CN102958743B - 车辆的制动驱动力控制装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆的制驱动力制动驱动力控制装置，电子控制单元（30）检测因伴随车辆（Ve）的行驶从路面朝左右前轮（11、12）及左右后轮（13、14）的输入而在包括各轮（11～14）的车辆（Ve）的簧下部件产生的簧下上下加速度。电子控制单元（30）使用检测出的簧下上下加速度计算在各轮（11～14）产生的前后力，并推定在各轮（11～14）产生的前后振动。电子控制单元（30）使用检测出的簧下上下加速度计算用于吸收前后振动的前后振动抑制力。电子控制单元（30）从计算的前后力减去计算的前后振动抑制力，经由逆变器（23）控制轮内装式电动机（19～22）的输出扭矩而使其动作。由此，能有效抑制车辆（Ve）的簧下部件的前后振动，提高车辆（Ve）乘坐舒适性。

Description

车辆的制动驱动力控制装置

技术领域

本发明涉及对在车辆的各车轮产生的驱动力或者制动力分别进行控制的车辆的制动驱动力控制装置。

背景技术

近年来，作为电动汽车的一个方式，开发出了如下的所谓的轮内装式电动机方式的车辆：将电动机(马达)配置在作为簧下部件的车轮的轮内部或者其附近，并利用该电动机直接驱动车轮。在该轮内装式电动机方式的车辆中，通过对针对每个车轮设置的电动机分别进行旋转控制、即对各电动机分别进行驱动(牵引)控制或者再生控制，能够根据车辆的行驶状态对向各车轮施加的驱动力或者制动力分别进行控制。

关于这样的轮内装式电动机方式的车辆，例如在下述专利文献1中公开了如下的车辆的制动驱动力控制装置：为了抑制车辆伴随着通过路面的台阶等时产生的起伏动作在上下方向上的振动，对各车轮施加不同的制动驱动力，从而降低绕车辆的重心产生的起伏转矩。

并且，在下述专利文献2中公开有如下的轮内装式电动机系统：能够充分地获得相对于轮胎外径的轮辋部的最小直径部分的直径，从而能够搭载输出大的马达，而且与具有相同尺寸的通常的截面形状的轮胎相比较，能够确保基于振动乘坐舒适性和大输入的耐冲击性，并且在此基础上能够大幅降低纵向弹性。

专利文献1：日本特开2007－118898号公报

专利文献2：日本特开2005－75189号公报

然而，一般情况下，当车辆正在行驶时，若因来自路面的输入而使构成车轮的轮胎产生挠曲等变形，则车轮会产生车辆前后方向的振动(前后振动)。进而，可以说，该前后振动是因相对于车轮产生的车辆前后方向的力(前后力)而产生。

关于这种在车轮产生的前后力，在轮内装式电动机方式的车辆中，与通常的车辆相比，车轮的转动惯性矩大，因此，存在所产生的前后力变大的倾向。结果，容易产生大的前后振动，担心有损于车辆的乘坐舒适性。

然而，在上述现有的车辆的制动驱动力控制装置中，尽管能够抑制车辆伴随着通过路面的台阶等时产生的起伏动作在上下方向上的振动，但完全没有考虑抑制上述前后力亦即前后振动这点。并且，在上述现有的轮内装式电动机系统中，尽管能够降低轮胎的纵向弹性，但仍完全没有考虑抑制上述前后力亦即前后振动这点。

因而，在轮内装式电动机方式的车辆中，需要有效地抑制在车轮产生的前后振动，从而提高车辆的乘坐舒适性。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种对在各车轮产生的驱动力或者制动力分别进行控制，从而降低在包含车轮在内的簧下部件产生的车辆前后方向的振动的车辆的制动驱动力控制装置。

为了达成上述目的，本发明的特征在于，车辆的制动驱动力控制装置具备：制动驱动力产生机构，该制动驱动力产生机构在车辆的车轮独立地产生电磁驱动力或者电磁制动力；以及控制单元，该控制单元控制上述驱动力产生机构从而在上述车轮产生独立的上述电磁驱动力或者电磁制动力，其中，上述控制单元具备：簧下上下加速度检测单元，该簧下上下加速度检测单元检测包括上述车轮在内的车辆的簧下部件在车辆上下方向上的上下加速度；前后振动推定单元，该前后振动推定单元基于由上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度推定在车辆的簧下部件产生的车辆前后方向上的前后振动；前后振动抑制力运算单元，该前后振动抑制力运算单元计算对由上述前后振动推定单元推定出的上述前后振动进行吸收的前后振动抑制力；以及制动驱动力产生机构动作单元，该制动驱动力产生机构动作单元基于由上述前后振动抑制力运算单元计算出的上述前后振动抑制力使上述制动驱动力产生机构动作。

在该情况下，可以形成为：上述前后振动抑制力运算单元使用由上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度来计算上述前后振动抑制力。并且，在该情况下，也可以形成为：上述控制单元具备车轮转速检测单元，该车轮转速检测单元检测上述车轮在旋转方向上的速度，上述前后振动抑制力运算单元使用由上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度以及由上述车轮转速检测单元检测出的上述车轮在旋转方向上的速度来计算上述前后振动抑制力。此外，在该情况下，也可以形成为：上述控制单元具备簧下前后加速度检测单元，该簧下前后加速度传感器检测车辆的上述簧下部件在车辆前后方向上的前后加速度，上述前后振动抑制力运算单元使用由上述簧下前后加速度检测单元检测出的上述前后加速度来计算上述前后振动抑制力。进而，在该情况下，也可以形成为：上述前后振动抑制力运算单元从上述簧下前后加速度检测单元通过反馈输入上述检测出的上述前后加速度，并使用所输入的上述前后加速度来计算上述前后振动抑制力。

并且，在上述情况下，也可以形成为：上述前后振动推定单元使用由上述上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度来计算在车辆的上述簧下部件产生的车辆前后方向上的前后力，并基于该计算出的前后力来推定上述前后振动。进而，在该情况下，也可以形成为：上述制动驱动力产生机构动作单元使用从由上述前后振动推定单元计算出的上述前后力减去由上述前后振动抑制力运算单元计算出的上述前后振动抑制力而得到的值，使上述制动驱动力产生机构动作。

由此，控制单元例如能够检测借助由制动驱动力产生机构产生的电磁驱动力行驶的车辆的簧下部件的簧下上下加速度，并基于所检测出的簧下上下加速度来推定在簧下部件产生的前后振动。此时，控制单元具体而言能够使用簧下上下加速度来计算在簧下部件产生的前后力，并基于所计算出的前后力来推定前后振动。

进而，控制单元能够计算吸收所推定出的前后振动的前后振动抑制力，并基于所计算出的前后振动抑制力使制动驱动力产生机构动作。在该情况下，控制单元具体而言能够使用簧下上下加速度、簧下上下加速度和车轮的旋转方向的速度以及簧下前后加速度中的至少一方来计算前后振动抑制力。并且，在计算出了前后力的情况下，控制单元能够使用从该前后力减去前后振动抑制力而得到的值使制动驱动力产生机构动作，从而使其产生电磁驱动力或者电磁制动力。

这样，根据本发明的制动驱动力控制装置，能够推定车辆的簧下部件的前后振动，计算出吸收该前后振动的前后振动抑制力，并基于该前后振动抑制力使制动驱动力产生机构动作。因而，根据本发明的制动驱动力控制装置，即便是车轮的转动惯性矩大的例如轮内装式电动机的车辆，也能够有效地抑制在包括车轮在内的簧下部件产生的前后振动，能够提高车辆的乘坐舒适性。

附图说明

图1是简要地示出在各实施方式中通用的、能够应用车辆的制动驱动力控制装置的车辆的结构的简图。

图2是用于对因来自路面的输入而导致的车辆行驶时的轮胎的变形进行说明的图。

图3是用于对悬架机构的悬架几何模型进行说明的图。

图4是用于对在本发明的第一实施方式以及第三实施方式中通用的等价模型进行说明的图。

图5是本发明的第一实施方式所涉及的简要的运算框图。

图6是用于对通过降低前后力而前后振动降低的情况进行说明的图。

图7是用于对本发明的第二实施方式所涉及的等价模型进行说明的图。

图8是本发明的第二实施方式所涉及的简要的运算框图。

图9是本发明的第三实施方式所涉及的简要的运算框图。

具体实施方式

a.第一实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1简要地示出在各实施方式中通用的搭载有车辆的制动驱动力控制装置的车辆Ve的结构。

车辆Ve具备左右前轮11、12以及左右后轮13、14。进而，左右前轮11、12相互或者各自独立地经由悬架机构15、16被支承于车辆Ve的车身Bo。并且，左右后轮13、14相互或者各自独立地经由悬架机构17、18被支承于车辆Ve的车身Bo。

此处，对于悬架机构15～18的构造，由于与本发明并无直接关系，因此省略详细说明，例如能够采用由内置有减震器的支撑杆、螺旋弹簧以及悬架臂等构成的支撑杆式悬架，或由螺旋弹簧、减震器以及上下的悬架臂等构成的双摇臂式悬架等公知的悬架。

在左右前轮11、12的轮内部组装有电动机19、20，并且，在左右后轮13、14的轮内部组装有电动机21、22，且各电动机分别与左右前轮11、12以及左右后轮13、14以能够进行动力传递的方式连结。即，电动机19～22是所谓的轮内装式电动机19～22，且与左右前轮11、12以及左右后轮13、14一起配置于车辆Ve的簧下。进而，通过对各轮内装式电动机19～22的旋转分别独立地进行控制，能够对在左右前轮11、12以及左右后轮13、14产生的驱动力以及制动力分别独立地进行控制。

上述各轮内装式电动机19～22例如由交流同步电动机构成。进而，经由逆变器23将蓄电池或电容器等蓄电装置24的直流电转换成交流电，并将该交流电供给至各轮内装式电动机19～22。由此，对各轮内装式电动机19～22进行驱动控制(或者牵引控制)，从而对左右前轮11、12以及左右后轮13、14施加电磁驱动力。

并且，各轮内装式电动机19～22能够利用左右前轮11、12以及左右后轮13、14的旋转进行再生控制。由此，在各轮内装式电动机19～22进行再生/发电时，左右前轮11、12以及左右后轮13、14的旋转(运动)能由各轮内装式电动机19～22转换成电能，此时产生的电力(再生电力)经由逆变器23蓄积于蓄电装置24。此时，各轮内装式电动机19～22对左右前轮11、12以及左右后轮13、14施加基于再生发电的电磁制动力。

并且，在各轮11～14和与它们对应的各轮内装式电动机19～22之间分别设置有制动机构25、26、27、28。各制动机构25～28例如是盘式制动器或鼓式制动器等公知的制动装置。进而，上述的制动机构25～28例如连接于借助从省略图示的制动主缸加压输送的油压使在各轮11～14产生制动力的制动钳的活塞、制动蹄(均省略图示)等动作的制动致动器29。

上述逆变器23以及制动致动器29分别连接于对各轮内装式电动机19～22的旋转状态以及制动机构25～28的动作状态等进行控制的电子控制单元30。因而，各轮内装式电动机19～22、逆变器23以及蓄电装置24构成本发明的制动驱动力产生机构，电子控制单元30构成本发明的控制单元。

电子控制单元30以由CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机作为主要构成部件，并执行各种程序而对各轮内装式电动机19～22的动作进行控制。因此，在电子控制单元30输入有来自于包括根据加速踏板的踏下量(或者角度、压力等)检测驾驶者的加速操作量的加速传感器31、根据制动踏板的踏下量(或者角度、压力等)检测驾驶者的制动操作量的制动传感器32、检测车辆Ve的车速U的车速传感器33在内的各种传感器的各信号以及来自于逆变器23的信号。

这样，在电子控制单元30连接有上述各传感器31～33以及逆变器23并对电子控制单元30输入各信号，由此，电子控制单元30能够把握车辆Ve的行驶状态并进行控制。

具体而言，电子控制单元30能够基于从加速传感器31以及制动传感器32输入的信号计算与驾驶者的加速操作量以及制动操作量相应的要求驱动力以及要求制动力、即用于使车辆Ve行驶或对车辆Ve进行制动的总驱动力。并且，电子控制单元30能够基于从逆变器23输入的信号(例如表示在各轮内装式电动机19～22的驱动控制时供给的电力量、电流值的信号)分别计算各轮内装式电动机19～22的输出转矩(马达转矩)。

由此，电子控制单元30能够输出经由逆变器23对各轮内装式电动机19～22的旋转分别进行控制的信号、经由制动致动器29对各制动机构25～28的动作分别进行控制的信号。因而，电子控制单元30基于从加速传感器31以及制动传感器32输入的信号求出车辆Ve所要求的总驱动力，并输出对各轮内装式电动机19～22的驱动/再生状态以及制动致动器29即各制动机构25～28的动作分别进行控制的信号，以便产生上述总驱动力，由此能够对车辆Ve的行驶状态进行控制。

然而，一般情况下，在行驶中的车辆中，当根据路面的表面形状而存在从路面对旋转的车轮以及悬架机构的沿车辆上下方向的输入时，存在在簧下部件产生在车辆前后方向上的振动，从而使乘坐舒适性恶化的情况。即，在行驶中的车辆中，如图2所示，根据路面的表面形状，构成旋转的车轮的轮胎挠曲变形。进而，当这样因来自路面的输入而轮胎变形时，如图2中以虚线所示，轮胎的动载荷半径相对于静载荷半径变动，并且，旋转的轮胎的车轮角速度变化，因此车辆的车速变化。由此，会在车辆的簧下部件产生在车辆前后方向上的振动，且因该前后振动传递到车身而导致乘坐舒适性恶化。

这样，在产生前后振动的情况下，会在作为簧下部件的车轮产生在车辆前后方向上的力(前后力)。因而，在车辆产生的前后力会导致产生前后振动而使乘坐舒适性恶化。此处，对在车辆产生的前后力进行说明。

一般情况下，当车辆的簧下部件上下往复移动时，会从轮胎对悬架机构输入前后力，并且，会因车辆的簧下部件上下往复移动而在构成悬架机构的减震器产生前后力。此处，考虑如图3所示的由车辆上下方向的z轴以及车辆前后方向的x轴确定的坐标系中的悬架机构的悬架几何模型。

在这种悬架机构中，根据该悬架几何模型，在几何学上下述式1～6成立，能够根据下述式7计算前后力Fx。另外，对于下述式1～7的导出，能够基于图3所示的悬架几何模型通过公知的方法以几何学方式导出，因此省略说明，特别是下述式1～3是计算在基于后述的等价模型进行的控制中使用的弹性主轴的刚性以及减震系统的衰减性能(具体而言是由减震器的衰减系数、弹簧的弹簧常数确定的衰减性能)的公式。进而，通过决定下述的各参数(参照图3)，根据下述式1～6计算出的值分别被决定为静态常数。

A、B表示决定弹性主轴的位置的常数，β₀表示弹性主轴的倾斜度，H表示簧下重心位置与弹性主轴之间的在车辆上下方向(z轴方向)上的偏移量，K_x0、K_z0、K_θ0分别表示弹性主轴的轴线方向、弯曲方向、旋转(θ)方向的主轴刚性。并且，L表示簧下重心位置与减震器之间的在车辆前后方向(x轴方向)上的偏移量，α₀表示减震器的倾斜度，K_s0表示减震系统的轴线方向的衰减性能。

${K_x}^{\′}=\frac{K_{x0}{\left(\cos {\mathrm{\β}}_0\right)}^2\{K_{s0}{(\sin {\mathrm{\α}}_0+\frac{L\cos {\mathrm{\α}}_0}{H})}^2+K_{z0}{\left(\frac{A}{\cos {\mathrm{\β}}_0}\frac{1}{H}\right)}^2+\frac{K_{\mathrm{\θ}0}}{H^2}\}}{+K_{x0}{\left(\cos {\mathrm{\β}}_0\right)}^2+\{K_{s0}{\left(\frac{L\cos {\mathrm{\α}}_0}{H}\right)}^2+K_{z0}{(\frac{A}{\cos {\mathrm{\β}}_0}\frac{1}{H}-\sin {\mathrm{\β}}_0)}^2+\frac{K_{\mathrm{\θ}0}}{H^2}\}}$   式1

$K_x=\frac{K_{x0}{\left(\cos {\mathrm{\β}}_0\right)}^2\·\{K_{z0}{\left(\frac{A}{\left(\cos {\mathrm{\β}}_0\right)}\right)}^2+K_{\mathrm{\θ}0}(1-\frac{K_{z0}}{K_{x0}})\frac{A\tan {\mathrm{\β}}_0}{A\tan {\mathrm{\β}}_0-H}\}/H^2}{+K_{x0}{\left(\cos {\mathrm{\β}}_0\right)}^2+\{K_{s0}{\left(L\cos {\mathrm{\α}}_0\right)}^2+K_{z0}{(\frac{A}{\cos {\mathrm{\β}}_0}-H\sin {\mathrm{\β}}_0)}^2+K_{\mathrm{\θ}0}\}/H^2}$   式2

$K_s=\frac{K_{s0}{\left(\cos {\mathrm{\α}}_0\right)}^2\{K_{z0}{A}^{\′2}+K_{x0}{B}^{\′2}+K_{\mathrm{\θ}0}\}/L^2}{K_{s0}{\left(\cos {\mathrm{\α}}_0\right)}^2+\{K_{z0}{A}^{\′2}+K_{x0}{B}^{\′2}+K_{\mathrm{\θ}0}\}/L^2}$   式3

$\begin{array}{c}\tan \mathrm{\α}=\left[\right\{+\tan {\mathrm{\α}}_0-\frac{L\sin {\mathrm{\β}}_0}{A^{\′}}\left\}\right\{1+\frac{L\cos {\mathrm{\β}}_0}{A^{\′}}\}+\frac{K_{\mathrm{\θ}0}}{K_{z0}{A}^{\′2}}\tan {\mathrm{\α}}_0\\ +(\tan {\mathrm{\α}}_0\·H+L)\·H\·(1+\frac{L}{H/\tan {\mathrm{\β}}_0})\frac{K_{x0}{\left(\cos \mathrm{\β}\right)}^2}{K_{z0}{A}^{\′2}}]\frac{K_{z0}{A}^{\′2}}{K_{z0}{A}^{\′2}+K_{x0}{B}^{\′2}+K_{\mathrm{\θ}0}}\end{array}$   式4

$\mathrm{\β}=\frac{(A\tan {\mathrm{\β}}_0-H)}{A}$   式5

A′＝Acosβ₀+Bsinβ₀

B′＝Asinβ₀+Bcosβ₀    式6

$\mathrm{Fx}\≅\frac{1}{1+\frac{P}{U}\frac{{r_0}^2}{I_T}\frac{1}{s}+\frac{\mathrm{Ps}}{{\mathrm{UK}}_{\mathrm{TX}}}}(-\frac{W}{U}{\stackrel{\·}{z}}_0+P\frac{{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{\ηr}}{U}-\frac{P}{U}\stackrel{\·}{x})$   式7

其中，上述式7中的U表示车辆的车速，P表示操控稳定性(例如轮胎摩擦系数等)。并且，上述式7的右边第一项中的I_T表示轮胎的惯性矩，r₀表示静载荷半径，K_TX表示轮胎的车辆前后方向(x轴方向)上的弹簧常数，s表示拉普拉斯算子。并且，上述式7的右边第二项中的W表示车轮上的垂直载荷，ω₀表示车轮角速度(更详细地说是轮胎的角速度)，r表示动载荷半径，η表示轮胎动载荷半径变动量(r的变动量/r0的变动量)。另外，上述式7的右边第二项中的z₀表示车辆上下方向(z轴方向)上的路面的变位(例如1/f输入)，x表示车辆前后方向(x轴方向)上的变位，在上述式7的右边第二项中分别被一阶微分。

因而，若能够有效地抑制根据上述式7计算出的前后力Fx，则能够抑制在车轮产生的前后振动，从而能够提高乘坐舒适性。特别是在作为簧下部件的左右前轮11、12以及左右后轮13、14具备轮内装式电动机19～22的车辆Ve中，各轮11～14的转动惯性矩大，从而前后力Fx变大，因此，容易产生大的前后振动，存在容易因所产生的前后振动而导致乘坐舒适性恶化的倾向。因此，通过有效地抑制前后力Fx，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

然而，对于前后力Fx，代替如上所述的基于悬架几何模型根据上述式7进行计算，也能够使用与图3所示的模型等价的图4所示的等价模型计算。这样，在使用图4所示的等价模型的情况下，一般情况下，下述式8、9所示的运动方程式成立。

mzs²＝K_T(z₀-z)-Ksz  式8

$\mathrm{Fx}=\frac{1}{1+\frac{P}{U}\frac{{r_0}^2}{I_T}\frac{1}{s}+\frac{\mathrm{Ps}}{{\mathrm{UK}}_{\mathrm{TX}}}}\{-\frac{W{z}_{0}s}{U}+\frac{P{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{\η}(z-z_0)}{U}\}-\mathrm{\α}{K}_{s}z-\mathrm{\β}{K}_{x}z$   式9

其中，上述式8中的m表示簧下质量，K_T表示轮胎的在车辆上下方向(z轴方向)上的弹簧常数。并且，上述式8、9中的z表示簧下重心位置处的簧下部件的在车辆上下方向(z轴方向)上的变位。并且，上述式8、9中的K_s表示根据上述式3计算的减震系统的衰减性能。此外，上述式9中的K_x表示根据上述式2计算的弹性主轴的刚性，α以及β分别与图3所示的模型中的α₀以及β₀对应。

进而，电子控制单元30基于使用上述的等价模型计算的前后力Fx，考虑该前后力Fx的产生而对各轮内装式电动机19～22的输出转矩进行控制。以下，使用图5所示的运算框图对由电子控制单元30进行的轮内装式电动机19～22的输出转矩控制进行详细说明。

电子控制单元30在根据运算框图100对轮内装式电动机19～22的输出转矩进行控制时，首先，输入与路面的在车辆上下方向(z轴方向)上的变位相当的上下加速度成分Z₀(以下仅称作路面上下加速度Z₀)。另外，路面上下加速度Z₀可以基于搭载于车辆Ve的各种传感器(例如上下加速度传感器等)的检测值推定。并且，当然也可以根据需要对输入的路面上下加速度Z₀进行微分积分处理。

进而，电子控制单元30在运算处理101中根据下述式10计算作用于构成左右前轮11、12以及左右后轮13、14的未图示的轮胎的车辆前后方向的力(平移力)F_x00。

$F_{x00}=-\frac{\frac{W}{U}s+\frac{P{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{\η}}{U}}{h\left(s\right)}{Z}_0$   式10

其中，上述式10中的U表示由车速传感器33检测出的车辆Ve的车速，Z₀表示上述所输入的路面上下加速度，1/h(s)由下述式11表示。

$\frac{1}{h\left(s\right)}=\frac{1}{1+\frac{P}{U}\frac{{r_0}^2}{I_T}\frac{1}{s}+\frac{\mathrm{Ps}}{{\mathrm{UK}}_{\mathrm{TX}}}}$   式11

并且，电子控制单元30在运算处理102中根据下述式12计算并检测与簧下部件的重心位置处的左右前轮11、12以及左右后轮13、14的在车辆上下方向(z轴方向)上的变位相当的上下加速度成分Z(以下仅称作簧下上下加速度Z)。因而，运算处理102构成本发明的簧下上下加速度检测单元。另外，当然也可以根据需要对所检测出的簧下上下加速度Z进行微分积分处理。

$Z=\frac{K_T}{{\mathrm{ms}}^2+K_s+K_T}{Z}_0$   式12

进而，在计算(即检测)簧下上下加速度Z后，电子控制单元30在运算处理103中根据下述式13计算簧下重心位置处的作用于左右前轮11、12以及左右后轮13、14的车辆前后方向的力(平移力)F_x0z。

$F_{x0z}=\frac{1}{h\left(s\right)}\frac{P{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{\η}}{U}Z$   式13

其中，上述式13中的U表示由车速传感器33检测出的车辆Ve的车速，Z表示在上述运算处理102中检测出的簧下上下加速度，1/h(s)由上述式11表示。

这样，当在上述运算处理101中根据上述式10计算作用于轮胎的车辆前后方向的力(平移力)F_x00，且在上述运算处理103中根据下述式13计算出簧下重心位置处的作用于左右前轮11、12以及左右后轮13、14的车辆前后方向的力(平移力)F_x0z后，电子控制单元30将上述力F_x00和F_x0z相加。进而，电子控制单元30计算在左右前轮11、12以及左右后轮13、14产生的前后方向的力F_x0。

并且，当在上述运算处理102中通过计算并检测出簧下上下加速度Z后，电子控制单元30在运算处理104中根据下述式14计算因旋转的左右前轮11、12以及左右后轮13、14的相位而发挥作用的车辆前后方向的力F_x1。

F_x1＝(-βK_x-αK_s)Z  式14

进而，电子控制单元30将上述计算出的在各轮11～14产生的前后方向的力F_x0与在上述运算处理104中计算出的因旋转的各轮11～14的相位而发挥作用的车辆前后方向的力F_x1相加，计算在左右前轮11、12以及左右后轮13、14产生的前后力Fx(与上述式9相当)。由此，电子控制单元30通过使用在上述运算处理102中通过计算检测出的簧下上下加速度Z计算前后力Fx来推定在车辆Ve的簧下部件产生的前后振动。因而，上述运算处理101、103、104构成本发明的前后振动推定单元。

另一方面，当在上述运算处理102中通过计算检测出簧下上下加速度Z后，电子控制单元30借助图5中以粗实线表示的运算处理105计算用于降低作用于簧下重心位置的前后力Fx从而吸收前后振动的前后振动抑制力Fxr。即，电子控制单元根据使用了在上述运算力102中通过计算检测出的簧下上下加速度Z的下述式15计算前后振动抑制力Fxr。因而，上述运算处理105构成本发明的前后振动抑制力运算单元。

$\mathrm{Fxr}=\left[\right\{\frac{{\mathrm{ms}}^2+K_s+K_T}{K_T}\left\}\frac{1}{h\left(s\right)}\right\{-\frac{W}{U}s-\frac{P{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{\η}}{U}\}+\frac{1}{h\left(s\right)}\frac{P{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{\η}}{U}-{\mathrm{\βK}}_x-{\mathrm{\αK}}_s]Z$   式15

此处，根据上述式15可知，所计算出的前后振动抑制力Fxr是通过对所检测出的簧下上下加速度Z乘以增益而计算出的，相当于与上述所计算出的前后力Fx中的簧下上下加速度Z相关联的力。

在以这种方式计算出前后振动抑制力Fxr后，电子控制单元30从上述所计算出的前后力Fx减去前后振动抑制力Fxr，并执行运算处理106。在运算处理106中，电子控制单元30根据下述式16计算由于作用有从上述所计算出的前后力Fx减去前后振动抑制力Fxr后的力而产生的左右前轮11、12以及左右后轮13、14的沿车辆前后方向(x轴方向)的前后变位量X(或者是与车辆前后方向(x轴方向)上的变位相当的车辆前后方向(x轴方向)的加速度成分)。

$X=\frac{1}{{\mathrm{ms}}^2+{K_x}^{\′}+\frac{1}{h\left(s\right)}\frac{P}{U}s}(\mathrm{Fx}-\mathrm{Fxr})$   式16

其中，上述式16中的K_x’是根据上述式1计算出的。

进而，电子控制单元30根据对在上述运算处理106中计算出的左右前轮11、12以及左右后轮13、14的在车辆前后方向(x轴方向)上的前后变位量X与弹性主轴的刚性K_x相乘的下述式17计算各轮内装式电动机19～22的目标输出转矩Fd。

Fd＝K_xX  式17

接着，电子控制单元30通过根据下述式18从根据上述式17计算出的各轮内装式电动机19～22的目标输出转矩Fd减去根据上述式14计算出的因旋转的左右前轮11、12以及左右后轮13、14的相位而发挥作用的车辆前后方向的力F_x1来对目标输出转矩Fd进行相位修正，并计算修正目标输出转矩Fdh。

Fdh＝Fd-F_x1  式18

进而，在这样计算出修正目标输出转矩Fdh后，电子控制单元30经由逆变器23对各轮内装式电动机19～22供给与所计算出的修正目标输出转矩Fdh对应的交流电。由此，各轮内装式电动机19～22分别对左右前轮11、12以及左右后轮13、14施加与上述所计算出的修正目标输出转矩Fdh相当的电磁驱动力或者电磁制动力。因而，逆变器23构成本发明的制动驱动力产生机构。

这样，电子控制单元30基于修正目标输出转矩Fdh经由逆变器23使各轮内装式电动机19～22工作而对电磁驱动力或者电磁制动力进行控制，由此能够有效地抑制前后振动。使用图6对该情况进行具体说明。

如图6所示，在轮内装式电动机19～22的驱动控制响应可能区域中，如上所述，在未从前后力Fx减去前后振动抑制力Fxr的情况下，会因所产生的前后力Fx产生簧下前后共振，从而有损于车辆Ve的乘坐舒适性。与此相对，在从前后力Fx减去了前后振动抑制力Fxr后的情况下，产生簧下前后共振的频率处的前后振动被有效地吸收。换言之，通过对产生簧下前后共振的共振频率附近的前后力Fx乘以与前后振动抑制力Fxr相当的增益，簧下前后共振降低，从而能够有效地降低驾驶者所感觉到的不舒适的前后振动。

根据以上的说明能够理解，根据上述第一实施方式，能够通过计算前后力Fx来推定车辆Ve的簧下部件的前后振动。并且，能够计算吸收该前后振动、换言之为使前后力Fx降低的前后振动抑制力Fxr。进而，能够使用该前后振动抑制力Fxr最终计算出修正目标输出转矩Fdh，并使轮内装式电动机19～22工作。因而，根据上述第一实施方式的车辆的制动驱动力控制装置，即便是对于具备轮内装式电动机19～22从而各轮11～14的转动惯性矩变大的车辆Ve，也能够有效地抑制在包括各轮11～14在内的簧下部件产生的前后振动，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

b.第二实施方式

在上述第一实施方式中，以下述方式实施：检测簧下上下加速度Z，并减去相当于在左右前轮11、12以及左右后轮13、14产生的前后力Fx中的与簧下上下加速度Z相关联的力的前后振动抑制力Fxr，从而计算目标输出转矩Fd。另一方面，如上所述，当根据路面的表面形状而各轮11～14的轮胎通过挠曲等变形，从而动载荷半径r变化时，各轮11～14的车轮角速度ω₀变化。在该情况下，如根据上述式9(上述式7)所知，在各轮11～14产生的前后力Fx是包含各轮11～14的轮胎的惯性矩I_T在内计算的，因此，伴随着各轮11～14的车轮角速度ω₀的变化而在各轮11～14产生的前后力Fx增减，结果，有时会产生前后振动。

因此，在该第二实施方式中，以下述方式实施：检测各轮11～14的车轮角速度ω₀的变化量ω，并降低因该变化量ω而产生的前后力Fx。以下对该第二实施方式进行具体说明，但是，对与上述第一实施方式相同的部分标以相同的标号并省略详细说明。

在该第二实施方式中，如图1中以虚线所示那样，设置有检测各轮11～14的旋转方向的速度亦即车轮角速度的作为车轮转速检测单元的车轮角速度传感器34i(i＝fl、fr、rl、rr)。进而，从车轮角速度传感器34i(i＝fl、fr、rl、rr)对电子控制单元30输入表示各轮11～14的车轮角速度的信号。

并且，在该第二实施方式中，如图7的等价模型所示，检测伴随着动载荷半径r的变化的各轮11～14的车轮角速度ω₀的变化量ω，并考虑因该变化量ω产生的前后力Fx对各轮内装式电动机19～22的输出转矩进行控制。以下，使用图8所示的运算框图对由电子控制单元30进行的轮内装式电动机19～22的输出转矩控制进行详细说明。

在该第二实施方式的运算框图100中，与上述第一实施方式相比，图5中以粗实线示出的运算处理105变更成图8中以粗实线示出的运算处理120、121。因而，在该第二实施方式中，与上述第一实施方式同样，电子控制单元30执行运算处理101～104以及运算处理106、107。因此，在以下的说明中，对变更的运算处理120、121进行详细说明。

当在上述运算处理102中根据上述式12计算出簧下上下加速度Z后，电子控制单元30执行运算处理120。在运算处理120中，电子控制单元30根据以与上述式14同样的方式构成的下述式19计算抑制力F_xr1，以便降低在上述运算处理104中计算出的因旋转的左右前轮11、12以及左右后轮13、14的相位而发挥作用的车辆前后方向的力F_x1。

F_xr1＝(-βK_x-αK_s)Z  式19

并且，从车轮角速度传感器34i(i＝fl、fr、rl、rr)对电子控制单元30输入各轮11～14的车轮角速度ω₀、更详细地说为根据路面的表面形状而轮胎变形时的车轮角速度ω₀的变化量ω。进而，电子控制单元30在运算处理121中根据使用了所输入的变化量ω的下述式20计算用于降低因车轮角速度的变化量ω而发挥作用的车辆前后方向的力的抑制力F_xr2。

$F_{\mathrm{xr}2}=-\frac{I_T}{r_0}\mathrm{s\ω}$   式20

这样，当在上述运算处理120、121中计算出抑制力F_xr1和F_xr2后，电子控制单元30通过将上述抑制力F_xr1和F_xr2相加来计算前后振动抑制力Fxr。因而，上述运算处理120、121构成本发明的前后振动抑制力运算单元。进而，与上述第一实施方式同样，电子控制单元30通过执行上述运算处理106、107计算并决定目标输出转矩Fd(更详细地说为修正目标输出转矩Fdh)，并使各轮内装式电动机19～22动作。

因而，在该第二实施方式中，与上述第一实施方式同样，能够有效地吸收所产生的前后振动，从而能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

c.第三实施方式

在上述第一以及第二实施方式中，以下述方式实施：从在各轮11～14产生的前后力Fx减去前后振动抑制力Fxr从而计算目标输出转矩Fd(更详细地说为修正目标输出转矩Fdh)，并通过所谓的前馈控制使各轮内装式电动机19～22动作。在该情况下，也可以按下述方式实施：将前后振动抑制力Fxr反馈输入从而计算目标输出转矩Fd(更详细地说为修正目标输出转矩Fdh)，并通过所谓的反馈控制使各轮内装式电动机19～22动作。以下对该第三实施方式进行详细说明，对与上述第一以及第二实施方式相同的部分标以相同的标号并省略详细说明。

如图9所示，与上述第一实施方式以及第二实施方式相比，该第三实施方式的运算框图100在下述方面不同：省略了图5中以粗实线示出的运算处理105以及图8中以粗实线示出的运算处理120、121，且设置有将在运算处理106中计算出的前后变位量X进行反馈输入的运算处理140、141而进行变更。因而，在该第三实施方式中，与上述第一实施方式同样，电子控制单元30执行运算处理101～104以及运算处理106、107。因此，在以下的说明中，对变更了的运算处理140、141进行详细说明。

在该第三实施方式中，与上述的第一以及第二实施方式同样，电子控制单元30通过执行上述运算处理101～104来计算前后力Fx，并在上述运算处理106中根据上述式16计算前后变位量X。进而，在该第三实施方式中，电子控制单元30使用所计算出的前后变位量X在上述运算处理107中根据上述式17计算目标输出转矩Fd，并且，在运算处理140中对所计算出的前后变位量X进行二阶微分从而计算并检测车辆前后方向(x轴方向)上的簧下部件的加速度a(以下仅称作簧下前后加速度a)。因而，上述运算处理140构成本发明的簧下前后加速度检测单元。

进而，电子控制单元30在运算处理141中使用在上述运算处理140中计算并检测出的簧下前后加速度a根据下述式21计算前后振动抑制力Fxr。因而，上述运算处理141构成本发明的前后振动抑制力运算单元。

$\mathrm{Fxr}=C\frac{1}{s}a$   式21

其中，上述式21中的C表示构成悬架机构15～18的减震器的衰减系数。因而，根据上述式21计算出的前后振动抑制力Fxr是根据因前后力Fx导致的簧下部件亦即左右前轮11、12以及左右后轮13、14的在车辆前后方向(x轴方向)上的前后变位速度而悬架机构15～22的减震器使前后力Fx衰减的衰减力。

这样，电子控制单元30将在上述运算处理106中计算出的前后变位量、更详细地说为从上述运算处理140将簧下前后加速度a反馈输入，并在上述运算处理141中计算前后振动抑制力Fxr。进而，电子控制单元30从所计算出的前后力Fx减去所计算出的前后振动抑制力Fxr，并再次在上述运算处理106中计算前后变位量X。即，电子控制单元30在上述运算处理106中使用由上述前后振动抑制力Fxr衰减(降低)后的前后力Fx计算前后变位量X，并使用所计算出的前后变位量X在上述运算处理107中计算目标输出转矩Fd。进而，电子控制单元30最终根据上述式18计算修正目标输出转矩Fdh，并使用所计算出的修正目标输出转矩Fdh对各轮内装式电动机19～22的驱动力或者制动力进行控制。

因而，在该第三实施方式中也能够适当地降低(衰减)前后力Fx，因此能够有效地抑制前后振动，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

此处，在上述第三实施方式中以下述方式实施：在上述运算处理140中对反馈输入的前后变位量X进行二阶微分而计算簧下前后加速度a。在该情况下，例如当在各轮11～14设置有直接检测簧下前后加速度a的簧下前后加速度传感器时，也能够以下述方式实施：将利用该簧下前后加速度传感器检测出的簧下前后加速度a输入上述运算处理141。

即便在该情况下，利用簧下前后加速度传感器检测出的簧下前后加速度a也是因作用于各轮11～14的前后力Fx而产生的。因此，通过电子控制单元30在上述运算处理141中计算前后振动抑制力Fxr，并从所计算出的前后力Fx减去所计算出的前后振动抑制力Fxr，由此能够将簧下前后加速度a反馈输入从而适当地降低(衰减)前后力Fx。因而，即便在这样使用簧下前后加速度传感器的情况下，与上述第三实施方式同样，能够有效地抑制前后振动，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

在实施本发明时，并不限定于上述第一～第三实施方式，能够在不脱离本发明的目的的限度下进行各种变更。

例如，在上述第三实施方式中以下述方式实施：通过将前后变位量X反馈输入来计算前后振动抑制力Fxr，并利用所计算出的前后振动抑制力Fxr来降低(衰减)前后力Fx。在该情况下，也能够对上述第一实施方式或者第二实施方式中的前馈控制附加实施上述第三实施方式中的反馈控制。在该情况下，能够更恰当且更极其精密地计算目标输出转矩Fd(更详细地说为修正目标输出转矩Fdh)，并对各轮内装式电动机19～22进行动作控制。因而，即便在该情况下，也能够有效地抑制前后振动，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

并且，在上述各实施方式中以下述方式实施：在上述运算处理102中通过计算来检测簧下上下加速度Z。在该情况下，例如当在各轮11～14设置有直接检测簧下上下加速度Z的簧下上下加速度传感器时，当然也可以按下述方式实施：电子控制单元30在上述运算处理103、104、105、120中使用由簧下上下加速度传感器检测出的簧下上下加速度Z进行计算。这样，即便在使用由簧下上下加速度传感器检测出的簧下上下加速度Z的情况下，也能够期待与上述各实施方式同样的效果。

并且，在上述各实施方式中，假设以与轮胎摩擦系数即路面状态相关联的操控稳定性P、与车辆Ve的搭载状况相关联的轮胎的在车辆上下方向上的弹簧常数K_T以及轮胎动载荷半径变动量η等恒定而加以实施。但是，也可以将上述P、KT以及η等作为根据车辆Ve的行驶状态(更详细地说为路面状态、搭载状况、轮胎气压等)变化的变量加以实施。在该情况下，能够更恰当且极其精密地计算目标输出转矩Fd(更详细地说为修正目标输出转矩Fdh)，并对各轮内装式电动机19～22进行动作控制。因而，即便在该情况下，也能够有效地抑制前后振动，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

此外，在上述第三实施方式中，假设在上述运算处理141中构成悬架机构15～18的减震器的衰减系数C为常数而加以实施。在该情况下，例如在悬架机构15～18使用能够变更衰减力(衰减系数)的减震器构成的情况下，电子控制单元30能够变更减震器的衰减力亦即衰减系数C而加以实施。在该情况下，能够适当地变更在上述运算处理141中计算的前后振动抑制力Fxr的大小，因此能够有效地降低(衰减)前后力Fx。因而，即便在该情况下，也能够有效地抑制前后振动，能够提高车辆Ve的乘坐舒适性。

Claims (6)

1.一种车辆的制动驱动力控制装置，具备：

制动驱动力产生机构，该制动驱动力产生机构在车辆的车轮独立地产生电磁驱动力或者电磁制动力；以及控制单元，该控制单元控制上述制动驱动力产生机构从而在上述车轮产生独立的上述电磁驱动力或者电磁制动力，

上述车辆的制动驱动力控制装置的特征在于，

上述控制单元具备：

簧下上下加速度检测单元，该簧下上下加速度检测单元检测包括上述车轮在内的车辆的簧下部件在车辆上下方向上的上下加速度；

前后振动推定单元，该前后振动推定单元基于由上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度推定在车辆的簧下部件产生的车辆前后方向上的前后振动；

簧下前后加速度检测单元，该簧下前后加速度检测单元检测车辆的上述簧下部件在车辆前后方向上的前后加速度；

前后振动抑制力运算单元，该前后振动抑制力运算单元使用由上述簧下前后加速度检测单元检测出的上述前后加速度来计算对由上述前后振动推定单元推定出的上述前后振动进行吸收的前后振动抑制力；以及

制动驱动力产生机构动作单元，该制动驱动力产生机构动作单元基于由上述前后振动抑制力运算单元计算出的上述前后振动抑制力使上述制动驱动力产生机构动作。

2.根据权利要求1所述的车辆的制动驱动力控制装置，其特征在于，

上述前后振动抑制力运算单元使用由上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度来计算上述前后振动抑制力。

3.根据权利要求2所述的车辆的制动驱动力控制装置，其特征在于，

上述控制单元具备车轮转速检测单元，该车轮转速检测单元检测上述车轮在旋转方向上的速度，

上述前后振动抑制力运算单元使用由上述车轮转速检测单元检测出的上述车轮在旋转方向上的速度来计算上述前后振动抑制力。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆的制动驱动力控制装置，其特征在于，

上述前后振动推定单元使用由上述簧下上下加速度检测单元检测出的上述上下加速度来计算在车辆的上述簧下部件产生的车辆前后方向上的前后力，并基于该计算出的前后力来推定上述前后振动。

5.根据权利要求4所述的车辆的制动驱动力控制装置，其特征在于，

上述制动驱动力产生机构动作单元使用从由上述前后振动推定单元计算出的上述前后力减去由上述前后振动抑制力运算单元计算出的上述前后振动抑制力而得到的值，使上述制动驱动力产生机构动作。

6.根据权利要求1所述的车辆的制动驱动力控制装置，其特征在于，

上述前后振动抑制力运算单元从上述簧下前后加速度检测单元通过反馈而输入上述检测出的上述前后加速度，并使用该输入的上述前后加速度来计算上述前后振动抑制力。