WO2013061983A1 - サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法 - Google Patents

サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法 Download PDF

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WO2013061983A1
WO2013061983A1 PCT/JP2012/077408 JP2012077408W WO2013061983A1 WO 2013061983 A1 WO2013061983 A1 WO 2013061983A1 JP 2012077408 W JP2012077408 W JP 2012077408W WO 2013061983 A1 WO2013061983 A1 WO 2013061983A1
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stroke
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suspension
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宏信 菊池
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日産自動車株式会社
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    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
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    • B60G2400/90—Other conditions or factors
    • B60G2400/91—Frequency

Definitions

  • the present invention relates to a suspension control device and a suspension control method.
  • Patent Document 1 Conventionally, as this type of technology, for example, there is a technology described in Patent Document 1.
  • the wheel speed is detected by a wheel speed sensor, and the stroke speed of the suspension is calculated based on the detected wheel speed.
  • the stroke state of the suspension is controlled based on the calculated stroke speed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a suspension control device and a suspension control method that can improve the estimation accuracy of the stroke speed of the suspension.
  • a suspension control device includes a wheel speed detection unit that detects a wheel speed, and a suspension stroke speed based on the wheel speed detected by the wheel speed detection unit.
  • a stroke speed calculation unit to calculate, and a set frequency band to calculate a post-removal component that is a component of the stroke speed after removing a component of the set frequency band that has been set from the stroke speed of the suspension calculated by the stroke speed calculation unit
  • the stroke state control unit that controls the stroke state of the suspension based on the post-removal component calculated by the set frequency band component removal unit, and the wheel speed detected by the wheel speed detection unit
  • the reference vehicle speed component calculation unit for calculating the reference vehicle speed component and the reference vehicle speed component calculation unit And a setting unit configured to set the set frequency band based on the reference vehicle body speed component.
  • the suspension control method includes a step of detecting a wheel speed, a step of calculating a stroke speed of the suspension based on the detected wheel speed, and the calculated stroke speed of the suspension.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the program according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the configuration of the program according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the state estimation unit in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the reference wheel speed calculation unit of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining numerical values used in the vehicle plane model according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the road surface disturbance removing unit in FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the reference vehicle speed redistribution unit in FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the reference vehicle speed redistribution unit in FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the reference vehicle speed component Vb0 and the target vehicle speed frequency fc according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a Bode diagram showing the frequency characteristics of the band elimination filter H (z) according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a Q value setting map showing the relationship between the degree of rough road and the Q value according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a time chart showing experimental results of the suspension control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a time chart showing experimental results of the suspension control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the vehicle A of the present embodiment is a four-wheel steering vehicle in which each of the front wheels and the rear wheels can be individually steered.
  • Steering refers to changing the direction of the wheels by changing the direction of the wheels (steering).
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of the vehicle A of the present embodiment.
  • the vehicle A includes an acceleration sensor 1, a wheel speed sensor 2, a front wheel steering angle sensor 3, a rear wheel steering angle sensor 4, a master pressure sensor 5, an engine torque sensor 6, an engine speed sensor 7, an AT.
  • An input shaft sensor 8, an AT output shaft sensor 9, and a vehicle body speed sensor 10 are provided.
  • the vehicle A also includes a vehicle body lateral speed sensor 11 and a yaw rate sensor 12.
  • the acceleration sensor 1 is disposed at each of three or more positions different from each other in plan view on the spring, and detects the on-spring vertical acceleration Gs1, Gs2, and Gs3.
  • the sprung vertical acceleration Gs1, Gs2, and Gs3 are vertical accelerations on the spring at the position where the acceleration sensor 1 is disposed. Then, the acceleration sensor 1 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the wheel speed sensor 2 is disposed on each axle of the wheel 14.
  • the wheel speed sensor 2 detects wheel speeds ⁇ sFL, ⁇ sFR, ⁇ sRL, and ⁇ sRR.
  • the wheel speeds ⁇ sFL, ⁇ sFR, ⁇ sRL, and ⁇ sRR are rotation angles per unit time of the wheels 14.
  • an acceleration sensor that detects the acceleration of the axle, and a digital filter that integrates the detection results of the acceleration sensor and sets the integration results as wheel speeds ⁇ sFL, ⁇ sFR, ⁇ sRL, and ⁇ sRR can be employed.
  • the wheel speed sensor 2 outputs a detection signal indicating the detection result to the control device 20.
  • the front wheel steering angle sensor 3 detects the steering angle ⁇ f of the front wheel 14. Then, the front wheel steering angle sensor 3 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the rear wheel steering angle sensor 4 detects the steering angle ⁇ r of the rear wheel 14. Then, the rear wheel steering angle sensor 4 outputs a detection signal indicating the detection result to the control device 20.
  • the master pressure sensor 5 detects the master cylinder pressure P. Then, the master pressure sensor 5 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the engine torque sensor 6 detects the engine torque Te. Then, the engine torque sensor 6 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the engine speed sensor 7 detects the engine speed TACHO. Then, the engine speed sensor 7 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • AT input shaft sensor 8 detects AT input shaft rotational speed INREV.
  • the AT input shaft rotational speed INREV is the rotational speed per unit time of the input shaft of the automatic transmission. Then, the AT input shaft sensor 8 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • AT output shaft sensor 9 detects AT output shaft rotational speed OUTREV.
  • the AT output shaft rotational speed OUTREV is the rotational speed per unit time of the output shaft of the automatic transmission. Then, the AT output shaft sensor 9 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the vehicle body speed sensor 10 detects the vehicle body speed V.
  • the vehicle body speed sensor 10 then outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the vehicle body lateral speed sensor 11 detects the vehicle body lateral speed Vx.
  • the vehicle body lateral speed sensor 11 outputs a detection signal representing the detection result to the control device 20.
  • the yaw rate sensor 12 detects the yaw rate ⁇ . Then, the yaw rate sensor 12 outputs a detection signal indicating the detection result to the control device 20.
  • Vehicle A includes a shock absorber 13.
  • the shock absorber 13 is interposed between the sprung and the wheel 14.
  • the shock absorber 13 includes an actuator 15.
  • the actuator 15 changes the size of the orifice in accordance with a command from the control device 20.
  • the shock absorber 13 can increase the damping force by reducing the size of the orifice.
  • the damping force can be reduced by increasing the size of the orifice.
  • a command output by the control device 20 an actuator command signal or a command current can be adopted.
  • Vehicle A includes a control device 20.
  • the control device 20 is composed of a microprocessor.
  • the microprocessor includes an integrated circuit including an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, a central processing unit, a memory, and the like.
  • the control device 20 calculates the damping force of the shock absorber 13 based on the detection signals output from the various sensors 1 to 12, that is, the driver operation amount and the state amount of the vehicle A, according to the program stored in the memory.
  • the driver operation amounts are the steering angles ⁇ f and ⁇ r and the master cylinder pressure P.
  • the state quantities of the vehicle A are the engine torque Te, the engine speed TACHO, the AT input shaft speed INREV, and the AT output shaft speed OUTREV.
  • the control device 20 outputs a command to the actuator 15 for changing the calculated damping force to a realizable orifice diameter.
  • the stroke state of the suspension such as the stroke speed and the stroke amount, is controlled.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a program executed by the microprocessor.
  • the control device 20 configures the control block of FIG. 2 by a program executed by the microprocessor.
  • This control block includes a target value calculation unit 21, a state estimation unit 22, a posture deviation calculation unit 23, a sprung posture control force calculation unit 24, a target control force management unit 25, and a control signal conversion unit 26.
  • the target value calculation unit 21 calculates the target attitude of the vehicle A and the target driver control force Pd based on the detection signals output from the various sensors 1 to 10 (steps S101 and S102 in FIG. 3).
  • the target driver control force Pd is a damping force (feed forward value) of the shock absorber 13 for realizing the target posture. Then, the target value calculation unit 21 outputs the calculated target posture to the posture deviation calculation unit 23, and outputs the target driver control force Pd to the target control force management unit 25.
  • the state estimation unit 22 calculates the state quantity on the spring based on the detection signals output from the acceleration sensor 1 and the wheel speed sensor 2 (step S103 in FIG. 3).
  • the state quantity on the spring is the vertical speed, roll speed, pitch speed, and bounce speed on the spring.
  • the state estimation unit 22 calculates a stroke speed estimated value VzSH, which is the stroke speed of the suspension, based on the detection signal output from the wheel speed sensor 2 (step S104 in FIG. 3).
  • a method of calculating the stroke speed estimated value VzSH for example, a method of estimating a physical quantity in the speed dimension by performing pseudo integration using a digital filter based on a detection value of the acceleration sensor 1 can be employed.
  • the state estimation unit 22 outputs the calculated sprung state as the actual posture of the vehicle A to the posture deviation calculation unit 23, and outputs the stroke speed estimation value VzSH to the control signal conversion unit 26.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the state estimation unit 22.
  • the state estimation unit 22 includes a reference wheel speed calculation unit 27, an adder / subtractor 28, a geometry change vertical component conversion unit 29, a stroke speed calibration unit 30, a vibration frequency calculation unit 31, and a signal processing unit 32. Prepare.
  • the reference wheel speed component ⁇ 0 is a wheel speed obtained by removing a vehicle plane motion component and a road surface disturbance component from the wheel speed ⁇ s.
  • the vehicle plane motion component is a component resulting from the plane motion of the vehicle A among the components included in the wheel speed ⁇ s.
  • the components are caused by the steering angles ⁇ f and ⁇ r and the yaw rate ⁇ .
  • the road surface disturbance component is a disturbance component caused by the roll motion and the pitch motion of the vehicle A generated by the road surface state, such as road surface unevenness, among the components included in the wheel speed ⁇ s. Then, the reference wheel speed calculation unit 27 outputs the calculation result to the adder / subtractor 28.
  • the reference vehicle body speed component Vb0 is a vehicle body speed obtained by removing the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component from the wheel speed ⁇ s. Then, the reference wheel speed calculation unit 27 outputs the calculation result to the vibration frequency calculation unit 31.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the reference wheel speed calculation unit 27.
  • the reference wheel speed calculation unit 27 includes a plane motion component extraction unit 33, a road surface disturbance removal unit 34, and a reference vehicle body speed redistribution unit 35.
  • the steering angles ⁇ f and ⁇ r and the vehicle body lateral speed Vx are the operating states of the driver. Further, the vehicle body lateral speed Vx and the yaw rate ⁇ are state quantities of the vehicle A.
  • the plane motion component extraction unit 33 calculates the post-planar motion removal component V0 according to the following equation (1) based on the calculated wheel speed Vs and the read physical quantity (operator's operation state, vehicle A state quantity). calculate.
  • the post-planar motion removal component V0 is a vehicle speed component from which the vehicle planar motion component is removed. Then, the plane motion component extracting unit 33 outputs the calculated post-planar motion removal component V 0 to the road surface disturbance removing unit 34.
  • V0FL ⁇ VFL ⁇ (Vx + Lf ⁇ ⁇ ) sin ⁇ f ⁇ / cos ⁇ f + Tf / 2 ⁇ ⁇
  • V0FR ⁇ VFR ⁇ (Vx + Lf ⁇ ⁇ ) sin ⁇ f ⁇ / cos ⁇ f ⁇ Tf / 2 ⁇ ⁇
  • Lf is the distance between the center of gravity of the vehicle and the front axle
  • Lr is the distance between the center of gravity of the vehicle and the rear axle
  • Tf is the tread on the front wheel side
  • Tr is the tread on the rear wheel side. It is a tread.
  • the above equation (1) is an inverse model of the following equation (2) representing a plane motion model of the vehicle A.
  • VFL (V ⁇ Tf / 2 ⁇ ⁇ ) cos ⁇ f + (Vx + Lf ⁇ ⁇ ) sin ⁇ f
  • VFR (V + Tf / 2 ⁇ ⁇ ) cos ⁇ f + (Vx + Lf ⁇ ⁇ ) sin ⁇ f
  • VRL (V ⁇ Tr / 2 ⁇ ⁇ ) cos ⁇ r + (Vx ⁇ Lr ⁇ ⁇ ) sin ⁇ r
  • VRR (V + Tr / 2 ⁇ ⁇ ) cos ⁇ r + (Vx ⁇ Lr ⁇ ⁇ ) sin ⁇ r (2)
  • the steering angles ⁇ f and ⁇ r of the wheel 14 are 0, the magnitude and direction of the vehicle body speed V coincide with the magnitude and direction of the wheel speed Vs.
  • the magnitude and direction of the wheel speed Vs vary with respect to the vehicle body speed V. Therefore, by calculating the post-planar motion removal component V0 using the inverse model of the plane motion model of the vehicle A, this variation can be removed, and this is caused by the planar motion components, that is, the steering angles ⁇ f and ⁇ r and the yaw rate ⁇ .
  • the component of the vehicle speed from which the component is removed can be extracted.
  • the post-planar motion removal component V0 which is the vehicle speed component from which the vehicle plane motion component is removed, can be extracted from the wheel speed ⁇ s mixed with the vehicle plane motion component and the disturbance component.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the road surface disturbance removing unit 34.
  • the road disturbance removing unit 34 is based on the post-planar motion removal component V0 output by the planar motion component extracting unit 33, and the front wheel side average vehicle body speed VbFav and the rear wheel side average vehicle body according to the following equation (3).
  • the speed VbRav is calculated.
  • the front wheel side average vehicle body speed VbFav is an average value of the components V0FL and V0FR after removing the plane motion of the left and right front wheels 14 (two wheels).
  • the rear wheel side average vehicle body speed VbRav is an average value of the components V0RL and V0RR after removing the plane motion of the left and right rear wheels 14 (two wheels).
  • VbFav 1/2 ⁇ (V0FL + V0FR)
  • VbRav 1/2 ⁇ (V0RL + V0RR) (3)
  • the road surface disturbance removing unit 34 calculates a reference vehicle speed component Vb0 according to the following equation (4) based on the calculated front wheel side average vehicle body speed VbFav and rear wheel side average vehicle body speed VbRav.
  • the reference vehicle body speed component Vb0 is a vehicle body speed obtained by removing disturbance components resulting from the pitch motion and bounce motion of the vehicle A from the front wheel side average vehicle body speed VbFav and the rear wheel side average vehicle body speed VbRav. Then, the road surface disturbance removal unit 34 outputs the calculated reference vehicle body speed component Vb0 to the reference vehicle body speed redistribution unit 35.
  • a phase lag occurs in the front-wheel average vehicle speed VbFav
  • a phase advance occurs in the rear-wheel average vehicle speed VbRav.
  • the reference vehicle speed component Vb0 that is a vehicle speed component obtained by removing the plane motion component and the road surface disturbance component from the wheel speed ⁇ s is calculated. Therefore, for example, even if a vehicle plane motion component or a road surface disturbance component is mixed and the detection accuracy of the wheel speed ⁇ s is reduced, a reduction in the estimation accuracy of the reference vehicle body speed component Vb0 can be suppressed. Therefore, the stroke speed Vz of the suspension can be calculated with higher accuracy.
  • the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component can be removed relatively easily.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the reference vehicle body speed redistribution unit 35.
  • the reference vehicle speed redistribution unit 35 determines physical quantities such as the steering angles ⁇ f and ⁇ r, the vehicle body lateral speed Vx, and the yaw rate ⁇ based on the detection signals output from the sensors 3, 4, 11, and 12. Read. Subsequently, the reference vehicle speed redistribution unit 35 calculates a reference wheel speed component ⁇ 0 according to the following equation (5) based on the read physical quantity and the reference vehicle body speed component Vb0 output by the road surface disturbance removal unit 34.
  • the example in which the reference vehicle speed component Vb0 is calculated based on the post-planar motion removal component V0 is shown, but other configurations may be adopted.
  • the vehicle body speed obtained by removing the vehicle planar motion component by a method different from the method of the present embodiment, or the vehicle body speed that is the vehicle speed not removing the vehicle planar motion component. May be used. That is, each wheel body speed which is the body speed of each wheel 14 is calculated based on the wheel speed ⁇ s, and the road surface disturbance component is calculated based on each wheel body speed of at least two wheels among the calculated wheel body speeds.
  • a configuration may be used in which a reference vehicle speed component Vb0 that is a component of the removed vehicle speed is calculated.
  • the adder / subtractor 28 generates a wheel according to the following equation (6) based on the wheel speed ⁇ s represented by the detection signal output by the wheel speed sensor 2 and the reference wheel speed component ⁇ 0 output by the reference wheel speed calculator 27.
  • the stroke speed calibration unit 30 calibrates the stroke speed Vz calculated by the geometry change vertical component conversion unit 29 based on the reference wheel speed component ⁇ 0 calculated by the reference wheel speed calculation unit 27. Then, the stroke speed calibration unit 30 outputs the calibrated stroke speed Vz to the signal processing unit 32.
  • the geometry change vertical component conversion unit 29 calculates the suspension stroke speed Vz based on the wheel speed fluctuation component ⁇ d, that is, the difference between the wheel speed ⁇ s and the reference wheel speed component ⁇ 0. Therefore, the resolution of the suspension stroke speed Vz varies depending on the wheel speed ⁇ s. Therefore, the estimation accuracy of the stroke speed Vz can be improved by calibrating the stroke speed Vz according to the reference wheel speed component ⁇ 0.
  • the target frequency fc is a frequency representing a frequency band of a component to be removed by the band removal filter H among components included in the wheel speed ⁇ s. Then, the vibration frequency calculation unit 31 outputs the calculation result to the signal processing unit 32.
  • Vb0 [Vb0FL, Vb0FR, Vb0RL, Vb0RR] T Where r0 is the radius of the wheel 14.
  • unbalanced vibration is generated with the rotation of the wheel 14 (tire, R / W, axle, etc.).
  • This unbalanced vibration is usually a relatively small vibration within the vehicle quality standard.
  • the estimation accuracy of the suspension stroke speed Vz is reduced if the wheel speed ⁇ s fluctuates even if there is an unbalanced vibration within the vehicle quality standard. Therefore, the estimation accuracy of the stroke speed Vz can be improved by removing the component due to the unbalanced vibration of the wheel 14. Therefore, as the target frequency fc, the frequency of the unbalanced vibration generated with the rotation of the wheel 14 among the components included in the wheel speed ⁇ s is set.
  • the suspension control device of the present embodiment is configured to set the target frequency fc in proportion to the reference vehicle body speed component Vb0 as shown in the above equation (7). Therefore, when the frequency of the unbalanced vibration increases as the reference vehicle body speed component Vb0 increases, the target frequency fc is increased as the reference vehicle body speed component Vb0 increases, as shown in FIG. The components due to unbalanced vibration can be removed appropriately.
  • the target frequency fc is set based on the reference vehicle speed component Vb0, that is, the vehicle speed V component obtained by removing the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component. Therefore, unlike the method of simply setting the target frequency fc based on the vehicle body speed V, it is possible to prevent fluctuations in the target frequency fc due to vehicle plane motion components and road surface disturbance components. Therefore, the disturbance component can be more appropriately removed from the stroke speed Vz. Thereby, the estimation accuracy of the stroke speed Vz of the suspension (stroke speed estimated value VzSH described later) can be improved.
  • the estimated stroke speed value VzSH is a stroke speed after removing noise components that are not necessary for controlling the stroke state of the target suspension from the stroke speed Vz.
  • the noise component is a component in a frequency band including the target frequency fc among components included in the stroke speed Vz, that is, a frequency band including the target frequency fc and its surrounding frequencies (hereinafter also referred to as a removal target frequency band). is there. Then, the signal processing unit 32 outputs the calculation result to the control signal conversion unit 26.
  • H (z) is a band elimination filter
  • P is a pole
  • T is a sample time.
  • the band removal filter H (z) is a filter that can remove the component of the removal target frequency band. Therefore, the band elimination filter H (z) can remove a component due to unbalanced vibration generated with the rotation of the wheel 14 from the suspension stroke speed Vz.
  • the Q value of the band elimination filter H (z) is set according to the following procedure.
  • the vibration frequency calculation unit 31 determines the degree of bad road on the traveling road surface. As the degree of the rough road on the traveling road surface, the magnitude of the amplitude of the component included in the vertical acceleration on the spring can be adopted. Moreover, the magnitude of the gain in the torsional resonance of the tire in the wheel 14 calculated based on the wheel speed ⁇ s can be adopted.
  • the vibration frequency calculation unit 31 refers to the Q value setting map and extracts the Q value corresponding to the determination result of the degree of the rough road on the traveling road surface.
  • the Q value setting map is a map in which the horizontal axis indicates the degree of rough road on the traveling road surface and the Q value indicates the vertical axis. In the Q value setting map, the Q value becomes smaller as the degree of bad road on the traveling road surface increases.
  • the road surface disturbance vibration component becomes larger than when the degree of bad road is low.
  • the road surface disturbance vibration component is a component caused by a suspension stroke generated by road surface conditions such as road surface unevenness among components included in the wheel speed ⁇ s. Therefore, when the degree of bad road on the traveling road surface is high, the wheel rotational vibration component is relatively smaller than the road surface disturbance vibration component.
  • the wheel rotation vibration component is a disturbance component due to unbalanced vibration generated with the rotation of the wheel 14 among the components included in the wheel speed ⁇ s. That is, among the components included in the detection signal of the wheel speed sensor 2, the disturbance component due to the unbalanced vibration of the wheel 14 is relatively smaller than the component due to the road surface unevenness.
  • the removal performance of the band elimination filter H (z) can be lowered by setting the Q value of the band elimination filter H (z) to a small value. That is, the gain of the removal target frequency band can be increased to approach “1” (0 [dB]), and the detection performance of the stroke speed Vz can be improved.
  • the road surface disturbance vibration component is smaller than when the degree of bad road is high. Therefore, when the degree of the bad road on the traveling road surface is low, the wheel rotational vibration component is relatively larger than the road surface disturbance vibration component. That is, among the components included in the detection signal of the wheel speed sensor 2, the disturbance component due to the unbalanced vibration of the wheel 14 is relatively larger than the component due to the road surface unevenness. Therefore, the removal performance of the band elimination filter H (z) can be increased by increasing the Q value of the band elimination filter H (z). That is, the gain of the removal target frequency band can be reduced to approach “0”. Thereby, the noise removal performance from the stroke speed Vz can be improved.
  • the posture deviation calculation unit 23 calculates a posture deviation which is a difference between the target posture output by the target value calculation unit 21 and the actual posture output by the state estimation unit 22 (step S105 in FIG. 3). Then, the posture deviation calculation unit 23 outputs the calculation result to the sprung posture control force calculation unit 24.
  • the sprung posture control force calculation unit 24 has a damping coefficient virtually set between the target posture calculated by the target value calculation unit 21 and the actual posture.
  • the actual posture is an actual posture of a degree of freedom of vertical movement at each of three or more positions different from each other in a plan view on the spring, or each degree of freedom of roll motion, pitch motion and bounce motion on the spring.
  • the sprung posture control force calculator 24 calculates the target sprung posture control force Ps based on the damping coefficient and the posture deviation output by the posture deviation calculator 23 (step S106 in FIG. 3).
  • the target sprung posture control force Ps is a damping force (feedback value) of the shock absorber 13 for realizing the target posture.
  • the sprung posture control force calculation unit 24 outputs the calculation result to the target control force management unit 25.
  • the target control force management unit 25 follows the following equation (9) based on the target driver control force Pd output from the target value calculation unit 21 and the target sprung posture control force Ps output from the sprung posture control force calculation unit 24.
  • a target control force (damping force) is calculated (step S107 in FIG. 3). Then, the target control force management unit 25 outputs the calculation result to the control signal conversion unit 26.
  • Target control force Kd / Pd + K * / Ps (9)
  • Kd and K * are the target driver control force Pd and the target sprung posture control force Ps based on the control mode, the driver's sense of vehicle speed, the vibration direction of the roll motion direction, pitch motion direction, and bounce motion direction. It is a control gain or a filter for correcting.
  • the control signal conversion unit 26 searches for an actuator command signal from the command signal map based on the target control force (damping force) output by the target control force management unit 25 and the suspension stroke speed output by the state estimation unit 22 (FIG. 3 step S108).
  • the command signal map is a map in which actuator command signals corresponding to the combination of the target control force and the suspension stroke speed are mapped.
  • the actuator command signal is a signal for controlling the actuator 15 so that the size of the orifice of the shock absorber 13 becomes a target state.
  • an actuator command signal is output has been described, but other configurations may be employed.
  • a command current for controlling the actuator 15 may be output.
  • the control device 20 uses the inverse model of the vehicle plane model to mix the mixed vehicle plane motion.
  • the post-planar motion removal component V0 which is a component of the vehicle speed from which the component is removed, is calculated (planar motion component extraction unit 33 in FIG. 5).
  • the control device 20 calculates a reference wheel speed component ⁇ 0 that is a vehicle speed component from which the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component are removed based on the calculated post-planar motion removal component V0 (the road surface in FIG. 5). Disturbance removal unit 34, reference vehicle speed redistribution unit 35). Subsequently, based on the calculated reference wheel speed component ⁇ 0, the control device 20 calculates the frequency of the unbalanced vibration that occurs with the rotation of the wheel 14 as the target frequency fc (vibration frequency calculation unit 31 in FIG. 4).
  • the control device 20 estimates the stroke speed estimated value VzSH according to a band removal filter H (z) that removes a frequency band component consisting of the target frequency fc and its surrounding frequencies. Is calculated (signal processing unit 32 in FIG. 4). As a result, components due to unbalanced vibration are removed from the stroke speed Vz of the suspension.
  • H band removal filter
  • the reference vehicle body speed component Vb0 which is the wheel speed component from which the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component are removed.
  • a reference wheel speed component ⁇ 0 is calculated based on the calculated reference vehicle body speed component Vb0.
  • the target frequency fc is set based on the calculated reference wheel speed component ⁇ 0.
  • the frequency band component (disturbance component) composed of the target frequency fc and the surrounding frequencies is removed from the stroke speed Vz of the suspension. Therefore, the component due to the unbalanced vibration of the wheel 14 can be removed from the stroke speed Vz. Therefore, the estimation accuracy of the stroke speed Vz can be improved.
  • the target frequency fc is set based on the reference vehicle body speed component Vb0, that is, the vehicle body speed V component from which the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component are removed. Therefore, unlike the method of simply setting the target frequency fc based on the vehicle body speed V, it is possible to prevent fluctuations in the target frequency fc due to vehicle plane motion components and road surface disturbance components. Therefore, the disturbance component can be more appropriately removed from the stroke speed Vz. Thereby, the estimation accuracy of the stroke speed Vz of the suspension (stroke speed estimated value VzSH) can be improved.
  • the control device 20 determines that the degree of bad road on the traveling road surface is high, and sets the Q value of the band elimination filter H (z) to a relatively small value (vibration frequency calculation unit 31 in FIG. 4). Thereby, the removal performance of the band removal filter H (z) is reduced, the removal of the component based on the suspension stroke among the components of the stroke speed Vz is avoided, and the detection performance of the stroke speed Vz is improved.
  • the control device 20 determines that the degree of the rough road on the traveling road surface is low, and sets the Q value of the band elimination filter H (z) to a relatively large value (vibration frequency calculation unit 31 in FIG. 4). Thereby, the removal performance of the band elimination filter H (z) is increased, the road surface disturbance vibration component is appropriately removed from the components of the stroke speed Vz, and the removal performance of the component due to unbalanced vibration is improved.
  • control device 20 outputs a command for controlling the damping force of the shock absorber 13 to the actuator 15 based on the calculated stroke speed estimated value VzSH (control signal conversion unit 26 in FIG. 2). Then, the stroke state of the suspension, such as the stroke speed and the stroke amount, is controlled. Thereby, a target control force (damping force) is generated.
  • the component due to the unbalanced vibration of the wheel 14 can be removed from the stroke speed Vz. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the stroke speed Vz. Therefore, the riding comfort of the vehicle A can be improved.
  • the wheel rotational vibration component occupies most of the stroke speed Vz estimated from the wheel speed ⁇ s.
  • the wheel rotation vibration component periodically takes a positive value and a negative value. Therefore, sign inversion frequently occurs in the estimation result of the stroke speed Vz in which the wheel rotational vibration component is mixed. For this reason, in the method in which the estimation result of the stroke speed Vz is used as it is for controlling the stroke state of the suspension, the control force of the suspension control fluctuates and the riding comfort deteriorates.
  • FIG. 12 is a time chart showing experimental results of the suspension control apparatus for vehicle A.
  • the stroke speed estimated value VzSH calculated by the suspension control device of the present embodiment was compared with the stroke speed calculated by the methods of Comparative Examples 1 and 2.
  • the method of Comparative Example 1 is a method of calculating the suspension stroke speed using an acceleration sensor disposed under the spring.
  • the method of Comparative Example 2 is a method of calculating the stroke speed of the suspension using a stroke sensor. According to this experiment, it was confirmed that the estimated stroke speed value VzSH calculated by the suspension control device of the present embodiment has an estimation accuracy equivalent to the stroke speed calculated by the methods of Comparative Examples 1 and 2.
  • the stroke speed Vz was compared with the stroke speed calculated by the methods of Comparative Examples 1 and 2. According to this comparison, it was confirmed that the estimation accuracy of the stroke speed Vz was lower than the stroke speed calculated by the methods of Comparative Examples 1 and 2. Therefore, it was confirmed that the estimated stroke speed value VzSH calculated by the suspension control device of the present embodiment has higher estimation accuracy than the stroke speed Vz.
  • the wheel speed sensor 2 in FIG. 1 constitutes a wheel speed detection unit.
  • the distribution unit 35 constitutes a stroke speed calculation unit.
  • the estimated stroke speed value VzSH constitutes a component after removal.
  • a frequency band including the target frequency fc (a frequency band made up of the target frequency fc and its surrounding frequencies) constitutes a set frequency band.
  • the control device 20 in FIG. 1, the state estimation unit 22 in FIG. 2, and the signal processing unit 32 in FIG. 4 constitute a set frequency band removal unit.
  • control apparatus 20, and the control signal conversion part 26 of FIG. 2 comprise a stroke state control part.
  • control device 20 in FIG. 1, the state estimation unit 22 in FIG. 2, and the vibration frequency calculation unit 31 in FIG. 4 constitute a setting unit.
  • the plane motion component extraction unit 33 in FIG. 5 constitutes a plane motion component removal unit.
  • the road surface disturbance removing unit 34 constitutes a road surface disturbance removing unit.
  • the state estimation unit 22 in FIG. 2 and the signal processing unit 32 in FIG. 4 constitute a traveling road surface determination unit.
  • the control device 20 sets the target frequency fc based on the reference vehicle body speed component Vb0. Subsequently, the control device 20 removes a frequency band component including the target frequency fc from the stroke speed Vz of the suspension. Further, the control device 20 controls the stroke state of the suspension based on the stroke speed Vz (stroke speed estimated value VzSH) after removal.
  • a disturbance component existing in a frequency band including the target frequency fc can be removed from the stroke speed Vz of the suspension.
  • the estimation accuracy of the stroke speed Vz of the suspension (stroke speed estimated value VzSH) can be improved.
  • the reference vehicle speed component Vb0 is the vehicle speed obtained by removing the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component from the wheel speed ⁇ s.
  • the controller 20 removes the vehicle plane motion component from the wheel speed ⁇ s and calculates the post-planar motion removal component V0. Subsequently, the control device 20 calculates the reference vehicle speed component Vb0 by removing the road disturbance component from the calculated post-planar motion removal component V0.
  • the road surface disturbance component is removed after the vehicle plane motion component is removed. Therefore, the vehicle plane motion component and the road surface disturbance component can be removed relatively easily.
  • the vehicle plane motion component is a component caused by the steering angles ⁇ f and ⁇ r and the yaw rate ⁇ among the components included in the wheel speed ⁇ s.
  • the road surface disturbance component is a component caused by the roll motion and pitch motion of the vehicle A generated by the road surface state among the components included in the wheel speed ⁇ s.
  • the control device 20 determines the degree of the rough road on the traveling road surface, and sets the removal characteristic of the band removal filter H (z) according to the determination result.
  • the removal characteristic can be increased.
  • the removal characteristic can be reduced.
  • Wheel speed sensor (wheel speed detector) 15 Actuator (Stroke state controller) 20 Control device (stroke speed calculation unit, setting unit, set frequency band removal unit, stroke state control unit, traveling road surface determination unit) 22 State estimation unit (setting unit, set frequency band removing unit, traveling road surface determining unit) 26 Control signal converter (stroke state controller) 31 Vibration frequency calculation part (setting part) 32 Signal processing unit (set frequency band removing unit, traveling road surface determining unit) 33 Plane motion component extraction unit (stroke speed calculation unit, plane motion component removal unit) 34 Road surface disturbance removal unit (stroke speed calculation unit, road surface disturbance removal unit) 35 Standard body speed redistribution unit (stroke speed calculation unit)

Landscapes

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Abstract

　制御装置（２０）が、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分（Ｖb0）に基づいて目標周波数（ｆc）を設定する。続いて、制御装置（２０）が、サスペンションのストローク速度（Ｖz）から目標周波数（ｆc）を含む周波数帯域の成分を除去する。また、制御装置（２０）が、除去後のストローク速度（Ｖz）（ストローク速度推定値（ＶzSH））に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。

Description

サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法
　本発明は、サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法に関するものである。
　従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
　この特許文献１に記載の技術では、車輪速センサによって車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいてサスペンションのストローク速度を算出する。そして、特許文献１に記載の技術では、算出したストローク速度に基づいてサスペンションのストローク状態を制御するようになっている。
特開２００８－２３１９８９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、検出した車輪速に基づいてサスペンションのストローク速度を算出するため、車輪速が含んでいる外乱成分が増大すると、サスペンションのストローク速度の推定精度が低下する可能性があった。それゆえ、特許文献１に記載の技術では、サスペンションのストローク状態を制御することが困難となる可能性があった。
　本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、サスペンションのストローク速度の推定精度を向上可能とするサスペンション制御装置及びサスペンション制御方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るサスペンション制御装置は、車輪速を検出する車輪速検出部と、前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、サスペンションのストローク速度を算出するストローク速度算出部と、前記ストローク速度算出部が算出した前記サスペンションのストローク速度から、設定した設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度の成分である除去後成分を算出する設定周波数帯域成分除去部と、前記設定周波数帯域成分除去部で算出した前記除去後成分に基づいて、前記サスペンションのストローク状態を制御するストローク状態制御部と、前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、基準車体速成分を算出する基準車体速成分算出部と、前記基準車体速成分算出部が算出した前記基準車体速成分に基づいて前記設定周波数帯域を設定する設定部と、を備える。
　また、本発明の一態様に係るサスペンション制御方法は、車輪速を検出する工程と、前記検出された車輪速に基づいて、サスペンションのストローク速度を算出する工程と、前記算出されたサスペンションのストローク速度から、設定した設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度の成分である除去後成分を算出する工程と、前記算出された除去後成分に基づいて、前記サスペンションのストローク状態を制御する工程と、前記検出された車輪速に基づいて、基準車体速成分を算出する工程と、前記算出された基準車体速成分に基づいて、前記設定周波数帯域を設定する工程と、を備える。
図１は、本発明の実施形態に係る車両の構成を表す概念図である。 図２は、本発明の実施形態に係るプログラムの構成を表すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係るプログラムの構成を表すフローチャートである。 図４は、図２の状態推定部の構成を表すブロック図である。 図５は、図４の基準車輪速演算部の構成を表すブロック図である。 図６は、本発明の実施形態に係る車両平面モデルに用いる数値を説明するための図である。 図７は、図５の路面外乱除去部の構成を表すブロック図である。 図８は、図５の基準車体速再配分部の構成を表すブロック図である。 図９は、本発明の実施形態に係る基準車体速成分Ｖb0と目標車速周波数ｆcとの関係を表すグラフである。 図１０は、本発明の実施形態に係る帯域除去フィルタＨ(z)の周波数特性を表すボーデ線図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る悪路の度合いとＱ値との関係を表すＱ値設定用マップである。 図１２は、本発明の実施形態に係るサスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。 図１３は、本発明の実施形態に係るサスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
　次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
　車両Ａの構成について図１を参照して説明する。
　本実施形態の車両Ａは、前輪および後輪のそれぞれを個別に操舵可能な４輪操舵車両とする。操舵とは、車輪の向きを変えて進む方向を変更すること（転舵）をいう。
　図１は、本実施形態の車両Ａの構成を表す概念図である。
　図１に示すように、車両Ａは、加速度センサ１、車輪速センサ２、前輪操舵角センサ３、後輪操舵角センサ４、マスタ圧センサ５、エンジントルクセンサ６、エンジン回転数センサ７、ＡＴ入力軸センサ８、ＡＴ出力軸センサ９、および車体速センサ１０を備える。また、車両Ａは、車体横速センサ１１、およびヨーレイトセンサ１２を備える。
　加速度センサ１は、バネ上の平面視で互いに異なる３箇所以上の位置それぞれに配設され、バネ上上下加速度Ｇs1、Ｇs２、Ｇs３を検出する。バネ上上下加速度Ｇs1、Ｇs２、Ｇs３とは、加速度センサ１を配設した位置におけるバネ上の上下方向の加速度である。そして、加速度センサ１は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　車輪速センサ２は、車輪１４のアクスルそれぞれに配設されている。車輪速センサ２は、車輪速ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRRを検出する。車輪速ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRRとは、車輪１４それぞれの単位時間当たりの回転角である。車輪速センサ２としては、例えば、アクスルの加速度を検出する加速度センサ、および加速度センサの検出結果を積分し積分結果を車輪速ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRRとするディジタルフィルタを含むものを採用できる。そして、車輪速センサ２は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　前輪操舵角センサ３は、前輪１４の操舵角δfを検出する。そして、前輪操舵角センサ３は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　後輪操舵角センサ４は、後輪１４の操舵角δrを検出する。そして、後輪操舵角センサ４は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　マスタ圧センサ５は、マスタシリンダ圧Ｐを検出する。そして、マスタ圧センサ５は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　エンジントルクセンサ６は、エンジントルクＴeを検出する。そして、エンジントルクセンサ６は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　エンジン回転数センサ７は、エンジン回転数TACHOを検出する。そして、エンジン回転数センサ７は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　ＡＴ入力軸センサ８は、ＡＴ入力軸回転数INREVを検出する。ＡＴ入力軸回転数INREVとは、自動変速機の入力軸の単位時間当たりの回転数である。そして、ＡＴ入力軸センサ８は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　ＡＴ出力軸センサ９は、ＡＴ出力軸回転数OUTREVを検出する。ＡＴ出力軸回転数OUTREVとは、自動変速機の出力軸の単位時間当たりの回転数である。そして、ＡＴ出力軸センサ９は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　車体速センサ１０は、車体速Ｖを検出する。そして、車体速センサ１０は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　車体横速センサ１１は、車体横速Ｖxを検出する。そして、車体横速センサ１１は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　ヨーレイトセンサ１２は、ヨーレイトγを検出する。そして、ヨーレイトセンサ１２は、検出結果を表す検出信号を制御装置２０に出力する。
　なお、本実施形態では、バネ上上下加速度Ｇs1、Ｇs２、Ｇs３等、サスペンション制御装置で用いる各種物理量をセンサ１～１２で検出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、各種物理量をオブザーバ等で推定する構成としてもよい。
　車両Ａは、ショックアブソーバ１３を備える。
　ショックアブソーバ１３は、バネ上と車輪１４との間それぞれに介装されている。
　ショックアブソーバ１３は、アクチュエータ１５を備える。アクチュエータ１５は、制御装置２０からの指令に従って、オリフィスの大きさを変更する。これにより、ショックアブソーバ１３は、オリフィスの大きさを小さくすることで減衰力を増大できる。一方、オリフィスの大きさを大きくすることで減衰力を低減できる。制御装置２０が出力する指令としては、アクチュエータ指令信号、または指令電流を採用できる。
　車両Ａは、制御装置２０を備える。
　制御装置２０は、マイクロプロセッサからなる。マイクロプロセッサは、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、中央演算処理装置およびメモリ等から構成した集積回路を備える。制御装置２０は、メモリが格納するプログラムに従って、各種センサ１～１２が出力する検出信号、つまり、ドライバ操作量、車両Ａの状態量に基づき、ショックアブソーバ１３の減衰力を算出する。ドライバ操作量とは、操舵角δf、δr、マスタシリンダ圧Ｐである。また、車両Ａの状態量とは、エンジントルクＴe、エンジン回転数TACHO、ＡＴ入力軸回転数INREV、ＡＴ出力軸回転数OUTREVである。そして、制御装置２０は、算出した減衰力を実現可能なオリフィス径に変更する指令をアクチュエータ１５に出力する。これにより、ストローク速度やストローク量等、サスペンションのストローク状態を制御する。
　図２は、マイクロプロセッサが実行するプログラムの構成を表すブロック図である。
　図２に示すように、制御装置２０は、マイクロプロセッサが実行するプログラムにより、図２の制御ブロックを構成する。この制御ブロックは、目標値演算部２１、状態推定部２２、姿勢偏差演算部２３、バネ上姿勢制御力演算部２４、目標制御力マネジメント部２５、および制御信号変換部２６を備える。
　目標値演算部２１は、各種センサ１～１０が出力する検出信号に基づいて、車両Ａの目標姿勢および目標ドライバ制御力Ｐdを算出する（図３ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。目標ドライバ制御力Ｐdとは、目標姿勢を実現するためのショックアブソーバ１３の減衰力（フィードフォワード値）である。そして、目標値演算部２１は、算出した目標姿勢を姿勢偏差演算部２３に出力し、目標ドライバ制御力Ｐdを目標制御力マネジメント部２５に出力する。
　状態推定部２２は、加速度センサ１および車輪速センサ２が出力する検出信号に基づいて、バネ上の状態量を算出する（図３ステップＳ１０３）。バネ上の状態量とは、バネ上の上下速度、ロール速度、ピッチ速度、およびバウンス速度である。また、状態推定部２２は、車輪速センサ２が出力する検出信号に基づいて、サスペンションのストローク速度であるストローク速度推定値ＶzSHを算出する（図３ステップＳ１０４）。ストローク速度推定値ＶzSHの算出方法としては、例えば、加速度センサ１の検出値に基づきディジタルフィルタを用いて疑似積分を行うことで、速度次元の物理量を推定する方法を採用できる。また、車輪速センサ２が検出した車輪速ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRR等からバネ上およびバネ下の状態を検出することで、速度次元の物理量を推定する方法も採用できる。そして、状態推定部２２は、算出したバネ上の状態を車両Ａの実姿勢として姿勢偏差演算部２３に出力し、ストローク速度推定値ＶzSHを制御信号変換部２６に出力する。
　図４は、状態推定部２２の構成を表すブロック図である。
　図４に示すように、状態推定部２２は、基準車輪速演算部２７、加減算器２８、ジオメトリ変化上下成分変換部２９、ストローク速度校正部３０、振動周波数演算部３１、および信号処理部３２を備える。
　基準車輪速演算部２７は、各種センサ２、３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、車輪速ωs（＝[ωsFL、ωsFR、ωsRL、ωsRR]T）、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、およびヨーレイトγ等の物理量を読み込む。続いて、基準車輪速演算部２７は、読み込んだ物理量に基づいて、基準車輪速成分ω0（＝[ω0FL、ω0FR、ω0RL、ω0RR]T）を算出する。基準車輪速成分ω0とは、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車輪速である。車両平面運動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、車両Ａの平面運動に起因する成分である。例えば、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分である。路面外乱成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、路面の凹凸等、路面状態によって発生した車両Ａのロール運動、およびピッチ運動に起因する外乱成分である。そして、基準車輪速演算部２７は、算出結果を加減算器２８に出力する。
　また、基準車輪速演算部２７は、読み込んだ物理量に基づいて、基準車体速成分Ｖb0（＝[Ｖb0FL、Ｖb0FR、Ｖb0RL、Ｖb0RR]T）を算出する。基準車体速成分Ｖb0とは、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去して得た車体速である。そして、基準車輪速演算部２７は、算出結果を振動周波数演算部３１に出力する。
　図５は、基準車輪速演算部２７の構成を表すブロック図である。
　具体的には、図５に示すように、基準車輪速演算部２７は、平面運動成分抽出部３３、路面外乱除去部３４、および基準車体速再配分部３５を備える。
　平面運動成分抽出部３３は、車輪速センサ２が出力する検出信号が表す車輪速ωsに基づいて、車輪１４の単位時間当たりの移動距離を表す車輪速Ｖs（＝[ＶFL、ＶFR、ＶRL、ＶRR]T）を算出する。続いて、平面運動成分抽出部３３は、各種センサ３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、ヨーレイトγ等の物理量を読み込む。ここで、操舵角δf、δr、車体横速Ｖxは運転者の操作状態である。また、車体横速Ｖx、ヨーレイトγは車両Ａの状態量である。続いて、平面運動成分抽出部３３は、算出した車輪速Ｖs、および読み込んだ物理量（運転者の操作状態、車両Ａの状態量）に基づき、下記（１）式に従って平面運動除去後成分Ｖ0を算出する。平面運動除去後成分Ｖ0とは、車両平面運動成分を除去した車体速の成分である。そして、平面運動成分抽出部３３は、算出した平面運動除去後成分Ｖ0を路面外乱除去部３４に出力する。
　Ｖ0FL＝｛ＶFL―（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf｝/cosδf＋Ｔf/２・γ
　Ｖ0FR＝｛ＶFR―（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf｝/cosδf―Ｔf/２・γ
　Ｖ0RL＝｛ＶRL―（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr｝/cosδr＋Ｔr/２・γ
　Ｖ0RR＝｛ＶRR―（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr｝/cosδr ―Ｔr/２・γ　・・・（１）
　但し、図６に示すように、Ｌfは車両重心点と前車軸との間の距離、Ｌrは車両重心点と後車軸との間の距離、Ｔfは前輪側のトレッド、Ｔrは後輪側のトレッドである。
　なお、上記（１）式は車両Ａの平面運動モデルを表す下記（２）式の逆モデルである。
　ＶFL＝（Ｖ―Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf
　ＶFR＝（Ｖ＋Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf
　ＶRL＝（Ｖ―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr
　ＶRR＝（Ｖ＋Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr　・・・（２）
　例えば、車輪１４の操舵角δf、δrが０であると、車体速Ｖの大きさおよび方向は車輪速Ｖsとの大きさおよび方向と一致する。ここで、運転者が操舵操作を行い、車輪１４に操舵角δf、δrが発生すると、車体速Ｖに対し車輪速Ｖsの大きさおよび方向が変動する。それゆえ、車両Ａの平面運動モデルの逆モデルを用いて平面運動除去後成分Ｖ0を算出することで、この変動を除去でき、平面運動成分、つまり、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分を除去した車体速の成分を抽出できる。
　これにより、車両平面運動成分および外乱成分が混入した車輪速ωsから、車両平面運動成分を除去した車体速の成分である平面運動除去後成分Ｖ0を抽出できる。
　図７は、路面外乱除去部３４の構成を表すブロック図である。
　図７に示すように、路面外乱除去部３４は、平面運動成分抽出部３３が出力する平面運動除去後成分Ｖ0に基づき、下記（３）式に従って前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavを算出する。前輪側平均車体速ＶbFavとは、左右の前輪１４（２輪）の平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRの平均値である。後輪側平均車体速ＶbRavとは、左右の後輪１４（２輪）の平面運動除去後成分Ｖ0RL、Ｖ0RRの平均値である。
　ＶbFav＝１/２・（Ｖ0FL＋Ｖ0FR）
　ＶbRav＝１/２・（Ｖ0RL＋Ｖ0RR）　・・・（３）
　例えば、車両Ａにロール運動が発生すると、平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRに互いに反対方向で且つほぼ同程度の大きさの変動が発生する。それゆえ、左右の前輪１４の平面運動除去後成分Ｖ0FL、Ｖ0FRの平均値を算出することで、この変動を除去でき、車両Ａのロール運動に起因する外乱成分を除去した車体速の成分を抽出できる。同様に、平面運動除去後成分Ｖ0RL、Ｖ0RRについても当該成分を抽出できる。
　また、路面外乱除去部３４は、算出した前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavに基づき、下記（４）式に従って基準車体速成分Ｖb0を算出する。基準車体速成分Ｖb0は、前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavから、車両Ａのピッチ運動およびバウンス運動に起因する外乱成分を除去した車体速である。そして、路面外乱除去部３４は、算出した基準車体速成分Ｖb0を基準車体速再配分部３５に出力する。
　Ｖb0FL＝ＶbRav
　Ｖb0FR＝ＶbRav
　Ｖb0RL＝ＶbFav
　Ｖb0RR＝ＶbFav　・・・（４）
　ここで、前輪側平均車体速ＶbFav、後輪側平均車体速ＶbRavを算出すると、前輪側平均車体速ＶbFavには位相が遅れが発生し、後輪側平均車体速ＶbRavには位相進みが発生する。それゆえ、前輪１４の基準車体速成分Ｖb0FL、Ｖb0FRとして後輪側平均車体速ＶbRavを用い、後輪１４の基準車体速成分Ｖb0RL、Ｖb0RRとして前輪側平均車体速ＶbFavを用いることで、ピッチ運動に起因する外乱成分を除去した車体速を抽出できる。
　このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、車輪速ωsに基づいて、車輪速ωsから平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する。それゆえ、例えば、車両平面運動成分や路面外乱成分が混入し、車輪速ωsの検出精度が低下しても、基準車体速成分Ｖb0の推定精度の低下を抑制できる。それゆえ、サスペンションのストローク速度Ｖzをより精度良く算出できる。
　また、車輪速ωsから車両平面運動成分を除去した後に路面外乱成分を除去する。それゆえ、車両平面運動成分および路面外乱成分を比較的容易に除去できる。
　なお、本実施形態では、路面状態によって発生したロール運動、ピッチ運動、バウンス運動に起因する外乱成分すべてを除去する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、車両Ａの目標性能や演算負荷等、各種目的に基づいて路面外乱成分を除去するための演算を簡略化する構成としてもよい。少なくとも２輪以上において、上述した平面運動除去後成分Ｖ0の比較や差分除去を行うことで、路面外乱成分のうち、ロール運動、ピッチ運動、およびバウンス運動に起因する外乱成分のいずれかを除去できる。
　図８は、基準車体速再配分部３５の構成を表すブロック図である。
　図８に示すように、基準車体速再配分部３５は、センサ３、４、１１、１２が出力する検出信号に基づいて、操舵角δf、δr、車体横速Ｖx、ヨーレイトγ等の物理量を読み込む。続いて、基準車体速再配分部３５は、読み込んだ物理量、および路面外乱除去部３４が出力する基準車体速成分Ｖb0に基づき、下記（５）式に従って基準車輪速成分ω0を算出する。
　ω0FL＝[（Ｖb0FL―Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf]/ｒ0
　ω0FR＝[（Ｖb0FR＋Ｔf/２・γ）cosδf＋（Ｖx＋Ｌf・γ）sinδf]/ｒ0
　ω0RL＝[（Ｖb0RL―Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr]/ｒ0
　ω0RR＝[（Ｖb0RR＋Ｔr/２・γ）cosδr＋（Ｖx―Ｌr・γ）sinδr]/ｒ0
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（５）
　但し、ｒ0は車輪１４の半径である。
　ここで、上記（５）式は、車両平面モデルである。
　なお、本実施形態では、平面運動除去後成分Ｖ0に基づいて基準車体速成分Ｖb0を算出する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、平面運動除去後成分Ｖ0に代えて、本実施形態の方法とは異なる方法で車両平面運動成分を除去した車体速、または車両平面運動成分を除去していない車体速である各輪車体速を用いてもよい。すなわち、車輪速ωsに基づいて車輪１４それぞれの車体速である各輪車体速を算出し、算出した各輪車体速のうち、少なくとも２輪以上の各輪車体速に基づいて、路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する構成としてもよい。
　図４に戻り、加減算器２８は、車輪速センサ２が出力する検出信号が表す車輪速ωs、および基準車輪速演算部２７が出力する基準車輪速成分ω0に基づき、下記（６）式に従って車輪速変動成分ωd（＝[ωdFL、ωdFR、ωdRL、ωdRR]T）を算出する。そして、加減算器２８は、算出結果をジオメトリ変化上下成分変換部２９に出力する。
　ωd＝ωs－ω0 ・・・（６）
　ジオメトリ変化上下成分変換部２９は、加減算器２８が出力する車輪速変動成分ωdに基づいて、サスペンションのストローク速度Ｖz（＝[ＶzFL、ＶzFR、ＶzRL、ＶzRR]T）を算出する。そして、ジオメトリ変化上下成分変換部２９は、算出結果をストローク速度校正部３０に出力する。
　ストローク速度校正部３０は、基準車輪速演算部２７が算出した基準車輪速成分ω0に基づいて、ジオメトリ変化上下成分変換部２９が算出したストローク速度Ｖzを校正する。そして、ストローク速度校正部３０は、校正したストローク速度Ｖzを信号処理部３２に出力する。ここで、ジオメトリ変化上下成分変換部２９では、車輪速変動成分ωd、つまり、車輪速ωsと基準車輪速成分ω0との差に基づいてサスペンションのストローク速度Ｖzを算出している。それゆえ、サスペンションのストローク速度Ｖzは車輪速ωsに応じて分解能が変動する。そのため、基準車輪速成分ω0に応じてストローク速度Ｖzを校正することで、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
　振動周波数演算部３１は、基準車輪速演算部２７が出力する基準車体速成分Ｖb0に基づき、下記（７）式に従って後述する帯域除去フィルタＨ(z)の目標周波数ｆc（＝[ｆcFL、ｆcFR、ｆcRL、ｆcRR]T）を算出する。目標周波数ｆcとは、車輪速ωsが含んでいる成分のうち、帯域除去フィルタＨによって除去する成分の周波数帯域を表す周波数である。そして、振動周波数演算部３１は、算出結果を信号処理部３２に出力する。
　ｆc＝Ｖb0/（２・π・ｒ0）　・・・（７）
　Ｖb0＝[Ｖb0FL、Ｖb0FR、Ｖb0RL、Ｖb0RR]T
　但し、ｒ0は車輪１４の半径である。
　例えば、車輪１４では、車輪１４（タイヤ、Ｒ/Ｗ、アクスル等）の回転に伴ってアンバランス振動が発生する。このアンバランス振動は、通常、車両品質基準内の比較的小さい振動となる。しかしながら、車輪速ωsからサスペンションのストローク速度Ｖzを算出する方法では、車両品質基準内のアンバランス振動であったとしても、車輪速ωsが変動すると、サスペンションのストローク速度Ｖzの推定精度が低下する。それゆえ、車輪１４のアンバランス振動による成分を除去することで、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。そのため、目標周波数ｆcとしては、車輪速ωsが含んでいる成分のうち、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動の周波数を設定する。
　これにより、サスペンションのストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
　このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、上記（７）式に示すように、基準車体速成分Ｖb0に比例させて目標周波数ｆcを設定する構成とした。それゆえ、アンバランス振動の周波数が基準車体速成分Ｖb0の増大に伴って増大するところ、図９に示すように、基準車体速成分Ｖb0が大きいほど目標周波数ｆcを大きくすることで、車輪１４のアンバランス振動による成分を適切に除去できる。
　また、基準車体速成分Ｖb0、つまり、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速Ｖの成分に基づいて目標周波数ｆcを設定する構成とした。それゆえ、単に車体速Ｖに基づいて目標周波数ｆcを設定する方法と異なり、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止できる。そのため、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（後述するストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
　信号処理部３２は、ストローク速度校正部３０が出力するストローク速度Ｖz、および振動周波数演算部３１が出力する目標周波数ｆcに基づき、下記（８）式に従ってストローク速度推定値ＶzSH（＝[ＶzSHFL、ＶzSHFR、ＶzSHRL、ＶzSHRR]T）を算出する。ストローク速度推定値ＶzSHとは、ストローク速度Ｖzから目的とするサスペンションのストローク状態の制御に必要のないノイズ成分を除去した後のストローク速度である。ノイズ成分とは、ストローク速度Ｖzが含んでいる成分のうち目標周波数ｆcを含む周波数帯域、つまり、目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域（以下、除去対象周波数帯域とも呼ぶ）における成分である。そして、信号処理部３２は、算出結果を制御信号変換部２６に出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　Ｐ＝[ＰFL、ＰFR、ＰRL、ＰRR]T＝２・π・ｆc
　但し、Ｈ(z)は帯域除去フィルタ、Ｐは極、Ｔはサンプル時間である。
ここで、図１０に示すように、帯域除去フィルタＨ(z)は、除去対象周波数帯域の成分を除去可能なフィルタとなる。それゆえ、帯域除去フィルタＨ(z)は、サスペンションのストローク速度Ｖzから車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動による成分を除去できる。
　また、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値は、以下の手順に従って設定する。
　まず、振動周波数演算部３１は、走行路面の悪路の度合いを判定する。走行路面の悪路の度合いとしては、バネ上の上下方向の加速度が含んでいる成分の振幅の大きさを採用できる。また、車輪速ωsに基づいて算出した、車輪１４におけるタイヤのねじり共振におけるゲインの大きさを採用できる。
　続いて、振動周波数演算部３１は、Ｑ値設定用マップを参照し、走行路面の悪路の度合いの判定結果に対応するＱ値を抽出する。Ｑ値設定用マップとは、図１１に示すように、走行路面の悪路の度合いを横軸とし、Ｑ値を縦軸とするマップである。Ｑ値設定用マップでは、走行路面の悪路の度合いが大きくなるほどＱ値が小さな値となる。
　例えば、走行路面の悪路の度合いが高い場合には、悪路の度合いが低い場合に比べ、路面外乱振動成分が大きくなる。路面外乱振動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、路面の凹凸等、路面状態によって発生するサスペンションのストロークに起因する成分である。それゆえ、走行路面の悪路の度合いが高い場合には、路面外乱振動成分よりも車輪回転振動成分が相対的に小さくなる。車輪回転振動成分とは、車輪速ωsが含む成分のうち、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動による外乱成分である。つまり、車輪速センサ２の検出信号が含んでいる成分のうち、路面凹凸による成分よりも車輪１４のアンバランス振動による外乱成分が相対的に小さくなる。そのため、図１０に示すように、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を小さい値とすることで、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を低下できる。すなわち、除去対象周波数帯域のゲインを増大させて「１」（０[dB]）に近づけることができ、ストローク速度Ｖzの検出性能を向上できる。
　また、例えば、走行路面の悪路の度合いが低い場合には、悪路の度合いが高い場合に比べ、路面外乱振動成分が小さくなる。それゆえ、走行路面の悪路の度合いが低い場合には、路面外乱振動成分よりも車輪回転振動成分が相対的に大きくなる。つまり、車輪速センサ２の検出信号が含んでいる成分のうち、路面凹凸による成分よりも車輪１４のアンバランス振動による外乱成分が相対的に大きくなる。そのため、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を大きい値とすることで、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を増大できる。すなわち、除去対象周波数帯域のゲインを低減させて「０」に近づけることができる。これにより、ストローク速度Ｖzからのノイズ除去性能を向上できる。
　図２に戻り、姿勢偏差演算部２３は、目標値演算部２１が出力する目標姿勢と、状態推定部２２が出力する実姿勢との差である姿勢偏差を算出する（図３ステップＳ１０５）。そして、姿勢偏差演算部２３は、算出結果をバネ上姿勢制御力演算部２４に出力する。
　バネ上姿勢制御力演算部２４は、目標値演算部２１が算出した目標姿勢と実姿勢との間に仮想的に設定した減衰係数を有する。実姿勢とは、バネ上のロール運動、ピッチ運動およびバウンス運動の各運動自由度、またはバネ上の平面視で互いに異なる３箇所以上の位置における上下運動自由度の実際の姿勢である。そして、バネ上姿勢制御力演算部２４は、減衰係数および姿勢偏差演算部２３が出力する姿勢偏差に基づいて目標バネ上姿勢制御力Ｐsを算出する（図３ステップＳ１０６）。目標バネ上姿勢制御力Ｐsとは、目標姿勢を実現するためのショックアブソーバ１３の減衰力（フィードバック値）である。そして、バネ上姿勢制御力演算部２４は、算出結果を目標制御力マネジメント部２５に出力する。
　目標制御力マネジメント部２５は、目標値演算部２１が出力する目標ドライバ制御力Ｐd、およびバネ上姿勢制御力演算部２４が出力する目標バネ上姿勢制御力Ｐsに基づき、下記（９）式に従って目標制御力（減衰力）を算出する（図３ステップＳ１０７）。そして、目標制御力マネジメント部２５は、算出結果を制御信号変換部２６に出力する。
　　目標制御力＝Ｋd・Ｐd＋Ｋ*・Ｐs　・・・（９）
　但し、Ｋd、Ｋ*は、制御モード、運転者の車速に対する感覚、ロール運動方向、ピッチ運動方向、バウンス運動方向に対する振動感覚に基づいて、目標ドライバ制御力Ｐd、目標バネ上姿勢制御力Ｐsを補正するための制御ゲイン、またはフィルタである。
　制御信号変換部２６は、目標制御力マネジメント部２５が出力する目標制御力（減衰力）、および状態推定部２２が出力するサスペンションストローク速度に基づき、指令信号マップからアクチュエータ指令信号を検索する（図３ステップＳ１０８）。指令信号マップとは、目標制御力およびサスペンションストローク速度の組み合わせ毎に当該組み合わせに応じたアクチュエータ指令信号をマッピングしたマップである。また、アクチュエータ指令信号とは、ショックアブソーバ１３のオリフィスの大きさが目標状態となるように、アクチュエータ１５を制御するための信号である。なお、本実施形態では、アクチュエータ指令信号を出力する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、アクチュエータ１５を制御するための指令電流を出力するようにしてもよい。
（動作その他）
　次に、車両Ａのサスペンション制御装置の動作について説明する。
　旋回うねり路の走行中、車両Ａの三次元運動に起因して、車輪速センサ２が検出する車輪速ωsに車両平面運動成分および外乱成分が混入したとする。すると、制御装置２０が、車輪速ωs、運転者の操作量（操舵角）δf、δr、車両Ａの状態量Ｖx、γに基づき、車両平面モデルの逆モデルを用いて、混入した車両平面運動成分を除去した車体速の成分である平面運動除去後成分Ｖ0を算出する（図５の平面運動成分抽出部３３）。
　続いて、制御装置２０が、算出した平面運動除去後成分Ｖ0に基づいて、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分である基準車輪速成分ω0を算出する（図５の路面外乱除去部３４、基準車体速再配分部３５）。続いて、制御装置２０が、算出した基準車輪速成分ω0に基づき、車輪１４の回転に伴って発生するアンバランス振動の周波数を目標周波数ｆcとして算出する（図４の振動周波数演算部３１）。続いて、制御装置２０が、算出した目標周波数ｆcおよびストローク速度Ｖzに基づき、目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域の成分を除去する帯域除去フィルタＨ(z)に従ってストローク速度推定値ＶzSHを算出する（図４の信号処理部３２）。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖzからアンバランス振動による成分を除去する。
　このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車輪速の成分である基準車体速成分Ｖb0を算出する。続いて、算出した基準車体速成分Ｖb0に基づいて基準車輪速成分ω0を算出する。続いて、算出した基準車輪速成分ω0に基づいて目標周波数ｆcを設定する。続いて、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域の成分（外乱成分）を除去する。それゆえ、ストローク速度Ｖzから車輪１４のアンバランス振動による成分を除去できる。そのため、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。
　また、本実施形態のサスペンション制御装置では、基準車体速成分Ｖb0、つまり、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速Ｖの成分に基づいて目標周波数ｆcを設定する。それゆえ、単に車体速Ｖに基づいて目標周波数ｆcを設定する方法と異なり、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止できる。そのため、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
　ここで、車両Ａが、路面凹凸等による路面入力が大きい悪路を走行していたとする。すると、制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いが高いと判定し、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を比較的小さい値とする（図４の振動周波数演算部３１）。これにより、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を低減し、ストローク速度Ｖzの成分のうちサスペンションストロークに基づく成分の除去を回避し、ストローク速度Ｖzの検出性能を向上させる。
　一方、車両Ａが、路面入力が微少である良路を走行していたとする。すると、制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いが低いと判定し、帯域除去フィルタＨ(z)のＱ値を比較的大きい値とする（図４の振動周波数演算部３１）。これにより、帯域除去フィルタＨ(z)の除去性能を増大し、ストローク速度Ｖzの成分のうち路面外乱振動成分を適切に除去し、アンバランス振動による成分の除去性能を向上させる。
　続いて、制御装置２０が、算出したストローク速度推定値ＶzSHに基づいてショックアブソーバ１３の減衰力を性御する指令をアクチュエータ１５に出力する（図２の制御信号変換部２６）。そして、ストローク速度やストローク量等、サスペンションのストローク状態を制御する。これにより、目標制御力（減衰力）を発生させる。
　このように、本実施形態のサスペンション制御装置では、ストローク速度Ｖzから車輪１４のアンバランス振動による成分を除去できる。それゆえ、ストローク速度Ｖzの推定精度を向上できる。そのため、車両Ａの乗り心地を向上できる。
　なお、一般に、良路のように路面入力が微少である路面を走行している場合、車輪速ωsから推定したストローク速度Ｖzには、車輪回転振動成分がほとんどを占めることになる。また、車輪回転振動成分は、周期的に正値と負値とをとる。それゆえ、車輪回転振動成分が混入したストローク速度Ｖzの推定結果には、符号反転が頻繁に発生する。そのため、ストローク速度Ｖzの推定結果をそのままサスペンションのストローク状態の制御に用いる方法では、サスペンション制御の制御力が変動し、乗り心地が悪化する。
　図１２は、車両Ａのサスペンション制御装置の実験結果を表すタイムチャートである。
　図１２に示すように、本実験では、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHと、比較例１、２の方法で算出したストローク速度との比較を行った。比較例１の方法とは、バネ下に配設した加速度センサを用いてサスペンションのストローク速度を算出する方法である。比較例２の方法とは、ストロークセンサを用いてサスペンションのストローク速度を算出する方法である。この実験によれば、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHは、比較例１、２の方法で算出したストローク速度と同等の推定精度となることが確認できた。
　なお、図１３に示すように、ストローク速度Ｖzと、比較例１、２の方法で算出したストローク速度との比較も行った。この比較によれば、ストローク速度Ｖzは、比較例１、２の方法で算出したストローク速度よりも推定精度が低下することが確認できた。したがって、本実施形態のサスペンション制御装置で算出したストローク速度推定値ＶzSHは、ストローク速度Ｖzよりも推定精度が高いことが確認できた。
　本実施形態では、図１の車輪速センサ２が車輪速検出部を構成する。以下同様に、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、図４の基準車輪速演算部２７、および図５の平面運動成分抽出部３３、路面外乱除去部３４、基準車体速再配分部３５がストローク速度算出部を構成する。さらに、ストローク速度推定値ＶzSHが除去後成分を構成する。また、目標周波数ｆcを含む周波数帯域（目標周波数ｆcおよびその周辺の周波数からなる周波数帯域）が設定周波数帯域を構成する。さらに、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の信号処理部３２が設定周波数帯域除去部を構成する。また、図１のアクチュエータ１５、制御装置２０、および図２の制御信号変換部２６がストローク状態制御部を構成する。さらに、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の振動周波数演算部３１が設定部を構成する。また、図５の平面運動成分抽出部３３が平面運動成分除去部を構成する。さらに、路面外乱除去部３４が路面外乱除去部を構成する。また、図１の制御装置２０、図２の状態推定部２２、および図４の信号処理部３２が走行路面判定部を構成する。
（本実施形態の効果）
　本実施形態は、次のような効果を奏する。
　（１）制御装置２０が、基準車体速成分Ｖb0に基づいて目標周波数ｆcを設定する。続いて、制御装置２０が、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcを含む周波数帯域の成分を除去する。また、制御装置２０が、除去後のストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）に基づいて、サスペンションのストローク状態を制御する。
　このような構成によれば、サスペンションのストローク速度Ｖzから目標周波数ｆcを含む周波数帯域に存在する外乱成分を除去できる。これにより、サスペンションのストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度を向上できる。
　（２）基準車体速成分Ｖb0は、車輪速ωsから車両平面運動成分および路面外乱成分を除去して得た車体速である。
　このような構成によれば、車両平面運動成分や路面外乱成分による目標周波数ｆcの変動を防止でき、ストローク速度Ｖzから外乱成分をより適切に除去できる。これにより、ストローク速度Ｖz（ストローク速度推定値ＶzSH）の推定精度をより向上できる。
　（３）制御装置２０が、車輪速ωsから車両平面運動成分を除去して平面運動除去後成分Ｖ0を算出する。続いて、制御装置２０が、算出した平面運動除去後成分Ｖ0から路面外乱成分を除去して基準車体速成分Ｖb0を算出する。
　このような構成によれば、車両平面運動成分を除去した後に路面外乱成分を除去する。それゆえ、車両平面運動成分および路面外乱成分を比較的容易に除去できる。
　（４）車両平面運動成分は、車輪速ωsが含む成分のうち、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分である。
　このような構成によれば、車輪速ωsから、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する成分を除去することができる。これにより、操舵角δf、δrおよびヨーレイトγに起因する目標周波数ｆcの変動を防止できる。
　（５）路面外乱成分は、車輪速ωsが含む成分のうち、路面状態によって発生した車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する成分である。
　このような構成によれば、車輪速ωsから、車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する成分を除去することができる。これにより、車両Ａのロール運動およびピッチ運動に起因する目標周波数ｆcの変動を防止できる。
　（６）制御装置２０が、走行路面の悪路の度合いを判定し、判定結果に応じて、帯域除去フィルタＨ(z)の除去特性を設定する。
　この構成によれば、例えば、車輪回転振動成分が路面外乱振動成分より大きく、走行路面の悪路の度合いが低い（良路）と判定した場合、除去特性を増大できる。また、例えば、車輪回転振動成分が路面外乱振動成分より小さく、走行路面の悪路の度合いが高いと判定した場合、除去特性を低減できる。これにより、車輪回転振動成分による影響を低減しつつ、路面外乱振動成分によるサスペンションストロークを適切に検出できる。
　本出願は、２０１１年１０月２６日に出願された日本国特許願第２０１１－２３５２３８号、および２０１２年１０月１５日に出願された日本国特許願第２０１２－２２８２７９号に基づく優先権を主張しており、これらの出願の全内容がここに援用される。
　以上、本実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
２　車輪速センサ（車輪速検出部）
１５　アクチュエータ（ストローク状態制御部）
２０　制御装置（ストローク速度算出部、設定部、設定周波数帯域除去部、ストローク状態制御部、走行路面判定部）
２２　状態推定部（設定部、設定周波数帯域除去部、走行路面判定部）
２６　制御信号変換部（ストローク状態制御部）
３１　振動周波数演算部（設定部）
３２　信号処理部（設定周波数帯域除去部、走行路面判定部）
３３　平面運動成分抽出部（ストローク速度算出部、平面運動成分除去部）
３４　路面外乱除去部（ストローク速度算出部、路面外乱除去部）
３５　基準車体速再配分部（ストローク速度算出部）

Claims (7)

  1. 　車輪速を検出する車輪速検出部と、
    　前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、サスペンションのストローク速度を算出するストローク速度算出部と、
    　前記ストローク速度算出部が算出した前記サスペンションのストローク速度から、設定した設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度の成分である除去後成分を算出する設定周波数帯域成分除去部と、
    　前記設定周波数帯域成分除去部で算出した前記除去後成分に基づいて、前記サスペンションのストローク状態を制御するストローク状態制御部と、
    　前記車輪速検出部が検出した前記車輪速に基づいて、基準車体速成分を算出する基準車体速成分算出部と、
    　前記基準車体速成分算出部が算出した前記基準車体速成分に基づいて前記設定周波数帯域を設定する設定部と、
    　を備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
  2. 　前記基準車体速成分は、車両平面運動成分および路面外乱成分を除去した車体速の成分であることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。
  3. 　前記ストローク状態制御部は、
    　前記車輪速検出部が検出した前記車輪速から前記車両平面運動成分を除去して平面運動除去後成分を算出する平面運動成分除去部と、
    　　前記平面運動成分除去部が算出した前記平面運動除去後成分から前記路面外乱成分を除去して前記基準車体速成分を算出する路面外乱除去部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンション制御装置。
  4. 　前記車両平面運動成分は、前記車輪速が含む成分のうち、操舵角およびヨーレイトに起因する成分であることを特徴とする請求項２または３に記載のサスペンション制御装置。
  5. 　前記路面外乱成分は、前記車輪速が含む成分のうち、路面状態によって発生した車両のロール運動およびピッチ運動に起因する成分であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置。
  6. 　走行路面の悪路の度合いを判定する走行路面判定部と、
    　前記設定周波数帯域成分除去部は、前記走行路面判定部による判定結果に応じて、前記設定周波数帯域の成分の除去特性を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置。
  7. 　車輪速を検出する工程と、
    　前記検出された車輪速に基づいて、サスペンションのストローク速度を算出する工程と、
    　前記算出されたサスペンションのストローク速度から、設定した設定周波数帯域の成分を除去した後のストローク速度の成分である除去後成分を算出する工程と、
    　前記算出された除去後成分に基づいて、前記サスペンションのストローク状態を制御する工程と、
    　前記検出された車輪速に基づいて、基準車体速成分を算出する工程と、
    　前記算出された基準車体速成分に基づいて、前記設定周波数帯域を設定する工程と、
    　を備えたことを特徴とするサスペンション制御方法。
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