JP7314899B2 - 制振制御装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車両用の制振制御装置に関する。
従来より、車両の車輪が通過すると予測される路面の上下方向の変位(路面変位)に関する情報を使用して車輪に設けられたアクチュエータを制御し、これにより、車両のばね上の振動を抑制する制御を行う装置(以下、「従来装置」と称呼される。)が提案されている(例えば、特許文献1)。このような制御は、「プレビュー制振制御」とも称呼される。
従来装置は、道路の路面状態(例えば、路面変位)に関する情報を格納する道路地図データベースを備える。従来装置は、道路地図データベースに格納されている情報を用いてプレビュー制振制御を実行する。
米国特許出願公開第2018/154723号明細書
ところで、道路の工事及び経時的な変化により、ある一部の道路区間において路面状態が変化する場合がある。この場合、上記道路区間の現在の路面状態と、道路地図データベースに格納されている情報に含まれる上記道路区間の過去の路面状態(路面変位)とが異なる。従って、車両が上記道路区間を走行している状況において、道路地図データベースの情報を用いてプレビュー制振制御が実行された場合、アクチュエータが現在の路面変位を打ち消す方向とは反対方向に制御力を発生させる事態が生じ得る。従って、ばね上の振動が悪化する可能性がある。
本開示は、路面状態が変化したかどうかを判定し、当該判定結果に応じてプレビュー制振制御における制御力を変更する技術を提供する。
一以上の実施形態において、車両(10)用の制振制御装置が提供される。当該制振制御装置は、
前記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1つの車輪と当該車輪の位置に対応する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、
測定車両が路面を走行したときに取得された前記路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値と、前記路面変位関連値が取得された位置を表す位置情報と、が関連付けられたデータである測定データ(42a)を取得し、
前記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を決定し、
前記測定データに基いて、前記通過予測位置における前記路面変位関連値をプレビュー情報として取得し、
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、前記プレビュー情報を用いて演算された第1目標制御力を含む最終目標制御力(Fct)に一致するように、前記制御力発生装置を制御するプレビュー制振制御を実行する制御ユニット(30)と、
前記車両の走行中において前記路面変位関連値を取得するように構成された情報取得装置(34、35、36、30)と、
を備える。
前記制御ユニットは、
前記情報取得装置から、前記車両の前記車輪が現時点にて通過した通過位置における前記路面変位関連値を第1値(z1_c)として取得し、
前記測定データに基いて、前記通過位置における前記路面変位関連値を第2値(z1_b)として取得し、
前記通過位置における路面状態が、前記測定データが作成された時点から変化した蓋然性が高いときに成立する第1条件が成立するか否かを、前記第1値及び前記第2値を用いて判定し、
前記第1条件が成立すると判定した場合、前記第1目標制御力の大きさを、前記第1条件が成立しない場合に比べて小さく設定する特定制御を実行する
ように構成されている。
例えば、車両が、路面状態が測定データが作成された時点から大きく変化した道路区間を走行すると仮定する。この場合、制振制御装置は、第1条件が成立したと判定して、特定制御を実行する。これにより、第1目標制御力の大きさが小さくなる。制御力発生装置によって発生される制御力が小さくなるので、ばね上の振動が悪化する可能性を低減できる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記第1値と前記第2値との差分(Dz1、Dz2)、及び、前記差分の時系列変化の少なくとも一方に基いて、前記第1条件が成立するか否かを判定するように構成されている。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記特定制御を開始した後において、
前記通過位置における路面状態が、前記測定データが作成された時点から変化していない蓋然性が高いときに成立する第2条件が成立するか否かを、前記第1値及び前記第2値を用いて判定し、
前記第2条件が成立する場合、前記特定制御を終了させる
ように構成されている。
例えば、特定制御を開始した後において車両が上記の道路区間を出ると、制振制御装置は、第2条件が成立したと判定して、特定制御を終了させる。制振制御装置は、第1目標制御力の大きさを変更することなくプレビュー制振制御を実行する。これにより、ばね上の振動を抑制することができる。
一以上の実施形態において、前記制御ユニットは、前記第1値と前記第2値との差分(Dz1、Dz2)、及び、前記差分の時系列変化の少なくとも一方に基いて、前記第2条件が成立するか否かを判定するように構成されている。
一以上の実施形態において、前記測定データは、
前記プレビュー情報として使用される前記路面変位関連値(43a)と、前記位置情報(43b)と、が関連付けられたデータである第1データ(43)と、
前記第2値として使用される前記路面変位関連値(44a)と、前記位置情報(44b)と、が関連付けられたデータである第2データ(44)と、
を含む。
一以上の実施形態において、前記第2データの前記路面変位関連値は、特定の周波数帯域の成分だけを通過させるフィルタ処理を通して演算された値である。更に、前記制御ユニットは、前記第1値に対して前記フィルタ処理を実行するように構成されている。
フィルタ処理に起因して、第2データの路面変位関連値(即ち、第2値)及び第1値は共に位相ずれを有する。しかし、第1値及び第2値は同じフィルタ処理(例えば、同じフィルタ特性を有するフィルタ処理)を通して演算された値であるので、第1値の位相のずれ度合と第2値の位相のずれ度合とが一致する。従って、第1値の位相と第2値の位相とが一致する。制振制御装置は、位相が一致した「第1値及び第2値」を用いて、第1条件が成立するか否かを判定できる。よって、制振制御装置は、路面状態が測定データが作成された時点から変化したかを精度良く推定できる。
一以上の実施形態において、前記第2データにおいて、前記測定車両の速度又は当該測定車両の速度が含まれる速度範囲を表す速度情報(45b)が、前記路面変位関連値(45c)及び前記位置情報(45a)に更に関連付けられている。前記制御ユニットは、前記第2データから、前記車両の速度に対応する前記速度情報に関連付けられた前記路面変位関連値を、前記第2値として取得するように構成されている。
第2データにおいて、路面変位関連値が速度情報ごとに管理される。制振制御装置は、第2データから、車両の現在の速度に適した路面変位関連値を第2値として取得できる。従って、制振制御装置は、路面状態が測定データが作成された時点から変化したかを精度良く推定できる。
一以上の実施形態において、前記最終目標制御力は、第2目標制御力を更に含む。前記第2目標制御力は、前記ばね上を制振するためのフィードバック制御力(F2_b)と、前記情報取得装置によって取得された前記車両の前記車輪の前方の前記路面変位関連値を用いて演算された制御力(F2_a、F2_c)と、の少なくとも1つを含む。前記制御ユニットは、前記特定制御において、前記第2目標制御力の大きさを、前記第1条件が成立しない場合に比べて大きく設定するように構成されている。
上記の構成によれば、制振制御装置は、特定制御を実行している間において、第2目標制御力の大きさを大きくして、ばね上の振動を抑えることができる。
一以上の実施形態において、前記路面変位関連値は、前記路面の上下方向の変位を表す路面変位(z0)、前記路面変位の時間微分値を表す路面変位速度(dz0)、前記車両のばね下の上下方向の変位を表すばね下変位(z1)、及び、前記ばね下変位の時間微分値を表すばね下速度(dz1)の少なくも1つを含む。
一以上の実施形態において、上記の制御ユニットは、本明細書に記述される一以上の機能を実行するためにプログラムされたマイクロプロセッサにより実施されてもよい。一以上の実施形態において、上記の制御ユニットは、一以上のアプリケーションに特化された集積回路、即ち、ASIC等により構成されたハードウェアによって、全体的に或いは部分的に実施されてもよい。
上記説明においては、後述する一以上の実施形態に対応する構成要素に対し、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、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。本開示の他の目的、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一以上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。
実施形態に係る制振制御装置が適用される車両の概略構成図である。 実施形態に係る制振制御装置の概略構成図である。 測定データの一例である。 車両の単輪モデルを示す図である。 プレビュー制振制御を説明するための図である。 プレビュー制振制御を説明するための図である。 プレビュー制振制御を説明するための図である。 実施形態に係る電子制御装置(30)のCPUが実行する「制振制御ルーチン」を表すフローチャートである。 実施形態に係る電子制御装置(30)のCPUが実行する「フラグ設定ルーチン」を表すフローチャートである。 車両が、路面状態が変化した区間を有する道路を走行する状況を示した図である。 実施形態に係るデータ管理システムの概略構成図である。 実施形態に係るサーバ(41)のCPUが実行する「第1データ作成ルーチン」を表すフローチャートである。 実施形態に係る電子制御装置(130)のCPUが実行する「第2データ作成ルーチン」を表すフローチャートである。 第2データの変形例である。
(制振制御装置の構成)
実施形態に係る制振制御装置は、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の詳細を以下に説明する。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。
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。図1において、一つのサスペンションアーム14が、一つのサスペンション13に対して設けられている。別の例において、複数のサスペンションアーム14が、一つのサスペンション13に対して設けられてもよい。
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との間に設けられている。ショックアブソーバ15の上端は、車体10aに連結され、ショックアブソーバ15の下端は、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との間に設けられている。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の構成において、ショックアブソーバ15は、車体10aと車輪支持部材12との間に設けられてもよい。
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。別の例において、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との間に設けられてもよい。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の構成において、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との間に設けられてもよい。
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4を参照。)」と称呼する。これに対し、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4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、「制御ユニット又はコントローラ」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」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アクチュエータである。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。
図2に示したように、制振制御装置20は、前述したECU30、位置情報取得装置31、車両状態量センサ32、無線通信装置33、上下加速度センサ34FL乃至34RR、ストロークセンサ35FL乃至35RR、プレビューセンサ36、及び、記憶装置37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、CPU30a、ROM30b、RAM30c及びインターフェース(I/F)30d等を含む。CPU30aはROM30b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記憶装置37と接続されている。本例において、記憶装置37は、ハードディスクドライブである。ECU30は、情報を記憶装置37に記憶し、記憶装置37に記憶された情報を読み出すことができる。なお、記憶装置37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、位置情報取得装置31、車両状態量センサ32、及び、無線通信装置33に接続されている。
位置情報取得装置31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の位置を検出するための信号(例えば、GNSS信号)を人工衛星から受信する。地図データベースは、地図情報を記憶している。位置情報取得装置31は、GNSS信号に基いて車両10の現在の位置(例えば、緯度及び経度)を特定し、特定した位置を表す信号を出力する。位置情報取得装置31は、例えば、ナビゲーション装置である。
GNSS信号は、移動速度に関する情報を含んでいる。従って、ECU30は、GNSS信号に基いて車両10の現時点の車速Vsを取得する。更に、ECU30は、位置情報取得装置31によって取得された車両10の位置の履歴に基いて、車両10の進行方向Tdを取得する。
車両状態量センサ32は、車両10の状態(車両10の速度、加速度及び向き等)を検出する複数種類のセンサを含む。車両状態量センサ32は、各車輪11の車輪速を検出する複数の車輪速センサ、車両10の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ、車両10の横方向の加速度を検出する横加速度センサ、及び、車両10のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等を含む。なお、ECU30は、車輪速センサからの信号に基いて車速Vsを演算してもよい。
無線通信装置33は、ネットワークを介してクラウド(データ管理装置)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「サーバ41及び少なくとも1つの記憶装置42」を備える。
更に、ECU30は、上下加速度センサ34FL乃至34RR、ストロークセンサ35FL乃至35RR、及び、プレビューセンサ36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34FL乃至34RR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34FL乃至34RRは、これらを区別する必要がない場合、「上下加速度センサ34」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35FL乃至35RRは、それぞれ、サスペンション13FL乃至13RRに対して設けられている。ストロークセンサ35FL乃至35RR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)と車輪支持部材12FL乃至12RRの(ばね下50)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35FL乃至35RRは、これらを区別する必要がない場合、「ストロークセンサ35」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。
プレビューセンサ36は、例えば、カメラセンサ、LiDAR及びレーダセンサ等の1つ又はこれらの組み合わせである。プレビューセンサ36は、車両10の前方の路面の上下方向の変位を表す値(即ち、後述する路面変位z0)を取得する。
ECU30、上下加速度センサ34、ストロークセンサ35及びプレビューセンサ36は、路面の上下方向の変位に関連する値である路面変位関連値を取得するための構成要素であり、これらは、「路面変位関連値を取得する情報取得装置」と称呼される場合がある。
なお、本明細書において、路面変位関連値は、路面の上下方向の変位を表す路面変位z0、路面変位z0の時間微分値を表す路面変位速度dz0、ばね下50の上下方向の変位を表すばね下変位z1、及び、ばね下変位z1の時間微分値を表すばね下速度dz1の少なくとも一つを含む。
サーバ41は、CPU、ROM、RAM及びインターフェース(I/F)等を備えている。サーバ41は、記憶装置42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42に書き込む。更に、サーバ41は、車両10からの要求に応じて、記憶装置42に記憶されたデータを、ネットワークを介して車両10に対して提供することができる。
図3に示すように、記憶装置42は、測定データ42aを記憶している。測定データ42aは、後述する測定車両が路面を実際に走行したときに取得された路面変位関連値と、当該路面変位関連値が取得されたときの位置(即ち、測定車両の車輪の位置)を表す位置情報と、が関連付けられたデータのセットを含む。測定データ42aは、第1データ43及び第2データ44を含む。
第1データ43は、後述するプレビュー制振制御の目標制御力Fctを演算するために使用される路面変位関連値のデータを含む。第1データ43は、第1路面変位関連値43aと第1位置情報43bとが関連付けられたデータである。
第1路面変位関連値43aは、測定車両が路面を実際に走行したときに取得された路面変位関連値である。本例において、第1路面変位関連値43aは、ばね下変位z1である。以降において、第1路面変位関連値43aは、「ばね下変位z1_a」と称呼される。
第1位置情報43bは、第1路面変位関連値43aが取得されたときの測定車両の車輪の位置(例えば、緯度及び経度)を表す情報である。第1位置情報43bは、路面の位置を2次元(X、Y)の座標で表す。図3において、第1位置情報43bの例として、「X1、Y1」及び「X2、Y2」が示されている。
なお、ばね下変位z1_aは、後述するように、サーバ41において積分誤差が小さい積分処理及び位相ずれがないフィルタ処理を実施することにより求められる。従って、第1データ43は、誤差が小さく且つ位相ずれもないばね下変位z1_aのデータを含む。
第2データ44は、路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化したかを判定するために使用される。この判定のために、第2データ44は、車両10においてリアルタイムに演算された路面変位関連値(後述するz1_c)と照合(比較)するための路面変位関連値のデータを含む。第2データ44は、第2路面変位関連値44aと第2位置情報44bとが関連付けられたデータである。
第2路面変位関連値44aは、測定車両が路面を実際に走行したときに取得された路面変位関連値である。本例において、第2路面変位関連値44aは、ばね下変位z1である。以降において、第2路面変位関連値44aは、「ばね下変位z1_b」と称呼される。
第2位置情報44bは、第1位置情報43bと同様に、第2路面変位関連値44aが取得されたときの測定車両の車輪の位置を表す情報である。
なお、ばね下変位z1_bは、後述するように、測定車両においてリアルタイムに積分処理及びフィルタ処理を実行することにより求められる。フィルタ処理に起因して、ばね下変位z1_bに位相ずれ(位相遅れ及び/又は位相進み)が生じる。例えば、ばね下変位z1_bに対してローパスフィルタ処理を実行した場合、ばね下変位z1_bに位相遅れが生じる。ばね下変位z1_bに対してハイパスフィルタ処理を実行した場合、ばね下変位z1_bに位相進みが生じる。従って、第2データ44は、位相ずれを有するばね下変位z1_bのデータを含む。
一方で、後述するように、ばね下変位z1_cも同様に、車両10においてリアルタイムに積分処理及びフィルタ処理を実行することにより求められる。フィルタ処理に起因して、ばね下変位z1_cに位相ずれが生じる。ばね下変位z1_b及びばね下変位z1_cは共に位相ずれを有するものの、ばね下変位z1_b及びばね下変位z1_cは同じフィルタ処理(即ち、同じフィルタ特性を有するフィルタ処理)を通して求められるので、位相のずれ度合が互いに一致する。即ち、ばね下変位z1_bの位相とばね下変位z1_cの位相とが一致する。従って、ばね下変位z1_bとばね下変位z1_cとを照合(比較)することにより、路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化したかを精度良く判定できる。
図2を再び参照すると、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、各アクティブアクチュエータ17について、目標制御力Fctを演算する。目標制御力Fctは、プレビュー制振制御のための制御力であり、即ち、車輪11のばね上51を制振するための制御力である。ECU30は、車輪11が後述する通過予測位置を通過する時点にて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4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4では、ばね上51の質量は、ばね上質量m2と表記される。z1は、上述と同様に、ばね下50の上下方向の変位(ばね下変位)を表す。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。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4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)
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 0007314899000001
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が、以下の式(6)従って演算される。目標制御力Fctは、車輪11が通過予測位置を通過する際の振動を抑制するための目標制御力である。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)
このように、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。なお、式(6)の右辺のばね下変位z1の項及びばね下速度dz1の項は、車輪11が通過予測位置を通過する際の振動を抑制するための目標制御力であることから、「フィードフォワード制御用の目標制御力」と言うこともできる。
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、ECU30は、式(6)から微分項(β1×dz1)が省略された以下の式(7)に基いて、目標制御力Fctを演算してもよい。この場合においても、ECU30は、ばね上51の振動を低減する制御力Fcをアクチュエータ54に発生させることができる。従って、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)
以上のようなばね上51の制振制御は「プレビュー制振制御」と称呼される。
なお、上述の単輪モデルにおいては、ばね下50の質量及びタイヤの弾性変形が無視され、路面55の上下方向の変位を表す路面変位z0及びばね下変位z1が同一である仮定されている。別の例において、ばね下変位z1及びばね下速度dz1に代えて又は加えて、路面変位z0及び/又は路面変位速度dz0を用いて、同様のプレビュー制振制御が実行されてもよい。なお、z0及びdz0についても、上方への変位が正である。
(前輪及び後輪のプレビュー制振制御の概要)
次に、図5乃至図7を参照して、前輪及び後輪のそれぞれについてプレビュー制振制御の概要を説明する。以降において、「目標制御力Fct」及び「制御力Fc」に関して、添え字「_f」は前輪11F用の制御力であることを表し、添え字「_r」は後輪11R用の制御力であることを表す。
図5は、現時点tpにて、矢印a1に示す方向に速度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、速度V1と同じであると見做す。
図5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の現時点tpの位置(接地点)pf0のばね下変位z1は、z1(tp)と表される。更に、後輪11Rの現時点tpの位置pr0のばね下変位z1は、現時点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、現時点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。
(前輪11Fのプレビュー制振制御)
ECU30は、現時点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Fct_fに対応する制御力Fc_f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が現時点から前輪先読み時間tpfが経過した時点にて通過すると予測される位置である。通過予測位置pf1は、前輪11Fの予測進路に沿って現時点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。前輪11Fの予測進路とは、前輪11Fが通過すると予測される進路であり、例えば、前輪11Fの現在位置から車両10の進行方向Tdに沿って所定の距離だけ延びるラインである。位置pf0は、後に詳述するように、位置情報取得装置31が取得した車両10の現在位置に基いて算出される。
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)における第1データ43を予め取得している。ECU30は、通過予測位置pf1と、予め取得しておいた第1データ43と、に基いて、ばね下変位z1(tp+tpf)を取得する。より具体的には、ECU30は、第1データ43から、通過予測位置pf1でのばね下変位z1_aを取得する。なお、通過予測位置pf1ついてのばね下変位z1_aは、プレビュー制振制御を実行するために取得される情報であることから、「プレビュー情報」と称呼される場合がある。
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Fct_f(=βf×z1(tp+tpf))を演算する。

Fct_f = 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Fct_fに対応(一致)する制御力Fc_fを発生するように、目標制御力Fct_f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6に示すように、前輪アクティブアクチュエータ17Fは、現時点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Fct_fに対応する制御力Fc_f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の振動を抑制する制御力Fc_fを適切なタイミングで発生できる。
(後輪11Rのプレビュー制振制御)
図5に示すように、ECU30は、現時点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Fct_rに対応する制御力Fc_r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とが異なる応答性能である場合、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とが同じ応答性能である場合、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の予測進路に沿って現時点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、位置情報取得装置31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の現時点における位置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であるので、z1(tp-L/V1+tpr)と表すことができる。ECU30は、通過予測位置pr1と、予め取得しておいた第1データ43と、に基いて、ばね下変位z1(tp-L/V1+tpr)を取得する。より具体的には、ECU30は、第1データ43から、通過予測位置pr1でのばね下変位z1_aをプレビュー情報として取得する。
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Fct_r(=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。

Fct_r = 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Fct_rに対応(一致)する制御力Fc_rを発生するように、目標制御力Fct_r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7に示すように、後輪アクティブアクチュエータ17Rは、現時点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Fct_rに対応する制御力Fc_r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の振動を抑制する制御力Fc_rを適切なタイミングで発生できる。
(作動の概要)
上述したように、道路の工事及び経時的な変化により、路面状態が変化する場合がある。車両10がこのように路面状態が変化した道路を走行する状況において、制振制御装置20が、式(8)及び式(9)で演算された目標制御力Fct_f及びFct_rを用いてプレビュー制振制御を継続すると、ばね上51の振動が悪化する可能性がある。
そこで、制振制御装置20は、車輪11が現時点にて通過した通過位置でのばね下変位z1を演算する。以降において、通過位置におけるばね下変位z1は、「ばね下変位z1_c(第1値)」と称呼される。具体的には、制振制御装置20は、上下加速度センサ34が取得したばね上加速度ddz2及びストロークセンサ35が取得したストロークHに基いて、ばね下変位z1_cを演算する。更に、制振制御装置20は、第2データ44から、通過位置(即ち、ばね下変位z1_cが取得された車輪11の位置)でのばね下変位z1_b(第2値)を取得する。
そして、制振制御装置20は、第1条件が成立するか否かを判定する。第1条件は、通過位置の路面状態が、測定データ42aが作成された時点から変化した蓋然性が高いときに成立する条件である。制振制御装置20は、ばね下変位z1_cとばね下変位z1_bとの差分の大きさ(絶対値)Dz1(=|z1_c-z1_b|)を演算する。第1条件は、値Dz1が正の第1閾値Th1以上であるときに成立する。
いま、車両10が、路面状態が測定データ42aが作成された過去の時点(即ち、ばね下変位z1_bが取得された時点)から大きく変化している区間(以下、「特定区間」と称呼する。)を走行すると仮定する。
特定区間内のある位置Poの路面状態は、測定データ42aが作成された時点にて凸であったが、位置Poの路面状態は現時点にて凹である。車両10が位置Poを通過する時点にて、制振制御装置20がプレビュー制振制御を実行する。このとき、制振制御装置20は、車両10に生じる振動を打ち消す方向とは反対方向にアクティブアクチュエータ17を制御する。この場合、値Dz1が第1閾値Th1以上になり、第1条件が成立する。従って、制振制御装置20は、車両10が特定区間を走行していると推定できる。
第1条件が成立した状況において制振制御装置20が、式(8)及び式(9)で演算された目標制御力Fct_f及びFct_rを用いてプレビュー制振制御を継続すると、ばね上51の振動が更に悪化する可能性がある。従って、第1条件が成立した場合、制振制御装置20は、目標制御力Fctの大きさ(絶対値)を、第1条件が成立しない場合に比べて小さく設定する制御を実行する。以降において、このような制御を「特定制御」と称呼する。制振制御装置20は、特定制御において、以下の(10)及び(11)に従って、目標制御力Fct_f及びFct_rをそれぞれ演算する。βf’及びβr’は、それぞれ、ゲインである。ゲインβf’は、式(8)のβfよりも小さい。ゲインβr’は、式(9)のβrよりも小さい。

Fct_f = βf’×z1・・・(10)
Fct_r = βr’×z1・・・(11)
特定制御によりアクティブアクチュエータ17が発生させる制御力Fcが小さくなるので、ばね上51の振動が悪化する可能性を低減できる。
制振制御装置20が特定制御を開始した後において、制振制御装置20は、第2条件が成立するか否かを判定する。第2条件は、通過位置の路面状態が、測定データ42aが作成された時点から変化していない蓋然性が高いときに成立する条件である。具体的には、第2条件は、値Dz1(=|z1_c-z1_b|)が正の第2閾値Th2以下になったときに成立する。第2閾値Th2は、第1閾値Th1以下の値である。値Dz1が第2閾値Th2以下になった場合、車両10が特定区間から出たと推定できる。従って、制振制御装置20は、特定制御を終了させる。これにより、制振制御装置20が、式(8)及び式(9)で演算された目標制御力Fct_f及びFct_rを用いてプレビュー制振制御を実行するので、ばね上51の振動を抑制することができる。
(制振制御ルーチン)
ECU30のCPU(以下、「CPU1」と表記する。)は、所定時間が経過する毎に、図8に示した制振制御ルーチン及び図9に示したフラグ設定ルーチンを実行する。CPU1は、左側の車輪(11FL及び11RL)及び右側の車輪(11FR及び11RR)のそれぞれについて、図8のルーチン及び図9のルーチンを実行する。
なお、CPU1は、図示しないルーチンを所定時間が経過する毎に実行することにより、クラウド40から準備区間における第1データ43を予め取得し、一時的に第1データ43をRAM30c(又は記憶装置37)に格納している。準備区間は、車両10がこれから通過すると予測される道路の区間である。例えば、準備区間は、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から車両10の進行方向Td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定められている。
所定のタイミングになると、CPU1は、図8のステップ800から処理を開始してステップ801乃至ステップ803をこの順に実行し、その後、ステップ804に進む。
ステップ801:CPU1は、各車輪11の現在位置を特定する。より詳細には、CPU1は、位置情報取得装置31から、車両10の現在位置及び車両10の進行方向Tdを特定(取得)する。ECU30のROM30b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31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。従って、CPU1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。
ステップ802:CPU1は、各車輪11の通過予測位置を以下に述べるように特定(決定)する。
CPU1は、前輪11Fの予測進路を特定する。前輪11Fの予測進路は前輪11Fがこれから移動すると予測される進路である。CPU1は、車速Vsに前輪先読み時間tpfを乗じることにより前輪先読み距離Lpfを演算する。更に、CPU1は、前輪11Fがその現在位置から前輪11Fの予測進路に沿って前輪先読み距離Lpfだけ進んだ位置を前輪通過予測位置pf1として特定する。
CPU1は、後輪11Rが前輪11Fと同じ進路を辿ると仮定して後輪11Rの予測進路を特定する。CPU1は、車速Vsに後輪先読み時間tprを乗じることにより後輪先読み距離Lprを演算する。更に、CPU1は、後輪11Rがその現在位置から後輪11Rの予測進路に沿って後輪先読み距離Lprだけ進んだ位置を後輪通過予測位置pr1として特定する。
ステップ803:CPU1は、RAM30cに格納されている第1データ43から、プレビュー情報を取得する。具体的には、CPU1は、前輪通過予測位置pf1のばね下変位z1_a及び後輪通過予測位置pr1のばね下変位z1_aを取得する。
CPU1はステップ804に進むと、CPU1は、フラグX1の値が「0」であるか否かを判定する。フラグX1の値は、後述する図9のルーチンにおいて設定される。フラグX1の値が「0」であるとき、これは、路面状態が過去の時点(測定データ42aが作成された時点)から大きく変化しておらず、従って、特定制御が実行されないことを示す。フラグX1の値が「1」であるとき、これは、路面状態が過去の時点から大きく変化していることから、特定制御が実行されることを示す。フラグX1の値は、図示しないイグニッションスイッチがOFF位置からON位置へと変更されたときに実行されるイニシャライズルーチンにおいて「0」に設定される。
いま、フラグX1の値が「0」であると仮定すると、CPU1は、ステップ804にて「Yes」と判定して以下に述べるステップ805及びステップ807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:CPU1は、ステップ803にて取得した前輪通過予測位置pf1のばね下変位z1_aを式(8)に適用することにより、前輪11Fの目標制御力Fct_fを演算する。CPU1は、ステップ803にて取得した後輪通過予測位置pr1のばね下変位z1_aを式(9)に適用することにより、後輪11Rの目標制御力Fct_rを演算する。
ステップ807:CPU1は、目標制御力Fct_fを含む制御指令を前輪アクティブアクチュエータ17Fに送信し、目標制御力Fct_r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。
一方、フラグX1の値が「1」である場合、CPU1は、ステップ804にて「No」と判定してステップ806に進む。ステップ806にて、CPU1は、特定制御を実行する。CPU1は、ステップ803にて取得した前輪通過予測位置pf1のばね下変位z1_aを式(10)に適用することにより、前輪11Fの目標制御力Fct_fを演算する。CPU1は、ステップ803にて取得した後輪通過予測位置pr1のばね下変位z1_aを式(11)に適用することにより、後輪11Rの目標制御力Fct_rを演算する。次に、CPU1は、ステップ807にて、目標制御力Fct_fを含む制御指令を前輪アクティブアクチュエータ17Fに送信し、目標制御力Fct_r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。CPU1は、その後、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
本例において、CPU1は、図9のルーチンを前輪11Fに対して実行する。なお、CPU1は、図示しないルーチンを所定時間が経過する毎に実行することにより、クラウド40から準備区間における第2データ44を予め取得し、一時的に第2データ44をRAM30c(又は記憶装置37)に格納している。なお、第2データ44は、車輪11の通過位置について値Dz1が演算されるまでRAM30cに保持される。
所定のタイミングになると、CPU1は、図9のステップ900から処理を開始してステップ901乃至ステップ908の処理をこの順に実行し、その後、ステップ909に進む。
ステップ901:CPU1は、上下加速度センサ34からばね上加速度ddz2を取得し、ストロークセンサ35からストロークHを取得する。
ステップ902:CPU1は、ばね上加速度ddz2に対して2階積分処理を実行して、ばね上変位z2を演算する。
ステップ903:CPU1は、ばね上変位z2の時系列変化に対して、特定周波数帯域の成分だけを通過させるバンドパスフィルタ処理(以下、「BPF処理」と称呼される。)を実行する。従って、特定周波数帯域以外の周波数帯域の成分が除去されたばね上変位z2のデータが生成される。
ステップ904:CPU1は、ストロークHの時系列変化に対してBPF処理を実行する。従って、特定周波数帯域以外の周波数帯域の成分が除去されたストロークHのデータが生成される。
上述の特定周波数帯域は、少なくともばね上共振周波数を含むように選ばれた周波数帯域に設定されてもよい。本例において、特定周波数帯域は第1カットオフ周波数以上であり、且つ、第2カットオフ周波数以下の周波数帯域である。第1カットオフ周波数はばね上共振周波数より小さい周波数に設定される。第2カットオフ周波数はばね下共振周波数より小さく、且つ、ばね上共振周波数より大きい周波数に設定される。上記のBPF処理により、センサドリフトに起因する誤差を含む低周波数領域の成分が除去される。
ステップ905:CPU1は、BPF処理後のばね上変位z2からBPF処理後のストロークH(=z2-z1)を減じることによって、ばね下変位z1_cを演算する。
なお、ステップ903のBPF処理及びステップ904のBPF処理に起因して、ステップ905にて演算されたばね下変位z1_cは位相ずれを有する。
ステップ906:CPU1は、前述のように、車両10の現在位置、車両10の進行方向Td及び位置関係データを参照することにより、車輪11(前輪11F)の位置(通過位置)を特定する。そして、CPU1は、前輪11Fの通過位置とステップ905にて演算されたばね下変位z1_cとを関連づける。
ステップ907:CPU1は、ステップ906にて特定された前輪11Fの通過位置に対応するばね下変位z1_bを、RAM30cに格納されている第2データ44から取得する。
ステップ908:CPU1は、ステップ905にて演算されたばね下変位z1_cと、ステップ907にて取得されたばね下変位z1_bと、に基いて、値Dz1(=|z1_c-z1_b|)を演算する。
CPU1がステップ909に進むと、CPU1は、フラグX1の値が「0」であるか否かを判定する。いま、図10に示した例のように、車両10が道路1000を走行していると仮定する。道路1000は、第1区間1001、第2区間1002、及び、第3区間1003を含む。第1区間1001及び第3区間1003は、それぞれ、路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化していない区間である。一方で、第2区間1002は、路面状態が測定データ42aが作成された時点から大きく変化している区間であり、上述した特定区間に相当する。
時点t0にて、車両10が第1区間1001を走行している。この時点にてフラグX1の値がまだ「0」であるので、CPU1は、ステップ909にて「Yes」と判定して、ステップ910に進む。
ステップ910にて、CPU1は、第1条件が成立するか否かを判定する。即ち、CPU1は、値Dz1が第1閾値Th1以上であるか否かを判定する。時点t0では、値Dz1が第1閾値Th1以上にならない。従って、CPU1は、ステップ910にて「No」と判定して、ステップ995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
その後、図10に示すように、時点t1にて、車両10が第2区間1002に入る。そして、前輪11Fが第2区間1002内の位置P1を通過する。この状況においてCPU1が図9のルーチンをステップ900から開始して、ステップ901乃至ステップ909の処理を実行し、ステップ910に進む。前輪11Fの通過位置P1でのばね下変位z1_cと通過位置P1でのばね下変位z1_bとの差分が大きく、従って、値Dz1が第1閾値Th1以上になる。従って、CPU1は、ステップ910にて「Yes」と判定してステップ911に進み、フラグX1の値を「1」に設定する。その後、CPU1は、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、CPU1は、図8のルーチンのステップ804にて「No」と判定して、ステップ806に進む。従って、特定制御が実行される。
その後、CPU1が図9のルーチンをステップ900から開始して、ステップ901乃至ステップ908の処理を実行し、ステップ909に進む。フラグX1の値が「1」であるので、CPU1は、ステップ909にて「No」と判定して、ステップ912に進む。
ステップ912にて、CPU1は、第2条件が成立するか否かを判定する。即ち、CPU1は、値Dz1が第2閾値Th2以下であるか否かを判定する。車両10が第2区間1002を走行している間は、値Dz1が第2閾値Th2以下にならない。従って、CPU1は、ステップ912にて「No」と判定して、ステップ995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、特定制御が継続される。
その後、時点t2にて、車両10が、第2区間1002から第3区間1003に入る。そして、前輪11Fが第3区間1003内の位置P2を通過する。この状況において、CPU1が図9のルーチンをステップ900から開始して、ステップ901乃至ステップ909の処理を実行し、ステップ912に進む。この場合、値Dz1が第2閾値Th2以下になるので、CPU1は、ステップ912にて「Yes」と判定して、ステップ913に進み、フラグX1の値を「0」に設定する。これにより、CPU1は、図8のルーチンのステップ804にて「Yes」と判定して、ステップ805に進む。従って、特定制御が終了される。
以上から理解されるように、制振制御装置20は、第1条件が成立した場合に特定制御を実行する。例えば、車両10が、第2区間1002(路面状態が測定データ42a作成された時点から大きく変化している区間)を走行し始めると、制振制御装置20が、式(10)及び式(11)で演算された目標制御力Fct_f及びFct_rを用いてプレビュー制振制御を実行する。従って、目標制御力Fct_f及びFct_rの大きさが、第1条件が成立しない場合に比べて小さくなる。車両10が第2区間1002を走行している状況において、アクティブアクチュエータ17によって発生される制御力Fcが小さくなるので、ばね上51の振動が悪化する可能性を低減できる。このように、ばね上51の振動が悪化するような不適切な状況においてアクティブアクチュエータ17の駆動が抑えられる。よって、アクティブアクチュエータ17で余分なエネルギーが消費される可能性を低減することができる。更に、アクティブアクチュエータ17での熱の発生、及び、アクティブアクチュエータ17の構成部品の消耗を防ぐことができる。
更に、制振制御装置20は、特定制御を開始した後、第2条件が成立するか否かを判定する。制振制御装置20は、第2条件が成立する場合に特定制御を終了させる。例えば、車両10が、第2区間1002から第3区間1003(路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化していない区間)に入ると、制振制御装置20は、特定制御を終了させる。これにより、制振制御装置20が、式(8)及び式(9)で演算された目標制御力Fct_f及びFct_rを用いてプレビュー制振制御を実行する。これにより、ばね上51の振動を抑制することができる。このように、制振制御装置20は、車両10が走行する道路の路面状態が変化したかどうかを判定し、当該判定結果に応じてプレビュー制振制御における目標制御力を変更することができる。
(データ管理システムの構成)
実施形態に係るデータ管理システムは、測定データ42a(第1データ43及び第2データ44)を作成するためのシステムである。図11に示すように、データ管理システムは、複数の測定車両(本例では、複数の車両10)、及び、クラウド40を含む。車両10は、データ収集装置120を備える。データ収集装置120は、電子制御装置130(以下、「ECU130」と称呼される。)、位置情報取得装置31、車両状態量センサ32、無線通信装置33、上下加速度センサ34FR乃至34RR、ストロークセンサ35FR乃至35RR、プレビューセンサ36、及び、記憶装置37を含む。
ECU130は、CPU130a、ROM130b、RAM130c及びインターフェース(I/F)130d等を含むマイクロコンピュータを備える。ECU130は、位置情報取得装置31、車両状態量センサ32、無線通信装置33、上下加速度センサ34FR乃至34RR、ストロークセンサ35FR乃至35RR、及び、プレビューセンサ36に接続されている。これらの構成は上述した通りであり、詳細な説明は省略される。
(第1データの作成)
第1データ43を作成するために行うデータ処理の内容について説明する。ECU130は、車輪11のそれぞれについて、所定の時系列データ(以下、「センシングデータ」と称呼する。)を取得する。そして、ECU130は、センシングデータを無線通信装置33介してサーバ41に送信する。センシングデータは、車輪11の位置の時系列データと、ばね上加速度ddz2の時系列データと、ストロークHの時系列データと、を含む。なお、センシングデータにおいて、車輪11の位置、ばね上加速度ddz2、及び、ストロークHのそれぞれには、その値を検出した時刻の情報が付加されている。
サーバ41のCPU(以下、「CPU2」と表記する。)は、図12に示した第1データ作成ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。
なお、CPU2は、図示しないルーチンを所定時間が経過する毎に実行することにより、複数の車両10のそれぞれからセンシングデータを受信し、受信したセンシングデータを記憶装置42に蓄積している。
所定のタイミングになると、CPU2は、図12のステップ1200から処理を開始してステップ1201乃至ステップ1206の処理をこの順に実行し、その後、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1201:CPU2は、記憶装置42から所定量のセンシングデータを取得する。例えば、所定量は、次のステップ1202にて積分誤差の少ない理想的な積分処理が実行できる程度の量に設定されている。
ステップ1202:CPU2は、ばね上加速度ddz2の時系列データに対して2階積分処理を実行して、ばね上変位z2の時系列データを生成する。
ステップ1203:CPU2は、ばね上変位z2の時系列データに対してBPF処理を実行する。従って、特定周波数帯域以外の周波数帯域の成分が除去されたばね上変位z2の時系列データが生成される。
ステップ1203でのBPF処理は、ゼロ位相フィルタ処理により行われる。即ち、CPU2は、ばね上変位z2の時系列データに対して、時間軸の順方向の処理(時系列データの最初の値から最後の値に向かって行うBPF処理)と時間軸の逆方向の処理(時系列データの最後の値から最初の値に向かって行うBPF処理)の両方を実行し、処理結果を足して平均化する。このようなゼロ位相フィルタ処理では、フィルタ処理による位相ずれが生じないことが知られている。別の例において、BPF処理は、FFT処理(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換処理)を使用して行われてもよい。
ステップ1204:CPU2は、ストロークHの時系列データに対してBPF処理を実行する。このBPF処理は、上述と同様に、ゼロ位相フィルタ処理により行われる。なお、BPF処理は、FFT処理を使用して行われてもよい。従って、特定周波数帯域以外の周波数帯域の成分が除去されたストロークHの時系列データが生成される。
ステップ1205:CPU2は、BPF処理後のばね上変位z2からBPF処理後のストロークHを減じることによって、ばね下変位z1_aの時系列データを生成する。
ステップ1206:CPU2は、車輪11の位置の時系列データと、ばね下変位z1_aの時系列データとを関連づける。そして、CPU2は、「車輪11の位置及びばね下変位z1_a」の組み合わせを第1データ43として記憶装置42に格納する。
サーバ41は、センシングデータに対してリアルタイムで積分処理及びBPF処理を実行するのではなく、あるタイミングで所定量のセンシングデータをまとめて処理する。このような処理は、「オフライン処理」と称呼される場合がある。サーバ41は、オフライン処理方式でセンシングデータに対して積分処理及びBPF処理を実行するので、リアルタイム処理とは違い演算時間に制限がない。更に、サーバ41は、積分誤差の少ない理想的な積分処理及び位相ずれがないフィルタ処理を行うことができる。よって、サーバ41は、精度の高い路面変位関連値(ばね下変位z1_a)を含む第1データ43を作成することができる。
(第2データの作成)
第2データ44を作成するために行うデータ処理の内容について説明する。ECU130のCPU(以下、「CPU3」と表記する。)は、図13に示した第2データ作成ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。CPU3は、車輪11のそれぞれについて、図13のルーチンを実行する。
所定のタイミングになると、CPU3は、図13のステップ1300から処理を開始してステップ1301乃至ステップ1307の処理をこの順に実行し、その後、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1301乃至ステップ1304の処理は、それぞれ、図9のルーチンのステップ901乃至ステップ904の処理と同じである。従って、これらの処理の詳細な説明については省略される。
ステップ1305:CPU3は、BPF処理後のばね上変位z2からBPF処理後のストロークH(=z2-z1)を減じることによって、ばね下変位z1_bを演算する。
なお、ステップ1303のBPF処理及びステップ1304のBPF処理に起因して、ステップ1305にて演算されたばね下変位z1_bは位相ずれを有する。
ステップ1306:CPU3は、前述のように、車両10の現在位置、車両10の進行方向Td及び位置関係データを参照することにより、車輪11の位置(通過位置)を特定する。そして、CPU1は、車輪11の位置とステップ1305にて演算されたばね下変位z1_bとを関連づける。
ステップ1307:CPU3は、「車輪11の位置及びばね下変位z1_b」の組み合わせを無線通信装置33を介してサーバ41に送信する。
サーバ41のCPU2は、所定時間が経過するごとに、ECU130から「車輪11の位置及びばね下変位z1_b」の組み合わせを受信する。CPU2は、「車輪11の位置及びばね下変位z1_b」の組み合わせを第2データ44として記憶装置42に格納する。
上記のように、ばね下変位z1_bは、位相ずれが生じるBPF処理(ステップ1303及びステップ1304)を通して求められる。一方で、図9のルーチンで説明した通り、ばね下変位z1_cも、位相ずれが生じるBPF処理(ステップ903及びステップ904)を通して求められる。ばね下変位z1_b及びばね下変位z1_cは共に位相ずれを有するものの、ばね下変位z1_b及びばね下変位z1_cは同じBPF処理を通して求められるので、位相のずれ度合が互いに一致する。即ち、ばね下変位z1_bの位相とばね下変位z1_cの位相とが一致する。従って、制振制御装置20は、位相が一致した「ばね下変位z1_b及びばね下変位z1_c」を用いて、値Dz1を演算することができる。よって、制振制御装置20は、路面状態が測定データ42aが作成された過去の時点から大きく変化しているかを精度良く判定できる。
本開示は上記実施形態に限定されることなく、本開示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。
(変形例1)
第2データ44は、上記の例に限定されない。一以上の実施形態において、ばね下変位z1_bは、速度Vs又は速度Vsを含む速度範囲(速度帯)ごとに管理されてもよい。図14に示すように、第2データ44は、第2位置情報45aと、速度情報45bと、第2路面変位関連値(ばね下変位z1_b)45cと、が関連付けられたデータであってもよい。第2位置情報45aは、ばね下変位z1_bが取得されたときの測定車両の車輪の位置を表す。速度情報45bは、ばね下変位z1_bが取得されたときの測定車両の速度を表す。
この構成において、ECU30のCPU1は、図9のルーチンのステップ907にて、第2データ45から、車両10の現時点の速度Vsに対応する速度情報45bに関連付けられているばね下変位z1_bを取得する。
測定車両が同じ道路を走行した場合でも、測定車両が速度Vsaで走行したときに測定車両に生じる振動の周波数帯(以下、「第1周波数帯」と称呼する。)と、測定車両が速度Vsbで走行したときに測定車両に生じる振動の周波数帯(以下、「第2周波数帯」と称呼する。)と、が異なる。即ち、測定車両が速度Vsaで走行したときに取得された路面変位関連値が表す振動の周波数帯は、第1周波数帯であり、測定車両が速度Vsbで走行したときに取得された路面変位関連値が表す振動の周波数帯は、第2周波数帯である。ここで、速度Vsbは速度Vsaよりも大きく、且つ、速度Vsbと速度Vsaとの差分が比較的大きいとする。第1周波数帯は、周波数fa_lowから周波数fa_high(>fa_low)までの範囲であり、第2周波数帯は、周波数fb_lowから周波数fb_high(>fb_low)までの範囲であるとする。一般的に、fb_highはfa_highよりも低く、且つ、fb_lowはfa_lowより低い。従って、第1周波数帯には、第2周波数帯に含まれない周波数帯(例えば、fb_highからfa_highまでの周波数帯)が存在する。更に、速度Vsbと速度Vsaとの差分が大きいほど、fb_highとfa_highとの間の差も大きくなる。
例えば、車両が速度Vsbにて走行している状況において、制振制御装置が、測定車両が速度Vsaにて走行したときに取得された路面変位関連値(ばね下変位z1_b)を使用して、値Dz1を演算すると仮定する。この場合、ばね下変位z1_bの時系列変化が表す振動の周波数帯は、第1周波数帯である。一方で、ばね下変位z1_cの時系列変化が表す振動の周波数帯は、第2周波数帯である。車両10においてfb_highからfa_highまでの周波数帯の振動が生じないが、CPU1は、fb_highからfa_highまでの周波数帯の振動を含むばね下変位z1_bを用いて、値Dz1を演算する。従って、路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化していないにも関わらず、値Dz1が一時的に大きくなり、第1条件が成立する可能性がある。第1条件が成立した場合、特定制御が実行されるので、目標制御力Fct_f及びFct_rの大きさが小さくなる。これにより、制振制御装置20は、第2周波数帯の振動を抑制することができない。従って、ばね上51の振動が悪化する可能性がある。本例によれば、CPU1は、第2データ44から、速度Vsに適したばね下変位z1_bを取得できる。従って、路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化しているかを精度良く推定できる。
(変形例2)
図9のルーチンのステップ903及びステップ904、並びに、図13のルーチンのステップ1303及びステップ1304は、省略されてもよい。即ち、BPF処理を通さずにばね下変位z1_bが演算され、且つ、BPF処理を通さずにばね下変位z1_cが演算されてもよい。この構成においても、ばね下変位z1_bの位相とばね下変位z1_cの位相とが一致する。ECU30は、位相が一致した「ばね下変位z1_b及びばね下変位z1_c」を用いて、値Dz1を演算することができる。
一以上の実施形態において、図13のルーチンのステップ1303及びステップ1304のみが省略されてもよい。この場合、ECU30が、サーバ41から受信した第2データ44に対してステップ903と同じBPF処理を実行して、BPF処理後のばね下変位(z1_b)44aを含む第2データ44をRAM30cに格納してもよい。別の例において、サーバ41は、第2データ44を制振制御装置20(ECU30)に送信する前に、ばね下変位(z1_b)44aのデータに対してステップ1303と同じBPF処理を実行してもよい。
(変形例3)
一以上の実施形態において、測定データ42aは、第1データ43のみを含んでもよい。ECU30が、サーバ41から受信した第1データ43に対してステップ903と同じBPF処理を実行してもよい。これにより、ばね下変位(z1_a)43aに位相ずれが生じる。ECU30は、位相ずれを有するばね下変位(z1_a)43aを、ばね下変位z1_bとして扱ってもよい。CPU1は、位相が一致した「ばね下変位z1_a及びばね下変位z1_c」を用いて、値Dz1を演算することができる。別の例において、サーバ41は、第1データ43のばね下変位(z1_a)43aのデータに対してステップ1303と同じBPF処理を実行してもよい。これにより、ばね下変位(z1_a)43aに位相ずれが生じる。サーバ41は、「位相ずれを有するばね下変位z1_a」をばね下変位z1_bとしてECU30に送信してもよい。
(変形例4)
図8のルーチンのステップ806にて、CPU1は、式(10)のゲインβf’及び式(11)のβr’を「0」に設定してもよい。この場合、プレビュー制振制御が実質的に実行されない。ばね上51の振動が悪化する可能性を低減することができる。
(変形例5)
目標制御力Fctの計算式は、上記の例に限定されない。CPU1は、ステップ805及びステップ806のそれぞれにおいて、以下の式(12)に従って、目標制御力Fctを演算してもよい。G1及びG2は、それぞれ、ゲインである。F1は、式(7)と同じであり、以降において、「第1目標制御力F1」と称呼される。CPU1は、第1データ43から取得したばね下変位z1_aを式(13)に適用することにより、第1目標制御力F1を演算する。
Fct = G1・F1 + G2・F2 ・・・(12)
F1 = β2×z1 ・・・(13)
F2は、フィードフォワード制御用の目標制御力及び/又はフィードバック制御用の目標制御力を含み、以降において、「第2目標制御力F2」と称呼される。第2目標制御力F2は、式(14)のF2_a、式(15)のF2_b、及び、式(16)のF2_cの少なくとも1つを含む。F2_aは、フィードフォワード制御用の目標制御力であり、プレビューセンサ36によって取得された車両10の前方の路面変位z0を用いて演算される。β3はゲインである。F2_bは、ばね上51を制振するためのフィードバック制御用の目標制御力である。F2_bは、dzをゼロにするように求められる。F2_cは、後輪11Rのフィードフォワード制御用の目標制御力であり、図9のルーチンにて取得された前輪11Fの通過位置のばね下変位z1_cを式(16)に適用することにより演算される。β4はゲインである。

F2_a = β3×z0 ・・・(14)
F2_b = γ・dz ・・・(15)
F2_c = β4×z1 ・・・(16)
従って、前輪11Fの場合、第2目標制御力F2は、式(14)のF2_a、及び、式(15)のF2_bのうちの1つ又はこれらの和であってもよい。後輪11Rの場合、第2目標制御力F2は、式(14)のF2_a、式(15)のF2_b、及び、式(16)のF2_cのうちの1つ又はこれらの2つ以上の和であってもよい。
ある例において、第1条件が成立した場合(ステップ806)、CPU1は、ゲインG1(即ち、第1目標制御力F1に対する重み)を、第1条件が成立しない場合(ステップ805)に比べて小さくなるように設定してもよい。目標制御力Fctにおける第1目標制御力F1の成分を小さくしつつ、目標制御力Fctにおける第2目標制御力F2の成分により振動を抑えることができる。なお、CPU1は、ステップ806にて、ゲインG1をゼロに設定してもよい。
更に、第1条件が成立した場合(ステップ806)、CPU1は、ゲインG2(即ち、第2目標制御力F2に対する重み)を、第1条件が成立しない場合(ステップ805)に比べて大きくなるように設定してもよい。目標制御力Fctにおける第2目標制御力F2の成分を大きくすることにより、振動を抑える効果を高めることができる。
なお、フィードバック制御用のF2_bを演算する式は、式(15)に限定されず、ばね上変位z2の項と、ばね上速度dz2の項と、ばね上加速度ddz2の項と、ばね下変位z1の項と、ばね下速度dz1の項との少なくとも1つを含む式であってよい。一例として、CPU1は、以下の式(17)に従って、F2_bを演算してもよい。ここで、γ1、γ2、γ3、γ4及びγ5は、それぞれ、ゲインである。

F2_b = γ1×ddz2+γ2×dz2+γ3×z2+γ4×dz1+γ5×z1・・・(17)
(変形例6)
サーバ41のCPU2が、ばね下変位z1_bを演算してもよい。CPU2は、測定車両(車両10)から、ばね上加速度ddz2、ストロークH、及び、車輪の位置をリアルタイムに受信する。CPU2は、図13のルーチンのステップ1302乃至1305を実行して、第2データ44を作成してもよい。
(変形例7)
CPU1は、左前輪11FL、右前輪11FR、左後輪11RL及び右後輪11RRの1つ以上において値Dz1を演算してもよい。CPU1は、2つ以上の車輪11に関して値Dz1を演算した場合、Dz1の平均値が第1閾値Th1以上であるときに第1条件が成立したと判定してもよい。
(変形例8)
第1条件は、路面状態が測定データ42aが作成された時点から変化しているかを判定できる条件である限り、上記の例に限定されない。例えば、第1条件は、ばね下速度dz1に関する条件であってもよい。例えば、ECU30のCPU1は、図9のルーチンのステップ905にて、ばね下速度dz1_cを演算する。CPU1は、ステップ907にて、第2データ44から、通過位置でのばね下速度dz1_bを取得する。そして、CPU1は、ステップ908にて、ばね下速度dz1_cとばね下速度dz1_bとの差分の大きさ(絶対値)Dz2(=|dz1_c-dz1_b|)を演算してもよい。この場合、第1条件は、値Dz2が第1ばね下速度閾値Thv1以上であるときに成立する条件であってもよい。第2条件は、値Dz2が第2ばね下速度閾値Thv2以下であるときに成立する条件であってもよい。第2ばね下速度閾値Thv2は、第1ばね下速度閾値Thv1以下の値である。なお、第1条件は、路面変位z0又は路面変位速度dz0に関する条件であってもよい。第1条件は、ばね下変位z1、ばね下速度dz1、路面変位z0、及び、路面変位速度dz0の少なくとも1つを用いて設定された条件であってもよい。
別の例において、CPU1は、値Dz1の時系列変化に基いて、第1条件の成立及び第2条件の成立をそれぞれ判定してもよい。例えば、CPU1は、値Dz1を一時的にRAM30cに記憶する。CPU1は、車両10が所定距離を走行するごとに、当該記憶された複数の値Dz1から移動平均を演算してもよい。第1条件及び/又は第2条件は、値Dz1の移動平均に関する条件であってもよい。例えば、値Dz1の移動平均が第1閾値Th1以上になったとき、CPU1は、第1条件が成立したと判定してもよい。値Dz1の移動平均が第2閾値Th2以下になったとき、CPU1は、第2条件が成立したと判定してもよい。他の例において、CPU1は、RAM30cに記憶された値Dz1に基いて、値Dz1の時系列変化を表す波形に対してローパスフィルタ処理を実行してもよい。これにより、実質的に値Dz1の移動平均を求めることができる。第1条件及び/又は第2条件は、上記ローパスフィルタ処理を実行して得られた波形の最大値又は最小値に関する条件であってもよい。従って、CPU1は、値Dz1、及び、値Dz1の時系列変化の少なくとも一方に基いて、第1条件の成立及び第2条件の成立をそれぞれ判定してもよい。同様に、CPU1は、値Dz2、及び、値Dz2の時系列変化の少なくとも一方に基いて、第1条件の成立及び第2条件の成立をそれぞれ判定してもよい。
(変形例9)
サーバ41のCPU2は、オブザーバを用いて、ばね下変位z1_a及びばね下速度dz1_aの一方又は両方を推定する処理を実行してもよい。CPU2は、プレビューセンサ36によって検出された路面変位z0の時系列データに対して上述のようにゼロ位相フィルタ処理を実行して、路面変位z0の時系列データを生成してもよい。更に、CPU2は、路面変位z0の時系列データに対して微分処理及びゼロ位相フィルタ処理を実行して、路面変位速度dz0の時系列データを生成してもよい。従って、CPU2は、第1データ43の第1路面変位関連値43aとして、路面変位z0、路面変位速度dz0、ばね下変位z1、及び、ばね下速度dz1の少なくとも一つを記憶装置42に格納してもよい。
ECU130のCPU3は、オブザーバを用いて、ばね下変位z1及びばね下速度dz1の一方又は両方を推定する処理を実行してもよい。CPU3は、プレビューセンサ36によって検出された路面変位z0を取得してよい。更に、CPU3は、路面変位z0に対して微分処理を実行して、路面変位速度dz0を演算してもよい。CPU3は、路面変位z0、路面変位速度dz0、ばね下変位z1、及び、ばね下速度dz1をサーバ41に送信してもよい。サーバ41は、第2データ44の第2路面変位関連値44aとして、路面変位z0、路面変位速度dz0、ばね下変位z1、及び、ばね下速度dz1の少なくとも一つを記憶装置42に格納してもよい。
(変形例10)
第1データ43及び第2データ44は、クラウド40の記憶装置42ではなく、車両10の記憶装置37に記憶されていてもよい。ECU130は、サーバ41の機能を備えていてもよい。ECU130は、図12のルーチンの処理を実行して、第1データ43を記憶装置37に作成してもよい。ECU130は、第2データ44を記憶装置37に作成してもよい。ECU130は、他の測定車両から第1データ43及び第2データ44を受信して、当該第1データ43及び第2データ44を記憶装置37に格納してもよい。
(変形例11)
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。
(変形例12)
上記実施形態では、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~11RR…車輪、12FL~12RR…車輪支持部材、13FL~13RR…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~17RR…アクティブアクチュエータ、20…制振制御装置、データ収集装置120。

Claims (9)

  1. 車両用の制振制御装置であって、
    前記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1つの車輪と当該車輪の位置に対応する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、
    測定車両が路面を走行したときに取得された前記路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値と、前記路面変位関連値が取得された位置を表す位置情報と、が関連付けられたデータである測定データを取得し、
    前記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を決定し、
    前記測定データに基いて、前記通過予測位置における前記路面変位関連値をプレビュー情報として取得し、
    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、前記プレビュー情報を用いて演算された第1目標制御力を含む最終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プレビュー制振制御を実行する制御ユニットと、
    前記車両の走行中において前記路面変位関連値を取得するように構成された情報取得装置と、
    を備え、
    前記制御ユニットは、
    前記情報取得装置から、前記車両の前記車輪が現時点にて通過した通過位置における前記路面変位関連値を第1値として取得し、
    前記測定データに基いて、前記通過位置における前記路面変位関連値を第2値として取得し、
    前記通過位置における路面状態が、前記測定データが作成された時点から変化した蓋然性が高いときに成立する第1条件が成立するか否かを、前記第1値及び前記第2値を用いて判定し、
    前記第1条件が成立すると判定した場合、前記第1目標制御力の大きさを、前記第1条件が成立しない場合に比べて小さく設定する特定制御を実行する
    ように構成された、
    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、前記第1値と前記第2値との差分、及び、前記差分の時系列変化の少なくとも一方に基いて、前記第1条件が成立するか否かを判定するように構成された、
    制振制御装置。
  3. 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、前記特定制御を開始した後において、
    前記通過位置における路面状態が、前記測定データが作成された時点から変化していない蓋然性が高いときに成立する第2条件が成立するか否かを、前記第1値及び前記第2値を用いて判定し、
    前記第2条件が成立する場合、前記特定制御を終了させる
    ように構成された、
    制振制御装置。
  4. 請求項3に記載の制振制御装置において、
    前記制御ユニットは、前記第1値と前記第2値との差分、及び、前記差分の時系列変化の少なくとも一方に基いて、前記第2条件が成立するか否かを判定するように構成された、
    制振制御装置。
  5. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記測定データは、
    前記プレビュー情報として使用される前記路面変位関連値と、前記位置情報と、が関連付けられたデータである第1データと、
    前記第2値として使用される前記路面変位関連値と、前記位置情報と、が関連付けられたデータである第2データと、
    を含む、
    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、
    前記第2データの前記路面変位関連値は、特定の周波数帯域の成分だけを通過させるフィルタ処理を通して演算された値であり、
    前記制御ユニットは、前記第1値に対して前記フィルタ処理を実行するように構成された、
    制振制御装置。
  7. 請求項5に記載の制振制御装置において、
    前記第2データにおいて、前記測定車両の速度又は当該測定車両の速度が含まれる速度範囲を表す速度情報が、前記路面変位関連値及び前記位置情報に更に関連付けられており、
    前記制御ユニットは、前記第2データから、前記車両の速度に対応する前記速度情報に関連付けられた前記路面変位関連値を、前記第2値として取得するように構成された、
    制振制御装置。
  8. 請求項1に記載の制振制御装置において、
    前記最終目標制御力は、第2目標制御力を更に含み、
    前記第2目標制御力は、前記ばね上を制振するためのフィードバック制御力と、前記情報取得装置によって取得された前記車両の前記車輪の前方の前記路面変位関連値を用いて演算された制御力と、の少なくとも1つを含み、
    前記制御ユニットは、前記特定制御において、前記第2目標制御力の大きさを、前記第1条件が成立しない場合に比べて大きく設定するように構成された、
    制振制御装置。
  9. 請求項1乃至8の何れか一項に記載の制振制御装置において、
    前記路面変位関連値は、前記路面の上下方向の変位を表す路面変位、前記路面変位の時間微分値を表す路面変位速度、前記車両のばね下の上下方向の変位を表すばね下変位、及び、前記ばね下変位の時間微分値を表すばね下速度の少なくも1つを含む、
    制振制御装置。

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