專利名稱：車輛的制動驅(qū)動力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對在車輛的各車輪產(chǎn)生的驅(qū)動力或者制動力分別進行控制的車輛的制動驅(qū)動力控制裝直。
背景技術(shù)：
近年來，作為電動汽車的一個方式，開發(fā)出了如下的所謂的輪內(nèi)裝式電動機方式的車輛將電動機(馬達)配置在作為簧下部件的車輪的輪內(nèi)部或者其附近，并利用該電動機直接驅(qū)動車輪。在該輪內(nèi)裝式電動機方式的車輛中，通過對針對每個車輪設(shè)置的電動機分別進行旋轉(zhuǎn)控制、即對各電動機分別進行驅(qū)動(牽引)控制或者再生控制，能夠根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)對向各車輪施加的驅(qū)動力或者制動力分別進行控制。關(guān)于這樣的輪內(nèi)裝式電動機方式的車輛，例如在下述專利文獻I中公開了如下的 車輛的制動驅(qū)動力控制裝置為了抑制車輛伴隨著通過路面的臺階等時產(chǎn)生的起伏動作在上下方向上的振動，對各車輪施加不同的制動驅(qū)動力，從而降低繞車輛的重心產(chǎn)生的起伏轉(zhuǎn)矩。并且，在下述專利文獻2中公開有如下的輪內(nèi)裝式電動機系統(tǒng)能夠充分地獲得相對于輪胎外徑的輪輞部的最小直徑部分的直徑，從而能夠搭載輸出大的馬達，而且與具有相同尺寸的通常的截面形狀的輪胎相比較，能夠確保基于振動乘坐舒適性和大輸入的耐沖擊性，并且在此基礎(chǔ)上能夠大幅降低縱向彈性。專利文獻I :日本特開2007 - 118898號公報專利文獻2 :日本特開2005 - 75189號公報然而，一般情況下，當(dāng)車輛正在行駛時，若因來自路面的輸入而使構(gòu)成車輪的輪胎產(chǎn)生撓曲等變形，則車輪會產(chǎn)生車輛前后方向的振動(前后振動)。進而，可以說，該前后振動是因相對于車輪產(chǎn)生的車輛前后方向的力(前后力)而產(chǎn)生。關(guān)于這種在車輪產(chǎn)生的前后力，在輪內(nèi)裝式電動機方式的車輛中，與通常的車輛相比，車輪的轉(zhuǎn)動慣性矩大，因此，存在所產(chǎn)生的前后力變大的傾向。結(jié)果，容易產(chǎn)生大的前后振動，擔(dān)心有損于車輛的乘坐舒適性。然而，在上述現(xiàn)有的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置中，盡管能夠抑制車輛伴隨著通過路面的臺階等時產(chǎn)生的起伏動作在上下方向上的振動，但完全沒有考慮抑制上述前后力亦即前后振動這點。并且，在上述現(xiàn)有的輪內(nèi)裝式電動機系統(tǒng)中，盡管能夠降低輪胎的縱向彈性，但仍完全沒有考慮抑制上述前后力亦即前后振動這點。因而，在輪內(nèi)裝式電動機方式的車輛中，需要有效地抑制在車輪產(chǎn)生的前后振動，從而提高車輛的乘坐舒適性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種對在各車輪產(chǎn)生的驅(qū)動力或者制動力分別進行控制，從而降低在包含車輪在內(nèi)的簧下部件產(chǎn)生的車輛前后方向的振動的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置。為了達成上述目的，本發(fā)明的特征在于，車輛的制動驅(qū)動力控制裝置具備制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)，該制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)在車輛的車輪獨立地產(chǎn)生電磁驅(qū)動力或者電磁制動力；以及控制單元，該控制單元控制上述驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)從而在上述車輪產(chǎn)生獨立的上述電磁驅(qū)動力或者電磁制動力，其中，上述控制單元具備簧下上下加速度檢測單元，該簧下上下加速度檢測單元檢測包括上述車輪在內(nèi)的車輛的簧下部件在車輛上下方向上的上下加速度；前后振動推定單元，該前后振動推定單元基于由上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度推定 在車輛的簧下部件產(chǎn)生的車輛前后方向上的前后振動；前后振動抑制力運算單元，該前后振動抑制力運算單元計算對由上述前后振動推定單元推定出的上述前后振動進行吸收的前后振動抑制力；以及制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作單元，該制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作單元基于由上述前后振動抑制力運算單元計算出的上述前后振動抑制力使上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作。在該情況下，可以形成為上述前后振動抑制力運算單元使用由上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度來計算上述前后振動抑制力。并且，在該情況下，也可以形成為上述控制單元具備車輪轉(zhuǎn)速檢測單元，該車輪轉(zhuǎn)速檢測單元檢測上述車輪在旋轉(zhuǎn)方向上的速度，上述前后振動抑制力運算單元使用由上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度以及由上述車輪轉(zhuǎn)速檢測單元檢測出的上述車輪在旋轉(zhuǎn)方向上的速度來計算上述前后振動抑制力。此外，在該情況下，也可以形成為上述控制單元具備簧下前后加速度檢測單元，該簧下前后加速度傳感器檢測車輛的上述簧下部件在車輛前后方向上的前后加速度，上述前后振動抑制力運算單元使用由上述簧下前后加速度檢測單元檢測出的上述前后加速度來計算上述前后振動抑制力。進而，在該情況下，也可以形成為上述前后振動抑制力運算單元從上述簧下前后加速度檢測單元通過反饋輸入上述檢測出的上述前后加速度，并使用所輸入的上述前后加速度來計算上述前后振動抑制力。并且，在上述情況下，也可以形成為上述前后振動推定單元使用由上述上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度來計算在車輛的上述簧下部件產(chǎn)生的車輛前后方向上的前后力，并基于該計算出的前后力來推定上述前后振動。進而，在該情況下，也可以形成為上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作單元使用從由上述前后振動推定單元計算出的上述前后力減去由上述前后振動抑制力運算單元計算出的上述前后振動抑制力而得到的值，使上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作。由此，控制單元例如能夠檢測借助由制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力行駛的車輛的簧下部件的簧下上下加速度，并基于所檢測出的簧下上下加速度來推定在簧下部件產(chǎn)生的前后振動。此時，控制單元具體而言能夠使用簧下上下加速度來計算在簧下部件產(chǎn)生的前后力，并基于所計算出的前后力來推定前后振動。進而，控制單元能夠計算吸收所推定出的前后振動的前后振動抑制力，并基于所計算出的前后振動抑制力使制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作。在該情況下，控制單元具體而言能夠使用簧下上下加速度、簧下上下加速度和車輪的旋轉(zhuǎn)方向的速度以及簧下前后加速度中的至少一方來計算前后振動抑制力。并且，在計算出了前后力的情況下，控制單元能夠使用從該前后力減去前后振動抑制力而得到的值使制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作，從而使其產(chǎn)生電磁驅(qū)動力或者電磁制動力。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的制動驅(qū)動力控制裝置，能夠推定車輛的簧下部件的前后振動，計算出吸收該前后振動的前后振動抑制力，并基于該前后振動抑制力使制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作。因而，根據(jù)本發(fā)明的制動驅(qū)動力控制裝置，即便是車輪的轉(zhuǎn)動慣性矩大的例如輪內(nèi)裝式電動機的車輛，也能夠有效地抑制在包括車輪在內(nèi)的黃下部件廣生的如后振動，能夠提高車輛的乘坐舒適性。


圖I是簡要地示出在各實施方式中通用的、能夠應(yīng)用車輛的制動驅(qū)動力控制裝置的車輛的結(jié)構(gòu)的簡圖。圖2是用于對因來自路面的輸入而導(dǎo)致的車輛行駛時的輪胎的變形進行說明的圖。圖3是用于對懸架機構(gòu)的懸架幾何模型進行說明的圖。 圖4是用于對在本發(fā)明的第一實施方式以及第三實施方式中通用的等價模型進行說明的圖。圖5是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的簡要的運算框圖。圖6是用于對通過降低前后力而前后振動降低的情況進行說明的圖。圖7是用于對本發(fā)明的第二實施方式所涉及的等價模型進行說明的圖。圖8是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的簡要的運算框圖。圖9是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的簡要的運算框圖。
具體實施例方式a.第一實施方式以下，使用附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細(xì)說明。圖I簡要地示出在各實施方式中通用的搭載有車輛的制動驅(qū)動力控制裝置的車輛Ve的結(jié)構(gòu)。車輛Ve具備左右前輪11、12以及左右后輪13、14。進而，左右前輪11、12相互或者各自獨立地經(jīng)由懸架機構(gòu)15、16被支承于車輛Ve的車身Bo。并且，左右后輪13、14相互或者各自獨立地經(jīng)由懸架機構(gòu)17、18被支承于車輛Ve的車身Bo。此處，對于懸架機構(gòu)15 18的構(gòu)造，由于與本發(fā)明并無直接關(guān)系，因此省略詳細(xì)說明，例如能夠采用由內(nèi)置有減震器的支撐桿、螺旋彈簧以及懸架臂等構(gòu)成的支撐桿式懸架，或由螺旋彈簧、減震器以及上下的懸架臂等構(gòu)成的雙搖臂式懸架等公知的懸架。在左右前輪11、12的輪內(nèi)部組裝有電動機19、20，并且，在左右后輪13、14的輪內(nèi)部組裝有電動機21、22，且各電動機分別與左右前輪11、12以及左右后輪13、14以能夠進行動力傳遞的方式連結(jié)。即，電動機19 22是所謂的輪內(nèi)裝式電動機19 22，且與左右前輪11、12以及左右后輪13、14 一起配置于車輛Ve的簧下。進而，通過對各輪內(nèi)裝式電動機19 22的旋轉(zhuǎn)分別獨立地進行控制，能夠?qū)υ谧笥仪拜?1、12以及左右后輪13、14產(chǎn)生的驅(qū)動力以及制動力分別獨立地進行控制。上述各輪內(nèi)裝式電動機19 22例如由交流同步電動機構(gòu)成。進而，經(jīng)由逆變器23將蓄電池或電容器等蓄電裝置24的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并將該交流電供給至各輪內(nèi)裝式電動機19 22。由此，對各輪內(nèi)裝式電動機19 22進行驅(qū)動控制(或者牽引控制)，從而對左右前輪11、12以及左右后輪13、14施加電磁驅(qū)動力。并且，各輪內(nèi)裝式電動機19 22能夠利用左右前輪11、12以及左右后輪13、14的旋轉(zhuǎn)進行再生控制。由此，在各輪內(nèi)裝式電動機19 22進行再生/發(fā)電時，左右前輪11、12以及左右后輪13、14的旋轉(zhuǎn)(運動)能由各輪內(nèi)裝式電動機19 22轉(zhuǎn)換成電能，此時產(chǎn)生的電力(再生電力)經(jīng)由逆變器23蓄積于蓄電裝置24。此時，各輪內(nèi)裝式電動機19 22對左右前輪11、12以及左右后輪13、14施加基于再生發(fā)電的電磁制動力。并且，在各輪11 14和與它們對應(yīng)的各輪內(nèi)裝式電動機19 22之間分別設(shè)置有制動機構(gòu)25、26、27、28。各制動機構(gòu)25 28例如是盤式制動器或鼓式制動器等公知的制動裝置。進而，上述的制動機構(gòu)25 28例如連接于借助從省略圖示的制動主缸加壓輸送的油壓使在各輪11 14產(chǎn)生制動力的制動鉗的活塞、制動蹄(均省略圖示)等動作的制動致動器29。上述逆變器23以及制動致動器29分別連接于對各輪內(nèi)裝式電動機19 22的旋·轉(zhuǎn)狀態(tài)以及制動機構(gòu)25 28的動作狀態(tài)等進行控制的電子控制單元30。因而，各輪內(nèi)裝式電動機19 22、逆變器23以及蓄電裝置24構(gòu)成本發(fā)明的制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)，電子控制單元30構(gòu)成本發(fā)明的控制單元。電子控制單元30以由CPU、R0M、RAM等構(gòu)成的微型計算機作為主要構(gòu)成部件，并執(zhí)行各種程序而對各輪內(nèi)裝式電動機19 22的動作進行控制。因此，在電子控制單元26輸入有來自于包括根據(jù)加速踏板的踏下量(或者角度、壓力等)檢測駕駛者的加速操作量的加速傳感器31、根據(jù)制動踏板的踏下量(或者角度、壓力等)檢測駕駛者的制動操作量的制動傳感器32、檢測車輛Ve的車速U的車速傳感器33在內(nèi)的各種傳感器的各信號以及來自于逆變器23的信號。這樣，在電子控制單元30連接有上述各傳感器31 33以及逆變器23并對電子控制單元30輸入各信號，由此，電子控制單元30能夠把握車輛Ve的行駛狀態(tài)并進行控制。具體而言，電子控制單元30能夠基于從加速傳感器31以及制動傳感器32輸入的信號計算與駕駛者的加速操作量以及制動操作量相應(yīng)的要求驅(qū)動力以及要求制動力、即用于使車輛Ve行駛或?qū)囕vVe進行制動的總驅(qū)動力。并且，電子控制單元30能夠基于從逆變器23輸入的信號(例如表不在各輪內(nèi)裝式電動機19 22的驅(qū)動控制時供給的電力量、電流值的信號)分別計算各輪內(nèi)裝式電動機19 22的輸出轉(zhuǎn)矩(馬達轉(zhuǎn)矩)。由此，電子控制單元30能夠輸出經(jīng)由逆變器23對各輪內(nèi)裝式電動機19 22的旋轉(zhuǎn)分別進行控制的信號、經(jīng)由制動致動器29對各制動機構(gòu)25 28的動作分別進行控制的信號。因而，電子控制單元30基于從加速傳感器31以及制動傳感器32輸入的信號求出車輛Ve所要求的總驅(qū)動力，并輸出對各輪內(nèi)裝式電動機19 22的驅(qū)動/再生狀態(tài)以及制動致動器29即各制動機構(gòu)25 28的動作分別進行控制的信號，以便產(chǎn)生上述總驅(qū)動力，由此能夠?qū)囕vVe的行駛狀態(tài)進行控制。然而，一般情況下，在行駛中的車輛中，當(dāng)根據(jù)路面的表面形狀而存在從路面對旋轉(zhuǎn)的車輪以及懸架機構(gòu)的沿車輛上下方向的輸入時，存在在簧下部件產(chǎn)生在車輛前后方向上的振動，從而使乘坐舒適性惡化的情況。即，在行駛中的車輛中，如圖2所示，根據(jù)路面的表面形狀，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)的車輪的輪胎撓曲變形。進而，當(dāng)這樣因來自路面的輸入而輪胎變形時,如圖2中以虛線所示,輪胎的動載荷半徑相對于靜載荷半徑變動，并且,旋轉(zhuǎn)的輪胎的車輪角速度變化，因此車輛的車速變化。由此，會在車輛的簧下部件產(chǎn)生在車輛前后方向上的振動，且因該前后振動傳遞到車身而導(dǎo)致乘坐舒適性惡化。這樣，在產(chǎn)生前后振動的情況下，會在作為簧下部件的車輪產(chǎn)生在車輛前后方向上的力(前后力)。因而，在車輛產(chǎn)生的前后力會導(dǎo)致產(chǎn)生前后振動而使乘坐舒適性惡化。此處，對在車輛產(chǎn)生的前后力進行說明。一般情況下，當(dāng)車輛的簧下部件上下往復(fù)移動時，會從輪胎對懸架機構(gòu)輸入前后力，并且，會因車輛的簧下部件上下往復(fù)移動而在構(gòu)成懸架機構(gòu)的減震器產(chǎn)生前后力。此處，考慮如圖3所示的由車輛上下方向的z軸以及車輛前后方向的X軸確定的坐標(biāo)系中的懸架機構(gòu)的懸架幾何模型。在這種懸架機構(gòu)中，根據(jù)該懸架幾何模型，在幾何學(xué)上下述式I 6成立，能夠根據(jù)下述式7計算前后力Fx。另外，對于下述式I 7的導(dǎo)出，能夠基于圖3所示的懸架幾何模型通過公知的方法以幾何學(xué)方式導(dǎo)出，因此省略說明，特別是下述式I 3是計算在基于后述的等價模型進行的控制中使用的彈性主軸的剛性以及減震系統(tǒng)的衰減性能(具體而言是由減震器的衰減系數(shù)、彈簧的彈簧常數(shù)確定的衰減性能)的公式。進而，通過決定下述的各參數(shù)(參照圖3)，根據(jù)下述式I 6計算出的值分別被決定為靜態(tài)常數(shù)。A、B表示決定彈性主軸的位置的常數(shù)，β ο表示彈性主軸的傾斜度，H表示簧下重心位置與彈性主軸之間的在車輛上下方向(ζ軸方向)上的偏移量，Kx0> Kz0> K0o分別表不彈性主軸的軸線方向、彎曲方向、旋轉(zhuǎn)(Θ )方向的主軸剛性。并且，L表示簧下重心位置與減震器之間的在車輛前后方向(X軸方向)上的偏移量，ct ^表不減震器的傾斜度,Kstl表不減震系統(tǒng)的軸線方向的衰減性能。
權(quán)利要求
1.一種車輛的制動驅(qū)動力控制裝置,具備 制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)，該制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)在車輛的車輪獨立地產(chǎn)生電磁驅(qū)動力或者電磁制動力；以及控制單元，該控制單元控制上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)從而在上述車輪產(chǎn)生獨立的上述電磁驅(qū)動力或者電磁制動力， 上述車輛的制動驅(qū)動力控制裝置的特 征在于， 上述控制單元具備 簧下上下加速度檢測單元，該簧下上下加速度檢測單元檢測包括上述車輪在內(nèi)的車輛的簧下部件在車輛上下方向上的上下加速度； 前后振動推定單元，該前后振動推定單元基于由上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度推定在車輛的簧下部件產(chǎn)生的車輛前后方向上的前后振動； 前后振動抑制力運算單元，該前后振動抑制力運算單元計算對由上述前后振動推定單元推定出的上述前后振動進行吸收的前后振動抑制力；以及 制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作單元，該制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作單元基于由上述前后振動抑制力運算單元計算出的上述前后振動抑制力使上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置，其特征在于， 上述前后振動抑制力運算單元使用由上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度來計算上述前后振動抑制力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置，其特征在于， 上述控制單元具備車輪轉(zhuǎn)速檢測單元，該車輪轉(zhuǎn)速檢測單元檢測上述車輪在旋轉(zhuǎn)方向上的速度， 上述前后振動抑制力運算單元使用由上述車輪轉(zhuǎn)速檢測單元檢測出的上述車輪在旋轉(zhuǎn)方向上的速度來計算上述前后振動抑制力。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置，其特征在于， 上述控制單元具備簧下前后加速度檢測單元，該簧下前后加速度檢測單元檢測車輛的上述簧下部件的在車輛前后方向的前后加速度， 上述前后振動抑制力運算單元使用由上述簧下前后加速度檢測單元檢測出的上述前后加速度來計算上述前后振動抑制力。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置，其特征在于， 上述前后振動推定單元使用由上述上述簧下上下加速度檢測單元檢測出的上述上下加速度來計算在車輛的上述簧下部件產(chǎn)生的車輛前后方向上的前后力，并基于該計算出的iu后力來推定上述如后振動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置，其特征在于， 上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作單元使用從由上述前后振動推定單元計算出的上述前后力減去由上述前后振動抑制力運算單元計算出的上述前后振動抑制力而得到的值，使上述制動驅(qū)動力產(chǎn)生機構(gòu)動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛的制動驅(qū)動力控制裝置，其特征在于， 上述前后振動抑制力運算單元從上述簧下前后加速度檢測單元通過反饋而輸入上述檢測出的上述前后加速度，并使用該輸入的上述前后加速度來計算上述前后振動抑制力。
全文摘要
一種車輛的制驅(qū)動力制動驅(qū)動力控制裝置，電子控制單元(30)檢測因伴隨車輛(Ve)的行駛從路面朝左右前輪(11、12)及左右后輪(13、14)的輸入而在包括各輪(11～14)的車輛(Ve)的簧下部件產(chǎn)生的簧下上下加速度。電子控制單元(30)使用檢測出的簧下上下加速度計算在各輪(11～14)產(chǎn)生的前后力，并推定在各輪(11～14)產(chǎn)生的前后振動。電子控制單元(30)使用檢測出的簧下上下加速度計算用于吸收前后振動的前后振動抑制力。電子控制單元(30)從計算的前后力減去計算的前后振動抑制力，經(jīng)由逆變器(23)控制輪內(nèi)裝式電動機(19～22)的輸出扭矩而使其動作。由此，能有效抑制車輛(Ve)的簧下部件的前后振動，提高車輛(Ve)乘坐舒適性。
文檔編號B60G17/018GK102958743SQ20108006784
公開日2013年3月6日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者藤井大悟, 香村伸吾 申請人:豐田自動車株式會社