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懸架裝置和懸架控制裝置的制作方法

文檔序號:11527323閱讀:272來源:國知局
懸架裝置和懸架控制裝置的制造方法

本發(fā)明涉及懸架裝置和懸架控制裝置。



背景技術(shù):

作為這種懸架裝置,例如公知有一種懸架裝置,其具備:液壓缸,其安裝在車輛的車身即彈簧上構(gòu)件和車輪即彈簧下構(gòu)件之間而積極地發(fā)揮推力;以及控制器,其控制液壓缸,該懸架裝置作為主動懸架而發(fā)揮功能。

在控制器中,利用低通濾波器對由加速度傳感器檢測到的彈簧上構(gòu)件的上下方向上的加速度進行處理,而獲得彈簧上構(gòu)件的上下方向上的速度,通過將該上下方向上的速度乘以增益,來求出為了抑制彈簧上構(gòu)件的振動而需要的液壓缸的要求推力。然后,在控制器中,還利用帶通濾波器對彈簧下構(gòu)件的上下方向上的加速度進行處理并將該處理后的上下方向上的加速度乘以增益,從而求出為了抑制彈簧下構(gòu)件的振動而需要的液壓缸的要求推力,將這些要求推力的合力作為最終的目標(biāo)推力(參照例如日本jp63-258207a)。

通過如此求出目標(biāo)推力,能夠利用液壓缸來抑制彈簧上構(gòu)件和彈簧下構(gòu)件的振動。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

上述懸架裝置進行抑制彈簧下構(gòu)件的振動的控制。彈簧下構(gòu)件的諧振頻率通常是十幾hz。因此,液壓缸必須產(chǎn)生用于抑制十幾hz的頻帶的振動的推力,對懸架裝置要求非常高的響應(yīng)性。

通常,用于控制液壓缸的推力的控制閥使用的是具有由螺線管進行驅(qū)動的閥芯的電磁閥。螺線管存在響應(yīng)滯后,難以在十幾hz的頻帶內(nèi)精度良好地控制電磁閥。因此,難以利用具備電磁閥的懸架裝置來使車輛的乘車舒適度提高。

本發(fā)明的目的在于提供一種不使用高響應(yīng)的設(shè)備就能夠使車輛的乘車舒適度提高的懸架裝置和懸架控制裝置。

根據(jù)本發(fā)明的某一形態(tài),提供一種懸架裝置,該懸架裝置具備:致動器,其安裝于車輛的彈簧上構(gòu)件與彈簧下構(gòu)件之間,能夠產(chǎn)生推力;控制器,其用于控制所述致動器,所述控制器具有:第一振動抑制力運算部,其根據(jù)所述彈簧上構(gòu)件的上下方向上的速度來求出第一振動抑制力;第二振動抑制力運算部,其根據(jù)所述彈簧下構(gòu)件的上下方向上的速度或者所述彈簧上構(gòu)件與所述彈簧下構(gòu)件之間的相對速度來求出第二振動抑制力;低通濾波器,其在彈簧上諧振頻率與彈簧下諧振頻率之間具有拐點頻率,在所述第二振動抑制力運算部中對用于求出所述第二振動抑制力的過程中的信號進行處理;以及目標(biāo)推力運算部,其基于所述第一振動抑制力與所述第二振動抑制力來求出所述致動器的目標(biāo)推力。

根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài),提供一種懸架控制裝置,其對安裝于車輛的彈簧上構(gòu)件與彈簧下構(gòu)件之間而能夠產(chǎn)生推力的致動器進行控制,其具備:第一振動抑制力運算部,其根據(jù)所述彈簧上構(gòu)件的上下方向上的速度來求出第一振動抑制力;第二振動抑制力運算部,其根據(jù)所述彈簧下構(gòu)件的上下方向上的速度或者所述彈簧上構(gòu)件與所述彈簧下構(gòu)件之間的相對速度來求出第二振動抑制力;低通濾波器,其在彈簧上諧振頻率與彈簧下諧振頻率之間具有拐點頻率,在所述第二振動抑制力運算部中對用于求出所述第二振動抑制力的過程中的信號進行處理;以及目標(biāo)推力運算部,其基于所述第一振動抑制力和所述第二振動抑制力來求出所述致動器的目標(biāo)推力。

附圖說明

圖1是表示第1實施方式的懸架裝置和懸架控制裝置的圖。

圖2是表示低通濾波器的頻率特性的圖。

圖3是表示第1實施方式的懸架控制裝置中的求出目標(biāo)推力的處理流程的流程圖。

圖4是對第1實施方式的懸架裝置和車輛的運動進行力學(xué)說明的圖。

圖5a是表示針對路面輸入的向彈簧下構(gòu)件傳遞的振動傳遞率的頻率特性的圖。

圖5b是表示針對路面輸入的向彈簧上構(gòu)件傳遞的振動傳遞率的頻率特性的圖。

圖6是表示第1實施方式的第1變形例的懸架裝置和懸架控制裝置的圖。

圖7是表示第1實施方式的第1變形例的懸架控制裝置中的求出目標(biāo)推力的處理流程的流程圖。

圖8是表示第1實施方式的第2變形例的懸架裝置和懸架控制裝置的圖。

圖9是表示第1實施方式的第2變形例的懸架控制裝置中的求出目標(biāo)推力的處理流程的流程圖。

圖10是表示第2實施方式的懸架裝置和懸架控制裝置的圖。

圖11是表示第2實施方式的懸架控制裝置中的求出目標(biāo)推力的處理流程的流程圖。

圖12是表示第2實施方式的第1變形例的懸架裝置和懸架控制裝置的圖。

圖13是表示第2實施方式的第1變形例的懸架控制裝置中的求出目標(biāo)推力的處理流程的流程圖。

圖14是表示第2實施方式的第2變形例的懸架裝置和懸架控制裝置的圖。

圖15是表示第2實施方式的第2變形例的懸架控制裝置中的求出目標(biāo)推力的處理流程的流程圖。

圖16是表示適用于懸架裝置的致動器的一個例子的構(gòu)成的圖。

具體實施方式

以下,參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。

<第1實施方式>

參照圖1說明本發(fā)明的第1實施方式的懸架裝置s1。

懸架裝置s1具備:致動器a,其安裝于車輛的車身即彈簧上構(gòu)件b與車輪即彈簧下構(gòu)件w之間,能夠產(chǎn)生推力;被動的減振器d,其與致動器a并列地安裝于彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w之間;以及控制器c1,其作為懸架控制裝置,對致動器a進行控制。

致動器a具備:伸縮體e,其具有未圖示的缸、移動自由地插入缸內(nèi)而將缸內(nèi)劃分成伸長側(cè)室和壓縮側(cè)室的活塞、以及移動自由地插入缸而與活塞連結(jié)的桿;以及流體壓力單元h,其使流體相對于伸長側(cè)室和壓縮側(cè)室進行供排而驅(qū)動伸縮體e進行伸縮。

如圖1所示,伸縮體e安裝于車輛的彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w之間。在圖1中,示意性地表示車輛,在彈簧下構(gòu)件w與彈簧上構(gòu)件b之間與致動器a并列地設(shè)置懸架彈簧sp。另外,安裝于車輪的輪胎t作為設(shè)于路面與彈簧下構(gòu)件w之間的彈簧而發(fā)揮功能。而且,在彈簧下構(gòu)件w與彈簧上構(gòu)件b之間,與致動器a并列地設(shè)置減振器d。減振器d的詳細情況雖未圖示,但該減振器d是可伸縮的被動的減振器,在由于外力而伸縮之際,發(fā)揮對該伸縮進行抑制的阻尼力。

流體壓力單元h的詳細情況雖未圖示,但該流體壓力單元h具備流體壓力源和切換部件,該切換部件能夠?qū)牧黧w壓力源供給的流體選擇性地向伸縮體e的伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2中的任一個供給。流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件利用從控制器c1供給的電流進行驅(qū)動。通過流體壓力源和切換部件被驅(qū)動,向伸縮體e的伸長側(cè)室r1或者壓縮側(cè)室r2供給流體,驅(qū)動伸縮體e進行伸長或者收縮。

另一方面,控制器c1求出應(yīng)該使致動器a產(chǎn)生的目標(biāo)推力fref。也就是說,控制器c1向流體壓力源和切換部件供給電流,以使致動器a發(fā)揮目標(biāo)推力fref。這樣,致動器a由控制器c1控制。作為流體壓力源,也可以使用儲壓器、被車輛的發(fā)動機驅(qū)動的泵。在該情況下,如果設(shè)置壓力控制閥等這樣的對從流體壓力源供給來的流體的壓力進行控制的控制閥,則只要控制器c1對該控制閥進行控制,就能夠?qū)牧黧w壓力源供給來的流體的壓力進行控制,因此,控制器c1無需對流體壓力源的驅(qū)動進行直接控制。

向控制器c1輸入由被安裝到彈簧上構(gòu)件b的加速度傳感器4檢測到的彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb、以及由被安裝到彈簧下構(gòu)件w的加速度傳感器5檢測到的彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的加速度gw??刂破鱟1對這些加速度gb、gw進行處理,將用于控制致動器a的電流向流體壓力單元h輸出。

另外,控制器c1具有對彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw進行濾波的低通濾波器l1,基于根據(jù)彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb而求出來的第一振動抑制力f1和根據(jù)由低通濾波器l1處理后的速度vw而求出來的第二振動抑制力f2,來求出致動器a的目標(biāo)推力fref。

具體而言,控制器c1具備:積分器10,其用于對從加速度傳感器4輸入的彈簧上構(gòu)件b的加速度gb進行積分而求出彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb;積分器11,其用于對從加速度傳感器5輸入的彈簧下構(gòu)件w的加速度gw進行積分而求出彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw;第一振動抑制力運算部12,其用于將積分器10所輸出的速度vb乘以增益cb而獲得第一振動抑制力f1;第二振動抑制力運算部13,在該第二振動抑制力運算部13中,在乘法部14將速度vw乘以增益cw,然后利用低通濾波器l1對該乘法部14所輸出的信號進行處理,從而求出第二振動抑制力f2;目標(biāo)推力運算部15,其將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2相加而求出致動器a應(yīng)該產(chǎn)生的目標(biāo)推力fref;控制指令生成部16,其根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成向流體壓力單元h中的流體壓力源和切換部件發(fā)出的控制指令;以及驅(qū)動器17,當(dāng)收到來自控制指令生成部16的控制指令時,該驅(qū)動器17輸出用于驅(qū)動流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件的電流。

積分器10對彈簧上構(gòu)件b的加速度gb進行積分而獲得速度vb。作為積分器10,也可以是例如具有對加速度gb進行虛擬地積分的效果的低通濾波器。同樣地,積分器11也可以是具有對彈簧下構(gòu)件w的加速度gw進行虛擬地積分的效果的低通濾波器。

第一振動抑制力運算部12將積分器10所輸出的速度vb乘以增益cb而獲得第一振動抑制力f1。增益cb是為了獲得主要用于抑制彈簧上構(gòu)件b的振動的第一振動抑制力f1而與速度vb相乘的增益。因此,考慮彈簧上構(gòu)件b的重量等而設(shè)定增益cb。在第一振動抑制力運算部12中,通過將速度vb乘以增益cb,求出第一振動抑制力f1。此外,也可以是,在第一振動抑制力f1相對于速度vb不是線性而是用函數(shù)無法表述那樣的特性的情況下,預(yù)先使速度vb與第一振動抑制力f1之間的關(guān)系映射化,通過映射運算而根據(jù)速度vb來求出第一振動抑制力f1。

乘法部14將積分器11所輸出的彈簧下構(gòu)件w的速度vw乘以增益cw而獲得用于求出第二振動抑制力f2的過程中的信號fw。增益cw是為了獲得主要用于抑制彈簧下構(gòu)件w的振動的第二振動抑制力f2而與速度vw相乘的增益。因此,考慮彈簧下構(gòu)件w的重量等而設(shè)定增益cw。

如圖2所示,低通濾波器l1去除信號fw的頻率成分中的、作為彈簧下構(gòu)件w的諧振頻率的彈簧下諧振頻率ωw的頻帶的頻率成分,而使作為彈簧上構(gòu)件b的諧振頻率的彈簧上諧振頻率ωb的頻帶的頻率成分通過。因此,低通濾波器l1具有在彈簧上諧振頻率ωb與彈簧下諧振頻率ωw之間具備拐點頻率ωc的頻率特性。拐點頻率ωc在彈簧上諧振頻率ωb與彈簧下諧振頻率ωw之間任意地設(shè)定即可。如上述那樣對低通濾波器l1要求的功能是,去除速度vw的頻率成分中的、彈簧下諧振頻率ωw的頻帶的頻率成分,而使彈簧上諧振頻率ωb的頻帶的頻率成分通過,因此,拐點頻率ωc設(shè)定于彈簧上諧振頻率ωb與彈簧下諧振頻率ωw的中間值附近為佳。在通常的車輛中,彈簧上諧振頻率ωb是1hz左右的頻率,彈簧下諧振頻率ωw是10hz左右的頻率,因此,在低通濾波器l1的頻率特性中,拐點頻率ωc設(shè)定在例如4hz以上且7hz以下的范圍為佳。

乘法部14所輸出的信號fw被低通濾波器l1處理,從而求出第二振動抑制力f2。也就是說,第二振動抑制力運算部13包括乘法部14和低通濾波器l1。在第二振動抑制力運算部13中,將速度vw乘以增益cw而求出用于獲得第二振動抑制力f2的過程中的信號fw。取而代之,例如,在第二振動抑制力f2相對于速度vw不是線性而是用函數(shù)無法表述那樣的特性的情況等下,也可以是,預(yù)先使速度vw與信號fw之間的關(guān)系映射化,通過映射運算而根據(jù)速度vw來求出信號fw。另外,被低通濾波器l1濾波的是由乘法部14求出來的信號fw。取而代之,也可以是,在對彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw進行濾波之后,利用乘法部14將濾波后的速度vw乘以增益cw而求出第二振動抑制力f2。這樣,根據(jù)彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw對第二振動抑制力f2進行運算的過程中的任一個信號被低通濾波器l1處理即可。因此,低通濾波器l1所進行的處理在哪個時間點進行是能夠任意地決定的。

目標(biāo)推力運算部15將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2相加而求出致動器a應(yīng)該產(chǎn)生的目標(biāo)推力fref。若速度vw的振動頻率成為彈簧下諧振頻率ωw附近的頻率,則難以通過低通濾波器l1,因此,第二振動抑制力f2成為非常小的值。對于第一振動抑制力f1,也是,由于速度vb是彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度,因此,在速度vb的頻率成分是彈簧上諧振頻率ωb的周邊頻帶時第一振動抑制力f1變大,但在速度vb的頻率成分是超過彈簧上諧振頻率ωb的周邊頻帶的頻帶時第一振動抑制力f1變小。因而,在彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的高頻區(qū)域中,目標(biāo)推力fref成為非常小的值。

控制指令生成部16基于由目標(biāo)推力運算部15求出來的目標(biāo)推力fref生成向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件發(fā)出的控制指令。具體而言,生成根據(jù)目標(biāo)推力fref的方向、即、使致動器a產(chǎn)生的推力的方向而向切換部件發(fā)出的控制指令、以及根據(jù)目標(biāo)推力fref的值的大小而指示向流體壓力源施加的電流的控制指令。

切換部件例如是電磁式的換向閥,在根據(jù)有無向換向閥的螺線管供給電流而使伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2中的任一者與流體壓力源連接的情況下,控制指令生成部16的用于驅(qū)動切換部件的控制指令是指示是否向螺線管施加電流的控制指令即可。另外,在例如流體壓力源是被馬達驅(qū)動的泵的情況下,控制指令生成部16的用于驅(qū)動馬達的控制指令是指示向馬達施加的電流量的控制指令即可。這樣,控制指令生成部16生成與為了對致動器a進行伸縮控制而需要的驅(qū)動裝置相應(yīng)的控制指令即可。在如上述那樣流體壓力單元h具有壓力控制閥并且由壓力控制閥進行供給壓力的控制的情況下,控制指令生成部16生成用于指示向壓力控制閥的螺線管施加的電流量的控制指令即可。

驅(qū)動器17根據(jù)從控制指令生成部16輸入的控制指令,來輸出向為了對致動器a進行伸縮控制而需要的驅(qū)動裝置、在該情況下是流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件分別施加的電流。

在例如流體壓力源是被馬達驅(qū)動的泵、且切換部件是被螺線管驅(qū)動的換向閥的情況下,驅(qū)動器17具備對馬達和螺線管進行pwm驅(qū)動的驅(qū)動電路。驅(qū)動器17若從控制指令生成部16收到控制指令,則如指令那樣向螺線管和馬達供給電流。此外,驅(qū)動器17中的各驅(qū)動電路也可以是除了進行pwm驅(qū)動的驅(qū)動電路以外的驅(qū)動電路。

接著,對控制器c1所進行的一系列的處理流程進行說明。如圖3的流程圖所示,控制器c1讀入彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb和彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的加速度gw(步驟501)。接下來,對加速度gb和加速度gw進行積分而獲得速度vb和速度vw(步驟502)。接著,控制器c1將速度vb乘以增益cb而求出第一振動抑制力f1(步驟503)。另外,控制器c1將速度vw乘以增益cw而獲得信號fw(步驟504),利用低通濾波器l1對所獲得的信號fw進行濾波,去除信號fw的彈簧下諧振頻率ωw頻帶以上的頻率成分而獲得第二振動抑制力f2(步驟505)。

接著,控制器c1將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2合計而求出目標(biāo)推力fref(步驟506)。然后,控制器c1根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成控制指令(步驟507),從驅(qū)動器17向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件供給電流(步驟508)。通過反復(fù)執(zhí)行以上的流程,控制器c1對致動器a進行控制。此外,上述一系列的處理流程是一個例子,可適當(dāng)變更。

在如此構(gòu)成的懸架裝置s1和作為懸架控制裝置的控制器c1中,基于根據(jù)彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb而求出來的第一振動抑制力f1和由低通濾波器l1處理后的第二振動抑制力f2,來求出致動器a的目標(biāo)推力fref。因此,針對彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的頻率區(qū)域的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動,目標(biāo)推力fref變得非常小,致動器a所產(chǎn)生的推力也變得非常小。

這樣,若彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw的頻帶中振動,則懸架裝置s1中的致動器a所產(chǎn)生的推力變小,彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動被由減振器d產(chǎn)生的被動的阻尼力抑制。其結(jié)果,能夠提高車輛的乘車舒適度。

另外,在彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw的頻帶中振動了的情況下,目標(biāo)推力fref成為較小的值,因此,即使切換部件、流體壓力源存在響應(yīng)滯后,也不會使車輛的乘車舒適度惡化。

通過以上內(nèi)容,根據(jù)懸架裝置s1和作為懸架控制裝置的控制器c1,不使用高響應(yīng)的設(shè)備,就能夠提高車輛的乘車舒適度。

不過,若由于車輛所行駛的路面凹凸而彈簧下構(gòu)件w振動,則該振動利用懸架彈簧sp的彈性力和減振器d所產(chǎn)生的阻尼力而向彈簧上構(gòu)件b傳遞,從而彈簧上構(gòu)件b振動。

若如圖4所示,將彈簧下構(gòu)件w的質(zhì)量設(shè)為m1,將彈簧上構(gòu)件b的質(zhì)量設(shè)為m2,將路面位移設(shè)為x0,將彈簧下構(gòu)件w的上下方向的位移設(shè)為x1,將彈簧上構(gòu)件b的上下方向的位移設(shè)為x2,分別將朝上設(shè)為正、將致動器a的推力設(shè)為f并且將伸縮體e的收縮方向設(shè)為正,將懸架彈簧sp的彈簧常數(shù)設(shè)為ks,將減振器d的阻尼系數(shù)設(shè)為cp,則彈簧上構(gòu)件b的運動方程式成為以下的式(1)那樣。

[式1]

m2x2"=-cpx2′+cpx1′-ks(x2-x1)-f...(1)

式(1)中的右邊的-cpx2′是與彈簧上構(gòu)件b的運動的方向相反的朝向的力,因此,始終向抑制彈簧上構(gòu)件b的振動的方向起作用而發(fā)揮對彈簧上構(gòu)件b進行減振的效果。另一方面,cpx1′根據(jù)x1′的值的符號而發(fā)揮對彈簧上構(gòu)件b進行助振的作用,或者,相反,發(fā)揮對彈簧上構(gòu)件b的振動進行減振的作用。在此,目標(biāo)推力fref是將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2相加而得到的,因此,以下的式(2)成立。

[式2]

f=c2x2′+c1x1′...(2)

若將該式(2)代入式(1),則成為以下的式(3)。

[式3]

m2x2"=-(cp+c2)x2′+(cp-c1)x1′-ks(x2-x1)...(3)

若觀察式(3)的右邊第一項,則第一振動抑制力f1是與彈簧上構(gòu)件b的速度vb成正比的力,與減振器d所發(fā)揮的抑制彈簧上構(gòu)件b的振動的力同樣地,始終作為施加用于抑制彈簧上構(gòu)件b的振動的阻尼作用的力而起作用。另一方面,若觀察式(3)的右邊第二項,則第二振動抑制力f2成為將根據(jù)符號而在對彈簧上構(gòu)件b進行助振或者進行減振之間變動的力消除的力。也就是說,在增益cw=cp的情況下,該右邊第二項中括號內(nèi)的值成為0,因此,彈簧下構(gòu)件w的速度vw對彈簧上構(gòu)件b的振動不造成影響。也就是說,如果將彈簧下構(gòu)件w的速度vw乘以與減振器d的阻尼系數(shù)相同的增益cw而求出第二振動抑制力f2,則式(3)的右邊第二項成為0,因此,不發(fā)揮對彈簧上構(gòu)件b進行助振的力,不產(chǎn)生對彈簧上構(gòu)件b進行助振的模式。其結(jié)果,能夠有效地抑制彈簧上構(gòu)件b的振動。

此外,致動器a所發(fā)揮的推力以針對彈簧下構(gòu)件w的振動而降低阻尼作用的方式起作用,若彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw帶中振動,則導(dǎo)致助長彈簧下構(gòu)件w的振動。然而,在本第1實施方式中,利用具有在彈簧上諧振頻率ωb與彈簧下諧振頻率ωw之間設(shè)定作為截止頻率的拐點頻率ωc的特性的低通濾波器l1,對用于獲得第二振動抑制力f2的過程中的信號進行濾波。因此,相對于彈簧下諧振頻率ωw頻帶的振動,第二振動抑制力f2的值變得非常小,能夠利用減振器d的阻尼力來抑制彈簧下構(gòu)件w的振動,而在頻率比彈簧下諧振頻率ωw低的區(qū)域中,第二振動抑制力f2的值變大,抑制了由于彈簧下構(gòu)件w的振動導(dǎo)致對彈簧上構(gòu)件b進行助振的情況。其結(jié)果,能夠獲得優(yōu)異的彈簧上構(gòu)件b的減振效果。因而,在彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw帶中進行振動的情況下,彈簧下構(gòu)件w不會被致動器a助振,能夠利用減振器d所發(fā)揮的阻尼力來抑制彈簧下構(gòu)件w的振動。

這樣,根據(jù)懸架裝置s1和懸架控制裝置,與不利用低通濾波器l1進行處理就求出第二振動抑制力來進行致動器a的推力的控制的情況(圖5a和圖5b中的虛線)相比較,如在圖5a和圖5b中以實線所示,彈簧下諧振頻率ωw頻帶的彈簧下構(gòu)件w的振動降低,且彈簧上諧振頻率ωb頻帶的彈簧上構(gòu)件b的振動降低。

接著,說明第1實施方式的第1變形例。

為了獲得第二振動抑制力f2,也可以是,如圖6所示,求出作為彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的上下方向的相對速度的伸縮體e的行程速度vs,通過從彈簧上構(gòu)件b的速度vb減去行程速度vs,求出彈簧下構(gòu)件w的速度vw。

具體而言,相對于圖1的懸架裝置s1中的控制器c1的構(gòu)成,在圖6所示的懸架裝置s2的控制器c2中,替代對彈簧下構(gòu)件w的加速度gw進行檢測的加速度傳感器5,而設(shè)置行程傳感器6來對伸縮體e的行程位移xs進行檢測。另外,替代積分器11,設(shè)置微分器18來對行程位移xs進行微分而獲得行程速度vs。而且,設(shè)置彈簧下速度運算部19,在該彈簧下速度運算部19中,從由積分器10求出來的彈簧上構(gòu)件b的速度vb減去行程速度vs而求出彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw。

伸縮體e與彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w連結(jié)。因此,通過在伸縮體e安裝行程傳感器6,能夠?qū)椈缮蠘?gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的上下方向的相對位移進行檢測。通過對所檢測到的相對位移進行微分,能夠獲得相對速度。行程傳感器6既可以與伸縮體e一體地設(shè)置,也可以與伸縮體e是分體的。

接著,說明控制器c2所進行的一系列的處理流程。如圖7的流程圖所示,控制器c2讀入彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb和伸縮體e的行程位移xs(步驟601)。接下來,對加速度gb進行積分而獲得速度vb,并且,對行程位移xs進行微分而獲得作為彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的相對速度的行程速度vs(步驟602)。接著,控制器c2從速度vb減去行程速度vs而獲得彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw(步驟603)??刂破鱟2將速度vb乘以增益cb而求出第一振動抑制力f1(步驟604)。另外,控制器c2將速度vw乘以增益cw而獲得信號fw(步驟605),利用低通濾波器l1對所獲得的信號fw進行濾波,去除信號fw的彈簧下諧振頻率ωw頻帶以上的頻率成分而獲得第二振動抑制力f2(步驟606)。

接著,控制器c2將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2合計而求出目標(biāo)推力fref(步驟607)。然后,控制器c2根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成控制指令(步驟608),從驅(qū)動器17向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件供給電流(步驟609)。通過反復(fù)執(zhí)行以上的流程,控制器c2對致動器a進行控制。此外,上述的一系列的處理流程是一個例子,可適當(dāng)變更。

在上述懸架裝置s2和作為懸架控制裝置的控制器c2中,也是,基于利用低通濾波器l1處理后的第二振動抑制力f2來求出致動器a的目標(biāo)推力fref。因此,針對彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的頻率區(qū)域中的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動,致動器a所產(chǎn)生的推力變得非常小。因而,此時的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動利用由減振器d產(chǎn)生的被動的阻尼力而被抑制。

因而,在懸架裝置s2和作為懸架控制裝置的控制器c2中,與懸架裝置s1和控制器c1同樣地,不使用高響應(yīng)的設(shè)備,就能夠提高車輛的乘車舒適度。

另外,在具有空氣懸架等的車高調(diào)整功能的車輛中,通常,對彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w之間的相對距離進行計量。因此,在懸架裝置s2和作為懸架控制裝置的控制器c2中,通過將該計量值用作行程位移xs,不另外設(shè)置用于對行程位移xs進行檢測的傳感器,就能夠進行致動器a的控制。

接著,說明第1實施方式的第2變形例。

在上述的懸架裝置s1、s2中,與致動器a并列地設(shè)有減振器d。取而代之,也可以是,如圖8所示,將減振器d廢除而使致動器a1發(fā)揮減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力。

具體而言,在懸架裝置s3中,相對于圖6的懸架裝置s2的控制器c2,控制器c3成為添加了第三振動抑制力運算部20而成的構(gòu)成,該第三振動抑制力運算部20將行程速度vs乘以與減振器的阻尼系數(shù)相當(dāng)?shù)脑鲆鎐p而求出第三振動抑制力f3。第三振動抑制力f3是與被廢除了的減振器d所產(chǎn)生的阻尼力相當(dāng)?shù)牧Α?/p>

在目標(biāo)推力運算部15中,將第一振動抑制力f1、第二振動抑制力f2和第三振動抑制力f3相加而求出目標(biāo)推力fref。如此在目標(biāo)推力fref中加進第三振動抑制力f3,因此,致動器a1替代減振器d而發(fā)揮被廢除了的減振器d所產(chǎn)生的阻尼力。即使如此,根據(jù)懸架裝置s3和作為懸架控制裝置的控制器c3,也能夠提高車輛的乘車舒適度。

接著,說明控制器c3所進行的一系列的處理流程。如圖9的流程圖所示,控制器c3讀入彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb和伸縮體e的行程位移xs(步驟700)。接下來,對加速度gb進行積分而獲得速度vb,并且,對行程位移xs進行微分而獲得行程速度vs(步驟701)。接著,控制器c3從速度vb減去行程速度vs而獲得彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw(步驟702)??刂破鱟3將速度vb乘以增益cb而求出第一振動抑制力f1(步驟703)。另外,控制器c3將速度vw乘以增益cw而獲得信號fw(步驟704),利用低通濾波器l1對所獲得的信號fw進行濾波,去除信號fw的彈簧下諧振頻率ωw頻帶以上的頻率成分而獲得第二振動抑制力f2(步驟705)。

另外,控制器c3將行程速度vs乘以增益cp而獲得第三振動抑制力f3(步驟706)。然后,控制器c3將第一振動抑制力f1、第二振動抑制力f2以及第三振動抑制力f3合計而求出目標(biāo)推力fref(步驟707)。然后,控制器c3根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成控制指令(步驟708),從驅(qū)動器17向致動器a1供給電流(步驟709)。通過反復(fù)執(zhí)行以上的流程,控制器c3對致動器a1進行控制。此外,上述的一系列的處理流程是一個例子,可適當(dāng)變更。

在上述懸架裝置s3和作為懸架控制裝置的控制器c3中,也是,基于利用低通濾波器l1處理后的第二振動抑制力f2來求出致動器a1的目標(biāo)推力fref。而且,在目標(biāo)推力fref中加進根據(jù)行程速度vs而求出來的第三振動抑制力f3,能夠利用致動器a1產(chǎn)生減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力。

因此,針對彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的頻率區(qū)域中的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動,致動器a1作為致動器而主動地產(chǎn)生的第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2變得非常小,彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動在致動器a1作為減振器而產(chǎn)生的第三振動抑制力f3(阻尼力)的作用下被抑制。

另外,為了利用致動器a1產(chǎn)生減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力,要求直到彈簧下諧振頻率ωw的頻帶為止的控制響應(yīng)性。在上述懸架裝置s3和作為懸架控制裝置的控制器c3中,通過采用不使用液壓的電磁致動器來作為致動器a1,直到彈簧下諧振頻率ωw的頻帶為止的控制響應(yīng)性得以確保,能夠提高車輛的乘車舒適度。

另外,能夠利用致動器a1產(chǎn)生減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力,因此能夠廢除減振器d。因此,能夠使懸架裝置s3的制造成本降低。

<第2實施方式>

接著,參照圖10對本發(fā)明的第2實施方式的懸架裝置s4和作為懸架控制裝置的控制器c4進行說明。以下,以與第1實施方式不同的點為中心進行說明,對于與第1實施方式同樣的構(gòu)成,標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略詳細的說明。

如圖10所示,懸架裝置s4具備:致動器a,其安裝于車輛的車身即彈簧上構(gòu)件b與車輪即彈簧下構(gòu)件w之間,能夠產(chǎn)生推力;減振器d,其與致動器a并列地安裝于彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w之間;以及控制器c4,其作為懸架控制裝置,對致動器a進行控制。

致動器a與上述第1實施方式同樣地具備:伸縮體e,其具有未圖示的缸、移動自由地插入缸內(nèi)而將缸內(nèi)劃分成伸長側(cè)室和壓縮側(cè)室的活塞、移動自由地插入缸而與活塞連結(jié)的桿;以及流體壓力單元h,其使流體相對于伸長側(cè)室和壓縮側(cè)室進行供排而驅(qū)動伸縮體e進行伸縮。

對于控制器c4,也與上述第1實施方式同樣地,求出應(yīng)該使致動器a產(chǎn)生的目標(biāo)推力fref,向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件供給電流,以使致動器a發(fā)揮目標(biāo)推力fref。

向控制器c4輸入由被安裝到彈簧上構(gòu)件b的加速度傳感器4檢測到的彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb、作為彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的上下方向的相對位移而由被安裝到伸縮體e的行程傳感器6檢測到的伸縮體e的行程位移xs??刂破鱟4對這些加速度gb和行程位移xs進行處理,將用于控制致動器a的電流向流體壓力單元h輸出。

另外,控制器c4具有低通濾波器l2,該低通濾波器l2對信號fd進行濾波,該信號fd是根據(jù)對行程位移xs進行微分而得到的行程速度vs來獲得第二振動抑制力f2的過程中的信號,基于根據(jù)彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb而求出來的第一振動抑制力f1和利用低通濾波器l2處理后的第二振動抑制力f2,來求出致動器a的目標(biāo)推力fref。

具體而言,控制器c4具備:積分器30,其用于對從加速度傳感器4輸入的彈簧上構(gòu)件b的加速度gb進行積分而求出彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb;微分器31,其用于對從行程傳感器6輸入的伸縮體e的行程位移xs進行微分而求出作為彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的上下方向的相對速度的伸縮體e的行程速度vs;第一振動抑制力運算部32,其將積分器30所輸出的速度vb乘以增益cb而獲得第一振動抑制力f1;第二振動抑制力運算部33,在第二振動抑制力運算部33中,乘法部34將行程速度vs乘以增益cs,然后利用低通濾波器l2對該乘法部34所輸出的信號進行處理而求出第二振動抑制力f2;目標(biāo)推力運算部35,其以將減振器d所產(chǎn)生的阻尼力消除的方式將第一振動抑制力f1與第二振動抑制力f2相加,而求出致動器a應(yīng)該產(chǎn)生的目標(biāo)推力fref;控制指令生成部36,其根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成向流體壓力單元h中的流體壓力源和切換部件發(fā)出的控制指令;以及驅(qū)動器37,當(dāng)收到來自控制指令生成部36的控制指令時,該驅(qū)動器37輸出用于驅(qū)動流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件的電流。

積分器30對彈簧上構(gòu)件b的加速度gb進行積分而獲得速度vb。作為積分器30,也可以是例如具有對加速度gb進行虛擬地積分的效果的低通濾波器。另外,微分器31也可以是具有對行程位移xs進行虛擬地微分的效果的高通濾波器。

第一振動抑制力運算部32將積分器30所輸出的速度vb乘以增益cb而獲得第一振動抑制力f1。增益cb是為了獲得主要用于抑制彈簧上構(gòu)件b的振動的第一振動抑制力f1而與速度vb相乘的增益。因此,考慮彈簧上構(gòu)件b的重量等而設(shè)定增益cb。在第一振動抑制力運算部32中,通過將速度vb乘以增益cb,求出第一振動抑制力f1。此外,在第一振動抑制力f1相對于速度vb不是線性而是用函數(shù)無法表述那樣的特性的情況下,也可以是,預(yù)先將速度vb與第一振動抑制力f1之間的關(guān)系映射化,通過映射運算而根據(jù)速度vb來求出第一振動抑制力f1。

乘法部34將微分器31所輸出的作為彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的上下方向的相對速度的行程速度vs乘以增益cs,而獲得用于求出第二振動抑制力f2的過程中的信號fd。增益cs是為了獲得抑制彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w之間的相對移動的第二振動抑制力f2而與行程速度vs相乘的增益。

低通濾波器l2與上述第1實施方式中的低通濾波器l1同樣地,如圖2所示,去除信號fd的頻率成分中的、作為彈簧下構(gòu)件w的諧振頻率的彈簧下諧振頻率ωw的頻帶的頻率成分,而使作為彈簧上構(gòu)件b的諧振頻率的彈簧上諧振頻率ωb的頻帶的頻率成分通過。因此,低通濾波器l1具有在彈簧上諧振頻率ωb與彈簧下諧振頻率ωw之間具備拐點頻率ωc的頻率特性。該低通濾波器l2的拐點頻率ωc設(shè)定于例如4hz以上且7hz以下的范圍為佳。

通過乘法部34所輸出的信號fd被低通濾波器l2處理,求出第二振動抑制力f2。也就是說,第二振動抑制力運算部33包括乘法部34和低通濾波器l2。在第二振動抑制力運算部33中,將行程速度vs乘以增益cs而獲得用于求出第二振動抑制力f2的過程中的信號fd。取而代之,在例如第二振動抑制力f2相對于行程速度vs不是線性而是無法用函數(shù)表述那樣的特性的情況等下,也可以是,預(yù)先使行程速度vs與信號fd之間的關(guān)系映射化,通過映射運算而根據(jù)行程速度vs來求出信號fd。另外,被低通濾波器l2濾波的是由乘法部34求出來的信號fd。取而代之,也可以是,在對行程速度vs進行濾波后,利用乘法部34使濾波后的行程速度vs乘以增益cs而求出第二振動抑制力f2。這樣,根據(jù)行程速度vs運算第二振動抑制力f2的過程中的任一個信號被低通濾波器l2處理即可。因此,由低通濾波器l2進行的處理在哪個時間點進行是能夠任意地決定的。

目標(biāo)推力運算部35以將減振器d所產(chǎn)生的阻尼力消除的方式將第一振動抑制力f1與第二振動抑制力f2相加而求出致動器a應(yīng)該產(chǎn)生的目標(biāo)推力fref。若行程速度vs的振動頻率成為彈簧下諧振頻率ωw附近的頻率,則難以通過低通濾波器l2,因此,第二振動抑制力f2成為非常小的值。對于第一振動抑制力f1,也是,速度vb是彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度,因此,在速度vb的頻率成分是彈簧上諧振頻率ωb的周邊頻帶時,第一振動抑制力f1變大,但在速度vb的頻率成分是超過彈簧上諧振頻率ωb的周邊頻帶的頻帶時,第一振動抑制力f1變小。因而,目標(biāo)推力fref在彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的高頻區(qū)域中成為非常小的值。

控制指令生成部36與上述第1實施方式同樣地,基于由目標(biāo)推力運算部35求出來的目標(biāo)推力fref而生成向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件發(fā)出的控制指令。具體而言,生成根據(jù)目標(biāo)推力fref的方向、即、使致動器a產(chǎn)生的推力的方向而向切換部件發(fā)出的控制指令、以及根據(jù)目標(biāo)推力fref的值的大小而指示向流體壓力源施加的電流的控制指令。

驅(qū)動器37根據(jù)從控制指令生成部36輸入的控制指令,來輸出向為了對致動器a進行伸縮控制而需要的驅(qū)動裝置、在該情況下是流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件分別施加的電流。

接著,說明控制器c4所進行的一系列的處理流程。如圖11的流程圖所示,控制器c4讀入彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb和行程位移xs(步驟801)。接下來,對加速度gb進行積分而獲得速度vb,并且,對行程位移xs進行微分而獲得行程速度vs(步驟802)。接著,控制器c4將速度vb乘以增益cb而求出第一振動抑制力f1(步驟803)。另外,控制器c4將行程速度vs乘以增益cs而獲得信號fd(步驟804),利用低通濾波器l2對所獲得的信號fd進行濾波,去除信號fd的彈簧下諧振頻率ωw頻帶以上的頻率成分,而獲得第二振動抑制力f2(步驟805)。

接著,控制器c4以將減振器d所產(chǎn)生的阻尼力消除的方式將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2合計而求出目標(biāo)推力fref(步驟806)。然后,控制器c4根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成控制指令(步驟807),從驅(qū)動器37向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件供給電流(步驟808)。通過反復(fù)執(zhí)行以上的流程,控制器c4對致動器a進行控制。此外,上述的一系列的處理流程是一個例子,可適當(dāng)變更。

在如此構(gòu)成的懸架裝置s4和作為懸架控制裝置的控制器c4中,基于根據(jù)彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb而求出來的第一振動抑制力f1和利用低通濾波器l2處理后的第二振動抑制力f2,求出致動器a的目標(biāo)推力fref。因此,針對彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的頻率區(qū)域的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動,目標(biāo)推力fref變得非常小,致動器a所產(chǎn)生的推力也變得非常小。

這樣,若彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw的頻帶中振動,則懸架裝置s4中的致動器a所產(chǎn)生的推力變小,彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動在由減振器d產(chǎn)生的被動的阻尼力的作用下被抑制。其結(jié)果,能夠提高車輛的乘車舒適度。

另外,在彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw的頻帶中振動了的情況下,目標(biāo)推力fref成為較小的值,因此,即使在切換部件、流體壓力源存在響應(yīng)滯后,也不會使車輛的乘車舒適度惡化。

通過以上內(nèi)容,根據(jù)懸架裝置s4和作為懸架控制裝置的控制器c4,不使用高響應(yīng)的設(shè)備,就能夠提高車輛的乘車舒適度。

另外,在具有空氣懸架等的車高調(diào)整功能的車輛中,通常,對彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的相對距離進行計量。因此,在懸架裝置s4和作為懸架控制裝置的控制器c4中,通過將該計量值用作行程位移xs,不另外設(shè)置用于對行程位移xs進行檢測的傳感器,就可進行致動器a的控制。

若如圖4所示,將彈簧下構(gòu)件w的質(zhì)量設(shè)為m1,將彈簧上構(gòu)件b的質(zhì)量設(shè)為m2,將路面位移設(shè)為x0,將彈簧下構(gòu)件w的上下方向的位移設(shè)為x1,將彈簧上構(gòu)件b的上下方向的位移設(shè)為x2,分別將朝上設(shè)為正,將致動器a的推力設(shè)為f,將伸縮體e的收縮方向設(shè)為正,將懸架彈簧sp的彈簧常數(shù)設(shè)為ks,將減振器d的阻尼系數(shù)設(shè)為cp,則彈簧上構(gòu)件b的運動方程式成為以下的式(4)那樣。

[式4]

m2x2″=-cp(x2′-x1′)-ks(x2-x1)-f...(4)

式(4)中的右邊的-cp(x2′-x1′)是減振器d所發(fā)揮的力,且根據(jù)x1′的值的符號和大小,施加對彈簧上構(gòu)件b進行助振的作用,或者,相反,施加對彈簧上構(gòu)件b的振動進行減振的作用。

在此,目標(biāo)推力fref是將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2相加而得到的,因此,以下的式(5)成立。

[式5]

f=c2x2′-c1(x2′-x1′)...(5)

若將該式(5)代入式(4),則成為以下的式(6)。

[式6]

m2x2″=-c2x2′-cρ(x2′-x1′)+c1(x2′-x1′)-ks(x2-x1)...(6)

若觀察式(6)的右邊第一項,則-c2x2′針對彈簧上構(gòu)件b的運動向相反的方向起作用,始終向抑制彈簧上構(gòu)件b的振動的方向起作用而發(fā)揮對彈簧上構(gòu)件b進行減振的效果。另一方面,在式(6)的右邊,+c1(x2′-x1′)向?qū)⑹?6)的同樣右邊的-cp(x2′-x1′)消除的方向起作用,因此,發(fā)揮使對彈簧上構(gòu)件b的振動進行助振的力降低的效果。如根據(jù)式(6)能夠理解的那樣,在c1=cp時,減振器d所發(fā)揮的力被完全消除,能夠利用-c2x2′的力對彈簧上構(gòu)件b始終僅施加減振作用。

此外,致動器a所發(fā)揮的推力以針對彈簧下構(gòu)件w的振動而降低阻尼作用的方式起作用,若彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw帶中振動,則導(dǎo)致助長彈簧下構(gòu)件w的振動。然而,在本第二實施方式中,利用具有在彈簧上諧振頻率ωb與彈簧下諧振頻率ωw之間設(shè)定作為截止頻率的拐點頻率ωc的特性的低通濾波器l2,對用于獲得第二振動抑制力f2的過程中的信號進行濾波。因此,針對彈簧下諧振頻率ωw頻帶的振動,第二振動抑制力f2的值變得非常小,能夠利用減振器d的阻尼力抑制彈簧下構(gòu)件w的振動,而在頻率比彈簧下諧振頻率ωw低的區(qū)域中,第二振動抑制力f2的值變大,抑制了由于彈簧下構(gòu)件w的振動導(dǎo)致對彈簧上構(gòu)件b進行助振的情況。其結(jié)果,能夠獲得優(yōu)異的彈簧上構(gòu)件b的減振效果。因而,在彈簧下構(gòu)件w在彈簧下諧振頻率ωw帶中振動的情況下,彈簧下構(gòu)件w不會被致動器a助振,能夠利用減振器d所發(fā)揮的阻尼力抑制彈簧下構(gòu)件w的振動。

這樣,根據(jù)懸架裝置s4和懸架控制裝置,與上述第1實施方式同樣地,與不利用低通濾波器l2進行處理就求出第二振動抑制力來進行致動器a的推力的控制的情況(圖5a和圖5b中的虛線)相比較,如在圖5a和圖5b中以實線表示那樣,彈簧下諧振頻率ωw頻帶的彈簧下構(gòu)件w的振動降低,且彈簧上諧振頻率ωb頻帶的彈簧上構(gòu)件b的振動降低。

接著,說明第2實施方式的第1變形例。

為了獲得第二振動抑制力f2,需要行程速度vs,也可以是,如圖12所示,從彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的速度vb減去彈簧下構(gòu)件w的上下方向上的速度vw,從而求出行程速度vs。

具體而言,相對于圖10的懸架裝置s4中的控制器c4的構(gòu)成,在圖12所示的懸架裝置s5中的控制器c5中,替代行程傳感器6,在彈簧下構(gòu)件w設(shè)置加速度傳感器5來對彈簧下構(gòu)件w的加速度gw進行檢測。另外,替代微分器21,設(shè)置積分器38來對彈簧下構(gòu)件w的加速度gw進行積分而獲得彈簧下構(gòu)件w的速度vw。而且,設(shè)置行程速度運算部39,在該行程速度運算部39中,從由積分器30求出來的彈簧上構(gòu)件b的速度vb減去由積分器38求出來的彈簧下構(gòu)件w的速度vw,而求出作為彈簧上構(gòu)件b與彈簧下構(gòu)件w的上下方向的相對速度的行程速度vs。

接著,說明控制器c5所進行的一系列的處理流程。如圖13的流程圖所示,控制器c5讀入彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb和彈簧下構(gòu)件w的加速度gw(步驟901)。接下來,對加速度gb和加速度gw進行積分而獲得速度vb和速度vw(步驟902)。接著,控制器c5從速度vb減去速度vw而獲得行程速度vs(步驟903)??刂破鱟5將速度vb乘以增益cb而求出第一振動抑制力f1(步驟904)。另外,控制器c5將行程速度vs乘以增益cs而獲得信號fd(步驟905),利用低通濾波器l2對所獲得的信號fd進行濾波,去除信號fd的彈簧下諧振頻率ωw頻帶以上的頻率成分,而獲得第二振動抑制力f2(步驟906)。

接著,控制器c5將第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2合計而求出目標(biāo)推力fref(步驟907)。然后,控制器c5根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成控制指令(步驟908),從驅(qū)動器37向流體壓力單元h的流體壓力源和切換部件供給電流(步驟909)。通過反復(fù)執(zhí)行以上的流程,控制器c5對致動器a進行控制。此外,上述的一系列的處理流程是一個例子,可適當(dāng)變更。

在上述懸架裝置s5和作為懸架控制裝置的控制器c5中,也是,基于利用低通濾波器l2處理后的第二振動抑制力f2來求出致動器a的目標(biāo)推力fref。因此,針對彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的頻率區(qū)域中的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動,致動器a所產(chǎn)生的推力變得非常小。因而,此時的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動在由減振器d產(chǎn)生的被動的阻尼力的作用下被抑制。

因而,在懸架裝置s5和作為懸架控制裝置的控制器c5中,與懸架裝置s4和控制器c4同樣地,不使用高響應(yīng)的設(shè)備,就能夠提高車輛的乘車舒適度。

接著,說明第2實施方式的第2變形例。

在上述的懸架裝置s4、s5中,與致動器a并列地設(shè)有減振器d。取而代之,如圖14所示,也可以是,將減振器d廢除而使致動器a1發(fā)揮減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力。

具體而言,在懸架裝置s6中,相對于圖10的懸架裝置s4的控制器c4,控制器c6成為添加了第三振動抑制力運算部40而成的構(gòu)成,該第三振動抑制力運算部40將行程速度vs乘以與減振器的阻尼系數(shù)相當(dāng)?shù)脑鲆鎐p而求出第三振動抑制力f3。第三振動抑制力f3是與被廢除了的減振器d所產(chǎn)生的阻尼力相當(dāng)?shù)牧Α?/p>

在目標(biāo)推力運算部35中,將第一振動抑制力f1、第二振動抑制力f2以及第三振動抑制力f3相加而求出目標(biāo)推力fref。如此在目標(biāo)推力fref中加進第三振動抑制力f3,因此,替代減振器d,致動器a1發(fā)揮被廢除了的減振器d所產(chǎn)生的阻尼力。即使如此,根據(jù)懸架裝置s6和作為懸架控制裝置的控制器c6,也能夠提高車輛的乘車舒適度。

接著,說明控制器c6所進行的一系列的處理流程。如圖15的流程圖所示,控制器c6讀入彈簧上構(gòu)件b的上下方向上的加速度gb和伸縮體e的行程位移xs(步驟1000)。接下來,對加速度gb進行積分而獲得速度vb,并且,對行程位移xs進行微分而獲得行程速度vs(步驟1001)。接著,控制器c6將速度vb乘以增益cb而求出第一振動抑制力f1(步驟1002)。另外,控制器c6將速度vs乘以增益cs而獲得信號fd(步驟1003),利用低通濾波器l2對所獲得的信號fd進行濾波,去除信號fd的彈簧下諧振頻率ωw頻帶以上的頻率成分,而獲得第二振動抑制力f2(步驟1004)。

另外,控制器c6將行程速度vs乘以增益cp而獲得第三振動抑制力f3(步驟1005)。然后,控制器c6將第一振動抑制力f1、第二振動抑制力f2以及第三振動抑制力f3合計而求出目標(biāo)推力fref(步驟1006)。然后,控制器c6根據(jù)目標(biāo)推力fref而生成控制指令(步驟1007),從驅(qū)動器37向致動器a1供給電流(步驟1008)。通過反復(fù)執(zhí)行以上的流程,控制器c6對致動器a1進行控制。此外,上述的一系列的處理流程是一個例子,可適當(dāng)變更。

在上述懸架裝置s6和作為懸架控制裝置的控制器c6中,也是,基于利用低通濾波器l2處理后的第二振動抑制力f2來求出致動器a1的目標(biāo)推力fref。而且,在目標(biāo)推力fref加進根據(jù)行程速度vs而求出來的第三振動抑制力f3,能夠利用致動器a1產(chǎn)生減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力。

因此,針對彈簧下諧振頻率ωw的周邊和彈簧下諧振頻率ωw的周邊以上的頻率區(qū)域的彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動,致動器a1作為致動器主動地產(chǎn)生的第一振動抑制力f1和第二振動抑制力f2變得非常小,彈簧上構(gòu)件b和彈簧下構(gòu)件w的振動在致動器a1作為減振器而產(chǎn)生的第三振動抑制力f3(阻尼力)的作用下被抑制。

另外,為了利用致動器a1產(chǎn)生減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力,要求直到彈簧下諧振頻率ωw的頻帶為止的控制響應(yīng)性。在上述懸架裝置s6和作為懸架控制裝置的控制器c6中,通過采用不使用液壓的電磁致動器作為致動器a1,直到彈簧下諧振頻率ωw的頻帶為止的控制響應(yīng)性得以確保,能夠提高車輛的乘車舒適度。

另外,能夠利用致動器a1產(chǎn)生減振器應(yīng)該產(chǎn)生的阻尼力,因此,能夠廢除減振器d。因此,能夠使懸架裝置s6的制造成本降低。

接著,參照圖16對適用于上述懸架裝置s1、s2、s4、s5的致動器a的一個例子的具體的結(jié)構(gòu)進行說明。

致動器a具備:伸縮體e,其具有缸1、移動自由地插入缸1內(nèi)而將缸1內(nèi)劃分成伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2的活塞2、移動自由地插入缸1而與活塞2連結(jié)的桿3;以及流體壓力單元h,其使流體相對于伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2進行供排而驅(qū)動伸縮體e進行伸縮。伸長側(cè)室r1是在伸長行程時被壓縮的室,壓縮側(cè)室r2是在收縮行程時被壓縮的室。

流體壓力單元h具有泵p、與泵p的吸入側(cè)連接的貯存器r、以及設(shè)置于泵p和貯存器r這兩者與伸縮體e之間的流體壓力回路hc。

流體壓力回路hc具有:供給路徑51,其與泵p的排出側(cè)連接;排出路徑52,其與貯存器r連接;伸長側(cè)通路53,其與伸長側(cè)室r1連接;壓縮側(cè)通路54,其與壓縮側(cè)室r2連接;換向閥55,其作為切換部件,將伸長側(cè)通路53和壓縮側(cè)通路54中的一者選擇性地與供給路徑51連接,并且將伸長側(cè)通路53和壓縮側(cè)通路54中的另一者與排出路徑52連接;伸長側(cè)阻尼要素56,其設(shè)于伸長側(cè)通路53,對從伸長側(cè)室r1朝向換向閥55的流動施加阻力,而容許相反朝向的流動;壓縮側(cè)阻尼要素57,其設(shè)于壓縮側(cè)通路54,對從壓縮側(cè)室r2朝向換向閥55的流動施加阻力,而容許相反朝向的流動;控制閥58,其能夠根據(jù)供給電流而對供給路徑51的壓力進行調(diào)整;吸入通路59,其將供給路徑51和排出路徑52連接;吸入止回閥60,其設(shè)于吸入通路59的中途,僅容許流體從排出路徑52朝向供給路徑51的流動;以及供給側(cè)止回閥61,其設(shè)于供給路徑51的中途且設(shè)于控制閥58與泵p之間,僅容許從泵p側(cè)朝向控制閥58側(cè)的流動。

工作油等液體作為工作流體充滿伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2,向貯存器r內(nèi)填充液體和氣體。向伸長側(cè)室r1、壓縮側(cè)室r2以及貯存器r內(nèi)填充的液體除了工作油以外,也能夠使用例如水、水溶液這樣的液體。

泵p是從吸入側(cè)吸入流體而從排出側(cè)排出流體的單向排出型,被馬達62驅(qū)動。無論直流、交流,馬達62都能夠采用各種形式的馬達,例如無刷馬達、感應(yīng)馬達、同步馬達等。

泵p的吸入側(cè)經(jīng)由泵通路63而與貯存器r連接,排出側(cè)與供給路徑51連接。因而,若泵p被馬達62驅(qū)動,則從貯存器r吸入流體而向供給路徑51排出流體。

換向閥55是二位四通的電磁切換閥,對使供給路徑51與伸長側(cè)通路53連通并且使排出路徑52與壓縮側(cè)通路54連通的狀態(tài)、使供給路徑51與壓縮側(cè)通路54連通并且使排出路徑52與伸長側(cè)通路53連通的狀態(tài)選擇性地進行切換。通過對換向閥55進行切換,能夠?qū)谋胮供給的流體向伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2中的任一者供給。若在使供給路徑51與伸長側(cè)通路53連通并且使排出路徑52與壓縮側(cè)通路54連通的狀態(tài)下泵4被驅(qū)動,則向伸長側(cè)室r1供給流體而從壓縮側(cè)室r2向貯存器r排出流體,致動器主體a收縮。另一方面,若在使供給路徑51與壓縮側(cè)通路54連通并且使排出路徑52與伸長側(cè)通路53連通的狀態(tài)下泵4被驅(qū)動,則向壓縮側(cè)室r2供給流體而從伸長側(cè)室r1向貯存器r排出流體,致動器主體a伸長。

伸長側(cè)阻尼要素56具有:伸長側(cè)阻尼閥56a,其對從伸長側(cè)室r1朝向換向閥55的流動施加阻力;以及伸長側(cè)止回閥56b,其與伸長側(cè)阻尼閥56a并聯(lián),僅容許從換向閥55朝向伸長側(cè)室r1的流動。因而,對于從伸長側(cè)室r1朝向換向閥55移動的流體的流動,伸長側(cè)止回閥56b被維持在關(guān)閉的狀態(tài),因此,流體僅通過伸長側(cè)阻尼閥56a而朝向換向閥55側(cè)流動。相反,對于從換向閥55朝向伸長側(cè)室r1移動的流體的流動,伸長側(cè)止回閥56b打開。伸長側(cè)止回閥56b對流動施加的阻力比伸長側(cè)阻尼閥56a對流動施加的阻力小,因此,流體優(yōu)先通過伸長側(cè)止回閥56b而朝向伸長側(cè)室r1側(cè)流動。伸長側(cè)阻尼閥56a既可以設(shè)為容許雙向流動的節(jié)流閥,也可以設(shè)為僅容許從伸長側(cè)室r1朝向換向閥55的流動的葉片閥、提升閥這樣的阻尼閥。

壓縮側(cè)阻尼要素57具有:壓縮側(cè)阻尼閥57a,其對從壓縮側(cè)室r2朝向換向閥55的流動施加阻力;以及壓縮側(cè)止回閥57b,其與壓縮側(cè)阻尼閥57a并聯(lián),僅容許從換向閥55朝向壓縮側(cè)室r2的流動。因而,針對從壓縮側(cè)室r2朝向換向閥55移動的流體的流動,壓縮側(cè)止回閥57b被維持在關(guān)閉的狀態(tài),因此,流體僅通過壓縮側(cè)阻尼閥57a而朝向換向閥55側(cè)流動。相反,針對從換向閥55朝向壓縮側(cè)室r2移動的流體的流動,壓縮側(cè)止回閥57b打開。壓縮側(cè)止回閥57b對流動施加的阻力比壓縮側(cè)阻尼閥57a對流動施加的阻力小,因此,流體優(yōu)先通過壓縮側(cè)止回閥57b而朝向壓縮側(cè)室r2側(cè)流動。壓縮側(cè)阻尼閥57a既可以設(shè)為容許雙向流動的節(jié)流閥,也可以設(shè)為僅容許從壓縮側(cè)室r2朝向換向閥55的流動的葉片閥、提升閥這樣的阻尼閥。

控制閥58是電磁閥,設(shè)于與吸入通路59并聯(lián)并且將供給路徑51和排出路徑52連接的控制通路64的中途??刂崎y58通過對開閥壓力進行調(diào)節(jié),從而能夠?qū)刂崎y58的上游側(cè)即供給路徑51的壓力進行控制??刂崎y58的開閥壓力與供給的電流量成正比地變化,供給的電流量越大,開閥壓力越大,在沒有供給電流的情況下,開閥壓力變得最小。另外,控制閥58成為在懸架裝置s1、s2,s4,s5的實際應(yīng)用區(qū)域中不存在壓力損失與流量成正比地變大的穩(wěn)態(tài)超調(diào)壓力(日文:圧力オーバーライド)的特性。此外,實際應(yīng)用區(qū)域是指例如伸縮體e在秒速1m的范圍內(nèi)伸縮的區(qū)域,在該實際應(yīng)用區(qū)域中,控制閥58不存在壓力損失與流量成正比地變大的穩(wěn)態(tài)超調(diào)壓力的特性是指如下的特性:在伸縮體e在秒速1m的范圍內(nèi)伸縮的情況下,能夠針對通過控制閥58的流量忽視穩(wěn)態(tài)超調(diào)壓力。另外,非通電時的控制閥58的開閥壓力非常小,在非通電時對通過的流體的流動幾乎不施加阻力。

此外,由于設(shè)于供給路徑51的中途且設(shè)于控制閥58與泵p之間的供給側(cè)止回閥61,即使換向閥55側(cè)的壓力成為比泵p的排出壓力高的壓力,也通過供給側(cè)止回閥61關(guān)閉,從而阻止流體向泵p側(cè)倒流。

致動器a如以上那樣構(gòu)成,利用馬達62對泵p進行驅(qū)動,將泵p排出的流體向伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2中的利用換向閥55與泵p連接的一個室供給,同時經(jīng)由排出路徑52使伸長側(cè)室r1和壓縮側(cè)室r2中的另一個室與貯存器r連通,從而能夠使伸縮體e積極地伸長或者收縮。

另外,在伸縮體e受到外力而伸縮的情況下,若伸長側(cè)室r1被壓縮,則從伸長側(cè)室r1排出的液體在通過了伸長側(cè)阻尼閥56a之后,根據(jù)換向閥55的切換狀態(tài),經(jīng)由控制閥58到達貯存器r,或不經(jīng)由控制閥58就到達貯存器r。在任一情況下,從伸長側(cè)室r1排出的液體都必然通過伸長側(cè)阻尼閥56a,因此,得到用于阻礙伸縮體e的伸長的阻尼力。

另一方面,在伸縮體e受到外力而伸縮的情況下,若壓縮側(cè)室r2被壓縮,則從壓縮側(cè)室r2排出的液體在通過了壓縮側(cè)阻尼閥57a之后,根據(jù)換向閥55的切換狀態(tài),經(jīng)由控制閥58到達貯存器r,或不經(jīng)由控制閥58到達貯存器r。在任一情況下,從壓縮側(cè)室r2排出的液體都必然通過壓縮側(cè)阻尼閥57a,因此,得到用于阻礙伸縮體e的收縮的阻尼力。

也就是說,致動器a具有產(chǎn)生使伸縮體e積極地伸長和收縮的推力的功能,并且,針對由外力產(chǎn)生的振動輸入作為被動的減振器而發(fā)揮功能。

這樣,致動器a既可以作為致動器也可以作為減振器來發(fā)揮功能,因此,在被用在懸架裝置s1、s2、s4、s5中的情況下,針對彈簧下諧振頻率ωw以上的頻率的振動輸入,能夠使致動器a發(fā)揮作為減振器的功能。因此,除了致動器a之外,無需另外設(shè)置減振器d,能夠使懸架裝置s1、s2、s4、s5的制造成本降低。此外,對作為減振器d來發(fā)揮功能的致動器a,并不限定于上述構(gòu)造的致動器a,也可以是其他構(gòu)造的致動器a。

以上,對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但上述實施方式只不過表示本發(fā)明的適用例的一部分,主旨并不在于將本發(fā)明的保護范圍限定于上述實施方式的具體的構(gòu)成。

本申請基于2014年11月7日向日本國特許廳提出申請的日本特愿2014-226735主張優(yōu)先權(quán),提出了申請的該特愿的全部內(nèi)容通過參照編入本說明書中。

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