CN101522443B - 车辆用悬架*** - Google Patents

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Abstract

根据作为振动衰减分量与姿势控制分量之和的两分量和来控制执行器所产生的执行器力的***能够执行将姿势控制分量限制在限制值以下的控制，所述振动衰减分量是在振动衰减控制中产生的执行器力，所述姿势控制分量是在车身姿势控制中产生的执行器力。根据本***，在能够产生的执行器力存在界限的情况下，通过限制姿势控制分量，能够确保在振动衰减控制中应产生的执行器力，由此能够产生足够的阻尼力，从而能够抑制车辆的乘坐感等的恶化。

Description

车辆用悬架***
技术领域
本发明涉及包括电磁式执行器的悬架***，所述电磁式执行器产生作用在簧上部和簧下部上的、使其接近或分离的方向上的力。 
背景技术
近年来，作为车辆用悬架***，正在研究包括电磁式执行器的所谓电磁式悬架***，所述电磁式执行器产生作用在簧上部和簧下部上的、使其接近或分离的方向上的力。例如，有以下专利文献所记载的悬架***。该电磁式悬架***具有能够容易地实现基于所谓天钩理论的悬架特性等优点，因此作为高性能的悬架***而被寄予了厚望。 
专利文献1：日本专利文献特开2003-104025号公报； 
专利文献2：日本专利文献特开2003-42224号公报。 
发明内容
(A)发明的概要 
上述专利文献所记载的电磁式悬架***通过控制执行器而能够同时执行振动衰减控制和车身姿势控制，其中所述振动衰减控制用于使车辆的振动衰减，所述车身姿势控制用于抑制车身的侧倾和前后颠簸来控制车身的姿势。但是，由于对执行器所具有的电动马达的通电电流量、从电源向电动马达供应的电流量的制约、限制等，能够产生的执行器力是有限的。因此，在同时执行上述振动衰减控制和车身姿势控制的情况下，可能会发生执行器力不足的情况。该执行器力的不足是导致车辆的乘坐感、车辆的操纵性、稳定性恶化的原因之一。 
由于电磁式悬架***尚处于开发过程中，因此存在以上述执行器力不足为首的各种问题，在用于提高实用性的改良方面还存在很大的余地。本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种实用性高的车辆用悬架***。 
为了解决上述问题，本发明的车辆用悬架***根据(A)作为在振动衰减控制中产生的执行器力的振动衰减分量和(B)作为在车身姿势控制中产生的执行器力的姿势控制分量的和，控制执行器所产生的执行器力，并且将姿势控制分量限制在限制值以下。 
根据本发明的悬架***，即使能够产生的执行器力有限，也能够通过限制姿势控制分量来确保在振动衰减控制中应产生的执行器力，由此能够产生足够的阻尼力，抑制车辆的乘坐感等恶化。由于具有上述优点，本发明的悬架***具有高实用性。 
(B)发明的方式 
以下，在本申请中例示了认为可以请求授予专利权的发明(以下，有时称为“可主张权利的发明)的几个方式，对这些方式进行说明。各方式与权利要求相同地区分为项，对各项进行了编号，并根据需要以引用其他项的编号的方式进行了记载。这说到底是为了使可主张权利的发明容易理解，而不是将这些构成发明的构成要素的组合限定为以下各项所记载的方式。即，可主张权利的发明应参考各项所附的记载、实施方式的记载等来进行解释，在遵循该解释的限度内，在各项方式中增加了其他的构成要素的方式和从各项的方式中删除了某构成要素的方式也可以成为可主张权利的发明的一个方式。 
(1)一种车辆用悬架***，包括： 
悬架弹簧，配置在簧上部与簧下部之间； 
电磁式执行器，与所述悬架弹簧并列配置，并且具有电动马达，依据所述电动马达所产生的力而使执行器力作用在簧上部和簧下部上，所述执行器力是使簧上部与簧下部接近或分离的方向上的力；以及 
控制装置，控制所述执行器，能够同时执行(a)使执行器力作为振动阻尼力而产生的振动衰减控制和(b)使执行器力作为车身姿势控制力而发挥作用的车身姿势控制，所述振动阻尼力用于至少使簧上振动衰减， 所述车身姿势控制力用于抑制车身的侧倾和车身的前后颠簸中的至少一者； 
其中，所述控制装置根据作为(A)振动衰减分量与(B)姿势控制分量之和的两分量和来控制所述执行器所产生的执行器力，所述振动衰减分量是在所述振动衰减控制中产生的执行器力，所述姿势控制分量是在所述车身姿势控制中产生的执行器力，并且所述控制装置具有姿势控制分量限制部，所述姿势控制分量限制部将所述姿势控制分量限制在作为所述姿势控制分量的限制值的姿势控制分量限制值以下。 
执行器能够产生的执行器力例如由于与通电电流量、供应电流量等相关的制约、限制等而存在界限，所述通电电流量是流经马达的电流量，所述供应电流量是从电源供应的电流量。具体地说，例如当为了不会出现马达线圈的异常发热等马达承受过大负载的情况而设置通电电流量的限制时，或者当由于蓄电池的内部电阻的上升等而使供应电流量受到制约时等，无法产生足够的执行器力。当在该限制下同时执行振动衰减控制和车身姿势控制时，如果这两种控制各自所需的执行器力的和变大，则执行器力会变得不足。在该情况下，执行器的控制会变得不充分，车辆的乘坐感、车辆的操纵性、稳定性等将恶化。 
另一方面，车身姿势控制是用于抑制车身的侧倾或前后颠簸以进一步提高车身的操纵性、稳定性的控制，因此即使在车身姿势控制中产生的执行器力不足，能够抑制车身的侧倾和前后颠簸的量也仅以某种程度减小，因此例如可以认为对车辆的乘坐感等的影响较小。与此相对，由于振动衰减控制是使车辆产生的振动衰减的控制，因此当在振动衰减控制中产生的执行器力不足时，无法充分地减小车辆的振动。即，可以认为振动衰减控制中的执行器力不足对车辆的乘坐感的影响比车身姿势控制中的执行器力不足更大。 
本项所记载的方式是鉴于上述情况而对在车身姿势控制中产生的执行器力设置了限制以优先于车身姿势控制来考虑振动衰减控制的方式，根据本项的方式，能够充分地确保振动衰减控制中的执行器力。因此，根据本项的方式，能够有效地抑制或防止车辆的乘坐感的恶化等。 
本项方式中的“悬架弹簧”例如可以采用螺旋弹簧、如空气弹簧那样的流体弹簧等各种弹簧。对于作为电磁式执行器的动力源的“电动马达”的形式等没有特殊的限定，可以采用以无刷直流马达为首的各种形式的马达，另外就动作而言的话，既可以是旋转马达，也可以是线性马达。另外，在本项方式的悬架***中，也可以具有用于驱动马达的“驱动电路”，作为该驱动电路，例如可以采用逆变器。逆变器例如具有通过开关元件的动作来驱动马达的构造即可，优选采用具有能够执行PWM(PulseWidth Modulation，脉宽调制)控制的构造的逆变器。 
本项方式中的执行器力是依据电动马达所产生的力(以下，有时称为“马达力”)而产生的，该马达力不必限定于通过从电源向电动马达供电而产生的力。具体地说，积极地使簧上部与簧下部接近或分离的情况下的马达力、不伴随簧上部与簧下部的接近或分离的状态下的马达力是依据来自电源的供应电力而得到的力，但是在簧上部与簧下部接近或分离的情况下成为对该接近或分离的阻力的马达力不限于依据来自电源的供应电力而得到的力。详细地说，有时是依据电动马达所产生的电动势而得到的力，即马达作为发电机而发挥功能的情况下的力。 
电动马达通常被恒压驱动，另外可以认为在该情况下电动马达所产生的力基本上与作为流经电动马达的电流量的“通电电流量”成比例。因此，本项方式的***中的电动马达的控制优选通过控制通电电流量来进行，所述驱动电路优选采用能够控制该通电电流量的驱动电路。另外，在考虑先前说明了的马达的电动势的情况下，上述通电电流量依赖于从电源供应给马达的“供应电流量”，以及在电动马达作为发电机而发挥功能的情况下电动马达能够发电的电流量、严格的说即作为使电动马达的通电端子之间短路时的电流量的“发电电流量”(也可以称为“可发电电流量”)。简单地说，可以认为通电电流量大致是供应电流量与发电电流量之和。因此，也可以认为对通电电流量的控制是对供应电流量的控制。供应电流量从严格的意义上来说不仅意味着从电源向电动马达供应的电流量，而且还意味着将电动马达发电的电流再生于电源中的情况下的电流、即再生电流的电流量。因此，驱动电路、电源等优选具有能够再生由电动 马达发电的电流的构造。 
如上所述，根据作为振动衰减控制和车身姿势控制的各分量之和的两分量和来执行本项方式中的对执行器的控制。简单地说，可以执行使实际产生的执行器力成为两分量和的控制。但是，在实际的控制中，也可以不将执行器力本身作为控制对象，而是将表征所产生的执行器力的大小的某相关量、换言之即执行器力所依据的某物理量作为控制的对象。具体地说，例如可以执行将马达力、通电电流量、PWM(Pulse WidthModulation)控制中的占空比等作为控制对象的控制，也可以将振动衰减分量、姿势控制分量、两分量和作为表示上述控制对象的参数。 
在本项方式的***中执行的“振动衰减控制”可以采用产生仅针对簧上振动的阻尼力的、基于所谓天钩理论的控制。另外，也可以采用产生对簧上振动和簧下振动的阻尼力的控制，还可以采用产生对簧上簧下相对振动的阻尼力的控制，即采用产生与常规的油压式减震器的阻尼力相同的阻尼力的控制。并且，本项方式的***还能够执行产生作为车辆高度变更力的执行器力的车辆高度变更控制，所述车辆高度变更力用于改变车辆的高度。在该情况下，也可以认为车辆高度变更控制中的车辆高度变更力是上述车身姿势控制力中的一种，或者也可以认为是与车身姿势控制力不同的力。即，在前者的情况下，车辆高度变更力作为姿势控制分量而受到限制，在后者的情况下，车辆高度变更力不受限制。在后者的情况下，例如也可以采用以下方式：根据作为振动衰减分量与姿势控制分量之和的两分量和再加上作为在车辆高度变更控制中产生的执行器力的车辆高度变更分量而得到的和来控制执行器力。 
(2)如(1)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制值根据通电电流量而被设定，所述通电电流量是流经所述电动马达的电流量。 
本项方式是限定了在设定姿势控制分量限制值时考虑什么的一种方式。本项中所称的“通电电流量”与马达力、执行器力成比例，另外也可以认为与构成电动马达的各相的线圈等的负载、即马达的负载成比例。因此，本项方式可以通过考虑马达力、电动马达的负载等而限制姿势控制分 量的方式来实施。具体地说，例如可以通过以下等方式来实施：根据马达力达到界限的通电电流量来设定姿势控制分量限制值，或者根据马达的负载不过大的程度的通电电流量来设定姿势控制分量限制值。在设定中作为基准的通电电流量既可以是直接地实际测量出的电流量，也可以是根据供应电流量、发电电流量等其他的实际测量出的物理量而推定出的电流量，或者是根据在控制中使用的执行器力或执行器力的分量等而推定出的电流量。另外，既可以是表示当前时点的值的数据，也可以是过去的值、当前时点之前的设定时间内的平均值或最大值等在当前时点能够获得的预测通电电流量的数据。 
(3)如(1)项或(2)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制值根据供应电流量而被设定，所述供应电流量是从电源供应给所述电动马达的电流量。 
本项方式是限定了在设定姿势控制分量限制值时考虑什么的一种方式。本项中所称的“供应电流量”例如可以认为是表示电源的负载的参数。因此，本项的方式可以通过考虑电源的负载而限制姿势控制分量的方式来实施。具体地说，例如可以通过以下方式来实施：根据电源能够供应的最大的供应电流量、能够稳定地供电的范围内的上限供应电流量等来设定姿势控制分量限制值。既可以是直接地实际测量出的电流量，也可以是根据通电电流量、发电电流量等其他的实际测量出的物理量而推定出的电流量，或者是根据在控制中使用的执行器力或执行器力的分量等而推定出的电流量。另外，既可以是表示当前时点的值的数据，也可以是过去的值、当前时点之前的设定时间内的平均值或最大值等在当前时点能够获得的预测供应电流量的数据。 
如前所述，由于车身姿势控制在实质上不伴随簧上部与簧下部的接近或分离的状态下产生执行器力，因此可以认为姿势控制分量与供应电流量成比例。另一方面，如前所述，可以认为通电电流量是供应电流量与发电电流量之和。考虑到上述情况，例如在马达能够通电的通电电流量比用于产生与姿势控制分量限制值相当的执行器力的供应电流量(以下，有时称为“限制供应电流量”)大的情况下，电动马达的通电可以超过限制供应 电流量。详细地说，即使在电动马达的通电电流相当于限制供应电流量的情况下，依据在马达中产生的电动势而发电的电流也会流经马达。因此，如果采用通电电流量的上限大的电动马达并根据供应电流量来限制姿势控制分量，则能够产生依据超过了供应电流量的通电电流量而得到的执行器力。即，能够在考虑电源的能力而限制了姿势控制分量的基础上执行基于依据电动势得到的执行器力的振动衰减控制，因此能够同时有效地执行车身姿势控制和振动衰减控制。 
(4)如(1)至(3)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部能够改变所述姿势控制分量限制值。 
根据本项所记载的方式，例如能够根据车辆行驶的路面的平整度和起伏的程度、车辆的行驶速度等车辆的行驶状态而将姿势控制分量限制值改变为恰当的大小，因此能够在优先考虑振动衰减控制的前提下最大限度地发挥车身姿势控制的性能。本项方式既可以是连续地改变姿势控制分量限制值的方式，也可以是阶段性地改变姿势控制分量限制值的方式。另外，也可以是根据某参数来改变姿势控制分量限制值并在该参数超过了设定的阈值的情况下将姿势控制分量限制值改变为其他值的方式。 
(5)如(4)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部根据应产生的振动衰减分量来改变所述姿势控制分量限制值。 
本项所记载的方式是例如从在当前车辆所处的状况下需要产生何种程度的大小的阻尼力的观点出发来改变姿势控制分量限制值的方式。本项中的“应产生的振动衰减分量”不限于根据在振动衰减控制中决定的指令值等而直接求出。例如观测路面的凹凸等并由姿势控制分量限制部根据基于该观测而推定出的振动衰减分量来改变姿势控制分量限制值的方式也包括在本项的方式中。另外，本项的方式还可以采用以下方式：例如根据设定时间内的振动衰减分量来判断当前时点所需要的阻尼力的大小，并根据该判断来改变姿势控制分量限制值。具体地说，可以采用根据当前时点之前的设定时间内的振动衰减分量的最大值或有效值(RMS值，均方根值)等来改变姿势控制分量限制值的方式。 
(6)如(5)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限 制部使所述姿势控制分量限制值在应产生的振动衰减分量大的情况下比在应产生的振动衰减分量小的情况下小。 
本项所记载的方式是在应产生的振动衰减分量大的情况下增大限制量、减小限制值的方式，能够充分地确保振动衰减控制所需要的执行器力。本项方式例如可以采用在应产生的振动衰减分量超过了某个阈值的情况下改变为比通常状态下的限制值小的限制值的方式，或者可以采用应产生的振动衰减分量的值越大、限制值越小的方式。 
(7)如(4)至(6)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部根据簧上振动的剧烈程度来改变所述姿势控制分量限制值。 
(8)如(7)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部使所述姿势控制分量限制值在簧上振动的剧烈程度高的情况下比在簧上振动的剧烈程度低的情况下小。 
上述两项所记载的方式是例如根据车身产生的振动的情况来判断车辆当前所处的状况并根据该判断来改变姿势控制分量限制值的方式。上述两项中的“簧上振动的剧烈程度”例如可以根据簧上加速度、簧上速度、簧上振动的振幅等来进行判断，可以根据这些参数的变化程度等已知的方式来进行判断。另外，不限于根据当前时点的上述参数的值来进行判断，也可以根据当前时点之前的设定时间内的上述参数的值来进行判断。后一方式是在簧上振动的剧烈程度大的情况下增大限制、减小限制值的方式，能够充分地确保振动衰减控制所需要的执行器力。由于在簧上振动的剧烈程度大的情况下推定为应产生的振动衰减分量也大，因此也可以认为上述两项所记载的方式是根据应产生的振动衰减分量来改变姿势控制分量限制值的方式中的一种方式。 
(9)如(4)至(8)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部根据实际供应电流量来改变所述姿势控制分量限制值，所述实际供应电流量是从电源供应给所述电动马达的实际的电流量。 
(10)如(9)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部使所述姿势控制分量限制值在实际供应电流量大的情况下比在实际 供应电流量小的情况下小。 
上述两项所记载的方式是根据实际供应电流量来判断当前的车辆的状况的方式。在上述两项方式中，设定姿势控制分量限制值时所依据的实际供应电流量不限于由传感器等直接检测出的电流量，例如如后所述也可以是根据作为实际流经电动马达的电流量的实际通电电流量和前述的发电电流量而推定出的值。另外，与前述的簧上振动的剧烈程度相同，不限于当前时点的值，也可以是当前时点之前的预定时间内的值。 
例如，当在振动衰减控制中应产生的执行器力大时等，除了车身姿势控制以外，振动衰减控制也需要供应电流量，因此实际供应电流量可能会超过电源能够供应的电流量。在该情况下，优选增大姿势控制中的供应电流量的限制，并减小姿势控制分量限制值。即，后一方式是在该情况下有效的方式，通过确保振动衰减控制所需的供应电流量，能够充分地确保在振动衰减控制中产生的执行器力。后一方式可以采用以下等方式：例如使姿势控制分量限制值在实际供应电流量变为了设定阈值以上的情况下比在实际供应电流量低于设定阈值的情况下小。 
(11)如(9)项或(10)项所述的车辆用悬架***，其中， 
所述执行器具有所述电动马达的动作位置为与簧上簧下间距离相对应的位置的构造，所述簧上簧下间距离是簧上部与簧下部之间的距离， 
所述车辆用悬架***包括： 
动作位置传感器，用于检测所述电动马达的动作位置；以及 
通电电流传感器，测量作为实际流经所述电动马达的电流量的实际通电电流量； 
所述姿势控制分量限制部根据所述电动马达的发电电流量和所述电动马达的实际通电电流量而推定出实际供应电流量，所述发电电流量是根据所述动作位置传感器的检测结果而推定出的，所述实际通电电流量是由所述通电电流传感器测定出的。 
(12)如(9)项或(10)项所述的车辆用悬架***，其中， 
所述执行器具有所述电动马达的动作位置为与簧上簧下间距离相对应的位置的构造，所述簧上簧下间距离是簧上部与簧下部之间的距离， 
所述车辆用悬架***具有测定簧上簧下间距离的簧上簧下间距离传感器， 
所述姿势控制分量限制部根据所述两分量和而推定出作为实际流经所述电动马达的电流量的实际通电电流量，并且根据推定出的实际通电电流量和所述电动马达的发电电流量而推定出实际供应电流量，所述发电电流量是根据所述簧上簧下间距离传感器的检测结果而推定出的。 
上述两项所记载的方式是利用执行器的通常的控制中所需要的传感器来推定出实际供应电流量的方式。根据上述两个方式，不需要再另外设置检测实际供应电流的传感器，因此能够防止***复杂化。另外，当该悬架***包括驱动电动马达的驱动电路，与动作位置传感器所检测出的电动马达的动作位置相关的信号和与通电电流传感器所检测出的通电电流相关的信号被发送给驱动电路，该驱动电路根据这些信号并按照由控制装置指示的所述两分量和来控制电动马达的驱动时，后一方式有效。详细地说，在如前一方式那样根据动作位置传感器和通电电流传感器的检测结果来推定实际供应电流量的情况下，需要将这些动作位置传感器和通电电流传感器的检测结果从驱动电路发送给控制装置，因此在控制装置与驱动电路之间必须能够进行双向通信，但是在后一方式的情况下只要能够进行从控制装置到驱动电路的单向通信即可。即，在***具有上述驱动电路的情况下，后一方式与前一方式相比能够使***的结构简单。顺便提及的是，可以认为电动马达的发电电流量与簧上簧下相对速度成比例，在后一方式中，当推定发电电流量时，例如可以根据簧上簧下间距离传感器的检测结果计算出簧上簧下相对速度，并根据该计算出的簧上簧下相对速度，通过计算或参照映射数据来决定电动马达的发电电流量。 
(13)如(1)至(12)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述控制装置还具有分量和限制部，所述分量和限制部将所述两分量和限制在作为所述两分量和的限制值的两分量和限制值以下。 
(14)如(13)项所述的车辆用悬架***，其中，所述两分量和限制值被设定成大于所述姿势控制分量限制值。 
上述两项所记载的“两分量和限制值”既可以根据通电电流量来设 定，也可以根据供应电流量来设定。如果如前者那样根据通电电流量来限制两分量和，则能够使马达不承受过大的负载，如果如后者那样根据供应电流量来限制两分量和，则能够执行考虑了电源的性能等的控制。 
(15)如(1)至(14)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述振动衰减控制是用于产生至少与簧上速度相对应的执行器力的控制。 
本项所记载的方式是对振动衰减控制施加了限定的方式，能够产生恰当的阻尼力。 
(16)如(1)至(15)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述车身姿势控制是至少抑制由于车辆转弯而引起的车身的侧倾的控制。 
(17)如(16)项所述的车辆用悬架***，其中，所述车身姿势控制是用于产生与侧倾力矩相对应的执行器力的控制，所述侧倾力矩是由于车辆转弯而作用在车身上的力矩。 
上述两项所记载的方式是具体地限定了抑制车身的侧倾的控制的方式。后一方式例如可以通过利用前馈控制抑制车身的侧倾的方式来实施，作为表征后一方式中的侧倾力矩的值，例如可以采用车身产生的横向加速度、横摆率等。 
(18)如(1)至(17)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述车身姿势控制是抑制由于车辆加减速而引起的车身的前后颠簸的控制。 
(19)如(18)项所述的车辆用悬架***，其中，所述车身姿势控制是用于产生与前后颠簸力矩相对应的执行器力的控制，所述前后颠簸力矩是由于车辆加减速而作用在车身上的力矩。 
上述两项所记载的方式是具体地限定了抑制车身的前后颠簸的控制的方式。后一方式例如可以通过利用前馈控制抑制车身的前后颠簸的方式来实施，作为表征后一方式中的前后颠簸力矩的值，例如可以采用车身产生的前后加速度等。 
(20)如(1)至(19)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述车辆用悬架***包括驱动电路，所述驱动电路配置在所述电动马达与电源之间，并在按照指令来控制作为流经所述电动马达的电流量的通电电流量的同时驱动所述电动马达，所述指令是基于所述两分量和的、来自所述控制装置的指令。 
本项所记载的“驱动电路”例如可以采用逆变器等。根据本项的方式，通过对针对各相设置的FET等开关元件的动作的控制，能够容易并准确地执行对电动马达的驱动的控制。 
(21)如(20)项所述的车辆用悬架***，其中，所述驱动电路具有能够将所述电动马达发出的电力中的至少一部分再生于电源中的构造。 
根据本项的方式，能够实现节省电力的电磁式悬架***。 
(22)如(1)至(21)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中，所述执行器具有以下构造：包括设置在簧上部和簧下部中的一者上的外螺纹部和与该外螺纹部螺合并设置在簧上部和簧下部中的另一者上的内螺纹部，所述外螺纹部和所述内螺纹部随着簧上部与簧下部的接近或分离而进行相对旋转，并且所述电动马达所产生的力为使所述外螺纹部和所述内螺纹部进行相对旋转的力。 
本项所记载的方式是将电磁式执行器限定为采用所谓螺纹机构的执行器的方式。如果采用螺纹机构，则能够容易地构成上述电磁式执行器。在本项的方式中，在簧上部、簧下部中的哪一个上设置外螺纹部、在哪一个上设置内螺纹部是任意的。并且，既可以使外螺纹部无法旋转并使内螺纹部能够旋转，相反也可以使内螺纹部无法旋转并使外螺纹部能够旋转。 
(23)如(1)至(23)项中任一项所述的车辆用悬架***，其中， 
所述车辆用悬架***包括均为所述悬架弹簧的多个悬架弹簧和均为所述执行器的多个电磁式执行器， 
所述控制装置对所述多个执行器进行控制，并且所述姿势控制分量限制部在限制所述多个执行器中的一个执行器的所述姿势控制分量的情况下限制所述多个执行器中的其他的一个以上的执行器的所述姿势控制分量。 
本项所记载的方式是对应于多个车轮而设置了悬架弹簧和电磁式执行器的方式。本项方式中的“姿势控制分量限制部”的控制例如可以是以下控制：在执行抑制车身的前后颠簸的控制时，如果在与右前轮相对应的执行器中限制了姿势控制分量，则限制与左前轮相对应的执行器的姿势控制 分量。另外，本项的方式中的“姿势控制分量限制部”的控制例如也可以是以下控制：在执行抑制车身的侧倾的控制时，如果在与右前轮相对应的执行器中限制了姿势控制分量，则限制与右后轮相对应的执行器的姿势控制分量。并且，当在与某一个车轮相对应的执行器中限制了姿势控制分量时，也可以限制与其他的所有车轮相对应的执行器的各自的姿势控制分量。在限制与其他的所有车轮相对应的执行器的姿势控制分量的情况下，也可以通过如后面所说明的方式那样将其他所有车轮的执行器的各自的姿势控制分量限制为与和所述一个车轮相对应的执行器的被限制了的姿势控制分量相对应的值来维持前后轮的侧倾刚度分配。 
例如，当在与前轮相对应的执行器中限制了姿势控制分量时，前轮侧的侧倾刚度变低，转弯时向前轮侧的左右轮的负载移动变小。即，前轮侧的转弯动力(cornering power)变大，不足转向被削弱。因此，当至少在与前轮相对应的执行器中限制了姿势控制分量时，优选也限制与后轮侧相对应的执行器的姿势控制分量，维持侧倾刚度分配。 
(24)如(23)项所述的车辆用悬架***，其中，所述姿势控制分量限制部将所述多个执行器中的所述其他的一个以上的执行器的各自的所述姿势控制分量限制为与所述多个执行器中的所述一个执行器的被限制了的所述姿势控制分量相对应的值。 
本项所记载的方式例如可以采用以下等方式：使与左右的车轮相对应的执行器的各自的限制值为相同的限制值的方式；使与前后的车轮相对应的执行器的各自的限制值为具有预定比率的限制值的方式；综合了上述方式的方式。如果在例示的方式中采用综合的方式，则能够容易地维持侧倾刚度分配。根据本项的方式，即使在与某一个车轮相对应的执行器中限制了姿势限制分量，也能够通过自动地限制与其他的车轮相对应的执行器的姿势控制分量来维持恰当的车身姿势。 
附图说明
图1是表示第一实施方式的车辆用悬架***的整体结构的示意图； 
图2是表示图1所示的弹簧-减震器组件的正面截面图； 
图3是驱动图2的执行器所具有的电动马达的逆变器的电路图； 
图4是表示图2的执行器所具有的电动马达的转速与转矩的关系的图； 
图5是表示振动衰减分量、姿势控制分量、作为两分量和的目标执行器力的变化的图； 
图6是表示姿势控制分量限制控制的流程的简要示图； 
图7是表示由图1所示的悬架电子控制单元执行的执行器控制程序的流程图； 
图8是表示图1的悬架电子控制单元的功能的框图； 
图9是表示在第二实施方式的车辆用悬架***中执行的执行器控制程序的流程图； 
图10是表示簧上加速度有效值与姿势控制分量限制值的关系的图； 
图11是表示根据通电电流量设定了的姿势控制分量限制值和根据供应电流量设定了的姿势控制分量限制值的概念图； 
图12是表示在第三实施方式的车辆用悬架***中执行的执行器控制程序的流程图； 
图13是表示在图12的执行器控制程序中执行的姿势控制分量限制值决定子例程的流程图。 
具体实施方式
以下，参照附图来详细地说明可主张权利的发明的几个实施方式。可主张权利的发明除了通过下述实施方式来实施以外，还可以通过以前述的“发明的方式”部分中所记载的方式为主的各种根据本领域技术人员的知识而进行了各种变更、改良的方式来实施。 
《第一实施方式》 
i)悬架***的结构 
图1示意性地表示了第一实施方式的车辆用悬架***10。本悬架***10包括与前后左右的车轮12中的每一个对应设置的独立悬架式的四个悬架装置，这些悬架装置分别具有悬架弹簧与减震器一体化了的弹簧-减震 器组件20。车轮12、弹簧-减震器组件20为总称，当需要明确是与四个车轮中的哪一个相对应时，有时如图所示那样作为表示车轮位置的符号而标注与左前轮、右前轮、左后轮、右后轮分别对应的FL、FR、RL、RR。 
如图2所示，弹簧-减震器组件20包括：作为电磁式减震器的执行器26，设置在作为簧下部的悬架下臂22与作为簧上部的座部24之间并连结该悬架下臂22和座部24，所述悬架下臂22保持车轮12，所述座部24设置在车身上；以及作为悬架弹簧的空气弹簧28，与执行器26并列设置。 
执行器26包括外管30和内管32，该内管32嵌入到所述外管30中并从外管30的上端部向上方突出。外管30经由设置在其下端部的安装部件34与下臂22连结，另一方面内管32在形成于其上端部的凸缘部36处与座部24连结。一对导槽38以在执行器26的轴线的延伸方向(以下有时称为“轴线方向”)上延伸的方式设置在外管30的内壁面上，并且设置在内管32的下端部的一对键40中的每一个分别嵌入到这些导槽38的每一个中，通过这些导槽38和键40，外管30和内管32无法进行相对旋转，但是能够在轴线方向上进行相对移动。顺便提及的是，在外管30的上端部设置有密封件42，防止从后述的压力室44泄漏空气。 
另外，执行器26包括滚珠丝杠机构和作为动力源的电动马达54(为三相的无刷直流马达，以下有时简称为“马达54”)，所述滚珠丝杠机构包括：作为外螺纹部的丝杠50，形成有螺纹槽；以及作为内螺纹部的螺母52，保持滚珠，与所述丝杠50螺合。马达54固定、容纳在马达罩56中，并且该马达罩56的突边部固定在座部24的上表面侧，在马达罩56的突边部上固定有内管32的凸缘部36，由此内管32经由马达罩56与座部24连结。作为马达54的旋转轴的马达轴58与丝杠50的上端部连接为一体。即，丝杠50以延长马达轴58的状态设置在内管32内，通过马达54而进行旋转。另一方面，螺母52在与丝杠50相螺合的状态下被固定、支承在螺母支承筒60的上端部，所述螺母支承筒60附设在外管30的内底部。 
空气弹簧28包括：固定在座部24上的壳体70、固定在执行器26的外管30上的空气活塞72、以及连接壳体70和空气活塞72的隔膜74。壳 体70大致呈有盖的圆筒状，在使执行器26的内管32贯穿在盖部76上形成的孔的状态下，壳体70在盖部76的上表面侧被固定在座部24的下表面侧。空气活塞72大致呈圆筒状，在嵌入了外管30的状态下被固定在外管30的上部。这些壳体70和空气活塞72通过隔膜74在保持气密性的情况下彼此连接，由这些壳体70、空气活塞72、以及隔膜74形成了压力室44。在该压力室44中封入了作为流体的压缩空气。根据这样的结构，空气弹簧28通过该压缩空气的压力而将下臂22和座部24、即车轮12和车身相互地弹性支承。 
根据上述结构，当簧上部与簧下部接近或分离时，外管30和内管32能够在轴线方向上进行相对移动。随着该相对移动，丝杠50和螺母52在轴线方向上进行相对移动，并且丝杠50相对于螺母52进行旋转。马达54能够向丝杠50施加转矩，通过该转矩，能够对簧上部与簧下部的接近、分离产生阻止该接近、分离的阻力。通过将该阻力用作对簧上部与簧下部的接近、分离的阻尼力，执行器26作为所谓的减震器(也可以称为“阻尼器”)而发挥功能。换言之，即执行器26具有以下功能：通过自身所产生的作为轴线方向上的力的执行器力而对簧上部与簧下部的相对移动施加阻尼力。另外，执行器26还具有将执行器力用作对簧上部与簧下部的相对移动的推进力、即驱动力的功能。通过该功能，能够执行使与簧上绝对速度成比例的阻尼力发挥作用的天钩控制。并且，执行器26还具有通过执行器力来积极地改变簧上部与簧下部的上下方向上的距离(以下有时称为“簧上簧下间距离”)并将簧上簧下间距离维持为预定距离的功能。通过该功能，能够有效地抑制转弯时的车身的侧倾、加速或减速时的车身的前后颠簸等，并能够调整车辆的车辆高度等。 
悬架***10包括用于使作为流体的空气流入各弹簧-减震器组件20所具有的空气弹簧28和从该空气弹簧28流出的流体流入流出装置，具体地说包括空气供应排出装置80，该空气供应排出装置80与空气弹簧28的压力室44连接，向该压力室44供应空气或从压力室44排出空气。省略详细的说明，本悬架***10能够通过空气供应排出装置80来调整各空气弹簧28的压力室44内的空气量，并能够通过空气量的调整来改变各空气弹 簧28的弹簧长度，从而改变各车轮12的簧上簧下间距离。具体地说，能够增加压力室44的空气量，从而增大簧上簧下间距离，或者减少空气量，从而减小簧上簧下间距离。 
本悬架***10通过悬架电子控制单元140(以下，有时称为“悬架ECU140”)来控制弹簧-减震器组件20的动作，即控制执行器26和空气弹簧28。悬架ECU 140以包括CPU、ROM、RAM等的计算机为主体而构成。在该悬架ECU140上连接有作为空气供应排出装置80的驱动电路的驱动器142、与各执行器26所具有的马达54相对应地设置的马达驱动电子控制单元144(以下，有时称为“驱动ECU144”)。每个驱动ECU144具有逆变器146，该逆变器146是与每个驱动ECU144相对应的马达54的驱动电路。每个驱动ECU144控制该逆变器146，并控制马达54的驱动。这些驱动器142和逆变器146经由变换器148与蓄电池150连接，从包括该变换器148和蓄电池150的电源向空气供应排出装置80所具有的各控制阀、泵马达等、以及各执行器26的马达54供应电力。由于对马达54进行恒压驱动，因此通过改变供应电流量来改变向马达54供电的功率，马达54的力为与该供应电流量相对应的力。 
在车辆上设置有以下等部件：点火开关[I/G]160；车速传感器[V]162，用于检测车辆行驶速度(以下，有时简称为“车速”)；4个行程传感器[St]164，检测各车轮12的簧上簧下间距离；车辆高度变更开关[HSw]166，供驾驶者进行操作以进行车辆高度变更指示；操作角传感器[δ]170，用于检测方向盘的操作角；前后加速度传感器[Gx]172，检测作为车身实际产生的前后加速度的实际前后加速度；横向加速度传感器[Gy]174，检测作为车身实际产生的横向加速度的实际横向加速度；4个纵向加速度传感器[Gzu]176，检测与各车轮12相对应的车身的各座部24的纵向加速度(上下加速度)；4个纵向加速度传感器[GzL]178，检测各车轮12的纵向加速度；节气门传感器[Sr]180，检测加速器节气门的开度；制动压传感器[Br]182，检测制动器的主缸压力。上述部件与悬架ECU140的计算机连接。悬架ECU 140根据来自这些开关、传感器的信号来控制弹簧-减震器组件20的动作。顺便说一下，[]中的文字是在附图中表示上述 开关、传感器等时使用的符号。另外，与后面将进行说明的执行器26的控制相关的程序、各种数据等存储在悬架ECU140的计算机所具有的ROM中。 
ii)驱动ECU等的结构 
如图3所示，各执行器26的马达54是将线圈星形联结(Y形联结)的三相无刷直流马达，并如上所述由驱动ECU144驱动控制。该驱动ECU144的逆变器146是图3所示的一般的逆变器，包括与high侧(高电位侧)、low侧(低电位侧)的每一侧相对应并与作为马达54的三相的U相、V相、W相的每一相相对应的六个开关元件HUS、HVS、HWS、LUS、LVS、LWS。另外，在驱动ECU 144上连接有：作为动作位置传感器的分解器[θ]184，设置在马达54上，检测马达54的转角；通电电流传感器[I]186，测量作为实际流经马达54的电流量的实际通电电流量。驱动ECU144通过所述分解器184来判断马达转角(电角度)，并根据该马达转角而使开关元件进行开闭动作。驱动ECU144通过所谓的正弦波驱动来驱动马达54。该驱动ECU144控制逆变器146，使得流经马达54的三相中的每一相的电流量分别以正弦波状变化，其相位彼此相差120°的电角度。并且，驱动ECU144通过PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制而使马达54通电，并通过改变脉冲开启(pulse-on)时间与脉冲关断(pulse-off)时间之比(占空比)来改变马达54的通电电流量，从而改变马达54所产生的转矩的大小。详细地说，通过增大占空比来增大通电电流量，从而增大马达54所产生的转矩，相反地通过减小占空比来减小通电电流量，从而减小马达54所产生的转矩。 
马达54所产生的转矩的方向既有与马达54实际旋转的方向相同的情况，也有相反的情况。当马达54所产生的转矩的方向与马达54的旋转方向相反时，即当执行器26将执行器力用作对车轮与车身的相对动作的阻力时，马达54所产生的力未必依赖于从电源供应的电力。详细地说，也存在这样的情况：马达54由于来自外部的力而旋转，由此在该马达54中产生电动势，马达54产生基于该电动势的马达力，即执行器26会产生基于电动势的执行器力。 
图4概念性地表示了马达54的转速ω与马达54所产生的转矩之间的关系。该图中的区域(a)是马达54的转矩的方向与旋转方向相同的区域，区域(b)和区域(c)是马达54的转矩的方向与旋转方向相反的区域。划分区域(b)和区域(c)的线是使马达54的各相的通电端子之间短路时的特性线、即表示在所谓短路制动的情况下得到的马达54的转速ω与转矩的关系的短路特性线。相对于转速ω来说马达54所产生的转矩比该短路特性线的转矩小的区域(c)是马达54作为发电机而发挥功能并产生依据电动势得到的作为阻力的转矩的区域。顺便提及的是，区域(b)是马达54接受从蓄电池150供应的电力并产生作为阻力的转矩的区域、即所谓的反转制动区域，区域(a)是马达54接受从蓄电池150供应的电力并产生作为驱动力的转矩的区域。 
逆变器146具有能够将通过电动势发出的电力再生蓄存到蓄电池150中的构造。即，在马达54的转速ω与马达54所产生的转矩之间的关系为上述区域(c)的情况下，依据电动势产生的发电电力被再生。另外，在马达54所产生的转矩与马达54的旋转方向相反的情况下，前述的开关元件的PWM控制成为对由于电动势而流经马达54的各个线圈的电流量的控制，通过改变占空比来改变马达54所产生的转矩的大小。即，逆变器146具有以下构造：控制流经马达54的线圈的电流、即马达54的通电电流而不管其是来自电源的供应电流还是由于电动势而产生的发电电流，由此控制马达力。 
iii)悬架***的基本控制 
在本悬架***10中，能够对4个弹簧-减震器组件20中的每一个独立地进行控制。在这些弹簧-减震器组件20的每一个中，独立地控制执行器26的执行器力，执行用于使车身和车轮12的振动、即簧上振动和簧下振动衰减的控制(以下，有时称为“振动衰减控制”)。另外，执行车身的姿势控制，该控制综合了用于抑制车身的侧倾的控制(以下，有时称为“侧倾抑制控制”)和用于抑制车身的前后颠簸的控制(以下，有时称为“前后颠簸抑制控制”)。通过以下方式来同时执行上述振动衰减控制和车身姿势控制：将各控制中的作为执行器力的分量的振动衰减分量、姿 势控制分量相加来决定目标执行器力，并进行控制以使执行器26产生该目标执行器力。在以下的说明中，执行器力及其分量在与使簧上部和簧下部分离的方向(回弹方向)上的力相对应时取正的值，在与使簧上部和簧下部接近的方向(缩弹方向)上的力相对应时取负的值。 
另外，在本悬架***10中，为了应对在路况恶劣的道路上行驶等，执行根据驾驶者的意图而通过空气弹簧28来改变车辆的车辆高度的控制(以下，有时称为“车辆高度变更控制”)。对该车辆高度变更控制进行简单的说明。在通过基于驾驶员意图的车辆高度变更开关166的操作而改变了作为应实现的设定车辆高度的目标设定车辆高度的情况下，执行车辆高度变更控制。根据每一所述目标设定车辆高度来设定各车轮12的目标簧上簧下间距离，根据行程传感器164的检测值来控制空气供应排出装置80的动作以使每个车轮12的簧上簧下间距离成为目标距离，从而将各个车轮12的簧上簧下间距离改变为与目标设定车辆高度相对应的距离。并且，在该车辆高度变更控制中，例如也进行被称为自动调平(autoleveling)的控制，其目的在于应对由乘客人数的变化、货物装载量的变化等引起的车辆高度的变动。 
A)振动衰减控制 
在振动衰减控制中，决定执行器力的振动衰减分量FV，以便为了使车身和车轮12的振动衰减而产生大小与该振动的速度相对应的执行器力。具体地说，根据簧上速度VU和簧下速度VL，按照下式来计算振动衰减分量FV，所述簧上速度VU是根据由设置在车身的座部24上的纵向加速度传感器176检测出的纵向加速度计算出的车身的座部24的上下方向上的动作速度，所述簧下速度VL是根据由设置在下臂22上的纵向加速度传感器178检测出的纵向加速度计算出的车轮12的上下方向上的动作速度。 
FV＝CU·VU-CL·VL
这里，CU是用于产生与车身的座部24的上下方向上的动作速度相对应的阻尼力的增益，CL是用于产生与车轮12的上下方向上的动作速度相对应的阻尼力的增益。即，可以认为增益CU、CL是对所谓的簧上、簧下绝对振动的阻尼系数。也可以通过其他的方法来决定振动衰减分量FV。例如， 也可以采用以下方法：为了执行产生基于簧上簧下相对速度的阻尼力的控制，根据作为簧上部与簧下部的相对速度的指标值的、根据设置在马达54上的分解器184的检测值得到的马达54的转速ω，按照下式来决定。 
FV＝C·ω(C：阻尼系数) 
B)车身姿势控制 
车身姿势控制是抑制由于车辆转弯而引起的车身的侧倾和由于车辆的加减速而引起的车身的前后颠簸的控制。更详细地说，是综合了侧倾抑制控制和前后颠簸抑制控制的控制，所述侧倾抑制控制用于产生与由于车辆转弯而作用在车身上的侧倾力矩相对应的执行器力，所述前后颠簸抑制控制用于产生与由于车辆加减速而作用在车身上的前后颠簸力矩相对应的执行器力。即，执行器力的姿势控制分量Fs是侧倾抑制分量FR与前后颠簸抑制分量FP之和。 
Fs＝FR+FP
以下，以侧倾抑制分量FR、前后颠簸抑制分量FP的决定方法为中心来分别说明侧倾抑制控制和前后颠簸抑制控制。 
a)侧倾抑制控制 
当车辆转弯时，由于因该转弯而引起的侧倾力矩，转弯内轮侧的簧上部与簧下部分离，转弯外轮侧的簧上部与簧下部接近。在侧倾抑制控制中，为了抑制该转弯内轮侧的分离和转弯外轮侧的接近，使转弯内轮侧的执行器26产生作为侧倾抑制力的缩弹方向的执行器力，使转弯外轮侧的执行器26产生作为侧倾抑制力的回弹方向的执行器力。具体地说，首先作为表征车身所受到的侧倾力矩的横向加速度，根据基于方向盘的转向角δ和车速v推定出的推定横向加速度Gyc和由横向加速度传感器174实测出的实际横向加速度Gyr，按照下式来决定控制横向加速度Gy*，该控制横向加速度Gy*是被用于控制的横向加速度。 
Gy*＝K1·Gyc+K2·Gyr(K1、K2：增益) 
然后，根据这样被决定了的控制横向加速度Gy*并按照下式来决定侧倾抑制分量FR。 
FR＝K3·Gy*(K3：增益) 
b)前后颠簸抑制控制 
对于在车身制动时等情况下产生的车身的急剧下降(nose dive)，由于产生该急剧下降的前后颠簸力矩，前轮侧的簧上部与簧下部接近，并且后轮侧的簧上部与簧下部分离。另外，对于在车身加速时等情况下产生的车身的尾部下坐(squat)，由于产生该尾部下坐的前后颠簸力矩，前轮侧的簧上部与簧下部分离，并且后轮侧的簧上部与簧下部接近。在前后颠簸抑制控制中，为了抑制上述情况下的接近或分离的距离，产生作为前后颠簸抑制力的执行器力。具体地说，作为表征车身所受到的前后颠簸力矩的前后加速度，采用由前后加速度传感器172实测出的实际前后加速度Gx，根据该实际前后加速度Gx，按照下式来决定前后颠簸抑制分量FP。 
FP＝K4·Gx(K4：增益) 
另外，将由节气门传感器180检测出的节气门的开度或由制动压传感器182检测出的主缸压力超过设定了的阈值为契机而执行前后颠簸抑制控制。 
C)目标执行器力和马达的动作控制 
根据目标执行器力来控制执行器26，所述目标执行器力是执行器26应产生的执行器力。详细地说，如上所述，一旦决定了执行器力的振动衰减分量FV、姿势控制分量FS后，根据这些分量并按照下式来决定目标执行器力F*。 
F*＝FV+FS
根据该决定了的目标执行器力F*来决定目标占空比，并将基于该占空比的指令发送给驱动ECU144。驱动ECU144以该恰当的占空比来控制逆变器146，并驱动马达54以产生目标执行器力。顺便提及的是，虽然省略了详细的说明，但是在驱动ECU144中，对流经马达54的通电电流量执行反馈控制，使得和来自悬架ECU140的指令值相对应的目标通电电流量与设置在马达54上的通电电流传感器186所检测出的实际通电电流量的差为零。 
iv)姿势控制分量限制控制 
在执行上述控制的情况下，例如当在有起伏的左转弯的道路上行驶时，与各个车轮12相对应的执行器26为了使车辆的振动衰减并抑制车身的侧倾而产生执行器力。在该情况下，振动衰减分量FV和姿势控制分量FS这两个分量变大，应产生的执行器力F*可能会超过执行器26能够产生的执行器力的界限值。图5表示了在上述情况下产生目标执行器力F*的情况，该目标执行器力F*是与右前轮12FR相对应的执行器26FR的振动衰减分量FV和姿势控制分量FS这两个分量之和。如图5的(c)中的实线所示，应产生的执行器力不足。因此，使本悬架***10能够执行姿势控制分量限制控制，以使得优先于车身姿势控制而进行振动衰减控制，换言之使执行器力不足不会对振动衰减控制造成影响，其中所述姿势控制分量限制控制是将姿势控制分量FS限制在限制值以下的控制。 
图6是表示姿势控制分量限制控制的流程的简要示图。在姿势控制分量限制控制中，在如上所述那样决定了振动衰减分量FV和姿势控制分量FS之后，首先认定最大振动衰减分量FVmax，该最大振动衰减分量FVmax是当前时点之前的设定时间内(例如当前时点之前的1sec之内)的振动衰减分量FV的最大值。另外，根据马达54所产生的马达力的界限值，将作为执行器26产生的执行器力的限制值的目标执行器力限制值Flimit设定为比界限值稍小的值，以使马达54不会承受过大的负载。然后，将姿势控制分量限制值FSlimit设定为能够产生最大振动衰减分量FVmax的大小，即按照下式来进行设定。 
FSlimit＝Flimit-FVmax
然后，在之前决定了的姿势控制分量FS超过了该姿势控制分量限制值FSlimit的情况下，使姿势控制分量FS为姿势控制分量限制值FSlimit。另外，将该姿势控制分量FS与振动衰减分量FV之和作为目标执行器力F*，该目标执行器力F*被限制在目标执行器力限制值Flimit以下，使得马达54不会承受过大的负载。 
如上所述，在姿势控制分量限制控制中，根据设定时间内的最大振动衰减分量FVmax来决定姿势控制分量限制值FSlimit。即，在姿势控制分量限 制控制中，根据应产生的振动衰减分量来改变姿势控制分量限制值。另外，使用执行器力值来设定该姿势控制分量限制值，由于执行器力值与作为流经马达54的电流值的通电电流量成比例，因此换言之可以根据通电电流量来设定姿势控制分量限制值。并且，在悬架***ECU140中，执行将目标执行器力F*限制在限制值以下的控制，即执行将作为振动衰减分量与姿势控制分量之和的两分量和限制在作为其限制值的两分量和限制值以下的控制。 
另外，如上所述，在对与四个车轮12中的一个车轮相对应的执行器26限制了姿势控制分量FS的情况下，控制与其他所有车轮相对应的执行器26中的每一个以限制其各自的姿势控制分量。在该情况下，与其他的所有车轮相对应的执行器26的各自的姿势控制分量被限制为与之前姿势控制分量先受到了限制的执行器26的限制值相对应的值。具体地说，设定与其他的所有车轮相对应的执行器26中的每一个的姿势控制分量限制值，以能够维持设定了的前后轮的侧倾刚度分配。详细地说，使与左右的车轮12相对应的执行器26的姿势控制分量限制值为相同的限制值，并且对于与前后的车轮12相对应的执行器26，设定为与侧倾刚度分配相对应的比率的限制值。由此，能够防止在仅某个前轮的姿势控制分量受到了限制的情况下产生的不足转向被削弱的情况发生。 
v)执行器的控制流程 
通过在点火开关160处于ON状态的期间内由悬架ECU140以短的时间间隔(例如数msec～数十msec)重复地执行表示图7中的流程图的执行器控制程序来执行上述那样的对执行器26的控制。以下，参照图中所示的流程图来简单地说明该控制的流程。针对设置在四个车轮12中的每一个车轮上的弹簧-减震器组件20的执行器26中的每一个来执行执行器控制程序。在以下的说明中，考虑到说明的简化，说明基于关于一个执行器26的主程序而执行的处理。 
在主程序中，首先在步骤1(以下，简称为“S1”，其他的步骤也相同)～S4中，如之前说明的那样来决定姿势控制分量FS和振动衰减分量FV。然后，在S5中认定当前时点之前的设定时间内的最大振动衰减分量 FVmax，在S6中根据该最大振动衰减分量FVmax和目标执行器力限制值Flimit来决定姿势控制分量限制值FSlimit。然后，在S7中判断之前决定了的姿势控制分量FS是否比姿势控制分量限制值FSlimit大，当前者大于后者时，在S9中使姿势控制分量FS为限制值FSlimit来决定目标执行器力F*。在S10中，判断在S8或S9中决定了的目标执行器力F*是否比目标执行器力限制值Flimit大，当判断前者大于后者时，在S11中使目标执行器力F*为目标执行器力限制值Flimit。根据这样决定了的目标执行器力F*来决定占空比，并将与该占空比相对应的控制信号发送给驱动ECU144。在以上一系列的处理之后，执行器控制程序的一次的执行结束。 
vi)控制装置的功能结构 
图8是示意性地表示了上述悬架ECU140的功能的功能框图。根据上述功能，悬架ECU140包括：通过空气弹簧28来改变车辆高度的车辆高度变更控制部200、决定执行器26所产生的执行器力的振动衰减分量FV的振动衰减控制部202、为了抑制作用在车身上的侧倾力矩和前后颠簸力矩而进行车身的姿势控制的车身姿势控制部204、执行姿势控制分量限制控制的姿势控制分量限制部206、将作为振动衰减分量与姿势控制分量之和的两分量和限制在限制值以下的分量和限制部208。车身姿势控制部204包括决定侧倾抑制分量FR的侧倾抑制控制部210和决定前后颠簸抑制分量FP的前后颠簸抑制控制部212。顺便提及的是，在本悬架***10的悬架ECU140中，姿势控制分量限制部206包括执行执行器控制程序的S5～S7、S9的处理的部分，分量和限制部208包括执行执行器控制程序的S10、S11的处理的部分。 
《第二实施方式》 
由于第二实施方式的车辆用悬架***的硬件构成与第一实施方式的***相同，因此在本实施方式的说明中，对于功能与第一实施方式的***相同的构成要素，使用相同的标号来表示相对应的构成要素并省略相关的说明。由于本实施方式的***与第一实施方式的***的不同之处在于由悬架ECU执行的控制，因此以下对由本实施方式的悬架ECU执行的控制进行说明。 
在本实施方式的悬架***中，悬架ECU140的姿势控制分量限制控制被构成为根据簧上振动的剧烈程度来改变姿势控制分量限制值。根据设置在车身的座部24上的纵向加速度传感器176所检测出的纵向加速度、即所谓的簧上加速度GzU来判断簧上振动的剧烈程度。在表示代替图7的执行器控制程序而执行的、表示图9的流程图的执行器控制程序中决定该姿势控制分量限制值。对此详细地进行说明。计算出当前时点之前的设定时间内的簧上加速度的有效值GzURMS(RMS值，均方根值)(S25)，并根据该簧上加速度的有效值GzURMS来决定姿势控制分量限制值FSlimit。具体地说，在悬架ECU140的ROM中存储有图10所示的、将簧上加速度有效值作为参数的姿势控制分量限制值的映射数据，参照该映射数据来决定姿势控制分量限制值FSlimit(S26)。如图10所示，簧上加速度有效值GzURMS越大，姿势控制分量限制值FSlimit越小。即，姿势控制分量限制控制被构成为：在簧上振动的剧烈程度高的情况下的姿势控制分量限制值比在簧上振动的剧烈程度低的情况下的姿势控制分量限制值小。 
然后，判断之前决定了的姿势控制分量FS是否比姿势控制分量限制值FSlimit大，当前者比后者大时，使姿势控制分量FS为限制值FSlimit来决定目标执行器力F*(S29)。并且，本实施方式的***被构成为：目标执行器力F*被限制在作为其限制值的目标执行器力限制值Flimit以下，以使得马达54不会承受过大的负载。然后，判断在S28或S29中决定了的目标执行器力F*是否比目标执行器力限制值Flimit大(S30)，在前者比后者大的情况下，使目标执行器力F*为目标执行器力限制值Flimit(S31)。然后，根据该决定了的目标执行器力F*来决定占空比，并将与该占空比相对应的控制信号发送给驱动ECU144。在以上一系列的处理之后，执行器控制程序的一次的执行结束。 
本实施方式的悬架***所具有的悬架ECU140与第一实施方式相同地具有姿势控制分量限制部，因此能够确保执行器能够产生的执行器力中的、在振动衰减控制中使得产生的执行器力所需的量。由此，能够产生足够的阻尼力，从而能够抑制车辆的乘坐感和车辆的稳定性恶化。由于与第一实施方式相同地使用执行器力值来设定姿势控制分量限制值，因此换言 之可以根据通电电流量来设定姿势控制分量限制值。顺便提及的是，除了簧上振动的剧烈程度之外，还也可以考虑簧下振动的剧烈程度来判断姿势控制分量限制值的变更。 
《第三实施方式》 
由于第三实施方式的车辆用悬架***的硬件构成也与第一实施方式的***相同，因此在本实施方式的说明中，对于功能与第一实施方式的***相同的构成要素，使用相同的标号来表示相对应的构成要素并省略相关的说明。由于本实施方式的***与第一实施方式的***的不同之处在于由悬架ECU执行的控制，因此以下对由本实施方式的悬架ECU执行的控制进行说明。 
在第一实施方式的悬架***的执行器26的控制中使用了执行器力，但是在本实施方式中使用作为表征执行器力的大小的相关量的通电电流量。因此，通过以下方式来同时执行振动衰减控制和车身姿势控制：使各控制中的作为马达54的通电电流量的分量的振动衰减分量iV与姿势控制分量iS相加来决定目标通电电流量i*(＝iV+iS)，进行控制以使执行器26产生与该目标通电电流量i*相对应的执行器力。 
i)振动衰减控制 
在振动衰减控制中，决定通电电流量的振动衰减分量iV，以便为了使车身和车轮12的振动衰减而产生大小与该振动的速度相对应的执行器力。具体地说，根据簧上速度VU和簧下速度VL，按照下式来计算振动衰减分量iV，其中所述簧上速度VU是由设置在车身的座部24上的纵向加速度传感器176进行检测而计算出的，所述簧下速度VL是由设置在下臂22上的纵向加速度传感器178进行检测而计算出的。 
iV＝KV·(CU·VU-CL·VL)(KV：增益) 
ii)车身姿势控制 
在车身姿势控制中，根据与第一实施方式同样地决定了的侧倾抑制分量FR和前后颠簸抑制分量FP，按照下式来决定通电电流量的姿势控制分量iS，其中所述侧倾抑制分量FR是与由于车辆转弯而产生的车身的侧倾力矩相对应的执行器力，所述前后颠簸抑制分量FP是与由于车辆加减速而产 生的车身的前后颠簸力矩相对应的执行器力。 
iS＝KS·(FR+FP)(KS：增益) 
iii)目标通电电流的决定和马达的动作控制 
一旦如上所述那样决定了目标通电电流量的振动衰减分量iV、姿势控制分量iS后，根据这些分量并按照下式来决定目标通电电流量i*。 
i*＝iS+iV
然后，根据决定了的目标通电电流量i*来决定目标占空比，并将基于该占空比的指令发送给驱动ECU144。驱动ECU144以该恰当的占空比来控制逆变器146，并驱动马达54以产生与目标通电电流量i*相对应的马达力。通过这样的马达54的驱动，执行器26产生与目标通电电流量i*相对应的执行器力。 
iv)姿势控制分量限制控制 
在车身姿势控制中，簧上部与簧下部之间的距离的变化量小，其变化速度也小。即，可以认为马达54几乎不产生电动势，因此可以认为仅有姿势控制分量的情况下的通电电流量与从蓄电池150供应给马达54的供应电流量相等。在本实施方式的***中，由于姿势控制分量限制控制被构成为将作为通电电流量的分量的姿势控制分量iS限制在限制值以下，因此可以考虑根据供应电流量来设定姿势控制分量限制值。 
图11是表示根据通电电流量设定了的姿势控制分量限制值和根据供应电流量设定了的姿势控制分量限制值的概念图。由于通电电流量与马达力成比例，因此根据该通电电流量设定了的限制值如图中的点划线所示。与此相对，在使得产生超过与马达54能够发电的电流量(发电电流量，使马达54的通电端子之间短路的情况下的电流量)相对应的执行器力的力的情况下，由于是从蓄电池150供应的电流量，因此根据该供应电流量设定了的限制值变为了图中的双点划线所示那样的、使短路特性线迁移后得到的限制值。即，在本实施方式中，由于根据供应电流量来设定姿势控制分量限制值，因此与根据通电电流量来设定姿势控制分量限制值的情况相比，还能够产生图中的斜线的区域的执行器力。 
另外，姿势控制分量限制控制被构成为：根据作为从蓄电池150向马达54供应的实际的电流量的实际供应电流量来改变姿势控制分量限制值。可以通过使流经马达54的实际通电电流量减去依据电动势得到的马达54能够发电的发电电流量来计算实际供应电流量。在进行该计算时，实际通电电流量使用作为对马达54的指令值的目标通电电流量i*，并根据由行程传感器164检测出的簧上簧下间距离来推定发电电流量。具体地说，根据通过簧上簧下间距离计算出的行程速度Vst来进行计算，该计算是按照下式而进行的计算。 
iG＝KT·Vst/(R·L) 
这里，KT为转矩常数，R为马达54的内部电阻值，L为丝杠50的导程。因此，按照下式来计算实际供应电流量。 
iSU＝i*-iG
考虑到相对于行程速度的非线性性，也可以根据以行程速度为参数的发电电流量的映射数据来推定马达54的发电电流量。另外，在本实施方式的***中，由于悬架ECU140与驱动ECU144仅能够进行从悬架ECU140到驱动ECU144的单向的通信，因此如上所述构成为根据目标通电电流量i*和簧上簧下间距离来推定实际供应电流量，但是如果悬架ECU140能够与驱动ECU144进行双向通信，则也可以构成为根据设置在马达54中的分解器184和通电电流传感器186的检测结果来进行推定。具体地说，可以根据通过分解器184的检测结果计算出的马达54的转速ω和作为通电电流传感器186的检测结果的实际通电电流量ir，按照下式来进行计算。 
iSU＝ir-KT·ω/R 
接着，说明基于实际供应电流量的姿势控制分量限制值的变更。例如当在振动衰减控制中产生的执行器力大、除了车身姿势控制之外振动衰减控制也需要供应电流量时，由于来自蓄电池150的供应电流量存在界限，因此可能会超过该界限。因此，在本实施方式中，在上述实际供应电流量变得比较大的情况下，姿势控制分量限制值被减小。详细地说，将比蓄电池150能够供应的电流量稍小的值(能够稳定地供电的值)作为上限供应 电流量ilimit，在上述实际供应电流量iSU超过了该上限供应电流量ilimit的情况下，姿势控制分量限制值iSlimit被每次减小δi。被减小了的姿势控制分量限制值iSlimit在振动衰减分量iV比较小的状况持续了某设定时间以上的情况下恢复为既定值。即，本悬架***中的姿势控制分量限制部被构成为在实际供应电流量大的情况下比实际供应电流量小的情况下小。 
v)执行器的控制流程 
通过执行表示图12中的流程图的执行器控制程序来执行本实施方式中的执行器26的控制。首先，根据执行器控制程序，在S41～S44中决定通电电流量的振动衰减分量iV和姿势控制分量iS。然后，在S45中，执行图13所示的姿势控制分量限制值决定子例程，决定姿势控制分量限制值iSlimit。 
根据姿势控制分量限制值决定子例程，首先在S51中，根据作为振动衰减分量iV与姿势控制分量iS之和的目标通电电流i*和基于行程传感器164的检测结果计算出的行程速度来推定实际供应电流量iSU。在S52中，判断该实际供应电流量iSU是否比上限供应电流量ilimit大，当前者比后者大时，姿势控制分量限制值iSlimit被减小δi。如果在S54中判断为振动衰减分量iV比较小，则在S55中该状况的持续时间tC通过被加上程序的执行间隔δt而被计数，在该持续时间tC超过了设定时间t0的情况下，在S57中姿势控制分量限制值iSlimit恢复为既定值。 
如上所述，在决定了姿势控制分量限制值后，在主程序的S46中判断姿势控制分量iS是否比姿势控制分量限制值iSlimit大，当前者比后者大时，使姿势控制分量iS为限制值iSlimit来决定目标通电电流量i*。然后，根据该决定了的目标通电电流量i*来决定占空比，并将与该占空比相对应的控制信号发送给驱动ECU144。在以上一系列的处理之后，执行器控制程序的一次的执行结束。 
本实施方式的悬架***所具有的悬架ECU140与第一实施方式、第二实施方式相同地具有姿势控制分量限制部，因此能够确保执行器能够产生的执行器力中的、在振动衰减控制中使得产生的执行器力所需的量。由此，能够产生足够的阻尼力，从而能够抑制车辆的乘坐感和车辆的稳定性 的恶化。 

Claims (23)

1.一种车辆用悬架***，包括：
悬架弹簧，配置在簧上部与簧下部之间；
电磁式执行器，与所述悬架弹簧并列配置，并且具有电动马达，依据所述电动马达所产生的力而使执行器力作用在簧上部和簧下部上，所述执行器力是使簧上部与簧下部接近或分离的方向上的力；以及
控制装置，控制所述执行器，能够同时执行(a)使执行器力作为振动阻尼力而产生的振动衰减控制和(b)使执行器力作为车身姿势控制力而发挥作用的车身姿势控制，所述振动阻尼力用于至少使簧上振动衰减，所述车身姿势控制力用于抑制车身的侧倾和车身的前后颠簸中的至少一者；
所述车辆用悬架***的特征在于，所述控制装置根据作为(A)振动衰减分量与(B)姿势控制分量之和的两分量和来控制所述执行器所产生的执行器力，所述振动衰减分量是在所述振动衰减控制中产生的执行器力，所述姿势控制分量是在所述车身姿势控制中产生的执行器力，并且所述控制装置具有姿势控制分量限制部，所述姿势控制分量限制部将所述姿势控制分量限制在作为所述姿势控制分量的限制值的姿势控制分量限制值以下，
所述姿势控制分量限制部根据实际供应电流量来改变所述姿势控制分量限制值，所述实际供应电流量是从电源供应给所述电动马达的实际的电流量。
2.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制值根据通电电流量而被设定，所述通电电流量是流经所述电动马达的电流量。
3.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制值根据供应电流量而被设定，所述供应电流量是从电源供应给所述电动马达的电流量。
4.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部能够改变所述姿势控制分量限制值。
5.如权利要求4所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部根据应产生的振动衰减分量来改变所述姿势控制分量限制值。
6.如权利要求5所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部使所述姿势控制分量限制值在应产生的振动衰减分量大的情况下比在应产生的振动衰减分量小的情况下小。
7.如权利要求4所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部根据簧上振动的剧烈程度来改变所述姿势控制分量限制值。
8.如权利要求7所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部使所述姿势控制分量限制值在簧上振动的剧烈程度高的情况下比在簧上振动的剧烈程度低的情况下小。
9.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部使所述姿势控制分量限制值在实际供应电流量大的情况下比在实际供应电流量小的情况下小。
10.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述执行器具有所述电动马达的动作位置为与簧上簧下间距离相对应的位置的构造，所述簧上簧下间距离是簧上部与簧下部之间的距离，
所述车辆用悬架***包括：
动作位置传感器，用于检测所述电动马达的动作位置；以及
通电电流传感器，测量作为实际流经所述电动马达的电流量的实际通电电流量；
所述姿势控制分量限制部根据所述电动马达的发电电流量和所述电动马达的实际通电电流量而推定出实际供应电流量，所述发电电流量是根据所述动作位置传感器的检测结果而推定出的，所述实际通电电流量是由所述通电电流传感器测定出的。
11.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述执行器具有所述电动马达的动作位置为与簧上簧下间距离相对应的位置的构造，所述簧上簧下间距离是簧上部与簧下部之间的距离，
所述车辆用悬架***具有测定簧上簧下间距离的簧上簧下间距离传感器，
所述姿势控制分量限制部根据所述两分量和而推定出作为实际流经所述电动马达的电流量的实际通电电流量，并且根据推定出的实际通电电流量和所述电动马达的发电电流量而推定出实际供应电流量，所述发电电流量是根据所述簧上簧下间距离传感器的检测结果而推定出的。
12.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述控制装置还具有分量和限制部，所述分量和限制部将所述两分量和限制在作为所述两分量和的限制值的两分量和限制值以下。
13.如权利要求12所述的车辆用悬架***，其中，
所述两分量和限制值被设定成大于所述姿势控制分量限制值。
14.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述振动衰减控制是用于产生至少与簧上速度相对应的执行器力的控制。
15.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述车身姿势控制是至少抑制由于车辆转弯而引起的车身的侧倾的控制。
16.如权利要求15所述的车辆用悬架***，其中，
所述车身姿势控制是用于产生与侧倾力矩相对应的执行器力的控制，所述侧倾力矩是由于车辆转弯而作用在车身上的力矩。
17.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述车身姿势控制是抑制由于车辆加减速而引起的车身的前后颠簸的控制。
18.如权利要求17所述的车辆用悬架***，其中，
所述车身姿势控制是用于产生与前后颠簸力矩相对应的执行器力的控制，所述前后颠簸力矩是由于车辆加减速而作用在车身上的力矩。
19.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述车辆用悬架***包括驱动电路，所述驱动电路配置在所述电动马达与电源之间，并在按照指令来控制作为流经所述电动马达的电流量的通电电流量的同时驱动所述电动马达，所述指令是基于所述两分量和的、来自所述控制装置的指令。
20.如权利要求19所述的车辆用悬架***，其中，
所述驱动电路具有能够将所述电动马达发出的电力中的至少一部分再生于电源中的构造。
21.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述执行器具有以下构造：包括设置在簧上部和簧下部中的一者上的外螺纹部和与该外螺纹部螺合并设置在簧上部和簧下部中的另一者上的内螺纹部，所述外螺纹部和所述内螺纹部随着簧上部与簧下部的接近或分离而进行相对旋转，并且所述电动马达所产生的力为使所述外螺纹部和所述内螺纹部进行相对旋转的力。
22.如权利要求1所述的车辆用悬架***，其中，
所述车辆用悬架***包括均为所述悬架弹簧的多个悬架弹簧和均为所述执行器的多个电磁式执行器，
所述控制装置对所述多个执行器进行控制，并且所述姿势控制分量限制部在限制所述多个执行器中的一个执行器的所述姿势控制分量的情况下限制所述多个执行器中的其他的一个以上的执行器的所述姿势控制分量。
23.如权利要求22所述的车辆用悬架***，其中，
所述姿势控制分量限制部将所述多个执行器中的所述其他的一个以上的执行器的各自的所述姿势控制分量限制为与所述多个执行器中的所述一个执行器的被限制了的所述姿势控制分量相对应的值。
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