JP4872884B2 - ディーゼルエンジン車両の制振制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の制振制御装置に係り、より詳細には、ディーゼルエンジンを駆動装置とする車両の駆動出力（駆動力又は駆動トルク）を制御して車体の振動を抑制する制振制御装置又はそのような制振制御機能を有する駆動制御装置に係る。

車両の走行中のピッチ・バウンス等の車体振動は、車両の加減速時に車体に作用する制駆動力（若しくは慣性力）又はその他の車体に作用する外力により発生するところ、それらの力は、車輪（駆動時には、駆動輪）が路面に対して作用している「車輪トルク」（車輪と接地路面上との間に作用するトルク）に反映される。そこで、車両の制振制御の分野に於いて、車両のエンジン又はその他の駆動装置の駆動出力制御を通して車輪トルクを調節して、車両の走行中に於ける車体の振動を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。かかる駆動出力制御による振動の制振制御に於いては、所謂車体のばね上振動又はばね上・ばね下振動の力学的モデルを仮定して構築された運動モデルを用いて、車両の加減速要求があった場合又は車体に外力（外乱）が作用して車輪トルクに変動があった場合に車体に生ずるピッチ・バウンス振動を予測し、その予測された振動が抑制されるように車両の駆動装置の駆動出力が調節される。このような形式の制振制御の場合、サスペンションによる制振制御の如く発生した振動エネルギーを吸収することにより抑制するというよりは、振動を発生する力の源を調節して振動エネルギーの発生が抑えられることになるので、制振作用が比較的速やかであり、また、エネルギー効率が良いなどの利点を有する。また、上記の如き制振制御に於いては、制御対象が車輪トルク又は車輪の制駆動力に集約されるので、制御の調節が比較的に容易である。
特開２００４−１６８１４８ 特開２００６−６９４７２

上記の駆動出力制御による制振制御が実行されると、駆動装置の出力は、車体振動を抑制するよう車輪トルクを制御すべく、振動的に変動される。特に、車両の駆動装置がディーゼルエンジンである場合、典型的には、エンジンに対する駆動出力（駆動トルク）の指令値は、エンジンに与えられる燃料噴射量の要求値又は目標値であるので、制振制御の実行時には、燃料噴射量が振動的に変動させられることとなる。この点に関し、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の制御に於いては、燃料噴射量の変動幅に制限を設けることが必要となる場合があり、その場合、制振制御の要求する燃料噴射量の変化（車輪トルクの変化）が達成されず、車体振動が良好に抑制されないことがあること、そして、場合によっては、制振制御による駆動トルクの要求によってピッチ・バウンス等の車体振動を増幅する作用が生じ得ることが見出された。

ディーゼルエンジンに対して実際に供給される燃料噴射量は、排出ガス中のＮＯｘ又はＰＭなどの物質の増加、スモークの発生、触媒制御が良好に機能しないことによる触媒溶損といった種々の不具合を生じないように調整される必要がある。従って、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の制御に於いて、燃料噴射量の変動を付加しようとする場合には、現在の運転状態を参照して、上記の如き不具合を回避できるように燃料噴射量の許容可能な変動幅（駆動トルクの変動幅）を設定し、かかる変動幅内に燃料噴射量の実行量の変動を制限することが好ましい。即ち、上記の如き車両の制振制御により要求される駆動トルクに対応して燃料噴射量が制御される場合でも、好適には、制振制御による燃料噴射量の変化量は、それまでのエンジンの運転状態に対応して設定される許容可能な変動幅に相当する値までに制限される。

しかしながら、上記の如く補償成分が、許容可能な変動幅、即ち、制限幅を越えないように制限されると、制振制御の要求する駆動トルクの変動が頭打ちにされて達成されないこととなる。そして、そのように駆動トルクの変動が頭打ちにされる状況では、単にその駆動トルクの要求値の大きさが達成されないだけでなく、発生される駆動トルク又は車輪トルクの時間変化の“波形”も変形させられることとなる。

車両の振動は、典型的には、共振周波数（ばね上ピッチ・バウンス振動の場合、典型的には、１．５〜１．７Ｈｚ）の正弦波成分を多く含む振動であり、制振制御は、かかる車両の車体振動に対応してその振動を抑制又は相殺するべく駆動トルクを変動させることとなる。即ち、制振制御による駆動トルクの補償成分は、通常、抑制されるべき振動の共振周波数近傍の正弦波を多く含む振動成分により構成されることとなる。しかしながら、燃料噴射量の実行量が許容可能な変動幅内に収まるように補償成分が制限されて、その変化が頭打ちになると、制振制御の補償成分により発生させられるべき振動的な駆動トルクに対応する燃料噴射量が与えられないことになり、これにより、実際に発生する車輪トルクの周波数と位相が、制振制御により予定された車輪トルクの周波数と位相と相違し、或いは、車輪トルクに於いて、車体の振動を抑制するどころか、増幅し得る周波数成分が発生する場合も起き得る。従って、駆動出力制御による制振制御をディーゼルエンジン車両にて実行する場合には、制振制御による駆動トルクの補償成分の波形が燃料噴射量の変動幅の制限により頭打ちにならないように、その補償成分の大きさを調節する必要がある。

上記の如き燃料噴射量の変動の制限による制振制御の補償成分の波形の頭打ちは、制振制御の駆動トルクの補償成分が燃料噴射量の許容可能な変動幅を超えないように制振制御の駆動トルクの補償成分の制御ゲイン、即ち、エンジンに与えられる燃料噴射量の制御指令に於ける制振制御の駆動トルクの補償成分の大きさを決定するゲイン、を低減することにより回避することができる。しかしながら、ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に於ける燃料噴射量の許容可能な変動幅は、一般に、エンジンの運転領域によって大きく異なり、許容可能な変動幅の小さい領域のその幅は、変動幅の大きい領域の場合の１／１０程度まで低減される場合も有り得る。従って、制御ゲインを、如何なるエンジンの運転領域に於いても、補償成分の波形の頭打ちが発生しないように低減した値に設定してしまうと、制振制御の作用効果が小さくなってしまう。

かくして、本発明の一つの課題は、ディーゼルエンジン車両に於いて駆動出力制御による制振制御を実行するための制振制御装置であって、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の実行量の変動幅がエンジンの現在の運転状態に応じて制限されることを考慮して、車体振動を抑制又は相殺する駆動トルクの変動を与える制振制御装置を提供することである。

また、本発明のもう一つの課題は、上記の如き制振制御装置であって、燃料噴射量の許容可能な変動幅がエンジンの運転状態に応じて変更しても、制振制御の駆動トルクの補償成分の波形の周波数と位相とが維持され、且つ、制振制御の作用効果ができるだけ大きくなるように制振制御の駆動トルクの補償成分の制御ゲインが適切に設定される制振制御装置を提供することである。

本発明によれば、ディーゼルエンジン車両に於いて駆動出力制御によりピッチ・バウンス等の車体振動を抑制する制振制御装置であって、燃料噴射量の許容可能な変動幅に変化があっても、制振制御の駆動トルクの補償成分の頭打ちを回避し又はできるだけ少なく抑え、これにより、補償成分の周波数特性及び／又は位相特性が維持されるようにするとともに、制振制御の作用効果ができるだけ大きく発揮されるように、制御ゲインが増減される制振制御装置が提供される。

本発明のディーゼルエンジンを駆動装置とする車両の駆動出力を制御して車両の車体振動を抑制する車両の制振制御装置は、車両の車輪と路面との接地個所に於いて発生する車輪に作用する車輪トルクに基づいて車体振動の振幅を抑制する車輪トルクを補償する補償成分を算出する補償成分算出部と、該補償成分をエンジンに対する駆動トルクの要求値（要求駆動トルク又は要求燃料噴射量）に重畳する際の補償成分の制御ゲインを決定する制御ゲイン決定部とを含む。従って、制振制御装置は、基本的には、車両の走行中に運転者又は自動運転制御による制駆動要求（又は旋回要求）又は車体に作用する外乱によって発生し得る車体振動（典型的には、ピッチ・バウンス振動）を低減又は相殺するよう駆動装置の駆動出力（駆動トルク）を補償するよう作動する。即ち、補償成分算出部にて算出された補償成分が、エンジンへ与えられる駆動トルクの要求値に重畳され、これにより、駆動トルクの要求値に含まれている車体振動を惹起する成分が低減又は除去され、或いは、車体に作用する外乱に於ける車体振動を惹起する成分（起振力）の作用を相殺する方向に駆動トルクが制御される。

しかしながら、ディーゼルエンジンの場合、既に述べた如く、排気清浄化のための燃焼改善及び排気系触媒制御などの目的のために、燃料噴射量の一時の変動を制限する必要があり、その制限幅は、エンジンのそのときの運転状態（典型的には、エンジンの回転数と燃料噴射量により決定される）によって増減する。従って、制振制御を良好に又は適切に達成するためには、制御ゲインは、固定するのではなく、振幅が頭打ちにならないように且つ不必要に低減しないように、制限幅に応じて可変に調節されることが好ましい。

そこで本発明の装置に於いては、第一の態様として、制御ゲイン決定部は、補償成分の値の正負が反転する時点に於いて、該時点と該時点の前の補償成分の値の正負が反転した時点との間の期間（振動の半周期）に於いて補償成分の値がエンジンの燃料噴射量の変動の制限範囲を逸脱したときには制御ゲインを低減し、前記の期間に於いて補償成分の値がかかる燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しなかったときには、制御ゲインを増大するよう構成される。ここでの制御ゲインの低減量及び増大量は、それぞれ、一律でもよいが、制御ゲインの低減量については、かかる低減が必要な場合は、速やかに実行されるべきであるので、燃料噴射量変動の制限範囲からの補償成分の逸脱量に応じて決定されてもよい。

上記の制御ゲイン決定部によれば、制振制御による補償成分の値が、燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱したときには、制御ゲインが低減され、補償成分の値が制限範囲を逸脱しないときには、制御ゲインが増大される。即ち、この場合、制御ゲインが、燃料噴射量変動の制限幅と補償成分に対応する燃料噴射量の変化量との関係によって増減するよう設定されることとなる。この態様によれば、厳密に言えば、制御ゲインの低減が実行される直前に於いて、補償成分の値が、燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱してしまうことになるが、その後、補償成分が燃料噴射量変動の制限にかからないように低減されるので、実質的には、実際にエンジンへ制御指令として与えられる燃料噴射量の要求値又は実行量に於いて、制振制御の補償成分に相当する変動成分の波形を、殆ど変形させずに（周波数特性及び位相特性を殆ど変化させずに）且つ振幅が不必要に低減されることなく反映させることが可能となる。

なお、制御ゲインの変更は、好ましくは、上記の如く、補償成分の値の正負が反転する時点で実行される。補償成分の値の正負が反転する時点に於いては、補償成分の値は０となるので、制御ゲインの変更の前後に於いて補償成分を滑らかに変化させることができ、補償成分に相当する駆動トルク又は車輪トルクの急変を回避しやすくなる点で有利である。即ち、本発明の第一の態様では、上記の構成から理解される如く、制御ゲインの低減は、補償成分の値が燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱したときには、その後に最初に補償成分の値の正負が反転する時点で実行される。そして、補償成分の値の正負が反転する時点に於いて、該時点とその前の補償成分の値の正負が反転した時点との間に於いて補償成分の値が燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しなかったときには、制御ゲインの増大が実行される。

また、上記の本発明の第一の態様の制御ゲインの変更に関して、制御ゲインの低減は、速やかに実行されるべきであるが、制御ゲインの増大は、補償成分の値が燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しなかった場合に即座に応答しなくてもよい。むしろ、制御ゲインを一旦低減した後にすぐに増大すると、その直後に再び補償成分の値が燃料噴射量変動の制限範囲から逸脱し、制御ゲインの増減が頻繁に繰り返される結果と成り得る（そのような場合、結局、車輪トルクの波形が乱れることと成り得る。）。そこで、上記の本発明の第一の態様に於いては、制御ゲインの増減の繰り返しを回避すべく、制御ゲインの増大は、補償成分の値の正負の反転が所定回数生ずる間又は所定の期間に於いて補償成分の値がエンジンの燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しなかったときに実行されるようになっていてよい。

更に、上記の制御ゲインの増大に関して、エンジンの燃料噴射量変動の制限範囲の幅が該制限範囲の予め定められた最大幅に設定されたときには、補償成分の振幅が大きくても燃料噴射量の実行量に於いて波形が歪むことなく反映される可能性が高くなるので、その後最初に補償成分の値の正負が反転する時点に於いて制御ゲインが増大されるようになっていてよい。補償成分の値の正負の反転が所定回数生ずる間又は所定の期間に補償成分の値が燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しないことを待って制御ゲインの増大が実行される場合には、制御ゲインが一旦低減されると、なかなか増大しないこととなるが、燃料噴射量変動の制限範囲の幅がその最大幅に設定された場合に直ぐに制御ゲインが増大されれば、制振制御の作用効果を大きくすることが可能となる。

ところで、制振制御の補償成分の振幅の頭打ちと不必要な低減の回避は、制御ゲインを燃料噴射量の制限幅の増減に応じて設定することによっても達成することができる。従って、本発明の第二の態様として、本発明の制振制御装置の制御ゲイン決定部は、エンジンの燃料噴射量変動の制限範囲の予め定められた最大幅に対する制限範囲の現在の設定幅の比により制御ゲインを決定するようになっていてもよい。かかる構成の場合、燃料噴射量の制限幅の増減に応じて補償成分の振幅を増減することになるので、制御ゲインの演算処理が比較的容易となる。また、この場合にも、制御ゲインの変更の前後での燃料噴射量の実行量の連続性を確保するために、制御ゲインの決定は、補償成分の値の正負が反転する時点に於いて実行されることが好ましい。

総じて、本発明によれば、ディーゼルエンジン車両にて駆動出力制御による制振制御を実行する場合に於いて、エンジンの運転領域によらず、制振制御の補償成分が、その波形が殆ど歪むことなく、燃料噴射量の実行量に反映され、車両に於いて適切な制振制御の作用効果を与えることが可能となる。また、燃料噴射量変動の制限幅が小さく、従前の構成であれば補償成分の振幅が燃料噴射量変動の制限幅を超えるような状況であっても、補償成分の周波数特性と位相特性とは概ね維持され、これにより、燃料噴射量変動の制限による予期しない周波数成分の発生が回避される。そして、本発明によれば、制振制御のために燃料噴射量変動の制限の実行を断念させるといったことがなくなるので、排気清浄化のための燃焼改善及び排気系触媒制御などの目的が保証されることとなる。

上記の本発明の構成に於いて理解されるべきことは、いずれの態様の場合も、制振制御の補償成分の振幅の頭打ちと不用な低減の回避という相反する目的が比較的簡単な演算処理により達成されるということである。特に、補償成分の振幅と燃料噴射量の制限幅とを直接に比較しようとすれば、運転者等の制駆動入力又は操舵入力と外乱入力の大きさにより変動する補償成分の振動成分から振幅を抽出するなどの処理が必要であるところ、本発明によれば、そのような処理をすることなく、制御ゲインの調節が可能となっている。特に、本発明の第一の態様に於いては、補償成分の振幅と燃料噴射量変動の制限幅との相対的な大きさに基づいて、補償成分の振幅が可能な限り増大されるよう制御ゲインが調節されることとなるので、制振制御の効果代をより大きくすることができる点で有利である。

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。

装置の構成
図１は、本発明の制振制御装置の好ましい実施形態が搭載される自動車等の車両を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪１２ＦＬ、１２ＦＲと、左右後輪１２ＲＬ、１２ＲＲを有する車両１０には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダル１４の踏込みに応じて後輪に駆動力又は駆動トルクを発生する駆動装置２０が搭載される。駆動装置２０は、図示の例では、エンジン２２から、トルクコンバータ２４、自動変速機２６、差動歯車装置２８等を介して、駆動トルク或いは回転駆動力が後輪１２ＲＬ、１２ＲＲへ伝達されるよう構成される。エンジン２２は、公知の態様のディーゼルエンジンであり、燃料装置２２ａの作動が、アクセルペダルの踏み込み量及び下記に説明する制御量に応じて決定される駆動トルク要求を達成するよう、エンジンの各気筒の燃料噴射装置２２ｂからの燃料噴射量及び／又はその他のパラメータ（噴射時期、噴射率（単位時間当たりの燃料噴射量）、噴射圧力など。以下、総じて「燃料噴射制御量」と称する。）を調節すべく制御される。なお、簡単のため図示していないが、車両１０には、通常の車両と同様に各輪に制動力を発生する制動装置と前輪又は前後輪の舵角を制御するためのステアリング装置が設けられる。また、車両は、四輪駆動車又は前輪駆動車であってもよい。

エンジン２２の駆動出力の制御パラメータ（基本的には、各気筒への燃料噴射量を含む燃料噴射制御量）は、電子制御装置５０の指令によって調節される。電子制御装置５０は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。電子制御装置５０には、各輪に搭載された車輪速センサ３０ｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）からの車輪速Ｖｗｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）を表す信号と、車両の各部に設けられたセンサからのエンジンの回転速ｎｅ、アクセルペダル踏込量θａ、エンジン冷却水温度（図示せず）、エンジン潤滑油温度（図示せず）、変速機の出力回転速ｎｏ、潤滑油温度（図示せず）、運転者のシフトレバー位置等の信号が入力される。なお、上記以外に、本実施形態の車両に於いて実行されるべき各種制御に必要な種々のパラメータを得るための各種検出信号が入力されてよいことは理解されるべきである。

図２は、電子制御装置５０の内部の構成を制御ブロックの形式で表したものである。同図を参照して、電子制御装置５０は、まず、エンジンの作動を制御する駆動制御装置５０ａと、制動装置(図示せず)の作動を制御する制動制御装置５０ｂと、更に、公知のディーゼルエンジン車両の電子制御装置に装備される各種の制御装置（図示せず）から構成されてよい。なお、駆動制御装置等の各種の制御装置の構成及び作動は、車両の運転中、電子制御装置５０内のマイクロコンピュータ等の処理作動に於いて実現されることは理解されるべきである。

制動制御装置５０ｂには、図示の如く、各輪の車輪速センサ３０ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬからの、車輪が所定量回転する毎に逐次的に生成されるパルス形式の電気信号が入力され、かかる逐次的に入力されるパルス信号の到来する時間間隔を計測することにより車輪の回転速が算出され、これに車輪半径が乗ぜられることにより、車輪速値ｒ・ωが算出される。そして、その車輪速値ｒ・ωは、後に詳細に説明する制振制御を実行するために、駆動制御装置５０ａへ送信されて、車輪トルク推定値の算出に用いられる。なお、車輪回転速から車輪速への演算は、駆動制御装置５０ａにて行われてもよい。その場合、車輪回転速が制動制御装置５０ｂから駆動制御装置５０ａへ与えられる。

駆動制御装置５０ａは、基本的な構成として、アクセルペダルセンサからのアクセルペダル踏込量θａに基づいて運転者の要求するエンジンの駆動トルクの要求値（ディーゼルエンジンの場合、駆動トルクは燃料噴射量に対応するので、要求値の単位は、要求燃料噴射量が採用される。）を決定する駆動トルク要求値決定部５１と、駆動トルク制御による車体のピッチ／バウンス振動制振制御を実行するための、駆動トルク要求値を補償（修正）する補償成分を算出する補償成分決定部５２と、補償成分により補償された駆動トルク要求値に基づいてその要求値を達成するエンジン又は燃料装置の各部の駆動器（図示せず）の制御指令を決定するための燃料噴射制御指令決定部５３とを含んでいる。

かかる基本構成に於いて、駆動トルク要求値決定部５１は、公知の任意の手法によりアクセルペダル踏込量θａ又は自動走行制御装置の要求から要求燃料噴射量を決定するようになっていてよい。補償成分決定部５２は、図示の如く、アクセルペダル踏込量θａ等に基づいて決定された駆動トルク要求値（補償前）を車輪トルク（車輪トルク要求値）に変換した値と、車輪トルク推定器５２ｂにて車輪速ｒ・ωから推定される現に車輪に作用している車輪トルクの推定値とを受信し、後に詳細に説明される態様により、それらの車輪トルク要求値及び推定値に於ける車体にピッチ・バウンス振動を惹起し得る振動成分を低減又は相殺する補償成分を算出する。なお、補償成分決定部は、更に、運転者によるブレーキ操作又はステアリング操作により車輪に生ずる車輪トルクの変化に起因するピッチ・バウンス振動を制振するための補償成分を算出するようになっていてよい。その場合には、図中点線にて示されている如く、車輪トルク推定器５２ｘにてブレーキ操作量又はステアリング操作量に基づいて推定される車輪トルク推定値が補償成分決定部に入力され、要求駆動トルク値と同様に処理されて、補償成分が算出される。ブレーキ操作量又はステアリング操作量に基づく車輪トルクの変化量の推定は、任意の公知の方法により為されてよい。

かくして、補償成分決定部５２で算出された補償成分は、制御ゲイン調節器５２ｃに於いて制御ゲインが乗ぜられ、補償噴射量制限器５２ｄを介して加算器ａ１に於いて駆動トルク要求値（補償前）に重畳される。この点に関し、通常、ディーゼルエンジンの駆動制御装置に於いては、燃料噴射量は、排出ガス中のＮＯｘ又はＰＭなどの物質の増加、スモークの発生、触媒制御が良好に機能しないことによる触媒溶損といった種々の不具合を生じないように調整される。従って、駆動トルク要求値決定部５１の出力する要求燃料噴射量（補償前）は、既に上記の如き不具合の発生しないように適合された値である。制振制御による補償成分は、かかる要求燃料噴射量（補償前）に於いて更に変動を与えることとなるところ、その変動は、上記の如き不具合が発生しない範囲に制限されるべきである（上記の不具合が回避される燃料噴射量の変動の許容可能な範囲は、エンジンの現在の運転状態によって依存する。）。従って、本発明の制御装置では、補償成分が駆動トルク要求値に重畳される前に、補償成分の値を、エンジンの現在の運転状態によって決定される制限範囲に収めるべく、補償噴射量制限器５２ｄにより補償成分の値を制限する（ガードをかける）よう構成されている（制限範囲は、噴射量制限決定部５３ａに於いて決定される。）。また、かかる補償成分の値にガードをかけると、補償成分の変化が頭打ちとなり、その波形が変形してしまい、これにより、良好な制振制御が達成されず、或いは、波形の変化により、周波数特性又は位相特性が変化し、燃料噴射量の実行量に於いて予期しない周波数成分が発生してしまう可能性がある。そこで、補償成分の波形が回避されるように、上記の如く、制御ゲイン調節器５２ｃに於いて補償噴射量制限器５２ｄに於ける補償成分の制限幅に依存して大きさが調節される制御ゲインが補償成分に乗ぜられる。なお、これらの制御ゲイン調節器５２ｃ、補償噴射量制限器５２ｄの詳細は、後述される。

燃料噴射制御指令決定部５３は、上記の如く補償された駆動トルク要求値を受信し、その駆動トルク要求値（補償後）と、そのときのエンジン回転数及び／又はエンジン温度を参照して、予め実験的に又は理論的に定められたマップを用いて、公知の態様にて、燃料噴射量及びその他の燃料噴射制御量の目標値を達成するように、エンジン又は燃料装置の各部の駆動器（図示せず）の制御指令の決定及び各駆動器への制御指令の送信を行う。

なお、本実施形態に於いては、車輪トルクの制御は、駆動装置からの車輪へ伝達される駆動トルクの制御により実行されるが、同時に、制動装置又は操舵装置を適宜作動することによってもなされていてよいことは理解されるべきである。

装置の作動
（ｉ）ピッチ・バウンス制振制御
上記の構成に於いて、図２の補償成分決定部５２にて算出される補償成分によるピッチ・バウンス制振制御は、以下の如き態様にて行われてよい。

（制振制御の原理）
車両に於いて、運転者の駆動要求に基づいて駆動装置が作動して車輪トルクの変動が生ずると、図３（Ａ）に例示されている如き車体１０に於いて、車体の重心Ｃｇの鉛直方向（ｚ方向）のバウンス振動と、車体の重心周りのピッチ方向（θ方向）のピッチ振動が発生し得る。また、車両の走行中に路面状態の変化や風の影響により車輪上に力又はトルク（外乱）が作用すると、その外乱が車両に伝達され、やはり車体にバウンス方向及びピッチ方向の振動が発生し得る。そこで、ここに例示するピッチ・バウンス振動制振制御に於いては、車体のピッチ・バウンス振動の運動モデルを構築し、そのモデルに於いて要求駆動トルク（を車輪トルクに換算した値）又は現在の車輪トルク推定値を入力した際の車体の変位ｚ、θとその変化率ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔ、即ち、車体振動の状態変数を算出し、モデルから得られた状態変数が０に収束するように、即ち、ピッチ／バウンス振動が抑制されるよう駆動装置（エンジン）の駆動トルクが調節される（駆動トルク要求値が修正される。）。

かくして、まず、制振制御に於ける車体のバウンス方向及びピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図３（Ｂ）に示されている如く、車体を質量Ｍ及び慣性モーメントＩの剛体Ｓとみなし、かかる剛体Ｓが、弾性率kfと減衰率cfの前輪サスペンションと弾性率krと減衰率crの後輪サスペンションにより支持されているとする（車体のばね上振動モデル）。この場合、車体の重心のバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数１の如く表される。

ここに於いて、Ｌｆ、Ｌｒは、それぞれ、重心から前輪軸及び後輪軸までの距離であり、ｒは、車輪半径であり、ｈは、重心の路面からの高さである。なお、式（１ａ）に於いて、第１、第２項は、前輪軸から、第３、４項は、後輪軸からの力の成分であり、式（１ｂ）に於いて、第１項は、前輪軸から、第２項は、後輪軸からの力のモーメント成分である。式（１ｂ）に於ける第３項は、駆動輪に於いて発生する車輪トルクＴが車体の重心周りに与える力のモーメント成分である。

上記の式（１ａ）及び（１ｂ）は、車体の変位ｚ、θとその変化率ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔを状態変数ベクトルＸ(t)として、下記の式（２ａ）の如く、（線形システムの）状態方程式の形式に書き換えることができる。
dＸ(t)/dt＝Ａ・Ｘ(t)＋Ｂ・ｕ(t) …（２ａ）
ここで、Ｘ(t)、Ａ、Ｂは、それぞれ、

であり、行列Ａの各要素a1-a4及びb1-b4は、それぞれ、式（１ａ）、（１ｂ）のｚ、θ、ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔの係数をまとめることにより与えられ、
a1=-(kf+kr)/M、a2=-(cf+cr)/M、
a3=-(kf・Lf-kr・Lr)/M、a4=-(cf・Lf-cr・Lr)/M、
b1=-(Lf・kf-Lr・kr)/I、b2=-(Lf・cf-Lr・cr)/I、
b3=-(Lf²・kf+Lr²・kr)/I、b4=-(Lf²・cf+Lr²・cr)/I
である。また、ｕ(t)は、
ｕ(t)＝Ｔ
であり、状態方程式（２ａ）にて表されるシステムの入力である。従って、式（１ｂ）より、行列Ｂの要素p1は、
p1=h/(I・r)
である。

状態方程式（２ａ）に於いて、
ｕ(t)＝−Ｋ・Ｘ(t) …（２ｂ）
とおくと、状態方程式（２ａ）は、
dＸ(t)/dt＝(Ａ−ＢＫ)・Ｘ(t) …（２ｃ）
となる。従って、Ｘ（ｔ）の初期値Ｘ₀(t)をＸ₀(t)＝(0,0,0,0)と設定して（トルク入力がされる前には振動はないものとする。）、状態変数ベクトルＸ(t)の微分方程式（２ｃ）を解いたときに、Ｘ(t)、即ち、バウンス方向及びピッチ方向の変位及びその時間変化率、の大きさを０に収束させるゲインＫが決定されれば、ピッチ・バウンス振動を抑制するトルク値ｕ（ｔ）が決定されることとなる。かかるトルク値ｕ（ｔ）をエンジン駆動トルクの単位に変換した値が制振制御によりエンジンに与えられる補償成分である。

ゲインＫは、所謂、最適レギュレータの理論を用いて決定することができる。かかる理論によれば、２次形式の評価関数
Ｊ＝１／２・∫（Ｘ^ＴＱＸ＋ｕ^ＴＲｕ）ｄｔ …（３ａ）
（積分範囲は、０から∞）
の値が最小になるとき、状態方程式（２ａ）に於いてＸ(t)が安定的に収束し、評価関数Ｊを最小にする行列Ｋは、
Ｋ＝Ｒ^−１・Ｂ^Ｔ・Ｐ
により与えられることが知られている。ここで、Ｐは、リカッティ方程式
-dＰ／dt＝Ａ^ＴＰ＋ＰＡ＋Ｑ−ＰＢＲ^−１Ｂ^ＴＰ
の解である。リカッティ方程式は、線形システムの分野に於いて知られている任意の方法により解くことができ、これにより、ゲインＫが決定される。

上記の評価関数Ｊ及びリカッティ方程式中のＱ、Ｒは、それぞれ、任意に設定される半正定対称行列、正定対称行列であり、システムの設計者により決定される評価関数Ｊの重み行列である。例えば、ここで考えている運動モデルの場合、Ｑ、Ｒは、

などと置いて、式（３ａ）に於いて、状態ベクトルの成分のうち、特定のもの、例えば、ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔ、のノルム（大きさ）をその他の成分、例えば、ｚ、θ、のノルムより大きく設定すると、ノルムを大きく設定された成分が相対的に、より安定的に収束されることとなる。また、Ｑの成分の値を大きくすると、過渡特性重視、即ち、状態ベクトルの値が速やかに安定値に収束し、Ｒの値を大きくすると、消費エネルギーが低減される。

なお、車体のバウンス方向及びピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図３（Ｃ）に示されている如く、図３（Ｂ）の構成に加えて、前輪及び後輪のタイヤのばね弾性を考慮したモデル（車体のばね上・下振動モデル）が採用されてもよい。前輪及び後輪のタイヤが、それぞれ、弾性率ktf、ktrを有しているとすると、図３（Ｃ）から理解される如く、車体の重心のバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数４の如く表される。

ここに於いて、xf、xrは、前輪、後輪のばね下変位量であり、mf、mrは、前輪、後輪のばね下の質量である。式（４ａ）−（４ｂ）は、ｚ、θ、xf、xrとその時間微分値を状態変数ベクトルとして、図３（Ｂ）の場合と同様に、式（２ａ）の如き状態方程式を構成し（ただし、行列Ａは、８行８列、行列Ｂは、８行１列となる。）、最適レギュレータの理論に従って、状態変数ベクトルの大きさを０に収束させるゲイン行列Ｋを決定することができる。

（補償成分決定部の構成）
上記のピッチ・バウンス制振制御のための補償成分Ｕを算出する補償成分決定部５２の制御構成は、図４に示されている。同図を参照して、図２の補償成分決定部５２に於いては、駆動トルク要求決定部５１からの駆動トルク要求値を車輪トルクに換算した値Ｔｗｏと現に車輪に於いて発生している車輪トルク（の推定値）Ｔｗとが（ブレーキ操作量又はステアリング操作量に対応する車輪トルク推定値も合わせて入力されてよい。）、運動モデルへ入力され、運動モデルに於いて、そのトルク入力値Ｔ（＝Ｔｗｏ＋Ｔｗ）を用いて式（２ａ）の微分方程式を解くことにより、状態変数ベクトルＸ(t)が算出される。次いで、その状態ベクトルＸ(t)に、上記の如く状態変数ベクトルＸ(t)を０又は最小値に収束させるべく決定されたゲインＫを乗じた値ｕ(t)が算出され、そのｕ（ｔ）がエンジンの駆動トルク要求値単位の補償成分Ｕ（ｔ）に換算されて加算器ａ１へ向けて送信される（後述の如く、補償成分Ｕには、加算器ａ１に与えられる前に制御ゲイン調節器５２ｃにて制御ゲインが乗ぜられ、噴射量制限器５２ｄで値にガードがかけられる。）。そして、加算器ａ１に於いて、駆動トルク要求値から補償成分Ｕ（ｔ）が差し引かれる。式（１ａ）及び（１ｂ）からも理解される如く、車体のピッチ・バウンス振動システムは、共振システムであり、任意の入力に対して状態変数ベクトルの値は、実質的には、システムの固有振動数（１〜５Ｈｚ程度）を概ね中心とした或るスペクトル特性を有する帯域の周波数成分のみとなる。かくして、Ｕ(t)が要求駆動トルクから差し引かれるよう構成することにより、要求駆動トルクのうち、システムの固有振動数の成分、即ち、車体に於いてピッチ・バウンス振動を引き起こす成分が低減又は除去され、車体に於けるピッチ・バウンス振動が抑制されることとなる。

(車輪トルクの推定)
図４に於ける運動モデルに入力される現に発生している車輪トルクの値は、外乱の作用が反映された値であるので、かかる車輪トルクは、理想的には、各輪にトルクセンサを設け、実際に検出されればよいが、通常の車両の各輪にトルクセンサを設けることは困難である。そこで、図示の例では、車輪トルクの外乱入力として、走行中の車両に於けるその他の検出可能な値から車輪トルク推定器５２ｃ（図２）にて推定された車輪トルク推定値が用いられる。車輪トルク推定値Ｔｗは、典型的には、駆動輪の車輪速センサから得られる車輪回転速ω又は車輪速値ｒ・ωの時間微分を用いて、
Ｔｗ＝Ｍ・ｒ^２・ｄω／ｄｔ …（５）
と推定することができる。ここに於いて、Ｍは、車両の質量であり、ｒは、車輪半径である。［駆動輪が路面の接地個所に於いて発生している駆動力の総和が、車両の全体の駆動力Ｍ・Ｇ（Ｇは、加速度）に等しいとすると、車輪トルクＴｗは、
Ｔｗ＝Ｍ・Ｇ・ｒ …（５ａ）
にて与えられる。車両の加速度Ｇは、車輪速度ｒ・ωの微分値より、
Ｇ＝ｒ・ｄω／ｄｔ …（５ｂ）
で与えられるので、車輪トルクは、式（５）の如く推定される。］なお、車輪トルク推定値は、車輪速ではなく、エンジン回転速、変速機回転速、タービン回転速など、駆動輪に作動的に連結した駆動系の回転軸の回転速から推定されるようになっていてよい。駆動装置のエンジン又はモータの出力軸の回転速ｎｅを用いる場合には、駆動輪の車輪回転速は、
ωe＝ｎｅ×トランスミッション（変速機）ギア比×デフ（差動装置）ギア比 …（６）
により与えられる。また、変速機の出力軸の回転速ｎｏを用いる場合には、
ωo＝ｎｏ×デフギア比 …（７）
により与えられる。そして、式（６）又は（７）の駆動輪の車輪回転速ωの推定値は、式（５）に代入され、車輪トルク推定値が算出される。

(ii)補償成分の制限
既に述べた如く、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の制御に於いては、燃料噴射量は、燃料噴射率や燃料噴射時期の制御或いはＥＧＲ制御によるＥＧＲ実行量、過給機制御による過給圧などの制御量とともに、エンジン回転数及びその他の運転条件（エンジン冷却水又は潤滑油温度等）を参照してエンジン排出ガスの清浄化のための燃焼改善及び排気系触媒制御等の目的に適合するように決定される。即ち、図２の駆動トルク要求値決定部５１の出力する要求燃料噴射量は、そのような、現在の運転状態を考慮して上記の目的に適合するよう調整された値となっている。かかる要求噴射量に対して、制振制御による補償成分を重畳する場合に、補償成分の振幅の大きさが過大であると、燃料噴射量の実行量が、エンジン排出ガスの清浄化のための燃焼改善及び排気系触媒制御等の目的に適合されなくなる可能性があり、好ましくない。そこで、本発明では、補償成分による燃料噴射量の変動が排気清浄化等の目的に対する適合状態を担保する制限範囲内となるように、かかる範囲を逸脱する補償成分の変位が禁止され、これにより、燃料噴射量の実行値に於ける過剰な変動が回避される。

図２のシステムに於いて、補償成分の値の制限範囲、即ち、範囲の上限値及び下限値は、噴射量制限決定部５３ａに於いて、現在のエンジン回転数と燃料噴射量とをパラメータとするマップにより与えられる。かかるマップは、車両の実際の走行中に於いて想定されるエンジン回転数と燃料噴射量の任意の組合せに於いて、エンジン排出ガスの清浄化のための燃焼改善及び排気系触媒制御等の目的に適合する燃料噴射量の許容可能な範囲を、予め実験的又は理論的に検出又は決定することにより構成されてよい。マップからの上限・下限値の選択に際しては、エンジン回転数は、回転数センサにより検出されたものであってよく、燃料噴射量は、現在の燃料噴射量の実行値又は要求燃料噴射量であってよい。［この点に関し、制振制御により与えられる燃料噴射量の変動量は、総燃料噴射量に比べて十分に小さく、マップからの上限・下限値の選択に於いて、現在のエンジンの運転状態を参照するための燃料噴射量の値は、制振制御による補償がなされた燃料噴射量の値とかかる補償が為されていない燃料噴射量の値のいずれを用いても実質的に変わらないことが実験的に見出されている。］また、上限値及び下限値は、補償前の要求噴射量からの許容可能な変動幅、即ち、制限幅により与えられ、典型的には、上側と下側とで同じ値であってよいが、互いに異なっていてもよい。そして、マップより選択された上限・下限値は、補償噴射量制限器５２ｄへ与えられ、補償噴射量制限器５２ｄは、補償成分が上限値又は下限値を越えて制限範囲から逸脱するときには、補償成分の値を上限値又は下限値に強制的に一致させる（所謂、上下限ガード処理が実行される。）。

（iii）制御ゲインの決定
上記の如く、補償成分の制限処理を実行すると、補償成分の変動が頭打ちになる場合があり、これにより、制振制御の要求する車輪トルクの変化が達成されず、また、補償成分の変動波形が変形されることにより、補償成分に対応する車輪トルク変化の周波数特性、位相特性が変化し、車輪トルクに於いて予期しない周波数成分が発生する場合がある。図５は、かかる補償成分の制限処理による補償成分の波形の変形の例を示したものである。

同図を参照して、今、或る要求噴射量（要求値(補償前)−丸点線）が駆動トルク要求値決定部５１から与えられ、そのときのエンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて燃料噴射量の変動の制限幅が図示の如く与えられているとする。制振制御による補償成分は、典型的には、正弦波成分からなっているので、補償成分が重畳された（補償が為された）燃料噴射量の要求値は、細点線の如く変位することとなる。しかしながら、変動上限値及び変動下限値を越える補償成分の変位は、禁止されるので、補償成分の振幅が制限幅を逸脱するときには、変位が図中実線にて示されている如く頭打ちになる状態にて制限される。かかる波形の頭打ち（変形）が生ずると、制振制御に於いて予定外の周波数・位相成分を有する振動成分が発生し、制振制御の効果を悪化させるだけでなく、かかる振動成分によって、車体に於いて抑制されるべきピッチ・バウンス振動を増幅したり、別の振動を惹起する事態も生じ得る（補償成分の波形は、端的に述べれば、車体に発生し得るピッチ・バウンス振動の起振力に対して逆相に車輪トルクを変化させるよう調製されるものであるが、制振制御の実行によって、補償成分と異なる周波数・位相の振動成分が車輪トルクに於いて生ずると、制振制御によって起振力を増幅したり、別の周波数の起振力を発生させてしまうことに成り得る。）。

図５に例示されている如き補償成分による燃料噴射量の変動波形の変形を回避し、補償成分の周波数特性と位相特性が維持されるように、即ち、補償成分の正弦波成分の波形が維持されるようにするためには、補償成分の制御ゲイン、即ち、エンジンの駆動トルク制御に於ける補償成分の寄与を調節するために補償成分に乗ぜられる乗数、を低減すればよい。しかしながら、燃料噴射量変動の制限幅は、エンジンの運転状態（エンジン回転数、燃料噴射量）によって変化するので、補償成分が如何なる場合も頭打ちにならないよう低減してしまうと、制限幅の大きいときには、補償成分の振幅が、大きくできるにもかかわらず、低く抑え込まれることとなってしまい、制振制御の作用効果が小さくなる。

そこで、本発明では、下記に説明される態様にて、補償成分の周波数特性と位相特性が維持されるように且つ補償成分の振幅が不要に低減されないように、補償成分の振幅の大きさと燃料噴射量変動の制限幅とに基づいて制御ゲインを可変に調節する構成（制御ゲイン調節器５２）が設けられる。制御ゲイン調節器５２ｃの制御処理では、端的に述べれば、基本的には、噴射量制限値決定部５３ａから与えられる噴射量変動の上限値・下限値と補償成分の値とを比較し、補償成分の半周期に於いて、補償成分の値が上限値又は下限値を越えて変位したときには、その後、補償成分の変位が０になったとき（その半周期の終了時）に制御ゲインが低減される。一方、補償成分の半周期に於いて、補償成分の値が上限値又は下限値を越えなかったときには、その半周期の終了後、下記に説明されるいずれかの態様にて制御ゲインが増大される。理解されるべきことは、制御ゲインの変更は、低減する場合も増大する場合も、補償成分の変位が０になった時に実行され、これにより、制御ゲインの変更の前後に於ける補償成分の急激な変化を回避することができる（補償成分が有意な変位を有している間に制御ゲインを変更すると、補償成分の変化によって予期しない周波数成分が発生することとなる。）。

図６は、制御ゲイン調節器５２に於ける制御ゲイン決定の制御処理をフローチャートの形式で表したものであり、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の制御ゲイン決定処理のいくつかの態様により決定された制御ゲインを用いて得られる補償成分により補償された燃料噴射量の実行量の変化の例を示している。図６の処理は、車両の走行中に制振制御が実行される間繰り返し実行されてよい。

図６に例示の制御処理サイクルに於いては、まず、噴射量変動の上限値及び下限値が取得される（ステップ１０）。次いで、補償成分の正負の符号が反転したことを検出して補償成分の変位が０であるか否かが判定される（ステップ２０）。補償成分の変位が０でないときには、補償成分の値と噴射量変動の上限値・下限値との大小関係を参照することにより、補償成分の値が制限範囲内に在るか否かが判定され（ステップ３０）、補償成分の値が制限範囲から逸脱したときには、ガードフラグをＯＮに設定して（ステップ４０）、現在の補償成分の振動半周期に於いて制限範囲の逸脱があったことが記憶される。

以上の制御サイクルが繰り返されるうちに、補償成分の変位が０となり、補償成分の正負の符号の反転が検出されると、ガードフラグがＯＮであるか否かが判定される（ステップ５０）。ここで、ガードフラグがＯＮであるとき、今終了した振動半周期に於いて補償成分の値の制限範囲の逸脱があったことになるので、制御ゲインの低減が実行される（ステップ６０）。そして、制御ゲインの変更が実行されると、ガードフラグがＯＦＦにされる（ステップ９０−ステップ２０で符号の反転が検出されると一つの半周期が終了したことになる。）。なお、制御ゲインのガード処理が実行され（ステップ８０）、制御ゲインが過剰に低減されることを回避するようになっていてもよい。また、後に説明される制御ゲインの増大の場合にも、ガード処理が実行され、制御ゲインは値が１．０を越えないようにその増大が制限される。

上記の如き制御ゲインの低減による補償成分（燃料噴射量の実行量）の変化が、図７（Ａ）の左方に於いて例示されている。同図を参照して、補償成分の変位は、図７（Ａ）の左端から０点（補償前要求値）を通過した後に増大し、その後、制限値（上限値）を越えたとする。そうすると、その後、変位が低減して０点を通過するときに、制御ゲインの低減が実行される（図中、「減」と表示された時点）。次いで、次の半周期の間、再度、制限値（下限値）を越える場合には、次の０点に於いて更に制御ゲインが低減される。かくして、制御ゲインの低減が実行されるにつれて、補償成分の値をその周波数・位相特性を維持しつつ制限されないようにすることが可能となる。なお、ここに於いて、制御ゲインの低減量は、予め任意に設定された量であってもよく、補償成分の値の絶対値と上限値又は下限値の絶対値との差又は比に応じて決定されてもよい。前者の場合には、上記の如く、制御ゲインの低減後に始まる振動半周期に於いて再度補償成分の値の制限範囲の逸脱が生ずる可能性がある一方、後者の場合は、その可能性は低くなるが、演算量が増大する。いずれにするかは、装置の設計時に任意に選択されてよい。

再び図６を参照して、補償成分の変位が０となったときに、ガードフラグがＯＦＦであるとき（ステップ５０）には、今終了した振動半周期に於いて補償成分の値の制限範囲の逸脱がなかったことになるので、制御ゲインを増大し（ステップ７０）、これにより、制振制御の寄与を増大することができることとなる（ただし、制御ゲインは、１．０を越えて増大はされない。）。そこで、ステップ７０に於いて、制御ゲインの増大の第一の態様として、一つの半周期が終了する毎に補償成分の値の制限範囲の逸脱がなかったときには、制御ゲインを増大するようになっていてよい（ステップ７０（ｉ））。この態様に於ける補償成分の変化が、図７（Ａ）の「実行量」の右方に例示されている。この場合、同図から理解される如く、制御ゲインが低減された後（図示の例では、二回低減された後）、続く半周期に於いて補償成分の値の制限範囲の逸脱がなければ、その半周期の終了時に制御ゲインが増大される（「増」と付された時点）。そして、更にそれに順次続く半周期のそれぞれに於いて補償成分の値の制限範囲の逸脱がなければ、半周期の終了毎に制御ゲインが増大され、かくして、補償成分の寄与が増大され、良好な制振制御が達成されることとなる。

しかしながら、図示されていないが、燃料噴射量の変動制限幅がそのままか狭くなる場合、制御ゲインが増大された後、その直後の半周期に於いて、補償成分の値の制限範囲の逸脱が発生し、再度、制御ゲインの低減が実行される事態が発生し得る。即ち、制御ゲインの増減が頻繁に繰り返され、これにより、制御の安定性が損なわれることと成り得る（実際、波形の頭打ちが生ずる機会が多くなるであろう。）。そこで、ステップ７０の第二の態様として、制御ゲインの増大は、補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない半周期が所定回数繰り返されたとき又は補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない状態が所定時間以上継続したときにのみ実行されるようになっていてよい（ステップ７０（ii））。

かかる制御ゲイン増大の態様を実行するために、図６の制御処理に於いて、更に、制御ゲインが変更されたとき（低減された場合及び増大された場合の双方を含む。）から補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない半周期が連続して繰り返される回数の計数又は所定時間の計時を行うためのカウンタが準備され、カウンタ処理（制御ゲイン保持カウンタ処理）が行われるようになっていてよい。例えば、補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない状態が所定時間以上継続したときにのみに制御ゲインの増大を実行する場合には、図６に於いて１点鎖線にて示されているステップ１００が設けられ、ここに於いて、ガードフラグがＯＮのとき又は制御ゲインの変更があったときに、カウンタがリセットされ、その後、制御サイクルが反復される間に於いて、ガードフラグがＯＦＦであり且つ制御ゲインの変更がないときにカウンタ値が増大されるようカウンタ処理が実行される。そして、ステップ７０の処理では、カウンタ値が所定値以上になっているときにのみ制御ゲインの増大が実行される（その後のステップ１００に於いてカウンタ値がリセットされる。）。また、補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない半周期が連続して繰り返される回数が所定値以上になったときに制御ゲインの増大を行う場合には、ステップ８０〜９０の前後の任意の位置にてステップ１００と同様のカウンタ処理が実行されるようになっていてよい（その場合、補償成分の正負符号の反転があったときのみカウンタ処理が実行される。ガードフラグの判定は実行されなくてよい。）。

図７（Ｂ）は、制御ゲインの増大を上記の第二の態様にて実行した場合の補償成分の変化を例示するものである。同図を参照して、制御ゲインの低減（同図左方）は、上記の図７（Ａ）の場合と同様に実行されるが、補償成分の値の制限範囲の逸脱が発生しない場合には、しばらくの間（図示の例では、２半周期分）、制御ゲインが保持され（「保持」と付された時点で制御ゲインの変更が為されない。）、その後更に補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない状態が続く場合に制御ゲインの増大が実行される。

ところで、上記の二つの態様に於いて、制御ゲイン増大時の増大量は、予め定められた量にて実行されてよいが、一回の増大量が、噴射量の制限幅と補償成分の振幅との差分に比して小さいときには、制御ゲインの増大が遅くなり、従って、制振制御の寄与を大きくなるまでに時間を要することとなる。また、特に第二の態様の場合は、補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない状態がしばらく継続するのを待ってから制御ゲインを増大するようになっているので、制御ゲインが十分に増大するまでの時間が更に長くなる。そこで、ステップ７０の制御ゲインの増大の第三の態様として、噴射量変動の制限幅が噴射量制限決定部５３ａに於いてその最大幅に設定されたときには、制御ゲインをその最大値である１に設定するようになっていてよい（ステップ７０（iii））。ここで、燃料噴射量変動の制限幅の最大幅とは、要すれば、エンジンの運転状態によって燃料噴射量変動の上限値・下限値を決定するマップ内に於いて上限値・下限値の絶対値が最大になるときの幅である。上限値・下限値の絶対値が最大になるときには、燃料噴射量の変動の制限を実行する必要性が最も低くなる（通常、補償成分の振幅は、如何なる場合も燃料噴射量の変動の最大幅以内に収まるよう調節される。）。従って、その場合には、制御ゲインをその最大値まで増大させて、制御ゲインの調節による補償成分の振幅の低減が実行されないようになっていてよい。かかる構成によれば、上記二つの制御ゲイン増大の態様よりも速やかに燃料噴射量に於ける補償成分の寄与を増大することが可能となる。

上記の第三の態様の実行する場合の処理は、図６のステップ７０に於いて燃料噴射量変動の制限幅（上限値・下限値の絶対値）が最大幅になっているか否かを判定し、制限幅が最大幅に設定されているときには、制御ゲインが１．０に設定される。制限幅が最大値になっているか否かは、噴射量制限決定部５３ａに於いて知ることができるので、制御ゲイン調節器５２ｃは、噴射量制限決定部５３ａから制限幅が最大値になっているか否かの情報を受容するようになっていてよい。なお、この場合、ステップ７０に於いて、前記の第二の態様に於けるカウンタ値の判定による制御ゲインの増大も実行されるようになっていてよい。制限幅が最大幅に設定されているときには、カウンタ値判定に基づく制御ゲインの保持・増大の決定を凌駕して制御ゲインの増大が実行される。

図７（Ｃ）は、制御ゲインの増大を、上記の第二の態様に追加して第三の態様にて実行した場合の補償成分の変化を例示するものである。同図を参照して、制御ゲインの低減（同図左方）は、上記の図７（Ａ）の場合と同様に実行され、補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない場合には、しばらくの間（図示の例では、２半周期分）、制御ゲインが保持されるが、その後、制限幅が最大幅に設定されたときには、制御ゲインが１．０まで増大される（「増→１．０」と付された時点）。

(iv)制御ゲインの適用
上記の如く制御ゲイン調節器にて決定された制御ゲインは、補償成分決定部５２からの補償成分に乗ぜられ、補償成分は、既に触れたように、噴射量の単位に変換されて、補償噴射量制限器５２ｄに通された後、加算器ａ１にて要求噴射量（補償前）に重畳される。かかる処理では、図６により決定される制御ゲインをλとして、制振制御の補償成分Ｕは、制御ゲインλが乗ぜられて、
λ・Ｕ …（８）
として加算器ａ１へ向けて出力される。

（ｖ）制御ゲインの決定の更なる態様
補償成分の周波数特性と位相特性が維持されるように且つ補償成分の振幅が不要に低減されないようにするための制御ゲインの調節は、燃料噴射量変動の制限幅の大きさに基づいて制御ゲインを増減させることによっても達成することができる。具体的には、噴射量制限決定部５３ａにて現在のエンジン運転状態に基づいて選択される上限・下限値の大きさと、かかる上限・下限値の大きさの最大値を用いて、制御ゲインλは、
λ＝（現在の上限・下限値の大きさ）／（上限・下限値の大きさの最大値）…（９）
により与えられてよい（上下で制限幅が異なるときには、比率の小さい方を選択すべきであろう。）。既に触れたように、上限・下限値の大きさが最大値に設定されているときには、補償成分の変位は、制限を受けないものとすることができるので、現在の上限・下限値の大きさが上限・下限値の大きさの最大値に一致するときには、制御ゲインλ＝１に設定される。なお、上記の如く制御ゲインを決定する場合も、制御ゲインの変更自体は、制御ゲインの変更の前後での補償成分の変位の連続性を確保するために、補償成分の変位が０となっているときに実行されることが好ましい。

図８は、制御ゲインを式（９）により決定し、制御ゲインの変更を補償成分の変位が０となっているときに実行した場合の補償成分の変化を例示するものである。同図の左端から参照して、上限・下限値が低減して制限幅が狭くなると、その後に補償成分（実行量）の変位が０に成ったときに、制御ゲインの低減が実行される。その後、制限幅が広くなったときにも、制御ゲインの増大は、補償成分（実行量）の変位が０に成ったときに実行され、補償成分の値の連続性が確保されることとなる。

かくして、上記の実施形態によれば、補償成分の周波数特性と位相特性が維持されるように且つ補償成分の振幅が不要に低減されないように、補償成分を燃料噴射量の実行量に反映させることが可能となる。理解されるべきことは、上記のいずれの態様に於いても、補償成分の振幅を検出することなく、制御ゲインの調節が適切に実行される点である。補償成分の振動特性、即ち、振幅、位相、周波数は、振動を発生し得る起振力の特性に依存するので（周波数は、基本的には、共振周波数近傍である）、振幅を検出するためには、通常であれば、補償成分の周波数解析などの演算処理が必要となるが、本発明に於いては、補償成分の変位と燃料噴射量変動の制限値との大小関係又は燃料噴射量変動の制限値とその最大値との関係によって、簡便に且つ適切に制御ゲインの調節が可能となっている。

以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。

例えば、上記の実施形態に於ける車輪トルク推定値は、車輪速から推定されるものであるが、車輪トルク推定値が車輪速から以外のパラメータから推定されるものであってもよい。また、上記の実施形態に於ける制振制御は、運動モデルとしてばね上又はばね上・ばね下運動モデルを仮定して最適レギュレータの理論を利用したピッチ・バウンス振動の制振制御であるが、本発明の概念は、車輪トルクを利用するものであれば、ここに紹介されているもの以外の運動モデルを採用したもの或いは最適レギュレータ以外の制御手法により任意の車体振動の制振を行うものにも適用され、そのような場合も本発明の範囲に属する。

また、図２の例では、制振制御による駆動出力の補償演算を行う際の制御指令が要求燃料噴射量の単位にて表され、処理されているが、燃料噴射量を車輪トルク値又は駆動トルク値の単位に換算するようにして、駆動トルク要求値をトルクの単位で表して演算処理が実行されるようになっていてもよい。

図１は、本発明による制振制御装置の好ましい実施形態が実現される自動車の模式図を示している。 図２は、図１の電子制御装置の実施形態の内部構成を制御ブロック図の形式で表したものである。駆動トルク要求値決定部５１、燃料噴射制御指令決定部５３には、図示されているもの以外の、例えば、エンジン温度等の種々のパラメータが入力されてよい。 図３Ａは、本発明の好ましい実施形態の制振制御の作動に於いて抑制される車体振動の状態変数を説明する図である。図３Ｂは、本発明の好ましい実施形態の制振制御に於いて仮定される車体振動の力学的運動モデルの一つである「ばね上振動モデル」について説明する図であり、図３Ｃは、ばね上・ばね下振動モデルについて説明する図である。 図４は、本発明の好ましい実施形態に於ける補償成分決定部の構成を制御ブロック図の形式で表した図である。 図５は、制振制御による補償成分に対して制限処理を実行した場合の燃料噴射量の実行量（実太線）の時間変化を示している。点線は、補償成分をそのまま要求燃料噴射量に重畳した場合の時間変化、一点鎖線は、燃料噴射量変動の制限値（上限値・下限値）、丸点線は、補償成分が重畳されていない要求燃料噴射量の値を、それぞれ、示している。 図６は、制御ゲイン調節器５２ｃに於ける制御ゲイン決定の処理をフローチャートの形式で表したものである。 図７は、図６の制御処理により決定される制御ゲインが乗ぜられた補償成分にて補償された燃料噴射量の実行量の時間変化を示している。一点鎖線は、燃料噴射量変動の制限値（上限値・下限値）、丸点線は、補償成分が重畳されていない要求燃料噴射量の値を、それぞれ、示している。図７（Ａ）は、補償成分の振動半周期毎に制御ゲインの増減を実行した場合であり、図７（Ｂ）は、制御ゲインの増大を、補償成分の値の制限範囲の逸脱の発生しない状態が所定期間継続してから実行した場合であり、図７（Ｃ）は、燃料噴射量変動の制限幅がその最大幅に設定されたときに、制御ゲインをその最大値に増大する場合である。図中、「減」と付されている時点で制御ゲインの低減が実行され、「増」と付されている時点で制御ゲインの増大が実行される。「保持」と付されている時点では、制御ゲインは、そのまま保持される。 図８は、制御ゲインを燃料噴射量変動の制限幅とその最大幅との比（式（９））により決定した場合の制御ゲインが乗ぜられた補償成分にて補償された燃料噴射量の実行量の時間変化を示している。一点鎖線は、燃料噴射量変動の制限値（上限値・下限値）、丸点線は、補償成分が重畳されていない要求燃料噴射量の値を、それぞれ、示している。

符号の説明

１０…車体
１２ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪
１４…アクセルペダル
２０…駆動装置
２２…ディーゼルエンジン
２２ａ…燃料装置
３０ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪速センサ
５０…電子制御装置
５０ａ…駆動制御装置
５０ｂ…制動制御装置

Claims (5)

1. ディーゼルエンジンを駆動装置とする車両の駆動出力を制御して前記車両の車体振動を抑制する車両の制振制御装置であって、前記車両の車輪と路面との接地個所に於いて発生する前記車輪に作用する車輪トルクに基づいて前記車体振動の振幅を抑制する前記車輪トルクを補償する補償成分を算出する補償成分算出部と、該補償成分を前記エンジンに対する駆動トルクの要求値に重畳する際の前記補償成分の制御ゲインを決定する制御ゲイン決定部とを含み、前記制御ゲイン決定部が、前記補償成分の値の正負が反転する時点に於いて、該時点と該時点の前の前記補償成分の値の正負が反転した時点との間の期間に於いて前記補償成分の値が前記エンジンの運転状態に基づいて決定される燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱したときには前記制御ゲインを低減し、前記期間に於いて前記補償成分の値が前記エンジンの燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しなかったときには、前記制御ゲインを増大することを特徴とする装置。
2. 請求項１の装置であって、前記制御ゲインが、前記補償成分の値の正負の反転が所定回数生ずる間に又は所定の時間に亙って前記補償成分の値が前記エンジンの燃料噴射量変動の制限範囲を逸脱しなかったときに増大されることを特徴とする装置。
3. 請求項１乃至２の装置であって、前記エンジンの燃料噴射量変動の制限範囲の幅が該制限範囲の予め定められた最大幅に設定されたときには、その後最初に前記補償成分の値の正負が反転する時点に於いて前記制御ゲインがその最大値まで増大されることを特徴とする装置。
4. ディーゼルエンジンを駆動装置とする車両の駆動出力を制御して前記車両の車体振動を抑制する車両の制振制御装置であって、前記車両の車輪と路面との接地個所に於いて発生する前記車輪に作用する車輪トルクに基づいて前記車体振動の振幅を抑制する前記車輪トルクを補償する補償成分を算出する補償成分算出部と、該補償成分を前記エンジンに対する駆動トルクの要求値に重畳する際の前記補償成分の制御ゲインを決定する制御ゲイン決定部とを含み、前記制御ゲイン決定部が、前記エンジンの運転状態に基づいて決定される燃料噴射量変動の制限範囲の予め定められた最大幅に対する前記制限範囲の現在の設定幅の比により前記制御ゲインを決定することを特徴とする装置。
5. 請求項４の装置であって、前記制御ゲインの決定が前記補償成分の値の正負が反転する時点に於いて実行されることを特徴とする装置。

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