车辆的控制装置和车辆的控制方法
【专利摘要】具有：状态量检测单元，其检测表示车体姿势的状态量；以及摩擦制动器姿势控制单元，其通过至少对前轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的俯仰运动，通过对四个车轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的弹起运动，其中，上述摩擦制动器姿势控制单元使对上述俯仰运动的抑制优先于对上述弹起运动的抑制。
【专利说明】车辆的控制装置和车辆的控制方法
【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]作为与车辆的控制装置有关的技术，公开了专利文献I所记载的技术。在该公报中公开了通过控制车轮扭矩来抑制车体的弹起和俯仰运动的技术。
[0003]专利文献1:日本特开2009-127456号公报
【发明内容】
_4] 发明要解决的问题
[0005]然而，在通过使车辆制动的摩擦制动器来抑制上述弹起和俯仰运动的情况下，减速感强烈，有可能给驾驶员带来不舒服的感觉。
[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减轻给乘客带来的不舒服的感觉并能够控制车体姿势的车辆的控制装置。
_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，在进行摩擦制动器姿势控制、即通过至少对前轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的俯仰运动、通过对四个车轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的弹起运动时，使对上述俯仰运动的抑制优先于对上述弹起运动的抑制。
_9] 发明的效果
[0010]S卩，关于摩擦制动器所进行的车体姿势的控制，通过使俯仰运动的抑制优先于弹起运动的抑制，能够抑制减速感，从而能够减轻给乘客带来的不舒服的感觉。
【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的基准车轮速度度运算部的结构的框图。
[0018]图8是表示车体振动模型的概要图。
[0019]图9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框图。
[0020]图10是表示实施例1的制动俯仰控制的控制框图。
[0021]图11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。
[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例与阻尼力的关系的特性图。
[0025]图15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。
[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的高速模式下的阻尼系数仲裁处理的流程图。
[0032]图22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。
[0033]图23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。
[0034]附图标记说明
[0035]1:发动机；la:发动机控制器(发动机控制部);2:控制器控制部件；2a:制动器控制器(制动器控制部)；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:—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；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】
[0036][实施例1]
[0037]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)。
[0038]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。相当于动力源控制单元)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。
[0039]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。
[0040]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(相当于阻尼力控制单元)，通过S/A致动器对节流孔径进行操作来控制阻尼力。
[0041]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。。
[0042]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。
[0043]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。
[0044](车辆的控制装置的整体结构)
[0045]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。
[0046]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。
[0047]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。
[0048](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。
[0049](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。
[0050](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。
[0051](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。
[0052](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)。
[0053](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。
[0054]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。
[0055](关于驾驶员输入控制部)
[0056]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。
[0057]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。
[0058](关于通过S/A侧驾驶员输入控制进行的侧倾控制)
[0059]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?.和后轮转动角δ(在具备后轮转动装置的情况下，而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)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，通过下面的式子计算该横向加速度Yg。
[0060]Yg = VSP.Y
[0061]此外，横摆率估计值Y通过下面的式子计算出。
【权利要求】
1.一种车辆的控制装置，其特征在于，具有: 状态量检测单元，其检测表示车体姿势的状态量；以及 摩擦制动器姿势控制单元，其通过至少对前轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的俯仰运动，通过对四个车轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的弹起运动， 其中，上述摩擦制动器姿势控制单元使对上述俯仰运动的抑制优先于对上述弹起运动的抑制。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 上述摩擦制动器姿势控制单元对上述制动扭矩进行控制使得车体减速度的变化率为规定值以下。
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， 上述状态量检测单元根据各车轮的车轮速度传感器的值来检测车体姿势。
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， 上述行驶状态检测单元根据能够不依赖于簧上速度与行程速度的符号而进行估计的主动天棚模型来估计行驶状态。
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， 上述行驶状态检测单元通过根据表示四个车轮的上下方向运动的弹起项、表示前后车轮的上下方向运动的俯仰项、表示左右车轮的上下方向运动的侧倾项、表示对角车轮的上下方向运动的扭转项而展开为四轮模型，由此估计行驶状态。
6.一种车辆的控制装置，具备: 传感器，其检测表示车体姿势的状态量；以及 控制器，其在进行摩擦制动器姿势控制时，即在通过至少对前轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的俯仰运动、通过对四个车轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的弹起运动时，使对上述俯仰运动的抑制优先于对上述弹起运动的抑制。
7.—种车辆的控制方法，其特征在于， 具有检测表示车体姿势的状态量的传感器， 控制器在进行摩擦制动器姿势控制时，即在通过至少对前轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的俯仰运动、通过对四个车轮施加摩擦制动器的制动扭矩来抑制车体姿势的弹起运动时，使对上述俯仰运动的抑制优先于对上述弹起运动的抑制。
【文档编号】B60T8/00GK104080668SQ201380006845
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年1月22日 优先权日:2012年1月25日
【发明者】菊池宏信, 平山胜彦 申请人:日产自动车株式会社