专利名称：车体减振控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车体减振控制装置，通过车轮制驱动力的校正控制来抑制车体的振动(前后颠簸振动以及上下跳振)，其中该车体是经由悬挂装置而悬挂了车轮的车辆的弹
簧上重量。
背景技术：
作为车体减振控制装置，在以往已知例如专利文献I记载的内容。该车体减振控制技术的要点在于，从制驱动扭矩以及车轮速度来估计作为悬挂装置的弹簧上重量的车体的振动，求出用于抑制该车体振动的制驱动力校正量，通过将车轮的制驱动扭矩校正对应于该校正量的量而进行车体的减振。现有技术文献非专利文献非专利文献1:特开2009-247157号公报
发明内容
然而，车体振动中的前后颠簸振动以及上下跳振是相关联的，因此无法互相独立地进行抑制。而且，车体振动中的前后颠簸振动具有使驾驶员的视线移动变大的倾向，因此严重影响车辆的乘车舒适性以及驾驶员的疲劳。但是，在如上述引用技术那样的以往的车体减振控制中，不考虑该情况而只求出用于抑制前后颠簸振动以及上下跳振的制驱动力校正量，并将车轮的制驱动扭矩校正与该校正量对应的量，因此无法以规定的优先程度来抑制前后颠簸振动以及上下跳振，导致前后颠簸振动抑制不足，发生使驾驶员的视线移动变大而降低乘车舒适性或者加大驾驶员的疲劳的问题。 为了解决该问题，若想最合适地抑制前后颠簸振动以及上下跳振中的每一个，则需要大量模拟或者反复实验等工作，不得不采用复杂的结构，无论如何都会导致成本的上升而不符合实际。本发明提供一种车体减振控制装置，使得在前后颠簸振动以及上下跳振之间具有能够解决上述问题的优先程度，由此不会因前后颠簸振动抑制不足，而降低乘车舒适性或者加大驾驶员的疲劳。进而，其目的在于，能够实现不依赖于很大的工作量，且以简单的结构廉价地，改善乘车舒适性以及减少驾驶员的疲劳。为了该目的，本发明的车体减振控制装置如下构成首先，说明作为本发明的前提的车体减振控制装置，该装置为用于通过车轮制驱动力的校正控制来抑制包含前后颠簸振动以及上下跳振的车体振动，其中该车体是经由悬挂装置而悬挂了车轮的车辆的弹簧上重量。本发明对于该车体减振控制装置，其特征在于，具有:车体振动估计部，估计所述前后颠簸振动以及上下跳振；优先程度设置部，设置所述前后颠簸振动以及上下跳振的优先程度，使得在所述前后颠簸振动以及上下跳振中，优先抑制所述前后颠簸振动；以及，减振用制驱动力校正量运算部，满足该优先程度设置部所设置的优先程度的同时，基于所述前后颠簸振动以及上下跳振而求出用于抑制所述车体振动的减振用制驱动力校正量，以供所述车轮制驱动力的校正控制。根据上述的本发明的车体减振控制装置，抑制前后颠簸振动优先于上下跳振的同时，基于前后颠簸振动以及上下跳振而求出用于抑制所述车体振动的减振用制驱动力校正量，将车轮制驱动力校正与该校正量对应的量，而进行用于抑制前后颠簸振动以及上下跳振的车体减振控制。通过这样比上下跳振优先抑制前后颠簸振动，不会发生前后颠簸振动的抑制不足，从而可以消除所述的问题，即因颠簸振动抑制不足而降低乘车舒适性或者加大驾驶员的疲劳。不仅如此，由于是通过在前后颠簸振动以及上下跳振之间设置抑制优先度而解决上述的问题，可以不依赖于很大的工作量，且以简单的结构廉价地，实现改善乘车舒适性以及减少驾驶员的疲劳。
图1是以车载状态来表示本发明的一实施例的车体减振控制装置的概要系统图。图2是用于表示同一实施例的车体减振控制装置的概要系统的功能方框线图。图3是用于表示图1、2中的减振控制控制器的功能方框线图。图4是图2中的驱动力控制部的功能方框线图。图5是用于示例油门开度APO与驾驶员所请求的请求发动机扭矩Te_a之间的关系的特性线图。图6是图2中的制动力控制部的功能方框线图。图7是用于示例刹车踏板踏力BPF与驾驶员所请求的请求制动扭矩Tw_b之间的关系的特性线图。图8是用于表示图2、3所示的减振控制控制器执行的减振控制程序的流程图。图9是用于说明图8的车体减振控制中使用的车辆的运动模型的说明图。图10是在图3的优先程度设置部设置的伴随请求制驱动扭矩变动ATw的前后颠簸振动Θ P以及上下跳振Xb的抑制优先程度Kt_p和Kt_b，以及伴随前后方向外部干扰AFf, AFr的前后颠簸振动Θ P以及上下跳振xb的抑制优先程度Ks_p以及Ks_b有关的优先程度的映射图。
具体实施例方式下面，基于附图所示实施例详细说明本发明的实施方式。
〈实施例的结构〉图1、2是表示本发明的一实施例的车体减振控制装置的概要系统图。在图1中，1FL、IFR分别表示左右前轮，且1RL、IRR分别表示左右后轮。此外左右前轮IFLUFR为由方向盘2转向的转向轮。此外，左右前轮IFLUFR以及左右后轮1RL、IRR分别由未图示的悬挂装置被悬挂在车体3上，该车体3位于悬挂装置上方，构成弹簧上重量。图1中的车辆为,搭载作为动力源的未图示的发动机，由此可经由未图示的自动变速器驱动左右前轮IFLUFR而行车的前轮驱动车。发动机根据驾驶员操纵的油门踏板4的踏入量，经由图2的发动机控制器21来增减输出，而且，除此之外，为了抑制车体振动(为了车体减振控制用)，还可以经由驱动力控制部5，通过发动机控制器21校正输出。另一方面，图1中的车辆具有包含刹车踏板6的未图示的液压刹车系统，根据驾驶员操纵的该刹车踏板6的踏力，经由图2的刹车控制器22通过液压刹车系统来制动车轮1FL、1FR、IRL, IRR,可以使车辆减速以及停车，而且，除此之外，为了抑制车体振动(为了车体减振控制用)，还可以经由制动力控制部7，通过刹车控制器22校正制动力。如图2所示,进行上述车体振动抑制用的驱动力校正时,驱动力控制部5响应来自减振控制控制器8的减振用驱动扭矩校正量命令dlV，算出能够实现它的减振用目标发动机扭矩tTe。然后，发动机控制器21通过进行使得发动机扭矩与该减振用目标发动机扭矩tTe一致的发动机输出控制，进行上述的减振用驱动力校正。如图2所示,进行上述车体振动抑制用的驱动力校正时,制动力控制部7响应来自减振控制控制器8的减振用制动扭矩校正量命令dTw%算出能够实现它的减振用目标制动扭矩tTb。然后，刹车控制器22通过进行使得制动扭矩与该减振用目标制动扭矩tTb —致的刹车液压控制，进行上述的减振用制动力校正。为了求出上述的减振用制驱动扭矩校正量命令dlV，向减振控制控制器8输入:来自用于检测左右前轮IFLUFR以及左右后轮1RL、1RR的每一个车轮速度Vw的车轮速度传感器11的信号；来自用于检测油门开度(油门踏板的踏入量)ΑΡ0的油门开度传感器12的信号；以及，来自用于检测刹车踏板踏力BPF的刹车踏板踏力传感器13的信号。如图3的方框线图所示，减振控制控制器8包括:请求制驱动扭矩运算部51、前后外部干扰计算部52、车体振动估计部53、减振用制驱动扭矩校正量运算部54、优先程度设置部55、减振用制驱动扭矩校正量命令计算部56。如后面所述，请求制驱动扭矩运算部51从油门开度APO以及刹车踏板踏力BPF运算驾驶员请求的车轮的请求制驱动扭矩Tw。前后外部干扰计算部52将在后面叙述，基于车轮速度Vw监视各车轮速度的变化，并从各车轮速度的变化算出作用于前轮以及后轮的前后方向外部干扰AFL AFr。如后面所述，车体振动估计部53从在运算部51求出的请求制驱动扭矩Tw的变化以及在计算部52求出的对车轮的前后方向外部干扰△ Ff、AFr，估计伴随请求制驱动扭矩Tw的变化的车体3的振动(前后颠簸振动Θ P以及上下跳振xb)以及伴随前后方向外部干扰AFf、AFr的车体3的振动(前后颠簸振动θ p以及上下跳振xb)。减振用制驱动扭矩校正量运算部54如后面所述那样计算为了分别抑制估计部53求出的伴随请求制驱动扭矩Tw的变化的车体3的振动(前后颠簸振动Θ P以及上下跳振xb)以及伴随前后方向外部干扰AFf、AFr的车体3的振动(前后颠簸振动θ p以及上下跳振xb)而所需的减振用制驱动扭矩校正量。如后面所述，优先程度设置部55相当于本发明中的优先程度设置部，设置前后颠簸振动Θ P的抑制以及上下跳振xb的抑制之间的优先程度。减振用制驱动扭矩校正量命令计算部56，如后面所述那样，基于在运算部54求出的抑制伴随请求制驱动扭矩Tw的变化的车体3的振动(前后颠簸振动Θ P以及上下跳振xb)所需的减振用制驱 动扭矩校正量以及抑制伴随前后方向外部干扰AFf，AFr的车体3的振动(前后颠簸振动Θ P以及上下跳振xb)所需的减振用制驱动扭矩校正量，算出用于满足设置部55中确定的抑制优先程度的同时，抑制车体3的振动(前后颠簸振动Θ P以及上下跳振xb)的最终的减振用制驱动扭矩校正量命令dTw'因此减振用制驱动扭矩校正量命令计算部56相当于本发明的减振用制驱动力校
正量运算部。下面说明如图2那样与由上述的请求制驱动扭矩运算部51、前后外部干扰计算部52、车体振动估计部53、减振用制驱动扭矩校正量运算部54、优先程度设置部55、以及减振用制驱动扭矩校正量命令计算部56组成的减振控制控制器8协同构成减振控制系统的驱动力控制部5以及制动力控制部7。驱动力控制部5如图4所示，当减振用制驱动扭矩校正量命令dlV为制动扭矩校正量命令(驱动扭矩的校正量为负值)时，不求出减振用目标发动机扭矩tTe，而将发动机托付给发动机控制器31进行通常控制，而只有在减振用制驱动扭矩校正量命令dlV为驱动扭矩校正量命令(驱动扭矩的校正量为正值)时，如下求出减振用目标发动机扭矩tTe，来命令发动机控制器21。驱动力控制部5在计算减振用目标发动机扭矩tTe时，首先在请求发动机扭矩计算部5a中从油门开度APO计算驾驶员所请求的请求发动机扭矩Te_a。在进行该计算时，基于图5所示的事先设置的预定的映射，从油门开度APO搜索而求出请求发动机扭矩Te_a。然后在乘法器5b中，将减振用制驱动扭矩校正量命令dlV乘以自动变速器的齿轮比Kat以及差速齿轮齿轮比Kdif而求出减振用发动机扭矩校正量tTe%接下来在加法器5c中，将上述请求发动机扭矩Te_a加上减振用发动机扭矩校正量tTe%求出减振用目标发动机扭矩tTe=Te_a+tTe%将其命令给发动机控制器21以供减振控制。制动力控制部7如图6所示，当减振用制驱动扭矩校正量命令dlV为驱动扭矩校正量命令(制动扭矩的校正量为负值)时，不求出减振用目标制动扭矩tTb，而将液压刹车系统托付给刹车控制器22进行的通常控制，而只有在减振用制驱动扭矩校正量命令dlV为制动扭矩校正量命令(制动扭矩的校正量为正值)时，如下求出减振用目标制动扭矩tTb,来命令刹车控制器22。制动力控制部7在计算制动用目标制动扭矩tTb时，首先在请求制动扭矩计算部7a从刹车踏板踏力BPF计算驾驶员所请求的请求制动扭矩Tw_b。在进行该计算时，基于图7所示的事先设置的预定的映射，从刹车踏板踏力BPF搜索而求出请求制动扭矩Tw_b。然后在加法器7b中，将上述请求制动扭矩Tw_b加上减振用驱动扭矩校正量命令dlV，求出减振用目标制动扭矩tTb=Tw_b+dlV，将其命令给刹车控制器22以供减振控制。〈车体减振控制〉图2、3所示的减振控制控制器8执行图8的控制程序来实现用于抑制车体振动的车体减振控制。按照每10毫秒反复执行图8，首先在步骤SlOO中读取车辆行车状态，其中该状态包含在传感器11检测的车轮速度Vw、在传感器12检测的油门开度ΑΡ0、以及在传感器13检测的刹车踏板踏力BPF。在接下来的步骤S200 (请求制驱动扭矩运算部51)中，基于该读取的车辆行车状态，如下算出请求制驱动扭矩Tw。首先基于图5示例的预定的发动机扭矩映射，从油门开度APO通过搜索而求出驾驶员所请求的请求发动机扭矩Te_a。然后，基于差速齿轮齿轮比Kdif以及自动变速器的齿轮比Kat，通过运算以下式子将该请求发动机扭矩Te_a换算为驱动轴扭矩，将该换算值作为请求驱动扭矩Tw_a:Tw_a=Te_a/(Kdif.Kat)接下来，基于图7示例的预定的映射，从刹车踏板踏力BPF搜索驾驶员所请求的请求制动扭矩Tw_b,通过以下式子的运算从该请求制动扭矩Tw_b以及上述请求驱动扭矩Tw_a算出请求制驱动扭矩Tw:Tw=Tw_a - Tw_b在接下来的步骤S300 (前后外部干扰计算部52)中，从车轮速度(左右前轮1FL、IFR的车轮速度VwFL、VwFR以及左右后轮1RL、1RR的车轮速度VwRL、VwRR)算出作为下面所述的对车辆运动模型的输入的前后外部干扰，即前轮的行车阻力变动AFf以及后轮的行车阻力变动Λ Fr。 在计算这些行车阻力变动Λ Ff、Λ Fr时，从各车轮速度VwFL、VwFR, VwRL, VwRR除去实际车速成分Vbody而算出各轮速度，通过取各轮速度的上次值和本次值的差分的时间微分来计算各轮加速度，通过各轮加速度乘以弹簧下重量，计算前轮的行车阻力变动AFf以及后轮的行车阻力变动Λ Fr。在步骤S400 (车体振动估计部53)中，从车辆运动模型估计弹簧上振动(车体振动)。在进行该估计时，将在步骤S200求出的请求制驱动扭矩Tw，以及在步骤S300求出的前后轮的行车阻力变动AFL AFr作为输入，使用后面所述的车辆运动模型来进行弹簧上振动(车体振动)的估计。本实施例的车辆运动模型如图9所示，对于车体3将前后轮分别通过悬挂装置来悬挂的前后二轮模型。
即本实施例的车辆运动模型以根据对车辆发生的驱动扭矩变动△ Tw、路面状态变化、以及制驱动力变化、或者转向操作等而对前轮发生的行车阻力变动AFf、以及对后轮发生的行车阻力变动AFr作为参数，由包含对应于前后一轮的悬挂装置的弹簧减振系统的悬挂模型以及用于表达车体中心位置的移动量的车体弹簧上模型组成。接下来，使用车辆运动模型来说明车辆因发生制驱动扭矩变动，而在轮胎上施加了路面状态变化、制驱动力变化、以及转向操作中的至少一个而发生阻力变动时的车体振动。在车体3上发生驱动扭矩变动ATw、行车阻力变动AFf、AFr中的至少一个时，车体3在纵倾(pitch)轴周围发生角度(纵倾角)Θ P的旋转的同时，在重心位置发生上下跳振位移xb。在这里驱动扭矩变动Λ Tw根据从驾驶员的油门操作算出的本次的驱动扭矩变动Δ Twn,与驱动扭矩变动的上次值Λ Twn^1之差进行运算。如图9所示，若将前轮侧悬挂装置的弹簧常数设为Ksf，将减振常数设为Csf，此外将后轮侧悬挂装置的弹簧常数设为Ksr，将减振常数设为Csr，将前轮侧悬挂装置的连杆长设为Lsf，将连杆摇动中心高度设为hbf，此外将后轮侧悬挂装置的连杆长设为Lsr，将连杆摇动中心高度设为hbr，再有，将车体3的纵倾方向的惯性力矩设为Ip，将前轴以及纵倾轴之间的距离设为Lf，将后轴以及纵倾轴之间的距离设为Lr，将重心高设为hcg，将弹簧上重量设为M，则车体上下跳振的运动方程式可以表达为如以下式子:[数字1]
权利要求
1.一种车体减振控制装置，通过车轮制驱动力的校正控制来抑制包含车体的前后颠簸振动以及上下跳振的车体振动，其中所述车体是经由悬挂装置而悬挂了车轮的车辆的弹簧上重量，其中，包括: 车体振动估计部，估计所述前后颠簸振动以及上下跳振； 优先程度设置部，设置所述前后颠簸振动以及上下跳振的优先程度，使得在所述前后颠簸振动以及上下跳振中，优先抑制所述前后颠簸振动；以及， 减振用制驱动力校正量运算部，在满足该优先程度设置部所设置的优先程度的同时，基于所述前后颠簸振动以及上下跳振求出用于抑制所述车体振动的减振用制驱动力校正量，以供所述车轮制驱动力的校正控制。
2.如权利要求1所述车体减振控制装置，其中， 所述车体振动估计部在基于所述车轮制驱动力估计所述前后颠簸振动以及上下跳振的同时，基于所述车轮的车轮速度估计所述前后颠簸振动以及上下跳振，并且， 所述优先程度设置部设置所述优先程度，使得基于所述车辆的车轮速度估计的前后颠簸振动的抑制优先程度比基于所述车轮制驱动力估计的所述前后颠簸振动的抑制优先程度更高。
3.如权利要求1或者2所述车体减振控制装置，其中， 所述优先程度设置部设置所述优先程度，使得在抑制前后颠簸振动的同时，使上下跳振增大。
全文摘要
在运算部(51)从油门开度APO以及刹车踏板踏力BPF运算请求制驱动扭矩Tw，且在计算部(52)从车轮速度Vw的变化计算前后方向外部干扰ΔFf、ΔFr。估计部(53)估计伴随Tw的变化的车体振动(前后颠簸振动θp以及上下跳振xb)以及伴随ΔFf、ΔFr的车体振动(θp，xb)。运算部(54)求出分别用于抑制该估计出来的伴随Tw的变化的车体振动(θp，xb)以及伴随ΔFf、ΔFr的车体振动(θp，xb)的减振用制驱动扭矩校正量，计算部(56)从这些扭矩校正量以及在设置部(55)设置为优先抑制前后颠簸振动的抑制优先度，在满足该优先度的同时求出用于抑制车体振动(θp，xb)的减振用制驱动扭矩校正量命令dTw*，从而将车辆的制驱动力校正与该dTw*对应的量。
文档编号B60W10/184GK103079925SQ20118003965
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月26日 优先权日2010年9月7日
发明者村田隼之, 小林洋介 申请人:日产自动车株式会社