专利名称：车辆减振控制装置和安装有减振控制装置的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如汽车等的车辆的减振控制装置，并且更具体地，涉及一种控制使用发动机作为驱动单元的车辆的驱动输出(驱动力或驱动扭矩)以衰减车身的振动的减振控制装置，并且涉及安装有该减振控制装置的车辆。
背景技术：
虽然在车辆的行驶期间诸如俯仰振动/弹跳振动等的振动由在车辆的加速/减速期间作用在车身上的制动力/驱动力(或惯性力)或作用在车身上的其它外力引起，但是这些力由车轮(当驱动车辆时的驱动轮)施加到路面的“车轮扭矩”(在车轮和车轮在其上着地的路面之间起作用的扭矩)反映。因此，在车辆减振控制领域中，提出在车辆的行驶期间通过车辆的发动机或车辆的任何其它驱动单元的驱动输出控制调节车轮扭矩衰减车身的振动(例如，见日本专利申请公开No. 2004-168148 (JP-A-2004-168148)和日本专利申请公开No. 2006-69472 (JP-A-2006-69472))。在通过驱动输出控制的衰减振动的这种减振控制中，当作出车辆的加速/减速请求时或者当外部力(扰动)作用在车身上以引起车轮扭矩的波动时对于车身引起的俯仰振动/弹跳振动被使用动力学模型进行预测，该动力学模型构造成呈现车身的所谓的悬架振动或车身的所谓悬架振动/非悬架振动的力学模型，并且车辆的驱动单元的驱动输出被调节以致衰减预测的振动。在这样设计的减振控制的情况下，与如在通过悬架的减振控制的情况下通过吸收产生的振动能量相比，通过调节引起振动的力源更多地抑制振动能量的产生。因此，获得诸如减振操作的相对快速、高能量效率等的优点。此外，在如上所述的减振控制中，要被控制的对象被限制到车轮扭矩或施加到车轮的制动力/驱动力。因此，控制的调节是容易的。当通过前述驱动输出控制执行减振控制时，驱动单元的输出比通常更频繁地振动地波动以控制车轮扭矩以便衰减车辆的俯仰振动/弹跳振动。在这方面，当在车辆的驱动单元是汽油发动机的情况下输出通过如上所述的减振控制振动地波动时，用于调节控制发动机的进气量的电子控制节气门的开度的节气门马达、致动器或其导线的温度升高。已经发现，节气门马达或致动器的操作响应性可能因此恶化。在汽油发动机用作驱动单元的情况下，用于驱动输出控制以便执行如上所述的减振控制的进气量的控制通过调节电子控制节气门的开度的控制被执行。在电子控制节气门的这种控制中，操作“节气门马达”或“致动器”以移位节气门的门体的位置或角度使得节气门开度变得等于用于实现由电子控制单元根据任意方法确定的进气量的开度。直流马达、步进马达等典型地用作节气门马达或致动器。这种马达或这种致动器通过在被电子控制单元控制的同时供应有电流而被促动，并且基于由节气门位置传感器或节气门开度传感器检测到的门体的位置或角度的值或由进气量传感器检测到的空气量的值，驱动门体使得节气门的实际开度与对应于进气量的请求值的请求节气门开度(节气门开度的目标值)一致。在这种构造中，当如上所述减振控制要求振动驱动输出时，进气量并且因此请求节气门开度也振动地改变。因此，当门体的位置或角度移位的频率增加并且特别地门体的位置或角度改变的频率和/或振幅增加时，每单位时间的电流量和由其引起的发热量增加。结果， 节气门马达、致动器或其导线的温度可能升高。(在由电子控制的典型节气门中采用的前述马达驱动门体的情况下，在移动门体的位置或角度时的马达的促动电流比在门体被保持在一定位置或一定角度的情况下的保持电流更剧烈地增加)。当节气门马达、致动器或其导线的温度随后升高时，节气门马达或致动器的操作响应性慢下来。因此可引起减振控制的稳定性的恶化和节气门开度的振动位移的相位的延迟或移位。因此，在一些情况下，没有充分地获得减振的效果。
发明内容
本发明提出一种构造，用于避免节气门马达、致动器或其导线的温度升高，在如上所述的俯仰/弹跳减振控制中执行汽油发动机的驱动输出控制的情况下用于进气量的电子控制节气门的开度的振动变化引起该温度升高。此外，本发明提供一种减振控制装置和一种安装有该减振控制装置的车辆，该减振控制装置构造成在如上所述避免节气门马达、致动器或其导线的温度升高的同时防止减振控制的控制操作弱化。根据本发明的第一方面的车辆减振控制装置控制节气门开度以便衰减由来自路面的输入引起的车辆的振动分量和由到包括加速器踏板和制动器的操作元件的输入引起的车辆的振动分量的至少一个振动分量。在减振控制装置中，节气门开度的变化量取决于发动机的节气门的致动器的温度是高还是低而改变。根据这种构造，根据减振控制的补偿分量不总是作为用于驱动输出控制的控制指令直接给予节气门马达或致动器，并且根据减振控制的补偿分量的至少一部分根据发动机的节气门的致动器的温度而变化。因此，节气门开度的波动的频率或振幅减小，并且因此，电流的量减小。因此，可能避免节气门马达、致动器或其导线的温度升高。根据本发明的第二方面的车辆减振控制装置通过车辆的驱动输出的控制执行减振控制以便衰减车辆的俯仰振动或车辆的弹跳振动，根据本发明的第二方面的该车辆减振控制装置包括减振控制部，该减振控制部控制发动机的驱动扭矩以便基于作用在车辆的每一个车轮上的车轮扭矩抑制所述车轮着地的路面的位置处产生的俯仰振动或弹跳振动的振幅，并且也包括补偿分量调节部，为了避免节气门马达、致动器或其导线的温度升高，该补偿分量调节部通过参考节气门开度的变化量基于发动机的节气门开度的变化量改变由减振控制部计算的用于减振控制的补偿车轮扭矩的补偿分量的至少一部分的振幅。根据这种构造，根据减振控制的补偿分量不总是作为用于驱动输出控制的控制指令直接给予节气门马达或致动器。替代地，根据减振控制的补偿分量的至少一部分根据节气门开度的变化量而改变。因此，节气门开度的波动的频率或振幅减小，并且因此，电流的量减小。因此，可能避免节气门马达、致动器或其导线的温度升高。在前述构造中，提及的节气门开度的变化量可以是请求节气门开度的变化量或实际节气门开度的变化量。在应用于本发明的第二方面的发动机的节气门的构造中，如已经描述的，已经发现，当节气门开度改变时，供应到节气门马达或致动器的电流增加。因此，随着节气门开度的变化量的频率和振幅增加，节气门马达、致动器或其导线的温度升高的可能性增加。因此，在根据本发明的第二方面的装置的构造中，当节气门开度的变化量的频率或振幅变得等于或大于预定值时，补偿分量调节部可减小用于补偿车轮扭矩的补偿分量的至少一部分的振幅。这里应当注意，在确定节气门开度的变化量的频率或振幅已经变得等于或大于预定值时，节气门开度的变化量的频率或振幅变得等于或大于预定值的现象被观察到即使一次的条件可以用作用于作出该确定的条件，或者节气门开度的变化量的频率或振幅变得等于或大于预定值的现象在预定周期内或连续地被观察到大于预定次数的条件可以用作用于作出该确定的条件。此外，在本发明的发明人的研究和开发的过程中，已经发现，能够基于节气门开度的变化量估算节气门马达的导线的温度。由此，在根据本发明的第二方面的装置的构造中，补偿分量调节部可以基于节气门开度的变化量估算用于供应电流到节气门马达以便调节节气门开度的导线的温度，并且当导线的温度变得高于预定值时减小补偿分量的至少一部分的振幅。此外，至于本发明中减小补偿分量的至少一部分的振幅的一种模式，如从前述描述理解到的，作为节气门马达的导线的温度升高的原因的该分量的特征中的一个是频率是高的。因此，补偿分量调节部可通过从输入到减振控制部的车轮扭矩值或补偿分量去除频率高于预定频率的那部分来减小补偿分量的至少一部分的振幅。在补偿分量的至少一部分的振幅应当被减小的情况下，应当避免进一步的温度升高。因此，补偿分量调节部可通过减小用于补偿分量的控制增益来减小补偿分量的至少一部分的振幅。此外，已知从减振控制部给出的补偿分量的、可具有特别高的频率的那个部分是用于控制发动机的驱动扭矩以便抑制由实际施加到每个车轮的车轮扭矩(即“车轮扭矩的扰动”)引起的俯仰振动或弹跳振动的振幅的补偿分量。因此，在根据本发明的第二方面的减振控制装置中，减振控制部可具有前馈减振控制部，该前馈减振控制部计算用于控制发动机的驱动扭矩的补偿分量以便抑制由通过车辆的加速/减速请求或车辆的转弯请求产生的车轮扭矩引起的俯仰振动或弹跳振动的振幅；和反馈减振控制部，该反馈减振控制部计算用于控制发动机的驱动扭矩的补偿分量以便抑制由实际施加到每个车轮的车轮扭矩引起的俯仰振动或弹跳振动的振幅，并且补偿分量调节部可减小由反馈减振控制部计算的补偿分量的至少一部分的振幅。在这种情况下，前馈减振控制部纠正(补偿)用于发动机的驱动输出(扭矩)的控制指令以便防止具有相对低的频率的车轮扭矩的波动引起俯仰振动或弹跳振动的发生，该车轮扭矩的波动对应于车辆的加速/减速请求或对车辆的转弯请求。在另一方面，由反馈减振控制部计算的补偿分量主要衰减由作用在车身上的扰动引起的俯仰振动或弹跳振动。因此，根据这种构造，用于衰减俯仰/弹跳振动的补偿分量可以根据补偿分量的特性被去除或减小。节气门马达、致动器或其导线的温度的升高预期被减小或抑制而不减小由前馈减振控制部计算的、具有相对低的频率的补偿分量的效果。应当理解，补偿分量的至少一部分的振幅可以根据前述方法的任何一个被减小。前馈减振控制部参考车辆的转弯请求以便抑制与通过车辆的每一个车轮的转向角的改变引起的车轮扭矩的改变相对应的振动分量。如从前述一系列描述理解到的，被本发明作为目标的装置被设计成通过驱动输出控制防止或抑制通过每个车轮从路面输入的振动分量传递到诸如汽车等的车辆中的车身， 其中车辆的驱动输出通过汽油发动机的节气门的开度的控制被调节。换句话说，被本发明作为目标的装置也可以说成是驱动控制装置，该驱动控制装置构造成使得与引起车身振动的振动(通常大约1到4HZ)相位相反的扭矩当在车轮速度或车轮扭矩中引起这种振动时被施加到每一个车轮。然后，特别地，本发明的任务是避免由节气门开度当振动分量从路面输入到车辆时比当没有这种振动分量输入到车辆时更经常地波动的状态引起的节气门马达或致动器的温度的升高。因此，根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，该车辆控制节气门开度以便衰减由来自路面的输入引起的车辆的振动分量和由到包括加速器踏板和制动器踏板的操作元件的输入引起的车辆的振动分量中的至少一个振动分量。在这种车辆中，节气门开度改变一个量，该量根据节气门的致动器的温度而变化。此外，在本发明的第三方面中，节气门开度的变化量可以随着节气门的致动器的温度升高而减小。在这种构造中，可以采用任何方法，只要可以检测或估算节气门的致动器的温度。例如，通过为节气门的致动器或其导线提供温度传感器(热电偶等)，可以直接检测温度。此外，在本发明的第三方面中，表示节气门的致动器的操作响应性的值，例如请求的节气门开度的值和实际节气门开度的值之间的差等可以被检测，并且可以基于表示节气门的致动器的操作响应性的值估算节气门的致动器的温度(响应速度随着温度升高而减小)。此外，如已经描述的，在节气门的致动器的温度在温度已经曾经升高且节气门开度的变化量减小之后不下降或升高的情况下，当节气门开度进一步改变时，节气门的响应性可能进一步恶化。因此，在本发明的第三方面中，当节气门的致动器的温度变得等于第一温度时可以减小节气门开度的变化量，并且当节气门的致动器的温度变得等于比第一温度高的第二温度时节气门可以停止操作。根据这种构造，由于由节气门的操作的停止引起的节气门的温度的下降，预期节气门的响应性的恢复。被本发明作为目标的俯仰/弹跳减振控制是比常规驱动输出控制需要更多的输出波动的独特的控制。因此，在实际施加这种控制到车辆时，有必要保证这种控制匹配关于驱动输出控制的各种已存在机构。本发明可以说成纠正减振控制的构造以便通过抑制节气门马达、致动器或其导线的温度的升高不恶化节气门马达或致动器的响应性，该节气门马达、致动器或其导线特别地选自用于驱动输出控制的那些已存在机构。根据本发明的这种构造，即使在减振控制与驱动输出控制的部分结合的情况下，也避免节气门马达或致动器的温度的升高。结果，能够避免节气门马达或致动器的响应性的恶化和由其引起的减振效果的弱化。根据本发明的优选实施例的以下描述，本发明的其它目标和优点将变得显然。
本发明的前述和另外特征和优点将从参考附图的示例实施例的以下描述变得显然。在这些附图中，相同的附图标记用于表示相同的要素。图IA是安装有根据本发明的实施例的减振控制装置的汽车的示意图。图IB和IC 是用于图IA的车辆的发动机中的电子控制节气门(或节气门本体)的示意图。图IB是门体的前视图(如沿着与通过进气管的空气的流动相同方向观察的)。图IC是图IB的横向剖视图。电流控制器2 基于来自电子控制单元的控制指令从电池供应电流到马达74，并且马达74产生克服复位弹簧的恢复力的旋转力使得门体70的开度θ st或门体70的角位置Ψ与请求开度或目标角度一致。流到马达的电流的值当门体的位置移位时比当门体保持在适当位置时更剧烈地增加。
图2以控制块图的形式示出图1A、1B和IC中示出的电子控制单元的内部构造。例如，如发动机温度等的不同于图2中示出的那些参数的各种参数可以被输入到进气量确定部、点火时刻控制部和节气门开度控制部。此外，可以设置诸如燃料喷射量控制部等的各种已知控制部(未示出)。图3A是说明在根据本发明的一个实施例的驱动控制装置的减振控制部的操作期间被衰减的车身振动的状态变量的视图。图3B是说明作为根据本发明的实施例的减振控制部中采用的车身振动的机械动力学模型中的一种模型的“悬架振动模型”的视图。图3C 是说明悬架/非悬架振动模型的视图。图4A和4B是各自以控制块图的形式示出根据本发明的实施例的减振控制部的构造的视图。图4A和4B分别示出图2的前馈减振控制部52a的构造和反馈减振控制部52b 的构造。图5A以控制块图的形式示出图2的控制增益调节部分的内部的构造。图5B是说明在HPF处理之后计算节气门开度随时间的改变、节气门开度的频率和节气门开度的振幅的方法的视图。图5C示意性地示出马达导线的估算温度的映射，其中节气门开度的频率和振幅用作变量。图5C的框中的每一个点表示给出估算温度。进一步，在图5C的框中在频率和振幅Ao之间绘制的粗实线表示估算温度的阈值Tlimit的边界。上空白表格中的每个箭头示出频率增加的方向，并且左空白表格中的每个箭头示出振幅增加的方向。
具体实施例方式下面将参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的部分。装置的构造图IA示意性地示出诸如汽车等的车辆，该车辆安装有根据本发明的实施例的执行减振控制的驱动控制装置。在图IA中，具有右前轮12FR、左前轮12FL、右后轮12RR和左后轮12RL的车辆10安装有驱动单元20，在正常模式下，该驱动单元根据驾驶员对加速器踏板14的压下施加驱动力或驱动扭矩到后轮的每一个。在图IA中示出的例子中，驱动单元20构造成将驱动扭矩或旋转驱动力从发动机22通过变矩器24、自动变速器沈、差速齿轮机构观等传递到后轮12RR和12RL的每一个。虽然为了简单的目的在图IA中未示出， 但车辆10设置有制动器单元，与常规车辆的情况一样，该制动器单元施加制动力到车轮中的每一个；和转向单元，该转向单元用于控制前轮中的每一个的转向角或前轮和右轮中的每一个的转向角。此外，车辆可以是四轮驱动车辆或前轮驱动车辆。发动机22是已知设计的汽油发动机，并且进气管2 设置有已知类型的电子控制的节气门单元22b，如图IB和IC中示意性地示出的，从而调节进气量以实现根据加速器踏板的压下量和后面描述的控制量确定的请求驱动扭矩。在节气门单元22b中，如图IB和IC 中所示，门体70绕垂直于空气流动的方向的旋转轴线可旋转地安装在进气管22a中，并且进气管中的空气的流动通道面积，即“节气门开度”根据门体70的角位置被控制。门体70 的角位置或节气门开度在被后面描述的电子控制单元50控制的同时被节气门位置传感器 76监视。节气门马达74克服复位弹簧72的恢复力旋转门体70使得节气门开度与请求节气门开度一致以便实现要求的进气量值(即，驱动扭矩)，并且门体70的角位置或节气门开度由此被调节。节气门马达74可以是在已知节气门马达中被采用的直流马达或步进马达。 电流控制器2 基于由电子控制单元50给定的电流指令值控制从电池经由电力导线76供应到节气门马达74的电流，并且节气门马达74的旋转力由此被调节。已知的是，供给到马达74的电流当门体的角位置改变时比当角位置被保持在一定位置时更剧烈地增加。再次参考图1A，发动机22的驱动输出的控制由电子控制单元50执行。电子控制单元50可包括驱动电路和常规设计的微型计算机，该微型计算机具有通过双向公共总线彼此连接的CPU、R0M、RAM和输入/输出端口单元。从安装在车轮的对应的一个上的每个轮速传感器30i (i = FR, FL, RR, RL)传递的指示每个车轮速度Vwi (i = FR, FL, RR, RL)的信号、从节气门位置传感器76传递的指示节气门的角位置Ψ或节气门的节气门开度θ st的信号，和从布置在车辆的相应部分的传感器传递的指示发动机的旋转速度ne、加速器踏板压下量θ a、变速器的输出旋转速度、驾驶员设定的变速杆位置等的信号被输入到电子控制单元50。应当理解，除了前述信号外，用于获得对于根据本发明的这个实施例、在车辆中要被执行的各种类型的控制来说是必要的各种参数的各种检测信号可以被输入到电子控制单元50。根据本发明的减振控制装置在前述电子控制单元50中被实现。图2以控制块的形式示出根据本发明的实施例的这种电子控制单元50的内部构造。参考图2，电子控制单元50可以由控制发动机的运行的驱动控制装置50a、控制制动器单元(未示出)的运行的制动器控制装置50b和安装在使用汽油发动机的已知车辆的电子控制单元中的各种控制装置(未示出)组成。应当理解，包括减振控制装置的诸如驱动控制装置等的各种控制装置的构造和操作在车辆的驱动期间通过电子控制单元50中的 CPU等的处理操作被实现。如图2中所示，每当车轮的对应的一个旋转预定量时顺序地产生的、来自相应的车轮上的轮速传感器30FR，30FL, 30RR和30RL的每一个的脉冲式电信号被输入到制动器控制装置50b。通过测量这种顺序地输入的脉冲信号的到达的时间间隔，计算每一个车轮的旋转速度。通过将车轮的这个旋转速度乘以车轮的半径，计算车轮速度值r· ω。然后，车轮速度值r · ω被传递到驱动控制装置50a以执行后面将详细描述的减振控制，并且车轮速度值r· ω用于计算车轮扭矩估算值。替代地，驱动控制装置50a可从车轮旋转速度计算车轮速度。在这种情况下，车轮旋转速度从制动器控制装置50b给予驱动控制装置50a。作为驱动控制装置50a的基本构造，驱动控制装置50a包括请求驱动扭矩确定部 51，它基于来自加速器踏板传感器的加速器踏板压下量θ a确定驾驶员所请求的发动机的请求驱动扭矩值；前馈减振控制部5 和反馈减振控制部52b，它们计算请求驱动扭矩补偿分量以便执行减振控制以便通过驱动扭矩控制以补偿(纠正)请求驱动扭矩值而衰减车身的俯仰/弹跳振动；进气量确定部53，它基于被前述两个减振控制部补偿的请求驱动扭矩值确定发动机的进气量的请求值以便实现请求驱动扭矩；节气门开度控制部M，它基于进气量的请求值控制节气门开度；和用于控制燃料的点火时刻等的已知类型的各种控制部。在这种基本构造中，请求驱动扭矩确定部51可以根据任何已知方法从加速器踏板压下量ea(和/或通过任意的自动运行控制做出的请求)确定请求驱动扭矩值。如图 2中所示，根据以后将详细描述的模式，前馈减振控制部5 接收由请求驱动扭矩确定部51 确定的(补偿前)请求驱动扭矩值，并且计算补偿分量以便减小或平衡可引起车身俯仰/弹跳振动的(补偿前)请求驱动扭矩值中的振动分量。加法器al将这个补偿分量叠加在 (补偿前)请求驱动扭矩值上。在另一方面，根据后面将详细描述的模式，反馈减振控制部 52b接收由车轮扭矩估算器52c从车轮速度r · ω估算的实际施加到每一个车轮的车轮扭矩的估算值，并且计算补偿分量以便减小或平衡可引起车身俯仰/弹跳振动的车轮扭矩估算值中的振动分量，即车轮扭矩中的扰动振动分量。加法器a2将由反馈减振控制部计算的这个补偿分量叠加在请求驱动扭矩值上。[前馈减振控制部还可计算补偿分量以便衰减由通过驾驶员的制动操作或转向操作对每一个车轮引起的车轮扭矩变化引起的俯仰/弹跳振动。在这种情况下，如图2中的虚线指示的，基于制动器操作量或转向操作量估算的车轮扭矩估算值被输入到前馈减振控制部，并且以与请求驱动扭矩值相同的方式被处理以计算补偿分量。]进气量确定部53、节气门开度控制部54、点火时刻控制部等可执行任何已知类型的汽油发动机的驱动控制以便在汽油发动机的驱动输出中实现请求驱动扭矩值。具体地， 进气量确定部53参考那个力矩下的发动机旋转速度ne，通过实验地或理论地预先确定的映射确定进气量的目标值以便在发动机中实现请求驱动扭矩，然后从发动机旋转速度和进气量的确定目标值的映射确定燃料喷射量(未示出)和点火时刻，并且将控制指令(未示出)发送到对应的控制器。至于进气量的控制，进气量的请求值被发送到节气门开度控制部M，并且确定对应于进气量的请求值的节气门开度的请求值(请求节气门开度)。然后， 请求节气门开度与来自节气门位置传感器76的开度的实际值(实际节气门开度)比较。作为使电流被供应到马达的指令的控制指令被发送到电流控制器22e以驱动马达使得请求节气门开度与实际节气门开度一致。(根据通过节气门开度的调节的进气量控制，发动机的驱动输出(功率)，即发动机的输出扭矩X发动机的旋转速度增加/减小。然而，发动机旋转速度被车辆速度机械地约束，并且车辆速度不是瞬间地改变。因此，通过根据参考发动机旋转速度确定的进气量的请求值设定节气门开度而控制发动机的驱动扭矩。)除了前述基本构造外，在安装有根据本发明的实施例的减振控制装置的驱动控制装置中，控制增益调节器52d布置在反馈减振控制部52b的输出处，作为补偿分量调节部以便根据请求节气门开度(或实际节气门开度)的变化量调节用于减振控制部的补偿分量的控制增益。如“发明内容”部分中描述的，用于俯仰/弹跳振动的减振控制的补偿分量是振动分量。因此，当补偿分量被叠加在请求驱动扭矩上以补偿请求驱动扭矩时，请求驱动扭矩比在不执行减振控制的情况下更加经常地振动。为了跟随请求驱动扭矩的振动，节气门开度或节气门体的角位置可以振动地改变。节气门开度或节气门体的角位置的这种振动改变导致流过节气门马达74的电流量的增加，并且马达及其导线78的温度由于电流产生的焦耳热而升高。在这种情况下，通过马达的节气门体的操作的响应性可能恶化(实际节气门开度向着请求节气门开度的跟随性能恶化)。然后，例如由于通过减振控制的驱动扭矩波动的相位的移位，不能充分地实现减振的效果。此外，当节气门开度继续被调节同时具有因此恶化的响应性时，引起进一步的温度升高。结果，可引起响应性的进一步恶化。因此，在本发明的实施例中，为了抑制马达及其导线78中的这种发热，基于节气门开度的变化量估算马达或其导线的温度，并且当温度是高的时根据减振控制调节控制增益以减小补偿分量， 如后面将详细描述的。至于根据减振控制的补偿分量，前馈减振控制部的补偿分量旨在减小或平衡引起俯仰/弹跳振动的发动机的请求驱动扭矩的那个分量。因此，预期由这个补偿分量补偿的请求驱动扭矩值与其补偿前的值相比是较平滑的且振幅较小。在另一方面，反馈减振控制部的补偿分量旨在衰减由车轮扭矩的扰动(即，作用在车身或每一个车轮上的外力，诸如路面的不规则性、轮胎的状态的不平衡、侧风等)产生的车轮扭矩的改变引起的俯仰/弹跳振动。因此，由这个补偿分量补偿的请求驱动扭矩值与其补偿前的值相比可以在振幅上较大并且包括较高的频率分量。就是说，引起节气门开度的频繁振动变化的分量通常是反馈减振控制部的补偿分量。因此，根据减振控制用于减小补偿分量的用于控制增益的调节器可以仅设置在反馈减振控制部52b的输出部分处。此外，代替或结合前述控制增益调节器52d，用于执行低通滤波器(LPF)处理以便去除或减小频率高于预定频率的补偿分量的那个部分的装置可以布置在反馈减振控制部 52b的输入侧(由图2中的虚线指示)上或反馈减振控制部52b的输出侧(它可以被实现在控制增益调节器52d中)上。与控制增益的调节的情况一样，当基于节气门开度的变化量估算的马达或其导线的温度是高的时可以执行LPF处理。用于切除LPF的频率可以实验地或理论地确定。装置的操作(i)俯仰/弹跳减振控制在前述构造中，通过图2中示出的前馈减振控制部5 和图2中示出的反馈减振控制部52b，可以在以下模式中执行俯仰/弹跳减振控制。(减振控制的原理)在车辆中，当驱动单元基于驾驶员做出的驱动请求操作且车轮扭矩波动时，沿竖直方向(ζ方向)的车身的重心Cg的弹跳振动和绕车身的重心沿俯仰方向(Θ方向)的俯仰振动可发生在图3A中例示的车身10中。此外，在车辆的行驶期间，当外力或扭矩(扰动)从路面作用在每一个车轮上时，扰动传递到车辆。同样在这种情况下，沿弹跳方向和俯仰方向的振动可发生到车身。因此，在如这里例示的用于衰减俯仰/弹跳振动的减振控制中，构造车身的俯仰/弹跳振动的动力学模型。在该模型中，在输入(通过转化)请求驱动扭矩(到车轮扭矩获得的值)或当前车轮扭矩(的估算值)时的车身的位移ζ和θ，和其改变率dz/dt和d θ/dt，即车身振动的状态变量被计算，并且调节驱动单元(发动机)的驱动扭矩(纠正请求驱动扭矩)使得从该模型获得的状态变量收敛到0，即俯仰/弹跳振动被衰减。当输入请求驱动扭矩时计算出的驱动扭矩的调节量是来自前馈减振控制部的补偿分量，并且当输入当前车轮扭矩时计算出的驱动扭矩的调节量是来自反馈减振控制部的补偿分量。因此，首先，作为减振控制中沿弹跳方向和俯仰方向的车身的机械动力学模型，车身被看作具有质量M和惯性力矩I的刚体S，并且假定这个刚体S由具有弹性系数kf和衰减因子cf的前轮悬架和具有弹性系数kr和衰减因子cr的后轮悬架支撑(车身的悬架振动模型)，例如如图3B中例示的。在这种情况下，沿弹跳方向的车身的重心的运动方程和沿俯仰方向绕车身的重心的运动方程由下面示出的方程1表示。[方程1]Md2z/dt2 = -kf (z+Lf ‘ θ )-cf (dz/dt+Lf ‘ d θ /dt)-kr(z-Lr ‘ θ )-Cr (dz/ dt-Lr · d θ /dt)... (la)
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I d 2 θ / d t 2 = -Lf{kf(z + Lf ‘ θ )-cf(dz/dt + Lf ‘ d θ / dt)}+Lr{kr (z_Lr · θ)+Cr(dz/dt-Lr · dθ/dt)}+h/r · T... (lb)在这里应当注意，Lf表示从重心到前轮轴的距离，Lr表示从重心到后轮轴的距离，r表示车轮的半径，并且h表示重心距路面的高度。在方程(Ia)中，第一项和第二项是来自前轮轴的力的分量，并且第三项和第四项是来自后轮轴的力的分量。在方程(Ib)中，第一项是来自前轮轴的力的力矩分量，并且第二项是来自后轮轴的力的力矩分量。方程(Ib) 中的第三项是通过施加到每一个驱动轮的车轮扭矩T绕车身的重心起作用的力的力矩分量。假设车身的位移ζ和θ及其改变率dz/dt和d θ /dt构造成状态变量矢量X (t)， 则前述方程(Ia)和(Ib)可以改写为如下面示出的方程Oa)表示的(线性系统的)状态方程的形式。dX (t) /dt = A · X (t) +B · u (t)…(2a)在这里应当注意，X(t)、A和B被表示为如下。[方程2]
权利要求
1.一种车辆减振控制装置，所述车辆减振控制装置控制节气门开度，以便衰减由来自路面的输入引起的车辆的振动分量和由至操作元件的输入引起的车辆的振动分量中的至少一个振动分量，所述操作元件包括加速器踏板和制动器，其特征在于所述节气门开度中的变化量取决于节气门的致动器的温度是高还是低而变化。
2.—种车辆减振控制装置，所述车辆减振控制装置通过车辆的驱动输出的控制执行衰减所述车辆的俯仰振动或弹跳振动的减振控制，其特征在于包括减振控制部，所述减振控制部控制发动机的驱动扭矩以便基于作用在所述车辆的每一个车轮上的车轮扭矩抑制所述俯仰振动或所述弹跳振动的振幅，所述车轮扭矩在所述车轮着地的路面的位置处产生；和补偿分量调节部，所述补偿分量调节部基于用于调节所述发动机的节气门开度的节气门马达的温度，来改变用于所述减振控制的补偿所述车轮扭矩的补偿分量的至少一部分的振幅，所述补偿分量由所述减振控制部计算出。
3.根据权利要求2所述的减振控制装置，其中所述补偿分量调节部基于所述节气门开度的变化量估算导线的温度，所述导线用于将电流供应到用于调节所述节气门开度的所述节气门马达，并且当所述导线的温度变得高于预定值时，所述补偿分量调节部减小所述补偿分量的至少一部分的振幅。
4.根据权利要求3所述的减振控制装置，其中当所述节气门开度的变化量的频率或振幅变得等于或大于预定值时，所述补偿分量调节部减小用于补偿所述车轮扭矩的所述补偿分量的至少一部分的振幅。
5.根据权利要求4所述的减振控制装置，其中当所述节气门开度的变化量的频率或振幅变得等于或大于所述预定值的现象被观察到即使一次时，所述补偿分量调节部也减小用于补偿所述车轮扭矩的所述补偿分量的至少一部分的振幅。
6.根据权利要求4所述的减振控制装置，其中当所述节气门开度的变化量的频率或振幅变得等于或大于所述预定值的现象连续地或在预定周期内被观察到超过预定次数时，所述补偿分量调节部减小用于补偿所述车轮扭矩的所述补偿分量的至少一部分的振幅。
7.根据权利要求2到6中的任一项所述的减振控制装置，其中所述补偿分量调节部通过减小用于所述补偿分量的控制增益来减小所述补偿分量的至少一部分的振幅。
8.根据权利要求2到6中的任一项所述的减振控制装置，其中所述补偿分量调节部通过去除所述补偿分量中或输入到所述减振控制部的车轮扭矩值中的具有高于预定频率的频率的那一部分，来减小所述补偿分量的至少一部分的振幅。
9.根据权利要求2到8中的任一项所述的减振控制装置，其中所述减振控制部包括前馈减振控制部，所述前馈减振控制部计算用于控制所述发动机的驱动扭矩的补偿分量，以便抑制通过所述车辆的加速/减速请求或所述车辆的转弯请求产生的车轮扭矩引起的俯仰振动或弹跳振动的振幅；和反馈减振控制部，所述反馈减振控制部计算用于控制所述发动机的驱动扭矩的补偿分量，以便抑制由实际施加到每一个车轮的车轮扭矩引起的俯仰振动或弹跳振动的振幅，并且其中所述补偿分量调节部改变由所述反馈减振控制部计算出的补偿分量的至少一部分的振幅。
10.根据权利要求2到9中的任一项所述的减振控制装置，其中基于请求的节气门开度来计算或者基于实际节气门开度来计算所述节气门的致动器的温度。
11.一种车辆，其特征在于包括减振控制装置，所述减振控制装置控制节气门开度，以便衰减由来自路面的输入引起的车辆的振动分量和由至操作元件的输入引起的车辆的振动分量中的至少一部分振动分量，所述操作元件包括加速器踏板和制动器踏板，并且所述减振控制装置以根据节气门的致动器的温度而变化的量来改变所述节气门开度。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中当所述节气门的致动器的温度升高时，所述减振控制装置减小所述节气门开度的变化量。
13.根据权利要求11或12所述的车辆，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述节气门的致动器或其导线上，并且通过所述温度传感器检测所述节气门的致动器或其导线的温度。
14.根据权利要求11或12所述的车辆，所述车辆检测表示所述节气门的致动器的操作响应性的值，表示所述节气门的致动器的操作响应性的所述值包括请求的节气门开度的值和实际节气门开度的值之间的差，并且所述车辆基于表示所述节气门的致动器的操作响应性的所述值估算所述节气门的致动器的温度。
15.根据权利要求11到14中的任一项所述的车辆，其中当所述节气门的致动器的温度变得等于第一温度时，所述减振控制装置减小所述节气门开度的变化量，并且当所述节气门的致动器的温度变得等于比所述第一温度高的第二温度时，所述减振控制装置使所述节气门停止操作。
全文摘要
一种车辆减振控制装置，其通过驱动输出控制执行车辆(10)的俯仰/弹跳振动的减振，该车辆减振控制装置包括减振控制部(52a，52b)，该减振控制部控制发动机(22)的驱动扭矩以执行俯仰/弹跳减振；和补偿分量调节部(52d)，该补偿分量调节部基于发动机(22)的节气门开度的变化量减小由减振控制部(52a，52b)计算的用于补偿车轮扭矩的补偿分量的振幅。当基于节气门开度的变化量被估算的用于供应电流到用于调节节气门开度的节气门马达(74)的导线(78)的温度变得高于预定值时，减小补偿分量。
文档编号B60W30/20GK102203398SQ200980143528
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月10日 优先权日2008年10月31日
发明者及川善贵 申请人:丰田自动车株式会社