CN101821119B - 电磁悬架系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测电磁悬架单元的性能变化。当减振器的伸缩速度的实际值Vs*与估计值Vs′之差的绝对值在设定时间内的累积值∑|Vs′-Vs*|比性能变化判定阈值Sth大时，检测为电磁悬架单元的性能变化了(S16)。另外，当实际值Vs*的绝对值的累积值∑|Vs*|比估计值Vs′的绝对值的累积值∑|Vs′|大出设定值以上时，检测为减振器的性能变化为阻尼力不足侧(S22、23)。这样，基于减振器的伸缩速度，则能够检测出电磁悬架单元的性能变化。

Description

电磁悬架系统
技术领域
本发明涉及对车辆的悬架系统所包括的电磁悬架单元的性能变化的检测。
背景技术
日本专利文献特开2006-168400号公报(专利文献1)记载了以下内容：在包括电动马达的电磁悬架单元中，(a)基于车轮侧部的上下方向上的加速度的实际值，利用观察器来估计簧上加速度，并对该估计出的簧上加速度以及实际检测出的簧上加速度进行比较，检测所述电磁悬架单元有无异常；(b)对马达旋转角度的估计值和实际值进行比较，检测有无异常。
日本专利文献特开2005-254940号公报(专利文献2)记载了以下内容：在包括电动马达的电磁悬架单元中，基于实际的电动马达的工作量(马达旋转角度或者行程的变化量)是否处于由对电动马达的控制值确定的设定范围内来检测电磁悬架单元有无异常。
专利文献1：日本专利文献特开2006-168400号公报；
专利文献2：日本专利文献特开2005-254940号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题是能够恰当地检测出电磁悬架单元中的性能变化。
用于解决问题的手段以及效果
技术方案1所述的电磁悬架系统包括：(i)电磁悬架单元，包括：(a)液压式减振器，对应于车辆的车轮而设置在车身侧部与车轮侧部之间；以及(b)电动致动器，在所述车身侧部与所述车轮侧部之间施加上下方向力；(ii)性能变化检测装置，包括实际减振器伸缩关联量获得部，该实际减振器伸缩关联量获得部在对所述电磁悬架单元施加了上下方向的振动的状态下获得包括所述减振器的上下方向的伸缩量和伸缩速度中的至少一者的减振器伸缩关联量的实际值，所述性能变化检测装置基于通过该实际减振器伸缩关联量获得部获得的所述减振器伸缩关联量的实际值来检测所述电磁悬架单元中的性能变化。
在本申请技术方案1所述的电磁悬架系统中，在包括液压式减振器和电动致动器的电磁悬架单元中，获得液压式减振器的实际的伸缩关联量的实际值，基于伸缩关联量的实际值来检测电磁悬架单元的性能变化。由于基于减振器的伸缩关联量的实际值来检测性能变化，因此能够直接地检测出减振器的性能变化。另外，如果基于减振器的伸缩关联量的实际值，则也能够检测出电动致动器的性能变化。
在向电磁悬架单元施加了振动的状态下进行性能变化的判定。例如，对应的有车辆行驶的状态、在停止当中施加了振动的状态。在车辆行驶时，振动主要由于路面输入而被施加，在停止时，有通过外部装置(加振装置)来施加的情况、通过电动致动器的驱动来施加的情况。当通过加振装置施加时，容易施加预定的频率的振动。
以下，在本申请中例示了认为可以请求授予专利权的发明(以下，有时称为“可主张权利的发明”。可主张权利的发明至少包含作为权利要求书所记载的发明的“本发明”或“本申请发明”，但是也有时包含本发明申请的下位概念发明、本发明申请的上位概念或者其他概念的发明)的几个方式，对这些方式进行说明。各方式与权利要求相同地区分为项，对各项进行了编号，并根据需要以引用其他项的编号的方式进行了记载。这说到底是为了使可主张权利的发明容易理解，而不是将构成可主张权利的发明的构成要素的组合限定为以下各项所记载的方式。即，可主张权利的发明应参考各项所附的记载、实施例的记载、现有技术等来进行解释，在遵循该解释的限度内，在各项方式中增加了其他的构成要素的方式和从各项的方式中删除了构成要素的方式也可以成为可主张权利的发明的一个方式。
以下的各项中的(1)项～(3)项对应于权利要求1～3，(6)项对应于权利要求4，(12)项对应于权利要求5。(17)项～(19)项对应于权利要求6～8，(20)项、(21)项对应于权利要求9、10，(24)项、(25)项、(27)项分别对应于权利要求11、12、13。
(1)：一种电磁悬架系统，其特征在于，包括：
电磁悬架单元，包括：(a)液压式减振器，对应于车辆的车轮而设置在车身侧部与车轮侧部之间；以及(b)电动致动器，在所述车身侧部与所述车轮侧部之间施加上下方向力；以及
性能变化检测装置，包括实际减振器伸缩关联量获得部，该实际减振器伸缩关联量获得部在对所述电磁悬架单元施加了上下方向的振动的状态下获得包括所述减振器的上下方向的伸缩量和伸缩速度中的至少一者的减振器伸缩关联量的实际值，所述性能变化检测装置基于通过该实际减振器伸缩关联量获得部获得的所述减振器伸缩关联量的实际值来检测所述电磁悬架单元中的性能变化。
电磁悬架单元的性能变化是指性能从预定的基准性能发生了变化。基准性能可以是：正常范围的性能、新品的性能；不需要更换、修理的范围的性能；或者可使用的范围的性能等。与此相应，性能变化了的状态是偏离了正常范围的状态、偏离了新品状态的状态、需要更换或修理的状态、或者不能够再继续使用的状态(异常的状态)。
减振器的伸缩量是指在减振器中基于活塞和气缸主体的基准相对位置的、活塞和气缸主体的上下方向的相对移动量。基准相对位置例如是指电动致动器处于自由的状态、根据载荷而确定的施加给车身侧部与车轮侧部之间的上下方向的力与标准的悬架弹簧的弹簧力平衡、处于静止状态(中立状态)时的活塞和气缸主体的相对位置。另一方面，减振器的长度是气缸主体的端部与活塞杆的预定的部分(例如端部)之间的距离，当将处于基准相对位置时的长度作为基准长度时，即为基准长度与伸缩量之和(考虑了符号时的和)。因此，减振器的长度和伸缩量为一对一地对应的值，减振器的长度包含在减振器伸缩关联量中。伸缩速度是伸缩量对时间的微分值。能够与基准相对位置无关地获得伸缩速度。
(2)：如(1)项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化检测装置包括：(a)减振器伸缩关联量估计部，估计所述减振器伸缩关联量；(b)比较型性能变化检测部，通过比较由该减振器伸缩关联量估计部估计出的所述减振器伸缩关联量的估计值与由所述实际减振器伸缩关联量获得部获得的所述减振器伸缩关联量的实际值来检测所述电磁悬架单元中的性能变化。
比较减振器的伸缩关联量的实际值和估计值，则能够判定在电磁悬架单元中性能是否变化了。
当比较实际值和估计值时，可以直接比较实际值和估计值，也可以将对实际值和估计值进行处理后得到的值彼此进行比较。
伸缩量、伸缩速度根据施加给电磁悬架单元的振动而变化，因此例如能够对振动的峰值(振幅)彼此进行比较。另外，可以使用在统计上对实际值、估计值进行处理后得到的值。
例如，能够求出实际值、估计值的绝对值在设定时间内的累积值，比较累积值。如果比较绝对值的累积值，则能够对实际值、估计值的位移的绝对值的平均值彼此间进行比较。另外，不限于绝对值的累积值，也可以使用设定时间内的绝对值的平均值进行比较。另外，也可以采用设定时间内的实际值、估计值的峰值(振幅)的绝对值的累积值和平均值。
另外，当比较实际值等(包括实际值、对实际值进行处理而得到的值。以下相同)和估计值等(以下包括估计值、对估计值进行处理而得到的值。以下相同)时，能够求出它们之差，或者求出它们之比，基于差和比中的至少一者，则能够恰当地判定性能是否变化了。
另外，当对振幅彼此间进行比较或者对平均位移彼此间进行比较时，有时优选对期望的频域的振动分量的振幅或者平均位移彼此进行比较。例如，能够通过对实际值、估计值进行过滤处理或者进行傅立叶变换等来提取期望的频域的振动，从而对实际值等和估计值等进行比较，或者能够对电磁悬架单元施加期望的频域的振动，从而对此时的实际值等和估计值等进行比较。
另外，也可以比较实际值的频率和估计值的频率。
另外，当对实际值等和估计值等进行比较时，也可以是对伸缩量的实际值等和伸缩速度的估计值等进行比较，但是优选对伸缩量的实际值等和伸缩量的估计值等进行比较、对伸缩速度的实际值等和伸缩速度的估计值等进行比较。
(3)：如(2)项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括性能变化有无检测部，该性能变化有无检测部在与所述减振器伸缩关联量的估计值和实际值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的值比预定的判定阈值大时，检测为处于所述电磁悬架单元的性能变化了的状态。
与估计值和实际值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的值包括设定时间内的差的绝对值的累积值、平均值、以及其他统计上处理过的值。
当与差的绝对值在设定时间内的平均值相关的值(以下称为平均关联差)小于等于判定阈值时，可以认为性能没有变化，但是当比判定阈值大时，可以判定为处于性能变化了的状态。对于性能是否变化了的判定结果，当相同结果持续了设定次数以上时，可以进行决定(确定)或者对判定结果的决定设置滞后。
如果将判定阈值取为0、或者比0大且0附近的比0大的第一设定值以下的值，则当稍稍偏离了为获得估计值而假想的状态(是能够得到所述基准性能的状态，例如可以为正常状态、新品的状态等)时判定为性能变化了。估计值一般基于估计模型而获得，因此基准性能由该估计模型确定。例如，当假想新品的状态而设定估计模型时，在偏离了该状态的情况下判定为处于性能变化了的状态。
与此相对，如果将判定阈值取为正的大值(比0大的第二设定值以上的值)，则当大大偏离了为获得估计值而假想的状态时判定为处于性能变化了的状态。例如，当假想新品的状态而设定估计模型时，在成为了需要更换、修理的状态的情况下或者在成为了不需要使用的状态的情况下判定为处于性能变化了的状态。
考虑以上的情况来设定估计模型、判定阈值。
另外，如果设置多个估计模型和判定阈值，则能够在多个阶段获得性能下降的水平(程度)。例如，能够向驾驶者报告性能下降的水平，驾驶者能够得到关于性能下降的水平的详细信息。另外，在电磁悬架单元的设计阶段，也可以评价性能变化过程。
另外，可以选择估计模型、判定阈值。当报告性能变化时，可以在性能变化的水平达到了驾驶者想要的期望的水平的情况下进行报告。
(4)：如(2)项或(3)项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括性能变化有无检测部，该性能变化有无检测部在与所述减振器伸缩关联量的估计值和实际值之比的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的值偏离了预定的范围时，检测为处于所述电磁悬架单元的性能变化了的状态。
当与实际值和估计值之比的绝对值在设定时间内的平均值相关的值(平均关联比)偏离了预定的范围时，可以检测为性能变化了。例如，在实际值和估计值的平均关联比中，当实际值除以估计值得到的值(实际值/估计值)的平均关联比<|A*/A′|>大于设定范围的上限值大时或小于设定范围的下限值时，检测为性能变化了。
在以下的各项中，虽然没有一一记载，但是可以采用基于差的判定来代替基于比的判定。
另外，可以采用实际值和估计值之差的绝对值的平均值来代替实际值的绝对值的平均值与估计值的绝对值的平均值之差的绝对值，或者可以采用实际值和估计值之比的绝对值的平均值来代替实际值的绝对值的平均值和估计值的绝对值的平均值之比。
例如，也可以将(i)实际值A*和估计值A′之差的平均关联差(例如，∑|A*-A′|)与判定阈值比较代替为(ii)表示实际值的绝对值在设定时间内的平均值的值(以下称为平均关联实际值)∑|A*|和表示估计值的绝对值在设定时间内的平均值的值(以下称为平均关联估计值)∑|A′|之差的绝对值|∑|A*|-∑|A′||与判定阈值比较，或者将(a)实际值和估计值的平均关联比(<|A*/A′|>、<|A′/A*|>)代替为(b)平均关联实际值和平均关联估计值之比(<|A*|>/<|A′|>、<|A′|>/<|A*|>)。
(5)：如(2)项至(4)项中的任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括以下的单元，该单元在与所述减振器伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值比与所述减振器伸缩关联量的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关的平均关联估计值大时，检测为包括(i)所述减振器的性能变化为阻力不足的一侧的状态(ii)所述电动致动器的性能变化为阻力变大的一侧的状态中的至少一者。
当减振器伸缩关联量的平均关联实际值(包含在实际值等中)比平均关联估计值(包含在估计值等中)大时，有减振器中的阻力比基准性能不足(变小)的情况以及在电动致动器中阻力变大的情况。一旦在电动致动器中阻力变大，则电动致动器难以伸缩，因此相应地就会使减振器伸缩。
(6)：如(2)项至(5)项中的任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括伸缩阻力不足检测部，该伸缩阻力不足检测部在平均关联实际值比由平均关联估计值确定的伸缩阻力不足判定阈值大时，检测为处于所述减振器的性能变化为伸缩阻力不足侧的状态，所述平均关联实际值与所述减振器伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关，所述平均关联估计值与所述减振器伸缩关联量的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关。
当减振器的伸缩关联量的平均关联实际值比由平均关联估计值确定的伸缩阻力不足判定阈值大时，判定为处于减振器的性能变化为阻力不足的一侧的状态。伸缩阻力不足判定阈值可以作为向平均关联估计值添加了0以上的设定值而得到的值，或者可以作为对平均关联估计值乘以1以上的值而得到的值。
优选当未检测出电动致动器的性能变化时(当未变化为阻力变大的一侧时)进行该判定。
减振器中的伸缩阻力通过在减振器中产生的阻尼力、活塞与气缸主体之间的摩擦、在与减振器并联地设置有弹簧的情况下该弹簧的弹簧力而被施加。因此，阻力变小可以认为是阻尼力变小的情况、活塞与气缸主体之间的摩擦由于密封部件的损耗等而变小的情况、弹簧的弹簧系数变小的情况等。另外，阻尼力不足(在伸缩速度相同时产生的阻尼力比处于基准状态时小)可以认为由漏液、漏气、动作液(油)的劣化等引起。
与此相对，当将在减振器中产生的阻力统称为阻尼力时，可以将伸缩阻力不足的一侧的性能变化称为阻尼力不足的一侧的性能变化。
(7)：如(2)项至(6)项中的任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括以下的单元，该单元在与所述减振器伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值比与所述减振器伸缩关联量的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关的平均关联估计值小时，检测为包括(i)所述减振器的性能变化为阻力变大的一侧的状态(ii)所述电动致动器的性能变化为阻力变小的一侧的状态中的至少一者。
平均关联实际值比平均关联估计值变小有在减振器中伸缩阻力变大的情况、在电动致动器中阻力变小的情况。这是因为一旦在电动致动器中阻力变小，则电动致动器就容易伸缩。
(8)：如(2)项至(7)项中的任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括自由侧性能变化检测部，该自由侧性能变化检测部在平均关联实际值比自由侧变化判定阈值小时，检测为处于所述电动致动器的性能变化到自由侧的状态，所述平均关联实际值与所述减振器伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关，所述自由侧变化判定阈值由与所述减振器伸缩关联量的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关的平均关联估计值确定。
当平均关联实际值比平均关联估计值小时，检测为电动致动器的性能变化到自由侧。
优选在减振器正常的情况下(在未检测出减振器的性能变化到阻力变大的一侧的情况下)进行该判定。
另一方面，电磁悬架单元在施加了低频率的振动的情况下主要在被设计成使电动致动器伸缩的情况下，当减振器伸缩关联量的低频率的实际值等比估计值等小时，认为电动致动器的性能变化到自由侧是恰当的。例如，能够使用施加了低频率的振动时的减振器伸缩关联量的实际值等、估计值等或者使用减振器伸缩关联量的实际值的低频分量(通过过滤处理、傅立叶变换等提取的分量)的实际值等、估计值等来检测。对于后述的高频率的实际值等也是相同的。
例如，当电动致动器包括电动马达和运动变换机构时，电动马达由于断线等而变为自由的状态符合上述情况。
(9)：如(2)项至(8)项中的任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述比较型性能变化检测部包括伸缩阻力增加检测部，该伸缩阻力增加检测部在平均关联实际值比阻力增加判定阈值小时，检测为处于所述减振器的性能变化到伸缩阻力变大的一侧的状态，所述平均关联实际值与所述减振器伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关，所述阻力增加判定阈值由与所述减振器伸缩关联量的估计值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联估计值确定。
当减振器伸缩关联量的平均关联实际值比由平均关联估计值确定的阻力大判定阈值小时，判定为处于减振器的性能变化到伸缩阻力变大的一侧的状态。优选在电动致动器正常的情况下(在未检测出电动致动器的性能变化到阻力变小的一侧的情况下)进行该判定。
伸缩阻力变大可以认为阻尼力变大、活塞与气缸主体之间的摩擦变大等。例如，可以认为是杂质混入到阻尼力产生机构的连通路中而堵塞了一部分或全部的连通路的情况、由于活塞或气缸主体的生锈等摩擦变大的情况、活塞自身由于杂质等而难以移动的情况等。
另一方面，很多减振器被设计成容易通过高频率的振动而伸缩。因此，当比较减振器伸缩关联量的平均关联实际值和平均关联估计值时，优选使用高频率的实际值等、估计值等。
(10)：如(1)项至(9)项中的任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化检测装置包括性能变化部确定部，该性能变化部确定部当在所述电磁悬架单元中检测出性能变化了时，基于电动动作关联量的实际值、簧上部移动关联量的实际值以及簧上簧下间距离关联量的实际值中的一个以上来确定性能变化部，所述电动动作关联量包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者，所述簧上部移动关联量包括所述车辆的簧上部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者，所述簧上簧下间距离关联量包括所述车身侧部与所述车轮侧部之间的上下方向的距离的变化量和变化速度中的至少一者。
如果基于电动动作关联量、簧上部移动关联量、簧上簧下间距离关联量中的一个以上的实际值等，则能够确定性能变化部。另外，也可以通过分别比较这些实际值等和估计值等来确定。
如果能够确定产生了性能变化的部位，则例如仅更换该部件即可，无需更换整个电磁悬架单元。因此，能够降低更换成本。另外，如果能够确定产生了性能变化的部位，则在进行修理时也会方便。
电动致动器的动作量如上所述是指从基准位置的动作量。因此，电动致动器的长度和动作量是一对一对应的值，因此电动致动器的长度也包含在电动动作关联量中。电动致动器的长度例如可以为致动器主体与输出部件从主体的突出量之和。
另外，电动动作关联量也可以称为电动伸缩关联量。这是因为，当电动致动器包括电动马达和运动变换机构时，即使不供应电力，也可以使运动变换机构动作，从而上下方向的长度变化。
另外，簧上部的移动量是从基准位置的移动量、即位移。移动速度是位移对时间的微分值(绝对速度)，可以与基准位置无关地获得。
簧上簧下间距离的变化量也是一样的，是指从基准位置的簧上簧下间的距离的变化量。因此，簧上簧下间距离也包含在簧上簧下间距离关联量中。
(11)：如(10)项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化部确定部在与所述电动动作关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值比第一锁定侧变化判定阈值小时，检测为处于所述电动致动器的性能变化到锁定侧的状态。
当电动致动器的电动动作关联量的实际值比第一锁定侧变化判定阈值小时，检测为电动致动器的性能变化到阻力变大的一侧。
例如，在电动致动器包括电动马达和运动变换机构的情况下，可以认为是电动马达锁定的状态(在运动变换机构中，螺栓轴和螺母部不能相对旋转的状态)、在运动变换机构中螺栓轴和螺母部的摩擦变大的状态等。另外，第一锁定侧变化判定阈值可以是预定的固定值(绝对的锁定侧变化判定阈值)，也可以是由与所述电动动作关联量的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关的平均关联值确定的值(相对的锁定侧变化判定阈值)。
该判定可以在按照预定的规则控制电动致动器的状态下进行，也可以在未控制电动致动器的状态下进行。在电动致动器包括电动马达的情况下，当未控制电动致动器时，在电动马达中产生阻尼力。
(12)：如(2)项至(11)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化检测装置包括以下单元中的至少一者，所述单元是指：(x)如果通过所述比较型性能变化检测部在所述电磁悬架单元中检测出性能变化了，则在与簧上簧下间距离关联量的实际值与估计值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联值比预定的特定阈值大时，检测为处于所述电动致动器的性能变化为自由侧的状态，所述簧上簧下间距离关联量包括所述车身侧部与所述车轮侧部之间的距离的变化量和变化速度中的至少一者的单元；或者(y)如果通过所述比较型性能变化检测部在所述电磁悬架单元中检测出性能变化了，则在所述簧上簧下间距离关联量的实际值与估计值之差的所述平均关联值小于等于所述特定阈值时，检测为处于所述减振器的性能变化为伸缩阻力变大的一侧的状态的单元。
如上所述，无论是在电动致动器的性能变化为自由侧的情况下，还是在减振器的性能变化为阻力变大的一侧的情况下，减振器伸缩关联量的平均关联实际值均小于平均关联估计值，它们之差变大，从而能够检测出性能变化。
与此相对，在串联地设置有减振器和电动致动器的情况下，当被设计成减振器的伸缩关联量小于电动致动器的电动动作量时，即使减振器的性能变化为阻力变大的一侧，簧上簧下间距离关联量的实际值等与估计值等之差也不会太大，但是如果电动致动器的性能向自由侧变化，则簧上簧下间距离关联量的实际值等与估计值等之差变大。
基于以上情况，当簧上簧下间距离关联量的实际值与估计值之差的平均关联量小时，能够判定为减振器的性能变化为阻力变大的一侧，当实际值与估计值之差的平均关联值大时，能够判定为电动致动器的性能变化为自由侧。
另外，当簧上簧下间距离关联量的实际值与估计值之差的平均关联量大时，电动致动器的性能变化为自由侧，并且减振器的性能也有可能变化为阻力变大的一侧。但是，认为性能变化同时在两处发生的可能性非常低，在此情况下，也可以检测出电动致动器的性能变化了。与此相对，也可以通过其他的方法检测减振器的性能是否变化了。例如，当减振器伸缩关联量的高频率的平均关联实际值小于由平均关联估计值确定的阻力大阈值时，能够检测出减振器的性能也变化了。
(13)：如(1)项至(12)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述液压式减振器和所述电动致动器彼此经由中间部件串联地设置在所述车身侧部与所述车轮侧部之间。
减振器包括气缸主体以及可滑动地嵌合到该气缸主体中的活塞，气缸主体和活塞的活塞杆中的某一者原则上无法在上下方向上相对移动地与车身侧部和车轮侧部中的某一者连结，气缸主体和活塞杆的另一者与电动致动器的输出轴连结。电动致动器的主体原则上无法在上下方向上相对移动地与车身侧部和车轮侧部的另一者连结。
另外，很多情况下在车身侧部与车轮侧部之间与彼此串联地连结的减振器和电动致动器并联地设置有悬架弹簧。
另外，也有时在减振器与电动致动器之间设置连结部件(中间部件)。
(14)：如(1)项至(13)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述电动致动器包括电动马达以及运动变换机构，所述电动马达的固定部被安装在所述车身侧部，所述电动马达的旋转部经由所述运动变换机构与所述减振器连结。
运动变换机构优选为包括螺栓杆、螺母部以及设置在它们之间的滚珠的滚珠丝杠机构。通过滚珠丝杠机构，能够减小电动致动器的伸缩阻力。
(15)：如(1)项至(14)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化检测装置包括估计部，该估计部估计中间部件移动关联量和簧上部移动关联量中的至少一者，所述中间部件移动关联量包括所述中间部件的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者，所述簧上部移动关联量包括所述车辆的簧上部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者。
中间部件的移动量、簧上部的移动量分别如上所述是从基准位置的移动量(位移)。被估计移动关联量的车辆的簧上部可以是与安装有电磁悬架单元的车身侧部相同的部件，也可以是与该车身侧部不同的部件。
(16)：如(15)项所述的电磁悬架系统，其中，所述估计部包括观察器，该观察器基于针对所述电磁悬架单元创建的预定的模型根据(i)所述车辆的簧下部的上下方向的移动量的实际值和移动速度的实际值以及
(ii)通过所述电动致动器施加的上下方向力的实际值来估计(x)所述中间部件移动关联量和(y)所述簧上部移动关联量中的至少一者。
当减振器和电动致动器经由中间部件串联地设置在车轮侧部与车身侧部之间时，使用模型输入簧下部的移动量、移动速度、电动致动器的输出等，由观察器来估计中间部件的移动量(位移)、移动速度(绝对速度)和簧上部的移动量(位移)、移动速度(绝对速度)。
如果基于所估计出的中间部件的移动量、移动速度，则能够估计出减振器的伸缩量和伸缩速度，如果基于所估计出的簧上部的移动量、移动速度，则能够估计出簧上簧下间距离的变化量和变化速度。另外，如果基于中间部件的移动量、移动速度以及簧上部的移动量、移动速度这两者，则能够估计出电动致动器的动作量和动作变化速度。
另外，车辆的簧下部可以是与安装电磁悬架单元的车轮侧部相同的部件，也可以是与该车轮侧部不同的部件。
(17)：如(15)项或(16)项所述的电磁悬架系统，其中，包括：(a)中间部件移动关联量获得部，根据所述减振器伸缩关联量的实际值以及包括所述车辆的簧下部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的簧下移动关联量的实际值来获得所述中间部件移动关联量的实际值；(b)中间部件对应性能变化检测部，当与所述中间部件移动关联量的实际值与通过所述估计部估计出的中间部件移动关联量的估计值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联值大于预定的中间部件对应判定阈值时，检测为处于所述电磁悬架单元的性能变化了的状态。
当中间部件的移动关联量的实际值等与估计值等之差的绝对值大时，可以判定为电磁悬架单元的性能变化了。
中间部件例如可以包括与减振器的气缸主体和活塞杆中的任一者连结并且与电动致动器的输出部件连结的部件。
(18)：如(15)项至(17)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述减振器伸缩关联量估计部包括中间部件依据伸缩关联量估计部，该中间部件依据伸缩关联量估计部根据由所述估计部估计出的所述中间部件移动关联量的估计值以及包括所述车辆的簧下部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的簧下移动关联量的实际值来获得所述减振器伸缩关联量的估计值。
如果从所估计出的中间部件的移动量、移动速度减去簧下部的移动量、移动速度，则能够估计出减振器伸缩关联量。
(19)：如(15)项至(18)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化检测装置包括：(a)电动动作关联量估计值获得部，通过从由所述估计部估计出的所述簧上部移动关联量的估计值减去所述中间部件移动关联量的估计值来获得包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者的电动动作关联量的估计值；(b)第二锁定侧变化检测单元，在与所述电动致动器的电动动作关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值比由平均关联估计值确定的第二锁定侧变化判定阈值小时，检测为处于所述电动致动器的性能变化为锁定侧的状态，其中所述平均关联估计值与通过电动动作关联量估计值获得部获得的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关。
如果基于簧上部移动关联量和中间部件移动关联量，则能够获得电动致动器的电动动作关联量。
(20)：如(2)项至(19)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述实际减振器伸缩关联量获得部包括实际伸缩关联量计算部，所述实际伸缩关联量计算部根据包括所述车身侧部与所述车轮侧部之间的距离的变化量和变化速度中的至少一者的簧上簧下间距离关联量的实际值以及包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者的电动动作关联量的实际值来获得所述减振器伸缩关联量的实际值。
当减振器和电动致动器串联地设置在车轮侧部与车身侧部之间时，为了检测减振器的伸缩量，必须检测活塞相对于气缸主体的相对移动量。但是，一般未设置检测活塞相对于气缸主体的相对移动量的传感器。另一方面，通过车高传感器无法检测出减振器的伸缩。因此，在本项所记载的电磁悬架系统中，能够使用两个以上的传感器的检测值来检测出减振器的伸缩。
例如，根据车高传感器的检测值来获得簧上簧下间距离关联量的实际值，根据检测电动致动器的动作量的传感器的检测值来获得电动动作关联量的实际值，从簧上簧下间距离关联量的实际值减去电动动作关联量的实际值，由此能够获得减振器的伸缩关联量的实际值。
另外，也可以根据簧上部移动关联量的实际值和簧下部移动关联量的实际值来获得簧上簧下间距离关联量的实际值。在簧上簧下间距离关联量、簧上部移动关联量、簧下部移动关联量之间有预定的关系成立，因此如果能够获得它们其中的两个，则能够计算出剩下的一个。以下，本说明书所记载的“实际值”有通过一个传感器直接检测出的情况、根据一个传感器的检测值计算出的情况(微分、积分等)、根据多个传感器的检测值计算出的情况等。
(21)：如(1)项至(20)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述性能变化检测装置包括性能变化水平检测部，该性能变化水平检测部阶段性地检测所述电磁悬架单元中的性能变化的程度。
如果能够阶段性地检测出性能变化的水平，则便于知道更换的时期、修理的时期。另外在评价经时性的性能变化方面较为有效。
(22)：如(1)项至(21)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述电磁悬架系统包括报告部，该报告部报告由所述性能变化检测装置检测出的所述电磁悬架单元中的性能变化的检测结果。
(23)：如(1)项至(22)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述电磁悬架单元与所述车辆的前后左右的各轮对应地设置，所述性能变化检测装置包括各轮比较型性能变化检测部，该各轮比较型性能变化检测部针对所述前后左右的各轮的电磁悬架单元的每一个，将与通过所述减振器伸缩关联量获得部获得的所述伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值彼此间进行比较，来检测前后左右的各轮的所述减振器的各自的性能变化。
(24)：如(23)项所述的电磁悬架系统，其中，所述各轮比较型性能变化检测部包括以下单元中的至少一者，所述单元是指：(a)当对于所述前后左右的各轮中的检查对象车轮的减振器伸缩关联量的平均关联实际值比由前后左右的各轮的减振器伸缩关联量的平均关联实际值的平均值确定的设定范围的下限值小时，检测为处于所述检查对象车轮的所述减振器的性能变化为伸缩阻力变大的一侧的状态的单元；和(b)当对于检查对象车轮的所述减振器伸缩关联量的平均关联实际值比所述设定范围的上限值大时，检测为处于所述检查对象车轮的所述减振器的性能变化为伸缩阻力变小的一侧的状态的单元。
如果比较四轮的各自的电磁悬架单元的减振器的伸缩关联量的实际值等，则能够分别检测出四轮各自的减振器的性能变化。
该检测的前提是电动致动器的性能未变化。
(25)：如(1)项至(23)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述电磁悬架单元与所述车辆的前后左右的各轮对应地设置，所述性能变化检测装置包括：电动动作关联量获得部，获得包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者的电动动作关联量的实际值；以及电动致动器性能变化检测部，针对所述前后左右的各轮的电磁悬架单元的每个，通过对由所述电动动作关联量获得部获得的电动动作关联量的实际值彼此间进行比较，来针对各轮分别检测所述电动致动器的性能变化。(权利要求12)
针对前后左右的各轮，如果对电动致动器的电动动作关联量的实际值等彼此进行比较，则能够检测出电动致动器的性能变化。
(26)：如(25)项所述的电磁悬架系统，其中，所述电动致动器性能变化检测部包括以下单元中的至少一者，所述单元是指：(a)当与对于所述前后左右的各轮中的检查对象车轮的所述电动动作关联量在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值比由前后左右的各轮的电动动作关联量的所述平均关联值的平均值确定的设定范围的下限值小时，检测为处于所述检查对象车轮的所述电动致动器的性能变化为锁定侧的状态的单元；和(b)当对于检查对象车轮的所述电动动作关联量的平均关联实际值比所述设定范围的上限值大时，检测为处于所述检查对象车轮的所述电动致动器的性能变化为自由侧的状态的单元。
(27)：如(1)项至(9)项、(20)项至(26)项中任一项所述的电磁悬架系统，其中，所述电动致动器和所述液压式减振器彼此并联地设置在所述车身侧部与所述车轮侧部之间，所述性能变化检测装置包括：(a)并联型减振器伸缩关联量估计部，至少基于通过所述电动致动器施加的上下方向力来估计所述减振器伸缩关联量；(b)并联型性能变化检测部，对由所述并联型减振器伸缩关联量估计部估计出的所述减振器伸缩关联量的估计值和由所述实际减振器伸缩关联量获得部获得的所述减振器伸缩关联量的实际值进行比较，来检测所述电磁悬架单元的性能变化。
如果在减振器中伸缩阻力变大，则实际值等比估计值等小，如果伸缩阻力变小(由于漏液等产生阻尼不足)，则实际值等比估计值等大。
另外，如果电动致动器的性能变化为锁定侧，则减振器的伸缩关联量的实际值等比估计值等小，如果变化为自由侧，则实际值等比估计值等大。
基于以上情况，能够在电磁悬架单元中检测出减振器的性能变化或者电动致动器的性能变化。
另外，一般在车身侧部与车轮侧部之间还与电动致动器、减振器并联地设置有悬架弹簧。
(28)：一种电磁悬架系统，其特征在于，包括：
电磁悬架单元，包括(a)液压式减振器以及(b)在所述车身侧部与所述车轮侧部之间施加上下方向力的电动致动器，所述液压式减振器和所述电动致动器对应于车辆的车轮而经由中间部件彼此串联地连结在车身侧部与车轮侧部之间；以及
估计装置，在对所述电磁悬架单元施加了上下方向的振动的状态下，基于针对所述电磁悬架单元创建的预定的模型根据所述车辆的簧下部的上下方向的移动量的实际值和移动速度的实际值以及通过所述电动致动器施加的上下方向力的实际值，来估计中间部件移动关联量和簧上部移动关联量中的至少一者，所述中间部件移动关联量包括所述中间部件的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者，所述簧上部移动关联量包括所述车辆的簧上部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者。
由于估计出中间部件移动关联量、簧上部移动关联量，因此如果利用所估计出的值，则能够获得减振器伸缩关联量的估计值、电动动作关联量的估计值、簧上簧下间距离关联量的估计值，如果使用这些估计值等，则能够检测出电磁悬架单元的性能变化的有无，能够确定性能变化的部位。
另外，通过电动致动器施加的上下方向力的实际值可以是根据控制指令值获得的值，也可以是基于流经电动致动器的实际的电流值而获得的值。
能够对本项所记载的电磁悬架系统采用(1)项至(27)项中任一项所记载的技术特征。对于具体的性能变化的有无的检测、性能变化部的确定等，可以采用上述各项的关联记载。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的电磁悬架系统的整体的概念图；
图2是上述电磁悬架系统所包括的电磁悬架单元的截面图；
图3是表示上述电磁悬架单元的仿真模型；
图4是表示上述电磁悬架单元的估计模型；
图5是表示上述电磁悬架系统的悬架ECU的存储部所存储的悬架控制程序的流程图；
图6是表示上述悬架ECU的存储部所存储的性能检查程序的流程图；
图7是表示上述性能检查程序的一部分的流程图；
图8是表示使用上述仿真模型而得到的性能检查的结果的图；
图9是表示在与上述的情况不同的状态下进行的性能检查的结果的图；
图10是表示在与上述的情况不同的状态下进行的性能检查的结果的图；
图11是表示在与上述的情况不同的状态下进行的性能检查的结果的图；
图12是表示与上述性能检查程序不同的程序的一部分的流程图；
图13是表示与上述性能检查程序不同的程序的一部分的流程图；
图14是表示上述悬架ECU的存储部所存储的其他的性能检查程序的流程图；
图15是表示与上述的情况不同的估计模型的图；
图16是表示使用上述估计模型而执行的性能检查程序的流程图；
图17是作为本发明的其他的一个实施例的上述电磁悬架系统所包括的电磁悬架单元的截面图；
图18是针对上述电磁悬架单元创建的估计模型。
标号说明
4：电磁悬架单元  16：电动致动器  18：液压式减振器  20：悬架弹簧  50：电动马达  77：螺栓机构  78：气缸主体  80：活塞  82：传递部件  84、86：压缩螺旋弹簧  130：中间质块  132：簧下部  134：簧上部  150：簧上加速度传感器  152：车高传感器  154：簧下加速度传感器  156：悬架ECU  160：驱动电路  162：转角传感器  164：电流计  168：报告部
具体实施方式
图1表示作为本发明的一个实施例的电磁悬架系统。
在电磁悬架系统中，电磁悬架单元4FL、FR、RL、RR分别与车辆的前后左右的各车轮2FL、FR、RL、RR对应地设置在车轮侧部12(参照图2)与车身侧部14(参照图2)之间。以下，在无需指定车轮位置的情况下，不标注车轮位置FL、FR、RL、RR而使用标号。对其他的构成要素也是一样的。
如图2所示，电磁悬架单元4被安装在保持车轮2的悬架后臂(车轮侧部)12和车身的、与该车轮12对应的部分14(安装有电磁悬架单元4的部分，车身侧部)之间，并包括施加上下方向力的电动致动器16、液压式减振器18以及作为悬架弹簧的空气弹簧20。电动致动器16和液压式减振器18串联地设置在车轮侧部12与车身侧部14之间，它们与空气弹簧20并联地设置。
空气弹簧20包括腔室壳30、空气活塞筒32以及设置在它们之间的隔膜34。
腔室壳30经由安装部(包括弹性部件)35与车身侧部14连结，原则上无法在上下方向上相对移动，在腔室壳30的内侧固定有电动致动器16的壳体(以下称为马达壳)38。
空气活塞筒32被固定在液压式减振器18的壳体(以下称为减振器壳)40上，减振器壳40与下臂12连结，原则上无法在上下方向上相对移动。另外，空气活塞筒32能够相对于马达壳38相对移动。
隔膜34的一个端部被固定在腔室壳30上，另一端部被固定在空气活塞筒32上，通过这些腔室壳30、隔膜34、空气活塞筒32、马达壳38形成了空气腔(空气室)42。
另外，在空气腔42中封入了作为流体的压缩空气，车身通过压缩空气而被弹性地支承。另外，通过调整容纳在空气腔42中的压缩空气的量，能够调整车辆高度(恒定的距离)，该车辆高度是车身侧部14与车轮侧部12之间的距离。
电动致动器16包括上述的马达壳38、电动马达50、螺母部件52、螺栓轴54、以及止动部件56等。
电动马达50包括：定子，包括多个线圈60；以及作为转子的马达输出轴62，被设置在线圈60的内周侧。马达输出轴62包括多个磁铁部，并经由轴承64、66能够相对旋转地被马达壳38保持。马达输出轴62为中空状的筒状，在其内周侧无法相对旋转地保持有螺母部件52。另外，在马达输出轴62中，磁铁部可以设置在马达输出轴62的外周面，也可以埋入到马达输出轴62中。
在螺母部件52的内周侧形成有内螺纹部，并保持有多个轴承珠。螺栓轴54被设置成贯穿螺母部件52的内周侧，但是在螺栓轴54的外周面形成有经由轴承珠与螺母部件52的内螺纹部螺合的螺纹槽，并且形成有在轴向延伸的多个凹部72。螺栓轴54在其中间部贯穿螺母部件52以及止动部件56，在其下端部被固定在液压式减振器18的活塞杆74上，并且经由力传递装置76与减振器壳40连结。
止动部件56无法相对旋转地被马达壳38保持。另外，在内周面上形成有突部，该突部以与形成于螺栓轴54的凹部72相同的相位在轴向上延伸，螺栓轴54以其凹部72与突部卡合的相对相位被配置在止动部件56的内周侧。通过止动部件56能够阻止螺栓轴54相对于马达壳38的相对旋转，但是允许轴向上的相对移动。止动部件56也具有阻止螺栓轴54的横向上的移动的功能。
在本实施例中，通过螺栓轴54、螺母部52、止动部件56等构成将旋转变换为直线运动的运动变换机构77。运动变换机构77具有滚珠丝杠机构，也是力传递机构。
液压式减振器18包括：减振器壳40，包括容纳工作液的气缸主体78；活塞80，可滑动地嵌合到气缸主体78的内周侧；活塞杆74；以及连结螺栓轴54和减振器壳40的力传递装置76等。
力传递装置76包括传递部件82、压缩螺旋弹簧84、86等。传递部件82大致形成了圆筒状，在底部被固定在螺栓轴54上，设置于筒部的开口部的凸缘为中间保持器88，并位于固定在气缸主体78上的下部保持器90和上部保持器92的中间。在所述上部保持器92与所述中间保持器88之间设置有压缩螺旋弹簧86，在中间保持器88与下部保持器90之间设置有压缩螺旋弹簧84。在本实施例中，上部保持器92为从外周部覆盖弹簧84、86的形状。通过上部保持器92、气缸主体78、下部保持器90等来构成减振器壳40，在气缸主体78上，经由安装部98原则上无法在上下方向上相对移动地与下臂12连结。
另一方面，气缸主体78的内周侧通过活塞80被分隔成下室104和上室106。在活塞80上形成有上下方向贯通的多个液体通道，伴随着活塞80和气缸主体78的相对移动，能够允许工作液在上室106与下室104之间流动。
另外，气缸主体78包括外筒110和内筒112，它们之间为储存室114。活塞80可滑动地与内筒112的内周侧嵌合，并经由设置于下室104与储存室114之间的基阀体116，能够允许工作液在下室104与储存室114之间的流动。
在液压式减振器18中，当工作液在设置于活塞80的液体通道、设置于基阀体116的液体通道中流动时，被施加作为与工作液的流速相应的阻力的阻尼力。
通过设置于传递部件82的底部的下表面的橡胶等弹性部件120以及气缸主体78的外侧上表面122来构成减振器缩弹侧限制器，通过设置于活塞80的上表面的橡胶等弹性部件126以及气缸主体78的内侧下表面128来构成减振器回弹侧限制器。
另外，通过设置于马达壳38的下部的橡胶等弹性部件130以及上部保持器92的上表面132来构成悬架缩弹侧限制器，通过上部保持器92的下表面136以及设置于与马达壳38连结的连结部件的内侧突部的弹性部件138来构成悬架回弹侧限制器。
在本实施例中，通过传递部件82、螺栓轴54来构成中间质块140(参照图3等)。另外，通过减振器壳40、下臂12、安装部98等来构成簧下部142，通过马达壳38、腔室壳30、安装部35、车身侧部14等来构成簧上部144。
对各电磁悬架单元4相对应地分别设置有簧上加速度传感器150、簧下加速度传感器152、车高传感器154等，并与以计算机为主体的悬架ECU 156连接，所述簧上加速度传感器150检测簧上部144的某一部件的上下方向上的绝对加速度，所述簧下加速度传感器152检测簧下部142的某一部件的上下方向上的绝对加速度，所述车高传感器154检测作为簧上簧下之间的距离的车高。另外，与各电动马达50相对应地连接有以逆变器为主体的驱动电路160，在每个驱动电路160上连接有检测电动马达50的旋转角度的转角传感器162。驱动电路160包括开关电路、控制该开关电路的开关控制部以及电流计164等，并基于来自悬架ECU 156的指令来控制开关电路。通过电流计164来检测流经开关电路的电流、即流经电动马达50的电流。在驱动电路160上连接有电源装置166。
悬架ECU 156是以包括执行部、存储部、输入输出部等的计算机为主体的单元，在存储部中存储有悬架控制程序、性能检查程序等。在悬架ECU 156上连接有报告部168。报告部168包括语音输出部、显示器、LED等中的一个以上，报告电磁悬架单元4的性能变化。
在如上构成的电磁悬架系统中，能够通过电磁悬架单元4的电动马达50的控制来积极地施加使簧上部144和簧下部142接近或者使它们分离的力。例如，如果基于天钩阻尼理论来施加阻尼力，则能够很好地抑制簧上部144相对于簧下部142在上下方向上的振动。
每隔预先设定的设定时间来执行图5的流程图所表示的悬架控制程序。
在步骤1(以下简称为S1，对于其他的步骤也一样)中，读入簧上加速度、簧下加速度、车高等数据，在S2中，基于这些数据值来求出电动马达50的目标输出，按照预先设定的规则来确定作为供应电流值的控制指令值。并且，控制指令值被输出给各轮的驱动电路160。
除此以外，也可以基于车辆的行驶状态来控制电动马达50，在此情况下，基于横摆率、转向盘的转向角、制动状态、驱动状态等来控制。
电磁悬架单元4例如在车辆行驶时根据路面的凹凸而伸缩，从而改变簧上部144与簧下部142之间的距离。
电磁悬架单元4的伸缩包括电动致动器16的伸缩(中间质块140与簧上部144之间的相对移动)、以及液压式减振器18的伸缩(是气缸主体78与活塞80之间的相对移动，也可以认为是中间质块140与簧下部142的相对移动。
该电磁悬架单元4可以以图3的仿真模型200来表示。在仿真模型200中，车轮2的轮胎201配置在路面与簧下部142之间，空气弹簧20配置在簧下部142与簧上部144之间，安装部35配置在马达壳38等与车身侧部14之间。安装部35作为与彼此并联配置的弹簧以及减振器等价的部件而被表示(VoigtModel，沃伊特模型)。
另外，电动马达50、运动变换机构77配置在簧上部144与中间质块140之间。电动马达50的驱动力和惯性力作用在簧上部144与中间质块140之间。
另外，液压式减振器18和压缩螺旋弹簧84、86被设置在中间质块140与簧下部142之间。减振器与弹簧被并联设置。
由于路面变化而引起的簧下部142、中间质块140、簧上部144的上下方向上的振动基于上述仿真模型200而被模拟。
在本实施例中，检测出电磁悬架单元4的性能变化。另外，也可以指定其性能降低的部位。
将液压式减振器18的伸缩速度VS的实际值(实测值)VS*和估计值VS′进行比较。实际值VS*根据车高传感器154的检测值H的微分值和对转角传感器162(在本实施例中，检测距基准位置的旋转角θ*)的检测值θ*乘以螺栓轴54的导程L而得到的值的微分值而被计算出。这样，由于未设置直接检测液压式减振器18的伸缩的传感器，因此可以使用多个传感器的检测值来计算液压式减振器18的伸缩速度VS*。由此，实际值VS*可以称为计算值。
VS*＝dH*/dt-L·dθ*/dt…(1)
估计值VS′利用图4的(a)所示的估计模型210而求出。估计模型210在仿真模型200中将车身侧部14、马达壳38等作为簧上部144并作为一个质块。
在估计模型210中，将空气弹簧20的弹簧系数作为Kc，将簧上部144与中间质块140之间的惯性系数作为Id，将中间质块140与簧下部142之间的压缩螺旋弹簧84、86整体的弹簧常数作为Ks，将液压式减振器18的阻尼系数作为Cs。另外，将簧上部144、簧下部142、中间质块140各自的质量分别作为m2、m1、m3，将它们从上下方向上的基准位置的位移分别作为x2、x1、x3。上下方向上的基准位置是指在电动马达50自由的状态下静止的位置。
惯性系数Id、弹簧常数Kc、Ks、阻尼系数Cs是可以由设计者酌情设定的值，例如可以为正常范围内的大小或者新产品的状态的大小。
并且，在该估计模型210中，针对簧上部144、中间质块140的每一个，有如图4的(b)的式(4b1)、(4b2)所示的运动方程式成立。
在簧上部144中，在与簧下部142之间施加了空气弹簧20的弹性力{Kc·(x2-x1)}，在与中间质块140之间施加了惯性力[Id{(d2x2/dt2)-(d2x3/dt2)}]以及电动马达50的上下方向力Fm。因此，对簧上部144的质量m2乘以加速度(d2x2/dt2)而得到的值{m2·(d2x2/dt2)}与所施加的力相等，式(4b1)成立。惯性力和电动马达50的上下方向力Fm被逆向施加，从而通过电动马达50施加了阻力。
在中间质块140中，在与簧上部144之间施加了惯性力和电动马达50的上下方向力Fm，在与簧下部142之间施加了压缩螺旋弹簧84、86的弹性力{Ks·(x3-x1)}以及液压式减振器18的阻尼力[Cs{(dx3/dt)-(dx1/dt)}]，有式(4b2)成立。
另外，如图4的(c)的式(4c2)所示，当设输入矢量为U、设输出矢量为X时，状态方程式(4c1)成立。行列式A、B如式(4c3)、(4c4)所示。如式(4c2)所示，输入为簧下部142的绝对位移x1*、绝对速度(位移的微分值)dx1*/dt、电动马达50的输出Fm，输出为簧上部144和中间质块140的绝对位移x2′、x3′、绝对速度(位移的微分值)(dx2/dt)′、(dx3/dt)′。通过观察器能够估计以输出矢量X表示的各要素(能够得到估计值)。另外，电动马达50的输出Fm能够基于实际流经驱动电路160的电流而获得。另外，簧下部142的绝对位移x1*、绝对速度dx1*/dt可以通过对簧下加速度传感器152的检测值d2x1*/dt2进行积分而求出。
基于所估计出的中间质块140的绝对速度(dx3/dt)′来求出液压式减振器18的伸缩速度Vs′。
Vs′＝(dx3/dt)′-(dx1/dt)*…(2)
在车辆行驶时每隔预先确定的设定时间来执行以图6的流程图表示的性能检查程序。
在S11中，读入各数据(簧下加速度、车高、马达转角等)，在S12中，按照(1)式来获得减振器18的伸缩速度(以下称为减振器伸缩速度)的实际值Vs*，在S13中，读入利用观察器估计出的中间质块140的绝对速度(dx3/dt)′等，在S14中，按照(2)式来获得减振器伸缩速度的估计值Vs′。在S15中，获得实际值Vs*与估计值Vs′之差的绝对值|Vs*-Vs′|在预定的设定时间内的累积值∑Vs，在S16中，判定是否大于判定阈值Sth。
∑|Vs*-Vs′|＝∑Vs
Vs＞Sth
在本实施例中，减振器伸缩速度的实际值、估计值在S12、14中被获得，并且是每个周期获得的离散值。累积值是作为离散值的各数据的绝对值在预定的设定时间内的总和。累积值∑Vs是与设定时间内的平均的值相关联的值的一个例子。
当累积值∑Vs小于等于判定阈值Sth时，在S17中，在电磁悬架单元4中被判定为“性能未变化”，但是当累积值∑Vs大于判定阈值Sth时，在电磁悬架单元4中被判定为“处于性能变化了的状态”。
以下，在S18及其以后，确定性能变化的部位。
判定阈值Sth是大于0的正值，如果增大绝对值，则当大大偏离了在估计模型210中决定的状态时会检测出性能变化了，如果减小绝对值，则即使从在估计模型210中决定的状态的偏离量小，也会检测出性能变化了。另外，作为判定阈值Sth，如果采用互不相同的多个值，则能够在多个阶段检测出性能变化的水平。
图8～图11表示进行了相同模式的路面输入时的实际值(实线)和估计值(单点划线)。估计值是如上所述基于估计模型210估计出的值，实际值是使用图4的仿真模型200(针对性能未变化的部位，性能与估计模型210时的性能相同，针对性能变化了的部位，使性能与估计模型210时的性能相比发生变化)获得的结果。
图8、图9的(a)、图10、图11的(a)、(c)、(e)表示减振器伸缩速度的实际值Vs*和估计值Vs′。图8表示在电磁悬架单元4中未产生性能变化时的实际值Vs*和估计值Vs′。由图8可知，估计值Vs′和实际值Vs*完全一致。
另外，图9的(a)、图10、图11的(a)、(c)、(e)表示在电磁悬架单元4的某个部位中性能发生了变化的状态的实际值Vs*和估计值Vs′。由上述的图可知，估计值Vs′和实际值Vs*不一致，它们之差的绝对值在设定时间的期间的累积值∑Vs大于判定阈值Sth。
在S18中，获得电动致动器16的动作速度(以下称为电动致动器伸缩速度)的实际值Vb*。电动致动器伸缩速度是簧上部144与中间质块140之间的距离的相对的变化速度Vb*，实际值Vb*基于转角传感器162的检测值θ*和螺栓轴54的导程L而获得。
Vb*＝L·dθ*/dt
另外，估计值Vb′作为从簧上部144的绝对速度的估计值(dx2/dt)′减去中间质块140的绝对速度的估计值(dx3/dt)′得到的值而获得。簧上部144的绝对速度的估计值(dx2/dt)′、中间质块140的绝对速度的估计值(dx3/dt)′分别通过观察器而获得。
Vb′＝(dx2/dt)′-(dx3/dt)′
另外，对于电动致动器伸缩速度的实际值、估计值的每一个，分别获得实际值、估计值的绝对值在设定时间内的累积值(是平均关联实际值、平均关联估计值的一个方式，以下称为实际值的累积值、估计值的累积值)∑|Vb*|、∑|Vb′|。
然后，在S19中，判定实际值的累积值∑|Vb*|是否小于锁定侧变化判定阈值SRth(从估计值的累积值∑|Vb′|减去设定值Δb得到的值)。
SRth＝∑|Vb′|-Δb
∑|Vb*|＜SRth
当实际值的累积值∑|Vb*|小于锁定侧变化判定阈值SRth时，在S20中，检测出在电动致动器16中性能变化为锁定侧，并经由报告部168报告该情况。例如，相当于滚珠丝杠机构77(螺栓轴54与螺母部52之间)的摩擦大的状态、螺栓轴54由于螺栓轴54与螺母部52之间的啮合等而无法移动的状态、电动马达50锁定的状态。
当电动马达50按照预定的规则而被控制时，电动致动器16的动作量应该成为某种程度大的值。另外，即使电动马达50未被控制，也由于运动变换机构77包括滚珠丝杠机构，因此摩擦小。是产生与伸缩速度相应的阻尼力的程度。因此，基于路面输入的电动致动器16的伸缩速度应该成为某种程度大的值。
与此相对，当实际值的累积值∑|Vb*|小于锁定侧阈值SRth时，可以在电动致动器16中检测出阻力变大了。
图9的(b)表示螺栓轴54与螺母部52之间的摩擦非常大时(接近于锁定的状态)的电动致动器伸缩速度的估计值Vb′、实际值Vb*。由图9的(b)可知，实际值Vb*远远小于估计值Vb′。
另外，如果将锁定侧变化判定阈值SRth取为小值、即、将设定值Δb取为大值，则可以检测出是螺栓轴54与螺母部52啮合、摩擦非常大的状态或者电动马达50锁定的状态。与此相对，如果将锁定侧变化判定阈值SRth取为大值、即、将设定值Δb取为小值，则可以检测出是电动致动器16的阻力比由估计模型210决定的状态稍微大的状态。可以考虑这些情况来设定设定值Δb，也可以在多个阶段设定设定值Δb。
另外，锁定侧变化判定阈值SRth也可以取为对估计值的累积值∑|Vb′|乘以大于0而小于等于1的系数γ所得到的值。
在S21中，获得在S12、S14中获得的减振器伸缩速度的实际值Vs*、估计值Vs′各自的绝对值的累积值∑|Vs*|、∑|Vs′|，在S22中，判定实际值的累积值∑|Vs*|是否大于伸缩阻力不足判定阈值SAth{估计值的累积值∑|Vs′|与设定值Δs之和}。
SAth＝∑|Vs′|+Δs
∑|Vs*|＞SAth
当实际值的累积值∑|Vs*|大于伸缩阻力不足侧判定阈值SAth时，S22的判定变为“是”(YES)，在S23中可以检测出液压式减振器18的性能变化为伸缩阻力不足的一侧，并报告该情况。由于伸缩阻力(滑动阻力)不足，因此实际的伸缩速度的绝对值大于估计值的绝对值。例如，可以认为是阻尼力由于液体泄漏、油的劣化而不足的状态、摩擦由于活塞80与气缸主体78之间的密封部的劣化而变小的状态、压缩螺旋弹簧84、86的弹簧力不足的状态等。
另外，当将减振器18整体所产生的阻力称为阻尼力时，也可以将“伸缩阻力变小的一侧的性能变化”称为“阻尼力不足侧的性能变化”。
图10表示在液压式减振器18中伸缩阻力不足的状态下的减振器伸缩速度的实际值Vs*、估计值Vs′。由图10可以看出，实际值Vs*大于估计值Vs′。
当电动致动器16的性能变化为锁定侧时、或者减振器18的性能变化为伸缩阻力变小的一侧时，在其中任一种情况下，减振器伸缩关联量的实际值等都大于估计值等。与此相对，在本实施例中，在S18、S19中将电动致动器16的伸缩速度的实际值Vb*和估计值Vb′进行比较，当判定为电动致动器16正常(性能未变化为锁定侧)时，执行S21、S22。因此，通过S22能够检测出当减振器伸缩速度的实际值Vs*等大于估计值Vs′等时减振器18的性能变化为伸缩阻力变小的一侧。
另外，如果将上述的设定值Δs取为大值，将伸缩阻力不足判定阈值SAth取为大值，则能够在液压式减振器18中检测出伸缩阻力处于非常小的状态，如果将设定值Δs取为小值，将伸缩阻力不足判定阈值SAth取为小值，则能够检测出是伸缩阻力稍微不足的状态。也可以将设定值Δs取为0。
另外，伸缩阻力不足判定阈值SAth也可以取为对估计值的累积值∑|Vs′|乘以1以上的系数α所得到的值。
接着，在S24中，簧上簧下间距离的变化速度的实际值VH*通过对车高传感器154的检测值H*进行微分而得到。
VH*＝dH*/dt
另外，簧上簧下间距离的变化速度的估计值VH′作为从簧上部144的绝对速度的估计值(dx2/dt)′减去簧下部142的绝对速度的实际值(dx1/dt)*得到的值而获得。簧下部142的绝对速度的实际值(dx1/dt)*通过对簧下加速度传感器152的检测值进行积分而得到。
VH′＝(dx2/dt)′-(dx1/dt)*
然后，在S25中获得估计值VH′与实际值VH*之差的绝对值|VH*-VH′|的累积值∑VH，在S26中，判定是否小于特定阈值Hth。
∑VH＝∑|VH*-VH′|
VH＜Hth
当小于特定阈值Hth时，在S27中判定为在液压式减振器18中性能变化为伸缩阻力大的一侧，当累积值∑VH大于等于特定阈值Hth时，在S28中判定为在电动致动器16中性能变化为自由侧。无论哪种情况，均报告性能变化了的情况以及性能变化了的部位。
当S22的判定为“否”(NO)时执行S24。因此，执行S24～26是减振器伸缩关联量的实际值等小于估计值等的情况。减振器伸缩关联量的实际值等小于估计值等是电动致动器16的性能变化为自由侧的情况、减振器18的性能变化为阻力变大的一侧的情况。
另外，本电磁悬架单元4被设计成减振器18的伸缩小于电动致动器16的伸缩。因此，当簧上簧下间距离关联量的实际值等与估计值等之差小时，可以认为原因在于液压式减振器18，相反地，当实际值等与估计值等之差大时，可以认为原因在于电动致动器16。
基于以上，当簧上簧下间距离关联量的实际值等与估计值等之差小时，判定为减振器18的阻力大，当差大时，判定为电动致动器16的性能变化为自由侧。
图11的(b)表示当液压式减振器18锁定时、例如当基于设置在阻尼力产生机构的活塞80、基阀组装体116上的阀闭合固定的状态、全部的连通路由于杂质的混入而堵塞的状态、活塞80由于杂质等而无法移动的状态等减振器伸缩速度的实际值VH*大致变为0时(参照图11的(a))的簧上簧下间距离的变化速度的估计值VH′和实际值VH*。
图11的(d)表示当液压式减振器18的伸缩阻力稍稍大于由估计模型210决定的状态时{图11的(c)}的簧上簧下间距离的变化速度的估计值VH′和实际值VH*。
如图11的(b)、(d)所示，无论哪种情况，估计值VH′和实际值VH*之差都小。
另外，图11的(f)表示当电动马达50变为自由时的簧上簧下间距离的变化速度的估计值VH′和实际值VH*。比较图11的(f)与图11的(b)、(d)可知，在图11的(f)所示的情况下，估计值VH′和实际值VH*之差大。
特定阈值Hth被设定为能够区别它们的大小，例如，可以为比图11的(b)所示的情况的差的累积值∑|VH*-VH′|大出设定值的值。
如上所述，在本实施例中，能够区别确定电动致动器16的性能变化、减振器18的性能变化。
另外，可以确定产生了性能变化的部位并报告，因此具有即使在更换的情况下也无需将电磁悬架单元4整体更换的优点。
在本实施例中，通过簧上加速度传感器150、簧下加速度传感器152、车高传感器154、转角传感器162、悬架ECU 156的存储以图6的流程图表示的性能检查程序的部分、以及悬架ECU 156的执行该性能检查程序的部分等来构成性能变化检测装置。通过其中的车高传感器154、转角传感器152、悬架ECU 156的存储S12的部分、悬架ECU 156的执行S12的部分等来构成实际减振器伸缩关联量获得部，通过簧下加速度传感器152、电流计164、存储S13、14的部分、执行S13、14的部分等来构成减振器伸缩关联量估计部，通过存储S15～18、22、23的部分、执行S15～18、22、23的部分等来构成比较型性能变化检测部。通过比较型性能变化检测部中的存储S15～17的部分、执行S15～17的部分等来构成性能变化有无检测部，通过比较型性能变化检测部中的存储S22、23的部分、执行S22、23的部分等来构成伸缩阻力不足检测部。实际减振器伸缩关联量获得部也是实际伸缩关联量计算部，减振器伸缩关联量估计部也是观察器依据伸缩关联量估计部。
另外，通过存储S18～20、25～28的部分、执行S18～20、25～28的部分等来构成性能变化部确定部。通过其中的存储S19、20的部分、执行S19、20的部分等来构成锁定侧变化检测单元。
另一方面，在S28中，当检测出电动致动器16的性能变化为自由侧时，液压式减振器18的性能也有可能变化为伸缩阻力变大的一侧。簧上簧下间距离的变化速度的实际值VH*和估计值VH′之差大是因为也包括电动致动器16性能变化为自由侧、且减振器18性能变化为伸缩阻力变大的一侧的情况。在此情况下，在执行S28之后，能够检测出液压式减振器18的性能是否变化为伸缩阻力变大的一侧。例如，能够执行以图7的流程图表示的性能变化部位确定例程。
在S41中，获得高频率的减振器18中的伸缩速度的实际值Vs*，并获得实际值的累积值∑|Vs*|，该累积值∑|Vs*|是实际值Vs*的绝对值在设定时间内的累积值。例如，可以从在S12中获得的实际值Vs*中提取出高频分量，并从该提取出的高频分量的实际值Vs*中获得实际值的累积值∑|Vs*|。然后，在S42中，判定实际值的累积值∑|Vs*|是否小于预定的阻力增加判定阈值SVth。
∑|Vs*|＜SVth
当小于阻力增加判定阈值时，判定为“是”(YES)，并判定为液压式减振器18的性能变化为伸缩阻力大的状态。
另外，可以在对电磁悬架单元4从加振装置等外部装置施加高频率的振动的状态下执行S41～S43。在此情况下，能够以期望频率的振动来进行振动。
另外，在上述实施例中，能够使得当减振器伸缩速度的估计值Vs′的绝对值的累积值∑|Vs′|大于等于预定的设定值(比0大的值)时，执行S41～43。这是为了防止如下情况：伸缩速度的实际值Vs*也有时不包含高频分量，尽管如此S42的判定还为“是”(YES)，并判定为伸缩阻力大。
另外，在上述实施例中，在S18中获得电动致动器伸缩速度的实际值Vb*、估计值Vb′各自的绝对值的累积值，在S19中，将实际值Vb*、估计值Vb′各自的绝对值的累积值进行比较，但是也可以在S18中求出电动致动器伸缩速度的实际值Vb*的绝对值在设定时间内的累积值∑|Vb*|，在S19中判定是否小于作为预定的固定值的锁定侧变化判定阈值Sbtha。
∑|Vb*|＜Sbtha
另外，也可以将用于执行图6的流程图的S19的锁定侧变化判定阈值Sbth称为相对锁定侧变化判定阈值，将本实施例的锁定侧变化判定阈值Sbtha称为绝对锁定侧变化判定阈值。
另外，可以比较中间质块移动关联量的实际值和估计值，来获得电磁悬架单元4有无性能变化，所述中间质块移动关联量是中间质块140的位移和绝对速度中的至少一者。例如，基于估计模型210通过观察器来估计中间质块140的位移x3′、绝对速度(dx3/dt)′。
另一方面，可以基于减振器长度、伸缩速度的实际值(H*-L·θ*)、Vs*{＝(dH/dt)*-(L·dθ/dt)*}以及簧下部142的位移、绝对速度的实际值x1*、(dx1/dt)*来获得中间质块140的位移、绝对速度的实际值x3*、(dx3/dt)*。
x3*＝(H*-L·θ*)+x1*…(3)
(dx3/dt)*＝(dH/dt)*-L·(dθ/dt)*+(dx1/dt)*＝Vs*+(dx1/dt)*…(4)
并且，当中间质块移动关联量的实际值等与估计值等之差的绝对值大时，能够检测出电磁悬架单元4的性能变化。
基于表示图12的性能检查程序的流程图来说明此情况的一个例子。在本实施例中，比较中间质块140的绝对速度的实际值和估计值。另外，在图12的流程图中，以Vm表示中间质块140的绝对速度(dx3/dt)。
在S11～13中，与上述实施例的情况相同，检测出减振器伸缩速度的实际值Vs*，获得中间质块140的绝对速度的估计值Vm′{(dx3/dt)′}。在S14′中，根据(4)式计算出中间质块140的绝对速度的实际值Vm*{(dx3/dt)*}，在S15′中，获得估计值Vm′与实际值Vm*之差的绝对值的累积值∑|Vm′-Vm*|(＝∑|(dx3/dt)′-(dx3/dt)*|，在S 16′中，与中间部件对应判定阈值Smth进行比较，检测有无性能变化。
∑|Vm′-Vm*|＞Smth
当差的绝对值的累积值∑|Vm′-Vm*|小于等于预定的中间部件对应判定阈值Smth时，在电磁悬架单元4中判定为性能未变化，当大于中间部件对应判定阈值Smth时，判定为处于性能变化了的状态。以下，如果同样地执行S18及其以后的步骤，则能够确定性能变化的部位。
在本实施例中，通过簧下加速度传感器152、电流计162、悬架ECU156的存储S13的部分、悬架ECU 156的执行S13的部分等来构成中间部件移动关联量估计部，通过悬架ECU 156的存储S14′的部分、悬架ECU156的执行S14′的部分等来构成中间部件移动关联量获得部，通过悬架ECU 156的存储S16′的部分、悬架ECU 156的执行S16′的部分等来构成中间部件对应性能变化检测部。
另外，在上述实施例中，比较了减振器伸缩速度的实际值Vs*和估计值Vs′，但是也可以比较液压式减振器18的伸缩量或者长度(在本实施例中，是减振器壳30的与支座98的接触位置和传递部件82的底面之间的长度)的实际值Ls*和估计值Ls′。
对于簧上簧下间的距离的变化速度VH，也可以同样地比较簧上簧下间距离的实际值H*和估计值H′，对于电动致动器伸缩速度，也可以比较伸缩量或长度(在本实施例中，是传递部件82的底面与车身侧部14之间的长度)的实际值Lb*和估计值Lb′。
另外，在性能变化的判定中，当多次连续地得到了相同的检测结果时，能够确定检测结果。
另外，能够对检测结果设置迟滞(hysteresis)。即，当检测出性能变化时，如果满足了与性能变化判定条件不同的条件(阈值减小等，接近正常的条件)，则能够判定为不是性能变化。由此，能够避免关于是否是性能变化的判定结果频繁地变化(产生判定结果的波动)。
另外，也可以检测出性能变化的程度。
图13表示该情况的一个例子。图13的流程图是性能检查程序的一部分，S11～21、24～28的执行可以与上述实施例的情况相同地执行。
在本实施例中，当判定减振器伸缩速度的实际值Vs*的实际值的累积值∑|Vs*|是否大于伸缩阻力不足判定阈值SAth{∑|Vs′|+Δs}时，设定值Δs在两阶段被设定，伸缩阻力不足判定阈值SAth也在两阶段被设定。
第一伸缩阻力不足判定阈值SAth1＝∑|Vs′|+Δs1
第二伸缩阻力不足判定阈值SAth2＝∑|Vs′|+Δs2
Δs1＞Δs2
在S22a中，判定减振器伸缩速度的实际值的累积值∑|Vs*|是否大于第一伸缩阻力不足判定阈值SAth1(∑|Vs′|+Δs1)，在S22b中，判定是否大于第二伸缩阻力不足判定阈值SAth2。当大于第一伸缩阻力不足判定阈值SAth1时，判定为在S23a中减振器18的伸缩阻力的不足程度大(伸缩阻力非常小)，当小于等于第一伸缩阻力不足判定阈值SAth1且大于第二伸缩阻力不足判定阈值SAth2时，判定为伸缩阻力不足的程度小，并报告这些情况。
这样，如果在多个阶段检测出性能变化的程度并报告，则驾驶者能够详细了解电磁悬架单元4的性能的变化状态。
另外，如果在评价电磁悬架单元4的性能变化的阶段应用本发明，则能够详细地获得性能变化的状态。
在本实施例中，通过悬架ECU 156的存储S22a、22b、23a、23b的部分、执行S22a、22b、23a、23b的部分等来构成性能变化水平检测部。
另外，在上述实施例中，通过比较减振器伸缩速度的估计值Vs′和实际值Vs*，检测出了性能变化，但是也可以比较四轮的减振器伸缩速度的实际值Vs*来检测出性能变化。
图14表示该情况下的性能检查程序的一个例子。本性能检查程序也是在车辆行驶当中被执行。在本实施例中还比较各个轮的电动马达50的旋转角度(是电动动作关联量的一个例子，并且是电动致动器伸缩量)的实际值θ*，基于此来检测性能变化。
在S51～S59中，通过比较前后左右的各轮的减振器伸缩速度的实际值Vs*，来检测出液压式减振器18的性能变化。
在S51中，对于前后左右的车轮的电磁悬架单元4FL、FR、RL、RR(以下一般以ij表示车轮位置。i＝F、R，j＝R、L)的每一个，按照(1)式获得减振器18的伸缩速度的实际值Vsij*，在S52中，获得各自的绝对值的累积值∑|Vsij*|，在S53中，获得对于前后左右各轮2的电磁悬架单元4的每个获得的累积值的平均值[∑|Vsij*|]。
然后，在S54中，对于前后左右的各电磁悬架单元4ij的每一个，依次判定对于检查对象车轮伸缩速度的实际值的累积值∑|Vsij*|是否比累积值的平均值[∑|Vsij*|]大出设定值ΔV1以上。
当针对检查对象的实际值的累积值∑|Vsij*|比平均值大出设定值ΔV1以上时，在S55中判定为阻尼力不足，当对于检查对象的实际值的累积值∑|Vsij*|未比平均值大出设定值ΔV1以上时，在S56中使否性能变化判定计数器Nij增加1。
在S57中，针对各轮依次判定对于检查对象车轮的值∑|Vsij*|是否比平均值小设定值ΔV2以上。当对于检查对象车轮的值比平均值小设定值ΔV2以上时，在S58中判定为阻尼力大，当对于检查对象车轮的值未比平均值小设定值ΔV2以上时，在S59中使否性能变化判定计数器Nij增加1。
由于S54、57的两者的判定不为“是”(YES)，因此当在液压式减振器18ij中检测出性能变化时，某一者的判定变为“否”(NO)，否性能变化判定计数器Nij的计数器值变为1。当在液压式减振器18ij中未检测出性能变化时，否性能变化判定计数器Nij的计数器值变为2。
在S60中，针对各轮分别检测出电动马达50的设定时间之间的累积旋转角度θij*，在S61中，获得对于前后左右的电磁悬架单元4的每一个的累积旋转角度的平均值[θij*]。在S62中，对于电磁悬架单元4ij的每一个依次判定检查对象车轮的累积旋转角度θij*是否比平均值[θij*]大出设定值Δθ1以上。当比平均值[θij*]大出设定值Δθ1以上时，在S63中判定为是自由侧的性能变化，当未比平均值[θij*]大出设定值Δθ1以上时，在S64中使否性能变化判定计数器Nij的计数器值增加1。
接着，在S65中，依次判定检查对象轮的累积旋转角度θij*是否比平均值小设定值Δθ2以上。当对于检查对象车轮的累积旋转角度θij*比平均值[θij*]小设定值Δθ2以上时，在S66中判定为是锁定侧的性能变化。当对于检查对象车轮的累积旋转角度θij*未比平均值[θij*]小设定值Δθ2以上时，在S67中使计数器值增加1。
在S68中，判定否性能变化判定计数器Nij的计数器值是否为4。当为4时，可以认为在减振器18、电动马达50中没有产生性能变化(S69)。之后，在S70中将否性能变化判定计数器的计数器值取为0。
另外，设定值ΔV1、ΔV2、Δθ1、Δθ2可以是预定的固定值，也可以由平均值[∑|Vsij*|]、[θij*]确定的值。通过平均值[∑|Vsij*|]和设定值ΔV1、ΔV2来确定对于减振器伸缩关联量的设定范围，通过平均值[θij*]和设定值Δθ1、Δθ2来确定对于马达转速的设定范围。
这样，即使通过在前后左右的各轮2FR、FL、RR、RL中比较电磁悬架单元4FL、FR、RL、RR的各部分的实际动作，也能够检测出性能变化，并能够确定性能变化的部位。
在本实施例中，通过车高传感器154、转角传感器162、悬架ECU156的存储S51～59的部分、悬架ECU 156的执行S51～59的部分等来构成各轮比较型性能变化检测部，通过转角传感器164、悬架ECU 156的存储S60～67的部分、悬架ECU 156的执行S60～67的部分等来构成各轮比较型电动致动器性能变化检测部，通过其中的存储S60的部分、其中的执行S60的部分、转角传感器164等来构成电动动作关联量获得部。
另外，在上述实施例中，使用了估计模型210，但是如图15所示，也可以使用估计模型280。估计模型280是从估计模型210除去了悬架弹簧20后得到的模型。
在本实施例中，执行以图16的流程图表示的性能检查程序。本性能检查程序与在上述实施例中执行的程序大致相同，但是不同的是S24～28的执行。在估计模型280中，未考虑悬架弹簧20，因此与基于簧上簧下间的距离(车高)的变化速度VH相比，优选对低频率的减振器伸缩速度的估计值Vs′和实际值Vs*进行比较。
因此，在S81中，分别通过低通滤波器来处理减振器伸缩速度的实际值Vs*、估计值Vs′，在S82中，基于处理后的值分别获得实际值、估计值的绝对值的累积值∑|Vs*|、∑|Vs′|。在S83中，判定实际值的累积值∑|Vs*|是否比特定阈值Hsth(从估计值的累积值∑|Vs′|中减去设定值Δm后的值)小。
Hsth＝∑|Vs′|-Δm
Hsth＞∑|Vs*|
当实际值的累积值∑|Vs*|比特定阈值Hsth小时，在S84中判定为电动致动器16的性能变化为了自由侧。
这样，也可以使用简化模型，从而能够容易地进行用于估计的运算。
另外，在上述实施例中，对在簧上部144与簧下部142之间串联地设置有减振器18和电动致动器16的电磁悬架单元4进行了说明，但是，也可以同样地适用于并联地设置有电动致动器和减振器的电磁悬架单元。图17、18表示该情况的一个例子。
在图17所示的电磁悬架单元300中，在车轮侧部12与车身侧部14之间彼此并联地设置有悬架弹簧308、电动致动器310、液压式减振器312。
液压式减振器312包括气缸主体314以及可滑动地嵌入到气缸主体314中的活塞316，气缸主体314与车轮侧部12连结，活塞316的活塞杆318贯穿螺栓轴320的内周侧，并与车身侧部14连结。在活塞316中设置有使上室和下室连通的连通路径，连通路径的流道面积能够通过电磁阀322进行调整。
外筒330、内筒332可彼此滑动地嵌合到气缸主体314与车身侧部14之间。外筒330被安装在气缸主体314上，并且无法在上下方向上相对移动，内筒332被安装在车身侧部14上，并且原则上无法在上下方向上相对移动。外筒330和内筒332通过一对导槽和键的配合而能够在上下方向上相对移动且无法相对旋转地嵌合。
悬架弹簧308被设置在车身侧部14与外筒330(气缸主体314)之间。
电动致动器310包括电动马达340以及将电动马达340的驱动力传递给外筒330的力传递机构342。力传递机构342包括：螺栓轴320，无法相对旋转地安装在电动马达340的输出轴上；螺母部件344，与螺栓轴320螺合；以及长部件346，被固定在螺母部件344上并且被固定在外筒330上。
一旦在车轮侧部12与车身侧部14之间施加上下方向的力，则随之使悬架弹簧308伸缩，使减振器312伸缩。
在这样构成的电磁悬架单元300中，通过车高传感器154来检测车轮侧部12与车身侧部14之间的距离(簧上簧下间距离)的实际值。簧上簧下间距离也是减振器312的伸缩量。
另一方面，基于图18的估计模型360来获得簧上簧下间距离的估计值。在估计模型360中，通过下臂12、气缸主体314、外筒330等来构成簧下部362，通过内筒332、车身侧部14、活塞316以及活塞杆318等来构成簧上部364。悬架弹簧308的弹簧常数为Ks，减振器312的阻尼系数为Cs(可变)。与上述实施例的情况相同，根据簧下部362的位移、绝对速度以及电动马达340的输出Fm来估计簧上部364的位移、绝对速度，由此能够获得减振器312的伸缩量、伸缩速度的估计值。
并且，当实际值等大于估计值等时，可以检测出是电动马达340的性能变化为自由侧的情况、液压式减振器312的性能变化为伸缩阻力不足的一侧的情况中的至少一者。
另外，当实际值等大于估计值等时，可以检测出是在液压式减振器312中性能变化为伸缩阻力变大的一侧的情况、电动马达340的性能变化为锁定侧的情况中的至少一者。
这样，不管电磁悬架单元的构造如何，在各种构造的电磁悬架单元中均能够应用本发明检测出性能变化。
在上述各实施例中，在控制电动马达50、340时，检测出了性能变化，但是在未控制电动马达50、340时，也可以检测出性能变化。在此情况下，在电动马达50、340中产生了阻尼力，因此在电动马达50、340中产生的阻尼力作为马达输出Fm而求出估计值。
另外，在行驶时检测出了性能变化，但是不限于此，也可以通过在停止时使车辆振动来检测出性能变化。例如，在设定时间的期间内，使电动致动器强制地动作、振动之后，停止向电动马达供应电流。如果基于之后的减振器的伸缩的状态，则能够获得性能变化。
另外，除了上述(发明内容)项所记载的方式以外，本发明可以通过基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良的方式来实施。

Claims (11)

1.一种电磁悬架系统，包括：
电磁悬架单元，包括对应于车辆的车轮而设置在车身侧部与车轮侧部之间的(a)液压式减振器和(b)电动致动器，该电动致动器在所述车身侧部与所述车轮侧部之间施加上下方向力；以及
性能变化检测装置，包括实际减振器伸缩关联量获得部，该实际减振器伸缩关联量获得部在对所述电磁悬架单元施加了上下方向的振动的状态下获得减振器伸缩关联量的实际值，所述减振器伸缩关联量包括所述减振器的上下方向的伸缩量和伸缩速度中的至少一者，所述性能变化检测装置基于通过该实际减振器伸缩关联量获得部获得的所述减振器伸缩关联量的实际值来检测所述电磁悬架单元中的性能变化，
所述电磁悬架系统的特征在于，
所述减振器和所述电动致动器彼此串联地设置在所述车身侧部与所述车轮侧部之间，所述实际减振器伸缩关联量获得部包括实际伸缩关联量计算部，所述实际伸缩关联量计算部根据簧上簧下间距离关联量的实际值以及电动动作关联量的实际值来获得所述减振器伸缩关联量的实际值，所述簧上簧下间距离关联量包括所述车身侧部与所述车轮侧部之间的距离的变化量和变化速度中的至少一者，所述电动动作关联量包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者。
2.如权利要求1所述的电磁悬架系统，其中，
所述性能变化检测装置包括：(a)减振器伸缩关联量估计部，估计所述减振器伸缩关联量；(b)比较型性能变化检测部，通过比较由该减振器伸缩关联量估计部估计出的所述减振器伸缩关联量的估计值与由所述实际减振器伸缩关联量获得部获得的所述减振器伸缩关联量的实际值来检测所述电磁悬架单元中的性能变化。
3.如权利要求2所述的电磁悬架系统，其中，
所述比较型性能变化检测部包括性能变化有无检测部，该性能变化有无检测部在平均关联值比预定的判定阈值大时，检测为处于所述电磁悬架单元的性能变化了的状态，所述平均关联值是与所述减振器伸缩关联量的估计值和实际值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的值。
4.如权利要求2或3所述的电磁悬架系统，其中，
所述比较型性能变化检测部包括伸缩阻力不足检测部，该伸缩阻力不足检测部在平均关联实际值比由平均关联估计值确定的伸缩阻力不足判定阈值大时，检测为处于所述减振器的性能变化为伸缩阻力不足侧的状态，所述平均关联实际值是与所述减振器伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的值，所述平均关联估计值与所述减振器伸缩关联量的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关。
5.如权利要求2或3所述的电磁悬架系统，其中，
所述性能变化检测装置包括以下单元中的至少一者：(x)如果通过所述比较型性能变化检测部在所述电磁悬架单元中检测出性能变化了，则在与簧上簧下间距离关联量的实际值与估计值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联值比预定的特定阈值大时，检测为处于所述电动致动器的性能变化为自由侧的状态的单元，所述簧上簧下间距离关联量包括所述车身侧部与所述车轮侧部之间的距离的变化量和变化速度中的至少一者；和(y)如果通过所述比较型性能变化检测部在所述电磁悬架单元中检测出性能变化了，则在所述簧上簧下间距离关联量的实际值与估计值之差的所述平均关联值小于等于所述特定阈值时，检测为处于所述减振器的性能变化为伸缩阻力变大的一侧的状态的单元。
6.如权利要求1至3中任一项所述的电磁悬架系统，其中，
所述减振器和所述电动致动器经由中间部件彼此串联连结在所述车身侧部与所述车轮侧部之间，
所述性能变化检测装置包括：(a)中间部件移动关联量估计部，在向所述电磁悬架单元施加了上下方向的振动的状态下，估计包括所述中间部件的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的中间部件移动关联量；(b)中间部件移动关联量获得部，根据所述减振器伸缩关联量的实际值以及包括所述车辆的簧下部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的簧下部移动关联量的实际值来获得所述中间部件移动关联量的实际值；以及(c)中间部件对应性能变化检测部，在与这些中间部件移动关联量的实际值与估计值之差的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联值比预定的中间部件对应判定阈值大时，检测为处于所述电磁悬架单元的性能变化了的状态。
7.如权利要求2或3所述的电磁悬架系统，其中，
所述减振器和所述电动致动器经由中间部件彼此串联连结在所述车轮侧部与所述车身侧部之间，
所述减振器伸缩关联量估计部包括：(a)中间部件移动关联量估计部，在向所述电磁悬架单元施加了上下方向的振动的状态下，估计包括所述中间部件的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的中间部件移动关联量；(b)中间部件依据伸缩关联量估计部，根据通过该中间部件移动关联量估计部估计出的所述中间部件移动关联量的估计值以及包括所述车辆的簧下部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的簧下部移动关联量的实际值来获得所述减振器伸缩关联量的估计值。
8.如权利要求1至3中任一项所述的电磁悬架系统，其中，
所述减振器和所述电动致动器经由中间部件彼此串联连结在所述车轮侧部与所述车身侧部之间，
所述性能变化检测装置包括：(a)观察器，基于针对所述电磁悬架单元创建的预定的模型，根据所述车辆的簧下部的上下方向的移动量的实际值和移动速度的实际值以及通过所述电动致动器施加的上下方向力的实际值，来估计包括所述车辆的簧上部的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的簧上部移动关联量以及包括所述中间部件的上下方向的移动量和移动速度中的至少一者的中间部件移动关联量；(b)电动动作关联量估计值获得部，通过从由该观察器估计出的所述簧上部移动关联量的估计值减去所述中间部件移动关联量的估计值来获得包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者的电动动作关联量的估计值；(c)锁定侧变化检测单元，在与所述电动致动器的电动动作关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值比由平均关联估计值确定的锁定侧变化判定阈值小时，检测为处于所述电动致动器的性能变化为锁定侧的状态，其中所述平均关联估计值与通过所述电动动作关联量估计值获得部获得的估计值的绝对值在所述设定时间内的平均值相关。
9.如权利要求1至3中任一项所述的电磁悬架系统，其中，
所述性能变化检测装置包括性能变化水平检测部，该性能变化水平检测部阶段性地检测所述电磁悬架单元中的性能变化的程度。
10.如权利要求1至3中任一项所述的电磁悬架系统，其中，
所述电磁悬架单元与所述车辆的前后左右的各轮对应地设置，所述性能变化检测装置包括各轮比较型性能变化检测部，该各轮比较型性能变化检测部针对所述前后左右的各轮的电磁悬架单元的每一个，将与通过所述减振器伸缩关联量获得部获得的所述伸缩关联量的实际值的绝对值在预定的设定时间内的平均值相关的平均关联实际值彼此间进行比较，来检测前后左右的各轮的所述减振器的各自的性能变化，并且所述各轮比较型性能变化检测部包括以下单元中的至少一者，所述单元是指：(a)当对于所述前后左右的各轮中的检查对象车轮的减振器伸缩关联量的平均关联实际值比由前后左右的各轮的减振器伸缩关联量的平均关联实际值的平均值确定的设定范围的下限值小时，检测为处于所述检查对象车轮的所述减振器的性能变化为伸缩阻力变大的一侧的状态的单元；和(b)当对于检查对象车轮的所述减振器伸缩关联量的平均关联实际值比所述设定范围的上限值大时，检测为处于所述检查对象车轮的所述减振器的性能变化为伸缩阻力变小的一侧的状态的单元。
11.如权利要求1至3中任一项所述的电磁悬架系统，其中，
所述电磁悬架单元与所述车辆的前后左右的各轮对应地设置，所述性能变化检测装置包括：电动动作关联量获得部，获得包括所述电动致动器的动作量和动作速度中的至少一者的电动动作关联量的实际值；以及电动致动器性能变化检测部，针对所述前后左右的各轮的电磁悬架单元的每个，通过对由所述电动动作关联量获得部获得的电动动作关联量的实际值彼此间进行比较来检测所述前后左右的各轮的所述电动致动器的各自的性能变化。
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