[发明专利]模拟线圈弹簧装置及其控制方法

说明书

模拟线圈弹簧装置(20)包括配置在下侧弹簧基座(10A)的第1附件部材料(21)，配置在上侧弹簧基座(15A)的第2附件部材料(22)，由管家平台型平行结构组成的往复运动气缸单元(30)，液压供给装置(37)，弯曲检测结构(40A)和控制部(70)。弯曲检测结构(40A)由LVDT(Linear variable differential transformer)等变位计(41₁－41₆)构成。所述变位计(41₁－41₆)分别配置在所述各液压气缸(31₁－31₆)，根据所述各液压气缸(31₁－31₆)的基准长度计算出变位量。控制部(70)基于检测的变位量，计算出第1附件部材料(21)和第2附件部材料(22)之间相对的弯曲角度。

技术领域

本发明涉及如悬架用线圈弹簧等能够产生反作用力的模拟线圈弹簧，及其控制方法。

背景技术

车辆用悬挂装置的一种是麦弗逊式撑杆型悬架装置。麦弗逊式撑杆型悬架装置具有线圈弹簧、以及配置在线圈弹簧内侧的撑杆(减震器)。在所述线圈弹簧的上方施加压力使线圈弹簧压缩，线圈弹簧根据负重的大小产生相应收缩，同时撑杆也收缩。

麦弗逊式撑杆型悬架装置中，为了减少撑杆的滑动阻力，线圈弹簧的反作用力线位置从线圈弹簧的中心开始偏离。例如将反作用力线设置在所述撑杆摩擦最小的位置处。因此需要知道线圈弹簧的反作用力线位置与撑杆滑动阻力的关系。然而生产的不同种类的线圈弹簧反作用力线都不相同，这样浪费了大量的时间和经费。因此我们提出使用模拟线圈弹簧代替线圈弹簧。

例如美国专利文件第7606690号(专利文件1)公开了一种模拟线圈弹簧装置。此外日本弹簧协会(名古屋)在2003年11月1日公开发表的预备稿的第21-24页“通用弹簧的反作用力线对车辆特性影响的研究”(非专利文件1)，以及在2014年4月8日美国底特律发表的SAE2014“线圈弹簧反作用力线对悬架装置特性的研究”(非专利文件2)都公开展示了模拟线圈弹簧装置。这些模拟线圈弹簧装置都具有管家平台型平行结构，平行结构中具有6个液压气缸。每个液压气缸通过液压产生动作，产生与线圈弹簧相当的反作用力。

麦弗逊式撑杆型悬架装置中，下侧的弹簧基座和上侧的弹簧基座之间的弹簧被压缩，根据亚压缩量的大小，在下侧的卷曲部和上侧的卷曲部之间产生弯曲(旋转方向的相对位置变化)。所述上侧弹簧基座和车体一侧的固定架部之间虽然配置上层轴承，但是上层轴承具有一定程度的摩擦(旋转阻力)。于是，线圈弹簧压缩后，所述轴承产生摩擦，下侧的基座卷曲部和上侧的基座卷曲部之间产生旋转方向的动量。所述动量使转向销产生动量(转向销轴周围的动量)。转向销动量是影响车辆操作性能的主要原因。转向销动量根据转向销轴和撑杆轴之间的几何位置关系发生相应的变化。此外转向销动量还可以改变反作用力线的位置。

发明内容

【发明拟解决的技术问题】

发明人考虑的模拟线圈弹簧装置具有能被液压驱动的往复运动气缸单元(例如管家平台型平行结构)。所述模拟线圈弹簧装置中设定的撑杆具有第1撑杆要件(例如外筒)和第2撑杆要件(例如杆)。模拟线圈弹簧的上端，与实际车体的固定件部相同，通过基础材料制成。基础材料和上侧的弹簧基座之间配置轴承。

使用推拉试验机对转动销动量测量时，对所述第1撑杆要件沿着转向销轴施加扭矩。所述扭矩通过上述往复运动气缸单元传递至上侧弹簧基座。因此所述轴承的摩擦为零时，上侧的弹簧基座与下侧的弹簧基座仅旋转相同的量。然而由于实际上所述轴承存在摩擦，会阻碍所述上侧弹簧基座的旋转。于是所述往复运动气缸单元发生弯曲，反作用力线的位置也发生变化，不能精确的测量转动销的动量。

于是，本发明提供了一种模拟弹簧装置，所述装置能够准确测定转动销动量，并提供了控制方法。

【发明解决技术问题的方法】