JP6829422B2 - 車両用制振制御装置 - Google Patents

車両用制振制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6829422B2
JP6829422B2 JP2018018371A JP2018018371A JP6829422B2 JP 6829422 B2 JP6829422 B2 JP 6829422B2 JP 2018018371 A JP2018018371 A JP 2018018371A JP 2018018371 A JP2018018371 A JP 2018018371A JP 6829422 B2 JP6829422 B2 JP 6829422B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force
acceleration
spring
mode
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018018371A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019135120A (ja
Inventor
悦生 勝山
悦生 勝山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018018371A priority Critical patent/JP6829422B2/ja
Priority to CN201910097390.1A priority patent/CN110116599B/zh
Priority to US16/266,327 priority patent/US11203244B2/en
Publication of JP2019135120A publication Critical patent/JP2019135120A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6829422B2 publication Critical patent/JP6829422B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0164—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during accelerating or braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01908—Acceleration or inclination sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05—Attitude
    • B60G2400/053—Angular acceleration
    • B60G2400/0531—Roll acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05—Attitude
    • B60G2400/053—Angular acceleration
    • B60G2400/0532—Pitch acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05—Attitude
    • B60G2400/053—Angular acceleration
    • B60G2400/0533—Yaw acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
    • B60G2400/104—Acceleration; Deceleration lateral or transversal with regard to vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
    • B60G2400/106—Acceleration; Deceleration longitudinal with regard to vehicle, e.g. braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/10—Damping action or damper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

本発明は、自動車などの車両の制振制御装置に係る。
車両の制振制御装置として、スカイフック制御による制振を行う制振制御装置がよく知られている。周知のように、スカイフック制御による制振を行う制振制御装置においては、ばね上が仮想のダンパーを介してスカイフックされた車両の単輪モデルに基づいて、アクティブサスペンション装置などによって車体と車輪との間に作用する力が制御される。また、逆スカイフック制御による制振を行う制振制御装置も知られている。この制振制御装置においては、ばね下が負の減衰係数を有する仮想のダンパーを介してスカイフックされた車両の単輪モデルに基づいて、アクティブサスペンション装置などによって車体と車輪との間に作用する力が制御される。これらの制振制御装置によれば、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合に比して、車体の共振周波数を含む周波数域の車体の振動を低減することができる。
また、スカイフック制御による制振を行うに当り、車輪の制駆動力がサスペンションによって車体に作用する上下力に変換されることを利用し、車輪の制駆動力を制御することによって制振力を発生させることもよく知られている。この種の制振制御装置の一例が、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に記載されており、この種の制振制御装置によれば、高周波数域の制振性能を向上させることができる。
特開２０１６−１０４６０５号公報
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のような従来の制振制御装置においては、制振制御に必要な車輪のストローク速度などを求めるために、車体及び車輪の上下加速度を検出する必要がある。しかし、特に車輪の上下加速度を検出する加速度センサは、常に路面から加振力を受けて振動する車輪に設けられる必要があり、厳しい環境に置かれるため、加速度センサによって長期間に亘り車輪の上下加速度を高精度に検出することが困難である。
なお、車体の上下加速度に基づいて車輪の上下速度などを推定することも考えられる。しかし、車体の上下加速度に基づいて車輪の上下速度などを高精度に推定することはできないので、車体の上下加速度に基づいて推定される車輪の上下速度などを使用して精度よく車体の制振制御を行うことはできない。
特に、スカイフック制御による制振を行う制振制御装置においては、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合に比して、車体（ばね上）の共振周波数及びその近傍の周波数の車体の振動を効果的に低減することができる。しかし、車体の共振周波数と車輪（ばね下）の共振周波数との間の周波数域の車体の振動が却って悪化する場合がある。また、逆スカイフック制御による制振を行う制振制御装置においては、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合に比して、車体の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を効果的に低減することができる。しかし、スカイフック制御による制振を行う制振制御装置に比して、車体の共振周波数及びその近傍の周波数の車体の振動に対する制振効果が低い。
本発明の主要な課題は、車輪の上下加速度の検出を要することなく、車体の共振周波数及び車体の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合に比して効果的に制振することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、制振されるべき車体の振動のモードについて車体の加速度を検出する加速度検出装置と、車体と車輪との間に作用する力を発生するアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御ユニットと、を有し、制御ユニットは、上記モードについて設定された車両の単輪モデルのばね上を、イナータ、ダンパー及びばねを介してスカイフックするスカイフック装置のイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数を記憶する、車両用制振制御装置が提供される。
制御ユニットは、加速度検出装置により検出された加速度とイナータの等価質量との積、加速度の一階積分値とダンパーの減衰係数との積、加速度の二階積分値とばねのばね定数との積の和に制御ゲインが乗算された値を、上記モードについてばね上に付与すべき目標制振力として演算し、目標制振力に基づいてアクチュエータの目標発生力を演算し、アクチュエータが発生する力が目標発生力になるようにアクチュエータを制御するよう構成される。
上記の構成によれば、加速度検出装置により検出された加速度とイナータの等価質量との積、加速度の一階積分値とダンパーの減衰係数との積、加速度の二階積分値とばねのばね定数との積の和に制御ゲインが乗算された値が、ばね上に付与すべき目標制振力として演算される。更に、目標制振力に基づいてアクチュエータの目標発生力が演算され、アクチュエータが発生する力が目標発生力になるようにアクチュエータが制御される。なお、イナータの等価質量は、イナータの慣性モーメント、サスペンションのストローク及びイナータのギヤ比に基づいて演算される等価的な質量である。
後に詳細に説明するように、上記三つの積の和に制御ゲインが乗算された値は、車輪が路面から外乱を受けることに起因して生じる車体の振動を低減することができる値である。また、この値は、車輪の加速度を要することなく、車体の加速度に基づいて演算される。
更に、後に詳細に説明するように、アクチュエータが発生する力が目標発生力になるようにアクチュエータが制御されれば、車体の共振周波数及び車体の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を効果的に制振することができる。
よって、上記の構成によれば、車輪の上下加速度の検出を要することなく、車体の共振周波数及び車体の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合に比して効果的に制振することができる。
〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、制御ユニットは、加速度、一階積分値及び二階積分値に同一のハイパスフィルタが少なくとも２回の同一の回数適用されるよう、加速度、一階積分値及び二階積分値にハイパスフィルタを適用するよう構成される。
上記態様によれば、加速度、一階積分値及び二階積分値に同一のハイパスフィルタが少なくとも２回の同一の回数だけ適用されるよう、加速度、一階積分値及び二階積分値にハイパスフィルタが適用される。よって、積分オフセットに起因する悪影響をハイパスフィルタによって除去することができる。また、加速度などに異なるハイパスフィルタが適用される場合、及び加速度などに同一のハイパスフィルタが異なる回数適用される場合に比して、加速度、一階積分値及び二階積分値に基づく制振力に位相ずれが生じる虞を低減することができる。
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニットは、加速度、一階積分値及び二階積分値に同一のローパスフィルタを適用するよう構成される。
上記態様によれば、加速度、一階積分値及び二階積分値に同一のローパスフィルタが適用される。よって、高周波ノイズを除去し、制御ユニット及びアクチュエータの制御の遅れに対処できるよう、加速度などを処理することができる。また、加速度、一階積分値及び二階積分値に異なるローパスフィルタが適用される場合に比して、加速度、一階積分値及び二階積分値に基づく制振力に高周波ノイズに起因する誤差及び制御タイミングのずれが生じる虞を低減することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、上記モードは、ヒーブモード、ロールモード、ピッチモードの少なくとも二つであり、アクチュエータは、左右前輪及び左右後輪に対応して設けられた四つの車輪アクチュエータを含み、制御ユニットは、各モードについて車輪アクチュエータの目標発生力を演算し、車輪アクチュエータ毎に少なくとも二つのモードの目標発生力の和を最終目標発生力として演算し、車輪アクチュエータが発生する力が対応する最終目標発生力になるように車輪アクチュエータを制御するよう構成される。
上記態様によれば、車体の振動のモードは、ヒーブモード、ロールモード、ピッチモードの少なくとも二つであり、アクチュエータは、左右前輪及び左右後輪に対応して設けられた四つの車輪アクチュエータを含んでいる。更に、各モードについて車輪アクチュエータの目標発生力が演算され、車輪アクチュエータ毎に少なくとも二つのモードの目標発生力の和が最終目標発生力として演算され、車輪アクチュエータが発生する力が対応する最終目標発生力になるように車輪アクチュエータが制御される。
よって、最終目標発生力は車輪アクチュエータ毎に少なくとも二つのモードの目標発生力の和として演算されるので、最終目標発生力が一つのモードの目標発生力である場合に比して、車体の振動を好ましく制振することができる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
本発明の実施形態にかかる車両用制振制御装置を示す概略構成図である。 実施形態における制振制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ２００において実行されるヒーブモードの目標制御力Ｆchjの演算ルーチンを示すフローチャートである。 目標制御力Ｆchjの演算ルーチンによる信号処理を示すブロック図である。 図２のステップ３００において実行されるピッチモードの目標制御力Ｆcpjの演算ルーチンを示すフローチャートである。 図２のステップ４００において実行されるロールモードの目標制御力Ｆcrjの演算ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の制振制御装置による制振制御において使用される車両の単輪モデルを示す図である。 従来の制振制御装置によるスカイフックダンパー制御において使用される車両の単輪モデルを示す図である。 従来の制振制御装置による逆スカイフックダンパー制御において使用される車両の単輪モデルを示す図である。 本発明の制振制御装置について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード図である。 スカイフックダンパー制御を行う従来の制振制御装置について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード図である。 逆スカイフックダンパー制御を行う従来の制振制御装置について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード図である。
［実施形態において採用されている本発明の原理］
本発明の理解が容易になるよう、実施形態の説明に先立ち、図７を参照して本発明における制振制御の原理について説明する。
＜車両モデル＞
図７は、本発明の制振制御装置による制振制御において使用される車両の単輪モデル１００を示している。図７において、１０２及び１０４はそれぞれ車両１０４のばね下及びばね上を示している。ばね下１０２とばね上１０４との間には、コンベンショナルなサスペンションのばね１０６及びダンパー１０８が設けられている。ばね上１０４とその上方の架空の支持体１１０との間には、スカイフックのばね１１２、ダンパー１１４及びイナータ１１６を有するスカイフック装置１１８が設けられており、ばね上１０４はスカイフック装置１１８によりスカイフックされている。
＜目標制御力の演算＞
図７に示されているように、ばね下１０２及びばね上１０４の質量をそれぞれｍ1及びｍ2とし、それらの変位をそれぞれｚ1及びｚ2とする。ばね１０６のばね定数及びダンパー１０８の減衰係数をそれぞれｋs及びｃsとする。更に、ばね１１２のばね定数、ダンパー１１４の減衰係数及びイナータ１１６の等価質量をそれぞれｋsh、ｃsh及びｍshとする。
ラプラス演算子をｓとして、ばね上１０４の上下方向の運動方程式は下記の（１）にて表され、スカイフック装置１１８がばね上１０４に与える制御力Ｆc(s)は下記の（２）にて表される。下記の（２）から、制御力Ｆc(s)はばね上１０４の変位ｚ2に比例する項のみからなっているので、ばね上１０４に与えられる制御力Ｆc(s)、即ち目標制振力を、ばね上１０４の変位ｚ2のみに基づいて演算することができることが解る。
Figure 0006829422
ここで、ｅを一定の値として、それぞれ下記の式（３）〜（５）にてdｍ、dc及びdｋを定義すると、上記式（２）は下記の式（６）の通りに書き換えられる。下記の式（６）から、目標制振力Ｆc(s)の演算にはばね上１０４の変位ｚ2しか必要でないにも拘らず、ばね下１０２の変位ｚ1に対するばね上１０４の変位ｚ2の関係を求めることができることが解る。
Figure 0006829422
式（６）を上記式（１）に代入し、ばね上１０２の変位ｚ2について解くことにより、ばね上１０２の変位ｚ2は下記の（７）にて表される。
Figure 0006829422
周知のように、従来の一般的なスカイフック制御によるばね上１０４の変位ｚ2は下記の（８）にて表される。
Figure 0006829422
上記式（７）及び（８）の比較から、図７に示されたスカイフック装置１１８によれば、上記式（７）の分子の係数を制振することができることが解る。特に、分子は１／（１＋ｅ）倍されているので、ｅを正の一定の値とすることにより、例えばｅが０又は負の値である場合に比して、ばね上１０４の変位ｚ2を小さくすることができる。即ち、路面からの外乱入力に起因するばね上１０４の振動振幅を低減し、広い周波数域における車両の乗り心地性を向上させることができる。
また、上記式（７）の分母に含まれるdｍ、dc及びdｋは、それぞれサスペンションの慣性力、減衰力及びばね力に関する固有特性を変化させる値である。上述のように、dｍ、dc及びdｋは、それぞれ上記式（３）〜（５）により表される。よって、固有特性が所望の特性になるように、イナータ１１６の等価質量ｍsh、ダンパー１１４の減衰係数ｃsh及びばね１１２のばね定数ｋshが設定されればよい。
なお、上記固有特性を変化させることなく、ばね上１０２の振動を従来の一般的なスカイフック理論による場合よりも低減するためには、dｍ、dc及びdｋが全て０になるように等価質量ｍsh、減衰係数ｃsh及びばね定数ｋshが設定されればよい。即ち、等価質量ｍsh、減衰係数ｃsh及びばね定数ｋshがそれぞれ下記の式（９）〜（１１）を満たす値に設定されればよい。その場合には、上記式（６）の第２項は０になるので、目標制振力Ｆc(s)は下記の式（１２）にて表される。
Figure 0006829422
以上の考え方に基づいてばね上の振動を制振するためには、ばね上の上下変位を知る必要がある。しかし、ばね上の絶対上下変位を求めることは容易ではないので、ばね上の上下加速度を検出し、上下加速度の１階積分値及び２階積分値をそれぞればね上の上下速度及び上下変位として演算することが考えられる。
検出されたばね上の上下加速度の１階積分値及び２階積分値をそれぞればね上の上下速度及び上下変位として演算する場合には、積分オフセットを除去するためのハイパスフィルタが必要である。また、実際の制振装置には遅れがあり、その遅れをローパスフィルタで表現することができる。よって、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタの積に対応する伝達関数が、ばね上の上下加速度、上下速度及び上下変位の各々に掛ることになる。
上下加速度、上下速度及び上下変位の各々に掛る伝達関数をそれぞれＤ2(s)、Ｄ1(s)及びＤ0(s)とすると、目標制振力Ｆc(s)は、上記式（１２）に対応する下記の式（１３）にて表される。
Figure 0006829422
上記式（１３）を上記式（１）に代入し、ばね上１０４の変位ｚ2について解くことにより、ばね上１０４の変位ｚ2は下記の（１４）にて表される。
Figure 0006829422
ここで、伝達関数Ｄ2(s)、Ｄ1(s)及びＤ0(s)が下記の式（１５）を満たすよう、ばね上の上下加速度、上下速度及び上下変位に対し同一のハイパスフィルタ及びローパスフィルタを適用すると、上記式（１４）は下記の式（１６）に書き換えられる。なお、上下変位に対しハイパスフィルタを適用しなくてもよいが、上下加速度に対しては最低２回のハイパスフィルタを適用する必要がある。よって、上下加速度及び上下速度にも最低２回のハイパスフィルタが適用される。
Figure 0006829422
上記式（８）及び（１６）から、ばね上の上下加速度、上下速度及び上下変位に対し同一のハイパスフィルタ及びローパスフィルタを適用することにより、分母を従来の一般的なスカイフック制御による場合と同一にしたまま、分子を低減することができることが解る。即ち、分母を変化させることなく、ばね上の変位ｚ2を小さくすることができるので、路面からの外乱入力に起因するばね上の振動振幅を低減することができることが解る。
［実施形態］
以下に添付の図を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１において、本発明の実施形態にかかる車両用制振制御装置が符号１０にて全体的に示されている。振制制御装置１０は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRとを有する車両１４に適用されている。車両１４は、前輪１２FL及び１２FRを車体１６から懸架する前輪サスペンション１８FL及び１８FRと、それぞれ後輪１２RL及び１２RRを車体１６から懸架する後輪サスペンション１８RL及び１８RRとを有している。
前輪サスペンション１８FL及び１８FRは、それぞれサスペンションアーム２０FL及び２０FRを含み、後輪サスペンション１８RL及び１８RRは、それぞれサスペンションアーム２０RL及び２０RRを含んでいる。図１においては、サスペンションアーム２０FL〜２０RRは、それぞれ一つずつしか図示されていないが、これらのアームはそれぞれ複数設けられていてよい。
前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ車輪支持部材２２FL及び２２FRにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材２２FL及び２２FRは、それぞれサスペンションアーム２０FL及び２０FRにより車体１６に連結されている。同様に、後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ車輪支持部材２２RL及び２２RRにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材２２RL及び２２RRは、それぞれサスペンションアーム２０RL及び２０RRにより車体１６に連結されている。
前輪サスペンション１８FL及び１８FRは、それぞれショックアブソーバ２４FL及び２４FR及びサスペンションスプリング２６FL及び２６FRを含んでいる。同様に、後輪サスペンション１８RL及び１８RRは、それぞれショックアブソーバ２４RL及び２４RR及びサスペンションスプリング２６RL及び２６RRを含んでいる。ショックアブソーバ２４FL〜２４RRの減衰係数は一定であるが、これらのショックアブソーバは減衰力可変式のショックアブソーバであってもよい。
図示の実施形態においては、ショックアブソーバ２４FL及び２４FRは、それぞれ上端にて車体１６に連結され、下端にて車輪支持部材２２FL及び２２FRに連結されている。サスペンションスプリング２６FL及び２６FRは、それぞれショックアブソーバ２４FL及び２４FRを介して車体１６と車輪支持部材２２FL及び２２FRとの間に弾装されている。しかし、ショックアブソーバ２４FL及びサスペンションスプリング２６FLは、車体１６と車輪支持部材２２FR又はサスペンションアーム２０FLとの間に配設され、ショックアブソーバ２４FR及びサスペンションスプリング２６FRは、車体１６と車輪支持部材２２FR又はサスペンションアーム２０FRとの間に配設されていてもよい。
同様に、ショックアブソーバ２４RL及び２４RRは、それぞれ上端にて車体１６に連結され、下端にて車輪支持部材２２RL及び２２RRに連結されている。サスペンションスプリング２６RL及び２６RRは、それぞれショックアブソーバ２４RL及び２４RRを介して車体１６と車輪支持部材２２RL及び２２RRとの間に弾装されている。しかし、ショックアブソーバ２４RL及びサスペンションスプリング２６RLは、車体１６と車輪支持部材２２RL又はサスペンションアーム２０RLとの間に配設され、ショックアブソーバ２４RR及びサスペンションスプリング２６RRは、車体１６と車輪支持部材２２RR又はサスペンションアーム２０RRとの間に配設されていてもよい。
なお、サスペンション１８FL〜１８RRは、それぞれ車輪１２FL〜１２RR及び車体１６が互いに他に対し上下方向に変位することを許容する限り、任意の形式のサスペンションであってよく、独立懸架式のサスペンションであることが好ましい。また、サスペンションスプリング２６FL〜２６RRは、圧縮コイルスプリング、エアスプリングなどの任意のスプリングであってよい。
以上の説明から解るように、少なくとも車体１６は車両１４のばね上を構成しており、少なくとも車輪１２FL〜１２RR及び車輪支持部材２２FL〜２２RRは、車両１４のばね下を構成している。
更に、図示の実施形態においては、車体１６とショックアブソーバ２４FL〜２４RRのピストンロッドとの間には、それぞれ車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRが設けられている。車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRは、車体と車輪１２FL〜１２RRとの間に作用する力を油圧式又は電磁式に発生するアクチュエータとして機能する。車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRは、ショックアブソーバ２４FL〜２４RR及びサスペンションスプリング２６FL〜２６RRなどと共働して、アクティブサスペンションを構成している。なお、車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRは、制御ユニットとしての電子制御装置３０によって制御されることにより、車体と車輪との間に作用する力を発生することができる限り、当技術分野において公知の任意の構成のアクチュエータであってよい。
後に詳細に説明するように、実施形態の振制制御装置１０は、ヒーブ、ピッチ及びロールの三つのモードのばね上振動を制振するよう構成されている。そのため、電子制御装置３０には、上下加速度加速度センサ３２、ピッチ加速度センサ３４及びロール加速度センサ３６から、それぞればね上としての車体１６のヒーブ加速度Ｇz、ピッチ加速度Ｇx及びロール加速度Ｇyを示す信号が入力される。ヒーブ加速度Ｇz、ピッチ加速度Ｇx及びロール加速度Ｇyは、それぞれ上方向、前進方向及び前進方向に見て時計回り方向を正として検出される。
なお、ヒーブ加速度加速度センサ３２、ピッチ加速度センサ３４及びロール加速度センサ３６は、車両１４の重心又はその近傍に設けられていることが好ましい。しかし、車両の重心以外の位置に設けられた複数の加速度センサが設けられ、それらの検出値に基づいて車両１４の重心におけるヒーブ加速度Ｇz、ピッチ加速度Ｇx及びロール加速度Ｇyが演算されるようになっていてもよい。
後に詳細に説明するように、電子制御装置３０は、図２乃至図６に示されたフローチャート及びブロック図に対応する制御プログラムに従って、ヒーブモードの目標発生力Ｆchj、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrj（j＝fl、fr、rl及びrr）を演算する。更に、電子制御装置３０は、これらの目標発生力の和として車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの最終目標発生力Ｆcj（j＝fl、fr、rl及びrr）を演算し、各車輪アクチュエータの発生力Ｆj（j＝fl、fr、rl及びrr）がそれぞれ対応する最終目標発生力Ｆcjになるように車輪アクチュエータを制御する。なお、fl、fr、rl及びrrは、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪を意味する。
図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３０は、マイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいる。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRを制御するための制御プログラムは、ＲＯＭに格納されており、車輪アクチュエータは同制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。ＲＯＭは、ヒーブモード、ピッチモード及びロールモードについて予め設定された図７に対応する車両の単輪モデルのスカイフック装置のイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数を記憶している。更に、ＲＯＭは、上記制御ゲインｅに対応してヒーブモード、ピッチモード及びロールモードについて予め設定された制御ゲインｅh、ｅp及びｅrを記憶している。
＜制振制御のメインルーチン（図２）＞
次に、図２に示されたフローチャートを参照して実施形態における制振制御のメインルーチンについて説明する。なお、図２に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに電子発生装置３０によって所定の時間毎に繰返し実行される。
まず、ステップ１００においては、それぞれヒーブ加速度センサ３２、ピッチ加速度センサ３４及びロール加速度センサ３６により検出された車体１６のヒーブ加速度Ｇz、ピッチ加速度Ｇx及びロール加速度Ｇyを示す信号が読み込まれる。
ステップ２００においては、図３に示されたサブルーチンに従って、左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのヒーブモードの目標発生力Ｆchj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。
ステップ３００においては、図５に示されたサブルーチンに従って、左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのピッチモードの目標発生力Ｆcpj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。
ステップ４００においては、図６に示されたサブルーチンに従って、左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのロールモードの目標発生力Ｆcrj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。
ステップ５００においては、ヒーブモードの目標発生力Ｆchj、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrjの和として車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの最終目標発生力Ｆcj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。
ステップ６００においては、車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの発生力Ｆj（j＝fl、fr、rl及びrr）が、それぞれ対応する最終目標発生力Ｆcjになるよう、車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRが制御される。
＜ヒーブモードの目標発生力Ｆchjの演算（図３）＞
次に、図３に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ２００において実行されるヒーブモードの目標発生力Ｆchjの演算について説明する。なお、等価質量ｍsh、減衰係数ｃsh及びばね定数ｋshは、図には示されていないが、図７の単輪モデルに対応するヒーブモードの単輪モデルにおけるスカイフック装置のイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数である。等価質量ｍsh、減衰係数ｃsh及びばね定数ｋshは、実施形態の制振制御装置が適用される車両１４に基づいて決定される。
ステップ２０５においては、車体１６のヒーブ加速度Ｇzに同一のハイパスフィルタが３回適用されることにより、３回のハイパスフィルタ処理後のヒーブ加速度Ｇzhhhが演算される。
ステップ２１０においては、ヒーブ加速度Ｇzhhhにローパスフィルタが適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のヒーブ加速度Ｇzhhhlが演算される。
ステップ２１５においては、ヒーブ加速度Ｇzhhhlにイナータの等価質量ｍshが乗算されることにより、スカイフックのイナータが発生すべき目標制振力Ｇzhhhlm（＝Ｇzhhhl×ｍsh）が演算される。
ステップ２２０においては、上記ステップ２０５において車体１６のヒーブ加速度Ｇzに１回のハイパスフィルタが適用されることにより演算されたヒーブ加速度Gzhが積分されることにより、車体１６のヒーブ速度Ｇzhiが演算される。
ステップ２２５においては、ヒーブ速度Ｇzhiに上記ステップ２０５におけるハイパスフィルタと同一のハイパスフィルタが２回適用されることにより、２回のハイパスフィルタ処理後のヒーブ速度Ｇzhihhが演算される。
ステップ２３０においては、上記ステップ２１０におけるローパスフィルタと同一のローパスフィルタがヒーブ速度Ｇzhihhに適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のヒーブ速度Ｇzhihhlが演算される。
ステップ２３５においては、ヒーブ速度Ｇzhihhlにダンパーの減衰係数ｃshが乗算されることにより、スカイフックのダンパーが発生すべき目標制振力Ｇzhihhlc（＝Ｇzhihhl×ｃsh）が演算される。
ステップ２４０においては、ステップ２２５においてハイパスフィルタがヒーブ速度Ｇzhiに１回適用されることにより演算されたヒーブ速度Ｇzhihが積分されることにより、車体１６のヒーブ変位Ｇzhihiが演算される。
ステップ２４５においては、ヒーブ変位Ｇzhihiに上記ステップ２０５におけるハイパスフィルタと同一のハイパスフィルタが１回適用されることにより、ハイパスフィルタ処理後のヒーブ変位Ｇzhihihが演算される。
ステップ２５０においては、上記ステップ２１０におけるローパスフィルタと同一のローパスフィルタがヒーブ変位Ｇzhihihに適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のヒーブ変位Ｇzhihihlが演算される。
ステップ２５５においては、ヒーブ変位Ｇzhihihlにばねのばね定数ｋshが乗算されることにより、スカイフックのばねが発生すべき目標制振力Ｇzhihihlk（＝Ｇzhihihl×ｋsh）が演算される。
ステップ２６０においては、下記の式（１７）に従って、目標制振力Ｇzhhhlm、Ｇzhihhlc及びＧzhihihlkの和に前述の一定の値ｅに対応するヒーブモードの制御ゲインｅh（正の定数）が乗算されることにより、車両１４全体のヒーブモードの目標発生力Ｆchtが演算される。
Figure 0006829422
ステップ２６５においては、下記の式（１８）及び（１９）に従って、左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのヒーブモードの目標発生力Ｆchj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。なお、下記の式（１８）及び（１９）において、ｌfは車両１４の重心（図示せず）と前輪１２FL及び１２FRの車軸との間の車両前後方向の距離であり、ｌrは車両１４の重心と後輪１２RL及び１２RRの車軸との間の車両前後方向の距離である。
Figure 0006829422
＜目標発生力Ｆchjの演算のブロック図（図４）＞
図４は、上記目標発生力Ｆchjの演算ルーチンによる信号処理を示すブロック図である。なお、図４において、図３に示されたフローチャートのステップ２０５〜２６５に対応するブロックには、それぞれステップ２０５〜２６５と同一の数字がかっこ書きにて付されている
図４に示されているように、車体１６のヒーブ加速度、ヒーブ速度及びヒーブ変位に同一のハイパスフィルタが３回適用されると共に、同一のローパスフィルタが１回適用されることが解る。更に、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタが適用されたヒーブ加速度、ヒーブ速度及びヒーブ変位に、それぞれイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数が乗算されることにより、イナータ、ダンパー及びばねが発生すべき目標制振力が演算される。更に、三つの目標制振力の和に制御ゲインが乗算されることにより、車両１４全体のヒーブモードの目標制振力Ｆchtが演算され、この目標制振力に基づいて左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのヒーブモードの目標発生力Ｆchjが演算される。
＜ピッチモードの目標発生力Ｆcpjの演算（図５）＞
次に、図５に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ３００において実行されるピッチモードの目標発生力Ｆcpjの演算について説明する。なお、等価質量ｍsp、減衰係数ｃsp及びばね定数ｋspは、図には示されていないが、図７の単輪モデルに対応するピッチモードの単輪モデルにおけるスカイフックのイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数である。等価質量ｍsp、減衰係数ｃsp及びばね定数ｋspも、実施形態の制振制御装置が適用される車両１４に基づいて決定される。
ステップ３０５においては、車体１６のピッチ加速度Ｇxに同一のハイパスフィルタが３回適用されることにより、３回のハイパスフィルタ処理後のピッチ加速度Ｇxhhhが演算される。なお、このステップにおけるハイパスフィルタは、前述のステップ２０５においてヒーブ加速度Ｇzに適用されるハイパスフィルタと同一であることが好ましいが、これとは異なっていてもよい。
ステップ３１０においては、ピッチ加速度Ｇxhhhにローパスフィルタが適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のピッチ加速度Ｇxhhhlが演算される。なお、このステップにおけるローパスフィルタは、前述のステップ２１０においてヒーブ加速度Ｇzhhhに適用されるローパスフィルタと同一であることが好ましいが、これとは異なっていてもよい。
ステップ３１５においては、ピッチ加速度Ｇxhhhlにイナータの等価質量ｍspが乗算されることにより、スカイフックのイナータが発生すべき目標制振力Ｇxhhhlm（＝Ｇxhhhl×ｍsp）が演算される。
ステップ３２０においては、上記ステップ３０５において車体１６のピッチ加速度Ｇxに１回のハイパスフィルタが適用されることにより演算されたピッチ加速度Gxhが積分されることにより、車体１６のピッチ速度Ｇxhiが演算される。
ステップ３２５においては、ピッチ速度Ｇxhiに上記ステップ３０５におけるハイパスフィルタと同一のハイパスフィルタが２回適用されることにより、２回のハイパスフィルタ処理後のピッチ速度Ｇxhihhが演算される。
ステップ３３０においては、上記ステップ３１０におけるローパスフィルタと同一のローパスフィルタがピッチ速度Ｇxhihhに適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のピッチ速度Ｇxhihhlが演算される。
ステップ３３５においては、ピッチ速度Ｇxhihhlにダンパーの減衰係数ｃspが乗算されることにより、スカイフックのダンパーが発生すべき目標制振力Ｇxhihhlc（＝Ｇxhihhl×ｃsp）が演算される。
ステップ３４０においては、ステップ３２５においてハイパスフィルタがピッチ速度Ｇxhiに１回適用されることにより演算されたピッチ速度Ｇxhihが積分されることにより、車体１６のピッチ変位Ｇxhihiが演算される。
ステップ３４５においては、ピッチ変位Ｇxhihiに上記ステップ３０５におけるハイパスフィルタと同一のハイパスフィルタが１回適用されることにより、ハイパスフィルタ処理後のピッチ変位Ｇxhihihが演算される。
ステップ３５０においては、上記ステップ３１０におけるローパスフィルタと同一のローパスフィルタがピッチ変位Ｇxhihihに適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のピッチ変位Ｇx hihihlが演算される。
ステップ３５５においては、ピッチ変位Ｇxhihihlにばねのばね定数ｋspが乗算されることにより、スカイフックのばねが発生すべき目標制振力Ｇxhihihlk（＝Ｇxhihihl×ｋsp）が演算される。
ステップ３６０においては、下記の式（２０）に従って、目標制振力Ｇxhhhlm、Ｇxhihhlc及びばＧxhihihlkの和に前述の一定の値ｅに対応するピッチモードの制御ゲインｅp（正の定数）が乗算されることにより、車両１４全体のピッチモードの目標制振力Ｆcptが演算される。制御ゲインｅpは、制御ゲインｅhと同一の値及び異なる値の何れであってもよい。
Figure 0006829422
ステップ３６５においては、下記の式（２１）及び（２２）に従って、左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのピッチモードの目標発生力Ｆcpj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。
Figure 0006829422
＜ロールモードの目標発生力Ｆcrjの演算（図６）＞
次に、図６に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ４００において実行されるロールモードの目標発生力Ｆcrjの演算について説明する。なお、等価質量ｍsr、減衰係数ｃsr及びばね定数ｋsrは、図には示されていないが、図７の単輪モデルに対応するロールモードの単輪モデルにおけるスカイフックのイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数である。等価質量ｍsr、減衰係数ｃsr及びばね定数ｋsrも、実施形態の制振制御装置が適用される車両１４に基づいて決定される。
ステップ４０５においては、車体１６のロール加速度Ｇyに同一のハイパスフィルタが３回適用されることにより、３回のハイパスフィルタ処理後のピッチ加速度Ｇyhhhが演算される。なお、このステップにおけるハイパスフィルタは、前述のステップ２０５においてヒーブ加速度Ｇzに適用されるハイパスフィルタと同一であることが好ましいが、これとは異なっていてもよい。
ステップ４１０においては、ロール加速度Ｇyhhhにローパスフィルタが適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のロール加速度Ｇyhhhlが演算される。なお、このステップにおけるローパスフィルタは、前述のステップ２１０においてヒーブ加速度Ｇzhhhに適用されるローパスフィルタと同一であることが好ましいが、これとは異なっていてもよい。
ステップ４１５においては、ロール加速度Ｇyhhhlにイナータの等価質量ｍsrが乗算されることにより、スカイフックのイナータが発生すべき目標制振力Ｇyhhhlm（＝Ｇyhhhl×ｍsr）が演算される。
ステップ４２０においては、上記ステップ４０５において車体１６のロール加速度Ｇyに１回のハイパスフィルタが適用されることにより演算されたロール加速度Gyhが積分されることにより、車体１６のロール速度Ｇyhiが演算される。
ステップ４２５においては、ロール速度Ｇyhiに上記ステップ４０５におけるハイパスフィルタと同一のハイパスフィルタが２回適用されることにより、２回のハイパスフィルタ処理後のロール速度Ｇyhihhが演算される。
ステップ４３０においては、上記ステップ４１０におけるローパスフィルタと同一のローパスフィルタがロール速度Ｇyhihhに適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のロール速度Ｇyhihhlが演算される。
ステップ４３５においては、ロール速度Ｇyhihhlにダンパーの減衰係数ｃsrが乗算されることにより、スカイフックのダンパーが発生すべき目標制振力Ｇyhihhlc（＝Ｇyhihhl×ｃsr）が演算される。
ステップ４４０においては、ステップ４２５においてハイパスフィルタがロール速度Ｇyhiに１回適用されることにより演算されたロール速度Ｇyhihが積分されることにより、車体１６のロール変位Ｇyhihiが演算される。
ステップ４４５においては、ロール変位Ｇyhihiに上記ステップ４０５におけるハイパスフィルタと同一のハイパスフィルタが１回適用されることにより、ハイパスフィルタ処理後のロール変位Ｇyhihihが演算される。
ステップ４５０においては、上記ステップ４１０におけるローパスフィルタと同一のローパスフィルタがロール変位Ｇyhihihに適用されることにより、ローパスフィルタ処理後のロール変位Ｇy hihihlが演算される。
ステップ４５５においては、ロール変位Ｇyhihihlにばねのばね定数ｋsrが乗算されることにより、スカイフックのばねが発生すべき目標制振力Ｇyhihihlk（＝Ｇyhihihl×ｋsr）が演算される。
ステップ４６０においては、下記の式（２３）に従って、目標制振力Ｇyhhhlm、Ｇyhihhlc及びＧyhihihlkの和に前述の一定の値ｅに対応するロールモードの制御ゲインｅr（正の定数）が乗算されることにより、車両１４全体のロールモードの目標制振力Ｆcrtが演算される。制御ゲインｅrは、制御ゲインｅh又はｅpと同一の値及び異なる値の何れであってもよい。
Figure 0006829422
ステップ４６５においては、下記の式（２４）及び（２５）に従って、左右前輪及び左右後輪の車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのロールモードの目標発生力Ｆcrj（j＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。
Figure 0006829422
なお、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrjの演算ルーチンによる信号処理を示すブロック図は、図４に示された目標発生力Ｆchjの演算のブロック図と同様である。よって、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrjの演算のブロック図の図示を省略する。
以上の説明から解るように、それぞれステップ２００、３００及び４００において、車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのヒーブモードの目標発生力Ｆchj、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrjが演算される。ステップ５００においてヒーブモードの目標発生力Ｆchj、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrjの和として車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの最終目標発生力Ｆcjが演算される。更に、ステップ６００において車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの発生力Ｆjが、それぞれ対応する最終目標発生力Ｆcjになるよう、車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRが制御される。
ヒーブモードの目標発生力Ｆchjの演算においては、図３及び図４に示されているように、車体１６のヒーブ加速度、ヒーブ速度及びヒーブ変位に同一のハイパスフィルタが３回適用されると共に、同一のローパスフィルタが１回適用される。更に、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタが適用されたヒーブ加速度、ヒーブ速度及びヒーブ変位に、それぞれイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数が乗算されることにより、イナータ、ダンパー及びばねが発生すべき目標制振力が演算される。更に、三つの目標制振力の和に制御ゲインが乗算されることにより、車両１４全体のヒーブモードの目標発生力Ｆchtが演算され、この目標発生力に基づいて車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのヒーブモードの目標発生力Ｆchjが演算される。
ピッチモードの目標発生力Ｆcpjの演算においては、図５に示されているように、車体１６のピッチ加速度、ピッチ速度及びピッチ変位に同一のハイパスフィルタが３回適用されると共に、同一のローパスフィルタが１回適用される。更に、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタが適用されたピッチ加速度、ピッチ速度及びピッチ変位に、それぞれイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数が乗算されることにより、イナータ、ダンパー及びばねが発生すべき目標制振力が演算される。更に、三つの目標制振力の和に制御ゲインが乗算されることにより、車両１４全体のピッチモードの目標発生力Ｆcptが演算され、この目標発生力に基づいて車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのピッチモードの目標発生力Ｆcpjが演算される。
更に、ロールモードの目標発生力Ｆcrjの演算においては、図３及び図４に示されているように、車体１６のロール加速度、ロール速度及びロール変位に同一のハイパスフィルタが３回適用されると共に、同一のローパスフィルタが１回適用される。更に、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタが適用されたロール加速度、ロール速度及びロール変位に、それぞれイナータの等価質量、ダンパーの減衰係数及びばねのばね定数が乗算されることにより、イナータ、ダンパー及びばねが発生すべき目標制振力が演算される。更に、三つの目標制振力の和に制御ゲインが乗算されることにより、車両１４全体のロールモードの目標発生力Ｆcrtが演算され、この目標発生力に基づいて車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRのロールモードの目標発生力Ｆcrjが演算される。
従って、上述の実施形態によれば、ヒーブモード、ピッチモード及びロールモードの何れについても、車体１６の加速度とイナータの等価質量との積、加速度の一階積分値とダンパーの減衰係数との積、加速度の二階積分値とばねのばね定数との積の和に制御ゲインが乗算された値が、ばね上に付与すべき目標制振力として演算される。更に、三つの目標制振力に基づいて車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの目標発生力が演算され、車輪アクチュエータが発生する力が目標発生力になるように車輪アクチュエータが制御される。
前述のように、上記三つの積の和に制御ゲインが乗算された値は、車輪２２FL〜２２RRが路面から外乱を受けることに起因して生じる車体１６の振動を低減することができる値である。また、この値は、車輪の加速度を要することなく、車体の加速度に基づいて演算される。よって、実施形態によれば、車輪の加速度の検出を要することなく、車体１６の振動を低減し制振することができる。
図１０は、本発明の制振制御装置について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード線図である。これに対し、図１１は、図８に示された車両の単輪モデルに基づいてスカイフックダンパー制御を行う従来の制振制御装置について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード線図である。更に、図１２は、図９に示された車両の単輪モデルに基づいて逆スカイフックダンパー制御を行う従来の制振制御装置について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード線図である。
なお、図８及び図９において、図７に示された車両の単輪モデルの部材に対応する部材には、図７において付された符号と同一の符号が付されおり、特に図９において、符号１１８′は逆スカイフック装置を示している。また、図１０乃至図１２において、破線は車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合のボード線図である。
図１０から、実施形態によれば、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合に比して、車体１６の共振周波数及びその近傍の周波数及び車体の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を効果的に制振することができることが解る。また、図１０と図１１との比較から、実施形態によれば、スカイフックダンパー制御を行う従来の制振制御装置に比して、車体１６の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を効果的に制振することができることが解る。更に、図１０と図１２との比較から、実施形態によれば、逆スカイフックダンパー制御を行う従来の制振制御装置に比して、車体１６の共振周波数及びその近傍の周波数の車体の振動を効果的に制振することができることが解る。
従って、実施形態によれば、車体と車輪との間に作用する力が制御されない場合及び従来の制振制御装置に比して、車体の共振周波数及び車体の共振周波数と車輪の共振周波数との間の周波数域の車体の振動を効果的に制振することができる。
また、上述の実施形態によれば、ヒーブモード、ピッチモード及びロールモードの何れについても、加速度、一階積分値及び二階積分値に同一のハイパスフィルタが同一の回数だけ適用される。よって、積分オフセットに起因する悪影響をハイパスフィルタによって除去することができる。また、加速度などに異なるハイパスフィルタが適用される場合、及び加速度などに同一のハイパスフィルタが異なる回数適用される場合に比して、加速度、一階積分値及び二階積分値に基づく制振力に位相ずれが生じる虞を低減し、車体の制振性を向上させることができる。
また、上述の実施形態によれば、ヒーブモード、ピッチモード及びロールモードの何れについても、加速度、一階積分値及び二階積分値に同一のローパスフィルタが適用される。よって、高周波ノイズを除去し、電子制御装置３０及び車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの制御の遅れに対処できるよう、加速度などを処理することができる。また、加速度、一階積分値及び二階積分値に異なるローパスフィルタが適用される場合に比して、加速度、一階積分値及び二階積分値に基づく制振力に高周波ノイズに起因する誤差及び制御タイミングのずれが生じる虞を低減し、車体の制振性を向上させることができる。
特に、上述の実施形態によれば、制振制御の目標発生力として、ヒーブモードの目標発生力Ｆchj、ピッチモードの目標発生力Ｆcpj及びロールモードの目標発生力Ｆcrjが演算される。更に、これらの目標発生力の和として車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの最終目標発生力Ｆcjが演算され、車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの発生力がそれぞれ対応する最終目標発生力Ｆcjになるように発生される。よって、最終目標発生力は車輪アクチュエータ毎に三つのモードの目標発生力の和として演算されるので、最終目標発生力が一つ又は二つのモードの目標発生力である場合に比して、車体の振動を好ましく制振することができる。
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば、上述の実施形態においては、制振制御の目標制御力として、ヒーブモードの目標制御力Ｆchj、ピッチモードの目標制御力Ｆcpj及びロールモードの目標制御力Ｆcrjが演算され、これらの目標制御力の和として車輪アクチュエータ２８FL〜２８RRの最終目標制御力Ｆcjが演算される。しかし、ヒーブモードの目標制御力Ｆchj、ピッチモードの目標制御力Ｆcpj及びロールモードの目標制御力Ｆcrjの少なくとも一つの演算が省略されてもよい。
逆に、ばね上のヨー方向の振動が制振されるよう、ヨーモードについて図７に示された車両の単輪モデルが設定され、ばね上のヨー加速度が検出され、ヨー加速度に基づいてヒーブモードの目標制御力Ｆchjなどと同様の要領にてヨーモードの目標制御力Ｆcmjが演算されてよい。更に、ヨーモードの目標制御力Ｆcmjに基づいて、例えば電動パワーステアリング装置による操舵輪の舵角の制御又は左右輪の制駆動力の差の制御によってヨー方向の制振力が制御されてよい。
また、上述の実施形態においては、車体と車輪との間に作用する力を発生するアクチュエータは、車体とショックアブソーバのピストンロッドとの間に作用する力を発生する車輪アクチュエータである。しかし、アクチュエータは、前述の特許文献１に記載されているように、車輪の制駆動力がサスペンションによって車体に作用する上下力に変換されることを利用する制駆動力制御式のアクチュエータ、即ち制動装置、インホイールモータのような駆動装置、及びこれらを制御する制御装置であってもよい。アクチュエータが制駆動力制御式のアクチュエータである場合には、最終目標発生力Ｆcjに相当する上下力を発生させるための目標制駆動力が演算され、運転者の制駆動操作に基づく制駆動力が目標制駆動力にて修正されるよう、各車輪の制駆動力が制御されてよい。
更に、アクチュエータは、車輪アクチュエータと制駆動力制御式のアクチュエータとの組合せのような組合せであってもよく、ロールモードの制振力の少なくとも一部が、例えばアクティブスタビライザの制御によりアンチロール力として発生されてもよい。
特に、制駆動力制御式のアクチュエータにおいては、全ての車輪の制駆動力が同相になるようアクチュエータが制御されることにより、ヒーブモードの制振力が発生され、前後輪の制駆動力が逆相になるようアクチュエータが制御されることにより、ピッチモードの制振力が発生される。また、前後輪の制駆動力が逆相になり且つ左右輪の制駆動力が逆相になるようアクチュエータが制御されることにより、ロールモードの制振力が発生される。更に、左右輪の制駆動力が逆相になるようアクチュエータが制御されることにより、或いは左右輪の一方にのみ制動力又は駆動力が付与されるようアクチュエータが制御されることにより、ヨーモードの制振力が発生される。
また、上述の実施形態においては、ヒーブモード、ピッチモード及びロールモードの何れにおいても、加速度、速度及び変位に３回の同一のハイパスフィルタが適用されるようになっている。しかし、例えば加速度に対し適用されるハイパスフィルタが省略されることにより、ハイパスフィルタが加速度、速度及び変位に対し適用される回数が２回に修正されてもよい。
更に、少なくとも１回のハイパスフィルタが他の回のハイパスフィルタと異なっていてもよく、加速度、速度及び変位に適用されるハイパスフィルタが互いに異なっていてもよい。これらの場合には、実施形態の場合に比して制振性能は若干低下するが、車輪の加速度の検出を要することなく、車体の振動を制振することができる。
また、上述の実施形態においては、ヒーブモード、ピッチモード及びロールモードの何れにおいても、加速度、速度及び変位に同一のローパスフィルタが適用されるようになっている。しかし、加速度、速度及び変位に適用されるローパスフィルタが互いに異なっていてもよい。この場合には、実施形態の場合に比して制振性能は若干低下するが、車輪の加速度の検出を要することなく、車体の振動を制振することができる。
更に、実施形態においては、ばね上の制振モードは、直交座標の方向である車両の上下方向、前後方向及び横方向にそれぞれ対応するヒーブモード、ピッチモード及びロールモードについて目標制御力が演算されるようになっている。しかし、ばね上の制振モードは、斜交座標の方向又は極座標の方向のモードとして設定されてもよい。
１０…振制制御装置、１２FL，１２FR…前輪、１２RL，１２RR…後輪、１４…車両、１６…車体、１８FL，１８FR…前輪サスペンション、１８RL，１８RR…後輪サスペンション、２２FL〜２２RR…車輪支持部材、２８FL〜２８RR…車輪アクチュエータ、３０…電子制御装置、３２…上下加速度センサ、３４…ピッチ加速度センサ、３６…ロール加速度センサ、１００…車両の単輪モデル、１０２…ばね下、１０４…ばね上、１１２…スカイフックのばね、１１４…スカイフックのダンパー、１１６…スカイフックのイナータ、１１８…スカイフック装置

Claims (4)

  1. 制振されるべき車体の振動のモードについて車体の加速度を検出する加速度検出装置と、車体と車輪との間に作用する力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御ユニットと、を有し、前記制御ユニットは、前記モードについて設定された車両の単輪モデルのばね上を、イナータ、ダンパー及びばねを介してスカイフックするスカイフック装置の前記イナータの等価質量、前記ダンパーの減衰係数及び前記ばねのばね定数を記憶する、車両用制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、前記加速度検出装置により検出された加速度と前記イナータの等価質量との積、前記加速度の一階積分値と前記ダンパーの減衰係数との積、前記加速度の二階積分値と前記ばねのばね定数との積の和に制御ゲインが乗算された値を、前記モードについて前記ばね上に付与すべき目標制振力として演算し、前記目標制振力に基づいて前記アクチュエータの目標発生力を演算し、前記アクチュエータが発生する力が前記目標発生力になるように前記アクチュエータを制御するよう構成された、車両用制振制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両用制振制御装置において、前記制御ユニットは、前記加速度、前記一階積分値及び前記二階積分値に同一のハイパスフィルタが少なくとも２回の同一の回数適用されるよう、前記加速度、前記一階積分値及び前記二階積分値にハイパスフィルタを適用するよう構成された、車両用制振制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両用制振制御装置において、前記制御ユニットは、前記加速度、前記一階積分値及び前記二階積分値に同一のローパスフィルタを適用するよう構成された、車両用制振制御装置。
  4. 請求項１に記載の車両用制振制御装置において、前記モードは、ヒーブモード、ロールモード、ピッチモードの少なくとも二つであり、前記アクチュエータは、左右前輪及び左右後輪に対応して設けられた四つの車輪アクチュエータを含み、前記制御ユニットは、各モードについて前記車輪アクチュエータの目標発生力を演算し、車輪アクチュエータ毎に前記少なくとも二つのモードの前記目標発生力の和を最終目標発生力として演算し、前記車輪アクチュエータが発生する力が対応する前記最終目標発生力になるように前記車輪アクチュエータを制御するよう構成された、車両用制振制御装置。

JP2018018371A 2018-02-05 2018-02-05 車両用制振制御装置 Active JP6829422B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018018371A JP6829422B2 (ja) 2018-02-05 2018-02-05 車両用制振制御装置
CN201910097390.1A CN110116599B (zh) 2018-02-05 2019-01-31 车辆用减振控制装置
US16/266,327 US11203244B2 (en) 2018-02-05 2019-02-04 Damping control apparatus for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018018371A JP6829422B2 (ja) 2018-02-05 2018-02-05 車両用制振制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019135120A JP2019135120A (ja) 2019-08-15
JP6829422B2 true JP6829422B2 (ja) 2021-02-10

Family

ID=67475351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018018371A Active JP6829422B2 (ja) 2018-02-05 2018-02-05 車両用制振制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11203244B2 (ja)
JP (1) JP6829422B2 (ja)
CN (1) CN110116599B (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6292161B2 (ja) 2015-04-20 2018-03-14 トヨタ自動車株式会社 制動力制御装置
WO2017169203A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 ソニー株式会社 制振制御装置及び制振制御方法、並びに移動体
JP7172414B2 (ja) 2018-10-12 2022-11-16 トヨタ自動車株式会社 車両用ロール振動制振制御装置
JP6753912B2 (ja) * 2018-11-06 2020-09-09 本田技研工業株式会社 車両のサスペンション制御装置
JP7451946B2 (ja) 2019-11-07 2024-03-19 株式会社アイシン 制御装置
JP7188413B2 (ja) * 2020-06-04 2022-12-13 トヨタ自動車株式会社 車両用制振制御装置及び方法
JP7314869B2 (ja) * 2020-06-24 2023-07-26 トヨタ自動車株式会社 車両用制振制御装置及び方法
JP7307404B2 (ja) * 2020-10-07 2023-07-12 トヨタ自動車株式会社 制振制御装置及びデータ管理装置
JP7314899B2 (ja) * 2020-10-14 2023-07-26 トヨタ自動車株式会社 制振制御装置
CN112434379B (zh) * 2020-12-10 2021-07-23 湖南省潇振工程科技有限公司 减振器阻尼系数可调节的车辆悬架及协同设计方法
JP2022093081A (ja) * 2020-12-11 2022-06-23 本田技研工業株式会社 電動サスペンション装置
JP7501491B2 (ja) 2021-10-22 2024-06-18 トヨタ自動車株式会社 車両用サスペンション制御装置、及び車両用サスペンション制御方法
CN114193994B (zh) * 2021-12-06 2024-03-19 江苏大学 基于机械记忆元件的理想天棚系统及其半主动悬架系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2898854B2 (ja) * 1993-09-03 1999-06-02 日産ディーゼル工業株式会社 減衰力制御装置
JP3228490B2 (ja) * 1994-07-27 2001-11-12 株式会社エイチエヌディ 車体実装ショックアブソーバの減衰力測定方法、及び減衰力測定装置
JP3623456B2 (ja) * 2001-02-28 2005-02-23 トヨタ自動車株式会社 車輌の走行制御装置
JP2005075241A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Toyota Motor Corp 車両用サスペンション装置
JP2013193717A (ja) * 2012-03-23 2013-09-30 Nissan Motor Co Ltd 車両の制御装置及び車両の制御方法
CN103235891B (zh) * 2013-05-05 2015-03-18 吉林大学 基于车辆垂向振动系统辨识的路面识别系统及方法
JP2016002844A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 トヨタ自動車株式会社 車両のばね上−ばね下相対速度推定装置
JP6299572B2 (ja) 2014-12-01 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
CN105480043B (zh) * 2015-12-17 2016-08-24 西安科技大学 一种多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器及其控制方法
US20170240017A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-24 Tenneco Automotive Operating Company Inc. System and method for controlling dampers of an active suspension system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019135120A (ja) 2019-08-15
CN110116599A (zh) 2019-08-13
US11203244B2 (en) 2021-12-21
CN110116599B (zh) 2022-03-04
US20190241038A1 (en) 2019-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6829422B2 (ja) 車両用制振制御装置
JP7172414B2 (ja) 車両用ロール振動制振制御装置
JP6944130B2 (ja) 車両の姿勢制御装置
CN104024076A (zh) 车辆的控制装置
CN104024008A (zh) 车辆的控制装置
JP6478063B2 (ja) 車両用減衰力制御装置
JP7180638B2 (ja) 車両の走行状態制御装置及び方法
JP6734912B2 (ja) 車両のサスペンション制御装置
WO2021059544A1 (ja) 状態量算出装置、制御装置および車両
JP2017034816A (ja) 電動車両
CN107444052B (zh) 车辆用衰减力控制装置
JP2006192946A (ja) 車輌の車輪接地荷重推定装置
JP5316279B2 (ja) 車両振動抑制装置
JP4706832B2 (ja) 車輪のタイヤグリップ度推定装置
JP2006232023A (ja) 車輌の車輪接地荷重推定装置
JP7327345B2 (ja) サスペンションストローク関連値推定装置及び方法
JP7501491B2 (ja) 車両用サスペンション制御装置、及び車両用サスペンション制御方法
JP6597181B2 (ja) 車両のサスペンション装置
JP2010247633A (ja) 減衰力制御装置
JP2023047810A (ja) 車両の挙動制御装置
CN115891976A (zh) 车辆的侧倾控制装置
JPH11180125A (ja) 減衰力可変制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210105

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6829422

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151