JP2022073136A - 制振制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の速度に応じて路面変位関連値に対して適切な処理を実行して、プレビュー制振制御を実行することが可能な技術を提供する。【解決手段】車両の制振制御装置は、位置情報と路面変位関連値と速度情報とが関連付けられた路面情報から、車輪の予測進路上の路面変位関連値の時系列変化を表すデータである第1データを取得する。制振制御装置は、路面情報から、通過予測位置での速度情報を取得し、車両の現時点での速度(Vs)が速度情報の値よりも大きい場合、第1データに対して第1処理(ローパスフィルタ処理)を実行し、第1処理を通して得られた第1データからプレビュー情報を取得し、プレビュー情報を用いて演算された目標制御力に基いて制御力発生装置を制御する。【選択図】図9

Description

本開示は、車両用の制振制御装置に関する。
従来より、車両の車輪が通過すると予測される路面の上下方向の変位(路面変位)に関する情報を使用して車輪に設けられたアクチュエータを制御し、これにより、車両のばね上の振動を抑制する制御を行う装置が提案されている(例えば、特許文献1)。このような制御は、「プレビュー制振制御」とも称呼される。
米国特許出願公開第2018/154723号明細書
ところで、発明者は、測定車両が路面を実際に走行したときに取得された路面変位に関する値(以下、「路面変位関連値」と称呼する。)を収集し、当該収集された路面変位関連値を用いてプレビュー制振制御を実行する装置(以下、「制振制御装置」と称呼する。)を検討している。
しかし、測定車両が同じ道路を走行した場合でも、測定車両が速度Vsaで走行したときに測定車両に生じる振動の周波数帯(以下、「第1周波数帯」と称呼する。)と、測定車両が速度Vsbで走行したときに測定車両に生じる振動の周波数帯(以下、「第2周波数帯」と称呼する。)と、が異なる。即ち、測定車両が速度Vsaで走行したときに取得された路面変位関連値の時系列変化が表す振動の周波数帯は、第1周波数帯であり、測定車両が速度Vsbで走行したときに取得された路面変位関連値の時系列変化が表す振動の周波数帯は、第2周波数帯である。ここで、速度Vsbは速度Vsaよりも大きく、且つ、速度Vsbと速度Vsaとの差分が比較的大きいとする。第1周波数帯は、周波数fa_lowから周波数fa_high(>fa_low)までの範囲であり、第2周波数帯は、周波数fb_lowから周波数fb_high(>fb_low)までの範囲であるとする。一般的に、fb_highはfa_highよりも低く、且つ、fb_lowはfa_lowより低い。従って、第1周波数帯には、第2周波数帯に含まれない周波数帯(例えば、fb_highからfa_highまでの周波数帯)が存在する。更に、速度Vsbと速度Vsaとの差分が大きいほど、fb_highとfa_highとの間の差も大きくなる。
更に、他の言い方をすれば、車両が速度Vsaにて走行している状況において、プレビュー制振制御によって適切に抑制できる可能性が高い振動の周波数帯は、第1周波数帯である。車両が速度Vsbにて走行している状況において、プレビュー制振制御によって適切に抑制できる可能性が高い振動の周波数帯は、第2周波数帯である。
従って、路面変位関連値を取得した際の測定車両の速度と、プレビュー制振制御を実行する際の車両の速度とが異なる場合、以下のような問題が生じる。例えば、車両が速度Vsbにて走行している状況において、制振制御装置が、測定車両が速度Vsaにて走行したときに取得された路面変位関連値を使用して、プレビュー制振制御を実行すると仮定する。この場合、プレビュー制振制御によって適切に抑制できる可能性が高い振動の周波数帯は、第2周波数帯(fb_lowからfb_highまでの周波数帯)である。一方で、路面変位関連値が表す振動の周波数帯は、第1周波数帯である。制振制御装置は、第2周波数帯に含まれない周波数帯(fb_highからfa_highまでの周波数帯)の振動が抑制されるように、アクチュエータを無駄に駆動する。従って、アクチュエータにおいて余分なエネルギーが消費される。
本開示は、車両の速度に応じて路面変位関連値に対して適切な処理を実行して、プレビュー制振制御を実行することが可能な技術を提供する。
一以上の実施形態において、車両(10)用の制振制御装置が提供される。当該制振制御装置は、
前記車両の速度(Vs)に関する情報を取得するように構成された速度取得部(32、33)と、
前記車両のばね上を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも1つの車輪と当該車輪の位置に対応する車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置(17)と、
前記車輪が通過すると予測される予測進路を演算し、
路面の位置を表す位置情報と、測定車両が前記路面の前記位置を走行したときに取得された路面変位関連値と、前記測定車両が前記路面の前記位置を走行したときの前記測定車両の速度を表す速度情報と、が関連付けられたデータである路面情報(43)から、前記予測進路上の前記路面変位関連値の時系列変化を表すデータである第1データを取得し、
前記第1データから、前記車輪が現時点から先読み時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置での前記路面変位関連値をプレビュー情報として取得し、
前記プレビュー情報を用いて、前記制御力の目標値である目標制御力(Fct)を演算し、
前記目標制御力に基いて前記制御力発生装置を制御するプレビュー制振制御を実行する
ように構成された制御ユニット(30)と、
を備える。
前記制御ユニットは、更に、
前記路面情報から、前記通過予測位置での前記速度情報(43c)を取得し、
前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の値よりも大きい場合、前記第1データに対して、第1カットオフ周波数(fc1)よりも高い周波数帯の波形を小さくする又は除去するためのローパスフィルタ処理である第1処理を実行し、
前記第1処理を通して得られた前記第1データから、前記プレビュー情報を取得する
ように構成されている。
上記の構成によれば、車両の現時点での速度が、路面情報から取得された速度情報の値よりも大きい場合、制御ユニットは、第1データに対して第1処理を実行する。これにより、制御ユニットは、第1データにおいて、高周波数帯の波形を小さくする又は除去することができる。制御ユニットは、第1処理を通して得られた第1データから、プレビュー情報を取得する。この構成によれば、制御力発生装置が無駄に駆動されないので、制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、
前記第1処理によって生じる位相ずれを考慮した時間だけ前記先読み時間を変更し、
前記第1処理を通して得られた前記第1データから、前記変更された先読み時間を用いて、前記プレビュー情報を取得するように構成されている。
ローパスフィルタ処理により第1データにおいて位相ずれ(位相遅れ)が生じる。上記の構成によれば、制御ユニットは、位相遅れを考慮して、第1データから精度の高いプレビュー情報を取得することができる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記車両の現時点での速度と前記速度情報の前記値との差分の絶対値(Vdf)が第1閾値(Th1)以上であるとの第1条件が成立し、且つ、前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の前記値よりも大きい場合、前記第1データに対して前記第1処理を実行するように構成されている。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記絶対値と前記第1閾値との間の差分(dv1)が大きくなるほど、前記第1処理における前記第1カットオフ周波数が低くなるような処理を実行するように構成されている。
上記の差分が大きくなるほど、プレビュー制振制御によって抑制できない振動の周波数帯(例えば、fb_highからfa_highまでの周波数帯)の幅が大きくなる。この構成によれば、第1データにおいて、第1処理を通して、より広い高周波帯の波形を小さくする又は除去できる。制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を更に低減できる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、
前記絶対値(Vdf)が、前記第1閾値よりも大きい第2閾値(Th2)以上であるとの第2条件が成立した場合、前記目標制御力を、前記第2条件が成立しない場合に比べて小さくする処理を実行するように構成されている。
この構成によれば、第2条件が成立する場合、目標制御力が小さくなるので、制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、
前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の前記値よりも小さい場合、前記第1データに対して、第2カットオフ周波数(fc2)よりも低い周波数帯の波形を小さくする又は除去するためのハイパスフィルタ処理である第2処理を実行し、
前記第2処理を通して得られた前記第1データから、前記プレビュー情報を取得する
ように構成されている。
上記の構成によれば、車両の現時点での速度が、路面情報から取得された速度情報の値よりも小さい場合、制御ユニットは、第1データに対して第2処理を実行する。これにより、第1データにおいて、低周波数帯の波形を小さくする又は除去することができる。制御ユニットは、第2処理を通して得られた第1データからプレビュー情報を取得する。この構成によれば、制御力発生装置が無駄に駆動されないので、制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、
前記第2処理によって生じる位相ずれを考慮した時間だけ前記先読み時間を変更し、
前記第2処理を通して得られた前記第1データから、前記変更された先読み時間を用いて、前記プレビュー情報を取得するように構成されている。
ハイパスフィルタ処理により第1データにおいて位相ずれ(位相進み)が生じる。上記の構成によれば、制御ユニットは、位相進みを考慮して、第1データから精度の高いプレビュー情報を取得することができる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記車両の現時点での速度と前記速度情報の前記値との差分の絶対値(Vdf)が第1閾値(Th1)以上であるとの第1条件が成立し、且つ、前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の前記値よりも小さい場合、前記第1データに対して前記第2処理を実行するように構成されている。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記絶対値と前記第1閾値との間の差分が大きくなるほど、前記第2処理における前記第2カットオフ周波数が高くなるような処理を実行するように構成されている。
上記の差分が大きくなるほど、プレビュー制振制御によって抑制できない振動の周波数帯(例えば、fb_lowからfa_lowまでの周波数帯)の幅が大きくなる。この構成によれば、第1データにおいて、第2処理を通して、より広い低周波帯の波形を小さくする又は除去できる。制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を更に低減できる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、
前記絶対値(Vdf)が、前記第1閾値よりも大きい第2閾値(Th2)以上であるとの第2条件が成立した場合、前記目標制御力を前記第2条件が成立しない場合に比べて小さくする処理を実行するように構成されている。
この構成によれば、第2条件が成立する場合、目標制御力が小さくなるので、制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。
一以上の実施形態において、前記路面情報において、前記路面変位関連値(44c)及び前記速度情報(44d)が、複数の速度範囲(44b)のそれぞれに対して設定されている。
この構成によれば、制御ユニットは、路面情報から、車両の速度に対して適切な路面変位関連値及び速度情報を取得できる。従って、制御力発生装置において余分なエネルギーが消費される可能性を更に低減できる。ばね上の振動が悪化する可能性を低減させることもできる。
一以上の実施形態において、前記路面変位関連値は、前記路面の上下方向の変位を表す路面変位(z0)、前記路面変位の時間微分値を表す路面変位速度(dz0)、前記車両のばね下の上下方向の変位を表すばね下変位(z1)、及び、前記ばね下変位の時間微分値を表すばね下速度(dz1)の少なくも1つを含む。
一以上の実施形態において、上記の制御ユニットは、本明細書に記述される一以上の機能を実行するためにプログラムされたマイクロプロセッサにより実施されてもよい。一以上の実施形態において、上記の制御ユニットは、一以上のアプリケーションに特化された集積回路、即ち、ASIC等により構成されたハードウェアによって、全体的に或いは部分的に実施されてもよい。
上記説明においては、後述する一以上の実施形態に対応する構成要素に対し、実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、各構成要素は、前記名称及び/又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本開示の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される一以上の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
実施形態に係る制振制御装置が適用される車両の概略構成図である。 実施形態に係る制振制御装置の概略構成図である。 実施形態に係る路面情報マップを説明するための図である。 路面情報マップの一例である。 車両の単輪モデルを示す図である。 プレビュー制振制御を説明するための図である。 プレビュー制振制御を説明するための図である。 プレビュー制振制御を説明するための図である。 実施形態に係る電子制御装置(30)のCPUが実行する「制振制御ルーチン」を表すフローチャートである。 実施形態に係るデータ管理システムの概略構成図である。 実施形態に係るサーバ(41)のCPUが実行する「データ作成ルーチン」を表すフローチャートである。 路面情報マップの変形例である。
(制振制御装置の構成)
実施形態に係る制振制御装置は、図1に示した車両10に適用される。図2に示したように、この制振制御装置は、以下、「制振制御装置20」とも称呼される。
図1に示したように、車両10は、左前輪11FL、右前輪11FR、左後輪11RL及び右後輪11RRを備える。なお、左前輪11FL、右前輪11FR、左後輪11RL及び右後輪11RRは、これらを区別する必要がない場合、「車輪11」と称呼される。同様に、左前輪11FL及び右前輪11FRは、「前輪11F」と称呼される。左後輪11RL及び右後輪11RRは、「後輪11R」と称呼される。なお、各種構成要素において、添え字「FL」は左前輪11FLに対応し、添え字「FR」は右前輪11FRに対応し、添え字「RL」は左後輪11RLに対応し、添え字「RR」は右後輪11RRに対応していることを表す。
左前輪11FLは、車輪支持部材12FLにより回転可能に車体10aに支持されている。右前輪11FRは、車輪支持部材12FRにより回転可能に車体10aに支持されている。左後輪11RLは、車輪支持部材12RLにより回転可能に車体10aに支持されている。右後輪11RRは、車輪支持部材12RRにより回転可能に車体10aに支持されている。なお、車輪支持部材12FL乃至12RRは、これらを区別する必要がない場合、「車輪支持部材12」と称呼される。
車両10は、更に、左前輪サスペンション13FL、右前輪サスペンション13FR、左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRを備える。これらのサスペンション13FL乃至13RRの詳細を以下に説明する。これらのサスペンション13FL乃至13RRは、独立懸架式のサスペンションであるが、他の形式のサスペンションであってもよい。
左前輪サスペンション13FLは、左前輪11FLを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14FL、ショックアブソーバ15FL及びサスペンションスプリング16FLを含む。右前輪サスペンション13FRは、右前輪11FRを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14FR、ショックアブソーバ15FR及びサスペンションスプリング16FRを含む。
左後輪サスペンション13RLは、左後輪11RLを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14RL、ショックアブソーバ15RL及びサスペンションスプリング16RLを含む。右後輪サスペンション13RRは、右後輪11RRを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14RR、ショックアブソーバ15RR及びサスペンションスプリング16RRを含む。
なお、左前輪サスペンション13FL、右前輪サスペンション13FR、左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRは、これらを区別する必要がない場合、「サスペンション13」と称呼される。同様に、サスペンションアーム14FL乃至14RRは、「サスペンションアーム14」と称呼される。同様に、ショックアブソーバ15FL乃至15RRは、「ショックアブソーバ15」と称呼される。同様に、サスペンションスプリング16FL乃至16RRは、「サスペンションスプリング16」と称呼される。
サスペンションアーム14は、車輪支持部材12を車体10aに連結している。図1において、一つのサスペンションアーム14が、一つのサスペンション13に対して設けられている。別の例において、複数のサスペンションアーム14が、一つのサスペンション13に対して設けられてもよい。
ショックアブソーバ15は、車体10aとサスペンションアーム14との間に設けられている。ショックアブソーバ15の上端は、車体10aに連結され、ショックアブソーバ15の下端は、サスペンションアーム14に連結されている。サスペンションスプリング16は、ショックアブソーバ15を介して車体10aとサスペンションアーム14との間に設けられている。即ち、サスペンションスプリング16の上端が車体10aに連結され、その下端がショックアブソーバ15のシリンダに連結されている。なお、このようなサスペンションスプリング16の構成において、ショックアブソーバ15は、車体10aと車輪支持部材12との間に設けられてもよい。
本例において、ショックアブソーバ15は、減衰力非可変式のショックアブソーバである。別の例において、ショックアブソーバ15は、減衰力可変式のショックアブソーバであってもよい。更に、サスペンションスプリング16は、ショックアブソーバ15を介さずに車体10aとサスペンションアーム14との間に設けられてもよい。即ち、サスペンションスプリング16の上端が車体10aに連結され、その下端がサスペンションアーム14に連結されていてもよい。なお、このようなサスペンションスプリング16の構成において、ショックアブソーバ15及びサスペンションスプリング16は、車体10aと車輪支持部材12との間に設けられてもよい。
車輪11及びショックアブソーバ15等の部材のうちサスペンションスプリング16より車輪11側の部分を「ばね下50又はばね下部材50(図5を参照。)」と称呼する。これに対し、車体10a及びショックアブソーバ15等の部材のうちサスペンションスプリング16よりも車体10a側の部分を「ばね上51又はばね上部材51(図5を参照。)」と称呼する。
更に、車体10aとサスペンションアーム14FL乃至14RRのそれぞれとの間には、左前輪アクティブアクチュエータ17FL、右前輪アクティブアクチュエータ17FR、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRが設けられている。これらのアクティブアクチュエータ17FL乃至17RRは、それぞれ、ショックアブソーバ15FL乃至15RR及びサスペンションスプリング16FL乃至16RRに対して並列に設けられている。
なお、左前輪アクティブアクチュエータ17FL、右前輪アクティブアクチュエータ17FR、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRは、これらを区別する必要がない場合、「アクティブアクチュエータ17」と称呼される。同様に、左前輪アクティブアクチュエータ17FL及び右前輪アクティブアクチュエータ17FRは、「前輪アクティブアクチュエータ17F」と称呼される。同様に、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRは、「後輪アクティブアクチュエータ17R」と称呼される。
アクティブアクチュエータ17は、図2に示した電子制御装置30からの制御指令に基いて制御力Fcを発生する。制御力Fcは、ばね上51を制振するために車体10aと車輪11との間に(即ち、ばね上51とばね下50との間に)作用する上下方向の力である。なお、電子制御装置30は、ECU30と称呼され、「制御ユニット又はコントローラ」と称呼される場合もある。更に、アクティブアクチュエータ17は、「制御力発生装置」と称呼される場合もある。アクティブアクチュエータ17は、電磁式のアクティブアクチュエータである。アクティブアクチュエータ17は、ショックアブソーバ15及びサスペンションスプリング16等と共働して、アクティブサスペンションを構成している。
図2に示したように、制振制御装置20は、前述したECU30、記憶装置31、位置情報取得装置32、車両状態量センサ33、プレビューセンサ34、及び、無線通信装置35を含む。更に、制振制御装置20は、上述のアクティブアクチュエータ17FL乃至17RRを含む。
ECU30は、マイクロコンピュータを含む。マイクロコンピュータは、CPU30a、ROM30b、RAM30c及びインターフェース(I/F)30d等を含む。CPU30aはROM30bに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現する。
ECU30は、情報の読み書きが可能な記憶装置31と接続されている。本例において、記憶装置31は、ハードディスクドライブである。ECU30は、情報を記憶装置31に記憶し、記憶装置31に記憶された情報を読み出すことができる。なお、記憶装置31は、ハードディスクドライブに限定されず、情報の読み書きが可能な周知の記憶装置又は記憶媒体であればよい。
ECU30は、位置情報取得装置32、車両状態量センサ33、プレビューセンサ34、及び、無線通信装置35に接続されている。
位置情報取得装置32は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機及び地図データベースを備えている。GNSS受信機は、車両10の位置を検出するための信号(例えば、GNSS信号)を人工衛星から受信する。地図データベースは、地図情報を記憶している。位置情報取得装置32は、GNSS信号に基いて車両10の現在の位置(例えば、緯度及び経度)を特定し、特定した位置を表す信号を出力する。位置情報取得装置32は、例えば、ナビゲーション装置である。
GNSS信号は、車両10の移動速度に関する情報、及び、車両10の進行方向を表す方位角に関する情報を含んでいる。従って、位置情報取得装置32は、車両10の現時点の速度Vs及び車両10の進行方向を表す方位角θを出力する。方位角θに関して、方位の北方向が0°として定義されている。方位角θは、時計回りに大きくなる。方位の東方向が90°であり、方位の南方向が180°であり、方位の西方向が270°である。
車両状態量センサ33は、車両10の状態(車両10の速度、加速度及び向き等)を検出する複数種類のセンサを含む。車両状態量センサ33は、車両10の速度Vsを検出する速度センサ、各車輪11の車輪速を検出する複数の車輪速センサ、車両10の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ、車両10の横方向の加速度を検出する横加速度センサ、及び、車両10のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等を含む。ECU30は、複数の車輪速センサからの信号に基いて車両10の速度Vsを演算してもよい。
プレビューセンサ34は、例えば、カメラセンサ、LiDAR及びレーダセンサ等の1つ又はこれらの組み合わせである。プレビューセンサ34は、車両10の前方の路面の上下方向の変位を表す値(即ち、後述する路面変位z0)を取得する。
無線通信装置35は、ネットワークNWを介してクラウド(データ管理装置)40と情報を通信するための無線通信端末である。クラウド40は、サーバ41及び少なくとも1つの記憶装置42を備える。
サーバ41は、CPU、ROM、RAM及びインターフェース(I/F)等を備えている。サーバ41は、記憶装置42に記憶されたデータの検索及び読み出しを行うとともに、データを記憶装置42に書き込む。更に、サーバ41は、制振制御装置20(ECU30)からの要求に応じて、記憶装置42に記憶されているデータ(後述する路面情報マップ)をネットワークNWを介して車両10に提供する。
記憶装置42は、路面情報マップ43を記憶している。路面情報マップ43は、車両10が後述するプレビュー制振制御を実行する際に使用されるデータである。路面情報マップ43は、後述するように測定車両が路面を実際に走行したときに取得されたデータである。
図3に示すように、路面情報マップ43では、道路が、X方向の複数の平行線Lx及びY方向の複数の平行線Lyによって、均等な大きさを有する複数の正方形の区画Gd(「メッシュ」とも称呼される。)に分割されている。区画Gdの一辺の距離d0は、50mm以上150mm以下の値である。本例において、距離d0は、100mmである。なお、区画Gdの形状は、正方形に限らず、車輪11のタイヤの接地領域の大きさ及び形状に則して定められてよい。
本例において、路面情報マップ43のX方向は、方位の北の方向であり、Y方向はX方向に垂直な方向である。区画GdのX方向及びY方向の位置は、Xm(m=1、2、3、・・・)及びYn(n=1、2、3、・・・)により表される。
路面情報マップ43の各区画Gdには、路面の上下方向の変位に関連する値である路面変位関連値が設定されている。路面変位関連値は、測定車両が路面を実際に走行したときに取得された値である。路面変位関連値は、路面の上下方向の変位を表す路面変位z0、路面変位z0の時間微分値を表す路面変位速度dz0、ばね下50の上下方向の変位を表すばね下変位z1、及び、ばね下変位z1の時間微分値を表すばね下速度dz1の少なくとも一つを含む。本例において、路面変位関連値は、ばね下変位z1である。
更に、路面情報マップ43の各区画Gdには、速度情報が設定されている。本例において、速度情報は、区画Gdを通過した測定車両の速度の平均値である。
従って、図4に示すように、路面情報マップ43は、路面の位置を表す位置情報(X、Y)43aと、測定車両が位置情報43aの位置を走行したときに取得されたばね下変位(z1)43bと、測定車両が位置情報43aの位置を走行したときの速度の平均値である平均速度43cと、が関連付けられたデータである。
図2を再び参照すると、ECU30は、左前輪アクティブアクチュエータ17FL、右前輪アクティブアクチュエータ17FR、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRのそれぞれに駆動回路(不図示)を介して接続されている。
ECU30は、各アクティブアクチュエータ17について、目標制御力Fctを演算する。目標制御力Fctは、プレビュー制振制御のための制御力であり、即ち、車輪11のばね上51を制振するための制御力である。ECU30は、車輪11が後述する通過予測位置を通過する時点にてアクティブアクチュエータ17が目標制御力Fctに対応する(一致する)制御力Fcを発生するようにアクティブアクチュエータ17を制御する。
(基本的なプレビュー制振制御の概要)
以下、制振制御装置20が実行する基本的なプレビュー制振制御の概要について説明する。図5は、路面55上の車両10の単輪モデルを示す。
スプリング52は、サスペンションスプリング16に相当し、ダンパ53は、ショックアブソーバ15に相当し、アクチュエータ54は、アクティブアクチュエータ17に相当する。
図4では、ばね上51の質量は、ばね上質量m2と表記される。z1は、上述と同様に、ばね下50の上下方向の変位(ばね下変位)を表す。ばね上51の上下方向の変位は、ばね上変位z2と表される。ばね上変位z2は、各車輪11の位置に対応するばね上51の上下方向の変位である。スプリング52のばね定数(等価ばね定数)は、ばね定数Kと表記される。ダンパ53の減衰係数(等価減衰係数)は、減衰係数Cと表記される。アクチュエータ54が発生する力は、制御力Fcと表記される。
更に、z1及びz2の時間微分値は、それぞれdz1及びdz2と表記され、z1及びz2の二階時間微分値は、それぞれddz1及びddz2と表記される。以下において、z1及びz2については上方への変位が正であり、スプリング52、ダンパ53及びアクチュエータ54等が発生する力については上向きが正であると規定されている。
図5に示した車両10の単輪モデルにおいて、ばね上51の上下方向の運動についての運動方程式は、式(1)で表すことができる。

2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-Fc・・・(1)
式(1)における減衰係数Cは一定であると仮定する。しかし、実際の減衰係数はサスペンション13のストローク速度に応じて変化するので、例えば、減衰係数CはストロークHの時間微分値に応じて変化する値に設定されてもよい。
更に、制御力Fcによってばね上51の振動が完全に打ち消された場合(即ち、ばね上加速度ddz2、ばね上速度dz2及びばね上変位z2がそれぞれゼロになる場合)、制御力Fcは、式(2)で表される。

Fc=Cdz1+Kz1・・・(2)
従って、ばね上51の振動を小さくするための制御力Fcは、制御ゲインをαとして、式(3)で表わすことができる。なお、制御ゲインαは、0より大きく且つ1以下の任意の定数である。

Fc=α(Cdz1+Kz1)・・・(3)
式(3)を式(1)に適用すると式(1)は次の式(4)で表すことができる。

2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-α(Cdz1+Kz1)・・・(4)
この式(4)をラプラス変換して整理すると、次の式(5)が得られる。即ち、ばね下変位z1からばね上変位z2への伝達関数が式(5)で表される。なお、式(5)中の「s」はラプラス演算子である。
Figure 2022073136000002
式(5)によれば、αに応じて伝達関数は変化する。αが0より大きく且つ1以下の任意の値であれば、伝達関数の大きさが「1」よりも確実に小さくなること(即ち、ばね上51の振動を低減できること)が確認される。更に、αが1である場合、伝達関数の大きさが「0」となるため、ばね上51の振動が完全に打ち消されることが確認される。式(3)に基いて、目標制御力Fctが、以下の式(6)従って演算される。なお、式(6)におけるゲインβ1はαCに相当し、ゲインβ2はαKに相当する。

Fct= β1×dz1+β2×z1・・・(6)
ECU30は、車輪11が将来的に通過する位置(通過予測位置)におけるばね下変位z1を予め取得し(先読みし)、取得したばね下変位z1を式(6)に適用することによって目標制御力Fctを演算する。目標制御力Fctは、アクチュエータ54に発生させる制御力の目標値である。なお、式(6)の右辺のばね下変位z1の項及びばね下速度dz1の項は、車輪11が通過予測位置を通過する際のばね上51の振動を抑制するための目標制御力であることから、「フィードフォワード制御用の目標制御力」と言うこともできる。
ECU30は、車輪11が通過予測位置を通過するタイミングで(即ち、式(6)に適用されたばね下変位z1が生じるタイミングで)、目標制御力Fctに対応する制御力Fcをアクチュエータ54に発生させる。このようにすれば、車輪11が通過予測位置を通過したとき(即ち、式(6)に適用されたばね下変位z1が生じたとき)、ばね上51の振動を低減できる。
なお、ECU30は、式(6)から微分項(β1×dz1)が省略された以下の式(7)に基いて、目標制御力Fctを演算してもよい。この場合においても、ECU30は、ばね上51の振動を低減する制御力Fcをアクチュエータ54に発生させることができる。従って、制御力Fcが発生されない場合に比べて、ばね上51の振動を低減できる。

Fct= β2×z1・・・(7)
以上のようなばね上51の制振制御は「プレビュー制振制御」と称呼される。
なお、上述の単輪モデルにおいては、ばね下50の質量及びタイヤの弾性変形が無視され、路面55の上下方向の変位を表す路面変位z0及びばね下変位z1が同一である仮定されている。別の例において、ばね下変位z1及びばね下速度dz1に代えて又は加えて、路面変位z0及び/又は路面変位速度dz0を用いて、同様のプレビュー制振制御が実行されてもよい。
(前輪及び後輪のプレビュー制振制御の概要)
次に、図6乃至図8を参照して、前輪及び後輪のそれぞれについてプレビュー制振制御の概要を説明する。「目標制御力Fct」及び「制御力Fc」に関して、添え字「F」は前輪11F用の制御力であることを表し、添え字「R」は後輪11R用の制御力であることを表す。
図6は、現時点tpにて、矢印a1に示す方向に速度V1で走行している車両10を示している。なお、以下の説明において、前輪11F及び後輪11Rは、左右何れかの側の車輪であり、前輪11F及び後輪11Rの移動速度は、速度V1と同じであると見做す。
図6において、線Ltは仮想の時間軸tである。現在、過去及び未来の時刻tにおける前輪11Fの移動進路上のばね下変位z1は、時間tの関数z1(t)で表される。よって、前輪11Fの現時点tpの位置(接地点)pf0のばね下変位z1は、z1(tp)と表される。更に、後輪11Rの現時点tpの位置pr0のばね下変位z1は、現時点tpよりも「前輪11Fがホイールベース長Lを移動するのにかかった時間(L/V1)」だけ前の時刻「tp-L/V1」における前輪11Fのばね下変位z1である。よって、現時点tpにおける後輪11Rのばね下変位z1は、z1(tp-L/V1)と表される。
(前輪11Fのプレビュー制振制御)
ECU30は、前輪11Fの予測進路を演算する。前輪11Fの予測進路とは、前輪11Fが通過すると予測される進路である。次に、ECU30は、前輪11Fの通過予測位置pf1を特定する。通過予測位置pf1は、前輪11Fが現時点から前輪先読み時間tpfが経過した時点にて通過すると予測される位置である。前輪先読み時間tpfは、ECU30が通過予測位置pf1を特定してから前輪アクティブアクチュエータ17Fが目標制御力FctFに対応する制御力FcFを出力するまでに要する時間に予め設定されている。通過予測位置pf1は、前輪11Fの予測進路に沿って現時点tpの位置pf0から前輪先読み距離Lpf(=V1×tpf)だけ離れた位置である。位置pf0は、後に詳述するように、位置情報取得装置32が取得した車両10の現在位置に基いて算出される。
ECU30は、クラウド40から、車両10の現在位置の近傍領域(後述する準備区間)における路面情報マップ43を予め取得している。ECU30は、通過予測位置pf1と、予め取得しておいた路面情報マップ43と、に基いて、ばね下変位z1(tp+tpf)を取得する。より具体的には、ECU30は、路面情報マップ43から、通過予測位置pf1でのばね下変位(z1)43bを取得する。通過予測位置pf1でのばね下変位(z1)43bは、プレビュー制振制御を実行するために取得される情報であることから、「プレビュー情報」と称呼される場合がある。
ECU30は、以下の式(8)のばね下変位z1にばね下変位z1(tp+tpf)を適用することにより、目標制御力FctF(=βf×z1(tp+tpf))を演算する。

FctF = βf×z1・・・(8)
ECU30は、前輪アクティブアクチュエータ17Fが目標制御力FctFに対応(一致)する制御力FcFを発生するように、目標制御力FctFを含む制御指令を前輪アクティブアクチュエータ17Fに送信する。
図7に示すように、前輪アクティブアクチュエータ17Fは、現時点tpから前輪先読み時間tpfだけ後の「時刻tp+tpf」(即ち、前輪11Fが通過予測位置pf1を実際に通過するタイミング)において、目標制御力FctFに対応する制御力FcFを発生する。よって、前輪アクティブアクチュエータ17Fは、前輪11Fの通過予測位置pf1のばね下変位z1に起因して生じるばね上51の振動を抑制する制御力FcFを適切なタイミングで発生できる。
(後輪11Rのプレビュー制振制御)
ECU30は、後輪11Rの予測進路を演算する。後輪11Rの予測進路とは、後輪11Rが通過すると予測される進路である。ECU30は、後輪11Rが前輪11Fと同じ進路を辿ると仮定して、後輪11Rの予測進路を演算する。ECU30は、前輪11Fの位置の履歴を用いて、後輪11Rの予測進路を演算してもよい。
図6に示すように、ECU30は、後輪11Rの通過予測位置pr1を特定する。通過予測位置pr1は、後輪11Rが現時点から後輪先読み時間tprが経過した時点にて通過すると予測される位置である。後輪先読み時間tprは、ECU30が通過予測位置pr1を特定してから後輪アクティブアクチュエータ17Rが目標制御力FctRに対応する制御力FcRを出力するまでに要する時間に予め設定されている。
なお、前輪アクティブアクチュエータ17Fと後輪アクティブアクチュエータ17Rとが異なる応答性能である場合、前輪先読み時間tpf及び後輪先読み時間tprは異なる値に予め設定されている。前輪アクティブアクチュエータ17Fと後輪アクティブアクチュエータ17Rとが同じ応答性能である場合、前輪先読み時間tpf及び後輪先読み時間tprは同じ値に予め設定されている。
ECU30は、後輪11Rの予測進路に沿って現時点tpの位置pr0から後輪先読み距離Lpr(=V1×tpr)だけ離れた位置を通過予測位置pr1として特定する。位置pr0は、位置情報取得装置32が取得した車両10の現在位置に基いて算出される。この通過予測位置pr1のばね下変位z1は、「前輪11Fが後輪11Rの現時点における位置pr0に位置していた時刻(tp-L/V1)」から後輪先読み時間tprだけ後のばね下変位z1であるので、z1(tp-L/V1+tpr)と表すことができる。ECU30は、通過予測位置pr1と、予め取得しておいた路面情報マップ43と、に基いて、ばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を取得する。より具体的には、ECU30は、路面情報マップ43から、通過予測位置pr1でのばね下変位(z1)43bを取得する。
更に、ECU30は、以下の式(9)のばね下変位z1にばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を適用することにより、目標制御力FctR(=βr×z1(tp-L/V1+tpr))を演算する。なお、式(8)におけるゲインβf及び式(9)におけるゲインβrは互いに異なる値に設定されている。これは左前輪サスペンション13FL及び右前輪サスペンション13FRのばね定数Kfと左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRのばね定数Krとが異なるからである。

FctR = βr×z1・・・(9)
ECU30は、後輪アクティブアクチュエータ17Rが目標制御力FctRに対応(一致)する制御力FcRを発生するように、目標制御力FctRを含む制御指令を後輪アクティブアクチュエータ17Rに送信する。
図8に示すように、後輪アクティブアクチュエータ17Rは、現時点tpより後輪先読み時間tprだけ後の「時刻tp+tpr」(即ち、後輪11Rが通過予測位置pr1を実際に通過するタイミング)において、目標制御力FctRに対応する制御力FcRを発生する。よって、後輪アクティブアクチュエータ17Rは、後輪11Rの通過予測位置pr1のばね下変位z1に起因して生じるばね上51の振動を抑制する制御力FcRを適切なタイミングで発生できる。
(作動の概要)
以降において、プレビュー制振制御の対象となる車輪11を「車輪11i」と表記する。添え字「i」は、「FL、FR、RL及びRR」の何れかを表す。更に、他の要素に付された添え字「i」も同様である。
プレビュー制振制御を実行する際の車両10の速度Vsと、路面情報マップ43におけるばね下変位(z1)43bが取得された際の測定車両の速度とが、異なり得る。この場合、上述したように、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される。更に、高周波数帯(例えば、fb_highからfa_highまでの周波数帯)の振動を抑制できないにも関わらず、アクティブアクチュエータ17iが駆動されると、ばね上51の振動が悪化する可能性がある。
そこで、ECU30は、まず、車輪11iの予測進路を演算する。車輪11iが前輪11Fである場合、車輪11iの予測進路は、車輪11iの現在位置から前方へ延びるラインであって、車輪11iの現在位置から車両10の進行方向(本例では、方位角θの方向)へ所定の距離Dtだけ前方の位置まで延びるラインである。一例として、距離Dtは、ホイールベース長L以下の値であってもよい。なお、車輪11iが後輪11Rである場合、ECU30は、前輪11Fの位置の履歴を予測進路として採用してもよい。
ECU30は、クラウド40から準備区間における路面情報マップ43を予め取得し、路面情報マップ43をRAM30cに格納している。準備区間は、車両10の前方の道路の区間であって、車両10がこれから通過すると予測される道路の区間である。準備区間は、車輪11iの予測進路が含まれるように十分に大きな区間である。
ECU30は、路面情報マップ43から、車輪11iの予測進路上のばね下変位(z1)43bを取得する。このように取得されたばね下変位(z1)43bの集合は、車輪11iの予測進路上のばね下変位z1の時系列変化を表し、以降において、「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」と称呼する。
ECU30は、位置情報取得装置32から車両10の現時点での速度Vsを取得する。更に、ECU30は、路面情報マップ43から、車輪11iの通過予測位置での平均速度43cを取得する。以降において、車輪11iの通過予測位置での平均速度43cを「平均速度Vs_av」と表記する。
ECU30は、速度Vsと平均速度Vs_avとの差分の絶対値Vdfを演算する(Vdf=|Vs-Vs_av|)。そして、ECU30は、第1条件が成立するか否かを判定する。第1条件は、値Vdfが所定の第1閾値Th1以上であるときに成立する。
第1条件が成立しない場合、これは、速度Vsと平均速度Vs_avとの差分が小さいことを意味し、上述した問題が生じない。従って、ECU30は、ばね下変位z1の第1時系列変化データから、プレビュー情報(車輪11iの予測通過位置でのばね下変位z1)を取得する。そして、ECU30は、当該取得されたばね下変位z1を用いて、目標制御力Fctiを演算する。
一方、第1条件が成立する場合、これは、速度Vsと平均速度Vs_avとの差分が大きいことを意味するので、上述した問題が生じる可能性がある。そこで、ECU30は、以下のような処理を実行する。ECU30は、速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きいか又は小さいかを判定する。
速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きい場合、前述のように、ECU30は、高周波数帯(例えば、fb_highからfa_highまでの周波数帯)の振動を抑制できないにも関わらず、アクティブアクチュエータ17iを無駄に駆動する可能性がある。従って、ECU30は、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第1処理を実行する。第1処理は、第1カットオフ周波数fc1よりも高い周波数帯の波形を小さくする又は除去するためのローパスフィルタ処理である。例えば、第1カットオフ周波数fc1は、ばね下共振周波数より小さく、且つ、ばね上共振周波数より大きい周波数である。
この構成によれば、ECU30は、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、高周波数帯の波形を小さくする又は除去することができる。ECU30は、第1処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、プレビュー情報(車輪11iの予測通過位置でのばね下変位z1)を取得する。ECU30は、当該取得されたばね下変位z1を用いて、目標制御力Fctiを演算する。アクティブアクチュエータ17iが無駄に駆動されないので、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。更に、ばね上51の振動が悪化する可能性を低減できる。
一方、速度Vsが平均速度Vs_avよりも小さい場合、ECU30は、低周波帯(例えば、fb_lowからfa_lowまでの周波数帯)の振動を抑制できないにも関わらず、アクティブアクチュエータ17iを無駄に駆動する可能性がある。従って、速度Vsが平均速度Vs_avよりも小さい場合、ECU30は、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第2処理を実行する。第2処理は、第2カットオフ周波数fc2よりも低い周波数帯の波形を小さくする又は除去するためのハイパスフィルタ処理である。例えば、第2カットオフ周波数fc2は、ばね上共振周波数より小さい周波数である。
この構成によれば、ECU30は、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、低周波数帯の波形を小さくする又は除去することができる。ECU30は、第2処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、プレビュー情報(車輪11iの予測通過位置でのばね下変位z1)を取得する。ECU30は、当該取得されたばね下変位z1を用いて、目標制御力Fctiを演算する。アクティブアクチュエータ17iが無駄に駆動されないので、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。更に、ばね上51の振動が悪化する可能性を低減できる。
(制振制御ルーチン)
ECU30のCPU(以下、「CPU1」と表記する。)は、所定時間が経過する毎に、図9に示した制振制御ルーチンを実行する。CPU1は、車輪11のそれぞれについて、制振制御ルーチンを実行する。前述と同様に、制振制御ルーチンの実行対象となる車輪11を、「車輪11i」と表記する。
なお、CPUは、図示しないルーチンを所定時間が経過する毎に実行することにより、クラウド40から準備区間における路面情報マップ43を予め取得し、一時的に路面情報マップ43をRAM30c(又は記憶装置31)に格納している。
所定のタイミングになると、CPU1は、図9のステップ900から処理を開始してステップ901乃至ステップ905をこの順に実行し、その後、ステップ906に進む。
ステップ901:CPU1は、車輪11iの現在位置を特定する。より詳細には、CPU1は、位置情報取得装置32から、車両10の現在位置及び車両10の進行方向を表す方位角θを取得する。ECU30のROM30bには、車両10におけるGNSS受信機の搭載位置と各車輪11の位置との関係を表す位置関係データが予め記憶されている。位置情報取得装置32から取得した車両10の現在位置は、GNSS受信機の搭載位置に相当する。従って、CPU1は、ECU30は、車両10の現在位置、車両10の方位角θ及び上記位置関係データに基いて、車輪11iの現在位置を特定する。
ステップ902:CPU1は、前述のように、車輪11iの予測進路を演算する。車輪11iが前輪11Fの場合、CPU1は、車輪11iの現在位置から車両10の進行方向(方位角θの方向)へ距離Dtだけ前方の位置まで延びるラインを予測進路として演算する。車輪11iが後輪11Rの場合、CPU1は、後輪11Rが前輪11Fと同じ進路を辿ると仮定して予測進路を演算する。
ステップ903:CPU1は、車輪11iの通過予測位置を特定する。車輪11iが前輪11Fの場合、CPU1は、速度Vsに前輪先読み時間tpfを乗じることにより前輪先読み距離Lpfを演算する。更に、CPU1は、前輪11Fの現在位置から予測進路に沿って前輪先読み距離Lpfだけ前方の位置を通過予測位置pf1として特定する。車輪11iが後輪11Rの場合、CPU1は、速度Vsに後輪先読み時間tprを乗じることにより後輪先読み距離Lprを演算する。更に、CPU1は、後輪11Rの現在位置から予測進路に沿って後輪先読み距離Lprだけ前方の位置を通過予測位置pr1として特定する。
ステップ904:CPU1は、RAM30cに格納されている路面情報マップ43から、ばね下変位z1の第1時系列変化データ(車輪11iの予測進路上のばね下変位z1の集合)を取得する。
ステップ905:CPU1は、位置情報取得装置32から車両10の現時点の速度Vsを取得する。更に、CPU1は、ばね下変位z1の第1時系列変化データから、車輪11iの通過予測位置での平均速度43c(Vs_av)を取得する。
CPU1はステップ906に進むと、CPU1は、前述した第1条件が成立するか否かを判定する。第1条件は、値Vdf(=|Vs-Vs_av|)が第1閾値Th1以上であるときに成立する。
第1条件が成立しない場合、CPU1は、ステップ906にて「No」と判定して以下に述べるステップ910乃至ステップ912をこの順に実行し、その後、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ910:CPU1は、ばね下変位z1の第1時系列変化データから、プレビュー情報(車輪11iの予測通過位置でのばね下変位z1)を取得する。
ステップ911:CPUは、前述のように、ステップ910にて取得されたばね下変位z1を用いて、目標制御力Fctiを演算する。車輪11iが前輪11Fの場合、CPU1は、ステップ910にて取得したばね下変位z1を式(8)に適用することにより、目標制御力Fctiを演算する。車輪11iが後輪11Rの場合、CPU1は、ステップ910にて取得したばね下変位z1を式(9)に適用することにより、目標制御力Fctiを演算する。
ステップ912:CPU1は、目標制御力Fctiを含む制御指令を、車輪11iに対応するアクティブアクチュエータ17iに送信する。
一方、第1条件が成立する場合、CPU1は、ステップ906にて「Yes」と判定してステップ907に進み、速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きいか否かを判定する。速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きい場合、CPU1は、ステップ907にて「Yes」と判定してステップ908に進み、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第1処理を実行する。その後、CPU1は、前述のように、ステップ910乃至ステップ912を順に実行し、その後、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、この場合、CPU1は、ステップ910にて、第1処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、車輪11iの通過予測位置でのばね下変位z1を取得する。
一方、速度Vsが平均速度Vs_avよりも小さい場合、CPU1は、ステップ907にて「No」と判定してステップ909に進み、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第2処理を実行する。その後、CPU1は、前述のように、ステップ910乃至ステップ912を順に実行し、その後、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、この場合、CPU1は、ステップ910にて、第2処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、車輪11iの通過予測位置でのばね下変位z1を取得する。
以上から理解されるように、第1条件が成立し、且つ、速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きい場合、制振制御装置20は、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第1処理を実行する。これにより、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、高周波数帯の波形を小さくする又は除去することができる。制振制御装置20は、第1処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、車輪11iの予測通過位置でのばね下変位z1を取得し、当該取得されたばね下変位z1を用いてプレビュー制振制御を実行する。
第1条件が成立し、且つ、速度Vsが平均速度Vs_avよりも小さい場合、制振制御装置20は、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第2処理を実行する。ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、低周波数帯の波形を小さくする又は除去することができる。制振制御装置20は、第2処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、車輪11iの予測通過位置でのばね下変位z1を取得し、当該取得されたばね下変位z1を用いてプレビュー制振制御を実行する。上記の構成によれば、アクティブアクチュエータ17iが無駄に駆動されないので、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される可能性を低減できる。更に、ばね上51の振動が悪化する可能性を低減させることができる。加えて、アクティブアクチュエータ17iでの熱の発生、及び、アクティブアクチュエータ17iの構成部品の消耗を防ぐことができる。
(データ管理システムの構成)
本実施形態に係るデータ管理システムは、路面情報マップ43を作成するためのシステムである。図10に示すように、データ管理システムは、複数の測定車両(本例では、複数の車両10)、及び、クラウド40を含む。
各車両10は、データ収集装置120を備える。データ収集装置120は、電子制御装置130(以下、「ECU130」と称呼される。)、記憶装置31、位置情報取得装置32、車両状態量センサ33、プレビューセンサ34、無線通信装置35、上下加速度センサ36FL乃至36RR、及び、ストロークセンサ37FL乃至37RRを含む。
ECU130は、CPU130a、ROM130b、RAM130c及びインターフェース(I/F)130d等を含むマイクロコンピュータを備える。ECU130は、記憶装置31、位置情報取得装置32、車両状態量センサ33、プレビューセンサ34、及び、無線通信装置35に接続されている。これらの構成は上述した通りであり、詳細な説明は省略される。
更に、ECU130は、上下加速度センサ36FL乃至36RR、及び、ストロークセンサ37FL乃至37RRに接続され、それらのセンサが出力する信号を受信する。
上下加速度センサ36FL乃至36RRのそれぞれは、各車輪11FL乃至11RRの位置に対する車体10a(ばね上51)の上下加速度(ばね上加速度ddz2FL乃至ddz2RR)を検出し、その上下加速度を表す信号を出力する。なお、上下加速度センサ36FL乃至36RRは、これらを区別する必要がない場合、「上下加速度センサ36」と称呼する。同様に、ばね上加速度ddz2FL乃至ddz2RRは、「ばね上加速度ddz2」と称呼する。
ストロークセンサ37FL乃至37RRは、それぞれ、サスペンション13FL乃至13RRに対して設けられている。ストロークセンサ37FL乃至37RRは、それぞれ、サスペンション13FL乃至13RRの上下方向のストロークHfl乃至Hrrを検出し、その上下ストロークを表す信号を出力する。ストロークHfl乃至Hrrは、図1に示した各車輪11の位置に対応する車体10a(ばね上51)と車輪支持部材12FL乃至12RRの(ばね下50)それぞれとの間の上下ストロークである。なお、ストロークセンサ37FL乃至37RRは、これらを区別する必要がない場合、「ストロークセンサ37」と称呼する。同様に、ストロークHfl乃至Hrrは、「ストロークH」と称呼する。
ECU130は、位置情報取得装置32から、車両10の速度Vs、車両10の現在位置、及び、車両10の進行方向(方位角θ)を取得する。ECU130は、車両10の現在位置、車両10の進行方向(方位角θ)及び上記位置関係データを参照することにより、車輪11のそれぞれの現在位置を特定する。更に、ECU130は、上下加速度センサ36のそれぞれからばね上加速度ddz2を取得するとともに、ストロークセンサ37のそれぞれからストロークHを取得する。
ECU130は、所定の時系列データ(以下、「センシングデータ」と称呼する。)を無線通信装置35介してサーバ41に送信する。センシングデータは、車輪11の位置の時系列データと、速度Vsの時系列データと、ばね上加速度ddz2の時系列データと、ストロークHの時系列データとを含む。なお、センシングデータにおいて、車輪11の位置、速度Vs、ばね上加速度ddz2、及び、ストロークHのそれぞれには、その値を検出した時刻の情報が付加されている。
(データ作成ルーチン)
サーバ41のCPU(以下、「CPU2」と表記する。)は、図11にフローチャートにより示したデータ作成ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。
なお、CPU2は、図示しないルーチンを所定時間が経過する毎に実行することにより、複数の車両10のそれぞれからセンシングデータを受信し、受信したセンシングデータを記憶装置42に蓄積している。
所定のタイミングになると、CPU2は、図11のステップ1100から処理を開始してステップ1101乃至ステップ1108をこの順に実行し、その後、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1101:CPU2は、記憶装置42から所定量のセンシングデータを取得する。
ステップ1102:CPU2は、ばね上加速度ddz2の時系列データに対して2階積分処理を実行して、ばね上変位z2の時系列データを生成する。
ステップ1103:CPU2は、ばね上変位z2の時系列データに対して、ばね上変位z2の時系列データに対して特定周波数帯域の成分だけを通過させるバンドパスフィルタ処理(以下、「BPF処理」と称呼される。)を実行する。BPF処理により、特定周波数帯域以外の周波数帯域の成分が除去されたばね上変位z2の時系列データが生成される。
上述の特定周波数帯域は、少なくともばね上共振周波数を含むように選ばれた周波数帯域に設定されてもよい。本例において、特定周波数帯域は、下限カットオフ周波数fd1以上であり、且つ、上限カットオフ周波数fd2以下の周波数帯域である。下限カットオフ周波数fd1は、ばね上共振周波数より小さい周波数に設定される。上限カットオフ周波数fd2は、ばね下共振周波数より小さく、且つ、ばね上共振周波数より大きい周波数に設定される。
BPF処理は、例えば、ゼロ位相フィルタ処理により行われる。即ち、CPU2は、ばね上変位z2の時系列データに対して、時間軸の順方向の処理(時系列データの最初の値から最後の値に向かって行うBPF処理)と時間軸の逆方向の処理(時系列データの最後の値から最初の値に向かって行うBPF処理)の両方を実行し、処理結果を足して平均化する。このようなゼロ位相フィルタ処理では、フィルタ処理による位相遅れが生じないことが知られている。なお、BPF処理は、FFT処理(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換処理)を使用して行われてもよい。
ステップ1104:CPU2は、ストロークHの時系列データに対して、上述のBPF処理を実行する。BPF処理により、特定周波数帯域以外の周波数帯域の成分が除去されたストロークHの時系列データが生成される。このBPF処理は、上述と同様に、ゼロ位相フィルタ処理により行われる。なお、BPF処理は、FFT処理を使用して行われてもよい。
ステップ1105:CPU2は、BPF処理後のばね上変位z2からBPF処理後のストロークHを減じることによって、ばね下変位z1の時系列データを生成する。
ステップ1106:CPU2は、ばね下変位z1の平均値を演算する。CPU2は、路面の位置(即ち、車輪11の位置)ごとに、ばね下変位z1に関する情報を記憶装置42に蓄積している。CPU2は、記憶装置42に蓄積されている過去のばね下変位z1に関する情報と、現時点のセンシングデータから演算されたばね下変位z1とに基いて、ばね下変位z1の平均値を演算する。なお、CPU2は、ばね下変位z1の加重平均値を演算してもよい。例えば、CPU2は、現時点のセンシングデータに含まれるばね下変位z1により大きい重みを付与して、ばね下変位z1の加重平均値を演算してもよい。
ステップ1107:CPU2は、車輪11の位置ごとに速度Vsの平均値(平均速度)を演算する。例えば、CPU2は、路面の位置(即ち、車輪11の位置)ごとに、速度Vsに関する情報を記憶装置42に蓄積している。CPU2は、記憶装置42に蓄積されている過去の速度Vsに関する情報と、現時点のセンシングデータに含まれる速度Vsとに基いて、速度Vsの平均値を演算する。
ステップ1108:CPU2は、車輪11の位置と、ステップ1106にて演算されたばね下変位z1の平均値と、ステップ1107にて演算された平均速度とを関連づける。そして、CPU2は、「車輪11の位置、ばね下変位z1、及び、平均速度」の組み合わせを路面情報マップ43に格納する。
上記の構成によれば、サーバ41は、制振制御装置20(ECU30)から送信されたセンシングデータに基いて、路面情報マップ43を作成することができる。そして、サーバ41は、制振制御装置20(ECU30)からの要求に応じて、路面情報マップ43を車両10に提供できる。
本開示は上記実施形態に限定されることなく、本開示の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
(変形例1)
CPU1は、図9のルーチンにおいて第1処理又は第2処理を実行した場合、ステップ910にて以下の処理を実行してもよい。CPU1がばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第1処理(ローパスフィルタ処理)を実行した場合、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて位相遅れが生じる。従って、CPU1は、第1処理によって生じる位相ずれを考慮した時間だけ先読み時間(tpf又はtpr)を変更してよい。CPU1は、第1処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、上記変更された先読み時間を用いて、プレビュー情報(車輪11iの通過予測位置でのばね下変位z1)を取得する。
例えば、第1カットオフ周波数fc1が10Hzである場合、時定数分(15.9ms)だけ位相遅れが生じる。従って、CPU1は、先読み時間(tpf又はtpr)を時定数分だけ変更する(即ち、時定数分だけ長くする)。CPU1は、第1処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、時定数分だけ変更された先読み時間を用いて、プレビュー情報を取得する。具体的には、CPU1は、速度Vsに、時定数分だけ変更された先読み時間を乗じることにより、先読み距離を演算する。CPU1は、車輪11iの現在位置から予測進路に沿って先読み距離だけ前方の位置を通過予測位置として特定する。CPU1は、第1処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、車輪11iの通過予測位置でのばね下変位z1を取得する。
一方、CPU1がばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第2処理(ハイパスフィルタ処理)を実行した場合、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて位相進みが生じる。従って、CPU1は、第2処理によって生じる位相ずれを考慮した時間だけ先読み時間(tpf又はtpr)を変更してよい。例えば、上述と同様に、CPU1は、先読み時間(tpf又はtpr)を時定数分だけ変更する(即ち、時定数分だけ短くする)。前述と同様に、CPU1は、第2処理を通して得られた「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」から、時定数分だけ変更された先読み時間を用いて、プレビュー情報(車輪11iの通過予測位置でのばね下変位z1)を取得する。なお、先読み時間の変更量は上記の例(時定数)に限定されない。CPU1は、位相ずれを考慮して先読み時間を長くしたり又は短くする限り、他の処理を実行してもよい。
(変形例2)
図9のルーチンにおいて、ステップ909は省略されてもよい。この場合、CPU1は、ステップ907にて「No」と判定した場合、ステップ910へ直接進む。ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、低周波帯(例えば、fb_lowからfa_lowまでの周波数帯)の成分(波形)がばね上51の振動に与える影響は、高周波帯の成分(波形)に比べて小さい。従って、CPU1は、ばね下変位z1の第1時系列変化データに対して第2処理を実行しないように構成されてもよい。
(変形例3)
CPU1は、値Vdfと第1閾値Th1との間の差分dv1(=Vdf-Th1)が大きくなるほど、第1処理における第1カットオフ周波数fc1が低くなるような処理を実行してもよい。差分dv1が大きくなるほど、プレビュー制振制御によって抑制できない振動の周波数帯(例えば、fb_highからfa_highまでの周波数帯)の幅が大きくなる。この構成によれば、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、第1処理を通して、より広い高周波帯の波形を小さくする又は除去できる。別の例において、CPU1は、差分dv1が所定の値より大きい場合、ローパスフィルタ処理の次数を変更して、第1カットオフ周波数fc1より高い周波数帯の波形が小さくなる度合を大きくしてもよい。
CPU1は、値Vdfと第1閾値Th1との間の差分dv1(=Vdf-Th1)が大きくなるほど、第2処理における第2カットオフ周波数fc2が高くなるような処理を実行してもよい。この構成によれば、ばね下変位z1の第1時系列変化データにおいて、第2処理を通して、より広い低周波帯の波形を小さくする又は除去できる。別の例において、CPU1は、差分dv1が所定の値より大きい場合、ハイパスフィルタ処理の次数を変更して、第2カットオフ周波数fc2より低い周波数帯の波形が小さくなる度合を大きくしてもよい。上記の構成によれば、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される可能性を更に低減できる。ばね上51の振動が悪化する可能性を更に低減させることができる。
(変形例4)
CPU1は、車両10が現在の速度Vsに応じて、第1処理における第1カットオフ周波数fc1及び第2処理における第2カットオフ周波数fc2を設定してもよい。ROM30bは、速度ごとに、プレビュー制振制御によって抑制することができる振動の周波数帯に関する情報を記憶している。CPU1は、ROM30bに記憶されている情報に従って、第1処理における第1カットオフ周波数fc1及び第2処理における第2カットオフ周波数fc2を設定する。例えば、車両10が速度Vcで走行している状況において、プレビュー制振制御によって抑制することができる振動の周波数帯は、fc_lowからfc_highまでの範囲と仮定する。CPU1は、第1カットオフ周波数fc1を、fc_highに設定する。CPU1は、第2カットオフ周波数fc2を、fc_lowに設定する。
(変形例5)
第1カットオフ周波数fc1は、路面情報マップ43を作成する際に実行されるBPF処理の上限カットオフ周波数fd2以下の周波数であってもよい。第2カットオフ周波数fc2は、路面情報マップ43を作成する際に実行されるBPF処理の下限カットオフ周波数fd1以上の周波数であってもよい。
(変形例6)
CPU1は、第1条件が成立した場合、第2条件が成立するか否かを判定してもよい。第2条件は、値Vdf(=|Vs-Vs_av|)が所定の第2閾値Th2以上であるときに成立する。第2閾値Th2は、第1閾値Th1よりも大きい。第2条件が成立する場合、CPU1は、目標制御力Fctiを、第2条件が成立しない場合に比べて小さくする処理を実行してもよい。具体的には、CPU1は、目標制御力Fctiを演算するための式(8)又は(9)において、ゲイン(βf又はβr)を小さい値に設定する。一例として、CPU1は、第2条件が成立する場合、ゲイン(βf又はβr)をゼロに設定してもよい。この構成によれば、第2条件が成立する場合、目標制御力Fctiが小さくなるので、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される可能性を更に低減できる。
なお、CPU1は、速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きいか又は小さいかに応じて、第2閾値Th2を変更してもよい。例えば、速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きい場合の第2閾値Th2は、速度Vsが平均速度Vs_avよりも小さい場合の第2閾値Th2よりも大きい。
(変形例7)
図9のルーチンにおいてステップ906(即ち、第1条件の判定)が省略されてもよい。速度Vsが平均速度Vs_avよりも大きい場合、CPU1は、ステップ908に進んで第1処理を実行する。速度Vsが平均速度Vs_avよりも小さい場合、CPU1は、ステップ909に進んで第2処理を実行する。この構成において、速度Vsが平均速度Vs_avと同じ場合、CPU1は、第1処理及び第2処理を実行することなく、ステップ910に進む。
(変形例8)
路面情報マップ43は、上記の例に限定されない。路面情報マップ43は、位置情報と路面変位関連値と、速度情報とが関連付けられたデータである限り、他の形式のデータであってもよい。路面変位関連値は、ばね下変位z1の平均値でなくてもよく、測定車両によって取得された最新のばね下変位z1であってもよい。速度情報は、当該最新のばね下変位z1が取得されたときに測定車両の速度であってもよい。
更に別の例において、路面情報マップ43は、図12に示したデータであってもよい。路面情報マップ43において、路面変位関連値(ばね下変位z1)及び平均速度が、複数の速度範囲のそれぞれに対して設定されてもよい。図12に示す路面情報マップ43は、位置情報(X、Y)44aと、速度範囲44bと、ばね下変位(z1)44cと、平均速度44dと、が関連付けられたデータである。位置情報(X、Y)44aは、路面の位置を表す。
速度範囲44bは、速度Vsの範囲(速度帯)を表す情報である。本例において、速度Vsの取り得る範囲Vra(即ち、ゼロから定格の最高車速Vmaxまでの範囲)が、4つの範囲Vb1乃至Vb4に分けられる。第1範囲Vb1は、ゼロ以上且つ第1速度Vs1未満の範囲を表す。第2範囲Vb2は、第1速度Vs1以上且つ第2速度Vs2未満の範囲を表す。第3範囲Vb3は、第2速度Vs2以上且つ第3速度Vs3未満の範囲を表す。第4範囲Vb4は、第3速度V3以上且つVmax以下の範囲を表す。なお、Vs1、Vs2、Vs3及びVmaxの大小関係は、Vs1<Vs2<Vs3<Vmaxである。なお、速度Vsの範囲Vraは、少なくとも2つの範囲に分けられ得る。
ばね下変位(z1)44cは、測定車両が、位置情報44aの位置を速度範囲44b内の速度で走行したときに取得されたばね下変位z1である。平均速度44dは、測定車両が、位置情報44aの位置を速度範囲44b内の速度で走行したときの速度の平均値である。
この構成において、CPU1は、以下のように処理を実行する。例えば、車両10の速度Vsが第2範囲Vb2内のVsnであると仮定する。図9のルーチンのステップ904にて、CPU1は、速度Vsnに対応する速度範囲44b(=Vb2)に関連付けられたばね下変位z1の集合を、「ばね下変位z1の第1時系列変化データ」として取得する。更に、CPU1は、ステップ905にて、速度Vsnに対応する速度範囲44b(=Vb2)に関連付けられた平均速度44dを取得する。例えば、車輪11iの通過予測位置が(X1、Y1)である場合、CPU1は、平均速度44d(=Vs_b)を取得する。
この構成によれば、路面情報マップ43において、ばね下変位(z1)44c及び平均速度44dが、速度範囲44bごとに管理される。CPU1は、路面情報マップ43から、速度Vsに対して適切なばね下変位(z1)44c及び平均速度44dを取得できる。従って、アクティブアクチュエータ17iにおいて余分なエネルギーが消費される可能性を更に低減できる。ばね上51の振動が悪化する可能性を更に低減させることができる。
(変形例9)
ECU30は、プレビューセンサ34、上下加速度センサ36FL乃至36RR、及び、ストロークセンサ37FL乃至37RRに接続され、それらのセンサが出力する信号を受信してもよい。この構成において、車両10の走行中において、ECU30は、これらのセンサからの信号に基いて、路面変位関連値を取得してもよい。ECU30は、ばね上変位z2からストロークHを減じることによって、ばね下変位z1を演算してもよい。ECU30は、プレビューセンサ34から、路面変位z0を取得してもよい。ECU30、プレビューセンサ34、上下加速度センサ36及びストロークセンサ37は、路面変位関連値を取得するための構成要素であり、これらは、「路面変位関連値を取得する情報取得装置」と称呼される場合がある。
上記の構成において、ECU30のCPU1は、以下の式(10)に従って、目標制御力Fctを演算してもよい。G1及びG2は、それぞれ、ゲインである。F1は、プレビュー情報を用いて演算される制御力であり、以下の式(11)に従って演算される。式(11)は、式(7)と同じである。F1は、以降において、「第1目標制御力F1」と称呼される。

Fct = G1・F1 + G2・F2 ・・・(10)
F1 = β2×z1 ・・・(11)
F2は、フィードフォワード制御用の目標制御力及び/又はフィードバック制御用の目標制御力を含み、以降において、「第2目標制御力F2」と称呼される。第2目標制御力F2は、式(12)のF2_a、式(13)のF2_b、及び、式(14)のF2_cの少なくとも1つを含む。F2_aは、フィードフォワード制御用の目標制御力であり、プレビューセンサ34によって取得された車両10の前方の路面変位z0を用いて演算される。β3はゲインである。F2_bは、ばね上51を制振するためのフィードバック制御用の目標制御力である。F2_bは、dzをゼロにするように求められる。F2_cは、後輪11Rのフィードフォワード制御用の目標制御力である。即ち、後輪11Rは、前輪11Fの経路を辿ると考えられるので、CPU1は、前輪11Fの通過位置について演算されたばね下変位z1を用いて、後輪11Rにてプレビュー制振制御を実行してもよい。F2_cは、前輪11Fの通過位置について演算されたばね下変位z1を式(14)に適用することにより演算される。β4はゲインである。

F2_a = β3×z0 ・・・(12)
F2_b = γ・dz ・・・(13)
F2_c = β4×z1 ・・・(14)
従って、車輪11iが前輪11Fである場合、第2目標制御力F2は、式(12)のF2_a、及び、式(13)のF2_bのうちの1つ又はこれらの和であってもよい。車輪11iが後輪11Rである場合、第2目標制御力F2は、式(12)のF2_a、式(13)のF2_b、及び、式(14)のF2_cのうちの1つ又はこれらの2つ以上の和であってもよい。
ある例において、CPU1は、第1条件が成立しない場合、ゲインG1をゲインG2よりも大きくなるように設定してもよい。例えば、第1条件が成立しない場合、CPU1は、ゲインG2をゼロに設定してもよい。目標制御力Fctにおける第1目標制御力F1の成分を大きくすることにより、制振性能を高めることができる。
別の例において、CPU1は、第1条件が成立する場合のゲインG2を、第1条件が成立しない場合のゲインG2よりも大きくなるように設定してもよい。目標制御力Fctにおける第2目標制御力F2の成分を大きくすることにより、ばね上51の振動が悪化するのを抑えることができる。
第2条件が成立する場合、CPU1は、ゲインG1をゼロに設定してもよい。ばね上51の振動が悪化するのを防ぎつつ、目標制御力Fctにおける第2目標制御力F2により、ばね上51の振動を抑制することができる。
別の例において、CPU1は、第1条件(又は第2条件)が成立するかどうかに応じて、CPU1は、ゲインG1及びゲインG2の一方又は両方を変更してもよい。
なお、フィードバック制御用のF2_bを演算する式は、式(13)に限定されず、ばね上変位z2の項と、ばね上速度dz2の項と、ばね上加速度ddz2の項と、ばね下変位z1の項と、ばね下速度dz1の項との少なくとも1つを含む式であってよい。一例として、CPU1は、以下の式(15)に従って、F2_bを演算してもよい。ここで、γ1、γ2、γ3、γ4及びγ5は、それぞれ、ゲインである。

F2_b = γ1×ddz2+γ2×dz2+γ3×z2+γ4×dz1+γ5×z1・・・(15)
(変形例10)
サーバ41のCPU2は、センシングデータに基いて、オブザーバを用いて、ばね下変位z1の時系列データ及びばね下速度dz1の時系列データの一方又は両方を推定する処理を実行してもよい。CPU2は、プレビューセンサ34によって検出された路面変位z0の時系列データに対して上述のようにBPF処理を実行して、路面変位z0の時系列データを生成してもよい。更に、CPU2は、路面変位z0の時系列データに対して微分処理及びBPF処理を実行して、路面変位速度dz0の時系列データを生成してもよい。従って、路面情報マップ43は、路面変位関連値として、路面変位z0、路面変位速度dz0、ばね下変位z1、及び、ばね下速度dz1の少なくとも一つを含んでもよい。
(変形例11)
路面情報マップ43は、クラウド40の記憶装置42ではなく、車両10の記憶装置31に記憶されていてもよい。ECU130は、図11のルーチンの処理を実行して、路面情報マップ43を記憶装置31に作成してもよい。別の例において、ECU130は、他の車両10から路面情報マップ43を受信して、当該路面情報マップ43を記憶装置31に格納してもよい。
(変形例12)
ECU30は、路面情報マップ43から、ばね下変位(z1)43bを以下のように取得してもよい。先ず、ECU30は、通過予測位置(pf1又はpr1)をサーバ41に送信する。サーバ41は、記憶装置42に格納されている路面情報マップ43から、通過予測位置でのばね下変位(z1)43bを取得し、ばね下変位(z1)43bをECU30に送信する。ECU30は、サーバ41からばね下変位(z1)43bを受信し、当該受信したばね下変位(z1)43bをRAM30cに格納する。
(変形例13)
サスペンション13FL乃至13RRは、それぞれ車輪11FL乃至11RR及び車体10aが互いに他に対し上下方向に変位することを許容すれば、どのようなタイプのサスペンションであってもよい。更に、サスペンションスプリング16FL乃至16RRは、圧縮コイルスプリング、エアスプリング等の任意のスプリングであってよい。
(変形例14)
上記実施形態では、制御力発生装置としてアクティブアクチュエータ17が使用されていたが、これに限定されない。即ち、制御力発生装置は、ばね上51を制振するための上下方向の制御力を、目標制御力を含む制御指令に基いて調整可能に発生できるアクチュエータであればよい。
更に、制御力発生装置は、アクティブスタビライザ装置(不図示)であってもよい。アクティブスタビライザ装置は前輪アクティブスタビライザ及び後輪アクティブスタビライザを含む。前輪アクティブスタビライザは、左前輪11FLに対応するばね上51とばね下50との間で上下方向の制御力(左前輪制御力)を発生すると、右前輪11FRに対応するばね上51とばね下50との間で左前輪制御力と逆方向の制御力(右前輪制御力)を発生する。同様に、後輪アクティブスタビライザは、左後輪11RLに対応するばね上51とばね下50との間で上下方向の制御力(左後輪制御力)を発生すると、右後輪11RRに対応するばね上51とばね下50との間で左後輪制御力と逆方向の制御力(右後輪制御力)を発生する。上記アクティブスタビライザ装置の構成は周知であり、特開2009-96366号公報を参照することにより本願明細書に組み込まれる。なお、アクティブスタビライザ装置は、前輪アクティブスタビライザ及び後輪アクティブスタビライザの少なくとも一方を含めばよい。
制御力発生装置は、車両10の各車輪11に制駆動力を増減することにより、サスペンション13FL乃至13RRのジオメトリを利用して上下方向の制御力Fcを発生する装置であってもよい。このような装置の構成は周知であり、特開2016-107778号公報等を参照することにより本願明細書に組み込まれる。ECU30は、周知の手法により、目標制御力Fctに対応する制御力Fcを発生する制駆動力を演算する。
更に、このような装置は、各車輪11に駆動力を付与する駆動装置(例えば、インホイールモータ)と、各車輪11に制動力を付与する制動装置(ブレーキ装置)と、を含む。なお、駆動装置は前輪及び後輪の何れか一方又は四輪に駆動力を付与するモータ又はエンジン等であってもよい。更に、上記制御力発生装置は、駆動装置及び制動装置の少なくとも一方を含めばよい。
更に、制御力発生装置は、減衰力可変式のショックアブソーバ15FL乃至15RRであってもよい。この場合、ECU30は、目標制御力Fctに対応する値だけショックアブソーバ15FL乃至15RRの減衰力が変化するように、ショックアブソーバ15FL乃至15RRの減衰係数Cを制御する。
10…車両、11FL~11RR…車輪、12FL~12RR…車輪支持部材、13FL~13RR…サスペンション、14FL~14RR…サスペンションアーム、15FL~15RR…ショックアブソーバ、16FL~16RR…サスペンションスプリング、17FL~17RR…アクティブアクチュエータ、20…制振制御装置、データ収集装置120。

Claims (12)

  1. 車両用の制振制御装置であって、
    前記車両の速度に関する情報を取得するように構成された速度取得部と、
    前記車両のばね上を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも1つの車輪と当該車輪の位置に対応する車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置と、
    前記車輪が通過すると予測される予測進路を演算し、
    路面の位置を表す位置情報と、測定車両が前記路面の前記位置を走行したときに取得された路面変位関連値と、前記測定車両が前記路面の前記位置を走行したときの前記測定車両の速度を表す速度情報と、が関連付けられたデータである路面情報から、前記予測進路上の前記路面変位関連値の時系列変化を表すデータである第1データを取得し、
    前記第1データから、前記車輪が現時点から先読み時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置での前記路面変位関連値をプレビュー情報として取得し、
    前記プレビュー情報を用いて、前記制御力の目標値である目標制御力を演算し、
    前記目標制御力に基いて前記制御力発生装置を制御するプレビュー制振制御を実行する
    ように構成された制御ユニットと、
    を備え、
    前記制御ユニットは、更に、
    前記路面情報から、前記通過予測位置での前記速度情報を取得し、
    前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の値よりも大きい場合、前記第1データに対して、第1カットオフ周波数よりも高い周波数帯の波形を小さくする又は除去するためのローパスフィルタ処理である第1処理を実行し、
    前記第1処理を通して得られた前記第1データから、前記プレビュー情報を取得する
    ように構成された
    制振制御装置。
  2. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記第1処理によって生じる位相ずれを考慮した時間だけ前記先読み時間を変更し、
    前記第1処理を通して得られた前記第1データから、前記変更された先読み時間を用いて、前記プレビュー情報を取得する
    ように構成された、
    制振制御装置。
  3. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記車両の現時点での速度と前記速度情報の前記値との差分の絶対値が第1閾値以上であるとの第1条件が成立し、且つ、前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の前記値よりも大きい場合、前記第1データに対して前記第1処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  4. 請求項3に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、前記絶対値と前記第1閾値との間の差分が大きくなるほど、前記第1処理における前記第1カットオフ周波数が低くなるような処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  5. 請求項3に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記絶対値が、前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上であるとの第2条件が成立した場合、
    前記目標制御力を、前記第2条件が成立しない場合に比べて小さくする処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  6. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の前記値よりも小さい場合、前記第1データに対して、第2カットオフ周波数よりも低い周波数帯の波形を小さくする又は除去するためのハイパスフィルタ処理である第2処理を実行し、
    前記第2処理を通して得られた前記第1データから、前記プレビュー情報を取得する
    ように構成された、
    制振制御装置。
  7. 請求項6に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記第2処理によって生じる位相ずれを考慮した時間だけ前記先読み時間を変更し、
    前記第2処理を通して得られた前記第1データから、前記変更された先読み時間を用いて、前記プレビュー情報を取得する
    ように構成された、
    制振制御装置。
  8. 請求項6に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記車両の現時点での速度と前記速度情報の前記値との差分の絶対値が第1閾値以上であるとの第1条件が成立し、且つ、前記車両の現時点での前記速度が前記速度情報の前記値よりも小さい場合、前記第1データに対して前記第2処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  9. 請求項8に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、前記絶対値と前記第1閾値との間の差分が大きくなるほど、前記第2処理における前記第2カットオフ周波数が高くなるような処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  10. 請求項8に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記絶対値が、前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上であるとの第2条件が成立した場合、前記目標制御力を前記第2条件が成立しない場合に比べて小さくする処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  11. 請求項1乃至10の何れか一項に記載の制振制御装置において、
    前記路面情報において、前記路面変位関連値及び前記速度情報が、複数の速度範囲のそれぞれに対して設定されている、
    制振制御装置。
  12. 請求項1乃至11の何れか一項に記載の制振制御装置において、
    前記路面変位関連値は、前記路面の上下方向の変位を表す路面変位、前記路面変位の時間微分値を表す路面変位速度、前記車両のばね下の上下方向の変位を表すばね下変位、及び、前記ばね下変位の時間微分値を表すばね下速度の少なくも1つを含む、
    制振制御装置。


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