CN102470719B - 车辆阻尼控制系统 - Google Patents

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Abstract

执行通过控制被安装在车辆(10)中的动力源(21)而抑制在车辆(10)中的簧载质量振动的阻尼控制的车辆阻尼控制系统(101)根据动力源(21)的运行范围而改变阻尼控制的控制模式。根据动力源(21)的运行范围改变阻尼控制的控制模式使得车辆阻尼控制系统(101)能够改进在阻尼控制和例如与动力源(21)有关的其他控制之间的协调,并且因此执行适当的阻尼控制。

Description

车辆阻尼控制系统
技术领域
本发明涉及一种车辆阻尼控制系统。更加具体地,本发明涉及一种通过控制被安装在车辆中的动力源而抑制在车辆中的簧载质量振动的车辆阻尼控制系统。
背景技术
抑制车辆中的振动的一种已知的车辆阻尼控制系统是执行通过控制动力源而抑制车辆中的簧载质量振动的、所谓的簧载质量阻尼控制的车辆阻尼控制系统。车辆中的簧载质量振动这里指的是例如当振动源是道路表面时根据从道路表面到车辆轮子的输入而经由悬架在车辆主体中产生的振动的、具有1到4Hz的频率成分的振动(根据车辆的类型和结构,出现的频率成分显著地不同;在很多车辆中接近1.5Hz的频率成分是普遍的)。车辆中的这个簧载质量振动包括沿着车辆的俯仰方向或者弹跳方向(即,竖直方向)的分量。
一种这样的相关车辆阻尼控制系统是例如在日本专利申请公布No.2006-69472(JP-A-2006-69472)中描述的车辆稳定控制系统。在JP-A-2006-69472中描述的车辆稳定控制系统使用行驶阻力干扰和估计驱动轴扭矩的总和作为当前驱动力,并且从车辆主体簧载质量振动模型的输出方程和状态方程获得与这个当前驱动力相对应的俯仰振动。车辆稳定控制系统然后获得校正值,使得由这个输出方程表达的俯仰振动快速地变成0,然后基于这个校正值来校正基本要求发动机扭矩,并且基于经校正的发动机扭矩来调节用作动力源的发动机的进气空气量、燃料喷射量和点火正时等,以便控制车辆的驱动力以抑制车辆中的簧载质量振动。
附带说一句,利用在上述JP-A-2006-69472中描述的车辆稳定控制系统,期望的是执行更加适当的阻尼控制,以诸如基于例如动力源即发动机等的状态来协调上述阻尼控制与诸如正常发动机控制的其他控制。
此外,传统上这种类型的车辆阻尼控制系统通过执行发动机的燃料喷射控制而执行抑制从道路表面输入的簧载质量振动的簧载质量阻尼控制。这个簧载质量阻尼控制是根据驱动轮的变化来估计俯仰,并且通过调节燃料喷射量而控制发动机扭矩以抑制该估计俯仰的控制。
对于柴油发动机,发动机扭矩由燃料喷射量确定,从而发动机扭矩能够被转换成燃料喷射量并且反之亦然。因此,在柴油发动机中,通过将簧载质量控制的控制量加到已经根据加速器运行量、车辆速度或者齿轮速度等计算的驾驶员要求扭矩,并且将这个要求扭矩转换成燃料喷射量而执行在发动机中的燃料喷射控制。
在另一方面,柴油发动机并入诸如使用催化剂、EGR等而减少排放的措施,并且还执行再生控制,使得催化剂的性能不由于在催化剂中积聚的颗粒和硫而降低。这个再生控制控制EGR量、以及催化剂温度增加控制、控制流入到催化剂中的空气-燃料比的主喷射中的燃料数量、喷射正时和包括引燃喷射和续喷射的多次喷射等。此外,还执行EGR量控制和多喷射控制以抑制从柴油发动机排放的氮氧化物。主要通过从诸如从加速器运行量和齿轮速度等的驾驶员要求的驱动力计算的发动机速度和燃料喷射量作为诸如发动机的燃烧控制模式和多喷射控制模式的控制模式来确定这些控制的最佳组合。
附带说一句,当这些种类的控制模式改变时,喷射量和喷射正时等也改变,这引起扭矩突然地波动。因此,为了禁止这些控制模式被频繁地改变,在日本专利申请公布No.11-173186(JP-A-11-173186)中描述的技术提供执行引燃喷射的引燃区域和引燃喷射未被执行的正常区域之间的过渡区域中的迟滞。此外,在JP-A-11-173186中描述的技术通过在这个过渡区域中以连续方式改变引燃喷射的燃料喷射量、在引燃喷射和主喷射之间的时间间隔、主喷射的燃料喷射量和燃料喷射正时而抑制突然扭矩波动。
然而,因为燃料喷射量作为并入上述簧载质量阻尼控制的结果而被改变,所以即使在控制模式切换区域中提供了迟滞,控制模式也可以仍然频繁地改变。当控制模式改变时,相对于驾驶员要求的扭矩在实际扭矩中的相位偏移发生并且(相对于要求扭矩在实际扭矩量中的)增益改变。即,当控制模式改变时,EGR状态(EGR是导通还是关闭)和多喷射状态在短的时间段内改变。结果,如果实际扭矩由于在多个喷射和EGR气体的响应性中的差异而不同于要求扭矩,则在控制模式被切换之前和之后的扭矩中将发生差异,这将引起相位偏移并且增益改变。如果相位偏移,则不匹配俯仰频率的阻尼控制将被执行,使得俯仰将不能足够地受到抑制。此外,如果增益改变,则过度阻尼控制可以产生“粗野(rough)”感觉,而不足的阻尼控制将不能够足够地抑制俯仰。以此方式,利用相关车辆控制系统,即便簧载质量阻尼控制得以执行,由于控制模式的频繁改变,乘坐舒适度和运行稳定性的改进也难以实现。
发明内容
因此,鉴于这个问题,本发明提供一种能够通过执行适当的阻尼控制而改进乘坐舒适度的车辆阻尼控制系统。
因此,本发明的第一方面涉及一种执行通过控制被安装在车辆中的动力源而抑制车辆中的簧载质量振动的阻尼控制的车辆阻尼控制系统,其中阻尼控制的控制模式根据动力源的运行范围而改变。
此外,在这个车辆阻尼控制系统中,当动力源运行在动力源的不同运行范围之间的边界附近时,阻尼控制的控制模式可以改变,使得动力源在阻尼控制不被执行的运行范围之一中运行。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,可以至少根据用于调节在阻尼控制中的控制量的、动力源的运行量来确定动力源的运行范围,并且当动力源运行在动力源的不同运行范围之间的边界附近时,可以通过限制运行量而改变阻尼控制的控制模式。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机,并且动力源的不同运行范围可以是具有能够在动力源的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的不同空气-燃料比的运行范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源的不同运行范围可以是空气-燃料比是理论空气-燃料比的理论空气-燃料比运行范围,以及空气-燃料比是稀空气-燃料比的稀空气-燃料比运行范围,其中燃料比小于在理论空气-燃料比中的燃料比。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源的不同运行范围可以是空气-燃料比是理论空气-燃料比的理论空气-燃料比运行范围、以及空气-燃料比是浓空气-燃料比的浓空气-燃料比运行范围,其中燃料比大于在理论空气-燃料比中的燃料比。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机,并且动力源的不同运行范围可以是其中动力源的多个汽缸中的至少一个的运行停止的减缸运行范围、以及其中动力源的所有的该多个汽缸均被运行的所有汽缸激活运行范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机,并且动力源的不同运行范围可以是其中动力源的进气空气的状态不同的范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机,并且动力源的不同运行范围可以是其中动力源的排气的状态不同的区域。其中动力源的排气的状态不同的运行范围可以是发动机的EGR激活运行范围、以及发动机的EGR非激活运行范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源的不同运行范围可以是其中动力源的致动器的运行状态不同的范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,当存在动力源的不同运行范围的多个组合时,当动力源运行在所述组合中的每一个的不同运行范围之间的边界附近时,阻尼控制的控制模式可以改变。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,可以通过改变用于调节用于动力源的不同运行范围中的每一个的、在阻尼控制中的控制量的装置而改变阻尼控制的控制模式。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机,并且动力源的不同运行范围可以是其中通过利用被设置在进气通道中的增压器调节进气通道中的增压压力而调节在阻尼控制中的控制量的压力增压调节运行范围、以及其中通过利用被设置在进气通道中的节流阀调节进气通道的开度而调节在阻尼控制中的控制量的节流调节运行范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机,并且动力源的不同运行范围可以是其中通过利用可变进气阀提升机构调节被设置在进气通道中的进气阀的提升量而调节在阻尼控制中的控制量的提升调节运行范围、以及其中通过利用被设置在进气通道中的节流阀调节进气通道的开度而调节在阻尼控制中的控制量的节流调节运行范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,动力源可以至少包括发动机和电动机,并且动力源的不同运行范围可以是其中通过调节发动机的输出而调节在阻尼控制中的控制量的发动机调节运行范围、以及其中通过调节电动机的输出而调节在阻尼控制中的控制量的电动机调节运行范围。
此外,在上述车辆阻尼控制系统中,当动力源的不同运行范围包括三个或者更多不同运行范围时,可以通过改变用于调节用于运行范围中的每一个的、在阻尼控制中的控制量的装置而改变阻尼控制的控制模式。
根据上述车辆阻尼控制系统,能够通过根据动力源的运行范围改变阻尼控制的控制模式而适当地执行阻尼控制。
此外,可以根据动力源的控制模式来改变阻尼控制的控制模式,动力源的控制模式是根据动力源的状态而选择的。
根据这个车辆阻尼控制系统,能够通过根据动力源的控制模式改变阻尼控制的控制模式而执行适合于动力源的控制模式的阻尼控制。
此外,与控制模式不切换的区域相比,在根据动力源的状态而选择的动力源的控制模式切换的区域中,阻尼控制的运行状态(控制量)可以减小。
根据这个车辆阻尼控制系统,与控制模式不切换的区域相比,在动力源的控制模式切换的区域中减小阻尼控制的运行状态(即,控制量),使得可以减小当控制模式切换时发生的、在阻尼控制中的突然变化。结果,能够抑制扭矩波动,这使得乘坐舒适度能够改进。
此外,可以在根据动力源的状态而选择的动力源的控制模式切换的区域中禁止阻尼控制。
根据这个车辆阻尼控制系统,在动力源的控制模式切换的区域中禁止阻尼控制,使得可以防止控制模式由于来自阻尼控制的影响而频繁地切换。结果,由控制模式切换引起的扭矩波动能够受到抑制,从而乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在根据动力源的状态而选择的动力源的控制模式将不切换的区域中,阻尼控制的控制模式可以改变,使得阻尼控制将继续得以执行。
根据这个车辆阻尼控制系统,在根据动力源的状态而选择的动力源的控制模式将不切换的区域中改变阻尼控制的控制模式使得阻尼控制将继续得以执行,使得可以在执行阻尼控制时防止控制模式切换。结果,能够防止阻尼控制效果由于控制模式切换而降低,并且由控制模式切换引起的扭矩波动能够被抑制,这使得乘坐舒适度能够改进。
在此情形中,可以基于在控制模式切换之前的控制量来确定阻尼控制的执行条件。以此方式,基于在控制模式切换之前的控制量来确定阻尼控制的执行条件,使得可以防止阻尼控制效果由于控制模式切换而降低。
此外,可以在控制模式不切换的条件下确定阻尼控制的执行条件。以此方式在控制模式不切换的条件下确定阻尼控制的执行条件,使得可以防止阻尼控制效果由于控制模式切换而降低。
在此情形中,阻尼控制的增益可以被校正。以此方式校正阻尼控制的增益,使得在阻尼控制中的控制量能够被顺利地改变,从而乘坐舒适度能够得以改进。
此外,用于选择根据动力源的状态而选择的动力源的控制模式的控制量可以是通过减去阻尼控制的控制量而获得的值。
根据这个车辆阻尼控制系统,将用于选择动力源的控制模式的控制量设定为通过减去阻尼控制的控制量而获得的值,使得可以在执行阻尼控制时防止控制模式切换。结果,由控制模式切换引起的扭矩波动能够被抑制,从而乘坐舒适度能够被改进。
附带说一句,动力源可以是柴油发动机,并且动力源的控制模式可以与燃料燃烧有关。以此方式,通过抑制与柴油发动机的燃料燃烧有关的控制模式进行切换,能够在设置有柴油发动机的车辆中有效地改进乘坐舒适度。
此外,动力源可以至少包括发动机,并且当在车辆竖直方向上产生近似1.5Hz的振动波动分量时,可以通过从发动机输出反相位扭矩而执行阻尼控制。此外,可以在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式切换的区域中,禁止从发动机输出反相位扭矩。
根据这个车辆阻尼控制系统,在发动机的控制模式切换的区域中禁止从发动机输出反相位扭矩,使得可以防止控制模式由于当在车辆竖直方向上产生近似1.5Hz的波动分量时输出反相位扭矩而频繁地切换。结果,由控制模式切换引起的扭矩波动能够被抑制,从而乘坐舒适度能够得以改进。
此外,可以在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式将不切换的范围中,从发动机输出反相位扭矩。
根据这个车辆阻尼控制系统,在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式将不切换的范围中,从发动机输出反相位扭矩,使得可以在抑制车辆的振动时防止控制模式切换。结果,能够防止阻尼控制效果由于控制模式切换而降低,并且由控制模式切换引起的扭矩波动能够被抑制,这使得乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式将不切换的范围中,从发动机输出的反相位扭矩的增益可以被校正。
根据这个车辆阻尼控制系统,在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式将不切换的范围中,从发动机输出的反相位扭矩的增益被校正,从而能够防止发动机的控制模式切换,同时能够使得扭矩波动是平滑的。结果,可以防止振动抑制效果由于控制模式切换而降低,并且由控制模式切换引起的扭矩波动能够被抑制,从而乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式切换的区域中,发动机的阻尼控制可以被选择成排除通过阻尼控制从发动机输出的反相位扭矩。
根据这个车辆阻尼控制系统,在根据发动机的使用区域而选择的发动机的控制模式切换的区域中,选择发动机的控制模式排除通过阻尼控制从发动机输出的反相位扭矩,使得可以防止控制模式由于当选择控制模式时根据阻尼控制从发动机输出的反相位扭矩切换。结果,在发动机的控制模式切换的区域中,当在车辆的竖直方向上产生近似1.5Hz的波动分量时,可以防止在通过从发动机输出反相位扭矩执行阻尼控制时控制模式切换。
相应地,通过当阻尼控制执行时抑制动力源的控制模式改变,本发明使得乘坐舒适度能够得以改进。
附图说明
将参考附图在本发明的示例实施例的以下详细说明中描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义,其中类似的数字表示类似的元件,并且其中:
图1是示意性地示出已经应用根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的车辆的实例结构的框图;
图2是形式为控制块的视图,示出根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式;
图3是示出在根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统中抑制的车辆主体振动的状态变量的视图;
图4是在根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统中的假设车辆主体振动的动力学运动模型的实例的示意图;
图5是在根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统中的假设车辆主体振动的动力学运动模型的另一实例的示意图;
图6是根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的运行范围确定映射的一个实例的视图;
图7是示出根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的协调控制的实例的流程图;
图8是根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的运行范围确定映射的另一实例的视图;
图9是根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的运行范围确定映射的又一实例的视图;
图10是示出根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的协调控制的另一实例的流程图;
图11是示意性地示出已经应用根据本发明的第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的车辆的另一实例结构的框图;
图12是形式为控制块的视图,示出根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式;
图13是示出在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中的发动机控制模式的视图;
图14是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中用于当催化剂控制模式是正常控制模式时的燃烧模式映射;
图15A和15B是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中用于当催化剂控制模式是NOx减少模式时的燃烧模式映射;
图16A、16B和16C是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中用于当催化剂控制模式是硫中毒恢复模式时的燃烧模式映射;
图17是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中用于当催化剂控制模式是PM再生模式时的燃烧模式映射;
图18是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中的燃烧模式映射的局部放大视图;
图19是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中的燃料喷射正时的视图;
图20A、20B和20C是在根据本发明的第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中的多喷射模式映射的视图;
图21是示出在根据本发明第二示例实施例的车辆阻尼控制系统中簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的簧载质量阻尼反馈执行条件确定例程的流程图;
图22是形式为控制块的视图,示出根据本发明第三示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式;
图23是示出如何在根据本发明第三示例实施例的车辆阻尼控制系统中计算紧接在模式切换之前的喷射量的视图;
图24是示出在根据本发明第三示例实施例的车辆阻尼控制系统中簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的簧载质量阻尼控制要求喷射量校正例程的流程图;
图25是形式为控制块的视图,示出根据本发明第四示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式;
图26A和26B是示出根据本发明第四示例实施例的车辆阻尼控制系统的簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正的视图;
图27是示出在根据本发明第四示例实施例的车辆阻尼控制系统中簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的簧载质量阻尼控制要求喷射量校正例程的流程图;
图28是形式为控制块的视图,示出根据本发明第五示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式;
图29是示出在根据本发明第五示例实施例的车辆阻尼控制系统中由簧载质量阻尼要求驱动力输出部分执行的过程的过程图;
图30是形式为控制块的视图,示出根据本发明第六示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式;
图31是示出在根据本发明第六示例实施例的车辆阻尼控制系统中如何由簧载质量阻尼要求驱动力输出部分计算模式的流程图;以及
图32是示出在根据本发明第六示例实施例的车辆阻尼控制系统中在模式X和模式Y之间的切换的视图。
具体实施方式
将在下面参考附图来更加详细地描述根据本发明的车辆阻尼控制系统的示例实施例。附带说一句,本发明不受这些示例实施例限制。此外,在下面描述的示例实施例的构成元件包括能够容易地由本领域技术人员或者基本类似的元件替代的元件。
图1是示意性地示出已经应用根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的车辆的实例结构的框图。图2是形式为控制块的视图,示出根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式。图3是示出在根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统中抑制的车辆主体振动的状态变量的视图。图4和5是在根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统中假设车辆主体振动的动力学运动模型的实例的示意图。图6是根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的运行范围确定映射的一个实例的视图。图7是示出根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的协调控制的实例的流程图。图8和9是根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的运行范围确定映射的其他实例的视图。图10是示出根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的协调控制的另一实例的流程图,并且图11是示意性地示出已经应用根据本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统的车辆的另一实例结构的框图。
如在图1中所示,根据第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101被应用于车辆10,所述车辆10提供有作为用于行驶的动力源的动力源21。附带说一句,图1所示的车辆10被描述为使用发动机,诸如汽油发动机、柴油发动机或者LPG发动机作为动力源21。然而,与将在以后描述的图11所示的车辆10A类似,车辆10还可以使用电动机,或者与电动机一起的发动机。即,车辆阻尼控制系统101还可以被应用于所谓的混合动力车辆10A。
此外,已经应用根据第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101的车辆10具有在车辆10沿其行进的方向上被朝前安装的动力源21,并且是其中驱动轮是左和右后轮,即,轮子30RL和30RR的后轮驱动车辆。附带说一句,在其中安装车辆10的动力源21的位置不限于朝前。即,车辆10的动力源21还可以被朝后或者在中心安装。此外,车辆的驱动配置不仅限于后轮驱动。即,车辆10还可以是前轮驱动车辆或者四轮驱动车辆。
此外,如在图1中所示,根据这个第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101被形成为内置于将在以后描述的电子控制单元(ECU)50中。即,车辆阻尼控制系统101被描述为与ECU 50一起地形成,但是本发明不限于此。即,车辆阻尼控制系统101还可以被形成为与ECU 50分开并且被连接到ECU 50。
在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制系统101执行通过控制动力源21而抑制车辆10中的簧载质量振动的所谓的簧载质量阻尼控制(即,阻尼控制)。在车辆10中的簧载质量振动在这里指的是例如当振动源是道路表面时,根据道路表面中的凹陷和隆起,由于从道路表面到作为车辆10的左和右前轮的轮子30FL和30FR和作为车辆10的左和右后轮的轮子30RL和30RR的输入,经由悬架在车辆10的主体中产生的振动的、1到4Hz的振动(根据车辆类型和结构显著地不同出现的频率成分;接近1.5Hz的频率成分在很多车辆中是普遍的)。在车辆10中的这个簧载质量振动包括在车辆10的俯仰方向上的分量和/或在车辆10的弹跳方向(即,竖直方向)上的分量。这里描述的簧载质量阻尼抑制车辆10中的簧载质量振动。
当根据从道路表面到作为车辆10的左和右前轮的轮子30FL和30FR以及作为车辆10的左和右后轮的轮子30RL和RR的输入例如具有在1到4Hz的范围中,或者更加具体地接近1.5Hz的频率成分的振动在车辆10的俯仰方向或者弹跳方向(即,竖直方向)上发生时,车辆阻尼控制系统101通过调节轮子(即,当行驶时的驱动轮)施加到道路表面的轮子扭矩(即,在轮子和轮子接触道路表面之间施加的扭矩)而抑制该振动,这是通过控制动力源21使得它输出反相位驱动扭矩(驱动力)而完成的。即,车辆阻尼控制系统101通过在作为向道路表面传递驱动扭矩的驱动轮的轮子30RL和30RR中、通过控制动力源21的动力、即驱动扭矩而执行产生阻尼扭矩,即抑制簧载质量振动的轮子扭矩的轮子扭矩控制而抑制振动。在由车辆阻尼控制系统101执行的阻尼控制中,通过向轮子30RL和30RR施加这个阻尼扭矩,簧载质量振动被抑制。
结果,车辆阻尼控制系统101为驾驶员和用于乘客等的乘坐舒适度改进了运行稳定性。此外,由动力源21产生的动力的这种控制,即通过动力控制的阻尼控制,通过调节产生振动的力的源抑制振动能量的产生,而非通过类似由悬架实现的阻尼控制地将其吸收而抑制振动能量的产生。因此,阻尼作用是相对快速的,并且能量效率是良好的。此外,利用通过动力控制的阻尼控制,控制目标集中于动力源的动力(即,驱动扭矩)上,从而控制是相对易于调节的。
如在图1中所示,已经应用车辆阻尼控制系统101的车辆10具有作为左和右前轮的轮子30FL和30FR以及作为左和右后轮的轮子30RL和30RR。此外,车辆10具有由驾驶员运行的加速器踏板60以及探测驾驶员的加速器运行的要求值,即作为加速器踏板60的按压量的加速器踏板按压量θa,并且向ECU 50输出示出加速器踏板按压量θa的电信号的加速器踏板传感器70。车辆10还具有被以各种众所周知的配置中的任何一种安装的、响应于加速器运行、即驾驶员的加速器踏板60的踩下运行而向轮子30RL和30RR施加驱动力的驱动设备20。在图中所示的实例中,这个驱动设备20被构造成使得由动力源21产生的动力(即,驱动扭矩)经由变速器(例如,包括扭矩变换器等)22和差动齿轮单元23等而被传递到轮子30RL和30RR。附带说一句,虽然在这里未示出,但是正如各种众所周知的车辆中的任何一种那样,车辆10还设置有在每一个轮子中产生制动力的制动装置以及用于控制前轮或者前轮和后轮的转向角度的转向设备。
驱动设备20的运行由还用作车辆阻尼控制系统101的ECU 50来控制。ECU 50可以包括驱动电路和微型计算机,该微型计算机具有众所周知的、经由双向公用总线而全部被连接到一起的CPU、ROM、RAM和输入/输出端口装置。作为对应于动力源21的运行环境,被设置在车辆10中的未示出的换档位置设备的换档位置,并且如果变速器22是具有多个齿轮速度的变速器,则是变速器22的齿轮速度的参数等,ECU50接收各种信号,包括来自被设置在轮子30FL、30FR、30RL和30RR中的每一个之上的轮子速度传感器40i(i=FL、FR、RL、RR)的、表示轮子速度Vwi(i=FL、FR、RL、RR)的信号、以及表示发动机速度(即,动力源21的输出旋转速度;作为动力源21的电动机的输出轴的旋转速度是电动机)Er的、来自被设置在车辆10的各种部件上的传感器的信号、变速器22的输出旋转速度Dr、加速器踏板按压量θa,并且如果动力源21是汽油发动机,则冷却剂温度、进气空气温度、进气空气压力、大气压力、节流阀开度、燃料喷射量、燃料喷射正时以及点火正时等(或者如果动力源21是电动机,则供应电流的量和蓄电池的荷电状态SOC等)。附带说一句,除了这些信号,ECU 50还接收用于获得对于将在这个第一示例实施例的车辆10中执行的各种控制而言所必要的各种参数的各种探测信号。
如在图2中所示,ECU 50包括例如还通过基于驾驶员要求扭矩Te等控制动力源21的运行,或者更加具体地由动力源21产生的动力而用作驱动控制设备的车辆阻尼控制系统101、以及控制未示出的制动装置的运行的制动控制设备102。附带说一句,在这个第一示例实施例中,驱动力控制设备被形成为内置于车辆阻尼控制系统101中,但是本发明不限于此。即,驱动力控制设备可以被形成为与ECU 50分开并且被连接到ECU 50。类似地,制动控制设备102还可以被形成为与ECU50分开并且被连接到ECU 50。
如在图2中所示,制动控制设备102从每一个轮子速度传感器40FL、40FR、40RL和40RR接收形式为相继地每次当每一个轮子30FL、30FR、30RL和30RR旋转预定量时产生的脉冲的电信号。制动控制设备102通过测量在输入的脉冲信号相继地到达之前的时间间隔计算每一个轮子的旋转速度(在下文中,还被简单地称作“轮子旋转速度”)ωi(i=FL、FR、RL、RR),然后通过将每一个轮子ωi的该旋转速度乘以轮子半径r而计算每一个轮子的轮子速度(在下文中,还被简单地称作“轮子速度”)Vwi。在这个第一示例实施例中,制动控制设备102向车辆阻尼控制系统101(即,在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制部分104)输出与每一个轮子30FL、30FR、30RL和30RR相对应的轮子速度VwFL、VwFR、VwRL和VwRR的平均值r×ω。附带说一句,从轮子旋转速度到轮子速度的计算还可以由车辆阻尼控制系统101来执行。在此情形中,从制动控制设备102向车辆阻尼控制系统101输出轮子旋转速度。
此外,制动控制设备102可以执行众所周知的诸如ABS控制、VSC(车辆稳定性控制)和TRC(牵引控制)的自动制动控制。即,制动控制设备102可以抑制在轮子30FL、30FR、30RL和30RR和道路表面之间的摩擦力(即,轮子30FL、30FR、30RL和30RR的横向力和纵向力的矢量和)变得过度并且超过阀值,或者控制滑移比或者在轮子上的纵向力以抑制车辆10的行为由于轮子30FL、30FR、30RL和30RR的摩擦力超过该阀值而劣化。可替选地,制动控制设备102还可以被形成为意在通过集成ABS控制、VSC、TRC、轮子30FL、30FR、30RL和30RR的滑移比控制和转向控制等而稳定车辆10的行为的VDIM(车辆动态集成管理)的一部分。
这里,在自动制动控制(例如,ABS控制、VSC、TRC、VDIM)中,制动控制设备102可以改变并且控制由动力源21产生的动力以便控制车辆10的行为,即,以便通过改变该行为而主动地控制车辆10的行为,使得它变得稳定。在这个第一示例实施例中,当基于自动制动控制执行驱动力控制以改变并且控制车辆10的行为时,制动控制设备102例如改变驾驶员要求扭矩Te。即,制动控制设备102还用作车辆行为控制部分。当基于自动制动控制来改变驾驶员要求扭矩Te时,制动控制设备102向还用作驱动控制设备的车辆阻尼控制系统101输出由此动力源21的驱动扭矩能够改变车辆10的行为使得它变得稳定的制动扭矩校正量。这里,从制动控制设备102向车辆阻尼控制系统101输出的制动扭矩校正量被加到或者被从已经将在以后描述的要求扭矩计算部分103a中计算的驾驶员要求扭矩Te减去。结果,基于制动扭矩校正量,驾驶员要求扭矩Te被改变(即,被校正和调节)使得车辆10的行为改变并且受到控制,并且从控制命令确定部分103c向动力源21输出表示作为通过改变驾驶员要求扭矩Te而获得的要求扭矩的最终要求扭矩的控制命令。附带说一句,当基于自动制动控制来控制由动力源21产生的驱动扭矩以便改变并且控制车辆10的行为时,制动控制设备102还可以计算加速器踏板按压量θa。在此情形中,向车辆阻尼控制系统101的要求扭矩计算部分103a输出计算出的加速器踏板按压量θa。
作为驱动控制设备,如在图2中所示,车辆阻尼控制系统101基于作为表示驾驶员对于车辆10要求的驱动力的值的加速器踏板按压量θa来确定作为驾驶员要求的驱动设备20的动力源21的驱动扭矩的驾驶员要求扭矩(即,对应于要求驱动力的扭矩)Te。然后车辆阻尼控制系统101基于通过对用作用于控制的基础的这个驾驶员要求扭矩Te执行各种改变(校正和调节)获得的最终要求扭矩,向动力源21输出控制命令。向驱动设备20的动力源21输出的控制命令是包括将被输入到动力源21以便将作为控制目标的、动力源21的驱动扭矩调节为最终要求扭矩,换言之,调节被施加到将在以后描述的轮子30RL和30RR的阻尼扭矩的运行量的命令。在这个控制命令中包括的动力源21的运行量例如,如果动力源21是汽油发动机,则是与最终要求扭矩相对应的点火正时或者节流阀开度,如果动力源21是柴油发动机,则是对应于最终要求扭矩的燃料喷射量,以及如果动力源21是电动机,则是对应于最终要求扭矩的供应电流的量。
然后在这个车辆阻尼控制系统101中,为了执行控制以通过控制动力源21的驱动扭矩而抑制在车辆10的俯仰方向上的振动和在弹跳方向上的振动,即,作为用于抑制簧载质量振动的控制的阻尼控制,车辆阻尼控制系统101基于作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩,或者更加具体地,作为通过阻尼控制所要求的轮子扭矩的阻尼扭矩来校正作为驾驶员要求的驱动扭矩的驾驶员要求扭矩Te,或者基于表示阻尼扭矩的阻尼控制命令来校正表示驾驶员要求扭矩Te的控制命令,然后向驱动设备20的动力源21输出与作为通过校正驾驶员要求扭矩Te而获得的要求扭矩的最终要求扭矩相对应的控制命令。
如在图2中所示,在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制系统101包括驱动控制部分103和车辆阻尼控制部分104。
驱动控制部分103包括要求扭矩计算部分103a、加法器103b和控制命令确定部分103c。要求扭矩计算部分103a根据适当的众所周知的方法、基于加速器踏板按压量θa来计算驾驶员要求扭矩Te。加法器103b利用与作为由车辆阻尼控制部分104计算的、在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩相对应的阻尼扭矩校正量Tx来校正由要求扭矩计算部分103a计算的驾驶员要求扭矩Te。即,加法器103b基于阻尼扭矩来校正由要求扭矩计算部分103a计算的驾驶员要求扭矩Te。控制命令确定部分103c与通过根据阻尼扭矩、利用阻尼扭矩校正量Tx校正驾驶员要求扭矩Te而获得的最终要求扭矩相对应地产生用于动力源21的控制命令,然后向动力源21的、未示出的各种控制器输出该产生的控制命令。即,在利用要求扭矩计算部分103a将加速器踏板按压量θa转换为驾驶员要求扭矩Te之后,驱动控制部分103利用加法器103b、通过基于阻尼扭矩校正(调节)驾驶员要求扭矩Te而计算最终要求扭矩,然后利用控制命令确定部分103c将这个最终要求扭矩转换为用于驱动设备20的控制命令,并且向驱动设备20输出这个控制命令。
车辆阻尼控制部分104设定与作为在用于执行阻尼控制以通过控制动力源21而抑制车辆10中的簧载质量振动的阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩相对应的阻尼扭矩校正量Tx。
在这个车辆阻尼控制部分104中,(1)从在轮子和道路表面之间施加的力获得轮子的轮子扭矩、(2)获得俯仰/弹跳振动状态的数量,并且(3)计算抑制俯仰/弹跳振动状态的数量的、用于轮子扭矩的校正量并且基于这个计算校正量来校正要求扭矩或者控制命令。在这个第一示例实施例中,关于(1)中的轮子扭矩,作为从制动控制设备102接收的、与振动相关的实际测量值基于轮子的轮子速度(或者轮子的轮子旋转速度)来计算轮子扭矩估计值,但是本发明不限于此。关于轮子扭矩,还可以基于发动机速度来计算轮子扭矩估计值。轮子扭矩还可以是来自能够在车辆10行驶时直接地探测轮子扭矩的值的传感器,诸如轮子扭矩传感器或者轮子六分量量计的、实际上在轮子处产生的轮子扭矩的探测值。在(2)中的俯仰/弹跳振动状态数量被描述成根据车辆10中的车辆主体振动的运动模型来计算,但是本发明不限于此。即,关于俯仰/弹跳振动状态的数量,还可以使用来自诸如俯仰/弹跳传感器、G传感器或者探测悬架的压缩量的传感器的各种传感器中的任何一个的探测值作为与振动相关的实际测量值。即,在这个第一示例实施例中,通过如将在以后描述的、至少基于车辆10的轮子的轮子速度的反馈控制,阻尼扭矩被设定为与振动相关的实际测量值。然而,本发明不限于此。即,与振动相关的实际测量值还可以直接地由传感器探测并且可以基于与该振动相关的这个实际测量值来设定用于抑制振动的阻尼扭矩。在过程(1)到(3)中实现了在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制系统101。
在车辆10中,当基于驾驶员的加速器来运行,即基于驾驶员关于驱动力的请求来运行驱动设备20,使得轮子扭矩的波动发生,在垂直于车辆主体的重心Cg的方向上(即,在方向z上)的弹跳振动(即,在弹跳方向上的振动)和围绕车辆主体的重心在俯仰方向上(方向θ)的俯仰振动(即,在俯仰方向上的振动)可以在图3中示出的车辆10的主体中产生。此外,当车辆10行进时当外部力或者扭矩(即,干扰)由于道路表面上的凹陷和隆起而被从道路表面施加到车辆10的轮子30FL、30FR、30RL和30RR时,该干扰被传递到车辆10并且可以如预期地在车辆主体中引起俯仰/弹跳振动。
因此,车辆阻尼控制部分104创建在车辆10的主体中的俯仰/弹跳振动的动力学运动模式,并且计算车辆主体振动的状态变量,即,当在运动模型中输入与驾驶员要求的驱动力相对应的驾驶员要求扭矩Te(即,在该驾驶员要求扭矩Te已经被转换成轮子扭矩之后的值)和当前轮子扭矩(即,其估计值)时车辆主体的位移z和θ以及那些位移的变化率dz/dt和dθ/dt。然后,驱动设备20的动力源21的动力受到控制并且驱动扭矩得以调节(即,驾驶员要求扭矩)或者对应于驾驶员要求扭矩的控制命令被校正使得从该模型获得的状态变量收敛于0,即,使得俯仰/弹跳振动能够受到抑制。
如在图2中所示,车辆阻尼控制部分104包括前馈控制部分104a、反馈控制部分104b以及驱动扭矩转换部分104c。这里,车辆阻尼控制部分104通过与相对于车辆10基于驾驶员要求扭矩(即,要求驱动力)的前馈控制相结合地基于车辆10的轮子的轮子速度执行反馈控制而设置作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩。
前馈控制部分104a具有所谓的最优调节器的结构,并且包括轮子扭矩转换部分104d、运动建模部分104e以及FF二次调节器部分104f。在前馈控制部分104a中,已经被轮子扭矩转换部分104d转换成轮子扭矩的驾驶员要求扭矩Te的值(即,驾驶员要求轮子扭矩Two)被输入到用于车辆10的主体中的俯仰/弹跳振动的运动建模部分104e。在前馈控制部分104a中,由运动建模部分104e计算车辆10的状态变量相对于输入扭矩的响应,并且由FF二次调节器部分104f基于将在以后描述的预定增益K,作为使那些状态变量最小化的、用于驾驶员要求轮子扭矩Two的校正量而计算FF系统阻尼扭矩校正量U×FF。这个FF系统阻尼扭矩校正量U×FF是相对于动力源21、基于驾驶员要求扭矩Te(即,要求驱动力)的、由前馈控制系统设定的、在阻尼控制中的FF控制量。
反馈控制部分104b也具有所谓的最优调节器的结构。这里,反馈控制部分104b包括轮子扭矩估计部分104g、也由前馈控制部分104a使用的运动建模部分104e以及FB二次调节器部分104h。在这个反馈控制部分104b中,由轮子扭矩估计部分104g如将在以后描述的、基于轮子速度的平均值r×ω来计算轮子扭矩估计值Tw。这个轮子扭矩估计值Tw作为干扰输入而被输入到运动建模部分104e。附带说一句,这里,前馈控制部分104a的运动建模部分与反馈控制部分104b的运动建模部分相同,使得运动建模部分104e被用于这两者。然而,可替选地,可以提供单独的运动建模部分。在反馈控制部分104b中,由运动建模部分104e计算车辆10的状态变量相对于输入扭矩的响应,并且由FB二次调节器部分104h、基于将在以后描述的预定增益K,将FB系统阻尼扭矩校正量U×FB计算作为使那些状态变量最小化的、用于驾驶员要求轮子扭矩Two的校正量。这个FB系统阻尼扭矩校正量U×FB是基于根据从道路表面到车辆10的轮子30FL、30FR、30RL和30RR的输入的外部力或者扭矩(即,干扰)而由反馈控制系统根据轮子速度的变化量设定的、在阻尼控制中的FB控制量。
在车辆阻尼控制部分104中,作为来自前馈控制部分104a的FF控制量的FF系统阻尼扭矩校正量U×FF以及作为来自反馈控制部分104b的FB控制量的FB系统阻尼扭矩校正量U×FB被输出到加法器104i。FF系统阻尼扭矩校正量U×FF和FB系统阻尼扭矩校正量U×FB然后被加法器104i加到一起以计算作为在阻尼控制中的总控制量的阻尼扭矩。在这个车辆阻尼控制部分104中,这个阻尼扭矩被转换成阻尼扭矩校正量Tx,这是在它已经被驱动扭矩转换部分104c转换成驱动设备20的驱动扭矩的单位,即驾驶员要求扭矩Te的单位之后的值。然后车辆阻尼控制部分104向加法器103b输出该阻尼扭矩校正量Tx。即,车辆阻尼控制系统101通过基于使用动力学运动模型而获得的阻尼扭矩校正量Tx校正驾驶员要求扭矩Te而将驾驶员要求扭矩Te改变为能够产生阻尼扭矩(即,轮子扭矩)以抑制在轮子30RL和30RR中的簧载质量振动的最终要求扭矩(即,驱动扭矩)。
相应地,车辆阻尼控制系统101能够通过阻尼控制、基于作为驾驶员对于动力源21要求的驱动扭矩的驾驶员要求扭矩Te以及作为在阻尼控制中的控制量和在轮子30RL和30RR处要求的轮子扭矩的、对应于阻尼扭矩的阻尼扭矩校正量Tx而调节由动力源21产生的最终要求扭矩。结果,能够在轮子30RL和30RR中产生驾驶员要求轮子扭矩之后产生抑制簧载质量振动的阻尼扭矩。即,车辆阻尼控制系统101能够通过执行阻尼控制以产生通过控制由被设置在车辆10中的动力源21产生的动力而抑制在作为传递动力的驱动轮的轮子30RL和30RR中的簧载质量振动的阻尼扭矩,并且通过控制动力源21的输出扭矩(即,驱动扭矩)而改变轮子30RL和30RR的轮子扭矩而抑制在车辆主体中产生的振动。
附带说一句,在通过利用加法器103b、利用阻尼扭矩校正量Tx校正该驾驶员要求扭矩Te将驾驶员要求扭矩Te改变为最终要求扭矩(即,驱动扭矩)之后,车辆阻尼控制系统101利用校正的命令确定部分103c将最终要求扭矩转换成包括动力源21的运行量(诸如对应于最终要求扭矩的点火正时或者节流阀开度,如果动力源21是汽油发动机,对应于最终要求扭矩的燃料喷射量,如果动力源21是柴油发动机以及对应于最终要求扭矩的供应电流量,如果动力源21是电动机等)的控制命令以实现这个最终要求扭矩,并且向动力设备20的动力源21输出该控制命令。然而,本发明不限于此。例如,在加法器103b之前的步骤中,在计算包括用于实现驱动要求扭矩Te的、动力源21的运行量的控制命令以及计算包括用于实现对应于阻尼扭矩校正量Tx的驱动扭矩的、动力源21的运行量的阻尼控制命令之后,车辆阻尼控制系统101还可以利用加法器103b、利用在阻尼控制命令中包括的动力源21的运行量来校正在控制命令中包括的动力源21的运行量,然后将经校正的运行量转换成最终控制命令,并且向驱动设备20的动力源21输出这个最终控制命令。此外,在此情形中,在阻尼控制中的控制量是是阻尼控制在轮子30RL和30RR处要求的轮子扭矩的阻尼扭矩。然而,在阻尼控制中的控制量还可以是通过将阻尼扭矩转换成驱动设备20的驱动扭矩的单位而获得的阻尼扭矩校正量Tx或者通过利用阻尼扭矩校正量Tx校正驾驶员要求扭矩Te而获得的最终要求扭矩。
这里,在车辆阻尼控制系统101的阻尼控制中,如上所述,假设车辆10的主体的俯仰方向和弹跳方向的动力学运动模型,驾驶员要求轮子扭矩Two和轮子扭矩估计值Tw(即,干扰)已经被输入其中的弹跳方向或者俯仰方向的状态变量的状态方程得以形成。然后从该状态方程使用最优调节器理论确定使得俯仰方向和弹跳方向的状态变量成为0的输入(即,阻尼扭矩),并且基于所获得的阻尼扭矩来校正驾驶员要求扭矩Te。
车辆10的主体的弹跳方向或者俯仰方向的这个动力学运动模型的实例是如下模型,其中车辆主体被视为质量M和惯性力矩I的刚性主体S,并且这个刚性主体S由具有弹性模量kf和衰减率cf的前轮悬架以及具有弹性模量kr和衰减率cr的后轮悬架支撑,如在图4中所示(即,是车辆10的主体的簧载质量振动模型)。在此情形中,在车辆主体的重心Cg处沿着弹跳方向的运动方程(沿着弹跳方向的动力学运动模型)和在车辆重心Cg处沿着俯仰方向的运动方程(沿着俯仰方向的动力学运动模型)可以如在以下表达式1中所示。
[表达式1]
M d 2 z dt 2 = - kf ( z + Lf · θ ) - cf ( dz dt + Lf · dθ dt ) - kr ( z - Lr · θ ) - cr ( dz dt - Lr · dθ dt ) . . . ( 1 a )
I d 2 θ dt 2 = - Lf { kf ( z + Lf · θ ) + cf ( dz dt + Lf · dθ dt ) } + Lr { kr ( z - Lr · θ ) + cr ( dz dt - Lr · dθ dt ) } + h r · T . . . ( 1 b )
在表达式1中,Lf和Lr分别地代表从重心Cg到前轴和后轴的距离,并且r代表轮子半径。此外,h代表从道路表面到重心Cg的高度。附带说一句,在表达式(1a)中,第一和第二项是来自前轴的力的分量,并且第三和第四项是来自后轴的力的分量。此外,在表达式(1b)中,第一项是来自前轴的力的力矩分量,并且第二项是来自后轴的力的力矩分量。此外,在表达式(1b)中的第三项是由围绕车辆主体的重心在驱动轮处产生的轮子扭矩T(=Two,Tw)施加的力的力矩分量。
利用车辆10的主体的位移z和θ和那些位移的变化率dz/dt和dθ/dt作为状态变量矢量X(t),表达式(1a)和(1b)能够被以如在以下表达式(2a)中所示(线性系统的)状态方程的形式重写。
dX(t)/dt=A×X(t)+B×u(t)  (2a)
在以上表达式(2a)中,X(t)、A和B如以下所示。
[表达式2]
X ( t ) = z dz / dt θ dθ / dt , A = 0 1 0 0 a 1 a 2 a 3 a 4 0 0 0 1 b 1 b 2 b 3 b 4 , B = 0 0 0 p 1
在矩阵A中的元素a1到a4和b1到b4是分别地通过组合在表达式(1a)和(1b)中的z、θ、dz/dt和dθ/dt的系数而获得的,使得a1=-(kf+kr)/M、a2=-(cf+cr)/M、a3=-(kf×Lf-kr×Lr)/M、a4=-(cf×Lf-cr×Lr)/M、b1=-(Lf×kf-Lr×kr)/I、b2=-(Lf×cf-Lr×cr)/I、b3=-(Lf2×kf+Lr2×kr)/I、b4=-(Lf2×cf+Lr2×cr)/I。此外,u(t)等于T(即,u(t)=T)并且是由以上状态方程(2a)表达的系统的输入。相应地,根据以上表达式(1b),在矩阵B中的元素p1等于h/(I×r)(即,p1=h/(I×r))。
如果在以上状态方程(2a)中
u(t)=-K×X(t)(2b),则状态方程(2a)变成
dX(t)/dt=(A-BK)×X(t) (2c)
因此,当X(t)的初始值X0(t)被设定为X0(t)=(0,0,0,0)(假设在输入扭矩之前不存在任何振动)并且状态变量矢量X(t)的微分方程(表达式2c)得以求解时,通过确定使得X(t)即沿着弹跳方向和俯仰方向的位移及其时间变化率成为0的增益K而确定抑制弹跳/俯仰振动的阻尼扭矩u(t)。
能够使用所谓的最优调节器的理论来确定增益K。已知的是,根据这个理论,当具有二次形式
J=∫(XTQX+uTRu)dt(3a)的评估函数(带有从0到无穷大的积分范围)的值被最小化时,在状态方程(2a)中X(t)稳定地收敛并且根据K=R-1×BT×P应用使评估函数J最小化的矩阵K。
这里,P是Riccardi方程
-dP/dt=ATP+PA+Q-PBR-1BTP的解。
这个Riccardi方程能够利用在线性系统领域中的任何已知方法求解。由此,增益K能够得以确定。
附带说一句,在评估函数J和Riccardi方程中的Q和R分别地是半正定对称矩阵和正定对称矩阵,它们被任意地设定并且是由系统设计者确定的评估函数J的加权矩阵。例如,当这里在运动模型中的Q和R是
[表达式3]
Q = 1 0 0 0 0 10 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 10 2 , R = ( 1 )
等,并且在状态变量矢量的分量之中的指定分量(诸如dz/dt和dθ/dt)的范数(幅度)被设定成大于在表达式(3a)中的其他分量(诸如z和θ)的范数时,其中范数被更大地设定的分量比其他分量更加稳定地收敛。此外,当分量Q的值增加时,瞬态特征值、即状态变量矢量的值快速地收敛于稳定值上,并且当R的值增加时,消耗能量降低。这里,对应于前馈控制部分104a的增益可以不同于对应于反馈控制部分104b的增益K。例如,对应于前馈控制部分104a的增益K可以是对应于如由驾驶员感觉到的加速感的增益,并且对应于反馈控制部分104b的增益K可以是对应于响应性或者驾驶员的感觉的增益。
在车辆阻尼控制部分104的实际簧载质量阻尼控制中,如在图2中的框图中所示,通过在运动建模部分104e中使用扭矩输入值,求解表达式(2a)中的微分方程而计算状态变量矢量X(t)。接着,作为利用FF二次调节器部分104f和FB二次调节器部分104h、为了如上所述地最小化状态变量矢量X(t)或者使其成为0而确定的增益K乘以作为运动建模部分104e的输出的状态变量矢量X(t)的乘积的值u(t),即,FF系统阻尼扭矩校正量U×FF和FB系统阻尼校正量U×FB,在驱动扭矩转换部分104c中被转换成动力源21的驾驶员要求扭矩Te的单位,即,动力源21的驱动扭矩的单位,并且驾驶员要求扭矩Te在加法器103b中得以校正。由表达式(1a)和(1b)表达的系统是共振系统,并且相对于给定输入的状态变量矢量X(t)的值本质上仅仅是系统固有频率的分量。因此,通过利用u(t)校正驾驶员要求扭矩Te(即,其转换值),驾驶员要求扭矩Te的系统的固有频率的分量,即,在车辆10的主体中引起俯仰/弹跳振动的分量,能够被校正,由此抑制在车辆10的主体中的该俯仰/弹跳振动。当在对应于驾驶员要求的驱动力的驾驶员要求扭矩Te中的系统固有频率的分量被消除时,在对应于输出到动力源21的驾驶员要求扭矩Te的控制命令中的系统的固有频率的分量仅仅是-u(t),使得来自Tw(即,干扰)的振动收敛。
附带说一句,在运动建模部分104e中使用的动力学运动模型的参数被存储在车辆阻尼控制系统101中。例如,诸如M、I、Lf、Lr、h、r、kf、cf、kr和cr的参数被存储在车辆阻尼控制系统101中并且当计算FF系统阻尼扭矩校正量U×FF和FB系统阻尼扭矩校正量U×FB时被使用。
附带说一句,除了图4所示的结构,对于在前轮和后轮上的轮胎的弹簧弹性加以考虑的模型(在车辆10的主体中的簧载质量/非簧载质量振动的模型)还可以被用于例如车辆10的主体的弹跳方向和俯仰方向的动力学运动模型,如在图5中所示。当在前轮上的轮胎具有弹性模量ktf并且在后轮上的轮胎具有弹性模量ktr时,车辆主体的重心Cg的弹跳方向的运动方程和车辆主体的重心Cg的俯仰方向的运动方程能够被写成如在以下表达式4中的表达式中所示。
[表达式4]
M d 2 z dt 2 = - kf ( z + Lf · θ - xf ) - cf ( dz dt + Lf · dθ dt - dxf dt )
- kf ( z - Lf · θ - xr ) - cr ( dz dt - Lr · dθ dt - dxr dt ) . . . ( 4 a )
I d 2 θ dt 2 = - Lf { kf ( z + Lf · θ - xf ) + cf ( dz dt + Lf · dθ dt - dxf dt ) } +
Lr { kr ( z - Lr · θ - xr ) + cr ( dz dt - Lr · dθ dt - dxr dt ) } + h r · T . . . ( 4 b )
mf d 2 xf dt 2 = kf ( z + Lf · θ - xf ) + cf ( dz dt + Lf · dθ dt - dxf dt ) + ktf · xf . . . ( 4 c )
mr d 2 xr dt 2 = kr ( z - Lr · θ - xr ) + cr ( dz dt - Lr · dθ dt - dxr dt ) + ktr · xr . . . ( 4 d )
在以上表达式4中,xf和xr分别地是前轮和后轮的非簧载质量位移量,并且mf和mr分别地是前轮和后轮的非簧载质量。利用z、θ、xf、xr及其时间微分值作为状态变量矢量,正如在图4中,表达式(4a)到(4d)形成如在以上表达式(2a)中所示的状态方程(其中矩阵A是八行和八列矩阵并且矩阵B是八行和一列矩阵)。能够根据最优调节器理论来确定使得状态变量矢量变成0的增益矩阵K。在车辆阻尼控制系统101中的实际阻尼控制正如它在图4中的那样。
这里,例如,扭矩传感器还可以被设置在轮子30FL、30FR、30RL和30RR中的每一个之中,并且在图2中的车辆阻尼控制部分104的反馈控制部分104b中作为干扰输入的轮子扭矩可以实际上得到探测。然而,在此情形中,可以使用在车辆10行进时从车辆10的另一可探测值由轮子扭矩估计部分104g估计的轮子扭矩估计值Tw。
例如能够使用从用于每一个轮子的轮子速度传感器获得的轮子旋转速度的平均值ω或者轮子速度的平均值r×ω的时间微分、根据以下表达式(5)估计或者计算这个轮子扭矩估计值Tw。
Tw=M×r2×dω/dt (5)
在以上表达式(5)中,M是车辆的质量,并且r是轮子半径。即,当在驱动轮接触道路表面的位置处产生的驱动力的总和等于车辆10的总驱动力M×G(G是加速度)时,轮子扭矩估计值Tw由以下表达式(5a)提供。
Tw=M×G×r (5a)
利用轮子速度r×ω的微分值,车辆的加速度G由以下表达式(5b)提供。
G=r×dω/dt (5b)
因此,能够如在以上表达式(5)中所示地估计轮子扭矩。
附带说一句,在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制部分104基于FF系统阻尼扭矩校正量,即基于对应于驾驶员要求的驱动力的驾驶员要求扭矩Te的、在前馈控制部分104a中的FF控制量和FB系统阻尼扭矩校正量,即基于车辆10的轮子的轮子速度的、在反馈控制部分104b中的FB控制量来设定阻尼扭矩。这个车辆阻尼控制部分104能够通过基于车辆10的运行状态校正FF系统阻尼扭矩校正量或者FB系统阻尼扭矩校正量而根据车辆10的运行状态来实现适当的阻尼控制。
这里,如上所述,在车辆阻尼控制部分104中,虽然前馈控制部分104a和反馈控制部分104b这两者使用运动建模部分104e,但是它们基本上被形成为分离的、独立的控制系统。在计算FF系统阻尼扭矩校正量和FB系统阻尼扭矩校正量之后,车辆阻尼控制部分104通过将FF系统阻尼扭矩校正量和FB系统阻尼扭矩校正量相加到一起而设定阻尼扭矩。因此,在实际上设定阻尼扭矩之前,车辆阻尼控制部分104能够建立各自地用于以及校正前馈控制部分104a的FF系统阻尼扭矩校正量和反馈控制部分104b的FB系统阻尼扭矩校正量的上限和下限。此外,结果,可以根据车辆10的状态容易地中断控制之一。
在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制部分104还具有被设置在前馈控制部分104a中的FF控制校正部分104k和FF控制增益设定部分104l以及在反馈控制部分104b中提供的FB控制校正部分104m和FB控制增益设定部分104n。车辆阻尼控制部分104利用FF控制校正部分104k和FF控制增益设定部分104l来校正FF系统阻尼扭矩校正量,并且利用FB控制校正部分104m和FB控制增益设定部分104n来校正FB系统阻尼扭矩校正量。即,车辆阻尼控制部分104根据车辆10的状态来设定用于FF系统阻尼扭矩校正量的FF控制增益,然后通过将这个FF控制增益乘以FF系统阻尼扭矩校正量而校正FF系统阻尼扭矩校正量,并且还根据车辆10的状态来设定用于FB系统阻尼扭矩校正量的FB控制增益,然后通过将这个FB控制增益乘以FB系统阻尼扭矩校正量而校正FB系统阻尼扭矩校正量。
FF控制校正部分104k位于FF二次调节器部分104f之后且在加法器104i之前。这个FF控制校正部分104k从FF二次调节器部分104f接收FF系统阻尼扭矩校正量U×FF,并且向加法器104i输出经校正的FF系统阻尼扭矩校正量U×FF。FF控制校正部分104k通过将这个FF控制增益K×FF乘以FF系统阻尼扭矩校正量U×FF而基于由FF控制增益设定部分104l设定的FF控制增益K×FF来校正FF系统阻尼扭矩校正量U×FF。然后,FF控制增益设定部分104l根据车辆10的运行状态来设定这个FF控制增益K×FF。即,通过利用FF控制增益设定部分104l根据车辆10的运行状态来设定FF控制增益K×FF,从FF二次调节器部分104f输入到FF控制校正部分104k的FF系统阻尼扭矩校正量U×FF通过FF控制校正部分104k、根据车辆10的运行状态来校正。附带说一句,FF控制校正部分104k也可以预先设定上限和下限以监视FF系统阻尼扭矩校正量U×FF使得它落入在上限和下限值之间的范围内。
FB控制校正部分104m位于FB二次调节器部分104h之后和加法器104i之前。这个FB控制校正部分104m从FB二次调节器部分104h接收FB系统阻尼扭矩校正量U×FB,并且向加法器104i输出经校正的FB系统阻尼扭矩校正量U×FB。FB控制校正部分104m通过将这个FB控制增益K×FB乘以该FB系统阻尼扭矩校正量U×FB而基于由FB控制增益设定部分104n设定的FB控制增益K×FB来校正FB系统阻尼扭矩校正量U×FB。然后,FB控制增益设定部分104n根据车辆10的运行状态来设定这个FB控制增益K×FB。即,通过利用FB控制增益设定部分104n、根据车辆10的运行状态设定FB控制增益K×FB,从FB二次调节器部分104h输入到FB控制校正部分104m的FB系统阻尼扭矩校正量U×FB通过FB控制校正部分104m、根据车辆10的运行状态来校正。附带说一句,FB控制校正部分104m也可以预先设定上限和下限以监视FB系统阻尼扭矩校正量U×FB使得它落入在上限和下限值之间的范围内。
在如上所述地构造的车辆阻尼控制系统101中,优选的是,例如通过借助于根据动力源21即发动机等的运行范围协调上述阻尼控制与诸如正常发动机控制的其他控制来控制动力源21,调节与产生阻尼扭矩的折衷而执行更加适当的阻尼控制。
因此,在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制系统101通过例如协调阻尼控制与和动力源21有关的其他控制而根据动力源21的运行状态执行适当的控制,这是通过根据动力源21的运行范围改变阻尼控制的控制模式而完成的。
更加具体地,如在图2中所示,在这个第一示例实施例中的车辆阻尼控制系统101提供有协调控制部分105。这个协调控制部分105根据动力源21的运行范围来改变阻尼控制的控制模式。
当动力源21在动力源21的不同运行范围之间的边界附近运行时,在这个第一示例实施例中的协调控制部分105改变阻尼控制的控制模式。更加具体地,协调控制部分105通过协调阻尼控制与其他控制以调节从通过控制动力源21产生阻尼扭矩的折衷而执行更加适当的阻尼控制,这是通过当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时改变阻尼控制的控制模式使得动力源21将在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行而完成的。
这里,动力源21的运行范围是至少根据动力源21的运行量来确定运行范围以便调节在阻尼控制中的控制量。例如协调控制部分105被提供成被连接到控制命令确定部分103c。当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时,协调控制部分105限制动力源21的运行量以改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行。
这里,在通过车辆阻尼控制系统101的阻尼控制中,在阻尼控制中的控制量是将被调节为对于抑制车辆10中的簧载质量振动而言理想的值的值,即将受到控制以抑制车辆10中的簧载质量振动的值。如上所述,在这个第一示例实施例的阻尼控制中的控制量是作为由阻尼控制在轮子30RL和30RR处要求的轮子扭矩的阻尼扭矩,但是它还可以是阻尼扭矩校正量Tx,或者通过利用阻尼扭矩校正量Tx校正驾驶员要求扭矩Te而获得的最终要求扭矩。
动力源21的运行量是实现作为在通过被输入到作为控制目标的动力源21而由动力源21使用的阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩(即,输出)的量。即,动力源21的运行量是用于经由作为控制目标的动力源21而调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的值。换言之,动力源21的运行量是被输入到动力源21以便将作为在由是控制目标的动力源21使用的阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩(即,实际值)调节为要求阻尼扭矩(即,目标值)的值。如上所述,在这个第一示例实施例中用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量例如是节流阀开度或者点火正时,如果动力源21是汽油发动机,是燃料喷射量,如果动力源21是柴油发动机,并且是供应电流量,如果动力源21是电动机。
这里,将描述其中动力源21是汽油发动机并且用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量是节流阀开度的情形,即,其中例如至少根据作为用于调节阻尼扭矩的、动力源21的运行量的节流阀开度来确定动力源21的运行范围的情形。
这里,动力源21的不同运行范围是其中能够在是动力源21的汽油发动机的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比不同的运行范围。更加具体地,动力源的不同运行范围例如是理论空气-燃料比运行范围和浓空气-燃料比运行范围。理论空气-燃料比运行范围是空气-燃料混合物的空气-燃料比是理论空气-燃料比的运行范围,而浓空气-燃料比运行范围是燃料量相对于氧量增加使得空气-燃料混合物的空气-燃料比具有比理论空气-燃料比更大的燃料比的运行范围。
图6是运行范围确定映射的一个实例的视图。这个运行范围确定映射是被预先修改以匹配提供有车辆阻尼控制系统101的每一个车辆10的映射,并且被存储在未示出的存储元件中。在图6中的运行范围确定映射中,水平轴代表对应于作为动力源21的发动机的发动机速度Er的速度,并且竖直轴代表作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量的节流阀开度。附带说一句,竖直轴还可以代表根据节流阀开度确定的发动机载荷。
如在图6中的实例中所示,基于对应于发动机速度和节流阀开度的预定运行范围来控制形成动力源21的汽油发动机的运行。在图6所示的运行范围确定映射中,例如第一范围是理论空气-燃料比运行范围并且第二范围是浓空气-燃料比运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即理论空气-燃料比运行范围中时执行空气-燃料比控制使得空气-燃料比变成理论空气-燃料比,并且当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即浓空气-燃料比运行范围中时执行空气-燃料比控制使得空气-燃料比变成浓空气-燃料比。
然后,协调控制部分105能够基于图6中的运行范围确定映射来确定动力源21是否在不同运行范围之间的边界附近运行。例如,基于图6中的运行范围确定映射,当i)由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合确定的动力源21的运行点在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内,或者ii)由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内时,协调控制部分105能够确定动力源21正在不同运行范围之间的边界附近运行。
这里,驾驶员要求节流阀开度是在利用阻尼扭矩校正量Tx对其校正之前对应于驾驶员要求扭矩Te的动力源21的运行量(即,驾驶员要求运行量)。阻尼要求节流阀开度是对应于阻尼扭矩校正量Tx的动力源21的运行量(即,阻尼要求运行量)。此外,阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和对应于作为对应于最终要求扭矩的动力源21的运行量的最终要求节流阀开度(即,最终要求运行量)。
然后,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入到第二范围,即,浓空气-燃料比运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了例如通过将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的需求以便满足有关车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时,车辆阻尼控制系统101能够协调动力源21的阻尼控制与空气-燃料比控制,并且因此通过限制用作动力源21的运行量的节流阀开度而执行适当的阻尼控制,并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行。
这里,当限制作为动力源21的运行量的最终节流阀开度时,协调控制部分105还可以通过建立用于作为阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的节流阀开度的上限和下限而限制最终节流阀开度。附带说一句,协调控制部分105不限于此。即,协调控制部分105还可以通过当设定阻尼扭矩校正量Tx时改变各种控制增益而通过限制阻尼扭矩、阻尼扭矩校正量Tx或者阻尼要求节流阀开度来限制最终节流阀开度。协调控制部分105还可以通过限制驾驶员要求节流阀开度而限制最终节流阀开度。此外,协调控制部分105还可以通过禁止阻尼控制自身,即通过将阻尼扭矩校正量Tx设定为0并且将阻尼要求节流阀开度设定为0而限制最终节流阀开度。
下面,将参考图7中的流程图来描述在根据第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101中的协调控制的实例。附带说一句,在每几个微秒到每几十个微秒的控制循环中反复地执行该控制例程。
车辆阻尼控制系统101的协调控制部分105基于来自各种传感器的探测信号、控制信号或者阻尼控制打开标志是打开还是关闭等来确定阻尼控制是否正被执行(S100)。如果确定没有正在执行阻尼控制(即,在S100中“否”),则协调控制部分105作为最终运行量(即,最终节流阀开度)原样地将对应于在来自控制命令确定部分103c的控制命令中包括的最终要求扭矩的运行量设定为动力源21并且然后控制动力源21(S106),在此之后协调控制部分105结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。附带说一句,这里,阻尼扭矩校正量Tx和阻尼要求节流阀开度这两者均是0。
如果确定阻尼控制正被执行(即,在S100中“是”),则协调控制部分105确定是否由当前速度和是驾驶员要求运行量的驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和作为阻尼要求运行量的阻尼要求节流阀开度和作为驾驶员要求运行量的驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内(S102)。
如果在步骤S102中的确定是“是”(即,在S102中“是”),则协调控制部分105然后建立上限以监视作为对应于在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括的最终要求扭矩的运行量的节流阀开度,使得由当前速度和是阻尼要求运行量的阻尼要求节流阀开度和作为驾驶员要求运行量的驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内(S104)。协调控制部分105将这个被监视的节流阀开度设定为最终节流阀开度,然后控制动力源21(S106),在此之后协调控制部分105结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。
如果在步骤S102中的确定是“否”(即,在S102中“否”),则协调控制部分105然后确定是否由当前速度和是驾驶员要求运行量的驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和是阻尼要求运行量的阻尼要求节流阀开度和作为驾驶员要求运行量的驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即理论空气-燃料比运行范围内(S108)。
如果在步骤S108中的确定是“是”(即,在S108中“是”),则协调控制部分105然后建立下限以监视作为对应于在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括的最终要求扭矩的运行量的节流阀开度,使得由当前速度和作为阻尼要求运行量的阻尼要求节流阀开度和作为驾驶员要求运行量的驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即浓空气-燃料比运行范围内(S110)。协调控制部分105将这个受到监视的节流阀开度设定为最终节流阀开度,然后控制动力源21(S106),在此之后协调控制部分105结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。
如果在步骤S108中的确定是“否”(即,在S108中“否”),则协调控制部分105原样地将对应于在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括的最终要求扭矩的运行量设定为最终运行量(即,最终节流阀开度),然后控制动力源21(S106),在此之后,协调控制部分105结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。
附带说一句,上述动力源21的不同运行范围不限于理论空气-燃料比运行范围和浓空气-燃料比运行范围。
例如,动力源21的不同运行范围可以是理论空气-燃料比运行范围和稀空气-燃料比运行范围。理论空气-燃料比运行范围是其中空气-燃料混合物的空气-燃料比是理论空气-燃料比的运行范围,而稀空气-燃料比运行范围是其中燃料量相对于氧量降低使得空气-燃料混合物的空气-燃料比具有比理论空气-燃料比更小的燃料比的运行范围。稀空气-燃料比运行范围是其中形成动力源21的汽油发动机在稀燃烧(即,稀燃)的情况下运行的稀燃烧(即,稀燃)运行范围,并且是尝试通过使得相对于氧气的燃料比小于在理论空气-燃料比的情形中的燃料比而改进在发动机中的排放性能、燃料效率和燃烧效率的运行范围。
图8是运行范围确定映射的另一个实例的视图。这个运行范围确定映射是被预先修改为匹配提供有车辆阻尼控制系统101的每一个车辆10的映射,并且被存储在未示出的存储元件中。在图8中的运行范围确定映射中,水平轴代表对应于作为动力源21的发动机的发动机速度Er的速度,并且竖直轴代表作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量的节流阀开度。附带说一句,竖直轴还可以代表根据节流阀开度而确定的发动机载荷。
在图8所示运行范围确定映射中,例如第一范围是稀空气-燃料比运行范围并且第二范围是理论空气-燃料比运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,执行空气-燃料比控制,使得当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即稀空气-燃料比运行范围中时空气-燃料比变成稀空气-燃料比,并且执行空气-燃料比控制,使得当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即理论空气-燃料比运行范围中时空气-燃料比变成理论空气-燃料比。
在此情形中,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即稀空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即理论空气-燃料比运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第一范围,即稀空气-燃料比运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即理论空气-燃料比运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即稀空气-燃料比运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即理论空气-燃料比运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了通过例如将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的要求以便满足关于车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,通过当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时限制用作动力源21的运行量的节流阀开度并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的空气-燃料比控制,并且因此执行适当的阻尼控制。
此外,动力源21的不同运行范围还可以是减缸运行范围和所有汽缸激活运行范围。减缸运行范围是其中在形成动力源21并且提供有根据运行状态而停止多个汽缸中的至少一个的运行的、所谓的可变汽缸系统的汽油发动机中的多个汽缸中的至少一个的运行停止的运行范围。这个减缸运行范围是尝试例如通过根据运行条件而停止多个汽缸中的至少一个的运行而改进发动机中的排放性能和燃料效率的运行范围。在另一方面,所有汽缸激活运行范围是其中形成动力源21的汽油发动机的所有的该多个汽缸均被运行的运行范围。这个所有汽缸激活运行范围是用于例如通过运行所有的该多个汽缸而确保在起步期间或者当加速等时有必要的动力性能的运行范围。附带说一句,减缸运行范围和所有汽缸激活运行范围还对应于在形成动力源21的汽油发动机中运行的汽缸的长度方向上的长度(即,在汽缸的轴向方向上的长度)的总和相互不同的范围的组合。
在此情形中,例如,在图8中所示的运行范围确定映射中,第一范围可以是减缸运行范围并且第二范围可以是所有汽缸激活运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,执行可变汽缸控制,使得当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即减缸运行范围中时多个汽缸中的至少一个的运行停止,并且执行可变汽缸控制,使得当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即所有汽缸激活运行范围中时所有的该多个汽缸均被运行。
在此情形中,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即减缸运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即所有汽缸激活运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第一范围,即减缸运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即所有汽缸激活运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即减缸运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即所有汽缸激活运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了通过例如将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的要求以便满足关于车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,通过当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时限制用作动力源21的运行量的节流阀开度并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的可变汽缸控制,并且因此执行适当的阻尼控制。此外,通过协调阻尼控制与动力源21的可变汽缸控制,除了执行适当的阻尼控制,车辆阻尼控制系统101能够抑制特定汽缸多于必要地被反复地运行和停止,并且因此能够抑制所谓的NV性能(即,噪声和振动性能)的降低。
此外,动力源21的不同运行范围还可以例如是其中在用作动力源21的汽油发动机中的进气空气的状态不同的运行范围。更加具体地,例如作为其中汽油发动机的进气空气的状态不同的运行范围,动力源21的不同运行范围可以是关闭进气空气流量控制阀运行范围和打开进气空气流量控制阀。关闭进气空气流量控制阀运行范围是其中在形成动力源21并且具有被提供在进气通道中的进气空气流量控制阀(即,进气空气流量阀)的汽油发动机中进气空气流量控制阀被关闭的运行范围。在另一方面,打开进气空气流量控制阀运行范围是其中进气空气流量控制阀打开的运行范围。
这里,被提供在进气通道中的进气空气流量控制阀是通过改变被引入到形成动力源21的发动机的燃烧室中的进气空气的流量而形成湍流的阀门,这是通过打开和关闭进气空气流量控制阀而实现的。滚流控制阀(TCV)或者涡流控制阀(SCV)是这种进气空气流量控制阀的实例。滚流控制阀能够通过使得它的开度(即,进气空气能够通过其在进气通道中经过的通道的截面面积)是相对小的而使得相对强地在燃烧室中产生滚流流动。涡流控制阀能够通过使得它的开度是相对小的而使得相对强地在燃烧室中产生涡流流动。上述关闭进气空气流量控制阀运行范围通常是通过通过使得阀门的开度相对小而增加在燃烧室中产生的湍流的强度而尝试改进在发动机中的排放性能、燃料效率和燃烧效率的运行范围。
在此情形中,在图8中所示的运行范围确定映射中,例如,第一范围是关闭进气空气流量控制阀运行范围并且第二范围是打开进气空气流量控制阀运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即关闭进气空气流量控制阀运行范围中时执行进气空气流量控制阀打开/关闭控制,使得进气空气流量控制阀的开度变得相对小,并且当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即打开进气空气流量控制阀运行范围中时执行进气空气流量控制阀打开/关闭控制,使得进气空气流量控制阀的开度变为宽的打开。
在此情形中,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即关闭进气空气流量控制阀运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即打开进气空气流量控制阀运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第一范围,即关闭进气空气流量控制阀运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即打开进气空气流量控制阀运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即关闭进气空气流量控制阀运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即打开进气空气流量控制阀运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了通过例如将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的要求以便满足关于车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,通过当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时限制用作动力源21的运行量的节流阀开度,并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的进气空气流量控制阀打开/关闭控制,并且因此执行适当的阻尼控制。
此外,关闭进气空气流量控制阀运行范围和打开进气空气流量控制阀运行范围还可以是其中作为动力源21的致动器的进气空气流量控制阀的运行状态不同的运行范围。即,在关闭进气空气流量控制阀运行范围中进气空气流量控制阀的运行状态是其中进气空气流量控制阀的开度被设定为相对小的运行状态,而在打开进气空气流量控制阀运行范围中进气空气流量控制阀的运行状态是其中进气空气流量控制阀的开度被设定为宽的打开的运行状态。换言之,能够根据作为用于调节是在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的动力源21的运行量的节流阀开度而切换作为动力源21的致动器的进气空气流量控制阀的运行状态。即,在这个动力源21中,每次由当前速度和节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点从第一范围,即关闭进气空气流量控制阀运行范围到第二范围,即打开进气空气流量控制阀运行范围,或者从第二范围,即打开进气空气流量控制阀运行范围到第一范围,即关闭进气空气流量控制阀运行范围转变时,致动器的运行状态被切换。
这里,车辆阻尼控制系统101不仅如上所述地通过协调阻尼控制与进气流量控制阀打开/关闭控制——即动力源21的致动器驱动控制而执行适当的阻尼控制,而且还能够通过抑制作为动力源21的致动器的进气空气流量控制阀的运行状态以避免超过必要量的切换从而抑制所谓的自激振荡(hunting),并且因此能够抑制进气空气流量控制阀被运行的次数,这延长了装置寿命并且减少了用于控制的电力。
此外,动力源21的不同运行范围例如可以是作为其中汽油发动机的进气空气的状态不同的运行范围的关闭可变进气控制阀运行范围和打开可变进气控制阀运行范围。在形成动力源21并且提供有改变进气通道的路径、长度或者容积等的、所谓的可变进气系统(ACIS:声学控制感应系统)的汽油发动机中,关闭可变进气控制阀运行范围是其中作为可变进气系统的可变进气控制阀的ACIS阀门被关闭的运行范围。在另一方面,打开可变进气控制阀运行范围是其中ACIS阀门打开的运行范围。
这里,这个可变进气系统被设计成通过改变进气通道的路径、长度或者容积等而根据发动机的状态等来改进进气空气的充注效率并且稳定怠速,这是通过将ACIS阀门控制为打开和关闭而实现的。通过使得ACIS阀门的开度(即,进气空气能够通过其在进气通道中经过的通道的截面面积)宽的打开,这个可变进气系统能够改进被抽入到形成动力源21的发动机的燃烧室中的空气的充注效率。
图9是运行范围确定映射的另一个实例的视图。这个运行范围确定映射是被预先修改为匹配提供有车辆阻尼控制系统101的每一个车辆10的映射,并且被存储在未示出的存储元件中。在图9中的运行范围确定映射中,水平轴代表对应于作为动力源21的发动机的发动机速度Er的速度,并且竖直轴代表作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量的节流阀开度。附带说一句,竖直轴还可以代表根据节流阀开度而确定的发动机载荷。
在图9所示的运行范围确定映射中,例如第一范围是关闭可变进气控制阀运行范围,并且第二范围是打开可变进气控制阀运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即关闭可变进气控制阀运行范围中时执行可变进气控制,使得ACIS阀门的开度变得完全关闭,并且当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即打开可变进气控制阀运行范围中时执行可变进气控制,使得ACIS阀门的开度变为宽的打开。
在此情形中,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即关闭可变进气控制阀运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即打开可变进气控制阀运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第一范围,即关闭可变进气控制阀运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即打开可变进气控制阀运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即关闭可变进气控制阀运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即打开可变进气控制阀运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了通过例如将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的要求以便满足关于车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,通过当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时限制用作动力源21的运行量的节流阀开度并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的可变进气控制,并且因此执行适当的阻尼控制。
此外,类似于上述关闭进气空气流量控制阀运行范围和打开进气空气流量控制阀运行范围,关闭可变进气控制阀运行范围和打开可变进气控制阀运行范围还可以是其中在作为动力源21的致动器的可变进气系统中的ACIS阀门的运行状态不同的运行范围。这里,车辆阻尼控制系统101不仅通过如上所述地协调阻尼控制与可变进气控制,即动力源21的致动器驱动控制而执行适当的阻尼控制,而且还能够通过抑制作为动力源21的致动器的可变进气系统中的ACIS阀门的运行状态多于必要地切换而抑制所谓的自激振荡,并且因此能够抑制ACIS阀门被运行的次数,这延长了装置寿命并且减少了用于控制的电力。
此外,动力源21的不同运行范围还可以是其中来自用作动力源21的汽油发动机的排气的状态不同的运行范围,例如。更加具体地,例如作为其中排气的状态不同的运行范围,动力源21的不同运行范围可以是排气冷却促进运行范围和基本运行范围。排气冷却促进运行范围是其中来自发动机的排气的冷却受到在形成动力源21并且具有被提供在排气通道中的排气冷却系统的汽油发动机中的排气冷却系统促进的运行范围。在另一方面,基本运行范围是其中来自发动机的排气的冷却未受到排气冷却系统促进的运行范围。
这里,这个排气冷却系统被设计成通过改变排气通道的路径、长度或者容积等而促进来自发动机的排气的冷却,例如这是通过控制排气冷却促进控制阀打开和关闭而实现的。通过使得排气冷却控制阀的开度(即,废气能够通过其在排气通道中经过的通道的截面面积)宽的打开,这个排气冷却系统能够通过改变路径、长度或者容积等而促进来自形成动力源21的发动机的排气的冷却。
在此情形中,在图8所示的运行范围确定映射中,例如第一范围可以是基本运行范围并且第二范围可以是排气冷却促进运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即基本运行范围中时执行排气冷却控制使得来自发动机的排气的冷却未被排气冷却系统促进,并且当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即排气冷却促进运行范围中时执行排气冷却控制使得来自发动机的排气的冷却受到排气冷却系统促进。
在此情形中,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即基本运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,排气冷却促进运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第一范围,即基本运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即排气冷却促进运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即基本运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即排气冷却促进运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了通过例如将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的要求以便满足关于车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,通过当动力源21在不同运行范围之间的边界运行时限制用作动力源21的运行量的节流阀开度并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的排气冷却控制,并且因此执行适当的阻尼控制。
此外,类似于上述关闭进气空气流量控制阀运行范围和打开进气空气流量控制阀运行范围,基本运行范围和排气冷却促进运行范围还可以是其中作为动力源21的致动器的排气冷却系统的排气冷却控制阀的运行状态不同的运行范围。这里,车辆阻尼控制系统101不仅通过如上所述地协调阻尼控制与排气冷却控制,即动力源21的致动器驱动控制而执行适当的阻尼控制,而且还能够通过抑制作为动力源21的致动器的排气冷却系统的排气冷却控制阀的运行状态多于必要地切换而抑制所谓的自激振荡,并且因此能够抑制排气冷却控制阀被运行的次数,这延长了装置寿命并且减少了用于控制的电力。
此外,作为其中来自发动机的排气的状态不同的运行范围,动力源21的不同运行范围还可以是EGR(EGR:废气再循环)激活运行范围和EGR非激活运行范围。EGR激活运行范围是其中来自发动机的废气被在形成动力源21并且具有被提供在排气通道中的EGR系统的汽油发动机中的EGR系统再循环到进气侧的运行范围。在另一方面,EGR非激活运行范围是其中来自发动机的废气未被EGR系统再循环到进气侧的运行范围。
这里,这个EGR系统被设计成通过经由EGR通道将废气再循环到发动机的进气侧而改进发动机的燃料效率和排放性能,例如这是通过控制EGR阀门打开和关闭而实现的。通过使得EGR阀门的开度(即,废气能够通过其经过的通道的截面面积)相对大,这个EGR系统能够通过增加被再循环到发动机的进气侧的废气量而改进发动机的燃料效率和排放性能。
在此情形中,在图8所示的运行范围确定映射中,例如第一范围可以是EGR激活运行范围并且第二范围可以是EGR非激活运行范围。即,在形成动力源21的汽油发动机中,当速度和节流阀开度的组合处于第一范围,即,EGR激活运行范围中时执行EGR控制使得来自发动机的废气被EGR系统再循环到进气侧,并且当速度和节流阀开度的组合处于第二范围,即,EGR非激活运行范围中时执行EGR控制,使得来自发动机的废气不被EGR系统再循环到进气侧。
在此情形中,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即,EGR激活运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即,EGR非激活运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入到第一范围,即EGR激活运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了抑制用作动力源21的汽油发动机的燃料效率和排放性能的降低,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
此外,当由当前速度和驾驶员要求节流阀开度的组合而确定的动力源21的运行点在第二范围,即EGR非激活运行范围内,并且由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点在第一范围,即EGR激活运行范围内时,协调控制部分105限制用作运行量的节流阀开度,使得由当前速度和阻尼要求节流阀开度和驾驶员要求节流阀开度的总和的组合而确定的动力源21的运行点落入第二范围,即EGR非激活运行范围内,这是当阻尼控制不被执行时的运行范围之一,并且将这个受到限制的节流阀开度设定为最终节流阀开度。结果,除了通过例如将动力源21置于其中它能够快速地响应于关于另外的加速的要求以便满足关于车辆10的行驶性能需求的状态中而改进响应性,车辆阻尼控制系统101能够通过执行适当的阻尼控制而改进用于驾驶员的运行稳定性和用于乘客等的乘坐舒适度。
因此,通过当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时限制用作动力源21的运行量的节流阀开度并且改变阻尼控制的控制模式使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的EGR控制,并且因此执行适当的阻尼控制。
此外,类似于上述关闭进气空气流量控制阀运行范围和打开进气空气流量控制阀运行范围,EGR激活运行范围和EGR非激活运行范围还可以是其中作为动力源21的致动器的EGR系统的EGR阀门的运行状态不同的运行范围。这里,车辆阻尼控制系统101不仅通过如上所述地协调阻尼控制与EGR控制,即动力源21的致动器驱动控制而执行适当的阻尼控制,而且还能够通过抑制作为动力源21的致动器的EGR系统的EGR阀门的运行状态多于必要地切换而抑制所谓的自激振荡,并且因此能够抑制EGR阀门被运行的次数,这延长了装置寿命并且减少了用于控制的电力。
附带说一句,用于使得来自形成动力源21的发动机的排气的状态不同的装置,或者根据动力源21的运行量而切换运行状态,以便调节阻尼控制的控制量(即,阻尼扭矩)的动力源21的致动器不限于排气冷却系统的排气冷却控制阀或者EGR系统的EGR阀门。例如,该装置即动力源21的致动器还可以是例如可变地控制在发动机中的排气压力的排气压力控制阀、通过打开和关闭绕过增压器的涡轮的旁通导管(即,废气门)而控制在提供有增压器的发动机中的增压压力的废气门阀门、通过借助于阻断排气通道而增加被施加到发动机中的活塞的背压力来产生制动力的排气闸,或者打开和关闭具有被提供在每一个分支中的催化剂以便将废气引导到催化剂之一以将其净化的分支排气通道的旁通阀门。
此外,车辆阻尼控制系统101可以具有诸如上述那些的动力源21的不同运行范围的多个组合。在此情形中,在组合中的每个中,当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时,阻尼控制的控制模式可以改变。同样在此情形中,通过协调阻尼控制与和动力源21有关的其他控制,车辆阻尼控制系统101能够根据动力源21的状态来执行适当的阻尼控制。
此外,在以上说明中,动力源21的运行范围被描述成至少根据用于调节在以上说明中作为节流阀开度的、在阻尼控制中的控制量(即,阻尼扭矩)的动力源21的运行量而确定的,但是本发明不限于此。即,还可以简单地根据与动力源21的状态有关的各种参数来确定动力源21的运行范围。
此外,在以上说明中,当动力源21在不同运行范围之间的边界附近运行时,车辆阻尼控制系统101改变阻尼控制的控制模式,使得动力源21在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行。然而,本发明不限于此。即,车辆阻尼控制系统101还可以根据动力源21的运行范围而改变阻尼控制的控制模式。
协调控制部分105还可以例如通过改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置,即通过针对动力源21的不同运行范围中的每一个而改变用于调节在阻尼控制中的阻尼扭矩的动力源21的运行量的类型,来改变阻尼控制的控制模式。即,协调控制部分105还可以在动力源21的运行范围之中在相互不同的运行范围中将阻尼控制的控制模式改变为对应于运行范围中的每一个的控制模式。
在此情形中,当形成动力源21的发动机具有增压器和节流阀时,动力源21的不同运行范围可以例如包括压力增压调节运行范围和节流调节运行范围。压力增压调节运行范围是其中通过利用在形成动力源21的发动机的进气通道中提供的增压器而调节在进气通道中的增压压力,来调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的运行范围。节流调节运行范围是其中通过利用在形成动力源21的发动机的进气通道中提供的节流阀调节进气通道的开度,来调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的运行范围。
现在将参考图10中的流程图来描述根据第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101的协调控制的另一个实例。附带说一句,在每几个微秒到每几十个微秒的控制循环中反复地执行控制例程。
车辆阻尼控制系统101的协调控制部分105基于来自各种传感器的探测信号、控制信号或者阻尼控制打开标志是打开还是关闭等来确定阻尼控制是否正被执行(S200)。如果确定阻尼控制没有正被执行(即,在S200中“否”),则协调控制部分105结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。
如果,在另一方面,确定阻尼控制正被执行(即,在S200中“是”),则协调控制部分105例如确定动力源21的当前运行点是否在第一范围,即,压力增压调节运行范围内(S202)。例如协调控制部分105能够通过确定动力源21的当前运行点是否在其中作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩不能在无压力增压的情况下被调节的运行范围中来确定动力源21的当前运行点是否在第一范围,即压力增压调节运行范围内。
这里,其中作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩不能在无压力增压的情况下被调节的运行范围例如是其中节流阀的开度是宽的打开的运行范围(WOT:宽的打开节流阀)。即,第一范围,即压力增压调节运行范围以及第二范围,即节流调节运行范围,是其中根据节流阀的节流阀开度设定在其间的边界的运行范围。这里,第一范围,即压力增压调节运行范围,是其中节流阀的开度在宽的打开(WOT)附近的运行范围,并且第二范围,即节流调节运行范围,是其中节流阀的开度等于或者小于预定开度的运行范围。
如果协调控制部分105确定动力源21的当前运行点在第一范围,即压力增压调节运行范围内(即,在S202中“是”),则车辆阻尼控制系统101在其中通过使用增压器调节增压压力而调节阻尼扭矩的第一模式中执行阻尼控制(S204),在此之后车辆阻尼控制系统101结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。即,如果动力源21的当前运行点在第一范围,即压力增压调节运行范围内,使得车辆阻尼控制系统101以第一模式执行阻尼控制,则车辆阻尼控制系统101使用增压压力作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量,并且在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括用于调节这个增压压力的运行量。
附带说一句,能够通过例如调节引入涡轮的废气的流率而调节来自增压器的增压压力,这是通过控制被提供在增压器的涡轮中的喷嘴叶片的开度、调节在绕过涡轮的旁通导管(即,废气门)中提供的废气门阀门的开度,或者如果增压器是所谓的电动机二次增压器,则调节这个电动机的驱动而实现的。
如果协调控制部分105确定动力源21的当前运行点不在第一范围,即压力增压调节运行范围内(即,在S202中“否”),即,如果动力源21的当前运行点在第二范围,即节流调节运行范围内,则车辆阻尼控制系统101在第二模式中执行其中通过利用节流阀调节节流阀开度而调节阻尼扭矩的阻尼控制(S206),在此之后车辆阻尼控制系统101结束当前控制循环并且前进到下一个控制循环。即,如果动力源21的当前运行点在第二范围,即,节流调节运行范围内,使得车辆阻尼控制系统101以第二模式执行阻尼控制,则车辆阻尼控制系统101使用节流阀的开度作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量,并且在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括用于调节这个节流阀开度的运行量。
因此,通过通过为动力源21的每一个不同运行范围改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的压力增压控制,并且因此适当地执行阻尼控制。
附带说一句,第一范围,即压力增压调节运行范围以及第二范围,即节流调节运行范围,还可以是其中根据所谓的涡轮滞后设定在其间的边界的运行范围。在带有诸如上述的、涡轮增压器的发动机中,已知的是,所谓的涡轮滞后发生,其中从节流阀被打开的时间直至发动机速度加速,存在响应时间延迟。因此,可以根据这个涡轮滞后的程度设定在第一范围,即压力增压调节运行范围以及第二范围,即节流调节运行范围之间的边界,并且可以基于根据涡轮滞后程度确定的第一范围,即压力增压调节运行范围以及第二范围,即节流调节运行范围而根据情况需求使用阻尼控制的第一模式或者第二模式。此外,根据情况,阻尼控制的第一模式或者第二模式之一可以是将作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩设定为0,即禁止阻尼控制的模式。
此外,当通过为动力源21的每一个不同运行范围改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式,并且形成动力源21的发动机提供有所谓的可变进气阀提升机构和节流阀时,动力源21的不同运行范围还可以例如包括提升调节运行范围和节流调节运行范围。协调控制部分105还可以基于第一范围,即提升调节运行范围以及第二范围,即节流调节运行范围而根据情况需求来使用阻尼控制的第一模式或者第二模式。这里,可变进气阀提升机构能够改变在发动机的进气通道中提供的进气阀的提升量,并且通过以连续方式改变进气阀的提升量而调节进气空气量。
提升调节运行范围是其中通过利用形成动力源21的发动机的可变进气阀提升机构来调节在进气通道中提供的进气阀的提升量而调节作为阻尼控制的控制量的阻尼扭矩的运行范围。节流调节运行范围是其中通过利用在形成动力源21的发动机的进气通道中提供的节流阀调节进气通道的开度而调节作为阻尼控制的控制量的阻尼扭矩的运行范围。
第一范围,即提升调节运行范围以及第二范围,即节流调节运行范围,例如是其中根据作为动力源21的发动机的温度(即,冷却剂温度或者控制流体温度)设定在其间的边界的运行范围。这里,第一范围,即提升调节运行范围,是其中发动机的温度相对高、可变进气阀提升机构的控制流体的粘度相对低并且进气阀的提升量的、足够的控制精确度能够得以确保的运行范围。在另一方面,第二范围,即节流调节运行范围,是其中发动机的温度相对低、可变进气阀提升机构的控制流体的粘度相对高并且进气阀的提升量的、足够的控制精确度不能得以确保的运行范围,使得在发动机的汽缸之中存在例如进气阀的提升量存在大的控制误差量的趋势。
如果协调控制部分105确定动力源21的当前运行点在第一范围,即提升调节运行范围内,则车辆阻尼控制系统101在其中通过利用可变进气阀提升机构调节进气阀的提升量而调节阻尼扭矩的第一模式中执行阻尼控制。即,如果动力源21的当前运行点在第一范围,即提升调节运行范围内,使得车辆阻尼控制系统101以第一模式执行阻尼控制,则车辆阻尼控制系统101使用进气阀的提升量作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量,并且在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括用于调节进气阀的提升量的这个运行量。
在另一方面,如果协调控制部分105确定动力源21的当前运行点在第二范围,即节流调节运行范围内,则车辆阻尼控制系统101在其中通过利用节流阀调节节流阀开度来调节阻尼扭矩的第二模式中执行阻尼控制。即,如果动力源21的当前运行点在第二范围,即节流调节运行范围内,使得车辆阻尼控制系统101在第二模式中执行阻尼控制,则车辆阻尼控制系统101使用节流阀开度作为用于调节阻尼扭矩的动力源21的运行量,并且在从控制命令确定部分103c到动力源21的控制命令中包括用于调节节流阀开度的这个运行量。
因此,通过借助于为动力源21的每一个不同运行范围而改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置来改变阻尼控制的控制模式,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21的可变进气阀提升控制,并且因此适当地执行阻尼控制。
附带说一句,如在图11中所示,根据这个第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101还可以被应用于具有混合类型驱动系统20A的混合动力车辆10A。在这个混合动力车辆10A中的驱动系统20A至少包括发动机和电动机作为驱动源21A。
混合动力车辆10A包括发动机210、分割从这个发动机210输出的发动机扭矩的动力分割装置220、利用由动力分割装置220分割的一些发动机扭矩来主要作为发电机运行的第一电动-发电机231、使用由第一电动-发电机231产生的动力或者来自蓄电池241的电力主要作为电动机运行的第二电动-发电机232、以及从动力源21A向作为驱动轮的轮子30RL和30RR(即,驱动轴Ds、Ds)传递输出扭矩的动力传递装置250。
此外,这个混合动力车辆10A提供有ECU 50,ECU 50具有被内置于其中的车辆阻尼控制系统101。ECU 50例如包括控制总体车辆的运行的电子控制单元、控制发动机210的运行的电子控制单元以及控制第一电动-发电机231和第二电动-发电机232的运行的电子控制单元等。
发动机210用作动力源21A,并且是诸如汽油发动机、柴油发动机或者LPG发动机的发动机。在这个发动机210中,通过在燃烧室中燃烧燃料,该活塞被上下地移动。这个上下运动在输出轴(即,曲轴)211中产生机械动力(即,发动机扭矩)。
第一电动-发电机231和第二电动-发电机232还用作动力源21A,并且每一个均被形成为众所周知的、能够作为电动机或者发电机被驱动的同步发电-电动机,并且经由换流器242向蓄电池241供应电力并且从蓄电池241接收电力。这个换流器242由带有内置车辆阻尼控制系统101的ECU 50来控制。
动力分割装置220被形成为具有作为带有外齿的齿轮的太阳齿轮、作为与太阳齿轮同心地布置的、带有内齿的齿轮的环形齿轮、与太阳齿轮和环形齿轮这两者啮合的多个小齿轮以及以可旋转方式和可绕转方式保持这些小齿轮的行星齿轮架的行星齿轮组。行星齿轮组利用太阳齿轮、环形齿轮和行星齿轮架作为旋转元件来执行差动运行。太阳齿轮被连接到第一电动-发电机231的旋转轴231a。环形齿轮经由环形齿轮轴而被连接到由减速齿轮单元和差动齿轮单元等形成的动力传递装置250的减速齿轮。在这个动力传递装置250中,减速齿轮被连接到第二电动-发电机232的旋转轴232a,并且差动齿轮单元被连接到轮子30RL和30RR的驱动轴Ds和Ds。此外,行星齿轮架被连接到发动机210的输出轴211。
在这个动力分割装置220中,发动机扭矩经由小齿轮而被划分并且传递到环形齿轮和太阳齿轮。发动机扭矩的一个部分被传递到太阳齿轮,并且其余的发动机扭矩被传递到环形齿轮。发动机扭矩的、经由太阳齿轮传递的部分被用于运行作为发电机的第一电动-发电机231。此时,由第一电动-发电机231产生的电力被发送到换流器242,然后被用于对蓄电池241充电或者被供应到第二电动-发电机232。在另一方面,经由环形齿轮传递的其余的发动机扭矩被用于经由动力传递装置250直接地驱动驱动轴Ds和Ds。此外,这个动力分割装置220还能够通过调节第一电动-发电机231的电动-发电机扭矩而控制发动机扭矩量。
当通过为动力源21A的每一个不同运行范围改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式时,当动力源21A包括发动机210和第二电动-发电机232时,动力源21A的不同运行范围还可以例如包括发动机调节运行范围和电动机调节运行范围。协调控制部分105还可以例如基于第一范围,即发动机调节运行范围以及第二范围,即电动机调节运行范围而根据情况需求使用阻尼控制的第一模式和第二模式。
发动机调节运行范围是其中通过调节形成动力源21A的发动机210的输出而调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的运行范围。电动机调节运行范围是其中通过调节形成动力源21A的第二电动-发电机232的输出而调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的运行范围。
第一范围,即发动机调节运行范围以及第二范围,即电动机调节运行范围,是其中根据蓄电池241的SOC(荷电状态)或者用作动力源21A的发动机210的温度(即,冷却剂温度或者控制流体温度)等设定在其间的边界的运行范围。这里,第一范围,即发动机调节运行范围,例如是其中SOC相对低并且来自第二电动-发电机232的足够的输出难以确保的运行范围。在另一方面,第二区域,即电动机调节运行范围,是例如当发动机210是冷的时,即当发动机210的温度相对低时,并且其中发动机210的输出控制的足够精确度难以确保的运行范围。
如果协调控制部分105确定动力源21A的当前运行点在发动机调节运行范围内,则车辆阻尼控制系统101在其中通过调节发动机210的输出而调节阻尼扭矩的第一模式中执行阻尼控制。即,如果动力源21A的当前运行点在第一范围,即发动机调节运行范围内,使得车辆阻尼控制系统101在第一模式中执行阻尼控制,则车辆阻尼控制系统101使用调节发动机210的输出的运行量,即节流阀开度或者点火正时,如果发动机210是汽油发动机,或者燃料喷射量,如果发动机210是柴油发动机,作为用于调节阻尼扭矩的动力源21A的运行量,并且在从控制命令确定部分103c到发动机210,即动力源21A的控制命令中包括调节发动机210的输出的这个运行量。
在另一方面,如果协调控制部分105确定动力源21A的当前运行点在第二范围,即电动机调节运行范围内,则车辆阻尼控制系统101在其中通过调节第二电动-发电机232的输出而调节阻尼扭矩的第二模式中执行阻尼控制。即,如果动力源21A的当前运行点在第二范围,即电动机调节运行范围内,使得车辆阻尼控制系统101在第二模式中执行阻尼控制,则车辆阻尼控制系统101使用调节第二电动-发电机232的输出的运行量,即供应电流量等,作为用于调节阻尼扭矩的动力源21A的运行量,并且在从控制命令确定部分103c到第二电动-发电机232,即动力源21A的控制命令中包括调节第二电动-发电机232的输出的这个运行量。
因此,通过借助于为动力源21A的每一个不同运行范围改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与动力源21A的正常输出控制,并且因此适当地执行阻尼控制。附带说一句,还可以例如根据车辆速度等设定在第一范围,即发动机调节运行范围以及第二范围,即电动机调节运行范围之间的边界。
附带说一句,当通过为动力源21和21A的每一个不同运行范围改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式,并且动力源21和21A的不同运行范围包括三个或者更多不同运行范围时,车辆阻尼控制系统101可以通过为这些运行范围中的每一个改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式。同样在此情形中,车辆阻尼控制系统101能够协调阻尼控制与和动力源21和21A有关的其他控制,并且因此根据动力源21和21A的状态执行适当的阻尼控制。此外,当动力源21和21A在不同运行范围之间的边界附近运行时,利用通过为动力源21和21A的每一个不同运行范围改变用于调节在阻尼控制中的控制量的装置而改变阻尼控制的控制模式的控制,车辆阻尼控制系统101还可以适当地组合用于改变阻尼控制的控制模式的控制,使得动力源21和21A在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行。
利用根据上述本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101,执行通过控制在车辆10和10A中提供的动力源21和21A而抑制在车辆10和10A中的簧载质量振动的阻尼控制的车辆阻尼控制系统101根据动力源21和21A的运行范围来改变阻尼控制的控制模式。使得车辆阻尼控制系统101根据动力源21和21A的运行范围改变阻尼控制的控制模式,使得可以例如协调阻尼控制与和动力源21和21A有关的其他控制,并且因此适当地执行阻尼控制。
进而,利用根据上述本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101,当动力源21和21A在这个动力源21和21A的不同运行范围之间的边界附近运行时,还可以改变阻尼控制的控制模式,使得动力源21和21A在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行。在此情形中,当动力源21和21A在不同运行范围之间的边界附近运行时,使得车辆阻尼控制系统101改变阻尼控制的控制模式,使得动力源21和21A在当阻尼控制不被执行时的运行范围之一中运行,使得可以例如协调阻尼控制与和动力源21和21A有关的其他控制,并且因此适当地执行阻尼控制。
此外,利用根据上述本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101,可以至少根据用于调节阻尼控制的控制量的、动力源21和21A的运行量来设定动力源21和21A的运行范围,并且当动力源21和21A在这个动力源21和21A的不同运行范围之间的边界附近运行时,可以通过限制用于调节在阻尼控制中的控制量的、动力源21和21A的运行量来改变阻尼控制的控制模式。在此情形中,当动力源21和21A在运行范围之间的边界附近运行时,使得车辆阻尼控制系统101通过限制用于调节在阻尼控制中的控制量的、动力源21和21A的运行量而改变阻尼控制的控制模式,使得可以例如协调阻尼控制与和动力源21和21A有关的其他控制,并且因此适当地执行阻尼控制。
此外,利用根据上述本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统101,还可以通过为动力源21和21A的每一个不同运行范围改变用于调节在阻尼控制中的控制量的装置而改变阻尼控制的控制模式。在此情形中,使得车辆阻尼控制系统101通过为动力源21和21A的每一个不同运行范围改变用于调节作为在阻尼控制中的控制量的阻尼扭矩的装置而改变阻尼控制的控制模式,使得可以例如协调阻尼控制与与动力源21和21A有关的其他控制,并且因此适当地执行阻尼控制。
附带说一句,根据上述本发明第一示例实施例的车辆阻尼控制系统不限于第一示例实施例,而是可以在权利要求的范围内被以各种方式修改。
在以上说明中,车辆阻尼控制系统假设簧载质量或者簧载质量/非簧载质量运动模型作为运动模式并且使用最优调节器理论地执行簧载质量阻尼控制。然而,本发明不限于此。即,车辆阻尼控制系统还可以采用除了上述那些之外的运动模型,或者利用除了最优调节器之外的控制方法执行阻尼。
此外,在第一示例实施例中,描述了其中基于驾驶员要求的驱动力控制动力源21和21A的动力的情形。然而,本发明不限于此。例如,车辆10和10A还可以提供有自动行驶控制设备,并且可以基于当在自动行驶控制期间控制动力源21和21A时计算的自动行驶要求扭矩控制动力。
图12是形式为控制块的视图,示出根据本发明第二示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式。如在图12中所示,根据这个第二示例实施例的车辆阻尼控制系统301包括驾驶员要求驱动力估计设备310、实现系统320、控制目标车辆330以及簧载质量阻尼控制设备340。
驾驶员要求驱动力估计设备310估计驾驶员要求的驾驶员要求驱动力。即,驾驶员要求驱动力估计设备310基于诸如加速器运行量、车辆速度和齿轮速度的输入来估计驾驶员要求驱动力。驾驶员要求驱动力估计设备310然后向实现系统320输出估计的驾驶员要求驱动力。
实现系统320是基于从驾驶员要求驱动力估计设备310输出的驾驶员要求驱动力来控制被喷射到发动机中的燃料的喷射量和喷射正时等的发动机控制部分。如在图13中所示,实现系统320还基于用于控制发动机的控制模式来控制被喷射到发动机中的燃料的喷射量和喷射正时等。存在三种类型的控制模式:催化剂控制模式、燃烧模式以及多喷射模式。
催化剂控制模式是基于冷却剂温度、催化剂温度和已经在催化剂中积聚的NOx、PM(颗粒物质)和硫(S)的积聚量等来选择以便净化废气的模式。如在表格1中所示,存在四种类型的催化剂控制模式:0:正常控制模式、1:NOx减少模式、2:硫中毒恢复模式以及3:PM再生模式。实现系统320通过适当地选择这些模式而净化从发动机排放的废气。
燃烧模式是被选择为执行具有不同空气-燃料比的稀燃烧或者理论燃烧等,以实现已经设定的催化剂控制模式类型的模式。如在表格2中所示,存在五种类型的燃烧模式:1:正常燃烧模式、2:EGR关闭温度增加燃烧模式、3:温度增加多喷射燃烧模式、4:低温燃烧稀燃烧模式以及5:硫中毒恢复模式。实现系统320具有用于为每一种催化剂控制模式选择这些燃烧模式1到5的一个或者多个燃烧模式映射。
图14是用于当催化剂控制模式是正常控制模式时的燃烧模式映射。图15A和15B是用于当催化剂控制模式是NOx减少模式时的燃烧模式映射。图16A、16B和16C是用于当催化剂控制模式是硫中毒恢复模式时的燃烧模式映射,并且图17是用于当催化剂控制模式是PM再生模式时的燃烧模式映射。
如在图14到17中所示,以带有发动机速度和喷射量的二维表格形式示出每一个燃烧模式映射。实现系统320具有用于正常燃烧模式的、一种类型的燃烧模式映射。此外,对于NOx减少模式,根据催化剂温度,实现系统320具有多种类型的燃烧模式映射(图15A和15B)。此外,对于硫中毒恢复模式,根据催化剂温度和硫积聚量,实现系统320具有多种类型的燃烧模式映射(图16A、16B和16C)。此外,对于PM再生模式,实现系统320具有一种类型的燃烧模式映射(图17)。
图18是燃烧模式映射的局部放大视图。如在图18中所示,燃烧模式映射被设定成使得燃烧模式1到5唯一地由在发动机速度和喷射量之间的关系确定。在燃烧模式切换的切换区域中提供了迟滞以便抑制燃烧模式的频繁切换。在图18中,“1”代表燃烧模式1、“4”代表燃烧模式4,并且“14”代表存在在燃烧模式1和燃烧模式4之间的切换的切换区域。这个切换区域是迟滞区域。
图19是燃料喷射正时的视图。如在图19中所示,执行各种燃料喷射,包括主喷射、在主喷射之前喷射微小量的燃料的引燃喷射1和引燃喷射2、在主喷射之后喷射微小量的燃料的续喷射、以及在所述续喷射之后喷射燃料的后喷射。
多喷射模式是用于设定图19所示的喷射,即主喷射、引燃喷射1、引燃喷射2和续喷射的组合的模式。
如在表格3中所示,存在六种类型的多喷射模式:0:无喷射、1:仅仅主喷射、2:引燃喷射2+主喷射、3:引燃喷射1+引燃喷射2+主喷射、4:引燃喷射1+引燃喷射2+主喷射+续喷射以及5:引燃喷射2+主喷射+续喷射。
如在表格4中所示,多喷射模式0到5是根据燃烧模式和冷却剂温度而选择的。即,当燃烧模式是燃烧模式2,即EGR关闭温度增加燃烧模式时,多喷射模式4被选择。当燃烧模式是燃烧模式3,即温度增加多喷射燃烧模式时,多喷射模式2被选择。当燃烧模式是燃烧模式4,即低温燃烧稀燃烧模式时,多喷射模式2被选择,并且当燃烧模式是燃烧模式5,即硫中毒恢复燃烧模式时,多喷射模式2被选择。
在另一方面,如果燃烧模式是燃烧模式1,即正常燃烧模式,则可以选择多喷射模式1、2、4或者5中的任何一种。将详细描述其中燃烧模式是燃烧模式1,即正常燃烧模式的情形。实现系统320具有用于选择多喷射模式的多喷射模式映射。图20A、20B和20C是多喷射模式映射的视图。如在图20A、20B和20C中所示,以带有发动机速度和喷射量的二维表格形式示出了多喷射模式映射。实现系统320具有对应于低冷却剂温度的多喷射模式映射、对应于中冷却剂温度的多喷射模式映射和对应于高冷却剂温度的多喷射模式映射。如在图20A中所示,对应于低冷却剂温度的多喷射模式映射是从多喷射模式1、多喷射模式2和多喷射模式3之中选择一种多喷射模式的映射。如在图20B中所示,对应于中冷却剂温度的多喷射模式映射是从多喷射模式1、多喷射模式2、多喷射模式3和多喷射模式5之中选择一种多喷射模式的映射。如在图20C中所示,对应于高冷却剂温度的多喷射模式映射是从多喷射模式1、多喷射模式2、多喷射模式3和多喷射模式5之中选择一种多喷射模式的映射。
控制目标车辆330是提供有由实现系统320控制的发动机的车辆。在控制目标车辆330中,能够探测各种信息。这项信息包括簧载质量振动、加速器运行量、齿轮速度、非簧载质量振动、EGR是打开还是关闭、废气温度、冷却剂温度、催化剂温度、PM积聚量和硫积聚量等。
簧载质量阻尼控制设备340是通过输出用于抑制簧载质量振动的簧载质量阻尼要求驱动力而对于控制目标车辆330执行簧载质量阻尼反馈控制的设备。即,簧载质量阻尼控制设备340基于在控制目标车辆330中探测的各种信息的反馈输入来计算用于抑制簧载质量振动的簧载质量阻尼要求驱动力。然后簧载质量阻尼控制设备340通过将该计算簧载质量阻尼要求驱动力加到从驾驶员要求驱动力估计设备310输出的驾驶员要求驱动力而对于控制目标车辆330执行簧载质量阻尼反馈控制。因此,簧载质量阻尼控制设备340提供有簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341和簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342。
簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341是基于预定阻尼模型来计算簧载质量阻尼要求驱动力的部分。在这个阻尼模型的一个实例中,首先基于从控制目标车辆330输入的反馈来探测车辆速度的变化。接着,计算将在车辆速度中引起这个变化的驱动力的变化量。然后估计车辆主体姿态的变化。这里,弹跳位移和速率以及俯仰角度和角速度等可以被用作用于估计车辆主体姿态的变化的估计状态变量。接着,计算对于抑制姿态变化而言所必要的驱动力校正量。然后,驱动力校正量被乘以预定反馈常数Ks以计算簧载质量阻尼要求驱动力。
簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342是通过输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力而执行簧载质量阻尼反馈控制的部分。这个簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342包括异常确定部分421、取消确定部分422、模式切换区域确定部分423和切换区域控制禁止部分424。
异常确定部分421是确定在簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342中异常是否已经发生的部分。
取消确定部分422是当在异常确定部分421中已经确定在簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342中异常已经发生时取消簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼反馈控制的部分。
模式切换区域确定部分432是由于加速器运行量、车辆速度或者齿轮速度等的变化而确定燃烧模式和多喷射模式是否将切换的部分。
切换区域控制禁止部分424是在预定情况中在燃烧模式和多喷射模式的每一个模式的切换区域中禁止簧载质量阻尼反馈控制的部分。切换区域控制禁止部分424包括簧载质量阻尼反馈控制执行标志。当切换区域控制禁止部分424设定簧载质量阻尼反馈控制执行标志时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,由此执行簧载质量阻尼反馈控制。在另一方面,当切换区域控制禁止部分424复位簧载质量阻尼反馈控制执行标志时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342禁止输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,由此禁止执行簧载质量阻尼反馈控制。
下面,将参考图21来描述根据这个第二示例实施例的车辆阻尼控制系统301的运行,图21是示出簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的簧载质量阻尼反馈执行条件确定例程的流程图。
如在图21中所示,首先簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342基于从控制目标车辆330输入的反馈确定车辆速度是否小于预定值(步骤S301)。
如果确定车辆速度小于预定值(即,在步骤S301中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定车辆速度尚未达到执行簧载质量阻尼反馈控制的速度范围,使得簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342将簧载质量阻尼反馈控制执行标志清零(步骤S306)。结果,禁止输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,并且禁止执行簧载质量阻尼反馈控制。
如果,在另一方面,确定车辆速度等于或者大于预定值(即,在步骤S301中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定齿轮速度是否小于第一速度(步骤S302)。如果此时换档位置使得齿轮速度为空档、倒车或者停车等,则确定齿轮速度小于第一速度。
如果确定齿轮速度小于第一速度(即,在步骤S302中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定执行簧载质量阻尼反馈控制是不必要的,并且因此将簧载质量阻尼反馈控制执行标志清零(步骤S306)。结果,禁止输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,并且禁止执行簧载质量阻尼反馈控制。
如果,在另一方面,确定齿轮速度等于或者大于第一速度(即,在步骤S302中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定驾驶员是否正在执行换档操作(步骤S303)。
如果确定驾驶员正在执行换档操作(即,在步骤S303中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定执行簧载质量阻尼反馈控制是不必要的,并且将簧载质量阻尼反馈控制执行标志清零(步骤S306)。结果,禁止输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,并且禁止执行簧载质量阻尼反馈控制。
如果,在另一方面,确定驾驶员没有正在执行换档(即,在步骤S303中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定基于发动机速度和燃料喷射量而选择的燃烧模式是否处于燃烧模式映射中的切换区域中(步骤S304)。即,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342首先基于发动机速度计算将由实现系统320实现的燃料喷射量。接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342通过参考基于冷却剂温度和催化剂状态选择的燃烧模式映射而探测匹配这个喷射量和发动机速度的燃烧模式。然后簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定探测燃烧模式是否处于切换区域中。
如果确定基于发动机速度和燃料喷射量而选择的燃烧模式处于燃烧模式映射的切换区域中(即,在步骤S304中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342将簧载质量阻尼反馈控制执行标志清零(步骤S306)。结果,禁止输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,并且禁止执行簧载质量阻尼反馈控制。
如果,在另一方面,确定基于发动机速度和燃料喷射量而选择的燃烧模式并不处于燃烧模式映射的切换区域中(即,在步骤S304中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定基于发动机速度和燃料喷射量而选择的多喷射模式是否处于多喷射模式映射的切换区域中(步骤S305)。即,正如在步骤S304中那样,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342基于发动机速度计算将由实现系统320实现的燃料喷射量。接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342通过参考基于燃烧模式和冷却剂温度而选择的多喷射模式映射来探测匹配这个喷射量和发动机速度的多喷射模式。然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342确定探测到的多喷射模式是否处于切换区域中。
如果确定基于发动机速度和燃料喷射量而选择的多喷射模式处于多喷射模式映射的切换区域中(即,在步骤S305中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342将簧载质量阻尼反馈控制执行标志清零(步骤S306)。结果,禁止输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,并且禁止执行簧载质量阻尼反馈控制。
如果,在另一方面,确定基于发动机速度和燃料喷射量而选择的多喷射模式不处于多喷射模式映射的切换区域中(即,在步骤S305中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342设定簧载质量阻尼反馈控制执行标志(步骤S307)。结果,由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力被输出,使得这个簧载质量阻尼要求驱动力被加到从驾驶员要求驱动力估计设备310输出的驾驶员要求驱动力,并且控制目标车辆330的簧载质量阻尼反馈控制得以执行。
下面,将更加详细地描述根据这个第二示例实施例的车辆阻尼控制系统301的运行。
首先,将考虑其中在控制目标车辆330中产生沿着竖直方向在近似1.5Hz附近的波动分量的情形。此时,诸如车辆速度和振动的信息被从控制目标车辆330反馈到簧载质量阻尼控制设备340,使得在簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341中计算基于这个反馈输入的簧载质量阻尼要求驱动力。
然后,如果燃烧模式和多喷射模式这两者均不处于切换区域中,则这个簧载质量阻尼要求驱动力被加到从驾驶员要求驱动力估计设备310输出的驾驶员要求驱动力,并且从发动机输出反相位扭矩。
如果,在另一方面,燃烧模式或者多喷射模式处于切换区域中,则禁止从驾驶员要求驱动力估计设备310输出簧载质量阻尼要求驱动力,使得将不从发动机输出反相位扭矩。
以此方式,利用根据第二示例实施例的车辆阻尼控制系统301,在发动机的燃烧模式或者多喷射模式的切换区域中禁止簧载质量阻尼反馈控制,这使得可以防止燃烧模式或者多喷射模式由于来自簧载质量阻尼反馈控制的影响而频繁地切换。结果,由于燃烧模式或者多喷射模式的切换引起的扭矩波动能够受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在发动机的燃烧模式或者多喷射模式的切换区域中禁止从发动机输出反相位扭矩,使得可以当产生沿着车辆竖直方向近似1.5Hz的波动分量时防止燃烧模式或者多喷射模式由于输出反相位扭矩而频繁地切换。结果,由燃烧模式或者多喷射模式的切换而引起的扭矩波动能够受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
下面,将描述本发明的第三示例实施例。根据这个第三示例实施例的车辆阻尼控制系统基本上类似于根据第二示例实施例的车辆阻尼控制系统。仅仅簧载质量阻尼要求驱动力输出部分是不同的。因此,将仅仅描述不同于第二示例实施例的部分。将省略与在第二示例实施例中的那些相同的部分的说明。
图22是形式为控制块的视图,示出根据第三示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式。如在图22中所示,根据第三示例实施例的车辆阻尼控制系统302具有在簧载质量阻尼控制设备340中提供的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352。
簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352是从簧载质量阻尼控制设备340输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,由此执行簧载质量阻尼反馈控制的部分。簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352还改变在簧载质量阻尼反馈控制中的控制量,使得在燃烧模式和多喷射模式不切换的范围中继续执行簧载质量阻尼反馈控制。因此,类似的在第二示例实施例中的那些的异常确定部分421和取消确定部分422被提供在簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352中。此外,在第三示例实施例中,计算刚好在切换之前的喷射量的部分(在下文中,被简单地称作“刚好在切换之前的喷射量计算部分”)525和最小值选择反映部分526也被提供在簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352中。
刚好在切换之前的喷射量计算部分525是当发动机的燃烧模式或者多喷射模式由于驾驶员要求驱动力等的变化引起的发动机速度的变化而切换时计算刚好在模式切换之前的喷射量(在下文中,被简单地称作“刚好在模式切换之前的喷射量”)的部分。
图23是示出如何计算刚好在模式切换之前的喷射量的视图,并且是燃烧模式映射的局部放大视图。在图23中,Q_map代表当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力已经被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求驱动力时的燃料喷射量。此外,Q_map2代表当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力未被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求驱动力时的燃料喷射量。通过参考这个燃烧模式映射,当喷射量从Q_map2切换到Q_map时,刚好在切换之前的喷射量计算部分525计算刚好在燃烧模式切换之前的、刚好在模式切换之前的喷射量Qm。附带说一句,刚好在切换之前的喷射量计算部分525还能够通过参考多喷射模式映射计算刚好在多喷射模式切换之前的、刚好在模式切换之前的喷射量Qm。
最小值选择反映部分526是从在燃烧模式切换之前的喷射量和在多喷射模式切换之前的喷射量中选择更小喷射量的部分。
这里,将简要地描述在驱动力和喷射量之间的关系。对于柴油发动机,发动机扭矩几乎完全地由燃料喷射量确定,使得通过参考发动机速度、喷射量和发动机扭矩的映射而在发动机扭矩和喷射量之间转换是可能的。然后首先通过将其除以轮胎半径将要求驱动力转换成扭矩,然后通过将其除以齿轮比将这个扭矩转换成发动机扭矩,并且最终从这个发动机扭矩计算喷射量,要求驱动力能够被转换成要求喷射量。因此,当控制发动机时,要求驱动力可以被赋予实现系统320并且实现系统320可以计算要求喷射量,或者已经被从要求驱动力转换的要求喷射量可以被赋予实现系统320。附带说一句,如上所述,要求驱动力能够被转换成要求喷射量并且反之亦然,使得为了以下说明方便起见,可以使用要求喷射量,替代要求驱动力。在此情形中,驾驶员要求喷射量被从驾驶员要求驱动力估计设备310输出,并且簧载质量阻尼要求喷射量被从簧载质量阻尼要求驱动力输出部分342输出,并且通过将簧载质量阻尼要求喷射量加到驾驶员要求喷射量获得的、在簧载质量阻尼校正之后的要求喷射量被输出到实现系统320。
下面,将参考图24来描述根据第三示例实施例的车辆阻尼控制系统302的运行,图24是示出簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的簧载质量阻尼控制要求喷射量校正例程的流程图。
首先,当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力已经被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求驱动力时,簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352从燃料喷射量Q_map计算燃烧模式模式_A和多喷射模式模式_B(步骤S311)。
接着,当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力未被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求驱动力时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352从燃料喷射量Q_map2计算燃烧模式t_模式_A和多喷射模式t_模式_B(步骤S312)。
然后簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352确定在步骤S311中计算的模式_A是否与在步骤S312中计算的t_模式_A相同(步骤S313)。
如果确定t_模式_A不同于t_模式_A(即,在步骤S313中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352通过参考燃烧模式映射计算刚好在模式切换之前的喷射量Qm(步骤S314)。
此外,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352通过参考燃烧模式映射来计算Δ喷射量dQm_A,这是在喷射量Q_map2和刚好在模式切换之前的喷射量Qm之间的喷射量差异(步骤S315)。
如果,在另一方面,模式_A与t_模式_A相同(即,在步骤S313中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352将基于由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力的簧载质量阻尼要求喷射量Qp设定为Δ喷射量dQm_A(步骤S316)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352确定在步骤S311中计算的模式_B是否与在步骤S312中计算的t_模式_B相同(步骤S317)。
如果确定模式_B不同于t_模式_B(即,在步骤S317中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352通过参考多喷射模式映射来计算刚好在模式切换之前的喷射量Qm(步骤S318)。
此外,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352通过参考多喷射模式映射来计算Δ喷射量dQm_B,这是在喷射量Q_map2和刚好在模式切换之前的喷射量Qm之间的喷射量差异(步骤S319)。
如果,在另一方面,确定模式_B与t_模式_B相同(即,在步骤S317中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352基于由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力,将由实现系统320实现的簧载质量阻尼要求喷射量Qp设定为Δ喷射量dQm_B(步骤S320)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352从在步骤S315或者S316中计算的Δ喷射量dZQm_A和在步骤S319或者S320中计算的Δ喷射量dZQm_B之中,将较小的Δ喷射量设定为簧载质量阻尼要求喷射量Qp(步骤S321)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352将在步骤S321中计算的簧载质量阻尼要求喷射量Qp转换成簧载质量阻尼要求驱动力,簧载质量阻尼要求驱动力然后输出。
相应地,通过从簧载质量阻尼控制设备340输出簧载质量阻尼要求喷射量Qp并且将这个簧载质量阻尼要求喷射量加到从驾驶员要求驱动力估计设备310输出的驾驶员要求喷射量而执行控制目标车辆330的簧载质量阻尼反馈控制。
下面,将更加详细地描述根据第三示例实施例的车辆阻尼控制系统302的运行。
首先,将考虑其中在控制目标车辆330中产生沿着竖直方向在近似1.5Hz附近的波动分量的情形。此时,诸如车辆速度和振动的信息被从控制目标车辆330反馈到簧载质量阻尼控制设备340,使得在簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341中基于这个反馈输入计算簧载质量阻尼要求驱动力。
簧载质量阻尼要求驱动力从簧载质量阻尼要求驱动力输出部分352变得更小,使得从发动机输出小于要求驱动力的反相位扭矩。结果,对于簧载质量振动的抑制效果减小,使得稍微的簧载质量振动保留。此外,大于在模式切换之前的喷射量的喷射量的顶部部分被切除,这在相位中形成偏移,但是燃烧模式和多喷射模式的切换受到抑制,使得扭矩波动能够受到抑制。
以此方式,利用根据第三示例实施例的车辆阻尼控制系统302,从Δ喷射量dZQm_A和Δ喷射量dZQm_B中将较小的Δ喷射量设定为簧载质量阻尼要求喷射量Qp使得在燃烧模式和多喷射模式将不切换的范围中能够继续执行簧载质量反馈控制。结果,能够在执行簧载质量阻尼反馈控制时防止燃烧模式和多喷射模式切换,使得可以防止簧载质量阻尼反馈控制的效力由于燃烧模式和多喷射模式的切换而降低。此外,由于燃烧模式和多喷射模式的切换而引起的扭矩波动受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在燃烧模式和多喷射模式将不切换的范围中从发动机输出反相位扭矩使得可以在抑制车辆中的振动时防止燃烧模式和多喷射模式切换。结果,可以防止对于振动的抑制效果由于燃烧模式和多喷射模式的切换而降低。另外,由燃烧模式和多喷射模式的切换引起的扭矩波动能够受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
下面,将描述本发明的第四示例实施例。根据这个第四示例实施例的车辆阻尼控制系统基本上类似于根据第二和第三示例实施例的车辆阻尼控制系统。仅仅簧载质量阻尼要求驱动力输出部分是不同的。因此,将仅仅描述不同于第二和第三示例实施例的部分。将省略与在第二和第三示例实施例中的那些相同的部分的说明。
图25是形式为控制块的视图,示出根据第四示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式。如在图25中所示,根据第四示例实施例的车辆阻尼控制系统303具有在簧载质量阻尼控制设备340中提供的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362。
这个簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362是从簧载质量阻尼控制设备340输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力、由此执行簧载质量反馈控制的部分。簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362还在燃烧模式和多喷射模式不改变的条件下改变(即,校正)输出簧载质量阻尼要求驱动力(即,阻尼要求喷射量)的增益。因此,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362提供有异常确定部分421、取消确定部分422和刚好在切换之前的喷射量计算部分525,正如在第二和第三示例实施例中那样,以及校正增益控制部分627。
校正增益控制部分627是在燃烧模式和多喷射模式不改变的条件下改变由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求喷射量的校正增益的部分。更加具体地,在燃烧模式和多喷射模式的切换区域中,校正增益控制部分627从1.0到0、以阶梯的方式或者连续的方式来减小簧载质量阻尼要求喷射量的校正增益。此外,在除了燃烧模式和多喷射模式的切换区域之外的区域中,校正增益控制部分627以阶梯的方式或者连续的方式来增加簧载质量阻尼要求喷射量的校正增益,使得它返回到1.0(即,它的初始状态)。
这里,现在将参考图26A和26B来描述簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正,图26A和26B是示出簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正的视图。图26A是其中簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正未被执行的情形的视图,并且图26B是其中簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正得以执行的情形的视图。在图26A和26B中,细线a1代表从驾驶员要求驱动力估计设备310输出的驾驶员要求喷射量,并且虚线a2代表在簧载质量阻尼校正之后的要求喷射量,这是通过将簧载质量阻尼要求喷射量加到驾驶员要求喷射量a1而获得的。粗线a3代表第二示例实施例的要求喷射量,并且是当在燃烧模式和多喷射模式的切换区域中禁止簧载质量阻尼反馈控制时在簧载质量阻尼校正之后的要求喷射量。
如在图26A中所示,当簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正未被执行时,在燃烧模式和多喷射模式的切换区域中禁止簧载质量阻尼反馈控制,使得在切换区域中在簧载质量阻尼校正a3之后的要求喷射量的顶部被切除。相反,如在图26B中所示,当簧载质量阻尼要求喷射量的增益校正得以执行时,当运行点进入燃烧模式和多喷射模式的切换区域时,簧载质量阻尼要求喷射量a2的校正增益以阶梯的方式从1.0减小。然后,当运行点离开燃烧模式和多喷射模式的切换区域时,簧载质量阻尼要求喷射量a2的校正增益以连续的方式增加。以此方式反复地降低和增加校正增益逐渐地减小了要求喷射量在簧载质量阻尼校正a3之后的幅度,使得在簧载质量阻尼校正a3之后的要求喷射量的顶部将不再被切除。
下面,将参考图27描述根据第四示例实施例的车辆阻尼控制系统303的运行,图27是示出簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的簧载质量阻尼控制要求喷射量校正例程的流程图。
首先,当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力已经被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求驱动力时,簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362从燃料喷射量Q_map计算燃烧模式模式_A和多喷射模式模式_B(步骤S331)。
接着,当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力未被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求驱动力时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362从燃料喷射量Q_map2计算燃烧模式t_模式_A和多喷射模式t_模式_B(步骤S332)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362确定在步骤S311中计算的模式_A是否与在步骤S312中计算的t_模式_A相同(步骤S333)。
如果确定模式_A不同于t_模式_A(即,在步骤S333中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362通过参考燃烧模式映射来计算刚好在模式切换之前的喷射量Qm(步骤S334)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362计算Δ喷射量dQm,这是在喷射量Q_map2和刚好在模式切换之前的喷射量Qm之间的喷射量差异(步骤S335)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362将在步骤S335中计算的Δ喷射量dQm设定成簧载质量阻尼要求喷射量Qp(步骤S336)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362降低校正增益(步骤S337)。这里,降低校正增益的降低值是能够逐渐地降低校正增益的值。这个降低值大于用于将在以后描述的步骤S341中增加校正增益的值。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362确定校正增益是否等于或者小于min值(步骤S338)。这里,min值是在1.0到0的范围中的值,并且被预先地设定。
如果确定校正增益等于或者小于min值(即,在步骤S338中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362将校正增益更新为这个min值(步骤S339)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362通过将其乘以在步骤S339中更新的校正增益而更新簧载质量阻尼要求喷射量Qp(步骤S340)。
如果,在另一方面,确定校正增益大于min值(即,在步骤S338中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362通过将其乘以在步骤S337中降低的校正增益而更新簧载质量阻尼要求喷射量Qp(步骤S340)。
在另一方面,如果在步骤S333中确定模式_A与t_模式_A相同(即,在步骤S333中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362增加校正增益(步骤S341)。这里,增加校正增益的增加值是能够逐渐地增加校正增益的值。这个增加值小于在步骤S337中降低校正增益的降低值。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362确定校正增益是否等于或者大于1.0(步骤S342)。
如果确定校正增益等于或者大于1.0(即,在步骤S342中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362将校正增益更新为1.0(步骤S343)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362通过将其乘以在步骤S343中更新的校正增益而更新簧载质量阻尼要求喷射量Qp(步骤S340)。
如果,在另一方面,确定校正增益小于1.0(即,在步骤S342中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362通过将其乘以在步骤S341中增加的校正增益而更新簧载质量阻尼要求喷射量Qp(步骤S340)。
相应地,通过从簧载质量阻尼控制设备340输出簧载质量阻尼要求喷射量Qp并且将这个簧载质量阻尼要求喷射量Qp加到从310输出的驾驶员要求喷射量而执行控制目标车辆330的簧载质量阻尼反馈控制。
下面,将更加详细地描述根据这个第四示例实施例的车辆阻尼控制系统303的运行。
首先,将考虑其中在控制目标车辆330中产生沿着竖直方向在近似1.5Hz附近的波动分量的情形。此时,诸如车辆速度和振动的信息被从控制目标车辆330反馈到簧载质量阻尼控制设备340,使得基于在簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341中的这个反馈输入来计算簧载质量阻尼要求驱动力(即,簧载质量阻尼要求喷射量)。
簧载质量阻尼要求驱动力从簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362变得更小,使得从发动机输出小于要求驱动力的反相位扭矩。结果,对于簧载质量振动的抑制效果减小,使得稍微簧载质量振动保留,但是燃烧模式和多喷射模式的切换受到抑制,使得扭矩波动能够受到抑制。此外,起初地,大于在模式切换之前的喷射量的喷射量的顶部部分被切除,但是能够通过减小增益而消除相位偏移。
在簧载质量阻尼要求驱动力输出部分362中,在燃烧模式和多喷射模式将不切换的范围中,在步骤S341中计算的簧载质量阻尼要求驱动力(即,簧载质量阻尼要求喷射量)的校正增益被改变。结果,在燃烧模式或者多喷射模式不切换的情况下,从发动机输出反相位扭矩。
以此方式,本发明的车辆阻尼控制系统303通过在燃烧模式和多喷射模式将不切换的条件下改变簧载质量阻尼要求喷射量的校正增益而防止在簧载质量阻尼校正a3之后的要求喷射量的顶部被切除。结果,在簧载质量阻尼反馈控制中的控制量能够被顺利地改变,使得乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在燃烧模式和多喷射模式不切换的范围中,从发动机输出的反相位扭矩的增益被校正,使得能够在使得扭矩波动是平滑的时防止燃烧模式和多喷射模式的切换。结果,可以防止振动抑制效果由于燃烧模式和多喷射模式的切换而降低,并且由燃烧模式和多喷射模式的切换而引起的扭矩波动能够受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
下面,将描述本发明的第五示例实施例。根据这个第五示例实施例的车辆阻尼控制系统基本上类似于根据第二示例实施例的车辆阻尼控制系统。仅仅簧载质量阻尼要求驱动力输出部分是不同的。因此,将仅仅描述不同于第二示例实施例的部分。将省略与在第二示例实施例中的那些相同的部分的说明。
图28是形式为控制块的视图,示出根据第五示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式。如在图28中所示,根据第五示例实施例的车辆阻尼控制系统304具有在簧载质量阻尼控制设备340中提供的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372。
这个簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372是从簧载质量阻尼控制设备340输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力、由此执行簧载质量阻尼反馈控制的部分。利用燃烧模式和多喷射模式的任何组合,当模式切换时,当效果将产生时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372还从用于选择燃烧模式和多喷射模式的模式计算喷射量减去簧载质量阻尼要求喷射量。即,车辆阻尼控制系统304计算当选择在实现系统320中的来自多喷射模式映射的多喷射模式和来自燃烧模式映射的燃烧模式时使用的映射计算喷射量,而不增加簧载质量阻尼要求喷射量。
因此,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372提供有异常确定部分421和取消确定部分422,正如在第二示例实施例中那样,以及映射计算喷射量选择部分728。
这里,将描述当模式切换时产生的效果。对于燃烧模式,所述效果包括例如i)由于在带有或者不带EGR的模式中的气体响应延迟而暂时地不能够确保精确度、i)在喷射量和发动机扭矩之间的关系中发生误差、ii)和喷射阀的不稳定的流动特性(即,不能够确保在小流率期间的精确度)。在多喷射模式中,喷射量被划分成主喷射、引燃喷射和续喷射。在此情形中的效果在于,由于喷射正时被改变,用于将供应的能量转换为工作的效率差异发生。附带说一句,通常地受到影响的那些事情得到校正,但是由簧载质量阻尼反馈控制控制的扭矩的范围小并且当喷射量根据阻尼频率改变时校正精确度可以不总是能够得以确保。
映射计算喷射量选择部分728计算当选择在实现系统320中的来自多喷射模式映射的多喷射模式和来自燃烧模式映射的燃烧模式时使用的映射计算喷射量。实现系统320设定通过将簧载质量阻尼要求喷射量加到驾驶员要求喷射量获得的、在簧载质量阻尼校正之后的要求驱动力,作为映射计算喷射量。然后,实现系统320通过参考燃烧模式映射和多喷射模式映射、基于这个映射计算喷射量和发动机速度来选择燃烧模式和多喷射模式,并且相应地执行发动机控制。因此,映射计算喷射量选择部分728在这个实现系统320中从用于模式选择的映射计算喷射量减去簧载质量阻尼要求喷射量,以便抑制燃烧模式和多喷射模式的频繁切换。更加具体地,映射计算喷射量选择部分728在不增加簧载质量阻尼要求喷射量的情况下计算映射计算喷射量,然后基于这个计算映射计算喷射量选择燃烧模式和多喷射模式。
下面,将参考图29来描述由根据这个第五示例实施例的车辆阻尼控制系统304执行的过程,图29是示出由簧载质量阻尼要求驱动力输出部分执行的过程的过程示意图。
如在图29中所示,首先,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372计算从加速器运行量和发动机速度确定的基本喷射量(步骤S351)。
簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372还计算通过将抑制驱动链共振的扭矩量转换成喷射量而获得的驱动链阻尼FF要求喷射量(步骤S352)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372将在步骤S352中计算的驱动链阻尼FF要求喷射量加到在步骤S351中计算的基本喷射量。
此外,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372计算由各种限制确定的限制喷射量(步骤S354)。这个限制喷射量是受到限制使得以适当的方式控制发动机的喷射量,诸如作为超过其则将产生烟雾的限制的喷射量。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372将在步骤S353中计算的喷射量与在步骤S354中计算的限制喷射量进行比较并且选择两个喷射量中的较小的一个(步骤S355)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372将在步骤S355中选择的喷射量设定成用于选择燃烧模式和多喷射模式的映射计算喷射量,并且将这个映射计算喷射量设定成上述喷射量Q_map2(步骤S356)。这个喷射量Q_map2是仅仅当通过参考燃烧模式映射和多喷射模式映射来选择燃烧模式和多喷射模式时使用的喷射量。
同时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372获得由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求喷射量(步骤S357)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372将在步骤S357中获得的簧载质量阻尼要求喷射量加到在步骤S355中选择的喷射量(步骤S358)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372获得在步骤S354中计算的限制喷射量(步骤S359)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372将在步骤S358中计算的喷射量与在步骤S354中获得的限制喷射量进行比较,并且选择两个喷射量中的较小的一个(步骤S360)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分372将在步骤S360中选择的喷射量设定成用于选择燃烧模式和多喷射模式的映射计算喷射量,并且将这个映射计算喷射量设定成上述喷射量Q_map(步骤S361)。这个喷射量Q_map是用于其中各种参数是喷射量的映射的喷射量。
相应地,在实现系统320中,使用在步骤S356中获得的喷射量Q_map2来选择燃烧模式和多喷射模式,并且相应地执行发动机控制。
下面,将更加详细地描述根据这个第五示例实施例的车辆阻尼控制系统304的运行。
首先,将考虑其中在控制目标车辆330中产生沿着竖直方向在近似1.5Hz附近的波动分量的情形。此时,诸如车辆速度和振动的信息被从控制目标车辆330反馈到簧载质量阻尼控制设备340,使得基于在簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341中的这个反馈输入来计算簧载质量阻尼要求驱动力(即,簧载质量阻尼要求喷射量)。
然后,在簧载质量阻尼控制设备340中,仅仅用于选择燃烧模式和多喷射模式的模式计算喷射量被改变。簧载质量阻尼要求驱动力未被改变,使得从发动机输出对应于要求驱动力的反相位扭矩。
以此方式,利用根据第五示例实施例的车辆阻尼控制系统304,通过使用通过从模式计算喷射量减去簧载质量阻尼要求喷射量而获得的喷射量Q_map2来选择燃烧模式和多喷射模式,能够在执行簧载质量阻尼反馈控制时防止燃烧模式和多喷射模式切换。结果,由燃烧模式和多喷射模式的切换而引起的扭矩波动能够受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
此外,在燃烧模式和多喷射模式切换的区域中,能够通过基于减去簧载质量阻尼要求喷射量的喷射量来选择燃烧模式和多喷射模式而防止燃烧模式和多喷射模式由于根据簧载质量阻尼反馈控制从发动机输出反相位扭矩而频繁切换。结果,在燃烧模式和多喷射模式切换的区域中,当近似1.5Hz的波动分量已经沿着车辆竖直方向发生时,通过从发动机输出反相位扭矩,在执行簧载质量阻尼反馈控制时防止燃烧模式和多喷射模式频繁地切换。
下面,将描述本发明的第六示例实施例。根据这个第六示例实施例的车辆阻尼控制系统基本上类似于根据第五示例实施例的车辆阻尼控制系统。仅仅簧载质量阻尼要求驱动力输出部分是不同的。因此,将仅仅描述不同于第五示例实施例的部分。将省略与在第二示例实施例中的那些相同的部分的说明。
图30是形式为控制块的视图,示出根据本发明第六示例实施例的车辆阻尼控制系统的功能结构的实例的框架格式。如在图30中所示,车辆阻尼控制系统具有在簧载质量阻尼控制设备340中提供的簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382。
这个簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382是从簧载质量阻尼控制设备340输出由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求驱动力、由此执行簧载质量阻尼反馈控制的部分。利用燃烧模式和多喷射模式的任何组合,当模式切换时,当效果将被产生时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382还从用于选择燃烧模式和多喷射模式的模式计算喷射量减去簧载质量阻尼要求喷射量。即,车辆阻尼控制系统305计算当选择在实现系统320中的来自多喷射模式映射的多喷射模式和来自燃烧模式映射的燃烧模式时使用的映射计算喷射量,而不增加簧载质量阻尼要求喷射量。附带说一句,当指定模式切换时产生的效果与在第五示例实施例中描述的效果相同。因此,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382提供有异常确定部分421和取消确定部分422,正如在第二示例实施例中那样以及映射计算喷射量选择部分728,以及指定模式切换确定部分829。
这个指定模式切换确定部分829是确定利用其通过燃烧模式和多喷射模式的切换将产生上述预定效果的指定组合的部分。利用其通过切换将产生预定效果的燃烧模式和多喷射模式的指定组合被预先存储在指定模式切换确定部分829中。然后,指定模式切换确定部分829确定由实现系统320切换的燃烧模式和多喷射模式是否是预存储的指定组合。
下面,将参考图31来描述根据这个第六示例实施例的车辆阻尼控制系统305的运行,图31是示出利用簧载质量阻尼要求驱动力输出部分的模式计算的流程图。附带说一句,在以下说明中,通过切换模式X和模式Y的组合来产生预定效果,并且通过切换任何其他组合,将不产生该预定效果。
如在图31中所示,首先,当由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求喷射量已经被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求喷射量时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382从燃料喷射量Q_map来计算燃烧模式t_模式(步骤S371)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中存储在步骤S371中计算的燃烧模式t_模式(步骤S372)。
然后,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定在步骤S371中计算的t_模式是否是模式X或者模式Y(步骤S373)。
如果确定t_模式既非模式X也非模式Y(即,在步骤S373中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定模式组合是其中将不通过切换产生效果的模式组合,并且模式计算例程的这个循环结束。相应地,实现系统320以在步骤S372中被存储在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中的燃烧模式,即,基于当簧载质量阻尼要求喷射量已经被添加时的燃料喷射量Q_map选择的模式执行发动机控制。
如果,在另一方面,确定t_模式是模式X或者模式Y(即,在步骤S373中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定t_模式是否是模式X(步骤S374)。
如果确定t_模式是模式X(即,在步骤S374中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定在模式切换之前的燃烧模式(即,最后燃烧模式)是否是模式Y(步骤S375)。
如果确定最后燃烧模式不是模式Y(即,在步骤S375中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定模式组合是其中将不通过切换产生效果的模式组合,然后模式计算例程的这个循环结束。相应地,实现系统320以在步骤S372中被存储在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中的燃烧模式,即,基于当簧载质量阻尼要求喷射量已经被添加时的燃料喷射量Q_map选择的模式执行发动机控制。
如果,在另一方面,确定最后燃烧模式是模式Y(即,在步骤S375中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定模式组合是其中将通过切换产生效果的模式组合,使得该过程前进到步骤S376。
此外,如果在上述步骤S374中确定t_模式不是模式X(即,在步骤S374中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定最后燃烧模式是否是模式X(步骤S378)。
如果确定最后燃烧模式不是模式X(即,在步骤S378中“否”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定模式组合是其中通过切换将不产生效果的模式组合,然后模式计算例程的这个循环结束。相应地,实现系统320以在步骤S372中被存储在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中的燃烧模式,即,基于当簧载质量阻尼要求喷射量已经被添加时的燃料喷射量Q_map选择的模式执行发动机控制。
如果,在另一方面,最后燃烧模式是模式X(即,在步骤S378中“是”),则簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382确定模式组合是其中将通过切换产生效果的模式组合,使得该过程前进到步骤S376。
当该过程前进到步骤S376时,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382从其中由簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341计算的簧载质量阻尼要求喷射量未被加到由驾驶员要求驱动力估计设备310估计的驾驶员要求喷射量的燃料喷射量Q_map2来计算燃烧模式t_模式(步骤S376)。
接着,簧载质量阻尼要求驱动力输出部分382在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中存储在步骤S376中计算的燃烧模式t_模式(步骤S377)。相应地,实现系统320以在步骤S377中被存储在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中的燃烧模式,即,基于当簧载质量阻尼要求喷射量未被添加时的燃料喷射量Q_map2选择的模式执行发动机控制。
图32是示出在模式X和模式Y之间的切换的视图。如在图32中所示,当在模式X和模式Y之间存在切换时,基于当簧载质量阻尼要求喷射量未被添加时的燃料喷射量选择燃烧模式。因此,当在步骤S376中计算的燃烧模式t_模式被存储在暂时反映模式存储RAM“模式_A”中时,燃烧模式固定直至喷射量Q_map改变并且变成其中燃烧模式将切换的喷射量。
下面,将更加详细地描述根据这个第六示例实施例的车辆阻尼控制系统305的运行。
首先,将考虑其中在控制目标车辆330中产生沿着竖直方向在近似1.5Hz附近的波动分量的情形。此时,诸如车辆速度和振动的信息被从控制目标车辆330反馈到簧载质量阻尼控制设备340,使得基于在簧载质量阻尼控制设备340的簧载质量阻尼要求驱动力计算部分341中的这个反馈输入来计算簧载质量阻尼要求驱动力(即,簧载质量阻尼要求喷射量)。
然后,在簧载质量阻尼控制设备340中,仅仅用于选择燃烧模式和多喷射模式的模式计算喷射量被改变。簧载质量阻尼要求驱动力未被改变,使得从发动机输出对应于要求驱动力的反相位扭矩。
以此方式,利用根据第六示例实施例的车辆阻尼控制系统305,当模式组合被切换为指定模式组合时,通过基于当簧载质量阻尼要求喷射量未被添加时的燃料喷射量选择燃烧模式,能够在执行簧载质量阻尼反馈控制时防止燃烧模式和多喷射模式切换。结果,由燃烧模式的切换而引起的扭矩波动能够受到抑制,使得乘坐舒适度能够得以改进。
虽然已经参考其示例实施例描述了本发明,但是应该理解,本发明不限于示例实施例或者构造。例如,在上述示例实施例中,映射计算喷射量选择部分728和指定模式切换确定部分829用作簧载质量阻尼控制设备340,但是例如它们还可以用作实现系统320。
此外,在上述示例实施例中,燃烧模式1到5和多喷射模式1到5被用作发动机的控制模式。然而,可替选地,还可以使用与发动机有关的各种模式,诸如燃料喷射和点火正时。
此外,在上述示例实施例中,阻尼控制阻尼在被输入到簧载质量的竖直方向上的振动。然而,可替选地,用于阻尼的目标还可以是整个车辆。此外,阻尼控制可以阻止在车辆的横向方向上的振动。

Claims (31)

1.一种车辆阻尼控制系统,所述车辆阻尼控制系统通过控制被安装在车辆(10,10A)中的动力源(21,21A)来执行用于抑制在所述车辆(10,10A)中的簧载质量振动的阻尼控制,其特征在于,
当所述动力源(21,21A)在该动力源(21,21A)的不同运行范围之间的边界附近运行时,改变所述阻尼控制的控制模式以使得所述动力源(21,21A)在不执行所述阻尼控制的运行范围之一中运行。
2.根据权利要求1所述的车辆阻尼控制系统,其中,
至少根据用于对在所述阻尼控制中的控制量进行调节的所述动力源(21,21A)的运行量来确定所述动力源(21,21A)的运行范围,并且
当所述动力源(21,21A)在该动力源(21,21A)的不同运行范围之间的边界附近运行时,通过降低所述运行量来改变所述阻尼控制的控制模式。
3.根据权利要求1或2所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)至少包括发动机,并且
对于能够在所述动力源(21,21A)的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物,所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是具有该空气-燃料混合物的不同空气-燃料比的运行范围。
4.根据权利要求3所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是理论空气-燃料比运行范围和稀空气-燃料比运行范围,在所述理论空气-燃料比运行范围中所述空气-燃料比是理论空气-燃料比,在所述稀空气-燃料比运行范围中所述空气-燃料比是稀空气-燃料比,在所述稀空气-燃料比中的燃料比率小于在所述理论空气-燃料比中的燃料比率。
5.根据权利要求3所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是理论空气-燃料比运行范围和浓空气-燃料比运行范围,在所述理论空气-燃料比运行范围中所述空气-燃料比是理论空气-燃料比,在所述浓空气-燃料比运行范围中所述空气-燃料比是浓空气-燃料比,在所述浓空气-燃料比中的燃料比率大于在所述理论空气-燃料比中的燃料比率。
6.根据权利要求1所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)至少包括发动机,并且
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是减缸运行范围和全汽缸运行范围,在所述减缸运行范围中所述动力源(21,21A)的多个汽缸中的至少一个汽缸的运行被停止,在所述全汽缸运行范围中所述动力源(21,21A)的全部所述多个汽缸均运行。
7.根据权利要求1所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)至少包括发动机,并且
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是所述动力源(21,21A)的进气的状态不同的范围。
8.根据权利要求1所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)至少包括发动机,并且
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是所述动力源(21,21A)的排气的状态不同的范围。
9.根据权利要求8所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)的排气的状态不同的运行范围是所述发动机的EGR激活运行范围以及所述发动机的EGR非激活运行范围。
10.根据权利要求1所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是所述动力源(21,21A)的致动器的运行状态不同的范围。
11.根据权利要求1所述的车辆阻尼控制系统,其中,
当存在所述动力源(21,21A)的不同运行范围的多个组合时,当所述动力源(21,21A)在每个所述组合的不同运行范围之间的边界附近运行时,改变所述阻尼控制的控制模式。
12.根据权利要求1或2所述的车辆阻尼控制系统,其中,
通过对于所述动力源(21,21A)的每个所述不同运行范围改变用于调节在所述阻尼控制中的控制量的装置,来改变所述阻尼控制的控制模式。
13.根据权利要求12的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)至少包括发动机,并且
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是增压调节运行范围和节流调节运行范围,在所述增压调节运行范围中,通过利用被设置在进气通道中的增压器调节所述进气通道中的增压来调节在所述阻尼控制中的控制量,在所述节流调节运行范围中,通过利用被设置在所述进气通道中的节流阀调节所述进气通道的开度来调节在所述阻尼控制中的控制量。
14.根据权利要求12所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21,21A)至少包括发动机,并且
所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围是提升调节运行范围和节流调节运行范围,在所述提升调节运行范围中,通过利用可变进气阀提升机构调节被设置在所述进气通道中的进气阀的提升量来调节在所述阻尼控制中的控制量,在所述节流调节运行范围中,通过利用被设置在所述进气通道中的节流阀调节所述进气通道的开度来调节在所述阻尼控制中的控制量。
15.根据权利要求12所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述动力源(21A)至少包括发动机(210)和电动机(232),并且
所述动力源(21A)的所述不同运行范围是发动机调节运行范围和电动机调节运行范围,在所述发动机调节运行范围中,通过调节所述发动机(210)的输出来调节在所述阻尼控制中的控制量,在所述电动机调节运行范围中,通过调节所述电动机(232)的输出来调节在所述阻尼控制中的控制量。
16.根据权利要求12所述的车辆阻尼控制系统,其中,
当所述动力源(21,21A)的所述不同运行范围包括三个或者更多个不同的运行范围时,通过对于每个所述运行范围而改变用于调节在所述阻尼控制中的控制量的装置来改变所述阻尼控制的控制模式。
17.一种车辆阻尼控制系统,所述车辆阻尼控制系统通过控制被安装在车辆中的发动机来执行用于抑制在所述车辆中的簧载质量振动的阻尼控制,其特征在于,
如果发动机速度和喷射量落入预定区域中,则切换与燃料燃烧有关的发动机的控制模式,并且当所述发动机速度和喷射量落入到所述预定区域中时禁止所述阻尼控制。
18.根据权利要求17所述的车辆阻尼控制系统,其中,
改变所述阻尼控制的控制模式以使得,在所述发动机的所述控制模式不进行切换的区域中,所述阻尼控制将会继续被执行。
19.根据权利要求18所述的车辆阻尼控制系统,其中,
基于在所述发动机的所述控制模式切换之前的控制量来确定所述阻尼控制的执行状态。
20.根据权利要求18所述的车辆阻尼控制系统,其中,
基于在所述发动机的所述控制模式不进行切换的条件下确定所述阻尼控制的执行状态。
21.根据权利要求20所述的车辆阻尼控制系统,其中,
校正所述阻尼控制的增益。
22.根据权利要求17到21中任何一项所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述发动机是柴油发动机。
23.根据权利要求17所述的车辆阻尼控制系统,其中,
当在车辆竖直方向上产生1.5Hz的振动波动分量时,通过从所述发动机输出反相位扭矩来执行阻尼控制。
24.根据权利要求23所述的车辆阻尼控制系统,其中,
在根据所述发动机的使用区域所选择的所述发动机的控制模式进行切换的区域中,禁止从所述发动机输出反相位扭矩。
25.根据权利要求23所述的车辆阻尼控制系统,其中,
在根据所述发动机的使用区域所选择的所述发动机的控制模式不会进行切换的范围中,从所述发动机输出反相位扭矩。
26.根据权利要求23所述的车辆阻尼控制系统,其中,
在根据所述发动机的使用区域所选择的所述发动机的控制模式不会进行切换的范围中,对从所述发动机输出的反相位扭矩的增益进行校正。
27.根据权利要求23所述的车辆阻尼控制系统,其中,
在根据所述发动机的使用区域所选择的所述发动机的控制模式进行切换的区域中,所述发动机的控制模式被选择成排除通过所述阻尼控制从所述发动机输出的反相位扭矩。
28.一种车辆阻尼控制系统,所述车辆阻尼控制系统通过控制被安装在车辆中的发动机来执行用于抑制在所述车辆中的簧载质量振动的阻尼控制,其特征在于,
根据所述发动机的控制模式来改变所述阻尼控制的控制模式,其中所述发动机的控制模式是根据所述发动机的状态来被选择的,
其中,在所述控制模式被切换的区域中禁止所述阻尼控制,以使得相对于要求扭矩的实际扭矩量改变。
29.根据权利要求28所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述发动机是柴油发动机。
30.一种车辆阻尼控制系统,所述车辆阻尼控制系统通过控制被安装在车辆中的发动机来执行用于抑制在所述车辆中的簧载质量振动的阻尼控制,其特征在于,
如果发动机速度和喷射量落入预定区域中,则切换与燃料燃烧有关的发动机的控制模式,并且
相比于其中所述发动机的所述控制模式不进行切换的区域,在所述发动机的所述控制模式进行切换的区域中,减小所述阻尼控制的控制量。
31.根据权利要求30所述的车辆阻尼控制系统,其中,
所述发动机是柴油发动机。
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