(57)【要約】【課題】スタビライザを備える車両において、ストローク速度の推定精度を高めることができるサスペンション制御システムを提供する。【解決手段】車両は、前後方向に離れて配置された第１サスペンションと第２サスペンションを備える。スタビライザは、左右の第１サスペンションを互いに連結する第１スタビライザバーを含む。制御装置は、第１スタビライザバーのねじり反力によるばね上構造体の姿勢変化に伴い第２サスペンションに入力される力である間接スタビライザ力を算出し、第２サスペンションに作用する力の合算値に反映させる。制御装置は、単輪モデルに基づく運動方程式の状態空間に基づいて構成されたオブザーバを含む。オブザーバは、合算値を入力として、第２サスペンションのストローク速度の推定値を出力する。【選択図】図５
2019025989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタビライザを備える車両に搭載されるサスペンション制御システムであって、
前記車両のばね上構造体とばね下構造体との間を連結するサスペンションと、
前記ばね上構造体と前記ばね下構造体との間の相対速度であるストローク速度を推定する制御装置と、を備え、
前記車両は、前後方向に互いに離れて配置された第１車輪と第２車輪とを含み、
前記サスペンションは、
前記第１車輪に対して設けられた第１サスペンションと、
前記第２車輪に対して設けられた第２サスペンションと、を含み、
前記スタビライザは、左右の前記第１サスペンションを互いに連結する第１スタビライザバーを含んで構成され、
前記制御装置は、
前記第１スタビライザバーのねじり反力による前記ばね上構造体の姿勢変化に伴い前記第２サスペンションに入力される力である間接スタビライザ力を算出する間接スタビライザ力算出手段と、
前記第２サスペンションの減衰力と前記間接スタビライザ力とに基づいて、前記第２サスペンションに作用する力の合算値を算出する合算値算出手段と、
単輪モデルに基づく運動方程式の状態空間に基づいて構成されたオブザーバと、を含み、
前記オブザーバは、
前記合算値を入力として、前記第２サスペンションのストローク速度の推定値を出力するように構成されていることを特徴とするサスペンション制御システム。
【請求項２】
前記合算値算出手段は、前記第２サスペンションの前記減衰力と前記間接スタビライザ力とを合算した力を前記合算値として算出するように構成されてい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システム。
【請求項３】
前記スタビライザは、
左右の前記第２サスペンションを互いに連結する第２スタビライザバーを更に含んで構成され、
前記制御装置は、
前記第２スタビライザバーのねじり反力に伴い前記第２サスペンションに入力される力である直接スタビライザ力を算出する直接スタビライザ力算出手段を更に含み、
前記合算値算出手段は、前記第２サスペンションの前記減衰力と前記間接スタビライザ力と前記直接スタビライザ力とを合算した力を前記合算値として算出するように構成されてい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システム。
【請求項４】
前記サスペンションは、駆動電流に応じて前記減衰力が変動するように構成され、
前記制御装置は、
前記第２サスペンションに入力される前記駆動電流と前記第２サスペンションの前記ストローク速度に基づいて、前記第２サスペンションの前記減衰力を算出する減衰力算出手段を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のサスペンション制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション制御システムに係り、特に、スタビライザを備える車両に搭載されるサスペンション制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
減衰力を変更することが可能なサスペンションを利用したスカイフックダンパー制御が知られている。スカイフックダンパー制御では、要求減衰力を発生させるために、サスペンションを介して連結されるばね上構造体とばね下構造体との間の相対速度（以下、「ストローク速度」と称する）を推定する必要がある。ストローク速度を推定する技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この文献では、単輪２自由度モデルに基づく運動方程式の状態空間に基づいて構成されたプラントモデル及びオブザーバを利用してストローク速度を推定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動車等の車両には、姿勢の安定化を目的として、スタビライザが設けられている。スタビライザは、スタビライザバーのねじり反力によって車両の姿勢の安定化を図るものであり、スタビライザバーの両端部分が左右のサスペンションアームに取り付けられると共に、中間部分が車両ボデー側に取り付けられる。車両がロールして左右のサスペンションアームの変位量の差が大きくなると、スタビライザバーのねじり反力によって左右のサスペンションアームの変位差が抑えられる。これにより、車両のロールが低減されて姿勢の安定化が図られる。
【０００５】
しかしながら、スタビライザは、路面の凹凸等によって左右輪に対して逆相入力が付加された場合に、スタビライザバーのねじり反力によって車両をロールさせてしまう。このねじり反力に依拠したロールの影響は、スタビライザバーが設けられていない車輪のサスペンションの変位量にも影響を与える。具体的には、車両前輪側に設けられたスタビライザに依拠したロールの影響は、車両後輪側のサスペンションの変位量にも影響を与える。また、車両後輪側のスタビライザに依拠したロールの影響は、車両前輪側のサスペンションの変位量にも影響を与える。このため、スタビライザバーのねじり反力に依拠したロールの影響を考慮せずにサスペンションのストローク速度を推定する構成では、推定精度が低くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、スタビライザを備える車両において、ストローク速度の推定精度を高めることができるサスペンション制御システム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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第１の発明は、スタビライザを備える車両に搭載されるサスペンション制御システムに適用される。サスペンション制御システムは、車両のばね上構造体とばね下構造体との間を連結するサスペンションと、ばね上構造体とばね下構造体との間の相対速度であるストローク速度を推定する制御装置と、を備える。車両は、前後方向に互いに離れて配置された第１車輪と第２車輪とを含んで構成される。つまり、第１車輪が前輪の場合には第２車輪は後輪であり、第１車輪が後輪の場合には第２車輪は前輪である。サスペンションは、第１車輪に対して設けられた第１サスペンションと、第２車輪に対して設けられた第２サスペンションと、を含んで構成される。スタビライザは、左右の第１サスペンションを互いに連結する第１スタビライザバーを含んで構成される。制御装置は、第１スタビライザバーのねじり反力によるばね上構造体の姿勢変化に伴い第２サスペンションに入力される力である間接スタビライザ力を算出する間接スタビライザ力算出手段と、第２サスペンションの減衰力と間接スタビライザ力とに基づいて、第２サスペンションに作用する力の合算値を算出する合算値算出手段と、単輪モデルに基づく運動方程式の状態空間に基づいて構成されたオブザーバと、を含んで構成される。そして、オブザーバは、合算値を入力として、第２サスペンションのストローク速度の推定値を出力するように構成される。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
合算値算出手段は、第２サスペンションの減衰力と間接スタビライザ力とを合算した力を合算値として算出するように構成される。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
スタビライザは、左右の第２サスペンションを互いに連結する第２スタビライザバーを更に含んで構成される。制御装置は、第２スタビライザバーのねじり反力に伴い第２サスペンションに入力される力である直接スタビライザ力を算出する直接スタビライザ力算出手段を更に含んで構成される。そして、合算値算出手段は、第２サスペンションの減衰力と間接スタビライザ力と直接スタビライザ力とを合算した力を合算値として算出するように構成される。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
サスペンションは、駆動電流に応じて減衰力が変動するように構成される。そして、制御装置は、第２サスペンションに入力される駆動電流と第２サスペンションのストローク速度に基づいて、第２サスペンションの減衰力を算出する減衰力算出手段を含んで構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るサスペンション制御システムによれば、第２サスペンションに作用する力の合算値を算出する際に、左右の第１サスペンションを互いに連結する第１スタビライザバーのねじり反力によるばね上構造体の姿勢変化に伴い第２サスペンションに入力される間接スタビライザ力が考慮される。オブザーバは、合算値を入力として、第２サスペンションのストローク速度の推定値を出力する。このため、本発明によれば、第１スタビライザバーによるばね上構造体の姿勢変化の影響をストローク速度の推定値に反映させることができる。
【００１２】
また、スタビライザとして、左右の第１サスペンションを互いに連結する第１スタビライザバーを備える構成においては、第２サスペンションの減衰力と間接スタビライザ力とを合算することによって、第２サスペンションに作用する力の合算値を算出することができる。
【００１３】
また、スタビライザとして、上記の第１スタビライザバーに加えて、左右の第２サスペンションを互いに連結する第２スタビライザバーを更に備える構成では、第２スタビライザバーのねじり反力に伴い第２サスペンションに入力される直接スタビライザ力がさらに発生する。本発明によれば、このような構成の場合に、第２サスペンションの減衰力と間接スタビライザ力と直接スタビライザ力とを合算することによって、第２サスペンションに作用する力の合算値を算出することができる。
【００１４】
また、第２サスペンションが駆動電流に応じて減衰力が変動するように構成されている場合には、第２サスペンションに入力される駆動電流と第２サスペンションのストローク速度に基づいて、第２サスペンションの減衰力を算出することができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、スタビライザを備える車両において、ストローク速度の推定精度を高めることができるサスペンション制御システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係るサスペンション制御システムが搭載された車両の構成を示す図である。
【図２】１自由度の単輪モデルオブザーバのモデル構成を示す図である。
【図３】単輪モデルオブザーバの制御ブロック図である。
【図４】ストローク速度に対する減衰力の関係を駆動電流値に対応づけたマップの一例である。
【図５】ＥＣＵが可変サスペンションのストローク速度を推定する際に実行するルーチンのフローチャートである。
【図６】実施の形態１のサスペンション制御システムが備えるＥＣＵのハードウェア構成の例を示す図である。
【図７】実施の形態１のサスペンション制御システムが備えるＥＣＵのハードウェア構成の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１８】
実施の形態１．
＜実施の形態１の車両のシステム構成＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１に係るサスペンション制御システムが搭載された車両の構成を示す図である。なお、以下の説明では、車両１０の進行方向（前後方向）をＸ方向とし、車両１０の左右方向をＹ方向とし、車両１０の上下方向をＺ方向と定義する。また、Ｚ方向の符号は上向きを「正」と定義する。
【００１９】
実施の形態１に係る車両１０は、４つの車輪１２を備えている。４つの車輪１２は、前輪と後輪とがＸ方向に互いに離れて配置され、左車輪と右車輪とがＹ方向に延びる同一車軸上に互いに離れて配置されている。なお、以下の説明では、各車輪１２を特に区別するときには、右前輪，左前輪，右後輪，左後輪を、それぞれ車輪１２ｆｒ，１２ｆｌ，１２ｒｒ，１２ｒｌと表記する。
【００２０】
各車輪１２には、可変サスペンション１４とばね上上下加速度センサ１６がそれぞれ設けられている。なお、以下の説明では、車輪１２ｆｒ，１２ｆｌ，１２ｒｒ，１２ｒｌに対して設けられた各可変サスペンション１４及びを特に区別するときには、それぞれ可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌ，１４ｒｒ，１４ｒｌと表記する。同様に、車輪１２ｆｒ，１２ｆｌ，１２ｒｒ，１２ｒｌに対して設けられた各ばね上上下加速度センサ１６を特に区別するときには、それぞればね上上下加速度センサ１６ｆｒ，１６ｆｌ，１６ｒｒ，１６ｒｌと表記する。
【００２１】
可変サスペンション１４は、駆動電流に応じて減衰力を変更可能な伸圧従属可変ショックアブソーバとばねとから構成されている。可変サスペンション１４は、車両１０のばね上構造体（ボデー等）とばね下構造体（車輪等）との間を連結する。可変サスペンション１４の構造自体は本発明の要旨をなすものではないので、制御量に応じて減衰力を制御し得る限りにおいて任意の構造を採ることができる。また、その制御内容についても、車両の姿勢変化を抑える内容になっている限りにおいて任意の内容であってよい。
【００２２】
ばね上上下加速度センサ１６は、車両１０の各車輪１２のばね上構造体に配置され、車両の上下方向（Ｚ方向）の加速度を検出する。
【００２３】
車両１０の前輪側には、左右の可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌを互いに連結するスタビライザ８ｆが設けられている。また、車両１０の後輪側には、左右の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌを互いに連結するスタビライザ８ｒが設けられている。スタビライザ８ｆ，８ｒは、スタビライザバーの両端部分が車両１０の左右のサスペンションアームに取り付けられると共に、中間部分が車両１０のボデー側に取り付けられる構造になっている。
【００２４】
実施の形態１に係る車両１０は、可変サスペンション１４の制御装置としてのＥＣＵ２０を備えている。ＥＣＵ２０は、ばね上上下加速度センサ１６と可変サスペンション１４の各々から入力される信号に基づいて、可変サスペンション１４のストローク速度を推定する。なお、以下の説明では、ストローク速度の符号は、可変サスペンション１４の伸側を「正」とし圧側を「負」と定義する。ＥＣＵ２０は、推定されたストローク速度に基づいて、車両１０の姿勢が安定化されるように、可変サスペンション１４へ出力される駆動電流値を制御する。
【００２５】
＜実施の形態１の動作＞
ＥＣＵ２０は、可変サスペンション１４を用いたスカイフックダンパー制御を実行可能に構成されている。スカイフックダンパー制御は、車両１０のばね上構造体であるボデー部の姿勢が安定化されるように、各車輪１２の可変サスペンション１４の要求減衰力を個別に決定する。可変サスペンション１４の減衰力Ｆｆｃは、ばね上構造体とばね下構造体の相対速度であるストローク速度と可変サスペンション１４へと付加される駆動電流値によって変化する。このため、可変サスペンション１４の減衰力を要求減衰力に近づけるためには、ストローク速度の推定精度を高めることが求められる。
【００２６】
ストローク速度の推定には、単輪モデルに基づく運動方程式の状態空間に基づいて構成されたオブザーバ（以下、「単輪モデルオブザーバ」と称する）が用いられる。以下、単輪モデルオブザーバの一例として、ばね上上下加速度のフィードバックを行う１自由度の単輪モデルオブザーバを用いたストローク速度の推定手法について説明する。
【００２７】
図２は、１自由度の単輪モデルオブザーバのモデル構成を示す図である。この図に示す単輪モデルの例では、ばね上質量をＭｂ、サスペンションのばね定数をＫｓ、ショックアブソーバのベース減衰係数をＣｓとしている。また、この図に示す単輪モデルの例では、可変サスペンション１４に作用するＺ方向の力をｆ、ばね上の上下変位をＺｂ、ばね下の上下変位をＺｗとしている。
【００２８】
状態量ｘが次式（１）に示す通りであり、観測量ｙがばね上上下加速度Ｚｂ”であり、ｆが既知の入力ｕであり、そしてＺｗが未知の入力ｗであるとき、１自由度の単輪モデルの状態方程式と観測方程式は、次式（２）、（３）のように表される。
【００２９】
【数１】
2019025989.tif 000003
【００３０】
ここで、上式（２）、（３）における係数行列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈは以下の通りである。
【００３１】
【数２】
2019025989.tif 000004
【００３２】
次に、状態量ｘ、観測量ｙの推定値をそれぞれｘ＾、ｙ＾とすると、カルマンフィルタを用いた状態量推定方程式と観測量推定方程式は、次式（４）、（５）のように表される。
【００３３】
【数３】
2019025989.tif 000005
【００３４】
ここで、Ｌはオブザーバゲインであって、次式（６）に示すリカッチ方程式の正定対象な解Ｐから次式（７）に決定される。
【００３５】
【数４】
2019025989.tif 000006
【００３６】
図３は、単輪モデルオブザーバの制御ブロック図である。以下、図３を参照して、状態量ｘの推定値ｘ＾であるストローク速度の推定値を算出するための単輪モデルオブザーバの構成について更に詳しく説明する。単輪モデルオブザーバ３０には、既知の入力ｕとして力ｆが入力される。なお、力ｆを算出するための制御ロジックは、実施の形態１のシステムの特徴であるため、説明を後述する。
【００３７】
単輪モデルオブザーバ３０へと入力された既知の入力ｕは、係数行列Ｂが乗算された後、加算器３６へと入力される。加算器３６では、式（４）の演算が行われ、状態量ｘの推定値ｘ＾の時間微分値ｘ＾’が出力される。加算器３６のからの出力は積分器３８に入力される。積分器から出力された状態量ｘの推定値ｘ＾は、係数行列Ａが乗算された後、加算器３６へ入力される。
【００３８】
また、積分器３８から出力された状態量ｘの推定値ｘ＾は、係数行列Ｃが乗算された後、加算器４０へ入力される。加算器４０には、既知の入力ｕと係数行列Ｄとの積も入力される。加算器４０では、式（５）の演算が行われ、観測量ｙの推定値ｙ＾が出力される。
【００３９】
加算器４０から出力された観測量ｙの推定値ｙ＾は、加算器４２に入力される。加算器４２には、観測量ｙとしてのばね上上下加速度Ｚｂ”も入力される。加算器４２では、これらの入力値を用いて観測量ｙの推定誤差（ｙ−ｙ＾）が演算される。推定誤差（ｙ−ｙ＾）は、オブザーバゲインＬが乗算された後、加算器３６へと入力される。
【００４０】
上記の手法による演算を各車輪１２についてそれぞれ行うことにより、直接計測することのできない状態量ｘ、つまり各車輪１２における可変サスペンション１４のストローク速度（Ｚｂ’−Ｚｗ’）を推定することが可能となる。
【００４１】
＜実施の形態１の特徴＞
次に、実施の形態１の特徴について説明する。上述したように、実施の形態１の車両１０は車両の前後輪にそれぞれスタビライザ８ｆ，８ｒを備えている。スタビライザ８は、左右輪の上下変位差を小さくする方向にスタビライザバーのねじり反力が作用する。以下の説明では、このねじり反力に依拠して各可変サスペンション１４に入力される力を「スタビライザ力」と称することとする。スタビライザ力はＺ方向のベクトル量として表され、下向きの符号を「正」と定義する。例えば、左前の車輪１２ｆｌの可変サスペンション１４ｆｌのストローク量がＺｓｆｌであり、右前の車輪１２ｆｒの可変サスペンション１４ｆｒのストローク量がＺｓｆｒであるとき、スタビライザ８ｆに発生するスタビライザ力Ｆｆｆは次式（８）で表される。なお、次式（８）において、Ｋａｆはスタビライザ８ｆのばね定数である。
【００４２】
【数５】
2019025989.tif 000007
【００４３】
上式（８）において、可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒのストローク量Ｚｓｆｌ，Ｚｓｆｒは、単輪モデルオブザーバを用いて推定された１サンプル前までのストローク量を用いることができる。また、車高センサを備えたシステムでは、車高センサの検出値を用いてストローク量を算出してもよい。
【００４４】
同様に、左後の車輪１２ｒｌの可変サスペンション１４ｒｌのストローク量がＺｓｒｌであり、右後の車輪１２ｒｒの可変サスペンション１４ｒｒのストローク量がＺｓｒｒであるとき、スタビライザ８ｒに発生するスタビライザ力Ｆｒｒは次式（９）で表される。なお、次式（９）において、Ｋａｒはスタビライザ８ｒのばね定数である。
【００４５】
【数６】
2019025989.tif 000008
【００４６】
上記のスタビライザ力Ｆｆｆは左右輪に逆相で入力される。より詳しくは、可変サスペンション１４ｆｒに下向きのスタビライザ力＋Ｆｆｆが入力されると、可変サスペンション１４ｆｌには上向きのスタビライザ力−Ｆｆｆが入力される。このため、スタビライザ力Ｆｆｆは、車両１０のばね上構造体であるボデーをロールさせる力として作用する。つまり、スタビライザ力Ｆｆｆは、車両１０のボデーの姿勢変化に伴い後輪側の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌにも作用する。前輪側ばね上質量をＭｆ、後輪側ばね上質量をＭｒとすると、スタビライザ力Ｆｆｆによって可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌに入力されるスタビライザ力をＦｒｆは、次式（１０）にて表される。
【００４７】
【数７】
2019025989.tif 000009
【００４８】
同様に、スタビライザ力Ｆｒｒによって可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌに入力されるスタビライザ力Ｆｆｒは、次式（１１）にて表される。
【００４９】
【数８】
2019025989.tif 000010
【００５０】
このように、前輪側の可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌには、自身に取り付けられたスタビライザ８ｆから直接的に入力されるスタビライザ力Ｆｆｆだけでなく、自身に取り付けられていないスタビライザ８ｒから車両１０のボデーを介して間接的に入力されるスタビライザ力Ｆｆｒも作用する。同様に、後輪側の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌには、自身に取り付けられたスタビライザ８ｒから直接的に入力されるスタビライザ力Ｆｒｒだけでなく、自身に取り付けられていないスタビライザ８ｆから車両１０のボデーを介して間接的に入力されるスタビライザ力Ｆｒｆも作用する。以下の説明では、直接的に入力されるスタビライザ力Ｆｆｆ，Ｆｒｒを「直接スタビライザ力」とも称し、間接的に入力されるスタビライザ力Ｆｆｒ，Ｆｒｆを「間接スタビライザ力」とも称する。
【００５１】
以上より、前輪側の可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌに作用する総スタビライザ力Ｆｆａ、及び後輪側の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌに作用する総スタビライザ力Ｆｒａは、次式（１２）、（１３）にて表される。なお、上述したように、スタビライザ力はベクトル量であるから、これらを合算した総スタビライザ力Ｆｆａ、Ｆｒａはベクトル量として算出される。
【００５２】
【数９】
2019025989.tif 000011
【００５３】
上述した単輪モデルオブザーバを用いたストローク速度の推定では、既知の入力ｕとして、可変サスペンション１４に作用するＺ方向の力ｆを入力する。実施の形態１のシステムでは、この力ｆに対して上記の総スタビライザ力を反映させる点に特徴を有している。具体的には、力ｆは、可変サスペンション１４の減衰力Ｆｆｃと総スタビライザ力とを含んでいる。可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒ，１４ｒｌ，１４ｒｒにて発生する減衰力ＦｆｃをそれぞれＦｆｃｆｌ，Ｆｆｃｆｒ，Ｆｆｃｒｌ，Ｆｆｃｒｒとすると、可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒ，１４ｒｌ，１４ｒｒに作用する力ｆｆｌ，ｆｆｒ，ｆｒｌ，ｆｒｒは、次式（１４）にて表される。以下の説明では、減衰力に総スタビライザ力が合算された力を「合算値」とも称する。なお、総スタビライザ力Ｆｆａ、Ｆｒａ及び減衰力Ｆｆｃｆｌ，Ｆｆｃｆｒ，Ｆｆｃｒｌ，ＦｆｃｒｒはともにＺ方向のベクトル量であるから、これらを合算した合算値ｆｆｌ，ｆｆｒ，ｆｒｌ，ｆｒｒについてもＺ方向のベクトル量として算出される。
【００５４】
【数１０】
2019025989.tif 000012
【００５５】
式（１４）の演算は、図３に示す加算器４８で行われる。具体的には、加算器４８は、入力される減衰力と総スタビライザ力とを合算した力ｆを既知の入力ｕとして出力する。
【００５６】
なお、減衰力Ｆｆｃは、可変サスペンション１４に供給される駆動電流値とストローク速度に応じて変動する。図４は、ストローク速度に対する減衰力Ｆｆｃの関係を駆動電流値に対応づけたマップの一例である。ＥＣＵ２０は、図４に示すマップを記憶している。図３に示す演算器４４には、状態量ｘの推定値ｘ＾であるストローク速度の推定値と駆動電流値が入力される。演算器４４では、図４に示すマップに従い、駆動電流値とストローク速度の推定値に対応する減衰力Ｆｆｃが算出される。なお、減衰力Ｆｆｃは応答遅れの要素を含んでいる。このため、演算器４４から出力された減衰力Ｆｆｃは、演算器４６において減衰力の１次遅れが補正された後、加算器４８へ出力される。
【００５７】
このように、合算値ｆｆｌ，ｆｆｒ，ｆｒｌ，ｆｒｒには、可変サスペンション１４に直接作用するスタビライザ力だけでなく、異なる車軸に設けられたスタビライザから間接的に作用する間接スタビライザ力が合算されている。これにより、可変サスペンション１４に入力される上下方向（Ｚ方向）の力の合算値ｆを精度よく算出することができるので、ストローク速度の推定精度を高めることが可能となる。
【００５８】
＜実施の形態１の具体的処理＞
次に、フローチャートを参照して、実施の形態１のシステムがストローク速度を推定する際に実行する具体的処理について説明する。図５は、ＥＣＵ２０が可変サスペンション１４のストローク速度を推定する際に実行するルーチンのフローチャートである。
【００５９】
このルーチンでは、先ず、ばね上上下加速度センサ１６のセンサ信号がＡ／Ｄ変換される（ステップＳ１）。以下の説明では、ばね上上下加速度センサ１６ｆｒ，１６ｆｌ，１６ｒｒ，１６ｒｌのセンサ信号のＡ／Ｄ変換後の値を、それぞれ検出加速度Ｚ１”，Ｚ２”，Ｚ３”，Ｚ４”と称する。
【００６０】
次に、各輪位置でのばね上上下加速度が算出される（ステップＳ２）。ここでは、先ず
検出加速度Ｚ１”，Ｚ２”，Ｚ３”，Ｚ４”を用いた次式（１５）〜（１８）に従い、ばね上構造体の重心位置の上下加速度Ｚｇ”、ロール加速度Φｇ”、ピッチ加速度Θｇ”が算出される。なお、次式（１５）〜（１８）において、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、及び、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、ばね上上下加速度センサ１６ｆｒ，１６ｆｌ，１６ｒｒ，１６ｒｒのＸ方向の位置、及びＹ方向の位置をそれぞれ示している。また、Ｌｇ、及びＷｇは、ばね上構造体のＸ方向の重心位置、及びＹ方向の重心位置を示している。これらの値Ｌｉ，Ｗｉ（ｉ＝１，２，３，４）、Ｌｇ、Ｗｇは、センサ配置等から定まる固定値であって、予めＥＣＵ２０のメモリに格納されている値が使用される。
【００６１】
【数１１】
2019025989.tif 000013
【００６２】
【数１２】
2019025989.tif 000014
【００６３】
【数１３】
2019025989.tif 000015
【００６４】
【数１４】
2019025989.tif 000016
【００６５】
ステップＳ２では、次に、各輪位置でのばね上上下加速度Ｚｂ”が算出される。ここでは、次式（１９）に従い、可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒ，１４ｒｌ，１４ｒｒの直上部におけるばね上上下加速度Ｚｂｆｌ”， Ｚｂｆr”， Ｚｂrｌ”， Ｚｂrr”が算出される。なお、式（１９）において、Ｔｆは前輪のトレッド幅であり、Ｔｒは後輪のトレッド幅であり、ｌｆは前輪軸−ばね上重心間の距離であり、ｌｒは後輪軸−ばね上重心間の距離である。これらの値Ｔｆ、Ｔｒ、Ｌｆ、Ｌｒは、車両１０の構成から定まる固定値であって、予めＥＣＵ２０のメモリに格納されている値が使用される。
【００６６】
【数１５】
2019025989.tif 000017
【００６７】
なお、ばね上上下加速度Ｚｂｆｌ”， Ｚｂｆr”， Ｚｂrｌ”， Ｚｂrr”を算出する方法は上記のものに限られない。すなわち、例えば３個のばね上上下加速度センサ１６を用いた公知の手法を採用してもよい。
【００６８】
次のステップでは、式（８）に従い、スタビライザ８ｆに発生する直接スタビライザ力Ｆｆｆが算出される（ステップＳ３）。次に、式（１０）に従い、直接スタビライザ力Ｆｆｆによって可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌに入力される間接スタビライザ力Ｆｒｆが算出される（ステップＳ４）。
【００６９】
次のステップでは、式（９）に従い、スタビライザ８ｒに発生する直接スタビライザ力Ｆｒｒが算出される（ステップＳ５）。次に、式（１１）に従い、直接スタビライザ力Ｆｒｒによって可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌに入力される間接スタビライザ力Ｆｆｒが算出される（ステップＳ６）。そして、式（１２）、（１３）に従い、前輪側の可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌに作用する総スタビライザ力Ｆｆａと、後輪側の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌに作用する総スタビライザ力Ｆｒａが算出される（ステップＳ７）。
【００７０】
次のステップでは、各可変サスペンション１４の駆動電流とストローク速度の推定値とが読み込まれ、これらの値に対応する減衰力Ｆｆｃｆｌ，Ｆｆｃｆｒ，Ｆｆｃｒｌ，Ｆｆｃｒｒが図４に示すマップから特定される（ステップＳ８）。
【００７１】
次のステップでは、上記ステップＳ７において算出された総スタビライザ力Ｆｆａ，Ｆｒａと、上記ステップＳ８において算出された減衰力Ｆｆｃｆｌ，Ｆｆｃｆｒ，Ｆｆｃｒｌ，Ｆｆｃｒｒを上式（１４）に代入することにより、可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒ，１４ｒｌ，１４ｒｒに作用する力の合算値ｆｆｌ，ｆｆｒ，ｆｒｌ，ｆｒｒが算出される（ステップＳ９）。
【００７２】
次に、上記ステップＳ９にて算出された力ｆｆｌ，ｆｆｒ，ｆｒｌ，ｆｒｒを既知の入力ｕとし、上記ステップＳ２において算出されたばね上上下加速度Ｚｂｆｌ”，Ｚｂｆr”，Ｚｂrｌ”，Ｚｂrr”を観測量ｙとして、上述した単輪モデルオブザーバを用いることにより、状態量ｘとしてのストローク速度（Ｚｂ’−Ｚｗ’）が推定される（ステップＳ１０）。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態１のサスペンション制御システムによれば、前輪側に設けられたスタビライザ８ｆに発生するスタビライザ力の影響が、当該スタビライザ８ｆが設けられていない後輪側の可変サスペンション１４ｒｌ，１４ｒｒへ作用する力ｆｒｌ，ｆｒｒに反映される。また同様に、後輪側に設けられたスタビライザ８ｒに発生するスタビライザ力の影響が、当該スタビライザ８ｒが設けられていない前輪側の可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒへ作用する力ｆｆｌ，ｆｆｒに反映される。これにより、可変サスペンション１４へ入力される力（既知の入力）を精度よく算出することができるので、単輪モデルオブザーバを利用したストローク速度の推定を高精度に行うことが可能となる。
【００７４】
実施の形態１のサスペンション制御システムは、以下のように変形した形態を適用してもよい。
【００７５】
車両１０の備えられるスタビライザ８は前輪側のスタビライザ８ｆのみとし、後輪側のスタビライザ８ｒは備えない構成でもよい。この場合、式（１２）、（１３）において、スタビライザ力Ｆｆｒ及びＦｒｒを０として演算すればよい。このような構成によれば、Ｆｒａ＝Ｆｒｆとなるので、後輪側の可変サスペンション１４ｒｌ，１４ｒｒのストローク速度を推定する場合において、間接スタビライザ力を演算に反映させることが可能となる。また同様に、車両１０の備えられるスタビライザ８は後輪側のスタビライザ８ｒのみとし、前輪側のスタビライザ８ｆは備えない構成でもよい。このような構成によれば、Ｆｆａ＝Ｆｆｒとなるので、前輪側の可変サスペンション１４ｆｌ，１４ｆｒのストローク速度を推定する場合において、間接スタビライザ力を演算に反映させることが可能となる。
【００７６】
オブザーバは、単輪モデルオブザーバであれば、その自由度の数、状態方程式の取り方、連続系、離散系等に限定はない。例えば、システムは、２自由度の単輪モデルオブザーバを利用してストローク速度を推定する構成でもよい。また、単輪モデルオブザーバは連続系のカルマンフィルタを利用する構成に限らず、離散系のカルマンフィルタを利用する構成でもよい。
【００７７】
実施の形態１のサスペンション制御システムが備えるＥＣＵ２０は、以下のように構成されてもよい。図６は、実施の形態１のサスペンション制御システムが備えるＥＣＵ２０のハードウェア構成の例を示す図である。ＥＣＵ２０の各機能は、処理回路により実現される。図６に示す例では、ＥＣＵ２０の処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ２０１と少なくとも１つのメモリ２０２とを備える。
【００７８】
処理回路が少なくとも１つのプロセッサ２０１と少なくとも１つのメモリ２０２とを備える場合、ＥＣＵ２０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ２０２に格納される。少なくとも１つのプロセッサ２０１は、少なくとも１つのメモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ＥＣＵ２０の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ２０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク等である。
【００７９】
図７は、実施の形態１のサスペンション制御システムが備えるＥＣＵ２０のハードウェア構成の他の例を示す図である。図７に示す例では、ＥＣＵ２０の処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２０３を備える。
【００８０】
処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２０３を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものである。ＥＣＵ２０の各部の機能がそれぞれ処理回路で実現されても良い。また、ＥＣＵ２０の各部の機能がまとめて処理回路で実現されても良い。
【００８１】
また、ＥＣＵ２０の各機能について、一部を専用のハードウェア２０３で実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。このように、処理回路は、ハードウェア２０３、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、ＥＣＵ２０の各機能を実現する。
【００８２】
なお、実施の形態１のサスペンション制御システムでは、車輪１２が第１の発明の第１車輪と第２車輪に相当する。より詳しくは、前輪としての車輪１２ｆｒ，１２ｆｌが第１車輪に相当する場合、後輪としての車輪１２ｒｒ，１２ｒｌは第２車輪に相当する。逆に、後輪としての車輪１２ｒｒ，１２ｒｌが第１車輪に相当する場合、前輪としての車輪１２ｆｒ，１２ｆｌは第２車輪に相当する。
【００８３】
また、実施の形態１のサスペンション制御システムでは、可変サスペンション１４が第１の発明の第１サスペンションと第２サスペンションに相当する。より詳しくは、車輪１２ｆｒ，１２ｆｌが第１車輪に相当する場合、前輪側の可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌが第１サスペンションに相当し、後輪側の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌが第２サスペンションに相当する。逆に、車輪１２ｒｒ，１２ｒｌが第１車輪に相当する場合、前輪側の可変サスペンション１４ｆｒ，１４ｆｌが第２サスペンションに相当し、後輪側の可変サスペンション１４ｒｒ，１４ｒｌが第１サスペンションに相当する。
【００８４】
また、実施の形態１のサスペンション制御システムでは、スタビライザ８のスタビライザバーが第１の発明の第１スタビライザバーと第３の発明の第２スタビライザバーに相当する。より詳しくは、車輪１２ｆｒ，１２ｆｌが第１車輪に相当する場合、スタビライザ８ｆのスタビライザバーが第１スタビライザバーに相当し、スタビライザ８ｒのスタビライザバーが第２スタビライザバーに相当する。逆に、車輪１２ｒｒ，１２ｒｌが第１車輪に相当する場合、スタビライザ８ｒのスタビライザバーが第１スタビライザバーに相当し、スタビライザ８ｆのスタビライザバーが第２スタビライザバーに相当する。
【００８５】
また、実施の形態１のサスペンション制御システムでは、ＥＣＵ２０がステップＳ４又はステップＳ６の処理を実行することにより第１の発明の「間接スタビライザ力算出手段」が実現され、ＥＣＵ２０がステップＳ９の処理を実行することにより第１の発明の「合算値算出手段」が実現されている。
【００８６】
また、実施の形態１のサスペンション制御システムでは、ＥＣＵ２０がステップＳ３又はステップＳ５の処理を実行することにより第３の発明の「直接スタビライザ力算出手段」が実現され、ＥＣＵ２０がステップＳ８の処理を実行することにより第４の発明の「減衰力算出手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００８７】
８  スタビライザ
１０  車両
１２  車輪
１４  可変サスペンション
１６  ばね上上下加速度センサ
２０  ＥＣＵ
３０  単輪モデルオブザーバ
３６，４０，４２，４８  加算器
３８  積分器
４４，４６  演算器
【図１】
2019025989.tif 000018
【図２】
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【図３】
2019025989.tif 000020
【図４】
2019025989.tif 000021
【図５】
2019025989.tif 000022
【図６】
2019025989.tif 000023
【図７】
2019025989.tif 000024