CN101101036A - 用于减震器的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于减震器的控制装置和方法，该阻尼力控制装置(1)用于介于车辆(A)的簧上构件(Bn)和簧下构件(Wn)之间的减震器(Dn)，其包括阻尼力改变机构(3)，该阻尼力改变机构(3)改变由所述减震器(Dn)产生的阻尼力。装置(1)包括控制部(2)，该控制部(2)计算阻尼力目标值(Fsn)和减震器(Dn)现在产生的阻尼力(Fn)之间的偏差(εn)(S205)，以及根据偏差(εn)反馈控制阻尼力改变机构(3)，使得由减震器(Dn)产生的阻尼力与阻尼力目标值(Fsn)一致(S206-S209)。

Description

用于减震器的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种具有非线性阻尼特性的车用减震器的控制。

背景技术

日本专利局1994年公布的JPH06-247117A公开了将天棚控制(Sky Hook control)应用于车用减震器的阻尼力控制。

当簧上构件的簧上构件速度V和减震器的行程速度Vs的乘积的符号为正时，根据该现有技术的控制装置通过关系式C＝Cs·V/Vs计算减震器的阻尼系数C。反之，当符号为负时，控制装置通过关系式C＝Cs·V计算减震器的阻尼系数C。在此，Cs表示天棚阻尼系数。

在天棚控制中，当簧上构件速度V的符号与减震器的行程速度Vs的符号相同时，通过簧上构件速度V乘以天棚阻尼系数Cs来计算天棚控制力。另一方面，当符号不同时，应当进行控制以使天棚控制力变为零。

现有技术装置调节减震器的阻尼系数C的值，使得当簧上构件速度V和减震器的行程速度Vs的符号相同时所需的天棚控制力Cs·V变成等于作为减震器的行程速度Vs和阻尼系数C的乘积而获得的减震器的阻尼力的值Vs·C。

发明内容

然而，当根据现有技术调节阻尼系数C时，不可能按照意图控制减震器的阻尼力。

参考图9，当产生的阻尼力相对于减震器的行程速度的特性(以下称为减震器的阻尼特性)保持线性特征时，通过调节阻尼系数C来最佳地控制减震器的阻尼力。

参考图10，在通过调节阻尼阀的开阀压力(crackingpressure)来控制阻尼力的减震器中，或者在使用电粘性流体或磁粘性流体来平行移动阻尼特性的减震器中，阻尼特性可能具有非线性特征。在具有这种阻尼特性的减震器中，难以通过简单地改变由上述方法获得的阻尼系数C来控制阻尼力。换句话说，当表示阻尼特性的线为线性的并且经过行程速度轴和阻尼力轴相交的原点时，可通过简单地改变阻尼系数C来使减震器产生优选的阻尼力，但是在具有如图10所示的非线性阻尼特性的减震器中，由于阻尼特性线的倾斜度沿其路线发生改变，不可能通过简单地改变阻尼系数C而使减震器产生优选的阻尼力。

此外，如果由减震器产生的阻尼力完全与减震器的行程速度成比例地变化，则依赖于阻尼系数C的调整来控制阻尼力将是有效的，但是难以在减震器中实现这种阻尼特性，因此，在实际的阻尼力和通过天棚控制计算得到的阻尼力之间可能产生偏差，这可能对车辆行驶的舒适性产生不利影响。

更进一步，现有技术将天棚控制力Cs·V除以行程速度Vs来计算阻尼系数C。当行程速度Vs取零附近的值时，阻尼系数C取得非常大的值，计算误差不可避免地增大。

在行程速度Vs大约为零的运行区域，难以精确地控制阻尼力，  因此由于称为振荡(hunting)的现象，可能不会产生稳定的阻尼力。

因此，本发明的目的在于使具有非线性阻尼特性的减震器的阻尼力控制最优化。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于介于车辆的簧上构件和簧下构件之间的减震器的阻尼力控制装置。该阻尼力控制装置包括：阻尼力改变机构，其改变由减震器产生的阻尼力；和控制部，其用于计算阻尼力目标值和减震器现在产生的阻尼力之间的偏差，以及根据该偏差反馈控制阻尼力改变机构，从而使得由减震器产生的阻尼力与阻尼力目标值一致。

本发明还提供一种用于减震器的阻尼力控制方法，该减震器设有如上所述的阻尼力改变机构。该方法包括：计算阻尼力目标值和减震器现在产生的阻尼力之间的偏差；以及根据该偏差反馈控制阻尼力改变机构，从而使得由减震器产生的阻尼力与阻尼力目标值一致。

本发明的详细内容以及其它特征和优点将在说明书的其余部分阐述并且在附图中示出。

附图说明

图1是根据本发明的减震器用控制装置的示意图。

图2是表示根据本发明的簧上构件加速度传感器的位置的车辆的示意性立体图。

图3是示出减震器的阻尼特性的图。

图4是安装在减震器中的阻尼力改变机构的纵向剖视图。

图5是减震器的示意性纵向剖视图。

图6是可以应用本发明的另一减震器的示意性纵向剖视图。

图7是根据本发明的控制装置的控制部的方框图。

图8是说明由控制部执行的阻尼力控制程序的流程图。

图9是示出根据一现有技术例子的减震器的阻尼特性的图。

图10是示出根据另一现有技术例子的减震器的阻尼特性的图。

具体实施方式

参考附图中的图1，车辆A包括分别由车身经由四个悬簧S1-S4和四个减震器D1-D4支撑的四个车轮。从力学的角度来看，车轮对应于悬簧S1-S4的簧下构件W1-W4。而且，车辆对应于悬簧S1-S4的簧上构件B1-B4。簧上构件B1-B4的重量总和等于车辆的重量。

减震器D1-D4的控制装置1包括：控制部2，其安装在车身中的任意位置；三个簧上构件加速度传感器G1-G3，其检测车身各部分沿垂直方向的加速度；负载传感器L1-L4，其分别检测由减震器D1-D4产生的阻尼力；以及阻尼力改变机构3，其分别改变由减震器D1-D4产生的阻尼力。

与悬簧S1并联地将减震器D1置于簧上构件B1和簧下构件W1之间。与悬簧S2并联地将减震器D2置于簧上构件B2和簧下构件W2之间。与悬簧S3并联地将减震器D3置于簧上构件B3和簧下构件W3之间。与悬簧S4并联地将减震器D4置于簧上构件B4和簧下构件W4之间。

参考图2，簧上构件加速度传感器G1-G3是检测车身10沿垂直方向的加速度的传感器，被布置在车身10中不在车辆的前后方向或横向上成一条直线的三个任意位置。

簧上构件加速度传感器G1-G3将对应于检测到的加速度α1-α3的电压信号输出到减震器D1-D4的控制装置1的控制部2。基于这些电压信号，控制部2计算簧上构件B1-B4中的每一个沿垂直方向的加速度α1-α3。在以下的说明中，用正值表示向上的加速度。同样地，用正值表示簧下构件的向上的加速度和由减震器D1-D4产生的向上的阻尼力。

通过以下等式(1)说明簧上构件Bn的加速度Xn。

Xn＝βn1·α1+βn2·α2+βn3·α3    (1)

其中，n是从用于标识四个簧上构件的1至4的数字中选择的标记。例如，当等式(1)中的n＝1时，计算簧上构件B1的加速度X1，以及βn1、βn2、βn3是根据簧上构件加速度传感器G1-G3的位置、车身10的重心位置、车身10的重心和簧上构件B1-B4中的每一个之间的距离、车辆A的轴距(wheelbase)以及车辆A的胎面等确定的常数。

等式(1)表示：假设车身10是刚体，则可以通过获得车身10的三个部分的垂直加速度α1-α3来明确地确定簧上构件B1-B4的加速度X1-X4，车身10的该三个部分是任意确定的，但是不能在车辆的前后方向或横向上成一条直线。

再次参考图1，负载传感器L1-L4被布置在对应的减震器D1-D4和簧上构件B1-B4之间，或者被布置在对应的减震器D1-D4和簧下构件W1-W4之间。负载传感器L1-L4检测由减震器D1-D4产生的阻尼力F1-F4，并且向控制部2输出对应的电压信号。

改变由减震器D1-D4产生的阻尼力的阻尼力改变机构3中的每一个包括改变减震器D1-D4设有的阻尼阀的开阀压力(cracking pressure)的机构。开阀压力对应于打开阀的最小压力。

参考图3，当改变开阀压力时，减震器D1-D4的阻尼特性在最小阻尼特性Low和最大阻尼特性High之间的区域内沿图中的纵坐标进行平行移动。阻尼力改变机构3在该范围内改变当减震器Dn伸张和收缩时由减震器Dn产生的阻尼力。

减震器D1-D4被构造成具有相同的结构。

参考图4，减震器D1-D4中的每一个包括缸体(cylinder)100、在缸体100内滑动的中空筒状活塞101、以及经由阻尼力改变机构3被固定到活塞101并且从缸体100轴向向外突出的中空活塞杆12。

缸体100的内部被活塞101分为杆侧室R1和活塞侧室R2。杆侧室R1和活塞侧室R2经由贯通活塞101和阻尼力改变机构3形成的主通路104彼此连通。在活塞101的内部安装面向主通路104的安全阀105。与安全阀105串联地将阻尼力改变机构3布置在主通路104中。

参考图5，在缸体100中封装例如液压油等流体。通过设置在活塞101下方的自由活塞120在缸体100中形成气室121。气室121填充有高压气体以在减震器D1-D4伸缩时通过使自由活塞120在缸体100中垂直移动来补偿缸体100中的容积变化，该容积变化由侵入到缸体100中和从缸体100突出的活塞杆12引起。减震器D1-D4被构造为所谓的单筒型(single-shell type)。然而，减震器D1-D4也可以构造为双筒型(double-shell type)。

再次参考图4，阻尼力改变机构3包括上端固定到活塞杆12且下端固定到活塞101的筒状壳102。阻尼力改变机构3还包括固定在壳102的内部的套筒106、在套筒106中滑动的滑阀(spool)108、和被夹持在滑阀108和活塞101之间的阀座构件107。活塞101螺纹连接到壳102的下端中。阀座构件107包括环形阀座107a，该环形阀座107a具有与滑阀108的下端接触的双圆形座部。

在滑阀108的背侧，即图4中滑阀108的上方，将弹簧109和螺线管110封装在壳102中，其中，弹簧109将滑阀108推向阀座构件107，螺线管110响应激励电流对滑阀108施加向上的推力以减小弹簧109的推力。

在壳102中形成面向滑阀108背面的伸张引导室(pilotchamber)111。在壳102中，在形成在滑阀108的外周上的台阶和套筒106的内周之间还形成收缩引导室112。

经由形成在壳102中的伸张引导通路113将杆侧室R1中的压力引导到伸张引导室111。经由贯通滑阀108形成的收缩引导通路114将活塞侧室R2中的压力引导到收缩引导室112。

收缩引导室112和伸张引导室111经由形成在滑阀108背侧上的通孔108a和收缩引导通路114彼此连通。围绕通孔108a形成环形阀座108b，具有底部并受到弹簧109的推力的筒状第一子阀115从上方落座在环形阀座108b上，以关闭通孔108a，同时对滑阀108施加朝向阀座构件107的推力。

在第一子阀115的底部形成通孔115a。通孔115a由从上方受到弹簧109的推力的筒状第二子阀116封闭。

第二子阀116与衔铁(armature)119接合。螺线管110取决于激励电流对衔铁119施加向上的力，以减小弹簧109作用于第二子阀116的弹簧力。结果，第一子阀115的开阀压力和第二子阀116的开阀压力减小。同时，开闭主通路104的滑阀108与环形阀座107a之间的开阀压力减少。

参考图3，当螺线管110取决于激励电流减小弹簧109作用于第二子阀116的弹簧力时，由减震器D1-D4产生的阻尼力在最小阻尼特性Low至最大阻尼特性High之间的范围内沿增大方向变化。在此，最大阻尼特性High对应于没有供给螺线管110激励电流的情况，最小阻尼特性Low对应于供给螺线管110最大激励电流的情况。随着激励电流减小，阻尼力特性在其倾斜度保持不变的同时沿着纵坐标进行平行移动。用以下方式进行该平行移动：当图的第一象限中示出的特性向上移动时，第三象限中示出的特性同时向下移动，反之亦然。

再次参考图4，阻尼力改变机构3的各部分的尺寸如下设定。

具体地，假定：

φ1＝第二子阀116的上部小直径部分的直径；

φ2＝通孔115a的阀座的直径；

φ3＝通孔108a的阀座的直径；

φ4＝套筒106的内径；

φc＝环形阀座107a的内径；

φr＝环形阀座107a的外径；和

φ5＝滑阀108的外径；

设定阻尼力改变机构3的各部分的尺寸以满足以下关系式：

φ4²-φ2²＞φ5²-φr²和

φ5²-φ4²＞φc²-φ3²。

当减震器D1-D4伸张时即当活塞101在图4中向上移动时，假定第二子阀116的开阀压力为Pc2，以及假定杆侧室R1中的压力为Pa。

在关系式Pc2·(φ4²-φ2²)＞Pa·(φ5²-φr²)保持的状态下，滑阀108不从环形阀座107a提升，并且主通路104关闭。当关系式Pc2·(φ4²-φ2²)＜Pa·(φ5²-φr²)保持时，滑阀108从环形阀座107a提升，从而主通路104打开。开阀压力Pc2是导致第二子阀116从第一子阀115的通孔115a提升而使伸张引导室111与收缩引导通路114连通的压力。可通过增大由螺线管110产生的向上推力而减小弹簧109的弹簧力来调节该开阀压力Pc2。通过这样调节由螺线管110产生的向上推力，在减震器D1-D4的伸张行程中，滑阀108打开主通路104的开阀压力也变化。

当减震器D1-D4收缩时即当活塞101在图4中向下移动时，假定第一子阀115的开阀压力为Pc1，以及假定活塞侧室R2中的压力为Pb。

在关系式Pc1·(φ5²-φ4²)＞Pb·(φc²-φ3²)保持的状态下，滑阀108不从环形阀座107a提升，并且主通路104关闭。当关系式Pc1·(φ5²-φ4²)＜Pb·(φc²-φ3²)保持时，滑阀108从环形阀座107a提升，从而主通路104打开。开阀压力Pc1是导致第一子阀115从滑阀108的通孔108a提升而使伸张引导室111与收缩引导通路114连通的压力。可通过增大由螺线管110产生的向上推力而减小弹簧109的弹簧力来调节该开阀压力Pc1。通过这样调节由螺线管110产生的向上推力，在减震器D1-D4的收缩行程中，滑阀108打开主通路104的开阀压力也变化。

在减震器D1-D4的伸张行程和收缩行程二者中，可通过使用单个螺线管110来改变滑阀108打开主通路104的开阀压力。由此阻尼力改变机构3在图3所示的范围内改变减震器D1-D4的阻尼特性。

如上所述，随着螺线管110的激励电流的增大，开阀压力Pc1和Pc2减小。换句话说，当螺线管110的激励电流供给被意外切断时，减震器D1-D4产生最大阻尼力，这确保了车辆悬架***的故障安全运行(fail-safe operation)。

减震器D1-D4的构造是一个例子，本发明不限于该类减震器。例如，阻尼阀可由形成在流体通路中的阀座和座落在阀座上的提升阀构成。阻尼力改变机构可由螺线管和弹簧构成，其中，螺线管沿从阀座提升的方向对阀施加推力，弹簧沿相反的方向推阀。在该情况下，螺线管的推力调节作用于阀的弹簧力，从而使得阀离开阀座的开阀压力可以改变。

如上所述，阻尼力改变机构3改变安装在减震器D1-D4中的阻尼阀的开阀压力。

参考图6，将说明不同构造的阻尼力改变机构。

在采用电粘性流体或磁粘性流体作为工作流体的减震器中，在电粘性流体中产生电场或者在磁粘性流体中产生磁场以改变流体粘度的装置201可作为阻尼力改变机构安装在连接杆侧室R3和活塞侧室R4的通路200中。通路200形成在活塞202和缸体203之间的间隙中，但是通路200的位置不限于此构造。在采用电粘性流体的减震器中，装置201包括设置在活塞202外周上的电极和用于向电极供给激励电流的激励电流供给机构。在采用磁粘性流体的减震器中，装置201包括设置在活塞202中的线圈和用于向线圈供给激励电流的激励电流供给机构。在上述任何一种情况下，都可以实现图3所示的可变阻尼特性。

接着，将说明控制部2。控制部2处理从簧上构件加速度传感器G1-G3和负载传感器L1-L4输出的信号，并且计算将由减震器D1-D4产生的阻尼力目标值Fsn。阻尼力目标值Fsn对应于前述的天棚控制力。控制部2以电流或电压信号的形式向螺线管110输出命令，以在每个减震器D1-D4中实现阻尼力目标值Fsn。控制部2由簧上构件B1-B4的簧上构件速度V1-V4分别应用天棚控制方法以获得减震器D1-D4的阻尼力目标值Fs1-Fs4。然后，控制部2计算这些阻尼力目标值Fs1-Fs4与减震器D1-D4所产生的实际阻尼力F1-F4之间的偏差ε1-ε4。最后，控制部2基于偏差ε1-ε4调节供给到每一个减震器D1-D4中的螺线管110的电流值。

参考图7，控制部2包括簧上构件加速度计算部21、积分器22、乘法器23、加法器24、补偿器25、加法器26、限制器27、以及信号处理部28。

簧上构件加速度计算部21由分别通过簧上构件加速度传感器G1、G2、G3检测到的加速度α1、α2、α3计算簧上构件加速度Xn。积分器22计算簧上构件加速度Xn的积分，获得各簧上构件Bn沿垂直方向的簧上构件速度Vn。乘法器23通过将簧上构件速度Vn乘以天棚阻尼系数Cs来计算阻尼力目标值Fsn。加法器24通过从阻尼力目标值Fsn中减去由负载传感器Ln检测到的各减震器Dn的阻尼力Fn来计算偏差εn。补偿器25分别用比例增益、积分增益以及微分增益乘偏差εn、偏差εn的积分值以及偏差εn的微分值，并且通过合计这些结果来计算修正电流命令值ICn。加法器26计算前次控制处理时算出的电流命令值In^*和当前算出的修正电流命令值ICn之差In。限制器27由差In计算当前的电流命令值In^**，同时用预定的上限限制电流命令值In^**的绝对值，以防止过大的电流流过螺线管110。处理部28对已由限制器27输出的当前的电流命令值In^**进行绝对值处理，并且将处理后的值输出到螺线管110的驱动电路。应该注意的是：上述指示标记中的n是从数字1到4中选择的用于分别标识四个簧上构件的标志。

现在将详细说明控制部2的各部的动作。当从簧上构件加速度传感器G1、G2、G3输入加速度α1、α2、α3的值时，簧上构件加速度计算部21进行上述计算以获得簧上构件加速度Xn。然后，积分器22由簧上构件加速度Xn计算每个簧上构件Bn沿垂直方向的簧上构件速度Vn。

将从积分器22输出的簧上构件速度Vn输入到乘法器23中。乘法器23将簧上构件速度Vn乘以天棚阻尼系数Cs以计算阻尼力目标值Fsn。

加法器24从阻尼力目标值Fsn中减去减震器Dn现在产生的阻尼力Fn以计算偏差εn，并且向补偿器25输出该偏差εn。

补偿器25使用下列等式(2)计算修正电流命令值ICn。

$\mathrm{ICn}=\mathrm{Kp}\·\mathrm{\ϵn}+\mathrm{Ki}\·\∫\mathrm{\ϵn}\·\mathrm{dt}+\mathrm{Kd}\·\frac{\mathrm{d\ϵn}}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

其中，Kp是比例增益，

Ki是积分增益，以及

Kd是微分增益。

修正电流命令值ICn是偏差εn与比例增益Kp的乘积、偏差εn的积分值与积分增益Ki的乘积、以及偏差εn的微分值与微分增益Kd的乘积的总和。考虑到控制的响应和稳定性而预先确定比例增益Kp、积分增益Ki以及微分增益Kd。

将修正电流命令值ICn与前次控制处理时算出的电流命令值In^*一起输入到加法器26中。加法器26计算修正电流命令值ICn和前次的电流命令值In^*之差In。限制器27通过参照限定电流命令值In^**和差In之间关系的图来计算当前的电流命令值In^**。如图7所示，即使当差In较大时，该图也可防止电流命令值In^**的绝对值超过上限值，由此防止向螺线管110供给过大的激励电流。这样，通过上限值限制电流命令值In^**的绝对值。

处理部28对当前的电流命令值In^**进行绝对值处理。换句话说，当电流命令值In^**是正值时，处理部28将电流命令值In^**输出到螺线管110的驱动电路。当电流命令值In^**是负值时，处理部28用正号代替电流命令值In^**的负号，并且将该正值输出到螺线管110的驱动电路。

结束控制处理之后，控制部2将从限制器27输出的电流命令值In^**作为前次电流命令值In^*输入到加法器26中，用于执行下次控制处理。

当阻尼力目标值大于减震器Dn现在产生的阻尼力Fn时，偏差εn取正值，并且修正电流命令值ICn也取正值。当将该修正电流命令值ICn输入到加法器26中时，差In被计算为比前次的电流命令值In^*小的值，以使In^*和In之差等于修正电流命令值ICn。当将该差In输入到限制器27时，当前最新输出的电流命令值In^**应当小于前次输出的电流命令值In^*。这里，减震器Dn设有随着供给到螺线管110的激励电流增大而较小的可变阻尼力。当不向螺线管110供给激励电流时，减震器Dn产生最大阻尼力。因此，在该情况下，减震器Dn产生比前次控制处理时产生的阻尼力大的阻尼力。

另一方面，当阻尼力目标值Fsn小于减震器Dn现在产生的阻尼力Fn时，偏差εn取负值，并且修正电流命令值ICn也取负值。当将该修正电流命令值ICn输入到加法器26中时，差In被计算为比前次的电流命令值In^*大的值，以使In和In^*之差等于修正电流命令值ICn。当将该差In输入到限制器27时，当前最新输出的电流命令值In^**应当大于前次的电流命令值In^*。因此，在该情况下，减震器Dn产生比前次控制处理时产生的阻尼力小的阻尼力。

控制部2重复进行上述控制处理以使由减震器Dn产生的阻尼力Fn与阻尼力目标值Fsn一致。当由减震器Dn产生的阻尼力Fn与阻尼力目标值Fsn一致时，偏差εn变为零，并且前次控制的电流命令值In^*和当前的电流命令值In^**取相同的值。螺线管110以与前次控制相同的值保持阻尼阀的开阀压力，从而将减震器Dn的阻尼力Fn保持在相同的值。

当阻尼力目标值小于可以由减震器Dn产生的最小阻尼力时，或者换句话说，当阻尼力目标值位于图3中比阻尼特性Low更靠近横坐标的区域、或者阻尼力目标值Fsn位于图中的第二象限或第四象限时，必须通过限制器27限制电流命令值In^**的值。只要阻尼力目标值继续取比可以由减震器Dn产生的最小阻尼力小的值，电流命令值In^**就取由限制器27限制的值。因此，在这种情况下，减震器Dn继续产生如图3中的阻尼特性Low所示的最小阻尼力。

在天棚控制中，当簧上构件速度Vn的方向与行程速度的方向不同时，或者换句话说，当簧上构件速度Vn与行程速度的乘积的符号为负时，优选使天棚控制力为零。减震器Dn不能产生图3中位于比阻尼特性Low的线更靠近横坐标区域的阻尼力。即使在簧上构件速度Vn与行程速度的乘积的符号为负的情况下，当阻尼力目标值Fsn小于可以由减震器Dn产生的最小阻尼力时、或者当簧上构件速度Vn与行程速度的乘积的符号为负时，应当使将由减震器Dn产生的阻尼力尽可能的小。结果，可以通过限制器27万无一失地限制电流命令值In^**的值，以使减震器Dn根据行程速度产生位于阻尼特性Low的线上的最小阻尼力，从而保持车辆的行驶舒适性。

因此，控制装置1可以在不用确定现有技术中需要的簧上构件速度Vn与行程速度的乘积的符号的情况下进行天棚控制，因此，不需要将天棚控制力Cs·V除以行程速度Vs来计算减震器的阻尼系数C。因此，即使在行程速度Vs位于接近零的区域时，也不会发生计算误差的增大，并且也不会发生所谓的振荡(hunting)现象。因此，减震器Dn产生稳定的阻尼力。

通过根据阻尼力目标值Fsn和减震器Dn现在产生的阻尼力Fn之间的偏差εn反馈控制阻尼力，控制装置1在无需调节阻尼系数的情况下控制具有非线性阻尼特性的减震器Dn产生的阻尼力。该反馈控制不需要复杂的处理就可以进行，还使减震器Dn以高响应性跟随阻尼力目标值Fsn。因此，控制装置1实现具有非线性阻尼特性的减震器Dn的最佳控制。

根据上述控制处理，当减震器Dn的行程速度改变时，由减震器Dn产生的阻尼力能以良好的响应性跟随阻尼力目标值Fsn。由于减震器Dn可以总是产生基本上等于阻尼力目标值Fsn的阻尼力，因此，可以防止从路面输入的振动传递到车身10，因此，获得优异的振动隔离效果，并且显著地改善车辆的行驶舒适性。此外，由于该控制装置1使从负载传感器Ln输入的由减震器Dn产生的阻尼力Fn与阻尼力目标值Fsn一致，因此，减震器Dn可以产生想要的阻尼力，而与减震器Dn的阻尼特性分散或温度变化导致的阻尼特性变化无关。控制装置1带来稳定的控制效果，而不会对车辆的行驶舒适性产生不利的影响。

在上述实施例中，将天棚控制作为由控制装置1进行的一个控制例子进行了说明，但是根据本发明的减震器的控制装置1具有根据阻尼力目标值和由减震器Dn现在产生的阻尼力Fn之间的偏差εn控制阻尼力的控制原理。用于确定阻尼力目标值的方法不限于天棚控制方法，还可以应用任何其它的方法。例如，用于计算车辆的侧滚控制(roll control)或者制动期间车辆的纵倾或后倾控制(pitch or squat control)用最佳阻尼力的控制方法可用来计算阻尼力目标值Fsn。可根据任何适当的控制方法确定阻尼力目标值Fsn。

控制部2可由微型计算机构成，其中，该微型计算机包括用于放大从簧上构件加速度传感器G1-G3和负载传感器L1-L4输出的信号的放大器、用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器、中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入/输出接口(I/O接口)、晶体振荡器和连接这些装置的总线。预先在程序中指定并且在ROM或者其它存储装置中储存用于处理这些信号、计算可变阻尼力、以及基于计算结果控制每一个阻尼力改变机构3中的螺线管110的控制处理。

控制部2可由多个微型计算机构成。当车辆A设有电子控制单元(ECU)时，控制部2可集成到ECU中，而无需提供独立单元形式的控制部2。

参考图8，将说明当由微型计算机构成控制部2时控制部2所执行的控制程序。控制部2以例如10毫秒的规则间隔重复执行该程序。

在步骤S201，控制部2读取由簧上构件加速度传感器G1、G2、G3检测到的加速度α1、α2、α3和由负载传感器Ln检测到的减震器Dn的阻尼力Fn。

在步骤S202，控制部2由加速度α1、α2、α3计算簧上构件加速度Xn。

在步骤S203中，控制部2由簧上构件加速度Xn计算簧上构件Bn沿垂直方向的簧上构件速度Vn。

在步骤S204中，控制部2计算与作为簧上构件速度Vn和天棚阻尼系数Cs的乘积的天棚控制力对应的阻尼力目标值Fsn。

在步骤S205中，控制部2计算阻尼力目标值Fsn和减震器Dn现在产生的阻尼力Fn之间的偏差εn。

在步骤S206中，控制部2分别用比例增益、积分增益、以及微分增益来乘偏差εn、偏差εn的积分值、以及偏差εn的微分值，并且通过总计这些结果来计算修正电流命令值ICn。

在步骤S207中，控制部2计算修正电流命令值ICn和前次执行程序时算出的电流命令值In^*之差In。

在步骤S208中，控制部2由差In计算当前阻尼力控制的电流命令值In^**。

在步骤S209中，控制部2对电流命令值In^**进行绝对值处理，并且向螺线管110的驱动电路输出该结果。

控制部2重复执行该程序，以控制减震器Dn的可变阻尼力。

当减震器Dn如图6所示使用磁粘性流体时，控制部2通过参照指定电流命令值和阻尼力目标值Fsn之间关系的图来计算电流命令值，该电流命令值作为减震器Dn需要用来产生对应于阻尼力目标值Fsn的阻尼力的电流。当减震器Dn使用电粘性流体时，代替电流控制而进行电压控制，因此，图8步骤中的电流和电流命令值应当由电压和电压命令值代替。

控制部2通过参照指定电压命令值和阻尼力之间关系的图来计算电压命令值，该电压命令值是减震器Dn需要用来产生对应于阻尼力目标值Fsn的阻尼力的电压。

于2006年7月3日在日本提交的特愿2006-183494的内容通过引用包含于此。

虽然以上已参考本发明的某实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施例。在权利要求范围内，本领域技术人员将作出上述实施例的变形和修改。

例如，在上述实施例中，将阻尼力改变机构3设置成随着激励电流增大而减小可变阻尼力，但还可以使阻尼力改变机构3随着激励电流增大而增大可变阻尼力。在该情况下，代替计算前次控制时的电流命令值In^*和当前控制时的修正电流命令值ICn之差，通过布置加法器26来计算前次控制时的电流命令值In^*与当前控制时的修正电流命令值ICn之和，将会获得相同的控制结果。

在上述实施例中，使用加速度传感器来执行天棚控制。用于控制的物理量和状态量取决于应用的控制方法，因此可以使用适合于所应用的控制方法的任何其它传感器。

在上述实施例中，将阻尼力改变机构3设置成改变阻尼阀的开阀压力，或者改变电粘性流体或磁粘性流体的粘度，以改变阻尼力。然而，阻尼力改变机构可由设置在减震器Dn中的可变节流孔和用于改变该可变节流孔的流动截面积的控制部2构成。

要求排他权的本发明的实施例由所附权利要求书限定。

Claims (14)

1.一种用于介于车辆(A)的簧上构件和簧下构件之间的减震器(Dn)的阻尼力控制装置(1)，所述阻尼力控制装置(1)包括：

阻尼力改变机构(3)，其改变由所述减震器(Dn)产生的阻尼力；和

控制部(2)，其用于：

计算阻尼力目标值(Fsn)和所述减震器(Dn)现在产生的阻尼力(Fn)之间的偏差(εn)(S205)；以及

根据所述偏差(εn)反馈控制所述阻尼力改变机构(3)，从而使得由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力与所述阻尼力目标值(Fsn)一致(S206-S209)。

2.根据权利要求1所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)被构造成根据供给的电流来改变由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)计算电流命令值(S208)，并且将对应于所述电流命令值的电流供给到所述阻尼力改变机构(3)(S209)。

3.根据权利要求2所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)被构造成随着被供给的电流的增大而减小由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力，所述控制部(2)还用于重复地反馈控制所述阻尼力改变机构(3)，由所述偏差(εn)计算修正电流命令值(ICn)(S206)，计算前次反馈控制时的电流命令值(In^*)和所述修正电流命令值(ICn)之差(In)(S207)，并且根据所述差(In)计算当前反馈控制时的电流命令值(In^**)(S208)。

4.根据权利要求2所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)被构造成随着被供给的电流的增大而增大由所述减震器(Dn)产生的可变阻尼力，所述控制部(2)还用于重复地反馈控制所述阻尼力改变机构(3)，由所述偏差(εn)计算修正电流命令值(ICn)(S206)，计算前次反馈控制时的电流命令值(In^*)和所述修正电流命令值(ICn)之和(S207)，并且根据所述和计算当前反馈控制时的电流命令值(In^**)(S208)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于通过采用天棚控制方法来确定所述阻尼力目标值(Fsn)(S204)。

6.根据权利要求5所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于计算作为所述簧上构件沿垂直方向的簧上构件速度(Vn)和天棚阻尼系数(Cs)的乘积的所述阻尼力目标值(Fsn)(S204)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力控制装置(1)还包括检测所述减震器(Dn)现在产生的所述阻尼力(Fn)的负载传感器(L1-L4)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)包括阻尼阀(108，115，116)以及根据被供给的电流改变所述阻尼阀(108，115，116)的开阀压力的螺线管(110)，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)反馈控制被供给到所述螺线管(110)的电流(S209)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述减震器(Dn)被构造成取决于封装在所述减震器(Dn)中的磁粘性流体的粘度产生所述阻尼力，所述阻尼力改变机构(3)包括根据被供给的电流来改变所述减震器(Dn)中的所述磁粘性流体的粘度的粘度改变机构(201)，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)反馈控制被供给到所述粘度改变机构(201)的电流(S209)。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述减震器(Dn)被构造成取决于封装在所述减震器(Dn)中的电粘性流体的粘度产生所述阻尼力，所述阻尼力改变机构(3)包括根据被供给的电流来改变所述减震器(Dn)中的所述电粘性流体的粘度的粘度改变机构(201)，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)反馈控制被供给到所述粘度改变机构(201)的电流(S209)。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力改变机构(3)被构造成具有连续改变由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力的功能。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述控制部(2)还用于根据所述偏差(εn)以如下方式改变由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力：由行程速度和所述减震器(Dn)产生的阻尼力(Fn)之间的关系表示的所述减震器(Dn)的阻尼力特性沿着所产生的阻尼力的轴进行平行移动(S206-S209)。

13.根据权利要求12所述的阻尼力控制装置(1)，其特征在于，所述阻尼力特性是非线性特性，根据该非线性特性，所述阻尼力在所述行程速度小于预定速度的区域比在所述行程速度大于所述预定速度的区域变化更加急剧，而与所述减震器(Dn)的行程方向无关。

14.一种用于介于车辆(A)的簧上构件和簧下构件之间的减震器(Dn)的阻尼力控制方法，所述减震器(Dn)包括阻尼力改变机构(3)，该阻尼力改变机构(3)改变由所述减震器(Dn)产生的阻尼力，所述阻尼力控制方法包括：

计算阻尼力目标值(Fsn)和所述减震器(Dn)现在产生的阻尼力(Fn)之间的偏差(εn)(S205)；以及

根据所述偏差(εn)反馈控制所述阻尼力改变机构(3)，从而使得由所述减震器(Dn)产生的所述阻尼力与所述阻尼力目标值(Fsn)一致(S206-S209)。

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