JP2022093081A - 電動サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピッチング挙動が生じるうねり路を車両が走行中のケースであっても、乗り心地を快適に維持可能な電動サスペンション装置を提供する。【解決手段】電動サスペンション装置１１は、車両１０の車体と車輪の間に設けられ、車体の振動を抑制するための制振力を発生する電磁アクチュエータ１３と、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ５５と、車輪速センサ５５による車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する車輪速変動量算出部６０と、車両１０のばね上ピッチング挙動を含むばね上状態量を検出する３Ｄジャイロセンサ５１と、ばね上ピッチ量に基づきばね下での車輪速変動量の変化成分を推定し、当該推定したばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、車輪速変動量を補正する車輪速変動量補正部（加減算部６７、第１車輪速変動量推定部７１、第２車輪速変動量推定部７３他）と、備える。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の車体と車輪の間に設けられ、車体の振動を抑制するための制振力を発生するアクチュエータを備える電動サスペンション装置に関する。

本願出願人は、車両の車体（ばね上）と車輪（ばね下）の間に設けられ、車体の振動を抑制するための制振力を発生するアクチュエータを備える電動サスペンション装置の発明を開示している（特許文献１参照）。

特許文献１に係る電動サスペンション装置は、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサと、車輪速センサが検出した車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する車輪速変動量算出手段と、車輪速変動量に基づき、車体のばね上速度およびサスペンションのストローク速度の少なくとも一方を含む車両の状態量を算出する状態量算出手段と、状態量算出手段が算出したばね上速度およびストローク速度の少なくとも一方に基づき、制振力可変ダンパ（アクチュエータ）の制振力を制御する制御手段と、を備える。

特許文献１に係る電動サスペンション装置において、アクチュエータの制振制御を適確に行うには、車両の状態量としてストローク速度及びばね上速度の情報を得ることが求められる。かかる車両状態量の情報を得るために、特許文献１に係る電動サスペンション装置では、車両状態量との相関が高い車輪速変動量を採用している。
ところが、車輪速変動量には、運転者による旋回（転舵）操作が行われた際に、転舵に起因したぶれ（変化）が生じる。

そこで、特許文献１に係る電動サスペンション装置では、転舵の影響による車輪速変動量の変化成分を低減するように車輪速変動量を補正する。これにより、旋回中に生じる車輪速変動量のぶれを考慮して車両状態量を推定する。こうして推定した高精度の車両状態量に基づいてアクチュエータの制振制御を行う。

特許文献１に係る電動サスペンション装置によれば、車両が旋回中であっても高精度の制振制御を実現することができる。
特開２０１６－２２８３０号公報

しかしながら、特許文献１に係る電動サスペンション装置では、ピッチング挙動が生じるうねり路を車両が走行中のケースにおいて、車両状態量（ストローク速度・ばね上速度）の推定精度が悪化する。
これは、次の理由による。前提として、車両状態量を推定するための基礎情報として車輪速相関値（車輪速信号）を用いる。車輪速信号を検出する車輪速センサはばね下に設けられている。ピッチング挙動が生じるうねり路を車両が走行中のケースにおいて、ばね下では車両のピッチング挙動に伴うピッチングが生じる。すると、車輪速信号には、ばね下ピッチレート分が重なって入る。つまり、本来の車輪速信号に雑音信号が混入する。
そのため、アクチュエータの制振制御を高精度に実現することが困難になる。その結果、車両１０の乗り心地を損なうおそれがあった。
要するに、特許文献１に係る電動サスペンション装置では、ピッチング挙動が生じるうねり路を車両が走行中のケースにおいて、乗り心地を損なうおそれがある点で改良の余地が残されていた。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、ピッチング挙動が生じるうねり路を車両が走行中のケースであっても、乗り心地を快適に維持可能な電動サスペンション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明（１）に係る電動サスペンション装置は、車両の車体と車輪の間に設けられ、当該車体の振動を抑制するための制振力を発生するアクチュエータと、サスペンションのストローク速度を推定するストローク速度推定部と、当該ストローク速度推定部により推定されたストローク速度に基づいて前記アクチュエータの制振制御を行う制振制御部と、を備える電動サスペンション装置であって、当該車両のばね下に設けられ、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部と、前記車輪速検出部による車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する車輪速変動量算出部と、当該車両のばね上に設けられ、ばね上ピッチング挙動に関するばね上ピッチ関係情報を含むばね上状態量を検出するばね上状態量検出部と、前記ばね上状態量検出部により検出したばね上ピッチ関係情報に基づいてばね上ピッチ量を算出すると共に、当該算出したばね上ピッチ量に基づきばね下での車輪速変動量の変化成分を推定し、当該推定したばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、前記車輪速変動量算出部により算出した車輪速変動量を補正する車輪速変動量補正部と、をさらに備え、前記ストローク速度推定部は、前記車輪速変動量補正部により補正後の車輪速変動量に基づいて、前記サスペンションのストローク速度を推定することを最も主要な特徴とする。

本発明（１）に係る電動サスペンション装置によれば、ピッチング挙動が生じるうねり路を車両が走行中のケースであっても、乗り心地を快適に維持することができる。

本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置の全体構成図である。 電動サスペンション装置に備わる電磁アクチュエータの部分断面図である。 電動サスペンション装置に備わる制振制御ＥＣＵの内部及び周辺部の構成図である。 制振制御ＥＣＵに備わる目標制振力演算部の内部構成を概念的に表すブロック図である。 ばね上ピッチ量によって車輪速変動量のぶれが生じる機序を概念的に表す説明図である。 サスペンションのストロークによって車輪速変動量のぶれが生じる機序を概念的に表す説明図である。 制振制御ＥＣＵの目標制振力演算部に備わる推定モデルの説明に供する概念図である。 本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置の動作説明に供するフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１について、適宜図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、共通の機能を有する部材には共通の参照符号を付するものとする。この場合、原則として、重複した説明を省くこととする。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。

〔本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１に共通の基本構成〕
はじめに、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１に共通の基本構成について、図１、図２を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１に共通の全体構成図である。図２は、電動サスペンション装置１１の一部を構成する電磁アクチュエータ１３の部分断面図である。

本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１は、目標制振力などに基づいて複数の電磁アクチュエータ１３の制振制御を行うことにより、電磁アクチュエータ１３に関する減衰動作及び伸縮動作に係る制振荷重（制振力）を発生させ、これをもって、ピッチング挙動が生じるうねり路を車両１０が走行中のケースであっても、乗り心地を快適に維持する機能を有する。
なお、本発明で用いる用語「制振力」とは、車体の振動を抑制するための力であって、電磁アクチュエータ１３に関する減衰力及び伸縮力を包括する概念である。

前記機能を実現するために、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１は、図１に示すように、車両１０の各車輪毎に備わる複数の電磁アクチュエータ１３と、制振制御ＥＣＵ１５とを備えて構成されている。複数の電磁アクチュエータ１３と制振制御ＥＣＵ１５との間は、制振制御ＥＣＵ１５から複数の電磁アクチュエータ１３への制振制御電力を供給するための電力供給線１４（図１の実線参照）、及び、複数の電磁アクチュエータ１３から制振制御ＥＣＵ１５に電動モータ３１（図２参照）の制振制御信号を送るための信号線１６（図１の破線参照）をそれぞれ介して相互に接続されている。

本実施形態では、電磁アクチュエータ１３は、前輪（左前輪・右前輪）、及び後輪（左後輪・右後輪）を含む各車輪毎に、都合４つ配設されている。各車輪毎に備わる電磁アクチュエータ１３は、各車輪毎の伸縮動作に併せて相互に独立して制振制御される。

複数の電磁アクチュエータ１３の各々は、本発明の実施形態では、特に断らない限り、それぞれが共通の構成を備えている。そこで、ひとつの電磁アクチュエータ１３の構成について説明することで、複数の電磁アクチュエータ１３の説明に代えることとする。

電磁アクチュエータ１３は、図２に示すように、ベースハウジング１７、アウタチューブ１９、ボールベアリング２１、ボールねじ軸２３、複数のボール２５、ナット２７、及びインナチューブ２９を備えて構成されている。

ベースハウジング１７は、ボールベアリング２１を介してボールねじ軸２３の基端側を軸周りに回転自在に支持する。アウタチューブ１９は、ベースハウジング１７に設けられ、ボールねじ軸２３、複数のボール２５、ナット２７を含むボールねじ機構１８を収容する。複数のボール２５は、ボールねじ軸２３のねじ溝に沿って転動する。ナット２７は、複数のボール２５を介してボールねじ軸２３に係合し、ボールねじ軸２３の回転運動を直線運動に変換する。ナット２７に連結されたインナチューブ２９は、ナット２７と一体になりアウタチューブ１９の軸方向に沿って変位する。

ボールねじ軸２３に回転駆動力を伝えるために、電磁アクチュエータ１３には、図２に示すように、電動モータ３１、一対のプーリ３３、及びベルト部材３５が備わっている。電動モータ３１は、アウタチューブ１９に並列するようにベースハウジング１７に設けられている。電動モータ３１のモータ軸３１ａ及びボールねじ軸２３には、それぞれにプーリ３３が装着されている。これら一対のプーリ３３には、電動モータ３１の回転駆動力をボールねじ軸２３に伝達するためのベルト部材３５が懸架されている。

電動モータ３１には、電動モータ３１の回転角信号を検出するレゾルバ３７が設けられている。レゾルバ３７で検出された電動モータ３１の回転角信号は、信号線１６を介して制振制御ＥＣＵ１５に送られる。電動モータ３１は、制振制御ＥＣＵ１５が複数の電磁アクチュエータ１３のそれぞれに電力供給線１４を介して供給する制振制御電力に応じて回転駆動が制御される。

なお、本実施形態では、図２に示すように、電動モータ３１のモータ軸３１ａとボールねじ軸２３とを略平行に配置して両者間を連結するレイアウトを採用することで、電磁アクチュエータ１３における軸方向の寸法を短縮している。ただし、電動モータ３１のモータ軸３１ａとボールねじ軸２３とを同軸に配置して両者間を連結するレイアウトを採用してもよい。

本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータ１３では、図２に示すように、ベースハウジング１７の下端部に連結部３９が設けられている。この連結部３９は、車輪側のばね下部材４７（図５Ｃ参照）のうちロアアーム、ナックル等に連結固定される。一方、インナチューブ２９の上端部２９ａは、車体側のばね上部材４９（図５Ｃ参照）のうちストラットタワー部等に連結固定されている。
要するに、電磁アクチュエータ１３は、車両１０の車体と車輪の間に備わるばね部材４８（図５Ｃ参照）に並設されている。

前記のように構成された電磁アクチュエータ１３は、次のように動作する。すなわち、例えば、車両１０の車輪側から連結部３９に対して上向きの振動に係る推進力が入力されたケースを考える。かかるケースでは、上向きの振動に係る推進力が加わったアウタチューブ１９に対し、インナチューブ２９及びナット２７が一体に下降しようとする。これを受けて、ボールねじ軸２３は、ナット２７の下降に従う向きに回転しようとする。この際において、ナット２７の下降を妨げる向きの電動モータ３１の回転駆動力を生じさせる。この電動モータ３１の回転駆動力は、ベルト部材３５を介してボールねじ軸２３に伝達される。
このように、上向きの振動に係る推進力に対抗する反力（制振力）をボールねじ軸２３に作用させることにより、車輪側から車体側へと伝えられようとする振動を減衰させる。

〔制振制御ＥＣＵ１５の内部構成〕
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１に備わる制振制御ＥＣＵ１５の内部及び周辺部の構成について、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１に備わる制振制御ＥＣＵ１５の内部及び周辺部の構成図である。

〔本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１〕
本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１に備わる制振制御ＥＣＵ１５は、各種の演算処理を行うマイクロコンピュータを含んで構成される。制振制御ＥＣＵ１５は、レゾルバ３７で検出された電動モータ３１の回転角信号と、目標制振力となどに基づいて、複数の各電磁アクチュエータ１３の制振制御を行う。これにより、制振制御ＥＣＵ１５は、電磁アクチュエータ１３に関する減衰動作及び伸縮動作に係る制振荷重を発生させる制振制御機能を有する。
こうした制振制御機能を実現するために、制振制御ＥＣＵ１５は、図３に示すように、情報取得部４１、目標制振力演算部４３、及び制振制御部４５を備えて構成されている。

情報取得部４１は、図３に示すように、レゾルバ３７で検出された電動モータ３１の回転角信号をストローク位置に係る時系列情報として取得する。

また、情報取得部４１は、図３に示すように、上下加速度ＶＧ、ばね上ピッチレートＰＶ、ばね上ロールレートＲＶのそれぞれに関し、各々の時系列情報を取得する。上下加速度ＶＧ、ばね上ピッチレートＰＶ及びばね上ロールレートＲＶの情報は、例えば図３に示すように、車両１０に設けた３Ｄジャイロセンサ５１の情報に基づいて取得すればよい。ただし、上下加速度ＶＧの情報は、上下加速度センサ（不図示）の情報に基づいて取得しても構わない。
３Ｄジャイロセンサ５１は、本発明の「ばね上状態量検出部」に相当する。

また、情報取得部４１は、車両１０の進行方向の前方路面に係る前方路面状態の時系列情報を、プレビュー画像情報ＰＲＩとして取得する。プレビュー画像情報ＰＲＩは、例えば、車両１０に設けたカメラ５３により撮像した画像情報に基づいて取得すればよい。
カメラ５３は、車両前方の斜め下方に傾斜した光軸を有し、車両１０の進行方向画像を撮像する機能を有する。カメラ５３としては、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラやＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を適宜用いることができる。カメラ５３は、車両１０の車室内におけるバックミラー近傍などに設けられる。
カメラ５３により撮像された車両１０の前方路面に係るプレビュー画像情報ＰＲＩは、通信媒体を介して制振制御ＥＣＵ１５の情報取得部４１へ送られる。

さらに、情報取得部４１は、図３に示すように、車輪速ＷＳ、前後加速度ＬＧ、ヨーレートＹＲ、電磁アクチュエータ１３のストローク位置、電動モータ３１に係るモータ電流のそれぞれに関し、各々の時系列情報を取得する。車輪速ＷＳの情報は、車輪速センサ５５によって取得すればよい。また、前後加速度ＬＧ、ヨーレートＹＲの情報は、前後加速度センサ５７、ヨーレートセンサ５９によってそれぞれ取得すればよい。

情報取得部４１で取得した上下加速度ＶＧ、ばね上ピッチレートＰＶ、ばね上ロールレートＲＶ、プレビュー画像ＰＲＩ、車輪速ＷＳ、前後加速度ＬＧ、ヨーレートＹＲ、電磁アクチュエータ１３のストローク位置、電動モータ３１に係るモータ電流の情報は、目標制振力演算部４３にそれぞれ送られる。

目標制振力演算部４３は、図３に示すように、情報取得部４１で取得した前記各種の情報に基づいて、電磁アクチュエータ１３に係る減衰動作及び伸縮動作の目標値である目標制振力を演算により求める機能を有する。目標制振力演算部４３の具体的な機能について、詳しくは後記する。

制振制御部４５は、目標制振力演算部４３で求められた目標制振力を実現可能な目標電流値を算出する。次いで、制振制御部４５は、電動モータ３１に係るモータ電流を、前記算出した目標電流値に追従させるように、複数の各電磁アクチュエータ１３のそれぞれに備わる電動モータ３１の駆動制御を行う。複数の各電磁アクチュエータ１３のそれぞれでは独立して、各々の電動モータ３１に係る制振制御が行われる。

〔制振制御ＥＣＵ１５に備わる目標制振力演算部４３の内部構成〕
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１の制振制御ＥＣＵ１５に備わる目標制振力演算部４３の内部構成について、図４、図５Ａ～図５Ｃを適宜参照して説明する。
図４は、制振制御ＥＣＵ１５に備わる目標制振力演算部４３の内部構成を概念的に表す図である。図５Ａは、ばね上ピッチ量によって車輪速変動量のぶれが生じる機序を概念的に表す説明図である。図５Ｂは、サスペンションストロークによって車輪速変動量のぶれが生じる機序を概念的に表す説明図である。図５Ｃは、制振制御ＥＣＵ１５の目標制振力演算部４３に備わる推定モデル８３の説明に供する概念図である。

電動サスペンション装置１１の制振制御ＥＣＵ１５に備わる目標制振力演算部４３は、図４に示すように、車輪速変動量算出部６０、車体速推定部６１、内外輪旋回半径比推定部６３、乗算部６５、加減算部６７、第１車輪速変動量推定部７１、第２車輪速変動量推定部７３、加算部７５、ばね上速度算出部７７、減算部７９、ＰＩＤ８０、変換部８１、加算部８２、推定モデル８３を備えて構成されている。

図４に示す車輪速変動量算出部６０は、車輪速センサ５５により検出された車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する機能を有する。
車輪速変動量算出部６０により算出された車輪速変動量に係る情報は、後段の乗算部６５に送られる。

ここで、本発明の用語「車輪速変動量」について定義しておく。車輪速変動量とは、車輪速センサ５５により検出された車輪速変動の時系列データを所定の単位時間間隔毎にサンプリングする際に、前記単位時間を隔てた車輪速値の差分を言う。
例えば、車輪速変動量をΔＷＳ、時刻t（ｘ）での車輪速をＷＳ（t（ｘ））、時刻t（ｘ－１）での車輪速をＷＳ（t（ｘ－１））としたとき（ただし、ｘは自然数）、車輪速変動量ΔＷＳは次式で表現される。
車輪速変動量ΔＷＳ＝ＷＳ（t（ｘ））－ＷＳ（t（ｘ－１））
また、車輪速変動量のぶれ（変化）とは、基準となる本来の車輪速変動量ΔＷＳに対して、何らかの要因（例えば、ばね上ピッチ量、サスペンションストロークの発生など）によって車輪速変動量の値にぶれ（変化）が生じたとき、そのぶれ（変化）値を意味する。
さらに、車輪速変動量の変化成分とは、車輪速変動量のぶれ（変化）が生じた際に、そのぶれ（変化）に係る成分を意味する。

さて、図４に戻って説明を続ける。
車体速推定部６１は、前後加速度ＬＧに基づいて、車輪速ＷＳの補正量である車体速を推定する機能を有する。すなわち、車体速推定部６１は、運転者による加減速操作に起因する車体速の変化成分を推定する。車体速推定部６１の詳細な機能について、本願発明の背景技術の欄で引用した特許文献１（特開２０１６－２２８３０号公報）の段落００５６～００６９、図８等を参照されたい。同特許文献１の「車体速推定部」に関する記載事項は、本引用によって本願の記載内容として取り込まれる。
車体速推定部６１により推定された車体速の変化成分に係る情報は、後段の乗算部６５に送られる。

内外輪旋回半径比推定部６３は、ヨーレートＹＲに基づいて、内外輪旋回半径比を推定する機能を有する。ここで、内外輪旋回半径比とは、車両１０における内輪の旋回半径及び外輪の旋回半径の車体旋回半径に対する比である。すなわち、内外輪旋回半径比推定部６３は、運転者による転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分を加減算部６７において算出（推定）するための基礎的な情報として、内外輪旋回半径比を推定する。
内外輪旋回半径比推定部６３の詳細な機能について、本願発明の背景技術の欄で引用した特許文献１の段落００５６～００７４、図８、図１０、図１１等を参照されたい。同特許文献１の「操舵補正量算出部５３」に関する記載事項は、本引用によって本願の記載内容として取り込まれる。
内外輪旋回半径比推定部６３により推定された内外輪旋回半径比に係る情報は、後段の乗算部６５に送られる。

乗算部６５は、車体速推定部６１により推定された車体速の変化成分に係る情報に、内外輪旋回半径比推定部６３により推定された内外輪旋回半径比に係る情報を乗算する。乗算部６５による乗算結果に係る情報は、後段の加減算部６７に送られる。

第１車輪速変動量推定部７１は、ばね上ピッチ量に起因する車輪速変動量の変化成分を推定する。
ここで、ばね上ピッチ量によって車輪速変動量のぶれ（変化）が生じる機序について、車両１０の前輪を例示して図５Ａを参照して説明する。
いま、車両１０の車体に重心８８回りのピッチング挙動が生じるうねり路９１を車両１０が前進走行中であるとする。ここで、車輪速信号を検出する車輪速センサ５５は、ばね下のナックル９３に設けられている。
ピッチング挙動が生じるうねり路９１を車両１０が前進走行中のケースにおいて、ばね下では車体のピッチング挙動に伴うピッチングが生じる。すると、車輪速信号には、本来の車輪速信号（車輪速変動の時系列データ）に対してばね下ピッチレート分が重なって入る。つまり、本来の車輪速信号に雑音信号が混入する。
特に、比較的大きいピッチング挙動がばね上（車体）に生じたケースでは、車輪速変動量に対する接地荷重変動量の相関性（略正比例関係）が損なわれる。すると、既定の変換マップを参照して車輪速変動量に対応する接地荷重変動量を求めた場合、ストローク速度を推定する際の基礎的な情報である接地荷重相関値が誤差を含むものとなる。
そのため、電磁アクチュエータ１３の制振制御を高精度に実現することが困難になる。その結果、車両１０の乗り心地を損なうおそれがあった。

そこで、第１車輪速変動量推定部７１は、３Ｄジャイロセンサ（ばね上状態量検出部）５１により検出したばね上ピッチ関係情報に基づいてばね上ピッチ量を算出すると共に、当該算出したばね上ピッチ量に基づきばね下での車輪速変動量の変化成分を推定する。第１車輪速変動量推定部７１により推定されたばね上ピッチ量に起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報は、後段の加算部７５に送られる。
第１車輪速変動量推定部７１は、本発明の「車輪速変動量補正部」の一部を構成する。

第２車輪速変動量推定部７３は、サスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分を推定する。
ここで、サスペンションストロークによって車輪速変動量のぶれ（変化）が生じる機序について、前輪を例示して図５Ｂを参照して説明する。
いま、車両１０の１Ｇ状態に対するリバウンド、バンプに係るサスペンションストロークを伴って車両１０が前進走行中であるとする。こうしたケースにおいて、リバウンド時には、図５Ｂに示すように、前輪の回転方向（車輪速の向き）とピッチング挙動の向きは同じである。このケースでは、車輪速を高めるように車輪速変動量のぶれ（変化）が生じる。
一方、バンプ時には、図５Ｂに示すように、前輪の回転方向（車輪速の向き）とピッチング挙動の向きは逆向きである。このケースでは、車輪速を低めるように車輪速変動量のぶれ（変化）が生じる。
要するに、サスペンションストローク時には、本来の車輪速信号に雑音信号が混入する。
そのため、電磁アクチュエータ１３の制振制御を高精度に実現することが困難になる。その結果、車両１０の乗り心地を損なうおそれがあった。

そこで、第２車輪速変動量推定部７３は、推定モデル８３が出力するストローク速度推定値に基づいて、電動サスペンション装置（サスペンション）１１がストロークした際のばね下での車輪速変動量の変化成分を推定する。第２車輪速変動量推定部７３により推定されたサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報は、後段の加算部７５に送られる。
第２車輪速変動量推定部７３は、本発明の「車輪速変動量補正部」の一部を構成する。

加算部７５は、第１車輪速変動量推定部７１により推定されたばね上ピッチ量に起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報と、第２車輪速変動量推定部７３により推定されたサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報とを加算する。加算部７５による加算結果に係る情報は、後段の加減算部６７に送られる。
加算部７５は、本発明の「車輪速変動量補正部」の一部を構成する。

ばね上速度算出部７７は、３Ｄジャイロセンサ（ばね上状態量検出部）５１により検出されたばね上状態量（ばね上ピッチレートＰＶ、ばね上ロールレートＲＶ、及び上下加速度ＶＧの情報）に基づいてばね上速度を算出する。

減算部７９は、ばね上速度算出部７７によって得られるばね上速度算出値から、推定モデル８３が出力するストローク速度推定値に基づいて得られるばね上速度推定値を減算することにより、ばね上速度の推定誤差を算出する。減算部７９により算出されたばね上速度の推定誤差は、ＰＩＤ８０に送られる。
減算部７９は、本発明の「推定誤差算出部」に相当する。

ＰＩＤ８０は、入力値である「減算部７９により算出されたばね上速度の推定誤差」に対する制御を、出力値と目標値との制御偏差に基づいてＰ（PはProportionalの略）制御、制御偏差の積分に比例して入力値を変化させるＩ（IはIntegralの略）制御、及び、制御偏差の微分に比例して入力値を変化させるＤ（DはDerivativeの略）制御の３つの制御方式を適宜用いて行う。
本実施形態では、ＰＩＤ８０は、入力値である「減算部７９により算出されたばね上速度の推定誤差」に対し、Ｐ制御に係るＰゲイン、Ｄ制御に係るＤゲインをそれぞれかける演算を行う。ＰＩＤ８０の演算結果（推定モデル８３への入力荷重）は、後段の加算部８２に送られる。

加減算部６７は、車輪速センサ５５により検出された車輪速ＷＳに基づく車輪速相関値（車輪速変動量の概念を含む）に対し、乗算部６５による乗算結果（運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分）を減算すると共に、加算部７５による加算結果（ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分）を減算する。これにより、運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分、及び、ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分の影響を除去（低減）する補正後の車輪速相関値（車輪速変動量）を出力する。
加減算部６７による加減算結果（補正後の車輪速変動量）は、後段の変換部８１に送られる。

加減算部６７は、第１車輪速変動量推定部７１、第２車輪速変動量推定部７３、加算部７５、ばね上速度算出部７７、減算部７９、ＰＩＤ８０、及び、加算部８２のそれぞれと連携して、本発明の「車輪速変動量補正部」の機能の一部を担当する。

変換部８１は、運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する影響分、ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する影響分を全て除去する補正後の車輪速変動量を、接地荷重ｕ１（図４Ｂ参照）の変動量に変換する。この変換は、例えば、前記補正後の車輪速変動量の値に対し、比例定数ｋを掛ける演算を行うことによって実行すればよい。
変換部８１より出力された接地荷重ｕ１は、加算部８２に入力される。

加算部８２は、変換部８１より出力された接地荷重ｕ１に係る情報と、「減算部７９により算出されたばね上速度の推定誤差」に対するＰＩＤ８０の演算結果に係る情報とを加算する。これにより、加算部７５による加算結果に係る情報は、運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分、ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分、及び、ばね上速度の推定誤差に起因する影響分を考慮した値となる。加算部７５による加算結果に係る情報は、後段の加減算部６７に送られる。
加算部７５は、本発明の「車輪速変動量補正部」の一部を構成する。

推定モデル８３は、例えば図５Ｃに示す上下２自由度１輪モデルである。推定モデル８３では、路面４４とばね下部材４７（ばね下質量ｍ１）との間には、タイヤよりなるばね部材４６（ばね定数ｋ１）が介在するように設けられる。また、ばね下部材４７とばね上部材４９（ばね上質量ｍ２）との間には、ばね部材４８（ばね定数ｋ２）及び電磁アクチュエータ１３が並列に介在するように設けられる。

推定モデル８３において、路面変位をｘ０、接地荷重をｕ１、ばね下部材４７に係るばね下位置をｘ１、ばね下速度をｓ１、電磁アクチュエータ１３に係る制振荷重をｕ２、ばね上部材４９に係るばね上位置をｘ２、ばね上速度をｓ２としたとき、サスペンションストローク速度ｓ３は（ｓ３＝ｓ２－ｓ１）と表現することができる。

ここで、接地荷重ｕ１は、車輪速相関値（車輪速変動量）との間で第１の相関関係（略正比例関係）がある。また、車輪速相関値（車輪速変動量）は、サスペンションストローク速度ｓ３との間で第２の相関関係（略正比例関係）がある。
そこで、推定モデル８３は、前記第１及び第２の相関関係、並びに接地荷重ｕ１に基づいて、ばね上速度ｓ２、及びサスペンションストローク速度ｓ３の推定値（ストローク速度推定値）を出力する。
推定モデル８３は、本発明の「ストローク速度推定部」に相当する。

こうして得られたストローク速度推定値は、第２車輪速変動量推定部７３にフィードバックされて、サスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分を推定する際の基礎的な情報として利用される。
また、ストローク速度推定値は、減算部７９にフィードバックされて、ばね上速度の推定誤差を算出する際の基礎的な情報として利用される。

〔電動サスペンション装置１１の動作〕
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１の動作について、図６を参照して説明する。図６は、電動サスペンション装置１１の動作説明に供するフローチャート図である。
図６に示すフローチャート図では、ある単位時間（サイクルタイム）での一連の処理の流れを示している。

図６に示すステップＳ１１において、制振制御ＥＣＵ１５の情報取得部４１は、上下加速度ＶＧ、ばね上ピッチレートＰＶ、ばね上ロールレートＲＶ、プレビュー画像ＰＲＩ、車輪速ＷＳ、前後加速度ＬＧ、ヨーレートＹＲ、電磁アクチュエータ１３のストローク位置、電動モータ３１に係るモータ電流を含む各種情報をそれぞれ取得する。

ステップＳ１２において、制振制御ＥＣＵ１５の目標制振力演算部４３は、次述する車輪速補正処理を実行する。

＜車輪速補正処理＞
車輪速変動量算出部６０は、車輪速センサ５５により検出された車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する。車輪速変動量算出部６０により算出された車輪速変動量に係る情報は、乗算部６５に送られる。

車体速推定部６１は、前後加速度ＬＧに基づいて、運転者による加減速操作に起因する車体速の変化成分を推定する。車体速推定部６１により推定された車体速の変化成分に係る情報は、乗算部６５に送られる。

内外輪旋回半径比推定部６３は、運転者による転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分を算出（推定）するための基礎的な情報として、内外輪旋回半径比を推定する。内外輪旋回半径比推定部６３により推定された内外輪旋回半径比に係る情報は、乗算部６５に送られる。

乗算部６５は、車体速推定部６１により推定された車体速の変化成分に係る情報に、内外輪旋回半径比推定部６３により推定された内外輪旋回半径比に係る情報を乗算する。乗算部６５による乗算結果に係る情報は、加減算部６７に送られる。

第１車輪速変動量推定部７１は、ばね上ピッチ量に起因する車輪速変動量の変化成分を推定する。第１車輪速変動量推定部７１により推定されたばね上ピッチ量に起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報は、加算部７５に送られる。

第２車輪速変動量推定部７３は、サスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分を推定する。第２車輪速変動量推定部７３により推定されたサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報は、加算部７５に送られる。

加算部７５は、第１車輪速変動量推定部７１により推定されたばね上ピッチ量に起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報と、第２車輪速変動量推定部７３により推定されたサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分に係る情報とを加算する。加算部７５による加算結果に係る情報は、加減算部６７に送られる。

ばね上速度算出部７７は、３Ｄジャイロセンサ（ばね上状態量検出部）５１により検出されたばね上状態量（ばね上ピッチレートＰＶ、ばね上ロールレートＲＶ、及び上下加速度ＶＧの情報）に基づいてばね上速度を算出する。

減算部７９は、ばね上速度算出部７７によって得られるばね上速度算出値から、推定モデル８３が出力するストローク速度推定値に基づいて得られるばね上速度推定値を減算することにより、ばね上速度の推定誤差を算出する。減算部７９により算出されたばね上速度の推定誤差は、ＰＩＤ８０に送られる。

加減算部６７は、車輪速変動量算出部６０により算出された車輪速変動量（車輪速相関値）に対し、乗算部６５による乗算結果（運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分）を減算すると共に、加算部７５による加算結果（ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分）を減算する。
これにより、運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する車輪速変動量の変化成分、及び、ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分の影響を除去した補正後の車輪速変動量（車輪速相関値）が得られる。
以上が車輪速補正処理（ただし、ばね上速度の推定誤差を除去する補正を除く）の内容である。

ステップＳ１３において、制振制御ＥＣＵ１５の目標制振力演算部４３に属する変換部８１は、運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する影響分、ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する影響分を全て除去する補正後の車輪速変動量を、接地荷重ｕ１の変動量に変換する。

変換部８１による変換後の接地荷重ｕ１の変動量の情報には、加算部８２において、「減算部７９により算出されたばね上速度の推定誤差」に対するＰＩＤ８０の演算結果に係る情報が加算される。これにより、加算部８２の加算結果は、運転者による加減速操作及び転舵操作に起因する影響分、ばね上ピッチ量及びサスペンションストロークに起因する影響分、及び、ばね上速度の推定誤差に起因する影響分を考慮したものとなる。

ステップＳ１４において、制振制御ＥＣＵ１５の目標制振力演算部４３に属する推定モデル８３は、前記第１及び第２の相関関係、並びに、変換部８１により得られた接地荷重ｕ１（の変動量）の情報を含む加算部８２の加算結果に基づいて、ばね上速度ｓ２及びサスペンションストローク速度ｓ３の推定値を出力する。
こうして得られたストローク速度推定値は、第２車輪速変動量推定部７３にフィードバックされて、サスペンションストロークに起因する車輪速変動量の変化成分を推定する際の基礎的な情報として利用される。
また、ストローク速度推定値は、減算部７９にフィードバックされて、ばね上速度の推定誤差を算出する際の基礎的な情報として利用される。

ステップＳ１５において、制振制御ＥＣＵ１５の制振制御部４５は、推定されたストローク速度に基づいて、電磁アクチュエータ１３の制振制御を実行する。その後、制振制御ＥＣＵ１５は、本発明の主要部である車輪速補正処理（ステップ１２）を含む一連の処理の流れを終了させる。

〔電動サスペンション装置１１の作用効果〕
第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１は、車両１０の車体と車輪の間に設けられ、車体の振動を抑制するための制振力を発生するアクチュエータ（電磁アクチュエータ１３）と、サスペンションのストローク速度を推定するストローク速度推定部（推定モデル８３）と、当該推定モデル８３により推定されたストローク速度に基づいて電磁アクチュエータ１３の制振制御を行う制振制御部４５と、を備える電動サスペンション装置１１が前提となる。
第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１は、車両１０のばね下に設けられ、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部（車輪速センサ５５）と、車輪速センサ５５による車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する車輪速変動量算出部６０と、車両１０のばね上に設けられ、ばね上ピッチング挙動に関するばね上ピッチ関係情報を含むばね上状態量を検出するばね上状態量検出部（３Ｄジャイロセンサ５１）と、ばね上状態量検出部により検出したばね上ピッチ関係情報に基づいてばね上ピッチ量を算出すると共に、当該算出したばね上ピッチ量に基づきばね下での車輪速変動量の変化成分を推定し、当該推定したばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、車輪速変動量算出部６０により算出した車輪速変動量を補正する車輪速変動量補正部（加減算部６７、第１車輪速変動量推定部７１、第２車輪速変動量推定部７３、加算部７５、ばね上速度算出部７７、及び減算部７９）と、をさらに備える。
ストローク速度推定部（推定モデル８３）は、前記車輪速変動量補正部により補正後の車輪速変動量に基づいて、サスペンションのストローク速度を推定する。

第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１では、車輪速変動量補正部（６７、７１、７３、７５、７７、７９）は、ばね上ピッチ量に基づきばね下での車輪速変動量の変化成分を推定し、当該推定したばね下での車輪速変動量の変化成分を低減（当該推定したばね下での車輪速変動量の変化成分を完全に除去する態様を含む）するように、車輪速変動量算出部６０により算出した車輪速変動量を補正する。
要するに、車輪速変動量補正部は、車輪速検出値に基づき算出した車輪速変動量から、ピッチング挙動（ばね上ピッチ量）に起因するばね下での車輪速変動量の変化成分を低減する補正を行う。ストローク速度推定部は、補正後の車輪速変動量に基づいて、サスペンションのストローク速度を推定する。制振制御部４５は、前記推定されたストローク速度に基づいてアクチュエータ（電磁アクチュエータ１３）の制振制御を行う。

第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１によれば、車輪速検出値に基づき算出した車輪速変動量から、ピッチング挙動（ばね上ピッチ量）に起因するばね下での車輪速変動量の変化成分を低減する補正を行い、補正後の車輪速変動量に基づいて、サスペンションのストローク速度を高精度で推定するため、ピッチング挙動が生じるうねり路を車両１０が走行中のケースであっても、乗り心地を快適に維持することができる。

また、第２の観点に基づく電動サスペンション装置１１は、第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１であって、車輪速変動量補正部（６７、７１、７３、７５、７７、７９）は、サスペンションがストロークした際のばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、車輪速変動量算出部６０により算出された車輪速変動量を補正する。

第２の観点に基づく電動サスペンション装置１１は、第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１であって、車輪速変動量補正部（６７、７１、７３、７５、７７、７９）は、サスペンションがストロークした際のばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、車輪速変動量算出部６０により算出された車輪速変動量を補正する。

第２の観点に基づく電動サスペンション装置１１では、車輪速変動量補正部は、車輪速検出値に基づき算出した車輪速変動量から、サスペンションストロークに起因するばね下での車輪速変動量の変化成分を低減する補正を行う。このため、車輪速検出値に基づき算出した車輪速変動量から、サスペンションストロークに起因するばね下での車輪速変動量の変化成分を低減することができる。これは、サスペンションのストローク速度を推定する際の基礎的な情報である車輪速変動量の精度を高めることを意味する。

第２の観点に基づく電動サスペンション装置１１によれば、サスペンションのストローク速度を推定する際の基礎的な情報である車輪速変動量の精度を高めることが可能となるため、第１の観点に基づく電動サスペンション装置１１と比べて、乗り心地を快適に維持する効果を高めることができる。

また、第３の観点に基づく電動サスペンション装置１１は、第１又は第２の観点に基づく電動サスペンション装置１１であって、３Ｄジャイロセンサ（ばね上状態量検出部）５１により検出されたばね上状態量に基づいてばね上速度を算出するばね上速度算出部７７と、ばね上速度算出部７７により算出されたばね上速度と、ストローク速度推定部（推定モデル８３）により推定されたストローク速度に基づき推定されるばね上速度と、に基づいてばね上速度の推定誤差を算出する推定誤差算出部（減算部７９）と、をさらに備える。
前記ストローク速度推定部は、推定誤差算出部（減算部７９）により算出されたばね上速度の推定誤差が小さくなるように、サスペンションのストローク速度を推定する。

第３の観点に基づく電動サスペンション装置１１では、推定誤差算出部（減算部７９）は、ばね上速度算出部７７により算出されたばね上速度と、ストローク速度推定部（推定モデル８３）によるストローク速度推定値に基づき推定されるばね上速度と、に基づいてばね上速度の推定誤差を算出する。ストローク速度推定部は、推定誤差算出部（減算部７９）により算出されたばね上速度の推定誤差が小さくなるように、サスペンションのストローク速度を推定する。

第３の観点に基づく電動サスペンション装置１１によれば、ストローク速度推定部は、推定誤差算出部（減算部７９）により算出されたばね上速度の推定誤差が小さくなるように、サスペンションのストローク速度を推定するため、第１又は第２の観点に基づく電動サスペンション装置１１と比べて、乗り心地を快適に維持する効果を一層高めることができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１の説明において、電磁アクチュエータ１３を、前輪（左前輪・右前輪）及び後輪（左後輪・右後輪）の両方で都合４つ配置する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。電磁アクチュエータ１３を、前輪又は後輪のいずれか一方に都合２つ配置する構成を採用しても構わない。

また、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１１の説明において、複数の電磁アクチュエータ１３の制振制御をそれぞれ独立して行う制振制御部４５に言及した。
具体的には、制振制御部４５は、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ１３の制振制御を、各輪毎にそれぞれ独立して行ってもよい。
また、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ１３の制振制御を、前輪側及び後輪側毎にそれぞれ独立して行ってもよいし、左輪側及び右輪側毎にそれぞれ独立して行っても構わない。

１０ 車両
１１ 電動サスペンション装置
１３ 電磁アクチュエータ（アクチュエータ）
４１ 情報取得部
４３ 目標制振力演算部
４５ 制振制御部
５１ ３Ｄジャイロセンサ（ばね上状態量検出部）
５５ 車輪速センサ
６０ 車輪速変動量算出部
６７ 加減算部（車輪速変動量補正部）
７１ 第１車輪速変動量推定部（車輪速変動量補正部）
７３ 第２車輪速変動量推定部（車輪速変動量補正部）
７５ 加算部（車輪速変動量補正部）
７７ ばね上速度算出部（車輪速変動量補正部）
７９ 減算部（車輪速変動量補正部、推定誤差算出部）
８３ 推定モデル（ストローク速度推定部）

Claims (3)

1. 車両の車体と車輪の間に設けられ、当該車体の振動を抑制するための制振力を発生するアクチュエータを備える電動サスペンション装置であって、
   当該車両のばね下に設けられ、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部と、
   前記車輪速検出部の車輪速検出値に基づいて車輪速変動量を算出する車輪速変動量算出部と、
   当該車両のばね上に設けられ、ばね上ピッチング挙動に関するばね上ピッチ関係情報を含むばね上状態量を検出するばね上状態量検出部と、
   前記ばね上状態量検出部により検出したばね上ピッチ関係情報に基づいてばね上ピッチ量を算出すると共に、当該算出したばね上ピッチ量に起因するばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、前記車輪速変動量算出部により算出された車輪速変動量を補正する車輪速変動量補正部と、
   前記車輪速変動量補正部により補正後の車輪速変動量に基づいて、サスペンションのストローク速度を推定するストローク速度推定部と、
   当該ストローク速度推定部により推定されたストローク速度に基づいて前記アクチュエータの制振制御を行う制振制御部と、
   を備えることを特徴とする電動サスペンション装置。
2. 請求項１に記載の電動サスペンション装置であって、
   前記車輪速変動量補正部は、前記サスペンションがストロークした際のばね下での車輪速変動量の変化成分を低減するように、前記車輪速変動量算出部により算出された車輪速変動量を補正する
   ことを特徴とする電動サスペンション装置。
3. 請求項１に記載の電動サスペンション装置であって、
   前記ばね上状態量検出部により検出されたばね上状態量に基づいてばね上速度を算出するばね上速度算出部と、
   前記ばね上速度算出部により算出されたばね上速度と、前記ストローク速度推定部によるストローク速度推定値に基づき推定されるばね上速度と、に基づいてばね上速度の推定誤差を算出する推定誤差算出部と、をさらに備え、
   前記ストローク速度推定部は、前記推定誤差算出部により算出されたばね上速度の推定誤差が小さくなるように、前記ストローク速度を推定する
   ことを特徴とする電動サスペンション装置。

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