CN112969601A - 悬架控制装置 - Google Patents

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Abstract

具备:车辆行为检测部(加速度传感器);电流变阻尼器,其设置于车身(1)和车轮(2)之间;阻尼力的控制器,其基于所述车辆行为检测部的检测结果进行控制以调整电流变阻尼器。控制器具有:目标电压值设定部(阻尼力指令运算部),其基于所述车辆行为检测部的检测结果求出向电极筒施加的目标电压值;温度推定部,其检测或推定ERF的温度;控制器具备目标电压值修正部(输出限制部),该目标电压值修正部为了基于所述温度推定部的值调整活塞速度V而变更所述目标电压值。

Description

悬架控制装置
技术领域
本发明涉及搭载于例如四轮汽车等车辆的悬架控制装置。
背景技术
在以四轮汽车为代表的车辆上,在车身(簧上)侧和各车轮(簧下)侧之间设置有缓冲器(阻尼器)。在这种缓冲器中,已知一种设为如下结构的电流变阻尼器:将电流变液用作封入缸内的工作流体,通过增减向该电流变液施加的电场,可变地调整所产生的阻尼力(参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-2368号公报
专利文献2:日本特开平10-119529号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,就以电流变液为代表的功能性流体而言,其包括粘性在内的特性受周围温度影响而显著变化。例如,就低温状态的功能性流体而言,其粘性过高而难以进行阻尼力的调整。另外,就高温时的功能性流体而言,不仅仅粘性过度下降,温度上升引起的过热也成为问题。
用于解决技术问题的手段
本发明的目的在于,提供一种悬架控制装置,其能够将功能性流体控制为适当的温度而抑制性能下降,且能够抑制过热。
本发明的一实施方式的悬架控制装置的特征在于,具有:车辆行为检测部,该车辆行为检测部检测车辆的行为;阻尼力调整式缓冲器,该阻尼力调整式缓冲器设置于所述车辆的相对移动的两个部件之间;控制器,该控制器基于所述车辆行为检测部的检测结果进行控制,以调整所述阻尼力调整式缓冲器的阻尼力;所述阻尼力调整式缓冲器具备:缸,该缸中封入有流体性状根据电场或磁场而变化的功能性流体;活塞,该活塞可滑动地插入于该缸内;活塞杆,该活塞杆与该活塞连结且延伸到所述缸的外部;电极,该电极设置于通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生所述功能性流体的流动的部分,对所述功能性流体施加电场或磁场;所述控制器具有:目标电压值设定部,该目标电压值设定部基于所述车辆行为检测部的检测结果求出向所述电极施加的目标电压值;温度推定部,该温度推定部检测或推定所述功能性流体的温度;所述控制器具备目标电压值修正部,该目标电压值修正部为了基于所述温度推定部的值调整活塞速度而变更所述目标电压值。
根据本发明的一实施方式,将功能性流体的温度控制为适当的温度而抑制阻尼力调整式缓冲器的性能下降,且能够抑制过热。
附图说明
图1是表示第一实施方式的悬架控制装置的整体结构的控制框图。
图2是将图1中的电流变阻尼器具体化示出的纵剖视图。
图3是将图1中的温度推定部具体化示出的控制框图。
图4是表示图3中的温度修正部中的修正系数的计算图谱的特性线图。
图5是表示图1中的温度测定控制部进行的控制处理的流程图。
图6是表示用于在图1中的输出限制部进行与阻尼器温度相应的输出限制的最低电压指令限制值和最大电压指令限制值的特性的特性线图。
图7是表示相对于阻尼器温度的阻尼力和电压指令值的关系的特性线图。
图8是表示第二实施方式的温度推定部的控制框图。
图9是表示计算图8中的阻尼器温度初始值的初始值计算部的控制框图。
图10是表示第三实施方式的温度推定部的控制框图。
图11是表示第四实施方式的最高车速限制处理的控制框图。
图12是表示第五实施方式的悬架控制装置的整体结构的控制框图。
图13是表示将对电流变阻尼器的控制指令值从软变为硬的情况下的振动频率和阻尼器发热量的关系的特性线图。
图14是在使路面振幅比图13大的状态下表示振动频率和阻尼器发热量的关系的特性线图。
图15是在使路面振幅比图14大的状态下表示振动频率和阻尼器发热量的关系的特性线图。
图16是在使路面振幅比图15大的状态下表示振动频率和阻尼器发热量的关系的特性线图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式的悬架控制装置,以搭载于作为车辆的四轮汽车的情况为例,根据附图对其进行说明。
在此,图1~图7表示第一实施方式。在图1中,车身1构成四轮汽车(车辆)的主体。在车身1的下侧设置有与车身1一起构成车辆的车轮2(例如,左、右的前轮和左、右的后轮)。车轮2包括轮胎3而构成,轮胎3作为吸收路面的细微的凹凸的弹簧起作用。
悬架装置4设置于成为车辆的相对移动的两个部件的车身1和车轮2之间。悬架装置4由悬架弹簧5(以下称为弹簧5)和与该弹簧5并排且设置于两个部件即车身1和车轮2之间的阻尼力调整式缓冲器(以下称为电流变阻尼器6)构成。注意,在图1中,例示出将一组悬架装置4设置于车身1和车轮2之间的情况。但是,悬架装置4例如在四个车轮2和车身1之间单独地独立,合计设置有四组,在图1中仅示意性地示出其中的一组。
设置于车身1侧的弹簧上加速度传感器7安装于例如处于电流变阻尼器6的附近的车身1的规定位置。弹簧上加速度传感器7在弹簧上(即车身1)侧检测上下方向的振动加速度,并将其检测信号向控制器21输出。另一方面,弹簧下加速度传感器8设置于车辆的车轮2侧。弹簧下加速度传感器8在弹簧下(即车轮2)侧检测上下方向的振动加速度,并将其检测信号(即弹簧下加速度)向控制器21输出。
在此,弹簧上加速度传感器7及弹簧下加速度传感器8构成检测车辆的行为的车辆行为检测部。注意,车辆行为检测部不限于设置于电流变阻尼器6的附近的弹簧上加速度传感器7和弹簧下加速度传感器8。车辆行为检测部例如可以仅由弹簧上加速度传感器7构成,也可以由车高传感器(未图示)构成。而且,车辆行为检测部可以由检测车轮2的旋转速度的车轮速传感器(未图示)等构成,也可以是加速度传感器7、8、车高传感器以外的检测车辆的行为(状态量)的车辆行为检测传感器。在该情况下,例如也可以通过根据一个弹簧上加速度传感器7的信息(加速度)和车轮速传感器的信息(车轮速)推定各车轮2的上下运动来检测车辆的上下运动。
在车身1上设置有检测周围温度的外界气温传感器9。外界气温传感器9例如检测车身1的周围温度,并将其检测信号向控制器21输出。如图3所示,控制器21的温度推定部28能够基于来自外界气温传感器9的检测信号如下所述地进行推定运算来求出电流变液10的温度状态。
接下来,参照图2对电流变阻尼器6的具体结构进行说明。悬架装置4的电流变阻尼器6是使车轮2的上下运动衰减的阻尼器。电流变阻尼器6将电流变液10用作封入内部的工作流体(功能性流体),作为阻尼力调整式缓冲器(半主动阻尼器)进行工作。
如图2所示,电流变阻尼器6包括如下部件而构成:作为缸的内筒11及外筒12,其中封入有电流变液10(以下称为ERF10);活塞13,其可滑动地插入于内筒11内;活塞杆14,其与活塞13连结并延伸到内筒11及外筒12的外部;作为电极的电极筒15,其设置于通过内筒11内的活塞13的滑动而产生ERF10的流动的部分,且对ERF10施加电场。经由后述的电极销18A将基于电压指令的高电压施加到电极筒15。
在此,电流变阻尼器6在内筒11和外筒12之间形成有环状的储液室A,气体与工作液体(ERF10)一起被封入该储液室A内。另外,内筒11的内部被活塞13划分成两个室(即,底侧油室B和杆侧油室C)。在内筒11和电极筒15之间形成有环状的电极通路16。该电极通路16是杆侧油室C内的ERF10从内筒11的油孔11A朝向储液室A流通的液通路,在电极通路16内通过活塞13的滑动而产生ERF10的流动。
ERF10是性状根据电场(电压)而变化的功能性流体。ERF10例如包含由硅油等组成的基油(基础油)和混入(分散)该基油中且粘性根据电场的变化而变化的粒子(微粒子)。由此,ERF10的粘性(粘度)根据施加的电压而变化,由此增减流动阻力(阻尼力)。即,电流变阻尼器6根据对设置于产生ERF10的流动的部分的电极筒15施加的电压,能够将所产生的阻尼力的特性(阻尼力特性)从硬(Hard)的特性(硬特性)连续调整为软(Soft)的特性(软特性)。注意,也可以是,电流变阻尼器6即使不连续地调整阻尼力特性,也能够分两级或多级进行调整。
在此,图2所示的电流变阻尼器6为单流结构。因此,在活塞杆14的收缩行程和伸出行程这两个行程中,内筒11内的ERF10从内筒11的油孔11A经由电极通路16向储液室A内始终向一个方向(即,在图2中由双点划线所示的箭头F的方向)流通。在该情况下,作为中间筒的电极筒15通过在整个周向上围绕在内筒11的外周侧,在内筒11的外周侧和电极筒15的内周侧之间形成环状的电极通路16。
在活塞13在内筒11内沿轴向进行滑动位移(即,活塞杆14以重复收缩行程和伸出行程的方式进行进退活动)时,电极通路16内的ERF10通过该进退运动而从电极通路16的轴向的上侧朝向下侧流动。此时,在电极通路16内产生与施加到电极筒15的电压相应的电位差,ERF10的粘度根据该电位差而变化。换言之,电流变阻尼器6在内筒11和电极筒15之间的电极通路16内产生电位差,可变地控制在电极通路16中通过的ERF10的粘度,由此,能够调整所产生的阻尼力。
高电压驱动器17是产生应对电流变阻尼器6的ERF10施加的高电压的装置。因此,高电压驱动器17与控制器21的输出侧连接,并且也与成为电源的蓄电池(未图示)连接。与此同时,高电压驱动器17经由构成(高电压)直流电力线的高电压输出线18以及地线19与电流变阻尼器6(电极筒15及成为阻尼器外壳的外筒12)连接。在高电压输出线18的前端侧设置有用于对电极筒15施加电压(高电压)的电极销18A。
注意,在图2中,为了明确表示高电压输出线18及地线19,将高电压驱动器17以沿径向离开电流变阻尼器6的外筒12的状态示出。但是,实际上,高电压驱动器17形成为箱形结构,以对接状态固定于外筒12的外周面。因此,如果电流变阻尼器6内的ERF10进入高温状态,则高电压驱动器17经由外筒12直接受到其引起的热影响。
高电压驱动器17包括微型计算机、升压电路、电流检测电路(均未图示)。高电压驱动器17基于从控制器21经由响应度补偿部32输出的指令(高电压指令)对从所述蓄电池输出的直流电压进行升压,并将该升压的高电压施加(输出)到电流变阻尼器6的电极筒15。另外,高电压驱动器17监测(监视)供给至电流变阻尼器6的电流、即由高电压驱动器17升压后的电流,并将该电流的监测信号(高电压电流监测信号)作为高电压电流监测值(高电压电流值)向控制器21的温度推定部28输出(参照图3)。
控制器21也被称为悬架装置用的ECU(Electronic Control Unit:单子控制单元),例如包括微型计算机。控制器21例如如图1所示,与加速度传感器7、8及高电压驱动器17经由通信线、例如数据通信所需的传输线路网络即CAN(Controller Area Network:控制器局域网)连接。控制器21基于弹簧上加速度传感器7及弹簧下加速度传感器8的检测结果进行控制,以调整电流变阻尼器6的阻尼力。即,控制器21根据从弹簧上加速度传感器7和弹簧下加速度传感器8获得的信息,基于后述的运算处理,计算向高电压驱动器17输出的指令(即,高电压指令值),控制作为阻尼力可变阻尼器的电流变阻尼器6。
除了从弹簧上加速度传感器7输出的弹簧上加速度信号和从弹簧下加速度传感器8输出的弹簧下加速度信号之外,还将从高电压驱动器17输出的高电压电流监测信号等输入控制器21。控制器21基于成为车辆的行为信息(车辆行为信号)的弹簧上加速度信号及弹簧下加速度信号和成为电流变阻尼器6的电力信息(缓冲器电力信号)的高电压电流监测信号(及根据需要的高电压监测信号),计算与应由电流变阻尼器6输出的力(阻尼力)对应的高电压指令。
控制器21将其计算出的高电压指令(高电压指令信号)向高电压驱动器17输出。高电压驱动器17基于来自控制器21的高电压指令,将与该指令相应的高电压向电流变阻尼器6的电极筒15输出。输入了高电压的电流变阻尼器6根据该电压值(电极筒15和内筒11之间的电位差)的变化而ERF10的粘性变化,能够切换(调整)电流变阻尼器6的阻尼力特性。
在此,如图1所示,控制器21具备积分器22、23、减法器24、目标阻尼力计算部25、阻尼力限制部26、阻尼力指令运算部27、温度推定部28、输出限制部29、温度测定控制部30、最大值选择部31及响应度补偿部32。控制器21的积分器22通过对来自弹簧上加速度传感器7的检测信号进行积分,计算成为车身1的上、下方向速度的簧上速度。
减法器24进行来自弹簧上加速度传感器7的检测信号和来自弹簧下加速度传感器8的检测信号之间的减法处理,运算弹簧上加速度和弹簧下加速度之差。该差值与车身1(簧上)和车轮2(簧下)之间的相对加速度对应。积分器23对从减法器24输出的差值(相对加速度)进行积分,由此,计算电流变阻尼器6的簧上和簧下之间的相对速度(即,车身1和车轮2之间的上、下方向的相对速度)。该相对速度是与后述的活塞13的位移速度(即,活塞速度V)相当的速度。
目标阻尼力计算部25基于来自积分器22的簧上速度输出在电流变阻尼器6中产生的目标阻尼力。该目标阻尼力例如根据天棚控制理论而求出。即,目标阻尼力计算部25将通过天棚控制理论求出的天棚衰减系数Csky和簧上速度相乘,计算目标阻尼力。注意,作为计算目标阻尼力的控制规则,不限于天棚控制,例如能够使用最佳控制、H∞控制等反馈控制。另外,虽然使用目标阻尼力作为控制指令,但也可以使用目标衰减系数。
阻尼力限制部26分别按照正值和负值独立地限制目标阻尼力的最大值。阻尼力限制部26基于由后述的温度推定部28推定运算出的ERF10的修正推定温度(参照图3)、车身1和车轮2之间的上、下方向的相对速度,对目标阻尼力的最大值施加限制,抑制在电流变阻尼器6中产生的阻尼力过大。
阻尼力指令运算部27具备如在图1中示出的指令图谱那样将成为目标的阻尼力F和电流值I的关系按照所述相对速度和修正推定温度设定为可变的F-I图谱(相对速度、温度、阻尼力F及电流值I的指令图谱)。阻尼力指令运算部27基于从阻尼力限制部26输出的信号(阻尼力的信号)、从积分器23输出的信号(相对速度)和从温度推定部28输出的修正推定温度,计算应向电流变阻尼器6的电极筒15输出的作为高电压指令的指令值。
将阻尼力指令运算部27的指令图谱作为与目标阻尼力、相对速度、温度、应施加的指令电压之间的关系(特性)对应的图谱,预先通过实验、模拟等求出,并设定(存储)于阻尼力指令运算部27。阻尼力指令运算部27结合此时的ERF10的推定温度(阻尼器温度),计算作为高电压指令的指令值。由此,能够将由阻尼力指令运算部27算出的高电压指令值设为与此时的ERF10的温度相应的值。
阻尼力指令运算部27构成基于车辆行为检测部(例如,弹簧上加速度传感器7和弹簧下加速度传感器8)的检测结果求出施加到电极筒15的目标电压值(电压指令值)的目标电压值设定部。注意,本实施方式中采用的阻尼力指令运算部27在高电压指令值的计算中使用图谱,但不限于图谱,也可以使用例如与目标阻尼力、相对速度、温度、指令电压之间的关系(特性)对应的计算式(函数)、阵列等。
温度推定部28是通过ERF10的温度的推定运算进行求取的温度推定部。如图3所示,将从高电压驱动器17输出的高电压监测信号及高电压电流监测信号和来自外界气温传感器9的检测信号(外界气温信息)输入温度推定部28。在温度推定部28中具备基于来自高电压驱动器17的高电压监测信号及高电压电流监测信号求出ERF10的电阻值并根据该电阻值计算ERF10的推定温度的温度计算图谱部28A和温度修正部28B。
温度修正部28B基于从温度计算图谱部28A输出的推定温度和来自外界气温传感器9的信号(外界气温)来计算ERF10的修正推定温度。在此,在外界气温和/或ERF10的温度低且高电压电流监测信号的电流值极小的情况下,难以利用温度计算图谱部28A进行温度推定。因此,在温度修正部28B中,在推定温度达到一定值以上之前将外界气温传感器9的检测值(外界气温)设为修正推定温度,在为其以上的情况下,根据推定温度逐渐变更推定温度的权重,将修正推定温度从外界气温向推定温度顺畅地切换。
在图4中,由虚线示出的特性线33表示修正系数根据外界气温的的特性,在外界气温为0℃以下(冰点以下)的极低温的情况下,将修正系数设定为“1”。在外界气温为0~20℃的区间中,将修正系数设定为从“1”逐渐减小至“0”。另一方面,在图4中,由实线示出的特性线34表示修正系数根据来自温度计算图谱部28A的推定温度的特性,在外界气温为0℃以下(冰点以下)的极低温的情况下,将修正系数设定为“0”。在外界气温为0~20℃的区间中,将修正系数设定为从“0”逐渐变大至“1”。
这样,温度推定部28的温度修正部28B使外界气温传感器9的检测值(外界气温)和来自温度计算图谱部28A的推定温度乘以特性线33、34的修正系数,通过该相乘结果求出ERF10的温度(即,图3所示的修正推定温度)。
接下来,输出限制部29基于从温度推定部28输出的修正推定温度,对从阻尼力指令运算部27输出的电压指令值施加限制,计算带输出限制的电压指令值。即,在输出限制部29中,基于从温度推定部28输出的修正推定温度(即,推定出的阻尼器温度),对基于例如图6所示的特性线35、36这样的输出限制图谱的输入指令施加限制,计算带输出限制的电压指令值。输出限制部29构成目标电压值修正部,该目标电压值修正部为了基于由温度推定部28(所述温度推定部)推定出的阻尼器温度调整活塞速度V(即,图1所示的相对速度)而变更所述目标电压值。
接下来,温度测定控制部30是用于例如在发动机起动时及高电压指令在一定时间内为设定值以下的情况下对高电压驱动器17输出一定的伪指令的控制部。图5表示温度测定控制部30进行的控制处理的一例。
即,如果图5的控制处理开始,则在步骤1中判定是否处于发动机起动时。在步骤1中判定为“是”时,由于处于发动机起动时,因此从未施加一次电压,在温度推定部28不能对ERF10的温度进行推定运算。因此,在接下来的步骤2中,在一定时间内都输出一定的指令(高电压指令的伪信号)。由此,从温度测定控制部30经由最大值选择部31向高电压驱动器17输出伪电压指令。因此,如图3所示,温度推定部28的温度修正部28B能够从高电压驱动器17接收高电压监测信号和高电压电流监测信号,因为检测到电流,所以能够进行温度推定。
另一方面,在步骤1中判定为“否”时,在发动机起动后车辆处于可行驶状态,因此在接下来的步骤4、5中,判定最大指令值是否在一定时间内都小于设定值。在步骤4、5中判定为“否”时,最大指令值小于设定值的状态未在一定时间内持续,因此在该情况下,不输出所述伪信号,在步骤3中返回。
但是,在步骤4、5中判定为“是”时,与上述起动时大致相同,不能在温度推定部28中对ERF10的温度进行推定运算。例如,在图6、图7所示的阻尼器温度为0~20℃以下的低温时,像特性线35、36那样将从高电压驱动器17输出到电流变阻尼器6的时间电压设定为零(0kv)。在这样的情况下,从控制器21输出到高电压驱动器17的电压指令值小于设定值,在步骤4、5中判定为“是”,最大指令值小于设定值的状态在一定时间内持续。
因此,通过所述步骤2的处理在一定时间内输出一定的指令(高电压指令的伪信号)。由此,从温度测定控制部30经由最大值选择部31向高电压驱动器17输出伪高电压指令。由此,即使在发动机起动时以及输出电压低且电流值极小而无法进行温度推定的情况下,高电压驱动器17也产生电压,因为检测到电流,所以能够进行温度推定。
最大值选择部31选择从阻尼力指令运算部27经由输出限制部29输出的电压指令值(带输出限制的指令值)和从温度测定控制部30输出的电压指令值中的值较大的一方的电压指令值,并将所选择的电压指令值经由响应度补偿部32向高电压驱动器17输出。即,在如图5所示的流程图那样,例如发动机起动时以及高电压指令在一定时间内为设定值以下的情况下,在步骤2中从温度测定控制部30输出的指令输出(伪指令)大于从阻尼力指令运算部27经由输出限制部29输出的电压指令值。
在这样的情况下,最大值选择部31选择温度测定控制部30的伪指令输出,并将一定的伪指令作为电压指令值对高电压驱动器17输出。但是,在除此之外的情况下,由最大值选择部31选择从阻尼力指令运算部27(输出限制部29)输出的电压指令值,该电压指令值经由响应度补偿部32输出到高电压驱动器17。
响应度补偿部32基于从温度推定部28输出的修正推定温度来修正从最大值选择部31选择性地输出的电压指令值。即,就电流变阻尼器6内的ERF10而言,在较高温度的情况下,电压指令值变化时的粘性变化快,切换响应性提高。另一方面,在温度较低的情况下,电压指令值变化时的ERF10的粘性变化变慢,切换响应性下降。
因此,响应度补偿部32对于从最大值选择部31输出的电压指令值,响应度补偿部32通过与此时的温度相应的响应度补偿对其进行修正,从而将修正的高电压指令值向高电压驱动器17输出。更具体而言,响应度补偿部32在ERF10的温度较高的情况下加大对切换速度的限制(例如,对电压指令值的变化速度的限制),在温度较低的情况下减小对切换速度的限制(例如,对高电压指令值的变化速度的限制)。
高电压驱动器17将与来自响应度补偿部32的修正高电压指令值对应的高电压向电流变阻尼器6的电极筒15输出。由此,电流变阻尼器6内的ERF10的粘性根据施加的高电压的电场而变化,能够根据ERF10的粘性而可变地调整在电流变阻尼器6中产生的阻尼力。注意,作为其它响应度补偿方法,也可以预先存储与ERF10的温度相应的阻尼力的切换响应性,通过将该响应性的反向特性考虑为高电压指令来根据响应性修正高电压指令。
这样,响应度补偿部32通过根据温度而对电压指令变化设置限制来计算最终的电压指令值(修正高电压指令值)。而且,控制器21通过将来自响应度补偿部32的最终的电压指令值(修正高电压指令值)向高电压驱动器17输出来切换电流变阻尼器6的阻尼力。由此,无论ERF10的温度如何(无论温度是高还是低),都能够使在电流变阻尼器6中产生的阻尼力靠近在ERF10的基准温度下产生的基准阻尼力。
注意,在本实施方式中,使用目标阻尼力作为控制指令,但也可以使用目标衰减系数。另外,响应度补偿部32也可以根据情况省略。在该情况下,可以设为将从最大值选择部31输出的电压指令值向高电压驱动器17输出的结构。
在图7中,由实线所示的特性线37、39表示ERF10的温度(阻尼器温度)和由电流变阻尼器6产生的阻尼力之间的关系。特性线37是将阻尼力调整为软的特性的情况,在该情况下,将沿着特性线35的电压的高电压指令值从控制器21输出到高电压驱动器17。特性线39是将阻尼力调整为硬的特性的情况,在该情况下,将沿着特性线36的电压的高电压指令值从控制器21输出到高电压驱动器17。
在图7中,由虚线所示的特性线38、40是例如不由输出限制部29对电压指令值施加限制的情况(以下称为比较例),表示比较例中的ERF10的温度(阻尼器温度)和由电流变阻尼器6产生的阻尼力之间的关系。特性线38相当于将阻尼力调整为软的特性的比较例的情况,特性线40相当于将阻尼力调整为硬的特性的比较例的情况。
在图7中由实线所示的特性线37、39中的阻尼器温度为0℃以下的特性线部37A、39A中,因为ERF10的粘度(粘性)随着温度降低而提高,所以根据来自控制器21的电压指令值从高电压驱动器17输出到电流变阻尼器6(电极筒15)的施加电压如特性线35、36那样下降到最低值(0kv),特性线部37A、39A的阻尼力成为相同的特性。
在比较例的特性线40中,在阻尼器温度为-20~+20℃的范围内,硬的特性的阻尼力大于特性线39(本实施方式)。但是,就电流变阻尼器6而言,即使在低温时想要将阻尼力调整为较大,活塞13的位移速度(活塞速度)也变得过慢,发热被抑制,在ERF10的温度上升中花费多余的时间。因此,在本实施方式中,如特性线部39A、39B那样,通过将硬的特性的阻尼力抑制为比比较例的特性线40小,能够尽可能加快活塞速度(相对速度),能够提前使ERF10温度上升。
另外,在比较例的特性线40中,在阻尼器温度为90℃以上的范围内,使硬的特性的阻尼力大于特性线39的特性线部39C。如果阻尼器温度为高温(例如,90℃以上),则电流变阻尼器6和高电压驱动器17暴露于高温,因此特别担心高电压驱动器17的过热。因此,在本实施方式中,像特性线部39C那样,通过将高温时的硬的特性的阻尼力抑制为比比较例的特性线40小来抑制ERF10的温度上升。
另外,在本实施方式中,在例如40℃以上的阻尼器温度较高的范围内,软的特性的阻尼力如特性线37的特性线部37B、37C那样,设定为比比较例的特性线38大。在该情况下,为了抑制阻尼器温度上升到其以上,使高温时的软的特性的阻尼力比比较例的特性线40大。由此,能够提高阻尼力以便能够尽可能减慢活塞速度,能够抑制ERF10的温度过度上升。
第一实施方式的悬架控制装置具有如上所述的结构,接下来,对使用控制器21可变地控制电流变阻尼器6的阻尼力特性的处理进行说明。
在车辆行驶时,从弹簧上加速度传感器7向控制器21输入与弹簧上加速度对应的检测信号,从弹簧下加速度传感器8向控制器21输入与弹簧下加速度对应的检测信号。此时,控制器21的积分器22通过对弹簧上加速度进行积分来计算簧上速度。而且,目标阻尼力计算部25通过例如将天棚衰减系数乘以所述簧上速度来计算应由电流变阻尼器6产生的目标阻尼力。
另一方面,在控制器21的减法器24中,通过从弹簧上加速度减去弹簧下加速度来计算相对加速度,积分器23为了计算相对速度而对所述相对加速度进行积分,由此,计算车身1和车轮2之间的相对速度。另外,控制器21的温度推定部28基于外界气温传感器9的传感器值(外界气温信息)、高电压驱动器17的高电压监测(电压)及高电压电流监测(电流),如图3所示对ERF10的修正推定温度(阻尼器温度)进行推定运算。
在此,控制器21的阻尼力限制部26基于由温度推定部28推定运算出的阻尼器温度、车身1和车轮2之间的上、下方向的相对速度来对目标阻尼力的最大值施加限制。阻尼力限制部26分别按照正值和负值独立地限制目标阻尼力的最大值。而且,接下来的阻尼力指令运算部27根据此时的目标阻尼力、相对速度以及ERF10的温度,使用指令图谱计算与应由高电压驱动器17输出的电压(高电压)对应的高电压指令值。而且,输出限制部29基于从温度推定部28输出的阻尼器温度对从阻尼力指令运算部27输出的高电压指令值施加限制,计算带输出限制的电压指令值。
即,输出限制部29基于从温度推定部28输出的阻尼器温度,对基于例如图6所示的特性线35、36那样的输出限制图谱的输入指令施加限制,计算带输出限制的电压指令值。根据该电压指令值从高电压驱动器17输出到电流变阻尼器6(电极筒15)的高电压被限制在由图6所示的特性线35、36包围的范围内。特性线35表示根据由温度推定部28推定出的阻尼器温度而设定的最低电压指令限制值的特性,特性线36表示根据阻尼器温度而设定的最高电压指令限制值的特性。
因此,在阻尼器温度比规定温度(例如,0℃)低时,能够根据从最大值选择部31输出的电压指令值,沿着最低电压指令限制值(特性线35)控制从高电压驱动器17输出到电流变阻尼器6(电极筒15)的高电压。由此,像在图7中由实线所示的特性线部37A、39A那样,无论是软的特性还是硬的特性,都能够将电流变阻尼器6的阻尼力特性抑制为小的阻尼力。
在此,在将ERF10的衰减系数设为C1,将活塞速度设为V时,电流变阻尼器6的发热量Q由下述的式(1)表示。
Q=C1×V2……(1)
由此,电流变阻尼器6的发热量Q以活塞速度V的二次方而变大,所以只要能够加快活塞速度V(即,图2所示的活塞13的位移速度),即通过将阻尼力设定为软,就能够增加ERF10的发热。换言之,在不切换阻尼力的极低温(例如,比0℃低的温度)时,通过根据来自控制器21的高电压指令将从高电压驱动器17向电极筒15输出的电压(高电压)例如限制为0V(零伏),能够加快活塞13的位移速度(活塞速度V),能够使电流变阻尼器6在极低温时提前发热。由此,在极低温时,能够尽快将ERF10的温度(阻尼器温度)控制到合适的温度,还能够抑制耗电量。
另一方面,在阻尼器温度为高温(例如,40~90℃以上的温度)时,要求尽可能不使阻尼器温度上升,防止高电压驱动器17的过热和抑制过热的产生。
因此,例如控制器21的输出限制部29在阻尼器温度为高温(例如,90℃以上)时根据来自控制器21的高电压指令将从高电压驱动器17向电极筒15输出的最大电压指令限制值像特性线36(例如,90~120℃)那样设定为较小。即,通过在阻尼器温度为90℃以上的范围内将硬的特性的阻尼力像特性线39的特性线部39C那样抑制为比比较例的特性线40小,抑制ERF10的温度上升。在该情况下,因为电流值相对于电压呈指数增长,所以能够通过限制20%左右的最大电压指令限制值来将发热减半。
另外,根据来自控制器21的高电压指令从高电压驱动器17向电极筒15输出的最低电压指令限制值在例如40℃以上的阻尼器温度较高的范围内被像特性线35那样设定。由此,能够将软的特性的阻尼力如特性线37的特性线部37B、37C那样设定为比比较例的特性线38大。在该情况下也一样,通过使高温时的软的特性的阻尼力比比较例的特性线40大,能够尽可能减慢活塞速度,能够抑制ERF10的温度过度上升。
此外,温度推定部28在根据来自控制器21的高电压指令从高电压驱动器17向电极筒15输出的施加电压为零(即,未产生电压的电流为零)的情况下,不能计算ERF10的电气特性(例如,电阻值),所以不能对阻尼器温度进行推定运算。
因此,控制器21的温度测定控制部30为了发动机起动时(运作之后)的温度推定用、和在低温(例如,图6、图7所示的阻尼器温度20℃以下)时将特性线35、36的电压值设定为零的情况下进行温度推定,像图5所示的步骤2那样,在一定时间内都输出一定的电压指令。即,从温度测定控制部30经由最大值选择部31向高电压驱动器17输出伪高电压指令。由此,即使在发动机起动时以及输出电压较低、电流值为零而不能进行温度推定的情况下,通过由高电压驱动器17接收伪高电压指令,温度推定部28因为能够检测电流,所以也能够进行温度推定。
这样,在发动机起动时和不能检测温度推定所需的电流值的情况下(电压指令较低的状态的情况下),通过为了进行温度推定而输出一定的电压指令(伪高电压指令),能够进行温度推定,能够在系统刚刚启动之后以及从阻尼器温度变为合适的时刻起适当地进行温度补偿控制。
如此,根据第一实施方式,控制器21具有基于车辆行为检测部的检测结果求出对电极(电极筒15)施加的目标电压值的目标电压值设定部(例如,阻尼力指令运算部27)和检测或推定功能性流体(ERF10)的温度的温度推定部(温度推定部28),且具备为了基于所述温度推定部的值调整活塞速度V而变更所述目标电压值的目标电压值修正部(例如,输出限制部29)。
由此,在极低温(例如,阻尼器温度为0℃以下)时,所述目标电压值修正部通过将目标电压值(电压指令值)固定为软,能够设为活塞速度V容易变快的状态。因此,能够促进ERF10的发热,能够快速升温到对电流变阻尼器6来说合适的温度。
即,在功能性流体(ERF10)的温度为比规定值低的极低温时,为了加快(增大)活塞速度V,使所述目标电压值小于规定值。电流变阻尼器6的发热量Q以活塞速度V的二次方而变大,所以通过将阻尼力设定为软以便能够加快活塞速度V,能够增加ERF10的发热,能够使ERF10升温到对电流变阻尼器6来说合适的温度。
另外,在ERF10的温度为比规定值高的高温时,为了增大所产生的阻尼力以抑制活塞速度V,而使所述目标电压值大于规定值。即,在将阻尼力设为软的特性的情况下,在阻尼器温度为高温时,通过根据温度而将最低电压指令限制值(图6所示的特性线35)设定为大于零(0kv),能够抑制ERF10的粘性下降所引起的阻尼力的下降。而且,能够抑制活塞速度过度加快,能够抑制阻尼器温度进一步上升。
另一方面,在将阻尼力设为硬的特性的情况下,在阻尼器温度为高温时,通过根据温度而对最大电压指令值(图6中的特性线36)施加限制,能够抑制高电压驱动器17等的过热。在该情况下,因为电流值相对于电压呈指数增长,所以通过限制最大电压指令限制值,能够抑制ERF10的发热。例如,如图7所示,通过在阻尼器温度为90℃以上的范围内将硬的特性的阻尼力如特性线39的特性线部39C那样抑制为比比较例的特性线40小,能够抑制ERF10的温度上升。
接下来,图8及图9表示第二实施方式。在本实施方式中,对于与前述第一实施方式相同的构成要素,标注相同的附图标记并省略其说明。但是,第二实施方式的特征在于:使用电流变阻尼器6的热模型进行推定运算而求出阻尼器温度。
第二实施方式中采用的温度推定部51与第一实施方式中所述的温度推定部28不同,如图8所示,具备阻尼力计算图谱部52、乘法部53、散热量计算部54及阻尼器热模型部55。温度推定部51的阻尼力计算图谱部52通过从高电压驱动器17施加到电流变阻尼器6(电极筒15)的高电压监测值和活塞速度V来计算由电流变阻尼器6产生的阻尼力F。阻尼器热模型部55的输出(推定温度)作为反馈信号返回阻尼力计算图谱部52。由此,由阻尼力计算图谱部52算出的阻尼力F为反映ERF10的温度(阻尼器温度)的阻尼力。
接下来的乘法部53如下述的式(2)那样通过将阻尼力F和活塞速度V相乘来计算阻尼器的发热量Q。
Q=F×V……(2)
另一方面,散热量计算部54根据由外界气温传感器9检测到的外界气温和车辆的行驶速度(车速)计算散热量。即,在车辆行驶时,在电流变阻尼器6的外筒12的周围流通与车速相应的冷却风,通过该冷却风使电流变阻尼器6的ERF10冷却(散热)。此时的散热量与外界气温对应地增减。散热量计算部54能够从预先根据外界气温和车速的关系求出的散热量计算图谱(未图示)来计算散热量。
温度推定部51的阻尼器热模型部55根据乘法部53的输出(即,阻尼器的发热量Q)、由散热量计算部54算出的散热量、以及后述的阻尼器温度初始值而如图8所示地计算推定温度(阻尼器温度)。该推定温度(阻尼器温度)被作为考虑阻尼器温度初始值的温度而求出。
接下来,图9表示计算阻尼器温度初始值的初始值计算部56。该初始值计算部56与代替温度推定部28的温度推定部51一起设置于例如在第一实施方式中叙述的控制器21。
而且,在初始值计算部56设置有由例如ROM、RAM、非易失性存储器等构成的存储部57、时间测量部58、以及阻尼器温度初始值计算部59。在存储部57以可更新的方式存储有上一次车辆行驶结束后的电源断开时刻(即,关机时刻)和此时的推定阻尼器温度存储值。
时间测量部58在发动机起动且电源接通时,通过来自控制器21内置的计时器或所述CAN的时刻信号接收当前时刻。另外,时间测量部58从存储部57接收上一次关机时刻。由此,时间测量部58对从上一次关机时刻到当前时刻为止的经过时间进行运算并测量。
在此,在车辆行驶中,由于对路面输入的缓冲作用(即,活塞13的滑动位移的重复进行)而导致电流变阻尼器6的ERF10发热,温度上升。如果在行驶后车辆停止,则电流变阻尼器6的活塞13停止,活塞速度变为零,因此ERF10的发热变为零。在该状态下,电流变阻尼器6根据外界气温和阻尼器温度之差而散热,如果经过了足够的时间,则阻尼器温度变为与外界气温相等。即,在车辆在行驶后停止且经过了足够的时间的情况下,因为ERF10的推定温度(阻尼器温度)变为与外界气温相等,所以能够设为推定温度初始值=外界气温,开始温度推定。
但是,存在如下情况:在停止车辆后关闭控制器21的电源,之后没有经过足够的时间的状态(即,阻尼器温度变为与外界气温相等之前的状态)下,将控制器21设为接通电源,重新开始(开始)车辆的行驶。在这样的情况下,如果设为阻尼器温度初始值=外界气温,就会与实际的阻尼器温度产生差异,因此阻尼器温度的推定误差变大。
因此,在上一次行驶结束后的电源关闭时,将推定阻尼器温度(推定温度存储值)和关机时刻存储于存储部57。在之后接通电源时,从存储部57读出推定温度存储值和上一次关机时刻,基于其和当前时刻、外界气温传感器值,阻尼器温度初始值计算部59计算阻尼器温度初始值。
即,图9所示的时间测量部58运算来自存储部57的上一次关机时刻和当前时刻之差,计算从上一次关机起的经过时间。阻尼器温度初始值计算部59根据计算出的经过时间、推定温度存储值以及外界气温传感器值,例如使用阻尼器温度初始值计算图谱确定阻尼器温度初始值。由此,阻尼器温度初始值在经过时间较短的情况下被推定为与推定阻尼器温度存储值接近的值,在经过时间较长的情况下被推定为接近外界气温的值。
如此,根据第二实施方式,使用电流变阻尼器6的热模型进行推定运算来求出阻尼器温度。由此,能够基于通过所述式(2)得到的阻尼器的发热量Q、行驶时的散热量以及阻尼器温度初始值来推定阻尼器温度,能够提高其推定精度。另外,在第二实施方式中,可以不需要图1所示的控制器21中的温度测定控制部30和最大值选择部31,能够将由输出限制部29算出的带输出限制的电压指令值原样从控制器21向高电压驱动器17输出。
接下来,图10表示第三实施方式。在本实施方式中,对于与前述第一实施方式相同的构成要素,标注相同的附图标记并省略其说明。但是,第三实施方式的特征在于:在外界气温低而难以进行电流检测的情况下,使用电流变阻尼器6的热模型进行推定运算来求出阻尼器温度。
第三实施方式中采用的温度推定部61与第一实施方式中所述的温度推定部28的温度计算图谱部28A、温度修正部28B大致相同,具备温度计算图谱部62及温度修正部63。但是,就第一实施方式的温度推定部28而言,在根据来自控制器21的电压指令从高电压驱动器17输出到电流变阻尼器6的施加电压为零(即,未产生电压的电流为零)的情况下,不能计算ERF10的电气特性(例如,电阻值),因此如果不在控制器21中设置温度测定控制部30和最大值选择部31,则不能对阻尼器温度进行推定运算。
因此,第三实施方式中采用的温度推定部61除了温度计算图谱部62及温度修正部63之外,还具备阻尼器热模型部64、存储部65及阻尼器温度初始值计算部66。阻尼器热模型部64具有与所述第二实施方式中所述的阻尼力计算图谱部52、乘法部53、散热量计算部54及阻尼器热模型部55大致相同的功能。
存储部65构成为与第二实施方式中所述的存储部57大致相同,以可更新的方式存储有上一次电源关闭时的推定阻尼器温度(推定温度存储值)和上一次关机时刻。阻尼器温度初始值计算部66具有与第二实施方式中所述的时间测量部58及阻尼器温度初始值计算部59相同的功能。
第三实施方式中采用的温度推定部61在外界气温低而难以进行电流检测的情况下使用由阻尼器热模型部64算出的推定温度,温度修正部63将该推定温度作为修正推定温度输出。另一方面,在外界气温变高而能够通过高电压电流监测进行电流检测的情况下,如第一实施方式所述,使用基于与ERF10的温度(阻尼器温度)相应的电气特性的推定值、即来自温度计算图谱部62的推定温度,温度修正部63能够将该推定温度作为修正推定温度输出。
如此,根据第三实施方式,温度推定部61在基于电气特性的推定温度变为一定值以上之前将阻尼器热模型部64的推定温度作为修正推定温度,在为其以上的情况下,能够利用温度修正部63计算温度计算图谱部62的基于电气特性的推定温度作为修正推定温度。因此,温度推定部61能够在温度修正部63中将修正推定温度从基于热模型的推定温度顺畅地切换到基于电气特性的推定温度,能够提高温度推定部61中的阻尼器温度的推定精度。
另外,在第三实施方式中,可以不需要图1所示的控制器21中的温度测定控制部30和最大值选择部31,能够将由输出限制部29算出的带输出限制的电压指令值原样从控制器21向高电压驱动器17输出。
接下来,图11表示第四实施方式。在本实施方式中,对于与前述第一实施方式相同的构成要素,标注相同的附图标记并省略其说明。但是,第四实施方式的特征在于:在阻尼器温度上升时对车辆的行驶速度施加限制。
在图11中,最大值选择部71选择设置于各车轮2的电流变阻尼器6中的ERF10的温度(阻尼器温度)为最高温度的电流变阻尼器6的阻尼器温度。最高车速限制部72根据从最大值选择部71输出的阻尼器温度而限制车辆的最高车速(行驶速度)。
即,就电流变阻尼器6而言,车辆的行驶速度越快,除了来自发动机的发热之外,还会由于行驶中对路面输入的缓冲作用(即,活塞13的滑动位移)而使ERF10越发热,温度上升。因此,为了抑制电流变阻尼器6和/或高电压驱动器17的过热,最高车速限制部72沿着图11中示出的限制图谱对车辆的最高车速(行驶速度)施加限制。最大值选择部71和最高车速限制部72设置于进行控制以调整电流变阻尼器6的阻尼力的控制器(例如,图1所示的控制器21或图12所示的后述的控制器81)。
如此,根据第四实施方式,在电流变阻尼器6的阻尼器温度上升到预先确定的阈值温度以上时,使车辆的最高车速限制值逐渐下降。由此,能够抑制ERF10的发热,能够抑制电流变阻尼器6的温度上升,防止过热等的产生。这样,如果阻尼器温度升高到阈值温度以上,则通过使最高车速限制值逐渐下降,能够降低阻尼器发热量,能够优化电流变阻尼器6的阻尼力特性而保持车辆的稳定性。
接下来,图12表示第五实施方式。在本实施方式中,对于与前述第一实施方式相同的构成要素,标注相同的附图标记并省略其说明。但是,第五实施方式的特征在于:基于车辆的CAN信号和车高信号等利用控制器81进行电流变阻尼器6的阻尼力控制。
第五实施方式中采用的控制器81构成为与在第一实施方式中所述的控制器21大致相同,包括系统管理部82、禁止控制部83、车辆状态推定部84、温度推定部85、GSP计算部86、电源偏置控制部87、驾驶控制部88、弹簧下减振控制部89、全行程抑制控制部90、乘坐感控制部91、协调控制部92及控制指令管理部93。
在控制指令管理部93和电源偏置控制部87之间,设置有根据阻尼器温度通过图谱运算对来自电源偏置控制部87的输出信号进行修正的第一信号修正部94。例如,在弹簧下减振控制部89和控制指令管理部93之间,设置有根据阻尼器温度通过图谱运算对来自弹簧下减振控制部89的输出信号进行修正的第二信号修正部95。另外,在乘坐感控制部91和控制指令管理部93之间,设置有根据阻尼器温度通过图谱运算对来自乘坐感控制部91的输出信号进行修正的第三信号修正部96。
车辆状态推定部84基于来自车辆行为检测部的信号(例如,CAN信号及车高信号等)进行运算而求出车身1的簧上速度和相对速度(作为活塞13的位移速度的活塞速度)。车辆状态推定部84根据车高传感器(未图示)的车高信息将簧上速度和相对速度作为反馈路面状态值推定运算出来。车高信息也是车身1的上、下方向位移,通过对其进行微分,能够求出车身1的簧上速度以及车身1和车轮2的相对速度。
控制器81的乘坐感控制部91基于由车辆状态推定部84推定出的簧上速度和车速等信息(即,来自车辆行为计算部的输入信息)进行乘坐感控制(天棚、双线性最优控制等),构成运算电流变阻尼器6应产生的目标阻尼力、即对电极筒15施加的目标电压值的目标电压值设定部。
温度推定部85构成为与例如第一实施方式中所述的温度推定部28、第二实施方式中所述的温度推定部51或第三实施方式中所述的温度推定部61大致相同,构成将ERF10(功能性流体)的温度作为阻尼器温度检测或推定出来的温度推定部。由温度推定部85求出的阻尼器温度被输出到第一信号修正部94、第二信号修正部95、第三信号修正部96等,用于根据阻尼器温度修正向高电压驱动器17输出的高电压指令。
控制指令管理部93基于来自系统管理部82、禁止控制部83、车辆状态推定部84、协调控制部92及第一信号修正部94、第二信号修正部95、第三信号修正部96等的信号运算向高电压驱动器17输出的高电压指令。控制指令管理部93与第一信号修正部94、第二信号修正部95、第三信号修正部96一起构成目标电压值修正部。即,该目标电压值修正部为了基于由温度推定部85推定出的阻尼器温度的值调整活塞速度而变更所述目标电压值。
换言之,第一信号修正部94、第二信号修正部95、第三信号修正部96和控制指令管理部93与第一实施方式中所述的输出限制部29相同,基于从温度推定部85输出的推定温度(即,阻尼器温度),对基于例如如图6所示的特性线35、36那样的输出限制图谱的输入指令施加限制,计算带输出限制的电压指令值(高电压指令)。
但是,控制指令管理部93在下述的条件(1)~(4)下,中断所述带输出限制的电压指令值的计算,不进行所述电压指令值的输出限制,将原样的所述电压指令值向高电压驱动器17输出。由此,控制指令管理部93能够抑制车辆行驶中的稳定性的下降和性能下降。(1)使“操纵稳定性控制”比基于阻尼器温度的输出限制优先。即,其原因在于:操纵稳定性的维持比电流变阻尼器6的输出限制更重要,且活塞速度低,所产生的能源小。(2)使“全行程抑制控制”比基于阻尼器温度的输出限制优先。电流变阻尼器6的全行程(完全伸出、完全收缩)的发生对阻尼器性能的影响大,所以使全行程抑制控制部90进行的控制优先。(3)使“颠簸路”上的减振控制比基于阻尼器温度的输出限制优先。即,在“颠簸路”上,车身减振比电流变阻尼器6的输出限制更重要。(4)使“协调控制”比基于阻尼器温度的输出限制优先。即,操纵稳定性的维持比电流变阻尼器6的输出限制更重要,且因为工作频率极低,所以对温度的影响小。
如此,在这样构成的第五实施方式中,与上述的各实施方式相同,也能够进行控制以使ERF10的温度成为适当的温度,能够抑制电流变阻尼器6(阻尼力调整式缓冲器)的性能下降,并抑制过热。
另外,根据本实施方式,例如图12所示的弹簧下减振控制部89和控制指令管理部93通过根据路面振幅可变地调整所产生的阻尼力,能够改变电流变阻尼器6的发热量,进行ERF10的温度上升的促进和温度抑制的控制。车辆状态推定部84能够根据例如来自弹簧下加速度传感器8、车高传感器的信号来检测并推定行驶路面的状态。另外,通过使用例如数码相机或激光传感器等拍摄装置获取路面预览信息,能够得知行驶路面的状态。车辆状态推定部84将行驶路面的状态信号向弹簧下减振控制部89输出。
本发明人通过图13~图16所示的试验数据,确认了阻尼器的发热量如何根据电流变阻尼器6的阻尼力特性而变化。试验数据的横轴为振动频率,纵轴表示发热量。其中,发热量始终为正值,所以计算为〔阻尼力×相对速度×sgn(相对速度)〕,将发热量的大小评价为进行了频率解析的PSD。注意,所述相对速度与活塞13的位移速度(即,活塞速度)相等。
图13是如下情况:在例如路面振幅为0.001m的情况下,图13中由实线所示的特性线101将从控制指令管理部93向高电压驱动器17输出的高电压指令的电压值例如设为0kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为软的特性。图13中由虚线所示的特性线102将所述电压值例如设为1.25kV,使电流变阻尼器6的阻尼力比软的特性高。
图13中由点划线所示的特性线103将所述电压值例如设为2.5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为中间的特性。图13中由双点划线所示的特性线104为如下情况:将所述电压值例如设为3.75kV,减小电流变阻尼器6的阻尼力,以使其比硬的特性稍小。图13中由点线所示的特性线105为如下情况:将所述电压值例如设为5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为硬的特性。
图14为如下情况:在例如路面振幅为0.002m的情况下,由实线所示的特性线106将所述电压值例如设为0kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为软的特性。图14中由虚线所示的特性线107将所述电压值例如设为1.25kV,使电流变阻尼器6的阻尼力比软的特性高。图14中由单点划线所示的特性线108将所述电压值例如设为2.5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为中间的特性。图14中由双点划线所示的特性线109为如下情况:将所述电压值例如设为3.75kV,减小电流变阻尼器6的阻尼力,以使其比硬的特性小。图14中由点线所示的特性线110为如下情况:将所述电压值例如设为5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为硬的特性。
图15为如下情况:在例如路面振幅为0.005m的情况下,由实线所示的特性线111将所述电压值例如设为0kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为软的特性。图15中由虚线所示的特性线112将所述电压值例如设为1.25kV,使电流变阻尼器6的阻尼力比软的特性高。图15中由单点划线所示的特性线113将所述电压值例如设为2.5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为中间的特性。图15中由双点划线所示的特性线114为如下情况:将所述电压值例如设为3.75kV,减小电流变阻尼器6的阻尼力,以使其比硬的特性小。图15中由点线所示的特性线115为如下情况:将所述电压值例如设为5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为硬的特性。
图16为如下情况:在例如路面振幅为0.01m的情况下,由实线所示的特性线116将所述电压值例如设为0kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为软的特性。图16中由虚线所示的特性线117将所述电压值例如设为1.25kV,使电流变阻尼器6的阻尼力比软的特性高。图16中由单点划线所示的特性线118将所述电压值例如设为2.5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为中间的特性。图16中由双点划线所示的特性线119为如下情况:将所述电压值例如设为3.75kV,减小电流变阻尼器6的阻尼力,以使其比硬的特性小。图16中由点线所示的特性线120为如下情况:将所述电压值例如设为5kV,将电流变阻尼器6的阻尼力设为硬的特性。
通过图13~图16所示的特性线101~120可知阻尼器的发热量如何根据电流变阻尼器6的阻尼力特性而变化。而且能够确认,由于发热量根据行驶时的路面振幅和频率而不同,因此,根据想要使电流变阻尼器6发热的情况和不想使电流变阻尼器6发热的情况基于路面状态将从控制指令管理部93向高电压驱动器17输出的高电压指令的电压值在例如0~5kV的范围内切换是有效的。
另外,如所述式(2)所示,电流变阻尼器6的发热量Q是通过将电流变阻尼器6的阻尼力F和活塞速度V相乘而求出的。在此,因为在半主动阻尼器(电流变阻尼器6)中能够控制阻尼力F,所以通过根据活塞速度V而实时切换阻尼力F,能够高效地控制发热量Q。
另外,因为在簧上和簧下共振中活塞速度V容易变快,所以分析活塞行为的频率,在共振频率的振动水平高的情况下,特别是通过减小阻尼力,能够促进活塞速度的发生,并促进发热。
另外,为了容易较快地产生活塞速度V,在活塞速度V的绝对值增加过程中,将阻尼力设为软,在活塞速度V的绝对值减小过程中将其设为硬。由此,也能够高效地控制阻尼器的发热量Q。
注意,在所述各实施方式中,以使用电流变液(ERF10)作为功能性流体的情况为例进行了说明。但是,本发明不限于此,也可以设为如下结构:将例如磁性流体等用作功能性流体,在阻尼力调整式缓冲器的缸内,封入流体性状根据磁场而变化的功能性流体。
另外,在所述实施方式中,以设为将悬架装置4的电流变阻尼器6以纵置状态安装于四轮汽车等车辆的结构的情况为例进行了说明。但是,本发明不限于此,也可以像例如铁路车辆等那样,设为将阻尼力调整式缓冲器以横置状态安装于车辆的结构。而且,电流变阻尼器6等阻尼力调整式缓冲器能够根据安装对象沿所希望的方向配置,例如在不发生曝气的范围内倾斜配置等。
此外,在所述各实施方式中,以由高电压驱动器17升压的电压为直流电压的情况为例进行了说明。但是,本发明不限于此,也可以使由高电压驱动器17升压的电压为交流电压。另外,也可以将温度推定部28、51、61、85设为例如附设于高电压驱动器17的结构。
作为基于以上说明的实施方式的悬架控制装置,例如可考虑以下所述的方式。
作为第一方式,悬架控制装置具有:车辆行为检测部,该车辆行为检测部检测车辆的行为;阻尼力调整式缓冲器,该阻尼力调整式缓冲器设置于所述车辆的相对移动的两个部件之间;控制器,该控制器基于所述车辆行为检测部的检测结果进行控制,以调整所述阻尼力调整式缓冲器的阻尼力;所述阻尼力调整式缓冲器具备:缸,该缸中封入有流体性状根据电场或磁场而变化的功能性流体;活塞,该活塞可滑动地插入于该缸内;活塞杆,该活塞杆与该活塞连结且延伸到所述缸的外部;电极,该电极设置于通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生所述功能性流体的流动的部分,对所述功能性流体施加电场或磁场;所述控制器具有:目标电压值设定部,该目标电压值设定部基于所述车辆行为检测部的检测结果求出向所述电极施加的目标电压值;温度推定部,该温度推定部检测或推定所述功能性流体的温度;所述控制器具备目标电压值修正部,该目标电压值修正部为了基于所述温度推定部的值调整活塞速度而变更所述目标电压值。
作为第二方式,在第一方式的基础上,其特征在于,在所述功能性流体的温度比规定值低时,为了增大所述活塞速度,将所述目标电压值修正为较小。另外,作为第三方式,在第一方式或第二方式的基础上,其特征在于,在所述功能性流体的温度比规定值高时,为了减小所述活塞速度,将所述目标电压值修正为较大。
作为第四方式,在第一方式~第三方式中的任一方式的基础上,其特征在于,在所述功能性流体的温度上升时,对车辆的行驶速度施加限制。作为第五方式,在第一方式~第四方式中的任一方式的基础上,其特征在于,在所述活塞速度的绝对值增加过程中,将阻尼力设为软特性,在所述活塞速度的绝对值减小过程中,设为阻尼力比所述软特性大的硬特性。作为第六方式,在第一方式~第五方式中的任一方式的基础上,其特征在于,在簧上和簧下的共振频率的振动水平高的情况下,降低阻尼力。作为第七方式,在第一方式~第六方式中的任一方式的基础上,其特征在于,所述功能性流体是能够通过电压来调整粘度的电流变液。
注意,本发明并不限于上述实施方式,包含各种变形例。例如,上述实施方式为了容易理解地说明本发明而详细进行了说明,并不限于必须具备所说明的全部结构。另外,能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构,另外,也能够对某实施方式的结构添加其他实施方式的结构。另外,对于各实施方式的结构的一部分,能够进行其他结构的追加、删除、置换。
本申请基于2018年9月25日申请的日本专利申请第2018-178769号主张优先权。2018年9月25日申请的日本专利申请第2018-178769号的包括说明书、权利要求书、说明书附图以及说明书摘要在内的全部公开内容被通过参照的方式作为一个整体整合到本申请中。
附图标记说明
1 车身(车辆的相对移动的部件)
2 车轮(车辆的相对移动的部件)
6 电流变阻尼器(阻尼力调整式缓冲器)
7 弹簧上加速度传感器(车辆行为检测部)
8 弹簧下加速度传感器(车辆行为检测部)
9 外界气温传感器
10 ERF(电流变液、功能性流体)
11 内筒(缸)
12 外筒(缸)
13 活塞
14 活塞杆
15 电极筒(电极)
17 高电压驱动器
21 控制器
27 阻尼力指令运算部(目标电压值设定部)
28、51、61、85 温度推定部(温度推定部)
29 输出限制部(目标电压值修正部)
V 活塞速度

Claims (7)

1.一种悬架控制装置,其特征在于,该悬架控制装置具有:
车辆行为检测部,该车辆行为检测部检测车辆的行为;
阻尼力调整式缓冲器,该阻尼力调整式缓冲器设置于所述车辆的相对移动的两个部件之间;
控制器,该控制器基于所述车辆行为检测部的检测结果进行控制,以调整所述阻尼力调整式缓冲器的阻尼力;
所述阻尼力调整式缓冲器具备:
缸,该缸中封入有流体性状根据电场或磁场而变化的功能性流体;
活塞,该活塞可滑动地插入于该缸内;
活塞杆,该活塞杆与该活塞连结且延伸到所述缸的外部;
电极,该电极设置于通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生所述功能性流体的流动的部分,对所述功能性流体施加电场或磁场;
所述控制器具有:
目标电压值设定部,该目标电压值设定部基于所述车辆行为检测部的检测结果求出向所述电极施加的目标电压值;
温度推定部,该温度推定部检测或推定所述功能性流体的温度;
所述控制器具备目标电压值修正部,该目标电压值修正部为了基于所述温度推定部的值调整活塞速度而变更所述目标电压值。
2.根据权利要求1所述的悬架控制装置,其特征在于,
在所述功能性流体的温度比规定值低时,为了增大所述活塞速度,将所述目标电压值修正为较小。
3.根据权利要求1或2所述的悬架控制装置,其特征在于,
在所述功能性流体的温度比规定值高时,为了减小所述活塞速度,将所述目标电压值修正为较大。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的悬架控制装置,其特征在于,
在所述功能性流体的温度上升时,对车辆的行驶速度施加限制。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的悬架控制装置,其特征在于,
在所述活塞速度的绝对值增加过程中,将阻尼力设为软特性,在所述活塞速度的绝对值减小过程中,设为阻尼力比所述软特性大的硬特性。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的悬架控制装置,其特征在于,
在簧上和簧下的共振频率的振动水平高的情况下,降低阻尼力。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的悬架控制装置,其特征在于,
所述功能性流体是能够通过电压来调整粘度的电流变液。
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