專利名稱：電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備和驅(qū)動控制方法以及具有電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動控制具有直線電機作為驅(qū)動部的直線電機型電動致動器的 驅(qū)動控制設(shè)備和驅(qū)動控制方法。
背景技術(shù)：
直線運動型電動致動器包括使用直線電機的致動器。這里，應當注意，直線電機由 永磁體和線圈的陣列構(gòu)成。作為具有如上所述的這種直線電機作為驅(qū)動部的電動致動器的 驅(qū)動控制方法，例如，已經(jīng)提出了專利文獻1所述的控制方法。這里，應當注意，如專利文獻1所述，相對于輸出軸的相對位移(沖程)的靜推力 分布具有正傾斜。在考慮了該正傾斜的情況下，在專利文獻1的控制方法中，根據(jù)致動器的 沖程量，進行用以補償作為無勵磁時的靜推力的鎖止力的電流補償。專利文獻1 日本特開平5-24840
發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻1所述的技術(shù)中，將針對電動致動器的位置命令轉(zhuǎn)換成對于電機 的電流命令值。另外，確定依賴于沖程量的電流補償量，并且從上述電流命令值減去該電流 補償量。這減少了推力變化。結(jié)果，獲得了相對于致動器的沖程的平坦的推力特性。然而，發(fā)明人等已確認，根據(jù)電動致動器處生成的推力，當僅對無勵磁狀態(tài)時的相 對于沖程的推力變化進行電流補償時，不能獲得相對于沖程的平坦的推力特性?？紤]到以上要點，本發(fā)明的任務是提供相對于致動器的沖程的良好的推力特性。為了解決上述任務，根據(jù)本發(fā)明，當驅(qū)動控制具有直線電機作為驅(qū)動部的直線電 機型電動致動器時，在考慮了致動器處生成的推力的情況下確定用以補償相對于致動器的 沖程的推力變化的補償量。根據(jù)本發(fā)明，當確定用以補償相對于致動器的沖程的推力變化的補償量時，考慮 致動器處生成的推力。因而，可以獲得相對于沖程的良好的推力特性。


圖1是與根據(jù)本發(fā)明的第一實施例有關(guān)的電動致動器的解釋圖。圖2是與根據(jù)本發(fā)明的第一實施例有關(guān)的驅(qū)動控制設(shè)備的解釋圖。圖3是表示無勵磁狀態(tài)下的相對于沖程的推力變化的解釋圖。圖4是表示在施加推力命令Fc的情況下的推力變化波形的變化的圖。圖5是表示在發(fā)出推力命令的情況下以及在無勵磁狀態(tài)的情況下的推力變化的 差異的圖。圖6是表示無勵磁狀態(tài)下的推力補償量和補償結(jié)果的圖。圖7是用于解釋在施加推力命令Fc的情況下在未進行利用推力的校正時的補償量和補償結(jié)果的圖。圖8是用于解釋在施加推力命令Fc的情況下在進行了利用推力的校正時的補償量和補償結(jié)果的圖。圖9是表示推力變化波形的變化的圖。圖10是用于解釋與根據(jù)本發(fā)明的第二實施例有關(guān)的補償量計算部的解釋圖。圖11是表示可以應用與根據(jù)本發(fā)明的第一或第二實施例有關(guān)的電動致動器作為 懸架的整體車輛的解釋圖。圖12是從車輛的前部觀看到的、可以應用與根據(jù)本發(fā)明的第一或第二實施例有 關(guān)的電動致動器作為懸架的車輛的解釋圖。附圖標記的解釋
1氣缸
2桿
3直線電機
7線圈
10固定構(gòu)件
11可動體
12電位計
20驅(qū)動控制設(shè)備
21推力命令計算部
22推力補償部(補償量計算部件)
22A相位增益計算部
22B補償量計算部
22C相加部
22D相位校正部
22E基本補償量確定部
22F增益校正部
23供給電流調(diào)整部
AC致動器
Fc推力命令
χ沖程
G增益
α相位
Δ F補償量
M計算映射
具體實施例方式接著，將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。致動器的結(jié)構(gòu)首先，將說明第一優(yōu)選實施例中的直線電機型電動致動器的結(jié)構(gòu)。
圖1示出表示將直線電機3用作驅(qū)動部的電動致動器的示例的概要結(jié)構(gòu)。如圖1所示，電動致動器AC包括氣缸1、桿2和直線電機3。氣缸1是例如橫截面為圓形的有底氣缸體。桿2的一部分可進退地插入到氣缸1 中。桿2的橫截面形狀是與氣缸1的內(nèi)徑面相同的橫截面形狀，例如橫截面為圓形。圓環(huán)狀的引導件4同軸固定到氣缸1的開口端部側(cè)處的內(nèi)徑面。該引導件4的內(nèi) 徑面可滑動地接觸在桿2的外徑面上。另一個圓環(huán)狀的引導件5同軸固定到有底氣缸1的 底側(cè)處的端部上。該引導件5的外徑面可滑動地接觸在氣缸1的內(nèi)徑面上。也就是說，上 述的引導件4、5構(gòu)成滑動軸承，并且用于支撐桿2和氣缸1，從而允許桿2和氣缸1相互在 軸方向上的沖程(相對可移動)。也就是說，氣缸1可以相對于桿2沿著氣缸1的軸方向線 性移動。上述的直線電機3被配置成環(huán)狀的多個永磁體6和多個線圈7彼此相對。也就是說，多個永磁體6同軸固定到桿2的外徑面上。多個永磁體6沿著桿2的 軸排列。另外，多個線圈7沿著氣缸1的軸排列。應當注意，各線圈7具有鐵芯。通過到線 圈7的供給電流(勵磁電流)來驅(qū)動致動器AC。在氣缸1的有底端部上安裝支架8。按相同的方式，在桿2的另一端部上安裝支架 9。在本實施例中，假定桿2側(cè)為固定部，并且假定氣缸1側(cè)為可動部。然后，如圖2 所示，在桿2側(cè)處的支架9連結(jié)到固定構(gòu)件10、并且氣缸1側(cè)處的支架連結(jié)到可動體11的 情況下，使用上述結(jié)構(gòu)的電動致動器AC。在本實施例中，假定由可動體11根據(jù)從外部輸入的振動在上下方向(致動器AC 的沖程方向或其近似沖程方向)上接收振動力。然后，假定根據(jù)致動器AC處生成的推力執(zhí) 行對可動體11的振動的抑制。應當注意，例如固定構(gòu)件10固定到表面板上，并且例如可動 體11是抑制振動所需的設(shè)備等。在抑制振動的情況下，致動器AC需要在進行沖程運動時 生成消除振動的推力。另外，配置有用于檢測桿2相對于氣缸1的相對位移、即沖程量的位置檢測部件。 位置檢測部件將檢測到的位置信號輸出至驅(qū)動控制設(shè)備。在本實施例中，作為位置檢測部 件，例示出檢測致動器AC的沖程量的電位計12。另外，配置有檢測可動體11的上下方向的加速度的加速度傳感器、檢測上下方向 的位移速度的速度傳感器等。各傳感器將其檢測信號輸出至驅(qū)動控制設(shè)備20。對推力變化的補償這里，應當注意，在解釋驅(qū)動控制設(shè)備20之前，將解釋對推力變化的補償。如圖1所示，當使用沖程方向上離散地配置有多個永磁體6的直線電機3時，即使 在沒有電流流入線圈7中的無勵磁狀態(tài)下，也發(fā)生相對于沖程的推力變化。該推力變化是 由于在永磁體6和線圈7的鐵芯之間相互生成吸引力和排斥力所引起的。圖3中示出在實 際的致動器AC中實際測量到的推力變化的結(jié)果。如圖3所示，在本實施例中的致動器AC 中，推力相對于沖程周期性地變化。該變化的變化周期D近似等于圖2所示的各個線圈7 的兩個線圈之間的配置間隔D。當產(chǎn)生如上所述的推力變化時，出現(xiàn)以下問題。該問題是這樣的在致動器AC用 于定位目的的情況下，該問題導致定位精度下降，并且控制有可能處于發(fā)散狀態(tài)，從而定位的反饋增益變得過度。另外，在致動器AC用于力控制(電流控制)中的推力生成目的的情 況下，圖3所示的推力變化直接影響推力輸出。因此，難以獲得穩(wěn)定的推力。應當注意，可以想到可以提供利用測力傳感器(load cell)直接測量實際生成的 推力的設(shè)備，以反饋該實際生成的推力，從而無論沖程位置如何都獲得恒定的推力。然而， 在這種情況下，整個設(shè)備變得復雜。如上所述，預先已知無勵磁狀態(tài)下的相對于沖程的推力變化。因此，可以以沖程量 作為變量，計算依賴于沖程的電流補償量(即，圖3所示的推力變化)。在本實施例中，無勵 磁狀態(tài)下的相對于沖程的推力變化提供了補償?shù)幕鶞?。另外，可以以周期為D的周期函數(shù)表示相對于沖程的推力變化。例如，假定上述電流補償量為AF，則可以使用以下等式(1)來近似該電流補償 量。
權(quán)利要求
一種電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備，所述驅(qū)動控制設(shè)備通過供給至直線電機的線圈的電流，驅(qū)動控制所述電動致動器，所述電動致動器是以所述直線電機作為驅(qū)動部的直線電機型電動致動器，所述驅(qū)動控制設(shè)備包括推力命令計算部，其計算所述電動致動器處要生成的推力命令值；以及補償量計算部件，其計算針對所述推力命令值的補償量，從而補償相對于所述電動致動器的沖程的推力變化，其中，所述補償量計算部件基于所述沖程和所述推力命令值確定所述補償量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備，其特征在于，所述補償量計算 部件在基于所述沖程計算相對于所述沖程的推力變化的補償量時，根據(jù)所述推力命令值對 所述補償量的相位進行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備，其特征在于，所述補償量計 算部件在基于所述沖程計算相對于所述沖程的推力變化的補償量時，根據(jù)所述推力命令值 對所述補償量的大小進行校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備，其特征在于，按以 所述電動致動器的可動部的相對位移為變量的函數(shù)或映射的形式，預先提供相對于所述沖 程的推力變化的補償量的基本補償量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備，其特征在于，所述 補償量計算部件基于所述推力命令值為0的情況下的相對于所述電動致動器的沖程的推 力變化，來計算所述補償量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備，其特征在于，所述 電動致動器連結(jié)到車體、以及連結(jié)在車輪和所述車體之間的懸架臂，并且所述電動致動器 處生成的推力是與所述車輪和所述車體之間的相對速度或相對位移相應的力。
7 一種電動致動器的驅(qū)動控制方法，所述驅(qū)動控制方法驅(qū)動控制所述電動致動器，所 述電動致動器是以直線電機作為驅(qū)動部的直線電機型電動致動器，所述驅(qū)動控制方法包 括以與相對于所述電動致動器的沖程的推力變化相對應的補償量，對針對所述電動致動 器的命令值進行補償；以及基于所述電動致動器處要生成的推力，對所述補償量的相位和大小至少之一進行校正。
8.—種配備有電動致動器的驅(qū)動控制設(shè)備的車輛，所述驅(qū)動控制設(shè)備通過供給至直線 電機的線圈的電流，驅(qū)動控制所述電動致動器，所述電動致動器是以所述直線電機作為驅(qū) 動部的直線電機型電動致動器，所述電動致動器連結(jié)到車體、以及連結(jié)在車輪和所述車體 之間的懸架臂，并且所述驅(qū)動控制設(shè)備包括推力命令計算部，其計算所述電動致動器處要生成的推力命令值；以及補償量計算部件，其計算針對所述推力命令值的補償量，從而補償相對于所述電動致 動器的沖程的推力變化，其中，所述補償量計算部件基于所述沖程和所述推力命令值確定所述補償量。
全文摘要
即使在推力控制時使用致動器，對于致動器的沖程也可以獲得良好的推力特性。為了實現(xiàn)該目的，在本發(fā)明中，驅(qū)動控制以直線電機(3)作為驅(qū)動部的直線電機型電動致動器(AC)。通過使用推力命令(Fc)確定與相對于沖程的推力變化相對應的補償量，從而以無勵磁期間的相對于沖程的推力變化為基準來對該推力變化的相位和大小進行校正。
文檔編號H02K41/03GK101990740SQ20098011241
公開日2011年3月23日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者上沼研也, 山口陽介, 橫手正繼, 玉正忠嗣, 竹日雅人, 鈴木卓馬 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社