CN114347742A - 减振控制装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及减振控制装置。车辆(10)的减振控制装置(20)执行基于包括使用预见信息运算出的第一目标控制力的最终目标控制力(Fct)来控制控制力产生装置(17)的预见减振控制。减振控制装置在判定为路面状态从过去的时间点起发生了变化的盖然性高的情况下,执行将第一目标控制力的大小设定得小的特定控制。

Description

减振控制装置
技术领域
本公开涉及车辆用的减振控制装置。
背景技术
以往,提出了一种装置(以下,被称为“以往装置”。),该装置进行如下控制:使用与被预测为车辆的车轮将要通过的路面的上下方向的位移(路面位移)相关的信息来控制设于车轮的致动器,由此,抑制车辆的簧上的振动(例如,专利文献1)。这样的控制也被称为“预见减振控制”。
以往装置具备储存与道路的路面状态(例如,路面位移)相关的信息的道路地图数据库。以往装置使用储存于道路地图数据库的信息来执行预见减振控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2018/154723号说明书
再者,由于道路的施工和经时的变化,有时在某一部分的道路区间中路面状态会发生变化。在该情况下,上述道路区间的当前的路面状态与储存于道路地图数据库的信息中包含的上述道路区间的过去的路面状态(路面位移)不同。因此,在车辆正行驶于上述道路区间的状况下,使用道路地图数据库的信息执行了预见减振控制的情况下,可能会产生致动器向与消除当前的路面位移的方向相反的方向产生控制力的情形。因此,簧上的振动可能会恶化。
发明内容
本公开提供一种判定路面状态是否发生了变化并根据该判定结果来变更预见减振控制中的控制力的技术。
在一个以上的实施方式中,提供一种车辆(10)用的减振控制装置。该减振控制装置具备:控制力产生装置(17),被配置为在至少一个车轮和与该车轮的位置对应的车身部位之间产生用于对所述车辆的簧上进行减振的上下方向的控制力;控制单元(30),获取作为路面位移关联值与位置信息被建立了关联的数据的测定数据(42a),所述路面位移关联值是在测定车辆行驶于路面时获取到的,并与所述路面的上下方向的位移关联,所述位置信息表示获取到所述路面位移关联值的位置,所述控制单元(30)决定被预测为所述车轮在从当前时间点起经过了规定时间的时间点将要通过的通过预测位置,基于所述测定数据获取所述通过预测位置处的所述路面位移关联值来作为预见信息,并执行以在所述车轮从所述通过预测位置通过的时间点所述控制力与包括使用所述预见信息运算出的第一目标控制力的最终目标控制力(Fct)一致的方式控制所述控制力产生装置的预见减振控制;以及信息获取装置(34、35、36、30),被配置为在所述车辆的行驶中获取所述路面位移关联值。
所述控制单元被配置为:从所述信息获取装置获取所述车辆的所述车轮在当前时间点所通过的通过位置处的所述路面位移关联值来作为第一值(z1_c),基于所述测定数据获取所述通过位置处的所述路面位移关联值来作为第二值(z1_b),使用所述第一值和所述第二值来判定在所述通过位置处的路面状态从制作出所述测定数据的时间点起发生了变化的盖然性高时成立的第一条件是否成立,在判定为所述第一条件成立的情况下,执行将所述第一目标控制力的大小设定得比所述第一条件不成立的情况下的所述第一目标控制力的大小更小的特定控制。
例如,假定为车辆在路面状态从制作出测定数据的时间点起大幅发生了变化的道路区间行驶。在该情况下,减振控制装置判定为第一条件成立,并执行特定控制。由此,第一目标控制力的大小变小。由控制力产生装置产生的控制力变小,因此能减小簧上的振动恶化的可能性。
在一个以上的实施方式中,所述控制单元被配置为基于所述第一值与所述第二值的差分(Dz1、Dz2)和所述差分的时间序列变化中的至少一方来判定所述第一条件是否成立。
在一个以上的实施方式中,所述控制单元被配置为:在开始所述特定控制之后,使用所述第一值和所述第二值来判定在所述通过位置处的路面状态从制作出所述测定数据的时间点起未发生变化的盖然性高时成立的第二条件是否成立,在所述第二条件成立的情况下,使所述特定控制结束。
例如,若在开始特定控制之后车辆离开上述的道路区间,则减振控制装置判定为第二条件成立,并使特定控制结束。减振控制装置以不变更第一目标控制力的大小的方式执行预见减振控制。由此,能抑制簧上的振动。
在一个以上的实施方式中,所述控制单元被配置为基于所述第一值与所述第二值的差分(Dz1、Dz2)和所述差分的时间序列变化中的至少一方来判定所述第二条件是否成立。
在一个以上的实施方式中,所述测定数据包括:第一数据(43),该第一数据(43)是作为所述预见信息使用的所述路面位移关联值(43a)与所述位置信息(43b)被建立了关联的数据;以及第二数据(44),该第二数据(44)是作为所述第二值使用的所述路面位移关联值(44a)与所述位置信息(44b)被建立了关联的数据。
在一个以上的实施方式中,所述第二数据的所述路面位移关联值是通过仅使特定的频率频带的分量通过的滤波处理运算出的值。而且,所述控制单元被配置为对所述第一值执行所述滤波处理。
由于滤波处理,第二数据的路面位移关联值(即,第二值)和第一值均具有相位偏移。但是,第一值和第二值是通过相同的滤波处理(例如,具有相同的滤波特性的滤波处理)运算出的值,因此第一值的相位的偏移程度与第二值的相位的偏移程度一致。因此,第一值的相位与第二值的相位一致。减振控制装置能使用相位一致的“第一值和第二值”来判定第一条件是否成立。由此,减振控制装置能精度良好地推定路面状态是否从制作出测定数据的时间点起发生了变化。
在一个以上的实施方式中,在所述第二数据中,表示所述测定车辆的速度或包含该测定车辆的速度的速度范围的速度信息(45b)进一步与所述路面位移关联值(45c)和所述位置信息(45a)建立了关联。所述控制单元被配置为从所述第二数据获取与对应于所述车辆的速度的所述速度信息建立了关联的所述路面位移关联值来作为所述第二值。
在第二数据中,路面位移关联值按每个速度信息进行管理。减振控制装置能从第二数据获取适合于车辆的当前的速度的路面位移关联值来作为第二值。因此,减振控制装置能精度良好地推定路面状态是否从制作出测定数据的时间点起发生了变化。
在一个以上的实施方式中,所述最终目标控制力还包括第二目标控制力。所述第二目标控制力包括用于对所述簧上进行减振的反馈控制力(F2_b)和使用由所述信息获取装置获取到的所述车辆的所述车轮的前方的所述路面位移关联值运算出的控制力(F2_a、F2_c)中的至少一个。所述控制单元被配置为:在所述特定控制中,将所述第二目标控制力的大小设定得比所述第一条件不成立的情况下的所述第二目标控制力的大小更大。
根据上述的构成,减振控制装置能在执行特定控制的期间增大第二目标控制力的大小来抑制簧上的振动。
在一个以上的实施方式中,所述路面位移关联值包括表示所述路面的上下方向的位移的路面位移(z0)、表示所述路面位移的时间微分值的路面位移速度(dz0)、表示所述车辆的簧下的上下方向的位移的簧下位移(z1)以及表示所述簧下位移的时间微分值的簧下速度(dz1)中的至少一个。
在一个以上的实施方式中,上述的控制单元可以通过为了执行在本说明书中描述的一个以上的功能而被编程的微处理器来实施。在一个以上的实施方式中,上述的控制单元可以通过一个以上的由专用集成电路即ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)等构成的硬件来整体地或者部分地实施。
在上述说明中,对于与后述的一个以上的实施方式对应的构成元件,用括号添加了在实施方式中使用的名称和/或附图标记。然而,各构成元件并不限定于由所述名称和/或附图标记规定的实施方式。本公开的其他目的、其他特征以及附加的优点根据参照以下的附图描述的关于一个以上的实施方式的说明将容易被理解。
附图说明
图1是应用实施方式的减振控制装置的车辆的概略构成图。
图2是实施方式的减振控制装置的概略构成图。
图3是测定数据的一个例子。
图4是表示车辆的单轮模型的图。
图5是用于对预见减振控制进行说明的图。
图6是用于对预见减振控制进行说明的图。
图7是用于对预见减振控制进行说明的图。
图8是表示实施方式的电子控制装置(30)的CPU所执行的“减振控制例程”的流程图。
图9是表示实施方式的电子控制装置(30)的CPU所执行的“标志设定例程”的流程图。
图10是示出了车辆在具有路面状态发生了变化的区间的道路行驶的状况的图。
图11是实施方式的数据管理系统的概略构成图。
图12是表示实施方式的服务器(41)的CPU所执行的“第一数据制作例程”的流程图。
图13是表示实施方式的电子控制装置(130)的CPU所执行的“第二数据制作例程”的流程图。
图14是第二数据的变形例。
附图标记说明:
10……车辆,11FL~11RR……车轮,12FL~12RR……车轮支承构件,13FL~13RR……悬架,14FL~14RR……悬架臂,15FL~15RR……减震器,16FL~16RR……悬架弹簧,17FL~17RR……主动致动器,20……减振控制装置,120……数据收集装置。
具体实施方式
(减振控制装置的构成)
实施方式的减振控制装置应用于图1所示的车辆10。如图2所示,以下,该减振控制装置也被称为“减振控制装置20”。
如图1所示,车辆10具备左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR。左前轮11FL通过车轮支承构件12FL可旋转地支承于车身10a。右前轮11FR通过车轮支承构件12FR可旋转地支承于车身10a。左后轮11RL通过车轮支承构件12RL可旋转地支承于车身10a。右后轮11RR通过车轮支承构件12RR可旋转地支承于车身10a。
需要说明的是,左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“车轮11”。同样地,左前轮11FL和右前轮11FR被称为“前轮11F”。同样地,左后轮11RL和右后轮11RR被称为“后轮11R”。车轮支承构件12FL至12RR被称为“车轮支承构件12”。
车辆10还具备左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR。以下对该悬架13FL至13RR的详情进行说明。该悬架13FL至13RR是独立悬挂式的悬架,但也可以是其他形式的悬架。
左前轮悬架13FL从车身10a悬挂左前轮11FL,包括悬架臂14FL、减震器15FL以及悬架弹簧16FL。右前轮悬架13FR从车身10a悬挂右前轮11FR,包括悬架臂14FR、减震器15FR以及悬架弹簧16FR。
左后轮悬架13RL从车身10a悬挂左后轮11RL,包括悬架臂14RL、减震器15RL以及悬架弹簧16RL。右后轮悬架13RR从车身10a悬挂右后轮11RR,包括悬架臂14RR、减震器15RR以及悬架弹簧16RR。
需要说明的是,左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“悬架13”。同样地,悬架臂14FL至14RR被称为“悬架臂14”。同样地,减震器15FL至15RR被称为“减震器15”。同样地,悬架弹簧16FL至16RR被称为“悬架弹簧16”。
悬架臂14将车轮支承构件12连结于车身10a。在图1中,对于一个悬架13设置一个悬架臂14。在另一例子中,也可以对于一个悬架13设置多个悬架臂14。
减震器15设于车身10a与悬架臂14之间。减震器15的上端连结于车身10a,减震器15的下端连结于悬架臂14。悬架弹簧16经由减震器15设于车身10a与悬架臂14之间。即,悬架弹簧16的上端连结于车身10a,悬架弹簧16的下端连结于减震器15的缸筒。需要说明的是,在这样的悬架弹簧16的构成中,减震器15也可以设于车身10a与车轮支承构件12之间。
在本例子中,减震器15是阻尼力非可变式的减震器。在另一例子中,减震器15也可以是阻尼力可变式的减震器。而且,悬架弹簧16也可以不经由减震器15设于车身10a与悬架臂14之间。即,也可以是,悬架弹簧16的上端连结于车身10a,悬架弹簧16的下端连结于悬架臂14。需要说明的是,在这样的悬架弹簧16的构成中,减震器15和悬架弹簧16也可以设于车身10a与车轮支承构件12之间。
将车轮11和减震器15等构件中的比悬架弹簧16靠车轮11侧的部分称为“簧下50或簧下构件50(参照图4。)”。与此相对,将车身10a和减震器15等构件中的比悬架弹簧16靠车身10a侧的部分称为“簧上51或簧上构件51(参照图4。)”。
而且,在车身10a与悬架臂14FL至14RR的每一个之间设有左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR。该主动致动器17FL至17RR分别与减震器15FL至15RR以及悬架弹簧16FL至16RR并排地设置。
需要说明的是,左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“主动致动器17”。同样地,左前轮主动致动器17FL和右前轮主动致动器17FR被称为“前轮主动致动器17F”。同样地,左后轮主动致动器17RL和右后轮主动致动器17RR被称为“后轮主动致动器17R”。
主动致动器17基于来自图2所示的电子控制装置30的控制指令来产生控制力Fc。控制力Fc是为了对簧上51进行减振而作用于车身10a与车轮11之间(即,簧上51与簧下50之间)的上下方向的力。需要说明的是,电子控制装置30被称为ECU30,有时也被称为“控制单元或控制器”。而且,主动致动器17有时也被称为“控制力产生装置”。主动致动器17是电磁式的主动致动器。主动致动器17与减震器15和悬架弹簧16等协作而构成主动悬架。
如图2所示,减振控制装置20包括前述的ECU30、位置信息获取装置31、车辆状态量传感器32、无线通信装置33、上下加速度传感器34FL至34RR、行程传感器35FL至35RR、预见传感器36以及存储装置37。而且,减振控制装置20包括上述的主动致动器17FL至17RR。
ECU30包括微型计算机。微型计算机包括CPU30a、ROM30b、RAM30c以及接口(I/F)30d等。CPU30a通过执行储存于ROM30b的指令(程序、例程)来实现各种功能。
ECU30与能进行信息的读写的存储装置37连接。在本例子中,存储装置37是硬盘驱动器。ECU30能将信息存储于存储装置37,并读出存储于存储装置37的信息。需要说明的是,存储装置37不限定于硬盘驱动器,是能进行信息的读写的众所周知的存储装置或存储介质即可。
ECU30连接于位置信息获取装置31、车辆状态量传感器32以及无线通信装置33。
位置信息获取装置31具备GNSS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)接收器和地图数据库。GNSS接收器从人造卫星接收用于检测车辆10的位置的信号(例如,GNSS信号)。地图数据库存储有地图信息。位置信息获取装置31基于GNSS信号来确定车辆10的当前的位置(例如,纬度和经度),并输出表示确定出的位置的信号。位置信息获取装置31例如是导航装置。
GNSS信号包含与移动速度相关的信息。因此,ECU30基于GNSS信号来获取车辆10的当前时间点的车速Vs。而且,ECU30基于由位置信息获取装置31获取到的车辆10的位置的履历来获取车辆10的行进方向Td。
车辆状态量传感器32包括检测车辆10的状态(车辆10的速度、加速度以及朝向等)的多个种类的传感器。车辆状态量传感器32包括检测各车轮11的车轮速度的多个车轮速度传感器、检测车辆10的前后方向的加速度的前后加速度传感器、检测车辆10的横向的加速度的横向加速度传感器以及检测车辆10的横摆角速度的横摆角速度传感器等。需要说明的是,ECU30也可以基于来自车轮速度传感器的信号来运算车速Vs。
无线通信装置33是用于经由网络与云(数据管理装置)40进行信息通信的无线通信终端。云40具备连接于网络的“服务器41和至少一个存储装置42”。
而且,ECU30连接于上下加速度传感器34FL至34RR、行程传感器35FL至35RR以及预见传感器36,并接收这些传感器所输出的信号。
上下加速度传感器34FL至34RR的每一个检测车身10a(簧上51)相对于各车轮11FL至11RR的位置的上下加速度(簧上加速度ddz2FL至ddz2RR),并输出表示该上下加速度的信号。需要说明的是,上下加速度传感器34FL至34RR在无需对它们进行区分的情况下称为“上下加速度传感器34”。同样地,簧上加速度ddz2FL至ddz2RR称为“簧上加速度ddz2”。
行程传感器35FL至35RR分别设于悬架13FL至13RR。行程传感器35FL至35RR分别检测悬架13FL至13RR的上下方向的行程Hfl至Hrr,并输出表示该上下行程的信号。行程Hfl至Hrr是图1所示的与各车轮11的位置对应的车身10a(簧上51)和车轮支承构件12FL至12RR(簧下50)的每一个之间的上下行程。需要说明的是,行程传感器35FL至35RR在无需对它们进行区分的情况下称为“行程传感器35”。同样地,行程Hfl至Hrr称为“行程H”。
预见传感器36例如是摄像机传感器、LiDAR(Light Detection and Ranging:激光雷达)以及雷达传感器等中的一个或它们的组合。预见传感器36获取表示车辆10的前方的路面的上下方向的位移的值(即,后述的路面位移z0)。
ECU30、上下加速度传感器34、行程传感器35以及预见传感器36是用于获取作为与路面的上下方向的位移关联的值的路面位移关联值的构成元件,它们有时被称为“获取路面位移关联值的信息获取装置”。
需要说明的是,在本说明书中,路面位移关联值包括表示路面的上下方向的位移的路面位移z0、表示路面位移z0的时间微分值的路面位移速度dz0、表示簧下50的上下方向的位移的簧下位移z1以及表示簧下位移z1的时间微分值的簧下速度dz1中的至少一个。
服务器41具备CPU、ROM、RAM以及接口(I/F)等。服务器41进行存储于存储装置42的数据的检索和读出,并且将数据写入存储装置42。而且,服务器41能根据来自车辆10的请求来将存储于存储装置42的数据经由网络提供给车辆10。
如图3所示,存储装置42存储有测定数据42a。测定数据42a包括路面位移关联值与位置信息被建立了关联的数据的集合,所述路面位移关联值是在后述的测定车辆实际行驶于路面时获取到的,所述位置信息表示获取到该路面位移关联值时的位置(即,测定车辆的车轮的位置)。测定数据42a包括第一数据43和第二数据44。
第一数据43包括用于运算后述的预见减振控制的目标控制力Fct的路面位移关联值的数据。第一数据43是第一路面位移关联值43a与第一位置信息43b被建立了关联的数据。
第一路面位移关联值43a是在测定车辆实际行驶于路面时获取到的路面位移关联值。在本例子中,第一路面位移关联值43a是簧下位移z1。以后,第一路面位移关联值43a被称为“簧下位移z1_a”。
第一位置信息43b是表示获取到第一路面位移关联值43a时的测定车辆的车轮的位置(例如,纬度和经度)的信息。第一位置信息43b用二维(X,Y)的坐标来表示路面的位置。在图3中,作为第一位置信息43b的例子,示出了“X1,Y1”和“X2,Y2”。
需要说明的是,簧下位移z1_a如后述那样通过在服务器41中实施积分误差小的积分处理和没有相位偏移的滤波处理来求出。因此,第一数据43包括误差小且也没有相位偏移的簧下位移z1_a的数据。
第二数据44用于判定路面状态是否从制作出测定数据42a的时间点起发生了变化。为了该判定,第二数据44包括用于与在车辆10中实时地运算出的路面位移关联值(后述的z1_c)进行对照(比较)的路面位移关联值的数据。第二数据44是第二路面位移关联值44a与第二位置信息44b被建立了关联的数据。
第二路面位移关联值44a是在测定车辆实际行驶于路面时获取到的路面位移关联值。在本例子中,第二路面位移关联值44a是簧下位移z1。以后,第二路面位移关联值44a被称为“簧下位移z1_b”。
第二位置信息44b与第一位置信息43b同样地是表示获取到第二路面位移关联值44a时的测定车辆的车轮的位置的信息。
需要说明的是,簧下位移z1_b如后述那样通过在测定车辆中实时地执行积分处理和滤波处理来求出。由于滤波处理,会在簧下位移z1_b产生相位偏移(相位滞后和/或相位超前)。例如,在对簧下位移z1_b执行了低通滤波处理的情况下,会在簧下位移z1_b产生相位滞后。在对簧下位移z1_b执行了高通滤波处理的情况下,会在簧下位移z1_b产生相位超前。因此,第二数据44包括具有相位偏移的簧下位移z1_b的数据。
另一方面,如后述那样,簧下位移z1_c也同样地通过在车辆10中实时地执行积分处理和滤波处理来求出。由于滤波处理,会在簧下位移z1_c产生相位偏移。虽然簧下位移z1_b和簧下位移z1_c均具有相位偏移,但簧下位移z1_b和簧下位移z1_c通过相同的滤波处理(即,具有相同的滤波特性的滤波处理)来求出,因此相位的偏移程度相互一致。即,簧下位移z1_b的相位与簧下位移z1_c的相位一致。因此,通过将簧下位移z1_b与簧下位移z1_c进行对照(比较),能精度良好地判定路面状态是否从制作出测定数据42a的时间点起发生了变化。
再次参照图2,ECU30经由驱动电路(未图示)连接于左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR的每一个。
ECU30对各主动致动器17运算目标控制力Fct。目标控制力Fct是用于预见减振控制的控制力,即,是用于对车轮11的簧上51进行减振的控制力。ECU30以在车轮11从后述的通过预测位置通过的时间点主动致动器17产生与目标控制力Fct对应(一致)的控制力Fc的方式控制主动致动器17。
(基本的预见减振控制的概要)
以下,对减振控制装置20所执行的基本的预见减振控制的概要进行说明。图4表示路面55上的车辆10的单轮模型。
弹簧52相当于悬架弹簧16,阻尼器53相当于减震器15,致动器54相当于主动致动器17。
在图4中,簧上51的质量被标记为簧上质量m2。与上述同样地,z1表示簧下50的上下方向的位移(簧下位移)。簧上51的上下方向的位移被表示为簧上位移z2。簧上位移z2是与各车轮11的位置对应的簧上51的上下方向的位移。弹簧52的弹簧常数(等效弹簧常数)被标记为弹簧常数K。阻尼器53的阻尼系数(等效阻尼系数)被标记为阻尼系数C。致动器54所产生的力被标记为控制力Fc。
而且,z1和z2的时间微分值分别被标记为dz1和dz2,z1和z2的二阶时间微分值分别被标记为ddz1和ddz2。以下,z1和z2被规定为向上方的位移为正,弹簧52、阻尼器53以及致动器54等所产生的力被规定为向上为正。
在图4所示的车辆10的单轮模型中,关于簧上51的上下方向的运动的运动方程式可以用算式(1)来表示。
m2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-Fc……(1)
假定为算式(1)中的阻尼系数C是恒定的。但是,实际的阻尼系数根据悬架13的行程速度而变化,因此例如阻尼系数C也可以被设定为根据行程H的时间微分值而变化的值。
而且,在通过控制力Fc完全消除了簧上51的振动的情况下(即,在簧上加速度ddz2、簧上速度dz2以及簧上位移z2分别成为零的情况下),控制力Fc由算式(2)表示。
Fc=Cdz1+Kz1……(2)
因此,将控制增益设为α,对簧上51的振动进行阻尼的控制力Fc可以用算式(3)来表示。需要说明的是,控制增益α是比0大且1以下的任意的常数。
Fc=α(Cdz1+Kz1)……(3)
若将算式(3)应用于算式(1),则算式(1)可以用以下的算式(4)来表示。
m2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-α(Cdz1+Kz1)……(4)
若对该算式(4)进行拉普拉斯变换并整理,则得到以下的算式(5)。即,从簧下位移z1向簧上位移z2的传递函数由算式(5)表示。需要说明的是,算式(5)中的“s”是拉普拉斯算子。
[数式1]
Figure BDA0003299382740000131
根据算式(5),传递函数根据α而变化。如果α为比0大且1以下的任意的值,则确认到传递函数的大小肯定小于“1”(即,能减小簧上51的振动)。而且,在α为1的情况下,传递函数的大小成为“0”,因此确认到簧上51的振动被完全消除。基于算式(3),目标控制力Fct按照以下的算式(6)来运算。目标控制力Fct是用于抑制车轮11从通过预测位置通过时的振动的目标控制力。需要说明的是,算式(6)中的增益β1相当于αC,增益β2相当于αK。
Fct=β1×dz12×z1……(6)
如此,ECU30预先获取(预读)车轮11将来要通过的位置(通过预测位置)处的簧下位移z1,并将获取到的簧下位移z1应用于算式(6),由此运算目标控制力Fct。需要说明的是,算式(6)的右边的簧下位移z1的项和簧下速度dz1的项是用于抑制车轮11从通过预测位置通过时的振动的目标控制力,因此也可以说是“前馈控制用的目标控制力”。
ECU30在车轮11从通过预测位置通过的定时(即,在产生应用于算式(6)的簧下位移z1的定时)使致动器54产生与目标控制力Fct对应的控制力Fc。如果这样做,则在车轮11从通过预测位置通过时(即,在产生了应用于算式(6)的簧下位移z1时),能减小簧上51的振动。
需要说明的是,ECU30也可以基于从算式(6)省略了微分项(β1×dz1)的以下的算式(7)来运算目标控制力Fct。在该情况下,ECU30也能使致动器54产生减小簧上51的振动的控制力Fc。因此,与不产生控制力Fc的情况相比,能减小簧上51的振动。
Fct=β2×z1……(7)
以上那样的簧上51的减振控制被称为“预见减振控制”。
需要说明的是,在上述的单轮模型中,簧下50的质量和轮胎的弹性变形被忽略,并假定为表示路面55的上下方向的位移的路面位移z0和簧下位移z1是相同的。在另一例子中,也可以使用路面位移z0和/或路面位移速度dz0代替簧下位移z1和簧下速度dz1来执行同样的预见减振控制,或者除了使用簧下位移z1和簧下速度dz1之外还使用路面位移z0和/或路面位移速度dz0来执行同样的预见减振控制。需要说明的是,关于z0和dz0,也是向上方的位移为正。
(前轮和后轮的预见减振控制的概要)
接着,参照图5至图7,针对前轮和后轮的每一个说明预见减振控制的概要。以后,关于“目标控制力Fct”和“控制力Fc”,后缀“_f”表示是前轮11F用的控制力,后缀“_r”表示是后轮11R用的控制力。
图5示出了在当前时间点tp正在以速度V1向箭头a1所示的方向行驶的车辆10。需要说明的是,在以下的说明中,前轮11F和后轮11R是左右任意一侧的车轮,前轮11F和后轮11R的移动速度视为与速度V1相同。
在图5中,线Lt是假想的时间轴t。当前、过去以及未来的时刻t的前轮11F的移动路线上的簧下位移z1由时间t的函数z1(t)表示。由此,前轮11F的当前时间点tp的位置(接地点)pf0的簧下位移z1被表示为z1(tp)。而且,后轮11R的当前时间点tp的位置pr0的簧下位移z1是比当前时间点tp早“前轮11F移动轴距长L所花费的时间(L/V1)”的时刻“tp-L/V1”的前轮11F的簧下位移z1。由此,当前时间点tp的后轮11R的簧下位移z1被表示为z1(tp-L/V1)。
(前轮11F的预见减振控制)
ECU30确定比当前时间点tp晚前轮预读时间tpf(未来)的前轮11F的通过预测位置pf1。需要说明的是,前轮预读时间tpf被预先设定为从ECU30确定通过预测位置pf1起至前轮主动致动器17F输出与目标控制力Fct_f对应的控制力Fc_f为止所需的时间。
前轮11F的通过预测位置pf1是被预测为前轮11F在从当前时间点起经过了前轮预读时间tpf的时间点将要通过的位置。通过预测位置pf1是沿着前轮11F的预测路线与当前时间点tp的位置pf0相距前轮预读距离Lpf(=V1×tpf)的位置。前轮11F的预测路线是指被预测为前轮11F将要通过的路线,例如是从前轮11F的当前位置沿着车辆10的行进方向Td延伸规定的距离的线。如之后将详细说明的那样,位置pf0基于位置信息获取装置31所获取到的车辆10的当前位置来计算。
ECU30从云40预先获取车辆10的当前位置的附近区域(后述的准备区间)中的第一数据43。ECU30基于通过预测位置pf1和预先获取到的第一数据43来获取簧下位移z1(tp+tpf)。更具体而言,ECU30从第一数据43获取通过预测位置pf1处的簧下位移z1_a。需要说明的是,关于通过预测位置pf1的簧下位移z1_a是为了执行预见减振控制而获取的信息,因此有时被称为“预见信息”。
ECU30通过将簧下位移z1(tp+tpf)应用于以下的算式(8)的簧下位移z1来运算目标控制力Fct_f(=βf×z1(tp+tpf))。
Fct_f=βf×z1……(8)
ECU30将包含目标控制力Fct_f的控制指令发送至前轮主动致动器17F,使得前轮主动致动器17F产生与目标控制力Fct_f对应(一致)的控制力Fc_f。
如图6所示,前轮主动致动器17F在比当前时间点tp晚前轮预读时间tpf的“时刻tp+tpf”(即,前轮11F实际从通过预测位置pf1通过的定时),产生与目标控制力Fct_f对应的控制力Fc_f。由此,前轮主动致动器17F能在适当的定时产生抑制因前轮11F的通过预测位置pf1的簧下位移z1而产生的簧上51的振动的控制力Fc_f。
(后轮11R的预见减振控制)
如图5所示,ECU30确定比当前时间点tp晚后轮预读时间tpr(未来)的后轮11R的通过预测位置pr1。后轮预读时间tpr被预先设定为从ECU30确定通过预测位置pr1起至后轮主动致动器17R输出与目标控制力Fct_r对应的控制力Fc_r为止所需的时间。
需要说明的是,在前轮主动致动器17F和后轮主动致动器17R是不同的响应性能的情况下,前轮预读时间tpf和后轮预读时间tpr被预先设定为不同的值。在前轮主动致动器17F和后轮主动致动器17R是相同的响应性能的情况下,前轮预读时间tpf和后轮预读时间tpr被预先设定为相同的值。
ECU30将沿着假定为后轮11R沿与前轮11F相同的路线前进的情况下的后轮11R的预测路线与当前时间点tp的位置pr0相距后轮预读距离Lpr(=V1×tpr)的位置确定为通过预测位置pr1。位置pr0基于位置信息获取装置31所获取到的车辆10的当前位置来计算。该通过预测位置pr1的簧下位移z1是比“前轮11F位于后轮11R的当前时间点的位置pr0的时刻(tp-L/V1)”晚后轮预读时间tpr的簧下位移z1,因此可以表示为z1(tp-L/V1+tpr)。ECU30基于通过预测位置pr1和预先获取到的第一数据43来获取簧下位移z1(tp-L/V1+tpr)。更具体而言,ECU30从第一数据43获取通过预测位置pr1处的簧下位移z1_a来作为预见信息。
而且,ECU30通过将簧下位移z1(tp-L/V1+tpr)应用于以下的算式(9)的簧下位移z1来运算目标控制力Fct_r(=βr×z1(tp-L/V1+tpr))。需要说明的是,算式(8)中的增益βf和算式(9)中的增益βr被设定为相互不同的值。这是因为左前轮悬架13FL和右前轮悬架13FR的弹簧常数Kf与左后轮悬架13RL和右后轮悬架13RR的弹簧常数Kr不同。
Fct_r=βr×z1……(9)
ECU30将包含目标控制力Fct_r的控制指令发送至后轮主动致动器17R,使得后轮主动致动器17R产生与目标控制力Fct_r对应(一致)的控制力Fc_r。
如图7所示,后轮主动致动器17R在比当前时间点tp晚后轮预读时间tpr的“时刻tp+tpr”(即,后轮11R实际从通过预测位置pr1通过的定时),产生与目标控制力Fct_r对应的控制力Fc_r。由此,后轮主动致动器17R能在适当的定时产生抑制因后轮11R的通过预测位置pr1的簧下位移z1而产生的簧上51的振动的控制力Fc_r。
(工作的概要)
如上所述,由于道路的施工和经时的变化,路面状态有时会发生变化。在车辆10在这样路面状态发生了变化的道路行驶的状况下,若减振控制装置20使用通过算式(8)和算式(9)运算出的目标控制力Fct_f和Fct_r来继续进行预见减振控制,则簧上51的振动可能会恶化。
因此,减振控制装置20运算车轮11在当前时间点所通过的通过位置处的簧下位移z1。以后,通过位置处的簧下位移z1被称为“簧下位移z1_c(第一值)”。具体而言,减振控制装置20基于上下加速度传感器34所获取到的簧上加速度ddz2和行程传感器35所获取到的行程H来运算簧下位移z1_c。而且,减振控制装置20从第二数据44获取通过位置(即,获取到簧下位移z1_c的车轮11的位置)处的簧下位移z1_b(第二值)。
然后,减振控制装置20判定第一条件是否成立。第一条件是在通过位置的路面状态从制作出测定数据42a的时间点起发生了变化的盖然性高时成立的条件。减振控制装置20运算簧下位移z1_c与簧下位移z1_b的差分的大小(绝对值)Dz1(=|z1_c-z1_b|)。第一条件在值Dz1为正的第一阈值Th1以上时成立。
现在,假定为车辆10在路面状态从制作出测定数据42a的过去的时间点(即,获取到簧下位移z1_b的时间点)起大幅发生了变化的区间(以下,称为“特定区间”。)行驶。
特定区间内的某个位置Po的路面状态在制作出测定数据42a的时间点为凸,但位置Po的路面状态在当前时间点为凹。在车辆10从位置Po通过的时间点,减振控制装置20执行预见减振控制。此时,减振控制装置20向与消除在车辆10产生的振动的方向相反的方向控制主动致动器17。在该情况下,值Dz1成为第一阈值Th1以上,第一条件成立。因此,减振控制装置20能推定为车辆10正行驶于特定区间。
在第一条件成立的状况下,若减振控制装置20使用通过算式(8)和算式(9)运算出的目标控制力Fct_f和Fct_r继续进行预见减振控制,则簧上51的振动可能会进一步恶化。因此,在第一条件成立的情况下,减振控制装置20执行将目标控制力Fct的大小(绝对值)设定得比第一条件不成立的情况下的目标控制力Fct的大小更小的控制。以后,将这样的控制称为“特定控制”。减振控制装置20在特定控制中按照以下的(10)和(11)分别运算目标控制力Fct_f和Fct_r。βf’和βr’分别是增益。增益βf’比算式(8)的βf小。增益βr’比算式(9)的βr小。
Fct_f=βf’×z1……(10)
Fct_r=βr’×z1……(11)
通过特定控制,主动致动器17所产生的控制力Fc变小,因此能减小簧上51的振动恶化的可能性。
在减振控制装置20开始特定控制之后,减振控制装置20判定第二条件是否成立。第二条件是在通过位置的路面状态从制作出测定数据42a的时间点起未发生变化的盖然性高时成立的条件。具体而言,第二条件在值Dz1(=|z1_c-z1_b|)成为正的第二阈值Th2以下时成立。第二阈值Th2是第一阈值Th1以下的值。在值Dz1成为第二阈值Th2以下的情况下,能推定为车辆10离开了特定区间。因此,减振控制装置20使特定控制结束。由此,减振控制装置20使用通过算式(8)和算式(9)运算出的目标控制力Fct_f和Fct_r来执行预见减振控制,因此能抑制簧上51的振动。
(减振控制例程)
ECU30的CPU(以下,标记为“CPU1”。)每当经过规定时间执行图8所示的减振控制例程和图9所示的标志设定例程。CPU1对左侧的车轮(11FL和11RL)和右侧的车轮(11FR和11RR)的每一个执行图8的例程和图9的例程。
需要说明的是,CPU1每当经过规定时间执行未图示的例程,由此,从云40预先获取准备区间中的第一数据43,并暂时地将第一数据43储存于RAM30c(或存储装置37)。准备区间是被预测为车辆10此后将要通过的道路的区间。例如,准备区间是以前轮通过预测位置pf1为起点,并以沿着车辆10的行进方向Td与该前轮通过预测位置pf1相距规定的准备距离的位置为终点的区间。而且,准备距离被确定为与上述前轮预读距离Lpf相比足够大的值。
当成为规定的定时时,CPU1从图8的步骤800起开始处理来依次执行步骤801至步骤803,之后,进入步骤804。
步骤801:CPU1确定各车轮11的当前位置。更详细而言,CPU1从位置信息获取装置31确定(获取)车辆10的当前位置和车辆10的行进方向Td。在ECU30的ROM30b中预先存储有表示车辆10中的GNSS接收器的搭载位置与各车轮11的位置的关系的位置关系数据。从位置信息获取装置31获取到的车辆10的当前位置相当于GNSS接收器的搭载位置。因此,CPU1通过参照车辆10的当前位置、车辆10的行进方向Td以及上述位置关系数据来确定各车轮11的当前位置。
步骤802:CPU1如以下所述这样确定(决定)各车轮11的通过预测位置。
CPU1确定前轮11F的预测路线。前轮11F的预测路线是被预测为前轮11F此后将要移动的路线。CPU1通过对车速Vs乘以前轮预读时间tpf来运算前轮预读距离Lpf。而且,CPU1将前轮11F从该前轮11F的当前位置沿着前轮11F的预测路线前进了前轮预读距离Lpf后的位置确定为前轮通过预测位置pf1。
CPU1假定为后轮11R沿与前轮11F相同的路线前进来确定后轮11R的预测路线。CPU1通过对车速Vs乘以后轮预读时间tpr来运算后轮预读距离Lpr。而且,CPU1将后轮11R从该后轮11R的当前位置沿着后轮11R的预测路线前进了后轮预读距离Lpr后的位置确定为后轮通过预测位置pr1。
步骤803:CPU1从储存于RAM30c的第一数据43获取预见信息。具体而言,CPU1获取前轮通过预测位置pf1的簧下位移z1_a和后轮通过预测位置pr1的簧下位移z1_a。
当CPU1进入步骤804时,CPU1判定标志X1的值是否为“0”。标志X1的值在后述的图9的例程中被设定。在标志X1的值为“0”时,这表示路面状态从过去的时间点(制作出测定数据42a的时间点)起未大幅发生变化,因此不执行特定控制。在标志X1的值为“1”时,这表示路面状态从过去的时间点起大幅发生了变化,因此执行特定控制。标志X1的值在未图示的点火开关从断开位置被变更为接通位置时执行的初始化例程中被设定为“0”。
现在,若假定为标志X1的值为“0”,则CPU1在步骤804中判定为“是”并依次执行以下所述的步骤805和步骤807,之后,进入步骤895而暂时结束本例程。
步骤805:CPU1通过将在步骤803中获取到的前轮通过预测位置pf1的簧下位移z1_a应用于算式(8)来运算前轮11F的目标控制力Fct_f。CPU1通过将在步骤803中获取到的后轮通过预测位置pr1的簧下位移z1_a应用于算式(9)来运算后轮11R的目标控制力Fct_r。
步骤807:CPU1将包含目标控制力Fct_f的控制指令发送至前轮主动致动器17F,并将包含目标控制力Fct_r的控制指令发送至后轮主动致动器17R。
另一方面,在标志X1的值为“1”的情况下,CPU1在步骤804中判定为“否”并进入步骤806。在步骤806中,CPU1执行特定控制。CPU1通过将在步骤803中获取到的前轮通过预测位置pf1的簧下位移z1_a应用于算式(10)来运算前轮11F的目标控制力Fct_f。CPU1通过将在步骤803中获取到的后轮通过预测位置pr1的簧下位移z1_a应用于算式(11)来运算后轮11R的目标控制力Fct_r。接着,CPU1在步骤807中将包含目标控制力Fct_f的控制指令发送至前轮主动致动器17F,并将包含目标控制力Fct_r的控制指令发送至后轮主动致动器17R。之后,CPU1进入步骤895而暂时结束本例程。
在本例子中,CPU1对前轮11F执行图9的例程。需要说明的是,CPU1每当经过规定时间执行未图示的例程,由此,从云40预先获取准备区间中的第二数据44,并暂时地将第二数据44储存于RAM30c(或存储装置37)。需要说明的是,第二数据44被保持于RAM30c直至针对车轮11的通过位置运算出值Dz1为止。
当成为规定的定时时,CPU1从图9的步骤900起开始处理来依次执行步骤901至步骤908的处理,之后,进入步骤909。
步骤901:CPU1从上下加速度传感器34获取簧上加速度ddz2,并从行程传感器35获取行程H。
步骤902:CPU1对簧上加速度ddz2执行二阶积分处理来运算簧上位移z2
步骤903:CPU1对簧上位移z2的时间序列变化执行仅使特定频率频带的分量通过的带通滤波处理(以下,被称为“BPF(Band Pass Filter)处理”。)。因此,生成特定频率频带以外的频率频带的分量被去除了的簧上位移z2的数据。
步骤904:CPU1对行程H的时间序列变化执行BPF处理。因此,生成特定频率频带以外的频率频带的分量被去除了的行程H的数据。
上述的特定频率频带可以被设定为以至少包含簧上共振频率的方式选出的频率频带。在本例子中,特定频率频带是第一截止频率以上且第二截止频率以下的频率频带。第一截止频率被设定为比簧上共振频率小的频率。第二截止频率被设定为比簧下共振频率小且比簧上共振频率大的频率。通过上述的BPF处理,包含由传感器漂移引起的误差的低频率区域的分量被去除。
步骤905:CPU1通过从BPF处理后的簧上位移z2减去BPF处理后的行程H(=z2-z1)来运算簧下位移z1_c。
需要说明的是,由于步骤903的BPF处理和步骤904的BPF处理,在步骤905中运算出的簧下位移z1_c具有相位偏移。
步骤906:CPU1如前述那样通过参照车辆10的当前位置、车辆10的行进方向Td以及位置关系数据来确定车轮11(前轮11F)的位置(通过位置)。然后,CPU1将前轮11F的通过位置与在步骤905中运算出的簧下位移z1_c建立关联。
步骤907:CPU1从储存于RAM30c的第二数据44获取与在步骤906中确定出的前轮11F的通过位置对应的簧下位移z1_b。
步骤908:CPU1基于在步骤905中运算出的簧下位移z1_c和在步骤907中获取到的簧下位移z1_b来运算值Dz1(=|z1_c-z1_b|)。
当CPU1进入步骤909时,CPU1判定标志X1的值是否为“0”。现在,如图10所示的例子那样,假定为车辆10正行驶于道路1000。道路1000包括第一区间1001、第二区间1002以及第三区间1003。第一区间1001和第三区间1003分别是路面状态从制作出测定数据42a的时间点起未发生变化的区间。另一方面,第二区间1002是路面状态从制作出测定数据42a的时间点起大幅发生了变化的区间,相当于上述的特定区间。
在时间点t0,车辆10正行驶于第一区间1001。在该时间点,标志X1的值还为“0”,因此,CPU1在步骤909中判定为“是”,并进入步骤910。
在步骤910中,CPU1判定第一条件是否成立。即,CPU1判定值Dz1是否为第一阈值Th1以上。在时间点t0,值Dz1不成为第一阈值Th1以上。因此,CPU1在步骤910中判定为“否”,并直接进入步骤995而暂时结束本例程。
之后,如图10所示,在时间点t1,车辆10进入第二区间1002。然后,前轮11F从第二区间1002内的位置P1通过。在该状况下,CPU1从步骤900起开始图9的例程来执行步骤901至步骤909的处理,并进入步骤910。前轮11F的通过位置P1处的簧下位移z1_c与通过位置P1处的簧下位移z1_b的差分大,因此值Dz1成为第一阈值Th1以上。因此,CPU1在步骤910中判定为“是”并进入步骤911,将标志X1的值设定为“1”。之后,CPU1进入步骤995而暂时结束本例程。由此,CPU1在图8的例程的步骤804中判定为“否”,并进入步骤806。因此,执行特定控制。
之后,CPU1从步骤900起开始图9的例程来执行步骤901至步骤908的处理,并进入步骤909。由于标志X1的值是“1”,因此,CPU1在步骤909中判定为“否”,并进入步骤912。
在步骤912中,CPU1判定第二条件是否成立。即,CPU1判定值Dz1是否为第二阈值Th2以下。在车辆10行驶于第二区间1002的期间,值Dz1不成为第二阈值Th2以下。因此,CPU1在步骤912中判定为“否”,并直接进入步骤995而暂时结束本例程。因此,继续进行特定控制。
之后,在时间点t2,车辆10从第二区间1002进入第三区间1003。然后,前轮11F从第三区间1003内的位置P2通过。在该状况下,CPU1从步骤900起开始图9的例程来执行步骤901至步骤909的处理,并进入步骤912。在该情况下,值Dz1成为第二阈值Th2以下,因此,CPU1在步骤912中判定为“是”并进入步骤913,将标志X1的值设定为“0”。由此,CPU1在图8的例程的步骤804中判定为“是”,并进入步骤805。因此,结束特定控制。
从以上内容可以理解,减振控制装置20在第一条件成立的情况下执行特定控制。例如,当车辆10开始行驶于第二区间1002(路面状态从制作出测定数据42a的时间点起大幅发生了变化的区间)时,减振控制装置20使用通过算式(10)和算式(11)运算出的目标控制力Fct_f和Fct_r来执行预见减振控制。因此,目标控制力Fct_f和Fct_r的大小与第一条件不成立的情况下的目标控制力Fct_f和Fct_r的大小相比变小。在车辆10正行驶于第二区间1002的状况下,由主动致动器17产生的控制力Fc变小,因此能减小簧上51的振动恶化的可能性。如此,在簧上51的振动恶化这样的不适当的状况下,主动致动器17的驱动被抑制。由此,能减小在主动致动器17中消耗多余的能量的可能性。而且,能防止主动致动器17中的热的产生和主动致动器17的构成零件的耗费。
而且,减振控制装置20在开始特定控制之后,判定第二条件是否成立。减振控制装置20在第二条件成立的情况下使特定控制结束。例如,当车辆10从第二区间1002进入第三区间1003(路面状态从制作出测定数据42a的时间点起未发生变化的区间)时,减振控制装置20使特定控制结束。由此,减振控制装置20使用通过算式(8)和算式(9)运算出的目标控制力Fct_f和Fct_r来执行预见减振控制。由此,能抑制簧上51的振动。如此,减振控制装置20能判定车辆10所行驶的道路的路面状态是否发生了变化,并根据该判定结果来变更预见减振控制中的目标控制力。
(数据管理系统的构成)
实施方式的数据管理系统是用于制作测定数据42a(第一数据43和第二数据44)的系统。如图11所示,数据管理系统包括多个测定车辆(在本例子中为多个车辆10)和云40。车辆10具备数据收集装置120。数据收集装置120包括电子控制装置130(以下,被称为“ECU130”。)、位置信息获取装置31、车辆状态量传感器32、无线通信装置33、上下加速度传感器34FL至34RR、行程传感器35FL至35RR、预见传感器36以及存储装置37。
ECU130具备包括CPU130a、ROM130b、RAM130c以及接口(I/F)130d等的微型计算机。ECU130连接于位置信息获取装置31、车辆状态量传感器32、无线通信装置33、上下加速度传感器34FL至34RR、行程传感器35FL至35RR以及预见传感器36。这些构成如上所述,省略详细的说明。
(第一数据的制作)
对为了制作第一数据43而进行的数据处理的内容进行说明。ECU130针对车轮11的每一个获取规定的时间序列数据(以下,称为“感测数据”。)。然后,ECU130将感测数据经由无线通信装置33发送至服务器41。感测数据包括车轮11的位置的时间序列数据、簧上加速度ddz2的时间序列数据以及行程H的时间序列数据。需要说明的是,在感测数据中,在车轮11的位置、簧上加速度ddz2以及行程H的每一个中附加有检测到该值的时刻的信息。
服务器41的CPU(以下,标记为“CPU2”。)每当经过规定时间执行图12所示的第一数据制作例程。
需要说明的是,CPU2每当经过规定时间执行未图示的例程,由此,从多个车辆10的每一个接收感测数据,并将接收到的感测数据积累于存储装置42。
当成为规定的定时时,CPU2从图12的步骤1200起开始处理来依次执行步骤1201至步骤1206的处理,之后,进入步骤1295而暂时结束本例程。
步骤1201:CPU2从存储装置42获取规定量的感测数据。例如,规定量被设定为能在下一个步骤1202中执行积分误差少的理想的积分处理的程度的量。
步骤1202:CPU2对簧上加速度ddz2的时间序列数据执行二阶积分处理来生成簧上位移z2的时间序列数据。
步骤1203:CPU2对簧上位移z2的时间序列数据执行BPF处理。因此,生成特定频率频带以外的频率频带的分量被去除了的簧上位移z2的时间序列数据。
步骤1203中的BPF处理通过零相位滤波处理来进行。即,CPU2对簧上位移z2的时间序列数据执行时间轴的正向的处理(从时间序列数据的最初的值朝向最后的值进行的BPF处理)和时间轴的反向的处理(从时间序列数据的最后的值朝向最初的值进行的BPF处理)这两方,将处理结果相加并进行平均化。已知在这样的零相位滤波处理中不会产生由滤波处理引起的相位偏移。在另一例子中,BPF处理也可以使用FFT处理(Fast FourierTransform:快速傅里叶变换处理)来进行。
步骤1204:CPU2对行程H的时间序列数据执行BPF处理。该BPF处理与上述同样地通过零相位滤波处理来进行。需要说明的是,BPF处理也可以使用FFT处理来进行。因此,生成特定频率频带以外的频率频带的分量被去除了的行程H的时间序列数据。
步骤1205:CPU2通过从BPF处理后的簧上位移z2减去BPF处理后的行程H来生成簧下位移z1_a的时间序列数据。
步骤1206:CPU2将车轮11的位置的时间序列数据与簧下位移z1_a的时间序列数据建立关联。然后,CPU2将“车轮11的位置和簧下位移z1_a”的组合作为第一数据43储存于存储装置42。
服务器41不是实时地对感测数据执行积分处理和BPF处理,而是在某个定时将规定量的感测数据汇总并进行处理。这样的处理有时被称为“离线处理”。服务器41以离线处理方式对感测数据执行积分处理和BPF处理,因此,与实时处理不同,对运算时间没有限制。而且,服务器41能进行积分误差少的理想的积分处理和没有相位偏移的滤波处理。由此,服务器41能制作包括精度高的路面位移关联值(簧下位移z1_a)的第一数据43。
(第二数据的制作)
对为了制作第二数据44而进行的数据处理的内容进行说明。ECU130的CPU(以下,标记为“CPU3”。)每当经过规定时间执行图13所示的第二数据制作例程。CPU3针对车轮11的每一个执行图13的例程。
当成为规定的定时时,CPU3从图13的步骤1300起开始处理来依次执行步骤1301至步骤1307的处理,之后,进入步骤1395而暂时结束本例程。
步骤1301至步骤1304的处理分别与图9的例程的步骤901至步骤904的处理相同。因此,省略对这些处理的详细的说明。
步骤1305:CPU3通过从BPF处理后的簧上位移z2减去BPF处理后的行程H(=z2-z1)来运算簧下位移z1_b。
需要说明的是,由于步骤1303的BPF处理和步骤1304的BPF处理,在步骤1305中运算出的簧下位移z1_b具有相位偏移。
步骤1306:CPU3如前述那样通过参照车辆10的当前位置、车辆10的行进方向Td以及位置关系数据来确定车轮11的位置(通过位置)。然后,CPU3将车轮11的位置与在步骤1305中运算出的簧下位移z1_b建立关联。
步骤1307:CPU3将“车轮11的位置和簧下位移z1_b”的组合经由无线通信装置33发送至服务器41。
服务器41的CPU2每当经过规定时间从ECU130接收“车轮11的位置和簧下位移z1_b”的组合。CPU2将“车轮11的位置和簧下位移z1_b”的组合作为第二数据44储存于存储装置42。
如上所述,簧下位移z1_b通过产生相位偏移的BPF处理(步骤1303和步骤1304)来求出。另一方面,如在图9的例程中说明的那样,簧下位移z1_c也通过产生相位偏移的BPF处理(步骤903和步骤904)来求出。虽然簧下位移z1_b和簧下位移z1_c均具有相位偏移,但簧下位移z1_b和簧下位移z1_c通过相同的BPF处理来求出,因此相位的偏移程度相互一致。即,簧下位移z1_b的相位与簧下位移z1_c的相位一致。因此,减振控制装置20能使用相位一致的“簧下位移z1_b和簧下位移z1_c”来运算值Dz1。由此,减振控制装置20能精度良好地判定路面状态是否从制作出测定数据42a的过去的时间点起大幅发生了变化。
本公开不限定于上述实施方式,可以在本公开的范围内采用各种变形例。
(变形例1)
第二数据44不限定于上述的例子。在一个以上的实施方式中,簧下位移z1_b也可以按每个速度Vs或包含速度Vs的速度范围(速度带)进行管理。如图14所示,第二数据44也可以是第二位置信息45a、速度信息45b以及第二路面位移关联值(簧下位移z1_b)45c被建立了关联的数据。第二位置信息45a表示获取到簧下位移z1_b时的测定车辆的车轮的位置。速度信息45b表示获取到簧下位移z1_b时的测定车辆的速度。
在该构成中,ECU30的CPU1在图9的例程的步骤907中从第二数据44获取与对应于车辆10的当前时间点的速度Vs的速度信息45b建立了关联的簧下位移z1_b。
即使在测定车辆行驶于相同的道路的情况下,在测定车辆以速度Vsa行驶时测定车辆所产生的振动的频带(以下,称为“第一频带”。)与在测定车辆以速度Vsb行驶时测定车辆所产生的振动的频带(以下,称为“第二频带”。)也不同。即,在测定车辆以速度Vsa行驶时获取到的路面位移关联值所表示的振动的频带是第一频带,在测定车辆以速度Vsb行驶时获取到的路面位移关联值所表示的振动的频带是第二频带。在此,设为速度Vsb比速度Vsa大,并且速度Vsb与速度Vsa的差分比较大。设为第一频带是从频率fa_low起至频率fa_high(>fa_low)为止的范围,第二频带是从频率fb_low起至频率fb_high(>fb_low)为止的范围。一般而言,fb_high比fa_high低,并且fb_low比fa_low低。因此,在第一频带中存在不包含于第二频带的频带(例如,从fb_high起至fa_high为止的频带)。而且,速度Vsb与速度Vsa的差分越大,fb_high与fa_high之间的差也越大。
例如,假定为:在车辆正在以速度Vsb行驶的状况下,减振控制装置使用在测定车辆以速度Vsa行驶时获取到的路面位移关联值(簧下位移z1_b)来运算值Dz1。在该情况下,簧下位移z1_b的时间序列变化所表示的振动的频带是第一频带。另一方面,簧下位移z1_c的时间序列变化所表示的振动的频带是第二频带。在车辆10中不会产生从fb_high起至fa_high为止的频带的振动,但CPU1使用包含从fb_high起至fa_high为止的频带的振动的簧下位移z1_b来运算值Dz1。因此,存在如下可能性:尽管路面状态从制作出测定数据42a的时间点起未发生变化,但值Dz1暂时地变大,第一条件成立。在第一条件成立的情况下,执行特定控制,因此目标控制力Fct_f和Fct_r的大小变小。由此,减振控制装置20无法抑制第二频带的振动。因此,簧上51的振动可能会恶化。根据本例子,CPU1能从第二数据44获取适合于速度Vs的簧下位移z1_b。因此,能精度良好地推定路面状态是否从制作出测定数据42a的时间点起发生了变化。
(变形例2)
也可以省略图9的例程的步骤903和步骤904以及图13的例程的步骤1303和步骤1304。即,也可以不通过BPF处理来运算簧下位移z1_b,并且不通过BPF处理来运算簧下位移z1_c。在该构成中,簧下位移z1_b的相位与簧下位移z1_c的相位也一致。ECU30能使用相位一致的“簧下位移z1_b和簧下位移z1_c”来运算值Dz1。
在一个以上的实施方式中,也可以仅省略图13的例程的步骤1303和步骤1304。在该情况下,ECU30也可以对从服务器41接收到的第二数据44执行与步骤903相同的BPF处理,并将包括BPF处理后的簧下位移(z1_b)44a的第二数据44储存于RAM30c。在另一例子中,服务器41也可以在将第二数据44发送至减振控制装置20(ECU30)之前,对簧下位移(z1_b)44a的数据执行与步骤1303相同的BPF处理。
(变形例3)
在一个以上的实施方式中,测定数据42a也可以仅包括第一数据43。ECU30也可以对从服务器41接收到的第一数据43执行与步骤903相同的BPF处理。由此,在簧下位移(z1_a)43a产生相位偏移。ECU30也可以将具有相位偏移的簧下位移(z1_a)43a作为簧下位移z1_b进行处理。CPU1能使用相位一致的“簧下位移z1_a和簧下位移z1_c”来运算值Dz1。在另一例子中,服务器41也可以对第一数据43的簧下位移(z1_a)43a的数据执行与步骤1303相同的BPF处理。由此,在簧下位移(z1_a)43a产生相位偏移。服务器41也可以将“具有相位偏移的簧下位移z1_a”作为簧下位移z1_b发送至ECU30。
(变形例4)
在图8的例程的步骤806中,CPU1也可以将算式(10)的增益βf’和算式(11)的βr’设定为“0”。在该情况下,实质上不执行预见减振控制。能减小簧上51的振动恶化的可能性。
(变形例5)
目标控制力Fct的计算式不限定于上述的例子。CPU1也可以在步骤805和步骤806的每一个中按照以下的算式(12)来运算目标控制力Fct。G1和G2分别是增益。F1与算式(7)相同,以后,被称为“第一目标控制力F1”。CPU1通过将从第一数据43获取到的簧下位移z1_a应用于算式(13)来运算第一目标控制力F1。
Fct=G1·F1+G2·F2……(12)
F1=β2×z1……(13)
F2包括前馈控制用的目标控制力和/或反馈控制用的目标控制力,以后,被称为“第二目标控制力F2”。第二目标控制力F2包括算式(14)的F2_a、算式(15)的F2_b以及算式(16)的F2_c中的至少一个。F2_a是前馈控制用的目标控制力,使用由预见传感器36获取到的车辆10的前方的路面位移z0来运算。β3是增益。F2_b是用于对簧上51进行减振的反馈控制用的目标控制力。F2_b是以将dz2设为零的方式求出的。F2_c是后轮11R的前馈控制用的目标控制力,通过将在图9的例程中获取到的前轮11F的通过位置的簧下位移z1_c应用于算式(16)来运算。β4是增益。
F2_a=β3×z0……(14)
F2_b=γ0·dz2……(15)
F2_c=β4×z1……(16)
因此,在前轮11F的情况下,第二目标控制力F2可以是算式(14)的F2_a和算式(15)的F2_b中的一个或它们的和。在后轮11R的情况下,第二目标控制力F2可以是算式(14)的F2_a、算式(15)的F2_b以及算式(16)的F2_c中的一个或它们中的两个以上的和。
在某个例子中,在第一条件成立的情况下(步骤806),CPU1可以将增益G1(即,对第一目标控制力F1的权重)设定为比第一条件不成立的情况下(步骤805)的增益G1小。能减小目标控制力Fct中的第一目标控制力F1的分量,并且通过目标控制力Fct中的第二目标控制力F2的分量来抑制振动。需要说明的是,CPU1也可以在步骤806中将增益G1设定为零。
而且,在第一条件成立的情况下(步骤806),CPU1也可以将增益G2(即,对第二目标控制力F2的权重)设定为比第一条件不成立的情况下(步骤805)的增益G2大。通过增大目标控制力Fct中的第二目标控制力F2的分量,能提高抑制振动的效果。
需要说明的是,运算反馈控制用的F2_b的算式不限定于算式(15),也可以是包含簧上位移z2的项、簧上速度dz2的项、簧上加速度ddz2的项、簧下位移z1的项以及簧下速度dz1的项中的至少一个的算式。作为一个例子,CPU1也可以按照以下的算式(17)来运算F2_b。在此,γ1、γ2、γ3、γ4以及γ5分别是增益。
F2_b=γ1×ddz22×dz23×z24×dz15×z1……(17)
(变形例6)
服务器41的CPU2也可以运算簧下位移z1_b。CPU2从测定车辆(车辆10)实时地接收簧上加速度ddz2、行程H以及车轮的位置。CPU2也可以执行图13的例程的步骤1302至1305来制作第二数据44。
(变形例7)
CPU1也可以在左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR中的一个以上中运算值Dz1。CPU1也可以在关于两个以上的车轮11运算出值Dz1的情况下,在Dz1的平均值为第一阈值Th1以上时判定为第一条件成立。
(变形例8)
第一条件只要是能判定路面状态是否从制作出测定数据42a的时间点起发生了变化的条件,就不限定于上述的例子。例如,第一条件也可以是与簧下速度dz1相关的条件。例如,ECU30的CPU1在图9的例程的步骤905中运算簧下速度dz1_c。CPU1在步骤907中从第二数据44获取通过位置处的簧下速度dz1_b。然后,CPU1也可以在步骤908中运算簧下速度dz1_c与簧下速度dz1_b的差分的大小(绝对值)Dz2(=|dz1_c-dz1_b|)。在该情况下,第一条件也可以是在值Dz2为第一簧下速度阈值Thv1以上时成立的条件。第二条件也可以是在值Dz2为第二簧下速度阈值Thv2以下时成立的条件。第二簧下速度阈值Thv2是第一簧下速度阈值Thv1以下的值。需要说明的是,第一条件也可以是与路面位移z0或路面位移速度dz0相关的条件。第一条件也可以是使用簧下位移z1、簧下速度dz1、路面位移z0以及路面位移速度dz0中的至少一个设定的条件。
在另一例子中,CPU1也可以基于值Dz1的时间序列变化来分别判定第一条件的成立和第二条件的成立。例如,CPU1将值Dz1暂时地存储于RAM30c。CPU1也可以每当车辆10行驶规定距离时,根据该存储的多个值Dz1来运算移动平均。第一条件和/或第二条件也可以是与值Dz1的移动平均相关的条件。例如,在值Dz1的移动平均成为第一阈值Th1以上时,CPU1也可以判定为第一条件成立。在值Dz1的移动平均成为第二阈值Th2以下时,CPU1也可以判定为第二条件成立。在其他例子中,CPU1也可以基于存储于RAM30c的值Dz1来对表示值Dz1的时间序列变化的波形执行低通滤波处理。由此,能实质上求出值Dz1的移动平均。第一条件和/或第二条件也可以是与执行上述低通滤波处理而得到的波形的最大值或最小值相关的条件。因此,CPU1也可以基于值Dz1和值Dz1的时间序列变化中的至少一方来分别判定第一条件的成立和第二条件的成立。同样地,CPU1也可以基于值Dz2和值Dz2的时间序列变化中的至少一方来分别判定第一条件的成立和第二条件的成立。
(变形例9)
服务器41的CPU2也可以执行使用观测器来推定簧下位移z1_a和簧下速度dz1_a中的一方或双方的处理。CPU2也可以对由预见传感器36检测到的路面位移z0的时间序列数据如上述那样执行零相位滤波处理来生成路面位移z0的时间序列数据。而且,CPU2也可以对路面位移z0的时间序列数据执行微分处理和零相位滤波处理来生成路面位移速度dz0的时间序列数据。因此,CPU2也可以将路面位移z0、路面位移速度dz0、簧下位移z1以及簧下速度dz1中的至少一个储存于存储装置42来作为第一数据43的第一路面位移关联值43a。
ECU130的CPU3也可以执行使用观测器来推定簧下位移z1和簧下速度dz1中的一方或双方的处理。CPU3也可以获取由预见传感器36检测到的路面位移z0。而且,CPU3也可以对路面位移z0执行微分处理来运算路面位移速度dz0。CPU3也可以将路面位移z0、路面位移速度dz0、簧下位移z1以及簧下速度dz1发送至服务器41。服务器41也可以将路面位移z0、路面位移速度dz0、簧下位移z1以及簧下速度dz1中的至少一个储存于存储装置42来作为第二数据44的第二路面位移关联值44a。
(变形例10)
第一数据43和第二数据44也可以存储于车辆10的存储装置37而不是存储于云40的存储装置42。ECU130也可以具备服务器41的功能。ECU130也可以执行图12的例程的处理来在存储装置37中制作第一数据43。ECU130也可以在存储装置37中制作第二数据44。ECU130也可以从其他测定车辆接收第一数据43和第二数据44,并将该第一数据43和第二数据44储存于存储装置37。
(变形例11)
悬架13FL至13RR只要分别容许车轮11FL至11RR和车身10a彼此相对于另一方在上下方向产生位移即可,可以是任何类型的悬架。而且,悬架弹簧16FL至16RR可以是压缩螺旋弹簧、空气弹簧等任意的弹簧。
(变形例12)
在上述实施方式中,使用了主动致动器17来作为控制力产生装置,但不限定于此。即,控制力产生装置是能以能基于包含目标控制力的控制指令进行调整的方式产生用于对簧上51进行减振的上下方向的控制力的致动器即可。
而且,控制力产生装置也可以是主动稳定(active stabilizer)装置(未图示)。主动稳定装置包括前轮主动稳定器和后轮主动稳定器。就前轮主动稳定器而言,若在与左前轮11FL对应的簧上51和簧下50之间产生上下方向的控制力(左前轮控制力),则在与右前轮11FR对应的簧上51和簧下50之间产生与左前轮控制力相反方向的控制力(右前轮控制力)。同样地,就后轮主动稳定器而言,若在与左后轮11RL对应的簧上51和簧下50之间产生上下方向的控制力(左后轮控制力),则在与右后轮11RR对应的簧上51和簧下50之间产生与左后轮控制力相反方向的控制力(右后轮控制力)。上述主动稳定装置的构成是众所周知的,通过参照日本特开2009-96366号公报而被引入本申请说明书中。需要说明的是,主动稳定装置包括前轮主动稳定器和后轮主动稳定器中的至少一方即可。
控制力产生装置也可以是通过对车辆10的各车轮11增减制驱动力来利用悬架13FL至13RR的几何形状产生上下方向的控制力Fc的装置。这样的装置的构成是众所周知的,通过参照日本特开2016-107778号公报等而被引入本申请说明书中。ECU30通过众所周知的方法来运算产生与目标控制力Fct对应的控制力Fc的制驱动力。
而且,这样的装置包括对各车轮11赋予驱动力的驱动装置(例如,轮内马达)和对各车轮11赋予制动力的制动装置(brake device)。需要说明的是,驱动装置也可以是对前轮和后轮中的任一方或四轮赋予驱动力的马达或发动机等。而且,上述控制力产生装置包括驱动装置和制动装置中的至少一方即可。
而且,控制力产生装置也可以是阻尼力可变式的减震器15FL至15RR。在该情况下,ECU30以减震器15FL至15RR的阻尼力变化与目标控制力Fct对应的值的方式控制减震器15FL至15RR的阻尼系数C。

Claims (9)

1.一种减振控制装置,是车辆用的减振控制装置,所述减振控制装置具备:
控制力产生装置,被配置为在至少一个车轮和与该车轮的位置对应的车身部位之间产生用于对所述车辆的簧上进行减振的上下方向的控制力;
控制单元,获取作为路面位移关联值与位置信息被建立了关联的数据的测定数据,所述路面位移关联值是在测定车辆行驶于路面时获取到的,并与所述路面的上下方向的位移关联,所述位置信息表示获取到所述路面位移关联值的位置,所述控制单元决定被预测为所述车轮在从当前时间点起经过了规定时间的时间点将要通过的通过预测位置,基于所述测定数据获取所述通过预测位置处的所述路面位移关联值来作为预见信息,并执行以在所述车轮从所述通过预测位置通过的时间点所述控制力与包括使用所述预见信息运算出的第一目标控制力的最终目标控制力一致的方式控制所述控制力产生装置的预见减振控制;以及
信息获取装置,被配置为在所述车辆的行驶中获取所述路面位移关联值,
所述控制单元被配置为:
从所述信息获取装置获取所述车辆的所述车轮在当前时间点所通过的通过位置处的所述路面位移关联值来作为第一值,
基于所述测定数据获取所述通过位置处的所述路面位移关联值来作为第二值,
使用所述第一值和所述第二值来判定在所述通过位置处的路面状态从制作出所述测定数据的时间点起发生了变化的盖然性高时成立的第一条件是否成立,
在判定为所述第一条件成立的情况下,执行将所述第一目标控制力的大小设定得比所述第一条件不成立的情况下的所述第一目标控制力的大小更小的特定控制。
2.根据权利要求1所述的减振控制装置,其中,
所述控制单元被配置为基于所述第一值与所述第二值的差分和所述差分的时间序列变化中的至少一方来判定所述第一条件是否成立。
3.根据权利要求1所述的减振控制装置,其中,
所述控制单元被配置为:
在开始所述特定控制之后,
使用所述第一值和所述第二值来判定在所述通过位置处的路面状态从制作出所述测定数据的时间点起未发生变化的盖然性高时成立的第二条件是否成立,
在所述第二条件成立的情况下,使所述特定控制结束。
4.根据权利要求3所述的减振控制装置,其中,
所述控制单元被配置为基于所述第一值与所述第二值的差分和所述差分的时间序列变化中的至少一方来判定所述第二条件是否成立。
5.根据权利要求1所述的减振控制装置,其中,
所述测定数据包括:
第一数据,该第一数据是作为所述预见信息使用的所述路面位移关联值与所述位置信息被建立了关联的数据;以及
第二数据,该第二数据是作为所述第二值使用的所述路面位移关联值与所述位置信息被建立了关联的数据。
6.根据权利要求5所述的减振控制装置,其中,
所述第二数据的所述路面位移关联值是通过仅使特定的频率频带的分量通过的滤波处理运算出的值,
所述控制单元被配置为对所述第一值执行所述滤波处理。
7.根据权利要求5所述的减振控制装置,其中,
在所述第二数据中,表示所述测定车辆的速度或包含该测定车辆的速度的速度范围的速度信息进一步与所述路面位移关联值和所述位置信息建立了关联,
所述控制单元被配置为从所述第二数据获取与对应于所述车辆的速度的所述速度信息建立了关联的所述路面位移关联值来作为所述第二值。
8.根据权利要求1所述的减振控制装置,其中,
所述最终目标控制力还包括第二目标控制力,
所述第二目标控制力包括用于对所述簧上进行减振的反馈控制力和使用由所述信息获取装置获取到的所述车辆的所述车轮的前方的所述路面位移关联值运算出的控制力中的至少一个,
所述控制单元被配置为:在所述特定控制中,将所述第二目标控制力的大小设定得比所述第一条件不成立的情况下的所述第二目标控制力的大小更大。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的减振控制装置,其中,
所述路面位移关联值包括表示所述路面的上下方向的位移的路面位移、表示所述路面位移的时间微分值的路面位移速度、表示所述车辆的簧下的上下方向的位移的簧下位移以及表示所述簧下位移的时间微分值的簧下速度中的至少一个。
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