特開 2024-168897 車両制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168897

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/016 20060101AFI20241128BHJP

   B60G 17/015 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B60G17/016

B60G17/015 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085933

(22)【出願日】2023-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 祐貴

(72)【発明者】

【氏名】平尾 隆介

【テーマコード（参考）】

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D301AA03

3D301AA04

3D301AA05

3D301AA06

3D301AA07

3D301CA01

3D301DA33

3D301DA38

3D301EA14

3D301EA21

3D301EA22

3D301EA23

3D301EA43

3D301EA50

3D301EA52

3D301EB13

3D301EC01

3D301EC06

3D301EC07

3D301EC20

3D301EC21

3D301EC39

(57)【要約】

【課題】 制御タイミングの遅れを抑制して、適切な車体姿勢の制御を行う。
【解決手段】 車両制御装置は、車両の軌道予測から車両の挙動を求め、第１指令値（計画ロール制御指令値）を演算する第１制御部（計画ロール制御部２０）と、前記車両の状態量から前記車両の挙動を求め、第２指令値（通常ロール制御指令値）を演算する第２制御部（通常ロール制御部１９）と、前記第２指令値が入力されるよりも前の状況において前記第１指令値に基づき制御され、前記車両の挙動を制御する緩衝器（可変ダンパ６）と、を備えている。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両制御装置であって、
車両の軌道予測から前記車両の挙動を求め、第１指令値を演算する第１制御部と、
前記車両の状態量から前記車両の挙動を求め、第２指令値を演算する第２制御部と、
前記第２指令値が入力されるよりも前の状況において前記第１指令値に基づき制御され、前記車両の挙動を制御する緩衝器と、
を有する車両制御装置。

【請求項2】

前記緩衝器は、前記第２指令値が入力された後は、前記第２指令値が所定値以下になるまで前記第２指令値に基づいて前記車両の挙動を制御する、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記第１制御部が求める前記車両の挙動は、横方向の速度または該速度の１回もしくは複数回の微分値の少なくとも一つである、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記第１制御部が求める前記車両の挙動は、前後方向の速度または該速度の１回もしくは複数回の微分値の少なくとも一つである、
請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項5】

前記第１制御部は、少なくとも前記横方向の速度の二階微分値である横加加速度を少なくとも求め、
前記緩衝器は、前記横加加速度が入力された場合に前記車両の挙動の制御を開始する、
請求項３に記載の車両制御装置。

【請求項6】

前記第１制御部は、少なくとも前記前後方向の速度の二階微分値である前後加加速度を少なくとも求め、
前記緩衝器は、前記前後加加速度が入力された場合に前記車両の挙動の制御を開始する、
請求項４に記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば４輪自動車等の車両に適用して好適な車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、目標姿勢を実現するために、車体姿勢検出手段で検出した車体姿勢に基づいてサスペンションを制御する車両制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１３１３０３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に開示された車両制御装置では、車体姿勢検出手段で検出した現在の車体姿勢に基づいてサスペンションを制御するため、車体姿勢が変化してから制御することになり、制御タイミングが若干遅れるという問題がある。

【0005】

本発明の一実施形態の目的は、制御タイミングの遅れを抑制して、適切な車体姿勢の制御が可能な車両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】

本発明の一実施形態は、車両制御装置であって、車両の軌道予測から前記車両の挙動を求め、第１指令値を演算する第１制御部と、前記車両の状態量から前記車両の挙動を求め、第２指令値を演算する第２制御部と、前記第２指令値が入力されるよりも前の状況において前記第１指令値に基づき制御され、前記車両の挙動を制御する緩衝器と、を有している。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一実施形態によれば、制御タイミングの遅れを抑制して、適切な車体姿勢の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態による車両制御装置が適用された４輪自動車を示す全体構成図である。

【図2】図１中の自動車に搭載した緩衝器を模式的に示す図である。

【図3】車両状態コントロールユニットの構成を示すブロック図である。

【図4】第１の実施形態による車両状態推定部の構成を示すブロック図である。

【図5】車両状態制御部の構成を示すブロック図である。

【図6】第１の実施形態によるロール制御部の構成を示すブロック図である。

【図7】図６中のロール制御指令選択部の構成を示すブロック図である。

【図8】第２の実施形態によるロール制御部の構成を示すブロック図である。

【図9】第２の実施形態および比較例について、操舵角、横加速度、ロールレイト、ロール角、制御指令の電流値の時間変化を示す特性線図である。

【図10】第３の実施形態による車両状態推定部の構成を示すブロック図である。

【図11】第３の実施形態によるアンチダイブ・スクオット制御部の構成を示すブロック図である。

【図12】図１１中の前後加加速度推定部の構成を示すブロック図である。

【図13】図１１中のアンチダイブ・スクオット制御指令選択部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態による車両制御装置を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。

【0010】

ここで、図１ないし図７は本発明の第１の実施形態を示している。図１および図２において、車体１は、車両のボディを構成している。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。これらの車輪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。車体１と車輪２は、車両を構成している。

【0011】

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。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、スプリング５と並列関係をなして車体１と車輪２との間に介装して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。

【0012】

サスペンション装置４の可変ダンパ６は、車両の車体１と車輪２との間に設けられ、車体１と車輪２間の相対変位を抑制する力を可変するアクチュエータである。また、可変ダンパ６は、車両の車体１と車輪２との間の力を調整する力発生機構でもある。

【0013】

可変ダンパ６は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成されている。図２に示すように、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。減衰力可変アクチュエータ７は、供給される電流（駆動電流）に応じて減衰力が調整される減衰力調整部である。

【0014】

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。

【0015】

ＣＡＮ８（controller area network）は、車体１に搭載されたシリアル通信部である。ＣＡＮ８は、車両に搭載された多数の電子機器と車両状態コントロールユニット１１（以下、車両状態ＥＣＵ１１という）との間で車載向けの多重通信を行う。ＣＡＮ８は、シリアル信号からなるＣＡＮ信号によって車両運転情報を伝送する。この場合、ＣＡＮ８を伝送する車両運転情報には、例えば操舵角、車速、横加速度、前後加速度、ブレーキ液圧、エンジントルク等が含まれる。

【0016】

自動運転コントロールユニット９（以下、自動運転ＥＣＵ９という）は、例えばＧＰＳ受信機、地図データベース、路車間通信装置、カメラ、レーダー等から得られる各種情報に基づいて、車両を自動運転させるための指令を演算する。自動運転ＥＣＵ９は、例えば国際公開第２０２１／１５３６２２号の自動運転コントロールユニットと同様に構成されている。自動運転ＥＣＵ９は、マイクロコンピュータ（図示せず）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部（図示せず）を備えている。自動運転ＥＣＵ９のマイクロコンピュータは、記憶部に格納されたプログラムを実行することによって、自動運転用の指令として、例えば車両の計画経路、計画車速等を出力する。車両運転コントロールユニット（図示せず）は、計画経路、計画車速等に従って走行するように、エンジン、ブレーキ、ステアリング等を制御する。なお、自動運転コントロールユニット９は、計画経路に代えて、計画横加速度、曲率、曲率半径、タイヤ角度、ステアリング角度等を出力してもよい。

【0017】

車両状態ＥＣＵ１１は、サスペンション装置４を制御する。車両状態ＥＣＵ１１は、車体１と車輪２との間の相対変位を抑制する力を可変する可変ダンパ６を制御する。ここで、車両状態ＥＣＵ１１は、可変ダンパ６（力発生機構）の発生力を制御するコントローラである。

【0018】

図２に示すように、車両状態ＥＣＵ１１は、コントロール部としてのプロセッサ１２を備えている。プロセッサ１２は、マイクロコンピュータ等によって構成されている。車両状態ＥＣＵ１１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部（図示せず）を備えている。プロセッサ１２は、記憶部に格納されたプログラムを実行することによって、可変ダンパ６の減衰力を制御する。

【0019】

車両状態ＥＣＵ１１は、入力側がＣＡＮ８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。プロセッサ１２は、ＣＡＮ８から車両運転情報をシリアル通信により読込む。

【0020】

図３に示すように、車両状態ＥＣＵ１１は、車両の状態を推定する車両状態推定部１３と、ゲインスケジューリングパラメータ（ＧＳＰ）を算出するＧＳＰ算出部１４と、ＣＡＮ信号、車両状態、ＧＳＰに基づいて車両状態を制御する車両状態制御部１５とを備えている。

【0021】

図４に示すように、車両状態推定部１３は、第１横方向運動推定部１３Ａと第２横方向運動推定部１３Ｂとを備えている。第１横方向運動推定部１３Ａおよび第２横方向運動推定部１３Ｂは、例えば車両モデルに基づいて構成されている。第１横方向運動推定部１３Ａは、ＣＡＮ信号から得られる情報（車両運転情報）に基づいて車両の横加速度を推定する。具体的には、第１横方向運動推定部１３Ａは、ＣＡＮ信号から得られた操舵角と車速に基づいて第１横加速度を推定する。このとき、第１横加速度は、車両動特性を考慮して操舵角から推定した横加速度（操舵角推定横加速度）である。一方、第２横方向運動推定部１３Ｂは、自動運転ＥＣＵ９から得られた計画経路と計画車速に基づいて、第２横加速度を推定する。このとき、第２横加速度は、計画横加速度である。

【0022】

図３に示すように、ＧＳＰ算出部１４（ゲインスケジューリングパラメータ算出部）は、車両状態推定部１３の推定値に基づく実目標減衰力を、予め求めた目標減衰力と近い値に近付ける重み係数を算出する重み係数算出手段を構成している。ＧＳＰ算出部１４は、例えばＣＡＮ８から取得する車速に基づいて、車両の上下方向（ヒーブ方向）、ロール方向、ピッチ方向等の運動を抑制するための各種のＧＳＰを算出する。

【0023】

車両状態制御部１５は、車両状態推定部１３が推定した車両状態の推定結果と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とに基づいて、所望の車両状態となるように、可変ダンパ６を制御する。図５に示すように、車両状態制御部１５は、例えば、ばね上上下制振ＢＬＱ１６、アンチダイブ・スクオット制御部１７、ロール制御部１８、制御指令演算部２２を備えている。

【0024】

ばね上上下制振ＢＬＱ１６には、車両状態推定部１３から出力される車両状態と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるばね上制振用のＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とが入力される。ばね上上下制振ＢＬＱ１６は、双線形最適制御理論に基づいて指令値となる指令電流（制御信号）を算出する。具体的には、ばね上上下制振ＢＬＱ１６は、例えば、ばね上－ばね下間相対速度、車体絶対上下速度、ばね下－路面間相対速度、ばね下絶対上下速度と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるばね上上下制振用のＧＳＰとに基づいて、上下振動を低減するためのばね上制振制御指令を算出する。なお、ばね上制振制御指令は、双線形最適制御に限らず、例えば、スカイフック制御、Ｈ∞制御等に基づいて算出してもよい。

【0025】

アンチダイブ・スクオット制御部１７には、車両状態推定部１３から出力される車両状態と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるアンチダイブ・スクオット制御用のＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とが入力される。アンチダイブ・スクオット制御部１７は、前後加速度等に基づいて、車両の加速または減速による車両のピッチ挙動を抑制するためのアンチダイブ・スクオット制御指令を算出する。

【0026】

なお、アンチダイブ・スクオット制御部１７は、車両のピッチ挙動を抑制し、ピッチ量を低減するためのアンチダイブ・スクオット制御指令を算出するものとしたが、本発明はこれに限らない。アンチダイブ・スクオット制御部１７は、逆ピッチとなるアンチダイブ・スクオット制御指令を算出してもよい。即ち、アンチダイブ・スクオット制御指令は、所望のピッチ運動に応じて適宜設定される。

【0027】

ロール制御部１８には、車両状態推定部１３から出力される車両状態と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるロール制御用のＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とが入力される。ロール制御部１８は、横加速度等に基づいて、車両のロール挙動を抑制するためのロール制御指令を出力する。図６に示すように、ロール制御部１８は、通常ロール制御部１９、計画ロール制御部２０、ロール制御指令選択部２１を備えている。

【0028】

通常ロール制御部１９は、車両の状態量から車両の挙動を求め、第２指令値としての通常ロール制御指令値を演算する。具体的には、通常ロール制御部１９は、第１横加速度、車速、カーモード、車両非線形指標、ＧＳＰ、ＦＢ制御指令に基づいて、通常ロール制御指令値を算出する。カーモードは、例えば通常モード（Normal）、スポーツモード（Sport）、快適モード（Comfort）の３種類のモードを含んでいる。カーモードは、例えば車両に設けられたモード選択スイッチ（図示せず）によって選択されている。ロール制御用のＧＳＰは、例えば車両の質量に応じて異なる値が設定される。車両非線形指標は、車両の非線形挙動に応じた指標である。ＦＢ制御指令は、可変ダンパ６に対する減衰力の制御指令であり、可変ダンパ６の現在の減衰力に対応している。

【0029】

通常ロール制御部１９は、第１横加速度等に基づいて、車両の横方向の加加速度である横加加速度を算出する。このとき、横加加速度は、車両の挙動であり、車両のロール方向の運動（ロールレイト）に応じた値となっている。このため、通常ロール制御部１９は、第１横加速度等に基づく横加加速度を用いて、通常ロール制御指令値を算出する。このとき、通常ロール制御指令値は、車両のロール挙動を抑制するための第２指令値である。
なお、本明細書中における加加速度というベクトル量は、位置の変化量である速度の変化量である加速度の変化量である。言い換えれば、それぞれ位置の三階微分値、速度の二階微分値、加速度の一階微分値であり、躍度またはジャークと言い換えることができるベクトル量である。

【0030】

計画ロール制御部２０は、車両の軌道予測から車両の挙動を求め、第１指令値としての計画ロール制御指令値を演算する。具体的には、計画ロール制御部２０は、第２横加速度、計画車速、カーモード、車両非線形指標、ＧＳＰ、ＦＢ制御指令に基づいて、計画ロール制御指令を算出する。計画ロール制御部２０は、第２横加速度等に基づいて、車両の横加加速度を算出する。計画ロール制御部２０は、第２横加速度等に基づく横加加速度を用いて、計画ロール制御指令値を算出する。このとき、計画ロール制御指令値は、車両のロール挙動を抑制するための第１指令値である。

【0031】

ロール制御指令選択部２１は、通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とに基づいて、通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とのうちいずれか一方を選択し、最終的なロール制御指令として出力する。図７に示すように、ロール制御指令選択部２１は、最大値抽出部２１Ａ、関係演算子２１Ｂ、スイッチ部２１Ｃを備えている。

【0032】

最大値抽出部２１Ａは、４輪の通常ロール制御指令の値（通常ロール制御指令値）のうち最大値を抽出する。関係演算子２１Ｂは、通常ロール制御指令値の最大値が予め設定された閾値よりも大きい否かを比較する。このとき、閾値は、通常ロール制御指令値が０（ゼロ）か否かを判定する値であり、例えば通常ロール制御指令値の最小値になっている。関係演算子２１Ｂは、通常ロール制御指令値の最大値が所定の閾値よりも大きいときには、「１」を出力する。関係演算子２１Ｂは、通常ロール制御指令値の最大値が閾値以下のときには、「０」を出力する。スイッチ部２１Ｃは、関係演算子２１Ｂから入力される値が所定の判定値（例えば、０．５）よりも大きいときには、通常ロール制御指令値を選択する。このとき、判定値は、０よりも大きく、１よりも小さい値に設定されている。スイッチ部２１Ｃは、関係演算子２１Ｂから入力される値が判定値以下のときには、計画ロール制御指令値を選択する。

【0033】

これにより、ロール制御指令選択部２１は、通常ロール制御指令値が０のときには、計画ロール制御指令値を選択する。ロール制御指令選択部２１は、通常ロール制御指令値が最小値よりも大きいときには、通常ロール制御指令値を選択する。この結果、ロール制御部１８は、第２指令値（通常ロール制御指令値）が入力されるよりも前の状況において、第１指令値（計画ロール制御指令値）に基づいて、可変ダンパ６を制御するためのロール制御指令を出力する。

【0034】

なお、ロール制御部１８は、車両のロール挙動を抑制し、ロール量を低減するためのロール制御指令を算出するものとしたが、本発明はこれに限らない。ロール制御部１８は、逆ロールとなるロール制御指令を算出してもよい。即ち、ロール制御指令は、所望のロール運動に応じて適宜設定される。

【0035】

図５に示すように、制御指令演算部２２は、ばね上制振制御指令、アンチダイブ・スクオット制御指令、ロール制御指令に基づいて、最終的な制御指令を算出する。即ち、制御指令演算部２２は、ばね上制振制御指令、アンチダイブ・スクオット制御指令、ロール制御指令に基づいて、制御指令となる指令電流（制御信号）を出力する。車両状態ＥＣＵ１１は、指令電流に基づいて可変ダンパ６の減衰力を制御する。

【0036】

第１の実施形態による車両制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

【0037】

車両の走行中、車両状態ＥＣＵ１１には、車両状態推定部１３から出力される車両状態と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とが入力される。車両状態ＥＣＵ１１は、車両状態、車両情報およびＧＳＰに基づいて、指令電流となる制御指令を算出する。車両状態ＥＣＵ１１は、車両姿勢が所望の状態となるように、指令電流に基づいて可変ダンパ６の減衰力を制御する。

【0038】

ここで、例えば車両がカーブに進入するときや車線変更を行うときには、運転者はステアリングホイールを操作して前輪の操舵角を変化させる。この操舵角に応じて、車両には横方向の加速度（横加速度）が作用し、ロール方向の姿勢変化や振動が発生する。このとき、車両状態推定部１３は、操舵角と車速に基づいて第１横加速度を推定する。これに加えて、車両状態推定部１３は、自動運転ＥＣＵ９から出力された計画経路と計画車速に基づいて第２横加速度を推定する。

【0039】

車両状態ＥＣＵ１１の通常ロール制御部１９は、第１横加速度等に基づいて、車両のロール挙動を抑制するための通常ロール制御指令を算出する。ここで、僅かな操舵角の変化でロール制御を実施した場合には、車両に対して過剰な姿勢制御を行う可能性がある。このような過制御を防ぐために、通常ロール制御指令には、制御開始の閾値が設けられている。即ち、第１横加速度（操舵角推定横加速度）に基づく通常ロール制御には、不感帯が存在する。しかしながら、この不感帯によって、ロール制御の開始時期が遅れる傾向がある。

【0040】

一方、計画ロール制御部２０は、第２横加速度等に基づいて、車両のロール挙動を抑制するための計画ロール制御指令を算出する。このとき、第２横加速度は、自動運転用の計画経路と計画車速に基づいて算出されている。このため、第２横加速度に基づく計画ロール制御指令には、開始時期の遅延が発生しない。そこで、ロール制御指令選択部２１は、通常ロール制御指令が０のときには、計画ロール制御指令を選択する。このとき、ロール制御部１８は、計画ロール制御指令となったロール制御指令として出力する。この結果、通常ロール制御指令による制御開始時期の遅れを、計画ロール制御指令によって補うことができるから、可変ダンパ６を速やかに動作させることができる。これにより、制御タイミングの遅れを抑制して、適切な車体姿勢の制御が行うことができる。

【0041】

かくして、第１の実施形態による車両制御装置は、車両の軌道予測から車両の挙動を求め、第１指令値（計画ロール制御指令値）を演算する第１制御部（計画ロール制御部２０）と、前記車両の状態量から前記車両の挙動を求め、第２指令値（通常ロール制御指令値）を演算する第２制御部（通常ロール制御部１９）と、前記第２指令値が入力されるよりも前の状況において前記第１指令値に基づき制御され、前記車両の挙動を制御する緩衝器（可変ダンパ６）と、を備えている。

【0042】

計画ロール制御指令は、未来の計画された情報を用いて算出される。このため、通常ロール制御指令による制御開始時期の遅れを、計画ロール制御指令によって補うことができるから、制御タイミングの遅れを抑制して、可変ダンパ６を速やかに動作させることができる。この結果、制御タイミングのずれを低減して、適切な車体姿勢の制御が行うことができる。

【0043】

一方、計画経路等の計画値のみを用いた計画ロール制御では、外乱のようなリアルタイムに変化する車両挙動の制御が行えず、車両制振性が悪化する可能性がある。これに対し、通常ロール制御は、フィードバック制御であることから、外乱に対応可能である。この点を考慮して、第１の実施形態では、リアルタイムのフィードバック制御である通常ロール制御と、計画経路等の計画値を用いたフィードフォワード制御である計画ロール制御とを組み合わせる。このため、計画外の外乱が生じる場合でも、通常ロール制御によって対応することができる。即ち、予見制御である計画ロール制御と、フィードバック制御である通常ロール制御とを組み合わせることで、遅れがなく、かつ計画外の変化に対応した理想の制御が可能になる。

【0044】

さらに、自動運転ＥＣＵ９が車載カメラ、レーダー等から得られる各種情報に基づいて、自動運転用の計画経路、計画車速等を出力する場合には、計画車速等に基づく計画ロール制御指令値は、外部サーバー等と通信することなく、車両自身が得た情報から算出することができる。この場合、例えば通信状況が悪いときでも、第１の実施形態による車両制御装置は使用可能である。

【0045】

また、通常ロール制御は、リアルタイム制御であるため、制御開始後の制御は正確性が高い。そこで、第１の実施形態による可変ダンパ６は、第２指令値である通常ロール制御指令値が入力された後は、通常ロール制御指令値が所定値以下になるまで通常ロール制御指令値に基づいて車両の挙動を制御する。この結果、可変ダンパ６は、リアルタイムの路面状況や車両状態に応じて正確に制御されるため、所望の車体姿勢となるように、車両の挙動を制御することができる。

【0046】

第１制御部としての計画ロール制御部２０が求める車両の挙動は、横方向の速度の二階微分値である横加加速度である。このとき、横加加速度は、車両のロール方向の運動に応じた値になっている。このため、計画ロール制御部２０は、横加加速度を用いることによって、車両のロール挙動を抑制するための計画ロール制御指令を算出することができる。

【0047】

なお、計画ロール制御部２０は、車両の挙動として、横方向の速度の二階微分値（横加加速度）に限らず、横方向の速度を求めてもよく、横方向の１階微分値を求めてもよい。

【0048】

第１制御部としての計画ロール制御部２０は、少なくとも横方向の速度の二階微分値である横加加速度を少なくとも求め、可変ダンパ６は、横加加速度が入力された場合に車両の挙動の制御を開始する。このため、横加加速度に対応したロール方向の振動が発生したときには、制御タイミングが遅れることなく、可変ダンパ６の動作を開始することができ、ロール振動を速やかに低減することができる。

【0049】

次に、図５、図８および図９は本発明の第２の実施形態を示している。第２の実施形態の特徴は、ロール制御部は、通常ロール制御指令値と計画ロール制御指令値のうち大きい値となる方を選択し、ロール制御指令を出力することにある。なお、第２の実施形態では、前述した第１の実施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。

【0050】

第２の実施形態によるロール制御部３１は、第１の実施形態によるロール制御部１８とほぼ同様に構成されている。ロール制御部３１は、横加速度等に基づいて、車両のロール挙動を抑制するためのロール制御指令を出力する。図８に示すように、ロール制御部３１は、通常ロール制御部１９、計画ロール制御部２０、ロール制御指令選択部３２を備えている。

【0051】

ロール制御指令選択部３２は、通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とに基づいて、通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とのうちいずれか一方を選択し、最終的なロール制御指令として出力する。ロール制御指令選択部３２は、通常ロール制御指令値と計画ロール制御指令値を比較して、大きい値となる方を選択する。ロール制御指令選択部３２は、通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とのうち選択した方を、ロール制御指令として出力する。

【0052】

次に、車両状態ＥＣＵ１１によるロール挙動の抑制効果を確認するために、比較例として通常ロール制御指令のみに基づく制御を行う場合と、第２の実施形態として通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とに基づく制御を行う場合とについて、車両のシミュレーションによって制振性能等を比較した。シミュレーション結果を、図９に示す。図９に示すように、第２の実施形態では、比較例に比べて、４輪の可変ダンパ６に供給される指令電流の電流値が素早く立ち上がる。これにより、第２の実施形態では、比較例に比べてロールレイトのピーク値の減少とロールレイトの変化が緩やかになることが確認できた。

【0053】

かくして、このように構成される第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第２の実施形態では、ロール制御部は、通常ロール制御指令値と計画ロール制御指令値のうち大きい値となる方を選択し、ロール制御指令を出力する。このため、通常ロール制御指令と計画ロール制御指令とのうちいずれか一方を選択するときに複雑な演算処理がなく、ソースコードを軽量化することができる。

【0054】

次に、図１、図２、図３、図５、図１０ないし図１３は本発明の第３の実施形態を示している。第３の実施形態の特徴は、アンチダイブ・スクオット制御部が、第１制御部となる計画アンチダイブ・スクオット制御部と、第２制御部となる通常アンチダイブ・スクオット制御部とを備えることにある。なお、第３の実施形態では、前述した第１の実施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。

【0055】

第３の実施形態による車両状態コントロールユニット４１（以下、車両状態ＥＣＵ４１という）は、サスペンション装置４を制御する。車両状態ＥＣＵ４１は、可変ダンパ６（力発生機構）の発生力を制御するコントローラである。図１、図２、図３、図５に示すように、車両状態ＥＣＵ４１は、第１の実施形態による車両状態ＥＣＵ１１と同様に構成されている。図２に示すように、車両状態ＥＣＵ４１は、コントロール部としてのプロセッサ４２を備えている。プロセッサ４２は、車両状態ＥＣＵ４１の記憶部（図示せず）に格納されたプログラムを実行することによって、可変ダンパ６の減衰力を制御する。

【0056】

車両状態ＥＣＵ４１は、入力側がＣＡＮ８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。プロセッサ４２は、ＣＡＮ８から車両運転情報をシリアル通信により読込む。

【0057】

図３に示すように、車両状態ＥＣＵ４１は、車両の状態を推定する車両状態推定部４３と、ゲインスケジューリングパラメータ（ＧＳＰ）を算出するＧＳＰ算出部１４と、ＣＡＮ信号、車両状態、ＧＳＰに基づいて車両状態を制御する車両状態制御部４４とを備えている。

【0058】

図１０に示すように、車両状態推定部４３は、第１前後方向運動推定部４３Ａ、第２前後方向運動推定部４３Ｂ、第３前後方向運動推定部４３Ｃを備えている。第１前後方向運動推定部４３Ａおよび第２前後方向運動推定部４３Ｂは、例えば車両モデルに基づいて構成され、ＣＡＮ信号から得られる情報（車両運転情報）に基づいて車両の前後加速度を推定する。具体的には、第１前後方向運動推定部４３Ａは、ＣＡＮ信号から得られたエンジントルクとブレーキ液圧に基づいて制駆動推定前後加速度を推定する。第２前後方向運動推定部４３Ｂは、ＣＡＮ信号から得られた車速に基づいて車速推定前後加速度を推定する。このとき、第２前後方向運動推定部４３Ｂは、例えば車速を微分することによって、車速推定前後加速度を算出する。一方、第３前後方向運動推定部４３Ｃは、自動運転ＥＣＵ９から得られた計画車速に基づいて、計画前後加速度を推定する。このとき、第３前後方向運動推定部４３Ｃは、例えば計画車速を微分することによって、計画前後加速度を算出する。

【0059】

第３の実施形態による車両状態制御部４４は、第１の実施形態による車両状態制御部１５と同様に構成されている。車両状態制御部４４は、車両状態推定部４３が推定した車両状態の推定結果と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とに基づいて、所望の車両状態となるように、可変ダンパ６を制御する。図５に示すように、車両状態制御部４４は、例えば、ばね上上下制振ＢＬＱ１６、アンチダイブ・スクオット制御部４５、ロール制御部１８、制御指令演算部２２を備えている。

【0060】

第３の実施形態によるアンチダイブ・スクオット制御部４５には、車両状態推定部４３から出力される車両状態と、ＧＳＰ算出部１４から出力されるアンチダイブ・スクオット制御用のＧＳＰと、ＣＡＮ信号から得られる各種の車両情報とが入力される。アンチダイブ・スクオット制御部４５は、前後加速度等に基づいて、車両の加速または減速による車両の前後方向の傾きを抑制するためのアンチダイブ・スクオット制御指令を算出する。図１１に示すように、アンチダイブ・スクオット制御部４５は、通常アンチダイブ・スクオット制御部４６、計画アンチダイブ・スクオット制御部４７、アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８を備えている。

【0061】

通常アンチダイブ・スクオット制御部４６は、車両の状態量から車両の挙動を求め、第２指令値としての通常アンチダイブ・スクオット制御指令値を演算する。具体的には、通常アンチダイブ・スクオット制御部４６は、制駆動推定前後加速度、車速推定前後加速度、センサ前後加速度、ＬＰＦ付き推定車速、カーモード、ＧＳＰに基づいて、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値を算出する。アンチダイブ・スクオット制御用のＧＳＰは、例えば車両の質量に応じて異なる値が設定される。

【0062】

通常アンチダイブ・スクオット制御部４６は、制駆動推定前後加速度、車速推定前後加速度、センサ前後加速度、ＬＰＦ付き推定車速等に基づいて、車両の前後方向の加加速度である前後加加速度を算出する。このとき、前後加加速度は、車両の挙動であり、車両のピッチ方向の運動（ピッチレイト）に応じた値となっている。このため、通常アンチダイブ・スクオット制御部４６は、制駆動推定前後加速度等に基づく前後加加速度を用いて、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値を算出する。このとき、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値は、車両のピッチ挙動を抑制するための第２指令値である。

【0063】

計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、車両の軌道予測から車両の挙動を求め、第１指令値としての計画アンチダイブ・スクオット制御指令値を演算する。具体的には、計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、計画前後加速度、制駆動推定前後加速度、車速推定前後加速度、センサ前後加速度、ＬＰＦ付き推定車速、カーモード、ＧＳＰに基づいて、計画アンチダイブ・スクオット制御指令を算出する。計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、計画前後加速度等に基づいて、車両の前後加加速度を推定する。計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、計画前後加速度等に基づく前後加加速度を用いて、計画アンチダイブ・スクオット制御指令値を算出する。このとき、計画アンチダイブ・スクオット制御指令値は、車両のピッチ挙動を抑制するための第１指令値である。

【0064】

計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、例えば推定前後加加速度とＬＰＦ付き制駆動推定前後加加速度を算出する推定前後加加速度算出部５０を備えている。図１２に示すように、推定前後加加速度算出部５０は、ＬＰＦ処理部５１、微分処理部５２、符号化処理部５３、混成処理部５４を備えている。ＬＰＦ処理部５１は、ルックアップテーブル５１Ａと１次ＬＰＦ５１Ｂによって構成されている。ルックアップテーブル５１Ａは、ＬＰＦ付き推定車速に基づく出力を、１次ＬＰＦ５１Ｂに入力する。１次ＬＰＦ５１Ｂは、ルックアップテーブル５１Ａの出力に基づいて、センサ前後加速度のＬＰＦ処理（低域通過フィルタ処理）を行う。微分処理部５２は、制駆動推定前後加速度、車速推定前後加速度、計画前後加速度、ＬＰＦ処理部５１の出力を微分する。符号化処理部５３は、ＬＰＦ５３Ａ、符号チェック部５３Ｂを備えている。ＬＰＦ５３Ａは、制駆動推定前後加速度の微分値に対してＬＰＦ処理を行う。ＬＰＦ５３Ａは、ＬＰＦ付き制駆動推定前後加加速度を出力する。符号チェック部５３Ｂは、ＬＰＦ付き制駆動推定前後加加速度が正である場合には、「１」を出力し、それ以外の場合には、「－１」を出力する。混成処理部５４は、絶対値演算部５４Ａ、最大値選択部５４Ｂ、乗算部５４Ｃを備えている。絶対値演算部５４Ａは、微分処理部５２から出力された４つの前後加加速度の絶対値を算出する。最大値選択部５４Ｂは、絶対値演算部５４Ａから出力された４つの絶対値のうち最大値を選択する。乗算部５４Ｃは、最大値選択部５４Ｂから出力された最大値に、符号チェック部５３Ｂの出力を乗算する。これにより、乗算部５４Ｃは、推定前後加加速度を出力する。

【0065】

図１２は、計画アンチダイブ・スクオット制御部４７の推定前後加加速度算出部５０を示した。推定前後加加速度算出部５０から計画前後加速度に関する部分を省くと、通常アンチダイブ・スクオット制御部４６の推定前後加加速度を算出する構成になる。また、前後加速度を横加速度に変更することによって、通常ロール制御部１９、計画ロール制御部２０が推定横加加速度を算出する構成にも、同様に適用することができる。

【0066】

アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８は、通常アンチダイブ・スクオット制御指令と計画アンチダイブ・スクオット制御指令とに基づいて、通常アンチダイブ・スクオット制御指令と計画アンチダイブ・スクオット制御指令とのうちいずれか一方を選択し、最終的なアンチダイブ・スクオット制御指令として出力する。アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８は、第１の実施形態によるロール制御指令選択部２１と同様に構成されている。このため、アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８は、最大値抽出部４８Ａ、関係演算子４８Ｂ、スイッチ部４８Ｃを備えている（図１３参照）。

【0067】

最大値抽出部４８Ａは、４輪の通常アンチダイブ・スクオット制御指令の値（通常アンチダイブ・スクオット制御指令値）のうち最大値を抽出する。関係演算子４８Ｂは、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値の最大値が予め設定された閾値よりも大きいか否かを比較する。このとき、閾値は、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値が０（ゼロ）か否かを判定する値であり、例えば通常アンチダイブ・スクオット制御指令値の最小値になっている。関係演算子４８Ｂは、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値の最大値が所定の閾値よりも大きいときには、「１」を出力する。関係演算子４８Ｂは、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値の最大値が閾値以下のときには、「０」を出力する。スイッチ部４８Ｃは、関係演算子４８Ｂから入力される値が所定の判定値（例えば、０．５）よりも大きいときには、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値を選択する。このとき、判定値は、０よりも大きく、１よりも小さい値に設定されている。スイッチ部４８Ｃは、関係演算子４８Ｂから入力される値が判定値以下のときには、計画アンチダイブ・スクオット制御指令値を選択する。

【0068】

これにより、アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８は、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値が０のときには、計画アンチダイブ・スクオット制御指令値を選択する。アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８は、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値が最小値よりも大きいときには、通常アンチダイブ・スクオット制御指令値を選択する。この結果、アンチダイブ・スクオット制御部４５は、第２指令値（通常アンチダイブ・スクオット制御指令値）が入力されるよりも前の状況において、第１指令値（計画アンチダイブ・スクオット制御指令値）に基づいて、可変ダンパ６を制御するためのアンチダイブ・スクオット制御指令を出力する。

【0069】

かくして、このように構成される第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第１制御部としての計画アンチダイブ・スクオット制御部４７が求める車両の挙動は、前後方向の速度の二階微分値である前後加加速度である。このとき、前後加加速度は、車両のピッチ方向の運動に応じた値になっている。このため、計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、前後加加速度を用いることによって、車両のピッチ挙動を抑制するための計画アンチダイブ・スクオット制御指令を算出することができる。

【0070】

なお、計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、車両の挙動として、前後方向の速度の二階微分値（前後加加速度）に限らず、前後方向の速度を求めてもよく、前後方向の１階微分値を求めてもよい。

【0071】

第１制御部としての計画アンチダイブ・スクオット制御部４７は、少なくとも前後方向の速度の二階微分値である前後加加速度を少なくとも求め、可変ダンパ６は、前後加加速度が入力された場合に車両の挙動の制御を開始する。このため、前後加加速度に対応したピッチ方向の振動が発生したときには、制御タイミングが遅れることなく、可変ダンパ６の動作を開始することができ、ピッチ振動を速やかに低減することができる。

【0072】

なお、第３の実施形態では、アンチダイブ・スクオット制御指令選択部４８は、第１の実施形態によるロール制御指令選択部２１と同様に構成されるものとしたが、本発明はこれに限らない。アンチダイブ・スクオット制御指令選択部は、第２の実施形態によるロール制御指令選択部３２と同様に構成してもよい。この場合、アンチダイブ・スクオット制御指令選択部は、通常アンチダイブ・スクオット制御指令と計画アンチダイブ・スクオット制御指令のうち最大値となる方を選択し、アンチダイブ・スクオット制御指令として出力する。

【0073】

前記各実施形態では、アクチュエータ（力発生機構）である可変ダンパ６によってセミアクティブサスペンションを構成した場合を例に説明した。本発明はこれに限らず、アクチュエータは、車体と車輪との間に上下方向の力を発生させるアクティブサスペンションを構成してもよい。具体的には、アクチュエータは、車体と車輪との間に伸長方向または縮小方向の力を発生させる電気アクチュエータ、油圧アクチュエータ等によって構成される。

【0074】

前記各実施形態では、車体１と車輪２との間で調整可能な力を発生するアクチュエータ（力発生機構）を、減衰力調整式の可変ダンパ６により構成する場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、例えばアクチュエータを液圧緩衝器の他に、エアサスペンション、電磁サスペンション、電気粘性流体を用いたアクチュエータ、磁性流体を用いたアクチュエータ等により構成してもよい。

【0075】

前記第１の実施形態では、車両状態制御部１５は、ばね上上下制振ＢＬＱ１６、アンチダイブ・スクオット制御部１７、ロール制御部１８を備えるものとした。本発明はこれに限らず、車両状態制御部１５は、ばね上上下制振ＢＬＱ１６、アンチダイブ・スクオット制御部１７のいずれか一方を省いてもよく、両方を省いてもよい。

【0076】

前記第３の実施形態では、車両状態制御部４４は、ばね上上下制振ＢＬＱ１６、アンチダイブ・スクオット制御部４５、ロール制御部１８を備えるものとした。本発明はこれに限らず、車両状態制御部４４は、ばね上上下制振ＢＬＱ１６、ロール制御部１８のいずれか一方を省いてもよく、両方を省いてもよい。また、車両状態制御部４４は、第１の実施形態によるロール制御部１８に代えて、第２の実施形態によるロール制御部３１を備えてもよい。

【0077】

前記各実施形態では、ロール制御またはアンチダイブ・スクオット制御を行う車両制御装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、ばね上上下方向制御（ヒーブ制御）を行う車両制御装置に適用してもよい。

【0078】

前記各実施形態では、４輪自動車に用いるサスペンションシステムを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば２輪、３輪自動車、または作業車両、運搬車両であるトラック、バス等にも適用できる。

【0079】

前記各実施形態は例示であり、異なる実施形態や変形例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。

【符号の説明】

【0080】

１：車体、２：車輪、４：サスペンション装置、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：ＣＡＮ、９：自動運転コントロールユニット（自動運転ＥＣＵ）、１１，４１：車両状態コントロールユニット（車両状態ＥＣＵ）、１３，４３：車両状態推定部、１５，４４：車両状態制御部、１７，４５：アンチダイブ・スクオット制御部、１８，３１：ロール制御部、１９：通常ロール制御部、２０：計画ロール制御部、２１，３２：ロール制御指令選択部、４６：通常アンチダイブ・スクオット制御部、４７：計画アンチダイブ・スクオット制御部、４８：アンチダイブ・スクオット制御指令選択部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】