CN101101037A - 用于减震器的控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于减震器的控制装置和方法，该阻尼力控制装置(1)用于介于车辆(A)的簧上构件(Bn)和簧下构件(Wn)之间的减震器(Dn)，该阻尼力控制装置(1)包括阻尼力改变机构(3)，其将可变阻尼力(Fcn)附加到可由减震器(Dn)产生的最小阻尼力(Fdn)。该装置(1)包括控制部(2)，其计算阻尼力目标值(Fsn)和最小阻尼力(Fdn)之间的偏差(εn)(S207)；以及基于偏差(εn)利用计算的可变阻尼力(Fcn)开环控制阻尼力改变机构(3)，从而使得由减震器(Dn)产生的阻尼力与阻尼力目标值(Fsn)一致(S208-S212)，由此最优化具有非线性阻尼特性的减震器(Dn)的阻尼力控制。

Description

用于减震器的控制装置和方法
技术领域
本发明涉及一种具有非线性阻尼特性的车用减震器的控制。
背景技术
日本专利局1994年公布的JPH06-247117A公开了将天棚控制(Sky Hook control)应用于车用减震器的阻尼力控制。
当簧上构件的簧上构件速度V和减震器的行程速度Vs的乘积的符号为正时，根据该现有技术的控制装置通过关系式C＝Cs·V/Vs计算减震器的阻尼系数C。反之，当符号为负时，控制装置通过关系式C＝Cs·V计算减震器的阻尼系数C。在此，Cs表示天棚阻尼系数。
在天棚控制中，当簧上构件速度V的符号与减震器的行程速度Vs的符号相同时，通过簧上构件速度V乘以天棚阻尼系数Cs来计算天棚控制力。另一方面，当符号不同时，应当进行控制以使天棚控制力变为零。
现有技术装置调节减震器的阻尼系数C的值，使得当簧上构件速度V和减震器的行程速度Vs的符号相同时所需的天棚控制力Cs·V变成等于作为减震器的行程速度Vs和阻尼系数C的乘积而获得的减震器的阻尼力的值Vs·C。
发明内容
然而，当根据现有技术调节阻尼系数C时，不可能按照意图控制减震器的阻尼力。
参考图10，当产生的阻尼力相对于减震器的行程速度的特性(以下称为减震器的阻尼特性)保持线性特征时，通过调节阻尼系数C来最佳地控制减震器的阻尼力。
参考图11，在通过调节阻尼阀的开阀压力(crackingpressure)来控制阻尼力的减震器中，或者在使用电粘性流体或磁粘性流体来平行移动阻尼特性的减震器中，阻尼特性可能具有非线性特征。在具有这种阻尼特性的减震器中，难以通过简单地改变由上述方法获得的阻尼系数C来控制阻尼力。换句话说，当表示阻尼特性的线为线性的并且经过行程速度轴和阻尼力轴相交的原点时，可通过简单地改变阻尼系数C来使减震器产生优选的阻尼力，但是在具有如图11所示的非线性阻尼特性的减震器中，由于阻尼特性线的倾斜度沿其路线发生改变，不可能通过简单地改变阻尼系数C而使减震器产生优选的阻尼力。
此外，如果由减震器产生的阻尼力完全与减震器的行程速度成比例地变化，则依赖于阻尼系数C的调整来控制阻尼力将是有效的，但是难以在减震器中实现这种阻尼特性，因此，在实际的阻尼力和通过天棚控制计算得到的阻尼力之间可能产生偏差，这可能对车辆行驶的舒适性产生不利影响。
更进一步，现有技术将天棚控制力Cs·V除以行程速度Vs来计算阻尼系数C。当行程速度Vs取零附近的值时，阻尼系数C取得非常大的值，计算误差不可避免地增大。
在行程速度Vs大约为零的运行区域，难以精确地控制阻尼力，因此由于称为振荡(hunting)的现象，可能不会产生稳定的阻尼力。
因此，本发明的目的在于使具有非线性阻尼特性的减震器的阻尼力控制最优化。
为了实现上述目的，本发明提供一种阻尼力控制装置，其用于控制由介于车辆的簧上构件和簧下构件之间的减震器产生的阻尼力。该阻尼力控制装置包括：阻尼力改变机构，其将可变阻尼力附加到可由减震器产生的最小阻尼力；和控制部，其用于计算阻尼力目标值和最小阻尼力之间的偏差，以及根据该偏差开环控制阻尼力改变机构，从而使得由减震器产生的阻尼力与阻尼力目标值一致。
本发明还提供一种用于减震器的阻尼力控制方法，该减震器设有如上所述的阻尼力改变机构。该方法包括：计算阻尼力目标值和最小阻尼力之间的偏差；以及根据该偏差开环控制阻尼力改变机构，从而使得由减震器产生的阻尼力与阻尼力目标值一致。
本发明的详细内容以及其它特征和优点将在说明书的其余部分阐述并且在附图中示出。
附图说明
图1是根据本发明的减震器用控制装置的示意图。
图2是表示根据本发明的簧上构件加速度传感器的位置的车辆的示意性立体图。
图3是示出减震器的阻尼特性的图。
图4是安装在减震器中的阻尼力改变机构的纵向剖视图。
图5是减震器的示意性纵向剖视图。
图6是可以应用本发明的另一减震器的示意性纵向剖视图。
图7是根据本发明的控制装置的控制部的方框图。
图8是示出由控制部储存的最小阻尼力图(map)的特性的图。
图9是说明由控制部执行的阻尼力控制程序的流程图。
图10是示出根据一现有技术例子的减震器的阻尼特性的图。
图11是示出根据另一现有技术例子的减震器的阻尼特性的图。
具体实施方式
参考附图中的图1，车辆A包括分别由车身经由四个悬簧S1-S4和四个减震器D1-D4支撑的四个车轮。从力学的角度来看，车轮对应于悬簧S1-S4的簧下构件W1-W4。而且，车辆对应于悬簧S1-S4的簧上构件B1-B4。簧上构件B1-B4的重量总和等于车辆的重量。
减震器D1-D4的控制装置1包括：控制部2，其安装在车身中的任意位置；三个簧上构件加速度传感器G1-G3，其检测车身各部分沿垂直方向的加速度；  簧下构件加速度传感器GU1-GU4，其分别检测簧下构件W1-W4沿垂直方向的簧下构件加速度Y1-Y4；以及阻尼力改变机构3，其分别改变由减震器D1-D4产生的阻尼力。
与悬簧S1并联地将减震器D1置于簧上构件B1和簧下构件W1之间。与悬簧S2并联地将减震器D2置于簧上构件B2和簧下构件W2之间。与悬簧S3并联地将减震器D3置于簧上构件B3和簧下构件W3之间。与悬簧S4并联地将减震器D4置于簧上构件B4和簧下构件W4之间。
参考图2，簧上构件加速度传感器G1-G3是检测车身10沿垂直方向的加速度的传感器，被布置在车身10中不在车辆的前后方向或横向上成一条直线的三个任意位置。
簧上构件加速度传感器G1-G3将对应于检测到的加速度α1-α3的电压信号输出到减震器D1-D4的控制装置1的控制部2。基于这些电压信号，控制部2计算簧上构件B1-B4中的每一个沿垂直方向的加速度α1-α3。在以下的说明中，用正值表示向上的加速度。同样地，用正值表示簧下构件的向上的加速度和由减震器D1-D4产生的向上的阻尼力。
通过以下等式(1)说明簧上构件Bn的加速度Xn。
Xn＝βn1·α1+βn2·α2+βn3·α3    (1)
其中，n是从用于标识四个簧上构件的1至4的数字中选择的标记。例如，当等式(1)中的n＝1时，计算簧上构件B1的加速度X1，以及
βn1、βn2、βn3是根据簧上构件加速度传感器G1-G3的位置、车身10的重心位置、车身10的重心和簧上构件B1-B4中的每一个之间的距离、车辆A的轴距(wheelbase)以及车辆A的胎面等确定的常数。
等式(1)表示：假设车身10是刚体，则可以通过获得车身10的三个部分的垂直加速度α1-α3来明确地确定簧上构件B1-B4的加速度X1-X4，车身10的该三个部分是任意确定的，但是不能在车辆的前后方向或横向上成一条直线。
再次参考图1，簧下构件加速度传感器GU1-GU4分别检测簧下构件W1-W4沿垂直方向的簧下构件加速度Y1-Y4，并且向控制部2输出对应的信号。
改变由减震器D1-D4产生的阻尼力的阻尼力改变机构3中的每一个包括改变减震器D1-D4设有的阻尼阀的开阀压力(cracking pressure)的机构。开阀压力对应于打开阀的最小压力。
参考图3，当改变开阀压力时，减震器D1-D4的阻尼特性在最小阻尼特性Low和最大阻尼特性High之间的区域内沿图中的纵坐标进行平行移动。阻尼力改变机构3在该范围内改变当减震器Dn伸张和收缩时由减震器Dn产生的阻尼力。
减震器D1-D4被构造成具有相同的结构。
参考图4，减震器D1-D4中的每一个包括缸体(cylinder)100、在缸体100内滑动的中空筒状活塞101、以及经由阻尼力改变机构3被固定到活塞101并且从缸体100轴向向外突出的中空活塞杆12。
缸体100的内部被活塞101分为杆侧室R1和活塞侧室R2。杆侧室R1和活塞侧室R2经由贯通活塞101和阻尼力改变机构3形成的主通路104彼此连通。在活塞101的内部安装面向主通路104的安全阀105。与安全阀105串联地将阻尼力改变机构3布置在主通路104中。
参考图5，在缸体100中封装例如液压油等流体。通过设置在活塞101下方的自由活塞120在缸体100中形成气室121。气室121填充有高压气体以在减震器D1-D4伸缩时通过使自由活塞120在缸体100中垂直移动来补偿缸体100中的容积变化，该容积变化由侵入到缸体100中和从缸体100突出的活塞杆12引起。减震器D1-D4被构造为所谓的单筒型(single-shell type)。然而，减震器D1-D4也可以构造为双筒型(double-shell type)。
再次参考图4，阻尼力改变机构3包括上端固定到活塞杆12且下端固定到活塞101的筒状壳102。阻尼力改变机构3还包括固定在壳102的内部的套筒106、在套筒106中滑动的滑阀(spool)108、和被夹持在滑阀108和活塞101之间的阀座构件107。活塞101螺纹连接到壳102的下端中。阀座构件107包括环形阀座107a，该环形阀座107a具有与滑阀108的下端接触的双圆形座部。
在滑阀108的背侧，即图4中滑阀108的上方，将弹簧109和螺线管110封装在壳102中，其中，弹簧109将滑阀108推向阀座构件107，螺线管110响应激励电流对滑阀108施加向上的推力以减小弹簧109的推力。
在壳102中形成面向滑阀108背面的伸张引导室(pilotchamber)111。在壳102中，在形成在滑阀108的外周上的台阶和套筒106的内周之间还形成收缩引导室112。
经由形成在壳102中的伸张引导通路113将杆侧室R1中的压力引导到伸张引导室111。经由贯通滑阀108形成的收缩引导通路114将活塞侧室R2中的压力引导到收缩引导室112。
收缩引导室112和伸张引导室111经由形成在滑阀108背侧上的通孔108a和收缩引导通路114彼此连通。围绕通孔108a形成环形阀座108b，具有底部并受到弹簧109的推力的筒状第一子阀115从上方落座在环形阀座108b上，以关闭通孔108a，同时对滑阀108施加朝向阀座构件107的推力。
在第一子阀115的底部形成通孔115a。通孔115a由从上方受到弹簧109的推力的筒状第二子阀116封闭。
第二子阀116与衔铁(armature)119接合。螺线管110取决于激励电流对衔铁119施加向上的力，以减小弹簧109作用于第二子阀116的弹簧力。结果，第一子阀115的开阀压力和第二子阀116的开阀压力减小。同时，开闭主通路104的滑阀108与环形阀座107a之间的开阀压力减少。
参考图3，当螺线管110取决于激励电流减小弹簧109作用于第二子阀116的弹簧力时，由减震器D1-D4产生的阻尼力在最小阻尼特性Low至最大阻尼特性High之间的范围内沿增大方向变化。在此，最大阻尼特性High对应于没有供给螺线管110激励电流的情况，最小阻尼特性Low对应于供给螺线管110最大激励电流的情况。随着激励电流减小，阻尼力特性在其倾斜度保持不变的同时沿着纵坐标进行平行移动。用以下方式进行该平行移动：当图的第一象限中示出的特性向上移动时，第三象限中示出的特性同时向下移动，反之亦然。
再次参考图4，阻尼力改变机构3的各部分的尺寸如下设定。
具体地，假定：
φ1＝第二子阀116的上部小直径部分的直径；
φ2＝通孔115a的阀座的直径；
φ3＝通孔108a的阀座的直径；
φ4＝套筒106的内径；
φc＝环形阀座107a的内径；
φr＝环形阀座107a的外径；和
φ5＝滑阀108的外径；
设定阻尼力改变机构3的各部分的尺寸以满足以下关系式：
φ42-φ22＞φ52-φr2和
φ52-φ42＞φc2-φ32。
当减震器D1-D4伸张时即当活塞101在图4中向上移动时，假定第二子阀116的开阀压力为Pc2，以及假定杆侧室R1中的压力为Pa。
在关系式Pc2·(φ42-φ22)＞Pa·(φ52-φr2)保持的状态下，滑阀108不从环形阀座107a提升，并且主通路104关闭。当关系式Pc2·(φ42-φ22)＜Pa·(φ52-φr2)保持时，滑阀108从环形阀座107a提升，从而主通路104打开。开阀压力Pc2是导致第二子阀116从第一子阀115的通孔115a提升而使伸张引导室111与收缩引导通路114连通的压力。可通过增大由螺线管110产生的向上推力而减小弹簧109的弹簧力来调节该开阀压力Pc2。通过这样调节由螺线管110产生的向上推力，在减震器D1-D4的伸张行程中，滑阀108打开主通路104的开阀压力也变化。
当减震器D1-D4收缩时即当活塞101在图4中向下移动时，假定第一子阀115的开阀压力为Pc1，以及假定活塞侧室R2中的压力为Pb。
在关系式Pc1·(φ52-φ42)＞Pb·(φc2-φ32)保持的状态下，滑阀108不从环形阀座107a提升，并且主通路104关闭。当关系式Pc1·(φ52-φ42)＜Pb·(φc2-φ32)保持时，滑阀108从环形阀座107a提升，从而主通路104打开。开阀压力Pc1是导致第一子阀115从滑阀108的通孔108a提升而使伸张引导室111与收缩引导通路114连通的压力。可通过增大由螺线管110产生的向上推力而减小弹簧109的弹簧力来调节该开阀压力Pc1。通过这样调节由螺线管110产生的向上推力，在减震器D1-D4的收缩行程中，滑阀108打开主通路104的开阀压力也变化。
在减震器D1-D4的伸张行程和收缩行程二者中，可通过使用单个螺线管110来改变滑阀108打开主通路104的开阀压力。由此阻尼力改变机构3在图3所示的范围内改变减震器D1-D4的阻尼特性。
如上所述，随着螺线管110的激励电流的增大，开阀压力Pc1和Pc2减小。换句话说，当螺线管110的激励电流供给被意外切断时，减震器D1-D4产生最大阻尼力，这确保了车辆悬架系统的故障安全运行(fail-safe operation)。
减震器D1-D4的构造是一个例子，本发明不限于该类减震器。例如，阻尼阀可由形成在流体通路中的阀座和座落在阀座上的提升阀构成。阻尼力改变机构可由螺线管和弹簧构成，其中，螺线管沿从阀座提升的方向对阀施加推力，弹簧沿相反的方向推阀。在该情况下，螺线管的推力调节作用于阀的弹簧力，从而使得阀离开阀座的开阀压力可以改变。
如上所述，阻尼力改变机构3改变安装在减震器D1-D4中的阻尼阀的开阀压力。
参考图6，将说明不同构造的阻尼力改变机构。
在采用电粘性流体或磁粘性流体作为工作流体的减震器中，在电粘性流体中产生电场或者在磁粘性流体中产生磁场以改变流体粘度的装置201可作为阻尼力改变机构安装在连接杆侧室R3和活塞侧室R4的通路200中。通路200形成在活塞202和缸体203之间的间隙中，但是通路200的位置不限于此构造。在采用电粘性流体的减震器中，装置201包括设置在活塞202外周上的电极和用于向电极供给激励电流的激励电流供给机构。在采用磁粘性流体的减震器中，装置201包括设置在活塞202中的线圈和用于向线圈供给激励电流的激励电流供给机构。在上述任何一种情况下，都可以实现图3所示的可变阻尼特性。
接着，将说明控制部2。控制部2处理从簧上构件加速度传感器G1-G3和簧下构件加速度传感器GU1-GU4输出的信号，并且计算将由减震器D1-D4产生的阻尼力目标值Fsn。阻尼力目标值Fsn对应于前述的天棚控制力。控制部2以电流或电压信号的形式向螺线管110输出命令，以在每个减震器D1-D4中实现阻尼力目标值Fsn。控制部2基于减震器Dn的行程速度Vs1-Vs4和簧上构件B1-B4的簧上构件加速度V1-V4，计算将与各自减震器D1-D4的最小阻尼力Fd1-Fd4相加的可变阻尼力Fc1-Fc4，以进行减震器Dn的阻尼力的天棚控制。
参考图7，控制部2包括簧上构件加速度计算部21、积分器22、积分器23、加法器24、乘法器25、最小阻尼力计算部26、加法器27、符号确定部28和电流转换部29。
簧上构件加速度计算部21由分别通过簧上构件加速度传感器G1、G2、G3检测到的加速度α1、α2、α3计算簧上构件加速度Xn。
积分器22计算簧上构件加速度Xn的积分，获得各簧上构件Bn沿垂直方向的簧上构件速度Vn。
积分器23计算由簧下构件加速度传感器GUn检测到的簧下构件加速度Yn的积分，以计算簧下构件W1-W4沿垂直方向的簧下构件速度Vyn。
加法器24通过从簧上构件速度Vn中减去簧下构件速度Vyn来计算每一个减震器Dn的行程速度Vsn。
乘法器25将簧上构件速度Vn乘以天棚阻尼系数Cs，以计算阻尼力目标值Fsn。
最小阻尼力计算部26计算减震器Dn在行程速度Vsn能够产生的最小阻尼力Fdn。
加法器27通过从阻尼力目标值Fsn中减去最小阻尼力Fdn来计算偏差εn。
符号确定部28确定偏差εn和行程速度Vsn的乘积的符号。当符号为正时，符号确定部28输出偏差εn，使该偏差εn作为将与减震器Dn的最小阻尼力Fdn相加的可变阻尼力Fcn。另一方面，当符号为负时，符号确定部28输出零，使其作为可变阻尼力Fcn。
电流转换部29将从符号确定部28输出的可变阻尼力Fcn转换为将要输出到螺线管110的驱动电路的电流命令值In。应当注意的是，上述标记中的n是从数字1到4中选择的用于分别标识四个簧上构件和四个簧下构件的标志。
现在将详细说明控制部2的各部的动作。当从簧上构件加速度传感器G1、G2、G3输入加速度α1、α2、α3的值时，簧上构件加速度计算部21进行上述计算以获得簧上构件加速度Xn。然后，积分器22由簧上构件加速度Xn计算每个簧上构件Bn沿垂直方向的簧上构件速度Vn。
另一方面，积分器23计算由簧下构件加速度传感器GUn检测到的簧下构件加速度Yn的积分，以获得每个簧下构件Wn的簧下构件速度Vyn。将由积分器23算出的簧下构件速度Vyn以及由积分器22算出的簧上构件速度Vn输入到加法器24中。加法器24计算每一个减震器Dn的行程速度Vsn。
还将从积分器22输出的簧上构件速度Vn输入到乘法器25中。乘法器25将簧上构件速度Vn乘以天棚阻尼系数Cs，以计算阻尼力目标值Fsn。
最小阻尼力计算部26参照具有图8所示特性并使用行程速度Vsn作为参数来限定最小阻尼力Fdn的最小阻尼力Fdn的图。该图中示出的行程速度Vsn和最小阻尼力Fdn之间的关系对应于图3中的最小阻尼特性Low。
可以不使用图而通过将行程速度Vsn乘以近似于减震器Dn的阻尼特性的常数来计算最小阻尼力Fdn。
加法器27通过从阻尼力目标值Fsn中减去最小阻尼力Fdn来计算偏差εn。例如，在图8中，当阻尼力目标值Fsn在a1并且行程速度在b时，偏差εn取正值。在该情况下，偏差εn等于将由阻尼力改变机构3产生的可变阻尼力Fcn。
反之，在图8中，当阻尼力目标值Fsn在a2并且行程速度在b时，偏差εn取负值。在该状态下，最小阻尼力Fdn超过阻尼力目标值Fsn，因此减震器Dn不能产生等于阻尼力目标值Fsn的阻尼力。
在减震器Dn的天棚控制中，当簧上构件速度Vn的方向和行程速度Vsn的方向不同时，或者换句话说，当簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积的符号是负的时，优选将阻尼力目标值Fsn设为零。然而，减震器Dn不能产生对应于图3中由最小阻尼特性Low的线和行程速度轴围绕的区域的阻尼力。因此，如果即使当簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积的符号为正时偏差也取负值，或者如果簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积的符号是负的，则应该将减震器Dn所产生的阻尼力保持为尽可能小。
符号确定部2 8确定偏差εn和行程速度Vsn的乘积的符号。当该符号为正时，意味着簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积取正值，并且阻尼力Fsn大于最小阻尼力Fdn。在该情况下，偏差εn等于将由阻尼力改变机构3产生的可变阻尼力Fcn，因此符号确定部28输出偏差εn作为可变阻尼力Fcn。
反之，当偏差εn和行程速度Vsn的乘积的符号是负的时，符号确定部28确定该情形对应于以下两种情况之一：偏差εn是负的，而簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积取正值的情况，或者簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积取负值的情况。在该情况下，符号确定部28输出零作为阻尼力目标值Fsn。
由此，符号确定部28确定偏差εn和行程速度Vsn的乘积是否是正的，并根据确定结果输出偏差εn或者作为阻尼力目标值Fsn的零。因此，没必要进行两种确定，即，确定簧上构件速度Vn和行程速度Vsn的乘积以确定偏差εn的符号。因此，该确定算法缩短了确定所需的时间，并且改善了阻尼力控制的响应。
最后，电流转换部29将可变阻尼力Fsn转换为对应的电流命令值In，并且将该电流命令值In输出到螺线管110的驱动电路中。
作为将可变阻尼力附加到减震器Dn的最小阻尼力的结果的阻尼力合成特性对应于图3中沿垂直轴平行移动的最小阻尼特性Low。从电流转换部29输出的电流命令值In与可变阻尼力Fcn成比例。因此，通过将电流命令值In表示的电流供给到螺线管110，在簧上构件速度Vsn和行程速度Vsn的方向相同以及阻尼力目标值Fsn大于最小阻尼力Fdn的状况下，由减震器Dn最终产生的阻尼力对应于阻尼力目标值Fsn。在簧上构件速度Vsn和行程速度Vsn的方向不同、或者即使簧上构件速度Vsn和行程速度Vsn的方向相同而阻尼力目标值Fsn小于最小阻尼力Fdn的状况下，由减震器Dn最终产生的阻尼力变成等于最小阻尼力Fdn。
根据本实施例，由减震器Dn产生的阻尼力当没有电流供给到螺线管110时达到最大，并且当最大电流供给到螺线管110时达到最小。换句话说，当可变阻尼力Fcn是零时，电流命令值In取最大值，并且随着可变阻尼力Fcn增大，电流命令值In朝向零减小。
为了控制具有非线性阻尼特性的减震器的阻尼特性，控制装置1在无需调节阻尼系数的情况下基于减震器Dn的阻尼力目标值Fsn和减震器可以产生的最小阻尼力Fdn之间的偏差εn来控制可变阻尼力Fcn。
因此，可以进行阻尼力的开环控制，而无需进行复杂的处理，因此，能够以高响应进行对具有非线性阻尼特性的减震器到阻尼力目标值Fsn的阻尼力控制。
在该实施例中，当减震器Dn的行程速度Vsn改变时，由减震器Dn产生的阻尼力不改变，并且减震器Dn总是产生对应于阻尼力目标值Fsn的阻尼力。因此，减震器Dn具有优异的振动隔离(oscillation insulation)效果，即，当车辆A行进时，防止从行驶表面输入的振动传递到车身10，由此显著地改善车辆A的乘坐舒适性。
此外，根据该控制装置1，不需要如现有技术的情况中那样将天棚控制力Cs·V或者换句话说阻尼力目标值除以行程速度Vsn，因此，即使在行程速度Vsn接近零的情况下，计算误差也不会增大。因此，减震器Dn在行程速度Vsn接近零的运行区域产生稳定的阻尼力。
在上述实施例中，将天棚控制作为由控制装置1控制的一个例子进行了说明，但是根据本发明的减震器的控制装置1具有根据阻尼力目标值Fsn和可由减震器Dn产生的最小阻尼力Fdn之间的偏差εn控制阻尼力的控制原理。用于确定阻尼力目标值的方法不限于天棚控制方法，可以应用任何其它的方法。例如，用于计算车辆的侧滚控制(roll control)或者制动期间车辆的纵倾或后倾控制(pitch or squat control)用最佳阻尼力的控制方法可用来计算阻尼力目标值Fsn。可根据任何适当的控制方法确定阻尼力目标值Fsn。
控制部2可由微型计算机构成，其中，该微型计算机包括用于放大从簧上构件加速度传感器G1-G3和簧下构件加速度传感器GU1-GU4输出的信号的放大器、用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器、中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入/输出接口(I/O接口)、晶体振荡器和连接这些装置的总线。预先在程序中指定并且在ROM或者其它存储装置中储存用于处理这些信号、计算可变阻尼力、以及基于计算结果控制每一个阻尼力改变机构3中的螺线管110的控制处理。
控制部2可由多个微型计算机构成。当车辆A设有电子控制单元(ECU)时，控制部2可集成到ECU中，而无需提供独立单元形式的控制部2。
参考图9，将说明当由微型计算机构成控制部2时控制部2所执行的控制程序。控制部2以例如10毫秒的规则间隔重复地执行该程序。
在步骤S201，控制部2读取由簧上构件加速度传感器G1、G2、G3检测到的加速度α1、α2、α3并且计算簧上构件加速度Xn。
在步骤S202，控制部2由簧上构件加速度Xn计算簧上构件Bn沿垂直方向的簧上构件速度Vn。
在步骤S203，控制部2由通过簧下构件加速度传感器GU1-GU4检测到的簧下构件加速度Yn计算簧下构件Wn沿垂直方向的簧下构件速度Vyn。
在步骤S204，控制部2由簧下构件速度Vyn和簧上构件速度Vn计算减震器Dn的行程速度Vsn。
在步骤S205，控制部2由簧上构件速度Vsn和天棚阻尼系数Cs计算阻尼力目标值Fsn。
在步骤S206，控制部2基于行程速度Vsn计算最小阻尼力Fdn。
在步骤S207，控制部2通过从阻尼力目标值Fsn中减去最小阻尼力Fdn来计算偏差εn。
在步骤S208，控制部2计算偏差εn和行程速度Vsn的乘积。
在步骤S209，控制部2确定偏差εn和行程速度Vsn的乘积的符号。当符号为正时，控制部2进行步骤S210的处理。当符号为负时，控制部2进行步骤S211的处理。
在步骤S210，控制部2将可变阻尼力Fcn设为等于偏差εn。
在步骤S211，控制部2将可变阻尼力Fcn设为零。
在步骤S212，控制部2将步骤S210或者步骤S211中设定的可变阻尼力Fcn转换为电流命令值In，并且将该电流命令值In输出到螺线管110的驱动电路。
控制部2重复地执行该程序，以控制减震器Dn的可变阻尼力。
当减震器Dn如图6所示使用磁粘性流体时，控制部2通过参照指定电流命令值和阻尼力目标值Fsn之间关系的图来计算电流命令值，该电流命令值作为减震器Dn需要用来产生对应于阻尼力目标值Fsn的阻尼力的电流。当减震器Dn使用电粘性流体时，代替电流控制而进行电压控制，因此，图9步骤中的电流和电流命令值应当由电压和电压命令值代替。
控制部2通过参照指定电压命令值和阻尼力之间关系的图来计算电压命令值，该电压命令值是减震器Dn需要用来产生对应于阻尼力目标值Fsn的阻尼力的电压。
于2006年7月3日在日本提交的特愿2006-183493的内容通过引用包含于此。
虽然以上已参考本发明的某实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施例。在权利要求的范围内，本领域技术人员将作出上述实施例的变形和修改。
例如，在上述实施例中，将阻尼力改变机构3设置成随着激励电流的增大而减小可变阻尼力，但是还可以使阻尼力改变机构3随着激励电流的增大而增大可变阻尼力。
在上述实施例中，使用加速度传感器以执行天棚控制。用于该控制的物理量和状态量取决于应用的控制方法，因此可以使用适合于所应用的控制方法的任何其它传感器。
在上述实施例中，将阻尼力改变机构3设置成改变阻尼阀的开阀压力，或者改变电粘性流体或者磁粘性流体的粘度，以改变阻尼力。然而，阻尼力改变机构可由设置在减震器Dn中的可变节流孔和用于改变该可变节流孔的流动截面积的控制部2构成。
要求排他权的本发明的实施例由所附权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种阻尼力控制装置(1)，其用于控制由介于车辆(A)的簧上构件(Bn)和簧下构件(Wn)之间的减震器(Dn)产生的阻尼力，所述阻尼力控制装置(1)包括：
阻尼力改变机构(3)，其将可变阻尼力(Fcn)附加到可由所述减震器(Dn)产生的最小阻尼力(Fdn)；和
控制部(2)，其用于：
计算阻尼力目标值(Fsn)和所述最小阻尼力(Fdn)之间的偏差(εn)(S207)；以及
根据所述偏差(εn)开环控制所述阻尼力改变机构(3)，从而使得由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力与所述阻尼力目标值(Fsn)一致(S208-S212)。
2.根据权利要求1所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于通过将所述簧上构件(Bn)沿垂直方向的簧上构件速度(Vn)乘以天棚阻尼系数(Cs)来计算所述阻尼力目标值(Fsn)(S205)，以及基于所述减震器(Dn)的行程速度(Vsn)计算所述最小阻尼力(Fdn)(S206)。
3.根据权利要求2所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于通过使用所述减震器(Dn)的所述行程速度(Vsn)作为参数参照限定所述最小阻尼力(Fdn)的预先确定的图来计算所述最小阻尼力(Fdn)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于计算所述偏差(εn)和所述减震器(Dn)的所述行程速度(Vsn)的乘积(S208)，以及当所述乘积的符号为正时将所述可变阻尼力(Fcn)设为等于所述偏差(εn)，而当所述乘积的符号为负时将所述可变阻尼力(Fcn)设为零(S208-S211)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)包括阻尼阀(108，115，116)和根据供给的电流改变所述阻尼阀(108，115，116)的开阀压力的螺线管(110)，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)开环控制供给到所述螺线管(110)的电流(S208-S212)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述减震器(Dn)被构造成取决于封装在其内的磁粘性流体的粘度产生所述阻尼力，所述阻尼力改变机构(3)包括根据供给的电流改变所述减震器(Dn)中的所述磁粘性流体的粘度的粘度改变机构(201)，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)开环控制供给到所述粘度改变机构(201)的所述电流。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述减震器(Dn)被构造成取决于封装在其内的电粘性流体的粘度产生所述阻尼力，所述阻尼力改变机构(3)包括根据供给的电流改变所述减震器(Dn)中的所述电粘性流体的粘度的粘度改变机构(201)，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)开环控制供给到所述粘度改变机构(201)的所述电流。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)被构造成具有连续地改变由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力的功能。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于以如下方式根据所述偏差(εn)开环控制所述阻尼力改变机构(3)：所述减震器(Dn)的由所述减震器(Dn)的行程速度和所述减震器(Dn)产生的阻尼力之间的关系表示的阻尼力特性沿着所述产生的阻尼力轴进行平行移动(S206-S209)。
10.根据权利要求9所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力特性是非线性特性，使得所述阻尼力在所述行程速度(Vsn)小于预定速度的区域比在所述行程速度(Vsn)大于所述预定速度的区域变化更加急剧，而与所述减震器(Dn)的行程方向无关。
11.一种阻尼力控制方法，其用于控制由介于车辆(A)的簧上构件(Bn)和簧下构件(Wn)之间的减震器(Dn)产生的阻尼力，所述减震器(Dn)包括阻尼力改变机构(3)，所述阻尼力改变机构(3)将可变阻尼力(Fcn)附加到可由所述减震器(Dn)产生的最小阻尼力(Fdn)，所述阻尼力控制方法包括：
计算阻尼力目标值(Fsn)和所述最小阻尼力(Fdn)之间的偏差(εn)(S207)；以及
根据所述偏差(εn)开环控制所述阻尼力改变机构(3)，从而使得由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力与所述阻尼力目标值(Fsn)一致(S208-S212)。
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