JP2023012108A - 力発生機構の制御装置及び力発生機構の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車体の制振性と車輪の接地性とを両立し、車両の乗り心地を向上させる力発生機構の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の力発生機構の制御装置は、車両に設置される外界認識手段によって検出される路面形状の検出値に基づいて、車体と車輪との間に設置される力発生機構を制御する力発生機構の制御装置であって、検出値が路面形状における突起又は陥没であり、車両が突起又は陥没に進入する前に、車両が突起又は陥没によって発生する上下方向の力と同方向の力を、力発生機構に発生させることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の乗り心地を制御する力発生機構の制御装置及び力発生機構の制御方法に関する。

一般的に、自動車などの車両は、快適な乗り心地を実現するため、力発生機構を制御する。

こうした技術分野における背景技術として、例えば、特表２０１０－５０１３８７号公報（以下、特許文献１）がある。

特許文献１には、作動装置を制御することによって、バネ力特性が変更される、車体と車輪キャリアとの間に設置されるホイールスプリング装置と、車両の前方の経路の垂直断面の形状を反映する予測変数を検出するセンサと、ホイールスプリング装置のバネ力特性が、車両の前方の経路の垂直断面の形状に対し、予測的に調節されるように検出される予測変数に基づいて、作動装置を制御する制御装置を有する装置が記載されている（特許文献１の要約参照）。

また、特許文献１には、車両が隆起部に到達する直前に、作動装置を制御することによって、車輪を矢印の方向に上昇させ、突き上げ衝撃の伝達を低減した状態で、隆起部を乗り越えることが記載されている（特許文献１の００２５参照）。

特表２０１０－５０１３８７号公報

特許文献１には、作動装置を制御することによって、車輪を上昇させ、隆起部を乗り越えることが記載されている。

このように、一般的に、車両は、車両の前方に設置されるプレビューセンサを使用し、路面の凹凸情報を検出し、力発生機構に適切な推力指令を付与することによって、車両の快適な乗り心地を実現する。

一方、車両の快適な乗り心地を実現するためには、車体の制振性と車輪の接地性とを両立する必要がある。しかし、特許文献１には、こうした車体の制振性と車輪の接地性とを両立する力発生機構の制御装置は記載されていない。

そこで、本発明は、車体の制振性と車輪の接地性とを両立し、車両の乗り心地を向上させる力発生機構の制御装置及び力発生機構の制御方法を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の力発生機構の制御装置は、車両に設置される外界認識手段によって検出される路面形状の検出値に基づいて、車体と車輪との間に設置される力発生機構を制御する力発生機構の制御装置であって、検出値が路面形状における突起又は陥没であり、車両が突起又は陥没に進入する前に、車両が突起又は陥没によって発生する上下方向の力と同方向の力を、力発生機構に発生させることを特徴とする。

また、上記した課題を解決するため、本発明の力発生機構の制御方法は、車両に設置される外界認識手段によって検出される路面形状の検出値に基づいて、車体と車輪との間に設置される力発生機構を制御する力発生機構の制御方法であって、外界認識手段が、突起又は陥没である路面形状の検出値を検出し、車両が突起又は陥没に進入する前に、車両が突起又は陥没によって発生する上下方向の力と同方向の力を、力発生機構に発生することを特徴とする。

本発明によれば、車体の制振性と車輪の接地性とを両立し、車両の乗り心地を向上させる力発生機構の制御装置及び力発生機構の制御方法を提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明によって、明らかにされる。

実施例１に記載する力発生機構を含む車両のばねマスモデルを説明する説明図である。 実施例１に記載する力発生機構を動作させた際の時刻歴応答を説明する説明図である。 実施例１に記載する力発生機構を動作させる際の制御を説明するフローチャートである。 実施例２に記載する力発生機構を動作させた際の時刻歴応答を説明する説明図である。

以下、本発明の実施例を、図面を使用し、説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、重複する説明を省略する場合がある。

先ず、実施例１に記載する力発生機構を含む車両のばねマスモデルを説明する。

図１は、実施例１に記載する力発生機構を含む車両のばねマスモデルを説明する説明図である。

一般的に、車両は、前輪の左右及び後輪の左右の４輪から構成される。そこで、図１は、説明の都合上、左右いずれかの前輪のばねマスモデルを概略的に記載する。

図１に示すように、車両モデル１は、車体のボディなどで構成される質点３（以下、ばね上３と称する）、車輪（タイヤ）などで構成される質点５（以下、ばね下５と称する）、その間に設置される懸架ばね４、力発生機構（推力発生機構）であるアクチュエータ９を有する。なお、アクチュエータ９は、例えば、電磁力によって、推力指令に基づいて推力を発生するリニアモータなどで構成される。

懸架ばね４及びアクチュエータ９は、ばね上３とばね下５とに対して、力を作用させる。ばね下５は、路面８との間に、車輪におけるタイヤばね６を介して、接地する。

また、車両モデル１は、その前方に路面８の凹凸情報（路面形状における突起（凸形状）又は陥没（凹形状）の情報）を検出するプレビューセンサ（外界認識手段）２を有する。そして、プレビューセンサ２は、車両モデル１の前方に設置され、その直下の路面８の凹凸情報（外界認識手段が検出する路面形状の検出値）を検出する。なお、プレビューセンサ２は、ステレオカメラ、ソナーセンサ、レーザセンサなどで構成される。

また、車両モデル１は、プレビューセンサ２を設置せず、クラウド情報などを使用し、事前に路面８の凹凸情報を検出してもよい。

また、車両モデル１は、車輪が路面８の凹凸形状に到達する時刻（時間）を検出するための車速センサ（図示せず）を有する。つまり、車速センサが検出する車速とプレビューセンサ２が検出する路面８の凹凸形状から車輪までの距離とによって、車輪が路面８の凹凸形状に到達する時刻を検出することができる。

また、車両モデル１は、ばね上３やばね下５の挙動を検出する各種センサ（加速度センサ、車高センサなど）を有することが好ましい。

また、車両モデル１は、アクチュエータ９で発生させるべき推力を演算する制御器７（力発生機構の制御装置）を有する。そして、制御器７は、これらセンサが取得した情報を入力し、アクチュエータ９で発生させるべき推力を演算して、アクチュエータ９に推力指令を出力する。

なお、図１において、符号Ｚ０は路面８の変位（路面変位）を、符号Ｚ１はばね下５の変位（ばね下変位）を、符号Ｚ２はばね上３の変位（ばね上変位）を、それぞれ示す。

次に、実施例１に記載する力発生機構を動作させた際の時刻歴応答を説明する。

図２は、実施例１に記載する力発生機構を動作させた際の時刻歴応答を説明する説明図である。

なお、図２（ａ）は、時刻（横軸）に対する路面形状２０の変化（縦軸）を、図２（ｂ）は、時刻（横軸）に対する推力指令２１の変化（縦軸）を、図２（ｃ）は、時刻（横軸）に対するばね上加速度２２の変化（縦軸）を、図２（ｄ）は、時刻（横軸）に対するばね下加速度２３の変化（縦軸）を、図２（ｅ）は、時刻（横軸）に対するばね上速度２４の変化（縦軸）を、図２（ｆ）は、時刻（横軸）に対するばね下速度２５の変化（縦軸）を、それぞれ示す。

図２（ａ）には、路面形状２０（Ｚ０）が示され、ここで、路面形状２０は、正弦波状の１波長（正弦波の位相を２７０度ずらし、オフセットさせた）の突起（凸の形状の突起）を有する。つまり、車両が、この突起を通過する際（通過開始時点の時刻をｔ２（突起通過開始時刻：突起進入時刻）とし、通過終了時点の時刻をｔ３（突起通過終了時刻：突起退去時刻）とする）には、図２（ａ）に示すような路面形状２０における突起が、タイヤばね６を介して、車両に入力される。

また、突起が車両に入力される以前の所定間隔の時刻をｔ１（突起入力時刻）とする。なお、車両が、プレビューセンサ２によって突起を検出する時刻は、時刻ｔ１より以前であり、場合によっては、時刻ｔ１と同時であってもよい。

図２（ｂ）には、推力指令２１が示され、ここで、推力指令２１は、プラス側が、ばね上３とばね下５との間が縮む方向（縮み方向推力）を示し、マイナス側が、その逆で、ばね上３とばね下５との間が伸びる方向（伸び方向推力）を示す。

つまり、制御器７は、時刻ｔ１で推力指令２１を発生し、時刻ｔ１からアクチュエータ９に推力指令２１を出力する。

そして、推力指令２１は、アクチュエータ９に対して、突起入力時刻ｔ１と突起通過開始時刻ｔ２との間の区間（突起前区間）では、概ね縮み方向推力となるように、また、突起通過開始時刻ｔ２と突起通過終了時刻ｔ３との間の突起区間では、一定の伸び方向推力となるように、出力される。

なお、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、概ね縮み方向推力となるように、推力指令２１が出力されるが、詳細には、推力指令２１は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間において、先ず、縮み方向推力が大きくなるように、第１の傾きを有する推力指令２１となり、次に、縮み方向推力が徐々に大きくなるように、第１の傾きよりも小さい傾きである第２の傾きを有する推力指令２１となり、次に、縮み方向推力が小さくなり、伸び方向推力が大きくなるように、第３の傾き（第１の傾きと絶対値が同等）を有する推力指令２１となる。

また、推力指令２１は、時刻ｔ３以後の区間において、伸び方向推力が小さくなるように、第４の傾き（第１の傾きと同等）を有する推力指令２１となる。

このように、アクチュエータ９に対して、推力指令２１を出力することによって、図２（ｃ）に示すように、ばね上加速度２２は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間において、概ね一定のマイナス加速度（下方向の加速度）となり、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間において、一定のプラス加速度（上方向の加速度）となり、図２（ｅ）に示すように、ばね上速度２４は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間において、一定の傾きで下降し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間において、一定の傾きで上昇する。

つまり、アクチュエータ９は、ばね上３が、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、下方向に加速され、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、上方向に加速されるように、動作する。そして、下方向の加速度と上方向の加速度とのトータルが、相殺されるような大きさとなるように、推力指令２１を設定する。つまり、特に、路面形状２０以外に外乱がなければ、伸び方向推力の積分と縮み方向推力の積分とが一致するように、推力指令２１を設定する。

なお、この推力指令２１は、事前に、突起の周波数（長さ）や突起の振幅（高さ）に基づいて演算され、突起の周波数や突起の振幅に応じて、縮み方向推力の大きさや伸び方向推力の大きさを決定し、それを推力指令２１として、出力する。

つまり、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間における推力指令２１は、ばね上３の速度が、時刻ｔ３において、０（ゼロ）となるように設定する。

また、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間における伸び方向推力の積分（大きさ、エネルギ）と、車両が突起を通過する際に、ばね下５が突起によって受ける力の積分（大きさ、エネルギ）と、が同等になるように設定する。

このように推力指令２１を設定することによって、図２（ｃ）に示すように、ばね上３の加速度２２は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では下方向に、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では上方向に発生し、時刻ｔ３以降（突起を通過した後）は、ほぼ０（ゼロ）となる。

また、このように推力指令２１を設定することによって、図２（ｄ）に示すように、ばね下５の加速度２３は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、縮み方向推力によって、一時、上向き（右上がり）に上昇し、その後、タイヤばね６の力によって、下向き（右下がり）に下降し、その後、伸び方向推力によって、下向きに大きく下降し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、突起によって、路面形状２０に応じて、上向きの加速度が小→大→小と変化し、時刻ｔ３以降は、ほぼ０（ゼロ）となる。

また、このように推力指令２１を設定することによって、図２（ｅ）に示すように、ばね上３の速度２４は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、下向きに下降し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、上向きに上昇し、時刻ｔ３以降は、ほぼ０（ゼロ）となる。

つまり、ばね上３は、推力指令２１に応じて、速度を発生し、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、負のエリアで下向き速度で動作し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、負のエリアで上向き速度で動作し、時刻ｔ３では、速度が最小となる。

また、このように推力指令２１を設定することによって、図２（ｆ）に示すように、ばね下５の速度２５は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、前半、上向きに上昇し、後半、下向きに下降し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、上向きに上昇、下向きに下降、上向きに上昇を繰り返し、時刻ｔ３以降は、ほぼ０（ゼロ）となる。

つまり、ばね下５は、推力指令２１に応じて、速度を発生し、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、正のエリアで、上向き速度から下向き速度に変化して動作し、突起の手前では負のエリアで下向き速度で動作し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、負のエリアで、下向き速度から上向き速度に変化して動作し、突起の頂点付近以降から、正のエリアで、上向き速度から下向き速度に、負のエリアで、下向き速度から上向き速度に変化して動作し、時刻ｔ３では、速度が最小となる。このように、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、突起による路面速度と相殺される。

このように、アクチュエータ９を制御することによって、突起を通過した後（直後）には、ばね上３の加速度、ばね下５の加速度、ばね上３の速度、ばね下５の速度を、共にほぼ０（ゼロ）にすることができ、車両に残留振動が発生しない。これにより、ばね上３の振動を抑制することによって車体の制振性を向上させ、ばね下５の振動を抑制することによって車輪の接地性を向上させ、車体の制振性と車輪の接地性とを両立し、車両の乗り心地を向上させることができる。

つまり、これは、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、アクチュエータ９による、ばね下５を抑えようとする力は、同時に、ばね上３にも伝わるため、その力がばね上３に入力された場合に、ばね上３が、時刻ｔ３において、制振することができる状態となるよう、事前に、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間で、ばね上３に伝わる力を制御する。

なお、ばね上３の位置は、ばね上３の速度２４の積分であり、突起通過時は、突起通過前よりも下側に位置する。そして、突起通過後に、元の位置に戻すような動作が必要である。これを、ゆっくりと復帰させることによって、速度が小さくなり、乗り心地に影響する加速度も小さくすることができる。

また、事前に設定した推力指令２１でアクチュエータ９を動作させるため、時刻ｔ３の時点で、速度が完全に０（ゼロ）にはならないことがある。このため、時刻ｔ３以後は、例えば、スカイフック制御及び／又はグランドフック制御を使用し、位置、速度、加速度を減衰する制御を実行することが好ましい。

このように、実施例１に記載する力発生機構の制御装置は、車両に設置される外界認識手段（プレビューセンサ２）によって検出される路面形状の検出値（路面８の凹凸情報）に基づいて、車体（ばね上３）と車輪（ばね下５）との間に設置される力発生機構（アクチュエータ９）を制御する制御器９であって、検出値が路面形状における突起（凸形状）であり、車両が突起に進入する前に、車両が突起によって発生する上方向の力と同方向の力（アクチュエータ９に対する縮み方向推力）を、力発生機構に発生させる。

そして、車両が突起に進入した後には、車両が突起によって発生する上方向の力と反対方向の力（アクチュエータ９に対する伸び方向推力）を、力発生機構に発生させる。

これにより、車体の制振性と車輪の接地性とを両立し、車両の乗り心地を向上させることができる。

なお、実施例１では、力発生機構として、サスペンション用のばね上３とばね下５との間に設置するアクチュエータ９（例えば、リニアモータ）を使用する。

一方、力発生機構は、これに限定されるものではない。例えば、前輪を対象とし、前輪にブレーキ（車両を制動する制動装置）による制動力を発生させると、前輪のばね上３とばね下５との間は縮む。これにより、図２における時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間で制動力が発生し、ばね上３とばね下５との間には縮み方向推力が発生する。その後、アクセル（車両を駆動する駆動装置）によって車両を加速させると、図２における時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では駆動力が発生し、ばね上３とばね下５との間には伸び方向推力が発生する。このように、ブレーキによる制動力やアクセルによる駆動力を制御することによって、実施例１と同様の効果を奏する制御を実現することができる。

また、アクチュエータ９の制御とこれら制動力や駆動力の制御とを併用してもよい。

このように、実施例１によれば、制御対象として、複数の力発生機構を選択することができ、汎用性も増加する。また、複数の力発生機構を制御対象とすることによって、例えば、力発生機構の故障時など、力発生機構が相互に補完し、制御の信頼性が向上する。また、アクチュエータ９に必要な推力を低減することができる。

次に、実施例１に記載する力発生機構を動作させる際の制御を説明する。

図３は、実施例１に記載する力発生機構を動作させる際の制御を説明するフローチャートである。

図３に示すように、力発生機構の制御方法は、以下の手順を有する。

（１）先ず、突起の大きさ（周波数及び振幅）を検出する（ステップ３１）。時刻ｔ１より以前に検出される突起の大きさに基づいて、突起の大きさに応じて事前に演算されている、縮み方向推力の大きさや伸び方向推力の大きさを、演算する。つまり、推力指令２１は、今後通過する突起の大きさや車速に基づいて、演算される。なお、推力指令２１は、突起の大きさが検出された後に、その突起の大きさ及び車速に基づいて、車両で演算してもよい。

（２）次に、時刻ｔ１（突起通過所定時刻前）になったか否か、又は、時刻ｔ２になったか否かを判定する（ステップ３２）。時刻ｔ１である場合（ｙｅｓ）は、ステップ３３に進み、時刻ｔ２である場合（ｎｏ）は、ステップ３４に進む。そして、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、ステップ３３に進み、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、ステップ３４に進む。

（３）次に、時刻ｔ１になった場合には、アクチュエータ９に対して、時刻ｔ１で、推力指令２１（概ね縮み方向推力）を出力する。時刻ｔ１以前の場合は、推力指令２１の出力を待機する。また、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間でも、概ね縮み方向推力の推力指令２１を出力する。

（４）次に、アクチュエータ９は、概ね縮み方向推力に基づいて、縮み方向の推力を発生する（ステップ３７）。

（５）次に、時刻ｔ２になった場合には、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間であるか否かを判定する（ステップ３４）。時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間である場合（ｙｅｓ）は、ステップ３５に進み、時刻ｔ３以後の場合（ｎｏ）は、ステップ３６に進む。

（６）次に、時刻ｔ２になった場合には、アクチュエータ９に対して、時刻ｔ２で、推力指令２１（伸び方向推力）を出力する。また、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間でも、伸び方向推力の推力指令２１を出力する。

（７）次に、アクチュエータ９は、伸び方向推力に基づいて、伸び方向の推力を発生する（ステップ３７）。

（８）次に、時刻ｔ３以後の場合は、減衰フィードバック（ＦＢ）の推力指令２１を出力する。つまり、時刻ｔ１以前の場合と同様な推力指令２１を出力する。

（９）次に、アクチュエータ９は、減衰フィードバックの推力指令２１に基づいて、動作する（ステップ３７）。

なお、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間や時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間は、車速に応じて変化する。

そして、実施例１では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、２０～５０ｍｓ程度であり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、５０ｍｓ程度である。つまり、実施例１は、特に、周波数が２０～５０ｍｓ程度の突起に有効である。

このように、実施例１に記載する力発生機構の制御方法は、車両に設置される外界認識手段（プレビューセンサ２）によって検出される路面形状の検出値（路面８の凹凸情報）に基づいて、車体（ばね上３）と車輪（ばね下５）との間に設置される力発生機構（アクチュエータ９）を制御する制御器９の制御方法であって、外界認識手段が、突起（凸形状）である路面形状の検出値を検出し、車両が突起に進入する前に、車両が突起によって発生する上方向の力と同方向の力（アクチュエータ９に対する縮み方向推力）を、力発生機構に発生する。

そして、車両が突起に進入した後には、車両が突起によって発生する上方向の力と反対方向の力（アクチュエータ９に対する伸び方向推力）を、力発生機構に発生する。

このように、実施例１によれば、突起を通過した後（直後）には、ばね上３の加速度、ばね下５の加速度、ばね上３の速度、ばね下５の速度を、共にほぼ０（ゼロ）にする、つまり、車体及び車輪に対する振動を最小限に抑制することができ、車両に対する残留振動をほぼなくすことができ、制振性と接地性とを両立することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

なお、実施例１では、時刻ｔ３において、ばね上３及びばね下５の速度及び加速度をほぼ０（ゼロ）としたが、時刻ｔ３後のしばらく後の時刻（振動が収束するまでの時刻を許容することができる所定間隔の時刻）で、ほぼ０（ゼロ）としてもよい。これにより、アクチュエータ９に対する必要な推力を抑制することができ、ばね上３及びばね下５の加速度を更に低減することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

また、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間（事前動作時刻）を長くすることによって、縮み方向推力の大きさを小さくすることができ、突起の手前におけるばね上３及びばね下５の加速度を更に低減することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

次に、実施例２に記載する力発生機構を動作させた際の時刻歴応答を説明する。

図４は、実施例２に記載する力発生機構を動作させた際の時刻歴応答を説明する説明図である。

実施例２は、実施例１と比較して、路面形状が相違する。つまり、実施例１は、路面形状が突起（凸形状）を想定し、実施例２は、路面形状が陥没（凹形状）を想定する。また、実施例２を説明する際には、実施例１との相違点について、説明する。

なお、図４（ａ）は、時刻（横軸）に対する路面形状１２０の変化（縦軸）を、図４（ｂ）は、時刻（横軸）に対する推力指令１２１の変化（縦軸）を、図４（ｃ）は、時刻（横軸）に対するばね上加速度１２２の変化（縦軸）を、図４（ｄ）は、時刻（横軸）に対するばね下加速度１２３の変化（縦軸）を、図４（ｅ）は、時刻（横軸）に対するばね上速度１２４の変化（縦軸）を、図４（ｆ）は、時刻（横軸）に対するばね下速度１２５の変化（縦軸）を、それぞれ示す。

図４（ａ）には、路面形状１２０（Ｚ０）が示され、ここで、路面形状１２０は、正弦波状の１波長（正弦波の位相を２７０度ずらし、オフセットさせた）の陥没（凹の形状の陥没）を有する。つまり、車両が、この陥没を通過する際（通過開始時点の時刻をｔ２（陥没通過開始時刻：陥没進入時刻）とし、通過終了時点の時刻をｔ３（陥没通過終了時刻：陥没退去時刻）とする）には、図４（ａ）に示すような路面形状１２０における陥没が、タイヤばね６を介して、車両に入力される。

また、陥没が車両に入力される以前の所定間隔の時刻をｔ１（陥没入力時刻）とする。なお、車両が、プレビューセンサ２によって陥没を検出する時刻は、時刻ｔ１より以前であり、場合によっては、時刻ｔ１と同時であってもよい。

図４（ｂ）には、推力指令１２１が示され、ここで、推力指令１２１は、プラス側が、ばね上３とばね下５との間が縮む方向（縮み方向推力）を示し、マイナス側が、その逆で、ばね上３とばね下５との間が伸びる方向（伸び方向推力）を示す。

つまり、制御器７は、時刻ｔ１で推力指令１２１を発生し、時刻ｔ１からアクチュエータ９に推力指令１２１を出力する。

そして、推力指令１２１は、アクチュエータ９に対して、陥没入力時刻ｔ１と陥没通過開始時刻ｔ２との間の区間（陥没前区間）では、概ね伸び方向推力となるように、また、陥没通過開始時刻ｔ２と陥没通過終了時刻ｔ３との間の陥没区間では、一定の縮み方向推力となるように、出力される。

そして、この推力指令１２１は、図２に示す推力指令２１と、反対方向（逆方向）となる。

このように推力指令１２１を設定することによって、図４（ｃ）に示すように、ばね上３の加速度１２２は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では上方向に、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では下方向に発生し、時刻ｔ３以降（陥没を通過した後）は、ほぼ０（ゼロ）となる。

また、このように推力指令１２１を設定することによって、図４（ｄ）に示すように、ばね下５の加速度１２３は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、縮み方向推力によって、一時、下向き（右下がり）に下降し、その後、タイヤばね６の力によって、上向き（右上がり）に上昇し、その後、縮み方向推力によって、上向きに大きく上昇し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、陥没によって、路面形状１２０に応じて、下向きの加速度が小→大→小と変化し、時刻ｔ３以降は、ほぼ０（ゼロ）となる。

また、このように推力指令１２１を設定することによって、図４（ｅ）に示すように、ばね上３の速度１２４は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、上向きに上昇し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、下向きに下降し、時刻ｔ３以降は、ほぼ０（ゼロ）となる。

また、このように推力指令１２１を設定することによって、図４（ｆ）に示すように、ばね下５の速度１２５は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の区間では、前半、下向きに下降し、後半、上向きに上昇し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の区間では、下向きに下降、上向きに上昇、下向きに下降を繰り返し、時刻ｔ３以降は、ほぼ０（ゼロ）となる。

このように、実施例２では、実施例１とは逆方向に、ばね上加速度１２２、ばね下加速度１２３、ばね上速度１２４、ばね下速度１２５が発生する。

このように、実施例２に記載する力発生機構の制御装置は、車両に設置される外界認識手段（プレビューセンサ２）によって検出される路面形状の検出値（路面８の凹凸情報）に基づいて、車体（ばね上３）と車輪（ばね下５）との間に設置される力発生機構（アクチュエータ９）を制御する制御器９であって、検出値が路面形状における陥没（凹形状）であり、車両が陥没に進入する前に、車両が陥没によって発生する下方向の力と同方向の力（アクチュエータ９に対する伸び方向推力）を、力発生機構に発生させる。

そして、車両が陥没に進入した後には、車両が陥没によって発生する下方向の力と反対方向の力（アクチュエータ９に対する縮み方向推力）を、力発生機構に発生させる。

また、力発生機構の制御方法は、図３に示す手順において、ステップ３３が伸び方向の推力指令１２１となり、ステップ３５が縮み方向の推力指令１２１となる。

このように、実施例２に記載する力発生機構の制御方法は、車両に設置される外界認識手段（プレビューセンサ２）によって検出される路面形状の検出値（路面８の凹凸情報）に基づいて、車体（ばね上３）と車輪（ばね下５）との間に設置される力発生機構（アクチュエータ９）を制御する制御器９の制御方法であって、外界認識手段が、陥没（凹形状）である路面形状の検出値を検出し、車両が陥没に進入する前に、車両が陥没によって発生する下方向の力と同方向の力（アクチュエータ９に対する伸び方向推力）を、力発生機構に発生する。

そして、車両が陥没に進入した後には、車両が陥没によって発生する下方向の力と反対方向の力（アクチュエータ９に対する縮み方向推力）を、力発生機構に発生する。

実施例２によれば、実施例１と同様に、陥没を通過した後（直後）には、ばね上３の加速度、ばね下５の加速度、ばね上３の速度、ばね下５の速度を、共にほぼ０（ゼロ）にする、つまり、車体及び車輪に対する振動を最小限に抑制することができ、車両に対する残留振動をほぼなくすことができ、制振性と接地性とを両立することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

本発明は、実施例１及び実施例２を組み合わせることができる。

また、これら実施例は、外界認識手段が突起又は陥没を検出した際に、車両が突起又は陥没に進入する前に、力発生機構に加わる上下方向に発生される力と、突起又は陥没の周波数に応じて、同方向（周波数が２０～５０ｍｓ程度と比較的小さい場合）又は逆方向（周波数が５０～１００ｍｓ程度と比較的大きい場合）の力を選択し、選択された力を力発生機構に発生することができる。

そして、周波数が２０～５０ｍｓ程度の突起又は陥没と周波数が５０～１００ｍｓ程度の突起又は陥没が連続する場合には、力発生機構に発生させる力の方向を切り替える。これにより、制振性と接地性とを両立することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１…車両モデル、２…プレビューセンサ、３…ばね上、４…懸架ばね、５…ばね下、６…タイヤばね、７…制御器、８…路面、９…アクチュエータ、２０、１２０…路面形状の時刻歴、２１、１２１…推力指令の時刻歴、２２、１２２…ばね上加速度の時刻歴、２３、１２３…ばね下加速度の時刻歴、２４、１２４…ばね上速度の時刻歴、２５、１２５…ばね下速度の時刻歴。

Claims (8)

1. 車両に設置される外界認識手段によって検出される路面形状の検出値に基づいて、車体と車輪との間に設置される力発生機構を制御する力発生機構の制御装置であって、
   前記検出値が路面形状における突起又は陥没であり、前記車両が前記突起又は陥没に進入する前に、前記車両が前記突起又は陥没によって発生する上下方向の力と同方向の力を、前記力発生機構に発生させることを特徴とする力発生機構の制御装置。
2. 請求項１に記載する力発生機構の制御装置であって、
   前記力発生機構が、前記車体と前記車輪との間に設置されるアクチュエータであることを特徴とする力発生機構の制御装置。
3. 請求項１に記載する力発生機構の制御装置であって、
   前記力発生機構が、前記車両を制動する制動装置及び前記車両を駆動する駆動装置であることを特徴とする力発生機構の制御装置。
4. 請求項２に記載する力発生機構の制御装置であって、
   前記外界認識手段が、突起である路面形状の検出値を検出した際には、前記車両が前記突起に進入する前に、前記力発生機構に縮み方向推力を発生させることを特徴とする力発生機構の制御装置。
5. 請求項４に記載する力発生機構の制御装置であって、
   前記車両が突起に進入した後には、前記力発生機構に伸び方向推力を発生させることを特徴とする力発生機構の制御装置。
6. 請求項２に記載する力発生機構の制御装置であって、
   前記外界認識手段が、陥没である路面形状の検出値を検出した際には、前記車両が前記陥没に進入する前に、前記力発生機構に伸び方向推力を発生させることを特徴とする力発生機構の制御装置。
7. 請求項６に記載する力発生機構の制御装置であって、
   前記車両が陥没に進入した後には、前記力発生機構に縮み方向推力を発生させることを特徴とする力発生機構の制御装置。
8. 車両に設置される外界認識手段によって検出される路面形状の検出値に基づいて、車体と車輪との間に設置される力発生機構を制御する力発生機構の制御方法であって、
   前記外界認識手段が、突起又は陥没である路面形状の検出値を検出し、前記車両が前記突起又は陥没に進入する前に、前記車両が前記突起又は陥没によって発生する上下方向の力と同方向の力を、前記力発生機構に発生することを特徴とする力発生機構の制御方法。

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