车辆的控制装置制造方法

车辆的控制装置制造方法
【专利摘要】使由前轮车轮速度传感器(5FL、5FR)检测出的前轮的车轮速度延迟来估计后轮的车轮速度，在将检测出的前轮车轮速度和估计出的后轮车轮速度的频率的振幅的大小设为频率标量时，根据该频率标量运算S/A(3)的阻尼力控制量。
【专利说明】车辆的控制装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对车辆的状态进行控制的控制装置。

【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了如下一种技术:根据各车轮的车轮速度变动来估计伴随着干扰而产生的车辆的振动状态，变更阻尼力可变减振器的阻尼力。
[0003]专利文献1:日本特开2009-241813号公报


【发明内容】

_4] 发明要解决的问题
[0005]安装于差动齿轮(differential gear)的后轮的车轮速度传感器相对于伴随着悬架的行程所产生的车轴的倾斜而车轮速度传感器值的变化小，因此车辆的振动状态的估计精度低，导致减振性变差。
[0006]本发明使着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地估计车辆的振动状态从而能够提高减振性的车辆的控制装置。
_7] 用于解决问题的方案
[0008] 为了达到上述目的，在本发明的车辆的控制装置中，使由前轮车轮速度检测单元检测出的前轮的车轮速度延迟来估计后轮的车轮速度，在将检测出的前轮车轮速度和估计出的后轮车轮速度的频率的振幅的大小设为频率标量时，根据该频率标量来运算阻尼力可变减振器的阻尼力控制量。
_9] 发明的效果
[0010]安装在车轴上的前轮的车轮速度传感器相对于伴随着行程所产生的车轴的倾斜而车轮速度传感器值的变化较大，因此能够高精度地估计车辆的振动状态。另外，阻尼力可变减振器的阻尼力控制量根据频率标量而运算出，因此即使在估计出的后轮的车轮速度与实际的后轮的车轮速度产生相位偏移的情况下，也不会导致减振性的恶化，而能够根据高精度地估计出的车辆的振动状态来提高减振性。

【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序图。
[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的行程速度运算部中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是表示实施例1的后轮车轮速度估计处理的流程图。
[0019]图9是表示车体振动模型的概要图。
[0020]图10是表示实施例1的进行俯仰控制时的各致动器控制量计算处理的控制框图。
[0021]图11是表示实施例1的制动俯仰控制的控制框图。
[0022]图12是同时绘制出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未搭载的行程传感器的行程频率特性的图。
[0023]图13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。
[0024]图14是表示各频率区域中的人体感觉特性的相关图。
[0025]图15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例与阻尼力的关系的特性图。
[0026]图16是表示在某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。
[0027]图17是表示实施例1的簧下减振控制的控制结构的框图。
[0028]图18是表示实施例1的阻尼力控制部的控制结构的控制框图。
[0029]图19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。
[0030]图20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。
[0031]图21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。
[0032]图22是表示实施例1的高速模式下的阻尼系数仲裁处理的流程图。
[0033]图23是表示行驶于起伏路面和凹凸路面时的阻尼系数变化的时序图。
[0034]图24是表示实施例1的阻尼系数仲裁部中基于行驶状态的模式选择处理的流程图。
[0035]附图标记说明
[0036]1:发动机；la:发动机控制器；2:制动器控制部件；2a:制动器控制器；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:—体式传感器；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；305a:簧上用后轮车轮速度估计部；305b:簧下用后轮车轮速度估计部；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I ;使各车轮产生因摩擦力而形成的制动扭矩的制动器20 (下面在表示与单个车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);以及设置在各车轮与车体之间并能够可变地控制阻尼力的减振器3(下面记载为S/A。在表示与单个车轮对应的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)。
[0039]发动机I具有对从发动机I输出的扭矩进行控制的发动机控制器(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的节气阀开度、燃料喷射量、点火定时等，来控制得到期望的发动机运转状态(发动机转数、发动机输出扭矩)。另外，制动器20根据从能够与行驶状态相应地控制各车轮的制动液压的制动器控制部件2供给的液压来产生制动扭矩。制动器控制部件2具有对制动器20所产生的制动扭矩进行控制的制动器控制器(以下也称为制动器控制部)2a，将通过驾驶员的制动踏板操作产生的主缸压力或由内置的电动机驱动泵产生的泵压力作为液压源，通过多个电磁阀的打开和关闭动作来使各车轮的制动器20产生期望的液压。
[0040]S/A3是使设置在车辆的簧下(车轴、车轮等)与簧上(车体等)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具有将流体密封在内的缸体、在该缸体内移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，在该活塞上形成具有多种节流孔径的节流孔，在S/A致动器进行动作时，从多种节流孔中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，则容易对活塞的移动进行限制，因此阻尼力变高，如果节流孔径大，则不容易对活塞的移动进行限制，因此阻尼力变小。
[0041]此外，除了节流孔径的选择以外，例如还可以在将在活塞的上下形成的流体连接的连通路径上配置电磁控制阀，通过控制该电磁控制阀的开闭量来对阻尼力进行设定，不特别地进行限定。S/A3具有对S/A3的阻尼力进行控制的S/A控制器3a，通过S/A致动器对节流孔径进行操作来控制阻尼力。
[0042]还具有:检测各车轮的车轮速度的车轮速度传感器5(下面在表示与单个车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);—体式传感器6，其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；转动角传感器7，其检测驾驶员的转向操作量即转向角；车速传感器8，其检测车速；发动机扭矩传感器9，其检测发动机扭矩；发动机转数传感器10，其检测发动机转数；主缸压力传感器11，其检测主缸压力；制动开关12，当进行制动踏板操作时，该制动开关12输出接通状态信号；以及加速踏板开度传感器13，其检测加速踏板开度。这些各种传感器的信号被输入到S/A控制器3a。此外，一体式传感器6的配置既可以配置在车辆的重心位置，也可以配置在除此以外的场所，只要是能够估计重心位置处的各种值的结构即可，不特别地进行限定。另外，不需要是一体式的，也可以设为独立地检测横摆率、前后加速度以及横向加速度的结构。
[0043]各车轮速度传感器5中的左右前轮的车轮速度传感器5FL、5FR安装于前轮毂，检测车轴的旋转作为车轮速度。另一方面，左右后轮的车轮速度传感器5RL、5RR安装于差动齿轮，检测后驱动轴的旋转作为车轮速度。
[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、制动器控制器2a以及S/A控制器3a这三个构成。在S/A控制器3a内具有:驾驶员输入控制部31，其根据驾驶员的操作(转向操作、加速踏板操作以及制动踏板操作等)来进行达成所期望的车辆姿势的驾驶员输入控制；行驶状态估计部32，其根据各种传感器的检测值来估计行驶状态；簧上减振控制部33，其根据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，其根据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，其根据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，来决定要针对S/A3设定的阻尼力，进行S/A的阻尼力控制。
[0045]在实施例1中，作为控制器，示出了具备三个控制器的结构，但是例如也可以将阻尼力控制部35从S/A控制器3a中去除来作为姿势控制控制器，从而设为将阻尼力控制部35作为S/A控制器而具备四个控制器的结构，还可以将各控制器全部由一个综合控制器构成，不特别地进行限定。此外，在实施例1中像这样构成的是假定通过将已有车辆中的发动机控制器和制动器控制器保持原样转用为发动机控制部Ia和制动器控制部2a、另外搭载S/A控制器3a由此实现实施例1的车辆的控制装置。
[0046](车辆的控制装置的整体结构)
[0047]在实施例1的车辆的控制装置中，为了控制簧上所产生的振动状态而使用三个致动器。此时，由于各个控制对簧上状态进行控制，因此相互干扰成为问题。另外，能够由发动机I控制的要素、能够由制动器20控制的要素以及能够由S/A3控制的要素各不相同，要将它们如何组合来进行控制成为问题。
[0048]例如，制动器20能够进行弹起运动和俯仰运动的控制，但是如果进行这两个控制则减速感强烈，从而容易给驾驶员带来不舒服的感觉。另外，S/A3能够对侧倾运动、弹起运动以及俯仰运动全部进行控制，但是在由S/A3进行全部控制的情况下，导致S/A3的制造成本提高，并且存在阻尼力变高的倾向，因此容易被输入来自路面侧的高频振动，仍然容易对驾驶员带来不舒服的感觉。换言之，存在如下折衷关系:虽然制动器20的控制不会导致高频振动的恶化但是导致减速感增大、虽然S/A3的控制不会导致减速感但是导致高频振动的输入。
[0049]因此，在实施例1的车辆的控制装置中，对这些问题进行综合判断，为了通过实现有效利用作为各个控制特性而有利的点并相互弥补彼此的弱点的控制结构来实现廉价但减振能力优秀的车辆的控制装置，主要考虑下面列举的点构建出整体的控制系统。
[0050](I)通过优先进行发动机I和制动器20的控制，来抑制S/A3的控制量。
[0051](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的控制导致的减速感。
[0052](3)通过限制发动机I和制动器20的控制量使其低于实际能够输出的控制量来进行输出，由此减轻S/A3中的负担，并抑制伴随发动机1、制动器20的控制产生的不舒服的感觉。
[0053](4)通过所有的致动器来进行天棚控制。此时，不使用一般进行天棚控制所需要的行程传感器、簧上上下加速度传感器等，而利用搭载于所有车辆的车轮速度传感器来通过廉价的结构实现天棚控制。
[0054](5)在进行S/A3的簧上控制时，针对在如天棚控制那样的矢量控制中难以应对的高频振动的输入，新导入标量控制(频率感应控制)。
[0055](6)与行驶状态相应地适当选择S/A3所实现的控制状态，由此提供与行驶状况相应的适当的控制状态。
[0056]以上就是在实施例中构成的整体的控制系统的概要。下面，依次说明实现它们的个体的内容。
[0057](关于驾驶员输入控制部)
[0058]首先，说明驾驶员输入控制部。驾驶员输入控制部31具有发动机侧驾驶员输入控制部31a和S/A侧驾驶员输入控制部31b，该发动机侧驾驶员输入控制部31a通过发动机I的扭矩控制来达成驾驶员所要求的车辆姿势，该S/A侧驾驶员输入控制部31b通过S/A3的阻尼力控制来达成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，根据对前轮和后轮的触地载荷变动进行抑制的触地载荷变动抑制控制量、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达成的车辆运动状态对应的横摆响应控制量，并输出到发动机控制部la。
[0059]S/A侧驾驶员输入控制部31b根据来自转动角传感器7、车速传感器8的信号来运算与驾驶员想要达成的车辆运动状态对应的驾驶员输入阻尼力控制量，并输出到阻尼力控制部35。例如，在驾驶员进行转弯的过程中，如果车辆的车头侧抬起，则驾驶员的视场容易脱离开路面，因此在这种情况下将四个车轮的阻尼力作为驾驶员输入阻尼力控制量进行输出以防止车头抬起。还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。
[0060](关于通过S/A侧驾驶员输入控制进行的侧倾控制)
[0061]在此，说明通过S/A侧驾驶员输入控制进行的侧倾抑制控制。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，根据由转动角传感器7检测出的前轮转动角δ f和由车速传感器8检测出的车速VSP来估计横向加速度Yg。针对该横向加速度Yg，根据车体平面模型，通过下面的公式进行计算。
[0062]Yg= (VSP2/(I+A.VSP2)).δ f
[0063]在此，A为规定值。
[0064]90°相位超前成分制作部31b2对估计出的横向加速度Yg进行微分后输出横向加速度微分值dYg。第一加法部31b4将横向加速度Yg与横向加速度微分值dYg相加。90°相位延迟成分制作部31b3输出使估计出的横向加速度Yg的相位延迟90°得到的成分F(Yg)。第二加法部31b5将F(Yg)与在第一加法部31b4中进行加法得到的值相加。希尔伯特变换部31b6运算基于加法得到的值的包络波形的标量。增益乘法部31b7将基于包络波形的标量乘以增益，运算侧倾率抑制控制用的驾驶员输入姿势控制量，并输出到阻尼力控制部35。
[0065]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序图。在时刻tl，当驾驶员开始转向时，侧倾率开始逐渐产生。此时，加上90°相位超前来形成包络波形，根据基于包络波形的标量来运算驾驶员输入姿势控制量，由此能够抑制在转向初期的侧倾率的产生。接着，在时刻t2，当驾驶员操作成转向保持状态时，不存在90°相位超前成分，这一次加上相位延迟成分F(Yg)。此时，即使在正常转弯状态下侧倾率本身的变化没有那么大的情况下，一旦侧倾之后也产生相当于侧倾的回震的侧倾率共振成分。假设未与相位延迟成分F(Yg)相加，则导致时刻t2至时刻t3的阻尼力被设定为较小的值，有可能导致侧倾率共振成分所引起的车辆运动状态的不稳定化。为了抑制该侧倾率共振成分，而附加90°相位延迟成分F (Yg)。
[0066]在时刻t3，当驾驶员从转向保持状态转变到直行行驶状态时，横向加速度Yg变小，侧倾率也收敛为较小的值。在此也通过90°相位延迟成分F(Yg)的作用可靠地确保了阻尼力，因此能够避免侧倾率共振成分所引起的不稳定化。
[0067](关于行驶状态估计部)
[0068]接着，说明行驶状态估计部。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。在实施例1的行驶状态估计部32中，基本上根据由车轮速度传感器5检测出的车轮速度来计算后述的簧上减振控制部33的天棚控制中所使用的各车轮的行程速度、弹起率、侧倾率以及俯仰率。首先，将各车轮的车轮速度传感器5的值输入到行程速度运算部321，根据在行程速度运算部321中运算出的各车轮的行程速度来运算簧上速度。
[0069]图6是表示实施例1的行程速度运算部中的控制内容的控制框图。行程速度运算部321针对各车轮独立地设置，图6所示的控制框图是着眼于某个车轮的控制框图。在行程速度运算部321内具有:基准车轮速度运算部300，其根据车轮速度传感器5的值、由转动角传感器7检测出的前轮转动角δ?.、后轮转动角δr(在具备后轮转动装置的情况下，在除此以外的情况下可以将实际后轮转动角适当地设为O)、车体横向速度以及由一体式传感器6检测出的实际横摆率，来运算作为基准的两个车轮速度(簧上用基准车轮速度、簧下用基准车轮速度)；轮胎旋转振动频率运算部321a，其根据运算出的基准车轮速度来运算轮胎旋转振动频率；偏差运算部321b，其运算簧上用基准车轮速度与车轮速度传感器值的偏差(车轮速度变动)；GE0转换部321c，其将由偏差运算部321b运算出的偏差转换为悬架行程量；行程速度校正部321d，其将转换得到的行程量校正为行程速度；信号处理部321e，其针对由行程速度校正部321d校正得到的值作用与由轮胎旋转振动频率运算部321a运算出的频率相应的带阻滤波器来去除轮胎旋转初次振动成分，计算最终的行程速度；以及偏差运算部321f，其运算簧下用基准车轮速度与车轮速度传感器值的偏差(车轮速度变动)。
[0070][关于基准车轮速度运算部]
[0071]在此，说明基准车轮速度运算部300。
[0072]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，基准车轮速度运算部300具有簧上用基准车轮速度运算部300a和簧下用基准车轮速度运算部300b，该簧上用基准车轮速度运算部300a运算供后述的簧上姿势控制中的频率感应控制使用的簧上用基准车轮速度，该簧下用基准车轮速度运算部300b运算供后述的簧下减振控制使用的簧下用基准车轮速度。在此，基准车轮速度是指各车轮速度中的去除各种干扰后的值。换言之，车轮速度传感器值与基准车轮速度的差分是与由车体的弹起运动状态、侧倾运动状态、俯仰运动状态或簧下上下振动产生的行程相应地变动的成分相关联的值，在实施例中，根据该差分来估计行程速度。
[0073]簧上用基准车轮速度运算部300a和簧下用基准车轮速度运算部300b除了后轮车轮速度估计部305a、305b以外是相同的结构，因此统一说明。
[0074]在平面运动成分抽出部301中，将车轮速度传感器值作为输入，根据车体平面模型来运算作为各车轮的基准车轮速度的第一车轮速度V0。在此，将由车轮速度传感器5检测出的车轮速度传感器值设为ω (rad/s)、将由转动角传感器7检测出的前轮实际转动角设为Sf(rad)、将后轮实际转动角设为Sr(rad)、将车体横向速度设为Vx、将由一体式传感器6检测出的横摆率设为Y (rad/s)、将根据计算出的基准车轮速度ω0估计出的车体速度设为V (m/s)、将要计算的基准车轮速度设为VFL、VFR、VRL、VRR、将前轮的胎面设为Tfjf后轮的胎面设为Tr、将车辆重心位置至前轮的距离设为Lf、将车辆重心位置至后轮的距离设为Lr。利用以上数据，如下表示车体平面模型。
[0075](式I)
[0076]VFL= (V-Tf/2.y )cos δ f+ (Vx+Lf.y )sin δ f
[0077]VFR = (V+Tf/2.y )cos δ f+ (Vx+Lf.y )sin δ f
[0078]VRL = (V-Tr/2.y ) cos δ r+ (Vx-Lr.y ) sin δ r
[0079]VRR = (V+Tr/2.y ) cos δ r+ (Vx-Lr.y ) sin δ r
[0080]此外，当假定车辆未产生侧滑的正常行驶时，车体横向速度Vx只要输入0即可。当对于此在各式中改写成以V为基准的值时表示如下。在进行该改写时，将V作为与各个车轮对应的值记载为VOFL、VOFR、VORL, VORR(相当于第一车轮速度)。
[0081](式2)
[0082]VOFL = {VFL-LF.Y sin δ f}/cos δ f+Tf/2.Y
[0083]VOFR = {VFR-Lf.Y sin δ f}/cos δ f-Tf/2.y
[0084]VORL = {VRL+Lr.y sin δ r} /cos δ r+Tr/2.y
[0085]VORR = {VRR+Lf.Y sin δ f}/cos δ r-Tr/2.y
[0086]簧上用后轮车轮速度估计部305a和簧下用后轮车轮速度估计部305b使前轮的第一车轮速度延迟来运算后轮的估计第一车轮速度，根据车速选择估计第一车轮速度和从平面运动成分抽出部301输出的后轮的第一车轮速度中的一方,作为后轮的第一车轮速度而输出。根据左前轮的第一车轮速度来运算左后轮的估计第一车轮速度，根据右前轮的第一车轮速度来运算右后轮的估计第一车轮速度。簧上用后轮车轮速度估计部305a和簧下用后轮车轮速度估计部305b在规定的条件成立的情况下将前轮的第一车轮速度存储到存储器中，在经过延迟时间时代替从平面运动成分抽出部301输出的后轮的第一车轮速度而输出存储器所保持的前轮的第一车轮速度作为后轮的第一车轮速度。另一方面，在规定的条件不成立的情况下，不进行前轮的第一车轮速度的存储。在此，延迟时间设为将轴距除以车速得到的值。此外，在转弯时(横摆率古O)增加横摆率来计算延迟时间。
[0087]在簧上用后轮车轮速度估计部305a中，规定的条件设为下述1、2的两个条件成立时，在簧下用后轮车轮速度估计部305b中，规定的条件设为下述I的条件成立时。
[0088]1.车速为低车速阈值Vl以上且小于高车速阈值V2
[0089]2.作为簧上姿势控制而实施频率感应控制
[0090]低车速阈值Vl设为比在以固定的车速行驶时保存的信息的大小超过了预定的缓存的上限的车速略高的车速。另外，高车速阈值V2设为比将轴距除以车轮速度传感器值的采样周期而得到的速度略低的车速。
[0091]此外，在实施例中，将簧上用后轮车轮速度估计部305a和簧下用后轮车轮速度估计部305b设置在平面运动抽出部301与路面干扰去除部之间，但是也可以设置在平面运动成分抽出部301的前级。
[0092]图8是表示簧上后轮车轮速度估计部305a的后轮车轮速度估计处理的流程图，(a)是将前轮的第一车轮速度存储到存储器的处理的流程，(b)是输出后轮的第一车轮速度的处理的流程。两个处理独立地在每个采样周期中重复执行。
[0093]在步骤S61中，输入前轮的第一车轮速度。
[0094]在步骤S62中，判断在步骤S61中输入了前轮的第一车轮速度时的车速是否为低车速阈值Vl以上且小于高车速阈值V2，在“是”的情况下，进入步骤S63，在“否”的情况下返回。
[0095]在步骤S63中，判断作为簧上减振控制是否实施了频率感应控制，在“是”的情况下，进入步骤S64，在“否”的情况下返回。
[0096]在步骤S64中，将轴距除以车速来计算延迟时间(将在步骤S61中输入的前轮的第一车轮速度在几个周期后输出)。此时，在正在转弯的情况下增加横摆率。
[0097]在步骤S65中，将在步骤S61中输入的前轮的第一车轮速度和延迟时间作为延迟信息存储到存储器中。
[0098]在步骤S66中，判断在该采样周期中输出的前轮的第一车轮速度是否存储在存储器中，在“是”的情况下，进入步骤S67，在“否”的情况下进入步骤S68。
[0099]在步骤S68中，输出存储在存储器中的前轮的第一车轮速度作为后轮的第一车轮速度。
[0100]在步骤S69中，输出从平面运动成分抽出部301输入的后轮的第一车轮速度。
[0101]在上述簧上用后轮车轮速度估计部305a的后轮车轮速度估计处理中，在车速小于低车速阈值Vl时，产生存储器的缓存溢出(buffer overflow)，因此禁止进行后轮的估计。另外，在车速为高车速阈值V2以上时，设定不能实现的延迟时间，因此禁止进行后轮的估计。并且，在倒车过程中不能利用前轮的车轮速度传感器值进行后轮的车轮速度的估计，因此禁止进行后轮的估计。并且，在作为簧上减振控制实施了天棚控制的情况下，有可能减振性变差，因此禁止进行后轮的估计。
[0102]此外，关于簧下用后轮车轮速度估计部305b的后轮车轮速度估计处理，与从图8的(a)去除步骤S63的处理后的处理相同，因此省略说明。簧下用后轮车轮速度不在簧上减振控制中使用，因此即使在实施了天棚控制的情况下，也不会给予任何影响。
[0103]侧倾干扰去除部302将第一车轮速度VO作为输入，根据车体前视模型来运算作为前后轮的基准车轮速度的第二车轮速度V0F、V0R。车体前视模型是指在从前方观察车辆时将由于围绕通过车辆重心点的铅垂线上的侧倾旋转中心产生的侧倾运动所产生的车轮速度差去除的模型，用下面的公式表示。
[0104]VOF = (V0FL+V0FR) /2
[0105]VOR = (V0RL+V0RR) /2
[0106]由此，能够得到将基于侧倾的干扰去除了的第二车轮速度V0F、V0R。
[0107]俯仰干扰去除部303将第二车轮速度VOF、VOR作为输入，根据车体侧视模型来运算作为所有车轮的基准车轮速度的第三车轮速度VbFL、VbFR, VbRL, VbRR。在此，车体侧视模型是指在从横方向观察车辆时将由于围绕通过车辆重心点的铅垂线上的俯仰旋转中心产生的俯仰运动所产生的车轮速度差去除的模型，用下面的公式表示。
[0108](式3)
[0109]VbFL = VbFR = VbRL = VbRR = {Lr/ (Lf+Lr)} VOF+ {Lf/(Lf+Lr)} VOR
[0110]基准车轮速度再分配部304将VbFL ( = VbFR = VbRL = VbRR)分别代入到(式I)所示的车体平面模型的V中，计算最终的各车轮的基准车轮速度VFL、VFR、VRL、VRR，分别除以轮胎半径r0来计算簧上用基准车轮速度ω0。
[0111]当通过上述处理计算出各车轮的基准车轮速度ωΟ时，运算该基准车轮速度ωΟ与车轮速度传感器值的偏差，该偏差是伴随悬架行程产生的车轮速度变动，因此被变换为行程速度Vz_s。基本上，悬架在保持各车轮时不只是在上下方向上产生行程，车轮旋转中心随着行程而前后移动，并且车轴本身也发生倾斜，产生与车轮之间的旋转角度差。由于车轮速度随着该前后移动而变化，因此能够抽出基准车轮速度与车轮速度传感器值的偏差来作为伴随该行程产生的变动。此外，关于产生何种程度的变动，只要根据悬架几何适当设定即可。
[0112]在此，前轮的车轮速度传感器5FL、5FR安装于车轴(前轮毂)，因此相对于伴随悬架的行程所产生的车轴的倾斜而车轮速度传感器值变化大，与此相对地，后轮的车轮速度传感器5RL、5RR安装于差动齿轮，因此相对于伴随悬架的行程所产生的车轴的倾斜而车轮速度传感器值的变化小，从而车轴的倾斜难以体现在车轮速度传感器值的变化中。也就是说，后轮的车轮速度传感器5RL、5RR相对于伴随悬架的行程所产生的车轴的倾斜而灵敏度低。因此，当利用后轮的车轮速度传感器5RL、5RR的车轮速度传感器值求基准车轮速度时，行程速度的估计精度下降，导致减振性变差。
[0113]因此，在实施例1中，通过使由针对伴随悬架的行程所产生的车轴的倾斜而灵敏度高的前轮的车轮速度传感器5FL、5FR检测出的车轮速度延迟来估计后轮的车轮速度，提高了行程速度的估计精度，抑制了减振性变差。
[0114]在行程速度运算部321中，当通过上述处理计算出各车轮的行程速度Vz_sFL、Vz_SFR、VZ_SRL、VZ_SRR时，在簧上速度运算部322中运算天棚控制用的弹起率、侧倾率以及俯仰率。
[0115](关于估计模型)
[0116]天棚控制是指根据S/A3的行程速度与簧上速度的关系来设定阻尼力，通过对簧上进行姿势控制来达成平坦的行驶状态。在此，在为了通过天棚控制达成簧上的姿势控制中需要反馈簧上速度。当前能够由车轮速度传感器5检测的值是行程速度，簧上不具备上下加速度传感器等，因此需要使用估计模型来估计簧上速度。下面，说明估计模型的课题以及要采用的模型结构。
[0117]图9是表示车体振动模型的概要图。图9的(a)是具备阻尼力固定的S/A的车辆(以下记载为传统车辆)的模型，图9的(b)是具备阻尼力可变的S/A并进行天棚控制的情况下的模型。在图9中，Ms表示簧上质量，Mu表示簧下质量，Ks表示螺旋弹簧的弹性系数，Cs表示S/A的阻尼系数，Ku表示簧下(轮胎)的弹性系数，Cu表示簧下(轮胎)的阻尼系数，Cv表示设为可变的阻尼系数。另外，z2表示簧上的位置，zl表示簧下的位置，z0表示路面位置。
[0118]在使用图9的(a)所示的传统车辆模型的情况下，针对簧上的运动方程式表示如下。此外，用dz I表不ζ I的一次微分(即，速度)，用ddz I表不二次微分(即，加速度)。
[0119](估计式I)
[0120]Ms.ddz2 = -Ks(z2_zl)-Cs(dz2_dzl)
[0121]当对该关系式进行拉普拉斯变换来进行整理时，表示如下。
[0122](估计式2)
[0123]dz2 = - (1/Ms).(1/s2).(Cs.s+Ks) (dz2_dzl)
[0124]在此，dz2- dzl 是行程速度(Vz_sFL、Vz_sFR、Vz_sRL、Vz_sRR)，因此簧上速度能够根据行程速度计算出。但是，产生如下问题:当通过天棚控制变更阻尼力时，估计精度显著下降，因此如果是传统车辆模型则无法提供大的姿势控制力(阻尼力变更)。
[0125]因此，考虑使用如图9的(b)所示那样的通过天棚控制的车辆模型。变更阻尼力基本上是指伴随着悬架行程变更对S/A3的活塞移动速度进行限制的力的情形。由于使用无法将活塞主动地向期望的方向移动的半主动的S/A3，因此当采用半主动天棚模型求簧上速度时，表示如下。
[0126](估计式3)
[0127]dz2 = - (1/Ms).(1/s2).{(Cs+Cv).s+Ks} (dz2_dzl)
[0128]其中，
[0129]在dz2.(dz2_dzl) ≥ 0 时，Cv = Csky.{dz2/(dz2_dzl)}
[0130]在dz2.(dz2_dzl) < 0 时，Cv = 0
[0131]SP，Cv为不连续的值。
[0132]当前在考虑想要使用简单的滤波器进行簧上速度的估计的情况下，如果是半主动天棚模型，则在将本模型视为滤波器的情况下，各变量相当于滤波器系数，模拟微分项{(Cs+Cv) -s+Ks}中包含不连续的可变阻尼系数Cv，因此滤波器响应变得不稳定，无法得到适当的估计精度。特别是当滤波器响应变得不稳定时，导致相位偏移。如果簧上速度的相位与符号失去对应关系，则无法达成天棚控制。因此，即使在使用半主动的S/A3的情况下，也设为不依赖于簧上速度与行程速度的符号关系，而使用能够直接利用稳定的Csky的主动天棚模型来估计簧上速度。当采用主动天棚模型求簧上速度时，表示如下。
[0133](估计式4)
[0134] dz2 = -(1/s).{I/(s+Csky/Ms)}.{(Cs/Ms)s+(Ks/Ms)} (dz2_dzl)
[0135]在这种情况下，模拟微分项{(Cs/Ms) s+(Ks/Ms)}中不产生不连续性，{I/(s+Csky/Ms)}的项能够由低通滤波器构成。因此，滤波器响应稳定，能够得到适当的估计精度。此外，在此，即使采用主动天棚模型，实际上也只能够进行半主动控制，因此可控制区域减半。因此，估计的簧上速度的大小在簧上共振以下的频带中小于实际的速度，但是在天棚控制中最重要的是相位，只要能够维持相位与符号的对应关系，就能达成天棚控制，簧上速度的大小能够通过其它系数等调整，因此没有问题。
[0136]根据以上的关系，能够理解出只要获知各车轮的行程速度就能够估计簧上速度。接着，由于实际的车辆不是一个车轮而是四个车轮，因此对使用这些各车轮的行程速度将簧上的状态模式分解为侧倾率、俯仰率以及弹起率进行估计的情形进行探讨。当前在根据四个车轮的行程速度计算上述三个成分的情况下，对应的成分缺少一个，解就不确定，因此导入表示对角车轮的运动的扭转率。当将行程量的弹起项设为xsB、将侧倾项设为xsRjf俯仰项设为xsP、将扭转项设为xsW、将与Vz_sFL、Vz_sFR、Vz_sRL、Vz_sRR对应的行程量设为z_sFL、z_sFR、z_sRL、z_sRR时，下面的式子成立。
[0137](式1)
[0138]

【权利要求】
1.一种车辆的控制装置，其特征在于，具备: 阻尼力可变减振器，其设置于前后轮，能够改变阻尼力； 前轮车轮速度传感器，其安装于前轮的车轴，检测前轮的车轮速度； 后轮车轮速度传感器，其根据从后轮的差动齿轮输出的驱动轴的转数来检测后轮的车轮速度； 后轮车轮速度估计单元，其使由上述前轮车轮速度传感器检测出的前轮的车轮速度延迟来估计后轮的车轮速度； 阻尼力控制量运算单元，其在将由上述前轮车轮速度传感器检测出的前轮车轮速度和由后轮车轮速度估计单元估计出的后轮车轮速度的频率的振幅的大小设为频率标量时，根据该频率标量运算上述阻尼力可变减振器的阻尼力控制量；以及 阻尼力控制单元，其根据由上述阻尼力控制量运算单元运算出的阻尼力控制量来控制上述阻尼力可变减振器的阻尼力。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述阻尼力控制量运算单元根据规定频带的频率标量与其它频带的频率标量的比率来运算上述阻尼力可变减振器的阻尼力控制量。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述阻尼力控制量运算单元根据簧下共振频率的振幅来运算簧下减振控制的阻尼力控制量。
4.根据权利要求1?3中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述阻尼力控制量运算单元生成上述频率的包络振幅，根据该包络振幅来运算上述频率标量。
5.根据权利要求1?4中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述后轮车轮速度估计单元在车速为高车速阈值以上时，禁止进行上述估计。
6.根据权利要求1?4中的任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述后轮车轮速度估计单元在车速小于低车速阈值时，禁止进行上述估计。
【文档编号】B60G17/015GK104080627SQ201280068175
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】菊池宏信, 平山胜彦 申请人:日产自动车株式会社