专利名称：车辆运行状况控制装置以及车辆运行状况控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制车辆的运动的车辆运行状况控制装置以及车辆运行状况控制方法。
背景技术：
以往,作为控制车辆运动的技术,存在一种对悬架(suspension)装置中的减振器的阻尼力进行控制的技木。例如，在专利文献I所述的技术中，计算出由于作用于车辆的横向力而在减振器中产生的摩擦力。并且，从用于抑制弹簧上构件与弹簧下构件之间的相对运动所需的目标请求阻尼力中减去计算出的摩擦力，来计算出减振器应该产生的目标产生阻尼力。专利文献I :日本特开2010-137796号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，仅根据由横向力产生的减振器的摩擦力来进行阻尼力的控制不能使车辆的上下运动充分地衰减，有可能不能进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。即，在以往的技术中，难以进行与车辆的行驶状态相应的恰当的运行状况控制。本发明的问题是更为恰当地进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。
_9] 用于解决问题的方案为了解决以上问题，在本发明所涉及的车辆运行状况控制装置中，上限指令值设定单元根据车身上下运动的最大值和车速来设定表示制动カ上限的上限指令值，制动カ指令值设定単元根据车身上下运动的最大值和上限指令值来设定制动力的指令值，对车轮施加制动カ。本发明提供ー种车辆运行状况控制装置，其特征在干，具备车速获取単元，其获取车速；上下运动获取単元，其获取车身的上下运动；上下运动最大值获取単元，其获取由上述上下运动获取单元获取到的车身的上下运动的最大值；上限指令值设定単元，其根据由上述上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值和由上述车速获取单元获取到的车速来设定表示制动カ的上限的上限指令值；制动カ指令值设定単元，其根据由上述上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值和由上述上限指令值设定単元设定的上述上限指令值来设定制动力的指令值；以及制动单元，其根据由上述制动カ指令值设定单元设定的制动カ的指令值来对车轮施加制动力。本发明提供ー种车辆运行状况控制方法，其特征在于，针对因来自路面的输入而产生的车身的上下运动设定该上下运动的收敛时间和目标制动力，按照该目标制动カ进行制动，由此使悬架装置的摩擦力发生变化，来控制上述上下运动。发明的效果根据本发明，通过施加与车量的行驶状态相应的制动力，能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化来控制上下运动。因而，能够更为恰当地进行 与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。
图I是具备应用了本发明的车辆运行状况控制装置IA的汽车I的概要结构图。图2是表示车辆运行状况控制装置IA的功能结构的图。图3是表示制动致动器(brake actuator) 60的结构的框图。图4是表示控制器50的功能结构的框图。图5是表示最大指令值计算部57的功能结构的框图。图6是表示指令值生成部58的功能结构的框图。图7是表示控制器50所执行的车辆运行状况控制处理的流程图。图8是表示车辆的行驶状态与控制内容的关系的图。图9是表示从路面输入了单次的振动的情况下的(a)上下运动和(b)制动カ指令值的波形的图。图10是表示在从路面输入了连续性的振动的情况下更新最大指令值Fmax的状态的图。图11是表示从路面输入了连续性的振动的情况下的(a)上下运动和(b)制动カ指令值的波形的图。图12是表示相对于上下运动进行了校正的情况下的最大指令值Fmax的图。图13是表示相对于车速进行了校正的情况下的最大指令值Fmax的图。图14是表示目标摩擦力与目标制动力的对应表的另一例的图。图15是表示控制器50所执行的车辆运行状况控制处理的流程图。图16是表示从路面输入了连续性的振动的情况下的(a)上下运动和(b)制动カ指令值的波形的图。附图标记说明I :汽车；1A :车辆运行状况控制装置；10 :上下G传感器；20FR、20FL、20RR、20RL 车轮速度传感器；30 :制动踏板；40 :主缸；50 :控制器；51 :带通滤波器部；52 :绝对值获取部；53 :上下运行状况控制阈值存储部；54 :比较部；55 :控制介入判断部；56 :上下运动最大值存储部；57 :最大指令值计算部；58 :指令值生成部；60 :制动致动器；62A、62B 第一闸阀；63FL_63RR :进气门(inlet valve) ;64 :蓄压器(accumulator) ;65FL_65RR :排放阀(outlet valve) ;66A、66B :第二闸阀；67 :泵；68 :减振室;70FR、70FL、70RR、70RL :轮缸；80FR、80FL、80RR、80RL :车轮；90FR、90FL、90RR、90RL :悬架装置；100 :车身
具体实施例方式接着，參照附图对本发明所涉及的车辆运行状况控制装置以及车辆运行状况控制方法的实施方式进行说明。(第一实施方式)(整体结构)图I是具备应用了本发明的车辆运行状况控制装置IA的汽车I的概要结构图。另夕卜，图2是表示车辆运行状况控制装置IA的功能结构的图。在图I和图2中，汽车I具备上下G传感器10、车轮速度传感器2(^1 、2(^し201 、20RL、制动踏板30、主缸40、控制器50、制动致动器60、轮缸70FR、70FL、70RR、70RL、车轮80FR、80FL、80RR、80RL、悬架装置 90FR、90FL、90RR、90RL 以及车身 100。它们中的上下G传感器10、车轮速度传感器20FR、20FL、20RR、20RL、控制器50以
及制动致动器60构成车辆运行状况控制装置1A。上下G传感器10检测车身100的上下方向的加速度，将表示检测到的加速度的信号输出到控制器50。车轮速度传感器20FR、20FL、20RR、20RL 检测车轮 80FR、80FL、80RR、80RL 的转速，
将表示检测到的转速的信号输出到控制器50。制动踏板30是驾驶员进行制动操作的踏板，将驾驶员的踏板カ传递到主缸40。主缸40是与驾驶员的踏板力相应地生成两个系统的液压的串联式的缸。并且，主缸40采用如下的斜交(diagonal split)方式通过初级侧(primary side)将液压传递到左前轮和右后轮的轮缸70FL和70RR，通过次级侧(secondary side)将液压传递到右前轮和左后轮的轮缸70FR和70RL。控制器50控制汽车I整体，由具备CPU (Central Processing Unit :中央处理单兀)、RAM (Random Access Memory :随机访问存储器)、ROM (Read Only Memory :只读存储器)等的微计算机构成。并且，控制器50根据被输入的各种信号执行后述的车辆运行状况控制处理，输出用于控制制动致动器60的指示信号。由此，控制器50使悬架装置90FR、90FL、90RR、90RL的摩擦力发生变化来控制车辆的上下运动。制动致动器60是安装在主缸40与各轮缸70FR、70FL、70RR、70RL之间的液压控制装置。制动致动器60通过使轮缸70FR、70FL、70RR、70RL的油压与来自控制器50的指示信号相应地变化，来对各车轮80FR、80FL、80RR、80RL施加制动カ。由此，能够使悬架装置90FR、90FL、90RR、90RL的摩擦力发生变化，来控制车辆的上下运动。轮缸70FR、70FL、70RR、70RL产生用于将构成盘式制动器的制动器摩擦块按压到与车轮80FR、80FL、80RR、80RL —体地转动的圆盘转子上的压力。悬架装置90FR、90FL、90RR、90RL 是设置在各车轮 80FR、80FL、80RR、80RL 与车身100之间的悬架装置。悬架装置90FR、90FL、90RR、90RL具有将车身100与各车轮侧的构件相连接的连接构件、对各车轮与车身100之间的相对运动进行缓冲的弹簧以及使各车轮与车身100之间的相对运动减小的减振器。当悬架装置90FR、90FL、90RR、90RL向跳动侧位移时，各车轮的中心相对于车身100产生上下方向的位移和前后方向的位移。此时，为了吸收各车轮中心的车身前后方向的位移，各车轮进行转动。因此，当通过制动力阻碍各车轮的转动时，悬架装置90FR、90FL、90RR、90RL发生扭动,从而摩擦力发生变化。在本发明中，利用该摩擦力的变化来改变悬架装置的动作，从而控制车辆的上下运动。(制动致动器的结构)
接着，说明制动致动器60的结构。
图3是表示制动致动器60的结构的框图。
制动致动器60利用了制动流体压控制电路，该制动流体压控制电路用于防滑控制(ABS)、牵引控制(TCS)、稳定性控制(VDC Vehicle Dynamics Control)等，该制动致动器60构成为能够与驾驶员的制动操作无关地对轮缸70FR、70FL、70RR、70RL的液压进行增压、保持、减压。初级侧具备常开型的第一闸阀62A，其能够关闭主缸40与轮缸70FL(70RR)之间的流路；常开型的进气门63FL(63RR)，其能够关闭第一闸阀62A与轮缸70FL(70RR)之间的流路；蓄压器64，其连通于轮缸70FL(70RR)与进气门63FL(63RR)之间；常闭型的排放阀65FL(65RR)，其能够打开轮缸70FL(70RR)与蓄压器64之间的流路；常闭型的第二闸阀66A,其能够打开将主缸40和第一闸阀62A之间与蓄压器64和排放阀65FL(65RR)之间相连通的流路；以及泵67，其吸入侧连通于蓄压器64与排放阀65FL (65RR)之间，且排出侧连通于第一闸阀62A与进气门63FL(63RR)之间。另外，在泵67的排出侧设置有减振室68，该减振室68抑制排出的制动液的脉动，减弱踏板振动。另外，与初级侧同样地，在次级侧也具备第一闸阀62B、进气门63FR(63RL)、蓄压器64、排放阀65FR(65RL)、第二闸阀66B、泵67以及减振室68。第一闸阀62A、62B、进气门63FL 63RR、排放阀65FL 65RR以及第ニ闸阀66A、66B分别是双刀双掷切换单螺线管偏置弹簧(single solenoid .spring offset)式的电磁操作阀，构成为第一闸阀62A、62B和进气门63FL 63RR在非励磁的正常位置打开流路，排放阀65FL 65RR和第二闸阀66A、66B在非励磁的正常位置关闭流路。另外，蓄压器64由使压缩弹簧与气缸的活塞相向的弹簧形状的蓄压器构成。另外，泵67由能够与负载压カ无关地保持大致固定的排出量的齿轮泵、活塞泵等容量型的泵构成。根据以上结构，以初级侧为例进行说明，当第一闸阀62A、进气门63FL(63RR)、排放阀65FL(65RR)以及第ニ闸阀66A全部处于非励磁的正常位置时，来自主缸40的液压直接被传递到轮缸70FL(70RR)，变为普通制动。另夕卜，即使制动踏板为非操作状态，通过使进气门63FL (63RR)和排放阀65FL (65RR)仍处于非励磁的正常位置,将第一闸阀62A励磁并关闭，并且将第二闸阀66A励磁并打开，再驱动泵67，也能够经由第二闸阀66A吸入主缸40的液体，且将排出的液压经由进气门63FL(63RR)传递到轮缸70FL (70RR)，来进行增压。另外,在第一闸阀62A、排放阀65FL(65RR)以及第ニ闸阀66A处于非励磁的正常位置时，当将进气门63FL(63RR)励磁并关闭时，从轮缸70FL (70RR)向主缸40和蓄压器64的各自的流路被切断，从而能够保持轮缸70FL (70RR)的液压。并且，在第一闸阀62A和第二闸阀66A处于非励磁的正常位置时，当将进气门63FL(63RR)励磁并关闭，并且将排放阀65FL(65RR)励磁并打开时，轮缸70FL (70RR)的液压流入蓄压器64而被减压。流入到蓄压器64的液压被泵67吸入而返回到主缸40。关于次级侧，由于普通制动、增压、保持、减压的动作与上述初级侧的动作相同，因此省略其详细说明。因而，控制器50通过驱动控制第一闸阀62A、62B、进气门63FL 63RR、排放阀65FL 65RR、第二闸阀66A、66B以及泵67，能够对轮缸70FL 70RR的液压进行增压、保持、减压。(控制器50的功能结构)接着，对控制器50用于进行车辆运行状况控制处理而具有的功能结构进行说明。图4是表示控制器50的功能结构的框图。在图4中，控制器50具备带通滤波器部51、绝对值获取部52、上下运行状况控制阈值存储部53、比较部54、控制介入判断部55、上下运动最大值存储部56、最大指令值计算部57以及指令值生成部58。 带通滤波器部51从由上下G传感器10输入的上下运动的检测值(上下方向的加速度)中提取所设定的控制带宽内的值，将提取出的上下运动的检测值(以下简称为“上下运动”)输出到绝对值获取部52。此外，在此以利用上下G传感器10获取车身100的上下运动的情况为例进行说明，但作为上下运动，还能够使用根据悬架行程、车轮速度等估计出的值。绝对值获取部52获取从带通滤波器部51输入的上下运动的绝对值。即，绝对值获取部52将由在上方和下方发生变化的向量值构成的上下运动修改成为标量值，来获取作为绝对值。上下运行状况控制阈值存储部53存储上下运动的控制阈值，该上下运动的控制阈值是针对是否由控制器50进行基于车辆运行状况控制处理的控制介入而确定的。比较部54将由绝对值获取部52获取到的上下运动的绝对值与上下运行状况控制阈值存储部53所存储的上下运动的控制阈值进行比较，将比较结果输出到控制介入判断部55。控制介入判断部55根据从比较部54输入的比较结果来判断是否进行基于车辆运行状况控制处理的控制介入。具体地说，在从比较部54输入的比较结果为获取到的上下运动的绝对值大于等于所存储的上下运动的控制阈值的情况下，控制介入判断部55判断为进行基于车辆运行状况控制处理的控制介入。此时，每当从比较部54输入的比较结果为获取到的上下运动的绝对值大于等于所存储的上下运动的控制阈值时，控制介入判断部55都进行基于车辆运行状况控制处理的控制介入，更新后述的上下运动最大值存储部56中存储的上下运动的最大值。上下运动最大值存储部56存储由绝对值获取部52获取到的上下运动的绝对值变为大于等于上下运动的控制阈值之后的最大值。另外，在控制介入判断部55判断为进行控制介入的情况下，上下运动最大值存储部56更新所存储的最大值。最大指令值计算部57基于表示从车轮速度传感器20FR、20FL、20RR、20RL输入的车轮的转速的信号、上下运动最大值存储部56所存储的上下运动的最大值以及从控制介入判断部55输入的判断结果来针对各车轮计算出制动カ的最大指令值(表示制动カ的上限值的指令值)。
图5是表示最大指令值计算部57的功能结构的框图。如图5所示，最大指令值计算部57存储通过实车实验确定的、相对于上下运动的最大值的增益(上下运动增益)的对应表(0以上I以下)和相对于车速(在此是车轮的转速)的增益(车速增益)的对应表(0以上I以下)。并且，最大指令值计算部57基于这些对应表，根据上下运动的最大值和车速分别计算出上下运动增益和车速增益。并且，最大指令值计算部57将上下运动增益与车速增益相乗。另外，最大指令值计算部57将该乘法运算结果与通过实车实验确定的、表示制动カ的大小的指令值(极限指令值)相乘，来计算出最大指令值(Fmax)，该制动力为无论处于怎样的车辆状态如果超过该制动力则认为施加不协调的感觉。在此，当提高制动的液压时，使车身100减振的能量增加，控制效果提高，另一方面，如果过度地提高制动的液压，则对驾驶员施加減速感。另外，根据车辆的状态该减速感发生变化。为了在提高车辆运动的控制效果的同时不对驾驶员施加减速感，因此在本实施方式中，与车辆的状态相应地计算出最大指令值。具体地说，在本实施方式中，上下运动的输入越大，车辆的运动被复合而驾驶员越难以感受到减速感，因此上下运动的输入越大则使制动カ的最大指令值越增加。如上所述，将在控制介入的判断中使用的上下运动设为超过了上下运动的控制阈值后的最大值。此外，一旦低于控制阈值之后，当再次超过控制阈值时，更新上下运动的最大值，更新最大指令值Fmax。S卩，车速越大车辆所具有的动能越大，由制动器导致的能量损耗的比例越小，越难以感受到减速感，因此使制动カ的最大指令值与车速相应地增加。将在控制介入的判断中使用的车速设为上下运动超过控制阈值时的车速或超过了控制阈值后的最大值。指令值生成部58根据从最大指令值计算部57输入的最大指令值和上下运动最大值存储部56所存储的上下运动的最大值来计算基于车辆运行状况控制处理的制动カ的指令值。图6是表示指令值生成部58的功能结构的框图。如图6所示，指令值生成部58存储以下对应表通过实车实验(或者运动方程式)求出的车辆所产生的上下运动的大小与车辆衰减到所设定的运动以下的时间(收敛时间)的对应表、通过实车实验求出的车辆所产生的上下运动的大小与为了抑制该车辆运动所需的摩擦力(目标摩擦力)的对应表以及目标摩擦力与通过实车实验求出的制动カ(目标制动力)的对应表。并且，指令值生成部58根据所输入的上下运动的最大值，基于上下运动的大小与收敛时间的对应表来计算出收敛时间。另外，指令值生成部58根据所输入的上下运动的最大值，基于所输入的上下运动的大小与目标摩擦力的对应表来计算出目标摩擦力。并且，指令值生成部58根据计算出的目标摩擦力，基于目标摩擦力与目标制动カ的对应表来计算出目标制动力。并且，指令生成部58根据从最大指令值计算部57输入的最大指令值以及计算出的收敛时间和目标制动力来设定从控制开始起到控制结束为止的制动力的指令值的波形，生成制动カ的指令值。S卩，如图6的指令值的波形所示，指令值生成部58设定计算出的收敛时间T0，从控制开始起，以设定的斜率将制动カ启动到最大指令值并保持制动力。并且，指令值生成部58从固定斜率的假想直线与最大指令值交叉的时刻起沿着假想直线生成制动カ指令值，该固定斜率的假想直线被设为在控制开始时为目标制动カF0、在收敛时间TO时制动カ为O。即，在本实施方式中，在进行控制介入的判断的情况下，使制动カ的指令值变到由最大指令值计算部56计算出的最大指令值为止。在控制介入过程中获取车身100的上下运动，根据之后的上下运动的变化(衰减振动)的估计结果来获取直到车身100的运动充分衰减为止的时间T0。此外，关于上下运动的变化，能够通过实时地计算衰减振动来估计上下运动的变化，或使用预先假定衰减振动而得到的结果来估计上下运动的变化。并且，与从控制介入起的经过时间相应地输出与该估计结果相对应的制动カ的指令值。另外，在控制中，当输入值再次超过阈值时，再次进行最大指令值的计算和车辆运动的估计，重新计算制动カ的指令值。(车辆运行状况控制处理)接着，说明为了实现图4所示的功能结构而由控制器50执行的车辆运行状况控制处理。图7是表示控制器50所执行的车辆运行状况控制处理的流程图。控制器50在接通点火开关的同时启动车辆运行状况控制处理，直到点火开关断开为止反复执行该处理。在图7中，当开始车辆运行状况控制处理时，控制器50获取车辆的上下运动和车速(步骤SI)。接着，控制器50判断所获取到的车辆的上下运动是否大于等于控制阈值(步骤S2)，在判断为车辆的上下运动不是大于等于控制阈值的情况下，重复步骤SI的处理。另ー方面，在步骤S2中，在判断为车辆的上下运动大于等于控制阈值的情况下，控制器50获取所设定的期间内的上下运动(绝对值)的最大值，并存储到上下运动最大值存储部56中(步骤S3)。这样，通过设定与车辆的上下运动有关的控制阈值，能够仅对需要进行运行状况控制的大小的上下运动进行控制，从而能够抑制控制的波动。接着，控制器50判断是否更新了上下运动的最大值(即，是否在上下运动最大值存储部56中重新存储了值或是否得到超过所存储值的值)(步骤S4)。在步骤S4中，在判断为更新了上下运动的最大值的情况下，控制器50利用最大指令值计算部57计算出制动カ的最大指令值Fmax(步骤S5)。此外,在步骤S4中，当判断为没有更新上下运动的最大值时，控制器50转移到步骤S8的处理。然后，控制器50利用指令值生成部58根据上下运动的最大值计算出收敛时间TO (步骤S6)，并且，根据上下运动的最大值计算出目标制动力(步骤S7)。接着，控制器50利用指令值生成部58基于收敛时间T0、目标制动力R)以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形(參照图6)(步骤S8)。接着，与从上下运动超过控制阈值的时刻起的经过时间相应地，控制器50參照制动カ的指令值的波形将制动力的指令值输出到制动致动器60(步骤S9)。此时，控制器50能够对在步骤S112中设定的制动カ的指令值施加与车速相应的校正(例如车速越大则使指令值越减小的校正等)。然后，控制器50判断制动カ的指令值是否为0(即，是否经过了收敛时间T0)(步骤S10)，在判断为制动力的指令值不是0的情况下(即，在判断为没有经过收敛时间TO的情况下)，获取上下运动(步骤Sll)。接着，控制器50判断上下运动是否大于等于控制阈值(步骤S12)，在判断为上下运动不是大于等于控制阈值的情况下，转移到步骤S9的处理，在判断为上下运动大于等于控制阈值的情况下，转移到步骤S3的处理。
另外，在步骤SlO中，在判断为制动力的指令值为0的情况下(即，在判断为经过了收敛时间TO的情况下)，控制器50删除上下运动最大值存储部56中存储的最大值(步骤S13)，并转移到步骤SI的处理。(行驶状态与控制内容的关系)根据上述结构，本实施方式的汽车I施加与各种行驶状态相应的制动力，来控制上下运动。
图8是表示车辆的行驶状态与控制内容的关系的图。此外，图8中的“ X ”表示不进行控制，表示没有值。另外，在图8中，针对从路面输入的振动的频率，将弹簧上谐振频率附近表示为中频域，将弹簧上谐振频率附近以下表示为低频域，将弹簧上谐振频率附近至弹簧下谐振频率表示为高频域。如图8所示，汽车I根据上下运动的大小(小、中、大程度)、来自路面的输入状态(是单次还是连续)、车速(低速区、中速区、高速区)以及所输入的振动的频率(低频域、中频域、高频域)来改变所施加的制动カ以及控制时间。具体地说，在上下运动的大小小于控制阈值(小程度)的情况下，汽车I不施加基于车辆运行状况控制处理的制动カ。另ー方面，在上下运动的大小为大于等于控制阈值的固定范围(中程度)的情况下，无论从路面输入单次的振动还是输入连续性的振动，当车速为中速区且所输入的振动频率为中频域时，短时间施加小程度的制动力。另外，当车速为高速区且所输入的振动频率为中频域时，施加中程度的制动カ并维持中程度的时间。此外，在车速为低速区和高速区的情况下以及车速为中速区且所输入的振动频率为低频域和高频域的情况下，不施加基于车辆运行状况控制处理的制动カ。另外，在上下运动的大小为超过控制阈值的固定程度以上的范围(大程度)的情况下，无论从路面输入单次的振动还是输入连续性的振动，当车速为中速区且所输入的振动频率为中频域吋，长时间施加大程度的制动力。另外，当车速为高速区且所输入的振动频率为中频域时，施加最大的制动カ并維持最长时间。并且，当车速为高速区且所输入的振动频率为高频域时，短时间施加小程度的制动力。由此，能够与包含车速和从路面输入的振动频率的车辆行驶状态相应地，在抑制对驾驶员施加减速感的同时控制上下运动。(动作)接着，说明动作。当具备本发明所涉及的车辆运行状况控制装置IA的汽车I在行驶过程中被输入来自路面的振动时，通过车辆运行状况控制处理对各车轮施加制动力，来控制车身100的上下运动。下面，对从路面输入了单次的振动的情况下和从路面输入了连续性的振动的情况下的控制模式例进行说明。(输入了单次的振动的情况)图9是表示从路面输入了单次的振动的情况下的(a)上下运动和(b)制动カ指令值的波形的图。此外，在图9的(a)中，实线表示车辆运动(上下运动)，双点划线表示车辆运动的估计值，虚线表示控制阈值。如图9所示，当由于来自路面的振动导致上下运动大于等于控制阈值时，控制器50存储上下运动的最大值，并且进行车辆运动的估计。
作为车辆运动的估计方法，例如能够使用如下的方法根据上下运动的最大加速度值来对基于车身质量、弹簧常数、衰减系数而定义的运动方程式(參照式(I))进行求解，由此随时计算出车辆运动。另外，通过使用如下的方法能够省略以实时的即时运算来估计车辆运动为了减轻计算负担，当检测出上下运动的最大加速度值时，仅计算从该时刻起到充分衰减为止的时间T0，进行线性的连接，即，推測从检测出上下运动的最大加速度值起到时间TO为止是线性地减少的方法。[式I]MX2 =K{Xx - X2) + C(Xx -X2)( 、mXx = k(JC0 -X1) + c(X0 -X1)- K(X{-X2)-C(X{ — X2)X2:弹簧上位移Xl :弹簧下位移XO :路面位移K :弹簧常数k:轮胎弹簧常数C :衰减系数c :轮胎衰减系数M :弹簧上质量m:弹簧下质量其中，上述运动方程式基于I轮2自由度模型。并且，控制器50基于收敛时间T0、目标制动力R)以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形。之后，与从控制介入起的经过时间相应地，控制器50将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ的指令值输出到制动致动器60，制动致动器60对各车轮施加与指令值相应的制动力。由此，在各车轮的悬架装置中，能够使悬架装置的摩擦力发生变化，来控制上下运动。(输入了连续性的振动的情况)下面，作为例子，说明连续输入了两次振动的情況。但是，即使在连续输入了三次以上的振动的情况下，对于新的振动的输入，也通过进行与以下说明的输入第二次振动时相同的动作来进行上下运动的控制。首先,说明最大指令值Fmax的更新。图10是表示在从路面输入连续性的振动的情况下更新最大指令值Fmax的状态的图。如图10所示，在输入第一次振动的情况下，控制器50计算出相对于所获取到的上下运动的最大值的最大指令值Fmax。
然后，在输入第二次振动的情况下，在上下运动超过控制阈值的情况下，如果该上下运动小于等于输入第一次振动时所获取到的上下运动的最大值，则控制器50保持该最大值。在这种情况下，控制器50也将最大指令值Fmax保持为输入第一次振动时计算出的值。
并且，当输入第二次振动时所获取到的上下运动超过第一次获取到的上下运动的最大值时，控制器50更新上下运动的最大值,重新计算出与该最大值相对应的最大指令值Fmax0此外，在图10中，如点划线所示，在上下运动低于控制阈值的情况下，能够使最大指令值递減。在这种情况下，能够使制动カ的上限值与车身100的衰减振动相应地减小，从而能够更不易对驾驶员施加減速感。接着，说明制动カ的控制。图11是表示从路面输入了连续性的振动的情况下的(a)上下运动和(b)制动カ指令值的波形的图。此外，在图11的(a)中，实线表示车辆运动(上下运动)，双点划线表示车辆运动的估计值，虚线表示控制阈值。如图11所示，当由于来自路面的振动导致上下运动大于等于控制阈值时，控制器50存储上下运动的最大值，并且进行车辆运动的估计。并且，控制器50基于收敛时间T0、目标制动力R)以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形。之后，与从控制介入起的经过时间相应地，控制器50将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ的指令值输出到制动致动器60，制动致动器60对各车轮施加与指令值相应的制动力。在此，当再次从路面输入第二次振动时，在由于该振动导致上下运动大于等于控制阈值的时刻，控制器50重新进行控制介入。即，针对新的输入，控制器50存储上下运动的最大值，并且进行车辆运动的估计。并且，控制器50基于重新计算出的收敛时间T0、目标制动力以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形。之后，与从控制介入起的经过时间相应地，控制器50将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ的指令值输出到制动致动器60，制动致动器60对各车轮施加与指令值相应的制动力。由此，即使在从路面输入了连续性的振动的情况下，也能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化，从而能够与所输入的各振动相对应地控制上下运动。如上所述，在本实施方式所涉及的汽车I被输入来自路面的振动的情况下，当车辆的上下运动大于等于控制阈值时，获取上下运动的最大值，计算出基于该最大值和车速的制动カ的最大指令值。并且，汽车I设定基于上下运动的最大值和最大指令值的制动カ指令值的波形，与从控制介入起的经过时间相应地将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ施加给各车轮。因此，通过施加与车辆的行驶状态相应的制动力，能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化，来控制上下运动。
因而，根据本实施方式所涉及的汽车1，能够更为恰当地进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。另外，本实施方式所涉及的汽车1，在从路面输入了连续性的振动的情况下，上下运动大于等于控制阈值，并且当超过了第一次振动时所获取到的上下运动的最大值时，更新上下运动的最大值，还与之相应地更新最大指令值。然后，使用更新后的最大指令值等重新施加制动カ。
因而，即使在输入了连续性的振动的情况下，也能够更为恰当地进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。此外，在本实施方式中，车轮速度传感器20FR、20FL、20RR、20RL对应于车速获取単元，上下G传感器10对应于上下运动获取単元。另外，上下运动最大值存储部56对应于上下运动最大值获取単元，最大指令值计算部57对应于上限指令值设定単元。另外，指令值生成部58对应于制动カ指令值设定单元，制动致动器60对应于制动单元。另外，控制介入判断部55对应于控制介入判断単元。另外，指令值生成部58对应于收敛时间估计单元、目标制动力设定单元、制动カ指令波形设定单元、目标摩擦力设定单元以及目标制动カ决定单元。(第一实施方式的效果)(I)上限指令值设定単元根据车身上下运动的最大值和车速来设定表示制动カ上限的上限指令值，制动カ指令值设定単元根据车身上下运动的最大值和上限指令值来设定制动カ的指令值，对车轮施加制动カ。由此，通过施加与车辆的行驶状态相应的制动力，能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化来控制上下运动。因而，根据本发明，能够更为恰当地进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。(2)控制介入判断単元将车身的上下运动与控制介入的阈值进行比较，当车身的上下运动大于等于控制介入的阈值时，由上述制动单元施加制动力。因而，能够仅对需要进行运行状况控制的大小的上下运动进行控制，从而能够抑制控制的波动。(3)收敛时间估计単元根据车身上下运动的最大值来估计车辆的上下运动的收敛时间，目标制动力设定单元根据车身上下运动的最大值来设定目标制动力，制动カ指令波形设定单元根据收敛时间、目标制动カ以及上限指令值来设定制动力的指令值相对于时间的波形。由此，设定与所输入的振动的大小相应的制动カ的特性，从而能够抑制对驾驶员施加減速感，同时能够恰当地控制车辆的上下运动。(4)目标摩擦力设定单元根据上下运动的最大值来设定悬架装置的目标摩擦力，目标制动力决定单元根据目标摩擦力来决定目标制动力。由此，能够反映与所输入的上下运动相对应的悬架装置的摩擦力，来决定恰当的目标制动力。(5)针对因来自路面的输入而产生的车身的上下运动来设定该上下运动的收敛时间和目标制动力，按照目标制动カ进行制动，由此使悬架装置的摩擦力发生变化，来控制车身的上下运动。由此，能够与车辆的行驶状态相应地改变各车辆的悬架装置中的摩擦力，来控制上下运动。因而，根据本发明，能够更为恰当地进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。(应用例I)在第一实施方式中，能够在上下运动的最大值比较大的区域(高输入区域)和比较小的区域(低输入区域)校正最大指令值计算部57的输出。图12是表示相对于上下运动的进行了校正的情况下的最大指令值Fmax的图。如图12所示，最大指令值Fmax被认为如图中虚线所示那样使用与上下运动(上下加速度)成正比的值。然而，在上下运动比较小的区域中，相对于制动致动器60低输入时的指令，实际输出的随动性存在不充分的情況。
因此，为了抑制由此施加给驾驶员的減速感，使最大指令值Fmax低于双点划线的值。另外，在上下运动比较大的区域，最大指令值Fmax为比较大的值，因此为了抑制过度的车辆运动变化而设置限制值。由此，当从上下运动比较小的区域向上下运动比较大的区域过渡时，能够抑制对驾驶员施加不协调感，同时能够控制车辆的上下运动。 此外，在本应用例中，通过实车实验进行感官评价，由此决定上下运动比较小的区域和上下运动比较大的区域。(效果)在上下运动的最大值的低输入区域和高输入区域的至少ー个区域中，上限指令值设定单元进行使上限指令值下降的校正。由此，当从上下运动比较小的区域向上下运动比较大的区域过渡时，能够抑制对驾驶员施加不协调感，同时能够控制车辆的上下运动。(应用例2)在第一实施方式中，能够在车速比较高的区域(高输入区域)和车速比较低的区域(低输入区域)校正最大指令值计算部57的输出。图13是表示相对于车速的进行了校正的情况下的最大指令值Fmax的图。如图13所示，关于最大指令值Fmax，如图中虚线所示那样，考虑利用相对于车速单调递增的值(例如遵循二次以上的函数的值)。然而，在低车速区中，如用应用例I所述那样，相对于制动致动器60低输入时的指令，实际输出的随动性存在不充分的情況。因此，相对于车辆在控制介入前所具有的动能，由于制动控制导致的动能的损耗比例有可能变大。因此，为了抑制由此施加给驾驶员的减速感，在低车速区的情况下，使最大指令值Fmax低于单调递增的特性。另外，在高车速区的情况下，最大指令值Fmax为比较大的值，因此为了抑制过度的车辆运动变化而设置限制。由此，当从车速比较小的区域向车速比较高的区域过渡时，能够抑制对驾驶员施加不协调感，同时能够控制车辆的上下运动。此外，在本应用例中，通过实车实验进行感官评价，由此决定车速比较低的区域和车速比较高的区域。(效果)上限指令值设定単元在车速的低输入区域和高输入区域的至少ー个区域中进行使上限指令值下降的校正。由此，当从车速比较低的区域向车速比较高的区域过渡时，能够抑制对驾驶员施加不协调感，同时能够控制车辆的上下运动。(应用例3)
在利用指令值生成部58设定制动カ的指令值的波形时，作为目标摩擦力与目标制动カ的对应表，能够使用如下图14那样的特性的对应表。
图14是表示目标摩擦力与目标制动力的对应表的另一例的图。在图14所示的对应表中，示出了目标制动カ相对于目标摩擦力，遵循二次以上的函数的特性。通过设为这种特性，即使在目标摩擦力趋于饱和的高摩擦力区域，也能够更为准确地计算出用于获得所需摩擦力的目标制动力。(第二实施方式)接着，说明本发明的第二实施方式。(结构)本实施方式所涉及的车辆运行状况控制装置IA具有与第一实施方式中的图I 图3相同的结构。另ー方面，在控制器50所执行的车辆运行状况控制处理中，在设定开始制动力的控制的阈值(固定阈值)和结束制动カ的控制的阈值(结束阈值)这一点以及在制动カ的控制中设定发生变动的变动阈值这一点上与第一实施方式不同。因而，下面针对控制器50所执行的车辆运行状况控制处理进行说明。图15是表示控制器50所执行的车辆运行状况控制处理的流程图。控制器50在接通点火开关的同时启动车辆运行状况控制处理，直到点火开关断开为止反复执行该处理。在图15中，当开始车辆运行状况控制处理时，控制器50获取车辆的上下运动和车速(步骤S101)。接着，控制器50判断所获取到的车辆的上下运动是否大于等于固定阈值(步骤S102)。在此，固定阈值是在没有执行基于车辆运行状况控制处理的制动カ控制的情况下用于判断车辆的上下运动是否成为进行控制介入的状态的阈值。即，与第一实施方式中的步骤S2的控制阈值同样地确定固定阈值。在步骤S102中，在判断为车辆的上下运动大于等于固定阈值的情况下，控制器50判断车辆的上下运动是否大于等于结束阈值(步骤S103)。在此，结束阈值是在执行基于车辆运行状况控制处理的制动カ控制的情况下用于判断车辆的上下运动是否成为脱离控制的状态的阈值，该结束阈值被设为比固定阈值小的值。在步骤S103中，在判断为车辆的上下运动不是大于等于结束阈值的情况下，控制器50将制动力的指令值设定为0 (步骤S104)，重复车辆运行状况控制处理。另ー方面，在步骤S103中，在判断为车辆的上下运动大于等于结束阈值的情况下，控制器50判断是否处于基于车辆运行状况控制处理的制动カ的控制中(步骤S105)，在判断为不是处于基于车辆运行状况控制处理的制动カ的控制中的情况下，转移到步骤S104的处理。在步骤S105中，在判断为处于基于车辆运行状况控制处理的制动カ的控制中的情况下，控制器50判断车辆的上下运动是否大于等于变动阈值(步骤S106)。在步骤S106中，在判断为车辆的上下运动不是大于等于变动阈值的情况下，控制器50转移到步骤SI 12的处理。
另ー方面，当在步骤S106中判断为车辆的上下运动大于等于变动阈值时，以及当在步骤S102中判断为车辆的上下运动大于等于固定阈值时，控制器50获取所设定的期间内的上下运动(绝对值)的最大值，并存储到上下运动最大值存储部56中(步骤S107)。接着，判断是否更新了上下运动的最大值(即，是否在上下运动最大值存储部56中重新存储了值，或者是否得到了超过所存储值的值)。在步骤S108中，在判断为更新了上下运动的最大值的情况下，控制器50利用最大指令值计算部57计算出制动カ的最大指令值Fmax(步骤S109)。此外，在步骤S108中，在判断为没有更新上下运动的最大值的情况下，控制器50转移到步骤S112的处理。接着，控制器50利用指令值生成部58根据上下运动的最大值来计算出收敛时间TO (步骤SI 10)，并且，根据上下运动的最大值计算出目标制动力FO (步骤S111)。接着，控制器50利用指令值生成部58，基于收敛时间T0、目标制动力R)以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形(參照图6)(步骤S112)。此时，控制器50保持作为设定制动カ的指令值的波形的基础的上下运动的估计波形(包络线)，与制动カ的指令值相对应地设定随时间减小的变动阈值。在这种情况下，能够将上下运动的估计波形直接设为变动阈值、或将对上下运动的估计波形乘以考虑到上下运动的检测值偏差的偏差增益而得到的值设为变动阈值。接着，与从上下运动超过控制阈值的时刻起的经过时间相应地，控制器50參照制动カ的指令值的波形，将制动力的指令值运动输出到制动致动器60(步骤SI 13)。此时，控制器50能够对在步骤SI 12中设定的制动カ的指令值施加与车速相应的校正(例如车速越大则使指令值越减小的校正等)。并且，控制器50获取车辆的上下运动和车速(步骤SI 14)，转移到步骤S103的处理。(动作)接着，说明动作。当具备本发明所涉及的车辆运行状况控制装置IA的汽车I在行驶中被输入来自路面的振动时，通过车辆运行状况控制处理对各车轮施加制动力，来控制车身100的上下运动。此时，汽车I设定随着从控制介入起的经过时间发生变化的变动阈值。并且，在通过车辆运行状况控制处理控制制动カ的期间，再次输入来自路面的振动，当车辆的上下运动超过变动阈值时，重新设定所施加的制动力，进行制动カ的控制。图16是表示从路面输入了连续性的振动的情况下的(a)上下运动和(b)制动カ指令值的波形的图。此外，在图16的(a)中，实线表示车辆运动(上下运动)，双点划线表示车辆运动的估计值，单点划线表示车辆运动的最大值，虚线表示控制阈值(固定阈值、变动阈值以及结束阈值)。另外，在图16中，变动阈值和车辆运动的估计值一致。如图16所示，当由于来自路面的振动导致上下运动大于等于固定阈值时，控制器50存储上下运动的最大值，并且进行车辆运动的估计。并且，控制器50基于收敛时间T0、目标制动力R)以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形。此时，控制器50保持基于第一次的振动输入而设定的上下运动的估计波形，设定为变动阈值。之后，与从控制介入起的经过时间相应地，控制器50将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ的指令 值输出到制动致动器60，制动致动器60对各车轮施加与指令值相应的制动力。在此，当再次从路面输入第二次振动时，在由于该振动导致上下运动大于等于控制阈值的时刻，控制器50重新进行控制介入。 即，针对新的输入，控制器50存储上下运动的最大值，并且进行车辆运动的估计。并且，控制器50基于重新计算出的收敛时间T0、目标制动力以及最大指令值Fmax来设定制动カ的指令值的波形。之后，与从控制介入起的经过时间相应地，控制器50将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ的指令值输出到制动致动器60，制动致动器60对各车轮施加与指令值相应的制动力。由此，在输入第一次振动时车身振动正在收敛的期间，即使在从路面再次输入了振动的情况下，也能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化，从而能够与所输入的各振动相对应地控制上下运动。如上所述，关于本实施方式所涉及的汽车1，在输入了来自路面的振动的情况下，如果车辆的上下运动大于等于固定阈值，则获取上下运动的最大值，计算出基于该最大值和车速的制动カ的最大指令值。并且，汽车I设定基于上下运动的最大值和最大指令值的制动カ指令值的波形，与从控制介入起的经过时间相应地将与所设定的制动カ的指令值的波形相对应的制动カ施加给各车轮。并且，在上述控制的执行中，当从路面再次输入振动时，在上下运动大于等于变动阈值时，获取上下运动的最大值，计算出与该最大值相应的最大指令值。然后，使用所计算出的最大指令值等来重新施加制动カ。因而，在先前输入振动时的车身振动正在收敛的期间，即使在从路面再次输入振动的情况下，也能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化，从而能够与所输入的各振动相对应地控制上下运动。此外，在本实施方式中，车轮速度传感器20FR、20FL、20RR、20RL对应于车速获取単元，上下G传感器10对应于上下运动获取単元。另外，上下运动最大值存储部56对应于上下运动最大值获取単元，最大指令值计算部57对应于上限指令值设定単元。另外，指令值生成部58对应于制动カ指令值设定单元，制动致动器60对应于制动单元。另外，控制介入判断部55对应于控制介入判断単元。另外，指令值生成部58对应于收敛时间估计单元、目标制动力设定单元、制动カ指令波形设定单元、目标摩擦力设定单元以及目标制动カ决定单元。(第二实施方式的效果)(I)设定变动阈值以及被确定为固定值的固定阈值作为控制介入的阈值,该变动阈值与由制动カ指令值设定単元设定的制动カ的指令值相对应地随时间减小。并且，在没有通过制动単元施加制动カ的情况下，将车身的上下运动与固定阈值进行比较，当车身的上下运动大于等于固定阈值时施加制动力。另外，在通过制动単元施加了制动カ的情况下，将车身的上下运动与变动阈值进行比较。并且，当车身的上下运动大于等于上述变动阈值时，替代施加正在执行的制动力，而与大于等于变动阈值的车辆的上下运动相对应地施加制动力。
因此，在先前输入振动时的车身振动正在收敛的期间，即使在从路面再次输入振动的情况下，也能够使各车轮的悬架装置中的摩擦力发生变化，从而能够与所输入的各振动相对应地控制上下运动。因而，能够更为恰当地进行与车辆的行驶状态 相应的运行状况控制。
权利要求
1.一种车辆运行状况控制装置，其特征在于，具备 车速获取单元，其获取车速； 上下运动获取单元，其获取车身的上下运动； 上下运动最大值获取单元，其获取由上述上下运动获取单元获取到的车身的上下运动的最大值； 上限指令值设定单元，其根据由上述上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值和由上述车速获取单元获取到的车速来设定表示制动力的上限的上限指令值； 制动力指令值设定单元，其根据由上述上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值和由上述上限指令值设定单元设定的上述上限指令值来设定制动力的指令值；以及制动单元，其根据由上述制动力指令值设定单元设定的制动力的指令值来对车轮施加制动力。
2.根据权利要求I所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 还具备控制介入判断单元，该控制介入判断单元将由上述上下运动获取单元获取到的车身的上下运动与控制介入的阈值进行比较，当车身的上下运动大于等于控制介入的阈值时，通过上述制动单元施加制动力。
3.根据权利要求2所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述控制介入判断单元设定变动阈值以及被确定为固定值的固定阈值作为上述控制介入的阈值，该变动阈值与由上述制动力指令值设定单元设定的制动力的指令值相对应地随时间减小， 在没有通过上述制动单元施加制动力的情况下，上述控制介入判断单元将车身的上下运动与上述固定阈值进行比较，当车身的上下运动大于等于上述固定阈值时，通过上述制动单元施加制动力；在通过上述制动单元正在施加制动力的情况下，上述控制介入判断单元将车身的上下运动与上述变动阈值进行比较，当车身的上下运动大于等于上述变动阈值时，替代由上述制动单元正在执行的制动力的施加，而使上述制动单元与大于等于该变动阈值的车身的上下运动相对应地施加制动力。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述制动力指令值设定单元具备 收敛时间估计单元，其根据上述上下运动的最大值来估计车身的上下运动的收敛时间； 目标制动力设定单元，其根据上述上下运动的最大值来设定目标制动力；以及制动力指令波形设定单元，其根据由上述收敛时间估计单元估计出的收敛时间、由上述目标制动力设定单元设定的目标制动力以及由上述上限指令值设定单元设定的上限指令值，来设定制动力的指令值相对于时间的波形。
5.根据权利要求4所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述目标制动力设定单元具备 目标摩擦力设定单元，其根据上述上下运动的最大值来设定悬架装置的目标摩擦力；以及 目标制动力决定单元，其根据由上述目标摩擦力设定单元设定的目标摩擦力来决定目标制动力。
6.根据权利要求I 3中的任一项所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述上限指令值设定单元在由上述上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值的低输入区域和高输入区域中的至少一个区域中，进行使上述上限指令值下降的校正。
7.根据权利要求4所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述上限指令值设定单元在由上述上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值的低输入区域和高输入区域中的至少一个区域中，进行使上述上限指令值下降的校正。
8.根据权利要求I 3中的任一项所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述上限指令值设定单元在由上述车速获取单元获取到的车速的低输入区域和高输入区域中的至少一个区域中，进行使上述上限指令值下降的校正。
9.根据权利要求4所述的车辆运行状况控制装置，其特征在于， 上述上限指令值设定单元在由上述车速获取单元获取到的车速的低输入区域和高输入区域中的至少一个区域中，进行使上述上限指令值下降的校正。
10.一种车辆运行状况控制方法，其特征在于， 针对因来自路面的输入而产生的车身的上下运动设定该上下运动的收敛时间和目标制动力，按照该目标制动力进行制动，由此使悬架装置的摩擦力发生变化，来控制上述上下运动。
全文摘要
一种车辆运行状况控制装置以及车辆运行状况控制方法，能够更恰当地进行与车辆的行驶状态相应的运行状况控制。具备车速获取单元，获取车速；上下运动获取单元，获取车身的上下运动；上下运动最大值获取单元，获取由上下运动获取单元获取到的车身的上下运动的最大值；上限指令值设定单元，根据由上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值和由车速获取单元获取到的车速来设定表示制动力上限的上限指令值；制动力指令值设定单元，根据由上下运动最大值获取单元获取到的上下运动的最大值和由上限指令值设定单元设定的上限指令值来设定制动力的指令值；制动单元，根据由制动力指令值设定单元设定的制动力的指令值来对车轮施加制动力。
文档编号B60G17/015GK102616101SQ20121002030
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年1月28日
发明者九十步直照, 保坂元明, 千叶光太郎, 宫下直树, 小林明彦, 新藤郁真, 石本武, 神保朋洋 申请人:日产自动车株式会社