專利名稱：電磁懸架系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及對車輛的懸架系統所包括的電磁懸架單元的性能變化的檢測。
背景技術：
日本專利文獻特開2006-168400號公報(專利文獻1)記載了以下內容在包括 電動馬達的電磁懸架單元中，(a)基于車輪側部的上下方向上的加速度的實際值，利用觀 察器來估計簧上加速度，并對該估計出的簧上加速度以及實際檢測出的簧上加速度進行比 較，檢測所述電磁懸架單元有無異常；(b)對馬達旋轉角度的估計值和實際值進行比較，檢 測有無異常。日本專利文獻特開2005-254940號公報(專利文獻2)記載了以下內容在包括電 動馬達的電磁懸架單元中，基于實際的電動馬達的工作量(馬達旋轉角度或者行程的變化 量)是否處于由對電動馬達的控制值確定的設定范圍內來檢測電磁懸架單元有無異常。專利文獻1 日本專利文獻特開2006-168400號公報；專利文獻2 日本專利文獻特開2005-254940號公報。
發明內容
發明所要解決的問題本發明的課題是能夠恰當地檢測出電磁懸架單元中的性能變化。用于解決問題的手段以及效果技術方案1所述的電磁懸架系統包括⑴電磁懸架單元，包括(a)液壓式減振 器，對應于車輛的車輪而設置在車身側部與車輪側部之間；以及(b)電動致動器，在所述車 身側部與所述車輪側部之間施加上下方向力；(ii)性能變化檢測裝置，包括實際減振器伸 縮關聯量獲得部，該實際減振器伸縮關聯量獲得部在對所述電磁懸架單元施加了上下方向 的振動的狀態下獲得包括所述減振器的上下方向的伸縮量和伸縮速度中的至少一者的減 振器伸縮關聯量的實際值，所述性能變化檢測裝置基于通過該實際減振器伸縮關聯量獲得 部獲得的所述減振器伸縮關聯量的實際值來檢測所述電磁懸架單元中的性能變化。在本申請技術方案1所述的電磁懸架系統中，在包括液壓式減振器和電動致動器 的電磁懸架單元中，獲得液壓式減振器的實際的伸縮關聯量的實際值，基于伸縮關聯量的 實際值來檢測電磁懸架單元的性能變化。由于基于減振器的伸縮關聯量的實際值來檢測性 能變化，因此能夠直接地檢測出減振器的性能變化。另外，如果基于減振器的伸縮關聯量的 實際值，則也能夠檢測出電動致動器的性能變化。在向電磁懸架單元施加了振動的狀態下進行性能變化的判定。例如，對應的有車輛行駛的狀態、在停止當中施加了振動的狀態。在車輛行駛時，振動主要由于路面輸入而被 施加，在停止時，有通過外部裝置(加振裝置)來施加的情況、通過電動致動器的驅動來施 加的情況。當通過加振裝置施加時，容易施加預定的頻率的振動。以下，在本申請中例示了認為可以請求授予專利權的發明(以下，有時稱為“可主張權利的發明”。可主張權利的發明至少包含作為權利要求書所記載的發明的“本發明”或 “本申請發明”，但是也有時包含本發明申請的下位概念發明、本發明申請的上位概念或者 其他概念的發明)的幾個方式，對這些方式進行說明。各方式與權利要求相同地區分為項， 對各項進行了編號，并根據需要以引用其他項的編號的方式進行了記載。這說到底是為了 使可主張權利的發明容易理解，而不是將構成可主張權利的發明的構成要素的組合限定為 以下各項所記載的方式。即，可主張權利的發明應參考各項所附的記載、實施例的記載、現 有技術等來進行解釋，在遵循該解釋的限度內，在各項方式中增加了其他的構成要素的方 式和從各項的方式中刪除了構成要素的方式也可以成為可主張權利的發明的一個方式。以下的各項中的(1)項 (3)項對應于權利要求1 3，(6)項對應于權利要求4， (12)項對應于權利要求5。(17)項 (19)項對應于權利要求6 8，(20)項、(21)項對應 于權利要求9、10，(24)項、(25)項、(27)項分別對應于權利要求11、12、13。(1)一種電磁懸架系統，其特征在于，包括電磁懸架單元，包括(a)液壓式減振器，對應于車輛的車輪而設置在車身側部與 車輪側部之間；以及(b)電動致動器，在所述車身側部與所述車輪側部之間施加上下方向 力；以及性能變化檢測裝置，包括實際減振器伸縮關聯量獲得部，該實際減振器伸縮關聯 量獲得部在對所述電磁懸架單元施加了上下方向的振動的狀態下獲得包括所述減振器的 上下方向的伸縮量和伸縮速度中的至少一者的減振器伸縮關聯量的實際值，所述性能變化 檢測裝置基于通過該實際減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述減振器伸縮關聯量的實際 值來檢測所述電磁懸架單元中的性能變化。電磁懸架單元的性能變化是指性能從預定的基準性能發生了變化。基準性能可以 是正常范圍的性能、新品的性能；不需要更換、修理的范圍的性能；或者可使用的范圍的 性能等。與此相應，性能變化了的狀態是偏離了正常范圍的狀態、偏離了新品狀態的狀態、 需要更換或修理的狀態、或者不能夠再繼續使用的狀態(異常的狀態)。減振器的伸縮量是指在減振器中基于活塞和氣缸主體的基準相對位置的、活塞和 氣缸主體的上下方向的相對移動量。基準相對位置例如是指電動致動器處于自由的狀態、 根據載荷而確定的施加給車身側部與車輪側部之間的上下方向的力與標準的懸架彈簧的 彈簧力平衡、處于靜止狀態(中立狀態)時的活塞和氣缸主體的相對位置。另一方面，減振 器的長度是氣缸主體的端部與活塞桿的預定的部分(例如端部)之間的距離，當將處于基 準相對位置時的長度作為基準長度時，即為基準長度與伸縮量之和(考慮了符號時的和)。 因此，減振器的長度和伸縮量為一對一地對應的值，減振器的長度包含在減振器伸縮關聯 量中。伸縮速度是伸縮量對時間的微分值。能夠與基準相對位置無關地獲得伸縮速度。(2)如⑴項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測裝置包括(a)減振 器伸縮關聯量估計部，估計所述減振器伸縮關聯量；(b)比較型性能變化檢測部，通過比較 由該減振器伸縮關聯量估計部估計出的所述減振器伸縮關聯量的估計值與由所述實際減 振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述減振器伸縮關聯量的實際值來檢測所述電磁懸架單元 中的性能變化。比較減振器的伸縮關聯量的實際值和估計值，則能夠判定在電磁懸架單元中性能 是否變化了。
當比較實際值和估計值時，可以直接比較實際值和估計值，也可以將對實際值和 估計值進行處理后得到的值彼此進行比較。伸縮量、伸縮速度根據施加給電磁懸架單元的振動而變化，因此例如能夠對振動 的峰值(振幅)彼此進行比較。另外，可以使用在統計上對實際值、估計值進行處理后得到 的值。
例如，能夠求出實際值、估計值的絕對值在設定時間內的累積值，比較累積值。如 果比較絕對值的累積值，則能夠對實際值、估計值的位移的絕對值的平均值彼此間進行比 較。另外，不限于絕對值的累積值，也可以使用設定時間內的絕對值的平均值進行比較。另 夕卜，也可以采用設定時間內的實際值、估計值的峰值(振幅)的絕對值的累積值和平均值。另外，當比較實際值等(包括實際值、對實際值進行處理而得到的值。以下相同) 和估計值等(以下包括估計值、對估計值進行處理而得到的值。以下相同)時，能夠求出 它們之差，或者求出它們之比，基于差和比中的至少一者，則能夠恰當地判定性能是否變化 了。另外，當對振幅彼此間進行比較或者對平均位移彼此間進行比較時，有時優選對 期望的頻域的振動分量的振幅或者平均位移彼此進行比較。例如，能夠通過對實際值、估計 值進行過濾處理或者進行傅立葉變換等來提取期望的頻域的振動，從而對實際值等和估計 值等進行比較，或者能夠對電磁懸架單元施加期望的頻域的振動，從而對此時的實際值等 和估計值等進行比較。另外，也可以比較實際值的頻率和估計值的頻率。另外，當對實際值等和估計值等進行比較時，也可以是對伸縮量的實際值等和伸 縮速度的估計值等進行比較，但是優選對伸縮量的實際值等和伸縮量的估計值等進行比 較、對伸縮速度的實際值等和伸縮速度的估計值等進行比較。(3)如(2)項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變化檢測部包括性能 變化有無檢測部，該性能變化有無檢測部在與所述減振器伸縮關聯量的估計值和實際值之 差的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的值比預定的判定閾值大時，檢測為處于所 述電磁懸架單元的性能變化了的狀態。與估計值和實際值之差的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的值包括設 定時間內的差的絕對值的累積值、平均值、以及其他統計上處理過的值。當與差的絕對值在設定時間內的平均值相關的值(以下稱為平均關聯差)小于等 于判定閾值時，可以認為性能沒有變化，但是當比判定閾值大時，可以判定為處于性能變化 了的狀態。對于性能是否變化了的判定結果，當相同結果持續了設定次數以上時，可以進行 決定(確定)或者對判定結果的決定設置滯后。如果將判定閾值取為0、或者比0大且0附近的比0大的第一設定值以下的值，則 當稍稍偏離了為獲得估計值而假想的狀態(是能夠得到所述基準性能的狀態，例如可以為 正常狀態、新品的狀態等)時判定為性能變化了。估計值一般基于估計模型而獲得，因此基 準性能由該估計模型確定。例如，當假想新品的狀態而設定估計模型時，在偏離了該狀態的 情況下判定為處于性能變化了的狀態。與此相對，如果將判定閾值取為正的大值(比0大的第二設定值以上的值)，則當 大大偏離了為獲得估計值而假想的狀態時判定為處于性能變化了的狀態。例如，當假想新品的狀態而設定估計模型時，在成為了需要更換、修理的狀態的情況下或者在成為了不需要使用的狀態的情況下判定為處于性能變化了的狀態。考慮以上的情況來設定估計模型、判定閾值。另外，如果設置多個估計模型和判定閾值，則能夠在多個階段獲得性能下降的水 平(程度)。例如，能夠向駕駛者報告性能下降的水平，駕駛者能夠得到關于性能下降的水 平的詳細信息。另外，在電磁懸架單元的設計階段，也可以評價性能變化過程。另外，可以選擇估計模型、判定閾值。當報告性能變化時，可以在性能變化的水平 達到了駕駛者想要的期望的水平的情況下進行報告。(4)如⑵項或(3)項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變化檢測部包 括性能變化有無檢測部，該性能變化有無檢測部在與所述減振器伸縮關聯量的估計值和實 際值之比的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的值偏離了預定的范圍時，檢測為處 于所述電磁懸架單元的性能變化了的狀態。當與實際值和估計值之比的絕對值在設定時間內的平均值相關的值(平均關聯 比)偏離了預定的范圍時，可以檢測為性能變化了。例如，在實際值和估計值的平均關聯比 中，當實際值除以估計值得到的值(實際值/估計值)的平均關聯比<|A*/A' |>大于設定 范圍的上限值大時或小于設定范圍的下限值時，檢測為性能變化了。在以下的各項中，雖然沒有一一記載，但是可以采用基于差的判定來代替基于比 的判定。另外，可以采用實際值和估計值之差的絕對值的平均值來代替實際值的絕對值的 平均值與估計值的絕對值的平均值之差的絕對值，或者可以采用實際值和估計值之比的絕 對值的平均值來代替實際值的絕對值的平均值和估計值的絕對值的平均值之比。例如，也可以將⑴實際值A*和估計值A'之差的平均關聯差(例如， Σ |Α*-Α' I)與判定閾值比較代替為(ii)表示實際值的絕對值在設定時間內的平均值的 值(以下稱為平均關聯實際值)Σ |Α*|和表示估計值的絕對值在設定時間內的平均值的 值(以下稱為平均關聯估計值)Σ |Α' ι之差的絕對值ι Σ |Α*卜Σ |Α' Ι Ι與判定閾值 比較，或者將(a)實際值和估計值的平均關聯比(<|Α*/Α' |>、<|Α' /Α*|>)代替為(b)平 均關聯實際值和平均關聯估計值之比(<|A*|>/<|A' >、<|Α' >/<|Α*|>)。(5)如⑵項至(4)項中的任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變 化檢測部包括以下的單元，該單元在與所述減振器伸縮關聯量的實際值的絕對值在預定的 設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值比與所述減振器伸縮關聯量的估計值的絕對 值在所述設定時間內的平均值相關的平均關聯估計值大時，檢測為包括(i)所述減振器的 性能變化為阻力不足的一側的狀態(ii)所述電動致動器的性能變化為阻力變大的一側的 狀態中的至少一者。當減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值(包含在實際值等中)比平均關聯估計值 (包含在估計值等中)大時，有減振器中的阻力比基準性能不足(變小)的情況以及在電動 致動器中阻力變大的情況。一旦在電動致動器中阻力變大，則電動致動器難以伸縮，因此相 應地就會使減振器伸縮。(6)如⑵項至(5)項中的任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變 化檢測部包括伸縮阻力不足檢測部，該伸縮阻力不足檢測部在平均關聯實際值比由平均關聯估計值確定的伸縮阻力不足判定閾值大時，檢測為處于所述減振器的性能變化為伸縮阻 力不足側的狀態，所述平均關聯實際值與所述減振器伸縮關聯量的實際值的絕對值在預定 的設定時間內的平均值相關，所述平均關聯估計值與所述減振器伸縮關聯量的估計值的絕 對值在所述設定時間內的平均值相關。當減振器的伸縮關聯量的平均關聯實際值比由平均關聯估計值確定的伸縮阻力不足判定閾值大時，判定為處于減振器的性能變化為阻力不足的一側的狀態。伸縮阻力不 足判定閾值可以作為向平均關聯估計值添加了 0以上的設定值而得到的值，或者可以作為 對平均關聯估計值乘以1以上的值而得到的值。優選當未檢測出電動致動器的性能變化時(當未變化為阻力變大的一側時)進行 該判定。減振器中的伸縮阻力通過在減振器中產生的阻尼力、活塞與氣缸主體之間的摩 擦、在與減振器并聯地設置有彈簧的情況下該彈簧的彈簧力而被施加。因此，阻力變小可以 認為是阻尼力變小的情況、活塞與氣缸主體之間的摩擦由于密封部件的損耗等而變小的情 況、彈簧的彈簧系數變小的情況等。另外，阻尼力不足(在伸縮速度相同時產生的阻尼力比 處于基準狀態時小)可以認為由漏液、漏氣、動作液(油)的劣化等引起。與此相對，當將在減振器中產生的阻力統稱為阻尼力時，可以將伸縮阻力不足的 一側的性能變化稱為阻尼力不足的一側的性能變化。(7)如⑵項至(6)項中的任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變 化檢測部包括以下的單元，該單元在與所述減振器伸縮關聯量的實際值的絕對值在預定的 設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值比與所述減振器伸縮關聯量的估計值的絕對 值在所述設定時間內的平均值相關的平均關聯估計值小時，檢測為包括(i)所述減振器的 性能變化為阻力變大的一側的狀態(ii)所述電動致動器的性能變化為阻力變小的一側的 狀態中的至少一者。平均關聯實際值比平均關聯估計值變小有在減振器中伸縮阻力變大的情況、在電 動致動器中阻力變小的情況。這是因為一旦在電動致動器中阻力變小，則電動致動器就容 易伸縮。(8)如⑵項至(7)項中的任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變 化檢測部包括自由側性能變化檢測部，該自由側性能變化檢測部在平均關聯實際值比自由 側變化判定閾值小時，檢測為處于所述電動致動器的性能變化到自由側的狀態，所述平均 關聯實際值與所述減振器伸縮關聯量的實際值的絕對值在預定的設定時間內的平均值相 關，所述自由側變化判定閾值由與所述減振器伸縮關聯量的估計值的絕對值在所述設定時 間內的平均值相關的平均關聯估計值確定。當平均關聯實際值比平均關聯估計值小時，檢測為電動致動器的性能變化到自由 側。優選在減振器正常的情況下(在未檢測出減振器的性能變化到阻力變大的一側 的情況下)進行該判定。另一方面，電磁懸架單元在施加了低頻率的振動的情況下主要在被設計成使電動 致動器伸縮的情況下，當減振器伸縮關聯量的低頻率的實際值等比估計值等小時，認為電 動致動器的性能變化到自由側是恰當的。例如，能夠使用施加了低頻率的振動時的減振器伸縮關聯量的實際值等、估計值等或者使用減振器伸縮關聯量的實際值的低頻分量(通過 過濾處理、傅立葉變換等提取的分量)的實際值等、估計值等來檢測。對于后述的高頻率的 實際值等也是相同的。例如，當電動致動器包括電動馬達和運動變換機構時，電動馬達由于斷線等而變 為自由的狀態符合上述情況。(9)如⑵項至⑶項中的任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變 化檢測部包括伸縮阻力增加檢測部，該伸縮阻力增加檢測部在平均關聯實際值比阻力增加 判定閾值小時，檢測為處于所述減振器的性能變化到伸縮阻力變大的一側的狀態，所述平 均關聯實際值與所述減振器伸縮關聯量的實際值的絕對值在預定的設定時間內的平均值 相關，所述阻力增加判定閾值由與所述減振器伸縮關聯量的估計值的絕對值在預定的設定 時間內的平均值相關的平均關聯估計值確定。當減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值比由平均關聯估計值確定的阻力大判定 閾值小時，判定為處于減振器的性能變化到伸縮阻力變大的一側的狀態。優選在電動致動 器正常的情況下(在未檢測出電動致動器的性能變化到阻力變小的一側的情況下)進行該 判定。伸縮阻力變大可以認為阻尼力變大、活塞與氣缸主體之間的摩擦變大等。例如，可 以認為是雜質混入到阻尼力產生機構的連通路中而堵塞了一部分或全部的連通路的情況、 由于活塞或氣缸主體的生銹等摩擦變大的情況、活塞自身由于雜質等而難以移動的情況等。另一方面，很多減振器被設計成容易通過高頻率的振動而伸縮。因此，當比較減振 器伸縮關聯量的平均關聯實際值和平均關聯估計值時，優選使用高頻率的實際值等、估計值等。(10)如(1)項至(9)項中的任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢 測裝置包括性能變化部確定部，該性能變化部確定部當在所述電磁懸架單元中檢測出性能 變化了時，基于電動動作關聯量的實際值、簧上部移動關聯量的實際值以及簧上簧下間距 離關聯量的實際值中的一個以上來確定性能變化部，所述電動動作關聯量包括所述電動致 動器的動作量和動作速度中的至少一者，所述簧上部移動關聯量包括所述車輛的簧上部的 上下方向的移動量和移動速度中的至少一者，所述簧上簧下間距離關聯量包括所述車身側 部與所述車輪側部之間的上下方向的距離的變化量和變化速度中的至少一者。如果基于電動動作關聯量、簧上部移動關聯量、簧上簧下間距離關聯量中的一個 以上的實際值等，則能夠確定性能變化部。另外，也可以通過分別比較這些實際值等和估計 值等來確定。如果能夠確定產生了性能變化的部位，則例如僅更換該部件即可，無需更換整個 電磁懸架單元。因此，能夠降低更換成本。另外，如果能夠確定產生了性能變化的部位，則 在進行修理時也會方便。電動致動器的動作量如上所述是指從基準位置的動作量。因此，電動致動器的長 度和動作量是一對一對應的值，因此電動致動器的長度也包含在電動動作關聯量中。電動 致動器的長度例如可以為致動器主體與輸出部件從主體的突出量之和。另外，電動動作關聯量也可以稱為電動伸縮關聯量。這是因為，當電動致動器包括電動馬達和運動變換機構時，即使不供應電力，也可以使運動變換機構動作，從而上下方向 的長度變化。另外，簧上部的移動量是從基準位置的移動量、即位移。移動速度是位移對時間的 微分值(絕對速度)，可以與基準位置無關地獲得。簧上簧下間距離的變化量也是一樣的，是指從基準位置的簧上簧下間的距離的變 化量。因此，簧上簧下間距離也包含在簧上簧下間距離關聯量中。(11)如(10)項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化部確定部在與所述電 動動作關聯量的實際值的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值比 第一鎖定側變化判定閾值小時，檢測為處于所述電動致動器的性能變化到鎖定側的狀態。當電動致動器的電動動作關聯量的實際值比第一鎖定側變化判定閾值小時，檢測 為電動致動器的性能變化到阻力變大的一側。例如，在電動致動器包括電動馬達和運動變換機構的情況下，可以認為是電動馬 達鎖定的狀態(在運動變換機構中，螺栓軸和螺母部不能相對旋轉的狀態)、在運動變換機 構中螺栓軸和螺母部的摩擦變大的狀態等。另外，第一鎖定側變化判定閾值可以是預定的 固定值(絕對的鎖定側變化判定閾值)，也可以是由與所述電動動作關聯量的估計值的絕 對值在所述設定時間內的平均值相關的平均關聯值確定的值(相對的鎖定側變化判定閾 值)。
該判定可以在按照預定的規則控制電動致動器的狀態下進行，也可以在未控制電 動致動器的狀態下進行。在電動致動器包括電動馬達的情況下，當未控制電動致動器時，在 電動馬達中產生阻尼力。(12)如⑵項至(11)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測 裝置包括以下單元中的至少一者，所述單元是指(χ)如果通過所述比較型性能變化檢測 部在所述電磁懸架單元中檢測出性能變化了，則在與簧上簧下間距離關聯量的實際值與估 計值之差的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯值比預定的特定閾值大 時，檢測為處于所述電動致動器的性能變化為自由側的狀態，所述簧上簧下間距離關聯量 包括所述車身側部與所述車輪側部之間的距離的變化量和變化速度中的至少一者的單元； 或者(y)如果通過所述比較型性能變化檢測部在所述電磁懸架單元中檢測出性能變化了， 則在所述簧上簧下間距離關聯量的實際值與估計值之差的所述平均關聯值小于等于所述 特定閾值時，檢測為處于所述減振器的性能變化為伸縮阻力變大的一側的狀態的單元。如上所述，無論是在電動致動器的性能變化為自由側的情況下，還是在減振器的 性能變化為阻力變大的一側的情況下，減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值均小于平均關 聯估計值，它們之差變大，從而能夠檢測出性能變化。與此相對，在串聯地設置有減振器和電動致動器的情況下，當被設計成減振器的 伸縮關聯量小于電動致動器的電動動作量時，即使減振器的性能變化為阻力變大的一側， 簧上簧下間距離關聯量的實際值等與估計值等之差也不會太大，但是如果電動致動器的性 能向自由側變化，則簧上簧下間距離關聯量的實際值等與估計值等之差變大。基于以上情況，當簧上簧下間距離關聯量的實際值與估計值之差的平均關聯量小 時，能夠判定為減振器的性能變化為阻力變大的一側，當實際值與估計值之差的平均關聯 值大時，能夠判定為電動致動器的性能變化為自由側。
另外，當簧上簧下間距離關聯量的實際值與估計值之差的平均關聯量大時，電動 致動器的性能變化為自由側，并且減振器的性能也有可能變化為阻力變大的一側。但是，認 為性能變化同時在兩處發生的可能性非常低，在此情況下，也可以檢測出電動致動器的性 能變化了。與此相對，也可以通過其他的方法檢測減振器的性能是否變化了。例如，當減振 器伸縮關聯量的高頻率的平均關聯實際值小于由平均關聯估計值確定的阻力大閾值時，能 夠檢測出減振器的性能也變化了。(13)如(1)項至(12)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述液壓式減振器 和所述電動致動器彼此經由中間部件串聯地設置在所述車身側部與所述車輪側部之間。減振器包括氣缸主體以及可滑動地嵌合到該氣缸主體中的活塞，氣缸主體和活塞 的活塞桿中的某一者原則上無法在上下方向上相對移動地與車身側部和車輪側部中的某 一者連結，氣缸主體和活塞桿的另一者與電動致動器的輸出軸連結。電動致動器的主體原 則上無法在上下方向上相對移動地與車身側部和車輪側部的另一者連結。另外，很多情況下在車身側部與車輪側部之間與彼此串聯地連結的減振器和電動 致動器并聯地設置有懸架彈簧。另外，也有時在減振器與電動致動器之間設置連結部件(中間部件)。(14)如⑴項至(13)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電動致動器包 括電動馬達以及運動變換機構，所述電動馬達的固定部被安裝在所述車身側部，所述電動 馬達的旋轉部經由所述運動變換機構與所述減振器連結。運動變換機構優選為包括螺栓桿、螺母部以及設置在它們之間的滾珠的滾珠絲杠 機構。通過滾珠絲杠機構，能夠減小電動致動器的伸縮阻力。(15)如⑴項至(14)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測 裝置包括估計部，該估計部估計中間部件移動關聯量和簧上部移動關聯量中的至少一者， 所述中間部件移動關聯量包括所述中間部件的上下方向的移動量和移動速度中的至少一 者，所述簧上部移動關聯量包括所述車輛的簧上部的上下方向的移動量和移動速度中的至 少一者。中間部件的移動量、簧上部的移動量分別如上所述是從基準位置的移動量(位 移)。被估計移動關聯量的車輛的簧上部可以是與安裝有電磁懸架單元的車身側部相同的 部件，也可以是與該車身側部不同的部件。(16)如(15)項所述的電磁懸架系統，其中，所述估計部包括觀察器，該觀察器基 于針對所述電磁懸架單元創建的預定的模型根據(i)所述車輛的簧下部的上下方向的移 動量的實際值和移動速度的實際值以及(ii)通過所述電動致動器施加的上下方向力的實際值來估計(X)所述中間部件 移動關聯量和(y)所述簧上部移動關聯量中的至少一者。當減振器和電動致動器經由中間部件串聯地設置在車輪側部與車身側部之間時， 使用模型輸入簧下部的移動量、移動速度、電動致動器的輸出等，由觀察器來估計中間部件 的移動量(位移)、移動速度(絕對速度)和簧上部的移動量(位移)、移動速度(絕對速 度)。如果基于所估計出的中間部件的移動量、移動速度，則能夠估計出減振器的伸縮量和伸縮速度，如果基于所估計出的簧上部的移動量、移動速度，則能夠估計出簧上簧下間距離的變化量和變化速度。另外，如果基于中間部件的移動量、移動速度以及簧上部的移動 量、移動速度這兩者，則能夠估計出電動致動器的動作量和動作變化速度。另外，車輛的簧下部可以是與安裝電磁懸架單元的車輪側部相同的部件，也可以 是與該車輪側部不同的部件。(17)如(15)項或(16)項所述的電磁懸架系統，其中，包括(a)中間部件移動關 聯量獲得部，根據所述減振器伸縮關聯量的實際值以及包括所述車輛的簧下部的上下方向 的移動量和移動速度中的至少一者的簧下移動關聯量的實際值來獲得所述中間部件移動 關聯量的實際值；(b)中間部件對應性能變化檢測部，當與所述中間部件移動關聯量的實 際值與通過所述估計部估計出的中間 部件移動關聯量的估計值之差的絕對值在預定的設 定時間內的平均值相關的平均關聯值大于預定的中間部件對應判定閾值時，檢測為處于所 述電磁懸架單元的性能變化了的狀態。當中間部件的移動關聯量的實際值等與估計值等之差的絕對值大時，可以判定為 電磁懸架單元的性能變化了。中間部件例如可以包括與減振器的氣缸主體和活塞桿中的任一者連結并且與電 動致動器的輸出部件連結的部件。(18)如(15)項至(17)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述減振器伸縮 關聯量估計部包括中間部件依據伸縮關聯量估計部，該中間部件依據伸縮關聯量估計部根 據由所述估計部估計出的所述中間部件移動關聯量的估計值以及包括所述車輛的簧下部 的上下方向的移動量和移動速度中的至少一者的簧下移動關聯量的實際值來獲得所述減 振器伸縮關聯量的估計值。如果從所估計出的中間部件的移動量、移動速度減去簧下部的移動量、移動速度， 則能夠估計出減振器伸縮關聯量。(19)如(15)項至(18)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢 測裝置包括(a)電動動作關聯量估計值獲得部，通過從由所述估計部估計出的所述簧上 部移動關聯量的估計值減去所述中間部件移動關聯量的估計值來獲得包括所述電動致動 器的動作量和動作速度中的至少一者的電動動作關聯量的估計值；(b)第二鎖定側變化檢 測單元，在與所述電動致動器的電動動作關聯量的實際值的絕對值在預定的設定時間內的 平均值相關的平均關聯實際值比由平均關聯估計值確定的第二鎖定側變化判定閾值小時， 檢測為處于所述電動致動器的性能變化為鎖定側的狀態，其中所述平均關聯估計值與通過 電動動作關聯量估計值獲得部獲得的估計值的絕對值在所述設定時間內的平均值相關。如果基于簧上部移動關聯量和中間部件移動關聯量，則能夠獲得電動致動器的電 動動作關聯量。(20)如⑵項至(19)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述實際減振器伸 縮關聯量獲得部包括實際伸縮關聯量計算部，所述實際伸縮關聯量計算部根據包括所述車 身側部與所述車輪側部之間的距離的變化量和變化速度中的至少一者的簧上簧下間距離 關聯量的實際值以及包括所述電動致動器的動作量和動作速度中的至少一者的電動動作 關聯量的實際值來獲得所述減振器伸縮關聯量的實際值。當減振器和電動致動器串聯地設置在車輪側部與車身側部之間時，為了檢測減振 器的伸縮量，必須檢測活塞相對于氣缸主體的相對移動量。但是，一般未設置檢測活塞相對于氣缸主體的相對移動量的傳感器。另一方面，通過車高傳感器無法檢測出減振器的伸縮。 因此，在本項所記載的電磁懸架系統中，能夠使用兩個以上的傳感器的檢測值來檢測出減 振器的伸縮。 例如，根據車高傳感器的檢測值來獲得簧上簧下間距離關聯量的實際值，根據檢 測電動致動器的動作量的傳感器的檢測值來獲得電動動作關聯量的實際值，從簧上簧下間 距離關聯量的實際值減去電動動作關聯量的實際值，由此能夠獲得減振器的伸縮關聯量的 實際值。另外，也可以根據簧上部移動關聯量的實際值和簧下部移動關聯量的實際值來獲 得簧上簧下間距離關聯量的實際值。在簧上簧下間距離關聯量、簧上部移動關聯量、簧下部 移動關聯量之間有預定的關系成立，因此如果能夠獲得它們其中的兩個，則能夠計算出剩 下的一個。以下，本說明書所記載的“實際值”有通過一個傳感器直接檢測出的情況、根據 一個傳感器的檢測值計算出的情況(微分、積分等)、根據多個傳感器的檢測值計算出的情 況等。(21)如⑴項至(20)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測 裝置包括性能變化水平檢測部，該性能變化水平檢測部階段性地檢測所述電磁懸架單元中 的性能變化的程度。如果能夠階段性地檢測出性能變化的水平，則便于知道更換的時期、修理的時期。 另外在評價經時性的性能變化方面較為有效。(22)如(1)項至(21)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電磁懸架系統 包括報告部，該報告部報告由所述性能變化檢測裝置檢測出的所述電磁懸架單元中的性能 變化的檢測結果。(23)如(1)項至(22)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電磁懸架單元 與所述車輛的前后左右的各輪對應地設置，所述性能變化檢測裝置包括各輪比較型性能變 化檢測部，該各輪比較型性能變化檢測部針對所述前后左右的各輪的電磁懸架單元的每一 個，將與通過所述減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述伸縮關聯量的實際值的絕對值在預 定的設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值彼此間進行比較，來檢測前后左右的各輪 的所述減振器的各自的性能變化。(24)如(23)項所述的電磁懸架系統，其中，所述各輪比較型性能變化檢測部包 括以下單元中的至少一者，所述單元是指(a)當對于所述前后左右的各輪中的檢查對象 車輪的減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值比由前后左右的各輪的減振器伸縮關聯量的 平均關聯實際值的平均值確定的設定范圍的下限值小時，檢測為處于所述檢查對象車輪的 所述減振器的性能變化為伸縮阻力變大的一側的狀態的單元；和(b)當對于檢查對象車輪 的所述減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值比所述設定范圍的上限值大時，檢測為處于所 述檢查對象車輪的所述減振器的性能變化為伸縮阻力變小的一側的狀態的單元。如果比較四輪的各自的電磁懸架單元的減振器的伸縮關聯量的實際值等，則能夠 分別檢測出四輪各自的減振器的性能變化。該檢測的前提是電動致動器的性能未變化。(25)如(1)項至(23)項中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電磁懸架單 元與所述車輛的前后左右的各輪對應地設置，所述性能變化檢測裝置包括電動動作關聯量獲得部，獲得包括所述電動致動器的動作量和動作速度中的至少一者的電動動作關聯量的實際值；以及電動致動器性能變化檢測部，針對所述前后左右的各輪的電磁懸架單元的 每個，通過對由所述電動動作關聯量獲得部獲得的電動動作關聯量的實際值彼此間進行比 較，來針對各輪分別檢測所述電動致動器的性能變化。(權利要求12)針對前后左右的各輪，如果對電動致動器的電動動作關聯量的實際值等彼此進行 比較，則能夠檢測出電動致動器的性能變化。(26)如(25)項所述的電磁懸架系統，其中，所述電動致動器性能變化檢測部包 括以下單元中的至少一者，所述單元是指(a)當與對于所述前后左右的各輪中的檢查對 象車輪的所述電動動作關聯量在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值比由 前后左右的各輪的電動動作關聯量的所述平均關聯值的平均值確定的設定范圍的下限值 小時，檢測為處于所述檢查對象車輪的所述電動致動器的性能變化為鎖定側的狀態的單 元；和(b)當對于檢查對象車輪的所述電動動作關聯量的平均關聯實際值比所述設定范圍 的上限值大時，檢測為處于所述檢查對象車輪的所述電動致動器的性能變化為自由側的狀 態的單元。(27)如⑴項至(9)項、(20)項至(26)項中任一項所述的電磁懸架系統，其 中，所述電動致動器和所述液壓式減振器彼此并聯地設置在所述車身側部與所述車輪側部 之間，所述性能變化檢測裝置包括(a)并聯型減振器伸縮關聯量估計部，至少基于通過所 述電動致動器施加的上下方向力來估計所述減振器伸縮關聯量；(b)并聯型性能變化檢測 部，對由所述并聯型減振器伸縮關聯量估計部估計出的所述減振器伸縮關聯量的估計值和 由所述實際減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述減振器伸縮關聯量的實際值進行比較，來 檢測所述電磁懸架單元的性能變化。如果在減振器中伸縮阻力變大，則實際值等比估計值等小，如果伸縮阻力變小 (由于漏液等產生阻尼不足)，則實際值等比估計值等大。另外，如果電動致動器的性能變化為鎖定側，則減振器的伸縮關聯量的實際值等 比估計值等小，如果變化為自由側，則實際值等比估計值等大。基于以上情況，能夠在電磁懸架單元中檢測出減振器的性能變化或者電動致動器 的性能變化。另外，一般在車身側部與車輪側部之間還與電動致動器、減振器并聯地設置有懸 架彈簧。(28)一種電磁懸架系統，其特征在于，包括電磁懸架單元，包括(a)液壓式減振器以及(b)在所述車身側部與所述車輪側部 之間施加上下方向力的電動致動器，所述液壓式減振器和所述電動致動器對應于車輛的車 輪而經由中間部件彼此串聯地連結在車身側部與車輪側部之間；以及估計裝置，在對所述電磁懸架單元施加了上下方向的振動的狀態下，基于針對所 述電磁懸架單元創建的預定的模型根據所述車輛的簧下部的上下方向的移動量的實際值 和移動速度的實際值以及通過所述電動致動器施加的上下方向力的實際值，來估計中間部 件移動關聯量和簧上部移動關聯量中的至少一者，所述中間部件移動關聯量包括所述中間 部件的上下方向的移動量和移動速度中的至少一者，所述簧上部移動關聯量包括所述車輛 的簧上部的上下方向的移動量和移動速度中的至少一者。
由于估計出中間部件移動關聯量、簧上部移動關聯量，因此如果利用所估計出的值，則能夠獲得減振器伸縮關聯量的估計值、電動動作關聯量的估計值、簧上簧下間距離關 聯量的估計值，如果使用這些估計值等，則能夠檢測出電磁懸架單元的性能變化的有無，能 夠確定性能變化的部位。另外，通過電動致動器施加的上下方向力的實際值可以是根據控制指令值獲得的 值，也可以是基于流經電動致動器的實際的電流值而獲得的值。能夠對本項所記載的電磁懸架系統采用(1)項至(27)項中任一項所記載的技術 特征。對于具體的性能變化的有無的檢測、性能變化部的確定等，可以采用上述各項的關聯 記載。
圖1是表示作為本發明的一個實施例的電磁懸架系統的整體的概念圖；圖2是上述電磁懸架系統所包括的電磁懸架單元的截面圖；圖3是表示上述電磁懸架單元的仿真模型；圖4是表示上述電磁懸架單元的估計模型；圖5是表示上述電磁懸架系統的懸架ECU的存儲部所存儲的懸架控制程序的流程 圖；圖6是表示上述懸架ECU的存儲部所存儲的性能檢查程序的流程圖；圖7是表示上述性能檢查程序的一部分的流程圖；圖8是表示使用上述仿真模型而得到的性能檢查的結果的圖；圖9是表示在與上述的情況不同的狀態下進行的性能檢查的結果的圖；圖10是表示在與上述的情況不同的狀態下進行的性能檢查的結果的圖；圖11是表示在與上述的情況不同的狀態下進行的性能檢查的結果的圖；圖12是表示與上述性能檢查程序不同的程序的一部分的流程圖；圖13是表示與上述性能檢查程序不同的程序的一部分的流程圖；圖14是表示上述懸架ECU的存儲部所存儲的其他的性能檢查程序的流程圖；圖15是表示與上述的情況不同的估計模型的圖；圖16是表示使用上述估計模型而執行的性能檢查程序的流程圖；圖17是作為本發明的其他的一個實施例的上述電磁懸架系統所包括的電磁懸架 單元的截面圖；圖18是針對上述電磁懸架單元創建的估計模型。標號說明4:電磁懸架單元 16:電動致動器 18:液壓式減振器 20 懸架彈簧 50 電 動馬達 77 螺栓機構 78 氣缸主體 80 活塞 82 傳遞部件 84、86 壓縮螺旋彈簧 130:中間質塊 132:簧下部 134:簧上部 150 簧上加速度傳感器 152 車高傳感器 154:簧下加速度傳感器 156:懸架ECU 160 驅動電路 162 轉角傳感器 164:電流計 168 報告部
具體實施例方式圖1表示作為本發明的一個實施例的電磁懸架系統。在電磁懸架系統中，電磁懸架單元4FL、FR、RL、RR分別與車輛的前后左右的各車 輪2FL、FR、RL、RR對應地設置在車輪側部12 (參照圖2)與車身側部14 (參照圖2)之間。 以下，在無需指定車輪位置的情況下，不標注車輪位置FL、FR、RL、RR而使用標號。對其他 的構成要素也是一樣的。如圖2所示，電磁懸架單元4被安裝在保持車輪2的懸架后臂(車輪側部)12和車 身的、與該車輪12對應的部分14 (安裝有電磁懸架單元4的部分，車身側部)之間，并包括 施加上下方向力的電動致動器16、液壓式減振器18以及作為懸架彈簧的空氣彈簧20。電 動致動器16和液壓式減振器18串聯地設置在車輪側部12與車身側部14之間，它們與空 氣彈簧20并聯地設置。空氣彈簧20包括腔室殼30、空氣活塞筒32以及設置在它們之間的隔膜34。腔室殼30經由安裝部(包括彈性部件)35與車身側部14連結，原則上無法在上下 方向上相對移動，在腔室殼30的內側固定有電動致動器16的殼體(以下稱為馬達殼)38。空氣活塞筒32被固定在液壓式減振器18的殼體(以下稱為減振器殼)40上，減 振器殼40與下臂12連結，原則上無法在上下方向上相對移動。另外，空氣活塞筒32能夠 相對于馬達殼38相對移動。隔膜34的一個端部被固定在腔室殼30上，另一端部被固定在空氣活塞筒32上， 通過這些腔室殼30、隔膜34、空氣活塞筒32、馬達殼38形成了空氣腔(空氣室)42。另外，在空氣腔42中封入了作為流體的壓縮空氣，車身通過壓縮空氣而被彈性地支承。另外，通過調整容納在空氣腔42中的壓縮空氣的量，能夠調整車輛高度(恒定的距 離)，該車輛高度是車身側部14與車輪側部12之間的距離。電動致動器16包括上述的馬達殼38、電動馬達50、螺母部件52、螺栓軸54、以及 止動部件56等。電動馬達50包括定子，包括多個線圈60 ；以及作為轉子的馬達輸出軸62，被設 置在線圈60的內周側。馬達輸出軸62包括多個磁鐵部，并經由軸承64、66能夠相對旋轉 地被馬達殼38保持。馬達輸出軸62為中空狀的筒狀，在其內周側無法相對旋轉地保持有 螺母部件52。另外，在馬達輸出軸62中，磁鐵部可以設置在馬達輸出軸62的外周面，也可 以埋入到馬達輸出軸62中。在螺母部件52的內周側形成有內螺紋部，并保持有多個軸承珠。螺栓軸54被設 置成貫穿螺母部件52的內周側，但是在螺栓軸54的外周面形成有經由軸承珠與螺母部件 52的內螺紋部螺合的螺紋槽，并且形成有在軸向延伸的多個凹部72。螺栓軸54在其中間部 貫穿螺母部件52以及止動部件56，在其下端部被固定在液壓式減振器18的活塞桿74上， 并且經由力傳遞裝置76與減振器殼40連結。止動部件56無法相對旋轉地被馬達殼38保持。另外，在內周面上形成有突部，該 突部以與形成于螺栓軸54的凹部72相同的相位在軸向上延伸，螺栓軸54以其凹部72與 突部卡合的相對相位被配置在止動部件56的內周側。通過止動部件56能夠阻止螺栓軸54 相對于馬達殼38的相對旋轉，但是允許軸向上的相對移動。止動部件56也具有阻止螺栓 軸54的橫向上的移動的功能。
在本實施例中，通過螺栓軸54、螺母部52、止動部件56等構成將旋轉變換為直線 運動的運動變換機構77。運動變換機構77具有滾珠絲杠機構，也是力傳遞機構。液壓式減振器18包括減振器殼40，包括容納工作液的氣缸主體78 ；活塞80，可 滑動地嵌合到氣缸主體78的內周側；活塞桿74 ；以及連結螺栓軸54和減振器殼40的力傳 遞裝置76等。力傳遞裝置76包括傳遞部件82、壓縮螺旋彈簧84、86等。傳遞部件82大致形成了圓筒狀，在底部被固定在螺栓軸54上，設置于筒部的開口部的凸緣為中間保持器88，并 位于固定在氣缸主體78上的下部保持器90和上部保持器92的中間。在所述上部保持器 92與所述中間保持器88之間設置有壓縮螺旋彈簧86，在中間保持器88與下部保持器90 之間設置有壓縮螺旋彈簧84。在本實施例中，上部保持器92為從外周部覆蓋彈簧84、86的 形狀。通過上部保持器92、氣缸主體78、下部保持器90等來構成減振器殼40，在氣缸主體 78上，經由安裝部98原則上無法在上下方向上相對移動地與下臂12連結。另一方面，氣缸主體78的內周側通過活塞80被分隔成下室104和上室106。在活 塞80上形成有上下方向貫通的多個液體通道，伴隨著活塞80和氣缸主體78的相對移動， 能夠允許工作液在上室106與下室104之間流動。另外，氣缸主體78包括外筒110和內筒112，它們之間為儲存室114。活塞80可 滑動地與內筒112的內周側嵌合，并經由設置于下室104與儲存室114之間的基閥體116， 能夠允許工作液在下室104與儲存室114之間的流動。在液壓式減振器18中，當工作液在設置于活塞80的液體通道、設置于基閥體116 的液體通道中流動時，被施加作為與工作液的流速相應的阻力的阻尼力。通過設置于傳遞部件82的底部的下表面的橡膠等彈性部件120以及氣缸主體78 的外側上表面122來構成減振器縮彈側限制器，通過設置于活塞80的上表面的橡膠等彈性 部件126以及氣缸主體78的內側下表面128來構成減振器回彈側限制器。另外，通過設置于馬達殼38的下部的橡膠等彈性部件130以及上部保持器92的 上表面132來構成懸架縮彈側限制器，通過上部保持器92的下表面136以及設置于與馬達 殼38連結的連結部件的內側突部的彈性部件138來構成懸架回彈側限制器。在本實施例中，通過傳遞部件82、螺栓軸54來構成中間質塊140 (參照圖3等)。 另外，通過減振器殼40、下臂12、安裝部98等來構成簧下部142，通過馬達殼38、腔室殼30、 安裝部35、車身側部14等來構成簧上部144。對各電磁懸架單元4相對應地分別設置有簧上加速度傳感器150、簧下加速度傳 感器152、車高傳感器154等，并與以計算機為主體的懸架E⑶156連接，所述簧上加速度傳 感器150檢測簧上部144的某一部件的上下方向上的絕對加速度，所述簧下加速度傳感器 152檢測簧下部142的某一部件的上下方向上的絕對加速度，所述車高傳感器154檢測作為 簧上簧下之間的距離的車高。另外，與各電動馬達50相對應地連接有以逆變器為主體的驅 動電路160，在每個驅動電路160上連接有檢測電動馬達50的旋轉角度的轉角傳感器162。 驅動電路160包括開關電路、控制該開關電路的開關控制部以及電流計164等，并基于來自 懸架E⑶156的指令來控制開關電路。通過電流計164來檢測流經開關電路的電流、即流 經電動馬達50的電流。在驅動電路160上連接有電源裝置166。懸架E⑶156是以包括執行部、存儲部、輸入輸出部等的計算機為主體的單元，在存儲部中存儲有懸架控制程序、性能檢查程序等。在懸架ECU 156上連接有報告部168。報 告部168包括語音輸出部、顯示器、LED等中的一個以上，報告電磁懸架單元4的性能變化。在如上構成的電磁懸架系統中，能夠通過電磁懸架單元4的電動馬達50的控制來 積極地施加使簧上部144和簧下部142接近或者使它們分離的力。例如，如果基于天鉤阻尼 理論來施加阻尼力，則能夠很好地抑制簧上部144相對于簧下部142在上下方向上的振動。每隔預先設定的設定時間來執行圖5的流程圖所表示的懸架控制程序。在步驟1(以下簡稱為Si，對于其他的步驟也一樣)中，讀入簧上加速度、簧下加 速度、車高等數據，在S2中，基于這些數據值來求出電動馬達50的目標輸出，按照預先設定 的規則來確定作為供應電流值的控制指令值。并且，控制指令值被輸出給各輪的驅動電路 160。除此以外，也可以基于車輛的行駛狀態來控制電動馬達50，在此情況下，基于橫擺 率、轉向盤的轉向角、制動狀態、驅動狀態等來控制。
電磁懸架單元4例如在車輛行駛時根據路面的凹凸而伸縮，從而改變簧上部144 與簧下部142之間的距離。電磁懸架單元4的伸縮包括電動致動器16的伸縮(中間質塊140與簧上部144 之間的相對移動)、以及液壓式減振器18的伸縮(是氣缸主體78與活塞80之間的相對移 動，也可以認為是中間質塊140與簧下部142的相對移動。該電磁懸架單元4可以以圖3的仿真模型200來表示。在仿真模型200中，車輪 2的輪胎201配置在路面與簧下部142之間，空氣彈簧20配置在簧下部142與簧上部144 之間，安裝部35配置在馬達殼38等與車身側部14之間。安裝部35作為與彼此并聯配置 的彈簧以及減振器等價的部件而被表示(VoigtModel，沃伊特模型)。另外，電動馬達50、運動變換機構77配置在簧上部144與中間質塊140之間。電 動馬達50的驅動力和慣性力作用在簧上部144與中間質塊140之間。另外，液壓式減振器18和壓縮螺旋彈簧84、86被設置在中間質塊140與簧下部 142之間。減振器與彈簧被并聯設置。由于路面變化而引起的簧下部142、中間質塊140、簧上部144的上下方向上的振 動基于上述仿真模型200而被模擬。在本實施例中，檢測出電磁懸架單元4的性能變化。另外，也可以指定其性能降低 的部位。將液壓式減振器18的伸縮速度Vs的實際值(實測值)Vs*和估計值Vs'進行比較。 實際值Vs*根據車高傳感器154的檢測值H的微分值和對轉角傳感器162 (在本實施例中， 檢測距基準位置的旋轉角Θ*)的檢測值θ *乘以螺栓軸54的導程L而得到的值的微分值 而被計算出。這樣，由于未設置直接檢測液壓式減振器18的伸縮的傳感器，因此可以使用 多個傳感器的檢測值來計算液壓式減振器18的伸縮速度Vs*。由此，實際值Vs*可以稱為 計算值。Vs* = dH*/dt_L · d θ */dt... (1)估計值Vs'利用圖4的(a)所示的估計模型210而求出。估計模型210在仿真模 型200中將車身側部14、馬達殼38等作為簧上部144并作為一個質塊。在估計模型210中，將空氣彈簧20的彈簧系數作為Kc，將簧上部144與中間質塊140之間的慣性系數作為Id，將中間質塊140與簧下部142之間的壓縮螺旋彈簧84、86整 體的彈簧常數作為Ks，將液壓式減振器18的阻尼系數作為Cs。另外，將簧上部144、簧下部 142、中間質塊140各自的質量分別作為m2、Hi1, m3，將它們從上下方向上的基準位置的位移 分別作為χ2、χι、χ3。上下方向上的基準位置是指在電動馬達50自由的狀態下靜止的位置。慣性系數Id、彈簧常數Kc、Ks、阻尼系數Cs是可以由設計者酌情設定的值，例如可 以為正常范圍內的大小或者新產品的狀態的大小。并且，在該估計模型210中，針對簧上部144、中間質塊140的每一個，有如圖4的 (b)的式(4bl)、(4b2)所示的運動方程式成立。在簧上部144中，在與簧下部142之間施加了空氣彈簧20的彈性力{Kc · (X2-X1)}， 在與中間質塊140之間施加了慣性力[Id{(d2x2/dt2)-(d2x3/dt2)}]以及電動馬達50的上 下方向力Fm。因此，對簧上部144的質量m2乘以加速度(d2x2/dt2)而得到的值Im2 · (d2x2/ dt2)}與所施加的力相等，式(4bl)成立。慣性力和電動馬達50的上下方向力Fm被逆向施 加，從而通過電動馬達50施加了阻力。在中間質塊140中，在與簧上部144之間施加了慣性力和電動馬達50的上下方向 力Fm，在與簧下部142之間施加了壓縮螺旋彈簧84、86的彈性力{Ks · (X3-X1)}以及液壓 式減振器18的阻尼力[Cs Kdx3Mt)-(dXl/dt)}]，有式(4b2)成立。另外，如圖4的(c)的式(4c2)所示，當設輸入矢量為U、設輸出矢量為X時，狀態 方程式(4cl)成立。行列式A、B如式(4c3)、(4c4)所示。如式(4c2)所示，輸入為簧下部 142的絕對位移Xl*、絕對速度(位移的微分值)dXl*/dt、電動馬達50的輸出Fm，輸出為簧上 部144和中間質塊140的絕對位移X2 ‘ ,x3'、絕對速度(位移的微分值)(dx2/dt) ‘、(dx3/ dt)'。通過觀察器能夠估計以輸出矢量X表示的各要素(能夠得到估計值)。另外，電動 馬達50的輸出Fm能夠基于實際流經驅動電路160的電流而獲得。另外，簧下部142的絕 對位移Xl*、絕對速度dXl*/dt可以通過對簧下加速度傳感器152的檢測值d2Xl*/dt2進行積 分而求出。基于所估計出的中間質塊140的絕對速度(dx3/dt)‘來求出液壓式減振器18的 伸縮速度Vs'。Vs' = (dx3/dt) ‘ -(cbq/dt)*... (2)在車輛行駛時每隔預先確定的設定時間來執行以圖6的流程圖表示的性能檢查程序。在Sll中，讀入各數據(簧下加速度、車高、馬達轉角等)，在S12中，按照(1)式 來獲得減振器18的伸縮速度(以下稱為減振器伸縮速度)的實際值^*，在S13中，讀入 利用觀察器估計出的中間質塊140的絕對速度(dx3/dt)‘等，在S14中，按照(2)式來獲 得減振器伸縮速度的估計值Vs'。在S15中，獲得實際值Vs*與估計值Vs'之差的絕對值
VS*_VS' I在預定的設定時間內的累積值Σ Vs，在S16中，判定是否大于判定閾值Sth。Σ I Vs^-Vs' =Σ VsVs > Sth在本實施例中，減振器伸縮速度的實際值、估計值在S12、14中被獲得，并且是每 個周期獲得的離散值。累積值是作為離散值的各數據的絕對值在預定的設定時間內的總 和。累積值Σ Vs是與設定時間內的平均的值相關聯的值的一個例子。
當累積值Σ Vs小于等于判定閾值Sth時，在S17中，在電磁懸架單元4中被判定為 “性能未變化”，但是當累積值Σ Vs大于判定閾值Sth時，在電磁懸架單元4中被判定為“處 于性能變化了的狀態”。以下，在S18及其以后，確定性能變化的部位。判定閾值Sth是大于0的正值，如果增大絕對值，則當大大偏離了在估計模型210 中決定的狀態時會檢測出性能變化了，如果減小絕對值，則即使從在估計模型210中決定 的狀態的偏離量小，也會檢測出性能變化了。另外，作為判定閾值Sth，如果采用互不相同的 多個值，則能夠在多個階段檢測出性能變化的水平。圖8 圖11表示進行了相同模式的路面輸入時的實際值(實線)和估計值(單 點劃線)。估計值是如上所述基于估計模型210估計出的值，實際值是使用圖4的仿真模型 200 (針對性能未變化的部位，性能與估計模型210時的性能相同，針對性能變化了的部位， 使性能與估計模型210時的性能相比發生變化)獲得的結果。圖8、圖9的(a)、圖10、圖11的(a)、(c)、(e)表示減振器伸縮速度的實際值Vs* 和估計值Vs'。圖8表示在電磁懸架單元4中未產生性能變化時的實際值Vs*和估計值 Vs'。由圖8可知，估計值Vs'和實際值^*完全一致。另外，圖9的(a)、圖10、圖11的(a)、(c)、(e)表示在電磁懸架單元4的某個部位 中性能發生了變化的狀態的實際值Vs*和估計值Vs'。由上述的圖可知，估計值Vs'和實 際值Vs*不一致，它們之差的絕對值在設定時間的期間的累積值Σ Vs大于判定閾值Sth。在S18中，獲得電動致動器16的動作速度(以下稱為電動致動器伸縮速度)的實 際值Vb*。電動致動器伸縮速度是簧上部144與中間質塊140之間的距離的相對的變化速 度Vb*，實際值Vb*基于轉角傳感器162的檢測值θ *和螺栓軸54的導程L而獲得。Vb* = L.d9*/dt另外，估計值V/作為從簧上部144的絕對速度的估計值(dx2/dt)‘減去中間質 塊140的絕對速度的估計值(dx3/dt)‘得到的值而獲得。簧上部144的絕對速度的估計值 (dx2/dt)‘、中間質塊140的絕對速度的估計值(dx3/dt)'分別通過觀察器而獲得。Vb' = (dx2/dt) ‘ -(dx3/dt)‘另外，對于電動致動器伸縮速度的實際值、估計值的每一個，分別獲得實際值、估 計值的絕對值在設定時間內的累積值(是平均關聯實際值、平均關聯估計值的一個方式， 以下稱為實際值的累積值、估計值的累積值)Σ |vb*|、E Ivb' |。然后，在S19中，判定實際值的累積值Σ |Vb*|是否小于鎖定側變化判定閾值 SRth (從估計值的累積值Σ |Vb' I減去設定值Ab得到的值)。SRth = Σ |Vb' |-AbΣ I Vb* I < SRth當實際值的累積值Σ Vb*小于鎖定側變化判定閾值SRth時，在S20中，檢測出 在電動致動器16中性能變化為鎖定側，并經由報告部168報告該情況。例如，相當于滾珠 絲杠機構77 (螺栓軸54與螺母部52之間)的摩擦大的狀態、螺栓軸54由于螺栓軸54與 螺母部52之間的嚙合等而無法移動的狀態、電動馬達50鎖定的狀態。當電動馬達50按照預定的規則而被控制時，電動致動器16的動作量應該成為某 種程度大的值。另外，即使電動馬達50未被控制，也由于運動變換機構77包括滾珠絲杠機構，因此摩擦小。是產生與伸縮速度相應的阻尼力的程度。因此，基于路面輸入的電動致動 器16的伸縮速度應該成為某種程度大的值。與此相對，當實際值的累積值Σ |Vb*|小于鎖定側閾值SRth時，可以在電動致動 器16中檢測出阻力變大了。圖9的(b)表示螺栓軸54與螺母部52之間的摩擦非常大時(接近于鎖定的狀 態)的電動致動器伸縮速度的估計值Vb'、實際值Vb*。由圖9的(b)可知，實際值Vb*遠 遠小于估計值V/。另外，如果將鎖定側變化判定閾值SRth取為小值、即、將設定值Ab取為大值，則 可以檢測出是螺栓軸54與螺母部52嚙合、摩擦非常大的狀態或者電動馬達50鎖定的狀 態。與此相對，如果將鎖定側變化判定閾值SRth取為大值、即卩、將設定值Ab取為小值，則 可以檢測出是電動致動器16的阻力比由估計模型210決定的狀態稍微大的狀態。可以考 慮這些情況來設定設定值Ab，也可以在多個階段設定設定值Ab。另外，鎖定側變化判定閾值SRth也可以取為對估計值的累積值Σ |Vb' I乘以大 于0而小于等于1的系數Y所得到的值。在S21中，獲得在S12、S14中獲得的減振器伸縮速度的實際值Vs*、估計值Vs'各 自的絕對值的累積值Σ |VS*|、E IVs' |，在S22中，判定實際值的累積值Σ |VS*|是否大于 伸縮阻力不足判定閾值SAth{估計值的累積值Σ IVs' I與設定值As之和}。
<formula>formula see original document page 22</formula>當實際值的累積值Σ |VS*|大于伸縮阻力不足側判定閾值SAth時，S22的判定變 為“是”(YES)，在S23中可以檢測出液壓式減振器18的性能變化為伸縮阻力不足的一側， 并報告該情況。由于伸縮阻力(滑動阻力)不足，因此實際的伸縮速度的絕對值大于估計 值的絕對值。例如，可以認為是阻尼力由于液體泄漏、油的劣化而不足的狀態、摩擦由于活 塞80與氣缸主體78之間的密封部的劣化而變小的狀態、壓縮螺旋彈簧84、86的彈簧力不 足的狀態等。另外，當將減振器18整體所產生的阻力稱為阻尼力時，也可以將“伸縮阻力變小 的一側的性能變化”稱為“阻尼力不足側的性能變化”。圖10表示在液壓式減振器18中伸縮阻力不足的狀態下的減振器伸縮速度的實際 值入*、估計值Vs'。由圖10可以看出，實際值Vs*大于估計值Vs'。當電動致動器16的性能變化為鎖定側時、或者減振器18的性能變化為伸縮阻力 變小的一側時，在其中任一種情況下，減振器伸縮關聯量的實際值等都大于估計值等。與此 相對，在本實施例中，在S18、S19中將電動致動器16的伸縮速度的實際值Vb*和估計值Vb' 進行比較，當判定為電動致動器16正常(性能未變化為鎖定側)時，執行S21、S22。因此， 通過S22能夠檢測出當減振器伸縮速度的實際值Vs*等大于估計值Vs'等時減振器18的 性能變化為伸縮阻力變小的一側。另外，如果將上述的設定值Δ s取為大值，將伸縮阻力不足判定閾值SAth取為大 值，則能夠在液壓式減振器18中檢測出伸縮阻力處于非常小的狀態，如果將設定值As取 為小值，將伸縮阻力不足判定閾值SAth取為小值，則能夠檢測出是伸縮阻力稍微不足的狀 態。也可以將設定值As取為0。
另外，伸縮阻力不足判定閾值SAth也可以取為對估計值的累積值Σ IVs' I乘以 1以上的系數α所得到的值。接著，在S24中，簧上簧下間距離的變化速度的實際值Vh*通過對車高傳感器154 的檢測值H*進行微分而得到。VH* = dH*/dt另外，簧上簧下間距離的變化速度的估計值Vh'作為從簧上部144的絕對速度的估計值(dx2/dt)‘減去簧下部142的絕對速度的實際值(dXl/dt)*得到的值而獲得。簧下 部142的絕對速度的實際值(dXl/dt)*通過對簧下加速度傳感器152的檢測值進行積分而 得到。Vh' = (dx2/dt) ‘ -(cbq/dt)*然后，在S25中獲得估計值Vh'與實際值Vh*之差的絕對值| Vh*_Vh' |的累積值 Σ VH，在S26中，判定是否小于特定閾值Hth。EVh=E I Vh^-Vh'Vh < Hth當小于特定閾值Hth時，在S27中判定為在液壓式減振器18中性能變化為伸縮阻 力大的一側，當累積值Σ Vh大于等于特定閾值Hth時，在S28中判定為在電動致動器16中 性能變化為自由側。無論哪種情況，均報告性能變化了的情況以及性能變化了的部位。當S22的判定為“否”(NO)時執行S24。因此，執行S24 26是減振器伸縮關聯 量的實際值等小于估計值等的情況。減振器伸縮關聯量的實際值等小于估計值等是電動致 動器16的性能變化為自由側的情況、減振器18的性能變化為阻力變大的一側的情況。另外，本電磁懸架單元4被設計成減振器18的伸縮小于電動致動器16的伸縮。因 此，當簧上簧下間距離關聯量的實際值等與估計值等之差小時，可以認為原因在于液壓式 減振器18，相反地，當實際值等與估計值等之差大時，可以認為原因在于電動致動器16。基于以上，當簧上簧下間距離關聯量的實際值等與估計值等之差小時，判定為減 振器18的阻力大，當差大時，判定為電動致動器16的性能變化為自由側。圖11的(b)表示當液壓式減振器18鎖定時、例如當基于設置在阻尼力產生機構 的活塞80、基閥組裝體116上的閥閉合固定的狀態、全部的連通路由于雜質的混入而堵塞 的狀態、活塞80由于雜質等而無法移動的狀態等減振器伸縮速度的實際值Vh*大致變為0 時(參照圖11的(a))的簧上簧下間距離的變化速度的估計值Vh'和實際值乂一。圖11的(d)表示當液壓式減振器18的伸縮阻力稍稍大于由估計模型210決定的 狀態時{圖11的(C)}的簧上簧下間距離的變化速度的估計值Vh'和實際值乂一。如圖11的(b)、(d)所示，無論哪種情況，估計值Vh'和實際值Vh*之差都小。另外，圖11的(f)表示當電動馬達50變為自由時的簧上簧下間距離的變化速度 的估計值Vh'和實際值Vh*。比較圖11的(f)與圖11的(b)、(d)可知，在圖11的(f)所 示的情況下，估計值Vh'和實際值Vh*之差大。特定閾值Hth被設定為能夠區別它們的大小，例如，可以為比圖11的(b)所示的 情況的差的累積值Σ |νΗ*-νΗ' I大出設定值的值。如上所述，在本實施例中，能夠區別確定電動致動器16的性能變化、減振器18的 性能變化。
另外，可以確定產生了性能變化的部位并報告，因此具有即使在更換的情況下也 無需將電磁懸架單元4整體更換的優點。在本實施例中，通過簧上加速度傳感器150、簧下加速度傳感器152、車高傳感器 154、轉角傳感器162、懸架E⑶156的存儲以圖6的流程圖表示的性能檢查程序的部分、 以及懸架ECU 156的執行該性能檢查程序的部分等來構成性能變化檢測裝置。通過其中 的車高傳感器154、轉角傳感器152、懸架E⑶156的存儲S12的部分、懸架E⑶156的執 行S12的部分等來構成實際減振器伸縮關聯量獲得部，通過簧下加速度傳感器152、電流計 164、存儲S13、14的部分、執行S13、14的部分等來構成減振器伸縮關聯量估計部，通過存儲 S15 18、22、23的部分、執行S15 18、22、23的部分等來構成比較型性能變化檢測部。通 過比較型性能變化檢測部中的存儲S15 17的部分、執行S15 17的部分等來構成 性能變 化有無檢測部，通過比較型性能變化檢測部中的存儲S22、23的部分、執行S22、23的部分等 來構成伸縮阻力不足檢測部。實際減振器伸縮關聯量獲得部也是實際伸縮關聯量計算部， 減振器伸縮關聯量估計部也是觀察器依據伸縮關聯量估計部。另外，通過存儲S18 20、25 28的部分、執行S18 20、25 28的部分等來構 成性能變化部確定部。通過其中的存儲S19、20的部分、執行S19、20的部分等來構成鎖定 側變化檢測單元。另一方面，在S28中，當檢測出電動致動器16的性能變化為自由側時，液壓式減振 器18的性能也有可能變化為伸縮阻力變大的一側。簧上簧下間距離的變化速度的實際值 Vh*和估計值Vh'之差大是因為也包括電動致動器16性能變化為自由側、且減振器18性能 變化為伸縮阻力變大的一側的情況。在此情況下，在執行S28之后，能夠檢測出液壓式減振 器18的性能是否變化為伸縮阻力變大的一側。例如，能夠執行以圖7的流程圖表示的性能 變化部位確定例程。在S41中，獲得高頻率的減振器18中的伸縮速度的實際值^*，并獲得實際值的累 積值Σ |vs*|，該累積值Σ |vs*|是實際值^*的絕對值在設定時間內的累積值。例如，可以 從在S12中獲得的實際值Vs*中提取出高頻分量，并從該提取出的高頻分量的實際值Vs*中 獲得實際值的累積值Σ |VS*|。然后，在S42中，判定實際值的累積值Σ |vs*|是否小于預 定的阻力增加判定閾值SVth。Σ I Vs* ι < SVth當小于阻力增加判定閾值時，判定為“是”(YES)，并判定為液壓式減振器18的性 能變化為伸縮阻力大的狀態。另外，可以在對電磁懸架單元4從加振裝置等外部裝置施加高頻率的振動的狀態 下執行S41 S43。在此情況下，能夠以期望頻率的振動來進行振動。另外，在上述實施例中，能夠使得當減振器伸縮速度的估計值Vs'的絕對值的累 積值Σ IVs' I大于等于預定的設定值(比0大的值)時，執行S41 43。這是為了防止如下 情況伸縮速度的實際值Vs*也有時不包含高頻分量，盡管如此S42的判定還為“是”(YES)， 并判定為伸縮阻力大。另外，在上述實施例中，在S18中獲得電動致動器伸縮速度的實際值Vb*、估計值 Vb'各自的絕對值的累積值，在S19中，將實際值Vb*、估計值Vb'各自的絕對值的累積值 進行比較，但是也可以在S18中求出電動致動器伸縮速度的實際值Vb*的絕對值在設定時間內的累積值Σ |Vb*|，在S19中判定是否小于作為預定的固定值的鎖定側變化判定閾值 Sbtha0Σ I Vb* I < Sbtha另外，也可以將用于執行圖6的流程圖的S19的鎖定側變化判定閾值Sbth稱為相 對鎖定側變化判定閾值，將本實施例的鎖定側變化判定閾值Sbtha稱為絕對鎖定側變化判 定閾值。另外，可以比較中間質塊移動關聯量的實際值和估計值，來獲得電磁懸架單元4 有無性能變化，所述中間質塊移動關聯量是中間質塊140的位移和絕對速度中的至少一 者。例如，基于估計模型210通過觀察器來估計中間質塊140的位移X3'、絕對速度(dx3/ dt)‘。另一方面，可以基于減振器長度、伸縮速度的實際值(H*_L· 0*)、Vs*{= (dH/ dt)*-(L d0/dt)*}以及簧下部142的位移、絕對速度的實際值Xl*、(dXl/dt)*來獲得中 間質塊140的位移、絕對速度的實際值x3*、(dx3/dt)*。x3* = (H*_L · θ *)+Xl*... (3)
(dx3/dt) * = (dH/dt) *_L · (d θ /dt) *+ (cbq/dt) * = Vs*+ (cbq/dt) *... (4)并且，當中間質塊移動關聯量的實際值等與估計值等之差的絕對值大時，能夠檢 測出電磁懸架單元4的性能變化。基于表示圖12的性能檢查程序的流程圖來說明此情況的一個例子。在本實施例 中，比較中間質塊140的絕對速度的實際值和估計值。另外，在圖12的流程圖中，以^表 示中間質塊140的絕對速度(dx3/dt)。在Sll 13中，與上述實施例的情況相同，檢測出減振器伸縮速度的實際值入*， 獲得中間質塊140的絕對速度的估計值V/ KdX3Alt)' }。在S14'中，根據(4)式計算 出中間質塊140的絕對速度的實際值Vm*{(dX3/dt)*}，在S15'中，獲得估計值V/與實際 值 Vm* 之差的絕對值的累積值Σ Iv/ -vm*| (=Σ I (dx3/dt)' -(dx3/dt)*|，在 S 16'中， 與中間部件對應判定閾值Smth進行比較，檢測有無性能變化。Σ |Vm' -Vm* I > Smth當差的絕對值的累積值Σ IVffl' _Vm*|小于等于預定的中間部件對應判定閾值 Smth時，在電磁懸架單元4中判定為性能未變化，當大于中間部件對應判定閾值Smth時，判 定為處于性能變化了的狀態。以下，如果同樣地執行S18及其以后的步驟，則能夠確定性能 變化的部位。在本實施例中，通過簧下加速度傳感器152、電流計162、懸架E⑶156的存儲S13 的部分、懸架ECU 156的執行S13的部分等來構成中間部件移動關聯量估計部，通過懸架 E⑶156的存儲S14'的部分、懸架E⑶156的執行S14'的部分等來構成中間部件移動關聯 量獲得部，通過懸架E⑶156的存儲S16'的部分、懸架E⑶156的執行S16'的部分等來 構成中間部件對應性能變化檢測部。另外，在上述實施例中，比較了減振器伸縮速度的實際值Vs*和估計值Vs'，但是 也可以比較液壓式減振器18的伸縮量或者長度(在本實施例中，是減振器殼30的與支座 98的接觸位置和傳遞部件82的底面之間的長度)的實際值Ls*和估計值Ls'。對于簧上簧下間的距離的變化速度VH，也可以同樣地比較簧上簧下間距離的實際值H*和估計值H'，對于電動致動器伸縮速度，也可以比較伸縮量或長度(在本實施例中，是傳遞部件82的底面與車身側部14之間的長度)的實際值Lb*和估計值Lb'。另外，在性能變化的判定中，當多次連續地得到了相同的檢測結果時，能夠確定檢 測結果。另外，能夠對檢測結果設置遲滯(hysteresis)。即，當檢測出性能變化時，如果滿 足了與性能變化判定條件不同的條件(閾值減小等，接近正常的條件)，則能夠判定為不是 性能變化。由此，能夠避免關于是否是性能變化的判定結果頻繁地變化(產生判定結果的 波動)。另外，也可以檢測出性能變化的程度。圖13表示該情況的一個例子。圖13的流程圖是性能檢查程序的一部分，Sll 21、24 28的執行可以與上述實施例的情況相同地執行。在本實施例中，當判定減振器伸縮速度的實際值Vs*的實際值的累積值Σ |VS*|是 否大于伸縮阻力不足判定閾值SAth { Σ IVs' +As}時，設定值As在兩階段被設定，伸縮 阻力不足判定閾值SAth也在兩階段被設定。第一伸縮阻力不足判定閾值SAthl =Σ |VS' l + Asl第二伸縮阻力不足判定閾值SAth2 =Σ |VS' | + As2Δ si > Δ s2在S22a中，判定減振器伸縮速度的實際值的累積值Σ | Vs* |是否大于第一伸縮阻 力不足判定閾值SAthl( Σ IVs' l + Asl)，在S22b中，判定是否大于第二伸縮阻力不足判 定閾值SAth2。當大于第一伸縮阻力不足判定閾值SAthl時，判定為在S23a中減振器18的 伸縮阻力的不足程度大(伸縮阻力非常小)，當小于等于第一伸縮阻力不足判定閾值SAthl 且大于第二伸縮阻力不足判定閾值SAth2時，判定為伸縮阻力不足的程度小，并報告這些 情況。這樣，如果在多個階段檢測出性能變化的程度并報告，則駕駛者能夠詳細了解電 磁懸架單元4的性能的變化狀態。另外，如果在評價電磁懸架單元4的性能變化的階段應用本發明，則能夠詳細地 獲得性能變化的狀態。在本實施例中，通過懸架ECU 156的存儲S22a、22b、23a、23b的部分、執行S22a、 22b、23a、23b的部分等來構成性能變化水平檢測部。另外，在上述實施例中，通過比較減振器伸縮速度的估計值Vs'和實際值入*，檢 測出了性能變化，但是也可以比較四輪的減振器伸縮速度的實際值Vs*來檢測出性能變化。圖14表示該情況下的性能檢查程序的一個例子。本性能檢查程序也是在車輛行 駛當中被執行。在本實施例中還比較各個輪的電動馬達50的旋轉角度(是電動動作關聯 量的一個例子，并且是電動致動器伸縮量)的實際值θ *，基于此來檢測性能變化。在S51 S59中，通過比較前后左右的各輪的減振器伸縮速度的實際值Vs*，來檢 測出液壓式減振器18的性能變化。在S51中，對于前后左右的車輪的電磁懸架單元4FL、FR、RL、RR(以下一般以i j表 示車輪位置。i = F、R，j = R、L)的每一個，按照(1)式獲得減振器18的伸縮速度的實際 值Vsi j*，在S52中，獲得各自的絕對值的累積值Σ I Vsi j* I，在S53中，獲得對于前后左右各輪2的電磁懸架單元4的每個獲得的累積值的平均值[Σ |Vsij*|]。然后，在S54中，對于前后左右的各電磁懸架單元4ij的每一個，依次判定對于檢查對象車輪伸縮速度的實際值的累積值Σ |vsij*|是否比累積值的平均值[Σ |vsij*|]大 出設定值Δν1以上。當針對檢查對象的實際值的累積值Σ |Vsij*|比平均值大出設定值Δ Vl以上時， 在S55中判定為阻尼力不足，當對于檢查對象的實際值的累積值Σ |Vsij*|未比平均值大 出設定值Δ Vl以上時，在S56中使否性能變化判定計數器Nij增加1。在S57中，針對各輪依次判定對于檢查對象車輪的值Σ |Vsij*|是否比平均值小 設定值M2以上。當對于檢查對象車輪的值比平均值小設定值M2以上時，在S58中判 定為阻尼力大，當對于檢查對象車輪的值未比平均值小設定值ΔΥ2以上時，在S59中使否 性能變化判定計數器Nij增加1。由于S54、57的兩者的判定不為“是”(YES)，因此當在液壓式減振器18i j中檢測 出性能變化時，某一者的判定變為“否”(NO)，否性能變化判定計數器Mj的計數器值變為 1。當在液壓式減振器18ij中未檢測出性能變化時，否性能變化判定計數器Mj的計數器 值變為2。在S60中，針對各輪分別檢測出電動馬達50的設定時間之間的累積旋轉角度 θ ij*，在S61中，獲得對于前后左右的電磁懸架單元4的每一個的累積旋轉角度的平均值 [θ ij*]。在S62中，對于電磁懸架單元4ij的每一個依次判定檢查對象車輪的累積旋轉角 度θ ij*是否比平均值[θ ij*]大出設定值Δ θ 1以上。當比平均值[θ ij*]大出設定 值Δ θ 1以上時，在S63中判定為是自由側的性能變化，當未比平均值[θ ij*]大出設定值 Δ θ 1以上時，在S64中使否性能變化判定計數器Nij的計數器值增加1。接著，在S65中，依次判定檢查對象輪的累積旋轉角度θ ij*是否比平均值小設定 值Δ θ 2以上。當對于檢查對象車輪的累積旋轉角度θ ij*比平均值[θ ij*]小設定值 Δ θ 2以上時，在S66中判定為是鎖定側的性能變化。當對于檢查對象車輪的累積旋轉角度 θ ij*未比平均值[θ ij*]小設定值Δ θ 2以上時，在S67中使計數器值增加1。在S68中，判定否性能變化判定計數器Nij的計數器值是否為4。當為4時，可以 認為在減振器18、電動馬達50中沒有產生性能變化(S69)。之后，在S70中將否性能變化 判定計數器的計數器值取為0。另外，設定值AVI、AV2、Δ θ 1、Δ θ 2可以是預定的固定值，也可以由平均值 [Σ Vsij*|]、[θ ij*]確定的值。通過平均值[Σ Vsij*|]和設定值Δ VI、AV2來確定 對于減振器伸縮關聯量的設定范圍，通過平均值[θ ij*]和設定值Δ θ 1、Δ θ 2來確定對 于馬達轉速的設定范圍。這樣，即使通過在前后左右的各輪2FR、FL、RR、RL中比較電磁懸架單元4FL、FR、 RL、RR的各部分的實際動作，也能夠檢測出性能變化，并能夠確定性能變化的部位。在本實施例中，通過車高傳感器154、轉角傳感器162、懸架E⑶156的存儲S51 59的部分、懸架E⑶156的執行S51 59的部分等來構成各輪比較型性能變化檢測部，通 過轉角傳感器164、懸架E⑶156的存儲S60 67的部分、懸架E⑶156的執行S60 67 的部分等來構成各輪比較型電動致動器性能變化檢測部，通過其中的存儲S60的部分、其 中的執行S60的部分、轉角傳感器164等來構成電動動作關聯量獲得部。
另外，在上述實施例中，使用了估計模型210，但是如圖15所示，也可以使用估計 模型280。估計模型280是從估計模型210除去了懸架彈簧20后得到的模型。在本實施例中，執行以圖16的流程圖表示的性能檢查程序。本性能檢查程序與在 上述實施例中執行的程序大致相同，但是不同的是S24 28的執行。在估計模型280中， 未考慮懸架彈簧20，因此與基于簧上簧下間的距離(車高)的變化速度V1^H比，優選對低 頻率的減振器伸縮速度的估計值Vs'和實際值Vs*進行比較。因此，在S81中，分別通過低通濾波器來處理減振器伸縮速度的實際值^*、估計 值Vs'，在S82中，基于處理后的值分別獲得實際值、估計值的絕對值的累積值Σ |VS*|、 Σ IVs' |。在S83中，判定實際值的累積值Σ |VS*是否比特定閾值Hsth(從估計值的累 積值Σ IVs' I中減去設定值Am后的值)小。Hsth = Σ |VS' |-AmHsth > Σ I Vs*當實際值的累積值Σ Vs*比特定閾值Hsth小時，在S84中判定為電動致動器16的性能變化為了自由側。這樣，也可以使用簡化模型，從而能夠容易地進行用于估計的運算。另外，在上述實施例中，對在簧上部144與簧下部142之間串聯地設置有減振器18 和電動致動器16的電磁懸架單元4進行了說明，但是，也可以同樣地適用于并聯地設置有 電動致動器和減振器的電磁懸架單元。圖17、18表示該情況的一個例子。在圖17所示的電磁懸架單元300中，在車輪側部12與車身側部14之間彼此并聯 地設置有懸架彈簧308、電動致動器310、液壓式減振器312。液壓式減振器312包括氣缸主體314以及可滑動地嵌入到氣缸主體314中的活塞 316，氣缸主體314與車輪側部12連結，活塞316的活塞桿318貫穿螺栓軸320的內周側， 并與車身側部14連結。在活塞316中設置有使上室和下室連通的連通路徑，連通路徑的流 道面積能夠通過電磁閥322進行調整。外筒330、內筒332可彼此滑動地嵌合到氣缸主體314與車身側部14之間。外筒 330被安裝在氣缸主體314上，并且無法在上下方向上相對移動，內筒332被安裝在車身側 部14上，并且原則上無法在上下方向上相對移動。外筒330和內筒332通過一對導槽和鍵 的配合而能夠在上下方向上相對移動且無法相對旋轉地嵌合。懸架彈簧308被設置在車身側部14與外筒330 (氣缸主體314)之間。電動致動器310包括電動馬達340以及將電動馬達340的驅動力傳遞給外筒330 的力傳遞機構342。力傳遞機構342包括螺栓軸320，無法相對旋轉地安裝在電動馬達340 的輸出軸上；螺母部件344，與螺栓軸320螺合；以及長部件346，被固定在螺母部件344上 并且被固定在外筒330上。一旦在車輪側部12與車身側部14之間施加上下方向的力，則隨之使懸架彈簧308 伸縮，使減振器312伸縮。在這樣構成的電磁懸架單元300中，通過車高傳感器154來檢測車輪側部12與車 身側部14之間的距離(簧上簧下間距離)的實際值。簧上簧下間距離也是減振器312的
伸縮量。另一方面，基于圖18的估計模型360來獲得簧上簧下間距離的估計值。在估計模型360中，通過下臂12、氣缸主體314、外筒330等來構成簧下部362，通過內筒332、車身側 部14、活塞316以及活塞桿318等來構成簧上部364。懸架彈簧308的彈簧常數為Ks，減振 器312的阻尼系數為Cs (可變)。與上述實施例的情況相同，根據簧下部362的位移、絕對 速度以及電動馬達340的輸出Fm來估計簧上部364的位移、絕對速度，由此能夠獲得減振 器312的伸縮量、伸縮速度的估計值。并且，當實際值等大于估計值等時，可以檢測出是電動馬達340的性能變化為自 由側的情況、液壓式減振器312的性能變化為伸縮阻力不足的一側的情況中的至少一者。另外，當實際值等大于估計值等時，可以檢測出是在液壓式減振器312中性能變 化為伸縮阻力變大的一側的情況、電動馬達340的性能變化為鎖定側的情況中的至少一
者ο這樣，不管電磁懸架單元的構造如何，在各種構造的電磁懸架單元中均能夠應用 本發明檢測出性能變化。在上述各實施例中，在控制電動馬達50、340時，檢測出了性能變化，但是在未控 制電動馬達50、340時，也可以檢測出性能變化。在此情況下，在電動馬達50、340中產生了 阻尼力，因此在電動馬達50、340中產生的阻尼力作為馬達輸出Fm而求出估計值。另外，在行駛時檢測出了性能變化，但是不限于此，也可以通過在停止時使車輛振 動來檢測出性能變化。例如，在設定時間的期間內，使電動致動器強制地動作、振動之后，停 止向電動馬達供應電流。如果基于之后的減振器的伸縮的狀態，則能夠獲得性能變化。另外，除了上述(發明內容)項所記載的方式以外，本發明可以通過基于本領域技 術人員的知識實施了各種變更、改良的方式來實施。
權利要求
一種電磁懸架系統，其特征在于，包括電磁懸架單元，包括對應于車輛的車輪而設置在車身側部與車輪側部之間的(a)液壓式減振器和(b)電動致動器，該電動致動器在所述車身側部與所述車輪側部之間施加上下方向力；以及性能變化檢測裝置，包括實際減振器伸縮關聯量獲得部，該實際減振器伸縮關聯量獲得部在對所述電磁懸架單元施加了上下方向的振動的狀態下獲得減振器伸縮關聯量的實際值，所述減振器伸縮關聯量包括所述減振器的上下方向的伸縮量和伸縮速度中的至少一者，所述性能變化檢測裝置基于通過該實際減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述減振器伸縮關聯量的實際值來檢測所述電磁懸架單元中的性能變化。
2.如權利要求1所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測裝置包括(a)減振器伸縮關聯量估計部，估計所述減振器伸縮關 聯量；(b)比較型性能變化檢測部，通過比較由該減振器伸縮關聯量估計部估計出的所述 減振器伸縮關聯量的估計值與由所述實際減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述減振器伸 縮關聯量的實際值來檢測所述電磁懸架單元中的性能變化。
3.如權利要求2所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變化檢測部包括性能變化有無檢測部，該性能變化有無檢測部在與所 述減振器伸縮關聯量的估計值和實際值之差的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關 的值比預定的判定閾值大時，檢測為處于所述電磁懸架單元的性能變化了的狀態。
4.如權利要求2或3所述的電磁懸架系統，其中，所述比較型性能變化檢測部包括伸縮阻力不足檢測部，該伸縮阻力不足檢測部在平均 關聯實際值比由平均關聯估計值確定的伸縮阻力不足判定閾值大時，檢測為處于所述減振 器的性能變化為伸縮阻力不足側的狀態，所述平均關聯實際值是與所述減振器伸縮關聯量 的實際值的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的值，所述平均關聯估計值與所述減 振器伸縮關聯量的估計值的絕對值在所述設定時間內的平均值相關。
5.如權利要求2至4中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測裝置包括以下單元中的至少一者，所述單元是指(χ)如果通過所 述比較型性能變化檢測部在所述電磁懸架單元中檢測出性能變化了，則在與簧上簧下間距 離關聯量的實際值與估計值之差的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯 值比預定的特定閾值大時，檢測為處于所述電動致動器的性能變化為自由側的狀態的單 元，所述簧上簧下間距離關聯量包括所述車身側部與所述車輪側部之間的距離的變化量和 變化速度中的至少一者；和(y)如果通過所述比較型性能變化檢測部在所述電磁懸架單元 中檢測出性能變化了，則在所述簧上簧下間距離關聯量的實際值與估計值之差的所述平均 關聯值小于等于所述特定閾值時，檢測為處于所述減振器的性能變化為伸縮阻力變大的一 側的狀態的單元。
6.如權利要求1至5中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述減振器和所述電動致動器經由中間部件彼此串聯連結在所述車身側部與所述車 輪側部之間，所述性能變化檢測裝置包括(a)中間部件移動關聯量估計部，在向所述電磁懸架單 元施加了上下方向的振動的狀態下，估計包括所述中間部件的上下方向的移動量和移動速度中的至少一者的中間部件移動關聯量；(b)中間部件移動關聯量獲得部，根據所述減振 器伸縮關聯量的實際值以及包括所述車輛的簧下部的上下方向的移動量和移動速度中的 至少一者的簧下部移動關聯量的實際值來獲得所述中間部件移動關聯量的實際值；以及 (C)中間部件對應性能變化檢測部，在與這些中間部件移動關聯量的實際值與估計值之差 的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯值比預定的中間部件對應判定閾 值大時，檢測為處于所述電磁懸架單元的性能變化了的狀態。
7.如權利要求2至6中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述減振器和所述電動致動器經由中間部件彼此串聯連結在所述車輪側部與所述車 身側部之間，所述減振器伸縮關聯量估計部包括(a)中間部件移動關聯量估計部，在向所述電磁 懸架單元施加了上下方向的振動的狀態下，估計包括所述中間部件的上下方向的移動量和 移動速度中的至少一者的中間部件移動關聯量；(b)中間部件依據伸縮關聯量估計部，根 據通過該中間部件移動關聯量估計部估計出的所述中間部件移動關聯量的估計值以及包 括所述車輛的簧下部的上下方向的移動量和移動速度中的至少一者的簧下部移動關聯量 的實際值來獲得所述減振器伸縮關聯量的估計值。
8.如權利要求1至7中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述減振器和所述電動致動器經由中間部件彼此串聯連結在所述車輪側部與所述車 身側部之間，所述性能變化檢測裝置包括(a)觀察器，基于針對所述電磁懸架單元創建的預定的 模型，根據所述車輛的簧下部的上下方向的移動量的實際值和移動速度的實際值以及通過 所述電動致動器施加的上下方向力的實際值，來估計包括所述車輛的簧上部的上下方向的 移動量和移動速度中的至少一者的簧上部移動關聯量以及包括所述中間部件的上下方向 的移動量和移動速度中的至少一者的中間部件移動關聯量；(b)電動動作關聯量估計值獲 得部，通過從由該觀察器估計出的所述簧上部移動關聯量的估計值減去所述中間部件移動 關聯量的估計值來獲得包括所述電動致動器的動作量和動作速度中的至少一者的電動動 作關聯量的估計值；(c)鎖定側變化檢測單元，在與所述電動致動器的電動動作關聯量的 實際值的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值比由平均關聯估計 值確定的鎖定側變化判定閾值小時，檢測為處于所述電動致動器的性能變化為鎖定側的狀 態，其中所述平均關聯估計值與通過所述電動動作關聯量估計值獲得部獲得的估計值的絕 對值在所述設定時間內的平均值相關。
9.如權利要求1至8中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述減振器和所述電動致動器彼此串聯地設置在所述車身側部與所述車輪側部之間， 所述實際減振器伸縮關聯量獲得部包括實際伸縮關聯量計算部，所述實際伸縮關聯量計算 部根據簧上簧下間距離關聯量的實際值以及電動動作關聯量的實際值來獲得所述減振器 伸縮關聯量的實際值，所述簧上簧下間距離關聯量包括所述車身側部與所述車輪側部之間 的距離的變化量和變化速度中的至少一者，所述電動動作關聯量包括所述電動致動器的動 作量和動作速度中的至少一者。
10.如權利要求1至9中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述性能變化檢測裝置包括性能變化水平檢測部，該性能變化水平檢測部階段性地檢測所述電磁懸架單元中的性能變化的程度。
11.如權利要求1至10中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電磁懸架單元與所述車輛的前后左右的各輪對應地設置，所述性能變化檢測裝置 包括各輪比較型性能變化檢測部，該各輪比較型性能變化檢測部針對所述前后左右的各輪 的電磁懸架單元的每一個，將與通過所述減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述伸縮關聯量 的實際值的絕對值在預定的設定時間內的平均值相關的平均關聯實際值彼此間進行比較， 來檢測前后左右的各輪的所述減振器的各自的性能變化，并且所述各輪比較型性能變化檢 測部包括以下單元中的至少一者，所述單元是指(a)當對于所述前后左右的各輪中的檢 查對象車輪的減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值比由前后左右的各輪的減振器伸縮關 聯量的平均關聯實際值的平均值確定的設定范圍的下限值小時，檢測為處于所述檢查對象 車輪的所述減振器的性能變化為伸縮阻力變大的一側的狀態的單元；和(b)當對于檢查對 象車輪的所述減振器伸縮關聯量的平均關聯實際值比所述設定范圍的上限值大時，檢測為 處于所述檢查對象車輪的所述減振器的性能變化為伸縮阻力變小的一側的狀態的單元。
12.如權利要求1至11中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電磁懸架單元與所述車輛的前后左右的各輪對應地設置，所述性能變化檢測裝置 包括電動動作關聯量獲得部，獲得包括所述電動致動器的動作量和動作速度中的至少一 者的電動動作關聯量的實際值；以及電動致動器性能變化檢測部，針對所述前后左右的各 輪的電磁懸架單元的每個，通過對由所述電動動作關聯量獲得部獲得的電動動作關聯量的 實際值彼此間進行比較來檢測所述前后左右的各輪的所述電動致動器的各自的性能變化。
13.如權利要求1至4、10至12中任一項所述的電磁懸架系統，其中，所述電動致動器和所述液壓式減振器彼此并聯地設置在所述車身側部與所述車輪側 部之間，所述性能變化檢測裝置包括(a)并聯型減振器伸縮關聯量估計部，至少基于通過 所述電動致動器施加的上下方向力來估計所述減振器伸縮關聯量；(b)并聯型性能變化檢 測部，對由該并聯型減振器伸縮關聯量估計部估計出的所述減振器伸縮關聯量的估計值和 由所述實際減振器伸縮關聯量獲得部獲得的所述減振器伸縮關聯量的實際值進行比較，來 檢測所述電磁懸架單元的性能變化。
全文摘要
本發明涉及檢測電磁懸架單元的性能變化。當減振器的伸縮速度的實際值Vs*與估計值Vs′之差的絕對值在設定時間內的累積值∑|Vs′-Vs*|比性能變化判定閾值Sth大時，檢測為電磁懸架單元的性能變化了(S16)。另外，當實際值Vs*的絕對值的累積值∑|Vs*|比估計值Vs′的絕對值的累積值∑|Vs′|大出設定值以上時，檢測為減振器的性能變化為阻尼力不足側(S22、23)。這樣，基于減振器的伸縮速度，則能夠檢測出電磁懸架單元的性能變化。
文檔編號B60G13/08GK101821119SQ200880108530
公開日2010年9月1日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者井上博文, 堀江昌范 申請人:豐田自動車株式會社