JP6939660B2 - 車両走行制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を制御する車両走行制御システムに関する。特に、本発明は、車両のばね上構造体の速度あるいは変位に基づいて車両走行制御を行う車両走行制御システムに関する。

特許文献１は、車両用のサスペンションシステムを開示している。サスペンションシステムは、減衰力が可変であるショックアブソーバを有している。車両のばね上構造体の振動を効果的に抑制するために、サスペンションシステムは、ショックアブソーバの減衰力を制御する。

特許文献１において、減衰力の制御は、ばね上速度とストローク速度に基づいて行われる。ばね上速度は、車輪位置におけるばね上構造体の上下速度である。ストローク速度は、ばね上構造体とばね下構造体との間の相対速度である。サスペンションシステムは、各車輪位置におけるばね上構造体の上下加速度を検出するばね上加速度センサを備えている。サスペンションシステムは、そのばね上加速度センサによって検出される上下加速度に基づいて、ばね上速度及びストローク速度を算出（推定）する。例えば、ばね上速度は、検出された上下加速度を積分することにより算出される。

特開２０１６−００２７７８号公報

上記の特許文献１に開示された技術によれば、振動抑制のための減衰力制御に必要なばね上速度は、ばね上構造体の上下加速度に基づいて算出される。ばね上構造体の上下加速度は、ばね上加速度センサによって検出される。しかしながら、センサ検出値である上下加速度には、路面勾配、加減速、操舵等に起因するピッチングやローリングの影響がオフセット成分（誤差成分）として含まれる可能性がある。従って、そのセンサ検出値に基づいて算出されるばね上速度にも、路面勾配、加減速、操舵等に起因するオフセット成分が含まれる可能性がある。ばね上速度にオフセット成分が含まれる場合、減衰力制御が狙い通りに行われず、振動抑制の効果が低減する。すなわち、ばね上速度のオフセット成分は、ばね上速度に基づく減衰力制御の性能（効果）を低下させる。

ばね上速度に基づく制御は、サスペンションのショックアブソーバの減衰力の制御だけに限られない。より一般化すれば、ばね上速度に基づいて車両の走行を制御することが考えられる。ばね上速度のオフセット成分は、ばね上速度に基づく車両走行制御の性能を低下させる。

また、ばね上速度だけでなく、ばね上変位（ばね上構造体の変位）に基づく車両走行制御も考えられる。センサによって検出される加速度あるいは角速度に基づいてばね上変位が算出される場合、そのばね上変位にもオフセット成分が含まれる可能性がある。ばね上変位のオフセット成分は、ばね上変位に基づく車両走行制御の性能を低下させる。

本発明の１つの目的は、車両のばね上構造体の速度あるいは変位に基づく車両走行制御の性能を向上させることができる技術を提供することにある。

第１の発明は、車両に搭載される車両走行制御システムを提供する。
前記車両走行制御システムは、
前記車両のばね上構造体の加速度あるいは角速度を検出するセンサと、
制御装置と
を備える。
前記制御装置は、
前記センサによる検出値から、前記ばね上構造体の速度あるいは変位である第１ばね上パラメータを算出するばね上パラメータ算出処理と、
前記第１ばね上パラメータにハイパスフィルタを適用することによって第２ばね上パラメータを取得するフィルタリング処理と、
前記第２ばね上パラメータに基づいて前記車両の走行を制御する車両走行制御処理と
を行う。
前記フィルタリング処理において、前記制御装置は、前記第１ばね上パラメータのオフセット成分の大きさを表すオフセットレベルに応じて前記ハイパスフィルタの強さを変更する。
第１オフセットレベルと前記第１オフセットレベルより高い第２オフセットレベルを考えたとき、前記ハイパスフィルタは、前記第１オフセットレベルの場合よりも前記第２オフセットレベルの場合の方が強い。

第２の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記フィルタリング処理において、前記制御装置は、前記第１ばね上パラメータにローパスフィルタを適用することによって第３ばね上パラメータを取得し、前記第３ばね上パラメータの符号が同一のまま継続する時間に応じて前記オフセットレベルを算出する。
前記時間が長くなるほど前記オフセットレベルは高くなる。

第３の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記フィルタリング処理において、前記制御装置は、前記第１ばね上パラメータの符号が同一のまま継続する時間に応じて前記オフセットレベルを算出する。
前記時間が長くなるほど前記オフセットレベルは高くなる。

本発明に係る車両走行制御システムは、センサ検出値から算出される第１ばね上パラメータにハイパスフィルタを適用することによって、第２ばね上パラメータを取得する。そして、車両走行制御システムは、第１ばね上パラメータではなく、第２ばね上パラメータに基づいて車両走行制御を行う。

ハイパスフィルタの強さは、一律ではなく、第１ばね上パラメータのオフセットレベルに応じてフレキシブルに変更される。オフセットレベルが比較的高い場合、比較的強いハイパスフィルタが用いられる。これにより、オフセット成分が効果的に除去され、車両走行制御の性能が向上する。

一方、オフセットレベルが比較的低い場合は、オフセット成分の車両走行制御への影響は小さい。むしろ、ハイパスフィルタの適用による位相変動が車両走行制御に与える影響の方が重要である。従って、オフセットレベルが比較的低い場合は、比較的弱いハイパスフィルタが用いられる。これにより、位相変動が抑制されるため、車両走行制御の性能が向上する。

本発明の実施の形態の概要を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における第１ばね上速度を概念的に示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態における第２ばね上速度を概念的に示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態におけるオフセットレベルとハイパスフィルタの強さとの対応関係の一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態におけるオフセットレベルとハイパスフィルタの強さとの対応関係の他の例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る車両走行制御システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車両走行制御システムの制御装置による処理を示すフローチャートである。 図７におけるステップＳ１００を説明するための概念図である。 図７におけるステップＳ２１０を説明するためのタイミングチャートである。 図７におけるステップＳ２２０を説明するための概念図である。 図７におけるステップＳ２２０を説明するための概念図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本発明の実施の形態の概要を説明するための概念図である。車両１は、車輪２及びばね上構造体３を備えている。車輪２は、右前輪２−１、左前輪２−２、右後輪２−３、及び左後輪２−４を含んでいる。

車両走行制御システム１０は、車両１に搭載されており、車両１の走行を制御する車両走行制御を行う。特に、車両走行制御システム１０は、「ばね上速度」に基づいて車両走行制御を行う。ばね上速度は、ばね上構造体３の速度であり、上下速度、ロール速度、ピッチ速度のうち少なくとも１つを含む。

ばね上速度は、ばね上構造体３の上下加速度に基づいて算出される。ばね上構造体３の上下加速度は、ばね上加速度センサ２０によって検出される。図１に示される例では、ばね上構造体３の４つの位置に４個のばね上加速度センサ２０−１〜２０−４が設置されている。

第１ばね上加速度センサ２０−１は、ばね上重心位置ＧＣから見て右前輪２−１の方の第１位置におけるばね上構造体３の上下加速度を検出する。ここで、ばね上重心位置ＧＣとは、ばね上構造体３の重心位置である。第２ばね上加速度センサ２０−２は、ばね上重心位置ＧＣから見て左前輪２−２の方の第２位置におけるばね上構造体３の上下加速度を検出する。第３ばね上加速度センサ２０−３は、ばね上重心位置ＧＣから見て右後輪２−３の方の第３位置におけるばね上構造体３の上下加速度を検出する。第４ばね上加速度センサ２０−４は、ばね上重心位置ＧＣから見て左後輪２−４の方の第４位置におけるばね上構造体３の上下加速度を検出する。尚、ばね上重心位置ＧＣから第１〜第４位置の各々までの距離は、任意である。

第ｉばね上加速度センサ２０−ｉ（ｉ＝１〜４）によって検出される上下加速度の検出値は、以下「検出加速度Ｚ_i''」と呼ばれる。車両走行制御システム１０は、検出加速度Ｚ_i''に基づいてばね上速度を算出する。例えば、車両走行制御システム１０は、検出加速度Ｚ_i''を積分することによってばね上速度を算出する。検出加速度Ｚ_i''に基づいて算出されるばね上速度は、以下「第１ばね上速度Ｚ１'」と呼ばれる。

但し、検出加速度Ｚ_i''には、路面勾配、加減速、操舵等に起因するピッチングやローリングの影響がオフセット成分（誤差成分）として含まれる可能性がある。従って、その検出加速度Ｚ_i''に基づいて算出される第１ばね上速度Ｚ１'にも、路面勾配、加減速、操舵等に起因するオフセット成分が含まれる可能性がある。

図２は、第１ばね上速度Ｚ１'を概念的に示している。第１ばね上速度Ｚ１'は、振動成分とオフセット成分を含んでいる。一般的に、ばね上構造体３の共振周波数、つまり、振動成分の周波数は、約１〜３Ｈｚである。それに対し、路面勾配、加減速、操舵等に起因するオフセット成分の周波数は、０．５Ｈｚ以下である。

オフセット成分を含む第１ばね上速度Ｚ１'がそのまま車両走行制御に用いられると、車両走行制御が狙い通りに行われず、車両走行制御の効果が低減する。そこで、本実施の形態によれば、オフセット成分を除去するために、第１ばね上速度Ｚ１'にハイパスフィルタが適用される。第１ばね上速度Ｚ１'にハイパスフィルタを適用することによって得られるばね上速度は、以下「第２ばね上速度Ｚ２'」と呼ばれる。

図３は、第２ばね上速度Ｚ２'を概念的に示している。第２ばね上速度Ｚ２'においては、第１ばね上速度Ｚ１'と比較してオフセット成分が抑制されている。第１ばね上速度Ｚ１'の代わりに第２ばね上速度Ｚ２’を車両走行制御に用いることにより、オフセット成分の影響を軽減することができる。

但し、ハイパスフィルタの適用により、第２ばね上速度Ｚ２'の位相は第１ばね上速度Ｚ１'よりも進む。従って、オフセット成分が発生しないような状況では、位相変動により、車両走行制御の性能が逆に低下するおそれがある。そこで、本実施の形態によれば、ハイパスフィルタの強さが、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセット成分の大きさに応じてフレキシブルに変更される。

ここで、「ハイパスフィルタが強い」とは、「フィルタリング効果が大きい」ことを意味する。例えば、カットオフ周波数ｆｃが高くなるほど、ハイパスフィルタによるフィルタリング効果は大きくなる、すなわち、ハイパスフィルタは強くなる。カットオフ周波数ｆｃを調整することによって、ハイパスフィルタの強さを変えることができる。他の例として、ハイパスフィルタの次数やハイパスフィルタを適用する回数を調整することによって、ハイパスフィルタの強さを変えることもできる。尚、本実施の形態では、カットオフ周波数ｆｃ＝０の場合もハイパスフィルタの概念に含まれる。

第１ばね上速度Ｚ１'のオフセット成分の大きさ（幅）を表すパラメータは、以下「オフセットレベルＯＬ」と呼ばれる。第１ばね上速度Ｚ１'のオフセット成分が大きくなるにつれて、オフセットレベルＯＬは高くなる。逆に、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセット成分が小さくなるにつれて、オフセットレベルＯＬは低くなる。オフセット成分が発生しない状況では、オフセットレベルＯＬはゼロである。

図４は、オフセットレベルＯＬとハイパスフィルタの強さとの対応関係の一例を示している。図４に示される例では、オフセットレベルＯＬが高くなるにつれて、ハイパスフィルタが強くなる。逆に、オフセットレベルＯＬが低くなるにつれて、ハイパスフィルタが弱くなる。オフセットレベルＯＬがゼロの場合、位相変動が無くなるように、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃは０に設定される。

図５は、オフセットレベルＯＬとハイパスフィルタの強さとの対応関係の他の例を示している。ハイパスフィルタの強さは、オフセットレベルＯＬに比例する必要は必ずしも無い。図５に示されるように、ハイパスフィルタは、オフセットレベルＯＬの増加に従って段階的に強くなってもよい。

図４及び図５のいずれの場合であっても、オフセットレベルＯＬが比較的低い場合はハイパスフィルタは比較的弱く、オフセットレベルＯＬが比較的高い場合はハイパスフィルタは比較的強い。一般化すると次の通りである。オフセットレベルＯＬとして、第１オフセットレベルＯＬ１と、第１オフセットレベルＯＬ１よりも高い第２オフセットレベルＯＬ２を考える。このとき、ハイパスフィルタは、第１オフセットレベルＯＬ１の場合よりも第２オフセットレベルＯＬ２の場合の方が強くなるように設定される。

以上に説明されたように、本実施の形態に係る車両走行制御システム１０は、第１ばね上速度Ｚ１'にハイパスフィルタを適用することによって第２ばね上速度Ｚ２'を取得する。そして、車両走行制御システム１０は、第１ばね上速度Ｚ１'ではなく、第２ばね上速度Ｚ２'に基づいて車両走行制御を行う。

ハイパスフィルタの強さは、一律ではなく、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセットレベルＯＬに応じてフレキシブルに変更される。オフセットレベルＯＬが比較的高い場合、比較的強いハイパスフィルタが用いられる。これにより、オフセット成分が効果的に除去され、車両走行制御の性能が向上する。

一方、オフセットレベルＯＬが比較的低い場合は、オフセット成分の車両走行制御への影響は小さい。むしろ、ハイパスフィルタの適用による位相変動が車両走行制御に与える影響の方が重要である。従って、オフセットレベルＯＬが比較的低い場合は、比較的弱いハイパスフィルタが用いられる。これにより、位相変動が抑制されるため、車両走行制御の性能が向上する。

このように、本実施の形態によれば、状況に応じて適切なハイパスフィルタを用いることにより、車両走行制御を適切に行うことが可能となる。

以下、本実施の形態に係る車両走行制御システム１０について更に詳しく説明する。

２．車両走行制御システムの構成例
図６は、本実施の形態に係る車両走行制御システム１０の構成例を示すブロック図である。車両走行制御システム１０は、第ｉばね上加速度センサ２０−ｉ（ｉ＝１〜４）、走行装置３０、及び制御装置１００を備えている。第ｉばね上加速度センサ２０−ｉは、検出加速度Ｚ_i''の情報を制御装置１００に送る。

走行装置３０は、車両１の走行に関連する装置である。走行装置３０は、サスペンション、アクティブスタビライザ、駆動装置、制動装置、操舵装置、トランスミッション等を含んでいる。

制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。メモリには、プロセッサが実行可能な制御プログラムが格納される。プロセッサが制御プログラムを実行することによって、制御装置１００の機能が実現される。特に、制御装置１００は、走行装置３０の動作を制御することによって車両走行制御を行う。以下、制御装置１００による処理を説明する。

３．制御装置による処理フロー
図７は、本実施の形態に係る車両走行制御システム１０の制御装置１００による処理を示すフローチャートである。図７に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

３−１．ステップＳ１００（ばね上速度算出処理）
制御装置１００は、第ｉばね上加速度センサ２０−ｉ（ｉ＝１〜４）から、検出加速度Ｚ_i''の情報を受け取る。そして、制御装置１００は、検出加速度Ｚ_i''に基づいて第１ばね上速度Ｚ１'を算出する。

例えば、制御装置１００は、検出加速度Ｚ_i''を積分することによって、センサ位置におけるばね上速度Ｚ_i'を第１ばね上速度Ｚ１'として算出することができる。あるいは、制御装置１００は、以下に説明される方法で、ばね上重心位置ＧＣにおける各モード速度（上下速度Ｚ_g'、ロール速度Φ_g'、及びピッチ速度Θ_g'）を第１ばね上速度Ｚ１'として算出することができる。

図８は、ばね上重心位置ＧＣにおける各モード速度の算出を説明するための概念図である。Ｘ方向は、車両１の進行方向である。Ｙ方向は、車両１の横方向であり、Ｘ方向と直交する。Ｚ方向は、車両１の上方向を表す。第ｉばね上加速度センサ２０−ｉのＸ方向位置及びＹ方向位置は、それぞれ、Ｌ_i及びＷ_iである。ばね上重心位置ＧＣのＸ方向位置及びＹ方向位置は、それぞれ、Ｌ_g及びＷ_gである。これらのパラメータ（Ｌ_i、Ｗ_i、Ｌ_g、Ｗ_g）は、予め取得され、制御装置１００のメモリに格納されている。

まず、制御装置１００は、検出加速度Ｚ_i''からばね上重心位置ＧＣの各モード加速度（すなわち、上下加速度Ｚ_g''、ロール加速度Φ_g''、及びピッチ加速度Θ_g''）を算出する。例えば、制御装置１００は、次の式（１）〜（４）に従って、上下加速度Ｚ_g''、ロール加速度Φ_g''、及びピッチ加速度Θ_g''を算出する。

４つの位置における検出加速度Ｚ₁''〜Ｚ₄''を用いることによって、ばね上重心位置ＧＣの上下加速度Ｚ_g''、ロール加速度Φ_g''、及びピッチ加速度Θ_g''を精度良く算出することができる。但し、算出方法は、上記のものに限られない。例えば、３個のばね上加速度センサ２０だけが用いられてもよい。

続いて、制御装置１００は、各モード加速度を積分することによって、ばね上重心位置ＧＣの各モード速度（上下速度Ｚ_g'、ロール速度Φ_g'、及びピッチ速度Θ_g'）を算出する。ばね上重心位置ＧＣの上下速度Ｚ_g'、ロール速度Φ_g'、及びピッチ速度Θ_g'は、それぞれ、次の式（５）〜（７）で表される。

３−２．ステップＳ２００（フィルタリング処理）
続いて、制御装置１００は、ステップＳ１００で算出された第１ばね上速度Ｚ１'にハイパスフィルタを適用することによって、第２ばね上速度Ｚ２'を取得する。このとき、制御装置１００は、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセットレベルＯＬに応じてハイパスフィルタの強さをフレキシブルに変更する（図４、図５参照）。そのために、制御装置１００はまず、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセットレベルＯＬを取得する。

３−２−１．ステップＳ２１０（オフセットレベルＯＬの取得）
＜第１の例＞
図９は、第１ばね上速度Ｚ１'を概念的に示している。第１ばね上速度Ｚ１'の符号が同一のまま継続する時間は、以下「継続時間Ｄ」と呼ばれる。図９に示される例では、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間、第１ばね上速度Ｚ１'の符号は正のまま継続する。その時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間が継続時間Ｄである。

第１ばね上速度Ｚ１'にオフセット成分が無い場合の継続時間ＤはＤ０であるとする。オフセット成分が発生すると、継続時間ＤはＤ０よりも長くなる。更に、オフセット成分が大きくなるにつれて、継続時間Ｄは長くなる。すなわち、継続時間Ｄは、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセット成分の大きさを反映している。従って、制御装置１００は、継続時間Ｄに基づいてオフセットレベルＯＬを算出することができる。継続時間ＤがＤ０を超えた後、継続時間Ｄが長くなるほどオフセットレベルＯＬは高くなる。

例えば、制御装置１００は、カウンタを用いて継続時間Ｄを計測する。より詳細には、制御装置１００は、算出される第１ばね上速度Ｚ１'を記憶し、第１ばね上速度Ｚ１'の前回値と最新値の符号同士を比較する。最新値の符号が前回値と同じ場合、制御装置１００は、カウントアップを行う。最新値の符号が前回値から変化した場合、制御装置１００は、カウンタをリセットする。

尚、符号が変化したときのカウンタ値やオフセットレベルＯＬの急変を抑制するために、カウンタをリセットする際にカウンタ値やオフセットレベルＯＬを徐々に減少させてもよい。つまり、カウントダウン側にレートリミッタを設けてもよい。また、符号が長期間にわたって変化しない場合も考慮して、カウンタ値やオフセットレベルＯＬに上限値を設定してもよい。

＜第２の例＞
第２の例では、制御装置１００は、まず、第１ばね上速度Ｚ１'にローパスフィルタを適用する。第１ばね上速度Ｚ１'にローパスフィルタを適用することによって得られるばね上速度は、以下「第３ばね上速度Ｚ３'」と呼ばれる。制御装置１００は、第１の例の場合と同様の手法で、第３ばね上速度Ｚ３’の符号が同一のまま継続する継続時間Ｄを取得する。そして、制御装置１００は、継続時間Ｄに応じてオフセットレベルＯＬを算出する。継続時間Ｄが長くなるほど、オフセットレベルＯＬは高くなる。

第１ばね上速度Ｚ１'にローパスフィルタを適用することによって、第１ばね上速度Ｚ１’に含まれるオフセット成分がより顕著になる。従って、第１ばね上速度Ｚ１’の代わりに第３ばね上速度Ｚ３’を用いることによって、オフセット成分がより検出されやすくなる。オフセット成分がより検出されやすくなると、次のステップＳ２２０で使用されるハイパスフィルタはより強くなる。結果として、次のステップＳ２２０におけるオフセット成分除去効果が強くなる。

また、ローパスフィルタの強さを調整することによって、次のステップＳ２２０におけるオフセット成分除去の効果（優先度）を調整することができる。つまり、ローパスフィルタの強さを調整することによって、オフセット成分除去と位相変動抑制とのバランスを調整することが可能となる。

＜第３の例＞
第１ばね上速度Ｚ１'の振動成分の周波数は、約１〜３Ｈｚである。それに対し、第１ばね上速度Ｚ１'のオフセット成分の周波数は、０．５Ｈｚ以下である。第３の例では、制御装置１００は、バンドパスフィルタを用いて、振動成分とオフセット成分のそれぞれを抽出する。そして、制御装置１００は、抽出された振動成分とオフセット成分の比率に応じてオフセットレベルＯＬを算出する。この場合、オフセット成分の比率が高いほどオフセットレベルＯＬは高くなる。

３−２−２．ステップＳ２２０（フィルタリング）
制御装置１００は、ステップＳ２１０で得られたオフセットレベルＯＬに応じてハイパスフィルタの強さを設定する。図４及び図５で示されたように、オフセットレベルＯＬが比較的低い場合はハイパスフィルタは比較的弱く、オフセットレベルＯＬが比較的高い場合はハイパスフィルタは比較的強い。

ハイパスフィルタの強さの調整方法としては、様々な方法が考えられる。例えば、制御装置１００は、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを調整してもよい。カットオフ周波数ｆｃが高くなるほど、ハイパスフィルタは強くなる。

図１０及び図１１は、ハイパスフィルタの強さの調整方法の他の例を説明するための概念図である。本例では、強さの異なる複数のハイパスフィルタが用いられる。例えば、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１のカットオフ周波数ｆｃは０Ｈｚである。第２ハイパスフィルタＨＰＦ２のカットオフ周波数ｆｃは０．４Ｈｚである。第３ハイパスフィルタＨＰＦ３のカットオフ周波数ｆｃは２Ｈｚである。

また、第１ハイパスフィルタＨＰＦ１、第２ハイパスフィルタＨＰＦ２、及び第３ハイパスフィルタＨＰＦ３のそれぞれに対して、重みＡ１、Ａ２、及びＡ３が設定される。重みＡ１、Ａ２、及びＡ３は、オフセットレベルＯＬに応じて変動する。オフセットレベルＯＬが低い状態では、重みＡ１が最も大きい。オフセットレベルＯＬが高くなるにつれて、重みＡ１が小さくなり、その代わりに重みＡ２が大きくなる。更に、オフセットレベルＯＬが高くなると、重みＡ２が小さくなり、その代わりに重みＡ３が大きくなる。すなわち、オフセットレベルＯＬが高くなるにつれて、より強いハイパスフィルタの重み（割合）が大きくなる。

第１ばね上速度Ｚ１'は、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ３のそれぞれに対して並列に入力される。それぞれのハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ３からの出力とそれぞれの重みＡ１〜Ａ３の積の和が、第２ばね上速度Ｚ２'として出力される。

このように、制御装置１００は、オフセットレベルＯＬに応じて調整したハイパスフィルタを第１ばね上速度Ｚ１'に適用し、第２ばね上速度Ｚ２'を取得する。例えば、上記式（５）〜（７）で得られた上下速度Ｚ_g'、ロール速度Φ_g'、及びピッチ速度Θ_g'のそれぞれに対してハイパスフィルタが適用される。その結果、第２ばね上速度Ｚ２'として、上下速度Ｚ_{g_HPF}'、ロール速度Φ_{g_HPF}'、及びピッチ速度Θ_{g_HPF}'が得られる。

尚、第１ばね上速度Ｚ１'に関して、路面勾配、加減速、操舵によらない静的なオフセット成分が除去されてもよい（０点補正）。例えば、静止時のセンサ傾きに起因するオフセット成分が除去されてもよい。

３−３．ステップＳ３００（車両走行制御処理）
制御装置１００は、走行装置３０の動作を制御することによって、車両走行制御を行う。このとき、制御装置１００は、第１ばね上速度Ｚ１'ではなく、ステップＳ２００で得られた第２ばね上速度Ｚ２'に基づいて車両走行制御を行う。第２ばね上速度Ｚ２'に基づいて車両走行制御が行われるため、車両走行制御の性能（効果）が向上する。

車両走行制御の一例として、ばね上構造体３の振動を抑制するためにサスペンションの減衰力を制御することを考える。サスペンションは、各車輪２−ｉに対して設けられており、ばね上構造体３とばね下構造体（図示せず）との間を連結している。サスペンションは、減衰力が可変であるショックアブソーバを有している。車両１の走行状態に応じてショックアブソーバの減衰力を適宜制御することによって、ばね上構造体３の振動を効果的に抑制することができる。

例えば、ばね上重心位置ＧＣの各モード振動（上下振動、ロール振動、ピッチ振動）を抑えることを考える。制御装置１００は、各モード振動を抑えるために要求される要求制御量を算出する。要求制御量は、上下振動を抑えるための上下要求制御量Ｆ_z、ロール振動を抑えるためのロール要求制御量Ｍ_r、及びピッチ振動を抑えるためのピッチ要求制御量Ｍ_pを含む。制御装置１００は、これらの要求制御量を、ステップＳ２００で得られた第２ばね上速度Ｚ２'（上下速度Ｚ_{g_HPF}'、ロール速度Φ_{g_HPF}'、及びピッチ速度Θ_{g_HPF}'）から算出する。具体的には、上下要求制御量Ｆ_ｚ、ロール要求制御量Ｍ_ｒ、及びピッチ要求制御量Ｍ_ｐは、それぞれ、次の式（８）〜（１０）で与えられる。

式（８）〜（１０）において、Ｇ_ｚ、Ｇ_ｒ、及びＧ_ｐは制御ゲインである。これら制御ゲインＧ_ｚ、Ｇ_ｒ、及びＧ_ｐは、例えば、スカイフックダンパ制御理論に従った線形ゲインである。制御装置１００は、ばね上重心位置ＧＣの各モード速度に制御ゲインを掛けることによって、ばね上重心位置ＧＣにおける各要求制御量を算出することができる。あるいは、制御装置１００は、各モード速度に基づくマップを参照することによって、各要求制御量を算出してもよい。

制御装置１００は、算出された要求制御量に従ってショックアブソーバの減衰力を制御する。これにより、ばね上構造体３の振動を抑制することが可能となる。このように、制御装置１００は、第２ばね上速度Ｚ２'に基づいて減衰力制御を行う。第１ばね上速度Ｚ１’ではなく第２ばね上速度Ｚ２'が用いられるため、減衰力制御の性能（効果）も向上する。

尚、車両走行制御は、サスペンションの減衰力制御に限られない。車両走行制御は、アクティブサスペンションの制御、アクティブスタビライザの制御、駆動力を発生させる駆動装置の制御、等も含む。例えば、インホイールモータが各車輪２−ｉに対して設けられており、インホイールモータの動作を制御することによって車輪２−ｉの駆動力を独立して制御することができる。車輪２−ｉの駆動力を適切に制御することによって、ばね上構造体３の振動を抑制するようなモーメントを発生させることができる。

４．ばね上変位に基づく制御
上記の実施の形態では、ばね上速度に基づく車両走行制御が説明された。本実施の形態に係る手法は、ばね上構造体３の変位である「ばね上変位」に基づく車両走行制御にも同様に適用可能である。

ばね上変位は、加速度センサによって検出される加速度を積分することによって算出される。あるいは、ばね上変位は、レートジャイロセンサによって検出される角速度を積分することによって算出される。そのようなセンサ検出値に基づいて算出されるばね上変位にも、路面勾配、加減速、操舵等に起因するオフセット成分が含まれる可能性がある。従って、本実施の形態に係る手法は、ばね上変位にも有効である。本実施の形態に係る手法によって、ばね上変位に基づく車両走行制御の性能を向上させることが可能となる。

「ばね上パラメータ」は、ばね上速度、あるいは、ばね上変位である。上記の実施の形態における用語「ばね上速度」は、全て「ばね上パラメータ」と読み替えることができる。例えば、第１ばね上速度Ｚ１'に相当するばね上パラメータは、「第１ばね上パラメータ」である。第２ばね上速度Ｚ２'に相当するばね上パラメータは、「第２ばね上パラメータ」である。

１ 車両
２ 車輪
３ ばね上構造体
１０ 車両走行制御システム
２０ ばね上加速度センサ
３０ 走行装置
１００ 制御装置

Claims (1)

1. 車両に搭載される車両走行制御システムであって、
   前記車両のばね上構造体の加速度あるいは角速度を検出するセンサと、
   制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記センサによる検出値から、前記ばね上構造体の速度あるいは変位である第１ばね上パラメータを算出するばね上パラメータ算出処理と、
   前記第１ばね上パラメータにハイパスフィルタを適用することによって第２ばね上パラメータを取得するフィルタリング処理と、
   前記第２ばね上パラメータに基づいて前記車両の走行を制御する車両走行制御処理と
   を行い、
   前記フィルタリング処理において、前記制御装置は、
   前記第１ばね上パラメータにローパスフィルタを適用することによって第３ばね上パラメータを取得し、
   前記第３ばね上パラメータの符号が同一のまま継続する時間が長くなるほど高くなるオフセットレベルを算出し、
   前記第１ばね上パラメータのオフセット成分の大きさを表す前記オフセットレベルに応じて前記ハイパスフィルタの強さを変更し、
   第１オフセットレベルと前記第１オフセットレベルより高い第２オフセットレベルを考えたとき、前記ハイパスフィルタは、前記第１オフセットレベルの場合よりも前記第２オフセットレベルの場合の方が強い
   車両走行制御システム。

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