专利名称：车辆阻尼力控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆阻尼力控制设备，该设备设有能够改变阻尼力的减震器；更具体地说，本发明涉及这样的车辆阻尼力控制设备该设备在车辆转向过程中对各个减震器的阻尼力进行控制以增强车辆的易驾驶性能。
背景技术：
传统上，对于这种阻尼力控制设备，已经广为人知如日本专利No.3509544中所公开的这样一种设备，在该设备中，虚拟车辆模型在转向轨迹内侧处的虚拟点安装有抑制车身抬升所用的抑制抬升用减震器以及抑制车身侧倾所用的抑制侧倾用减震器，这种模型适用于在车身与四个车轮中每一车轮之间设有减震器的实际车辆模型。
在这种阻尼力控制设备中，转向轨迹外侧车轮处的减震器所产生的阻尼力总和与转向轨迹内侧车轮处的减震器所产生的阻尼力总和之间产生差异，使得将转向轨迹内侧车轮处的减震器的阻尼力设定得高于转向轨迹外侧车轮处的减震器的阻尼力，以抑制车身的侧倾以及转向轨迹内侧车轮处的车身抬升。因此，抑制了转向过程中车辆重心的升高，从而抑制了车身的侧倾。由此可以增强车辆转向过程中的易驾驶性。
同时，在车辆转向过程中，顶起(jack-up)力作用在车身上，即，由于车轮上产生的横向力造成的悬架系统几何形状改变，沿着使车身抬升的方向的力作用在车身上。在日本专利No.3509544中公开的阻尼力控制设备中，通过考虑到顶起力来适当地对抑制抬升用减震器和抑制侧倾用减震器的阻尼系数进行设置，从而即使在顶起力作用于车身上的情况下也能增强易驾驶性。
但是，在日本专利No.3509544中公开的阻尼力控制设备中，与前轮对应的前轮侧减震器的阻尼力以及与后轮对应的后轮侧减震器的阻尼力被独立控制，其中，根本没有考虑到沿垂直方向施加于前轮侧车身和后轮侧车身的输入平衡。因此，由于车辆结构和重量平衡，在作用于前轮侧车身和后轮侧车身上的顶起力之间造成了差异，即在沿垂直方向施加到前轮侧车身与后轮侧车身的输入之间造成了差异，因此出现了车辆转向过程中发生俯仰的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种阻尼力控制设备，该设备考虑到了车辆转向过程中作用于车身上的顶起力，而能够通过对前轮侧减震器的阻尼力和后轮侧减震器的阻尼力进行控制，来抑制车辆转向过程中的俯仰。
为了实现上述目的，本发明的特征在于一种车辆阻尼力控制设备，它包括设置在车身与四个车轮中每一车轮之间的减震器，所述四个车轮由悬架系统悬挂到车身，每个所述减震器能够根据所述车辆的转向状态来独立地改变所产生的阻尼力，所述车辆阻尼力控制设备包括前轮和后轮阻尼力控制装置，其分别控制由与前轮对应的前轮侧减震器所产生的阻尼力总和以及由与后轮对应的后轮侧减震器所产生的阻尼力总和，使得沿向上方向或向下方向的力沿抑制所述车辆转向过程中在所述车身上造成的俯仰的方向施加到前轮侧车身和后轮侧车身。
在此情况下，前轮和后轮阻尼力控制装置优选地包括前轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过前轮侧悬架系统施加到所述车身的前轮侧顶起力；后轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过后轮侧悬架系统施加到所述车身的后轮侧顶起力；前轮侧车身输入计算装置，其通过将计算出的前轮侧顶起力与由前轮侧减震器产生的阻尼力总和相加，来计算施加到所述前轮侧车身的输入总和；后轮侧车身输入计算装置，其计算施加到所述后轮侧车身的输入总和，以克服由于所计算出的施加到所述前轮侧车身的输入总和而造成的围绕所述车辆的重心的俯仰力矩；后轮侧目标阻尼力设定装置，其通过从所计算出的施加到所述后轮侧车身的输入总和减去所计算出的后轮侧顶起力，将所述后轮侧减震器所需的阻尼力总和设定为后轮侧目标阻尼力；以及减震器控制装置，其根据所设定的后轮侧目标阻尼力，对由所述后轮侧减震器产生的阻尼力总和进行控制。
此外，前轮和后轮阻尼力控制装置优选地包括前轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过所述前轮侧悬架系统施加到所述车身的前轮侧顶起力；后轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过所述后轮侧悬架系统施加到所述车身的后轮侧顶起力；后轮侧车身输入计算装置，其通过将计算出的后轮侧顶起力与由所述后轮侧减震器产生的阻尼力总和相加，来计算施加到所述后轮侧车身的输入总和；前轮侧车身输入计算装置，其计算施加到所述前轮侧车身的输入总和，以克服由于计算出的施加到后轮侧车身的输入总和而造成的围绕车辆重心的俯仰力矩；前轮侧目标阻尼力设定装置，其通过从所计算出的施加到前轮侧车身的输入总和减去所计算出的前轮侧顶起力，来将所述前轮侧减震器所需的阻尼力总和设定为前轮侧目标阻尼力；以及减震器控制装置，其根据所设定的前轮侧目标阻尼力，对由所述前轮侧减震器产生的阻尼力总和进行控制。
在此情况下，后轮侧顶起力计算装置可以根据由车辆速度传感器检测到的车辆速度、由横摆率传感器检测到的横摆率、以及由横向加速度传感器检测到的横向加速度，来计算后轮的滑移角度，并可以根据所计算出的后轮滑移角度来计算后轮侧产生的顶起力。此外，例如，除了所检测到的车辆速度、横摆率和横向加速度之外，前轮侧顶起力计算装置还可以根据由转向角度传感器检测到的转向角度来计算前轮测滑移角度，并可以根据所计算出的前轮滑移角度来计算前轮侧产生的顶起力。
这种设置使得可以通过考虑例如车辆转向过程中作用在前轮侧车身和后轮侧车身上的顶起力，来对前轮侧减震器产生的阻尼力总和以及后轮侧减震器产生的阻尼力总和进行分别控制。因此，作用在前轮侧车身和后轮侧车身上的向上和向下方向的输入得到平衡，从而可以抑制车辆转向过程中的俯仰。
本发明的另一特征在于，前轮和后轮阻尼力控制装置包括侧倾角度检测装置，其检测所述车辆转向过程中所述车身的侧倾角度；俯仰角度检测装置，其检测所述车辆转向过程中所述车身的俯仰角度；目标俯仰角度计算装置，其根据所检测到的侧倾角度计算所述车身的目标俯仰角度；目标阻尼力确定装置，其分别将所述前轮侧减震器所需的阻尼力总和以及所述后轮侧减震器所需的阻尼力总和确定为前轮侧目标阻尼力和后轮侧目标阻尼力，以使所检测到的俯仰角度与所计算出的目标俯仰角度一致；以及减震器控制装置，其根据所确定的前轮侧目标阻尼力和后轮侧目标阻尼力，分别控制由所述前轮侧减震器产生的阻尼力总和以及由所述后轮侧减震器产生的阻尼力总和。在此情况下，语句“使所检测到的俯仰角度与所计算出的目标俯仰角度一致”表示容易使所检测到的俯仰角度成为目标俯仰角度。更具体地说，它表示所检测到的俯仰角度容易接近目标俯仰角度而难以偏离目标俯仰角度，并容易保持这种接近状态。
在本发明的另一个特征中，例如，目标俯仰角度计算装置用于计算目标俯仰角度以使转向过程中车辆的姿势成为向前倾斜或水平的。侧倾角度检测装置例如可以设置成包括多个簧上加速度传感器，这些传感器分别检测转向轨迹内侧车轮处和转向轨迹外侧车轮处车身(簧上部件)处沿垂直方向的簧上加速度；以及估计的侧倾角度计算装置，该装置根据所检测到的簧上加速度，来计算转向轨迹内侧车轮处车辆重心与转向轨迹外侧车轮处车辆重心之间的加速度差，并根据加速度差来计算车辆围绕轴线的侧倾角度，所述轴线沿纵向方向并经过车辆重心。此外，俯仰角度检测装置还可以例如设置成包括多个簧上加速度传感器，这些传感器分别检测前轮和后轮处车身(簧上部件)沿垂直方向的簧上加速度；以及估计的俯仰角度计算装置，该装置根据所检测到的簧上加速度，来计算车辆围绕轴线的侧倾角度，所述轴线沿车辆的左右方向并经过车辆重心。
根据这种构造，以使检测到的俯仰角度与计算出的目标俯仰角度一致的方式，由目标阻尼力确定装置分别确定前轮侧减震器所需的阻尼力总和以及后轮侧减震器所需的阻尼力总和，并根据所确定的各个阻尼力总和由减震器控制装置控制前轮侧减震器的阻尼力总和以及后轮侧减震器的阻尼力总和。因此，可以抑制车辆转向过程中的俯仰，可以根据目标俯仰角度的设定情况来增强易驾驶性，并可以改善对路面的抓地感。
本发明的另一个特征在于，目标俯仰角度计算装置计算目标俯仰角，目标俯仰角度随着所检测到的侧倾角度增大而增大，并由所检测到的侧倾角度唯一地确定。通过这种构造，由所检测到的侧倾角度来唯一地确定目标俯仰角度，并且目标俯仰角度具有随着所检测到的侧倾角度增大而增大的特征。因此使车身上产生的侧倾角度的相位与车身上产生的俯仰角度的相位彼此一致，从而消除了侧倾角度与俯仰角度之间的时间差。由此，可以改善侧倾感，即侧倾过程中的平滑感。
本发明的再一个特征在于，目标阻尼力确定装置包括校正力矩计算装置，其根据所计算出的目标俯仰角度与所检测到的俯仰角度之间的差来计算所述车身所需的校正力矩；前轮侧阻尼力设定装置，其根据所计算出的校正力矩，将所述前轮侧减震器所产生的阻尼力总和设定为所述前轮侧目标阻尼力；后轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过后轮侧悬架系统作用在所述车身上的后轮侧顶起力；以及后轮侧阻尼力设定装置，其将沿着克服计算出的后轮侧顶起力的方向的力设定为所述后轮侧目标阻尼力。
根据这种构造，设定了后轮侧减震器的阻尼力总和来克服后轮侧车身处的后轮侧顶起力，并考虑到前轮侧顶起力将校正力矩施加到前轮侧车身处以抑制车身的俯仰。因此，由于根据校正力矩而施加到前轮侧车身的输入而抑制了车身的俯仰，同时抑制了后轮侧车身的抬升，从而可以进一步增强侧倾感。
本发明的再一个特征在于设置了内侧车轮和外侧车轮阻尼力控制装置，该装置把与转向轨迹内侧的车轮对应的内侧车轮侧减震器所产生的阻尼力总和控制得比由与转向轨迹外侧的车轮对应的外侧车轮侧减震器所产生的阻尼力总和更高，以使所述车辆转向过程中作用在所述车身上的侧倾得到抑制，并使向上或向下的力沿着使所述车辆重心沿向下方向产生位移的方向而作用在所述转向轨迹的内侧车轮侧的车身上以及所述转向轨迹的外侧车轮侧的车身上。
通过这种构造，可以抑制车身侧倾，同时通过车身的侧倾抑制控制来抑制车辆重心的上升，还抑制了车身的俯仰。因此，可以使车辆转向过程中其姿势进一步得到稳定。
结合附图，参考下面对优选实施例的详细说明，会更好地理解并更容易地明白本发明的各个其他目的、特征以及相伴的优点，在附图中 图1是示出了根据本发明的第一实施例、其修改示例以及第二实施例，车辆阻尼力控制设备总体情况的示意图； 图2(A)的示意图利用表示实际车辆的左车轮和右车轮的车辆模型来示出悬架系统的运动； 图2(B)的示意图利用表示虚拟车辆左车轮和右车轮的虚拟车辆模型来示出悬架系统的运动； 图3的流程图示出了根据本发明的第一实施例、其修改示例以及第二实施例，图1所示电子控制单元所执行的侧倾和俯仰抑制控制程序； 图4的流程图示出了根据本发明的第一实施例及其修改示例，图1所示电子控制单元执行的估计的侧倾角度计算程序； 图5的流程图示出了根据本发明的第一实施例及其修改示例，图1所示电子控制单元执行的估计的俯仰角度计算程序； 图6的流程图示出了根据本发明的第一实施例及其修改示例，图1所示电子控制单元执行的前轮侧目标阻尼力确定程序； 图7的流程图示出了根据本发明的第一实施例及其修改示例，图1所示电子控制单元执行的后轮侧目标阻尼力确定程序； 图8的流程图示出了根据本发明的第一实施例、其修改示例以及第二实施例，图1所示电子控制单元所执行的各个减震器阻尼力控制程序； 图9的曲线图示出了根据本发明的第一实施例，电子控制单元中形成的目标俯仰角度表中所储存的目标俯仰角度随估计的侧倾角度的变化特性； 图10的示意图示出了根据本发明的第一实施例，通过执行图3所示侧倾和俯仰抑制控制程序而沿垂直方向施加到前轮侧车身和后轮侧车身的输入； 图11的曲线图示出了根据本发明第一实施例的修改示例，与图9所示目标俯仰角度表不同的目标俯仰角度表中所储存的目标俯仰角度随估计的侧倾角度的变化特性； 图12的流程图示出了根据本发明的第二实施例，由图1所示的电子控制单元执行的前轮侧和后轮侧目标阻尼力确定程序； 图13的示意图示出了根据本发明的第二实施例，通过执行图3所示侧倾和俯仰抑制控制程序而沿垂直方向施加到前轮侧车身和后轮侧车身的输入。
具体实施例方式 下面将参考
根据本发明的第一实施例。图1是示出根据第一实施例的车辆阻尼力控制设备总体情况的示意图。这种阻尼力控制设备在车身BD(簧上部件)与相应的左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR之间具有减震器10和弹簧20。
各个减震器10布置在簧下部件LA与车身BD(弹簧上部件)之间，其中簧下部件LA用作由下臂和转向节组成的悬架系统，所述转向节连接到各个左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR。它在缸11的下端处连结到簧下部件LA，并在活塞杆12的上端处固定到车身BD，活塞杆12被插入缸11中以能够上下运动。螺旋弹簧20与减震器10平行设置。缸11被活塞13划分成上室R1和下室R2，活塞13在缸11的内周面上以液体密封方式滑移。
可变节流阀机构30设置到活塞13上。通过构成可变节流阀机构30一部分的致动器31的操作，可变节流阀机构30在多个阶段中改变连通路径的开度，所述连通路径将缸11中的上室R1与下室R2彼此连通。在根据转换阶段增大连通路径的开度时，减震器10的阻尼力被设定到软侧，而在减小连通路径的开度时，减震器10的阻尼力被设定到硬侧。每个减震器10的阻尼系数由对应于左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR的Cfl、Cfr、Crl和Crr表示。
接着将说明对致动器31的操作进行控制的电子控制装置。电子控制装置具有电子控制单元40。电子控制单元40是包括CPU、ROM、RAM等的微计算机。在点火开关开启之后，它每经过预定时间就重复地执行图3所示的侧倾及俯仰抑制控制程序，从而控制致动器31的操作。簧上加速度传感器41fl、41fr、41rl和41rr、高度传感器42fl、42fr、42rl和42rr、车辆速度传感器43、横摆率传感器44以及横向加速度传感器45连接到这个电子控制单元40。
簧上加速度传感器41fl、41fr、41rl和41rr布置到与左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR对应的车身BD处。它们分别检测在相对于所布置的位置处的车身BD的绝对空间的垂直方向上簧的加速度Gzfl、Gzfr、Gzrl和Gzrr。簧上加速度传感器41fl至41rr所检测到的簧上加速度Gzfl、Gzfr、Gzrl和Gzrr在其值为正的时候表示车辆产生了向上的加速度，而在其值为负的时候表示车辆产生了向下的加速度。高度传感器42fl、42fr、42rl和42rr设置在与左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR对应的簧下部件LA与车身BD之间，用于检测左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR对车身BD的相对位移(行程)Xfl、Xfr、Xrl和Xrr。高度传感器42fl至42rr所检测到的行程Xfl、Xfr、Xrl和Xrr在其值为正的时候表示簧下部件LA与车身BD之间的间距减小的方向，而在其值为负的时候表示该间距增大的方向。
车辆速度传感器43检测车辆速度V。横摆率传感器44检测横摆率γ。横摆率传感器44所检测到的横摆率γ在其值为正的时候表示围绕轴线产生了逆时针方向的角速度，而在其值为负的时候表示围绕该轴线产生了顺时针方向的角速度，其中所述轴线沿车辆垂直方向并经过车辆的重心。横向加速度传感器45检测沿车辆的左右方向上的横向加速度Gy。横向加速度传感器45所检测到的横向加速度Gy在其值为正的时候表示车辆产生了沿向右方向的加速度，而在其值为负的时候表示车辆产生了沿向左方向的加速度。
在对根据本发明第一实施例的车辆阻尼力控制设备的操作进行说明之前，用图2所示两轮模型来说明悬架系统运动的概况。图2(A)是表不实际车辆左侧车轮和右侧车轮的车辆模型。在这种实际车辆模型中，减震器10和螺旋弹簧20分别布置在车身BD与左侧车轮L之间以及车身BD与右侧车轮R之间。
另一方面，图2(B)是表示了虚拟车辆的左侧车轮和右侧车轮的车辆模型。在这种虚拟车辆模型中，只有螺旋弹簧20分别布置在车身BD与左侧车轮L之间以及车身BD与右侧车轮R之间，在转向轨迹内侧的虚拟位置上行驶的虚拟车辆车轮VW与车身BD之间设有抑制抬升用减震器110和抑制侧倾用减震器210，这些减震器在车辆转向过程中分别抑制车身BD的抬升和车身BD的侧倾。
在车身BD的侧倾过程中，这种虚拟车辆模型能够抑制转向轨迹的内侧车轮(对应于图2(B)中的左侧车轮L)那侧的高度升高。因此，通过将这种虚拟车辆模型应用到图2(A)所示实际车辆模型，车身BD侧倾过程中实际车辆模型的重心O升高受到抑制，从而可以增强易驾驶性。
例如，假设图2(A)所示实际车辆模型沿向左方向转向。这里假定将车身BD的质量定义为M，螺旋弹簧20的弹簧常数定义为K，转向轨迹内侧车轮(左侧车轮L)处减震器10的阻尼系数定义为Cin，转向轨迹外侧车轮(右侧车轮R)处减震器10的阻尼系数定义为Cout。此外，假定车身BD的绝对空间上的垂直方向的位移量和加速度定义为Xb和Xbdd，假定转向轨迹的内侧车轮(左侧车轮L)的行程和行程速度分别定义为Xin和Xind，假定转向轨迹外侧车轮(右侧车轮R)的行程和行程速度分别定义为Xout和Xoutd，由此，车身BD沿垂直方向的运动方程式由下述方程式(1)表示。
M·Xbdd＝K·Xin+K·Xout+Cin·Xind+Cout·Xoutd(1) 如果将车辆的侧倾惯性矩定义为I，左侧车轮L与右侧车轮R的轴距定义为W，并将围绕轴线的角加速度定义为θdd，其中所述轴线沿车辆纵向并经过车辆的重心O，则围绕沿车辆纵向并经过车辆重心O的轴线的运动方程式由下述方程式(2)表示。
I·θdd＝W·(K·Xin-K·Xout+Cin·Xind-Cout·Xoutd)/2(2) 另一方面，如果在图2(B)所示虚拟车辆模型中，将抑制抬升用减震器110的阻尼系数定义为Cg，抑制侧倾用减震器210的阻尼系数定义为C，并将车辆重心O与抑制抬升用减震器110之间的距离定义为D，则在车辆沿向左方向的转向过程中车身BD沿垂直方向的运动方程式、以及围绕沿车身纵向并经过车辆重心O的轴线的运动方程式分别由下列方程式(3)至(5)表示。
M·Xbdd＝K·Xin+K·Xout+T(3) I·θdd＝W·(K·Xin-K·Xout+C·Xind-C·Xoutd)/2+D·T (4) 其中，T＝Cg·Xind·(W+2D)/(2W)+Cg·Xoutd·(W-2D)/(2W)(5) 由方程式(1)至(3)可以得到下列方程式(6)。
Cin·Xind+Cout·Xoutd＝T(6) 此外，根据方程式(2)至(4)可以得到下列方程式(7)。
Cin·Xind-Cout·Xoutd＝C·Xind-C·Xoutd+2D·T/W(7) 将方程式(6)与(7)的两边相加，由此，侧倾过程中转向轨迹内侧车轮(左车轮L)处减震器10的阻尼系数Cin用下列方程式(8)表示。
Cin＝T·(W+2D)/(2W·Xind)+C·(1-Xoutd/Xind)/2(8) 与之类似，将方程式(6)与(7)的两边相减，由此，侧倾过程中转向轨迹外侧车轮(右车轮R)处减震器10的阻尼系数Cout由下列方程式(9)表示。
Cout＝T·(W-2D)/(2W·Xoutd)+C·(1-Xind/Xoutd)/2(9) 利用方程式(8)和(9)，侧倾过程中转向轨迹内侧车轮(左车轮L)处减震器10所产生的阻尼力、以及侧倾过程中转向轨迹外侧车轮(右车轮R)处减震器10所产生的阻尼力分别由下列方程式(10)和(11)表示。
Fin＝Cin·Xind ＝T·(W+2D)/(2W)+C·(Xind-Xoutd)/2(10) Fout＝Cout·Xoutd ＝T·(W-2D)/(2W)+C·(Xoutd-Xind)/2(11) 将以上说明的左车轮和右车轮的两轮车辆模型适用于实际车辆的前轮和后轮，由此，在侧倾过程中，与转向轨迹内侧的前轮、转向轨迹外侧的前轮、转向轨迹内侧的后轮、以及转向轨迹外侧的后轮各自对应的减震器10的阻尼系数Cfin、Cfout、Crin和Crout分别由下列方程式(12)至(15)表示。这里，假定转向轨迹内侧处前轮、转向轨迹内侧处后轮、转向轨迹外侧处前轮以及转向轨迹外侧处后轮的行程速度定义为Xfind、Xfoutd、Xrind和Xroutd。此外，假定前轮侧的车辆重心与布置在前轮侧的抑制抬升用减震器之间的距离定义为Df，假定后轮侧的车辆重心与布置在后轮侧的抑制抬升用减震器之间的距离定义为Dr，假定前轮的轴距定义为Wf，并假定后轮的轴距定义为Wr。此外，还假定布置在前轮侧的抑制侧倾用减震器的阻尼系数定义为Cf，布置在后轮侧的抑制侧倾用减震器的阻尼系数定义为Cr。
Cfin＝Tf·(Wf+2Df)/(2Wf·Xfind)+Cf·(1-Xfoutd/Xfind)/2(12) Cfout＝Tf·(Wf-2Df)/(2Wf·Xfoutd)+Cf·(1-Xfind/Xfoutd)/2(13) Crin＝Tr·(Wr+2Dr)/(2Wr·Xrind)+Cr·(1-Xroutd/Xrind)/2(14) Crout＝Tf·(Wr-2Dr)/(2Wr·Xroutd)+Cr·(1-Xrind/Xroutd)/2(15) 其中，Tf表示前轮侧减震器10产生的阻尼力总和，Tr表示后轮侧减震器10产生的阻尼力总和，这两个阻尼力总和分别由下列方程式(16)和(17)表示。
Tf＝Cgf·Xfind·(Wf+2Df)/(2Wf)+Cgf·Xfoutd·(Wf-2Df)/(2Wf)(16) Tr＝Cgr·Xrind·(Wr+2Dr)/(2Wr)+Cgr·Xroutd·(Wr-2Dr)/(2Wr)(17) 这里，Cgf表示布置在前轮侧的抑制抬升用减震器的阻尼系数，而Cgr表示布置在后轮侧的抑制抬升用减震器的阻尼系数。
下面将对这样构成的第一实施例的操作进行说明。驾驶员操作点火钥匙来开启点火开关，电子控制单元40开始每经过预定的短时间段就重复执行图3所示的侧倾及俯仰抑制控制程序。
侧倾和俯仰抑制控制程序从步骤S10开始，此后重复执行步骤S11至S15的处理。首先简要说明步骤S11至S14的处理。
在步骤S11，计算车辆转向过程中的车辆角度(参见图4和图5)，即车身BD的估计的侧倾角度和估计的俯仰角度。在步骤S12，利用步骤S11计算出的车身BD的估计的侧倾角度和估计的俯仰角度，来确定前轮侧目标阻尼力(参见图6)，即布置成与前轮FL和FR对应的各个减震器10的阻尼力总和。在步骤S13，确定后轮侧目标阻尼力(参见图7)，即布置成与后轮RL和RR对应的各个减震器10的阻尼力总和。
在步骤S14，利用步骤S12确定的前轮侧目标阻尼力以及步骤S13确定的后轮侧目标阻尼力，来计算布置成与左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR对应的各个减震器10的阻尼系数，以根据所计算出的阻尼系数控制各个致动器31的工作(参见图8)。在步骤S14的处理之后，在步骤S15结束侧倾和俯仰抑制控制程序的执行。
下面将具体说明步骤S11至S14的处理。在步骤S11对车辆角度的计算中执行图4所示的估计的侧倾角度计算程序和图5所示的估计的俯仰角度计算程序。首先参考图4说明估计的侧倾角度计算程序。
估计的侧倾角度计算程序的执行从步骤S20开始。在步骤S21，分别输入由簧上加速度传感器41fl、41fr、41rl和41rr所检测到的簧上加速度Gzfl、Gzfr、Gzrl和Gzrr。在步骤S22，利用下列方程式(18)和(19)计算左车轮侧车身的重心处以及右车轮侧车身的重心处的簧上加速度Gozl和Gozr。
Gozl＝(Gzfl·Lr+Gzrl·Lf)/L(18) Gozr＝(Gzfr·Lr+Gzrr·Lf)/L(19) 这里，L表示车辆的轴距，Lf和Lr分别表示车辆重心与前车轴之间、以及车辆重心与后车轴之间的距离。
在步骤S23，利用下列方程式(20)计算围绕沿车辆纵向并经过车辆重心的轴线的侧倾角加速度Rdd。
Rdd＝(Gozl-Gozr)/W(20) 这里，W表示轴距。在步骤S24，对用方程式(20)计算出的侧倾角加速度Rdd进行二阶时间积分，从而计算估计的侧倾角度Re。估计的侧倾角度Re在其值为正的时候表示车身BD向右侧倾，而在其值为负的时候表示车身BD向左侧倾。在步骤S24的处理之后，在步骤S25暂时结束估计的侧倾角度计算程序的执行。
下面参考图5说明估计的俯仰角度计算程序。估计的俯仰角度计算程序的执行从步骤S30开始。在步骤S31，分别输入由簧上加速度传感器41fl、41fr、41rl和41rr所检测到的簧上加速度Gzfl、Gzfr、Gzrl和Gzrr。在步骤S32，利用下列方程式(21)和(22)来计算前轮侧车身和后轮侧车身处的簧上加速度的平均值Gzf和Gzr。
Gzf＝(Gzfl+Gzfr)/2(21) Gzr＝(Gzrl+Gzrr)/2(22) 在步骤S33，用下列方程式(23)计算车辆的俯仰角加速度Pdd。
Pdd＝(Gzr-Gzf)/L(23) 这里，与上述方程式(18)和(19)一样，L表示车辆的轴距。在步骤S34，对用方程式(23)计算出的俯仰角加速度Pdd进行二阶时间积分，从而计算出估计的俯仰角度Pe。估计的俯仰角度Pe在其值为正的时候表示车身BD处于向前倾斜姿势。应当注意，在车辆转向过程中，根据车辆结构，估计的俯仰角度Pe总是正的。在步骤S34的处理之后，在步骤S35暂时终止估计的俯仰角度计算程序的执行。
继续参考图3所示的侧倾和俯仰抑制控制程序，下面将说明在步骤S12对前轮侧目标阻尼力的确定。对前轮侧目标阻尼力的确定是用于计算前轮侧减震器10所需的阻尼力，以在侧倾过程中抑制在车身BD上产生的俯仰，并将计算出的阻尼力设定为前轮侧目标阻尼力。具体地说，电子控制单元40执行图6所示的前轮侧目标阻尼力确定程序。
从S40开始执行前轮侧目标阻尼力确定程序。在步骤S41，用通过执行上述估计的侧倾角度计算程序所获得的估计的侧倾角度Re来计算目标俯仰角度。在计算目标俯仰角度时，参考了电子控制单元40中的ROM中形成的目标俯仰角度表，来计算随着估计的侧倾角度Re的绝对值|Re|而改变的车身BD的目标俯仰角度Pt。如图9所示，俯仰角度表储存了在车辆转向过程中车辆采取略微前倾姿势时的目标俯仰角度Pt。这种目标俯仰角度Pt是根据估计的侧倾角度Re唯一确定的，并且具有随着估计的侧倾角度Re的增大而非线性增大的特征。目标俯仰角度Pt例如取值为不大于0.1度。也可以由函数预先定义目标俯仰角度Pt随着估计的侧倾角度Re的改变并可以用该函数来计算目标俯仰角度Pt，作为使用目标俯仰角度表的替代或补充方式。
在步骤S41的处理之后，在步骤S42从目标俯仰角度Pt减去估计的俯仰角度Pe来计算校正俯仰角度ΔP(ΔP＝Pt-Pe)。然后，在步骤S43，对校正俯仰角度ΔP进行二阶时间微分，以计算校正俯仰角加速度Pdd(Pdd＝d2(ΔP)/dt2)。
在步骤S44，用下面的方程式(24)来计算对俯仰角度进行校正所需的校正俯仰力矩Pm。
Pm＝I·Pdd+Kp·ΔP(24) 这里，I表示围绕沿车辆左右方向并经过车辆重心的轴线的惯性矩，Kp表示考虑了俯仰刚度的弹簧系数。
在步骤S45，将校正俯仰力矩Pm除以车辆重心与前车轴之间的距离Lf，并将结果转换成沿垂直方向施加在前轮侧车身上的力(ΔTf＝Pm/Lf)。在步骤S46，将前轮侧目标阻尼力Tf*设定为(Tf+ΔTf)。这里，Tf为当前设定的前轮侧减震器10的阻尼力总和(参见方程式(16))。在步骤S47，将前轮侧目标阻尼力Tf*(＝(Tf+ΔTf))设定为前述方程式(12)和(13)中所用的前轮侧减震器10的阻尼力总和Tf。在步骤S47的处理之后，在步骤S48结束前轮侧目标阻尼力确定程序的执行。
继续参考图3所示的侧倾和俯仰抑制控制程序，下面将说明步骤S13对后轮侧目标阻尼力的确定。对后轮侧目标阻尼力的确定是用于计算在侧倾过程中为了抑制车身BD上产生的俯仰后轮侧减震器10所需的阻尼力，并将计算出的阻尼力设定为后轮侧目标阻尼力。具体地说，电子控制单元40执行图7所示的后轮侧目标阻尼力确定程序。
从步骤S50开始执行后轮侧目标阻尼力确定程序。在步骤S51，输入由车辆速度传感器43检测到的车辆速度V、由横摆率传感器44所检测到的横摆率γ、以及由横向加速度传感器45所检测到的横向加速度Gy。在步骤S52，在车辆重心的滑移角度定义为β的情况下，利用下面的方程式(25)，由车辆重心处车辆左右方向的运动方程式，来计算车辆重心的滑移角速度dβ/dt。
dβ/dt＝(Gy/V)-γ(25) 随后，在步骤S53对步骤S52处计算出的车辆重心的滑移角速度dβ/dt进行时间积分，以计算车辆重心的滑移角度β。在步骤S54，考虑到后轮在车辆重心处具有速度分量以及由于围绕车辆重心旋转造成的速度分量，用下面的方程式(26)计算后轮滑移角度θr。
θr＝(γ·Lr/V)-β(26) 这里，Lr表示车辆重心与后车轴之间的距离。
在步骤S55，利用步骤S54计算出的后轮滑移角度θr，根据下面的方程式(27)计算后轮估计的横向力Yr。
Yr＝Cr·θr/(TrS+1)(27) 这里，Cr表示转弯动力，即滑移角度范围内每单位滑移角度的后轮转弯力，其中在滑移角度范围内，后轮上产生的转弯力与滑移角度大体上成比例地增大。Tr表示组成后轮的轮胎的时间常数。它是通过考虑到由轮胎的弹性形变造成的延迟所产生的横向力的延迟时间来设定的。
在步骤S56，用步骤S55计算出的后轮估计的横向力Yr，根据下面的方程式(28)来计算施加到后轮侧车身的估计的顶起力Jr。
Jr＝Kjr·Yr2(28) 这里，Kjr表示考虑了后轮侧簧下部件LA的几何形状改变的顶起系数。
在步骤S57，将后轮侧目标阻尼力Tr*设定为与后轮侧估计的顶起力Jr相反的力(-Jr)。在步骤S58，将后轮侧目标阻尼力Tr*(＝-Jr)设定为上述方程式(14)和(15)中所用的由后轮侧减震器10产生的阻尼力总和Tr。在步骤S58的处理之后，在步骤S59结束后轮侧目标阻尼力确定程序的执行。
继续参考图3所示的侧倾和俯仰抑制控制程序，下面将说明步骤S14处对各个减震器10进行的阻尼力控制。对各个减震器进行的阻尼力控制是为了通过将前述虚拟车辆模型(见图2(B))应用于实际车辆模型(见图2(A))，来抑制车辆重心升高，同时抑制车辆转向过程中车身BD的侧倾。具体地说，电子控制单元40执行图8所示的各个减震器阻尼力控制程序。
从步骤S60开始执行各个减震器阻尼力控制程序。在步骤S61，分别输入由高度传感器42fl、42fr、42rl和42rr所检测到的左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR相对于车身BD的行程Xi(i＝fl、fr、rl、rr)。此外，还输入由横向加速度传感器45所检测的车辆横向加速度Gy，然后程序前进到步骤S62。
在步骤S62，对横向加速度Gy的绝对值|Gy|是否大于预定阈值Gyo进行判定，即判定是否需要对各个减震器10进行的阻尼力控制。首先说明车辆正在直线行驶的情况。在此情况下，横向加速度Gy的大小大体上为“0”，所以步骤S62作出“否”的判定。因此，将各个减震器10的阻尼系数Ci(i＝fl、fr、rl、rr)设定为预定值(例如软侧阻尼系数)，所述预定值是预先设定的并适于直线行驶。在步骤S63的处理之后，在步骤S70根据被设定到上述预定值的阻尼系数Ci(i＝fl、fr、rl、rr)来控制相应致动器31的工作。在步骤S70的处理之后，在步骤S75暂时结束各个减震器阻尼力控制程序的执行。
接着对车辆开始向左转向的情况进行说明。在此情况下，在步骤S62作出“是”的判定时，即判定为横向加速度Gy的绝对值|Gy|大于预定阈值Gyo的时候，在步骤S64对横向加速度Gy进行时间微分以计算微分值ΔGy，然后判定微分值ΔGy的绝对值|ΔGy|是否大于预定阈值ΔGyo，即判定车身BD的侧倾角度是处于增大过程还是减小过程中。由于车辆向左转向，车身BD的侧倾角度在增大，所以在步骤S64作出“是”的判定，即在步骤S64判定为微分值ΔGy的绝对值|ΔGy|大于预定阈值ΔGyo，因此程序前进到步骤S65。
在步骤S65，对左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR相对于车身BD的各个行程Xi(i＝fl、fr、rl、rr)进行时间微分以计算行程速度Xid(i＝fl、fr、rl、rr)。然后，在步骤S66判定横向加速度Gy是否为正。由于车辆正在向左转向，所以在步骤S66作出“是”的判定，然后执行步骤S67之后的处理。
在步骤S67，将左前轮FL的行程速度Xfld设定为转向轨迹内侧处前轮的行程速度Xfind，将右前轮FR的行程速度Xfrd设定为转向轨迹外侧处前轮的行程速度Xfoutd，将左后轮RL的行程速度Xrld设定为转向轨迹内侧处后轮的行程速度Xrind，并将右后轮RR的行程速度Xrrd设定为转向轨迹外侧处后轮的行程速度Xroutd。
在步骤S68，根据前述方程式(12)至(15)，计算与转向轨迹内侧处的前轮、转向轨迹外侧处的前轮、转向轨迹内侧处的后轮、转向轨迹外侧处的后轮各自对应的减震器10的阻尼系数Cj(j＝fin、fout、rin、rout)。在此情况下，通过执行图6所示的前轮侧目标阻尼力确定程序将前述方程式(12)和(13)中所用的Tf设定为前轮侧目标阻尼力Tf*，并通过执行图7所示的后轮侧目标阻尼力确定程序将前述方程式(14)和(15)中所用的Tr设定为后轮侧目标阻尼力Tr*。
在步骤S69，将转向轨迹内侧处前轮的减震器10的阻尼系数Cfin设定为左前轮FL处减震器10的阻尼系数Cfl，将转向轨迹外侧处前轮的减震器10的阻尼系数Cfout设定为右前轮FR处减震器10的阻尼系数Cfr，将转向轨迹内侧处后轮的减震器10的阻尼系数Crin设定为左后轮RL处减震器10的阻尼系数Crl，并将转向轨迹外侧处后轮的减震器10的阻尼系数Crout设定为右后轮RR处减震器10的阻尼系数Crr。
然后，在步骤S70，根据步骤S69设定的阻尼系数Ci(i＝fl、fr、rl、rr)，在步骤S70控制相应致动器31的工作。在步骤S70的处理之后，在步骤S75暂时结束各个减震器阻尼力控制程序的执行。此后，在车身BD的侧倾角度增大过程中，重复执行步骤S60至S62的处理、步骤S64至步骤S70的处理、以及步骤S75的处理。
当车身BD的侧倾角度从此状态大体上达到最大值、侧倾角度停止增大时，在步骤S64作出“否”的判定，即在步骤S64判定为横向加速度Gy的微分值ΔGy的绝对值|ΔGy|小于预定阈值ΔGyo，使得各个减震器10的各个阻尼系数Ci(i＝fl、fr、rl、rr)在步骤S71被设定到预定值(例如硬侧阻尼系数)，该预定值是预先设定的并适合于转向。在步骤S71的处理之后，在步骤S70根据被设定到预定值的阻尼系数Ci(i＝fl、fr、rl、rr)来控制相应致动器3 1的工作。在步骤S70的处理之后，在步骤S75暂时结束各个减震器阻尼力控制程序的执行。
在使行驶状态从转向状态进入直线行驶、车身BD的侧倾角度减小时，在步骤S64又作出“是”的判定，即在步骤S64判定为横向加速度Gy的微分值ΔGy的绝对值|ΔGy|大于预定阈值ΔGyo，从而类似于上述情况，此后执行步骤S65至S70的处理。
另一方面，车辆从直线形式状态开始向右转向，则像车辆开始向左转向的情况那样执行步骤S60至S62处理、S64和S65的处理，随后，在步骤S66作出“否”的判定，即，在步骤S66判定为车辆向右转向，从而执行步骤S72以及随后步骤的处理。在步骤S72，将右前轮FR的行程速度Xfrd设定为转向轨迹内侧处前轮的行程速度Xfind，将左前轮FL的行程速度Xfld设定为转向轨迹外侧处前轮的行程速度Xfoutd，将右后轮RR的行程速度Xrrd设定为转向轨迹内侧处后轮的行程速度Xrind，并将左后轮RL的行程速度Xrld设定为转向轨迹外侧处后轮的行程速度Xroutd。
在步骤S73，像步骤S68的处理那样，根据前述方程式(12)至(15)，计算与转向轨迹内侧处的前轮、转向轨迹外侧处的前轮、转向轨迹内侧处的后轮、转向轨迹外侧处的后轮各自对应的减震器10的阻尼系数Cj(j＝fin、fout、rin、rout)。在步骤S74，将步骤S73计算出的阻尼系数Cj(j＝fin、fout、rin、rout)分别设定为与左前轮、右前轮、左后轮、右后轮各自对应的减震器1 0的阻尼系数Ci(i＝fr、fl、rr、rl)。然后，在步骤S70，根据步骤S74设定的阻尼系数Ci(i＝fl、fr、rl、rr)来控制相应致动器31的工作。在步骤S70的处理之后，在步骤S75暂时结束各个减震器阻尼力控制程序的执行。此后，与上述情况一样，在车身BD的侧倾角度增大过程中，重复执行步骤S60至S62的处理、步骤S64至步骤S66的处理、以及步骤S72及随后步骤的处理。当车身BD的侧倾角度停止增大时，在步骤S64的处理之后执行步骤S71及随后步骤的处理。当车身BD的侧倾角度从该状态开始减小时，在步骤S66的处理之后又执行步骤S72及随后步骤的处理。
从对该操作的说明可以理解到，在第一实施例中，通过图7中步骤S57和S58的处理在后轮侧车身处设定了后轮侧减震器10产生的阻尼力总和Tr，以克服后轮侧顶起力Jr。因此，如图10所示抑制了后轮侧的车辆重心抬升。
前轮侧减震器10产生的阻尼力总和(Tf+ΔTf)通过图6中的步骤S45和S46处的处理设定在前轮侧车身处，以实现通过估计的侧倾角度Re唯一确定的目标俯仰角度Pt。具体地说，例如当估计的俯仰角度Pe大于目标俯仰角度Pt时，输入的总和方向沿向上方向的力施加到前轮侧车辆重心Of，使得估计的俯仰角度Pe难以远离目标俯仰角度Pt，以抑制车身BD的过度向前倾斜(见图10)。另一方面，例如当估计的俯仰角度Pe小于目标俯仰角度Pt时，输入的总和方向沿向下方向的力施加到前轮侧车辆重心Of，使得估计的俯仰角度Pe容易接近目标俯仰角度Pt，以促进车身BD向前倾斜到预定位置。
因此，在车辆转向过程中，抑制了车身BD的侧倾，并抑制了车辆重心Oc的上升，另外，还抑制了车身BD的俯仰，并容易将车身BD保持在预定的向前倾斜姿势。因此，增强了易驾驶性以及对路面的抓地感。
第一实施例具有这样的特征根据估计的侧倾角度Re来唯一地确定目标俯仰角度Pt，并且目标俯仰角度Pt随着估计的侧倾角度Re的增大以非线性方式增大。因此，估计的侧倾角度Re的相位和估计的俯仰角度Pe的相位彼此匹配，从而消除了估计的侧倾角度Re与估计的俯仰角度Pe之间的时间差。因此，改善了侧倾感，即侧倾过程中的平滑感。
变更示例 下面将说明第一实施例的一种变更示例。在这种变更示例中，像第一实施例那样，电子控制单元40执行图3所示的侧倾和俯仰抑制控制程序，并执行步骤S12的前轮侧目标阻尼力确定程序(参见图6)。应当注意，在这种变更示例中，在前轮侧目标阻尼力确定程序中的步骤S41的处理执行中，不是参照图9所示的目标俯仰角度表，而是参照图11所示的目标俯仰角度表。其他部分与第一实施例中一样。
在这种变更示例中，像第一实施例一样，通过图7所示的步骤S57和S58处的处理，将后轮侧减震器10所产生的阻尼力总和Tr设定在后轮侧车身处，以克服后轮侧顶起力Jr。此外，通过图6所示的步骤S45和S46处的处理，将前轮侧减震器10所产生的阻尼力总和(Tf+ΔTf)设定在前轮侧车身处，以使车身BD的俯仰角度如图11所示为零。因此，通过这种变更示例可以抑制转向过程中车身BD的侧倾和俯仰，并增强易驾驶性。
在第一实施例中，在通过参照目标俯仰角度表计算目标俯仰角度Pt时，目标俯仰角度Pt随着估计的侧倾角度Re的增大而增大，目标俯仰角度Pt根据估计的侧倾角度Re而唯一确定。此外，在第一实施例的这种变更示例中，无论估计的侧倾角度Re如何都将目标俯仰角度Pt唯一性地设定为零。但是，在设定目标俯仰角度Pt的情况下，可以在确保了令人满意的侧倾感的范围内提供轻微的滞后(hysteresis)，从而例如将目标俯仰角度Pt设置成在增大估计的侧倾角度Re的情况下与减小估计的侧倾角度Re的情况下是不同的。
在第一实施例及其变更示例中，车辆的侧倾角加速度Rdd和俯仰角加速度Pdd是分别根据由簧上加速度传感器41fl、41fr、41rl、4lrr检测到的簧上加速度Gzfl、Gzfr、Gzrl和Gzrr来计算的，并对计算出的侧倾角加速度Rdd和俯仰角加速度Pdd进行二阶时间积分，以计算估计的侧倾角度Re和估计的俯仰角度Pe。但是本发明不限于此。例如，可以根据由高度传感器42fl、42fr、42rl以及42rr所检测的行程Xi(i＝fl、fr、rl、rr)来计算估计的侧倾角度Re和估计的俯仰角度Pe。
第二实施例 下面将对本发明的第二实施例进行说明。根据第二实施例的阻尼力控制设备具有由图1中虚线所示的转向角度传感器46。转向角度传感器46对未示出的方向盘的转向角度δ进行检测。转向角度δ用正值或负值表示方向盘向左或者向右转向时的转向角度。根据第二实施例的电子控制单元40执行图12所示的前轮侧和后轮侧目标阻尼力确定程序，而不是执行图3所示侧倾和俯仰抑制控制程序的过程中步骤S12处的前轮侧目标阻尼力确定程序(见图6)和步骤S13处的后轮侧目标阻尼力确定程序(见图7)。其他部分与第一实施例中相同。
前轮侧和后轮侧目标阻尼力确定程序开始于步骤S80。在步骤S81，输入由车辆速度传感器43检测到的车辆速度V、横摆率传感器44检测到的横摆率γ、横向加速度传感器45检测到的横向加速度Gy、以及转向角度传感器46检测到的方向盘的转向角度δ。在步骤S82和S83，像图7的后轮侧目标阻尼力确定程序中步骤S52和S53的处理一样，计算车辆重心的滑移角速度dβ/dt(＝(Gy/V)-γ)，并对计算出的车辆重心的滑移角速度dβ/dt进行时间积分以计算车辆重心的滑移角度β。
在步骤S84，除了计算后轮的滑移角度θr(＝(γ·Lf/V)-β)之外，还利用下列方程式(29)计算前轮的滑移角度θf。
θf＝δ/Ng-(γ·Lf/V)-β(29) 这里，Ng表示转向传动比，Lf表示车辆重心与前车轴之间的距离。
在步骤S85，除了计算后轮估计的横向力Yr(＝Cr·θr/(TrS+1))之外，还利用下面的方程式(30)计算前轮估计的横向力Yf。
Yf＝Cf·θf/(TfS+1)(30) 这里，Cf表示前轮处的转弯动力，Tf表示组成前轮的轮胎的时间常数。
在步骤S86，除了计算作用在后轮侧车身上的后轮侧估计的顶起力Jr(＝Kjr·yr2)之外，还利用下列方程式(31)计算作用在前轮侧车身上的前轮侧估计的顶起力Jf。
Jf＝Kjf·Yf2(31) 这里，Kjf表示考虑了前轮侧簧下部件LA等的几何形状改变的顶起系数。
在步骤S87，将前轮侧估计的顶起力Jf加到当前在前轮侧减震器10处产生的阻尼力总和Tf，以计算沿垂直方向施加到前轮侧车身的输入总和Ff(Ff＝Tf+Jf)。在步骤S88，利用下面的方程式(32)计算沿垂直方向施加到后轮侧车身的输入总和Fr，以克服由于上述输入总和Ff而围绕沿车辆的左右方向经过车辆重心Oc的轴线的旋转力矩。
Fr＝Ff·Lf/Lr(32) 在步骤S89，从沿垂直方向施加到后轮侧车身的输入总和Fr中减去后轮侧顶起力Jr，从而计算后轮侧目标阻尼力Tr*(Tr*＝Fr-Jr)。在步骤S90，将步骤S89计算出的后轮侧目标阻尼力Tr*设定为前述方程式(14)和(15)中所用的Tr。在步骤S90的处理之后，在步骤S91结束前轮侧和后轮侧目标阻尼力确定程序的执行。
根据第二实施例，通过图12中步骤S87的处理来将前轮侧减震器10产生的阻尼力Tf加到前轮侧顶起力Jf以计算施加到前轮侧车身的输入总和Ff，并通过步骤S88的处理来计算施加到后轮侧车身的输入总和Fr，以克服由于上述输入总和Ff而围绕沿车辆的左右方向经过车辆重心Oc的轴线的旋转力矩。然后，通过步骤S89的处理从计算出的施加到后轮侧车身的输入总和Fr减去后轮侧顶起力Jr，从而确定后轮侧减震器10所需的后轮侧目标阻尼力Tr*(见图13)。因此，容易通过围绕轴线的旋转力矩平衡关系，来获得后轮侧减震器10所需的后轮侧目标阻尼力Tr*，所述轴线沿车辆的左右方向并经过车辆重心Oc。对与后轮侧减震器10对应的各个致动器31的工作进行控制，使后轮侧减震器10具有所确定的后轮侧目标阻尼力Tr*，从而像第一实施例及其变更示例一样抑制车辆转向过程中车身BD的侧倾和俯仰。
在第二实施例中，通过由于施加到前轮侧车身的输入总和Ff而造成的围绕轴线的旋转力矩平衡来计算施加到后轮侧车身的输入总和Fr，其中所述轴线沿车辆的左右方向并经过车辆重心Oc，还从施加到后轮侧车身的输入总和Fr减去后轮侧顶起力Jr从而确定后轮侧减震器10所需的后轮侧目标阻尼力Tr*。相反，也可以设置成通过由于施加到后轮侧车身的输入总和Fr而造成的围绕轴线的旋转力矩平衡来计算施加到前轮侧车身的输入总和Ff，其中所述轴线沿车辆的左右方向并经过车辆重心Oc，并从施加到前轮侧车身的输入总和Ff减去前轮侧顶起力Jf从而确定前轮侧减震器10所需的前轮侧目标阻尼力Tf*。在这种情况下，也像第二实施例一样抑制了车辆转向过程中车身BD的侧倾和俯仰。
上文是对本发明各种实施例的说明。本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种变更。
例如，在这些实施例中，将设有抑制抬升用减震器和抑制侧倾用减震器的虚拟车辆模型应用于实际车辆模型，以将本发明应用于能够在车身BD的侧倾抑制控制过程中抑制车辆重心上升的阻尼力控制设备，其中抑制抬升用减震器对在侧倾过程中车身BD在转向轨迹内侧虚拟位置处的抬升进行抑制，而抑制侧倾用减震器抑制车身BD的侧倾。因此，抑制了车辆转向过程中车身BD的侧倾，还抑制了俯仰，结果可以增强易驾驶性。但是，本发明不仅适用于将虚拟车辆模型适用于实际车辆模型的阻尼力控制设备，而且还可应用于能够对各个减震器的阻尼力进行控制的阻尼力控制设备，例如下述设备在车辆转向过程中，该设备将转向轨迹外侧车轮处减震器的阻尼力设定得比转向轨迹内侧车轮处减震器的阻尼力更高。
权利要求
1.一种车辆阻尼力控制设备，其包括设置在车身与四个车轮中每一车轮之间的减震器，所述四个车轮由悬架系统悬挂到所述车身，每个所述减震器能够根据所述车辆的转向状态来独立地改变所产生的阻尼力，所述车辆阻尼力控制设备包括
前轮和后轮阻尼力控制装置，其分别控制由与前轮对应的前轮侧减震器所产生的阻尼力总和以及由与后轮对应的后轮侧减震器所产生的阻尼力总和，使得向上或向下的力沿着抑制所述车辆转向过程中在所述车身上造成的俯仰的方向施加到前轮侧车身和后轮侧车身。
2.根据权利要求1所述的车辆阻尼力控制设备，其中，所述前轮和后轮阻尼力控制装置包括
侧倾角度检测装置，其检测所述车辆转向过程中所述车身的侧倾角度；
俯仰角度检测装置，其检测所述车辆转向过程中所述车身的俯仰角度；
目标俯仰角度计算装置，其根据所检测到的侧倾角度计算所述车身的目标俯仰角度；
目标阻尼力确定装置，其分别将所述前轮侧减震器所需的阻尼力总和以及所述后轮侧减震器所需的阻尼力总和确定为前轮侧目标阻尼力和后轮侧目标阻尼力，以使所检测到的俯仰角度与所计算出的目标俯仰角度一致；以及
减震器控制装置，其根据所确定的前轮侧目标阻尼力和后轮侧目标阻尼力，分别控制由所述前轮侧减震器产生的阻尼力总和以及由所述后轮侧减震器产生的阻尼力总和。
3.根据权利要求2所述的车辆阻尼力控制设备，其中，所述目标阻尼力确定装置包括
校正力矩计算装置，其根据所计算出的目标俯仰角度与所检测到的俯仰角度之间的差值来计算所述车身所需的校正力矩；
前轮侧阻尼力设定装置，其根据所计算出的校正力矩，将所述前轮侧减震器所产生的阻尼力总和设定为所述前轮侧目标阻尼力；
后轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过后轮侧悬架系统作用在所述车身上的后轮侧顶起力；以及
后轮侧阻尼力设定装置，其将沿着克服所计算出的后轮侧顶起力的方向的力设定为所述后轮侧目标阻尼力。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的车辆阻尼力控制设备，其中，所述目标俯仰角度计算装置用于计算所述目标俯仰角度，以使所述车身的姿势在转向过程中成为向前倾斜或水平。
5.根据权利要求2或权利要求3所述的车辆阻尼力控制设备，其中，所述目标俯仰角度计算装置计算所述目标俯仰角度，所述目标俯仰角度随着所检测到的侧倾角度增大而增大，并由所检测到的侧倾角度唯一地确定。
6.根据权利要求1所述的车辆阻尼力控制设备，其中，所述前轮和后轮阻尼力控制装置包括
前轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过前轮侧悬架系统施加到所述车身的前轮侧顶起力；
后轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过后轮侧悬架系统施加到所述车身的后轮侧顶起力；
前轮侧车身输入计算装置，其通过将所计算出的前轮侧顶起力与由所述前轮侧减震器产生的阻尼力总和相加，来计算施加到所述前轮侧车身的输入总和；
后轮侧车身输入计算装置，其计算施加到所述后轮侧车身的输入总和，以克服由于所计算出的施加到所述前轮侧车身的输入总和而造成的围绕所述车辆的重心的俯仰力矩；
后轮侧目标阻尼力设定装置，其通过从所计算出的施加到所述后轮侧车身的输入总和减去所计算出的后轮侧顶起力，将所述后轮侧减震器所需的阻尼力总和设定为后轮侧目标阻尼力；以及
减震器控制装置，其根据所设定的后轮侧目标阻尼力，对由所述后轮侧减震器产生的阻尼力总和进行控制。
7.根据权利要求1所述的车辆阻尼力控制设备，其中，所述前轮和后轮阻尼力控制设备包括
前轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过所述前轮侧悬架系统施加到所述车身的前轮侧顶起力；
后轮侧顶起力计算装置，其计算所述车辆转向过程中通过所述后轮侧悬架系统施加到所述车身的后轮侧顶起力；
后轮侧车身输入计算装置，其通过将所计算出的后轮侧顶起力与由所述后轮侧减震器产生的阻尼力总和相加，来计算施加到所述后轮侧车身的输入总和；
前轮侧车身输入计算装置，其计算施加到所述前轮侧车身的输入总和，以克服由于计算出的施加到后轮侧车身的输入总和而造成的围绕所述车辆的重心的俯仰力矩；
前轮侧目标阻尼力设定装置，其通过从所计算出的施加到前轮侧车身的输入总和减去所计算出的前轮侧顶起力，来将所述前轮侧减震器所需的阻尼力总和设定为前轮侧目标阻尼力；以及
减震器控制装置，其根据所设定的前轮侧目标阻尼力，对由所述前轮侧减震器产生的阻尼力总和进行控制。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆阻尼力控制设备，还包括
内车轮和外车轮阻尼力控制装置，其将与转向轨迹的内侧的车轮对应的内车轮侧减震器所产生的阻尼力总和控制得比由与所述转向轨迹的外侧的车轮对应的外车轮侧减震器所产生的阻尼力总和更高，以使所述车辆转向过程中作用在所述车身上的侧倾得到抑制，并使向上或向下的力沿着使所述车辆的重心沿向下方向产生位移的方向而作用在所述转向轨迹的内车轮侧的车身上以及所述转向轨迹的外车轮侧的车身上。
全文摘要
一种阻尼力控制设备具有减震器(10)，每个减震器能改变阻尼力。电子控制单元(40)根据由簧上加速度传感器(41fr至41rr)检测到的簧上加速度计算车身(BD)的估计的侧倾角度和估计的俯仰角度，根据估计的侧倾角度计算目标俯仰角度，并确定前轮侧减震器(10)所需的目标阻尼力以使估计的俯仰角度与估计的侧倾角度一致。电子控制单元(40)根据车辆速度传感器(43)检测到的车辆速度、横摆率传感器(44)检测到的横摆率、横向加速度传感器(45)检测到的横向加速度计算作用在后轮侧车身上的后轮侧顶起力，并将沿着克服所计算出的顶起力的方向的力确定为后轮侧减震器(10)的目标阻尼力。电子控制单元(40)根据后轮侧和前轮侧目标阻尼力控制各致动器(31)的工作。
文档编号B60G17/015GK101184641SQ200680018240
公开日2008年5月21日 申请日期2006年4月11日 优先权日2005年5月24日
发明者富田晃市, 水口祐介 申请人:丰田自动车株式会社