车辆的车身振动控制装置.pdf

本发明提供一种车辆的车身振动控制装置(10)，具有：要求驱动力运算装置(20)，运算驾驶员的要求驱动力；驱动装置(16)，对车辆(12)提供驱动力；驱动力控制装置(22)，基于指令驱动力来控制驱动装置；及陷波滤波器(24)，接收表示要求驱动力的信号，以减少车身的振动的频率成分的方式处理表示要求驱动力的信号，将处理后的信号作为表示指令驱动力的信号向驱动力控制装置输出，其中，所述车身振动控制装置(10)具有陷波滤波器控制装置(26)，该陷波滤波器控制装置(26)基于驾驶员的要求驱动力是否在增加而可变地设定陷波滤波器的陷波度。

权利要求书
1.  一种车辆的车身振动控制装置，具有：
要求驱动力运算装置，运算驾驶员的要求驱动力；
驱动装置，对车辆提供驱动力；
驱动力控制装置，基于指令驱动力来控制所述驱动装置；及
陷波滤波器，陷波频率被设定为用于减少车身的振动的频率成分 的值，并且从所述要求驱动力运算装置接收表示要求驱动力的信号， 所述陷波滤波器对所述信号进行滤波处理，将处理后的信号作为表示 指令驱动力的信号向所述驱动力控制装置输出，其特征在于，
所述车身振动控制装置具有陷波滤波器控制装置，所述陷波滤波 器控制装置判定驾驶员的要求驱动力是否在增加，并基于该判定结果 可变地设定所述陷波滤波器的陷波度。

2.  根据权利要求1所述的车辆的车身振动控制装置，其特征在于，
所述陷波滤波器控制装置判定为驾驶员的要求驱动力既没有在增 加也没有在减少时，将所述陷波滤波器的陷波度设定为与判定为驾驶 员的要求驱动力在增加时的陷波度和判定为驾驶员的要求驱动力在减 少时的陷波度中的任意一方相同的值。

说明书车辆的车身振动控制装置
技术领域
本发明涉及汽车等车辆的车身振动控制装置，更详细来说涉及抑 制因车辆的驱动力的变动所引起的车身的振动的车身振动控制装置。
背景技术
汽车等车辆借助于发动机这样的驱动装置所产生的驱动力来行 驶。当驱动装置产生的驱动力发生变动时，车身相对于车轮相对地受 到车辆前后方向和上下方向的载荷，因此发生车身的俯仰振动。因此， 已经提出有这样的方案：通过适当地控制对驱动装置的指令驱动力， 由此降低车身的俯仰振动。
例如，在与本申请的申请人相同的申请人的申请所涉及的下述专 利文献1中，记载有基于上述思想的车身振动控制装置。该车身振动 控制装置具有：要求驱动力运算装置，运算驾驶员的要求驱动力；驱 动装置，对车辆提供驱动力；驱动力控制装置，基于指令驱动力来控 制驱动装置；以及陷波滤波器，通过要求驱动力运算装置接收表示要 求驱动力的信号，将陷波频率设定为用于减少车身的振动的频率成分 的值，并且，对上述信号进行滤波处理，将处理后的信号作为表示指 令驱动力的信号输出至驱动力控制装置。
根据这种车身振动控制装置，表示驾驶员的要求驱动力的信号通 过陷波滤波器进行处理，通过减少了车身的振动的频率成分的指令驱 动力来控制驱动装置，因此能够降低车身的俯仰振动。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2007-237879号公报
发明内容
陷波滤波器抑制车身的振动的效果根据滤波器的陷波度、即减少 陷波频率的成分的程度而不同。如果陷波度被设定为较高的值，则车 身的振动抑制效果提高，但是，向驱动装置输出的指令驱动力的变化 减少，指令驱动力相对于要求驱动力的延迟变大。因此，以下述方式 预先将陷波滤波器的陷波度设定为一定的值：在尽可能提高振动抑制 效果的同时，避免实际的驱动力相对于要求驱动力的延迟变得过大。
可是，即使驾驶员的要求驱动力相同，但是，根据要求驱动力是 增加还是减少，换而言之，根据驾驶员的要求是加速还是减速，陷波 滤波器的陷波度的最优值不同。
即，由于在驱动装置中存在响应延迟，因此，在驾驶员的要求为 加速时，实际的驱动力的增大变化比驾驶员的驱动力的增大操作慢， 要求驱动力的变化率越高，该延迟就越大。与此相对，在驾驶员的要 求为减速时，发动机制动或车辆的行驶阻力与驾驶员的对驱动力的降 低操作几乎同时起作用，因此，实际的驱动力的减小变化相对于驾驶 员对驱动力的降低操作的延迟较小。因此，优选的是，根据驾驶员的 要求驱动力是否增加，将陷波滤波器的陷波度设定为不同的值。通常， 在高车速域，要求驱动力增加时的陷波度比要求驱动力减少时的陷波 度小是优选的。相反，在低车速域，要求驱动力增加时的陷波度比要 求驱动力减少时的陷波度大是优选的。
并且，在上述专利文献1所记载的车身振动控制装置中，对应于 车速、发动机转速、减速比等可变地设定陷波频率，以便在尽可能满 足驾驶员的驱动要求的同时尽可能降低车身的振动。可是，由于对应 于车速等可变地设定陷波频率，无法使陷波度最优化。
本发明是鉴于下述这样的以往的车身振动控制装置中的上述问题 而完成的：通过陷波滤波器对表示驾驶员的要求驱动力的信号进行处 理，并通过减少了车身的振动的频率成分的指令驱动力来控制驱动装 置。并且，本发明的主要课题在于，根据驾驶员的要求驱动力是否增 加而将陷波度设定为不同的值，由此，在驾驶员的要求无论是加速还 是减速的情况下，都能够尽可能地满足驾驶员的驱动要求，同时能够 尽可能有效地抑制车身振动。
上述的主要的课题通过一种车辆的车身振动控制装置来实现，根 据本发明，该车辆的车身振动控制装置具有：要求驱动力运算装置， 运算驾驶员的要求驱动力；驱动装置，对车辆提供驱动力；驱动力控 制装置，基于指令驱动力来控制所述驱动装置；及陷波滤波器，陷波 频率被设定为用于减少车身的振动的频率成分的值，并且从所述要求 驱动力运算装置接收表示要求驱动力的信号，所述陷波滤波器对所述 信号进行滤波处理，将处理后的信号作为表示指令驱动力的信号向所 述驱动力控制装置输出，其特征在于，所述车身振动控制装置具有陷 波滤波器控制装置，所述陷波滤波器控制装置判定驾驶员的要求驱动 力是否在增加，并基于该判定结果可变地设定所述陷波滤波器的陷波 度。
根据上述的结构，利用将陷波频率设定为用于减少车身的振动的 频率成分的值的陷波滤波器，对表示要求驱动力的信号进行处理，并 将处理后的信号作为表示指令驱动力的信号输出至驱动力控制装置。 然后，利用陷波滤波器控制装置判断驾驶员的要求驱动力是否在增加， 并基于该判定结果可变地设定陷波滤波器的陷波度。
因此，能够根据驾驶员的要求驱动力是否在增加而将陷波滤波器 的陷波度设定为最优值。因此，与陷波滤波器的陷波度为固定的值的 情况相比，无论是驾驶员的要求为加速的情况还是驾驶员的要求为减 速的情况中的哪一种，都能够使陷波度恰好地通过陷波滤波器来处理 表示驾驶员的要求驱动力的信号。换而言之，能够减少下述这样的担 忧：因陷波度过低而导致车身的振动抑制效果不足，或者相反地导致 车身的振动抑制效果过大，从而导致实际的驱动力相对于要求驱动力 的延迟变大。
另外，根据本发明，可以是，在上述的结构中，所述陷波滤波器 控制装置判定为驾驶员的要求驱动力既没有在增加也没有在减少时， 将所述陷波滤波器的陷波度设定为与判定为驾驶员的要求驱动力在增 加时的陷波度和判定为驾驶员的要求驱动力在减少时的陷波度中的任 意一方相同的值。
通常，在驾驶员的要求驱动力既没有在增加也没有在减少时，车 辆的驱动力实质上没有发生变化，因此，没有因车辆的驱动力的变动 而对车身施加振动，无需利用陷波滤波器对表示要求驱动力的信号进 行处理。因此，在驾驶员的要求驱动力既没有在增加也没有在减少时， 陷波滤波器的陷波度可以是任意的值。因此，在判定为驾驶员的要求 驱动力既没有在增加也没有在减少时，陷波度可以是要求驱动力增加 的情况下的恰当值和要求驱动力减少的情况下的恰当值中的任意一 个。
根据上述的结构，在判定为驾驶员的要求驱动力既没有在增加也 没有在减少时，陷波滤波器的陷波度被设定为与判定为驾驶员的要求 驱动力在增加时的陷波度和判定为驾驶员的要求驱动力在减少时的陷 波度中的任意一方相同的值。因此，与在要求驱动力既没有在增加也 没有在减少时，所述陷波度被设定为与要求驱动力增加的情况下的恰 当值和要求驱动力减少的情况下的恰当值都不同的值的情况相比，能 够使陷波度的控制简单化。
附图说明
图1是示出被应用于具有发动机和变速器的组合作为驱动装置的 后轮驱动车的、本发明的车辆的车身振动控制装置的一个实施方式的 模块图。
图2是示出通过电子控制装置的陷波滤波器控制模块执行的对陷 波度的控制的流程的流程图。
图3是示出陷波滤波器的频率特性、即频率与增益之间的关系的 一个例子的曲线图。
图4是用于基于车速和油门开度来运算驾驶员的要求驱动力的映 射。
标号说明
10：车身振动控制装置；12：车辆；14：车身；16：驱动装置； 18：电子控制装置；20：要求驱动力运算模块；22：驱动力控制模块； 24：陷波滤波器；26：陷波滤波器控制模块；28：低通滤波器。
具体实施方式
以下，参照附图，关于优选的实施方式对本发明详细地进行说明。
图1是示出本发明涉及的车辆的车身振动控制装置10的一个实施 方式的模块图。在图1中，车身振动控制装置10被搭载于车辆12上， 且包括：车身(VB)14；驱动装置(DU)16，其通过对驱动轮提供驱 动扭矩来对车辆12提供驱动力；以及电子控制装置(ECU)18，其控 制驱动装置16。并且，在图示的实施方式中，驱动装置16是发动机和 变速器(自动变速器、无级变速器或双离合变速器)的组合，但也可 以是混合动力系统、电动机这样的其他驱动装置。另外，电子控制装 置18可以是例如微型计算机这样的具备运算功能和存储功能的任意的 电子控制装置。
电子控制装置18包括：要求驱动力运算模块(PC)20，其运算驾 驶员的要求驱动力；和驱动力控制模块(DC)22，其将用于控制驱动 力的信号输出至驱动装置16。在要求驱动力运算模块20中输入表示作 为驾驶员的操纵操作量的油门开度和转向角的信号，并且输入表示车 速和变速器的减速比的信号，车速和变速器的减速比是表示车辆的运 转状态的参数。要求驱动力运算模块20基于油门开度、转向角、车速、 变速比、或者在这些量的基础上的其他任意的驱动力运算用输入参数， 来运算驾驶员的要求驱动力。
表示驾驶员的要求驱动力的信号被输入陷波滤波器(NF)24。陷 波滤波器24通过抑制或切断在表示要求驱动力的信号中包含的频率成 分中的、陷波频率的成分的传送，来降低陷波频率的成分。在这种情 况下，陷波频率基本上被设定为车身的共振频率。表示通过利用陷波 滤波器24进行处理而得到修正的要求驱动力(指令驱动力)的信号， 被输入驱动力控制模块22。
驱动力控制模块22包括电子式燃料喷射装置(EFI)用控制部22A 和电子式变速器(ECT)用控制部22B。并且，驱动力控制模块22基 于指令驱动力、车速、发动机转速、减速比等参数，来决定目标节气 门开度和目标减速比，并将表示目标节气门开度和目标减速比的信号 输出至驱动装置16。
基于目标节气门开度对发动机进行控制，并基于目标减速比对变 速器进行控制，由此，驱动装置16对包括车身14的车辆12提供与指 令驱动力相对应的驱动力。当驱动力被提供给车辆12而驱动力发生变 动时，车辆的车身14振动。特别是，车身的俯仰振动或侧倾振动这样 的振动表现为悬架行程、俯仰角、侧倾角的变化。
表示由驱动装置16提供给车辆12的驱动力的信号、和表示因驱 动力的变动而在车身14产生的悬架行程、俯仰角、侧倾角的变化的信 号，被输入陷波滤波器控制模块(FC)26。在陷波滤波器控制模块26 中还输入表示车速和油门开度的信号。陷波滤波器控制模块26可变地 控制可变陷波滤波器24的陷波频率。详细来说，陷波滤波器控制模块 26基于与车身14的振动、特别是其俯仰振动或侧倾振动之间的对应关 系，来求取车身的俯仰振动或侧倾振动的振幅相对于指令驱动力的频 率的分布。并且，陷波滤波器控制模块26控制陷波频率，以便最大限 度地抑制车身的俯仰振动或侧倾振动的振幅。
例如，陷波滤波器控制模块26关于车辆的各种运转状态，通过傅 里叶变换的方法，对车身相对于提供给车辆的驱动力的响应运动进行 频率解析。并且，陷波滤波器控制模块26运算出车身的俯仰振动或侧 倾振动的振幅相对于指令驱动力的频率的分布，并控制陷波频率，以 便最大限度地抑制这些振幅。
在这种情况下，被输入陷波滤波器控制模块26的、表示车身的俯 仰或侧倾的信号，可以如在图1中以虚线的模块28所表示的这样，由 低通滤波器进行低通滤波处理。如果进行低通滤波处理，则可以高效 地提取与油门开度或转向角这样的操纵操作量的变化相伴且因共振而 容易发生的1～2Hz左右的比较低的频率的车身振动，由此能够更加准 确地控制陷波频率。
并且，由于对滤波器24的陷波频率的控制自身并不是本发明的主 旨，因此，并不限于以有效地降低车身的俯仰振动或侧倾振动的方式 运算为例如与车身的共振频率对应的值，可以通过任意的要领进行运 算。例如，作为其他的控制要领，具有在本申请人的申请所涉及的日 本特开2007-237879号公报的[0036][0038]段中记载的要领。
陷波滤波器24通过陷波滤波器控制模块26来控制其陷波频率， 并且，其陷波度、即陷波频率的成分的衰减程度根据驾驶员的要求驱 动力的增减、从而根据驾驶员的要求是加速还是减速来进行控制。在 这种情况下，陷波度越大，则陷波频率的成分越是大幅地衰减而成为 越小的值。并且，驾驶员的要求驱动力的增减可以根据油门开度是否 增加来判定。
图2是示出基于陷波滤波器控制模块26进行的对陷波度的控制的 流程的流程图。并且，基于图2所示的流程图所实现的控制是通过将 图中没有示出的点火开关切换为接通而开始，并且每隔规定的时间反 复进行。
在步骤10中，进行本次的油门开度是否小于上一次的油门开度的 判断，即，驾驶员的要求驱动力是否减少的判断。然后，在进行了肯 定判断时进入步骤30，在进行了否定判断时进入步骤20。并且，用于 该判断的油门开度由检测油门开度的装置进行检测，可以是进行了低 通滤波处理后的值。
在步骤20中，驾驶员的要求被判定为加速(包括定速)，并且， 陷波滤波器24的陷波度N被设定为加速的陷波度Nacc。
在步骤30中，驾驶员的要求被判定为减速，并且，陷波滤波器 24的陷波度N被设定为减速的陷波度Ndec。并且，陷波度Nacc和Ndec 的大小关系根据车辆的的规格或行驶状态而不同，但是，如图3所示 这样，通常，加速的陷波度Nacc小于减速的陷波度Ndec。并且，图3 示出了陷波滤波器24的频率特性，Fn是陷波频率。根据图3可知，陷 波度N是频率特性中的V字形缺口的深度，陷波度越高，则陷波频率 处的驾驶员的要求驱动力的衰减程度变得越高。
另外，如果陷波度变高，则抑制车身的振动的效果增大，但是， 驾驶员的关于驱动力的要求可能无法满足。可是，车速越高，发动机 转速越高，变速比越高，则陷波滤波器24对驱动力的修正对车辆的驱 动状态的变化所产生的影响变得越小。因此，可以以下述方式对应于 车速、发动机转速、变速比中的至少一个进行控制：车速越高，发动 机转速越高，变速比越高，则陷波滤波器24的陷波度变得越高。
例如，下面的表1示出了下述情况下的陷波度：在对应于驾驶员 的要求是加速或减速的基础上，还对应于车速进行控制。在表1中， 陷波度的值在加速的情况下比减速的情况下小，另外，车速越高，陷 波度的值越大。并且，表1中的通过～表示的各个范围分别包括下限 值。
【表1】

另外，可以认为，油门开度越高，则驾驶员的驱动要求变得越高。 因此，可以以下述方式对应于油门开度进行控制：油门开度越高，则 陷波滤波器24的陷波度变得越低。
例如，下面的表2示出了下述情况下的陷波度：在对应于驾驶员 的要求是加速或减速的基础上，还对应于车速和油门开度进行控制。 在表2中，陷波度的值在加速的情况下比减速的情况下小，车速越高， 陷波度的值越大，油门开度越高，陷波度的值越小。并且，表2中的 通过～表示的各个范围分别包括下限值，油门开度的单位为％。
【表2】

并且，根据以上的说明可知，要求驱动力运算模块20、驱动力控 制模块22、陷波滤波器控制模块26分别作为本发明的要求驱动力运算 装置、驱动力控制装置、陷波滤波器控制装置发挥功能。另外，这些 模块和陷波滤波器24的功能通过电子控制装置18的控制而实现。例 如，各个功能通过如构成电子控制装置18的微型计算机那样的运算控 制装置并根据控制程序来实现。
根据上述的实施方式，通过陷波滤波器控制模块26并基于油门开 度的变化来进行驾驶员的要求是否是减速的判断。并且，在判定为驾 驶员的要求是加速(包括定速)时，陷波滤波器24的陷波度N被设定 为加速的陷波度Nacc，当判定为驾驶员的要求是减速时，陷波滤波器 24的陷波度N被设定为减速的陷波度Ndec。
因此，能够根据驾驶员的要求驱动力是增加还是减少，分别将陷 波滤波器的陷波度可变地设定为合适的值。因此，与陷波滤波器的陷 波度为固定的值的、以往的车身振动控制装置的情况相比，无论是驾 驶员的要求为加速的情况还是驾驶员的要求为减速的情况中的哪一 种，都能够使陷波度恰好地通过陷波滤波器来处理表示驾驶员的要求 驱动力的信号。
换而言之，能够减少下述这样的担忧：因陷波度过低而导致车身 的振动抑制效果不足，或者相反地导致车身的振动抑制效果过大，从 而导致实际的驱动力相对于要求驱动力的延迟变大。因此，无论是驾 驶员的要求驱动力增加的情况还是减少的情况中的哪一种，都能够以 尽可能满足驾驶员的驱动力要求、同时获得尽可能高的振动抑制效果 的方式来控制车辆的驱动力。
特别是，由于上述的实施方式被应用于后轮驱动车，因此，能够 尽可能满足驾驶员的驱动力要求，同时，能够尽可能有效地降低要求 驱动力增加时的前端抬头现象，并能够尽可能有效地降低要求驱动力 减少时的前端低头现象。
另外，根据上述的实施方式，进行驾驶员的要求是否是减速的判 断，当判定为驾驶员的要求不是减速时，陷波滤波器24的陷波度N被 设定为加速的陷波度Nacc。
因此，与下述情况相比，能够使陷波度的控制简单化：当判定为 要求驱动力没有减少时，判别要求驱动力是否在增加，在要求驱动力 没有增减时，将陷波度设定为与要求驱动力增加时和减少时的值不同 的值。
以上，关于特定的实施方式对本发明详细地进行了说明，但本发 明并不限定于上述的实施方式，对于本领域人员来说，很明显，能够 在本发明的范围内实现其他多种实施方式。
例如，在上述的实施方式中，减速的陷波度Ndec被设定为比加速 的陷波度Nacc大的值。可是，加速的陷波度Nacc和减速的陷波度Ndec 的大小关系根据车辆的规格或行驶状态而不同，因此，可以根据应用 了本发明的车身振动控制装置的车辆的规格或行驶状态来恰当地设 定。
另外，在上述的实施方式中，在步骤10中进行本次的油门开度是 否小于上一次的油门开度的判断。可是，也可以以进行下述判断的方 式来修正：例如上一次的油门开度是否小于本次的油门开度的判断， 即驾驶员的要求驱动力是否在增大的判断。在这种情况下，在进行了 肯定判断时，使控制进入步骤20，在进行了否定判断时，使控制进入 步骤30。
另外，在上述的实施方式中，在判定为驾驶员的要求驱动力既没 有增大也没有减少时，陷波度被设为加速的陷波度Nacc。可是，也可 以在判定为驾驶员的要求驱动力既没有增大也没有减少时，以陷波度 被设定为减速的陷波度Ndec的方式进行修正。
另外，在上述的实施方式中，基于油门开度来推断驾驶员的要求 驱动力，但是，也可以以基于车速和油门开度并利用图4所示的映射 进行运算的方式来修正驾驶员的要求驱动力。并且，在图4中，高开 度和低开度分别意味着油门开度较大和油门开度较小。
另外，在上述的实施方式中，驱动装置16是发动机和变速器的组 合，表示基于指令驱动力等运算出的目标节气门开度、和目标减速比 的信号被输出至驱动装置16。可是，在本发明的车身振动控制装置被 应用于搭载混合动力系统的车辆的情况下，可以基于指令驱动力等来 控制发动机和电动发电机的输出。另外，在本发明的车身振动控制装 置被应用于电动车的情况下，可以基于指令驱动力等来控制电动发电 机的输出。
特别是，在本发明的车身振动控制装置被应用于搭载混合动力系 统的车辆或电动车的情况下，由于电动发电机的扭矩与转速的增大一 起下降，因此，上述表1和表2所示的陷波度可以设定为车速越高， 所述陷波度变得越小。
另外，在上述的实施方式中，车辆是后轮驱动车，但是，本发明 的车身振动控制装置也可以应用于前轮驱动车或四轮驱动车。