JP2022189769A - ロール角及びピッチ角の調整機能を備えた路上走行車のアクティブ・ショック・アブソーバを制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】路上走行車（１）のアクティブ・ショック・アブソーバ（６）を制御する方法が提供される。【解決手段】各アクティブ・ショック・アブソーバ（６）は、車体フレーム（４）を車輪（２）のハブ（３）に接続するサスペンション（５）の一部であり、アクチュエータ（１０）を備えている。本制御方法は、路上走行車（１）の縦加速度（ａｘ）及び横加速度（ａｙ）を求めるステップと、横加速度（ａｙ）に基づいて、所望のロール角（φＴＧＴ）を確定するステップと、縦加速度（ａｘ）に基づいて、所望のピッチ角（θＴＧＴ）を確定するステップと、を含む。【選択図】 図７

Description

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０２１年６月１０日に出願されたイタリア特許出願第１０２０２１００００１５１８２号の優先権を主張するものであり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、路上走行車のアクティブ・ショック・アブソーバを制御する方法に関する。

パッシブ・ショック・アブソーバの動きは、路面から伝わる応力によってすべてが決まるものであり、それ故に、パッシブ・ショック・アブソーバは路面の「なすがまま」である。ここ数年、路面から伝わる応力によって生じる動きに加わる自律移動（即ち、路面から伝わる応力とは完全に別個である）を行うことができる、アクティブ・ショック・アブソーバが提案されており、アクティブ・ショック・アブソーバによって行われる自律移動の目的は、路面から伝わる応力に反応して、路上走行車の動的性能を最大にすること、又は路上走行車の運転快適性を向上させることである（同じ路上走行車において、運転者によって選択される運転の様式に応じて、そのアクティブ・ショック・アブソーバに異なる目標を追求させることができる）。

アクティブ・ショック・アブソーバには、それ自体の電動アクチュエータ又は油圧アクチュエータが設けられており、このアクチュエータは、自律移動（即ち、路面から伝わる応力とは完全に別個である）を行わせるように制御され得、例えば、アクティブ・ショック・アブソーバのアクチュエータを制御することによって、各車輪上で独立して（走行車が静止している場合であっても）路上走行車の車体フレームを引き下げたり、引き上げたりすることができる。

特許文献１には、力を発生させるそれぞれのアクチュエータを含む、アクティブ・サスペンションを備える走行車の姿勢を制御する方法が記載されており、各アクチュエータが発生させる力を制御することにより、制御ユニットが姿勢変化を調整している。当該制御ユニットは、目標ピッチ及び目標ロールを追求するように変化する縦仮想制御線及び横仮想制御線を設定するため、これにより、走行車の姿勢が仮想制御線に可能な限り接近するように、走行車の姿勢を制御している。

特許文献２は、走行車の姿勢を制御する方法を開示しており、ここでは、実ロールレートに従って目標ピッチレートが算出され、ピッチ抑制がロール抑制よりも優先して実行されている。

特許文献３には、乗客運送のために路上走行車の制動又は加速を行う方法が記載されている。

米国特許出願公開第２００９０３７０５１（Ａ１）号明細書 米国特許出願公開第２０１２０７８４７０（Ａ１）号明細書 独国特許出願公開第１０２０２００００４４１（Ａ１）号明細書

本発明の目的は、路上走行車のアクティブ・ショック・アブソーバを制御する方法であって、グリップ限界に近い状況下で運転中であっても、性能を最大化するような方法を提供することである。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲による、路上走行車のアクティブ・ショック・アブソーバを制御する方法が提供される。

添付の特許請求の範囲で本発明の好ましい実施形態について述べており、当該特許請求の範囲は、本明細書の不可欠な部分を形成している。

本発明に従って制御される、４つのアクティブ・ショック・アブソーバを備える路上走行車の概略平面図である。 図１の路上走行車のサスペンションを示す概略図である。 走行軌跡、走行速度、操舵角、及び姿勢角を強調表示している、カーブに沿って走行中の図１の路上走行車を示す概略図である。 図１の路上走行車の制御ユニットに実装された制御図である。 縦加速度が変化するときの、図１の路上走行車の重心における所望の低下の変動を示す図である。 横加速度が変化するときの、図１の路上走行車の重心における所望の低下の変動を示す図である。 横加速度が変化するときの、図１の路上走行車における所望のロール角の変動を示す図である。 縦加速度が変化するときの、図１の路上走行車における所望のピッチ角の変動を示す図である。

次に、本発明について、その非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照しながら説明する。

図１において、参照番号１は、概して２本の前輪２及び２本の後輪２を備える路上走行車を示す。

路上走行車１には、内燃エンジン及び／又は１つ若しくは複数の電動モータを備え得る、パワートレインシステム（公知であるが、本明細書には図示せず）が設けられている。

各車輪２のハブ３（図２に概略的に示す）は、サスペンション５（図１に部分的に示す）によって路上走行車１の車体フレーム４に接続され、サスペンション５には、路面から伝わる応力によって生じる動きに加わる自律移動（即ち、路面から伝わる応力とは完全に別個である）を行うことができる、（電子制御式）アクティブ・ショック・アブソーバ６が設けられている。

図２によれば、各アクティブ・ショック・アブソーバ６は、アクティブ・ショック・アブソーバ６の端部を画定する要素７と、アクティブ・ショック・アブソーバ６の他端部を画定しており、要素７に対して直線的に平行移動できるように、要素７に対して摺動するよう取り付けられた要素８とを備える。各アクティブ・ショック・アブソーバ６はばね９を備え、このばね９は、２つの要素７と８との間に接続されており、これら２つの要素７と８とが互いに対して直線的に平行移動するときに伸縮する。最後に、各アクティブ・ショック・アブソーバ６は電動アクチュエータ１０を備え、この電動アクチュエータ１０は、アクティブ・ショック・アブソーバ６に、要素７と要素８との間で自律移動（即ち、路面から伝わる応力とは完全に別個である）を行わせるように構成されており、これは即ち、要素７と要素８との間に印加される力Ｆを発生させられることを意味する。一実施例として、アクティブ・ショック・アブソーバ６を、米国特許出願公開第２００８１９０１０４（Ａ１）号明細書及び国際公開第２０１４１４５２１５（Ａ２）号パンフレットに記載されている型式のものとすることができる。各アクティブ・ショック・アブソーバ６は位置センサ１１（例えば、ポテンショメータである）を備え、この位置センサ１１は、２つの要素７及び８の現在相対位置ｐ_{１．．．４}、即ち要素８の要素７に対する平行移動量を表す厳密な測定値を提供する。

路上走行車１は、とりわけ、以下に述べるようにアクティブ・ショック・アブソーバ６のアクチュエータ１０を制御する、電子制御ユニット（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ 「ＥＣＵ」）１２を備え、この制御ユニット１２は物理的な観点から言うと、単一の装置又は複数の装置から構成され得、これらは互いから分離されており、路上走行車１のＣＡＮネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＣＡＮ）を介して通信している。

図１によれば、路上走行車１は縦加速度計１３と横加速度計１４とを備え、これらは車体フレーム４に取り付けられており、即ち、車体フレーム４と一体的に作動するように車体フレーム４にしっかりと固定されており、車体フレーム４における（即ち、路上走行車１の）縦加速度ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙをそれぞれ測定するように構成されている。有効な一実施形態によれば、２つの加速度計１３及び１４は、縦加速度ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙの両方を示す単一のセンサ（例えば、３軸加速度計である）に一体化され得る。制御ユニット１２は、縦加速度ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙの現在値を周期的に読み取るために、加速度計１３及び１４に（直接的、又は路上走行車１のＢＵＳネットワークを介して間接的に）接続されている。

制御ユニット１２は、前輪２（典型的には、路上走行車１のＢＵＳネットワークを介して）の操舵角α（図３に示す）の現在値を周期的に読み取ることができる。

図４によれば、制御ユニット１２は、既知の方法で路上走行車１の実姿勢角β（即ち、路上走行車１の縦軸ｘと、重心Ｂにおける路上走行車１の走行速度Ｖの方向との間に成す角度）を測定する推定ブロック１５を実装している。一実施例として、制御ユニット１２の推定ブロック１５は、３軸ジャイロスコープ及びＧＰＳ追跡ユニットによってリアルタイムで提供される測定値を使用して、路上走行車１がたどる軌跡Ｔを推定しており、具体的には軌跡Ｔは、３軸ジャイロスコープによって測定された加速度を、時間内に２回積分することによって求められ、また、ＧＰＳ追跡ユニットによって提供される測定値を使用して、積分プロセス中に発生する位置誤差が周期的に相殺されている。さらに、制御ユニット１２の推定ブロック１５は、３軸ジャイロスコープによってリアルタイムで提供される測定値を使用して、重心Ｂにおける路上走行車１の走行速度Ｖを推定しており、具体的には、重心Ｂにおける路上走行車１の速度Ｖは、３軸ジャイロスコープによって測定された加速度を、時間内に１回積分することによって求められる（重心Ｂにおける路上走行車１の走行速度Ｖが、実際に路上走行車１がたどる軌跡Ｔから外れていないかを確認し、外れているならば、そして著しい逸脱が見られる場合には、使用されるパラメータに対する補正を行う計算を、少なくとも１回追加で反復することが実行される）。

制御ユニット１２は推定ブロック１６を実装しており、この推定ブロック１６は、ヨー角ψ（即ち、重心Ｂを通る縦軸を中心とした路上走行車１の振動角）、及び実質的にはヨー速度Ｖψ、即ちヨー角ψの経時変動を既知の方法で測定している（ヨー速度Ｖψは、ヨー角ψを経時的に導出することによって測定され得る）。有効な一実施形態によれば、ヨー速度Ｖψは、２つの加速度計１３及び１４を組み込んだ同一のセンサによって測定かつ提供され得、これは即ち、一体型センサが、縦加速度ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙに加えて、ヨー速度Ｖψをも提供することを意味し、ヨー角ψは、ヨー速度Ｖψを経時的に積分することによって求められ得る。

図４によれば、制御ユニット１２は算出ブロック１７を実装しており、この算出ブロック１７は、位置センサ１１によって提供される４つのアクティブ・ショック・アブソーバ６の位置ｐ_{１．．．４}、縦加速度計１３によって提供される縦加速度ａ_ｘ、横加速度計１４によって提供される横加速度ａ_ｙ、推定ブロック１５によって提供される姿勢角β、及び推定ブロック１６によって提供されるヨー速度Ｖψを、入力として受け取る。算出ブロック１７は、以下でより詳細に説明する方法で、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}、即ち外部干渉がない場合（例えば、路上走行車１が静止しているとき）の重心Ｂが示す標準位置に対して、重心Ｂを引き下げるべき程度を示す値（通常はｍｍ単位で表される）を求める。さらに、算出ブロック１７は、以下でより詳細に説明する方法で、所望のロール角φ_ＴＧＴ及び所望のピッチ角θ_ＴＧＴを求める。

重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}の目的は、絶対荷重の伝達を減少させることによってより良好な性能を得るような動的条件で、路上走行車１を引き下げて、最終的な効果として、車輪２のタイヤの全体的なグリップ力を増加させる（即ち、受ける応力が大きい車輪２と、受ける応力が小さい車輪２とが存在する代わりに、各車輪２が基本的に同程度の応力を受ける）ことであり、ここでは、横すべりの場合と縦すべりの場合との両方で荷重伝達の減少が起こり、その結果、最大横加速度ａ_ｙ及び最大縦加速度ａ_ｘに関する性能が改良されることになる。したがって、縦荷重の伝達が減少することにより、より大きな力が地面に伝達されるようになり、その結果、最大縦加速度ａ_ｘが増加するようになるので、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}がさらに、加速段階及び制動段階に良い影響を与えることになる。

所望のロール角φ_ＴＧＴを制御する目的は、動的かつ静的ロールを低減することであり、即ち、入力周波数が変化するにつれて、静的ロールの傾斜と所望の動的挙動との両方を定義することが可能である。

所望のピッチ角θ_ＴＧＴを制御する目的は、静的かつ動的ピッチを減少させること、空力的作用点を最適化するために、路上走行車１の姿勢を変化させること、及び車輪２のアンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）が介入する制動動作における過渡現象を減衰させることである。ピッチを減少させることやピッチのダイナミクスを減速させることが、垂直抗力のより迅速な安定化をもたらし、空力バランスを向上させるので（したがって、縦荷重の伝達を減少させる）、これらの個々の効果が制動空間の改良につながる。

図４によれば、制御ユニット１２は算出ブロック１８を実装しており、この算出ブロック１８は、算出ブロック１７からの入力として、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}、所望のロール角φ_ＴＧＴ、及び所望のピッチ角θ_ＴＧＴを受け取り、次いで各アクティブ・ショック・アブソーバ６に対して、アクティブ・ショック・アブソーバ６が発生させるはずであり、それ故にニュートンで表される所望の力Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}（即ち、力目標値である）を確定する。つまり、各アクティブ・ショック・アブソーバ６の電動アクチュエータ１０は、対応する所望の力Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を追求するように、即ち対応する所望の力Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を発生させるように制御されている。

好ましい一実施形態によれば、算出ブロック１８は路上走行車１のある数学モデルを使用しており、この数学モデルは、入力変数（重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}、所望のロール角φ_ＴＧＴ及び所望のピッチ角θ_ＴＧＴである）の瞬時値に応じて、出力変数（アクティブ・ショック・アブソーバ６が発生させる所望の力Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}である）の瞬時値を提供するものである。

好ましくは、制御ユニット１２に実装された算出ブロック１７が、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}、所望のロール角φ_ＴＧＴ、及び所望のピッチ角θ_ＴＧＴを、概して１～４Ｈｚの範囲の比較的低い周波数で再算出（更新）しているため、制御ユニット１２に実装された算出ブロック１８が、算出ブロック１７と同一の更新周波数で所望の力Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を再算出（更新）していることは言うまでもない。

制御ユニット１２に実装された算出ブロック１７は、縦加速度ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙに応じて、路上走行車１の重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を確定する（上述したように、各ショック・アブソーバ６のアクチュエータ１０は、算出ブロック１８の動作によって、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を得るように制御されている）。具体的には、算出ブロック１７は、縦加速度ａ_ｘのみに応じて（即ち、横加速度ａ_ｙを考慮せずに）第１の寄与を確定し、また横加速度ａ_ｙのみに応じて（即ち、縦加速度ａ_ｘを考慮せずに）第２の寄与を確定し、次いで、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を、第１の寄与と第２の寄与との間の絶対値の大きい方として求める（即ち、より大きな絶対値を有する寄与を選択する）。換言すれば、所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}は、より大きな絶対値を有する寄与に等しい。

図５によれば、算出ブロック１７は、線形則Ｌ１（図５に示す）を用いて、縦加速度ａ_ｘに応じて重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}（即ち、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}の第１の寄与である）を確定する。この線形則Ｌ１は、正及び負の縦加速度ａ_ｘに対して鏡のように対称であり（重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}が、縦加速度ａ_ｘの符号にかかわらず常に負になるため、鏡のように対称となる）、縦加速度ａ_ｘの絶対値が大きくなるにつれて、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を比例的に増大させることを伴う。具体的には、縦加速度ａ_ｘの絶対値が閾値ＴＨ１よりも小さいときは、線形則Ｌ１は重心Ｂのゼロの所望低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を伴い、縦加速度ａ_ｘの絶対値が閾値ＴＨ２よりも大きいときは、最大値ＶＭＡＸ１に等しい重心Ｂの一定の所望低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を伴い、また、縦加速度ａ_ｘの絶対値が第１の閾値ＴＨ１に等しいときから、縦加速度ａ_ｘの絶対値が第２の閾値ＴＨ２に等しいときの最大値ＶＭＡＸ１まで、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を線形に変動させることを伴う。

図５に示す実施形態では、最大値ＶＭＡＸ１は（その絶対値が）２０ｍｍに等しく（図５では、値ＶＭＡＸ１は、低下していることを示すために負である）、閾値ＴＨ１は（その絶対値が）０．２５ｇに等しく、また、閾値ＴＨ２は（その絶対値が）１ｇに等しく、ここで、文字「ｇ」は、地球上で測定される平均重力加速度を示し、これは慣例により、９．８０６６５ｍ／ｓ^２に相当する。

図６によれば、算出ブロック１７は、線形則Ｌ２を用いて、横加速度ａ_ｙに応じて重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}（即ち、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}の第２の寄与である）を確定する。この線形則Ｌ２は、正及び負の横加速度ａ_ｙに対して鏡のように対称であり（重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}が、横加速度ａ_ｙの符号にかかわらず常に負になるため、鏡のように対称となる）、あらゆる運転条件において、横加速度ａ_ｙの絶対値が大きくなるにつれて、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を比例的に増大させることを伴うものであり、具体的には、横加速度ａ_ｙの絶対値がゼロであるときにのみ、線形則Ｌ２は重心Ｂのゼロの所望低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を伴い、また、横加速度ａ_ｙの絶対値がゼロであるときのゼロ値から、横加速度ａ_ｙの絶対値が最大であるときの最大値ＶＭＡＸ２まで、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を線形に変動させることを伴う。

図６に示す実施形態では、値ＶＭＡＸ２は（その絶対値が）２２．５ｍｍに等しく（図６では、値ＶＭＡＸ２は、低下していることを示すために負である）、また、横加速度ａ_ｙが（その絶対値が）１．５ｇに等しいときにその値に到達される。

上述したように、算出ブロック１８は、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}に応じて（同様に）各アクティブ・ショック・アブソーバ６のアクチュエータ１０の力目標値Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を確定する、路上走行車１の数学モデルを使用しており、その結果として、各ショック・アブソーバのアクチュエータ１０は、対応する力目標値Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を追求するように制御されている。

好ましい一実施形態によれば、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}は、縦加速度ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙの両方に応じて確定されるが、異なる一実施形態によれば、重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}は、縦加速度ａ_ｘのみに応じて、又は横加速度ａ_ｙのみに応じて確定される。

図７によれば、算出ブロック１７は、線形則Ｌ３を用いて、横加速度ａ_ｙのみに応じて所望のロール角φ_ＴＧＴを確定する。この線形則Ｌ３は、正及び負の横加速度ａ_ｙに対して鏡のように対称であり（即ち、横加速度ａ_ｙが正であるとき、ロール角φ_ＴＧＴは常に正になり、また、横加速度ａ_ｙが負であるとき、ロール角φ_ＴＧＴは常に負になる）、また、横加速度ａ_ｙの絶対値が１ｇ増大するたびに、所望のロール角φ_ＴＧＴを１．０°～１．８°の範囲の値（好ましくは１．４°に等しい）だけ線形に変動させることを伴い、これは即ち、線形則Ｌ３が、１．０°／ｇ～１．８°／ｇの範囲であり、好ましくは１．４°／ｇに等しい傾斜（加速度の単位当たりの角度の変動である）を伴うことを意味する。したがって、線形則Ｌ３は、横加速度ａ_ｙの絶対値が増大するにつれて、所望のロール角φ_ＴＧＴの絶対値を比例的に変動させることを伴い、具体的には、横加速度ａ_ｙの絶対値がゼロであるときにのみ、線形則Ｌ３はゼロの所望ロール角φ_ＴＧＴを伴い、換言すれば、線形則Ｌ３は、横加速度ａ_ｙの絶対値がゼロであるときのゼロ値から、横加速度ａ_ｙの絶対値が最大であるときの最大絶対値ＶＭＡＸ３まで、所望のロール角φ_ＴＧＴを線形に変動させることを伴う。

図７に示す実施形態では、値ＶＭＡＸ３の絶対値は１．８°～２．４°の範囲であり、好ましくは２．１°に等しく、また、横加速度ａ_ｙが（その絶対値が）１．５ｇに等しいときにその値に到達される。

図８によれば、算出ブロック１７は、線形則Ｌ４を用いて、縦加速度ａ_ｘのみに応じて所望のピッチ角θ_ＴＧＴを確定する。この線形則Ｌ４は、正又は負の横加速度ａ_ｙに対して対称ではなく（即ち、線形則Ｌ４は、正のピッチ角θ_ＴＧＴに向かって不均衡になっており、これは、路上走行車１の前部を引き下げ、かつ路上走行車１の後部を引き上げることを伴う）、また、縦加速度ａ_ｘの絶対値が１ｇ増大するたびに、所望のピッチ角θ_ＴＧＴを１．２°～２．０°の範囲の値（好ましくは１．６°に等しい）だけ変動させることを伴い、これは即ち、線形則Ｌ４が、１．２°／ｇ～２．０°／ｇの範囲であり、好ましくは１．６°／ｇに等しい傾斜（加速度の単位当たりの角度の変動である）を伴うことを意味する。

線形則Ｌ４は、縦加速度ａ_ｘの値が減少するにつれて、所望のピッチ角θ_ＴＧＴを比例的に増大させることを伴う。具体的には、縦加速度ａ_ｘの値がゼロであるとき、線形則Ｌ４はゼロよりも大きい正のピッチ角θ_ＴＧＴを伴い、縦加速度ａ_ｘの値が正であり（路上走行車１が加速している）、また好ましくは少なくとも０．３ｇよりも大きいとき、線形則Ｌ４は負のピッチ角θ_ＴＧＴを伴い、具体的には、縦加速度ａ_ｘの値が正であり（即ち、路上走行車１が加速している）、０．３ｇ～０．５ｇの範囲（好ましくは０．４ｇに等しい）であるときに、線形則Ｌ４はゼロピッチ角θ_ＴＧＴを伴う。

図８に示す実施形態では、線形則Ｌ４は、最大減速度である場合及び最大加速度である場合に、それぞれ所望のピッチ角θ_ＴＧＴの範囲が＋２．０°～－０．５°となることを伴う。

ゼロロール角φ_ＴＧＴ（即ち、０°に等しい）及びゼロピッチ角（即ち、０°に等しい）は、路上走行車１が平坦面上に静止（駐車）している、即ち完全に静止状態にあるときに発生する、路上走行車１のニュートラル状態に相当する。

上述したように、算出ブロック１８は、所望のロール角φ_ＴＧＴ及び所望のピッチ角θ_ＴＧＴに応じて（同様に）各アクティブ・ショック・アブソーバ６のアクチュエータ１０の力目標値Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を確定する、路上走行車１の数学モデルを使用しており、その結果として、各ショック・アブソーバのアクチュエータ１０は、対応する力目標値Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を追求するように制御されている。

好ましい一実施形態によれば、算出ブロック１８（所望のロール角φ_ＴＧＴを確定し、所望のロール角φ_ＴＧＴに応じて各アクティブ・ショック・アブソーバ６のアクチュエータ１０の力目標値Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を確定する）は、所望のロール角φ_ＴＧＴに応じて総アンチロールモーメントを求め（即ち、所望のロール角φ_ＴＧＴが得られるようにする総アンチロールモーメントである）、前車軸（２本の前輪２を含む）と後車軸（２本の後輪２を含む）との間における総アンチロールモーメント分布を確定し、次いで総アンチロールモーメントに応じて、また前車軸と後車軸との間における総アンチロールモーメント分布に応じて、各アクティブ・ショック・アブソーバ６のアクチュエータ１０の力目標値Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}を確定する。

この総アンチロールモーメントは通常、前車軸と後車軸との間で対称的に分布しており、即ち、前車軸に対して発生するアンチロールモーメントは、後車軸に対して発生するアンチロールモーメントに常に等しくなる。この総アンチロールモーメントが非対称に分布すると有利であることが観察されており、この場合、前車軸に対して発生するアンチロールモーメントは、後車軸に対して発生するアンチロールモーメントとは異なっており、さらに、路上走行車１の動態に応じて、総アンチロールモーメント分布を（総アンチロールモーメントの一部を前車軸から後車軸へ、又は後車軸から前車軸へと移動させることによって）変化させることができる。

好ましい一実施形態によれば、総アンチロールモーメント分布は、後車軸のアンチロールモーメントの増加を特定するもので、－１２％～－６％の範囲となる（即ち、後車軸のアンチロールモーメントは前車軸のアンチロールモーメントよりも１２％～６％大きい）下限値と、前車軸のアンチロールモーメントの増加を特定するもので、＋１．５％～＋４％の範囲となる（即ち、前車軸のアンチロールモーメントは後車軸のアンチロールモーメントよりも１．５％～４％大きい）上限値とを伴う。

算出ブロック１８は、路上走行車１がこれからカーブし始めるところなのか、又はカーブの最中にあるのかを判定し、路上走行車１がこれからカーブし始めるとき、又はカーブの最中にあるときに、後車軸に向かうほど不均衡になる総アンチロールモーメント分布を確定する。さらに、算出ブロック１８は、路上走行車１がカーブを脱出するところなのかを判定し、路上走行車１がカーブを脱出しているときに、前車軸に向かうほど不均衡ではなくなる総アンチロールモーメント分布を確定する。

算出ブロック１８は、路上走行車１がオーバーステア挙動を示しているかどうかを判定し、路上走行車１がオーバーステア挙動を示している場合は、（路上走行車１によりニュートラルな挙動をもたらそうと試みて、オーバーステア挙動に対抗すべく）、前車軸に向かう総アンチロールモーメント分布の均衡を崩す。同様に、算出ブロック１８は、路上走行車１がアンダーステア挙動を示しているかどうかを判定し、路上走行車１がアンダーステア挙動を示している場合は（路上走行車１によりニュートラルな挙動をもたらそうと試みて、アンダーステア挙動に対抗すべく）、後車軸に向かう総アンチロールモーメント分布の均衡を崩す。

ロール制御によって導入される総アンチロールモーメントは、前車軸と後車軸との間で任意に分布させることができ、こうした分布を選択することは、２つの車軸間における横荷重の伝達分布に影響を及ぼすが、総伝達量を変化させることはない。後車軸に向かうほどより不均衡になる分布は通常、前車軸への荷重集中を遅らせるため、最大横加速度を増加させるので、この構成は、走行車がこれからカーブし始めるとき、又は純粋な横すべりを伴うカーブの最中にあるときに好適となる。他方、前車軸に移動する分布は、最大横加速度を減少させ、前車軸への荷重集中を進めるが、同時に後車軸を優先し、抗力をより一層伝達させるようにするので、この構成は、カーブを脱出する引張段階中に好適となる。このアンチロールモーメント分布は、カーブ運転の個々の段階において路上走行車１をより良好な状態にするために、動的に変化させることができ、その一例として、アンチロールモーメント分布は、－８．５％（走行車がこれからカーブし始めるとき、又はカーブの最中にあるとき）、及び－３％（カーブを脱出するとき）の値を伴い得、これにより約５％の変動を使用することになる。

重心Ｂの高さの制御と、ロール角φの制御とを組み合わせることにより、カーブ内側の角度を静止状態に維持し、カーブ外側の角度位置を不変のままにすることができるため、非制御路上走行車１のロール角φの半分に相当する所望のロール角φ_ＴＧＴを施すことにより（即ち、アクティブ・ショック・アブソーバ６がオフにされるため、パッシブモードでのみ）、かつ非制御路上走行車１のカーブ外側における角度低下の半分に相当する重心Ｂの所望の低下ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}を施すことにより（即ち、アクティブ・ショック・アブソーバ６がオフにされるため、パッシブモードでのみ）、理想的な挙動が得られる。こうした機能は横加速度ａ_ｙに依存しており、具体的には、カーブに沿って運転するとき、重心Ｂを引き下げてロールを低減するように、カーブ内側の角度で下方向力が働き、カーブの引張を回避するが、ロール傾斜をさらに低減するためには、上方向力を外角に作用させること（この力は、いずれにせよ、内角に対して必要となる力よりもはるかに小さい）も必要である。

重心Ｂの高さの制御と、静的ピッチ角θの制御とを組み合わせることにより、前車軸と後車軸との間で地面からの高さを差別化することを通じて重心Ｂの低下をもたらし、これによって空力効率の最良点で動作させるようにしている。こうした機能性は、実際に、所定の空力マップに従って適切な位置決めで垂直荷重を増加させることができるという絶対的な性能を得るために、また、直線道路に沿って走行するときに、走行車の前方移動に対する抵抗を低減することができるため、消費効率を目的とする両方の面で重要である。例えば、当該制御は、１００ｋｍ／ｈを下回る速度では２つの車軸間の高さが不均衡になることをまったく伴い得ず、また、１００ｋｍ／ｈを超える速度では、後車軸と比較して前車軸をより大きく引き下げることによって垂直荷重が増加することや、前方移動に対する抵抗を低減するために、直線道路に沿った走行時も同様に前車軸を引き下げることを伴わない場合もある。

重心Ｂの高さの制御と、静的ピッチ角θの制御とを組み合わせることにより、制動空間もまた最適化される。重心を低下させることにより、縦荷重の伝達がより小さくなり、結果として全体的なグリップ力が増加する一方、静的及び動的ピッチ角θの両方を制御することにより、垂直抗力がより迅速に安定化するようになる。

本明細書に記載の実施形態を互いに組み合わせることができるが、これを理由として、本発明の保護範囲を超えることはない。

上記の制御方法は、様々な利点を有するものである。

まず、上記の制御方法は、カーブに沿った場合でも、また直線道路に沿った場合でも（カーブから脱出するときの加速時や、カーブに進入するときの減速時にも）、グリップ限界付近（典型的には轍上である）を走行するときの、路上走行車１の性能を向上させるものである。

とりわけ、上記の制御方法は、静的及び動的ロールの両方、並びに静的及び動的ピッチの両方を減少させており、こうした減少が運転者によって直接知覚され得、その結果運転者は、路上走行車１をより安定して、それ故により楽しく（より安全に）運転していると感じることになる。また、重心Ｂを低下させることで、絶対荷重の伝達を減少させ、それ故にすべての車輪２が自身の限界で動作できるようになるため、性能の向上を決定づけることになる。静的及び動的ピッチが減少すると、制動性能が向上する。アンチロールモーメントを動的に分布させると、車輪２のタイヤ摩擦楕円を好適に管理できるようになるため、制動性能が向上することになる。

即ち、上記の制御方法は、純粋な性能向上を果たし、ラップタイムを短縮し、かつ運転の楽しみをも増進させて、運転者に乗り心地の良い車だと感じさせている。

さらに、上記の制御方法は、あらゆる運転条件において極めて頑強かつ安全であり、即ち、サスペンション５の異常な振動や過剰伸長を発生させ得る制御誤差のリスクが、基本的に皆無である。

最後に、上記の制御方法は、著しい計算能力又は広大なメモリ空間のいずれも必要としないため、実装が簡易に済み、経済的である。

１ 走行車
２ 車輪
３ ハブ
４ 車体フレーム
５ サスペンション
６ アクティブ・ショック・アブソーバ
７ 要素
８ 要素
９ ばね
１０ 電動アクチュエータ
１１ 位置センサ
１２ 制御ユニット
１３ 縦加速度計
１４ 横加速度計
１５ 推定ブロック
１６ 推定ブロック
１７ 算出ブロック
１８ 算出ブロック
ａ_ｘ 縦加速度
ａ_ｙ 横加速度
Ｂ 重心
α 操舵角
β 姿勢角
ｈ_{Ｂ－ＴＧＴ} 重心の所望の低下
Ｆ 力
Ｆ_ＴＧＴ 所望の力
φ ロール角
θ ピッチ角
ψ ヨー角
α 操舵角
Ｖψ ヨー速度
Ｌ１ 則
Ｌ２ 則
Ｌ３ 則
Ｌ４ 則

Claims (17)

1. 路上走行車（１）のアクティブ・ショック・アブソーバ（６）を制御する方法であって、
   各前記アクティブ・ショック・アブソーバ（６）は、車体フレーム（４）を車輪（２）のハブ（３）に接続するサスペンション（５）の一部であり、アクチュエータ（１０）を備えており、前記制御方法は、
   前記路上走行車（１）の縦加速度（ａ_ｘ）及び横加速度（ａ_ｙ）を求めるステップと、
   前記横加速度（ａ_ｙ）に基づいて、所望のロール角（φ_ＴＧＴ）を確定するステップと、
   前記縦加速度（ａ_ｘ）に基づいて、所望のピッチ角（θ_ＴＧＴ）を確定するステップと、
   前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）及び所望のピッチ角（θ_ＴＧＴ）を得るように、各前記アクティブ・ショック・アブソーバ（６）の前記アクチュエータ（１０）を制御するステップと、を含み、
   前記制御方法は、
   前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）が、第１の線形則（Ｌ３）を用いて、前記横加速度（ａ_ｙ）のみに応じて確定されており、また、
   前記所望のピッチ角（θ_ＴＧＴ）が、第２の線形則（Ｌ４）を用いて、前記縦加速度（ａ_ｘ）のみに応じて確定されていることを特徴とする、
   路上走行車（１）のアクティブ・ショック・アブソーバ（６）を制御する方法。
2. 前記第１の線形則（Ｌ３）は、前記横加速度（ａ_ｙ）の絶対値が１ｇ増大するたびに、１．０°～１．８°の範囲の値（好ましくは１．４°に等しい）だけ、前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）の絶対値を変動させることを伴う、請求項１に記載の制御方法。
3. 前記第１の線形則（Ｌ３）は、前記横加速度（ａ_ｙ）の絶対値が大きくなるにつれて、前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）の前記絶対値を比例的変動させることを伴う、請求項１に記載の制御方法。
4. 前記横加速度（ａ_ｙ）の絶対値がゼロであるときにのみ、前記第１の線形則（Ｌ３）はゼロの所望のロール角（φ_ＴＧＴ）を伴う、請求項１に記載の制御方法。
5. 前記第１の線形則（Ｌ３）は、前記横加速度（ａ_ｙ）の絶対値がゼロであるときのゼロ値から、前記横加速度（ａ_ｙ）の前記絶対値が最大であるときの最大値（ＶＭＡＸ３）まで、前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）の前記絶対値を線形に変動させることを伴う、請求項１に記載の制御方法。
6. 前記第２の線形則（Ｌ４）は、前記縦加速度（ａ_ｘ）の絶対値が１ｇ増大するたびに、前記所望のピッチ角（θ_ＴＧＴ）を１．２°～２．０°の範囲の値（好ましくは１．６°に等しい）だけ増大させることを伴う、請求項１に記載の制御方法。
7. 前記第２の線形則（Ｌ４）は、前記縦加速度（ａ_ｘ）の値が減少するにつれて、前記所望のピッチ角（θ_ＴＧＴ）を比例的に増大させることを伴う、請求項１に記載の制御方法。
8. 前記縦加速度（ａ_ｘ）の値がゼロであるとき、前記第２の線形則（Ｌ４）はゼロよりも大きい正のピッチ角（θ_ＴＧＴ）を伴い、前記縦加速度（ａ_ｘ）の値が正であり、また好ましくは少なくとも０．３ｇよりも大きいとき、前記第２の線形則（Ｌ４）は負のピッチ角（θ_ＴＧＴ）を伴う、請求項１に記載の制御方法。
9. 前記縦加速度（ａ_ｘ）の値が正であり、少なくとも０．３ｇよりも大きく０．５ｇまでの範囲であるときに、前記第２の線形則（Ｌ４）はゼロピッチ角（θ_ＴＧＴ）を伴う、請求項８に記載の制御方法。
10. 前記縦加速度（ａ_ｘ）及び前記横加速度（ａ_ｙ）に応じて、前記路上走行車（１）の重心（Ｂ）の所望の低下（ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}）を確定する更なるステップと、
    前記重心（Ｂ）の前記所望の低下（ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}）を得るように、各前記アクティブ・ショック・アブソーバ（６）の前記アクチュエータ（１０）を制御する更なるステップと、を含む、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の制御方法。
11. 前記縦加速度（ａ_ｘ）のみに応じて、第１の寄与を確定する更なるステップと、
    前記横加速度（ａ_ｙ）のみに応じて、第２の寄与を確定する更なるステップと、
    前記所望の低下（ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}）が、より大きな絶対値を有する前記寄与に等しくなるように確定する更なるステップと、を含む、
    請求項１０に記載の制御方法。
12. 前記第１の寄与が、第３の線形則（Ｌ１）を用いて、前記縦加速度（ａ_ｘ）のみに応じて確定されており、また、
    前記第２の寄与が、第４の線形則（Ｌ２）を用いて、前記横加速度（ａ_ｙ）のみに応じて確定されている、
    請求項１１に記載の制御方法。
13. 前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）、前記所望のピッチ角（θ_ＴＧＴ）及び前記重心（Ｂ）の前記所望の低下（ｈ_{ｂ－ＴＧＴ}）にのみ専ら応じて、各前記アクティブ・ショック・アブソーバ（６）の前記アクチュエータ（１０）の力目標値（Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}）を求める、前記路上走行車（１）の数学モデルを使用する更なるステップと、
    対応する前記力目標値（Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}）を追求するように、各前記ショック・アブソーバの前記アクチュエータ（１０）を制御する更なるステップと、を含む、
    請求項１０に記載の制御方法。
14. 前記所望のロール角（φ_ＴＧＴ）に応じて総アンチロールモーメントを求める更なるステップと、
    前車軸と後車軸との間における前記総アンチロールモーメントの分布を確定する更なるステップと、
    前記総アンチロールモーメントに応じて、また前記前車軸と前記後車軸との間における前記総アンチロールモーメントの分布に応じて、各前記アクティブ・ショック・アブソーバ（６）の前記アクチュエータ（１０）の力目標値（Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}）を求める更なるステップと、
    対応する前記力目標値（Ｆ_{１．．．４－ＴＧＴ}）を追求するように、各前記ショック・アブソーバの前記アクチュエータ（１０）を制御する更なるステップと、を含む、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の制御方法。
15. 前記前車軸と前記後車軸との間の前記総アンチロールモーメントの分布は非対称であり得、即ち、前記前車軸に対して発生するアンチロールモーメントは、前記後車軸に対して発生する前記アンチロールモーメントとは異なり得る、請求項１４に記載の制御方法。
16. 前記路上走行車（１）がこれからカーブし始めるところなのか、カーブの最中にあるのか、又はカーブを脱出するところなのかを判定する更なるステップと
    前記路上走行車（１）がこれからカーブし始めるとき、又はカーブの最中にあるときに、前記後車軸に向かうほど不均衡になる前記総アンチロールモーメントの分布を確定する更なるステップと、
    前記路上走行車（１）がカーブを脱出しているときに、前記後車軸に向かうほど不均衡になる前記総アンチロールモーメントの分布を減少させる更なるステップと、を含む、
    請求項１５に記載の制御方法。
17. 前記路上走行車（１）がオーバーステア挙動を示しているかどうかを判定する更なるステップと、
    前記路上走行車（１）がオーバーステア挙動を示している場合は、前記前車軸に向かう前記総アンチロールモーメントの分布の均衡を崩す更なるステップと、
    前記路上走行車（１）がアンダーステア挙動を示しているかどうかを判定する更なるステップと、
    前記路上走行車（１）がアンダーステア挙動を示している場合は、前記後車軸に向かう前記総アンチロールモーメントの分布の均衡を崩す更なるステップと、を含む、
    請求項１５に記載の制御方法。

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