CN102666155A - 悬架装置 - Google Patents

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CN102666155A CN2010800086905A CN201080008690A CN102666155A CN 102666155 A CN102666155 A CN 102666155A CN 2010800086905 A CN2010800086905 A CN 2010800086905A CN 201080008690 A CN201080008690 A CN 201080008690A CN 102666155 A CN102666155 A CN 102666155A
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Abstract

当预览传感器65获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时，在从此时到车轮就要撞到凸部的期间的整个预定期间，电动执行器30伸长，从而簧上部件的上升速度增加。因此，当车轮撞到凸部时，簧上部件通过之前的电动执行器30的伸长而达到估计簧下上升速度Vdp。由此，当车轮撞到凸部从而簧下部件被上顶时，由于该上顶作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的变化将减少簧上部件以估计簧下上升速度Vdp上升的量。因此提高了乘坐舒适性。

Description

悬架装置
技术领域
本发明涉及车辆的悬架装置。本发明尤其涉及下述的主动悬架装置：其包括：安装在车辆的簧上部件与簧下部件之间、并通过伸缩来改变簧上部件与簧下部件之间的间隔的执行器；车辆行驶时获取车辆的前方路面的起伏信息的起伏信息获取装置；以及基于由起伏信息获取装置获取的起伏信息来控制执行器的执行器控制装置。
背景技术
已知有下述的主动悬架装置：其包括：安装在车辆的簧上部件与簧下部件之间、并通过伸缩来改变簧上部件与簧下部件之间的间隔的执行器；车辆行驶时检测车辆的前方路面的起伏信息的预览传感器；以及基于由预览传感器检测到的起伏信息来控制执行器的执行器控制装置。
特开平4-254211号公报公开了下述的悬架装置，该悬架装置在预览传感器检测到车辆的前方路面的凹凸时，控制设置在前轮侧的簧下部件与簧上部件之间的液压执行器，使得在前轮通过凹凸的时间点悬架特性柔和。并且，该公报中公开的悬架装置在后轮通过所述凹凸时基于前轮通过所述凹凸时所产生的振动的输入信息来控制设置在后轮侧的簧下部件与簧上部件之间的液压执行器。
特开平4-19214号公报公开了下述的悬架装置，该悬架装置在通过预览传感器检测到车辆前方有障碍物时，控制连结在车轮上的簧下部件与簧上部件之间的执行器，使得当车轮通过该障碍物时车轮上浮以越过障碍物。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利文献特开平4-254211号公报；
专利文献2：日本专利文献特开平4-19214号公报。
发明内容
通常，基于由预览传感器检测到的路面的起伏信息来控制安装在簧上部件与簧下部件之间的执行器的现有的主动悬架装置控制执行器，以使得车轮忠实地跟踪由预览传感器检测到的路面的起伏。根据该控制，当路面的起伏平缓时，执行器沿着该起伏缓慢伸缩，由此路面的起伏通过执行器的伸缩被吸收。由此抑制了簧上部件侧(车身侧)的振动。即，现有的主动悬架装置在车辆被施加低频的路面输入的情况下控制执行器，以提高乘坐舒适性。
但是，当车轮向形成在路面上的凸部(突起等)碰撞时，即在向车辆施加了高频的路面输入的情况下，由于控制延迟等，在车轮撞到该凸部时车轮以及簧下部件被上顶。由于上顶，簧下部件沿垂直方向的速度(簧下垂直速度)大幅度改变。并且，由于车轮撞到凸部而产生的簧下部件的垂直速度被传递到簧上部件，由此簧上部件也被上顶，从而簧上部件沿垂直方向的速度(簧上垂直速度)大幅度改变。而且，此后执行器立刻收缩，以使车轮避开凸部。随着执行器的收缩，在其反作用力下，簧上部件被牵引，从而簧上部件下降。由于簧上部件的下降，簧上垂直速度大幅度改变。簧上垂直速度的变化表示在垂直方向上作用于簧上部件的加速度(簧上垂直加速度)。即，在现有的主动悬架装置中，当车轮撞到路面的凸部时(在向车辆施加高频的路面输入的情况下)，簧上垂直加速度变大，乘坐舒适性变差。
本发明的目的在于，提供一种控制安装在簧上部件与簧下部件之间的执行器以提高车轮撞到形成在路面上的凸部时的乘坐舒适性的悬架装置。
本发明的悬架装置包括：执行器，所述执行器安装在车辆的簧上部件与连结在车轮上的簧下部件之间，并且所述执行器通过伸缩来改变簧上部件与簧下部件之间的间隔；起伏信息获取装置，所述起伏信息获取装置在所述车辆行驶时获取所述车辆的前方路面的起伏信息；以及执行器控制装置，所述执行器控制装置基于由所述起伏信息获取装置获取的起伏信息来控制所述执行器。并且，所述执行器控制装置包括凸部碰撞控制部，所述凸部碰撞控制部在所述起伏信息获取装置获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时控制所述执行器。并且，所述凸部碰撞控制部在整个预定期间内控制所述执行器，使得在整个所述预定期间内簧上部件的上升速度通过所述执行器伸长而增加，并且当所述车轮撞到所述凸部时，簧上部件的上升速度通过之前的所述执行器的伸长而达到预定的上升速度，所述预定期间是从所述起伏信息获取装置获取到与所述凸部相关的起伏信息时起直到所述车轮就要撞到所述凸部的期间内的期间。
根据本发明的悬架装置，当起伏信息获取装置获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时，在从此时起到车轮就要撞到凸部的期间内的整个预定期间内，执行器伸长，从而簧上部件的上升速度增加。因此，当车轮撞到凸部时，通过之前的执行器的伸长，簧上部件达到预定的上升速度。由此，当车轮撞上凸部从而簧下部件被上顶时，由于该上顶作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的变化将减少簧上部件以预定的上升速度上升的量。由于如此减少簧上垂直速度的变化(簧上垂直加速度)，因此提高了乘坐舒适性。
所述凸部碰撞控制部优选在所述车轮撞到所述凸部之前的整个预定期间内控制执行器，使得簧上部件的上升速度在所述预定期间内逐渐增加。此外，所述预定期间可以是预先确定的期间。所述预定期间既可以是从所述起伏信息获取装置获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时起直到所述车轮就要撞到所述凸部的时间点的整个期间，也可以是一部分期间。所述预定期间的末期优选为所述车轮就要撞到所述凸部的时间点。
所述凸部碰撞控制部优选控制所述执行器，使得当所述车轮撞到所述凸部时，相对速度的大小为通过所述预定的上升速度与由于所述车轮撞到所述凸部而产生的簧下部件的上升速度之差表示的速度，所述相对速度是簧上部件的上升速度与簧下部件的上升速度之差。而且在此情况下，所述凸部碰撞控制部可以控制所述执行器，使得当所述车轮撞到所述凸部时，所述相对速度的大小为0。
如上所述，当车轮撞到凸部时，簧上部件通过之前的执行器的伸长而以预定的上升速度上升。此外，簧下部件由于车轮撞到凸部而被上顶。从而，在当车轮撞到凸部时也驱动执行器来使簧上部件上升的情况下，由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的垂直速度被传递到簧上部件。因此在车轮向凸部碰撞之前之后，簧上垂直速度将大幅度改变。相对于此，根据本发明，执行器被控制，以使得当车轮撞到凸部时，簧上部件的上升速度和簧下部件的上升速度之差(相对速度)变为通过由于之前的执行器的伸长而产生的簧上部件的上升速度与由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度之差表示的速度。即，根据本发明的控制，执行器被控制，以使得当车轮撞到凸部时，由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度簧几乎不从簧下部件侧传递到簧上部件侧。通过这样的控制，当车轮撞到凸部时簧上部件的上升速度被维持在之前通过执行器的伸长而产生的上升速度。因此减少了车轮撞到凸部时簧上垂直速度的变化，提高了乘坐舒适性。
此外，当车轮撞到凸部时，如果相对速度为0，则簧上部件与簧下部件将以相同的速度上升。因此，簧下部件的上升速度不会影响簧上部件的上升速度的变化。由此减少了车轮撞到凸部时簧上垂直速度的变化，提高了乘坐舒适性。
所述执行器控制装置优选包括簧下上升速度估计部，所述簧下上升速度估计部基于与所述凸部相关的起伏信息来估计由于所述车轮撞到所述凸部而产生的簧下部件的上升速度。并且，所述凸部碰撞控制部优选基于由所述簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度，在整个所述预定期间内控制所述执行器，使得在整个所述预定期间内簧上部件的上升速度通过所述执行器伸长而增加，并且当所述车轮撞到所述凸部时，簧上部件的上升速度通过之前的所述执行器的伸长而达到预定的上升速度。
在此情况下，所述预定的上升速度可以是被预先确定为与由所述簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度接近的速度的速度。所述预定的上升速度越接近由所述簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度越好。特别是，如果所述预定的上升速度为等于由所述簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度的速度就更好。
据此，通过由凸部碰撞控制部执行的执行器的控制，当车轮撞到凸部时簧上部件正在以与通过簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度接近的速度或者相等的速度上升。因此，车轮撞到凸部时相对速度的大小为小值或0。由此，撞到凸部时的簧上垂直加速度变小，提高了乘坐舒适性。
此外，所述凸部碰撞控制部优选控制所述执行器，使得从所述执行器开始伸长起直到所述车轮撞到所述凸部的期间内的簧上部件的上升速度的振动频率为小于或等于簧上谐振频率的频率。据此，从执行器开始伸长起到车轮撞到所述凸部之前，簧上垂直速度以小于或等于簧上谐振频率(例如1Hz)的频率缓慢变化。因此，从执行器开始伸长起直到车轮向凸部碰撞的期间内簧上垂直速度的变化小。由此提高了车轮撞到凸部之前的乘坐舒适性。
此外，所述簧上部件的上升速度的振动频率是指通过周期函数表示执行器在本发明的控制下开始伸长起到车轮撞到凸部之前的簧上部件的上升速度的时间变化时的该周期函数的频率。例如，当例如可通过正弦曲线来近似簧上部件的上升速度的时间变化时，簧上部件的上升速度的振动频率为该正弦曲线的频率。此外，从执行器开始伸长起直到车轮向凸部碰撞的期间是簧上部件的上升速度增加的期间，该期间表示周期函数的1/4周期(π/2)。从而，例如在簧上谐振频率为1Hz的情况下，如果从执行器开始伸长起到车轮向凸部碰撞的时间大于或等于0.25秒，就满足簧上部件的上升速度的振动频率是大于或等于簧上谐振频率的频率的条件。
所述凸部碰撞控制部在所述车轮撞到所述凸部之前的整个所述预定期间内控制所述执行器，以使所述执行器产生驱动力，并在所述车轮撞到所述凸部时控制所述执行器，以使所述执行器不产生驱动力，并且实质上也不产生对外部输入的阻力。
据此，通过在车轮向凸部碰撞之前的整个预定期间内执行器产生驱动力而伸长，当车轮撞到凸部时通过之前的执行器的伸长而簧上部件正以预定的上升速度上升。此外，通过当车轮撞到凸部时执行器被控制从而不产生驱动力也不产生阻力(阻尼力)，可防止由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度传递到簧上部件侧。因此当车轮撞到凸部时，簧上部件的上升速度与簧下部件的上升速度之差、即相对速度的大小可通过所述预定的上升速度与由于所述车轮向所述凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度之差来表示。由此能够抑制车轮撞到凸部时簧上垂直速度的变化，提高乘坐舒适性。尤其在上述预定的上升速度为与由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度相等的速度的情况下，车轮撞到凸部时的相对速度为0。因此，可进一步抑制簧上垂直速度的变化，提高乘坐舒适性。
此外，所述执行器优选是通过通电而驱动的电动执行器。并且，所述凸部碰撞控制部优选通过在整个所述预定期间内向所述电动执行器通电来使所述电动执行器驱动，以使簧上部件的上升速度逐渐增加，并且在所述车轮撞到所述凸部时切断向所述电动执行器的通电。
在此情况下，所述电动执行器优选包括通过通电而旋转驱动的电动马达、以及将所述电动马达的旋转运动变换成直线运动的变换机构。并且，所述凸部碰撞控制部通过在整个所述预定期间内向所述电动马达通电来使所述电动执行器驱动，以使簧上部件的上升速度逐渐增加，并且在所述车轮撞到所述凸部时切断向所述电动马达的通电。
据此，在从车轮向凸部碰撞之前到就要撞到凸部的期间的整个预定期间，通过电动马达被通电而电动马达旋转，变换机构进行直线移动。执行器通过变换机构直线移动而伸长，使得当车轮向凸部碰撞时簧上部件的上升速度达到预定的上升速度。此外，通过在车轮撞到凸部时切断向电动马达的通电，电动马达变为自由状态(电动马达不产生驱动力并且也几乎不产生相对于外部输入的阻尼力(阻力)的状态)。在电动马达不产生驱动力也不产生阻尼力的情况下，由于车辆向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度几乎不传递到簧上部件。由此，可抑制向凸部碰撞时簧上垂直速度的变化，提高乘坐舒适性。此外，由于车轮向凸部碰撞时簧上部件上升，因此可防止由于电动马达变为自由状态而簧上部件下降。
在车轮撞到凸部时电动马达变为自由状态、并且簧上部件的上升速度为与由于车辆向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度相等的速度的情况下，当车轮撞到凸部时，相对速度变为0，结果电动马达停止。由于电动马达停止，簧下垂直速度不会传递到簧上部件。由此，在此情况下，进一步提高车轮向凸部碰撞时的乘坐舒适性。
附图说明
图1是示出悬架装置的概要图；
图2是悬架主体的概要图；
图3是示出执行器的内部构造的概要截面图；
图4A和图4B是示出通过预览传感器来检测路面的起伏信息的方法的一个例子的图；
图5是示出悬架ECU和驱动电路控制电动马达的控制构成的图；
图6是示出激光的照射角度、路面高度、预览传感器的安装高度、以及预览传感器与车轮在行驶方向上的距离的几何关系的图；
图7是示出为控制执行器而由悬架ECU执行的例程的流程图；
图8是示出碰撞角度θ的图；
图9是示出根据第一实施方式的凸部碰撞控制例程的流程图；
图10是示出距离—速度映射的图；
图11是示出从距离—速度映射得到的距离La与目标簧上上升速度Vu*的关系的曲线图；
图12是一并示出当悬架ECU执行了根据第一实施方式的凸部碰撞控制时的、从控制开始时起直到车轮向凸部A碰撞的车辆行为、簧下垂直速度Vd的变化、簧上垂直速度Vu的变化、行程速度Vs的变化、簧上垂直位移Xu的变化、行程位移Xs的变化、簧上垂直加速度Gu的变化的曲线图；
图13是示出根据第二实施方式的凸部碰撞控制例程的流程图；
图14是示出第一映射和第二映射的图；
图15是一并示出当悬架ECU执行了根据第二实施方式的凸部碰撞控制时的、从控制开始时起直到车轮向凸部A碰撞的车辆行为、簧下垂直速度Vd的变化、簧上垂直速度Vu的变化、行程速度Vs的变化、簧上垂直位移Xu的变化、行程位移Xs的变化、簧上垂直加速度Gu的变化的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的各个实施方式进行说明。图1是示出根据本发明第一实施方式的悬架装置的概要图。
该悬架装置包括：四组的悬架主体10FR、10FL、10RR、10RL；以及控制各个悬架主体10FR、10FL、10RR、10RL的工作的悬架ECU 50。四组的悬架主体10FR、10FL、10RR、10RL分别安装于连结在各车轮(右前轮WFR、左前轮WFL、右后轮WRR、左后轮WRL)上的簧下部件与簧上部件之间。以下，对于四组的悬架主体10FR、10FL、10RR、10RL以及车轮WFR、WFL、WRR、WRL，简单统称为悬架主体10以及车轮W。
图2是悬架主体10的概要图。如图2所示，悬架主体10包括并列布置的螺旋弹簧20以及电动执行器30。螺旋弹簧20被设置在与车轮W连结的下臂LA(簧下部件)与车身B(簧上部件)之间，其吸收从路面受到的冲击以提高乘坐舒适性，并且弹性支承车身B。将螺旋弹簧20的上部侧、即车身B侧的部件称为“簧上部件”，将螺旋弹簧20的下部侧、即车轮W侧的部件称为“簧下部件”。
图3是示出电动执行器30的内部构造的概要截面图。如图3所示，电动执行器30具有电动马达31以及将电动马达31的旋转运动变换成直线运动的滚珠丝杠机构35。电动马达31包括：马达壳311、中空的旋转轴312、永磁铁313以及磁极体314。马达壳311被形成为圆筒形状，并构成电动马达31的外壁。旋转轴312被设置在马达壳311内，通过轴承331可旋转地被支撑在马达壳311上。永磁铁313固定在旋转轴312的外周面上。旋转轴312和永磁铁313构成电动马达31的转子。磁极体314(在铁心上缠绕线圈而得)已与永磁铁313相对的方式被固定在马达壳311的内周面上。马达壳311和磁极体314构成电动马达31的定子。
滚珠丝杠机构35包括滚轴丝杆36、以及与形成在滚轴丝杆36上的外螺纹部分37螺合的滚轴螺母38。滚轴丝杆36的旋转通过旋转阻止机构40被限制，但其轴向移动被允许。此外，滚轴螺母38在其上端面与旋转轴312的下端连结，并且通过轴承332以可与旋转轴312一体旋转的状态被支撑在马达壳311上。从而，当旋转轴312旋转时，其旋转驱动力被传递给滚轴螺母38。滚轴螺母38的旋转运动被变换成滚轴丝杆36的直线运动。
此外，如图2所示，在电动马达31的马达壳311连结有安装支架41。与车身B连结的由弹性材料构成的上支承件42安装在安装支架41的顶面上。电动执行器30经由上支承件42弹性连结在簧上部件侧上。
电动执行器30通过滚轴丝杆36沿轴向的直线运动而伸缩。通过电动执行器30伸缩来改变簧上部件与簧下部件的间隔。此外，电动执行器30的伸缩通过没有图示的限制器被限制。从而，电动执行器30在通过限制器被限制的范围内伸缩。
螺旋弹簧20被安装在环形的保持器43和连结在簧上部件(车身B)上的安装支架41之间，保持器43设置在与簧上部件(下臂LA)连结的滚轴丝杆36的外周面上。
如图1所示，多个簧上垂直加速度传感器61、多个簧下垂直加速度传感器62、多个行程传感器63、车速传感器64、预览传感器65R和65L安装在车辆上。各个簧上垂直加速度传感器61被安装在簧上部件的安装了各个悬架主体10的位置附近，并在其位置检测在垂直方向上作用于簧上部件的加速度(簧上垂直加速度)Gu。
各个簧下垂直加速度传感器62被安装在与各个悬架主体10连结的各个簧下部件上，并在其位置上检测在垂直方向上作用于各个簧下部件的加速度(簧下加速度)Gd。各个行程传感器63被安装在各个悬架主体10的附近，检测各个电动执行器30的伸缩量(行程量)Xs。车速传感器64检测车辆的车速V。
预览传感器65R检测(获取)车辆行驶时与右轮行驶的前方路面的起伏相关的信息，并将检测到的起伏信息输出给悬架ECU 50。预览传感器65L检测(获取)车辆行驶时与左轮行驶的前方路面的起伏相关的信息，并将检测到的起伏信息输出给悬架ECU 50。在以后的说明中，在不区分预览传感器65R、65L的情况下，将它们统称为预览传感器65。
图4A和图4B是示出通过预览传感器65来检测路面的起伏信息的方法的一个例子的图。如该图所示，预览传感器65具有：射出激光的射出部651、接收从射出部651射出的激光的反射光的受光部652、以及基于向受光部652入射的激光来计算路面的起伏信息的计算部653。
图4A示出了从预览传感器65的射出部651射出的激光照射路面R的地点P1的状态。照射到地点P1的激光的反射光被受光部652接收。向受光部652入射的反射光的入射角度通过α1来表示。
图4B示出了从预览传感器65的射出部651射出的激光照射形成在路面R上的高度为H的凸部A的顶部(地点P2)的状态。照射到地点P2的激光的反射光被受光部652接收。向受光部652入射的反射光的入射角度通过α2来表示。
通过比较图4A和图4B可知，向受光部652入射的反射光的入射角度的大小根据激光的照射地点的高度而不同。计算部653在输入向受光部652入射的反射光的入射角度的同时，基于输入的入射角度来计算激光的照射地点的高度。
在图4A、图4B中，车辆的行驶方向通过x轴来表示，车宽方向通过y轴来表示，高度方向通过z轴来表示。预览传感器65通过向y方向扫描激光，或者通过向路面照射在y方向上扩展的线形光，能够计算车轮通过的路面的起伏信息。由于通过预览传感器检测路面的起伏信息的方法是公知的，因此也可以利用其它方法通过预览传感器检测路面的起伏信息。
如图1所示，簧上垂直加速度传感器61、簧下垂直加速度传感器62、行程传感器63、车速传感器64、预览传感器65与悬架ECU 50电连接，通过各传感器检测的信号被输入到悬架ECU 50中。此外，悬架ECU50与为各个悬架主体10设置的驱动电路70电连接。悬架ECU 50经由各个驱动电路70控制各个悬架主体10的各个电动执行器30的各个电动马达31。各个驱动电路70与车载电池等蓄电装置110电连接。
图5是示出由悬架ECU 50和驱动电路70控制电动马达31的控制构成的图。驱动电路70构成三相逆变器电路，并具有与电动马达31(在本实施方式中使用三相无刷马达)的三相电磁绕组CL1、CL2、CL3分别对应的开关元件SW11、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32。这些开关元件基于来自悬架ECU 50的控制信号被进行占空比控制(PWM控制)。由此控制电动马达31的通电。
悬架ECU 50由具有CPU、ROM、RAM、存储器等的微型计算机构成。悬架ECU 50在车辆行驶当中，逐次输入由预览传感器65检测到的行驶路面的起伏信息，并且基于输入的起伏信息来控制电动执行器30。悬架ECU 50所输入的起伏信息包含激光的照射地点的高度(路面高度)H、以及从照射地点至要通过该照射地点的车轮的距离L。
路面高度H如上所述，由计算部653基于在来自预览传感器65的激光的照射地点反射的反射光向受光部652入射的角度(入射角度)来计算。距离L例如如图6所示，基于激光的照射角度φ(已知)、路面高度H、预览传感器65的安装高度D(已知)、预览传感器65与车轮W在行驶方向上的距离X(已知)通过几何计算来求出。距离L也由计算部653计算。
此外，当逐次输入的路面高度H发生了变化时，尤其当上次获取的路面高度H1与这次获取的路面高度H2之差(H2-H1)大于预先设定的微小值时，悬架ECU 50判断为预览传感器65检测(获取)到了有关路面上形成的凸部的起伏信息。当预览传感器65检测到了有关路面上形成的凸部的信息时，悬架ECU 50执行图7所示的控制例程，由此来控制被设置在与将来通过该凸部的车轮连结的簧下部件与簧上部件之间的电动执行器30。
图7是示出当预览传感器65检测到了有关路面上形成的凸部的信息时为控制电动执行器30而由悬架ECU 50执行的例程的流程图。该例程针对各个悬架主体10的电动执行器30的每一个被独立执行。具体地，悬架ECU 50在判断为预览传感器65R检测到了有关路面上形成的凸部的起伏信息时，为了控制悬架主体10FR和10RR的电动执行器30而执行图7的例程。此外，悬架ECU 50在判断为预览传感器65L检测到了有关路面上形成的凸部的起伏信息时，为了控制悬架主体10FL和10RL的电动执行器30而执行图7的例程。
在该例程启动后，悬架ECU 50通过图7的步骤(以下，将步骤简记为S)10获取控制电动执行器30所需的有关凸部的起伏信息。该起伏信息包含路面高度H和距离L。
接着，悬架ECU 50通过S12，从车速传感器62输入当前车速V。接着，通过距离L除以车速V，计算到达预测时间T*(S14)。到达预测时间T*表示在维持当前车速V的情况下车轮到达至由悬架ECU 50判断为凸部的地点的时间。
接着，悬架ECU 50判断到达预测时间T*是否大于或等于必要时间T0(S16)。必要时间T0作为直到电动执行器30在本控制下的驱动结束所需要的时间而被预先设定。在本实施方式中，在车辆的簧上部件的谐振频率为f的情况下，必要时间T0优选为1/(4f)。例如，在车辆的簧上谐振频率f为1Hz的情况下，必要时间T0被设定为0.25秒。当到达预测时间T*小于必要时间T0时(S16：否)，悬架ECU 50结束该例程。
当到达预测时间T*大于或等于必要时间T0时(S16：是)，悬架ECU 50进入S18，计算碰撞角度θ。图8是示出碰撞角度θ的图。如该图所示，在路面R上形成有高度为H的凸部A的情况下，当车轮W向该凸部A碰撞时，车轮W接触凸部A以及路面R的两点。这里，在用O点表示车轮W的中心、用P点表示车轮W与凸部A的接触点、并用Q点表示车轮W与路面R的接触点的情况下，线段OP和线段OQ所成的角∠POQ为碰撞角度θ。
在图8中，线段OP和线段OQ等于车轮(轮胎)W的动载荷半径(车轮W正在旋转时的车轮W的半径)r。动载荷半径r是已知的。此外，碰撞角度θ的余弦通过下式来表示。
Cosθ＝(r-H)/r
从而，碰撞角度θ通过下式来表示。
θ＝Cos-1((r-H)/r)
悬架ECU 50基于上式来计算碰撞角度θ。
悬架ECU 50在计算出碰撞角度θ之后，通过S20，计算估计簧下上升速度Vdp。估计簧下上升速度Vdp是通过车轮向凸部碰撞而产生的簧下垂直速度的估计值。在本说明书中，“上升速度”表示“垂直速度”中朝向上方向的速度。
如图8所示，在车轮W与凸部A接触的情况下，车轮W将与凸部A的接触点、即P点为中心旋转，从而向凸部A碰撞。此时，车轮W的中心O以车速V的速度向与线段OP垂直的方向移动。图中的向量OS表示车轮向凸部A碰撞时车轮W的中心O的速度向量。当将该速度向量OS分解为朝向车辆的行进方向(水平方向)的速度分量与朝向上方的速度分量时，朝向上方的速度分量的大小通过Vsinθ来表示。从而，车轮向凸部A碰撞时车轮的上升速度通过Vsinθ来表示。
此外，车轮的上升速度被传递到与该车轮连结的簧下部件。由此，通过车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的上升速度(簧下上升速度)通过Vsinθ来表示。悬架ECU 50通过在车速V上乘以sinθ来计算估计簧下上升速度Vdp。
接着，悬架ECU 50通过S22，判断估计簧下上升速度Vdp是否大于下限速度Vdmin。下限速度Vdmin作为用于判断车轮向凸部碰撞时是否有必要控制电动执行器30的阈值速度而被预先设定。当估计簧下上升速度Vdp小于或等于下限速度Vdmin时(S22：否)，悬架ECU 50判断为车轮向凸部碰撞时没有必要控制电动执行器30。此时，悬架ECU 50结束该例程。
此外，当估计簧下上升速度Vdp大于下限速度Vdmin时(S22：是)，悬架ECU 50通过S24判断估计簧下上升速度Vdp是否小于上限速度Vdmax。上限速度Vdmax被预先设定为用于判断在后述的凸部碰撞控制下车轮碰撞到凸部时能否减少簧上垂直加速度的阈值速度。当估计簧下上升速度Vdp大于或等于上限速度Vdmax时(S24：否)，悬架ECU 50判断为车轮碰撞到凸部时几乎不能减少簧上垂直加速度。此时，悬架ECU50进入S28，向驾驶员通知表示如果在保持原状态下行驶则由于车轮与凸部接触而车身(簧上部件)将被大幅度上顶的警告。驾驶员通过接受该警告通知而停止车辆，从而能够避免车身被大幅度上顶。悬架ECU 50之后结束该例程。
另一方面，当估计簧下上升速度Vdp小于上限速度Vdmax时(S24：是)，悬架ECU 50进入S26，通过执行凸部碰撞控制来控制电动执行器30。
图9是示出凸部碰撞控制例程的流程图。在该例程启动后，悬架ECU50首先通过图中的S30，每隔预定的采样时间ΔT从车速传感器62获取当前车速V。接着，通过在获取的车速V上乘以采样时间ΔT来计算在采样时间ΔT的期间车辆前进的距离ΔL(S32)。采样时间ΔT是远短于到达预测时间T*的时间。
接着，悬架ECU 50在S34中通过在距离Lb上加以距离ΔL来计算从凸部碰撞控制开始时起车辆所行驶的距离La。这里，距离Lb是在上次执行该例程时通过S34算出的距离La。其中，当初次执行该例程时，距离Lb被设定为0。接着，通过S36，判断距离La是否小于距离L。
当距离La小于距离L时(S36：是)，车轮尚未碰撞到凸部上。即，当距离La小于距离L时，车辆正在从预览传感器65检测到有关凸部的起伏信息开始到车轮撞到凸部之前的地点上行驶。在此情况下，悬架ECU50进入S38，获取与当前距离La对应的目标簧上上升速度Vu*。目标簧上上升速度Vu*是下述的簧上上升速度的目标值，该目标值在从预览传感器65检测到有关凸部的起伏信息开始到车轮就要向凸部碰撞的期间设定，以使当车轮碰撞到凸部时簧上部件正以与估计簧下上升速度Vdp相等的上升速度上升。该目标簧上上升速度Vu*被设定为：随着距离La变长(即，随着车轮接近凸部)而其与估计簧下上升速度Vdp之差逐渐变小。在本实施方式中，目标簧上上升速度Vu*从表示距离La与目标簧上上升速度Vu*的关系的映射(距离—速度映射)获取。
图10示出了距离—速度映射的一个例子。在该图所示的例子中，距离La通过距离L来表示，目标簧上上升速度Vu*通过估计簧下上升速度Vdp来表示。从图10可知，随着距离La变长(即，随着车轮接近凸部)目标簧上上升速度Vu*逐渐增加，但目标簧上上升速度Vu*不超过估计簧下上升速度Vdp。估计簧下上升速度Vdp为固定值，因此随着距离La变长而目标簧上上升速度Vu*增加是指随着距离La变长而目标簧上上升速度Vu*与估计簧下上升速度Vdp之差变小的意思。
图11是示出从图10的距离—速度映射得到的距离La与目标簧上上升速度Vu*的关系的曲线图。如图11所示，当距离La小时，目标簧上上升速度Vu*相对于距离La的增加的增加率大，当距离La大时，目标簧上上升速度Vu*相对于距离La的增加的增加率小。距离La与目标簧上上升速度Vu*的关系例如能够用正弦曲线(其中，0～π/2的区间)来表示。
悬架ECU 50在通过S30参考距离—速度映射获取目标簧上上升速度Vu*后，通过S40来计算为使实际簧上垂直速度Vu与目标簧上上升速度Vu*一致所需的电动马达31的旋转角速度(目标旋转角速度ω*)。这里，电动马达31的旋转角速度表示电动执行器30的伸缩速度(行程速度)Vs。通过电动执行器30伸缩，簧上部件与簧下部件之间的垂直间隔发生改变，因此行程速度Vs表示簧上垂直速度(簧上上升速度)与簧下垂直速度(簧下上升速度)之差，即相对速度。由此，悬架ECU 50通过S40，基于目标簧上上升速度Vu*与实际簧下垂直速度Vd之差(Vu*-Vd)、以及实际簧上垂直速度Vu与实际簧下垂直速度Vd(Vu-Vd)之差，来计算为使实际簧上垂直速度Vu与目标簧上上升速度Vu*一致所需的行程速度(目标行程速度)Vs*，并基于算出的目标行程速度Vs*来计算目标旋转角速度ω*。实际簧上垂直速度Vu通过对由簧上垂直加速度传感器61检测出的簧上垂直加速度Gu进行时间积分而求出，实际簧下垂直速度Vd通过对由簧下垂直加速度传感器62检测出的簧下垂直加速度Gd进行时间积分而求出。
在通过S40算出目标旋转角速度ω*后，悬架ECU 50向对应的驱动电路70输出控制信号，以使电动马达31的旋转角速度ω与目标旋转角速度ω*相一致(S42)。基于该控制信号来控制电动马达31的旋转驱动。当在这样的控制下电动马达31旋转时，该旋转运动通过滚珠丝杠机构35被变换成直线运动，从而滚轴丝杆36进行轴向移动。通过滚轴丝杆36的轴向移动，电动执行器30伸长，使得簧上垂直速度与目标簧上上升速度Vu*达到一致。接着，悬架ECU 50通过将距离La代入到距离Lb来更新距离Lb(S44)。之后，返回到S30，重复上述的控制。
通过悬架ECU 50执行上述的控制，在距离La小于距离L的期间内，即在从预览传感器65获取到有关凸部的起伏信息开始到车轮就要向凸部碰撞的期间内，电动执行器30产生驱动力来伸长，以使簧上垂直速度与目标簧上上升速度Vu*一致。目标簧上上升速度Vu*如上述那样随着车轮接近凸部而在不超过估计簧下上升速度Vdp的范围内逐渐增加。由此，通过在从预览传感器65获取到有关凸部的起伏信息开始到车轮就要向凸部碰撞的时间点的期间内所执行的电动执行器30的上述控制，电动执行器30产生驱动力来伸长，由此簧上部件的上升速度逐渐增加。并且，当车轮向凸部碰撞时，簧上部件已以与估计簧下上升速度Vdp相等的上升速度上升。
此外，当在S36中判断出距离La不小于距离L时(S36：否)，即当判断出距离La等于距离L、车轮撞到凸部时，悬架ECU 50进入S46，向驱动电路70输出通电切断信号。通过驱动电路70接受通电切断信号，例如所有的开关元件(SW11、SW21、SW31、SW12、SW22、SW32)变为关断(OFF)状态。由此，切断向电动马达31的通电。
当切断了向电动马达31的通电时，电动马达31不产生旋转驱动力。此外，相对于来自外部的输入的阻尼力(阻力)实际上也不产生。在本说明书中，将这样的状态称为自由状态。之后，悬架ECU 50结束该例程。
图12是一并示出当悬架ECU 50执行了上述凸部碰撞控制时的、从控制开始时(预览传感器65检测到有关凸部的起伏信息时)起直到车轮(图中为前轮)向凸部A碰撞的车辆行为、簧下垂直速度Vd的变化、簧上垂直速度Vu的变化、行程速度Vs的变化、簧上部件沿垂直方向的位移(簧上垂直位移)Xu的变化、行程位移Xs的变化、簧上垂直加速度Gu的变化的曲线图。曲线图的横轴表示从控制开始时(La＝0)起直到车轮碰撞到凸部A时(La＝L)的距离。
簧下垂直速度Vd通过对由簧下垂直加速度传感器62检测出的簧下垂直加速度Gd进行时间积分来求出。从控制开始时(La＝0)起直到车轮碰撞到凸部A之前，簧下垂直速度Vd为0。当车轮碰撞到凸部A上时(La＝L)，通过该碰撞，簧下垂直速度从0急剧变到估计簧下上升速度Vdp。
簧上垂直速度(簧上上升速度)Vu通过对由簧上垂直加速度传感器61检测出的簧上垂直加速度Gu进行时间积分来求出。如图所示，在从控制开始时(La＝0)起直到车轮碰撞到凸部A之前的整个期间，随着车轮接近凸部A(随着La变大)，簧上垂直速度Vu增加，使得其与估计簧下上升速度Vdp之差逐渐变小。车轮就要撞到凸部A的时间点处的簧上垂直速度Vu几乎等于估计簧下上升速度Vdp。
在车轮就要撞到凸部A之前，通过电动执行器30产生驱动力并伸长而增加簧上部件的上升速度，因此当车轮撞到凸部A上时，簧上部件的上升速度已经达到与估计簧下上升速度Vdp相等的速度。从而，在由于车轮向凸部A碰撞而簧下部件被上顶的情况下，由于该上顶作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的变化将减少簧上部件上升的量。尤其根据本实施方式，当车轮撞到凸部A上时，簧上部件正以与由于车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的上升速度相等的上升速度上升。由此，当车轮撞到凸部A上时，簧上部件和簧下部件以相同的速度上升。因此，簧上部件的上升速度不受簧下部件的上升速度的影响。由此，簧上垂直速度基本不变。
此外，当车轮撞到凸部A上时，由于电动马达31处于自由状态，因此电动马达31(电动执行器30)既不产生驱动力也不产生阻尼力。从而，由于车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的垂直速度不会传递到簧上部件。因此当车轮撞到凸部A上时，簧上部件也能够维持车轮就要撞到凸部时的上升速度。
如此，由于在车轮撞到凸部A之前和之后簧上垂直速度基本不变，因此如图所示，车轮撞到凸部A的时间点处的簧上垂直加速度Gu小。簧上垂直加速度Gu小表示向凸部A碰撞时给驾驶员带来的冲击小。即，在执行在本实施方式中说明的控制的情况下，可提高向凸部A碰撞时的乘坐舒适性。
行程速度Vs通过对由行程传感器63检测出的行程位移Xs进行时间微分来求出。行程速度Vs表示簧上垂直速度Vu与簧下垂直速度Vd之差(Vu-Vp)。从控制开始时(La＝0)直到车轮就要碰撞到凸部A之前，行程速度Vs等于簧上垂直速度Vu。此外，当车轮撞到凸部A上时，由于电动马达31处于自由状态，因此如上所述由于车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的上升速度不会传递到簧上部件。由此，车轮撞到凸部A上时的行程速度Vs通过在车轮就要撞到凸部A之前的期间由于电动执行器30伸长而产生的簧上部件的上升速度与由于车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的上升速度的差来表示。由于两个速度相等，因此行程速度Vs为0。由于行程速度Vs为0，因此当车轮向凸部A碰撞时，电动马达31停止旋转。
即，根据本控制，控制电动马达31，使得通过车轮就要撞到凸部之前的时间点处的电动执行器30的伸长，在车轮撞到凸部时簧上垂直速度Vu达到估计簧下上升速度Vdp，并且在车轮撞到凸部时将电动马达31设置为自由状态，从而行程速度Vs变为0。通过这样的控制，当车轮撞到凸部时，簧上部件和簧下部件以相同的速度上升。并且，车轮撞到凸部之前和之后的簧上垂直速度的变化最小(例如为0)。其结果是，车轮向凸部碰撞时的簧上垂直加速度Gu变小，可提高乘坐舒适性。
簧上垂直位移Xu通过对簧上垂直速度Vu进行时间积分来求出。簧上垂直位移Xu在刚开始控制后呈二次曲线增加。此外，簧上垂直位移Xu在车轮向凸部A碰撞的位置附近直线增加。在从控制开始时直到车轮就要向凸部A碰撞的期间，行程位移Xs与簧上垂直位移Xu同样地变化。此外，当车轮向凸部A碰撞时，由于电动马达31的旋转角速度为0，因此行程位移Xs为固定不变。
此外，本实施方式的凸部碰撞控制可在图7的S16中到达预测时间T*大于或等于必要时间T0时执行。必要时间T0如上所述为1/(4f)(f为簧上谐振频率)。这里，如图12所示，在用正弦曲线表示簧上部件的上升速度(簧上垂直速度Vu)的变化的情况下，从控制开始时直到车轮撞到凸部的时间(到达预测时间)相当于簧上垂直速度的振动周期的1/4的区间。
到达预测时间T*(簧上垂直速度的振动周期)大于或等于1/(4f)表示在例如用正弦曲线这样的周期函数表示簧上部件的上升速度(簧上垂直速度)的时间变化的情况下该周期函数的频率小于或等于簧上谐振频率。当例如假定簧上谐振频率f为1Hz，则从控制开始时直到车辆撞到凸部的时间(到达预测时间T*)大于或等于0.25(1/(4f))时，S16的判断结果为是，从而执行凸部碰撞控制。
即，在本实施方式中，控制电动执行器30，使得从电动执行器30开始伸长起直到车轮向所述凸部碰撞的期间内的簧上部件的上升速度的振动频率为小于或等于簧上谐振频率的频率。从而，从控制开始直到车轮就要碰撞到凸部的期间内的簧上部件的上升速度缓慢变化，以使其振动频率小于或等于簧上谐振频率。如此，从车轮向凸部碰撞之前到撞到凸部位置，簧上部件缓慢上升，因此提高了其间的乘坐舒适性。
在上述第一实施方式中，由于在从控制开始到车辆向凸部碰撞的期间簧上垂直速度Vu持续增加，因此行程位移Xs也随之持续增加。此外，由于通过限制器限制了电动执行器30的伸缩范围，因此当行程位移Xs持续增加时电动执行器30的伸长有可能被限制器限制。
如果在凸部碰撞控制被执行当中电动执行器30的伸长被限制器限制，则将无法达到通过凸部碰撞控制提高乘坐舒适性的效果。从而，在凸部碰撞控制期间，优选控制电动执行器30以使电动执行器30的伸长不被限制器限制。
图13是示出根据本发明第二实施方式的凸部碰撞控制例程的流程图。该凸部碰撞控制例程在图7的S26中执行。根据该凸部碰撞控制例程，控制电动执行器30，以使电动执行器30的伸长不被限制器限制。除了为获取目标簧上上升速度Vu*而参考的映射根据估计簧下上升速度Vdp是否大于基准速度V1而不同之外，该例程与图9所示的例程基本相同。
在该例程启动后，悬架ECU 50首先每隔预定的采样时间ΔT获取当前车速V(S50)。接着，通过在获取的车速V上乘以采样时间ΔT来计算距离ΔL(S52)。接着，通过在距离ΔL上加以距离Lb来计算距离La(S54)。
接着，悬架ECU 50判断距离La是否小于距离L(S56)。当距离La小于距离L时(S56：是)，通过S57，判断估计簧下上升速度Vdp是否大于基准速度V1。当估计簧下上升速度Vdp大时，为使簧上部件上升速度上升到与估计簧下上升速度Vdp相等的速度所需的行程位移Xs变得过大，从而电动执行器30的伸长被限制器限制的可能性高。另一方面，当估计簧下上升速度Vdp小时，行程位移Xs不怎么变大，电动执行器30的伸长被限制器限制的可能性低。基准速度V1作为电动执行器30的伸长是否被限制器限制的阈值的速度而被预先设定。
当估计簧下上升速度Vdp大于基准速度V1时(S57：是)，悬架ECU 50在S58中参考第一映射，获取与当前距离La对应的目标簧上上升速度Vu*。另一方面，当估计簧下上升速度Vdp小于或等于基准速度V1时(S57：否)，悬架ECU 50在S59中参考第二映射，获取与当前距离La对应的目标簧上上升速度Vu*。
图14示出了第一映射和第二映射。第二映射所示的距离La与目标簧上上升速度Vu*的对应关系与图10的距离—速度映射中示出的距离La与目标簧上上升速度Vu*的对应关系相同。第一映射所示的距离La与目标簧上上升速度Vu*的对应关系不同于图10所示的距离—速度映射中示出的距离La与目标簧上上升速度Vu*的对应关系。
根据第一映射，当距离La小时(在图中距离La为0～0.3L时)，目标簧上上升速度Vu*为负值，当距离La大时(在图中距离La为0.4～0.9L时)，目标簧上上升速度Vu*为正值。另一方面，根据第二映射，不管距离La小还是大，目标簧上上升速度Vu*均为正值。另外，估计簧下上升速度Vdp为正值。此外，朝向上方的目标簧上上升速度用正的速度表示，朝向下方的目标簧上上升速度用负的速度表示。
当参考第一映射时，目标簧上上升速度被设定，使得在凸部碰撞控制的初期(距离La小时)，簧上部件下降，并随着时间的经过，簧上部件上升。另一方面，当参考第二映射时，目标簧上上升速度被设定，使得在从凸部碰撞控制开始起到车轮就要撞到凸部的期间簧上部件始终上升。
在通过S58或S59获取目标簧上上升速度Vu*之后，悬架ECU 50基于获取的目标簧上上升速度Vu*来计算电动马达31的目标旋转角速度ω*(S60)。接着，向电动马达31的驱动电路70输出控制信号，以使电动马达31以目标旋转角速度ω*旋转(S62)。由此来控制电动马达31的旋转驱动，从而电动执行器30伸缩，使得簧上垂直速度与目标簧上上升速度Vu*相一致。接着，通过将距离La代入到距离Lb来更新距离Lb(S64)。之后，返回到S50，重复上述的控制。
此外，当在S56中判断为距离La不小于距离L时(S56：否)，即当判断出距离La等于距离L、车轮撞到凸部时，悬架ECU 50进入S66，向驱动电路70输出通电切断信号。通过驱动电路70接受通电切断信号，例如所有的开关元件变为关断(OFF)状态。由此，切断向电动马达31的通电，电动马达31变成自由状态。之后，悬架ECU 50结束该例程。
通过这样的控制，当估计簧下上升速度Vdp大于基准速度V1时，控制电动执行器30，使得在凸部碰撞控制的初期簧上部件先下降后再上升。并且，控制电动执行器30，使得簧上部件的上升速度在车轮就要撞到凸部时达到接近(或等于)估计簧下上升速度Vdp的速度。
图15是一并示出在估计簧下上升速度Vdp大于基准速度V1的情况下悬架ECU 50执行了图13所示的凸部碰撞控制时的、从控制开始时起直到车轮(图中为前轮)向凸部A碰撞的车辆行为、簧下垂直速度Vd的变化、簧上垂直速度Vu的变化、行程速度Vs的变化、簧上垂直位移Xu的变化、行程位移Xs的变化、簧上垂直加速度Gu的变化的曲线图。曲线图的横轴表示从控制开始时(La＝0)起直到车轮碰撞到凸部A时(La＝L)的距离。
如图所示，从控制开始时(La＝0)起直到前轮碰撞到凸部A之前，簧下垂直速度Vd为0。当前轮碰撞到凸部A上时(La＝L)，簧下垂直速度Vd从0急剧变到估计簧下上升速度Vdp。
簧上垂直速度Vu在控制开始初期(距离La小时)为负值，之后变为正值。并且，当车轮撞到凸部A上时，簧上垂直速度Vu几乎与估计簧下上升速度Vdp相等。
行程速度Vs与簧上垂直速度Vu一样，在控制开始初期为负值。之后变为正值。由此，电动执行器30在控制开始初期收缩，之后伸长。此外，在车轮就要撞到凸部A时，行程速度Vs为与估计簧下上升速度Vdp几乎相等的大小。当车轮撞到凸部A上时(La＝L)，由于电动马达31处于自由状态，因此由于车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的上升速度不会传递到簧上部件。由此，车轮撞到凸部A上时的行程速度Vs通过在车轮撞到凸部A之前的期间由于电动执行器30伸长而产生的簧上部件的上升速度与由于车轮向凸部A碰撞而产生的簧下部件的上升速度的差来表示。由于两个速度相等，因此行程速度Vs为0。由于行程速度Vs为0，因此当车轮向凸部A碰撞时，电动马达31停止旋转。
簧上垂直位移Xu在控制开始初期为负值。即，在控制开始初期，簧上部件下降。之后，呈二次曲线增加，并在前轮就要撞到凸部时直线增加。
此外，行程位移Xs在电动执行器30从基准长度(行程位移Xs为0时的长度)收缩时用负值表示，在伸长时用正值表示。如图所示，行程位移Xs在控制开始初期为负值。之后，呈二次曲线增加(伸长)，并在前轮就要撞到凸部时直线增加。此外，当车轮撞到凸部A上时，行程速度Vs变为0，因此行程位移Xs固定不变。
从图可知，在本实施方式中，由于在车轮撞到凸部A之前和之后簧上垂直速度基本不变，因此车轮撞到凸部A的时间点处的簧上垂直加速度Gu小。从而，在执行在本实施方式中说明的控制的情况下，可提高向凸部A碰撞时的乘坐舒适性。
此外，在刚开始凸部碰撞控制时，电动执行器30先收缩之后慢慢伸长。因此，车轮向凸部碰撞时电动执行器30的最终的行程位移Xs减小电动执行器30最初收缩的量。其结果是，车轮向凸部碰撞的时间点处的行程位移Xs被抑制以小于最大行程位移Xmax，该最大行程位移Xmax是电动执行器30的伸长被限制器限制的阈值的行程位移。因此，防止了电动执行器30的伸长被限制器限制。
以上对本发明的实施方式进行了说明。第一以及第二实施方式所示的悬架装置包括：电动执行器30，该电动执行器30安装在车辆的簧上部件与连结在车轮上的簧下部件之间，并通过伸缩来改变簧上部件与簧下部件之间的间隔；预览传感器65，当车辆正在行驶时，该预览传感器65获取车辆的前方路面的起伏信息；以及悬架ECU 50，该悬架ECU 50基于由预览传感器65获取的起伏信息来控制电动执行器30。此外，悬架ECU 50包括凸部碰撞控制部(S26)，当预览传感器65获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时，该凸部碰撞控制部(S26)控制电动执行器30。并且，凸部碰撞控制部(S26)在整个预定期间控制电动执行器30，使得在整个预定期间内簧上部件的上升速度通过电动执行器30伸长而增加、并且当车轮撞到凸部时，簧上部件的上升速度通过之前的电动执行器30的伸长而达到估计簧下上升速度Vdp，预定期间是从预览传感器65获取到与凸部相关的起伏信息时起直到车轮就要撞到凸部的期间内的期间。
根据第一以及第二实施方式，当预览传感器65获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时，在从此时到车轮就要撞到凸部的期间的整个预定期间，电动执行器30伸长，从而簧上部件的上升速度增加。因此，当车轮撞到凸部时，簧上部件通过之前的电动执行器30的伸长而达到估计簧下上升速度Vdp。由此，当车轮撞到凸部从而簧下部件被上顶时，由于该上顶作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的变化将减少簧上部件以估计簧下上升速度Vdp上升的量。因此提高了乘坐舒适性。
凸部碰撞控制部(S26)控制电动执行器30，使得当车轮撞到凸部时，相对速度的大小为由通过之前的电动执行器30的伸长而得到的簧上部件的上升速度与由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度之差表示的速度，该相对速度是簧上部件的上升速度与簧下部件的上升速度之差。通过这样的控制，当车轮撞到凸部时簧上部件的上升速度被维持在之前通过电动执行器30的伸长而产生的上升速度。因此减少了车轮撞到凸部时簧上垂直速度的变化，提高了乘坐舒适性。
此外，凸部碰撞控制部(S26)控制执行器，使得当车轮撞到凸部时，相对速度的大小为0。因此，簧下部件的上升速度不会影响簧上部件的上升速度的变化。由此减少了车轮撞到凸部时簧上垂直速度的变化，提高了乘坐舒适性。
悬架ECU 50包括簧下上升速度估计部(S18、S20)，该簧下上升速度估计部(S18、S20)基于与凸部相关的起伏信息来估计由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度。并且，凸部碰撞控制部(S26)基于由簧下上升速度估计部(S18、S20)估计的估计簧下上升速度Vdp来在车轮向凸部碰撞之前的整个所述预定期间内控制电动执行器30，使得在车轮向凸部碰撞之前的整个预定期间内簧上部件的上升速度通过电动执行器30伸长而增加，并且当车轮撞到所述凸部时，簧上部件的上升速度通过之前的电动执行器30的伸长而达到估计簧下上升速度Vdp。通过这样的控制，车轮撞到凸部时行程速度Vs的大小变为0。由此，撞到凸部时的簧上垂直加速度变小，提高了乘坐舒适性。
此外，当从电动执行器30开始伸长起直到车轮向凸部碰撞的期间内的簧上部件的上升速度(簧上垂直速度Vu)的振动频率小于或等于簧上谐振频率时，凸部碰撞控制部(S26)执行凸部碰撞控制。因此，从电动执行器30开始伸长起到车轮撞到所述凸部之前，簧上垂直速度以小于或等于簧上谐振频率(例如1Hz)的频率缓慢变化。由此提高了车轮撞到凸部之前的乘坐舒适性。
此外，凸部碰撞控制部(S26)在车轮向凸部碰撞之前的整个预定期间内控制电动执行器30，以使电动执行器30产生驱动力，并在车轮撞到凸部时控制电动执行器30，以使电动执行器30不产生驱动力，并且实质上也不产生对于外部输入的阻力。即，凸部碰撞控制部(S26)在车轮向凸部碰撞之前主动控制电动执行器30，当车轮撞到凸部时控制电动执行器30，以使电动执行器30不产生力。据此，当车轮撞到凸部时，电动执行器30不产生驱动力也不产生阻力(阻尼力)，因此可防止由于车轮向凸部碰撞而产生的簧下部件的上升速度传递到簧上部件侧。因此能够抑制在车轮撞到凸部时簧上垂直速度的变化，提高乘坐舒适性。
此外，电动执行器30包括通过通电而旋转驱动的电动马达31、以及将电动马达31的旋转运动变换成直线运动的滚珠丝杠机构35。并且，凸部碰撞控制部(S26)通过在车轮向凸部碰撞之前的整个预定期间内向电动马达31通电来使电动执行器30驱动，以使簧上部件的上升速度逐渐增加(S42、S62)，并且在车轮撞到凸部时切断向电动马达31的通电(S46、S66)。由此，在从车轮向凸部碰撞之前到就要撞到凸部的期间的整个预定期间，通过电动马达31被通电而电动执行器30伸长，使得当车轮向凸部碰撞时簧上部件的上升速度达到估计簧下上升速度Vdp。此外，通过在车轮撞到凸部时切断向电动马达31的通电，电动马达31变为自由状态。当电动马达31处于自由状态时，几乎不产生阻尼力，因此由于车辆向凸部碰撞而产生的簧下垂直速度几乎不会传递到簧上部件。由此，可抑制向凸部碰撞时簧上垂直速度的变化，提高乘坐舒适性。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不应被限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中示出了下述例子：控制电动执行器30，使得车轮撞到凸部时簧上部件的上升速度通过在车轮撞到凸部之前的电动执行器30的伸长而达到与估计簧下上升速度Vdp相等的速度，但在车轮撞到凸部时只要簧上部件具有上升速度，就能够获得本发明的效果。
此外，在上述实施方式中示出了当车轮撞到凸部时通过切断向电动马达31的通电来使得电动马达31变为自由状态的例子，但也可以对电动马达31进行通电控制，以使电动马达31不产生驱动力、并且阻尼力变小(例如，使得电动马达31起发电机作用，并且发电电流变小)。
此外，在上述第二实施方式中示出了下述例子：为了防止电动执行器30的伸长被限制器限制，控制电动执行器30，使得在凸部碰撞控制开始的初期簧上部件下降。但也可以延后控制开始定时。而且，在上述第二实施方式中示出了下述例子：当估计簧下上升速度Vdp大于基准速度V1时，控制电动执行器30，使得在凸部碰撞控制开始的初期簧上部件下降。但也可以从预览传感器65检测到有关凸部的起伏信息起到车轮撞到凸部的时间长的情况下(例如，低速行驶时)，控制电动执行器30，使得在凸部碰撞控制开始的初期簧上部件下降。如此，本发明可在不脱离其宗旨的范围内进行变形。

Claims (8)

1.一种悬架装置，是车辆的悬架装置，并包括：执行器，所述执行器安装在车辆的簧上部件与连结在车轮上的簧下部件之间，并且所述执行器通过伸缩来改变簧上部件与簧下部件之间的间隔；起伏信息获取装置，所述起伏信息获取装置在所述车辆行驶时获取所述车辆的前方路面的起伏信息；以及执行器控制装置，所述执行器控制装置基于由所述起伏信息获取装置获取的起伏信息来控制所述执行器；
其中，所述执行器控制装置包括凸部碰撞控制部，所述凸部碰撞控制部在所述起伏信息获取装置获取到与路面上形成的凸部相关的起伏信息时控制所述执行器，
所述凸部碰撞控制部在整个预定期间内控制所述执行器，使得在整个所述预定期间内簧上部件的上升速度通过所述执行器伸长而增加，并且当所述车轮撞到所述凸部时，簧上部件的上升速度通过之前的所述执行器的伸长而达到预定的上升速度，所述预定期间是从所述起伏信息获取装置获取到与所述凸部相关的起伏信息时起直到所述车轮就要撞到所述凸部的期间内的期间。
2.如权利要求1所述的悬架装置，其中，
所述凸部碰撞控制部控制所述执行器，使得当所述车轮撞到所述凸部时，相对速度的大小为通过所述预定的上升速度与由于所述车轮撞到所述凸部而产生的簧下部件的上升速度之差表示的速度，所述相对速度是簧上部件的上升速度与簧下部件的上升速度之差。
3.如权利要求1或2所述的悬架装置，其中，
所述执行器控制装置包括簧下上升速度估计部，所述簧下上升速度估计部基于与所述凸部相关的起伏信息来估计由于所述车轮撞到所述凸部而产生的簧下部件的上升速度，
所述凸部碰撞控制部基于由所述簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度，在整个所述预定期间内控制所述执行器，使得在整个所述预定期间内簧上部件的上升速度通过所述执行器伸长而增加，并且当所述车轮撞到所述凸部时，簧上部件的上升速度通过之前的所述执行器的伸长而达到预定的上升速度。
4.如权利要求3所述的悬架装置，其中，
所述预定的上升速度是与由所述簧下上升速度估计部估计的簧下部件的上升速度相等的速度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的悬架装置，其中，
所述凸部碰撞控制部控制所述执行器，使得从所述执行器开始伸长起直到所述车轮撞到所述凸部的期间内的簧上部件的上升速度的振动频率为小于或等于簧上谐振频率的频率。
6.如权利要求1至5中任一项所述的悬架装置，其中，
所述凸部碰撞控制部在所述车轮撞到所述凸部之前的整个所述预定期间内控制所述执行器，以使所述执行器产生驱动力，并在所述车轮撞到所述凸部时控制所述执行器，以使所述执行器不产生驱动力，并且实质上也不产生对外部输入的阻力。
7.如权利要求1至6中任一项所述的悬架装置，其中，
所述执行器是通过通电而驱动的电动执行器，
所述凸部碰撞控制部通过在整个所述预定期间内向所述电动执行器通电来使所述电动执行器驱动，以使簧上部件的上升速度逐渐增加，并且在所述车轮撞到所述凸部时切断向所述电动执行器的通电。
8.如权利要求7所述的悬架装置，其中，
所述电动执行器包括通过通电而旋转驱动的电动马达、以及将所述电动马达的旋转运动变换成直线运动的变换机构，
所述凸部碰撞控制部通过在整个所述预定期间内向所述电动马达通电来使所述电动执行器驱动，以使簧上部件的上升速度逐渐增加，并且在所述车轮撞到所述凸部时切断向所述电动马达的通电。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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