サスペンション制御装置
【課題】サスペンションのストローク速度の推定精度を向上可能とする。
【解決手段】制御装置（２０）が、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分（Ｖb0）に基づいて目標周波数（ｆc）を設定する。続いて、制御装置２０が、サスペンションのストローク速度（Ｖz）から目標周波数（ｆc）を含む周波数帯域の成分を除去する。また、制御装置２０が、除去後のストローク速度（Ｖz）（ストローク速度推定値（ＶzSH））に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
【解決手段】制御装置（２０）が、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分（Ｖb0）に基づいて目標周波数（ｆc）を設定する。続いて、制御装置２０が、サスペンションのストローク速度（Ｖz）から目標周波数（ｆc）を含む周波数帯域の成分を除去する。また、制御装置２０が、除去後のストローク速度（Ｖz）（ストローク速度推定値（ＶzSH））に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
この特許文献１に記載の技術では、車輪速センサによって車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいてサスペンションのストローク速度を算出する。そして、特許文献１に記載の技術では、算出したストローク速度に基づいてサスペンションのストローク状態を制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３１９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、検出した車輪速に基づいてサスペンションのストローク速度を算出するため、車輪速が含んでいる外乱成分が増大すると、サスペンションのストローク速度の推定精度が低下する可能性があった。それゆえ、特許文献１に記載の技術では、サスペンションのストローク状態を制御することが困難となる可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目し、サスペンションのストローク速度の推定精度を向上可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、基準車体速成分に基づいて設定周波数帯域を設定する。続いて、本発明の一態様では、サスペンションのストローク速度から設定周波数帯域の成分を除去する。続いて、本発明の一態様では、設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、サスペンションのストローク速度から設定周波数帯域に存在する外乱成分を除去できる。これにより、本発明の一態様によれば、サスペンションのストローク速度の推定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の車両Ａの構成を表す概念図である。
【図２】プログラムの構成を表すブロック図である。
【図３】プログラムの構成を表すフローチャートである。
【図４】状態推定部２２の構成を表すブロック図である。
【図５】基準車輪速演算部２７の構成を表すブロック図である。
【図６】車両平面モデルに用いる数値を説明するための図である。
【図７】路面外乱除去部３４の構成を表すブロック図である。
【図８】基準車体速再配分部３５の構成を表すブロック図である。
【図９】基準車体速成分Ｖb0と目標車速周波数ｆcとの関係を表すグラフである。
【図１０】帯域除去フィルタＨ(z)の周波数特性を表すボーデ線図である。
【図１１】悪路の度合いとＱ値との関係を表すＱ値設定用マップである。
【図１２】サスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
【図１３】サスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
車両Ａの構成について図１を参照して説明する。
本実施形態の車両Ａは、前輪および後輪のそれぞれを個別に操舵可能な４輪操舵車両とする。操舵とは、車輪の向きを変えて進む方向を変更すること（転舵）をいう。
図１は、本実施形態の車両Ａの構成を表す概念図である。
図１に示すように、車両Ａは、加速度センサ１、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、および車体速センサ１０を備える。また、車両Ａは、車体横速センサ１１、およびヨーレイトセンサ１２を備える。
【０００９】
加速度センサ１は、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、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。
【００１０】
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。
【００１１】
前輪操舵角センサ３は、前輪１４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１４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。
【００１２】
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ＴACHO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。
【００１３】
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。
車体速センサ１０は、車体速Ｖを検出する。そして、車体速センサ１０は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
【００１４】
車体横速センサ１１は、車体横速Ｖxを検出する。そして、車体横速センサ１１は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
ヨーレイトセンサ１２は、ヨーレイトγを検出する。そして、ヨーレイトセンサ１２は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
なお、本実施形態では、バネ上上下加速度Ｇs1、Ｇs２、Ｇs３等、サスペンション制御装置で用いる各種物理量をセンサ１〜１２で検出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、各種物理量をオブザーバ等で推定する構成としてもよい。
【００１５】
車両Ａは、ショックアブソーバ１３を備える。
ショックアブソーバ１３は、バネ上と車輪１４との間それぞれに介装されている。
ショックアブソーバ１３は、アクチュエータ１５を備える。アクチュエータ１５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。
【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１〜１２が出力する検出信号、つまり、ドライバ操作量、車両Ａ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Ａの状態量とは、エンジントルクＴe、エンジン回転数ＴACHO、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をアクチュエータ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】
図２は、マイクロプロセッサが実行するプログラムの構成を表すブロック図である。
図２に示すように、制御装置２０は、マイクロプロセッサが実行するプログラムにより、図２の制御ブロックを構成する。この制御ブロックは、目標値演算部２１、状態推定部２２、姿勢偏差演算部２３、バネ上姿勢制御力演算部２４、目標制御力マネジメント部２５、および制御信号変換部２６を備える。
【００１８】
目標値演算部２１は、各種センサ１〜１０が出力する検出信号に基づいて、車両Ａの目標姿勢および目標ドライバ制御力Ｐdを算出する（図３ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。目標ドライバ制御力Ｐdとは、目標姿勢を実現するためのショックアブソーバ１３の減衰力（フィードフォワード値）である。そして、目標値演算部２１は、算出した目標姿勢を姿勢偏差演算部２３に出力し、目標ドライバ制御力Ｐdを目標制御力マネジメント部２５に出力する。
【００１９】
状態推定部２２は、加速度センサ１および車輪速センサ２が出力する検出信号に基づいて、バネ上の状態量を算出する（図３ステップＳ１０３）。バネ上の状態量とは、バネ上の上下速度、ロール速度、ピッチ速度、およびバウンス速度である。また、状態推定部２２は、車輪速センサ２が出力する検出信号に基づいて、サスペンションのストローク速度であるストローク速度推定値ＶzSHを算出する（図３ステップＳ１０４）。ストローク速度推定値ＶzSHの算出方法としては、例えば、加速度センサ１の検出値に基づきディジタルフィルタを用いて疑似積分を行うことで、速度次元の物理量を推定する方法を採用できる。また、車輪速センサ２が検出した車輪速ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRR等からバネ上およびバネ下の状態を検出することで、速度次元の物理量を推定する方法も採用できる。そして、状態推定部２２は、算出したバネ上の状態を車両Ａの実姿勢として姿勢偏差演算部２３に出力し、ストローク速度推定値ＶzSHを制御信号変換部２６に出力する。
【００２０】
図４は、状態推定部２２の構成を表すブロック図である。
図４に示すように、状態推定部２２は、基準車輪速演算部２７、加減算器２８、ジオメトリ変化上下成分変換部２９、ストローク速度校正部３０、振動周波数演算部３１、および信号処理部３２を備える。
【００２１】
基準車輪速演算部２７は、各種センサ２、３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、車輪速ωs（＝[ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRR]T）、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、およびヨーレイトγ等の物理量を読み込む。続いて、基準車輪速演算部２７は、読み込んだ物理量に基づいて、基準車輪速成分ω0（＝[ω0FL、ω0FR、ω0RL、ω0RR]T）を算出する。基準車輪速成分ω0とは、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車輪速である。車両平面運動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、車両Ａの平面運動に起因する成分である。例えば、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分である。路面外乱成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、路面の凹凸等、路面状態によって発生した車両Ａのロール運動、およびピッチ運動に起因する外乱成分である。そして、基準車輪速演算部２７は、算出結果を加減算器２８に出力する。
【００２２】
また、基準車輪速演算部２７は、読み込んだ物理量に基づいて、基準車体速成分Ｖb0（＝[Ｖb0FL、Ｖb0FR、Ｖb0RL、Ｖb0RR]T）を算出する。基準車体速成分Ｖb0とは、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去して得た車体速である。そして、基準車輪速演算部２７は、算出結果を振動周波数演算部３１に出力する。
【００２３】
図５は、基準車輪速演算部２７の構成を表すブロック図である。
具体的には、図５に示すように、基準車輪速演算部２７は、平面運動成分抽出部３３、路面外乱除去部３４、および基準車体速再配分部３５を備える。
平面運動成分抽出部３３は、車輪速センサ２が出力する検出信号が表す車輪速ωsに基づいて、車輪１４の単位時間当たりの移動距離を表す車輪速Ｖs（＝[ＶFL、ＶFR、ＶRL、ＶRR]T）を算出する。続いて、平面運動成分抽出部３３は、各種センサ３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、ヨーレイトγ等の物理量を読み込む。ここで、操舵角δf、δr、車体横速Ｖxは運転者の操作状態である。また、車体横速Ｖx、ヨーレイトγは車両Ａの状態量である。続いて、平面運動成分抽出部３３は、算出した車輪速Ｖs、および読み込んだ物理量（運転者の操作状態、車両Ａの状態量）に基づき、下記（１）式に従って平面運動除去後成分Ｖ0を算出する。平面運動除去後成分Ｖ0とは、車両平面運動成分を除去した車体速の成分である。そして、平面運動成分抽出部３３は、算出した平面運動除去後成分Ｖ0を路面外乱除去部３４に出力する。
【００２４】
Ｖ0FL＝｛ＶFL―（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf｝/cosδf＋Ｔf/２・γ
Ｖ0FR＝｛ＶFR―（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔf/２・γ
Ｖ0RL＝｛ＶRL―（Ｖx―Ｌr・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔr/２・γ
Ｖ0RR＝｛ＶRR―（Ｖx―Ｌr・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔr/２・γ ・・・（１）
【００２５】
但し、図６に示すように、Ｌfは車両重心点と前車軸との間の距離、Ｌrは車両重心点と後車軸との間の距離、Ｔfは前輪側のトレッド、Ｔrは後輪側のトレッドである。
なお、上記（１）式は車両Ａの平面運動モデルを表す下記（２）式の逆モデルである。
ＶFL＝（Ｖ―Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf
ＶFR＝（Ｖ＋Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf
ＶRL＝（Ｖ―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr
ＶRR＝（Ｖ―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr ・・・（２）
【００２６】
例えば、車輪１４の操舵角δf、δrが０であると、車体速Ｖの大きさおよび方向は車輪速Ｖsとの大きさおよび方向と一致する。ここで、運転者が操舵操作を行い、車輪１４に操舵角δf、δrが発生すると、車体速Ｖに対し車輪速Ｖsの大きさおよび方向が変動する。それゆえ、車両Ａの平面運動モデルの逆モデルを用いて平面運動除去後成分Ｖ0を算出することで、この変動を除去でき、平面運動成分、つまり、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分を除去した車体速の成分を抽出できる。
これにより、車両平面運動成分および外乱成分が混入した車輪速ωsから、車両平面運動成分を除去した車体速の成分である平面運動除去後成分Ｖ0を抽出できる。
【００２７】
図７は、路面外乱除去部３４の構成を表すブロック図である。
図７に示すように、路面外乱除去部３４は、平面運動成分抽出部３３が出力する平面運動除去後成分Ｖ0に基づき、下記（３）式に従って前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavを算出する。前輪側平均車体速ＶbFavとは、左右の前輪１４（２輪）の平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRの平均値である。後輪側平均車体速ＶbRavとは、左右の後輪１４（２輪）の平面運動除去後成分Ｖ0RL、Ｖ0RRの平均値である。
ＶbFav＝１/２・（Ｖ0RL＋Ｖ0RR）
ＶbRav＝１/２・（Ｖ0FL＋Ｖ0FR） ・・・（３）
【００２８】
例えば、車両Ａにロール運動が発生すると、平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRに互いに反対方向で且つほぼ同程度の大きさの変動が発生する。それゆえ、左右の前輪１４の平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRの平均値を算出することで、この変動を除去でき、車両Ａのロール運動に起因する外乱成分を除去した車体速の成分を抽出できる。同様に、平面運動除去後成分Ｖ0RL、Ｖ0RRについても当該成分を抽出できる。
【００２９】
また、路面外乱除去部３４は、算出した前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavに基づき、下記（４）式に従って基準車体速成分Ｖb0を算出する。基準車体速成分Ｖb0は、前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavから、車両Ａのピッチ運動およびバウンス運動に起因する外乱成分を除去した車体速である。そして、路面外乱除去部３４は、算出した基準車体速成分Ｖb0を基準車体速再配分部３５に出力する。
Ｖb0FL＝ＶbRav
Ｖb0FR＝ＶbRav
Ｖb0RL＝ＶbFav
Ｖb0RR＝ＶbFav ・・・（４）
【００３０】
ここで、前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavを算出すると、前輪側平均車体速ＶbFavには位相が遅れが発生し、後輪側平均車体速ＶbRavには位相進みが発生する。それゆえ、前輪１４の基準車体速成分Ｖb0FL、Ｖb0FRとして後輪側平均車体速ＶbRavを用い、後輪１４の基準車体速成分Ｖb0RL、Ｖb0RRとして前輪側平均車体速ＶbFavを用いることで、ピッチ運動に起因する外乱成分を除去した車体速を抽出できる。
【００３１】
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、車輪速ωsに基づいて、車輪速ωsから平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する。それゆえ、例えば、車両平面運動成分や路面外乱成分が混入し、車輪速ωsの検出精度が低下しても、基準車体速成分Ｖb0の推定精度の低下を抑制できる。それゆえ、サスペンションのストローク速度Ｖzをより精度良く算出できる。
また、車輪速ωsから車両平面運動成分を除去した後に路面外乱成分を除去する。それゆえ、車両平面運動成分および路面外乱成分を比較的容易に除去できる。
【００３２】
なお、本実施形態では、路面状態によって発生したロール運動、ピッチ運動、バウンス運動に起因する外乱成分すべてを除去する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、車両Ａの目標性能や演算負荷等、各種目的に基づいて路面外乱成分を除去するための演算を簡略化する構成としてもよい。少なくとも２輪以上において、上述した平面運動除去後成分Ｖ0の比較や差分除去を行うことで、路面外乱成分のうち、ロール運動、ピッチ運動、およびバウンス運動に起因する外乱成分のいずれかを除去できる。
【００３３】
図８は、基準車体速再配分部３５の構成を表すブロック図である。
図８に示すように、基準車体速再配分部３５は、センサ３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、ヨーレイトγ等の物理量を読み込む。続いて、基準車体速再配分部３５は、読み込んだ物理量、および路面外乱除去部３４が出力する基準車体速成分Ｖb0に基づき、下記（５）式に従って基準車輪速成分ω0を算出する。
【００３４】
ω0FL＝[（Ｖb0FL―Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf]/ｒ0
ω0FR＝[（Ｖb0FR＋Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf]/ｒ0
ω0RL＝[（Ｖb0RL―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr]/ｒ0
ω0RR＝[（Ｖb0RR―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr]/ｒ0
・・・（５）
但し、ｒ0は車輪１４の半径である。
ここで、上記（５）式は、車両平面モデルである。
【００３５】
なお、本実施形態では、平面運動除去後成分Ｖ0に基づいて基準車体速成分Ｖb0を算出する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、平面運動除去後成分Ｖ0に代えて、本実施形態の方法とは異なる方法で車両平面運動成分を除去した車体速、または車両平面運動成分を除去していない車体速である各輪車体速を用いてもよい。すなわち、車輪速ωsに基づいて車輪１４それぞれの車体速である各輪車体速を算出し、算出した各輪車体速のうち、少なくとも２輪以上の各輪車体速に基づいて、路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する構成としてもよい。
【００３６】
図４に戻り、加減算器２８は、車輪速センサ２が出力する検出信号が表す車輪速ωs、および基準車輪速演算部２７が出力する基準車輪速成分ω0に基づき、下記（６）式に従って車輪速変動成分ωd（＝[ωdFL、ωdFR、ωdRL、ωdRR]T）を算出する。そして、加減算器２８は、算出結果をジオメトリ変化上下成分変換部２９に出力する。
ωd＝ωs−ω0 ・・・（６）
ジオメトリ変化上下成分変換部２９は、加減算器２８が出力する車輪速変動成分ωdに基づいて、サスペンションのストローク速度Ｖz（＝[ＶzFL、ＶzFR、ＶzRL、ＶzRR]T）を算出する。そして、ジオメトリ変化上下成分変換部２９は、算出結果をストローク速度校正部３０に出力する。
【００３７】
ストローク速度校正部３０は、基準車輪速演算部２７が算出した基準車輪速成分ω0に基づいて、ジオメトリ変化上下成分変換部２９が算出したストローク速度Ｖzを校正する。そして、ストローク速度校正部３０は、校正したストローク速度Ｖzを信号処理部３２に出力する。ここで、ジオメトリ変化上下成分変換部２９では、車輪速変動成分ωd、つまり、車輪速ωsと基準車輪速成分ω0との差に基づいてサスペンションのストローク速度Ｖzを算出している。それゆえ、サスペンションのストローク速度Ｖzは車輪速ωsに応じて分解能が変動する。そのため、基準車輪速成分ω0に応じてストローク速度Ｖzを校正することで、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
【００３８】
振動周波数演算部３１は、基準車輪速演算部２７が出力する基準車体速成分Ｖb0に基づき、下記（７）式に従って後述する帯域除去フィルタＨ(z)の目標周波数ｆc（＝[ｆcFL、ｆcFR、ｆcRL、ｆcRR]T）を算出する。目標周波数ｆcとは、車輪速ωsが含んでいる成分のうち、帯域除去フィルタＨによって除去する成分の周波数帯域を表す周波数である。そして、振動周波数演算部３１は、算出結果を信号処理部３２に出力する。
ｆc＝Ｖb0/（２・π・ｒ0） ・・・（７）
Ｖb0＝[Ｖb0FL、Ｖb0FR、Ｖb0RL、Ｖb0RR]T
但し、ｒ0は車輪１４の半径である。
【００３９】
例えば、車輪１４では、車輪１４（タイヤ、Ｒ/Ｗ、アクスル等）の回転に伴ってアンバランス振動が発生する。このアンバランス振動は、通常、車両品質基準内の比較的小さい振動となる。しかしながら、車輪速ωsからサスペンションのストローク速度Ｖzを算出する方法では、車両品質基準内のアンバランス振動であったとしても、車輪速ωsが変動すると、サスペンションのストローク速度Ｖzの推定精度が低下する。それゆえ、車輪１４のアンバランス振動による成分を除去することで、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。そのため、目標周波数ｆcとしては、車輪速ωsが含んでいる成分のうち、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動の周波数を設定する。
【００４０】
これにより、サスペンションのストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、上記（７）式に示すように、基準車体速成分Ｖb0に比例させて目標周波数ｆcを設定する構成とした。それゆえ、アンバランス振動の周波数が基準車体速成分Ｖb0の増大に伴って増大するところ、図９に示すように、基準車体速成分Ｖb0が大きいほど目標周波数ｆcを大きくすることで、車輪１４のアンバランス振動による成分を適切に除去できる。
【００４１】
また、基準車体速成分Ｖb0、つまり、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速Ｖの成分に基づいて目標周波数ｆcを設定する構成とした。それゆえ、単に車体速Ｖに基づいて目標周波数ｆcを設定する方法と異なり、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止できる。そのため、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（後述するストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
【００４２】
信号処理部３２は、ストローク速度校正部３０が出力するストローク速度Ｖz、および振動周波数演算部３１が出力する目標周波数ｆcに基づき、下記（８）式に従ってストローク速度推定値ＶzSH（＝[ＶzSHFL、ＶzSHFR、ＶzSHRL、ＶzSHRR]T）を算出する。ストローク速度推定値ＶzSHとは、ストローク速度Ｖzから目的とするサスペンションのストローク状態の制御に必要のないノイズ成分を除去した後のストローク速度である。ノイズ成分とは、ストローク速度Ｖzが含んでいる成分のうち目標周波数ｆcを含む周波数帯域、つまり、目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域（以下、除去対象周波数帯域とも呼ぶ）における成分である。そして、信号処理部３２は、算出結果を制御信号変換部２６に出力する。
【００４３】
【数１】
【００４４】
Ｐ＝[ＰFL、ＰFR、ＰRL、ＰRR]T＝２・π・ｆc
但し、Ｈ(z)は帯域除去フィルタ、Ｐは極、Ｔはサンプル時間である。
ここで、図１０に示すように、帯域除去フィルタＨ(z)は、除去対象周波数帯域の成分を除去可能なフィルタとなる。それゆえ、帯域除去フィルタＨ(z)は、サスペンションのストローク速度Ｖzから車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動による成分を除去できる。
【００４５】
また、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値は、以下の手順に従って設定する。
まず、振動周波数演算部３１は、走行路面の悪路の度合いを判定する。走行路面の悪路の度合いとしては、バネ上の上下方向の加速度が含んでいる成分の振幅の大きさを採用できる。また、車輪速ωsに基づいて算出した、車輪１４におけるタイヤのねじり共振におけるゲインの大きさを採用できる。
【００４６】
続いて、振動周波数演算部３１は、Ｑ値設定用マップを参照し、走行路面の悪路の度合いの判定結果に対応するＱ値を抽出する。Ｑ値設定用マップとは、図１１に示すように、走行路面の悪路の度合いを横軸とし、Ｑ値を縦軸とするマップである。Ｑ値設定用マップでは、走行路面の悪路の度合いが大きくなるほどＱ値が小さな値となる。
【００４７】
例えば、走行路面の悪路の度合いが高い場合には、悪路の度合いが低い場合に比べ、路面外乱振動成分が大きくなる。路面外乱振動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、路面の凹凸等、路面状態によって発生するサスペンションのストロークに起因する成分である。それゆえ、走行路面の悪路の度合いが高い場合には、路面外乱振動成分よりも車輪回転振動成分が相対的に小さくなる。車輪回転振動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動による外乱成分である。つまり、車輪速センサ２の検出信号が含んでいる成分のうち、路面凹凸による成分よりも車輪１４のアンバランス振動による外乱成分が相対的に小さくなる。そのため、図１０に示すように、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を小さい値とすることで、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を低下できる。すなわち、除去対象周波数帯域のゲインを増大させて「１」（０[dB]）に近づけることができ、ストローク速度Ｖzの検出性能を向上できる。
【００４８】
また、例えば、走行路面の悪路の度合いが低い場合には、悪路の度合いが高い場合に比べ、路面外乱振動成分が小さくなる。それゆえ、走行路面の悪路の度合いが低い場合には、路面外乱振動成分よりも車輪回転振動成分が相対的に大きくなる。つまり、車輪速センサ２の検出信号が含んでいる成分のうち、路面凹凸による成分よりも車輪１４のアンバランス振動による外乱成分が相対的に大きくなる。そのため、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を大きい値とすることで、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を増大できる。すなわち、除去対象周波数帯域のゲインを低減させて「０」に近づけることができる。これにより、ストローク速度Ｖzからのノイズ除去性能を向上できる。
【００４９】
図２に戻り、姿勢偏差演算部２３は、目標値演算部２１が出力する目標姿勢と、状態推定部２２が出力する実姿勢との差である姿勢偏差を算出する（図３ステップＳ１０５）。そして、姿勢偏差演算部２３は、算出結果をバネ上姿勢制御力演算部２４に出力する。
【００５０】
バネ上姿勢制御力演算部２４は、目標値演算部２１が算出した目標姿勢と実姿勢との間に仮想的に設定した減衰係数を有する。実姿勢とは、バネ上のロール運動、ピッチ運動およびバウンス運動の各運動自由度、またはバネ上の平面視で互いに異なる３箇所以上の位置における上下運動自由度の実際の姿勢である。そして、バネ上姿勢制御力演算部２４は、減衰係数および姿勢偏差演算部２３が出力する姿勢偏差に基づいて目標バネ上姿勢制御力Ｐsを算出する（図３ステップＳ１０６）。目標バネ上姿勢制御力Ｐsとは、目標姿勢を実現するためのショックアブソーバ１３の減衰力（フィードバック値）である。そして、バネ上姿勢制御力演算部２４は、算出結果を目標制御力マネジメント部２５に出力する。
【００５１】
目標制御力マネジメント部２５は、目標値演算部２１が出力する目標ドライバ制御力Ｐd、およびバネ上姿勢制御力演算部２４が出力する目標バネ上姿勢制御力Ｐsに基づき、下記（１９）式に従って目標制御力（減衰力）を算出する（図３ステップＳ１０７）。そして、目標制御力マネジメント部２５は、算出結果を制御信号変換部２６に出力する。
目標制御力＝Ｋd・Ｐd＋Ｋ*・Ｐs ・・・（１９）
但し、Ｋd、Ｋ*は、制御モード、運転者の車速に対する感覚、ロール運動方向、ピッチ運動方向、バウンス運動方向に対する振動感覚に基づいて、目標ドライバ制御力Ｐd、目標バネ上姿勢制御力Ｐsを補正するための制御ゲイン、またはフィルタである。
【００５２】
制御信号変換部２６は、目標制御力マネジメント部２５が出力する目標制御力（減衰力）、および状態推定部２２が出力するサスペンションストローク速度に基づき、指令信号マップからアクチュエータ指令信号を検索する（図３ステップＳ１０８）。指令信号マップとは、目標制御力およびサスペンションストローク速度の組み合わせ毎に当該組み合わせに応じたアクチュエータ指令信号をマッピングしたマップである。また、アクチュエータ指令信号とは、ショックアブソーバ１３のオリフィスの大きさが目標状態となるように、アクチュエータ１５を制御するための信号である。なお、本実施形態では、アクチュエータ指令信号を出力する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、アクチュエータ１５を制御するための指令電流を出力するようにしてもよい。
【００５３】
（動作その他）
次に、車両Ａのサスペンション制御装置の動作について説明する。
旋回うねり路の走行中、車両Ａの三次元運動に起因して、車輪速センサ２が検出する車輪速ωsに車両平面運動成分および外乱成分が混入したとする。すると、制御装置２０が、車輪速ωs、運転者の操作量（操舵角）δf、δr、車両Ａの状態量Ｖx、γに基づき、車両平面モデルの逆モデルを用いて、混入した車両平面運動成分を除去した車体速の成分である平面運動除去後成分Ｖ0を算出する（図５の平面運動成分抽出部３３）。
【００５４】
続いて、制御装置２０が、算出した平面運動除去後成分Ｖ0に基づいて、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車輪速成分ω0を算出する（図５の路面外乱除去部３４、基準車体速再配分部３５）。続いて、制御装置２０が、算出した基準車輪速成分ω0に基づき、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動の周波数を目標周波数ｆcとして算出する（図４の振動周波数演算部３１）。続いて、制御装置２０が、算出した目標周波数ｆcおよびストローク速度Ｖzに基づき、目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域の成分を除去する帯域除去フィルタＨ(z)に従ってストローク速度推定値ＶzSHを算出する（図４の信号処理部３２）。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖzからアンバランス振動による成分を除去する。
【００５５】
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車輪速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する。続いて、算出した基準車体速成分Ｖb0に基づいて基準車輪速成分ω0を算出する。続いて、算出した基準車輪速成分ω0に基づいて目標周波数ｆcを設定する。続いて、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域の成分（外乱成分）を除去する。それゆえ、ストローク速度Ｖzから車輪１４のアンバランス振動による成分を除去できる。そのため、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
【００５６】
また、本実施形態のサスペンション制御装置では、基準車体速成分Ｖb0、つまり、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速Ｖの成分に基づいて目標周波数ｆcを設定する。それゆえ、単に車体速Ｖに基づいて目標周波数ｆcを設定する方法と異なり、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止できる。そのため、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
【００５７】
ここで、車両Ａが、路面凹凸等による路面入力が大きい悪路を走行していたとする。すると、制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いが高いと判定し、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を比較的大きい値とする（図４の振動周波数演算部３１）。これにより、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を増大し、ストローク速度Ｖzの成分のうち路面外乱振動成分を適切に除去し、アンバランス振動による成分の除去性能を向上させる。
【００５８】
一方、車両Ａが、路面入力が微少である良路を走行していたとする。すると、制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いが低いと判定し、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を比較的小さい値とする（図４の振動周波数演算部３１）。これにより、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を低減し、ストローク速度Ｖzの成分のうちサスペンションストロークに基づく成分の除去を回避し、ストローク速度Ｖzの検出性能を向上させる。
【００５９】
続いて、制御装置２０が、算出したストローク速度推定値ＶzSHに基づいてショックアブソーバ１３の減衰力を性御する指令をアクチュエータ１５に出力する（図２の制御信号変換部２６）。そして、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。これにより、目標制御力（減衰力）を発生させる。
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、ストローク速度Ｖzから車輪１４のアンバランス振動による成分を除去できる。それゆえ、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。そのため、車両Ａの乗り心地を向上できる。
【００６０】
なお、一般に、良路のように路面入力が微少である路面を走行している場合、車輪速ωsから推定したストローク速度Ｖzには、車輪回転振動成分がほとんどを占めることになる。また、車輪回転振動成分は、周期的に正値と負値とをとる。それゆえ、車輪回転振動成分が混入したストローク速度Ｖzの推定結果には、符号反転が頻繁に発生する。そのため、ストローク速度Ｖzの推定結果をそのままサスペンションのストローク状態の制御に用いる方法では、サスペンション制御の制御力が変動し、乗り心地が悪化する。
【００６１】
図１２は、車両Ａのサスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
図１２に示すように、本実験では、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHと、比較例１、２の方法で算出したストローク速度との比較を行った。比較例１の方法とは、バネ下に配設した加速度センサを用いてサスペンションのストローク速度を算出する方法である。比較例２の方法とは、ストロークセンサを用いてサスペンションのストローク速度を算出する方法である。この実験によれば、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHは、比較例１、２の方法で算出したストローク速度と同等の推定精度となることが確認できた。
【００６２】
なお、図１３に示すように、ストローク速度Ｖzと、比較例１、２の方法で算出したストローク速度との比較も行った。この比較によれば、ストローク速度Ｖzは、比較例１、２の方法で算出したストローク速度よりも推定精度が低下することが確認できた。したがって、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHは、ストローク速度Ｖzよりも推定精度が高いことが確認できた。
【００６３】
本実施形態では、図１の車輪速センサ２が車輪速検出部を構成する。以下同様に、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、図４の基準車輪速演算部２７、および図５の平面運動成分抽出部３３、路面外乱除去部３４、基準車体速再配分部３５がストローク速度算出部を構成する。さらに、ストローク速度推定値ＶzSHが除去後成分を構成する。また、目標周波数ｆcを含む周波数帯域（目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域）が設定周波数帯域を構成する。さらに、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の信号処理部３２が設定周波数帯域除去部を構成する。また、図１のアクチュエータ１５、制御装置２０、および図２の制御信号変換部２６がストローク状態制御部を構成する。さらに、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の振動周波数演算部３１が設定部を構成する。また、図５の平面運動成分抽出部３３が平面運動成分除去部を構成する。さらに、路面外乱除去部３４が路面外乱除去部を構成する。また、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の信号処理部３２が走行路面判定部を構成する。
【００６４】
（本実施形態の効果）
本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）制御装置２０が、基準車体速成分Ｖb0に基づいて目標周波数ｆcを設定する。続いて、制御装置２０が、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcを含む周波数帯域の成分を除去する。また、制御装置２０が、除去後のストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
このような構成によれば、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcを含む周波数帯域に存在する外乱成分を除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
【００６５】
（２）基準車体速成分Ｖb0は、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去して得た車体速である。
このような構成によれば、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止でき、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、ストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度をより向上できる。
【００６６】
（３）制御装置２０が、車輪速ωsから車両平面運動成分を除去して平面運動除去後成分Ｖ0を算出する。続いて、制御装置２０が、算出した平面運動除去後成分Ｖ0から路面外乱成分を除去して基準車体速成分Ｖb0を算出する。
このような構成によれば、車両平面運動成分を除去した後に路面外乱成分を除去する。それゆえ、車両平面運動成分および路面外乱成分を比較的容易に除去できる。
【００６７】
（４）車両平面運動成分は、車輪速ωsが含む成分のうち、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分である。
このような構成によれば、車輪速ωsから、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分を除去することができる。これにより、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する目標周波数ｆcの変動を防止できる。
【００６８】
（５）路面外乱成分は、車輪速ωsが含む成分のうち、路面状態によって発生した車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する成分である。
このような構成によれば、車輪速ωsから、車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する成分を除去することができる。これにより、車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する目標周波数ｆcの変動を防止できる。
【００６９】
（６）制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いを判定し、判定結果に応じて、帯域除去フィルタＨ(z)の除去特性を設定する。
この構成によれば、例えば、車輪回転振動成分が路面外乱振動成分より大きく、走行路面の悪路の度合いが低い（良路）と判定した場合、除去特性を増大できる。また、例えば、車輪回転振動成分が路面外乱振動成分より小さく、走行路面の悪路の度合いが高いと判定した場合、除去特性を低減できる。これにより、車輪回転振動成分による影響を低減しつつ、路面外乱振動成分によるサスペンションストロークを適切に検出できる。
【符号の説明】
【００７０】
２は車輪速センサ（車輪速検出部）
１５はアクチュエータ（ストローク状態制御部）
２０は制御装置（ストローク速度算出部、設定部、設定周波数帯域除去部、ストローク状態制御部、走行路面判定部）
２２は状態推定部（設定部、設定周波数帯域除去部、走行路面判定部）
２６は制御信号変換部（ストローク状態制御部）
３１は振動周波数演算部（設定部）
３２は信号処理部（設定周波数帯域除去部、走行路面判定部）
３３は平面運動成分抽出部（ストローク速度算出部、平面運動成分除去部）
３４は路面外乱成分除去部（ストローク速度算出部、路面外乱除去部）
３５は基準車体速再配分部（ストローク速度算出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
この特許文献１に記載の技術では、車輪速センサによって車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいてサスペンションのストローク速度を算出する。そして、特許文献１に記載の技術では、算出したストローク速度に基づいてサスペンションのストローク状態を制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３１９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、検出した車輪速に基づいてサスペンションのストローク速度を算出するため、車輪速が含んでいる外乱成分が増大すると、サスペンションのストローク速度の推定精度が低下する可能性があった。それゆえ、特許文献１に記載の技術では、サスペンションのストローク状態を制御することが困難となる可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目し、サスペンションのストローク速度の推定精度を向上可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、基準車体速成分に基づいて設定周波数帯域を設定する。続いて、本発明の一態様では、サスペンションのストローク速度から設定周波数帯域の成分を除去する。続いて、本発明の一態様では、設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、サスペンションのストローク速度から設定周波数帯域に存在する外乱成分を除去できる。これにより、本発明の一態様によれば、サスペンションのストローク速度の推定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の車両Ａの構成を表す概念図である。
【図２】プログラムの構成を表すブロック図である。
【図３】プログラムの構成を表すフローチャートである。
【図４】状態推定部２２の構成を表すブロック図である。
【図５】基準車輪速演算部２７の構成を表すブロック図である。
【図６】車両平面モデルに用いる数値を説明するための図である。
【図７】路面外乱除去部３４の構成を表すブロック図である。
【図８】基準車体速再配分部３５の構成を表すブロック図である。
【図９】基準車体速成分Ｖb0と目標車速周波数ｆcとの関係を表すグラフである。
【図１０】帯域除去フィルタＨ(z)の周波数特性を表すボーデ線図である。
【図１１】悪路の度合いとＱ値との関係を表すＱ値設定用マップである。
【図１２】サスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
【図１３】サスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
車両Ａの構成について図１を参照して説明する。
本実施形態の車両Ａは、前輪および後輪のそれぞれを個別に操舵可能な４輪操舵車両とする。操舵とは、車輪の向きを変えて進む方向を変更すること（転舵）をいう。
図１は、本実施形態の車両Ａの構成を表す概念図である。
図１に示すように、車両Ａは、加速度センサ１、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、および車体速センサ１０を備える。また、車両Ａは、車体横速センサ１１、およびヨーレイトセンサ１２を備える。
【０００９】
加速度センサ１は、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、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。
【００１０】
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。
【００１１】
前輪操舵角センサ３は、前輪１４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１４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。
【００１２】
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ＴACHO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。
【００１３】
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。
車体速センサ１０は、車体速Ｖを検出する。そして、車体速センサ１０は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
【００１４】
車体横速センサ１１は、車体横速Ｖxを検出する。そして、車体横速センサ１１は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
ヨーレイトセンサ１２は、ヨーレイトγを検出する。そして、ヨーレイトセンサ１２は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
なお、本実施形態では、バネ上上下加速度Ｇs1、Ｇs２、Ｇs３等、サスペンション制御装置で用いる各種物理量をセンサ１〜１２で検出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、各種物理量をオブザーバ等で推定する構成としてもよい。
【００１５】
車両Ａは、ショックアブソーバ１３を備える。
ショックアブソーバ１３は、バネ上と車輪１４との間それぞれに介装されている。
ショックアブソーバ１３は、アクチュエータ１５を備える。アクチュエータ１５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。
【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１〜１２が出力する検出信号、つまり、ドライバ操作量、車両Ａ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Ａの状態量とは、エンジントルクＴe、エンジン回転数ＴACHO、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をアクチュエータ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】
図２は、マイクロプロセッサが実行するプログラムの構成を表すブロック図である。
図２に示すように、制御装置２０は、マイクロプロセッサが実行するプログラムにより、図２の制御ブロックを構成する。この制御ブロックは、目標値演算部２１、状態推定部２２、姿勢偏差演算部２３、バネ上姿勢制御力演算部２４、目標制御力マネジメント部２５、および制御信号変換部２６を備える。
【００１８】
目標値演算部２１は、各種センサ１〜１０が出力する検出信号に基づいて、車両Ａの目標姿勢および目標ドライバ制御力Ｐdを算出する（図３ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。目標ドライバ制御力Ｐdとは、目標姿勢を実現するためのショックアブソーバ１３の減衰力（フィードフォワード値）である。そして、目標値演算部２１は、算出した目標姿勢を姿勢偏差演算部２３に出力し、目標ドライバ制御力Ｐdを目標制御力マネジメント部２５に出力する。
【００１９】
状態推定部２２は、加速度センサ１および車輪速センサ２が出力する検出信号に基づいて、バネ上の状態量を算出する（図３ステップＳ１０３）。バネ上の状態量とは、バネ上の上下速度、ロール速度、ピッチ速度、およびバウンス速度である。また、状態推定部２２は、車輪速センサ２が出力する検出信号に基づいて、サスペンションのストローク速度であるストローク速度推定値ＶzSHを算出する（図３ステップＳ１０４）。ストローク速度推定値ＶzSHの算出方法としては、例えば、加速度センサ１の検出値に基づきディジタルフィルタを用いて疑似積分を行うことで、速度次元の物理量を推定する方法を採用できる。また、車輪速センサ２が検出した車輪速ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRR等からバネ上およびバネ下の状態を検出することで、速度次元の物理量を推定する方法も採用できる。そして、状態推定部２２は、算出したバネ上の状態を車両Ａの実姿勢として姿勢偏差演算部２３に出力し、ストローク速度推定値ＶzSHを制御信号変換部２６に出力する。
【００２０】
図４は、状態推定部２２の構成を表すブロック図である。
図４に示すように、状態推定部２２は、基準車輪速演算部２７、加減算器２８、ジオメトリ変化上下成分変換部２９、ストローク速度校正部３０、振動周波数演算部３１、および信号処理部３２を備える。
【００２１】
基準車輪速演算部２７は、各種センサ２、３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、車輪速ωs（＝[ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRR]T）、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、およびヨーレイトγ等の物理量を読み込む。続いて、基準車輪速演算部２７は、読み込んだ物理量に基づいて、基準車輪速成分ω0（＝[ω0FL、ω0FR、ω0RL、ω0RR]T）を算出する。基準車輪速成分ω0とは、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車輪速である。車両平面運動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、車両Ａの平面運動に起因する成分である。例えば、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分である。路面外乱成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、路面の凹凸等、路面状態によって発生した車両Ａのロール運動、およびピッチ運動に起因する外乱成分である。そして、基準車輪速演算部２７は、算出結果を加減算器２８に出力する。
【００２２】
また、基準車輪速演算部２７は、読み込んだ物理量に基づいて、基準車体速成分Ｖb0（＝[Ｖb0FL、Ｖb0FR、Ｖb0RL、Ｖb0RR]T）を算出する。基準車体速成分Ｖb0とは、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去して得た車体速である。そして、基準車輪速演算部２７は、算出結果を振動周波数演算部３１に出力する。
【００２３】
図５は、基準車輪速演算部２７の構成を表すブロック図である。
具体的には、図５に示すように、基準車輪速演算部２７は、平面運動成分抽出部３３、路面外乱除去部３４、および基準車体速再配分部３５を備える。
平面運動成分抽出部３３は、車輪速センサ２が出力する検出信号が表す車輪速ωsに基づいて、車輪１４の単位時間当たりの移動距離を表す車輪速Ｖs（＝[ＶFL、ＶFR、ＶRL、ＶRR]T）を算出する。続いて、平面運動成分抽出部３３は、各種センサ３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、ヨーレイトγ等の物理量を読み込む。ここで、操舵角δf、δr、車体横速Ｖxは運転者の操作状態である。また、車体横速Ｖx、ヨーレイトγは車両Ａの状態量である。続いて、平面運動成分抽出部３３は、算出した車輪速Ｖs、および読み込んだ物理量（運転者の操作状態、車両Ａの状態量）に基づき、下記（１）式に従って平面運動除去後成分Ｖ0を算出する。平面運動除去後成分Ｖ0とは、車両平面運動成分を除去した車体速の成分である。そして、平面運動成分抽出部３３は、算出した平面運動除去後成分Ｖ0を路面外乱除去部３４に出力する。
【００２４】
Ｖ0FL＝｛ＶFL―（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf｝/cosδf＋Ｔf/２・γ
Ｖ0FR＝｛ＶFR―（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔf/２・γ
Ｖ0RL＝｛ＶRL―（Ｖx―Ｌr・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔr/２・γ
Ｖ0RR＝｛ＶRR―（Ｖx―Ｌr・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔr/２・γ ・・・（１）
【００２５】
但し、図６に示すように、Ｌfは車両重心点と前車軸との間の距離、Ｌrは車両重心点と後車軸との間の距離、Ｔfは前輪側のトレッド、Ｔrは後輪側のトレッドである。
なお、上記（１）式は車両Ａの平面運動モデルを表す下記（２）式の逆モデルである。
ＶFL＝（Ｖ―Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf
ＶFR＝（Ｖ＋Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf
ＶRL＝（Ｖ―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr
ＶRR＝（Ｖ―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr ・・・（２）
【００２６】
例えば、車輪１４の操舵角δf、δrが０であると、車体速Ｖの大きさおよび方向は車輪速Ｖsとの大きさおよび方向と一致する。ここで、運転者が操舵操作を行い、車輪１４に操舵角δf、δrが発生すると、車体速Ｖに対し車輪速Ｖsの大きさおよび方向が変動する。それゆえ、車両Ａの平面運動モデルの逆モデルを用いて平面運動除去後成分Ｖ0を算出することで、この変動を除去でき、平面運動成分、つまり、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分を除去した車体速の成分を抽出できる。
これにより、車両平面運動成分および外乱成分が混入した車輪速ωsから、車両平面運動成分を除去した車体速の成分である平面運動除去後成分Ｖ0を抽出できる。
【００２７】
図７は、路面外乱除去部３４の構成を表すブロック図である。
図７に示すように、路面外乱除去部３４は、平面運動成分抽出部３３が出力する平面運動除去後成分Ｖ0に基づき、下記（３）式に従って前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavを算出する。前輪側平均車体速ＶbFavとは、左右の前輪１４（２輪）の平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRの平均値である。後輪側平均車体速ＶbRavとは、左右の後輪１４（２輪）の平面運動除去後成分Ｖ0RL、Ｖ0RRの平均値である。
ＶbFav＝１/２・（Ｖ0RL＋Ｖ0RR）
ＶbRav＝１/２・（Ｖ0FL＋Ｖ0FR） ・・・（３）
【００２８】
例えば、車両Ａにロール運動が発生すると、平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRに互いに反対方向で且つほぼ同程度の大きさの変動が発生する。それゆえ、左右の前輪１４の平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRの平均値を算出することで、この変動を除去でき、車両Ａのロール運動に起因する外乱成分を除去した車体速の成分を抽出できる。同様に、平面運動除去後成分Ｖ0RL、Ｖ0RRについても当該成分を抽出できる。
【００２９】
また、路面外乱除去部３４は、算出した前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavに基づき、下記（４）式に従って基準車体速成分Ｖb0を算出する。基準車体速成分Ｖb0は、前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavから、車両Ａのピッチ運動およびバウンス運動に起因する外乱成分を除去した車体速である。そして、路面外乱除去部３４は、算出した基準車体速成分Ｖb0を基準車体速再配分部３５に出力する。
Ｖb0FL＝ＶbRav
Ｖb0FR＝ＶbRav
Ｖb0RL＝ＶbFav
Ｖb0RR＝ＶbFav ・・・（４）
【００３０】
ここで、前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavを算出すると、前輪側平均車体速ＶbFavには位相が遅れが発生し、後輪側平均車体速ＶbRavには位相進みが発生する。それゆえ、前輪１４の基準車体速成分Ｖb0FL、Ｖb0FRとして後輪側平均車体速ＶbRavを用い、後輪１４の基準車体速成分Ｖb0RL、Ｖb0RRとして前輪側平均車体速ＶbFavを用いることで、ピッチ運動に起因する外乱成分を除去した車体速を抽出できる。
【００３１】
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、車輪速ωsに基づいて、車輪速ωsから平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する。それゆえ、例えば、車両平面運動成分や路面外乱成分が混入し、車輪速ωsの検出精度が低下しても、基準車体速成分Ｖb0の推定精度の低下を抑制できる。それゆえ、サスペンションのストローク速度Ｖzをより精度良く算出できる。
また、車輪速ωsから車両平面運動成分を除去した後に路面外乱成分を除去する。それゆえ、車両平面運動成分および路面外乱成分を比較的容易に除去できる。
【００３２】
なお、本実施形態では、路面状態によって発生したロール運動、ピッチ運動、バウンス運動に起因する外乱成分すべてを除去する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、車両Ａの目標性能や演算負荷等、各種目的に基づいて路面外乱成分を除去するための演算を簡略化する構成としてもよい。少なくとも２輪以上において、上述した平面運動除去後成分Ｖ0の比較や差分除去を行うことで、路面外乱成分のうち、ロール運動、ピッチ運動、およびバウンス運動に起因する外乱成分のいずれかを除去できる。
【００３３】
図８は、基準車体速再配分部３５の構成を表すブロック図である。
図８に示すように、基準車体速再配分部３５は、センサ３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、ヨーレイトγ等の物理量を読み込む。続いて、基準車体速再配分部３５は、読み込んだ物理量、および路面外乱除去部３４が出力する基準車体速成分Ｖb0に基づき、下記（５）式に従って基準車輪速成分ω0を算出する。
【００３４】
ω0FL＝[（Ｖb0FL―Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf]/ｒ0
ω0FR＝[（Ｖb0FR＋Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf]/ｒ0
ω0RL＝[（Ｖb0RL―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr]/ｒ0
ω0RR＝[（Ｖb0RR―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr]/ｒ0
・・・（５）
但し、ｒ0は車輪１４の半径である。
ここで、上記（５）式は、車両平面モデルである。
【００３５】
なお、本実施形態では、平面運動除去後成分Ｖ0に基づいて基準車体速成分Ｖb0を算出する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、平面運動除去後成分Ｖ0に代えて、本実施形態の方法とは異なる方法で車両平面運動成分を除去した車体速、または車両平面運動成分を除去していない車体速である各輪車体速を用いてもよい。すなわち、車輪速ωsに基づいて車輪１４それぞれの車体速である各輪車体速を算出し、算出した各輪車体速のうち、少なくとも２輪以上の各輪車体速に基づいて、路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する構成としてもよい。
【００３６】
図４に戻り、加減算器２８は、車輪速センサ２が出力する検出信号が表す車輪速ωs、および基準車輪速演算部２７が出力する基準車輪速成分ω0に基づき、下記（６）式に従って車輪速変動成分ωd（＝[ωdFL、ωdFR、ωdRL、ωdRR]T）を算出する。そして、加減算器２８は、算出結果をジオメトリ変化上下成分変換部２９に出力する。
ωd＝ωs−ω0 ・・・（６）
ジオメトリ変化上下成分変換部２９は、加減算器２８が出力する車輪速変動成分ωdに基づいて、サスペンションのストローク速度Ｖz（＝[ＶzFL、ＶzFR、ＶzRL、ＶzRR]T）を算出する。そして、ジオメトリ変化上下成分変換部２９は、算出結果をストローク速度校正部３０に出力する。
【００３７】
ストローク速度校正部３０は、基準車輪速演算部２７が算出した基準車輪速成分ω0に基づいて、ジオメトリ変化上下成分変換部２９が算出したストローク速度Ｖzを校正する。そして、ストローク速度校正部３０は、校正したストローク速度Ｖzを信号処理部３２に出力する。ここで、ジオメトリ変化上下成分変換部２９では、車輪速変動成分ωd、つまり、車輪速ωsと基準車輪速成分ω0との差に基づいてサスペンションのストローク速度Ｖzを算出している。それゆえ、サスペンションのストローク速度Ｖzは車輪速ωsに応じて分解能が変動する。そのため、基準車輪速成分ω0に応じてストローク速度Ｖzを校正することで、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
【００３８】
振動周波数演算部３１は、基準車輪速演算部２７が出力する基準車体速成分Ｖb0に基づき、下記（７）式に従って後述する帯域除去フィルタＨ(z)の目標周波数ｆc（＝[ｆcFL、ｆcFR、ｆcRL、ｆcRR]T）を算出する。目標周波数ｆcとは、車輪速ωsが含んでいる成分のうち、帯域除去フィルタＨによって除去する成分の周波数帯域を表す周波数である。そして、振動周波数演算部３１は、算出結果を信号処理部３２に出力する。
ｆc＝Ｖb0/（２・π・ｒ0） ・・・（７）
Ｖb0＝[Ｖb0FL、Ｖb0FR、Ｖb0RL、Ｖb0RR]T
但し、ｒ0は車輪１４の半径である。
【００３９】
例えば、車輪１４では、車輪１４（タイヤ、Ｒ/Ｗ、アクスル等）の回転に伴ってアンバランス振動が発生する。このアンバランス振動は、通常、車両品質基準内の比較的小さい振動となる。しかしながら、車輪速ωsからサスペンションのストローク速度Ｖzを算出する方法では、車両品質基準内のアンバランス振動であったとしても、車輪速ωsが変動すると、サスペンションのストローク速度Ｖzの推定精度が低下する。それゆえ、車輪１４のアンバランス振動による成分を除去することで、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。そのため、目標周波数ｆcとしては、車輪速ωsが含んでいる成分のうち、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動の周波数を設定する。
【００４０】
これにより、サスペンションのストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、上記（７）式に示すように、基準車体速成分Ｖb0に比例させて目標周波数ｆcを設定する構成とした。それゆえ、アンバランス振動の周波数が基準車体速成分Ｖb0の増大に伴って増大するところ、図９に示すように、基準車体速成分Ｖb0が大きいほど目標周波数ｆcを大きくすることで、車輪１４のアンバランス振動による成分を適切に除去できる。
【００４１】
また、基準車体速成分Ｖb0、つまり、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速Ｖの成分に基づいて目標周波数ｆcを設定する構成とした。それゆえ、単に車体速Ｖに基づいて目標周波数ｆcを設定する方法と異なり、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止できる。そのため、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（後述するストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
【００４２】
信号処理部３２は、ストローク速度校正部３０が出力するストローク速度Ｖz、および振動周波数演算部３１が出力する目標周波数ｆcに基づき、下記（８）式に従ってストローク速度推定値ＶzSH（＝[ＶzSHFL、ＶzSHFR、ＶzSHRL、ＶzSHRR]T）を算出する。ストローク速度推定値ＶzSHとは、ストローク速度Ｖzから目的とするサスペンションのストローク状態の制御に必要のないノイズ成分を除去した後のストローク速度である。ノイズ成分とは、ストローク速度Ｖzが含んでいる成分のうち目標周波数ｆcを含む周波数帯域、つまり、目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域（以下、除去対象周波数帯域とも呼ぶ）における成分である。そして、信号処理部３２は、算出結果を制御信号変換部２６に出力する。
【００４３】
【数１】
【００４４】
Ｐ＝[ＰFL、ＰFR、ＰRL、ＰRR]T＝２・π・ｆc
但し、Ｈ(z)は帯域除去フィルタ、Ｐは極、Ｔはサンプル時間である。
ここで、図１０に示すように、帯域除去フィルタＨ(z)は、除去対象周波数帯域の成分を除去可能なフィルタとなる。それゆえ、帯域除去フィルタＨ(z)は、サスペンションのストローク速度Ｖzから車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動による成分を除去できる。
【００４５】
また、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値は、以下の手順に従って設定する。
まず、振動周波数演算部３１は、走行路面の悪路の度合いを判定する。走行路面の悪路の度合いとしては、バネ上の上下方向の加速度が含んでいる成分の振幅の大きさを採用できる。また、車輪速ωsに基づいて算出した、車輪１４におけるタイヤのねじり共振におけるゲインの大きさを採用できる。
【００４６】
続いて、振動周波数演算部３１は、Ｑ値設定用マップを参照し、走行路面の悪路の度合いの判定結果に対応するＱ値を抽出する。Ｑ値設定用マップとは、図１１に示すように、走行路面の悪路の度合いを横軸とし、Ｑ値を縦軸とするマップである。Ｑ値設定用マップでは、走行路面の悪路の度合いが大きくなるほどＱ値が小さな値となる。
【００４７】
例えば、走行路面の悪路の度合いが高い場合には、悪路の度合いが低い場合に比べ、路面外乱振動成分が大きくなる。路面外乱振動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、路面の凹凸等、路面状態によって発生するサスペンションのストロークに起因する成分である。それゆえ、走行路面の悪路の度合いが高い場合には、路面外乱振動成分よりも車輪回転振動成分が相対的に小さくなる。車輪回転振動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動による外乱成分である。つまり、車輪速センサ２の検出信号が含んでいる成分のうち、路面凹凸による成分よりも車輪１４のアンバランス振動による外乱成分が相対的に小さくなる。そのため、図１０に示すように、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を小さい値とすることで、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を低下できる。すなわち、除去対象周波数帯域のゲインを増大させて「１」（０[dB]）に近づけることができ、ストローク速度Ｖzの検出性能を向上できる。
【００４８】
また、例えば、走行路面の悪路の度合いが低い場合には、悪路の度合いが高い場合に比べ、路面外乱振動成分が小さくなる。それゆえ、走行路面の悪路の度合いが低い場合には、路面外乱振動成分よりも車輪回転振動成分が相対的に大きくなる。つまり、車輪速センサ２の検出信号が含んでいる成分のうち、路面凹凸による成分よりも車輪１４のアンバランス振動による外乱成分が相対的に大きくなる。そのため、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を大きい値とすることで、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を増大できる。すなわち、除去対象周波数帯域のゲインを低減させて「０」に近づけることができる。これにより、ストローク速度Ｖzからのノイズ除去性能を向上できる。
【００４９】
図２に戻り、姿勢偏差演算部２３は、目標値演算部２１が出力する目標姿勢と、状態推定部２２が出力する実姿勢との差である姿勢偏差を算出する（図３ステップＳ１０５）。そして、姿勢偏差演算部２３は、算出結果をバネ上姿勢制御力演算部２４に出力する。
【００５０】
バネ上姿勢制御力演算部２４は、目標値演算部２１が算出した目標姿勢と実姿勢との間に仮想的に設定した減衰係数を有する。実姿勢とは、バネ上のロール運動、ピッチ運動およびバウンス運動の各運動自由度、またはバネ上の平面視で互いに異なる３箇所以上の位置における上下運動自由度の実際の姿勢である。そして、バネ上姿勢制御力演算部２４は、減衰係数および姿勢偏差演算部２３が出力する姿勢偏差に基づいて目標バネ上姿勢制御力Ｐsを算出する（図３ステップＳ１０６）。目標バネ上姿勢制御力Ｐsとは、目標姿勢を実現するためのショックアブソーバ１３の減衰力（フィードバック値）である。そして、バネ上姿勢制御力演算部２４は、算出結果を目標制御力マネジメント部２５に出力する。
【００５１】
目標制御力マネジメント部２５は、目標値演算部２１が出力する目標ドライバ制御力Ｐd、およびバネ上姿勢制御力演算部２４が出力する目標バネ上姿勢制御力Ｐsに基づき、下記（１９）式に従って目標制御力（減衰力）を算出する（図３ステップＳ１０７）。そして、目標制御力マネジメント部２５は、算出結果を制御信号変換部２６に出力する。
目標制御力＝Ｋd・Ｐd＋Ｋ*・Ｐs ・・・（１９）
但し、Ｋd、Ｋ*は、制御モード、運転者の車速に対する感覚、ロール運動方向、ピッチ運動方向、バウンス運動方向に対する振動感覚に基づいて、目標ドライバ制御力Ｐd、目標バネ上姿勢制御力Ｐsを補正するための制御ゲイン、またはフィルタである。
【００５２】
制御信号変換部２６は、目標制御力マネジメント部２５が出力する目標制御力（減衰力）、および状態推定部２２が出力するサスペンションストローク速度に基づき、指令信号マップからアクチュエータ指令信号を検索する（図３ステップＳ１０８）。指令信号マップとは、目標制御力およびサスペンションストローク速度の組み合わせ毎に当該組み合わせに応じたアクチュエータ指令信号をマッピングしたマップである。また、アクチュエータ指令信号とは、ショックアブソーバ１３のオリフィスの大きさが目標状態となるように、アクチュエータ１５を制御するための信号である。なお、本実施形態では、アクチュエータ指令信号を出力する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、アクチュエータ１５を制御するための指令電流を出力するようにしてもよい。
【００５３】
（動作その他）
次に、車両Ａのサスペンション制御装置の動作について説明する。
旋回うねり路の走行中、車両Ａの三次元運動に起因して、車輪速センサ２が検出する車輪速ωsに車両平面運動成分および外乱成分が混入したとする。すると、制御装置２０が、車輪速ωs、運転者の操作量（操舵角）δf、δr、車両Ａの状態量Ｖx、γに基づき、車両平面モデルの逆モデルを用いて、混入した車両平面運動成分を除去した車体速の成分である平面運動除去後成分Ｖ0を算出する（図５の平面運動成分抽出部３３）。
【００５４】
続いて、制御装置２０が、算出した平面運動除去後成分Ｖ0に基づいて、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車輪速成分ω0を算出する（図５の路面外乱除去部３４、基準車体速再配分部３５）。続いて、制御装置２０が、算出した基準車輪速成分ω0に基づき、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動の周波数を目標周波数ｆcとして算出する（図４の振動周波数演算部３１）。続いて、制御装置２０が、算出した目標周波数ｆcおよびストローク速度Ｖzに基づき、目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域の成分を除去する帯域除去フィルタＨ(z)に従ってストローク速度推定値ＶzSHを算出する（図４の信号処理部３２）。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖzからアンバランス振動による成分を除去する。
【００５５】
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車輪速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する。続いて、算出した基準車体速成分Ｖb0に基づいて基準車輪速成分ω0を算出する。続いて、算出した基準車輪速成分ω0に基づいて目標周波数ｆcを設定する。続いて、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域の成分（外乱成分）を除去する。それゆえ、ストローク速度Ｖzから車輪１４のアンバランス振動による成分を除去できる。そのため、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
【００５６】
また、本実施形態のサスペンション制御装置では、基準車体速成分Ｖb0、つまり、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速Ｖの成分に基づいて目標周波数ｆcを設定する。それゆえ、単に車体速Ｖに基づいて目標周波数ｆcを設定する方法と異なり、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止できる。そのため、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
【００５７】
ここで、車両Ａが、路面凹凸等による路面入力が大きい悪路を走行していたとする。すると、制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いが高いと判定し、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を比較的大きい値とする（図４の振動周波数演算部３１）。これにより、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を増大し、ストローク速度Ｖzの成分のうち路面外乱振動成分を適切に除去し、アンバランス振動による成分の除去性能を向上させる。
【００５８】
一方、車両Ａが、路面入力が微少である良路を走行していたとする。すると、制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いが低いと判定し、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を比較的小さい値とする（図４の振動周波数演算部３１）。これにより、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を低減し、ストローク速度Ｖzの成分のうちサスペンションストロークに基づく成分の除去を回避し、ストローク速度Ｖzの検出性能を向上させる。
【００５９】
続いて、制御装置２０が、算出したストローク速度推定値ＶzSHに基づいてショックアブソーバ１３の減衰力を性御する指令をアクチュエータ１５に出力する（図２の制御信号変換部２６）。そして、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。これにより、目標制御力（減衰力）を発生させる。
このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、ストローク速度Ｖzから車輪１４のアンバランス振動による成分を除去できる。それゆえ、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。そのため、車両Ａの乗り心地を向上できる。
【００６０】
なお、一般に、良路のように路面入力が微少である路面を走行している場合、車輪速ωsから推定したストローク速度Ｖzには、車輪回転振動成分がほとんどを占めることになる。また、車輪回転振動成分は、周期的に正値と負値とをとる。それゆえ、車輪回転振動成分が混入したストローク速度Ｖzの推定結果には、符号反転が頻繁に発生する。そのため、ストローク速度Ｖzの推定結果をそのままサスペンションのストローク状態の制御に用いる方法では、サスペンション制御の制御力が変動し、乗り心地が悪化する。
【００６１】
図１２は、車両Ａのサスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
図１２に示すように、本実験では、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHと、比較例１、２の方法で算出したストローク速度との比較を行った。比較例１の方法とは、バネ下に配設した加速度センサを用いてサスペンションのストローク速度を算出する方法である。比較例２の方法とは、ストロークセンサを用いてサスペンションのストローク速度を算出する方法である。この実験によれば、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHは、比較例１、２の方法で算出したストローク速度と同等の推定精度となることが確認できた。
【００６２】
なお、図１３に示すように、ストローク速度Ｖzと、比較例１、２の方法で算出したストローク速度との比較も行った。この比較によれば、ストローク速度Ｖzは、比較例１、２の方法で算出したストローク速度よりも推定精度が低下することが確認できた。したがって、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHは、ストローク速度Ｖzよりも推定精度が高いことが確認できた。
【００６３】
本実施形態では、図１の車輪速センサ２が車輪速検出部を構成する。以下同様に、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、図４の基準車輪速演算部２７、および図５の平面運動成分抽出部３３、路面外乱除去部３４、基準車体速再配分部３５がストローク速度算出部を構成する。さらに、ストローク速度推定値ＶzSHが除去後成分を構成する。また、目標周波数ｆcを含む周波数帯域（目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域）が設定周波数帯域を構成する。さらに、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の信号処理部３２が設定周波数帯域除去部を構成する。また、図１のアクチュエータ１５、制御装置２０、および図２の制御信号変換部２６がストローク状態制御部を構成する。さらに、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の振動周波数演算部３１が設定部を構成する。また、図５の平面運動成分抽出部３３が平面運動成分除去部を構成する。さらに、路面外乱除去部３４が路面外乱除去部を構成する。また、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の信号処理部３２が走行路面判定部を構成する。
【００６４】
（本実施形態の効果）
本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）制御装置２０が、基準車体速成分Ｖb0に基づいて目標周波数ｆcを設定する。続いて、制御装置２０が、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcを含む周波数帯域の成分を除去する。また、制御装置２０が、除去後のストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
このような構成によれば、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcを含む周波数帯域に存在する外乱成分を除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
【００６５】
（２）基準車体速成分Ｖb0は、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去して得た車体速である。
このような構成によれば、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止でき、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、ストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度をより向上できる。
【００６６】
（３）制御装置２０が、車輪速ωsから車両平面運動成分を除去して平面運動除去後成分Ｖ0を算出する。続いて、制御装置２０が、算出した平面運動除去後成分Ｖ0から路面外乱成分を除去して基準車体速成分Ｖb0を算出する。
このような構成によれば、車両平面運動成分を除去した後に路面外乱成分を除去する。それゆえ、車両平面運動成分および路面外乱成分を比較的容易に除去できる。
【００６７】
（４）車両平面運動成分は、車輪速ωsが含む成分のうち、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分である。
このような構成によれば、車輪速ωsから、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分を除去することができる。これにより、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する目標周波数ｆcの変動を防止できる。
【００６８】
（５）路面外乱成分は、車輪速ωsが含む成分のうち、路面状態によって発生した車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する成分である。
このような構成によれば、車輪速ωsから、車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する成分を除去することができる。これにより、車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する目標周波数ｆcの変動を防止できる。
【００６９】
（６）制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いを判定し、判定結果に応じて、帯域除去フィルタＨ(z)の除去特性を設定する。
この構成によれば、例えば、車輪回転振動成分が路面外乱振動成分より大きく、走行路面の悪路の度合いが低い（良路）と判定した場合、除去特性を増大できる。また、例えば、車輪回転振動成分が路面外乱振動成分より小さく、走行路面の悪路の度合いが高いと判定した場合、除去特性を低減できる。これにより、車輪回転振動成分による影響を低減しつつ、路面外乱振動成分によるサスペンションストロークを適切に検出できる。
【符号の説明】
【００７０】
２は車輪速センサ（車輪速検出部）
１５はアクチュエータ（ストローク状態制御部）
２０は制御装置（ストローク速度算出部、設定部、設定周波数帯域除去部、ストローク状態制御部、走行路面判定部）
２２は状態推定部（設定部、設定周波数帯域除去部、走行路面判定部）
２６は制御信号変換部（ストローク状態制御部）
３１は振動周波数演算部（設定部）
３２は信号処理部（設定周波数帯域除去部、走行路面判定部）
３３は平面運動成分抽出部（ストローク速度算出部、平面運動成分除去部）
３４は路面外乱成分除去部（ストローク速度算出部、路面外乱除去部）
３５は基準車体速再配分部（ストローク速度算出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪速を検出する車輪速検出部と、
前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、サスペンションのストローク速度を算出するストローク速度算出部と、
前記ストローク速度算出部が算出した前記サスペンションのストローク速度から、設定した設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度の成分である除去後成分を算出する設定周波数帯域成分除去部と、
前記設定周波数帯域成分除去部で算出した前記除去後成分に基づいて、前記サスペンションのストローク状態を制御するストローク状態制御部と、
前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、基準車体速成分を算出する基準車体速成分算出部と、
前記基準車体速成分算出部が算出した前記基準車体速成分に基づいて前記設定周波数帯域を設定する設定部と、を備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記基準車体速成分は、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分であることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項３】
前記ストローク状態制御部は、
前記車輪速検出部が検出した前記車輪速から前記車両平面運動成分を除去して平面運動除去後成分を算出する平面運動成分除去部と、
前記平面運動成分除去部が算出した前記平面運動除去後成分から前記路面外乱成分を除去して前記基準車体速成分を算出する路面外乱除去部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンション制御装置。
【請求項４】
前記車両平面運動成分は、前記車輪速が含む成分のうち、操舵角およびヨーレイトに起因する成分であることを特徴とする請求項２または３に記載のサスペンション制御装置。
【請求項５】
前記路面外乱成分は、前記車輪速が含む成分のうち、路面状態によって発生した車両のロール運動およびピッチ運動に起因する成分であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置。
【請求項６】
走行路面の悪路の度合いを判定する走行路面判定部と、
前記設定周波数帯域成分除去部は、前記走行路面判定部による判定結果に応じて、前記設定周波数帯域の成分の除去特性を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置。
【請求項１】
車輪速を検出する車輪速検出部と、
前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、サスペンションのストローク速度を算出するストローク速度算出部と、
前記ストローク速度算出部が算出した前記サスペンションのストローク速度から、設定した設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度の成分である除去後成分を算出する設定周波数帯域成分除去部と、
前記設定周波数帯域成分除去部で算出した前記除去後成分に基づいて、前記サスペンションのストローク状態を制御するストローク状態制御部と、
前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、基準車体速成分を算出する基準車体速成分算出部と、
前記基準車体速成分算出部が算出した前記基準車体速成分に基づいて前記設定周波数帯域を設定する設定部と、を備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記基準車体速成分は、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分であることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項３】
前記ストローク状態制御部は、
前記車輪速検出部が検出した前記車輪速から前記車両平面運動成分を除去して平面運動除去後成分を算出する平面運動成分除去部と、
前記平面運動成分除去部が算出した前記平面運動除去後成分から前記路面外乱成分を除去して前記基準車体速成分を算出する路面外乱除去部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンション制御装置。
【請求項４】
前記車両平面運動成分は、前記車輪速が含む成分のうち、操舵角およびヨーレイトに起因する成分であることを特徴とする請求項２または３に記載のサスペンション制御装置。
【請求項５】
前記路面外乱成分は、前記車輪速が含む成分のうち、路面状態によって発生した車両のロール運動およびピッチ運動に起因する成分であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置。
【請求項６】
走行路面の悪路の度合いを判定する走行路面判定部と、
前記設定周波数帯域成分除去部は、前記走行路面判定部による判定結果に応じて、前記設定周波数帯域の成分の除去特性を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１０７６２８（Ｐ２０１３−１０７６２８Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２８２７９（Ｐ２０１２−２２８２７９）
【出願日】平成２４年１０月１５日（２０１２．１０．１５）
【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６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１５日（２０１２．１０．１５）
【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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