專利名稱：懸架裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的懸架裝置。本發明尤其涉及下述的主動懸架裝置其包括安裝在車輛的簧上部件與簧下部件之間、并通過伸縮來改變簧上部件與簧下部件之間的間隔的執行器；車輛行駛時獲取車輛的前方路面的起伏信息的起伏信息獲取裝置；以及基于由起伏信息獲取裝置獲取的起伏信息來控制執行器的執行器控制裝置。
背景技術：
已知有下述的主動懸架裝置其包括安裝在車輛的簧上部件與簧下部件之間、并通過伸縮來改變簧上部件與簧下部件之間的間隔的執行器；車輛行駛時檢測車輛的前方路面的起伏信息的預覽傳感器；以及基于由預覽傳感器檢測到的起伏信息來控制執行器的執行器控制裝置。特開平4-254211號公報公開了下述的懸架裝置，該懸架裝置在預覽傳感器檢測到車輛的前方路面的凹凸時，控制設置在前輪側的簧下部件與簧上部件之間的液壓執行器，使得在前輪通過凹凸的時間點懸架特性柔和。并且，該公報中公開的懸架裝置在后輪通過所述凹凸時基于前輪通過所述凹凸時所產生的振動的輸入信息來控制設置在后輪側的簧下部件與簧上部件之間的液壓執行器。特開平4-19214號公報公開了下述的懸架裝置，該懸架裝置在通過預覽傳感器檢測到車輛前方有障礙物時，控制連結在車輪上的簧下部件與簧上部件之間的執行器，使得當車輪通過該障礙物時車輪上浮以越過障礙物。在先技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利文獻特開平4-254211號公報；專利文獻2 :日本專利文獻特開平4-19214號公報。
發明內容
通常，基于由預覽傳感器檢測到的路面的起伏信息來控制安裝在簧上部件與簧下部件之間的執行器的現有的主動懸架裝置控制執行器，以使得車輪忠實地跟蹤由預覽傳感器檢測到的路面的起伏。根據該控制，當路面的起伏平緩時，執行器沿著該起伏緩慢伸縮，由此路面的起伏通過執行器的伸縮被吸收。由此抑制了簧上部件側(車身側)的振動。即，現有的主動懸架裝置在車輛被施加低頻的路面輸入的情況下控制執行器，以提高乘坐舒適性。但是，當車輪向形成在路面上的凸部(突起等)碰撞時，即在向車輛施加了高頻的路面輸入的情況下，由于控制延遲等，在車輪撞到該凸部時車輪以及簧下部件被上頂。由于上頂，簧下部件沿垂直方向的速度(簧下垂直速度)大幅度改變。并且，由于車輪撞到凸部 而產生的簧下部件的垂直速度被傳遞到簧上部件，由此簧上部件也被上頂，從而簧上部件沿垂直方向的速度(簧上垂直速度)大幅度改變。而且，此后執行器立刻收縮，以使車輪避開凸部。隨著執行器的收縮，在其反作用力下，簧上部件被牽引，從而簧上部件下降。由于簧上部件的下降，簧上垂直速度大幅度改變。簧上垂直速度的變化表示在垂直方向上作用于簧上部件的加速度(簧上垂直加速度)。即，在現有的主動懸架裝置中，當車輪撞到路面的凸部時(在向車輛施加高頻的路面輸入的情況下)，簧上垂直加速度變大，乘坐舒適性變差。本發明的目的在于，提供一種控制安裝在簧上部件與簧下部件之間的執行器以提高車輪撞到形成在路面上的凸部時的乘坐舒適性的懸架裝置。本發明的懸架裝置包括執行器，所述執行器安裝在車輛的簧上部件與連結在車輪上的簧下部件之間，并且所述執行器通過伸縮來改變簧上部件與簧下部件之間的間隔；起伏信息獲取裝置，所述起伏信息獲取裝置在所述車輛行駛時獲取所述車輛的前方路面的起伏信息；以及執行器控制裝置，所述執行器控制裝置基于由所述起伏信息獲取裝置獲取的起伏信息來控制所述執行器。并且，所述執行器控制裝置包括凸部碰撞控制部，所述凸部碰撞控制部在所述起伏信息獲取裝置獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時控制所述執行器。并且，所述凸部碰撞控制部在整個預定期間內控制所述執行器，使得在整個所述預定期間內簧上部件的上升速度通過所述執行器伸長而增加，并且當所述車輪撞到所述凸部時，簧上部件的上升速度通過之前的所述執行器的伸長而達到預定的上升速度，所述預定期間是從所述起伏信息獲取裝置獲取到與所述凸部相關的起伏信息時起直到所述車輪就要撞到所述凸部的期間內的期間。根據本發明的懸架裝置，當起伏信息獲取裝置獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時，在從此時起到車輪就要撞到凸部的期間內的整個預定期間內，執行器伸長，從而簧上部件的上升速度增加。因此，當車輪撞到凸部時，通過之前的執行器的伸長，簧上部件達到預定的上升速度。由此，當車輪撞上凸部從而簧下部件被上頂時，由于該上頂作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的變化將減少簧上部件以預定的上升速度上升的量。由于如此減少簧上垂直速度的變化(簧上垂直加速度)，因此提高了乘坐舒適性。所述凸部碰撞控制部優選在所述車輪撞到所述凸部之前的整個預定期間內控制執行器，使得簧上部件的上升速度在所述預定期間內逐漸增加。此外，所述預定期間可以是預先確定的期間。所述預定期間既可以是從所述起伏信息獲取裝置獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時起直到所述車輪就要撞到所述凸部的時間點的整個期間，也可以是一部分期間。所述預定期間的末期優選為所述車輪就要撞到所述凸部的時間點。所述凸部碰撞控制部優選控制所述執行器，使得當所述車輪撞到所述凸部時，相對速度的大小為通過所述預定的上升速度與由于所述車輪撞到所述凸部而產生的簧下部件的上升速度之差表示的速度，所述相對速度是簧上部件的上升速度與簧下部件的上升速度之差。而且在此情況下，所述凸部碰撞控制部可以控制所述執行器，使得當所述車輪撞到所述凸部時，所述相對速度的大小為O。如上所述，當車輪撞到凸部時，簧上部件通過之前的執行器的伸長而以預定的上升速度上升。此外，簧下部件由于車輪撞到凸部而被上頂。從而，在當車輪撞到凸部時也驅 動執行器來使簧上部件上升的情況下，由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的垂直速度被傳遞到簧上部件。因此在車輪向凸部碰撞之前之后，簧上垂直速度將大幅度改變。相對于此，根據本發明，執行器被控制，以使得當車輪撞到凸部時，簧上部件的上升速度和簧下部件的上升速度之差(相對速度)變為通過由于之前的執行器的伸長而產生的簧上部件的上升速度與由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度之差表示的速度。即，根據本發明的控制，執行器被控制，以使得當車輪撞到凸部時，由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度簧幾乎不從簧下部件側傳遞到簧上部件側。通過這樣的控制，當車輪撞到凸部時簧上部件的上升速度被維持在之前通過執行器的伸長而產生的上升速度。因此減少了車輪撞到凸部時簧上垂直速度的變化，提高了乘坐舒適性。此外，當車輪撞到凸部時，如果相對速度為0，則簧上部件與簧下部件將以相同的速度上升。因此，簧下部件的上升速度不會影響簧上部件的上升速度的變化。由此減少了車輪撞到凸部時簧上垂直速度的變化，提高了乘坐舒適性。所述執行器控制裝置優選包括簧下上升速度估計部，所述簧下上升速度估計部基于與所述凸部相關的起伏信息來估計由于所述車輪撞到所述凸部而產生的簧下部件的上 升速度。并且，所述凸部碰撞控制部優選基于由所述簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度，在整個所述預定期間內控制所述執行器，使得在整個所述預定期間內簧上部件的上升速度通過所述執行器伸長而增加，并且當所述車輪撞到所述凸部時，簧上部件的上升速度通過之前的所述執行器的伸長而達到預定的上升速度。在此情況下，所述預定的上升速度可以是被預先確定為與由所述簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度接近的速度的速度。所述預定的上升速度越接近由所述簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度越好。特別是，如果所述預定的上升速度為等于由所述簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度的速度就更好。據此，通過由凸部碰撞控制部執行的執行器的控制，當車輪撞到凸部時簧上部件正在以與通過簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度接近的速度或者相等的速度上升。因此，車輪撞到凸部時相對速度的大小為小值或O。由此，撞到凸部時的簧上垂直加速度變小，提高了乘坐舒適性。此外，所述凸部碰撞控制部優選控制所述執行器，使得從所述執行器開始伸長起直到所述車輪撞到所述凸部的期間內的簧上部件的上升速度的振動頻率為小于或等于簧上諧振頻率的頻率。據此，從執行器開始伸長起到車輪撞到所述凸部之前，簧上垂直速度以小于或等于簧上諧振頻率(例如IHz)的頻率緩慢變化。因此，從執行器開始伸長起直到車輪向凸部碰撞的期間內簧上垂直速度的變化小。由此提高了車輪撞到凸部之前的乘坐舒適性。此外，所述簧上部件的上升速度的振動頻率是指通過周期函數表示執行器在本發明的控制下開始伸長起到車輪撞到凸部之前的簧上部件的上升速度的時間變化時的該周期函數的頻率。例如，當例如可通過正弦曲線來近似簧上部件的上升速度的時間變化時，簧上部件的上升速度的振動頻率為該正弦曲線的頻率。此外，從執行器開始伸長起直到車輪向凸部碰撞的期間是簧上部件的上升速度增加的期間，該期間表示周期函數的1/4周期U /2)。從而，例如在簧上諧振頻率為IHz的情況下，如果從執行器開始伸長起到車輪向凸部碰撞的時間大于或等于O. 25秒，就滿足簧上部件的上升速度的振動頻率是大于或等于簧上諧振頻率的頻率的條件。所述凸部碰撞控制部在所述車輪撞到所述凸部之前的整個所述預定期間內控制所述執行器，以使所述執行器產生驅動力，并在所述車輪撞到所述凸部時控制所述執行器，以使所述執行器不產生驅動力，并且實質上也不產生對外部輸入的阻力。據此，通過在車輪向凸部碰撞之前的整個預定期間內執行器產生驅動力而伸長，當車輪撞到凸部時通過之前的執行器的伸長而簧上部件正以預定的上升速度上升。此外，通過當車輪撞到凸部時執行器被控制從而不產生驅動力也不產生阻力(阻尼力)，可防止由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度傳遞到簧上部件側。因此當車輪撞到凸部時，簧上部件的上升速度與簧下部件的上升速度之差、即相對速度的大小可通過所述預定的上升速度與由于所述車輪向所述凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度之差來表示。由此能夠抑制車輪撞到凸部時簧上垂直速度的變化，提高乘坐舒適性。尤其在上述預定的上升速度為與由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度相等的速度的情況下，車輪撞到凸部時的相對速度為O。因此，可進一步抑制簧上垂直速度的變化，提高乘坐舒適性。此外，所述執行器優選是通過通電而驅動的電動執行器。并且，所述凸部碰撞控制部優選通過在整個所述預定期間內向所述電動執行器通電來使所述電動執行器驅動，以使簧上部件的上升速度逐漸增加，并且在所述車輪撞到所述凸部時切斷向所述電動執行器的通電。在此情況下，所述電動執行器優選包括通過通電而旋轉驅動的電動馬達、以及將所述電動馬達的旋轉運動變換成直線運動的變換機構。并且，所述凸部碰撞控制部通過在整個所述預定期間內向所述電動馬達通電來使所述電動執行器驅動，以使簧上部件的上升速度逐漸增加，并且在所述車輪撞到所述凸部時切斷向所述電動馬達的通電。據此，在從車輪向凸部碰撞之前到就要撞到凸部的期間的整個預定期間，通過電動馬達被通電而電動馬達旋轉，變換機構進行直線移動。執行器通過變換機構直線移動而伸長，使得當車輪向凸部碰撞時簧上部件的上升速度達到預定的上升速度。此外，通過在車輪撞到凸部時切斷向電動馬達的通電，電動馬達變為自由狀態(電動馬達不產生驅動力并且也幾乎不產生相對于外部輸入的阻尼力(阻力)的狀態)。在電動馬達不產生驅動力也不產生阻尼力的情況下，由于車輛向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度幾乎不傳遞到簧上部件。由此，可抑制向凸部碰撞時簧上垂直速度的變化，提高乘坐舒適性。此外，由于車輪向凸部碰撞時簧上部件上升，因此可防止由于電動馬達變為自由狀態而簧上部件下降。在車輪撞到凸部時電動馬達變為自由狀態、并且簧上部件的上升速度為與由于車輛向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度相等的速度的情況下，當車輪撞到凸部時，相對速度變為0，結果電動馬達停止。由于電動馬達停止，簧下垂直速度不會傳遞到簧上部件。由此，在此情況下，進一步提高車輪向凸部碰撞時的乘坐舒適性。
圖I是示出懸架裝置的概要圖；圖2是懸架主體的概要圖；圖3是示出執行器的內部構造的概要截面圖；圖4A和圖4B是示出通過預覽傳感器來檢測路面的起伏信息的方法的一個例子的圖；圖5是示出懸架E⑶和驅動電路控制電動馬達的控制構成的圖；圖6是示出激光的照射角度、路面高度、預覽傳感器的安裝高度、以及預覽傳感器與車輪在行駛方向上的距離的幾何關系的圖；圖7是示出為控制執行器而由懸架E⑶執行的例程的流程圖；圖8是示出碰撞角度Θ的圖；圖9是示出根據第一實施方式的凸部碰撞控制例程的流程圖；圖10是示出距離一速度映射的圖；圖11是示出從距離一速度映射得到的距離La與目標簧上上升速度Vu*的關系的曲線圖；圖12是一并不出當懸架E⑶執行了根據第一實施方式的凸部碰撞控制時的、從控制開始時起直到車輪向凸部A碰撞的車輛行為、簧下垂直速度Vd的變化、簧上垂直速度Vu的變化、行程速度Vs的變化、簧上垂直位移Xu的變化、行程位移Xs的變化、簧上垂直加速 度Gu的變化的曲線圖；圖13是示出根據第二實施方式的凸部碰撞控制例程的流程圖；圖14是示出第一映射和第二映射的圖；圖15是一并示出當懸架E⑶執行了根據第二實施方式的凸部碰撞控制時的、從控制開始時起直到車輪向凸部A碰撞的車輛行為、簧下垂直速度Vd的變化、簧上垂直速度Vu的變化、行程速度Vs的變化、簧上垂直位移Xu的變化、行程位移Xs的變化、簧上垂直加速度Gu的變化的曲線圖。
具體實施例方式以下，對本發明的各個實施方式進行說明。圖I是示出根據本發明第一實施方式的懸架裝置的概要圖。該懸架裝置包括四組的懸架主體10FR、10FL、10RR、IORL ;以及控制各個懸架主體10FR、10FL, 10RR、IORL的工作的懸架ECU 50。四組的懸架主體10FR、IOFL, 10RR、IORL分別安裝于連結在各車輪(右前輪WFR、左前輪WFL、右后輪WRR、左后輪WRL)上的簧下部件與簧上部件之間。以下，對于四組的懸架主體10FR、10FL、10RR、10RL以及車輪WFR、WFL、WRR、WRL，簡單統稱為懸架主體10以及車輪W。圖2是懸架主體10的概要圖。如圖2所示，懸架主體10包括并列布置的螺旋彈簧20以及電動執行器30。螺旋彈簧20被設置在與車輪W連結的下臂LA(簧下部件)與車身B(簧上部件)之間，其吸收從路面受到的沖擊以提高乘坐舒適性，并且彈性支承車身B。將螺旋彈簧20的上部側、即車身B側的部件稱為“簧上部件”，將螺旋彈簧20的下部側、SP車輪W側的部件稱為“簧下部件”。圖3是示出電動執行器30的內部構造的概要截面圖。如圖3所示，電動執行器30具有電動馬達31以及將電動馬達31的旋轉運動變換成直線運動的滾珠絲杠機構35。電動馬達31包括馬達殼311、中空的旋轉軸312、永磁鐵313以及磁極體314。馬達殼311被形成為圓筒形狀，并構成電動馬達31的外壁。旋轉軸312被設置在馬達殼311內，通過軸承331可旋轉地被支撐在馬達殼311上。永磁鐵313固定在旋轉軸312的外周面上。旋轉軸312和永磁鐵313構成電動馬達31的轉子。磁極體314(在鐵心上纏繞線圈而得)已與永磁鐵313相對的方式被固定在馬達殼311的內周面上。馬達殼311和磁極體314構成電動馬達31的定子。
滾珠絲杠機構35包括滾軸絲桿36、以及與形成在滾軸絲桿36上的外螺紋部分37螺合的滾軸螺母38。滾軸絲桿36的旋轉通過旋轉阻止機構40被限制，但其軸向移動被允許。此外，滾軸螺母38在其上端面與旋轉軸312的下端連結，并且通過軸承332以可與旋轉軸312 —體旋轉的狀態被支撐在馬達殼311上。從而，當旋轉軸312旋轉時，其旋轉驅動力被傳遞給滾軸螺母38。滾軸螺母38的旋轉運動被變換成滾軸絲桿36的直線運動。此外，如圖2所示，在電動馬達31的馬達殼311連結有安裝支架41。與車身B連結的由彈性材料構成的上支承件42安裝在安裝支架41的頂面上。電動執行器30經由上支承件42彈性連結在簧上部件側上。電動執行器30通過滾軸絲桿36沿軸向的直線運動而伸縮。通過電動執行器30伸縮來改變簧上部件與簧下部件的間隔。此外，電動執行器30的伸縮通過沒有圖示的限制器被限制。從而，電動執行器30在通過限制器被限制的范圍內伸縮。、螺旋彈簧20被安裝在環形的保持器43和連結在簧上部件(車身B)上的安裝支架41之間，保持器43設置在與簧上部件(下臂LA)連結的滾軸絲桿36的外周面上。如圖I所示，多個簧上垂直加速度傳感器61、多個簧下垂直加速度傳感器62、多個行程傳感器63、車速傳感器64、預覽傳感器65R和65L安裝在車輛上。各個簧上垂直加速度傳感器61被安裝在簧上部件的安裝了各個懸架主體10的位置附近，并在其位置檢測在垂直方向上作用于簧上部件的加速度(簧上垂直加速度)Gu。各個簧下垂直加速度傳感器62被安裝在與各個懸架主體10連結的各個簧下部件上，并在其位置上檢測在垂直方向上作用于各個簧下部件的加速度(簧下加速度)Gd。各個行程傳感器63被安裝在各個懸架主體10的附近，檢測各個電動執行器30的伸縮量(行程量)Xs。車速傳感器64檢測車輛的車速V。預覽傳感器65R檢測(獲取)車輛行駛時與右輪行駛的前方路面的起伏相關的信息，并將檢測到的起伏信息輸出給懸架ECU 50。預覽傳感器65L檢測(獲取)車輛行駛時與左輪行駛的前方路面的起伏相關的信息，并將檢測到的起伏信息輸出給懸架ECU 50。在以后的說明中，在不區分預覽傳感器65R、65L的情況下，將它們統稱為預覽傳感器65。圖4A和圖4B是示出通過預覽傳感器65來檢測路面的起伏信息的方法的一個例子的圖。如該圖所示，預覽傳感器65具有射出激光的射出部651、接收從射出部651射出的激光的反射光的受光部652、以及基于向受光部652入射的激光來計算路面的起伏信息的計算部653。圖4A示出了從預覽傳感器65的射出部651射出的激光照射路面R的地點Pl的狀態。照射到地點Pl的激光的反射光被受光部652接收。向受光部652入射的反射光的入射角度通過ct I來表示。圖4B示出了從預覽傳感器65的射出部651射出的激光照射形成在路面R上的高度為H的凸部A的頂部(地點P2)的狀態。照射到地點P2的激光的反射光被受光部652接收。向受光部652入射的反射光的入射角度通過α 2來表示。通過比較圖4Α和圖4Β可知，向受光部652入射的反射光的入射角度的大小根據激光的照射地點的高度而不同。計算部653在輸入向受光部652入射的反射光的入射角度的同時，基于輸入的入射角度來計算激光的照射地點的高度。在圖4Α、圖4Β中，車輛的行駛方向通過χ軸來表示，車寬方向通過y軸來表示，高度方向通過Z軸來表示。預覽傳感器65通過向y方向掃描激光，或者通過向路面照射在y方向上擴展的線形光，能夠計算車輪通過的路面的起伏信息。由于通過預覽傳感器檢測路面的起伏信息的方法是公知的，因此也可以利用其它方法通過預覽傳感器檢測路面的起伏信息。如圖I所示，簧上垂直加速度傳感器61、簧下垂直加速度傳感器62、行程傳感器63、車速傳感器64、預覽傳感器65與懸架E⑶50電連接,通過各傳感器檢測的信號被輸入到懸架E⑶50中。此外，懸架E⑶50與為各個懸架主體10設置的驅動電路70電連接。懸架ECU 50經由各個驅動電路70控制各個懸架主體10的各個電動執行器30的各個電動馬達31。各個驅動電路70與車載電池等蓄電裝置110電連接。圖5是示出由懸架E⑶50和驅動電路70控制電動馬達31的控制構成的圖。驅動電路70構成三相逆變器電路，并具有與電動馬達31 (在本實施方式中使用三相無刷馬達)的三相電磁繞組CL1、CL2、CL3分別對應的開關元件SW11、Sff 12, Sff2K SW22、Sff3K SW32。這些開關元件基于來自懸架ECU 50的控制信號被進行占空比控制(PWM控制)。由此控制 電動馬達31的通電。懸架E⑶50由具有CPU、ROM、RAM、存儲器等的微型計算機構成。懸架E⑶50在車輛行駛當中，逐次輸入由預覽傳感器65檢測到的行駛路面的起伏信息，并且基于輸入的起伏信息來控制電動執行器30。懸架ECU 50所輸入的起伏信息包含激光的照射地點的高度(路面高度)H、以及從照射地點至要通過該照射地點的車輪的距離L。路面高度H如上所述，由計算部653基于在來自預覽傳感器65的激光的照射地點反射的反射光向受光部652入射的角度(入射角度)來計算。距離L例如如圖6所示，基于激光的照射角度Φ (已知)、路面高度H、預覽傳感器65的安裝高度D (已知)、預覽傳感器65與車輪W在行駛方向上的距離X(已知)通過幾何計算來求出。距離L也由計算部653計算。此外，當逐次輸入的路面高度H發生了變化時，尤其當上次獲取的路面高度Hl與這次獲取的路面高度H2之差(H2-H1)大于預先設定的微小值時，懸架E⑶50判斷為預覽傳感器65檢測(獲取)到了有關路面上形成的凸部的起伏信息。當預覽傳感器65檢測到了有關路面上形成的凸部的信息時，懸架ECU 50執行圖7所示的控制例程，由此來控制被設置在與將來通過該凸部的車輪連結的簧下部件與簧上部件之間的電動執行器30。圖7是示出當預覽傳感器65檢測到了有關路面上形成的凸部的信息時為控制電動執行器30而由懸架E⑶50執行的例程的流程圖。該例程針對各個懸架主體10的電動執行器30的每一個被獨立執行。具體地，懸架E⑶50在判斷為預覽傳感器65R檢測到了有關路面上形成的凸部的起伏信息時，為了控制懸架主體IOFR和IORR的電動執行器30而執行圖7的例程。此外，懸架ECU 50在判斷為預覽傳感器65L檢測到了有關路面上形成的凸部的起伏信息時，為了控制懸架主體IOFL和IORL的電動執行器30而執行圖7的例程。在該例程啟動后，懸架E⑶50通過圖7的步驟(以下，將步驟簡記為S) 10獲取控制電動執行器30所需的有關凸部的起伏信息。該起伏信息包含路面高度H和距離L。接著，懸架E⑶50通過S12，從車速傳感器62輸入當前車速V。接著，通過距離L除以車速V，計算到達預測時間f (S14)。到達預測時間T*表示在維持當前車速V的情況下車輪到達至由懸架E⑶50判斷為凸部的地點的時間。
接著，懸架E⑶50判斷到達預測時間T*是否大于或等于必要時間TO (S16)。必要時間TO作為直到電動執行器30在本控制下的驅動結束所需要的時間而被預先設定。在本實施方式中，在車輛的簧上部件的諧振頻率為f的情況下，必要時間TO優選為l/(4f)。例如，在車輛的簧上諧振頻率f為IHz的情況下，必要時間TO被設定為O. 25秒。當到達預測時間T*小于必要時間TO時(S16 :否)，懸架E⑶50結束該例程。當到達預測時間T*大于或等于必要時間TO時(S16 :是)，懸架E⑶50進入S18，計算碰撞角度Θ。圖8是示出碰撞角度Θ的圖。 如該圖所示，在路面R上形成有高度為H的凸部A的情況下，當車輪W向該凸部A碰撞時，車輪W接觸凸部A以及路面R的兩點。這里，在用O點表示車輪W的中心、用P點表示車輪W與凸部A的接觸點、并用Q點表示車輪W與路面R的接觸點的情況下，線段OP和線段OQ所成的角Z POQ為碰撞角度Θ。在圖8中，線段OP和線段OQ等于車輪(輪胎)W的動載荷半徑(車輪W正在旋轉時的車輪W的半徑)r。動載荷半徑r是已知的。此外，碰撞角度θ的余弦通過下式來表
/Jn οCos Θ = (r~H) /r從而，碰撞角度Θ通過下式來表示。Θ = Cos-1 ((r~H) /r)懸架E⑶50基于上式來計算碰撞角度Θ。懸架E⑶50在計算出碰撞角度Θ之后，通過S20，計算估計簧下上升速度Vdp。估計簧下上升速度Vdp是通過車輪向凸部碰撞而產生的簧下垂直速度的估計值。在本說明書中，“上升速度”表示“垂直速度”中朝向上方向的速度。如圖8所示，在車輪W與凸部A接觸的情況下，車輪W將與凸部A的接觸點、即P點為中心旋轉，從而向凸部A碰撞。此時，車輪W的中心O以車速V的速度向與線段OP垂直的方向移動。圖中的向量OS表示車輪向凸部A碰撞時車輪W的中心O的速度向量。當將該速度向量OS分解為朝向車輛的行進方向(水平方向)的速度分量與朝向上方的速度分量時，朝向上方的速度分量的大小通過Vsin Θ來表不。從而,車輪向凸部A碰撞時車輪的上升速度通過Vsin Θ來表示。此外，車輪的上升速度被傳遞到與該車輪連結的簧下部件。由此，通過車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的上升速度(簧下上升速度)通過Vsine來表示。懸架E⑶50通過在車速V上乘以Sin Θ來計算估計簧下上升速度Vdp。接著，懸架E⑶50通過S22，判斷估計簧下上升速度Vdp是否大于下限速度Vdmin。下限速度Vdmin作為用于判斷車輪向凸部碰撞時是否有必要控制電動執行器30的閾值速度而被預先設定。當估計簧下上升速度Vdp小于或等于下限速度Vdmin時(S22 否)，懸架E⑶50判斷為車輪向凸部碰撞時沒有必要控制電動執行器30。此時，懸架E⑶50結束該例程。此外，當估計簧下上升速度Vdp大于下限速度Vdmin時(S22 :是)，懸架E⑶50通過S24判斷估計簧下上升速度Vdp是否小于上限速度Vdmax。上限速度Vdmax被預先設定為用于判斷在后述的凸部碰撞控制下車輪碰撞到凸部時能否減少簧上垂直加速度的閾值速度。當估計簧下上升速度Vdp大于或等于上限速度Vdmax時(S24 :否)，懸架ECU 50判斷為車輪碰撞到凸部時幾乎不能減少簧上垂直加速度。此時，懸架E⑶50進入S28，向駕駛員通知表示如果在保持原狀態下行駛則由于車輪與凸部接觸而車身(簧上部件)將被大幅度上頂的警告。駕駛員通過接受該警告通知而停止車輛，從而能夠避免車身被大幅度上頂。懸架E⑶50之后結束該例程。另一方面，當估計簧下上升速度Vdp小于上限速度Vdmax時(S24 :是)，懸架E⑶50進入S26,通過執行凸部碰撞控制來控制電動執行器30。圖9是示出凸部碰撞控制例程的流程圖。在該例程啟動后，懸架E⑶50首先通過圖中的S30，每隔預定的采樣時間AT從車速傳感器62獲取當前車速V。接著，通過在獲取的車速V上乘以采樣時間AT來計算在采樣時間AT的期間車輛前進的距離AL(S32)。采樣時間Λ T是遠短于到達預測時間Τ*的時間。接著，懸架E⑶50在S34中通過在距離Lb上加以距離Λ L來計算從凸部碰撞控制開始時起車輛所行駛的距離La。這里，距離Lb是在上次執行該例程時通過S34算出的距離La。其中，當初次執行該例程時，距離Lb被設定為O。接著，通過S36，判斷距離La是否 小于距離L。當距離La小于距離L時(S36 :是)，車輪尚未碰撞到凸部上。即，當距離La小于距離L時，車輛正在從預覽傳感器65檢測到有關凸部的起伏信息開始到車輪撞到凸部之前的地點上行駛。在此情況下，懸架E⑶50進入S38，獲取與當前距離La對應的目標簧上上升速度Vu'目標簧上上升速度Vu*是下述的簧上上升速度的目標值，該目標值在從預覽傳感器65檢測到有關凸部的起伏信息開始到車輪就要向凸部碰撞的期間設定，以使當車輪碰撞到凸部時簧上部件正以與估計簧下上升速度Vdp相等的上升速度上升。該目標簧上上升速度Vu*被設定為隨著距離La變長(即，隨著車輪接近凸部)而其與估計簧下上升速度Vdp之差逐漸變小。在本實施方式中，目標簧上上升速度Vu*從表示距離La與目標簧上上升速度Vu*的關系的映射(距離一速度映射)獲取。圖10示出了距離一速度映射的一個例子。在該圖所示的例子中，距離La通過距離L來表示，目標簧上上升速度Vu*通過估計簧下上升速度Vdp來表示。從圖10可知，隨著距離La變長(即，隨著車輪接近凸部)目標簧上上升速度Vu*逐漸增加，但目標簧上上升速度Vu*不超過估計簧下上升速度Vdp。估計簧下上升速度Vdp為固定值，因此隨著距離La變長而目標簧上上升速度Vu*增加是指隨著距離La變長而目標簧上上升速度Vu*與估計簧下上升速度Vdp之差變小的意思。圖11是示出從圖10的距離一速度映射得到的距離La與目標簧上上升速度Vu*的關系的曲線圖。如圖11所示，當距離La小時，目標簧上上升速度Vu*相對于距離La的增加的增加率大，當距離La大時，目標簧上上升速度Vu*相對于距離La的增加的增加率小。距離La與目標簧上上升速度Vu*的關系例如能夠用正弦曲線(其中，O π/2的區間)來表
/Jn ο懸架E⑶50在通過S30參考距離一速度映射獲取目標簧上上升速度Vu*后，通過S40來計算為使實際簧上垂直速度Vu與目標簧上上升速度Vu*—致所需的電動馬達31的旋轉角速度(目標旋轉角速度ω*)。這里，電動馬達31的旋轉角速度表示電動執行器30的伸縮速度(行程速度)Vs。通過電動執行器30伸縮，簧上部件與簧下部件之間的垂直間隔發生改變，因此行程速度Vs表示簧上垂直速度(簧上上升速度)與簧下垂直速度(簧下上升速度)之差，即相對速度。由此，懸架E⑶50通過S40，基于目標簧上上升速度Vu*與實際簧下垂直速度Vd之差(Vf-Vd)、以及實際簧上垂直速度Vu與實際簧下垂直速度Vd (Vu-Vd)之差，來計算為使實際簧上垂直速度Vu與目標簧上上升速度Vu*—致所需的行程速度(目標行程速度)Vs%并基于算出的目標行程速度Vs*來計算目標旋轉角速度ω'實際簧上垂直速度Vu通過對由簧上垂直加速度傳感器61檢測出的簧上垂直加速度Gu進行時間積分而求出，實際簧下垂直速度Vd通過對由簧下垂直加速度傳感器62檢測出的簧下垂直加速度Gd進行時間積分而求出。在通過S40算出目標旋轉角速度ω*后，懸架E⑶50向對應的驅動電路70輸出控制信號，以使電動馬達31的旋轉角速度ω與目標旋轉角速度ω*相一致(S42)。基于該控制信號來控制電動馬達31的旋轉驅動。當在這樣的控制下電動馬達31旋轉時，該旋轉運動通過滾珠絲杠機構35被變換成直線運動，從而滾軸絲桿36進行軸向移動。通過滾軸絲桿36的軸向移動，電動執行器30伸長，使得簧上垂直速度與目標簧上上升速度Vu*達到一致。接著，懸架E⑶50通過將距離La代入到距離Lb來更新距離Lb (S44)。之后，返回到S30，重復上述的控制。
通過懸架E⑶50執行上述的控制，在距離La小于距離L的期間內，即在從預覽傳 感器65獲取到有關凸部的起伏信息開始到車輪就要向凸部碰撞的期間內，電動執行器30產生驅動力來伸長，以使簧上垂直速度與目標簧上上升速度Vu*—致。目標簧上上升速度Vu*如上述那樣隨著車輪接近凸部而在不超過估計簧下上升速度Vdp的范圍內逐漸增加。由此，通過在從預覽傳感器65獲取到有關凸部的起伏信息開始到車輪就要向凸部碰撞的時間點的期間內所執行的電動執行器30的上述控制，電動執行器30產生驅動力來伸長，由此簧上部件的上升速度逐漸增加。并且，當車輪向凸部碰撞時，簧上部件已以與估計簧下上升速度Vdp相等的上升速度上升。此外，當在S36中判斷出距離La不小于距離L時(S36 :否)，即當判斷出距離La等于距離L、車輪撞到凸部時，懸架E⑶50進入S46，向驅動電路70輸出通電切斷信號。通過驅動電路70接受通電切斷信號，例如所有的開關元件(SW11、SW21、SW31、SW12、SW22、SW32)變為關斷(OFF)狀態。由此，切斷向電動馬達31的通電。當切斷了向電動馬達31的通電時，電動馬達31不產生旋轉驅動力。此外,相對于來自外部的輸入的阻尼力(阻力)實際上也不產生。在本說明書中，將這樣的狀態稱為自由狀態。之后，懸架E⑶50結束該例程。圖12是一并示出當懸架E⑶50執行了上述凸部碰撞控制時的、從控制開始時(預覽傳感器65檢測到有關凸部的起伏信息時)起直到車輪(圖中為前輪)向凸部A碰撞的車輛行為、簧下垂直速度Vd的變化、簧上垂直速度Vu的變化、行程速度Vs的變化、簧上部件沿垂直方向的位移(簧上垂直位移)Xu的變化、行程位移Xs的變化、簧上垂直加速度Gu的變化的曲線圖。曲線圖的橫軸表示從控制開始時(La = O)起直到車輪碰撞到凸部A時(La = L)的距離。簧下垂直速度Vd通過對由簧下垂直加速度傳感器62檢測出的簧下垂直加速度Gd進行時間積分來求出。從控制開始時(La = O)起直到車輪碰撞到凸部A之前，簧下垂直速度Vd為O。當車輪碰撞到凸部A上時(La = L)，通過該碰撞，簧下垂直速度從O急劇變到估計簧下上升速度Vdp。簧上垂直速度(簧上上升速度)Vu通過對由簧上垂直加速度傳感器61檢測出的簧上垂直加速度Gu進行時間積分來求出。如圖所示，在從控制開始時(La = O)起直到車輪碰撞到凸部A之前的整個期間，隨著車輪接近凸部A (隨著La變大)，簧上垂直速度Vu增力口，使得其與估計簧下上升速度Vdp之差逐漸變小。車輪就要撞到凸部A的時間點處的簧上垂直速度Vu幾乎等于估計簧下上升速度Vdp。在車輪就要撞到凸部A之前，通過電動執行器30產生驅動力并伸長而增加簧上部件的上升速度，因此當車輪撞到凸部A上時，簧上部件的上升速度已經達到與估計簧下上升速度Vdp相等的速度。從而，在由于車輪向凸部A碰撞而簧下部件被上頂的情況下，由于該上頂作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的變化將減少簧上部件上升的量。尤其根據本實施方式，當車輪撞到凸部A上時，簧上部件正以與由于車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的上升速度相等的上升速度上升。由此，當車輪撞到凸部A上時，簧上部件和簧下部件以相同的速度上升。因此，簧上部件的上升速度不受簧下部件的上升速度的影響。由此，簧上垂直速度基本不變。
此外，當車輪撞到凸部A上時，由于電動馬達31處于自由狀態，因此電動馬達31(電動執行器30)既不產生驅動力也不產生阻尼力。從而，由于車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的垂直速度不會傳遞到簧上部件。因此當車輪撞到凸部A上時，簧上部件也能夠維持車輪就要撞到凸部時的上升速度。如此，由于在車輪撞到凸部A之前和之后簧上垂直速度基本不變，因此如圖所示，車輪撞到凸部A的時間點處的簧上垂直加速度Gu小。簧上垂直加速度Gu小表示向凸部A碰撞時給駕駛員帶來的沖擊小。即，在執行在本實施方式中說明的控制的情況下，可提高向凸部A碰撞時的乘坐舒適性。行程速度Ns通過對由行程傳感器63檢測出的行程位移Xs進行時間微分來求出。行程速度Vs表示簧上垂直速度Vu與簧下垂直速度Vd之差(Vu-Vp)。從控制開始時(La=O)直到車輪就要碰撞到凸部A之前，行程速度Vs等于簧上垂直速度Vu。此外，當車輪撞到凸部A上時，由于電動馬達31處于自由狀態，因此如上所述由于車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的上升速度不會傳遞到簧上部件。由此，車輪撞到凸部A上時的行程速度Vs通過在車輪就要撞到凸部A之前的期間由于電動執行器30伸長而產生的簧上部件的上升速度與由于車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的上升速度的差來表示。由于兩個速度相等，因此行程速度Vs為O。由于行程速度Ns為0，因此當車輪向凸部A碰撞時，電動馬達31停止旋轉。S卩，根據本控制，控制電動馬達31，使得通過車輪就要撞到凸部之前的時間點處的電動執行器30的伸長，在車輪撞到凸部時簧上垂直速度Vu達到估計簧下上升速度Vdp，并且在車輪撞到凸部時將電動馬達31設置為自由狀態，從而行程速度Vs變為O。通過這樣的控制，當車輪撞到凸部時，簧上部件和簧下部件以相同的速度上升。并且，車輪撞到凸部之前和之后的簧上垂直速度的變化最小(例如為O)。其結果是，車輪向凸部碰撞時的簧上垂直加速度Gu變小，可提高乘坐舒適性。簧上垂直位移Xu通過對簧上垂直速度Vu進行時間積分來求出。簧上垂直位移Xu在剛開始控制后呈二次曲線增加。此外，簧上垂直位移Xu在車輪向凸部A碰撞的位置附近直線增加。在從控制開始時直到車輪就要向凸部A碰撞的期間，行程位移Xs與簧上垂直位移Xu同樣地變化。此外，當車輪向凸部A碰撞時，由于電動馬達31的旋轉角速度為O，因此行程位移Xs為固定不變。此外，本實施方式的凸部碰撞控制可在圖7的S16中到達預測時間T*大于或等于必要時間TO時執行。必要時間TO如上所述為l/(4f) (f為簧上諧振頻率)。這里，如圖12所示，在用正弦曲線表示簧上部件的上升速度(簧上垂直速度Vu)的變化的情況下，從控制開始時直到車輪撞到凸部的時間(到達預測時間)相當于簧上垂直速度的振動周期的1/4的區間。到達預測時間T*(簧上垂直速度的振動周期)大于或等于l/(4f)表示在例如用正弦曲線這樣的周期函數表示簧上部件的上升速度(簧上垂直速度)的時間變化的情況下該周期函數的頻率小于或等于簧上諧振頻率。當例如假定簧上諧振頻率f為1Hz，則從控制開始時直到車輛撞到凸部的時間(到達預測時間T*)大于或等于O. 25(1/(4f))時，S16的判斷結果為是，從而執行凸部碰撞控制。S卩，在本實施方式中，控制電動執行器30，使得從電動執行器30開始伸長起直到 車輪向所述凸部碰撞的期間內的簧上部件的上升速度的振動頻率為小于或等于簧上諧振頻率的頻率。從而，從控制開始直到車輪就要碰撞到凸部的期間內的簧上部件的上升速度緩慢變化，以使其振動頻率小于或等于簧上諧振頻率。如此，從車輪向凸部碰撞之前到撞到凸部位置，簧上部件緩慢上升，因此提高了其間的乘坐舒適性。在上述第一實施方式中，由于在從控制開始到車輛向凸部碰撞的期間簧上垂直速度Vu持續增加，因此行程位移Xs也隨之持續增加。此外，由于通過限制器限制了電動執行器30的伸縮范圍，因此當行程位移Xs持續增加時電動執行器30的伸長有可能被限制器限制。如果在凸部碰撞控制被執行當中電動執行器30的伸長被限制器限制，則將無法達到通過凸部碰撞控制提高乘坐舒適性的效果。從而，在凸部碰撞控制期間，優選控制電動執行器30以使電動執行器30的伸長不被限制器限制。圖13是示出根據本發明第二實施方式的凸部碰撞控制例程的流程圖。該凸部碰撞控制例程在圖7的S26中執行。根據該凸部碰撞控制例程，控制電動執行器30，以使電動執行器30的伸長不被限制器限制。除了為獲取目標簧上上升速度Vu*而參考的映射根據估計簧下上升速度Vdp是否大于基準速度Vl而不同之外，該例程與圖9所示的例程基本相同。在該例程啟動后，懸架ECU 50首先每隔預定的采樣時間AT獲取當前車速V(S50)。接著，通過在獲取的車速V上乘以采樣時間Λ T來計算距離AL(S52)。接著，通過在距離Λ L上加以距離Lb來計算距離La (S54)。接著，懸架E⑶50判斷距離La是否小于距離L(S56)。當距離La小于距離L時(S56 :是)，通過S57，判斷估計簧下上升速度Vdp是否大于基準速度VI。當估計簧下上升速度Vdp大時，為使簧上部件上升速度上升到與估計簧下上升速度Vdp相等的速度所需的行程位移Xs變得過大，從而電動執行器30的伸長被限制器限制的可能性高。另一方面，當估計簧下上升速度Vdp小時，行程位移Xs不怎么變大，電動執行器30的伸長被限制器限制的可能性低。基準速度Vl作為電動執行器30的伸長是否被限制器限制的閾值的速度而被預先設定。當估計簧下上升速度Vdp大于基準速度Vl時(S57 :是)，懸架E⑶50在S58中參考第一映射，獲取與當前距離La對應的目標簧上上升速度Vu'另一方面，當估計簧下上升速度Vdp小于或等于基準速度Vl時(S57 :否)，懸架E⑶50在S59中參考第二映射，獲取與當前距離La對應的目標簧上上升速度Vu'圖14示出了第一映射和第二映射。第二映射所示的距離La與目標簧上上升速度Vu*的對應關系與圖10的距離一速度映射中示出的距離La與目標簧上上升速度Vu*的對應關系相同。第一映射所示的距離La與目標簧上上升速度Vu*的對應關系不同于圖10所示的距離一速度映射中示出的距離La與目標簧上上升速度Vu*的對應關系。根據第一映射，當距離La小時(在圖中距離La為O O. 3L時)，目標簧上上升速度Vu*為負值，當距離La大時(在圖中距離La為O. 4 O. 9L時)，目標簧上上升速度Vu*為正值。另一方面，根據第二映射，不管距離La小還是大，目標簧上上升速度Vu*均為正值。另外，估計簧下上升速度Vdp為正值。此外，朝向上方的目標簧上上升速度用正的速度表示，朝向下方的目標簧上上升速度用負的速度表示。當參考第一映射時，目標簧上上升速度被設定，使得在凸部碰撞控制的初期(距離La小時)，簧上部件下降，并隨著時間的經過，簧上部件上升。另一方面，當參考第二映射時，目標簧上上升速度被設定，使得在從凸部碰撞控制開始起到車輪就要撞到凸部的期間簧上部件始終上升。在通過S58或S59獲取目標簧上上升速度Vu*之后，懸架E⑶50基于獲取的目標簧上上升速度Vu*來計算電動馬達31的目標旋轉角速度o^(S60)。接著，向電動馬達31的驅動電路70輸出控制信號，以使電動馬達31以目標旋轉角速度ω*旋轉(S62)。由此來控制電動馬達31的旋轉驅動，從而電動執行器30伸縮，使得簧上垂直速度與目標簧上上升速度Vu*相一致。接著，通過將距離La代入到距離Lb來更新距離Lb (S64)。之后，返回到S50，重復上述的控制。此外，當在S56中判斷為距離La不小于距離L時(S56 :否)，即當判斷出距離La等于距離L、車輪撞到凸部時，懸架E⑶50進入S66，向驅動電路70輸出通電切斷信號。通過驅動電路70接受通電切斷信號，例如所有的開關元件變為關斷(OFF)狀態。由此，切斷向電動馬達31的通電，電動馬達31變成自由狀態。之后，懸架ECU 50結束該例程。通過這樣的控制，當估計簧下上升速度Vdp大于基準速度Vl時，控制電動執行器30，使得在凸部碰撞控制的初期簧上部件先下降后再上升。并且，控制電動執行器30，使得簧上部件的上升速度在車輪就要撞到凸部時達到接近(或等于)估計簧下上升速度Vdp的速度。圖15是一并示出在估計簧下上升速度Vdp大于基準速度Vl的情況下懸架E⑶50執行了圖13所示的凸部碰撞控制時的、從控制開始時起直到車輪(圖中為前輪)向凸部A碰撞的車輛行為、簧下垂直速度Vd的變化、簧上垂直速度Vu的變化、行程速度Vs的變化、簧上垂直位移Xu的變化、行程位移Xs的變化、簧上垂直加速度Gu的變化的曲線圖。曲線圖的橫軸表示從控制開始時(La = O)起直到車輪碰撞到凸部A時(La = L)的距離。如圖所示，從控制開始時(La = O)起直到前輪碰撞到凸部A之前，簧下垂直速度Vd為O。當前輪碰撞到凸部A上時(La = L),簧下垂直速度Vd從O急劇變到估計簧下上升速度Vdp0簧上垂直速度Vu在控制開始初期(距離La小時)為負值，之后變為正值。并且，、當車輪撞到凸部A上時，簧上垂直速度Vu幾乎與估計簧下上升速度Vdp相等。行程速度Vs與簧上垂直速度Vu—樣，在控制開始初期為負值。之后變為正值。由此，電動執行器30在控制開始初期收縮，之后伸長。此外，在車輪就要撞到凸部A時，行程速度Vs為與估計簧下上升速度Vdp幾乎相等的大小。當車輪撞到凸部A上時(La = L),由于電動馬達31處于自由狀態，因此由于車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的上升速度不會傳遞到簧上部件。由此，車輪撞到凸部A上時的行程速度Vs通過在車輪撞到凸部A之前的期間由于電動執行器30伸長而產生的簧上部件的上升速度與由于車輪向凸部A碰撞而產生的簧下部件的上升速度的差來表示。由于兩個速度相等，因此行程速度Vs為O。由于行程速度Vs為O，因此當車輪向凸部A碰撞時，電動馬達31停止旋轉。簧上垂直位移Xu在控制開始初期為負值。即，在控制開始初期，簧上部件下降。之后，呈二次曲線增加，并在前輪就要撞到凸部時直線增加。此外，行程位移Xs在電動執行器30從基準長度(行程位移Xs為O時的長度)收縮時用負值表示，在伸長時用正值表示。如圖所示，行程位移Xs在控制開始初期為負值。之 后，呈二次曲線增加(伸長)，并在前輪就要撞到凸部時直線增加。此外，當車輪撞到凸部A上時，行程速度Vs變為0，因此行程位移Xs固定不變。從圖可知，在本實施方式中，由于在車輪撞到凸部A之前和之后簧上垂直速度基本不變，因此車輪撞到凸部A的時間點處的簧上垂直加速度Gu小。從而，在執行在本實施方式中說明的控制的情況下，可提高向凸部A碰撞時的乘坐舒適性。此外，在剛開始凸部碰撞控制時，電動執行器30先收縮之后慢慢伸長。因此，車輪向凸部碰撞時電動執行器30的最終的行程位移Xs減小電動執行器30最初收縮的量。其結果是，車輪向凸部碰撞的時間點處的行程位移Xs被抑制以小于最大行程位移Xmax，該最大行程位移Xmax是電動執行器30的伸長被限制器限制的閾值的行程位移。因此，防止了電動執行器30的伸長被限制器限制。以上對本發明的實施方式進行了說明。第一以及第二實施方式所示的懸架裝置包括電動執行器30，該電動執行器30安裝在車輛的簧上部件與連結在車輪上的簧下部件之間，并通過伸縮來改變簧上部件與簧下部件之間的間隔；預覽傳感器65，當車輛正在行駛時，該預覽傳感器65獲取車輛的前方路面的起伏信息；以及懸架ECU 50，該懸架ECU 50基于由預覽傳感器65獲取的起伏信息來控制電動執行器30。此外,懸架ECU 50包括凸部碰撞控制部(S26)，當預覽傳感器65獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時，該凸部碰撞控制部(S26)控制電動執行器30。并且，凸部碰撞控制部(S26)在整個預定期間控制電動執行器30，使得在整個預定期間內簧上部件的上升速度通過電動執行器30伸長而增力口、并且當車輪撞到凸部時，簧上部件的上升速度通過之前的電動執行器30的伸長而達到估計簧下上升速度Vdp，預定期間是從預覽傳感器65獲取到與凸部相關的起伏信息時起直到車輪就要撞到凸部的期間內的期間。根據第一以及第二實施方式，當預覽傳感器65獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時，在從此時到車輪就要撞到凸部的期間的整個預定期間，電動執行器30伸長，從而簧上部件的上升速度增加。因此，當車輪撞到凸部時，簧上部件通過之前的電動執行器30的伸長而達到估計簧下上升速度Vdp。由此，當車輪撞到凸部從而簧下部件被上頂時，由于該上頂作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的變化將減少簧上部件以估計簧下上升速度Vdp上升的量。因此提高了乘坐舒適性。凸部碰撞控制部(S26)控制電動執行器30，使得當車輪撞到凸部時，相對速度的大小為由通過之前的電動執行器30的伸長而得到的簧上部件的上升速度與由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度之差表示的速度，該相對速度是簧上部件的上升速度與簧下部件的上升速度之差。通過這樣的控制，當車輪撞到凸部時簧上部件的上升速度被維持在之前通過電動執行器30的伸長而產生的上升速度。因此減少了車輪撞到凸部時簧上垂直速度的變化，提高了乘坐舒適性。此外，凸部碰撞控制部(S26)控制執行器，使得當車輪撞到凸部時，相對速度的大小為O。因此，簧下部件的上升速度不會影響簧上部件的上升速度的變化。由此減少了車輪撞到凸部時簧上垂直速度的變化，提高了乘坐舒適性。懸架E⑶50包括簧下上升速度估計部(S18、S20)，該簧下上升速度估計部(S18、S20)基于與凸部相關的起伏信息來估計由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度。并且，凸部碰撞控制部(S26)基于由簧下上升速度估計部(S18、S20)估計的估計簧下上升速度Vdp來在車輪向凸部碰撞之前的整個所述預定期間內控制電動執行器30，使得在車輪向凸部碰撞之前的整個預定期間內簧上部件的上升速度通過電動執行器30伸長而增力口，并且當車輪撞到所述凸部時，簧上部件的上升速度通過之前的電動執行器30的伸長而達到估計簧下上升速度Vdp。通過這樣的控制，車輪撞到凸部時行程速度Vs的大小變為O。由此，撞到凸部時的簧上垂直加速度變小，提高了乘坐舒適性。此外，當從電動執行器30開始伸長起直到車輪向凸部碰撞的期間內的簧上部件的上升速度(簧上垂直速度Vu)的振動頻率小于或等于簧上諧振頻率時，凸部碰撞控制部(S26)執行凸部碰撞控制。因此，從電動執行器30開始伸長起到車輪撞到所述凸部之前，簧上垂直速度以小于或等于簧上諧振頻率(例如IHz)的頻率緩慢變化。由此提高了車輪撞到凸部之前的乘坐舒適性。此外，凸部碰撞控制部(S26)在車輪向凸部碰撞之前的整個預定期間內控制電動執行器30，以使電動執行器30產生驅動力，并在車輪撞到凸部時控制電動執行器30，以使電動執行器30不產生驅動力，并且實質上也不產生對于外部輸入的阻力。S卩，凸部碰撞控制部(S26)在車輪向凸部碰撞之前主動控制電動執行器30，當車輪撞到凸部時控制電動執行器30，以使電動執行器30不產生力。據此，當車輪撞到凸部時，電動執行器30不產生驅動力也不產生阻力(阻尼力)，因此可防止由于車輪向凸部碰撞而產生的簧下部件的上升速度傳遞到簧上部件側。因此能夠抑制在車輪撞到凸部時簧上垂直速度的變化，提高乘坐舒適性。此外，電動執行器30包括通過通電而旋轉驅動的電動馬達31、以及將電動馬達31 的旋轉運動變換成直線運動的滾珠絲杠機構35。并且，凸部碰撞控制部(S26)通過在車輪向凸部碰撞之前的整個預定期間內向電動馬達31通電來使電動執行器30驅動，以使簧上部件的上升速度逐漸增加(S42、S62)，并且在車輪撞到凸部時切斷向電動馬達31的通電(S46、S66)。由此，在從車輪向凸部碰撞之前到就要撞到凸部的期間的整個預定期間，通過電動馬達31被通電而電動執行器30伸長，使得當車輪向凸部碰撞時簧上部件的上升速度達到估計簧下上升速度Vdp。此外，通過在車輪撞到凸部時切斷向電動馬達31的通電，電動馬達31變為自由狀態。當電動馬達31處于自由狀態時，幾乎不產生阻尼力，因此由于車輛向凸部碰撞而產生的簧下垂直速度幾乎不會傳遞到簧上部件。由此，可抑制向凸部碰撞時簧上垂直速度的變化，提高乘坐舒適性。以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明不應被限定于上述實施方式。例如，在上述實施方式中示出了下述例子控制電動執行器30，使得車輪撞到凸部時簧上部件的上升速度通過在車輪撞到凸部之前的電動執行器30的伸長而達到與估計簧下上升速度Vdp相等的速度，但在車輪撞到凸部時只要簧上部件具有上升速度，就能夠獲得本發明的效果。此外，在上述實施方式中示出了當車輪撞到凸部時通過切斷向電動馬達31的通電來使得電動馬達31變為自由狀態的例子，但也可以對電動馬達31進行通電控制，以使電動馬達31不產生驅動力、并且阻尼力變小(例如，使得電動馬達31起發電機作用，并且發 電電流變小)。此外，在上述第二實施方式中示出了下述例子為了防止電動執行器30的伸長被限制器限制，控制電動執行器30，使得在凸部碰撞控制開始的初期簧上部件下降。但也可以延后控制開始定時。而且，在上述第二實施方式中示出了下述例子當估計簧下上升速度Vdp大于基準速度Vl時，控制電動執行器30，使得在凸部碰撞控制開始的初期簧上部件下降。但也可以從預覽傳感器65檢測到有關凸部的起伏信息起到車輪撞到凸部的時間長的情況下(例如，低速行駛時)，控制電動執行器30，使得在凸部碰撞控制開始的初期簧上部件下降。如此，本發明可在不脫離其宗旨的范圍內進行變形。
權利要求
1.一種懸架裝置，是車輛的懸架裝置，并包括執行器，所述執行器安裝在車輛的簧上部件與連結在車輪上的簧下部件之間，并且所述執行器通過伸縮來改變簧上部件與簧下部件之間的間隔；起伏信息獲取裝置，所述起伏信息獲取裝置在所述車輛行駛時獲取所述車輛的前方路面的起伏信息；以及執行器控制裝置，所述執行器控制裝置基于由所述起伏信息獲取裝置獲取的起伏信息來控制所述執行器； 其中，所述執行器控制裝置包括凸部碰撞控制部，所述凸部碰撞控制部在所述起伏信息獲取裝置獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時控制所述執行器， 所述凸部碰撞控制部在整個預定期間內控制所述執行器，使得在整個所述預定期間內簧上部件的上升速度通過所述執行器伸長而增加，并且當所述車輪撞到所述凸部時，簧上部件的上升速度通過之前的所述執行器的伸長而達到預定的上升速度，所述預定期間是從所述起伏信息獲取裝置獲取到與所述凸部相關的起伏信息時起直到所述車輪就要撞到所述凸部的期間內的期間。
2.如權利要求I所述的懸架裝置，其中， 所述凸部碰撞控制部控制所述執行器，使得當所述車輪撞到所述凸部時，相対速度的大小為通過所述預定的上升速度與由于所述車輪撞到所述凸部而產生的簧下部件的上升速度之差表示的速度，所述相對速度是簧上部件的上升速度與簧下部件的上升速度之差。
3.如權利要求I或2所述的懸架裝置，其中， 所述執行器控制裝置包括簧下上升速度估計部，所述簧下上升速度估計部基干與所述凸部相關的起伏信息來估計由于所述車輪撞到所述凸部而產生的簧下部件的上升速度， 所述凸部碰撞控制部基于由所述簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度，在整個所述預定期間內控制所述執行器，使得在整個所述預定期間內簧上部件的上升速度通過所述執行器伸長而增加，并且當所述車輪撞到所述凸部吋，簧上部件的上升速度通過之前的所述執行器的伸長而達到預定的上升速度。
4.如權利要求3所述的懸架裝置，其中， 所述預定的上升速度是與由所述簧下上升速度估計部估計的簧下部件的上升速度相等的速度。
5.如權利要求I至4中任一項所述的懸架裝置，其中， 所述凸部碰撞控制部控制所述執行器，使得從所述執行器開始伸長起直到所述車輪撞到所述凸部的期間內的簧上部件的上升速度的振動頻率為小于或等于簧上諧振頻率的頻率。
6.如權利要求I至5中任一項所述的懸架裝置，其中， 所述凸部碰撞控制部在所述車輪撞到所述凸部之前的整個所述預定期間內控制所述執行器，以使所述執行器產生驅動力，并在所述車輪撞到所述凸部時控制所述執行器，以使所述執行器不產生驅動力，并且實質上也不產生對外部輸入的阻力。
7.如權利要求I至6中任一項所述的懸架裝置，其中， 所述執行器是通過通電而驅動的電動執行器， 所述凸部碰撞控制部通過在整個所述預定期間內向所述電動執行器通電來使所述電動執行器驅動，以使簧上部件的上升速度逐漸增加，并且在所述車輪撞到所述凸部時切斷向所述電動執行器的通電。
8.如權利要求7所述的懸架裝置，其中， 所述電動執行器包括通過通電而旋轉驅動的電動馬達、以及將所述電動馬達的旋轉運動變換成直線運動的變換機構， 所述凸部碰撞控制部通過在整個所述預定期間內向所述電動馬達通電來使所述電動執行器驅動，以使簧上部件的上升速度逐漸增加，并且在所述車輪撞到所述凸部時切斷向所述電動馬達的通電。
全文摘要
當預覽傳感器65獲取到與路面上形成的凸部相關的起伏信息時，在從此時到車輪就要撞到凸部的期間的整個預定期間，電動執行器30伸長，從而簧上部件的上升速度增加。因此，當車輪撞到凸部時，簧上部件通過之前的電動執行器30的伸長而達到估計簧下上升速度Vdp。由此，當車輪撞到凸部從而簧下部件被上頂時，由于該上頂作用到簧上部件而造成的簧上垂直速度的變化將減少簧上部件以估計簧下上升速度Vdp上升的量。因此提高了乘坐舒適性。
文檔編號B60G17/02GK102666155SQ201080008690
公開日2012年9月12日 申請日期2010年9月10日 優先權日2010年9月10日
發明者上村一整 申請人:豐田自動車株式會社