WO2020195295A1

WO2020195295A1 - サスペンション制御装置

Info

Publication number: WO2020195295A1
Application number: PCT/JP2020/005490
Authority: WO
Inventors: 祐貴吉田; 隆介平尾; 修之一丸
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JP2022078371A

Abstract

制御装置としてのコントローラが、上下加速度補正演算部と減衰力指令演算部とを備えている。上下加速度補正演算部は、車両の直進方向の路面傾斜度合い（縦断勾配θ）を求める直進方向勾配算出手段（縦断勾配算出部）と、車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合い（横断勾配φ）を求める直交方向勾配算出手段（バンク勾配算出部）とを有し、ばね上加速度センサによる上下加速度センサ値αzsensに対し、前記縦断勾配θと横断勾配φとにより、上下加速度センサ値αzsensを補正した補正ばね上上下加速度（補正後上下加速度αzco）を求める構成としている。

Description

サスペンション制御装置

　本発明は、例えば４輪自動車等の車両振動を緩衝するのに好適に用いられるサスペンション制御装置に関する。

　一般に、自動車等の車両には、車体と各車輪（車軸側）との間に減衰力調整式緩衝器が設けられ、該緩衝器による減衰力特性を調整する構成としたサスペンション制御装置が搭載されている。この種のサスペンション制御装置は、ばね上加速度センサによって検出されたばね上の上下加速度から前記緩衝器の目標減衰力を演算し、車両の走行（振動）状態に応じた減衰力を前記緩衝器で発生させる。これにより、前記緩衝器で車体の制振を行い、乗り心地および操縦安定性を向上させるようにしている。

　しかし、ばね上加速度センサの検出信号は、路面の勾配（即ち、車体の傾き）によって上下加速度の検出値が変動することがあり、これに伴って、目標減衰力の演算結果も悪影響を受けてしまう。これに対し、下記の特許文献１では、車輪速によって算出した前後加速度と前後加速度センサ値との差分から路面の勾配を推定し、推定した勾配に基づいて重力式加速度計のＧセンサ値を補正するようにしている。一方、特許文献２では、ＧＰＳの地図情報から道路勾配を取得し、この道路勾配に基づいてロール剛性配分を補正する構成としている。

特開平４－２２３２７５号公報特開２０１０－１０５４３６号公報

　ところで、上述した特許文献１又は特許文献２に示された技術では、車両直進方向の路面勾配を考慮している。しかし、直進方向と直交する方向での路面勾配については、特に考慮されていないので、車体の上下加速度算出値には重力加速度の影響が残っている。また、特許文献１では、ハイパスフィルタを用いることにより、低周波成分が抜け、精度が低下するという技術課題がある。

　本発明の目的は、車両の直進方向と直交する方向での路面の勾配を考慮し、車体の上下加速度算出値から重力加速度の影響を減らすことができるようにしたサスペンション制御装置を提供することにある。

　本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置は、車両の車体と車輪との間に介装されて指令により減衰特性が変化する減衰力調整式緩衝器と、前記減衰特性を制御する制御装置と、前記車体の任意の位置に設けらればね上の上下加速度を検出可能なばね上加速度検出部と、を備え、前記制御装置は、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いを求める直進方向勾配算出部と、前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いを求める直交方向勾配算出部と、を有し、前記ばね上加速度検出部による上下加速度検出値に対し、前記直進方向勾配算出部による直進方向の路面傾斜度合いと前記直交方向勾配算出部による直交方向の路面傾斜度合いとにより、前記上下加速度を補正した補正ばね上上下加速度を求めることを特徴としている。

　本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置によれば、ばね上の上下加速度算出値から重力加速度の影響を減らすことができる。

第１の実施の形態によるサスペンション制御装置を模式的に示す図である。図１中のコントローラのうち、減衰力指令演算部の制御内容を具体化して示す制御ブロック図である。図１中のコントローラのうち、上下加速度補正演算部の制御内容を具体化して示す制御ブロック図である。車両直進方向での路面傾斜度合い（縦断勾配）を算出するための説明図である。車両の旋回走行時に発生する遠心加速度を算出するための説明図である。車両の走行方向と直交する方向の路面傾斜度合い（横断勾配）を算出するための説明図である。車両が前後曲線路面を走行するときに発生する遠心加速度を算出するための説明図である。車両が走行するバンク路面を示す説明図である。車両のバンク走行時に発生するＺ軸方向の遠心加速度を算出するための説明図である。縦断勾配路を登坂走行するときの上下加速度センサ値、重力加速度補正値、遠心加速度補正値および補正後上下加速度の特性をそれぞれ示す特性線図である。バンク勾配路を走行するときの上下加速度センサ値、重力加速度補正値、遠心加速度補正値および補正後上下加速度の特性をそれぞれ示す特性線図である。バンク勾配路を走行するときの上下加速度センサ値および補正後上下加速度等の特性を示す特性線図である。第２の実施の形態による上下加速度補正演算部の制御内容を具体化して示す制御ブロック図である。第１の実施の形態に対して縦断方向遠心加速度の算出用入力の変形例を示す一覧表の図である。図１４の変形例によるバンク方向遠心加速度の算出用入力を示す一覧表の図である。別の変形例によるコントローラの制御内容を示す制御ブロック図である。

　以下、本発明の実施の形態によるサスペンション装置を、４輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

　ここで、図１ないし図１２は第１の実施の形態を示している。図１において、車両のボディを構成する車体１の下側には、例えば左，右の前輪と左，右の後輪（以下、総称して車輪２という）が設けられている。この車輪２は、タイヤ３を含んで構成されており、タイヤ３は、路面の細かい凹凸を吸収するばねとして作用する。

　サスペンション装置４は、車体１と車輪２との間に介装して設けられている。このサスペンション装置４は、懸架ばね５（以下、スプリング５という）と、該スプリング５と並列関係をなして車体１と車輪２との間に設けられた減衰力調整式緩衝器（以下、可変ダンパ６という）とにより構成される。なお、図１中では１組のサスペンション装置４を、車体１と車輪２との間に設けた場合を示している。しかし、サスペンション装置４は、例えば４つの車輪２と車体１との間に個別に独立して合計４組設けられるもので、このうちの１組のみを図１では模式的に示している。

　ここで、サスペンション装置４の可変ダンパ６は、車体１と車輪２との間に介装して設けられた減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。この可変ダンパ６には、発生減衰力の特性（即ち、減衰力特性）をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的に調整するため、減衰力調整バルブ等からなる減衰力可変アクチュエータ７が付設されている。なお、減衰力可変アクチュエータ７は、減衰力特性を必ずしも連続的に調整する構成でなくてもよく、例えば２段階以上の複数段階で減衰力を調整可能なものであってもよい。また、可変ダンパ６は、圧力制御タイプでもよく、流量制御タイプであってもよい。

　ばね上加速度センサ８は、車体１（ばね上）の上下加速度を検出可能なばね上加速度検出部を構成し、車体１の任意の位置に設けられている。該ばね上加速度センサ８は、例えば可変ダンパ６の近傍となる位置で車体１に取付けられている。ばね上加速度センサ８は、所謂ばね上側となる車体１側で上，下方向の振動加速度を検出し、その検出信号を後述のコントローラ９に出力する。

　コントローラ９は、可変ダンパ６の減衰特性を制御する制御装置として、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。該コントローラ９は、ばね上加速度センサ８等からの検出信号に基づいて可変ダンパ６で発生すべき減衰力を後述の指令値（図２参照）により可変に制御するものである。コントローラ９は、その入力側がばね上加速度センサ８およびＣＡＮ１０等に接続され、出力側は可変ダンパ６の減衰力可変アクチュエータ７等に接続されている。

　コントローラ９は、例えばデータ通信に必要な回線網であるＣＡＮ１０（Controller Area Network）を介して他のコントローラ（図示せず）に接続されている。これにより、コントローラ９は他のコントローラとの間で、例えば当該車両の前後加速度センサ値、車速、ヨーレイト、横加速度センサ値、外気温（周囲温度）、日時情報、および積載重量等の荷重情報を含めた種々の車両情報を入，出力することができる。

　ここで、コントローラ９は、図１に示すように、後述の上下加速度補正演算部９Ａと減衰力指令演算部９Ｂとを含んで構成されている。また、コントローラ９は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部９Ｃを有している。コントローラ９の記憶部９Ｃには、例えば後述の数１～１１式による演算を行うための情報、データ等が更新可能に格納されている。

　コントローラ９の減衰力指令演算部９Ｂは、ばね上の上下加速度から可変ダンパ６の目標減衰力（指令値）を演算するもので、図２に示すように、ばね上速度推定部１１、目標減衰力算出部１２、ピストン速度推定部１３および指令値算出部１４を含んで構成されている。ばね上速度推定部１１は、例えば積分器等を用いてばね上加速度センサ８からの検出信号（具体的には、後述する上下加速度補正演算部９Ａからの補正後上下加速度）を積分することによって、車体１の上，下方向の変位速度をばね上速度として推定演算する。

　目標減衰力算出部１２は、ばね上速度推定部１１から出力される前記ばね上速度に基づいて、可変ダンパ６で発生させる目標減衰力を算出する。この目標減衰力は、例えばスカイフック制御理論より求めることができる。なお、目標減衰力を算出する制御則としては、スカイフック制御に限らず、例えば最適制御、Ｈ∞制御等のフィードバック制御を用いることができる。

　コントローラ９のピストン速度推定部１３は、可変ダンパ６のピストンロッド（図示せず）が伸長，縮小するときの速度をピストン速度として推定演算するものである。このピストン速度は、ばね上加速度センサ８からの検出信号（具体的には、後述する上下加速度補正演算部９Ａからの上下加速度）に基づいて推定演算により求めることができる。ピストン速度は、ばね上側とばね下側との相対速度に該当するものである。

　コントローラ９の指令値算出部１４は、目標減衰力算出部１２から出力される信号（目標減衰力）とピストン速度推定部１３から出力される信号（ピストン速度）とに基づいて、可変ダンパ６の減衰力可変アクチュエータ７に出力すべき制御電流値としての指令値を算出する。指令値算出部１４は、目標減衰力算出部１２およびピストン速度推定部１３と共に、前記上下加速度の補正演算値からピストン速度を推定し、目標減衰力を前記推定ピストン速度に応じてハード側からソフト側、またはソフト側からハード側に補正する目標減衰力補正部を構成している。

　次に、コントローラ９の上下加速度補正演算部９Ａについて、図３を参照して説明する。上下加速度補正演算部９Ａは、ばね上加速度センサ８で検出した上下加速度の信号を補正演算するもので、縦断勾配算出部１５、旋回横加速度算出部１６、バンク勾配算出部１７、重力加速度影響算出部１８、縦断方向遠心加速度影響算出部１９、バンク遠心加速度上下方向影響算出部２０および第１～第３の減算部２１．２２，２３を含んで構成されている。

　このうち、縦断勾配算出部１５は、例えばＣＡＮ１０から受け取った前後加速度センサ値αxsensと車両の車速Ｖwheelとに基づいて、下記の数１，３式の演算を行うことにより、図４に示す坂道２４を車両が登坂走行するときの直進方向での路面傾斜度合い（即ち、縦断勾配θ）を算出する。但し、数１～３式の演算は、車両の登坂走行時にタイヤ３の変形および路面に対するスリップ等は発生していない場合を仮定した演算式である。

　ここで、車両の走行加速度αwheelは、ＣＡＮ１０から受け取った車両の走行速度（車速Ｖwheel）を微分して求められる。前後加速度センサ値αxsensは、車体１（例えば、重心Ｇの位置）に設けられた前後方向の加速度センサ（図示せず）により検出される。また、Ｘ軸方向とは、登坂路面に平行な方向であり、Ｚ軸方向とは、登坂路面に垂直な方向である。このため、Ｚ軸方向は、重力加速度ｇの方向（即ち、地軸の方向）に対して縦断勾配θ分だけ傾いた方向となる。

　数２式は、勾配零（θ＝０）の平坦な平面路を走行している場合であり、この場合に、車両の走行加速度αwheelは前後加速度センサ値αxsensと等しい値になる。しかし、車両の登坂走行時には、重力の影響で前後加速度センサ値αxsensが変化するため、前記数１式の関係が成り立つ。従って、車両直進方向での路面傾斜度合いである縦断勾配θは、数３式のように三角関数を用いて算出することができる。

　次に、旋回横加速度算出部１６は、例えばＣＡＮ１０から受け取った車速Ｖwheelとヨーレイトωとに基づいて、下記の数４式の演算を行うことにより、図５に示す車両の旋回走行時に発生する旋回横加速度αycを算出する。

　次に、バンク勾配算出部１７は、例えばＣＡＮ１０から受け取った横加速度センサ値αysensと、旋回横加速度算出部１６で算出した旋回横加速度αycとに基づいて、下記の数５式の演算を行うことにより、図６に示すバンク路面２５を車両が走行するときに走行方向と直交する左右方向（即ち、Ｙ軸方向）の路面傾斜度合い（横断勾配φ）を、三角関数を用いて算出する。

　次に、重力加速度影響算出部１８は、バンク勾配算出部１７から求められる横断勾配φと、前記縦断勾配算出部１５で求めた縦断勾配θとに基づいて、Ｚ軸方向での重力加速度影響分αzgを下記の数６式により算出する。

　次に、縦断方向遠心加速度影響算出部１９は、縦断勾配算出部１５で求めた縦断勾配θと前記車速Ｖwheelとに基づいて、図７に示す前後曲線路面２６を車両が走行するときに発生する遠心加速度αzsを下記の数７式により算出する。数７式の微分値（dθ／ｄｔ）は、車両が前後曲線路面２６に沿って走行するときの勾配角の時間的変化である。なお、遠心加速度αzsは、縦断勾配θが変化しない坂道、即ち微分値（dθ／ｄｔ）＝０の場合は、αzs＝０となる。

　次に、バンク遠心加速度上下方向影響算出部２０は、旋回横加速度算出部１６で算出した旋回横加速度αycと、バンク勾配算出部１７からの横断勾配φとに基づいて、図８、図９に示すバンク路面２５を車両が旋回走行するときに発生するＺ軸方向での遠心加速度影響分αzcを下記の数８式により算出する。なお、数８式中の旋回横加速度αycは、前述した数４式により車速Ｖwheelとヨーレイトωとから求められる横加速度である。また、遠心加速度影響分αzcは、横断勾配φが零（φ＝０）の場合は、αzc＝０となる。

　次に、第１の減算部２１は、ばね上加速度センサ８からの検出信号（即ち、上下加速度センサ値αzsens）に対して、重力加速度影響算出部１８で算出したＺ軸方向での重力加速度影響分αzgを減算し、下記の数９式による上下加速度の第１補正値αzco1を算出する。また、第２の減算部２２は、縦断方向遠心加速度影響算出部１９で算出した遠心加速度αzsを、前記第１補正値αzco1から減算し、下記の数１０式による上下加速度の第２補正値αzco2を算出する。

　さらに、第３の減算部２３は、バンク遠心加速度上下方向影響算出部２０で算出したＺ軸方向での遠心加速度影響分αzcを、前記第２補正値αz2から減算し、下記の数１１式による上下加速度の第３補正値αz3（即ち、補正後上下加速度αzco）を算出する。

　第１の実施の形態による車両用のサスペンション制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ９を用いて可変ダンパ６の減衰力特性を可変に制御する処理について説明する。

　コントローラ９には、車両の走行時に発生する車体１（ばね上）側の上，下方向の振動による加速度が、ばね上加速度センサ８からの信号により上下加速度センサ値αzsensとして入力される。また、ＣＡＮ１０からは、例えば車両の前後加速度センサ値αxsens、車速Ｖwheel、ヨーレイトω、横加速度センサ値αxsensを含めた種々の車両情報が入，出力される。

　ここで、図３に示すコントローラ９の上下加速度補正演算部９Ａは、縦断勾配算出部１５において、前後加速度センサ値αxsensと車速Ｖwheelとに基づき前記数１，３式による車両が登坂走行するときの直進方向での路面傾斜度合い（即ち、縦断勾配θ）を算出する。また、旋回横加速度算出部１６は、車速Ｖwheelとヨーレイトωとに基づいて前記数４式により、図５に示す車両の旋回走行時に発生する旋回横加速度αycを算出する。さらに、バンク勾配算出部１７は、横加速度センサ値αysensと旋回横加速度αycとに基づいて前記数５式により、図６に示すバンク路面２５を車両が走行するときに走行方向と直交する左右方向（即ち、Ｙ軸方向）の路面傾斜度合い（横断勾配φ）を算出する。

　次に、重力加速度影響算出部１８は、バンク勾配算出部１７から求められる横断勾配φと、前記縦断勾配算出部１５で求めた縦断勾配θとに基づいて、Ｚ軸方向での重力加速度影響分αzgを前記数６式により算出する。また、縦断方向遠心加速度影響算出部１９は、縦断勾配算出部１５で求めた縦断勾配θと前記車速Ｖwheelとに基づいて、図７に示す前後曲線路面２６を車両が走行するときに発生する遠心加速度αzsを前記数７式により算出する。さらに、バンク遠心加速度上下方向影響算出部２０は、旋回横加速度算出部１６で算出した旋回横加速度αycと、バンク勾配算出部１７からの横断勾配φとに基づいて、図８、図９に示すバンク路面２５を車両が旋回走行するときに発生するＺ軸方向での遠心加速度影響分αzcを前記数８式により算出する。

　次に、第１の減算部２１は、ばね上加速度センサ８からの検出信号（即ち、上下加速度センサ値αzsens）に対して、重力加速度影響算出部１８で算出したＺ軸方向での重力加速度影響分αzgを減算し、前記数９式による上下加速度の第１補正値αzco1を算出する。また、第２の減算部２２は、縦断方向遠心加速度影響算出部１９で算出した遠心加速度αzsを、前記第１補正値αzco1から減算し、前記数１０式による上下加速度の第２補正値αzco2を算出する。さらに、第３の減算部２３は、バンク遠心加速度上下方向影響算出部２０で算出したＺ軸方向での遠心加速度影響分αzcを、前記第２補正値αz2から減算し、下記の数１１式による上下加速度の第３補正値αz3（即ち、補正後上下加速度αzco）を算出する。

　ここで、図１０に示す特性線２７は、車両が登坂走行するときの直進方向での路面傾斜度合い（即ち、縦断勾配）を百分率で表している。このときに、ばね上加速度センサ８からコントローラ９に出力される検出信号（即ち、上下加速度センサ値αzsens）の特性は、特性線２８として表される。特性線２９は、第１の減算部２１において、前記上下加速度センサ値αzsensからＺ軸方向での重力加速度影響分αzgを減算した上下加速度の第１補正値αzco1を、重力加速度補正値の特性として示している。

　図１０中の特性線３０は、前記縦断方向遠心加速度影響算出部１９で算出した遠心加速度αzsを、前記上下加速度センサ値αzsensから減算した場合の遠心加速度補正値の特性を示している。そして、特性線３１は、前記数１１式により算出される上下加速度の第３補正値αz3（即ち、補正後上下加速度αzco）の特性として示している。

　次に、図１１に示す特性線３２は、図８、図９に示すバンク路面２５を車両が走行するときのバンク勾配を百分率で表している。このときに、ばね上加速度センサ８からコントローラ９に出力される検出信号（即ち、上下加速度センサ値αzsens）の特性は、特性線３３として表される。特性線３４は、第１の減算部２１において、前記上下加速度センサ値αzsensからＺ軸方向での重力加速度影響分αzgを減算した上下加速度の第１補正値αzco1を、重力加速度補正値の特性として示している。

　図１１中の特性線３５は、前記縦断方向遠心加速度影響算出部１９で算出した遠心加速度αzsを、前記上下加速度センサ値αzsensから減算した場合の遠心加速度補正値の特性を示している。そして、特性線３６は、前記数１１式により算出される上下加速度の第３補正値αz3（即ち、補正後上下加速度αzco）の特性として示している。

　次に、コントローラ９の減衰力指令演算部９Ｂは、上下加速度補正演算部９Ａから出力される補正後上下加速度αzco（即ち、ばね上加速度センサ８からの上下加速度センサ値αzsensを補正演算した上下加速度）を、ばね上速度推定部１１で積分することにより、車体１の上，下方向の変位速度をばね上速度として推定演算する。そして、目標減衰力算出部１２は、ばね上速度推定部１１から出力される前記ばね上速度に基づいて、可変ダンパ６で発生させるべき目標減衰力を算出する。

　また、コントローラ９（減衰力指令演算部９Ｂ）のピストン速度推定部１３では、上下加速度補正演算部９Ａから出力される補正後上下加速度αzcoに基づいて可変ダンパ６のピストン速度を推定演算により求める。そして、コントローラ９の指令値算出部１４は、目標減衰力算出部１２から出力される目標減衰力と、ピストン速度推定部１３から出力されるピストン速度とに基づいて、可変ダンパ６の減衰力可変アクチュエータ７に出力すべき制御電流値としての指令値を算出する。

　そして、車体１と車輪２との間に介装して設けられた可変ダンパ６は、コントローラ９からの指令値が指令電流として減衰力可変アクチュエータ７に入力される。これにより、該減衰力可変アクチュエータ７は、可変ダンパ６内を流通する油液の流路面積を可変に制御するように駆動される。この結果、可変ダンパ６の減衰力特性は、前記指令値に従ってハードな特性（硬特性）とソフトな特性（軟特性）との間で可変に制御される。

　ところで、従来技術では、ばね上加速度センサ８からの検出信号（即ち、上下加速度センサ値αzsens）を補正することなく、ばね上速度の推定演算を行うと共に、ピストン速度の推定演算を行うようにしている。しかし、ばね上加速度センサ８の検出信号は、路面の勾配（即ち、車体の傾き）によって上下加速度の検出値が変動することがあり、これに伴って、目標減衰力の演算結果も悪影響を受けてしまう。換言すると、車両が勾配路面やバンク路面を走行するときに、車体１には路面に対して遠心加速度が発生するため、ばね上加速度センサ８による上下加速度センサ値αzsensは、このときの遠心加速度が含まれたセンサ値として検出されてしてしまう。

　即ち、図１２に点線で示す特性線３７は、例えば図８、図９に示すバンク路面２５を車両が走行するときに、ばね上加速度センサ８からコントローラ９に出力される検出信号（即ち、上下加速度センサ値αzsens）の特性を表している。特性線３７からも分かるように、ばね上加速度センサ８の検出値（上下加速度センサ値αzsens）は、図１２に示す時間（例えば、１０～２０秒）にバンク勾配の影響を受けて変動しており、これに伴って、目標減衰力の演算結果も悪影響を受けてしまう。

　また、図１２中に一点鎖線で示す特性線３８は、例えば特許文献１のように、例えばハイパスフィルタを用いて路面勾配の影響を除去する構成とした比較例の特性である。しかし、このような比較例（特性線３８）では、本実施の形態による特性線３９（補正後上下加速度αzco）のように、路面の傾斜（勾配）に影響されない滑らかな直線状の特性を求めることはできない。

　そこで、第１の実施の形態では、制御装置としてのコントローラ９が、上下加速度補正演算部９Ａと減衰力指令演算部９Ｂとを備え、上下加速度補正演算部９Ａは、車両の直進方向の路面傾斜度合い（縦断勾配θ）を求める直進方向勾配算出部（縦断勾配算出部１５）と、車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合い（横断勾配φ）を求める直交方向勾配算出部（バンク勾配算出部１７）とを有し、ばね上加速度検出部（ばね上加速度センサ８）による上下加速度検出値（上下加速度センサ値αzsens）に対し、縦断勾配算出部１５による車両直進方向の路面傾斜度合い（縦断勾配θ）とバンク勾配算出部１７による直交方向の路面傾斜度合い（横断勾配φ）とにより、上下加速度センサ値αzsensを補正した補正ばね上上下加速度（補正後上下加速度αzco）を求める構成としている。

　即ち、コントローラ９は、前述の如く上下加速度補正演算部９Ａで、ばね上加速度センサ８からの上下加速度センサ値αzsensを補正演算して補正後上下加速度αzcoを求める。この補正後上下加速度αzcoは、図１２に実線で示す特性線３９の如く、路面の傾斜（勾配）に影響されない滑らかな直線状の特性として算出することができる。

　このため、第１の実施の形態によれば、車両直進方向での路面傾斜度合い（縦断勾配θ）と直進方向に直交する方向での路面の勾配（横断勾配φ）を考慮して補正後上下加速度αzcoを求めることにより、車体１の上下加速度算出値から重力加速度の影響を減らすことができる。従って、コントローラ９の上下加速度補正演算部９Ａからは、路面の傾斜（勾配θ，φ）に影響されない特性（図１２に示す特性線３９）の補正後上下加速度αzcoを、減衰力指令演算部９Ｂに出力でき、減衰力指令演算部９Ｂは、ばね上の上下加速度から可変ダンパ６の目標減衰力（指令値）を安定して演算し、重力加速度の影響を減らした状態での指令値を出力することができる。

　しかも、第１の実施の形態によれば、前記直進方向勾配算出部は、縦断勾配算出部１５、重力加速度影響算出部１８および縦断方向遠心加速度影響算出部１９を備えている。この縦断方向遠心加速度影響算出部１９は、車両直進方向の路面傾斜度合い（縦断勾配θ）の時間変化を考慮して微分値（ｄθ／ｄｔ）を算出し、例えば図７に示す前後曲線路面２６を車両が走行するときに発生する遠心加速度αzsを前記数７式により算出する。

　また、前記直交方向勾配算出部は、旋回横加速度算出部１６、バンク勾配算出部１７およびバンク遠心加速度上下方向影響算出部２０を備え、このバンク遠心加速度上下方向影響算出部２０は、車両進行方向と直交する方向の路面傾斜度合い（横断勾配φ）により発生する遠心加速度のＺ軸方向成分を考慮し、Ｚ軸方向での遠心加速度影響分αzcを前記数８式により算出する。

　さらに、前記直進方向勾配算出部は、車両の前後方向加速度αxsensを検出する前後加速度センサ（例えば、ＣＡＮ１０からの情報）と、車両の車速Ｖwheelとを用い、前記数３式により車両の直進方向の路面傾斜度合い（縦断勾配θ）を算出する。

　従って、第１の実施の形態によれば、コントローラ９の上下加速度補正演算部９Ａは、車両直進方向での路面傾斜度合い（縦断勾配θ）と車両直進方向に直交する方向での路面の勾配（横断勾配φ）を考慮して補正後上下加速度αzcoを求めることにより、車体１の上下加速度算出値（即ち、補正後上下加速度αzco）から重力加速度の影響を減らすことができる。そして、コントローラ９の上下加速度補正演算部９Ａからは、路面の傾斜（勾配θ，φ）に影響されない特性（図１２に示す特性線３９）の補正後上下加速度αzcoを減衰力指令演算部９Ｂへと出力できる。このため、減衰力指令演算部９Ｂは、ばね上の上下加速度から可変ダンパ６の目標減衰力（指令値）を安定して演算することができ、重力加速度の影響を減らした状態での指令値を出力できる。

　次に、図１３は第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第２の実施の形態の特徴は、コントローラ９（上下加速度補正演算部９Ａ）の入力側に外界認識センサ４１を接続して設ける構成としたことにある。即ち、第２の実施の形態では、外界認識センサ４１を用いて、車両の直進方向の路面傾斜度合い（縦断勾配θ）と、これに直交する方向の路面傾斜度合い（横断勾配φ）とを算出する。

　ここで、外界認識センサ４１は車両の外界状況を認識し、対象物までの距離を求めるため、例えばステレオカメラ、レーダおよび自車位置センサ等を含んで構成されている。これにより、外界認識センサ４１からは、例えば図３に示す前後加速度センサ値αxsens、横加速度センサ値αysensに対応した検出信号が縦断勾配算出部１５とバンク勾配算出部１７とに入力される。そして、縦断勾配算出部１５は、前記第１の実施の形態と同様に縦断勾配θを算出し、バンク勾配算出部１７は、横断勾配φを算出する。

　かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、ばね上加速度センサ８で検出した上下加速度の信号を補正演算する上下加速度補正演算部９Ａを、縦断勾配算出部１５、旋回横加速度算出部１６、バンク勾配算出部１７、重力加速度影響算出部１８、縦断方向遠心加速度影響算出部１９、バンク遠心加速度上下方向影響算出部２０および第１～第３の減算部２１．２２，２３により構成することができ、前記第１の実施の形態と同様な効果を奏する。

　特に、第２の実施の形態では、外界認識センサ４１を用いることにより、第１の実施の形態で採用しているセンサ（例えば、図３に示す前後加速度センサ値αxsensと横加速度センサ値αysens）を不要にでき、装置全体の構成を第１の実施の形態よりも簡素化することができる。

　ここで、外界認識センサ４１は、ステレオカメラ、シングルカメラ等のカメラ（例えば、デジタルカメラ）、および／または、レーザレーダ、赤外線レーダ、ミリ波レーダ等のレーダ（例えば、半導体レーザ等の発光素子およびそれを受光する受光素子）を用いることができる。なお、外界認識センサ４１は、カメラ、レーダに限らず、車両の周囲となる外界の状態を認識（検出）できる各種のセンサ（検出装置、計測装置、電波探知機）を用いることができる。

　次に、図１４に示す一覧表５１は、第１の実施の形態に対して縦断方向遠心加速度の算出用入力の変形例を示している。前記第１の実施の形態では、縦断勾配算出部１５の入力として、「前後加速度センサ値」（入力１）と「車速」（入力２）との組合せを採用している。しかし、本発明はこれに限らず、一覧表５１の組合せ２のように、「ピッチレイトセンサ」（入力１）と「車速」（入力２）とを採用してもよい。

　また、一覧表５１の組合せ３のように、「勾配（マップ＋ＧＰＳ）」（入力１）と「車速」（入力２）とを採用してもよい。この場合、組合せ４のように、センサとしては、例えば光を使ったリモートセンシング技術を用いて物体検知や対象物までの距離を計測する「ＬＩＤＥＲ」等のセンサでよい。この「ＬＩＤＥＲ」の技術では、レーザー光を照射し、それが物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を計測し、物体までの距離や方向を測定する。その技法はレーダに類似しており、レーダの電波を光に置き換えたものとも言える。

　また、一覧表５１の組合せ５のように、「ピッチレイト」（入力１）と「勾配半径（マップ＋ＧＰＳ）」（入力２）とを採用してもよい。この場合、組合せ６のように、センサとして、例えば光を使ったリモートセンシング技術を用いて物体検知や対象物までの距離を計測する「ＬＩＤＥＲ」等のセンサでよい。

　一方、図１５に示す一覧表５２は、第１の実施の形態に対してバンク方向遠心加速度の算出用入力の変形例を示している。前記第１の実施の形態では、旋回横加速度算出部１６、バンク勾配算出部１７およびバンク遠心加速度上下方向影響算出部２０からなる直交方向勾配算出部の入力として、「車速」（入力１）と「ヨーレイト」（入力２）と「横加速度センサ値」（入力３）との組合せを採用している。

　しかし、本発明はこれに限らず、一覧表５２の組合せ２のように、「車速」（入力１）と「ヨーレイト／操舵角」（入力２）と「ロールレイトセンサ」（入力３）との組合せを採用してもよい。また、一覧表５２の組合せ３のように、「車速」（入力１）と「ヨーレイト／操舵角」（入力２）と「勾配（センサ）」（入力３）とを採用してもよい。この場合のセンサとしても、例えば光を使ったリモートセンシング技術を用いて物体検知や対象物までの距離を計測する「ＬＩＤＥＲ」等のセンサでよい。

　また、一覧表５２の組合せ４のように、「車速」（入力１）と「ヨーレイト／操舵角」（入力２）と「勾配（マップ＋ＧＰＳ）」（入力３）とを採用してもよい。さらに、一覧表５２の組合せ５のように、「旋回半径，勾配（マップ＋ＧＰＳ）」（入力１）と「ヨーレイト」（入力２）とを採用してもよい。

　なお、ヨーレイトセンサ値の代わりに操舵角δを用いる場合には、下記の数１２式によりヨーレイトωを求めることができる。このうち、車速Ｖwheelは前述した車両の走行速度であり、スタビリティファクタＡとホイールベースＬとは、車両の車種によって予め決められた値である。

　次に、図１６は前述の変形例とは別の変形例を示している。この変形例の特徴は、コントローラ９の上下加速度補正演算部９Ａと減衰力指令演算部９Ｂとの間に、例えばハイパスフィルタ等からなるフィルタ処理部６１を設ける構成としたことにある。この変形例によれば、上下加速度補正演算部９Ａから出力される補正後上下加速度αzcoに対してフィルタ処理部６１で、出力信号中のノイズ等を除去することができ、減衰力指令演算部９Ｂでは、フィルタ処理後の補正後上下加速度αzcoに基づいて、可変ダンパ６の目標減衰力（指令値）を安定して演算することができる。

　次に、前記実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によるサスペンション制御装置の第１の態様としては、前記サスペンション制御装置は、車両の車体と車輪との間に介装されて指令により減衰特性が変化する減衰力調整式緩衝器と、前記減衰特性を制御する制御装置と、前記車体の任意の位置に設けらればね上の上下加速度を検出可能なばね上加速度検出部と、を備え、前記制御装置は、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いを求める直進方向勾配算出部と、前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いを求める直交方向勾配算出部と、を有し、前記制御装置は、前記ばね上加速度検出部による上下加速度検出値に対し、前記直進方向勾配算出部による直進方向の路面傾斜度合いと前記直交方向勾配算出部による直交方向の路面傾斜度合いとにより、前記上下加速度を補正した補正ばね上上下加速度を求めることを特徴としている。

　また、第２の態様としては、前記第１の態様において、前記直進方向勾配算出部は、さらに、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いの時間変化を考慮することを特徴としている。第３の態様としては、前記第１または第２の態様において、前記直交方向勾配算出部は、さらに、前記車両の進行方向と直交する方向の路面傾斜度合いにより発生する遠心加速度のＺ軸方向成分を考慮することを特徴としている。

　第４の態様としては、前記第１の態様において、前記直進方向勾配算出部は、前記車両の前後方向加速度を検出する前後加速度センサと、前記車両の車速とを用い、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いを算出することを特徴としている。第５の態様としては、前記第１の態様において、前記直交方向勾配算出部は、前記車両の左右方向加速度を検出する横加速度センサと、前記車両の車速およびヨーレイトとを用い、前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いを算出することを特徴としている。

　さらに、第６の態様としては、前記第１の態様において、前記直進方向勾配算出部と前記直交方向勾配算出部とは、前記車両前方の路面を撮像する外界認識センサを用いて、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いと、前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いとを、算出することを特徴としている。

　尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０１９年３月２６日付出願の日本国特許出願第２０１９－０５８７４３号に基づく優先権を主張する。２０１９年３月２６日付出願の日本国特許出願第２０１９－０５８７４３号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

　１　車体　２　車輪　４　サスペンション装置　５　スプリング（懸架ばね）　６　可変ダンパ（減衰力調整式緩衝器）　７　減衰力可変アクチュエータ　８　ばね上加速度センサ（ばね上加速度検出部）　９　コントローラ（制御装置）　９Ａ　上下加速度補正演算部　９Ｂ　減衰力指令演算部　１０　ＣＡＮ　１５　縦断勾配算出部（直進方向勾配算出部）　１６　旋回横加速度算出部（直交方向勾配算出部）　１７　バンク勾配算出部（直交方向勾配算出部）　１８　重力加速度影響算出部（直進方向勾配算出部）　１９　縦断方向遠心加速度影響算出部（直進方向勾配算出部）　２０　バンク遠心加速度影響算出部（直交方向勾配算出部）　２１，２２，２３　減算部　４１　外界認識センサ

Claims

　サスペンション制御装置であって、
　前記サスペンション制御装置は、車両の車体と車輪との間に介装されて指令により減衰特性が変化する減衰力調整式緩衝器と、前記減衰特性を制御する制御装置と、前記車体の任意の位置に設けらればね上の上下加速度を検出可能なばね上加速度検出部と、を備え、
　前記制御装置は、
　前記車両の直進方向の路面傾斜度合いを求める直進方向勾配算出部と、
　前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いを求める直交方向勾配算出部と、を有し、
　前記制御装置は、前記ばね上加速度検出部による上下加速度検出値に対し、前記直進方向勾配算出部による直進方向の路面傾斜度合いと前記直交方向勾配算出部による直交方向の路面傾斜度合いとにより、前記上下加速度を補正した補正ばね上上下加速度を求めることを特徴とするサスペンション制御装置。
　請求項１に記載のサスペンション制御装置において、
　前記直進方向勾配算出部は、さらに、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いの時間変化を考慮することを特徴とするサスペンション制御装置。
　請求項１または２に記載のサスペンション制御装置において、
　前記直交方向勾配算出部は、さらに、前記車両の進行方向と直交する方向の路面傾斜度合いにより発生する遠心加速度のＺ軸方向成分を考慮することを特徴とするサスペンション制御装置。
　請求項１に記載のサスペンション制御装置において、
　前記直進方向勾配算出部は、前記車両の前後方向加速度を検出する前後加速度センサと、前記車両の車速とを用い、前記車両の直進方向の路面傾斜度合いを算出することを特徴とするサスペンション制御装置。
　請求項１に記載のサスペンション制御装置において、
　前記直交方向勾配算出部は、前記車両の左右方向加速度を検出する横加速度センサと、前記車両の車速およびヨーレイトとを用い、前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いを算出することを特徴とするサスペンション制御装置。
　請求項１に記載のサスペンション制御装置において、
　前記直進方向勾配算出部と前記直交方向勾配算出部とは、前記車両前方の路面を撮像する外界認識センサを用いて、
　前記車両の直進方向の路面傾斜度合いと、
　前記車両の直進方向と直交する方向の路面傾斜度合いとを、
算出することを特徴とするサスペンション制御装置。