CN108725122B - 电磁悬架装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电磁悬架装置，在进行惯性补偿控制时也高水准地兼顾基于惯性补偿控制的车辆乘坐舒适性提高的效果和抑制车身振动噪音的效果。具有：电磁致动器，其利用电动马达的驱动力产生使车身振动衰减的驱动力；旋转角获取部，其获取电动马达的旋转角；旋转角加速度算出部，其基于旋转角获取部获取的旋转角算出电动马达的旋转角加速度；ECU，其进行包含基于旋转角加速度算出部算出的旋转角加速度的电磁致动器的惯性补偿控制的驱动力控制；相对速度算出部，其获取弹簧上部件和弹簧下部件间的相对速度。在相对速度超过规定的相对速度阈值的区域中，与相对速度值为相对速度阈值以下的区域相比，ECU进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。

Description

电磁悬架装置
技术领域
本发明涉及一种具有电磁致动器的电磁悬架装置，其中，该电磁致动器与设在车辆的车身和车轮之间的弹簧部件并排设置，并产生使车身的振动衰减的驱动力。
背景技术
以往，公知一种具有电磁致动器的电磁悬架装置，其中，该电磁致动器与设在车辆的车身和车轮之间的弹簧部件并排设置，利用电动机产生使车身的振动衰减的驱动力(例如，参照专利文献1)。电磁致动器除了电动机以外，还具有滚珠螺杆机构。电磁致动器以如下方式进行工作：通过将电动机的旋转运动转换为滚珠螺杆机构的直线运动，从而产生使车身的振动衰减的驱动力。
对于电磁致动器而言，与内置于电动机的转子的驱动相伴随的惯性成分、与滚珠螺杆机构的驱动相伴随的惯性成分等成为使减振特性劣化的主要原因。因此，专利文献1的电磁悬架装置具有惯性补偿控制功能，该惯性补偿控制功能基于行程加速度算出内部惯性力，并且基于算出的内部惯性力等，减少与电磁致动器的构成部件的驱动相伴随的惯性成分的影响。
采用具有所述惯性补偿控制功能的电磁悬架装置，能够抑制由与电磁致动器的构成部件的驱动相伴随的惯性成分造成的减振特性的劣化，能够提高车辆的乘坐舒适性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-132222号公报
发明内容
然而，对于专利文献1记载的电磁悬架装置而言，通过以时间对基于电动机的旋转角信号算出的行程量进行二阶微分以获取作为进行惯性补偿控制时所参照的参数的行程加速度(参照专利文献1的段落编号0018-0019)。
通常，例如电动机的驱动电路是使用开关元件构成的，因此，不可避免地产生电磁噪声。这样产生的电磁噪声将会承载于电动机的旋转角信号。如此一来，在以时间对基于电动机的旋转角信号算出的行程量进行二阶微分处理的过程中，存在承载于电动机的旋转角信号(行程量)的电磁噪声被放大，从而使车身的振动噪音放大的隐患。其结果是，存在难以高水准地兼顾基于电磁致动器的惯性补偿控制的使车辆的乘坐舒适性提高的效果和抑制车身的振动噪音的效果这样的课题。
本发明鉴于上述实际情况而做成，目的在于提供一种即使在进行惯性补偿控制时，也可高水准地兼顾基于惯性补偿控制的使车辆的乘坐舒适性提高的效果和抑制车身的振动噪音的效果的电磁悬架装置。
为了实现上述目的，(1)的发明的最主要特征在于，具有：电磁致动器，其与设在车辆的车身和车轮之间的弹簧部件并排设置，并且产生使所述车身的振动衰减的驱动力；状态量获取部，其用于获取所述电磁致动器的状态量；驱动力控制部，其基于利用所述状态量获取部获取的状态量，进行包含所述电磁致动器的惯性补偿控制的驱动力控制；相对速度相关值获取部，其用于获取相对于所述车身的所述弹簧部件而言的弹簧上部件和弹簧下部件之间的相对速度的相关值，所述驱动力控制部进行包含基于所述状态量的微分值的所述电磁致动器的惯性补偿控制的驱动力控制，并且在利用所述相对速度相关值获取部获取到的相对速度相关值超过规定的相对速度相关阈值的区域，与所述相对速度相关值为所述相对速度相关阈值以下的区域相比，进行使基于所述惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。
采用本发明，即使在进行惯性补偿控制时，也可兼顾基于惯性补偿控制的使车辆的乘坐舒适性提高的效果和高水准地抑制车身的振动噪音的效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式的电磁悬架装置的整体构造图。
图2是电磁悬架装置所具有的电磁致动器的局部剖视图。
图3是电磁悬架装置所具有的ECU的内部构造图。
图4是第1实施方式的电磁悬架装置所具有的ECU的驱动力运算部周边的模块构成图。
图5是本发明的实施方式的电磁悬架装置的动作说明的流程图。
图6A是马达旋转角的经时特性线图。
图6B是马达旋转角速度的经时特性线图。
图6C是基于相对速度的衰减力控制电流的经时特性线图。
图6D是惯性补偿后的驱动力控制电流(无惯性修正)的经时特性线图。
图6E是惯性补偿后的驱动力控制电流(有惯性修正)的经时特性线图。
图7是第2实施方式的电磁悬架装置所具有的ECU的驱动力运算部周边的模块构成图。
图8是变形例的微分滤波器的频率特性线图。
附图标记说明
10 车辆
11 电磁悬架装置
13 电磁致动器
15 ECU(驱动力控制部)
40 车速传感器(车速检测部)
41 旋转角获取部(状态量获取部)
43 相对速度算出部(状态量获取部)
45 微分滤波器(状态量获取部)
具体实施方式
以下，参照适当的附图，详细说明本发明的实施方式的电磁悬架装置。
此外，在以下所示的附图中，在相同的部件或者相当的部件间标注相同的附图标记。另外，为了便于说明，存在对部件的尺寸和形状进行变形或者夸张地示意性表示的情况。
(本发明的实施方式的电磁悬架装置11的概要)
首先，参照图1、图2，说明本发明的实施方式的电磁悬架装置11的概要。
图1是本发明的实施方式的电磁悬架装置11的整体构造图。图2是构成电磁悬架装置11的一部分的电磁致动器13的局部剖视图。
如图1所示，本发明的实施方式的电磁悬架装置11具有设在车辆10的每个车轮上的多个电磁致动器13和一个电子控制装置(以下称为“ECU”。)15。多个电磁致动器13和ECU15之间，分别借助用于从ECU15向多个电磁致动器13供给驱动控制电力的电力供给线14(参照图1的实线)和用于从多个电磁致动器13向ECU15发送电动马达31(参照图2)的旋转角信号的信号线16(参照图1的虚线)相互连接。
在本实施方式中，电磁致动器13在包含前轮(左前轮、右前轮)和后轮(左后轮、右后轮)的每个车轮配设，共配设四个。
在本实施方式中，多个电磁致动器13分别具有共通的构造。因此，通过针对一个电磁致动器13的构造进行说明来代替多个电磁致动器13的说明。
如图2所示，电磁致动器13具有：基架17、外管19、滚珠轴承21、滚珠螺杆轴23、多个滚珠25、螺母27以及内管29。
基架17借助滚珠轴承21支承滚珠螺杆轴23的基端侧以使滚珠螺杆轴23绕轴自由旋转。外管19设置于基架17，收纳包含滚珠螺杆轴23、多个滚珠25以及螺母27的滚珠螺杆机构18。多个滚珠25沿着滚珠螺杆轴23的螺杆槽转动。螺母27隔着多个滚珠25与滚珠螺杆轴23卡合，将滚珠螺杆轴23的转动运动变换为直线运动。与螺母27连结的内管29与螺母27构成一体，沿着外管19的轴向进行位移。
为了将旋转驱动力传递到滚珠螺杆轴23，如图2所示，电磁致动器13具有：电动马达31、一对带轮33以及带35。电动马达31以与外管19并列的方式设置于基架17。在电动马达31的马达轴31a和滚珠螺杆轴23分别安装有带轮33。在该一对带轮33上悬挂有用于将电动马达31的旋转驱动力传递给滚珠螺杆轴23的带部件35。
电动马达31设有用于检测电动马达31的旋转角信号的解析器37。利用解析器37检测出的电动马达31的旋转角信号借助信号线16发送到ECU15。电动马达31根据ECU15借助电力供给线14向多个电磁致动器13分别供给的驱动控制电力进行旋转驱动的控制。
此外，在本实施方式中，如图2所示，通过采用将电动马达31的马达轴31a和滚珠螺杆轴23大致平行地配置并将两者之间连结起来的布局，缩短电磁致动器13的轴向尺寸。但是，也可以采用将电动马达31的马达轴31a和滚珠螺杆轴23同轴配置并将两者之间连结起来的布局。
在本实施方式的电磁致动器13中，如图2所示，在基架17的下端部设有连结部39。该连结部39连结固定于未图示的弹簧下部件(车轮侧的下臂、转向节等)。另一方面，内管29的上端部29a连结固定于未图示的弹簧上部件(车身侧的支柱塔部等)。总之，电磁致动器13与设在车辆10的车身和车轮之间的未图示的弹簧部件并排设置。
如上述那样构成的电磁致动器13如以下那样动作。即、例如，考虑从车辆10的车轮侧朝向连结部39输入了向上振动的推进力的情况。在该情况下，内管29和螺母27要相对于被施加了向上振动的推进力的外管19一起下降。据此，滚珠螺杆轴23呈朝向伴随着螺母27的下降的方向旋转的趋势。此时，使电动马达31产生阻碍螺母27下降的方向的旋转驱动力。该电动马达31的旋转驱动力借助带35向滚珠螺杆轴23传递。如此，通过使抵抗向上振动的推进力的反作用力(衰减力)作用于滚珠螺杆轴23，从而使从车轮侧向车身侧传递的振动衰减。
(ECU15的内部构造)
接下来，参照图3说明电磁悬架装置11具有的ECU15的内部构造。图3是电磁悬架装置11具有的ECU15的内部构造图。
ECU15构成为包含进行各种运算处理的微型计算机的构造。ECU15具有如下驱动力控制功能：通过基于利用解析器37检测出的电动马达31的旋转角信号等分别驱动控制多个电磁致动器13，而产生使车身的振动衰减的驱动力。ECU15相当于本发明的“驱动力控制部”。
为了实现这样的驱动力控制功能，如图3所示，ECU15具有：旋转角获取部41、相对速度算出部43、微分滤波器45、驱动力运算部47以及驱动控制部49。
此外，旋转角获取部41、相对速度算出部43以及微分滤波器45相当于本发明的“状态量获取部”。另外，电动马达31的旋转角、旋转角速度和旋转角加速度、后述的“相对速度”、“相对加速度”、滚珠螺杆轴23的行程速度均包含于“电磁致动器13的状态量”的概念中。进一步而言，本发明的“状态量的微分值”指的是电动马达31的旋转角加速度、“相对加速度”。
旋转角获取部41获取利用解析器37检测出的电动马达31的旋转角信号。利用旋转角获取部41获取到的电动马达31的旋转角信号被发送到相对速度算出部43。
相对速度算出部43通过对利用旋转角获取部41获取到的电动马达31的旋转角进行时间微分，从而运算出车辆10的弹簧上部件和弹簧下部件间的相对速度(以下，有时简称为“相对速度”。)。顺便说一下，如此运算出的相对速度与滚珠螺杆轴23的行程速度以及电动马达31的旋转角速度存在密切的相关关系。即，相对速度能够置换为滚珠螺杆轴23的行程速度、电动马达31的旋转角速度来使用。利用相对速度算出部43运算出的相对速度信号被发送到微分滤波器45和驱动力运算部47这两个部件。
微分滤波器45通常是通过输入利用相对速度算出部43运算出的相对速度信号，并实施设定了规定增益频率特性(高频特性)的微分滤波处理，从而输出相对加速度信号。从微分滤波器45输出的相对加速度信号被发送到驱动力运算部47。微分滤波器45既可以由模拟电路构成，也可以由数字电路构成。
此外，后文详细描述变形例中的微分滤波器45的功能。
驱动力运算部47输入相对速度信号、相对加速度信号以及作为车辆10的行驶速度的车速CV，并且参照这些信号和后述的衰减力图表51、惯性补偿图表53、惯性修正比例图表55，运算成为目标的驱动力控制信号。作为驱动力运算部47的运算结果的、成为目标的驱动力控制信号被发送给驱动控制部49。
此外，针对利用驱动力运算部47所实施的运算内容，在后文进行详细描述。另外，对于驱动力运算部47而言，根据利用车速传感器40(参照图3)检测出的车速CV是否超过规定的车速阈值CVth而改变惯性修正量的大小。对此也在后文进行详细描述。
驱动控制部49通过根据从驱动力运算部47发送来的驱动力控制信号，向多个电磁致动器13各自具有的电动马达31供给驱动控制电力，从而分别独立地实施多个电磁致动器13的驱动控制。此外，在生成向电动马达31供给的驱动控制电力时，例如能够优选使用逆变器控制电路。
(第1实施方式的驱动力运算部47周边的模块构成)
接下来，参照图4说明第1实施方式的电磁悬架装置11所具有的ECU15的驱动力运算部47(以下称为“第1实施方式的驱动力运算部47”。)周边的模块构成。图4是第1实施方式的驱动力运算部47周边的模块构成图。
如图4所示，第1实施方式的驱动力运算部47具有：衰减力图表51、惯性补偿图表53、惯性修正比例图表55以及加法部57。
如图4所示，在衰减力图表51中存储有与相对速度的变化相对应地进行变化的衰减力控制电流的基准值。第1实施方式的驱动力运算部47参照从相对速度算出部43输入的相对速度和衰减力图表51的所述存储内容，求出与输入的相对速度相对应的衰减力控制电流的基准值。
如图4所示，在惯性补偿图表53中存储有与相对加速度的变化相对应地进行变化的惯性补偿力控制电流的基准值。第1实施方式的驱动力运算部47参照从微分滤波器45输入的相对加速度和惯性补偿图表53的所述存储内容，求出与所输入的相对加速度相对应的惯性补偿力控制电流的基准值。
如图4所示，在惯性修正比例图表55中存储有与相对速度的变化相对应地进行变化的惯性修正比例的值。作为惯性修正比例，采用(0-1)之间的值(包含0、1)。惯性修正比例与惯性补偿力控制电流的基准值进行乘法运算。由此，将惯性补偿力控制电流的基准值修正为与时刻变化的相对速度的大小相应的值。
在此，参照图4说明存储于惯性修正比例图表55的惯性修正比例特性。对于相对速度不足V1的较低的第1相对速度区域VA1而言，作为惯性修正比例LT1的值，设定为固定值“1”。另外，对于相对速度为V1以上且V2以下的中等第2相对速度区域VA2而言，作为惯性修正比例LT2的值，设定为随着相对速度变大而线性变小的可变值。而且，对于相对速度超过V2的较高的第3相对速度区域VA3而言，作为惯性修正比例LT3的值，设定为固定值“1/5(0.2)”。
在相对速度不足V1的较低的第1相对速度区域VA1实施惯性补偿力变大的设定的理由如下。即，对于第1相对速度区域VA1而言，基于惯性补偿控制的乘坐舒适性提高效果与使用了衰减力控制电流的基准值的基于衰减力控制的乘坐舒适性提高效果相比相对较大。而且，在运算惯性补偿控制所使用的惯性补偿力控制电流的基准值时所参照的相对加速度信号中的噪音成分较小。因此，即使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大，也能够期待将车身的振动噪音抑制得较低的效果。此外，“使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大”与惯性补偿力变大是相同的意思。
另一方面，在相对速度超过V2的较高的第3相对速度区域VA3中，实施惯性补偿力变小的设定的理由如下。即，对于第3相对速度区域VA3而言，基于惯性补偿控制的乘坐舒适性提高效果与使用了衰减力控制电流的基准值的基于衰减力控制的乘坐舒适性提高效果相比相对较小。而且，在运算惯性补偿控制所使用的惯性补偿力控制电流的基准值时所参照的相对加速度信号中的噪音成分较大。因此，通过使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少，能够期待将车身的振动噪音抑制得较低的效果。此外，“使惯性补偿量减少”与惯性补偿力变小是相同的意思。
第1实施方式的驱动力运算部47参照从相对速度算出部43输入的相对速度和惯性修正比例图表55的所述存储内容，求出与所输入的相对速度相对应的惯性修正比例值。另外，第1实施方式的驱动力运算部47通过将参照惯性补偿图表53求出的惯性补偿力控制电流的基准值与参照惯性修正比例图表55求出的惯性修正比例值相乘，从而求出基于相对速度的惯性修正后的惯性补偿力控制电流的值。
第1实施方式的驱动力运算部47的加法部57通过将参照衰减力图表51求出的衰减力控制电流的基准值与基于相对速度的惯性修正后的惯性补偿力控制电流的值相加，从而生成包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号。如此生成的包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号被发送到驱动控制部49。据此，驱动控制部49实施多个电磁致动器13的驱动控制。
(本发明的实施方式的电磁悬架装置11的动作)
接下来，参照图5、图6A～图6E，说明本发明的实施方式的电磁悬架装置11的动作。图5是本发明的实施方式的电磁悬架装置11的动作说明的流程图。图6A是马达旋转角的经时特性线图。图6B是马达旋转角速度的经时特性线图。图6C是基于相对速度的衰减力控制电流的经时特性线图。图6D是惯性补偿后的驱动力控制电流(无惯性修正)的经时特性线图。图6E是惯性补偿后的驱动力控制电流(有惯性修正)的经时特性线图。
在图5所示的步骤S11中，ECU15的旋转角获取部41获取利用解析器37检测出的电动马达31的旋转角信号(参照图6A)。利用旋转角获取部41获取的电动马达31的旋转角信号被发送到相对速度算出部43。
在步骤S12中，ECU15的相对速度算出部43通过对在步骤S11中获取的电动马达31的旋转角进行时间微分，从而运算出车辆10的弹簧上部件和弹簧下部件间的相对速度(马达旋转角速度；参照图6B)。如此运算出的相对速度信号被发送给微分滤波器45和驱动力运算部47双方。
在步骤S13中，ECU15的微分滤波器45通过输入在步骤S12中运算出的相对速度信号，并且使用预先设定的增益频率特性(高通特性)实施微分滤波处理，从而输出相对加速度信号。从微分滤波器45输出的相对加速度信号被发送到驱动力运算部47。
在步骤S14中，ECU15获取车速CV并且进行所获取的车速CV是否超过预先确定的车速阈值CVth的判断。作为车速阈值CVth，适当地设定视为车速CV为高速的速度。
对于步骤S14的判断结果而言，在做出车速CV未超过车速阈值CVth的判断的情况下(步骤S14的“否”)，ECU15使处理的流程进入接下来的步骤S15。另一方面，在做出车速CV超过车速阈值CVth的判断的情况下(步骤S14的“是”)，ECU15使处理的流程跳转到步骤S16。
在步骤S15中，ECU15的驱动力运算部47通过输入相对速度信号和相对加速度信号，并且参照这两个信号以及衰减力图表51、惯性补偿图表53、惯性修正比例图表55，进行包含惯性补偿的驱动力运算处理(有惯性补偿量减少修正)，从而求出包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号。
详细而言，第1实施方式的驱动力运算部47参照从相对速度算出部43输入的相对速度和衰减力图表51的存储内容(与相对速度的变化相对应地进行变化的衰减力控制电流的值)，求出与所输入的相对速度相对应的衰减力控制电流的基准值(参照图6C)。
接下来，第1实施方式的驱动力运算部47参照从微分滤波器45输入的相对加速度和惯性补偿图表53的存储内容(与相对加速度的变化相对应地进行变化的惯性补偿力控制电流的基准值)，求出与所输入的相对加速度相对应的惯性补偿力控制电流的基准值。
接下来，第1实施方式的驱动力运算部47参照从相对速度算出部43输入的相对速度和惯性修正比例图表55的存储内容(与相对速度的变化相对应地进行变化的惯性修正比例的值)，求出与所输入的相对速度相对应的惯性修正比例值。另外，第1实施方式的驱动力运算部47通过将参照惯性补偿图表53求出的惯性补偿力控制电流的基准值与参照惯性修正比例图表55求出的惯性修正比例值相乘，从而求出惯性补偿力控制电流的值(参照图6E：有惯性修正)。
接下来，第1实施方式的驱动力运算部47的加法部57通过将参照衰减力图表51求出的衰减力控制电流的基准值与惯性修正后的惯性补偿力控制电流的值相加，从而生成包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号。
在步骤S16中，ECU15的驱动力运算部47通过输入相对速度信号和相对加速度信号，并且参照这两个信号以及衰减力图表51、惯性补偿图表53，进行包含惯性补偿的驱动力运算处理(没有惯性补偿量减少修正)，从而求出包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号。
详细而言，第1实施方式的驱动力运算部47参照从相对速度算出部43输入的相对速度和衰减力图表51的存储内容(与相对速度的变化相对应地进行变化的衰减力控制电流的值)，求出与所输入的相对速度相对应的衰减力控制电流的基准值(参照图6C)。
接下来，第1实施方式的驱动力运算部47参照从微分滤波器45输入的相对加速度和惯性补偿图表53的存储内容(与相对加速度的变化相对应地进行变化的惯性补偿力控制电流的基准值)，求出与所输入的相对加速度相对应的惯性补偿力控制电流的基准值。
接下来，第1实施方式的驱动力运算部47通过将参照惯性补偿图表53求出的惯性补偿力控制电流的基准值与(在做出了车速CV超过车速阈值CVth的判断的情况下的)作为惯性比例图表55的既定值的“1”相乘，从而求出惯性补偿力控制电流的值(图6D：无惯性修正)。
接下来，第1实施方式的驱动力运算部47的加法部57通过将参照衰减力图表51求出的衰减力控制电流的基准值与惯性补偿力控制电流的值相加，从而生成包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号。
在步骤S17中，ECU15的驱动控制部49通过根据利用步骤S15或者S16的运算求出的驱动力控制信号，向多个电磁致动器13各自具有的电动马达31供给驱动控制电力，从而进行多个电磁致动器13的驱动控制。
采用第1实施方式的电磁悬架装置11，参照惯性修正比例图表55求出与相对速度相对应的惯性修正比例值，并且使用如此求出的惯性修正比例值修正作为基准的惯性补偿力(衰减力控制电流的基准值)，因此，可进行与相对速度的高低相对应的细微的惯性补偿力的修正。其结果是，能够兼顾基于惯性补偿控制的使车辆10的乘坐舒适性提高的效果和高水准地抑制车身的振动噪音的效果。
(第2实施方式的驱动力运算部47周边的模块构成)
接下来，参照图7，说明第2实施方式的电磁悬架装置11所具有的ECU15的驱动力运算部47(以下称为“第2实施方式的驱动力运算部47”。)周边的模块构成。图7是第2实施方式的驱动力运算部47周边的模块构成图。
在此，第1实施方式的驱动力运算部47和第2实施方式的驱动力运算部47在两者之间存在较多共通的构造要素。因此，关注并且说明两者间的不同的构造要素，来代替第2实施方式的驱动力运算部47的说明。
如图7所示，第2实施方式的驱动力运算部47具有衰减力图表51、惯性补偿图表53、惯性修正比例图表56以及加法部57。在此应该注意的是，第2实施方式的惯性修正比例图表56的构造与第1实施方式的惯性修正比例图表55的构造不同这一点。
如图7所示，在第2实施方式的惯性修正比例图表56中存储有与衰减力控制电流的变化相对应地进行变化的惯性修正比例的值。作为惯性修正比例，采用(0-1)之间的值(包含0、1)。惯性修正比例与惯性补偿力控制电流的基准值进行乘法运算。由此，将惯性补偿力控制电流的基准值修正为与时刻变化的衰减力控制电流的大小相应的值。
此外，本发明的“相对速度相关值”指的是包含相对速度自身和作为与相对速度相关的参数的衰减力控制电流双方。
在此，参照图7说明在惯性修正比例图表56中存储的惯性修正比例特性。对于衰减力控制电流不足I1的较低的第1衰减力控制电流区域IA1而言，作为惯性修正比例LT1的值，设定为固定值“1”。另外，对于衰减力控制电流为I1以上且为I2以下的中等的第2衰减力控制电流区域IA2而言，作为惯性修正比例LT2的值，设定为随着衰减力控制电流变大而线性变小的可变值。而且，对于衰减力控制电流超过I2的较高的第3衰减力控制电流区域IA3而言，作为惯性修正比例LT3的值，设定为固定值“1/5(0.2)”。
在衰减力控制电流不足I1的较低的第1衰减力控制电流区域IA1中，实施惯性补偿力变大的设定的理由如下。即，对于第1衰减力控制电流区域IA1而言，基于惯性补偿控制的乘坐舒适性提高效果与使用了衰减力控制电流的基准值的基于衰减力控制的乘坐舒适性提高效果相比相对较大。而且，在运算惯性补偿控制所使用的惯性补偿力控制电流的基准值时所参照的相对加速度信号中的噪音成分较小。因此，即使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大，也能够期待将车身的振动噪音抑制得较低的效果。
另一方面，在衰减力控制电流超过I2的较高的第3衰减力控制电流区域IA3中，实施惯性补偿力变小的设定的理由如下。即，对于第3衰减力控制电流区域IA3而言，基于惯性补偿控制的乘坐舒适性提高效果与使用了衰减力控制电流的基准值的基于衰减力控制的乘坐舒适性提高效果相比相对较小。而且，在运算惯性补偿控制所使用的惯性补偿力控制电流的基准值时所参照的相对加速度信号中的噪音成分较大。因此，通过使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少，能够期待将车身的振动噪音抑制得较低的效果。
第2实施方式的驱动力运算部47对参照衰减力图表51求出的衰减力控制电流的基准值和惯性修正比例图表56的所述存储内容进行参照，求出与所输入的衰减力控制电流的基准值相对应的惯性修正比例值。另外，第2实施方式的驱动力运算部47通过将参照惯性补偿图表53求出的惯性补偿力控制电流的基准值和参照惯性修正比例图表56求出的惯性修正比例值相乘，从而求出惯性补偿力控制电流的值。
第2实施方式的驱动力运算部47的加法部57通过将参照衰减力图表51求出的衰减力控制电流的基准值与惯性补偿力控制电流的值相加，从而生成包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号。如此生成的包含成为目标的驱动力控制电流的值的驱动力控制信号被发送到驱动控制部49，在驱动控制部49进行多个电磁致动器13的驱动控制。
采用第2实施方式的电磁悬架装置11，参照惯性修正比例图表56求出与衰减力控制电流(创造出与粘性控制相当的衰减力)相对应的惯性修正比例值，使用如此求出的惯性修正比例值修正作为基准的惯性补偿力(衰减力控制电流的基准值)，因此，可实施与衰减力控制电流的大小相应的细微的惯性补偿力的修正。其结果是，与第1实施方式的电磁悬架装置11一样，能够高水准地兼顾基于惯性补偿控制的使车辆10的乘坐舒适性提高的效果和抑制车身的振动噪音的效果。
(变形例的微分滤波器45的构造)
接下来，参照图8说明变形例的微分滤波器45的构造。图8是变形例的微分滤波器45的频率特性线图。
对于上述实施例的微分滤波器45而言，作为该增益频率特性，设定为高通特性。与此相对，对于变形例的微分滤波器45而言，如图8所示，除了高通特性以外，在高频区域根据相对速度的高低变更增益频率特性。
总之，如图8所示，对于变形例的微分滤波器45而言，在高频区域，在相对速度高的情况下将增益频率特性设定得较低，而在相对速度较低的情况下将增益频率特性设定得较高。
变形例的微分滤波器45能够应用于第1实施方式的电磁悬架装置11和第2实施方式的电磁悬架装置11双方。
(变形例的微分滤波器45的动作)
变形例的微分滤波器45通过输入利用相对速度算出部43运算出的相对速度信号，并且设定与相对速度相对应的增益频率特性，使用所设定的增益频率特性实施微分滤波器处理，从而输出相对加速度信号。从微分滤波器45输出的相对加速度信号被发送到驱动力运算部47。
向所述的变形例的微分滤波器45输入其大小时刻变化的相对速度的时间序列数据。在此，作为相对速度的时间序列数据属于高频区域的情况，例如，假设车辆10在石砌的凹凸路面上行驶的情况。另外，相对速度较高的情况指的是，例如假设车辆10的车轮被输入了较大冲击的情况。进一步而言，相对速度较低的情况指的是，例如假设车辆10在平坦路面行驶的情况。
总之，对于变形例的微分滤波器45而言，例如车辆10在石砌的凹凸路面上行驶(相对速度的时间序列数据属于高频区域)的情况下，在车辆10的车轮被输入了较大冲击(相对速度高)的情况下，通过将增益频率特性设定得较低，从而输出较小的相对加速度信号。由此使惯性补偿力减小。
另一方面，例如，车辆10在平坦路面行驶(相对速度较低)的情况下，通过将增益频率特性设定得较高，从而输出较大的相对加速度信号。由此，使惯性补偿力变大。
采用变形例的微分滤波器45，根据相对速度的高低来变更增益频率特性，因此，可进行与相对速度时间序列数据呈现出的频率高低相对应的细微的增益调整。其结果是，能够期待积极地减少高频噪音成分的效果。
(本发明的实施方式的电磁悬架装置11的作用效果)
接下来，说明本发明的实施方式的电磁悬架装置11的作用效果。
在本发明的实施方式的电磁悬架装置11的构造中，假设不具有求出与相对速度相对应的惯性修正比例值，并且使用该求出的惯性修正比例值修正作为基准的惯性补偿力(衰减力控制电流的基准值)的构造。在该情况下，对于电磁悬架装置11而言，在进行惯性补偿控制时，在ECU15所包含的向电动马达31供给的驱动控制电力生成用的逆变器控制电路(未图示)中不可避免地产生的电磁噪声，进入ECU15所包含的利用解析器37检测出的电动马达31的旋转角信号处理电路(未图示)。
由此，在逆变器控制电路产生的电磁噪声承载于电动马达31的旋转角信号，该噪声能够引起产生车身的振动噪音的情况。特别是，通过针对电动马达31的旋转角信号实施微分处理，在将旋转角信号变换为角速度信号、角加速度信号来使用的情况下，承载于电动马达31的旋转角信号的噪声成分在微分处理过程中被放大。其结果是，可能使车身的振动噪音放大。
因此，对于基于第1观点的电磁悬架装置11而言，具有：电磁致动器13，其与设在车辆10的车身和车轮之间的弹簧部件并排设置，产生使车身的振动衰减的驱动力；状态量获取部(旋转角获取部41、相对速度算出部43以及微分滤波器45)，其获取电磁致动器13的状态量；ECU(驱动力控制部)15，其基于利用状态量获取部获取的状态量，进行包含电磁致动器13的衰减控制和惯性补偿控制的驱动力控制；以及相对速度相关值获取部(相当于相对速度算出部43。)，其获取相对于车身的弹簧部件而言的弹簧上部件和弹簧下部件间的相对速度的相关值。
ECU(驱动力控制部)15进行包含基于状态量(电动马达31的旋转角速度：与相对速度存在密切相关的关系。)的微分值(电动马达31的旋转角加速度：与相对加速度存在密切相关的关系。)的电磁致动器13的惯性补偿控制的驱动力控制，在利用相对速度相关值获取部获取的相对速度相关值(相对速度/衰减力控制电流)超过规定的相对速度相关阈值的区域，与相对速度相关值为相对速度相关阈值以下的区域相比进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。
详细而言，如图4所示，对于第1实施方式的ECU(驱动力控制部)15而言，实施了以下设定：在作为相对速度相关值的一种的相对速度不足V1的较低的第1相对速度区域VA1中，惯性补偿力变大。换言之，实施了以下设定：在相对速度为V1以上且为V2以下的中等第2相对速度区域VA2中，通过与所述第1相对速度区域VA1相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正，从而惯性补偿力变小。
另外，如图4所示，对于第1实施方式的ECU15而言，实施了以下设定：在相对速度超过V2的较高的第3相对速度区域VA3，与所述第2相对速度区域VA2相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正，从而惯性补偿力变小。
另外，如图7所示，对于第2实施方式的ECU(驱动力控制部)15而言，实施了以下设定：在作为相对速度相关值的一种的衰减力控制电流不足I1的较低的第1衰减力控制电流区域IA1中，惯性补偿力变大。换言之，实施了以下设定：在衰减力控制电流为I1以上且为I2以下的中等的第2衰减力控制电流区域IA2中，与所述第1衰减力控制电流区域IA1相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正，从而惯性补偿力变小。
另外，如图7所示，对于第2实施方式的ECU15而言，实施了以下设定：在衰减力控制电流超过I2的较高的第3衰减力控制电流区域IA3中，与所述第2衰减力控制电流区域IA2相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正，从而惯性补偿力变小。
采用基于第1观点的电磁悬架装置11，即使在进行惯性补偿控制时，也能够高水准地兼顾基于惯性补偿控制的使车辆的乘坐舒适性提高的效果和抑制车身的振动噪音的效果。
另外，基于第2观点的电磁悬架装置11在基于第1观点的电磁悬架装置11的基础上，如图4所示，第1实施方式的ECU(驱动力控制部)15在利用相对速度相关值获取部获取的相对速度相关值(相对速度)不足第1相对速度相关阈值(V1)的区域(第1相对速度区域VA1)中，与相对速度相关值(相对速度)为第1相对速度相关阈值(V1)以上的区域(第2相对速度区域VA2)相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大的修正，另一方面，在相对速度相关值(相对速度)超过比第1相对速度相关阈值(V1)大的第2相对速度相关阈值(V2)的区域(第3相对速度区域VA3)中，与相对速度相关值(相对速度)为第2相对速度相关阈值(V2)以下的区域(第2相对速度区域VA2)相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。
另外，如图7所示，第2实施方式的ECU(驱动力控制部)15在利用相对速度相关值获取部获取的相对速度相关值(衰减力控制电流)不足第1相对速度相关阈值(I1)的区域(第1衰减力控制电流区域IA1)中，与相对速度相关值(衰减力控制电流)为第1相对速度相关阈值(I1)以上的区域(第2衰减力控制电流区域IA2)相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大的修正，另一方面，在相对速度相关值(衰减力控制电流)超过比第1相对速度相关阈值(I1)大的第2相对速度相关阈值(I2)的区域(第3衰减力控制电流区域IA3)中，与相对速度相关值(衰减力控制电流)在第2相对速度相关阈值(I2)以下的区域(第2衰减力控制电流区域IA2)相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。
采用基于第2观点的电磁悬架装置11，与采用基于第1观点的电磁悬架装置11相比，即使在进行惯性补偿控制时，也能够进一步高水准地兼顾基于惯性补偿控制的使车辆的乘坐舒适性提高的效果和抑制车身的振动噪音的效果。
另外，基于第3观点的电磁悬架装置11在基于第1或者第2观点的电磁悬架装置11的基础上，还具有检测车辆10的车速CV的车速传感器(车速检测部)40，在车速CV超过规定的车速阈值CVth的情况下，与车速CV为车速阈值CVth以下的情况相比，ECU(驱动力控制部)15进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大的修正。
在此，车速CV超过规定的车速阈值CVth的情况假设为车辆10以高速行驶的场面。对于这样的高速行驶的场面而言，基于电磁致动器13的惯性补偿控制的振动噪音等级比包含伴随着车辆10的高速行驶而产生的风啸声、路面噪声等在内的振动噪音等级小。其结果是，利用惯性修正使基于惯性补偿控制的惯性补偿量减少的要求也降低。
因此，对于基于第3观点的电磁悬架装置11而言，在车速CV超过规定的车速阈值CVth的情况下，与车速CV为车速阈值CVth以下的情况相比，进行使基于惯性补偿控制的惯性补偿量增大的修正。
采用基于第3观点的电磁悬架装置11，能够根据车速CV的高低来调整惯性补偿控制的强度，因此，能够提升使高速行驶场面的基于电磁致动器13的惯性补偿控制的车辆10的乘坐舒适性提高的效果。
(其他实施方式)
以上说明的多个实施方式示出了本发明的具现化的例子。因此，不应以此来对本发明的技术范围作出限定性解释。能够不脱离本发明的主旨或者主要特征而以各种方式实施本发明。
例如，在本发明的实施方式的说明中，说明了将电磁致动器13在前轮(左前轮、右前轮)和后轮(左后轮、右后轮)双方总计配置四个的例子，但是本发明并不限于该例子。也可以采用将电磁致动器13在前轮或者后轮中的某一方配置总计两个的构造。
另外，在本发明的第1实施方式的电磁悬架装置11的说明中，说明了根据车速CV是否超过车速阈值CVth来改变惯性修正量的大小的实施例，但是本发明并不限于该例子。也可以将根据车速CV是否超过车速阈值CVth来改变惯性修正量的大小的实施例应用于第2实施方式的电磁悬架装置11。
另外，在针对本发明的实施方式的电磁悬架装置11的说明中，作为修正比例值LT1～LT3，例示出认为适当的值进行说明，但是本发明并不限于该例子。作为修正比例值LT1～LT3，也可以采用通过实验、模拟实验等得出的适当的值。
最后，在本发明的实施方式的说明中，说明了相对速度算出部43兼有基于利用旋转角获取部41获取的旋转角算出电动马达31的旋转角加速度的旋转角加速度算出部和获取相对于车身的弹簧部件而言的弹簧上部件和弹簧下部件间的相对速度的相关值的相对速度相关值获取部这两种功能的例子，但是本发明并不限于该例子。也可以采用利用独立的功能部分别实现旋转角加速度算出部和相对速度相关值获取部这两种功能的构造。

Claims (3)

1.一种电磁悬架装置，其特征在于，具有：
电磁致动器，其与设在车辆的车身和车轮之间的弹簧部件并排设置，并且产生使所述车身的振动衰减的驱动力；
状态量获取部，其获取所述电磁致动器的状态量；
驱动力控制部，其进行包含基于所述状态量的微分值的所述电磁致动器的惯性补偿控制的驱动力控制；以及
相对速度获取部，其获取弹簧上部件和弹簧下部件之间的相对速度，
所述驱动力控制部并且在所述相对速度超过规定的相对速度阈值的区域，进行使基于所述惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。
2.根据权利要求1所述的电磁悬架装置，其特征在于，
在利用所述相对速度获取部获取的相对速度不足第1相对速度阈值的区域，与所述相对速度为所述第1相对速度阈值以上的区域相比，所述驱动力控制部进行使基于所述惯性补偿控制的惯性补偿量增大的修正，
而在所述相对速度超过比所述第1相对速度阈值大的第2相对速度阈值的区域，与所述相对速度为所述第2相对速度阈值以下的区域相比，所述驱动力控制部进行使基于所述惯性补偿控制的惯性补偿量减少的修正。
3.根据权利要求1或2所述的电磁悬架装置，其特征在于，
还具有检测所述车辆的车速的车速检测部，
在车速超过规定的车速阈值的情况下，与车速为所述车速阈值以下的情况相比，所述驱动力控制部进行使基于所述惯性补偿控制的惯性补偿量增大的修正。
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