JP6161476B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力信号に応じて減衰力を調整可能な減衰力可変ダンパを備えた車両のサスペンション制御装置に関する。

近年、自動車のサスペンションに用いられるダンパとして、減衰力を段階的あるいは無段階に可変制御できる減衰力可変型のものが種々開発されている。減衰力を変化させる機構としては、ピストンに設けたオリフィスの面積をロータリバルブによって変化させる機械式のほか、作動油に磁気粘性流体（Magneto-Rheological Fluid：以下、ＭＲＦと記す）を用い、ピストンに設けた磁気流体バルブによってＭＲＦの粘度を制御するＭＲＦ式が知られている。このような減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す）を装着した車両では、車両の走行状態に応じてダンパの減衰力を可変制御することにより、操縦安定性や乗り心地の向上を図ることが可能となる。

乗心地を向上する手法の１つとして、スカイフック理論に基づくスカイフック制御が知られている。乗心地制御（制振制御）を行うスカイフック制御では、ばね上の上下方向の移動を抑制するように目標減衰力を設定するため、ばね上速度を検出する必要がある。また、ダンパの特性として、オリフィスの面積やＭＲＦの粘度が一定であったとしても、ストローク速度に応じて減衰力が変化することから、スカイフック制御を行うためにはストローク速度すなわちばね上とばね下との相対変位速度も検出する必要がある。

従来、スカイフック制御を行うサスペンション制御装置では、ばね上の上下速度やストローク速度を検出するために、各輪について上下Ｇセンサやストロークセンサを装着する必要があった。しかしながら、各輪に上下Ｇセンサやストロークセンサを設けるとコストが増大するという問題がある。また、ストロークセンサはホイールハウス内またはその近傍に取り付けられることから、配置スペースの確保が問題となる。そこで、これらの問題を解決すべく、ストロークセンサや上下Ｇセンサを設置することなく、ばね上とばね下との相対変位速度を車輪速変動量から算出し、算出した相対変位速度などに基づいて、ダンパの減衰力を制御するようにしたサスペンション制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２４１８１３号公報

しかしながら、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作を含む加減速操作が行われた場合、車輪のスリップ率が変化し、車輪速に変動が生じる場合がある。そのため、加減速操作に起因する変動量を含む車輪速変動量に応じてダンパの減衰力を制御すると、ダンパの制御が過剰になり、乗り心地が悪化する原因となる。

本発明は、以上の背景を鑑み、車輪速変動量に基づいて制御を行う減衰力可変ダンパの制御装置において、乗り心地を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、車輪速センサ（９）によって検出された信号から車輪速変動量を抽出し、前記車輪速変動量に基づく入力値を車両状態量推定モデル（３３）に入力して車両状態量を算出し、前記車両状態量に基づいて減衰力可変ダンパ（６）の減衰力を制御する減衰力可変ダンパの制御装置（８）であって、車輪のスリップ率の変化量であるスリップ率変化量が所定の閾値以上になると予測される場合に、前記スリップ率変化量が前記閾値未満になると予測される場合よりも、前記入力値を小さくするように補正する入力調整手段（２８）を有することを特徴とする。

この構成によれば、スリップ率変化量が所定の閾値以上になると予測される場合に、車輪速変動量に基づく車両状態量推定モデルへの入力値を小さくするため、スリップ率の変化に起因する車輪速変動を除去し、車両状態量を一層高精度に算出することができる。これにより、車両状態量に基づく減衰力可変ダンパの制御が一層適切になり、乗り心地が向上する。

また、上記の発明において、前記入力調整手段は、運転者の操作に起因する加減速入力量に基づいて前記スリップ率変化量が前記閾値以上であるか否かを予測するとよい。

この構成によれば、スリップ率が変化する原因となる加減速入力量に基づいて、スリップ率変化量が所定の閾値以上になるか否かを予測するため、スリップ率の変化に迅速に対応することができ、制御を適時に適切に行うことができる。

また、上記の発明において、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段を有し、
前記入力調整手段は、前記加減速入力量の変化量と所定の判定値とを比較することによって前記スリップ率変化量が前記閾値以上になるか否かを予測し、前記横加速度に応じて前記判定値を変化させるとよい。

この構成によれば、スリップ率の変化のし易さに影響を与える横加速度を考慮し、加減速入力量の変化量の判定値を変化させるため、加減速入力量に基づいたスリップ率変化量が所定の閾値以上になるか否かの予測精度が向上する。摩擦円を用いて検討すると、同じ加減速入力量であっても横加速度が生じている場合には、スリップ率の変化が起こり易いことがわかる。

また、上記の発明において、路面μを含む路面状態を推定する路面状態推定手段を有し、前記入力調整手段は、前記路面状態に応じて前記判定値を変化させるとよい。

この構成によれば、スリップ率の変化のし易さに影響を与える路面状態を考慮し、加減速入力量の変化量の判定値を変化させるため、加減速入力量に基づいたスリップ率変化量が所定の閾値以上になるか否かの予測精度が向上する。

また、上記の発明において、前記路面状態推定手段は、車輪の駆動トルクに対するスリップ率の比に基づいて前記路面状態を取得するとよい。

この構成によれば、路面状態によって影響される駆動トルクとスリップ率との関係から路面状態を取得することができる。

また、上記の発明において、前記入力値は、前記車輪速変動量にゲインを乗じることによって算出され、前記入力調整手段は、予測した前記スリップ率変化量が前記閾値以上であると予測される場合に、前記スリップ率変化量が前記閾値未満であると予測される場合よりも、前記ゲインを小さくするとよい。

この構成によれば、車輪速変動量に乗じるゲインを変化させることによって、スリップ率の変化に起因する車輪速変動量を除去することができる。

以上の構成によれば、車輪速変動量に基づいて制御を行う減衰力可変ダンパの制御装置において、乗り心地を向上させることができる。

実施形態に係るサスペンション制御装置を適用した車両の概略構成図 図１に示すサスペンションのモデル図 図１に示すサスペンション制御装置の概略構成を示すブロック図 図３に示す状態量推定部のブロック図 図４に示すばね下荷重一輪モデルにおける車輪速と接地荷重の関係を示すタイムチャート 図４に示すばね下荷重一輪モデルにおける車輪速変動と接地荷重変動との相関を示すグラフ 図４に示すばね下荷重一輪モデル計算部のブロック図 図３に示す車体速推定部のブロック図 図８に示す車体速推定部の要部制御ブロック図 図８に示す操舵補正量算出部のブロック図 図４に示す入力調整部のブロック図 （Ａ）ブレーキ液圧変化量判定値、（Ｂ）駆動トルク変化量判定値を示すマップ 入力調整部におけるモデル入力ゲインの設定手順を示すフローチャート （Ａ）図４に示す一輪モデルによるばね上速度の推定値とセンサ値とを比較したタイムチャート、（Ｂ）図４に示す一輪モデルによるストローク速度の推定値とセンサ値とを比較したタイムチャート 図３に示すスカイフック制御演算部のブロック図 図１５に示す目標電流設定部が用いる目標電流マップ 図３に示すばね下制振制御演算部のブロック図 車輪速とばね下加速度とを対比して示す周波数応答図 ばね下加速度と図１７に示すピークホールド・ランプダウン回路による目標電流とを対比して示すタイムチャート （Ａ）平坦路走行時のローパスフィルタ処理前後の車輪速変動のタイムチャート、（Ｂ）荒れた舗装路走行時のローパスフィルタ処理前後の車輪速変動のタイムチャート 図３に示すサスペンション制御装置による減衰力制御の手順を示すフロー図

以下、本発明に係るサスペンション制御装置２０を４輪自動車に適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図中では４本の車輪３やそれらに対して配置された要素、すなわち、ダンパ６や車輪速Ｖｗ等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、車輪３_ＦＬ（左前）、車輪３_ＦＲ（右前）、車輪３_ＲＬ（左後）、車輪３_ＲＲ（右後）と記している。また、符号に添字を付した要素について一部をまとめて指す場合には、例えば、前輪３_Ｆ、後輪３_Ｒと記している。

≪自動車Ｖの概略構成≫
先ず、図１を参照して、第１実施形態に係る自動車Ｖの概略構成について説明する。自動車（車両）Ｖの車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がサスペンションアーム４や、スプリング５、減衰力可変式ダンパ（以下、単にダンパ６と記す）等からなるサスペンション７によって車体１に懸架されている。自動車Ｖには、各種の制御に供されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）８の他、車輪３ごとに設置された各車輪３の車輪速Ｖｗを検出する車輪速センサ９や、車体１の横加速度Ｇｙを検出する横Ｇセンサ１０、車体１のヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ１１、ステアリング操舵角δｆを検出する操舵角センサ１２、車体１の前後加速度Ｇｘを検出する前後Ｇセンサ１３等が車体１の適所に設置されている。

図示は省略するが、自動車Ｖには、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ（Antilock Brake System）、または、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、或いは、ＡＢＳとＴＣＳとを備え、旋回時のヨーモーメント制御、ブレーキアシスト機能などのための自動ブレーキ機能を備えた車両挙動安定化制御システムとして公知のＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）制御が可能なブレーキ装置が搭載されている。これらＡＢＳ、ＴＣＳおよびＶＳＡは、推定した車体速Ｖｂに基づく車輪速に対して車輪速センサ９の検出値が所定値以上乖離したことをもってスリップ状態を判定し、走行状態に応じて最適なブレーキ制御またはトラクションコントロール制御を行うことで車両挙動を安定化させる。

また、自動車Ｖには、ブレーキ装置のブレーキ液圧Ｐｂを検出するブレーキ圧センサや、エンジントルクＴｅを検出するトルクセンサ、変速機のギヤポジションＰｇを検出するギヤポジションセンサなどが適所に設定されている。

ＥＣＵ８は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ１４（Controller Area Network））を介して、各車輪３のダンパ６や各センサ９〜１３などと接続されている。ＥＣＵ８やこれらのセンサ９〜１３などによってサスペンション制御装置２０が構成される。

本実施形態のダンパ６は、詳細な図示は省略するが、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦが充填された円筒状のシリンダに対してピストンロッドが軸方向に摺動可能に挿入され、ピストンロッドの先端に装着されたピストンがシリンダ内を上部油室と下部油室とに区画し、上部油室と下部油室とを連通する連通路とこの連通路の内側に位置するＭＬＶコイルとがピストンに設けられた公知の構成のものである。

ダンパ６は、シリンダの下端が車輪側部材であるサスペンションアーム４の上面に連結され、ピストンロッドの上端が車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）に連結される。模式的に表せば、図２に示すように各ダンパ６は、質量Ｍ_１を有するばね下（車輪３やナックル、サスペンションアーム４を含むサスペンションスプリングの下側の可動部位）と車体１からなる質量Ｍ_２を有するばね上とをスプリング５とともに連結している。

ＥＣＵ８からＭＬＶコイルに電流が供給されると、連通路を流通するＭＲＦに磁界が印可されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成する。これにより、連通路を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度（以下、単に粘度と記す）が上昇し、ダンパ６の減衰力が増大する。

≪ＥＣＵ８≫
次に、図３を参照して、サスペンション制御装置２０の構成要素のうち、ダンパ６の制御を行うＥＣＵ８の概略構成について説明する。なお、ＥＣＵ８は、ダンパ６の制御だけでなく、ＡＢＳ、ＴＣＳおよびＶＳＡの制御も併せて行うものであるが、これらの制御を行う車両挙動制御部についての説明はここでは割愛する。

ＥＣＵ８は、ＣＡＮ１４を介して上述した各センサ９〜１２や車両挙動制御部などが接続する入力部２１と、各センサ９〜１２の検出信号などから自動車Ｖの状態量を推定する車両状態量推定部２２と、車両状態量推定部２２にて算出された各種値や各センサ９〜１２などの検出信号から、自動車Ｖの操縦安定性および乗心地を向上すべく、各ダンパ６の各種制御目標電流を設定する制御目標電流設定部２３と、所定の条件に応じてダンパ６の駆動電流を固定すべく電流固定信号Ｓｆｉｘを設定する電流固定化部２４と、制御目標電流設定部２３にて設定された各種制御目標電流のなかから各ダンパ６の目標電流Ａｔｇｔを選択するとともに、電流固定信号Ｓｆｉｘに応じて各ダンパ６（ＭＬＶコイル）への駆動電流を生成してダンパ６の減衰力を制御するダンパ制御部２５とを主要素として構成されている。

＜車両状態量推定部２２＞
車両状態量推定部２２は、車輪速Ｖｗの単位時間当たりの変動量である車輪速変動量ΔＶｗが、車輪３の接地荷重の単位時間当たりの変動量である接地荷重変動量に一定の関係を有することを利用して自動車Ｖの状態量を推定するものであり、車輪速センサ９の検出値に基づき、車両モデルを用いて自動車Ｖの各種状態量を各輪について推定する状態量算出部３１と、状態量算出部３１に対する車輪速補正量である車体速Ｖｂ（内輪側車体速Ｖｂｉおよび外輪側車体速Ｖｂｏ）を算出する車体速推定部３２と、状態量算出部３１に対する車輪速変動量のモデル入力ゲインＧ_３（補正値）を設定する入力調整部２８とを有している。状態量算出部３１は、前後左右の各輪に対する一輪モデル計算部３３や四輪モデル計算部３４を含んでいる。車体速推定部３２は、加減速力算出部５１や、ステアリング操作による補正量を算出する操舵補正量算出部５３などを含んでいる。以下では、車両状態量推定部２２の各部について、図４〜図１４を参照しながら詳細に説明する。

＜状態量算出部３１＞
図４に示すように、状態量算出部３１では、入力した車輪速Ｖｗ（信号）が減算器３５に加算値として入力する。減算器３５には、後述する内輪側車体速Ｖｂｉまたは外輪側車体速Ｖｂｏが減算値として入力しており、減算器３５にて各車輪速Ｖｗから内輪側車体速Ｖｂｉまたは外輪側車体速Ｖｂｏが減算されることにより、車輪速Ｖｗが補正される。すなわち、減算器３５は、車輪速Ｖｗに基づいて車輪速変動量ΔＶｗ１を算出する車輪速変動算出手段としても機能する。

減算器３５に入力する内輪側車体速Ｖｂｉまたは外輪側車体速Ｖｂｏは、後述するように、自動車Ｖの車速変化や内外輪の旋回半径差に起因する軌跡長さの差による車輪速変動成分を除去するために算出されるものである。つまり、減算器３５は、バンドパスフィルタ３６に入力する前の各車輪速Ｖｗから、車体速推定部３２で算出された内輪側車体速Ｖｂｉまたは外輪側車体速Ｖｂｏを減算することにより、運転者による操作などに起因する車体速Ｖｂ成分を車輪速Ｖｗから除去する補正処理を行う補正手段として機能する。

減算器３５から出力された車輪速変動量ΔＶｗ１は、乗算器２９に入力される。また、乗算器２９には、後述する入力調整部２８において設定されたモデル入力ゲインＧ_３が入力する。乗算器２９にて、車輪速変動量ΔＶｗ１およびモデル入力ゲインＧ_３が乗じられて調整車輪速変動量ΔＶｗ２が算出される。

乗算器２９から出力された調整車輪速変動量ΔＶｗ２は、バンドパスフィルタ３６を介してゲイン回路３７に入力する。バンドパスフィルタ３６は、０．５〜５Ｈｚの周波数成分を通過させるバンドパス特性を有する。本実施形態では、通信回線としてＣＡＮ１４を用いており、１０〜２０ｍｓｅｃ程度の更新周期で車輪速Ｖｗ信号が入力するため、バンドパスフィルタ３６は、高周波成分を遮断し且つばね上共振帯の周波数成分（ばね上振動に対応した周波域の信号）を確実に取り出せるように、５Ｈｚ程度よりも低い帯域を通過させるローパス特性を有する。一方、車輪速Ｖｗ信号がより短い更新周期で入力する場合には、ばね下共振帯の周波数成分をも抽出できるように、例えば２０Ｈｚといったより高い帯域のローパス特性を有するバンドパスフィルタ３６を用いてもよい。

また、バンドパスフィルタ３６は、連続的に入力する調整車輪速変動量ΔＶｗ２信号からＤＣ成分を除去すべく、０．５Ｈｚ程度よりも高い帯域を通過させるハイパス特性を有する。これにより、ばね上振動に対応した５Ｈｚ以下の低周波域の信号から、運転者による操作などに起因する車体速Ｖｂ成分（制駆動力による車体速成分）を除去することができる。つまり、バンドパスフィルタ３６は、車輪速Ｖｗに基づいて車輪速変動量ΔＶｗを抽出する車輪速変動抽出手段として機能する。なお、バンドパスフィルタ３６によって車輪速Ｖｗ信号からＤＣ成分を除去できるため、車輪速Ｖｗから車体速Ｖｂを減算する減算器３５を設けない構成とすることも可能である。

ゲイン回路３７は、車輪速変動量ΔＶｗとばね下荷重ｕ_１（接地荷重変動）とが一定の相関関係にあることを利用して、各輪の車輪速変動量ΔＶｗをばね下荷重ｕ_１に変換する。以下に、ゲイン回路３７が利用する車輪速変動量ΔＶｗとばね下荷重ｕ_１との関係について説明する。

例えば、自動車Ｖが一定速度で平坦路を直進走行している場合、車輪３の接地荷重は一定であり、車輪速Ｖｗも一定である。ここで、車輪３は、接地荷重（ばね下質量Ｍ_１＋ばね上質量Ｍ_２）に応じて接地部分が変形しており、タイヤ２の動的荷重半径Ｒｄは無荷重状態に比べて小さくなっている。ところが、例えば時速８０ｋｍ／ｈ程度で走行中に路面の凹凸によって接地荷重が図５（Ｂ）に示すように増減すると、タイヤ２の動的荷重半径Ｒｄの変化に起因して、車輪速も接地荷重に対応して図５（Ａ）に示すように増減する。ここでは、路面バウンスにより接地荷重が１Ｈｚ程度で変動するのと同様に、車輪速Ｖｗも１Ｈｚ程度で変動している。なお、車輪速Ｖｗおよび接地荷重はいずれもセンサによる検出値である。

このときの両センサの検出信号をバンドパス処理（ここでは０．５〜２Ｈｚのバンドパスフィルタを通過させる）して求めたときの車輪速変動量ΔＶｗを横軸に、接地荷重変動を縦軸にとったグラフが図６である。図６に示すように、車輪速変動量ΔＶｗは接地荷重変動と比例関係になっており、下式として表すことができる。
ｕ_１＝ｋΔＶｗ
ただし、ｋ：比例定数である。

そこで、図４のゲイン回路３７は、車輪速変動量ΔＶｗに比例定数ｋを乗じて各輪のばね下荷重ｕ_１を算出する。つまり、ゲイン回路３７は、車輪速センサ９が検出した車輪速変動量ΔＶｗに基づいて自動車Ｖの基本入力量であるばね下荷重ｕ_１を算出する基本入力量算出手段として機能する。

このように、車輪速Ｖｗの信号から車体速Ｖｂ成分を除去する補正を行うことにより、加減速や旋回に起因した車速変動の影響を受けることなく、接地荷重の変動に起因した車輪速変動量ΔＶｗを精度良く算出することができる。また、車輪速Ｖｗ信号をばね上振動に対応するバンドパスフィルタ３６に通すことにより、車輪速変動量ΔＶｗに基づいてばね下荷重ｕ_１を高精度に算出することができる。そして、バンドパスフィルタ３６によってばね下振動に対応する周波数域をカットすることにより、車輪速センサ９の検出精度や計測周期・通信速度を必要以上に高めずに済むため、サスペンション制御装置２０の汎用性が向上する。

（一輪モデル計算部３３）
ゲイン回路３７から出力されたばね下荷重ｕ_１は、一輪モデル計算部３３に含まれる一輪モデル３８に入力する。一輪モデル計算部３３は、一輪モデル３８にばね下荷重ｕ_１を入力することにより、スカイフック制御部９０での演算に供されるばね上速度Ｓ_２およびサスペンション７のストローク速度Ｓｓといった自動車Ｖの状態量を演算・出力する。すなわち、一輪モデル３８は、車輪速変動量ΔＶｗを外力として扱うことで自動車Ｖの各種状態量を算出する状態量算出手段をなす。

ここで、一輪モデル３８の一例について詳細に説明すると、上記したように自動車Ｖの各車輪３は図２に示すように表すことができ、車輪３のばね下荷重ｕ_１を入力ｕとして下式（１）で表すことができる。なお、本明細書の式中および図中では、１階微分値（ｄｘ／ｄｔ）および２階微分値（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）を下のように表示するものとする。

ここで、Ｍ_１：ばね下質量、Ｍ_２：ばね上質量、ｘ_１：ばね下の上下方向位置、ｘ_２：ばね上の上下方向位置、であり、ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２は、ばね下の上下方向加速度、ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２は、ばね上の上下方向加速度である。

ここで、ばね下質量Ｍ_１およびばね上質量Ｍ_２は既知である。一方、入力ｕとしては、ばね下荷重ｕ_１のほか、ダンパ６が減衰力可変式であることからダンパ６の減衰力ｕ_２が含まれるが、ダンパ６の減衰力ｕ_２は一輪モデル３８内においてばね下荷重ｕ_１に基づいて求めることができる。そこで、ばね下荷重ｕ_１が車輪速Ｖｗに基づいて算出できれば、ばね下荷重ｕ_１およびこれに基づいて算出したダンパ６の減衰力ｕ_２を入力ｕとし、ばね上およびばね下間のばね定数Ｋ（スプリング５のばね定数）や、ばね下質量Ｍ_１、ばね上質量Ｍ_２を考慮したシステム行列を用いることにより、ばね下およびばね上の上下方向加速度ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２、ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２や、ばね下位置ｘ_１、ばね下速度ｄｘ／ｄｔなどを求めることができる。なお、ストローク速度Ｓｓは、ｄｘ_２／ｄｔ−ｄｘ_１／ｄｔで表される。

具体的に説明すると、上式（１）のＭ_１・ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２およびＭ_２・ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２は、それぞれ下式（２）、（３）のように表すことができる。

ただし、ｕ_１：ばね下荷重、ｕ_２：ダンパ６の減衰力、Ｋ：ばね定数、である。

そこで、一輪モデル３８では、下式（４）の状態方程式をモデルとし、入力ベクトルｕから下式（５）の状態変数ｘを算出する。

ただし、ｘ：状態変数ベクトル、Ａ，Ｂ：システム行列、である。
上式（２）〜（５）から、上式（４）は下式（６）として表される。

このような状態方程式を用いた一輪モデル３８は、図７に示すように、システム行列Ｂを用いた演算器３９に入力ｕを入力し、演算器３９からの出力を加算器４０を介して積分器４１に入力させ、積分器４１からの出力を、システム行列Ａを用いた演算器４２に入力させて加算器４０に戻す処理を行う。この一輪モデル３８から第１〜第４観測行列４３〜４６の出力を得ることにより、ばね下位置ｘ_１、ばね上位置ｘ_２、ばね上速度Ｓ_２（ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２）、およびストローク速度Ｓｓ（ｄ^２ｘ_２／ｄｔ^２−ｄ^２ｘ_１／ｄｔ^２）を算出することができる。なお、第１観測行列４３は、ばね下位置観測行列であり、［１ ０ ０ ０］である。第２観測行列４４は、ばね上位置観測行列であり、［０ １ ０ ０］である。第３観測行列４５は、ばね上速度観測行列であり、［０ ０ ０ １］である。第４観測行列４６は、ストローク速度観測行列であり、［０ ０ −１ １］である。すなわち、一輪モデル３８における第１〜第４観測行列４３〜４６はそれぞれ、車輪速変動量ΔＶｗに基づいてばね下位置ｘ_１、ばね上位置ｘ_２、ばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓを算出するための手段である。

このように、車輪速Ｖｗに基づいて算出したばね下荷重ｕ_１を一輪モデル３８に入力することにより、サスペンション７にキャスター角が設定されているか否かにかかわらず、ばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓを算出することができる。そして、ばね下荷重ｕ_１からばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓを算出できるため、自動車Ｖに上下Ｇセンサやストロークセンサを設ける必要がなく、サスペンション制御装置２０のコスト低減を図ることができる。

再び図４に戻り、一輪モデル計算部３３は、一輪モデル３８にて算出されたばね下位置ｘ_１およびばね上位置ｘ_２をフィードバックさせるフィードバック手段としてのＰＩＤ回路４７を備えている。これにより、一輪モデル計算部３３では、一輪モデル３８にて算出されたばね下位置ｘ_１およびばね上位置ｘ_２と、ばね下基準位置ｘ_１o（＝０）またはばね上基準位置ｘ_２o（＝０）との偏差に基づいて、一輪モデル計算部３３で算出されるばね下位置ｘ_１およびばね上位置ｘ_２が補正され、平坦路の定速直進走行時といった定常状態における一輪モデル３８のばね上位置ｘ_２およびばね下位置ｘ_１が基準位置（初期値）に収束するようになっている。

これにより、ばね下荷重ｕ_１が基準位置を参照して調整されるため、一方にオフセットした入力が継続した際にも、系全体がオフセットすることでばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓに誤差が生じることが抑制される。また、他制御システム上でのデータ利用等も可能となる。

このように、一輪モデル計算部３３は、ばね下荷重ｕ_１およびダンパ６の減衰力ｕ_２を入力として一輪モデル３８から第１観測行列４３および第２観測行列４４の出力を得ることにより、ばね下位置ｘ_１、ばね上位置ｘ_２を算出する位置算出手段として機能する。なお、ここでは一輪モデル計算部３３を、ＰＩＤ回路４７がばね下位置ｘ_１およびばね上位置ｘ_２の両方をフィードバックさせる形態としているが、ばね下位置ｘ_１とばね上位置ｘ_２との少なくとも一方をフィードバックさせ、ばね下位置ｘ_１およびばね上位置ｘ_２を補正す形態としてもよい。一輪モデル計算部３３で算出されたばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓは、図３に示すように、スカイフック制御部９０に入力する。

（四輪モデル計算部３４）
図４に示すように、状態量算出部３１に含まれる四輪モデル計算部３４は、ピッチ角速度算出部４８とロール角速度算出部４９とを備えている。ピッチ角速度算出部４８には、ゲイン回路３７から出力されたばね下荷重ｕ_１が入力する。ピッチ角速度算出部４８は、前後加速度Ｇｘや、サスペンション特性、ばね上質量Ｍ_２などに基づいてピッチ角速度ωｐを求める。なお、ピッチ角速度算出部４８は、入力された各輪のばね下荷重ｕ_１に基づいて（車輪速Ｖｗに基づいて）自動車Ｖの加減速度を算出し、この算出した前後加速度や、サスペンション特性、ばね上質量Ｍ_２などに基づいてピッチ角速度ωｐを求めてもよい。一方、ロール角速度算出部４９には、横Ｇセンサ１０で検出された横加速度Ｇｙが入力している。ロール角速度算出部４９は、入力された横加速度Ｇｙや、サスペンション特性、ばね上質量Ｍ_２などに基づいてロール角速度ωｒを求める。なお、図３に示すように、ピッチ角速度ωｐはピッチ制御部９１に入力し、ロール角速度ωｒはロール制御部９２に入力する。

＜車体速推定部３２＞
図３の車体速推定部３２は、図８に示すように、自動車Ｖの加減速力Ｆ（Ｆｅ、Ｆｓ、Ｆｄ）を算出する加減速力算出部５１と、加減速力算出部５１により算出された加減速力に基づいて車体速Ｖｂを算出する車体速算出部５２と、ステアリング操作に応じた補正量（後述する内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏ）を算出する操舵補正量算出部５３と、操舵補正量算出部５３により算出された補正量に基づいて車体速Ｖｂを補正する車体速補正部５４とを有している。

加減速力算出部５１は、エンジンまたはモータ等の原動機の出力による自動車Ｖの駆動力Ｆｅ（加速力）を算出する加速力算出部５５と、路面勾配による自動車Ｖの減速力Ｆｓを算出する路面勾配減速力算出部５６と、路面勾配以外の要素に起因する自動車Ｖの減速力Ｆｄを算出する減速力算出部５７とを含んでいる。

加速力算出部５５は、トルクセンサにより検出されたエンジントルクＴｅ、およびギヤポジションＰｇを入力として、原動機出力による自動車Ｖの駆動力Ｆｅを算出する。

路面勾配減速力算出部５６は、例えば、加速力算出部５５が算出した駆動力Ｆｅから減速力算出部５７が算出した減速力Ｆｄを減じて求めた加減速力から、前後Ｇセンサ１３が検出した前後加速度Ｇｘに車体重量Ｍを乗じて求めた加減速力を減じることにより、路面勾配による減速力Ｆｓを算出する。

減速力算出部５７は、ブレーキ装置のブレーキ液圧Ｐｂを入力として、ブレーキ液圧Ｐｂに比例して増大するブレーキ操作にかかる自動車Ｖの減速力を算出するブレーキ減速力算出部５８と、車輪速Ｖｗの平均値を概算車体速として用いることにより、車体形状および概算車体速に起因する走行抵抗にかかる減速力を算出する走行抵抗算出部５９と、車輪速フィードバックによる走行抵抗力を算出するフィードバック抵抗力算出部６０とを含んでおり、ブレーキ減速力算出部５８、走行抵抗算出部５９およびフィードバック抵抗力算出部６０の算出結果を加算して、路面勾配以外の要素に起因する自動車Ｖの減速力Ｆｄを算出する。

車体速算出部５２は、加速力算出部５５で算出された駆動力Ｆｅから、路面勾配減速力算出部５６で算出された減速力Ｆｓを減じるとともに、減速力算出部５７で算出された減速力Ｆｄを減じて車体１の加減速力Ｆを算出した後、算出した加減速力Ｆを車体重量Ｍで除して加速度を求め、これを積算することで車体速Ｖｂを算出する。算出された車体速Ｖｂは、車体速補正部５４に入力する。

ここで、図９を参照して、加速力算出部５５および減速力算出部５７における処理について詳細に説明する。エンジントルクＴｅは乗算器６１に入力する。ギヤポジションＰｇは、ギヤポジション−変速ギヤ比変換回路６２に入力する。ギヤポジション−変速ギヤ比変換回路６２では、ギヤポジションＰｇに基づいてテーブルを参照することにより変速ギヤ比Ｒｇが求められ、出力された変速ギヤ比Ｒｇが乗算器６１に入力する。なお、乗算器６１には、後述する第１車輪速ゲイン設定回路６３からの第１車輪速ゲインＧ_１も入力する。

第１車輪速ゲインＧ_１は、第１車輪速ゲイン設定回路６３において、各車輪速センサ９が検出した車輪３の車輪速平均値である平均車輪速Ｖｗａｖに基づいて、参照テーブルを参照することにより設定される。なお、この例においては第１車輪速ゲインＧ_１は、平均車輪速Ｖｗａｖが微小の領域では０、平均車輪速Ｖｗａｖが所定の閾値よりも大きい場合には略一定としている。乗算器６１にて、エンジントルクＴｅ、変速ギヤ比Ｒｇおよび第１車輪速ゲインＧ_１が乗じられて駆動輪の出力である車輪トルクＴｗが算出されると、この車輪トルクＴｗは、トルク−駆動力変換回路６４に入力し、タイヤ２の動的荷重半径Ｒｄで除算されることよって自動車Ｖの駆動力Ｆｅに変換され、その出力がゲイン回路６５を介して減算器６６に加算値として入力する。

減算器６６には、ゲイン回路６５から出力される駆動力Ｆｅの他、後述する制動力Ｆｂ、走行抵抗力Ｆｒおよびフィードバック抵抗力Ｆｆｂが入力している。

ブレーキ液圧Ｐｂは、乗算器６７に入力する。乗算器６７には、第２車輪速ゲイン設定回路６８からの第２車輪速ゲインＧ_２も入力する。第２車輪速ゲインＧ_２は、第２車輪速ゲイン設定回路６８において、平均車輪速Ｖｗａｖに基づいて参照テーブルを参照することにより設定される。なお、この例においては第２車輪速ゲインＧ_２は、平均車輪速Ｖｗａｖが微小の領域では０、平均車輪速Ｖｗａｖが所定の閾値よりも大きい場合には略一定としている。乗算器６７にてブレーキ液圧Ｐｂと第２車輪速ゲインＧ_２とが乗じられてブレーキ装置による制動力に相当する制動力Ｆｂが算出されると、正の値を示すこの制動力Ｆｂは、減算器６６に減算値として入力する。

また、平均車輪速Ｖｗａｖは走行抵抗力設定回路６９に入力する。走行抵抗力設定回路６９では、入力した平均車輪速Ｖｗａｖに基づいて参照テーブルを参照することにより、車速（平均車輪速Ｖｗａｖ）に依存する走行抵抗力Ｆｒが設定される。走行抵抗力設定回路６９で算出された正の値を示す走行抵抗力Ｆｒは、減算器６６に減算値として入力する。

さらに、従動輪である後輪３_Ｒの車輪速平均値である平均後輪速Ｖｗａｖ_Ｒがフィードバック抵抗力算出部６０に入力する。フィードバック抵抗力算出部６０は、減算器７１に入力する車体速Ｖｂから平均後輪速Ｖｗａｖ_Ｒを減じて求めた偏差ΔＶにそれぞれ基づいて、比例ゲインに基づく走行抵抗力を設定する比例回路７２と、積分ゲインに基づく走行抵抗力を設定する積分回路７３と、微分ゲインに基づく走行抵抗力を設定する微分回路７４とを備えている。これら比例回路７２、積分回路７３および微分回路７４の出力が加算器７５に入力して加算され、車体速Ｖｂのフィードバックによる補正値であるフィードバック抵抗力Ｆｆｂが出力される。出力されたフィードバック抵抗力Ｆｆｂは、減算器６６に減算値として入力する。

減算器６６では、駆動力Ｆｅから、これら制動力Ｆｂ、走行抵抗力Ｆｒおよびフィードバック抵抗力Ｆｆｂ、ここでは図示しない図８の路面勾配による減速力Ｆｓが減算され、その出力である加減速力Ｆが、加減速力−加減速度変換回路７６に入力し、加減速力Ｆが車体重量Ｍで除算されることにより自動車Ｖの加減速度（算出前後加速度）に変換される。自動車Ｖの加減速度は、ゲイン回路７７を介して積算器７８に入力して積算されることによって車体速Ｖｂとなって出力される。

このように、駆動力Ｆｅや制動力Ｆｂ、走行抵抗力Ｆｒおよびフィードバック抵抗力Ｆｆｂに基づいて自動車Ｖの車体速Ｖｂを算出することにより、車輪速Ｖｗを補正するための車体速Ｖｂを求めることができる。

図８に戻り、操舵補正量算出部５３は、各車輪速Ｖｗおよびヨーレイトγに基づいて自動車Ｖの旋回半径ＴＲを算出する旋回半径算出部７９と、自動車ＶのトレッドＴと算出された旋回半径ＴＲとに基づいて、補正量としての旋回状態量、すなわち内輪および外輪に対応する各車体部位の車体速Ｖｂに対する比である内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏを算出する内外輪車体速比算出部８０とを含んでいる。

図１０を参照して、操舵補正量算出部５３における処理について詳細に説明する。各車輪速センサ９が検出した車輪速Ｖｗの平均車輪速Ｖｗａｖが除算器８１に被除数（分子）として入力する。除算器８１には、ヨーレイトセンサ１１の検出値であるヨーレイトγも除数（分母）として入力しており、除算器８１では、各輪の平均車輪速Ｖｗａｖをヨーレイトγで除すことにより自動車Ｖの旋回半径ＴＲが算出される。なお、除算時にヨーレイトγが０となる場合には、定数で置換する等の周知の方法により値を規制する。算出された旋回半径ＴＲは、減算器８３および加算器８５にそれぞれ加算値として入力する。減算器８３および加算器８５はそれぞれ、入力した旋回半径ＴＲに対し、メモリ８２に記憶されたトレッドＴの１／２を減算または加算することにより、内輪旋回半径ＴＲｉおよび外輪旋回半径ＴＲｏを算出する。減算器８３および加算器８５からの出力は、それぞれ除算器８４・８６に被除数として入力する。除算器８４・８６には、除算器８１で算出した自動車Ｖの旋回半径ＴＲが除数として入力しており、各除算器８４・８６は、内輪旋回半径ＴＲｉまたは外輪旋回半径ＴＲｏを自動車Ｖの旋回半径ＴＲで除すことにより、それぞれ内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏを算出する。

各除算器８４・８６で算出された内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏは、図８に示すように、車体速補正部５４に入力し、車体速補正部５４にて車体速Ｖｂと内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏとがそれぞれ乗じられることにより、内輪に対応する車体部位の車体速Ｖｂである内輪側車体速Ｖｂｉおよび外輪に対応する車体部位の車体速Ｖｂである外輪側車体速Ｖｂｏが算出される。つまり、車体速補正部５４は、内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏに基づいて車体速Ｖｂを補正する補正手段である。

このように、自動車Ｖの旋回状態に応じて車体速Ｖｂが補正されることにより、運転者のステアリング操作に応じて変化する内輪側および外輪側の車体速Ｖｂ（Ｖｂｉ・Ｖｂｏ）が正確に算出される。

内輪側車体速Ｖｂｉおよび外輪側車体速Ｖｂｏは、図４に示すように状態量算出部３１に、より詳しくはバンドパスフィルタ３６の上流側に設けられた減算器３５に減算値として入力し、車輪速Ｖｗに基づく車輪速変動量ΔＶｗの算出に供されるとともに、自動車Ｖの車体速変動成分や内外輪の旋回半径差に起因する軌跡長さの差による車輪速変動成分の除去に供される。

このように、状態量算出部３１において入力した各車輪速Ｖｗから内輪側車体速Ｖｂｉまたは外輪側車体速Ｖｂｏが減算されることにより、車輪速Ｖｗから自動車Ｖの制駆動力による影響が排除されるため、自動車Ｖの状態量（ばね上速度Ｓ_２やストローク速度Ｓｓ）がより高精度に算出される。また、車体速補正部５４が、内輪車体速比Ｒｖｉおよび外輪車体速比Ｒｖｏに基づいて車体速Ｖｂを補正することにより、各輪に対応した車体速Ｖｂが高精度に算出されて、自動車Ｖの旋回による車輪速Ｖｗに対する影響が排除されるため、自動車Ｖの状態量がより高精度に算出される。

＜入力調整部２８＞
図３の入力調整部２８は、図１１に示すように、スリップ率変化判定部１２０と、モデル入力ゲイン設定部１２１とを有している。ここで、スリップ率とは、車体速Ｖｂと車輪速Ｖｗとの差を車体速Ｖｂで除したものである（スリップ率＝（Ｖｂ−Ｖｗ）／Ｖｂ）。スリップ率変化判定部１２０は、スリップ率に急激な変動（変化）が発生するか否かを予測するものであり、運転者の操作に起因する加減速入力量（加減速操作量）に基づいてスリップ率変化量が所定の閾値以上になるか否かを予測する。運転者の操作に起因する加減速入力量は、ブレーキ液圧Ｐｂ、ブレーキペダルの踏み込み量、アクセルペダルの踏み込み量、要求駆動力、要求エンジントルク、エンジントルクＴｅ（検出値）、及び駆動トルクＴｓ（足軸トルク）を含む。これらの加減速入力量は、車体の前後加速度Ｇｘに変化をもたらすものであり、スリップ率変化の増加の原因になる。そのため、これらの加減速入力量の単位時間当たりの変化量（以下、単に加減速入力量の変化量という）に基づいてスリップ率変化の増加を推定することができる。本実施形態では、加減速入力量の変化量として、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量と、駆動トルクＴｓの変化量とを用いる。

ブレーキ圧センサによって検出されたブレーキ液圧Ｐｂは、微分回路１２４に入力され、微分処理されてブレーキ液圧Ｐｂの変化量に変換された後、スリップ率変化判定部１２０に入力される。

ギヤポジションセンサによって検出された変速機のギヤポジションＰｇは、ギヤポジション−変速ギヤ比変換回路１２５に入力する。ギヤポジション−変速ギヤ比変換回路１２５では、ギヤポジションＰｇに基づいてテーブルを参照することにより変速ギヤ比（減速比）Ｒｇが求められる。変速ギヤ比Ｒｇは、乗算器１２６に入力される。また、乗算器１２６には、トルクセンサにより検出されたエンジントルクＴｅが入力される。乗算器１２６は、エンジントルクＴｅと変速ギヤ比Ｒｇとを乗算することによって、駆動トルクＴｓを算出する。駆動トルクＴｓは、微分器１２８に入力され、微分処理されて駆動トルクＴｓの変化量に変換された後、スリップ率変化判定部１２０に入力される。

また、スリップ率変化判定部１２０には、横Ｇセンサ１０によって検出された横加速度Ｇｙと、路面状態推定部１２９によって演算された路面情報Ｉｇが入力される。路面状態推定部１２９は、各車輪３の車輪速Ｖｗと、乗算器１２６から出力される駆動トルクＴｓとが入力され、これらに基づいて路面状態を推定し、その推定結果である路面情報Ｉｇを出力する。

路面状態推定部１２９は、入力される各車輪３の車輪速Ｖｗに基づいて、対象とする車輪３のスリップ率を算出する。本実施形態では、スリップ率を算出する手法の一例として、駆動輪である前輪３_Ｆの車輪速Ｖｗ_Ｆと従動輪である後輪３_Ｒの車輪速Ｖｗ_Ｒとに基づき、前輪３_Ｆの車輪速Ｖｗ_Ｆと後輪３_Ｒの車輪速Ｖｗ_Ｒとの差を後輪３_Ｒの車輪速Ｖｗ_Ｒで除することによって簡易にスリップ率を算出する。他の例としては、対象とする車輪３の車輪速Ｖｗと車体速Ｖｂとの差を車体速Ｖｂで除することによって、スリップ率を算出してもよい。

路面状態推定部１２９は、駆動トルクＴｓと、算出したスリップ率との関係に基づいて路面状態を推定する。駆動トルクＴｓとスリップ率との間には、駆動トルクＴｓが増加するにつれてスリップ率が増加するという関係がある。また、路面μ（路面摩擦係数）が低くなるほど、駆動トルクＴｓが増加した際のスリップ率増加量が増大すると共に、スリップ率の変動が大きくなる。これらの関係から、駆動トルクＴｓに対するスリップ率を確認することによって、路面状態を推定することができる。例えば、駆動トルクＴｓの増加に対応して増加する路面判定値を設定し、スリップ率が路面判定値以上の場合には低μ路（雪道、凍結路、ウェット路等を含む）、スリップ率が路面判定値未満の場合には高μ路（ドライ路）と推定してもよい。また、複数の路面判定値を設定することによって、路面状態を複数のレベルに推定してもよい。本実施形態では、推定した路面状態は、路面情報Ｉｇとして路面状態推定部１２９からスリップ率変化判定部１２０に入力される。

スリップ率変化判定部１２０は、横加速度Ｇｙと、路面情報Ｉｇとに基づいて判定値を設定し、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量や駆動トルクＴｓの変化量である加減速入力量の変化量が判定値以上か否かを判定することによって、スリップ率に急激な変動が発生するか否かを予測する。スリップ率変化判定部１２０は、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量に対する判定値であるブレーキ液圧変化量判定値と、駆動トルクＴｓの変化量に対する判定値である駆動トルク変化量判定値とを設定する。

図１２は、（Ａ）ブレーキ液圧変化量判定値、（Ｂ）駆動トルク変化量判定値を示すマップである。図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ブレーキ液圧変化量判定値及び駆動トルク変化量判定値は、横加速度Ｇｙが大きいほど小さくなるように設定される。また、ブレーキ液圧変化量判定値及び駆動トルク変化量判定値は、路面μが小さいほど小さくなるように設定される。摩擦円に基づいて考えると、スリップ率の変動は横加速度Ｇｙが大きくなるほど生じ易くなることがわかる。そのため、横加速度Ｇｙが大きくなるほど、ブレーキ液圧変化量判定値及び駆動トルク変化量判定値を小さく設定することによって、スリップ率の変動が予測（察知）され易くなる。また、路面状態において路面μが小さくなるとスリップ率の変動が大きくなるため、路面μが小さくなるほど、ブレーキ液圧変化量判定値及び駆動トルク変化量判定値を小さく設定することによって、スリップ率の変動が予測（察知）され易くなる。

スリップ率変化判定部１２０は、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量とブレーキ液圧変化量判定値と比較すると共に、駆動トルクＴｓの変化量と駆動トルク変化量判定値と比較することによって、スリップ率の変化量が所定の閾値以上になるか否か、すなわちスリップ率の変動が急激となるか否かを予測する。本実施形態では、スリップ率変化判定部１２０は、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量がブレーキ液圧変化量判定値以上である場合、又は駆動トルクＴｓの変化量が駆動トルク変化量判定値以上である場合に、スリップ率の変動が急激になると推定し（スリップ率の変化量が所定の閾値以上になると推定し）、それ以外の場合にスリップ率の変動は急激にならないと推定する（スリップ率の変化量が所定の閾値未満になると推定する）。他の実施形態では、スリップ率変化判定部１２０は、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量がブレーキ液圧変化量判定値以上であり、かつ駆動トルクＴｓの変化量が駆動トルク変化量判定値以上である場合に、スリップ率の変動が急激になると判定し、それ以外の場合にスリップ率の変動は急激にならないと判定してもよい。スリップ率変化判定部１２０の判定結果は、モデル入力ゲイン設定部１２１に入力される。

モデル入力ゲイン設定部１２１は、スリップ率変化判定部１２０がスリップ率の変動が急激でないと判定した場合にモデル入力ゲインＧ_３に通常値を設定し、スリップ率の変動が急激であると判定した場合にモデル入力ゲインＧ_３に通常値よりも小さい低減値を設定する。通常値は、任意の値であり、例えば１とすることができ、この場合には低減値は０以上１未満の任意の値とすることができる。モデル入力ゲインＧ_３は、低減値が設定された場合に、値が設定されてから所定の期間（例えば、１秒〜数秒）、低減値の値に維持され、その後に所定の期間（例えば、１秒〜数秒）かけて漸増し、低減値から通常値に増加する。すなわち、モデル入力ゲインＧ_３が低減値に維持されるのは、所定の期間であり、その後、通常値に復帰する。なお、モデル入力ゲインＧ_３が低減値から通常値に復帰するまでの間に、再度、スリップ率の変動が急激であると判定された場合には、モデル入力ゲインＧ_３には再び低減値が設定される。

以上のように構成された入力調整部２８は、次のような手順に従ってモデル入力ゲインＧ_３を設定する。図１３は、入力調整部２８におけるモデル入力ゲインＧ_３の設定手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、最初に、ブレーキ液圧Ｐｂ、エンジントルクＴｅ、ギヤポジションＰｇを取得し、これらに基づいて加減速入力量としてのブレーキ液圧Ｐｂ及び駆動トルクＴｓの変化量をそれぞれ算出する（ステップＳＴ１）。次に、横加速度Ｇｙを検出する（ステップＳＴ２）。続いて、路面状態推定部１２９において車輪速Ｖｗと駆動トルクＴｓとに基づいて路面状態を推定する（ステップＳＴ３）。次に、スリップ率変化判定部１２０において、横加速度Ｇｙと、路面状態推定部１２９が推定した路面情報Ｉｇとに基づき、ブレーキ液圧変化量判定値と駆動トルク変化量判定値とを設定する（ステップＳＴ４）。続いて、スリップ率変化判定部１２０において、加減速入力量の変化量が判定値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。詳細には、スリップ率変化判定部１２０は、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量がブレーキ液圧変化量判定値以上、又は駆動トルクＴｓの変化量が駆動トルク変化量判定値以上であるか否かを判定する。ブレーキ液圧Ｐｂの変化量がブレーキ液圧変化量判定値以上、又は駆動トルクＴｓの変化量が駆動トルク変化量判定値以上である場合には、モデル入力ゲイン設定部１２１においてモデル入力ゲインＧ_３に低減値が設定され（ステップＳＴ６）、モデル入力ゲインＧ_３が低減される。一方、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量がブレーキ液圧変化量判定値未満、かつ駆動トルクＴｓの変化量が駆動トルク変化量判定値未満である場合には、モデル入力ゲイン設定部１２１においてモデル入力ゲインＧ_３に通常値が設定される（ステップＳＴ７）。なお、ステップＳＴ６において、モデル入力ゲインＧ_３に低減値が設定された場合、値が設定されてから所定の期間、低減値の値に維持され、その後に所定の期間かけて漸増し、低減値から通常値に増加する。

以上のようにして設定されたモデル入力ゲインＧ_３は、モデル入力ゲイン設定部１２１から出力され、図４に示すように、状態量算出部３１の乗算器２９に入力される。

乗算器２９は、車輪速変動量ΔＶｗ１とモデル入力ゲインＧ_３とを乗算し、調整車輪速変動量ΔＶｗ２を算出する。モデル入力ゲインＧ_３は、スリップ率の変動が急激になると予測される場合（スリップ率の変化量が所定の閾値以上になると予測される場合）に、値が通常値よりも小さい低減値に設定されるため、スリップ率の変動に起因して車輪速変動量ΔＶｗ１が大きくなるような場合に、調整車輪速変動量ΔＶｗ２を小さく設定し、スリップ率の変動による影響を除去することができる。これにより、路面からの荷重変動に起因する車輪速変動量を一層高精度に抽出することができる。

入力調整部２８は、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量や駆動トルクＴｓの変化量といった加減速入力量の変化量に基づいて、スリップ率の変化量が所定の閾値以上になるか否かを予測する、すなわちスリップ率の変化（変動）が急激であるか否かを予測するため、制御が遅れることなく、スリップ率の変化が発生する際に迅速にモデル入力ゲインＧ_３を低下させることができる。スリップ率の変化は加減速入力量によって生じるため、加減速入力量に基づいて制御を行うことで、スリップ率の変化に迅速に対応することができる。

本実施形態では、ブレーキ液圧Ｐｂの変化量及び駆動トルクＴｓの変化量といった２つの加減速入力量の変化量のそれぞれに対して判定値との比較を行い、スリップ率の変動量が急激であるか否かを予測したが、予測に用いる加減速入力量は１つにしてもよいし、３つ以上にしてもよい。また、加減速入力量は、ブレーキ液圧Ｐｂや駆動トルクＴｓだけでなく、ブレーキペダルの踏み込み量、アクセルペダルの踏み込み量、要求駆動力、要求エンジントルク、エンジントルク（検出値）等を使用することができる。

本実施形態では、ブレーキ液圧変化量判定値及び駆動トルク変化量判定値の判定値を横加速度Ｇｙ及び路面状態に基づいて変化させるようにしたが、他の実施形態では判定値を横加速度Ｇｙ及び路面状態の一方に基づいて変化させるようにしてもよいし、横加速度Ｇｙ及び路面状態のいずれに対しても変化させないようにしてもよい。

また、本実施形態では、車輪速Ｖｗに基づくスリップ率と、駆動トルクＴｓとの関係から路面状態を推測するようにしたが、他の実施形態では、路面温度を測定することによって路面状態を推定する等、公知の様々な手法を採用することができる。

図１４（Ａ）は、センサを用いて検出したばね上速度と、状態量算出部３１により算出されたばね上速度Ｓ_２とをそれぞれ破線と実線とで示したタイムチャートであり、図１４（Ｂ）は、センサを用いて検出したストローク速度と、状態量算出部３１により算出されたストローク速度Ｓｓとをそれぞれ破線と実線とで示したタイムチャートである。図１４に示すように、算出されたストローク速度Ｓｓおよびばね上速度Ｓ_２は、センサ値と略一致しており、車輪速Ｖｗに基づいて状態量算出部３１がストローク速度Ｓｓおよびばね上速度Ｓ_２を高精度に算出できることがわかる。また、本実施形態では、車輪速Ｖｗに基づいてばね下荷重ｕ_１を算出し、ばね下荷重ｕ_１を車両モデルの入力にするため、サスペンション７にキャスター角が設定されているか否かにかかわらず、ばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓを算出することができる。

＜制御目標電流設定部２３＞
図３に示すように、制御目標電流設定部２３は、スカイフック制御を行い、スカイフック制御目標電流Ａｓｈを設定するスカイフック制御部９０や、ピッチ角速度ωｐに基づくピッチ制御を行い、ピッチ制御目標電流Ａｐを設定するピッチ制御部９１、ロール角速度ωｒに基づくロール制御を行い、ロール制御目標電流Ａｒを設定するロール制御部９２、ステアリング操舵角δｆに基づくロール制御を行い、舵角比例制御目標電流Ａｓａを設定する舵角比例制御部９３、自動車Ｖのばね下の制振制御を行い、ばね下制振制御目標電流Ａｕを設定するばね下制振制御部９５、車速に依存する最低減衰力を発生させるための最低目標電流Ａｍｉｎを設定する最低目標電流制御部９６等を有している。

スカイフック制御部９０は、路面の凹凸を乗り越える際の車両の動揺を抑えて乗り心地を高める乗り心地制御（制振制御）を行う。ピッチ制御部９１は、自動車Ｖの急加速時や急減速時のピッチングを抑えて車体１の姿勢を適正化する車体姿勢制御を行う。ロール制御部９２および舵角比例制御部９３からなるロール姿勢制御部９４は、自動車Ｖの旋回時のローリングを抑えて車体１の姿勢を適正化する車体姿勢制御を行う。ばね下制振制御部９５は、ばね下の共振域の振動を抑制して車輪３の接地性や乗り心地を高めるものである。

＜スカイフック制御部９０＞
次に、図１５および図１６を参照してスカイフック制御部９０における処理について詳細に説明する。スカイフック制御部９０では、図３の状態量算出部３１で算出されたばね上速度Ｓ_２が減衰力ベース値算出部９７に入力する。減衰力ベース値算出部９７は、入力したばね上速度Ｓ_２に基づいて、ばね上―減衰力マップを参照することにより減衰力ベース値Ｄｓｂを設定する。設定された減衰力ベース値Ｄｓｂは、ゲイン回路９８に入力する。ゲイン回路９８では、減衰力ベース値ＤｓｂにスカイフックゲインＧｓｈが乗じられてスカイフック目標減衰力Ｄｓｈｔが算出され、算出された目標減衰力Ｄｓｈｔが目標電流設定回路９９に入力する。目標電流設定回路９９にはストローク速度Ｓｓも入力しており、目標電流設定回路９９は、スカイフック目標減衰力Ｄｓｈｔとストローク速度Ｓｓとに基づいて、図１６に示す電流マップを参照することにより各ダンパ６に対するスカイフック制御目標電流Ａｓｈを設定し、スカイフック制御目標電流Ａｓｈを出力する。

＜ばね下制振制御部９５＞
次に、図３のばね下制振制御部９５について、図１７〜図２０を参照して詳細に説明する。図１７に示すように、ばね下制振制御部９５では、入力した各車輪速Ｖｗがバンドパスフィルタ１０１に入力する。バンドパスフィルタ１０１は、ばね下の共振域の車輪速Ｖｗ信号を通過させるべく、ここでは８〜１８Ｈｚのバンドパス特性を有する。したがって、バンドパスフィルタ１０１は、スカイフック制御のためのバンドパスフィルタ３６（図４）の０．５〜５Ｈｚの周波数域よりも高い周波数域の信号を抽出する。そして、スカイフック制御のためのバンドパスフィルタ３６の高周波側のカット周波数が５Ｈｚとされ、ばね下制振制御のためのバンドパスフィルタ１０１の低周波側のカット周波数が８Ｈｚとされ、両バンドパスフィルタ３６、１０１の間にバンドギャップが設けられていることにより、スカイフック制御とばね下制振制御とによる相互干渉が防止される。

ＣＡＮ１４から入力する車輪速Ｖｗ信号には、ばね下共振域以外の信号も含まれており、例えば時速４０ｋｐｍで走行中に得られる図１８（Ａ）に示す周波数特性の車輪速Ｖｗ信号には、図１８（Ｂ）に示すようなばね下共振域の車輪速Ｖｗ信号が含まれている。そこで、車輪速Ｖｗ信号をばね下の共振域に対応するバンドパスフィルタ１０１を通過させることにより、ばね下信号成分を含んだ車輪速Ｖｗ信号を抽出して車輪速Ｖｗ信号からＤＣ成分を除去することができる。すなわち、バンドパスフィルタ１０１は、車輪速Ｖｗ信号に基づいて車輪速変動量ΔＶｗを抽出する車輪速変動抽出手段として機能する。

バンドパスフィルタ１０１を通過した車輪速変動量ΔＶｗは、絶対値演算回路１０２に入力して車輪速変動量ΔＶｗの絶対値に変換される。車輪速変動量ΔＶｗは、上記したようにばね下荷重ｕ_１に比例し、ばね下荷重ｕ_１をばね下質量Ｍ_１で除算して求まるばね下の上下方向加速度も車輪速変動量ΔＶｗに対応した値となる。そのため、上下方向加速度の絶対値に応じた減衰力を発生させることにより、ばね下振動を抑制することができる。

絶対値演算回路１０２から出力された車輪速変動量ΔＶｗが、ゲイン回路１０３に入力してゲインが乗じられることにより、自動車Ｖの基本入力量であるばね下加速度Ｇｚ_１の大きさ（絶対値）が算出される。具体的には、ゲイン回路１０３では、図６に関連して説明した比例定数ｋをばね下質量Ｍ_１で除算した値をゲインとして車輪速変動量ΔＶｗに乗算する。

ゲイン回路１０３から出力されたばね下加速度Ｇｚ_１は、目標電流設定回路１０４に入力する。目標電流設定回路１０４では、ばね下加速度Ｇｚ_１に対応する算出電流が算出され、この算出電流に基づいてピークホールド・ランプダウン制御によるばね下制振制御目標電流Ａｕが設定される。

目標電流設定回路１０４は、図１９（Ａ）に示す特性のばね下加速度Ｇｚ_１の入力に対して、図１９（Ｂ）に破線で示す算出電流に基づいて、図１９（Ｂ）に実線で示すようなばね下制振制御目標電流Ａｕを設定する。具体的には、目標電流設定回路１０４は、入力した算出電流のうちの最大値をばね下制振制御目標電流Ａｕとして所定時間ホールドし、この最大値が入力してから所定時間が経過した後に、ばね下制振制御目標電流Ａｕの値を所定の勾配で低下させる。すなわち、ばね下加速度Ｇｚ_１が増大する場合には、ばね下加速度Ｇｚ_１に合わせて（早く）応答するようにばね下制振制御目標電流Ａｕの値を設定する一方、ばね下加速度Ｇｚ_１が縮小する場合には、増大する場合に比べて遅く応答するように設定される。これにより、破線で示すような算出電流をばね下制振制御目標電流Ａｕに設定する場合に比べて、ばね下振動がより効果的かつ安定的に減衰する。

図１７に戻り、目標電流設定回路１０４から出力されるばね下制振制御目標電流Ａｕは、制限回路１０５に入力する。制限回路１０５は、ばね下制振制御目標電流Ａｕの上限を上限値Ａｕｍａｘに制限し、ばね下制振制御目標電流Ａｕを出力する。すなわち、制限回路１０５は、入力したばね下制振制御目標電流Ａｕが上限値Ａｕｍａｘを超えている場合、上限値Ａｕｍａｘをばね下制振制御目標電流Ａｕに設定する。これにより、車輪速変動量ΔＶｗの大きさに応じて設定されるばね下制振制御目標電流Ａｕが、自動車Ｖの電源容量やダンパ６の減衰力特性を考慮して設定される上限値Ａｕｍａｘを超えて設定されることが防止される。

絶対値演算回路１０２から出力された車輪速変動量ΔＶｗは、ゲイン回路１０３だけでなくローパスフィルタ１０６にも入力している。ローパスフィルタ１０６は、ここでは１Ｈｚよりも低い帯域を通過させるローパス特性を有する。上限設定回路１０７は、ローパスフィルタ１０６を通過した車輪速変動量ΔＶｗの絶対値に応じて上限値Ａｕｍａｘを設定し、上限値Ａｕｍａｘを制限回路１０５に入力させる。具体的には、上限設定回路１０７は、車輪速変動量ΔＶｗの絶対値が所定値を超える場合に、車輪速変動量ΔＶｗが大きくなるほど小さくなるように上限値Ａｕｍａｘを設定する。

制限回路１０５は、入力した上限値Ａｕｍａｘに応じてばね下制振制御目標電流Ａｕの上限を変更する、すなわちローパスフィルタ１０６を通過した車輪速変動量ΔＶｗの絶対値が大きいほど上限値Ａｕｍａｘが小さくなるように変更する。その効果について以下に説明する。

比較的平坦な舗装路では、図２０（Ａ）に実線で示すローパスフィルタ１０６通過後の車輪速変動量ΔＶｗ（絶対値）は、細線で示すローパスフィルタ１０６通過前の車輪速変動量ΔＶｗに比べて小さく、かつその平均値も小さい。これに対し、荒れた舗装路では、図２０（Ｂ）に示すように、細線で示すローパスフィルタ１０６通過前の車輪速変動量ΔＶｗが（Ａ）の平坦路に比べて大きいだけでなく、実線で示すローパスフィルタ１０６通過後の車輪速変動量ΔＶｗも（Ａ）に比べて大きくなっている。そこで、ローパスフィルタ１０６を通過した車輪速変動量ΔＶｗの絶対値が大きい場合には、路面が荒れているものとして、制限回路１０５がばね下制振制御目標電流Ａｕを小さくする（ばね下制振制御を弱める）ことで、下制振制御目標電流Ａｕが過剰に高く設定されることによって乗心地が悪化することを防止できる。

このように、ばね下制振制御部９５を、車輪速Ｖｗ信号に基づいてばね下制振制御目標電流Ａｕを設定する構成とすることができ、ばね下制振制御目標電流Ａｕを、車輪速Ｖｗのばね下共振域成分の車輪速変動量ΔＶｗの大きさに基づいて決定するため、ばね上などの他の要因を介入させることなくばね下の制振制御を行うことができる。

＜電流固定化部２４＞
図３に戻り、電流固定化部２４は、ＶＳＡ、ＡＢＳおよびＴＣＳが作動していることを示す作動信号のいずれかが入力部２１に入力している場合、自動車Ｖの挙動が不安定であるものとして、電流固定信号Ｓｆｉｘを出力する。出力された電流固定信号Ｓｆｉｘは、ダンパ制御部２５に入力する。

＜ダンパ制御部２５＞
ダンパ制御部２５は、高電流選択部１０８と、電流制御部１０９とを有している。高電流選択部１０８は、設定されたスカイフック制御目標電流Ａｓｈ、ピッチ制御目標電流Ａｐ、ロール制御目標電流Ａｒ、舵角比例制御目標電流Ａｓａ、ばね下制振制御目標電流Ａｕおよび最低目標電流Ａｍｉｎのなかから値が最も大きなものを目標電流Ａｔｇｔに設定する。

電流制御部１０９には、目標電流Ａｔｇｔと電流固定信号Ｓｆｉｘとが入力している。電流制御部１０９は、電流固定信号Ｓｆｉｘが入力していないときには、高電流選択部１０８が設定した目標電流Ａｔｇｔに基づいて各ダンパ６への駆動電流を生成してダンパ６の減衰力を制御する。一方、電流固定信号Ｓｆｉｘが入力した場合、電流制御部１０９は、ダンパ６の減衰力が急変することを避けるために、電流固定信号Ｓｆｉｘが入力する直前の目標電流Ａｔｇｔに基づいて電流を固定し（すなわちダンパ６の減衰係数を所定値に固定する）、固定した目標電流Ａｔｇｔに基づいて各ダンパ６への駆動電流を生成してダンパ６の減衰力を制御する。

なお、電流制御部１０９は、ここでは電流固定信号Ｓｆｉｘが入力している期間にわたって目標電流Ａｔｇｔを一定に維持する。或いは、電流固定信号Ｓｆｉｘの入力がなくなってから所定時間経過するまで目標電流Ａｔｇｔを一定に維持する形態としてもよい。

≪減衰力制御手順≫
このように構成されたＥＣＵ８は、次のような基本手順にしたがって減衰力制御を行う。すなわち、自動車Ｖが走行を開始すると、ＥＣＵ８は、所定の処理インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって、図２１のフローチャートにその手順を示す減衰力制御を実行する。減衰力制御を開始すると、ＥＣＵ８は、車輪速センサ９の検出値などに基づいて各輪のばね下荷重ｕ_１を演算するとともに、演算したばね下荷重ｕ_１や、横Ｇセンサ１０の検出値に基づいて、自動車Ｖの運動状態量（各輪におけるばね上速度Ｓ_２やストローク速度Ｓｓ、車体１のロール角速度ωｒ、ピッチ角速度ωｐ）を演算する（ステップＳＴ２１）。

次に、ＥＣＵ８は、ばね上速度Ｓ_２およびストローク速度Ｓｓに基づいて各ダンパ６のスカイフック制御目標電流Ａｓｈを算出し（ステップＳＴ２２）、車体１のピッチ角速度ωｐに基づいて各ダンパ６のピッチ制御目標電流Ａｐを算出し（ステップＳＴ２３）、車体１のロール角速度ωｒに基づいて各ダンパ６のロール制御目標電流Ａｒを算出し（ステップＳＴ２４）、ステアリング操舵角δｆに基づいて各ダンパ６の舵角比例制御目標電流Ａｓａを算出し（ステップＳＴ２５）、各輪の車輪速Ｖｗに基づいて各ダンパ６のばね下制振制御目標電流Ａｕを算出し（ステップＳＴ２６）、各輪の車輪速Ｖｗに基づいて各ダンパ６の最低目標電流Ａｍｉｎを算出する（ステップＳＴ２７）。なお、ステップＳＴ２２〜ＳＴ２７の処理は、この順に行われる必要はなく、或いは、並行して行われてもよい。

次に、ＥＣＵ８は、各輪について６つの制御目標電流Ａｓｈ，Ａｐ，Ａｒ，Ａｓａ，Ａｕ，Ａｍｉｎのうち値が最も大きいものを目標電流Ａｔｇｔに設定する（ステップＳＴ２８）。その後、ＥＣＵ８は、電流固定信号Ｓｆｉｘが入力しているか否かを判定し（ステップＳＴ２９）、この判定がＮｏであった場合（すなわち、ＶＳＡ、ＡＢＳおよびＴＣＳのいずれも作動していない場合）、ステップＳＴ２８で選択した目標電流Ａｔｇｔに基づき、各ダンパ６のＭＬＶコイルに駆動電流を出力する（ステップＳＴ３０）。これにより、減衰力制御においては、ダンパ６の荷重に応じた最適な目標減衰力が設定され、操縦安定性や乗り心地の向上が実現される。

一方、ステップＳＴ２９の判定がＹｅｓであった場合（すなわち、ＶＳＡ、ＡＢＳおよびＴＣＳのいずれかが作動している場合）、ＥＣＵ８は、前回値の目標電流Ａｔｇｔに基づき、各ダンパ６のＭＬＶコイルに駆動電流を出力する（ステップＳＴ３１）。これにより、ＶＳＡ、ＡＢＳおよびＴＣＳのいずれかが作動している場合に、ステップＳＴ２８で選択する目標電流Ａｔｇｔが急変して車両挙動が不安定になることが防止される。

Ｖ 自動車（車両）
３ 車輪
６ ダンパ（減衰力可変ダンパ）
８ ＥＣＵ
９ 車輪速センサ
２０ サスペンション制御装置
２３ 制御目標電流設定部
２５ ダンパ制御部
２８ 入力調整部
２９ 乗算器
３１ 状態量算出部
３２ 車体速推定部
３３ 一輪モデル計算部
３５ 減算器
３６ バンドパスフィルタ
３７ ゲイン回路
３８ 一輪モデル（車両モデル）
５１ 加減速力算出部
５２ 車体速算出部
５３ 操舵補正量算出部
９０ スカイフック制御部
９５ ばね下制振制御部
１２０ スリップ率変化判定部
１２１ モデル入力ゲイン設定部
１２４ 微分回路
１２５ ギヤポジション−変速ギヤ比変換回路
１２６ 乗算器
１２８ 微分器
１２９ 路面状態推定部

Claims (5)

1. 車輪速センサによって検出された信号から車輪速変動量を抽出し、比例関係に基づいて前記車輪速変動量からばね下荷重を算出し、前記ばね下荷重を車両状態量推定モデルに入力してばね上速度及び減衰力可変ダンパのストローク速度を算出し、前記ばね上速度及び前記ストローク速度に基づくスカイフック制御によって前記減衰力可変ダンパの減衰力を制御する減衰力可変ダンパの制御装置であって、
   運転者の操作に起因する加減速入力量の変化量が所定の判定値以上である場合に、前記加減速入力量の変化量が前記判定値未満の場合よりも前記ばね下荷重を小さくするように補正する入力調整手段を有し、
   前記判定値は、前記加減速入力量の変化量が当該判定値以上となる場合に車輪のスリップ率の変化量であるスリップ率変化量が所定の閾値以上になると推定し得る値に設定されていることを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。
2. 車両の横加速度を検出する横加速度検出手段を有し、
   前記入力調整手段は、前記横加速度に応じて前記判定値を変化させることを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
3. 路面μを含む路面状態を推定する路面状態推定手段を有し、
   前記入力調整手段は、前記路面状態に応じて前記判定値を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
4. 前記路面状態推定手段は、車輪の駆動トルクに対するスリップ率の比に基づいて前記路面状態を取得することを特徴とする請求項３に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
5. 前記ばね下荷重は、前記車輪速変動量にゲインを乗じることによって算出され、
   前記入力調整手段は、前記加減速入力量の変化量が前記判定値以上になる場合に、前記加減速入力量の変化量が前記判定値未満の場合よりも、前記ゲインを小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。

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