车辆的控制装置制造方法
【专利摘要】具有：制动/驱动力姿势控制量运算单元，其运算通过车辆的制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量，使得车身的姿势成为目标姿势；以及阻尼力控制单元，其基于上述制动/驱动力姿势控制量来控制减振器的阻尼力，还具备：行驶状态检测单元，其检测车辆的行驶状态；目标姿势控制量运算单元，其基于上述行驶状态来运算车身的目标姿势控制量；以及异常检测单元，其检测上述减振器的异常，其中，当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动/驱动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量来运算通过车辆的制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量。
【专利说明】车辆的控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及控制车辆的状态的控制装置。
【背景技术】
[0002]作为与车辆的控制装置有关的技术，公开了一种专利文献I所记载的技术。在该公报中公开了一种使用能够变更阻尼力的悬架控制装置来控制车身姿势的技术。
[0003]专利文献1:日本特开平7-117435号公报
【发明内容】
_4] 发明要解决的问题
[0005]然而，如果仅利用减振器的阻尼力控制车身姿势，则在减振器发生故障时不能产生阻尼力，有可能无法进行车身姿势的控制。
[0006]本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在减振器发生故障时也能够控制车身姿势的 车辆的控制装置。
_7] 用于解决问题的方案
[0008]为了实现上述目的，在本发明的车辆的控制装置中，具有:制动/驱动力姿势控制量运算单元，其运算通过车辆的制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势；以及阻尼力控制单元，其基于上述制动/驱动力姿势控制量来控制减振器的阻尼力，还具有:行驶状态检测单元，其检测车辆的行驶状态；目标姿势控制量运算单元，其基于上述行驶状态来运算车身的目标姿势控制量；以及异常检测单元，其检测上述减振器的异常，其中，当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动/驱动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量来运算通过车辆的制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量。
_9] 发明的效果
[0010]即，即使在阻尼力可变减振器发生异常时，也能够通过制动/驱动力姿势控制量来进行车身姿势的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示实施例1的车辆的控制装置的系统概要图。
[0012]图2是表示实施例1的车辆的控制装置的控制结构的控制框图。
[0013]图3是表示实施例1的侧倾率抑制控制的结构的控制框图。
[0014]图4是表示实施例1的侧倾率抑制控制的包络波形形成处理的时间图。
[0015]图5是表示实施例1的行驶状态估计部的结构的控制框图。
[0016]图6是表示实施例1的行程速度运算部的控制内容的控制框图。
[0017]图7是表示实施例1的基准车轮速度运算部的结构的框图。
[0018]图8是表示车身振动模型的概要图。[0019]图9是表示进行实施例1的俯仰控制时的各致动器控制量计算处理的控制框图。
[0020]图10是表示实施例1的制动器俯仰控制的控制框图。
[0021]图11是对由车轮速度传感器检测出的车轮速度频率特性和在实施例中没有装载的行程传感器的行程频率特性同时记录表示的图。
[0022]图12是表示实施例1的簧上减振控制中的频率感应控制的控制框图。
[0023]图13是表示各频率区域中的人体感觉特性的相关图。
[0024]图14是表示实施例1的频率感应控制下的腾空区域的振动混入比率与阻尼力的关系的特性图。
[0025]图15是示出在某种行驶条件下由车轮速度传感器检测出的车轮速度频率特性的图。
[0026]图16是表示实施例1的簧下减振控制的控制结构的框图。
[0027]图17是表示实施例1的阻尼力控制部的控制结构的控制框图。
[0028]图18是表示实施例1的标准模式下的阻尼系数仲裁处理的流程图。
[0029]图19是表示实施例1的运动模式下的阻尼系数仲裁处理的流程图。
[0030]图20是表示实施例1的舒适模式下的阻尼系数仲裁处理的流程图。
[0031]图21是表示实施例1的高速公路模式下的阻尼系数仲裁处理的流程图。
[0032]图22是表示在起伏路面和凹凸路面上行驶时的阻尼系数变化的时间图。
[0033]图23是在实施例1的阻尼系数仲裁部中表示基于行驶状态的模式选择处理的流程图。
[0034]图24是表示进行实施例1的俯仰控制时的各致动器控制量计算处理的控制框图。
[0035]附图标记说明
[0036]1:发动机；la:发动机控制器(发动机控制部);2:制动控制器单元；2a:制动控制器(制动控制部)；3:S/A (阻尼力可变减振器)；3a:S/A控制器；5:车轮速度传感器；6:一体型传感器；7:转动角传感器；8:车速传感器；20:制动器；31:驾驶员输入控制部；32:行驶状态估计部；33:簧上减振控制部；33a:天棚控制部；33b:频率感应控制部；34:簧下减振控制部；35:阻尼力控制部；331:第一目标姿势控制量运算部；332:发动机姿势控制量运算部；333:第二目标姿势控制量运算部；334:制动器姿势控制量运算部；335:第三目标姿势控制量运算部；336:减振器姿势控制量运算部。
【具体实施方式】
[0037][实施例1]
[0038]图1是表示实施例1的车辆的控制装置的系统概要图。车辆具有:作为动力源的发动机1、利用摩擦力使各轮产生制动扭矩的制动器20 (以下，当显示与单个轮对应的制动器时，记载为右前轮制动器:20FR、左前轮制动器:20FL、右后轮制动器:20RR、左后轮制动器:20RL)、设置于各轮与车身之间且能够可变地控制阻尼力的减振器3(以下记载为S/A。当显示与单个轮对应的S/A时，记载为右前轮S/A:3FR、左前轮S/A:3FL、右后轮S/A:3RR、左后轮 S/A:3RL) ο
[0039]发动机I具有控制从发动机I输出的扭矩的发动机控制器(以下也称为发动机控制部)la，发动机控制器Ia通过控制发动机I的节流阀开度、燃料喷射量、点火时刻等，来控制期望的发动机运转状态(发动机转数、发动机输出扭矩)。
[0040]另外，制动器20基于从能够与行驶状态相应地控制各轮的制动液压的制动控制器单元2提供的液压来产生制动扭矩。制动控制器单元2具有控制由制动器20产生的制动扭矩的制动控制器(以下也称为制动控制部)2a，将通过驾驶员的制动踏板操作而产生的主缸压或者由内置的马达驱动泵产生的泵压作为液压源，通过多个电磁阀的开闭动作使各轮的制动器20产生期望的液压。
[0041]S/A3是使设置于车辆的簧下(车轴、车轮等)与簧上(车身等)之间的螺旋弹簧的弹性运动衰减的阻尼力产生装置，构成为能够通过致动器的动作来改变阻尼力。S/A3具有封装有流体的汽缸、在该汽缸内进行运动的活塞以及对在该活塞的上下形成的流体室之间的流体移动进行控制的节流孔。并且，在该活塞中形成具有多种节流孔径的节流孔，在S/A致动器动作时，从多种节流孔选择与控制指令相应的节流孔。由此，能够产生与节流孔径相应的阻尼力。例如，如果节流孔径小，则活塞的移动容易受到限制，因此阻尼力变高，如果节流孔径大，则活塞的移动难以受到限制，因此阻尼力变小。
[0042]此外，除了选择节流孔径以外，例如也可以在将形成于活塞的上下的流体相连接的连通路上配置电磁控制阀，通过控制该电磁控制阀的开闭量来设定阻尼力，不作特别地限定。S/A3具有控制S/A3的阻尼力的S/A控制器3a(相当于阻尼力控制单元)，利用S/A致动器使节流孔径进行动作来控制阻尼力。
[0043]另外，具有:检测各轮的车轮速度的车轮速度传感器5 (以下，当显示与单个轮对应的车轮速度时，记载为右前轮车轮速度:5FR、左前轮车轮速度:5FL、右后轮车轮速度:5RR、左后轮车轮速度:5RL)、检测作用于车辆的重心点的前后加速度、横摆率以及横向加速度的一体型传感器6、检测作为驾驶员的转向操作量的转向角的转动角传感器7、检测车速的车速传感器8、检测发动机扭矩的发动机扭矩传感器9、检测发动机转数的发动机转数传感器10、检测主缸压的主压传感器11、在进行制动踏板操作时输出接通状态信号的制动开关12以及检测加速踏板开度的加速踏板开度传感器13。这些各种传感器的信号被输入到S/A控制器3a。此外，关于一体型传感器6的配置，可以配置在车辆的重心位置，即使是除此以外的位置，只要是能够估计重心位置的各种值的结构即可，不作特别地限定。另外，不需要是一体型，也可以设为单独检测横摆率、前后加速度以及横向加速度的结构。
[0044]图2是表示实施例1的车辆的控制装置的控制结构的控制框图。在实施例1中，作为控制器，由发动机控制器la、制动控制器2a以及S/A控制器3a这三个控制器构成。
[0045]在S/A控制器3a内具有:驾驶员输入控制部31，其进行基于驾驶员的操作(转向操作、加速操作以及制动踏板操作等)来实现期望的车辆姿势的驾驶员输入控制；行驶状态估计部32，其基于各种传感器的检测值来估计行驶状态；簧上减振控制部33，其基于所估计出的行驶状态来控制簧上的振动状态；簧下减振控制部34，其基于所估计出的行驶状态来控制簧下的振动状态；以及阻尼力控制部35，其基于从驾驶员输入控制部31输出的减振器姿势控制量、从簧上减振控制部33输出的簧上减振控制量以及从簧下减振控制部34输出的簧下减振控制量来决定要对S/A3设定的阻尼力，从而进行S/A的阻尼力控制。
[0046]在实施例1中，作为控制器，示出了具备三个控制器的结构，但例如也可以设为如下结构:将阻尼力控制部35从S/A控制器3a排除而作为姿势控制控制器，将阻尼力控制部35作为S/A控制器，从而具备四个控制器，还可以将各控制器全部由一个整合控制器构成，不作特别地限定。此外，之所以在实施例1中以这种方式构成，是假定了以下情况:直接借用现有的车辆中的发动机控制器和制动控制器来作为发动机控制部Ia和制动控制部2a，另外装载S/A控制器3a，由此实现实施例1的车辆的控制装置。
[0047](车辆的控制装置的整体结构)
[0048]在实施例1的车辆的控制装置中，为了控制簧上产生的振动状态，使用三个致动器。此时，各个控制是控制簧上状态，因此产生相互干扰的问题。另外，能够由发动机I控制的元件、能够由制动器20控制的元件以及能够由S/A3控制的元件各不相同，应该如何组合这些元件并进行控制成为问题。
[0049]例如，制动器20能够控制弹起运动和俯仰运动，但当进行这两种控制时减速感强，容易对驾驶员施加不适感。另外，S/A3能够控制侧倾运动、弹起运动以及俯仰运动之类的所有运动，但在通过S/A3进行所有控制的情况下，导致S/A3的制造成本升高，另外，阻尼力有变高的倾向，因此容易输入来自路面侧的高频振动，仍然容易对驾驶员施加不适感。换句话说，存在以下的折衷关系(trade-off):由制动器20进行的控制虽然不会导致高频振动的劣化但会导致减速感的增加，由S/A3进行的控制虽然不会导致减速感但却导致输入高频振动。
[0050]因此，在实施例1的车辆的控制装置中，综合判断以上所述的问题，为了实现在发挥各控制特性优点的同时互补完善各自缺点的控制结构来实现廉价且减振能力优良的车辆的控制装置，主要考虑以下列举的点来构建整体的控制系统。
[0051](I)通过使由发动机I和制动器20进行的控制优先进行来抑制S/A3的控制量。
[0052](2)通过将制动器20的控制对象运动限定为俯仰运动来消除由制动器20进行控制时的减速感。
[0053](3)通过与实际能够输出的控制量相比限制输出发动机I和制动器20的控制量，来一边减轻S/A3的负担一边抑制伴随发动机1、制动器20的控制所产生的不适感。
[0054](4)利用所有致动器进行天棚(skyhook)控制。此时，一般不使用天棚控制所需的行程传感器、簧上上下加速度传感器等，而利用所有装载于车辆的车轮速度传感器，从而以廉价的结构实现天棚控制。
[0055](5)当利用S/A3进行簧上控制时，针对在天棚控制之类的矢量控制下难以应对的高频振动的输入，重新导入标量控制(频率感应控制)。
[0056](6)通过与行驶状态相应地适当选择S/A3所要实现的控制状态，来提供与行驶状况相应的恰当的控制状态。
[0057]以上是在实施例中构成的整体的控制系统的概要。以下，对实现这些结构的单个内容依次进行说明。
[0058](关于驾驶员输入控制部)
[0059]首先，对驾驶员输入控制部进行说明。驾驶员输入控制部31具有:发动机侧驾驶员输入控制部31a，其通过发动机I的扭矩控制来实现驾驶员所要求的车辆姿势；以及S/A侧驾驶员输入控制部31b，其通过S/A3的阻尼力控制来实现驾驶员所要求的车辆姿势。在发动机侧驾驶员输入控制部31a内，基于抑制前轮和后轮的接地负载变动的接地负载变动抑制控制量和来自转动角传感器7、车速传感器8的信号，来运算与驾驶员想要实现的车辆运动状态对应的横摆响应控制量，并对发动机控制部Ia输出。[0060]在S/A侧驾驶员输入控制部31b中，基于来自转动角传感器7、车速传感器8的信号来运算与驾驶员想要实现的车辆运动状态对应的驾驶员输入阻尼力控制量，并对阻尼力控制部35输出。例如，在驾驶员转弯过程中车辆的车头侧翘起时，驾驶员的视野容易偏离路面，因此在这种情况下为了防止车头翘起而将四个轮的阻尼力作为驾驶员输入阻尼力控制量并输出。另外，输出对转弯时产生的侧倾进行抑制的驾驶员输入阻尼力控制量。
[0061]〔关于通过S/A侧驾驶员输入控制进行的侧倾控制〕
[0062]在此，对通过S/A侧驾驶员输入控制进行的侧倾抑制控制进行说明。图3是表示实施例1的侧倾率抑制控制的结构的控制框图。在横向加速度估计部31bl中，基于由转动角传感器7检测出的前轮转角Sf、后轮转角δr(在具备后轮转向装置的情况下将实际的后轮转角作为后轮转角Sr，在除此以外的情况下适当地设为O即可)以及由车速传感器8检测出的车速VSP来估计横向加速度Yg。使用横摆率估计值Y通过以下式子来计算该横向加速度Yg。
[0063]Yg = VSP.Y
[0064]此外，通过以下式子来计算横摆率估计值Y。
【权利要求】
1.一种车辆的控制装置，其特征在于，具有: 制动/驱动力姿势控制量运算单元，其运算通过车辆的制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势；以及 阻尼力控制单元，其基于上述制动/驱动力姿势控制量来控制减振器的阻尼力，该车辆的控制装置还具有: 行驶状态检测单元，其检测车辆的行驶状态； 目标姿势控制量运算单元，其基于上述行驶状态来运算车身的目标姿势控制量；以及 异常检测单元，其检测上述减振器的异常， 其中，当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动/驱动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量来运算通过车辆的制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 制动/驱动力姿势控制量运算单元是制动力姿势控制量运算单元和驱动力姿势控制量运算单元，其中，该制动力姿势控制量运算单元运算通过车辆的制动力进行控制的制动力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势，该驱动力姿势控制量运算单元运算通过车辆的驱动力进行控制的驱动力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量来运算通过车辆的驱动力进行控制的驱动力姿势控制量， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量和上述驱动力姿势控制量来运算通过车辆的制动力进行控制的制动力姿势控制量。
3.根据权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元基于从上述目标姿势控制量中去除上述驱动力姿势控制量而得到的值来运算上述制动力姿势控制量。
4.根据权利要求2或3所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述驱动力姿势控制量运算单元具有将上述驱动力姿势控制量限制为规定值的限制值， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元使上述限制值变大。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述制动力姿势控制量运算单元具有将上述制动力姿势控制量限制为规定值的限制值， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元使上述限制值变大。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元运算上述驱动力姿势控制量，使得与没有检测出异常时相比，使上述驱动力的控制响应性变高。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元运算上述制动力姿势控制量，使得与没有检测出异常时相比，使上述制动力的控制响应性变高。
8.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 制动/驱动力姿势控制量运算单元是驱动力姿势控制量运算单元和制动力姿势控制量运算单元，其中，该驱动力姿势控制量运算单元运算通过车辆的驱动力进行控制的驱动力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势，该制动力姿势控制量运算单元运算通过车辆的制动力进行控制的制动力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量来运算通过车辆的制动力进行控制的制动力姿势控制量， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元基于上述目标姿势控制量和上述制动力姿势控制量来运算通过车辆的驱动力进行控制的驱动力姿势控制量。
9.根据权利要求8所述的车辆的控制装置，其特征在于， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元基于从上述目标姿势控制量中去除上述制动力姿势控制量而得到的值来运算上述驱动力姿势控制量。
10.根据权利要求8或9所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述制动力姿势控制量运算单元具有将上述制动力姿势控制量限制为规定值的限制值， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元使上述限制值变大。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述驱动力姿势控制量运算单元具有将上述驱动力姿势控制量限制为规定值的限制值， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元使上述限制值变大。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述制动力姿势控制量运算单元运算上述制动力姿势控制量，使得与没有检测出异常时相比，使上述制动力的控制响应性变高。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 当由上述异常检测单元检测出异常时，上述驱动力姿势控制量运算单元运算上述驱动力姿势控制量，使得与没有检测出异常时相比，使上述驱动力的控制响应性变高。
14.一种车辆的控制装置，其特征在于，具有: 控制器，其运算制动/驱动力姿势控制量和阻尼力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势； 制动/驱动源，其产生与上述制动/驱动力姿势控制量相应的制动/驱动力；以及 减振器，其产生与上述阻尼力控制量相应的阻尼力，该车辆的控制装置还具有: 传感器，其检测车辆的行驶状态；以及 异常检测单元，其检测上述减振器的异常， 其中，当由上述异常检测单元检测出异常时，上述控制器基于根据上述行驶状态运算出的车身的目标姿势控制量来运算上述制动/驱动力姿势控制量。
15.—种车辆的控制方法，其特征在于， 控制器运算通过制动/驱动力进行控制的制动/驱动力姿势控制量和通过减振器的阻尼力进行控制的阻尼力姿势控制量，以使车身的姿势成为目标姿势， 当上述减振器发生异常时， 控制器基于车辆的行驶状态运算目标姿势控制量， 基于该目标姿势控制量运算制动/驱动力姿势控制量， 利用制动/驱动力来控 制上述目标姿势控制量。
【文档编号】B60G17/0195GK104024076SQ201280065663
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】菊池宏信, 平山胜彦 申请人:日产自动车株式会社