JP5621853B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御装置に関する。
従来、ショックアブソーバによる減衰力を可変に制御することで、ピッチ方向やロール方向の振動を軽減する技術がある。
例えば、特許文献１には、人間の感受性がピッチ振動よりもロール振動に対して敏感であるため、ロール発生検出時には、まず、ショックアブローバでロール振動を抑制し、それに追従して、ショックアブローバによる減衰配分を変更してピッチ振動を抑制する技術が開示されている。
また、特許文献２には、推定と実測による複数の手段で、ピッチ成分とロール成分とヒーブ成分を検出し、検出したそれぞれの値を合成し、合成したピッチ成分とヒーブ成分は減衰力制御により抑制し、合成したロール成分はスタビライザのロール剛性制御により抑制する技術が開示されている。
特開２００９−１７９２２８号公報 特開２００８−２６５６１０号公報
しかしながら、人間の感受性を考慮してロール振動とピッチ振動を抑制することには、未だ改良の余地が残されている。
特に、特許文献１では、ロール振動を優先的に抑制してからピッチ振動を抑制するので、ロール振動とピッチ振動を同時に抑制するためには改良の余地がある。また、特許文献２では、人間感度関数に基づきピッチ成分やロール成分等が演算されているが、ピッチ成分とロール成分との関係は未だ考慮されていない項目により変化するため、改良の余地がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ロール振動とピッチ振動を同時に正確に抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明にかかる車両制御装置は、車両に生じるロール変化量を取得するロール取得手段と、前記車両に生じるピッチ変化量を取得するピッチ取得手段と、前記ロール変化量と前記ピッチ変化量を合成して合成値を取得する合成手段と、前記合成手段により取得された前記合成値に基づいて、前後輪減衰力配分を制御する前後輪減衰力配分手段と、を備えることを特徴とする。
上記車両制御装置において、前記前後輪減衰力配分手段は、前記合成値を最小にするように、前記前後輪減衰力配分を制御することが好ましい。
上記車両制御装置において、前記ロール取得手段または前記ピッチ取得手段は、車速、路面同逆相比、および、ロール減衰制御量のうち少なくとも一つに基づいて、前記ロール変化量であるロール角速度または前記ピッチ変化量であるピッチ角速度を取得することが好ましい。
上記車両制御装置において、前記合成手段は、前記ピッチ変化量に対して前記ロール変化量の重みを大きくして前記合成値を算出することが好ましい。
本発明にかかる車両制御装置は、車速を検出する車速検出手段と、路面同逆相比を検出する同逆相比検出手段と、可変のロール減衰制御量によりロール減衰力を制御するロール減衰力可変手段と、を備え、前記車速と前記路面同逆相比と前記ロール減衰制御量に基づいた前後輪減衰力配分マップから前後輪減衰力配分を決定することを特徴とする。
本発明にかかる車両制御装置は、ロールとピッチの合成値に基づいて前後輪減衰力配分を制御するため、ロールとピッチを同時に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明にかかる車両制御装置は、合成値を最小にするように前後輪減衰力配分を制御する。これにより、ロールとピッチの合成値に基づいて前後輪減衰力配分を制御するため、ロールとピッチを同時に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明にかかる車両制御装置は、車速、路面同逆相比、および、ロール減衰制御量のうち少なくとも一つに基づいて、ロール角速度またはピッチ角速度を取得するので、正確にロールとピッチを検出することができ、ロールとピッチを同時に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明にかかる車両制御装置は、ピッチ変化量に対してロール変化量の重みを大きくして合成値を算出するので、人間の感受性を考慮して、ロールとピッチを同時に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明にかかる車両制御装置は、車速を検出し、路面同逆相比を検出し、可変のロール減衰制御量によりロール減衰力を制御し、車速と路面同逆相比とロール減衰制御量に基づいた前後輪減衰力配分マップから前後輪減衰力配分を決定する。これにより、ロールとピッチの合成値に基づいて前後輪減衰力配分を制御するため、ロールとピッチを同時に抑制することができるという効果を奏する。
図１は、本実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、本実施形態の車両制御装置１におけるＥＣＵ９の構成を示すブロック図である。 図３は、路面から左右輪に対する同相入力の例を模式的に示した図である。 図４は、路面から左右輪に対する逆相入力の例を模式的に示した図である。 図５は、本実施形態にかかる車両制御装置１の処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、車速４０ｋｍ／ｈにおいて前後減衰配分を変化させた場合のロール角速度とピッチ角速度の関係を示す図である。 図７は、車速８０ｋｍ／ｈにおいて前後減衰配分を変化させた場合のロール角速度とピッチ角速度の関係を示す図である。 図８は、車速１２０ｋｍ／ｈにおいて前後減衰配分を変化させた場合のロール角速度とピッチ角速度の関係を示す図である。 図９は、車速４０ｋｍ／ｈにおいてロール量とピッチ量の合成値をプロットした図である。 図１０は、車速８０ｋｍ／ｈにおいてロール量とピッチ量の合成値をプロットした図である。 図１１は、車速１２０ｋｍ／ｈにおいてロール量とピッチ量の合成値をプロットした図である。 図１２は、ロール減衰制御量なしの場合において、ロール角速度とピッチ角速度の合成値が最小となる前後減衰配分をプロットした図である。 図１３は、ロール減衰制御量が小の場合において、ロール角速度とピッチ角速度の合成値が最小となる前後減衰配分をプロットした図である。 図１４は、ロール減衰制御量が大の場合において、ロール角速度とピッチ角速度の合成値が最小となる前後減衰配分をプロットした図である。 図１５は、本実施形態にかかる車両制御装置１の処理の変形例を示すフローチャートである。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
［実施形態］
以下に、まず、本実施形態に係る車両制御装置の構成について説明し、つづいて、本車両制御装置の処理について説明する。
［１．構成］
図１は、本実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示す模式図である。本実施形態の車両制御装置１は、図１に示すように、車両２に搭載され、この車両２を制御するためのシステムであり、具体的には、車両２のピッチ量およびロール量の合成値に基づいて、前後輪減衰力配分を制御する車両制御装置である。
車両２は、車輪３として、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲを備えるが、これらを特に分ける必要がない場合には単に車輪３という。以下の説明において、添字ＦＬは左前輪にかかる構成要素、ＦＲは右前輪にかかる構成要素、ＲＬは左後輪にかかる構成要素、ＲＲは右後輪にかかる構成要素をそれぞれ示すものとする。例えば、各車輪３（３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲ）は、それぞれタイヤ４（４ＦＬ，４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲ）を有している。以下の説明において、特に区別する必要がない場合、左前輪３ＦＬおよび右前輪３ＦＲを合わせて「前輪３Ｆ」と記載し、左後輪３ＲＬおよび右後輪３ＲＲを合わせて「後輪３Ｒ」と記載する。
車両２は、車体２Ａ内に走行用駆動源（原動機）を備えており、例えば、内燃機関や電動機等が発生させる動力が駆動輪である車輪３（例えば、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ）に作用することで、車輪３の路面との接地面に駆動力［Ｎ］が生じ、これにより走行することができる。また、車両２は、ステアリングホイール５を操作することでパワーステアリング装置（不図示）等を介して操舵輪である車輪３（例えば、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲ）を操舵することができ、これにより、旋回することができる。
なお、以下で説明する車両２の前後方向とは、車両２の走行方向に沿った方向であり、車両２の左右方向とは、前後方向及び鉛直方向と直交する車両２の幅方向である。また、ロール方向とは、車両２の前後方向に沿った軸である前後軸まわり方向であり、ピッチ方向とは、車両２の左右方向に沿った軸である左右軸まわり方向である。
本実施形態の車両制御装置１は、概略的に、同逆相比検出部７と、車速センサ８と、ＥＣＵ９と、アクティブスタビライザ１０と、減衰力可変装置１１とを備える。
これらのうち、同逆相比検出部７は、路面同逆相比を検出するセンサである。ここで、路面同逆相比とは、車両２に対する路面の同逆相比であり、路面から左右輪に対する同相入力に対する逆相入力の割合で表される。ここで、図３は、路面から左右輪に対する同相入力の例を模式的に示した図であり、図４は、路面から左右輪に対する逆相入力の例を模式的に示した図である。なお、図は、車両２を背面から見た場合を示しており、図の左右の矩形は、左前輪３ＦＬと右前輪３ＦＲ、あるいは、左後輪３ＲＬと右後輪３ＲＲを表している。
図３に示すように、同相入力とは、路面から左右輪への入力（図の矢印）が同じ向きである入力をいう。一方、図４に示すように、逆相入力とは、路面から左右輪への入力（図の矢印）が逆向きである入力をいう。そして、この同相入力に対する逆相入力の割合が、路面同逆相比である。つまり、路面の同逆相比とは、路面からの左右輪に対する入力について、路面から左右輪への入力の和と差の比率を示しているものとなる。一例として、同逆相比検出部７は、各車輪３にかかる荷重を荷重センサで検出し、左右輪への荷重入力の和と差の比を算出することにより、路面同逆相比を求めてもよい。
また、車速センサ８は、車両２の車速を検出するセンサである。車速センサ８は、車両２の走行速度である車速を検出するものであり、例えば、出力軸等の出力側の回転体の回転速度を検出することを介して車速を検出する。車速センサ８は、ＥＣＵ９に電気的に接続されており、検出した車両２の車速信号をＥＣＵ９に送信する。なお、車速検出装置は、各車輪３の車輪速度を検出する車輪速度センサであってもよく、ＥＣＵ９は、各車輪３にそれぞれ設けられる各車輪速度センサが検出した各車輪速度に基づいて車両２の車速を求めてもよい。
また、アクティブスタビライザ（以下、「アクスタ」と略す。）１０は、可変のロール減衰制御量によりロール減衰力を制御するロール減衰力可変手段であり、ロール減衰力によりロール振動を抑制する安定化機構である。例えば、アクスタ１０は、車両２のロール減衰力を用いて車両２の車体２Ａをロール方向に回転させるロール振動を抑制し車両２の安定した姿勢を確保すると共に、このロール減衰力を可変とし車両２の運転状態に応じて調節することで車両２の操縦安定性を向上することができるものである。ここで、車両２のロール減衰力とは、車両２のロール方向に沿った減衰力に相当する。アクスタ１０は、左前輪３ＦＬ、右前輪３ＦＲに対して設けられ前輪３Ｆ側のロール減衰力を調節可能な前輪アクスタ１０Ｆと、左後輪３ＲＬ、右後輪３ＲＲに対して設けられ後輪３Ｒ側のロール減衰力を調節可能な後輪アクスタ１０Ｒとから構成される。しかしながら、これらを特に分ける必要がない場合には単にアクスタ１０と記載する。
アクスタ１０は、スタビライザバー１２と、アクチュエータ１３とを備え、スタビライザバー１２の捩り反力を利用して、車両２の車体２Ａのロールを抑制するものである。スタビライザバー１２は、左右一対のトーションバー部がアクチュエータ１３により相対回転可能に連結され、左右一対のアーム部が屈曲して各車輪３に対応したサスペンション１４（例えばサスペンション１４のロアアーム）に連結されている。サスペンション１４は、車輪３と車体２Ａとの間に介在する懸架装置であり、路面から車体２Ａに伝わる衝撃や振動を緩和するものであり、後述の減衰力可変装置１１の一部をなす。アクチュエータ１３は、アクスタ１０のロール減衰力を変化させる駆動部である。アクチュエータ１３は、ＥＣＵ９に接続されており、ＥＣＵ９によるロール減衰制御量（指令値）により制御される。
アクスタ１０は、電動モータ等を含んで構成されるアクチュエータ１３が駆動し、左右に二分割されたスタビライザバー１２の各トーションバー部を相対回転させることで左右のトーションバー部の相対的な捩れ量を調節し、これにより、捩り反力を調節して車両２のロール剛性を調整可能である。つまり、アクスタ１０は、スタビライザバー１２の捩れ量、言い換えれば、捩れ剛性をアクチュエータ１３で調節することでバネ特性を調節し、車両２の車体２Ａのロール剛性を調節してロール減衰力を変化させ、ロール運動の制御を行う。例えば、ＥＣＵ９からのロール減衰制御量が大きくなると、アクスタ１０は、アクチュエータ１３の出力トルク（回転駆動力）を高め、アクチュエータ１３の回転角度が大きくなることで、スタビライザバー１２の捩れ量が大きくなると、このスタビライザバー１２に作用する捩れ反力が大きくなり、車両２の車体２Ａのロール剛性が高くなり、すなわちロール減衰力が大きくなる。
減衰力可変装置１１は、車輪４が車体２Ａに対してストロークする際の減衰力を調節可能な装置であり、例えば、路面から車輪３への路面入力を緩衝するサスペンション１４のショックアブソーバの減衰力特性をアクチュエータ（不図示）により変化させる。これにより、減衰力は可変となり、車両２の運転状態に応じて調節することで、車両２の乗り心地や走行性能を変化させることができるものである。減衰力可変装置１１は、いわゆる減衰力制御サスペンションシステムであり、例えばＡＶＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）である。
減衰力可変装置１１は、図１に示すように、左前輪３ＦＬに対して設けられ左前輪３ＦＬ側の減衰力を調節可能な減衰力可変装置１１ＦＬと、右前輪３ＦＲに対して設けられ右前輪３ＦＲ側の減衰力を調節可能な減衰力可変装置１１ＦＲと、左後輪３ＲＬに対して設けられ左後輪３ＲＬ側の減衰力を調節可能な減衰力可変装置１１ＲＬと、右後輪３ＲＲに対して設けられ右後輪３ＲＲ側の減衰力を調節可能な減衰力可変装置１１ＲＲとを含んで構成される。これらの各減衰力可変装置１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲは、ＥＣＵ９に接続されており、ＥＣＵ９から夫々の減衰力制御装置１１に異なる制御指令が出力されることで、減衰力可変装置１１は、これらの各車輪３における減衰力の配分を調整する。すなわち、ＥＣＵ９は、減衰力可変装置１１ＦＬ、１１ＦＲ、１１ＲＬ、１１ＲＲを互いに独立して制御することができ、減衰力可変装置１１ＦＬ、１１ＦＲ、１１ＲＬ、１１ＲＲにより、例えば、車両２の前輪３Ｆ側の減衰力と後輪３Ｒ側の減衰力との配分比率である前後輪減衰力配分を適宜変更することが可能である。減衰力可変装置１１のアクチュエータは、例えばピストンの往復運動に伴って作動油が流出入するオリフィスの径を大小切り替えることによって減衰力の変更を実現させる駆動部などを用いることができるが、これに限らず、電動式のものを用いてもよい。
ＥＣＵ９は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ９は、車両２の各部の駆動を制御することができる。例えば、ＥＣＵ９は、ＣＰＵ等の制御部と共に、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部、およびインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路であってもよい。ＥＣＵ９は、例えば、上述の同逆相比検出部７、および車速センサ８等の車両２の各部に設けられた種々の検出部に電気的に接続されると共に、アクスタ１０、および減衰力可変装置１１等の車両２の各部の駆動部に電気的に接続される。ＥＣＵ９は、種々の検出部が検出した検出結果に対応した電気信号が入力されると、入力された検出結果に応じて車両２の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。ここで、図２は、本実施形態の車両制御装置１におけるＥＣＵ９の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態の車両制御装置１にかかるＥＣＵ９は、機能的に、ロール取得部９ａと、ピッチ取得部９ｂと、合成部９ｃと、ロール減衰制御部９ｄと、前後減衰配分決定部９ｅとを備える。
これらＥＣＵ９の構成のうち、ロール取得部９ａは、車両２に生じるロール量を取得するロール取得手段である。ロール量とは、ロール方向の振動を示す数値であり、例えば、ロール角速度やロール角加速度等のロール変化量である。ここで、ロール取得部９ａは、サスペンション１４のショックアブソーバにストロークセンサを設け、ストロークセンサで車体２Ａの左右方向（左側の車輪３ＦＬ，３ＲＬおよび右側の車輪３ＦＲ，３ＲＲ）における両ショックアブソーバのストローク速度を検出し、検出した両ショックアブソーバのストローク速度の差より、ロール量を求めてもよい。
また、ピッチ取得部９ｂは、車両２に生じるピッチ量を取得するピッチ取得手段である。ピッチ量とは、ピッチ方向の振動を示す数値であり、例えば、ピッチ角速度やピッチ角加速度等のピッチ変化量である。ここで、ピッチ取得部９ｂは、サスペンション１４のショックアブソーバにストロークセンサを設け、ストロークセンサで車体２Ａの前後方向（前輪３Ｆおよび後輪３Ｒ）における両ショックアブソーバのストローク速度を検出し、検出した両ショックアブソーバのストローク速度の差より、ロール量を求めてもよい。
ここで、ロール取得部９ａまたはピッチ取得部９ｂは、ロール量およびピッチ量を直接取得することに限られず、車速センサ８により検出された車速、同逆相比検出部７により検出された路面同逆相比、および、ロール減衰制御部９ｄにより出力されるロール減衰制御量（または当該制御量に基づくロール減衰力）のうち少なくとも一つに基づいて、ロール量（ロール角速度やロール角加速度等のロール変化量）またはピッチ量（ピッチ角速度やピッチ角加速度等のピッチ変化量）を取得してもよい。すなわち、ロール量およびピッチ量は、車速、路面同逆相比、およびロール減衰制御量に依存して変化するので、これらのうち少なくとも一つに基づいてロール量とピッチ量を求めることができる。
また、合成部９ｃは、ロール量（ロール角速度やロール角加速度等のロール変化量）とピッチ量（ピッチ角速度やピッチ角加速度等のピッチ変化量）を合成して合成値を取得する合成手段である。例えば、合成値は、ロール量とピッチ量の自乗和の平方根であってもよい。ここで、合成部９ｃは、ロールおよびピッチを人の感受性を考慮した合成法により合成してもよい。すなわち、ピッチ量よりもロール量の方が人間の感受性が高いため、合成部９ｃは、ピッチ量に対してロール量の重みを大きくして合成値を算出してもよい。例えば、合成値として自乗和の平方根を用いる場合、合成部９ｃは、以下の式により合成値を求めることができる。
（合成値）＝√｛α２×（ロール角速度）２＋（ピッチ角速度）２｝
（ここで、αは、重みであり、ピッチに対してのロールの感受性係数である。例えば、α＝２〜３（倍）が好ましい。なお、ロール角速度に代えてロール角加速度を用いてもよく、ピッチ角速度に代えてピッチ角加速度を用いてもよい。）
このように、ロールとピッチを合成した合成値を用いることにより、ロール振動とピッチ振動を同時に抑制することができるようになる。また、人間の感受性を考慮してロールとピッチを合成することで、人間の感受性を考慮に入れた乗り心地を定量化することができる。
また、ロール減衰制御部９ｄは、アクスタ１０にロール減衰制御量（指令値）を送信することによりアクスタ１０のアクチュエータ１３を制御して、ロール減衰制御量に基づいたロール減衰力で車両２のロール振動を抑制させるロール減衰力制御手段である。ロール減衰制御量は可変であり、例えば、ＥＣＵ９の操作部（不図示）を介して利用者（ドライバ等）により可変に設定させてもよい。また、ロール減衰制御部９ｄは、走行モード（通常走行モードや高速走行モード）に応じて、ロール減衰制御量を変更してもよい。
また、前後減衰配分決定部９ｅは、合成部９ｃにより取得された合成値に基づいて、前後輪減衰力配分を決定して、決定した前後輪減衰力配分に基づいて減衰力可変装置１１を制御する前後輪減衰力配分手段である。ここで、前後輪減衰力配分（以下、「前後減衰配分」と略す。）とは、サスペンション１４のショックアブソーバによる前輪３Ｆ側の減衰力と後輪３Ｒ側の減衰力との配分のことであり、この配分を比や割合や比率で表す。上述のようにショックアブソーバによる各車輪３の減衰力は、各車輪３の減衰力可変装置１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲによって可変に制御可能である。そのため、前後減衰配分決定部９ｅは、前後減衰配分を決定すると、決定した前後減衰配分となるように、各減衰力可変装置１１に各指令値を送信する。例えば、前後減衰配分決定部９ｅは、前後減衰配分を１：２と決定した場合、前輪３Ｆ側の減衰力可変装置１１ＦＬ，１１ＦＲに指令値「ｘ」を送信し、後輪３Ｒ側の減衰力可変装置１１ＲＬ，１１ＲＲに指令値「２ｘ」を送信する。各減衰力可変装置１１のアクチュエータが指令値に基づいて駆動することにより、前輪３Ｆと後輪３Ｒの間でショックアブソーバによる減衰力は１：２となる。
ここで、前後減衰配分決定部９ｅは、合成部９ｃにより取得された合成値を最小にするように、前後減衰配分を制御してもよい。上述のように、合成値は、ピッチに比べて、より人間の感受性の高いロールを重視しながら乗り心地を定量化したものであるので、この合成値が最小となるよう前後減衰配分を制御すれば、乗り心地を最適化することができる。ここで、ＥＣＵ９の記憶部に予め、合成値が最小となる前後減衰配分を規定する前後減衰配分マップを記憶させておき、前後減衰配分決定部９ｅは、前後減衰配分マップに基づいて合成値に対応する前後減衰配分を決定してもよい。また、前後減衰配分マップは、車速と路面同逆相比とロール減衰制御量に基づいて前後減衰配分を決定することができるマップであってもよい。すなわち、上述のように、ピッチ量とロール量は、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量に依存して変化するので、ピッチ量とロール量の合成値が最小となる前後減衰配分を、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量に対応付けた４次元のマップを作成してＥＣＵ９の記憶部に記憶させてもよい。そして、前後減衰配分決定部９ｅは、同逆相比検出部７により検出された路面同逆相比と、車速センサ８により検出された車速と、ロール減衰制御部９ｄにより指令されるロール減衰制御量とに対応する前後減衰配分を、ＥＣＵ９の記憶部に記憶された前後減衰配分マップに基づいて求めてもよい。これにより、結果的に、ＥＣＵ９は、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量に基づいて、ロール量とピッチ量を求め、ロール量とピッチ量の合成値が最小となる前後減衰配分を決定することと同等の処理を行っていることになる。
なお、上述の例では、ＥＣＵ９は、前後減衰配分マップを用いて前後減衰配分を求めたが、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、ＥＣＵ９は、前後減衰マップに相当する数式に基づいて前後減衰配分を求めてもよい。
以上で、本実施形態にかかる車両制御装置１の構成の説明を終える。
［２．処理］
つづいて、本実施形態にかかる車両制御装置１の処理の一例について、以下に図５から図１５を参照して説明する。図５は、本実施形態にかかる車両制御装置１の処理の一例を示すフローチャートである。なお、図５の制御フローは、車両２の走行時に繰り返し実行される。本制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
図５に示すように、まず、ＥＣＵ９のロール取得部９ａは、車両２に生じるロール量を取得する（ステップＳ１）。ここで、ロール取得部９ａは、サスペンション１４のショックアブソーバに設けたストロークセンサにより、車体２Ａの左右方向（左側の車輪３ＦＬ，３ＲＬおよび右側の車輪３ＦＲ，３ＲＲ）における両ショックアブソーバのストローク速度を検出し、検出した両ショックアブソーバのストローク速度の差より、ロール角速度を求めてもよい。
そして、ＥＣＵ９のピッチ取得部９ｂは、車両２に生じるピッチ量を取得する（ステップＳ２）。ここで、ピッチ取得部９ｂは、サスペンション１４のショックアブソーバに設けたストロークセンサにより、車体２Ａの前後方向（前輪３Ｆおよび後輪３Ｒ）における両ショックアブソーバのストローク速度を検出し、検出した両ショックアブソーバのストローク速度の差より、ピッチ角速度を求めてもよい。
以上のステップＳ１およびＳ２の処理は逆順で行ってもよく、同時に並行して行ってもよいものである。また、ロール取得部９ａまたはピッチ取得部９ｂは、ロール量およびピッチ量を直接取得することに限られず、車速センサ８により検出された車速、同逆相比検出部７により検出された路面同逆相比、および、ロール減衰制御部９ｄにより出力されるロール減衰制御量のうち少なくとも一つに基づいて、ロール量またはピッチ量を取得してもよい。ここで、図６から図８は、所定の車速において前後減衰配分を変化させた場合のロール角速度とピッチ角速度の関係を示す図である。図６は、車速４０ｋｍ／ｈの場合を示し、図７は、車速８０ｋｍ／ｈの場合を示し、図８は、車速１２０ｋｍ／ｈの場合を示す。
図６から図８に示すように、前後減衰配分を変更させた場合、ロールとピッチは相反する振動特性を示す。特に車速１２０ｋｍ／ｈの場合（図８）では、前後減衰配分を０〜１の間で変化させる間に、ピッチ角速度は急激に上昇するのに対し、ロール角速度は急激に減少する。そして、この関係は、各車速（図６〜図８）間で、大きく異なっており、例えば車速４０ｋｍ／ｈの場合（図６）では、上記とは逆に、ピッチ角速度は減少するのに対し、ロール角速度は上昇する。このように、ロールとピッチの関係は、車速に大きく依存している。なお、ここでは図示しないが、同様の結果は、路面同逆相比においてもロール減衰制御量についても得られ、すなわち、ロールとピッチの関係は、これらにも依存していることが分かった。このように、ロール量およびピッチ量は、車速、路面同逆相比、およびロール減衰制御量に依存して変化するので、ロール取得部９ａおよびピッチ取得部９ｂは、これらのうち少なくとも一つに基づいてロール量とピッチ量を求めてもよい。
再び図５に戻り、ＥＣＵ９の合成部９ｃは、ロール量とピッチ量を、人の感受性を考慮した合成法により合成して合成値を取得する（ステップＳ３）。例えば、ピッチ量よりもロール量の方が人間の感受性が高いため、合成部９ｃは、以下の式により、ピッチ量に対してロール量の重みを大きくして合成値を算出してもよい。
（合成値）＝√｛α２×（ロール角速度）２＋（ピッチ角速度）２｝
（ここで、αは、重みであり、ピッチに対してのロールの感受性係数である。例えば、α＝２〜３（倍）が好ましい。なお、ロール角速度に代えてロール角加速度を用いてもよく、ピッチ角速度に代えてピッチ角加速度を用いてもよい。）
ここで、図９から図１１は、図６から図８に示したロール量とピッチ量の結果に対して、上記の式により、合成値を算出してプロットした図である。なお、路面同逆相比を０．１〜０．３の間で変化させた場合のロール量とピッチ量の関係も加えて合成値を算出している。
このように、人間の感受性を考慮に入れた合成法により合成したロールとピッチの合成値を用いることにより、ロール振動とピッチ振動を同時に扱えるようになる上、人間の感受性に基づく乗り心地を定量化することができる。すなわち、図９から図１１の縦軸（合成値）は、数値化された乗り心地を表していることになるので、最下点での前後減衰配分を選べば、乗り心地を最適化することができる。
再び図５に戻り、ＥＣＵ９の前後減衰配分決定部９ｅは、合成部９ｃにより取得された合成値に基づいて、前後減衰配分を決定する（ステップＳ４）。ここで、前後減衰配分決定部９ｅは、合成部９ｃにより取得された合成値を最小にするように、前後減衰配分を決定してもよい。すなわち、上述のように、求めた合成値は、より人間の感受性の高いロールを重視しながら乗り心地を定量化したものであるので、この合成値が最小となるよう前後減衰配分を制御すれば、乗り心地を最適化することができる。なお、前後減衰配分決定部９ｅは、決定した前後減衰配分に基づいて、減衰力可変装置１１を制御する。より具体的には、前後減衰配分決定部９ｅは、前後減衰配分を決定すると、決定した前後減衰配分となるように、前輪３Ｆ側の減衰力可変装置１１ＦＬ，１１ＦＲに与える指令値と、後輪３Ｒ側の減衰力可変装置１１ＲＬ，１１ＲＲに与える指令値を割り振る。そして、各減衰力可変装置１１のアクチュエータが与えられた指令値に基づいて駆動することにより、前輪３Ｆと後輪３Ｒの間でショックアブソーバによる減衰力は、前後減衰配分決定部９ｅにより決定された前後減衰配分の通りとなる。
このように、本車両制御装置１によれば、ロールとピッチの合成値に基づいて前後減衰配分を制御するため、ロールとピッチを同時に抑制することができる。また、ロール量およびピッチ量は、車速、路面同逆相比、およびロール減衰制御量に依存して変化するので、これらのうち少なくとも一つに基づいてロール量またはピッチ量を求めることで、正確にロールとピッチを検出することができるようになる。また、人間の感受性を考慮してロールとピッチを合成して合成値が最小となるよう前後減衰配分を決定するので、乗り心地を最適化することが可能となる。
（処理の変形例）
つづいて、本実施形態にかかる車両制御装置１の処理の変形例について以下に図１２から図１５を参照して説明する。
ロール量およびピッチ量が、（１）路面同逆相比、（２）車速、（３）ロール減衰制御量、（４）前後減衰配分によって変化するので、本変形例では、人の感受性を考慮した合成法により、これら（１）〜（４）の変化時について乗り心地性能を最適化させる制御マップを用意し、アクスタ１０と減衰力可変装置１１とを協調制御させる。すなわち、本変形例では、（１）〜（３）の関係について合成値が最小となる前後減衰配分を予め規定した前後減衰配分マップをＥＣＵ９の記憶部に記憶させておき、本車両制御装置１のＥＣＵ９は、この前後減衰配分マップに基づいて、前後減衰配分を決定する。ここで、図１２から図１４は、合成値が最小となる前後減衰配分をプロットした前後減衰配分マップの一例を示す図である。
すなわち、図１２から図１４は、上述した図９から図１１においてロール角速度とピッチ角速度の合成値が最小（すなわち、図の最下点）となる前後減衰配分をプロットした図である。なお、各図面において、アクスタ１０のロール剛性は一定であるが、ロール減衰制御量を変化させた場合の結果も含めて図１２から図１４を作成した。すなわち、図１２は、ロール減衰制御量なしの場合を示し、図１３は、ロール減衰制御量小の場合を示し、図１４は、ロール減衰制御量大の場合を示している。
このように作成した前後減衰配分マップは、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量の３入力から、前後減衰配分という１出力を決定する４次元のマップとなる。なお、図１２から図１４は、図面が２次元であるという制約上、２次元マップで示しているに過ぎず、実際に、ＥＣＵ６の記憶部には４次元マップとして記憶される。
つづいて、上述した前後減衰配分マップがＥＣＵ９の記憶部に記憶されていることを前提とした処理の例について以下に説明する。図１５は、本実施形態にかかる車両制御装置１の処理の変形例を示すフローチャートである。
図１５に示すように、本車両制御装置１のＥＣＵ９は、同逆相比検出部７により路面同逆相比を検出し（ステップＳ１１）、車速センサ８により車両２の車速を検出し（ステップＳ１２）、アクスタ１０のロール減衰分（ロール減衰力）を検出する（ステップＳ１３）。なお、アクスタ１０のロール減衰分は、ＥＣＵ９のロール減衰制御部９ｄにより指令されるロール減衰制御量に基づいて制御されるので、本変形例では、このロール減衰制御量を用いる。また、これらステップＳ１１〜ステップＳ１３は、図１５に示すように、同時に並行して検出される。
そして、ＥＣＵ９の前後減衰配分決定部９ｅは、同逆相比検出部７により検出された路面同逆相比、車速センサ８により検出された車速、および、ロール減衰制御部９ｄにより指令されるロール減衰制御量について、ＥＣＵ９の記憶部に記憶された前後減衰配分マップと照合処理を行う（ステップＳ１４）。
そして、ＥＣＵ９の前後減衰配分決定部９ｅは、前後減衰配分マップとの照合の結果、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量に対応する前後減衰配分を決定する（ステップＳ１５）。なお、前後減衰配分決定部９ｅは、決定した前後減衰配分となるように、前輪３Ｆ側の減衰力可変装置１１ＦＬ，１１ＦＲに与える指令値と、後輪３Ｒ側の減衰力可変装置１１ＲＬ，１１ＲＲに与える指令値を配分するので、前輪３Ｆと後輪３Ｒの間でショックアブソーバによる減衰力は、決定した前後減衰配分の通りとなる。
このように、前後減衰配分マップを用いることにより、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量の３入力に対して、前後減衰配分という１出力を得ることができる。結果的に、車両制御装置１は、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量の３入力に基づいて、前後減衰配分マップにより、ロール量とピッチ量の合成値が最小となる前後減衰配分を求めていることになる。そのため、ロール振動とピッチ振動を同時に抑制しながら、人間の感受性を考慮して乗り心地性能が最適となる車両制御を行うことができる。
なお、上述の変形例では、路面同逆相比と車速とロール減衰制御量の３入力に対して、前後減衰配分という１出力を得る例について説明したが、これに限られず、ロール減衰制御量を任意に変更可能であれば、路面同逆相比と車速との２入力に対して、前後減衰配分とロール減衰制御量の２出力を得てもよいものである。すなわち、車両制御装置１は、前後減衰マップに基づいて、路面同逆相比と車速に対応する、最適な（すなわち合成値が最小となる）前後減衰配分とロール減衰制御量の組み合わせを求めて、ロール減衰制御部９ｄおよび前後減衰配分決定部９ｅにより、アクスタ１０によるロール減衰力と減衰力可変装置１１による前後減衰配分とを協調制御してもよい。
また、上述した本発明の実施形態に係る車両制御装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
以上の説明では、車両制御装置は、車両のロール剛性を調節可能であるアクティブスタビライザを備えるものとして説明したが、これに限らず、アクティブスタビライザにかえて、車両のロール剛性を調節可能であるアクティブサスペンションを含んで構成されてもよい。
以上の説明では、車両制御装置の制御装置は、車両の各部を制御するＥＣＵであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、ＥＣＵとは別個に構成され、このＥＣＵを介して相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。
なお、上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせることができる。
以上のように本発明に係る車両制御装置は、種々の車両に搭載される車両制御装置に適用して好適である。
１ 車両制御装置
２ 車両
２Ａ 車体
３ 車輪
４ タイヤ
５ ステアリングホイール
７ 同逆相比検出部
８ 車速センサ
９ ＥＣＵ
９ａ ロール取得部
９ｂ ピッチ取得部
９ｃ 合成部
９ｄ ロール減衰制御部
９ｅ 前後減衰配分決定部
１０ アクティブスタビライザ
１１ 減衰力可変装置
１４ サスペンション

Claims (4)

  1. 車両に生じるロール変化量を取得するロール取得手段と、
    前記車両に生じるピッチ変化量を取得するピッチ取得手段と、
    前記ロール変化量と前記ピッチ変化量を合成して合成値を取得する合成手段と、
    前記合成手段により取得された前記合成値に基づいて、当該合成値を最小にするように、前後輪減衰力配分を制御する前後輪減衰力配分手段と、
    を備えることを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記ロール取得手段または前記ピッチ取得手段は、
    車速、路面同逆相比、および、ロール減衰制御量のうち少なくとも一つに基づいて、前記ロール変化量であるロール角速度または前記ピッチ変化量であるピッチ角速度を取得することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 前記合成手段は、
    前記ピッチ変化量に対して前記ロール変化量の重みを大きくして前記合成値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
  4. 車速を検出する車速検出手段と、
    路面同逆相比を検出する同逆相比検出手段と、
    可変のロール減衰制御量によりロール減衰力を制御するロール減衰力可変手段と、
    を備え、
    前記車速と前記路面同逆相比と前記ロール減衰制御量に基づいた前後輪減衰力配分マップから前後輪減衰力配分を決定することを特徴とする車両制御装置。
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