(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンション制御装置であって、該サスペンション制御装置は、
車両の車体と４輪各々との間に介装されて外部からの指令により減衰特性が変化する減衰力調整式緩衝器と、
前記車体の各輪に設けられる車高センサと、
減衰特性を制御する制御装置とを備えており、
前記制御装置は、
前記車高センサから算出される変位から前記車体に働く外力を算出する外力算出手段と、
その算出した外力から前記車体の上下力を求める上下力算出手段と、
前記上下力算出手段により求めた上下力から前記車体の上下方向におけるばね上加速度を算出する加速度算出手段と、
前記加速度算出手段により算出したばね上加速度から前記車体のばね上速度を推定するばね上速度推定手段と、
前記ばね上速度推定手段により求めた推定ばね上速度に基づいて減衰特性を求める減衰特性判断手段と、を有することを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のサスペンション制御装置において、
前記制御装置は、さらに、
前記外力検出手段により算出した値と前記減衰力調整式緩衝器の取付位置とから、ロール角加速度を算出するロール角加速度算出手段と、
前記外力検出手段により算出した値と前記減衰力調整式緩衝器の取付位置とから、ピッチ角加速度を算出するピッチ角加速度算出手段と、を備えており、
前記制御装置は、前記ロール角加速度および前記ピッチ角加速度の値からロールレイトとピッチレイトを算出し、これらの算出結果と前記推定ばね上速度とに基づいて、前記減衰特性判断手段により減衰特性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３】
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、
前記制御装置は、前記推定ばね上速度に所定のゲインを乗算して、前記加速度算出手段により算出したばね上加速度にフィードバックさせてばね上加速度を補正し、補正したばね上加速度に基づいて、前記推定ばね上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４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のサスペンション制御装置において、
前記車両にはスタビライザ機構が設けられ、
前記外力算出手段は、左右の車輪に設けられる前記車高センサの値の差に基づいてスタビライザ反力を算出するスタビライザ反力算出手段をさらに備え、該スタビライザ反力算出手段により求めた算出値を用いて前記車体に働く外力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５】
請求項２に記載のサスペンション制御装置において、
前記制御装置は、さらに、前記車高センサから算出される変位から前記車体の質量を求める質量算出手段を備え、
前記加速度算出手段は、前記上下力算出手段により求めた上下力と該質量算出手段により求めた質量とを用いて前記ばね上加速度を算出することを特徴とするサスペンション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載され、車両の振動を制御するサスペンション制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両に搭載されたサスペンション制御装置として、車体と各車軸との間に減衰力を調整可能な制御ダンパ（緩衝器）を設けると共に、制御器を用いて制御ダンパによる減衰力特性を調整する構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８７５２８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、特許文献１には、車高センサの情報からオブザーバを用いて車両状態を推定する構成が開示されている。しかしながら、オブザーバは行列演算となるため、演算が複雑になる傾向がある。また、オブザーバゲインの算出には、重みを設計する必要があるため、チューニングパラメータが多く、チューニングが難しいという問題がある。【０００５】
本発明の目的は、車高センサを用いて簡易に車両状態を推定することができるサスペンション制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両の車体と４輪各々との間に介装されて外部からの指令により減衰特性が変化する減衰力調整式緩衝器と、前記車体の各輪に設けられる車高センサと、減衰特性を制御する制御装置とからなるサスペンション制御装置であって、前記制御装置は、前記車高センサから算出される変位から前記車体に働く外力を算出する外力算出手段と、その算出した外力から前記車体の上下力を求める上下力算出手段と、前記上下力算出手段により求めた上下力から前記車体の上下方向におけるばね上加速度を算出する加速度算出手段と、前記加速度算出手段により算出したばね上加速度から前記車体のばね上速度を推定するばね上速度推定手段と、前記ばね上速度推定手段により求めた推定ばね上速度に基づいて減衰特性を求める減衰特性判断手段と、を有する。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、車高センサを用いて簡易に車両状態を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置が適用された車両を示す斜視図である。
【図２】図１中のコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】図２中の上下ＢＬＱ、ロールＢＬＱ、減衰係数マップ等を示すブロック図である。
【図４】図２中の減衰係数制限部を示すブロック図である。
【図５】図４中の最大減衰係数算出部を示す説明図である。
【図６】図２中の状態推定部を示すブロック図である。
【図７】図６中のスタビ反力算出部を示すブロック図である。
【図８】図６中の重心点ばね上速度算出部を示すブロック図である。
【図９】図６中のピッチレイト算出部を示すブロック図である。
【図１０】図６中のロールレイト算出部を示すブロック図である。
【図１１】図６中のばね上質量算出部を示すブロック図である。
【図１２】上下運動を対象とした制御設計モデルを示す説明図である。
【図１３】ロールＢＬＱの設計に用いる車両モデルを示す説明図である。
【図１４】状態推定部の設計に用いる車両モデルを示す説明図である。
【図１５】４輪それぞれのばね上速度の時間変化を示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置を例えば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。
【００１０】
なお、説明の煩雑化を避けるために、右前（ＦＲ），左前（ＦＬ），右後（ＲＲ），左後（ＲＬ）を示す添字を、符号に付して説明する。右前、左前、右後、左後を総称するときには、符号から添字を省いて説明する。同様に、前（Ｆ），後（Ｒ）を示す添字を、符号に付して説明する。前、後を総称するときには、符号から添字を省いて説明する。
【００１１】
図中、車体１は、車両のボディを構成する。車体１の下側には、例えば右前輪２FR、左前輪２FL、右後輪２RR、左後輪２RL（以下、総称して車輪２という）が設けられている。車輪２は、タイヤ３を含んで構成されている。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。
【００１２】
また、右前輪２FRと左前輪２FLとの間には、スタビライザ４Fが設けられている（図１４参照）。同様に、右後輪２RRと左後輪２RLとの間にも、スタビライザ４Rが設けられている。このスタビライザ４は、車両に設けられたスタビライザ機構である。スタビライザ４は、左右に離間した一対の取付ブッシュ等を介して車体１に取付けられている。そして、前側のスタビライザ４Fは、ロールもしくは、右前輪２FRと左前輪２FLとの間で上下動の差が発生することによって、ねじれ剛性によるスタビライザ反力ＦstbFを発生する。同様に、後側のスタビライザ４Rは、ロールもしくは、右後輪２RRと左後輪２RLとの間で上下動の差が発生することによって、ねじれ剛性によるスタビライザ反力ＦstbRを発生する。
【００１３】
前輪側のサスペンション装置５は、車体１と車輪２（右前輪２FR、左前輪２FL）との間に介装されている。図１に示すように、サスペンション装置５は、懸架ばねとしてのコイルスプリング６と、コイルスプリング６と並列になって車体１と４つの車輪２各々との間に介装された減衰力調整式緩衝器としての減衰力調整式ダンパ（以下、ダンパ７という）とにより構成されている。
【００１４】
後輪側のサスペンション装置８は、車体１と車輪２（右後輪２RR、左後輪２RL）との間に介装されている。サスペンション装置８は、エアばね９と、エアばね９と並列になって車体１と車輪２との間に設けられたダンパ７とを備えている。このサスペンション装置８は、コイルスプリングを併用したエアレベライザを構成している。サスペンション装置８は、エアばね９に対して作動流体としての空気が供給または排出されることによって、車輪２と車体１との間の距離である車高を調整するものである。
【００１５】
ここで、サスペンション装置５，８のダンパ７は、例えばセミアクティブダンパ等の減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。このダンパ７には、発生減衰力の特性（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）に調整するため、減衰力調整バルブ等からなるアクチュエータ７Ａが付設されている。
【００１６】
ダンパ７は、外部からの指令により減衰特性が変化する。具体的には、ダンパ７は、車体１と車輪２間の相対速度ｘ*および目標減衰係数Ｃ0（補正減衰係数Ｃa）に応じてその減衰力特性が調整される。即ち、コントローラ１１は、相対速度ｘ*および目標減衰係数Ｃ0に応じた指令電流ｉを出力する。ダンパ７は、コントローラ１１から出力される指令電流ｉに応じた減衰力を発生させる。
【００１７】
車高センサ１０は、車体１の各輪に設けられている。車高センサ１０は、車高検出装置であり、サスペンション装置５，８の伸長または縮小に応じて、車高を検出する。車高センサ１０は、車高の検出信号をコントローラ１１に出力する。
【００１８】
コントローラ１１は、マイクロコンピュータ等からなり、減衰特性を制御する制御装置を構成している。コントローラ１１の入力側は、車高センサ１０に接続されると共に、車速、エアばね９の圧力Ｐas等のような各種の情報が伝送されるＣＡＮ１２（Controller Area Network）に接続されている。これにより、コントローラ１１は、車高、車速、エアばね９の圧力Ｐas等の情報を取得する。また、コントローラ１１の出力側は、ダンパ７のアクチュエータ７Ａに接続されている。コントローラ１１は、車高等の情報に基づいて車体１のばね上速度度Ｖcgを推定する。コントローラ１１は、推定したばね上速度度Ｖcgに基づいてダンパ７が発生すべき減衰特性を求める。コントローラ１１は、求めた減衰特性に応じた指令電流ｉをアクチュエータ７Ａに出力し、ダンパ７の減衰特性を制御する。
【００１９】
図２に示すように、コントローラ１１は、車両の状態を推定する状態推定部１３と、状態推定部１３による推定結果に基づいて減衰特性を求める減衰特性判断部１４とを備えている。減衰特性判断部１４は、後述のフィルタ部３２Ｃにより求めた推定ばね上速度Ｖcgに基づいて減衰特性を求める減衰特性判断手段を構成している。
【００２０】
ここで、スカイフック制御と同等の機能を有する制御則とするために、減衰特性判断部１４は、スカイフック制御で考慮していた各輪の上下運動、車体のロール運動を考慮したロジックで構築されている。そのため、上下運動に対応した制御系、ロール運動に対応した制御系をそれぞれ独立で設計し、それらを統合した制御ロジックとしている。これにより、上下運動とロール運動とに対応したチューニングパラメータも独立させ、チューニング自由度を向上させている。
【００２１】
このため、減衰特性判断部１４は、ロール運動に対応したロール運動双線形最適制御部１５（以下、ロールＢＬＱ１５という）と、上下運動に対応した上下運動双線形最適制御部１６（以下、上下ＢＬＱ１６という）と、指令電流算出部としての減衰係数マップ１７とを備えている。
【００２２】
ロールＢＬＱ１５は、ロールレイト算出部１８と、ロールオブザーバ１９とを介して、状態推定部１３に接続されている。ロールレイト算出部１８は、状態推定部１３の出力側に接続され、車体１の重心に作用するロールレイトを算出する。ロールオブザーバ１９は、ロールレイト算出部１８から出力されたロールレイトからロール角を含む推定状態量ｘrollを算出する。ロールＢＬＱ１５は、ロールオブザーバ１９から出力される推定状態量ｘrollに基づいて、ロール振動を低減するためのダンパ７の減衰力を算出する。ロールＢＬＱ１５は、例えば図１３に示すロールを考慮した運動モデルに基づいて設計されている。図１３に示す運動モデルは、ロールを考慮した車両モデルとして最も単純な１自由度回転運動モデルである。ここで、車体のロール角をθ、路面の左右輪での絶対上下変位をそれぞれｘ0R，ｘ0L、車体ロール慣性をＩ、車体−ばね下間のばね定数をｋs、スタビライザのばね定数をｋstb、ダンパ減衰係数をｃ、車体とばね下間に働く左右輪での外力をＦR，ＦL、左側のサスペンション装置５L，８Lと左側のサスペンション装置５R，８Rとの間の距離をＷとしている。
【００２３】
上下ＢＬＱ１６は、状態推定部１３の出力側に接続されている。上下ＢＬＱ１６は、状態推定部１３から出力される推定状態量ｘと、ロールＢＬＱ１５から出力されるロール制御用の減衰力とに基づいて、上下振動とロール振動を低減するためのダンパ７の目標減衰係数Ｃ0を算出する。上下ＢＬＱ１６は、例えば図１２に示す制御設計モデルに基づいて設計されている。図１２中では１組のサスペンション装置５，８を、車体１と車輪２との間に設けた場合を例示している。しかし、サスペンション装置５，８は、例えば４輪の車輪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１２では模式的に図示している。ここで、車体１の絶対上下変位をｚb、ばね下の絶対上下変位をzt、路面の絶対上下変位をｚ0、車体質量をｍb、ばね下質量をｍt、車体１とばね下との間のばね定数をｋs、タイヤばね定数をｋt、ダンパ減衰係数をｃ、車体とばね下間に働く制御力をｆとしている。なお、絶対上下変位ｚbの上部にドット記号を付したものは、変位ｚbの時間微分を示している。
【００２４】
また、スカイフック制御と同等の適合性を有する制御則とするために、上下ＢＬＱ１６およびロールＢＬＱ１５は、フワフワ感重視ないしヒョコヒョコ感重視の重みからリカッチ方程式を解いたゲインを、事前に複数種類（例えば３種類）用意する。スケジューリングパラメータｇｓｐ，ｇｓｐr（以下、パラメータｇｓｐ，ｇｓｐrという）を入力としたマップに、そのゲインを割り当て、パラメータｇｓｐ，ｇｓｐrを連続的にスケジューリングする。これにより、上下ＢＬＱ１６およびロールＢＬＱ１５は、ゲインを調整可能なロジックとしている。
【００２５】
このため、ゲインスケジューリングパラメータ演算部２０（以下、ＧＳＰ演算部２０という）は、ＣＡＮ１２から取得する車速と、路面判定部２１による路面判定結果とに基づいて、路面状態に応じたパラメータｇｓｐ，ｇｓｐrを算出する。このＧＳＰ演算部２０は、上下運動に応じたパラメータｇｓｐを上下ＢＬＱ１６に出力し、ロール運動に応じたパラメータｇｓｐrをロールＢＬＱ１５に出力する。
【００２６】
ここで、路面判定部２１は、例えば車高センサ１０による車高の検出信号に基づいて、現在走行中の路面状態を判定する。具体的には、路面判定部２１は、車高の振幅、周波数等に基づいて、「うねり路」、「悪路」、「普通路」等を判定する。路面判定部２１は、路面判定結果をＧＳＰ演算部２０に向けて出力する。
【００２７】
減衰係数制限部２２は、ロール抑制と滑らかな乗り心地を両立する制御則とするために、相対速度ｘ*とロールレイトの大きさに基づいて、減衰係数の制限値を切り換える。このため、減衰係数制限部２２は、相対速度ｘ*とロールレイトに基づいて、減衰係数の制限値（最大減衰係数Ｃmax）を算出する。
【００２８】
ここで、スカイフック制御では力制御を行うため、相対速度ｘ*がゼロ付近になったときに、指令値がゼロからプラス側（マイナス側）へ不連続に変化してしまう。しかし、双線形最適制御では、入力が減衰係数であるので、減衰係数に制限を設けることにより、急激な減衰力変化を抑制し、滑らかに制振することができる。
【００２９】
この特徴を利用して、最大減衰係数Ｃmaxを相対速度ｘ*とロールレイトに応じて変化させるロジックを、図４のように構築した。具体的には、減衰係数制限部２２は、ローパスフィルタ２２Ａと、ピークホールド部２２Ｂと、最大減衰係数算出部２２Ｃとを備えている。このとき、ローパスフィルタ２２Ａは、ロールレイトの低周波成分を出力する。ピークホールド部２２Ｂは、ローパスフィルタ２２Ａから出力される信号のピークを保持し、最大減衰係数算出部２２Ｃに入力する。このとき、ピークホールド部２２Ｂは、ロールレイトのピーク値を周期毎で更新する。最大減衰係数算出部２２Ｃは、ピークホールド部２２Ｂから出力されるロールレイトのピーク値と、相対速度ｘ*とに基づいて、最大減衰係数Ｃmaxを算出する。
【００３０】
図５に示すように、最大減衰係数算出部２２Ｃは、相対速度ｘ*の伸び側と縮み側でそれぞれ減衰係数の値（最大減衰係数Ｃmax）を設定できるようにしている。この理由は、殆どのセミアクティブダンパは伸び側と縮み側でそれぞれ減衰係数が異なっており、それに対応するためである。また、ロールレイトに応じて最大減衰係数Ｃmaxを大きくするようにしている。
【００３１】
また、ロールレイトの大きさに応じて変化するようにするため、最大減衰係数算出部２２Ｃは、ピークホールド部２２Ｂで算出したピーク値、即ち周期毎に更新されるロールレイトのピーク値に応じて最大減衰係数Ｃmaxを変化させる。ロール挙動発生時は相対速度ｘ*が極低速である場合が多く、減衰係数を規制するとロール挙動の抑制性能が低下してしまう場合があるため、これを防止する目的である。しかしながら、そうするとロール抑制を狙って減衰係数制限を大きくしてしまうため、減衰力の急激な変化が発生し易くなり、ロール抑制性能と減衰力急変による加加速度はトレードオフの関係にある。
【００３２】
図２に示すように、最小値選択部２３は、減衰係数制限部２２から出力される最大減衰係数Ｃmaxと上下ＢＬＱ１６から出力される目標減衰係数Ｃ0とを比較する。最小値選択部２３は、目標減衰係数Ｃ0の大きさを最大減衰係数Ｃmax以下に制限するために、最大減衰係数Ｃmaxと目標減衰係数Ｃ0とのうち小さい方を選択し、補正減衰係数Ｃaとして減衰係数マップ１７に向けて出力する。
【００３３】
また、減衰特性判断部１４は、上下運動とロール運動とについて、それぞれ独立して制御系が設計される。このため、それらを統合する必要がある。そこで、上下運動とロール運動のそれぞれの最適制御入力に基づいて、減衰力として上下分とロール分を加算して各輪の減衰係数を求める。このような制御ロジックは、例えば図３のように構築される。なお、図３は、前輪側の上下ＢＬＱ１６FR，１６FLおよびロールＢＬＱ１５FR，１５FLの具体的な構成を示したが、後輪側についても、同様である。
【００３４】
ここで、ロールＢＬＱ１５Fは、減衰力算出部１５ＡFを備えている。また、上下ＢＬＱ１６FR，１６FLは、減衰力算出部１６ＡFR，１６ＡFL、加算器１６Ｂ、不感帯処理部１６Ｃ、減衰係数算出部１６ＤFR，１６ＤFLを備えている。
【００３５】
減衰力算出部１６ＡFR，１６ＡFLは、パラメータｇｓｐの大小に応じて割り当てられたゲインinvRBpと推定状態量ｘとに基づいて、減衰力を算出する。減衰力算出部１５ＡFは、パラメータｇｓｐrの大小に応じて割り当てられたゲインinvRBprollと推定状態量ｘrollとに基づいて、減衰力を算出する。
【００３６】
なお、右前輪用の減衰力算出部１６ＡFRと、左前輪用の減衰力算出部１６ＡFLとでは、ゲインinvRBpの符号が逆になっている。このため、一方のゲインが正値（invRBp）であれば、他方のゲインは負値（−invRBp）になっている。
【００３７】
また、ロールＢＬＱ１５Fは、ロール制御分として左右輪の減衰力を出力する。このため、加算器１６Ｂは、ロール制御分の減衰力の値をそれぞれ左右輪の上下制御分の減衰力と加算して、各輪の減衰力を出力する。
【００３８】
このようにして算出した減衰力には、不感帯処理部１６Ｃによってスカイフック制御と同様の不感帯処理が付加される。これにより、微振動に対する不要な制御を防止している。減衰係数算出部１６Ｄは、不感帯処理部１６Ｃによって算出した不感帯付き減衰力に、ｘ*（相対速度）の逆行列を乗算することで減衰係数指令（目標減衰係数Ｃ0FR，Ｃ0FL）を算出する。その値に最大減衰係数Ｃmaxによって制限された減衰係数指令値を減衰係数マップ１７に入力することで指令電流ｉFR，ｉFLを算出し、各輪のダンパ指令値としている。
【００３９】
減衰係数マップ１７は、制御信号出力手段を構成し、補正減衰係数Ｃaに対応した制御信号としての指令電流値（指令電流ｉ）を出力する。減衰係数マップ１７は、補正減衰係数Ｃaと指令電流ｉとの関係を相対速度ｘ*に従って可変に設定するもので、例えば発明者等による試験データに基づいて作成されたものである。そして、減衰係数マップ１７は、最小値選択部２３からの補正減衰係数Ｃaと相対速度ｘ*とに基づいて、ダンパ７の減衰力特性を調整するための指令電流ｉを特定し、この指令電流ｉをダンパ７のアクチュエータ７Ａに出力する。
【００４０】
（１）．状態推定部の構成  次に、状態推定部１３の構成について説明する。状態推定部１３は、図１４に示すピッチ、ロールを考慮したフルビークルモデルに基づいて、車高情報から車体加速度を推定する。その上で、推定した車体加速度の積分処理により、ばね上速度等の車体挙動を推定する。
【００４１】
図６に示すように、状態推定部１３は、各輪のばね力Ｆk、ダンパ減衰力Ｆcおよびスタビライザ反力Ｆstbを合成した合力Ｆを推定する外力推定部３１を有している。この外力推定部３１は、車高センサ１０から算出される変位から車体１に働く外力を算出する外力算出手段を構成している。このとき、外力推定部３１は、ばね力算出部３１Ａ、ダンパ減衰力算出部３１Ｂ、スタビライザ反力算出部３１Ｃ（以下、スタビ反力算出部３１Ｃという）、加算器３１Ｄを備えている。これに加えて、外力推定部３１は、各輪の車高を微分して車体１と車輪２間の相対速度を算出する微分器３１Ｅを備えている。
【００４２】
また、外力推定部３１の前段には、レバー比変換部３０が設けられている。レバー比変換部３０の入力側には、車高センサ１０が接続されている。レバー比変換部３０は、レバー比に基づいて、車高センサ１０の検出信号から実際の車高値を取得する。
【００４３】
ばね力算出部３１Ａは、各輪の車高に基づいて、車体１に発生しているばね力Ｆkを算出する。このばね力算出部３１Ａは、ハイパスフィルタ３１Ａ1と、ばね定数乗算部３１Ａ2とを備えている。ハイパスフィルタ３１Ａ1は、積分処理におけるドリフトを防止するために、車高に対しては、ハイパスフィルタ処理を行うことにより極低周波成分（例えば、０．２Ｈｚ以下）を除去する。一方、相対速度は、微分処理により低周波成分がカットされているため、ハイパスフィルタ処理は行わなくてよい。ばね定数乗算部３１Ａ2は、ハイパスフィルタ３１Ａ1から出力される各輪の車高に、サスペンション装置５，８のばね定数ｋsを乗算し、各輪のばね力ＦkFR，ＦkFL，ＦkRR，ＦkRLを算出する。
【００４４】
ダンパ減衰力算出部３１Ｂは、微分器３１Ｅから出力される相対速度と、指令電流ｉとに基づいて、車体１に発生しているダンパ減衰力Ｆcを算出する。このとき、コントローラ１１の減衰特性判断部１４は、相対速度に応じて所望の減衰力を得るための指令電流ｉを出力している。このため、相対速度および指令電流ｉを特定すれば、ダンパ７の減衰力Ｆcを推定することができる。ダンパ減衰力算出部３１Ｂは、このことを利用して、各輪のダンパ減衰力ＦcFR，ＦcFL，ＦcRR，ＦcRLを算出している。
【００４５】
スタビ反力算出部３１Ｃは、左右の車輪に設けられる車高センサ１０の値の差に基づいて、スタビライザ反力Ｆstbを算出するスタビライザ反力算出手段を構成している。このスタビ反力算出部３１Ｃは、各輪の車高および相対速度に基づいて、スタビライザ４に発生するスタビライザ反力Ｆstbを算出する。図７に示すように、スタビ反力算出部３１Ｃは、左右車高差算出部３１Ｃ1と、左右相対速度差算出部３１Ｃ2と、反力演算部３１Ｃ3，３１Ｃ4、各輪スタビライザ反力算出部３１Ｃ5とを備えている。第１の反力演算部３１Ｃ3は、左右車高差算出部３１Ｃ１によって得られる左右の車高差に、所定の定数Ｋstbf，Ｋstbr（例えば、スタビライザ４のばね定数）を乗算することによって、左右の車輪の相対変位差に基づく第１のスタビライザ反力Ｆstbf1，Ｆstbr1を算出する。第２の反力演算部３１Ｃ4は、左右相対速度差算出部３１Ｃ2によって得られる左右の相対速度差に、所定の定数Ｃstbf，Ｃstbrを乗算することによって、左右の車輪の相対速度差に基づく第２のスタビライザ反力Ｆstbf2，Ｆstbr2を算出する。このとき、スタビライザ４は、前輪側と後輪側に設けられている。このため、第１のスタビライザ反力Ｆstbf1，Ｆstbr1と第２のスタビライザ反力Ｆstbf2，Ｆstbr2も、前輪側と後輪側とで別個に算出される。各輪スタビライザ反力算出部３１Ｃ5は、前輪側および後輪側の第１のスタビライザ反力Ｆstbf1，Ｆstbr1と、前輪側および後輪側の第２のスタビライザ反力Ｆstbf2，Ｆstbr2とを各輪毎に加算して、各輪のスタビライザ反力ＦstbFR，ＦstbFL，ＦstbRR，ＦstbRLを出力する。
【００４６】
加算器３１Ｄは、算出したばね力Ｆk、ダンパ減衰力Ｆc、スタビライザ反力Ｆstbを各輪毎に足し合わせることにより、各輪で発生する合力ＦFL，ＦFR，ＦRL，ＦRRを算出する。
【００４７】
状態推定部１３は、各輪の合力ＦFL，ＦFR，ＦRL，ＦRRから車体１に作用する上下合力Ｆcg、ロールモーメントＭroll、ピッチモーメントＭpitchを各輪の幾何学的な関係を考慮して算出する。算出した上下合力Ｆcgを質量ｍb（ばね上質量）で除すことにより、上下加速度Ａが算出できる。同様に、算出したロールモーメントＭroll、ピッチモーメントＭpitchを慣性Ｉ（ロール慣性、ピッチ慣性）で除することにより、ロール角加速度αroll、ピッチ角加速度αpitchが算出できる。このように算出した加速度Ａや角加速度αroll，αpitchを積分およびハイパスフィルタの特性を持つフィルタによって処理することで、ばね上速度Ｖcg、ロールレイトＡＶroll（ロール角速度）、ピッチレイトＡＶpitch（ピッチ角速度）が算出できる。また、車体質量が変化した場合でも推定精度を維持できるように、加速度Ａ等を演算するときに推定質量ｍbを用いている。これにより、質量変化を直接考慮し、質量変化に対する影響の低減を図っている。
【００４８】
上述の演算処理を実行するために、状態推定部１３は、重心点ばね上速度算出部３２、ピッチレイト算出部３３、ロールレイト算出部３４、各輪ばね上速度算出部３５を備えている（図６参照）。これに加えて、状態推定部１３は、ばね上質量算出部３６、慣性補正係数算出部３７を備えている。
【００４９】
図８に示すように、重心点ばね上速度算出部３２は、上下力算出部３２Ａ、ばね上加速度算出部３２Ｂ、フィルタ部３２Ｃ、ＦＢ処理部３２Ｄ、減算器３２Ｅを備えている。
【００５０】
上下力算出部３２Ａは、外力推定部３１が算出した外力（４輪の合力ＦFL，ＦFR，ＦRL，ＦRR）から車体１の上下力（重心点の上下合力Ｆcg）を求める上下力算出手段を構成している。具体的には、上下力算出部３２Ａは、４輪の合力ＦFL，ＦFR，ＦRL，ＦRRを加算して重心点の上下合力Ｆcgを算出する（Ｆcg＝ＦFL＋ＦFR＋ＦRL＋ＦRR）。なお、重心点ばね上速度算出部３２は、車体１の重心点の上下力を求めるものとした。本発明はこれに限らず、予め位置が特定されていれば、車体１の任意の部位の上下力を求めてもよい。
【００５１】
ばね上加速度算出部３２Ｂは、上下力算出部３２Ａにより求めた上下力（上下合力Ｆcg）から加速度（ばね上加速度Ａcg）を算出する加速度算出手段を構成している。このばね上加速度算出部３２Ｂは、上下力算出部３２Ａにより求めた上下合力Ｆcgとばね上質量算出部３６によって求めた質量ｍbとを用いてばね上加速度Ａcgを算出する。具体的には、ばね上加速度算出部３２Ｂは、ばね上質量算出部３６によって推定したばね上質量ｍbで上下合力Ｆcgを割ることによって、重心点でのばね上加速度Ａcgを算出する。
【００５２】
フィルタ部３２Ｃは、ばね上加速度Ａcgを積分するのに加え、ハイパスフィルタ処理を行い、重心点のばね上速度Ｖcgを算出する。このフィルタ部３２Ｃは、ばね上加速度算出部３２Ｂによって算出した加速度（ばね上加速度Ａcg）から車体１のばね上速度Ｖcgを推定するばね上速度推定手段を構成している。
【００５３】
ＦＢ処理部３２Ｄは、算出したばね上速度Ｖcgに所定のゲインを掛けて、積分演算前のばね上加速度Ａcgにフィードバックさせる。減算器３２Ｅは、ＦＢ処理部３２Ｄからの出力を積分演算前のばね上加速度Ａcgから減算する。このように、ＦＢ処理部３２Ｄおよび減算器３２Ｅは、速度成分に所定のゲインを掛けた値を積分演算前の加速度にフィードバックさせて、減衰項として作用させる。即ち、重心点ばね上速度算出部３２は、推定ばね上速度Ｖcgに所定のゲインを乗算して、ばね上加速度算出部３２Ｂにより算出したばね上加速度Ａcgにフィードバックさせて加速度を補正し、補正した加速度に基づいて、推定ばね上速度Ｖcgを求めている。これにより、ＦＢ処理部３２Ｄおよび減算器３２Ｅは、積分誤差による演算結果の発散を防止している。
【００５４】
図９に示すように、ピッチレイト算出部３３は、ピッチモーメント算出部３３Ａ、ピッチ角加速度算出部３３Ｂ、フィルタ部３３Ｃ、ＦＢ処理部３３Ｄ、減算器３３Ｅを備えている。
【００５５】
ピッチモーメント算出部３３Ａは、４輪の幾何学的な位置関係を考慮して、各輪の合力ＦFL，ＦFR，ＦRL，ＦRRから以下の数１式に基づいて、ピッチモーメントＭpitchを算出する。なお、数１式中のＬfは前輪側のサスペンション装置５の位置から重心点までの距離を示し、Ｌrは後輪側のサスペンション装置８の位置から重心点までの距離を示している。
【００５６】
【数１】
0006628893.tif 000002
【００５７】
ピッチ角加速度算出部３３Ｂは、ばね上質量算出部３６および慣性補正係数算出部３７によって推定した慣性質量Ｉ（ピッチ慣性）でピッチモーメントＭpitchを除することによって、ピッチ角加速度αpitchを算出する。このピッチ角加速度算出部３３Ｂは、外力推定部３１により算出した値とダンパ７の取付位置とから、ピッチ角加速度αpitchを算出するピッチ角加速度算出手段を構成している。ここで、慣性補正係数算出部３７は、ばね上質量算出部３６によって推定したばね上質量ｍbに例えば実験的に予め求められた所定の係数を乗算することによって、車体１の慣性質量Ｉを算出する。
【００５８】
フィルタ部３３Ｃは、ピッチ角加速度αpitchを積分するのに加え、ハイパスフィルタ処理を行い、ピッチレイトＡＶpitchを算出する。ＦＢ処理部３３Ｄは、算出したピッチレイトＡＶpitchに所定のゲインを掛けて、積分演算前のピッチ角加速度にフィードバックさせる。減算器３３Ｅは、ＦＢ処理部３３Ｄからの出力を積分演算前のピッチ角加速度αpitchから減算する。即ち、ピッチレイト算出部３３は、推定ピッチレイトＡＶpitchに所定のゲインを乗算して、ピッチ角加速度算出部３３Ｂにより算出したピッチ角加速度αpitchにフィードバックさせて角加速度を補正し、補正した角加速度に基づいて、推定ピッチレイトＡＶpitchを求めている。ＦＢ処理部３３Ｄおよび減算器３３Ｅは、積分誤差による演算結果の発散を防止している。
【００５９】
図１０に示すように、ロールレイト算出部３４は、ロールモーメント算出部３４Ａ、ロール角加速度算出部３４Ｂ、フィルタ部３４Ｃ、ＦＢ処理部３４Ｄ、減算器３４Ｅを備えている。
【００６０】
ロールモーメント算出部３４Ａは、４輪の幾何学的な位置関係を考慮して、各輪の合力ＦFL，ＦFR，ＦRL，ＦRRから以下の数２式に基づいて、ロールモーメントＭrollを算出する。なお、数２式中のＷfは右前輪２FRのサスペンション装置５の位置から左前輪２FLのサスペンション装置５の位置までの距離を示し、Ｗrは右後輪２RRのサスペンション装置８の位置から左後輪２RLのサスペンション装置８の位置までの距離を示している。
【００６１】
【数２】
0006628893.tif 000003
【００６２】
ロール角加速度算出部３４Ｂは、ばね上質量算出部３６および慣性補正係数算出部３７によって推定した慣性質量Ｉ（ロール慣性）でロールモーメントＭrollを除することによって、ロール角加速度αrollを算出する。このロール角加速度算出部３４Ｂは、外力推定部３１により算出した値とダンパ７の取付位置とから、ロール角加速度αrollを算出するロール角加速度算出手段を構成している。
【００６３】
フィルタ部３４Ｃは、ロール角加速度αrollを積分するのに加え、ハイパスフィルタ処理を行い、ロールレイトＡＶrollを算出する。ＦＢ処理部３４Ｄは、算出したロールレイトＡＶrollに所定のゲインを掛けて、積分演算前のロール角加速度αrollにフィードバックさせる。減算器３４Ｅは、ＦＢ処理部３４Ｄからの出力を積分演算前のロール角加速度αrollから減算する。即ち、ロールレイト算出部３４は、推定ロールレイトＡＶrollに所定のゲインを乗算して、ロール角加速度算出部３４Ｂにより算出したロール角加速度αrollにフィードバックさせて角加速度を補正し、補正した角加速度に基づいて、推定ロールレイトＡＶrollを求めている。ＦＢ処理部３４Ｄおよび減算器３４Ｅは、積分誤差による演算結果の発散を防止している。
【００６４】
各輪ばね上速度算出部３５は、４輪の幾何学的な位置関係に基づく以下の数３式を用いて、重心点のばね上速度Ｖcg、ピッチレイトＡＶpitch、ロールレイトＡＶrollから各輪のばね上速度ＶFL，ＶFR，ＶRL，ＶRRを求める。
【００６５】
【数３】
0006628893.tif 000004
【００６６】
（２）．質量補正制御  次に、本実施の形態に用いる質量補正制御について説明する。質量補償制御は、車両の積載状況に依らず一定の制御性能を発揮することを目的とした制御である。
【００６７】
即ち、質量補償制御は、質量変化によらず車両状態推定の推定精度を一定にすることができる。これに加え、質量補償制御は、質量変化によらず車両の乗り心地・操縦安定性を一定にすることができる。まず、質量推定原理について説明する。
【００６８】
（２−１）．質量推定原理  今回の対象車両は、前輪がコイルスプリング、後輪がコイルスプリングを併用したエアレベライザである。まず、コイルスプリングを用いた前輪側の質量について検討する。コイルスプリングの場合は、数４式に示すフックの法則に基づいて質量を求めることができる。
【００６９】
【数４】
0006628893.tif 000005
【００７０】
ここで、fはばね力［Ｎ］、ｋはばね定数［Ｎ／ｍ］、ｘはばね変位［ｍ］である。これにより、質量変化Δｍ［ｋｇ］は、基準位置からの車高変化Δｘ［ｍ］と重力加速度ｇ［ｍ／ｓ2］（例えば、ｇ＝９．８１ｍ／ｓ2）により、以下のように算出できる。
【００７１】
【数５】
0006628893.tif 000006
【００７２】
これにより、現在の前輪側の質量ｍF［ｋｇ］は、基準位置の質量ｍoriginal［ｋｇ］と数６式から、以下により求めることができる。
【００７３】
【数６】
0006628893.tif 000007
【００７４】
次に、エアレベライザを用いた後輪側の質量について検討する。エアばね反力ｆas［Ｎ］は、数７式に基づいて、受圧面積Ｓ［ｍ2］と圧力Ｐas［Ｐａ］により求めることができる。
【００７５】
【数７】
0006628893.tif 000008
【００７６】
ここで、受圧面積Ｓは、車高に応じて変化する。しかしながら、エアレベライザにより車高が一定に保たれる。これに加えて、車高変化による受圧面積Ｓの変化は小さい。このことから、受圧面積Ｓは基準車高の面積で一定と仮定すると、後輪側の質量ｍR［ｋｇ］は、重力加速度ｇにより、以下のように算出することができる。
【００７７】
【数８】
0006628893.tif 000009
【００７８】
但し、車高変化や圧力変化は、車両の旋回、加減速および路面の影響を受ける。このため、加減速中、旋回中および傾斜路面のいずれかであるか否かの判断を、例えば前後加速度および横加速度を用いて行う。その上で、前後加速度および横加速度のうち少なくともいずれか一方がしきい値以上であれば、質量推定の更新処理を禁止する。
【００７９】
また、路面外乱の影響を防止するために、車高および圧力センサ信号に極低周波（例えば０．２Ｈｚ）のローパスフィルタ処理を行う。これに加え、ノイズの影響を考慮するために、質量変化が設定以上かつ設定時間以上の条件が満たされれば、推定質量を更新する。さらに、左右輪独立に質量推定するのは、スタビライザの影響により困難である。一方、左右質量差による制御性能の影響は、小さいと考えられる。このことから、本実施の形態では、前後輪独立にて左右輪の平均車高変化値および左右輪の平均圧力変化値に基づき推定を行うこととする。なお、車両によっては左右を独立して推定した方が推定精度を大きく改善できる場合も考えられるため、左右独立で推定してもよい。
【００８０】
（２−２）．質量推定部の構成  図１１に上述した質量推定のブロック図を示す。ばね上質量算出部３６は、車体１の質量を推定するものである。このばね上質量算出部３６は、前輪側質量算出部４１と、後輪側質量算出部４２と、前後輪質量統合部４３と、質量更新部４４とを備えている。
【００８１】
前輪側質量算出部４１は、ローパスフィルタ４１Ａと、平均車高算出部４１Ｂと、ばね力算出部４１Ｃと、質量変化算出部４１Ｄと、加算部４１Ｅとを備えている。ローパスフィルタ４１Ａは、検出した車高に対して極低周波（例えば０．２Ｈｚ）のローパスフィルタ処理を行う。平均車高算出部４１Ｂは、ローパスフィルタ４１Ａから出力された左右の車高について、これらの平均値を算出する。ばね力算出部４１Ｃは、左右の車高の平均値にコイルスプリング６のばね定数ｋsを掛けて、ばね力を算出する。質量変化算出部４１Ｄは、ばね力を重力加速度ｇで除することにより、空車状態に対する質量の変化分Δｍを算出する。加算器４１Ｅは、質量変化分Δｍに空車質量ｍoriginalを加算し、現在の前輪側の質量ｍFを算出する。
【００８２】
後輪側質量算出部４２は、ローパスフィルタ４２Ａと、平均圧力算出部４２Ｂと、質量算出マップ４２Ｃとを備えている。ローパスフィルタ４２Ａは、検出した圧力Ｐasに対して極低周波（例えば０．２Ｈｚ）のローパスフィルタ処理を行う。平均圧力算出部４２Ｂは、ローパスフィルタ４２Ａから出力された左右のエアばね９の圧力Ｐasについて、これらの平均値を算出する。質量算出マップ４２Ｃは、数８式に示した圧力と質量との関係に基づいて、左右の圧力の平均値から、現在の後輪側の質量ｍRを算出する。
【００８３】
前後輪質量統合部４３は、前輪側の質量ｍFと後輪側の質量ｍRとを統合して、車体全体の質量ｍ0を算出する。前後輪質量統合部４３は、算出した今回の質量ｍ0を、質量更新部４４に向けて出力する。
【００８４】
質量更新部４４は、加速度許可判定部４４Ａと、質量更新許可判定部４４Ｂと、ＡＮＤ回路４４Ｃと、遅延回路４４Ｄと、切換スイッチ４４Ｅとを備えている。加速度許可判定部４４Ａは、前後加速度および横加速度に基づいて、車両が加減速中、旋回中および傾斜路面のいずれかであるか否かを判定する。加速度許可判定部４４Ａは、これら３つの条件のいずれにも該当しないときに、質量の更新を許可する許可信号を出力し、それ以外のときに、質量の更新を禁止する禁止信号を出力する。
【００８５】
質量更新許可判定部４４Ｂには、前後輪質量統合部４３から出力された今回の質量ｍ0と、遅延回路４４Ｄから出力された前回（１周期前）の質量ｍbとが入力される。質量更新許可判定部４４Ｂは、前回の質量ｍbと今回の質量ｍ0との変化分を算出する。質量更新許可判定部４４Ｂは、前回と今回の質量変化が設定値以上かつ設定時間以上の条件が満たされるか否かを判定する。質量更新許可判定部４４Ｂは、これら２つの条件が両方とも満たされるときには、質量の更新を許可する許可信号を出力し、それ以外のときに、質量の更新を禁止する禁止信号を出力する。
【００８６】
ＡＮＤ回路４４Ｃは、加速度許可判定部４４Ａと質量更新許可判定部４４Ｂの両方が許可信号を出力したときに、切換スイッチ４４Ｅを前後輪質量統合部４３に接続する。これにより、切換スイッチ４４Ｅは、前後輪質量統合部４３によって算出した今回の質量ｍ0を、車体の推定質量ｍbとして出力する。一方、ＡＮＤ回路４４Ｃは、加速度許可判定部４４Ａと質量更新許可判定部４４Ｂのうち少なくともいずれか一方が禁止信号を出力したときに、切換スイッチ４４Ｅを遅延回路４４Ｄに接続する。これにより、切換スイッチ４４Ｅは、遅延回路４４Ｄから出力される前回の質量ｍbを、車体の推定質量ｍbとして出力する。このとき、ばね上質量算出部３６は、車体の推定質量ｍbを更新せず、前回の値を出力する。
【００８７】
ばね上質量算出部３６から出力された質量ｍbは、ばね上速度等の車両状態を推定するときに用いられる。これにより、質量変化による影響を考慮することができる。
【００８８】
本実施の形態による車両状態推定の有効性を検証するために、本実施の形態によるサスペンション制御装置を実際の車両に搭載して、うねり路を走行する走行試験を行った。その結果を図１５に示す。
【００８９】
図１５中の実線は、状態推定部１３によるばね上速度ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRLの演算結果（推定値）を示している。図１５中の破線は、ばね上加速度を積分して求めたばね上速度（比較値）を示している。図１５の結果に示すように、状態推定部１３によって推定したばね上速度ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRLは、ばね上加速度を積分して求めたばね上速度とほぼ一致しており、変位が大きなうねり路面においても精度よく推定できることが分かる。
【００９０】
かくして、本実施の形態では、コントローラ１１は、車高センサ１０から算出される変位から車体１に働く外力を算出する外力推定部３１と、算出した外力から車体１の上下合力Ｆcgを算出する上下力算出部３２Ａと、算出した上下合力Ｆcgからばね上加速度Ａcgを算出するばね上加速度算出部３２Ｂと、算出したばね上加速度Ａcgから車体１のばね上速度度Ｖcgを推定するフィルタ部３２Ｃと、推定ばね上速度に基づいて減衰特性を求める減衰特性判断部１４と、を有している。
【００９１】
このため、加速度センサの代わりに車両に既存の車高センサ１０を用いることができるから、システム全体のコストを低減することができる。また、フィルタ部３２Ｃは、例えば算出したばね上加速度Ａcgを積分することによって、ばね上速度Ｖcgを推定することができる。このため、オブザーバの代わりに積分演算を用いることによって、コントローラ１１の演算負荷を低減することができる。従って、コントローラ１１には、低性能なマイクロコンピュータが使用可能となるため、コントローラ１１のコストを低減することができる。これに加え、オブザーバの代わりに積分演算を用いてばね上速度Ｖcgを推定することができるから、チューニングパラメータを低減することができる。この結果、チューニングパラメータの適合工数が低減できるため、開発コストを低減することができる。
【００９２】
また、外力推定部３１により算出した値とサスペンション装置５，８の取付位置とから、ロール角加速度αrollを算出するロール角加速度算出部３４Ｂと、外力推定部３１により算出した値とサスペンション装置５，８の取付位置とから、ピッチ角加速度αpitchを算出するピッチ角加速度算出部３３Ｂと、をさらに設け、ロール角加速度αrollおよびピッチ角加速度αpitchの値からロールレイトＡＶrollとピッチレイトＡＶpitchを算出し、減衰特性判断部１４は、ロールレイトＡＶrollとピッチレイトＡＶpitchの算出結果と推定ばね上速度Ｖcgとに基づいて、減衰特性を求める。
【００９３】
これにより、４輪を備えたフルビークルモデルでロール、ピッチを考慮することができる。このため、ばね上挙動の大きな路面においても、ばね上挙動の推定精度を向上することができる。この結果、減衰特性判断部１４は、高精度のばね上挙動の推定結果に基づいて減衰特性を求めるから、乗り心地を向上することができる。
【００９４】
また、重心点ばね上速度算出部３２は、推定ばね上速度Ｖcgに所定のゲインを乗算して、ばね上加速度算出部３２Ｂにより算出したばね上加速度Ａcgにフィードバックさせてばね上加速度Ａcgを補正し、補正したばね上加速度Ａcgに基づいて、推定ばね上速度Ｖcgを求める。
【００９５】
これにより、積分演算によってばね上加速度Ａcgからばね上速度Ｖcgを求めるときでも、積分演算前のばね上加速度Ａcgに推定ばね上速度Ｖcgをフィードバックさせて減衰項として作用させることができる。このため、積分誤差の低減が可能となり、乗り心地を向上することができる。
【００９６】
また、車両にはスタビライザ４が設けられ、外力推定部３１は、左右の車輪２に設けられる車高センサ１０の値の差に基づいてスタビライザ反力Ｆstbを算出するスタビ反力算出部３１Ｃをさらに備え、該スタビ反力算出部３１Ｃにより求めた算出値を用いて車体１に働く外力を算出する。
【００９７】
このため、外力推定部３１は、スタビライザ反力Ｆstbを用いて車体１に働く外力を算出するから、スタビライザ反力Ｆstbを考慮して車体１のばね上加速度Ａcg等を算出することができる。この結果、コントローラ１１は、スタビライザ４の影響を考慮して、減衰特性を制御することができる。
【００９８】
さらに、車高センサ１０から算出される変位から車体１の質量ｍbを求めるばね上質量算出部３６をさらに設け、ばね上加速度算出部３２Ｂは、上下力算出部３２Ａにより求めた上下合力Ｆcgとばね上質量算出部３６により求めた質量ｍbとを用いてばね上加速度Ａcgを算出する。
【００９９】
これにより、上下力算出部３２Ａにより求めた上下合力Ｆcgとばね上質量算出部３６により求めた質量ｍbで除することによって、ばね上加速度Ａcgを算出することができる。このため、乗員数や積載重量が変化しても、車高センサ１０から算出される変位等から推定したばね上質量ｍbを用いてばね上加速度Ａcgを算出することができるため、ばね上質量ｍbの変化による影響を直接的に考慮することができる。この結果、重量変化時の推定精度を改善することができ、乗り心地を向上することができる。
【０１００】
なお、前記実施の形態では、減衰特性判断部１４は、ロールＢＬＱ１５および上下ＢＬＱ１６によってダンパ７の減衰特性としての減衰係数を算出するものとした。本発明はこれに限らず、減衰特性判断部は、例えば目標減衰力を算出するスカイフック制御器、Ｈ∞制御器等を備えてもよい。即ち、減衰特性判断部は、車両の状態に応じてダンパの減衰特性を制御可能な各種の制御器が適用可能である。
【０１０１】
また、減衰特性判断部１４は、試験データ等に基づいて予め求めた減衰係数マップ１７を備え、減衰係数マップ１７によって減衰係数と相対速度とから減衰特性に応じた指令電流を特定する構成とした。本発明はこれに限らず、各種の演算式等によって減衰特性を求めてもよい。
【０１０２】
前記実施の形態では、状態推定部１３は、スタビライザを組み込んだ車両モデルによって車体の状態を推定するものとした。本発明はこれに限らず、スタビライザを省いた車両モデルによって車体の状態を推定してもよい。この場合、外力推定部３１は、スタビ反力算出部３１Ｃを省いた構成となる。
【０１０３】
前記実施の形態では、前輪側にコイルスプリングを備えたサスペンション装置５が設けられ、後輪側にエアばね９を備えたサスペンション装置８が設けられる構成とした。本発明はこれに限らず、４輪全てにコイルスプリングを備えたサスペンション装置５を適用してもよい。この場合、ばね上質量算出部３６の後輪側質量算出部４２は、前輪側質量算出部４１と同じ構成になる。
【０１０４】
同様に、４輪全てにエアばね９を備えたサスペンション装置８を適用してもよい。この場合、ばね上質量算出部３６の前輪側質量算出部４１は、後輪側質量算出部４２と同じ構成になる。
【０１０５】
なお、前記実施の形態の後輪側質量算出部４２では受圧面積と車高、圧力の関係を記憶させたマップによる算出や車高、圧力から受圧面積を算出する数式を用いてもよい。また、車高と圧力からマップや数式等を用いて直接質量を求めるようにしてもよい。
【０１０６】
前記実施の形態では外力推定部３１で算出した外力を用いて４輪を備えたフルビークルモデルに基づき上下、ロール、ピッチ挙動を算出したが、フルビークルモデルではなく図１２に示す１／４ビークルに基づき各輪の上下動を算出し、その各輪の上下動から運動学的関係に基づきロール、ピッチ挙動を算出してもよい。
【０１０７】
前記実施の形態では、減衰力調整式緩衝器としてセミアクティブダンパからなる減衰力調整式ダンパ７である場合を例に説明したが、これに代えて、アクティブダンパ（電気アクチュエータ、油圧アクチュエータのいずれか）を用いるようにしてもよい。
【０１０８】
以上説明した実施形態に基づくサスペンション制御装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【０１０９】
第１の態様としては、車両の車体と４輪各々との間に介装されて外部からの指令により減衰特性が変化する減衰力調整式緩衝器と、前記車体の各輪に設けられる車高センサと、減衰特性を制御する制御装置とからなるサスペンション制御装置であって、前記制御装置は、前記車高センサから算出される変位から前記車体に働く外力を算出する外力算出手段と、その算出した外力から前記車体の上下力を求める上下力算出手段と、前記上下力算出手段により求めた上下力から加速度を算出する加速度算出手段と、前記加速度算出手段により算出した加速度から前記車体のばね上速度を推定するばね上速度推定手段と、前記ばね上速度推定手段により求めた推定ばね上速度に基づいて減衰特性を求める減衰特性判断手段と、を有することを特徴としている。
【０１１０】
この第１の態様によれば、加速度センサの代わりに車両に既存の車高センサを用いることができるから、システム全体のコストを低減することができる。また、ばね上速度推定手段は、例えば加速度算出手段により算出した加速度を積分することによって、ばね上速度を推定することができる。このため、オブザーバの代わりに積分演算を用いることによって、制御装置の演算負荷を低減することができる。従って、制御装置には、低性能なマイクロコンピュータが使用可能となるため、制御装置のコストを低減することができる。これに加え、オブザーバの代わりに積分演算を用いてばね上速度を推定することができるから、チューニングパラメータを低減することができる。この結果、チューニングパラメータの適合工数が低減できるため、開発コストを低減することができる。
【０１１１】
第２の態様としては、前記外力検出手段により算出した値と前記減衰力調整式緩衝器の取付位置とから、ロール角加速度を算出するロール角加速度算出手段と、前記外力検出手段により算出した値と前記減衰力調整式緩衝器の取付位置とから、ピッチ角加速度を算出するピッチ角加速度算出手段と、をさらに設け、前記ロール角加速度および前記ピッチ角加速度の値からロールレイトとピッチレイトを算出し、これらの算出結果と前記推定ばね上速度とに基づいて、前記減衰特性判断手段により減衰特性を求めることを特徴としている。
【０１１２】
この第２の態様によれば、４輪を備えたフルビークルモデルでロール、ピッチを考慮することができる。このため、ばね上挙動の大きな路面においても、ばね上挙動の推定精度を向上することができる。この結果、減衰特性判断手段は、高精度のばね上挙動の推定結果に基づいて減衰特性を求めるから、乗り心地を向上することができる。
【０１１３】
第３の態様としては、前記推定ばね上速度に所定のゲインを乗算して、前記加速度算出手段により算出した加速度にフィードバックさせて加速度を補正し、補正した加速度に基づいて、前記推定ばね上速度を求めることを特徴としている。
【０１１４】
この第３の態様によれば、例えば積分演算によって加速度からばね上速度を求めるときでも、積分演算前の加速度に推定ばね上速度をフィードバックさせて減衰項として作用させることができる。このため、積分誤差の低減が可能となり、乗り心地を向上することができる。
【０１１５】
第４の態様としては、前記車両にはスタビライザ機構が設けられ、前記外力算出手段は、左右の車輪に設けられる前記車高センサの値の差に基づいてスタビライザ反力を算出するスタビライザ反力算出手段をさらに備え、該スタビライザ反力算出手段により求めた算出値を用いて前記車体に働く外力を算出することを特徴としている。
【０１１６】
この第４の態様によれば、外力算出手段は、スタビライザ反力を用いて車体に働く外力を算出するから、スタビライザ反力を考慮して車体の加速度等を算出することができる。この結果、制御装置は、スタビライザの影響を考慮して、減衰特性を制御することができる。
【０１１７】
第５の態様としては、前記車高センサから算出される変位から前記車体の質量を求める質量算出手段をさらに設け、前記加速度算出手段は、前記上下力算出手段により求めた上下力と該質量算出手段により求めた質量とを用いて前記加速度を算出することを特徴としている。
【０１１８】
この第５の態様によれば、上下力算出手段により求めた上下力と該質量算出手段により求めた質量で除することによって、加速度を算出することができる。このため、乗員数や積載重量が変化しても、車高センサから算出される変位等から推定したばね上質量を用いて加速度を算出することができるため、ばね上質量変化による影響を直接的に考慮することができる。この結果、重量変化時の推定精度を改善することができ、乗り心地を向上することができる。
【０１１９】
尚、本発明は上記した実施例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、上記した実施例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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例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。
【０１２０】
本願は、２０１６年９月２８日付出願の日本国特許出願第２０１６−１８９９２２号に基づく優先権を主張する。２０１６年９月２８日付出願の日本国特許出願第２０１６−１８９９２２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。
【符号の説明】
【０１２１】
１  車体  ２  車輪  ４  スタビライザ（スタビライザ機構）  ５，８  サスペンション装置  ７  減衰力調整式ダンパ（減衰力調整式緩衝器）  １０  車高センサ  １１  コントローラ（制御装置）  １３  状態推定部  １４  減衰特性判断部（減衰特性判断手段）  ３１  外力推定部（外力算出手段）  ３１Ｃ  スタビ反力算出部（スタビライザ反力算出手段）  ３２  重心点ばね上速度算出部  ３２Ａ  上下力算出部（上下力算出手段）  ３２Ｂ  ばね上加速度算出部（加速度算出手段）  ３２Ｃ  フィルタ部（ばね上速度推定手段）  ３３  ピッチレイト算出部  ３３Ｂ  ピッチ角加速度算出部（ピッチ角加速度算出手段）  ３４  ロールレイト算出部  ３４Ｂ  ロール角加速度算出部（ロール角加速度算出手段）  ３５  各輪ばね上速度算出部  ３６  ばね上質量算出部（質量算出手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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