(57)【要約】  車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置である。制振トルクは、車両の重心位置に関するパラメータを含み、かつ少なくとも車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて動力が制御されることで発生するものであり、車両の重心位置の変化に基づいてパラメータを補正することで、車両制振制御装置により車両の重心位置に基づいて制振トルクが変化して発生するように動力が変化される。これにより、振動低減効果を十分に得ることができる。
2010143238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置において、
前記車両の重心位置に基づいて前記制振トルクが変化して発生するように前記動力を変化させることを特徴とする車両制振制御装置。
【請求項２】
前記制振トルクは、前記車両の重心位置に関するパラメータを含み、かつ少なくとも前記車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて前記動力が制御されることで発生するものであり、
前記車両の重心位置の変化に基づいて前記パラメータを補正することを特徴とする請求項１に記載の車両制振制御装置。
【請求項３】
前記車両の重心位置は、前記車両の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて推定されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制振制御装置。
【請求項４】
前記重心位置変化検出手段は、前記車両に乗車する乗員の着座の有無を検出することを特徴とする請求項３に記載の車両制振制御装置。
【請求項５】
車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置の制御方法において、
前記車両の重心位置に基づいて変化した制振トルクを発生させる前記動力を発生させることを特徴とする車両制振制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制振制御装置および車両制振制御装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の振動を抑制する車両制振制御装置として、車両のバネ上振動を抑制するいわゆるバネ上制振制御を実行する車両制振制御装置が知られている。ここで、車両のバネ上振動とは、加振源を路面とし、路面から車両の車輪への入力により、サスペンションを介して車体に発生する振動のうち、１〜４Ｈｚの周波数成分（車種や車両の構成によって顕著にあらわれる周波数成分が異なり、多くの車両は１．５Ｈｚ近傍の周波数成分）の振動をいい、この車両のバネ上振動には、車両のピッチ方向またはバウンス方向（上下方向）の成分が含まれている。ここでいうバネ上制振とは、上記車両のバネ上振動を抑制するものである。【０００３】
従来の車両制振制御装置では、例えば、特許文献１に示すように、制振フィルタでフィルタリングされた要求制駆動力に応じて制駆動力を制御することで、バネ上制振を行うものが提案されている。この従来の車両制振制御装置は、車両積載重量に基づいてフィルタ特性を補正することで、車両積載重量の増減によって実際の車両のバネ上振動特性と制振制御の特性とがずれて制振制御による振動低減効果の低下を抑制することを目的としている。【０００４】
また、従来の車両制振制御装置では、例えば、特許文献２に示すように、車両に搭載された動力源が発生する動力の動力制御に基づく車輪トルク制御によりバネ上制振を行うものが提案されている。この従来の車両制振制御装置は、車輪トルクによりバネ上制振を行うものであり、車輪トルクの変動があった場合に、力学的運動モデル、例えばバネ上振動モデルやバネ上・下振動モデルなどを用いて、車両のバネ上振動を予測し、予測された車両のバネ上振動が抑制される車輪トルクを発生できるように動力源が発生する動力の制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９８２９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記力学的運動モデルを用いた車両制振制御装置では、車両の重心周りのピッチ方向の変位または重心におけるバウンス方向の変位を予測して、その変位を抑制するように車輪トルク制御を行うことで、バネ上振動を抑制するものである。ここで、車両の重心位置は、車両の挙動や、乗員数や、荷物の有無などで変化するものである。従って、車両の諸元などにより予め設定された重心位置に基づいた力学的運動モデルでは、力学的運動モデルにおいて想定している重心位置と、実際の車両の重心位置とが相違することから精度が低下する虞があった。つまり、従来の車両制振制御装置では、振動低減効果が十分に得られない虞があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動低減効果を十分に得ることができる車両制振制御装置および車両制振制御装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置において、前記車両の重心位置に基づいて前記制振トルクが変化して発生するように前記動力を変化させることを特徴とする。【０００９】
また、上記車両制振制御装置において、前記制振トルクは、前記車両の重心位置に関するパラメータを含み、かつ少なくとも前記車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて前記動力が制御されることで発生するものであり、前記車両の重心位置の変化に基づいて前記パラメータを補正することが好ましい。【００１０】
また、上記車両制振制御装置において、前記車両の重心位置は、前記車両の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて推定されることが好ましい。【００１１】
また、上記車両制振制御装置において、前記重心位置変化検出手段は、前記車両に乗車する乗員の着座の有無を検出することが好ましい。【００１２】
また、本発明は、車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置の制御方法において、前記車両の重心位置に基づいて変化した制振トルクを発生させる前記動力を発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる車両制振制御装置および車両制振制御装置の制御方法は、力学的運動モデルの精度を向上することで、振動低減効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制振制御装置が搭載された車両の概略構成例を示す図である。
【図２】図２は、車両制振制御部の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。
【図３】図３は、車両制振制御部において抑制される車体振動の状態変数を説明する図である。
【図４】図４は、車両制振制御部において仮定される車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。
【図５】図５は、車両制振制御部において仮定される車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。
【図６】図６は、重心位置推定部による重心位置推定方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態では、動力を発生する動力源としてガソリンエンジンのみが搭載され、変速機として自動変速機であるＡＴが搭載されている車両について説明する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る車両制振制御装置が搭載された車両の概略構成例を示す図である。図２は、車両制振制御部の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。図３は、車両制振制御部において抑制される車体振動の状態変数を説明する図である。図４は、車両制振制御部において仮定される車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。図５は、車両制振制御部において仮定される車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。図６は、重心位置推定部による重心位置推定方法のフローチャートを示す図である。
【００１７】
本実施形態に係る車両制振制御装置１は、図１に示すように、動力源であるガソリンエンジン２１（以下、単に「エンジン」と称する。）を搭載した車両１０に適用されている。なお、本実施形態に係る車両制振制御装置１が適用された車両１０は、エンジン２１が車両１０の前進行方向における前側部分に搭載され、駆動輪を左右の後輪である車輪３０ＲＬ、３０ＲＲとする後輪駆動となっている。なお、車両１０のエンジン２１の搭載位置は、前側部分のみに限定されるものではなく、後側部分、中央部分のいずれに搭載されても良い。また、車両１０の駆動形式は、後輪駆動のみに限定されるものではなく、前輪駆動、４輪駆動のいずれの形式であっても良い。
【００１８】
車両制振制御装置１が適用される車両１０は、同図に示すように、左右前輪である車輪３０ＦＬ、３０ＦＲと、左右後輪である車輪３０ＲＬ、３０ＲＲとを有する。また、車両１０は、運転者が操作するアクセルペダル６０と、運転者のアクセル操作による要求値、すなわちアクセルペダル６０の踏込量であるアクセルペダル踏込量θａを検出し、アクセルペダル踏込量θａに対応した電気信号をＥＣＵ（Electric  Control  Unit）５０に出力するアクセルペダルセンサ７０を有する。車両１０は、種々の公知の態様にて、運転者のアクセル操作に応じて車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに駆動力を作用させる駆動装置２０が搭載される。駆動装置２０は、図示の例では、エンジン２１が発生する動力（駆動トルク）が、ＡＴ２２、差動歯車装置２３等を介して、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲへ伝達されるよう構成されている。なお、ここでは図示していないが、車両１０には、種々の公知の車両と同様に各輪に制動力を発生する制動装置と前輪又は前後輪の舵角を制御するためのステアリング装置が設けられる。
【００１９】
駆動装置２０の作動は、車両制振制御装置１として兼用されるＥＣＵ５０により制御される。ＥＣＵ５０は、種々の公知の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータおよび駆動回路を含んでいてよい。ＥＣＵ５０には、車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲに搭載された車輪速センサ４０ｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）からの車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）を表す信号と、車両１０の各部に設けられたセンサからのエンジン回転速度（エンジン２１の出力回転速度）Ｅｒ、アクセルペダル踏込量θａの信号が入力される。また、ＥＣＵ５０は、上記以外に、本実施形態の車両１０において実行されるべき各種制御に必要な種々のパラメータを得るための各種検出信号、例えば、エンジン２１の運転環境に対応するパラメータ（冷却水温度、吸入空気温度、吸入空気圧、大気圧、油温など）等の信号が入力される。
【００２０】
ＥＣＵ５０は、図２に示すように、例えば、エンジン２１の作動、特にエンジン２１が発生する動力を制御量、本実施形態では、要求トルクＴｅに基づいて制御する駆動制御装置としても機能する車両制振制御装置１と、図示しない制動装置の作動を制御する制動制御装置２とを含んで構成される。また、本実施形態では、駆動力制御装置を車両制振制御装置１により兼用して構成するものとして説明するが、これに限定されるものではなく、駆動力制御装置とＥＣＵ５０とを別個に構成し、駆動力制御装置をＥＣＵ５０に接続するようにして構成してもよい。また、制動制御装置２も同様に個別に構成し、制動制御装置２をＥＣＵ５０に接続するように構成しても良い。
【００２１】
制動制御装置２は、図１に示すように、各車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲが所定量回転する毎に逐次的に生成されるパルス形式の電気信号が各車輪速センサ４０ＦＬ、４０ＦＲ、４０ＲＬ、４０ＲＲから入力され、この逐次的に入力されるパルス信号の到来する時間間隔を計測することにより各車輪回転速度ωｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）が算出され、これに車輪半径ｒが乗ぜられることにより、各車輪速度Ｖｗｉが算出される。制動制御装置２は、本実施形態では、各車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲにそれぞれ対応する車輪速度ＶｗＦＬ、ＶｗＦＲ、ＶｗＲＬ、ＶｗＲＲの平均値ｒ・ωを車両制振制御装置１（本実施形態では、車両制振制御部４）に出力する。なお、車輪回転速度から車輪速度への演算は、車両制振制御装置１にて行われてもよい。その場合、車輪回転速度は制動制御装置２から車両制振制御装置１に出力される）。
【００２２】
また、制動制御装置２は、種々の公知のＡＢＳ制御、ＶＳＣ（Vehicle  Stability  Control）、ＴＲＣ（Traction  Control）といった自動制動制御、すなわち、車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲと路面との間の摩擦力（車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲの前後力と横力とのベクトル和）が過大になり限界を越えることを抑制し、あるいは、かかる車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲの摩擦力がその限界を越えることに起因する車両１０の挙動の悪化を抑制するべく車輪上の前後力又はスリップ率を制御するものであってよく、あるいは、ＡＢＳ制御、ＶＳＣ、ＴＲＣの車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲのスリップ率制御に加えてステアリング制御等を含めて車両１０の挙動の安定化を図るＶＤＩＭ（Vehicle  Dynamics  Integrated  Management）であってよい。なお、ＶＤＩＭが搭載される場合には、制動制御装置２は、ＶＤＩＭの一部を構成することとなる。ここで、制動制御装置２は、上記自動制動制御（ＡＢＳ制御、ＶＳＣ、ＴＲＣ、ＶＤＩＭ）において、車両１０の挙動を変化させて制御、すなわち車両１０の挙動を変化させることで安定した挙動となるように積極的に制御するために、エンジン２１が発生する動力を制御する場合がある。制動制御装置２は、本実施形態では、自動制動制御に基づいて車両１０の挙動を変化させて制御するために駆動力制御を行う場合、要求トルクＴｅを変更する。つまり、制動制御装置２は、車両挙動制御部としての機能も有する。制動制御装置２は、自動制動制御に基づいて要求トルクＴｅを変更する場合、エンジン２１の駆動トルクが車両１０の挙動を安定した挙動となるように変化させることができる制動トルク修正量を車両制振制御装置１に出力する。ここで、制動制御装置２から車両制振制御装置１に出力された制動トルク修正量は、要求トルク算出部３ａにおいて算出された要求トルクＴｅに加減算される。この結果、要求トルクＴｅが制振トルク修正量に基づいて車両１０の挙動を変化させて制御するように変更され、変更された要求トルクＴｅに応じた制御指令が制御指令決定部３ｃより、エンジン２１に出力されることとなる。なお、制動制御装置２は、自動制動制御に基づいて車両１０の挙動を変化させて制御するためにエンジントルクを制御する場合、アクセルペダル踏込量を算出しても良い。この場合は、算出されたアクセルペダル踏込量が車両制振制御装置１の要求トルク算出部３ａへ出力される。
【００２３】
車両制振制御装置１は、図２に示すように、駆動制御装置として、運転者からの駆動要求が、アクセルペダル踏込量θａに基づいて運転者の要求するエンジン２１の駆動トルクである要求トルクＴｅとして決定される。ここで、車両制振制御装置１では、エンジン２１の駆動トルクを制御することによる車両１０のピッチ方向の振動やバウンス方向の振動を抑制する制御、すなわちバネ上振動を抑制する制御である制振制御を実行すべく、要求トルクＴｅが修正され、その修正された要求トルクＴｅに対応する制御指令がエンジン２１に与えられる。車両制振制御装置１は、駆動制御部３と、車両制振制御部４とを含んで構成されている。
【００２４】
駆動制御部３は、要求トルク算出部３ａと、加算器３ｂと、制御指令決定部３ｃとを含んで構成されている。要求トルク算出部３ａは、公知の任意の手法によりアクセル踏込量θａに基づいて要求トルクＴｅを算出するものである。加算器３ｂは、要求トルク算出部３ａにより算出された要求トルクＴｅを車両制心制御部４により算出された制振トルク修正量で修正する、すなわち要求トルク算出部３ａにより算出された要求トルクＴｅを制振トルクに基づいて補正するものである。制御指令決定部３ｃは、制振トルク修正量により修正された要求トルクＴｅをエンジン２１の制御指令を生成し、生成された制御指令をエンジン２１の図示しない各制御器に出力するものである。
【００２５】
車両制振制御部４は、車両１０のバネ上振動を抑制するいわゆるバネ上制振制御を実行するものである。ここで、車両１０のバネ上振動とは、路面の凹凸に応じて路面から車両１０の左右前輪である車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、左右後輪である車輪３０ＲＬ、３０ＲＲへの入力により、サスペンションを介して車両１０の車体に発生する振動のうち、１〜４Ｈｚ、さらに言えば１．５Ｈｚ近傍の周波数成分の振動をいい、車両１０のバネ上振動には、車両１０のピッチ方向またはバウンス方向（上下方向）の成分が含まれている。ここでいうバネ上制振とは、上記車両１０のバネ上振動を抑制するものである。車両制振制御部４は、路面から車両１０の左右前輪である車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、左右後輪である車輪３０ＲＬ、３０ＲＲへの入力により、１〜４Ｈｚの周波数成分（車種や車両の構成によって顕著にあらわれる周波数成分が異なり、多くの車両は１．５Ｈｚ近傍の周波数成分）の車両１０のピッチ方向またはバウンス方向（上下方向）の振動が生じた場合にエンジン２１に逆位相の動力を発生させることで車輪（駆動時には、駆動輪）が路面に対して作用している「車輪トルク」（車輪と接地路面上との間に作用するトルク）を調節し上記振動を抑制する。つまり、車両制振制御部４は、エンジン２１の動力、すなわち駆動トルクを制御することで、駆動トルクを伝達する駆動輪である３０ＲＬ、３０ＲＲにバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車輪トルク制御を行い、上記振動を抑制する。これにより、車両１０の車両制振制御部４は、運転者の操縦安定性、乗員の乗り心地等を改善している。また、このようなエンジン２１が発生する動力の制御、すなわち動力制御による制振制御によれば、サスペンションによる制振制御のように発生した振動エネルギーを吸収することにより抑制するというよりは、振動を発生する力の源を調節して振動エネルギーの発生を抑えることになるので、制振作用が比較的速やかであり、また、エネルギー効率が良いなどの利点を有する。また、動力制御による制振制御においては、制御対象が動力源の動力（駆動トルク）に集約されるので、制御の調節が比較的に容易である。
【００２６】
車両制振制御部４においては、（１）車輪において路面との間に作用する力による車輪の車輪トルクの取得、（２）ピッチ／バウンス振動状態量の取得、（３）ピッチ／バウンス振動状態量を抑制する車輪トルクの修正量の算出とこれに基づく要求トルクＴｅの変更が実行される。本実施形態では、（１）の車輪トルクは、制動制御装置２から受信した車輪の車輪速度（または、車輪の車輪回転速度）に基づいて車輪トルク推定値を算出するが、これに限らない。車輪トルクは、エンジン回転速度に基づいて車輪トルク推定値を算出してもよいし、車両１０の走行中の車輪トルクの値が直接的に検出可能なセンサ、例えば、ホイールトルクセンサやホイール六分力計などにより、車輪において実際に発生している車輪トルクの検出値であってもよい。なお、車両制振制御部４は、（１）−（３）の処理作動において実現される。
【００２７】
車両１０において、例えば、運転者のアクセル操作、すなわち運転者の駆動要求に基づいて車輪トルクの変動が生ずると、図３に例示されている車両１０の車体において、車体の重心Ｃｇの鉛直方向（ｚ方向）のバウンス振動（バウンス方向の振動）と、車体の重心周りのピッチ方向（θ方向）のピッチ振動（ピッチ方向の振動）が発生しうる。また、車両１０の走行中に路面の凹凸に応じて路面から車両１０の車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲへの入力により外力またはトルク（外乱）が作用すると、その外乱が車両１０に伝達され、やはり車体にピッチ／バウンス振動が発生しうる。そこで、車両制振制御部４は、車両１０の車体のピッチ／バウンス振動の力学的運動モデルを構築し、そのモデルにおいて運転者の駆動要求に応じた制御量である要求トルクＴｅ（を車輪トルクに換算した値）と、現在の車輪トルク（の推定値）とを入力した際の車体の変位ｚ、θとその変化率ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔ、すなわち、車体振動の状態変数を算出し、モデルから得られた状態変数が０に収束するように、すなわち、ピッチ／バウンス振動を抑制できるようエンジン２１の動力制御が行われる（つまり、運転者の駆動要求に応じた制御量である要求トルクＴｅの変更がされることとなる。）。
【００２８】
車両制振制御部４は、図２に示すように、フィードフォワード制御部４ａと、フィードバック制御部４ｂと、重心位置推定部４ｃと、駆動トルク変換部４ｄとを含んで構成される。
【００２９】
フィードフォワード制御部４ａは、いわゆる、最適レギュレータの構成を有し、ここでは、車輪トルク変換部４ｅと、運動モデル部４ｆと、ＦＦ二次レギュレータ部４ｇとを含んで構成される。フィードフォワード制御部４ａは、車輪トルク変換部４ｅにて要求トルクＴｅを車輪トルクに換算した値（ドライバ要求車輪トルクＴｗｏ）が車両１０の車体のピッチ／バウンス振動の運動モデル部４ｆに入力される。運動モデル部４ｆでは、入力されたトルクに対する車両１０の状態変数の応答が算出され、ＦＦ二次レギュレータ部４ｇにて後述する所定のゲインＫに基づいてその状態変数を最小に収束するドライバ要求車輪トルクＴｗｏの修正量として、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦが算出される。このＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦは、エンジン２１に対する要求トルクＴｅに基づいたフィードフォワード制御部４ａにおける要求トルクＴｅのＦＦ制御量である。
【００３０】
フィードバック制御部４ｂは、いわゆる、最適レギュレータの構成を有し、ここでは、車輪トルク推定部４ｈと、フィードフォワード制御部４ａと兼用される運動モデル部４ｆと、ＦＢ二次レギュレータ部４ｉとを含んで構成される。フィードバック制御部４ｂは、車輪トルク推定部４ｈにて後述するように車輪速度の平均値ｒ・ωに基づいて車輪トルク推定値Ｔｗが算出され、この車輪トルク推定値Ｔｗは、外乱入力として、運動モデル部４ｆへ入力される。なお、ここでは、フィードフォワード制御部４ａの運動モデル部とフィードバック制御部４ｂの運動モデル部とは同じものであるので運動モデル部４ｆにより兼用するが、それぞれ別個に設けられていてもよい。運動モデル部４ｆでは、入力されたトルクに対する車両１０の状態変数の応答が算出され、ＦＢ二次レギュレータ部４ｉにて後述する所定のゲインＫに基づいてその状態変数を最小に収束するドライバ要求車輪トルクＴｗｏの修正量として、ＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢが算出される。このＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢは、路面から車両１０の車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲへの入力による外力又はトルク（外乱）に基づいた車輪速度の変動分に応じたフィードバック制御部４ｂにおける要求トルクＴｅのＦＢ制御量である。
【００３１】
車両制振制御部４では、フィードフォワード制御部４ａのＦＦ制御量であるＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦとフィードバック制御部４ｂのＦＢ制御量であるＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢとが加算器４ｋに出力され、加算器４ｋにてＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦとＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢとが加算されて制振トルクが算出され、駆動トルク変換部４ｄにて制振トルクを駆動トルクの単位に換算した値である制振トルク修正量に変換され、変換された制振トルク修正量が加算器３ｂに出力される。つまり、車両制振制御部４は、制御量である要求トルクＴｅを力学的運動モデルに基づいて取得された制振トルクに基づいて補正し、車両１０のバネ上振動を抑制する制振トルクを発生することができる値に変更する。
【００３２】
従って、車両制振制御部４は、エンジン２１が発生する駆動トルクに対して、車両１０に１〜４Ｈｚの振動を発生させる車輪速度の変動を低減する車輪トルクを駆動トルクの変動で発生させる変更を行うことができることとなる。
【００３３】
ここで、車両制振制御部４におけるバネ上制振制御においては、上述したように、車両１０の車体のピッチ方向およびバウンス方向の力学的運動モデルを仮定して、ドライバ要求車輪トルクＴｗｏ、車輪トルク推定値Ｔｗ（外乱）をそれぞれ入力としたピッチ方向またはバウンス方向の状態変数の状態方程式を構成する。そして、かかる状態方程式から、最適レギュレータの理論を用いてピッチ方向およびバウンス方向の状態変数を０に収束させる入力（制振トルク）を決定し、得られた制振トルクに基づいて要求トルクＴｅが補正される。
【００３４】
車両１０の車体のバウンス方向またはピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図４に示すように、車体を質量Ｍおよび慣性モーメントＩの剛体Ｓとみなし、この剛体Ｓが、弾性率ｋｆと減衰率ｃｆの前輪サスペンションと弾性率ｋｒと減衰率ｃｒの後輪サスペンションにより支持されているとする（車両１０の車体のバネ上振動モデル）。この場合、車体の重心Ｃｇのバウンス方向の運動方程式（バウンス方向の力学的運動モデル）とピッチ方向の運動方程式（ピッチ方向の力学的運動モデル）は、下記の数１に示す数式のように表すことができる。
【００３５】
【数１】
2010143238.tif 000003
【００３６】
上記の数１において、Ｌｆ、Ｌｒは、それぞれ、重心Ｃｇから前車輪軸および後車輪軸までの距離であり、ｒは、車輪半径であり、ｈは、重心Ｃｇの路面からの高さである。なお、式（１ａ）において、第１項、第２項は、前車輪軸から、第３項、第４項は、後車輪軸からの力の成分であり、式（１ｂ）において、第１項は、前車輪軸から、第２項は、後車輪軸からの力のモーメント成分である。式（１ｂ）における第３項は、駆動輪において発生している車輪トルクＴ（Ｔｗｏ、Ｔｗ）が車体の重心周りに与える力のモーメント成分である。
【００３７】
上記の式（１ａ）および（１ｂ）は、車両１０の車体の変位ｚ、θとその変化率ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔを状態変数ベクトルＸ（ｔ）として、下記の式（２ａ）に示すように、（線形システムの）状態方程式の形式に書き換えることができる。
ｄＸ（ｔ）／ｄｔ＝Ａ・Ｘ（ｔ）＋Ｂ・ｕ（ｔ）  ・・・  （２ａ）
【００３８】
上記の式（２ａ）において、Ｘ（ｔ）、Ａ、Ｂは、それぞれ、
【数２】
2010143238.tif 000004
であり、行列Ａの各要素ａ１からａ４およびｂ１からｂ４は、それぞれ、上記の式（１ａ）、（１ｂ）にｚ、θ、ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔの係数をまとめることにより与えられ、
ａ１＝−（ｋｆ＋ｋｒ）／Ｍ、
ａ２＝−（ｃｆ＋ｃｒ）／Ｍ、
ａ３＝−（ｋｆ・Ｌｆ−ｋｒ・Ｌｒ）／Ｍ、
ａ４＝−（ｃｆ・Ｌｆ−ｃｒ・Ｌｒ）／Ｍ、
ｂ１＝−（Ｌｆ・ｋｆ−Ｌｒ・ｋｒ）／Ｉ、
ｂ２＝−（Ｌｆ・ｃｆ−Ｌｒ・ｃｒ）／Ｉ、
ｂ３＝−（Ｌｆ２・ｋｆ＋Ｌｒ２・ｋｒ）／Ｉ、
ｂ４＝−（Ｌｆ２・ｃｆ＋Ｌｒ２・ｃｒ）／Ｉ
である。また、ｕ（ｔ）は、
ｕ（ｔ）＝Ｔ
であり、上記の状態方程式（２ａ）にて表されるシステムの入力である。したがって、上記の式（１ｂ）より、行列Ｂの要素ｐ１は、
ｐ１＝ｈ／（Ｉ・ｒ）
である。
【００３９】
上記の状態方程式（２ａ）において、
ｕ（ｔ）＝−Ｋ・Ｘ（ｔ）  ・・・（２ｂ）
とおくと、状態方程式（２ａ）は、
ｄＸ（ｔ）／ｄｔ＝（Ａ−ＢＫ）・Ｘ（ｔ）  ・・・（２ｃ）
となる。したがって、Ｘ（ｔ）の初期値Ｘ０（ｔ）をＸ０（ｔ）＝(０,０,０,０)と設定して（トルク入力がされる前には振動はないものとする。）、状態変数ベクトルＸ（ｔ）の微分方程式（２ｃ）を解いたときに、Ｘ（ｔ）、すなわち、バウンス方向およびピッチ方向の変位およびその時間変化率、の大きさを０に収束させるゲインＫが決定されれば、バウンス・ピッチ振動を抑制する制振トルクｕ（ｔ）が決定されることとなる。
【００４０】
ゲインＫは、いわゆる、最適レギュレータの理論を用いて決定することができる。この理論によれば、２次形式の評価関数（積分範囲は、０から∞）
Ｊ＝∫（ＸＴＱＸ＋ｕＴＲｕ）ｄｔ  ・・・（３ａ）
の値が最小になるとき、状態方程式（２ａ）においてＸ（ｔ）が安定的に収束し、評価関数Ｊを最小にする行列Ｋは、
Ｋ＝Ｒ−１・ＢＴ・Ｐ
により与えられることが知られている。ここで、Ｐは、リカッティ方程式
−ｄＰ／ｄｔ＝ＡＴＰ＋ＰＡ＋Ｑ−ＰＢＲ−１ＢＴＰ
の解である。リカッティ方程式は、線形システムの分野において知られている任意の方法により解くことができ、これにより、ゲインＫが決定される。
【００４１】
なお、評価関数Ｊおよびリカッティ方程式中のＱ、Ｒは、それぞれ、任意に設定される半正定対称行列、正定対称行列であり、システムの設計者により決定される評価関数Ｊの重み行列である。例えば、ここでの運動モデルの場合、Ｑ、Ｒは、
【数３】
2010143238.tif 000005
などと置いて、式（３ａ）において、状態ベクトルの成分うち、特定のもの、例えば、ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔ、のノルム（大きさ）をその他の成分、例えば、ｚ、θ、のノルムより大きく設定すると、ノルムを大きく設定された成分が相対的に、より安定的に収束されることとなる。また、Ｑの成分の値を大きくすると、過渡特性重視、すなわち、状態ベクトルの値が速やかに安定値に収束し、Ｒの値を大きくすると、消費エネルギーが低減される。ここで、フィードフォワード制御部４ａに対応するゲインＫと、フィードバック制御部４ｂに対応するゲインＫを異ならせても良い。例えば、フィードフォワード制御部４ａに対応するゲインＫは、運転者の加速感に対応するゲイン、フィードバック制御部４ｂに対応するゲインＫは、運転者の手応えや応答性に対応するゲインとしても良い。
【００４２】
車両制振制御部４における実際のバネ上制振制御においては、図２のブロック図に示されているように、運動モデル部４ｆにおいて、トルク入力値を用いて式（２ａ）の微分方程式を解くことにより、状態変数ベクトルＸ（ｔ）が算出される。次いで、ＦＦ二次レギュレータ部４ｇ、ＦＢ二次レギュレータ部４ｉにて、上記のように状態変数ベクトルＸ（ｔ）を０又は最小値に収束させるべく決定されたゲインＫを運動モデル部４ｆの出力である状態ベクトルＸ（ｔ）に乗じた値ｕ（ｔ）、すなわち、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦおよびＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢが、駆動トルク変換部４ｄにおいてエンジン２１の要求トルクＴｅの単位に変換されて、加算器３ｂにおいて要求トルクＴｅが補正される。式（１ａ）および（１ｂ）で表されるシステムは、共振システムであり、任意の入力に対して状態変数ベクトルの値は、実質的にシステムの固有振動数の成分のみとなる。したがって、ｕ（ｔ）（の換算値）により要求トルクＴｅが補正されるように構成することにより、要求トルクＴｅのうち、システムの固有振動数の成分、すなわち、車両１０の車体においてピッチ／バウンス振動を引き起こす成分が修正され、車両１０の車体におけるピッチ／バウンス振動を抑制することとなる。運転者の駆動要求に応じた要求トルクＴｅにおいて、システムの固有振動数の成分がなくなると、エンジン２１に出力される要求トルクＴｅに応じた制御指令のうち、システムの固有振動数の成分は、−ｕ（ｔ）のみとなり、Ｔｗ（外乱）による振動が収束することとなる。
【００４３】
なお、運動モデル部４ｆにおいて用いられる力学的運動モデルのパラメータは、車両制振制御装置１に記憶されている。車両制振制御装置１は、パラメータ、例えば、Ｍ、Ｉ、Ｌｆ、Ｌｒ、ｈ、ｒ、ｋｆ、ｃｆ、ｋｒ、ｃｒなどが記憶されており、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦおよびＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢを算出する際に用いられる。また、車両制振制御装置１は、乗員が乗車しておらず、荷物が積載されていない状態を基準とした車両１０の諸元である基準諸元が予め記憶されており、基準諸元としては、基準諸元の重心Ｃｇｂから前車輪軸までの距離をＬｆｂ、重心Ｃｇｂから後車輪軸までの距離をＬｒｂ、路面から重心Ｃｇｂまでの距離をｈｂ、重心Ｃｇｂにおける質量をＭｂなどがある。ここで、パラメータＭ、Ｌｆ、Ｌｒ、ｈの初期値は、それぞれＬｆｂ、Ｌｒｂ、ｈｂ、Ｍｂとなる。
【００４４】
なお、車両１０の車体のバウンス方向またはピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図５に示すように、図４の構成に加えて、前車輪および後車輪のタイヤのバネ弾性を考慮したモデル（車両１０の車体のバネ上・下振動モデル）が採用されてもよい。前車輪および後車輪のタイヤが、それぞれ、弾性率ｋｔｆ、ｋｔｒを有しているとすると、図５から理解されるように、車体の重心Ｃｇのバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数４に示す数式のように表すことができる。
【００４５】
【数４】
2010143238.tif 000006
【００４６】
上記の数４において、ｘｆ、ｘｒは、前車輪、後車輪のばね下変位量であり、ｍｆ、ｍｒは、前車輪、後車輪のばね下の質量である。式（４ａ）−（４ｄ）は、ｚ、θ、ｘｆ、ｘｒとその時間微分値を状態変数ベクトルとして、図４の場合と同様に、式（２ａ）のような状態方程式を構成し（ただし、行列Ａは、８行８列、行列Ｂは、８行１列となる。）最適レギュレータの理論にしたがって、状態変数ベクトルの大きさを０に収束させるゲイン行列Ｋを決定することができる。車両制振制御部４における実際の制振制御は、図４の場合と同様である。
【００４７】
ここで、図２の車両制振制御部４のフィードバック制御部４ｂにおいて、外乱として入力される車輪トルクは、例えば、各車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲにトルクセンサを設け実際に検出するように構成してもよいが、ここでは走行中の車両１０におけるその他の検出可能な値から車輪トルク推定部４ｈにて推定された車輪トルク推定値Ｔｗが用いられる。
【００４８】
車輪トルク推定値Ｔｗは、例えば、各車輪に対応する車輪速センサから得られる車輪回転速度の平均値ω又は車輪速度の平均値ｒ・ωの時間微分を用いて、次式（５）により推定、算出することができる。
Ｔｗ＝Ｍ・ｒ２・ｄω／ｄｔ  ・・・（５）
上記の式（５）において、Ｍは、車両の質量であり、ｒは、車輪半径である。すなわち、駆動輪が路面の接地個所において発生している駆動力の総和が、車両１０の全体の駆動力Ｍ・Ｇ（Ｇは、加速度）に等しいとすると、車輪トルク推定値Ｔｗは、次式（５ａ）にて与えられる。
Ｔｗ＝Ｍ・Ｇ・ｒ  ・・・（５ａ）
車両の加速度Ｇは、車輪速度ｒ・ωの微分値より、次式（５ｂ）によって与えられる。
Ｇ＝ｒ・ｄω／ｄｔ  ・・・（５ｂ）
したがって、車輪トルクは、上記の式（５）のようにして推定される。
【００４９】
ところで、本実施形態の車両制振制御部４は、運転者の駆動要求に応じた制御量である要求トルクＴｅに基づいたフィードフォワード制御部４ａにおける要求トルクＴｅのＦＦ制御量であるＦＦ系制振トルク修正量と、車両１０の車輪の車輪速度に基づいたフィードバック制御部４ｂにおける要求トルクＴｅのＦＢ制御量であるＦＢ系制振トルク修正量とに基づいて制振トルクを設定する車両制振制御部４が車両１０の運転状態に基づいてＦＦ系制振トルク修正量又はＦＢ系制振トルク修正量を補正することで、車両１０の運転状態に応じた適正な制振制御の実現を図っている。
【００５０】
ここで、上述したように、車両制振制御部４は、フィードフォワード制御部４ａとフィードバック制御部４ｂとが運動モデル部４ｆを兼用しているものの、基本的には独立した別個の制御系として構成され、ＦＦ系制振トルク修正量とＦＢ系制振トルク修正量とをそれぞれ算出した後に、ＦＦ系制振トルク修正量とＦＢ系制振トルク修正量とを加算することで制振トルクを設定している。このため、車両制振制御部４は、実際に制振トルクを設定する前段で、フィードフォワード制御部４ａのＦＦ系制振トルク修正量、フィードバック制御部４ｂのＦＢ系制振トルク修正量に対して、それぞれ個別に上下限ガードを行ったり、補正を行ったりすることができる。また、これにより、車両１０の状況に応じてどちらか一方の制御を遮断することも容易となる。
【００５１】
そして、本実施形態の車両制振制御部４は、フィードフォワード制御部４ａにＦＦ制御補正部４ｌとＦＦ制御ゲイン設定部４ｍとを備え、フィードバック制御部４ｂにＦＢ制御補正部４ｎとＦＢ制御ゲイン設定部４ｏとをさらに含んで構成される。車両制振制御部４は、ＦＦ制御補正部４ｌとＦＦ制御ゲイン設定部４ｍとによってＦＦ系制振トルク修正量を補正する一方、ＦＢ制御補正部４ｎとＦＢ制御ゲイン設定部４ｏとによってＦＢ系制振トルク修正量を補正している。つまり、車両制振制御部４は、ＦＦ系制振トルク修正量に対して車両１０の状態に応じてＦＦ制御ゲインを設定しＦＦ系制振トルク修正量にこのＦＦ制御ゲインを掛けることでＦＦ系制振トルク修正量を補正し、ＦＢ系制振トルク修正量に対して車両１０の状態に応じてＦＢ制御ゲインを設定しＦＢ系制振トルク修正量にこのＦＢ制御ゲインを掛けることでＦＢ系制振トルク修正量を補正する。
【００５２】
ＦＦ制御補正部４ｌは、ＦＦ二次レギュレータ部４ｇの後段、加算器４ｋの前段に位置しＦＦ二次レギュレータ部４ｇからＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦが入力され、補正したＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦを加算器４ｋに出力する。ＦＦ制御補正部４ｌは、このＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦに対してＦＦ制御ゲイン設定部４ｍが設定するＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦを乗算することで、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦをＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦに基づいて補正する。そして、ＦＦ制御ゲイン設定部４ｍは、このＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦを車両１０の状態に応じて設定する。つまり、ＦＦ二次レギュレータ部４ｇからＦＦ制御補正部４ｌに入力されたＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦは、ＦＦ制御ゲイン設定部４ｍによりＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦが車両１０の状態に応じて設定されることで、ＦＦ制御補正部４ｌにて車両１０の状態に応じて補正されることとなる。
【００５３】
なお、ＦＦ制御補正部４ｌは、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦが予め設定される上下限ガード値の範囲内となるように上下限ガードを行ってもよい。ＦＦ制御補正部４ｌは、例えば、ＦＦ二次レギュレータ部４ｇから入力されたＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦに対して予め設定されるエンジン２１の許容駆動力変動値としての許容エンジントルク変動値に応じた値を上下限ガード値（例えば、エンジン２１の駆動トルクの単位に換算した値で−数十Ｎｍから０Ｎｍの範囲）として上下限ガードを行い、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦを補正してもよい。これにより、ＦＦ制御補正部４ｌは、例えば、車両制振制御部４によるバネ上制振制御以外の他の制御を勘案した適正なＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦを設定することができ、つまり、車両制振制御部４によるバネ上制振制御と他の制御との干渉を抑制することができる。また、ＦＦ制御補正部４ｌは、例えば、加算器４ｋに出力される前のＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦに対して予め設定される車両１０の許容加減速度に応じた値を上限ガード値（例えば、加減速度換算した場合に＋０．００Ｇ相当未満となるような範囲）として上限ガードを行い、ＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦを補正してもよい。これにより、ＦＦ制御補正部４ｌは、例えば、運転者の操縦安定性、乗員の乗り心地等を改善するための車両制振制御部４によるバネ上制振制御によって車両１０の運動の変化が運転者の予期しないほど大きくなることを防止し、運転者に違和感を覚えさせることを防止することができる適正なＦＦ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＦを設定することができる。
【００５４】
ＦＢ制御補正部４ｎは、ＦＢ二次レギュレータ部４ｉの後段、加算器４ｋの前段に位置しＦＢ二次レギュレータ部４ｉからＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢが入力され、補正したＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢを加算器４ｋに出力する。ＦＢ制御補正部４ｎは、このＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢに対してＦＢ制御ゲイン設定部４ｏが設定するＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを乗算することで、ＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢをＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢに基づいて補正する。そして、ＦＢ制御ゲイン設定部４ｏは、このＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを車両１０の運転状態に応じて設定する。つまり、ＦＢ二次レギュレータ部４ｉからＦＢ制御補正部４ｎに入力されたＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢは、ＦＢ制御ゲイン設定部４ｏによりＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢが車両１０の運転状態に応じて設定されることで、ＦＢ制御補正部４ｎにて車両１０の運転状態に応じて補正されることとなる。
【００５５】
なお、ＦＢ制御補正部４ｎは、ＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢが予め設定される上下限ガード値の範囲内となるように上下限ガードを行ってもよい。ＦＢ制御補正部４ｎは、例えば、ＦＢ二次レギュレータ部４ｉから入力されたＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢに対して予め設定されるエンジン２１の許容駆動力変動値としての許容エンジントルク変動値に応じた値を上下限ガード値（例えば、エンジン２１の駆動トルクの単位に換算した値で±数十Ｎｍの範囲）として上下限ガードを行い、ＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢを補正してもよい。これにより、ＦＢ制御補正部４ｎは、例えば、車両制振制御部４によるバネ上制振制御以外の他の制御を勘案した適正なＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢを設定することができ、つまり、車両制振制御部４によるバネ上制振制御と他の制御との干渉を抑制することができる。また、ＦＢ制御補正部４ｎは、例えば、加算器４ｋに出力される前のＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢに対して予め設定される車両１０の許容加減速度に応じた値を上下限ガード値（例えば、加減速度換算した場合に±ａ／１００Ｇ相当以内となるような範囲）として上下限ガードを行い、ＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢを補正してもよい。これにより、ＦＢ制御補正部４ｎは、例えば、運転者の操縦安定性、乗員の乗り心地等を改善するための車両制振制御部４によるバネ上制振制御によって車両１０の運動の変化が運転者の予期しないほど大きくなることを防止し、運転者に違和感を覚えさせることを防止することができる適正なＦＢ系制振トルク修正量Ｕ・ＦＢを設定することができる。
【００５６】
そして、本実施形態の車両制振制御部４は、車両１０の状態を表すパラメータとして、車両１０の車速、車両１０が搭載するＡＴ２２が複数のギア段を有するものであればギア段、エンジン２１の出力回転速度としてのエンジン回転速度と要求トルクＴｅに基づいて、ＦＦ制御補正部４ｌ、ＦＢ制御補正部４ｎによってＦＦ系制振トルク修正量、ＦＢ系制振トルク修正量を補正するとよい。また、車両制振制御部４は、ＦＢ制御補正部４ｎによって車両１０が搭載するＡＴ２２の駆動状態に基づいてＦＢ系制振トルク修正量を補正するとよい。さらに、車両制振制御部４は、動力源がディーゼルエンジンである場合は、ＦＢ制御補正部４ｎによってディーゼルエンジンの許容目標燃料噴射量に基づいてＦＢ系制振トルク修正量を補正するとよい。つまり、ＦＦ制御ゲイン設定部４ｍ、ＦＢ制御ゲイン設定部４ｏは、これらのものに基づいてＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦ、ＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを設定するとよい。
【００５７】
重心位置推定部４ｃは、実際の車両１０の重心位置を推定するものである。重心位置推定部４ｃは、車両１０の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて、実際の車両１０の重心位置を推定するものである。実施形態では、重心位置推定部４ｃは、荷重センサ８０ｉ（ｉ≧１）により検出された荷重Ｆｉ（ｉ≧１）に基づいて、上記力学的運動モデルにおける車両１０の重心位置に関するパラメータ（以下、単に「重心パラメータ」と称する）を補正することで、実際の車両１０の重心位置を推定するものである。つまり、重心位置推定部４ｃは、車両の重心位置の変化に基づいて重心パラメータを補正するものである。ここで、重心パラメータは、車両１０の前後方向における重心Ｃｇの位置に関するパラメータ、車両１０の上下方向における重心Ｃｇの位置に関するパラメータをいい、さらに重心Ｃｇにおける車両１０の質量に関するパラメータも含むことが好ましい。実施形態では、重心パラメータは、重心Ｃｇから前車輪軸までの距離Ｌｆ、重心Ｃｇから後車輪軸までの距離Ｌｒ、路面から重心Ｃｇまでの距離ｈ、車両１０の重心Ｃｇにおける質量Ｍである。
【００５８】
ここで、荷重センサ８０ｉは、車両１０に乗車する乗員の質量や車両１０に積載される荷物の質量に応じて出力が変化するものであり、重心位置推定部４ｃに検出された検出値である荷重Ｆｉを出力するものである。荷重センサ８０ｉは、例えば各座席およびトランクなどの場所に１以上設けられている。つまり、重心位置推定部４ｃは、荷重センサ８０ｉから出力されて取得した荷重Ｆｉ（車両１０の重心位置の変化として検出された検出値）、上記設置距離Ｌｉ、Ｌｆｂ、Ｌｒｂ、ｈｂ、Ｍｂに基づいてＬｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍを補正するものである。なお、車両制振制御装置１には、基準諸元の重心Ｃｇｂから荷重センサ８０ｉまでの車両１０の前後方向における距離である設置前後距離Ｌｉ（ｉ≧１）と、重心Ｃｇｂから荷重センサ８０ｉまでの車両１０の上下方向における距離である設定上下距離ｈｉ（ｉ≧１）が予め記憶されている。
【００５９】
次に、重心位置推定部４ｃにおける重心パラメータの補正方法について説明する。重心パラメータの補正方法は、例えば補正実行プログラムとして車両制振制御装置１に予め記憶されており、制御周期ごとに繰り返し実行される。重心位置推定部４ｃは、図６に示すように、まず、車両１０が停止中であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。ここでは、重心位置推定部４ｃは、例えば、車両制振制御装置１に出力されて取得した車輪速度の平均値ｒ・ωに基づいて車両１０が停止中であるか否かを判定することで、車両１０が静止した状態であるか否かを判定する。
【００６０】
次に、重心位置推定部４ｃは、車両１０が停止中であると判定する（ステップＳＴ１肯定）と、荷重Ｆｉを取得する。ここでは、重心位置推定部４ｃは、荷重センサ８０ｉから出力された荷重Ｆｉを取得する（ステップＳＴ２）。
【００６１】
次に、重心位置推定部４ｃは、質量変化量ΔＭを算出する（ステップＳＴ３）。ここでは、重心位置推定部４ｃは、取得されたＦｉに基づいて、Ｍｂに対する変化量としてΔＭを算出する。重心位置推定部４ｃは、Ｆｉと、下記の式（６）とに基づいてΔＭを算出する。ここで、ｇは、重力加速度である。
ΔＭ＝ΣＦｉ／ｇ  ・・・（６）
【００６２】
次に、重心位置推定部４ｃは、重心位置前後変化量ΔＬを算出する（ステップＳＴ４）。ここでは、重心位置推定部４ｃは、取得されたＦｉと、Ｌｉと、Ｍｂとに基づいて、基準諸元の重心Ｃｇｂに対する車両１０の前後方向における変化量としてΔＬを算出する。重心位置推定部４ｃは、Ｆｉと、Ｌｉと、Ｍｂと、下記の式（７）とに基づいてΔＬを算出する。ここで、Ｌｉは、車両１０の後方を正とする。
ΔＬ・Ｍｂ＝Σ（（Ｆｉ／ｇ）・（Ｌｉ−ΔＬ））  ・・・（７）
【００６３】
次に、重心位置推定部４ｃは、重心位置上下変化量Δｈを算出する（ステップＳＴ５）。ここでは、重心位置推定部４ｃは、取得されたＦｉと、ｈｉと、Ｍｂとに基づいて、基準諸元の重心Ｃｇｂに対する車両１０の上下方向における変化量としてΔｈを算出する。重心位置推定部４ｃは、Ｆｉと、ｈｉと、Ｍｂと、下記の式（８）とに基づいてΔｈを算出する。ここで、ｈｉは、車両１０の上方を正とする。
Δｈ・Ｍｂ＝Σ（（Ｆｉ／ｇ）・（ｈｉ−Δｈ））  ・・・（８）
【００６４】
次に、重心位置推定部４ｃは、Ｌｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍを補正する（ステップＳＴ６）。ここでは、重心位置推定部４ｃは、上記算出されたΔＭと、ΔＬと、ΔＨとに基づいて、Ｌｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍを補正する。重心位置推定部４ｃは、ΔＬと、ΔＨと、ΔＭと、Ｌｆｂと、Ｌｒｂと、ｈｂと、Ｍｂと、下記の式（９）、（１０）、（１１）（１２）とに基づいてＬｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍを補正する。つまり、重心位置の変化に基づいて、Ｌｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍ、すなわち重心パラメータを補正する。
Ｌｆ＝Ｌｆｂ＋ΔＬ  ・・・（９）
Ｌｒ＝Ｌｒｂ−ΔＬ  ・・・（１０）
ｈ＝ｈｂ＋Δｈ      ・・・（１１）
Ｍ＝Ｍｂ＋ΔＭ      ・・・（１２）
【００６５】
そして、車両制振制御装置１は、記憶されている重心パラメータであるＬｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍを補正後の値に更新する。従って、車両制振制御部４では、補正後の重心パラメータを用いた力学的運動モデルに基づいて制振トルクが取得される。つまり、車両制振制御装置１は、車両１０の重心位置に基づいて制振トルクが変化して発生できる要求トルクＴｅをエンジン２１に発生させる動力制御を行う。これにより、車両制振制御装置１は、車両１０の重心位置に基づいて制振トルクが変化して発生するようにエンジン２１が発生する駆動トルクを変化させることとなる。なお、重心位置推定部４ｃにより車両１０が停止中でないと判定される（ステップＳＴ１否定）と、車両制振制御装置１による重心パラメータの更新が行われない。
【００６６】
以上のように、実施形態にかかる車両制振制御装置１では、車両１０の重心位置に基づいて制振トルクが変化して発生できる要求トルクＴｅをエンジン２１に発生させる動力制御を行う、具体的には、車両１０の重心位置に基づいて補正される重心パラメータを用いた力学的運動モデルに基づいて制振トルクが取得されるので、重心位置の変化（車両１０の質量の変化も含まれる）に応じて、車両制振制御部４ｂにおいて算出される制振トルクが変化し、変化した制振トルクに基づいて要求トルクＴｅが変化する。つまり、実際の車両１０の重心位置に対する力学的運動モデルにおいて想定している重心位置のずれを抑制することができるので、実際の車両１０に対応した精度の高い力学的運動モデルに基づいて制振制御を行うことができる。従って、車両制振制御装置１が行う制振制御によって、振動低減効果が十分に得ることができる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、重心位置変化手段として荷重センサ８０ｉを用いたが本発明はこれに限定されるものではない。重心位置検出手段は、車両に乗車する乗員の着座の有無を検出するもの、例えば乗員の着座によりＯＮとなる着座検出スイッチや、乗員によりシートベルトが装着された場合にＯＮとなるシートベルト接続スイッチなどであっても良い。これらの重心位置検出手段の場合は、重心位置推定部４ｃには、検出値として乗員の着座の有無が出力される。車両制振制御装置１には、乗員１人あたりの質量Ｍａｄｄと、荷重センサ８０ｉの場合と同様に、設置前後距離Ｌｉ（ｉ≧１）および設定上下距離ｈｉ（ｉ≧１）とが予め記憶されている。従って、重心位置推定部４ｃは、ΔＭ、ΔＬ、ΔＨを着座している乗員の数Ｎと、Ｍａｄｄと、Ｍｂと、Ｌｉと、ｈｉと、下記の式（１３）、（１４）、（１５）とに基づいて算出し、算出されたΔＭ、ΔＬ、Δｈに基づいてＬｆ、Ｌｒ、ｈ、Ｍを補正しても良い。これにより、荷重センサ８０ｉなどに比較して安価な重心位置検出手段を用いても、実際の車両１０の重心位置に対する力学的運動モデルにおいて想定している重心位置のずれを抑制することができるので、実際の車両１０に対応した精度の高い力学的運動モデルに基づいて制振制御を行うことができる。従って、車両制振制御装置１が行う制振制御によって、振動低減効果が十分に得ることができる。
ΔＭ＝Σ（Ｍａｄｄ・Ｎ）                    ・・・（１３）
ΔＬ・Ｍｂ＝Σ（Ｍａｄｄ・（Ｌｉ−ΔＬ））  ・・・（１４）
Δｈ・Ｍｂ＝Σ（Ｍａｄｄ・（ｈｉ−Δｈ））  ・・・（１５）
【００６８】
また、重心位置検出手段は、車両１０の前後の車高の変化を検出するもの、例えば、前車輪軸における車両１０の車高の変化量である前側車高変化量Δｈｆを検出する前側車高センサおよび後車輪軸における車両１０の車高の変化量である後側車高変化量Δｈｒを検出する後前側車高センサなどのであっても良い。この重心位置検出手段の場合は、重心位置推定部４ｃには、検出値としてΔｈｆ、Δｈｒが出力される。まず、重心位置推定部４ｃは、Δｈｆと、Δｈｒと、下記の式（１６）、（１７）とに基づいて、前車輪軸における車両１０の質量の変化量である前側質量変化量ΔＭｆおよび後車輪軸における車両１０の質量の変化量である後側質量変化量ΔＭｒを算出する。
ΔＭｆ＝Δｈｆ・Ｋｆ／ｇ  ・・・（１６）
ΔＭｒ＝Δｈｒ・Ｋｒ／ｇ  ・・・（１７）
【００６９】
次に、重心位置推定部４ｃは、ΔＭを算出されたΔＭｆと、ΔＭｒとの合計とし（ΔＭ＝ΔＭｆ＋ΔＭｒ）、ΔＬをΔＭｆと、ΔＭｒと、Ｌｆと、Ｌｒと、下記の式（１８）とに基づいて算出し、算出されたΔＭ、ΔＬに基づいてＬｆ、Ｌｒ、Ｍを補正しても良い。これにより、荷重センサ８０ｉなどに比較して安価な重心位置検出手段を用いても、実際の車両１０の重心位置に対する力学的運動モデルにおいて想定している重心位置のずれを抑制することができるので、実際の車両１０に対応した精度の高い力学的運動モデルに基づいて制振制御を行うことができる。従って、車両制振制御装置１が行う制振制御によって、振動低減効果が十分に得ることができる。なお、上記では、車両１０の前後の車高の変化に基づいて、車両１０の前後の質量の変化を算出するが、車両１０の前後の質量の変化を直接検出するものを重心位置検出手段として用いても良い。
ΔＬ・Ｍｂ＝ΔＭｆ（Ｌｆ＋ΔＬ）＋ΔＭｒ（Ｌｒ−ΔＬ）  ・・・（１８）
【００７０】
また、上記実施形態では、車両１０に荷重が加わることで、重心位置の変化に応じて制振制御を行っているが、本発明はこれにげんていされるものではなく、車両１０を構成する部品、例えばオープンカーの屋根などの車両１０に対する位置が変化することで、重心位置が変化した場合において適用しても良い。また、車両１０が静止した状態での重心位置の変化に応じて制振制御を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両１０の挙動変化により重心位置が変化した場合において適用しても良い。この場合、重心位置推定部４ｃは、例えば、車両１０に設けられている車両１０の加速度を検出する加速度センサから出力された検出値である加速度に基づいて、車両１０の前後の質量の変化を算出しても良い。また、エンジン２１の駆動トルクが同一である場合に、車両１０の加速度が小さいほど質量が増加していることとなる。このことから、質量変化量ΔＭの算出、すなわち実際の車両１０の質量Ｍの推定は、上記実施形態における算出方法に限定されるものではなく、エンジン２１の駆動トルクと車両１０の加速度とに基づいて行われても良い。
【００７１】
また、上述した実施形態では、バネ上制振制御は、運動モデルとしてバネ上又はバネ上・バネ下運動モデルを仮定し最適レギュレータの理論を利用して行うものとして説明したが、これに限らず、上記で説明したもの以外のうち、重心パラメータを用いる運動モデルを採用したものあるいは最適レギュレータ以外の制御手法により行うものであってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、運転者の駆動要求に基づいて、エンジン２１の動力制御を行う場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、車両１０は、自動走行制御装置を備え、自動走行制御においてエンジン２１の制御を行う場合に算出される要求トルクに基づいて動力制御を行っても良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、車両１０に搭載された動力源が発生する動力を要求トルクＴｅに基づいて制御することについて説明したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、動力源がガソリンエンジンである場合は、要求トルクに影響を与える値である目標吸入空気量やスロットルバルブのバルブの開度である目標スロットル開度を用いても良い。また、動力源がディーゼルエンジンである場合は、上記要求トルクや要求トルクに影響を与える値である目標燃料噴射量などを用いても良い。また、動力源がモータである場合は、要求トルクや目標電流値などを用いても良い。さらに、動力源の種類に拘わらず、車両１０に作用させる目標駆動力を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる車両制振制御装置および車両制振制御装置の制御方法は、バネ上振動を抑制する車両制振制御装置および車両制振制御装置の制御方法に有用であり、特に、振動低減効果を十分に得るのに適している。
【符号の説明】
【００７５】
１  車両制振制御装置
２  制動制御装置
３  駆動制御部
３ａ  要求トルク算出部
３ｂ  加算器
３ｃ  制御指令決定部
４  車両制振制御部
４ａ  フィードフォワード制御部
４ｂ  フィードバック制御部
４ｃ  重心位置推定部
４ｄ  駆動トルク変換部
４ｅ  車輪トルク変換部
４ｆ  運動モデル部
４ｇ  ＦＦ二次レギュレータ部
４ｈ  車輪トルク推定部
４ｉ  ＦＢ二次レギュレータ部
４ｋ  加算器
４ｌ  ＦＦ制御補正部
４ｍ  ＦＦ制御ゲイン設定部
４ｎ  ＦＢ制御補正部
４ｏ  ＦＢ制御ゲイン設定部
１０    車両
２０    駆動装置
２１    エンジン（動力源）
２２  ＡＴ
２３  差動歯車装置
３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲ  車輪
４０ＦＬ、４０ＦＲ、４０ＲＬ、４０ＲＲ  車輪速センサ
５０  ＥＣＵ
６０  アクセルペダル
７０  ペダルセンサ
８０ｉ  荷重センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月13日(2012.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置において、
前記制振トルクは、前記車両の重心位置に関するパラメータに含み、かつ少なくとも前記車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて前記動力が制御されることで発生するものであり、
前記車両の重心位置の変化に基づいて前記パラメータを補正することで、前記制振トルクが変化して発生するように前記動力を変化させ、
前記車両の重心位置は、前記車両に乗車する乗員の着座の有無を検出することで、前記車両の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて推定され、
前記パラメータは、重心から前車輪軸までの距離、前記重心から後車輪軸までの距離、路面から前記重心までの距離および前記車両の重心における質量であることを特徴とする車両制振制御装置。
【請求項２】
車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置の制御方法において、
前記制振トルクは、前記車両の重心位置に関するパラメータに含み、かつ少なくとも前記車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて前記動力が制御されることで発生するものであり、
前記車両の重心位置の変化に基づいて前記パラメータを補正することで、前記制振トルクが変化して発生するように前記動力を変化させ、
前記車両の重心位置は、前記車両に乗車する乗員の着座の有無を検出することで、前記車両の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて推定され、
前記パラメータは、重心から前車輪軸までの距離、前記重心から後車輪軸までの距離、路面から前記重心までの距離および前記車両の重心における質量であることを特徴とする車両制振制御装置の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置において、前記制振トルクは、前記車両の重心位置に関するパラメータに含み、かつ少なくとも前記車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて前記動力が制御されることで発生するものであり、前記車両の重心位置の変化に基づいて前記パラメータを補正することで、前記制振トルクが変化して発生するように前記動力を変化させ、前記車両の重心位置は、前記車両に乗車する乗員の着座の有無を検出することで、前記車両の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて推定され、前記パラメータは、重心から前車輪軸までの距離、前記重心から後車輪軸までの距離、路面から前記重心までの距離および前記車両の重心における質量であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明は、車両に搭載された動力源が発生する動力を制御することで、前記動力を伝達する駆動輪にバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させる車両制振制御装置の制御方法において、前記制振トルクは、前記車両の重心位置に関するパラメータに含み、かつ少なくとも前記車両のバネ上振動に基づいた力学的運動モデルに基づいて前記動力が制御されることで発生するものであり、前記車両の重心位置の変化に基づいて前記パラメータを補正することで、前記制振トルクが変化して発生するように前記動力を変化させ、前記車両の重心位置は、前記車両に乗車する乗員の着座の有無を検出することで、前記車両の重心位置の変化を検出する重心位置変化検出手段により検出された検出値に基づいて推定され、前記パラメータは、重心から前車輪軸までの距離、前記重心から後車輪軸までの距離、路面から前記重心までの距離および前記車両の重心における質量であることを特徴とする。
【国際調査報告】
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