车辆控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用车辆振动模型来高精度地估算轮胎振动状态的车辆控制系统，其中所述车辆振动模型分成车体振动模型（２８）、底盘振动模型（２４）以及轮胎振动模型（２０）。所述车辆振动模型中的轮胎振动模型（２０）由后轮轮胎振动模型（２１）、前轮轮胎振动模型（２２）和虚拟耦连元件振动模型（２３）形成，所述虚拟耦连元件振动模型将所述后轮轮胎振动模型（２１）与前轮轮胎振动模型（２２）虚拟地耦连。在轮胎振动模型（２０）和底盘振动模型（２４）彼此独立的同时考虑了发生于前轮轮胎和后轮轮胎之间的振动状态的影响，从而可以估算发生于前轮轮胎和后轮轮胎中的振动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抑制发生于车辆各部分处的振动的车辆控制系统。
技术介绍
US 2005/0049761(JP 2004-168148A)公开了一种能够抑制车体的振动的车辆控制系统。所述车辆控制系统通过一个运动模型来校正输入指令以抑制车辆的振动。所述运动模型由车辆轮胎振动、悬架中的车体簧下振动以及车体本身受到的车体簧上振动的动力学模型形成，所述振动根据与由乘员执行的加速操作、转向操作以及制动操作中的至少一个对应的输入指令而发生。 上述车辆控制系统采用包括车体簧上振动模型、悬架振动模型以及轮胎振动模型的车辆振动模型。车辆振动模型分成并按等级排成车体簧上振动模型、悬架振动模型以及轮胎振动模型，从而能够将各振动模型表达为降阶的线性模型。在此，按等级排列意味着在由轮胎导致的振动的上下或前后传递中形成等级结构。由此，储存车辆振动模型的内存可以降低，且在利用车辆振动模型对产生于车辆各部分处的振动进行估算计算时可以降低计算量。 然而，当悬架振动模型和轮胎振动模型彼此独立时，不能高精度地估算沿轮胎纵向(前后向)的振动状态。下文将对次此现象进行描述。 当驱动轮接收驱动扭矩而转动时，沿车辆纵向传播的力(平移力)形成于驱动轮转轴中。实际上，驱动轮的平移力经由底盘从内部传播到从动轮(侧倾轮)一侧，从而在从动轮转轴处产生平移力。由此，从驱动轮作用到驱动轮转轴上的平移力影响从动轮的运动状态。然而，当轮胎振动模型和悬架振动模型(底盘振动模型)彼此独立时，不可能对从驱动轮一侧经由内部传播到从动轮一侧的力进行处理。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种车辆控制系统，其可以通过车辆振动模型来抑制发生于车辆各个部分处的振动，该车辆振动模型可以通过分成车体振动模型(簧上振动模型)、底盘振动模型(簧下振动模型)以及轮胎振动模型的车辆振动模型来高精度地估算轮胎的振动状态。 车辆控制系统包括存储有车辆振动模型的控制单元和能够由所述控制单元控制并且能够操作以改变车辆的运动状态的操作设备。所述车辆振动模型分成车体振动模型、底盘振动模型以及轮胎振动模型以估算车辆各部分的振动状态。所述控制单元接收待输入到所述车辆振动模型中的输入参数、计算所述车辆各部分的估算振动状态并且根据所述振动状态计算控制量以控制所述操作设备。所述车辆振动模型中的轮胎振动模型包括前轮轮胎振动模型、后轮轮胎振动模型和虚拟耦连元件振动模型，所述虚拟耦连元件将所述前轮轮胎与后轮轮胎彼此虚拟地耦连。 附图说明 通过下文参照附图所作的详细描述，本专利技术的上述及其它目的、特征和优点将变得更为明显。在附图中 图1为示出根据本专利技术实施方式的车辆控制系统的框图； 图2为示出实施方式中的发动机/驱动系统ECU的振动抑制控制功能单元的结构框图； 图3为示出后轮驱动车辆的车辆振动模型的示意图； 图4为示出振动抑制控制功能单元中的车辆振动模型和控制器的框图； 图5为示出在轮胎振动模型中前后轮由于虚拟中间耦连元件形成的耦连关系的示意图； 图6为示出轮胎振动模型的示意图； 图7为示出轮胎控制系统的前轮轮胎纵向振动估算/控制单元中的详细功能性结构的框图； 图8为示出轮胎控制系统的后轮轮胎纵向振动估算/控制单元中的详细功能性结构的框图； 图9为示出轮胎控制系统的虚拟中间耦连元件纵向振动估算/控制单元中的详细功能性结构的框图； 图10A、10B和10C为示出模拟结果的图，模拟结果分别表示在使用由轮胎控制系统计算的驱动扭矩校正量进行控制的情形下和在不进行所述控制的情形下发生于各轮胎中的纵向振动之间的差异； 图11为示出底盘振动模型的示意图； 图12为示出底盘控制系统的底盘纵向振动估算/控制单元中的详细功能性结构的框图； 图13为示出模拟结果的图，所述模拟结果表示在使用由底盘控制系统计算的驱动扭矩校正量进行控制的情形下和在不进行所述控制的情形下发生于底盘中的纵向振动之间的差异； 图14为示出车体振动模型的示意图； 图15为示出车体控制系统的车体纵倾振动和垂直振动估算/控制单元的功能性结构的框图； 图16为示出纵倾振动隔离控制单元的详细功能性结构的框图； 图17为示出弹跳振动隔离控制单元的详细功能性结构的框图； 图18A、18B和18C为示出模拟结果的图，模拟结果分别表示在利用车辆控制系统的车体纵倾振动/垂直振动估算控制单元进行控制的情形下和在不进行所述控制的情形下发生于车体中的纵倾振动以及弹跳振动的差异； 图19A和19B为示出模拟结果的图，模拟结果分别表示在利用车辆控制系统的车体纵倾振动/垂直振动估算/控制单元进行控制的情形下和在不进行所述控制的情形下发生于车体中的纵倾振动以及弹跳振动的差异； 图20A和20B为示出分别用于表示车体侧倾振动以及发动机侧倾振动而形成的车体振动模型的示意图； 图21为示出车体侧倾振动控制单元的详细功能性结构的框图； 图22为示出发动机侧倾振动控制单元的详细功能性结构的框图；以及 图23A和23B为示出模拟结果的图，模拟结果分别表示在使用由车辆控制系统的车体侧倾振动/发动机侧倾振动估算/控制单元计算出的驱动扭矩校正量进行控制的情形下和在不进行所述控制的情形下发生于车体及发动机中的侧倾振动的差异。 具体实施例方式 参见图1，车辆控制系统主要包括发动机和驱动系统(发动机/驱动系统)的控制设备(发动机/驱动系统ECU)10。发动机/驱动系统ECU10与车载局域网(未示出)上的例如制动系统ECU和动力转向ECU(未示出)之类的其它ECU通讯，所述车载局域网是设置在车辆中的通讯网。 发动机/驱动系统ECU 10包括数据管理单元11。该数据管理单元11包括利用上述车载局域网来管理数据的发送/接收的通讯接口功能。数据管理单元11还包括基于由传感器输入信号处理单元16载入的各传感器信号来计算估算驱动扭矩的计算功能，该估算驱动扭矩是在下文描述的车辆振动模型中用于模拟发生于实际车辆中的振动所必需的输入参数。 更具体地，在将发动机产生的驱动扭矩经由包括变速器的动力传递系统传递到驱动轮的过程中，数据管理单元11基于各车轮的轮速、发动机的转速、驱动轴的转速以及变速器的输入轴与输出轴的转速比来计算驱动轮的估算净驱动扭矩。 由数据管理单元11计算的估算驱动扭矩输入到其中存储有车辆振动模型的振动抑制控制功能单元12。而且，数据管理单元11从例如制动系统ECU接收各车轮(四个车轮)的行驶阻力数据、然后将所接收到的行驶阻力数据输出到振动抑制控制功能单元12，其中所述行驶阻力数据是待输入到车辆振动模型中的参数。数据管理单元11检测用于计算各车轮行驶阻力的信号或者从另一ECU接收该信号，并在数据管理单元11中计算各车轮的行驶阻力。 进一步地，数据管理单元11例如从动力转向ECU接收转向角数据，并基于转向角来计算沿横向(左右方向)的反作用力，所述沿横向的反作用力在车辆转弯时从路面施加到前轮上，并且将计算出的反作用力输出到振动抑制控制功能单元12。横向反作用力的计算功能可设置在例如动力转向ECU中，从而，数据管理单元11接收计算出的横向反作用力。 各车辆的行驶阻力数据表示作为反作用力从路面施加到各车轮上的沿车辆纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆控制系统，包括：控制单元（１０），其存储分成车体振动模型（２８）、底盘振动模型（２４）以及轮胎振动模型（２０）的车辆振动模型以估算车辆各部分的振动状态；以及操作设备（１７），其能够由所述控制单元控制并且能够操作以改变所述车辆的运动状态，其中所述控制单元（１０）接收待输入到所述车辆振动模型的输入参数、计算所述车辆各部分的估算振动状态并且根据所述振动状态计算控制量以控制所述操作设备，以及其中所述车辆振动模型中的轮胎振动模型（２０）包括前轮轮胎振动模型（２１）、后轮轮胎振动模型（２２）和虚拟耦连元件（２３ａ，２３ｂ）振动模型（２３），所述虚拟耦连元件将所述前轮轮胎与后轮轮胎彼此虚拟地耦连。

【技术特征摘要】
JP 2007-4-3 2007-0977921.一种车辆控制系统，包括控制单元(10)，其存储分成车体振动模型(28)、底盘振动模型(24)以及轮胎振动模型(20)的车辆振动模型以估算车辆各部分的振动状态；以及操作设备(17)，其能够由所述控制单元控制并且能够操作以改变所述车辆的运动状态，其中所述控制单元(10)接收待输入到所述车辆振动模型的输入参数、计算所述车辆各部分的估算振动状态并且根据所述振动状态计算控制量以控制所述操作设备，以及其中所述车辆振动模型中的轮胎振动模型(20)包括前轮轮胎振动模型(21)、后轮轮胎振动模型(22)和虚拟耦连元件(23a，23b)振动模型(23)，所述虚拟耦连元件将所述前轮轮胎与后轮轮胎彼此虚拟地耦连。2.如权利要求1所述的车辆控制系统，其中所述虚拟耦连元件包括并联设置的弹簧元件和阻尼元件。3.如权利要求1所述的车辆控制系统，其中所述轮胎振动模型(20)构造成使得第一虚拟耦连元件(23a)耦连沿对角线设置在车辆中的右前轮轮胎和左后轮轮胎，而第二虚拟耦连元件(23b)耦连左前轮轮胎和右后轮轮胎。4.如权利要求1到3中任一项所述的车辆控制系统，其中所述轮胎振动模型(20)计算前轮轮胎和后轮轮胎沿车辆纵向的估算振动状态；且所述控制单元(10)分别估算和计算所述前轮轮胎的振动状态、所述后轮轮胎的振动状态以及所述虚拟耦连元件的振动状态，独立地计算用于抑制各振动的控制量，并基于计算出的所述控制量独立地控制所述操...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本平树，沢田护，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]