专利名称：稳定器控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的稳定器控制装置，特别地，涉及一种可变控制配置在左右车轮之间的稳定器的扭转刚性的稳定器控制装置。
背景技术：
一般地，车辆的稳定器控制装置的构成方式为，在车辆的转弯行驶中利用稳定器的作用，从外部施加合适的侧倾力矩，降低或抑制车体的侧倾运动。例如，专利文献1中公开了如下的特征。即，在稳定器的刚性控制构造中，为缓和侧倾现象，要增大刚性而使车体不产生摇晃，而从乘坐感觉的角度，优选减少其刚性。此外，在必要时发挥稳定器的刚性，但在不需要时减少稳定器刚性的稳定器的刚性控制的具体化中，提出了如下一种稳定器的刚性构造，其能够削减部件数量，适用于制造成本的低廉化和通用性的提高。具体地说，一种稳定器的刚性控制结构，具有稳定器，其中间部与车体侧连接，两端与车轴侧连接；致动器，其能够降低该稳定器的刚性；以及切换阀门，其选择该稳定器的工作/不工作，其中，切换阀门的构成方式为，利用由车体侧倾现象引起的车体横向的惯性力来进行切换。
此外，在后述的专利文献2中，提出一种主动地抑制车辆的侧倾的侧倾稳定化装置。即，具有至少1个传感器，其用于测定侧倾值(rolling)；以及至少1个转弯致动器，其设置在前方和/或后方底盘稳定器的半部之间，为了降低或抑制侧倾运动，对稳定器半部施加预紧，以及作为侧倾时传感器的输出信号的函数，向车体施加抵抗力矩。
此外，在后述的专利文献3中公开了如下方法，即，由车轮速度运算车轮加速度，使用高通滤波器提取其高频成分，运算车轮加速度的方差值，使用该方差值进行恶劣道路判断。此外，专利文献4中公开了如下方法，即，由基准的平坦路上的小转向角时的加速度传感器输出的微分值的方差、以及当前行驶中的路面上小转向角时的加速度传感器输出的微分值的方差，来进行F检测，并根据其结果进行恶劣道路判断。此外，在专利文献5中公开了表示自转状态量的自转值、和表现漂移(drift-out)状态量的漂移值，作为提供给车辆稳定性控制的指标。
专利文献1特开平8-268027号公报专利文献2特表2002-518245号公报专利文献3特开平9-20223号公报专利文献4特开2001-63544号公报专利文献5特开平9-193776号公报发明内容然而，在上述专利文献1的稳定器的刚性控制构造中，稳定器的扭转刚性，相对于弹簧上(车体)惯性的输入是高的状态，以抑制车体侧倾角，使车辆姿态稳定化。另一方面，对于来自弹簧下(车轮)的输入，稳定器扭转弹簧刚性必须为低的状态，以提高乘坐感觉。此外，由于这些情况是相反的，所以提出专利文献1所示的装置。
因此，本发明的课题在于，在能够主动地抑制车体侧倾运动的稳定器控制装置中，对于来自路面的输入，也主动地控制稳定器，提高乘坐感觉。
此外，本发明的另一课题在于，提供了一种稳定器控制装置，其不仅可以控制稳定器的扭转刚性，还控制侧倾的衰减，以可以提高乘坐感觉。
为了解决上述问题，本发明的稳定器控制装置，其控制配置在车辆的左右车轮之间的稳定器的扭转刚性，并根据所述车辆的转弯状态，主动地控制车体的侧倾运动，其特征在于，具备车轮行程检测部件，其在所述车辆前方和后方的至少一方的车轴处，检测所述车体和所述左右车轮的相对位移；车轮行程差运算部件，其基于该车轮行程检测部件的检测结果，运算车轮行程左右差和车轮行程速度左右差中的至少一个；以及外部施加力设定部件，其在所述车辆处于直线行驶状态的情况下，基于所述车轮行程差运算部件的运算结果，设定用于控制所述稳定器的扭转刚性的外部施加力。
所述外部施加力可以基于根据所述车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值确定。此外，所述外部施加力还可以基于根据所述车轮行程差确定的侧倾衰减量目标值确定。或者，所述外部施加力可以基于根据所述车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值、和根据所述车轮行程差确定的侧倾衰减量目标值确定。
此外，上述外部施加力，还可以基于根据所述车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值、根据所述车轮行程差确定的侧倾衰减量目标值、以及车辆的主动(active)侧倾力矩目标值确定。例如，上述外部施加力可以通过下式算出。
Rt＝Rm-K5·Rr(St)+K6·Rd(dSt)在这里，Rt外部施加力Rm车辆的主动侧倾力矩目标值Rr(St)基于车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值Rd(dSt)基于车轮行程速度差确定的侧倾衰减力目标值K5、K6控制增益St车轮行程差dSt车轮行程速度差此外，本发明的稳定器控制装置，其对具有配置在车辆的左右车轮之间的稳定器杆的稳定器，控制该稳定器的扭转刚性，并根据所述车辆的转弯状态，主动地控制车体的侧倾运动，其特征在于，具备车轮行程检测部件，其在所述车辆前方和后方的至少一方的车轴处，检测所述车体和所述左右车轮的相对位移；车轮行程左右差运算部件，其基于该车轮行程检测部件的检测结果，运算车轮行程左右差；外部施加力设定部件，其基于该车轮行程左右差运算部件的运算结果，设定用于控制所述稳定器的扭转刚性的外部施加力；以及转弯指标设定部件，其设定表示所述车辆的转弯状态的转弯指标，该稳定器控制装置构成方式为，根据该转弯指标设定部件设定的转弯指标，利用所述外部施加力设定部件设定的外部施加力，将所述稳定器杆的扭转刚性降低到低于所述稳定器杆的固有值。
发明的效果因此，根据本发明的稳定器控制装置，能够可靠地抑制车辆转弯时的车体侧倾角，同时，对于车体处于直行状态时来自路面的输入，也能够包含与侧倾衰减对应的控制，通过外部施加力设定部件所设定的外部施加力，主动地控制稳定器，确保合适的乘坐感觉。此外，作为外部施加力的设定部件，如上所述有各种方式。
此外，根据具备上述转弯指标设定部件的稳定器控制装置，能够在车辆处于直行状态时，对于来自车轮的输入，以使稳定器的扭转刚性降低的方式，主动地控制稳定器，确保合适的乘坐感觉。
图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的稳定器控制装置的车辆的概况的结构图。
图2是表示本发明的一个实施方式中稳定器控制单元的例子的结构图。
图3是表示本发明的一个实施方式中的控制结构的框图。
图4是表示图3的主动侧倾抑制控制的一个形式的控制框图。
图5是表示本发明的一个实施方式中，基于转弯指标，设定与运算横向加速度相关的控制增益和与实际横向加速度相关的控制增益的方式的例子的框图。
图6是表示本发明的一个实施方式中，基于转弯指标，设定与运算横向加速度相关的控制增益和与实际横向加速度相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图7是表示本发明的一个实施方式中，基于转弯指标，设定与运算横向加速度变化量相关的控制增益和与实际横向加速度变化量相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图8是表示本发明的一个实施方式中，相对于与运算横向加速度相关的控制增益和与实际横向加速度相关的控制增益，设定非线性的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图9是表示本发明的一个实施方式中，相对于与运算横向加速度变化量相关的控制增益和与实际横向加速度变化量相关的控制增益，设定非线性的控制增益特性的对应图的例子的坐标图。
图10是表示本发明的一个实施方式中，基于路面状况等，设定与运算横向加速度相关的控制增益、和与实际横向加速度相关的控制增益的方式的例子的框图。
图11是表示本发明的一个实施方式中，基于恶劣道路判断结果，设定与运算横向加速度相关的控制增益、和与实际横向加速度相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图12是表示本发明的一个实施方式中，基于恶劣道路判断结果，设定与运算横向加速度变化量相关的控制增益、和与实际横向加速度变化量相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图13是表示本发明的一个实施方式中，基于路面摩擦系数，确定运算横向加速度的上限值的例子的坐标图。
图14是表示本发明的一个实施方式中，基于路面摩擦系数，设定与运算横向加速度相关的控制增益、和与实际运算加速度相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图15是表示本发明的一个实施方式中，基于路面摩擦系数，设定与运算横向加速度变化量相关的控制增益、和与实际运算加速度变化量相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图16是表示本发明的一个实施方式中，基于自转状态量或漂移状态量，设定与运算横向加速度相关的控制增益、和与实际横向加速度相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图17是表示本发明的一个实施方式中，基于自转状态量或漂移状态量，设定与运算横向加速度变化量相关的控制增益、和与实际横向加速度变化量相关的控制增益的对应图的例子的坐标图。
图18是表示本发明的一个实施方式中的前轮侧倾刚性比率的初始值设定用对应图的例子的坐标图。
图19是表示本发明的一个实施方式中的稳定器释放控制模块的一个状态的框图。
图20是表示本发明的一个实施方式中的侧倾衰减控制模块的一个状态的框图。
图21是表示本发明的一个实施方式中的稳定器施加力目标值运算模块的一个状态的框图。
图22是表示本发明的一个实施方式中，设定与控制整体对应的稳定器释放控制的依赖度的对应图的例子的坐标图。
图23是表示本发明的一个实施方式中，设定与控制整体对应的侧倾衰减控制的依赖度的对应图的例子的坐标图。
图24是本发明的一个实施方式中的电动机控制的一个方式的控制框图。
具体实施例方式
下面，说明本发明的优选实施方式。具备本发明的一个实施方式所涉及的稳定器控制装置的车辆的整体结构如图1所示配置前轮侧稳定器SBf和后轮侧稳定器SBr，它们在向车体(未图示)输入侧倾方向的运动的情况下起到扭簧作用。这些前轮侧稳定器SBf和后轮侧稳定器SBr的构成方式为，为了抑制由车体的侧倾运动引起的车辆车体侧倾角，通过稳定器致动器FT和RT来可变控制各自的扭转刚性。此外，这些稳定器致动器FT和RT通过电子控制装置ECU内的稳定器控制单元ECU 1控制。
如图1所示，在各车轮WHxx上配置车轮速度传感器WSxx(角标xx表示各车轮，fr表示右侧前轮，fl表示左侧前轮，rr表示右侧后轮，rl表示左侧后轮)，它们与电子控制装置ECU连接，构成为向电子控制装置ECU输入各车轮的旋转速度、即与车轮速度成正比的脉冲数的脉冲信号。此外，在各车轮悬挂弹簧SPxx附近设置悬挂行程传感器HSxx(也称为车高传感器，下面，简称为行程传感器)，其构成为将各车轮处的车体和车轮的相对位移输入至电子控制装置ECU。此外，电子控制装置ECU上连接以下部分转向操纵角传感器SA，其检测与方向盘SW的操作相对应的转向操纵角(方向盘转角)δf；前后加速度传感器XG，其检测车辆的前后加速度Gx；横向加速度传感器YG，其检测车辆的实际横向加速度Gya；以及偏航率传感器YR等，其检测车辆的偏航率Yr。
此外，在电子控制装置ECU内，除了上述的稳定器控制单元ECU1之外，还构成有制动器控制单元ECU 2和转向操纵控制单元ECU 3等，这些控制单元ECU 1～3，分别通过具备通信用CPU、ROM和RAM的通信单元(未图示)与通信总线连接。因此，能够从其它控制系统向各控制系统发送必要的信息。
图2表示稳定器致动器FT的具体结构例(RT也是相同结构)，前轮侧稳定器SBf被分成左右一对的稳定器杆SBfr和SBfl，各自的一端与左右车轮连接，一侧的另一端经由减速器RD与电动机M的转子RO连接，另一侧的另一端与电动机M的定子SR连接。此外，稳定器杆SBfr和SBfl利用保持部件HLfr和HLfl保持在车体上。
因此，如果电动机M通电，则对分成两个的稳定器杆SBfr和SBfl分别产生扭力，前轮侧稳定器SBf的表观扭簧特性被改变，因此，车体的侧倾刚性被控制。此外，在稳定器致动器FT内部配置旋转角传感器RS，作为检测电动机M的旋转角的旋转角检测部件。此外，作为稳定器致动器的动力源，也可以取代电动机M，而使用由电动机或发动机驱动的泵(未图示)，通过该泵进行油压控制。
图3表示本实施方式的控制结构，对于驾驶员的转向操作(方向盘转角)，利用驾驶员操作检测部件M11检测包含转向操纵角(方向盘转角)δf的信息，利用车辆的行驶状态检测部件M12检测包含车辆速度、横向加速度以及偏航率的车辆运动状态量。基于这些检测结果，利用侧倾抑制控制模块M14进行抑制车辆转弯时的车体侧倾角的侧倾抑制控制。另一方面，还具有悬挂行程检测部件M13，其检测悬挂弹簧SPxx的行程；稳定器释放控制模块M15，其基于其检测结果，使稳定器SBf和SBr的扭转刚性降低，以相对于路面不平，提高乘坐感觉；以及侧倾衰减控制模块M16，其基于悬挂行程检测部件M13的检测结果，控制车辆的侧倾方向的衰减力。
上述侧倾抑制控制是稳定车辆转弯时的车辆姿势，与之相对，稳定器释放控制和侧倾衰减控制是提高直行时的乘坐感觉。即，使稳定车辆转弯时的车体姿势和提高直行时的乘坐感觉这两个相对的情况同时成立。因此，也可以是省略用于提高乘坐感觉的稳定器释放控制模块M15和侧倾衰减控制模块M16中任意一个的结构。利用各控制模块M14、M15和M16，运算向配置在前轮和后轮的稳定器致动器FT和RT的施加力。此外，在后述的稳定器施加力目标值运算模块M17中，加上车辆的行驶状态，设定向稳定器致动器FT和RT施加的控制力的目标值。以基于该目标值，执行致动器的伺服控制，驱动控制稳定器致动器FT和RT的方式构成。
关于稳定器施加力目标值运算模块M17的运算处理的详情情况后面说明，例如，在车辆转弯状态的程度小时，即车辆处于接近直线行驶的状态时，对于向稳定器致动器的FT和RT的施加力，将来自根据车辆转弯状态进行控制的侧倾抑制控制(M14)的控制目标量设定得较小，将来自稳定器释放控制(M15)和侧倾衰减控制(M16)的控制目标量设定得较大。在稳定器释放控制(M15)中，为了提高乘坐感觉，以使扭转刚性降低至低于稳定器杆的固有扭转刚性(被二分的稳定器杆在固定的状态时所具有的扭转刚性)的方式，设定向稳定器致动器FT和RT的施加力。该施加力的作用在于，降低由路面不平而传递到车体的侧倾力矩，用于减弱稳定器的扭转刚性，因此，向与车辆转弯时进行侧倾抑制时的力相反的方向施加。
此外，为了相对于车体侧倾运动而产生衰减力，在侧倾衰减控制模块M16中，基于侧倾衰减控制，设定控制目标量。此外，如果车辆成为转弯状态，则稳定器释放控制和侧倾衰减控制的控制目标量降低，侧倾抑制控制的控制目标量增大，因此能够可靠地抑制转弯中的侧倾运动。
图4表示图3所记载的侧倾抑制控制模块M14的具体方式，在车辆主动侧倾力矩目标值运算部M21中，基于从横向加速度传感器YG的信号得到的实际横向加速度Gya、对该实际横向加速度Gya进行时间微分的实际横向加速度变化量dGya、从方向盘转角δf和车辆速度(车速)Vx运算出的运算横向加速度Gye、以及对其进行时间微分的运算横向加速度变化量dGye，运算车辆整体为了抑制侧倾运动所需要的车辆主动(主动地)侧倾力矩目标值Rmv。此外，运算横向加速度Gye通过下面式(1)求得。
Gye＝(Vx2·δf)/{L·N·(1+Kh·Vx2)} …(1)在这里，L是轴距，N是转向齿轮比，Kh是稳定系数。
因此，为了实现合适的侧倾特性，应向车辆整体施加的主动侧倾力矩目标值Rmv通过下面的式(2)求得。
Rmv＝K1·Gye+K2·dGye+K3·Gya+K4·dGya …(2)上述K1、K2、K3、K4是控制增益，在下述背景下，以后述方式进行设定。
首先，如果对利用实际的横向加速度传感器检测出的实际横向加速度Gya、和对应于驾驶员的转向(方向盘)操作而基于方向盘转角δf和车速Vx运算出的运算横向加速度Gye进行比较，则因为实际横向加速度Gya是受到路面不平影响，同时与转向(方向盘)操作相对应的转向操纵动作的结果，因此成为延迟了的信号，但也成为可靠地反映了路面状态(路面摩擦系数)的影响的值。与此相对，由于运算横向加速度不受路面不平影响，是基于转向操纵输入(方向盘转角δf和车速Vx)求得的，因此成为延迟少的信号，但因为未反映路面状态(路面摩擦系数)，因此例如在超出摩擦极限的转弯状态时，欠缺准确性。
因此，在本实施方式中，根据车辆的行驶状态等，以后述的方式调整上式(2)的控制增益K1、K2、K3、K4，相互弥补实际横向加速度Gya和运算横向加速度Gye中的问题。例如，在车辆直线行驶的状态和转弯状态小的行驶状态中，仅以运算横向加速度Gye的信息，或者，以增大运算横向加速度Gye对稳定器控制的贡献度的方式进行设定，主动地执行侧倾抑制控制。以此，能够严格区别由车辆转弯引起的横向加速度和由路面不平引起的横向加速度，提高乘坐感觉，同时，可以可靠地抑制转弯时的侧倾。下面，依次说明上述式(2)的控制增益K1、K2、K3、K4。
图5表示为了排除由路面不平引起的横向加速度的影响，基于转弯指标TC，设定与运算横向加速度Gye相关的控制增益K1和K2、以及与实际横向加速度Gya相关的控制增益K3和K4的方式，转弯指标TC是表示转弯状态大小的指标。为了补偿路面不平的影响，必须使该转弯指标TC是不受路面不平影响的指标，优选是运算横向加速度Gye、方向盘转角δf和偏航率Yr中的任意一个，或者将它们中的2个或2个以上组合后的指标。此外，由于由路面不平引起的横向加速度最大是0.1G(G表示重力加速度)的程度，因此受到路面不平影响的实际横向加速度Gya也能作为转弯指标加以使用。
例如，作为与运算横向加速度Gye相关的控制增益K1和与实际横向加速度Gya相关的控制增益K3的设定用对应图，如图6所示，可以基于转弯指标进行设定。特别是，在转弯指标TC小的情况下(TC≤TC1)，可以使与实际横向加速度相关的控制增益K3为0，执行与基于方向盘转角δf运算出的运算横向加速度Gye相对应的控制。此外，与运算横向加速度变化量dGye相关的控制增益K2和与实际横向加速度变化量dGya相关控制增益K4的设定用对应图，如图7所示，也可以基于转弯指标TC进行设定。该情况下，也可以在转弯指标TC小(TC≤TC2)的情况下，使与实际横向加速度变化量dGya相关的控制增益K4为0，执行与基于方向盘转角δf运算出的运算横向加速度变化量dGye相对应的控制。这样，在转弯指标TC小的情况下，通过提高难以受到路面不平影响的运算横向加速度变化量dGye的控制增益，可以抑制由路面不平引起的横向加速度的影响，提高乘坐感觉。
在上述图6和图7的对应图中，仅基于运算横向加速度Gye和运算横向加速度变化量dGye来执行稳定器控制，但本发明并不限于此，也可以利用难以受到路面不平影响的运算横向加速度信息(至少包含Gye和dGye中的任意一个)，例如以下面的方式进行设定。即，在转弯的程度小时，通过将运算横向加速度信息的影响度设定得较大，可以提乘坐感觉。该情况下，不必使运算横向加速度信息的影响度必须是100％，也可以是残留实际横向加速度信息(至少包含Gya和dGya中的任意一个)的影响度的构成。此外，如图8和图9的对应图所示，对于运算横向加速度信息，也可以是非线性的控制增益特性，或者与之近似的多段折线的特性。随着转弯的程度的增加，使运算横向加速度信息的影响度减小，使实际横向加速度信息的影响度增加，由此，可以抑制直行时的路面不平的影响，在转弯时可靠地抑制车体的侧倾角。
此外，通过基于转弯指标TC设定控制增益，对于对后述的路面摩擦状态的补偿也有效。为了反映路面摩擦状态而求出运算横向加速度，需要路面摩擦系数μmax的信息。由于该路面摩擦系数信息是推定值，因此实际上存在即使是低摩擦系数路面，也被作为高摩擦系数路面的情况。在这种情况下，由于主动侧倾控制量过剩，因此会产生反向侧倾，使驾驶员产生不协调的感觉。对此，通过伴随由转弯指标TC表示的转弯状态的增加，使对实际横向加速度Gya的控制的依赖度增加，同时减小运算横向加速度Gye的影响度，反向侧倾的问题也被解决。
除了上述转弯指标，还可以基于恶劣道路判断结果、路面摩擦系数、表示车辆转弯状态的自转状态量(spin value)和漂移状态量(draft-out value)等，设定控制增益，图10表示了其一种方式。在这里，作为恶劣道路判断部件，是上述专利文献3所记载的基于车轮速度的部件、以及专利文献4所记载的基于加速度传感器的检测结果的部件。由于这些判断结果一般在防滑控制(ABS)中被利用，因此利用制动器控制单元ECU 2进行运算处理。此外，自转状态量(spinvalue)和漂移状态量(draft-out value)是车辆稳定控制中所必需的状态量，可以以例如上述专利文献5所记载的方法，利用制动器控制单元ECU 2进行运算处理。此外，路面摩擦系数可以利用制动器控制单元ECU 2或转向控制单元ECU 3，以现有公知的各种方法求出。此外，这些判断结果和状态量经由通信总线，输入到稳定器控制单元ECU 1中。
图11和图12表示基于上述恶劣道路判断结果进行设定的对应图的例子，在判断为恶劣道路时，变更与运算横向加速度Gye相关的控制增益K1和K2的依赖比例，以使其比没有判断为恶劣道路的通常时大。此外，变更与实际横向加速度Gya相关的控制增益K3和K4的依赖比例，以使其比通常时小。由于通过该增益的变更，在判断为在路面不平较大的恶劣道路上行驶的情况下，与运算横向加速度Gye相关的控制增益K1和K2的依赖比例增加，与实际横向加速度Gya相关的控制增益K3和K4的依赖比例降低，因此能够抑制乘坐感觉的恶化。此外，如果判断为恶劣道路，则图4的实际横向加速度Gya滤波器的参数变更，进行实际横向加速度Gya的噪声降低处理。作为该噪声降低处理的负面影响，会引起信号的延迟，但由于在判断为恶劣道路的情况下，运算与横向加速度Gye相关的控制增益K1和K2的依赖比例增加，因此该信号的延迟被补偿。
然后，为了根据路面摩擦状态，准确地求出运算横向加速度Gye，经由通信总线，向稳定器控制单元ECU 1输入利用制动器控制单元ECU 2或者转向控制单元ECU 3运算出的路面摩擦系数(μmax)。由该路面摩擦系数(μmax)，基于图13校正运算横向加速度Gye。即，由于路面摩擦系数(μmax)决定在该路面上能够产生的最大横向加速度，因此基于路面摩擦系数(μmax)，确定运算横向加速度Gye的上限值(Gyemax)。例如，如图13的上方所示，在路面摩擦系数μmax的值是μmax1(例如是0.4)，基于该值将运算横向加速度的上限值Gyemax设定为Gyemax1(＝0.4G)的情况下，即使由上式(1)将运算横向加速度Gye运算为0.6G，也如图13的下方所示，作为Gyemax1(＝0.4)进行输出。由此，可以适应实际的路面状态，提高运算横向加速度的精度。
此外，路面摩擦系数的补偿，也能够通过控制增益的调整来进行。例如，如图14和图15所示，可以在路面摩擦系数(μmax)相对较低的情况下，使运算横向加速度Gye的依赖度降低，使实际横向加速度Gya的依赖度增加。图14和图15表示与路面摩擦系数对应的控制增益设定用对应图，在路面摩擦系数(μmax)较低的情况下，将与运算横向加速Gye相关的控制增益K1和K2设定得较低，将与实际横向加速度Gya相关的控制增益K3和K4设置得相对较高。此外，在路面摩擦系数(μmax)较高的情况下，可以使控制增益K1和K2相对增高，使控制增益K3和K4的依赖度相对降低。
此外，上述路面摩擦系数的影响，可以通过由车辆稳定性控制求得的状态量进行补偿。图16和图17表示相对于自转状态量(spinvalue)或漂移状态量(draft-out value)的控制增益设定用的对应图，在自转量SV或漂移量DV较大输出的情况下，最好使与实际横向加速度Gya相关的控制增益K3和K4的依赖度增加，使与运算横向加速度Gye相关的控制增益K1和K2的依赖度减少。
返回上述图4，在前后轮侧倾刚性比率目标值运算部M23中，侧倾刚性的前后比率目标值以如下的方式设定。首先，基于车辆速度(车速)Vx，设定前轮侧和后轮侧的侧倾刚性比率的初始值Rsrfo、Rsrro。前轮侧倾刚性比率的初始值Rsrfo如图18所示，以在车辆速度Vx低的状态下设定为低值，在车辆速度Vx高的状态设定为高值的方式设定，以使得在高速行驶中使转向不足倾向增强。此外，后轮侧倾刚性分配比率的初始值Rsrro利用(1-Rsrfo)来设定。然后，在车辆动作判断运算部M22中，为了判断车辆转向特性，由方向盘转角δf和车辆速度Vx运算目标偏航率Yre，与实际偏航率Yr比较，运算偏航率偏差ΔYr，基于该偏航率偏差ΔYr，运算侧倾刚性比率校正值Rsra。
其结果，在车辆处于转向不足倾向的情况下，进行降低前轮侧侧倾刚性比率，提高后轮侧侧倾刚性比率的校正。相反地，在处于转向过度倾向的情况下，进行提高前轮侧侧倾刚性比率，降低后轮侧侧倾刚性比率的校正。此外，在前轮和后轮主动侧倾力矩目标值运算部M24中，基于车辆主动侧倾力矩目标值Rmv、以及前后轮侧倾刚性比率目标值Rsrf和Rsrr，将前轮和后轮主动侧倾力矩目标值Rmf和Rmr，分别设定为Rmf＝Rmv·Rsrf、Rmr＝Rmv·Rsrr。
下面，参照图19，说明上述的图3所记载的稳定器释放控制模块M15的一个方式。在这里，表示了前轮侧的控制模块图，但后轮侧的控制也是相同结构。从设置在各车轮上的行程传感器Hsxx，求出各车轮位置处的车体和车轮的相对位移即车轮行程Stxx。基于这些车轮行程信息，前轮和后轮的行程左右差Stf和Str，分别以Stf＝Stfr-Stfl和Str＝Strr-Strl求出(M31)。由于在稳定器释放控制中，在1～3Hz的路面输入中其效果明显，所以行程左右差Stf和Str在滤波器M32中进行滤波处理。
此外，为了提高乘坐感觉，以使稳定器杆的扭簧力的产生减少或者为0的方式，根据行程左右差Stf和Str，运算其控制目标值(M33)。因此，前轮和后轮的侧倾刚性降低目标值Rrf和Rrr，分别以Rrf＝Sgf·K7·Sbsf·Stf，Rrr＝Sgr·K8·Sbsr·Str的方式求出。在这里，Sgf和Sgr是将稳定器的扭簧力变换为围绕侧倾轴的力矩(侧倾力矩)的系数，是由稳定器杆的臂长、安装位置等设定的值。此外，Sbsf和Sbsr是前轴和后轴的稳定器杆固有的扭转刚性，K7和K8是设定扭簧力的减少量的系数。此外，在稳定器杆的扭转刚性是非线性等情况下，可以基于预先试验求得的行程左右差和侧倾刚性降低量的对应图，设定目标值Rrf和Rrr。
此外，对于图3所记载的侧倾衰减控制模块M16的一个方式，图20表示前轮侧的控制模块(因后轮侧的控制也是同一方式，故加以省略)。从利用设置在各车轮上的行程传感器HSxx检测出的各车轮位置处的车体和车轮的相对位移即车轮行程Stxx，分别以Stf＝Stfr-Stfl和Str＝Strr-Strl，求出前轮和后轮的行程左右差Stf和Str。此外，运算这些行程左右差Stf和Str的时间变化量即车轮(图20中为前轮)的行程速度左右差dStf和dStr(M41)。在施加侧倾衰减的情况下，与1～3Hz的路面输入时其效果相反地，在大于或等于该频率时乘坐感觉恶化。因此，行程速度左右差dStf和dStr被低通滤波处理(M42)，去除4～5Hz及以上的频率区域的成分。
此外，为了通过施加侧倾衰减力来提高乘坐感觉，根据行程速度左右差dStf和dStr，运算其控制目标值。即，前轮和后轮的侧倾衰减量目标值Rdf、Rdr，以Rdf＝Sgf·K9·Sbsf·dStf，Rdr＝Sgr·K10·Sbsr·dStr进行运算。在这里，K9和K10是设定侧倾衰减量的施加量的系数。此外，在稳定器杆的扭转刚性是非线性等情况下，也可以基于预先试验求出的车轮的行程速度左右差和侧倾衰减量的对应图，设定目标值Rdf、Rdr。
此外，作为图3所示的稳定器施加力目标值运算模块M17的一种方式，如图21所示，基于在上述图4中设定的侧倾抑制控制的前轮主动侧倾力矩目标值Rmf、在图19中设定的稳定器释放控制的前轮侧倾刚性降低目标值Rrf、以及在图20中设定的侧倾衰减力目标值Rdf，设定最终的稳定器致动器的施加力的目标值Rtf。它们是与前轮侧的控制相关的数值，但后轮侧的控制也是同样的方式，因此，下面以前轮侧的控制为中心进行说明。
在图21中，前轮致动器施加力目标值Rtf，以Rtf＝Rmf-K5·Rrf+K6·Rdf进行设定。此外，K5和K6是设定稳定器释放控制和侧倾衰减控制对于控制整体的依赖度的控制增益，以图22和图23所示的方式设定。如上所述，侧倾抑制控制以转弯时的侧倾运动的抑制为目标，稳定器释放控制和侧倾衰减控制主要以提高直行时的乘坐感觉为目的。因而，在侧倾抑制控制中，如上述图6和图7所示，在转弯状态的程度小的情况下，将与运算横向加速度Gye相关的控制增益K1和K2设定为大于与实际横向加速度Gya相关的K3和K4，以使其不受路面不平的影响。
另一方面，在以提高乘坐感觉为目的的稳定器释放控制和侧倾衰减控制中，分别如图22和图23所示，在转弯状态的程度小的情况(转弯指标TC小于TC3和TC4，接近直线行驶状态的情况)下，将控制增益K5和K6设定得较大，以随着转弯程度的增加，降低控制增益的方式进行设定。此外，图22和图23中表示转弯状态的转弯指标TC也与上述相同地，除了运算横向加速度Gye之外，还能够使用相对于实际横向加速度Gya、方向盘转角δf、或者偏航率Yr的控制增益的对应图。此外，还能够组合运算横向加速度Gye、实际横向加速度Gya、方向盘转角δf、以及偏航率Yr中的任意两个或两个以上的信息来使用。
此外，在图21的实施方式中，作为提高乘坐感觉的控制，包含稳定器释放控制和侧倾衰减控制的两方面，但也可以是包含任意一个的方式，还可以在前后车轮中组合它们的有无。如果对此进行汇总，则能够构成由下面表1所示的组合所构成的实施方式。表1中，○表示“具备”(具有最上一行的功能)，×表示“不具备”(没有最上一行的功能)。此外，No.1～15表示组合○的条件而成的实施方式。
表1
此外，基于以如图21所示的方式设定的前轮和后轮的致动器施加力目标值Rtf和Rtr，如图24所示，设定电动机M的输出目标值(M51)。即，比较以上述方式运算出的电动机输出目标值和实际电动机输出值，运算电动机输出偏差(M52)。此外，根据该偏差，设定向电动机M的PWM输出(M53)，由该PWM输出控制电动机驱动电路CT的开关元件，驱动控制电动机M。
如上所述，本发明中，在直行时和转弯程度小的情况下，为了降低由路面不平产生的向车体的侧倾输入，使稳定器的扭转刚性降低。即，使由路面不平引起的侧倾力矩，通过对稳定器施加来自外部的力而降低。此外，由于能够施加对侧倾运动的的衰减力，所以提高了乘坐感觉。此外，由于是以如果转弯状态大则使稳定器释放控制和侧倾衰减控制的控制增益降低，主动地提高侧倾抑制控制的控制增益的方式构成，因此，能够可靠地抑制侧倾运动。
权利要求
1.一种稳定器控制装置，其控制配置在车辆的左右车轮之间的稳定器的扭转刚性，并根据所述车辆的转弯状态，主动地控制车体的侧倾运动，其特征在于，具备车轮行程检测部件，其在所述车辆前方和后方的至少一方的车轴处，检测所述车体和所述左右车轮的相对位移；车轮行程差运算部件，其基于该车轮行程检测部件的检测结果，运算车轮行程左右差和车轮行程速度左右差中的至少一个；以及外部施加力设定部件，其在所述车辆处于直线行驶状态的情况下，基于所述车轮行程差运算部件的运算结果，设定用于控制所述稳定器的扭转刚性的外部施加力。
2.如权利要求1所述的稳定器控制装置，其特征在于，所述外部施加力设定部件，基于根据所述车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值，设定所述外部施加力。
3.如权利要求1所述的稳定器控制装置，其特征在于，所述外部施加力设定部件，基于根据所述车轮行程速度差确定的侧倾衰减力目标值，设定所述外部施加力。
4.如权利要求1所述的稳定器控制装置，其特征在于，所述外部施加力设定部件，基于根据所述车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值、以及根据所述车轮行程速度差确定的侧倾衰减力目标值，设定所述外部施加力。
5.如权利要求1所述的稳定器控制装置，其特征在于，所述外部施加力设定部件，基于根据所述车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值、根据所述车轮行程速度差确定的侧倾衰减力目标值、以及车辆的主动侧倾力矩目标值，设定所述外部施加力。
6.如权利要求5所述的稳定器控制装置，其特征在于，所述外部施加力设定部件，利用下式设定所述外部施加力，Rt＝Rm-K5·Rr(St)+K6·Rd(dSt)在这里，Rt外部施加力Rm车辆的主动侧倾力矩目标值Rr(St)基于车轮行程差确定的侧倾刚性降低目标值Rd(dSt)基于车轮行程速度差确定的侧倾衰减力目标值K5、K6控制增益St车轮行程差dSt车轮行程速度差。
7.一种稳定器控制装置，其对具有配置在车辆的左右车轮之间的稳定器杆的稳定器，控制该稳定器的扭转刚性，并根据所述车辆的转弯状态，主动地控制车体的侧倾运动，其特征在于，具备车轮行程检测部件，其在所述车辆前方和后方的至少一方的车轴处，检测所述车体和所述左右车轮的相对位移；车轮行程左右差运算部件，其基于该车轮行程检测部件的检测结果，运算车轮行程左右差；外部施加力设定部件，其基于该车轮行程左右差运算部件的运算结果，设定用于控制所述稳定器的扭转刚性的外部施加力；以及转弯指标设定部件，其设定表示所述车辆的转弯状态的转弯指标，该稳定器控制装置构成方式为，根据该转弯指标设定部件设定的转弯指标，利用所述外部施加力设定部件设定的外部施加力，将所述稳定器杆的扭转刚性降低到低于所述稳定器杆的固有值。
全文摘要
本发明涉及一种稳定器控制装置，其对来自路面的输入也主动地控制稳定器，相对于在车辆的直线行驶中由路面不平引起的变化，确保乘坐感觉，在车辆转弯时，可靠地抑制车体侧倾角。该稳定器控制装置，控制配置在车辆的左右车轮间的稳定器的扭转刚性，根据转弯状态，主动地控制车体的侧倾运动，其检测车体和左右车轮的相对位移的车轮行程(M13)，基于车轮行程左右差和车轮行程速度左右差中的至少一个，通过稳定器释放控制(M15)和侧倾衰减控制(M16)中的至少一个，设定用于控制稳定器的扭转刚性的外部施加力(M17)。
文档编号B60G17/0165GK1922043SQ200580005750
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月23日 优先权日2004年2月26日
发明者安井由行 申请人:爱信精机株式会社