CN110116599A - 车辆用减振控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆用减振控制装置(10)，具有对产生作用于车身(16)与车轮(12FL等)之间的力的促动器(28FL等)进行控制的控制装置(30)，控制装置存储包括具有减震器、弹簧以及惯容器的天钩装置(118)在内的车辆的单轮模型(100)，控制装置运算对由加速度传感器(32等)检测出的加速度与惯容器的等效质量之积、加速度的1次积分值与减震器的衰减系数之积、以及加速度的2次积分值与弹簧的弹簧常量之积的和乘以控制增益(e)所得的值作为应该对簧上赋予的目标减振力(Fcht)，根据基于目标减振力的目标产生力(Fchj)来控制促动器。

Description

车辆用减振控制装置
技术领域
本发明涉及汽车等车辆的减振控制装置。
背景技术
作为车辆的减振控制装置，广泛公知有进行基于天钩控制(skyhook control)的减振的减振控制装置。如公知那样，在进行基于天钩控制的减振的减振控制装置中，基于簧上经由假想的减震器被钩挂的车辆的单轮模型来对通过主动悬架装置等作用于车身与车轮之间的力进行控制。另外，还公知有进行基于反天钩控制的减振的减振控制装置。在该减振控制装置中，基于簧下经由具有负的衰减系数的假想的减震器被钩挂的车辆的单轮模型来对通过主动悬架装置等作用于车身与车轮之间的力进行控制。根据这些减振控制装置，与不对作用于车身与车轮之间的力进行控制的情况相比，能够减少包括车身的共振频率在内的频带的车身的振动。
另外，还广泛公知在进行基于天钩控制的减振时，利用车轮的制动力驱动力通过悬架被转换为作用于车身的上下力这一情况，来通过控制车轮的制动力驱动力来产生减振力。这种减振控制装置的一个例子例如记载于本申请申请人的申请所涉及的下述专利文献1，根据这种减振控制装置，能够使高频带的减振性能提高。
专利文献1：日本特开2016-104605号公报
在上述那样的现有减振控制装置中，为了求出减振控制所需的车轮的行程速度等，需要检测车身以及车轮的上下加速度。然而，特别是由于检测车轮的上下加速度的加速度传感器需要设置于一直从路面承受激振力而振动的车轮，处于严酷的环境，所以难以通过加速度传感器长期高精度地检测车轮的上下加速度。
此外，还可考虑基于车身的上下加速度来推断车轮的上下速度等。然而，由于无法基于车身的上下加速度来高精度地推断车轮的上下速度等，所以无法使用基于车身的上下加速度推断出的车轮的上下速度等来高精度地进行车身的减振控制。
特别是在进行基于天钩控制的减振的减振控制装置中，与不对作用于车身与车轮之间的力进行控制的情况相比，能够有效地减少车身(簧上)的共振频率以及其附近的频率的车身的振动。然而，存在车身的共振频率与车轮(簧下)的共振频率之间的频带的车身的振动反而变差的情况。另外，在进行基于反天钩控制的减振的减振控制装置中，与不对作用于车身与车轮之间的力进行控制的情况相比，能够有效地减少车身的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动。然而，与进行基于天钩控制的减振的减振控制装置相比，针对车身的共振频率以及该附近的频率的车身的振动的减振效果较低。
发明内容
本发明的主要课题在于，不需要检测车轮的上下加速度就比不对作用于车身与车轮之间的力进行控制的情况有效地减小车身的共振频率以及车身的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动。
根据本发明，提供一种车辆用减振控制装置，具有：加速度检测装置，针对应该被减振的车身的振动的模式检测车身的加速度；促动器，产生作用于车身与车轮之间的力；以及控制单元，控制促动器，控制单元存储经由惯容器、减震器以及弹簧将针对上述模式设定的车辆的单轮模型的簧上钩挂的天钩装置的惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量。
控制单元构成为将对由加速度检测装置检测出的加速度与惯容器的等效质量之积、加速度的1次积分值与减震器的衰减系数之积、以及加速度的2次积分值与弹簧的弹簧常量之积的和乘以控制增益所得的值运算为针对上述模式应该对簧上赋予的目标减振力，基于目标减振力运算促动器的目标产生力，并控制促动器以便促动器所产生的力成为目标产生力。
根据上述的结构，将对由加速度检测装置检测出的加速度与惯容器的等效质量之积、加速度的1次积分值与减震器的衰减系数之积、以及加速度的2次积分值与弹簧的弹簧常量之积的和乘以控制增益所得的值运算为应该对簧上赋予的目标减振力。并且，基于目标减振力来运算促动器的目标产生力，并控制促动器以使促动器所产生的力成为目标产生力。其中，惯容器的等效质量是基于惯容器的惯性力矩、悬架的行程以及惯容器的传动比运算的等效质量。
如稍后详细说明那样，对上述三个积的和乘以控制增益所得的值是能够减少因车轮从路面受到干扰而产生的车身的振动的值。另外，该值基于车身的加速度运算而不需要车轮的加速度。
并且，如稍后详细说明那样，若促动器被控制成促动器所产生的力成为目标产生力，则能够有效地对车身的共振频率以及车身的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动进行减振。
因此，根据上述结构，与不控制作用于车身与车轮之间的力的情况相比，不需要检测车轮的上下加速度就能够有效地对车身的共振频率以及车身的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动进行减振。
〔发明的方式〕
在本发明的一个方式中，控制单元构成为以对加速度、1次积分值以及2次积分值应用至少2次相同次数的同一高通滤波的方式对加速度、1次积分值以及2次积分值应用高通滤波。
根据上述方式，以对加速度、1次积分值以及2次积分值应用至少2次相同次数的同一高通滤波的方式对加速度、1次积分值以及2次积分值应用高通滤波。因此，能够通过高通滤波除去因积分偏移引起的不良影响。另外，与对加速度等应用不同的高通滤波的情况以及对加速度等应用不同次数的同一高通滤波情况相比，能够减少基于加速度、1次积分值以及2次积分值的减振力产生相位偏差的担忧。
在本发明的另一个方式中，控制单元构成为对加速度、1次积分值以及2次积分值应用相同的低通滤波。
根据上述方式，对加速度、1次积分值以及2次积分值应用相同的低通滤波。因此，能够除去高频噪声，以能够应对控制单元以及促动器的控制的延迟的方式处理加速度等。另外，与对加速度、1次积分值以及2次积分值应用不同的低通滤波的情况相比，能够减少基于加速度、1次积分值以及2次积分值的减振力产生因高频噪声引起的误差以及控制时机的偏差的担忧。
并且，在本发明的其他一个方式中，上述模式是垂荡模式、侧倾模式以及俯仰模式中的至少两个，促动器包括与左右前轮以及左右后轮对应设置的四个车轮促动器，控制单元构成为针对各模式运算车轮促动器的目标产生力，针对每个车轮促动器运算至少两个模式的目标产生力的和作为最终目标产生力，并控制车轮促动器以使车轮促动器所产生的力成为对应的最终目标产生力。
根据上述方式，车身的振动的模式是垂荡模式、侧倾模式以及俯仰模式中的至少两个，促动器包括与左右前轮以及左右后轮对应设置的四个车轮促动器。并且，针对各模式运算车轮促动器的目标产生力，针对每个车轮促动器运算至少两个模式的目标产生力的和作为最终目标产生力，并控制车轮促动器以使车轮促动器所产生的力成为对应的最终目标产生力。
因此，由于最终目标产生力针对每个车轮促动器被运算为至少两个模式的目标产生力的和，所以与最终目标产生力是一个模式的目标产生力的情况相比，能够令人满意地对车身的振动进行减振。
在上述说明中，为了帮助理解本发明，对于与后述的实施方式对应的发明的结构加括号标注了在该实施方式中使用的附图标记。然而，本发明的各构成要素并不局限于与加括号标注的附图标记对应的实施方式的结构要素。本发明的其他目的、其他特征以及附带的优点能够根据以下的参照附图记述的针对本发明的实施方式的说明容易地理解。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用减振控制装置的简要结构图。
图2是表示实施方式中的减振控制的主例程的流程图。
图3是表示在图2的步骤200中执行的垂荡模式的目标控制力Fchj的运算例程的流程图。
图4是表示目标控制力Fchj的运算例程所涉及的信号处理的框图。
图5是表示在图2的步骤300中执行的俯仰模式的目标控制力Fcpj的运算例程的流程图。
图6是表示在图2的步骤400中执行的侧倾模式的目标控制力Fcrj的运算例程的流程图。
图7是表示在本发明的减振控制装置所涉及的减振控制中使用的车辆的单轮模型的图。
图8是表示在现有的减振控制装置所涉及的天钩减震器控制中使用的车辆的单轮模型的图。
图9是表示在现有的减振控制装置所涉及的倒天钩减震器控制中使用的车辆的单轮模型的图。
图10是针对本发明的减振控制装置示出因路面输入引起的垂荡模式的簧上加速度与频率的关系的伯德图。
图11是针对进行天钩减震器控制的现有的减振控制装置示出因路面输入引起的垂荡模式的簧上加速度与频率的关系的伯德图。
图12是针对进行倒天钩减震器控制的现有的减振控制装置示出因路面输入引起的垂荡模式的簧上加速度与频率的关系的伯德图。
附图标记说明：
10…减振控制装置；12FL、12FR…前轮；12RL、12RR…后轮；14…车辆；16…车身；18FL、18FR…前轮悬架；18RL、18RR…后轮悬架；22FL～22RR…车轮支承部件；28FL～28RR…车轮促动器；30…电子控制装置；32…上下加速度传感器；34…俯仰加速度传感器；36…侧倾加速度传感器；100…车辆的单轮模型；102…簧下；104…簧上；112…天钩装置的弹簧；114…天钩装置的减震器；116…天钩装置的惯容器(Inerter)；118…天钩装置。
具体实施方式
[在实施方式中采用的本发明的原理]
为了使本发明的理解变容易，在实施方式的说明之前，参照图7对本发明中的减振控制的原理进行说明。
＜车辆模型＞
图7是表示在本发明的减振控制装置所涉及的减振控制中使用的车辆的单轮模型100。在图7中，102以及104分别表示车辆的簧下以及簧上。在簧下102与簧上104之间设置有常规的悬架的弹簧106以及减震器108。在簧上104与其上方的架空的支承体110之间设置有天钩装置118，该天钩装置118具有天钩的弹簧112、减震器114以及惯容器116，簧上104被天钩装置118钩挂。
＜目标控制力的运算＞
如图7所示，将簧下102以及簧上104的质量分别设为m1以及m2，将它们的位移分别设为z1以及z2。将弹簧106的弹簧常量以及减震器108的衰减系数分别设为ks以及cs。并且，将弹簧112的弹簧常量、减震器114的衰减系数以及惯容器116的等效质量分别设为ksh、csh以及msh。
设拉普拉斯算子为s，簧上104的上下方向的运动方程式用下述的(1)表达，天钩装置118对簧上104赋予的控制力Fc(s)用下述的式(2)表达。从下述的式(2)可知，由于控制力Fc(s)仅由与簧上104的位移z2成比例的项构成，所以能够仅基于簧上104的位移z2来对施加于簧上104的控制力Fc(s)、即目标减振力进行运算。
[公式1]
m2z2s2＝(css+ks)(z1-z2)+Fc(s) …(1)
Fc(s)＝-(mshs2+cshs+ksh)z2 …(2)
这里，若设e为一定的值并分别利用下述的式(3)～(5)对dm、dc以及dk进行定义，则上述式(2)被改写成下述的式(6)那样。根据下述的式(6)以及上述式(1)可知，尽管目标减振力Fc(s)的运算仅需要簧上104的位移z2，但能够求出簧上104的位移z2相对于簧下102的位移z1的关系。
[公式2]
Fc(s)＝-e(m2s2+css+ks)z2-(1+e)(dm m2s2+dc css+dk ks)z2 …(6)
将式(6)代入至上述式(1)，对簧上104的位移z2求解，由此簧上104的位移z2用下述的(7)表达。
[公式3]
如公知那样，现有的一般的天钩控制所涉及的簧上104的位移z2由下述的(8)表达。
[公式4]
从上述式(7)与(8)的比较可知，根据图7所示的天钩装置118，能够降低上述式(7)的分子的系数。特别由于分子为1/(1+e)倍，所以通过将e设为正的一定的值，由此例如与e为0或负的值的情况相比，能够缩小簧上104的位移z2。即，能够减少因来自路面的干扰输入引起的簧上104的振动振幅，使宽频带内的车辆的乘坐舒适性提高。
另外，上述式(7)的分母所含有的dm、dc以及dk分别是使与悬架的惯性力、衰减力以及弹簧力相关的固有特性变化的值。如上述那样，dm、dc以及dk分别通过上述式(3)～(5)表达。因此，只要以固有特性成为所希望的特性的方式设定惯容器116的等效质量msh、减震器114的衰减系数csh以及弹簧112的弹簧常量ksh即可。
此外，为了不改变上述固有特性而使簧上104的振动比现有的基于一般的天钩理论的情况减少，只要以dm、dc以及dk全部成为0的方式设定等效质量msh、衰减系数csh以及弹簧常量ksh即可。即，只要等效质量msh、衰减系数csh以及弹簧常量ksh分别被设定为满足下述的式(9)～(11)的值即可。该情况下，由于上述式(6)的第二项成为0，所以目标减振力Fc(s)能够用下述的式(12)表达。
[公式5]
msh＝em2 …(9)
csh＝ecs …(10)
ksh＝eks …(11)
Fc(s)＝-e(m2s2+css+ks)z2 …(12)
为了基于以上的思想来减震簧上的振动，需要知晓簧上的上下位移。然而，由于求出簧上的绝对上下位移并不容易，所以可考虑检测出簧上的上下加速度并将上下加速度的1次积分值以及2次积分值分别运算为簧上的上下速度以及上下位移。
在将检测出的簧上的上下加速度的1次积分值以及2次积分值分别运算为簧上的上下速度以及上下位移的情况下，需要用于除去积分偏移的高通滤波。另外，实际的减振装置存在延迟，能够利用低通滤波来表现该延迟。因此，和高通滤波以及低通滤波之积对应的传递函数分别与簧上的上下加速度、上下速度以及上下位移相关。
若将分别与上下加速度、上下速度以及上下位移相关的传递函数分别设为D2(s)、D1(s)以及D0(s)，则目标减振力Fc(s)用与上述式(12)对应的下述的式(13)表达。
[公式6]
Fc(s)＝-e(m2D2(s)s2+csD1(s)s+ksD0(s))z2 …(13)
通过将上述式(13)代入至上述式(1)，对簧上104的位移z2求解，由此簧上104的位移z2用下述的(14)表达。
[公式7]
这里，若以传递函数D2(s)、D1(s)以及D0(s)满足下述的式(15)的方式针对簧上的上下加速度、上下速度以及上下位移应用同一高通滤波以及低通滤波，则上述式(14)被改写成下述的式(16)。此外，可以对于上下位移不应用高通滤波，但对于上下加速度最低需要应用2次高通滤波。因此，对上下位移以及上下速度也最低应用2次高通滤波。
[公式8]
D2(s)＝D1(s)＝D0(s)≡D(s) …(15)
从上述式(8)以及(16)可知，通过对于簧上的上下加速度、上下速度以及上下位移应用相同的高通滤波以及低通滤波，能够在使分母与现有的基于一般的天钩控制的情况相同的状态下减少分子。即，可知：由于能够不改变分母地缩小簧上的位移z2，所以能够减少因来自路面的干扰输入而引起的簧上的振动振幅。
[实施方式]
以下参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。
在图1中，用附图标记10整体上表示本发明的实施方式所涉及的车辆用减振控制装置。减振控制装置10被应用于具有作为转向轮的左右前轮12FL以及12FR与作为非转向轮的左右后轮12RL以及12RR的车辆14。车辆14具有从车身16悬挂前轮12FL以及12FR的前轮悬架18FL以及18FR与分别从车身16悬挂后轮12RL以及12RR的后轮悬架18RL以及18RR。
前轮悬架18FL以及18FR分别包括悬架臂20FL以及20FR，后轮悬架18RL以及18RR分别包括悬架臂20RL以及20RR。在图1中，悬架臂20FL～20RR分别每一个仅图示一个，但这些臂可以分别设置有多个。
前轮12FL以及12FR分别被车轮支承部件22FL以及22FR支承为能够绕旋转轴线(未图示)旋转，车轮支承部件22FL以及22FR分别通过悬架臂20FL以及20FR与车身16连结。同样，后轮12RL以及12RR分别被车轮支承部件22RL以及22RR支承为能够绕旋转轴线(未图示)旋转，车轮支承部件22RL以及22RR分别通过悬架臂20RL以及20RR与车身16连结。
前轮悬架18FL以及18FR分别包括减震器24FL和24FR以及悬架弹簧26FL和26FR。同样，后轮悬架18RL以及18RR分别包括减震器24RL和24RR以及悬架弹簧26RL和26RR。减震器24FL～24RR的衰减系数一定，但这些减震器也可以为衰减力可变式的减震器。
在图示的实施方式中，减震器24FL以及24FR分别在上端与车身16连结，在下端与车轮支承部件22FL以及22FR连结。悬架弹簧26FL以及26FR分别经由减震器24FL以及24FR被弹性安装于车身16与车轮支承部件22FL以及22FR之间。然而，也可以构成为减震器24FL以及悬架弹簧26FL被配设于车身16与车轮支承部件22FL或悬架臂20FL之间，减震器24FR以及悬架弹簧26FR被配设于车身16与车轮支承部件22FR或悬架臂20FR之间。
同样，减震器24RL以及24RR分别在上端与车身16连结，在下端与车轮支承部件22RL以及22RR连结。悬架弹簧26RL以及26RR分别经由减震器24RL以及24RR被弹性安装于车身16与车轮支承部件22RL以及22RR之间。然而，也可以构成为减震器24RL以及悬架弹簧26RL被配设于车身16与车轮支承部件22RL或悬架臂20RL之间，减震器24RR以及悬架弹簧26RR被配设于车身16与车轮支承部件22RR或悬架臂20RR之间。
此外，悬架18FL～18RR只要分别允许车轮12FL～12RR以及车身16相互相对于另一方向上下方向位移即可，可以是任意形式的悬架，优选为独立悬挂式的悬架。另外，悬架弹簧26FL～26RR可以为压缩螺旋弹簧、空气弹簧等任意弹簧。
从以上的说明可知，至少车身16构成车辆14的簧上，至少车轮12FL～12RR以及车轮支承部件22FL～22RR构成车辆14的簧下。
并且，在图示的实施方式中，在车身16与减震器24FL～24RR的活塞杆之间分别设置有车轮促动器28FL～28RR。车轮促动器28FL～28RR作为以液压式或电磁式产生作用于车身与车轮12FL～12RR之间的力的促动器发挥功能。车轮促动器28FL～28RR与减震器24FL～24RR以及悬架弹簧26FL～26RR等协同动作，构成了主动悬架。此外，车轮促动器28FL～28RR只要能够通过被作为控制单元的电子控制装置30控制而产生作用于车身与车轮之间的力即可，可以是在本技术领域内公知的任意结构的促动器。
如稍后详细说明那样，实施方式的减振控制装置10构成为对垂荡、俯仰以及侧倾这三种模式的簧上振动进行减振。因此，从垂荡加速度加速度传感器32、俯仰加速度传感器34以及侧倾加速度传感器36向电子控制装置30分别输入表示作为簧上的车身16的垂荡加速度Gz、俯仰加速度Gx以及侧倾加速度Gy的信号。分别将上方向、前进方向以及向前进方向观察时的顺时针方向为正来检测垂荡加速度Gz、俯仰加速度Gx以及侧倾加速度Gy。
此外，优选垂荡加速度加速度传感器32、俯仰加速度传感器34以及侧倾加速度传感器36被设置于车辆14的重心或其附近。然而，也可以构成为设有在车辆的重心以外的位置设置的多个加速度传感器，基于它们的检测值来运算车辆14的重心处的垂荡加速度Gz、俯仰加速度Gx以及侧倾加速度Gy。
如稍后详细说明那样，电子控制装置30根据与图2～图6所示的流程图以及框图对应的控制程序来运算垂荡模式(heave mode)的目标产生力Fchj、俯仰模式(pitch mode)的目标产生力Fcpj以及侧倾模式(roll mode)的目标产生力Fcrj(j＝fl、fr、rl以及rr)。并且，电子控制装置30运算车轮促动器28FL～28RR的最终目标产生力Fcj(j＝fl、fr、rl以及rr)作为它们的目标产生力的和，并控制车轮促动器以使各车轮促动器的产生力Fj(j＝fl、fr、rl以及rr)分别成为对应的最终目标产生力Fcj。其中，fl、fr、rl以及rr分别指左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮。
图1中虽然未详细示出，但电子控制装置30包括微机以及驱动电路。微机具有CPU、ROM、RAM以及输入输出端口装置，它们具有通过双向性的公用总线相互连接的一般的结构。用于控制车轮促动器28FL～28RR的控制程序储存于ROM，车轮促动器根据该控制程序而由CPU控制。ROM存储有针对垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式预先设定的与图7对应的车辆的单轮模型的天钩装置的惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量。并且，ROM存储有与上述控制增益e对应地针对垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式预先设定的控制增益eh、ep以及er。
＜减振控制的主例程(图2)＞
接下来，参照图2所示的流程图对实施方式中的减振控制的主例程进行说明。其中，图2所示的流程图所涉及的控制在图中未示出的点火开关接通时由电子制装置30每隔规定时间重复执行。
首先，在步骤100中，分别读入表示由垂荡加速度传感器32、俯仰加速度传感器34以及侧倾加速度传感器36检测出的车身16的垂荡加速度Gz、俯仰加速度Gx以及侧倾加速度Gy的信号。
在步骤200中，根据图3所示的子程序，对左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的垂荡模式的目标产生力Fchj(j＝fl、fr、rl以及rr)进行运算。
在步骤300中，根据图5所示的子程序，对左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的俯仰模式的目标产生力Fcpj(j＝fl、fr、rl以及rr)进行运算。
在步骤400中，根据图6所示的子程序，对左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的侧倾模式的目标产生力Fcrj(j＝fl、fr、rl以及rr)进行运算。
在步骤500中，作为垂荡模式的目标产生力Fchj、俯仰模式的目标产生力Fcpj以及侧倾模式的目标产生力Fcrj的和而运算车轮促动器28FL～28RR的最终目标产生力Fcj(j＝fl、fr、rl以及rr)。
在步骤600中，控制车轮促动器28FL～28RR以使车轮促动器28FL～28RR的产生力Fj(j＝fl、fr、rl以及rr)分别成为对应的最终目标产生力Fcj。
＜垂荡模式的目标产生力Fchj的运算(图3)＞
接下来，参照图3所示的流程图对在上述步骤200中执行的垂荡模式的目标产生力Fchj的运算进行说明。其中，等效质量msh、衰减系数csh以及弹簧常量ksh在图中未示出，是与图7的单轮模型对应的垂荡模式的单轮模型中的天钩装置的惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量。等效质量msh、衰减系数csh以及弹簧常量ksh基于应用实施方式的减振控制装置的车辆14来决定。
在步骤205中，通过对车身16的垂荡加速度Gz应用3次相同的高通滤波，由此运算3次高通滤波处理后的垂荡加速度Gzhhh。
在步骤210中，通过对垂荡加速度Gzhhh应用低通滤波，由此运算低通滤波处理后的垂荡加速度Gzhhhl。
在步骤215中，通过将惯容器的等效质量msh乘以垂荡加速度Gzhhhl，由此运算天钩装置的惯容器应该产生的目标减振力Gzhhhlm(＝Gzhhhl×msh)。
在步骤220中，对在上述步骤205中通过对车身16的垂荡加速度Gz应用1次高通滤波而运算出的垂荡加速度Gzh进行积分，由此运算车身16的垂荡速度Gzhi。
在步骤225中，通过对垂荡速度Gzhi应用2次与上述步骤205中的高通滤波相同的高通滤波，由此运算2次高通滤波处理后的垂荡速度Gzhihh。
在步骤230中，通过将与上述步骤210中的低通滤波相同的低通滤波应用于垂荡速度Gzhihh，来运算低通滤波处理后的垂荡速度Gzhihhl。
在步骤235中，将减震器的衰减系数csh乘以垂荡速度Gzhihhl，由此对天钩装置的减震器应该产生的目标减振力Gzhihhlc(＝Gzhihhl×csh)进行运算。
在步骤240中，对在步骤225中通过对垂荡速度Gzhi应用1次高通滤波而运算出的垂荡速度Gzhih进行积分，由此运算车身16的垂荡位移Gzhihi。
在步骤245中，对垂荡位移Gzhihi应用1次与上述步骤205中的高通滤波相同的高通滤波，由此对高通滤波处理后的垂荡位移Gzhihih进行运算。
在步骤250中，将与上述步骤210中的低通滤波相同的低通滤波应用于垂荡位移Gzhihih，由此对低通滤波处理后的垂荡位移Gzhihihl进行运算。
在步骤255中，将弹簧的弹簧常量ksh乘以垂荡位移Gzhihihl，由此对天钩装置的弹簧应该产生的目标减振力Gzhihihlk(＝Gzhihihl×ksh)进行运算。
在步骤260中，根据下述的式(17)，将与上述的一定的值e对应的垂荡模式的控制增益eh(正的常量)乘以目标减振力Gzhhhlm、Gzhihhlc以及Gzhihihlk之和，由此对车辆14整体的垂荡模式的目标产生力Fcht进行运算。
[公式9]
Fcht＝eh(Gzhhhlm+Gzhihhlc+Gzhihihlk) …(17)
在步骤265中，根据下述的式(18)以及(19)，对左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的垂荡模式的目标产生力Fchj(j＝fl、fr、rl以及rr)进行运算。其中，在下述的式(18)以及(19)中，lf为车辆14的重心(未图示)与前轮12FL以及12FR的车轴之间的车辆前后方向的距离，lr为车辆14的重心与后轮12RL以及12RR的车轴之间的车辆前后方向的距离。
[公式10]
＜目标产生力Fchj的运算的框图(图4)＞
图4是表示上述目标产生力Fchj的运算例程所涉及的信号处理的框图。其中，在图4中，对与图3所示的流程图的步骤205～265对应的框分别加括号标注了与步骤205～265相同的数字。
根据图4所示可知：对车身16的垂荡加速度、垂荡速度以及垂荡位移应用3次相同的高通滤波，并且应用一次相同的低通滤波。并且，通过将应用了高通滤波以及低通滤波的垂荡加速度、垂荡速度以及垂荡位移分别乘以惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量，由此对惯容器、减震器以及弹簧应该产生的目标减振力进行运算。并且，通过将控制增益乘以三个目标减振力的和，由此对车辆14整体的垂荡模式的目标减振力Fcht进行运算，基于该目标减振力来运算左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的垂荡模式的目标产生力Fchj。
＜俯仰模式的目标产生力Fcpj的运算(图5)＞
接下来，参照图5所示的流程图，对在上述步骤300中执行的俯仰模式的目标产生力Fcpj的运算进行说明。其中，等效质量msp、衰减系数csp以及弹簧常量ksp在图中未示出，是与图7的单轮模型对应的俯仰模式的单轮模型中的天钩装置的惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量。等效质量msp、衰减系数csp以及弹簧常量ksp也基于应用实施方式的减振控制装置的车辆14来决定。
在步骤305中，通过对车身16的俯仰加速度Gx应用3次相同的高通滤波，由此对3次高通滤波处理后的俯仰加速度Gxhhh进行运算。其中，优选该步骤中的高通滤波与在上述的步骤205中应用于垂荡加速度Gz的高通滤波相同，但也可以与之不同。
在步骤310中，对俯仰加速度Gxhhh应用低通滤波，由此对低通滤波处理后的俯仰加速度Gxhhhl进行运算。其中，优选该步骤中的低通滤波与在上述的步骤210中应用于垂荡加速度Gzhhh的低通滤波相同，但也可以与之不同。
在步骤315中，将惯容器的等效质量msp乘以俯仰加速度Gxhhhl，由此对天钩装置的惯容器应该产生的目标减振力Gxhhhlm(＝Gxhhhl×msp)进行运算。
在步骤320中，对在上述步骤305中通过对车身16的俯仰加速度Gx应用1次高通滤波而运算出的俯仰加速度Gxh进行积分，由此对车身16的俯仰速度Gxhi进行运算。
在步骤325中，对俯仰速度Gxhi应用2次与上述步骤305中的高通滤波相同的高通滤波，由此对2次高通滤波处理后的俯仰速度Gxhihh进行运算。
在步骤330中，将与上述步骤310中的低通滤波相同的低通滤波应用于俯仰速度Gxhihh，由此对低通滤波处理后的俯仰速度Gxhihhl进行运算。
在步骤335中，将减震器的衰减系数csp乘以俯仰速度Gxhihhl，由此对天钩装置的减震器应该产生的目标减振力Gxhihhlc(＝Gxhihhl×csp)进行运算。
在步骤340中，对在步骤325中通过对俯仰速度Gxhi应用1次高通滤波而运算出的俯仰速度Gxhih进行积分，由此对车身16的俯仰位移Gxhihi进行运算。
在步骤345中，对俯仰位移Gxhihi应用1次与上述步骤305中的高通滤波相同的高通滤波，由此对高通滤波处理后的俯仰位移Gxhihih进行运算。
在步骤350中，将与上述步骤310中的低通滤波相同的低通滤波应用于俯仰位移Gxhihih，由此对低通滤波处理后的俯仰位移Gxhihihl进行运算。
在步骤355中，将弹簧的弹簧常量ksp乘以俯仰位移Gxhihihl，由此对天钩装置的弹簧应该产生的目标减振力Gxhihihlk(＝Gxhihihl×ksp)进行运算。
在步骤360中，根据下述的式(20)，将与上述的一定的值e对应的俯仰模式的控制增益ep(正的常量)乘以目标减振力Gxhhhlm、Gxhihhlc以及Gxhihihlk的和，由此对车辆14整体的俯仰模式的目标减振力Fcpt进行运算。控制增益ep可以是与控制增益eh相同的值以及不同的值中的任一个。
[公式11]
Fcpt＝ep(Gxhhhlm+Gxhihhlc+Gxhihihlk) …(20)
在步骤365中，根据下述的式(21)以及(22)，对左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的俯仰模式的目标产生力Fcpj(j＝fl、fr、rl以及rr)进行运算。
[公式12]
＜侧倾模式的目标产生力Fcrj的运算(图6)＞
接下来，参照图6所示的流程图，对在上述步骤400中执行的侧倾模式的目标产生力Fcrj的运算进行说明。其中，等效质量msr、衰减系数csr以及弹簧常量ksr在图中未示出，是与图7的单轮模型对应的侧倾模式的单轮模型中的天钩装置的惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量。等效质量msr、衰减系数csr以及弹簧常量ksr也基于应用实施方式的减振控制装置的车辆14来决定。
在步骤405中，对车身16的侧倾加速度Gy应用3次相同的高通滤波，由此对3次高通滤波处理后的俯仰加速度Gyhhh进行运算。其中，优选该步骤中的高通滤波与在上述的步骤205中应用于垂荡加速度Gz的高通滤波相同，但也可以与之不同。
在步骤410中，对侧倾加速度Gyhhh应用低通滤波，由此对低通滤波处理后的侧倾加速度Gyhhhl进行运算。其中，优选该步骤中的低通滤波与在上述的步骤210中应用于垂荡加速度Gzhhh的低通滤波相同，但也可以与之不同。
在步骤415中，将惯容器的等效质量msr乘以侧倾加速度Gyhhhl，由此对天钩装置的惯容器应该产生的目标减振力Gyhhhlm(＝Gyhhhl×msr)进行运算。
在步骤420中，对在上述步骤405中通过对车身16的侧倾加速度Gy应用1次高通滤波而运算出的侧倾加速度Gyh进行积分，由此对车身16的侧倾速度Gyhi进行运算。
在步骤425中，对侧倾速度Gyhi应用2次与上述步骤405中的高通滤波相同的高通滤波，由此对2次高通滤波处理后的侧倾速度Gyhihh进行运算。
在步骤430中，将与上述步骤410中的低通滤波相同的低通滤波应用于侧倾速度Gyhihh，由此对低通滤波处理后的侧倾速度Gyhihhl进行运算。
在步骤435中，将减震器的衰减系数csr乘以侧倾速度Gyhihhl，由此对天钩装置的减震器应该产生的目标减振力Gyhihhlc(＝Gyhihhl×csr)进行运算。
在步骤440中，对在步骤425中通过对侧倾速度Gyhi应用1次高通滤波而运算出的侧倾速度Gyhih进行积分，由此对车身16的侧倾位移Gyhihi进行运算。
在步骤445中，对侧倾位移Gyhihi应用1次与上述步骤405中的高通滤波相同的高通滤波，由此对高通滤波处理后的侧倾位移Gyhihih进行运算。
在步骤450中，将与上述步骤410中的低通滤波相同的低通滤波应用于侧倾位移Gyhihih，由此对低通滤波处理后的侧倾位移Gyhihihl进行运算。
在步骤455中，将弹簧的弹簧常量ksr乘以侧倾位移Gyhihihl，由此对天钩装置的弹簧应该产生的目标减振力Gyhihihlk(＝Gyhihihl×ksr)进行运算。
在步骤460中，根据下述的式(23)，将与上述的一定的值e对应的侧倾模式的控制增益er(正的常量)乘以目标减振力Gyhhhlm、Gyhihhlc以及Gyhihihlk的和，由此对车辆14整体的侧倾模式的目标减振力Fcrt进行运算。控制增益er可以是与控制增益eh或ep相同的值以及不同的值中的任一个。
[公式13]
Fcrt＝er(Gyhhhlm+Gyhihhlc+Gyhihihlk) …(23)
在步骤465中，根据下述的式(24)以及(25)，对左右前轮以及左右后轮的车轮促动器28FL～28RR的侧倾模式的目标产生力Fcrj(j＝fl、fr、rl以及rr)进行运算。
[公式14]
其中，表示俯仰模式的目标产生力Fcpj以及侧倾模式的目标产生力Fcrj的运算例程所涉及的信号处理的框图与图4所示的目标产生力Fchj的运算的框图相同。因此，省略俯仰模式的目标产生力Fcpj以及侧倾模式的目标产生力Fcrj的运算的框图的图示。
根据以上的说明可知，分别在步骤200、300以及400中对车轮促动器28FL～28RR的垂荡模式的目标产生力Fchj、俯仰模式的目标产生力Fcpj以及侧倾模式的目标产生力Fcrj进行运算。在步骤500中，运算车轮促动器28FL～28RR的最终目标产生力Fcj作为垂荡模式的目标产生力Fchj、俯仰模式的目标产生力Fcpj以及侧倾模式的目标产生力Fcrj的和。并且，在步骤600中控制车轮促动器28FL～28RR以使车轮促动器28FL～28RR的产生力Fj分别成为对应的最终目标产生力Fcj。
在垂荡模式的目标产生力Fchj的运算中，如图3以及图4所示，对车身16的垂荡加速度、垂荡速度以及垂荡位移应用3次相同的高通滤波，并且应用1次相同的低通滤波。并且，通过分别将惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量乘以应用了高通滤波以及低通滤波的垂荡加速度、垂荡速度以及垂荡位移，由此对惯容器、减震器以及弹簧应该产生的目标减振力进行运算。并且，将控制增益乘以三个目标减振力的和，由此对车辆14整体的垂荡模式的目标产生力Fcht进行运算，基于该目标产生力来运算车轮促动器28FL～28RR的垂荡模式的目标产生力Fchj。
在俯仰模式的目标产生力Fcpj的运算中，如图5所示，对车身16的俯仰加速度、俯仰速度以及俯仰位移应用3次相同的高通滤波，并且应用1次相同的低通滤波。并且，分别将惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量乘以应用了高通滤波以及低通滤波的俯仰加速度、俯仰速度以及俯仰位移，由此对惯容器、减震器以及弹簧应该产生的目标减振力进行运算。并且，将控制增益乘以三个目标减振力的和，由此对车辆14整体的俯仰模式的目标产生力Fcpt进行运算，基于该目标产生力来运算车轮促动器28FL～28RR的俯仰模式的目标产生力Fcpj。
并且，在侧倾模式的目标产生力Fcrj的运算中，如图6所示，对车身16的侧倾加速度、侧倾速度以及侧倾位移应用3次相同的高通滤波，并且应用1次相同的低通滤波。并且，分别将惯容器的等效质量、减震器的衰减系数以及弹簧的弹簧常量乘以应用了高通滤波以及低通滤波的侧倾加速度、侧倾速度以及侧倾位移，由此对惯容器、减震器以及弹簧应该产生的目标减振力进行运算。并且，将控制增益乘以三个目标减振力的和，由此对车辆14整体的侧倾模式的目标产生力Fcrt进行运算，基于该目标产生力来运算车轮促动器28FL～28RR的侧倾模式的目标产生力Fcrj。
因此，根据上述的实施方式，针对垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式中的任一个，都将控制增益乘以车身16的加速度与惯容器的等效质量之积、加速度的1次积分值与减震器的衰减系数之积、以及加速度的2次积分值与弹簧的弹簧常量之积的和所得到的值运算为应该对簧上赋予的目标减振力。并且，基于三个目标减振力对车轮促动器28FL～28RR的目标产生力进行运算，控制车轮促动器以使车轮促动器所产生的力成为目标产生力。
如上所述，对上述三个积的和乘以控制增益所得的值是能够减少因车轮22FL～22RR从路面受到干扰而产生的车身16的振动的值。另外，该值基于车身的加速度来运算而不需要车轮的加速度。因此，根据实施方式，能够不需要车轮的加速度的检测地减少车身16的振动来进行减振。
图10是针对本发明的减振控制装置表示因路面输入引起的垂荡模式的簧上加速度与频率的关系的伯德图。与此相对，图11是针对基于图8所示的车辆的单轮模型进行天钩减震器控制的现有的减振控制装置表示因路面输入引起的垂荡模式的簧上加速度与频率的关系的伯德图。并且，图12是针对基于图9所示的车辆的单轮模型进行倒天钩减震器控制的现有的减振控制装置表示因路面输入引起的垂荡模式的簧上加速度与频率的关系的伯德图。
其中，在图8以及图9中，对与图7所示的车辆的单轮模型的部件对应的部件标注与在图7中标注的附图标记相同的附图标记，特别是在图9中，附图标记118′表示倒天钩装置。另外，在图10～图12中，虚线是不控制作用于车身与车轮之间的力的情况下的伯德图。
从图10可知，根据实施方式，与不控制作用于车身与车轮之间的力的情况相比，能够有效地对车身16的共振频率、其附近的频率以及车身的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动进行减振。另外，从图10与图11的比较可知，根据实施方式，与进行天钩减震器控制的现有的减振控制装置相比，能够有效地对车身16的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动进行减振。并且，从图10与图12的比较可知，根据实施方式，与进行倒天钩减震器控制的现有的减振控制装置相比，能够有效地对车身16的共振频率及其附近的频率的车身的振动进行减振。
因此，根据实施方式，与不控制作用于车身与车轮之间的力的情况以及现有的减振控制装置相比，能够有效地对车身的共振频率以及车身的共振频率与车轮的共振频率之间的频带的车身的振动进行减振。
另外，根据上述实施方式，针对垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式中的任一个，均对加速度、1次积分值以及2次积分值应用相同次数的同一高通滤波。因此，能够通过高通滤波除去因积分偏移引起的不良影响。另外，与在对加速度等应用不同的高通滤波的情况以及对加速度等应用不同次数的同一高通滤波的情况相比，能够减少基于加速度、1次积分值以及2次积分值的减振力产生相位偏差的担忧，可使车身的减振性提高。
另外，根据上述实施方式，针对垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式中的任一个，均对加速度、1次积分值以及2次积分值应用相同的低通滤波。因此，能够除去高频噪声，以能够应对电子控制装置30以及车轮促动器28FL～28RR的控制的延迟的方式处理加速度等。另外，与对加速度、1次积分值以及2次积分值应用不同的低通滤波的情况相比，能够减少基于加速度、1次积分值以及2次积分值的减振力产生因高频噪声引起的误差以及控制时机的偏差的担忧，使车身的减振性提高。
特别是根据上述的实施方式，运算垂荡模式的目标产生力Fchj、俯仰模式的目标产生力Fcpj以及侧倾模式的目标产生力Fcrj，作为减振控制的目标产生力。并且，作为这些目标产生力的和而运算车轮促动器28FL～28RR的最终目标产生力Fcj，并控制成车轮促动器28FL～28RR的产生力分别成为对应的最终目标产生力Fcj。因此，由于最终目标产生力针对每个车轮促动器被运算为三个模式的目标产生力的和，所以与最终目标产生力是一个或两个模式的目标产生力的情况相比，能够令人满意地对车身的振动进行减振。
以上，针对特定的实施方式对本发明详细进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内能够实现其他各种实施方式对本领域技术人员而言是显而易见的。
例如，在上述实施方式中，作为减振控制的目标控制力，运算垂荡模式的目标控制力Fchj、俯仰模式的目标控制力Fcpj以及侧倾模式的目标控制力Fcrj，作为这些目标控制力的和而对车轮促动器28FL～28RR的最终目标控制力Fcj进行运算。然而，也可以省略垂荡模式的目标控制力Fchj、俯仰模式的目标控制力Fcpj以及侧倾模式的目标控制力Fcrj中的至少一个的运算。
相反，也可以为了对簧上的偏摆方向的振动进行减振，针对偏摆模式设定图7所示的车辆的单轮模型，检测簧上的偏摆加速度，基于偏摆加速度以与垂荡模式的目标控制力Fchj等同样的要领来运算偏摆模式的目标控制力Fcmj。并且，可以基于偏摆模式的目标控制力Fcmj例如通过电动助力转向装置对转向轮的舵角的控制或左右轮的制动力驱动力之差的控制来对偏摆方向的减振力进行控制。
另外，在上述实施方式中，产生作用于车身与车轮之间的力的促动器是产生作用于车身与减震器的活塞杆之间的力的车轮促动器。然而，促动器也可以是如上述专利文献1中记载的那样，利用车轮的制动力驱动力被转换为通过悬架作用于车身的上下力的制动力驱动力控制式的促动器、即制动装置、轮内马达那样的驱动装置、以及控制这些装置的控制装置。在促动器为制动力驱动力控制式的促动器的情况下，可以运算用于产生与最终目标产生力Fcj相当的上下力的目标制动力驱动力，对各车轮的制动力驱动力进行控制以便基于驾驶员的制动驱动操作的制动力驱动力被按照目标制动力驱动力进行修正。
并且，促动器也可以是将车轮促动器与制动力驱动力控制式的促动器的组合那样的组合，侧倾模式的减振力的至少一部分例如可以通过主动稳定器的控制作为抗侧倾力而产生。
特别是在制动力驱动力控制式的促动器中，通过促动器被控制成全部车轮的制动力驱动力为同相，由此产生垂荡模式的减振力，通过促动器被控制成前后轮的制动力驱动力为反相，由此产生俯仰模式的减振力。另外，通过将促动器控制成前后轮的制动力驱动力为同相且左右轮的制动力驱动力为反相，由此产生侧倾模式的减振力。并且，通过将促动器控制成左右轮的制动力驱动力为反相，或者将促动器控成仅对左右轮的一方赋予制动力或驱动力，由此产生偏摆模式的减振力。
另外，在上述实施方式中，在垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式的任一个中，均对加速度、速度以及位移应用3次相同的高通滤波。然而，例如也可以通过省略对于加速度应用的高通滤波，来将高通滤波对于加速度、速度以及位移应用的次数修正为2次。
并且，至少1次高通滤波可以与其他次的高通滤波不同，应用于加速度、速度以及位移的高通滤波也可以相互不同。在这些情况下，与实施方式的情况相比，减振性能稍微降低，但不需要车轮的加速度的检测就能够对车身的振动进行减振。
另外，在上述实施方式中，在垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式的任一个中，对加速度、速度以及位移应用相同的低通滤波。然而，应用于加速度、速度以及位移的低通滤波也可以相互不同。此时，与实施方式的情况相比，减振性能稍微降低，但不需要车轮的加速度的检测就能够对车身的振动进行减振。
并且，在实施方式中，簧上的减振模式针对与正交坐标的方向亦即车辆的上下方向、前后方向以及横向分别对应的垂荡模式、俯仰模式以及侧倾模式运算目标控制力。然而，簧上的减振模式也可以被设定为斜交坐标的方向或极坐标的方向的模式。

Claims (4)

1.一种车辆用减振控制装置，具有：加速度检测装置，针对应该被减振的车身的振动的模式检测车身的加速度；促动器，产生作用于车身与车轮之间的力；以及控制单元，控制所述促动器，所述控制单元存储经由惯容器、减震器以及弹簧将针对所述模式设定的车辆的单轮模型的簧上钩挂的天钩装置的所述惯容器的等效质量、所述减震器的衰减系数以及所述弹簧的弹簧常量，其中，
所述控制单元构成为：运算对由所述加速度检测装置检测出的加速度与所述惯容器的等效质量之积、所述加速度的1次积分值与所述减震器的衰减系数之积、以及所述加速度的2次积分值与所述弹簧的弹簧常量之积的和乘以控制增益所得的值作为针对所述模式应该对所述簧上赋予的目标减振力，基于所述目标减振力来运算所述促动器的目标产生力，并控制所述促动器以使所述促动器所产生的力成为所述目标产生力。
2.根据权利要求1所述的车辆用减振控制装置，其中，
所述控制单元构成为：以对所述加速度、所述1次积分值以及所述2次积分值应用至少2次相同次数的同一高通滤波的方式对所述加速度、所述1次积分值以及所述2次积分值应用高通滤波。
3.根据权利要求1所述的车辆用减振控制装置，其中，
所述控制单元构成为：对所述加速度、所述1次积分值以及所述2次积分值应用相同的低通滤波。
4.根据权利要求1所述的车辆用减振控制装置，其中，
所述模式是垂荡模式、侧倾模式以及俯仰模式中的至少两个，所述促动器包括与左右前轮以及左右后轮对应设置的四个车轮促动器，所述控制单元构成为：针对各模式运算所述车轮促动器的目标产生力，针对每个车轮促动器运算所述至少两个模式的所述目标产生力的和作为最终目标产生力，并控制所述车轮促动器以使所述车轮促动器所产生的力成为对应的所述最终目标产生力。
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