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电动悬架装置

文献发布时间:2023-06-19 09:32:16


电动悬架装置

技术领域

本发明涉及一种具备电磁致动器的电动悬架装置,该电磁致动器与在车辆的车身和车轮之间具备的弹簧构件并列设置,并产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力。

背景技术

本申请的申请人提出一种具备电磁致动器的电动悬架装置,该电磁致动器与在车辆的车身和车轮之间具备的弹簧构件并列设置,并产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力(例如参照专利文献1)。电磁致动器除了具备电动机之外,还具备滚珠丝杠机构而构成。电磁致动器以如下方式进行动作:通过将电动机的旋转运动向滚珠丝杠机构的直线运动转换,来产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力。

在此,与衰减动作相关的驱动力是指衰减力。衰减力是指与电磁致动器的行程方向相反的朝向的力(反作用力)。另一方面,与伸缩动作相关的驱动力是指伸缩力。伸缩力是指沿着电磁致动器的伸缩方向的朝向的力,是指不依赖于行程方向而在与行程方向相同的朝向或相反的朝向上产生的力。

在专利文献1涉及的电动悬架装置中,为了提高车辆的乘车舒适度、操纵稳定性,强烈要求将陷入完全压缩或完全回弹状态的事态防患于未然。

为了应对这样的要求,专利文献1涉及的电动悬架装置具备:电磁致动器,其与在车辆的车身和车轮之间具备的弹簧构件并列设置,并产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力;信息取得部,其取得电磁致动器的行程位置;以及ECU,其设定电磁致动器的目标衰减力及目标伸缩力,并且使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力得到的目标驱动力来进行电磁致动器的驱动控制。

在行程位置存在于行程终端附近的终端区域的情况下,ECU以使行程位置从终端区域去往中立区域的方式进行目标驱动力的修正。

根据专利文献1涉及的电动悬架装置,在车辆的严酷的行驶场景下,能够将陷入完全压缩或完全回弹状态的事态防患于未然。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第6417443号公报

发明要解决的课题

但是,在专利文献1涉及的电动悬架装置中,没有特别考虑如下情况:例如在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,一边将车辆的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆的侧倾振动。

发明内容

本发明鉴于上述实际情况而提出,其目的在于提供一种电动悬架装置,其即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆的侧倾振动。

用于解决课题的方案

为了达到上述目的,(1)所涉及的发明的最主要特征在于,具备:电磁致动器,其与在车辆的车身和车轮之间具备的弹簧构件并列设置,并产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力;信息取得部,其取得所述车辆的侧倾角速度;衰减力计算部,其计算所述电磁致动器的衰减动作的目标值即目标衰减力;以及,驱动控制部,其使用基于由所述衰减力计算部计算出的目标衰减力得到的目标驱动力,来进行所述电磁致动器的驱动控制,其中,所述衰减力计算部计算成为所述电磁致动器的基准的基准衰减力,并且基于由所述信息取得部取得的侧倾角速度来计算对所述基准衰减力进行补充的补充衰减力,并通过将该计算出的基准衰减力和补充衰减力相加来计算所述目标衰减力。

发明效果

根据本发明,即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆的侧倾振动。

附图说明

图1是本发明的电动悬架装置的整体结构图。

图2是电动悬架装置所具备的电磁致动器的局部剖视图。

图3是电动悬架装置所具备的驱动控制装置的内部及周边部的结构图。

图4A是本发明的电动悬架装置所具备的第一实施方式的右侧用驱动控制装置的结构框图。

图4B是本发明的电动悬架装置所具备的第一实施方式的左侧用驱动控制装置的结构框图。

图4C是用于说明抑制在平坦路上转弯行驶时在车辆上产生的侧倾动作的第一实施方式的驱动控制装置的动作的图。

图4D是用于说明抑制在倾斜路上直线前进行驶时在车辆上产生的侧倾动作的第一实施方式的驱动控制装置的动作的图。

图5A是本发明的电动悬架装置所具备的第二实施方式的右侧用驱动控制装置的结构框图。

图5B是本发明的电动悬架装置所具备的第二实施方式的左侧用驱动控制装置的结构框图。

图6(a)~(d)是用于说明第二实施方式的驱动控制装置的动作的图。

图7A是第二实施方式的变形例的右侧用驱动控制装置的结构框图。

图7B是第二实施方式的变形例的左侧用驱动控制装置的结构框图。

符号说明:

10 车辆

11 电动悬架装置

13 电磁致动器

15 ECU(驱动控制装置、驱动控制部)

51 信息取得部

53 衰减力计算部

76 积分器

77 高通滤波器(HPF)

具体实施方式

以下,适当参照附图对本发明的多个实施方式的电动悬架装置进行详细说明。

需要说明的是,在以下所示的附图中,在具有共同的功能的构件间标注相同的参照符号。另外,为了便于说明,有时将构件的尺寸及形状变形或夸张地示意性表示。

〔本发明的电动悬架装置11的概要〕

首先,参照图1、图2对本发明的多个实施方式(第一及第二实施方式)中共同的本发明的电动悬架装置11的概要进行说明。

图1是本发明的电动悬架装置11的整体结构图。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,本发明的电动悬架装置11构成为,具备多个在车辆10的各个车轮具备的电磁致动器13、以及一个电子控制装置(以下称为“ECU”。)15。多个电磁致动器13与ECU15之间分别经由用于从ECU15向多个电磁致动器13供给驱动控制用电力的电力供给线14(参照图1的实线)、以及用于从多个电磁致动器13向ECU15发送电磁致动器13的行程位置的信号线16(参照图1的虚线)而相互连接。

在本发明的第一及第二实施方式(详情将在后面叙述)中,在包括车辆10的前轮(左侧前轮、右侧前轮)及后轮(左侧后轮、右侧后轮)在内的各个车轮中,总计配设有四个电磁致动器13。需要说明的是,在以下的说明中,有时将右侧前轮和右侧后轮统称为右侧车轮,将左侧前轮和左侧后轮统称为左侧车轮。

在该实施方式中,多个电磁致动器13分别具备共同的结构。因此,通过对一个电磁致动器13的结构进行说明,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、以及内管29。

基座外壳17经由滚珠轴承21将滚珠丝杠轴23的基端侧支承为绕轴旋转自如。外管19设置于基座外壳17,收容包括滚珠丝杠轴23、多个滚珠25、螺母27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,将滚珠丝杠轴23的旋转运动转换为直线运动。连结于螺母27的内管29与螺母27成为一体,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,在电磁致动器13具备电动马达31、一对带轮33、以及带构件35。电动马达31以与外管19并列的方式设置于基座外壳17。在电动马达31的马达轴31a及滚珠丝杠轴23上分别装配有带轮33。在上述一对带轮33上悬架有用于将电动马达31的旋转驱动力向滚珠丝杠轴23传递的带构件35。

在电动马达31的壳体31b设置有对电动马达31的旋转角信号进行检测的解析器37。由解析器37检测出的电动马达31的旋转角信号经由信号线16向ECU15发送。在本发明的实施方式中,电动马达31的旋转角能够置换为电磁致动器13的行程位置。这是因为随着电动马达31的旋转角的变位而电磁致动器13的行程位置向伸长侧或收缩侧(参照图2)进行位移的缘故。

ECU15根据经由电力供给线14分别向多个电磁致动器13供给的驱动控制电力来控制电动马达31的旋转驱动。

需要说明的是,在本发明的第一及第二实施方式中,如图2所示,通过采用将电动马达31的马达轴31a和滚珠丝杠轴23大致平行地配置并将两者间连结的布局,从而缩短电磁致动器13的轴向的尺寸。但是,也可以采用将电动马达31的马达轴31a和滚珠丝杠轴23同轴地配置并将两者间连结的布局。

在本发明的电磁致动器13中,如图2所示,在基座外壳17的下端部设置有连结部39。该连结部39连结固定于作为簧下构件的下臂40(参照图4C、图4D)。另一方面,内管29的上端部29a连结固定于作为簧上构件的车身侧的减振柱(strut tower)部41(参照图4C、图4D)。

总之,电磁致动器13与在车辆10的车身和车轮之间具备的弹簧构件42并列设置。在簧上构件设置有对沿着电磁致动器13的行程方向的车身(簧上)的加速度进行检测的簧上加速度传感器43。

如上述那样构成的电磁致动器13如下进行动作。即,例如考虑从车辆10的车轮侧对连结部39输入与向上的振动相关的外力的情况。在该情况下,内管29及螺母27相对于施加有与向上的振动相关的外力的外管19要一体地下降。滚珠丝杠轴23接受该情况而要向随着螺母27的下降的朝向旋转。此时,产生妨碍螺母27的下降的朝向的电动马达31的旋转驱动力。该电动马达31的旋转驱动力经由带构件35向滚珠丝杠轴23传递。

这样,通过使对抗与向上的振动相关的外力的反作用力即衰减力(与行程方向相反的朝向的力)作用于滚珠丝杠轴23,从而使要从车轮侧向车身侧传递的振动衰减。

〔ECU15的内部结构〕

接着,参照图3对电动悬架装置11所具备的驱动控制装置即ECU15的内部结构进行说明。图3是电动悬架装置11所具备的驱动控制装置(ECU15)的内部及周边部的结构图。

ECU15构成为,包括进行各种运算处理的微型计算机。ECU15具有基于由解析器37检测出的电动马达31的旋转角、即电磁致动器13的行程位置等来分别对多个电磁致动器13进行驱动控制,由此产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力的驱动控制功能。ECU15相当于本发明的“驱动控制部”。

为了实现这样的驱动控制功能,如图3所示,ECU15构成为,具备信息取得部51、衰减力计算部53、驱动力运算部55、以及驱动控制部57。

信息取得部51取得由解析器37检测出的电动马达31的旋转角、即电磁致动器13的行程位置的信息。另外,信息取得部51取得由簧上加速度传感器43检测出的簧上加速度、由簧下加速度传感器45检测出的簧下加速度、由侧倾角速度传感器47检测出的侧倾角速度、以及由车速传感器49检测出的车速V的信息。

而且,信息取得部51通过对电磁致动器13的行程位置的位移进行时间微分,来求出电磁致动器13的行程速度(以下,有时简称为“行程速度”。)。需要说明的是,电磁致动器13的行程速度包括行程的速度及方向的信息。包含由信息取得部51取得的电磁致动器13的行程速度、簧上速度、簧下速度、侧倾角速度、以及车速V的车辆状态信息向衰减力计算部53发送。

衰减力计算部53基于由信息取得部51取得的车辆状态信息,来计算电磁致动器13的衰减动作的目标值即目标衰减力。由衰减力计算部53计算出的目标衰减力的信息向驱动力运算部55发送。需要说明的是,关于由衰减力计算部53进行的运算内容,详情将在后面叙述。

向驱动力运算部55输入行程速度及侧倾角速度的信息,驱动力运算部55参照这些信息、以及后述的基准衰减力映射71、补充衰减力映射73、侧倾角抑制弹簧控制力映射79等,分别生成衰减力控制信号及伸缩力控制信号,并且通过将该生成的衰减力控制信号及伸缩力控制信号合并来运算包含目标驱动力的驱动控制信号。作为驱动力运算部55的运算结果的包含目标驱动力的驱动控制信号向驱动控制部57发送。关于由驱动力运算部55进行的运算内容,详情将在后面叙述。

驱动控制部57根据从驱动力运算部55发送来的驱动控制信号,向多个电磁致动器13各自所具备的电动马达31供给驱动控制电力,由此分别独立地进行多个电磁致动器13的驱动控制。需要说明的是,在生成向电动马达31供给的驱动控制电力时,例如能够适合使用逆变器控制电路。

〔第一实施方式的驱动控制装置61的结构框〕

接着,参照图4A、图4B对本发明的电动悬架装置11所具备的第一实施方式的驱动控制装置61的结构框进行说明。图4A是第一实施方式的右侧用驱动控制装置61a的结构框图。图4B是第一实施方式的左侧用驱动控制装置61b的结构框图。

第一实施方式的驱动控制装置61构成为,具备在车辆10的右侧车轮上设置的电动悬架装置11所具备的右侧用驱动控制装置61a、以及在车辆10的左侧车轮上设置的电动悬架装置11所具备的左侧用驱动控制装置61b。

需要说明的是,右侧用驱动控制装置61a和左侧用驱动控制装置61b存在共同的构成构件。基准衰减力映射71及第一加法运算部75是它们共同的构成构件。因此,通过进行除了所述共同的构成构件以外的构件(左侧用补充衰减力映射73b)的说明,来代替左侧用驱动控制装置61b的结构的说明。

如图4A所示,第一实施方式的右侧用驱动控制装置61a构成为,具备基准衰减力映射71、右侧用补充衰减力映射73a、以及第一加法运算部75。

另一方面,如图4B所示,第一实施方式的左侧用驱动控制装置61b构成为,具备基准衰减力映射71、左侧用补充衰减力映射73b、以及第一加法运算部75。

在本说明书的说明中,在统称右侧用驱动控制装置61a和左侧用驱动控制装置61b的情况下,称为“驱动控制装置61”。另外,在统称右侧用补充衰减力映射73a和左侧用补充衰减力映射73b的情况下,称为“补充衰减力映射73”。

如图4A、图4B所示,在基准衰减力映射71中存储有与行程速度的变化建立对应而变化的衰减力的基准值。需要说明的是,衰减力的基准值实际上被存储为衰减力控制电流的基准值。

在图4A、图4B所示的例子中,基准衰减力映射71被设定为如下特性:行程速度指向伸长侧越变大,指向收缩侧的衰减力越变大,另一方面,行程速度指向收缩侧越变大,指向伸长侧的衰减力越变大。该特性仿照以往使用的液压减震器的特性。需要说明的是,在行程速度为零的情况下,与其对应的衰减力也为零。

在第一实施方式的驱动控制装置61中,参照由信息取得部51取得的电磁致动器13的行程速度、以及基准衰减力映射71的所述存储内容,来求出与输入的行程速度对应的衰减力的基准值。

在图4A、图4B所示的补充衰减力映射73中,存储有与侧倾角速度的变化建立对应而变化的衰减力的补充值,以便适合右侧车轮或左侧车轮所具备的电动悬架装置11。需要说明的是,衰减力的补充值从也能够与侧倾角速度的变化对应的观点出发,起到对根据行程速度的变化而适当求出的衰减力的基准值进行补充的作用。衰减力的补充值实际上被存储为衰减力控制电流的补充值。

在图4A所示的右侧用补充衰减力映射73a中,设定有如下的右侧用补充衰减力特性:侧倾角速度指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧越变大,指向伸长侧的衰减力越变大,另一方面,侧倾角速度指向行进方向逆时针(CCW:左旋)侧越变大,指向收缩侧的衰减力越变大。

与此相对,在图4B所示的左侧用补充衰减力映射73b中,设定有如下的左侧用补充衰减力特性:侧倾角速度指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧越变大,指向收缩侧的衰减力越变大,另一方面,侧倾角速度指向行进方向逆时针(CCW:左旋)侧越变大,指向伸长侧的衰减力越变大。

需要说明的是,在右侧用补充衰减力特性和左侧用补充衰减力特性这两者中,在侧倾角速度为零的情况下,与其对应的衰减力也为零。

在此,将左侧用补充衰减力特性设定为伸缩方向相对于右侧用补充衰减力特性反转的特性基于以下的理由。即,在侧倾角速度指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧的情况下,压缩力作用于在车辆10的车身与右侧车轮之间具备的弹簧构件,另一方面,伸长力作用于在车辆10的车身与左侧车轮之间具备的弹簧构件。

在这样的情况下,为了尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,使衰减力作用于侧倾角速度的指向方向的相反方向。总之,在侧倾角速度指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧的情况下,使伸长侧的衰减力作用于在车辆10的车身与右侧车轮之间具备的弹簧构件,另一方面,使收缩侧的衰减力作用于在车辆10的车身与左侧车轮之间具备的弹簧构件。由此,尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,并且将车辆10的姿态保持为大致水平状态。

〔第一实施方式的驱动控制装置61的动作说明〕

接着,参照图4C、图4D对第一实施方式的驱动控制装置61的动作进行说明。图4C是用于说明抑制在平坦路上转弯行驶时在车辆10上产生的侧倾动作的第一实施方式的驱动控制装置61的动作的图。图4D是用于说明抑制在倾斜路上直线前进行驶时在车辆10上产生的侧倾动作的第一实施方式的驱动控制装置61的动作的图。

首先,以下叙述第一实施方式的驱动控制装置61的动作中的、车辆10在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景以及车辆10在倾斜路上直线前进行驶的第二行驶场景下的共同动作。

第一实施方式的驱动控制装置61的第一加法运算部75通过在参照行程速度及基准衰减力映射71求出的衰减力的基准值上加上参照侧倾角速度及补充衰减力映射73求出的衰减力的补充值,由此生成包含统合了基准衰减力及补充衰减力的目标驱动力的驱动控制信号。包含这样生成的目标驱动力的驱动控制信号向驱动控制部57发送。驱动控制部57接受该情况而进行多个电磁致动器13的驱动控制。

<车辆10在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景下的动作>

接着,参照图4C对第一实施方式的驱动控制装置61的动作中的、车辆10在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景下的动作进行说明。

在车辆10在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景下,假设侧倾角速度指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧而产生。在该情况下,若不实施本发明那样的侧倾状态抑制对策,则如图4C的单点划线所示,从后方观察到的车辆10向CW侧(左高右低地)倾斜而陷入侧倾状态。

因此,在车辆10在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景下,在侧倾角速度指向CW(右旋)侧而产生的状况下,在第一实施方式的驱动控制装置61中的右侧用驱动控制装置61a中,以侧倾角速度指向CW(右旋)侧越变大则指向伸长侧的衰减力越变大的方式,进行衰减力控制。

另外,在与上述同样的状况下,在第一实施方式的驱动控制装置61中的左侧用驱动控制装置61b中,以侧倾角速度指向CW(右旋)侧越变大则指向收缩侧的衰减力越变大的方式,进行衰减力控制。

根据第一实施方式的驱动控制装置61,在车辆10在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景下,在侧倾角速度指向CW(右旋)侧而产生的状况下,在右侧电磁致动器13中,以指向伸长侧的衰减力变大的方式进行衰减力控制,另一方面,在左侧电磁致动器13中,以指向收缩侧的衰减力变大的方式进行衰减力控制,因此即使在平坦的弯路上行驶中的场景下,也能够尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,并且能够将车辆10的姿态保持为大致水平状态。

<车辆10从平坦路向倾斜路转移并直线前进行驶的第二行驶场景下的动作>

接着,参照图4D对第一实施方式的驱动控制装置61的动作中的、车辆10从平坦路向倾斜路(在图4D的例子中,从后方观察到的车辆10变成左高右低的倾斜道路)转移并直线前进行驶的第二行驶场景下的动作进行说明。

在车辆10从平坦路向倾斜路转移并直线前进行驶的第二行驶场景下,假设若不实施本发明那样的侧倾状态抑制对策,则车辆10也沿着倾斜道路的坡度左高右低地倾斜而陷入侧倾状态。

因此,在车辆10从平坦路向倾斜路转移并直线前进行驶的第二行驶场景下,在第一实施方式的驱动控制装置61中的右侧用驱动控制装置61a中,以侧倾角速度指向CW(右旋)侧越变大则指向伸长侧的伸缩力越变大的方式,进行伸缩力控制。

另外,在与上述同样的状况下,在第一实施方式的驱动控制装置61中的左侧用驱动控制装置61b中,以侧倾角速度指向CW(右旋)侧越变大则指向收缩侧的伸缩力越变大的方式,进行伸缩力控制。

根据第一实施方式的驱动控制装置61,在车辆10从平坦路向倾斜路转移并直线前进行驶的第二行驶场景下,在侧倾角速度指向CW(右旋)侧而产生的状况下,在右侧电磁致动器13中,以指向伸长侧的伸缩力变大的方式进行伸缩力控制,另一方面,在左侧电磁致动器13中,以指向收缩侧的伸缩力变大的方式进行伸缩力控制,因此即使在车辆10从平坦路向倾斜路转移并直线前进行驶的场景下,也能够尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,并且能够将车辆10的姿态保持为大致水平状态。

需要说明的是,对于车辆10的行驶场景是处于在平坦的弯路上行驶的第一行驶场景、还是处于从平坦路向倾斜路转移并直线前进行驶的第二行驶场景的判别,例如通过搭载于车辆10的相机(未图示)拍摄本车辆10的前方图像,并对拍摄到的前方图像实施所需的图像处理,来完成上述的判别即可。

〔第二实施方式的驱动控制装置63的结构框〕

接着,参照图5A、图5B对本发明的电动悬架装置11所具备的第二实施方式的驱动控制装置63的结构框进行说明。图5A是第二实施方式的右侧用驱动控制装置63a的结构框图。图5B是第二实施方式的左侧用驱动控制装置63b的结构框图。

第二实施方式的驱动控制装置63通过相对于第一实施方式的驱动控制装置61附加其他的构成构件而构成。积分器76、高通滤波器(HPF)77、侧倾角抑制弹簧控制力映射79、以及第二加法运算器81是上述其他的构成构件。因此,通过主要进行上述其他的构成构件的说明,来代替第二实施方式的驱动控制装置63的结构的说明。

另外,第二实施方式的驱动控制装置63构成为,具备在车辆10的右侧车轮上设置的电动悬架装置11所具备的右侧用驱动控制装置63a、以及在车辆10的左侧车轮上设置的电动悬架装置11所具备的左侧用驱动控制装置63b。

右侧用驱动控制装置63a和左侧用驱动控制装置63b存在共同的构成构件。基准衰减力映射71、补充衰减力映射73、以及第一加法运算部75是它们共同的构成构件。因此,通过主要进行与共同的构成构件不同的构成构件的说明,来代替左侧用驱动控制装置63b的结构的说明。

如图5A所示,第二实施方式的右侧用驱动控制装置63a构成为,相对于构成第一实施方式的右侧用驱动控制装置61a的基准衰减力映射71、右侧用补充衰减力映射73a、以及第一加法运算部75,附加积分器76、高通滤波器(HPF)77、右侧用侧倾角抑制弹簧控制力映射79a、以及第二加法运算器81。

另一方面,如图5B所示,第二实施方式的左侧用驱动控制装置63b构成为,相对于构成第一实施方式的左侧用驱动控制装置61b的基准衰减力映射71、左侧用补充衰减力映射73b、以及第一加法运算部75,附加积分器76、高通滤波器(HPF)77、左侧用侧倾角抑制弹簧控制力映射79b、以及第二加法运算器81。

在本说明书的说明中,在统称右侧用驱动控制装置63a和左侧用驱动控制装置63b的情况下,称为“驱动控制装置63”。另外,在统称右侧用侧倾角抑制弹簧控制力映射79a和左侧用侧倾角抑制弹簧控制力映射79b的情况下,称为“侧倾角抑制弹簧控制力映射79”。

积分器76对由信息取得部51取得的与侧倾角速度相关的时间序列信息进行时间积分,从而输出与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息。从积分器76输出的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息向高通滤波器(HPF)77输入。

高通滤波器(HPF)77通过对从积分器76输出的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息实施使高频成分通过的高通滤波处理,从而除去与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息所包含的趋势(trend)。从HPF77输出的趋势除去后的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息用于通过参照右侧用侧倾角抑制弹簧控制力映射79a来计算右侧用侧倾角抑制弹簧控制力的用途。

作为HPF77的截止频率,适当设定与人体的感应精度高的频带(0.5~20Hz)中的最低频率(0.5Hz)同等或比其低的频率(例如,0.1~0.5Hz程度)。需要说明的是,HPF77的截止频率可以是固定值,也可以是可变值。

成为HPF77的除去对象的趋势例如是指,在车辆10在坡路等倾斜路上行驶的场景下,车辆10保持某侧倾角那样的稳定的倾向(趋势)。关于设置了HPF77的主旨,详情将在后面叙述。

在图5A、图5B所示的侧倾角抑制弹簧控制力映射79中,存储有与侧倾角的变化建立对应而变化的侧倾角抑制弹簧控制力的修正值,以便适合右侧车轮或左侧车轮所具备的电动悬架装置11。需要说明的是,侧倾角抑制弹簧控制力的修正值从抑制侧倾角的倾斜度的观点出发,起到根据车辆10的侧倾角的变化来修正作为电磁致动器13的伸缩力而设定的弹簧控制力的作用。侧倾角抑制弹簧控制力的修正值实际上被存储为弹簧控制力控制电流的修正值。

在图5A所示的右侧用侧倾角抑制弹簧控制力映射79a中,设定了如下的线性的右侧用侧倾角抑制弹簧控制力特性:侧倾角指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧越变大,指向伸长侧的弹簧控制力越变大,另一方面,侧倾角指向行进方向逆时针(CCW:左旋)侧越变大,指向收缩侧的弹簧控制力越变大。

与此相对,在图5B所示的左用侧倾角抑制弹簧控制力映射79b中,设定了如下的线性的左侧用侧倾角抑制弹簧控制力特性:侧倾角指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧越变大,指向收缩侧的弹簧控制力越变大,另一方面,侧倾角指向行进方向逆时针(CCW:左旋)侧越变大,指向伸长侧的弹簧控制力越变大。

需要说明的是,在右侧用侧倾角抑制弹簧控制力特性及左侧用侧倾角抑制弹簧控制力特性这两者中,在侧倾角为零的情况下,与其对应的弹簧控制力也为零。

在此,将左侧用侧倾角抑制弹簧控制力特性设定为伸缩方向相对于右侧用侧倾角抑制弹簧控制力特性反转的特性基于以下的理由。即,在侧倾角指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧的情况下,压缩力作用于在车辆10的车身与右侧车轮之间具备的弹簧构件,另一方面,伸长力作用于在车辆10的车身与左侧车轮之间具备的弹簧构件。

在这样的情况下,为了将车辆10的姿态保持为大致水平状态,以使车辆10的姿态指向侧倾角的指向方向的相反方向的方式作用弹簧控制力。总之,在侧倾角指向行进方向顺时针(CW:右旋)侧的情况下,使伸长侧的弹簧控制力作用于在车辆10的车身与右侧车轮之间具备的弹簧构件,另一方面,使收缩侧的弹簧控制力作用于在车辆10的车身与左侧车轮之间具备的弹簧构件。由此,将车辆10的姿态保持为大致水平状态。

接着,对第二实施方式的驱动控制装置63的动作进行说明。

在第二实施方式的驱动控制装置63中,第一加法运算部75在参照行程速度及基准衰减力映射71求出的衰减力的基准值上加上参照侧倾角速度和补充衰减力映射73求出的衰减力的补充值,从而生成统合了基准衰减力及补充衰减力的衰减力控制信号。这样生成的衰减力控制信号向第二加法运算器81发送。

另一方面,为了将车辆10的姿态保持为大致水平状态,第二实施方式的驱动控制装置63进行如下动作。图6(a)~(d)是用于说明第二实施方式的驱动控制装置63的动作的图。

在第二实施方式的驱动控制装置63中,积分器76通过对由信息取得部51取得的与侧倾角速度相关的时间序列信息(参照图6(a))进行时间积分,来输出与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息(参照图6(c))。图6(b)中示出与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息(路面的倾斜角)。可知通过对与侧倾角速度相关的时间序列信息进行时间积分取得的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息(参照图6(c))和与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息(路面的倾斜角:图6(b))非常相关(车辆10采取仿照路面的倾斜角的侧倾角)。

HPF77通过对从积分器76输出的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息实施使高频成分通过的高通滤波(HPF)处理,从而除去与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息所包含的趋势。图6(d)中示出趋势除去后的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息。图6(d)所示的原点0表示车辆10的侧倾角的基准值。侧倾角的基准值是成为抑制车辆10的侧倾振动时的基准的值,不限于车辆10处于水平状态时的侧倾角的值。

驱动控制装置63基于从HPF77输出的趋势除去后的与车辆10的侧倾角相关的时间序列信息(参照图6(d))及侧倾角抑制弹簧控制力映射79,来计算能够适当抑制车辆10的侧倾角的弹簧控制力,并且生成能够实现该计算出的弹簧控制力的伸缩力控制信号。这样生成的伸缩力控制信号向第二加法运算器81发送。

第二加法运算器81通过将统合了由第一加法运算部75生成的基准衰减力及补充衰减力的衰减力控制信号、以及用于实现能够抑制车辆10的侧倾角的倾斜度的弹簧控制力的伸缩力控制信号合并,从而生成包含目标驱动力的驱动控制信号。这样生成的包含目标驱动力的驱动控制信号向驱动控制部57发送。驱动控制部57接受该情况而进行多个电磁致动器13的驱动控制。

在此,对设置了HPF77的主旨进行说明。成为HPF77中的除去对象的趋势例如是指,在车辆10在坡路等倾斜路上行驶的场景下,车辆10保持某侧倾角这样的侧倾角的稳定的倾向(趋势:侧倾角的低频成分)。另外,基于HPF77进行的趋势除去是指,通过从侧倾角的时间序列信号除去低频成分(截止频率:例如0.5Hz左右),从而从与侧倾角相关的时间序列信息除去稳定的倾向。

设想车辆10在保持某侧倾角的状态下在倾斜路上行驶的场景。另外,在这样的行驶场景下,使不具备HPF77的驱动控制装置与具备HPF77的驱动控制装置63进行对比而动作。

在这样的行驶场景下,在不具备HPF77的驱动控制装置中,作为对与侧倾角速度相关的时间序列信息进行时间积分的积分器76的输出的车辆10的侧倾角的变化幅度的动态范围(参照图6(c))比具备HPF77的驱动控制装置63中的动态范围(参照图6(d))大。

其结果是,具备HPF77的驱动控制装置63与不具备HPF77的驱动控制装置相比,在共同地设定了侧倾振动抑制效果时,能够降低与侧倾振动抑制控制相关的电力消耗。换言之,具备HPF77的驱动控制装置63与不具备HPF77的驱动控制装置相比,在共同地设定了与侧倾振动抑制控制相关的电力消耗时,能够提高人体的感应精度高的频带中的侧倾振动抑制效果。

根据第二实施方式的驱动控制装置63,即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,并且能够将车辆10的姿态保持为大致水平状态。

〔第二实施方式的变形例的驱动控制装置65的结构框〕

接着,参照图7A、图7B对本发明的电动悬架装置11所具备的第二实施方式的变形例的驱动控制装置65的结构框进行说明。图7A是第二实施方式的变形例的右侧用驱动控制装置65a的结构框图。图7B是第二实施方式的变形例的左侧用驱动控制装置65b的结构框图。

第二实施方式的驱动控制装置63与第二实施方式的变形例的驱动控制装置65的不同点在于,在侧倾角抑制弹簧控制力映射79的前段设置的对侧倾角速度的时间序列信号进行前处理的积分器76及HPF77的配置顺序。

在前者中以积分器76及HPF77的顺序配置(参照图7A),与此相对,在后者中以HPF77及积分器76的顺序(与前者相反的顺序)配置(参照图7B)。除此以外的结构在第二实施方式的驱动控制装置63和第二实施方式的变形例的驱动控制装置65中是共同的。

接着,将第二实施方式的变形例的驱动控制装置65的动作与第二实施方式的驱动控制装置63的动作对比来进行说明。

第二实施方式的驱动控制装置63通过积分器76对由信息取得部51取得的与侧倾角速度相关的信息进行时间积分,来计算与车辆10的侧倾角相关的信息,通过对该计算出的与侧倾角相关的信息应用除去趋势的HPF77,从而取得除去该趋势后的与侧倾角相关的信息,并基于该取得的与侧倾角相关的信息来设定电磁致动器13的目标弹簧控制力,且使用该设定的目标弹簧控制力来进行目标驱动力的修正,以便抑制车辆10的侧倾角的倾斜度。

与此相对,第二实施方式的变形例的驱动控制装置65通过对由信息取得部51取得的与侧倾角速度相关的信息应用除去趋势的HPF77,来取得除去该趋势后的与侧倾角速度相关的信息,并通过积分器76对该取得的与侧倾角速度相关的信息进行时间积分,来计算与车辆10的侧倾角相关的信息,并基于该计算出的与侧倾角相关的信息,来设定电磁致动器13的目标弹簧控制力,且使用该设定的目标弹簧控制力来进行目标驱动力的修正,以便抑制车辆10的侧倾角的倾斜度。

根据第二实施方式的变形例的驱动控制装置65,与第二实施方式的驱动控制装置63同样,即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,并且能够将车辆10的姿态保持为大致水平状态。

〔本发明的电动悬架装置11的作用效果〕

接着,对本发明的电动悬架装置11的作用效果进行说明。

基于第一观点的电动悬架装置11具备:电磁致动器13,其与在车辆10的车身和车轮之间具备的弹簧构件并列设置,并产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力;信息取得部51,其取得车辆10的侧倾角速度;衰减力计算部53,其计算电磁致动器13的衰减动作的目标值即目标衰减力;以及ECU(驱动控制装置、驱动控制部)15,其使用基于由衰减力计算部53计算出的目标衰减力得到的目标驱动力,来进行电磁致动器13的驱动控制,其中,衰减力计算部53计算成为电磁致动器13的基准的基准衰减力,并且基于由信息取得部51取得的侧倾角速度来计算对基准衰减力进行补充的补充衰减力,并通过将该计算出的基准衰减力和补充衰减力相加来计算目标衰减力。

在基于第一观点的电动悬架装置11中,衰减力计算部53计算成为电磁致动器13的基准的基准衰减力,并且基于由信息取得部51取得的侧倾角速度来计算对基准衰减力进行补充的补充衰减力,并通过将该计算出的基准衰减力和补充衰减力相加来计算目标衰减力。ECU15使用基于由衰减力计算部53计算出的目标衰减力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制。

根据基于第一观点的电动悬架装置11,ECU15基于侧倾角速度来计算对基准衰减力进行补充的补充衰减力,通过将基准衰减力和补充衰减力相加来计算目标衰减力,并使用基于该计算出的目标衰减力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制,因此即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆10的侧倾振动。

另外,基于第二观点的电动悬架装置11具备:电磁致动器13,其与在车辆10的车身和车轮之间具备的弹簧构件并列设置,并产生与衰减动作及伸缩动作相关的驱动力;信息取得部51,其取得电磁致动器13的行程速度及车辆10的侧倾角速度;衰减力计算部53,其基于由信息取得部51取得的行程速度来计算成为电磁致动器13的基准的基准衰减力,并且基于由信息取得部51取得的侧倾角速度来计算对基准衰减力进行补充的补充衰减力;以及ECU(驱动控制装置、驱动控制部)15,其将由衰减力计算部53计算出的基准衰减力与补充衰减力之和设定为电磁致动器13的衰减动作的目标值即目标衰减力,并且设定电磁致动器13的伸缩动作的目标值即目标伸缩力,并使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制。

在基于第二观点的电动悬架装置11中,衰减力计算部53基于行程速度来计算成为电磁致动器13的基准的基准衰减力,并且基于侧倾角速度来计算对基准衰减力进行补充的补充衰减力。ECU15将基准衰减力与补充衰减力之和设定为电磁致动器13的衰减动作的目标值即目标衰减力,并且设定电磁致动器13的伸缩动作的目标值即目标伸缩力,并使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制。

根据基于第二观点的电动悬架装置11,ECU15将基准衰减力与补充衰减力之和设定为电磁致动器13的衰减动作的目标值即目标衰减力,并且设定电磁致动器13的伸缩动作的目标值即目标伸缩力,且使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制,因此即使是在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆10的侧倾振动。

另外,基于第三观点的电动悬架装置11在基于第二观点的电动悬架装置11的基础上,ECU(驱动控制装置、驱动控制部)15通过对由信息取得部51取得的与侧倾角速度相关的信息进行时间积分,来计算与车辆10的侧倾角相关的信息,基于该计算出的与侧倾角相关的信息来设定电磁致动器13的目标弹簧控制力,并使用该设定的目标弹簧控制力来进行目标驱动力的修正,以便抑制车辆10的侧倾角的倾斜度。

根据基于第三观点的电动悬架装置11,ECU15通过对与侧倾角速度相关的信息进行时间积分来计算与车辆10的侧倾角相关的信息,基于该计算出的与侧倾角相关的信息来设定电磁致动器13的目标弹簧控制力,并使用该设定的目标弹簧控制力来进行目标驱动力的修正,以便抑制车辆10的侧倾角的倾斜度,因此即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆10的侧倾振动。

另外,基于第四观点的电动悬架装置11在基于第三观点的电动悬架装置11的基础上,ECU(驱动控制装置、驱动控制部)15通过对计算出的所述与侧倾角相关的信息应用除去趋势的高通滤波器(HPF)77,来取得除去该趋势后的与侧倾角相关的信息,基于该取得的与侧倾角相关的信息来设定电磁致动器13的目标弹簧控制力,并使用该设定的目标弹簧控制力来进行目标驱动力的修正,以便抑制车辆10的侧倾角的倾斜度。

根据基于第四观点的电动悬架装置11,即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,除了该效果以外,还能够降低与侧倾振动抑制控制相关的电力消耗,并且能够提高人体的感应精度高的频带中的侧倾振动抑制效果。

另外,基于第五观点的电动悬架装置11在基于第二观点的电动悬架装置11的基础上,ECU(驱动控制装置、驱动控制部)15通过对由信息取得部51取得的与侧倾角速度相关的信息应用除去趋势的高通滤波器(HPF)77,来取得除去该趋势后的与侧倾角速度相关的信息,并通过对该取得的与侧倾角速度相关的信息进行时间积分,来计算与车辆10的侧倾角相关的信息,基于该计算出的与侧倾角相关的信息,来设定电磁致动器13的目标弹簧控制力,并使用该设定的目标弹簧控制力来进行目标驱动力的修正,以便抑制车辆10的侧倾角的倾斜度。

根据基于第五观点的电动悬架装置11,与基于第四观点的电动悬架装置11同样,即使在平坦的弯路、倾斜路上行驶中的场景下,也能够一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边尽可能地抑制车辆10的侧倾振动,除了该效果以外,还能够降低与侧倾振动抑制控制相关的电力消耗,并且能够提高人体的感应精度高的频带中的侧倾振动抑制效果。

〔其他实施方式〕

以上说明的多个实施方式示出了本发明的具体化的例子。因此,不能由此限定地解释本发明的技术范围。这是因为本发明在不脱离其主旨或其主要特征的情况下能够以各种方式实施的缘故。

例如,在本发明的电动悬架装置11的说明中,例示并说明了如下方案:基于由信息取得部51取得的侧倾角速度来修正目标衰减力及目标伸缩力,并使用基于该修正后的目标衰减力及目标伸缩力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制,由此一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边抑制车辆10的侧倾振动,但本发明不限定于该例子。

作为本发明的电动悬架装置11,也可以采用如下方案:将侧倾角置换为俯仰角,基于由信息取得部51取得的俯仰角速度来修正目标衰减力及目标伸缩力,并使用基于该修正后的目标衰减力及目标伸缩力得到的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动控制,由此一边将车辆10的姿态保持为大致水平状态,一边抑制车辆10的俯仰振动。

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