JP2020100319A

JP2020100319A - 車両のサスペンション制御装置

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Publication number: JP2020100319A
Application number: JP2018240418A
Authority: JP
Inventors: 直人大久保; Naoto Okubo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2020-07-02
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Abstract

【課題】減衰力可変ダンパを備えた車両のサスペンション制御装置において、過剰な減衰力の発生を抑制しつつ、車両モデルに基づく要求減衰力を適切に発生させる。【解決手段】サスペンション制御装置２０は、車両モデルに基づいてロールモーメントとモデルダンパ速度とを演算する車両モデル演算部２２と、ロールモーメントに基づいて要求減衰力を演算する要求減衰力演算部２３と、実ダンパ速度又は推定ダンパ速度及び要求減衰力に基づいて第１電流値を設定する第１電流設定部２６と、モデルダンパ速度及び要求減衰力に基づいて第２電流値を設定する第２電流設定部２７と、少なくとも実ダンパ速度又は推定ダンパ速度に基づいて重み係数を設定する重み係数設定部２８と、第１電流値、第２電流値、及び重み係数に基づいて目標電流を設定する目標電流設定部３０とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、減衰力可変ダンパを備えた車両のサスペンション制御装置に関する。

供給される電流に応じて減衰力を調節可能な減衰力可変ダンパにおいて、スカイフック制御等によって演算された要求減衰力と、前記減衰力可変ダンパの伸縮位置を検出するストロークセンサからの信号に基づいて演算される実ダンパ速度（ストローク速度）とに基づいて、マップを参照し、減衰力可変ダンパに供給すべき目標電流を設定する手法が公知である（例えば、特許文献１）。このような減衰力可変ダンパでは、実ダンパ速度をストロークセンサの信号を微分することによって演算しているため、路面の凹凸に応じて実ダンパ速度の値が０（中立位置）を跨いで振動し易いという問題がある。そのため、実ダンパ速度に対して、不感帯や下限値を設け、目標電流が過剰にならないようにしている。

特開２０１１−０７９５２０号公報

車両モデルに基づいて要求減衰力及びダンパ速度を演算し、これらの車両モデルに基づく要求減衰力及びダンパ速度に基づいて減衰力可変ダンパに供給すべき目標電流を設定する場合がある。この場合、車両モデルに基づくダンパ速度は、路面の凹凸を考慮しないため、通常の走行領域において、上述した不感帯や下限値よりも小さいことが多い。そのため、不感帯を設定した場合には車両モデルに基づく要求減衰力を適切に発生させることが困難である。

本発明は、以上の背景を鑑み、減衰力可変ダンパを備えた車両のサスペンション制御装置であって、過剰な減衰力の発生を抑制しつつ、車両モデルに基づく要求減衰力を適切に発生させることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、供給される電流に応じて減衰力を調節可能な減衰力可変ダンパ（６）を備えた車両（Ｖ）のサスペンション制御装置（２０）であって、センサ（９〜１１）から入力される車両状態量、及び予め設定された車両モデルに基づいて、前記車両に発生するロールモーメント、ピッチモーメント、及びヨーモーメントの少なくとも１つと、前記減衰力可変ダンパの現在の伸縮速度であるモデルダンパ速度とを演算する車両モデル演算部（２２）と、前記ロールモーメント、前記ピッチモーメント、及び前記ヨーモーメントの少なくとも１つに基づいて、前記減衰力可変ダンパのそれぞれに発生させるべき要求減衰力を演算する要求減衰力演算部（２３）と、前記減衰力可変ダンパに設けられたストロークセンサから入力される信号に基づいて演算された前記減衰力可変ダンパの伸縮速度である実ダンパ速度又は車輪速に基づいて推定される前記減衰力可変ダンパの伸縮速度である推定ダンパ速度、及び前記要求減衰力に基づいて第１電流値を設定する第１電流設定部（２６）と、前記モデルダンパ速度及び前記要求減衰力に基づいて第２電流値を設定する第２電流設定部（２７）と、少なくとも前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度に基づいて０以上１以下である重み係数を設定する重み係数設定部（２８）と、前記第２電流値に前記重み係数を掛けた値と、前記第１電流値に１から前記重み係数を引いた値を掛けた値との和を目標電流として設定する目標電流設定部（３０）とを有し、前記第１電流設定部は、前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度が所定の数値範囲内のときに前記第１電流値を前記第２電流値より小さくすることを特徴とする。

この構成によれば、路面の凹凸状態に応じて変化する実ダンパ速度又は推定ダンパ速度に基づいて設定した第１電流値と、モデルダンパ速度に基づいて設定した第２電流値との比率を変えて減衰力可変ダンパの目標電流を設定する。そのため、路面の凹凸による影響が大きい場合には第１電流値の比率を大きくし、路面の凹凸による影響が小さい場合には第２電流値の比率を大きくして適切な目標電流を設定することができる。第１電流設定部は実ダンパ速度又は推定ダンパ速度が所定の数値範囲内のときに第１電流値を第２電流値より小さくすることによって、路面の微小な凹凸等に対して過剰な減衰力を発生させることを抑制することができる。一方、第２電流設定部は比較的小さなモデルダンパ速度に基づいて要求減衰力に応じた第２電流値を適切に設定することができる。

上記の態様において、前記重み係数設定部は、前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度の低周波数成分の振幅と前記モデルダンパ速度の低周波数成分の振幅との差分に基づき、前記差分が大きいほど値が小さくなるように０以上１以下の値である第１係数を設定し、少なくとも前記第１係数に基づいて前記重み係数を設定するとよい。

この構成によれば、実ダンパ速度又は推定ダンパ速度の低周波数成分の振幅とモデルダンパ速度の低周波数成分の振幅との差に基づいて路面の凹凸状態を推定することができる。実ダンパ速度又は推定ダンパ速度の低周波数成分の振幅とモデルダンパ速度の低周波数成分の振幅との差は、路面の凹凸が大きい場合に大きくなる。そのため、実ダンパ速度又は推定ダンパ速度の低周波数成分の振幅とモデルダンパ速度の低周波数成分の振幅との差に基づいて路面の凹凸状態を推定することができる。

上記の態様において、前記重み係数設定部は、前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度の高周波数成分の振幅に基づき、前記差分が大きいほど値が小さくなるように０以上１以下の値である第２係数を設定し、前記第１係数と前記第２係数とのいずれかを前記重み係数に設定するとよい。前記重み係数設定部は、前記第１係数と前記第２係数との内で値が小さいものを前記重み係数に設定するとよい。

この構成によれば、実ダンパ速度又は推定ダンパ速度の高周波数成分の振幅に基づいて路面の凹凸状態を推定することができる。実ダンパ速度又は推定ダンパ速度の高周波数成分の振幅が大きい場合には、路面の凹凸が大きいと推定することができる。

以上の構成によれば、減衰力可変ダンパを備えた車両のサスペンション制御装置であって、過剰な減衰力の発生を抑制しつつ、車両モデルに基づく要求減衰力を適切に発生させることができる。

実施形態に係るサスペンション制御装置を適用した車両の概略構成図サスペンション制御装置を示すブロック図第１電流設定部が用いる第１電流マップ第２電流設定部が用いる第２電流マップ重み係数設定部のブロック図第２実施形態に係るサスペンション制御装置を示すブロック図一輪モデル計算部のブロック図

以下、本発明に係るサスペンション制御装置２０を４輪自動車である車両１００に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中では４つの車輪２やそれらに対して配置されたダンパ６等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左前輪２ｆｌ（左前）、右前輪２ｆｒ（右前）、左後輪２ｒｌ（左後）、右後輪２ｒｒ（右後）と記している。

図１に示すように、車両１００の車体１の左前部、右前部、左後部、及び右後部には車輪２が設置されており、これら各車輪２がサスペンションアーム４や、スプリング５、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパ６と記す）等からなるサスペンション７によって車体１に懸架されている。本実施形態では、車両１００は前輪２ｆｌ、２ｆｒが駆動輪であるＦＦ車である。

車両１００には、各種の制御に供されるＥＣＵ８（Electronic Control Unit）と、車両状態量を検出する車輪速センサ９、舵角センサ１０、ストロークセンサ１１等のセンサとを有する。車輪速センサ９は、各車輪２の回転速度である車輪速Ｖｗを検出するセンサである。各車輪速Ｖｗを平均することによって車速Ｖを取得することができる。舵角センサ１０は、前輪の舵角δ（操舵角）を取得するセンサであり、例えばステアリングシャフトの回転角を検出することによって舵角δを取得するとよい。ストロークセンサ１１は、各ダンパ６に設けられ、各ダンパ６のストローク位置Ｓｐ（伸縮位置）を検出する。センサは、他に、車体１のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサや、ブレーキ装置のブレーキ液圧を検出するブレーキ圧センサ、駆動トルクを検出するトルクセンサ、変速機のギヤポジションを検出するギヤポジションセンサ等を含んでもよい。

ＥＣＵ８は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、ＣＡＮ等の通信回線を介して、各車輪２のダンパ６や各センサ９〜１１などと接続されている。ＥＣＵ８やこれらのセンサ９〜１１などによってサスペンション制御装置２０が構成される。

ダンパ６は、ＥＣＵ８から入力される電気信号によって減衰力を変更する公知の減衰力可変ダンパであってよい。ダンパ６は、例えば流体に磁気粘性流体（ＭＲＦ）を使用し、ピストンによって区画された２つの液室を連通する連通路（オリフィス）に磁場を発生するコイルを設けたＭＲダンパや、電気信号に応じて連通路の直径を変更可能なダンパであってよい。本実施形態では、ダンパ６はＭＲダンパであり、ＥＣＵ８からコイルに電流が供給されると、連通路を通過するＭＲＦに磁界が印加されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成する。これにより、連通路を通過するＭＲＦの粘度が上昇し、ダンパ６の減衰力が増大する。ダンパ６は、シリンダの下端が車輪側部材であるサスペンションアーム４の上面に連結され、ピストンロッドの上端が車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）に連結される。

図２に示すように、ＥＣＵ８は、車両１００の状態量を推定する車両モデル演算部２２と、要求減衰力演算部２３と、モデルダンパ速度演算部２４と、実ダンパ速度演算部２５と、第１電流設定部２６と、第２電流設定部２７と、重み係数設定部２８と、目標電流設定部３０と、電流制御部３１とを有する。ＥＣＵ８には、車輪速センサ９、舵角センサ１０、及びストロークセンサ１１を含む各種センサの検出信号が入力している。

車両モデル演算部２２は、舵角センサ１０によって取得された前輪の舵角δと、車輪速センサ９によって取得された車輪速Ｖｗとに基づいて、予め設定された車両モデルを利用して横滑り角β、ヨーレイトγ、ロールレイトｐ、ロール角φ、要求ロールモーメントＭｘを算出する。車両モデルは、以下の数式（１）〜（５）に基づいて設定されている。

ここで、ｍは車両の質量、Ｖは車速、βは横滑り角、γはヨーレイト、ｍ_ｓはバネ上質量、ｈ_ｓはロールモーメントアーム長、ｐはロールレイト、Ｋ_ｆは前輪１輪の等価コーナリングパワー、Ｋ_ｒは後輪１輪の等価コーナリングパワー、ｌ_ｆは重心と前輪車軸との距離、ｌ_ｒは重心と後輪車軸との距離、δ_ｆは前輪の舵角、δ_ｒは後輪の舵角、Ｉ_ｚは車両座標系Ｚ軸廻りの車両ヨー慣性モーメント、Ｉ_ｘは車両座標系Ｘ軸廻りのバネ上ロール慣性モーメント、gは重力加速度、φはロール角、Ｋ_φはロール剛性、Ｃ_φはロール減衰係数である。ｍ、ｍ_ｓ、ｈ_ｓ、Ｋ_ｆ、Ｋ_ｒ、ｌ_ｆ、ｌ_ｒ、Ｉ_ｚ、Ｉ_ｘ、Ｋ_φ、Ｃ_φは、車両毎に予め設定された値である。本実施形態に係る車両１００は前輪操舵車であるため、前輪の舵角δ_ｆは舵角センサ１０によって取得された舵角δであり、後輪の舵角δ_ｒは０で固定値である。

要求減衰力演算部２３は、車両モデル演算部２２によって演算された要求ロールモーメントＭｘに基づいて、車両１００のロールを抑制するための各ダンパ６の要求減衰力Ｄｔ（Ｄｔ_ｆｌ、Ｄｔ_ｆｒ、Ｄｔ_ｒｌ、Ｄｔ_ｒｒ）を演算する。要求減衰力演算部２３は、例えば以下の式（６）〜（９）に基づいて、要求ロールモーメントＭｘに応じた各ダンパ６ｆｌ、６ｆｒ、６ｒｌ、６ｒｒの要求減衰力Ｄｔ_ｆｌ、Ｄｔ_ｆｒ、Ｄｔ_ｒｌ、Ｄｔ_ｒｒを演算する。

ここで、Ｔ_ｆは前輪２ｆｌ、２ｆｒのトレッド、Ｔ_ｒは後輪２ｒｌ、２ｒｒのトレッド、Ｒ_ｆは左前及び右前ダンパ６ｆｌ、６ｆｒのレバー比、Ｒ_ｒは左後及び右後ダンパ６ｒｌ、６ｒｒのレバー比である。

モデルダンパ速度演算部２４は、車両モデル演算部２２によって演算されたロールレイトｐに基づいて、各ダンパ６（６ｆｌ、６ｆｒ、６ｒｌ、６ｒｒ）のダンパ速度をモデルダンパ速度Ｓｍ（Ｓｍ_ｆｌ、Ｓｍ_ｆｒ、Ｓｍ_ｒｌ、Ｓｍ_ｒｒ）として演算する。モデルダンパ速度演算部２４は、例えば以下の式（１０）〜（１３）に基づいて、ロールレイトｐに応じた各ダンパ６ｆｌ、６ｆｒ、６ｒｌ、６ｒｒのモデルダンパ速度Ｓｍ_ｆｌ、Ｓｍ_ｆｒ、Ｓｍ_ｒｌ、Ｓｍ_ｒｒを設定する。

複数のストロークセンサ１１は、各ダンパ６に対応して設けられ、対応するダンパの位置に応じた信号を出力する。実ダンパ速度演算部２５は、各ストロークセンサ１１から入力されるダンパ位置に応じた信号を微分することによって、各ダンパ６（６ｆｌ、６ｆｒ、６ｒｌ、６ｒｒ）の伸縮速度である実ダンパ速度Ｓｒ（Ｓｒ_ｆｌ、Ｓｒ_ｆｒ、Ｓｒ_ｒｌ、Ｓｒ_ｒｒ）を演算する。

第１電流設定部２６は、要求減衰力演算部２３によって演算された各ダンパ６に対応した要求減衰力Ｄｔと、実ダンパ速度演算部２５によって演算された各ダンパ６に対応した実ダンパ速度Ｓｒとに基づいて、図３に示す第１電流マップを参照することにより各ダンパ６に対する第１ロール制御電流Ａｒ１を設定する。第１電流マップでは、実ダンパ速度Ｓｒの値が所定の絶対値以下のときに第１ロール制御電流Ａｒ１の値を低減させる制限域（不感帯）が設定されている。制限域では、実ダンパ速度Ｓｒ及び要求減衰力Ｄｔの値に関わらず第１ロール制御電流Ａｒ１を、０を含む所定の値に設定してもよい。また、制限域では、実ダンパ速度Ｓｒ及び要求減衰力Ｄｔに基づいて設定された値に０〜１の係数を掛けることによって、要求減衰力Ｄｔを設定してもよい。

第２電流設定部２７は、要求減衰力演算部２３によって演算された要求減衰力Ｄｔと、モデルダンパ速度演算部２４によって演算されたモデルダンパ速度Ｓｍとに基づいて、図４に示す第２電流マップを参照することにより各ダンパ６に対する第２ロール制御電流Ａｒ２を設定する。第２電流マップでは、モデルダンパ速度Ｓｍの値が所定の絶対値以下のときに第２ロール制御電流Ａｒ２の値を低減させる制限域（不感帯）が設定されている。制限域では、モデルダンパ速度Ｓｍ及び要求減衰力Ｄｔの値に関わらず第２ロール制御電流Ａｒ２を、０を含む所定の値に設定してもよい。また、制限域では、モデルダンパ速度Ｓｍ及び要求減衰力Ｄｔに基づいて設定された値に０〜１の係数を掛けることによって、要求減衰力Ｄｔを設定してもよい。

第２電流マップにおける制限域の範囲（モデルダンパ速度Ｓｍの絶対値）は、第１電流マップにおける制限域の範囲よりも小さい。そのため、モデルダンパ速度Ｓｍと実ダンパ速度Ｓｒが同じ値の場合、第２電流設定部２７が設定する第２ロール制御電流Ａｒ２は第１電流設定部２６が設定する第１ロール制御電流Ａｒ１よりも大きい値になる。

重み係数設定部２８は、少なくとも実ダンパ速度Ｓｒに基づいて０以上１以下である重み係数Ｕを設定する。図５は、重み係数設定部２８の詳細を示す。本実施形態では、重み係数設定部２８は、各ダンパ６に対応した実ダンパ速度Ｓｒとモデルダンパ速度Ｓｍとに基づいて各ダンパ６に対応した重み係数Ｕを設定する。以下の重み係数設定部２８についての説明では、代表して４つのダンパ６の内の１つについての重み係数Ｕの設定方法について説明する。他の３つのダンパ６についても同様の処理を行い、重み係数Ｕを設定する。

重み係数設定部２８は、実ダンパ速度Ｓｒの低周波数成分の振幅とモデルダンパ速度Ｓｍの低周波数成分の振幅との差に基づいて０以上１以下である第１係数Ｕ１を設定する第１係数設定部６１を有する。第１係数設定部６１は、モデルダンパ速度Ｓｍの低周波数成分を抽出する第１ローパスフィルタ６２（ＬＰＦ）と、実ダンパ速度Ｓｒの低周波数成分を抽出する第２ローパスフィルタ６３（ＬＰＦ）と、第１ローパスフィルタ６２によって抽出されたモデルダンパ速度Ｓｍの低周波数成分から第２ローパスフィルタ６３によって抽出された実ダンパ速度Ｓｒの低周波数成分を減算して差分ΔＳを演算する差分演算部６４と、差分演算部６４によって演算された差分ΔＳを第１係数Ｕ１に変換する第１係数変換部６５とを有する。第１係数変換部６５は、差分ΔＳが小さいほど第１係数Ｕ１の値を１に近づけ、差分ΔＳが大きいほど第１係数Ｕ１の値を０に近づける。第１係数変換部６５は、差分ΔＳが０のとき第１係数Ｕ１の値を１にし、差分ΔＳが所定値以上のときに第１係数Ｕ１の値を０にするとよい。

第１係数設定部６１は、モデルダンパ速度Ｓｍの低周波数成分と実ダンパ速度Ｓｒの低周波数成分との差分ΔＳが小さいとき、路面の凹凸が小さいと推定して、第１係数Ｕ１の値を大きく設定する。第１係数Ｕ１の値が大きくなることによって、後述するダンパ６の目標電流Ｉｔにおける第２ロール制御電流Ａｒ２の影響が第１ロール制御電流Ａｒ１よりも大きくなる。

重み係数設定部２８は、実ダンパ速度Ｓｒの高周波数成分の振幅に基づいて０以上１以下である第２係数Ｕ２を設定する第２係数設定部７１を有する。第２係数設定部７１は、実ダンパ速度Ｓｒの高周波数成分を抽出するハイパスフィルタ７２（ＨＰＦ）と、ハイパスフィルタ７２によって抽出された所定数のピーク値から最大の振幅を抽出する最大振幅抽出部７３と、最大振幅抽出部７３によって抽出された実ダンパ速度Ｓｒの高周波数成分の最大振幅を第２係数Ｕ２に変換する第２係数変換部７４とを有する。第２係数変換部７４は、実ダンパ速度Ｓｒの高周波数成分の最大振幅が小さいほど第２係数Ｕ２の値を１に近づけ、最大振幅が大きいほど第２係数Ｕ２の値を０に近づける。第２係数変換部７４は、最大振幅が所定の上限値以上のときに第２係数Ｕ２の値を０にし、最大振幅が所定の下限値以下のときに第２係数Ｕ２の値を１にするとよい。

第２係数設定部７１は、実ダンパ速度Ｓｒの高周波数成分の最大振幅が小さいとき、路面の凹凸が小さいと推定して、第２係数Ｕ２の値を大きく設定する。第２係数Ｕ２の値が大きくなることによって、後述するダンパ６の目標電流Ｉｔにおける第２ロール制御電流Ａｒ２の影響が第１ロール制御電流Ａｒ１よりも大きくなる。

重み係数設定部２８は、第１係数設定部６１によって設定された第１係数Ｕ１と、第２係数設定部７１によって設定された第２係数Ｕ２との内で値が小さいものを重み係数Ｕとして設定する選択部７６を有する。他の実施形態では、選択部７６は、第１係数Ｕ１と第２係数Ｕ２との内で値が大きいものを重み係数Ｕとして設定してもよく、第１係数Ｕ１と第２係数Ｕ２の平均値を重み係数Ｕとしてもよい。

図２に示すように、目標電流設定部３０は、第１電流設定部２６によって演算された第１ロール制御電流Ａｒ１と、第２電流設定部２７によって演算された第２ロール制御電流Ａｒ２と、重み係数Ｕとに基づいて目標電流を演算する。具体的には、次の式（１４）に示すように、目標電流設定部３０は、第２ロール制御電流Ａｒ２に重み係数Ｕを掛けた値と、第１ロール制御電流Ａｒ１に１から重み係数Ｕを引いた値を掛けた値との和を目標電流Ｉｔとして設定する。

電流制御部３１は、目標電流Ｉｔに基づいてスイッチング回路をＰＷＭ制御し、対応するダンパ６に目標電流を供給し、ダンパ６の減衰力を制御する。

以上のように構成したＥＣＵ８は、車両１００の走行時にダンパ６の減衰力制御を実行し、所定の処理インターバル（例えば、１０ｍｓ）で目標電流Ｉｔを演算し、演算された目標電流Ｉｔをダンパ６に供給し、ダンパ６の減衰力を制御する。このとき、ＥＣＵ８は、最初に、車両モデル演算部２２において、各センサから入力される車両状態量、及び予め設定された車両モデルに基づいて、車両１００に発生する要求ロールモーメントＭｘを演算し、モデルダンパ速度演算部２４において各ダンパ６の現在の伸縮速度であるモデルダンパ速度Ｓｍを演算する。

次に、ＥＣＵ８は、要求減衰力演算部２３において、要求ロールモーメントＭｘに基づいて各ダンパ６の要求減衰力Ｄｔを演算する。また、ＥＣＵ８は、ストロークセンサ１１によって検出されたストローク位置に基づいて実ダンパ速度Ｓｒを演算する。そして、ＥＣＵ８は、第１電流設定部２６において、要求減衰力Ｄｔと実ダンパ速度Ｓｒとに基づいて第１電流マップを参照し、第１ロール制御電流Ａｒ１を設定する。また、ＥＣＵ８は、第２電流設定部２７において、要求減衰力Ｄｔとモデルダンパ速度Ｓｍとに基づいて第２電流マップを参照し、第２ロール制御電流Ａｒ２を設定する。

また、ＥＣＵ８は、重み係数設定部２８において、実ダンパ速度Ｓｒとモデルダンパ速度Ｓｍとに基づいて重み係数Ｕを設定する。重み係数設定部２８は、実ダンパ速度Ｓｒとモデルダンパ速度Ｓｍとに基づいて、車両１００が走行する路面の凹凸を推定しているといえる。重み係数設定部２８は、路面の凹凸が小さいと推定される場合に、目標電流Ｉｔにおける第２ロール制御電流Ａｒ２の影響を第１ロール制御電流Ａｒ１の影響よりも大きくするように、重み係数Ｕを１に近づけて設定する。一方、重み係数設定部２８は、路面の凹凸が大きいと推定される場合に、目標電流Ｉｔにおける第１ロール制御電流Ａｒ１の影響を第２ロール制御電流Ａｒ２の影響よりも大きくするように、重み係数Ｕを０に近づけて設定する。

次に、ＥＣＵ８は、目標電流設定部３０において、第１ロール制御電流Ａｒ１、第２ロール制御電流Ａｒ２、及び重み係数Ｕに基づいて目標電流Ｉｔを設定する。重み係数Ｕの値が１に近いほど、すなわち路面の凹凸が小さいと推定される場合ほど、目標電流Ｉｔは第１ロール制御電流Ａｒ１よりも第２ロール制御電流Ａｒ２に近い値になる。

以上の構成により、実ダンパ速度Ｓｒ及びモデルダンパ速度Ｓｍに基づいて車両１００が走行する路面の凹凸が小さいと推定される場合には、目標電流Ｉｔを第２ロール制御電流Ａｒ２に近づけて、微小な要求減衰力Ｄｔを発生させることができる。一方、車両１００が走行する路面の凹凸が大きいと推定される場合には、実ダンパ速度Ｓｒに対して不感帯が設定された第１電流マップに基づいて設定される第１ロール制御電流Ａｒ１に目標電流Ｉｔが近づくため、路面の凹凸に起因する過剰な要求減衰力Ｄｔを抑制することができる。

図６に示すように、第２実施形態に係るサスペンション制御装置２０は、バンドパスフィルタ５１と、ゲイン回路５２と、推定ダンパ速度演算部５３とを有する。第２実施形態に係るサスペンション制御装置２０は、各車輪速センサ９によって検出された各車輪速Ｖｗに基づいて各ダンパ６のダンパ速度（ストローク速度）を推定ダンパ速度Ｓｓとして推定する。このため、実ダンパ速度Ｓｒを測定するためのストロークセンサ１１を省略することができる。

各車輪速センサ９によって検出された各車輪速Ｖｗが、バンドパスフィルタ５１に入力される。バンドパスフィルタ５１は、０．５〜５Ｈｚの周波数成分を通過させるバンドパス特性を有する。バンドパスフィルタ５１は、高周波数成分を遮断し且つばね上共振帯の周波数成分（ばね上振動に対応した周波域の信号）を確実に取り出せるように、５Ｈｚ程度よりも低い帯域を通過させるローパス特性を有する。一方、車輪速Ｖｗ信号がより短い更新周期で入力する場合には、ばね下共振帯の周波数成分をも抽出できるように、例えば２０Ｈｚといったより高い帯域のローパス特性を有するバンドパスフィルタ５１を用いてもよい。

ゲイン回路５２は、車輪速変動ΔＶｗとばね下荷重ｕ_１（接地荷重変動）とが一定の相関関係（ｕ_１＝ｋΔＶｗ、ここでｋは比例定数である。）にあることを利用して、各輪の車輪速変動ΔＶｗをばね下荷重ｕ_１に変換する。

推定ダンパ速度演算部５３は、一輪モデルに基づき、ばね下荷重ｕ_１からダンパ６のストローク速度の推定値である推定ダンパ速度Ｓｓを演算する。一輪モデルは、以下の一例について説明すると、車輪２のばね下荷重ｕ_１を入力ｕとして下式（１５）で表すことができる。

ここで、Ｍ_１はばね下質量、Ｍ_２はばね上質量、ｘ_１はばね下の上下方向位置、ｘ_２はばね上の上下方向位置であり、ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２はばね下の上下方向加速度、ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２はばね上の上下方向加速度である。

ここで、ばね下質量Ｍ_１及びばね上質量Ｍ_２は既知である。一方、入力ｕとしては、ばね下荷重ｕ_１のほか、ダンパ６が減衰力可変ダンパであることからダンパ６の減衰力ｕ_２が含まれるが、ダンパ６の減衰力ｕ_２は一輪モデル内においてばね下荷重ｕ_１に基づいて求めることができる。そこで、ばね下荷重ｕ_１が車輪速Ｖｗに基づいて算出できれば、ばね下荷重ｕ_１及びこれに基づいて算出したダンパ６の減衰力ｕ_２を入力ｕとし、ばね上及びばね下間のばね定数Ｋ（スプリング５のばね定数）や、ばね下質量Ｍ_１、ばね上質量Ｍ_２を考慮したシステム行列を用いることにより、ばね下及びばね上の上下方向加速度ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２、ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２や、ばね下位置ｘ_１、ばね下速度ｄｘ／ｄｔなどを求めることができる。なお、モデルダンパ速度Ｓｍは、ｄｘ_２／ｄｔ−ｄｘ_１／ｄｔで表される。

具体的に説明すると、上式（１５）のＭ_１・ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２及びＭ_２・ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２は、それぞれ下式１６及び１７のように表すことができる。

ｕ_１はばね下荷重、ｕ_２はダンパ６の減衰力、Ｋはばね定数である。

一輪モデルでは、下式１８の状態方程式をモデルとし、入力ベクトルｕから下式１８の状態変数ｘを算出する。

ｘは状態変数ベクトル、Ａ，Ｂ：システム行列である。
上式（１６）〜（１９）から、上式（１８）は下式（２０）として表される。

このような状態方程式を用いた一輪モデルは、図７に示すように、入力ｕをシステム行列Ｂを用いた演算器８１に入力し、演算器８１からの出力を加算部８２を介して積分器８３に入力させ、積分器８３からの出力を、システム行列Ａを用いた演算器８４に入力させて加算部８２に戻す処理を行う。この一輪モデルから第１〜第４観測行列８５〜８８の出力を得ることにより、ばね下位置ｘ_１、ばね上位置ｘ_２、ばね上速度Ｓ_２（ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２）、及びモデルダンパ速度Ｓｍ（ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２−ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２）を算出することができる。なお、第１観測行列８５は、ばね下位置観測行列であり、［１０００］である。第２観測行列８６は、ばね上位置観測行列であり、［０１００］である。第３観測行列８７は、ばね上速度観測行列であり、［０００１］である。第４観測行列８８は、ダンパ速度観測行列であり、［００ −１１］である。すなわち、一輪モデルにおける第１〜第４観測行列８５〜８８はそれぞれ、車輪速変動ΔＶｗに基づいてばね下位置ｘ_１、ばね上位置ｘ_２、ばね上速度Ｓ_２及び推定ダンパ速度Ｓｓを算出するための手段である。

このように、車輪速Ｖｗに基づいて算出したばね下荷重ｕ_１を一輪モデルに入力することにより、サスペンション７にキャスター角が設定されているか否かにかかわらず、推定ダンパ速度Ｓｓを算出することができる。

推定ダンパ速度演算部５３で演算された各ダンパ６の推定ダンパ速度Ｓｓは、第１電流設定部２６及び重み係数設定部２８に出力される。第１電流設定部２６は、要求減衰力Ｄと、実ダンパ速度Ｓｒに代えた推定ダンパ速度Ｓｓとに基づいて、第１実施形態と同様に第１ロール制御電流Ａｒ１を設定する。また、重み係数設定部２８は、モデルダンパ速度Ｓｍと、実ダンパ速度Ｓｒに代えた推定ダンパ速度Ｓｓとに基づいて、第１実施形態と同様に重み係数Ｕを設定する。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。車両モデル演算部２２は要求ロールモーメントＭｘに代えてピッチモーメントやヨーモーメントを演算し、要求減衰力演算部２３はピッチモーメントやヨーモーメントに基づいて要求減衰力Ｄｔを演算してもよい。また、車両モデル演算部２２は要求ロールモーメントＭｘ、ピッチモーメント、及びヨーモーメントを演算し、要求減衰力演算部２３は要求ロールモーメントＭｘ、ピッチモーメント、及びヨーモーメントのそれぞれに対する要求減衰力Ｄｔを演算し、演算した要求減衰力Ｄｔの１つを選択する構成としてもよい。

１：車体
２：車輪
８：ＥＣＵ
９：車輪速センサ
１０：舵角センサ
１１：ストロークセンサ
２０：サスペンション制御装置
２２：車両モデル演算部
２３：要求減衰力演算部
２４：モデルダンパ速度演算部
２５：実ダンパ速度演算部
２６：第１電流設定部
２７：第２電流設定部
２８：重み係数設定部
３０：目標電流設定部
３１：電流制御部
５１：バンドパスフィルタ
５２：ゲイン回路
５３：推定ダンパ速度演算部
６１：第１係数設定部
６２：第１ローパスフィルタ
６３：第２ローパスフィルタ
６４：差分演算部
６５：第１係数変換部
７１：第２係数設定部
７２：ハイパスフィルタ
７３：最大振幅抽出部
７４：第２係数変換部
７６：選択部
１００：車両

Claims

供給される電流に応じて減衰力を調節可能な減衰力可変ダンパを備えた車両のサスペンション制御装置であって、
センサから入力される車両状態量及び予め設定された車両モデルに基づいて、前記車両に発生するロールモーメント、ピッチモーメント、及びヨーモーメントの少なくとも１つと、前記減衰力可変ダンパの現在の伸縮速度であるモデルダンパ速度とを演算する車両モデル演算部と、
前記ロールモーメント、前記ピッチモーメント、及び前記ヨーモーメントの少なくとも１つに基づいて、前記減衰力可変ダンパのそれぞれに発生させるべき要求減衰力を演算する要求減衰力演算部と、
前記減衰力可変ダンパに設けられたストロークセンサから入力される信号に基づいて演算された前記減衰力可変ダンパの伸縮速度である実ダンパ速度又は車輪速に基づいて推定される前記減衰力可変ダンパの伸縮速度である推定ダンパ速度、及び前記要求減衰力に基づいて第１電流値を設定する第１電流設定部と、
前記モデルダンパ速度及び前記要求減衰力に基づいて第２電流値を設定する第２電流設定部と、
少なくとも前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度に基づいて０以上１以下である重み係数を設定する重み係数設定部と、
前記第２電流値に前記重み係数を掛けた値と、前記第１電流値に１から前記重み係数を引いた値を掛けた値との和を目標電流として設定する目標電流設定部とを有し、
前記第１電流設定部は、前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度が所定の数値範囲内のときに前記第１電流値を前記第２電流値より小さくすることを特徴とするサスペンション制御装置。
前記重み係数設定部は、前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度の低周波数成分の振幅と前記モデルダンパ速度の低周波数成分の振幅との差分に基づき、前記差分が大きいほど値が小さくなるように０以上１以下の値である第１係数を設定し、少なくとも前記第１係数に基づいて前記重み係数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。
前記重み係数設定部は、前記実ダンパ速度又は前記推定ダンパ速度の高周波数成分の振幅に基づき、前記差分が大きいほど値が小さくなるように０以上１以下の値である第２係数を設定し、前記第１係数と前記第２係数とのいずれかを前記重み係数に設定する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。
前記重み係数設定部は、前記第１係数と前記第２係数との内で値が小さいものを前記重み係数に設定す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。