CN101134431A - 车辆悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的悬架系统(10)，其包括：(a)悬架弹簧(51)；(b)减振器(52)；和(c)位移力产生器(20)，其可工作地产生使簧上部件和簧下部件朝向彼此或者远离彼此移动的位移力。位移力产生器包括(c－1)弹性体，弹性体的相对端部中的一个连接到簧上部件和簧下部件中的一个，和(c－2)致动器(26)，其设置在弹性体的相对端部的另一个和簧上部件和簧下部件的另一个之间，并且将弹性体和簧上部件和簧下部件的另一个互连。致动器包括电动机(70)，并且基于由电动机产生的电动机力可工作地产生致动器力，使得所产生的致动器力作用在弹性体上，以改变弹性体的变形量，该变形量依赖于致动器的致动量，并且使得所产生的致动器力经由弹性体传递到簧上部件和簧下部件，以用作位移力。悬架系统还包括(d)位移力的控制器(100)，其可工作地控制电动机的操作，以控制将由位移力产生器产生的位移力。位移力控制器执行用于控制位移力作为阻尼力的阻尼力控制，该阻尼力用于阻尼簧上部件和簧下部件中至少一个的振动。

Description

车辆悬架系统

技术领域

本发明涉及配备有位移力发生器的悬架系统。该位移力产生器构造成通过致动电控致动器以能够控制所产生的位移力的方式产生使车辆的簧上和簧下部件朝向彼此移动或者远离彼此移动的位移力。

背景技术

近年来，已经开始对如在JP-2002-218778A、JP-2002-211224A和JP-2006-82751A中公开的车辆悬架系统进行研究，该系统具体包括与悬架弹簧和减振器并列设置的位移力产生器。基于电控致动器的致动，位移力产生器以能够控制所产生的位移力的方式可工作地产生使簧上部件和簧下部件朝向彼此或者远离彼此移动的位移力。在此系统中，所产生的位移力用作减小车身侧倾的侧倾减小力。即，在此系统中，车身的侧倾能够由位移力产生器所产生的位移力减小。

发明内容

发明概要

上述各个日本未审专利申请公报所公开的上述车辆悬架系统的位移力产生器被控制用于降低车辆车身的侧倾，以有助于提高车辆车身姿势的稳定性。然而，考虑到在这样的配备有力产生器的悬架系统中还有为了提高实用性进行改进的空间。

本发明根据上述背景技术进行本发明。因而，本发明的目的在于提供在实际使用中具有较高实用性的车辆悬架系统。

本目的可以根据本发明原理实现。本发明提供了一种车辆悬架系统，其包括彼此并列设置的悬架弹簧、减振器和位移力产生器，其中位移力产生器包括弹性体和电控致动器，电控致动器与弹性体并列设置，并且可工作地产生致动器力，使得所产生的致动器力传递到车辆的簧上和簧下部件，以用作位移力。悬架系统进一步包括位移力控制器，其可工作地控制由位移力产生器产生的位移力，并且执行用于产生作为阻尼力的位移力的控制，该阻尼力用于阻尼簧上部件和/或簧下部件的振动。

在根据本发明的车辆悬架系统中，除了由减振器产生的振动阻尼力之外，振动阻尼力还能够由位移力产生器产生。因而，车辆悬架系统能够布置成具有适于所需目的的振动阻尼特性，因而能够在实际使用中具有较高的实用性。

本发明各种实施方式

将描述本发明的各种方式，这些方式被认为包含需求保护的可主张权利要求的特征。本发明这些方式的每个如同所附的权利要求那样编号，并且在适合之处为了更容易理解本说明书公开的技术特征而引用其它方式。应该理解到，本发明不限于将描述的技术特征或者其任何组合，并且应该根据以下对本发明各种方式和优选实施例解释本发明。应该还理解到，不必一起提供包括在以下本发明方式中的多个元件或者特征，并且本发明可以用相同方式有关描述中的选定的至少一个元件或者特征来实施。还理解到包括在以下本发明方式中的多个元件或者特征可以根据以下对各种模式和本发明的优选实施例的描述与至少一个附加元件或者特征进行组合，并且本发明可以相同方式有关的可能组合来实施。

(1)一种用于车辆的悬架系统，包括：(a)悬架弹簧，其设置在车辆的簧上部件和簧下部件之间；(b)减振器，其与悬架弹簧并列设置；和(c)位移力产生器，其与悬架弹簧并列设置，并且可工作地产生使簧上部件和簧下部件朝向彼此或者远离彼此移动的位移力，其中，位移力产生器包括(c-1)弹性体，弹性体的相对端部中的一个端部连接到簧上部件和簧下部件中的一个部件，和(c-2)电控致动器，其设置在弹性体的相对端部的另一个端部和簧上部件和簧下部件的另一个部件之间，并且将弹性体和簧上部件和簧下部件的另一个部件互连，并且其中，电控致动器包括电动机，并且基于由电动机产生的电动机力可工作地产生致动器力，使得所产生的致动器力作用在弹性体上，以改变弹性体的变形量，该变形量依赖于致动器的致动量，并且使得所产生的致动器力经由弹性体传递到簧上部件和簧下部件，以用作位移力，该悬架系统还包括：(d)位移力的控制器，其可工作地控制电动机的操作，以控制将由位移力产生器产生的位移力。

在根据此方式(1)的悬架系统中，其中此方式(1)通过示例由图1概念性图示，悬架弹簧SS、减振器SA和弹性体TB设置在簧上部件Mu和簧下部件M1(其支撑车轮W)，使得彼此并列布置。致动器A设置在弹性体TB和簧上和簧下部件Mu、M1中一个(即，在图1图示的示例中的簧上部件Mu)之间，并且将弹性体TB和簧上和簧下部件Mu、M1中另一个互连。致动器A基于电动机力可工作地产生致动器力，使得所产生的致动器力作用在弹性体上以使弹性体TB变形，并且使得所产生的致动器力经由弹性体TB传递到簧上和簧下部件Mu、M1以用作位移力(其使簧上和簧下部件Mu、M1朝向彼此或者远离彼此移动)。即，由致动器A和弹性体TB构成的位移力产生器是电控致动器，其构造成基于电动机力产生位移力。电动机的操作由位移力控制器C控制，由此能够控制位移力。

在此方式(1)中描述的术语“簧上部件”可以广义地理解为车辆的由悬架弹簧支撑的车身支撑部分。而术语“簧下部件”可以广义理解为车辆的可与悬架臂和车辆的轮子一起垂直移动的部件。进一步，“悬架弹簧”可以由诸如螺旋弹簧和空气弹簧的各种弹簧中任何一个提供，并且因而可以具有不受具体限制的构造。

“减振器”的功能是产生用于对簧上和簧下部件相对彼此摆动或者振动进行阻尼的阻尼力，并且可以具有不受具体限制的构造。减振器可以由例如在现有技术中常用的液压操作减振器中任何一个提供。“弹性体”可以由诸如螺旋弹簧和扭簧的各种形式的弹性体中任何一个提供，只要其能够具有依赖于其变形量的弹性力就可以了。“致动器”可以由布置成以适于形成弹性体变形的方式而致动的致动器提供。“电动机”可以由诸如旋转电动机或者线性电动机的任何类型的电动机提供，只要其适合于致动致动器就可以了。注意，致动器可以配备有减速器。

“位移力产生器”构造成使致动器力作用在弹性体上，以改变弹性体的变形量，其中该变形量是依赖于致动器的致动量。位移力的大小对应于致动器力的大小，致动器力的大小对应于弹性体的弹性力的大小。致动器的致动量对应于弹性体的变形量。因此，位移力的大小(其由位移力产生器产生)和致动器的致动量彼此对应。因而，由“位移力控制器”执行的控制可以由致动器力控制或者致动器致动量控制构成。在致动器力控制中，致动器力(即，用于产生致动器力的电动机的电动机力)直接受到该控制。在致动量控制中，致动器的致动量(即，用于建立致动器的致动量的电动机的运转量)直接受到该控制。注意，术语“致动器的致动量”意思是致动器从致动器的基准工作位置算起的致动器的致动量，其中基准工作位置是在其中车辆在平坦水平道路上静止的基准状态或者在视为基准状态的状态中建立。

(2)根据方式(1)的悬架系统，其中，弹性体包括(c-1-i)轴部分，其由作为簧上部件的车辆车身可旋转地保持，和(c-1-ii)臂部分，其从轴部分的相对端部中的一个端部沿着与轴部分相交的方向延伸，并且其远端端部连接到簧下部件，并且其中，致动器固定到车辆车身，并且将作为致动器力的旋转力施加到轴部分的相对端部的另一个端部。

在根据此方式(2)的悬架系统中，位移力产生器的弹性体包括轴部分和臂部分，这两个部分中至少一个具有用作弹性体分功能。例如，轴部分可以用作扭簧，和/或臂部分可以布置成挠曲以用作弹簧。注意，弹性体可以由彼此连接的各部件提供的轴部分和臂部分的总成或者包括由单个部件提供的轴和臂部分的单件构成。

(3)根据此方式(1)或者(2)的悬架系统，其中，致动器构造成具有不大于1/2的正/负效率积，此处，正/负效率积定义为致动器的正效率和致动器的负效率的乘积，正效率定义为作用在致动器上的外力的大小与使致动器抵靠外力致动所需的最小电动机力的大小的比率，并且负效率定义为禁止致动器被作用在致动器上的外力致动所需的最小电动机力的大小与外力的大小的比率。

在此方式(3)中描述的“正/负效率积”可以认为是禁止致动器被作用在致动器上的一定大小的外力致动所需的最小电动机力的大小与使致动器抵抗外力而致动所需的最小电动机力的大小的比率。因而，正/负效率积的较低值表示致动器难以由外力致动。在致动器的正/负效率积比较低的情况下，在外力施加到致动器期间，为了降低车辆车身侧倾和改变车辆车身姿势，电动机需要较小量的电力以维持车轮车身距离(即，车轮和车辆车身之间垂直距离)。因而，可以提供具有省电优点的悬架系统，并且还减小了作为致动器动力源的电动机的大小。为了充分利用这样的优点，优选地，正/负效率积不高于1/2.5，并且更优选地，该积不高于1/3。

(4)根据方式(1)-(3)中任一个的悬架系统，其中，致动器包括构造成对电动机的运行进行减速的减速器，并且构造成将减速运动输出作为致动器的致动，并且其中，减速器所具有的减速比不高于1/100。

在根据此方式(4)的悬架系统中，致动器的减速器的减速比比较低，即，致动器的致动量与电动机的运转量的比率比较低。一般认为上述正/负效率积通过采用具有较低的减速比的减速器而得到降低。鉴于此，此方式(4)能够认为是一种其中致动器具有比较低正/负效率积的方式。当致动器通过外力施加到致动器而被致动时，电动机运行(例如，旋转)的速度在减速比较低的情况下比在减速比较高的情况下要高。因而，在减速比比较低的情况下，在通过施加外力而运行的电动机中产生比较大的电动势，由此可以基于电动势产生比较大的电力。因而可以提供具有省电优点的悬架系统，只要悬架系统布置成能够对再生电力进行再循环就可以了。为了使正/负效率积减至最小和使省电优点最大化，优选地，减速比不高于1/150，更优选地，该积不高于1/200。

包括在致动器中的减速器不限于任何具体的减速器，并且可以由各种减速器中任何一种构成。然而，减速器可以优选由谐波齿轮组(还称为“谐波驱动”或者“应变波齿圈”)或者摆线齿轮构成，使得能够容易构造具有较低减速比的减速器。

(5)根据方式(1)-(4)中任何一个的悬架系统，其中，位移力控制器执行用于控制作为阻尼力的位移力的阻尼力控制，该阻尼力用于对簧上和簧下部件中至少一个的振动进行阻尼。

在根据此方式(5)的悬架系统中，除了可以利用由用于对簧上和簧下部件相对彼此的摆动或者振动进行阻尼的减振器所产生的阻尼力之外，还可以利用由位移力产生器产生的位移力作为阻尼力。此布置有效地增大了执行阻尼力控制的自由度，并且因而有效地以更宽设计思想设计悬架系统。因而，车辆悬架系统能够设计成建立适于所需目的的振动阻尼特性。注意，术语“簧上和簧下部件中至少一个的振动”理解为包括簧上部件的振动、簧下部件的振动和簧上和簧下部件的振动。

(6)根据方式(5)或者(6)的悬架系统，其中，位移力控制器执行用于建立适于对包括簧上部件的共振频率的频率范围的振动进行阻尼的振动阻尼特性的阻尼力控制。

(7)根据方式(5)或者(6)的悬架系统，其中，减振器构造成具有阻尼系数，该阻尼系数建立适于对包括簧下部件的共振频率的频率范围的振动进行阻尼的振动阻尼特性。

在上述方式(6)和(7)中，位移力产生器和减振器分别显示特定的性能。在根据方式(6)的悬架系统中，位移力产生器由位移力控制器控制以产生用于限制具有比较低的频率的振动从簧下部件传递到簧上部件的阻尼力。在根据方式(7)的悬架系统中，减振器构造成产生用于限制具有比较高频率的振动从簧下部件传递到簧上部件的阻尼力。

位移力产生器构造成产生其大小可通过控制致动器的操作而改变的阻尼力。然而，有这样的趋势即难以将阻尼力(其由位移力产生器产生)有效地适合于高频振动，并且这样的趋势在所采用的致动器具有较低值的正/负效率积的情况下增大。由位移力产生器能够建立适于对包括簧上部件的共振频率的频率范围的振动进行阻尼的振动阻尼特性。在位移力产生器布置成对低频范围的振动进行阻尼的情况下，减振器能够布置成仅仅对高频范围的振动进行阻尼。此布置能够通过组合上述方式(6)和(7)的特征而建立。事实上，能够使用单个阻尼力产生器来有效地对宽频率范围的振动(即，低频和高频范围的振动)进行阻尼是非常困难的，这是因为在应该对低频振动进行阻尼的情况下期望将阻尼系数设定比较高，而在应该对高频振动进行阻尼的情况下期望将阻尼系数设定比较低。在组合方式(6)和(7)的特征的布置中，包括簧上部件的共振频率的低频范围的振动由位移力产生器处理，而包括簧下部件的共振频率的高频范围的振动由减振器处理，由此可以提供具有优良的有效地阻尼宽频率范围的振动的阻尼特性的悬架系统。注意，减振器的阻尼系数的值较低有效地降低了施加到车轮的与道路表面接触的接触部分的负荷的波动。在这点上，方式(7)的特征是有利的。

(8)根据方式(5)-(7)中任何一个的悬架系统，其中，执行阻尼力控制，以产生作为阻尼力的位移力，该阻尼力的大小取决于簧下部件的绝对速度。

在根据此方式(8)的悬架系统中，基于所谓的天钩理论执行阻尼力控制。由于通过控制致动器的操作，位移力产生器能够产生不依赖于簧上和簧下部件的相对速度的阻尼力，可以容易地基于天钩理论执行阻尼力控制。然而，在基于天钩理论的阻尼力控制中，由于没有处理簧下部件的振动，期望采用适合的布置来处理施加到车轮接触部分的负荷的波动。为此目的，减振器的阻尼系数可以调节适合于使减振器充分具有用于限制施加到车轮接触部分的负荷波动的功能。

(9)根据方式(5)-(8)中任一个的悬架系统，其中，位移力控制器基于将要由位移力产生器产生的目标位移力的大小，确定将要供应到位移力产生器的致动器的电动机的目标电力量，并且其中，位移力控制器基于所确定的目标电力量执行阻尼力控制。

如上所述，由位移力控制器执行的阻尼力控制可以由致动器力控制(其中，致动器力直接受到该控制)或者致动器致动量控制(其中，致动器的致动量直接受到该控制)构成。在根据此方式(9)的悬架系统中，阻尼力控制由致动器力控制构成。在本悬架系统中，在没有反馈致动器力实际大小或者致动器的实际致动量的情况下(即，没有考虑实际输出的情况下)确定目标供应电力量。即，由前馈控制或者开环控制执行阻尼力控制。在由诸如PI控制和PID控制的闭环控制如下所述控制位移力产生器的情况下，例如由于存在积分项(I-项)分量，未必可以获得满意的响应性。然而，由于必需以产生大小适合于对在比较高的速度下振动的物体进行阻尼的阻尼力的方式执行阻尼力控制，要求比较高程度的响应性。在考虑到这样要求的本方式中，由提供了满意的响应性的开环控制执行阻尼力控制。

(10)根据方式(9)的悬架系统，其中，位移力控制器通过在目标致动量增大过程中允许目标电力量从电源供应到电动机，而在目标致动量降低的过程中禁止电力从电源供应到电动机，来执行阻尼力控制，目标致动量限定为致动器的致动量，该致动器的致动量对应于目标位移力的大小。

如上所述，由位移力产生器产生的位移力依赖于致动器的致动量。“目标致动量增大过程”意思是位移力的大小增大的过程。“目标致动量的减小过程”意思是位移力的大小减小的过程。在目标致动量增大过程中(即，在其中弹性体的变形量要增大的阶段)，由于致动器的致动量必须抵抗诸如弹性体的弹性力的外力施加而增大，要求电力从电源供应到作为驱动源的电动机。另一方面，在目标致动量减小的过程中(即，在其中弹性体的变形量要减小的阶段)，由于致动器的致动量能够通过利用诸如弹性体的恢复力的外力而能够得到减小，不要求电力从电源供应到电动机。在考虑了存在外力(例如，弹性体的工作特性)的此方式(10)中，在目标致动量减小过程中中止电力供应，由此能够执行阻尼力控制，且电动机的消耗降低。

(11)根据方式(10)的悬架系统，其中，在目标致动量减小的过程中，位移力控制器通过利用基于在电动机中产生的电动势的致动器力而执行阻尼力控制。

在目标致动量减小的过程中，可以通过利用在电动机(其通过施加外力而运行)中产生的电动势使致动器力用作对致动量减小的阻力，而不依赖于来自电源的电力供应。因而，在目标致动量减小的过程中，也可以通过控制致动器力产生适合大小的阻尼力。而且，还可以通过将再生的电力(其由电动势产生)再循环到电源而减小电力消耗。尤其是，在位移力产生器的致动器的正/负效率积的值较低的情况下或者在位移力产生器的致动器所包括的减速器的减速比较低的情况下，利用了电动势的阻尼力控制是有利的。

(12)根据方式(10)或者(11)的悬架系统，还包括构造成驱动电动机的驱动电路，其中，位移力控制器通过使电动机在目标致动量降低的过程中在依赖于驱动电路的工作状态的工作模式下工作而执行阻尼力控制，并且其中，该工作模式是以下(A)、(B)和(C)项中一个，(A)电动机端子互连模式，其中该电动机的多个电动机端子彼此电连接，(B)特定电动机端子/电力供应端子连接模式，其中，电源的高电压端子和低电压端子的一个电连接到电动机的多个电动机端子中选定的一个端子，所选定的一个端子根据电动机的工作位置而改变，和(C)电动机端子断开模式，其中，电源的高电压端子和低电压端子都不连接到电动机的多个电动机端子，并且其中，多个电动机端子彼此电断开。

电动机将要置于其中的“工作模式”依赖于驱动电路的工作状态，即，依赖于电动机的端子是否彼此电连接或者电断开，和电动机的端子的每个是否电连接到电源高电压端子和低电压端子的每个，或者从电源高电压端子和低电压端子的每个断开。在由逆变器提供驱动电路的情况下，驱动电路的工作状态通过逆变器的开关元件而建立，其中开关元件的每个可工作地选择性将电动机的各相端子中相应的一个端子连接到电源的高电压和低电压端子中相应的一个，并且将电动机的各相端子中相应的一个端子从电源的高电压和低电压端子中相应的一个断开。具体而言，当电力要从电源供应到电动机时，电源的高电压和低电压端子电分别连接到电动机的端子中选定的两个端子，使得所选定的两个端子的一个端子随后根据例如电动机的工作位置而变至另一个端子。进一步，PWM(脉宽调制)控制可以在将电源的高电压端子和低电压端子中一个端子和电动机端子中的一个端子互连的每个开关元件上执行，使得供应电力量能够通过改变PMW控制中的占空比而得到改变。在此方式(12)中描述的三个工作模式中的每个是其中电力没有从电源供应到电动机的工作模式。当电动机通过施加外力而运行时，电动机的特性(即，关于电动机力的电动机特性)依赖于建立了三个工作模式中的哪一个工作模式而变化。

在“电动机端子互连模式”中，电动机的多个端子彼此电连接，使得当电动机通过施加外力运行时在电动机中产生比较大的电动势。在此电动机端子互连模式中端子布置成彼此短路的情况下，所产生的电动势的大小能够最大化。在此电动机端子互连方式中，由致动器产生的致动器力用作抵抗外力引起的致动的比较大的阻力。“电动机端子断开模式”一般限定为其中电动机的每个相位置于开路的状态的工作模式。在此电动机端子断开模式中，电动势几乎没有产生(尽管根据驱动电路的构造能够产生电动势)，因而几乎没有产生电动机力，或者所产生的电动机力的大小比较小，使得致动器产生的致动器力仅仅用作抵抗由外力引起的致动的比较小的阻力。“特定电动机端子/电力供应端子连接方式”定义为其中在PWM控制中占空比设定为0(零)的工作状态。在此工作状态中，在由外力使致动器致动时会产生一定大小的电动势。在此情况下产生的电动机力的大小在电动机端子互连模式中产生的电动机力大小和在电动机端子断开模式中产生的电动机力大小之间的中间。因而，在此特定电动机端子/电力供应端子连接模式中，产生中间大小的致动器力。

在根据此模式(2)中的悬架系统中，在建立上述三个工作模式中一个模式的同时，电动机在目标致动量降低过程中工作，使得电动机具有依赖于所建立的工作模式的特性，并且依赖于所建立的工作模式的致动器力用作抵抗外力使致动器致动的阻力。注意，根据此模式(12)的悬架系统不必布置成使得可建立所有三个工作模式，而是可以布置成使得可建立三个工作模式中仅仅一个或者两个工作模式。在可建立三个工作模式中两个或者所有工作模式的情况下，根据至少一个预定的条件，可以选定两个或者三个工作模式中一个。

(13)根据此模式(12)的悬架系统，其中，在目标致动量大于第一阈值时，位移力控制器通过使电动机在目标致动量减小的过程中在电动机端子互连模式下工作而执行阻尼力控制，并且其中，当目标致动量不大于等于或者小于第一阈值的第二阈值时，位移力控制器通过使电动机在目标致动量减小的过程中在电动机端子断开模式下工作而执行阻尼力控制。

如上所述，位移力产生器的电控致动器产生致动器力，使得所产生的致动器力作用在弹性体上，以改变弹性体的变形量，其中弹性体的变形量是依赖于致动器的致动量。因而，在致动器的目标致动量比较大的情况下的弹性体产生的弹性力比在致动器的目标致动量比较小的情况下的弹性体产生的弹性力大。鉴于此，在根据此方式(13)的悬架系统中，在目标致动量减小的过程中(即，在诸如弹性体的恢复力的外力致动致动器阶段)，控制致动器以产生阻力，使所产生的阻力在致动器的目标致动量比较大的情况下变得比较大，并且使得所产生的阻力在致动器的目标致动量比较小的情况下变得比较小。因而，可以在目标致动量减小的过程中(其中，禁止电力从电源供应到电动机)，适合地控制致动器的致动。注意，上述第一阈值可以等于或者大于上述第二阈值。

(14)根据方式(13)的悬架系统，其中，第二阈值小于第一阈值，并且其中，当目标致动量小于第一阈值并且大于第二阈值时，位移力控制器通过使电动机在目标致动量减小过程中在特定电动机端子/电力供应端子连接模式下工作而执行阻尼力控制。

当采用特定电动机端子/电力供应端子连接模式作为工作模式时，由致动器产生并且用作抵抗外力的阻力的致动器力的大小在电动机端子互连模式中所产生的致动器力的大小和在电动机端子断开模式中所产生的致动器力的大小之间的中间。因而，在根据此方式(14)的悬架系统中，当目标致动量在中间(即，小于第一阈值和大于第二阈值)时，产生用作阻力的中间大小的致动器力，使得可以进一步适合地在目标致动量减小的过程(其中，禁止电力从电源供应到电动机)中控制致动器的致动。

(15)根据方式(1)-(14)中任一个的悬架系统，其中，位移力控制器执行用于控制位移力以调节簧上部件和簧下部件之间距离的距离调节控制。

(16)根据方式(15)的悬架系统，其中，执行距离调节控制，以降低车辆的车身的侧倾和纵倾中至少一个。

在根据方式(15)和(16)中每个的悬架系统中，位移力控制器除了执行阻尼力控制之外还执行距离调节控制。由于可调节簧上部件和簧下部件之间的距离(即，车轮车身距离)，可以执行降低车辆车身侧倾的侧倾降低控制，降低车辆车身纵倾的纵倾降低控制、和调节车高的车高调节控制。

(17)根据方式(15)或者(16)的悬架系统，其中，位移力控制器基于致动器的实际致动量与致动器的目标致动量(其对应于簧上部件和簧下部件之间距离的所期望的量)的偏差确定要供应到位移力产生器的致动器的电动机的目标电力量，使得目标电力量至少包括基于偏差的第一分量和基于偏差的积分值的第二分量，并且其中，位移力控制器基于所确定的目标电力量执行距离调节控制。

在根据此方式(17)的悬架系统中，由反馈控制或者闭环控制基于致动器的致动量执行车高调节控制。在执行车高调节控制中，在诸如侧倾力矩、纵倾力矩或者车重的分配的分量的外力施加的情况下，要求位移力产生器使上述距离(簧上部件和簧下部件之间)能够保持在所期望的量。因而，即使在实际致动量大致等于目标致动量的情况下，要求致动器不断产生用于保持目标致动量的致动器力。前馈控制是难以执行这样的保持目标致动量所需的控制。在考虑这样要求的本方式中，车高调节控制由所谓的PI控制或者PID控制执行。上述基于偏差的积分值的第二分量(即，积分项分量(I-项分量))能够用作对应于用于保持目标致动量的致动器力的目标供应电力量的分量。因而，在根据此方式(17)的悬架系统中，车高调节控制能够以适合的方式容易地执行。

(18)根据方式(17)的悬架系统，其中，位移力控制器通过在致动器的目标致动量增大过程中允许目标电力量从电源供应到电动机，而在致动器的目标致动量减小的过程中允许供应已减小的电力量(小于目标电力量)来执行距离调节控制。

在执行距离调节控制中，考虑到上述正和负效率，供应到电动机的电力量在目标致动量增大过程中必须比在目标致动量减小的过程中的电力量要大。换言之，在目标致动量减小的过程中，供应电力的所需量能够减小。进一步，在目标致动量减小的过程中，优选地，减小供应电力量，以使致动器的致动平顺地跟随目标致动量的减小。在考虑该事实的本方式中，可以减小电动机为了执行距离调节控制而消耗的量，并且还可以在目标致动量减小的过程中改进致动器致动的跟随性。在此方式(18)中，尽管没有清楚描述，还可以在目标致动量没有变化的过程中(即，在其中致动器的实际致动量大致等于目标致动量，并且目标致动量没有改变的状态中)减小供应电力量。在此布置中，能够进一步降低所消耗的电力量。

(19)根据模式(18)的悬架系统，其中，已减小的电力量等于目标电力量乘以正/负效率积，此处，正/负效率积定义为致动器的正效率和致动器的负效率的乘积，正效率定义为作用在致动器上的外力的大小与使致动器抵靠外力致动所需的最小电动机力的大小的比率，负效率定义为禁止致动器被作用在致动器上的外力致动所需的最小电动机力的大小与外力的大小的比率。

鉴于上述外力和致动器力之间的关系(基于正/负效率积)，在目标致动量减小的过程中对一定大小的外力的致动器力与在目标致动量增大的过程中对相同大小的外力的致动器力的适合比率与正/负效率积一致。在考虑该适合比率和正/负效率积之间的关系的本方式中，致动器能够用已适合减小的供应电力适合地致动。

(20)根据方式(1)-(4)中任何一个的悬架系统，其中，位移力控制器执行用于控制作为阻尼力的位移力的阻尼力控制，阻尼力用于对簧上部件和簧下部件中至少一个振动进行阻尼，并且其中，位移力控制器与执行阻尼力控制同时地执行用于控制位移力以调节簧上部件和簧下部件之间距离的距离调节控制。

(21)根据方式(20)的悬架系统，其中，位移力控制器执行用于建立适合于对包括簧上部件的共振频率的频率范围的振动进行阻尼的振动阻尼特性的阻尼力控制。

(22)根据方式(20)或者(21)的悬架系统，其中，减振器构造成具有阻尼系数，该阻尼系数建立适于对包括簧下部件的共振频率的频率范围的振动进行阻尼的振动阻尼特性。

(23)根据方式(20)-(22)中任何一个的悬架系统，其中，执行阻尼力控制，以产生作为阻尼力的位移力，该阻尼力的大小取决于簧下部件的绝对速度。

(24)根据方式(20)-(23)中任何一个的悬架系统，其中，执行距离调节控制，以降低车辆的车身的侧倾和纵倾中至少一个。

在根据方式(20)-(24)的每个的悬架系统中，阻尼力控制和距离调节控制两者同时执行。由于同时执行这两个控制，悬架系统在实际使用中具有很高的实用性。此处不提供方式(20)-(24)的详细描述，这是因为其大致与以上已经给出的描述的相同。

(25)根据方式(20)-(24)中任何一个的悬架系统，其中，位移力控制器基于将要在执行阻尼力控制中产生的位移力的大小而确定阻尼力有关分量，其中，位移力控制器基于致动器的实际致动量与致动器的目标致动量的偏差确定距离调节有关分量，使得所确定的距离调节有关分量包括基于偏差的第一分量和基于偏差的积分值的第二分量，并且其中，基于所确定的阻尼力有关分量和距离调节有关分量之和，阻尼力控制和距离调节控制彼此同时由位移力控制器执行，所确定的阻尼力有关分量和距离调节有关分量之和是将要供应到电动机的目标电力量，此处，阻尼力有关分量定义为目标电力量的与执行阻尼力控制有关的分量，而距离调节有关分量定义为目标电力量的与执行距离调节控制有关的分量，并且致动器的目标致动量定义为(i)项和(ii)项之和，(i)是对应于位移力大小的阻尼力对应分量，位移力是将要在执行阻尼力控制中产生的，(ii)是对应于簧上部件和簧下部件之间距离的距离调节对应分量，该簧上部件和簧下部件之间距离是将要在执行距离调节控制中建立的。

在根据此方式(25)的悬架系统中，在同时执行阻尼力和距离调节控制过程中如在方式(25)所述控制位移力产生器的致动器。如上所述，要求在执行阻尼力控制中由开环控制控制致动器，并且要求在执行距离调节控制中由反馈控制控制致动器。在本悬架系统中，能够以上述要求得到满足的一元化的方式执行阻尼力和距离调节控制。

(26)根据方式(25)的悬架系统，其中，位移力控制器通过在致动器的目标致动量增大的过程中允许目标电力量从电源供应到电动机，而在致动器的目标致动量减小的过程中允许供应已减小的电力量(小于目标电力量)，来同时执行阻尼力控制和距离调节控制两者。

(27)根据方式(26)的悬架系统，其中，已减小的电力量等于目标电力量乘以正/负效率积，此处，正/负效率积定义为致动器的正效率和致动器的负效率的乘积，正效率定义为作用在致动器上的外力的大小与使致动器抵靠外力致动所需的最小电动机力的大小的比率，负效率定义为禁止致动器被作用在致动器上的外力致动所需的最小电动机力的大小与外力的大小的比率。

方式(26)和(27)中的每个界定了在同时执行阻尼力和距离调节控制期间在致动器的目标致动量减小的过程中关于减小供应电力的布置。由于要求致动器在同时执行阻尼力和距离调节控制的情况下产生用于保持目标致动量的距离调节对应分量的致动器力，如在仅仅执行距离调节控制的情况那样，在减小目标致动量的过程中减小供应电力量。此处不提供方式(26)和(27)的详细描述，这是因为其与以上给出的描述大致相同。

附图说明

当结合附图考虑，通过阅读以下对本发明优选实施例的详细描述，本发明的以上和其它目的、特征、优点和技术和工业重要性将得到更好理解，其中：

图1是示出本发明概念的视图；

图2是示意性示出根据本发明实施例的悬架系统的整体构造的视图；

图3是从车辆的后侧观察时，包括在图2的悬架系统中的车轮车身距离调节器装置、螺旋弹簧和减振器的视图；

图4是从车辆的上侧观察时，包括在图2的悬架系统中的车轮车身距离调节器装置、螺旋弹簧和减振器的视图；

图5是示出作为包括在图2的悬架系统中的车轮车身距离调节器装置的部件的致动器的局部横截面视图；

图6是示出逆变器的电路图，该逆变器包括在图2的悬架系统中，并且连接到图5的电动机；

图7是示出在电动机的每个工作模式中逆变器的各个开关元件的工作状态的表；

图8是示出在本发明的实施例中致动器的正效率和负效率的曲线图；

图9是示出在车辆车身转弯的过程中，侧倾力矩、侧倾降低有关子分量、距离调节有关分量和供应到电动机的电流量随时间变化的曲线图；

图10是示出在车辆车身振动过程中，绝对速度、阻尼力、阻尼力有关分量和供应到电动机的电流量随时间变化的曲线图；

图11是示出在车辆行驶的过程中侧倾降低有关子分量、纵倾降低有关子分量、阻尼力有关子分量、目标角位置(其是侧倾降低有关子分量、纵倾降低有关子分量和阻尼力有关子分量之和)和实际角位置随时间变化的曲线图；

图12是示出在图2的悬架系统中执行的调节器装置控制例程程序的流程图；

图13是示出用于控制图2的悬架系统的控制器的各种功能部分的框图；和

图14是示出在图2的悬架系统中执行的控制的控制流程图。

具体实施方式

将参照附图，描述本发明的实施例。应该理解到，本发明不限于此实施例，并且可以用各种变化和修改以其它方式实施，这些变化和修改是诸如在前述“本发明的各种方式”中描述，并且是本领域技术人员可以想到的。

图2示意性示出车辆悬架系统10，该系统包括针对车辆(其安装有悬架系统10)的相应的四个车轮16设置的四个车轮车身间距调节器装置20。每个调节器装置20包括大致L形杆22和可工作地转动L形杆22的致动器26。L形杆22的相对端部中的一个端部经由连接杆32连接到四个悬架装置30(其是针对相应四个车轮16设置的)中相应的一个，同时22的相对端部中的另一个端部连接到致动器26。

针对作为转向车轮的前轮设置的悬架装置30的每个配备有用于允许车轮16转向的机构，同时针对作为非转向车轮的后轮16设置的悬架装置30的每个没有配备这种转向机构。然而，由于不管是否配备有转向机构，所有的悬架装置30的结构彼此能够视为相同，所以出于简化描述的目的将针对后轮16设置的一个悬架装置30作为四个悬架装置30中的代表对其进行描述。每个悬架装置30是独立式的，并且由多连杆悬架提供，且配备有臂组件。该臂组件总共包括五个悬架臂(即，第一上臂40、第二上臂42、第一下臂44、第二下臂46和前束控制臂48)。五个悬架臂40、42、44、46、48中的每个的纵向端部中的一个端部相对于车身可枢转地连接到车身，并且纵向端部中的另一个端部连接到车轴托架50。车轴托架50由于与五个悬架臂40、42、44、46、48连接而可相对于车身沿着恒定的轨迹移动。

如图3所示，每个悬架装置30包括构成悬架系统10的螺旋弹簧51(悬架弹簧)和减振器52。螺旋弹簧51和减振器52彼此并列设置在安装部分54和上述的第二下臂46之间。安装部分54设置在轮胎壳中，该轮胎壳是车身的一部分并且对应于簧上部件。第二下臂46对应于簧下部件。减振器52是液压操作式的，并且构造成阻尼簧上部件和簧下部件的相对摆动或者振动。减振器52产生大小基于簧上部件和簧下部件的相对振动的速度唯一确定的阻尼力。即，减振器52的阻尼系数是固定的。具体而言，减振器52的阻力系数具有适合于限制振动(其具有包括簧下部件的共振频率的频率范围)从第二下臂46传递到车身的固定值和适合于限制施加到车轮16的接触部分(其与道路表面接触)的载荷波动的固定值。注意，减振器52具有公知构造，这些构造在此处不进行描述。

如图3和图4所示，调节器装置20的L形杆22包括轴部分60和臂部分62，其中，轴部分60大致沿着车辆的宽度或者横向方向延伸，臂部分62与轴部分60相接，并且沿着不平行于轴部分60的方向(例如，大致沿着车辆的后方)延伸。L形杆22的轴部分60在其接近臂部分62的部分处由固定到车身的保持器64可旋转地保持着。致动器26通过安装部件65(其设置在致动器26的端部中)固定到车身的横向的中央部分。轴部分60的纵向端部的一个端部(其在车辆的宽度方向上位于纵向端部中另一个端部的内侧)连接到致动器26。同时，臂部分62的纵向端部中的一个端部(其远离轴部分60)经由连接杆32连接到第二下臂46。连接杆连接部分66设置在悬架装置30的第二下臂46上，使得连接杆32的纵向相对端部可旋转地分别连接到连接杆连接部分66和L形杆22的臂部分62。

如图5所示，调节器装置20的致动器26包括作为驱动源的电动机70和布置成减小电动机70的旋转速度同时输出电动机70的扭矩或者旋转力的减速器72。电动机70和减速器72布置在作为致动器26的外壳部件的壳体74内。壳体74通过将上述安装部件65固定到壳体74端部而固定地安装到车身。L形杆22布置成延伸贯通壳体74，并且从壳体74的另一端部伸出。L形杆22的位于壳体74内的部分连接到减速器72。设置轴承衬套76以支撑L形杆22的轴部分60的轴向中间部分，使得轴24由壳体86通过轴承衬套76可旋转保持着。

如图5所示，电动机70包括多个线圈78、电动机轴80和永久磁铁82，其中，线圈78固定地设置在沿着壳体74的周壁内表面的圆周上，电动机轴80由通过壳体74可旋转保持的中空部件提供，永久磁铁82固定到电动机轴80的外周表面，并且与线圈78径向相对。电动机70由三相DC无刷电动机提供，使得每个线圈78用作定子，而永久磁铁82用作转子。角位置传感器84设置在壳体74中，以检测电动机轴80的角位置(即，电动机70的角位置(工作位置)。角位置传感器84主要由旋转编码器构成，并且输出用于控制致动器26(即，控制调节器装置20)的信号。

减速器72由谐波齿轮组(其也被称作谐波驱动(注册商标)或者“应变波齿圈(strain wave gear ring)”)提供，并包括波产生器86、柔性齿轮(即，柔轮)92和齿圈(即，刚轮)90。波产生器86包括椭圆凸轮和装配在椭圆凸轮外周表面上的球轴承，并固定到电动机轴80的端部。柔性齿轮88由杯形部件提供，其具有可弹性变形的周向壁部分，和形成在外周表面上的多个齿(例如，在本实施例中总共400个齿)。这些齿位于柔性齿轮88的轴向相对端部中的接近杯形柔性齿轮88的开口端的一个端部中。柔性齿轮88连接到L形杆22的轴部分60的齿轮连接部分，使得其由轴部分20保持。更具体而言，L形杆22的轴部分60布置成延伸贯通由中空部件提供的电动机轴80。上述轴部分60的齿轮连接部分从电动机轴80伸出，然后从穿过杯形柔性齿轮88的底壁形成的孔延伸通过。轴部分60的齿轮连接部分的外周表面呈锯齿状，使得与孔(其穿过杯形柔性齿轮88的底壁而形成)的内周表面(也呈锯齿状)保持啮合。由于锯齿状的配合，轴部分60和柔性齿轮88彼此连接，并且相对彼此不可旋转。齿圈90由固定到壳体74的齿圈部件提供，并且具有形成在内周表面上的多个齿(例如，在本发明中总共402个齿)。柔性齿轮88的周向壁部分装配在波发生器86上，并且弹性变形以具有椭圆形状。柔性齿轮88的大致在椭圆形状的长轴上的两个部分与齿圈90啮合，而柔性齿轮90的其它部分不与齿圈90啮合。在这样构造的减速器72中，当波产生器86仅仅转动一圈(转动360°)时(即，当电动机70的电动机轴80仅仅转动一圈时)，柔性齿轮88和齿圈90彼此相对旋转了对应于两个齿的量(即，齿数之间的差)，使得减速器72具有1/200的减速比。

当驱动电动机70时，L形杆22由电动机70产生的电动机力转动，由此，L形杆22的轴部分60扭转。由于轴部分60的扭转变形或者扭转的结果，产生了反作用力，接着反作用力经由臂部分62、连接杆32和连接杆连接部分66传递到第二下臂46。反作用力用作朝上或者朝下迫使第二下臂46的远端部分接近或者远离车身(即，迫使车轮12和车身彼此接近或者彼此远离)的位移力。即，致动器力(其是由致动器26产生的力)通过用作弹性体的L形杆22用作位移力。在这方面，调节器装置20能够认为具有用作位移力产生器的功能，该位移力产生器可工作地产生位移力。通过调节位移力的大小，可以调节车身和车轮之间的垂直距离(即，簧上部件和簧下部件之间的距离)。

在本悬架系统10中，如在图2所示，设置调节器电子控制单元(调节器ECU)100，用于控制四个调节器装置20。更具体而言，调节器ECU100可工作地控制相应调节器装置20的致动器26的操作，并且包括用作用于相应致动器26的电动机70的驱动电路的四个逆变器102和控制器104(见图13)，控制器104主要由包括CPU、ROM和RAM的计算机构成。逆变器102经由转换器106连接到电池108，转换器106由允许电流双向流过的双向转换器提供。转换器106能够增大从电池108供应的电力的电压，使得电力从电池108经由相应的逆变器102供应到电动机70。进一步，转换器106能够减小电动机的电压，使得电力从电动机70返回到电池108。由于每个电动机70用恒定的电压驱动，通过改变供应到每个电动机70的电流量而改变供应到每个电动机70的电力量。即，由每个电动机70产生的电动机力取决于供应电流量，供应电流量能够例如由相应的逆变器102执行的PWM(脉宽调制)控制改变。在PWM控制中，每个逆变器102布置成适合地控制占空比(即，脉冲ON时间与脉冲ON时间和脉冲OFF时间之和的比率)。

如图13所示，除了上述角位置传感器84之外，操作角度传感器110、横向加速度传感器112、纵向加速度传感器114、垂直加速度传感器116和制动电子控制单元(制动ECU)118也连接到控制器104。操作角传感器110布置成检测作为转向操作部件的转向盘的操作角度(即，转向盘的操作量(作为一种转向量))。横向加速度传感器112布置成检测如在车辆的横向方向测量的车身实际加速度。垂直加速度传感器116设置在车身的安装部分154中，并且布置成检测如在车辆的垂直方向测量的车身实际加速度。四个车轮速度传感器120连接到作为车辆的制动器系统的控制器的制动ECU118，每个车轮速度传感器120设置来检测四个车轮中相应车轮的旋转速度，使得制动ECU118具有基于由四个车轮速度传感器120所检测的值估计车辆的行驶速度的功能。根据需要，控制器104连接到制动ECU118，以从制动ECU118获得行驶速度估计值。进一步，控制器104连接到逆变器102，以通过控制逆变器102控制调节器装置20。注意，包括在控制器104的计算机中的ROM将用于控制调节器装置20的程序和各种数据存储在其中。

电动机的工作方式

如图6所示，电动机70是△连接的三相DC无刷电动机，并且具有与相应相(U、V、W)对应的端子122u、122v、122w。逆变器102总共具有六个开关元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC，这六个开关元件设置在电动机70和电源(由电池108和转换器106提供)之间。开关元件UHC设置在电源的高电压端子124h和端子122u之间，使得通过操作开关元件UHC而选择性将高电压端子124h和端子122u彼此连接和彼此断开。开关元件ULC设置在电源的低电压端子1241和端子122u之间，使得通过操作开关元件ULC而选择性将低电压端子1241和端子122u彼此连接和彼此断开。开关元件VHC设置在高电压端子124h和端子122v之间，使得通过操作开关元件VHC而选择性将高电压端子124h和端子122v彼此连接和彼此断开。开关元件VLC设置在低电压端子1241和端子122v之间，使得通过操作开关元件VLC而选择性将低电压端子1241和端子122v彼此连接和彼此断开。开关元件WHC设置在高电压端子124h和端子122w之间，使得通过操作开关元件WHC而选择性将高电压端子124h和端子122w彼此连接和彼此断开。开关元件WLC设置在低电压端子1241和端子122w之间，使得通过操作开关元件WLC而选择性将低电压端子1241和端子122w彼此连接和彼此断开。逆变器102的开关元件控制电路可工作地基于由设置在电动机中的相应的三个霍耳元件H_A、H_B、H_C(每个由图6中的参考标号“H”表示)所检测的信号判定电动机70的角位置，并且控制开关元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC，使得每个开关元件置于由所判定的电动机的角位置而选定的ON和OFF状态中一个状态中。

在本悬架系统10中，电动机70可置于四个工作模式，并且在四个工作模式中的根据至少一个预定条件选定的一个模式下工作。每个电动机70的工作模式由逆变器102的工作状态(即，所选定的每个开关元件的工作状态)限定。即，通过改变所选定的逆变器102的开关元件中至少一个的工作状态而改变所选定的电动机的工作模式。

电动机70的工作模式能够分成两种模式，其中一个模式是控制电力供应模式，在该模式中，电力从电池108供应到电动机70，且通过根据占空比控制相应的开关元件的ON/OFF状态来控制所供应的电力量，另一个模式是没有电力供应模式，在该模式中，电力没有从电池108供应到电动机70。在本实施例中，电动机70的四个工作模式由控制电力供应模式、以待机模式为形式的没有电力供应模式、制动模式和自由模式。

(A)控制电力供应模式

如图7所示，在此控制电力供应模式中，在所谓的120°矩形波驱动系统中，基于所检测的电动机70的角位置改变开关元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC中的每个的开/关状态。在此实施例中，仅仅三个开关元件ULC、VLC、WLC(其连接到电源的高电压端子124h)受到占空比控制，并且通过改变占空比改变供应到电动机70的电流量。在图7中，“1^*”表示所在的开关元件受到占空比控制。注意，选定的开关元件的工作状态的组合根据所产生的电动机力作用的方向是相对方向中哪一个而变化。在图7中，为了便于描述，相对方向中的一个方向称为“CW方向”，而相对方向中的另一个方向称为“CCW方向”。

在控制电力供应模式中，可控制由电动机70产生的电动机力方向和供应到电动机70的电力量，由此使电动机70产生所需的电动机力的大小(其取决于所供应的电力)，使得所产生的电动机力沿着所需方向作用。因而，可以控制由调节器装置20产生的位移力的方向和大小。

(B)待机模式

如图7所示，在待机模式中，尽管电力没有从电源供应到电动机70，但是每个开关元件的开/关状态根据表示所需电动机力产生方向的指令而改变。象在控制电流供应模式中那样，每个开关元件的开/关状态还基于电动机70的角位置而改变。然而，不像在控制电流供应模式中，三个开关元件ULC、VLC、WLC(其连接到电源的低电压端子1241)的任一个不受占空比控制。换言之，三个开关元件ULC、VLC、WLC的每个受到占空比控制，使得占空比保持为0(零)。即，尤其是，三个开关元件ULC、VLC、WLC的每个由于没有脉冲ON时间而保持在OFF状态(打开的状态)。在图7中，“0^*”表示所在的开关元件置于占空比为0(零)的状态中，具体而言，例如，当仅仅作为六个开关元件之一的开关元件VHC置于ON状态中(闭合的状态)时，在电源的高电压端子124h和作为电动机70的三个端子之一的端子122v之间建立电力连续性。在其中每个开关元件的ON/OFF状态这样的改变的待机模式能够视为一种特定电动机端子/电力供应端子连接模式。

在待机模式中，因为电力没有供应到电动机70，所以不能够控制电动机70运转。然而，由于每个开关元件的开/关状态如上所述改变，通过调节电动机70的旋转方向和所产生的电动机力的方向，由于外力施加到电动机70而使电动机70旋转产生一定大小的电动势。在此情况下，略微制动电动机70的旋转，由此产生对致动器26致动的阻力。在此待机模式中获得的一定程度的制动效果在制动模式中获得的制动效果和下述的自由模式获得的制动效果之间的中间。

(C)制动模式

其中电动机70的端子122u、122v、122w彼此电连接的制动模式能够认为是一种电动机端子互连模式。在此制动模式中，开关元件中连接到高电压和低电压端子124h、1241中一个的三个开关元件都保持在ON状态，而开关元件中连接到高电压和低电压端子124h、1241中另一个的三个开关元件都保持OFF状态。在本实施例中，开关元件UHC、VHC、WHC(其连接到电源的高电压端子124h)都保持在ON状态，而开关元件ULC、VLC、WLC(其连接到电源的低电压端子1241)都保持在OFF状态。由于开关元件UHC、VHC、WHC保持在ON状态，电动机70置于其中似乎电动机70的相位彼此短路的状态中。在此状态中，电动机70的旋转由短路电路制动。因而，致动器30当受到外力作用而被高速致动时产生比较大的阻力。

(D)自由模式

在自由模式中，电动机70置于其中似乎端子122置于开路的状态。自由模式能够被认为一种电动机端子断开模式。具体而言，开关元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC都保持在OFF状态，在电动机70中基本上不产生电动势，使得电动机70没有提供制动效果或者提供很少的制动效果。因而，当电动机80置于此自由模式中时，致动器26由施加到致动器26的外力致动，且没有产生抵抗外力致动的实质阻力。

[正/负效率和正/负效率的积]

将描述致动器26的效率，该效率分成正效率和负效率。负效率η_N对应于表示电动机力大小的参数，该电动机力是禁止由外力作用在电动机70上而引起的电动机70的旋转所需的最小电动机力。更准确地，负效率η_N定义为禁止外力引起的电动机70的旋转所需的最小电动机力的大小与外力大小的比率。另一方面，正效率η_P对应于表示电动机力大小的参数，该电动机力是使L形杆22的轴部分60抵抗外力旋转的所需的最小的电动机力。更准确地，正效率η_P定义为外力的大小与使轴部分90旋转所需的最小电动机力的大小的比率。正效率η_P和负效率η_N能够由相应的表达式表示如下：

正效率η_P＝Fa/Fm.......(1)

负效率η_N＝Fm/Fa.......(2)

其中，“Fa”表示致动器力(致动器扭矩)，“Fm”表示由电动机70产生的电动机力(电动机扭矩)。

正效率η_P对应于图8所示的正效率特性曲线的斜率，而负效率η_N对应于图8所示的负效率特性曲线的斜率的倒数。可以认为电动机力的大小Fm与供应到电动机70的电流量i成比例。如从图8可见，为了产生相同大小的致动器力Fa，在正效率特性下所需的电动机力70的电动机力大小Fm_P不同于在负效率特性下所需的电动机70的电动机力大小Fm_N(Fm_P>Fm_N)。从以上表达式(1)和(2)，能够获得以下表达式；

Fa＝η_P·Fm_P......(3)

Fa＝(1/η_N)·Fm_N......(4)

因而，在正效率特性下所需的电动机70的电动机力的大小Fm_P和在负效率特性下所需的电动机70的电动机力大小Fm_N之间的关系能够由以下表达式表示：

Fm_N＝η_P·η_N·Fm_P......(5)

如从以上表达式(5)可见，通过将在正效率特性下所需的电动机70的电动机力的大小Fm_P乘以正/负效率的积(其是正效率η_P和负效率η_N的乘积)而能够获得在负效率特性下所需的电动机70的电动机力大小Fm_N。由于能够认为电动机力大小Fm与供应到电动机70的电流量i成比例，供应到电动机70以产生电动机力大小Fm_N的电流量i_N和供应到电动机70以产生电动机力大小Fm_P的电流量i_P由以下表达式表示：

i_N＝η_P·η_N·i_P.........(6)

从以上表达式(6)可见，通过将电流量i_P(其是使致动器26致动所需)乘以正/负效率的积而能够获得电流量i_N(其是禁止致动器26致动所需)。在本实施例中，调节器装置20的致动器26的正/负效率的积约为1/3。

[车辆悬架系统的控制]

(A)距离调节控制的概要

在本悬架系统10中，四个调节器装置20的每个能够调节车轮车身距离(即，车轮16中相应一个车轮之间的距离)以执行距离调节控制。具体而言，在车辆转弯过程中，控制针对内侧车轮16(即，车轮16中位于车辆转弯中心和其它车轮16之间的车轮)设置的每个调节器装置20以产生用于减小车轮车身距离的力作为位移力，同时控制针对外侧车轮16设置的每个调节器装置20产生用于增大车轮车身距离的力作为位移力，由此，由此限制由于车轮转弯而引起的车轮车身的侧倾。在此情况下，作为位移力产生的每个力的大小取决于车辆转弯引起的侧倾力矩的大小。进一步，在车辆加速过程中，控制针对前轮16设置的每个调节器装置20产生用于减小车轮车身距离的力作为位移力，同时控制针对后轮16设置的每个调节器装置20以产生用于增大车轮车身距离的力作为位移力，由此限制车辆加速引起的车辆车身后端下坐。在此情况下，作为位移力产生的每个力的大小取决于由车辆加速引起的纵倾力矩的大小。进一步，在车辆减速过程中，控制针对前轮16设置的每个调节器装置20以产生用于增大车轮车身距离的力作为位移力，同时控制针对后轮16设置的每个调节器装置20以产生用于减小车轮车身距离的力作为位移力，由此限制由于车辆减速而引起的车辆车身的前端俯冲。在此情况下，作为位移力产生的每个力的大小取决于由于车辆减速引起的纵倾力矩的大小。即，在本悬架系统10中，车辆车身的侧倾和纵倾能够通过执行距离调节控制而受到限制或者降低。

(B)阻尼力控制的概要

在本悬架系统10中，执行阻尼力控制以控制四个调节器20中的每个产生位移力作为用于阻尼车身的对应于簧上部件的部分的振动的阻尼力。在本实施例中，作为阻尼力产生的每个位移力取决于车辆车身在垂直方向上的移动速度(即，簧上部件的绝对速度)，使得基于所谓的天钩(skyhook)理论执行阻尼力控制。

在本悬架系统10中，例如，由于采用正/负效率的积比较低的致动器26，每个调节器装置20难以处理比较高的频率的振动。鉴于此，包括在悬架系统10中的每个减振器52由适于阻尼较高频率的振动的减振器提供，使得通过减振器52的工作限制较高频率的振动传递到车辆车身。即，在本悬架系统10中，包括簧上部件的共振频率的低频范围的振动由调节器装置20处理，这是因为低频范围的振动能够通过操作致动器2而被跟随。同时，包括簧下部件的共振频率的高频范围的振动由减振器52处理。结果，本悬架系统10显示有效阻尼宽频范围的振动的良好阻尼特性。注意，簧下部件的振动没有由调节器装置20执行的振动阻尼控制处理，这是因为振动阻尼控制是基于天钩理论执行的。鉴于此，减振器52由适于阻尼簧下部件振动(即，适于限制施加到车轮的与路面接触的接触部分的负荷波动)的减振器提供。为了确保这样的适合的作用，减振器52具有调至较低的阻尼系数。在本实施例中，具体而言，阻尼系数是1000-2000N，该系数比不具有调节器20的悬架系统的传统的减振器的阻尼系数一半还低。

(C)控制方法概要

距离调节控制涉及调节车轮车身距离，并且由上述致动器致动量控制(其中，致动器26的致动量直接受到该控制)执行。执行致动量控制以使致动器26的实际致动量等于致动器26的目标致动量。根据反馈控制方法，距离调节控制由致动量控制执行，使得基于致动器26的反馈实际致动量与致动器26的目标致动量的偏差控制致动器26的致动量。

在此距离调节控制中，例如，在车辆转弯、加速或者减速过程中外力作用在致动器26的情况下，需要使致动器26产生用于禁止自身被外力致动的致动器力，使得致动器26的实际致动量保持为目标致动量。如果没有产生致动器力，则实际致动量偏离目标致动量。即，要求调节器装置20产生抵抗外力而作用的位移力。为了产生用于保持目标致动量的致动器力，采用反馈控制方法以确定将要供应到电动机70的电力量。具体而言，所供应的电力量根据PI控制法则确定，使得基于上述偏差的积分值的分量(即，依赖于积分项(I-项)的分量)用作对应于用于保持目标致动量的致动器力的目标电力量的分量。距离调节控制因此根据反馈控制方法执行。

注意，在本悬架系统10中执行的控制中，致动器26的致动量视为以致动器26的基准工作位置为基准的量。基准工作位置对应于这样的致动器26的工作位置，即其中在基准状态下致动器26没有产生致动器力，在基准状态中认为诸如侧倾力矩和纵倾力矩的外力实质上没有作用在车身上，且没有在车身和车轮16中引起振动。进一步，由于致动器26的致动量和电动机70的角位置彼此对应，在本实施例中，用电动机70的角位置(其由旋转角传感器84检测)代替致动器26的致动量而对其进行控制。

同时，在阻尼力控制中，要求位移力以相当短的周期波动或者变化，使得用作用于阻尼簧上部件振动的阻尼力。因而，要求以对簧上部件的绝对速度变化的高响应性执行阻尼力控制。在根据在反馈控制方法中的PI控制法则执行阻尼力的情况下，有这样的可能性即例如由于存在基于上述积分项确定的所供应电力的分量而不能以高响应性执行该控制。鉴于这样的可能性，在本悬架系统10中，为了确保高响应性，用于产生用作阻尼力的位移力的致动器力，更具体而言，对应于致动器力的电动机力直接受到阻尼力控制，使得通过基于簧上部件的绝对速度并且根据电动机力的大小和所供应的电力量之间的预定关系确定供应到电动机70的电力量执行阻尼力控制。即，根据开环控制而不是反馈控制执行这样的阻尼力控制。

(D)距离调节控制的详细描述

(i)确定距离调节控制中的目标角位置

在距离调节控制中，电动机70的目标角位置θ^*的距离调节有关的分量θ^*K(距离调节对应分量)确定为在执行距离调节控制中的目标角位置θ^*。距离调节有关分量θ^*K由侧倾降低有关的子分量θ^* _R(作为涉及限制或者降低车辆车身侧倾的子分量)和纵倾降低有关的子分量θ^* _P(作为涉及限制或者降低车辆车身纵倾的子分量)组成。侧倾降低有关子分量θ^* _R和纵倾降低有关子分量θ^* _P彼此独立确定，并且通过将所确定的两个子分量θ^* _R、θ^* _P彼此相加而确定距离调节有关分量θ^* _K。

距离调节有关分量θ^* _K的侧倾降低有关子分量θ^* _R基于横向加速度(其用作作用在车辆车身上的侧倾力矩的指示器)来确定。详细而言，基于根据转向车轮的操作角度和车辆的行驶速度V估计的横向加速度的估计值Gyc和横向加速度的测量值Gyr，并且根据以下表达式确定横向加速度的参数值Gy^*(用在本控制中的参数)：

Gy^*＝K_A·Gyc+K_B·Gyr........(7)，

其中，“K_A”、“K_B”表示相应的增益。

侧倾降低有关子分量θ^* _R是基于如上所述确定的横向加速度参数值Gy^*确定。调节器ECU100的控制器104存储表示侧倾降低有关子分量θ^* _R和横向加速度参数值Gy^*之间关系的数据映射图，使得能够参照数据映射图确定侧倾降低有关子分量θ^* _R。

距离调节有关分量θ^* _K的纵倾降低有关子分量θ^* _P基于纵向加速度(其作为作用在车辆车身上的纵倾力矩的指示器)确定。详细而言，纵倾降低有关子分量θ^* _P基于由纵向加速度传感器114检测的实际纵向加速度值Gzg并且根据以下表达式确定：

θ^* _P＝Kc·Gzg........(8)

其中，“Kc”表示增益。

距离调节有关分量θ^* _K基于所确定的侧倾降低有关子分量θ^* _R和纵倾降低有关子分量θ^* _P，并且根据以下表达式确定：

θ^* _K＝θ^* _R+θ^* _P..........(9)

(ii)距离调节控制中的供应到电动机的电流的确定

在距离调节控制中，目标供应电流量的距离调节有关分量i^* _K确定为在执行距离调节控制中的目标供应电流量。目标电流量的距离调节有关分量i^* _K根据反馈控制方法中的PI控制法则确定。具体而言，首先基于由设置在电动机70中的角位置传感器84检测的值获得电动机70的实际角位置θ，然后计算电动机70的实际角位置θ和上述电动机70的目标角位置θ^*的距离调节有关分量θ^* _K的偏差Δθ_K(＝θ^*-θ)。目标电流量的距离调节有关分量i^* _K基于角位置偏差Δθ_K，并且根据以下表达式确定：

i^* _K＝K₁·Δθ_K+K₂·Int(Δθ_K)........(10)

上述根据PI控制法则的表达式(10)的右侧由两项(即，分别是比例项和积分项的第一项和第二项)组成。“K₁”、“K₂”分别表示比例和积分增益。“Int(Δθ_K)”表示角位置偏差Δθ_K的积分值。

在本悬架系统10中，目标电流量的距离调节有关分量i^* _K根据PI控制法则确定。然而，距离调节有关分量i^* _K也能够根据PID控制法则确定。用以下表达式进行根据PID控制法则的确定：

i^* _K＝K₁·ΔθK+K₂·Int(Δθ_K)+K₃·Δθ_K′.....(11)

上述根据PID控制法则的表达式(11)的右侧包括微分项(D项)，即，角位置偏差Δθ_K的微分值。“K₃”表示微分增益。

(iii)距离调节控制中的电流的减小

在车辆在其中行驶速度没有实质改变的状态下转弯的典型示例中，作用在车辆车身上的侧倾力矩如图9的曲线图所示变化。从图9可以理解到，侧倾力矩在转弯的初始阶段P1增大，在转弯的中间阶段P2保持大致恒定，并且在转弯的最后阶段P3减小。在这样的车辆转弯过程中的距离调节控制中，要求电动机70的目标角位置θ^*的距离调节有关分量θ^* _K的侧倾降低有关子分量θ^* _R如图9所示改变，以限制车辆车身侧倾，并且如图9所示确定目标电流量的距离调节有关分量i^* _K。

如在图9中所示，在车辆转弯的初始阶段P1中，(电动机70的目标角位置θ^*的距离调节有关分量θ^* _K的)侧倾降低有关子分量θ^* _R(即，致动器26的目标致动量)增大，使得致动器26的致动量必须抵抗作为外力的侧倾力矩而增大。为此目的，确定目标电流量的距离调节有关分量i^* _K，使得电动机70产生使致动器26抵靠外力致动所需的一定大小的电动机力。在中间阶段P2，侧倾力矩保持大致恒定，在最后阶段P3，侧倾力矩降低，使得在中间和最后阶段P2、P3，要求该电动机力达到仅仅禁止致动器26被外力致动就足够的较小程度。因而，在这些阶段P2、P3，所要供应到电动机70的仅仅是已减小的电流量i_T，其小于上述距离调节有关分量i^* _K。由于使致动器26抵抗外力致动的电动机力的大小取决于致动器26的正效率，而用于禁止致动器26被外力致动的电动机力的大小取决于致动器26的负效率，所述的已减小的电流量i_T是基于上述正/负效率积η_P·η_N并且根据以下表达式确定：

i_T＝η_P·η_N·i^* _K..........(12)

即，在距离调节控制中，在致动器26的致动量增大的车辆转弯的初始阶段P1中，对应于距离调节有关分量i^* _K的电流量供应到电动机70，在其中致动器26的致动量保持恒定和降低的中间阶段和最后阶段P2、P3中，对应于已减小的电流量i_T的电流量供应到电动机70。

尽管上述描述涉及降低车辆车身侧倾，相同的描述能够应用到降低车辆车身的纵倾。因而，在要降低车辆车身的纵倾的情况下，同样，在其中致动器26的致动量增大的阶段中，对应于距离调节有关分量i^* _K的电流量供应到电动机70，在其中致动器26的致动量保持恒定和降低的各阶段中，对应于已减小的电流量i_T的电流量供应到电动机70。在本距离调节控制中，通过将(电动机70的目标角位置θ^*的)距离调节有关分量θ^* _K确定为侧倾降低有关子分量θ^* _R和纵倾降低有关子分量θ^* _P之和，可以使侧倾降低控制和纵倾降低控制一元化。因而，在距离调节控制中，不管要降低侧倾和纵倾中的哪个，在其中致动量增大的阶段中，对应于距离调节有关分量i^* _K的电流量供应到电动机70，在其中致动量保持恒定和降低的各阶段中，对应于已减小的电流量i_T的电流量供应到电动机70。因此，在本悬架系统10中，电动机70所消耗的电力量能够通过减小供应电流量而能够得到降低。

电动机70产生的电动机力的方向取决于目标电流量的距离调节有关分量i^* _K和已减小的电流量i_T的每个是否是正值还是负值。接着，表示所确定的占空比和电动机方向的指令发送到逆变器102，然后在电动机70置于作为工作模式的控制电力供应模式的同时，由逆变器基于指令控制电动机70。

(E)阻尼力控制的详细描述

(i)阻尼力控制中的供应到电动机的电流的确定

执行阻尼力控制，使得由调节器装置20产生的位移力用作大小对应于簧上部件的绝对速度的阻尼力。在阻尼力控制中，阻尼力大小F_G确定为在本控制中要产生的位移力的大小。具体地，基于由设置在车辆车身安装部分54上的垂直加速度传感器116所检测的垂直加速度计算车辆车身绝对值速度V，然后根据以下表达式确定阻尼力的大小F_G：

F_G＝C·V............(13)

其中，“C”表示阻尼系数。

在阻尼力控制中，目标供应电流量的阻尼力有关分量i^* _G确定为用于产生对应于位移力大小的致动器或者电动机力大小的分量，使得产生对应于所确定阻尼力大小F_G的位移力的大小。阻尼力有关分量i^* _G的确定参照存储在调节器ECU100的控制器104中的映射图进行。

(ii)阻尼力控制中的电流的减小

在其中车辆车身发生通常的振动的状态中(通过示例来描述)，簧上部件的绝对速度V(即，车辆车身用作簧上部件的部分的绝对速度)如图10的曲线图所述变化。从曲线图中明显可见，簧上部件的绝对速度V的变化为其速度增大阶段PZ和其速度减小阶段PG交替。为了阻尼这样的车辆车身振动，要求如图10所示的阻尼力大小F_G，使得在阻尼力控制中如图10所示确定目标电流量的阻尼力有关分量i^* _G。鉴于调节器装置20的构造，由调节器装置20产生的位移力的大小和致动器26的致动量在理论意义上彼此对应。因而，只要执行阻尼力控制使得对应于阻尼力大小F_G的电动机70的角位置受到该控制，电动机70的目标角位置θ^*的阻尼力有关分量θ^* _G(阻尼力对应分量)的变化就和阻尼力大小F_G的变化相同。

调节器装置20构造成L形杆22的轴部分60的扭转量根据致动器26的致动量而变化。在速度增大阶段PZ中，目标角位置θ^*的阻尼力有关分量θ^* _G(即，致动器26的目标致动量)增大。在此速度增大阶段PZ中，需要增大弹性体的变形量。为此目的，由于需要抵抗L形杆22的轴部分60的扭转反作用力而增大致动器力的大小，目标供应电流量的阻尼力有关分量i^* _G确定成其量对应于该需要的电力供应到电动机70。在速度降低阶段PG中，目标角位置θ^*的阻尼力有关分量θ^* _G(即，致动器26的目标致动量)减小。在此速度降低阶段PG中，不要求电动机力的大小和在速度增大阶段PZ中所需要的那样大，这是因为致动器26的致动量能够通过利用外力(即，轴部分60对其扭转的反作用力，也即轴部分60的恢复力)而得到减小。即，在速度降低阶段PG(目标致动量降低的过程)中，致动器26的致动量降低，也即其中致动器26的工作位置返回到中立位置的阶段。在此阶段中，禁止电力供应到电动机70，这是因为反作用力有助于致动器26的致动量的减小。因而，在阻尼力控制中，仅仅在速度增大阶段PZ(目标致动量增大的过程)中，将目标量的阻尼力有关分量i^* _G的电流供应到电动机70。因而，在本悬架系统10中，由电动机10消耗的电力量也能够在阻尼力控制中得到降低。

(iii)电动机工作模式的切换

如在上述距离调节控制那样，在阻尼力控制中，在致动器26的致动量增大过程中，表示基于目标供应电流量的阻尼力有关分量i^* _G的占空比和电动机力方向的指令发送到逆变器102，并且在将电动机70置于作为工作模式的控制电力供应模式中的同时，逆变器102基于指令控制电动机70。

另一方面，在致动量降低过程中，尽管禁止电力供应到电动机70，但是优选地产生一定大小的电动机力。如上所述，在致动量降低过程中，致动器26的致动量通过利用以L形杆22的轴部分60的扭转反作用力为形式的外力而得到降低。然而，会发生这样的现象即在过度降低致动器26的致动量的情况下不会获得适合大小的阻尼力。鉴于这样可能的现象，即使在致动量降低过程中，为了确保致动器26的致动稳定性，优选地产生一定大小的电动机力。进一步，扭转反作用力的大小和致动器26的致动量彼此对应，使得扭转反作用力的大小随着致动器26的致动量增大而增大，随着致动器26的致动量降低而降低。因而，优选地，在致动量降低过程中，产生了大小适合对应于致动量的电动机力。

在本悬架系统10中，为了在致动量降低过程中确保电动机70产生适合大小的电动机力，且电力不供应到电动机70，在致动量降低过程中建立除了上述控制电力供应模式以外的工作模式作为电动机70的工作模式。具体而言，当致动器26的致动量比较大时，电动机70置于上述制动模式，当致动器26的致动量比较小时，电动机70置于上述自由模式。进一步，当致动量在该较大量和较小量之间的中间时，电动机70置于待机模式(准确而言，根据电动机力的方向布置该模式)。利用将电动机70置于根据致动量而选定的其中一个工作模式，可以产生适合大小的电动机力，并且还降低了电动机70所消耗的电力量。进一步，在电动机70的三个工作模式中的任何一个中，如上所述，逆变器102能够构造成可以基于电动势而再生电力。由此，通过对再生的电力进行再循环，从省电的角度来看，本悬架系统10更具有优越性。

(F)距离调节控制和阻尼力控制的同时执行

在本悬架系统10中，能够彼此同时执行上述阻尼力控制和距离调节控制。通过将(目标供应电流量的)距离调节有关分量i^* _K和阻尼力有关分量i^* _G彼此相加而以一元化的方式执行这两个控制。具体地，在同时执行这两个控制中待供应的目标电流量i^* _K基于距离调节有关分量i^* _K和阻尼力有关分量i^* _G并且根据以下表达式来确定：

i^*＝i^* _G+i^* _K.............(14)

如上所述，在距离调节控制中，基于上述(电动机70的实际角位置θ与电动机70的目标角位置θ^*的距离调节有关分量θ^* _K)的偏差△θ_K根据反馈控制方法确定距离调节有关分量i^* _K。因而，在同时执行这两个控制中，距离调节有关分量i^* _K的确定受到电动机70的旋转(在阻尼力控制中使该电动机70旋转以产生位移力)的影响。通过考虑该影响的量，在同时执行这两个控制中，如下确定距离调节有关分量i^* _K。

首先，目标角位置θ^*的阻尼力有关分量θ^* _G基于阻尼力大小F_G并且根据以下表达式确定：

θ^* _G＝K_D·F_G...............(15)，

其中，“K_D”表示增益。

电动机70的目标角位置θ^*基于(电动机70的目标角位置θ^*的距离调节有关分量θ^* _K的)上述侧倾降低有关子分量θ^* _R和纵倾降低有关子分量θ^* _P并且根据以下表达式确定为同时执行这两个控制中的基准角位置：

θ^*＝θ^* _G+θ^* _R+θ^* _P..................(16)

接着，计算电动机70的实际角位置θ与电动机70的目标角位置θ^*之间的偏差Δθ(＝θ^*-θ)，并且基于所计算的偏差Δθ并且根据以下表达式确定距离调节有关分量i^* _K：

i^* _K＝K₁·Δθ+K₂·Int(Δθ)...............(17)

即，通过考虑阻尼力控制可能使电动机70旋转的量而确定距离调节有关分量i^* _K。注意，上述表达式(17)中的“K₁”、“K₂”分别表示比例和积分增益。

在彼此同时执行阻尼力控制和距离调节控制的情况下，优选地，在大多数情况下，由于在确定距离调节有关分量i^* _K的上述表达式(16)中存在积分项分量，优选地电力从电源供应到电动机70。因而，执行电动机70的驱动控制的方式与上述距离调节控制中的方式相同。具体而言，基于目标角位置θ^*判定致动器26的致动量是否正在增大。接着，当致动量正在增大时，表示基于目标电流量i^*的电动机的方向和占空比的指令发送到逆变器102，使得在将电动机70置于作为工作模式的控制电力供应模式的同时，由逆变器102根据指令控制电动机70的驱动。另一方面，当致动量正在保持大致恒定或者降低时，基于上述正/负效率积η_P·η_N并且根据以下表达式确定已减小的电流量：

i_T＝η_P·η_N·i^*...............(18)

接着，表示这样确定的已减小的电流量iT的指令发送到逆变器102。

在本悬架系统10中，由于诸如电动机70和致动器26的构造的因素，可产生的电动机力(即，可由调节器装置20产生的位移力)的大小有上限。因而，在所需位移力的大小超过上限时，不管供应电流多大，致动器26的实际致动量不能达到目标致动量。尤其是，在彼此同时执行阻尼力控制、侧倾降低控制和纵倾降低控制的情况下，有很高的所需大小超过上限的可能性。图11通过示例方式示出其中目标角位置θ^*很大以致于实际角位置θ不能达到目标角位置θ^*的各阶段(在图11中各由“PT”表示)。通过考虑该阶段，在本悬架系统10中，基于目标角位置θ^*的变化判定致动器26的致动量是否正在增大。不仅在同时执行距离调节控制和阻尼力控制的情况下进行该判定，而且在执行两个控制中任何一个的情况下进行该判定。因而，在仅仅单独地执行距离调节控制的情况下或者在同时执行这两个控制的情况下，能够确保供应电流在适合的时间点降低。在仅仅执行阻尼力控制的情况下，能够确保电动机70的工作状态在适合的时间点切换，并且确保在适合的时间点中止电力从电源供应到电动机70。

[调节器装置控制例程程序]

上述控制由调节器ECU100的控制器104根据图12的流程图中所图示的调节器装置控制例程程序执行。该控制例程程序以短时间间隔(例如，几十毫秒)重复执行，同时车辆的点火开关置于ON的状态。注意，阻尼力控制和距离调节控制在执行此控制例程程序中能够彼此同时执行，以下，将参照图12描述控制例程程序。

针对相应四个调节器20的每个致动器26执行调节器控制例程程序。在以下对该控制例程程序的描述中，为了简化描述，将描述在执行例程程序中针对其中一个致动器26进行的程序。

控制例程程序从步骤S1开始，在步骤S1，判定簧上部件是否正在振动。具体而言，如果由垂直加速度传感器116所检测的车辆车身的垂直加速度高于上阈值，则判定簧上部件正在振动。在步骤S1获得的肯定判定(是)之后到步骤S2，在步骤S2，基于从垂直加速度计算簧上部件的绝对速度V确定用于执行阻尼力控制所需的阻尼力大小F_G。另一方面，如果在步骤S1获得否定的判定(否)，则在步骤S3中将阻尼力大小F_G设定为0(零)。步骤S2或者S3之后是步骤S4，在步骤S4，基于阻尼力大小F_G判定电动机70的目标角位置θ^*的阻尼力有关分量θ^* _G。注意，在不执行阻尼力控制的情况下，将阻尼力有关分量θ^* _G设定为0。

随后，在步骤S5中，判定车辆车身是否发生侧倾。当转向车轮的操作角度不小于阈值，且车辆的行驶速度不小于阈值时，判定由于车辆的转弯而实际地引起车身侧倾。如果在步骤S5获得肯定的判定(是)，则控制流程进行到步骤S6，在步骤S6，基于上述横向加速度的参数值Gy^*确定电动机70的目标角位置θ^*的侧倾降低有关子分量θ^* _R，以通过距离调节控制降低车辆车身的侧倾。另一方面，如果在步骤S5中获得否定的判定(否)，则在步骤S7中将侧倾降低有关子分量θ^* _R设定为0(零)。步骤S6或者S7之后是步骤S8，在步骤S8，判定车辆车身是否发生纵倾。当纵向加速度的绝对值不小于阈值时，判定实际发生了车辆车身纵倾。如果在步骤S8获得肯定的判定(是)，则控制流程进行到步骤S9，在步骤S9，基于纵向加速度确定电动机70的目标角位置θ^*的纵倾降低有关子分量θ^* _P，以通过距离调节控制降低车辆车身纵倾。另一方面，如果在步骤S8获得否定的判定(否)，则在步骤S10中将纵倾降低有关子分量θ^* _P设定为0(零)。

接着，在步骤S11，基于阻尼力大小F_G(其已经在步骤S2或者S3中确定)并且根据开环控制方法确定(目标电流量i^*)的阻尼力有关分量i^* _G。步骤S11之后是步骤S12，在步骤S12中，通过将侧倾降低有关子分量θ^* _R(已经在步骤S6或者S7中确定)、纵倾降低有关子分量θ^* _P(已经在步骤S9或者S10中确定)和阻尼力有关分量θ^* _G(已经在步骤S4中确定)彼此加起来确定目标角位置θ^*。然后，在步骤S13，从电动机70的目标角位置θ^*和实际角位置θ计算位置偏差Δθ，然后根据反馈控制方法确定(目标电流量i^*的)距离调节有关分量i^* _K。步骤S13之后是步骤S14，在步骤S14中，通过将阻尼力有关分量i^* _G和距离调节有关分量i^* _K彼此加起来确定目标电流量i^*。

随后，在步骤S15，判定致动器26的致动量是否正在增大。该判定是基于旋转速度VM(其对应于实际角位置θ的微分值)的(表示正或者负)符号和目标角位置θ^*的(表示正或者负)符号来进行的。如果旋转速度VM的符号和目标角位置θ^*的符号彼此一致，则判定致动器26的致动量正在增大，然后控制流程进行到步骤S16，在步骤S16，表示目标电流量i^*的指令发送到逆变器102。如果旋转速度VM的符号和目标角位置θ^*的符号彼此不一致，则判定致动器26的致动量没有正在增大，然后控制流程进行到步骤S17，在步骤S17，判定距离调节有关分量i^* _K的绝对值是否大于阈值i₀。

执行步骤S17中的判定以用于确定要进行减小供应电力量(其在距离调节控制中进行)和禁止供应电力(其在阻尼力控制中进行)中哪一个。上述阈值i₀对应于使调节器正在20具有最小位移力(其通过电动机70旋转达可由角位置传感器84检测的角度产生)大小所需的电流量。即，阈值i₀是相当接近于0(零)的值。因而，当距离调节有关分量i^* _K的绝对值不大于阈值i₀时，不需要与距离调节控制有关的位移力或者电动机力。

如果在步骤S17中获得肯定的判定(是)，则控制流程进行到步骤S18，在步骤S18，通过将目标电流量i^*乘以正/负效率积η_P·η_N而确定已减小的电流量i_T。步骤S18之后是步骤S19，在步骤S19，表示已减小的电流量i_T的指令发送到逆变器102。另一方面，如果在步骤S17获得否定的判定(否)，则控制流程进行到步骤S20，在步骤S20，判定目标角位置θ^*是否大于第一阈值θ1。如果在步骤S20获得肯定的判定(是)，则控制流程进行到步骤S21，在步骤S21，要求电动机70置于制动模式的指令发送到逆变器102。如果在步骤S20获得否定的判定(否)，则控制流程进行到步骤S22，在步骤S22，目标角位置θ^*的绝对值小于第二阈值θ2(其小于第一阈值θ1)。如果在步骤S22获得肯定的判定(是)，则控制流程进行步骤S23，在步骤S23，要求电动机70置于自由模式的指令发送到逆变器102。在步骤S21、S23或者S24，执行图12的调节器控制例程程序的一个周期结束。

[控制器构造]

本悬架系统10的控制器104是执行上述调节器装置的控制例程程序，并且通过考虑在执行控制例程程序中程序，能够认为包括图13所示的功能部分。具体而言，控制器106包括：目标致动量确定部150，其是实施步骤S4、S6、S7、S9、S10、S12的功能部分，该功能部分可工作地将目标角位置θ^*确定为致动器26的目标致动量；目标电流量确定部152，其是实施S11、S13、S14的功能部分，该功能部分可工作地确定目标电流量i^*；致动量增大/减小判定部154，其是实施步骤S15的功能部分，该功能部分可工作地判定致动器26的致动量是否正在增大或者减小；基于目标电流的控制部156，其是实施步骤16的功能部分，该功能部分基于目标电流量i^*可工作地控制电动机70的操作；和基于已减小的电流的电动机控制部158，其是实施步骤S19的功能部分，该功能部分基于小于目标电流量i^*的已减小的电流量i_T可工作地控制电动机70的操作。控制器104还包括电力供应禁止部160，其是实施步骤S20-S24的功能部分，该功能部分可工作地禁止电力供应到电动机70。目标电流量确定部152包括：阻尼力有关分量确定部162，其是实施步骤S11的功能部分，该功能部分可对阻尼力有关分量i^* _G进行操作；和距离调节有关分量确定部164，其是实施步骤S13的功能部分，该功能部分可对距离调节有关分量i^* _K进行操作。电力供应禁止部160包括工作模式建立部166，其是实施步骤S21-S24的功能部分，该功能部分可工作地建立选定电动机70的工作模式。

图14是示出在本悬架系统10中执行的控制的控制流程图。在图14的流程图中，“Ka”、“Kb”、“Kd”、“Ke”表示相应的增益，“1/s”表示积分传递函数，并且“s”表示微分传递函数。

Claims (11)

1.一种用于车辆的悬架系统(10)，包括：

(a)悬架弹簧(51)，其设置在所述车辆的簧上部件与簧下部件之间；

(b)减振器(52)，其与所述悬架弹簧并列设置；和

(c)位移力产生器(20)，其与所述悬架弹簧并列设置，并且可工作以产生使所述簧上部件和所述簧下部件朝向彼此或者远离彼此位移的位移力，

其中，所述位移力产生器包括(c-1)弹性体(22)，该弹性体在其相对端部中的一个端部处连接到所述簧上部件和所述簧下部件中的一个部件，和(c-2)电控致动器(26)，该电控致动器设置在所述弹性体的所述相对端部中的另一个端部与所述簧上部件和所述簧下部件中的另一个部件之间，并且将所述弹性体和所述簧上部件和所述簧下部件中的另一个部件互连，

并且其中，所述电控致动器包括电动机(70)，并且基于由所述电动机产生的电动机力可工作以产生致动器力，使得所产生的所述致动器力作用在所述弹性体上由此以改变所述弹性体取决于所述致动器的致动量的变形量，并且使得所产生的所述致动器力经由所述弹性体被传递到所述簧上部件和所述簧下部件由此以起所述位移力的作用，

所述悬架系统还包括：

(d)位移力控制器(100)，其可工作以控制所述电动机的工作由此以对将由所述位移力产生器产生的所述位移力进行控制，

其中，所述位移力控制器执行用于将所述位移力作为阻尼力进行控制的阻尼力控制以减小所述簧上部件和所述簧下部件中至少一个部件的振动。

2.根据权利要求1所述的悬架系统(10)，其中，所述致动器(26)被设置为具有不大于1/2的正/负效率积，

将所述正/负效率积定义为所述致动器的正效率与所述致动器的负效率的乘积，

将所述正效率定义为作用在所述致动器上的外力的大小与抵抗所述外力使所述致动器进行致动所需最小的所述电动机力的大小的比率，

并且将所述负效率定义为禁止所述致动器被作用在所述致动器上的外力致动所需最小的所述电动机力的大小与所述外力的大小的比率。

3.根据权利要求1或2所述的悬架系统(10)，其中，所述减振器(52)被设置为具有阻尼系数，所述阻尼系数建立适于使包括所述簧下部件的共振频率的频率范围的振动减小的振动阻尼特性。

4.根据权利要求1或2所述的悬架系统(10)，其中，执行所述阻尼力控制，以产生作为所述阻尼力的所述位移力，所述阻尼力的大小取决于所述簧上部件的绝对速度。

5.根据权利要求1或2所述的悬架系统(10)，

其中，所述位移力控制器(100)基于将要由所述位移力产生器(20)产生的所述位移力的目标大小来确定将要供应到所述位移力产生器的所述致动器(26)的所述电动机(70)的电力的目标量(i^*)，

并且其中，所述位移力控制器基于所确定的所述电力的目标量来执行所述阻尼力控制。

6.根据权利要求5所述的悬架系统(10)，其中，所述位移力控制器(100)通过在目标致动量(θ^*)增大过程中允许所述电力的所述目标量(i^*)从电源(106、108)供应到所述电动机(70)，而在所述目标致动量减小过程中禁止所述电力从所述电源供应到所述电动机，来执行所述阻尼力控制，将所述目标致动量定义为所述致动器(26)对应于所述位移力的所述目标大小的致动量。

7.根据权利要求6所述的悬架系统(10)，还包括被设置以驱动所述电动机(70)的驱动电路(102)，

其中，所述位移力控制器(100)通过使所述电动机在所述目标致动量(θ^*)减小过程中在取决于所述驱动电路的工作状态的工作模式下工作来执行所述阻尼力控制，

并且其中，所述工作模式是以下(A)、(B)和(C)项中一种，(A)电动机端子互连模式，在该模式中，所述电动机的多个电动机端子(122u、122v、122w)彼此电连接，(B)特定电动机端子/电力供应端子连接模式，在该模式中，所述电源(106、108)的高电压端子(124h)和低电压端子(1241)中的一个端子被电连接到所述电动机的多个电动机端子中选定的一个端子，所述选定的一个端子根据所述电动机的工作位置而改变，和(C)电动机端子断开模式，在该模式中，所述电源的所述高电压端子和所述低电压端子均未被电连接到所述电动机的所述多个电动机端子，并且其中，所述多个电动机端子彼此电断开。

8.根据权利要求1或2所述的悬架系统(10)，

其中，所述位移力控制器与执行所述阻尼力控制同时地执行用于控制所述位移力由此以调节所述簧上部件与所述簧下部件之间的距离的距离调节控制。

9.根据权利要求8所述的悬架系统(10)，

其中，所述位移力控制器(100)基于将要在执行所述阻尼力控制中产生的位移力的大小(F_G)来确定阻尼力相关分量(i^* _G)，

其中，所述位移力控制器基于所述致动器(26)的实际致动量(θ)与所述致动器的目标致动量(θ^*)的偏差(△θ_K)来确定距离调节相关分量(i^* _K)，使得所确定的距离调节相关分量包括基于所述偏差的第一分量(K₁·△θ_K)和基于所述偏差的积分值的第二分量(K₂·Int(△θ_K))，

并且其中，基于所确定的阻尼力相关分量和距离调节相关分量之和，所述阻尼力控制和所述距离调节控制彼此同时由所述位移力控制器执行，所述阻尼力相关分量和距离调节相关分量之和是将要供应到所述电动机(70)的电力的目标量(i^*)，

将所述阻尼力相关分量定义为所述电力与执行所述阻尼力控制相关的所述目标量的分量，将所述距离调节相关分量定义为所述电力与执行所述距离调节控制相关的所述目标量的分量，并且

将所述致动器的所述目标致动量定义为(i)项和(ii)项之和，(i)是与将要在执行所述阻尼力控制中产生的所述位移力的大小对应的阻尼力对应分量(θ^* _G)，(ii)是与所述簧上部件与所述簧下部件之间的距离对应的距离调节对应分量(θ^* _K)，所述簧上部件与所述簧下部件之间的距离是将在执行所述距离调节控制中建立。

10.根据权利要求9所述的悬架系统(10)，其中，所述位移力控制器(100)通过在所述致动器(26)的所述目标致动量(θ^*)增大过程中允许所述电力的所述目标量(i^*)从所述电源(106、108)供应到所述电动机(70)，而在所述致动器的所述目标致动量减小过程中允许供应小于所述电力的所述目标量的减小的电力量，来同时执行所述阻尼力控制和所述距离调节控制。

11.根据权利要求10所述的悬架系统(10)，其中，所述减小的电力量等于所述电力的所述目标量(i^*)乘以正/负效率积，

将所述正/负效率积定义为所述致动器(26)的正效率与所述致动器的负效率的乘积，

将所述正效率定义为作用在所述致动器上的外力的大小与抵抗所述外力使所述致动器进行致动所需最小的所述电动机力的大小的比率，

并且将所述负效率定义为禁止所述致动器被作用在所述致动器上的外力致动所需最小的所述电动机力的大小与所述外力的大小的比率。

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