サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法
【課題】ストローク速度が微低速域であっても車両姿勢をより精度良く制御可能とする。
【解決手段】車両の上屋挙動の検出値に基づき第１目標制御量Ａ１を算出すると共に、車両の制駆動力から推定した上屋挙動に基づき第２目標制御量Ａ２を算出する。その算出した第１目標制御量Ａ１及び第２目標制御量算出手段に基づき最終目標制御量Ａを算出する際に、上屋挙動が小さい場合、該上屋挙動が大きい場合に比べて第２目標制御量Ａ２を優先して最終目標制御量Ａを算出する。そして、その最終目標制御量Ａに基づいて、サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータ１５を駆動制御する。
【解決手段】車両の上屋挙動の検出値に基づき第１目標制御量Ａ１を算出すると共に、車両の制駆動力から推定した上屋挙動に基づき第２目標制御量Ａ２を算出する。その算出した第１目標制御量Ａ１及び第２目標制御量算出手段に基づき最終目標制御量Ａを算出する際に、上屋挙動が小さい場合、該上屋挙動が大きい場合に比べて第２目標制御量Ａ２を優先して最終目標制御量Ａを算出する。そして、その最終目標制御量Ａに基づいて、サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータ１５を駆動制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションのストロークを制御して、車両姿勢を目標車両挙動に制御するサスペンション制御の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体姿勢制御装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１の技術は、エンジン或いは動力系からの情報に基づき車両の駆動トルクを推定或いは予測する。そして、特許文献１の技術は、上記駆動トルクに対応する変数を含む状態変数に基づき、可変懸架要素を制御する。例えばピッチ挙動を制御対象とした場合、特許文献１では、駆動トルクから求めた前後加速度の微分値と、ダンパ変位センサの検出に基づくダンパ速度とからからピッチ制御電流を求める。そして、特許文献１では、上記ピッチ制御電流とバネ下制御電流との偏差に基づき、可変懸架要素を制御する。ロール姿勢などその他の車両姿勢の制御についても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２６９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、ダンパ変位センサによってサスペンションのストローク速度（ダンパ速度）を検出している。しかし、ストローク速度の微低速域では、センサの検出精度が落ちることから、上記従来技術では、車両姿勢に対する挙動抑制効果がその分悪くなる。特に上記従来技術では制駆動入力時初期の挙動抑制効果が補償できないおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、ストローク速度が微低速域など上屋挙動が小さい場合であっても車両姿勢をより精度良く制御可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両の上屋挙動の検出値に基づき第１目標制御量を算出すると共に、車両の制駆動力から推定した上屋挙動に基づき第２目標制御量を算出する。本発明の一態様は、その算出した第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき最終目標制御量を算出する際に、上屋挙動が小さいほど、第２目標制御量を優先度を高くして最終目標制御量を算出する。そして、本発明の一態様は、その最終目標制御量に基づいて、サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータを駆動制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、路面外乱が小さいなど上屋挙動が小さく検出精度が悪くなる可能が高い状態では、制駆動力から推定した上屋挙動に基づく第２目標制御量を優先して最終目標制御量を決定する。ここで、制駆動力から推定した上屋挙動は、主としてドライバ入力分による上屋挙動を推定可能であり、上屋挙動が小さい領域での路面外乱の影響を小さくすることが出来る。なお、制駆動力から推定した上屋挙動による制御は、特にピッチ挙動抑制に有効である。
【０００７】
一方路面外乱が大きいなど上屋挙動が大きい場合には、相対的に、第２目標制御量よりも、検出値に基づく第１目標制御量の優先度が大きくなる。この結果、路面外乱による上屋挙動を小さく抑えることが出来る。
この結果、本発明によれば、ストローク速度が微低速域など上屋挙動が小さい場合であっても車両姿勢をより精度良く制御可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係るシステム構成を示す概念図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る制御装置の構成を説明する図である。
【図３】制駆動用目標値演算部の構成を示す図である。
【図４】車両モデルの例を示す図である。
【図５】理想減衰力の例を説明する図である。
【図６】制御指令電流値を求めるための減衰力特性マップの例を説明する図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係る動作例を説明する図である。
【図８】本発明に基づく第１実施形態に係る効果を示す例である。
【図９】路面外乱があった場合の動作を説明する図である。
【図１０】第１目標制御力と第２目標制御力との関係の一例を示す図である。
【図１１】セレクトハイの関係を示す図である。
【図１２】本発明に基づく第２実施形態に係る電流値調停部の処理を説明する図である。
【図１３】本発明に基づく第２実施形態に係る電流値調停部の処理を説明する図である。
【図１４】逐次包絡振動波形演算部の処理構成例を説明する図である。
【図１５】本発明に基づく第２実施形態に係る効果を説明する図である。
【図１６】本発明に基づく第２実施形態に係る効果を説明する図である。
【図１７】本発明に基づく第３実施形態に係る作用を説明する図である。
【図１８】αＣの変動を説明する図である。
【図１９】人間感度が高い周波数領域での振動レベル低減について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
本実施形態の車両は、前輪および後輪のそれぞれを操舵可能な４輪操舵車両とする。なお、以下の説明では、操舵とは車輪の転舵を指す。
図１は、本実施形態の車両Ａのシステム構成を表す概念図である。
図１に示すように、車両Ａは、バネ上上下加速度センサ１、バネ下上下加速度センサ１０，車輪速センサ２、前輪操舵角センサ３、後輪操舵角センサ４、マスタ圧センサ５、エンジントルクセンサ６、エンジン回転数センサ７、ＡＴ入力軸センサ８、ＡＴ出力軸センサ９を備える。
【００１０】
バネ上上下加速度センサ１は、上屋挙動を検出するために、バネ上の平面視で互いに異なる３箇所以上の位置それぞれに配設され、各位置のバネ上上下加速度Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３を検出する。バネ上上下加速度Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３とは、加速度センサ１を配設した位置におけるバネ上の上下方向の加速度である。そして、加速度センサ１は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
バネ下上下加速度センサ１０は、各輪毎に、バネ下、例えばアクスルに配置されている。各バネ下上下加速度センサ１０は、対応する車輪におけるバネ下上下加速度Ｇｕ１〜４を検出する。
【００１１】
車輪速センサ２は、車輪１４のアクスルそれぞれに配設されている。車輪速センサ２は、車輪速ωｓＦＬ、ωｓＦＲ、ωｓＲＬ、ωｓＲＲを検出する。車輪速ωｓＦＬ、ωｓＦＲ、ωｓＲＬ、ωｓＲＲとは、車輪１４それぞれの単位時間当たりの回転角である。車輪速センサ２としては、例えば、アクスルの加速度を検出する加速度センサ、および加速度センサの検出結果を積分し積分結果を車輪速ωｓＦＬ、ωｓＦＲ、ωｓＲＬ、ωｓＲＲとするディジタルフィルタを含むものを採用できる。そして、車輪速センサ２は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。この車輪速から車速Ｖを演算する。車体速センサで車速Ｖを検出しても良い。
【００１２】
前輪操舵角センサ３は、前輪の操舵角δｆを検出する。そして、前輪操舵角センサ３は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
後輪操舵角センサ４は、後輪の操舵角δｒを検出する。そして、後輪操舵角センサ４は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
マスタ圧センサ５は、マスタシリンダ圧Ｐを検出する。そして、マスタ圧センサ５は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
【００１３】
エンジントルクセンサ６は、エンジントルクＴｅを検出する。そして、エンジントルクセンサ６は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
エンジン回転数センサ７は、エンジン回転数Ｎｅを検出する。そして、エンジン回転数センサ７は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
ＡＴ入力軸センサ８は、ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶを検出する。ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶとは、自動変速機の入力軸の単位時間当たりの回転数である。そして、ＡＴ入力軸センサ８は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
【００１４】
ＡＴ出力軸センサ９は、ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶを検出する。ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶとは、自動変速機の出力軸の単位時間当たりの回転数である。そして、ＡＴ出力軸センサ９は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
車両Ａは、４輪の各輪毎にサスペンション装置１１を備える。サスペンション装置１１は、バネ上と車輪との間に介装され、例えば、サスペンションスプリング及び減衰力可変型のショックアブソーバを備える。
【００１５】
ショックアブソーバ１３は、モータ等からなるアクチュエータを備える。アクチュエータは、制御装置２０からの指令に従って、オリフィスの大きさを変更する。これにより、ショックアブソーバ１３は、オリフィスの大きさを小さくすることで減衰力を増大できる。一方、オリフィスの大きさを大きくすることで減衰力を低減できる。制御装置２０が出力する指令としては、アクチュエータ指令信号、または指令電流を採用できる。なお、アクチュエータは、アクティブサスペンションなどから構成しても良い。
【００１６】
車両Ａは、制御装置２０を備える。
制御装置２０は、マイクロプロセッサからなる。マイクロプロセッサは、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、中央演算処理装置およびメモリ等から構成した集積回路を備える。制御装置２０は、メモリが格納するプログラムに従って、各種センサ１〜１０が出力する検出信号、つまり、ドライバ操作量、車両の状態に基づき、ショックアブソーバ１３の減衰力を算出する。ドライバ操作量とは、操舵角δｆ、δｒ、マスタシリンダ圧Ｐである。また、車両の状態量とは、エンジントルクＴｅ、エンジン回転数Ｎｅ、ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶ、ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶである。そして、制御装置２０は、算出した減衰力を実現可能なオリフィス径に変更する指令（目標制御量）をモータ等からなるアクチュエータ１５に出力する。これにより、ストローク速度やストローク量等、サスペンションのストローク状態を制御する。
【００１７】
制御装置２０は、図２に示すように、機能的には、制駆動用目標値演算部２１、状態推定部２２、第１制御信号変換部２３、第２制御信号変換部２４、電流値調停部２５を備える。これらの機能部は例えばプログラムで構成される。そして、制御装置への入力信号は、少なくとも下記の状態量、及びドライバ操作量を用い、各物理量に対応する検出器からの出力値、またはオブザーバなどにより推定された物理量とする。上記入力信号を受けた制御装置は、目標制御力を演算し、アクチュエータの駆動に必要な制御指令信号、または指令電流を出力する。
Ｇｓ１〜３：バネ上任意点上下加速度
Ｇｕ１〜４：バネ下上下加速度
前輪操舵角δｆ［ｄｅｇ］
後輪操舵角δｒ［ｄｅｇ］
マスタシリンダ圧Ｐ［ｂａｒ］
エンジントルクＴｅ［Ｎｍ］
エンジン回転数Ｎｅ［Ｎｍ］
ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶ［ｒｐｍ］
ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶ［ｒｐｍ］
車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］
【００１８】
制駆動用目標値演算部２１は、ドライバ操作量及び車両の状態を入力して、目標ドライバ制御力及びストローク速度の２つをフィードフォワードの値として算出し、算出した値を出力する処理を実行する。この制駆動用目標値演算部２１は、図３に示すように、制駆動力推定部２１Ａ、制駆動車両挙動推定部２１Ｂ、理想減衰力演算部２１Ｃを備える。
制駆動力推定部２１Ａは、ドライバ操作量及び車両の状態から、タイヤに加わる制動力及び駆動力を演算する。
【００１９】
制駆動力推定部２１Ａは、例えば次のようにして制動力及び駆動力を演算する。
本実施形態の制駆動力推定部２１Ａは、ドライバ入力による車両挙動を推定するため、ＣＡＮ信号といったドライバ入力信号から車両に加わる制動力及び駆動力を演算する。制動力はマスタシリンダ圧に比例するため、制駆動力推定部２１Ａは、式（１）に基づき、マスタシリンダ圧に設定したゲインを掛けて各輪の制動力を推定する。
Ｆｙ１＝Ｆｙ２＝Ｐ・ＢＦＫ・ＩＮＤ・ＢＤＫ・μＢ／２
Ｆｙ３＝Ｆｙ４＝Ｐ・ＢＦＫ・ＩＮＤ・（１−ＢＤＫ）・μＢ／２
・・・（１）
【００２０】
ここで、
Ｆｙｉ：接地点前後力［Ｎ］
但し、添え字ｉ＝１，２，３，４は、ＦＬ（左前輪）、ＦＲ（右前輪）、
ＲＬ（左後輪）、ＲＲ（右後輪）を指す。
Ｐ：マスタシリンダ圧［ｂａｒ］
ＢＦＫ：ブレーキ抗力係数［Ｎ／ｂａｒ］
ＩＮＤ：シフト位置（−１：Ｒレンジ（後進レンジ）、１：その他のレンジ）
ＢＤＫ：ブレーキ制動力前後配分の値
μＢ：制動力係数（タイヤスリップ率から求めることが可能）
である。
【００２１】
また、制駆動力推定部２１Ａは、Ｅｎｇトルク、トルコン、ＡＴ、Ｄｉｆｆのギア比を考慮し、式（２）に基づき、駆動力としてＷ端駆動トルクを推定する。ここで、本明細書において「Ｗ端」とはホイール端を指す。なおトルコン及びＡＴのトルク比は、式（２）では入力軸回転数と出力軸回転数の逆比から算出しているが、ＣＡＮ信号といったドライバ情報から取得したトルク比から演算しても良い。
Ｔｗ ＝Ｔｅ・（ＴＡＣＨＯ／ＴＢＮＲＥＶ）・（ＴＢＮＲＥＶ／ＯＵＴＲＥＶ）
・ＩＮＤ・Ｒfinal・μＡ
・・・（２）
【００２２】
上記式（２）において、（ＴＡＣＨＯ／ＴＢＮＲＥＶ）は、エンジン・タービン間のギア比に相当し、（ＴＢＮＲＥＶ／ＯＵＴＲＥＶ）は、タービン・ミッション間のギア比に相当する。
ここで、
Ｔｗ：Ｗ端駆動トルク［Ｎｍ］
Ｔｅ：Ｅｎｇトルク［Ｎｍ］
Ｎｅ：エンジン回転数［ｒｐｍ］
ＴＢＮＲＥＶ：タービン回転数［ｒｐｍ］
ＯＵＴＲＥＶ：ミッション回転数［ｒｐｍ］
Ｒfinal：ファイナルギア比
μＡ：駆動力係数（タイヤスリップ率から演算することが可能）
である。
【００２３】
制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、制駆動力推定部２１Ａが求めた制動力及び駆動力から、後述の理想減衰力演算部２１Ｃが求めた理想減衰力を参照して、制駆動による車両挙動を推定し、その推定した車両挙動から推定されるストローク速度を算出する。
制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、例えば、制駆動時の車両挙動を推定するために、少なくともピッチ挙動を推定可能な車両モデルを使用する。その車両モデルは、例えば図４に示す構成のモデルを採用すれば良い。車両モデルは他の公知の車両モデルであっても良い。
【００２４】
すなわち、図４に示す車両モデルによる運動方程式は、下記式（３）のように記載可能である。なお、明細書中では、θ′の「′」は１回微分を示し、θ″の「″」は２回微分を示す。
Ｉｘ・θ″＝−（Ｆｚ１＋Ｆｚ２）・Ｌｆ ＋（Ｆｚ３＋Ｆｚ４）・Ｌｒ
＋（Ｆｙ１＋Ｆｙ２＋Ｆｙ３＋Ｆｙ４）・ｈｃ −Ｔｗ
・・・（３）
【００２５】
また、ストローク速度は、下記式（４）の関係にある。
Ｓｖ１＝Ｓｖ２＝−Ｌｆθ′
Ｓｖ３＝Ｓｖ４＝ Ｌｒθ′
・・・（４）
またサスペンションの上下力は、下記式（５）の関係にある。
Ｆｚ１＝ Ｋｆ・Ｌｆ・θ ＋Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ１
Ｆｚ２＝ Ｋｆ・Ｌｆ・θ ＋Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ２
Ｆｚ３＝−Ｋｆ・Ｌｆ・θ −Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ３
Ｆｚ４＝−Ｋｆ・Ｌｆ・θ −Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ４
・・・（５）
【００２６】
ここで、
θ ：ピッチ角［ｒａｄ］
Ｉｘ：ピッチ慣性モーメント［ｋｇ・ｍ2］
Ｌｆ：Ｆｒ軸〜車体重心点の距離［ｍ］
Ｌｒ：Ｒｒ軸〜車体重心点の距離［ｍ］
ｈｃ：車体重心点位置ピッチセンタ〜重心高の距離［ｍ］
Ｋｆ，Ｋｒ：Ｆｒ，Ｒｒの各Ｗ端バネ定数［Ｎ／ｍ］
Ｃｆ，Ｃｒ：Ｆｒ，ＲｒのＷ端減衰係数［Ｎｓ／ｍ］（モデル安定化のための係数）
Ｆｙｉ：制動力［Ｎ］
Ｔｗ：Ｗ端駆動トルク［Ｎｍ］
Ｆｚｉ：サス上下力［Ｎ］
Ｆｚｃｉ：制御サス上下力［Ｎ］
Ｓｖｉ：サスペンションのストローク速度［ｍ／ｓ］
である。但し、添え字ｉ＝１．２．３．４は、ＦＬ．ＦＲ．ＲＬ．ＲＲに対応する。
【００２７】
そして、制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、上記式（３）〜（５）に基づき、車両状態量とドライバ操作信号から制駆動時の車両挙動を推定すると共に、その推定した車両挙動からストローク速度を推定する。
ここで、ピッチ共振周波数は、少なくとも実車のピッチ共振の０．５倍〜１倍に設定することで、実車両挙動に対し、立ち上がりは早め、かつ立ち下がりは遅めとなる。この挙動推定タイミングにすることで、モデル挙動が車両挙動を包括することが出来、ドライバ操作意図に合った制御タイミングが形成される。本演算処理において、ドライバ操作に対する車両の応答ゲイン、位相遅れを含む伝達関数などを用いても良い。
【００２８】
また理想減衰力演算部２１Ｃは、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが推定したストローク速度に応じて、理想的な制駆動時の車両挙動を実現するために必要な減衰力特性を設定し、目標ドライバ制御力（本実施形態では減衰力）を算出する。
ここで理想的な制駆動時の車両挙動とは、ドライバの要求や期待に合致した車両挙動である。その車両挙動を実現する減衰力特性を、制御モードや車両状況に応じて図５のように設計しておき、入力されたストローク速度に対し、この設計した減衰力特性から目標ドライバ制御力（減衰力）を算出する。なお、低Ｇの場合には、車両挙動が小さく、車両挙動の抑制より、乗り心地が優先され、減衰力が小さい方が好まれる。また、高Ｇの場合には、車両挙動が大きく、車両挙動の抑制による安心感向上が優先され、減衰力が大きい方が好まれる。このようなことを考慮して、制御モードや車両状況に合わせて理想減衰力を設計する。
【００２９】
上記制御モードは、ＳＰＯＲＴモードやＣＯＭＦＯＲＴモード等を含んだ複数の制御モードから構成される。図５では、標準のＳＴＡＮＤＡＲＤモード、ＳＰＯＲＴモード、ＣＯＭＦＯＲＴモードの３つの制御モードの場合を例示している。ＳＰＯＲＴモードは、車両姿勢変化を抑えることを重視した制御モードである。ＣＯＭＦＯＲＴモードは、車両振動を抑えた乗心地性能重視の制御モードである。そして、制御モードは、例えば、ドライバによるスイッチ切り替えや、車両状況からドライバの意図を推測し車両側で自動的に切り替えによって設定変更される構成とする。
【００３０】
以上の処理によって、制駆動用目標値演算部２１は、車両状態とドライバ入力信号とから、目標ドライバ制御力とストローク速度を推定する。これによって、センサの推定精度の低さと路面外乱分とを除いた、ドライバ操作による制駆動入力分のストローク速度を推定可能となる。
【００３１】
また図２に戻って、状態推定部２２は、車両に搭載されたバネ上上下加速度センサ、バネ下上下加速度センサの出力値を入力とし、バネ上加速度とバネ下加速度の相対加速度を用いて、４輪のサスペンションストローク速度を推定する処理を実行する。なお、上記演算処理としては、加速度センサ検出値をディジタルフィルタを用いて擬似積分し速度次元の物理量を推定する方法、または車輪速などからバネ上／バネ下の状態を検出し、速度次元の物理量を推定する方法などがある。
【００３２】
第１制御信号変換部２３は、状態推定部２２が演算したストローク速度と制駆動用目標値演算部２１が演算した目標ドライバ制御力に基づき、指令電流マップを参照して指令電流を求め、求めた指令電流Ａ１を第１目標制御量として出力する処理を行う。
第２制御信号変換部２４は、制駆動用目標値演算部２１が演算した目標ドライバ制御力及びストローク速度に基づき、指令電流マップを参照して指令電流を求め、求めた指令電流Ａ２を第２目標制御量として出力する処理を行う。
【００３３】
上記第１及び第２制御信号変換部２４が使用する指令電流マップの例を図６に示す。ここで、減衰力が、上記目標ドライバ制御力に対応する。図６では、目標ドライバ制御力である減衰力とストローク速度との交点が、どの指令電流の線（減衰力特性の線）上に位置するかによって、出力する指令電流（目標制御量）を決定する。
【００３４】
また電流値調停部２５は、第１制御信号変換部２３及び第２制御信号変換部２４の出力である各制御指令電流値Ａ１，Ａ２から、最終の出力値（制御指令電流）Ａを最終目標制御量として調停・演算する処理を実行する。このとき電流値調停部２５は、ストローク速度が小さい場合、ストローク速度が大きい場合に比べて、第１制御信号変換部２３の出力値よりも第２制御信号変換部２４の出力値Ａ２を優先して、最終の制御指令電流Ａを算出する。すなわち、電流値調停部２５は、ストローク速度が小さいほど、第１制御信号変換部２３の出力値よりも第２制御信号変換部２４の出力値Ａ２の優先度を高くして、最終の制御指令電流Ａを算出する。
【００３５】
本実施形態の電流値調停部２５は、セレクトハイによって、第１制御信号変換部２３の出力値Ａ１と第２制御信号変換部２４の出力値Ａ２のうちの大きい方を、最終の出力値Ａ（制御指令電流）とする。
一般にストローク速度が小さい状態で制動力によるピッチ挙動が発生する場合には、検出値に基づく第１制御信号変換部２３の出力は小さく、第２制御信号変換部２４の出力値の方が優先して選択されることとなる。すなわち、電流値調停部２５は、ストローク速度が小さい場合、ストローク速度が大きい場合に比べて、第１制御信号変換部２３の出力値よりも第２制御信号変換部２４の出力値を優先して、最終の制御指令電流を算出することになる。
【００３６】
（動作その他）
上述のとおり本実施形態では、制駆動用目標値演算部２１で演算された目標ドライバ制御力（減衰力）と２種類のストローク速度とを使用して目標制御量として指令電流値を演算する。なお、目標制御量で発生する制御力が目標制御力となる。
すなわち、図７に示すように、状態推定部２２が、バネ上上下加速度センサ１及びバネ下上下加速度センサ１０の出力値に基づき第１のストローク速度を推定する。また、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが、制駆動力から車両モデルを使用して第２のストローク速度を推定する。このとき第１のストローク速度は、センサによる実ストローク速度を求めているので、路面入力分、センサ推定誤差分、及び制駆動入力分によるストローク速度となる。一方、第２のストローク速度は、車両モデルから求めた制駆動力に基づく推定値であって、主として制駆動入力分によるストローク速度となる。そして、第１制御信号変換部２３が、第１のストローク速度から第１目標制御量である第１制御指令電流Ａ１を求めると共に、第２制御信号変換部２４が、第２のストローク速度から第２目標制御量である第２制御指令電流Ａ２を求める。更に、電量値調停部が、第１制御指令電流Ａ１及び第２制御指令電流Ａ２から最終の制御指令電流Ａを求める。このとき、電量値調停部は、ストローク速度が小さい場合には、ストローク速度が大きい場合に比べて第２制御指令電流Ａ２を優先させて上記最終の制御指令電流Ａを算出する。本実施形態では、第１制御指令電流Ａ１及び第２制御指令電流Ａ２の大きい方を最終の制御指令電流Ａとすることで、ストローク速度が相対的に小さい場合に第２制御指令電流Ａ２を優先して最終の制御指令電流Ａを算出するようにしている。
【００３７】
ここで、路面外乱が小さいなど実ストローク速度が微速度域では、センサからストローク速度を推定する場合、センサの推定精度が落ちて、正しい指令電流値Ａ１を算出出来ずに挙動抑制が不足する場合がある。ここで、制駆動入力時の車両挙動は低周波数域であり、ストローク速度も微低速かつ低周波数域（約０．５Ｈｚ以下）である。これに鑑み、低周波数域に強いセンサを使用したとしても、路面入力分によるノイズとのＳ／Ｎ比が小さく、高周波領域を遮断するローパスフィルタ等の設計が必須となるが、フィルタによる遅延により、車両挙動に対し、制御力の立ち上がりが遅れ、同様に制駆動入力時初期の挙動抑制効果を精度良く補償できない。
【００３８】
また、路面入力によりストローク速度に変動が発生すると、算出される指令電流値Ａ１も変動する。しかし、ストローク速度が微低速域では、図６に示すように、アクチュエータの特性から減衰力可変幅が小さいために、指令電流値の変動幅も大きくなり、チャタリングによりアクチュエータからの異音や、不要な振動を発生するおそれがある。チャタリング抑制のために、ローパスフィルタ等で制御力を落とすと、その跳ね返りとして、微低速域である加減速時の挙動初期では制御力が弱まり、挙動抑制不足に陥る。
【００３９】
これに対し、本実施形態では、ストローク速度が小さいほど、第２のストローク速度に基づく第２指令電流値を優先して最終の制御指令電流Ａを算出する。これによって、ストローク速度微低速域では、センサの推定精度・路面外乱の影響を受けない、ドライバ入力分のみのストローク速度を使用することで、微低速域でのセンサの推定精度・路面外乱の影響を除外して、姿勢抑制効果の高い制御力を演算でき、ピッチ挙動抑制効果を得ることが出来る。図８に、ストローク速度が小さい場合（実ストローク速度が微速度域）に、第２のストローク速度で制御した場合と第１のストローク速度で制御した場合の各ピットレイトの推移の例を示す。この図８から分かるように、ストローク速度が小さい場合に、第２のストローク速度で制御することでピッチ挙動抑制効果が向上することが分かる。制駆動力によるピッチが挙動が発生していない場合には、第２のストローク速度はゼロ若しくは小さくなるが、挙動抑制の必要はないか小さい。
【００４０】
ここで、ストローク速度微低速域を制駆動車両挙動推定部２１Ｂにて推定することで、微低速域でセンサの推定精度・路面外乱の影響を受けず、精度の高いストローク速度を演算可能となる。この結果図９に示すように、微低速域でもアクチュエータの高い制御力領域を使用可能となり、高い姿勢抑制効果を得られる。また、第２のストローク速度は路面外乱分が無いか小さいので、上述のようなチャタリング発生も抑制可能となる。
【００４１】
一方、路面外乱などが大きくなるなどによって、第２のストローク速度よりも路面外乱分も含む第１のストローク速度の方が大きくなると、第１のストローク速度から求めた第２指令電流Ａ２が採用される。すなわち、ストローク速度が中速〜高速域では、図１０に示すように、車両挙動に合った精度の高いストローク速度を推定でき、路面外乱分を含めた目標姿勢を実現できる。
【００４２】
又、２つの制御指令電流Ａ１，Ａ２を、セレクトハイで最終の制御指令値Ａを推定することで、ストローク速度微低速域では、第１の目標制御量に対し、第２の目標制御量による高い制御力が最終制御電流値として出力されるため、ストローク速度微低速域から高い姿勢抑制効果を得られる（図１１参照）。
ここで、状態推定部２２は挙動検出手段を構成する。第１制御信号変換部２３は第１目標制御量算出手段を構成する。制駆動車両挙動推定部２１Ｂは挙動推定手段を構成する。第２制御信号変換部２４は第２目標制御量算出手段を構成する。電流値調停部２５は最終目標制御量算出手段を構成する。
【００４３】
（本実施形態の効果）
（１）状態推定部２２は上物挙動としてストローク速度を検出する。第１制御信号変換部２３は、センサ１，１０の検出に基づき、目標車両挙動とするための第１目標制御量を算出する。制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、車両の制駆動力に基づき車両の上屋挙動を推定する。第２制御信号変換部２４は、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが推定した車両の上屋挙動に基づき、目標車両挙動とするための第２目標制御量を算出する。電流値調停部２５は、上記第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき最終目標制御量を算出し、その算出の際に、上記車両の上屋挙動が小さいほど、第１目標制御量よりも第２目標制御量の優先度を高くして上記最終目標制御量を算出する。
【００４４】
この構成によれば、車両の上屋挙動が小さい場合には、第２目標制御量を優先する。この結果、上屋挙動が小さいときの推定精度を、制駆動車両挙動推定部２１Ｂにて補償する。このとき、上屋挙動が小さい帯域でのセンサの推定精度・路面外乱の影響を受けない、ドライバ入力分のみの上屋挙動を推定可能となり、姿勢抑制効果の高い制御力を演算できる。特に、ピッチ挙動抑制効果を得ることが出来る。上屋挙動が小さい場合とは、例えば上屋挙動を検出するセンサでの検出精度が予め設定して精度以下に対応する上屋挙動の場合を指す。
本実施形態では、上屋挙動としてストローク速度を例示しているが、上屋挙動として車体ストローク速度を検出しても良い。
【００４５】
（２）状態推定部２２は、上屋挙動の動作速度を検出する。第１制御信号変換部２３は、状態推定部２２が検出した上屋挙動の動作速度から第１目標制御量を算出する。
この構成によれば、上屋挙動の動作速度を採用することで、路面外乱の影響を含めた車両挙動をセンサにより推定する。この結果、ストローク速度が中速〜高速域では、車両挙動に合った精度の高いストローク速度を推定でき、路面外乱分を含めた目標姿勢を実現できる。
【００４６】
（３）制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、上屋挙動の動作速度を推定する。第２制御信号変換部２４は、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが推定した上屋挙動の動作速度から第２目標制御量を算出する。
この構成によれば、ストローク速度微低速域を制駆動車両挙動推定部２１Ｂにて推定する。このため、微低速域でセンサの推定精度・路面外乱の影響を受けず、精度の高いストローク速度を演算可能となる。この結果、微低速域でもアクチュエータによる高い制御力領域を使用可能となり、高い姿勢抑制効果を得られる。
【００４７】
（４）電流値調停部２５は、上記第１目標制御量と第２目標制御量のうちの値の大きい方を最終目標制御量とする。
この構成によれば、２つの制御指令電流から最終の制御指令電流を、セレクトハイで推定する。このため、ストローク速度微低速域では、第１目標制御量に対し、第２目標制御量に対応する高い制御力が、最終制御電流値に基づき出力される。この結果、ストローク速度微低速域から高い姿勢抑制効果を得ることが出来る。
【００４８】
「第２実施形態」
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の構成は、上記第１実施形態と同様である。但し、電流値調停部２５の処理が異なる。本実施形態は、電流値調停部２５にて、センサから推定した第１のストローク速度から算出した制御指令電流値Ａ１と、モデルに基づき推定した第２のストローク速度から算出した制御指令電流値Ａ２とを、予め設定した配分方法で配分して最終的な制御指令電流値Ａを調停する演算方法である（図１２）
【００４９】
次に本実施形態の電流値調停部２５での処理について説明する。
本実施形態の電流値調停部２５は、図１２及び図１３に示すように、配分量演算部２５Ａと最終目標制御量演算部２５Ｂとを備える。配分量演算部２５Ａは、第１制御信号変換部２３の出力値と第２制御信号変換部２４の出力値との重み付けである配分量（優先度）を演算する処理を実行する。この配分量演算部２５Ａは、図１２に示すように、状態量演算部２５Ａａ、逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂ、目標制御量配分演算部２５Ａｃを備える。
【００５０】
状態量演算部２５Ａａは、加速度センサで検出されたバネ上加速度及びバネ下加速度に基づき、状態量としてストローク速度を演算する。演算は、予め設定した演算時間毎に実施する。なお、演算する状態量は、ストローク速度の代わりに、バネ下上下加速度などにから検出される路面外乱信号であっても良い。
逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂは、状態量演算部２５Ａａが逐次演算するストローク速度の包絡線を求める。実ストローク速度には、位相の進みや遅れがあるが、振幅は信頼性が大きいと推定される。すなわち、実ストローク速度は推定精度が劣化するため、実用に耐えうる振幅のみを使用する。
【００５１】
上記逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂは、例えば図１４に示すような処理構成で包絡信号処理を行い、判断基準となる路面外乱によるストローク速度包絡波形を演算する。このとき式（６）で示されるフィルタ演算処理もしくは、素子により構成されるアナログフィルタによって演算処理実施する。これによって、判断基準となる路面外乱によるストローク速度包絡波形が演算される。またこのとき、遮断周波数は式（７）のように設定を行う。
【００５２】
【数１】
【００５３】
ここで、図１４に示す逐次包絡振動波形の演算処理を行う処理構成は、処理の上流側から第１ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、絶対化処理部（絶対値化処理）、増幅処理部、第２ローパスフィルタの順次に実行していく構成となっている。図１４中、ｆｃ１及びｆｃ３はローパスフィルタ遮断周波数、ｆｃ２はハイパスフィルタ遮断周波数である。また図１４中Ａは、ストローク速度振幅調整用ゲインである。
上記遮断周波数ｆｃ１，ｆｃ２，ｆｃ３は例えば次のように設定すればよい。
ｆｃ１ ≦ ４０Ｈｚ （アイドル振動周波数以下に設定）
ｆｃ２ ≦ ０．５Ｈｚ （バネ上共振周波数以下に設定）
ｆｃ３ ＝ｆｃ２
・・・（７）
【００５４】
ここで、センサから推定されたストローク速度を使用する理由として、微低速域においてはセンサの位相に対しての推定精度は劣化するが、包絡信号処理後の振幅のみついては実用に耐えうる推定精度を持つことが分かっているためである。
ここで、車両状態量・制御モードのうちの少なくとも１つ以上の信号に基づき、ＳＰＯＲＴモードではｆｃ３＜ｆｃ２とし、ストローク速度包絡波形の立ち上がりを遅くすることで、電流値Ａ１への切り替えを遅めにする。一方、ＣＯＭＦＯＲＴモードではｆｃ３＞ｆｃ２とすることで、ストローク速度包絡波形の立ち上がりを早くし、電流値Ａ１への切り替えを早めにする。
【００５５】
４輪の各ストローク速度を上記のようにしてストローク速度包絡波形に変換後、この各輪毎に求めた４つのストローク速度から目標制御量配分演算部２５Ａｃで使用する重み用ストローク速度を決定する。重み用ストローク速度は、例えば、車両状態や制御モードに合わせて下記のように決定する。ない。重み用ストローク速度の決定方法は、別の方法を使用しても良い。
【００５６】
「車両姿勢を優先する場合」
４輪のストローク速度包絡波形に対し、セレクトローにて選択する。
「路面入力からの振動低減を優先する場合」
４輪のストローク速度包絡波形に対し、セレクトハイにて選択する。
「突起による入力を低減させる場合」
前輪のストローク速度包絡波形に対し、セレクトローにて選択する。
【００５７】
目標制御量配分演算部２５Ａｃは、逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂが求めた包絡信号処理後の振幅、つまりストローク速度の絶対値に基づき重みμを求める。本実施形態では、ストローク速度が大きいほど、重みμが大きくなるように演算する。本実施形態では、重みμは０以上１以下の範囲の値となる。
最終目標制御量演算部２５Ｂは、目標制御量配分演算部２５Ａｃが演算した重みμを使用して、下記式（７）に基づき、最終的な制御指令電流を演算する
Ａ ＝μ・Ａ１ ＋（１−μ）・Ａ２ ・・・（７）
その他の構成については、上記第１実施形態と同様である。
【００５８】
（動作その他）
これによって、選択したストローク速度包絡波形が制御指令電流Ａ１の推定精度が悪化するストローク速度微低速域の場合には、図１３のように０≦μ≦１の範囲で設定されているμを０に近づけることで、制御指令電流値Ａ２が優先する。これによって、制御指令電流Ａ１の推定精度が悪化するストローク速度微低速域を補償する。また制御指令電流値Ａ１と制御指令電流値Ａ２の算出方法による特徴からも、制御指令電流値Ａ１に対し制御指令電流値Ａ２が制駆動入力による姿勢抑制効果を優先する。すなわち、制御指令電流値１は路面外乱からの入力を優先していることから、制御モードのＳＰＯＲＴモードでは、μを０側に近づくように調整し、ＣＯＭＦＯＲＴモードではμを１側に近づくように調整する。また車速等の車両走行状態に合わせ、路面外乱入力が大きい車速高速域では、μを１側に近づける。なお、本調停には、最大の姿勢抑制効果が得られるセレクトハイ、またはセレクトロー等の簡略した調停方法を用いても良い。
【００５９】
ここで、図１５は、第１制御指令電流値Ａ１と第２制御指令電流値Ａ２との調停について、模式的に記載した図である。（ａ）は第１実施形態に基づきセレクトハイで調停した場合を例示する。（ｂ）は第２実施形態に基づき配分調整にした場合を例示している。ここで、第１制御指令電流値Ａ１は、制駆動力変化による車両挙動時に大きな値となる。
この図１５から分かるように、セレクトハイで調停する場合に比べ、第１目標制御量及び第２目標制御量を、車両状態量に合わせて優先度を決め逐次配分をすることで、目標制御量の切り替えを滑らかにすることができる。この結果、目標制御量の切り替えに伴う、制御の違和感を緩和することができる。
【００６０】
上屋挙動の動作速度の増加に応じて配分を逐次変更することで、図１６に示すように、ストローク速度の領域に対し、推定精度の高い第１目標制御量及び第２目標制御量を優先して配分することが可能となり、ストローク速度によらずより精度良く目標姿勢を実現できる。
ここで、配分量演算部２５Ａは配分量設定手段を構成する。
【００６１】
（本実施形態の効果）
上記第１実施形態による効果に加え、次の効果を奏する。
（１）配分量演算部２５Ａは、車両の上屋挙動の動作速度に基づき、第１目標制御量と第２目標制御量の配分量を設定する。電流値調停部２５は、上屋挙動の動作速度が小さいほど、第２目標制御量の配分が大きくなる方向に上記配分量を設定する。
この構成によれば、第１目標制御量及び第２目標制御量を車両状態量に合わせて優先度を決め逐次配分をする。このため、セレクトハイでの調停する場合に比べて、目標制御量の切り替えを滑らかにすることができる。すなわち、目標制御量の切り替えに伴う、制御の違和感を緩和することができる
【００６２】
（２）上屋挙動の動作速度は、サスペンションのストローク速度である。
上屋挙動の動作速度の増加に応じて配分を逐次変更することで、ストローク速度の領域に対し、推定精度の高い第１及び第２の目標制御量を優先して配分することが可能となり、ストローク速度によらず目標姿勢を実現できる。
このとき、サスペンションのストローク速度を使用することで、路面外乱を確実に反映させることが可能となる。
【００６３】
「第３実施形態」
次に、第３実施形態について図面を参照して説明する。上記第１及び第２実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の構成は、上記第１及び第２実施形態と同様である。但し、本実施形態では、上記第１実施形態における理想減衰力特性設計手法（車両モデル）に基づき、前後輪で理想減衰力特性を変えることにより、制御力を配分する。この処理は、例えば制駆動車両挙動推定部２１Ｂで実施され、下記のように求めたαＣによって、制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、理想前輪減衰係数Ｃｆ及び理想後輪減衰係数Ｃｒの値を調整する。
上記配分比率は、下記式（８）に基づき、推定モデル内の減衰連成係数αＣによって決定される。その減衰連成係数αＣは、少なくとも、車両諸元と路面外乱によりバネ上振動レベルにより決定する。なお、減衰連成係数αＣの値は、０≦αＣ≦１の範囲に設定する。
【００６４】
【数２】
【００６５】
ここで、
Ｃｆ：理想前輪減衰係数
Ｃｒ：理想後輪減衰係数
Ｌｆ：前輪位置〜重心位置までの相対前後距離［ｍ］
Ｌｒ：重心位置〜後輪位置相対前後距離［ｍ］
である。
そして、下記式（９）のように車両諸元から減衰連成係数αＣを決定することにより、ドライバへのピッチ振動の影響を、図１７のように最小限に抑える。
αＣ＝Ｌｔ／（Ｌｆ＋Ｌｒ）
Ｌｔ：車両重心位置から運転席位置までの相対前後距離［ｍ］
（但し、車両重心位置に対し運転席側（車両前側）を正とする）
・・・・・（９）
【００６６】
すなわち、理想的な前後配分である減衰連成係数αＣにより、ピッチ挙動時のピッチ中心が前後して、減衰連成係数αＣを運転席位置（ドライバ位置）がピッチ中心となるように設定する。この結果、ドライバ位置での変位を小さく抑えることが可能となる。
また路面外乱によるバネ上振動レベルが悪化し、ドライバの期待がさらに振動レベル低減による快適性を重視している場合は、図１８のように、前後輪の合計制御力Ｃ／Ｃｃを下げつつ、αＣを上げることにより、振動レベルをさげつつも、フロントの姿勢変化を抑制する。ここで、快適性向上のための振動レベル低減手法とは、図１８のように全輪合計での減衰力合計を下げることにより、図１９で示すように、人間感度の高い周波数領域の振動を下げることで実現する。
その他の構成は、上記各実施形態と同様である。
【００６７】
（本発明の効果）
上記第１実施形態及び第２実施形態の効果に加え次の効果を奏する。
（１）理想的な前後配分αＣにより、ピッチ挙動時のピッチ中心が前後して、αＣを運転席位置（ドライバ位置）がピッチ中心となるように設定する。
これによって、ドライバ位置での変位を小さく抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１ バネ上上下加速度センサ
２ 車輪速センサ
３ 前輪操舵角センサ
４ 後輪操舵角センサ
５ マスタ圧センサ
６ エンジントルクセンサ
７ エンジン回転数センサ
８ 入力軸センサ
９ 出力軸センサ
１０ バネ下上下加速度センサ
１１ サスペンション装置
１３ ショックアブソーバ
１４ 車輪
１５ アクチュエータ
２０ 制御装置
２１ 制駆動用目標値演算部
２１Ａ 制駆動力推定部
２１Ｂ 制駆動車両挙動推定部
２１Ｃ 理想減衰力演算部
２２ 状態推定部
２３ 第１制御信号変換部
２４ 第２制御信号変換部
２５ 電流値調停部
２５Ａ 配分量演算部
２５Ａａ 状態量演算部
２５Ａｂ 逐次包絡振動波形演算部
２５Ａｃ 目標制御量配分演算部
２５Ｂ 最終目標制御量演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションのストロークを制御して、車両姿勢を目標車両挙動に制御するサスペンション制御の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体姿勢制御装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１の技術は、エンジン或いは動力系からの情報に基づき車両の駆動トルクを推定或いは予測する。そして、特許文献１の技術は、上記駆動トルクに対応する変数を含む状態変数に基づき、可変懸架要素を制御する。例えばピッチ挙動を制御対象とした場合、特許文献１では、駆動トルクから求めた前後加速度の微分値と、ダンパ変位センサの検出に基づくダンパ速度とからからピッチ制御電流を求める。そして、特許文献１では、上記ピッチ制御電流とバネ下制御電流との偏差に基づき、可変懸架要素を制御する。ロール姿勢などその他の車両姿勢の制御についても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２６９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、ダンパ変位センサによってサスペンションのストローク速度（ダンパ速度）を検出している。しかし、ストローク速度の微低速域では、センサの検出精度が落ちることから、上記従来技術では、車両姿勢に対する挙動抑制効果がその分悪くなる。特に上記従来技術では制駆動入力時初期の挙動抑制効果が補償できないおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、ストローク速度が微低速域など上屋挙動が小さい場合であっても車両姿勢をより精度良く制御可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両の上屋挙動の検出値に基づき第１目標制御量を算出すると共に、車両の制駆動力から推定した上屋挙動に基づき第２目標制御量を算出する。本発明の一態様は、その算出した第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき最終目標制御量を算出する際に、上屋挙動が小さいほど、第２目標制御量を優先度を高くして最終目標制御量を算出する。そして、本発明の一態様は、その最終目標制御量に基づいて、サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータを駆動制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、路面外乱が小さいなど上屋挙動が小さく検出精度が悪くなる可能が高い状態では、制駆動力から推定した上屋挙動に基づく第２目標制御量を優先して最終目標制御量を決定する。ここで、制駆動力から推定した上屋挙動は、主としてドライバ入力分による上屋挙動を推定可能であり、上屋挙動が小さい領域での路面外乱の影響を小さくすることが出来る。なお、制駆動力から推定した上屋挙動による制御は、特にピッチ挙動抑制に有効である。
【０００７】
一方路面外乱が大きいなど上屋挙動が大きい場合には、相対的に、第２目標制御量よりも、検出値に基づく第１目標制御量の優先度が大きくなる。この結果、路面外乱による上屋挙動を小さく抑えることが出来る。
この結果、本発明によれば、ストローク速度が微低速域など上屋挙動が小さい場合であっても車両姿勢をより精度良く制御可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係るシステム構成を示す概念図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る制御装置の構成を説明する図である。
【図３】制駆動用目標値演算部の構成を示す図である。
【図４】車両モデルの例を示す図である。
【図５】理想減衰力の例を説明する図である。
【図６】制御指令電流値を求めるための減衰力特性マップの例を説明する図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係る動作例を説明する図である。
【図８】本発明に基づく第１実施形態に係る効果を示す例である。
【図９】路面外乱があった場合の動作を説明する図である。
【図１０】第１目標制御力と第２目標制御力との関係の一例を示す図である。
【図１１】セレクトハイの関係を示す図である。
【図１２】本発明に基づく第２実施形態に係る電流値調停部の処理を説明する図である。
【図１３】本発明に基づく第２実施形態に係る電流値調停部の処理を説明する図である。
【図１４】逐次包絡振動波形演算部の処理構成例を説明する図である。
【図１５】本発明に基づく第２実施形態に係る効果を説明する図である。
【図１６】本発明に基づく第２実施形態に係る効果を説明する図である。
【図１７】本発明に基づく第３実施形態に係る作用を説明する図である。
【図１８】αＣの変動を説明する図である。
【図１９】人間感度が高い周波数領域での振動レベル低減について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
本実施形態の車両は、前輪および後輪のそれぞれを操舵可能な４輪操舵車両とする。なお、以下の説明では、操舵とは車輪の転舵を指す。
図１は、本実施形態の車両Ａのシステム構成を表す概念図である。
図１に示すように、車両Ａは、バネ上上下加速度センサ１、バネ下上下加速度センサ１０，車輪速センサ２、前輪操舵角センサ３、後輪操舵角センサ４、マスタ圧センサ５、エンジントルクセンサ６、エンジン回転数センサ７、ＡＴ入力軸センサ８、ＡＴ出力軸センサ９を備える。
【００１０】
バネ上上下加速度センサ１は、上屋挙動を検出するために、バネ上の平面視で互いに異なる３箇所以上の位置それぞれに配設され、各位置のバネ上上下加速度Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３を検出する。バネ上上下加速度Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３とは、加速度センサ１を配設した位置におけるバネ上の上下方向の加速度である。そして、加速度センサ１は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
バネ下上下加速度センサ１０は、各輪毎に、バネ下、例えばアクスルに配置されている。各バネ下上下加速度センサ１０は、対応する車輪におけるバネ下上下加速度Ｇｕ１〜４を検出する。
【００１１】
車輪速センサ２は、車輪１４のアクスルそれぞれに配設されている。車輪速センサ２は、車輪速ωｓＦＬ、ωｓＦＲ、ωｓＲＬ、ωｓＲＲを検出する。車輪速ωｓＦＬ、ωｓＦＲ、ωｓＲＬ、ωｓＲＲとは、車輪１４それぞれの単位時間当たりの回転角である。車輪速センサ２としては、例えば、アクスルの加速度を検出する加速度センサ、および加速度センサの検出結果を積分し積分結果を車輪速ωｓＦＬ、ωｓＦＲ、ωｓＲＬ、ωｓＲＲとするディジタルフィルタを含むものを採用できる。そして、車輪速センサ２は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。この車輪速から車速Ｖを演算する。車体速センサで車速Ｖを検出しても良い。
【００１２】
前輪操舵角センサ３は、前輪の操舵角δｆを検出する。そして、前輪操舵角センサ３は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
後輪操舵角センサ４は、後輪の操舵角δｒを検出する。そして、後輪操舵角センサ４は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
マスタ圧センサ５は、マスタシリンダ圧Ｐを検出する。そして、マスタ圧センサ５は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
【００１３】
エンジントルクセンサ６は、エンジントルクＴｅを検出する。そして、エンジントルクセンサ６は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
エンジン回転数センサ７は、エンジン回転数Ｎｅを検出する。そして、エンジン回転数センサ７は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
ＡＴ入力軸センサ８は、ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶを検出する。ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶとは、自動変速機の入力軸の単位時間当たりの回転数である。そして、ＡＴ入力軸センサ８は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
【００１４】
ＡＴ出力軸センサ９は、ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶを検出する。ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶとは、自動変速機の出力軸の単位時間当たりの回転数である。そして、ＡＴ出力軸センサ９は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
車両Ａは、４輪の各輪毎にサスペンション装置１１を備える。サスペンション装置１１は、バネ上と車輪との間に介装され、例えば、サスペンションスプリング及び減衰力可変型のショックアブソーバを備える。
【００１５】
ショックアブソーバ１３は、モータ等からなるアクチュエータを備える。アクチュエータは、制御装置２０からの指令に従って、オリフィスの大きさを変更する。これにより、ショックアブソーバ１３は、オリフィスの大きさを小さくすることで減衰力を増大できる。一方、オリフィスの大きさを大きくすることで減衰力を低減できる。制御装置２０が出力する指令としては、アクチュエータ指令信号、または指令電流を採用できる。なお、アクチュエータは、アクティブサスペンションなどから構成しても良い。
【００１６】
車両Ａは、制御装置２０を備える。
制御装置２０は、マイクロプロセッサからなる。マイクロプロセッサは、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、中央演算処理装置およびメモリ等から構成した集積回路を備える。制御装置２０は、メモリが格納するプログラムに従って、各種センサ１〜１０が出力する検出信号、つまり、ドライバ操作量、車両の状態に基づき、ショックアブソーバ１３の減衰力を算出する。ドライバ操作量とは、操舵角δｆ、δｒ、マスタシリンダ圧Ｐである。また、車両の状態量とは、エンジントルクＴｅ、エンジン回転数Ｎｅ、ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶ、ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶである。そして、制御装置２０は、算出した減衰力を実現可能なオリフィス径に変更する指令（目標制御量）をモータ等からなるアクチュエータ１５に出力する。これにより、ストローク速度やストローク量等、サスペンションのストローク状態を制御する。
【００１７】
制御装置２０は、図２に示すように、機能的には、制駆動用目標値演算部２１、状態推定部２２、第１制御信号変換部２３、第２制御信号変換部２４、電流値調停部２５を備える。これらの機能部は例えばプログラムで構成される。そして、制御装置への入力信号は、少なくとも下記の状態量、及びドライバ操作量を用い、各物理量に対応する検出器からの出力値、またはオブザーバなどにより推定された物理量とする。上記入力信号を受けた制御装置は、目標制御力を演算し、アクチュエータの駆動に必要な制御指令信号、または指令電流を出力する。
Ｇｓ１〜３：バネ上任意点上下加速度
Ｇｕ１〜４：バネ下上下加速度
前輪操舵角δｆ［ｄｅｇ］
後輪操舵角δｒ［ｄｅｇ］
マスタシリンダ圧Ｐ［ｂａｒ］
エンジントルクＴｅ［Ｎｍ］
エンジン回転数Ｎｅ［Ｎｍ］
ＡＴ入力軸回転数ＩＮＲＥＶ［ｒｐｍ］
ＡＴ出力軸回転数ＯＵＴＲＥＶ［ｒｐｍ］
車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］
【００１８】
制駆動用目標値演算部２１は、ドライバ操作量及び車両の状態を入力して、目標ドライバ制御力及びストローク速度の２つをフィードフォワードの値として算出し、算出した値を出力する処理を実行する。この制駆動用目標値演算部２１は、図３に示すように、制駆動力推定部２１Ａ、制駆動車両挙動推定部２１Ｂ、理想減衰力演算部２１Ｃを備える。
制駆動力推定部２１Ａは、ドライバ操作量及び車両の状態から、タイヤに加わる制動力及び駆動力を演算する。
【００１９】
制駆動力推定部２１Ａは、例えば次のようにして制動力及び駆動力を演算する。
本実施形態の制駆動力推定部２１Ａは、ドライバ入力による車両挙動を推定するため、ＣＡＮ信号といったドライバ入力信号から車両に加わる制動力及び駆動力を演算する。制動力はマスタシリンダ圧に比例するため、制駆動力推定部２１Ａは、式（１）に基づき、マスタシリンダ圧に設定したゲインを掛けて各輪の制動力を推定する。
Ｆｙ１＝Ｆｙ２＝Ｐ・ＢＦＫ・ＩＮＤ・ＢＤＫ・μＢ／２
Ｆｙ３＝Ｆｙ４＝Ｐ・ＢＦＫ・ＩＮＤ・（１−ＢＤＫ）・μＢ／２
・・・（１）
【００２０】
ここで、
Ｆｙｉ：接地点前後力［Ｎ］
但し、添え字ｉ＝１，２，３，４は、ＦＬ（左前輪）、ＦＲ（右前輪）、
ＲＬ（左後輪）、ＲＲ（右後輪）を指す。
Ｐ：マスタシリンダ圧［ｂａｒ］
ＢＦＫ：ブレーキ抗力係数［Ｎ／ｂａｒ］
ＩＮＤ：シフト位置（−１：Ｒレンジ（後進レンジ）、１：その他のレンジ）
ＢＤＫ：ブレーキ制動力前後配分の値
μＢ：制動力係数（タイヤスリップ率から求めることが可能）
である。
【００２１】
また、制駆動力推定部２１Ａは、Ｅｎｇトルク、トルコン、ＡＴ、Ｄｉｆｆのギア比を考慮し、式（２）に基づき、駆動力としてＷ端駆動トルクを推定する。ここで、本明細書において「Ｗ端」とはホイール端を指す。なおトルコン及びＡＴのトルク比は、式（２）では入力軸回転数と出力軸回転数の逆比から算出しているが、ＣＡＮ信号といったドライバ情報から取得したトルク比から演算しても良い。
Ｔｗ ＝Ｔｅ・（ＴＡＣＨＯ／ＴＢＮＲＥＶ）・（ＴＢＮＲＥＶ／ＯＵＴＲＥＶ）
・ＩＮＤ・Ｒfinal・μＡ
・・・（２）
【００２２】
上記式（２）において、（ＴＡＣＨＯ／ＴＢＮＲＥＶ）は、エンジン・タービン間のギア比に相当し、（ＴＢＮＲＥＶ／ＯＵＴＲＥＶ）は、タービン・ミッション間のギア比に相当する。
ここで、
Ｔｗ：Ｗ端駆動トルク［Ｎｍ］
Ｔｅ：Ｅｎｇトルク［Ｎｍ］
Ｎｅ：エンジン回転数［ｒｐｍ］
ＴＢＮＲＥＶ：タービン回転数［ｒｐｍ］
ＯＵＴＲＥＶ：ミッション回転数［ｒｐｍ］
Ｒfinal：ファイナルギア比
μＡ：駆動力係数（タイヤスリップ率から演算することが可能）
である。
【００２３】
制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、制駆動力推定部２１Ａが求めた制動力及び駆動力から、後述の理想減衰力演算部２１Ｃが求めた理想減衰力を参照して、制駆動による車両挙動を推定し、その推定した車両挙動から推定されるストローク速度を算出する。
制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、例えば、制駆動時の車両挙動を推定するために、少なくともピッチ挙動を推定可能な車両モデルを使用する。その車両モデルは、例えば図４に示す構成のモデルを採用すれば良い。車両モデルは他の公知の車両モデルであっても良い。
【００２４】
すなわち、図４に示す車両モデルによる運動方程式は、下記式（３）のように記載可能である。なお、明細書中では、θ′の「′」は１回微分を示し、θ″の「″」は２回微分を示す。
Ｉｘ・θ″＝−（Ｆｚ１＋Ｆｚ２）・Ｌｆ ＋（Ｆｚ３＋Ｆｚ４）・Ｌｒ
＋（Ｆｙ１＋Ｆｙ２＋Ｆｙ３＋Ｆｙ４）・ｈｃ −Ｔｗ
・・・（３）
【００２５】
また、ストローク速度は、下記式（４）の関係にある。
Ｓｖ１＝Ｓｖ２＝−Ｌｆθ′
Ｓｖ３＝Ｓｖ４＝ Ｌｒθ′
・・・（４）
またサスペンションの上下力は、下記式（５）の関係にある。
Ｆｚ１＝ Ｋｆ・Ｌｆ・θ ＋Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ１
Ｆｚ２＝ Ｋｆ・Ｌｆ・θ ＋Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ２
Ｆｚ３＝−Ｋｆ・Ｌｆ・θ −Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ３
Ｆｚ４＝−Ｋｆ・Ｌｆ・θ −Ｃｆ・Ｌｆ・θ′ ＋Ｆｘｃ４
・・・（５）
【００２６】
ここで、
θ ：ピッチ角［ｒａｄ］
Ｉｘ：ピッチ慣性モーメント［ｋｇ・ｍ2］
Ｌｆ：Ｆｒ軸〜車体重心点の距離［ｍ］
Ｌｒ：Ｒｒ軸〜車体重心点の距離［ｍ］
ｈｃ：車体重心点位置ピッチセンタ〜重心高の距離［ｍ］
Ｋｆ，Ｋｒ：Ｆｒ，Ｒｒの各Ｗ端バネ定数［Ｎ／ｍ］
Ｃｆ，Ｃｒ：Ｆｒ，ＲｒのＷ端減衰係数［Ｎｓ／ｍ］（モデル安定化のための係数）
Ｆｙｉ：制動力［Ｎ］
Ｔｗ：Ｗ端駆動トルク［Ｎｍ］
Ｆｚｉ：サス上下力［Ｎ］
Ｆｚｃｉ：制御サス上下力［Ｎ］
Ｓｖｉ：サスペンションのストローク速度［ｍ／ｓ］
である。但し、添え字ｉ＝１．２．３．４は、ＦＬ．ＦＲ．ＲＬ．ＲＲに対応する。
【００２７】
そして、制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、上記式（３）〜（５）に基づき、車両状態量とドライバ操作信号から制駆動時の車両挙動を推定すると共に、その推定した車両挙動からストローク速度を推定する。
ここで、ピッチ共振周波数は、少なくとも実車のピッチ共振の０．５倍〜１倍に設定することで、実車両挙動に対し、立ち上がりは早め、かつ立ち下がりは遅めとなる。この挙動推定タイミングにすることで、モデル挙動が車両挙動を包括することが出来、ドライバ操作意図に合った制御タイミングが形成される。本演算処理において、ドライバ操作に対する車両の応答ゲイン、位相遅れを含む伝達関数などを用いても良い。
【００２８】
また理想減衰力演算部２１Ｃは、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが推定したストローク速度に応じて、理想的な制駆動時の車両挙動を実現するために必要な減衰力特性を設定し、目標ドライバ制御力（本実施形態では減衰力）を算出する。
ここで理想的な制駆動時の車両挙動とは、ドライバの要求や期待に合致した車両挙動である。その車両挙動を実現する減衰力特性を、制御モードや車両状況に応じて図５のように設計しておき、入力されたストローク速度に対し、この設計した減衰力特性から目標ドライバ制御力（減衰力）を算出する。なお、低Ｇの場合には、車両挙動が小さく、車両挙動の抑制より、乗り心地が優先され、減衰力が小さい方が好まれる。また、高Ｇの場合には、車両挙動が大きく、車両挙動の抑制による安心感向上が優先され、減衰力が大きい方が好まれる。このようなことを考慮して、制御モードや車両状況に合わせて理想減衰力を設計する。
【００２９】
上記制御モードは、ＳＰＯＲＴモードやＣＯＭＦＯＲＴモード等を含んだ複数の制御モードから構成される。図５では、標準のＳＴＡＮＤＡＲＤモード、ＳＰＯＲＴモード、ＣＯＭＦＯＲＴモードの３つの制御モードの場合を例示している。ＳＰＯＲＴモードは、車両姿勢変化を抑えることを重視した制御モードである。ＣＯＭＦＯＲＴモードは、車両振動を抑えた乗心地性能重視の制御モードである。そして、制御モードは、例えば、ドライバによるスイッチ切り替えや、車両状況からドライバの意図を推測し車両側で自動的に切り替えによって設定変更される構成とする。
【００３０】
以上の処理によって、制駆動用目標値演算部２１は、車両状態とドライバ入力信号とから、目標ドライバ制御力とストローク速度を推定する。これによって、センサの推定精度の低さと路面外乱分とを除いた、ドライバ操作による制駆動入力分のストローク速度を推定可能となる。
【００３１】
また図２に戻って、状態推定部２２は、車両に搭載されたバネ上上下加速度センサ、バネ下上下加速度センサの出力値を入力とし、バネ上加速度とバネ下加速度の相対加速度を用いて、４輪のサスペンションストローク速度を推定する処理を実行する。なお、上記演算処理としては、加速度センサ検出値をディジタルフィルタを用いて擬似積分し速度次元の物理量を推定する方法、または車輪速などからバネ上／バネ下の状態を検出し、速度次元の物理量を推定する方法などがある。
【００３２】
第１制御信号変換部２３は、状態推定部２２が演算したストローク速度と制駆動用目標値演算部２１が演算した目標ドライバ制御力に基づき、指令電流マップを参照して指令電流を求め、求めた指令電流Ａ１を第１目標制御量として出力する処理を行う。
第２制御信号変換部２４は、制駆動用目標値演算部２１が演算した目標ドライバ制御力及びストローク速度に基づき、指令電流マップを参照して指令電流を求め、求めた指令電流Ａ２を第２目標制御量として出力する処理を行う。
【００３３】
上記第１及び第２制御信号変換部２４が使用する指令電流マップの例を図６に示す。ここで、減衰力が、上記目標ドライバ制御力に対応する。図６では、目標ドライバ制御力である減衰力とストローク速度との交点が、どの指令電流の線（減衰力特性の線）上に位置するかによって、出力する指令電流（目標制御量）を決定する。
【００３４】
また電流値調停部２５は、第１制御信号変換部２３及び第２制御信号変換部２４の出力である各制御指令電流値Ａ１，Ａ２から、最終の出力値（制御指令電流）Ａを最終目標制御量として調停・演算する処理を実行する。このとき電流値調停部２５は、ストローク速度が小さい場合、ストローク速度が大きい場合に比べて、第１制御信号変換部２３の出力値よりも第２制御信号変換部２４の出力値Ａ２を優先して、最終の制御指令電流Ａを算出する。すなわち、電流値調停部２５は、ストローク速度が小さいほど、第１制御信号変換部２３の出力値よりも第２制御信号変換部２４の出力値Ａ２の優先度を高くして、最終の制御指令電流Ａを算出する。
【００３５】
本実施形態の電流値調停部２５は、セレクトハイによって、第１制御信号変換部２３の出力値Ａ１と第２制御信号変換部２４の出力値Ａ２のうちの大きい方を、最終の出力値Ａ（制御指令電流）とする。
一般にストローク速度が小さい状態で制動力によるピッチ挙動が発生する場合には、検出値に基づく第１制御信号変換部２３の出力は小さく、第２制御信号変換部２４の出力値の方が優先して選択されることとなる。すなわち、電流値調停部２５は、ストローク速度が小さい場合、ストローク速度が大きい場合に比べて、第１制御信号変換部２３の出力値よりも第２制御信号変換部２４の出力値を優先して、最終の制御指令電流を算出することになる。
【００３６】
（動作その他）
上述のとおり本実施形態では、制駆動用目標値演算部２１で演算された目標ドライバ制御力（減衰力）と２種類のストローク速度とを使用して目標制御量として指令電流値を演算する。なお、目標制御量で発生する制御力が目標制御力となる。
すなわち、図７に示すように、状態推定部２２が、バネ上上下加速度センサ１及びバネ下上下加速度センサ１０の出力値に基づき第１のストローク速度を推定する。また、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが、制駆動力から車両モデルを使用して第２のストローク速度を推定する。このとき第１のストローク速度は、センサによる実ストローク速度を求めているので、路面入力分、センサ推定誤差分、及び制駆動入力分によるストローク速度となる。一方、第２のストローク速度は、車両モデルから求めた制駆動力に基づく推定値であって、主として制駆動入力分によるストローク速度となる。そして、第１制御信号変換部２３が、第１のストローク速度から第１目標制御量である第１制御指令電流Ａ１を求めると共に、第２制御信号変換部２４が、第２のストローク速度から第２目標制御量である第２制御指令電流Ａ２を求める。更に、電量値調停部が、第１制御指令電流Ａ１及び第２制御指令電流Ａ２から最終の制御指令電流Ａを求める。このとき、電量値調停部は、ストローク速度が小さい場合には、ストローク速度が大きい場合に比べて第２制御指令電流Ａ２を優先させて上記最終の制御指令電流Ａを算出する。本実施形態では、第１制御指令電流Ａ１及び第２制御指令電流Ａ２の大きい方を最終の制御指令電流Ａとすることで、ストローク速度が相対的に小さい場合に第２制御指令電流Ａ２を優先して最終の制御指令電流Ａを算出するようにしている。
【００３７】
ここで、路面外乱が小さいなど実ストローク速度が微速度域では、センサからストローク速度を推定する場合、センサの推定精度が落ちて、正しい指令電流値Ａ１を算出出来ずに挙動抑制が不足する場合がある。ここで、制駆動入力時の車両挙動は低周波数域であり、ストローク速度も微低速かつ低周波数域（約０．５Ｈｚ以下）である。これに鑑み、低周波数域に強いセンサを使用したとしても、路面入力分によるノイズとのＳ／Ｎ比が小さく、高周波領域を遮断するローパスフィルタ等の設計が必須となるが、フィルタによる遅延により、車両挙動に対し、制御力の立ち上がりが遅れ、同様に制駆動入力時初期の挙動抑制効果を精度良く補償できない。
【００３８】
また、路面入力によりストローク速度に変動が発生すると、算出される指令電流値Ａ１も変動する。しかし、ストローク速度が微低速域では、図６に示すように、アクチュエータの特性から減衰力可変幅が小さいために、指令電流値の変動幅も大きくなり、チャタリングによりアクチュエータからの異音や、不要な振動を発生するおそれがある。チャタリング抑制のために、ローパスフィルタ等で制御力を落とすと、その跳ね返りとして、微低速域である加減速時の挙動初期では制御力が弱まり、挙動抑制不足に陥る。
【００３９】
これに対し、本実施形態では、ストローク速度が小さいほど、第２のストローク速度に基づく第２指令電流値を優先して最終の制御指令電流Ａを算出する。これによって、ストローク速度微低速域では、センサの推定精度・路面外乱の影響を受けない、ドライバ入力分のみのストローク速度を使用することで、微低速域でのセンサの推定精度・路面外乱の影響を除外して、姿勢抑制効果の高い制御力を演算でき、ピッチ挙動抑制効果を得ることが出来る。図８に、ストローク速度が小さい場合（実ストローク速度が微速度域）に、第２のストローク速度で制御した場合と第１のストローク速度で制御した場合の各ピットレイトの推移の例を示す。この図８から分かるように、ストローク速度が小さい場合に、第２のストローク速度で制御することでピッチ挙動抑制効果が向上することが分かる。制駆動力によるピッチが挙動が発生していない場合には、第２のストローク速度はゼロ若しくは小さくなるが、挙動抑制の必要はないか小さい。
【００４０】
ここで、ストローク速度微低速域を制駆動車両挙動推定部２１Ｂにて推定することで、微低速域でセンサの推定精度・路面外乱の影響を受けず、精度の高いストローク速度を演算可能となる。この結果図９に示すように、微低速域でもアクチュエータの高い制御力領域を使用可能となり、高い姿勢抑制効果を得られる。また、第２のストローク速度は路面外乱分が無いか小さいので、上述のようなチャタリング発生も抑制可能となる。
【００４１】
一方、路面外乱などが大きくなるなどによって、第２のストローク速度よりも路面外乱分も含む第１のストローク速度の方が大きくなると、第１のストローク速度から求めた第２指令電流Ａ２が採用される。すなわち、ストローク速度が中速〜高速域では、図１０に示すように、車両挙動に合った精度の高いストローク速度を推定でき、路面外乱分を含めた目標姿勢を実現できる。
【００４２】
又、２つの制御指令電流Ａ１，Ａ２を、セレクトハイで最終の制御指令値Ａを推定することで、ストローク速度微低速域では、第１の目標制御量に対し、第２の目標制御量による高い制御力が最終制御電流値として出力されるため、ストローク速度微低速域から高い姿勢抑制効果を得られる（図１１参照）。
ここで、状態推定部２２は挙動検出手段を構成する。第１制御信号変換部２３は第１目標制御量算出手段を構成する。制駆動車両挙動推定部２１Ｂは挙動推定手段を構成する。第２制御信号変換部２４は第２目標制御量算出手段を構成する。電流値調停部２５は最終目標制御量算出手段を構成する。
【００４３】
（本実施形態の効果）
（１）状態推定部２２は上物挙動としてストローク速度を検出する。第１制御信号変換部２３は、センサ１，１０の検出に基づき、目標車両挙動とするための第１目標制御量を算出する。制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、車両の制駆動力に基づき車両の上屋挙動を推定する。第２制御信号変換部２４は、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが推定した車両の上屋挙動に基づき、目標車両挙動とするための第２目標制御量を算出する。電流値調停部２５は、上記第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき最終目標制御量を算出し、その算出の際に、上記車両の上屋挙動が小さいほど、第１目標制御量よりも第２目標制御量の優先度を高くして上記最終目標制御量を算出する。
【００４４】
この構成によれば、車両の上屋挙動が小さい場合には、第２目標制御量を優先する。この結果、上屋挙動が小さいときの推定精度を、制駆動車両挙動推定部２１Ｂにて補償する。このとき、上屋挙動が小さい帯域でのセンサの推定精度・路面外乱の影響を受けない、ドライバ入力分のみの上屋挙動を推定可能となり、姿勢抑制効果の高い制御力を演算できる。特に、ピッチ挙動抑制効果を得ることが出来る。上屋挙動が小さい場合とは、例えば上屋挙動を検出するセンサでの検出精度が予め設定して精度以下に対応する上屋挙動の場合を指す。
本実施形態では、上屋挙動としてストローク速度を例示しているが、上屋挙動として車体ストローク速度を検出しても良い。
【００４５】
（２）状態推定部２２は、上屋挙動の動作速度を検出する。第１制御信号変換部２３は、状態推定部２２が検出した上屋挙動の動作速度から第１目標制御量を算出する。
この構成によれば、上屋挙動の動作速度を採用することで、路面外乱の影響を含めた車両挙動をセンサにより推定する。この結果、ストローク速度が中速〜高速域では、車両挙動に合った精度の高いストローク速度を推定でき、路面外乱分を含めた目標姿勢を実現できる。
【００４６】
（３）制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、上屋挙動の動作速度を推定する。第２制御信号変換部２４は、制駆動車両挙動推定部２１Ｂが推定した上屋挙動の動作速度から第２目標制御量を算出する。
この構成によれば、ストローク速度微低速域を制駆動車両挙動推定部２１Ｂにて推定する。このため、微低速域でセンサの推定精度・路面外乱の影響を受けず、精度の高いストローク速度を演算可能となる。この結果、微低速域でもアクチュエータによる高い制御力領域を使用可能となり、高い姿勢抑制効果を得られる。
【００４７】
（４）電流値調停部２５は、上記第１目標制御量と第２目標制御量のうちの値の大きい方を最終目標制御量とする。
この構成によれば、２つの制御指令電流から最終の制御指令電流を、セレクトハイで推定する。このため、ストローク速度微低速域では、第１目標制御量に対し、第２目標制御量に対応する高い制御力が、最終制御電流値に基づき出力される。この結果、ストローク速度微低速域から高い姿勢抑制効果を得ることが出来る。
【００４８】
「第２実施形態」
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の構成は、上記第１実施形態と同様である。但し、電流値調停部２５の処理が異なる。本実施形態は、電流値調停部２５にて、センサから推定した第１のストローク速度から算出した制御指令電流値Ａ１と、モデルに基づき推定した第２のストローク速度から算出した制御指令電流値Ａ２とを、予め設定した配分方法で配分して最終的な制御指令電流値Ａを調停する演算方法である（図１２）
【００４９】
次に本実施形態の電流値調停部２５での処理について説明する。
本実施形態の電流値調停部２５は、図１２及び図１３に示すように、配分量演算部２５Ａと最終目標制御量演算部２５Ｂとを備える。配分量演算部２５Ａは、第１制御信号変換部２３の出力値と第２制御信号変換部２４の出力値との重み付けである配分量（優先度）を演算する処理を実行する。この配分量演算部２５Ａは、図１２に示すように、状態量演算部２５Ａａ、逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂ、目標制御量配分演算部２５Ａｃを備える。
【００５０】
状態量演算部２５Ａａは、加速度センサで検出されたバネ上加速度及びバネ下加速度に基づき、状態量としてストローク速度を演算する。演算は、予め設定した演算時間毎に実施する。なお、演算する状態量は、ストローク速度の代わりに、バネ下上下加速度などにから検出される路面外乱信号であっても良い。
逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂは、状態量演算部２５Ａａが逐次演算するストローク速度の包絡線を求める。実ストローク速度には、位相の進みや遅れがあるが、振幅は信頼性が大きいと推定される。すなわち、実ストローク速度は推定精度が劣化するため、実用に耐えうる振幅のみを使用する。
【００５１】
上記逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂは、例えば図１４に示すような処理構成で包絡信号処理を行い、判断基準となる路面外乱によるストローク速度包絡波形を演算する。このとき式（６）で示されるフィルタ演算処理もしくは、素子により構成されるアナログフィルタによって演算処理実施する。これによって、判断基準となる路面外乱によるストローク速度包絡波形が演算される。またこのとき、遮断周波数は式（７）のように設定を行う。
【００５２】
【数１】
【００５３】
ここで、図１４に示す逐次包絡振動波形の演算処理を行う処理構成は、処理の上流側から第１ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、絶対化処理部（絶対値化処理）、増幅処理部、第２ローパスフィルタの順次に実行していく構成となっている。図１４中、ｆｃ１及びｆｃ３はローパスフィルタ遮断周波数、ｆｃ２はハイパスフィルタ遮断周波数である。また図１４中Ａは、ストローク速度振幅調整用ゲインである。
上記遮断周波数ｆｃ１，ｆｃ２，ｆｃ３は例えば次のように設定すればよい。
ｆｃ１ ≦ ４０Ｈｚ （アイドル振動周波数以下に設定）
ｆｃ２ ≦ ０．５Ｈｚ （バネ上共振周波数以下に設定）
ｆｃ３ ＝ｆｃ２
・・・（７）
【００５４】
ここで、センサから推定されたストローク速度を使用する理由として、微低速域においてはセンサの位相に対しての推定精度は劣化するが、包絡信号処理後の振幅のみついては実用に耐えうる推定精度を持つことが分かっているためである。
ここで、車両状態量・制御モードのうちの少なくとも１つ以上の信号に基づき、ＳＰＯＲＴモードではｆｃ３＜ｆｃ２とし、ストローク速度包絡波形の立ち上がりを遅くすることで、電流値Ａ１への切り替えを遅めにする。一方、ＣＯＭＦＯＲＴモードではｆｃ３＞ｆｃ２とすることで、ストローク速度包絡波形の立ち上がりを早くし、電流値Ａ１への切り替えを早めにする。
【００５５】
４輪の各ストローク速度を上記のようにしてストローク速度包絡波形に変換後、この各輪毎に求めた４つのストローク速度から目標制御量配分演算部２５Ａｃで使用する重み用ストローク速度を決定する。重み用ストローク速度は、例えば、車両状態や制御モードに合わせて下記のように決定する。ない。重み用ストローク速度の決定方法は、別の方法を使用しても良い。
【００５６】
「車両姿勢を優先する場合」
４輪のストローク速度包絡波形に対し、セレクトローにて選択する。
「路面入力からの振動低減を優先する場合」
４輪のストローク速度包絡波形に対し、セレクトハイにて選択する。
「突起による入力を低減させる場合」
前輪のストローク速度包絡波形に対し、セレクトローにて選択する。
【００５７】
目標制御量配分演算部２５Ａｃは、逐次包絡振動波形演算部２５Ａｂが求めた包絡信号処理後の振幅、つまりストローク速度の絶対値に基づき重みμを求める。本実施形態では、ストローク速度が大きいほど、重みμが大きくなるように演算する。本実施形態では、重みμは０以上１以下の範囲の値となる。
最終目標制御量演算部２５Ｂは、目標制御量配分演算部２５Ａｃが演算した重みμを使用して、下記式（７）に基づき、最終的な制御指令電流を演算する
Ａ ＝μ・Ａ１ ＋（１−μ）・Ａ２ ・・・（７）
その他の構成については、上記第１実施形態と同様である。
【００５８】
（動作その他）
これによって、選択したストローク速度包絡波形が制御指令電流Ａ１の推定精度が悪化するストローク速度微低速域の場合には、図１３のように０≦μ≦１の範囲で設定されているμを０に近づけることで、制御指令電流値Ａ２が優先する。これによって、制御指令電流Ａ１の推定精度が悪化するストローク速度微低速域を補償する。また制御指令電流値Ａ１と制御指令電流値Ａ２の算出方法による特徴からも、制御指令電流値Ａ１に対し制御指令電流値Ａ２が制駆動入力による姿勢抑制効果を優先する。すなわち、制御指令電流値１は路面外乱からの入力を優先していることから、制御モードのＳＰＯＲＴモードでは、μを０側に近づくように調整し、ＣＯＭＦＯＲＴモードではμを１側に近づくように調整する。また車速等の車両走行状態に合わせ、路面外乱入力が大きい車速高速域では、μを１側に近づける。なお、本調停には、最大の姿勢抑制効果が得られるセレクトハイ、またはセレクトロー等の簡略した調停方法を用いても良い。
【００５９】
ここで、図１５は、第１制御指令電流値Ａ１と第２制御指令電流値Ａ２との調停について、模式的に記載した図である。（ａ）は第１実施形態に基づきセレクトハイで調停した場合を例示する。（ｂ）は第２実施形態に基づき配分調整にした場合を例示している。ここで、第１制御指令電流値Ａ１は、制駆動力変化による車両挙動時に大きな値となる。
この図１５から分かるように、セレクトハイで調停する場合に比べ、第１目標制御量及び第２目標制御量を、車両状態量に合わせて優先度を決め逐次配分をすることで、目標制御量の切り替えを滑らかにすることができる。この結果、目標制御量の切り替えに伴う、制御の違和感を緩和することができる。
【００６０】
上屋挙動の動作速度の増加に応じて配分を逐次変更することで、図１６に示すように、ストローク速度の領域に対し、推定精度の高い第１目標制御量及び第２目標制御量を優先して配分することが可能となり、ストローク速度によらずより精度良く目標姿勢を実現できる。
ここで、配分量演算部２５Ａは配分量設定手段を構成する。
【００６１】
（本実施形態の効果）
上記第１実施形態による効果に加え、次の効果を奏する。
（１）配分量演算部２５Ａは、車両の上屋挙動の動作速度に基づき、第１目標制御量と第２目標制御量の配分量を設定する。電流値調停部２５は、上屋挙動の動作速度が小さいほど、第２目標制御量の配分が大きくなる方向に上記配分量を設定する。
この構成によれば、第１目標制御量及び第２目標制御量を車両状態量に合わせて優先度を決め逐次配分をする。このため、セレクトハイでの調停する場合に比べて、目標制御量の切り替えを滑らかにすることができる。すなわち、目標制御量の切り替えに伴う、制御の違和感を緩和することができる
【００６２】
（２）上屋挙動の動作速度は、サスペンションのストローク速度である。
上屋挙動の動作速度の増加に応じて配分を逐次変更することで、ストローク速度の領域に対し、推定精度の高い第１及び第２の目標制御量を優先して配分することが可能となり、ストローク速度によらず目標姿勢を実現できる。
このとき、サスペンションのストローク速度を使用することで、路面外乱を確実に反映させることが可能となる。
【００６３】
「第３実施形態」
次に、第３実施形態について図面を参照して説明する。上記第１及び第２実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の構成は、上記第１及び第２実施形態と同様である。但し、本実施形態では、上記第１実施形態における理想減衰力特性設計手法（車両モデル）に基づき、前後輪で理想減衰力特性を変えることにより、制御力を配分する。この処理は、例えば制駆動車両挙動推定部２１Ｂで実施され、下記のように求めたαＣによって、制駆動車両挙動推定部２１Ｂは、理想前輪減衰係数Ｃｆ及び理想後輪減衰係数Ｃｒの値を調整する。
上記配分比率は、下記式（８）に基づき、推定モデル内の減衰連成係数αＣによって決定される。その減衰連成係数αＣは、少なくとも、車両諸元と路面外乱によりバネ上振動レベルにより決定する。なお、減衰連成係数αＣの値は、０≦αＣ≦１の範囲に設定する。
【００６４】
【数２】
【００６５】
ここで、
Ｃｆ：理想前輪減衰係数
Ｃｒ：理想後輪減衰係数
Ｌｆ：前輪位置〜重心位置までの相対前後距離［ｍ］
Ｌｒ：重心位置〜後輪位置相対前後距離［ｍ］
である。
そして、下記式（９）のように車両諸元から減衰連成係数αＣを決定することにより、ドライバへのピッチ振動の影響を、図１７のように最小限に抑える。
αＣ＝Ｌｔ／（Ｌｆ＋Ｌｒ）
Ｌｔ：車両重心位置から運転席位置までの相対前後距離［ｍ］
（但し、車両重心位置に対し運転席側（車両前側）を正とする）
・・・・・（９）
【００６６】
すなわち、理想的な前後配分である減衰連成係数αＣにより、ピッチ挙動時のピッチ中心が前後して、減衰連成係数αＣを運転席位置（ドライバ位置）がピッチ中心となるように設定する。この結果、ドライバ位置での変位を小さく抑えることが可能となる。
また路面外乱によるバネ上振動レベルが悪化し、ドライバの期待がさらに振動レベル低減による快適性を重視している場合は、図１８のように、前後輪の合計制御力Ｃ／Ｃｃを下げつつ、αＣを上げることにより、振動レベルをさげつつも、フロントの姿勢変化を抑制する。ここで、快適性向上のための振動レベル低減手法とは、図１８のように全輪合計での減衰力合計を下げることにより、図１９で示すように、人間感度の高い周波数領域の振動を下げることで実現する。
その他の構成は、上記各実施形態と同様である。
【００６７】
（本発明の効果）
上記第１実施形態及び第２実施形態の効果に加え次の効果を奏する。
（１）理想的な前後配分αＣにより、ピッチ挙動時のピッチ中心が前後して、αＣを運転席位置（ドライバ位置）がピッチ中心となるように設定する。
これによって、ドライバ位置での変位を小さく抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１ バネ上上下加速度センサ
２ 車輪速センサ
３ 前輪操舵角センサ
４ 後輪操舵角センサ
５ マスタ圧センサ
６ エンジントルクセンサ
７ エンジン回転数センサ
８ 入力軸センサ
９ 出力軸センサ
１０ バネ下上下加速度センサ
１１ サスペンション装置
１３ ショックアブソーバ
１４ 車輪
１５ アクチュエータ
２０ 制御装置
２１ 制駆動用目標値演算部
２１Ａ 制駆動力推定部
２１Ｂ 制駆動車両挙動推定部
２１Ｃ 理想減衰力演算部
２２ 状態推定部
２３ 第１制御信号変換部
２４ 第２制御信号変換部
２５ 電流値調停部
２５Ａ 配分量演算部
２５Ａａ 状態量演算部
２５Ａｂ 逐次包絡振動波形演算部
２５Ａｃ 目標制御量配分演算部
２５Ｂ 最終目標制御量演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータを駆動制御することで、車両姿勢を目標車両挙動に制御するサスペンション制御装置において、
車両の上屋挙動を検出する挙動検出手段と、
上記挙動検出手段の検出に基づき、目標車両挙動とするための第１目標制御量を算出する第１目標制御量算出手段と、
車両の制駆動力に基づき車両の上屋挙動を推定する挙動推定手段と、
上記挙動推定手段が推定した車両の上屋挙動に基づき、目標車両挙動とするための第２目標制御量を算出する第２目標制御量算出手段と、
上記第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき最終目標制御量を算出し、その算出の際に、上記車両の上屋挙動が小さいほど、第１目標制御量よりも第２目標制御量の優先度を高くして上記最終目標制御量を算出する最終目標制御量算出手段と、を備え、
上記最終目標制御量算出手段にて算出した最終目標制御量に基づいて上記アクチュエータを駆動制御することを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
上記挙動検出手段は、上屋挙動の動作速度を検出し、
上記第１目標制御量算出手段は、挙動検出手段が検出した上屋挙動の動作速度から第１目標制御量を算出することを特徴とする請求項１に記載したサスペンション制御装置。
【請求項３】
上記挙動推定手段は、上屋挙動の動作速度を推定し、
上記第２目標制御量算出手段は、挙動推定手段が推定した上屋挙動の動作速度から第２目標制御量を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したサスペンション制御装置。
【請求項４】
上記最終目標制御量算出手段は、上記第１目標制御量と第２目標制御量のうちの値の大きい方を最終目標制御量とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション制御装置。
【請求項５】
上記最終目標制御量算出手段は、
車両の上屋挙動の動作速度に基づき、第１目標制御量と第２目標制御量の配分量を設定する配分量設定手段を備え、上屋挙動の動作速度が小さいほど、第２目標制御量の配分が大きくなる方向に上記配分量を設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション制御装置。
【請求項６】
上記上屋挙動の動作速度は、サスペンションのストローク速度であることを特徴とする請求項５に記載したサスペンション制御装置。
【請求項７】
サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータを制御することで、車両姿勢を目標車両挙動に制御するサスペンション制御装置において、
車両の上屋挙動の動作速度の検出値に基づき第１目標制御量を算出すると共に、車両の制駆動力から推定した上屋挙動の動作速度に基づき第２目標制御量を算出し、
その第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき、上屋挙動が小さい場合該上屋挙動が大きい場合に比べて第１目標制御量よりも第２目標制御量を優先して、最終目標制御量を算出し、
その最終目標制御量に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御することを特徴とするサスペンション制御方法。
【請求項１】
サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータを駆動制御することで、車両姿勢を目標車両挙動に制御するサスペンション制御装置において、
車両の上屋挙動を検出する挙動検出手段と、
上記挙動検出手段の検出に基づき、目標車両挙動とするための第１目標制御量を算出する第１目標制御量算出手段と、
車両の制駆動力に基づき車両の上屋挙動を推定する挙動推定手段と、
上記挙動推定手段が推定した車両の上屋挙動に基づき、目標車両挙動とするための第２目標制御量を算出する第２目標制御量算出手段と、
上記第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき最終目標制御量を算出し、その算出の際に、上記車両の上屋挙動が小さいほど、第１目標制御量よりも第２目標制御量の優先度を高くして上記最終目標制御量を算出する最終目標制御量算出手段と、を備え、
上記最終目標制御量算出手段にて算出した最終目標制御量に基づいて上記アクチュエータを駆動制御することを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
上記挙動検出手段は、上屋挙動の動作速度を検出し、
上記第１目標制御量算出手段は、挙動検出手段が検出した上屋挙動の動作速度から第１目標制御量を算出することを特徴とする請求項１に記載したサスペンション制御装置。
【請求項３】
上記挙動推定手段は、上屋挙動の動作速度を推定し、
上記第２目標制御量算出手段は、挙動推定手段が推定した上屋挙動の動作速度から第２目標制御量を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したサスペンション制御装置。
【請求項４】
上記最終目標制御量算出手段は、上記第１目標制御量と第２目標制御量のうちの値の大きい方を最終目標制御量とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション制御装置。
【請求項５】
上記最終目標制御量算出手段は、
車両の上屋挙動の動作速度に基づき、第１目標制御量と第２目標制御量の配分量を設定する配分量設定手段を備え、上屋挙動の動作速度が小さいほど、第２目標制御量の配分が大きくなる方向に上記配分量を設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション制御装置。
【請求項６】
上記上屋挙動の動作速度は、サスペンションのストローク速度であることを特徴とする請求項５に記載したサスペンション制御装置。
【請求項７】
サスペンションのストロークを制御可能なアクチュエータを制御することで、車両姿勢を目標車両挙動に制御するサスペンション制御装置において、
車両の上屋挙動の動作速度の検出値に基づき第１目標制御量を算出すると共に、車両の制駆動力から推定した上屋挙動の動作速度に基づき第２目標制御量を算出し、
その第１目標制御量及び第２目標制御量に基づき、上屋挙動が小さい場合該上屋挙動が大きい場合に比べて第１目標制御量よりも第２目標制御量を優先して、最終目標制御量を算出し、
その最終目標制御量に基づいて、上記アクチュエータを駆動制御することを特徴とするサスペンション制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−２３０８７（Ｐ２０１３−２３０８７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９９６５（Ｐ２０１１−１５９９６５）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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