特許 7574763 車両、及び車両用サスペンションの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】車両、及び車両用サスペンションの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/016 20060101AFI20241022BHJP

   B60G 17/015 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

B60G17/016

B60G17/015 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021132888

(22)【出願日】2021-08-17

(65)【公開番号】P2023027642

(43)【公開日】2023-03-02

【審査請求日】2024-01-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】劉 延慶

【審査官】高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１１５４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１５４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７３４１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右の各前輪及び左右の各後輪の少なくとも一方に対して備えられた減衰力可変ショックアブソーバと、
車両操舵時に旋回外輪側と比べて旋回内輪側の方が大きい要求減衰力を発生させるように前記減衰力可変ショックアブソーバを制御する電子制御ユニットと、
を備える車両であって、
前記要求減衰力は、スカイフック制御則に基づくサスペンション発生力の制御要求値に基づいて算出され、
前記制御要求値は、車体重心におけるスカイフック要求ロールモーメントに基づいて算出され、かつ、前記車体重心におけるヒーブ変位量に対する前記スカイフック要求ロールモーメントの第１干渉量を考慮して算出される
ことを特徴とする車両。

【請求項2】

前記制御要求値は、前記第１干渉量とともに、前記車体重心におけるピッチに対する前記スカイフック要求ロールモーメントの第２干渉量を考慮して算出される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。

【請求項3】

左右の各前輪及び左右の各後輪の少なくとも一方に対して備えられた減衰力可変ショックアブソーバを備える車両用サスペンションにおいて、車両操舵時に旋回外輪側と比べて旋回内輪側の方が大きい要求減衰力を発生させるように前記減衰力可変ショックアブソーバを制御する制御方法であって、
前記要求減衰力は、スカイフック制御則に基づくサスペンション発生力の制御要求値に基づいて算出され、
前記制御要求値は、車体重心におけるスカイフック要求ロールモーメントに基づいて算出され、かつ、前記車体重心におけるヒーブ変位量に対する前記スカイフック要求ロールモーメントの第１干渉量を考慮して算出される
ことを特徴とする車両用サスペンションの制御方法。

【請求項4】

前記制御要求値は、前記第１干渉量とともに、前記車体重心におけるピッチに対する前記スカイフック要求ロールモーメントの第２干渉量を考慮して算出される
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用サスペンションの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、減衰力可変ショックアブソーバを備える車両、及び車両用サスペンションの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、減衰力可変ショックアブソーバを備える車両が開示されている。この車両では、車両操舵時に、旋回外輪側と比べて旋回内輪側の減衰力が大きくなるように減衰力可変ショックアブソーバが制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１１５４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の減衰力の内外輪配分制御によれば、車体の重心高を下げて車両操縦性を向上できる。しかしながら、操舵時に車体姿勢を保持しにくくなり、車両挙動が不安定となる可能性がある。

【0005】

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、操舵時に車体姿勢を保持し易くしつつ、減衰力の内外輪配分制御を利用して車両操縦性を向上できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る車両は、減衰力可変ショックアブソーバと、電子制御ユニットと、を備える。減衰力可変ショックアブソーバは、左右の各前輪及び左右の各後輪の少なくとも一方に対して備えられている。電子制御ユニットは、車両操舵時に旋回外輪側と比べて旋回内輪側の方が大きい要求減衰力を発生させるように減衰力可変ショックアブソーバを制御する。要求減衰力は、スカイフック制御則に基づくサスペンション発生力の制御要求値に基づいて算出される。制御要求値は、車体重心におけるスカイフック要求ロールモーメントに基づいて算出され、かつ、車体重心におけるヒーブ変位量に対するスカイフック要求ロールモーメントの第１干渉量を考慮して算出される。

【0007】

本開示に係る制御方法は、左右の各前輪及び左右の各後輪の少なくとも一方に対して備えられた減衰力可変ショックアブソーバを備える車両用サスペンションにおいて、車両操舵時に旋回外輪側と比べて旋回内輪側の方が大きい要求減衰力を発生させるように減衰力可変ショックアブソーバを制御する。要求減衰力は、スカイフック制御則に基づくサスペンション発生力の制御要求値に基づいて算出される。制御要求値は、車体重心におけるスカイフック要求ロールモーメントに基づいて算出され、かつ、車体重心におけるヒーブ変位量に対するスカイフック要求ロールモーメントの第１干渉量を考慮して算出される。

【0008】

上記の車両又は制御方法において、制御要求値は、第１干渉量とともに、車体重心におけるピッチに対するスカイフック要求ロールモーメントの第２干渉量を考慮して算出されてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る車両、及び車両用サスペンションの制御方法によれば、スカイフック制御則に基づくサスペンション発生力の制御要求値は、車体重心におけるヒーブ変位量に対するスカイフック要求ロールモーメントの干渉量（第１干渉量）を考慮して算出される。これにより、車両操舵時に当該干渉量に起因するヒーブ変位が抑制されるように制御要求値を決定できるようになる。このため、操舵時に車体姿勢を保持し易くしつつ、減衰力の内外輪配分制御を利用して車両操縦性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係る車両の構成の一例を概略的に示す図である。

【図2】図１に示すサスペンションの構成の一例を概略的に示す図である。

【図3】要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの算出に関連する各種物理量の定義を示す車両のモデル図である。

【図4】制御要求値Ｆ_ａｚｆｒの算出、及びこれに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｆｒの算出の流れについて説明するための図である。

【図5】制御要求値Ｆ_ａｚｆｌの算出、及びこれに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｆｌの算出の流れについて説明するための図である。

【図6】制御要求値Ｆ_ａｚｒｒの算出、及びこれに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｒｒの算出の流れについて説明するための図である。

【図7】制御要求値Ｆ_ａｚｒｌの算出、及びこれに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｒｌの算出の流れについて説明するための図である。

【図8】干渉量が考慮されていない比較例に係る車体重心Ｇにおける３モードのスカイフック制御要求値Ｆ_ａｚ、Ｍ_ａｒｏｌ、及びＭ_ａｐｉｔの設計フローを示す図である。

【図9】図８に示す比較例の構成を備える車両の操舵時の動作を表した図である。

【図10】実施の形態に係る車体重心Ｇにおける３モードのスカイフック制御要求値Ｆ_ａｚ、Ｍ_ａｒｏｌ、及びＭ_ａｐｉｔの設計フローを示す図である。

【図11】実施の形態に係る車両１の操舵時の動作を表した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本開示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、本開示に係る技術思想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、本開示に係る技術思想に必ずしも必須のものではない。

【0012】

１．車両の構成
図１は、実施の形態に係る車両１の構成の一例を概略的に示す図である。車両１は、４つの車輪１０を備えている。また、車両１は、独立懸架式のサスペンション２０を備えている。なお、以下の説明では、個々の車輪１０を個別に呼称する場合には、左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬおよび右後輪１０ＲＲと称される。

【0013】

図２は、図１に示すサスペンション２０の構成の一例を概略的に示す図である。サスペンション２０は、各車輪１０を車体２から懸架しており、サスペンションアーム２２、サスペンションスプリング２４、及びショックアブソーバ２６を備えている。ショックアブソーバ２６は、減衰力可変式であり、発生させる減衰力を調整するアクチュエータ２８を備えている。車体２及びショックアブソーバ２６等の部材のうちサスペンションスプリング２４よりも車体２の側の部分がバネ上３に相当する。これに対し、車輪１０及びショックアブソーバ２６等の部材のうちサスペンションスプリング２４よりも車輪１０の側の部分がバネ下４に相当する。

【0014】

さらに、車両１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０を備えている。ＥＣＵ３０は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、車両１に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、アクチュエータ２８に対して操作信号を出力する。記憶装置には、アクチュエータ２８を制御するための各種の制御プログラムが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムを記憶装置から読み出して実行し、これにより、減衰力可変ショックアブソーバ２６による減衰力の制御が実現される。

【0015】

上述の各種センサは、バネ上加速度センサ３２と、ストロークセンサ３４とを含む。バネ上加速度センサ３２は、各車輪１０に対応して備えられ、バネ上加速度（すなわち、車輪１０の位置に対する車体２（バネ上３）の上下加速度）に応じた信号を出力する。ストロークセンサ３４は、各車輪１０（各サスペンション２０）に対応して備えられ、サスペンション２０ストローク量ｚ_ｓｉに応じた信号を出力する。なお、ストローク量ｚ_ｓｉは、例えば、オブザーバを利用して、バネ上加速度センサ３２により検出されるバネ上加速度から推定されてもよい。

【0016】

２．サスペンション制御
車両の乗り心地を向上する手法の１つとして、スカイフック制御則に基づくスカイフック制御が知られている。スカイフック制御則に基づいて決定される減衰力を発生するように各車輪１０の減衰力可変ショックアブソーバ２６を制御することにより、路面から各車輪１０への上下入力に伴うバネ上３（車体２）の上下振動を抑制できる。本実施形態において行われるスカイフック制御則に基づく減衰力の制御は、車両操舵時に行われる減衰力の「内外輪配分制御」を含む。

【0017】

この内外輪配分制御では、旋回中の車両１の重心高を下げることによって車両操縦性を高めるために、旋回外輪側と比べて旋回内輪側の方が大きい減衰力を発生させるようにショックアブソーバ２６（アクチュエータ２８）が制御される。より詳細には、旋回外輪側の減衰力が低下し、旋回内輪側の減衰力が増加するようにショックアブソーバ２６が制御される。

【0018】

ただし、単に旋回外輪側と比べて旋回内輪側の方が大きくなるように要求減衰力を算出するだけでは、ヒーブ方向（車体上下方向Ｚ）とピッチ方向における車体２の変化量が大きくなってしまう。このような課題に鑑み、本実施形態の内外輪配分制御で用いられる各車輪１０の要求減衰力Ｆ_ｓｄｉは、下記のように決定される。

【0019】

図３は、要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの算出に関連する各種物理量の定義を示す車両１のモデル図である。なお、下記の説明において、添字ｉは、各車輪１０と対応する記号ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌに対応している。

【0020】

図３において、Ｇは車体２（バネ上３）の重心（車体重心）である。車両１の例では、車体重心Ｇは、車両前後方向Ｘにおける前輪軸と後輪軸との中間位置に対して少し前輪側に位置している。θ_ｒｏｌ及びθ_ｐｉｔは、それぞれ、車体重心Ｇ周りのロール角及びピッチ角である。図３に示すように、ロール角θ_ｒｏｌは、車体２の左側が車両上下方向（以下、単に「上下方向」とも称する）Ｚの下方に下がる時（すなわち、左輪１０ＦＬ、１０ＲＬが内輪となり、右輪１０ＦＲ、１０ＲＲが外輪となる時）に正となる。ピッチ角θ_ｐｉｔは、車体２の前方側が上下方向Ｚの下方に下がる時に正となる。ｌ_ｆは車両前後方向Ｘにおける車体重心Ｇと前輪１０ＦＲ、１０ＦＬの回転軸との距離（重心前輪軸間距離）であり、同様に、ｌ_ｒは同方向Ｘにおける車体重心Ｇと後輪１０ＲＲ、１０ＲＬの回転軸との距離（重心後輪軸間距離）である。したがって、これらの距離ｌ_ｒと距離ｌ_ｒとの和は、車両１のホイールベースＬに相当する。Ｔ_ｆ及びＴ_ｒは、それぞれ、前輪１０ＦＲ、１０ＦＬのトレッド幅、及び後輪１０ＲＲ、１０ＲＬのトレッド幅である。

【0021】

ｚ_ｂは、車体重心Ｇにおける上下方向Ｚの車体２の変位量（バネ上変位量）であり、上下方向Ｚの上向きを正とする。ｚ_ｂｉは、各車輪１０の位置における車体２の変位量である。ｚ_ｗｉは、各車輪１０の変位量（バネ下変位量）である。各車輪１０におけるサスペンションストローク量ｚ_ｓｉは、バネ下変位量ｚ_ｗｉからバネ上変位量ｚ_ｂｉを引くことで得られる値（＝ｚ_ｗｉ－ｚ_ｂｉ）である。したがって、ストローク量ｚ_ｓｉは、サスペンション圧縮時に正となる。

【0022】

各車輪１０において、Ｆ_ｓｉは、サスペンション発生力であり、車体２を上方に持ち上げるように作用する時に正となる。サスペンション発生力Ｆ_ｓｉは、サスペンションスプリング２４の発生力Ｆ_ｓｋｉと、ショックアブソーバ２６の発生力との和に相当する。ショックアブソーバ２６の発生力（すなわち、減衰力）の要求値が、上述の要求減衰力Ｆ_ｓｄｉである。各車輪１０における要求減衰力Ｆ_ｓｄｉは、スカイフック制御則に基づくサスペンション発生力の制御要求値Ｆ_ａｚｉ（スカイフック制御量）に基づいて算出される。なお、制御要求値Ｆ_ａｚｉに付される記号「ａ」は、アクティブの略であり、スカイフック制御則に基づく要求値であることを示している。このことは、後述の要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌ、及び要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}等についても同様である。

【0023】

＜制御要求値Ｆ_ａｚｉの算出＞
本実施形態に係る制御要求値Ｆ_ａｚｉの算出式の導出について説明する。まず、（１）式は、スカイフック制御則に基づく車体重心Ｇにおける要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌ（スカイフック要求ロールモーメント）の算出式である。（１）式に示すように、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌは、スカイフックゲインＣ_{ａ＿ｒｏｌ}とロール角速度ｄθ_ｒｏｌの積にマイナス符号を付けて得られる値である。スカイフックゲインＣ_{ａ＿ｒｏｌ}は事前に適合された値である。ロール角速度ｄθ_ｒｏｌは、計測値であり、例えば、バネ上加速度センサ３２によって検出されるバネ上加速度に基づく各車輪１０の位置におけるバネ上変位量ｚ_ｂｉから算出できる。要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌは、車体２に生じるロール方向の変位を抑制するために要求されるロールモーメントであるため、（１）式の右辺にマイナス符号が付されている。

【数1】

【0024】

次に、（２）～（５）式は、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌに基づく各車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉの基本式である。より詳細には、右前輪１０ＦＲの制御要求値Ｆ_ａｚｆｒの基本式は、重心後輪軸間距離ｌ_ｒ、前輪トレッド幅Ｔ_ｆ、ホイールベースＬ、及び要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌに基づいて（２）式に示すように表される。他の車輪１０ＦＬ、１０ＲＲ、１０ＲＬの制御要求値Ｆ_ａｚｆｒの基本式も、同様に（３）～（５）式に示すように表される。

【数2】

【0025】

次に、（６）～（９）式は、それぞれ、（２）～（５）式に示される制御要求値Ｆ_ａｚｉの基本式に対して、「内外輪配分制御」のための制御要求値Ｆ_ａｚｉの配分が加えられた式に相当する。具体的には、この配分のために、事前に適合された変化量ｂ_ｆ及びｂ_ｒが用いられる。変化量ｂ_ｆは前輪１０ＦＲ、１０ＦＬ用であり、変化量ｂ_ｒは後輪１０ＲＲ、１０ＲＬ用である。変化量ｂ_ｆ及びｂ_ｒは、それぞれ、０より大きくかつ１より小さい値をとる。なお、変化量ｂ_ｆ及びｂ_ｒは、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

【数3】

【0026】

より詳細には、（６）～（９）式のそれぞれで用いられる配分比（１－ｂ_ｆ）及び（１＋ｂ_ｆ）は、図４～図７を参照して後述されるようにストローク速度ｄｚ_ｓｉに応じて変更される。ストローク速度ｄｚ_ｓｉは、バネ下速度ｄｚ_ｗｉからバネ上速度ｄｚ_ｂｉを引いて得られる。具体的には、ストローク速度ｄｚ_ｓｉが正又はゼロとなる車輪１０では、配分比（１－ｂ_ｆ）が選択され、ストローク速度ｄｚ_ｓｉが負となる車輪１０では、配分比（１＋ｂ_ｆ）が選択される。このため、車両操舵に伴う車両１の左旋回時（すなわち、左輪１０ＦＬ、１０ＲＬが内輪となり、右輪１０ＦＲ、１０ＲＲが外輪となる時）においてロール角θ_ｒｏｌが拡大する時には、各車輪１０の配分比（１－ｂ_ｆ）及び（１＋ｂ_ｆ）は、（６）～（９）式に示すように選択される。一方、車両１の右旋回時に選択される各車輪１０の配分比（１－ｂ_ｆ）及び（１＋ｂ_ｆ）は、（６）～（９）式に示すものと逆となる。これにより、旋回時の内輪に該当する車輪１０の配分比（１＋ｂ_ｆ）は１より大きくなり、外輪に該当する車輪１０の配分比（１－ｂ_ｆ）は１より小さくなる。したがって、内輪側の制御要求値Ｆ_ａｚｆｌが増加し、外輪側の制御要求値Ｆ_ａｚｆｒが減少するように要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌを配分する内外輪配分制御を行うことができる。

【0027】

ここで、（６）～（９）式を利用して得られる内外輪配分後の制御要求値Ｆ_ａｚｉは、ヒーブ方向（上下方向Ｚ）及びピッチ方向の車体２（バネ上３）の挙動に影響を与える干渉量を含んでいる。

【0028】

具体的には、次の（１０）式は、（６）～（９）式の各辺を足し合わせて得られる関係を示している。この（１０）式の右辺は、内外輪配分後の各車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉに応じた要求減衰力Ｆ_ｓｄｉを発生させた際に要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌの付与に起因して車体重心Ｇに表れる上下方向Ｚ（ヒーブ方向）の発生力の変化量に相当する。つまり、（１０）式の右辺に表される変化量（本開示に係る「第１干渉量」の一例に相当）の影響により、車両操舵時に要求減衰力Ｆ_ｓｄｉを発生させた際のヒーブ方向の車体２の変位量ｚ_ｂの変化が大きくなってしまう（後述の９（Ａ）参照）。

【数4】

【0029】

次の（１１）式の左辺は、内外輪配分後の各車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉに基づくピッチモーメントに相当する。このピッチモーメントの値は、（６）～（９）式より、（１１）式の左辺のように表される。（１０）式を参照したヒーブの例と同様に、（１１）式の右辺に表されるピッチモーメントは、要求減衰力Ｆ_ｓｄｉを発生させた際に要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌの付与に起因して生じるピッチモーメントの変化量に相当する。つまり、（１１）式の右辺に表される変化量（本開示に係る「第２干渉量」の一例に相当）の影響により、車両操舵時に要求減衰力Ｆ_ｓｄｉを発生させた際のピッチ角θ_ｐｉｔの変化が大きくなってしまう（後述の９（Ｂ）参照）。

【数5】

【0030】

そこで、本実施形態では、内外輪配分後の各車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉの算出において、ヒーブ方向（上下方向Ｚ）及びピッチ方向の干渉量が次のように考慮される。まず、（１２）式は、（１０）式の右辺に表されるヒーブ方向の干渉量に応じたヒーブ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｚ＿ｒｏｌ}の算出式であり、上述のスカイフックゲインＣ_{ａ＿ｒｏｌ}を基礎として表されている。同様に、（１３）式は、（１１）式の右辺に表されるピッチ方向の干渉量に応じたピッチ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}の算出式であり、スカイフックゲインＣ_{ａ＿ｒｏｌ}を基礎として表されている。

【数6】

【0031】

なお、（１２）及び（１３）式の右辺には、それぞれ、所定の係数ｇ_ａｚ及びｇ_ａｐｉｔが掛け合わされている。係数ｇ_ａｚは、スカイフックゲインＣ_{ａｚ＿ｒｏｌ}を、（１０）式の右辺のように表されるヒーブ方向の干渉量と等価とみなせるように事前に適合される値である。係数ｇ_ａｐｉｔも同様に、スカイフックゲインＣ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}を、（１１）式の右辺のように表されるピッチ方向の干渉量と等価とみなせるように事前に適合される値である。ただし、これらの係数ｇ_ａｚ及びｇ_ａｐｉｔは、簡易的に１とされてもよい。

【0032】

次に、（１４）～（１６）式は、それぞれ、車両操舵時における車体重心Ｇの３モード（ロール、ヒーブ、及びピッチ）の各車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉの関係式を示している。そして、ヒーブに関する（１５）式とピッチに関する（１６）式には、上述の干渉量（（１０）及び（１１）式参照）を考慮したヒーブ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｚ＿ｒｏｌ}、及びピッチ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}がそれぞれ反映されている。

【数7】

【0033】

より詳細には、（１５）式では、４つの車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉの和に相当する制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}が、ヒーブ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｚ＿ｒｏｌ}と車体重心Ｇでの車体２の変位速度ｄＺ_ｂとの積にマイナス符号を付けて得られる値と等しくなるものとして表されている。つまり、（１５）式は、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの発生に起因して生じるヒーブ方向の干渉量を減らすために必要とされる車体重心Ｇにおけるヒーブ方向（上下方向Ｚ）の制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}を示している。

【0034】

そして、（１６）式では、４つの車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉに応じた要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}が、ピッチ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}とピッチ角速度ｄθ_ｐｉｔとの積にマイナス符号を付けて得られる値と等しくなるものとして表されている。つまり、（１６）式は、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの発生に起因して生じるピッチ方向の干渉量を減らすために必要とされる車体重心Ｇにおけるピッチ方向の要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}を示している。

【0035】

次に、本実施形態において用いられる各車輪１０の最終的な制御要求値Ｆ_ａｚｉの算出式である（１７）～（２０）式について説明する。（１７）～（２０）式は、上述の（１４）～（１６）式に、車体重心Ｇにおけるワープ（Ｗａｒｐ）モードの関係を特定する（２１）式を加えて合計４つの連立方程式を解くことにより得られる。（１７）～（２０）式は、（６）～（９）式を利用して得られる内外輪配分後の制御要求値Ｆ_ａｚｉの右辺と同じ要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌの項を有する。さらに、（１７）～（２０）式は、ヒーブ方向の干渉量を減らすための制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}の項と、ピッチ方向の干渉量を減らすための要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}の項とを有する。なお、（２１）式中の長さｌ_ｗｆ及びｌ_ｗｒは、それぞれ、（２２）及び（２３）式に示すように表される。

【数8】

【0036】

＜要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの算出の流れ＞
次に、図４～図７を参照して、制御要求値Ｆ_ａｚｉの算出、及びこれに基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの算出の流れについて説明する。図４、図５、図６、及び図７は、それぞれ、右前輪１０ＦＲ、左前輪１０ＦＬ、右後輪１０ＲＲ、及び左後輪１０ＲＬを対象としている。ここでは、要求減衰力Ｆ_ｓｄｉの算出の流れについて、図４を参照して右前輪１０ＦＲを例に挙げて詳述するが、他の車輪１０に関する算出の流れについても、図５～図７に表されるように同様である。

【0037】

図４に示すように、制御要求値Ｆ_ａｚｆｒは、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌ、制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}、及び要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}に基づいて算出される。要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌは、（１）式を参照して説明したように、スカイフックゲインＣ_{ａ＿ｒｏｌ}とロール角速度ｄθ_ｒｏｌから算出できる。制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}は、（１５）式に示す関係に基づき、（１２）式に示す関係に基づくヒーブ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｚ＿ｒｏｌ}と、車体２の変位速度（バネ上速度）ｄＺ_ｂとから算出できる。要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}は、（１６）式に示す関係に基づき、（１３）式に示す関係に基づくピッチ方向のスカイフックゲインＣ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}と、ピッチ角速度ｄθ_ｐｉｔから算出できる。

【0038】

図４に示すように、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌは、まず、係数（ｌ_ｒ／Ｔ_ｆＬ）と掛け合わされる。また、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌに掛け合わされる内外輪配分比は、上述のようにストローク速度ｄｚ_ｓｆｒに応じて変化する。具体的には、ストローク速度ｄｚ_ｓｆｒがゼロ以上の場合には、配分比（１－ｂ_ｆ）が選択され、ストローク速度ｄｚ_ｓｆｒが負の場合には、配分比（１＋ｂ_ｆ）が選択される。制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}は、係数（ｌ_ｒ／２Ｌ）と掛け合わされる。要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}は、係数（１／２Ｌ）と掛け合わされる。

【0039】

そのうえで、図４に示すように、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌ、制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}、及び要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}の各項が足し合わされる。これらの各項の符号は、（１７）式で表されるものと同じであり、それぞれ、プラス、マイナス、及びマイナスである。右前輪１０ＦＲの制御要求値Ｆ_ａｚｆｒは、このような算出の流れに従って算出できる。このことは、他の車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｆｌ、Ｆ_ａｚｒｒ、及びＦ_ａｚｒｌについても同様である。

【0040】

そのうえで、ショックアブソーバ２６のアクチュエータ２８に指示される各車輪１０の要求減衰力Ｆ_ｓｄｉが制御要求値Ｆ_ａｚｉに基づいて算出される。具体的には、要求減衰力Ｆ_ｓｄｉは、（２４）式に示される判断条件に基づいて決定される。

【数9】

【0041】

ここで、アクチュエータ２８によって制御されるショックアブソーバ２６の減衰力は、ショックアブソーバ２６の伸縮に対する抵抗力である。このため、減衰力を発生できる条件は、バネ上速度ｄｚ_ｂｉとストローク速度ｄｚ_ｓｉとの関係に応じて制限される。具体的には、減衰力は、車体２（バネ上３）が上方に移動しており、かつショックアブソーバ２６が伸びている時に、ショックアブソーバ２６の伸びを抑制するように発生できる。また、減衰力は、車体２（バネ上３）が下方に移動しており、かつショックアブソーバ２６が縮んでいる時に、ショックアブソーバ２６の縮みを抑制するように発生できる。これらの２つの場合には、（２４）式中に表されるバネ上速度ｄｚ_ｂｉとストローク速度ｄｚ_ｓｉとの積が負となる。そこで、この積が負となる条件では、制御要求値Ｆ_ａｚｉが要求減衰力Ｆ_ｓｄｉとして用いられる。一方、この積が正又はゼロとなる条件では、要求減衰力Ｆ_ｓｄｉはゼロとされる。

【0042】

（２４）式に従う処理により、減衰力可変ショックアブソーバ２６を利用したセミアクティブサスペンション２０において、スカイフック制御則に基づく要求減衰力Ｆ_ｓｄｉを算出することができる。ＥＣＵ３０は、このように算出される要求減衰力Ｆ_ｓｄｉを発生させるように各車輪１０のアクチュエータ２８を制御する。

【0043】

３．作用効果
以上説明したように、本実施形態に係る車両操舵時の内外輪配分制御では、車体重心Ｇにおけるスカイフック要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌに基づく（換言すると、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌの付与に起因する）ヒーブ方向及びピッチ方向の干渉量（（１０）及び（１１）式参照）が考慮されている。以下、このような干渉量が考慮されていない比較例と対比しつつ、本実施形態の内外輪配分制御の効果について説明する。

【0044】

図８は、干渉量が考慮されていない比較例に係る車体重心Ｇにおける３モードのスカイフック制御要求値Ｆ_ａｚ、Ｍ_ａｒｏｌ、及びＭ_ａｐｉｔの設計フローを示す図である。なお、制御要求値Ｆ_ａｚは、車体重心Ｇにおけるヒーブ方向のトータルの制御要求値に相当し、一方、上述の制御要求値Ｆ_{ａｚ＿ｒｏｌ}は、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌの付与に伴う車体重心Ｇにおけるヒーブ方向の制御要求値に相当する。このことは、要求ピッチモーメントＭ_ａｐｉｔと上述の要求ピッチモーメントＭ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}との関係についても同様である。

【0045】

図８に示す比較例では、制御要求値Ｆ_ａｚは、バネ上速度ｄｚ_ｂと、ヒーブに関するスカイフックゲインＣ_ａｚとの積にマイナス符号を付けて得られる。要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌについては、（１）式を参照して説明した通りである。要求ピッチモーメントＭ_ａｐｉｔは、ピッチに関するスカイフックゲインＣ_ａｐｉｔとの積にマイナス符号を付けて得られる。

【0046】

図９は、図８に示す比較例の構成を備える車両の操舵時の動作を表した図である。より詳細には、図９（Ａ）は、車体重心Ｇにおけるバネ上変位量ｚ_ｂとロール角θ_ｒｏｌとの関係を示し、図９（Ｂ）は、車体重心Ｇにおけるピッチ角θ_ｐｉｔとロール角θ_ｒｏｌとの関係を示している。図９は、所定の振幅の正弦波状の横加速度（横Ｇ）が車両に作用した際の関係を示している。

【0047】

図９（Ａ）に示すように、「ヒーブ方向の干渉量」が考慮されていない比較例の内外輪配分制御が行われた場合（実線）には、内外輪配分制御が行われない場合（破線）と比べて、車体２のロール時のバネ上変位量ｚ_ｂ（すなわち、ヒーブ方向の車体２の変位量）の変化が大きくなっている。

【0048】

同様に、図９（Ｂ）に示すように、「ピッチ方向の干渉量」が考慮されていない比較例の内外輪配分制御が行われた場合（実線）には、内外輪配分制御が行われない場合（破線）と比べて、車体２のロール時のピッチ角θ_ｐｉｔの変化が大きくなっている。

【0049】

一方、図１０は、実施の形態に係る車体重心Ｇにおける３モードのスカイフック制御要求値Ｆ_ａｚ、Ｍ_ａｒｏｌ、及びＭ_ａｐｉｔの設計フローを示す図である。図１０に示す設計フローにおいて、要求ロールモーメントＭ_ａｒｏｌは、比較例の設計フローと同じである。本設計フローは、ヒーブ及びピッチに関するスカイフックゲインにおいて、比較例の設計フローと相違している。

【0050】

具体的には、ヒーブに関し、本設計フローでは、比較例と同じスカイフックゲインＣ_ａｚに、ヒーブ方向の干渉量が反映されたスカイフックゲインＣ_{ａｚ＿ｒｏｌ}（（１２）式参照）が足し合わされている。このように、本設計フローによれば、車体重心Ｇにおけるヒーブ方向のトータルの制御要求値Ｆ_ａｚの算出に、ヒーブ方向の干渉量が反映（考慮）されている。なお、本設計フローでは、係数ｇ_ａｚの設定も行われる。

【0051】

同様に、ピッチに関し、本設計フローでは、比較例と同じスカイフックゲインＣ_ａｐｉｔに、ピッチ方向の干渉量が反映されたスカイフックゲインＣ_{ａｐｉｔ＿ｒｏｌ}（（１３）式参照）が足し合わされている。このように、本設計フローによれば、車体重心Ｇにおけるピッチ方向のトータルの制御要求値である要求ピッチモーメントＭ_ａｐｉｔの算出に、ピッチ方向の干渉量が反映（考慮）されている。なお、本設計フローでは、係数ｇ_ａｐｉｔの設定も行われる。

【0052】

図１１は、実施の形態に係る車両１の操舵時の動作を表した図である。より詳細には、図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）は、図９と同じ条件における実施の形態１の車両１（実線）の動作と比較例の車両（一点鎖線）の動作とを比較した図である。図１１（Ａ）に示すように、「ヒーブ方向の干渉量」の考慮により、車体２のロール時のバネ上変位量ｚ_ｂ（ヒーブ方向の車体２の変位量（ヒーブ変位量））の変化が比較例と比べて低減されている。また、図１１（Ｂ）に示すように、「ピッチ方向の干渉量」の考慮により、車体２のロール時のピッチ角θ_ｐｉｔの変化が比較例と比べて低減されている。

【0053】

以上説明した本実施形態の内外輪配分制御によれば、「ヒーブ方向の干渉量」及び「ピッチ方向の干渉量」を考慮して各車輪１０の制御要求値Ｆ_ａｚｉが算出される。これにより、車両操舵時（車体２のロール時）にこれらの干渉量に起因するヒーブ変位量の変化及びピッチ角θ_ｐｉｔの変化が抑制されるように制御要求値Ｆ_ａｚｉを決定できるようになる。このため、車両操縦安定性と乗り心地を向上できる。

【0054】

４．他の実施の形態
上述した実施の形態に係る内外輪配分制御では、４つの車輪１０のそれぞれの制御要求値Ｆ_ａｚｉが「ヒーブ方向の干渉量（第１干渉量」及び「ピッチ方向の干渉量（第２干渉量」を考慮して算出されている。このような例に代え、４つの車輪１０のうち前輪１０ＦＲ及び１０ＦＬの制御要求値Ｆ_ａｚｆｒ及びＦ_ａｚｆｌのみが、これらの第１及び第２干渉量に基づいて算出されてもよい。あるいは、４つの車輪１０のうち後輪１０ＲＲ及び１０ＲＬの制御要求値Ｆ_ａｚｒｒ及びＦ_ａｚｒｌのみが、これらの第１及び第２干渉量に基づいて算出されてもよい。

【0055】

また、４つの車輪１０のすべて、前輪１０ＦＲ及び１０ＦＬのみ、又は、後輪１０ＲＲ及び１０ＲＬのみを対象として、制御要求値Ｆ_ａｚｉは、第１及び第２干渉量のうちの第１干渉量（ヒーブ変位量）のみを考慮して算出されてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１ 車両
２ 車体
３ バネ上
４ バネ下
１０、１０ＦＲ、１０ＦＬ、１０ＲＲ、１０ＲＬ 車輪
２０ サスペンション
２２ サスペンションアーム
２４ サスペンションスプリング
２６ 減衰力可変ショックアブソーバ
２８ アクチュエータ
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３２ バネ上加速度センサ
３４ ストロークセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】