JP5158333B2

JP5158333B2 - サスペンション制御装置

Info

Publication number: JP5158333B2
Application number: JP2007254575A
Authority: JP
Inventors: 伸茂若松; 隆介平尾
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: CN101474953A; JP2009083614A; CN101474953B

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられるサスペンション制御装置に係り、特にスカイフック制御理論や現代制御理論等の制御理論を用いたサスペンション制御装置に関する。

スカイフック制御理論は、車体を空から吊り下げて固定し、車体と空との間にショックアブソーバを支持するように考えたもので、この理論に従って制御指令値を生成し、これをショックアブソーバに入力することにより、制振性能の向上を図るようにするものであり、近時、自動車等の車両用のサスペンション制御装置に、比較的多く採用されるようになってきている。
スカイフック制御を実現するため、通常は、ばね上絶対速度と、ばね上・ばね下相対速度が必要とされている。従来のサスペンション制御装置の一例として、３つのばね上加速度センサと各輪に車高センサ又はばね下加速度センサとを、用いた装置がある。
しかし、この装置ではセンサの数が多く、これに伴い構成が複雑化し、装置コストの増大や設置の困難性を招くという問題があった。

この問題に対し、特許文献１に示されるサスペンション制御装置（以下、特許文献１の制御装置という。）では、ばね上加速度センサから検出したばね上速度と前輪の車輪速をフィルタ処理して求めたピッチレイトから後輪のばね上速度を演算し、このばね上速度から相対速度を算出するようにしている。この特許文献１の制御装置に用いられるコントローラの大略構成を示す図８に基づいて説明する。
すなわち、この特許文献１の制御装置は、図８に示すように、車体のフロントに設けられてフロントばね上加速度を検出するばね上加速度センサ１と、ばね上加速度センサ１が検出したフロントばね上加速度信号を積分処理する積分処理部２と、積分処理部２からの積分処理信号をB.P.F処理してフロントばね上速度を算出するB.P.F処理部（バンドパスフィルタ処理部。以下、適宜、第１B.P.F処理部３という。）と、第１B.P.F処理部３からフロントばね上速度に基づいてフロントばね上／ばね下相対速度を算出するフロント相対速度算出部４と、を備えている。

この特許文献１の制御装置は、さらに、車輪速センサ５、B.P.F処理部（以下、適宜、第２B.P.F処理部６という。）、係数乗算部７、リアばね上速度演算部８、リア相対速度算出部９、及びスカイフック演算部１０を備えている。
車輪速センサ５は、前輪の近傍に設けられてフロント車輪速度を演算する。
第２B.P.F処理部６は、車輪速センサ５からのフロント車輪速度をバンドパスフィルタ処理してフロント車輪速度に含まれる所定周波数のピッチング成分を抽出する。
係数乗算部７は、第２B.P.F処理部６で抽出されたピッチング成分に所定の係数を乗算してピッチレート（ピッチ速度）を算出する。
リアばね上速度演算部８は、係数乗算部７において算出されたピッチレート、及び第１B.P.F処理部３を介して得られたフロントばね上速度の入力を受けてリアばね上速度を算出する。
リア相対速度算出部９は、リアばね上速度演算部８により算出されたリアばね上速度に基づいてリアばね上／ばね下相対速度を算出する。
スカイフック演算部１０は、フロントアクチュエータに対してはフロントばね上速度及びフロント相対速度を用いてスカイフック制御のための減衰力指令値（アクチュエータ指令電流）を算出して当該減衰力指令値でフロントアクチュエータを制御し、リアアクチュエータに対してはリアばね上速度及びリア相対速度を用いてスカイフック制御のための減衰力指令値（アクチュエータ指令電流）を算出して当該減衰力指令値でフロントアクチュ
エータを制御する。

しかしながら、特許文献１の制御装置では、車輪速をフィルタ処理のみ行ってピッチレイトを算出する場合、加減速によって発生する車輪速変化にはフィルタの性能上対応できないため、ピッチレイトの再生精度が悪化し、また周波数によっては位相ずれを生じるという問題がある。
また、特許文献１の制御装置では、ブレーキやアクセル操作により車両が加減速されて車体速が大きく変化してしまうと、第２B.P.F処理部６が車体速変化に対応しきれず、ピッチ速度の演算に不具合が生じてしまう、換言すれば車体加減速による影響が大きいという問題があった。

さらに、特許文献１の制御装置は、ばね上上下速度からばね上／ばね下相対速度を推定する方法は備えているが、その具体的な方法は示されていない。そして、この推定方法としては、例えばオブザーバ（カルマンフィルタ）を用いた推定方法を採用することが想像される。しかし、ばね上上下速度を入力としてばね上／ばね下相対速度を推定する場合、推定可能な状態量がばね上／ばね下間相対変位となることから、ばね上／ばね下相対速度を推定するために、上記推定により得たばね上／ばね下間相対変位をさらに微分処理する必要があり、その分、演算処理の増大を招くという問題がある。
また、特許文献１の制御装置は、ロール変化分を考慮してない。このため、左右の上下変化に大きな違いがあるロール挙動が大きいとき、正確に四輪全てのばね上上下速度を推定することができないという問題がある。
特開平８−２３０４３３号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、制御指令値の算出を、ばね上加速度センサとしては１つに抑えて四輪対応のショックアブソーバに対して個別に行えて、構成の簡易化及び精度高い制御の実現を達成できるサスペンション制御装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、車両の車体と四輪夫々との間に介装され減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバに制御理論に基づいて得られる減衰力指令値を入力して該減衰力指令値に基づく減衰特性を発生させる制御手段と、を備えたサスペンション制御装置において、前記車体の１箇所のばね上加速度を検出するばね上加速度検出手段と、前記車体のロール加速度及びピッチ加速度を夫々、検出するロール加速度検出手段及びピッチ加速度検出手段と、前記ばね上加速度検出手段が検出したばね上加速度と、前記ロール加速度検出手段が検出したロール加速度と、前記ピッチ加速度検出手段が検出したピッチ加速度と、前記ばね上加速度検出手段と四輪夫々のショックアブソーバとの間の左右方向の距離と、前記ばね上加速度検出手段と四輪夫々のショックアブソーバとの間の前後方向の距離とから四輪夫々のばね上加速度を演算する四輪ばね上加速度演算手段と、
該四輪ばね上加速度演算手段が演算した四輪のばね上加速度及び前記制御手段が出力する減衰力指令値から四輪のばね上ばね下の相対速度を推定するオブザーバと、を備え、前記ロール加速度検出手段は、操舵角および車速から推定横加速度を算出し、該推定横加速度と車体に作用する横加速度を検出する横加速度センサの検出値とからロール加速度を算出して、前記制御手段は、前記オブザーバが求めた四輪のばね上ばね下の相対速度を用いて四輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のサスペンション制御装置において、前記ピッチ加速度検出手段は、車輪速を用いてピッチ加速度を検出することを特徴とする。

本願発明によれば、車体の１箇所のばね上加速度を検出するばね上加速度検出手段、ロール加速度検出手段、ピッチ加速度検出手段の各検出データから四輪ばね上加速度演算手段が四輪のばね上加速度を演算し、制御手段が、四輪ばね上加速度演算手段で演算された四輪のばね上加速度を用いて四輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めるので、左右前輪を一の前輪、左右後輪を一の後輪としてのみ算出する従来技術に比して、制御指令値ひいては各輪に対応したショックアブソーバの減衰力発生制御を精度高く行うことができる。また、ばね上加速度検出手段として１つのばね上加速度センサを用いて、四輪対応の各ショックアブソーバに対して、制御指令値を個別に算出できるので、ばね上加速度センサを２個以上備える従来技術に比して、構成を簡易化できる。

また、オブザーバが、四輪ばね上加速度演算手段が演算した四輪のばね上加速度を用いて四輪のばね上ばね下の相対速度を推定しており、ばね上上下速度から推定されるばね上／ばね下間相対変位をさらに微分して、ばね上／ばね下間相対速度を得るようにした従来技術に比して、演算処理を短縮させることができる。
さらに、ばね上加速度検出手段の位置に応じた四輪夫々のばね上加速度を演算することができる。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づき、図８を参照して説明する。
図８に示す部材と同等の部材は、同等の符号を付し、その説明は適宜、省略する。
図１において、自動車（車両）を構成する車体と４個の車輪１１（図は１輪分のみ記載している。）との間には、スプリング１２と減衰特性を調整可能な減衰力可変ダンパ１３とが並列に介装されており、これらが車体１４を支持している。ダンパ１３及びスプリング１２は、４個の車輪に対応して夫々４個設けられているが、便宜上、そのうち一つのみを図示している。
車体１４の一箇所には当該箇所における上下方向の加速度（ばね上上下加速度。以下、適宜、ばね上加速度という。）を検出するばね上加速度センサ１が設けられている。
ダンパ１３は、図示しない減衰力発生部と、この減衰力発生部を駆動するアクチュエータ１５とを備えている。

また、自動車には、図２に示すように、操舵角センサ１６、車速センサ１７、横加速度センサ１８及び四輪に対応して配置される車輪速センサ５が設けられている。
ばね上加速度センサ１及びアクチュエータ１５、操舵角センサ１６、車速センサ１７、横加速度センサ１８及び車輪速センサ５にコントローラ（制御手段）２０が接続されている。
コントローラ２０は、図２に示すように、微分処理部２１（ピッチ加速度検出手段）、B.P.F処理部（以下、ピッチ加速度B.P.F処理部という。ピッチ加速度検出手段）２２、係数乗算部（以下、第１係数乗算部という。ピッチ加速度検出手段）２３、推定横加速度算出部２４、路面入力影響の横加速度算出部（ロール加速度検出手段）２５、B.P.F処理部（以下、ロール加速度B.P.F処理部という。ロール加速度検出手段）２６、係数乗算部（以下、第２係数乗算部という。ロール加速度検出手段）２７、四輪ばね上加速度演算部（四輪ばね上加速度演算手段）２８、積分処理部（以下、四輪対応積分処理部という。）２９、四輪相対速度演算部（四輪相対速度算出手段）３０、及びスカイフック演算部３１を備えている。

微分処理部２１は、車輪速センサ５が得た車輪速情報から車輪加速度を求める。
ピッチ加速度B.P.F処理部２２は、微分処理部２１からの車輪加速度信号をB.P.F（バンドパスフィルタ）処理してピッチ加速度成分を抜き出す。
第１係数乗算部２３は、ピッチ加速度B.P.F処理部２２で抜き出されたピッチ加速度成分に所定の係数を乗算してピッチ加速度を算出する。

推定横加速度算出部２４は、操舵角センサ１６が得た操舵角情報と、車速センサ１７が得た車速情報とから、操舵により発生する「旋回影響の横加速度」（推定横加速度）を求める。
路面入力影響の横加速度算出部２５は、推定横加速度算出部２４が得た「旋回影響の横加速度」と、横加速度センサ１８が得た横加速度情報とから「路面入力影響の横加速度」を求める。
ロール加速度B.P.F処理部２６は、「路面入力影響の横加速度」をB.P.F処理してロール加速度成分を抜き出す。
第２係数乗算部２７は、ロール加速度B.P.F処理部２６で抜き出されたロール加速度成分に所定の係数を乗算してロール加速度を算出する。

四輪ばね上加速度演算部２８は、ばね上加速度センサ１で得られたばね上加速度（ばね上上下加速度）情報と、第１係数乗算部２３からのピッチ加速度と、第２係数乗算部２７からのロール加速度とから、車体１４における四輪夫々の対応部分の上下加速度に相当する四輪ばね上上下加速度（以下、適宜、四輪ばね上加速度という。）を求める。
四輪対応積分処理部２９は、四輪ばね上加速度演算部２８が求めた四輪ばね上上下加速度から四輪ばね上上下速度（以下、適宜、四輪ばね上速度という。）を求める。
四輪相対速度演算部３０は、図６に示すようにカルマンフィルタ４０（オブザーバ）及び減衰力可変分算出部４１を含んで構成されており、四輪ばね上加速度演算部２８が求めた四輪ばね上加速度から、四輪の夫々と車体１４における四輪対応部分との相対速度（ばね上／ばね下相対速度。以下、適宜、四輪相対速度という。）を求める。
スカイフック演算部３１は、四輪対応積分処理部２９が求めた四輪ばね上速度と、四輪相対速度演算部３０が求めた四輪相対速度から各アクチュエータ１５に対するスカイフック制御のための指令電流（減衰力指令値。制御指令値）を生成し、これを対応するアクチュエータ１５に入力することにより、各ダンパ１３を制御する。

この実施形態では、車輪速センサ５からの車輪速に対して微分処理（微分処理部２１）を行って得られるピッチ加速度を利用して四輪ばね上速度及び四輪相対速度を求めるよう
にしている。図８に示す従来技術では、上述したように、ばね上速度などの算出にピッチ速度を用いており車体加減速による影響が大きいという問題を有していたが、この実施形態によれば、車輪速センサ５が検出した車輪速から得たピッチ加速度を用いて算出するようにしているので、上記車体加減速による影響を最小限に抑えることができる。

また、図８に示す従来技術では、積分処理部２及び第１B.P.F処理部３により、フロントばね上速度を算出し、ピッチ速度との関係から、リアのばね上速度を算出するが、フロントばね上速度の算出では、積分処理とフィルタ処理により得た加速度から速度を算出しているため、積分誤差によるばね上／ばね下相対速度推定の誤差や、フィルタ処理の影響により、ある周波数成分（例えばばね上共振）のみに限定された推定しか行うことができない。また、車輪速からのピッチ速度成分についても上述の場合と同様であり、フィルタの影響により、ある周波数成分（例えばばね上共振）のみに限定された推定しか行うことができず、ばね上速度、ピッチ速度ともに推定誤差が大きいとき、リアばね上上下速度推定に大きな誤差が生じると共に、特定の周波数成分のみに限定されたリアばね上上下速度の推定しか行うことができない。
図８の従来技術が有する上記問題に対して、本実施形態では、ばね上上下加速度とピッチ加速度によるリアばね上上下加速度の推定により、ばね上上下加速度についてはばね上加速度センサ１の検出値をそのまま使用することで誤差を生じることはない。
車輪加速度推定に関しては、車輪速度推定のように、ある狭い周波数成分（例えばばね上共振）に限定することなく、極低周波数領域（例えば0.05Hz）以下と極高周波数領域（例えば15Hz）以上の周波数領域を抜き出すことで推定可能であり、周波数を限定された推定にはならない。このことより、車輪加速度によるピッチ加速度推定、ばね上上下加速度とピッチ加速度によるリアばね上上下加速度の方が精度よく推定可能である。

また、この実施形態では、四輪ばね上上下加速度を入力データとして受けるカルマンフィルタ４０（オブザーバ）による推定により、推定可能な状態量が、ばね上／ばね下間相対速度となる。このため、この実施の形態では、図８の従来技術でばね上／ばね下間相対速度を算出するために必要とされるばね上／ばね下間相対変位に対する微分処理が不要となり、演算処理を短縮でき、さらに、微分処理とフィルタ処理を行うことで生じる演算誤差も除去することができ、減衰力指示値を精度高く生成でき、良好にサスペンション制御を行うことができる。
また、この実施形態では、操舵角、車速、横加速度から推定したロール加速度により、ロール変化分を補正することで、四輪全てのばね上上下加速度、ばね上上下速度及びばね上／ばね下間相対速度を算出し、これにより推定精度と制振性能を向上したものになっている。このため、この実施形態では、ロール変化分を考慮していない図８の従来技術に比して、優れた制振性能を確保できる。

ここで、図３のフローチャートを用いてコントローラ２０の処理内容を説明し、本実施形態の作用をさらに詳しく説明する。
図３において、コントローラ２０に電力が供給され、制御ソフトウェアの実行が始まる（ステップＳ１）。そして、まず、コントローラ２０の初期設定を行う（ステップＳ２）。次に、所定の制御周期に達したか否かの判定を行う（ステップＳ３）。ステップＳ３で、いまだ制御周期に達していないと判定したときは、上流へ戻り、再度、制御周期に達しているか否かの判定を行う。ステップＳ３で制御周期に達した（ＹＥＳ）と判定すると、前制御周期にて演算された制御量をアクチュエータ１５に出力する（ステップＳ４）。その後、各センサ情報を読込む（ステップＳ５）。
次に、センサ情報を対応する部分に入力し（ステップＳ６）、この入力されたセンサ情報に基づいて、ステップＳ７の制御演算実行部（制御演算実行サブルーチン）で、ばね上速度、ばね上／ばね下間相対速度の推定演算を行うと共に、アクチュエータ指令値（アクチュエータ指令電流。減衰力指令値）の演算を行う。

制御演算実行部の処理内容を図４（フローチャート）及び図５（ばね上上下加速度、ピッチ加速度、ロール加速度の対応関係図）に基づいて説明する。
図４において、まず、フロント車輪速度信号を微分処理して車輪加速度を算出する（ステップＳ１１）。次に、車輪加速度信号をバンドパスフィルタ処理して所定の周波数成分を有するピッチ加速度成分を抽出する（ステップＳ１２）。
次に、操舵角及び車速から旋回運動によって発生している推定横加速度を算出する（ステップＳ１３）。車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、推定横加速度ａ_yは次式で表すことができる。

ａ_y＝[１／（１＋ＡＶ²）]・[Ｖ²／（Lh）]δ_f
Ｖは、車速〔ｍ／ｓ〕、Ａはスタビリティファクタ〔ｓ²／ｍ²〕、δ_fは前輪舵角〔rad〕、Lhはホイールベース〔ｍ〕である。

一方、横加速度センサ１８により検出した横加速度は、操舵により発生する旋回横加速度と、路面入力の影響による車体ロール運動に伴って発生する横加速度（「路面入力影響の横加速度」）との両方の横加速度を含んでいる。そこで、操舵角と車速より推定した推定横加速度を、センサにより検出した横加速度（実横加速度）から減算することで、「路面入力影響による横加速度」〔＝（実横加速度）−（推定横加速度）〕を算出する(ステップＳ１４）。

「路面入力影響による横加速度」（路面入力の影響による車体ロール運動により発生する横加速度）は、ロール加速度の接線方向加速度であるので、横加速度をバンドパスフィルタ処理して、所定の周波数成分を有するロール加速度成分を抽出する(ステップＳ１５）。

次に、四輪のばね上加速度の算出を行う(ステップＳ１６）。ここで、車体１４の任意の位置での上下加速度は、図５（ａ）に示すように、車体１４を剛体として考えると、車体１４とある１点のばね上上下速度とピッチレイト、ロールレイトが判ると幾何学的に決定される。ばね上加速度センサ（ばね上上下加速度センサ）１が図５（ｂ）に示すように配置されているときの同軸上のばね上上下加速度の算出方法を以下に説明する。
後述する式でG sensorは、ばね上加速度センサ１取付位置でのばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、G FRはフロントばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、G RRはリアばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、 L1はばね上加速度センサ１取付位置から観測したいフロントばね上上下加速度までの距離、L2はばね上加速度センサ１取付位置から観測したリアばね上上下加速度までの距離、AGyはピッチ加速度〔rad／ｓ²〕をそれぞれ示す。

フロントばね上上下加速度G FRは次式で求めることができる。
G FR＝G sensor＋AGy×L1
また、リアばね上上下加速度G RRは次式で求めることができる。
G RR ＝G sensor−AGy× L2

このようにばね上加速度センサ１の配置位置から観測したい位置までの距離と、回転速度が分かれば、観測したい位置のばね上上下加速度を求めることができる。
ロール加速度による左右軸上に配置された位置でのばね上上下加速度もピッチ加速度による推定と同様に求めることができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、ばね上加速度センサ１が配置された車両において、各輪のダンパ１３位置のばね上上下加速度の算出方法を以下に示す。
G sensorをばね上加速度センサ１取付位置でのばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、G FRを
フロント右のばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、G FLをフロント右のばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、G RRを右のリアばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕、G RLを左のリアばね上上下加速度〔ｍ／ｓ²〕とする。また、 L1はばね上加速度センサ１取付位置から観測したいフロントばね上上下加速度までのｙ軸上の距離、L2はばね上加速度センサ１取付位置から観測したリアばね上上下加速度までのｙ軸上の距離、Wf1はばね上加速度センサ１取付位置から観測したいフロント右のばね上上下加速度までのｘ軸上の距離、Wf2はばね上加速度センサ１取付位置から観測したいフロント左のばね上上下加速度までのｘ軸上の距離、
Wr1はばね上加速度センサ１取付位置から観測したいリア右のばね上上下加速度までのｘ軸上の距離、Wf2はばね上加速度センサ１取付位置から観測したいリア左のばね上上下加速度までのｘ軸上の距離、AGyはピッチ加速度〔rad／ｓ²〕、AGｘはロール加速度〔rad／ｓ²〕、をそれぞれ示す。

これから、フロント右のばね上上下加速度G FRは次式で求めることができる。
G FR＝G sensor＋AGy×L1− AGｘ×Wf2
また、フロント左のばね上上下加速度G FL は次式で求めることができる。
G FL＝G sensor＋AGy×L1＋AGｘ×Wf1
また、リア右のばね上上下加速度G RRは次式で求めることができる。
G RR ＝G sensor−AGy× L2− AGｘ×Wf2
また、リア左のばね上上下加速度G RLは次式で求めることができる。
G RL ＝G sensor−AGy× L2＋AGｘ×Wf1
このようにして求めた四輪のばね上上下加速度を求めることができ、また、四輪のばね上上下加速度を夫々、カルマンフィルタ４０に入力し四輪の相対速度を算出する(ステップＳ１７）。

ここで、四輪相対速度演算部３０についてさらに説明する。四輪相対速度演算部３０は、図６に示すように、減衰力可変分算出部４１（四輪に対応して４つ設けられている。そのうち、左右前輪に対応して２つのみ記載している。）及び現代制御理論を適用した前記カルマンフィルタ４０（四輪に対応して４つ設けられている。そのうち、左右前輪に対応して２つのみ記載している。）を含んで構成されている。そして、四輪相対速度演算部３０は、四輪ばね上加速度演算部２８の算出値（四輪ばね上上下加速度）と、第２係数乗算部２７が算出し四輪ばね上加速度演算部２８を通して得られるロール加速度（推定値）と、第１係数乗算部２３が算出し四輪ばね上加速度演算部２８を通して得られるピッチ加速度（推定値）とを入力する。ここで、ロール加速度（推定値）の絶対値が予め定めた閾値より小さい場合は、左右速度が同じ、つまり相対速度ＦＲ＝相対速度ＦＬ、相対速度ＲＲ＝相対速度ＲＬとして出力し、また、閾値より大きい場合は、四輪ばね上加速度推定部の推定した四輪ばね上加速度からカルマンフィルタ４０を用いて相対速度を算出した値を選択し、出力する。

以下に、ばね上加速度から相対速度を推定するオブザーバについて説明する。オブザーバは、図７に示す車体１４の上下振動を１自由度でモデル化した１／４車体モデル〔Ｚｂ：車体１４の絶対上下変位、Ｚ０：ばね下の絶対上下変位、ｋ：ばね定数、ｃ：減衰係数、ｆ：車体１４に働く外力、ｍ：車体１４の質量〕を用いて設計し、状態変数は、
、出力を上下加速度
、入力を車体１４に働く外力ｕ＝ｆ、外乱をばね下加速度
とした。

ここで、式（１）に示すようにされている。

よって、ばね上の絶対加速度が測定可能であると考えると、式（１）よりカルマンフィルタ（オブザーバ）は、式（２）に示すように構成される。

オブザーバゲインＬは、カルマンフィルタ４０を用いる。減衰力可変分を考慮するため、減衰力可変分算出部４１では、カルマンフィルタ４０の相対速度推定値とスカイフック演算部３１が演算した制御指令値とを用いて減衰力変化を算出し、カルマンフィルタ４０にフィードバックしている。
図８に示す従来技術では、カルマンフィルタの構成上、ばね上速度から状態量を推定する場合は、ばね上速度と相対変位を推定する構成となるため、この信号を微分処理して相対速度とする必要があるが、本実施形態によれば、ばね上加速度からの推定により、相対速度と相対変位をカルマンフィルタから直接推定できる。

上述したようにして算出された四輪のばね上上下加速度を積分した四輪のばね上上下速度と、四輪の相対速度に基づいて四輪の目標減衰力が決定され(ステップＳ１８）、その決定された目標減衰力によりアクチュエータ１５に指示を与えることで四輪のダンパ１３（四輪のサスペンション）の減衰力を制御する(ステップＳ１９）。
なお、上記実施の形態では、スカイフック制御を行うため、各車輪のばね上上下速度と相対速度を求めて制御しているが、減衰力が伸縮反転するタイプの減衰力調整式油圧緩衝器を用いた場合は、相対速度は、必要としない。
また、上記実施の形態では、スカイフック演算部３１を用いスカイフック制御を行った例を示したが、その他にも、Ｈ∞制御や各種現代制御理論を用いた制御に本発明を用いてもよい。この場合、四輪ばね上加速度演算部２８で求めた各車輪のばね上加速度から絶対速度や相対速度など必要なデータを演算することが可能なので、そのデータを用いれば、
各種制御理論に対応可能である。

本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置を模式的に示す図である。図１のコントローラの構成を示すブロック図である。図２のコントローラのメイン制御内容を示すフローチャートである。図３の制御演算実行部の処理内容を示すフローチャートである。（ａ）は車体に作用するばね上上下加速度、ピッチ加速度、ロール加速度の対応関係を示し、（ｂ）はばね上上下加速度、ピッチ加速度の対応関係を示し、（ｃ）は加速度センサの配置を模式的に示した図である。図２の四輪相対速度演算部を示すブロック図である。１／４車体上下振動の解析モデルを示す図である。従来の一例のサスペンション制御装置に用いられるコントローラを概略的に示すブロック図である。

符号の説明

１…ばね上加速度センサ（ばね上加速度検出手段）、２０…コントローラ（制御手段）、２１…微分処理部（ピッチ加速度検出手段）、２２…ピッチ加速度B.P.F処理部（ピッチ加速度検出手段）、２３…第１係数乗算部（ピッチ加速度検出手段）、２５…路面入力影響の横加速度算出部（ロール加速度検出手段）、２６…ロール加速度B.P.F処理部（ロール加速度検出手段）、２７…第２係数乗算部（ロール加速度検出手段）、２８…四輪ばね上加速度演算部（四輪ばね上加速度演算手段）、３０…四輪相対速度演算部（四輪相対速度算出手段）。

Claims

車両の車体と四輪夫々との間に介装され減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバに制御理論に基づいて得られる減衰力指令値を入力して該減衰力指令値に基づく減衰特性を発生させる制御手段と、を備えたサスペンション制御装置において、
前記車体の１箇所のばね上加速度を検出するばね上加速度検出手段と、
前記車体のロール加速度及びピッチ加速度を夫々、検出するロール加速度検出手段及びピッチ加速度検出手段と、
前記ばね上加速度検出手段が検出したばね上加速度と、前記ロール加速度検出手段が検出したロール加速度と、前記ピッチ加速度検出手段が検出したピッチ加速度と、前記ばね上加速度検出手段と四輪夫々のショックアブソーバとの間の左右方向の距離と、前記ばね上加速度検出手段と四輪夫々のショックアブソーバとの間の前後方向の距離とから四輪夫々のばね上加速度を演算する四輪ばね上加速度演算手段と、
該四輪ばね上加速度演算手段が演算した四輪のばね上加速度及び前記制御手段が出力する減衰力指令値から四輪のばね上ばね下の相対速度を推定するオブザーバと、を備え、
前記ロール加速度検出手段は、操舵角および車速から推定横加速度を算出し、該推定横加速度と車体に作用する横加速度を検出する横加速度センサの検出値とからロール加速度を算出して、
前記制御手段は、前記オブザーバが求めた四輪のばね上ばね下の相対速度を用いて四輪夫々のショックアブソーバに対する減衰力指令値を求めることを特徴とするサスペンション制御装置。
前記ピッチ加速度検出手段は、車輪速を用いてピッチ加速度を検出することを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。