車輛懸架系統的制作方法

專利名稱：車輛懸架系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種安裝在車輛中的懸架系統，更具體地，涉及配備有 用作減振器的電磁致動器的懸架系統。
背景技術：
近年來，在車輛工業領域中，開發了一種在下述專利文獻中所公開 的系統，即所謂的電磁懸架系統(以下適合地簡稱為"電磁懸架")，其 中電磁致動器布置成用作減振器(阻尼器)。由于諸如容易建立基于所 謂天鉤理論的懸架特性的優點，此電磁懸架期待為高性能懸架系統。專利文獻l: JP2002-311452A發明內容(A)發明概要在以上所述的專利文件中公開的電磁懸架中，控制懸架以選擇性地 建立兩個狀態。在正在建立兩個狀態中的一個狀態的同時，電力從電池 供應到電磁致動器所包括的電動機，由此產生致動器力。在正在建立另 一狀態的同時，由電動機產生的電力返回到電池，由此致動器力再生。 然而，取決于電池的充電狀態，存在不應該從電池供應電力的情況或者 電力不應該返回到電池的情況。此外，例如在電池是滿充電狀態下，存 在要求將蓄積在電池中的電能放電以避免過充電狀態的情況。因而，適 合地處理這些情況導致了提高電磁懸架的實用性。鑒于以上所述的背景 技術進行本發明。因而，本發明的目的是提供一種在實際使用上具有高 的使用性的車輛懸架系統。根據本發明的原理可以實現此目的，本發明提供了一種作為車輛懸 架系統的電磁懸架系統，其能夠建立通過將電力從電池供應到電磁致動 器使電磁致動器產生恒定致動器力這樣的狀態(恒定力產生狀態)，使得取決于電池的充電狀態控制恒定力產生狀態。恒定力產生狀態是保持產生能夠改變車輪和車身之間的距離的力的 狀態。通過控制恒定力產生狀態，可以有效地控制電池的放電。這種技 術效果使得根據本發明的懸架系統在實際使用上能夠具有高的使用性。 (B)發明的方式將描述被認為包含尋求保護的可主張權利的特征的本發明的各種方 式(以下適合地稱為"可主張權利的發明")。這些本發明的方式的每個 如同所附的權利要求那樣編號，并適合地依賴于其它一個方式或者多個 方式，以更容易理解本發明公開的技術特征。可以理解到，主張權利的 本發明不限于將在這些方式的每個中描述的技術特征和其組合。即，應 該根據以下伴隨各種方式和本發明的優選實施例的描述來解釋主張權利 的本發明的范圍。在根據這種解釋的限制中，主張權利的本發明的方式 可以不僅由這些方式中任一者來構成，還可以由這些方式中任何一者和 結合在其中的附加元件或者多個元件所提供的方式和沒有其中所述的一 些元件而由這些方式中任一者提供的方式來構成。注意，以下所述的方式(1)至(21)分別對應于所附的權利要求1至21。(1) 一種用于車輛的懸架系統，包括懸架彈簧，其將車身和所述車輛的車輪彈性地互連；致動器，其與所述懸架彈簧平行地設置，并具有電動機，使得所述 致動器能夠基于所述電動機的力產生強制所述車身和所述車輪朝向彼此 和遠離彼此的致動器力，并能夠使所產生的致動器力作為與所述車身和 所述車輪朝向彼此和遠離彼此的移動相抗的阻尼力作用；以及控制裝置，其構造成通過控制所述電動機的工作控制所述致動器產 生的所述致動器力，其中，所述控制裝置能夠建立恒定力產生狀態，在所述恒定力產生 狀態中，所述致動器用從作為所述電動機的電源的電池供應的電力恒定 地產生所述致動器力作為恒定致動器力，使得所產生的恒定致動器力沿 著用于強制所述車身和所述車輪朝向彼此的方向和用于強制所述車身和 所述車輪遠離彼此的方向中一個方向作用，并且其中，所述控制裝置構造成基于所述電池的充電狀態控制所述 恒定力產生狀態。在此方式(1)中限定的恒定力產生狀態是其中使致動器保持產生強 制車身和車輪朝向彼此或者遠離彼此的力的狀態。在此恒定力產生狀態 中，例如，恒定致動器力用作增大或者減小車高的力，或者約束車身向 前、向后、向右和向左傾斜的力，以保持在電池中充電的電能放出到致 動器所包括的電動機。因而，如在此方式中，通過取決于電池的充電狀 態控制恒定力產生狀態來有效控制電池的放電。例如，當電池的充電水 平高時(以下適合地稱為"高充電狀態")，具體地，當電池被滿充電時(以下適合地稱為"滿充電狀態")或者當電池幾乎處于滿充電狀態時， 建立恒定力產生狀態使得可以有效地避免電池置于其中電池進一步被充 電超過了滿充電狀態的狀態(以下適合地稱為"過度充電狀態")。另一 方面，當電池的充電水平低時(以下適合地稱為"低充電狀態")，具體 地，當待被放出的電能幾乎不保留在電池中時(以下適合地稱為"不良充 電狀態")或者當電池幾乎在不良充電狀態時，禁止建立恒定力產生狀態 使得可以約束保留在電池中電力的消耗，并有效地避免電池置于其中電 池被進一步放電超過不良充電狀態的狀態(以下適合地稱為"過度放電狀 態")。在此方式中限定的"恒定致動器力"可以是強制車身和車輪沿著遠離 彼此的方向(以下適合地稱為"回彈方向")的力或者強制車身和車輪沿 著朝向彼此的方向(以下適合地稱為"彈跳方向")的力。在系統配備有 多個致動器的情況下，恒定力產生狀態可以是由相應的致動器產生的恒 定力致動器力沿著相同方向作用的狀態或者由相應致動器產生的恒定致 動器力沿著各自不同方向作用的狀態。此外，在恒定力產生狀態下，由 致動器產生的恒定致動器力可以在回彈和彈跳方向中僅僅一個方向上作 用，或者在建立恒定力產生狀態過程中沿著從回彈和彈跳方向中一者改 變到另一者的可變化方向作用。S卩，在恒定力產生狀態中，由致動器產 生的恒定致動器的方向可以是恒定或者被改變。此外，在恒定力產生狀 態中，恒定致動器力的大小可以恒定或者被改變。此外，用語"控制恒定 力產生狀態"例如包括對是否應該建立恒定力產生狀態的判定和對應該建 立恒定力產生狀態的時間的判定。當建立恒定力產生狀態時，用語"控制 恒定力產生狀態"例如包括判定恒定致動器力的大小和方向。本方式可以應用到構造成由專門用于致動器的電源提供以上所述的電池，使得由致動器所包括的電動機產生的電能存儲在電池中的車輛， 或者可選地應用到構造成由還用于另一系統的電源(即，例如還用作混 合動力驅動系統的驅動電動機的電源)提供電池，使得由另一系統產生 的電能存儲在電池中的車輛中。在后者的情況下，此方式的懸架系統可 以布置成有效地防止由于從另一系統產生的能量的返回而對電池過充 電。注意，"電動機"可以是旋轉電動機或者線性電動機。(2) 根據方式(1)所述的懸架系統，其中，對于作為所述車輛的左右前輪及左右后輪的四個車輪的每一 個車輪設置所述懸架彈簧和所述致動器，使得為相應的所述四個車輪設 置四個致動器，以產生相應的恒定的致動器力，并且其中，所述控制裝置能夠建立這樣的狀態作為所述恒定力產生 狀態的狀態，在所述這樣的狀態中指定所述四個致動器產生沿著相同方 向作用的相應力作為所述相應恒定致動器力的狀態。(3) 根據方式(1)或(2)所述的懸架系統，其中，對于作為所述車輛的左右前輪及左右后輪的四個車輪的每一 個車輪設置所述懸架彈簧和所述致動器，使得為相應的所述四個車輪設 置四個致動器，以產生相應的恒定的致動器力，并且其中，所述控制裝置能夠建立這樣的狀態作為所述恒定力產生 狀態的狀態，在所述這樣狀態中指定所述四個致動器中位于彼此對角位 置處的兩者產生沿著用于強制所述車身和所述車輪遠離彼此的方向作用 的相應力作為所述相應恒定致動器力，同時指定所述四個致動器中另兩 者產生沿著用于強制所述車身和所述車輪朝向彼此的方向作用的相應力 作為所述相應恒定致動器力。在以上所述其中四個致動器設置在作為左右前輪和左右后輪的相應 四個車輪中的兩個方式中，對在恒定力產生狀態下每個致動器產生的恒 定致動器力的方向進行限制。在兩個方式中的前者，四個致動器的恒定 致動器力構成強制升高或者降低車身的力。即，在前者方式中，在產生 使得車高改變的力的狀態下，使電池放電。另一方面，在兩個方式中的 后者，恒定致動器力構成強制車身的前輪側部分和后輪側部分沿著互相 相反的方向傾斜的力。即，在后者方式中，在產生使得車身扭轉的力的 狀態下使電池放電。由于車身具有比較高的剛度，可以忽略由于扭轉力而引起的車身的變形。在后者的方式中，在不實質性產生使車高變化的 力的狀態下使電池放電。(4) 根據方式(3)所述的懸架系統，其中，所述控制裝置構造成 控制所述四個致動器的所述恒定致動器力，使得將所述四個致動器的所 述兩者的指定和所述四個致動器中所述另兩者的指定彼此周期性切換， 由此在周期性切換所述指定時改變由所述四個致動器的每個產生的所述 恒定致動器力的方向。在本方式中，由位于彼此對角位置的以上所述兩個致動器產生的恒 定致動器力沿著在彈跳方向和回彈方向之間周期性切換的方向作用，而 由另兩個致動器產生的恒定致動器力沿著與以上所述的兩個致動器的恒 定致動器力的方向相反的方向作用。簡而言之，在本方式中，使車身扭 轉的扭轉力沿著周期性地被改變的方向作用。在由沿著一定的方向施加到車身的扭轉力建立恒定力產生狀態并且 恒定力產生狀態維持達比較長的時間長度的情況下，扭轉力沿著一定的 方向施加到車身達長的時間長度，由此例如引起影響車輛框架的不良影 響的風險。在本方式中，可以在建立恒定力產生狀態的同時周期性地改 變扭轉力施加到車身的方向，由此即使恒定力產生狀態維持達比較長的 時間長度也可以減小影響車身框架的影響。此外，在扭轉力施加到車身的情況下，可以考慮到扭轉力幾乎不會 使車身變形，這是因為車身的剛度比較高。即，在將扭轉力施加到車身 的過程中，可以考慮到在電動機幾乎停止在相同工作位置同時電動機產 生力。在電動機保持在此狀態達比較長的時間長度的情況下，電動機幾 乎不從一定的電氣角度的位置移動，由此特定的相線圈被電流的增大量 激勵。然而，由于車身的剛度不是無限大，存在電動機被施加到車身的 扭轉力的方向的變化(這樣的變化使車身發生輕微的變形)而略微移動 的可能性。在本方式中，即使恒定力產生狀態維持達比較大的時間長度 也可以減小影響車身框架的影響。(5) 根據方式(4)所述的懸架系統，其中，所述控制裝置構造成 控制所述四個致動器的所述恒定致動器力，使得在周期性切換所述指定 時改變由所述四個致動器的每個產生的所述恒定致動器力的方向的時 候，逐漸改變所述四個致動器的所述恒定致動器力。如果突然改變施加到車身的扭轉力的方向，則存在例如沖擊會施加 到車身的風險。在本方式中，例如，可以減輕影響車身并由扭轉力的方 向的變化引起的影響。(6) 根據方式(3)至(5)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構造成始終使所述四個致動器的所述恒定致動器力的大小彼 此相等。在本實施例中，例如，不用大致傾斜車身和不用改變車高就可以執 行電池的放電。(7) 根據方式(1)至(6)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述懸架彈簧是盤簧。(8) 根據方式(1)至(6)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述懸架彈簧是利用流體壓力的流體彈簧。在以上所述的方式的每個中，存在對懸架彈簧的構造的具體限制。 "流體彈簧"可以由各種彈簧中任一者提供，諸如包括填充有壓縮空氣的 壓力室的隔膜空氣彈簧和包括填充有工作油的缸和與缸保持連通的蓄積 器的液壓型彈簧。此外，"流體彈簧"可以由彈簧剛度可改變的彈簧提 供。彈簧剛度可以不僅解釋為作為作用在懸架彈簧上的負荷與懸架彈簧 的位移量的比率的所謂的彈簧常數，而且還解釋為作用在懸架彈簧上的 負荷與車輪和通過懸架彈簧被彈性連接的車身之間的距離(以下適合地 稱為"車輪車身距離")之間的比率。S卩，在產生用于在恒定力產生狀態 期間改變車高大力的形式的恒定致動器力的情況下，在彈簧是盤簧時， 一般通過恒定致動器力改變車高。然而，在采用彈簧剛度可改變的流體 彈簧的流體彈簧的情況下，通過改變彈簧剛度可以取消對車高的改變。(9) 根據方式(1)至(8)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構成，當所述電池處于高充電狀態時，執行高充電狀態控制 以強制地建立所述恒定力產生狀態。在本方式中，通過恒定致動器力，有效地對處于高充電狀態中的電 池放電。具體而言，可以采用這樣的布置當充電水平變成等于或者高 于閾值時(例如，當表示電池的充電狀態的參數變成等于或者高于閾值 時)建立恒定力產生狀態。在本方式中，當電池處于高充電狀態中時， 強制執行對電池的放電，由此使得可以防止電池置于過度充電的狀態。(10) 根據方式(9)所述的懸架系統，其中，基于所述電池的充電水平確定在執行所述高充電狀態控制時產生的所述恒定致動器力的大 小。(11) 根據方式(9)或者(10)所述的懸架系統，其中，基于所 述致動器的溫度確定在執行所述高充電狀態控制時產生的所述恒定致動 器力的大小。在以上所述的兩個方式的每個中，有對恒定致動器力的大小的限 制。兩個方式中前者對應于其中當電池的充電水平較高時(即，當電池 的充電水平更接近滿充電狀態時)產生大小較大的恒定致動器力。根據 此方式，當電池的充電水平較高時，電能可以從電池放出更大的量。兩 個方式的后者對應于其中當致動器的溫度較高時大小較小的恒定致動器 力。由于將較大量的電力供應到致動器，致動器所包括的電動機產生大 小較大的致動器力，并且大小較大的致動器力的產生導致較大的熱量的 產生。由于當電動機置于過熱狀態下時會受損，所以通過當致動器的溫 度較高時減小所產生的恒定致動器力的大小，可以有效地保護致動器。(12) 根據方式(9) 9至(11)中任一項所述的懸架系統，其構造 成，使得在外力引起所述致動器的致動時由所述電動機產生的電力可以 朝向所述電池返回，并且使得所述電力朝向所述電池的返回在所述電池 是所述高充電狀態時受到限制。以上所述的高充電狀態控制可以認為是為了當電池處于高充電狀態 中時促進電池放電的目的而執行的控制。鑒于此高充電狀態控制的目 的，如在本方式中，優選地，在執行高充電狀態控制過程中對(由致動 器所包括的電動機產生的)電力返回到電池施加限制。 一般地，懸架系 統置于取決于電動機的工作速度和致動器力的大小之間的關系的兩個狀 態中的一個狀態中，其中該關系是電動機和致動器固有的關系。在兩個 狀態中的一個狀態中(以下適合地稱為"基于供電致動器力產生狀 態")，電動機基于從電池供應的電力產生致動器力。在兩個狀態的另一 狀態中(以下適合地稱為"基于發電致動器力產生狀態")，電動機在發 電的同時產生致動器力。在本方式中，例如，在懸架系統處于基于發電 致動器力產生狀態的同時，通過將電動機和電池彼此斷開來禁止由電動 機產生的電力返回到電池。此外，在此情況下，通過控制置于電動機的輸入端子之間的電阻器的電阻值可以將致動器力的大小適合地為基于發 電致動器力產生狀態下的期望值。注意，本方式不僅包括完全禁止電力 返回到電池的方式，而且還包括例如通過當再生大量的電力時禁止返 回，或者通過設置電阻器等減小返回的電力量的約束該返回的方式。(13) 根據方式(9)至(12)中任一項所述的懸架系統，其中，所述高充電狀態控制是使所述恒定致動器力產生以沿著基于所述車輛行駛 的路面狀況和所述車輛行駛的行駛速度中至少一者確定的方向作用。本方式是對例如車輪車身距離被恒定致動器力改變的模式特別有效 的方式。例如，在車輛行駛在諸如坡道的惡劣條件道路上的情況下，可 期望產生恒定致動器力以沿著回彈方向作用，從而增大車輪車身距離 (即，增大車高)。此外，例如，在車輛以比較高的速度行駛的情況 下，鑒于車輛的穩定性，可期望產生恒定致動器力以沿著彈跳方向作 用，從而降低車輪車身距離(即，減小車高)。本方式包括取決于道路 表面的狀況和行駛條件確定恒定致動器力的方向以滿足以上要求的方 式。(14) 根據方式(9)至(13)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構造成在從通常控制過渡到所述高充電狀態控制時和從所述 高充電狀態控制過渡到所述通常控制時逐漸改變所述恒定致動器力。如果在恒定力產生狀態和非恒定力產生狀態的狀態之間過渡時突然 改變恒定致動器力，則突然改變增大了乘客感受不舒適的可能性。在本 方式中，可以消除或者減輕突然改變恒定致動器力的影響。可以以不受 具體限制的方式逐漸改變恒定致動器力。例如，在控制致動器以產生預 定的目標恒定致動器力的情況下，當實際產生的恒定致動器力和目標恒 定致動器力之間的差不小于預定的閾值時，可以通過控制致動器以產生 通過將預定值加到實際產生的恒定致動器力或者從實際產生的恒定致動 器力減去預定值所計算的暫定目標恒定致動器力逐漸改變恒定致動器 力，其中預定值預定成車輛的操作者沒有注意致動器力改變了預定值。注意，恒定致動器力的逐漸改變的技術特征可不僅應用到高充電狀 態控制和通常狀態控制之間過渡的階段，而還可以應用到突然改變致動 器力的各種階段。即，在各種階段采用本技術特征的方式可以是主張權 利的發明的方式。(15) 根據方式(9)至(14)中任一項所述的懸架系統， 其中，所述懸架彈簧具有允許其彈簧剛度可改變的構造， 并且其中，所述控制裝置構造成改變所述懸架彈簧的彈簧剛度，以約束所述車身和所述車輪的之間的距離被所述恒定致動器力改變。本方式對配備有諸如空氣彈簧的以上所述的流體彈簧有效。當通過 恒定致動器力改變車輪車身距離時，此方式通過改變彈簧的彈簧剛度使 得可以有效地消除或者降低車高的改變(即，車輪車身距離的改變)。 例如，本方式的彈簧剛度控制對以上所述的在不同控制之間的過渡的階 段有利。(16) 根據方式(15)所述的懸架系統，其中，在所述車身和所述 車輪的之間的距離被所述懸架彈簧的所述剛度的改變約束的同時改變所 述恒定致動器力的時候，增大所述恒定致動器力時的所述恒定致動器力 的變化率高于減小所述恒定致動器力時的變化率。在諸如空氣彈簧的流體彈簧中， 一般地，與通過減小流體量來減小 車輪車身距離相比，通過增大流體量增大車輪車身距離要求較長的時間 長度。在本方式中，通過考慮這種一般趨勢來改變恒定致動器力的變化 率。根據本方式，可以有效地約束由恒定力致動器力引起的車輪車身距 離的改變。(17) 根據方式(9)至(16)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構造成當所述致動器的溫度較高時，限制執行所述高充電狀 態控制。如上所述，在恒定力產生狀態下，致動器中包括的電動機產生大量 的熱量，使得存在著電動機會受大量熱量的不良影響的可能性較高。在 本方式中，可以有效地消除或者減輕不良影響。用語"限制執行高充電狀 態控制"包括其中當致動器的溫度高于閾值時禁止執行高充電狀態控制的 方式，還包括其中縮短執行高充電狀態控制的時間長度而不是完全禁止 的方式。(18) 根據方式(9)至(17)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構造成禁止所述高充電狀態控制的執行持續時間超過預定的 允許持續時間。(19) 根據方式(9)至(18)中任一項所述的懸架系統，其中，所述控制裝置構造成禁止在預定的再繼續禁止時間經過之前再繼續執行所 述高充電狀態控制。以上兩個方式的每個是其中限制執行高充電狀態控制的方式。如上 所述，當恒定力產生狀態維持達長的時間長度時或者當幾乎沒有時間間 隔地頻繁建立恒定力產生狀態時，由電動機產生的熱的影響變得嚴重。 根據以上兩個方式的每個，可以有效地限制建立恒定力產生狀態的時間 長度。§卩，以上兩個方式的每個是對致動器的溫度較高的情況有效的方 式。注意，以上所述的"預定的允許持續時間"和"預定的再繼續禁止時 間"的每個可以是預定的恒定時間長度或者可取決于諸如致動器的溫度的 參數改變的可改變時間長度。還注意，可以以以上兩個方式彼此組合的 方式間歇地執行高充電狀態控制。(20) 根據方式(9)至(19)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構造成在所述電池在所述高充電狀態的同時對所述高充電狀 態控制的執行受到限制的時候，通過設置在所述車輛中的放電器減小所 述電池的充電水平。在本方式中，即使在高充電狀態下當沒有通過建立恒定力產生狀態 執行電池的放電，也可以確保對電池進行放電。在本方式中所述的"放電 器"可以由連接到電池以消耗電池的電力的電阻器提供。此外，在電池還 用作用于混合動力驅動系統的驅動電動機的電源的情況下，"放電器"可 以由代替發動機驅動車輛而強制執行由電動機驅動車輛的這樣的布置提 供。(21) 根據方式(1)至(20)中任一項所述的懸架系統，其中，所 述控制裝置構造成當所述電池在低充電狀態下時，限制建立所述恒定力 產生狀態。由于如上所述通過建立恒定力產生狀態來對電池放電，在電池的低 充電狀態期間建立恒定力產生狀態造成保留在電池中的電能額外地減小 這樣的情況，或者甚至造成電池置于過度放電狀態中這樣的情況。在本 方式中，可以有效地防止或者約束當電池的充電水平低時建立恒定力產 生狀態引起的危害。用語"限制建立恒定力產生狀態"解釋為不僅禁止建 立恒定力產生狀態，而且還降低恒定力產生狀態的程度，諸如減少恒定 致動器力。此外，具體地，可以采用當充電水平變成等于或者低于閾值時(例如，當表示電池的充電水平的參數變成等于或者低于閾值時)禁 止建立恒定力產生狀態這樣的布置。具體而言，本方式可以是其中在該系統構造成能夠通過致動器力調節車高的情況下限制通過致動器力來調節車高的方式。此外，在該系統 構造成通過布置產生在一定的時間長度中彼此相反的相應力作為致動器 力的左右致動器或者前后致動器來執行用于約束車身側傾或者俯仰的控 制的情況下，可以將側傾或者俯仰約束控制視為類似于車高控制的控制 (即，視為用于建立半恒定力產生狀態的控制)，以限制執行側傾或者 俯仰約束控制以及車高調節。由于側傾約束控制和俯仰約束控制的每個是消耗一定量的電力的控 制，不管是否限制建立恒定力產生狀態，禁止側傾或者俯仰約束控制對 約束電池的電力的消耗是有效的。因而，在具有致動器的懸架系統中， 主張權利的本發明的一個方式可以是采用以下技術特征的方式，該技術 特征為在電池的低充電狀態期間，不用限制建立恒定力產生狀態而禁止 側傾約束控制和俯仰約束控制中至少一者。


圖1是示出本發明第一實施例的車輛懸架系統的整體構造的示意視圖。圖2是示出結合在第一實施例的車輛懸架系統中的彈簧減振器組件 的前橫截面視圖。圖3是示出結合在第一實施例的車輛懸架系統中的空氣調節器和彈簧減振器組件的示意視圖。圖4的圖表示出車輛行駛時有關振動阻尼致動器力分量、有關側傾 致動器力分量和有關俯仰致動器力分量的產生和作為這些分量的總和的 目標致動器力的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的關系。圖5的曲線圖示出了電動機的旋轉速度和轉矩之間的關系。圖6的曲線圖示出了電池的充電量和基于電池的充電量的增益之間 的關系和電動機的溫度和基于電動機的溫度的增益之間的關系。圖7的曲線圖示出了基于經過的時間并用于逐漸增大恒定致動器力 的函數。圖8的圖表示出車輛行駛時有關振動阻尼致動器力分量、有關側傾 約束致動器力分量、有關俯仰致動器力分量和恒定力分量的產生和作為 這些分量的總和的目標致動器力的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過 的時間的關系。圖9的曲線圖表示基于經過的時間并用于逐漸減小恒定致動器力的 函數。圖10的圖表示出了在從高充電狀態控制過渡到通常狀態控制時恒定 力分量的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的關系。圖11的圖標示出了在間歇執行高充電狀態控制時恒定力的分量的變 化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的關系。圖12的示意視圖示出了結合在第一實施例的車輛懸架系統中的可變電阻器。圖13的流程圖示出了在第一實施例的車輛懸架系統的控制中執行的車高調節控制程序。圖14的流程圖示出了在車高調節控制程序中執行的目標車高確定子 例程。圖15的流程圖示出了在第一實施例的車輛懸架系統的控制中執行的 致動器控制程序。圖16的流程圖示出了在致動器控制程序中執行的通常致動器力分量 確定子例程。圖17的流程圖示出了在致動器控制程序中執行的通常狀態控制子例程。圖18的流程圖示出了在致動器控制程序中執行的高充電狀態控制子圖19的圖表示出了在從通常狀態控制過渡到高充電狀態控制時恒定 力分量的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的關系，其中，該 過渡發生在通常狀態控制過程中逐漸減小恒定力過程中。圖20的圖表示出了在從高充電狀態控制過渡到通常狀態控制時恒定 力分量的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的關系，其中，該 過渡發生在高充電狀態控制過程中逐漸增大恒定力過程中。圖21的流程圖示出了在致動器控制程序中執行供電/發電判定&電動機工作控制子例程和放電器控制子例程。圖22的框圖示出了用于控制第一實施例的車輛懸架系統的懸架電子 控制單元的功能。圖23的示意視圖示出了本發明第二實施例的車輛懸架系統的整體構造。圖24的前橫截面視圖示出了結合在第二實施例的車輛懸架系統中的彈簧減振器組件。圖25的圖表示出了用于設置在左前輪和右后輪的每個中的致動器的 恒定力分量的變化、用于設置在右前輪和左后輪的每個中的致動器的恒 定力分量的變化和車高的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的 關系。圖26的流程圖示出了在第二實施例的車輛懸架系統的控制中執行的 致動器控制程序。圖27的流程圖示出了在致動器控制程序中執行的恒定力確定子例程。圖28的示意視圖示出了本發明第三實施例的車輛懸架系統的整體構造。圖29的流程圖示出了在第三實施例的車輛懸架系統的控制中執行的 致動器控制程序。圖30的曲線圖示出了基于經過的時間，并用于在周期性地改變恒定 致動器力的方向的同時逐漸改變恒定致動器力的函數。圖31的圖表示出了用于設置在左前輪和右后輪的每個中的致動器的 恒定力分量的變化、用于設置在右前輪和左后輪的每個中的致動器的恒 定力分量的變化和車高的變化與沿著圖表的橫坐標表示的經過的時間的 關系。圖32的流程圖示出了在第四實施例的車輛懸架系統的控制中執行的 致動器控制程序。
具體實施方式
將參照附圖描述本發明的實施例。可以理解到主張權利的本發明不限于以下實施例，并且另外可以以諸如在前述"發明方式"中描述的各種 變化和修改來實現，這些變化和修改對本領域的技術人員是可以想到 的。第一實施例l.懸架系統的構造和功能圖1示意性示出了根據本發明第一實施例構造的車輛懸架系統10。懸架系統IO配備有四個獨立的懸架裝置，這四個獨立的懸架裝置設置用 于車輛的右前輪、左前輪、右后輪和左后輪12。每個懸架裝置具有彈簧 減振器組件20，其由彼此一體化的懸架彈簧和減振器構成。在下面描述 中，在應該明確所指的車輪12或者組件20對應于四個車輪中哪一者的 情況下，對車輪12和彈簧減振器組件20的每一者添加表示相應的右前 輪、左前輪、右后輪和左左后輪的參考標號FR、 FL、 RR和RL作為后欲 》又。如圖2所示，彈簧減振器組件20配備有致動器26形式的電磁減振 器和流體彈簧28 (由于在本實施例中空氣用作流體，以下適合地稱為"空 氣彈簧")形式的懸架彈簧。致動器26設置在作為保持車輪12的車輪保 持構件的懸架下臂22和設置在車身中的安裝部分24之間，并將懸架下 臂22和安裝部分24互連。流體彈簧28平行于致動器26設置。致動器26構造成包括外管30和內管32，內管32裝配在外管30 中，并從外管30的上端部分向上突出。外管30經由安裝構件34連接到 下臂22，安裝構件34設置在外管30的下端部分中。同時，內管32在設 置在內管32的上端部分中的凸緣部分36處連接到安裝部分24。 一對引 導槽38設置在外管30的內壁表面以沿著致動器26的軸線延伸的方向 (以下適合地稱為"軸向方向")延伸。 一對鍵40設置在內管32的下端 部分中，并裝配在相應的引導槽38中。由于引導槽38和鍵40，外管30 和內管32相對彼此不能旋轉，并可在軸向方向相對彼此移動。注意，密 封件42設置在外管30的上端部分中，由此防止空氣從下述的壓力室44 泄漏。此外，致動器26配備有滾珠絲桿機構和電動機54 (其為三相DC無 電刷電動機，并且以下將適合地簡稱為"電動機54")。滾珠絲桿機構構 造成包括絲桿50和螺母52。絲桿50具有形成在其中的外螺紋，并與螺母52配合，使得軸承滾珠保持在絲桿50和螺母52之間。電動機54固 定地保持在電動機殼體56中，電動機殼體56在其凸緣部分處固定到安 裝部分24的上表面。電動機殼體56的凸緣部分固定到內管32的凸緣部 分36，使得內管32通過電動機殼體56連接到安裝部分24。電動機軸58 作為電動機54的旋轉軸一體地連接到絲桿50的端部分。g卩，絲桿50用 作電動機軸58的延長桿，以被電動機54旋轉，并設置在內管32內。同 時，螺母52與絲桿52配合，并由螺母支撐套管60的上端部分固定地保 持，螺母支撐套管60設置在外管30的內底壁表面上。
空氣彈簧28配備有固定到安裝部分24的殼體70;固定到致動器 26的外管30的空氣活塞72和將殼體70和空氣活塞72連接的隔膜74。 殼體70呈具有蓋子部分76的大致管狀。致動器26的內管32穿過貫通 蓋子部分76形成的孔。殼體70在蓋子部分76的上表面處固定到安裝部 分24的下表面。空氣活塞72呈大致管狀，并固定到裝配在空氣活塞72 中的外管30的上部分。殼體70和空氣活塞72經由隔膜74彼此連接， 隔膜74提供殼體70和空氣活塞72之間的空氣密封性，使得壓力室44 由殼體70、空氣活塞72和隔膜74的協作來限定。壓力室44填充有壓縮 空氣。這樣構造的空氣彈簧28由于壓縮空氣的彈性力彈性地支撐下臂22 和安裝部分24 (即，車輪12和車身)。
當車身和車輪12朝向彼此或者遠離彼此移動時，外管30和內管32 沿著軸向方向相對彼此移動。由于相對移動，絲桿50和螺母52沿著軸 向方向相對彼此移動，并且絲桿50相對于螺母52旋轉。電動機54布置 成能夠將旋轉扭矩施加到絲桿50。由于此旋轉扭矩，可以產生沿著禁止 車身和車輪12朝向彼此或者遠離彼此的運動的方向作用的阻力。此阻力 用作與車身和車輪12朝向彼此和遠離彼此的移動相抗的阻尼力，使得致 動器26用作減振器。即，沿著強制車身和車輪12朝向彼此和遠離彼此 移動的方向作用的致動器力可以用作阻尼力。此外，致動器26還具有通 過致動器力使車身和車輪12朝向彼此和遠離彼此移動的功能。由于此功 能，可以有效地限制在車輛拐彎時車身的側傾和在車輛加速和減速時車 身的俯仰。
環形阻尼橡膠77粘合到外管30的內壁表面的上端。此外，另一阻 尼橡膠78粘合到外管30的內底壁表面。當車身和車輪12沿著遠離彼此的方向(以下適合地稱為"回彈方向")移動達一定的距離時，鍵40經由
阻尼橡膠77與外管30的邊緣部分79接觸。當車身和車輪12沿著朝向 彼此的方向(以下適合地稱為"彈跳方向")移動達一定距離時，絲桿50 的下端經由阻尼橡膠78與外管30的內底壁表面接觸。即，彈簧減振器 組件20具有與車輪12和車身朝向彼此和遠離彼此移動相抗的限動見 (即，彈跳限動件和回彈限動件)。
懸架系統10配備有空氣調節器80，該空氣調節器80連接到每個彈 簧減振器組件20的空氣彈簧28的壓力室44，并構造成調節存儲在壓力 室44中的空氣量。如圖3所示，空氣調節器80構造成包括壓縮器44、 干燥器84、流動限制器86、高壓罐88和單個控制閥裝置90。壓縮器82 配備有泵92、泵電動機94、過濾器96和止回閥98、 100，并構造成通過 泵電動機94的運轉從大氣經由過濾器96和止回閥100吸入空氣，使得 吸入的空氣被加壓，然后經由止回閥98排出。壓縮器82和單個控制閥 裝置90經由公共的通道102彼此連接。以上所述的干燥器84、以上所述 的流動限制器86和壓力傳感器108連接到公共的通道102，以上所述的 干燥器84構造成將水從壓縮空氣中去除，以上所述的流動限制器86具 有彼此平行設置的節流閥104和止回閥106，壓力傳感器108構造成檢測 公共通道102內的空氣壓力。此外，高壓罐88經由蓄壓控制閥110連接 公共通道102，蓄壓控制閥IIO由常閉電磁控制閥提供。此外，排氣控制 閥112連接到公共通道102，排氣控制閥112由常閉電磁控制閥提供，并 設置在止回閥98和干燥器84之間。單個控制閥裝置90配備有單個控制 閥114，控制閥114由相應的四個常閉電磁控制閥提供并連接到相應的彈 簧減振器組件20的相應的壓力室44。單個控制閥114設置在相應的單個 通道116上，通道116將公共通道102和相應的懸架裝置的相應的空氣 彈簧28的相應的壓力室44互連。
根據以上所述的構造，在本懸架系統10中，存儲在空氣彈簧28的 壓力室44中的空氣量可以由空氣調節器80改變，使得空氣彈簧28具有 可通過改變壓力室44內的空氣量而變化的彈簧剛度。彈簧剛度是作用在 空氣彈簧28上的負荷與經由空氣彈簧28彈性地彼此連接的車輪12和車 身24之間的距離(以下適合地稱為"車輪車身距離")。通過改變彈簧剛 度，可以改變車輪車身距離。具體而言，通過增大壓力室44內的空氣量減小彈簧剛度，由此可以增大車輪車身距離。另一方面，通過減小壓力 室44內的空氣量增大彈簧剛度，由此減小車輪車身距離。
如圖1所示，本懸架系統IO安裝在其中混合動力驅動系統120用作 驅動系統的車輛中。混合動力驅動系統120構造為包括發動機122、由電 動機提供的驅動電動機124、發電機126和動力分配器128 (在圖1中分 別表示為"ENG"、 "MO"、 "GEN"和"P")。在本混合動力驅動系統120 中，前輪12FR、 12FL作為驅動輪取決于車輛的行駛狀態由發動機122 和驅動電動機124中至少一者經由動力分配器128驅動。在由驅動電動 機124驅動時，電力從作為電源的電池130經由轉換器132和作為驅動 電路的逆變器134供應到驅動電動機124。在制動時，驅動車輪12FR、 12FL的每一個的旋轉經由動力分配器126傳遞到驅動電動機124，使得 驅動電動機124旋轉以用作發電機，并且由驅動電動機124產生的電力 返回到電池130。此外，當由發動機122經由動力分配器128操作發電機 126時，用由發電機126產生的電力對電池130充電。注意，轉換器132 由允許電流雙向流過的雙向轉換器提供。轉換器132能夠增大從電池130 供應的電力的電壓，使得電力從電池130供應到驅動電動機124，并能夠 降低電力的電壓，使得電力從驅動電動機124返回到電池130。
此外，本懸架系統10設置有懸架電子控制單元(懸架ECU) 140作 為用于控制彈簧減振器組件20的工作的控制裝置。此懸架ECU140配備 有致動器電子控制單元(致動器ECU) 142作為用于控制致動器力 (即，致動器26的工作)的控制裝置，并配備有車高調節電子控制單元 (車高調節ECU) 144作為用于控制空氣調節器80 (即，空氣彈簧28的 工作)的控制裝置。車高調節ECU144具有主要由計算機構成的控制器 146和作為空氣調節器80的驅動電路的驅動器148，其中計算機配備有 CPU、 ROM、 RAM等。電力經由驅動器148和轉換器150供應到空氣調 節器80所包括的控制閥114和其它元件。車速傳感器151、四個行程傳 感器152和車高改變開關連接到控制器146，車速傳感器151用于檢測車 輛的行駛速度(以下適合地簡稱為"車速")，四個行程傳感器152的每 個構造成檢測車輪12的相應一者和車身24之間的距離，車高改變開關 154由車輛操作者操作以改變車高。車速傳感器151、行程傳感器152和 車高改變開關154分別由圖1中的'V，、 "St"和"HSW"表示。控制器146的計算機所包括ROM中存儲與車高調節有關的程序和各種數據。在本 懸架系統10中，車輛操作者可以從三個車高水平(即，預定的標準車高 (中等車高)、預定的高車高(高車高)，其設定成高于預定的標準車 高、和預定的低車高(低車高)，其設定成低于預定的標準車高)中選
擇，使得響應于車輛操作者對車高改變開關154的操作選擇三個車高水 平中所期望的一者。車高改變開關154構造為發送車高增大命令或者車 高減小命令，即發送用于從車高水平中一者逐步地轉換到車高水平中較 高或者較低者的命令。
另一方面，致動器ECU142具有主要由計算機構成的控制器160和 作為用于電動機154的驅動電路的逆變器162，其中，計算機配備有 CPU、 ROM、 RAM等，電動機54包括在每個彈簧減振器組件20的致動 器26中。每個電動機54經由第一切換開關164 (其由圖1中的"ClSw" 表示)連接到具有可變電阻值的可變電阻器裝置166和經由轉換器168 連接到電池130的逆變器162中一者。如同以上所述的轉換器132，轉換 器168由允許電流雙向流過的雙向轉換器提供。控制器160連接到逆變 器162、第一切換開關164和可變電阻器裝置166，并對它們進行控制， 由此控制致動器26的致動器力。由于電動機54用恒定電壓驅動，通過 改變供應到電動機54的電流量改變供應到電動機54的電力量。即，由 電動機54產生的力取決于可以例如由逆變器162執行的PWM (脈寬調 制)控制改變的供應電流量。在PWM控制中，逆變器162布置成適合 地控制占空比(即，脈沖開時間和脈沖關時間之比)。除了以上所述的 車速傳感器151之外，工作角傳感器170、橫向加速度傳感器172、縱向 加速度傳感器174、節氣門傳感器176、制動壓力傳感器178、角位置傳 感器180、溫度傳感器182和充電水平傳感器184連接到控制器160。工 作角度傳感器170設置用于檢測轉向車輪的工作角度。橫向加速度傳感 器172設置用于檢測在車輛的橫向方向上測量的車身施加加速度。縱向 加速度傳感器174設置用于檢測在車輛的縱向方向上測量的車身的實際 加速度。節氣門傳感器176設置用于檢測加速器節氣門的開度。制動壓 力傳感器178設置用于檢測制動主缸中的壓力。角位置傳感器180設置 用于檢測電動機54的角位置。溫度傳感器182設置用于檢測電動機54 的溫度。充電水平傳感器184設置用于檢測電池130的充電水平。在圖l中，工作角度傳感器170由"S"表示，橫向加速度傳感器172由"Gy"表 示，縱向加速度傳感器174由"Gzg"表示，節氣門傳感器176由"Sr"表 示，制動壓力傳感器178由"Br"表示，角位置傳感器180由"co"表示，溫 度傳感器182由"T"表示，并且充電水平傳感器184由"E"表示。控制器 160的計算機包括的ROM中存儲與致動器力的下述控制有關的程序和各 種數據。注意，控制器146和控制器160可以彼此通信。還要注意，電 池130經由第二切換開關186 (在圖1中由"C2Sw"表示)選擇性地連接 到下述的放電電阻器裝置188 (在圖1中由"R"表示)。 2.懸架系統的控制
在本懸架系統10中，可以彼此獨立地控制四個致動器26。 g卩，彼此 獨立地控制由相應致動器26產生的致動器力，由此執行阻尼車輪和車身 的相對振動的控制(以下適合地稱為"振動阻尼控制")、用于約束車身 側翻的控制(以下適合地稱為"側傾約束控制")和用于約束車身俯仰的 控制(以下適合地稱為"俯仰約束控制")。此外，通過空氣彈簧28執行 用于調節車輪車身距離的控制(以下稱為"車高調節控制")。通過使致 動器力彼此協調作為阻尼力、側傾約束力和俯仰約束力作用來分別執行 以上所述振動阻尼控制、側傾約束控制和俯仰約束控制。具體而言，控 制每個致動器26產生目標致動器力，由此以統一的方式執行振動阻尼控 制、側傾約束控制和俯仰約束控制。待產生的目標致動器力預定為目標 致動器力對應于作為與相應的振動阻尼控制、側傾約束控制和俯仰約束 控制有關的致動器力的有關振動阻尼的致動器力分量、有關側傾約束致 動器力分量和有關俯仰約束致動器力分量的總和。此外，通過控制構造 成改變空氣彈簧28的空氣量的空氣調節器80來執行車高調節控制。以 下，將詳細描述振動阻尼控制、側傾約束控制和俯仰約束控制，具體 地，確定有關相應控制的致動器力分量的方法，還詳細描述用于控制由 電動機54產生的致動器力的電動機54的工作控制。此外，將詳細描述 車高調節控制，具體地，空氣調節器80的工作。在以下描述中，致動器 力和致動器力的分量的每一者當沿著回彈方向作用時取正值，當沿著彈 跳方向作用時取負值。
i)振動阻尼控制
根據振動阻尼控制，確定有關振動阻尼致動器力分量FQ，以產生大小取決于車輪和車身的相對振動的速度的致動器力。具體地，基于電動 機54的旋轉速度V (其用作車輪和車身的相對速度的指標值，并從由設
置在電動機54中的角位置傳感器180檢測到的值獲得)并根據以下公式
計算有關振動阻尼致動器力分量Fc: FG=C'V (C:阻尼系數)
注意，可以根據另一方法確定有關振動阻尼致動器力分量Fc。例 如，可以基于車身的振動速度Vu和車輪的振動速度Vl并根據以下公式 確定有關振動阻尼致動器力分量Fc，其中，基于由設置在車身的安裝部 分中的豎直加速度傳感器檢測到的車身的豎直加速度計算車身的振動速 度Vu，基于由設置在車輪保持構件中的豎直加速度傳感器檢測到的車輪 的豎直加速度計算車輪的振動速度V^。
FcKVVu—Q;Vl (Cu， Cl:阻尼系數)
ii) 側傾約束控制
根據側傾約束控制，在車輛轉彎時，取決于轉彎引起的側傾運動， 控制設置用于內側車輪(即，位于車輛的轉彎中心和其它車輪之間的車 輪)的致動器26的每個以產生沿著彈跳方向作用的致動器力作為側傾約 束力，同時控制設置用于外側車輪的致動器26的每個以產生沿著回彈方 向作用的致動器力作為側傾約束力。具體而言，基于估計的橫向加速度 Gyc和實際測量的橫向加速度Gyr并根據以下公式確定參數橫向加速度 Gy* (其在控制中用作參數)，其中，估計的橫向加速度Gyc基于轉向 車輪的工作角度5和車輛的行駛速度V來估計。
Gy*=KA'Gyc+KB'Gyr (KA， KB:增益)
基于如以上所述確定的參數橫向加速度Gya確定有關側傾約束致動 器力分量FR。控制器160將表示有關側傾約束致動器力分量Fr和參數橫 向加速度Gyf之間的關系的數據對照圖存儲在其中，使得參照數據對照 圖確定有關側傾約束致動器力分量FR。
iii) 俯仰約束控制
根據俯仰約束控制，在車輛制動造成車身前端下栽時響應于前端下 栽造成的俯仰運動，控制設置用于前輪的致動器26FR、 26FL的每個以 產生沿著回彈方向作用的致動器力，同時控制設置用于后輪的致動器 26RR、 26RL的每個以產生沿著彈跳方向作用的致動器力，由此約束車身的前端下栽。在車輛加速造成車身的后端下坐時，響應于后端下坐引
起的俯仰運動，控制設置用于后輪的致動器26RR、 26RL的每個以產生 沿著回彈方向作用的致動器力，同時控制設置用于前輪的致動器26FR、 26FL的每個以產生沿著彈跳方向作用的致動器力，由此約束車身的后端 下坐。具體地，將實際測量的縱向加速度Gzg采用為作用在車身上的俯 仰運動的指標值，并且基于實際測量的縱向加速度Gzg根據以下公式確 定有關俯仰約束致動器力分量Fp。
Fp二Kc.Gzg (Kc:增益)
iv)致動器力和電動機工作的控制
當如上所述確定有關振動阻尼致動器力分量Fe、有關側傾約束致動 器力分量FR和有關俯仰約束致動器力分量Fp時，根據以下公式確定目標 致動器力FA。
Fa=Fg+Fr+Fp
控制致動器26以產生這樣確定的目標致動器力FA。圖4的圖示意性 示出了在車輛行駛時有關振動阻尼致動器力分量Fe、有關側傾約束致動 器力分量FR和有關俯仰約束致動器力分量Fp的產生和作為這些分量的總 和的目標致動器力FA的變化與沿著圖中的橫坐標所表示的經過的時間t 的關系。從圖4明顯可見，取決于狀況彼此獨立執行振動阻尼控制、側 傾約束控制和俯仰約束控制。當同時執行這些控制時，由致動器26產生
的目標致動器力FA對應于有關這些同時執行的控制的分量的總和。
電動機54工作以產生目標致動器力FA，并且由逆變器162控制電動 機54的工作。詳細而言，控制器160輸出使電動機54產生目標致動器 力Fa的控制信號，并將輸出的控制信號供應到逆變器162，使得由逆變 器162控制電動機54的工作。具體地，基于電動機54的角位置以建立 所期望的模式和所期望的占空比的方式將逆變器162所包括的每個開關 元件置于接通和關斷狀態之一，其中所期望的模式對應于目標致動器力 Fa待作用的方向，而所期望的占空比對應于待產生的目標致動器力Fa的 大小。在此情況下，由角位置傳感器180檢測到的值用作電動機54的角 位置，基于該電動機54的角位置，將逆變器162所包括的開關元件的每 一個置于接通和關斷狀態之一。
對于電動機54的工作狀態，有兩個狀態， 一個狀態是電動機54從電池130接收電力并產生致動器力(以下適合地稱為"基于供電致動器力產生狀態")，另一狀態是電動機54在發電的同時產生致動器力(以下 適合地稱為"基于發電致動器力產生狀態")。將電動機54置于兩個工作 狀態中取決于電動機54的旋轉速度和致動器力之間關系確定的一者中。 圖5概念性地示出了電動機54的旋轉速度V和與致動器力對應的電動機 54的轉矩Tq之間關系。在圖5中，區域(a)禾B (b)的每個是轉矩Tq 產生以沿著與電動機54的旋轉方向相反的方向作用的區域，而區域(c)是轉矩Tq產生以沿著與電動機54的旋轉方向相同的方向作用的區 域。區域(a)和(b)之間的邊界由短路特性線提供，該短路特性線對 應于表示在電動機各相輸入端子之間短路情況下的特性的特性線，即表 示在所謂短路制動的情況下電動機54的旋轉速度V和轉矩Tq的量之間 關系的特性線。其中轉矩Tq的絕對值小于此短路特性線中的轉矩Tq的 絕對值的區域(a)是其中電動機54用作發電機以基于電動勢產生制動 轉矩同時能夠將所產生的電力返回到電源的所謂再生制動區域。同時， 其中轉矩Tq的絕對值大于短路特性線中的轉矩Tq的絕對值的區域(b) 是其中電動機54接收從電源供應的電力以產生制動轉矩的所謂反向旋轉 制動區域。此外，區域(c)是其中電動機54接收從電源供應的電力以 旋轉或者產生輔助電動機54旋轉的轉矩。如從以上用于確定有關振動阻尼致動器力分量Fe的公式理解到，通 過參數為電動機54的旋轉速度V的線性方程式來確定分量Fc。以上用 于確定有關振動阻尼有關致動器力分量Fc的公式可以通過由圖5的曲線 圖中虛線所表示的特性線來表示。以上公式的阻尼系數C表示特性線的 傾斜度，并且傾斜度的值小于以上短路特性線的傾斜度。因而，有關振 動阻尼致動器力分量Fe的特性線存在于以上所述的區域(a)中，使得 當致動器26僅僅執行振動阻尼控制時，在基于發電致動器力產生狀態下 專門產生致動器力。另一方面，側傾約束控制和俯仰約束控制的每個是 為不是基于電動機54的旋轉速度V的致動器力而執行的控制。在側傾約 束控制和俯仰約束控制中，與振動阻尼控制不同，即使當電動機54的旋 轉速度不很高時，也產生大小比較大的致動器力。因而，當僅僅執行側 傾約束控制和俯仰約束控制時，大致在以上所述區域(b)或者區域(c)中產生力，使得致動器26在基于供電致動器力產生狀態下產生致動器力。當與側傾約束控制和俯仰約束控制同時執行振動阻尼控制時， 取決于此時刻致動器力和電動機54的旋轉速度V之間的關系，電動機54在區域(a) — (c)中的一個區域中產生力，使得致動器26在基于供 電致動器力產生狀態和在發電致動器力產生狀態中的一個狀態下產生致 動器力。v)車高調節控制在車高調節控制中，通過基于實際車高和設定車高(即，原則上基于車輛操作者的意圖設定的)之間的關系調節存儲在空氣彈簧28的壓力 室44中的空氣量來調節車高。詳細而言，將取決于設定車高設定的設定 車輪車身距離存儲在控制器146中，并將設定車輪車身距離和由行程傳 感器152檢測到的實際車輪車身距離進行比較。在要求增大車高時執行 車高調節(以下適合地稱為"車高增大調節")的時候，使泵電動機94在 蓄壓控制閥110開啟的狀態下工作，并通過開啟單個控制閥114使壓縮 空氣經由單個通道116流入壓力室44。維持此狀態直到實際車高達到目 標車高，當實際車高達到巨標車高時關閉單個控制閥114和蓄壓控制閥 110。另一方面，在要求減小車高時執行車高調節(以下適合地稱為"車 高減小調節")的時候，開啟排氣控制闊112和單個控制閥114，由此將 壓縮空氣從壓力室44向大氣排出。維持此狀態，直到實際車高達到目標 車高。此外，在不要求改變車高時執行車高調節(以下適合地稱為"車高 維持調節")的時候，關閉蓄壓控制閥110、排氣控制閥112和單個控制 閥114。當滿足一定的禁止條件時，禁止執行以上所述車高增大調節和 車高減小調節。具體而言，禁止條件是側傾矩和/或者俯仰矩作用在車身 上，產生車身和車輪的相對振動和各個車輪中的車輪車身距離基本上彼 此不相等。當滿足以上所述條件中至少一個條件時，禁止執行車高增大 調節和車高減小調節。注意，控制泵電動機94的工作，使得高壓罐88 中的空氣壓力(即，由壓力傳感器108檢測到的公共通道102中的空氣 壓力)等于設定壓力(其設定為能夠進行增大車高操作的水平)。 3.高充電狀態控制在將本懸架系統IO安裝在其中的車輛中，如上所述，混合動力驅動 系統120被安裝和布置成電力能夠從作為驅動力源的驅動電動機124和 發動機122返回到電池130。在此布置中，存在電池130的充電狀態置于高充電狀態的情況。在此情況下，要求蓄積在電池130中的電能放出以避免電池130置于過度充電的狀態。在本懸架系統10中，當電池130的 充電狀態不在高充電狀態時，以上所述控制作為通常的狀態控制來執 行。然而，電池130的充電狀態是高充電狀態時，執行高充電狀態控 制，使得以強制的方式恒定地產生致動器力，以消耗電池130中電力。 i)在高充電狀態控制中致動器的控制在高充電狀態控制中，當電池130的充電狀態是高充電狀態時，原 則上，建立恒定力產生狀態，即建立其中產生恒定致動器力(以下適合 地簡稱為"恒定力")的狀態。具體而言，待在高充電狀態控制中產生的 目標致動器力FA對應于有關振動阻尼致動器力分量Fc、有關側傾約束致 動器力分量FR和俯仰約束致動器力分量Fp加上有關產生恒定力的恒定力 分量FK。即，在高充電狀態控制中，根據以下公式確定目標致動器力 FA:Fa =Fg+ Fr +Fp+FK控制致動器26，使得產生此目標致動器力FA。注意，在所有用于相 應車輪12中的致動器26中，將恒定力分量FK設定構成沿著回彈方向作 用的力類似于側傾約束力和俯仰約束力，以上所述恒定力是不取決于電動 機54的旋轉速度V的致動器力。此外，恒定力是可以改變車輪車身距離 使得高充電狀態控制下的車輪車身距離與通常狀態控制下的車輪車身距 離相差一定的量的力。因而，當沒有執行振動阻尼控制時，電動機54幾 乎不在圖5的區域(a)中產生力，因而致動器26在基于供電致動器力 產生狀態下產生致動器力。在高充電狀態控制下，在大多數時間中，電 力從電池130供應到電動機54，由此電池130的電力被有效地消耗。以上所述的恒定力分量FK的大小不總是恒定的，而是基于致動器26 的溫度(即，電動機54的溫度)、電池130的充電水平和從高充電狀態 控制開始的時間點以后經過的時間根據以下公式來確定FK=KE.K_t.fs (ts) .Fko在以上公式中，FKo表示預設具有一定大小的基準恒定力，Ke表示基 于電池130的充電水平的增益，KT表示基于電動機54的溫度的增益。如 圖6 (a)所示，增益KE是這樣的設定值隨著電池130的充電水平增大而增大，使得當電池130的充電水平比較高時使恒定力比較大以增大電力消耗量。因而，當電動機54的溫度比較高時，將恒定力分量Fk碗定 為具有比較大的大小。此外，增益KT是基于電動機54的溫度的增益， 并如圖6 (b)所示隨著電動機54的溫度增大而減小，使得當電動機54 的溫度比較高時使恒定力比較小以避免電動機54過熱。因而，當電動機 54的溫度比較高時將恒定力分量FK確定為具有比較小的大小。此外，fs (ts)是基于經過時間的函數，并被改變以防止突然產生大的恒定力。具 體而言，如圖7所示，函數fs (ts)是隨著從高充電狀態控制開始之后的 時間經過而從0 (零)到1 (一)以逐步的方式線性增大，然后在增大結 束時間ts。之后保持為1 (一)。圖8的圖示意性示出車輛行駛時有關振動阻尼致動器力分量FQ、有 關側傾約束致動器力分量FR、有關俯仰約束致動器力分量Fp和恒定力分量FK產生和作為這些分量的總和的目標致動器力FA的變化與沿著圖的橫坐標表示的經過的時間t之間的關系。如通過比較圖4 (圖4示出了在 通常狀態控制下的目標致動器力FA)理解到，高充電狀態控制下的目標 致動器力Fa由于加在其中的恒定力分量FK而使致動器力恒定產生，使 得基于供電致動器力產生狀態在高充電狀態控制的執行期間的大多數時 間(準確而言，除了正在執行振動阻尼控制的那部分時間)中得到維 持。因而，電池130的電力被有效地消耗了。 ii)過渡到通常狀態控制在從高充電狀態控制過渡到通常狀態控制時，已經在高充電狀態控 制中產生的恒定力在高充電狀態控制結束之后逐漸減小，以防止致動器 力由于消除了恒定力分量Fk而突然変化。實際上，在通常狀態控制中， 根據以下公式確定目標致動器力FA:Fa =Fg+FR+Fp+FK，在此公式中，FK，是用于減小己經在高充電狀態控制中產生的恒定力分量Fk的分量。基于恒定力分量Fk并根據以下公式碗定分量Fk'。FK，=fE (tE) 'Fk在此公式中，fE (tE)是參數為從通常狀態控制開始的時間點之后經過 的時間的函數。如圖9所示，函數fE (tE)隨著從通常狀態控制開始之后的 時間fe經過而從1 (一)到0 (零)線性減小，然后在減小處理時間tE0之后保持為0 (零)。iii) 車高的維持在本懸架系統10中，如上所述，在執行車高調節控制過程中，只要 禁止條件未得到滿足，就執行車高增大調節和車高減小調節。因而，在 從通常控制過渡到高充電狀態控制之后產生沿著回彈方向作用的恒定力 時或者在從高充電狀態控制過渡到通常控制之后消除沿著回彈方向作用 的恒定力時，通過車高調節控制將車高保持為目標車高。通過改變空氣 彈簧28的彈簧剛度(通過增大/減小存儲在空氣彈簧28的壓力室44中的 空氣量)來執行車高調節，使得通過減小壓力室44的空氣量而執行車高 維持所要求的時間長度小于通過增大壓力室44的空氣量而執行車高維持 所要求的時間長度。考慮到此，將以上所述的增大結束時間ts。(參見圖 7)設定成短于以上所述的減小處理時間tEQ (參見圖9)，使得在增大恒 定致動器力時恒定力的變化率高于在減小恒定致動器力時的變化率。結 果，如圖IO所示，使得在從高充電狀態控制過渡到通常控制時恒定力的 變化低于在從通常控制過渡到高充電狀態控制時恒定力的變化。iv) 對高充電狀態的控制的限制原則上，當電池130的充電狀態是高充電狀態時，執行高充電狀態 控制。具體地，當電池130的充電水平E不低于閾值充電水平El時執行 高充電狀態控制。然而，當電動機54的溫度高時，考慮到電動機54產 生的熱的嚴重影響，對高充電狀態控制的執行進行限制。詳細而言，當 電動機54的溫度T不低于第一閾值溫度1\時，禁止執行高充電狀態控 制。此外，當電動機54的溫度T不低于第二閾值溫度T2 (其設定為低于 第一閾值溫度T,)時，禁止執行高充電狀態控制持續的時間超過預定的 允許持續時間tP并禁止在預定的再繼續禁止時間t2經過之前再繼續執 行高充電狀態控制。即，當電動機54的溫度TM氐于第一閾值溫度Tp 并且不低于第二閾值溫度T2時，如圖11所示，以間歇的方式執行高充 電狀態控制。注意，在圖11中，有關振動阻尼致動器力分量Fe、有關 側傾約束致動器力分量FR和有關俯仰約束致動器力分量Fp的每個設定為 0 (零)。此外注意，所有致動器的每個在高充電狀態控制的執行受到限 制時必須被限制產生恒定力。因而，在本實施例中，在對是否應該對高 充電狀態控制的執行限制進行判定時，將設置在相應四個致動器26中的相應四個電動機54的溫度中最高溫度用作這些溫度的代表。然而，在判定對高充電狀態控制的限制時，可以采用相應四個電動機54的溫度的平 均值。v)對高充電狀態控制中電力返回進行限制當為了對電池130的電能進行發電而正執行以上所述的高充電狀態 控制時，存在著與目標致動器力FA對應的電動機54的旋轉扭矩Tq和電 動機54的旋轉速度V之間的關系屬于以上所述再生制動區域(圖5中的 區域(a))的情況。g卩，存在這樣的情況當致動器26不僅產生恒定 力而且產生阻尼力時，即使在執行高充電狀態控制過程中，電動機54也 是否置于基于發電致動器力產生狀態。鑒于此，在本懸架系統10中，采 用這樣的裝置，其在避免由電動機54產生的電力返回到電池130的同時 能夠產生適合的目標致動器力FA。具體而言，控制器160將圖5所示的 數據對照圖存儲在其中，以基于電動機54的旋轉扭矩Tq (用于產生目 標致動器力FA)和電動機54的旋轉速度V的電流值并參照數據對照圖 判定電動機54是否置于基于發電致動器力產生狀態。當判定電動機54 置于基于發電致動器力產生狀態時，電動機54產生的電力由可變電阻器 裝置166消耗。如圖12示意性示出，可變電阻器裝置166構造成包括三 個可變電阻器190和驅動電路192。三個可變電阻器190置于電動機54 各相的輸入端子之間，而驅動電路192構造成改變可變電阻器190的每 個的電阻值。在基于發電致動器力產生狀態下，通過第一切換開關164 將電動機54和逆變器162彼此斷開，同時通過根據從控制器160供應的 切換信號執行第一切換開關164的操作來將電動機54和可變電阻器裝置 166彼此連接。然后，驅動電路192接收從控制器160供應并與目標致動 器力Fa有失的控制信號，并將每個可變電阻器190的電阻值改變為與控 制信號對應的值，由此無需逆變器162 (即，無需電力返回到電池130) 就可以控制電動機54產生與目標致動器力FA相對應的旋轉扭矩Tq。vi)在對高充電狀態控制限制時的放電器如上所述，當禁止執行高充電狀態控制時，即使在電池130的高充 電狀態期間，致動器26也不消耗電力。在本懸架系統10中，鑒于對執 行高充電狀態控制進行限制的情況，可以通過除了執行高充電狀態控制 以外的方式對電池130進行放電。具體而言，當在電池130的高充電狀態期間禁止執行高充電狀態控制時，通過操作第二切換開關186將電池130連接到放電電阻器裝置188，使得電池130的電力被發電電阻器裝置 188消耗。在本懸架系統中，設置這種發電器確保了圓滑地消除電池130 的高充電狀態。 4.控制程序根據圖13的流程圖所示的車高調節控制程序執行以上所述的車高調 節控制。此控制程序在車輛的點火開關置于接通狀態的同時由控制器 146以短的時間間隔(例如，數十毫秒)重復執行。此外，根據圖15的 流程圖所示的致動器控制程序執行以上所述致動器力控制。此控制程序 在車輛的點火開關置于接通狀態的同時由控制器160以短的時間間隔 (例如，數十毫秒)重復地執行。這兩個控制程序彼此同時執行。以 下，將參照附圖所示的各個流程圖描述控制程序。 i)車高調節控制程序在用于根據車高調節控制程序進行車高調節的處理中，基于用作表 示目標車高的標記的目標車高標記GH來執行車高調節。標記GH的標記 值0、 l和2分別對應于低車高、中等車高和高車高。盡管目標車高在所 有車輪的每個中是目標車高，但是存在著每個車輪的車輪車身距離不同 的可能性。因而，在根據車高調節控制程序的處理中，對每個車輪個別 地執行用于車高調節處理(即，用于車輪車身距離調節的處理)。在根據車高調節控制程序的處理中，首先，執行圖14的流程圖所示 的目標車高確定子例程。在此子例程中，當車速v等于或者高于閾值速 度Vi時，將目標車高標記GH的標記值設定為0 (零)，以確保車輛的穩 定性。當車速v低于閾值速度Vl時，基于車高改變開關154的操作判定 是否發出命令。當判定發出該命令時，取決于該命令是車高增大命令還 是車高減小命令而將目標車高標記GH的標記值改變為車高增大側或者車 高減小側。接著，在主例程中判定以上所述的車高調節禁止條件是否得 到滿足。當判定禁止條件未得到滿足時，將每個車輪的車輪車身距離的實際值與目標車高標記GH的標記值相對應的車輪車身距離的設定值進行比較。當車高調節禁止條件得到滿足時或者當判定不要求改變車輪車身 距離時，根據以上所述的車高維持調節維持車輪車高距離。當判定需要 增大車輪車身距離時，根據以上所述的車高增大調節將車輪車身距離調節成增大。當判定需要減小車輪車身距離時，根據以上所述的車高減小 將車輪車身調節成減小。當已經執行以上處理系列時，就完成了執行車 高調節控制程序的一個循環。 ii)致動器控制程序針對設置用于相應四個車輪12的相應彈簧減振器組件20的致動器26中的每一個執行致動器控制程序。在以下描述中，為了簡化描述，將 描述針對致動器26中一個根據此程序執行的處理。在處理中，執行圖16 的流程圖所示的通常致動器力分量確定子例程，以確定有關振動阻尼致 動器力分量FG、有關側傾約束致動器力分量FR和有關俯仰約束致動器力 分量Fp。首先，判定是否產生車身和車輪的相對振動。具體而言，當電 動機54的旋轉速度等于或者高于閾值速度時，判定將產生或者正在產生 車身和車輪的相對振動。當判定將產生或者正在產生車身和車輪的相對 振動時，基于電動機54的旋轉速度V確定有關振動阻尼致動器力分量 Fe，以執行振動阻尼控制。接著，判定是否產生車身的側傾。具體而言，當轉向車輪的工作角 度等于或者大于閾值角度并且車輛速度等于或者高于閾值速度時，判定 是否由于車輛轉彎而將實際地引起或者正在實際地引起車輛的側傾。當 判定將實際地引起或者正在實際地引起車輛的側傾時，基于橫向加速度 確定有關側傾約束致動器力分量FR，以執行側傾約束控制。然后，判定 是否發生車身的俯仰。具體而言，由于車身的俯仰有車身的前端下栽和 后端下坐，當縱向加速度的絕對值等于或者等于閾值，并且制動壓力等 于或者大于閾值壓力時，判定將發生或者正發生車身前端下栽，當縱向 加速度的絕對值等于或者大于閾值，并且加速器節氣門的開度等于或者 大于閾值時，判定將發生或者正發生車身的后端下坐。當將發生或者正 發生車身的前端下栽或者車身的后端下坐時，基于縱向加速度判定有關 俯仰約束致動器力分量Fp,以執行俯仰約束控制。當在以上判定中判定 將不會發生或者沒有正發生車身和車輪的相對振動、車身側傾和車身俯 仰時，將各個致動器力F(3、 FR、 Fp設定為0 (零)。接著，判定由充電水平傳感器184檢測到的電池130的充電水平E 是否等于或者高于閾值充電水平El。當充電水平E等于或者高于閾值充 電水平E1時，即，當電池130的充電狀態是高充電狀態時，通過溫度傳感器182獲得設置在各個致動器26中的電動機54的溫度T，然后判定作為各個溫度T中最高溫度的最高溫度TMAx是否等于或者高于第一閾值溫度Tp當充電水平E低于閾值充電水平El，或者當最高溫度Tmax等于 或者高于第一閾值溫度TJ寸，執行在圖17的流程圖中所示的通常狀態控制子例程。此外，當最高溫度TMAX低于第一閾值溫度Ti時，判定最 高溫度TMAX是否等于或者高于第二閾值溫度T2。當判定最高溫度TMAX 低于第二閾值溫度丁2時，執行圖18的流程圖所示的高充電狀態控制子例程。當判定最高溫度tmax等于或者高于第二閾值溫度T2時，以間歇的方式執行高充電狀態控制子例程。詳細而言，用于執行高充電狀態控 制的時間ts (以下適合地稱為"高充電狀態控制執行時間")從高充電狀 態控制開始時起車輛。當高充電狀態控制執行時間ts超過預定的時間tsl 時，S卩，當已經執行高充電狀態控制達預定的時間tsJ寸，執行通常狀態 控制子例程。此外，用于執行通常狀態控制的時間tE (以下適合地稱為 "通常狀態控制執行時間")從通常狀態控制開始時起測量。當通常狀態控制執行時間tE超過預定的時間tE2時，再繼續高充電狀態控制子例程。 即，禁止再繼續執行高充電狀態控制達預定的時間tE2。在高充電狀態控制子例程中，判定通常狀態控制執行時間tE長于0 (零)并短于以上所述減小處理時間tE。的條件是否得到滿足。當此條件 未得到滿足時，將預定的時間At加到高充電狀態控制執行時間ts以用于 測量高充電狀態控制的執行時間，并將通常狀態控制執行時間tE重新設 定為0 (零)以結束對通常狀態控制的執行時間的測量。接著，如上所述，基于高充電狀態控制執行時間ts并參照如圖6 (a) 、 (b)和圖7所 示設定的數據對照圖確定恒定力分量FK。然后，將目標致動器力FA確定 為所確定的有關振動阻尼致動器力分量Fc、有關側傾約束致動器力分量 FR、有關俯仰約束致動器力分量Fp和恒定力分量Fk的忌和。在通常狀態控制子例程中，判定高充電狀態控制執行時間ts長于0(零)并短于以上所述增大處理時間ts。的條件是否得到滿足。當此條件 未得到滿足時，將預定的時間At加到通常狀態控制執行時間tE以測量通 常狀態控制的執行時間，并將高充電狀態控制執行時間ts重新設定為0(零)以結束對高充電狀態控制的執行時間的測量。接著，如上所述， 基于通常狀態控制執行時間tE并參照如圖9所示設定的數據對照圖確定用于逐漸減小恒定力分量fk的分量fk，。然后，將目標致動器力fa確定 為所確定的有關振動阻尼致動器力分量Fe、有關側傾約束致動器力分量FR、有關俯仰約束致動器力分量Fp和分量fk的總和。高充電狀態控制子例程的開始處理是在通常狀態控制中當恒定力正 逐漸減小時待被執行以從通常狀態控制圓滑地切換到高充電狀態控制的 處理。g卩，它是用于從恒定力逐漸減小的狀態圓滑地切換到恒定力逐漸增大的狀態的處理。如圖19所示，為了在恒定力逐漸減小的過程中從通常狀態控制切換到高充電狀態控制時圓滑地改變恒定力，必須使高充電 狀態控制從被切換達一定時間長度的狀態開始。即，在高充電狀態控制開始時恒定力分量FK的狀態需要等于切換時在通常狀態控制中的恒定力 分量Fk的値Fk'。從用于摘定恒定力分量Fk的函數fs (ts)，可以理解到當高充電狀態控制執行時間ts取ts3的值(tS = tS3)吋恒定力分量Fk取F^，的值(FK=FK1，)。即，通過在高充電狀態控制執行時間tw開始高充 電狀態控制，在通常狀態控制中的恒定力逐漸減小過程中，可以將通常 狀態控制圓滑地切換到高充電狀態控制。具體而言，當通常狀態控制執行時間tE長于0 (零)并短于減小處理時間tE。時從通常狀態控制切換到高充電狀態控制的時候，在高充電狀態控制開始時將高充電狀態控制執行時間ts設定為tS3，然后如在描述高充電狀態控制子例程中所描述執行以下處理。類似地，通常狀態控制子例程的開始處理是待被執行以在高充電狀 態控制中當正逐漸增大恒定力時從高充電狀態控制圓滑地切換到通常狀 態控制的處理。即，它是用于從恒定力逐漸增大的狀態圓滑地切換到恒定力逐漸減小的狀態的處理。如圖20所示，為了在恒定力逐漸增大過程 中在從高充電狀態切換到通常狀態控制時圓滑地改變恒定力，必須使通 常狀態控制從被切換達一定時間長度的狀態開始。即，通常狀態控制開始時的fk，的值需要等于切換時高充電狀態控制中的恒定力分量Fk的僮 FK1。從用于確定分量FK，的函數fE (tE)，可以理解到當通常狀態控制執 行時間tE取tE4的值(tE = tE4)時，分量FK，取Fjo的值(FK，=FK1)。即， 通過在通常狀態控制執行時間tE4開始通常狀態控制，在高充電狀態控制中的恒定力逐漸增大過程中，可以將高充電狀態控制圓滑地切換到通常狀態控制。具體而言，當高充電狀態控制執行時間ts長于0 (零)并短于增大處理時間tso時從高充電狀態控制切換到通常狀態控制的時候，在 通常狀態控制開始時將通常狀態控制執行時間tE設定為tE4，然后如在描 述通常狀態控制子例程中那樣執行以下處理。在已經執行通常狀態控制子例程和高充電狀態控制子例程中一者之 后，執行圖21 (a)的流程圖中所示的供電/發電判定&電動機工作控制 子例程。在此子例程中，參照圖5所示的對照圖數據判定與確定的目標致動器力FA對應的電動機54的旋轉轉矩Tq和電動機54的旋轉速度V 的實際值之間的關系是否位于再生制動區域中。當判定該關系位于再生 制動區域中，且在電池130處于高充電狀態的條件下，如上所述，第一 切換開關164工作以將電動機54與可變電阻器裝置166連接，并且與所 確定的目標致動器力FA對應的控制信號供應到可變電阻器裝置166。當 判定該關系不在再生制動區域中時，或者當電池130不在高充電狀態下 時，第一切換開關164工作以接觸電動機54和逆變器162，與所確定的 目標致動器力FA對應的控制信號供應到逆變器162，使得電動機54由逆 變器162控制。通過這些處理，電動機54的工作被控制以產生所確定的目標致動器力FA。在已經執行供電/發電判定&電動機工作控制子例程之后，執行圖21 (b)的流程圖中所示的放電器控制子例程。在此子例程中，判定是否正 執行高充電狀態控制。當判定正執行通常狀態控制而不是高充電狀態控 制時，且在電池130處于高充電狀態下，操作第二切換開關186以將電 池130和放電電阻器裝置188連接。當判定正在執行高充電狀態控制 時，或者當電池130不在高充電狀態下時，操作第二切換開關186以將 電池130和放電電阻器裝置188彼此斷開。5.控制器的功能構造鑒于在執行控制程序中執行的處理，用來執行以上所述控制程序的 本懸架系統10的控制器146、 160可以認為具有圖22所示的功能構造。 從功能構造的圖可以理解到，控制器146配備有作為構成為執行目標 車高確定子例程的處理的功能部分(即作為構造成確定目標車高的功能 部分)的目標車高確定部分200;和作為構造成控制用于調節車高的各 種控制閥等的工作的功能部分的車高調節部分202。此外，控制器160配 備有作為構造成執行通常致動器力分量確定子例程的處理的功能部分(即，作為構造成確定有關振動阻尼致動器力分量Fc、有關側傾抑制致 動器力分量FP的功能部分)的通常致動器力分量確定部分204;作為構 造成執行高充電狀態控制子例程的處理的功能部分(即作為構造成執行 高充電狀態控制的功能部分)的高充電狀態控制部分206;和作為構造 成執行通常狀態控制子例程的處理的功能部分(即，作為構造成執行通常狀態控制的功能部分)的通常狀態控制部分208。此外，控制器160配 備有作為構造成執行步驟S71至S74處理的功能部分(即，作為構造 成判定在基于供電致動器力產生狀態和基于發電致動器力產生狀態的哪 一個狀態中保持電動機54，然后根據此判定控制第一切換開關164的功 能部分)的供電/發電控制部分210;以及作為構造成執行放電器控制子 例程的功能部分(即，作為構造成判定是否將電池BO和放電電阻器裝 置188彼此連接還是彼此斷開，然后根據此判定控制第二切換開關186 的功能部分)的放電器控制部分212。注意，高充電狀態控制部分206配 備有作為構造成執行步驟S51至S55的處理的功能部分(即，作為構造 成判定恒定力分量Fk的功能部分)的恒定力分量確定部分214，并且注 意，恒定力分量確定部分214配備有作為構造成執行步驟S55的處理的 功能部分(即，作為構造成逐漸增大恒定力分量Fk的功能部分)的恒定 力分量逐漸增大部分216。還注意，通常狀態控制部分208配備有作為構 造成執行步驟S61至S65處理的功能部分(即作為構造成逐漸減小恒定 力分量Fk的功能部分)的恒定力逐漸增大部分216。第二實施例l.懸架系統的構造在根據本實施例的車輛懸架系統中，盡管沒有通過空氣彈簧執行車 高調節控制，但是以與以上所述實施例中的致動器控制相同的方式大致 執行其它控制。圖23示意性示出了本實施例的車輛懸架系統220。由于 本懸架系統220配備有許多與車輛懸架系統IO相同的構造元件，在以上 所述實施例中所使用的相同參考符號將用來表示相同的構造元件，并省 略或者簡化這些元件的描述。本懸架系統220配備有彈簧減振器組件222。如在圖24中所示，彈 簧減振器組件222配備有致動器26形式的電磁減振器和盤簧24形式的 懸架彈簧。致動器26設置在作為保持車輪12的車輪保持構件的懸架下臂22和設置在車身中的安裝部分24之間，并置于懸架下臂22和安裝部 分24之間。盤簧224平行于致動器26設置。環形下固定器226設置在 減振器26的外管30上。橡膠振動隔離器228設置在安裝部分24的下表 面上。盤簧224置于下固定器226和環形上固定器230之間，環形上固 定器230經由橡膠振動隔離器228設置在安裝部分24的下表面上。 2.高充電狀態控制如同在以上所述懸架系統10的彈簧減振器組件20中所包括的致動 器26，致動器26具有產生強制車身和車輪12朝向彼此和遠離彼此的致 動器力的功能，并能夠使所產生的致動器力作為阻尼力(與車身和車輪 12朝向彼此和遠離彼此的移動相抗)、側傾約束力和俯仰約束力作用。 此外，致動器26能夠使致動器力還作為恒定力作用。當電池130的充電 狀態是高充電狀態時，原則上，執行高充電狀態控制。在本懸架系統 220中，在執行高充電狀態控制過程中，產生控制力以沿著基于車輛行駛 的路面和車輛行駛的行駛速度的條件中的至少一個條件確定的方向(以 下適合地稱為"恒定力方向")作用。在高充電狀態控制中，當車輛行駛在諸如坡道和崎嶇不平的道路的 惡劣條件的道路上時，所有四個致動器26的每個產生沿著作為恒定力方 向的回彈方向作用的恒定力。此外，當車輛高速行駛時，所有四個致動 器26的每個產生沿著作為恒定力方向的彈跳方向作用的恒定力。注意， 由相應致動器26產生的恒定力的大小相同。具體而言，當基于由豎直加 速度傳感器檢測到的豎直加速度Gt判定車輛在惡劣條件的道路上行駛 時，根據以下公式確定用于產生恒定力的恒定力分量FK。Fk:Ke.Kt'Fko在以上公式中，FKG表示預設具有一定大小的基準恒定力，KE、 Kt表示與在以上所述懸架系統10中所使用的那些相同的增益。如圖6 (a) 所示，增益KE是隨著電池130的充電水平增大而增大的設定值，如圖6 (b)所示，增益KT是隨著電動機54的溫度升高而減小的設定值。在以 下描述中，致動器力和致動器力分量的每個當沿著回彈方向作用時取正 值，當沿著彈跳方向作用時取負值。因而，在惡劣條件道路上行駛的情 況下，根據以上公式產生恒定力分量FK，以沿著回彈方向作用。另一方 面，在判定車速V不低于閾值速度Vi的情況下，沿著彈跳方向產生恒定力分量Fk，因為根據以下公式來確定恒定力分量fk。FK=—Ke'Kt.Fko在高充電狀態控制中，當車輛通常行駛時，即當車輛以非高速在非 惡劣條件道路上行駛時，適合致動器26中用于定位在相應對角位置的車 輪12的兩個指定產生相應恒定致動器力，使得所產生的恒定致動器力沿 著作為恒定力方向的回彈方向作用，而四個致動器26中另兩個指定產生 相應的恒定致動器力，使得所產生的恒定致動器力沿著作為恒定力的方 向彈跳方向作用。具體而言，由用于左前輪和右后輪12FL、 12RR的兩 個致動器26FL、 26RR的每個產生的恒定力分量Fk根據以下公式來碗 定。Fk= Ke.Kt.Fko而由用于右前輪和左后輪12FR、 12RL的兩個致動器26FR、 26FR 的每個產生的恒定力分量Fk根據以下公式來摘定。 FK=—KE.KT.FKo圖25是示意性示出在一定的條件下用于設置在相應左前輪和右后輪 12FL、 12RR中的致動器26FL、 26RR的每個的恒定力分量Fk的交化、 用于設置在相應右前輪和左后輪12FR、 12RL中的致動器26FR、 26RL 的恒定力分量FK的變化和車高變化與沿著曲線的橫坐標軸所表示的經過 的時間t的關系的曲線圖。在此曲線圖所表示的狀況下，在某個時間點 致動器26的控制從高充電狀態控制切換到通常狀態控制之前執行的高充 電狀態控制過程中，依次切換車輛的行駛狀態。具體地，在高充電狀態 控制過程中，隨著時間經過，以所描述的順序，車輛置于通常行駛狀 態、惡劣條件行駛狀態、通常行駛狀態和高速行駛狀態。從圖中可以理 解到，在執行本系統220的高充電狀態控制過程中，當車輛在諸如坡道 的惡劣條件道路上行駛時，使所有四個致動器26的每個產生沿著回彈方 向作用的恒定力，以增大車高來避免車身與路面等接觸。當車輛高速行 駛時，使所有四個致動器26的每個產生沿著彈跳方向作用的恒定力，以 減小車高來穩定車輛行駛。此外，當車輛在通常狀況下行駛時，使兩個 致動器26FL、 26RR的每個產生沿著回彈方向作用的恒定力，同時使另 兩個致動器26FR、 26RL的每個產生沿著彈跳方向作用的恒定力，使得 所有致動器26產生相應的恒定力，且通過利用車身的高扭轉剛度保持車高不變。在本懸架系統220中，在執行高充電狀態控制過程中，在根據車輛的行駛狀態改變車高的同時，通過產生恒定力有效地消耗電池130的電力。3.致動器控制程序在本懸架系統200中，以與以上所述懸架系統10中執行的致動器控 制大致相同的方式執行致動器控制。根據圖26的流程圖所示的致動器控 制程序執行致動器控制。此控制程序在車輛的點火開關置于接通狀態的 同時由控制器160以短的時間間隔(例如，數十毫秒)重復地執行。以 下，將參照圖所示的流程圖描述控制程序。注意，將不再描述或者以簡 化的方式描述如在懸架系統10的致動器控制中執行的處理相同的處理。針對設置用于相應四個車輪12的相應彈簧減振器組件222的致動器 26中每一個執行致動器控制程序。在以下描述中，為了簡化描述，將描 述針對致動器26中一者根據此程序執行的處理。然而，然而，在應該明 確所指的致動器26對應于四個車輪中哪一者的情況下，對致動器26添 加表示車輪的位置的參考標號FR、 FL、 RR和RL作為后綴。在根據本 程序的處理中，首先，以與懸架系統10中的通常致動器力分量確定子例 程相同的方式執行圖16的流程圖所示的通常致動器力分量確定子例程。 接著，判定應該執行通常狀態控制和高充電狀態控制的哪一者。以與在 懸架系統10中對應該執行通常狀態控制和高充電狀態控制中哪一者進行 判定相同的方式執行用于此判定的處理。當由于此判定選擇執行通常狀 態控制時，將預定的時間At加到通常狀態控制執行時間tE以車輛通常狀 態控制的執行時間，并將高充電狀態控制執行時間ts重新設定為0 (零)以結束對高充電狀態控制的執行時間的測量。另一方面，當由于 此判定而選擇執行高充電狀態控制時，將預定的時間At加到高充電狀態 控制執行時間ts，以測量高充電狀態控制的執行時間，并將通常狀態控 制執行時間tE重新設定為0 (零)以結束對通常狀態控制的執行時間的 測量。在已經執行這些例程中任一者之后，執行圖27的流程圖所示的恒 定力判定子例程。在恒定力確定子例程中，判定高充電狀態控制執行時間ts是否等于 0 (零)以判定執行通常狀態控制和高充電狀態控制中的哪一者。當高充 電狀態控制執行時間ts為0 (零)時，將恒定力分量FK設定為0 (零)以執行通常狀態控制。當高充電狀態控制執行時間ts不為0 (零)時， 確定恒定力方向以執行高充電狀態控制。如上所述，當判定道路狀況惡 劣時，將恒定力的方向導向到回彈方向。當車輛速度V等于或者高于閾 值速度v!時，將恒定力的方向導向到彈跳方向。此外，當判定道路狀況不惡劣，并且車速v低于閾值速度v,時，判定哪一個致動器26受到根據 本程序執行的處理。當判定對用于右前輪12FR的致動器26FR或者用于 左后輪12RL的致動器26RL執行本程序的處理時，將恒定力的方向導向 到彈跳方向。另一方面，當判定對用于左前輪12FL的致動器26FL或者 用于右后輪12RR的致動器26RR執行本程序的處理時，將恒定力的方向 導向到回彈方向。在已經這樣確定恒定力方向之后，以上所述確定恒定 力分量FK。在確定恒定力分量Fk之后，判定是否突然改變恒定力。當判定突然 改變恒定力時，執行處理以根據已經在前次執行本程序中確定的恒定力 分量Fk和恒定力分量Fkp (以下適合地稱為"前次恒定力分量")逐漸改 突恒定力分量Fk。具體地，判定恒定力分量Fk和前次恒定力分量Fkp之 間的差AFK (AFk二Fk — Fkp)的絕對值是否等于或者大于閾值AFKo。 當AFK的絕對值等于或者大于閾值AFK。時，判定突然改變恒定力。在此 情況下，為了逐漸改變恒定力分量FK，根據以下公式補償恒定力分量<formula>formula see original document page 42</formula>
在此公式中，AFK1是預設具有小值的補償分量，sign (AFK)是表 示AFk的符號的函數。gp，當恒定力分量Fk大于前次恒定力分量Fkp 時，sign (AFK)表示正號。當恒定力分量Fk小于前次恒定力分量Fkp 時，sign (AFK)表示負號。因而，當恒定力分量Fk大于前次恒定力分 量Fkp吋，將恒定力分量FK補償到通過將補償分量AF^加到前次恒定力 分量FKP所獲得的值。當恒定力分量Fk小于前次恒定力分量Fkp吋，將 恒定力分量FK補償到通過從前次恒定力分量FKP減去補償分量AFKi獲得 的值。通過設定成具有小值使得逐漸變化不顯著的補償分量AFK逐漸改 變恒定力分量FK。在本程序中，在通常狀態控制和高充電狀態控制之間 切換致動器控制時和在響應于車輛行駛狀態的改變而改變恒定力方向 時，執行以上所述的逐漸改變處理。另一方面，當判定AFK的絕對值小于閾值AFKQ時，判定不突然改變恒定力，使得不補償恒定力分量FK。在已經執行恒定力確定子例程之后，確定目標致動器力FA。在本程 序中，當執行通常狀態控制時，在恒定力確定子例程中將恒定力分量FK 設定為0 (零)。因而，不管執行通常狀態控制和高充電狀態控制中哪一者，將目標致動器力FA確定為所確定的有關振動阻尼致動器力分量Fc、有關側傾約束致動器力分量FR、有關俯仰約束致動器力分量Fp和恒 定力分量FK的總和。在已經確定目標致動器力Fa之后，執行圖21 (a) 的流程圖所示的供電/發電判定&電動機工作控制子例程。以與在以上所 述的懸架系統10中供電/發電判定&電動機工作控制子例程相同的方式執 行此子例程的處理。通過該處理，與所確定的目標致動器力FA對應的控 制信號供應到逆變器162和可變電阻器裝置166中一者，并且控制電動 機54的工作以產生所確定的目標致動器力FA。接著，執行圖21 (b)的 流程圖所示的放電器控制子例程。以與在以上所述的懸架系統IO中的放 電器控制子例程相同的方式執行此子例程的處理。通過該處理，當執行 高充電狀態控制時將電池130連接到放電電阻器裝置188，由此電池130 的電力被放電電阻器裝置188消耗。在完成執行放電器控制子例程時完 成執行本程序的一個循環。4.控制器的功能構造鑒于在執行控制程序中執行的處理，用來執行以上所述致動器控制 程序的本懸架系統220的控制器可以認為以下所述的功能構造。本系統 220的控制器具有與通常致動器力分量確定部分204大致相同的功能部分 和包括在懸架系統10的控制器160中的放電器控制部分212。本系統 220的控制器還具有作為構造成執行高充電狀態控制的功能部分的高充電 狀態控制部分和作為構造成執行通常狀態控制的功能部分的通常狀態控 制部分。高充電狀態控制部分配備有作為構造成執行恒定力確定子例程 的處理的功能部分(即，作為構造成判定恒定力分量Fk的功能部分)的 恒定力分量確定部分。恒定力分量確定部分配備有作為構造成執行步 驟S122 — S126的處理的功能部分(即作為構造成取決于路面狀況和/或 者車輛行駛速度調節車高的功能部分)的自動車高調節部分；和作為構 造成執行步驟S127和S128的處理的功能部分(即，作為構造成逐漸改 變恒定力分量Fk的功能部分)的恒定力分量逐漸改變部分。第三實施例1. 懸架系統的構造圖28示意性示出了車輛的懸架系統250。由于本懸架系統250與以 上所述的懸架系統200除了執行控制所需的各種傳感器之外大致相同， 在以上所述實施例中使用的相同的參考標號將用來表示相同的構造元 件。并且省略和簡化這些元件的描述。2. 車高調節控制在本系統250中，使設置用于相應四個車輪12的所有四個致動器26 產生沿著相同方向的恒定力，以積極地改變車高。詳細而言，使四個致 動器26產生沿著回彈方向作用的恒定力以增大車高，并產生沿著彈跳方 向作用的恒定力以減小車高。即，在本系統250中，通過控制恒定力來 執行車高調節控制。注意，本懸架系統250配備有與設置在以上所述懸 架系統10中的車高改變開關154大致相同的車高改變開關254，并且注 意，有高車高、中等車髙和低車高作為三種車高水平，每個車高水平通 過操作車高改變開關254來選擇。在車高調節控制中，原則上將基于車輛操作者的意圖選擇的車高設 定為目標車高，并且通過產生與目標車高相對應的恒定力來調節車高。 詳細而言，控制器160將與恒定力分量值Fkg;(其對應于目標車高)對 應的車高存儲在其中，使得通過使四個致動器26的每個產生與車高對應 恒定力分量值fkg;對應的恒定力來將車高調節到目標車高。具體而言， 當目標車高是高車高時，將由四個致動器26的每個產生的致動器力的恒 定力分量fk設定為高車高對應恒定力分量值Fkh，使得在產生與高車高對應恒定力分量值fkh對應并沿著回彈方向作用的恒定力時車高變成高車高。當目標車高是低車高時，將由四個致動器26的每個產生的致動器力的恒定力分量fk設定為低車高對應恒定力分量值一fkl，使得在產生 與低車高對應恒定力分量值一fkl對應并沿著彈跳方向作用的恒定力時車高變成低車高。當目標車高是中等車高時，將由四個致動器26的每個產 生的致動器力的恒定力分量fk設定為0 (零)，使得不用產生恒定力車 高就變成中等車高。3. 髙充電狀態中的控制在本懸架系統250中，控制致動器26以產生目標致動器力fa，該目標致動器力FA確定為有關振動阻尼致動器力分量F(j、有關側傾約束致動器力分量FR、有關俯仰約束致動器力分量Fp和恒定力分量FK的總和。 通過這樣控制致動器26，以統一的方式執行振動阻尼控制、側傾約束控 制、俯仰約束控制和車高調節控制。此外，在高充電狀態作為電池130 的充電狀態的期間，即使當將車高設定為中等車高時，使致動器26產生 相應的恒定力，以強制性地建立恒定力產生狀態。即，如同在以上所述 的系統220中那樣，用于位于彼此對角位置的車輪12的兩個致動器26 的每個指定產生沿著彈跳方向作用的恒定力，同時另兩個致動器26的每 個指定產生沿著回彈方向作用的恒定力，使得通過利用車身的扭轉剛度 維持車高。具體而言，設置用于左前輪和右后輪12FL、 12RR的兩個致 動器26FL、 26RR的每個指定產生根據以下公式確定的恒定力分量 F"k^ Ke.Fko同時，設置用于右前輪和左后輪12FR、 12RL的另兩個致動器 26FR、 26RL的每個指定產生根據以下公式確定的恒定力分量FK: Fk=—Ke'Fko在此公式中，FK。表示預設具有一定大小的基準恒定，Ke如同在以上 所述懸架系統10中所使用的增益表示基于電池130的充電水平的增益。4. 在低充電狀態下的控制由于恒定力產生狀態是伴隨電池130放電的狀態，因而如果在低充 電狀態作為電池130的充電狀態期間建立恒定力產生狀態，則存在電池 130的充電狀態會變成不良充電狀態的風險。因而，在本懸架系統250 中，在電池130處于低充電狀態的同時禁止執行車高調節控制，使得約 束電池的放電以建立恒定力產生狀態。此外，由于如上所述在各側傾約 束控制和俯仰約束控制中產生側傾約束力和俯仰約束力時電池130消耗 一些電力，在龜池130的低充電狀態期間可以禁止執行側傾約束控制和 俯仰約束控制，以約束電池130的放電。因而，在本懸架系統250中， 在低充電狀態作為電池130的充電狀態期間執行低充電狀態控制。在執 行低充電狀態控制中，禁止執行側傾約束控制和俯仰約束控制以及車高 調節控制，使得僅僅執行振動阻尼控制。5. 致動器控制程序在本懸架系統250中，以與在以上所述的懸架系統10和懸架系統220中執行的致動器控制大致相同的方式執行致動器控制。根據圖29的 流程圖所示的致動器控制程序執行致動器控制。此控制程序在車輛的點 火開關置于接通狀態的同時由控制器160以短的時間間隔(例如，數十 毫秒)重復地執行。以下，將參照該圖所示的流程圖描述本控制程序。 注意，與在懸架系統10或者懸架系統220的致動器控制中執行的處理相 同的處理將不再描述或者簡化描述。針對設置用于相應四個車輪12的相應彈簧減振器組件222的致動器 26中每一者執行致動器控制程序。在以下描述中，為了簡化描述，將描 述針對致動器26中一者根據此程序執行的處理。然而，在應該明確所指 的致動器26對應于四個車輪中哪一者的情況下，對致動器26添加表示 車輪的位置的參考標號FR、 FL、 RR和RL作為后綴。在根據本程序的 處理中，首先，以與在懸架系統10中的通常致動器力分量判定子例程相 同的方式執行圖16的流程圖所示的通常致動器力分量判定子例程。通過 根據此子例程執行的處理，確定有關振動阻尼致動器力分量Fe、有關側 傾約束致動器力分量FR和有關俯仰約束致動器力分量Fp。接著，以與在 懸架系統10中的目標車高確定子例程相同的方式執行圖14的流程圖所 示的目標車高確定子例程。通過根據此子例程執行的處理，確定車高調 節控制中的目標車高。在執行目標車高確定子例程之后，判定電池130的充電水平E是否 等于或者高于第一閾值水平El。當充電水平E低于第一閾值水平El 時，判定電池130的充電水平E是否等于或者低于第二閾值水平E2。當 充電水平E等于或者低于第二閾值水平E2時，將目標致動器力Fa沒定 成等于有關振動阻尼致動器力分量Fc，以執行低充電狀態控制。當充電 水平E等于或者高于第一閾值水平El時，判定在目標車高確定子例程中 確定的目標車高是否為中等車高。當目標車高是中等車高時，如在以上 所述的懸架系統220中那樣，判定致動器26中哪一者受到根據本程序執 行的處理。根據此判定，確定恒定力的方向，并且如上所述確定恒定力 分量Fk。當充電水平E等于或者高于第一閾值水平E1，且所確定的目標 車高并非中等車高時，或者當充電水平E高于第二閾值水平E2時，判定將目標車高設定為車高水平中哪一者。當目標車高是高車高時，將恒定 力分量fk設定為高車高對應恒定力分量值Fkh。當目標車高是低車高時，將恒定力分量FK設定為低車高對應恒定力分量值一FKL。當目標車 高是中等車高時，將恒定力分量FK設定為O (零)。在確定恒定力分量Fk之后，執行與在以上懸架系統220中對突然改 變恒定力和逐漸改變恒定力分量FK的判定相同的處理。g卩，判定是否突 然改變恒定力。然后當判定突然改變恒定力時逐漸改變恒定力分量FK。接著，將目標致動器力FA確定為所確定的有關振動阻尼致動器力分量Fc、有關側傾約束致動器力分量FR、有關俯仰約束致動器力分量Fp和恒 定力分量FK的總和。在已經這樣確定目標致動器力Fa之后，或者在已 經在以上所述的低充電狀態控制中確定目標致動器力Fa之后，執行圖21 (a)的流程圖所示的供電撥電判定&電動機工作控制子例程。以與以上 所述的懸架系統10中的供電/發電判定&電動機工作控制子例程相同的方 式執行此子例程的處理。通過此處理，與所確定的目標致動器力FA對應 的控制信號供應到逆變器162和可變電阻器裝置166中一者，并控制電 動機54的工作以產生所確定的目標致動器力FA。在完成執行此子例程 時完成執行本程序的一個循環。在本程序中，不執行用于間歇執行高充 電狀態中的控制的處理。然而，可以如以上所述的懸架系統IO和懸架系 統220執行這種處理。 6.控制器的功能構造鑒于在執行控制程序中執行的處理，用來執行以上所述致動器控制 程序的本懸架系統250的控制器可以認為以下所述的功能構造。本系統 250的控制器具有與通常致動器力分量確定部分204大致相同的功能部分 和包括在懸架系統10的控制器160中的供電/發電控制部分210。本系統 250的控制器還具有作為構造成執行低充電狀態控制的功能部分的低充電 狀態控制部分、作為構造成執行高充電狀態控制的功能部分的高充電狀 態控制部分和作為構造成執行通常狀態控制的功能部分的通常狀態控制 部分。高充電狀態控制部分配備有作為構造成執行步驟S136 — S143的 處理的功能部分(即，作為構造成由于恒定力調節車高的功能部分)的 基于恒定力車高調節部分；以及作為構造成執行步驟S145和S146的處 理的功能部分(即，作為構造成逐漸改變恒定力分量Fk的功能部分)的 恒定力分量逐漸改變部分。第四實施例1. 懸架系統的構造由于本實施例的車輛懸架系統配備有與以上所述的第一實施例的車 輛懸架系統IO大致相同的構造元件，在第一實施例中使用的相同的參考 標號將用來表示與懸架系統IO相同的構造元件。此外，省略本實施例的 懸架系統的圖示。2. 高充電狀態控制在本系統中，相應四個致動器26的恒定力方向不都與在以上所述懸 架系統10中執行的高充電狀態控制那樣彼此相同。而是，在本懸架中， 四個致動器中用于位于彼此對角位置的車輪12的兩個指定產生相應的恒 定致動器力，使得所產生的恒定致動器力沿著作為恒定力方向的彈跳方 向作用，同時四個致動器26中另兩個指定產生相應的恒定致動器力，使 得所產生的恒定致動器力沿著作為恒定力方向的回彈方向作用。因而， 通過使所產生的恒定力彼此協作構成作用在車身上的扭轉力(即，通過 利用車身的高扭轉剛度)，不用改變車高就可以使致動器26產生相應的 恒定力。此外，在本系統中，扭轉車身的扭轉力沿著周期性變化的方向 作用，以避免車身僅僅沿著恒定的方向扭轉。此外，在車輛扭轉的方向 變化時，逐漸改變恒定力以不不突然改變恒定力。具體而言，由用于左前和右后車輪12FL、 12RR的兩個致動器 26FL、 26RR的每個產生的恒定力分量FK根據以下公式來確定FK= KE'fw (ts) 'Fko同時，由用于右前輪和左后輪12FR、 12RL的兩個致動器26FR、 26RL的每個產生的恒定力分量Fk根據以下公式來碗定 Fk=—KE.fw (ts) 'Fko在以上公式中，FKo表示預設具有一定大小的基準恒定力，Ke表示與 在以上所述的懸架系統IO中使用的相同的增益(即，基于電池120的充 電量的增益)。此外，fw (ts)是基于經過時間的函數。如圖30所示， 此函數fw (ts)以正弦波方式在一l和+ 1之間周期性地變化，以在回彈 方向和彈跳方向之間周期性地改變恒定力方向，并且以防止在改變恒定 力方向時突然改變恒定力。此外，在本系統中，執行與在懸架系統10中執行的車高調節控制大 致相同的控制。在本系統中，不執行在通常狀態和高充電狀態之間切換時執行的處理，因為在本系統中恒定力基本上不改變車高，在以上所述 的懸架系統10中執行該處理是為了逐漸改變恒定力。圖31是示意性示出在一定的條件下用于設置在相應左前輪和右后輪 12FL、 12RR中的致動器26FL、 26RR的每個的恒定力分量FK的變化、 用于設置在相應右前輪和左后輪12FR、 12RL中的致動器26FR、 26RL 的恒定力分量FK的變化和車高變化與沿著曲線的橫坐標軸所表示的經過 的時間t的關系的曲線圖。在此曲線圖所表示的狀況下，在某個時間點 致動器26的每個的控制從高充電狀態控制切換到通常狀態控制，并在之 后的時間點從通常狀態控制切換到高充電狀態控制。從圖中可以理解 到，在執行本系統220的高充電狀態控制中，使兩個致動器26FL、 26RR 的恒定力方向在回彈方向和彈跳方向之間周期性地改變，同時使另兩個 致動器26FR、 26RL的恒定力方向與以上所述的兩個致動器26FL、 26RR 的恒定力方向相反，使得由相應四個致動器26產生的恒定力的大小始終 彼此平衡。在本系統中，通過使恒定力構成作用在車輛上的扭轉力并改 變扭轉力作用在車輛上的方向，不用通過恒定力來改變車高就可以有效 地消耗電池130的電力。3.控制程序在本懸架系統中，以與在以上所述懸架系統IO中執行的車高調節控 制和致動器控制大致相同的方式同時執行車高調節控制和致動器控制。 根據圖13的流程圖所示的車高調節控制程序執行車高調節控制。此控制 程序在車輛的點火開關置于接通狀態的同時由控制器146以短的時間間 隔(例如，數十毫秒)重復地執行。根據圖32的流程圖所示的致動器控 制程序執行致動器控制。此控制程序在車輛的點火開關置于接通狀態的 同時由控制器160以短的時間間隔(例如，數十毫秒)重復地執行。由 于車高調節控制在以上所述第一實施例中描述，其描述省略。對于致動 器控制，將不再描述或者以簡化的方式描述如在懸架系統10的致動器控 制中執行的處理相同的處理。以下將參照該圖所示的流程圖簡要描述致 動器的控制。針對設置用于相應四個車輪12的相應彈簧減振器組件20的致動器 26中每一個執行致動器控制程序。在以下描述中，為了簡化描述，將描 述針對致動器26中一者根據此程序執行的處理。然而，在應該明確所指的致動器26對應于四個車輪中哪一者的情況下，對致動器26添加表示 車輪的位置的參考標號FR、 FL、 RR和RL作為后綴。在根據本程序的 處理中，首先，以與懸架系統10中的通常致動器力分量確定子例程相同 的方式執行圖16的流程圖所示的通常致動器力分量確定子例程。通過根 據此子例程執行的處理，確定有關振動阻尼致動器力分量Fe、有關側傾 約束致動器力分量FR和有關俯仰約束致動器力分量Fp。接著，判定電池130的充電水平E是否等于或者高于第一閾值水平 El，然后當充電水平E等于或者高于第一閾值水平El時，將預定的時 間At加到高充電狀態控制執行時間ts。隨后，判定致動器26中哪一者 受到根據本程序執行的例程，并且根據此判定如以上所述確定恒定力分 量Fk。然后，將目標致動器力FA確定為所確定的有關振動阻尼致動器力 分量F(j、有關側傾約束致動器力分量FR和有關俯仰約束致動器力分量 Fp和恒定力分量FK的總和。當電池130的充電水平E低于第一閾值水平El時，在己經將高充電 狀態控制執行時間ts重新設定為0 (零)之后，將目標致動器力Fa碗定 為所確定的有關振動祖尼致動器力分量Fc、有關側傾約束致動器力分量 FK和有關俯仰約束致動器力分量Fp的總和。在已經這樣確定目標致動器力Fa之后，執行圖21 (a)的流程圖所 示的供電/發電判定&電動機工作控制子例程。以與在以上所述的懸架系 統10中執行的供電/發電判定&電動機工作控制子例程相同的方式執行此 子例程的處理。通過該處理，與所確定的目標致動器力FA對應的控制信 號供應到逆變器162和可變電阻器裝置166中一者，并且控制電動機54 的工作以產生所確定的目標致動器力FA。在完成執行此子例程時完成執 行本程序的一個循環。4.控制器的功能構造鑒于在執行控制程序中執行的處理，本懸架系統中車高調節控制器 ECU和致動器控制器ECU (用于執行以上所述控制程序)可以認為具有 如以下所述的功能構造。車高調節的控制器ECU具有與懸架系統10的 控制器146中所包括的目標車高確定部分200和車高調節部分202大致 相同的功能部分。致動器的控制器ECU具有與在懸架系統10的控制器 160中包括的通常致動器力分量確定部分204和供電/發電控制部分210大致相同的功能部分。此外，致動器的控制器ECU還具有作為構造成執行步驟S153 — S157的處理的功能部分(即，作為構造成執行高充電狀 態控制的功能部分)的高充電狀態控制部分；以及作為構造成執行步驟 S158和S159的處理的功能部分(即作為構造成執行通常狀態控制的功 能部分)的通常狀態控制部分。注意，高充電狀態控制部分配備有作為 構造成執行步驟S154 — S156的處理的功能部分(即，構造成以逐步的方 式周期性改變恒定力方向的功能部分)的恒定力方向逐漸改變部分。
權利要求
1.一種用于車輛的懸架系統，包括懸架彈簧，其將車身和所述車輛的車輪彈性地互連；致動器，其與所述懸架彈簧平行地設置，并具有電動機，使得所述致動器能夠基于所述電動機的力而產生強制所述車身和所述車輪彼此接近和彼此遠離的致動器力，并能夠使所產生的所述致動器力起與所述車身和所述車輪彼此接近和彼此遠離的位移相抗的阻尼力的作用；以及控制裝置，其被構造成通過控制所述電動機的工作來控制由所述致動器產生的所述致動器力，其中，所述控制裝置能夠建立恒定力產生狀態，在所述恒定力產生狀態中，所述致動器通過從作為所述電動機的電源的電池向其供應電力而恒定地產生作為恒定致動器力的所述致動器力，使得所產生的所述恒定致動器力沿著用于強制所述車身和所述車輪彼此遠離的方向和用于強制所述車身和所述車輪彼此接近的方向其中一個方向作用，并且其中，所述控制裝置被構造成基于所述電池的充電狀態來控制所述恒定力產生狀態。
2. 根據權利要求1所述的懸架系統，其中，對于作為所述車輛的左右前輪及左右后輪的四個車輪的每一 個車輪設置所述懸架彈簧和所述致動器，使得為相應的所述四個車輪設 置四個致動器，以產生相應的恒定致動器力，并且其中，所述控制裝置能夠建立以下狀態作為所述恒定力產生狀 態，在所述狀態中，指定所述四個致動器產生沿著相同方向作用的相應 的力作為相應的所述恒定致動器力。
3. 根據權利要求1或2所述的懸架系統，其中，對于作為所述車輛的左右前輪及左右后輪的四個車輪的每一 個車輪設置所述懸架彈簧和所述致動器，使得為相應的所述四個車輪設 置四個致動器，以產生相應的恒定致動器力，并且其中，所述控制裝置能夠建立以下狀態作為所述恒定力產生狀 態，在所述狀態中，指定所述四個致動器中彼此分別位于對角位置處的兩個致動器產生沿著用于強制所述車身和所述車輪遠離彼此的方向作用 的相應的力作為相應的所述恒定致動器力，同時指定所述四個致動器中 另兩個致動器產生沿著用于強制所述車身和所述車輪朝向彼此的方向作 用的相應的力作為相應的所述恒定致動器力。
4. 根據權利要求3所述的懸架系統，其中，所述控制裝置被構造成 控制所述四個致動器的所述恒定致動器力，使得將對所述四個致動器的 所述兩個致動器的指定和對所述四個致動器中所述另兩個致動器的指定 彼此周期性切換，由此在周期性切換所述指定時改變由所述四個致動器 中的每一個致動器所產生的所述恒定致動器力的方向。
5. 根據權利要求4所述的懸架系統，其中，所述控制裝置被構造成 控制所述四個致動器的所述恒定致動器力，使得在周期性切換所述指定 時改變由所述四個致動器中的每一個致動器產生的所述恒定致動器力的 方向時，逐漸改變所述四個致動器的所述恒定致動器力。
6. 根據權利要求3至5中任一項所述的懸架系統，其中，所述控制 裝置被構造成始終使所述四個致動器的所述恒定致動器力的大小彼此相，f
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的懸架系統，其中，所述懸架 彈簧是盤簧。
8. 根據權利要求1至6中任一項所述的懸架系統，其中，所述懸架 彈簧是利用流體壓力的流體彈簧。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的懸架系統，其中，所述控制 裝置被構造成當所述電池處于高充電狀態時執行高充電狀態控制以強制 地建立所述恒定力產生狀態。
10. 根據權利要求9所述的懸架系統，其中，基于所述電池的充電水 平來確定在執行所述高充電狀態控制時產生的所述恒定致動器力的大 小。
11. 根據權利要求9或者10所述的懸架系統，其中，基于所述致動 器的溫度來確定在執行所述高充電狀態控制時產生的所述恒定致動器力 的大小。
12. 根據權利要求9至11中任一項所述的懸架系統，其被構造成使 得在外力引起所述致動器的致動時由所述電動機產生的電力可以朝向所述電池返回，并且使得所述電力朝向所述電池的返回在所述電池處于所 述高充電狀態時受到限制。
13. 根據權利要求9至12中任一項所述的懸架系統，其中，所述高 充電狀態控制是以下控制，其使將要產生的所述恒定致動器力沿著基于 所述車輛行駛的路面狀況和所述車輛行駛的行駛速度中至少一者而確定 的方向作用。
14. 根據權利要求9至13中任一項所述的懸架系統，其中，所述控 制裝置被構造成在從常規控制過渡到所述高充電狀態控制時和從所述高 充電狀態控制過渡到所述常規控制時逐漸改變所述恒定致動器力。
15. 根據權利要求9至14中任一項所述的懸架系統， 其中，所述懸架彈簧具有允許其彈簧剛度可變的構造， 并且其中，所述控制裝置被構造成改變所述懸架彈簧的所述彈簧剛度，以約束所述車身和所述車輪之間的距離避免被所述恒定致動器力改 變。
16. 根據權利要求15述的懸架系統，其中，在所述車身和所述車輪 之間的所述距離的改變被所述懸架彈簧的所述彈簧剛度的改變約束的同 時所述恒定致動器力被改變時，增大所述恒定致動器力時的所述恒定致 動器力的變化率高于減小所述恒定致動器力時的變化率。
17. 根據權利要求9至16中任一項所述的懸架系統，其中，所述控 制裝置被構造成當所述致動器的溫度較高時，限制執行所述高充電狀態 控制。
18. 根據權利要求9至17中任一項所述的懸架系統，其中，所述控 制裝置被構造成禁止所述高充電狀態控制的執行持續時間超過預定的允 許持續時間。
19. 根據權利要求9至18中任一項所述的懸架系統，其中，所述控 制裝置被構造成禁止在預定的再繼續禁止時間經過之前再繼續執行所述 高充電狀態控制。
20. 根據權利要求9至19中任一項所述的懸架系統，其中，所述控 制裝置被構造成在所述電池處于所述高充電狀態的同時所述高充電狀態 控制的執行受到限制時，通過設置在所述車輛中的放電器來減小所述電 池的充電水平。
21.根據權利要求1至20中任一項所述的懸架系統，其中，所述控制裝置被構造成當所述電池處于低充電狀態時，限制建立所述恒定力產 生狀態。
全文摘要
懸架系統包括具有電動機并產生致動器力作為沿著車身和車輪靠近/分開的方向的力的致動器。當將電力供應到電動機的電池的充電狀態在高充電狀態中時，為了消耗來自電池的電力以消除電池的高充電狀態，懸架系統通過強制地實現用于產生作為用于豎直移動車高的恒定致動器力的恒定力F_G執行高充電狀態時間控制。當執行高充電狀態時間控制時，在執行該控制的幾乎所有時間中，產生致動器力F_A，并且電動機從電池接收電力以產生致動器力，由此有效地消耗電池電力。
文檔編號B60G15/02GK101405154SQ200780010156
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月6日 優先權日2006年3月22日
發明者井上博文, 伊達宏昭, 小川一男 申請人:豐田自動車株式會社