JP2009120026A - Vehicular electric suspension system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電気サスペンションシステムに関するものであり、特に、電気作動機械によって車体と車輪とが接近離間する方向の力を発生させる接近離間方向力発生装置を含む電気サスペンションシステムに関するものである。 The present invention relates to an electric suspension system for a vehicle, and more particularly, to an electric suspension system including an approaching / separating direction force generation device that generates a force in a direction in which a vehicle body and a wheel approach and separate by an electric machine.
接近離間方向力発生装置は、サスペンション装置の一部を構成し、車輪と車体との間に伸縮可能に設けられる。下記特許文献1,2には、接近離間方向力発生装置の一例が記載されている。接近離間方向力発生装置は、電動機,発電機等の電気作動機械を備え、接近離間方向力を発生させることで、例えば、車両の乗り心地を向上させたり、車体の姿勢を制御したりすることができる。
また、下記特許文献2には、ロール抑制制御時において、電気作動機械が発熱した場合や電源装置の能力が低下した場合に、ロール抑制制御力と振動抑制力とを徐々に弱めることで電気作動機械の発熱や電源装置の能力低下を抑制する技術が記載されている。
Further, in Patent Document 2 below, when the electric working machine generates heat or the capacity of the power supply device is reduced during the roll suppression control, the electric operation is performed by gradually weakening the roll suppression control force and the vibration suppression force. A technique for suppressing the heat generation of the machine and the capability deterioration of the power supply device is described.
しかしながら、振動抑制力を弱めた場合に振動抑制効果が減少するのであるが、上記特許文献2には、振動抑制効果の低下を抑制することについては示唆されていない。また、上記特許文献1には、電気作動機械の発熱の抑制自体について記載されていない。
このように、従来の電気サスペンションシステムには、例えば、電気作動機械の発熱を抑制した場合に振動抑制効果の低下を抑制する等、実用性向上の観点から未だ改良の余地がある。本発明は、そういった実情に鑑みて、より実用的な電気サスペンションシステムを得ることを課題としてなされたものである。
However, although the vibration suppression effect decreases when the vibration suppression force is weakened, the above-mentioned Patent Document 2 does not suggest suppressing the decrease in the vibration suppression effect. Further, Patent Document 1 does not describe suppression of heat generation of the electric machine.
As described above, there is still room for improvement in the conventional electric suspension system from the viewpoint of improving practicality, for example, when the heat generation of the electric machine is suppressed, the decrease in the vibration suppression effect is suppressed. In view of such circumstances, the present invention has been made to obtain a more practical electric suspension system.
上記課題を解決するために、本発明の電気サスペンションシステムは、それぞれが独立して伸縮可能な2つの伸縮部分である伸縮方向力発生部と減衰力発生部とが直列に設けられた接近離間力発生装置を含み、伸縮方向力発生部と減衰力発生部との一方の負担を軽減するために、伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分と減衰力発生部の減衰力との一方を減少させる場合に、それらばね下減衰力成分と減衰力との他方を増大させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an electric suspension system according to the present invention has an approaching / separating force in which an expansion / contraction direction force generation unit and a damping force generation unit, which are two expansion / contraction portions that can be independently expanded and contracted, are provided in series. In order to reduce the burden on one of the expansion force generation unit and damping force generation unit, including the generator, reduce one of the unsprung damping force component of the expansion force generation unit and the damping force of the damping force generation unit In this case, the other of the unsprung damping force component and damping force is increased.
本発明の電気サスペンションシステムによれば、例えば、伸縮力発生部の負担を軽減する場合に、減衰力発生部の減衰力を増大させて、ばね下部の制振度合いの低下を抑制することができる。すなわち、本発明によれば、より実用的なサスペンションシステムが得られるのである。 According to the electric suspension system of the present invention, for example, when reducing the load on the expansion / contraction force generation unit, it is possible to increase the damping force of the damping force generation unit and suppress a decrease in the degree of damping of the unsprung portion. . That is, according to the present invention, a more practical suspension system can be obtained.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載,従来の技術等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から一部の構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。 In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, the prior art, and the like. In addition, an aspect in which is added, and an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can also be an aspect of the claimable invention.
なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に、(2)項が請求項2に、(3)項が請求項3に、(4)項が請求項4に、(5)項が請求項5に、それぞれ相当する。 In each of the following paragraphs, (1) is in claim 1, (2) is in claim 2, (3) is in claim 3, (4) is in claim 4, (5) ) Corresponds to claim 5 respectively.
(1)車両のばね上部とばね下部とが接近離間する方向の力である接近離間方向力を発生させる接近離間方向力発生装置と、その接近離間方向力発生装置を制御する制御装置とを含むサスペンションシステムであって、
前記接近離間方向力発生装置が、
自身が有する電気作動機械の出力によって、ばね下部の振動を減衰させるばね下減衰力成分を含む伸縮方向の力である伸縮方向力を発生させる伸縮方向力発生部と、
その伸縮方向力発生部と直列に連結され、受動的に伸縮させられる際に減衰力を発生させ、その減衰力の大きさを変更することが可能な減衰力発生部と
を含み、かつ、
前記制御装置が、前記伸縮方向力発生部と前記減衰力発生部との一方の負担を軽減するために、前記伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分と前記減衰力発生部の減衰力との一方を減少させる場合に、それらばね下減衰力成分と減衰力との他方を増大させる減衰負担変更部を含むことを特徴とする車両用電気サスペンションシステム。
本項の接近離間方向力発生装置は、車体と車輪との間に配設され、車体と車輪とを接近離間させる方向の力である接近離間方向力を発生させる。この接近離間方向力を適切な大きさに制御することによって、例えば、車両の接近離間方向における振動を抑制すること、車体の姿勢を制御すること、車高を変化させること等ができる。なお、「ばね上部」は、車体および車体とともに上下動する部分であり、「ばね下部」は、車輪の一部や車輪を保持する車輪保持部等を含み、車輪軸とともに上下動する部分である。
また、接近離間方向力発生装置(以後、接近離間力発生装置と略記する)は、直列に配置され、それぞれが独立して伸縮可能な2つの伸縮部分である伸縮方向力発生部と減衰力発生部とを含む。伸縮方向力発生部(以後、伸縮力発生部と略記する)は、電気作動機械に電力を供給することによって伸縮方向力を発生させることと、電気作動機械に発電させることによって伸縮に対する抵抗力(伸縮方向力の一種である)を発生させることとの少なくとも一方が可能なものとすることができる。つまり、本項の電気作動機械は、例えば、発電機としたり、電動モータと発電機との両方として機能するものとしたりすることができる。
伸縮力発生部が発生させる伸縮方向力には、ばね下減衰力成分が含まれている。このばね下減衰力成分は、例えば、ばね下部の変位速度と減衰係数との積とすることができる。
減衰力発生部は、例えば、伸縮力発生部とばね下部との間に設けることができ、伸縮方向力とばね下部の変位との影響により、受動的に伸縮させられて減衰力を発生させる。そして、例えば、伸縮方向力のばね下減衰力成分が減衰力発生部を介してばね下部に伝達され、また、ばね下部の変位によって減衰力発生部が伸縮させられて発生させる減衰力によって、ばね下部の振動が減衰させられる。つまり、ばね下減衰力成分と減衰力とによってばね下部の制振がなされ、例えば、接地荷重の変動を抑制することができる。なお、例えば、電気作動機械を、直動子や回転子を含むものとすることができ、伸縮力発生部を、運動変換装置を含むものとすることができる。そして、それら電気作動機械や運動変換装置等の構成要素が伸縮に対する慣性質量となるため、伸縮方向力が発生させられていない場合であっても、減衰力発生部によって減衰力を発生させ、ばね下部の制振を行うことができる。
すなわち、ばね下部の制振について、伸縮方向力のばね下減衰力成分と、減衰力発生部の減衰力との2つの要素が関わっているのである。後の実施例において詳述するように、これら2つの要素を変化させることにより、ばね下部の制振度合いを変えることができる。
ところで、伸縮方向力のばね下減衰力成分と、減衰力発生部の減衰力とを常に適切な大きさにできるとは限らない。例えば、後の態様で述べるように、発熱や電力の不足等によって伸縮方向力のばね下減衰力成分と減衰力発生部の減衰力との一方を小さくし、伸縮力発生部と減衰力発生部との一方の負担を軽減することが望ましい状況が生じ得る。例えば、悪路走行時には、路面入力が大きくなるため、ばね下減衰力成分やばね上減衰力成分が大きくされ、伸縮力発生部が発生させる伸縮方向力が増大させられる。その結果、例えば、電力消費量が増大し、電気作動機械の温度が過度に上昇したり、蓄電池の蓄電量が過度に低下したりする場合がある。また、減衰力発生部の温度が過度に上昇する場合がある。
電気作動機械の温度が過度に上昇した場合に、ばね下減衰力成分を減少させることで電気作動機械の電力消費量を減少させ、電気作動機械の温度上昇を抑制することができる。すなわち、伸縮力発生部の負担を軽減することができる。しかし、ばね下減衰力成分を減少させるだけでは、ばね下部の制振度合いが低下し、例えば、接地荷重変動が増大することとなる。
それに対して、本項の減衰負担変更部は、例えば、伸縮力発生部の負担を軽減する場合に、減衰力発生部の減衰力を増大させて、ばね下部の制振度合いの低下を抑制することができる。また、逆に、減衰力発生部の負担を軽減する場合に、減衰力発生部の減衰力を減少させるとともに、ばね下減衰力成分を増大させることにより、ばね下部の制振度合いの低下を抑制することができる。すなわち、本項の態様によれば、より実用的な電気サスペンションシステムが得られるのである。
減衰力発生部の構成は、減衰力の大きさを変更することができるものである限り特に制限はなく、例えば、減衰力可変の液圧式ダンパを含むものとすることができる。また、減衰力の大きさを変更するために、例えば、可変絞り等によって、液圧式ダンパの作動流体の流路面積を変化させ、減衰特性を変化させることができる。すなわち、減衰力の大きさを変更するとは、減衰係数を増加させる等、同じ伸縮速度に対する減衰力の大きさを変更することである。また、同じ伸縮速度に対する減衰力の大きさを「減衰能」あるいは「減衰強度」と称することができる。
(2)前記減衰負担変更部が、前記伸縮方向力発生部と前記減衰力発生部との一方の負担を軽減する必要性が高い負担軽減必要状態である場合に、前記伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分と前記減衰力発生部の減衰力との一方を減少させるものである(1)項に記載の車両用電気サスペンションシステム。
通常、ばね下減衰力成分や減衰力発生部の減衰力が変更されるのは、例えば、走行状態や運転者の選択に応じて車両の乗り心地や走行安定性等を変更するためである。しかし、そのような本来的な目的以外の目的でばね下減衰力成分や減衰力等を変更する必要が生じる場合がある。例えば、後述するように、伸縮方向力発生部の温度と減衰力発生部の温度との一方がそれぞれの設定温度を超えた場合や、電気作動機械に供給すべき電力が不足した場合等には、伸縮方向力発生部と減衰力発生部との一方の負担を軽減する必要性が高くなる。
すなわち、負担軽減必要状態は、車両の乗り心地や走行安定性等を変更するという本来的な必要性ではなく、構成部品を保護する必要性や電力の消費を抑制する必要性等が高くなった状態である。そのため、伸縮方向力発生部と減衰力発生部との一方の負担を軽減したとしても、ばね下部の制振度合いの低下が抑制されることが望ましい。
それに対して、本項の減衰負担変更部によれば、負担軽減必要状態において、ばね下部の制振度合いの低下を抑制しつつ、伸縮方向力発生部等の負担を軽減することができる。
(3)前記減衰負担変更部が、
前記伸縮方向力発生部の温度と前記減衰力発生部の温度との一方がそれぞれの設定温度を超えた場合に、その設定温度を超えた伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分と減衰力発生部の減衰力との一方を減少させるとともに、それらの他方を増大させる温度対応負担変更部と、
前記電気作動機械に供給すべき電力が不足した場合に、前記伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分を減少させるとともに、前記減衰力発生部の減衰力を増大させる電力対応負担変更部と
の少なくとも一方を含む(1)項または(2)項に記載の車両用電気サスペンションシステム。
本項の態様は、負担軽減必要状態の具体例を示す態様である。伸縮方向力発生部の過度な温度上昇や、電力の不足は、例えば、前述の悪路走行時や、ロール抑制制御時等において生じ得る。悪路走行時については、先の説明と同様である。ロール抑制制御時には、ロールモーメントを打ち消すロール抑制力を含む伸縮方向力が発生させられるのであるが、大きなロール抑制力を比較的長い時間に渡って発生させた場合等に、温度が設定温度を超えたり、電力が不足したりする場合がある。このような場合にばね下減衰力成分を減少させるとともに減衰力発生部の減衰力を増大させることで、ばね下部の制振度合いの低下を抑制しつつ温度上昇や電力消費を抑制することができる。一方、減衰力発生部の温度が設定温度を超えることは、例えば、悪路走行時等において生じ得る。
なお、伸縮方向力発生部において、主として電気作動機械が発熱源となるため、電気作動機械の温度を伸縮方向力発生部の温度とすることができる。
(4)前記制御装置が、ばね上部とばね下部とが接近離間する方向である接近離間方向におけるばね下部の変位速度と、設定された減衰係数との積を含む前記ばね下減衰力成分を含む伸縮方向力を決定する伸縮方向力決定部を含み、
前記減衰負担変更部が、前記減衰係数を変化させることによって前記ばね下減衰力成分を変更する減衰係数変更部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の車両用電気サスペンションシステム。
減衰係数を変化させることで、容易にばね下減衰力成分を変化させることができる。なお、後の実施例において詳述するように、変位速度に応じて減衰係数を変化させることもできる。
(5)前記伸縮方向力決定部が、前記ばね下減衰力成分と、ばね上部の振動を減衰させるばね上減衰力成分とを含む伸縮方向力を決定するものであり、
前記減衰負担変更部が、前記ばね上減衰力成分を減少させずに前記伸縮方向力発生部の負担を軽減するものである(4)項に記載の車両用電気サスペンションシステム。
伸縮力発生部の負担を軽減する場合に、ばね上減衰力成分を減少させずにばね下減衰力成分を減少させることで、ばね上部の制振度合いの低下を抑制し得る。
なお、本項の態様とは異なるが、伸縮力発生部の負担を軽減する場合に、ばね下減衰力成分とともに、ばね上減衰力成分を減少させてもよい。この場合は、伸縮力発生部の負担軽減効果を大きくすることができる。
(1) An approaching / separating direction force generator that generates an approaching / separating direction force that is a force in a direction in which the sprung portion and the unsprung portion of the vehicle approach and separate from each other, and a control device that controls the approaching / separating direction force generator. A suspension system,
The approaching / separating direction force generator is
An expansion / contraction direction force generation unit that generates an expansion / contraction direction force that is a force in an expansion / contraction direction including an unsprung damping force component that attenuates vibration of the unsprung portion according to an output of an electric working machine that the device has
A damping force generator that is connected in series with the expansion / contraction direction force generation unit, generates a damping force when passively expanded and contracted, and can change the magnitude of the damping force; and
In order for the control device to reduce a burden on one of the expansion / contraction direction force generation unit and the damping force generation unit, an unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force generation unit and a damping force of the damping force generation unit An electric suspension system for a vehicle, comprising: a damping load changing unit that increases the other of the unsprung damping force component and damping force when one of the two is reduced.
The approaching / separating direction force generating device of this section is disposed between the vehicle body and the wheel, and generates an approaching / separating direction force that is a force in a direction in which the vehicle body and the wheel are approached and separated. By controlling the force in the approaching / separating direction to an appropriate magnitude, for example, vibration in the approaching / separating direction of the vehicle can be suppressed, the posture of the vehicle body can be controlled, the vehicle height can be changed, and the like. “Spring upper part” is a part that moves up and down together with the vehicle body, and “Unsprung part” includes a part of the wheel, a wheel holding part that holds the wheel, etc., and a part that moves up and down together with the wheel shaft. .
An approach / separation direction force generator (hereinafter abbreviated as an approach / separation force generator) is arranged in series, and an extension / contraction direction force generator and a damping force generator, which are two extendable parts that can be extended and contracted independently. Part. The expansion / contraction direction force generation unit (hereinafter abbreviated as expansion / contraction force generation unit) generates an expansion / contraction direction force by supplying electric power to the electric working machine, and generates electric power by the electric operation machine to generate resistance to expansion / contraction ( It is possible to generate at least one of generating a stretching direction force. In other words, the electric machine of this section can be, for example, a generator, or can function as both an electric motor and a generator.
The expansion / contraction direction force generated by the expansion / contraction force generation unit includes an unsprung damping force component. This unsprung damping force component can be, for example, the product of the displacement rate of the unsprung portion and the damping coefficient.
The damping force generation unit can be provided, for example, between the expansion / contraction force generation unit and the unsprung portion and is passively expanded / contracted to generate a damping force due to the influence of the expansion / contraction direction force and the displacement of the unsprung portion. Then, for example, the unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force is transmitted to the lower part of the spring via the damping force generation part, and the spring is generated by the damping force generated by expanding and contracting the damping force generation part by the displacement of the lower part of the spring. Lower vibration is attenuated. In other words, the unsprung part is damped by the unsprung damping force component and the damping force, and for example, fluctuations in the ground load can be suppressed. In addition, for example, the electrically operated machine can include a linear motion element or a rotor, and the expansion / contraction force generation unit can include a motion conversion device. And since the components such as the electric machine and the motion conversion device become inertial mass with respect to expansion and contraction, even if the expansion and contraction direction force is not generated, a damping force is generated by the damping force generation unit, and the spring The lower part can be controlled.
That is, for damping the unsprung portion, two elements are involved: the unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force and the damping force of the damping force generator. As will be described in detail later, the degree of vibration suppression of the unsprung portion can be changed by changing these two elements.
By the way, the unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force and the damping force of the damping force generation unit cannot always be appropriately set. For example, as will be described later, one of the unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force and the damping force of the damping force generator is reduced due to heat generation or lack of power, etc., so that the stretching force generator and the damping force generator A situation may arise where it is desirable to alleviate the burden on one. For example, when driving on a rough road, the road surface input becomes large, so the unsprung damping force component and the sprung damping force component are increased, and the stretching direction force generated by the stretching force generation unit is increased. As a result, for example, the amount of power consumption increases, and the temperature of the electrically operated machine may increase excessively, or the amount of electricity stored in the storage battery may excessively decrease. Moreover, the temperature of the damping force generation part may rise excessively.
When the temperature of the electric working machine rises excessively, the power consumption of the electric working machine can be reduced by reducing the unsprung damping force component, and the temperature rise of the electric working machine can be suppressed. That is, it is possible to reduce the load on the stretch force generation unit. However, simply reducing the unsprung damping force component reduces the degree of vibration suppression of the unsprung part, and increases, for example, ground contact load fluctuation.
On the other hand, the damping load changing unit of this section suppresses a decrease in the degree of damping of the unsprung portion by increasing the damping force of the damping force generating unit, for example, when reducing the load of the stretching force generating unit. be able to. Conversely, when reducing the load on the damping force generation unit, the damping force of the damping force generation unit is reduced and the unsprung damping force component is increased to suppress a decrease in the degree of damping of the unsprung portion. can do. That is, according to the aspect of this section, a more practical electric suspension system can be obtained.
The configuration of the damping force generation unit is not particularly limited as long as the magnitude of the damping force can be changed, and can include, for example, a hydraulic damper with a variable damping force. Further, in order to change the magnitude of the damping force, the damping characteristic can be changed by changing the flow area of the working fluid of the hydraulic damper, for example, by a variable throttle or the like. That is, changing the magnitude of the damping force means changing the magnitude of the damping force for the same expansion / contraction speed, such as increasing the damping coefficient. The magnitude of the damping force for the same expansion / contraction speed can be referred to as “attenuation capacity” or “attenuation intensity”.
(2) When the damping load changing unit is in a state where it is necessary to reduce a load that is highly necessary to reduce one of the stretching direction force generation unit and the damping force generation unit, the expansion direction force generation unit The electric suspension system for a vehicle according to item (1), wherein one of an unsprung damping force component and a damping force of the damping force generation unit is reduced.
Usually, the unsprung damping force component and the damping force of the damping force generator are changed, for example, to change the riding comfort or running stability of the vehicle in accordance with the running state or the driver's selection. However, it may be necessary to change the unsprung damping force component, damping force, or the like for purposes other than the original purpose. For example, as will be described later, when one of the temperature of the expansion / contraction direction force generation unit and the temperature of the damping force generation unit exceeds the set temperature, or when the power to be supplied to the electric machine is insufficient, etc. The necessity of reducing one burden of the expansion / contraction direction force generation part and the damping force generation part becomes high.
In other words, the burden reduction necessary state is not the original necessity of changing the riding comfort or running stability of the vehicle, but the necessity of protecting the component parts or the necessity of suppressing the consumption of power has increased. State. For this reason, even if the burden on one of the expansion / contraction direction force generation unit and the damping force generation unit is reduced, it is desirable to suppress a decrease in the degree of damping of the unsprung portion.
On the other hand, according to the attenuation load changing unit of this section, it is possible to reduce the load on the expansion / contraction direction force generation unit and the like while suppressing a decrease in the degree of vibration suppression of the unsprung portion in the state of reducing the load.
(3) The attenuation burden changing unit is
When one of the temperature of the stretching direction force generation unit and the temperature of the damping force generation unit exceeds the set temperature, the unsprung damping force component and damping force of the stretching direction force generation unit exceed the set temperature. While reducing one of the damping force of the generating unit and increasing the other of them, a temperature corresponding load changing unit,
A power corresponding load changing unit that decreases an unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force generation unit and increases a damping force of the damping force generation unit when power to be supplied to the electric machine is insufficient. The electric suspension system for vehicles according to item (1) or (2), including at least one.
The mode of this section is a mode that shows a specific example of the burden reduction necessary state. An excessive temperature rise in the expansion / contraction direction force generation unit and a shortage of electric power may occur, for example, during the above-described rough road traveling or roll suppression control. When traveling on a rough road, it is the same as described above. During roll restraint control, expansion / contraction direction force including roll restraining force that cancels roll moment is generated. However, when a large roll restraining force is generated for a relatively long time, the temperature exceeds the set temperature. Or there may be a shortage of power. In such a case, by reducing the unsprung damping force component and increasing the damping force of the damping force generation unit, it is possible to suppress temperature rise and power consumption while suppressing a decrease in the degree of damping of the unsprung portion. . On the other hand, the temperature of the damping force generation unit exceeding the set temperature may occur, for example, when traveling on a rough road.
In the expansion / contraction direction force generation unit, the electric working machine is mainly a heat generation source, and therefore the temperature of the electric operation machine can be set to the temperature of the expansion / contraction direction force generation unit.
(4) The control device includes the unsprung damping force component including a product of a displacement rate of the unsprung portion in the approaching / separating direction, which is a direction in which the sprung portion and the unsprung portion approach and separate, and a set damping coefficient. Including an expansion / contraction direction force determining unit for determining the expansion / contraction direction force;
The vehicular electricity according to any one of (1) to (3), wherein the damping load changing unit includes a damping coefficient changing unit that changes the unsprung damping force component by changing the damping coefficient. Suspension system.
By changing the damping coefficient, the unsprung damping force component can be easily changed. Note that, as will be described in detail later, the attenuation coefficient can be changed according to the displacement speed.
(5) The expansion / contraction direction force determination unit determines an expansion / contraction direction force including the unsprung damping force component and a sprung damping force component that attenuates vibration of the sprung portion.
The electric suspension system for a vehicle according to item (4), wherein the damping load changing unit reduces the load on the expansion / contraction direction force generating unit without reducing the sprung damping force component.
When reducing the load on the expansion and contraction force generation unit, it is possible to suppress a decrease in the degree of damping of the sprung portion by reducing the unsprung damping force component without reducing the sprung damping force component.
In addition, although it is different from the aspect of this section, when reducing the load of the expansion and contraction force generation unit, the sprung damping force component may be reduced together with the unsprung damping force component. In this case, it is possible to increase the burden reducing effect of the stretch force generation unit.
(6)前記接近離間方向力発生装置が、前記伸縮方向力発生部と直列、かつ、前記減衰力発生部と並列に設けられ、弾性変形量に応じた弾性力を発生させる弾性力発生部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の車両用電気サスペンションシステム。
本項の弾性力発生部は、例えば、コイルスプリングや板ばね等のばね部材や、空気等のガスを用いたガススプリング等を含むものとすることができる。なお、上記減衰力発生部と上記弾性力発生部とを含み、伸縮方向力発生部と直列に連結されて受動的に伸縮させられる部分を受動的伸縮部と称することができる。
本項の弾性力発生部と減衰力発生部とが、伸縮力発生部とばね下部との間に配設された場合は、伸縮力発生部の伸縮に対する慣性質量、弾性力発生部および減衰力発生部等によっていわゆるダイナミックダンパが構成されることとなり、伸縮方向力がない場合であっても効果的にばね下部の制振を行い得る。
(7)前記減衰力発生部が、
作動液が液通路を通過する際の通過抵抗によって自身の伸縮速度に応じた抵抗力を発生させる液圧式ダンパと、
その液圧式ダンパに設けられ、前記液通路の通過抵抗を変更する通過抵抗変更部と
を含み、
前記減衰負担変更部が、前記通過抵抗変更部を制御して前記液通路の通過抵抗を変更することにより、前記減衰力発生部の減衰力を変更する通過抵抗制御部を含む(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の車両用電気サスペンションシステム。
本項の態様は、例えば、流路面積を減少させる等によって作動液の通過抵抗を増大させ、容易に抵抗力を増大させることができる。また、例えば、後の実施例において詳述するように、通過抵抗変更部をダンパのピストン内に設けることができるため、接近離間力発生装置が大型化することを抑制することができる。
(8)前記減衰力発生部が、
強磁性を有する粒子が液体中に分散させられた流体である磁気反応粘性流体を作動流体とし、その磁気反応粘性流体の流動抵抗によって自身の伸縮に対する抵抗力を発生させる磁気反応性ダンパと、
前記磁気反応粘性流体に作用させる磁場を発生させる磁場発生部と
を含み、
前記減衰負担変更部が、前記磁場発生部を制御して前記磁場の強さを変更することにより、前記減衰力発生部の減衰力を変更する磁場強度制御部を含む(1)項ないし(7)項のいずれか1つに記載の車両用電気サスペンションシステム。
磁気反応粘性流体は、例えば、平均粒径が数μm程度の微粒子がオイル等の液体中に分散させられた磁気粘性流体(MR流体と称される場合もある)を含むものとすることができる。また、例えば、平均粒径が10nm程度の微粒子がオイル等の液体中に分散させられた磁性流体を含むものとすることができる。磁気反応粘性流体は、磁場が存在しない状態において通常の液体と同様に流動するが、磁場が作用すると複数粒子間で架橋構造が形成されて粘度が増大する。
磁場発生部は、例えば、電磁石を有するものとすることができる。この磁場発生部により作用させる磁場の強度を調節することによって磁気反応粘性流体の粘度を調節し、ダンパの減衰力を変更することができる。
(9)前記電気作動機械が、回転子を有し、外力によってその回転子が回転させられた場合に発電することによって回転トルクを発生させ得る回転電気機械であり、
前記伸縮方向力発生部が、
その回転電気機械と相対直線運動可能な相対運動体と、
その相対運動体の直線運動を前記回転子の回転運動に変換する運動変換装置と
を含み、前記相対運動体が相対直線運動することによって伸縮するとともに、前記回転電気機械の回転トルクによって伸縮方向の力である伸縮方向力を発生させるものである(1)項ないし(8)項のいずれか1つに記載の電気サスペンションシステム。
本項の態様において、回転電気機械の回転子や運動変換装置の回転部分の回転慣性モーメントと等価な質量と、相対運動体の慣性質量とが、伸縮力発生部の伸縮に対する慣性質量に含まれる。本項の運動変換装置は、例えば、ボールねじや、ピニオンとラック等を含むものとすることができる。
(6) The approaching / separating direction force generation device is provided in series with the expansion / contraction direction force generation unit and in parallel with the damping force generation unit, and generates an elastic force generation unit that generates an elastic force according to an elastic deformation amount. The vehicle electric suspension system according to any one of items (1) to (5).
The elastic force generation part of this term can include, for example, a spring member such as a coil spring or a leaf spring, a gas spring using a gas such as air, or the like. A portion that includes the damping force generation unit and the elastic force generation unit and is connected in series with the expansion / contraction direction force generation unit and can be passively expanded and contracted can be referred to as a passive expansion / contraction unit.
When the elastic force generation part and the damping force generation part in this section are arranged between the stretch force generation part and the unsprung part, the inertial mass, the elastic force generation part, and the damping force with respect to the expansion and contraction of the stretch force generation part A so-called dynamic damper is constituted by the generating portion and the like, and even if there is no expansion / contraction direction force, the vibration of the unsprung portion can be effectively suppressed.
(7) The damping force generator is
A hydraulic damper that generates a resistance force according to its expansion / contraction speed by a passage resistance when the hydraulic fluid passes through the liquid passage;
Provided in the hydraulic damper, including a passage resistance changing portion for changing the passage resistance of the fluid passage,
The damping load changing unit includes a passage resistance control unit that changes the damping force of the damping force generation unit by changing the passage resistance of the liquid passage by controlling the passage resistance changing unit. The electric suspension system for a vehicle according to any one of (6).
In the aspect of this section, for example, the passage resistance of the hydraulic fluid is increased by reducing the flow path area, and the resistance force can be easily increased. Further, for example, as will be described in detail in a later embodiment, since the passage resistance changing portion can be provided in the piston of the damper, it is possible to suppress an increase in the size of the approaching / separating force generator.
(8) The damping force generator is
A magnetic reactive damper that uses a magnetic reaction viscous fluid, which is a fluid in which particles having ferromagnetism are dispersed in a liquid, as a working fluid, and generates resistance to expansion and contraction by the flow resistance of the magnetic reaction viscous fluid;
A magnetic field generator for generating a magnetic field that acts on the magnetic reaction viscous fluid,
The attenuation load changing unit includes a magnetic field strength control unit that changes the damping force of the damping force generation unit by changing the strength of the magnetic field by controlling the magnetic field generation unit (1) to (7) The electric suspension system for vehicles according to any one of items 1).
The magnetic reaction viscous fluid can include, for example, a magnetorheological fluid (sometimes referred to as an MR fluid) in which fine particles having an average particle size of about several μm are dispersed in a liquid such as oil. Further, for example, it may include a magnetic fluid in which fine particles having an average particle diameter of about 10 nm are dispersed in a liquid such as oil. The magnetic reaction viscous fluid flows in the same manner as a normal liquid in the absence of a magnetic field, but when a magnetic field acts, a crosslinked structure is formed between a plurality of particles and the viscosity increases.
The magnetic field generator can have an electromagnet, for example. By adjusting the strength of the magnetic field applied by the magnetic field generator, the viscosity of the magnetic reaction viscous fluid can be adjusted, and the damping force of the damper can be changed.
(9) The electric working machine is a rotating electric machine that has a rotor and can generate a rotating torque by generating electric power when the rotor is rotated by an external force;
The expansion / contraction direction force generator is
A relative moving body capable of linear motion relative to the rotating electrical machine;
A motion conversion device that converts the linear motion of the relative motion body into the rotational motion of the rotor, and the relative motion body expands and contracts by a relative linear motion, and in the expansion and contraction direction by the rotational torque of the rotating electrical machine. The electric suspension system according to any one of items (1) to (8), which generates an expansion / contraction direction force that is a force.
In the aspect of this section, the mass equivalent to the rotation inertia moment of the rotating part of the rotating electric machine and the rotating part of the motion conversion device and the inertial mass of the relative moving body are included in the inertial mass with respect to the expansion and contraction of the expansion / contraction force generation unit. . The motion conversion device of this section can include, for example, a ball screw, a pinion and a rack, or the like.
以下、請求可能発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。 Embodiments of the claimable invention will be described below with reference to the drawings. In addition to the following examples, the claimable invention can be practiced in various modifications based on the knowledge of those skilled in the art, including the aspects described in the above [Aspect of the Invention] section. .
図1に、請求可能発明の一実施例である車両用電気サスペンションシステム(以後、特に必要がない場合は単に「サスペンションシステム」と略記する)の概要を模式的に示す。本実施例において、サスペンションシステムは4つのサスペンション装置10を備え、それら4つのサスペンション装置10によって、4つの車輪12の各々と車体14の4つの部分の各々とが接近・離間可能に連結されている。
サスペンション装置10は、車輪12と車体14との間に設けられており、それらが接近離間する方向の力を発生させる接近離間方向力発生装置20と、その接近離間方向力発生装置20を車体14に連結するアッパサポート22と、車輪12を回転可能に保持する車輪保持部に連結するロアサポート24とを備えている。なお、車輪保持部26は、車輪を回転可能に保持するステアリングナックル等の車輪保持部材や、車体に連結されて車輪保持部材を上下に移動可能に支持するロアアーム28(図15参照)等を含む。
なお、本実施例において、接近離間方向力発生装置20(以後、特に必要がなければ接近離間力発生装置と略記する)の軸方向、つまり、アッパサポート22とロアサポート24とが接近離間する方向が接近離間力発生装置20の伸縮方向である。その伸縮方向は、本実施例において、車輪12と車体14とが接近離間する方向の成分を含む方向とされている。
FIG. 1 schematically shows an outline of an electric suspension system for a vehicle (hereinafter simply abbreviated as “suspension system” unless otherwise required) as an embodiment of the claimable invention. In this embodiment, the suspension system includes four
The
In this embodiment, the axial direction of the approach / separation direction force generator 20 (hereinafter, abbreviated as the approach / separation force generator unless otherwise required), that is, the direction in which the
図2に、サスペンション装置10の一部の正面断面図を示す。アッパサポート22は、衝撃吸収体たる環状のマウントラバー30と、マウントラバー30の上部に接合されて車体14に当接させられる上部当接板34とを含む。その上部当接板34には、アッパサポート22を車体14の一部(詳細には、サスペンションタワー)に締結するための複数のスタッドボルト36が設けられている。
FIG. 2 is a front sectional view of a part of the
接近離間力発生装置20は、制御指令に従い伸縮方向力を発生させる制御伸縮方向力発生部40(以後、特に必要がなければ伸縮力発生部と略記する)と、その伸縮力発生部40とロアサポート24との間に直列に設けられたばね下振動抑制部42と、アッパサポート22とロアサポート24とを離間させる向きの弾性力を発生させるメインスプリング44とを備えている。
メインスプリング44は、スプリングたる圧縮コイルスプリングから成り、伸縮力発生部40の外周側に広がる円板状の上側支持部材50と、ばね下振動抑制部42の外周側に広がる円板状の下側支持部材52との間に狭持されている。すなわち、メインスプリング44は、伸縮力発生部40およびばね下振動抑制部42と並列に配置され、車体14を支持する弾性力を発生させるものとされている。
The approaching / separating
The
伸縮力発生部40は、電気作動機械たる回転電気機械60と、運動変換装置たるボールねじ装置62と、概して円筒状の基体64とを有している。基体64は、伸縮方向に延び、上側支持部材50の中央を貫通するとともに、アッパサポート22の上方に突出した状態で設けられている。その基体64の上部内周側に回転電気機械60が配設され、下部内周側にボールねじ装置62が配設されている。
回転電気機械60は、基体64に玉軸受を介して回転可能に保持された中空の回転軸72と、その回転軸72に固定のロータ74と、基体64に固定で、ロータ74と対向するステータ76とを含む。また、ロータ74が永久磁石によって構成される一方、ステータ76が電磁石によって構成され、回転電気機械60はブラシレスDCモータを基礎として構成されたものであるが、電動モータとしてのみならず、発電機としても機能するため、回転電気機械と称することとする。
The expansion / contraction
The rotary electric machine 60 includes a
ボールねじ装置62は、基体64に回転可能に設けられた回転運動部82と、その回転運動部82と螺合させられた相対運動体たるねじロッド84と、そのねじロッド84の回転を阻止する回転阻止部86とを含む。
ねじロッド84の外周面には、多数のベアリングボール(以後、特に必要がない場合は「ボール」と略記する)が転動する軌道を形成する螺旋状のねじ溝90と、軸方向のスプライン溝92とが形成されている。そして、ねじロッド84はねじ溝90において、多数のボールを介して回転運動部82と螺合し、スプライン溝92において、ボールを介して回転阻止部86と相対回転不能かつ相対移動可能に係合させられている。なお、回転阻止部86をスプラインナット96を用いずに、ねじロッド84の回転を阻止する態様としてもよい。
回転運動部82には、回転軸72の先端部に形成されたナット保持部93と、そのナット保持部93に移動不能に保持されたねじナット94とが設けられている。そのねじナット94の内周側にはねじ溝90と対向する外周側ねじ溝が形成されている。また、回転阻止部86は、軸線方向のスプライン溝92と対向する外周側スプライン溝が形成されたスプラインナット96によって構成されている。なお、ねじナット94とスプラインナット96とは、それぞれ、軌道に沿って転動するボールを設定された箇所からすくい上げて別の箇所に誘導するボール循環部を備えている。
以上に述べたボールねじ装置62によって、回転電気機械60の回転運動とねじロッド84の直線運動とが相互に変換される。本実施例において、ボールねじ装置62によって「運動変換装置」が構成されている。また、ねじロッド84によって「相対運動体」が構成されている。なお、ねじロッド84はボールねじ装置62の構成要素でもある。
The
On the outer peripheral surface of the
The
By the
受動的伸縮部たるばね下振動抑制部42は、伸縮力発生部40とロアサポート24との間に伸縮可能に設けられている。また、車体14側において、伸縮力発生部40のねじロッド84の先端部に連結されており、ねじロッド84とともに車体14と相対移動するようにされている。
ばね下振動抑制部42には、弾性力発生部100と、減衰力発生部102とが設けられている。弾性力発生部100には、軸方向に直列に配置された2つの圧縮コイルスプリング104,106(スプリングの一種であり、以後、「スプリング」と略記する)と、それら2つのスプリング104,106にねじロッド84の変位を伝達する伝達部材108と、スプリング104を上側から支持する円筒部材109とが設けられている。伝達部材108は、車輪12側に開口するカップ形状を成し、外周側に広がるフランジ部110を備えている。そして、底部においてねじロッド84の先端に取り付けられるとともに、フランジ部110が2つのスプリング104,106に挟まれている。一方、スプリング104,106の端部は、それぞれ円筒部材109の上端、下側支持部材52に当接させられ、軸方向への移動が阻止されている。その結果、伝達部材108とハウジング98とが軸方向に相対移動させられると、スプリング104,106のいずれかが圧縮されて弾性力が発生する。
The unsprung
The unsprung
本実施例において、ばね下振動抑制部42の減衰力発生部102の減衰力特性が変更可能にされている。減衰力発生部102は、スプリング106の内周側に配置され、下側支持部材52の中央を貫通し、ロアサポート24に連結されている。
In the present embodiment, the damping force characteristic of the damping
減衰力発生部102は、液圧式ダンパたるショックアブソーバ114を含む。そのショックアブソーバ114は、単筒式とされており、作動流体たるオイルが充填されたシリンダ120と、そのシリンダ120内に配設されたピストン122と、一端部にピストン122が取り付けられるとともに他端部がねじロッド84の端部に連結されたピストンロッド124と、シリンダ120の下部に移動可能に嵌合させられたフリーピストン126とを有している。また、フリーピストン126の下部側には高圧のガスが充填されており、フリーピストン126の移動によってシリンダ120上部側の容積変化が許容される。
図3に、ショックアブソーバ114のピストン122部分の正面断面図を示す。図示のように、ピストン122の下部にハードバルブ130が設けられ、上部にソフトバルブ132が設けられている。それらハードバルブ130とソフトバルブ132とは、それぞれ円環状のリーフバルブ134,136を備えており、ショックアブソーバ114の収縮時において、外周部が上方に撓められることによって下室140から上室142に向かう向きのオイルの流動を許容する。一方、ショックアブソーバ114の伸長時において、内周部が下方に撓められることによって上室142から下室140に向かう向きのオイルの流動を許容する。なお、ハードバルブ130のリーフバルブ134は径が小さいため撓みにくく、通過抵抗が大きくなる。また、図において、後述するバイパス通路が閉じられて減衰係数が大きい状態にされており、オイルがハードバルブ130とソフトバルブ132との両者を経由する液通路144を通過させられるため、通過抵抗が大きく減衰力が強い状態、つまり、減衰力最大状態となる。なお、減衰力最大状態を「減衰能最大状態」と称することもできる。
ピストンロッド124は中空軸にされており、軸部146の先端にピストン支持部148が取り付けられている。また、ピストンロッド124の内部にコントロールロッド150が挿入されている。そのコントロールロッド150は大径部152において、軸受けを介して回転可能かつ軸方向に移動不能に保持されている。また、コントロールロッド150の先端部154は径方向の切欠156が形成されている。この図において、ピストンロッド124の軸方向穴160と、液通路144のうちのハードバルブ130とソフトバルブ132との間の部分とを連通させる半径方向穴162が、コントロールロッド150の先端部154によって塞がれている。
しかし、図4に先端部154の平面断面(図3におけるI−I断面視)を示すように、コントロールロッド150の回転位置が変更されると切欠156によって軸方向穴160と半径方向穴162とが連通させられ、バイパス通路164が形成される。その結果、オイルの少なくとも一部分が通過抵抗の大きなハードバルブ130を通らなくても済むため、通過抵抗が比較的小さく上記高減衰力状態よりも減衰力が弱い状態となる。なお、切欠156と半径方向穴162との重なり度合いを変えることで、バイパス通路164の流路面積を変化させ、減衰力特性を多段階あるいは連続的に変更することができる。なお、通常は、コントロールロッド150の回転位置が図に示す位置にされ、減衰力特性が、通常走行に適度な大きさの「中減衰力状態」にされている。
本実施例において、コントロールロッド150,軸方向穴160および半径方向穴162によってショックアブソーバ114の流路抵抗変更装置170が構成されている。
The damping
FIG. 3 is a front sectional view of the
The
However, when the rotational position of the
In the present embodiment, the
接近離間力発生装置20の上部には、流路抵抗変更装置170のコントロールロッド150の回転位置を変更する回転位置変更装置180が設けられている。その回転位置変更装置180は、駆動部182と、その駆動部182によって回転させられる中空の中空回転軸184とを有する。また、駆動部182には、ステップモータと、そのステップモータの回転を減速する減速機構とが設けられている。
なお、図5に示すように、ねじロッド84は、中空にされており、ねじロッド84の上端からピストンロッド124の下端までを直線的に貫通する貫通穴186が形成されている。そして、中空回転軸184がねじロッド84に挿入されるとともに、中空回転軸184の軸方向穴188にコントロールロッド150の上部が挿入されている。また、軸方向穴188には軸方向にそって係合溝190が形成され、コントロールロッド150の上端部には係合溝190に係合するキー192が取り付けられている。それらキー192と係合溝190とが、軸方向に相対移動可能、かつ、周方向に相対移動不能に係合させられているため、中空回転軸184とコントロールロッド150とが軸方向に相対移動可能、かつ、相対回転不能に連結されている。
A rotational
As shown in FIG. 5, the
以上のように、ねじロッド84とロアサポート24との間に、弾性力発生部100と減衰力発生部102とが並列に設けられている。そのため、ばね下振動抑制部42において、下側支持部材52とねじロッド84との相対移動に伴い、相対変位量に応じた弾性力と相対変位速度に応じた抵抗力(つまり、減衰力)とが同時に発生し、ばね下部の振動を抑制する。
As described above, the
なお、ばね下振動抑制部42とねじロッド84の先端部とが連結された部分を連結部194と称する。
また、基体64の上部には、回転電気機械60のステータ76の温度を検出する第1温度センサ196が設けられている。また、ショックアブソーバ114の側面に、シリンダ120の温度を検出する第2温度センサ198が設けられている。温度センサ196,198は熱電対によって構成されているが、サーミスタ等、他のセンサを用いることもできる。なお、第2温度センサ198は、熱電対がシリンダ120外周面に接触させられるとともに、接触面以外の部分が断熱用のケースに覆われており、シリンダ120の温度を正確に検出できるようにされている。また、第2温度センサ198の信号線199は、図示を省略するロアアームに沿って配設され、車体壁を貫通してエンジンルーム等の車体内に引き込まれ、後述するECUに接続されている。
A portion where the unsprung
A
本サスペンションシステムの接近離間力発生装置20は、図1に示した電子制御ユニット200(以下、単に「ECU200」という場合がある)によって制御される。そのECU200は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されている。また、ECU200には、車体14の上下加速度を検出するばね上加速度センサ210(図において「Ga」と示す),ばね下部の上下加速度を検出するばね下加速度センサ212(図において「Gb」と示す),車速を検出する車速検出装置214,車体の横加速度を検出する横加速度センサ216(図において「横Gセンサ」と示す),操作部材たるステアリングホイールの操作角度を検出する操舵角センサ218,ロータ74の回転位置を検出する回転角センサ220,前述の第1温度センサ196,第2温度センサ198,バッテリの電圧を検出する電圧計226等の各種検出装置が接続されている。
The approaching / separating
また、ECU200には、電子駆動装置たる電子駆動ユニット230(以後、EDUと略記する)が接続されている。EDU230は、蓄電池232の電力を変圧する直流変圧器234(DC-DCコンバータとも称し、図において「CONV」と記載する)から電力の供給を受け、ECU200の指令に応じて回転電気機械60に電力を供給する。
具体的には、EDU230は、電力調整装置の一種であり、インバータ回路を有し、図示を省略するコントローラによって複数のスイッチイング素子をON・OFFさせてパルス幅変調制御(PWM制御)を行うことにより、直流変圧器234と回転電気機械60との間に流れる電力を調整する。そして、回転電気機械60のステータ76が有する三相コイルに駆動電力を供給し、あるいは、回転電気機械60で発電することによって伸縮方向力を発生させる。また、EDU230は、抵抗器とスイッチング素子とを有して回転電気機械60で発電された電力を必要に応じて消費させる電力消費回路(図示省略)を備えている。
なお、直流変圧器234は、非絶縁型とされており、スイッチング素子,リアクトル,キャパシタ,ダイオード等を有し、IGBTやMOSFET等から成るスイッチング素子のチョッパ制御によって蓄電池232の電圧を降下させて出力し、また、回転電気機械60で発電された電力を昇圧して蓄電池232に回生させるものとされている。なお、直流変圧器234は出力電圧を変化させ得るが、出力電圧の最大値が定められており、設定最大電圧以下の電力を出力可能にされている。
さらにまた、ECU200には、回転位置変更装置180を駆動する駆動回路240が接続されている。その駆動回路240は、ECU200の指令に応じて、回転位置変更装置180の駆動部182に電力を供給し、コントロールロッド150の回転位置を変更し、ショックアブソーバ114の減衰力を変更する。
The ECU 200 is connected to an electronic drive unit 230 (hereinafter abbreviated as EDU) which is an electronic drive device. The
Specifically, the
Note that the
Furthermore, the ECU 200 is connected to a
なお、ECU200は、機能部として、出力制御部260と減衰負担変更部262とを有している。出力制御部260は、4つの接近離間力発生装置20の各々の伸縮力発生部40に発生させるべき制御伸縮方向力F(以後、特に必要がなければ伸縮力Fと略記する)に応じた回転電気機械60の出力値を決定する部分であり、減衰負担変更部262は、後に詳述するが、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との、ばね下部の減衰に関する負担を変更する処理を行う部分である。
The ECU 200 includes an
伸縮方向力決定部たる出力制御部260による回転電気機械60の出力値の決定について簡単に説明する。
各伸縮力Fは、次式に示すように、接近離間方向の振動を抑制する制振項Faと、車体の姿勢変化を抑制する姿勢制御項Fbとが加算された値とされる。
F=Fa+Fb ・・・ (1−1)
ここで、制振項Faは、次式に示すように、ばね上加速度センサ210の検出値に基づいて取得される車体14の上下変位速度Xvaに設定された係数であるばね上ゲインCaを乗じたばね上減衰力から、ばね下加速度センサ212の検出値に基づいて取得されるばね下部の上下変位速度Xvbに設定された係数であるばね下ゲインCbを乗じたばね下減衰力を減じた値とされる。
Fa=Ca・Xva−Cb・Xvb ・・・ (1−2)
姿勢制御項Fbは、車体14のロールやピッチを抑制するための項であり、ロール抑制力とピッチ抑制力とが加算された値とされる。ロール抑制力は、横加速度センサ216,操舵角センサ218および車速検出装置214の検出値に基づいて取得された制御横加速度に、設定された係数が乗じられた値とされる。このロール抑制力により、旋回外輪側の離間力が増加させられるとともに旋回内輪側の離間力が減少させられ、車体のロールが抑制される。ピッチ抑制力は、車速検出装置214の検出値に基づいて取得された前後加速度に、設定された係数が乗じられた値とされる。このピッチ抑制力により、下降側(例えば、制動時には前側)の離間力が増加させられるとともに上昇側の離間力が減少させられ、加減速時の車体14のピッチが抑制される。
上述のように制御伸縮方向力Fに応じた出力値が決定された後、EDU230に指令がなされ、EDU230から適切な電力が回転電気機械60に供給され、あるいは、回転電気機械60の受動的な回転による発電が許容され、上記出力値に応じた接近離間力が発生させられるのである。
The determination of the output value of the rotating electric machine 60 by the
Each stretching force F is a value obtained by adding a damping term Fa that suppresses vibration in the approaching / separating direction and an attitude control term Fb that suppresses a change in attitude of the vehicle body, as shown in the following equation.
F = Fa + Fb (1-1)
Here, the damping term Fa is multiplied by a sprung gain Ca that is a coefficient set to the vertical displacement speed Xva of the
Fa = Ca · Xva−Cb · Xvb (1-2)
The attitude control term Fb is a term for suppressing the roll and pitch of the
After the output value corresponding to the control expansion / contraction direction force F is determined as described above, an instruction is issued to the
図6に、サスペンション装置10の単輪モデルを示す。
この図において、ばね上部は、1つの車輪12に対応する車体14の一部分や、その一部分とともに上下動する部分、例えば、アッパサポート22の上部当接板34やスタッドボルト36等を含む。また、ばね下部は、車輪12の軸線とともに上下動する部分であり、車輪保持部26や車輪12の大部分、ロアサポート24,下側支持部材52等を含む。 「Kc」はメインスプリング44のばね定数、K0は車輪12のタイヤ部分のばね定数、「Rc」はばね上部とばね下部との相対移動に対する摩擦係数である。また、「Ku,Cu」は、それぞれアッパサポート22のマウントラバー30のばね定数および減衰係数である。
駆動部は、上側支持部材50およびそれとともに上下動する部分であり、基体64,回転電気機械60,ねじナット94、スプラインナット96等を含む。相対移動部は、ねじロッド84およびそれとともに上下動する部分であり、ばね下振動抑制部42のうち、伝達部材108,ピストンロッド124,ピストン122等が含まれる。
「F」は、伸縮力であり、「Ra」は、伸縮力発生部40の伸縮時の摩擦係数である。「Id」は、伸縮力発生部40が伸縮する際に発生する慣性モーメントによって生じる伸縮方向の慣性(伸縮慣性)であり、回転軸72,ロータ74,ねじナット94等を合わせた回転部分の慣性モーメントと等価な伸縮方向の慣性である。「Kt」は、弾性力発生部100のばね定数、「Ct」は、減衰力発生部102の減衰係数、「Ra」は、ばね下振動抑制部42の伸縮時の摩擦係数である。
なお、このモデルのばね上変位X2の微分値が、前出の式(1−2)において、ばね上減衰力成分(Ca・Xva)を算出する際のばね上変位速度Xvaに対応する。同様に、ばね下変位X1の微分値が、ばね下減衰力成分(Cb・Xvb)を算出する際のばね下変位速度Xvbに対応する。
FIG. 6 shows a single-wheel model of the
In this figure, the sprung portion includes a part of the
The drive unit is a portion that moves up and down together with the
“F” is an expansion / contraction force, and “Ra” is a friction coefficient when the expansion / contraction
The differential value of the sprung displacement X 2 of this model corresponds to the sprung displacement speed Xva when calculating the sprung damping force component (Ca · Xva) in the above equation (1-2). Similarly, the differential value of the unsprung displacement X 1 corresponds to the unsprung displacement speed Xvb when the unsprung damping force component (Cb · Xvb) is calculated.
図7に、上記モデルの運動方程式(2−1)〜式(2−4)を示す。
また、図8,図9に、ばね下ゲインと減衰力発生部102の減衰力とを変化させた場合の車輪12の接地荷重変動の変化の例を示す。つまり、ばね下の制振度合いの変化を示す。図8,図9のグラフは、式(2−4)の路面変位X0に入力する振動の周波数を変化させた場合のばね下部の変位X1と路面変位X0との差の変動をシミュレーションした結果の一例である。つまり、シミュレーションによって車輪12のタイヤ部分の変形量の変動が取得されており、その変形量の変動が大きいほど接地荷重変動が大きくなる。
図8には、ばね下ゲインCbを小さい状態に保ち、減衰力発生部102の減衰力を変化させた場合の接地荷重変動の変化を示す。この図において、減衰力を大きくした場合、つまり、「減衰力増加時」の接地荷重変動を実線で示す。減衰力増加時には、前述のコントロールロッド150の回転位置が変更されてバイパス通路164の流路面積が減少させられ、中減衰力状態よりも減衰力が大きく、減衰力最大状態よりも減衰力が小さい状態にされる。また、減衰力を小さくした場合、つまり、「減衰力減少時」の接地荷重変動を破線で示す。減衰力減少時には、前述のコントロールロッド150の回転位置が変更され、中減衰力状態よりも減衰力が小さい状態にされる。
なお、減衰力増加時の接地荷重変動と減衰力減少時の接地荷重変動との中間の値を二点鎖線で示す。この二点鎖線で示された接地荷重変動は、前述の中減衰力状態における接地荷重変動と同様の傾向であると推測される。よって、便宜的に、二点鎖線で示された接地荷重変動は、ばね下ゲインCbが小さくされ、かつ、減衰力が中減衰力状態にされた場合の接地荷重変動であるものとする。
図9には、減衰力発生部102の減衰力を小さい状態に保ち、ばね下ゲインCbを変化させた場合の接地荷重変動の変化を示す。この図において、ばね下ゲインCbを大きくした場合、つまり、「ばね下ゲイン増加時」の接地荷重変動を実線で示す。また、ばね下ゲインCbを小さくした場合、つまり、「ばね下ゲイン減少時」の接地荷重変動を破線で示す。
なお、ばね下ゲイン増加時の接地荷重変動とばね下ゲイン減少時の接地荷重変動との中間の値を二点鎖線で示す。この二点鎖線で示された接地荷重変動は、ばね下ゲインCbが通常走行用の設定値である通常設定値にされた場合の接地荷重変動と同様の傾向であると推測される。よって、便宜的に、二点鎖線で示された接地荷重変動は、減衰力発生部102の減衰力が小さくされ、ばね下ゲインCbが通常設定値にされた場合の接地荷重変動であるものとする。
FIG. 7 shows equations of motion (2-1) to (2-4) of the above model.
8 and 9 show examples of changes in the ground load variation of the
FIG. 8 shows changes in the ground load variation when the unsprung gain Cb is kept small and the damping force of the damping
An intermediate value between the ground load fluctuation when the damping force increases and the ground load fluctuation when the damping force decreases is indicated by a two-dot chain line. It is estimated that the ground load fluctuation indicated by the two-dot chain line has the same tendency as the ground load fluctuation in the medium damping force state described above. Therefore, for the sake of convenience, it is assumed that the ground load fluctuation indicated by a two-dot chain line is a ground load fluctuation when the unsprung gain Cb is reduced and the damping force is set to the middle damping force state.
FIG. 9 shows changes in the ground load variation when the damping force of the damping
An intermediate value between the ground load variation when the unsprung gain increases and the ground load variation when the unsprung gain decreases is indicated by a two-dot chain line. The ground load fluctuation indicated by the two-dot chain line is presumed to have the same tendency as the ground load fluctuation when the unsprung gain Cb is set to the normal set value which is the set value for normal travel. Therefore, for convenience, the ground load fluctuation indicated by the two-dot chain line is a ground load fluctuation when the damping force of the damping
上記グラフにおいて、伸縮力のばね下ゲインCbと、減衰力発生部102の減衰力との両者を小さくすると、接地荷重変動は、2つの周波数領域において山A,Bが大きくなり、それらの間の谷が深くなる傾向にある。また、伸縮力のばね下ゲインCbと、減衰力発生部102の減衰力とのいずれかを大きくすると、上記2つの周波数領域の山が小さくなり、谷が浅くなる傾向にある。すなわち、少なくともばね下ゲインCbと減衰力との一方を小さくした状態において、ばね下ゲインCbを変化させた場合と、減衰力を変化させた場合とにおいて、接地荷重変動の変化が概ね同様の傾向を示す。なお、接地荷重変動の山A,Bが大きい状態は制振度合いが低下した状態であり、山A,Bが小さい状態が制振度合いが良好な状態である。すなわち、上記グラフの実線で示される状態が制振度合いが良好な状態である。すなわち、ばね下ゲインCbと減衰力との一方を小さくした場合に、それらの他方を大きくすることによってばね下部の制振度合いの低下を抑制することができるという傾向が認められるのである。
上述の例で示したように、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との一方の負担を軽減するためにばね下ゲインCbと減衰力との一方を減少させた場合に、それらばね下ゲインCbと減衰力との他方を増加させることによって、接地荷重変動の山A,Bを小さくし、なだらかな特性にすることができるのである。つまり、ばね下部の制振度合いの低下を抑制できるのである。
このように、ばね下ゲインCbを減少させた場合に、減衰力発生部102の減衰力を増加させることによってばね下部の制振度合いの低下を抑制できるのは、図6のモデルにおいて、相対移動部の慣性と回転電気機械60等の慣性モーメントIdとを合わせた慣性、弾性力発生部100および減衰力発生部102とが、質量・ばね・ダンパ系を構成し、ばね下部のダイナミックダンパとして機能するためであると推測される。そして、減衰力の増加によってダイナミックダンパとしての減衰効果が高まるものと推測される。
一方、減衰力発生部102の減衰力を減少させた場合にばね下ゲインCbを増加させることによってばね下部の制振度合いの低下を抑制できるのは、ばね下ゲインを増加させることにより、伸縮力発生部40によって発生させられたばね下減衰力成分が、ばね下振動抑制部42の弾性力発生部100および減衰力発生部102を介してばね下部に伝達され、ばね下部の振動を減衰させるためと推測される。
なお、上記シミュレーションにおいて、減衰力発生部102の減衰特性が、線形な特性とされ、また、伸び側と縮み側とが同じにされている。一方、本実施例の減衰力発生部102の減衰特性は、非線形特性にされ、また、縮み側が小さくされているが、ばね下ゲインCbと減衰力との一方を減少させた場合に、それらばね下ゲインCbと減衰力との他方を増加させることによって、ばね下部の制振度合いの低下を抑制できる。
In the above graph, when both the unsprung gain Cb of the stretching force and the damping force of the damping
As shown in the above example, when one of the unsprung gain Cb and the damping force is reduced in order to reduce the burden on one of the stretching
As described above, when the unsprung gain Cb is decreased, the decrease in the degree of damping of the unsprung portion can be suppressed by increasing the damping force of the damping
On the other hand, when the damping force of the damping
In the above simulation, the damping characteristic of the damping
図10に、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との一方が発熱した場合や電力が不足した場合において、ばね下部の制振度合いの低下を抑制しつつ、上記一方の負担を軽減する減衰負担軽減プログラムのフローチャートを示す。本実施例において、4つの接近離間力発生装置20に対応する4つの減衰負担軽減プログラムが、ECU200のコンピュータにおいて時分割処理によって同時期に並行して実行される。なお、4つのプログラムは同様に構成されているため、1つのものを代表的に説明する。
ステップ11(以後、S11と略記する)において、各種の検出値が取得される。具体的には、回転電気機械60の温度である第1温度T1が、第1温度センサ196の検出値に基づいて取得され、ショックアブソーバ114の温度である第2温度T2が、第2温度センサ198の検出値に基づいて取得され、蓄電池232の電圧Eが電圧計226の検出値に基づいて取得される。
S12〜S15において、蓄電池232の電圧Eがしきい電圧以下になった場合に、伸縮力発生部40の減衰負担を減少させて電力消費を減少させる処理が行われる。しきい電圧は、回転電気機械60に十分な電力が供給できず、目的とする伸縮力が得られない電圧である伸縮力不足電圧よりも大きく設定されている。
電圧Eがしきい電圧以下になった場合には、S14,S15においてばね下ゲインが小さくされるのであるが、S13において、減衰力発生部102の負担を増大させ得るか否かが判断される。すなわち、S13において、ショックアブソーバ114の第2温度T2が第2しきい温度以下であるか否かが判定される。第2温度T2が第2しきい温度を超えている場合は、ショックアブソーバ114の発熱量が大きくなっており、発熱を抑制するために減衰力発生部102の減衰力が小さくされるのである。一方、第2温度T2が第2しきい温度以下である場合は、ショックアブソーバ114の発熱量は大きくなく、減衰力発生部102の減衰力が増大させられて、ばね下部の制振度合いの低下が抑制される。
In FIG. 10, when one of the expansion
In step 11 (hereinafter abbreviated as S11), various detection values are acquired. Specifically, the first temperature T1 that is the temperature of the rotating electrical machine 60 is acquired based on the detection value of the
In S <b> 12 to S <b> 15, when the voltage E of the
When the voltage E becomes equal to or lower than the threshold voltage, the unsprung gain is reduced in S14 and S15. In S13, it is determined whether or not the load on the damping
S16〜S22において、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との少なくとも一方の発熱量が大きい場合に、減衰負担を軽減する処理が行われる。S16〜S18の判定処理により、以下に場合分けする4通りの処理のいずれかが選択される。
(a)第1温度T1>第1しきい温度、かつ、第2温度T2>第2しきい温度である場合は、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との両者の発熱量が大きい状態であり、S19において、ばね下ゲインと減衰力発生部102の減衰力との両者が減少させられ、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との両者の減衰負担が軽減される。
(b)第1温度T1>第1しきい温度、かつ、第2温度T2≦第2しきい温度である場合は、伸縮力発生部40の発熱量が大きく、減衰力発生部102の発熱量が小さい状態であり、S20において、ばね下ゲインが減少させられる一方、減衰力発生部102の減衰力が増大させられ、伸縮力発生部40の減衰負担が軽減されるとともに、ばね下部の制振度合いの低下が抑制される。
(c)第1温度T1≦第1しきい温度、かつ、第2温度T2>第2しきい温度である場合は、減衰力発生部102の発熱量が大きく、伸縮力発生部40の発熱量が小さい状態であり、S21において、減衰力発生部102の減衰力が減少させられる一方、ばね下ゲインが増大させられ、減衰力発生部102の減衰負担が軽減されるとともに、ばね下部の制振度合いの低下が抑制される。
(d)第1温度T1≦第1しきい温度、かつ、第2温度T2≦第2しきい温度である場合は、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との両者の発熱量が小さい状態であるため、発熱を抑制する必要性が小さく、S22において、ばね下ゲインと減衰力発生部102の減衰力との両者が通常走行用に設定された大きさ(図において「中」と表記する)にされる。
ばね下ゲインおよび減衰力発生部102の減衰力の両者が通常走行用に設定された場合は、図8,図9のグラフの傾向と同様に、ばね下ゲインおよび減衰力の一方が小さくされた場合よりも、接地荷重変動の2つの山A,Bが小さく、なだらかな特性になる。
なお、ばね下ゲインおよび減衰力発生部102の減衰力増加時の値は、それぞれ減衰力発生部102の減衰力あるいはばね下ゲインを減少させた場合においてばね下部を適度に制振し得る値とすることが望ましい。つまり、ばね下ゲインおよび減衰力の一方を減少させ、他方を増加させた場合に、ばね下部の制振度合いが目的とする制振度合いになることが望ましい。通常走行用のばね下ゲインおよび減衰力は、上述の増加時の値よりも小さく、かつ、減少時の値よりも大きくされている。このように、伸縮力発生部40および減衰力発生部102の減衰能に余裕を持たせておくことによって、ばね下ゲインと減衰力との一方を減少させた場合に、より効果的に、他方を増大させてばね下制振度合いの低下を抑制することができる。
本実施例において、第1しきい温度および第2しきい温度は、それぞれ、回転電気機械60あるいはショックアブソーバ114が損傷を受ける虞のある温度よりも低く設定され、かつ、一般的な舗装路を急加減速や急旋回等を行わずに走行した場合の温度よりも高く設定されている。また、本プログラムにおいて、S14,S15,S19〜S22において、ばね下ゲインと減衰力発生部102の減衰力とが各処理毎の目的値に変更されるのであるが、既に目的値に設定されている場合は、その状態が維持される。
以上の処理により、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との一方が発熱した場合や電力が不足した場合において、ばね下部の制振度合いの低下を抑制しつつ、上記一方の負担を軽減することができる。
In S16 to S22, when at least one of the heat generation amounts of the stretching
(a) When the first temperature T1> the first threshold temperature and the second temperature T2> the second threshold temperature, the amount of heat generated by both the expansion
(b) When the first temperature T1> the first threshold temperature and the second temperature T2 ≦ the second threshold temperature, the heat generation amount of the stretching
(c) When the first temperature T1 ≦ the first threshold temperature and the second temperature T2> the second threshold temperature, the heat generation amount of the damping
(d) When the first temperature T1 ≦ the first threshold temperature and the second temperature T2 ≦ the second threshold temperature, the heat generation amounts of both the expansion
When both the unsprung gain and the damping force of the damping
The unsprung gain and the value of the damping
In the present embodiment, the first threshold temperature and the second threshold temperature are set lower than the temperatures at which the rotary electric machine 60 or the
With the above processing, when one of the expansion
なお、上記減衰負担変更プログラムにおいて、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との両方が発熱した場合に、ばね下ゲインと減衰力との両方が減少させられたが、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との耐久性の高い方のばね下ゲインあるいは減衰力を増大させることもできる。具体的には、例えば、減衰力発生部102の耐久性が高い場合に、伸縮力発生部40の温度と減衰力発生部102の温度との両方がしきい温度を超えたとしても、回転電気機械60を保護することを優先してばね下ゲインを減少させるとともに、減衰力発生部102の減衰力を増大させることができる。
In the damping load changing program, when both the stretching
本実施例において、ECU200のうちの減衰負担変更プログラムを実行する部分によって、「減衰負担変更部262」が構成されている。また、ECU200のうちの、減衰負担変更プログラムのS12〜S15の処理を実行する部分によって、「電力対応負担変更部」が構成されている。また、減衰負担変更プログラムのS16〜S22の処理を実行する部分によって、「温度対応負担変更部」が構成されている。また、ECU200のうち、減衰負担変更プログラムのS14,S15,S19〜S22の処理において、ばね下ゲインを変更する部分によって、「減衰係数変更部」が構成されている。また、ECU200のうち、減衰負担変更プログラムのS14,S15,S19〜S22の処理において、駆動回路240に指令を行い減衰力を変更する部分によって、「通過抵抗制御部」が構成されている。
また、本実施例において、流路抵抗変更装置170と回転位置変更装置180とによって、「通過抵抗変更部」が構成されている。
In the present embodiment, the “attenuation
Further, in the present embodiment, the passage
本実施例において、伸縮力発生部40が発生させるばね下減衰力成分は、図11に破線で示すように、ばね下部の変位速度Xvbに比例する値にされていたが、異なる値とすることができる。例えば、図の実線で示すように、ばね下部の変位速度Xvbの絶対値が設定速度α未満の場合に傾きが大きく、設定速度α以上の場合に傾きが小さくなるようにすることもできる。その場合の減衰力成分Fgの決定は次式で表される。
Fg=Ch・Xvb (|Xvb|<α) ・・・(3−1)
Fg=Cl・Xvb+β (|Xvb|≧α) ・・・(3−2)
β=α・(Ch−Cl), Ch>Cl
なお、Ch,Clは、ばね下ゲインであり、Chの方がClよりも大きくされている。
本実施例のショックアブソーバ114は、リーフバルブ134等の特性によって上記実線のグラフと同様な減衰特性を有している。そして、Ch,Cl,αを調節することにより、変位速度Xvbに対するばね下減衰力成分の変化を、ショックアブソーバ114の伸縮速度に対する減衰力の変化と同様の傾向を示すものとすることもできる。
In this embodiment, the unsprung damping force component generated by the expansion /
Fg = Ch · Xvb (| Xvb | <α) (3-1)
Fg = Cl · Xvb + β (| Xvb | ≧ α) (3-2)
β = α · (Ch-Cl), Ch> Cl
Ch and Cl are unsprung gains, and Ch is made larger than Cl.
The
さらに、図12に示すように、ばね下部の変位の向き、つまり、接近離間力発生装置20の伸長時(伸び側)と収縮時(縮み側)とで、ばね下減衰力成分の大きさを変えることもできる。例えば、破線で示すように、伸長時においてばね下ゲインがCbにされ、収縮時において、ばね下ゲインがCbよりも小さいCb’にすることができる。また、例えば、実線で示すように、収縮時において、ばね下ゲインを伸長時よりも小さい値にすることができる(Ch’<Ch,Cl’<Cl)。
本実施例のショックアブソーバ114は、伸長時と収縮時とで減衰力の大きさが異なる減衰特性を有している。そして、Ch’,Cl’,α’を調節することにより、収縮時の変位速度Xvbに対するばね下減衰力成分の変化を、ショックアブソーバ114の収縮速度に対する減衰力の変化と同様の傾向を示すものとすることもできる。
Furthermore, as shown in FIG. 12, the magnitude of the unsprung damping force component is determined depending on the direction of displacement of the unsprung portion, that is, when the approaching / separating
The
上記とは別の実施例について説明する。
上記実施例のショックアブソーバ114は、リーフバルブ134等を有し、減衰力特性が非線形にされていたが、概ね線形の特性を有するものとすることができる。
図13に、リーフバルブを用いず、可変絞りとして機能する流路抵抗変更装置170によって減衰力を変更するショックアブソーバ300の一部の正面断面を示す。なお、ショックアブソーバ300は、上記ショックアブソーバ114と共通する部分が多いため、同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
ショックアブソーバ300のピストン310には、ピストン310の上部と軸方向穴160とを連通させる第1液通路320と、その第1液通路320と下室140とを連通させる第2液通路322とが設けられている。それら第1液通路320と第2液通路322とが接続される部分に流路抵抗変更装置170が設けられており、前述と同様に流路面積が変更可能にされている。なお、この図において、コントロールロッド150の回転位置が、図4に示した回転位置にされている。そして、減衰力が変更される場合、コントロールロッド150の回転位置が変更され、流路面積が増加あるいは減少させられる。なお、原則として、流路面積が0にされることはない。
また、ショックアブソーバ300の減衰力は、伸び側と縮み側とが概ね等しくなる。
本ショックアブソーバ300を用いても、伸縮力発生部40と減衰力発生部102との一方が発熱した場合や電力が不足した場合において、ばね下部の制振度合いの低下を抑制しつつ、上記一方の負担を軽減することができる。
An embodiment different from the above will be described.
The
FIG. 13 shows a front sectional view of a part of a
The piston 310 of the
Further, the damping force of the
Even when the
上記とはさらに別の実施例について説明する。
上記実施例において、減衰力発生部102は、流路抵抗変更部170によってオイルの流路面積を変化させるものであったが、磁場によってMR流体の粘度を変化させ、減衰力を変化させるMRダンパを含むものとすることができる。
図14に、減衰力発生部が磁気反応性ダンパであるMRダンパとされた接近離間力発生装置400の正面断面を示す。なお、接近離間力発生装置400は、前記接近離間力発生装置20と共通する部分が多いため、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
ばね下振動抑制部402において、減衰力発生部410は、スプリング106の内周側に配置され、下側支持部材52の中央を貫通し、ロアサポート24に連結されている。図15に正面断面を示すように、減衰力発生部410は、液圧式のダンパたるショックアブソーバ414と、そのショックアブソーバ414の外周側に設けられた磁場発生装置416とを有している。
ショックアブソーバ414は、単筒式とされており、作動流体が充填されたシリンダ420と、そのシリンダ420内に配設されたピストン422と、一端部にピストン422が取り付けられるとともに他端部がねじロッド84の端部に連結されたピストンロッド424と、シリンダ420の下部に移動可能に嵌合させられたフリーピストン426とを有している。そして、シリンダ420内をピストン422が移動させられる際に、シリンダ420とピストン422との隙間を通過する作動液の通過抵抗によって減衰力を発生させる。また、フリーピストン426の下側には高圧のガスが充填されており、フリーピストン426の移動によってシリンダ420上部側の容積変化が許容される。
なお、本実施例において、シリンダ420内の作動流体が磁気粘性流体たるMR流体428とされている。このMR流体428は、オイルを分散媒とし、鉄粉等の強磁性を有する微粒子を分散質として界面活性剤を用いて微粒子をオイル中に分散させたものである。このMR流体428は、磁場が存在していない状態では、概ね通常のオイルと同様に流動し、磁場が作用すると粘性が増大するものとされている。
Another embodiment different from the above will be described.
In the above embodiment, the damping
FIG. 14 shows a front cross-section of the approaching / separating
In the unsprung
The
In this embodiment, the working fluid in the
磁場発生装置416は、概して円筒状を成すハウジング430と、そのハウジング430の内周側に設けられたソレノイドコイル432とを有している。ハウジング430は、例えば、鋼材等の強磁性材料によって形成されており、ソレノイドコイル432が発生させた磁気をピストンロッド424に導くことで、ピストン422とシリンダ420との隙間に磁場を発生させる。なお、ピストンロッド424およびピストン422も強磁性材料によって形成されている。また、シリンダ420は、本体434が強磁性材料によって形成され、上端部のシール436およびガイド体438は、合成ゴムや樹脂等の常磁性材料(反磁性材料でもよい)によって形成されている。さらに、シリンダ420の上端面とハウジング430の上端部との間には軸方向においてアルミやステンレス等の常磁性材料によって形成された円板状部材439が挿入されている。この円板状部材439により、ハウジング430の上端部とシリンダ本体434の上端部との間の磁気抵抗が大きくされているため、ハウジング430の上端中央部からピストンロッド424へ(あるいはその逆向きに)磁気が流れることとなる。
ソレノイドコイル432は、アルミやステンレス等の常磁性材料によって形成された筒部材に導電線が巻回されたものである。ハウジング430の側面には、ソレノイドコイル432と電気的に接続された受電端子440が設けられており、その受電端子440に導電コード442が電気的に接続されている。この導電コード442は、クッション材444を介してロアアーム28に沿って配設されている。そして、車体壁を貫通してエンジンルーム等の車体内に引き込まれ、後述する駆動回路に接続されている。すなわち、この導電コード442を介して電力が供給された場合にソレノイドコイル432が磁気を発生させるのである。
ソレノイドコイル432が発生させた磁気は、図中の矢印で示すように、概ねハウジング430,ピストンロッド424,ピストン422およびシリンダ本体434によって形成された磁気回路を通り、ピストン422とシリンダ本体434との間に磁場を発生させる。この磁場によって分散質たる鉄の微粒子が架橋構造を形成してMR流体428の粘度を増加させ、ショックアブソーバ414が発生させる減衰力を増大させる。すなわち、磁場発生装置416によって発生させる磁場の強度を調節することにより、減衰力を変化させることができる。なお、磁場が作用していない状態において、ショックアブソーバ414の伸縮に対する減衰力が最も小さい状態となる。
The magnetic field generation device 416 includes a
The
The magnetism generated by the
本サスペンションシステムの構成は、前記実施例とほぼ同様であるため、図1に相当する図面を省略する。なお、本実施例において駆動回路240は、磁場発生装置416と接続されており、ECU200の指令に応じた電力を磁場発生装置416に供給するものとされている。
また、本実施例においても、前記減衰負担軽減プログラムが実行され、前記S14,S15,S20〜S22の処理において、減衰力を中にする場合には、通常走行用に設定された電力が供給され、また、減衰力を増大あるいは減少させる際には、供給電力が増加あるいは減少させられる。その結果、伸縮力発生部40と減衰力発生部402との一方が発熱した場合等に、ばね下部の制振度合いの低下を抑制しつつ、上記一方の負担が軽減される。
Since the configuration of this suspension system is substantially the same as that of the above embodiment, the drawing corresponding to FIG. 1 is omitted. In the present embodiment, the
Also in the present embodiment, the damping load reduction program is executed, and in the processing of S14, S15, and S20 to S22, when the damping force is set to medium, power set for normal running is supplied. In addition, when the damping force is increased or decreased, the supplied power is increased or decreased. As a result, when one of the expansion
本実施例において、MR流体428が充填されたショックアブソーバ414によって「磁気反応性ダンパ」が構成されている。また、磁場発生装置416と駆動回路240とによって「磁場発生部」が構成されている。また、ECU200のうち、S14,S15,S20〜S22の処理において、減衰力を変更する指令を行い供給電力を変更する制御を行う部分によって、「磁場強度制御部」が構成されている。
In the present embodiment, a “magnetic reactive damper” is constituted by the
10:サスペンション装置 12:車輪 14:車体 20:接近離間方向力発生装置 22:アッパサポート 24:ロアサポート 26:車輪保持部 28:ロアアーム 40:制御伸縮方向力発生部(伸縮力方向発生部) 42:ばね下振動抑制部(受動的伸縮部) 44:メインスプリング 60:回転電気機械(電気作動機械) 62:ボールねじ装置(運動変換装置) 72:回転軸 74:ロータ(回転子) 76:ステータ 84:ねじロッド(相対運動体) 94:ねじナット 96:スプラインナット 100:弾性力発生部 102:減衰力発生部 104,106:圧縮コイルスプリング 108:伝達部材 114:ショックアブソーバ 130:ハードバルブ 132:ソフトバルブ 134,136:リーフバルブ 144:液通路 150:コントロールロッド 154:先端部 164:バイパス通路 170:流路抵抗変更装置 180:回転位置変更装置 184:中空回転軸 194:連結部 196:第1温度センサ 198:第2温度センサ 200:電子制御ユニット[ECU] 210:ばね上加速度センサ(加速度検出器) 212:ばね下加速度センサ 226:電圧計 230:電子駆動ユニット[EDU] 232:蓄電池 240:駆動回路 260:出力制御部 262:減衰負担変更部 <第2実施例> 300:ショックアブソーバ 320:第1液通路 322:第2液通路 <第3実施例> 400:接近離間方向力発生装置 410:減衰力発生部 414:ショックアブソーバ 416:磁場発生装置 428:MR流体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Suspension apparatus 12: Wheel 14: Vehicle body 20: Approaching / separating direction force generator 22: Upper support 24: Lower support 26: Wheel holding part 28: Lower arm 40: Control expansion / contraction direction force generation part (expansion / contraction force direction generation part) 42 : Unsprung vibration suppressing part (passive expansion / contraction part) 44: Main spring 60: Rotating electric machine (electrically operated machine) 62: Ball screw device (motion converting device) 72: Rotating shaft 74: Rotor (rotor) 76: Stator 84: Screw rod (relative moving body) 94: Screw nut 96: Spline nut 100: Elastic force generator 102: Damping force generator 104, 106: Compression coil spring 108: Transmission member 114: Shock absorber 130: Hard valve 132: Soft valve 13 136: Leaf valve 144: Liquid passage 150: Control rod 154: Tip portion 164: Bypass passage 170: Flow path resistance changing device 180: Rotation position changing device 184: Hollow rotating shaft 194: Connection portion 196: First temperature sensor 198 : Second temperature sensor 200: electronic control unit [ECU] 210: sprung acceleration sensor (acceleration detector) 212: unsprung acceleration sensor 226: voltmeter 230: electronic drive unit [EDU] 232: storage battery 240: drive circuit 260 : Output control unit 262: damping load changing unit <second embodiment> 300: shock absorber 320: first liquid passage 322: second liquid passage <third embodiment> 400: approaching / separating direction force generator 410: damping force Generator 414: Shock Ab Over bar 416: magnetic field generator 428: MR fluid
Claims (5)
前記接近離間方向力発生装置が、
自身が有する電気作動機械の出力によって、ばね下部の振動を減衰させるばね下減衰力成分を含む伸縮方向の力である伸縮方向力を発生させる伸縮方向力発生部と、
その伸縮方向力発生部と直列に連結され、受動的に伸縮させられる際に減衰力を発生させ、その減衰力の大きさを変更することが可能な減衰力発生部と
を含み、かつ、
前記制御装置が、前記伸縮方向力発生部と前記減衰力発生部との一方の負担を軽減するために、前記伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分と前記減衰力発生部の減衰力との一方を減少させる場合に、それらばね下減衰力成分と減衰力との他方を増大させる減衰負担変更部を含むことを特徴とする車両用電気サスペンションシステム。 A suspension system including an approaching / separating direction force generator that generates an approaching / separating direction force that is a force in a direction in which an unsprung part and an unsprung part of a vehicle approach / separate, and a control device that controls the approaching / separating direction force generator. There,
The approaching / separating direction force generator is
An expansion / contraction direction force generation unit that generates an expansion / contraction direction force that is a force in an expansion / contraction direction including an unsprung damping force component that attenuates vibration of the unsprung portion according to an output of an electric operation machine that the device has.
A damping force generator that is connected in series with the expansion / contraction direction force generation unit, generates a damping force when passively expanded and contracted, and can change the magnitude of the damping force; and
In order for the control device to reduce a burden on one of the expansion / contraction direction force generation unit and the damping force generation unit, an unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force generation unit and a damping force of the damping force generation unit An electric suspension system for a vehicle, comprising: a damping load changing unit that increases the other of the unsprung damping force component and damping force when one of the two is reduced.
前記伸縮方向力発生部の温度と前記減衰力発生部の温度との一方がそれぞれの設定温度を超えた場合に、その設定温度を超えた伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分と減衰力発生部の減衰力との一方を減少させるとともに、それらの他方を増大させる温度対応負担変更部と、
前記電気作動機械に供給すべき電力が不足した場合に、前記伸縮方向力発生部のばね下減衰力成分を減少させるとともに、前記減衰力発生部の減衰力を増大させる電力対応負担変更部と
の少なくとも一方を含む請求項1または2に記載の車両用電気サスペンションシステム。 The attenuation burden changing unit is
When one of the temperature of the stretching direction force generation unit and the temperature of the damping force generation unit exceeds the set temperature, the unsprung damping force component and damping force of the stretching direction force generation unit exceed the set temperature. While reducing one of the damping force of the generating unit and increasing the other of them, a temperature corresponding load changing unit,
A power corresponding load changing unit that decreases an unsprung damping force component of the expansion / contraction direction force generation unit and increases a damping force of the damping force generation unit when power to be supplied to the electric machine is insufficient. The electric suspension system for vehicles according to claim 1 or 2 containing at least one.
前記減衰負担変更部が、前記減衰係数を変化させることによって前記ばね下減衰力成分を変更する減衰係数変更部を含む請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用電気サスペンションシステム。 Stretching direction force including the unsprung damping force component including the product of the unsprung displacement speed and the set damping coefficient in the approaching / separating direction, in which the control device approaches and separates the sprung portion and the unsprung portion. Including an expansion / contraction direction force determination unit for determining
The electric suspension system for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the damping load changing unit includes a damping coefficient changing unit that changes the unsprung damping force component by changing the damping coefficient.
前記減衰負担変更部が、前記ばね上減衰力成分を減少させずに前記伸縮方向力発生部の負担を軽減するものである請求項4に記載の車両用電気サスペンションシステム。 The expansion / contraction direction force determination unit determines an expansion / contraction direction force including the unsprung damping force component and a sprung damping force component that attenuates vibration of the sprung portion,
The electric suspension system for a vehicle according to claim 4, wherein the damping load changing unit reduces the load of the expansion / contraction direction force generation unit without reducing the sprung damping force component.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007295970A JP2009120026A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Vehicular electric suspension system |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011041690A (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Toshiba Corp | Drum washing machine |
JP2012131395A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Toyota Motor Corp | Suspension system |
CN111433059A (en) * | 2017-11-28 | 2020-07-17 | 日立汽车系统株式会社 | Vehicle vibration control device |
-
2007
- 2007-11-14 JP JP2007295970A patent/JP2009120026A/en not_active Withdrawn
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