VQ (例如，50km/h) 時，鑒于車輛的行駛穩(wěn)定性，標(biāo)記值被改變?yōu)閇2]，以返回到N車輛高度。 并且，當(dāng)在N車輛高度(fH=2)的情況下車速V大于或等于閾速度Vi (例如，80km/h)時，鑒于車輛進一步的行駛穩(wěn)定性，標(biāo)記值被改變?yōu)?[2']，標(biāo)記值[2']是與"高速行駛時的車輛高度"相對應(yīng)的標(biāo)記值，"高速 行駛時的車輛高度"是比N車輛高度低51的車輛高度(比Low車輛高度 高的車輛高度)。另外，當(dāng)車速先達(dá)到閾速度K以上之后又下降到小于閾速度V,時，使車輛高度返回到N車輛高度。
另外，在本懸架系統(tǒng)10中，作為用于使駕駛員容易上下車或者容易 裝卸貨物的控制，執(zhí)行上下車時的車輛高度變更。作為上下車時的車輛高
度，設(shè)定了作為比Low車輛高度還低的車輛高度的"上下車時的車輛高 度"，并且在上下車時的車輛高度的變更中，當(dāng)點火開關(guān)160關(guān)斷 (OFF)時，目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fH被設(shè)為[O]，該標(biāo)記值
是與上下車時的 車輛高度相對應(yīng)的標(biāo)記值，當(dāng)拿著電子鑰匙的駕駛員移動到傳感器可檢測 的范圍以外時，目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fk的標(biāo)記值被設(shè)為[2]。相反地，當(dāng)拿著 電子鑰匙的駕駛員進入傳感器可檢測的范圍內(nèi)時，目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fe的 標(biāo)記值被設(shè)為[O]，當(dāng)點火開關(guān)160被開啟(ON)時，目標(biāo)車輛高度標(biāo)記 fe的標(biāo)記值被設(shè)為[2]。
在本目標(biāo)車輛高度確定程序的步驟17 (以下為簡稱"S17"，其他的 步驟也一樣)中，與上述標(biāo)記fn的[l]、 [2]、 [3]值的每一個相對應(yīng)地，將 執(zhí)行器26不產(chǎn)生執(zhí)行器力的狀態(tài)下的車身-車輪間距離的中立距離LN、即 作為空氣彈簧28執(zhí)行車輛高度變更控制的目標(biāo)的車身-車輪間距離確定為 L!、 L2、 L3。另外，在S18中，與標(biāo)記fn的[O]、 [2']值的每一個相對應(yīng) 地，將用于由執(zhí)行器26執(zhí)行的車輛高度變更控制中的車輛高度變更分量 5LH確定為LQ — LN、 L2'—LN。但是，也使車輛高度變更分量SLh逐漸変 化，以免目標(biāo)距離1^*急劇變化。另外，當(dāng)標(biāo)記fn的值為[l]、 [2]、 [3]時， 在S19中車輛高度變更分量SLH被確定為0。
ii)執(zhí)行器控制程序
對分別設(shè)置在4個車輪12上的彈簧減振器Assy 20的執(zhí)行器26的每 一個執(zhí)行器執(zhí)行執(zhí)行器控制程序。在以后的說明中，為了簡化說明，對一 個執(zhí)行器26進行的本程序的處理。在該處理中，分別確定作為目標(biāo)通電 電流的分量的振動衰減分量iv、姿態(tài)控制分量is。在本程序中，首先在 S21中執(zhí)行圖10所示的目標(biāo)車身-車輪間距離確定子例程，由此確定目標(biāo) 車身-車輪間距離L*。
在目標(biāo)車身-車輪間距離確定子例程中，首先在S31 S33中，如前面 說明的那樣，分別確定作為從中立距離LN開始調(diào)整距離的分量的側(cè)傾抑制分量SLR、俯仰抑制分量SLp，并根據(jù)所述側(cè)傾抑制分量SLR、所述俯仰
抑制分量SLP以及在目標(biāo)車輛高度確定程序中確定的車輛高度變更分量 5LH來確定目標(biāo)距離L* (=LN+5LR+SLP+SLH)。但是，在S34及其以 后的步驟中，判斷是否需要執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，并在需要執(zhí)行動 作停止?fàn)顟B(tài)避免控制時，通過動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制來修正目標(biāo)距離L*。
詳細(xì)地說，首先，在S34中判斷馬達(dá)54的溫度是否大于或等于設(shè)定 溫度Tmax，如果低于設(shè)定溫度，則無需執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，因 此跳過S35及其以后的步驟。當(dāng)馬達(dá)54的溫度大于或等于設(shè)定溫度時， 在S35中判斷與目標(biāo)距離相對應(yīng)的馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置是否處在上述的特 定動作位置。并且，當(dāng)馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置為特定動作位置時，在S36中 進行目標(biāo)位置變換控制，修正目標(biāo)距離L*。接著，在S37中判斷在馬達(dá) 54產(chǎn)生馬達(dá)力的狀態(tài)下該馬達(dá)54的動作是否保持停止。具體地說，如果 在S33中確定的目標(biāo)距離y不是中立距離LN、而且由行程傳感器164檢 測出的實際車身-車輪間距離Lr與上次執(zhí)行程序時的距離相同，就判斷為 在產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下保持停止。然后，當(dāng)判斷出在產(chǎn)生馬達(dá)力的狀態(tài)下 保持停止時，在S38中，通過相加程序的執(zhí)行間隔5t來計算保持停止的時 間tc，當(dāng)該停止時間tc大于設(shè)定時間to時，在S40中進行動作位置變動控 制，從而以使目標(biāo)距離1^在上述范圍內(nèi)周期地發(fā)生變動的方式修正目標(biāo)距 離L氺。
如上所述，在確定了目標(biāo)距離"之后，在主程序的S22中，獲得作為 實際車身-車輪間距離Lr與該目標(biāo)距離！^的偏差的車身-車輪間距離偏差 AL (=L*_Lr)，并確定目標(biāo)通電電流的姿態(tài)控制分量is,以使該車身-車輪間距離偏差A(yù)L變?yōu)?。其中，在S23中，判斷是否需要進行振動衰 減控制，當(dāng)需要進行振動衰減控制時，確定振動衰減分量iv，并且如上述 將比例增益Kp和微分增益KD設(shè)為0。另外，當(dāng)不需要進行振動衰減控制 時，將振動衰減分量iv設(shè)為0，并且將比例增益Kp和微分增益KD設(shè)為規(guī) 定值。接著，將振動衰減分量iv和姿態(tài)控制分量is相加來確定目標(biāo)通電電 流i*，與該目標(biāo)通電電流P相對應(yīng)的控制信號經(jīng)由逆變器146被發(fā)送給馬 達(dá)54，從而結(jié)束執(zhí)行器控制程序的一次執(zhí)行。iii)空氣彈簧控制程序
對各車輪12分別執(zhí)行空氣彈簧控制程序。在該控制程序中，首先在
S51中判斷是否滿足上述車輛高度變更禁止條件，在S52中判斷目標(biāo)車輛 高度標(biāo)記fn是否為
或[2']。當(dāng)判斷為不滿足車輛高度變更禁止條件、并 判斷為目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fH不是
或[2']時，在S53、 S54中分別對與各車 輪相對應(yīng)的當(dāng)前時間點的實際車身-車輪間距離Lr和作為與目標(biāo)車輛高度 標(biāo)記fn的標(biāo)記值相應(yīng)的目標(biāo)車身-車輪間距離的中立距離k進行比較判 斷。當(dāng)判斷出需要增加車身-車輪間距離時，在S55中向空氣彈簧28的壓 力室46供應(yīng)空氣，相反地，當(dāng)判斷出需要減少車身-車輪間距離時，在 S56中從空氣彈簧28的壓力室46中排出空氣。另外，當(dāng)滿足車輛高度變 更禁止條件、并且目標(biāo)車輛高度標(biāo)記fH為
或[2']、而且判斷出無需改變 車身-車輪間距離時，在S57中如上所述那樣維持空氣量。經(jīng)過以上的一系 列的處理之后，結(jié)束本程序的一次執(zhí)行。 《控制裝置的功能性結(jié)構(gòu)》
圖12是示意性地示出上述ECU 140的功能的功能框圖。根據(jù)上述功 能，ECU 140的控制器142包括目標(biāo)車輛高度確定部200，用于確定目 標(biāo)車輛高度；依賴于空氣彈簧的車輛高度變更控制部202，用于依賴于空 氣彈簧28來進行車輛高度變更；振動衰減控制部204，用于確定向執(zhí)行器 26通電的目標(biāo)通電電流的振動衰減分量iv;車身姿態(tài)控制部206，用于確 定向執(zhí)行器26通電的目標(biāo)通電電流的姿態(tài)控制分量is;動作停止?fàn)顟B(tài)避免 控制部208，用于執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制；以及變動追隨控制部 210，用于執(zhí)行變動追隨控制。另外，車身姿態(tài)控制部206包括側(cè)傾抑 制控制部212，用于確定相對于車身-車輪間距離的中立距離的調(diào)整距離的 側(cè)傾抑制分量5LR;俯仰抑制部214，用于確定調(diào)整距離的俯仰抑制分量 SLp;以及依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制部216，用于確定調(diào)整距離的 車輛高度變更分量SLH。另外，動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制部208包括目標(biāo) 位置變換控制部218，用于執(zhí)行目標(biāo)位置變換控制；以及動作位置變動控 制部220，用于執(zhí)行動作位置變動控制。順便說一下，在本懸架系統(tǒng)10的 ECU 140中，動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制部208通過包括執(zhí)行目標(biāo)車身-車輪間距離確定子例程的S34 S40的處理的部分而構(gòu)成，目標(biāo)位置變換控制部
218通過包括執(zhí)行其中的S35、 S36的處理的部分而構(gòu)成，動作位置變動控 制部220通過包括執(zhí)行S37 S40的處理的部分而構(gòu)成。
(B)第二實施方式 第二實施方式的車輛用懸架系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)方面與第一實施方式的系 統(tǒng)相同，因此在本實施方式的說明中，對于與第一實施方式的系統(tǒng)相同功 能的結(jié)構(gòu)要素，使用相同的標(biāo)號來表示是相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素，并省略對這 些結(jié)構(gòu)要素的說明。本實施方式的系統(tǒng)與第一實施方式的系統(tǒng)相比，不同 點在于由ECU進行的控制，因此以下對由本實施方式的ECU進行的控制 進行說明。
《執(zhí)行器的控制》
在本實施方式中，首先，懸架ECU 140對執(zhí)行器26的控制與第一實 施方式中的控制不同。在本懸架系統(tǒng)10中，在彈簧減振器Assy 20的每一 個中獨立地控制執(zhí)行器26的執(zhí)行器力，以執(zhí)行振動衰減控制和包括側(cè)傾 抑制控制、俯仰抑制控制、以及依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制的車身 姿態(tài)控制。通過使執(zhí)行器力分別作為阻尼力、側(cè)傾抑制力、俯仰抑制力、 車輛高度變更力而起作用來執(zhí)行上述各控制。詳細(xì)地說，將在上述各控制 中作為執(zhí)行器力的分量的阻尼力分量、側(cè)傾抑制力分量、俯仰抑制力分 量、車輛高度變更力分量相加來確定目標(biāo)執(zhí)行器力，并通過控制執(zhí)行器26 使其產(chǎn)生所述目標(biāo)執(zhí)行器力，從而統(tǒng)一執(zhí)行這些各控制。g卩，在本實施方 式中，車身姿態(tài)控制是將執(zhí)行器力作為直接的控制對象的控制，并且是遵 循所稱的力控制方法的控制。以下，關(guān)于振動衰減控制、側(cè)傾抑制控制、 俯仰抑制控制、依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制中的每一控制，以這些 每一控制中的執(zhí)行器力分量的確定方法為重點進行說明。
i)振動衰減控制
在振動衰減控制中，確定阻尼力分量Fv，以便為了使車身和車輪12 的振動衰減而產(chǎn)生大小與該振動的速度相應(yīng)的執(zhí)行器力。具體地說，根據(jù) 由設(shè)置在車身的安裝部24上的縱向加速度傳感器176檢測并算出的簧上 速度Vu和由設(shè)置在下臂22上的縱向加速度傳感器178檢測并算出的簧下速度V^按照下式來計算阻尼力分量Fv。
FV=KV' (Cu'Vu—Cl'VL) (Kv:增益)
ii) 側(cè)傾抑制控制
在側(cè)傾抑制控制中，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，根據(jù)由該轉(zhuǎn)彎引起的側(cè)傾力矩， 使使轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪側(cè)的執(zhí)行器26產(chǎn)生縮彈方向的執(zhí)行器力，并使轉(zhuǎn)彎外輪側(cè) 的執(zhí)行器26產(chǎn)生回彈方向的執(zhí)行器力，作為側(cè)傾抑制力。具體地說，根 據(jù)與第一實施方式同樣地確定的控制橫向加速度07*按照下式來確定側(cè)傾 抑制力分量FR。
FR=KR Gy* (KR:增益)
iii) 俯仰抑制控制
在俯仰抑制控制中，當(dāng)由于車身制動等而車身急劇下降(nose-doves) 時，根據(jù)產(chǎn)生該急劇下降的俯仰力矩，使前輪側(cè)的執(zhí)行器26FL、 FR產(chǎn)生回彈方向的執(zhí)行器力，并使后輪側(cè)的執(zhí)行器26RL、 RR產(chǎn)生縮彈 方向的執(zhí)行器力，作為俯仰抑制力。并且，當(dāng)由于車身加速等而車身的尾 部下坐(squats)時，根據(jù)產(chǎn)生該尾部下坐的俯仰力矩，使后輪側(cè)的執(zhí)行 器26RL、 RR產(chǎn)生回彈方向的執(zhí)行器力，并使前輪側(cè)的執(zhí)行器26FL、 FR 產(chǎn)生縮彈方向的執(zhí)行器力，作為俯仰抑制力。具體地說，根據(jù)由前后加速 度傳感器172實際測得的實際前后加速度按照下式來確定俯仰抑制力 分量FP。
FP=KP Gx (KP:增益)
iv) 依賴于執(zhí)行器的車輛高度變更控制
與第一實施方式一樣，在本實施方式中，當(dāng)在N車輛高度下車速V大 于或等于閾速度Vi (例如，80km/h)時向"高速行駛時的車輛高度"改變 車輛高度的情況、以及當(dāng)上下車時向"上下車時的車輛高度"改變車輛高 度的情況下，由執(zhí)行器26進行車輛高度變更控制。具體地說，根據(jù)作為 目標(biāo)的高速行駛時的車輛高度或上下車時的車輛高度，確定與各車輪12 相關(guān)的車輛高度變更距離SLH，并根據(jù)該車輛高度變更距離SLh按照下式 來確定車輛高度變更力分量FH。
39FH=KH'SLH (KH:增益)
v)執(zhí)行器力和馬達(dá)的動作控制
執(zhí)行器26的控制基于目標(biāo)執(zhí)行器力來進行，目標(biāo)執(zhí)行器力是執(zhí)行器 26應(yīng)產(chǎn)生的執(zhí)行器力。詳細(xì)地說，如上所述，在確定了阻尼力分量Fv、 側(cè)傾抑制力分量FR、俯仰抑制力分量FP以及車輛高度變更力分量Fh之 后，根據(jù)這些分量按照下式來確定目標(biāo)執(zhí)行器力F。
F=FV+FR+FP+FH
接著，根據(jù)所述確定的目標(biāo)執(zhí)行器力F按照下式來確定向馬達(dá)54通 電的目標(biāo)通電電流P。
i*=K F
接下來，產(chǎn)生與所述確定的目標(biāo)通電電流P相應(yīng)的執(zhí)行器力。與第一 實施方式一樣，將與基于目標(biāo)通電電流P的占空比有關(guān)的指令發(fā)送給逆變 器146，并通過以遵循上述指令的方式切換該逆變器146所具有的開關(guān)元 件，來控制馬達(dá)54的動作。
《動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制》
在本實施方式中，當(dāng)馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置處在同一個位置維持了設(shè)定 時間以上時，執(zhí)行使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置發(fā)生變動的動作位置變動控制， 以作為動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。由于通過所稱的力控制方法來執(zhí)行車身姿 態(tài)控制，因此在本實施方式中，不執(zhí)行目標(biāo)位置變換控制。本實施方式的 動作位置變動控制也與第一實施方式的時候一樣，在馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置 在同一個位置維持了設(shè)定時間tQ (例如，3秒)以上時，使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn) 位置發(fā)生變動，詳細(xì)地說，使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置在以其停止的位置為中 心±60° (相當(dāng)于電角度±180° )的范圍內(nèi)周期地變動。在本實施方式 中，使馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置以比簧上共振頻率低的頻率f，詳細(xì)地說以簧上 共振頻率的1/2以下的頻率f (例如，0.2Hz)發(fā)生變動。具體地說，基于 下式針對時間t修正上述確定了的目標(biāo)通電電流P。
i*'=i*+C'sin (360° 'f't)
這里，C是用于表示目標(biāo)通電電流的變動振幅的常數(shù)，并相對于變換馬達(dá)轉(zhuǎn)角之前的車身-車輪間距離與將馬達(dá)轉(zhuǎn)角變換60° (相當(dāng)于電角180 ° )之后的車身-車輪間距離之差而確定。
例如，如果在維持空氣彈簧28的壓力室46內(nèi)的空氣量的狀態(tài)下執(zhí)行 動作位置變動控制，則車身-車輪間距離也隨著馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置的變動 而變動。在本實施方式的動作位置變動控制中，執(zhí)行根據(jù)馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn) 位置的變動來調(diào)整空氣彈簧28的壓力室46內(nèi)的空氣量從而將車身-車輪間 距離維持恒定的控制。具體地說，將馬達(dá)54停止旋轉(zhuǎn)時的車身-車輪間距 離設(shè)為空氣彈簧28的控制目標(biāo)，并控制空氣供應(yīng)排出裝置80的工作，以 使得即便馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置發(fā)生變化也維持該車身-車輪間距離。另外， 雖然執(zhí)行器26的長度會由于動作位置變動控制而發(fā)生變化，但該長度變 化可被與執(zhí)行器26串聯(lián)設(shè)置的螺旋彈簧42吸收，因此即使在執(zhí)行器力和 空氣彈簧的車身支承力發(fā)生變動的情況下，也可實現(xiàn)彈簧減振器Assy 20 整體的長度為恒定的狀態(tài)。在本實施方式中，如上所述，動作位置變動控 制中的目標(biāo)通電電流P的變動速度、即執(zhí)行器力的變動速度比較慢，因此 通過調(diào)整空氣彈簧28的空氣量，可充分地防止車身-車輪間距離發(fā)生變 化。
《控制程序》
本實施方式中的執(zhí)行器26的控制和空氣彈簧28的控制通過分別執(zhí)行 在圖13中示出了流程圖的執(zhí)行器控制程序、在圖14中示出了流程圖的空 氣彈簧控制程序來進行。首先，在執(zhí)行器控制程序的S71 S76中，如上 所述，確定馬達(dá)54的目標(biāo)通電電流i、接著，在S77中，判斷在馬達(dá)54 產(chǎn)生馬達(dá)力的狀態(tài)下馬達(dá)54的動作是否保持停止。具體地說，如果所確 定的目標(biāo)通電電流P不為0、而且由行程傳感器164檢測出的實際車身-車 輪間距離Lr與上次執(zhí)行程序時的距離相同，則判斷為在產(chǎn)生馬達(dá)力的情況 下保持停止。然后，當(dāng)判斷出在產(chǎn)生馬達(dá)力的狀態(tài)下保持停止時，在S80 中通過在停止時間tc上加以程序的執(zhí)行間隔St來計算停止時間tc，當(dāng)該停 止時間tc大于設(shè)定時間t()時，在S82中進行動作位置變動控制，從而以使 目標(biāo)通電電流P周期地發(fā)生變動的方式修正目標(biāo)通電電流i*。另外，當(dāng)判 斷出已停止時，在S79中，將該時間點的實際車身-車輪間距離Lr設(shè)為動
41作位置變動控制中的空氣彈簧28的控制目標(biāo)距離Lo* 。
另外，在空氣彈簧控制程序中，除了與第一實施方式相同的依賴于空 氣彈簧的車輛高度變更控制以外，如上所述，當(dāng)進行動作位置變動控制時
還執(zhí)行將車身-車輪間距離維持恒定的控制。詳細(xì)地說，在S91中，判斷馬 達(dá)54的旋轉(zhuǎn)位置保持停止的時間tc是否大于設(shè)定時間tQ，當(dāng)大于設(shè)定時間 時，在S98、 S99中，分別對與各車輪相對應(yīng)的當(dāng)前時間點的實際車身-車 輪間距離Lr和在執(zhí)行器控制程序中確定的控制目標(biāo)距離L^進行比較判 斷，控制空氣的供應(yīng)和排出，從而將實際車身-車輪間距離Lr維持為控制 目標(biāo)距離L0*。
本實施方式的懸架系統(tǒng)也與第一實施方式的一樣，通過執(zhí)行動作位置 變動控制來使三相的通電量不斷地變化，從而使三相的發(fā)熱量變得均勻。 即防止了馬達(dá)54中的發(fā)熱發(fā)生不均衡，減輕了施加給馬達(dá)54的負(fù)擔(dān)。
權(quán)利要求
1. 一種車輛用懸架系統(tǒng)，包括電磁式執(zhí)行器，具有電動馬達(dá)，并依賴于馬達(dá)力而產(chǎn)生執(zhí)行器力，其中，所述馬達(dá)力是由所述電動馬達(dá)產(chǎn)生的力，所述執(zhí)行器力是使車身和車輪上下接近和遠(yuǎn)離的方向上的力；以及控制裝置，通過控制所述電動馬達(dá)來控制所述電磁式執(zhí)行器的工作；所述車輛用懸架系統(tǒng)的特征在于，所述控制裝置執(zhí)行動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制，該動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制用于避免在所述電動馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該電動馬達(dá)的動作停止在同一個動作位置的狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，所述電磁式執(zhí)行器能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪 間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的距離。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，所述電動馬達(dá)的動作位置是通過定子與可動件的相對位置來確定的位置。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述電動馬達(dá)的動作在同一個動作位置停止了設(shè)定時間以上時，所述控制裝置執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述電動馬達(dá)的動作停止在特定動作位置時，所述控制裝置執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
6. 如權(quán)利要求5所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，所述特定動作位置是對于所述電動馬達(dá)的多相中的一相的通電量達(dá)到 最高的動作位置。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述控制裝置控制所述電磁式執(zhí)行器的操作以使所述電動馬達(dá)的動作位置變?yōu)槟繕?biāo)位置時，所述控制裝置執(zhí)行作為所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的目標(biāo)位置變換控制，該目標(biāo)位置變換控制在所述目標(biāo)位置為所述特定 動作位置的情況下將該目標(biāo)位置變換為與該特定動作位置不同的位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)位置變換控制是將目標(biāo)位置變換為所述電動馬達(dá)的多相中通 電量達(dá)到最大的相存在多個的動作位置的控制。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置執(zhí)行作為所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的動作位置變動控制，所述動作位置變動控制使所述電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動。
10. 如權(quán)利要求9所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是使所述電動馬達(dá)的動作位置周期地發(fā)生變動的控制。
11. 如權(quán)利要求10所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是使所述電動馬達(dá)的動作位置以比簧上共振頻率低的頻率發(fā)生變動的控制。
12. 如權(quán)利要求IO所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是所述電動馬達(dá)的動作位置以簧上共振頻率與簧下共振頻率之間的頻率發(fā)生變動的控制。
13. 如權(quán)利要求9至12中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述動作位置變動控制是使得在與360°的電角度對應(yīng)的范圍內(nèi)發(fā)生變動的控制。
14. 如權(quán)利要求9至13中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電磁式執(zhí)行器能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的距離，所述車輛用懸架系統(tǒng)包括(a)流體式懸架彈簧，該流體式懸架彈 簧將車身和車輪相互地彈性支承，并且能夠通過流體的流入和流出而改變 彈簧長度；(b)執(zhí)行器支承彈簧，該執(zhí)行器支承彈簧配置在車身和車輪 中的一者與所述電磁式執(zhí)行器之間，并將所述一者和所述電磁式執(zhí)行器相 互地彈性支承，所述控制裝置在所述動作位置變動控制中還執(zhí)行根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置的變動而使流體向所述流體式懸架彈簧中流入和從所述流體式懸 架彈簧流出從而將車身-車輪間距離維持恒定的控制。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電磁式執(zhí)行器能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的距離，所述車輛用懸架系統(tǒng)包括(a)流體式懸架彈簧，該流體式懸架彈簧將車身和車輪相互地彈性支承，并且能夠通過流體的流入和流出而改變彈簧長度；(b)執(zhí)行器支承彈簧，該執(zhí)行器支承彈簧配置在車身和車輪 中的一者與所述電磁式執(zhí)行器之間，并將所述一者和所述電磁式執(zhí)行器相 互地彈性支承，所述控制裝置在所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制中還執(zhí)行使流體向所述流 體式懸架彈簧中流入和從所述流體式懸架彈簧中流出以消除依據(jù)所述動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制而發(fā)生的車身-車輪間距離的變動的控制。
16. 如權(quán)利要求1至15中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述車輛用懸架系統(tǒng)包括檢測所述電動馬達(dá)的溫度的溫度檢測器， 當(dāng)由所述溫度檢測器檢測出的所述電動馬達(dá)的溫度大于或等于設(shè)定值時，所述控制裝置執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
17. 如權(quán)利要求1至16中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述車輛用懸架系統(tǒng)包括多個電磁式執(zhí)行器，所述多個電磁式執(zhí)行器與多個車輪相對應(yīng)并分別為所述電磁式執(zhí)行器，所述控制裝置能夠?qū)λ龆鄠€電磁式執(zhí)行器中的每一個執(zhí)行所述動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制。
18. 如權(quán)利要求17所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述多個電磁式執(zhí)行器中的每一個能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上 的距離，當(dāng)所述控制裝置對所述多個電磁式執(zhí)行器中的兩個以上電磁式執(zhí)行器 執(zhí)行所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制時，所述控制裝置使得依據(jù)所述動作停止 狀態(tài)避免控制而發(fā)生的與所述兩個以上電磁式執(zhí)行器的每一個相對應(yīng)的車身-車輪間距離的變動同步。
19. 如權(quán)利要求18所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中，所述控制裝置能夠執(zhí)行作為所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制的動作位置變動控制，所述動作位置變動控制使所述電動馬達(dá)的動作位置周期地發(fā)生變 動，當(dāng)所述控制裝置對所述多個電磁式執(zhí)行器中的兩個以上電磁式執(zhí)行器 執(zhí)行所述動作位置變動控制時，所述控制裝置使所述兩個以上電磁式執(zhí)行 器中的每一個電磁式執(zhí)行器的所述電動馬達(dá)的動作位置發(fā)生變動，以免依 據(jù)所述動作位置變動控制而發(fā)生的與所述兩個以上電磁式執(zhí)行器的每一個 相對應(yīng)的車身-車輪間距離的變動產(chǎn)生偏差。
20. 如權(quán)利要求17至19中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述多個電磁式執(zhí)行器的每一個能夠根據(jù)所述電動馬達(dá)的動作位置而改變車身-車輪間距離，該車身-車輪間距離是車身與車輪在上下方向上的 距離，當(dāng)所述控制裝置對所述多個電磁式執(zhí)行器中的至少一個執(zhí)行所述動作 停止?fàn)顟B(tài)避免控制時，所述控制裝置對其他電磁式執(zhí)行器中的每一個執(zhí)行 變動追隨控制，該變動追隨控制使與所述其他電磁式執(zhí)行器中的每一個相 對應(yīng)的車身-車輪間距離根據(jù)依據(jù)所述動作停止?fàn)顟B(tài)避免控制而發(fā)生的車 身-車輪間距離的變動而變動。
21. 如權(quán)利要求20所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述變動追隨控制是在不使車身的傾斜角度發(fā)生變化的情況下使車身在上下方向上動作的控制。
22. 如權(quán)利要求1至21中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置能夠執(zhí)行使所述電磁式執(zhí)行器所產(chǎn)生的執(zhí)行器力作為針對車身和車輪的接近和遠(yuǎn)離動作的阻尼力而起作用的控制。
23. 如權(quán)利要求1至22中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電磁式執(zhí)行器包括(a)外螺紋部，該外螺紋部相對于簧上部件和簧下部件中的一者不能相對移動；(b)內(nèi)螺紋部，該內(nèi)螺紋部相對 于所述簧上部件和所述簧下部件中的另一者不能相對移動，并與所述外螺紋部螺合，并且隨著車身和車輪接近和遠(yuǎn)離而相對于所述外螺紋部旋轉(zhuǎn)，所述電磁式執(zhí)行器被構(gòu)成為通過由所述電動馬達(dá)向所述外螺紋部和所 述內(nèi)螺紋部施加相對旋轉(zhuǎn)力而產(chǎn)生執(zhí)行器力。
24. 如權(quán)利要求1至23中任一項所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述電動馬達(dá)是三相無刷DC馬達(dá)。
25. 如權(quán)利要求24所述的車輛用懸架系統(tǒng)，其中， 所述控制裝置包括對所述電動馬達(dá)進行正弦波驅(qū)動的驅(qū)動電路。
全文摘要
車輛用懸架系統(tǒng)被構(gòu)成為能夠執(zhí)行用于避免在電動馬達(dá)產(chǎn)生馬達(dá)力的情況下該電動馬達(dá)的動作停止在同一個動作位置的狀態(tài)的控制，所述電動馬達(dá)是電磁式執(zhí)行器的動力源。具體地說，當(dāng)馬達(dá)的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置為特定動作位置(例如，對于一相的通電量達(dá)到峰值的旋轉(zhuǎn)位置)時，執(zhí)行使該目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置變換δθ的控制。另外，當(dāng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置在同一位置停止了設(shè)定時間以上時，執(zhí)行使馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置發(fā)生變動的控制。根據(jù)本系統(tǒng)，可抑制馬達(dá)的發(fā)熱不均衡，減輕施加給馬達(dá)的負(fù)擔(dān)，從而可構(gòu)建實用性高的懸架系統(tǒng)。
文檔編號F16F15/02GK101511615SQ20078003290
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者井上博文, 渡邊英, 近藤卓宏 申請人:豐田自動車株式會社;萱場工業(yè)株式會社