专利名称：车辆用悬架系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括电磁式执行器的悬架系统，所述电磁式执行器产生使 车身和车轮在上下方向上接近和远离的力。
背景技术：
近年来，正在研究包括电磁式执行器的所谓电磁式悬架系统，所述电 磁式执行器产生使车身和车轮在上下方向上接近和远离的力。例如存在下 述专利文献1所记载的悬架系统。该电磁式悬架系统具有能够容易实现基
于所谓的天钩(skyhook)理论的悬架特性等的优点，因此可期待作为高
性能的悬架系统。
专利文献1:日本专利文献特开2003-42224号公报。
发明内容
(A)发明的概要
由于电磁式执行器在行驶过程中始终工作，因此作为其动力源的电动 马达的发热成为电磁式执行器担负的重大问题。在上述专利文献1所记载 的系统中，当一定时间内的平均消耗电力大于所设定的上限值时，通过降 低供应电流来抑制消耗电力，由此应付上述的问题。这样，通过一些措施 来应付电动马达的发热，由此可提高具有电磁式执行器的悬架系统的实用 性。本发明就是鉴于上述情况完成的，其目的在于，提高具有电磁式执行 器的悬架系统的实用性。
为了解决上述问题，本发明的车辆用悬架系统的特征在于，被构成为 可执行用于避免在作为电磁式执行器的动力源的电动马达产生马达力的情 况下该电动马达的动作停止在同一个动作位置的状态的控制。
如果处于在电动马达产生马达力的情况下该电动马达停止在同一个动作位置的状态，构成电动马达各相的线圈之间的发热量就会产生不均衡， 从而增大施加给电动马达的负担。根据本发明的悬架系统，能够通过动作 停止状态避免控制来避免上述的状态，由此能够抑制电动马达的发热。
即，本发明的悬架系统是可减轻施加给马达的负担的悬架系统。因此，根 据本发明，可构建实用性高的悬架系统。
(B)发明的方式
以下，在本申请中示出认为可要求专利权的发明(以下，有时称为 "可要求权利的发明)的几个方式，并对这些方式进行说明。各方式与权 利要求书同样地分为项并对各项进行编号，而且根据需要以引用其他项的 编号的方式进行记载。其用意说到底是为了使可要求权利的发明容易理 解，而不是要将构成这些发明的构成要素的组合限定为以下各项所记载的 方式。S卩，可要求权利的发明应参考各项所附的记载、实施方式的记载等 来进行解释，在遵循该解释的限度内，在各项方式中增加其他的构成要素 而得的方式、以及从各项的方式中删除某些构成要素而得的方式也可成为 可要求权利的发明的一个方式。另外，下述的(1)至(25)项分别相当 于权利要求1至权利要求25。
(1) 一种车辆用悬架系统，包括
电磁式执行器，具有电动马达，并依赖于马达力而产生执行器力，其 中，所述马达力是由所述电动马达产生的力，所述执行器力是使车身和车 轮上下接近和远离的方向上的力；以及
控制装置，通过控制所述电动马达来控制所述电磁式执行器的工作；
所述车辆用悬架系统的特征在于，
所述控制装置执行动作停止状态避免控制，该动作停止状态避免控制 用于避免在所述电动马达产生马达力的情况下该电动马达的动作停止在同 一个动作位置的状态。
在具有作为动力源的电动马达的电磁式执行器(以下，有时简称为 "执行器")中，在该电动马达产生马达力的情况下该电动马达的动作停 止在同一个位置的状态(以下，有时简称为"动作停止状态")是电动马 达的通电状态固定的状态，即构成电动马达的各相的线圈上的通电量不变
8化的状态。因此，在此状态下，各相线圈上的通电量会发生不均衡，从而 导致这些线圈上的发热不均衡。如果该状态持续保持，施加给马达的负 担、进而施加给执行器的负担就会变大，例如有可能导致发热量大的线圈 烧坏。本项的方式中考虑了这些情况，根据本项的方式，能够避免上述状 态，因此可缓解电动马达上的发热不均衡，减轻电动马达的负担。
本项所记载的"动作停止状态避免控制"严格地讲是用于避免在电动 马达产生马达力的情况下该电动马达的动作至少在特定动作位置的同一位 置维持了设定时间以上的状态的控制。但是，并不局限于消除在同一个位 置持续停止了某个时间以上的状态，也可以是用于事先防止持续停止在同 一个动作位置的控制。另外，作为该动作停止状态避免控制，例如如在后 面详细说明的那样，可以采用通过变换马达的作为目标的动作位置来事先 防止影响大的停止状态的控制、或者通过使马达的动作位置随着时间的推 移而变动来消除停止状态的控制。另外，既可以在以所称的位置控制方 式、即以将电动马达的动作位置或执行器的动作位置作为直接的控制对象 的控制方式执行电动马达的控制的系统中采用动作停止状态避免控制，也 可以在以所谓的力控制方式、即以将马达力或执行器力作为直接的控制对 象的控制方式执行电动马达的控制的系统中采用动作停止状态避免控制。
本项方式中的"电磁式执行器"的具体结构没有限定，其功能也没有 特别限定，例如可采用具有以抑制车身的侧倾、俯仰为目的的而改变车身 与车轮在上下方向上的距离(以下，有时称为"车身-车轮间距离")的功 能、作为减振器的功能等的执行器。本项中的"电动马达"只要是根据执 行器的结构而进行适当动作的马达即可，例如可以是旋转马达，也可以是 线性马达。另外，在旋转马达的情况下，其动作位置是旋转位置，也可以 认为是转角。
(2)如(1)项所述的车辆用悬架系统，其中，
所述电磁式执行器能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮 间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的距离。
本项方式的执行器例如是以抑制车身的侧倾或俯仰等、或者调整车辆 高度等为目的而使用的执行器。当以这样的目的使执行器工作时，电动马
9达陷入上述动作停止状态的可能性高，并且在此状态下，从电源会有较大 的电力持续供应给电动马达。因此，在采用可改变车身-车轮间距离的执行 器的悬架系统中，上述的动作停止状态避免控制是特别有效的控制。
(3) 如(1)或(2)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电动马达的动作位置是通过定子与可动件的相对位置来确定的位置。
电动马达通常来说包括定子和可动件而构成，因此能够根据所述定子 和所述可动件的相对位置来规定电动马达的动作位置。并且，这样规定是 实际可行的。
(4) 如(1)至(3)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 当所述电动马达的动作在同一个动作位置停止了设定时间以上时，所
述控制装置执行所述动作停止状态避免控制。
本项所记载的方式实际上是以电动马达停止在同一个动作位置为条件 而执行动作停止状态避免控制的方式。根据本项的方式，由于不会在同一 个动作位置持续停止设定时间以上，因此可抑制电动马达的发热不均衡， 从而减轻施加给马达的负担。
(5) 如(1)至(4)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 当所述电动马达的动作停止在特定动作位置时，所述控制装置执行所
述动作停止状态避免控制。
本项所说的"特定动作位置"例如包括发热量偏差大、施加给马达的 负担大的动作位置等。如果将这样的动作位置作为特定动作位置，则可避 免马达的负担特别大。本项的方式不局限于在停止于该特定动作位置之后 执行动作停止状态避免控制的方式，也可以是当预测到将要停止在特定动 作位置时执行动作停止状态避免控制的方式。电动马达是无刷DC马达 等，当通过逆变器等驱动该电动马达时，作为驱动方式，大致来说可以采 用正弦波驱动、120°矩形波通电驱动这两个方式。本项的方式对于各相 的通电量随着动作位置而连续变化的驱动方式尤为有效，从此观点出发， 在采用正弦波驱动的情况下尤为有效。
(6) 如(5)项所述的车辆用悬架系统，其中，
10所述特定动作位置是对于所述电动马达的多相中的一相的通电量达到 最高的动作位置。
本项的方式是将存在通电量达到峰值的相的动作位置设为特定动作位 置的方式。在上述动作位置，该相上的发热量最大，发热的不均衡也最 大。根据本项的方式，能够避免马达的负担特别大的状态。
(7) 如(5)或(6)项所述的车辆用悬架系统，其中， 当所述控制装置控制所述电磁式执行器的工作以使所述电动马达的动
作位置变为目标位置时，所述控制装置执行作为所述动作停止状态避免控 制的目标位置变换控制，该目标位置变换控制在所述目标位置为所述特定 动作位置的情况下将该目标位置变换为与该特定动作位置不同的位置。
本项方式中的"目标位置变换控制"是通过变换目标位置来改变成为 动作停止状态的动作位置的控制。如果从减小发热不均衡的观点出发，从 特定动作位置变换的目标位置优选为电动马达的各相的通电量之差尽量小 的位置。在目标位置变换控制中，电动马达动作位置的控制方法大致有两 种方法。其一是直接控制方法，具体地说直接控制电动马达的动作位置以 使电动马达的动作位置变为目标位置的方法，其二是间接控制方法，具体 地说设定车身-车轮间距离等与动作位置对应的任意参数，并以使该参数变 为与目标位置相对应的值的方式间接控制电动马达的动作位置。上述目标 位置变换控制还可以应用于采用上述两种控制方法中的任意方法的系统。
(8) 如(7)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述目标位置变换控制是将目标位置变换为所述电动马达的多相中通
电量达到最大的相存在多个的动作位置的控制。
本项所记载的方式是限定了在目标位置变换控制中变换后的目标位置 的方式，该方法适于对马达进行正弦波驱动的场合。根据本项的方式，各 相的通电量以某种程度被平均化，因此能够有效地抑制发热不均衡。另 外，能够减小通电量最大的相的通电量，因此能够大大地减少马达的负 担。例如，当电动马达为三相无刷DC马达并对其进行正弦波驱动时，变 换后的目标位置成为三相中只有两相被通电的位置。g卩，多相的各相通电 量中最大通电量的值在360°的电角度范围内变为最小的动作位置。(9) 如(1)至(8)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置执行作为所述动作停止状态避免控制的动作位置变动控
制，所述动作位置变动控制使所述电动马达的动作位置发生变动。
本项所记载的方式是使动作位置随着时间的推移而改变的方式。简单 地说是不使电动马达持续停止在固定位置的方式。根据本项的方式，通过 使各相的通电量发生变化，可抑制电动马达的发热不均衡。
(10) 如(9)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是使所述电动马达的动作位置周期地发生变动
的控制。
根据本项所记载的方式，通过使电动马达的动作位置周期地发生变 动，可减小电动马达的各相间的通电量差，由此还可使发热均衡。
(11) 如(10)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是使所述电动马达的动作位置以比簧上共振频
率低的频率发生变动的控制。
(12) 如(10)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是所述电动马达的动作位置以簧上共振频率与
簧下共振频率之间的频率发生变动的控制。
上述两项所记载的方式是限定了使电动马达的动作位置发生变动的周 期的方式，根据这些方式，使得以簧上共振频率、簧下共振频率以外的频 率发生变动，因此对车辆的乘坐舒适性的影响小。另外，从抑制乘坐舒适 性恶化的观点出发，在前一方式下，尽量使得以二分之一以下的频率发生 变动，在后一方式下，优选使得以大致中间的频率、具体地说以落入相对 于簧上共振频率和簧下共振频率的平均值士4HZ的范围内的频率发生变 动。另外，从尽量使乘客感觉不到电动马达动作位置发生了变动的观点出 发，优选采用前一方式。
(13) 如(9)至(12)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是使得在与360°的电角度对应的范围内发生
变动的控制。
根据本项的方式，也可使各相的通电量均衡。只要实现通电量均衡化，发热就会均衡，电动马达的负担就会尽可能变小。
(14) 如(9)至(13)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电磁式执行器能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮
间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的距离，
所述车辆用悬架系统包括(a)流体式悬架弹簧，该流体式悬架弹
簧将车身和车轮相互地弹性支承，并且能够通过流体的流入和流出而改变
弹簧长度；(b)执行器支承弹簧，该执行器支承弹簧配置在车身和车轮 中的一者与所述电磁式执行器之间，并将所述一者和所述电磁式执行器相 互地弹性支承，
所述控制装置在所述动作位置变动控制中还执行根据所述电动马达的 动作位置的变动而使流体向所述流体式悬架弹簧中流入和从所述流体式悬 架弹簧流出从而将车身-车轮间距离维持恒定的控制。
在采用上述流体式悬架弹簧的悬架系统中，能够依赖于该弹簧的功能 而改变车身-车轮间距离。本项的方式被构成为通过上述执行器支承弹簧 浮动支承执行器，并利用上述流体式弹簧的改变车身-车轮间距离的功能来 消除在动作位置变动控制中由于执行器的动作位置发生变动而引起的车身-车轮间距离的变动。根据本项的方式，即便使电动马达的动作位置发生变 动，车身-车轮间距离也不发生变化，因此能够使乘客感觉不到执行了上述 动作位置变动控制。
本项中的"流体式悬架弹簧"可以采用各种弹簧，例如，将作为流体 的压縮空气密封在压力室中的隔膜式空气弹簧、包括充满有作为流体的工 作油的气缸以及与该气缸连通的储能器的液压式弹簧等。悬架弹簧的"弹 簧长度"是指在悬架弹簧不产生弹簧力的状态下的该弹簧的假想长度。上 述流体式悬架弹簧具有通过流体的流入和流出而改变弹簧长度并由此改变 车身-车轮间距离的功能。换言之，具有通过改变在同一车身-车轮间距离 中可产生的弹簧力、即通过改变该弹簧的弹簧常数来改变车身-车轮间距离 的功能。
(15) 如(1)至(14)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电磁式执行器能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮
13间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的距离，
该车辆用悬架系统包括(a)流体式悬架弹簧，该流体式悬架弹簧 将车身和车轮相互地弹性支承，并且能够通过流体的流入和流出而改变弹
簧长度；(b)执行器支承弹簧，该执行器支承弹簧配置在车身和车轮中 的一者与所述电磁式执行器之间，并将所述一者和所述电磁式执行器相互 地弹性支承，
所述控制装置在所述动作停止状态避免控制中还执行使流体向所述流 体式悬架弹簧中流入和从所述流体式悬架弹簧中流出以消除依据所述动作 停止状态避免控制而发生的车身-车轮间距离的变动的控制。
本项的方式是前面说明的方式、即在执行动作位置变动控制时具体化 了的方式的上位概念的方式。根据本项的方式，不仅在执行动作位置变动 控制时，即使在执行其他的动作停止状态避免控制、例如执行目标位置变 换控制这样的控制时，也能够防止由于电动马达的动作位置发生改变而引 起的车身-车轮间距离的变化。
(16) 如(1)至(15)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述车辆用悬架系统包括检测所述电动马达的温度的温度检测器， 当由所述温度检测器检测出的所述电动马达的温度大于或等于设定值
时，所述控制装置执行所述动作停止状态避免控制。
本项所记载的方式可以是例如只有在马达的温度较高时才执行动作停 止状态避免控制的方式，通过采用这种方式，可以只在必要性高的情况下 执行该动作停止状态避免控制。温度检测器例如也可以是可检测电动马达 的多相中的个别相的温度的检测器。在此情况下，例如可以构成为当所述 多相中某相的温度大于或等于设定值时执行所述动作停止状态避免控制的 方式。
(17) 如(1)至(16)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述车辆用悬架系统包括多个电磁式执行器，所述多个电磁式执行器
与多个车轮相对应并分别为所述电磁式执行器，
所述控制装置能够对所述多个电磁式执行器中的每一个执行所述动作 停止状态避免控制。本项所记载的方式是与多个车轮相对应地配置了电磁式执行器的方 式，每一个电磁式执行器可采用上述的各方式。
(18) 如(17)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述多个电磁式执行器中的每一个能够根据所述电动马达的动作位置
而改变车身-车轮间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上 的距离，
当所述控制装置对所述多个电磁式执行器中的两个以上电磁式执行器 执行所述动作停止状态避免控制时，所述控制装置使得依据所述动作停止 状态避免控制而发生的与所述两个以上电磁式执行器的每一个相对应的车 身-车轮间距离的变动同步。
在本项所记载的方式中，例如可采用使与两个以上电磁式执行器的每 一个相对应的车身-车轮间距离向同一方向同时改变的方式。另外，还可以 采用多种方式，例如，使电动马达的动作位置发生变动以使与两个以上电 磁式执行器的每一个相对应的车身-车轮间距离以相同的变动量发生变动的 方式，或者使电动马达的动作位置发生变动以使与两个以上电磁式执行器 的每一个相对应的车身-车轮间距离的变动具有相同的周期。但是，由于动 作停止状态避免控制在维持车身姿态的控制中执行，因此从维持车身姿态 的观点出发，优选使得与两个以上电磁式执行器的每一个相对应的车身-车 轮间距离的变动方向、变动速度、变动量、开始变动的定时等相同。
(19) 如(18)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置能够执行作为所述动作停止状态避免控制的动作位置变
动控制，所述动作位置变动控制使所述电动马达的动作位置周期地发生变 动，
当所述控制装置对所述多个电磁式执行器中的两个以上电磁式执行器 执行所述动作位置变动控制时，所述控制装置使所述两个以上电磁式执行 器中的每一个电磁式执行器的所述电动马达的动作位置发生变动，以免依 据所述动作位置变动控制而发生的与所述两个以上电磁式执行器的每一个 相对应的车身-车轮间距离的变动产生偏差。
本项所记载的方式是将使与两个以上电磁式执行器的每一个相对应的车身-车轮间距离的变动同步的方式限定为执行动作位置变动控制的时候的 方式。本项所说的"变动的偏差"例如表示变动的方向、速度、变动量等 中任一个的偏差。
(20) 如(17)至(19)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述多个电磁式执行器的每一个能够根据所述电动马达的动作位置而
改变车身-车轮间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的 距离，
当所述控制装置对所述多个电磁式执行器中的至少一个执行所述动作 停止状态避免控制时，所述控制装置对其他电磁式执行器中的每一个执行 变动追随控制，该变动追随控制使与所述其他电磁式执行器中的每一个相 对应的车身-车轮间距离根据依据所述动作停止状态避免控制而发生的车 身-车轮间距离的变动而变动。
根据本项所记载的方式，即使在对多个执行器中的一部分执行器执行 动作停止状态避免控制的情况下，也能够针对没有执行动作停止状态避免 控制的每个执行器来改变车身-车轮间距离，因此可使这种情况下的车身恰 当地变动。例如，在对多个执行器中的一个执行动作停止状态避免控制的 情况下，如果采用可执行使得与其他执行器的每一个相对应的车身-车轮间 距离的变动与根据动作停止状态避免控制而发生的车身-车轮间距离的变动 相同的变动追随控制的方式，则可在维持车身倾斜的情况下使车身在上下 方向变动。
虽然不是本项所记载的方式，但在对多个执行器中的一个执行动作停 止状态避免控制的情况下，例如如果通过该动作停止状态避免控制而仅向 使车身和车轮接近的一侧改变或变动电动马达的动作位置，则根据车身的 重心与所述一个执行器的位置关系，也可以通过与没有执行动作停止状态 避免控制的执行器相对应的每个车轮来维持车身的倾斜。
(21) 如(20)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述变动追随控制是在不使车身的倾斜角度发生变化的情况下使车身
在上下方向上动作的控制。
本项所记载的方式是进行控制使得与所有车轮相对应的车身-车轮间距
16离的变动均相同的方式，根据本项的方式，当执行动作停止状态避免控制 时，车身相对于路面的倾斜姿态被维持。具体地说，在目标位置变换控制 中，使车身-车轮间距离变化的方向和其变动量相同，在动作位置变动控制 中，使相对于时间推移的变动量相同。另外，本项所说的"倾斜角度"是
也包括相对于路面没有倾斜的状态的角度、具体地说倾斜角度0°的概
念，本项的方式还包括进行变动追随控制以使车身维持不倾斜的状态的方 式。
(22) 如(1)至(21)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置能够执行使所述电磁式执行器所产生的执行器力作为针
对车身和车轮的接近和远离动作的阻尼力而起作用的控制。
本项所记载的方式将上述系统构成为如下系统的方式，即通过使执 行器起被动功能、即起到减振器(也可以称为"阻尼器")的功能，例如 能够产生针对簧上振动和簧下振动的至少一个振动的阻尼力。
(23) 如(1)至(22)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电磁式执行器包括(a)外螺纹部，该外螺纹部相对于簧上部
件和簧下部件中的一者不能相对移动；(b)内螺纹部，该内螺纹部相对 于所述簧上部件和所述簧下部件中的另一者不能相对移动，并与所述外螺 纹部螺合，并且随着车身和车轮接近和远离而相对于所述外螺纹部旋转，
所述电磁式执行器被构成为通过由所述电动马达向所述外螺纹部和所 述内螺纹部施加相对旋转力而产生执行器力。
本项所记载的方式是将电磁式执行器限定为采用了丝杠机构的执行器 的方式。如果采用丝杠机构，则可容易构成上述电磁式执行器。在本项的 方式中，在簧上部件侧、簧下部件侧的哪一侧设置外螺纹部，在哪一侧设 置内螺纹部是任意的。而且既可以构成为使外螺纹部不能旋转而使内螺纹 部可旋转的结构，相反地也可以构成为使内螺纹部不能旋转而使外螺纹部 可旋转的结构。
(24) 如(1)至(23)项中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电动马达是三相无刷DC马达。
本项的方式中的马达的三相的联结方法可以为Y形联结(星形联结)，也可以为三角形联结。另外，马达的驱动方法也不特别限定，可以
采用矩形波驱动、正弦波驱动等各种驱动方法。
(25)如(24)项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置包括对所述电动马达进行正弦波驱动的驱动电路。 本项所记载的方式是限定了电动马达的驱动方法的方式。根据本项的
方式，通过使电动马达平稳旋转，可构成低振动低噪音的执行器。
图l是示出第一实施方式的车辆用悬架系统的整体结构的示意图2是示出图l所示的弹簧减振器Assy的正面截面图3是示出图1所示的弹簧减振器Assy和空气供应排出装置的示意
图4是用于驱动图2的执行器所具有的电动马达的逆变器的电路图； 图5是示出由图4的逆变器向电动马达的各相供应的电流的波形的
图6 (a)是示出在车身上产生的横向加速度与车身-车轮间距离的变 化量之间的关系，图6 (b)是示出在车身上产生的前后加速度与车身-车 轮间距离的变化量之间的关系的图7 (a)是示出特定动作位置上的各相的通电量的图，图7 (b)是 示出通过目标位置变换控制变换动作位置之后的动作位置上的各相的通电 量的图8是示出由图1所示的悬架电子控制单元执行的目标车辆高度确定 程序的流程图9是示出由图1所示的悬架电子控制单元执行的执行器控制程序的 流程图10是示出在执行器控制程序中执行的目标车身-车轮间距离确定子 例程的流程图11是示出由图1所示的悬架电子控制单元执行的空气弹簧控制程 序的流程图；图12是示出图1的悬架电子控制单元的功能的框图13是示出在第二实施方式的车辆用悬架系统中执行的执行器控制 程序的流程图14是示出在第二实施方式的车辆用悬架系统中执行的空气弹簧控
制程序的流程图。
具体实施例方式
以下，参照附图来详细说明可要求权利的发明的几个实施方式。可要 求权利的发明除了下述实施方式以外，还能够以在上述"发明的方式"部 分中所记载的方式的基础上根据本领域技术人员的知识进行各种变更、改 进而得的各种方式实施。
(A)第一实施方式
《悬架系统的结构及功能》
图l示意性地示出了第一实施方式的车辆用悬架系统10。本悬架系统 10包括与前后左右的车轮12的每一车轮相对应的4个独立悬架式悬架装 置，这些悬架装置分别具有将悬架弹簧和减振器做成一体的弹簧减振器 Assy 20。车轮12、弹簧减振器Assy 20为总称，当需要明确是与4个车轮 的哪一个相对应时，如图1所示，有时对与左前轮、右前轮、左后轮、右 后轮的每个对应的车轮12或弹簧减振器Assy 20标注作为表示车轮位置的 下标的FL、 FR、 RL、 RR。
如图2所示，弹簧减振器Assy 20配置在用于保持车轮12的作为簧下 部件的悬架下臂22与设置在车身上的作为簧上部件的安装部24之间，并 包括执行器26以及与其并列设置的作为流体式悬架弹簧的空气弹簧28， 其中执行器26是电磁式减振器。
执行器26包括外套管30和内胎32，内胎32被插在该外套管30中并 从外套管30的下端部向下突出。这些外套管30和内胎32被插在罩管36 中，罩管36经由安装部件34与下臂22连结。在罩管36的内壁表面设有 沿着执行器26的轴线延伸的方向(以下，有时称为"轴线方向")而延 伸的一对导槽38，并且附设在外套管30的下端部上的一对键40中的每一个键40和附设在内胎32的下端部上的一对键41中的每一个键41嵌在所 述导槽38的每一个导槽38中。通过这些导槽38和键40，罩管36和外套 管30不能相对旋转，但可在轴线方向上相对移动，通过导槽38和键41，
罩管36和内胎32不能相对旋转，但可在轴线方向上相对移动。另外，通 过这样的结构，外套管30和内胎32不能相对旋转，但可在轴线方向上相 对移动。
在内胎32的下表面与罩管36的内底部之间配置有螺旋弹簧42。该螺 旋弹簧42与执行器26串联地设置在下臂22与执行器26之间，起到将下 臂22和执行器26相互地弹性支承的执行器支承弹簧的作用。另外，在内 胎32的下表面与罩管36的内底部之间配置有液压式阻尼器43 (在图中省 略了结构)，该阻尼器43对通过螺旋弹簧42被相对支承的执行器26与下 臂22的相对动作产生阻尼力。顺便说一下，该阻尼器43的阻尼系数被设 定为适于抑制较高频域的振动从簧下部件向簧上部件传播的值。执行器26 如此与簧下部件连结，另一方面，执行器26通过外套管30在其上端部所 形成的法兰部44与安装部24连结而与簧上部件连结。另外，在罩管36的 上端部附设有密封件45，从而防止了空气从后面说明的空气弹簧28的压 力室46中泄漏。
另外，执行器26包括滚珠丝杠机构和电动马达54 (以下，有时简称 "马达54")，滚珠丝杠机构包括形成有螺纹槽的作为外螺纹部的螺杆 50和保持轴承滚珠并与该螺杆50螺合的作为内螺纹部的螺母52。马达54 被固定、容纳在马达外壳56中，并且该马达外壳56的凸缘部被固定在安 装部24的上表面侧，通过将外套管30的法兰部44固定在马达外壳56的 凸缘部上，外套管30经由马达外壳56与安装部24连结。作为马达54的 旋转轴的马达轴58与螺杆50的上端部连接成一体。即，螺杆50以延长马 达轴58的状态配置在外套管30内，并通过马达54而旋转。另一方面，螺 母52被固定在内胎32的上端部，并在所述固定的状态下与螺杆50螺合。
空气弹簧28包括固定在安装部24上的外罩70、固定在罩管36上 的空气活塞72、以及连接外罩70和空气活塞72的隔膜74。外罩70大致 形成为有盖的圆筒形状，并且在使执行器26的外套管30贯穿盖部76上所
20形成的孔的状态下在盖部76的上表面侧被固定在安装部24的下表面侧。
空气活塞72大致形成为圆筒形状，并且在使罩管36嵌入的状态下被固定 在罩管36的上部。这些外罩70和空气活塞72通过隔膜74在保持气密性 的情况下彼此相连，通过这些外罩70、空气活塞72以及隔膜74形成了压 力室46。在该压力室46中密封有作为流体的压縮空气。根据这样的结 构，空气弹簧28通过该压縮空气的压力而将下臂22和安装部24、即车轮 12和车身相互地弹性支承。
根据上述的结构，当车身和车轮12接近和远离时，外套管30和内胎 32可在轴线方向上相对移动。随着所述的相对移动，螺杆50和螺母52在 轴线方向上相对移动，并且螺杆50相对于螺母52旋转。马达54可向螺杆 50施加转矩，并通过该转矩，可对车身和车轮12的接近和远离产生阻止 所述接近和远离的阻力。通过将该阻力用作对车身和车轮12的接近和远 离的阻尼力，执行器26起到所谓的减振器(也可以称为"阻尼器")的 功能。换言之，即执行器26具有通过自己所产生的轴线方向上的力、即 执行器力来对车身和车轮12的相对移动施加阻尼力的功能。另外，执行 器26也具有将执行器力用作针对车身和车轮12的相对移动的推进力、即 驱动力的功能。通过该功能，可执行基于簧上绝对速度的天钩控制。另 外，执行器26还具有通过执行器力积极地改变车身和车轮在上下方向上 的距离(以下，有时称为"车身-车轮间距离")并将车身-车轮间距离维 持为预定距离的功能。通过该功能，可有效地抑制转弯时的车身的侧倾、 加速或减速时的车身的俯仰等，并可调整车辆的车辆高度等。
在罩管36的上端内壁表面上粘贴有环形的缓冲橡胶77，在内胎32的 内部底壁表面也粘贴有缓冲橡胶78。当车身和车轮12接近和远离时，如 果车身和车轮12沿远离的方向(以下，有时称为"回弹(rebound)方 向")相对移动了某一程度，则键40抵靠到缓冲橡胶77，相反地，如果 车身和车轮12沿接近的方向(以下，有时称为"縮弹(bound)方向") 相对移动了某一程度，则螺杆50的下端经由缓冲橡胶78抵靠在外套管30 的内部底壁表面。即，弹簧减振器Assy 20具有对于车身和车轮12的接近 和远离的止动器(即所谓的縮弹止动器和回弹止动器)。悬架系统IO包括用于使作为流体的空气流入各弹簧减振器Assy 20所 具有的空气弹簧28和从该空气弹簧28流出的流体流入流出装置，具体地 说包括空气供应排出装置80，该空气供应排出装置80与空气弹簧28的压 力室46连接，用于向该压力室46供应空气或从压力室46排出空气。图3 示出了该空气供应排出装置80的示意图。空气供应排出装置80包括向压 力室46供应压縮空气的压縮机82。压縮机82包括泵84和用于驱动该泵 84的泵马达86，并通过该泵84而经由过滤器88、止回阀90从大气中吸 入空气，对该空气进行加压后经由止回阀92而喷出。该压縮机82经由个 别控制阀装置100与4个所述空气弹簧28的压力室46连接。个别控制阀 装置100包括与各空气弹簧28的压力室46对应设置并且分别为常闭阀的 4个个别控制阀102，用于打开和关闭各压力室46的流路。另外，所述压 縮机82和所述个别控制阀装置100经由干燥机104和流通限制装置IIO通 过共用通道112而连接，干燥机104用于去除压縮空气中的水分，所述流 通限制装置IIO包括彼此并列设置的限流器106和止回阀108。另外，该 共用通道112从压縮机82与干燥机104之间分叉，在该分叉的部分设置有 用于从压力室46排出空气的排气控制阀114。
根据上述的结构，本悬架系统10可通过空气供应排出装置80来调整 各空气弹簧28的压力室46内的空气量，并通过调整空气量，可改变各空 气弹簧28的弹簧长度，改变各车轮12的车身-车轮间距离。具体地说，能 够增加压力室46的空气量来增大车身-车轮间距离，或减少空气量来减小 车身-车轮间距离。
本悬架系统IO通过悬架电子控制单元(ECU) 140来操纵弹簧减振器 Assy 20、即控制执行器26和空气弹簧28。详细地说，控制执行器26的 马达54和空气供应排出装置80的工作。ECU 140具有以包括CPU、 ROM、 RAM等的计算机为主体而构成的控制器142、作为空气供应排出 装置80的驱动电路的驱动器144、以及作为与各执行器26所具有的马达 54相对应的驱动电路的逆变器146。该驱动器144和逆变器146经由变换 器148与作为电力供应源的蓄电池150连接，从该蓄电池150向空气供应 排出装置80所具有的各控制阀102、泵马达86等以及各执行器26的马达54供应电力。由于对马达54进行恒电压驱动，因此可通过改变供应的电 流量来改变向马达54供应的电力量，而马达54的力则依赖于该供应的电 流量。
车辆上设有点火开关[I/G]160;车速传感器[V]162，用于检测车辆行
驶速度(以下，有时简称"车速")；4个行程传感器[St]164，检测关于 各车轮12的车身-车轮间距离；车辆高度变更开关[HSw]166，供驾驶员为 进行车辆高度变更指示而进行操作；操纵角传感器[5]170，用于检测转向 盘的操纵角；前后加速度传感器[Gx]172，检测作为车身上实际产生的前后 加速度的实际前后加速度；横向加速度传感器[Gy]174，检测车身上实际产 生的横向加速度的实际横向加速度；4个纵向加速度传感器[GzJ176，检测 与各车轮12对应的车身的各安装部24的纵向加速度(上下加速度)；4 个纵向加速度传感器[GzJ178，检测各车轮12的纵向加速度；节气门传感 器[Sr]180，检测加速器节气门的开度；制动器压力传感器[Br]182，检测制 动器的主缸压力；作为转角传感器的分解器
184，检测马达54的转角； 温度传感器[T]186，检测马达54的温度，这些开关、传感器与控制器142 连接，ECU 140根据来自这些开关、传感器的信号来控制弹簧减振器Assy 20的工作。顺便说一下，[]中的文字是在附图中表示上述开关、传感器等 时使用的符号。
在控制器142的计算机所具有的ROM中存储有后面说明的确定目标 车辆高度的程序、与执行器26的控制相关的程序、与空气弹簧28的控制 相关的程序、以及各种数据等。另外，在本悬架系统10中，作为驾驶员 可选择的设定车辆高度，设定有三种设定高度，S卩设定标准车辆高度 (N车辆高度)、比设定标准车辆高度高的设定高车辆高度(Hi车辆高 度)、比设定标准车辆高度低的设定低车辆高度(Low车辆高度)，通过 驾驶员操作车辆高度变更开关166，可选择性地改变为期望的设定车辆高 度。该车辆高度变更幵关166被构成为发出使设定车辆高度向高的设定车 辆高度或低的设定车辆高度逐级变换的指令、即车辆高度增加指令或车辆 高度减少指令。
《逆变器等的结构》如图4所示，各执行器26的马达54是将线圈星形联结(Y形联结) 的三相无刷马达，并如上所述由逆变器146驱动。顺便说一下，虽然省略 了图示，但马达54包括具有9个线圈的定子和6极的磁铁转子，马达转角 (转子的转角)120°与电角度360。相对应。逆变器146是图4所示的一 般的逆变器，包括与high侦纟(高电位侧)、low侧(低电位侧)的每一侧 相对应并与作为马达54的三相的U相、V相、W相的每一相相对应的六 个开关元件HUS、 HVS、 HWS、 LUS、 LVS、 LWS。 ECU 140的控制器 142通过设置在马达上的分解器184来判断马达转角(电角度)，并根据 该马达转角使开关元件进行开闭动作。逆变器146通过所谓的正弦波驱动 来驱动马达54，流经马达54的三相中的每一相的电流量如图5所示分别 按正弦波形变化，并且它们的相位被控制为彼此相差120°的电角度。并 且，逆变器146通过PWM (Pulse Width Modulation ，脉宽调制)控制而 与马达54通电，并通过控制器142改变脉冲开启(pulse-on)时间与脉冲 关断(pulse-off)时间之比(占空比)来改变向马达54通电的电流量，从 而改变马达54所产生的转矩的大小。详细地说，通过增大占空比来增大 通电的电流量，从而增大马达54所产生的转矩，相反地，通过减小占空 比来减小通电的电流量，从而减小马达54所产生的转矩。
马达54产生的转矩的方向既有与马达54实际旋转的方向相同的情 况，也有相反的情况。当马达54所产生的转矩的方向与马达54的旋转方 向相反时，即当执行器26将执行器力用作针对车轮与车身的相对动作的 阻力(阻尼力)时，马达54所产生的力未必依赖于从电源供应的电力。 详细地说，存在这样的情况马达54通过来自外部的力而旋转，由此在 该马达54上产生电动势，从而马达54产生基于该电动势的马达力，即执 行器26会产生基于电动势的执行器力。在此情况下，逆变器146被构成 为可将通过电动势产生的电力再生到电源中。另外，上述的开关元件的 PWM控制还控制通过电动势而流经马达54的各线圈的电流量，当马达54 所产生的转矩的方向与马达54的旋转方向相反时，也通过改变占空比来 改变马达54所产生的转矩的大小。g卩，逆变器146被构成为不管是来自 电源的供应电流还是由电动势产生的电流，都通过控制流经马达54的线圈的电流、即马达54的通电电流来控制马达力。 《悬架系统的基本控制》
本悬架系统10可对4个弹簧减振器Assy 20的每一个进行独立控制。 在所述弹簧减振器Assy 20的每一个弹簧减振器中，独立地控制执行器26 的执行器力、详细地说即马达54的通电电流量，来执行使车身和车轮12 的振动、即簧上振动和簧下振动衰减的控制(以下，有时称为"振动衰减 控制")，并执行车身的姿态控制，所述车身的姿态控制综合了以下控 制，即抑制车身的侧倾的控制(以下，有时称为"侧倾抑制控制")、 抑制车身的俯仰的控制(以下，有时称为"俯仰抑制控制")、以提高髙 速行驶时的行驶稳定性和使乘客容易上车和下车等为目的而暂时改变车辆 的车辆高度的控制(以下，有时称为"依赖于执行器的车辆高度变更控 制")。在上述振动衰减控制、车辆姿态控制中，通过将在各控制中作为 马达54的通电电流量的分量的振动衰减分量、姿态控制分量相加来确定 目标通电电流量，并控制执行器26以产生与该目标通电电流量相应的执 行器力，由此统一地执行上述振动衰减控制、车身姿态控制。另外，本悬 架系统10执行根据驾驶员以应付在路况恶劣的道路上行驶等为目的的意 思而通过空气弹簧28改变车辆的车辆高度的控制(以下，有时称为"依 赖于空气弹簧的车辆高度变更控制")。另外，在以下的说明中，马达54 的通电电流量及其分量在与使车身和车轮12远离的方向(回弹方向)上 的力相对应时取正的值，在与使车身和车轮12接近的方向(縮弹方向) 上的力相对应时取负的值。
i)依赖于空气弹簧的车辆高度变更控制
当通过根据驾驶员的意图操作车辆高度变更开关166而改变了作为应 实现的设定车辆高度的目标设定车辆高度时，执行通过空气弹簧28来改 变车辆的车辆高度的依赖于空气弹簧的车辆高度变更控制。根据所述三个 设定车辆高度的每一个高度来设定对各车轮12的作为目标的车身-车轮间 距离，根据行程传感器164的检测值来控制空气供应排出装置80的工 作，以使得每个车轮12的车身-车轮间距离达到目标距离，从而将每个车 轮12的车身-车轮间距离改变为与目标设定车辆高度相应的距离。另外，
25在本悬架系统10中，当在Hi车辆高度的情况下车速V大于或等于阈速度
V0 (例如，50km/h)时，鉴于车辆的行驶稳定性，将车辆高度改回到N车 辆高度。依赖于空气弹簧的车辆高度变更控制在这种情况下也执行。并 且，在所述依赖于空气弹簧的车辆高度变更控制中，例如也进行被称为自 动调平(auto leveling)的控制，其目的在于应付由乘客人数的变化、货物 装载量的变化等引起的车辆高度的变动。
具体地说，在用于提高车辆高度的空气供应排出装置80的工作(以 下，有时称为"车辆高度增加工作")中，首先，启动泵马达94，并打开 所有的个别控制阀102，由此压縮空气被供应给空气弹簧28的压力室 46。在持续了该状态后，从车身-车轮间距离达到目标距离的车轮侧开始， 依次关闭个别控制阀102，在所有车轮12的车身-车轮间距离达到目标距 离之后，使泵马达94停止工作。在用于降低车辆高度的空气供应排出装 置80的工作(以下，有时称为"车辆高度减少工作")中，首先，打开 排气控制阀114，并打开所有的个别控制阀102，从而使空气从空气弹簧 28的压力室46排到大气中。之后，从车身-车轮间距离达到目标距离的车 轮侧开始，依次关闭个别控制阀102，在所有车轮12的车身-车轮间距离 达到目标距离之后，关闭排气控制阀114。当进行自动调平时，打开与需 要改变车辆高度的车轮12相对应的个别控制阀102，从而供应或排出空 气。
但是，上述的车辆高度增加工作、车辆高度减少工作在满足特定的禁 止条件(以下，有时称为"车辆高度变更禁止条件")的情况下禁止执 行。具体地说，只要满足以下情况中的一种情况，空气供应排出装置80 的工作就被禁止，所述情况是指有侧倾力矩、俯仰力矩作用在车身上； 车身和车轮12中的至少一个在上下方向上移动；4个车轮的车身-车轮间 距离超出了某一允许范围而不一致。此时，关闭个别控制阀102，停止泵 马达94的工作或关闭排气控制阀114，从而空气弹簧28的压力室46内的 空气量保持关闭个别控制阀102时的空气量。
ii)车身姿态控制
在车身姿态控制中，通过执行器力来调整有关各车轮12的车身-车轮间距离，由此控制车身的姿态。在该车身姿态控制中，根据侧倾抑制控 制、俯仰抑制控制、以及依赖于执行器的车辆高度变更控制的每一控制来 确定每个车轮12的作为目标的车身-车轮间距离(以下，有时简称为"目
标距离")L*，并确定目标通电电流的姿态控制分量is，用于控制执行器 26，以使车身-车轮间距离达到其目标距离。即，本车身姿态控制是将车 身-车轮间距离作为直接的控制对象的控制，并且是遵循所称的位置控制方 法的控制。在侧倾抑制控制、俯仰抑制控制、依赖于执行器的车辆高度变 更控制的每一控制中，分别确定作为从中立距离LN开始的调整距离的侧 倾抑制分量SLR、俯仰抑制分量SLp、车辆高度变更分量5LH，并将这些分 量相加来确定目标距离L*，其中中立距离Lw是执行器26不产生执行器力 的状态下的车身-车轮间距离。
L*=LN+SLR+SLP+5LH
然后，获得作为由行程传感器164检测到的实际车身-车轮间距离Lr 与目标距离I^的偏差的车身-车轮间距离偏差AL (=L*_Lr)，确定目标 通电电流的姿态控制分量is，以使得该车身-车轮间距离偏差AL变为0。 在ECU 140中，根据车身-车轮间距离偏差AL按照下式的PID控制规则来 确定该姿态控制分量is。
is=KP AL+KD AL' +K! int (AL)
这里，第一项、第二项、第三项分别表示姿态控制分量is中的比例项 分量(P项分量)、微分项分量(D项分量)、积分项分量(I项分量)， KP、 KD、 Ki分别表示比例增益、微分增益、积分增益。另外，Int (AL) 相当于车身-车轮间距离偏差AL的积分值。以下，关于侧倾抑制控制、俯 仰抑制控制、依赖于执行器的车辆高度变更控制中的每一控制，以作为这 些每一个控制中的从中立距离LN开始的调整距离的分量的侧倾抑制分量 SLR、俯仰抑制分量SLP以及车辆高度变更分量SLH的确定方法为重点进行 说明。
a)侧倾抑制控制
当车辆转弯时，由于该转弯引起的侧倾力矩，转弯内轮侧的车身和车
27轮12彼此远离，并且转弯外轮侧的车身和车轮12彼此接近。图6的(a) 是示出指示侧倾力矩的横向加速度Gy与车身-车轮间距离的变化量SL之 间的关系的图，该图中的虚线表示不使执行器26动作的情况。在侧倾抑 制控制中，为了抑制该转弯内轮侧的远离和转弯外轮侧的接近，根据侧倾 力矩的大小来控制执行器26，以达到图6的(a)的实线所示的车身-车轮 间距离。具体地说，首先，根据基于转向盘的转向角5和车速v推定出的 推定横向加速度Gyc和由横向加速度传感器174实际测得的实际横向加速 度Gyr，按照下式来确定在控制中使用的控制横向加速度Gy*，作为指示 车身受到的侧倾力矩的横向加速度。
Gy承二IQ Gyc+K2 GyrK2:增益)
根据上述确定了的控制横向加速度0丫*来确定调整距离的侧倾抑制分 量5LR。详细地说，在控制器142内存储有以控制横向加速度Gyf为参数 的侧倾抑制分量SI^的图6的(a)所示的映射数据，参照该映射数据来确 定侧倾抑制分量SLR。
b)俯仰抑制控制
当由于车身制动等而车身急剧下降(nose-doves)时，由于引起该急 剧下降的俯仰力矩，前轮侧的车身与车轮12彼此接近，并且后轮侧的车 身和车轮12彼此远离。并且，当由于车身加速等而车身的尾部下坐 (squats)时，由于引起该尾部下坐的俯仰力矩，前轮侧的车身和车轮12 彼此远离，并且后轮侧的车身和车轮12彼此接近。图6的(b)是示出指 示俯仰力矩的前后加速度Gx与车身-车轮间距离的变化量SL之间的关系 的图，该图中的虚线表示不使执行器26动作的情况。在俯仰抑制控制 中，为了抑制上述情况下的接近和远离的距离，根据俯仰力矩来控制执行 器26，以达到图6的(b)的实线所示的车身-车轮间距离。具体地说，采 用由前后加速度传感器172实际测得的实际前后加速度Gx，作为指示车 身受到的俯仰力矩的前后加速度，并根据该实际前后加速度Gx来确定调 整距离的俯仰抑制分量SLp。详细地说，在控制器142内存储有图6 (b) 所示的映射数据、即以前后加速度Gx为参数的俯仰抑制分量5Lp的映射 数据，参照该映射数据来确定俯仰抑制分量SLp。俯仰抑制控制在由节气门传感器180检测的节气门的开度或者由制动 器压力传感器182检测的主缸压力大于所设定的阈值时执行。 c)依赖于执行器的车辆高度变更控制
在本悬架系统10中，当在N车辆高度的情况下车速V大于或等于阈 速度V!(例如，80km/h)时，鉴于车辆的行驶稳定性，将车辆高度改变为 比N车辆高度低的车辆高度(比设定低车辆高度高的车辆高度)、即"高 速行驶时的车辆高度"。另外，为了使驾驶员容易上下车或容易装卸货 物，在上下车时将车辆高度改变为比Low车辆高度还低的车辆高度、即 "上下车时的车辆高度"。这些情况下的车辆高度变更控制由执行器26 进行。具体地说，根据作为目标的高速行驶时的车辆高度或上下车时的车 辆高度来确定与各车轮12相关的调整距离的车辆高度变更分量SLH。但 是，使车辆高度变更分量5LH随时间而逐渐减少，以免目标距离I^急剧变 化。另外，当从高速行驶时的车辆高度或上下车时的车辆高度恢复到N车 辆高度时也一样，使车辆高度变更分量SLH逐渐增加。 iii)振动衰减控制
在振动衰减控制中，确定目标通电电流的振动衰减分量iv，以便为了 使车身和车轮12的振动衰减而产生大小与该振动的速度相应的执行器 力。具体地说，根据所称的簧上速度Vu和所称的簧下速度Vl按照下式来 计算振动衰减分量iv，簧上速度Vu是指根据由设置在车身的安装部24上 的纵向加速度传感器176测出的纵向加速度来计算的车身安装部24在上 下方向上的动作速度，簧下速度Vl是指根据由没置在下臂22上的纵向加 速度传感器178测出的纵向加速度来计算的车轮在上下方向上的动作速 度。
iv=Kv' (Cu'Vu—CL'VL)
这里，Qj是用于产生与车身安装部24在上下方向上的动作速度相应 的阻尼力的增益，CL是用于产生与车轮12在上下方向上的动作速度相应 的阻尼力的增益。即，增益Cu、 Ct是关于所称的簧上、簧下绝对振动的 阻尼系数。另外，也可以通过其他方法来确定振动衰减分量iv。例如，也 可以采用如下方法为了执行产生基于簧上簧下相对速度的阻尼力的控制，根据作为车身和车轮12的相对速度的指标值的、从设置在马达54上
的旋转角传感器184的检测值得到的马达54的转速V，按照下式来确定振 动衰减分量iv。
iv二Kv C V (C:阻尼系数)
另外，只有当认为产生了所设定频率(例如，lHz)以上的振动时才 执行振动衰减控制。具体地说，当纵向加速度传感器176、 178的任一检 测值大于或等于设定值时，遵循上述式子来确定振动衰减分量iv。当不执 行振动衰减控制时，振动衰减分量iv被确定为0。
iv)目标通电电流的确定
在如上述确定了目标通电电流的姿态控制分量is、振动衰减分量i v滞 后，根据这些分量按照下式来确定作为目标的供应电流i、
i*= is+iv
但是，当执行振动衰减控制时，在姿态控制分量is的确定中，将比例 项分量和微分项分量设为0。 S卩，在此情况下，将积分项分量、即马达54 产生用以维持当前的旋转位置的恒定马达力所需要的电流分量作为姿态控 制分量is，并将该姿态控制分量is和振动衰减分量i v相加来确定上述目标 通电电流i*。由此，可缓解车身姿态控制对于振动衰减控制的干扰。并 且，基于如上确定的目标通电电流P的指令被发送给逆变器146，从而逆 变器146驱动马达54,以使马达54在恰当的占空比之下产生与目标通电 电流i"目应的马达力。通过马达54的这种驱动，执行器26产生与目标通 电电流i"目应的执行器力。
作为使振动衰减控制和车身姿态控制一元化的方法，本悬架系统10 采用了如上所述将各控制中的与马达54的通电电流相关的分量相加起来 的方法。代替该方法，也可以采用如下的方法，S卩确定在振动衰减控制 中应产生的执行器力的分量和在车身姿态控制中应产生的执行器力的分 量，并通过将这些分量相加来确定目标执行器力，进而确定与该目标执行 器力相应的目标通电电流。当采用这种方法时，车身姿态控制的执行器力 分量可以与上述方法一样地根据车身-车轮间距离偏差AL按照PID控制规则来确定。
《动作停止状态避免控制》 当执行车身姿态控制时，尤其是当执行车身姿态控制且没有执行振动
衰减控制时，为了维持车身的姿态，在马达54产生马达力的情况下该马 达54的动作停止在同一个旋转位置的状态有时会持续保持。在这种状态 持续的情况下，由于马达54的三相上的通电量不均衡， 一部分线圈的发 热量会大于其他线圈的发热量。即，马达54局部位置上的发热会变得过 多。这种发热不均衡成为增大施加给马达54的负担的一个因素。因此， 在本悬架系统10中，执行动作停止状态避免控制，以避免在上述马达54 产生马达力的情况下该马达54的动作停止在同一个旋转位置的状态。具 体地说，当与目标距离L^目对应的马达54的旋转位置为特定的旋转位置 时，执行将作为该目标的旋转位置变换为与该位置不同的位置的控制(以 下，有时称为"目标位置变换控制")，并且，不管马达54的旋转位置 不管是否处于特定位置，只要该旋转位置在同一位置维持了设定时间以 上，就执行使马达54的旋转位置发生变动的控制(以下，有时称为"动 作位置变动控制")。另外，当由温度传感器186检测出的马达54的温 度比较高时执行动作停止状态避免控制，即只有在施加给马达54的负担 给马达54带来不利影响的可能性高的情况下才执行动作停止状态避免控 制。以下，详细说明作为动作停止状态避免控制而执行的目标位置变换控 制和动作位置变动控制。 i)目标位置变换控制
例如，当马达54停止在图5所示的旋转角01的位置时，如图7(a) 所示，W相的通电量达到峰值，从而此相线圈的发热量变得非常大。在本 悬架系统10中，将马达54的三相中一相的通电量达到最高的位置设为特 定旋转位置，当马达54的旋转停止在该位置时，执行目标位置变换控 制。具体地说，当停止在转角^和相对于该转角^相差了 20°的整数倍 的转角(在电角度中，相差60°的整数倍)的旋转位置时，执行目标位置 变换控制。在车身姿态控制中确定的目标距离！^与马达54的旋转位置存 在对应关系，因此目标位置变换控制实际上是通过将目标距离！^变换为另一距离来执行的。移动所述另一距离了的马达54的旋转位置是三相之中 有两相的通电量达到最大的位置，也就是说三相之中最大的通电量在电角
度360°中变为最小的位置。具体地说，使目标距离L^变换5L (=
Cl*50， Cl:马达转角与车身-车轮间距离之间的比例常数)，即按照下
式来修正目标距离L气以使马达54的作为目标的旋转位置变换50 (为IO ° ，相当于30°的电角度)。
在变换后的旋转位置处，马达54的各相的通电量如图7 (b)所示， 抑制了三相之中通电量达到最大的相的通电量，因此抑制了该相上的发热 量。即，在目标位置变换控制中，通过事先防止影响大的发热不均衡，详 细地说是存在最不均衡的状态，能够减轻施加给马达54的负担。另外， 在实际的目标位置变换控制中，根据马达54的旋转位置是否落入以上述 特定旋转位置为中心士2。的转角(相当于6。的电角度)的范围内，来判 断马达54的旋转位置是否处于该特定旋转位置。
在本悬架系统10中，当对4个执行器26中的两个以上的执行器执行 目标位置变换控制时，使与这些被执行控制的执行器26的每一个相对应 的目标距离向相同方向变换相同的量5L。因此，车身-车轮间距离也向相 同的方向变动相同的量。即，在本系统10中，当执行目标位置变换控制 时，使得与被执行该目标位置变换控制的每个执行器26相对应的车身-车 轮间距离的变动同步。另外，在本系统10中，当对4个执行器26中的至 少一个执行器执行目标位置变换控制时，对其他的执行器26执行将与其 他的每个执行器26相关的目标距离I^变换5L的控制。因此，当对4个执 行器26中的至少一个执行器执行目标位置变换控制时，使车身在上下方 向上移动SL。 B卩，在本系统10中，对上述的其他执行器26的每一个执行 变动追随控制，该变动追随控制使与其他执行器26的每一个相对应的车 身-车轮间距离随着依照动作停止状态避免控制而发生的车身-车轮间距离 的变动而变动。在本系统10中，即便在对4个执行器26中的一部分、即 一个以上的执行器执行目标位置变换控制的情况下，也可通过对上述两个 以上执行器26所执行的变动的同步和变动追随控制来防止由于执行该目标位置变换控制而车身发生倾斜。 ii)动作位置变动控制
在马达54产生马达力的同时该马达54的动作停止在同一个旋转位置
的状态下，不管该旋转位置是否处于上述的特定旋转位置，马达的发热都 会发生不均衡。并且，该状态持续的时间越长，由发热不均衡导致的不利
影响就会越大。例如，如图5所示，当马达54停止在转角02时，三相之 中对U相的通电量最大，从而该相上的发热量变大。在本悬架系统10 中，当马达54的旋转位置在同一个位置维持了设定时间t。(例如，3秒) 以上时，使马达54的旋转位置发生变动。详细地说，使马达54的旋转位 置在以所述停止的位置为中心±60° (相当于±180°的电角度)的范围 内，以簧上共振频率与簧下共振频率之间的频率f、具体地说以落入相对 于这些共振频率的平均值土4Hz的范围内的频率f (例如，5Hz)周期地发 生变动。实际上，在车身姿态控制中所确定的目标距离I^基于下式针对时 间t被修正。
L*=L* + C2 sin (360° f t)
这里，C2是使车身-车轮间距离发生变动的振幅，相当于变换马达转 角之前的车身-车轮间距离与将马达转角变换60。(相当于电角度180。) 之后的车身-车轮间距离之差。由此，使三相的通电量不断地发生变化，从 而三相的发热量变得均匀。即，能够防止马达54的各相上的发热量不均 衡，可减轻施加给马达54的负担。
当执行该动作位置变动控制时，也与先前说明的执行目标位置变换控 制的时候一样，对没有执行动作位置变动控制的执行器26执行变动追随 控制。即，当对4个执行器26中的至少一个执行动作位置变动控制时， 使4个车轮12的车身-车轮间距离发生变动，以防止由于该控制导致车身 发生倾斜。
《控制程序》
上述的执行器26的控制和空气弹簧28的控制通过由控制器142每隔 短的时间间隔5t (例如，数msec 数十msec)分别重复执行在图9中示 出了流程图的执行器控制程序、在图11中示出了流程图的空气弹簧控制
33程序来进行。配备有本悬架系统10的车辆采用电子钥匙，当该电子钥匙 存在于离车辆的预定范围内时，设置在车辆上的传感器(省略了图示)能 够检测到该电子钥匙，在由该传感器检测到电子钥匙的时间点开始到在变
得不能检测到电子钥匙后经过了一定时间(例如，60sec)的时间点的期间 内执行上述两个程序。在依照上述两个控制程序所进行的处理中，改变车 辆高度的处理基于目标车辆高度来进行，而确定该目标车辆高度的处理， 即确定作为目标的车身-车轮间距离的处理以及确定车身-车轮间调整距离 的车辆高度变更分量的处理则通过执行在图8中示出了流程图的目标车辆 高度确定程序来进行。另外，该目标车辆高度确定程序与前面的两个控制 程序在相同的期间内彼此并行执行。以下，参照附图所示的流程图来简单 说明每个控制的流程。
i)目标车辆高度确定程序
在目标车辆高度确定程序中，使用作为用于表示目标车辆高度的标记 的目标车辆高度标记fn，并基于该标记fn来确定目标车辆高度。在本悬架 系统10中，作为基本的车辆高度，设定了 "标准车辆高度"(以下，有 时称为"N车辆高度")、比N车辆高度低的"Low车辆高度"、以及比 N车辆高度高的"Hi车辆高度"这三种车辆高度，目标车辆高度标记fn的 标记值[l]、 [2]、 [3]分别与Low车辆高度、N车辆高度、Hi车辆高度相对 应。基本上说，依据基于车辆高度变更开关166的操作的指令是车辆高度 增加指令还是车辆高度减少指令，向高车辆高度侧或低车辆高度侧的某一 侧改变目标车辆高度标记fH的标记值。
另外，在本悬架系统10中，响应于车速来改变车辆高度，当在Hi车 辆高度(fH==3)的情况下车速V大于或等于阈速度VQ (例如，50km/h) 时，鉴于车辆的行驶稳定性，标记值被改变为[2]，以返回到N车辆高度。 并且，当在N车辆高度(fH=2)的情况下车速V大于或等于阈速度Vi (例如，80km/h)时，鉴于车辆进一步的行驶稳定性，标记值被改变为 [2']，标记值[2']是与"高速行驶时的车辆高度"相对应的标记值，"高速 行驶时的车辆高度"是比N车辆高度低51的车辆高度(比Low车辆高度 高的车辆高度)。另外，当车速先达到阈速度K以上之后又下降到小于阈速度V,时，使车辆高度返回到N车辆高度。
另外，在本悬架系统10中，作为用于使驾驶员容易上下车或者容易 装卸货物的控制，执行上下车时的车辆高度变更。作为上下车时的车辆高
度，设定了作为比Low车辆高度还低的车辆高度的"上下车时的车辆高 度"，并且在上下车时的车辆高度的变更中，当点火开关160关断 (OFF)时，目标车辆高度标记fH被设为[O]，该标记值
是与上下车时的 车辆高度相对应的标记值，当拿着电子钥匙的驾驶员移动到传感器可检测 的范围以外时，目标车辆高度标记fk的标记值被设为[2]。相反地，当拿着 电子钥匙的驾驶员进入传感器可检测的范围内时，目标车辆高度标记fe的 标记值被设为[O]，当点火开关160被开启(ON)时，目标车辆高度标记 fe的标记值被设为[2]。
在本目标车辆高度确定程序的步骤17 (以下为简称"S17"，其他的 步骤也一样)中，与上述标记fn的[l]、 [2]、 [3]值的每一个相对应地，将 执行器26不产生执行器力的状态下的车身-车轮间距离的中立距离LN、即 作为空气弹簧28执行车辆高度变更控制的目标的车身-车轮间距离确定为 L!、 L2、 L3。另外，在S18中，与标记fn的[O]、 [2']值的每一个相对应 地，将用于由执行器26执行的车辆高度变更控制中的车辆高度变更分量 5LH确定为LQ — LN、 L2'—LN。但是，也使车辆高度变更分量SLh逐漸変 化，以免目标距离1^*急剧变化。另外，当标记fn的值为[l]、 [2]、 [3]时， 在S19中车辆高度变更分量SLH被确定为0。
ii)执行器控制程序
对分别设置在4个车轮12上的弹簧减振器Assy 20的执行器26的每 一个执行器执行执行器控制程序。在以后的说明中，为了简化说明，对一 个执行器26进行的本程序的处理。在该处理中，分别确定作为目标通电 电流的分量的振动衰减分量iv、姿态控制分量is。在本程序中，首先在 S21中执行图10所示的目标车身-车轮间距离确定子例程，由此确定目标 车身-车轮间距离L*。
在目标车身-车轮间距离确定子例程中，首先在S31 S33中，如前面 说明的那样，分别确定作为从中立距离LN开始调整距离的分量的侧倾抑制分量SLR、俯仰抑制分量SLp，并根据所述侧倾抑制分量SLR、所述俯仰
抑制分量SLP以及在目标车辆高度确定程序中确定的车辆高度变更分量 5LH来确定目标距离L* (=LN+5LR+SLP+SLH)。但是，在S34及其以 后的步骤中，判断是否需要执行动作停止状态避免控制，并在需要执行动 作停止状态避免控制时，通过动作停止状态避免控制来修正目标距离L*。
详细地说，首先，在S34中判断马达54的温度是否大于或等于设定 温度Tmax，如果低于设定温度，则无需执行动作停止状态避免控制，因 此跳过S35及其以后的步骤。当马达54的温度大于或等于设定温度时， 在S35中判断与目标距离相对应的马达54的旋转位置是否处在上述的特 定动作位置。并且，当马达54的旋转位置为特定动作位置时，在S36中 进行目标位置变换控制，修正目标距离L*。接着，在S37中判断在马达 54产生马达力的状态下该马达54的动作是否保持停止。具体地说，如果 在S33中确定的目标距离y不是中立距离LN、而且由行程传感器164检 测出的实际车身-车轮间距离Lr与上次执行程序时的距离相同，就判断为 在产生马达力的情况下保持停止。然后，当判断出在产生马达力的状态下 保持停止时，在S38中，通过相加程序的执行间隔5t来计算保持停止的时 间tc，当该停止时间tc大于设定时间to时，在S40中进行动作位置变动控 制，从而以使目标距离1^在上述范围内周期地发生变动的方式修正目标距 离L氺。
如上所述，在确定了目标距离"之后，在主程序的S22中，获得作为 实际车身-车轮间距离Lr与该目标距离！^的偏差的车身-车轮间距离偏差 AL (=L*_Lr)，并确定目标通电电流的姿态控制分量is,以使该车身-车轮间距离偏差AL变为0。其中，在S23中，判断是否需要进行振动衰 减控制，当需要进行振动衰减控制时，确定振动衰减分量iv，并且如上述 将比例增益Kp和微分增益KD设为0。另外，当不需要进行振动衰减控制 时，将振动衰减分量iv设为0，并且将比例增益Kp和微分增益KD设为规 定值。接着，将振动衰减分量iv和姿态控制分量is相加来确定目标通电电 流i*，与该目标通电电流P相对应的控制信号经由逆变器146被发送给马 达54，从而结束执行器控制程序的一次执行。iii)空气弹簧控制程序
对各车轮12分别执行空气弹簧控制程序。在该控制程序中，首先在
S51中判断是否满足上述车辆高度变更禁止条件，在S52中判断目标车辆 高度标记fn是否为
或[2']。当判断为不满足车辆高度变更禁止条件、并 判断为目标车辆高度标记fH不是
或[2']时，在S53、 S54中分别对与各车 轮相对应的当前时间点的实际车身-车轮间距离Lr和作为与目标车辆高度 标记fn的标记值相应的目标车身-车轮间距离的中立距离k进行比较判 断。当判断出需要增加车身-车轮间距离时，在S55中向空气弹簧28的压 力室46供应空气，相反地，当判断出需要减少车身-车轮间距离时，在 S56中从空气弹簧28的压力室46中排出空气。另外，当满足车辆高度变 更禁止条件、并且目标车辆高度标记fH为
或[2']、而且判断出无需改变 车身-车轮间距离时，在S57中如上所述那样维持空气量。经过以上的一系 列的处理之后，结束本程序的一次执行。 《控制装置的功能性结构》
图12是示意性地示出上述ECU 140的功能的功能框图。根据上述功 能，ECU 140的控制器142包括目标车辆高度确定部200，用于确定目 标车辆高度；依赖于空气弹簧的车辆高度变更控制部202，用于依赖于空 气弹簧28来进行车辆高度变更；振动衰减控制部204，用于确定向执行器 26通电的目标通电电流的振动衰减分量iv;车身姿态控制部206，用于确 定向执行器26通电的目标通电电流的姿态控制分量is;动作停止状态避免 控制部208，用于执行动作停止状态避免控制；以及变动追随控制部 210，用于执行变动追随控制。另外，车身姿态控制部206包括侧倾抑 制控制部212，用于确定相对于车身-车轮间距离的中立距离的调整距离的 侧倾抑制分量5LR;俯仰抑制部214，用于确定调整距离的俯仰抑制分量 SLp;以及依赖于执行器的车辆高度变更控制部216，用于确定调整距离的 车辆高度变更分量SLH。另外，动作停止状态避免控制部208包括目标 位置变换控制部218，用于执行目标位置变换控制；以及动作位置变动控 制部220，用于执行动作位置变动控制。顺便说一下，在本悬架系统10的 ECU 140中，动作停止状态避免控制部208通过包括执行目标车身-车轮间距离确定子例程的S34 S40的处理的部分而构成，目标位置变换控制部
218通过包括执行其中的S35、 S36的处理的部分而构成，动作位置变动控 制部220通过包括执行S37 S40的处理的部分而构成。
(B)第二实施方式 第二实施方式的车辆用悬架系统在硬件结构方面与第一实施方式的系 统相同，因此在本实施方式的说明中，对于与第一实施方式的系统相同功 能的结构要素，使用相同的标号来表示是相对应的结构要素，并省略对这 些结构要素的说明。本实施方式的系统与第一实施方式的系统相比，不同 点在于由ECU进行的控制，因此以下对由本实施方式的ECU进行的控制 进行说明。
《执行器的控制》
在本实施方式中，首先，悬架ECU 140对执行器26的控制与第一实 施方式中的控制不同。在本悬架系统10中，在弹簧减振器Assy 20的每一 个中独立地控制执行器26的执行器力，以执行振动衰减控制和包括侧倾 抑制控制、俯仰抑制控制、以及依赖于执行器的车辆高度变更控制的车身 姿态控制。通过使执行器力分别作为阻尼力、侧倾抑制力、俯仰抑制力、 车辆高度变更力而起作用来执行上述各控制。详细地说，将在上述各控制 中作为执行器力的分量的阻尼力分量、侧倾抑制力分量、俯仰抑制力分 量、车辆高度变更力分量相加来确定目标执行器力，并通过控制执行器26 使其产生所述目标执行器力，从而统一执行这些各控制。g卩，在本实施方 式中，车身姿态控制是将执行器力作为直接的控制对象的控制，并且是遵 循所称的力控制方法的控制。以下，关于振动衰减控制、侧倾抑制控制、 俯仰抑制控制、依赖于执行器的车辆高度变更控制中的每一控制，以这些 每一控制中的执行器力分量的确定方法为重点进行说明。
i)振动衰减控制
在振动衰减控制中，确定阻尼力分量Fv，以便为了使车身和车轮12 的振动衰减而产生大小与该振动的速度相应的执行器力。具体地说，根据 由设置在车身的安装部24上的纵向加速度传感器176检测并算出的簧上 速度Vu和由设置在下臂22上的纵向加速度传感器178检测并算出的簧下速度V^按照下式来计算阻尼力分量Fv。
FV=KV' (Cu'Vu—Cl'VL) (Kv:增益)
ii) 侧倾抑制控制
在侧倾抑制控制中，当车辆转弯时，根据由该转弯引起的侧倾力矩， 使使转弯内轮侧的执行器26产生縮弹方向的执行器力，并使转弯外轮侧 的执行器26产生回弹方向的执行器力，作为侧倾抑制力。具体地说，根 据与第一实施方式同样地确定的控制横向加速度07*按照下式来确定侧倾 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，当由于车身制动等而车身急剧下降(nose-doves) 时，根据产生该急剧下降的俯仰力矩，使前轮侧的执行器26FL、 FR产生回弹方向的执行器力，并使后轮侧的执行器26RL、 RR产生縮弹 方向的执行器力，作为俯仰抑制力。并且，当由于车身加速等而车身的尾 部下坐(squats)时，根据产生该尾部下坐的俯仰力矩，使后轮侧的执行 器26RL、 RR产生回弹方向的执行器力，并使前轮侧的执行器26FL、 FR 产生縮弹方向的执行器力，作为俯仰抑制力。具体地说，根据由前后加速 度传感器172实际测得的实际前后加速度按照下式来确定俯仰抑制力 分量FP。
FP=KP Gx (KP:增益)
iv) 依赖于执行器的车辆高度变更控制
与第一实施方式一样，在本实施方式中，当在N车辆高度下车速V大 于或等于阈速度Vi (例如，80km/h)时向"高速行驶时的车辆高度"改变 车辆高度的情况、以及当上下车时向"上下车时的车辆高度"改变车辆高 度的情况下，由执行器26进行车辆高度变更控制。具体地说，根据作为 目标的高速行驶时的车辆高度或上下车时的车辆高度，确定与各车轮12 相关的车辆高度变更距离SLH，并根据该车辆高度变更距离SLh按照下式 来确定车辆高度变更力分量FH。
39FH=KH'SLH (KH:增益)
v)执行器力和马达的动作控制
执行器26的控制基于目标执行器力来进行，目标执行器力是执行器 26应产生的执行器力。详细地说，如上所述，在确定了阻尼力分量Fv、 侧倾抑制力分量FR、俯仰抑制力分量FP以及车辆高度变更力分量Fh之 后，根据这些分量按照下式来确定目标执行器力F。
F=FV+FR+FP+FH
接着，根据所述确定的目标执行器力F按照下式来确定向马达54通 电的目标通电电流P。
i*=K F
接下来，产生与所述确定的目标通电电流P相应的执行器力。与第一 实施方式一样，将与基于目标通电电流P的占空比有关的指令发送给逆变 器146，并通过以遵循上述指令的方式切换该逆变器146所具有的开关元 件，来控制马达54的动作。
《动作停止状态避免控制》
在本实施方式中，当马达54的旋转位置处在同一个位置维持了设定 时间以上时，执行使马达54的旋转位置发生变动的动作位置变动控制， 以作为动作停止状态避免控制。由于通过所称的力控制方法来执行车身姿 态控制，因此在本实施方式中，不执行目标位置变换控制。本实施方式的 动作位置变动控制也与第一实施方式的时候一样，在马达54的旋转位置 在同一个位置维持了设定时间tQ (例如，3秒)以上时，使马达54的旋转 位置发生变动，详细地说，使马达54的旋转位置在以其停止的位置为中 心±60° (相当于电角度±180° )的范围内周期地变动。在本实施方式 中，使马达54的旋转位置以比簧上共振频率低的频率f，详细地说以簧上 共振频率的1/2以下的频率f (例如，0.2Hz)发生变动。具体地说，基于 下式针对时间t修正上述确定了的目标通电电流P。
i*'=i*+C'sin (360° 'f't)
这里，C是用于表示目标通电电流的变动振幅的常数，并相对于变换马达转角之前的车身-车轮间距离与将马达转角变换60° (相当于电角180 ° )之后的车身-车轮间距离之差而确定。
例如，如果在维持空气弹簧28的压力室46内的空气量的状态下执行 动作位置变动控制，则车身-车轮间距离也随着马达54的旋转位置的变动 而变动。在本实施方式的动作位置变动控制中，执行根据马达54的旋转 位置的变动来调整空气弹簧28的压力室46内的空气量从而将车身-车轮间 距离维持恒定的控制。具体地说，将马达54停止旋转时的车身-车轮间距 离设为空气弹簧28的控制目标，并控制空气供应排出装置80的工作，以 使得即便马达54的旋转位置发生变化也维持该车身-车轮间距离。另外， 虽然执行器26的长度会由于动作位置变动控制而发生变化，但该长度变 化可被与执行器26串联设置的螺旋弹簧42吸收，因此即使在执行器力和 空气弹簧的车身支承力发生变动的情况下，也可实现弹簧减振器Assy 20 整体的长度为恒定的状态。在本实施方式中，如上所述，动作位置变动控 制中的目标通电电流P的变动速度、即执行器力的变动速度比较慢，因此 通过调整空气弹簧28的空气量，可充分地防止车身-车轮间距离发生变 化。
《控制程序》
本实施方式中的执行器26的控制和空气弹簧28的控制通过分别执行 在图13中示出了流程图的执行器控制程序、在图14中示出了流程图的空 气弹簧控制程序来进行。首先，在执行器控制程序的S71 S76中，如上 所述，确定马达54的目标通电电流i、接着，在S77中，判断在马达54 产生马达力的状态下马达54的动作是否保持停止。具体地说，如果所确 定的目标通电电流P不为0、而且由行程传感器164检测出的实际车身-车 轮间距离Lr与上次执行程序时的距离相同，则判断为在产生马达力的情况 下保持停止。然后，当判断出在产生马达力的状态下保持停止时，在S80 中通过在停止时间tc上加以程序的执行间隔St来计算停止时间tc，当该停 止时间tc大于设定时间t()时，在S82中进行动作位置变动控制，从而以使 目标通电电流P周期地发生变动的方式修正目标通电电流i*。另外，当判 断出已停止时，在S79中，将该时间点的实际车身-车轮间距离Lr设为动
41作位置变动控制中的空气弹簧28的控制目标距离Lo* 。
另外，在空气弹簧控制程序中，除了与第一实施方式相同的依赖于空 气弹簧的车辆高度变更控制以外，如上所述，当进行动作位置变动控制时
还执行将车身-车轮间距离维持恒定的控制。详细地说，在S91中，判断马 达54的旋转位置保持停止的时间tc是否大于设定时间tQ，当大于设定时间 时，在S98、 S99中，分别对与各车轮相对应的当前时间点的实际车身-车 轮间距离Lr和在执行器控制程序中确定的控制目标距离L^进行比较判 断，控制空气的供应和排出，从而将实际车身-车轮间距离Lr维持为控制 目标距离L0*。
本实施方式的悬架系统也与第一实施方式的一样，通过执行动作位置 变动控制来使三相的通电量不断地变化，从而使三相的发热量变得均匀。 即防止了马达54中的发热发生不均衡，减轻了施加给马达54的负担。
权利要求
1. 一种车辆用悬架系统，包括电磁式执行器，具有电动马达，并依赖于马达力而产生执行器力，其中，所述马达力是由所述电动马达产生的力，所述执行器力是使车身和车轮上下接近和远离的方向上的力；以及控制装置，通过控制所述电动马达来控制所述电磁式执行器的工作；所述车辆用悬架系统的特征在于，所述控制装置执行动作停止状态避免控制，该动作停止状态避免控制用于避免在所述电动马达产生马达力的情况下该电动马达的动作停止在同一个动作位置的状态。
2. 如权利要求1所述的车辆用悬架系统，其中，所述电磁式执行器能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮 间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的距离。
3. 如权利要求1或2所述的车辆用悬架系统，其中，所述电动马达的动作位置是通过定子与可动件的相对位置来确定的位置。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 当所述电动马达的动作在同一个动作位置停止了设定时间以上时，所述控制装置执行所述动作停止状态避免控制。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 当所述电动马达的动作停止在特定动作位置时，所述控制装置执行所述动作停止状态避免控制。
6. 如权利要求5所述的车辆用悬架系统，其中，所述特定动作位置是对于所述电动马达的多相中的一相的通电量达到 最高的动作位置。
7. 如权利要求5或6所述的车辆用悬架系统，其中， 当所述控制装置控制所述电磁式执行器的操作以使所述电动马达的动作位置变为目标位置时，所述控制装置执行作为所述动作停止状态避免控制的目标位置变换控制，该目标位置变换控制在所述目标位置为所述特定 动作位置的情况下将该目标位置变换为与该特定动作位置不同的位置。
8. 如权利要求7所述的车辆用悬架系统，其中，所述目标位置变换控制是将目标位置变换为所述电动马达的多相中通 电量达到最大的相存在多个的动作位置的控制。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置执行作为所述动作停止状态避免控制的动作位置变动控制，所述动作位置变动控制使所述电动马达的动作位置发生变动。
10. 如权利要求9所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是使所述电动马达的动作位置周期地发生变动的控制。
11. 如权利要求10所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是使所述电动马达的动作位置以比簧上共振频率低的频率发生变动的控制。
12. 如权利要求IO所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是所述电动马达的动作位置以簧上共振频率与簧下共振频率之间的频率发生变动的控制。
13. 如权利要求9至12中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述动作位置变动控制是使得在与360°的电角度对应的范围内发生变动的控制。
14. 如权利要求9至13中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电磁式执行器能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的距离，所述车辆用悬架系统包括(a)流体式悬架弹簧，该流体式悬架弹 簧将车身和车轮相互地弹性支承，并且能够通过流体的流入和流出而改变 弹簧长度；(b)执行器支承弹簧，该执行器支承弹簧配置在车身和车轮 中的一者与所述电磁式执行器之间，并将所述一者和所述电磁式执行器相 互地弹性支承，所述控制装置在所述动作位置变动控制中还执行根据所述电动马达的动作位置的变动而使流体向所述流体式悬架弹簧中流入和从所述流体式悬 架弹簧流出从而将车身-车轮间距离维持恒定的控制。
15. 如权利要求1至14中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电磁式执行器能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的距离，所述车辆用悬架系统包括(a)流体式悬架弹簧，该流体式悬架弹簧将车身和车轮相互地弹性支承，并且能够通过流体的流入和流出而改变弹簧长度；(b)执行器支承弹簧，该执行器支承弹簧配置在车身和车轮 中的一者与所述电磁式执行器之间，并将所述一者和所述电磁式执行器相 互地弹性支承，所述控制装置在所述动作停止状态避免控制中还执行使流体向所述流 体式悬架弹簧中流入和从所述流体式悬架弹簧中流出以消除依据所述动作 停止状态避免控制而发生的车身-车轮间距离的变动的控制。
16. 如权利要求1至15中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述车辆用悬架系统包括检测所述电动马达的温度的温度检测器， 当由所述温度检测器检测出的所述电动马达的温度大于或等于设定值时，所述控制装置执行所述动作停止状态避免控制。
17. 如权利要求1至16中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述车辆用悬架系统包括多个电磁式执行器，所述多个电磁式执行器与多个车轮相对应并分别为所述电磁式执行器，所述控制装置能够对所述多个电磁式执行器中的每一个执行所述动作 停止状态避免控制。
18. 如权利要求17所述的车辆用悬架系统，其中， 所述多个电磁式执行器中的每一个能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上 的距离，当所述控制装置对所述多个电磁式执行器中的两个以上电磁式执行器 执行所述动作停止状态避免控制时，所述控制装置使得依据所述动作停止 状态避免控制而发生的与所述两个以上电磁式执行器的每一个相对应的车身-车轮间距离的变动同步。
19. 如权利要求18所述的车辆用悬架系统，其中，所述控制装置能够执行作为所述动作停止状态避免控制的动作位置变动控制，所述动作位置变动控制使所述电动马达的动作位置周期地发生变 动，当所述控制装置对所述多个电磁式执行器中的两个以上电磁式执行器 执行所述动作位置变动控制时，所述控制装置使所述两个以上电磁式执行 器中的每一个电磁式执行器的所述电动马达的动作位置发生变动，以免依 据所述动作位置变动控制而发生的与所述两个以上电磁式执行器的每一个 相对应的车身-车轮间距离的变动产生偏差。
20. 如权利要求17至19中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述多个电磁式执行器的每一个能够根据所述电动马达的动作位置而改变车身-车轮间距离，该车身-车轮间距离是车身与车轮在上下方向上的 距离，当所述控制装置对所述多个电磁式执行器中的至少一个执行所述动作 停止状态避免控制时，所述控制装置对其他电磁式执行器中的每一个执行 变动追随控制，该变动追随控制使与所述其他电磁式执行器中的每一个相 对应的车身-车轮间距离根据依据所述动作停止状态避免控制而发生的车 身-车轮间距离的变动而变动。
21. 如权利要求20所述的车辆用悬架系统，其中， 所述变动追随控制是在不使车身的倾斜角度发生变化的情况下使车身在上下方向上动作的控制。
22. 如权利要求1至21中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置能够执行使所述电磁式执行器所产生的执行器力作为针对车身和车轮的接近和远离动作的阻尼力而起作用的控制。
23. 如权利要求1至22中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电磁式执行器包括(a)外螺纹部，该外螺纹部相对于簧上部件和簧下部件中的一者不能相对移动；(b)内螺纹部，该内螺纹部相对 于所述簧上部件和所述簧下部件中的另一者不能相对移动，并与所述外螺纹部螺合，并且随着车身和车轮接近和远离而相对于所述外螺纹部旋转，所述电磁式执行器被构成为通过由所述电动马达向所述外螺纹部和所 述内螺纹部施加相对旋转力而产生执行器力。
24. 如权利要求1至23中任一项所述的车辆用悬架系统，其中， 所述电动马达是三相无刷DC马达。
25. 如权利要求24所述的车辆用悬架系统，其中， 所述控制装置包括对所述电动马达进行正弦波驱动的驱动电路。
全文摘要
车辆用悬架系统被构成为能够执行用于避免在电动马达产生马达力的情况下该电动马达的动作停止在同一个动作位置的状态的控制，所述电动马达是电磁式执行器的动力源。具体地说，当马达的目标旋转位置为特定动作位置(例如，对于一相的通电量达到峰值的旋转位置)时，执行使该目标旋转位置变换δθ的控制。另外，当马达的旋转位置在同一位置停止了设定时间以上时，执行使马达的旋转位置发生变动的控制。根据本系统，可抑制马达的发热不均衡，减轻施加给马达的负担，从而可构建实用性高的悬架系统。
文档编号F16F15/02GK101511615SQ20078003290
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月28日 优先权日2006年9月12日
发明者井上博文, 渡边英, 近藤卓宏 申请人:丰田自动车株式会社;萱场工业株式会社