DE602004007170T2

DE602004007170T2 - Elektromagnetisches Aufhängungssystem

Info

Publication number: DE602004007170T2
Application number: DE602004007170T
Authority: DE
Inventors: Koji Hio; Takaaki Uno; Masaharu Sato
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: JP3722128B2; CN100379590C; EP1445132A2; DE602004007170D1; EP1445132A3; JP2004237825A; EP1445132B1; CN1522882A; US7270335B2; US20040154886A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung, die ein elektromagnetisches Stellorgan oder einen elektromagnetischen Dämpfer verwendet, das bzw. der fähig ist, Schwingungseingaben in das Aufhängungssystem des Kraftfahrzeugs elektromagnetisch zu dämpfen oder abzuschwächen und insbesondere auf die Verbesserung einer Motorsteuertechnologie für einen in die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung eingebauten Elektromotor.
In den letzten Jahren verwenden Kraftfahrzeuge häufig ein elektromagnetisches Aufhängungssystem statt der Verwendung eines hydraulischen Dämpfers eines hydraulisch betätigten aktiven Aufhängungssystems, das einen viskosen Ölwiderstand nutzt. Ein solches elektromagnetisches Aufhängungssystem ist in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 7-149130 (hiernach als " JP7-149130 " bezeichnet) offenbart worden. Im, in der JP7-149130 offenbarten, Aufhängungssystem des Elektromotortyps wirkt ein Motor des elektromagnetischen Aufhängungssystems, um ein Reaktionsmoment beruhend auf einem Motorrotationswinkel, ein Schwingungsdämpfungsmoment beruhend auf einer Motorwinkelgeschwindigkeit und ein Fahrzeugkarosserieträgheits-Kompensationsmoment beruhend auf einer Motorwinkelbeschleunigung zu produzieren und der nötig ist für Trägheitskraft, die aufgrund von Beschleunigung/Verlangsamung und des Wendeverhaltens des Fahrzeugs auf das Fahrzeug ausgeübt wird, zu kompensieren. Übrigens wird, in einem elektronischen Aufhängungssteuersystem für das elektromagnetische Aufhängungssystem der JP7-149130 , von diesen vom Elektromotor produzierten Momenten, das Trägheitskraft-Kompensationsmoment, beruhend auf einer Motorwinkelbeschleunigung, arithmetisch berechnet oder geschätzt, die der vertikalen Trägheitskraft entspricht, die beim Fahren auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Ein solches elektromagnetisch betätigtes Aufhängungssystem, wie in der JP7-149130 offenbart, kann eine Aufhängungscharakteristik, durch Steuern der Größe des auf den Elektromagnet des Elektromotors angewandten Erregerstroms, schnell variabel steuern. Generell ist das Ansprechverhalten des elektromagnetisch betätigten Aufhängungssystems, dem des hydraulisch betätigten aktiven Aufhängungssystems überlegen.
Im Elektromotorsteuerverfahren des elektromagnetisch betätigten Aufhängungssystems der JP7-149130 wird eine externe Kompensation für die auf das Fahrzeug ausgeübte Trägheitskraft berücksichtigt. Aber das Motorsteuersystem der JP7-149130 berücksichtigt keine interne Trägheitskraftkompensation für eine interne Trägheitskraft, die innerhalb des elektromagnetischen Stellorgans produziert wird, beispielsweise ein Trägheitsmoment des Motorläufers und ein Trägheitsmoment jedes der Bestandteile des elektromagnetischen Stellorgans, die sich während eines Aufhängungshubs verschieben und drehen. Daher kann das System der JP7-149130 schlichte Entsprechung zwischen Motorausgangsleistung und der Ausgangsleistung des elektromagnetischen Stellorgans nicht angemessen zufriedenstellen. Folglich besteht eine höhere Tendenz, dass sich der Wert einer Frequenzgangbeschleunigung einer gefederten Masse für eine Eingabe von der Fahrbahnoberfläche auf das Aufhängungssystem erhöht. Dies verschlechtert einen Fahrkomfort. Zusätzlich könnte in Anwesenheit einer schnellen Verschiebungseingabe von der Fahrbahn an das Aufhängungssystem, das System der JP7-149130 ein geringes Folgebetriebsverhalten einer ungefederten Masse zeigen, wodurch die Fahrstabilität herabgesetzt wird, die sowohl das Fahrzeugfahrverhalten als auch die Fahrzeugstabilität beinhaltet. Aus den oben erörterten Gründen wäre es wünschenswert für die interne Trägheitskraft sowie für die externe Trägheitskraft zu kompensieren.
Entsprechend wäre es wünschenswert fähig zu sein eine elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung eines in die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung inkorporierten Elektromotors bereitzustellen, die fähig ist, mindestens für eine interne Trägheitskraft zu kompensieren, die in einem elektromagnetischen Stellorgan der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung erzeugt wird und somit sowohl Fahrkomfort als auch Fahrstabilität stark miteinander in Einklang zu bringen und auszugleichen.
Ebenso wäre es wünschenswert fähig zu sein eine elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung eines in die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung inkorporierten Elektromotors bereitzustellen, die fähig ist, für eine interne Trägheitskraft, die in einem elektromagnetischen Stellorgan der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung erzeugt wird, sowie eine externe Trägheitskraft zu kompensieren, die auf das Fahrzeug ausgeübt wird und somit sowohl Fahrkomfort als auch Fabrstabilität noch stärker miteinander in Einklang zu bringen und auszugleichen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit, das ein elektromagnetisches Stellorgan umfasst, das zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse zwischengeschaltet ist und parallel mit einem Aufhängungsfederelement, einem Elektromotor, der das elektromagnetische Stellorgan antreibt und einem Motorsteller angeordnet ist, der eine Verschiebungseingabe berechnet, die an das elektromagnetische Stellorgan gesendet wird und den Motor steuert, um eine Aufhängungsdämpfungskraft näher an eine erwünschte Dämpfungskraft heranzubringen, die für die Verschiebungseingabe geeignet ist, wobei der Motorsteller einen Berechnungsteil für die interne Trägheitskraft des Stellorgan, der eine interne Trägheitskraft des elektromagnetischen Stellorgans berechnet und einen Kompensationsteil für die interne Trägheitskraft des Stellorgans umfasst, der für die interne Trägheitskraft des elektromagnetischen Stellorgans kompensiert.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren der Steuerung eines Elektromotors einer elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit, das ein motorbetriebenes elektromagnetisches Stellorgan, das zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse zwischengeschaltet ist und parallel mit einem Aufhängungsfederelement angeordnet ist und einen Motorsteller verwendet, der eine Verschiebungseingabe berechnet, die an das elektromagnetische Stellorgan gesendet wird und den Motor steuert, um eine Aufhängungsdämpfungskraft näher an eine erwünschte Dämpfungskraft heranzubringen, die für die Verschiebung geeignet ist, wobei das Verfahren das Steuern eines Antriebszustands des Motors umfasst, während es für eine interne Trägheitskraft des elektromagnetischen Stellorgan kompensiert.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung entsprechend umfasst eine elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ein elektromagnetisches Stellorgan, das zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse zwischengeschaltet ist und parallel mit einem Aufhängungsfederelement, einem Elektromotor, der das elektromagnetische Stellorgan antreibt und einem Motorstellmittel angeordnet ist, das eine Verschiebungseingabe berechnet, die an das elektromagnetische Stellorgan gesendet wird und den Motor steuert, um eine Aufhängungsdämpfungskraft naher an eine erwünschte Dämpfungskraft heranzubringen, die für die Verschiebungseingabe geeignet ist, wobei das Motorstellmittel Berechnungsmittel für die interne Trägheitskraft des Stellorgans, das eine interne Trägheitskraft des elektromagnetischen Stellorgans berechnet und Kompensationsmittel zum Kompensieren der internen Trägheitskraft des elektromagnetischen Stellorgans umfasst.
Die anderen Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung werden, anhand der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen verständlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Übersichtszeichnung einer Ausführungsform einer elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
2 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung, die ein elektromagnetisches Stellorgan der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform darstellt.
3 zeigt ein Viertelautomodell mit zwei Grad Freiheit des elektromagnetischen Aufhängungssystems der Ausführungsform und ein Blockdiagramm eines Motorsteuersystems für einen Elektromotor des elektromagnetischen Stellorgans.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Motorsteuerroutine zeigt, die in einem Motorsteller des elektromagnetischen Aufhängungssystems der Ausführungsform ausgeführt wird.
5 ist eine vorbestimmte Motorwinkelgeschwindigkeit ω versus Ausgangsleistung f des elektromagnetischen Stellorgans des Kennfelds.
6 ist ein Vergleichskennliniendiagramm, das die Beziehung zwischen einer Beschleunigungs-Frequenzgangkennlinie einer gefederten Masse für eine Verschiebungseingabe von einer Fahrbahn mit interner Trägheitskompensation und eine Beschleunigungs-Frequenzgangkennlinie der gefederten Masse die Verschiebungseingabe von der Fahrbahn ohne interne Trägheitskompensation zeigt.
Die 7A zeigt eine Stufeneingabekennlinie, das heißt ein Beispiel einer Verschiebungseingabe von einer Fahrbahn zum Fahrzeug.
Die 7B ist Frequenzgangs-Kennliniendiagramm, das die Beziehung zwischen einem Verschiebungsfrequenzgang der gefederten Masse für die Stufeneingabe mit interner Trägheitskompensation und einem Verschiebungsfrequenzgang der gefederten Masse für die Stufeneingabe ohne interne Trägheitskompensation zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In dem jetzt auf die Zeichnungen, speziell auf die 1 und 2 Bezug genommen wird, ist die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform für Kraftfahrzeuge in einem Kraftfahrzeug veranschaulicht, das Multilink-Aufhängung an jedem Rad verwendet.
Wie in 1 gezeigt, besteht die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung, die das Multilink-Aufhängungssystem konstituiert, aus einem Oberlenker-Aufhängungskontrollarm (einfach, einem Oberlenker) 2, einem Unterlenker-Aufhängungskontrollarm (einfach, einem Unterlenker) 3, einem elektromagnetischen Stellorgan 4, einer Achse oder einer Spindel 5 und einem Reifen (einer ungefederten Masse) 6. Im elektromagnetischen Aufhängungssystem wird das elektromagnetische Stellorgan 4 anstatt eines hydraulischen Dämpfen oder eines hydraulischen Stoßdämpfers verwendet. Das elektromagnetische Stellorgan 4 ist zwischen einer Fahrzeugkarosserie 1 und dem Unterlenker 3 zwischengeschaltet und parallel mit einem Aufhängefederelement (einfach, einem Federelement) 7 angeordnet, das eine Aufhängefedersteifheit aufweist. Um die Aufhängekennlinie, speziell eine Dämpfungseigenschaft des elektromagnetischen Aufhängungssystems, zu ändern, wird das elektromagnetische Stellorgan 4 mithilfe einer Elektromotoreinheit (einfach, einem Motor) 8, der in den 2 und 3 gezeigt ist, angetrieben.
Indem jetzt auf die 2 Bezug genommen wird, ist die detaillierte Struktur des elektromagnetischen Stellorgans 4, in Längsrichtung im Querschnitt, gezeigt. Wie aus dem Querschnitt der 2 erkannt werden kann, besteht das elektromagnetische Stellorgan 4 aus einem Motor 8, einer Kugelspindelwelle 9, einer Kugelspindelmutter 10, einem Außenrohr 11, einem Innenrohr 12, einem oberen Haltebolzen 13 und einer Unterlenker-Tragöse 14. Ausführlicher erläutert, befindet sich der Motor 8 am oberen Abschnitt des elektromagnetischen Stellorgans 4 und ist im Außenrohr 11 eingebaut, das am äußersten oberen Ende den oberen Haltebolzen 13 aufweist. Der Motor 8 ist ein Getriebemotor, der aus einem Untersetzungsgetriebe 8a, das mit dem Motorwellenteil verbunden ist, das fest mit dem Motorläufer verbunden ist und einer sich axial erstreckenden Untersetzungsgetriebewelle 8b, die fest mit der Kugelspindelwelle 9 verbunden ist, besteht. Somit wird die Ausgangsdrehzahl des Motors 8 um ein vorbestimmtes Untersetzungsverhältnis α reduziert. Die Kugelspindelwelle 9 steht über umlaufende Kugeln gewindeartig mit der Kugelspindelmutter 10 so in Eingriff dass Drehbewegung der Kugelspindelwelle 9 in lineare Bewegung der Kugelspindelmutter 10 umgewandelt wird und außerdem zugelassen wird, dass lineare Bewegung der Kugelspindelmutter 10 in Drehbewegung der Kugelspindelwelle 9 umgewandelt wird. Das Innenrohr 12 ist fest an die äußere zylindrische Peripherie der Kugelspindelmutter 10 verbunden, sodass das Innenrohr die äußere Peripherie der Kugelspindelwelle 9 hermetisch abdeckt. Die Unterlenker-Tragöse 14 ist fest mit dem untersten Ende des Innenrohrs 12 durch Schweißen verbunden. Der obere Haltebolzen 13 des elektromagnetischen Stellorgans 4 ist mechanisch über einen Isolator (nicht gezeigt) mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbunden, während die Unterlenker-Tragöse 14 des elektromagnetischen Stellorgans 4 mit dem Unterlenker 3 über eine Buchse (nicht gezeigt) verbunden ist. Bei der früher erörterten Anordnung des elektromagnetischen Stellorgans 4, kann die, Aufhängekennlinie, welche die Aufhängesteifheit und Dämpfungseigenschaften, das heißt die elektromagnetische Dämpfungskennlinie enthält, regelbar durch Einstellen der Größenordnung des Erregerstroms gesteuert werden, der auf den Motor 8 angewandt wird.
Indem jetzt auf die 3 Bezug genommen wird, ist das Viertelautomodell mit zwei Grad Freiheit (Bewegung in einer vertikalen Richtung) des elektromagnetischen Aufhängungssystems der Ausführungsform und das Blockdiagramm des Motorsteuersystems des elektromagnetischen Stellorgans 4 gezeigt. Im Schwingungssystem der 3, das die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung als das Viertelautomodell mit zwei Grad Freiheit repräsentiert, sind das Aufhängefederelement 7, das eine Aufhängesteifheit aufweist und das elektromagnetische Stellorgan 4 zwischen der gefederten Masse (Fahrzeugkarosserie 1) und der ungefederten Masse (Reifen 6) bereitgestellt und parallel miteinander angeordnet. Die Reifenfederung, die eine Reifensteifheit hat, ist zwischen den Reifen 6 und eine Fahrbahn zwischengeschaltet. Um die Aufhängekennlinie zu ändern, steuert ein Motorsteller 17 die Größenordnung des auf den Motor 8 angewandten Erregerstroms. Der Motorsteller 17 umfasst generell einen Mikrocomputer. Der Motosteller 17 umfasst eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (I/O), Speicher (RAM, ROM) und einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU). Die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (I/O) des Motorstellers 17 empfängt Eingabeinformationen von Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise einen Fahrzeughöhensensor oder einen Niveausensor 18 und einen Motorrotationswinkelsensor 19. Innerhalb des Motorstellers 17 erlaubt die Zentraleinheit (CPU) Zugriff durch die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle auf Eingabeinformationsdatensignale von den früher erörterten Sensoren 18 und 19. Die Zentraleinheit (CPU) des Motorstellers 17 ist für die Ausführung des in Speichern gespeicherten Motorsteuerprogramms verantwortlich und ist fähig, die erforderlichen arithmetischen Funktionen für die Motorsteuerung durchzuführen, die durch einen Motorantriebsschaltkreis 15 erzielt werden. Ein Rechenergebnis (arithmetisches Rechenergebnis), das heißt, ein berechnetes Ausgabesignal wird durch die Ausgabeschnittstellenschaltung des Motorstellers 17 über einen Motorantriebsschaltkreis 15 an eine Ausgabestufe, nämlich den Motor 8 des in die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform inkorporierten elektromagnetischen Stellorgans 4 weitergeleitet. Konkret arbeitet der Motorsteller 17, um arithmetisch eine erwünschte Motorausgangsleistung in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Kontrollregel oder einem vorprogrammierten Kennfeld zu berechnen und danach gibt ein Steuerbefehlssignal, das der erwünschten Ausgangsleistung entspricht, an den Motorantriebsschaltkreis 15 aus. Der Motorantriebsschaltkreis 15 verwendet eine Autobatterie als eine elektrische Energiequelle. Wie unten stehend beschrieben, berechnet der Motorsteller 17 einen erforderlichen Motorstromwert, welcher der erwünschten Motorausgangsleistung entspricht, und gibt ein Steuerbefehlssignal aus, das auf den benötigten Motorstromwert zum Motor 8 hindeutet.
Die vom Motorsteller 17 der elektromagnetischen Solenoidvorrichtung der Ausführungsform ausgeführte Motorsteuerroutine wird hiernach ausführlich mit Bezug auf das Flussdiagramm der 4 beschrieben. Die Motorsteuerroutine wird als zeitgesteuerte Interruptroutinen ausgeführt, die alle vorbestimmten Abtastzeitintervalle, wie beispielsweise 10 Millisekunden, auszulösen sind.
Bei Schritt S1 der Motorsteuerroutine der 4 werden Zustandsgrößen des Fahrzeugs, die zur Ausführung der Motorsteuerung gemäß der im Speicher des Motorstellers 17 gespeicherten vorprogrammierten Steuerregel erforderlich sind, geschützt oder erkannt und gelesen. Als die Zustandsgrößen könnten eine Aufhängungshubbeschleunigung "a" des elektromagnetischen Stellorgans 4 und eine Motorwinkelgeschwindigkeit "ω" des Motors 8 direkt erkannt werden. Stattdessen können diese Zustandsgrößen, nämlich Parameter "a" und "ω", indirekt geschützt oder arithmetisch, beruhend auf weiteren Fahrzeugsensorwerten, das heißt, einem Sensorwert "s", der vom Niveausensor 18 entsprechend einem Aufhängungshub des elektromagnetischen Stellorgans 4 generiert wird und einem Sensorwert "θ", der vom Motorrotationswinkel 19 generiert wird, berechnet werden. In der gezeigten Ausführungsform werden zum Ableiten der erforderlichen Zustandsgrößen "a" und "ω" die Sensorwerte vom Niveausensor 18 und vom Motorrotationswinkelsensor 19 verwendet. Eigentlich wird der Aufhängungshub (der Sensorwert "s" vom Niveausensor 18) differenziert, um eine Aufhängungshubgeschwindigkeit ds/dt (= v) zu berechnen und danach wird die Aufhängungshubgeschwindigkeit v = ds/dt weiter differenziert, um eine Aufhängungshubbeschleunigung d²s/dt² (= a⁼) des elektromagnetischen Stellorgans 4 zu berechnen. Ebenso wird der Motorrotationswinkel (der Sensorwert "θ" vom Motorrotationswinkelsensor 19) differenziert, um eine Motorwinkelgeschwindigkeit dθ/dt (= ω) des Motors 8 (eine Winkelgeschwindigkeit des Motorläufers) zu berechnen.
Bei Schritt S2 wird eine Stellorganausgangsleistung des elektromagnetischen Stellorgans 4, beruhend auf der in der 5 gezeigten Motorwinkelgeschwindigkeit ω aus der vorbestimmten Motorwinkelgeschwindigkeit ω versus der Ausgangsleistung f des Kennfelds des elektromagnetischen Stellorgans (der vorbestimmten Kontrollregel oder des vorbestimmten Dämpfungskennfelds) geschätzt oder berechnet oder wiedergewonnen. In der gezeigten Ausführungsform wird, wie anhand des Kennfelds ω-f der 5 ersichtlich, ein vorbestimmtes lineares Dämpfungskennfeld verwendet, um die Stellorganausgangsleistung f zu berechnen oder wiederzugewinnen.
Bei Schritt S3 wird eine interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 arithmetisch, beruhend auf der Aufhängungshubbeschleunigung "a" des elektromagnetischen Stellorgans 4 in Übereinstimmung mit dem Prinzip der Dynamik (siehe hierzu die folgenden Ausdrücke (1), (2) und (3)), berechnet. Die Bewegungsgleichungen (1)–(3) sind auf der Annahme repräsentiert, dass eine Verschiebungseingabe, das heißt, eine Aufhängungshubgeschwindigkeit "v" und eine Aufhängungshubbeschleunigung "a", von einer Fahrbahn auf das elektromagnetische Stellorgan 4 angewandt werden. In den Ausdrücken (1)–(3), bezeichnet J ein summiertes Trägheitsmoment, das der Summe eines Trägheitsmoments des Motorläufen selbst und einem äquivalenten Trägheitsmoment entspricht. Das äquivalente Trägheitsmoment wird durch Umwandeln eines Trägheitsmoments, das aufgrund von Inertialmassen aller Bestandteile des elektromagnetischen Stellorgans produziert wird, die sich im elektromagnetischen Stellorgan 4, während des Aufhängungshubs des elektromagnetischen Stellorgans 4, verschieben und drehen, in ein Trägheitsmoment einer hypothetischen Inertialmasse, die auf gleichem Level mit der Motorläuferposition ist, erhalten. L bezeichnet eine Voreilung der Kugelspindelwelle 9, nämlich, eine Distanz, über die sich die Kugelspindelmutter 10 axial vorwärtsbewegt oder sich relativ zur Kugelspindelwelle 9 in einer kompletten Drehung der Kugelspindelwelle bewegt, wogegen α das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes 8a bezeichnet. Auf der früher erörterten Annahme beruhend, das heißt, in Anwesenheit der Verschiebungseingabe, nämlich der Hubgeschwindigkeit "v" und Hubbeschleunigung "a", wird der Motorläufer mit einer Motorwinkelbeschleunigung dω/dt rotiert, was durch die folgende Gleichung (1) repräsentiert wird: dω/dt = aX(2π/L)Xα (1)
Ein Trägheitsmoment Ti, das aufgrund der Motorwinkelgeschwindigkeit dω/dt des Läufers von Motor 8 auftritt, wird durch die folgende Gleichung (2) repräsentiert: Ti = J·(dω/dt) = J·{aX(2π/L)Xα} (2)
Daher wird die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 durch die folgende Gleichung (3) repräsentiert: fi = TiX(2π/L)Xα = J·{aX(2π/L)Xα)X(2π/L)Xα = JX{(2π/L)Xα)2 Xa = IXa (3)wobei I (= J^X{(2π/L)^Xα}²) eine äquivalente Inertialmasse bezeichnet, die durch Umwandeln von Inertialmassen aller Bestandteile des elektromagnetischen Stellorgans, die sich im elektromagnetischen Stellorgan 4, während des Aufhängungshubs, verschieben und drehen, in eine hypothetische Inertialmasse in der Aufhängungshubrichtung des elektromagnetischen Stellorgans 4 erhalten wird. Die äquivalente Inertialmasse I wird als ein fester Wert bestimmt, der auf der Aufhängungsform und Designspezifikationen des elektromagnetischen Stellorgans 4 beruht.
Bei Schritt S4 wird eine Motorausgangsleistung fm arithmetisch als die Summe (f + fi) der Ausgangsleistung f des elektromagnetischen Stellorgans (siehe hierzu Schritt S2) und der internen Trägheitskraft des elektromagnetischen Stellorgans 4, aus der Gleichung fm = (f + fi) berechnet.
Bei Schritt S5 wird ein erforderlicher Motorstromwert Im, welcher der durch Schritt 4 berechneten Motorausgangsleistung fm entspricht, anhand eines vorbestimmten Kennfelds Im-fm (nicht gezeigt) berechnet oder wiedergewonnen.
Bei Schritt S6 wird ein Steuerbefehlssignal, das dem erforderlichen Motorstromwert Im entspricht und auf diesen hindeutet, vom Motorsteller 17 an den Motorantriebsschaltkreis 15 ausgegeben.
Zufolge der Motorsteueraktion der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform besteht, wenn die Verschiebungseingabe (Hubgeschwindigkeit "v" und Hubbeschleunigung "a") von der Fahrbahn auf das elektromagnetische Stellorgan 4 angewandt wird, die interne Trägheitskraft fi (= I^Xa) des elektromagnetischen Stellorgans innerhalb des elektromagnetischen Stellorgans 4. Daher wird, selbst wenn keine Motorausgangsleistung (fm = 0) vorhanden ist, die interne Trägheitskraft fi innerhalb des elektromagnetischen Stellorgans 4, aufgrund der Eingabebeschleunigung (Hubbeschleunigung "a") produziert. Die Größe der internen Trägheitskraft fi steht im Verhältnis zur Eingabebeschleunigung, mit anderen Worten, der Hubbeschleunigung "a" (siehe hierzu den Ausdruck (3)). Das heißt, es gibt keine schlichte Entsprechung zwischen der Motorausgangsleistung fm und der Stellorganausgangsleistung f, die beruhend auf der Motorwinkelgeschwindigkeit ω durch Schritt S2 bestimmt wurde, wegen der bestehenden internen Trägheitskraft fi, die aufgrund der Eingabebeschleunigung "a" produziert wurde. Daher muss, wenn das elektromagnetische Stellorgan 4 für das aktive Aufhängungssystem von Fahrzeugen, wie in 1–3 gezeigt, verwendet wird und der Motor 8 in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Motorsteuerregel (dem vorbestimmten Dämpfungskennfeld) gesteuert wird, die in der 5 gezeigt ist, eine interne Trägheitskompensation für die interne Trägheitskraft fi, die aufgrund der äquivalenten Inertialmasse I produziert wird, berücksichtigt werden. In der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform wird die interne Trägheitskompensation für die interne Trägheitskraft fi, die sich aus der äquivalenten Inertialmasse I ergibt, daher berücksichtigt. Das heißt, vorausgesetzt, dass die Stellorganausgangsleistung als die Summe (f + fi) der internen Trägheitskraft fi und der Stellorganausgangsleistung f betrachtet wird, die beruhend auf der Motorwinkelgeschwindigkeit ω durch den Schritt S2 bestimmt wurde, gibt es eine im Wesentlichen schlichte Entsprechung zwischen der Motorausgangsleistung und der Stellorganausgangsleistung.
Indem jetzt auf die 6 Bezug genommen wird, wird das Vergleichsergebnis zwischen (i) einer Frequenzgang-Beschleunigungscharakteristik einer gefederten Masse (der Fahrzeugkarosserie) für eine Verschiebungseingabe von einer Fahrbahn zum elektromagnetischen Stellorgan 4 in Anwesenheit der früher erörterten internen Trägheitskompensation und (ii) einer Frequenzgang-Beschleunigungscharakteristik derselben gefederten Masse für dieselbe Verschiebungseingabe von der Fahrbahn zum elektromagnetischen Stellorgan 4 in Abwesenheit der früher erörterten internen Trägheitskompensation gezeigt. In der 6 ist die Frequenzgang-Beschleunigungscharakteristik der gefederten Masse (der Fahrzeugkarosserie), die mit der internen Trägheitskompensation erhalten wurde, durch die Phantomlinie angezeigt, wogegen die Frequenzgang-Beschleunigungscharakteristik der gefederten Masse (der Fahrzeugkarosserie), die ohne die interne Trägheitskompensation erhalten wurde, durch die Volllinie angezeigt. Beachten Sie bitte, dass eine größere Verstärkung der in der 6 gezeigten Frequenzgangcharakteristik einen schlechteren Fahrkomfort bedeutet, wogegen eine kleinere Verstärkung der in der 6 gezeigten Frequenzgangcharakteristik einen besseren Fahrkomfort bedeutet. Wie sich anhand des Vergleichsergebnisses zwischen den zwei Frequenzgangcharakteristiken, wie durch die Volllinie (der Abwesenheit interner Trägheitskompensation) und der Phantomlinie (der Anwesenheit interner Trägheitskompensation) angezeigt, erkennen lässt, wird der mit interner Trägheitskompensation produzierte Spitzenwert der Frequenzgangcharakteristik (siehe hierzu die Phantomlinie) stark reduziert eher als jener der Frequenzgangcharakteristik, der ohne interne Trägheitskompensation (siehe hierzu die Volllinie) produziert wurde. Insbesondere in einem spezifizierten Frequenzbereich, der generell Fahrkomfort bemerkenswert beeinträchtigt, wie beispielsweise 4Hz–10Hz, werden alle der Werte der Frequenzgangcharakteristik, die mit interner Trägheitskompensation (siehe hierzu die Phantomlinie) wurden, auf relativ niedrigem Niveau über den spezifizierten Frequenzbereich von 4Hz bis 10Hz, im Vergleich zu den entsprechenden Werten der Frequenzgangcharakteristik, die ohne interne Trägheitskompensation (siehe hierzu die Volllinie) produziert wurden. Anhand des früher mit Bezug auf die zwei in der 6 gezeigten Frequenzgangcharakteristiken erörterten Vergleichsergebnisses, ist das elektromagnetische Aufhängungssystem der Ausführungsform, das die interne Trägheitskompensation ausführt, dem Aufhängungssystem, das keine interne Trägheitskompensation ausführt, in besserem Fahrkomfort überlegen.
Indem jetzt auf die 7A und 7B Bezug genommen wird, sind zwei verschiedene Ansprechcharakteristiken (siehe 7B) für die Verschiebung der ungefederten Masse (dem Reifen) mit interner Trägheitskompensation und ohne interne Trägheitskompensation gezeigt, die unter einer Bedingung erhalten wurden, wo eine Schritteingabe (siehe 7A) von einer Fahrbahn auf das Viertelautomodell (siehe 3) angewandt wird, das zwei Grad Freiheit hat. Die Schritteingabe von der Fahrbahn zum Viertelautomodell kann als eine Verschiebungseingabe zur Fahrbahn und zur Fahrzeugaufhängung betrachtet werden, wenn das Fahrzeug über eine scharf abfallende oder bucklige Fahrbahnoberfläche mit einer Differenz in der Fahrbahnebene führt. In der 7B ist die Ansprechcharakteristik der Verschiebung der ungefederten Masse (dem Reifen), die mit der internen Trägheitskompensation erhalten wurde, durch die Phantomlinie angezeigt, wogegen die Ansprechcharakteristik der ungefederten Masse (dem Reifen), die ohne die interne Trägheitskompensation erhalten wurde, durch die Volllinie angezeigt ist. Wie anhand des Ansprechverhaltens der Verschiebung der ungefederten Masse für die Schritteingabe erkannt wird, das durch die Volllinie (ohne interne Trägheitskompensation) in der 7B angezeigt ist, treten unerwünschtes Überschwingen und Unterschwingen auf. Außerdem ist, wie aus einer verhältnismäßig langen Anregelzeit in der 7B ersichtlich, die Konvergenzleistung schlecht. Gegensätzlich, wie aus dem Ansprechverhalten der Verschiebung der ungefederten Masse für die Schritteingabe zu erkennen ist, die durch die Phantomlinie (mit interner Trägheitskompensation) in der 7B, angezeigt ist, werden unerwünschtes Überschwingen und Unterschwingen effektiv unterdrückt oder reduziert und somit ist eine Anregelzeit verhältnismäßig kurz und die Konvergenzleistung ist verhältnismäßig hoch. Das heißt, über die verbesserte Motorsteuerung, die die interne Trägheitskompensation ausführt, ist es möglich die Fahrbahnfolgeleistung der ungefederten Masse (dem Reifen) stark zu verbessern, wodurch ein guter Grip des Reifens 6 auf der Fahrbahn sichergestellt und die Fahrstabilität verbessert wird, die sowohl Fahrzeugfahrverhalten als auch Fahrzeugstabilität einschließt.
Die elektromagnetische Kraftfahrzeug-Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform stellt die folgenden Effekte sicher.

(1) Wie oben dargelegt, umfasst die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform das elektromagnetische Stellorgan 4, das zwischen einer gefederten Masse (Fahrzeugkarosserie 1) und einer ungefederten Masse (Reifen 6) zwischengeschaltet ist und parallel mit einem Aufhängefederelement (Aufhängefeder 7) angeordnet und vom Elektromotor 8 angetrieben ist und den Motorsteller 17 (ein Motorsteuermittel) der eine Verschiebungseingabe berechnet, die von einer Fahrbahn an das elektromagnetische Stellorgan 4 übertragen wird und den Elektromotor 8 steuert, um eine tatsächliche Aufhängedämpfungskraft näher an eine optimale Dämpfungskraft (eine erwünschte Dämpfungskraft) heranzubringen, die sich für die Verschiebungseingabe eignet. Der Motorsteller 17 der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform umfasst einen Berechnungsteil für die interne Trägheitskraft des Stellorgans (siehe Schritt S3 der 4), der die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 arithmetisch berechnet und umfasst außerdem einen Kompensationsteil für die interne Trägheitskraft des Stellorgans (siehe Schritte S4–S6 der 4), der eine interne Trägheitskompensation für die interne Trägheitskraft fi erzielt. Es ist daher möglich eine hochgenaue elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung bereitzustellen, die fähig ist, zwei widersprüchliche Anforderungen, das heißt, guten Fahrkomfort und Fahrstabilität (Fahrverhalten und Stabilität des Fahrzeugs) stark auszugleichen.
(2) Der Berechnungsteil (S3) für die interne Trägheitskraft des Stellorgans berechnet arithmetisch ein summiertes Massenträgheitsmoment (J) aus (i) einem Trägheitsmoment des Motorläufers selbst des Motors (8) und (ii) einem äquivalenten Trägheitsmoment, das durch Umwandeln eines Trägheitsmoments erhalten wird, das aufgrund von Inertialmassen aller elektromagnetischen Stellorganbauteile, die innerhalb des elektromagnetischen Stellorgans (4), während eines Federungshubs verschoben und rotiert werden, produziert wurde, in ein Trägheitsmoment einer hypothetischen Inertialmasse, die mit der Einbauposition des Motorläufers niveaugleich ist. Der Berechnungsteil (Schritt S3) der internen Trägheitskraft des Stellorgans berechnet arithmetisch, beruhend auf dem summierten Massenträgheitsmoment J, die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4. Auf diese Weise werden, gemäß der Vorrichtung der Ausführungsform, alle im elektromagnetischen Stellorgan 4 vorhandenen Trägheitsmassen und das Massenträgheitsmoment jeder dieser Trägheitsmassen, die sich im elektromagnetischen Stellorgan, während des Aufhängehubs verschieben oder drehen, berücksichtigt. Es ist daher möglich, die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 genauer zu berechnen oder zu schätzen.
3) Der in die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform inkorporierte Motorsteller 17 ist konzipiert, die Motorausgangsleistung fm als eine summierte Kraft oder eine resultierende Kraft (f + fi) von (i) der elektromagnetischen Stellorganausgangsleistung f, die gemäß einer vorbestimmten Kontrollregel bestimmt wird (einer vorbestimmten Dämpfungscharakteristik oder einem vorbestimmten Kennfeld ω-f), die vorprogrammiert ist, eine optimale Dämpfungskraft (eine erwünschte Dämpfungskraft) sicherzustellen oder bereitzustellen und (ii) die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 wird als Motorausgangsleistung fm (= f + fi) bestimmt. Ein zum Produzieren der Motorausgangsleistung fm (= f + fi) benötigter Befehlssignalwert wird vom Motorsteller 17 an den Motorantriebsschaltkreis 15 generiert. Mit anderen Worten, die Verarbeitung der internen Trägheitskraftkompensation, die durch die Gleichung fm = f + fi dargestellt ist, wird einfach mit der grundlegenden arithmetischen Berechnungsverarbeitung kombiniert oder dieser hinzugefügt, die erforderlich ist, die Stellorganausgangsleistung f, beruhend auf der vorbestimmten Kontrollregel (dem vorbestimmten Dämpfungskennfeld, wie in 5 gezeigt) zu berechnen. Die kombinierten arithmetischen Vorgänge sind sehr einfach und haben höhere Freiheitsgrade oder eine höhere Flexibilität der Motorsteuerung. Somit realisiert die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform eine genauere Motorsteuerung des elektromagnetischen Stellorgans 4, was die interne Trägheitskompensation für die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 berücksichtigt.
(4) Weiterhin wird, wie oben erörtert, ein Antriebszustand des Motors 8, genau gesagt ein Antriebsstromwert (erforderlicher Stromwert Im) des Motors 8, gesteuert, während für die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 kompensiert wird. Daher ist es möglich, ein genaueres Motorsteuerverfahren für das elektromagnetische Stellorgan 4 der elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung bereitzustellen, die fähig ist zwei widersprüchliche Anforderungen, das heißt guten Fahrkomfort und Fahrstabilität (Fahrverhalten und Stabilität des Fahrzeugs) stark auszugleichen.

Die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform ist, wie oben dargelegt, in einem vierrädrigen Kraftfahrzeug veranschaulicht, das unabhängige Multilink-Federungen an jedem Rad verwendet. Stattdessen könnte die elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung der Ausführungsform auf ein Kraftfahrzeug angewandt werden, das andere Aufhängungstypen, beispielsweise, "MacPherson" Federbeine verwendet.
Weiterhin wird in der Vorrichtung der Ausführungsform die Stellorganausgangsleistung f berechnet oder aus dem Kennfeld ausgelesen, die auf der Motorwinkelgeschwindigkeit ω von der vorbestimmten Motorwinkelgeschwindigkeit ω versus Kennfeld der elektromagnetischen Stellorganausgangsleistung f (der vorbestimmten Kontrollregel oder des vorbestimmten Dämpfungskennfelds) beruht, die in der 5 gezeigt sind. Tatsächlich wird in der gezeigten Ausführungsform, wie aus dem Kennfeld ω-f der 5 zu erkennen ist, die vorbestimmte lineare Dämpfungscharakteristik (siehe hierzu die gerade, in der 5 gezeigte, Kennlinie) als die vorbestimmte Kontrollregel verwendet. Statt solch eine lineare ω-f Dämpfungscharakteristik zu verwenden, könnte die Stellorganausgangsleistung f, beruhend auf der Motorwinkelgeschwindigkeit ω von einer nichtlinearen ω-f Dämpfungscharakteristikkurve berechnet, oder aus dem Kennfeld ausgelesen werden, die zeigt wie eine Stellorganausgangsleistung, relativ zur Motorwinkelgeschwindigkeit ω auf eine nichtlineare Art variiert werden muss. Als andere Möglichkeit könnte, statt die Motorwinkelgeschwindigkeit ω als einen Faktor zu verwenden, der nötig ist, die Stellorganausgangsleistung f abzuleiten, die Hubgeschwindigkeit v (= ds/dt) verwendet werden. In diesem Fall kann die Stellorganausgangsleistung f beruhend auf der Hubgeschwindigkeit v von einer vorbestimmten linearen v-f Dämpfungscharakteristikkurve berechnet oder aus dem Kennfeld ausgelesen werden, die zeigt, wie die Stellorganausgangsleistung f relativ zur Hubgeschwindigkeit v auf eine lineare Art variiert werden muss oder die Stellorganausgangsleistung f kann, beruhend auf der Hubgeschwindigkeit v von einer vorbestimmten nichtlinearen v-f Dämpfungscharakteristikkurve berechnet oder aus dem Kennfeld ausgelesen werden, die zeigt, wie die Stellorganausgangsleistung f relativ zur Hubgeschwindigkeit v auf eine nichtlineare Art variiert werden muss.
Überdies könnten in der gezeigten Ausführungsform, obwohl nur die interne Trägheitskraftkompensation für die interne Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans 4 angemessen berücksichtigt wird, eine externe Trägheitskompensation für eine externe Trägheitskraft fe, die auf das Fahrzeug, aufgrund eines Reaktionsmoments, das auf einem Motorrotationswinkel θ beruht, eines Dämpfungsmoments, das auf einer Motorwinkelgeschwindigkeit ω (= dθ/dt) beruht und eines Fahrzeugkarosserieträgheits-Kompensationsmoments, das auf einer Motorwinkelbeschleunigung dω/dt (= d²θ/dt²) beruht, zusätzlich berücksichtigt werden. In diesem Fall kann die Stellorganausgangsleistung f, beruhend auf einem summierten Moment des Reaktionsmoments auf der Basis eines Motorrotationswinkels θ, dem Dämpfungsmoment auf der Basis einer Motorwinkelgeschwindigkeit ω (= dθ/dt) und dem Fahrzeugkarosserie-Trägheitskompensationsmoment auf der Basis der Motorwinkelbeschleunigung dω/dt (= d²θ/dt²) aus einem vorprogrammierten summierten Moment versus Kennfeld der Stellorganausgangsleistung f berechnet oder aus dem Kennfeld ausgelesen werden. Danach wird die Motorausgangsleistung fm als eine Summe der internen Trägheitskraft fi und der Stellorganausgangsleistung f berechnet, die beruhend auf dem summierten Moment des Reaktionsmoments auf der Basis des Motorrotationswinkels θ, dem Dämpfungsmoment auf der Basis der Motorwinkelgeschwindigkeit ω und dem Fahrzeugkarosserieträgheits-Kompensationsmoment auf der Basis der Motorwinkelbeschleunigung dω/dt berechnet. Auf diese Art ist es möglich, wenn die interne Trägheitskompensation (fi) und die externe Trägheitskompensation (fe) beide berücksichtigt werden, eine genauere Motorsteuerung des elektromagnetischen Stellorgans 4 auszuführen, wodurch zwei widersprüchliche Anforderungen, das heißt, guter Fahrkomfort und Fahrstabilität (Fahrverhalten und Stabilität des Fahrzeugs) stärker ausgeglichen werden.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-027858 (eingereicht am 5. Februar 2003) werden durch Referenz hierin inkorporiert.
Obwohl das Vorgenannte eine Beschreibung der bevorzugten ausgeführten Ausführungsformen ist, wird erkenntlich sein, dass die Erfindung nicht auf die speziellen, hierin gezeigten und beschriebenen, Ausführungsformen beschränkt ist, sondern, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden konnten, ohne vom Umfang dieser Erfindung, wie durch die folgenden Patentansprüche definiert, abzuweichen.

Claims

Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend: ein elektromagnetisches Stellorgan (4), das zwischen einer gefederten Masse (1) und einer ungefederten Masse (6) zwischengeschaltet ist und parallel mit einem Aufhängungsfederelement (7) angeordnet ist; einen Elektromotor (8), der das elektromagnetische Stellorgan (4) antreibt; und einen Motorsteller (17), der eine Verschiebungseingabe berechnet, die an das elektromagnetische Stellorgan (4) gesendet wird und den Motor (8) steuert, um eine Aufhängungsdämpfungskraft näher an eine erwünschte Dämpfungskraft heranzubringen, die für die Verschiebungseingabe geeignet ist, wobei der Motorsteller (17) umfasst: a) einen Berechnungsteil (S3) für die interne Trägheitskraft des Stellorgan, der eine interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgan (4) berechnet; und b) einen Kompensationsteil (S4–S6) für die interne Trägheitskraft des Stellorgans, der für die interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgan (4) kompensiert.
Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: Der Berechnungsteil (S3) für die interne Trägheitskraft des Stellorgans ein summiertes Massenträgheitsmoment (J) eines Trägheitsmoments eines Motorläufers des Motors (8) und ein gleichwertiges Trägheitsmoment berechnet, das durch Umwandeln eines Trägheitsmoments erhalten wurde, das aufgrund von Inertialmassen aller elektromagnetischen Stellorganbauteile, die innerhalb des elektromagnetischen Stellorgans (4), während eines Aufhängungshubs verschoben und rotiert werden, produziert wurde, in ein Trägheitsmoment einer hypothetischen Inertialmasse, die mit einer Einbauposition des Motorläufers niveaugleich ist; und der Berechnungsteil (S3) für die interne Trägheitskraft des Stellorgans die interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4), beruhend auf dem summierten Trägheitsmoment berechnet.
Elektromagnetische Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: Der Motorsteller (17) eine Motorausgangsleistung (fm) des Motors (8), als eine summierte Kraft (f+fi) einer Ausgangsleistung (f) des elektromagnetischen Stellorgans berechnet, die in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Steuerregel bestimmt wird, welche die erwünschte Dämpfungskraft und die interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4) bereitstellt und ein Steuerbefehlssignal generiert, das erforderlich ist, um die Motorausgangsleistung (fm = f+f1) zu produzieren.
Verfahren der Steuerung eines Elektromotors (8) einer elektromagnetischen Aufhängungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, das ein motorbetriebenes elektromagnetisches Stellorgan (4), das zwischen einer gefederten Masse (1) und einer ungefederten Masse (6) zwischengeschaltet ist und parallel mit einem Aufhängungsfederelement (7) angeordnet ist und einen Motorsteller (17) verwendet, der eine Verschiebungseingabe berechnet, die an das elektromagnetische Stellorgan (4) gesendet wird und den Motor (8) steuert, um eine Aufhängungsdämpfungskraft näher an eine erwünschte Dämpfungskraft heranzubringen, die für die Verschiebungseingabe geeignet ist, wobei das Verfahren umfasst: Steuern eines Antriebszustands des Motors (8), während eine interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgan (4) kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei: Ein Antriebsstromwert (Im) des Motors (8), mindestens auf der internen Trägheitskraft (fi) beruhend, gesteuert wird, um den Antriebszustand des Motors (8) zu steuern, während die interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4) kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei: Ein Antriebsstromwert (Im) des Motors (8), beruhend auf der internen Trägheitskraft (fi) und einer externen Trägheitskraft (fe), gesteuert wird, der auf das Fahrzeug, aufgrund eines Reaktionsmoments, beruhend auf einem Motorrotationswinkel (θ) eines Läufers des Motors (8), einem Dämpfungsmoment, beruhend auf einer Motorwinkelgeschwindigkeit (ω = dθ/dt) des Läufen des Motors (8) und einem Fahrzeugkarosserieträgheits-Kompensationsmoment, beruhend auf einer Motorwinkelbeschleunigung (dω/dt = d²θ/dt²) des Läufen des Motors (8) ausgeübt wird, um den Antriebszustand des Motors (8) zu steuern, während die interne Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4) kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das weiter umfasst: Schätzen (Si) einer Aufhängungshubbeschleunigung (a) des elektromagnetischen Stellorgans (4) und einer Motorwinkelgeschwindigkeit (ω) eines Läufen des Motors (8) als Zustandsgrößen des Fahrzeugs; Schätzen (S2) einer Ausgangsleistung (f) des elektromagnetischen Stellorgans (4), beruhend auf der Motorwinkelgeschwindigkeit (ω) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Steuerregel, welche die erwünschte Dämpfungskraft bereitstellt; Berechnen (S3) der internen Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4), beruhend auf der Aufhängungshubbeschleunigung (a) des elektromagnetischen Stellorgans (4); Berechnen (S4) einer Motorausgangsleistung (fm) als eine summierte Kraft (f+fi) der Ausgangsleistung (f) des elektromagnetischen Stellorgans und der internen Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4); und Ausgeben (S5, S6) eines Steuerbefehlssignals, das erforderlich ist, die Motorausgangsleistung (fm = f+fi) vom Motorsteller (17) zu einem Motorantriebsstromkreis (15) für den Motor (8) zu produzieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei: der Motor (8) umfasst einen Getriebemotor mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis (α) und das elektromagnetische Stellorgan (4) umfasst einen Kugelspindelmechanismus mit einer Kugelspindelwelle (9) und einer Kugelspindelmutter (10), die gewindeartig über umlaufende Kugeln miteinander in Eingriff sind, um zuzulassen, dass Drehbewegung der Kugelspindel (9) in lineare Bewegung der Kugelspindelmutter (10) umgewandelt wird und um außerdem zuzulassen, dass lineare Bewegung der Kugelspindelmutter (10) in Drehbewegung der Kugelspindelwelle (9) umgewandelt wird; und der Schritt (S3) der Berechnung der internen Trägheitskraft (fi) des elektromagnetischen Stellorgans (4) umfasst: (i) Berechnen einer Winkelbeschleunigung dω/dt des Läufers des Motors (8), beruhend auf der Aufhängungshubbeschleunigung (a) des elektromagnetischen Stellorgans (4), aus einer Gleichung dω/dt = a X (2π/L) X α, wo a die Aufhängungshubbeschleunigung des elektromagnetischen Stellorgans (4) ist, L eine Steigung der Kugelspindelwelle (9) ist, um die sich die Kugelspindelmutter (10) axial relativ zur Kugelspindelwelle (9) in einer kompletten Drehung der Kugelspindelwelle bewegt und α das vorbestimmte Untersetzungsgetriebeverhältnis des Motors (8) ist; (ii) Berechnen, beruhend auf der berechneten Winkelbeschleunigung dω/dt, eines Trägheitsdrehmoments Ti des Motorläufers, das aufgrund der Winkelbeschleunigung des Motorläufen auftritt, aus einer Gleichung Ti = J·(dω/dt) = J·{a X (2π/L) X α), wo J ein summiertes Trägheitsmoment ist, das einer Summe eines Trägheitsmoments des Motorläufers selbst und einem gleichwertigen Trägheitsmoment entspricht, das durch Umwandeln eines Trägheitsmoments erhalten wurde, das aufgrund der Inertialmassen aller Bauteile des elektromagnetischen Stellorgans produziert wurde, die während eines Aufhängungshubs des elektromagnetischen Stellorgans (4) verschoben und rotiert werden, in ein Trägheitsmoment einer hypothetischen Inertialmasse, die niveaugleich mit einer Position des Motorläufen ist; und (iii) Berechnen, beruhend auf der berechneten Winkelbeschleunigung (a), der internen Trägheitskraft fi des elektromagnetischen Stellorgans (4), aus einer Gleichung fi = Ti X (2π/L) X α = J X {(2π/L) X α)² X a.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei: Der Schritt Schätzen (S1) der Aufhängungshubbeschleunigung (a) und der Motorwinkelgeschwindigkeit (ω) umfasst: Direktes Erkennen der Aufhängungshubbeschleunigung (a) des elektromagnetischen Stellorgans (4) und der Motorwinkelgeschwindigkeit (ω).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei: Der Schritt Schätzen (S1) der Aufhängungshubbeschleunigung (a) und der Motorwinkelgeschwindigkeit (ω) umfasst: Erkennen eines Aufhängungshubs (s) des elektromagnetischen Stellorgans (4) durch einen Niveausensor (18); Erkennen eines Motorrotationswinkels (θ) des Läufen des Motors (8); Berechnen der Aufhängungshubbeschleunigung (a) durch das Differenzial zweiter Ordnung (d²s/dt²) des Aufhängungshubs (s); und Berechnen der Motorwinkelgeschwindigkeit (ω) durch das Differenzial erster Ordnung (dθ/dt) des Motorrotationswinkels (θ).