JP2019026219A - サスペンション制御装置、および、サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面状況の判定を適切に行う。【解決手段】路面状態を判定する路面判定部（８４）は、路面状態を判定するための閾値を設定する閾値設定部（８４５）を有し、路面判定部（８４）による判定結果に応じた係数を、目標制御量の値に乗算する。【選択図】図６

Description

本発明は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御装置、及びサスペンション装置に関する。

減衰力を制御可能なサスペンション装置が知られている。例えば、特許文献１及び２には、操舵トルクに応じて減衰力を制御するサスペンション装置が開示されている。

特開２０１０−１１６０７３号公報（２０１０年５月２７日公開） 特開平１−１４１１１３号公報（１９８９年６月２日公開）

サスペンション制御装置では、サスペンションの減衰力の制御を路面状況に応じて適切に行うことが好ましい。

本発明は、サスペンションの減衰力の制御を路面状況に応じて適切に行うことのできるサスペンション制御装置、及びサスペンション装置を実現することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御装置であって、路面状態を判定する路面判定部と、サスペンションの減衰力を制御する際に参照される操舵由来目標制御量を、前記路面判定部による判定結果に応じて算出する制御量算出部と、を備えており、前記路面判定部は、路面状態を判定するための閾値を設定する閾値設定部を有し、前記制御量算出部は、前記操舵由来目標制御量を算出する際に参照される目標制御量を算出する目標制御量算出部と、前記路面判定部による判定結果に応じた係数を、前記目標制御量の値に乗算する乗算部と、前記係数が乗算された前記目標制御量を含む複数の候補から前記操舵由来目標制御量を選択する選択部と、を有し、前記目標制御量算出部は、運転者が操舵操作する操舵部材に対して印加される操舵トルクを表す操舵トルク信号を参照して前記目標制御量を算出する。

また、かかる目的のもと、本発明は、サスペンションと前記サスペンションの減衰力を制御する制御部とを備えたサスペンション装置であって、前記制御部は、路面状態を判定するための閾値を設定する閾値設定部を有し、前記閾値設定部が設定した閾値と、車輪速を示す車輪速信号と、を参照して路面状況を判定する路面判定部と、サスペンションの減衰力を制御する際に算出される操舵由来目標制御量を、前記路面判定部による判定結果に応じて算出する制御量算出部とを備え、前記制御量算出部は、前記操舵由来目標制御量を算出する際に参照される目標制御量を算出する目標制御量算出部と、前記路面判定部による判定結果に応じた係数を、前記目標制御量の値に乗算する乗算部と、 前記係数が乗算された前記目標制御量を含む複数の候補から前記操舵由来目標制御量を選択する選択部と、を有し、前記目標制御量算出部は、運転者が操舵操作する操舵部材に対して印加される操舵トルクを表す操舵トルク信号を参照して前記目標制御量を算出する。

本発明に係るスペンション制御装置及びサスペンション装置によれば、サスペンションの減衰力の制御を路面状況に応じて適切に行うことができる。

本発明の実施形態１に係る車両の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る懸架装置における油圧緩衝装置の概略構成例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態１に係るＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るサスペンション制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るロール姿勢制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る路面判定部の構成例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態１に係る判定マップの例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るステアリング制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係るＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。

（車両９００の構成）
図１は、本実施形態に係る車両９００の概略構成を示す図である。図１に示すように、車両９００は、懸架装置（サスペンション）１００、車体２００、車輪３００、タイヤ３１０、操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、エンジン５００、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）（制御装置、制御部）６００、発電装置７００およびバッテリ８００を備えている。ここで、懸架装置１００、及びＥＣＵ６００は、本実施形態に係るサスペンション装置を構成する。

タイヤ３１０が装着された車輪３００は、懸架装置１００によって車体２００に懸架されている。車両９００は、四輪車であるため、懸架装置１００、車輪３００およびタイヤ３１０については、それぞれ４つ設けられている。

なお、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪のタイヤ及び車輪をそれぞれ、タイヤ３１０Ａ及び車輪３００Ａ、タイヤ３１０Ｂ及び車輪３００Ｂ、タイヤ３１０Ｃ及び車輪３００Ｃ、並びに、タイヤ３１０Ｄ及び車輪３００Ｄとも称する。以下、同様に、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪にそれぞれ付随した構成を、符号「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」及び「Ｄ」を付して表現することがある。

懸架装置１００は、油圧緩衝装置、アッパーアーム及びロアーアームを備えている。また、油圧緩衝装置は、一例として、当該油圧緩衝装置が発生させる減衰力を調整する電磁弁であるソレノイドバルブを備えている。ただし、これは本実施形態を限定するものではなく、油圧緩衝装置は、減衰力を調整する電磁弁として、ソレノイドバルブ以外の電磁弁を用いてもよい。例えば、上記電磁弁として、電磁流体（磁性流体）を利用した電磁弁を備える構成としてもよい。

エンジン５００には、発電装置７００が付設されており、発電装置７００によって生成された電力がバッテリ８００に蓄積される。

運転者の操作する操舵部材４１０は、ステアリングシャフト４２０の一端に対してトルク伝達可能に接続されており、ステアリングシャフト４２０の他端は、ラックピニオン機構４７０に接続されている。

ラックピニオン機構４７０は、ステアリングシャフト４２０の軸周りの回転を、ラック軸４８０の軸方向に沿った変位に変換するための機構である。ラック軸４８０が軸方向に変位すると、タイロッド及びナックルアームを介して車輪３００Ａ及び車輪３００Ｂが転舵される。

トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に印加される操舵トルク、換言すれば、操舵部材４１０に印加される操舵トルクを検出し、検出結果を示すトルクセンサ信号をＥＣＵ６００に提供する。より具体的には、トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に内設されたトーションバーの捩れを検出し、検出結果をトルクセンサ信号として出力する。なお、トルクセンサ４３０として、ホールＩＣ，ＭＲ素子、磁歪式トルクセンサなどの周知のセンサを用いてもよい。

舵角センサ４４０は、操舵部材４１０の舵角を検出し、検出結果をＥＣＵ６００に提供する。

トルク印加部４６０は、ＥＣＵ６００から供給されるステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを、ステアリングシャフト４２０に印加する。トルク印加部４６０は、ステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを発生させるモータと、当該モータが発生させたトルクをステアリングシャフト４２０に伝達するトルク伝達機構とを備えている。

なお、本明細書における「制御量」の具体例として、電流値、デューティー比、減衰率、減衰比等が挙げられる。

なお、上述の説明において「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指し、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合を少なくとも含む。

また、上記の例では、操舵部材４１０からラック軸４８０までが常時機械的に接続されたステアリング装置を例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、本実施形態に係るステアリング装置は、例えばステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置であってもよい。ステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置に対しても本明細書において以下に説明する事項を適用することができる。

ＥＣＵ６００は、車両９００が備える各種の電子機器を統括制御する。より具体的には、ＥＣＵ６００は、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量を調整することにより、ステアリングシャフト４２０に印加するアシストトルク又は反力トルクの大きさを制御する。

また、ＥＣＵ６００は、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して、サスペンション制御量を供給することによって当該ソレノイドバルブの開閉を制御する。この制御を可能とするために、ＥＣＵ６００からソレノイドバルブへ駆動電力を供給する電力線が配されている。

また、車両９００は、車輪３００毎に設けられ各車輪３００の車輪速を検出する車輪速センサ３２０、車両９００の横方向の加速度を検出する横Ｇセンサ３３０、車両９００の前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサ３４０、車両９００のヨーレートを検出するヨーレートセンサ３５０、エンジン５００が発生させるトルクを検出するエンジントルクセンサ５１０、エンジン５００の回転数を検出するエンジン回転数センサ５２０、及びブレーキ装置が有するブレーキ液に印加される圧力を検出するブレーキ圧センサ５３０を備えている。これらの各種センサによる検出結果は、ＥＣＵ６００に供給される。

なお、図示は省略するが、車両９００は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐためのシステムであるＡＢＳ（Antilock Brake System）、加速時等における車輪の空転を抑制するＴＣＳ（Traction Control System）、及び、旋回時のヨーモーメント制御やブレーキアシスト機能等のための自動ブレーキ機能を備えた車両挙動安定化制御システムであるＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）制御可能なブレーキ装置を備えている。

ここで、ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、推定した車体速に応じて定まる車輪速と、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速とを比較し、これら２つの車輪速の値が、所定の値以上相違している場合にスリップ状態であると判定する。ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、このような処理を通じて、車両９００の走行状態に応じて最適なブレーキ制御やトラクション制御を行うことにより、車両９００の挙動の安定化を図るものである。

また、上述した各種のセンサによる検出結果のＥＣＵ６００への供給、及び、ＥＣＵ６００から各部への制御信号の伝達は、ＣＡＮ（Controller Area Network）３７０を介して行われる。

（懸架装置１００）
図２は、本実施形態に係る懸架装置１００における油圧緩衝装置の概略構成例を示す概略断面図である。図２に示すように、懸架装置１００は、シリンダ１０１と、シリンダ１０１内に摺動可能に設けられたピストン１０２と、ピストン１０２に固定されたピストンロッド１０３とを備えている。シリンダ１０１は、ピストン１０２によって上室１０１ａと下室１０１ｂとに仕切られており、上室１０１ａ及び下室１０１ｂは作動油によって満たされている。

また、図２に示すように、懸架装置１００は、上室１０１ａと下室１０１ｂとを連通させる連通路１０４を備えており、当該連通路１０４上には、懸架装置１００の減衰力を調整するソレノイドバルブ１０５が設けられている。

ソレノイドバルブ１０５は、ソレノイド１０５ａと、ソレノイド１０５ａによって駆動され、連通路１０４の流路断面積を変更するバルブ１０５ｂとを備えている。

ソレノイド１０５ａはＥＣＵ６００から供給されるサスペンション制御量に応じてバルブ１０５ｂを出し入れし、それにより連通路１０４の流路断面積が変更され、懸架装置１００の減衰力が変更される。

（ＥＣＵ６００）
以下では、参照する図面を替えて、ＥＣＵ６００について具体的に説明する。図３は、ＥＣＵ６００の概略構成を示す図である。

図３に示すように、ＥＣＵ６００は、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部（サスペンション制御装置）６５０とを備えている。

ステアリング制御部６１０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果を参照し、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量の大きさを決定する。

なお、本明細書において「〜を参照して」との表現には、「〜を用いて」「〜を考慮して」「〜に依存して」などの意味が含まれ得る。

サスペンション制御部６５０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果を参照し、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブ１０５に対して供給するサスペンション制御量の大きさを決定する。

また、「制御量の大きさを決定する」との処理には、制御量の大きさをゼロに設定する、すなわち、制御量を供給しない場合も含まれる。

また、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とが別々のＥＣＵとして実現される構成であってもよい。このような構成の場合、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とが通信手段を用いて相互に通信を行うことにより、本明細書に記載の制御が実現される。

（サスペンション制御部）
続いて、図４を参照してサスペンション制御部についてより具体的に説明する。図４はサスペンション制御部６５０の構成例を示すブロック図である。

サスペンション制御部６５０は、図４に示すように、ＣＡＮ入力部６６０、車両状態推定部６７０、操縦安定性・乗心地制御部６８０、及び制御量セレクト部６９０を備えている。

ＣＡＮ入力部６６０は、ＣＡＮ３７０を介して各種の信号を取得する。図４に示すように、ＣＡＮ入力部６６０は、以下の信号を取得する（括弧書きは取得元を示す）。

・４輪の車輪速（車輪速センサ３２０Ａ〜Ｄ）
・ヨーレート（ヨーレートセンサ３５０）
・前後Ｇ（前後Ｇセンサ３４０）
・横Ｇ（横Ｇセンサ３３０）
・ブレーキ圧（ブレーキ圧センサ５３０）
・エンジントルク（エンジントルクセンサ５１０）
・エンジン回転数（エンジン回転数センサ５２０）
・舵角（舵角センサ４４０）
・操舵トルク（トルクセンサ４３０）
車両状態推定部６７０は、ＣＡＮ入力部６６０が取得した各種の信号を参照して車両９００の状態を推定する。車両状態推定部６７０は、推定結果として、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、ロールレート、転舵時ロールレート、及び、加減速時ピッチレートを出力する。

車両状態推定部６７０は、図４に示すように、加減速・転舵時補正量算出部６７１、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３、及び、状態推定用一輪モデル適用部６７４を備えている。

加減速・転舵時補正量算出部６７１は、ヨーレート、前後Ｇ、４輪の車輪速、ブレーキ圧、エンジントルク、及びエンジン回転数を参照して、車体前後速度、内外輪差比、及び調整ゲインの算出を行い、算出結果を状態推定用一輪モデル適用部６７４に供給する。

加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、前後Ｇ、及び横Ｇを参照して、転舵時ロールレート、及び加減速時ピッチレートを算出する。算出結果は、状態推定用一輪モデル適用部６７４に供給される。

また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、算出した転舵時ロールレートを、ロールレート値として、ステアリング制御部６１０に供給する。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、制御量セレクト部６９０の出力するサスペンション制御量を更に参照する構成としてもよい。

なお、後述するように、ロールレート値は、車両９００の傾きが所定の微小時間変化しなかった場合の基準値として「０」をとる構成とし、当該基準値からのずれとしてロールレートを表すものであってもよい。

また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、転舵時ロールレートに±０．５程度の不感帯を設けてもよい。ここで、符号は、例えば、車両９００の左側を「＋」、右側を「−」とする。

状態推定用一輪モデル適用部６７４は、加減速・転舵時補正量算出部６７１による算出結果を参照して、各輪に対して状態推定用一輪モデルを適用し、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、及びロールレートを算出する。算出結果は、操縦安定性・乗心地制御部６８０に供給される。

操縦安定性・乗心地制御部６８０は、スカイフック制御部６８１、ロール姿勢制御部（制御量算出部）６８２、ピッチ姿勢制御部６８３、及び、バネ下制御部６８４を備えている。

スカイフック制御部６８１は、路面の凹凸を乗り越える際の車両の動揺を抑制し、乗り心地を高める乗り心地制御（制振制御）を行う。

スカイフック制御部６８１は、一例として、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、及びロールレートを参照して、スカイフック目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。

より具体的な一例として、スカイフック制御部６８１は、バネ上速度に基づいてバネ上−減衰力マップを参照することにより減衰力ベース値を設定する。また、スカイフック制御部６８１は、設定した減衰力ベース値に対してスカイフックゲインを乗じることによりスカイフック目標減衰力を算出する。そして、スカイフック目標減衰力とストローク速度とに基づいてスカイフック目標制御量を決定する。

ロール姿勢制御部６８２は、転舵時ロールレート、舵角を示す舵角信号、操舵トルクを示す操舵トルク信号、及び４輪の車輪速を示す車輪速信号を参照して各目標制御量を算出することによってロール姿勢制御を行う。算出された各目標制御量は、制御量セレクト部６９０に供給される。ロール姿勢制御部６８２の具体的構成については後述する。

ピッチ姿勢制御部６８３は、加減速時ピッチレートを参照してピッチ制御を行い、ピッチ目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。

バネ下制御部６８４は、４輪の車輪速を参照して、車両９００のバネ下の制振制御を行い、バネ下制振制御目標制御量を決定する。決定結果は、制御量セレクト部６９０に供給される。

制御量セレクト部６９０は、スカイフック目標制御量、ロール姿勢制御部６８２から供給される各目標制御量、ピッチ目標制御量、バネ下制振制御目標制御量、及び車速依存制振制御目標制御量のうち、最も大きい値を有する目標制御量を選択し、サスペンション制御量として出力する。
なお、サスペンション制御部６５０は、制御量セレクト部６９０を備えない構成とすることもできる。そのような構成においては、例えば、操舵由来目標制御量をサスペンション制御量とすればよい。

（ロール姿勢制御部６８２）
ロール姿勢制御部６８２は、サスペンションの減衰力を制御するためのサスペンション制御量を、路面判定部による判定結果に応じて算出する。

以下では、図５を参照して、ロール姿勢制御部６８２の具体的構成について説明する。図５は、ロール姿勢制御部６８２の構成例を示すブロック図である。ロール姿勢制御部６８２は、操舵トルク信号と、舵角信号と、車輪速信号とを参照して、サスペンション制御量の候補となる操舵由来目標制御量、換言すれば、サスペンションの減衰力を制御する際に参照される操舵由来目標制御量を算出する。ここで、ロール姿勢制御部６８２が算出する操舵由来目標制御量は、制御量セレクト部６９０によって選択された場合、サスペンション制御量となる。したがって、ロール姿勢制御部６８２は、サスペンション制御量を算出すると表現することもできる。

図５に示すように、ロール姿勢制御部６８２は、ロールレート比例目標制御量算出部８０、第１の目標制御量算出部８１、第２の目標制御量算出部８２、選択部８３、路面判定部（路面判定装置）８４、及び乗算部８５を備えている。

ロールレート比例目標制御量算出部８０は、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３から供給される転舵時ロールレートを参照してロールレート比例目標制御量を算出する。

第１の目標制御量算出部８１は、操舵トルク信号を参照して第１の目標制御量を算出する。具体的には、第１の目標制御量算出部８１は、操舵トルク信号を参照して、車両９００のロールを抑え、車両９００の姿勢がよりフラットに近づくような第１の目標制御量を算出する。例えば、操舵部材４１０がある転舵方向に転舵され、車両９００が当該転舵方向に向かうカーブに沿って進行する場合、当該カーブの外側（すなわち転舵方向とは反対側）のサスペンションの減衰力が大きくなるように第１の目標制御量を算出する。換言すれば、転舵方向とは反対側のサスペンションが硬くなるような第１の目標制御量を算出する。更に言えば、カーブの外側のサスペンションの減衰力を大きくしたうえで、カーブの内側のサスペンションの減衰力も大きくするような第１の目標制御量を算出してもよい。

第１の目標制御量算出部８１は、図５に示すように、トルク参照目標制御量算出部８１１、トルク速参照目標制御量算出部８１２、及び、第１の目標制御量選択部８１３を備えている。

トルク参照目標制御量算出部８１１は、操舵トルク信号の示すトルクを参照してトルク参照目標制御量を算出する。トルク速参照目標制御量算出部８１２は、操舵トルク信号の示すトルクの時間変化を参照することによってトルク速を算出し、算出したトルク速を参照してトルク速参照目標制御量を算出する。

第１の目標制御量選択部８１３は、トルク参照目標制御量とトルク速参照目標制御量とのうち、より高い値を有する目標制御量を、トルク由来の目標制御量（第１の目標制御量）として選択する。

第２の目標制御量算出部８２は、舵角信号を参照して第２の目標制御量を算出する。具体的には、第２の目標制御量算出部８２は、舵角信号を参照して、車両９００のロールを抑え、車両９００の姿勢がよりフラットに近づくような第２の目標制御量を算出する。例えば、操舵部材４１０がある転舵方向に転舵され、車両９００が当該転舵方向に向かうカーブに沿って進行する場合、当該カーブの外側（すなわち転舵方向とは反対側）のサスペンションの減衰力が大きくなるように第２の目標制御量を算出する。換言すれば、転舵方向とは反対側のサスペンションが硬くなるような第２の目標制御量を算出する。更に言えば、カーブの外側のサスペンションの減衰力を大きくしたうえで、カーブの内側のサスペンションの減衰力も大きくするような第２の目標制御量を算出してもよい。

第２の目標制御量算出部８２は、図５に示すように、舵角参照目標制御量算出部８２１、舵角速参照目標制御量算出部８２２、及び、第２の目標制御量選択部８２３を備えている。

舵角参照目標制御量算出部８２１は、舵角信号の示す舵角を参照して舵角参照目標制御量を算出する。舵角速参照目標制御量算出部８２２は、舵角信号の示す舵角の時間変化を参照することによって舵角速を算出し、算出した舵角速を参照して舵角速参照目標制御量を算出する。

第２の目標制御量算出部８２は、舵角参照目標制御量と舵角速参照目標制御量とのうち、より高い値を有する目標制御量を、舵角由来の目標制御量（第２の目標制御量）として選択する。

路面判定部８４は、車輪速信号および車速信号を参照して、路面状況の判定を行い、判定結果を示す係数を乗算部８５に供給する。路面判定部８４の具体的な構成例については後述する。

乗算部８５は、第１の目標制御量算出部８１によって算出された第１の目標制御量に対して、路面判定部８４から供給された係数を乗算し、係数乗算後の第１の目標制御量を選択部８３に供給する。

選択部８３は、係数乗算後の第１の目標制御量、第２の目標制御量、及びロールレート比例目標制御量のうち、より高い値を有する目標制御量を操舵由来目標制御量として選択し、出力する。

以上のように、ロール姿勢制御部６８２は、サスペンション制御量の候補となる操舵由来目標制御量を、路面判定部による判定結果に応じて算出するので、サスペンションの減衰力の制御を路面状況に応じて適切に行うことができる。

また、ロール姿勢制御部６８２は、第１の目標制御量を算出する第１の目標制御量算出部と、路面判定部８４による判定結果に応じた係数を、第１の目標制御量の値に乗算する乗算部と、係数乗算後の第１の目標制御量を含む複数の候補からサスペンション制御量の候補である操舵由来目標制御量を選択する選択部８３を備えているので、路面判定部による判定結果に応じて、目標制御量を好適に設定することができる。

また、第１の目標制御量は、操舵部材４１０に対して印加される操舵トルクを表す操舵トルク信号を参照して算出され、前記路面判定の結果を示す係数は、当該第１の目標制御量に乗算される。したがって、路面状況に応じて、トルク由来の目標制御量である第１の目標制御量に１よりも小さな係数を乗算し、トルク由来の目標制御量がサスペンション制御量として選ばれにくくするといった制御が可能になる。

（路面判定部）
続いて、図６を参照して、路面判定部８４についてより具体的に説明する。路面判定部８４は、路面判定を行うための参照信号を参照して、路面状況を判定し、その判定結果を表す係数を出力する構成である。

本実施形態では、上記参照信号として４輪の車輪速を示す車輪速信号と、車両９００の走行速度を示す車速信号とを参照する構成について説明する。車輪速信号は、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速を示す信号である。車速信号は、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速を示す信号であっても良い。また、車速信号は、車輪速センサ３２０とは別に設けられた車軸の回転数を検出するセンサから出力されるパルス信号に応じて定まる車速を示す信号であっても良い。

一般に、路面に凹凸が存在する場合、路面の凸部によってタイヤ３１０の半径が小さくなったり、路面の凹部によってタイヤ３１０の半径が大きくなったりする。このようにタイヤ３１０の半径が変動すると、それに応じて車輪速が変動する。したがって、車輪速信号は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

また、車輪速信号は、車両の積載およびタイヤ空気圧増減等の車両の状態、および車両の走行速度の影響を受けるため、路面状況を正しく判定するために、車輪速信号とともに、車速信号を参照して路面状況を判定するのが望ましい。これによって、車両の状態および走行速度による車輪速信号の振動エネルギー値の増減の路面判定への影響を低減することが出来る。

なお、車輪速信号および車速信号以外の参照信号を参照する構成については実施形態３にて説明する。

図６は、路面判定部８４の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、路面判定部８４は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８４０、バンドストップフィルタ（ＢＳＦ）８４１、絶対値算出部８４２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８４４、閾値設定部８４５、及び係数決定部８４６を備えている。図６に示すようにハイパスフィルタ８４０には車輪速信号が入力され、ローパスフィルタ８４４はハイパスフィルタ８４０の後段に配置されている。

なお、ハイパスフィルタ８４０及びバンドストップフィルタ８４１の順序は図６に示すものとは逆であってもよい。その場合であっても、ローパスフィルタ８４４はハイパスフィルタ８４０及びバンドストップフィルタ８４１の後段に配置される。

ハイパスフィルタ８４０は、車輪速信号に作用し、当該車輪速信号から第１のカッオフ周波数以下の周波数成分を除去又は逓減することによって路面状況由来の車輪速変動を抽出する。ここで、ハイパスフィルタ８４０が除去又は逓減する周波数成分には、操舵由来の車輪速変動等が含まれる。なお、ハイパスフィルタ８４０における第１のカットオフ周波数、及び第１の次数は、自由に設定することができ、実験値により好適な値を設定することができる。

（バンドストップフィルタ８４１）
バンドストップフィルタ８４１がハイパスフィルタ８４０の下流に配置される場合、バンドストップフィルタ８４１は、ハイパスフィルタ８４０が作用した後の車輪速信号に作用する。バンドストップフィルタ８４１がハイパスフィルタ８４０の上流に配置される場合、バンドストップフィルタ８４１は、ハイパスフィルタ８４０が作用する前の車輪速信号に作用する。

何れの場合であっても、バンドストップフィルタ８４１は、自身に入力される処理対象信号のうち、遮断周波数帯に含まれる周波数における信号を低減又は遮断し、それ以外の周波数帯における信号は変化させない。ここで、遮断周波数帯は、中心周波数及び帯域幅によって指定される。

また、本実施形態に係るバンドストップフィルタ８４１には、遮断周波数帯を決定するための信号としても車両速信号が入力され、バンドストップフィルタ８４１は、当該車輪速信号に応じて遮断周波数帯を変更可能に構成されている。具体的には、バンドストップフィルタ８４１は、車輪速信号の示す車速に応じて遮断周波数帯の中心周波数を変更可能に構成されている。一例として、車輪速信号の示す車速をｖ（メートル／秒）、タイヤの直径をｄ（メートル）と表した場合、バンドストップフィルタ８４１は、遮断周波数帯の中心周波数Ｆｃ（Ｈｚ）を
Ｆｃ＝ｖ／（π×ｄ）
に設定する。なお、バンドストップフィルタ８４１は、車輪速信号に応じて、遮断周波数帯の帯域幅を更に変更する構成としてもよい。

このようにバンドストップフィルタ８４１が車輪速信号に応じた遮断周波数帯を有することによって、路面判定部８４は、車輪速信号からタイヤ３１０の偏心に起因した車輪速変動の寄与を除去したうえで、路面状況の判定を行うことができる。したがって、路面判定を適切に行うことができる。

絶対値算出部８４２は、ハイパスフィルタ８４０の出力信号の絶対値を算出し、ローパスフィルタ８４４に提供する。

ローパスフィルタ８４４は、絶対値算出部８４２の出力から第２のカットオフ周波数以上の周波数成分を除去又は逓減することによって、車輪速の変動を示す信号を生成し出力する。換言すれば、ローパスフィルタ８４４は、車輪速の変動を、路面状況の指標となるある種のエネルギーとして算出する。ローパスフィルタ８４４における第２のカットオフ周波数、及び第２の次数は、自由に設定することができ、実験値により好適な値を設定することができる。

閾値設定部８４５には車速信号が入力される。閾値設定部８４５は、走行速度と、エネルギーの閾値との相関関係を示す判定値マップを有している。閾値設定部８４５は、入力された車速信号と、判定値マップと、を参照して路面状態を判定するための閾値を設定する。

判定値マップは、図６に示したように、例えば、走行速度と、エネルギーの閾値とが線形の相関関係を有することを示すものであってもよい。また、図示は省略するが、判定値マップは、走行速度と、エネルギーの閾値とが非線形の相関関係を有することを示すものであってもよい。判定値マップは、走行速度と、エネルギーの閾値とが正の相関関係、つまり走行速度が上がると、閾値が高くなる相関関係を示している。

図７（ａ）〜（ｃ）は、閾値設定部８４５が有する判定値マップの別の例を示す図である。例えば、判定値マップとして、図７（ａ）に示すように、車速が特定の第１の値以下の場合、または、車速が特定の第２の値以上の場合に、走行速度に関わらず一定の閾値を有するものを用いてもよい。また、判定値マップとして、図７（ｂ）に示すように、車速が特定の第２の値以上の場合に、車速と、閾値との相関関係が二次関数的であったり、車速に応じて閾値の傾きが変化する構成であったりしてもよい。また、判定値マップとして、図７（ｃ）に示すように、閾値が複数段階に設定されており、車速の変化に伴って、段階的に閾値が変更される構成としてもよい。例えば、閾値が３段階に設定されており、車速が特定の第１の値以上になると一段階閾値が高くなり、車速が特定の第２の値以上になると更に一段階閾値が高くなるといった態様であってもよい。

係数決定部８４６は、ローパスフィルタ８４４の出力値と、閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値とに応じた係数を出力する。例えば、係数決定部８４６は、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値以上である場合に出力する係数を、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値未満である場合に出力する係数より小さく設定する。

より具体的な例として、係数決定部８４６は、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値以上であれば、係数として０を出力し、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値未満であれば、係数として１を出力する。ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値以上である状況は、路面が悪路である場合に相当し、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値未満である状況は、路面が悪路ではない場合に相当する。このように、係数決定部８４６は、路面状況に応じた値を有する係数を出力する。

上記のように構成された路面判定部８４によれば、ハイパスフィルタ８４０によって路面状況由来の車輪速変動を抽出し、バンドストップフィルタ８４１によってタイヤ３１０の偏心に起因した車輪速変動の寄与を除去し、ローパスフィルタ８４４によって車輪速変動を示す信号を出力し、第１の目標制御量に乗算する係数の値を、ローパスフィルタ８４４が出力した信号と、閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値と、に応じて係数決定部８４６が決定する。

上記の構成によれば、車輪速信号と、車速信号と、を参照した路面状況判定結果に応じて、係数の値を好適に決定することができる。また、バンドストップフィルタ８４１によってタイヤ３１０の偏心に起因した車輪速変動の寄与を除去するのでより精度の高い判定を行うことができる。

また、上述のように、係数決定部８４６は、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値以上である場合に出力する係数を、ローパスフィルタ８４４の出力値が閾値設定部８４５が設定した路面状態を判定するための閾値未満である場合に出力する係数より小さく設定する。

一般に、路面状態によっては、トルク由来の目標制御量を出力せずに、舵角由来の目標制御量を出力することにより、より快適な乗り心地を実現できる場合がある。係数決定部８４６が上記のような構成をとることによって、路面状態に応じて、トルク由来の目標制御量よりも舵角由来の目標制御量を優先的に出力することができるので、より快適な乗り心地を実現することができる。

また、車両の走行速度に応じて、ローパスフィルタ８４４の出力値に対する路面状態を判定するための閾値までのマージンを確保することができる。これによって、車両の積載、およびタイヤ空気圧の増減などの通常使用範囲内での車両の状態の変化に対する、路面判定の誤判定へのロバスト性が向上する。換言すれば、誤判定を生じづらい路面判定部８４を実現することができる。

（ステアリング制御部）
続いて、図８を参照して、ステアリング制御部６１０についてより具体的に説明する。図８は、ステアリング制御部６１０の構成例を示すブロック図である。

図８に示すように、ステアリング制御部６１０は、制御量算出部６１１、制御量補正部６１２、及び、ωフィードバック部６２０を備えている。

制御量算出部６１１は、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する。制御量算出部６１１によって算出された制御量は、制御量補正部６１２によって補正されたうえで、ステアリング制御量としてトルク印加部４６０に供給される。

（ωフィードバック部）
ωフィードバック部６２０は、舵角センサ４４０から供給される舵角、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速、及び、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、補正制御量の値を決定する。

ωフィードバック部６２０は、一例として、図３に示すように、目標舵角速算出部６２１、実舵角速算出部６２２、減算部６２３、及び、補正制御量決定部６２４を備えている。

目標舵角速算出部６２１は、舵角センサ４４０から供給される舵角、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速、及び、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、目標舵角速を算出する。ここで、目標舵角速の具体的な算出方法は、本実施形態を限定するものではないが、目標舵角速を算出するにおいて、目標舵角速算出部６２１は、目標舵角速マップ、及びトルクレイシオマップを参照する構成とすることができる。

実舵角速算出部６２２は、舵角センサ４４０から供給される舵角の時間変化を算出することによって、実舵角速を特定する。

減算部６２３は、目標舵角速算出部６２１によって算出された目標舵角速から、実舵角速算出部６２２によって算出された実舵角速を減算し、減算した結果である舵角速偏差を、補正制御量決定部６２４に供給する。

補正制御量決定部６２４は、舵角速偏差に応じて、補正制御量の値を決定する。決定した補正制御量の値は、制御量補正部６１２に供給される。なお、補正制御量の値の具体的な決定方法は本実施形態を限定するものではないが、補正制御量の値を決定するにおいて、補正制御量決定部６２４は、舵角速偏差補正制御量マップを参照する構成とすることができる。

制御量補正部６１２は、制御量算出部６１１が算出した制御量に対して、補正制御量決定部６２４から供給される補正制御量を加えることによって、ステアリング制御量を生成する。換言すれば、制御量補正部６１２は、操舵トルクを参照して制御量算出部６１１が算出した制御量を、操舵部材４１０の舵角と、操舵部材４１０の舵角速とを参照して補正する。

〔実施形態２〕
実施形態１では、サスペンション制御部６５０が備えるロール姿勢制御部６８２が参照する舵角、及び操舵トルクをＣＡＮ３７０から取得する構成を例に挙げたが、本明細書に記載の発明はこれに限定されるものではない。

本実施形態では、ロール姿勢制御部６８２が参照する舵角、及び操舵トルクを、ステアリング制御部６１０から供給する構成について説明する。

図９は、本実施形態に係るＥＣＵ６００ａの概略構成を示す図である。

図９に示すように、ＥＣＵ６００ａは、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とを備えている。図９に示すＥＣＵ６００ａは、実施形態１において説明したＥＣＵ６００と以下の点において異なる。

すなわち、ＥＣＵ６００ａでは、ステアリング制御部６１０が、操舵部材４１０に対して印加される操舵トルクを示す操舵トルク信号、及び操舵部材４１０の舵角を示す舵角信号を、サスペンション制御部６５０に供給し、サスペンション制御部６５０が備えるロール姿勢制御部６８２は、ステアリング制御部６１０から供給された操舵トルク信号、及び操舵信号を参照して、各目標制御量を算出することによってロール姿勢制御を行う。ロール姿勢制御部６８２による具体的な処理は実施形態１において説明した通りである。

本実施形態の構成では、ロール姿勢制御部６８２が、操舵トルク信号と舵角信号とを、ＣＡＮ３７０を経由して取得する必要がない。そのため、本実施形態の構成によれば、ＣＡＮ３７０の伝送負荷を低減することができる。なお、操舵トルク信号は、位相補償されたものを用いる構成としてもよい。これにより、更に快適な乗り心地を実現することが期待できる。

〔実施形態３〕
実施形態１及び２では、路面判定部８４が、路面判定を行うための参照信号として、４輪の車輪速を示す車輪速信号と、車両９００の走行速度を示す車速信号とを参照する構成について説明したが、本明細書の記載の発明はこれに限られない。以下では、路面判定部８４が車輪速信号以外の参照信号を車両９００の走行速度を示す車速信号と共に参照する場合について説明する。

なお、路面判定部８４が以下の参照信号を参照する場合、ハイパスフィルタ８４０及びローパスフィルタ８４４におけるカットオフ周波数等のパラメータを参照信号に応じた好適な値としておけばよい。

また、路面判定部８４は、ハイパスフィルタ８４０及びローパスフィルタ８４４を含む信号処理経路を複数備える構成とし、上述した車速信号と共に、車輪速信号及び以下に示す種々の参照信号のうち、複数の信号を参照して路面判定を行う構成としてもよい。このような構成とすれば路面判定の精度を向上させることができる。

（例１）舵角信号
路面判定部８４は、操舵部材４１０の舵角を示す舵角信号と、車速信号と、を参照して路面状態を判定してもよい。一般に、路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に起因して舵角が変動する。したがって、舵角信号は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

（例２）操舵トルク
路面判定部８４は、操舵部材４１０に印加される操舵トルクを示す操舵トルク信号と、車速信号と、を参照して路面状態を判定してもよい。一般に、路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に起因して操舵トルクが変動する。したがって、操舵トルク信号は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

（例３）ステアリングアシストモータのモータ回転
路面判定部８４は、トルク印加部４６０が備えているモータ（ステアリングアシストモータ）のモータ回転と、車速信号と、を参照して路面状態を判定してもよい。路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に起因してステアリングアシストモータのモータ回転数も変動する。したがって、ステアリングアシストモータのモータ回転数は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

（例４）ヨーレート信号
路面判定部８４は、車両９００のヨーレートを示すヨーレート信号と、車速信号と、を参照して路面状態を判定してもよい。路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に直接的に起因して、又は操舵トルク等を介して間接的に起因して車両９００のヨーレートも変動する。したがって、ヨーレート信号は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

（例５）横Ｇ信号、前後Ｇ信号
路面判定部８４は、車両９００の横方向の加速度を示す横Ｇ信号、及び車両９００の前後方向の加速度を示す前後Ｇ信号の少なくとも何れかと、車速信号と、を参照して路面状態を判定してもよい。路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に直接的に起因して、又は操舵トルク等を介して間接的に起因して、車両９００の横方向の加速度や前後方向の加速度が変動する。したがって、横Ｇ信号及び前後Ｇ信号は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

（例６）上下Ｇ信号
車両９００が、車両９００の上下方向の加速度を検出する上下Ｇセンサを備える構成とし、路面判定部８４が、当該上下方向の加速度を示す上下Ｇ信号と、車速信号と、を参照して路面状態を判定する構成としてもよい。

路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に起因して、車両９００の上下方向の加速度が変動する。したがって、上下Ｇ信号は、路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

（例７）ピッチレート
路面判定部８４は、車両状態推定部６７０が算出したピッチレート、及び加減速・転舵時補正量算出部６７１が算出したピッチレートである加減速時ピッチレートの少なくとも何れかと、車速信号と、を参照して路面状態を判定してもよい。路面に凹凸が存在する場合、当該凹凸に直接的に起因して、又は操舵トルク等を介して間接的に起因してピッチレートが変動する。したがって、ピッチレートは路面状況を判定するために好適な信号であると言える。

〔ソフトウェアによる実現例〕
ＥＣＵ６００及びＥＣＵ６００ａの制御ブロック（ステアリング制御部６１０、サスペンション制御部６５０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ＥＣＵ６００及びＥＣＵ６００ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００ 懸架装置（サスペンション）
２００ 車体
６００ ＥＣＵ（制御装置、制御部）
６１０ ステアリング制御部
６５０ サスペンション制御部（サスペンション制御装置）
６８２ ロール姿勢制御部（制御量算出部）
８１ 第１の目標制御量算出部
８２ 第２の目標制御量算出部
８３ 選択部（目標制御量選択部）
８４ 路面判定部（路面判定装置）
８４０ ハイパスフィルタ
８４１ バンドストップフィルタ
８４４ ローパスフィルタ
８４５ 閾値設定部
８４６ 係数決定部

Claims (6)

1. サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御装置であって、
   路面状態を判定する路面判定部と、
   サスペンションの減衰力を制御する際に参照される操舵由来目標制御量を、前記路面判定部による判定結果に応じて算出する制御量算出部と、を備えており、
   前記路面判定部は、
   路面状態を判定するための閾値を設定する閾値設定部を有し、
   前記制御量算出部は、
   前記操舵由来目標制御量を算出する際に参照される目標制御量を算出する目標制御量算出部と、
   前記路面判定部による判定結果に応じた係数を、前記目標制御量の値に乗算する乗算部と、
   前記係数が乗算された前記目標制御量を含む複数の候補から前記操舵由来目標制御量を選択する選択部と、を有し、
   前記目標制御量算出部は、運転者が操舵操作する操舵部材に対して印加される操舵トルクを表す操舵トルク信号を参照して前記目標制御量を算出する
   ことを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 前記閾値設定部は、車速を示す車速信号を参照して前記閾値を設定す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。
3. 前記路面判定部は、前記閾値設定部が設定した前記閾値と、車輪速を示す車輪速信号と、を参照して路面状況を判定し、
   前記車輪速信号に作用するバンドストップフィルタであって、前記車輪速信号に応じた遮断周波数帯を有するバンドストップフィルタを備えている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。
4. 前記路面判定部は、
   前記バンドストップフィルタの前段又は後段に配置されたハイパスフィルタと、
   前記バンドストップフィルタ及び前記ハイパスフィルタの後段に配置されたローパスフィルタと、
   前記ローパスフィルタの出力に応じて、路面判定結果を示す係数を決定する係数決定部と、を備えている
   ことを特徴とする請求項３に記載のサスペンション制御装置。
5. 前記係数決定部は、前記ローパスフィルタの出力が前記閾値設定部が設定した前記閾値以上である場合に出力する前記係数を、前記ローパスフィルタの出力が前記閾値未満である場合に出力する前記係数よりも小さく設定する請求項４に記載のサスペンション制御装置。
6. サスペンションと前記サスペンションの減衰力を制御する制御部とを備えたサスペンション装置であって、
   前記制御部は、
   路面状態を判定するための閾値を設定する閾値設定部を有し、前記閾値設定部が設定した閾値と、車輪速を示す車輪速信号と、を参照して路面状況を判定する路面判定部と、
   サスペンションの減衰力を制御する際に算出される操舵由来目標制御量を、前記路面判定部による判定結果に応じて算出する制御量算出部と
   を備え、
   前記制御量算出部は、
   前記操舵由来目標制御量を算出する際に参照される目標制御量を算出する目標制御量算出部と、
   前記路面判定部による判定結果に応じた係数を、前記目標制御量の値に乗算する乗算部と、
   前記係数が乗算された前記目標制御量を含む複数の候補から前記操舵由来目標制御量を選択する選択部と、を有し、
   前記目標制御量算出部は、運転者が操舵操作する操舵部材に対して印加される操舵トルクを表す操舵トルク信号を参照して前記目標制御量を算出する
   ことを特徴とするサスペンション装置。

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