專利名稱：車輛控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛，特別地涉及控制車身的行動的車輛控制裝置。
背景技術：
在汽車等車輛中，在行駛時簧下振動，發(fā)生所謂的抖動振動。作為抑制該抖動振動的裝置，在專利文獻I中記載了一種衰減カ控制裝置，其中，根據(jù)減震器的衰減系數(shù)和簧上的上下加速度的關系以及減震器的衰減系數(shù)和簧上的前后加速度的關系，預先計算并存儲簧上上下加速度和簧上前后加速度的矢量之和為最小的特定衰減系數(shù)ct，并且該衰減カ控制裝置在簧下共振頻率帶的振動超過閾值時，將減震器的衰減系數(shù)設定為特定衰減系數(shù)
Cto在先技術文獻專利文獻I :日本專利文獻特開2009-137545號公報

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻I中，除能夠抑制上下振動以外，還能夠抑制前后方向(與行駛方向平行的方向)的振動。然而，在左右方向(與行駛方向正交的方向)上也會產(chǎn)生振動。存在產(chǎn)生左右方向的振動時乘坐舒適度也會變差的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，本發(fā)明的目的是提供能夠提高車輛的乘坐舒適度的車輛控制裝置。為了解決上述的技術問題并實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明是ー種車輛控制裝置，所述車輛控制裝置控制具有車身以及支承所述車身并與接地面接觸的輪胎的車輛的動作，所述車輛控制裝置的特征在于，具有駕駛條件檢測單元，所述駕駛條件檢測單元檢測對所述車身的左右的振動產(chǎn)生影響的駕駛條件；調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整所述車輛的懸架幾何特性；以及控制単元，所述控制単元基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果控制懸架幾何特性調(diào)整單元的動作。在此，優(yōu)選地，所述懸架幾何特性調(diào)整單元是調(diào)整車身和輪胎之間的高度的車高調(diào)整單元。并且，優(yōu)選地，所述控制単元存儲預先計算出的懸架幾何特性的控制量和檢測結果的關系，并且基于所述關系和所述檢測結果計算所述控制量。在此，優(yōu)選地，所述控制単元對每個所述駕駛條件，存儲使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎的與所述接地面的接觸點上的左右方向的カ抵消的所述的懸架幾何特性的條件，并且基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果，控制懸架幾何特性調(diào)整單元的動作，使得達到使施加于所述輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎與所述接地面的接觸點上的左右方向的力抵消的所述車輛的懸架幾何特性的條件。為了解決上述的技術問題并且實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明是ー種車輛控制裝置，所述車輛控制裝置控制具有車身以及支承所述車身并與接地面接觸的輪胎的車輛的動作，所述車輛控制裝置的特征在于，具有駕駛條件檢測單元，所述駕駛條件檢測單元檢測對所述車身的左右的振動產(chǎn)生影響的駕駛條件；轉向齒輪比調(diào)整単元，所述轉向齒輪比調(diào)整單元調(diào)整所述車輛的轉向齒輪比；以及控制単元，所述控制単元基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果控制轉向齒輪比調(diào)整単元的動作。在此，優(yōu)選地，所述控制単元存儲預先計算出的轉向齒輪比的控制量和檢測結果的關系，并基于所述關系和所述檢測結果計算所述控制量。并且，優(yōu)選地，所述控制単元對每個所述駕駛條件，存儲使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎的與所述接地面的接觸點上的左右方向的カ抵消的所述轉向齒輪比的條件，并且基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果，控制轉向齒輪比調(diào)整單元的動作，使得達到使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎的與所述接地面的接觸點上的左右方向的カ抵消的所述車身的轉向齒輪比。并且，優(yōu)選地，所述駕駛條件檢測單元是檢測車速的単元。并且，優(yōu)選地，所述駕駛條件檢測單元是檢測上下方向的共振頻率的単元。并且，優(yōu)選地，所述駕駛條件檢測單元是檢測所行駛的路面的狀態(tài)的單元。并且，優(yōu)選地，所述車身的左右的振動是由于從所述路面作用于所述輪胎上的力而產(chǎn)生的振動。發(fā)明效果本發(fā)明涉及的車輛控制裝置起到能夠抑制車身的振動并且能夠提高乘坐舒適度的效果。


圖I是示出具有車輛控制裝置的車輛的一實施例的概略構成的立體圖；圖2是更詳細地示出圖I所示的車輛的概略構成的平面圖；圖3是用于說明作用于輪胎的接地面上的カ以及作用于重心上的力的說明圖；圖4是示出輪胎的位置和角度的關系的說明圖；圖5是示出在左右方向上起作用的カ和車速的關系的圖；圖6是示出角度和車高的關系的圖；圖7是示出計算車高和車速的關系得到的結果的圖；圖8是示出測量車高和振動的關系得到的結果的圖；圖9是示出在左右方向上起作用的力和簧下的上下方向共振頻率的關系的圖；圖10是示出計算車高和簧下的上下方向共振頻率的關系得到的結果的圖；圖11是示出在左右方向上起作用的カ和輪胎轉彎能力的關系的圖；圖12是示出計算車高和輪胎轉彎能力的關系得到的結果的圖；圖13是示出在左右方向上起作用的カ和車速的關系的圖；圖14是示出角度和轉向齒輪比的關系的圖；圖15是示出計算轉向齒輪比和車速的關系得到的結果的圖；圖16是示出在左右方向上起作用的力和簧下的上下方向共振頻率的關系的圖；圖17是示出計算轉向齒輪比和簧下的上下方向共振頻率的關系得到的結果的圖；圖18是示出在左右方向上起作用的カ和輪胎轉彎能力的關系的圖；圖19是示出計算轉向齒輪比和輪胎轉彎能力的關系得到的結果的圖。
具體實施例方式以下，對于本發(fā)明涉及的車輛控制裝置，基于附圖對實施例詳細地進行說明。并且，本發(fā)明不限于所述的實施例。實施例I圖I是示出具有本實施例涉及的車輛控制裝置的車輛的一個實施例的概略構成的立體圖，圖2是更詳細地示出圖I所示的車輛的概略構成的平面圖。如圖I和圖2所示，車輛I具有兩個輪胎2、兩個輪胎3、轉向盤4、E⑶5、車身9、以及車輛控制裝置10。并且， 車輛控制裝置10具有控制單元30、懸架31、32、33、34、空氣壓縮機35、轉向齒輪比調(diào)整單元(以下，簡稱“齒輪比調(diào)整單元”)36、解析器40R、40L、41R、41L、車速檢測傳感器42、以及路面狀態(tài)檢測傳感器43。另外，說明被省略，但車輛I除上述構成要素以外還包括驅動源、制動裝置、加速裝置、座椅等車輛所必須的各種構成要素。輪胎2是構成前輪的兩個輪胎，其中一個輪胎2經(jīng)由懸架31與車身9連結，另ー個輪胎2經(jīng)由懸架32與車身9連結。并且，輪胎3構成后輪的兩個輪胎，其中一個輪胎3經(jīng)由懸架33與車身9連結，另ー個輪胎3經(jīng)由懸架34與車身9連結。并且，車輛I的輪胎2和輪胎3的至少ー者與驅動源連結，并且通過驅動源使輪胎旋轉，由此車輛I在路面上行駛。轉向盤4是操作者操作行駛方向的操作部，轉向盤4的操作被傳遞到輪胎2。具體地，當轉向盤4旋轉時，輪胎2的角度發(fā)生變化，車輛I的行駛方向被切換。在此，車輛I是如下的動カ轉向機構，其在轉向盤4和輪胎2之間配置有齒輪比調(diào)整單元36，并且從轉向盤4輸入的力、轉角被齒輪比調(diào)整單元36増大而傳遞到輪胎2。另外，對于齒輪比調(diào)整単元36，將在后面進行說明。ECU 5是控制車輛的各部分的動作的電子控制単元，并且包括后述的車輛控制裝置10的控制單元30。E⑶5包括通常形式的、具有通過雙向公共總線相互連結的CPU、R0M、RAM以及輸出輸出端口裝置的微型計算機和驅動電路。并且，車身9是操作者或乘客乘坐的底盤所謂的本體，并經(jīng)由車輛控制單元10的懸架31、32、33、34被輪胎2、3支承。接下來，對構成車輛控制裝置10的各部分進行說明?？刂茊卧?0被內(nèi)置于E⑶5中，并基于解析器40R、40L、41R、41L、車速檢測傳感器42、路面狀態(tài)檢測傳感器43中的檢測結果對懸架31、32、33、34、空氣壓縮機35、齒輪比調(diào)整單元36的動作進行控制。懸架31、32、33、34除配置位置、所連結的輪胎不同以外，基本的構成相同，以懸架31的構成為代表進行說明。懸架31由弾性體(例如，彈簧)和衰減カ產(chǎn)生單元(例如，減震器)構成，并且被安裝在輪胎2和車身9之間，從而緩沖經(jīng)由輪胎2輸入到車身9的來自路面的沖擊。空氣壓縮機35與懸架31、32、33、34連接，并向懸架31、32、33、34內(nèi)供應空氣。另夕卜，連接空氣壓縮機35和懸架31的配管中配置有閥VI，連接空氣壓縮機35和懸架32的配管中配置有閥V2，連接空氣壓縮機35和懸架33的配管中配置有閥V3，連接空氣壓縮機35和懸架34的配管中配置有閥V4。通過調(diào)整閥VI、V2、V3、V4的開閉，能夠調(diào)整向懸架31、
32、33、34供應的空氣壓力。在本實施例中，由懸架31、32、33、34、空氣壓縮機35、以及閥V1、V2、V3、V4構成車高調(diào)整單元。由此，通過使用控制單元30調(diào)整向懸架31、32、33、34供應的空氣壓力，能夠改變懸架31、32、33、34的全長，從而能夠調(diào)整車身9的車高。齒輪比調(diào)整單元36是調(diào)整將輸入到轉向盤4的カ傳遞給輪胎2的齒輪比的機構。齒輪比調(diào)整單元36由馬達和減速器組合而成，并且使用能夠以線性方式改變齒輪比的、所謂的齒輪比可變轉向系統(tǒng)(VGRS(Variable Gear Ratio Steering :可變齒輪比轉向系統(tǒng)))方式的動カ轉向機構。

解析器40R、40L、41R、41L是測量輪胎(車輪)的旋轉速度的傳感器。解析器40R測量其中一個輪胎2的旋轉速度，解析器40L測量另一個輪胎2的旋轉速度，解析器41R測量其中一個輪胎3的旋轉速度，解析器41L測量另一個輪胎3的旋轉速度。解析器40R、40L、41R、41L將測量結果發(fā)送到控制單元30。在此，控制單元30能夠基于解析器40R、40L、41R、41L的檢測結果檢測車身9是否發(fā)生振動，具體地檢測在車身9和輪胎2、3之間是否發(fā)生左右方向的振動。在此，左右方向是指與連結其中一個輪胎2和另ー個輪胎3的直線平行的方向，是與路面平行并且與車輛的行駛方向正交的方向。并且，由于在行駛時等從路面作用于輪胎上的力(即，路面輸入)等，產(chǎn)生車身的左右方向上的振動。另外，控制單元30基于由解析器檢測出的輪胎的旋轉速度的測量結果計算簧下共振頻率。即，在車輛控制裝置10中，解析器40R、40L、41R、41L和控制單元30的運算功能的組合構成簧下共振頻率檢測傳感器。在此，簧下共振頻率是指在輪胎(車輪)和車身之間產(chǎn)生的振動的共振頻率，并且檢測上下方向的振動的共振頻率。車速檢測傳感器42是檢測車輛I的行駛速度的傳感器。另外，可以將獨立地檢測車速的傳感器設置為車速檢測傳感器42，也可以將基于解析器40R、40L、41R、41L的檢測值檢測車輛I的行駛速度的傳感器設置為車速檢測傳感器42。即，可以將基于解析器的測量結果檢測行駛速度的運算裝置設置為傳感器。路面狀態(tài)檢測傳感器43是檢測車輛I所行駛的路面的狀態(tài)的檢測傳感器。另外，作為路面狀態(tài)檢測傳感器43，存在判定是否下雨的傳感器。具體地，可使用檢測雨刷是否發(fā)生動作的傳感器。另外，作為路面狀態(tài)檢測傳感器43，可使用各種傳感器，只要是能夠檢測或估計路面和輪胎的摩擦系數(shù)的傳感器即可。車輛控制裝置10為如上所述的構成。接下來，對車輛控制裝置10的動作進行說明。在此，圖3是用于說明作用于輪胎的接地面上的カ以及作用于重心上的カ的說明圖，圖4是示出輪胎的位置和角度的關系的說明圖。在此，在圖4中，將橫軸設為距離支承點的長度，將縱軸設為與基準地點的高度的差。另外，支承點是指與支承輪胎的點的距離。并且，以下，以其中一個輪胎2為例進行說明。首先，如圖3所示，如果將車輛在左右方向上振動時作用于輪胎2上的左右方向的力模型化，劃分為由于輪胎2被懸架31支承而發(fā)揮作用的力以及由于輪胎2與接地面62接觸而發(fā)揮作用的力。在此，在本實施例中，將由于輪胎2被懸架31支承發(fā)揮作用的カ設為カF1，將在輪胎2和接地面62之間發(fā)揮作用的力設為カF:。另外，力F1可替換為作用于輪胎2的重心上的力。在此，在重心60(1點)上作用有與簧下質(zhì)量和振動成比例的力(即，慣性力力)，在輪胎與接地面62的接地點(接觸點、J點)上作用有橫滑力(摩擦力)，具體地作用有輪胎的橫向彈簧和轉彎力。并且，這些力在從與接地面62垂直的方向傾斜一定角度后的方向上起作用。具體地，在F1的作用點上傾斜角度Y1,在F1的作用點上傾斜角度另外，如圖4所示，對于角度Y1和角度Y P根據(jù)車高，角度發(fā)生變化。具體地，當車高提高即懸架伸長使得輪胎和車身的間隔變寬(圖4中向負方向移動)時,角度Y1和角度増大。并且，當車高降低即懸架縮短使得輪胎和車身的間隔變窄(圖4中向正方向移動)時，角度Y1和角度減小。根據(jù)以上的關系，如果將簧下質(zhì)量設為m，將輪胎橫向彈簧常數(shù)設為K，將轉向動カ設為P，將車速設為U，將左右方向的角速度設為《 (頻率X 2 JI)，將以基準點為基準的車高設為Z，則カF1和力Fj可表示為下式I。[式I]
權利要求
1.ー種車輛控制裝置，所述車輛控制裝置控制具有車身以及支承所述車身并與接地面接觸的輪胎的車輛的動作，所述車輛控制裝置的特征在于，具有 駕駛條件檢測單元，所述駕駛條件檢測單元檢測對所述車身的左右的振動產(chǎn)生影響的駕駛條件； 懸架幾何特性調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整所述車輛的懸架幾何特性；以及 控制單元，所述控制単元基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果控制懸架幾何特性調(diào)整單元的動作。
2.如權利要求I所述的車輛控制裝置，其特征在于，所述懸架幾何特性調(diào)整單元是調(diào)整車身和輪胎之間的高度的車高調(diào)整単元。
3.如權利要求I或2所述的車輛控制裝置，其特征在于，所述控制単元存儲預先計算出 的懸架幾何特性的控制量和檢測結果的關系，并且基于所述關系和所述檢測結果計算所述控制量。
4.如權利要求I至3中任一項所述的車輛控制裝置，其特征在干， 所述控制単元對每個所述駕駛條件，存儲使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎的與所述接地面的接觸點上的左右方向的力抵消的所述車身的懸架幾何特性的條件,并且 基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果，控制懸架幾何特性調(diào)整單元的動作，使得達到使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎與所述接地面的接觸點上的左右方向的力抵消的所述車身的懸架幾何特性的條件。
5.—種車輛控制裝置，所述車輛控制裝置控制具有車身以及支承所述車身并與接地面接觸的輪胎的車輛的動作，所述車輛控制裝置的特征在于，具有 駕駛條件檢測單元，所述駕駛條件檢測單元檢測對所述車身的左右的振動產(chǎn)生影響的駕駛條件； 轉向齒輪比調(diào)整単元，所述轉向齒輪比調(diào)整單元調(diào)整所述車輛的轉向齒輪比；以及 控制單元，所述控制単元基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果控制轉向齒輪比調(diào)整單元的動作。
6.如權利要求5所述的車輛控制裝置，其特征在干，所述控制単元存儲預先計算出的轉向齒輪比的控制量和檢測結果的關系，并基于所述關系和所述檢測結果計算所述控制量。
7.如權利要求5或6所述的車輛控制裝置，其特征在于， 所述控制単元對每個所述駕駛條件，存儲使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎的與所述接地面的接觸點上的左右方向的カ抵消的所述轉向齒輪比的條件，并且 基于所述駕駛條件檢測單元的檢測結果，控制轉向齒輪比調(diào)整單元的動作，使得達到使施加于所述車身輪胎的重心上的左右方向的力和施加于所述輪胎的與所述接地面的接觸點上的左右方向的カ抵消的所述車身的轉向齒輪比。
8.如權利要求I至7中任一項所述的車輛控制裝置，其特征在于，所述駕駛條件檢測單元是檢測車速的單元。
9.如權利要求I至8中任一項所述的車輛控制裝置，其特征在于，所述駕駛條件檢測單元是檢測上下方向的共振頻率的單元。
10.如權利要求I至9中任一項所述的車輛控制裝置，其特征在于，所述駕駛條件檢測単元是檢測所行駛的路面的狀態(tài)的單元。
11.如權利要求I至10中任一項所述的車輛控制裝置，其特征在于，所述車身的左右的振動是由于從所述路面作用于所述輪胎上的力而產(chǎn)生的振動。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高車輛的乘坐舒適度的車輛控制裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的車輛控制裝置控制具有車身以及支承車身并與接地面接觸的輪胎的車輛的動作，包括具有檢測對車身的左右的振動產(chǎn)生影響的駕駛條件的駕駛條件檢測單元；調(diào)整車輛的懸架幾何特性的懸架幾何特性調(diào)整單元；以及基于駕駛條件檢測單元的檢測結果控制懸架幾何特性調(diào)整單元的動作的控制單元。
文檔編號B62D101/00GK102656033SQ200980162868
公開日2012年9月5日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權日2009年12月11日
發(fā)明者香村伸吾 申請人:豐田自動車株式會社