CN102656033A - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够提高车辆的乘坐舒适度的车辆控制装置。为实现上述目的，本发明的车辆控制装置控制具有车身以及支承车身并与接地面接触的轮胎的车辆的动作，包括：具有检测对车身的左右的振动产生影响的驾驶条件的驾驶条件检测单元；调整车辆的悬架几何特性的悬架几何特性调整单元；以及基于驾驶条件检测单元的检测结果控制悬架几何特性调整单元的动作的控制单元。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及车辆，特别地涉及控制车身的行动的车辆控制装置。

背景技术

在汽车等车辆中，在行驶时簧下振动，发生所谓的抖动振动。作为抑制该抖动振动的装置，在专利文献1中记载了一种衰减力控制装置，其中，根据减震器的衰减系数和簧上的上下加速度的关系以及减震器的衰减系数和簧上的前后加速度的关系，预先计算并存储簧上上下加速度和簧上前后加速度的矢量之和为最小的特定衰减系数Ct，并且该衰减力控制装置在簧下共振频率带的振动超过阈值时，将减震器的衰减系数设定为特定衰减系数Ct。

在先技术文献

专利文献1：日本专利文献特开2009-137545号公报

发明内容

在专利文献1中，除能够抑制上下振动以外，还能够抑制前后方向(与行驶方向平行的方向)的振动。然而，在左右方向(与行驶方向正交的方向)上也会产生振动。存在产生左右方向的振动时乘坐舒适度也会变差的问题。

本发明是鉴于上述问题而作出的，本发明的目的是提供能够提高车辆的乘坐舒适度的车辆控制装置。

为了解决上述的技术问题并实现上述的目的，本发明是一种车辆控制装置，所述车辆控制装置控制具有车身以及支承所述车身并与接地面接触的轮胎的车辆的动作，所述车辆控制装置的特征在于，具有：驾驶条件检测单元，所述驾驶条件检测单元检测对所述车身的左右的振动产生影响的驾驶条件；调整单元，所述调整单元调整所述车辆的悬架几何特性；以及控制单元，所述控制单元基于所述驾驶条件检测单元的检测结果控制悬架几何特性调整单元的动作。

在此，优选地，所述悬架几何特性调整单元是调整车身和轮胎之间的高度的车高调整单元。

并且，优选地，所述控制单元存储预先计算出的悬架几何特性的控制量和检测结果的关系，并且基于所述关系和所述检测结果计算所述控制量。

在此，优选地，所述控制单元对每个所述驾驶条件，存储使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎的与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述的悬架几何特性的条件，并且基于所述驾驶条件检测单元的检测结果，控制悬架几何特性调整单元的动作，使得达到使施加于所述轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述车辆的悬架几何特性的条件。

为了解决上述的技术问题并且实现上述的目的，本发明是一种车辆控制装置，所述车辆控制装置控制具有车身以及支承所述车身并与接地面接触的轮胎的车辆的动作，所述车辆控制装置的特征在于，具有：驾驶条件检测单元，所述驾驶条件检测单元检测对所述车身的左右的振动产生影响的驾驶条件；转向齿轮比调整单元，所述转向齿轮比调整单元调整所述车辆的转向齿轮比；以及控制单元，所述控制单元基于所述驾驶条件检测单元的检测结果控制转向齿轮比调整单元的动作。

在此，优选地，所述控制单元存储预先计算出的转向齿轮比的控制量和检测结果的关系，并基于所述关系和所述检测结果计算所述控制量。

并且，优选地，所述控制单元对每个所述驾驶条件，存储使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎的与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述转向齿轮比的条件，并且基于所述驾驶条件检测单元的检测结果，控制转向齿轮比调整单元的动作，使得达到使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎的与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述车身的转向齿轮比。

并且，优选地，所述驾驶条件检测单元是检测车速的单元。

并且，优选地，所述驾驶条件检测单元是检测上下方向的共振频率的单元。

并且，优选地，所述驾驶条件检测单元是检测所行驶的路面的状态的单元。

并且，优选地，所述车身的左右的振动是由于从所述路面作用于所述轮胎上的力而产生的振动。

发明效果

本发明涉及的车辆控制装置起到能够抑制车身的振动并且能够提高乘坐舒适度的效果。

附图说明

图1是示出具有车辆控制装置的车辆的一实施例的概略构成的立体图；

图2是更详细地示出图1所示的车辆的概略构成的平面图；

图3是用于说明作用于轮胎的接地面上的力以及作用于重心上的力的说明图；

图4是示出轮胎的位置和角度的关系的说明图；

图5是示出在左右方向上起作用的力和车速的关系的图；

图6是示出角度和车高的关系的图；

图7是示出计算车高和车速的关系得到的结果的图；

图8是示出测量车高和振动的关系得到的结果的图；

图9是示出在左右方向上起作用的力和簧下的上下方向共振频率的关系的图；

图10是示出计算车高和簧下的上下方向共振频率的关系得到的结果的图；

图11是示出在左右方向上起作用的力和轮胎转弯能力的关系的图；

图12是示出计算车高和轮胎转弯能力的关系得到的结果的图；

图13是示出在左右方向上起作用的力和车速的关系的图；

图14是示出角度和转向齿轮比的关系的图；

图15是示出计算转向齿轮比和车速的关系得到的结果的图；

图16是示出在左右方向上起作用的力和簧下的上下方向共振频率的关系的图；

图17是示出计算转向齿轮比和簧下的上下方向共振频率的关系得到的结果的图；

图18是示出在左右方向上起作用的力和轮胎转弯能力的关系的图；

图19是示出计算转向齿轮比和轮胎转弯能力的关系得到的结果的图。

具体实施方式

以下，对于本发明涉及的车辆控制装置，基于附图对实施例详细地进行说明。并且，本发明不限于所述的实施例。

实施例1

图1是示出具有本实施例涉及的车辆控制装置的车辆的一个实施例的概略构成的立体图，图2是更详细地示出图1所示的车辆的概略构成的平面图。如图1和图2所示，车辆1具有两个轮胎2、两个轮胎3、转向盘4、ECU 5、车身9、以及车辆控制装置10。并且，车辆控制装置10具有控制单元30、悬架31、32、33、34、空气压缩机35、转向齿轮比调整单元(以下，简称“齿轮比调整单元”)36、解析器40R、40L、41R、41L、车速检测传感器42、以及路面状态检测传感器43。另外，说明被省略，但车辆1除上述构成要素以外还包括驱动源、制动装置、加速装置、座椅等车辆所必须的各种构成要素。

轮胎2是构成前轮的两个轮胎，其中一个轮胎2经由悬架31与车身9连结，另一个轮胎2经由悬架32与车身9连结。并且，轮胎3构成后轮的两个轮胎，其中一个轮胎3经由悬架33与车身9连结，另一个轮胎3经由悬架34与车身9连结。并且，车辆1的轮胎2和轮胎3的至少一者与驱动源连结，并且通过驱动源使轮胎旋转，由此车辆1在路面上行驶。

转向盘4是操作者操作行驶方向的操作部，转向盘4的操作被传递到轮胎2。具体地，当转向盘4旋转时，轮胎2的角度发生变化，车辆1的行驶方向被切换。在此，车辆1是如下的动力转向机构，其在转向盘4和轮胎2之间配置有齿轮比调整单元36，并且从转向盘4输入的力、转角被齿轮比调整单元36增大而传递到轮胎2。另外，对于齿轮比调整单元36，将在后面进行说明。

ECU 5是控制车辆的各部分的动作的电子控制单元，并且包括后述的车辆控制装置10的控制单元30。ECU 5包括通常形式的、具有通过双向公共总线相互连结的CPU、ROM、RAM以及输出输出端口装置的微型计算机和驱动电路。并且，车身9是操作者或乘客乘坐的底盘所谓的本体，并经由车辆控制单元10的悬架31、32、33、34被轮胎2、3支承。

接下来，对构成车辆控制装置10的各部分进行说明。控制单元30被内置于ECU 5中，并基于解析器40R、40L、41R、41L、车速检测传感器42、路面状态检测传感器43中的检测结果对悬架31、32、33、34、空气压缩机35、齿轮比调整单元36的动作进行控制。

悬架31、32、33、34除配置位置、所连结的轮胎不同以外，基本的构成相同，以悬架31的构成为代表进行说明。悬架31由弹性体(例如，弹簧)和衰减力产生单元(例如，减震器)构成，并且被安装在轮胎2和车身9之间，从而缓冲经由轮胎2输入到车身9的来自路面的冲击。

空气压缩机35与悬架31、32、33、34连接，并向悬架31、32、33、34内供应空气。另外，连接空气压缩机35和悬架31的配管中配置有阀V1，连接空气压缩机35和悬架32的配管中配置有阀V2，连接空气压缩机35和悬架33的配管中配置有阀V3，连接空气压缩机35和悬架34的配管中配置有阀V4。通过调整阀V1、V2、V3、V4的开闭，能够调整向悬架31、32、33、34供应的空气压力。

在本实施例中，由悬架31、32、33、34、空气压缩机35、以及阀V1、V2、V3、V4构成车高调整单元。由此，通过使用控制单元30调整向悬架31、32、33、34供应的空气压力，能够改变悬架31、32、33、34的全长，从而能够调整车身9的车高。

齿轮比调整单元36是调整将输入到转向盘4的力传递给轮胎2的齿轮比的机构。齿轮比调整单元36由马达和减速器组合而成，并且使用能够以线性方式改变齿轮比的、所谓的齿轮比可变转向***(VGRS(VariableGear Ratio Steering：可变齿轮比转向***))方式的动力转向机构。

解析器40R、40L、41R、41L是测量轮胎(车轮)的旋转速度的传感器。解析器40R测量其中一个轮胎2的旋转速度，解析器40L测量另一个轮胎2的旋转速度，解析器41R测量其中一个轮胎3的旋转速度，解析器41L测量另一个轮胎3的旋转速度。解析器40R、40L、41R、41L将测量结果发送到控制单元30。

在此，控制单元30能够基于解析器40R、40L、41R、41L的检测结果检测车身9是否发生振动，具体地检测在车身9和轮胎2、3之间是否发生左右方向的振动。在此，左右方向是指与连结其中一个轮胎2和另一个轮胎3的直线平行的方向，是与路面平行并且与车辆的行驶方向正交的方向。并且，由于在行驶时等从路面作用于轮胎上的力(即，路面输入)等，产生车身的左右方向上的振动。

另外，控制单元30基于由解析器检测出的轮胎的旋转速度的测量结果计算簧下共振频率。即，在车辆控制装置10中，解析器40R、40L、41R、41L和控制单元30的运算功能的组合构成簧下共振频率检测传感器。在此，簧下共振频率是指在轮胎(车轮)和车身之间产生的振动的共振频率，并且检测上下方向的振动的共振频率。

车速检测传感器42是检测车辆1的行驶速度的传感器。另外，可以将独立地检测车速的传感器设置为车速检测传感器42，也可以将基于解析器40R、40L、41R、41L的检测值检测车辆1的行驶速度的传感器设置为车速检测传感器42。即，可以将基于解析器的测量结果检测行驶速度的运算装置设置为传感器。

路面状态检测传感器43是检测车辆1所行驶的路面的状态的检测传感器。另外，作为路面状态检测传感器43，存在判定是否下雨的传感器。具体地，可使用检测雨刷是否发生动作的传感器。另外，作为路面状态检测传感器43，可使用各种传感器，只要是能够检测或估计路面和轮胎的摩擦系数的传感器即可。车辆控制装置10为如上所述的构成。

接下来，对车辆控制装置10的动作进行说明。在此，图3是用于说明作用于轮胎的接地面上的力以及作用于重心上的力的说明图，图4是示出轮胎的位置和角度的关系的说明图。在此，在图4中，将横轴设为距离支承点的长度，将纵轴设为与基准地点的高度的差。另外，支承点是指与支承轮胎的点的距离。并且，以下，以其中一个轮胎2为例进行说明。

首先，如图3所示，如果将车辆在左右方向上振动时作用于轮胎2上的左右方向的力模型化，划分为由于轮胎2被悬架31支承而发挥作用的力以及由于轮胎2与接地面62接触而发挥作用的力。在此，在本实施例中，将由于轮胎2被悬架31支承发挥作用的力设为力F_I，将在轮胎2和接地面62之间发挥作用的力设为力F_J。另外，力F_I可替换为作用于轮胎2的重心上的力。

在此，在重心60(I点)上作用有与簧下质量和振动成比例的力(即，惯性力力)，在轮胎与接地面62的接地点(接触点、J点)上作用有横滑力(摩擦力)，具体地作用有轮胎的横向弹簧和转弯力。并且，这些力在从与接地面62垂直的方向倾斜一定角度后的方向上起作用。具体地，在F_I的作用点上倾斜角度γ_I，在F_J的作用点上倾斜角度γ_J。另外，如图4所示，对于角度γ_I和角度γ_J，根据车高，角度发生变化。具体地，当车高提高即悬架伸长使得轮胎和车身的间隔变宽(图4中向负方向移动)时，角度γ_I和角度γ_J增大。并且，当车高降低即悬架缩短使得轮胎和车身的间隔变窄(图4中向正方向移动)时，角度γ_I和角度γ_J减小。

根据以上的关系，如果将簧下质量设为m，将轮胎横向弹簧常数设为K，将转向动力设为P，将车速设为U，将左右方向的角速度设为ω(频率×2π)，将以基准点为基准的车高设为Z，则力F_I和力F_J可表示为下式1。

[式1]

$\left.\begin{array}{c}{F}_I=-{\mathrm{\γ}}_I{\mathrm{m\ω}}^2\·Z\\ F_J=Y_J\frac{{\left(\frac{P}{U}\mathrm{\ω}\right)}^{2}K}{K^2+{\left(\frac{P}{U}\mathrm{\ω}\right)}^2}Z+{\mathrm{i\γ}}_J\frac{K^2\left(\frac{P}{U}\mathrm{\ω}\right)}{K^2+{\left(\frac{P}{U}\mathrm{\ω}\right)}^2}Z\end{array}\right\}$ …(式1)

另外，如果将标准车高的角度设为角度γ_I0和角度γ_J0，车高Z_A中的角度γ_I和角度γ_J可表示为下式2。

[式2]

$\left.\begin{array}{c}{\mathrm{\γ}}_I={\mathrm{\γ}}_{I0}-\frac{{\∂\mathrm{\γ}}_I}{\∂Z}{Z}_A\\ {\mathrm{\γ}}_J={\mathrm{\γ}}_{J0}-\frac{{\∂\mathrm{\γ}}_J}{\∂Z}{Z}_A\end{array}\right\}$ …(式2)

在此，在式1中，如果力F_I的公式的γ_I的项目和力F_J的公式的γ_J的项为对等的关系，则能够抵消作用于轮胎2上的左右方向的力，并且能够减小使车辆1和车身9在左右方向上振动的力。具体地，通过满足下式3的关系，能够抑制左右方向上的振动。

[式3]

$\mathrm{\γ},{\mathrm{m\ω}}^2={\mathrm{\γ}}_J\frac{{\left(\frac{P}{U}\mathrm{\ω}\right)}^{2}K}{K^2+{\left(\frac{P}{U}\mathrm{\ω}\right)}^2}$ …(式3)

如果将式2代入上式3中，得到下式4。

[式4]

$({\mathrm{\γ}}_{I0}-\frac{{\∂\mathrm{\γ}}_I}{\∂Z}{Z}_A)m{\mathrm{\ω}}^2=({\mathrm{\γ}}_{I0}-\frac{\∂{\mathrm{\γ}}_J}{\∂Z}{Z}_A)\frac{{\left(\frac{\mathrm{P\ω}}{U}\right)}^2}{{\left(\frac{\mathrm{P\ω}}{U}\right)}^2+K^2}K$ …(式4)

进一步，如果将上式4展开为左边仅剩Z_A的公式，则得到下式5。

[式5]

$Z_A=[{\mathrm{\γ}}_{J0}\frac{{\left(\frac{\mathrm{P\ω}}{U}\right)}^2}{{\left(\frac{\mathrm{P\ω}}{U}\right)}^2+K^2}K-{\mathrm{\γ}}_{I0}m{\mathrm{\ω}}^2]/[\frac{{\∂\mathrm{\γ}}_J}{\∂Z}\frac{{\left(\frac{\mathrm{P\ω}}{U}\right)}^2}{{\left(\frac{\mathrm{P\ω}}{U}\right)}^2+K^2}K-\frac{{\∂\mathrm{\γ}}_I}{\∂Z}m{\mathrm{\ω}}^2]$ …(式5)

本实施例的车辆控制装置10基于检测结果以满足上式5的方式控制车高Z_A。以下，使用图5至图7，对基于车速测传感器42的检测结果调整车高的一例进行说明。图5是示出在左右方向上起作用的力和车速的关系的图，图6是示出角度和车高的关系的图，图7是示出计算车高和车速的关系得到的结果的图。在此，图5和图6是通过实验、测量、运算预先导出的关系。并且，左右力是指在J点、I点上在左右方向起作用的力，左右位移是指J点、I点上的左右方向的位移量。并且，在图5中，将横轴设为车速(km/h)，将纵轴设为左右力/左右位移(N/mm)以及I点左右力/J点左右力，在图6中，将横轴设为车高(mm)，将纵轴设为角度和γ_J/γ_I。另外，车高设为相对于基准高度的差。

如图5所示，I点上的左右力/左右位移、J点上的左右力/左右位移根据车速发生变化。由此，I点左右力/J点左右力根据车速也发生变化。在本实施例中，车速越大，I点左右力/J点左右力也越大。并且，如图6所示，角度γ_I和角度γ_J根据车高发生变化，角度γ_J/角度γ_I根据车高也发生变化。具体地，当车高提高即向弹起方向(负方向)变化时，角度γ_J/角度γ_I的值减小，当车高降低即向弹回方向(正方向)变化时，角度γ_J/角度γ_I的值增大。

因此，如果基于上式5以及图5和图6的计算结果计算车速和车高的关系，则得到图7所示的关系。在此，图7是示出计算车高和车速的关系得到的结果的图。在图7中，将横轴设为车速(km/h)，将纵轴设为车高(mm)。车辆1在车高和车速满足图7所示的关系的状态下行驶时，能够抑制左右方向的振动。

控制单元30将图7所示的关系存储为曲线图、映射图，并根据由车速检测传感器42检测出的车速与所存储的关系计算出适当的车高，并且以使车高为计算出的车高的方式，切换从空气压缩机35供应的空气压力、阀V1、V2、V3、V4的开闭，由此控制悬架31、32、33、34。

作为一例，车辆控制装置10在车速检测传感器42进行了检测而检测出车速上升时，降低车高。即，如果车速是比紧接其之前对条件进行了检测时的车速高的速度，则根据该速度变化基于映射图计算出适当的车高，并使车高为计算出的车高。如此，车辆控制装置10基于图7所示的关系，车速越快，就越降低车高，车速越慢，就越升高车高。另外，车辆控制装置10可以以一定时间间隔进行基于车速检测传感器42的检测结果的车高的调整，也可以始终进行基于车速检测传感器42的检测结果的车高的调整，也可以在车速发生一定程度以上变化时进行基于车速检测传感器42的检测结果的车高的调整。

由此，能够将车辆1设置为适当的车高，能够抑制左右方向的振动，能够减小所谓的左右方向的抖动振动。由于能够抑制抖动振动，因此能够使车辆的乘坐舒适度更舒适。

在此，图8是示出测量车高和振动的关系得到的结果的图。另外，在图8中，将横轴设为频率(Hz)，将纵轴设为左右加速度((m/s2)2/Hz)。图8所示的图是对于两个不同的车高测量振动并对振动进行频率解析得到的计算结果。并且，两个不同的车高是由本实施例的车辆控制装置10对车高进行了控制时的车高以及对车高未进行控制时的车高。在图8中，如图所示，在车辆1中，根据车高，振动的大小大幅变化，通过使车高为适当的车高，能够将左右方向的加速度减小10dB程度。在此，在上述实施例中，基于车速来调整车高，但不限于此，也可以基于构成公式5的其他的参数来调整车高。

另外，车辆控制装置10优选设置检测车高的车高传感器，来检测车高为几公分、车高是否为所设定的车高等，并基于该检测结果来调整车高。通过如此设置车高传感器并基于检测结果来调整车高，能够更适当地控制车高。

并且，在上述实施例中，设置为使用空气压力改变悬架的高度从而调整车高的机构，但不限于此。也可以设置为使用油压改变悬架的高度的装置。并且，也可以使用由悬架以外的机构调整车高的机构。

实施例2

以下，使用图9和图10对实施例2进行说明。另外，实施例2是基于簧下共振频率的测定结果来调整车高的例子。在此，图9是示出在左右方向上起作用的力和簧下的上下方向的共振频率的关系的图，图10是示出计算车高和簧下的上下方向的共振频率的关系得到的结果的图。在此，在图9中，将横轴设为簧下共振频率(Hz)，将纵轴设为左右力/左右位移(N/mm)以及I点左右力/J点左右力，在图10中，将横轴设为簧下共振频率(Hz)，将纵轴设为车高(mm)。

如图9所示，I点上的左右力/左右位移、J点上的左右力/左右位移根据簧下共振频率也发生变化。由此，I点左右力/J点左右力根据簧下共振频率也发生变化。在本实施例中，簧下共振频率越大，I点左右力/J点左右力也越大。

接下来，如果基于式5以及图9和上述的图6的计算结果计算簧下共振频率和车高的关系，则得到图10所示的关系。车辆1在车高和簧下共振频率满足图10所示的关系的状态下行驶时，能够抑制左右方向的振动。

在本实施例中，控制单元30将图10所示的关系存储为曲线图、映射图，并根据基于解析器的检测结果计算出的簧下共振频率与所存储的关系计算出适当的车高，并且以使车高为计算出的车高的方式，切换从空气压缩机35供应的空气压力、阀V1、V2、V3、V4的开闭，由此控制悬架31、32、33、34。

作为一例，车辆控制装置10在簧下共振频率增大被检测出时，降低车高。即，如果频率是比紧接其之前对条件进行了检测时的簧下共振频率高的频率，则根据该频率变化基于映射图计算出适当的车高，并使车高为计算出的车高。如此，车辆控制装置10基于图10所示的关系，簧下共振频率越大，就越降低车高，簧下共振频率越小，就越提高车高。另外，车辆控制装置10可以以一定时间间隔进行基于簧下共振频率的检测结果的车高的调整，也可以始终进行基于簧下共振频率的检测结果的车高的调整，也可以在簧下共振频率发生一定程度以上变化时进行基于簧下共振频率的检测结果的车高的调整。

如此，通过基于簧下共振频率的检测结果来调整车高，也能够将车辆1设置为适当的车高，也能够抑制左右方向的振动，也能够减小所谓的左右方向的抖动振动。由于能够抑制抖动振动，因此能够使车辆的乘坐舒适度更舒适。

另外，簧下共振频率的检测方法不限于本实施例，也可以根据解析器检测出的车轮速度以外的测量结果检测出。例如，也可以设置直接检测簧下的振动的传感器，并根据该检测结果检测出簧下共振频率。另外，也可以检测对簧下共振频率产生影响的条件(轮胎压力、悬架的弹性力等)，并基于该条件检测出簧下共振频率。

实施例3

以下，使用图11和图12对实施例3进行说明。另外，实施例3是基于轮胎转弯能力(以下，也称作“轮胎CP”)的测定结果来调整车高的例子。在此，图11是示出在左右方向上起作用的力和轮胎转弯能力的关系的图，图12是示出计算车高和轮胎转弯能力的关系得到的结果的图。在此，在图11中，将横轴设为轮胎CP，将纵轴设为左右力/左右位移(N/mm)和I点左右力/J点左右力，在图10中，将横轴设为轮胎CP，将纵轴设为车高(mm)。

如图11所示，I点上的左右力/左右位移、J点上的左右力/左右位移根据轮胎CP也发生变化。由此，I点左右力/J点左右力根据轮胎CP也发生变化。在本实施例中，轮胎CP越大，I点左右力/J点左右力越小。

因此，如果基于式5和图11以及上述的图6的计算结果计算轮胎CP和车高的关系，则得到图12所示的关系。车辆1在车高和轮胎CP满足图12所示的关系的状态下行驶时，能够抑制左右方向的振动。

在本实施例中，控制单元30将图12所示的关系存储为曲线图、映射图，基于由路面状态检测传感器检测出的路面状态计算出轮胎CP，根据计算结果和所存储的关系计算出适当的车高，并且以使车高为计算出的车高的方式，切换从空气压缩机35供应的空气压力、阀V1、V2、V3、V4的开闭，由此控制悬架31、32、33、34。

作为一例，车辆控制装置10在轮胎CP增大被检测出时，提高车高。即，如果轮胎CP是比紧接其之前对条件进行了检测时的轮胎CP高的轮胎CP，则根据该轮胎CP的变化基于映射图计算出适当的车高，并使车高为计算出的车高。如此，车辆控制装置10基于图12所示的关系，轮胎CP越大，就越提高车高，轮胎CP越小，就越降低车高。另外，车辆控制装置10可以以一定时间间隔进行基于轮胎CP的检测结果的车高的调整，也可以始终进行基于轮胎CP的检测结果的车高的调整，也可以在轮胎CP发生一定程度以上变化时进行基于轮胎CP的检测结果的车高的调整。

如此，通过基于轮胎CP的检测结果来调整车高，也能够使车辆1为适当的车高，也能够抑制左右方向的振动，也能够减小所谓的左右方向的抖动振动。由于能够抑制抖动振动，因此能够使车辆的乘坐舒适度更舒适。

另外，仅在路面状态是否湿滑的情况下，预先设定与各种检测结果相应的轮胎CP，并将车高调整为基于该轮胎CP计算出的车高即可。并且，车高的控制不限于根据检测结果线性地改变车高。例如，根据检测结果的数值的一定的范围，设定车高的值。即，也可以逐步地调整车高。

实施例4

以下，使用图13至图15对实施例4进行说明。在此，在实施例1中，基于车速的测量结果对车高进行了调整，但在本实施例中，基于车速的测量结果调整转向齿轮比。

在此，转向齿轮比和转向能力的关系可表示为下式6。另外，在式6中，N为转向齿轮比，P为转弯能力，P₀为轮胎单体的转弯能力，K_θ为转向盘的扭转刚度，L为后倾拖距和轮胎拖距之和。

[式6]

$\frac{1}{P}=\frac{1}{P_0}+\frac{2L}{K_{\mathrm{\θ}}{N}^2}$ …(式6)

如上式6所示，如果改变转向齿轮比，则为了转向而与轮胎连结的部分的阻力发生变化。根据这种变化，轮胎转弯能力也发生变化。接下来，将式6代入上述的式3中，则得到式7。

[式7]

${\mathrm{\γ}}_{I0}m{\mathrm{\ω}}^2={\mathrm{\γ}}_{I0}\frac{{\left(\frac{\mathrm{\ω}}{(\frac{1}{P_0}+\frac{2L}{K_{\mathrm{\θ}}{N}^2})U}\right)}^2}{K^2+{\left(\frac{\mathrm{\ω}}{\left(\frac{1}{P_0+\frac{2L}{K_{\mathrm{\θ}}{N}^2}}\right)U}\right)}^2}K$ …(式7)

另外，将上式7展开为左边仅剩N²的公式，则得到下式8。

[式8]

$N^2=\frac{2L}{K_{\mathrm{\θ}}}/(\frac{1}{U}\sqrt{\frac{{\mathrm{\γ}}_{J0}K-{\mathrm{\γ}}_{I0}m{\mathrm{\ω}}^2}{{\mathrm{\γ}}_{I0}m{K}^2}}-\frac{1}{P_0})$ …(式8)

本实施例的车辆控制装置10基于检测结果以满足上式8的方式控制转向齿轮比。以下，使用图13至图15具体地进行说明。图13是示出在左右方向上起作用的力和车速的关系的图，图14是示出角度和转向齿轮比的关系的图，图15是示出计算转向齿轮比和车速的关系得到的结果的图。在此，图13至图15是通过实验、测量、运算预先导出的关系。在图13中，将横轴设为车速(km/h)，将纵轴设为左右力/左右位移(N/mm)和理想CP放大率，在图14中，将横轴设为转向齿轮比，将纵轴设为CP放大率。并且，在图15中，将横轴设为车速(km/h)，将纵轴设为转向齿轮比。

如图13所示，I点上的左右力/左右位移、J点上的左右力/左右位移根据车速发生变化。并且，J点上的理想左右力/左右位移根据车速也发生变化。由此，理想CP放大率根据车速也发生变化。在此，理想CP放大率是指能够适当地抑制左右方向的振动的CP放大率。在本实施例中，车速越大，理想CP放大率也越大。并且，如图14所示，CP放大率根据转向齿轮比发生变化。具体地，当转向齿轮比增大时，CP放大率也增大，当转向齿轮比减小时，CP放大率也减小。

因此，如果基于上式8以及图13和图14的计算结果计算车速和转向齿轮比的关系，则得到图15所示的关系。车辆1在转向齿轮比和车速满足图15所示的关系的状态下行驶时，能够抑制左右方向的振动。

控制单元30将图15所示的关系存储为曲线图、映射图，并根据由车速检测传感器42检测出的车速与所存储的关系计算出适当的转向齿轮比，并且通过齿轮比调整单元36调整转向齿轮比使其为计算出的齿轮比。

作为一例，车辆控制装置10在车速检测传感器42进行了检测而检测出车速上升时，提高转向齿轮比。即，如果车速是比紧接其之前对条件进行了检测时的车速高的速度，则根据该速度变化基于映射图计算出适当的转向齿轮比，并使转向齿轮比为计算出的转向齿轮比。如此，车辆控制装置10基于图15所示的关系，车速越快，就越提高车高，车速越慢，就越降低车高。另外，车辆控制装置10可以以一定时间间隔进行基于车速检测传感器42的检测结果的转向齿轮比的调整，也可以始终进行基于车速检测传感器42的检测结果的转向齿轮比的调整，也可以在车速发生一定程度以上变化时进行基于车速检测传感器42的检测结果的转向齿轮比的调整。

由此，能够使车辆1为适当的转向齿轮比，并且能够使轮胎转弯能力适当。由于能够使轮胎转弯能力适当，因此能够满足上式7的关系，能够抵消在左右方向上起作用的力，能够抑制左右方向的振动，能够减小所谓的左右方向的抖动振动。由于能够抑制抖动振动，因此能够使车辆的乘坐舒适度更舒适。

实施例5

以下，使用图16和图17对实施例5进行说明。另外，实施例5是基于簧下共振频率的测定结果来调整转向齿轮比的例子。在此，图16是示出在左右方向上起作用的力和簧下的上下方向的共振频率的关系的图，图17是示出计算转向齿轮比和簧下的上下方向的共振频率的关系得到的结果的图。在图16中，将横轴设为簧下共振频率(Hz)，将纵轴设为左右力/左右位移(N/mm)和理想CP放大率，在图17中，将横轴设为簧下共振频率(Hz)，将纵轴设为转向齿轮比。

如图16所示，I点上的左右力/左右位移、J点上的左右力/左右位移、J点上的理想左右力/左右位移根据簧下共振频率也发生变化。由此，理想CP放大率根据簧下共振频率也发生变化。在本实施例中，簧下共振频率越大，理想CP放大率也越大。

因此，如果基于式8以及图16和上述的图14的计算结果来计算簧下共振频率和转向齿轮比的关系，则得到图17所示的关系。车辆1在转向齿轮比和簧下共振频率满足图17所示的关系的状态下行驶时，能够抑制左右方向的振动。

在本实施例中，控制单元30将图17所示的关系存储为曲线图、映射图，并根据基于解析器的检测结果计算出的簧下共振频率与所存储的关系计算出适当的转向齿轮比，并且通过齿轮比调整单元36调整转向齿轮比调整使其为计算出的转向齿轮比。

作为一例，车辆控制装置10在簧下共振频率上升被检测出时，提高转向齿轮比。即，如果簧下共振频率是比紧接其之前对条件进行了检测时的簧下共振频率高的频率，则根据该频率变化基于映射图计算出适当的转向齿轮比，并使转向齿轮比为计算出的转向齿轮比。如此，车辆控制装置10基于图17所示的关系，簧下共振频率越大，就越提高转向齿轮比，转向齿轮比越小，就越降低转向齿轮比。另外，车辆控制装置10可以以一定时间间隔进行基于簧下共振频率的检测结果的转向齿轮比的调整，也可以始终进行基于簧下共振频率的检测结果的转向齿轮比的调整，也可以在簧下共振频率发生一定程度以上变化时进行基于簧下共振频率的检测结果的转向齿轮比的调整。

如此，通过基于簧下共振频率的检测结果来调整转向齿轮比，也能够使车辆1为适当的转向齿轮比，也能够抑制左右方向的振动，也能够减小所谓的左右方向的抖动振动。由于能够抑制抖动振动，因此能够使车辆的乘坐舒适度更舒适。

实施例6

以下，使用图18和图19对实施例6进行说明。另外，实施例6是基于轮胎转弯能力的测定结果来调整转向齿轮比的例子。在此，图18是示出在左右方向上起作用的力和轮胎转弯能力的关系的图，图19是示出计算转向齿轮比和轮胎转弯能力的关系得到的结果的图。在图18中，将横轴设为轮胎转弯能力，将纵轴设为左右力/左右位移(N/mm)和理想CP放大率，在图19中，将横轴设为轮胎转弯能力，将纵轴设为转向齿轮比。另外，图18和图19的横轴的轮胎转弯能力是上述的式6的轮胎单体的转弯能力。

如图18所示，I点上的左右力/左右位移、J点上的左右力/左右位移、J点上的理想左右力/左右位移根据轮胎转弯能力也发生变化。由此，I理想CP放大率根据轮胎转弯能力也发生变化。在本实施例中，轮胎转弯能力越大，理想CP放大率越小。

因此，如果基于式8以及图18和上述的图14的计算结果计算轮胎转弯能力和转向齿轮比的关系，则得到图19所示的关系。车辆1在转向齿轮比和轮胎转弯能力满足图19所示的关系的状态下行驶时，能够抑制左右方向的振动。

在本实施例中，控制单元30将图19所示的关系存储为曲线图、映射图，并基于由路面状态检测传感器检测出的路面状态计算出轮胎CP，根据计算结果和所存储的关系计算出适当的转向齿轮比，并且通过齿轮比调整单元36调整转向齿轮比使其为计算出的转向齿轮比。

作为一例，车辆控制装置10在轮胎CP上升被检测出时，降低转向齿轮比。即，如果轮胎CP是比紧接其之前对条件进行了检测时的轮胎CP高的轮胎CP，则根据该轮胎CP的变化基于映射图计算出适当的转向齿轮比，并使转向齿轮比为计算出的转向齿轮比。如此，车辆控制装置10基于图19所示的关系，轮胎CP越大，就越降低转向齿轮比，轮胎CP越小，就越提高转向齿轮比。另外，车辆控制装置10可以以一定时间间隔进行基于轮胎CP的检测结果的转向齿轮比的调整，也可以始终进行基于轮胎CP的检测结果的转向齿轮比的调整，也可以在轮胎CP发生一定程度以上变化时进行基于轮胎CP的检测结果的转向齿轮比的调整。

如此，通过基于轮胎转弯能力的检测结果来调整转向齿轮比，也能够使车辆1为适当的转向齿轮比，也能够抑制左右方向的振动，也能够减小所谓的左右方向的抖动振动。由于能够抑制抖动振动，因此能够使车辆的乘坐舒适度更舒适。

另外，在上述实施例中，都是基于一个参数对车高或转向齿轮比进行了调整，但不限于此。也可以基于多个参数调整车高，也可以基于多个参数调整转向齿轮比。例如，可以将上述实施例1至实施例3组合，也可以将实施例4至实施例6组合。并且，检测出的参数(检测值)只要是对车身的左右的振动产生影响的驾驶条件即可，而不限于上述的六个实施例。

另外，在上述实施例中，对车高或转向齿轮比进行了控制，但不限于此，只要是能够以满足上式3的关系的方式进行调整的机构即可，例如通过调整车辆的悬架几何特性的调整单元进行调整。即，如果是改变共振频率、轮胎转弯能力的调整单元，就能够作为控制对象。例如，将调整轮胎的空气压力的机构、调整悬架的弹性的机构作为控制对象，通过使用各机构调整轮胎的空气压力、悬架的弹性，并改变共振频率、轮胎转弯能力，而使车辆的悬架几何特性处于适当的状态，能够抑制抖动感。

工业上的可利用性

以上，本发明涉及的车辆控制装置在用于汽车等车辆方面是有用的，特别地，适于抑制车辆的振动。

符号说明

Claims (11)

1.一种车辆控制装置，所述车辆控制装置控制具有车身以及支承所述车身并与接地面接触的轮胎的车辆的动作，所述车辆控制装置的特征在于，具有：

驾驶条件检测单元，所述驾驶条件检测单元检测对所述车身的左右的振动产生影响的驾驶条件；

悬架几何特性调整单元，所述调整单元调整所述车辆的悬架几何特性；以及

控制单元，所述控制单元基于所述驾驶条件检测单元的检测结果控制悬架几何特性调整单元的动作。

2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，所述悬架几何特性调整单元是调整车身和轮胎之间的高度的车高调整单元。

3.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，所述控制单元存储预先计算出的悬架几何特性的控制量和检测结果的关系，并且基于所述关系和所述检测结果计算所述控制量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述控制单元对每个所述驾驶条件，存储使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎的与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述车身的悬架几何特性的条件，并且

基于所述驾驶条件检测单元的检测结果，控制悬架几何特性调整单元的动作，使得达到使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述车身的悬架几何特性的条件。

5.一种车辆控制装置，所述车辆控制装置控制具有车身以及支承所述车身并与接地面接触的轮胎的车辆的动作，所述车辆控制装置的特征在于，具有：

驾驶条件检测单元，所述驾驶条件检测单元检测对所述车身的左右的振动产生影响的驾驶条件；

转向齿轮比调整单元，所述转向齿轮比调整单元调整所述车辆的转向齿轮比；以及

控制单元，所述控制单元基于所述驾驶条件检测单元的检测结果控制转向齿轮比调整单元的动作。

6.如权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于，所述控制单元存储预先计算出的转向齿轮比的控制量和检测结果的关系，并基于所述关系和所述检测结果计算所述控制量。

7.如权利要求5或6所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述控制单元对每个所述驾驶条件，存储使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎的与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述转向齿轮比的条件，并且

基于所述驾驶条件检测单元的检测结果，控制转向齿轮比调整单元的动作，使得达到使施加于所述车身轮胎的重心上的左右方向的力和施加于所述轮胎的与所述接地面的接触点上的左右方向的力抵消的所述车身的转向齿轮比。

8.如权利要求1至7中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述驾驶条件检测单元是检测车速的单元。

9.如权利要求1至8中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述驾驶条件检测单元是检测上下方向的共振频率的单元。

10.如权利要求1至9中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述驾驶条件检测单元是检测所行驶的路面的状态的单元。

11.如权利要求1至10中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，所述车身的左右的振动是由于从所述路面作用于所述轮胎上的力而产生的振动。

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