CN101405154B

CN101405154B - 车辆悬架系统

Info

Publication number: CN101405154B
Application number: CN2007800101566A
Authority: CN
Inventors: 井上博文; 伊达宏昭; 小川一男
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: EP1997655A1; US20100230876A1; BRPI0709576A2; EP1997655A4; RU2395407C2; CN101405154A; US8191874B2; JP4743276B2; WO2007108316A1; EP1997655B1; RU2008141759A; JPWO2007108316A1

Abstract

一种用于车辆的悬架系统(10；220；250)，包括：(a)悬架弹簧(28；224)，其将车身(24)和车辆的车轮(12)弹性地互连；(b)致动器(26)，其与悬架弹簧平行地设置，并具有电动机(54)，使得致动器能够基于电动机的力产生强制车身和车轮朝向彼此和远离彼此的致动器力，并能够使所产生的致动器力作为与车身和车轮朝向彼此和远离彼此的移动相抗的阻尼力作用；以及(c)控制装置(140)，其构造成通过控制电动机的工作控制致动器产生的致动器力。控制装置(140)能够建立恒定力产生状态，在恒定力产生状态中，致动器用从作为电动机的电源的电池(130)供应的电力恒定地产生致动器力作为恒定致动器力，使得所产生的恒定致动器力沿着用于强制车身和车轮朝向彼此的回弹方向和用于强制车身和车轮远离彼此的弹跳方向中一个方向作用。控制装置构造成基于电池的充电状态控制恒定力产生状态。

Description

车辆悬架系统

技术领域

本发明涉及一种安装在车辆中的悬架系统，更具体地，涉及配备有用作减振器的电磁致动器的悬架系统。

背景技术

近年来，在车辆工业领域中，开发了一种在下述专利文献中所公开的系统，即所谓的电磁悬架系统(以下适合地简称为“电磁悬架”)，其中电磁致动器布置成用作减振器(阻尼器)。由于诸如容易建立基于所谓天钩理论的悬架特性的优点，此电磁悬架期待为高性能悬架系统。

专利文献1：JP2002-311452A

发明内容

(A)发明概要

在以上所述的专利文件中公开的电磁悬架中，控制悬架以选择性地建立两个状态。在正在建立两个状态中的一个状态的同时，电力从电池供应到电磁致动器所包括的电动机，由此产生致动器力。在正在建立另一状态的同时，由电动机产生的电力返回到电池，由此致动器力再生。然而，取决于电池的充电状态，存在不应该从电池供应电力的情况或者电力不应该返回到电池的情况。此外，例如在电池是满充电状态下，存在要求将蓄积在电池中的电能放电以避免过充电状态的情况。因而，适合地处理这些情况导致了提高电磁悬架的实用性。鉴于以上所述的背景技术进行本发明。因而，本发明的目的是提供一种在实际使用上具有高的使用性的车辆悬架系统。

根据本发明的原理可以实现此目的，本发明提供了一种作为车辆悬架系统的电磁悬架系统，其能够建立通过将电力从电池供应到电磁致动器使电磁致动器产生恒定致动器力这样的状态(恒定力产生状态)，使得取决于电池的充电状态控制恒定力产生状态。

恒定力产生状态是保持产生能够改变车轮和车身之间的距离的力的状态。通过控制恒定力产生状态，可以有效地控制电池的放电。这种技术效果使得根据本发明的悬架系统在实际使用上能够具有高的使用性。

(B)发明的方式

将描述被认为包含寻求保护的可主张权利的特征的本发明的各种方式(以下适合地称为“可主张权利的发明”)。这些本发明的方式的每个如同所附的权利要求那样编号，并适合地依赖于其它一个方式或者多个方式，以更容易理解本发明公开的技术特征。可以理解到，主张权利的本发明不限于将在这些方式的每个中描述的技术特征和其组合。即，应该根据以下伴随各种方式和本发明的优选实施例的描述来解释主张权利的本发明的范围。在根据这种解释的限制中，主张权利的本发明的方式可以不仅由这些方式中任一者来构成，还可以由这些方式中任何一者和结合在其中的附加元件或者多个元件所提供的方式和没有其中所述的一些元件而由这些方式中任一者提供的方式来构成。注意，以下所述的方式(1)至(21)分别对应于所附的权利要求1至21。

(1)一种用于车辆的悬架系统，包括：

悬架弹簧，其将车身和所述车辆的车轮弹性地互连；

致动器，其与所述悬架弹簧平行地设置，并具有电动机，使得所述致动器能够基于所述电动机的力产生强制所述车身和所述车轮朝向彼此和远离彼此的致动器力，并能够使所产生的致动器力作为与所述车身和所述车轮朝向彼此和远离彼此的移动相抗的阻尼力作用；以及

控制装置，其构造成通过控制所述电动机的工作控制所述致动器产生的所述致动器力，

其中，所述控制装置能够建立恒定力产生状态，在所述恒定力产生状态中，所述致动器用从作为所述电动机的电源的电池供应的电力恒定地产生所述致动器力作为恒定致动器力，使得所产生的恒定致动器力沿着用于强制所述车身和所述车轮朝向彼此的方向和用于强制所述车身和所述车轮远离彼此的方向中一个方向作用，

并且其中，所述控制装置构造成基于所述电池的充电状态控制所述恒定力产生状态。

在此方式(1)中限定的恒定力产生状态是其中使致动器保持产生强制车身和车轮朝向彼此或者远离彼此的力的状态。在此恒定力产生状态中，例如，恒定致动器力用作增大或者减小车高的力，或者约束车身向前、向后、向右和向左倾斜的力，以保持在电池中充电的电能放出到致动器所包括的电动机。因而，如在此方式中，通过取决于电池的充电状态控制恒定力产生状态来有效控制电池的放电。例如，当电池的充电水平高时(以下适合地称为“高充电状态”)，具体地，当电池被满充电时(以下适合地称为“满充电状态”)或者当电池几乎处于满充电状态时，建立恒定力产生状态使得可以有效地避免电池置于其中电池进一步被充电超过了满充电状态的状态(以下适合地称为“过度充电状态”)。另一方面，当电池的充电水平低时(以下适合地称为“低充电状态”)，具体地，当待被放出的电能几乎不保留在电池中时(以下适合地称为“不良充电状态”)或者当电池几乎在不良充电状态时，禁止建立恒定力产生状态使得可以约束保留在电池中电力的消耗，并有效地避免电池置于其中电池被进一步放电超过不良充电状态的状态(以下适合地称为“过度放电状态”)。

在此方式中限定的“恒定致动器力”可以是强制车身和车轮沿着远离彼此的方向(以下适合地称为“回弹方向”)的力或者强制车身和车轮沿着朝向彼此的方向(以下适合地称为“弹跳方向”)的力。在系统配备有多个致动器的情况下，恒定力产生状态可以是由相应的致动器产生的恒定力致动器力沿着相同方向作用的状态或者由相应致动器产生的恒定致动器力沿着各自不同方向作用的状态。此外，在恒定力产生状态下，由致动器产生的恒定致动器力可以在回弹和弹跳方向中仅仅一个方向上作用，或者在建立恒定力产生状态过程中沿着从回弹和弹跳方向中一者改变到另一者的可变化方向作用。即，在恒定力产生状态中，由致动器产生的恒定致动器的方向可以是恒定或者被改变。此外，在恒定力产生状态中，恒定致动器力的大小可以恒定或者被改变。此外，用语“控制恒定力产生状态”例如包括对是否应该建立恒定力产生状态的判定和对应该建立恒定力产生状态的时间的判定。当建立恒定力产生状态时，用语“控制恒定力产生状态”例如包括判定恒定致动器力的大小和方向。

本方式可以应用到构造成由专门用于致动器的电源提供以上所述的电池，使得由致动器所包括的电动机产生的电能存储在电池中的车辆，或者可选地应用到构造成由还用于另一系统的电源(即，例如还用作混合动力驱动系统的驱动电动机的电源)提供电池，使得由另一系统产生的电能存储在电池中的车辆中。在后者的情况下，此方式的悬架系统可以布置成有效地防止由于从另一系统产生的能量的返回而对电池过充电。注意，“电动机”可以是旋转电动机或者线性电动机。

(2)根据方式(1)所述的悬架系统，

其中，对于作为所述车辆的左右前轮及左右后轮的四个车轮的每一个车轮设置所述悬架弹簧和所述致动器，使得为相应的所述四个车轮设置四个致动器，以产生相应的恒定的致动器力，

并且其中，所述控制装置能够建立这样的状态作为所述恒定力产生状态的状态，在所述这样的状态中指定所述四个致动器产生沿着相同方向作用的相应力作为所述相应恒定致动器力的状态。

(3)根据方式(1)或(2)所述的悬架系统，

并且其中，所述控制装置能够建立这样的状态作为所述恒定力产生状态的状态，在所述这样状态中指定所述四个致动器中位于彼此对角位置处的两者产生沿着用于强制所述车身和所述车轮远离彼此的方向作用的相应力作为所述相应恒定致动器力，同时指定所述四个致动器中另两者产生沿着用于强制所述车身和所述车轮朝向彼此的方向作用的相应力作为所述相应恒定致动器力。

在以上所述其中四个致动器设置在作为左右前轮和左右后轮的相应四个车轮中的两个方式中，对在恒定力产生状态下每个致动器产生的恒定致动器力的方向进行限制。在两个方式中的前者，四个致动器的恒定致动器力构成强制升高或者降低车身的力。即，在前者方式中，在产生使得车高改变的力的状态下，使电池放电。另一方面，在两个方式中的后者，恒定致动器力构成强制车身的前轮侧部分和后轮侧部分沿着互相相反的方向倾斜的力。即，在后者方式中，在产生使得车身扭转的力的状态下使电池放电。由于车身具有比较高的刚度，可以忽略由于扭转力而引起的车身的变形。在后者的方式中，在不实质性产生使车高变化的力的状态下使电池放电。

(4)根据方式(3)所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成控制所述四个致动器的所述恒定致动器力，使得将所述四个致动器的所述两者的指定和所述四个致动器中所述另两者的指定彼此周期性切换，由此在周期性切换所述指定时改变由所述四个致动器的每个产生的所述恒定致动器力的方向。

在本方式中，由位于彼此对角位置的以上所述两个致动器产生的恒定致动器力沿着在弹跳方向和回弹方向之间周期性切换的方向作用，而由另两个致动器产生的恒定致动器力沿着与以上所述的两个致动器的恒定致动器力的方向相反的方向作用。简而言之，在本方式中，使车身扭转的扭转力沿着周期性地被改变的方向作用。

在由沿着一定的方向施加到车身的扭转力建立恒定力产生状态并且恒定力产生状态维持达比较长的时间长度的情况下，扭转力沿着一定的方向施加到车身达长的时间长度，由此例如引起影响车辆框架的不良影响的风险。在本方式中，可以在建立恒定力产生状态的同时周期性地改变扭转力施加到车身的方向，由此即使恒定力产生状态维持达比较长的时间长度也可以减小影响车身框架的影响。

此外，在扭转力施加到车身的情况下，可以考虑到扭转力几乎不会使车身变形，这是因为车身的刚度比较高。即，在将扭转力施加到车身的过程中，可以考虑到在电动机几乎停止在相同工作位置同时电动机产生力。在电动机保持在此状态达比较长的时间长度的情况下，电动机几乎不从一定的电气角度的位置移动，由此特定的相线圈被电流的增大量激励。然而，由于车身的刚度不是无限大，存在电动机被施加到车身的扭转力的方向的变化(这样的变化使车身发生轻微的变形)而略微移动的可能性。在本方式中，即使恒定力产生状态维持达比较大的时间长度也可以减小影响车身框架的影响。

(5)根据方式(4)所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成控制所述四个致动器的所述恒定致动器力，使得在周期性切换所述指定时改变由所述四个致动器的每个产生的所述恒定致动器力的方向的时候，逐渐改变所述四个致动器的所述恒定致动器力。

如果突然改变施加到车身的扭转力的方向，则存在例如冲击会施加到车身的风险。在本方式中，例如，可以减轻影响车身并由扭转力的方向的变化引起的影响。

(6)根据方式(3)至(5)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成始终使所述四个致动器的所述恒定致动器力的大小彼此相等。

在本实施例中，例如，不用大致倾斜车身和不用改变车高就可以执行电池的放电。

(7)根据方式(1)至(6)中任一项所述的悬架系统，其中，所述悬架弹簧是盘簧。

(8)根据方式(1)至(6)中任一项所述的悬架系统，其中，所述悬架弹簧是利用流体压力的流体弹簧。

在以上所述的方式的每个中，存在对悬架弹簧的构造的具体限制。“流体弹簧”可以由各种弹簧中任一者提供，诸如包括填充有压缩空气的压力室的隔膜空气弹簧和包括填充有工作油的缸和与缸保持连通的蓄积器的液压型弹簧。此外，“流体弹簧”可以由弹簧刚度可改变的弹簧提供。弹簧刚度可以不仅解释为作为作用在悬架弹簧上的负荷与悬架弹簧的位移量的比率的所谓的弹簧常数，而且还解释为作用在悬架弹簧上的负荷与车轮和通过悬架弹簧被弹性连接的车身之间的距离(以下适合地称为“车轮车身距离”)之间的比率。即，在产生用于在恒定力产生状态期间改变车高大力的形式的恒定致动器力的情况下，在弹簧是盘簧时，一般通过恒定致动器力改变车高。然而，在采用弹簧刚度可改变的流体弹簧的流体弹簧的情况下，通过改变弹簧刚度可以取消对车高的改变。

(9)根据方式(1)至(8)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构成，当所述电池处于高充电状态时，执行高充电状态控制以强制地建立所述恒定力产生状态。

在本方式中，通过恒定致动器力，有效地对处于高充电状态中的电池放电。具体而言，可以采用这样的布置：当充电水平变成等于或者高于阈值时(例如，当表示电池的充电状态的参数变成等于或者高于阈值时)建立恒定力产生状态。在本方式中，当电池处于高充电状态中时，强制执行对电池的放电，由此使得可以防止电池置于过度充电的状态。

(10)根据方式(9)所述的悬架系统，其中，基于所述电池的充电水平确定在执行所述高充电状态控制时产生的所述恒定致动器力的大小。

(11)根据方式(9)或者(10)所述的悬架系统，其中，基于所述致动器的温度确定在执行所述高充电状态控制时产生的所述恒定致动器力的大小。

在以上所述的两个方式的每个中，有对恒定致动器力的大小的限制。两个方式中前者对应于其中当电池的充电水平较高时(即，当电池的充电水平更接近满充电状态时)产生大小较大的恒定致动器力。根据此方式，当电池的充电水平较高时，电能可以从电池放出更大的量。两个方式的后者对应于其中当致动器的温度较高时大小较小的恒定致动器力。由于将较大量的电力供应到致动器，致动器所包括的电动机产生大小较大的致动器力，并且大小较大的致动器力的产生导致较大的热量的产生。由于当电动机置于过热状态下时会受损，所以通过当致动器的温度较高时减小所产生的恒定致动器力的大小，可以有效地保护致动器。

(12)根据方式(9)9至(11)中任一项所述的悬架系统，其构造成，使得在外力引起所述致动器的致动时由所述电动机产生的电力可以朝向所述电池返回，并且使得所述电力朝向所述电池的返回在所述电池是所述高充电状态时受到限制。

以上所述的高充电状态控制可以认为是为了当电池处于高充电状态中时促进电池放电的目的而执行的控制。鉴于此高充电状态控制的目的，如在本方式中，优选地，在执行高充电状态控制过程中对(由致动器所包括的电动机产生的)电力返回到电池施加限制。一般地，悬架系统置于取决于电动机的工作速度和致动器力的大小之间的关系的两个状态中的一个状态中，其中该关系是电动机和致动器固有的关系。在两个状态中的一个状态中(以下适合地称为“基于供电致动器力产生状态”)，电动机基于从电池供应的电力产生致动器力。在两个状态的另一状态中(以下适合地称为“基于发电致动器力产生状态”)，电动机在发电的同时产生致动器力。在本方式中，例如，在悬架系统处于基于发电致动器力产生状态的同时，通过将电动机和电池彼此断开来禁止由电动机产生的电力返回到电池。此外，在此情况下，通过控制置于电动机的输入端子之间的电阻器的电阻值可以将致动器力的大小适合地为基于发电致动器力产生状态下的期望值。注意，本方式不仅包括完全禁止电力返回到电池的方式，而且还包括例如通过当再生大量的电力时禁止返回，或者通过设置电阻器等减小返回的电力量的约束该返回的方式。

(13)根据方式(9)至(12)中任一项所述的悬架系统，其中，所述高充电状态控制是使所述恒定致动器力产生以沿着基于所述车辆行驶的路面状况和所述车辆行驶的行驶速度中至少一者确定的方向作用。

本方式是对例如车轮车身距离被恒定致动器力改变的模式特别有效的方式。例如，在车辆行驶在诸如坡道的恶劣条件道路上的情况下，可期望产生恒定致动器力以沿着回弹方向作用，从而增大车轮车身距离(即，增大车高)。此外，例如，在车辆以比较高的速度行驶的情况下，鉴于车辆的稳定性，可期望产生恒定致动器力以沿着弹跳方向作用，从而降低车轮车身距离(即，减小车高)。本方式包括取决于道路表面的状况和行驶条件确定恒定致动器力的方向以满足以上要求的方式。

(14)根据方式(9)至(13)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成在从通常控制过渡到所述高充电状态控制时和从所述高充电状态控制过渡到所述通常控制时逐渐改变所述恒定致动器力。

如果在恒定力产生状态和非恒定力产生状态的状态之间过渡时突然改变恒定致动器力，则突然改变增大了乘客感受不舒适的可能性。在本方式中，可以消除或者减轻突然改变恒定致动器力的影响。可以以不受具体限制的方式逐渐改变恒定致动器力。例如，在控制致动器以产生预定的目标恒定致动器力的情况下，当实际产生的恒定致动器力和目标恒定致动器力之间的差不小于预定的阈值时，可以通过控制致动器以产生通过将预定值加到实际产生的恒定致动器力或者从实际产生的恒定致动器力减去预定值所计算的暂定目标恒定致动器力逐渐改变恒定致动器力，其中预定值预定成车辆的操作者没有注意致动器力改变了预定值。

注意，恒定致动器力的逐渐改变的技术特征可不仅应用到高充电状态控制和通常状态控制之间过渡的阶段，而还可以应用到突然改变致动器力的各种阶段。即，在各种阶段采用本技术特征的方式可以是主张权利的发明的方式。

(15)根据方式(9)至(14)中任一项所述的悬架系统，

其中，所述悬架弹簧具有允许其弹簧刚度可改变的构造，

并且其中，所述控制装置构造成改变所述悬架弹簧的弹簧刚度，以约束所述车身和所述车轮的之间的距离被所述恒定致动器力改变。

本方式对配备有诸如空气弹簧的以上所述的流体弹簧有效。当通过恒定致动器力改变车轮车身距离时，此方式通过改变弹簧的弹簧刚度使得可以有效地消除或者降低车高的改变(即，车轮车身距离的改变)。例如，本方式的弹簧刚度控制对以上所述的在不同控制之间的过渡的阶段有利。

(16)根据方式(15)所述的悬架系统，其中，在所述车身和所述车轮的之间的距离被所述悬架弹簧的所述刚度的改变约束的同时改变所述恒定致动器力的时候，增大所述恒定致动器力时的所述恒定致动器力的变化率高于减小所述恒定致动器力时的变化率。

在诸如空气弹簧的流体弹簧中，一般地，与通过减小流体量来减小车轮车身距离相比，通过增大流体量增大车轮车身距离要求较长的时间长度。在本方式中，通过考虑这种一般趋势来改变恒定致动器力的变化率。根据本方式，可以有效地约束由恒定力致动器力引起的车轮车身距离的改变。

(17)根据方式(9)至(16)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成当所述致动器的温度较高时，限制执行所述高充电状态控制。

如上所述，在恒定力产生状态下，致动器中包括的电动机产生大量的热量，使得存在着电动机会受大量热量的不良影响的可能性较高。在本方式中，可以有效地消除或者减轻不良影响。用语“限制执行高充电状态控制”包括其中当致动器的温度高于阈值时禁止执行高充电状态控制的方式，还包括其中缩短执行高充电状态控制的时间长度而不是完全禁止的方式。

(18)根据方式(9)至(17)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成禁止所述高充电状态控制的执行持续时间超过预定的允许持续时间。

(19)根据方式(9)至(18)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成禁止在预定的再继续禁止时间经过之前再继续执行所述高充电状态控制。

以上两个方式的每个是其中限制执行高充电状态控制的方式。如上所述，当恒定力产生状态维持达长的时间长度时或者当几乎没有时间间隔地频繁建立恒定力产生状态时，由电动机产生的热的影响变得严重。根据以上两个方式的每个，可以有效地限制建立恒定力产生状态的时间长度。即，以上两个方式的每个是对致动器的温度较高的情况有效的方式。注意，以上所述的“预定的允许持续时间”和“预定的再继续禁止时间”的每个可以是预定的恒定时间长度或者可取决于诸如致动器的温度的参数改变的可改变时间长度。还注意，可以以以上两个方式彼此组合的方式间歇地执行高充电状态控制。

(20)根据方式(9)至(19)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成在所述电池在所述高充电状态的同时对所述高充电状态控制的执行受到限制的时候，通过设置在所述车辆中的放电器减小所述电池的充电水平。

在本方式中，即使在高充电状态下当没有通过建立恒定力产生状态执行电池的放电，也可以确保对电池进行放电。在本方式中所述的“放电器”可以由连接到电池以消耗电池的电力的电阻器提供。此外，在电池还用作用于混合动力驱动系统的驱动电动机的电源的情况下，“放电器”可以由代替发动机驱动车辆而强制执行由电动机驱动车辆的这样的布置提供。

(21)根据方式(1)至(20)中任一项所述的悬架系统，其中，所述控制装置构造成当所述电池在低充电状态下时，限制建立所述恒定力产生状态。

由于如上所述通过建立恒定力产生状态来对电池放电，在电池的低充电状态期间建立恒定力产生状态造成保留在电池中的电能额外地减小这样的情况，或者甚至造成电池置于过度放电状态中这样的情况。在本方式中，可以有效地防止或者约束当电池的充电水平低时建立恒定力产生状态引起的危害。用语“限制建立恒定力产生状态”解释为不仅禁止建立恒定力产生状态，而且还降低恒定力产生状态的程度，诸如减少恒定致动器力。此外，具体地，可以采用当充电水平变成等于或者低于阈值时(例如，当表示电池的充电水平的参数变成等于或者低于阈值时)禁止建立恒定力产生状态这样的布置。

具体而言，本方式可以是其中在该系统构造成能够通过致动器力调节车高的情况下限制通过致动器力来调节车高的方式。此外，在该系统构造成通过布置产生在一定的时间长度中彼此相反的相应力作为致动器力的左右致动器或者前后致动器来执行用于约束车身侧倾或者俯仰的控制的情况下，可以将侧倾或者俯仰约束控制视为类似于车高控制的控制(即，视为用于建立半恒定力产生状态的控制)，以限制执行侧倾或者俯仰约束控制以及车高调节。

由于侧倾约束控制和俯仰约束控制的每个是消耗一定量的电力的控制，不管是否限制建立恒定力产生状态，禁止侧倾或者俯仰约束控制对约束电池的电力的消耗是有效的。因而，在具有致动器的悬架系统中，主张权利的本发明的一个方式可以是采用以下技术特征的方式，该技术特征为在电池的低充电状态期间，不用限制建立恒定力产生状态而禁止侧倾约束控制和俯仰约束控制中至少一者。

附图说明

图1是示出本发明第一实施例的车辆悬架系统的整体构造的示意视图。

图2是示出结合在第一实施例的车辆悬架系统中的弹簧减振器组件的前横截面视图。

图3是示出结合在第一实施例的车辆悬架系统中的空气调节器和弹簧减振器组件的示意视图。

图4的图表示出车辆行驶时有关振动阻尼致动器力分量、有关侧倾致动器力分量和有关俯仰致动器力分量的产生和作为这些分量的总和的目标致动器力的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系。

图5的曲线图示出了电动机的旋转速度和转矩之间的关系。

图6的曲线图示出了电池的充电量和基于电池的充电量的增益之间的关系和电动机的温度和基于电动机的温度的增益之间的关系。

图7的曲线图示出了基于经过的时间并用于逐渐增大恒定致动器力的函数。

图8的图表示出车辆行驶时有关振动阻尼致动器力分量、有关侧倾约束致动器力分量、有关俯仰致动器力分量和恒定力分量的产生和作为这些分量的总和的目标致动器力的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系。

图9的曲线图表示基于经过的时间并用于逐渐减小恒定致动器力的函数。

图10的图表示出了在从高充电状态控制过渡到通常状态控制时恒定力分量的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系。

图11的图标示出了在间歇执行高充电状态控制时恒定力的分量的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系。

图12的示意视图示出了结合在第一实施例的车辆悬架系统中的可变电阻器。

图13的流程图示出了在第一实施例的车辆悬架系统的控制中执行的车高调节控制程序。

图14的流程图示出了在车高调节控制程序中执行的目标车高确定子例程。

图15的流程图示出了在第一实施例的车辆悬架系统的控制中执行的致动器控制程序。

图16的流程图示出了在致动器控制程序中执行的通常致动器力分量确定子例程。

图17的流程图示出了在致动器控制程序中执行的通常状态控制子例程。

图18的流程图示出了在致动器控制程序中执行的高充电状态控制子例程。

图19的图表示出了在从通常状态控制过渡到高充电状态控制时恒定力分量的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系，其中，该过渡发生在通常状态控制过程中逐渐减小恒定力过程中。

图20的图表示出了在从高充电状态控制过渡到通常状态控制时恒定力分量的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系，其中，该过渡发生在高充电状态控制过程中逐渐增大恒定力过程中。

图21的流程图示出了在致动器控制程序中执行供电/发电判定&电动机工作控制子例程和放电器控制子例程。

图22的框图示出了用于控制第一实施例的车辆悬架系统的悬架电子控制单元的功能。

图23的示意视图示出了本发明第二实施例的车辆悬架系统的整体构造。

图24的前横截面视图示出了结合在第二实施例的车辆悬架系统中的弹簧减振器组件。

图25的图表示出了用于设置在左前轮和右后轮的每个中的致动器的恒定力分量的变化、用于设置在右前轮和左后轮的每个中的致动器的恒定力分量的变化和车高的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系。

图26的流程图示出了在第二实施例的车辆悬架系统的控制中执行的致动器控制程序。

图27的流程图示出了在致动器控制程序中执行的恒定力确定子例程。

图28的示意视图示出了本发明第三实施例的车辆悬架系统的整体构造。

图29的流程图示出了在第三实施例的车辆悬架系统的控制中执行的致动器控制程序。

图30的曲线图示出了基于经过的时间，并用于在周期性地改变恒定致动器力的方向的同时逐渐改变恒定致动器力的函数。

图31的图表示出了用于设置在左前轮和右后轮的每个中的致动器的恒定力分量的变化、用于设置在右前轮和左后轮的每个中的致动器的恒定力分量的变化和车高的变化与沿着图表的横坐标表示的经过的时间的关系。

图32的流程图示出了在第四实施例的车辆悬架系统的控制中执行的致动器控制程序。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施例。可以理解到主张权利的本发明不限于以下实施例，并且另外可以以诸如在前述“发明方式”中描述的各种变化和修改来实现，这些变化和修改对本领域的技术人员是可以想到的。

第一实施例

1.悬架系统的构造和功能

图1示意性示出了根据本发明第一实施例构造的车辆悬架系统10。悬架系统10配备有四个独立的悬架装置，这四个独立的悬架装置设置用于车辆的右前轮、左前轮、右后轮和左后轮12。每个悬架装置具有弹簧减振器组件20，其由彼此一体化的悬架弹簧和减振器构成。在下面描述中，在应该明确所指的车轮12或者组件20对应于四个车轮中哪一者的情况下，对车轮12和弹簧减振器组件20的每一者添加表示相应的右前轮、左前轮、右后轮和左左后轮的参考标号FR、FL、RR和RL作为后缀。

如图2所示，弹簧减振器组件20配备有致动器26形式的电磁减振器和流体弹簧28(由于在本实施例中空气用作流体，以下适合地称为“空气弹簧”)形式的悬架弹簧。致动器26设置在作为保持车轮12的车轮保持构件的悬架下臂22和设置在车身中的安装部分24之间，并将悬架下臂22和安装部分24互连。流体弹簧28平行于致动器26设置。

致动器26构造成包括外管30和内管32，内管32装配在外管30中，并从外管30的上端部分向上突出。外管30经由安装构件34连接到下臂22，安装构件34设置在外管30的下端部分中。同时，内管32在设置在内管32的上端部分中的凸缘部分36处连接到安装部分24。一对引导槽38设置在外管30的内壁表面以沿着致动器26的轴线延伸的方向(以下适合地称为“轴向方向”)延伸。一对键40设置在内管32的下端部分中，并装配在相应的引导槽38中。由于引导槽38和键40，外管30和内管32相对彼此不能旋转，并可在轴向方向相对彼此移动。注意，密封件42设置在外管30的上端部分中，由此防止空气从下述的压力室44泄漏。

此外，致动器26配备有滚珠丝杆机构和电动机54(其为三相DC无电刷电动机，并且以下将适合地简称为“电动机54”)。滚珠丝杆机构构造成包括丝杆50和螺母52。丝杆50具有形成在其中的外螺纹，并与螺母52配合，使得轴承滚珠保持在丝杆50和螺母52之间。电动机54固定地保持在电动机壳体56中，电动机壳体56在其凸缘部分处固定到安装部分24的上表面。电动机壳体56的凸缘部分固定到内管32的凸缘部分36，使得内管32通过电动机壳体56连接到安装部分24。电动机轴58作为电动机54的旋转轴一体地连接到丝杆50的端部分。即，丝杆50用作电动机轴58的延长杆，以被电动机54旋转，并设置在内管32内。同时，螺母52与丝杆52配合，并由螺母支撑套管60的上端部分固定地保持，螺母支撑套管60设置在外管30的内底壁表面上。

空气弹簧28配备有：固定到安装部分24的壳体70；固定到致动器26的外管30的空气活塞72和将壳体70和空气活塞72连接的隔膜74。壳体70呈具有盖子部分76的大致管状。致动器26的内管32穿过贯通盖子部分76形成的孔。壳体70在盖子部分76的上表面处固定到安装部分24的下表面。空气活塞72呈大致管状，并固定到装配在空气活塞72中的外管30的上部分。壳体70和空气活塞72经由隔膜74彼此连接，隔膜74提供壳体70和空气活塞72之间的空气密封性，使得压力室44由壳体70、空气活塞72和隔膜74的协作来限定。压力室44填充有压缩空气。这样构造的空气弹簧28由于压缩空气的弹性力弹性地支撑下臂22和安装部分24(即，车轮12和车身)。

当车身和车轮12朝向彼此或者远离彼此移动时，外管30和内管32沿着轴向方向相对彼此移动。由于相对移动，丝杆50和螺母52沿着轴向方向相对彼此移动，并且丝杆50相对于螺母52旋转。电动机54布置成能够将旋转扭矩施加到丝杆50。由于此旋转扭矩，可以产生沿着禁止车身和车轮12朝向彼此或者远离彼此的运动的方向作用的阻力。此阻力用作与车身和车轮12朝向彼此和远离彼此的移动相抗的阻尼力，使得致动器26用作减振器。即，沿着强制车身和车轮12朝向彼此和远离彼此移动的方向作用的致动器力可以用作阻尼力。此外，致动器26还具有通过致动器力使车身和车轮12朝向彼此和远离彼此移动的功能。由于此功能，可以有效地限制在车辆拐弯时车身的侧倾和在车辆加速和减速时车身的俯仰。

环形阻尼橡胶77粘合到外管30的内壁表面的上端。此外，另一阻尼橡胶78粘合到外管30的内底壁表面。当车身和车轮12沿着远离彼此的方向(以下适合地称为“回弹方向”)移动达一定的距离时，键40经由阻尼橡胶77与外管30的边缘部分79接触。当车身和车轮12沿着朝向彼此的方向(以下适合地称为“弹跳方向”)移动达一定距离时，丝杆50的下端经由阻尼橡胶78与外管30的内底壁表面接触。即，弹簧减振器组件20具有与车轮12和车身朝向彼此和远离彼此移动相抗的限动见(即，弹跳限动件和回弹限动件)。

悬架系统10配备有空气调节器80，该空气调节器80连接到每个弹簧减振器组件20的空气弹簧28的压力室44，并构造成调节存储在压力室44中的空气量。如图3所示，空气调节器80构造成包括压缩器44、干燥器84、流动限制器86、高压罐88和单个控制阀装置90。压缩器82配备有泵92、泵电动机94、过滤器96和止回阀98、100，并构造成通过泵电动机94的运转从大气经由过滤器96和止回阀100吸入空气，使得吸入的空气被加压，然后经由止回阀98排出。压缩器82和单个控制阀装置90经由公共的通道102彼此连接。以上所述的干燥器84、以上所述的流动限制器86和压力传感器108连接到公共的通道102，以上所述的干燥器84构造成将水从压缩空气中去除，以上所述的流动限制器86具有彼此平行设置的节流阀104和止回阀106，压力传感器108构造成检测公共通道102内的空气压力。此外，高压罐88经由蓄压控制阀110连接公共通道102，蓄压控制阀110由常闭电磁控制阀提供。此外，排气控制阀112连接到公共通道102，排气控制阀112由常闭电磁控制阀提供，并设置在止回阀98和干燥器84之间。单个控制阀装置90配备有单个控制阀114，控制阀114由相应的四个常闭电磁控制阀提供并连接到相应的弹簧减振器组件20的相应的压力室44。单个控制阀114设置在相应的单个通道116上，通道116将公共通道102和相应的悬架装置的相应的空气弹簧28的相应的压力室44互连。

根据以上所述的构造，在本悬架系统10中，存储在空气弹簧28的压力室44中的空气量可以由空气调节器80改变，使得空气弹簧28具有可通过改变压力室44内的空气量而变化的弹簧刚度。弹簧刚度是作用在空气弹簧28上的负荷与经由空气弹簧28弹性地彼此连接的车轮12和车身24之间的距离(以下适合地称为“车轮车身距离”)。通过改变弹簧刚度，可以改变车轮车身距离。具体而言，通过增大压力室44内的空气量减小弹簧刚度，由此可以增大车轮车身距离。另一方面，通过减小压力室44内的空气量增大弹簧刚度，由此减小车轮车身距离。

如图1所示，本悬架系统10安装在其中混合动力驱动系统120用作驱动系统的车辆中。混合动力驱动系统120构造为包括发动机122、由电动机提供的驱动电动机124、发电机126和动力分配器128(在图1中分别表示为“ENG”、“MO”、“GEN”和“P”)。在本混合动力驱动系统120中，前轮12FR、12FL作为驱动轮取决于车辆的行驶状态由发动机122和驱动电动机124中至少一者经由动力分配器128驱动。在由驱动电动机124驱动时，电力从作为电源的电池130经由转换器132和作为驱动电路的逆变器134供应到驱动电动机124。在制动时，驱动车轮12FR、12FL的每一个的旋转经由动力分配器126传递到驱动电动机124，使得驱动电动机124旋转以用作发电机，并且由驱动电动机124产生的电力返回到电池130。此外，当由发动机122经由动力分配器128操作发电机126时，用由发电机126产生的电力对电池130充电。注意，转换器132由允许电流双向流过的双向转换器提供。转换器132能够增大从电池130供应的电力的电压，使得电力从电池130供应到驱动电动机124，并能够降低电力的电压，使得电力从驱动电动机124返回到电池130。

此外，本悬架系统10设置有悬架电子控制单元(悬架ECU)140作为用于控制弹簧减振器组件20的工作的控制装置。此悬架ECU140配备有致动器电子控制单元(致动器ECU)142作为用于控制致动器力(即，致动器26的工作)的控制装置，并配备有车高调节电子控制单元(车高调节ECU)144作为用于控制空气调节器80(即，空气弹簧28的工作)的控制装置。车高调节ECU144具有主要由计算机构成的控制器146和作为空气调节器80的驱动电路的驱动器148，其中计算机配备有CPU、ROM、RAM等。电力经由驱动器148和转换器150供应到空气调节器80所包括的控制阀114和其它元件。车速传感器151、四个行程传感器152和车高改变开关连接到控制器146，车速传感器151用于检测车辆的行驶速度(以下适合地简称为“车速”)，四个行程传感器152的每个构造成检测车轮12的相应一者和车身24之间的距离，车高改变开关154由车辆操作者操作以改变车高。车速传感器151、行程传感器152和车高改变开关154分别由图1中的“v”、“St”和“HSW”表示。控制器146的计算机所包括ROM中存储与车高调节有关的程序和各种数据。在本悬架系统10中，车辆操作者可以从三个车高水平(即，预定的标准车高(中等车高)、预定的高车高(高车高)，其设定成高于预定的标准车高、和预定的低车高(低车高)，其设定成低于预定的标准车高)中选择，使得响应于车辆操作者对车高改变开关154的操作选择三个车高水平中所期望的一者。车高改变开关154构造为发送车高增大命令或者车高减小命令，即发送用于从车高水平中一者逐步地转换到车高水平中较高或者较低者的命令。

另一方面，致动器ECU142具有主要由计算机构成的控制器160和作为用于电动机154的驱动电路的逆变器162，其中，计算机配备有CPU、ROM、RAM等，电动机54包括在每个弹簧减振器组件20的致动器26中。每个电动机54经由第一切换开关164(其由图1中的“C1Sw”表示)连接到具有可变电阻值的可变电阻器装置166和经由转换器168连接到电池130的逆变器162中一者。如同以上所述的转换器132，转换器168由允许电流双向流过的双向转换器提供。控制器160连接到逆变器162、第一切换开关164和可变电阻器装置166，并对它们进行控制，由此控制致动器26的致动器力。由于电动机54用恒定电压驱动，通过改变供应到电动机54的电流量改变供应到电动机54的电力量。即，由电动机54产生的力取决于可以例如由逆变器162执行的PWM(脉宽调制)控制改变的供应电流量。在PWM控制中，逆变器162布置成适合地控制占空比(即，脉冲开时间和脉冲关时间之比)。除了以上所述的车速传感器151之外，工作角传感器170、横向加速度传感器172、纵向加速度传感器174、节气门传感器176、制动压力传感器178、角位置传感器180、温度传感器182和充电水平传感器184连接到控制器160。工作角度传感器170设置用于检测转向车轮的工作角度。横向加速度传感器172设置用于检测在车辆的横向方向上测量的车身施加加速度。纵向加速度传感器174设置用于检测在车辆的纵向方向上测量的车身的实际加速度。节气门传感器176设置用于检测加速器节气门的开度。制动压力传感器178设置用于检测制动主缸中的压力。角位置传感器180设置用于检测电动机54的角位置。温度传感器182设置用于检测电动机54的温度。充电水平传感器184设置用于检测电池130的充电水平。在图1中，工作角度传感器170由“δ”表示，横向加速度传感器172由“Gy”表示，纵向加速度传感器174由“Gzg”表示，节气门传感器176由“Sr”表示，制动压力传感器178由“Br”表示，角位置传感器180由“ω”表示，温度传感器182由“T”表示，并且充电水平传感器184由“E”表示。控制器160的计算机包括的ROM中存储与致动器力的下述控制有关的程序和各种数据。注意，控制器146和控制器160可以彼此通信。还要注意，电池130经由第二切换开关186(在图1中由“C2Sw”表示)选择性地连接到下述的放电电阻器装置188(在图1中由“R”表示)。

2.悬架系统的控制

在本悬架系统10中，可以彼此独立地控制四个致动器26。即，彼此独立地控制由相应致动器26产生的致动器力，由此执行阻尼车轮和车身的相对振动的控制(以下适合地称为“振动阻尼控制”)、用于约束车身侧翻的控制(以下适合地称为“侧倾约束控制”)和用于约束车身俯仰的控制(以下适合地称为“俯仰约束控制”)。此外，通过空气弹簧28执行用于调节车轮车身距离的控制(以下称为“车高调节控制”)。通过使致动器力彼此协调作为阻尼力、侧倾约束力和俯仰约束力作用来分别执行以上所述振动阻尼控制、侧倾约束控制和俯仰约束控制。具体而言，控制每个致动器26产生目标致动器力，由此以统一的方式执行振动阻尼控制、侧倾约束控制和俯仰约束控制。待产生的目标致动器力预定为目标致动器力对应于作为与相应的振动阻尼控制、侧倾约束控制和俯仰约束控制有关的致动器力的有关振动阻尼的致动器力分量、有关侧倾约束致动器力分量和有关俯仰约束致动器力分量的总和。此外，通过控制构造成改变空气弹簧28的空气量的空气调节器80来执行车高调节控制。以下，将详细描述振动阻尼控制、侧倾约束控制和俯仰约束控制，具体地，确定有关相应控制的致动器力分量的方法，还详细描述用于控制由电动机54产生的致动器力的电动机54的工作控制。此外，将详细描述车高调节控制，具体地，空气调节器80的工作。在以下描述中，致动器力和致动器力的分量的每一者当沿着回弹方向作用时取正值，当沿着弹跳方向作用时取负值。

i)振动阻尼控制

根据振动阻尼控制，确定有关振动阻尼致动器力分量F_G，以产生大小取决于车轮和车身的相对振动的速度的致动器力。具体地，基于电动机54的旋转速度V(其用作车轮和车身的相对速度的指标值，并从由设置在电动机54中的角位置传感器180检测到的值获得)并根据以下公式计算有关振动阻尼致动器力分量F_G：

F_G＝C·V(C：阻尼系数)

注意，可以根据另一方法确定有关振动阻尼致动器力分量F_G。例如，可以基于车身的振动速度V_U和车轮的振动速度V_L并根据以下公式确定有关振动阻尼致动器力分量F_G，其中，基于由设置在车身的安装部分中的竖直加速度传感器检测到的车身的竖直加速度计算车身的振动速度V_U，基于由设置在车轮保持构件中的竖直加速度传感器检测到的车轮的竖直加速度计算车轮的振动速度V_L。

F_G＝C_U·V_U—C_L·V_L(C_U，C_L：阻尼系数)

ii)侧倾约束控制

根据侧倾约束控制，在车辆转弯时，取决于转弯引起的侧倾运动，控制设置用于内侧车轮(即，位于车辆的转弯中心和其它车轮之间的车轮)的致动器26的每个以产生沿着弹跳方向作用的致动器力作为侧倾约束力，同时控制设置用于外侧车轮的致动器26的每个以产生沿着回弹方向作用的致动器力作为侧倾约束力。具体而言，基于估计的横向加速度Gyc和实际测量的横向加速度Gyr并根据以下公式确定参数横向加速度Gy^*(其在控制中用作参数)，其中，估计的横向加速度Gyc基于转向车轮的工作角度δ和车辆的行驶速度V来估计。

Gy^*＝K_A·Gyc+K_B·Gyr(K_A，K_B：增益)

基于如以上所述确定的参数横向加速度Gy^*确定有关侧倾约束致动器力分量F_R。控制器160将表示有关侧倾约束致动器力分量F_R和参数横向加速度Gy^*之间的关系的数据对照图存储在其中，使得参照数据对照图确定有关侧倾约束致动器力分量F_R。

iii)俯仰约束控制

根据俯仰约束控制，在车辆制动造成车身前端下栽时响应于前端下栽造成的俯仰运动，控制设置用于前轮的致动器26FR、26FL的每个以产生沿着回弹方向作用的致动器力，同时控制设置用于后轮的致动器26RR、26RL的每个以产生沿着弹跳方向作用的致动器力，由此约束车身的前端下栽。在车辆加速造成车身的后端下坐时，响应于后端下坐引起的俯仰运动，控制设置用于后轮的致动器26RR、26RL的每个以产生沿着回弹方向作用的致动器力，同时控制设置用于前轮的致动器26FR、26FL的每个以产生沿着弹跳方向作用的致动器力，由此约束车身的后端下坐。具体地，将实际测量的纵向加速度Gzg采用为作用在车身上的俯仰运动的指标值，并且基于实际测量的纵向加速度Gzg根据以下公式确定有关俯仰约束致动器力分量F_P。

F_P＝Kc·Gzg(Kc：增益)

iv)致动器力和电动机工作的控制

当如上所述确定有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P时，根据以下公式确定目标致动器力F_A。

F_A＝F_G+F_R+F_P

控制致动器26以产生这样确定的目标致动器力F_A。图4的图示意性示出了在车辆行驶时有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P的产生和作为这些分量的总和的目标致动器力F_A的变化与沿着图中的横坐标所表示的经过的时间t的关系。从图4明显可见，取决于状况彼此独立执行振动阻尼控制、侧倾约束控制和俯仰约束控制。当同时执行这些控制时，由致动器26产生的目标致动器力F_A对应于有关这些同时执行的控制的分量的总和。

电动机54工作以产生目标致动器力F_A，并且由逆变器162控制电动机54的工作。详细而言，控制器160输出使电动机54产生目标致动器力F_A的控制信号，并将输出的控制信号供应到逆变器162，使得由逆变器162控制电动机54的工作。具体地，基于电动机54的角位置以建立所期望的模式和所期望的占空比的方式将逆变器162所包括的每个开关元件置于接通和关断状态之一，其中所期望的模式对应于目标致动器力F_A待作用的方向，而所期望的占空比对应于待产生的目标致动器力F_A的大小。在此情况下，由角位置传感器180检测到的值用作电动机54的角位置，基于该电动机54的角位置，将逆变器162所包括的开关元件的每一个置于接通和关断状态之一。

对于电动机54的工作状态，有两个状态，一个状态是电动机54从电池130接收电力并产生致动器力(以下适合地称为“基于供电致动器力产生状态”)，另一状态是电动机54在发电的同时产生致动器力(以下适合地称为“基于发电致动器力产生状态”)。将电动机54置于两个工作状态中取决于电动机54的旋转速度和致动器力之间关系确定的一者中。图5概念性地示出了电动机54的旋转速度V和与致动器力对应的电动机54的转矩Tq之间关系。在图5中，区域(a)和(b)的每个是转矩Tq产生以沿着与电动机54的旋转方向相反的方向作用的区域，而区域(c)是转矩Tq产生以沿着与电动机54的旋转方向相同的方向作用的区域。区域(a)和(b)之间的边界由短路特性线提供，该短路特性线对应于表示在电动机各相输入端子之间短路情况下的特性的特性线，即表示在所谓短路制动的情况下电动机54的旋转速度V和转矩Tq的量之间关系的特性线。其中转矩Tq的绝对值小于此短路特性线中的转矩Tq的绝对值的区域(a)是其中电动机54用作发电机以基于电动势产生制动转矩同时能够将所产生的电力返回到电源的所谓再生制动区域。同时，其中转矩Tq的绝对值大于短路特性线中的转矩Tq的绝对值的区域(b)是其中电动机54接收从电源供应的电力以产生制动转矩的所谓反向旋转制动区域。此外，区域(c)是其中电动机54接收从电源供应的电力以旋转或者产生辅助电动机54旋转的转矩。

如从以上用于确定有关振动阻尼致动器力分量F_G的公式理解到，通过参数为电动机54的旋转速度V的线性方程式来确定分量F_G。以上用于确定有关振动阻尼有关致动器力分量F_G的公式可以通过由图5的曲线图中虚线所表示的特性线来表示。以上公式的阻尼系数C表示特性线的倾斜度，并且倾斜度的值小于以上短路特性线的倾斜度。因而，有关振动阻尼致动器力分量F_G的特性线存在于以上所述的区域(a)中，使得当致动器26仅仅执行振动阻尼控制时，在基于发电致动器力产生状态下专门产生致动器力。另一方面，侧倾约束控制和俯仰约束控制的每个是为不是基于电动机54的旋转速度V的致动器力而执行的控制。在侧倾约束控制和俯仰约束控制中，与振动阻尼控制不同，即使当电动机54的旋转速度不很高时，也产生大小比较大的致动器力。因而，当仅仅执行侧倾约束控制和俯仰约束控制时，大致在以上所述区域(b)或者区域(c)中产生力，使得致动器26在基于供电致动器力产生状态下产生致动器力。当与侧倾约束控制和俯仰约束控制同时执行振动阻尼控制时，取决于此时刻致动器力和电动机54的旋转速度V之间的关系，电动机54在区域(a)—(c)中的一个区域中产生力，使得致动器26在基于供电致动器力产生状态和在发电致动器力产生状态中的一个状态下产生致动器力。

v)车高调节控制

在车高调节控制中，通过基于实际车高和设定车高(即，原则上基于车辆操作者的意图设定的)之间的关系调节存储在空气弹簧28的压力室44中的空气量来调节车高。详细而言，将取决于设定车高设定的设定车轮车身距离存储在控制器146中，并将设定车轮车身距离和由行程传感器152检测到的实际车轮车身距离进行比较。在要求增大车高时执行车高调节(以下适合地称为“车高增大调节”)的时候，使泵电动机94在蓄压控制阀110开启的状态下工作，并通过开启单个控制阀114使压缩空气经由单个通道116流入压力室44。维持此状态直到实际车高达到目标车高，当实际车高达到目标车高时关闭单个控制阀114和蓄压控制阀110。另一方面，在要求减小车高时执行车高调节(以下适合地称为“车高减小调节”)的时候，开启排气控制阀112和单个控制阀114，由此将压缩空气从压力室44向大气排出。维持此状态，直到实际车高达到目标车高。此外，在不要求改变车高时执行车高调节(以下适合地称为“车高维持调节”)的时候，关闭蓄压控制阀110、排气控制阀112和单个控制阀114。当满足一定的禁止条件时，禁止执行以上所述车高增大调节和车高减小调节。具体而言，禁止条件是侧倾矩和/或者俯仰矩作用在车身上，产生车身和车轮的相对振动和各个车轮中的车轮车身距离基本上彼此不相等。当满足以上所述条件中至少一个条件时，禁止执行车高增大调节和车高减小调节。注意，控制泵电动机94的工作，使得高压罐88中的空气压力(即，由压力传感器108检测到的公共通道102中的空气压力)等于设定压力(其设定为能够进行增大车高操作的水平)。

3.高充电状态控制

在将本悬架系统10安装在其中的车辆中，如上所述，混合动力驱动系统120被安装和布置成电力能够从作为驱动力源的驱动电动机124和发动机122返回到电池130。在此布置中，存在电池130的充电状态置于高充电状态的情况。在此情况下，要求蓄积在电池130中的电能放出以避免电池130置于过度充电的状态。在本悬架系统10中，当电池130的充电状态不在高充电状态时，以上所述控制作为通常的状态控制来执行。然而，电池130的充电状态是高充电状态时，执行高充电状态控制，使得以强制的方式恒定地产生致动器力，以消耗电池130中电力。

i)在高充电状态控制中致动器的控制

在高充电状态控制中，当电池130的充电状态是高充电状态时，原则上，建立恒定力产生状态，即建立其中产生恒定致动器力(以下适合地简称为“恒定力”)的状态。具体而言，待在高充电状态控制中产生的目标致动器力F_A对应于有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和俯仰约束致动器力分量F_P加上有关产生恒定力的恒定力分量F_K。即，在高充电状态控制中，根据以下公式确定目标致动器力F_A：

F_A＝F_G+F_R+F_P+F_K

控制致动器26，使得产生此目标致动器力F_A。注意，在所有用于相应车轮12中的致动器26中，将恒定力分量F_K设定构成沿着回弹方向作用的力

类似于侧倾约束力和俯仰约束力，以上所述恒定力是不取决于电动机54的旋转速度V的致动器力。此外，恒定力是可以改变车轮车身距离使得高充电状态控制下的车轮车身距离与通常状态控制下的车轮车身距离相差一定的量的力。因而，当没有执行振动阻尼控制时，电动机54几乎不在图5的区域(a)中产生力，因而致动器26在基于供电致动器力产生状态下产生致动器力。在高充电状态控制下，在大多数时间中，电力从电池130供应到电动机54，由此电池130的电力被有效地消耗。

以上所述的恒定力分量F_K的大小不总是恒定的，而是基于致动器26的温度(即，电动机54的温度)、电池130的充电水平和从高充电状态控制开始的时间点以后经过的时间根据以下公式来确定：

F_K＝K_E·K_T·f_S(t_S)·F_K0

在以上公式中，F_K0表示预设具有一定大小的基准恒定力，K_E表示基于电池130的充电水平的增益，K_T表示基于电动机54的温度的增益。如图6(a)所示，增益K_E是这样的设定值：随着电池130的充电水平增大而增大，使得当电池130的充电水平比较高时使恒定力比较大以增大电力消耗量。因而，当电动机54的温度比较高时，将恒定力分量F_K确定为具有比较大的大小。此外，增益K_T是基于电动机54的温度的增益，并如图6(b)所示随着电动机54的温度增大而减小，使得当电动机54的温度比较高时使恒定力比较小以避免电动机54过热。因而，当电动机54的温度比较高时将恒定力分量F_K确定为具有比较小的大小。此外，f_S(t_S)是基于经过时间的函数，并被改变以防止突然产生大的恒定力。具体而言，如图7所示，函数f_S(t_S)是随着从高充电状态控制开始之后的时间经过而从0(零)到1(一)以逐步的方式线性增大，然后在增大结束时间t_S0之后保持为1(一)。

图8的图示意性示出车辆行驶时有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R、有关俯仰约束致动器力分量F_P和恒定力分量F_K产生和作为这些分量的总和的目标致动器力F_A的变化与沿着图的横坐标表示的经过的时间t之间的关系。如通过比较图4(图4示出了在通常状态控制下的目标致动器力F_A)理解到，高充电状态控制下的目标致动器力F_A由于加在其中的恒定力分量F_K而使致动器力恒定产生，使得基于供电致动器力产生状态在高充电状态控制的执行期间的大多数时间(准确而言，除了正在执行振动阻尼控制的那部分时间)中得到维持。因而，电池130的电力被有效地消耗了。

ii)过渡到通常状态控制

在从高充电状态控制过渡到通常状态控制时，已经在高充电状态控制中产生的恒定力在高充电状态控制结束之后逐渐减小，以防止致动器力由于消除了恒定力分量F_K而突然变化。实际上，在通常状态控制中，根据以下公式确定目标致动器力F_A：

F_A＝F_G+F_R+F_P+F_K’

在此公式中，F_K’是用于减小已经在高充电状态控制中产生的恒定力分量F_K的分量。基于恒定力分量F_K并根据以下公式确定分量F_K’。

F_K’＝f_E(t_E)·F_K

在此公式中，f_E(t_E)是参数为从通常状态控制开始的时间点之后经过的时间的函数。如图9所示，函数f_E(t_E)随着从通常状态控制开始之后的时间t_E经过而从1(一)到0(零)线性减小，然后在减小处理时间t_E0之后保持为0(零)。

iii)车高的维持

在本悬架系统10中，如上所述，在执行车高调节控制过程中，只要禁止条件未得到满足，就执行车高增大调节和车高减小调节。因而，在从通常控制过渡到高充电状态控制之后产生沿着回弹方向作用的恒定力时或者在从高充电状态控制过渡到通常控制之后消除沿着回弹方向作用的恒定力时，通过车高调节控制将车高保持为目标车高。通过改变空气弹簧28的弹簧刚度(通过增大/减小存储在空气弹簧28的压力室44中的空气量)来执行车高调节，使得通过减小压力室44的空气量而执行车高维持所要求的时间长度小于通过增大压力室44的空气量而执行车高维持所要求的时间长度。考虑到此，将以上所述的增大结束时间t_S0(参见图7)设定成短于以上所述的减小处理时间t_E0(参见图9)，使得在增大恒定致动器力时恒定力的变化率高于在减小恒定致动器力时的变化率。结果，如图10所示，使得在从高充电状态控制过渡到通常控制时恒定力的变化低于在从通常控制过渡到高充电状态控制时恒定力的变化。

iv)对高充电状态的控制的限制

原则上，当电池130的充电状态是高充电状态时，执行高充电状态控制。具体地，当电池130的充电水平E不低于阈值充电水平E1时执行高充电状态控制。然而，当电动机54的温度高时，考虑到电动机54产生的热的严重影响，对高充电状态控制的执行进行限制。详细而言，当电动机54的温度T不低于第一阈值温度T₁时，禁止执行高充电状态控制。此外，当电动机54的温度T不低于第二阈值温度T₂(其设定为低于第一阈值温度T₁)时，禁止执行高充电状态控制持续的时间超过预定的允许持续时间t₁，并禁止在预定的再继续禁止时间t₂经过之前再继续执行高充电状态控制。即，当电动机54的温度T₁低于第一阈值温度T1，并且不低于第二阈值温度T₂时，如图11所示，以间歇的方式执行高充电状态控制。注意，在图11中，有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P的每个设定为0(零)。此外注意，所有致动器的每个在高充电状态控制的执行受到限制时必须被限制产生恒定力。因而，在本实施例中，在对是否应该对高充电状态控制的执行限制进行判定时，将设置在相应四个致动器26中的相应四个电动机54的温度中最高温度用作这些温度的代表。然而，在判定对高充电状态控制的限制时，可以采用相应四个电动机54的温度的平均值。

v)对高充电状态控制中电力返回进行限制

当为了对电池130的电能进行发电而正执行以上所述的高充电状态控制时，存在着与目标致动器力F_A对应的电动机54的旋转扭矩Tq和电动机54的旋转速度V之间的关系属于以上所述再生制动区域(图5中的区域(a))的情况。即，存在这样的情况：当致动器26不仅产生恒定力而且产生阻尼力时，即使在执行高充电状态控制过程中，电动机54也是否置于基于发电致动器力产生状态。鉴于此，在本悬架系统10中，采用这样的装置，其在避免由电动机54产生的电力返回到电池130的同时能够产生适合的目标致动器力F_A。具体而言，控制器160将图5所示的数据对照图存储在其中，以基于电动机54的旋转扭矩Tq(用于产生目标致动器力F_A)和电动机54的旋转速度V的电流值并参照数据对照图判定电动机54是否置于基于发电致动器力产生状态。当判定电动机54置于基于发电致动器力产生状态时，电动机54产生的电力由可变电阻器装置166消耗。如图12示意性示出，可变电阻器装置166构造成包括三个可变电阻器190和驱动电路192。三个可变电阻器190置于电动机54各相的输入端子之间，而驱动电路192构造成改变可变电阻器190的每个的电阻值。在基于发电致动器力产生状态下，通过第一切换开关164将电动机54和逆变器162彼此断开，同时通过根据从控制器160供应的切换信号执行第一切换开关164的操作来将电动机54和可变电阻器装置166彼此连接。然后，驱动电路192接收从控制器160供应并与目标致动器力F_A有关的控制信号，并将每个可变电阻器190的电阻值改变为与控制信号对应的值，由此无需逆变器162(即，无需电力返回到电池130)就可以控制电动机54产生与目标致动器力F_A相对应的旋转扭矩Tq。

vi)在对高充电状态控制限制时的放电器

如上所述，当禁止执行高充电状态控制时，即使在电池130的高充电状态期间，致动器26也不消耗电力。在本悬架系统10中，鉴于对执行高充电状态控制进行限制的情况，可以通过除了执行高充电状态控制以外的方式对电池130进行放电。具体而言，当在电池130的高充电状态期间禁止执行高充电状态控制时，通过操作第二切换开关186将电池130连接到放电电阻器装置188，使得电池130的电力被发电电阻器装置188消耗。在本悬架系统中，设置这种发电器确保了圆滑地消除电池130的高充电状态。

4.控制程序

根据图13的流程图所示的车高调节控制程序执行以上所述的车高调节控制。此控制程序在车辆的点火开关置于接通状态的同时由控制器146以短的时间间隔(例如，数十毫秒)重复执行。此外，根据图15的流程图所示的致动器控制程序执行以上所述致动器力控制。此控制程序在车辆的点火开关置于接通状态的同时由控制器160以短的时间间隔(例如，数十毫秒)重复地执行。这两个控制程序彼此同时执行。以下，将参照附图所示的各个流程图描述控制程序。

i)车高调节控制程序

在用于根据车高调节控制程序进行车高调节的处理中，基于用作表示目标车高的标记的目标车高标记G_H来执行车高调节。标记G_H的标记值0、1和2分别对应于低车高、中等车高和高车高。尽管目标车高在所有车轮的每个中是目标车高，但是存在着每个车轮的车轮车身距离不同的可能性。因而，在根据车高调节控制程序的处理中，对每个车轮个别地执行用于车高调节处理(即，用于车轮车身距离调节的处理)。

在根据车高调节控制程序的处理中，首先，执行图14的流程图所示的目标车高确定子例程。在此子例程中，当车速v等于或者高于阈值速度v₁时，将目标车高标记G_H的标记值设定为0(零)，以确保车辆的稳定性。当车速v低于阈值速度v₁时，基于车高改变开关154的操作判定是否发出命令。当判定发出该命令时，取决于该命令是车高增大命令还是车高减小命令而将目标车高标记G_H的标记值改变为车高增大侧或者车高减小侧。接着，在主例程中判定以上所述的车高调节禁止条件是否得到满足。当判定禁止条件未得到满足时，将每个车轮的车轮车身距离的实际值与目标车高标记G_H的标记值相对应的车轮车身距离的设定值进行比较。当车高调节禁止条件得到满足时或者当判定不要求改变车轮车身距离时，根据以上所述的车高维持调节维持车轮车高距离。当判定需要增大车轮车身距离时，根据以上所述的车高增大调节将车轮车身距离调节成增大。当判定需要减小车轮车身距离时，根据以上所述的车高减小将车轮车身调节成减小。当已经执行以上处理系列时，就完成了执行车高调节控制程序的一个循环。

ii)致动器控制程序

针对设置用于相应四个车轮12的相应弹簧减振器组件20的致动器26中的每一个执行致动器控制程序。在以下描述中，为了简化描述，将描述针对致动器26中一个根据此程序执行的处理。在处理中，执行图16的流程图所示的通常致动器力分量确定子例程，以确定有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P。首先，判定是否产生车身和车轮的相对振动。具体而言，当电动机54的旋转速度等于或者高于阈值速度时，判定将产生或者正在产生车身和车轮的相对振动。当判定将产生或者正在产生车身和车轮的相对振动时，基于电动机54的旋转速度V确定有关振动阻尼致动器力分量F_G，以执行振动阻尼控制。

接着，判定是否产生车身的侧倾。具体而言，当转向车轮的工作角度等于或者大于阈值角度并且车辆速度等于或者高于阈值速度时，判定是否由于车辆转弯而将实际地引起或者正在实际地引起车辆的侧倾。当判定将实际地引起或者正在实际地引起车辆的侧倾时，基于横向加速度确定有关侧倾约束致动器力分量F_R，以执行侧倾约束控制。然后，判定是否发生车身的俯仰。具体而言，由于车身的俯仰有车身的前端下栽和后端下坐，当纵向加速度的绝对值等于或者等于阈值，并且制动压力等于或者大于阈值压力时，判定将发生或者正发生车身前端下栽，当纵向加速度的绝对值等于或者大于阈值，并且加速器节气门的开度等于或者大于阈值时，判定将发生或者正发生车身的后端下坐。当将发生或者正发生车身的前端下栽或者车身的后端下坐时，基于纵向加速度判定有关俯仰约束致动器力分量F_P，以执行俯仰约束控制。当在以上判定中判定将不会发生或者没有正发生车身和车轮的相对振动、车身侧倾和车身俯仰时，将各个致动器力F_G、F_R、F_P设定为0(零)。

接着，判定由充电水平传感器184检测到的电池130的充电水平E是否等于或者高于阈值充电水平E1。当充电水平E等于或者高于阈值充电水平E1时，即，当电池130的充电状态是高充电状态时，通过温度传感器182获得设置在各个致动器26中的电动机54的温度T，然后判定作为各个温度T中最高温度的最高温度T_MAX是否等于或者高于第一阈值温度T₁。当充电水平E低于阈值充电水平E1，或者当最高温度T_MAX等于或者高于第一阈值温度T₁时，执行在图17的流程图中所示的通常状态控制子例程。此外，当最高温度T_MAX低于第一阈值温度T₁时，判定最高温度T_MAX是否等于或者高于第二阈值温度T₂。当判定最高温度T_MAX低于第二阈值温度T₂时，执行图18的流程图所示的高充电状态控制子例程。当判定最高温度T_MAX等于或者高于第二阈值温度T₂时，以间歇的方式执行高充电状态控制子例程。详细而言，用于执行高充电状态控制的时间t_S(以下适合地称为“高充电状态控制执行时间”)从高充电状态控制开始时起车辆。当高充电状态控制执行时间t_S超过预定的时间t_S1时，即，当已经执行高充电状态控制达预定的时间t_S1时，执行通常状态控制子例程。此外，用于执行通常状态控制的时间t_E(以下适合地称为“通常状态控制执行时间”)从通常状态控制开始时起测量。当通常状态控制执行时间t_E超过预定的时间t_E2时，再继续高充电状态控制子例程。即，禁止再继续执行高充电状态控制达预定的时间t_E2。

在高充电状态控制子例程中，判定通常状态控制执行时间t_E长于0(零)并短于以上所述减小处理时间t_E0的条件是否得到满足。当此条件未得到满足时，将预定的时间△t加到高充电状态控制执行时间t_S以用于测量高充电状态控制的执行时间，并将通常状态控制执行时间t_E重新设定为0(零)以结束对通常状态控制的执行时间的测量。接着，如上所述，基于高充电状态控制执行时间t_S并参照如图6(a)、(b)和图7所示设定的数据对照图确定恒定力分量F_K。然后，将目标致动器力F_A确定为所确定的有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R、有关俯仰约束致动器力分量F_P和恒定力分量F_K的总和。

在通常状态控制子例程中，判定高充电状态控制执行时间t_S长于0(零)并短于以上所述增大处理时间t_S0的条件是否得到满足。当此条件未得到满足时，将预定的时间△t加到通常状态控制执行时间t_E以测量通常状态控制的执行时间，并将高充电状态控制执行时间t_S重新设定为0(零)以结束对高充电状态控制的执行时间的测量。接着，如上所述，基于通常状态控制执行时间t_E并参照如图9所示设定的数据对照图确定用于逐渐减小恒定力分量F_K的分量F_K’。然后，将目标致动器力F_A确定为所确定的有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R、有关俯仰约束致动器力分量F_P和分量F_K的总和。

高充电状态控制子例程的开始处理是在通常状态控制中当恒定力正逐渐减小时待被执行以从通常状态控制圆滑地切换到高充电状态控制的处理。即，它是用于从恒定力逐渐减小的状态圆滑地切换到恒定力逐渐增大的状态的处理。如图19所示，为了在恒定力逐渐减小的过程中从通常状态控制切换到高充电状态控制时圆滑地改变恒定力，必须使高充电状态控制从被切换达一定时间长度的状态开始。即，在高充电状态控制开始时恒定力分量F_K的状态需要等于切换时在通常状态控制中的恒定力分量F_K的值F_K1’。从用于确定恒定力分量F_K的函数f_S(t_S)，可以理解到当高充电状态控制执行时间t_S取t_S3的值(t_S＝t_S3)时恒定力分量F_K取F_K1’的值(F_K＝F_K1’)。即，通过在高充电状态控制执行时间t_S3开始高充电状态控制，在通常状态控制中的恒定力逐渐减小过程中，可以将通常状态控制圆滑地切换到高充电状态控制。具体而言，当通常状态控制执行时间t_E长于0(零)并短于减小处理时间t_E0时从通常状态控制切换到高充电状态控制的时候，在高充电状态控制开始时将高充电状态控制执行时间t_S设定为t_S3，然后如在描述高充电状态控制子例程中所描述执行以下处理。

类似地，通常状态控制子例程的开始处理是待被执行以在高充电状态控制中当正逐渐增大恒定力时从高充电状态控制圆滑地切换到通常状态控制的处理。即，它是用于从恒定力逐渐增大的状态圆滑地切换到恒定力逐渐减小的状态的处理。如图20所示，为了在恒定力逐渐增大过程中在从高充电状态切换到通常状态控制时圆滑地改变恒定力，必须使通常状态控制从被切换达一定时间长度的状态开始。即，通常状态控制开始时的F_K’的值需要等于切换时高充电状态控制中的恒定力分量FK的值F_K1。从用于确定分量F_K’的函数f_E(t_E)，可以理解到当通常状态控制执行时间t_E取t_E4的值(t_E＝t_E4)时，分量F_K’取F_K1的值(F_K’＝F_K1)。即，通过在通常状态控制执行时间t_E4开始通常状态控制，在高充电状态控制中的恒定力逐渐增大过程中，可以将高充电状态控制圆滑地切换到通常状态控制。具体而言，当高充电状态控制执行时间t_S长于0(零)并短于增大处理时间t_S0时从高充电状态控制切换到通常状态控制的时候，在通常状态控制开始时将通常状态控制执行时间t_E设定为t_E4，然后如在描述通常状态控制子例程中那样执行以下处理。

在已经执行通常状态控制子例程和高充电状态控制子例程中一者之后，执行图21(a)的流程图中所示的供电/发电判定&电动机工作控制子例程。在此子例程中，参照图5所示的对照图数据判定与确定的目标致动器力F_A对应的电动机54的旋转转矩Tq和电动机54的旋转速度V的实际值之间的关系是否位于再生制动区域中。当判定该关系位于再生制动区域中，且在电池130处于高充电状态的条件下，如上所述，第一切换开关164工作以将电动机54与可变电阻器装置166连接，并且与所确定的目标致动器力F_A对应的控制信号供应到可变电阻器装置166。当判定该关系不在再生制动区域中时，或者当电池130不在高充电状态下时，第一切换开关164工作以接触电动机54和逆变器162，与所确定的目标致动器力F_A对应的控制信号供应到逆变器162，使得电动机54由逆变器162控制。通过这些处理，电动机54的工作被控制以产生所确定的目标致动器力F_A。

在已经执行供电/发电判定&电动机工作控制子例程之后，执行图21(b)的流程图中所示的放电器控制子例程。在此子例程中，判定是否正执行高充电状态控制。当判定正执行通常状态控制而不是高充电状态控制时，且在电池130处于高充电状态下，操作第二切换开关186以将电池130和放电电阻器装置188连接。当判定正在执行高充电状态控制时，或者当电池130不在高充电状态下时，操作第二切换开关186以将电池130和放电电阻器装置188彼此断开。

5.控制器的功能构造

鉴于在执行控制程序中执行的处理，用来执行以上所述控制程序的本悬架系统10的控制器146、160可以认为具有图22所示的功能构造。从功能构造的图可以理解到，控制器146配备有：作为构成为执行目标车高确定子例程的处理的功能部分(即作为构造成确定目标车高的功能部分)的目标车高确定部分200；和作为构造成控制用于调节车高的各种控制阀等的工作的功能部分的车高调节部分202。此外，控制器160配备有：作为构造成执行通常致动器力分量确定子例程的处理的功能部分(即，作为构造成确定有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾抑制致动器力分量F_P的功能部分)的通常致动器力分量确定部分204；作为构造成执行高充电状态控制子例程的处理的功能部分(即作为构造成执行高充电状态控制的功能部分)的高充电状态控制部分206；和作为构造成执行通常状态控制子例程的处理的功能部分(即，作为构造成执行通常状态控制的功能部分)的通常状态控制部分208。此外，控制器160配备有：作为构造成执行步骤S71至S74处理的功能部分(即，作为构造成判定在基于供电致动器力产生状态和基于发电致动器力产生状态的哪一个状态中保持电动机54，然后根据此判定控制第一切换开关164的功能部分)的供电/发电控制部分210；以及作为构造成执行放电器控制子例程的功能部分(即，作为构造成判定是否将电池130和放电电阻器装置188彼此连接还是彼此断开，然后根据此判定控制第二切换开关186的功能部分)的放电器控制部分212。注意，高充电状态控制部分206配备有作为构造成执行步骤S51至S55的处理的功能部分(即，作为构造成判定恒定力分量F_K的功能部分)的恒定力分量确定部分214，并且注意，恒定力分量确定部分214配备有作为构造成执行步骤S55的处理的功能部分(即，作为构造成逐渐增大恒定力分量F_K的功能部分)的恒定力分量逐渐增大部分216。还注意，通常状态控制部分208配备有作为构造成执行步骤S61至S65处理的功能部分(即作为构造成逐渐减小恒定力分量F_K的功能部分)的恒定力逐渐增大部分216。

第二实施例

1.悬架系统的构造

在根据本实施例的车辆悬架系统中，尽管没有通过空气弹簧执行车高调节控制，但是以与以上所述实施例中的致动器控制相同的方式大致执行其它控制。图23示意性示出了本实施例的车辆悬架系统220。由于本悬架系统220配备有许多与车辆悬架系统10相同的构造元件，在以上所述实施例中所使用的相同参考符号将用来表示相同的构造元件，并省略或者简化这些元件的描述。

本悬架系统220配备有弹簧减振器组件222。如在图24中所示，弹簧减振器组件222配备有致动器26形式的电磁减振器和盘簧24形式的悬架弹簧。致动器26设置在作为保持车轮12的车轮保持构件的悬架下臂22和设置在车身中的安装部分24之间，并置于悬架下臂22和安装部分24之间。盘簧224平行于致动器26设置。环形下固定器226设置在减振器26的外管30上。橡胶振动隔离器228设置在安装部分24的下表面上。盘簧224置于下固定器226和环形上固定器230之间，环形上固定器230经由橡胶振动隔离器228设置在安装部分24的下表面上。

2.高充电状态控制

如同在以上所述悬架系统10的弹簧减振器组件20中所包括的致动器26，致动器26具有产生强制车身和车轮12朝向彼此和远离彼此的致动器力的功能，并能够使所产生的致动器力作为阻尼力(与车身和车轮12朝向彼此和远离彼此的移动相抗)、侧倾约束力和俯仰约束力作用。此外，致动器26能够使致动器力还作为恒定力作用。当电池130的充电状态是高充电状态时，原则上，执行高充电状态控制。在本悬架系统220中，在执行高充电状态控制过程中，产生控制力以沿着基于车辆行驶的路面和车辆行驶的行驶速度的条件中的至少一个条件确定的方向(以下适合地称为“恒定力方向”)作用。

在高充电状态控制中，当车辆行驶在诸如坡道和崎岖不平的道路的恶劣条件的道路上时，所有四个致动器26的每个产生沿着作为恒定力方向的回弹方向作用的恒定力。此外，当车辆高速行驶时，所有四个致动器26的每个产生沿着作为恒定力方向的弹跳方向作用的恒定力。注意，由相应致动器26产生的恒定力的大小相同。具体而言，当基于由竖直加速度传感器检测到的竖直加速度Gt判定车辆在恶劣条件的道路上行驶时，根据以下公式确定用于产生恒定力的恒定力分量F_K。

F_K＝K_E·K_T·F_K0

在以上公式中，F_K0表示预设具有一定大小的基准恒定力，K_E、K_T表示与在以上所述悬架系统10中所使用的那些相同的增益。如图6(a)所示，增益K_E是随着电池130的充电水平增大而增大的设定值，如图6(b)所示，增益K_T是随着电动机54的温度升高而减小的设定值。在以下描述中，致动器力和致动器力分量的每个当沿着回弹方向作用时取正值，当沿着弹跳方向作用时取负值。因而，在恶劣条件道路上行驶的情况下，根据以上公式产生恒定力分量F_K，以沿着回弹方向作用。另一方面，在判定车速V不低于阈值速度v₁的情况下，沿着弹跳方向产生恒定力分量F_K，因为根据以下公式来确定恒定力分量F_K。

F_K＝—K_E·K_T·F_K0

在高充电状态控制中，当车辆通常行驶时，即当车辆以非高速在非恶劣条件道路上行驶时，适合致动器26中用于定位在相应对角位置的车轮12的两个指定产生相应恒定致动器力，使得所产生的恒定致动器力沿着作为恒定力方向的回弹方向作用，而四个致动器26中另两个指定产生相应的恒定致动器力，使得所产生的恒定致动器力沿着作为恒定力的方向弹跳方向作用。具体而言，由用于左前轮和右后轮12FL、12RR的两个致动器26FL、26RR的每个产生的恒定力分量F_K根据以下公式来确定。

F_K＝K_E·K_T·F_K0

而由用于右前轮和左后轮12FR、12RL的两个致动器26FR、26FR的每个产生的恒定力分量F_K根据以下公式来确定。

F_K＝—K_E·K_T·F_K0

图25是示意性示出在一定的条件下用于设置在相应左前轮和右后轮12FL、12RR中的致动器26FL、26RR的每个的恒定力分量F_K的变化、用于设置在相应右前轮和左后轮12FR、12RL中的致动器26FR、26RL的恒定力分量F_K的变化和车高变化与沿着曲线的横坐标轴所表示的经过的时间t的关系的曲线图。在此曲线图所表示的状况下，在某个时间点致动器26的控制从高充电状态控制切换到通常状态控制之前执行的高充电状态控制过程中，依次切换车辆的行驶状态。具体地，在高充电状态控制过程中，随着时间经过，以所描述的顺序，车辆置于通常行驶状态、恶劣条件行驶状态、通常行驶状态和高速行驶状态。从图中可以理解到，在执行本系统220的高充电状态控制过程中，当车辆在诸如坡道的恶劣条件道路上行驶时，使所有四个致动器26的每个产生沿着回弹方向作用的恒定力，以增大车高来避免车身与路面等接触。当车辆高速行驶时，使所有四个致动器26的每个产生沿着弹跳方向作用的恒定力，以减小车高来稳定车辆行驶。此外，当车辆在通常状况下行驶时，使两个致动器26FL、26RR的每个产生沿着回弹方向作用的恒定力，同时使另两个致动器26FR、26RL的每个产生沿着弹跳方向作用的恒定力，使得所有致动器26产生相应的恒定力，且通过利用车身的高扭转刚度保持车高不变。在本悬架系统220中，在执行高充电状态控制过程中，在根据车辆的行驶状态改变车高的同时，通过产生恒定力有效地消耗电池130的电力。

3.致动器控制程序

在本悬架系统200中，以与以上所述悬架系统10中执行的致动器控制大致相同的方式执行致动器控制。根据图26的流程图所示的致动器控制程序执行致动器控制。此控制程序在车辆的点火开关置于接通状态的同时由控制器160以短的时间间隔(例如，数十毫秒)重复地执行。以下，将参照图所示的流程图描述控制程序。注意，将不再描述或者以简化的方式描述如在悬架系统10的致动器控制中执行的处理相同的处理。

针对设置用于相应四个车轮12的相应弹簧减振器组件222的致动器26中每一个执行致动器控制程序。在以下描述中，为了简化描述，将描述针对致动器26中一者根据此程序执行的处理。然而，然而，在应该明确所指的致动器26对应于四个车轮中哪一者的情况下，对致动器26添加表示车轮的位置的参考标号FR、FL、RR和RL作为后缀。在根据本程序的处理中，首先，以与悬架系统10中的通常致动器力分量确定子例程相同的方式执行图16的流程图所示的通常致动器力分量确定子例程。接着，判定应该执行通常状态控制和高充电状态控制的哪一者。以与在悬架系统10中对应该执行通常状态控制和高充电状态控制中哪一者进行判定相同的方式执行用于此判定的处理。当由于此判定选择执行通常状态控制时，将预定的时间△t加到通常状态控制执行时间t_E以车辆通常状态控制的执行时间，并将高充电状态控制执行时间t_S重新设定为0(零)以结束对高充电状态控制的执行时间的测量。另一方面，当由于此判定而选择执行高充电状态控制时，将预定的时间△t加到高充电状态控制执行时间t_S，以测量高充电状态控制的执行时间，并将通常状态控制执行时间t_E重新设定为0(零)以结束对通常状态控制的执行时间的测量。在已经执行这些例程中任一者之后，执行图27的流程图所示的恒定力判定子例程。

在恒定力确定子例程中，判定高充电状态控制执行时间t_S是否等于0(零)以判定执行通常状态控制和高充电状态控制中的哪一者。当高充电状态控制执行时间t_S为0(零)时，将恒定力分量F_K设定为0(零)以执行通常状态控制。当高充电状态控制执行时间t_S不为0(零)时，确定恒定力方向以执行高充电状态控制。如上所述，当判定道路状况恶劣时，将恒定力的方向导向到回弹方向。当车辆速度V等于或者高于阈值速度v₁时，将恒定力的方向导向到弹跳方向。此外，当判定道路状况不恶劣，并且车速v低于阈值速度v₁时，判定哪一个致动器26受到根据本程序执行的处理。当判定对用于右前轮12FR的致动器26FR或者用于左后轮12RL的致动器26RL执行本程序的处理时，将恒定力的方向导向到弹跳方向。另一方面，当判定对用于左前轮12FL的致动器26FL或者用于右后轮12RR的致动器26RR执行本程序的处理时，将恒定力的方向导向到回弹方向。在已经这样确定恒定力方向之后，以上所述确定恒定力分量F_K。

在确定恒定力分量F_K之后，判定是否突然改变恒定力。当判定突然改变恒定力时，执行处理以根据已经在前次执行本程序中确定的恒定力分量F_K和恒定力分量F_KP(以下适合地称为“前次恒定力分量”)逐渐改变恒定力分量F_K。具体地，判定恒定力分量F_K和前次恒定力分量F_KP之间的差△F_K(△F_K＝F_K—F_KP)的绝对值是否等于或者大于阈值△F_K0。当△F_K的绝对值等于或者大于阈值△F_K0时，判定突然改变恒定力。在此情况下，为了逐渐改变恒定力分量F_K，根据以下公式补偿恒定力分量F_K：

F_K＝F_KP+[sign(△F_K)]·△F_K1

在此公式中，△F_K1是预设具有小值的补偿分量，sign(△F_K)是表示△F_K的符号的函数。即，当恒定力分量F_K大于前次恒定力分量F_KP时，sign(△F_K)表示正号。当恒定力分量F_K小于前次恒定力分量F_KP时，sign(△F_K)表示负号。因而，当恒定力分量F_K大于前次恒定力分量F_KP时，将恒定力分量F_K补偿到通过将补偿分量△F_K1加到前次恒定力分量F_KP所获得的值。当恒定力分量F_K小于前次恒定力分量F_KP时，将恒定力分量F_K补偿到通过从前次恒定力分量F_KP减去补偿分量△F_K1获得的值。通过设定成具有小值使得逐渐变化不显著的补偿分量△F_K1逐渐改变恒定力分量F_K。在本程序中，在通常状态控制和高充电状态控制之间切换致动器控制时和在响应于车辆行驶状态的改变而改变恒定力方向时，执行以上所述的逐渐改变处理。另一方面，当判定△F_K的绝对值小于阈值△F_K0时，判定不突然改变恒定力，使得不补偿恒定力分量F_K。

在已经执行恒定力确定子例程之后，确定目标致动器力F_A。在本程序中，当执行通常状态控制时，在恒定力确定子例程中将恒定力分量F_K设定为0(零)。因而，不管执行通常状态控制和高充电状态控制中哪一者，将目标致动器力F_A确定为所确定的有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R、有关俯仰约束致动器力分量F_P和恒定力分量F_K的总和。在已经确定目标致动器力F_A之后，执行图21(a)的流程图所示的供电/发电判定&电动机工作控制子例程。以与在以上所述的悬架系统10中供电/发电判定&电动机工作控制子例程相同的方式执行此子例程的处理。通过该处理，与所确定的目标致动器力F_A对应的控制信号供应到逆变器162和可变电阻器装置166中一者，并且控制电动机54的工作以产生所确定的目标致动器力F_A。接着，执行图21(b)的流程图所示的放电器控制子例程。以与在以上所述的悬架系统10中的放电器控制子例程相同的方式执行此子例程的处理。通过该处理，当执行高充电状态控制时将电池130连接到放电电阻器装置188，由此电池130的电力被放电电阻器装置188消耗。在完成执行放电器控制子例程时完成执行本程序的一个循环。

4.控制器的功能构造

鉴于在执行控制程序中执行的处理，用来执行以上所述致动器控制程序的本悬架系统220的控制器可以认为以下所述的功能构造。本系统220的控制器具有与通常致动器力分量确定部分204大致相同的功能部分和包括在悬架系统10的控制器160中的放电器控制部分212。本系统220的控制器还具有作为构造成执行高充电状态控制的功能部分的高充电状态控制部分和作为构造成执行通常状态控制的功能部分的通常状态控制部分。高充电状态控制部分配备有作为构造成执行恒定力确定子例程的处理的功能部分(即，作为构造成判定恒定力分量FK的功能部分)的恒定力分量确定部分。恒定力分量确定部分配备有：作为构造成执行步骤S122—S126的处理的功能部分(即作为构造成取决于路面状况和/或者车辆行驶速度调节车高的功能部分)的自动车高调节部分；和作为构造成执行步骤S127和S128的处理的功能部分(即，作为构造成逐渐改变恒定力分量F_K的功能部分)的恒定力分量逐渐改变部分。

第三实施例

1.悬架系统的构造

图28示意性示出了车辆的悬架系统250。由于本悬架系统250与以上所述的悬架系统200除了执行控制所需的各种传感器之外大致相同，在以上所述实施例中使用的相同的参考标号将用来表示相同的构造元件。并且省略和简化这些元件的描述。

2.车高调节控制

在本系统250中，使设置用于相应四个车轮12的所有四个致动器26产生沿着相同方向的恒定力，以积极地改变车高。详细而言，使四个致动器26产生沿着回弹方向作用的恒定力以增大车高，并产生沿着弹跳方向作用的恒定力以减小车高。即，在本系统250中，通过控制恒定力来执行车高调节控制。注意，本悬架系统250配备有与设置在以上所述悬架系统10中的车高改变开关154大致相同的车高改变开关254，并且注意，有高车高、中等车高和低车高作为三种车高水平，每个车高水平通过操作车高改变开关254来选择。

在车高调节控制中，原则上将基于车辆操作者的意图选择的车高设定为目标车高，并且通过产生与目标车高相对应的恒定力来调节车高。详细而言，控制器160将与恒定力分量值F_Kα(其对应于目标车高)对应的车高存储在其中，使得通过使四个致动器26的每个产生与车高对应恒定力分量值F_Kα对应的恒定力来将车高调节到目标车高。具体而言，当目标车高是高车高时，将由四个致动器26的每个产生的致动器力的恒定力分量F_K设定为高车高对应恒定力分量值F_KH，使得在产生与高车高对应恒定力分量值F_KH对应并沿着回弹方向作用的恒定力时车高变成高车高。当目标车高是低车高时，将由四个致动器26的每个产生的致动器力的恒定力分量F_K设定为低车高对应恒定力分量值—F_KL，使得在产生与低车高对应恒定力分量值—F_KL对应并沿着弹跳方向作用的恒定力时车高变成低车高。当目标车高是中等车高时，将由四个致动器26的每个产生的致动器力的恒定力分量F_K设定为0(零)，使得不用产生恒定力车高就变成中等车高。

3.高充电状态中的控制

在本悬架系统250中，控制致动器26以产生目标致动器力F_A，该目标致动器力F_A确定为有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R、有关俯仰约束致动器力分量F_P和恒定力分量F_K的总和。通过这样控制致动器26，以统一的方式执行振动阻尼控制、侧倾约束控制、俯仰约束控制和车高调节控制。此外，在高充电状态作为电池130的充电状态的期间，即使当将车高设定为中等车高时，使致动器26产生相应的恒定力，以强制性地建立恒定力产生状态。即，如同在以上所述的系统220中那样，用于位于彼此对角位置的车轮12的两个致动器26的每个指定产生沿着弹跳方向作用的恒定力，同时另两个致动器26的每个指定产生沿着回弹方向作用的恒定力，使得通过利用车身的扭转刚度维持车高。具体而言，设置用于左前轮和右后轮12FL、12RR的两个致动器26FL、26RR的每个指定产生根据以下公式确定的恒定力分量：

F_K＝K_E·F_K0

同时，设置用于右前轮和左后轮12FR、12RL的另两个致动器26FR、26RL的每个指定产生根据以下公式确定的恒定力分量F_K：

F_K＝—K_E·F_K0

在此公式中，F_K0表示预设具有一定大小的基准恒定，K_E如同在以上所述悬架系统10中所使用的增益表示基于电池130的充电水平的增益。

4.在低充电状态下的控制

由于恒定力产生状态是伴随电池130放电的状态，因而如果在低充电状态作为电池130的充电状态期间建立恒定力产生状态，则存在电池130的充电状态会变成不良充电状态的风险。因而，在本悬架系统250中，在电池130处于低充电状态的同时禁止执行车高调节控制，使得约束电池的放电以建立恒定力产生状态。此外，由于如上所述在各侧倾约束控制和俯仰约束控制中产生侧倾约束力和俯仰约束力时电池130消耗一些电力，在电池130的低充电状态期间可以禁止执行侧倾约束控制和俯仰约束控制，以约束电池130的放电。因而，在本悬架系统250中，在低充电状态作为电池130的充电状态期间执行低充电状态控制。在执行低充电状态控制中，禁止执行侧倾约束控制和俯仰约束控制以及车高调节控制，使得仅仅执行振动阻尼控制。

5.致动器控制程序

在本悬架系统250中，以与在以上所述的悬架系统10和悬架系统220中执行的致动器控制大致相同的方式执行致动器控制。根据图29的流程图所示的致动器控制程序执行致动器控制。此控制程序在车辆的点火开关置于接通状态的同时由控制器160以短的时间间隔(例如，数十毫秒)重复地执行。以下，将参照该图所示的流程图描述本控制程序。注意，与在悬架系统10或者悬架系统220的致动器控制中执行的处理相同的处理将不再描述或者简化描述。

针对设置用于相应四个车轮12的相应弹簧减振器组件222的致动器26中每一者执行致动器控制程序。在以下描述中，为了简化描述，将描述针对致动器26中一者根据此程序执行的处理。然而，在应该明确所指的致动器26对应于四个车轮中哪一者的情况下，对致动器26添加表示车轮的位置的参考标号FR、FL、RR和RL作为后缀。在根据本程序的处理中，首先，以与在悬架系统10中的通常致动器力分量判定子例程相同的方式执行图16的流程图所示的通常致动器力分量判定子例程。通过根据此子例程执行的处理，确定有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P。接着，以与在悬架系统10中的目标车高确定子例程相同的方式执行图14的流程图所示的目标车高确定子例程。通过根据此子例程执行的处理，确定车高调节控制中的目标车高。

在执行目标车高确定子例程之后，判定电池130的充电水平E是否等于或者高于第一阈值水平E1。当充电水平E低于第一阈值水平E1时，判定电池130的充电水平E是否等于或者低于第二阈值水平E2。当充电水平E等于或者低于第二阈值水平E2时，将目标致动器力FA设定成等于有关振动阻尼致动器力分量F_G，以执行低充电状态控制。当充电水平E等于或者高于第一阈值水平E1时，判定在目标车高确定子例程中确定的目标车高是否为中等车高。当目标车高是中等车高时，如在以上所述的悬架系统220中那样，判定致动器26中哪一者受到根据本程序执行的处理。根据此判定，确定恒定力的方向，并且如上所述确定恒定力分量F_K。当充电水平E等于或者高于第一阈值水平E1，且所确定的目标车高并非中等车高时，或者当充电水平E高于第二阈值水平E2时，判定将目标车高设定为车高水平中哪一者。当目标车高是高车高时，将恒定力分量F_K设定为高车高对应恒定力分量值F_KH。当目标车高是低车高时，将恒定力分量F_K设定为低车高对应恒定力分量值—F_KL。当目标车高是中等车高时，将恒定力分量F_K设定为0(零)。

在确定恒定力分量F_K之后，执行与在以上悬架系统220中对突然改变恒定力和逐渐改变恒定力分量F_K的判定相同的处理。即，判定是否突然改变恒定力。然后当判定突然改变恒定力时逐渐改变恒定力分量F_K。接着，将目标致动器力F_A确定为所确定的有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R、有关俯仰约束致动器力分量F_P和恒定力分量F_K的总和。在已经这样确定目标致动器力F_A之后，或者在已经在以上所述的低充电状态控制中确定目标致动器力F_A之后，执行图21(a)的流程图所示的供电/发电判定&电动机工作控制子例程。以与以上所述的悬架系统10中的供电/发电判定&电动机工作控制子例程相同的方式执行此子例程的处理。通过此处理，与所确定的目标致动器力FA对应的控制信号供应到逆变器162和可变电阻器装置166中一者，并控制电动机54的工作以产生所确定的目标致动器力F_A。在完成执行此子例程时完成执行本程序的一个循环。在本程序中，不执行用于间歇执行高充电状态中的控制的处理。然而，可以如以上所述的悬架系统10和悬架系统220执行这种处理。

6.控制器的功能构造

鉴于在执行控制程序中执行的处理，用来执行以上所述致动器控制程序的本悬架系统250的控制器可以认为以下所述的功能构造。本系统250的控制器具有与通常致动器力分量确定部分204大致相同的功能部分和包括在悬架系统10的控制器160中的供电/发电控制部分210。本系统250的控制器还具有作为构造成执行低充电状态控制的功能部分的低充电状态控制部分、作为构造成执行高充电状态控制的功能部分的高充电状态控制部分和作为构造成执行通常状态控制的功能部分的通常状态控制部分。高充电状态控制部分配备有：作为构造成执行步骤S136—S143的处理的功能部分(即，作为构造成由于恒定力调节车高的功能部分)的基于恒定力车高调节部分；以及作为构造成执行步骤S145和S146的处理的功能部分(即，作为构造成逐渐改变恒定力分量F_K的功能部分)的恒定力分量逐渐改变部分。

第四实施例

1.悬架系统的构造

由于本实施例的车辆悬架系统配备有与以上所述的第一实施例的车辆悬架系统10大致相同的构造元件，在第一实施例中使用的相同的参考标号将用来表示与悬架系统10相同的构造元件。此外，省略本实施例的悬架系统的图示。

2.高充电状态控制

在本系统中，相应四个致动器26的恒定力方向不都与在以上所述悬架系统10中执行的高充电状态控制那样彼此相同。而是，在本悬架中，四个致动器中用于位于彼此对角位置的车轮12的两个指定产生相应的恒定致动器力，使得所产生的恒定致动器力沿着作为恒定力方向的弹跳方向作用，同时四个致动器26中另两个指定产生相应的恒定致动器力，使得所产生的恒定致动器力沿着作为恒定力方向的回弹方向作用。因而，通过使所产生的恒定力彼此协作构成作用在车身上的扭转力(即，通过利用车身的高扭转刚度)，不用改变车高就可以使致动器26产生相应的恒定力。此外，在本系统中，扭转车身的扭转力沿着周期性变化的方向作用，以避免车身仅仅沿着恒定的方向扭转。此外，在车辆扭转的方向变化时，逐渐改变恒定力以不不突然改变恒定力。

具体而言，由用于左前和右后车轮12FL、12RR的两个致动器26FL、26RR的每个产生的恒定力分量F_K根据以下公式来确定：

F_K＝K_E·f_W(t_S)·F_K0

同时，由用于右前轮和左后轮12FR、12RL的两个致动器26FR、26RL的每个产生的恒定力分量F_K根据以下公式来确定：

F_K＝—K_E·f_W(t_S)·F_K0

在以上公式中，F_K0表示预设具有一定大小的基准恒定力，K_E表示与在以上所述的悬架系统10中使用的相同的增益(即，基于电池120的充电量的增益)。此外，f_W(t_S)是基于经过时间的函数。如图30所示，此函数f_W(t_S)以正弦波方式在—1和+1之间周期性地变化，以在回弹方向和弹跳方向之间周期性地改变恒定力方向，并且以防止在改变恒定力方向时突然改变恒定力。

此外，在本系统中，执行与在悬架系统10中执行的车高调节控制大致相同的控制。在本系统中，不执行在通常状态和高充电状态之间切换时执行的处理，因为在本系统中恒定力基本上不改变车高，在以上所述的悬架系统10中执行该处理是为了逐渐改变恒定力。

图31是示意性示出在一定的条件下用于设置在相应左前轮和右后轮12FL、12RR中的致动器26FL、26RR的每个的恒定力分量FK的变化、用于设置在相应右前轮和左后轮12FR、12RL中的致动器26FR、26RL的恒定力分量F_K的变化和车高变化与沿着曲线的横坐标轴所表示的经过的时间t的关系的曲线图。在此曲线图所表示的状况下，在某个时间点致动器26的每个的控制从高充电状态控制切换到通常状态控制，并在之后的时间点从通常状态控制切换到高充电状态控制。从图中可以理解到，在执行本系统220的高充电状态控制中，使两个致动器26FL、26RR的恒定力方向在回弹方向和弹跳方向之间周期性地改变，同时使另两个致动器26FR、26RL的恒定力方向与以上所述的两个致动器26FL、26RR的恒定力方向相反，使得由相应四个致动器26产生的恒定力的大小始终彼此平衡。在本系统中，通过使恒定力构成作用在车辆上的扭转力并改变扭转力作用在车辆上的方向，不用通过恒定力来改变车高就可以有效地消耗电池130的电力。

3.控制程序

在本悬架系统中，以与在以上所述悬架系统10中执行的车高调节控制和致动器控制大致相同的方式同时执行车高调节控制和致动器控制。根据图13的流程图所示的车高调节控制程序执行车高调节控制。此控制程序在车辆的点火开关置于接通状态的同时由控制器146以短的时间间隔(例如，数十毫秒)重复地执行。根据图32的流程图所示的致动器控制程序执行致动器控制。此控制程序在车辆的点火开关置于接通状态的同时由控制器160以短的时间间隔(例如，数十毫秒)重复地执行。由于车高调节控制在以上所述第一实施例中描述，其描述省略。对于致动器控制，将不再描述或者以简化的方式描述如在悬架系统10的致动器控制中执行的处理相同的处理。以下将参照该图所示的流程图简要描述致动器的控制。

针对设置用于相应四个车轮12的相应弹簧减振器组件20的致动器26中每一个执行致动器控制程序。在以下描述中，为了简化描述，将描述针对致动器26中一者根据此程序执行的处理。然而，在应该明确所指的致动器26对应于四个车轮中哪一者的情况下，对致动器26添加表示车轮的位置的参考标号FR、FL、RR和RL作为后缀。在根据本程序的处理中，首先，以与悬架系统10中的通常致动器力分量确定子例程相同的方式执行图16的流程图所示的通常致动器力分量确定子例程。通过根据此子例程执行的处理，确定有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P。

接着，判定电池130的充电水平E是否等于或者高于第一阈值水平E1，然后当充电水平E等于或者高于第一阈值水平E1时，将预定的时间△t加到高充电状态控制执行时间t_S。随后，判定致动器26中哪一者受到根据本程序执行的例程，并且根据此判定如以上所述确定恒定力分量F_K。然后，将目标致动器力F_A确定为所确定的有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P和恒定力分量F_K的总和。

当电池130的充电水平E低于第一阈值水平E1时，在已经将高充电状态控制执行时间t_S重新设定为0(零)之后，将目标致动器力F_A确定为所确定的有关振动阻尼致动器力分量F_G、有关侧倾约束致动器力分量F_R和有关俯仰约束致动器力分量F_P的总和。

在已经这样确定目标致动器力F_A之后，执行图21(a)的流程图所示的供电/发电判定&电动机工作控制子例程。以与在以上所述的悬架系统10中执行的供电/发电判定&电动机工作控制子例程相同的方式执行此子例程的处理。通过该处理，与所确定的目标致动器力F_A对应的控制信号供应到逆变器162和可变电阻器装置166中一者，并且控制电动机54的工作以产生所确定的目标致动器力F_A。在完成执行此子例程时完成执行本程序的一个循环。

4.控制器的功能构造

鉴于在执行控制程序中执行的处理，本悬架系统中车高调节控制器ECU和致动器控制器ECU(用于执行以上所述控制程序)可以认为具有如以下所述的功能构造。车高调节的控制器ECU具有与悬架系统10的控制器146中所包括的目标车高确定部分200和车高调节部分202大致相同的功能部分。致动器的控制器ECU具有与在悬架系统10的控制器160中包括的通常致动器力分量确定部分204和供电/发电控制部分210大致相同的功能部分。此外，致动器的控制器ECU还具有：作为构造成执行步骤S153—S157的处理的功能部分(即，作为构造成执行高充电状态控制的功能部分)的高充电状态控制部分；以及作为构造成执行步骤S158和S159的处理的功能部分(即作为构造成执行通常状态控制的功能部分)的通常状态控制部分。注意，高充电状态控制部分配备有作为构造成执行步骤S154—S156的处理的功能部分(即，构造成以逐步的方式周期性改变恒定力方向的功能部分)的恒定力方向逐渐改变部分。

Claims

1.一种用于车辆的悬架系统(10；220；250)，包括：

悬架弹簧(28；224)，其将车身(24)和所述车辆的车轮(12)弹性地互连；

致动器(26)，其与所述悬架弹簧平行地设置，并具有电动机(54)，使得所述致动器能够基于所述电动机的力而产生强制所述车身和所述车轮彼此接近和彼此远离的致动器力，并能够使所产生的所述致动器力起与所述车身和所述车轮彼此接近和彼此远离的位移相抗的阻尼力的作用；以及

控制装置(140)，其被构造成通过控制所述电动机的工作来控制由所述致动器产生的所述致动器力，

所述悬架系统的特征在于：

所述控制装置能够建立恒定力产生状态，在所述恒定力产生状态中，所述致动器通过从作为所述电动机的电源的电池(130)向其供应电力而恒定地产生作为恒定致动器力的所述致动器力，使得所产生的所述恒定致动器力沿着用于强制所述车身和所述车轮彼此远离的回弹方向和用于强制所述车身和所述车轮彼此接近的弹跳方向其中一个方向作用，

并且其中，所述控制装置被构造成基于所述电池的充电状态来控制所述恒定力产生状态。

2.根据权利要求1所述的悬架系统(10；220；250)，

其中，对于作为所述车辆的左右前轮及左右后轮的四个车轮的每一个车轮设置所述悬架弹簧(28；224)和所述致动器(26)，使得为相应的所述四个车轮设置四个致动器，以产生相应的恒定致动器力，

并且其中，所述控制装置(140)能够建立以下状态作为所述恒定力产生状态，在所述状态中，指定所述四个致动器产生沿着相同方向作用的相应的力作为相应的所述恒定致动器力。

3.根据权利要求1所述的悬架系统(220；250)，

并且其中，所述控制装置(140)能够建立以下状态作为所述恒定力产生状态，在所述状态中，指定所述四个致动器中彼此分别位于对角位置处的两个致动器产生沿着所述回弹方向作用的相应的力作为相应的所述恒定致动器力，同时指定所述四个致动器中另两个致动器产生沿着所述弹跳方向作用的相应的力作为相应的所述恒定致动器力。

4.根据权利要求3所述的悬架系统(10)，其中，所述控制装置(140)被构造成控制所述四个致动器(26)的所述恒定致动器力，使得将对所述四个致动器的所述两个致动器的指定和对所述四个致动器中所述另两个致动器的指定彼此周期性切换，由此在周期性切换所述指定时改变由所述四个致动器中的每一个致动器所产生的所述恒定致动器力的方向。

5.根据权利要求4所述的悬架系统(10)，其中，所述控制装置(140)被构造成控制所述四个致动器(26)的所述恒定致动器力，使得在周期性切换所述指定时改变由所述四个致动器中的每一个致动器产生的所述恒定致动器力的方向时，逐渐改变所述四个致动器的所述恒定致动器力。

6.根据权利要求3所述的悬架系统(10)，其中，所述控制装置(140)被构造成始终使所述四个致动器(26)的所述恒定致动器力的大小彼此相等。

7.根据权利要求1或2所述的悬架系统(220；250)，其中，所述悬架弹簧(224)是盘簧(224)。

8.根据权利要求1或2所述的悬架系统(10)，其中，所述悬架弹簧(28)是利用流体压力的流体弹簧(28)。

9.根据权利要求1或2所述的悬架系统(10；220；250)，其中，所述控制装置(140)被构造成当所述电池(130)处于高充电状态时执行高充电状态控制以强制地建立所述恒定力产生状态。

10.根据权利要求9所述的悬架系统(10；220；250)，其中，基于所述电池(130)的充电水平来确定在执行所述高充电状态控制时产生的所述恒定致动器力的大小。

11.根据权利要求9所述的悬架系统(10；220)，其中，基于所述致动器(26)的温度来确定在执行所述高充电状态控制时产生的所述恒定致动器力的大小。

12.根据权利要求9所述的悬架系统(10)，其被构造成使得在外力引起所述致动器(26)的致动时由所述电动机(54)产生的电力可以朝向所述电池(130)返回，并且使得所述电力朝向所述电池的返回在所述电池处于所述高充电状态时受到限制。

13.根据权利要求9所述的悬架系统(220)，其中，所述高充电状态控制是以下控制，其使将要产生的所述恒定致动器力沿着基于所述车辆行驶的路面状况和所述车辆行驶的行驶速度中至少一者而确定的方向作用。

14.根据权利要求9所述的悬架系统(10；220；250)，其中，所述控制装置(140)被构造成在从常规控制过渡到所述高充电状态控制时和从所述高充电状态控制过渡到所述常规控制时逐渐改变所述恒定致动器力。

15.根据权利要求9所述的悬架系统(10)，

其中，所述悬架弹簧(28)具有允许其弹簧刚度可变的构造，

并且其中，所述控制装置被构造成改变所述悬架弹簧的所述弹簧刚度，以约束所述车身(24)和所述车轮(12)之间的距离避免被所述恒定致动器力改变。

16.根据权利要求15述的悬架系统(10)，其中，在所述车身(24)和所述车轮(12)之间的所述距离的改变被所述悬架弹簧(28)的所述弹簧刚度的改变约束的同时所述恒定致动器力被改变时，增大所述恒定致动器力时的所述恒定致动器力的变化率高于减小所述恒定致动器力时的变化率。

17.根据权利要求9所述的悬架系统(10)，其中，所述控制装置(140)被构造成当所述致动器(26)的温度较高时，限制执行所述高充电状态控制。

18.根据权利要求9所述的悬架系统(10)，其中，所述控制装置被构造成禁止所述高充电状态控制的执行持续时间超过预定的允许持续时间(t1)。

19.根据权利要求9所述的悬架系统(10)，其中，所述控制装置(140)被构造成禁止在预定的再继续禁止时间(t2)经过之前再继续执行所述高充电状态控制。

20.根据权利要求9所述的悬架系统(10；220)，其中，所述控制装置(140)被构造成在所述电池(130)处于所述高充电状态的同时所述高充电状态控制的执行受到限制时，通过设置在所述车辆中的放电器(188)来减小所述电池(130)的充电水平。

21.根据权利要求1或2所述的悬架系统(250)，其中，所述控制装置(140)被构造成当所述电池(130)处于低充电状态时，限制建立所述恒定力产生状态。