JP2009083641A - Suspension control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suspension control device capable of executing the excellent control by calculating the control command value to be used for the skyhook control or the like with high accuracy. <P>SOLUTION: The warp wp of a vehicle body 5 is obtained from the sprung speed of two diagonal parts of the vehicle body 5, and the pitch rate pt to be obtained from the wheel speed is subtracted from the warp wp to calculate the roll rate rol. The sprung speed of parts of the vehicle body 5 corresponding to four wheels and the relative speed of each wheel 2 and the vehicle body 5 are obtained from the sprung speed and the roll rate rol of one part of the two diagonal parts to perform the skyhook control. The constitution of the device can be simplified, and the cost can be reduced accordingly in comparison with the conventional technology of performing the skyhook control by using three or more sprung acceleration sensors 7. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられるサスペンション制御装置に係り、特にスカイフック制御理論、Ｈ∞、現代制御理論等の制御理論を用いたサスペンション制御装置に関する。   The present invention relates to a suspension control device used in a vehicle such as an automobile, and more particularly to a suspension control device using a control theory such as Skyhook control theory, H∞, or modern control theory.

スカイフック制御理論は、車体を空から吊り下げて固定し、車体と空との間にショックアブソーバを支持するように考えたもので、この理論に従って制御指令値を生成し、これをショックアブソーバに入力することにより、制振性能の向上を図るようにするものであり、近時、自動車等の車両用のサスペンション制御装置に、比較的多く採用されるようになってきている。
スカイフック制御を実現するため、ばね上絶対速度と、ばね上・ばね下相対速度が必要とされている。従来のサスペンション制御装置の一例として、３つのばね上加速度センサと各輪に車高センサ又はばね下加速度センサとを、用いた装置がある。
しかし、この装置ではセンサの数が多く、これに伴い構成が複雑化し、装置コストの増大を招くという問題があった。 Skyhook control theory is designed to suspend and fix the vehicle body from the sky, and to support the shock absorber between the vehicle body and the sky. The control command value is generated according to this theory, and this is sent to the shock absorber. By inputting the signal, the vibration damping performance is improved. Recently, the suspension control device for a vehicle such as an automobile has been used relatively frequently.
In order to realize skyhook control, an absolute sprung speed and a relative sprung / unsprung speed are required. As an example of a conventional suspension control apparatus, there is an apparatus using three sprung acceleration sensors and a vehicle height sensor or an unsprung acceleration sensor for each wheel.
However, this apparatus has a problem that the number of sensors is large, and the configuration becomes complicated accordingly, resulting in an increase in apparatus cost.

この問題に対し、特許文献１に示されるサスペンション制御装置では、ばね上加速度センサから検出したばね上速度と前輪の車輪速をフィルタ処理して求めたピッチレイトから後輪のばね上速度を演算し、このばね上速度から相対速度を算出するとしている。   To solve this problem, the suspension control device disclosed in Patent Document 1 calculates the sprung speed of the rear wheel from the pitch rate obtained by filtering the sprung speed detected from the sprung acceleration sensor and the wheel speed of the front wheel. The relative speed is calculated from the sprung speed.

しかしながら、特許文献１に示されるサスペンション制御装置では、車輪速をフィルタ処理のみ行ってピッチレイトを算出する場合、加減速によって発生する車輪速変化にはフィルタの性能上対応できないため、ピッチレイトの再生精度が悪化し、また周波数によっては位相ずれを生じるという問題がある。さらに、ばね上速度から相対速度を推定する方法に具体性がなく実現できないという問題がある。
特開平８−２３０４３３号公報 However, in the suspension control device disclosed in Patent Document 1, when the pitch rate is calculated only by filtering the wheel speed, the change in the wheel speed generated by acceleration / deceleration cannot be handled due to the performance of the filter. There are problems that accuracy is deteriorated and phase shift occurs depending on the frequency. Furthermore, there is a problem that the method for estimating the relative speed from the sprung speed is not concrete and cannot be realized.
JP-A-8-230433

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スカイフック制御等に用いる制御指令値の算出を精度高く行えて良好な制御の実現を達成できるサスペンション制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a suspension control device capable of calculating a control command value used for skyhook control or the like with high accuracy and achieving good control. .

請求項１記載の発明は、車両の車体と４輪夫々との間に介装され減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバの減衰特性を制御する制御手段と、を備えたサスペンション制御装置において、前記車体の２箇所の対角位置におけるばね上上下運動を夫々第１、第２ばね上上下運動として検出する第１、第２ばね上運動検出手段と、前記第１、第２ばね上上下運動から前記車体の対角を軸にした回転運動に相当するワープ運動を算出するワープ算出手段と、前記車体のピッチ運動を検出するピッチ検出手段と、
前記ワープ算出手段が算出したワープ運動及び前記ピッチ検出手段が検出したピッチ運動から前記車体のロール運動を算出するロール算出手段と、前記ロール算出手段が算出したロール及び前記第１、第２ばね上上下運動から、前記車体の４輪の位置のばね上上下運動を算出する４輪位置ばね上運動算出手段と、前記制御手段は、前記４輪位置ばね上運動を用いて４輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、車両の車体と４輪夫々との間に介装され減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバの減衰特性を制御する制御手段と、を備えたサスペンション制御装置において、前記車体の２箇所の対角位置におけるばね上上下運動を夫々第１、第２ばね上絶対上下運動として検出する第１、第２ばね上運動検出手段と、前記第１、第２ばね上上下運動から前記車体の対角を軸にした回転運動に相当するワープ運動を算出するワープ算出手段と、前記車体のロール運動を検出するロール検出手段と、前記ワープ算出手段が算出したワープ運動及び前記ロール検出手段が検出したロール運動から前記車体のピッチ運動を算出するピッチ算出手段と、前記ピッチ算出手段が算出したピッチ運動及び前記第１、第２ばね上上下運動から、前記車体の４輪の位置のばね上上下運動を算出する４輪位置ばね上運動算出手段と、前記制御手段は、前記４輪位置ばね上運動を用いて４輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a suspension control comprising a shock absorber that is interposed between a vehicle body and each of four wheels and capable of adjusting a damping characteristic, and a control unit that controls the damping characteristic of the shock absorber. In the apparatus, first and second sprung motion detection means for detecting sprung vertical motion at two diagonal positions of the vehicle body as first and second sprung vertical motions, and the first and second springs, respectively. Warp calculation means for calculating a warp movement corresponding to a rotational movement about the diagonal of the vehicle body from an up / down movement; a pitch detection means for detecting a pitch movement of the vehicle body;
Roll calculating means for calculating the roll motion of the vehicle body from the warp motion calculated by the warp calculating means and the pitch motion detected by the pitch detecting means; the roll calculated by the roll calculating means; and the first and second sprung The four-wheel position sprung motion calculation means for calculating the sprung vertical movement of the four wheel positions of the vehicle body from the vertical movement, and the control means uses the four-wheel position sprung movement to each shock absorber for each of the four wheels. A damping force command value for is obtained.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a suspension control comprising: a shock absorber that is interposed between a vehicle body and four wheels of each vehicle and capable of adjusting a damping characteristic; and a control unit that controls the damping characteristic of the shock absorber. In the apparatus, first and second sprung motion detection means for detecting sprung vertical motion at two diagonal positions of the vehicle body as first and second sprung absolute vertical motions, respectively, and the first and second Warp calculation means for calculating a warp movement corresponding to a rotational movement about the diagonal of the vehicle body from a vertical movement of the spring, a roll detection means for detecting the roll movement of the vehicle body, and a warp calculated by the warp calculation means A pitch calculating means for calculating the pitch motion of the vehicle body from the motion and the roll motion detected by the roll detecting means; the pitch motion calculated by the pitch calculating means; and the first and first A four-wheel position sprung motion calculation means for calculating a sprung vertical movement at the position of the four wheels of the vehicle body from a sprung vertical movement, and the control means uses the four-wheel position sprung movement to each of the four wheels. A damping force command value for the shock absorber is obtained.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のサスペンション制御装置において、前記第１、第２ばね上運動検出手段のうち少なくとも一方は、ばね上加速度検出器であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のサスペンション制御装置において、前記第１、第２ばね上運動検出手段のうちリヤ側の検出手段は、前記車両の光軸自動調整システムに用いる車高センサの検出信号からばね上上下運動を検出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the suspension control apparatus according to the first or second aspect, at least one of the first and second sprung motion detection means is a sprung acceleration detector. .
According to a fourth aspect of the present invention, in the suspension control device according to any one of the first to third aspects, the rear detection means of the first and second sprung motion detection means is an automatic optical axis of the vehicle. The sprung vertical motion is detected from a detection signal of a vehicle height sensor used in the adjustment system.

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のサスペンション制御装置において、前記ロール運動またはピッチ運動の少なくとも一方と前記第１、第２ばね上上下運動とから前記車体と車輪との相対運動を推定する相対運動推定手段を設け、前記制御手段は、該相対運動をも用いて４輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とする。     According to a fifth aspect of the present invention, in the suspension control device according to any one of the first to fourth aspects, the vehicle body and the wheel are obtained from at least one of the roll motion or the pitch motion and the first and second sprung up and down motions. The relative motion estimation means for estimating the relative motion between the four wheels and the shock absorber for each of the four wheels is obtained using the relative motion.

請求項１から５に記載の発明によれば、前記車体の２箇所の対角位置に車体の上下運動を検出する検出手段を設けるだけで、各輪に対応したショックアブソーバの減衰力発生制御を精度高く行うことができる。   According to the first to fifth aspects of the present invention, the damping force generation control of the shock absorber corresponding to each wheel can be performed only by providing detection means for detecting the vertical movement of the vehicle body at two diagonal positions of the vehicle body. It can be performed with high accuracy.

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置が採用された自動車１を模式的に示す図である。図１において、自動車１の各車輪２（右前輪2FR、右後輪2RRのみ図示している。）に対応して、減衰力可変式ショックアブソーバ（以下、ショックアブソーバという。）３が設けられている。ショックアブソーバ３については、適宜、各車輪に対応して、便宜的に、右前輪、右後輪、左前輪、左後輪のショックアブソーバ3FR、3RR、3FL、3RLともいう。なお、ばね上速度及びばね上相対速度などの信号や各種部材についても、以下、適宜、各車輪２に対応してショックアブソーバ３の場合と同様の記載をする。
ショックアブソーバ３の外周にはスプリング４が取付けられている。これらショックアブソーバ３及びスプリング４は、車体５と各車輪２の間に介在され、各車輪２の上下動を減衰させる働きを持つ。車体５には、右前輪2FRに対応して車体５に作用する上下方向の加速度（ばね上上下運動）を検出するばね上加速度センサ７（ばね上運動検出手段）が取付けられている。また、車体５には、車体５に作用する前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ８が取付けられている。さらに、車体５の左後輪2RL（図示しない）に対応した部分（以下、車体左後輪部という。）には、自動車１の車高レベルを検出する車高センサ１０が取付けられている。また、自動車１には、左右前輪2FL、2FR（右前輪2FRのみ図示している。）の回転速度を検出する車輪速センサ１１（以下、左右前輪2FL、2FRに対応して車輪速センサ11FR、11FLともいう。）が設けられている。
なお、車高センサ１０は、後述のばね上速度推定回路１５と組み合わされ本発明のばね上運動検出手段を構成する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an automobile 1 in which a suspension control device according to a first embodiment of the present invention is employed. In FIG. 1, a damping force variable shock absorber (hereinafter referred to as a shock absorber) 3 is provided corresponding to each wheel 2 of the automobile 1 (only the right front wheel 2FR and the right rear wheel 2RR are shown). Yes. The shock absorber 3 is also referred to as a shock absorber 3FR, 3RR, 3FL, 3RL for the right front wheel, the right rear wheel, the left front wheel, and the left rear wheel for convenience, corresponding to each wheel. It should be noted that signals and various members such as the sprung speed and the sprung relative speed will be described below as appropriate for the shock absorber 3 corresponding to each wheel 2 as appropriate.
A spring 4 is attached to the outer periphery of the shock absorber 3. The shock absorber 3 and the spring 4 are interposed between the vehicle body 5 and each wheel 2 and have a function of damping the vertical movement of each wheel 2. A sprung acceleration sensor 7 (sprung motion detection means) that detects vertical acceleration (sprung vertical motion) acting on the vehicle body 5 corresponding to the right front wheel 2FR is attached to the vehicle body 5. A longitudinal acceleration sensor 8 that detects longitudinal acceleration acting on the vehicle body 5 is attached to the vehicle body 5. Further, a vehicle height sensor 10 that detects the vehicle height level of the automobile 1 is attached to a portion corresponding to the left rear wheel 2RL (not shown) of the vehicle body 5 (hereinafter referred to as a vehicle body left rear wheel portion). The vehicle 1 also includes a wheel speed sensor 11 for detecting the rotational speeds of the left and right front wheels 2FL, 2FR (only the right front wheel 2FR is shown) (hereinafter, the wheel speed sensor 11FR corresponding to the left and right front wheels 2FL, 2FR, 11FL)).
The vehicle height sensor 10 is combined with a sprung speed estimation circuit 15 which will be described later, and constitutes a sprung motion detection means of the present invention.

ばね上加速度センサ７、前後加速度センサ８、車高センサ１０及び車輪速センサ１１には、コントローラ（制御手段）１２が接続されている。コントローラ１２は、各接続部材からの情報の入力を受けて、後述する演算処理に基づいて、車体５のピッチ運動、ワープ運動、ロール運動、バウンス運動、各車輪位置での上下速度（以下、本発明のばね上運動に該当し、ばね上速度vといい、適宜、車体右前輪部、車体右後輪部、車体左前輪部、車体左後輪部のばね上速度vFR、vRR、vFL、vRLということもある。）、及び各車輪２と車体５との相対速度vs〔以下、車輪（右前輪、右後輪、左前輪、左後輪）の相対速度vsFR、vsRR、vsFL、vsRLと便宜的にいうこともある。〕を算出し、これらの演算結果に基づいて、スカイフック制御理論に基づく制御指令値（減衰力指令値）を算出し、ショックアブソーバ３を制御する。   A controller (control means) 12 is connected to the sprung acceleration sensor 7, the longitudinal acceleration sensor 8, the vehicle height sensor 10, and the wheel speed sensor 11. The controller 12 receives input of information from each connecting member, and based on the arithmetic processing described later, the vehicle body 5 pitch motion, warp motion, roll motion, bounce motion, and vertical speed at each wheel position (hereinafter referred to as this speed). Corresponds to the sprung motion of the invention and is called the sprung speed v. The sprung speeds vFR, vRR, vFL, vRL of the right front wheel part, right rear wheel part, left front wheel part, left rear wheel part of the vehicle body And relative speed vs. each wheel 2 and vehicle body 5 (hereinafter referred to as relative speed vsFR, vsRR, vsFL, vsRL of the wheel (right front wheel, right rear wheel, left front wheel, left rear wheel) Sometimes it is true. ], A control command value (damping force command value) based on the skyhook control theory is calculated based on these calculation results, and the shock absorber 3 is controlled.

コントローラ１２は、図２に示すように、積分回路１４、オブザーバで構成されるばね上速度推定回路１５、ワープ算出部１６、ピッチ推定部１７、ロール算出部１８、バウンス推定部１９、オブザーバで構成される前輪相対速度推定部２０、微分回路２１、オブザーバで構成される後輪相対速度推定部２２、及びスカイフック制御部２３を備えている。
積分回路１４は、ばね上加速度センサ７が検出する車体右前輪部の加速度（ばね上加速度）αFRを積分して車体右前輪部の上下絶対速度（ばね上速度）vFRを算出し、算出データをバウンス推定部１９及びワープ算出部１６に入力する。なお、ばね上加速度センサ７が検出した車体右前輪部の加速度（ばね上加速度）αFRは前輪相対速度推定部２０に入力される。 As shown in FIG. 2, the controller 12 includes an integration circuit 14, a sprung speed estimation circuit 15 including an observer, a warp calculation unit 16, a pitch estimation unit 17, a roll calculation unit 18, a bounce estimation unit 19, and an observer. A front wheel relative speed estimation unit 20, a differentiation circuit 21, a rear wheel relative speed estimation unit 22 composed of an observer, and a skyhook control unit 23.
The integrating circuit 14 integrates the acceleration (sprung acceleration) αFR of the right front wheel portion of the vehicle body detected by the sprung acceleration sensor 7 to calculate the vertical absolute speed (sprung velocity) vFR of the right front wheel portion of the vehicle body, and calculates the calculated data as The data is input to the bounce estimation unit 19 and the warp calculation unit 16. The acceleration (sprung acceleration) αFR of the right front wheel portion of the vehicle body detected by the sprung acceleration sensor 7 is input to the front wheel relative speed estimation unit 20.

ばね上速度推定回路１５は、車高センサ１０が検出した車体左後輪部の車高の入力を受け、予め定めたモデルを用いてシミュレーションを行って、車体左後輪部の上下絶対速度（ばね上速度）vRLを推定し、推定データをワープ算出部１６及びバウンス推定部１９に入力する。なお、車高センサ１０には前記微分回路２１が接続されており、車高センサ１０の検出データを微分して、左後輪の相対速度vsRLを算出し、算出データを後輪相対速度推定部２２に入力する。   The sprung speed estimation circuit 15 receives the vehicle height of the vehicle body left rear wheel detected by the vehicle height sensor 10 and performs a simulation using a predetermined model to calculate the absolute vertical speed of the vehicle body left rear wheel ( The sprung speed) vRL is estimated, and the estimated data is input to the warp calculating unit 16 and the bounce estimating unit 19. The differentiation circuit 21 is connected to the vehicle height sensor 10, and the detection data of the vehicle height sensor 10 is differentiated to calculate the left rear wheel relative speed vsRL, and the calculated data is used as the rear wheel relative speed estimation unit. 22 is input.

ワープ算出部１６は、積分回路１４からの車体右前輪部のばね上速度vFR及びばね上速度推定回路１５からの車体左後輪部のばね上速度vRLの差をとってワープｗｐを算出し、算出データ（ワープｗｐ）をロール算出部１８に入力する。
ピッチ推定部１７は、車輪速センサ11FR、11FLが検出する左右前輪2FL、2FRの車輪速及び前後加速度センサ８が検出する前後加速度を用いてピッチレイトptを推定し、推定データ(ピッチレイトpt)をロール算出部１８及びスカイフック制御部２３に入力する。
ロール算出部１８は、ワープ算出部１６及びピッチ推定部１７の演算結果からこれらの差をとってロールレイトrolを算出し、算出データ(ロールレイトrol)をバウンス推定部１９、前輪相対速度推定部２０、後輪相対速度推定部２２、及びスカイフック制御部２３に入力する。
バウンス推定部１９は、積分回路１４が得た車体右前輪部のばね上速度vFR、ばね上速度推定回路１５が得た車体左後輪部のばね上速度vRL、ロール算出部１８が得たロールレイトrolから、各車輪位置でのばね上速度(vFR，vRL，vFL，vRR)を求め、求めたデータを前輪相対速度推定部２０、後輪相対速度推定部２２、及びスカイフック制御部２３に入力する。 The warp calculation unit 16 calculates the warp wp by taking the difference between the sprung speed vFR of the right front wheel of the vehicle body from the integration circuit 14 and the sprung speed vRL of the left rear wheel of the vehicle body from the sprung speed estimation circuit 15. Calculation data (warp wp) is input to the roll calculation unit 18.
The pitch estimation unit 17 estimates the pitch rate pt using the wheel speeds of the left and right front wheels 2FL and 2FR detected by the wheel speed sensors 11FR and 11FL and the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration sensor 8, and estimates data (pitch rate pt) Is input to the roll calculator 18 and the skyhook controller 23.
The roll calculation unit 18 calculates the roll rate rol by taking these differences from the calculation results of the warp calculation unit 16 and the pitch estimation unit 17, and calculates the calculated data (roll rate rol) as the bounce estimation unit 19 and the front wheel relative speed estimation unit. 20, input to the rear wheel relative speed estimation unit 22 and the skyhook control unit 23.
The bounce estimation unit 19 includes a sprung speed vFR of the vehicle body right front wheel obtained by the integration circuit 14, a sprung velocity vRL of the vehicle body left rear wheel obtained by the sprung speed estimation circuit 15, and the roll obtained by the roll calculation unit 18. From the late rol, the sprung speed (vFR, vRL, vFL, vRR) at each wheel position is obtained, and the obtained data is sent to the front wheel relative speed estimation unit 20, the rear wheel relative speed estimation unit 22, and the skyhook control unit 23. input.

前輪相対速度推定部２０は、ばね上加速度センサ７が検出する車体右前輪部のばね上加速度αFR、バウンス推定部１９が得た各車輪位置でのばね上速度(vFR，vRL，vFL，vRR)、前記入力データ（車体右前輪部の加速度、ロール算出部１８が算出したロールレイトrol、及びスカイフック制御部２３が出力する減衰力指令値の入力を受け、予め定めたモデルを用いてシミュレーションを行うことによって、車体右前輪部のばね上加速度αFRを用いて左右前輪2FL、2FRの夫々と車体５との相対速度（車体左右前輪2FL、2FRの相対速度）vsFL、vsFRを推定し、推定データをスカイフック制御部２３に入力する。
後輪相対速度推定部２２は、微分回路２１が算出した左後輪の相対速度vsRL、ロール算出部１８が算出したロールレイトrol、バウンス推定部１９が得た各車輪位置でのばね上速度(vFR，vRL，vFL，vRR)、及びスカイフック制御部２３が出力する減衰力指令値の入力を受け、予め定めたモデルを用いてシミュレーションを行うことによって、微分回路２１からの左後輪の相対速度vsRLを用いて左右後輪2RL、2RRの夫々と車体５との相対速度（車体左右後輪2RL、2RRの相対速度）vsRL、vsRRを推定し、推定データをスカイフック制御部２３に入力する。 The front wheel relative speed estimation unit 20 detects the sprung acceleration αFR of the right front wheel of the vehicle body detected by the sprung acceleration sensor 7 and the sprung speeds (vFR, vRL, vFL, vRR) at the respective wheel positions obtained by the bounce estimating unit 19. The input data (acceleration of the right front wheel part of the vehicle body, roll rate rol calculated by the roll calculation unit 18 and damping force command value output by the skyhook control unit 23 are received, and a simulation is performed using a predetermined model. By using the sprung acceleration αFR of the right front wheel of the vehicle body, the relative speed between the left and right front wheels 2FL and 2FR and the vehicle body 5 (relative speed of the left and right front wheels 2FL and 2FR) vsFL and vsFR is estimated, and the estimated data Is input to the skyhook control unit 23.
The rear wheel relative speed estimation unit 22 calculates the relative speed vsRL of the left rear wheel calculated by the differentiation circuit 21, the roll rate rol calculated by the roll calculation unit 18, and the sprung speed at each wheel position obtained by the bounce estimation unit 19 ( vFR, vRL, vFL, vRR) and a damping force command value output from the skyhook control unit 23, and a simulation is performed using a predetermined model so that the left rear wheel relative to the differentiation circuit 21 can be compared. The relative speed between the left and right rear wheels 2RL and 2RR and the vehicle body 5 (relative speed between the left and right rear wheels 2RL and 2RR) vsRL and vsRR is estimated using the speed vsRL, and the estimated data is input to the skyhook control unit 23. .

スカイフック制御部２３は、予め定められるスカイフック制御理論に基づいて各輪位置でのばね上速度及び各車輪２と車体５との相対速度を用いて各車輪２に対応したショックアブソーバ３に対する減衰力指令値を発生してショックアブソーバ３を制御する。なお、減衰力指令値は、前輪相対速度推定部２０及び後輪相対速度推定部２２にフィードバックされ、シミュレーションに用いられる。   The skyhook control unit 23 attenuates the shock absorber 3 corresponding to each wheel 2 using the sprung speed at each wheel position and the relative speed between each wheel 2 and the vehicle body 5 based on a predetermined skyhook control theory. A force command value is generated to control the shock absorber 3. The damping force command value is fed back to the front wheel relative speed estimation unit 20 and the rear wheel relative speed estimation unit 22 and used for simulation.

次に、コントローラ１２の上記構成要素についてさらに説明する。
ばね上速度推定回路１５は、図３に示すように、減衰力可変分算出部３０及び現代制御理論を適用したカルマンフィルタ３１（オブザーバ）を含んで構成され、上述したように車高センサ１０が検出した車体左後輪部の車高の入力を受け、予め定めたモデルを用いてシミュレーションを行って、車体左後輪部の上下絶対速度（ばね上の絶対速度）を推定する。減衰力可変分算出部３０は、右後輪のショックアブソーバ3RRへの制御指令値及びカルマンフィルタ３１の算出データ（左後輪部の相対速度vsRL）の入力を受けて減衰力可変分を算出し、カルマンフィルタ３１に入力する。ここで，相対速度としてカルマンフィルタの算出値を用いたが，車高センサ検出値を微分して求めてもよい。
また、カルマンフィルタ３１は、以下のように設計されている。
すなわち、まず、図４に示すように、車体５の上下運動をモデル化する。図４には、その一例として、車体５の上下振動を１自由度でモデル化した１／４車体モデルを示す。図４のモデルにおいて、車体５の絶対上下変位をＺｂ、ばね下の絶対上下変位をＺ０、ばね定数をｋ、減衰係数をｃ、車体５に働く外力をｆ、車体５の質量をｍとしている。 Next, the above components of the controller 12 will be further described.
As shown in FIG. 3, the sprung speed estimation circuit 15 includes a variable damping force calculation unit 30 and a Kalman filter 31 (observer) to which modern control theory is applied, and is detected by the vehicle height sensor 10 as described above. The vehicle height is input to the left rear wheel portion of the vehicle body, and a simulation is performed using a predetermined model to estimate the absolute vertical speed (absolute speed on the spring) of the left rear wheel portion of the vehicle body. The damping force variable amount calculating unit 30 receives the control command value to the right rear wheel shock absorber 3RR and the calculation data of the Kalman filter 31 (relative speed vsRL of the left rear wheel portion) and calculates the damping force variable amount, Input to the Kalman filter 31. Here, the calculated value of the Kalman filter is used as the relative speed, but the vehicle height sensor detection value may be differentiated.
The Kalman filter 31 is designed as follows.
That is, first, as shown in FIG. 4, the vertical motion of the vehicle body 5 is modeled. FIG. 4 shows, as an example, a ¼ vehicle body model in which the vertical vibration of the vehicle body 5 is modeled with one degree of freedom. In the model of FIG. 4, the absolute vertical displacement of the vehicle body 5 is Zb, the unsprung absolute vertical displacement is Z0, the spring constant is k, the damping coefficient is c, the external force acting on the vehicle body 5 is f, and the mass of the vehicle body 5 is m. .

これにより、この系の運動方程式は式（１）に示されるようになる。
ここで、相対変位を可観測出力とするため、状態変数としてばね上とばね下の相対変位ｚ２０、ばね上の絶対速度ｚｂとして式（２）とおくと、状態方程式は、式（３）となる。
ｚ２０＝ｚｂ−ｚ0 …（２） As a result, the equation of motion of this system is as shown in Equation (1).
Here, in order to set the relative displacement as an observable output, when the equation (2) is set as the relative displacement z20 between the sprung and unsprung as the state variables and the absolute velocity zb on the spring, the state equation is expressed by the following equation (3): Become.
z20 = zb-z0 (2)

ここで、状態変数は、
とおき、出力を相対変位ｙ＝ｚ２０、入力を車体５にかかる外力ｕ＝ｆ、外乱を路面上下速度
としている。また、ν（ｔ）は観測雑音とし、これらはGauss性白色雑音で、いずれもその平均値、共分散は既知で、式（４）であるとする。
Where the state variable is
The output is the relative displacement y = z20, the input is the external force u = f applied to the vehicle body 5, and the disturbance is the road surface vertical speed.
It is said. Further, ν (t) is an observation noise, and these are Gaussian white noises, both of which have an average value and a known covariance, and are assumed to be represented by Expression (4).

また、式（５）であるとしている。
Moreover, it is supposed that it is Formula (5).

よって、相対変位が測定可能であると考えると、式（３）よりオブザーバは、式（６）に示すように構成される。
Therefore, considering that the relative displacement can be measured, the observer is configured as shown in Expression (6) from Expression (3).

ここで、Ｌは、オブザーバゲインである。このオブザーバゲインＬは、カルマンによって解かれ、式（７）で示されるRiccati方程式
ＡＰ＋ＰＡT−ＰＣTＲ-1ＣＰ＋Ｑ＝０…（７）
の正定対称な解Ｐより、式（８）に示されるように決定される。
Ｌ＝ＰＣTＲ-1 … （８） Here, L is an observer gain. This observer gain L is solved by Kalman, and Riccati equation AP + PA T −PC TR −1 CP + Q = 0 (7) expressed by the equation (7)
Is determined as shown in the equation (8).
L = PC T R −1 (8)

また、本第１実施形態のようにショックアブソーバを用いた系に適用する場合、式（５）の減衰定数ｃが可変となるため、この点を考慮する必要がある。
この第１実施形態では、推定した相対変位を微分して得た相対速度とコントローラ１２の制御指令値から、減衰力可変分算出部３０を用いて実際にショックアブソーバ３が発生している減衰力を推定し、その推定値を車体５に働く外力をｆとしてオブザーバに入力する外乱オブザーバを構成して、この減衰力可変による相対速度の変動を打ち消す構造としている。
なお、この第１実施形態では、ばね上速度推定回路１５をカルマンフィルタで構成した場合を例にしたが、他のタイプのオブザーバを用いてもよい。 Further, when applied to a system using a shock absorber as in the first embodiment, the damping constant c in the equation (5) becomes variable, so this point needs to be considered.
In the first embodiment, the damping force actually generated by the shock absorber 3 using the damping force variable calculation unit 30 from the relative speed obtained by differentiating the estimated relative displacement and the control command value of the controller 12. The disturbance observer is configured to input the estimated value as an external force acting on the vehicle body 5 to the observer as f, and the fluctuation of the relative speed due to the variable damping force is cancelled.
In the first embodiment, the sprung speed estimation circuit 15 is configured by a Kalman filter. However, other types of observers may be used.

ワープ算出部１６は、図５に示すように、積分回路１４からの車体右前輪部のばね上速度vFR及びばね上速度推定回路１５からの車体左後輪部のばね上速度vRLの差(vFR−vRL)をとり、これらの距離〔車体右前輪部・車体左後輪部間の距離〕で割ることによりワープｗｐを算出する。
ピッチ推定部１７は、図６に示すように、車輪速センサ11FR、11FLが検出する左右前輪2FL、2FRの車輪速の平均値を演算し、得られた平均値を微分処理して車輪加速度を算出する。この車輪加速度と前後加速度センサ８が検出する前後加速度の差をとり、得られた信号を積分し、フィルタ処理及び増幅処理を行なってピッチレイトptを推定する。車体左右前輪部の車輪速の平均値を演算することにより、加減速による車速変動をキャンセルするようにしている。
ロール算出部１８は、図７に示すように、ワープ算出部１６で算出したワープｗｐからピッチ推定部１７で推定されたピッチ成分ptを引くことでロール成分であるロールレイトrolを算出する。 As shown in FIG. 5, the warp calculation unit 16 calculates the difference between the sprung speed vFR of the vehicle body right front wheel from the integration circuit 14 and the sprung speed vRL of the vehicle body left rear wheel from the sprung speed estimation circuit 15 (vFR -VRL), and the warp wp is calculated by dividing by these distances [the distance between the right front wheel portion of the vehicle body and the left rear wheel portion of the vehicle body].
As shown in FIG. 6, the pitch estimation unit 17 calculates the average value of the wheel speeds of the left and right front wheels 2FL and 2FR detected by the wheel speed sensors 11FR and 11FL, and differentiates the obtained average value to obtain the wheel acceleration. calculate. The difference between the wheel acceleration and the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration sensor 8 is taken, the obtained signals are integrated, and the filter processing and amplification processing are performed to estimate the pitch rate pt. By calculating the average value of the wheel speeds of the left and right front wheel parts of the vehicle body, vehicle speed fluctuations due to acceleration / deceleration are canceled.
As illustrated in FIG. 7, the roll calculation unit 18 calculates a roll rate rol that is a roll component by subtracting the pitch component pt estimated by the pitch estimation unit 17 from the warp wp calculated by the warp calculation unit 16.

バウンス推定部１９は、図8に示すように、車体右前輪部、車体左後輪部のばね上速度vFR，vRLの入力を受け、さらに、これらデータを用いて、次のように車体左前輪部、車体右後輪部のばね上速度vFL，vRRを算出し、車体右前輪部、車体左後輪部のばね上速度vFR，vRLと合わせて、各車輪位置でのばね上速度vFL，vRR，vFR，vRL、ひいては車体５のバウンス運動を推定する。
車体左前輪部のばね上速度vFLは、積分回路１４が得た車体右前輪部のばね上速度vFR、ロール算出部１８が得たロールレイトrol、及び左右前輪のショックアブソーバ3FL、3FRの距離を用いて算出する。
車体右後輪部のばね上速度vRRは、ばね上速度推定回路１５が得た車体左後輪部のばね上速度vRL、ロール算出部１８が得たロールレイトrol、及び左右後輪のショックアブソーバ3RL、3RRの距離を用いて算出する。 As shown in FIG. 8, the bounce estimation unit 19 receives the sprung speeds vFR and vRL of the right front wheel portion and the left rear wheel portion of the vehicle body, and further uses these data to And spring right speed vFL, vRR of the right rear wheel part of the vehicle body and the sprung speeds vFL, vRR at each wheel position together with the sprung speeds vFR, vRL of the right front wheel part and left rear wheel part of the vehicle body. , VFR, vRL, and thus the bounce motion of the vehicle body 5 is estimated.
The sprung speed vFL of the left front wheel part of the vehicle body is the distance between the sprung speed vFR of the right front wheel part of the vehicle body obtained by the integrating circuit 14, the roll rate rol obtained by the roll calculating unit 18, and the shock absorbers 3FL, 3FR of the left and right front wheels. Use to calculate.
The sprung speed vRR of the right rear wheel part of the vehicle body includes the sprung speed vRL of the left rear wheel part of the vehicle body obtained by the sprung speed estimation circuit 15, the roll rate rol obtained by the roll calculating unit 18, and the shock absorbers of the left and right rear wheels. Calculate using 3RL and 3RR distances.

前輪相対速度推定部２０は、図９に示すように、減衰力可変分算出部（２つ設けられており、以下、適宜、第1、第２減衰力可変分算出部３０Ａ、３０Ｂという。）及び現代制御理論を適用したカルマンフィルタ（２つ設けられており、以下、適宜、第1、第２カルマンフィルタ３１Ａ、３１Ｂという。）を含んで構成され、ばね上加速度センサ７の検出値（右前輪部のばね上加速度αFR）、ロール算出部１８のロールレイトrol、バウンス推定部１９のばね上速度vFR、vRR、vFL、vRLの入力を受け、右前輪の相対速度vsFR及び左前輪の相対速度vsFLを推定する。なお、ロール算出部１８のロールレイトrolの絶対値が予め定めた閾値より小さい場合は、左右速度が同じ、つまり相対速度ＦＲ＝相対速度ＦＬとして出力し、また、閾値より大きい場合は、バウンス推定部１９の推定したばね上速度（vFR、vRR、vFL、vRL）から第1、第２カルマンフィルタ３１Ａ、３１Ｂを用いて相対速度を算出した値（右前輪、左前輪の相対速度vsFR，vsFL）を選択し、出力する。   As shown in FIG. 9, the front wheel relative speed estimation unit 20 includes two damping force variable calculation units (two are provided, and are hereinafter referred to as first and second damping force variable calculation units 30A and 30B as appropriate). And a Kalman filter to which modern control theory is applied (two are provided, hereinafter referred to as first and second Kalman filters 31A and 31B as appropriate), and is detected by the sprung acceleration sensor 7 (right front wheel part). ), The roll rate rol of the roll calculating unit 18 and the sprung speeds vFR, vRR, vFL, vRL of the bounce estimating unit 19 are input, and the relative speed vsFR of the right front wheel and the relative speed vsFL of the left front wheel are obtained. presume. When the absolute value of the roll rate rol of the roll calculating unit 18 is smaller than a predetermined threshold value, the left and right speeds are the same, that is, the relative speed FR = relative speed FL is output. The values (relative speeds vsFR, vsFL of the front right wheel and the front left wheel) calculated from the sprung speeds (vFR, vRR, vFL, vRL) estimated by the unit 19 using the first and second Kalman filters 31A, 31B are calculated. Select and output.

ここで、前輪相対速度推定部２０で用いるカルマンフィルタ（３１Ａ、３１Ｂ）についてさらに説明する。なお、ばね上速度推定回路１５で用いるカルマンフィルタと同等部分については、その説明を省略する。
カルマンフィルタ（オブザーバ）は、ばね上速度推定回路１５のカルマンフィルタ３１と同等のモデル（図４参照）を用いて設計し、状態変数は、
、出力を上下加速度
、入力を車体５に働く外力ｕ＝ｆ、外乱をばね下加速度
とした。 Here, the Kalman filter (31A, 31B) used in the front wheel relative speed estimation unit 20 will be further described. The description of the same parts as the Kalman filter used in the sprung speed estimation circuit 15 is omitted.
The Kalman filter (observer) is designed using a model equivalent to the Kalman filter 31 of the sprung speed estimation circuit 15 (see FIG. 4).
, Output vertical acceleration
, Input external force u = f acting on the vehicle body 5, disturbance is unsprung acceleration
It was.

ここで、式（９）に示すようにされている。
Here, it is as shown in Formula (9).

よって、ばね上の絶対加速度が測定可能であると考えると、式（７）よりカルマンフィルタ（オブザーバ）は、式（１０）に示すように構成される。
Therefore, when it is considered that the absolute acceleration on the spring can be measured, the Kalman filter (observer) is configured as shown in Expression (10) from Expression (7).

オブザーバゲインＬは、ばね上速度推定回路１５のカルマンフィルタ３１と同様のもの〔式（８）参照〕を用いる。減衰力可変分を考慮するため、ばね上速度推定回路１５と同様に第１，第２減衰力可変分算出部３０Ａ，３０Ｂでは、第１、第２カルマンフィルタ３１Ａ，３１Ｂが得る相対速度推定値とスカイフック制御部２３が演算した制御指令値とを用いて減衰力変化を算出し、第１、第２カルマンフィルタ３１Ａ，３１Ｂにフィードバックしている。   The observer gain L is the same as that of the Kalman filter 31 of the sprung speed estimation circuit 15 (see equation (8)). In order to take the damping force variable into consideration, the first and second damping force variable calculating units 30A and 30B, like the sprung speed estimation circuit 15, use the relative speed estimated values obtained by the first and second Kalman filters 31A and 31B. The damping force change is calculated using the control command value calculated by the skyhook control unit 23 and fed back to the first and second Kalman filters 31A and 31B.

次に、後輪相対速度推定部２２について説明する。後輪相対速度推定部２２は、図１０に示すように、左後輪に対応して設けられる車高センサ１０の検出値を微分して得られる左後輪の相対速度vsRL、ロール算出部１８が算出したロールレイトrol、バウンス推定部１９のばね上速度（推定値）〔(vFR，vRL，vFL，vRR〕の入力を受ける。ここで、ロール算出部１８の算出値（ロールレイトrol）の絶対値が閾値より小さい場合、左右で相対速度が同じ、つまり相対速度vsFR＝相対速度vsFLとして出力し、また、閾値より大きい場合は、バウンス推定部１９の推定したばね上速度からカルマンフィルタ３１Ｃを用いて相対速度を算出した値（右前輪部、左前輪部の相対速度ＦＲ，ＦＬ）を選択し、出力する。
このカルマンフィルタ３１Ｃは前輪の相対速度推定部２０で用いたものと同様である。 Next, the rear wheel relative speed estimation unit 22 will be described. As shown in FIG. 10, the rear wheel relative speed estimation unit 22 differentiates the detected value of the vehicle height sensor 10 provided corresponding to the left rear wheel, the left rear wheel relative speed vsRL, and the roll calculation unit 18. Is input to the roll rate rol calculated by the above-mentioned, and the sprung speed (estimated value) [(vFR, vRL, vFL, vRR]] of the bounce estimating unit 19. Here, the calculated value (roll rate rol) of the roll calculating unit 18 If the absolute value is smaller than the threshold value, the left and right relative speeds are the same, that is, the relative speed vsFR = relative speed vsFL is output. If the absolute value is larger than the threshold value, the Kalman filter 31C is used from the sprung speed estimated by the bounce estimating unit 19. Then, the values (relative speeds FR and FL of the right front wheel part and the left front wheel part) calculated relative speed are selected and output.
The Kalman filter 31C is the same as that used in the front wheel relative speed estimation unit 20.

上述したようにして、車体５のピッチレイトpt、ロールレイトrol、各輪のばね上速度、及び相対速度を算出し、算出された信号を用いて、スカイフック制御部２３が制御指令値を生成し、各ショックアブソーバ３に出力する。   As described above, the pitch rate pt, the roll rate rol, the sprung speed of each wheel, and the relative speed are calculated, and the skyhook control unit 23 generates a control command value using the calculated signals. And output to each shock absorber 3.

本第１実施形態によれば、各車輪２及び車体５の相対速度を算出してこれを用いてスカイフック制御のための制御指令値を算出するようにしている。このため、車輪及び車体の相対速度の算出を、左右前輪を一の前輪、左右後輪を一の後輪としてのみ算出する特許文献１に示される技術に比して、各輪に対応したショックアブソーバ３に対して個別に制御指令値を生成でき、ひいては各輪に対応したショックアブソーバ３の減衰力発生制御を精度高く行うことができる。   According to the first embodiment, the relative speeds of the wheels 2 and the vehicle body 5 are calculated and used to calculate the control command value for skyhook control. For this reason, the shock corresponding to each wheel is calculated in comparison with the technique shown in Patent Document 1 in which the relative speeds of the wheels and the vehicle body are calculated only with the left and right front wheels as one front wheel and the left and right rear wheels as one rear wheel. A control command value can be generated individually for the absorber 3, and thus the damping force generation control of the shock absorber 3 corresponding to each wheel can be performed with high accuracy.

また、本実施形態では、車体５の２箇所の対角部のばね上速度から車体５のワープｗｐを求め、車輪速から得られるピッチレイトptを前記ワープｗｐから減算することによりロールレイトrolを算出し、前記２箇所の対角部のうち一方の箇所のばね上速度及びロールレイトrolから車体５の４輪に対応した部分のばね上速度並びに各車輪２及び車体５の相対速度を得ており、スカイフック制御のための制御指令値の生成に用いることができる。車体５の２箇所の対角部のばね上速度検出のために、加速度センサや車高センサ等の対応するセンサとしては、２個用意すればよいため、ばね上加速度センサを３個以上用いてスカイフック制御を行う従来技術に比して、装置構成を簡素化でき、ひいてはコストダウンを図ることができる。   In this embodiment, the warp wp of the vehicle body 5 is obtained from the sprung speeds of the two diagonal portions of the vehicle body 5, and the roll rate rol is obtained by subtracting the pitch rate pt obtained from the wheel speed from the warp wp. Calculate and obtain the sprung speed of the part corresponding to the four wheels of the vehicle body 5 and the relative speed of each wheel 2 and the vehicle body 5 from the sprung speed and roll rate rol of one of the two diagonal parts. And can be used to generate a control command value for skyhook control. In order to detect the sprung speed at two diagonal portions of the vehicle body 5, two sensors corresponding to the acceleration sensor, the vehicle height sensor, etc. may be prepared, so three or more sprung acceleration sensors are used. Compared with the prior art that performs skyhook control, the device configuration can be simplified, and the cost can be reduced.

上記第１実施形態では、ばね上加速度センサ７及び車高センサ１０を車体５の対角に設けた場合を例にしたが、２つのばね上加速度センサ７を車体５の対角に設けてもよいし、２つの車高センサ１０を車体５の対角に設けてもよい。また、上記第１実施形態では、ばね上加速度センサ７を右前輪に対応した部分、車高センサ１０を左後輪に対応した部分に配置しているが、これに代えてばね上加速度センサ７を左後輪に対応した部分、車高センサ１０を右前輪に対応した部分に配置してもよい。また、対応した部分とは、車体の重心から左右前後の何れかに方向に偏った位置であればよく、重心からの車輪の距離と、重心からのセンサとの距離の関係から車輪上の運動を求めることが出来る。なお、上述したばね上加速度センサ７及び車高センサ１０の配置については、後述する第２実施形態にも同様に言えることである。
また、第１実施形態では、車高センサ１０を用いているが、光軸自動調整システム車両のように既にリヤに車高センサを搭載している車両に対しては、その車高センサを第１実施形態の車高センサ１０として流用し、追加センサの数を抑えるようにし、構成の複雑化及びコストアップを避けるようにしてもよい。 In the first embodiment, the case where the sprung acceleration sensor 7 and the vehicle height sensor 10 are provided on the diagonal of the vehicle body 5 is taken as an example, but the two sprung acceleration sensors 7 may be provided on the diagonal of the vehicle body 5. Alternatively, the two vehicle height sensors 10 may be provided on the diagonal of the vehicle body 5. In the first embodiment, the sprung acceleration sensor 7 is disposed in the portion corresponding to the right front wheel, and the vehicle height sensor 10 is disposed in the portion corresponding to the left rear wheel. May be disposed in a portion corresponding to the left rear wheel, and the vehicle height sensor 10 may be disposed in a portion corresponding to the right front wheel. In addition, the corresponding part may be a position that is deviated from the center of gravity of the vehicle body to either the left, right, front, or back, and the movement on the wheel based on the relationship between the distance of the wheel from the center of gravity and the sensor from the center of gravity. Can be requested. The arrangement of the sprung acceleration sensor 7 and the vehicle height sensor 10 described above can be similarly applied to the second embodiment described later.
In the first embodiment, the vehicle height sensor 10 is used. However, the vehicle height sensor 10 is used for a vehicle that already has a vehicle height sensor mounted on the rear, such as an optical axis automatic adjustment system vehicle. It may be used as the vehicle height sensor 10 of one embodiment, and the number of additional sensors may be suppressed to avoid complication of configuration and cost increase.

次に、本発明の第２実施形態を図１１〜図１４に基づき、第１実施形態（図１〜図１０）を参照して説明する。第１実施形態に係る部分と同等の部分については、同等の符号を付し、その説明は、適宜、省略する。
第１実施形態では、ワープｗｐからピッチレイトptを減算してロールレイトrolを算出するようにしたが、第２実施形態では、ワープｗｐからロールレイトrolを減算してピッチレイトptを算出するようにしたことが大きく異なっている。そして、第２実施形態では、第１実施形態で用いた車輪速センサ１１及び前後加速度センサ８及びピッチ推定部１７を廃止し、これに代えて横加速度を検出する横加速度センサ４１、車速を検出する車速センサ４２、操舵角センサ４３並びにロール推定部４５を設けている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 11 to 14 with reference to the first embodiment (FIGS. 1 to 10). Parts equivalent to those according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
In the first embodiment, the pitch rate pt is subtracted from the warp wp to calculate the roll rate rol, but in the second embodiment, the pitch rate pt is calculated by subtracting the roll rate rol from the warp wp. What you have done is very different. In the second embodiment, the wheel speed sensor 11, the longitudinal acceleration sensor 8 and the pitch estimation unit 17 used in the first embodiment are abolished. Instead, a lateral acceleration sensor 41 for detecting lateral acceleration and a vehicle speed are detected. A vehicle speed sensor 42, a steering angle sensor 43, and a roll estimation unit 45 are provided.

ロール推定部４５は、横加速度センサ４１、車速センサ４２、及び操舵角センサ４３の各検出信号を用いてロールレイトrolを推定する。すなわち、ロール推定部４５は、図１３に示すように、横加速度センサ４１の検出値が旋回による成分と車体５のロール運動による成分を含んでいることに着目し、横加速度検出値から旋回による横加速度を減算することでロール運動による成分を抽出する。旋回による横加速度成分は、操舵角センサ４３の検出値と車速センサ４２の検出値から推定している。車速センサ４２、及び操舵角センサ４３の各検出信号から横加速度を推定している。
そして、このロール運動による横加速度信号を積分し、フィルタ処理を行い、ゲインを調整することでロールレイトrolを演算するようにしている。 The roll estimation unit 45 estimates the roll rate rol using the detection signals of the lateral acceleration sensor 41, the vehicle speed sensor 42, and the steering angle sensor 43. That is, as shown in FIG. 13, the roll estimation unit 45 pays attention to the fact that the detection value of the lateral acceleration sensor 41 includes a component due to turning and a component due to the roll motion of the vehicle body 5. The component due to roll motion is extracted by subtracting the lateral acceleration. The lateral acceleration component due to turning is estimated from the detection value of the steering angle sensor 43 and the detection value of the vehicle speed sensor 42. The lateral acceleration is estimated from the detection signals of the vehicle speed sensor 42 and the steering angle sensor 43.
The roll acceleration rol is calculated by integrating the lateral acceleration signal due to the roll motion, performing filter processing, and adjusting the gain.

第２実施形態は、第１実施形態のロール算出部１８、バウンス推定部１９、前輪相対速度推定部２０、後輪相対速度推定部２２、スカイフック制御部２３、コントローラ１２に代えてピッチ算出部４６、バウンス推定部１９Ａ、前輪相対速度推定部２０Ａ、後輪相対速度推定部２２Ａ、スカイフック制御部２３Ａ、コントローラ１２Ａを設けている。
バウンス推定部１９Ａは、第１実施形態のバウンス推定部１９がピッチ推定部１７からのピッチレイトptの入力を受けるのに代えて、ロール推定部４５からのロールレイトrolの入力を受けるようにしている。 In the second embodiment, a roll calculator 18, a bounce estimator 19, a front wheel relative speed estimator 20, a rear wheel relative speed estimator 22, a skyhook controller 23, and a pitch calculator in place of the controller 12 of the first embodiment. 46, a bounce estimation unit 19A, a front wheel relative speed estimation unit 20A, a rear wheel relative speed estimation unit 22A, a skyhook control unit 23A, and a controller 12A are provided.
The bounce estimation unit 19A receives the input of the roll rate rol from the roll estimation unit 45 instead of the input of the pitch rate pt from the pitch estimation unit 17 by the bounce estimation unit 19 of the first embodiment. Yes.

ピッチ算出部４６は、図１４に示すように、ワープ算出部１６が算出したワープｗｐからロール推定部４５が得たロールレイトrolを減算してピッチレイトptを算出する。   As shown in FIG. 14, the pitch calculation unit 46 subtracts the roll rate rol obtained by the roll estimation unit 45 from the warp wp calculated by the warp calculation unit 16 to calculate the pitch rate pt.

前輪相対速度推定部２０Ａは、第１実施形態の前輪相対速度推定部２０がロール算出部１８の出力であるロールレイトrolの入力を受けるのに代えて、ピッチ算出部４６の出力であるピッチレイトptの入力を受けるようにしている。また、同様に、後輪相対速度推定部２２Ａは、第１実施形態の後輪相対速度推定部２２がロール算出部１８の出力であるロールレイトrolの入力を受けるのに代えて、ピッチ算出部４６の出力であるピッチレイトptの入力を受けるようにしている。   The front wheel relative speed estimation unit 20 </ b> A replaces the front wheel relative speed estimation unit 20 of the first embodiment with the input of the roll rate rol that is the output of the roll calculation unit 18, and the pitch rate that is the output of the pitch calculation unit 46. pt input is received. Similarly, the rear wheel relative speed estimation unit 22A is replaced with a pitch calculation unit, instead of the rear wheel relative speed estimation unit 22 of the first embodiment receiving an input of a roll rate rol that is an output of the roll calculation unit 18. The input of the pitch rate pt which is 46 outputs is received.

第１実施形態では、上述したようにワープｗｐからピッチレイトptを減算してロールレイトrolを求め、このようにして得たロールレイトrolを用いてバウンスひいては４輪対応部のばね上速度を得ると共に、この検出結果を利用して各車輪・車体の相対速度を得、ひいてはスカイフック制御の制御指令値を得るようにしている。これに対して、第２実施形態では、上述したようにワープｗｐからロールレイトrolを減算してピッチレイトptを求め、このようにして得たピッチレイトptを用いてバウンスひいては４輪のばね上速度を得ると共に、この検出結果を利用して各車輪・車体の相対速度を得、ひいてはスカイフック制御の制御指令値を得るようにしている。
また，第１，第２実施形態では，ピッチレイト，ロールレイトをそれぞれ推定して求めたが，ジャイロセンサを取付けてもよい。勿論，カーナビなどの他システムが有するピッチレイト，ロールレイト信号を車体ネットワーク(CANなど)経由で取得して用いてもよい。
この第１、第２実施形態で明らかなように、車体５の２箇所の対角におけるばね上速度を用いることにより４輪対応部のばね上速度及び各車輪・車体の相対速度を得て、４輪夫々に対応したショックアブソーバ３に対するスカイフック制御の制御指令値を算出するので、制御精度の向上を図ることができる。
なお、上記実施の形態のスカイフック制御では、減衰力反転型（伸び側と縮み側の減衰力の変化が大小が反転している）のショックアブソーバを用いた場合は、相対速度のデータは不要である。
なお、上記各実施の形態では、スカイフック制御をベースに説明したが、四輪のばね上の運動（変位、速度、加速度）のデータから制御理論を用いて、ショックアブソーバの減衰力を決められればよく、例えば、Ｈ∞制御や、現代制御理論を用いた制御にもちいてもよい。本発明は、対角２個の上下運動データとロールまたはピッチのデータから４輪各輪のばね上運動を求めて減衰力を制御する発明であれば、センサの種類、運動の種類、制御理論等は、特に、定まったものを用いる必要はない。 In the first embodiment, as described above, the pitch rate pt is subtracted from the warp wp to obtain the roll rate rol, and the bounce and thus the sprung speed of the corresponding part of the four wheels is obtained using the roll rate rol thus obtained. At the same time, the detection results are used to obtain the relative speeds of the wheels and the vehicle body, thereby obtaining the control command value for the skyhook control. On the other hand, in the second embodiment, as described above, the roll rate rol is subtracted from the warp wp to obtain the pitch rate pt, and the pitch rate pt thus obtained is used to bounce, and thus the four-wheel sprung In addition to obtaining the speed, the detection result is used to obtain the relative speed of each wheel / body, and thus the control command value for the skyhook control.
In the first and second embodiments, the pitch rate and the roll rate are estimated and obtained, but a gyro sensor may be attached. Of course, the pitch rate and roll rate signals of other systems such as car navigation systems may be acquired and used via a vehicle body network (such as CAN).
As is apparent from the first and second embodiments, by using the sprung speed at two diagonal positions of the vehicle body 5, the sprung speed of the four-wheel corresponding portion and the relative speed of each wheel / vehicle body are obtained. Since the control command value of the skyhook control for the shock absorber 3 corresponding to each of the four wheels is calculated, the control accuracy can be improved.
Note that the skyhook control of the above embodiment does not require relative velocity data when using a damping force reversal type (change in damping force on the expansion side and contraction side is reversed in magnitude). It is.
Although the above embodiments have been described based on the skyhook control, the damping force of the shock absorber can be determined using control theory from the data (displacement, speed, acceleration) on the four-wheel springs. For example, H∞ control or control using modern control theory may be used. As long as the invention controls the damping force by obtaining the sprung motion of each of the four wheels from the data of vertical motion of two diagonals and roll or pitch data, the type of sensor, the type of motion, the control theory In particular, it is not necessary to use a fixed one.

本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置が採用される自動車を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an automobile in which a suspension control device according to a first embodiment of the present invention is adopted. 図１のコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller of FIG. 図２のばね上速度推定回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the sprung speed estimation circuit of FIG. １／４車体上下振動の解析モデルを示す図である。It is a figure which shows the analysis model of 1/4 vehicle body vertical vibration. 図２のワープ算出部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the warp calculation part of FIG. 図２のピッチ推定部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the pitch estimation part of FIG. 図２のロール算出部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the roll calculation part of FIG. 図２のバウンス推定部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the bounce estimation part of FIG. 図２の前輪相対速度推定部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the front-wheel relative speed estimation part of FIG. 図２の後輪相対速度推定部を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a rear wheel relative speed estimation unit in FIG. 2. 本発明の第２実施形態に係るサスペンション制御装置が採用される自動車を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the motor vehicle by which the suspension control apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is employ | adopted. 図１１のコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller of FIG. 図１２のロール推定部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the roll estimation part of FIG. 図１２のピッチ算出部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the pitch calculation part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

７…ばね上加速度センサ、１０…車高センサ、１２…コントローラ、１４…積分回路、１５…ばね上速度推定回路、１６…ワープ算出部、１７…ピッチ推定部、１８…ロール算出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Sprung acceleration sensor, 10 ... Vehicle height sensor, 12 ... Controller, 14 ... Integration circuit, 15 ... Sprung speed estimation circuit, 16 ... Warp calculation part, 17 ... Pitch estimation part, 18 ... Roll calculation part

Claims (5)

車両の車体と４輪夫々との間に介装され減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバの減衰特性を制御する制御手段と、を備えたサスペンション制御装置において、
前記車体の２箇所の対角位置におけるばね上上下運動を夫々第１、第２ばね上上下運動として検出する第１、第２ばね上運動検出手段と、
前記第１、第２ばね上上下運動から前記車体の対角を軸にした回転運動に相当するワープ運動を算出するワープ算出手段と、
前記車体のピッチ運動を検出するピッチ検出手段と、
前記ワープ算出手段が算出したワープ運動及び前記ピッチ検出手段が検出したピッチ運動から前記車体のロール運動を算出するロール算出手段と、
前記ロール算出手段が算出したロール及び前記第１、第２ばね上上下運動から、前記車体の４輪の位置のばね上上下運動を算出する４輪位置ばね上運動算出手段と、
前記制御手段は、前記４輪位置ばね上運動を用いて４輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とするサスペンション制御装置。 In a suspension control apparatus comprising a shock absorber that is interposed between a vehicle body and four wheels and capable of adjusting a damping characteristic, and a control unit that controls the damping characteristic of the shock absorber,
First and second sprung motion detecting means for detecting sprung vertical motion at two diagonal positions of the vehicle body as first and second sprung vertical motions, respectively;
Warp calculating means for calculating a warp motion corresponding to a rotational motion about the diagonal of the vehicle body from the first and second sprung vertical motion;
Pitch detecting means for detecting the pitch motion of the vehicle body;
Roll calculating means for calculating the roll motion of the vehicle body from the warp motion calculated by the warp calculating means and the pitch motion detected by the pitch detecting means;
4-wheel position sprung motion calculation means for calculating the sprung vertical motion of the position of the four wheels of the vehicle body from the roll calculated by the roll calculation means and the first and second sprung vertical motion;
The said control means calculates | requires the damping force command value with respect to the shock absorber of each 4 wheel using the said 4 wheel position sprung motion, The suspension control apparatus characterized by the above-mentioned. 車両の車体と４輪夫々との間に介装され減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバの減衰特性を制御する制御手段と、を備えたサスペンション制御装置において、
前記車体の２箇所の対角位置におけるばね上上下運動を夫々第１、第２ばね上絶対上下運動として検出する第１、第２ばね上運動検出手段と、
前記第１、第２ばね上上下運動から前記車体の対角を軸にした回転運動に相当するワープ運動を算出するワープ算出手段と、
前記車体のロール運動を検出するロール検出手段と、
前記ワープ算出手段が算出したワープ運動及び前記ロール検出手段が検出したロール運動から前記車体のピッチ運動を算出するピッチ算出手段と、
前記ピッチ算出手段が算出したピッチ運動及び前記第１、第２ばね上上下運動から、前記車体の４輪の位置のばね上上下運動を算出する４輪位置ばね上運動算出手段と、
前記制御手段は、前記４輪位置ばね上運動を用いて４輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とするサスペンション制御装置。 In a suspension control apparatus comprising a shock absorber that is interposed between a vehicle body and four wheels and capable of adjusting a damping characteristic, and a control unit that controls the damping characteristic of the shock absorber,
First and second sprung motion detecting means for detecting sprung vertical motion at two diagonal positions of the vehicle body as first and second sprung absolute vertical motions, respectively;
Warp calculating means for calculating a warp motion corresponding to a rotational motion about the diagonal of the vehicle body from the first and second sprung vertical motion;
Roll detecting means for detecting the roll motion of the vehicle body;
Pitch calculating means for calculating the pitch motion of the vehicle body from the warp motion calculated by the warp calculating means and the roll motion detected by the roll detecting means;
A four-wheel position sprung motion calculation means for calculating a sprung vertical motion of the position of the four wheels of the vehicle body from the pitch motion calculated by the pitch calculation means and the first and second sprung vertical motion;
The said control means calculates | requires the damping force command value with respect to the shock absorber of each 4 wheel using the said 4 wheel position sprung motion, The suspension control apparatus characterized by the above-mentioned. 前記第１、第２ばね上運動検出手段のうち少なくとも一方は、ばね上加速度検出器であることを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション制御装置。   The suspension control apparatus according to claim 1 or 2, wherein at least one of the first and second sprung motion detection means is a sprung acceleration detector. 前記第１、第２ばね上運動検出手段のうちリヤ側の検出手段は、前記車両の光軸自動調整システムに用いる車高センサの検出信号からばね上上下運動を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサスペンション制御装置。   The rear detection means of the first and second sprung motion detection means detects a sprung vertical movement from a detection signal of a vehicle height sensor used in the optical axis automatic adjustment system of the vehicle. Item 4. The suspension control device according to any one of Items 1 to 3. 前記ロール運動またはピッチ運動の少なくとも一方と前記第１、第２ばね上上下運動とから前記車体と車輪との相対運動を推定する相対運動推定手段を設け、前記制御手段は、該相対運動をも用いて４輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のサスペンション制御装置。   Relative motion estimation means for estimating a relative motion between the vehicle body and the wheel is provided from at least one of the roll motion or pitch motion and the first and second sprung up and down motions, and the control means performs the relative motion. The suspension control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a damping force command value for each of the four wheels is used to determine a damping force command value.
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