JP7314899B2 - 制振制御装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
m2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-Fc・・・(1)
Fc=Cdz1+Kz1・・・(2)
Fc=α(Cdz1+Kz1)・・・(3)
m2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-α(Cdz1+Kz1)・・・(4)
Fct= β1×dz1+β2×z1・・・(6)
Fct= β2×z1・・・(7)
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。
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。
Fct_f = βf×z1・・・(8)
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。
Fct_r = βr×z1・・・(9)
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。
Fct_f = βf’×z1・・・(10)
Fct_r = βr’×z1・・・(11)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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_a = β3×z0 ・・・(14)
F2_b = γ0・dz2 ・・・(15)
F2_c = β4×z1 ・・・(16)
F2_b = γ1×ddz2+γ2×dz2+γ3×z2+γ4×dz1+γ5×z1・・・(17)
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
Claims (9)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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