JP7247948B2 - 車両の制振制御装置、制振制御方法 - Google Patents

車両の制振制御装置、制振制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、車輪が現時点から所定時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置のばね下状態量に基いてばね上を制振するための制御力を発生するように構成された車両の制振制御装置に関する。
従来から、車輪の現在の接地位置よりも前方の路面の変位に基いてばね上を制振するための制御力を発生する車両の制振制御装置が知られている。このような制振制御はプレビュー制振制御とも称呼される。例えば、特許文献1に記載された従来装置は、車両の位置情報及び路面情報を含むプレビュー参照データに基いてプレビュー制振制御を行う。プレビュー参照データは従来装置と通信可能なサーバに記憶されている。従来装置は、サーバからプレビュー参照データをダウンロードして利用する。従来装置が利用するプレビュー参照データに含まれる路面情報は、路面の上下方向の変位を表す値(路面変位)であって、カメラセンサ、LIDAR、レーダ、平面又は3次元スキャニングセンサ等のプレビューセンサによって取得されたセンシングデータに基いて生成される。
米国特許出願公開第2018/154723号明細書
上述したように、プレビュー参照データに含まれる路面変位は、プレビューセンサが取得したセンシングデータ(例えば、画像データ)に基いて取得される。このようなセンシングデータに基いて取得された路面変位は実際の路面変位との誤差が大きくなる可能性が高い(即ち、「センシングデータに基いて取得された路面変位」の実際の路面変位に対する精度が低くなる可能性が高い)。
そこで、発明者等は、路面変位の代わりに「ばね下の上下方向を表す値であるばね下変位」が位置情報に紐付けられたプレビュー参照データを用いて、プレビュー制振制御を実行する制振制御装置(以下、「検討装置」と称呼する。)を検討している。このようなプレビュー参照データでは、車両及び他の車両の少なくとも一方(以下、「収集車両」と称呼する。)が路面を実際に走行した際に取得したばね下変位とそのばね下変位が取得された車輪の位置情報とが紐付けられていると考えられる。
一般に、収集車両の各車輪は路面変位に応じて上下方向に変位するので、各車輪のばね下変位は路面変位と相関関係を有する。しかしながら、収集車両のばね上が共振している場合、そのばね上の共振に起因してタイヤの撓み量が通常時よりも大きくなる。このため、収集車両のばね上の共振時に収集車両が取得したばね下変位(ばね下変位の実測値)は、実際の路面変位と相関関係を有するばね下変位よりも大きくなってしまう可能性が高い。このため、プレビュー参照データは、このような「実際の路面変位と相関関係を有するばね下変位よりも大きなばね下変位(以下、「過大ばね下変位」と称呼する。)」を含んでいる可能性がある。
検討装置がプレビュー参照データから通過予測位置のばね下変位として上記過大ばね下変位を取得した場合、当該通過予測位置の路面変位に対して必要な制御力(以下、「必要制御力」と称呼する。)よりも大きな制御力が発生する。このような必要制御力よりも大きな制御力が発生すると、プレビュー制振制御によってばね上が制振されない可能性が高い(即ち、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性が高い。)。
本発明は前述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、収集車両がばね下状態量を取得したときに収集車両のばね上が共振していたとしても、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる車両の制振制御装置を提供することにある。
本発明の制振制御装置(以下、「本発明装置」とも呼称する。)は、
車両(10)のばね上(51)を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも一つの車輪(11)と車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置(17)と、
前記車輪が現時刻から所定時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置におけるばね下状態量に基いて、前記制御力発生装置を制御して前記制御力を変更するように構成された制御ユニット(30)と、
を備える。
前記ばね下状態量は、前記車両及び他の車両の少なくとも一方である収集車両が前記収集車両が路面を走行したときに取得する値であって、且つ、前記路面の上下方向の変位に起因して上下方向に変位する前記収集車両のばね下の変位状態を表す値である。
前記制御ユニットは、
前記収集車両が前記通過予測位置を通過したときに前記収集車両のばね上が共振していた場合に成立するばね上共振条件が成立していない場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量に基いて、前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて前記制御力が発生する前記制御力の目標値である目標制御力を演算し(図7、ステップ820、ステップ825、ステップ945)、
前記ばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量よりも小さな値に基いて、前記目標制御力を演算し(図7、ステップ820、ステップ825、ステップ945)、
前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて、前記制御力発生装置が発生する制御力が前記目標制御力に一致するように、前記制御力発生装置を制御する(ステップ830)、
ように構成されている。
本発明装置は、ばね上共振条件が成立していれば、通過予測位置で収集車両が取得したばね下状態量よりも小さな値に基いて、目標制御力を演算する。これによって、収集車両がばね下変位を収集(取得)したときにばね上が共振していたことに起因して当該ばね下変位が過大ばね下変位である場合であっても、目標制御力が過大になる可能性を低減できる。従って、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
本発明装置の一態様において、
前記制御ユニットは、
前記収集車両が前記路面を走行したときに取得したばね下状態量と当該ばね下状態量が取得されたときの車輪の位置を特定可能な位置情報とが紐付けられているデータのセットを含むプレビュー参照データ(45)から、前記通過予測位置を含む所定のサンプリング区間の複数のばね下状態量をサンプリング状態量として取得し(ステップ905、ステップ910)、
前記サンプリング状態量に基いて算出され且つ前記ばね上共振条件が成立するか否かの判定に用いられる評価値と予め設定された閾値との関係が所定条件を満たさない場合、前記ばね上共振条件が成立していないと判定し、前記プレビュー参照データから取得した前記通過予測位置のばね下状態量に基いて前記目標制御力を演算し(図7、ステップ820、ステップ825、ステップ945)、
前記評価値と前記閾値との関係が前記所定条件を満たす場合には、前記ばね上共振条件が成立したと判定し、前記プレビュー参照データから取得した前記通過予測位置のばね下状態量よりも小さな値に基いて前記目標制御力を演算する(図7、ステップ820、ステップ825、ステップ945)、
ように構成されている。
上記態様によれば、サンプリング区間で収集車両が実際に取得したサンプリング状態量に基いてばね上共振条件が成立したか否かが判定される。このため、本発明装置は、通過予測位置で収集車両のばね上が共振していたか否か、即ち、通過予測位置のばね下状態量が過大ばね下状態量であるか否かをより正確に判定できる。従って、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
上記態様において、
前記制御ユニットは、
前記収集車両が前記サンプリング区間を走行したときの車速に基いて前記サンプリング状態量の時系列変化を演算し(ステップ920、ステップ925)、
前記時系列変化に基いて、予め設定されたばね上共振周波数を含む第1周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第1成分値、及び、前記第1周波数帯域の最大周波数以上の最小周波数を有する第2周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第2成分値を演算し(ステップ930、ステップ935)、
前記第1成分値の前記第2成分値に対する割合を前記評価値として演算し(ステップ940)、
前記割合が予め設定された閾値割合以上である場合、前記ばね上共振条件が成立したと判定する(図7、ステップ945)、
ように構成されている。
「ばね上共振周波数を含む第1周波数帯域のサンプリング状態量の大きさを表す第1成分値」の「第1周波数帯域の最大周波数以上の最小周波数を有する第2周波数帯域のサンプリング状態量の大きさを表す第2成分値」に対する割合が閾値割合以上である場合、サンプリング区間を走行していた収集車両のばね上が共振していた可能性が高い。上記態様によれば、上記割合が閾値割合以上であるとき、ばね上共振条件が成立したと判定するので、本発明装置は、通過予測位置で収集車両のばね上が共振していたか否か、即ち、通過予測位置のばね下状態量が過大ばね下状態量であるか否かをより正確に判定できる。従って、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
本発明の一態様において、
前記制御ユニットは、
前記収集車両が前記路面を実際に走行したときに取得したばね下状態量と当該ばね下状態量が取得されたときの車輪の位置を特定可能な位置情報とが紐付けられているデータのセットを含むプレビュー参照データ(45)から、前記通過予測位置のばね下状態量を取得し(ステップ820)、
前記通過予測位置のばね下状態量に基いて目標制御力を演算する(ステップ825)、
ように構成され、
前記プレビュー参照データには、
前記収集車両が前記ばね下状態量を取得した時点にて前記ばね上共振条件が成立していない場合、前記収集車両が取得した前記ばね下状態量がそのまま格納され(図7、ステップ1235、ステップ1240)、
前記収集車両が前記ばね下状態量を取得した時点にて前記ばね上共振条件が成立していた場合、前記収集車両が取得した前記ばね下状態量よりも小さな値が格納されている(図7、ステップ1235、ステップ1240)。
上記態様によれば、プレビュー参照データには、収集車両が当該ばね下状態量を取得した時点にてばね上共振条件が成立していれば、当該ばね下状態量よりも小さな値が格納されている。このため、制御ユニットは、ばね上共振条件が成立したか否かの判定処理を実行する必要がなくなるので、制御ユニットの処理負荷を軽減できる。
上記態様において、
前記収集車両が前記ばね下状態量を取得した位置を含む所定のサンプリング区間で前記収集車両が取得した複数のばね下状態量であるサンプリング状態量に基いて算出され且つ前記ばね上共振条件が成立するか否かの判定に用いられる評価値と予め設定された閾値との関係が所定条件を満たす場合、前記ばね上共振条件が成立したと判定され、前記プレビュー参照データには前記収集車両が取得したばね下状態量よりも小さな値が格納されている(図7、ステップ1235、ステップ1240)、
上記態様によれば、サンプリング区間で収集車両が実際に取得したサンプリング状態量に基いてばね上共振条件が成立したか否かが判定される。これによって、通過予測位置で収集車両のばね上が共振していたか否か、即ち、通過予測位置のばね下変位が過大ばね下変位であるか否かがより正確に判定される。従って、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
上記態様において、
前記収集車両が前記サンプリング区間を走行したときの前記サンプリング状態量の時系列変化に基いて前記収集車両のばね上共振周波数を含む第1周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第1成分値、及び、前記第1周波数帯域の最大周波数以上の最小周波数を有する第2周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第2成分値が演算され(ステップ1205乃至ステップ1225)、
前記評価値として演算される前記第1成分値の前記第2成分値に対する割合が予め設定された閾値割合以上である場合、前記割合が予め設定された閾値割合以上である場合、前記ばね上共振条件が成立したと判定され、前記プレビュー参照データには前記収集車両が取得したばね下状態量よりも小さな値が格納されている(図7、ステップ1230乃至ステップ1240)。
上記割合が閾値割合以上である場合、収集車両のばね上が共振していた可能性が高い。上記態様によれば、上記割合が閾値割合以上であるとき、ばね上共振条件が成立したと判定するので、通過予測位置で収集車両のばね上が共振していたか否か、即ち、通過予測位置のばね下変位が過大ばね下変位であるか否かがより正確に判定される。従って、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
本発明の制振制御方法は、車両(10)のばね上(51)を制振するための上下方向の制御力を少なくとも一つの車輪(11)と車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置(17)を、前記車輪が現時刻から所定時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置におけるばね下状態量に基いて制御して前記制御力を変更する方
法である。
なお、前記ばね下状態量は、前記車両及び他の車両の少なくとも一方である収集車両が前記収集車両が路面を走行したときに取得する値であって、且つ、前記路面の上下方向の変位に起因して上下方向に変位する前記収集車両のばね下の変位状態を表す値である。
更に、前記制振制御方法は、
前記収集車両が前記通過予測位置を通過したときに前記収集車両のばね上が共振していた場合に成立するばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量に基いて、前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて前記制御力が発生する前記制御力の目標値である目標制御力が演算されるステップと(図7、ステップ820、ステップ825、ステップ945)、
前記ばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量よりも小さな値に基いて、前記目標制御力が演算されるステップと(図7、ステップ820、ステップ825、ステップ945)、
前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて、前記制御力発生装置が発生する制御力が前記目標制御力に一致するように、前記制御力発生装置が制御されるステップと(ステップ830)、
を含む。
上記制振制御方法によれば、収集車両がばね下変位を収集(取得)したときにばね上が共振していたことに起因して当該ばね下変位が過大ばね下変位である場合であっても、目標制御力が過大になる可能性を低減できる。従って、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
なお、上記説明においては、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た名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、発明の各構成要素は、前記名称及び/又は符号によって規定される実施形態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。
図1は本発明の実施形態に係るプレビュー制振制御装置が適用される車両の概略構成図である。 図2は本発明の実施形態に係るプレビュー制振制御装置の概略構成図である。 図3は車両の単輪モデルを示す図である。 図4はプレビュー制振制御を説明するための図である。 図5はプレビュー制振制御を説明するための図である。 図6はプレビュー制振制御を説明するための図である。 図7は重み係数マップの説明図である。 図8は電子制御装置のCPUが実行するルーチンを表すフローチャートである。 図9は、図8に示したルーチンの重み係数取得にて電子制御装置のCPUが実行するサブルーチンを表すフローチャートである。 図10は電子制御装置のCPUが実行するルーチンを表すフローチャートである。 図11は電子制御装置のCPUが実行するルーチンを表すフローチャートである。 図12は本発明の実施形態の変形例の電子制御装置のCPUが実行するルーチンを表すフローチャートである。
<構成>
本発明の実施形態に係る車両の制振制御装置は、図1に示した車両10に適用される。図2に示したように、この制振制御装置は、以下、「制振制御装置20」とも称呼される。
図1に示したように、車両10は、左前輪11FL、右前輪11FR、左後輪11RL及び右後輪11RRを備える。左前輪11FLは、車輪支持部材12FLにより回転可能に車体10aに支持されている。右前輪11FRは、車輪支持部材12FRにより回転可能に車体10aに支持されている。左後輪11RLは、車輪支持部材12RLにより回転可能に車体10aに支持されている。右後輪11RRは、車輪支持部材12RRにより回転可能に車体10aに支持されている。
なお、左前輪11FL、右前輪11FR、左後輪11RL及び右後輪11RRは、これらを区別する必要がない場合、「車輪11」と称呼される。同様に、左前輪11FL及び右前輪11FRは、「前輪11F」と称呼される。同様に、左後輪11RL及び右後輪11RRは、「後輪11R」と称呼される。車輪支持部材12FL乃至12RRは、「車輪支持部材12」と称呼される。
車両10は、更に、左前輪サスペンション13FL、右前輪サスペンション13FR、左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRを備える。これらのサスペンション13FL乃至13RRは、独立懸架式のサスペンションであるが、他の形式のサスペンションであってもよい。これらのサスペンション13FL乃至13RRの詳細を以下に詳細を説明する。
左前輪サスペンション13FLは、左前輪11FLを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14FL、ショックアブソーバ15FL及びサスペンションスプリング16FLを含む。右前輪サスペンション13FRは、右前輪11FRを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14FR、ショックアブソーバ15FR及びサスペンションスプリング16FRを含む。
左後輪サスペンション13RLは、左後輪11RLを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14RL、ショックアブソーバ15RL及びサスペンションスプリング16RLを含む。右後輪サスペンション13RRは、右後輪11RRを車体10aから懸架しており、サスペンションアーム14RR、ショックアブソーバ15RR及びサスペンションスプリング16RRを含む。
なお、左前輪サスペンション13FL、右前輪サスペンション13FR、左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRは、これらを区別する必要がない場合、「サスペンション13」と称呼される。同様に、サスペンションアーム14FL乃至14RRは、「サスペンションアーム14」と称呼される。同様に、ショックアブソーバ15FL乃至15RRは、「ショックアブソーバ15」と称呼される。同様に、サスペンションスプリング16FL乃至16RRは、「サスペンションスプリング16」と称呼される。
サスペンションアーム14は、車輪支持部材12を車体10aに連結している。なお、図1において、サスペンションアーム14は、一つのサスペンション13に対して一つしか図示されていないが、サスペンションアーム14は一つのサスペンション13に対して複数設けられていてよい。
ショックアブソーバ15は、車体10aとサスペンションアーム14との間に配設されており、上端にて車体10aに連結され、下端にてサスペンションアーム14に連結されている。サスペンションスプリング16は、ショックアブソーバ15を介して車体10aとサスペンションアーム14との間に弾装されている。即ち、サスペンションスプリング16の上端が車体10aに連結され、その下端がショックアブソーバ15のシリンダに連結されている。なお、このようなサスペンションスプリング16の弾装方式において、ショックアブソーバ15は、車体10aと車輪支持部材12との間に配設されていてもよい。
更に、本例において、ショックアブソーバ15は、減衰力非可変式のショックアブソーバであるが、ショックアブソーバ15は減衰力可変式のショックアブソーバであってもよい。更に、サスペンションスプリング16は、ショックアブソーバ15を介さずに車体10aとサスペンションアーム14との間に弾装されていてもよい。即ち、サスペンションスプリング16の上端が車体10aに連結され、その下端がサスペンションアーム14に連結されていてもよい。なお、このようなサスペンションスプリング16の弾装方式において、ショックアブソーバ15及びサスペンションスプリング16は車体10aと車輪支持部材12との間に配設されてもよい。
車両10の車輪11及びショックアブソーバ15等の部材のうちサスペンションスプリング16より車輪11側の部分を「ばね下50又はばね下部材50(図3を参照。)」と称呼する。これに対し、車両10の車体10a及びショックアブソーバ15等の部材のうちサスペンションスプリング16よりも車体10a側の部分を「ばね上51又はばね上部材51(図3を参照。)」と称呼する。
更に、車体10aとサスペンションアーム14FL乃至14RRのそれぞれとの間には、左前輪アクティブアクチュエータ17FL、右前輪アクティブアクチュエータ17FR、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRが設けられている。これらのアクティブアクチュエータ17FL乃至17RRは、それぞれ、ショックアブソーバ15FL乃至15RR及びサスペンションスプリング16FL乃至16RRに対して並列に設けられている。
なお、左前輪アクティブアクチュエータ17FL、右前輪アクティブアクチュエータ17FR、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRは、これらを区別する必要がない場合、「アクティブアクチュエータ17」と称呼される。同様に、左前輪アクティブアクチュエータ17FL及び右前輪アクティブアクチュエータ17FRは、「前輪アクティブアクチュエータ17F」と称呼される。同様に、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRは、「後輪アクティブアクチュエータ17R」と称呼される。
アクティブアクチュエータ17は、図2に示した電子制御装置30からの制御指令に基づいて制御力Fcを発生する。制御力Fcは、ばね上51を制振するために車体10aと車輪11との間に(即ち、ばね上51とばね下50との間に)作用する上下方向の力である。なお、電子制御装置30は、ECU30と称呼され、「制御ユニット30又はコントローラ30」と称呼される場合もある。更に、アクティブアクチュエータ17は、「制御力発生装置17」と称呼される場合もある。アクティブアクチュエータ17は、電磁式のアクティブサスペンション装置である。アクティブアクチュエータ17は、ショックアブソーバ15及びサスペンションスプリング16等と共働して、アクティブサスペンションを構成している。
制振制御装置20は、図2に示したように、前述したECU30に加え、記憶装置30a、上下加速度センサ31FL乃至31RL、ストロークセンサ32FL乃至32RR、位置情報取得装置33及び無線通信装置34を含む。更に、制振制御装置20は、上述のアクティブアクチュエータ17FL乃至17RRを含む。
ECU30は、マイクロコンピュータを含む。マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM及びインターフェース(I/F)等を含む。CPUはROMに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現する。
ECU30は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶装置30aと接続されている。本例において、記憶装置30aは、ハードディスクドライブである。ECU30は、情報を記憶装置30aに記憶し(保存し)、記憶装置30aに記憶された(保存された)情報を読み出すことができる。なお、記憶装置30aは、ハードディスクドライブに限定されず、情報の読み書きが可能な周知の記憶装置又は記憶媒体であればよい。
ECU30は、上下加速度センサ31FL乃至31RR及びストロークセンサ32FL乃至32RRに接続され、それらのセンサが出力する信号を受信する。
上下加速度センサ31FL乃至31RRのそれぞれは、各車輪11FL乃至11RRの位置に対する車体10a(ばね上51)の上下加速度(ばね上加速度ddz2FL乃至ddz2RR)を検出し、その上下加速度を表す信号を出力する。なお、上下加速度センサ31FL乃至31RRは、これらを区別する必要がない場合、「上下加速度センサ31」と称呼する。同様に、ばね上加速度ddz2FL乃至ddz2RRは、「ばね上加速度ddz2」と称呼する。
ストロークセンサ32FL乃至32RRは、それぞれ、左前輪サスペンション13FL、右前輪サスペンション13FR、左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRに対して設けられている。ストロークセンサ32FL乃至32RRは、それぞれ、サスペンション13FL乃至13RRの上下方向のストロークHfl乃至Hrrを検出し、その上下ストロークを表す信号を出力する。ストロークHfl乃至Hrrは、図1に示した各車輪11の位置に対応する車体10a(ばね上51)と各車輪支持部材12FL乃至12RRのそれぞれとの間の上下ストロークである。なお、ストロークセンサ32FL乃至32RRは、これらを区別する必要がない場合、「ストロークセンサ32」と称呼する。同様に、ストロークHfl乃至Hrrは、「ストロークH」と称呼する。
更に、ECU30は、位置情報取得装置33及び無線通信装置34に接続されている。
位置情報取得装置33は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機及び地図データベースを備えている。GNSS受信機は、車両10の現時刻の位置(現在位置)を検出するための「人工衛星からの信号(例えば、GNSS信号)」を受信する。地図データベースには、道路地図情報等が記憶されている。位置情報取得装置33は、GNSS信号に基づいて車両10の現在位置(例えば、緯度及び経度)を取得する装置であり、例えば、ナビゲーション装置である。
なお、ECU30は、位置情報取得装置33が取得した現在位置の履歴に基いて現時刻における「車両10の進行方向Td」を取得する。更に、GNSS信号は移動速度を含んでおり、ECU30は、GNSS信号に含まれる移動速度に基いて現時点における「車両10の速度である車速V1」を特定する。
無線通信装置34は、ネットワークを介してクラウド40と情報を通信するための無線通信端末である。クラウド40は、ネットワークに接続された「管理サーバ42及び複数の記憶装置44A乃至44N」を備える。一つ又は複数の記憶装置44A乃至44Nは、これらを区別する必要がない場合、「記憶装置44」と称呼する。
管理サーバ42は、CPU、ROM、RAM及びインターフェース(I/F)等を備えている。管理サーバ42は、記憶装置44に記憶されたデータの検索及び読み出しを行うとともに、データを記憶装置44に書き込む。
記憶装置44には、プレビュー参照データ45が記憶されている。プレビュー参照データ45には、車両10が路面を実際に走行したときに取得したばね下変位z1、車速V1及び位置情報が紐付けて(互いに関連つけられて)登録されている。換言すると、車両10は走行中の車両10の車輪11の位置と、その車輪11の位置におけるばね下変位z1の実際値(この実際値の取得方法については後述する。)と、その車輪11の位置における車両10の車速V1と、を関連付けて管理サーバ42に送信し、管理サーバ42はそれらを記憶装置44にプレビュー参照データ45として記憶する。
ばね下50は、車両10が路面を走行したときに当該路面の変位を受けて上下方向に変位する。ばね下変位z1は、車両10の各車輪11の位置に対応するばね下50の上下方向の変位である。位置情報は、ばね下変位z1が取得された時刻における「そのばね下変位z1が取得された車輪11の位置(例えば、緯度及び経度)を表す情報」である。なお、車輪11の位置は、車両10の位置及び車両の進行方向Tdに基いて算出される。図2には、プレビュー参照データ45として登録される「ばね下変位z1、車速V1及び位置情報」の一例として、ばね下変位z1「z1a」、位置情報「Xa、Ya」及び車速V1「V1a」が示されている。なお、プレビュー参照データ45として登録される車速V1は、その位置情報が示す位置を通過した車両10の車速V1の平均値である。
更に、ECU30は、左前輪アクティブアクチュエータ17FL、右前輪アクティブアクチュエータ17FR、左後輪アクティブアクチュエータ17RL及び右後輪アクティブアクチュエータ17RRのそれぞれに駆動回路(不図示)を介して接続されている。
ECU30は、各車輪11の後述の通過予測位置のばね下変位z1に基いてばね上51を制振するための目標制御力Fctを演算し、各車輪11が通過予測位置を通過するときにアクティブアクチュエータ17が目標制御力Fctに対応する(一致する)制御力Fcを発生するようにアクティブアクチュエータ17を制御する。
<基本的なプレビュー制振制御の概要>
以下、制振制御装置20が実行する基本的なプレビュー制振制御の概要について説明する。図3は、路面55上の車両10の単輪モデルを示す。
スプリング52は、サスペンションスプリング16に相当し、ダンパ53は、ショックアブソーバ15に相当し、アクチュエータ54は、アクティブアクチュエータ17に相当する。
図3では、ばね上51の質量は、ばね上質量m2と表記される。上述したばね下50の上下方向の変位はばね下変位z1と表される。更に、ばね上51の上下方向の変位は、ばね上変位z2と表される。ばね上変位z2は、各車輪11の位置に対応するばね上51の上下方向の変位である。スプリング52のばね定数(等価ばね定数)は、ばね定数Kと表記される。ダンパ53の減衰係数(等価減衰係数)は、減衰係数Cと表記される。アクチュエータ54が発生する力は、制御力Fcと表記される。
更に、z1及びz2の時間微分値は、それぞれdz1及びdz2と表記され、z1及びz2の二階時間微分値は、それぞれddz1及びddz2と表記される。なお、以下において、z1及びz2については上方への変位が正であり、スプリング52、ダンパ53及びアクチュエータ54等が発生する力については上向きが正であると規定されている。
図3に示した車両10の単輪モデルにおいて、ばね上51の上下方向の運動についての運動方程式は、式(1)で表すことができる。

2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-Fc・・・(1)
式(1)における減衰係数Cは一定であると仮定する。しかし、実際の減衰係数はサスペンション13のストローク速度に応じて変化するので、例えば、減衰係数CはストロークHの時間微分値に応じて変化する値に設定されてもよい。
更に、制御力Fcによってばね上51の振動が完全に打ち消された場合(即ち、ばね上加速度ddz2、ばね上速度dz2及びばね上変位z2がそれぞれゼロになる場合)、制御力Fcは、式(2)で表される。

Fc=Cdz1+Kz1・・・(2)
従って、ばね上51の振動を減衰する制御力Fcは、制御ゲインをαとして、式(3)で表わすことができる。なお、制御ゲインαは、0より大きく且つ1以下の任意の定数である。

Fc=α(Cdz1+Kz1)・・・(3)
更に、式(3)を式(1)に適用すると式(1)は次の式(4)で表すことができる。

2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-α(Cdz1+Kz1)・・・(4)
この式(4)をラプラス変換して整理すると、次の式(5)が得られる。即ち、ばね下変位z1からばね上変位z2への伝達関数が式(5)で表される。なお、式(5)中の「s」はラプラス演算子である。
Figure 0007247948000001
式(5)によれば、αに応じて伝達関数は変化する。αが0より大きく且つ1以下の任意の値であれば、伝達関数の大きさが「1」よりも確実に小さくなること(即ち、ばね上51の振動を低減できること)が確認される。更に、αが1である場合、伝達関数の大きさが「0」となるため、ばね上51の振動が完全に打ち消されることが確認される。式(3)に基いて、目標制御力Fctは以下の式(6)で表すことができる。なお、式(6)におけるゲインβ1はαCに相当し、ゲインβ2はαKに相当する。

Fct=β1×dz1+β2×z1・・・(6)
よって、ECU30は、車輪11が将来的に通過する位置(通過予測位置)におけるばね下変位z1を予め取得し(先読みし)、取得したばね下変位z1を式(6)に適用することによって目標制御力Fctを演算する。そして、ECU30は、車輪11が通過予測位置を通過するタイミングで(即ち、式(6)に適用されたばね下変位z1が生じるタイミングで)、目標制御力Fctに対応する制御力Fcをアクチュエータ54に発生させる。このようにすれば、車輪11が通過予測位置を通過したとき(即ち、式(6)に適用されたばね下変位z1が生じたとき)、ばね上51の振動を低減できる。
なお、式(6)から微分項(β1×dz1)が省略された以下の式(7)に基づいて、目標制御力Fctが演算されてもよい。この場合においても、ばね上51の振動を低減する制御力Fc(=β2×z1)がアクチュエータ54から発生されるので、制御力Fcが発生されない場合に比べて、ばね上51の振動を低減できる。

Fct=β2×z1・・・(7)
以下、制振制御装置20の作動の例について図4乃至図6を参照しながら説明する。図4は、現時刻tpにて、矢印a1に示す方向に車速V1で走行している車両10を示している。なお、以下の説明において、前輪11F及び後輪11Rは、左右何れかの側の車輪であり、前輪11F及び後輪11Rの移動速度は、車速V1と同じであると見做す。
図4において、線Ltは仮想の時間軸tである。現在、過去及び未来の時刻tにおける前輪11Fの移動進路上のばね下変位z1は、時間tの関数z1(t)で表される。よって、前輪11Fの現時刻tpの位置(接地位置)pf0のばね下変位z1は、z1(tp)と表される。更に、後輪11Rの現時刻tpの位置pr0のばね下変位z1は、現時刻tpよりも「前輪11Fがホイールベース長Lを移動するのにかかった時間(L/V1)」だけ前の時刻「tp-L/V1」における前輪11Fのばね下変位z1である。よって、現時刻tpにおける後輪11Rのばね下変位z1は、z1(tp-L/V1)と表される。
まず、前輪11Fのプレビュー制振制御を説明する。
ECU30は、現時刻tpより前輪先読み時間tpfだけ後(未来)の前輪11Fの通過予測位置pf1を特定する。なお、前輪先読み時間tpfは、ECU30が通過予測位置pf1を特定してから前輪アクティブアクチュエータ17Fが目標制御力Fcftに対応する制御力Fcfを出力するまでに要する時間に予め設定されている。
前輪11Fの通過予測位置pf1は、前輪11Fが移動すると予測される進路である前輪移動予測進路に沿って現時刻tpの位置pf0から前輪先読み距離Lpf(=V1×tpf)だけ離れた位置である。位置pf0は、後に詳述するように、位置情報取得装置33が取得した車両10の現在位置に基いて算出される。
ところで、ECU30は、クラウド40から車両10の現在位置の近傍領域(後述する準備区間)におけるプレビュー参照データ45の一部を予め取得している。ECU30は、特定した通過予測位置pf1と、予め取得しておいたプレビュー参照データ45の一部と、に基いてばね下変位z1(tp+tpf)を取得する。
なお、ECU30は、ばね下変位z1(tp+tpf)を以下のように取得してもよい。先ず、ECU30は、特定した通過予測位置pf1をクラウド40に送信する。クラウド40は、その通過予測位置pf1とプレビュー参照データ45とに基いて、通過予測位置pf1を表す位置情報に紐付けられているばね下変位z1(tp+tpf)を取得する。クラウド40は、このばね下変位z1(tp+tpf)をECU30に送信する。
ECU30は、以下の式(8)のばね下変位z1にばね下変位z1(tp+tpf)を適用することにより、目標制御力Fcft(=βf×z1(tp+tpf))を演算する。

Fcft=βf×z1・・・(8)
ECU30は、前輪アクティブアクチュエータ17Fが目標制御力Fcftに対応(一致)する制御力Fcfを発生するように、目標制御力Fcftを含む制御指令を前輪アクティブアクチュエータ17Fに送信する。
図5に示すように、前輪アクティブアクチュエータ17Fは、現時刻tpから前輪先読み時間tpfだけ後の「時刻tp+tpf」(即ち、前輪11Fが通過予測位置pf1を実際に通過するタイミング)において、目標制御力Fcftに対応する制御力Fcfを発生する。よって、前輪アクティブアクチュエータ17Fは、前輪11Fの通過予測位置pf1のばね下変位z1に起因して生じるばね上51の振動を適切に減衰する制御力Fcfを適切なタイミングで発生できる。
次に、後輪11Rのプレビュー制振制御を説明する。
ECU30は、現時刻tpより後輪先読み時間tprだけ後(未来)の後輪11Rの通過予測位置pr1を特定する。後輪先読み時間tprは、ECU30が通過予測位置pr1を特定してから後輪アクティブアクチュエータ17Rが目標制御力Fcrtに対応する制御力Fcrを出力するまでに要する時間に予め設定されている。
なお、前輪アクティブアクチュエータ17Fと後輪アクティブアクチュエータ17Rとが異なるアクティブアクチュエータである場合、前輪先読み時間tpf及び後輪先読み時間tprは異なる値に予め設定されている。前輪アクティブアクチュエータ17Fと後輪アクティブアクチュエータ17Rとが同じアクティブアクチュエータである場合、前輪先読み時間tpf及び後輪先読み時間tprは同じ値に予め設定されている。
ECU30は、後輪11Rが前輪11Fと同じ進路を辿ると仮定した場合の後輪11Rの移動予測進路に沿って現時刻tpの位置pr0から後輪先読み距離Lpr(=V1×tpr)だけ離れた位置を通過予測位置pr1として特定する。位置pr0は、後に詳述するように、位置情報取得装置33が取得した車両10の現在位置に基いて算出される。
この通過予測位置pr1のばね下変位z1は、「前輪11Fが後輪11Rの現時刻における位置pr0に位置していた時刻(tp-L/V1)」から後輪先読み時間tprだけ後のばね下変位z1であるため、z1(tp-L/V1+tpr)と表すことができる。
ECU30は、特定した通過予測位置pr1と、予め取得しておいたプレビュー参照データ45の一部と、に基いてばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を取得する。
なお、ECU30は、ばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を以下のように取得してもよい。先ず、ECU30は、特定した通過予測位置pr1をクラウド40に送信する。クラウド40は、その通過予測位置pr1とプレビュー参照データ45とに基いて、通過予測位置pr1を表す位置情報に紐づけられているばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を取得する。クラウド40は、このばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)をECU30に送信する。
更に、ECU30は、以下の式(9)のばね下変位z1にばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を適用することにより、目標制御力Fcrt(=βr×z1(tp-L/V1+tpr))を演算する。なお、式(8)におけるゲインβf及び式(9)におけるゲインβrは互いに異なる値に設定されている。これは左前輪サスペンション13FL及び右前輪サスペンション13FRのばね定数Kfと左後輪サスペンション13RL及び右後輪サスペンション13RRのばね定数Krとが異なるからである。更に、ゲインβf及びβrを区別しない場合、ゲインβf及びβrは「ゲインβ」と称呼する場合がある。

Fcrt=βr×z1・・・(9)
ECU30は、後輪アクティブアクチュエータ17Rが目標制御力Fcrtに対応(一致)する制御力Fcrを発生するように、目標制御力Fcrtを含む制御指令を後輪アクティブアクチュエータ17Rに送信する。
図6に示すように、後輪アクティブアクチュエータ17Rは、現時刻tpより後輪先読み時間tprだけ後の「時刻tp+tpr」(即ち、後輪11Rが通過予測位置pr1を実際に通過するタイミング)において、目標制御力Fcrtに対応する制御力Fcrを発生する。よって、後輪アクティブアクチュエータ17Rは、後輪11Rの通過予測位置pr1のばね下変位z1に起因して生じるばね上51の振動を適切に減衰する制御力Fcrを適切なタイミングで発生できる。
以上がばね上51の制振制御であり、このようなばね上51の制振制御は「プレビュー制振制御」と称呼される。
(作動の概要)
以下、制振制御装置20の作動の概要を説明する。
制振制御装置20のECU30は、プレビュー参照データ45から各車輪11の通過予測位置を含む所定のサンプリング区間Ssmpの位置に対応する位置情報に紐付けられたばね下変位z1(複数のばね下変位z1)の絶対値をサンプリング変位z1smpとして取得する。そして、ECU30は、サンプリング変位z1smpが後述の所定条件を満たす場合、ばね上共振条件が成立したと判定する。このばね上共振条件は、車両10の車輪11が過去に当該通過予測位置を通過して車両10が当該通過予測位置のばね下変位z1を取得したときに車両10のばね上51が共振していた可能性が高い場合に成立する条件である。
上記ばね上共振条件が成立していなければ、ECU30は、プレビュー参照データ45から取得した通過予測位置のばね下変位z1に基いて目標制御力Fctを演算する。これに対し、上記ばね上共振条件が成立していれば、ECU30は、プレビュー参照データ45から取得した通過予測位置のばね下変位z1よりも小さな値に基いて目標制御力Fctを演算する。
ばね上51が共振している場合にはタイヤの撓み量が大きくなるので、ばね上51が共振しているときのばね下変位z1は路面変位z0と相関関係を有するばね下変位z1よりも大きくなっている可能性が高い。プレビュー参照データ45には、このような過大ばね下変位z1が含まれている可能性がある。プレビュー参照データ45から取得した通過予測位置のばね下変位z1が過大ばね下変位z1である場合、当該ばね下変位z1に基いて演算された目標制御力Fctは、通過予測位置の路面変位z0に対して理想的な制御力である理想制御力よりも大きくなってしまい、プレビュー制振制御の制振性能は低下してしまう。
そこで、本実施形態では、上述したように、ばね上共振条件が成立していれば、プレビュー参照データ45から取得した通過予測位置のばね下変位z1よりも小さな値に基いて目標制御力Fctが演算される。これにより、通過予測位置のばね下変位z1が取得された時点にて車両10のばね上51が共振していたとしても、目標制御力Fctが理想制御力よりも大きくなってしまう可能性を低減でき、プレビュー制振制御の制振性能が低下してしまう可能性を低減できる。
上述した所定条件について以下に説明する。
ECU30は、プレビュー参照データ45からサンプリング区間Ssmpに含まれる複数の位置に対応する位置情報に紐付けられた車速V1(複数の車速V1)を取得する。ECU30は、その車速V1の平均値をサンプリング車速V1として取得する。次に、ECU30は、車両10がサンプリング車速V1でサンプリング区間Ssmpを走行したときのサンプリング変位z1smpの時系列変化を演算する。
ECU30は、サンプリング変位z1smpの時系列変化の第1周波数帯域FB1の大きさを表す第1成分値MG1を演算する。一例としては、ECU30は、第1周波数帯域FB1のサンプリング変位z1smpの移動平均を第1成分値MG1として演算する。更に、ECU30は、サンプリング変位z1smpの時系列変化の第2周波数帯域FB2の大きさを表す第2成分値MG2を演算する。一例としては、第1成分値MG1と同様に、ECU30は、第2周波数帯域FB2のサンプリング変位z1smpの移動平均を第2成分値MG2として演算する。次に、ECU30は、第1成分値MG1の第2成分値MG2に対する割合RTを演算する。なお、この割合RTは、ばね上共振条件が成立するか否かの判定に用いられる値であり、「評価値」と称呼される場合もある。
第1周波数帯域FB1は周波数f1から周波数f2(f2>f1)までの周波数帯域(以下、「低周波側帯域」と称呼される場合もある。)であり、予め設定された車両10のばね上共振周波数を含む帯域である。更に、第2周波数帯域FB2は周波数f2から周波数f3(f3>f2)までの周波数帯域(以下、「高周波側帯域」と称呼される場合もある。)であり、上記ばね上共振周波数よりも大きな周波数を含む帯域である。
上記割合RTが所定の閾値割合RTth以上である場合(評価値と閾値との関係が予め設定された条件を満たす場合)、ECU30は、サンプリング変位z1smpが上記所定条件を満たし、ばね上共振条件が成立したと判定する(即ち、現時点よりも前に車両10が通過予測位置を通過して当該通過予測位置のばね下変位z1を取得したときには、車両10のばね上51が共振していた可能性が高いと判定する。)。この場合には、プレビュー参照データ45から取得された通過予測位置のばね下変位z1は過大ばね下変位z1である可能性が高いため、目標制御力Fctの演算にはそのばね下変位z1よりも小さな値が用いられる必要がある。これに対して、上記割合RTが閾値割合RTth未満である場合(評価値と閾値との関係が予め設定された条件を満たさない場合)、ECU30は、サンプリング変位z1smpが上記所定条件を満たしておらず、ばね上共振条件が成立していないと判定する。
ここで、ECU30のROMには、図7に示した重み係数マップMAPγ(RT)が記憶されている。重み係数マップMAPγ(RT)は、上記割合RTと重み係数γとの関係を規定している。より詳細には、重み係数マップMAPγ(RT)によれば、上記割合RTが「0」から上記閾値割合RTth未満である場合の重み係数γが「1」となり、上記割合RTが上記閾値割合RTth以上である場合、上記割合RTが大きくなるにつれて、重み係数γが「0」から「1」の範囲で「1」から次第に小さくなっていく。
ECU30は、上記割合RTを重み係数マップMAPγ(RT)に適用することによって、重み係数γを取得し、以下の式(10)に基いて前輪11Fの目標制御力Fcftを演算するとともに、以下の式(11)に基いて後輪11Rの目標制御力Fcrtを演算する。

Fcft=γ×βf×z1・・・(10)
Fcrt=γ×βr×z1・・・(11)

なお、式(10)及び式(11)における「γ」は上記重み係数γを示す。
重み係数マップMAPγ(RT)によれば、割合RTが閾値割合RTth未満である場合(即ち、ばね上共振条件が成立しない場合)、ECU30は、その値が「1」である重み係数γを用いて目標制御力Fctを演算する。換言すれば、ECU30は、プレビュー参照データ45から取得した通過予測位置のばね下変位z1に基いて目標制御力Fctを演算する。
これに対し、重み係数マップMAPγ(RT)によれば、割合RTが閾値割合RTth以上である場合(即ち、ばね上共振条件が成立する場合)、ECU30は、その値が「1」未満である重み係数γを用いて目標制御力Fctを演算する。換言すれば、ECU30は、プレビュー参照データ45から取得した通過予測位置のばね下変位z1よりも小さな値に基いて目標制御力Fctを演算する。
従って、車両10が現時点よりも前に通過予測位置を通過してその通過予測位置のばね下変位z1を取得したときに車両10のばね上51が共振していたことに起因して、そのばね下変位z1が過大ばね下変位z1であったとしても、本実施形態によれば、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
(具体的作動)
<プレビュー制振制御ルーチン>
ECU30のCPU(以下、「CPU」と表記した場合、特に断りがない限り、ECU30のCPUを指す。)は、図8にフローチャートにより示したプレビュー制振制御ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。
従って、所定のタイミングになると、CPUは、図8のステップ800から処理を開始してステップ805乃至ステップ835をこの順に実行し、その後ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ805:CPUは、位置情報取得装置33から車両10の現在位置に関する情報を取得し、各車輪11の現在位置、車速V1及び車両10の進行方向Tdを特定(取得)する。
より詳細には、CPUは、地図データベースに含まれる道路地図情報に前回現在位置及び今回現在位置をマッピングし、前回現在位置から今回現在位置へと向かう方向を車両10の進行方向Tdとして特定する。なお、前回現在位置は、前回実行された本ルーチンのステップ805にてCPUが取得した車両10の現在位置を意味する。更に、今回現在位置は、今回ステップ805にてCPUが取得した車両10の現在位置を意味する。
ECU30のROMには、車両10におけるGNSS受信機の搭載位置と各車輪11の位置との関係を表す位置関係データが予め記憶されている。位置情報取得装置33から取得した車両10の現在位置はGNSS受信機の搭載位置に相当するため、CPUは、車両10の現在位置、車両10の進行方向Td及び上記位置関係データを参照することにより、各車輪11の現在位置を特定する。
位置情報取得装置33が受信するGNSS信号は移動速度に関する情報を含んでおり、CPUは、GNSS信号に基いて車速V1を特定する。
ステップ810:CPUは、前輪移動予測進路及び後輪移動予測進路を以下に述べるように特定する。
CPUは、前輪移動予測進路及び後輪移動予測進路を以下に述べるように特定する。前輪移動予測進路は前輪11Fがこれから移動すると予測される進路であり、後輪移動予測進路は後輪11Rがこれから移動すると予測される進路である。
一例として、CPUは、各車輪11の現在位置、車両10の進行方向Td及び上記位置関係データに基いて、前輪移動予測進路及び後輪移動予測進路を特定する。
ステップ815:CPUは、重み係数γを取得するための重み係数取得ルーチンを実行する。なお、重み係数取得ルーチンは、図9で詳細を説明する。
ステップ820:CPUは、クラウド40から事前に取得しておいたプレビュー参照データ45(後述のステップ835を参照。)から前輪通過予測位置pf1及び後輪通過予測位置pr1のばね下変位z1を取得する。なお、ステップ820にて取得したばね下変位z1は「プレビュー変位z1」と称呼される場合がある。
ステップ825:CPUは、重み係数γ及び「前輪通過予測位置pf1のばね下変位z1」を式(10)に適用するとともに、重み係数γ及び「後輪通過予測位置pr1のばね下変位z1」を式(11)に適用することにより、各アクティブアクチュエータ17の目標制御力Fctを演算する。
ステップ830:CPUは、目標制御力Fctを含む制御指令をそれぞれアクティブアクチュエータ17に送信する。
ステップ835:CPUは、前輪通過予測位置pf1が準備区間の終点の所定距離だけ前の位置に到達している場合、前輪通過予測位置pf1を始点とする準備区間における「ばね下変位z1及び位置情報」をクラウド40のプレビュー参照データ45から取得し、取得したばね下変位z1及び位置情報をRAMに格納(記憶)する。
なお、準備区間は、準備区間の終点に到達したときの前輪通過予測位置pf1を始点とし、この前輪通過予測位置pf1から前輪移動予測進路に沿って所定の準備距離だけ離れた位置を終点とする区間である。更に、準備距離は、上記前輪先読み距離Lpfに比べて十分に大きな値に予め定められている。
ここで、ステップ835の処理を詳細に説明する。CPUは、準備区間の位置情報を含む取得要求を無線通信装置34から管理サーバ42に送信する。管理サーバ42は、プレビュー参照データ45から取得要求に含まれる準備区間に含まれる位置に対応する位置情報に紐付けられたばね下変位z1及び車速V1を取得し、位置情報、ばね下変位z1及び車速V1を制振制御装置20に送信する。制振制御装置20が位置情報、ばね下変位z1及び車速V1を受信すると、CPUは、受信した位置情報、ばね下変位z1及び車速V1をRAMに格納する。
<重み係数取得ルーチン>
CPUは、図8に示したステップ815に進むと、図9にフローチャートにより示した重み係数取得ルーチンの処理をステップ900から開始し、ステップ905乃至ステップ945を実行し、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了し、図8に示したステップ820に進む。
ステップ905:CPUは、「現時点から先読み時間(前輪先読み時間tpf、後輪先読み時間tpr)が経過した時点にて各車輪が通過する通過予測位置」を含むサンプリング区間Ssmpを特定する。
より詳細には、CPUは、各車輪の現在位置から各移動予測進路に沿って後述の第1距離L1だけ進んだ地点をサンプリング区間Ssmpの始点として特定する。更に、CPUは、各車輪の現在位置から各移動予測進路に沿って後述の第2距離L2だけ進んだ地点をサンプリング区間Ssmpの終点として特定する。
なお、CPUは、以下の式(12)に基いて第1距離L1を演算し、以下の式(13)に基いて第2距離L2を演算する。

L1=(tp-td)×V1・・・(12)
L2=(tp+td)×V1・・・(13)

式(12)及び式(13)における「td」は所定時間を意味する。
ステップ910:CPUは、クラウド40のプレビュー参照データ45から事前に取得しておいた「準備区間におけるばね下変位z1及び車速V1」から、サンプリング区間Ssmpに含まれる位置に対応する位置情報と紐付けられたばね下変位z1及び車速V1を取得する。
ステップ915:CPUは、上記サンプリング区間Ssmpのばね下変位z1の絶対値をサンプリング変位z1smpとして演算する。
ステップ920:CPUは、上記サンプリング区間Ssmpの車速V1の平均値をサンプリング車速V1smpとして演算する。
ステップ925:CPUは、サンプリング変位z1smp及びサンプリング車速V1smpに基いて、車両10がサンプリング車速V1smpでサンプリング区間Ssmpを走行したときのサンプリング変位z1smpの時系列変化を演算する。
ステップ930:CPUは、サンプリング変位z1smpの時系列変化から、第1周波数帯域FB1のサンプリング変位z1smp(以下、「第1サンプリング変位z1smp」と称呼する。)及び第2周波数帯域FB2のサンプリング変位z1smp(以下、「第2サンプリング変位z1smp」と称呼する。)を取得する。
より具体的に述べると、CPUは、サンプリング変位z1spmの時系列変化に対して「第1周波数帯域FB1のみを通過させるバンドパスフィルタ処理」を実行することによって第1サンプリング変位z1smpを取得する。同様に、CPUは、サンプリング変位z1spmの時系列変化に対して「第2周波数帯域FB2のみを通過させるバンドパスフィルタ処理」を実行することによって第2サンプリング変位z1smpを取得する。
ステップ935:CPUは、第1サンプリング変位z1smpの移動平均を「第1サンプリング変位z1smpの大きさを表す第1成分値MG1」として演算し、第2サンプリング変位z1smpの移動平均を「第2サンプリング変位z1smpの大きさを表す第2成分値MG2」として演算する。
ステップ940:CPUは、第1成分値MG1の第2成分値MG2に対する割合RT(=MG1/MG2)を演算する。
ステップ945:CPUは、割合RTを重み係数マップMAPγ(RT)に適用することによって重み係数γを取得する。
上述したように、割合RTが閾値割合RTth未満である場合(即ち、ばね上共振条件が成立しない場合)、CPUは、重み係数マップMAPγ(RT)からその値が「1」である重み係数γを取得する。このため、図8に示したステップ825にて演算される前輪11Fの目標制御力Fcftは、プレビュー参照データ45から取得された通過予測位置のばね下変位z1とゲインβfとを乗じた値となり、図8に示したステップ825にて演算される後輪11Rの目標制御力Fcrtは、プレビュー参照データ45から取得された通過予測位置のばね下変位z1とゲインβrとを乗じた値となる。
これに対して、割合RTが閾値割合RTth以上である場合(即ち、ばね上共振条件が成立する場合)、CPUは、重み係数マップMAPγ(RT)からその値が「0」よりも大きく且つ「1」よりも小さな値である重み係数γを取得する。このため、図8に示したステップ825にて演算される目標制御力Fcftは、プレビュー参照データ45から取得された通過予測位置のばね下変位z1とゲインβfとを乗じた値よりも小さくなり、目標制御力Fcrtも、プレビュー参照データ45から取得された通過予測位置のばね下変位z1とゲインβrとを乗じた値よりも小さくなる。これによって、ばね上51の共振していたことに起因して通過予測位置のばね下変位z1が過大ばね下変位z1である可能性が高い場合、目標制御力Fctが理想制御力よりも大きくなってしまう可能性を低減でき、プレビュー制振制御の制振性能が低下する可能性を低減できる。
なお、CPUは、ステップ930及び935を実行する代わりに以下の処理を実行することにより第1成分値MG1及び第2成分値MG2を取得してもよい。即ち、CPUは、サンプリング変位z1smpに対して高速フーリエ変換(FFT)を実行し、第1周波数帯域FB1のスペクトルの移動平均を第1成分値MG1として演算し、第2周波数帯域FB2のスペクトルの移動平均を第2成分値MG2として演算してもよい。
更に、CPUは、ステップ935にて、第1サンプリング変位z1smpを積分した値を第1成分値MG1として演算してもよい。同様に、CPUは、第2サンプリング変位z1smpを積分した値を第2成分値MG2として演算してもよい。なお、CPUは、FFTを実行した場合には、第1周波数帯域FB1のスペクトルを積分した値を第1成分値MG1として演算し、第2周波数帯域FB2のスペクトルを積分した値を第2成分値MG2として演算してもよい。
更に、重み係数マップMAPγ(RT)では、閾値割合RTth未満の割合RTと重み係数γとの関係が規定されずに、閾値割合RTth以上の割合RTと重み係数γとの関係のみが規定されていてもよい。この場合、CPUは、ステップ940にて割合RTを演算すると、割合RTが閾値割合RTth以上であるか否かを判定する。割合RTが閾値割合RTth以上である場合、CPUは、ステップ945に進んで重み係数マップMAPγ(RT)から重み係数γを取得する。一方、割合RTが閾値割合RTth未満である場合、CPUは、その値が「1」である重み係数γを設定する。
<ばね下変位収集ルーチン>
ECU30のCPUは、図10にフローチャートにより示したばね下変位収集ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。なお、このルーチンは、各車輪毎に実行される。
従って、所定のタイミングになると、CPUは、図10のステップ1000から処理を開始してステップ1005乃至ステップ1035をこの順に実行し、その後ステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1005:CPUは、上下加速度センサ31からばね上加速度ddz2を取得する。
ステップ1010:CPUは、ステップ1005にて取得したばね上加速度ddz2を2階積分することにより、ばね上変位z2を演算する。
ステップ1015:CPUは、ストロークセンサ32からストロークHを取得する。なお、ストロークHは、車輪11の位置の上下方向のサスペンションストロークであり、ばね上変位z2からばね下変位z1を減じた値に相当する。
ステップ1025:CPUは、ばね上変位z2からストロークHを減ずることにより、ばね下変位z1を演算する。
ステップ1030:CPUは、車両10の現時点の車速V1及び車輪11の現在位置を特定する。
なお、車速V1及び車輪11の現在位置の特定は、ステップ805と同じであるので、説明を省略する。
ステップ1035:CPUは、ばね下変位z1、車速V1及び車輪11の現在位置(位置情報)をそれぞれ現時刻と紐付けて(関連付けて)、記憶装置30aに記憶する。なお、CPUは、ばね下変位z1、車速V1及び車輪11の現在位置を関連付けて(組にして)記憶装置30aに記憶しておいてもよい。
<収集データ送信>
ECU30のCPUは、図11にフローチャートにより示した収集データ送信ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。
従って、所定のタイミングになると、CPUは、図11のステップ1100から処理を開始し、ステップ1105及びステップ1110をこの順に実行する。
ステップ1105:CPUは、送信タイマTsの値に「1」を加算する。
送信タイマTsは、収集データがクラウド40に前回送信された時点(以下、「前回送信時点」と称呼する。)から経過した時間をカウントするためのタイマである。
ステップ1110:CPUは、送信タイマTsの値が閾値Tsth(正の定数)以上であるか否かを判定する。
送信タイマTsの値が閾値Tsth未満である場合、CPUは、ステップ1110にて「No」と判定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
一方、送信タイマTsの値が閾値Tsth以上である場合、CPUは、ステップ1110にて「Yes」と判定し、ステップ1115乃至ステップ1125をこの順に実行する。その後、CPUは、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1115:CPUは、未だ送信されていないばね下変位z1、車速V1及び車輪11の現在位置を示す位置情報を時刻情報に基いて紐付ける。なお、ばね下変位z1、車速V1及び位置情報が関連付けられて記憶されている場合には、CPUはそれらを単に読み出す。
ステップ1120:CPUは、ステップ1115にて紐付けられたばね下変位z1、車速V1及び位置情報を収集データとしてクラウド40に送信する。
ステップ1125:CPUは、送信タイマTsの値を「0」に設定する。
なお、クラウド40の管理サーバ42は、ステップ1120にて送信された収集データを受信すると、収集データを「記憶装置44に記憶されているプレビュー参照データ45」に書き込む。プレビュー参照データ45に位置情報が同じであるばね下変位z1が既に書き込まれている場合、管理サーバ42は、既に書き込まれているばね下変位z1を新たに受信した収集データに含まれるばね下変位z1で上書きする。但し、管理サーバ42は、既に書き込まれているばね下変位z1と新たに受信した収集データに含まれるばね下変位z1との平均値又は加重平均値を新たなばね下変位z1として算出し、その算出された新たなばね下変位z1をプレビュー参照データ45として書き込んでもよい。更に、プレビュー参照データ45に位置情報が同じで車速V1が既に書き込まれている場合、管理サーバ42は、既に書き込まれている車速V1と新たに受信した収集データに含まれる車速V1との平均値又は加重平均値を新たな車速V1として算出し、その算出された新たな車速V1をプレビュー参照データ45として書き込む。
以上から理解されるように、プレビュー参照データ45に含まれているばね下変位z1は、上下加速度センサ31によって検出されたばね上加速度ddz2に基いて取得されている。換言すれば、ばね下変位z1は、車両10が実際に路面を走行したときに当該路面の変位により実際に上下方向に変位するばね上51の加速度(ばね上加速度ddz2)(ばね上51の上下方向の運動状態量)に基いて取得されている。このため、プレビュー参照データ45に含まれているばね下変位z1は、プレビューセンサが取得したセンシングデータに基いて取得される路面変位z0よりも実際の路面変位z0に対する精度が高い。よって、実際の路面変位z0に対する精度がより高いばね下変位z1を用いてプレビュー制振制御を実行するため、プレビュー制振制御の制振効果を向上させることができる。
なお、車両10(一般車両)以外の収集専用車両が、実際に路面を走行したときのばね下変位z1、車速V1及び各車輪の現在位置(位置情報)を収集し、収集した「ばね下変位z1、車速V1及び位置情報」を収集データとしてクラウド40に送信してもよい。この場合、車両10の制振制御装置20のCPUが用いる第1周波数帯域FB1は、一般車両のばね上共振周波数を含むように設定される。更に、このように収集専用車両が収集データを送信する例においては、上記制振制御装置20のCPUは、図10及び図11に示したルーチンを実行しなくてもよい。なお、収集専用車両は、図2に示した上下加速度センサ31FR乃至31RR、ストロークセンサ32FR乃至32RR、位置情報取得装置33、無線通信装置34、及び記憶装置30aを備え、図10及び図11に示したルーチンを実行する。
このような収集専用車両は収集データをクラウド40に逐次送信し、クラウド40は、収集データに基いてプレビュー参照データ45を更新する。これによって、最新の路面に対するばね下変位z1がプレビュー参照データ45に記憶されるため、制振制御装置20は、最新の路面の状況に対して適切なプレビュー制振制御を実行できる。
(変形例)
本変形例の制振制御装置20は、車両10が路面を走行してばね下変位z1を取得(収集)した段階でばね上共振条件が成立するか否かを判定し、ばね上共振条件が成立した場合に当該ばね下変位z1よりも小さな値を収集データとして格納する。従って、プレビュー参照データ45には、ばね下変位z1の収集時にばね上共振条件が成立していればそのばね下変位z1の実測値よりも小さな値が格納されている。
以下、本変形例の詳細を説明する。
本変形例のECU30のCPUは、図10に示したステップ1025の実行後、図12に示したステップ1205乃至ステップ1250をこの順に実行する。
ステップ1205:CPUは、図10に示したステップ1025にて演算したばね下変位z1の直前に演算された複数のばね下変位z1をサンプリング変位z1として取得する。サンプリング変位z1として取得されるばね下変位z1の数は、CPUが後述するバンドパスフィルタ処理を実行するために必要な数である。なお、図10に示したステップ1025にて、CPUは、演算したばね下変位z1と現時刻とを紐づけてRAMに格納しているものとする。
ステップ1215:CPUは、サンプリング変位z1と「当該サンプリング変位z1に紐付けられた時刻」とに基いて、サンプリング変位z1の時系列変化を演算する。
ステップ1220:CPUは、図9に示したステップ930と同様に、上記時系列変化から第1周波数帯域FB1のサンプリング変位z1smp(第1サンプリング変位z1smp)及び第2周波数帯域FB2のサンプリング変位z1smp(第2サンプリング変位z1smp)を取得する。なお、この第1周波数帯域FB1は、車両10のばね上共振周波数を含むように予め設定されている。
ステップ1225:CPUは、ステップ935と同様に、第1サンプリング変位z1smpの移動平均を第1成分値MG1として演算し、第2サンプリング変位z1smpの移動平均を第2成分値MG2として演算する。
ステップ1230:CPUは、ステップ940と同様に、割合RT(=MG1/MG2)を演算する。
ステップ1235:CPUは、ステップ945と同様に、割合RTを重み係数マップMAPγ(RT)に適用することによって重み係数γを取得する。
ステップ1240:CPUは、上記重み係数γと「図10に示したステップ1025にて取得したばね下変位z1」とを乗じることにより、プレビュー参照データ45として格納されるばね下変位z1(格納ばね下変位z1)を取得する。
ステップ1245:CPUは、図10に示したステップ1030と同様に、車輪位置を特定する。
ステップ1250:CPUは、図10に示したステップ1035と同様に、格納ばね下変位z1及び車輪位置をそれぞれ現時刻と紐付けて(関連付けて)、記憶装置30aに記憶する。
その後、CPUは、ステップ1295に進んでばね下変位収集ルーチンを一旦終了する。CPUは、上記実施形態と同様に、図11に示した収集データ送信ルーチンを実行することによって、記憶装置30aに記憶されているばね下変位z1及び車輪位置を収集データとしてクラウド40に送信する。本変形例のプレビュー参照データ45は車速V1を含まなくてもよい。このため、収集データは車速V1を含まなくてもよい。
本変形例のCPUは、プレビュー制振制御ルーチンにて、CPUは、図8に示したステップ810の実行後ステップ815を実行せずにステップ820に進む。更に、ステップ825にて、CPUは、その値が「1」に設定された重み係数γ用いて目標制御力Fctを演算する。
なお、収集専用車両が、図12に示したルーチンを実行してもよい。この場合、制振制御装置20のCPUは、図12に示したルーチンを実行しなくてもよい。
更に、管理サーバ42が、受信した収集データに含まれるばね下変位z1を修正してもよい。以下にこの例を説明する。本例における車両10及び収集専用車両の少なくとも一方である収集車両は、車両ID、ばね下変位z1、位置情報及び時刻情報を含む収集データを送信する。車両IDは、上記収集車両の一意な識別子である。
管理サーバ42は、所定時間が経過する毎に、受信した同じ車両IDを含む収集データに対して以下の処理を実行する。
まず、管理サーバ42は、同じ車両IDを含む収集データに含まれるばね下変位z1を処理対象として選択し、同じ車両IDを含む収集データからその処理対象のばね下変位z1に対するサンプリング変位z1smpを取得する。
次に、管理サーバ42は、サンプリング変位z1smpの時刻情報に基いて、サンプリング変位z1smpの時系列変化を演算する。管理サーバ42は、この時系列変化に基いて、図12に示したステップ1220乃至ステップ1240と同じ処理を実行することにより、ばね下変位z1を修正する。即ち、管理サーバ42は、割合RTが閾値割合RTth以上であれば、処理対象のばね下変位z1をその値よりも小さな値に修正する。そして、管理サーバ42は、修正したばね下変位z1及びそのばね下変位z1に紐付けられている位置情報をプレビュー参照データ45として記憶装置44に記憶する。
本発明は上記実施形態及び上記変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
プレビュー参照データ45は、クラウド40の記憶装置44に記憶されている必要はなく、記憶装置30aに記憶されていてもよい。この場合、CPUは、収集データをそのまま記憶装置30aに記憶しておけばよく、収集データをクラウド40に送信する必要はない。
更に、車両10の走行進路が予め決められている場合、CPUは、車両10が走行進路の走行を開始する前にクラウド40から当該走行経路のプレビュー参照データ45を予めダウンロードし、記憶装置30aに記憶しておいてもよい。
プレビュー参照データ45には、ばね下変位z1の代わりに、ばね下速度dz1が位置情報と紐付けられて格納されていてもよい。より詳細に説明すると、CPUは、図8に示したステップ820にて通過予測位置のばね下速度dz1を取得し、取得したばね下速度dz1を積分することによりばね下変位z1を演算する。以降の処理は、図8に示したルーチンの処理と同じであるので、説明を省略する。なお、車両10のばね上51が共振している場合に取得されたばね下速度dz1は路面変位z0の時間微分値である路面変位速度dz0に対応するばね下速度dz1よりも大きくなる。更に、CPUは、図9に示したステップ910にてサンプリング区間Ssmpのばね下速度dz1を取得し、そのばね下速度dz1を積分することによってサンプリング区間Ssmpのばね下変位z1を演算する。以降の処理は、図9に示したルーチンの処理と同じであるので、説明を省略する。
更に、図10に示したステップ1025にて、CPUは、ばね下変位z1を時間微分することによりばね下速度dz1を演算する。その後、ステップ1035にて、CPUは、ばね下速度dz1、車速V1及び位置情報をそれぞれ現時刻と紐付けて記憶装置30aに記憶する。その後、図11に示したルーチンにて、CPUは、ばね下速度dz1、車速V1及び位置情報を互いに紐付けてクラウド40に送信する。なお、ばね下速度dz1の演算方法は種々の方法を適用することができる。例えば、CPUは、ばね上加速度ddz2を1階積分することによりばね上速度dz2を演算し、ストロークHを微分することによってストローク速度(dz2-dz1)を演算し、ばね上速度dz2からストローク速度を減じることによりばね下速度dz1を演算してもよい。
更に、プレビュー参照データ45には、ばね下変位z1及びばね下速度dz1が位置情報と紐付けられて記憶されていてもよい。この場合、CPUは、式(15)及び式(16)を用いて目標制御力Fctを演算する。

Fcft=γ’×βf’×dz1+γ×βf×z1・・・(15)
Fcrt=γ’×βf’×dz1+γ×βf×z1・・・(16)

式(15)及び式(16)の「γ’」は微分項の重み係数を表し、「βf’」及び「βr’」は、微分項の制御ゲインを表す。
車両10のばね上51が共振している場合に取得されたばね下速度dz1は路面変位z0の時間微分値である路面変位速度dz0に対応するばね下速度dz1よりも大きくなる。このため、CPUは、図7に示した重み係数マップMAPγ(RT)と同様の重み係数マップγr’(RT)に割合RTを適用することによって重み係数γ’を取得する。なお、重み係数γ’は、割合RTが閾値割合RTth以上である場合(即ち、ばね上共振条件が成立する場合)、ばね下速度dz1がその値よりも小さくなるような値に設定されている。
プレビュー参照データ45に記憶される「ばね下変位z1及び/又はばね下速度dz1」を、「ばね下状態量」と称呼する場合もある。
上記実施形態及び上記変形例では、ばね上共振条件が成立した場合には通過予測位置のばね下状態量よりも小さな値を用いて目標制御力Fctが演算されるようにするために重み係数γを採用したが、これに限定されない。例えば、割合RTが閾値割合RTth以上である場合の制御ゲインβf、βrを、割合RTが閾値割合RTth未満である場合の制御ゲインβf、βrよりも小さくなるようにしてもよい。
ばね下変位z1の演算処理は、図10に示したステップ1025で説明した処理に限定されず、例えば、以下に述べる例(第1の例及び第2の例)のような処理であってもよい。
第1の例を説明する。本例の制振制御装置20は、各車輪11FL乃至11RRの位置のばね下50の上下加速度(ばね下加速度ddz1FL乃至ddz1RR)を検出するためのばね下上下加速度センサを備える。CPUは、ばね下加速度ddz1FL乃至ddz1RRを2階積分することによりばね下変位z1を取得する。
第2の例を説明する。本例の制振制御装置20は、ばね上加速度ddz2FL乃至ddz2RR、ばね下加速度ddz1FL乃至ddz1RR、及びストロークセンサ32FR乃至32RRが検出したストロークHfl乃至Hrrの何れかに基いて、オブザーバ(不図示)を用いてばね下変位z1を推定する。
上下加速度センサ31は、少なくも三つの車輪に対応して設けられていればよい。上下加速度センサ31が設けられていない車輪に対応するばね上加速度は、三つの上下加速度センサ31によって検出されたばね上加速度に基いて推定できる。
後輪11Rの目標制御力Fcrtの演算処理は、上記例に限定されない。例えば、CPUは、現時刻tpにて前輪11Fの現在位置のばね下変位z1に基いて目標制御力Fcrtを演算しておき、現時刻tpから時間(L/V-tpr)だけ遅延させたタイミングで当該目標制御力Fcrtを含む制御指令を後輪アクティブアクチュエータ17Rに送信してもよい。即ち、CPUは、後輪11Rが前輪11Fの現在位置よりも後輪先読み距離Lprだけ前の地点に到達したタイミングで目標制御力Fcrtを含む制御指令を後輪アクティブアクチュエータ17Rに送信してもよい。なお、前輪11Fの現在位置のばね下変位z1は、プレビュー参照データ45から取得してもよいし、前輪11Fの位置に対応するばね上加速度ddz2又はばね下加速度ddz1に基いて取得してもよい。
更に別の方法を次に説明する。CPUは、前輪移動予測進路とは独立に、後輪11Rの現在位置と車両10の進行方向Tdと位置関係データとに基いて後輪移動予測進路を特定し、後輪移動予測進路に沿って後輪先読み距離Lprだけ離れた位置を後輪通過予測位置として特定する。そして、CPUは、プレビュー参照データ45から後輪通過予測位置のばね下変位z1を取得し、取得したばね下変位z1に基いて後輪11Rの目標制御力Fcrtを演算する。
車速V1及び進行方向Tdは、GNSS受信機が取得した車両10の現在位置に基いて取得されたが、これに限定されない。例えば、制振制御装置20は、図示しない「車輪速センサ及び舵角センサ」を備える。車輪速センサは車輪11の回転速度を検出し、CPUは、車輪11の回転速度に基いて車速V1を演算してもよい。ヨーレートセンサは、車両10に作用するヨーレートを検出する。CPUは、ヨーレート及び車速V1に基いて進行方向Tdを取得してもよい。
サスペンション13FL乃至13RRは、それぞれ車輪11FL乃至11RR及び車体10aが互いに他に対し上下方向に変位することを許容すれば、どのようなタイプのサスペンションであってもよい。更に、サスペンションスプリング16FL乃至16RRは、圧縮コイルスプリング、エアスプリング等の任意のスプリングであってよい。
上記実施形態では、各車輪11に対応してアクティブアクチュエータ17FR乃至17RRが設けられたが、少なくとも一つの車輪11に一つのアクティブアクチュエータ17が設けられていればよい。例えば、車両10は、前輪アクティブアクチュエータ17F及び後輪アクティブアクチュエータ17Rのうち何れか一方のみを備えていてもよい。
上記実施形態及び上記変形例では、制御力発生装置としてアクティブアクチュエータ17が使用されていたが、これに限定されない。即ち、制御力発生装置は、ばね上51を制振するための上下方向の制御力を目標制御力を含む制御指令に基づいて調整可能に発生できるアクチュエータであればよい。
更に、制御力発生装置は、アクティブスタビライザ装置(不図示)であってもよい。アクティブスタビライザ装置は前輪アクティブスタビライザ及び後輪アクティブスタビライザを含む。前輪アクティブスタビライザは、左前輪11FLに対応するばね上51とばね下50との間で上下方向の制御力(左前輪制御力)を発生すると、右前輪11FRに対応するばね上51とばね下50との間で左前輪制御力と逆方向の制御力(右前輪制御力)を発生する。同様に、後輪アクティブスタビライザは、左後輪11RLに対応するばね上51とばね下50との間で上下方向の制御力(左後輪制御力)を発生すると、右後輪11RRに対応するばね上51とばね下50との間で左後輪制御力と逆方向の制御力(右後輪制御力)を発生する。上記アクティブスタビライザ装置の構成は周知であり、特開2009-96366号公報を参照することにより本願明細書に組み込まれる。なお、アクティブスタビライザ装置は、前輪アクティブスタビライザ及び後輪アクティブスタビライザの少なくとも一方を含めばよい。
制御力発生装置は、車両10の各車輪11に制駆動力を増減することにより、サスペンション13FL乃至13RRのジオメトリを利用して上下方向の制御力Fcを発生する装置であってもよい。このような装置の構成は周知であり、特開2016-107778号公報等を参照することにより本願明細書に組み込まれる。ECU30は、周知の手法により、目標制御力Fctに対応する制御力Fcを発生する制駆動力を演算する。
更に、このような装置は、各車輪11に駆動力を付与する駆動装置(例えば、インホイールモータ)と、各車輪11に制動力を付与する制動装置(ブレーキ装置)と、を含む。なお、駆動装置は前輪及び後輪の何れか一方又は四輪に駆動力を付与するモータ又はエンジン等であってもよい。更に、上記制御力発生装置は、駆動装置及び制動装置の少なくとも一方を含めばよい。
更に、制御力発生装置は、減衰力可変式のショックアブソーバ15FL乃至15RRであってもよい。この場合、ECU30は、目標制御力Fctに対応する値だけショックアブソーバ15FL乃至15RRの減衰力が変化するように、ショックアブソーバ15FL乃至15RRの減衰係数Cを制御する。
10…車両、11FL…左前輪、11FR…右前輪、11RL…左後輪、11RR…右後輪、12FL~12RR…車輪支持部材、13FL…左前輪サスペンション、13FR…右前輪サスペンション、13RL…左後輪サスペンション、13RR…右後輪サスペンション、14FL~14RR…サスペンションアーム、15FL~15RR…ショックアブソーバ、16FL~16RR…サスペンションスプリング、17FL…左前輪アクティブアクチュエータ、17FR…右前輪アクティブアクチュエータ、17RL…左後輪アクティブアクチュエータ、17RR…右後輪アクティブアクチュエータ、20…制振制御装置、30…電子制御装置(ECU)、30a…記憶装置、31FR~31RR…上下加速度センサ、32FR~32RR…ストロークセンサ、33…位置情報取得装置、34…無線通信装置、40…クラウド40、42…管理サーバ、44A~44N…記憶装置、45…プレビュー参照データ。

Claims (7)

  1. 車両のばね上を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも一つの車輪と車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置と、
    前記車輪が現時刻から所定時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置におけるばね下状態量に基いて、前記制御力発生装置を制御して前記制御力を変更するように構成された制御ユニットと、
    を備え、
    前記ばね下状態量は、前記車両及び他の車両の少なくとも一方である収集車両が前記収集車両が路面を走行したときに取得する値であって、且つ、前記路面の上下方向の変位に起因して上下方向に変位する前記収集車両のばね下の変位状態を表す値であり、
    前記制御ユニットは、
    前記収集車両が前記通過予測位置を通過したときに前記収集車両のばね上が共振していた場合に成立するばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量に基いて、前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて前記制御力が発生する前記制御力の目標値である目標制御力を演算し、
    前記ばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量よりも小さな値に基いて、前記目標制御力を演算し、
    前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて、前記制御力発生装置が発生する制御力が前記目標制御力に一致するように、前記制御力発生装置を制御する、
    ように構成された、
    車両の制振制御装置。
  2. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記収集車両が前記路面を走行したときに取得したばね下状態量と当該ばね下状態量が取得されたときの車輪の位置を特定可能な位置情報とが紐付けられているデータのセットを含むプレビュー参照データから、前記通過予測位置を含む所定のサンプリング区間の複数のばね下状態量をサンプリング状態量として取得し、
    前記サンプリング状態量に基いて算出され且つ前記ばね上共振条件が成立するか否かの判定に用いられる評価値と予め設定された閾値との関係が所定条件を満たさない場合、前記ばね上共振条件が成立していないと判定し、前記プレビュー参照データから取得した前記通過予測位置のばね下状態量に基いて前記目標制御力を演算し、
    前記評価値と前記閾値との関係が前記所定条件を満たす場合には、前記ばね上共振条件が成立したと判定し、前記プレビュー参照データから取得した前記通過予測位置のばね下状態量よりも小さな値に基いて前記目標制御力を演算する、
    ように構成された、
    制振制御装置。
  3. 請求項2に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記収集車両が前記サンプリング区間を走行したときの車速に基いて前記サンプリング状態量の時系列変化を演算し、
    前記時系列変化に基いて、予め設定されたばね上共振周波数を含む第1周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第1成分値、及び、前記第1周波数帯域の最大周波数以上の最小周波数を有する第2周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第2成分値を演算し、
    前記第1成分値の前記第2成分値に対する割合を前記評価値として演算し、
    前記割合が予め設定された閾値割合以上である場合、前記ばね上共振条件が成立したと
    判定する、
    ように構成された、
    制振制御装置。
  4. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、
    前記収集車両が前記路面を実際に走行したときに取得したばね下状態量と当該ばね下状態量が取得されたときの車輪の位置を特定可能な位置情報とが紐付けられているデータのセットを含むプレビュー参照データから、前記通過予測位置のばね下状態量を取得し、
    前記通過予測位置のばね下状態量に基いて目標制御力を演算する、
    ように構成され、
    前記プレビュー参照データには、
    前記収集車両が前記ばね下状態量を取得した時点にて前記ばね上共振条件が成立していない場合、前記収集車両が取得した前記ばね下状態量がそのまま格納され、
    前記収集車両が前記ばね下状態量を取得した時点にて前記ばね上共振条件が成立していた場合、前記収集車両が取得した前記ばね下状態量よりも小さな値が格納されている、
    制振制御装置。
  5. 請求項4に記載の制振制御装置において、
    前記収集車両が前記ばね下状態量を取得した位置を含む所定のサンプリング区間で前記収集車両が取得した複数のばね下状態量であるサンプリング状態量に基いて算出され且つ前記ばね上共振条件が成立するか否かの判定に用いられる評価値と予め設定された閾値との関係が所定条件を満たす場合、前記ばね上共振条件が成立したと判定され、前記プレビュー参照データには前記収集車両が取得したばね下状態量よりも小さな値が格納されている、
    制振制御装置。
  6. 請求項5に記載の制振制御装置において、
    前記収集車両が前記サンプリング区間を走行したときの前記サンプリング状態量の時系列変化に基いて前記収集車両のばね上共振周波数を含む第1周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第1成分値、及び、前記第1周波数帯域の最大周波数以上の最小周波数を有する第2周波数帯域の前記サンプリング状態量の大きさを表す第2成分値が演算され、
    前記評価値として演算される前記第1成分値の前記第2成分値に対する割合が予め設定された閾値割合以上である場合、前記ばね上共振条件が成立したと判定され、前記プレビュー参照データには前記収集車両が取得したばね下状態量よりも小さな値が格納されている、
    制振制御装置。
  7. 車両のばね上を制振するための上下方向の制御力を少なくとも一つの車輪と車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置を、前記車輪が現時刻から所定時間が経過した時点にて通過すると予測される通過予測位置におけるばね下状態量に基いて制御して前記制御力を変更する制振制御方法において、
    前記ばね下状態量は、前記車両及び他の車両の少なくとも一方である収集車両が前記収集車両が路面を走行したときに取得する値であって、且つ、前記路面の上下方向の変位に起因して上下方向に変位する前記収集車両のばね下の変位状態を表す値であり、
    前記収集車両が前記通過予測位置を通過したときに前記収集車両のばね上が共振していた場合に成立するばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量に基いて、前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて前記制御力が発生する前記制御力の目標値である目標制御力が演
    算されるステップと、
    前記ばね上共振条件が成立している場合、前記通過予測位置で前記収集車両が取得した前記ばね下状態量よりも小さな値に基いて、前記目標制御力が演算されるステップと、
    前記車両の前記車輪が前記通過予測位置を通過する時点にて、前記制御力発生装置が発生する制御力が前記目標制御力に一致するように、前記制御力発生装置が制御されるステップと、
    を含む、
    制振制御方法。
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