(57)【要約】【課題】サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御システムにおいて、減衰力制御性能を向上させること。【解決手段】サスペンション制御システムは、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、サスペンションの減衰力を制御する制御装置とを備える。ばね上構造体とばね下構造体が遠ざかるときのストローク速度の符号は、第１符号である。ばね上構造体とばね下構造体が近づくときのストローク速度の符号は、第２符号である。伸判定閾値の符号は、第２符号である。ストローク速度が第２符号側から第１符号の方向に変化する際、ストローク速度が伸判定閾値よりも第１符号側になった場合、制御装置は、ストローク速度が圧側から伸側に遷移したと判定し、減衰力を切り替える。【選択図】図６
2019156181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記車両の車輪に対して設けられ、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、
前記サスペンションの減衰力を制御する制御装置と
を備え、
ストローク速度は、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り、
前記ばね上構造体と前記ばね下構造体が遠ざかるときの前記ストローク速度の符号は、第１符号であり、
前記ばね上構造体と前記ばね下構造体が近づくときの前記ストローク速度の符号は、第２符号であり、
伸判定閾値の符号は、前記第２符号であり、
前記ストローク速度が前記第２符号側から前記第１符号の方向に変化する際、前記ストローク速度が前記伸判定閾値よりも前記第１符号側になった場合、前記制御装置は、前記ストローク速度が圧側から伸側に遷移したと判定し、前記減衰力を切り替える
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、車両のサスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、車両用のサスペンションシステムを開示している。そのサスペンションシステムにおいて、サスペンションのショックアブソーバの減衰力は、制御電流を増減させることにより増減可能である。具体的な減衰力制御は、次の通りである。
【０００３】
まず、サスペンションシステムは、車速に応じてベース制御電流を算出する。更に、サスペンションシステムは、ばね上構造体の上下振動を抑えるために、補正値をベース制御電流に加算する、あるいは、補正値をベース制御電流から減算する補正処理を行う。この補正処理によって、最終的な制御電流が決定される。
【０００４】
上記の補正処理において、補正値を加算するか減算するかは、「ばね上速度」と「ストローク速度」との関係によって決定される。ここで、ばね上速度とは、車輪位置でのばね上構造体の上下速度であり、上向きの場合に正である。一方、ストローク速度とは、サスペンションを介して互いに連結されたばね上構造体とばね下構造体との間の相対速度である。ストローク速度の符号は、「伸（rebound）側」が正であり、「圧（compress）側」が負である。
【０００５】
ばね上速度の符号とストローク速度の符号が同じである場合、サスペンションシステムは、補正値をベース制御電流に加算する、すなわち、制御電流を増加させる。一方、ばね上速度の符号とストローク速度の符号が逆である場合、サスペンションシステムは、補正値をベース制御電流から減算する、すなわち、制御電流を減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−００２７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、特許文献１に開示された技術によれば、制御電流つまり減衰力は、ばね上速度とストローク速度との関係によって決定される。ばね上速度あるいはストローク速度が反転すると、減衰力が切り替わる。一般的に、ストローク速度は、ばね上速度よりも高い周波数で変動する。例えば、ばね上速度の周波数は１〜２Ｈｚ程度であるのに対し、ストローク速度の周波数は１０〜１５Ｈｚ程度である。従って、減衰力の切り替えにおいては、ストローク速度の方が支配的となる。
【０００８】
しかしながら、ストローク速度の推定には複雑な処理が必要であり、推定処理にはある程度の時間を要する。また、ショックアブソーバの減衰力を変化させるためのアクチュエータの応答性能には限界がある。従って、ストローク速度の反転を検知して減衰力を切り替える場合、制御遅れが発生しやすい。制御遅れが発生すると、狙い通りの減衰力制御性能が得られず、ばね上構造体の振動を抑制する効果が低下する。このことは、システムに対する信頼の低下を招く。
【０００９】
本発明の１つの目的は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御システムにおいて、減衰力制御性能を向上させることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの観点において、車両に搭載されるサスペンション制御システムが提供される。
前記サスペンション制御システムは、
前記車両の車輪に対して設けられ、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、
前記サスペンションの減衰力を制御する制御装置と
を備える。
ストローク速度は、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。
前記ばね上構造体と前記ばね下構造体が遠ざかるときの前記ストローク速度の符号は、第１符号である。
前記ばね上構造体と前記ばね下構造体が近づくときの前記ストローク速度の符号は、第２符号である。
伸判定閾値の符号は、前記第２符号である。
前記ストローク速度が前記第２符号側から前記第１符号の方向に変化する際、前記ストローク速度が前記伸判定閾値よりも前記第１符号側になった場合、前記制御装置は、前記ストローク速度が圧側から伸側に遷移したと判定し、前記減衰力を切り替える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ストローク速度が圧側から伸側に遷移したと判定するための伸判定閾値は、ゼロではなく、負値に設定される。すなわち、伸判定閾値は、負側にオフセットしている。従って、ストローク速度が圧側から伸側に遷移したと判定されるタイミングは、従来よりも早くなる。その結果、制御遅れの影響が軽減され、減衰力制御性能が向上し、ばね上構造体の振動を抑制する効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両を説明するための概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両のサスペンションを説明するための概念図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるサスペンションの減衰力特性を示すグラフ図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御量補正処理を要約的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る制御量補正処理をより一般化して示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る伸／圧判定方法の第１の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る伸／圧判定方法の第２の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る伸／圧判定方法の第３の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係るサスペンション制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るサスペンション制御システムによる減衰力制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０におけるステップＳ３０の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１におけるステップＳ３１を説明するための概念図である。
【図１３】図１１におけるステップＳ３４を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
１．可変減衰力サスペンション
図１は、本実施の形態に係る車両１を説明するための概略図である。車両１は、車輪２とサスペンション３を備えている。車輪２は、右前輪２−１、左前輪２−２、右後輪２−３、及び左後輪２−４を含んでいる。サスペンション３は、各車輪２に対して設けられている。具体的には、第１サスペンション３−１、第２サスペンション３−２、第３サスペンション３−３、及び第４サスペンション３−４が、それぞれ、右前輪２−１、左前輪２−２、右後輪２−３、及び左後輪２−４に対して設けられている。
【００１５】
図２は、ある車輪２に対して設けられたサスペンション３を概念的に示している。サスペンション３は、車両１のばね上構造体４とばね下構造体５との間を連結するように設けられている（ばね下構造体５は車輪２を含む）。より詳細には、サスペンション３は、ばね３Ｓとショックアブソーバ３Ａを含んでおり、ばね３Ｓ及びショックアブソーバ３Ａが、ばね上構造体４とばね下構造体５との間に並列に設けられている。「ショックアブソーバ３Ａの減衰力」は、以下、単に「サスペンション３の減衰力」と呼ばれる。
【００１６】
ここで、以下の説明で用いる用語の定義を行う。Ｚ方向は、車両１の上方向を表す。「ばね上速度Ｖａ」は、ばね上構造体４の上下速度である。「ばね下速度Ｖｂ」は、ばね下構造体５の上下速度である。ばね上速度Ｖａ及びばね下速度Ｖｂの各々の符号は、上向きの場合に正であり、下向きの場合に負である。
【００１７】
「ストローク速度Ｖｓｔ」は、サスペンション３を介して互いに連結されたばね上構造体４とばね下構造体５との間の相対速度である。例えば、ストローク速度Ｖｓｔは、「Ｖｓｔ＝Ｖａ−Ｖｂ」で定義される。Ｖａ＞Ｖｂの場合、サスペンション３は伸びている（rebound）。そのようなストローク速度Ｖｓｔは、「伸側」のストローク速度Ｖｓｔと呼ばれる。一方、Ｖａ＜Ｖｂの場合、サスペンション３は圧縮されている（compress）。そのようなストローク速度Ｖｓｔは、「圧側」のストローク速度Ｖｓｔと呼ばれる。
【００１８】
図３は、サスペンション３の減衰力特性を示すグラフ図である。横軸はストローク速度Ｖｓｔを表し、縦軸は減衰力を表している。図３に示されるように、サスペンション３の減衰力は、ストローク速度Ｖｓｔに応じて変化する。より詳細には、ストローク速度Ｖｓｔの絶対値が大きくなるにつれて、サスペンション３の減衰力も大きくなる。また、一般的に、同じストローク速度Ｖｓｔの絶対値で比べたとき、伸側の減衰力が圧側の減衰力よりも大きくなるように、サスペンション３は設計されている。
【００１９】
本実施の形態では、サスペンション３の減衰力特性は可変である。サスペンション３の減衰力特性を可変とするメカニズムは、どのようなものであっても構わない。例えば、特許文献１（特開２０１６−００２７７８号公報）に開示されているようなメカニズムが用いられてもよい。その場合、ショックアブソーバ３Ａに設けられたソレノイドに供給する制御電流を制御することによって、減衰力特性を制御することができる。サスペンション３の減衰力特性を制御するために用いられる制御電流等のパラメータは、以下「制御量Ｆａ」と呼ばれる。
【００２０】
図３に示される例では、制御量Ｆａを増加させることによって、サスペンション３の減衰力をより大きくすることができる。一方、制御量Ｆａを減少させることによって、サスペンション３の減衰力をより小さくすることができる。但し、制御量Ｆａの増減と減衰力の増減との関係は、設計次第である。図３に示される例とは逆に、制御量Ｆａが減少（増加）するにつれて減衰力が増加（減少）するような設計であっても構わない。以下の説明においては、制御量Ｆａの増減と減衰力の増減との関係は、図３で示された例の場合と同じであるとする。
【００２１】
制御量Ｆａの可変範囲は予め決まっており、その可変範囲の上限及び下限は、それぞれＦｍａｘ及びＦｍｉｎである。すなわち、制御量Ｆａは、上限Ｆｍａｘ〜下限Ｆｍｉｎの範囲で変動させることができる。
【００２２】
図３に示されるように、サスペンション３の減衰力の可変幅ＲＮＧは、制御量Ｆａの可変幅（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）に対応している。特に、ストローク速度Ｖｓｔが伸側の場合の可変幅はＲＮＧｒであり、ストローク速度Ｖｓｔが圧側の場合の可変幅はＲＮＧｃである。一般的に、伸側の可変幅ＲＮＧｒは、圧側の可変幅ＲＮＧｃよりも大きい。このことは、制御量Ｆａの変動に対する減衰力の変動幅（感度）が、圧側よりも伸側の方が大きいことを意味する。
【００２３】
また、制御量Ｆａは、ベース制御量Ｆｂとベース制御量Ｆｂからの補正値との組み合わせで表される。ベース制御量Ｆｂは、制御量Ｆａのベース値であり、「ベース減衰力」を発生させるため制御量である。例えば、ベース制御量Ｆｂは、車両１の速度に応じて算出される。一方、補正値は、ばね上構造体４の振動を効率的に抑えるために要求される制御量である。例えば、補正値は、スカイフックダンパ制御理論に基づいて算出される。
【００２４】
ベース制御量Ｆｂに補正値を加算する、あるいは、ベース制御量Ｆｂから補正値を減算することよって、最終的な制御量Ｆａが決定される。言い換えれば、制御量Ｆａは、ベース制御量Ｆｂから増加あるいは減少するように補正される。図３に示される例では、制御量Ｆａをベース制御量Ｆｂから増加するように補正することによって、減衰力をベース減衰力から増加させることができる。一方、制御量Ｆａをベース制御量Ｆｂから減少するように補正することによって、減衰力をベース減衰力から減少させることができる。制御量Ｆａをベース制御量Ｆｂから増加あるいは減少させる処理は、以下「制御量補正処理」と呼ばれる。
【００２５】
図４は、本実施の形態に係る制御量補正処理を要約的に示している。制御量Ｆａの増減（ＵＰ／ＤＯＷＮ）は、ばね上速度Ｖａとストローク速度Ｖｓｔとの組み合わせによって決まる。
【００２６】
例えば、ばね上速度Ｖａが上向きであるとき、ストローク速度Ｖｓｔが伸側であることは、ばね上構造体４の上下振動を抑制する「制振効果」をもたらす。よって、ばね上速度Ｖａが上向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが伸側である場合、制振効果を更に促進するために、制御量Ｆａはベース制御量Ｆｂから増加するように補正される（制御量ＵＰ）。ばね上速度Ｖａが下向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが圧側である場合も同様である。
【００２７】
一方、ばね上速度Ｖａが上向きであるとき、ストローク速度Ｖｓｔが圧側であることは、ばね上構造体４の上下振動を促進する「加振効果」をもたらす。よって、ばね上速度Ｖａが上向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが圧側である場合、加振効果を抑制するために、制御量Ｆａはベース制御量Ｆｂから減少するように補正される（制御量ＤＯＷＮ）。ばね上速度Ｖａが下向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが伸側である場合も同様である。
【００２８】
本実施の形態に係る制御量補正処理をより一般化するために、「要求減衰方向ＤＲ」について考える。要求減衰方向ＤＲは、ばね上構造体４の振動を抑えるためにサスペンション３において要求される減衰力の向きである。ばね上構造体４（車体）の振動としては、上下振動だけでなく、ロール振動やピッチ振動も考えられる。要求減衰方向ＤＲとは、ばね上構造体４の上下振動、ロール振動、及びピッチ振動のうち少なくとも１つを抑えるためにサスペンション３において要求される減衰力の向きである。
【００２９】
典型例として、図４で示されたような、ばね上構造体４の上下振動を抑える場合を考える。ばね上速度Ｖａが上向き（Ｖａ＞０）のときに、要求減衰方向ＤＲは下向き（ＤＲ＜０）となる。逆に、ばね上速度Ｖａが下向き（Ｖａ＜０）の場合、要求減衰方向ＤＲは上向き（ＤＲ＞０）となる。
【００３０】
図５は、本実施の形態に係る制御量補正処理をより一般化して示している。要求減衰方向ＤＲが下向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが伸側である場合、制振効果を更に促進するために、制御量Ｆａはベース制御量Ｆｂから増加するように補正される（制御量ＵＰ）。要求減衰方向ＤＲが上向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが圧側である場合も同様である。
【００３１】
一方、要求減衰方向ＤＲが下向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが圧側である場合、加振効果を抑制するために、制御量Ｆａはベース制御量Ｆｂから減少するように補正される（制御量ＤＯＷＮ）。要求減衰方向ＤＲが上向きであり、且つ、ストローク速度Ｖｓｔが伸側である場合も同様である。
【００３２】
２．ストローク速度の伸／圧判定
上述の通り、制御量Ｆａつまり減衰力は、要求減衰方向ＤＲとストローク速度Ｖｓｔとの関係によって決定される。要求減衰方向ＤＲあるいはストローク速度Ｖｓｔが反転すると、減衰力が切り替わる。一般的に、ストローク速度Ｖｓｔは、要求減衰方向ＤＲよりも高い周波数で変動する。例えば、要求減衰方向ＤＲに対応するばね上速度Ｖａの周波数は１〜２Ｈｚ程度であるのに対し、ストローク速度Ｖｓｔの周波数は１０〜１５Ｈｚ程度である。従って、減衰力の切り替えにおいては、ストローク速度Ｖｓｔの方が支配的となる。
【００３３】
しかしながら、ストローク速度Ｖｓｔの推定には複雑な処理が必要であり、推定処理にはある程度の時間を要する。また、ショックアブソーバ３Ａの減衰力を変化させるためのアクチュエータの応答性能には限界がある。従って、ストローク速度Ｖｓｔの反転を検知して減衰力を切り替える場合、制御遅れが発生しやすい。制御遅れが発生すると、狙い通りの減衰力制御性能が得られず、ばね上構造体４の振動を抑制する効果が低下する。このことは、システムに対する信頼の低下を招く。
【００３４】
減衰力制御性能を向上させるために、本実施の形態は、以下に説明されるような特徴を有する。基本的なコンセプトとして、本実施の形態では、ストローク速度Ｖｓｔの「伸／圧」が、ストローク速度Ｖｓｔの「符号の正／負」から分離して決定される。従って、ストローク速度Ｖｓｔの「伸／圧」は、ストローク速度の「符号の正／負」と必ずしも一致しない。
【００３５】
本実施の形態におけるストローク速度Ｖｓｔの符号の定義は、次の通りである。サスペンション３が伸びるとき、すなわち、ばね上構造体４とばね下構造体５が遠ざかるときのストローク速度Ｖｓｔの符号は、「第１符号」である。一方、サスペンション３が圧縮されるとき、すなわち、ばね上構造体４とばね下構造体５が近づくときのストローク速度Ｖｓｔの符号は、「第２符号」である。例えば、ストローク速度Ｖｓｔは、「Ｖｓｔ＝Ｖａ−Ｖｂ」で定義される。この場合、第１符号は「正」であり、第２符号は「負」である。以下の説明では、第１符号が「正」であり、第２符号が「負」であるとする。
【００３６】
一方、ストローク速度Ｖｓｔの「伸／圧」は、符号の正負とは関係なく、ストローク速度Ｖｓｔと所定の閾値との比較に基づいて判定される。以下、ストローク速度Ｖｓｔを「伸側」あるいは「圧側」と判定するための新たな手法について説明する。
【００３７】
２−１．第１の例
第１の例では、ストローク速度Ｖｓｔを「伸側」と判定する手法について説明する。尚、第１の例では、ストローク速度Ｖｓｔを「圧側」と判定する手法は問わない。
【００３８】
図６は、第１の例を説明するためのタイミングチャートである。縦軸はストローク速度Ｖｓｔを表し、横軸は時間を表している。時間経過と共に、ストローク速度Ｖｓｔが負側から正の方向に変化している。ここで、「伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ」は、ストローク速度Ｖｓｔが圧側から伸側に遷移したと判定するための閾値である。ストローク速度Ｖｓｔが伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒよりも正側になった場合、ストローク速度Ｖｓｔが圧側から伸側に遷移したと判定される。
【００３９】
まず、比較例として、従来の伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ０について考える。従来の伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ０は、ゼロ、あるいは、ノイズ対策の不感帯の分だけ正側に設定される。ストローク速度Ｖｓｔが圧側から伸側に遷移したと判定されるタイミングは、図６において“ｔｒ０”で表されている。上述のような制御遅れが発生することも考慮すると、減衰力が切り替わるタイミングは、実際のストローク速度Ｖｓｔが正側に変化してしばらく経過した後となる。結果として、狙い通りの減衰力制御性能が得られず、ばね上構造体４の振動を抑制する効果が低下する。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１について考える。図６に示されるように、伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１は、負値に設定される。すなわち、伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１は、負側にオフセットしている。従って、ストローク速度Ｖｓｔが圧側から伸側に遷移したと判定されるタイミングｔｒ１は、比較例の場合のタイミングｔｒ０よりも早くなる。その結果、制御遅れの影響が軽減され、減衰力制御性能が向上し、ばね上構造体４の振動を抑制する効果が向上する。
【００４１】
また、タイミングｔｒ１が早くなることは、ストローク速度Ｖｓｔが伸側であると判定される期間が増えることを意味する。既出の図３で示されたように、減衰力の可変幅ＲＮＧは、圧側（ＲＮＧｃ）よりも伸側（ＲＮＧｒ）の方が大きい。従って、ストローク速度Ｖｓｔが伸側の場合に、ばね上構造体４の振動をより効果的に抑制することが可能となる。言い換えれば、減衰力制御性能及び振動抑制効果は、圧側よりも伸側の方が優れている。比較例の場合、ストローク速度Ｖｓｔが伸側に遷移したと判定されるタイミングｔｒ０が遅いため、伸側の優れた減衰力制御性能及び振動抑制効果を十分に活用することができない。一方、本実施の形態によれば、ストローク速度Ｖｓｔが伸側に遷移したと判定されるタイミングｔｒ１が早いため、伸側の優れた減衰力制御性能及び振動抑制効果を十分に活用することが可能となる。
【００４２】
尚、伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１は、従来のノイズ対策の不感帯よりも負側に設定されることが好適である。これにより、ストローク速度Ｖｓｔが０付近のノイズに起因する頻繁な切り替えや不要な切り替えの発生が効果的に抑制される。また、伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１自体に不感帯を設ける必要もなくなる。よって、不感帯に起因する判定遅れも生じない。
【００４３】
２−２．第２の例
第２の例では、ストローク速度Ｖｓｔを「圧側」と判定する手法について説明する。尚、第２の例では、ストローク速度Ｖｓｔを「伸側」と判定する手法は問わない。
【００４４】
図７は、第２の例を説明するためのタイミングチャートである。縦軸はストローク速度Ｖｓｔを表し、横軸は時間を表している。時間経過と共に、ストローク速度Ｖｓｔが正側から負の方向に変化している。ここで、「圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ」は、ストローク速度Ｖｓｔが伸側から圧側に遷移したと判定するための閾値である。ストローク速度Ｖｓｔが圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃよりも負側になった場合、ストローク速度Ｖｓｔが伸側から圧側に遷移したと判定される。
【００４５】
まず、比較例として、従来の圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ０について考える。従来の圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ０は、ゼロ、あるいは、ノイズ対策の不感帯の分だけ負側に設定される。ストローク速度Ｖｓｔが伸側から圧側に遷移したと判定されるタイミングは、図７において“ｔｃ０”で表されている。
【００４６】
次に、本実施の形態に係る圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１について考える。図７に示されるように、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１は、負値に設定される。すなわち、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１は、負側にオフセットしている。また、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１は、従来のノイズ対策の不感帯よりも更に負側に設定されている。従って、ストローク速度Ｖｓｔが伸側から圧側に遷移したと判定されるタイミングｔｃ１は、比較例の場合のタイミングｔｃ０よりも遅くなる。このことは、ストローク速度Ｖｓｔが伸側であると判定される期間が増え、また、ストローク速度Ｖｓｔが圧側であると誤判定されることが抑制されることを意味する。
【００４７】
上述の通り、減衰力の可変幅ＲＮＧは、圧側（ＲＮＧｃ）よりも伸側（ＲＮＧｒ）の方が大きく、減衰力制御性能及び振動抑制効果は、圧側よりも伸側の方が優れている。本実施の形態によれば、ストローク速度Ｖｓｔが圧側に遷移したと判定されるタイミングｔｃ１が遅いため、伸側の優れた減衰力制御性能及び振動抑制効果を十分に活用することが可能となる。圧側における減衰力制御性能は多少低下するが、圧側における減衰力制御性能は元々低いため、トータルの減衰力制御性能は向上する。ストローク速度Ｖｓｔが伸側であると判定される期間が増え、また、ストローク速度Ｖｓｔが圧側であると誤判定されることが抑制されることのメリットの方が大きい。
【００４８】
また、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１は、従来のノイズ対策の不感帯よりも更に負側に設定されている。例えば、ストローク速度Ｖｓｔの振幅が小さく、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１に届かない場合、ストローク速度Ｖｓｔは常に伸側と判定される。この場合、制御量Ｆａの切り替えは要求減衰方向ＤＲだけで決まるため、ストローク速度Ｖｓｔと同等の高い周波数で制御量Ｆａを切り替える必要はない。比較的低い周波数で制御量Ｆａを切り替えることができれば十分である。言い換えれば、ショックアブソーバ３Ａの減衰力を変化させるためのアクチュエータの応答性能の影響を受けにくい。従って、制御遅れが発生しにくくなるという効果が得られる。
【００４９】
また、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１は、従来のノイズ対策の不感帯よりも負側に設定される。これにより、ストローク速度Ｖｓｔが０付近のノイズに起因する頻繁な切り替えや不要な切り替えの発生が効果的に抑制される。また、圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１自体に不感帯を設ける必要もなくなる。よって、不感帯に起因する判定遅れも生じない。
【００５０】
２−３．第３の例
図８は、第３の例を説明するためのタイミングチャートである。第３の例は、第１の例と第２の例の組み合わせである。すなわち、第１の例において説明された伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１と、第２の例において説明された圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１の両方が用いられる。これにより、第１の例と第２の例の両方の効果が得られる。
【００５１】
３．サスペンション制御システムの構成例
本実施の形態に係るサスペンション制御システムは、以上に説明された観点に基づいて構成される。以下、本実施の形態に係るサスペンション制御システムについて詳しく説明する。
【００５２】
図９は、本実施の形態に係るサスペンション制御システム１００の構成例を示すブロック図である。サスペンション制御システム１００は、車両１に搭載されており、サスペンション３の減衰力を可変に制御する。このサスペンション制御システム１００は、サスペンション３、ばね上加速度センサ１０、車速センサ２０、及び制御装置３０を備えている。
【００５３】
サスペンション３は、各車輪２に対して設けられている。具体的には、第１サスペンション３−１、第２サスペンション３−２、第３サスペンション３−３、及び第４サスペンション３−４が、それぞれ、右前輪２−１、左前輪２−２、右後輪２−３、及び左後輪２−４に対して設けられている。上述の通り、各サスペンション３の減衰力は、制御可能であり、制御量Ｆａに応じて変動する。
【００５４】
ばね上加速度センサ１０は、ばね上構造体４に設置されており、ばね上構造体４の上下加速度を検出する。ばね上構造体４の上下加速度は、以下「ばね上加速度」と呼ばれる。図９に示される例では、４個のばね上加速度センサ１０−１〜１０−４が設けられている。より詳細には、第１ばね上加速度センサ１０−１は、ばね上重心位置（ばね上構造体４の重心位置）から見て右前輪２−１の方の第１位置におけるばね上加速度を検出する。第２ばね上加速度センサ１０−２は、ばね上重心位置から見て左前輪２−２の方の第２位置におけるばね上加速度を検出する。第３ばね上加速度センサ１０−３は、ばね上重心位置から見て右後輪２−３の方の第３位置におけるばね上加速度を検出する。第４ばね上加速度センサ１０−４は、ばね上重心位置から見て左後輪２−４の方の第４位置におけるばね上加速度を検出する。尚、ばね上重心位置から第１〜第４位置の各々までの距離は、任意である。各ばね上加速度センサ１０−ｉ（ｉ＝１〜４）は、検出したばね上加速度の情報を制御装置３０に送る。
【００５５】
車速センサ２０は、車両１の速度である車速を検出する。車速センサ２０は、検出した車速の情報を制御装置３０に送る。
【００５６】
制御装置３０は、各サスペンション３−ｉ（ｉ＝１〜４）の減衰力を制御する減衰力制御を行う。具体的には、制御装置３０は、ばね上加速度センサ１０及び車速センサ２０から、ばね上加速度及び車速の検出情報を受け取る。制御装置３０は、検出情報に基づいて、各サスペンション３−ｉに関する制御量Ｆａｉを決定する。そして、制御装置３０は、各制御量Ｆａｉに従って各サスペンション３−ｉの減衰力を制御する。
【００５７】
典型的には、制御装置３０は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置３０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。メモリには、プロセッサが実行可能な制御プログラムが格納される。プロセッサが制御プログラムを実行することによって、制御装置３０の機能が実現される。
【００５８】
４．減衰力制御処理のフロー
図１０は、本実施の形態に係るサスペンション制御システム１００（制御装置３０）による減衰力制御処理を示すフローチャートである。図１０に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
【００５９】
４−１．ステップＳ１０
制御装置３０は、各ばね上加速度センサ１０−ｉ（ｉ＝１〜４）から、ばね上加速度の検出値の情報を取得する。また、制御装置３０は、車速センサ２０から、車速の検出値の情報を取得する。
【００６０】
４−２．ステップＳ２０
制御装置３０は、各制御量Ｆａｉのベース値であるベース制御量Ｆｂを算出するベース算出処理を行う。例えば、ベース制御量Ｆｂは車速に依存し、車速が高くなるにつれて大きくなる。制御装置３０は、予め作成されたマップ等を参照し、車速に応じたベース制御量Ｆｂを算出する。このベース制御量Ｆｂに相当する減衰力が、ベース減衰力である。
【００６１】
４−３．ステップＳ３０
制御装置３０は、各サスペンション３−ｉ（ｉ＝１〜４）について、補正制御量Ｆｃｉを算出する。補正制御量Ｆｃｉは、ばね上構造体４の振動を抑えるために各サスペンション３−ｉに対して要求される要求制御量に相当する。ばね上構造体４の振動は、上下振動、ロール振動、及びピッチ振動のうち少なくとも１つである。ばね上構造体４の振動を抑えるアルゴリズムは、例えば、スカイフックダンパ制御理論に基づく。制御装置３０は、ステップＳ１０で取得したばね上加速度に基づいて、ばね上構造体４の振動を抑えるために要求される要求制御量を補正制御量Ｆｃｉとして算出する。
【００６２】
図１１は、ステップＳ３０の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３０は、次のステップＳ３１〜Ｓ３４を含んでいる。
【００６３】
ステップＳ３１：
図１２は、ステップＳ３１を説明するための概念図である。Ｘ方向は、車両１の進行方向である。Ｙ方向は、車両１の横方向であり、Ｘ方向と直交する。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向と直交する。第ｉばね上加速度センサ１０−ｉ（ｉ＝１〜４）のＸ方向位置及びＹ方向位置は、それぞれ、Ｌｉ及びＷｉである。ばね上重心位置ＧＣのＸ方向位置及びＹ方向位置は、それぞれ、Ｌｇ及びＷｇである。これらのパラメータ（Ｌｉ、Ｗｉ、Ｌｇ、Ｗｇ）は、予め取得され、制御装置３０のメモリに格納されている。
【００６４】
第ｉばね上加速度センサ１０−ｉ（ｉ＝１〜４）によって検出されるばね上加速度の検出値は、以下「検出加速度Ｚｉ''」と呼ばれる。制御装置３０は、４個のばね上加速度センサ１０−１〜１０−４によって検出される検出加速度Ｚ１''〜Ｚ４''から、ばね上重心位置ＧＣの各モード加速度（すなわち、上下加速度Ｚｇ''、ロール加速度Φｇ''、及びピッチ加速度Θｇ''）を算出する。例えば、制御装置３０は、次の式（１）〜（４）に従って、上下加速度Ｚｇ''、ロール加速度Φｇ''、及びピッチ加速度Θｇ''を算出する。
【００６５】
【数１】
2019156181.tif 000003
【００６６】
【数２】
2019156181.tif 000004
【００６７】
【数３】
2019156181.tif 000005
【００６８】
【数４】
2019156181.tif 000006
【００６９】
４つの位置における検出加速度Ｚ１''〜Ｚ４''を用いることによって、ばね上重心位置ＧＣの上下加速度Ｚｇ''、ロール加速度Φｇ''、及びピッチ加速度Θｇ''を精度良く算出することができる。但し、算出方法は、上記のものに限られない。例えば、３個のばね上加速度センサ１０だけが用いられてもよい。
【００７０】
ステップＳ３２：
続いて、制御装置３０は、各モード加速度を積分することによって、ばね上重心位置ＧＣの各モード速度（上下速度Ｚｇ'、ロール速度Φｇ'、及びピッチ速度Θｇ'）を算出する。ばね上重心位置ＧＣの上下速度Ｚｇ'、ロール速度Φｇ'、及びピッチ速度Θｇ'は、それぞれ、次の式（５）〜（７）で表される。
【００７１】
【数５】
2019156181.tif 000007
【００７２】
【数６】
2019156181.tif 000008
【００７３】
【数７】
2019156181.tif 000009
【００７４】
ステップＳ３３：
続いて、制御装置３０は、ばね上重心位置ＧＣの各モード振動（上下振動、ロール振動、ピッチ振動）を抑えるために要求される要求制御量を算出する。要求制御量は、上下振動を抑えるための上下要求制御量Ｆｚ、ロール振動を抑えるためのロール要求制御量Ｍｒ、及びピッチ振動を抑えるためのピッチ要求制御量Ｍｐを含む。制御装置３０は、これら上下要求制御量Ｆｚ、ロール要求制御量Ｍｒ、及びピッチ要求制御量Ｍｐを、上記のステップＳ３２で得られた上下速度Ｚｇ'、ロール速度Φｇ'、及びピッチ速度Θｇ'のそれぞれから算出する。例えば、上下要求制御量Ｆｚ、ロール要求制御量Ｍｒ、及びピッチ要求制御量Ｍｐは、それぞれ、次の式（８）〜（１０）で与えられる。
【００７５】
【数８】
2019156181.tif 000010
【００７６】
【数９】
2019156181.tif 000011
【００７７】
【数１０】
2019156181.tif 000012
【００７８】
式（８）〜（１０）において、Ｇｚ、Ｇｒ、及びＧｐは制御ゲインである。これら制御ゲインＧｚ、Ｇｒ、及びＧｐは、例えば、スカイフックダンパ制御理論に従った線形ゲインである。制御装置３０は、ばね上重心位置ＧＣの各モード速度に制御ゲインを掛けることによって、ばね上重心位置ＧＣにおける各要求制御量を算出することができる。あるいは、制御装置３０は、各モード速度に基づくマップを参照することによって、各要求制御量を算出してもよい。
【００７９】
ステップＳ３４：
続いて、制御装置３０は、ばね上重心位置ＧＣにおける要求制御量（Ｆｚ、Ｍｒ、Ｍｐ）を、各車輪２−ｉの位置における要求制御量に換算（変換）する。各車輪２−ｉの位置における要求制御量が、各サスペンション３−ｉにおいて要求される補正制御量Ｆｃｉに相当する。
【００８０】
図１３は、ステップＳ３４を説明するための概念図である。前輪（２−１、２−２）のトレッド幅はＴｆであり、後輪（２−３、２−４）のトレッド幅はＴｒである。前輪軸とばね上重心位置ＧＣとの間の距離はｌｆであり、後輪軸とばね上重心位置ＧＣとの間の距離はｌｒである。この場合、各サスペンション３−ｉにおいて要求される補正制御量Ｆｃｉは、次の式（１１）で表される。
【００８１】
【数１１】
2019156181.tif 000013
【００８２】
制御装置３０は、この式（１１）に従って、ばね上重心位置ＧＣにおける要求制御量（Ｆｚ、Ｍｒ、Ｍｐ）を、各サスペンション３−ｉに対する補正制御量Ｆｃｉに換算することができる。あるいは、制御装置３０は、要求制御量（Ｆｚ、Ｍｒ、Ｍｐ）に基づくマップを参照することによって、各補正制御量Ｆｃｉを算出してもよい。
【００８３】
４−４．ステップＳ４０
再度図１０を参照して、制御装置３０は、各車輪２−ｉの位置におけるストローク速度Ｖｓｔｉを算出する。ストローク速度Ｖｓｔｉの算出方法としては、様々なものが提案されている。本実施の形態では、ストローク速度Ｖｓｔｉの算出方法は特に限定されない。
【００８４】
例えば、制御装置３０は、次の式（１２）に従って、ばね上重心位置ＧＣの上下加速度Ｚｇ''、ロール加速度Φｇ''、及びピッチ加速度Θｇ''を、各車輪２−ｉの位置における上下加速度Ｚi''に換算する。
【００８５】
【数１２】
2019156181.tif 000014
【００８６】
そして、制御装置３０は、上下加速度Ｚi''に基づき、外乱オブザーバを用いて各車輪２−ｉの位置におけるストローク速度Ｖｓｔｉを算出する。外乱オブザーバとして、例えば、カルマンフィルタを用いたばね上１自由度単輪モデルオブザーバが用いられる。
【００８７】
４−５．ステップＳ５０
制御装置３０は、図４及び図５で示されたような制御量補正処理を行う。つまり、制御装置３０は、ベース制御量Ｆｂと補正制御量Ｆｃｉを組み合わせることによって、各サスペンション３−ｉ（ｉ＝１〜４）に関する制御量Ｆａｉを決定する。
【００８８】
ストローク速度Ｖｓｔｉの伸／圧判定は、図６及び図７で示された通りである。ストローク速度Ｖｓｔｉが負側から正の方向に変化する際、ストローク速度Ｖｓｔｉが伸判定閾値Ｔｈ＿Ｒ１よりも正側になった場合、制御装置３０は、ストローク速度Ｖｓｔが圧側から伸側に遷移したと判定する（図６参照）。一方、ストローク速度Ｖｓｔが正側から負の方向に変化する際、ストローク速度Ｖｓｔｉが圧判定閾値Ｔｈ＿Ｃ１よりも負側になった場合、制御装置３０は、ストローク速度Ｖｓｔｉが伸側から圧側に遷移したと判定する（図７参照）。
【００８９】
要求減衰方向ＤＲｉの判定については、次の通りである。上述の通り、要求減衰方向ＤＲは、ばね上構造体４の上下振動、ロール振動、及びピッチ振動のうち少なくとも１つを抑えるためにサスペンション３において要求される減衰力の向きである。例えば、ばね上構造体４の上下振動を抑える場合を考える。制御装置３０は、上記式（１２）で得られる上下加速度Ｚi''に基づいて、各車輪２−ｉの位置のばね上速度Ｖａｉを算出する。ばね上速度Ｖａｉが上向きの場合、要求減衰方向ＤＲｉは下向きである。逆に、ばね上速度Ｖａｉが下向きの場合、要求減衰方向ＤＲｉは上向きである。
【００９０】
あるいは、制御装置３０は、上記式（１１）によって得られる補正制御量Ｆｃｉの符号を参照してもよい。補正制御量Ｆｃｉの符号は、要求減衰方向ＤＲｉの符号（向き）と一致している。具体的には、要求減衰方向ＤＲｉが上向きの場合（ＤＲｉ＞０）、補正制御量ＦＣｉの符号は正である（ＦＣｉ＞０）。一方、要求減衰方向ＤＲｉが下向きの場合（ＤＲｉ＜０）、補正制御量ＦＣｉの符号は負である（ＦＣｉ＜０）。従って、制御装置３０は、補正制御量ＦＣｉの符号から、要求減衰方向ＤＲｉを判定することができる。
【００９１】
「制振条件」は、次の第１条件と第２条件のいずれかである。
（第１条件）ストローク速度Ｖｓｔｉが伸側であり、且つ、要求減衰方向ＤＲｉが下向きである。
（第２条件）ストローク速度Ｖｓｔｉが圧側であり、且つ、要求減衰方向ＤＲｉが上向きである。
【００９２】
制振条件が成立する場合、制御装置３０は、下記式（１３）で表されるように、制御量Ｆａｉをベース制御量Ｆｂよりも補正制御量Ｆｃｉの分だけ増加させる（制御量ＵＰ）。これにより、制御量Ｆａｉに相当する減衰力は、ベース制御量Ｆｂに相当するベース減衰力よりも大きくなる。つまり、制御装置３０は、減衰力がベース減衰力よりも大きくなるように、制御量補正処理を行う。
【００９３】
【数１３】
2019156181.tif 000015
【００９４】
「加振条件」は、次の第３条件と第４条件のいずれかである。
（第３条件）ストローク速度Ｖｓｔｉが圧側であり、且つ、要求減衰方向ＤＲｉが下向きである。
（第４条件）ストローク速度Ｖｓｔｉが伸側であり、且つ、要求減衰方向ＤＲｉが上向きである。
【００９５】
加振条件が成立する場合、制御装置３０は、下記式（１４）で表されるように、制御量Ｆａｉをベース制御量Ｆｂよりも補正制御量Ｆｃｉの分だけ減少させる（制御量ＤＯＷＮ）。これにより、制御量Ｆａｉに相当する減衰力は、ベース制御量Ｆｂに相当するベース減衰力よりも小さくなる。つまり、制御装置３０は、減衰力がベース減衰力よりも小さくなるように、制御量補正処理を行う。
【００９６】
【数１４】
2019156181.tif 000016
【００９７】
４−６．ステップＳ６０
制御装置３０は、制御量補正処理（ステップＳ５０）によって得られた各制御量Ｆａｉに従って、各サスペンション３−ｉの減衰力を制御する。つまり、制御装置３０は、各制御量Ｆａｉに従って、各サスペンション３−ｉのショックアブソーバ３Ａのアクチュエータを作動させる。これにより、各サスペンション３−ｉにおいて所望の減衰力が得られる。
【符号の説明】
【００９８】
１        車両
２        車輪
３        サスペンション
３Ａ      ショックアブソーバ
３Ｓ      ばね
４        ばね上構造体
５        ばね下構造体
１０        ばね上加速度センサ
２０        車速センサ
３０        制御装置
１００        サスペンション制御システム
ＤＲ        要求減衰方向
Ｆａ        制御量
Ｆｂ        ベース制御量
Ｆｃ        補正制御量
Ｖａ        ばね上速度
Ｖｓｔ      ストローク速度
【図１】
2019156181.tif 000017
【図２】
2019156181.tif 000018
【図３】
2019156181.tif 000019
【図４】
2019156181.tif 000020
【図５】
2019156181.tif 000021
【図６】
2019156181.tif 000022
【図７】
2019156181.tif 000023
【図８】
2019156181.tif 000024
【図９】
2019156181.tif 000025
【図１０】
2019156181.tif 000026
【図１１】
2019156181.tif 000027
【図１２】
2019156181.tif 000028
【図１３】
2019156181.tif 000029