CN108730404B - 电磁悬架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明得到在车辆的严酷行驶场景下能够抑制陷入上跳或回弹状态的事态的电磁悬架装置。具备：电磁致动器(13)，其与在车辆(10)的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置，并产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力；信息获取部(41)，其获取电磁致动器(13)的冲程位置；以及ECU(15)，其设定电磁致动器(13)的目标衰减力及目标伸缩力，并且使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力的目标驱动力来进行电磁致动器(13)的驱动力控制。ECU(15)在冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域(CT3)的情况下，以使冲程位置从终端区域(CT3)朝向中立区域(CT1)的方式进行目标驱动力的修正。

Description

电磁悬架装置
技术领域
本发明涉及电磁悬架装置，其具有与在车辆的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置并产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力的电磁致动器。
背景技术
以往，已知一种具有与在车辆的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置且产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力的电磁致动器的电磁悬架装置(例如参照专利文献1)。电磁致动器构成为除了电动机以外，还具有滚珠丝杠机构。电磁致动器将电动机的旋转运动转换成滚珠丝杠机构的直线运动，由此以产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力的方式进行动作。
在此，涉及到衰减动作的驱动力表示衰减力。所谓衰减力是指朝向与电磁致动器的冲程速度的朝向不同的力。另一方面，涉及到伸缩动作的驱动力表示伸缩力。伸缩力是指不依存冲程速度的朝向而产生的力。
在专利文献1的电磁悬架装置中，为了提高车辆的乘坐舒适性，强烈要求将陷入上跳(full bump)或回弹(full rebound)状态的事态防止于未然。
为了满足这样的要求，在专利文献2中，记载了能够将陷入上跳或回弹状态的事态防止于未然的衰减力可变减震器的发明。在专利文献2的衰减力可变减震器中，在左右成对或前后成对的减震器中的一方减震器的伸缩方向和另一方减震器的伸缩方向相同的情况下，根据另一方减震器的全冲程抑制目标衰减力来限制针对一方减震器的全冲程抑制目标衰减力。
根据专利文献2的衰减力可变减震器，即使在仅左右成对或前后成对的减震器中的一方具有上跳或回弹倾向的情况下，也能够将陷入上跳或回弹状态的事态防止于未然。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-132222号公报
专利文献2：日本特开2010-100094号公报
发明内容
然而，即使使用专利文献2的衰减力可变减震器，例如，在车轮开上沟坎等、车辆的严酷行驶场景下，也会担心陷入上跳或回弹状态的事态。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够在车辆的严酷行驶场景下，抑制陷入上跳或回弹状态的事态的电磁悬架装置。
为了实现上述目的，(1)的发明的最主要特征在于，具备：电磁致动器，其与在车辆的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置，且产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力；信息获取部，其获取上述电磁致动器的冲程位置；以及驱动力控制部，其设定上述电磁致动器的衰减动作的目标值即目标衰减力、及伸缩动作的目标值即目标伸缩力，并且使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力的目标驱动力来进行上述电磁致动器的驱动力控制，上述驱动力控制部在由上述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，以使冲程位置从上述终端区域朝向中立区域的方式进行上述目标驱动力的修正。
发明效果
根据本发明，在车辆的严酷行驶场景下，能够抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
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结构图。
图2是电磁悬架装置所具备的电磁致动器的局部剖视图。
图3是电磁悬架装置所具备的ECU的内部结构图。
图4A是第1实施方式的电磁悬架装置所具备的ECU的驱动力运算部周边的模块结构图。
图4B是图4A所示的驱动力运算部所具备的有效控制量修正图表的说明图。
图5是供说明本发明的实施方式的电磁悬架装置的动作的流程图。
图6A是第1实施方式的变形例的电磁悬架装置所具备的ECU的驱动力运算部周边的模块结构图。
图6B是图6A所示的驱动力运算部所具备的衰减力修正图表的说明图。
图7A是第2实施方式的电磁悬架装置所具备的ECU的驱动力运算部周边的模块结构图。
图7B是图7A所示的驱动力运算部所具备的惯性补偿力修正图表的说明图。
图8A是第3实施方式的电磁悬架装置所具备的ECU的驱动力运算部周边的模块结构图。
图8B是图8A所示的驱动力运算部所具备的弹簧控制力修正图表的说明图。
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)
41 信息获取部
43 信息转换部
具体实施方式
以下，参照适当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，在相同部件或相当部件之间标注相同的附图标记。另外，为了便于说明，具有将部件的尺寸及形状变形或夸张而示意性表示的情况。
〔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的整体结构图。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构成为具备针对车辆10的各车轮而设置的多个电磁致动器13、和一个电子控制装置(以下称为“ECU”)15。多个电磁致动器13与ECU15之间分别经由电力供给线14(参照图1的实线)及信号线16(参照图1的虚线)而相互连接，该电力供给线14用于从ECU15向多个电磁致动器13供给驱动控制电力，该信号线16用于从多个电磁致动器13向ECU15发送电磁致动器13的冲程位置。
在本实施方式中，电磁致动器13按包含前轮(左前轮、右前轮)及后轮(左后轮、右后轮)在内的各车轮而共计配置设有四个。
在本实施方式中，多个电磁致动器13各自具备共同的结构。因此，通过说明一个电磁致动器13的结构来取代对多个电磁致动器13的说明。
如图2所示，电磁致动器13构成为具备基壳17、外管19、球轴承21、滚珠丝杠轴23、多个滚珠25、螺母27及内管29。
基壳17经由球轴承21而绕轴旋转自如地支承滚珠丝杠轴23的基端侧。外管19设于基壳17，并收容包含滚珠丝杠轴23、多个滚珠25、螺母27在内的滚珠丝杠机构18。多个滚珠25沿着滚珠丝杠轴23的丝杠槽滚动。螺母27经由多个滚珠25与滚珠丝杠轴23卡合，将滚珠丝杠轴23的旋转运动转换成直线运动。与螺母27连结的内管29与螺母27成为一体且沿着外管19的轴向位移。
为了对滚珠丝杠轴23传递旋转驱动力，在电磁致动器13中，如图2所示，具有电动马达(电动机)31、一对带轮33及带35。电动马达31以与外管19并列设置的方式设于基壳17。在电动马达31的马达轴31a及滚珠丝杠轴23上分别安装有带轮33。在这一对带轮33上悬架有用于将电动马达31的旋转驱动力传递到滚珠丝杠轴23的带部件35。
在电动马达31的壳体31b上设有检测电动马达31的旋转角信号的旋转变压器(resolver)37。由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角信号经由信号线16发送到ECU15。在本实施方式中，电动马达31的旋转角能够置换成电磁致动器13的冲程位置。这是因为根据电动马达31的旋转角的位移，而电磁致动器13的冲程位置向伸长侧或缩短侧位移(参照图2)。电动马达31根据ECU15经由电力供给线14向多个电磁致动器13各自供给的驱动控制电力而被控制旋转驱动。
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和滚珠丝杠轴23大致平行配置且将两者间连结的布局，缩短了电磁致动器13中的轴向的尺寸。但是，也可以采用将电动马达31的马达轴31a和滚珠丝杠轴23同轴地配置且将两者间连结的布局。
在本实施方式的电磁致动器13中，如图2所示，在基壳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簧上部件(车身侧的支柱塔部等)。总之，电磁致动器13与在车辆10的车身与车轮之间设置的未图示的弹簧部件并列设置。在簧上部件设有检测沿着电磁致动器13的冲程方向的、车身(簧上)的加速度的簧上加速度传感器40。
上述那样构成的电磁致动器13如以下那样进行动作。即，例如，考虑从车辆10的车轮侧对连结部39输入有涉及到向上振动的外力的情形。在该情形下，相对于被施加涉及到向上振动的外力的外管19，内管29及螺母27将要一体地下降。受此影响，滚珠丝杠轴23将要向遵照螺母27下降的朝向旋转。此时，产生妨碍螺母27下降的朝向的电动马达31的旋转驱动力。该电动马达31的旋转驱动力经由带35而传递到滚珠丝杠轴23。像这样，通过使对抗涉及到向上振动的外力的反力、即衰减力(与冲程速度的朝向为相反方向的力)作用于滚珠丝杠轴23，能够使要从车轮侧向车身侧传递的振动衰减。
〔ECU15的内部结构〕
接下来，参照图3说明电磁悬架装置11所具备的ECU15的内部结构。图3是电磁悬架装置11所具备的ECU15的内部结构图。
ECU15构成为包含进行各种运算处理的微型计算机。ECU15具有驱动力控制功能，基于由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角、即电磁致动器13的冲程位置等，对多个电磁致动器13分别进行驱动控制，由此产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力。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构成为具备信息获取部41、信息转换部43、驱动力运算部47和驱动控制部49。
信息获取部41获取由旋转变压器37检测出的电动马达31的旋转角即电磁致动器13的冲程位置、以及由簧上加速度传感器40检测出的簧上加速度的信息。由信息获取部41获取的电磁致动器13的冲程位置及簧上加速度的信息被发送到信息转换部43。
信息转换部43通过对由信息获取部41获取的电磁致动器13的冲程位置的位移以时间进行微分，而求出电磁致动器13的冲程速度(以下存在仅称为“冲程速度”的情况)。另外，信息转换部43通过对冲程速度以时间进行微分而求出电磁致动器13的冲程加速度(以下存在仅称为“冲程加速度”的情况)。而且，信息转换部43通过对由信息获取部41获取的簧上加速度以时间进行积分，而求出簧上速度。
由信息转换部43求出的冲程速度、冲程加速度、簧上速度的信息被发送到驱动力运算部47。
驱动力运算部47输入冲程速度、冲程加速度及簧上速度的信息，参照这些信息及后述的衰减力图表51、有效控制量计算部53、有效控制量修正图表55等，运算包含目标驱动力的驱动力控制信号。作为驱动力运算部47的运算结果的包含目标驱动力的驱动力控制信号被向驱动控制部49发送。关于在驱动力运算部47中进行的运算内容，详情将在后叙述。
驱动控制部49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各自具备的电动马达31供给驱动控制电力，由此分别独立地进行多个电磁致动器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，能够适合使用倒相(inverter)控制回路。
〔第1实施方式的驱动力运算部47周边的模块结构〕
接下来，参照图4A、图4B说明第1实施方式的电磁悬架装置11所具备的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”)周边的模块结构。图4A是第1实施方式的驱动力运算部47周边的模块结构图。图4B是图4A所示的驱动力运算部47所具备的有效控制量修正图表55的说明图。
第1实施方式的驱动力运算部47如图4A所示，构成为具备衰减力图表51、有效控制量计算部53、有效控制量修正图表55、乘法部57及加法部59。
在衰减力图表51中，如图4A所示，存储有与冲程速度的变化建立对应地变化的衰减力的基准值。此外，衰减力的基准值实际上被作为衰减力控制电流的基准值而存储。
在图4A所示的例子中，设定成如下特性：冲程速度越是指向伸长侧变大则指向缩短侧的衰减力越是变大，另一方面，冲程速度越是指向缩短侧变大则指向伸长侧的衰减力越是变大。该特性为以往一直使用至今的液压减震器的特性。此外，在冲程速度为零的情况下，与之对应的衰减力也为零。
第1实施方式的驱动力运算部47参照由信息转换部43求出的冲程速度及衰减力图表51的上述存储内容，求出与输入的冲程速度对应的衰减力的基准值。
有效控制量计算部53为了良好地保持车辆的乘坐舒适性，而计算出对于车辆的行驶状态和/或姿势的变化能够立即适应的伸缩力(不依存于冲程速度的朝向而产生的力)所涉及的有效控制量的基准值。具体地说，有效控制量计算部53如图4A所示，输入由信息转换部43求出的簧上速度及冲程加速度，并基于这些信息计算出天棚控制(skyhook control)等的有效控制量的基准值。这样计算出的有效控制量的基准值被发送到乘法部57。
在有效控制量修正图表55中，如图4A、图4B所示，存储有与冲程位置的变化建立对应地变化的有效控制量修正比率的值。作为有效控制量修正比率，采用(0-1)间的值(包含0、1)。有效控制量修正比率被与有效控制量的基准值相乘。由此，将有效控制量的基准值修正为与时时刻刻变化的冲程位置相应的值。
在此，参照图4B说明存储于有效控制量修正图表55的有效控制量修正比率特性。
在冲程位置存在于中立附近的中立区域CT1的情形下，作为有效控制量修正比率LT1的值而设定了固定值“1”。另外，在冲程位置存在于处于伸长侧终端附近的伸长侧终端区域CT3或处于缩短侧终端附近的缩短侧终端区域CT3的情形下，作为有效控制量修正比率LT3的值而设定了固定值“2/5(0.4)”。而且，在冲程位置存在于中立区域CT1与伸长侧及缩短侧终端区域CT3、CT3之间的中间区域CT2、CT2的情形下，作为有效控制量修正比率LT2的值，设定了随着冲程位置接近伸长侧终端侧或缩短侧终端侧而以线形逐渐减小的可变值。
在冲程位置处于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3时，以与冲程位置相对于区域CT3而处于中立区域CT1侧时相比有效控制量变小的方式设定有效控制量修正比率LT3的值的理由如下。即，在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情形下，可能会陷入上跳或回弹状态。因此，在上述情形下，主旨为以减少涉及到伸缩力的有效控制量的方式将有效控制量修正比率LT3的值设定为比LT1、LT2小的值，进行以使冲程位置从终端区域CT3朝向中立区域CT1的方式使涉及到伸缩力的有效控制量的基准值减少的修正，由此抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
此外，在电磁致动器13具备由弹性部件构成的上跳止挡件(bump stopper)或回弹止挡件(rebound stopper)(均未图示)的情况下，优选进行在电磁致动器13的构成部件与这些上跳止挡件、回弹止挡件接触为止有充分的时间延缓来修正目标驱动力的控制。这是因为本发明的主旨为抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
第1实施方式的驱动力运算部47在有效控制量计算部53中，输入由信息转换部43求出的簧上速度及冲程加速度，并基于这些信息，计算出对于车辆的行驶状态和/或姿势变化能够立即适应的伸缩力所涉及的有效控制量的基准值。另外，第1实施方式的驱动力运算部47在乘法部57中，对由有效控制量计算部53求出的有效控制量的基准值乘以参照有效控制量修正图表55而求出的有效控制量修正比率值，由此求出基于冲程位置的修正后的有效控制量。
第1实施方式的驱动力运算部47的加法部59对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值加上基于冲程位置的修正后的有效控制量，由此生成包含将衰减力及有效控制量统合了的目标驱动力的驱动力控制信号。这样生成的包含目标驱动力的驱动力控制信号被发送到驱动控制部49。接受该信号，驱动控制部49进行多个电磁致动器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说明本发明的实施方式的电磁悬架装置11的动作。图5是供说明本发明的实施方式的电磁悬架装置11的动作的流程图。
在图5所示的步骤S11中，ECU15的信息获取部41获取电磁致动器13的冲程位置及簧上加速度的信息。由信息获取部41获取的冲程位置及簧上加速度的信息被发送到信息转换部43。
在步骤S12中，ECU15的信息转换部43对在步骤S11中获取的冲程位置以时间进行微分，由此求出冲程速度。另外，ECU15的信息转换部43对冲程速度以时间进行微分，由此求出电磁致动器13的冲程加速度。这样求出的冲程速度、冲程加速度的信息被发送到驱动力运算部47。
在步骤S13中，ECU15的信息转换部43对在步骤S11中获取的簧上加速度以时间进行积分，由此求出簧上速度。这样求出的簧上速度的信息被发送到驱动力运算部47。
在步骤S14中，ECU15的驱动力运算部47输入冲程位置、冲程速度、冲程加速度及簧上速度所涉及的信息，参照这些信息及衰减力图表51、由有效控制量计算部53计算出的有效控制量的基准值、有效控制量修正图表55，进行驱动力运算处理，由此求出包含目标驱动力的驱动力控制信号。
详细地说，第1实施方式的驱动力运算部47参照从信息转换部43输入的冲程速度及衰减力图表51的存储内容(与冲程速度的变化建立对应地变化的衰减力)，求出与输入的冲程速度对应的衰减力的基准值。
接着，第1实施方式的驱动力运算部47的有效控制量计算部53输入由信息转换部43求出的簧上速度及冲程加速度，并基于这些信息，计算出涉及到伸缩力的有效控制量的基准值。
接着，第1实施方式的驱动力运算部47参照由信息获取部41获取的冲程位置及有效控制量修正图表55的存储内容(与冲程位置的变化建立对应地变化的有效控制量修正比率的值)，求出与输入的冲程值对应的有效控制量修正比率值。另外，第1实施方式的驱动力运算部47对由有效控制量计算部53计算出的有效控制量的基准值乘以参照有效控制量修正图表55而求出的有效控制量修正比率值，由此求出与有效控制量对应的活动控制电流值。
接着，第1实施方式的驱动力运算部47的加法部59对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值加上修正后的有效控制量，由此生成包含将衰减力及有效控制量统合了的目标驱动力的驱动力控制信号。
在步骤S15中，ECU15的驱动控制部49遵照通过步骤S14的运算求出的驱动力控制信号，向多个电磁致动器13各自具备的电动马达31供给驱动控制电力，由此进行多个电磁致动器13的驱动控制。
在第1实施方式的电磁悬架装置11中，进行与冲程位置相应的细致的有效控制量的修正。即，参照有效控制量修正图表55求出与冲程位置对应的有效控制量修正比率值，并使用这样求出的有效控制量修正比率值对涉及到伸缩力的有效控制量的基准值进行修正。
总之，对衰减力的基准值加上修正后的伸缩力所涉及的有效控制量的基准值。其结果为，在冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域CT3的情况下，进行以使冲程位置从终端区域CT3朝向中立区域CT1的方式增大目标驱动力的修正。
根据第1实施方式的电磁悬架装置11，在车辆的严酷行驶场景下，能够抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
〔第1实施方式的变形例的驱动力运算部47周边的模块结构〕
接下来，参照图6A、图6B说明第1实施方式的变形例的电磁悬架装置11所具备的ECU15的驱动力运算部47(以下称为“第1实施方式的变形例的驱动力运算部47”)周边的模块结构。图6A是第1实施方式的变形例的驱动力运算部47周边的模块结构图。图6B是图6A所示的驱动力运算部47所具备的衰减力修正图表61的说明图。
在此，在第1实施方式的驱动力运算部47与第1实施方式的变形例的驱动力运算部47的两者间存在很多共同结构要素。因此，关注两者间不同的结构要素进行说明，从而取代对第1实施方式的变形例的驱动力运算部47的说明。
第1实施方式的变形例的驱动力运算部47如图6A所示，构成为除了与第1实施方式的驱动力运算部47共同的结构要素即衰减力图表51、有效控制量计算部53、有效控制量修正图表55、乘法部57、加法部59以外，还具备衰减力修正图表61及乘法部63。
在第1实施方式的变形例的衰减力修正图表61中，如图6B所示，存储有与冲程位置的变化建立对应地变化的衰减力修正比率的值。作为衰减力修正比率，采用(0-1)间的值(包含0、1)。衰减力修正比率被与衰减力的基准值相乘。由此，将衰减力的基准值修正为与时时刻刻变化的冲程位置相应的值。
在此，参照图6B说明存储于衰减力修正图表61的衰减力修正比率特性。在冲程位置存在于中立区域CT1的情形下，作为衰减力修正比率LT4的值而设定了固定值“2/5(0.4)”。另外，在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情形下，作为衰减力修正比率LT6的值而设定了固定值“1”。而且，在冲程位置存在于中间区域CT2、CT2的情形下，作为衰减力修正比率LT5的值，设定了随着冲程位置接近伸长侧终端侧或缩短侧终端侧而以线形逐渐增大的可变值。
在冲程位置处于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3时，以与冲程位置相对于区域CT3而处于中立区域CT1侧时相比衰减力增大的方式设定衰减力修正比率LT6的值的理由如下。即，冲程位置处于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情况意味着可能会陷入上跳或回弹状态。因此，在上述情形下，主旨为通过以衰减力变大的方式将衰减力修正比率LT6的值设定为比LT4、LT5大的值，而将陷入上跳或回弹状态的事态防止于未然。
第1实施方式的变形例的驱动力运算部47参照冲程位置及衰减力修正图表61的上述存储内容，求出与冲程位置对应的衰减力修正比率值。另外，第1实施方式的变形例的驱动力运算部47对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值乘以与冲程位置对应的衰减力修正比率值，由此生成包含基于冲程位置的修正后的衰减力的衰减力控制信号。
另一方面，第1实施方式的变形例的驱动力运算部47在有效控制量计算部53中，输入由信息转换部43求出的簧上速度及冲程加速度，并基于这些信息，计算出对于车辆的行驶状态和/或姿势变化能够立即适应的伸缩力所涉及的有效控制量的基准值。另外，第1实施方式的变形例的驱动力运算部47在乘法部57中，对由有效控制量计算部53求出的有效控制量的基准值乘以参照有效控制量修正图表55而求出的有效控制量修正比率值，由此求出基于冲程位置的修正后的有效控制量。
第1实施方式的变形例的驱动力运算部47的加法部59对基于冲程位置的修正后的衰减力加上基于冲程位置的修正后的有效控制量，由此生成包含将衰减力及有效控制量统合了的目标驱动力的驱动力控制信号。这样生成的包含目标驱动力的驱动力控制信号被发送到驱动控制部49。接受该信号，驱动控制部49进行多个电磁致动器13的驱动控制。
在第1实施方式的变形例的电磁悬架装置11中，驱动力运算部47对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值乘以与冲程位置对应的衰减力修正比率值，由此求出基于冲程位置的修正后的衰减力，另一方面，对由有效控制量计算部53求出的有效控制量的基准值乘以参照有效控制量修正图表55而求出的有效控制量修正比率值，由此求出基于冲程位置的修正后的有效控制量。接着，驱动力运算部47对基于冲程位置的修正后的衰减力加上基于冲程位置的修正后的有效控制量，由此求出将衰减力及有效控制量统合了的目标驱动力。
总之，在第1实施方式的变形例的电磁悬架装置11中，在冲程位置处于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情况下，视为可能会陷入上跳或回弹状态，进行与冲程位置相对于区域CT3而处于中立区域CT1侧时相比增大目标驱动力的修正。
根据第1实施方式的变形例的电磁悬架装置11，能够实现与冲程位置相应的细致的衰减力及有效控制量的修正。其结果为，与第1实施方式的电磁悬架装置11相比，在车辆10的严酷行驶场景下，能够进一步提高抑制陷入上跳或回弹状态的事态的效果。
〔第2实施方式的驱动力运算部47周边的模块结构〕
接下来，参照图7A、图7B说明第2实施方式的电磁悬架装置11所具备的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”)周边的模块结构。图7A是第2实施方式的驱动力运算部47周边的模块结构图。图7B是图7A所示的驱动力运算部47所具备的惯性补偿力修正图表67的说明图。
在此，在第1实施方式的驱动力运算部47与第2实施方式的驱动力运算部47的两者间存在很多共同的结构要素。因此，关注两者间不同的结构要素进行说明，从而取代对第2实施方式的驱动力运算部47的说明。
第2实施方式的驱动力运算部47如图7A所示，构成为除了与第1实施方式的驱动力运算部47共同的结构要素即衰减力图表51、加法部59以外，还具备惯性补偿力图表65、惯性补偿力修正图表67及乘法部69。
在第2实施方式的惯性补偿力图表65中，存储有与由信息转换部43求出的冲程加速度的变化建立对应地变化的惯性补偿力的基准值。
在此，对惯性补偿力进行说明。在电磁致动器13中，伴随着内藏于电动马达31的转子(未图示)的转动的惯性成分、伴随着滚珠丝杠机构18(参照图2)的驱动的惯性成分等成为导致减震特性劣化的原因。因此，在第2实施方式的驱动力运算部47中，为了减少伴随电磁致动器13的构成部件的驱动带来的惯性成分的影响，而具备调整惯性补偿力的功能。
在图7A所示的例子中，设定成如下特性：冲程加速度越是指向伸长侧变大则指向缩短侧的惯性补偿力越是以线形变大，另一方面，冲程加速度越是指向缩短侧变大则指向伸长侧的惯性补偿力越是以线形变大。此外，在冲程加速度为零的情况下，与之对应的惯性补偿力也为零。
另外，在第2实施方式的惯性补偿力修正图表67中，如图7A、图7B所示，存储有与冲程位置的变化建立对应地变化的惯性补偿力修正比率的值。作为惯性补偿力修正比率，采用(0-1)间的值(包含0、1)。惯性补偿力修正比率被与基于冲程位置及惯性补偿力修正图表67得到的惯性补偿力的基准值相乘。由此，将惯性补偿力的基准值修正为与时时刻刻变化的冲程位置相应的值。
在此，参照图7B说明存储于惯性补偿力修正图表67的惯性补偿力修正比率特性。惯性补偿力修正比率特性如图7B所示，根据衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向是否相同而呈现不同特性。
具体地说，在衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向相同(与惯性补偿力的量相应地使驱动力增大)的情况下，惯性补偿力修正比率特性无论冲程位置的位移如何，均取图7B中虚线所示的固定值LT7(例如“1”)。
另一方面，在衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向不同(与惯性补偿力的量相应地使驱动力减少)的情况下，惯性补偿力修正比率特性根据冲程位置的位移而分别取图7B中实线所示的值(LT7、LT8、LT9)。
即，在冲程位置存在于中立区域CT1的情形下，作为惯性补偿力修正比率LT7的值而设定了固定值“1”。另外，在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情形下，作为惯性补偿力修正比率LT9的值而设定了固定值“2/5(0.4)”。并且，在冲程位置存在于中间区域CT2、CT2的情形下，作为惯性补偿力修正比率LT8的值，设定了随着冲程位置接近伸长侧终端侧或缩短侧终端侧而以线形逐渐减小的可变值。
在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3且衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向不同的情况下，以与冲程位置不存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3时相比而惯性补偿力变小的方式设定修正比率LT9的值的理由如下。即，在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情形下，可能会陷入上跳或回弹状态。另外，在衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向不同的情况下，与惯性补偿力的量相应地基于衰减力的驱动力减少。在这样的情形下，若减小惯性补偿力，则驱动力的减少幅度变小。其结果为，能够尽可能维持驱动力的大小。像这样，主旨为抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
另外，在衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向相同的情况下，无论冲程位置的位移如何，均将惯性补偿力修正比率的值设定为固定值LT7，由此禁止使惯性补偿力减少的修正。在此，在衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向相同的情况下，与惯性补偿力(固定值)的量相应地基于伸缩力的驱动力增大。由此，无论冲程位置的位移如何，均能够稳定地增大驱动力，其结果为，能够提高振动衰减性而进一步提高车辆10的乘坐舒适性。
第2实施方式的驱动力运算部47参照由信息转换部43求出的冲程加速度及惯性补偿力图表65的存储内容，而求出与冲程加速度对应的惯性补偿力的基准值。另外，第2实施方式的驱动力运算部47在乘法部69中，对参照惯性补偿力图表65的存储内容而求出的惯性补偿力的基准值乘以参照惯性补偿力修正图表67而求出的惯性补偿力修正比率值，由此求出基于冲程位置的修正后的惯性补偿力。
第2实施方式的驱动力运算部47的加法部59对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值加上基于冲程位置的修正后的惯性补偿力，由此生成包含目标驱动力的驱动力控制信号。这样生成的包含目标驱动力的驱动力控制信号被发送到驱动控制部49。接受该信号，驱动控制部49进行多个电磁致动器13的驱动控制。
根据第2实施方式的电磁悬架装置11，参照惯性补偿力修正图表67而求出与冲程位置对应的惯性补偿力修正比率值，并使用这样求出的惯性补偿力修正比率值对惯性补偿力的基准值进行修正，因此能够进行与冲程位置相应的细致的惯性补偿力的修正。其结果为，与第1实施方式的电磁悬架装置11同样地，在车辆的严酷行驶场景下，能够抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
〔第3实施方式的驱动力运算部47周边的模块结构〕
接下来，参照图8A、图8B说明第3实施方式的电磁悬架装置11所具备的ECU15的驱动力运算部47(以下称为“第3实施方式的驱动力运算部47”)周边的模块结构。图8A是第3实施方式的驱动力运算部47周边的模块结构图。图8B是图8A所示的驱动力运算部47所具备的惯性补偿力修正图表73的说明图。
在此，在第1实施方式的驱动力运算部47与第3实施方式的驱动力运算部47的两者间存在很多共同的结构要素。因此，关注两者间不同的结构要素进行说明，从而取代对第3实施方式的驱动力运算部47的说明。
第3实施方式的驱动力运算部47如图8A所示，构成为除了与第1实施方式的驱动力运算部47共同的结构要素即衰减力图表51、加法部59以外，还具备弹簧控制力图表71、弹簧控制力修正图表73及乘法部75。
在第3实施方式的弹簧控制力图表71中，存储有与由信息获取部41获取的冲程位置的变化建立对应地变化的弹簧控制力的基准值。
在此，对弹簧控制力进行说明。对于电磁致动器13，如前所述，并列设有在车辆10的车身与车轮之间设置的弹簧部件。若能够以补充该弹簧部件发挥的弹簧力的方式后发地调整与冲程位置相应的弹簧力，则对车辆的乘坐舒适性的提高、车辆10的操纵稳定性的提高会产生巨大贡献。因此，在第3实施方式的驱动力运算部47中，为了谋求车辆的乘坐舒适性的提高、车辆10的操纵稳定性的提高，而具备后发地调整弹簧控制力的功能。
在图8A所示的例子中，设定成如下特性：冲程位置越是向伸长侧位移则指向缩短侧的弹簧控制力越是以线形变大，另一方面，冲程位置越是向缩短侧位移则指向伸长侧的弹簧控制力越是以线形变大。此外，在冲程位置为中立的情况下，与之对应的弹簧控制力也为零。
另外，在第3实施方式的弹簧控制力修正图表73中，如图8A、图8B所示，存储有与冲程位置的变化建立对应地变化的弹簧控制力修正比率的值。作为弹簧控制力修正比率，采用(0-1)间的值(包含0、1)。弹簧控制力修正比率被与基于冲程位置及弹簧控制力修正图表73得到的弹簧控制力的基准值相乘。由此，将弹簧控制力的基准值修正为与时时刻刻变化的冲程位置相应的值。
在此，参照图8B说明存储于弹簧控制力修正图表73的弹簧控制力修正比率特性。弹簧控制力修正比率特性如图8B所示，根据衰减力的作用方向与弹簧控制力的作用方向是否相同而呈现不同特性。
具体地说，在衰减力的作用方向与弹簧控制力的作用方向不同(与弹簧控制力的量相应地使伸缩力减少)的情况下，弹簧控制力修正比率特性无论冲程位置的位移如何，均取图8B中虚线所示的固定值LT10(例如“2/5(0.4)”)。
另一方面，在衰减力的作用方向与弹簧控制力的作用方向相同(与弹簧控制力的量相应地使伸缩力增大)的情况下，弹簧控制力修正比率特性根据冲程位置的位移，分别取图8B中实线所示的值(LT10、LT11、LT12)。
即，在冲程位置存在于中立区域CT1的情形下，作为弹簧控制力修正比率LT10的值而设定了固定值“2/5(0.4)”。另外，在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情形下，作为弹簧控制力修正比率LT12的值而设定了固定值“1”。并且，在冲程位置存在于中间区域CT2、CT2的情形下，作为弹簧控制力修正比率LT11的值，设定了随着冲程位置接近伸长侧终端侧或缩短侧终端侧而以线形逐渐增大的可变值。
在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3、且衰减力的作用方向与弹簧控制力的作用方向相同的情况下，以与冲程位置不存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3时相比而弹簧控制力增大的方式设定修正比率LT12的值的理由如下。即，在冲程位置存在于伸长侧终端区域CT3或缩短侧终端区域CT3的情形下，可能会陷入上跳或回弹状态。在这样的情形下，若增大弹簧控制力，则将衰减力及弹簧控制力统合了的目标驱动力也增大。该目标驱动力的增大会对冲程位置以从终端区域CT3朝向中立区域CT1的方式产生作用。像这样，主旨为抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
另外，在衰减力的作用方向与惯性补偿力的作用方向不同的情况下，无论冲程位置的位移如何，均将弹簧控制力修正比率的值设定为固定值LT10，由此禁止使弹簧控制力增大的修正。在此，在衰减力的作用方向与弹簧控制力的作用方向不同的情况下，与弹簧控制力(固定值)的量相应地基于伸缩力的驱动力减少。由此，无论冲程位置的位移如何均能够使基于弹簧控制力(固定值)产生的驱动力的减少量固定，因此能够提高振动衰减性的稳定感而提高车辆10的乘坐舒适性。
第3实施方式的驱动力运算部47参照由信息获取部41获取的冲程位置及弹簧控制力图表71的存储内容，而求出与冲程位置对应的弹簧控制力的基准值。另外，第3实施方式的驱动力运算部47在乘法部75中，对参照弹簧控制力图表71的存储内容而求出的弹簧控制力的基准值乘以参照弹簧控制力修正图表73而求出的弹簧控制力修正比率值，由此求出基于冲程位置的修正后的弹簧控制力。
第3实施方式的驱动力运算部47的加法部59对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值加上基于冲程位置的修正后的弹簧控制力，由此生成包含将衰减力及弹簧控制力统合了的目标驱动力的驱动力控制信号。这样生成的包含目标驱动力的驱动力控制信号被发送到驱动控制部49。接受该信号，驱动控制部49进行多个电磁致动器13的驱动控制。
根据第3实施方式的电磁悬架装置11，参照弹簧控制力修正图表73而求出与冲程位置对应的弹簧控制力修正比率值，并使用这样求出的弹簧控制力修正比率值对弹簧控制力的基准值进行修正，因此能够实现与冲程位置相应的细致的弹簧控制力的修正。其结果为，与第1实施方式的电磁悬架装置11同样地，在车辆的严酷行驶场景下，能够抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
〔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。
基于第1观点的电磁悬架装置11具备：电磁致动器13，其与在车辆10的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置，且产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力；信息获取部41，其获取电磁致动器13的冲程位置；以及ECU(驱动力控制部)15，其设定电磁致动器13的衰减动作的目标值即目标衰减力、及伸缩动作的目标值即目标伸缩力，并且使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力的目标驱动力来进行电磁致动器13的驱动力控制。
ECU(驱动力控制部)15在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域CT3的情况下，以使冲程位置从终端区域CT3朝向中立区域CT1的方式进行目标驱动力的修正。
根据基于第1观点的电磁悬架装置11，ECU(驱动力控制部)15在由信息获取部41获取的冲程位置存在于终端区域CT3的情况下，以使冲程位置从终端区域CT3朝向中立区域CT1的方式进行目标驱动力的修正，因此在车辆10的严酷行驶场景下，能够抑制陷入上跳或回弹状态的事态。
另外，基于第2观点的电磁悬架装置11是基于第1观点的电磁悬架装置11，ECU(衰减力控制部)15设定电磁致动器13的目标惯性补偿力，并且在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比减少目标惯性补偿力的修正。
根据基于第2观点的电磁悬架装置11，在冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域CT3的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比减少目标惯性补偿力的修正，因此在基于第1观点的电磁悬架装置11的效果的基础上，能够实现与冲程位置相应的细致的惯性补偿力的修正。
另外，基于第3观点的电磁悬架装置11是基于第2观点的电磁悬架装置11，ECU(衰减力控制部)15在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域、且目标衰减力的作用方向与目标惯性补偿力的作用方向不同的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比减少目标惯性补偿力的修正。
根据基于第3观点的电磁悬架装置11，在目标衰减力的作用方向与目标惯性补偿力的作用方向不同的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比减少目标惯性补偿力的修正，因此在基于第2观点的电磁悬架装置11的效果的基础上，能够根据目标衰减力的作用方向与目标惯性补偿力的作用方向是否相同而进行细致且实用的惯性补偿力的修正。
另外，基于第4观点的电磁悬架装置11是基于第3观点的电磁悬架装置11，ECU(衰减力控制部)15在目标衰减力的作用方向与目标惯性补偿力的作用方向相同的情况下，即使在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域时，也禁止与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比减少目标惯性补偿力的修正。
根据基于第4观点的电磁悬架装置11，在目标衰减力的作用方向与目标惯性补偿力的作用方向相同的情况下，即使由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域时，也禁止与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比减少目标惯性补偿力的修正，因此在基于第3观点的电磁悬架装置11的效果的基础上，无论冲程位置的位移如何均能够稳定地增大驱动力，其结果为，能够提高振动衰减性而进一步提高车辆10的乘坐舒适性。
另外，基于第5观点的电磁悬架装置11是基于第1～第4中任一观点的电磁悬架装置11，ECU(衰减力控制部)15设定电磁致动器13的目标弹簧控制力，并且在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比增大目标弹簧控制力的修正。
根据基于第5观点的电磁悬架装置11，在冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比增大目标弹簧控制力的修正，因此在基于第1观点的电磁悬架装置11的效果的基础上，能够实现与冲程位置相应的细致的弹簧控制力的修正。
另外，基于第6观点的电磁悬架装置11是基于第5观点的电磁悬架装置11，ECU(衰减力控制部)15在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域、且目标衰减力的作用方向与目标弹簧控制力的作用方向相同的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比增大目标弹簧控制力的修正。
根据基于第6观点的电磁悬架装置11，在目标衰减力的作用方向与目标弹簧控制力的作用方向相同的情况下，进行与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比增大目标弹簧控制力的修正，因此在基于第5观点的电磁悬架装置11的效果的基础上，能够根据目标衰减力的作用方向与目标惯性补偿力的作用方向是否不同而进行细致且实用的弹簧控制力的修正。
另外，基于第7观点的电磁悬架装置11是基于第6观点的电磁悬架装置11，ECU(衰减力控制部)15在目标衰减力的作用方向与目标弹簧控制力的作用方向不同的情况下，即使在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域时，也禁止与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比增大目标弹簧控制力的修正。
根据基于第7观点的电磁悬架装置11，在目标衰减力的作用方向与目标弹簧控制力的作用方向不同的情况下，即使在由信息获取部41获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域时，也禁止与冲程位置不存在于终端区域CT3时相比增大目标弹簧控制力的修正，因此在基于第6观点的电磁悬架装置11的效果的基础上，无论冲程位置的位移如何，均能够使基于弹簧控制力产生的驱动力的减少量固定，因此能够提高振动衰减性的稳定感而进一步提高车辆10的乘坐舒适性。
〔其他实施方式〕
以上说明的多个实施方式示出了将本发明的现实化的例子。因此，不应通过这些实施方式限定性地解释本发明的技术范围。这是因为本发明在不脱离其要旨或其主要特征的情况下，能够以各种方式实施。
例如，在本发明的第1实施方式的说明中，例示并说明了通过对由有效控制量计算部53计算出的有效控制量的基准值乘以参照有效控制量修正图表55而求出的有效控制量修正比率值，来求出与有效控制量对应的活动控制电流值的方式，但本发明并不限定于该例。也可以采用如下结构：在对参照衰减力图表51而求出的衰减力的基准值加上由有效控制量计算部53计算出的有效控制量的基准值后，对该相加值乘以与冲程位置的变化建立对应地变化的有效控制量修正比率值。
另外，在本发明的实施方式的说明中，列举在前轮(左前轮、右前轮)及后轮(左后轮、右后轮)双方总计配置四个电磁致动器13的例子进行了说明，但本发明并不限定于该例。也可以采用在前轮或后轮的某一方共计配置两个电磁致动器13的结构。
另外，在本发明的实施方式的电磁悬架装置11的说明中，例示并说明了作为修正比率值LT1～LT12而认为合适的值，但本发明并不限定于该例。作为修正比率值LT1～LT12，只要采用在试验、模拟等中得到的适当的值即可。
另外，在本发明的实施方式的电磁悬架装置11的说明中，列举信息获取部41获取电磁致动器13的冲程位置、及由簧上加速度传感器40检测出的簧上加速度的信息的例子进行了说明，但本发明并不限定于该例。作为信息获取部41的获取信息，也可以获取车辆10所涉及的装载量的信息。该情况下，信息转换部43可以构成为，基于车辆10所涉及的装载量的信息，来调整电磁致动器13的冲程位置的基准值(例如冲程位置的中央值)。

Claims (6)

1.一种电磁悬架装置，其特征在于，具备：
电磁致动器，其与在车辆的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置，且产生涉及到衰减动作及伸缩动作的驱动力；
信息获取部，其获取所述电磁致动器的冲程位置；以及
驱动力控制部，其设定所述电磁致动器的衰减动作的目标值即目标衰减力、及伸缩动作的目标值即目标伸缩力，并且使用基于该设定的目标衰减力及目标伸缩力的目标驱动力来进行所述电磁致动器的驱动力控制，
所述驱动力控制部在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，以使冲程位置从所述终端区域朝向中立区域的方式进行所述目标驱动力的修正，
所述驱动力控制部设定所述电磁致动器的目标惯性补偿力，并且在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，进行与冲程位置不存在于所述终端区域时相比减少所述目标惯性补偿力的修正。
2.根据权利要求1所述的电磁悬架装置，其特征在于，
所述驱动力控制部在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域、且所述目标衰减力的作用方向与所述目标惯性补偿力的作用方向不同的情况下，进行与冲程位置不存在于所述终端区域时相比减少所述目标惯性补偿力的修正。
3.根据权利要求2所述的电磁悬架装置，其特征在于，
所述驱动力控制部在所述目标衰减力的作用方向与所述目标惯性补偿力的作用方向相同的情况下，即使在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域时，也禁止与冲程位置不存在于所述终端区域时相比减少所述目标惯性补偿力的修正。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电磁悬架装置，其特征在于，
所述驱动力控制部设定所述电磁致动器的目标弹簧控制力，并且在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域的情况下，进行与冲程位置不存在于所述终端区域时相比增大所述目标弹簧控制力的修正。
5.根据权利要求4所述的电磁悬架装置，其特征在于，
所述驱动力控制部在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域、且所述目标衰减力的作用方向与所述目标弹簧控制力的作用方向相同的情况下，进行与冲程位置不存在于所述终端区域时相比增大所述目标弹簧控制力的修正。
6.根据权利要求5所述的电磁悬架装置，其特征在于，
所述驱动力控制部在所述目标衰减力的作用方向与所述目标弹簧控制力的作用方向不同的情况下，即使在由所述信息获取部获取的冲程位置存在于冲程终端附近的终端区域时，也禁止与冲程位置不存在于所述终端区域时相比增大所述目标弹簧控制力的修正。
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