专利名称：车辆的转向时性能改进装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于改进通过来自动力源的驱动力来驱动车轮而可行驶的车辆转向时的性能，具体为改进横摆性能及侧摆性能的装置。
背景技术：
近年来的车辆以降低燃料消耗为导向，使用滚动阻力较小的降低燃料消耗轮胎，或由于燃料消耗对策装置等的追加、及因而需要大容量的蓄电池等，因此，车辆的悬架装置的上侧的簧上重量有增加的趋势。采用降低燃料消耗轮胎意味着与路面间的摩擦系数变小，簧上重量的增大意味着悬架行程变大。
这些路面摩擦系数的降低及悬架行程的增大都会产生作用使进行操纵转向轮的转向时的、围绕通过车辆重心点的垂直轴线的横摆性能变为非线性。特别是，在作为动力源仅使用电动机的电动汽车中，由于将大型的重的蓄电池设置在车体地板中央部，因此，上述横摆性能的非线性特性不容忽视。悬架行程的增大还使围绕车体的前后方向轴线的倾斜性能即侧摆变大。作为改进上述横摆性能的非线性特性的对策，考虑使用专利文献I记载的技术，在悬架装置的安装部使用刚性高的弹性轴套及刚性高的绝缘体，以提高悬架刚性。另外，作为不使车体侧摆变大的对策，考虑使用例如专利文献2记载的技术，使构成悬架装置的减震器的振动衰减力变大。但是，如上所述，在提高悬架刚性或使减震器的振动衰减力变大的对策中，悬架装置的弹簧常数变大，产生有关振动及噪音的新问题。另外，在使减震器的振动衰减力变大的对策中，在减震器附加衰减力调整机构，还需要使调整机构工作的促动器等，产生成本高的缺点。专利文献I:(日本)特开平07 — 132720号公报专利文献2:(日本)特开2007 - 170590号公报
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于，提供一种车辆的转向时性能改进装置，悬架刚性及减震器的振动衰减力都不会改变，从而不会产生悬架装置的弹簧常数变大的有关振动及噪音的新问题、及由衰减力调整机构等的追加导致的成本高的问题，能改进车辆转向的横摆性能及侧摆性能。为了实现该目的，本发明的车辆的转向时性能改进装置的特征在于，对于通过来自动力源的驱动力来驱动车轮而可行驶的车辆，设有如下装置而构成转向检测装置，其对进行操纵车辆转向轮的转向进行检测；驱动力减少装置，其在由转向检测装置检测到进行转向开始经过设定时间时，使向所述车轮的驱动力暂时减少。根据本发明的车辆的转向时性能改进装置，在从转向的检测开始经过设定时间时，使向车轮的驱动力暂时减少，因此，经过该设定时间后转向轮的回复力矩就会增大，转向轮的横向力表观上降低，由此，能够抑制车辆转向时的车辆的偏航率变化，能够消除车辆的横摆性能变为非线性特性的所述问题。另一方面，根据本发明，在从转向的检测开始经过上述设定时间时，使向车轮的驱动力暂时减少，因此，经过该设定时间后由于轮负荷变化，车辆的侧摆速度变快，结果，由于行程速度的上升，减震器的振动衰减力提高且侧摆抑制力增大，也能够消除侧摆性能变大的所述问题，能够提高刚进行转向之后的车辆的侧摆感。而且，根据本发明，不会向目前那样使悬架刚性及减震器的振动衰减力变大，因此，不会产生悬架装置的弹簧常数变大的有关振动及噪音的新问题及由衰减力调整机构等的追加导致的成本高的问题，能够实现上述的转向时性能改进效果。
图I是表示具备成为本发明的一实施例的转向时性能改进装置的车辆的驱动系及其控制系的概略系统图；图2是表示图I中的电动机控制器执行的转向时性能改进控制程序的流程图；图3是图2的转向时性能改进控制的动作时间图，Ca)是表示驱动转矩修正量的时间序列变化的时间图，(b)是表示偏航率的差分的时间序列变化的时间图，(c)是表示将各转向轮产生的回转力矩的时间序列变化与不进行图2的转向时性能改进控制的情况进行比较的时间图；图4是表示转向轮的轮胎接地面的各种元素的说明图；图5是表示车辆各种元素的说明图；图6是表示由进行了图2的转向时性能改进控制情况下的内外轮回转力矩差带来的横向力的时间序列变化的时间图；图7是表示进行了图2的转向时性能改进控制情况下的内外轮负荷变化的时间序列变化的时间图；图8是图2的转向时性能改进控制的动作时间图，Ca)是表示驱动转矩修正量的时间序列变化的时间图，(b)是将减震器行程速度的时间序列变化与不进行图2的转向时性能改进控制的情况进行比较表示的时间图，(c)是将侧摆角差分的时间序列变化与不进行图2的转向时性能改进控制的情况进行比较表示的时间图。
具体实施例方式下面，根据附图所示的实施例对本发明的实施方式进行详细说明。(结构)图I表示具备成为本发明的一实施例的转向时性能改进装置的车辆的驱动系及其控制系，在本实施例中，图I中的车辆为驱动作为转向轮的左右前轮1L、1R而能行驶的电
动汽车。驱动这些左右前轮1L、1R时，通过电动机(动力源)2经由减速器(包含差速齿轮装置)3，进行该左右转向轮1L、1R的驱动。控制电动机2的驱动力时，电动机控制器4通过逆变器6对作为电源的蓄电池5的电力进行直流/交流转换，另外，以通过将该交流电在逆变器6的控制下供给至电动机2，使电动机2的转矩与电动机控制器4的运算结果(目标电机转矩)一致的方式，进行该电动机2的控制。另外，在电动机控制器4的运算结果(目标电机转矩)为对电动机2要求再生制动作用的负极性转矩的情况下，电动机控制器4经由逆变器6向电动机2提供发电负荷，此时，将电动机2通过再生制动作用发的电力，通过逆变器6进行交流/直流转换以给蓄电池5充电。向电动机控制器4输入来自检测电动汽车的对地速度即车速V的车速传感器7的信号、来自检测对应驾驶操作的加速器开度(电动机要求负荷)Θ的加速器开度传感器8的信号、来自分别检测左右前轮(转向轮)1L、IR及左右后轮(未图示)的车轮速度Vw的车轮速度传感器组9的信号、来自检测电动机2的电流(图I中为由U相、V相、W相构成的三相交流，因而为电流iu、iv、iw)的电流传感器10的信号，作为用于运算上述目标电机转矩的信肩、O
电动机控制器4根据这些输入信息生成控制电动机2的PWM信号，根据该PWM信号通过驱动电路生成逆变器6的驱动信号。逆变器6例如由各相为两个的开关元件(例如IGBT等的功率半导体元件)构成，根据驱动信号使开关元件开/关，将从蓄电池5供给的直流电流转换逆变为交流电流，向电动机2供给所希望的电流。电动机2通过由逆变器6供给的交流电流产生驱动力，通过减速器3向左右前轮(左右转向轮)1L、1R传递驱动力。另外，车辆行驶中，在电动机2随着左右前轮1L、1R旋转而进行即所谓的逆驱动时，通过向电动机2提供发电负荷以使电动机2进行再生制动作用，使车辆的动能再生且给蓄电池5蓄电。(车辆的转向时性能改进控制)电动机控制器4执行如图2所示的控制程序，经由电动机2的驱动力控制进行如下的车辆的转向时性能改进控制。在步骤SI I中，基于由车轮速度传感器组9检测的各车轮的车轮速度Vw，根据左右前轮1L、1R的车轮速度差、或左右后轮(未图示)的车轮速度差、或者左右前轮1L、1R的平均车轮速度和左右后轮(未图示)的平均车轮速度间的前后车轮速度差是否为转向判定值以上，对是否进行操纵左右前轮1L、1R的转向进行检查。因此，步骤Sll相当于本发明中的转向检测装置。当步骤Sll中判定为车轮速度差〈设定值的非转向时，不需要车辆的转向时性能改进控制，因此，直接从图2的控制程序跳过，当步骤Sll中判定为车轮速度差>设定值的转向时，需要车辆的转向时性能改进控制，因此，将控制向步骤S12以后进行，如下所述，进行经由电动机2的驱动力控制的车辆的转向时性能改进控制。在步骤S12中，进行如下的电机转矩增大修正，对基于予定的电机转矩图根据车速V及加速器开度APO求得的电动机2的目标电机转矩，加上图3 Ca)中实线波形表示的转向开始瞬时tl之后不久的驱动转矩修正量以修正目标电机转矩。在下面的步骤S13中，使定时计数器TMl增加(步进)，以测量从该电机转矩增大修正开始时(转向开始时)tl的经过时间。在步骤S14中，对定时计数器TMl是否表示规定时间TMls进行检查，即，从电机转矩增大修正开始时(转向开始时)tl经过规定时间TMls是否到达图3 Ca)的瞬时t2进行检查。步骤S14中直到判定为TMl ^ TMls (从电机转矩增大修正开始时tl经过规定时间TMls到达图3的瞬时t2)之间，使控制返回步骤S12及步骤S13，在步骤S12中继续进行的沿图3 (a)的实线波形的电机转矩增大修正，并且，在步骤S13中测量该电机转矩增大修正的继续时间。步骤S14中在判定为TMl ^ TMls (电机转矩增大修正进行规定时间TMls的)的图3 Ca)的瞬时t2，将控制向步骤S15 步骤S 17依次进行。
步骤S15中，为了下次使用使上述定时计数器TMl归零。在步骤S16中，进行如下的电机转矩减少修正，使电动机2的目标电机转矩减少图
3(a)中由实线波形表示的电机转矩增大修正结束瞬时t2之后不久的驱动转矩修正量以修正目标电机转矩。因此，步骤S16相当于本发明中的驱动力减少装置。在下面的步骤S17中，使定时计数器TM2增加(步进)，以测量从该电机转矩减少修正开始时t2的经过时间。在步骤S18中，对定时计数器TM2是否表示规定时间TM2s进行检查，S卩，从电机转矩减少修正开始时t2经过规定时间TM2s是否达到图3 Ca)的瞬时t4进行检查。步骤S18中直到判定为TM2 ^ TM2s (从电机转矩减少修正开始时t2经过规定时间TM2s到达图3的瞬时t4)之间，使控制返回步骤S16及步骤S17，在步骤S16中继续进行的沿图3 (a)的实线波形的电机转矩减少修正，并且，在步骤S17中测量该电机转矩减少修正的继续时间。步骤S18中在判定为TM2 ^&TM2s (电机转矩减少修正进行规定时间TM2s的)的图3 (a)的瞬时t4，将控制向步骤S19进行，在此，为了下次使用，将上述定时计数器TM2归零。通过以上图2所示的电动机2的电机驱动力控制，电机转矩在从图3 (a)的转向开始时tl直到经过规定时间TMls的瞬时t2之间，控制为比目标电机转矩暂时增大由图3Ca)的实线波形表示的量的值，在从图3 Ca)的电机转矩增大修正结束时t2直到经过规定时间TM2s的瞬时t4之间，控制为比目标电机转矩暂时减少由图3 Ca)的实线波形表示的
量的值。(作用效果)根据上述电机驱动力控制，能够对车辆的转向时性能进行如下改进。在轮胎接地面的各种元素为如图4所示的元素，车辆各种元素为如图5所示的元素的情况下，转向轮(前轮)1L、1R分别产生的回转力矩M能够通过如下式那样，从根据右边第I项的横向力Oy的回转力矩减去根据右边第2项的前后力σχ的回转力矩的运算求得。式IM= b (Jf—~-y-J ~~βΡ sin
权利要求
1.一种车辆的转向时性能改进装置，该车辆可通过来自动力源的驱动力驱动车轮而行驶，其中，该车辆的转向时性能改进装置构成为具备 转向检测装置，其对进行操纵车辆转向轮的转向进行检测； 驱动力减少装置，其在由转向检测装置检测到进行转向开始经过设定时间时，使向所述车轮的驱动力暂时减少。
2.如权利要求I所述的车辆的转向时性能改进装置，其中， 所述转向检测装置根据车辆的多个车轮间的转速差对进行所述转向来检测。
3.如权利要求I或2所述的车辆的转向时性能改进装置，其中， 在对所述转向进行检测后经过所述设定时间时，所述驱动力减少装置使向所述车轮的驱动力维持所述减少的驱动力值规定时间。
4.如权利要求I 3中任一项所述的车辆的转向时性能改进装置，其中， 所述设定时间为转向响应所要求的时间。
5.如权利要求I 4中任一项所述的车辆的转向时性能改进装置，其中， 所述驱动力的减少为车辆的乘客感觉不到减速的程度。
6.如权利要求I 5中任一项所述的车辆的转向时性能改进装置，所述车辆为驱动力的至少一部分由电动机供给的电动车辆，其中， 所述驱动力减少装置经由所述电动机进行所述驱动力减少控制。
全文摘要
使电机驱动转矩以(a)的方式，在从转向开始时t1到经过规定时间TM1s的t2之间，修正为比目标电机转矩增大(a)的实线波形表示的量的值，在从t2到经过规定时间TM2s的t4之间，控制为比目标电机转矩减少(a)的实线波形表示的量的值。t2～t4间(中期及后期)的电机转矩减少修正产生使车辆的侧摆速度变快的内外轮负荷变化，如(b)所示，内外轮侧减震器行程速度Vsabout及Vsabin比电机转矩减少修正非执行时的Vsabin'及Vsabout'更快。由此，减震器的振动衰减力(侧摆抑制力)变大，在该期间能使侧摆角如(c)中实线所示那样变小，能够改进转向中的车体侧摆感。
文档编号B62D109/00GK102858610SQ20118002062
公开日2013年1月2日 申请日期2011年4月13日 优先权日2010年4月28日
发明者影山雄介, 木村健, 小林洋介, 盐泽裕树, 村田隼之 申请人:日产自动车株式会社