特許 7582144 車両用サスペンション制御装置、車両制御システム、及び車両用サスペンション制御方法

(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】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】車両用サスペンション制御装置、車両制御システム、及び車両用サスペンション制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/015 20060101AFI20241106BHJP

   B60G 17/0165 20060101ALI20241106BHJP

   B60G 23/00 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

B60G17/015 B

B60G17/0165

B60G23/00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021155779

(22)【出願日】2021-09-24

(65)【公開番号】P2023046927

(43)【公開日】2023-04-05

【審査請求日】2024-02-12

(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】横田 修太

(72)【発明者】

【氏名】古田 浩貴

【審査官】久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１３８２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０８１３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５０１３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２９１６１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１５８３１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００２３０９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１１３７０９０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｇ １７／０１５

Ｂ６０Ｇ １７／０１６５

Ｂ６０Ｇ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御対象輪のサスペンションストロークを制御するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御することにより、車両のばね上構造体の振動を低減するプレビュー制振制御を実行する電子制御ユニットと、
を備える車両用サスペンション制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値をデータ記憶位置と関連付けてマップ化した路面データマップから、現在時刻からプレビュー時間後の前記制御対象輪の予測通過位置を含む前方路面における前記路面変位関連値のデータである前方路面データを取得する取得処理と、
前記前方路面データ上に存在する前記路面変位関連値の段差の境目に位置する前記路面変位関連値を連続的に使用するように前記車両が走行しているか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理による判定結果が肯定的である場合、前記前方路面データに対してローパスフィルタを適用するフィルタリング処理と、
前記判定処理による判定結果が肯定的である場合、前記フィルタリング処理後の前記前方路面データに基づいて前記プレビュー制振制御を実行する制御処理と、
を実行する
ことを特徴とする車両用サスペンション制御装置。

【請求項2】

前記フィルタリング処理において、前記電子制御ユニットは、前記前方路面データの高周波成分の大きさを示す指標値が大きい場合には、前記指標値が小さい場合と比べて、前記ローパスフィルタの強度を高くする
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション制御装置。

【請求項3】

前記フィルタリング処理において、前記電子制御ユニットは、前記指標値が大きい場合には、前記指標値が小さい場合と比べて、前記前方路面データに対して前記ローパスフィルタを適用する回数を増加させる
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用サスペンション制御装置。

【請求項4】

前記ローパスフィルタの前記強度のレベル値を１以上の正の数で定義したとき、前記フィルタリング処理において、前記電子制御ユニットは、前記指標値が大きくなるにつれ、隣接する自然数と前記隣接する自然数の間に位置する小数とを用いつつ前記レベル値を連続的に増加させる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用サスペンション制御装置。

【請求項5】

前記判定処理による判定結果が肯定的である場合、前記電子制御ユニットは、前記フィルタリング処理において適用された前記ローパスフィルタの時定数に応じた前記前方路面データの位相遅れを相殺するように前記プレビュー時間を増加させる
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の車両用サスペンション制御装置。

【請求項6】

前記判定処理において、前記電子制御ユニットは、前記前方路面データの高周波成分の大きさを示す第１指標値が閾値より大きく、且つ、前記高周波成分よりも低域側の周波数成分の大きさを示す第２指標値が閾値以下の場合に、前記境目に位置する前記路面変位関連値を連続的に使用するように前記車両が走行していると判定する
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１つに記載の車両用サスペンション制御装置。

【請求項7】

請求項１～５の何れか１つに記載の車両用サスペンション制御装置を備え、
前記車両用サスペンション制御装置は、前記路面データマップを生成するマップ管理システムから、前記マップ管理システムによって生成された前記路面データマップの提供を受ける
を備えることを特徴とする車両制御システム。

【請求項8】

前記マップ管理システムは、
前記データ記憶位置のそれぞれに対して実行される処理であって、前記路面データマップ上において隣接するデータ記憶位置との間で前記路面変位関連値の差が閾値以上となるデータ記憶位置を前記路面データマップのエッジ位置として特定するエッジ検出処理と、
前記データ記憶位置のそれぞれに対して実行される処理であって、前記データ記憶位置が前記エッジ位置であるか否かを示すエッジ有無情報を前記データ記憶位置と関連付ける処理と、
を実行し、
前記判定処理において、前記電子制御ユニットは、前記予測通過位置に対応するデータ記憶位置が前記エッジ位置であることを所定回数以上連続して検出した場合に、前記境目に位置する前記路面変位関連値を連続的に使用するように前記車両が走行していると判定する
ことを特徴とする請求項７に記載の車両制御システム。

【請求項9】

制御対象輪のサスペンションストロークを制御するアクチュエータを制御することにより、車両のばね上構造体の振動を低減するプレビュー制振制御を実行する車両用サスペンション制御方法であって、
路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値をデータ記憶位置と関連付けてマップ化した路面データマップから、現在時刻からプレビュー時間後の前記制御対象輪の予測通過位置を含む前方路面における前記路面変位関連値のデータである前方路面データを取得する取得処理と、
前記前方路面データ上に存在する前記路面変位関連値の段差の境目に位置する前記路面変位関連値を連続的に使用するように前記車両が走行しているか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理による判定結果が肯定的である場合、前記前方路面データに対してローパスフィルタを適用するフィルタリング処理と、
前記判定処理による判定結果が肯定的である場合、前記フィルタリング処理後の前記前方路面データに基づいて前記プレビュー制振制御を実行する制御処理と、
を含む
ことを特徴とする車両用サスペンション制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両のばね上構造体の振動を低減するプレビュー制振制御を行う車両用サスペンション制御装置、車両制御システム、及び車両用サスペンション制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、アクティブサスペンションの制御装置を開示している。この制御装置は、車両の前面に取り付けられた路面センサによって検出された車両前方の路面変位の時系列データが正常であるか否かを判断する。そして、路面変位の検出が異常であるときには、制御装置は、後輪のサスペンションの制御を前輪位置での上下加速度に基づく制御に切り替える。これにより、路面センサによって路面の変位が正確に検出されない場合における車両の乗り心地性能の悪化が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０５－０９６９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両のばね上構造体の振動を低減するプレビュー制振制御では、制御対象輪のサスペンションストロークを制御するアクチュエータを制御するために、路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値を位置と関連付けてマップ化した路面データマップが用いることが考えられる。この路面データマップ上の路面変位関連値には、段差が生じ得る。車両がこのような段差の境目に位置する路面変位関連値を連続的に使用するように走行すると、プレビュー制振制御による制振効果が低下したり、車体の能動振動が生じたりする場合がある。

【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、その目的は、路面データマップ上に存在する路面変位関連値の段差の影響に起因する制振効果の低下又は車体の能動振動の発生を抑制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】

【0006】

本開示に係る車両用サスペンション制御装置は、アクチュエータと、電子制御ユニットと、を備える。アクチュエータは、制御対象輪のサスペンションストロークを制御する。電子制御ユニットは、アクチュエータを制御することにより、車両のばね上構造体の振動を低減するプレビュー制振制御を実行する。電子制御ユニットは、取得処理と、判定処理と、フィルタリング処理と、制御処理と、を実行する。取得処理は、路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値をデータ記憶位置と関連付けてマップ化した路面データマップから、現在時刻からプレビュー時間後の制御対象輪の予測通過位置を含む前方路面における路面変位関連値のデータである前方路面データを取得する処理である。判定処理は、前方路面データ上に存在する路面変位関連値の段差の境目に位置する路面変位関連値を連続的に使用するように車両が走行しているか否かを判定する処理である。フィルタリング処理は、判定処理による判定結果が肯定的である場合、前方路面データに対してローパスフィルタを適用する処理である。制御処理は、判定処理による判定結果が肯定的である場合、フィルタリング処理後の前方路面データに基づいてプレビュー制振制御を実行する処理である。

【0007】

フィルタリング処理において、電子制御ユニットは、前方路面データの高周波成分の大きさを示す指標値が大きい場合には、指標値が小さい場合と比べて、ローパスフィルタの強度を高くしてもよい。

【0008】

フィルタリング処理において、電子制御ユニットは、指標値が大きい場合には、指標値が小さい場合と比べて、前方路面データに対してローパスフィルタを適用する回数を増加させてもよい。

【0009】

ローパスフィルタの強度のレベル値を１以上の正の数で定義したとき、フィルタリング処理において、電子制御ユニットは、指標値が大きくなるにつれ、隣接する自然数と隣接する自然数の間に位置する小数とを用いつつレベル値を連続的に増加させてもよい。

【0010】

判定処理による判定結果が肯定的である場合、電子制御ユニットは、フィルタリング処理において適用されたローパスフィルタの時定数に応じた前方路面データの位相遅れを相殺するようにプレビュー時間を増加させてもよい。

【0011】

判定処理において、電子制御ユニットは、前方路面データの高周波成分の大きさを示す第１指標値が閾値より大きく、且つ、高周波成分よりも低域側の周波数成分の大きさを示す第２指標値が閾値以下の場合に、上記境目に位置する路面変位関連値を連続的に使用するように車両が走行していると判定してもよい。

【0012】

本開示に係る車両制御システムは、上記車両用サスペンション制御装置を備える。車両用サスペンション制御装置は、路面データマップを生成するマップ管理システムから、マップ管理システムによって生成された路面データマップの提供を受ける。

【0013】

マップ管理システムは、データ記憶位置のそれぞれに対して実行される処理であって路面データマップ上において隣接するデータ記憶位置との間で路面変位関連値の差が閾値以上となるデータ記憶位置を路面データマップのエッジ位置として特定するエッジ検出処理と、データ記憶位置のそれぞれに対して実行される処理であってデータ記憶位置がエッジ位置であるか否かを示すエッジ有無情報をデータ記憶位置と関連付ける処理と、を実行してもよい。そして、判定処理において、電子制御ユニットは、予測通過位置に対応するデータ記憶位置がエッジ位置であることを所定回数以上連続して検出した場合に、上記境目に位置する路面変位関連値を連続的に使用するように車両が走行していると判定してもよい。

【0014】

本開示に係る車両用サスペンション制御方法は、制御対象輪のサスペンションストロークを制御するアクチュエータを制御することにより、車両のばね上構造体の振動を低減するプレビュー制振制御を実行する。この制御方法は、路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値をデータ記憶位置と関連付けてマップ化した路面データマップから現在時刻からプレビュー時間後の制御対象輪の予測通過位置を含む前方路面における路面変位関連値のデータである前方路面データを取得する取得処理と、前方路面データ上に存在する路面変位関連値の段差の境目に位置する路面変位関連値を連続的に使用するように車両が走行しているか否かを判定する判定処理と、判定処理による判定結果が肯定的である場合、前方路面データに対してローパスフィルタを適用するフィルタリング処理と、判定処理による判定結果が肯定的である場合、フィルタリング処理後の前方路面データに基づいてプレビュー制振制御を実行する制御処理と、を含む。

【発明の効果】

【0015】

本開示に係る車両用サスペンション制御装置、車両制御システム、及び車両用サスペンション制御方法のそれぞれによれば、前方路面データ上に存在する路面変位関連値の段差の境目に位置する路面変位関連値を連続的に使用するように車両が走行していると判定された場合、プレビュー制振制御の基礎として用いられる前方路面データに対してローパスフィルタを適用するフィルタリング処理が実行される。これにより、段差の影響に起因する制振効果の低下又は車体の能動振動の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施の形態に係る車両の構成例を示す概略図である。

【図2】実施の形態に係るサスペンションの構成例を示す概念図である。

【図3】ばね下変位算出処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】実施の形態に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。

【図5】車両の運転環境を示す運転環境情報の一例を示すブロック図である。

【図6】本実施の形態に係るマップ管理システムの構成例を示すブロック図である。

【図7】ばね下変位マップを説明するための概念図である。

【図8】実施の形態に係るマップ生成／更新処理を要約的に示すフローチャートである。

【図9】プレビュー制振制御を説明するための概念図である。

【図10】ばね下変位マップ上に存在する段差Ｓの境目について説明するための概念図である。

【図11】実施の形態に係るプレビュー制振制御に関する処理の一例を示すフローチャートである。

【図12】段差Ｓの境目の判定手法Ａの処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】指標値Ｘｈの大きさに応じたＬＰＦの強度変更の具体例１及び２を説明するための図である。

【図14】指標値Ｘｈに応じてＬＰＦの強度を連続的に変更する処理を示すブロック図である。

【図15】段差Ｓの境目の判定手法Ｂの処理の一例を示すフローチャートである。

【図16】段差Ｓの境目の判定手法Ｂの処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。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。

【0018】

１．サスペンション及び路面変位関連値
図１は、本実施の形態に係る車両１の構成例を示す概略図である。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、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲを含んでいる。それら左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲのそれぞれに対してサスペンション３ＦＬ、３ＦＲ、３ＲＬ、及び３ＲＲが設けられている。以下の説明では、特に区別の必要が無い場合、各車輪を車輪２と呼び、各サスペンションをサスペンション３と呼ぶ。

【0019】

図２は、実施の形態に係るサスペンション３の構成例を示す概念図である。サスペンション３は、車両１のばね下構造体４とばね上構造体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４は、車輪２を含んでいる。サスペンション３は、スプリング３Ｓ、ダンパ（ショックアブソーバ）３Ｄ、及びアクチュエータ３Ａを含んでいる。スプリング３Ｓ、ダンパ３Ｄ、及びアクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に並列に設けられている。アクチュエータ３Ａはサスペンション３のストロークを制御する。スプリング３Ｓのばね定数はＫである。ダンパ３Ｄの減衰係数はＣである。アクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に上下方向の制御力Ｆｃを作用させる。

【0020】

より詳細には、アクチュエータ３Ａは、例えば、電動式又は油圧式のアクティブアクチュエータ（いわゆる、フルアクティブサスペンションを構成するアクチュエータ）である。あるいは、アクチュエータ３Ａは、例えば、ダンパ３Ｄが発生させる減衰力を可変とするアクチュエータ、又は、アクティブスタビライザ装置のアクチュエータであってもよい。

【0021】

ここで、用語の定義を行う。「路面変位Ｚｒ」は、路面ＲＳの上下方向の変位である。「ばね下変位Ｚｕ」は、ばね下構造体４の上下方向の変位である。「ばね上変位Ｚｓ」は、ばね上構造体５の上下方向の変位である。「ばね下速度Ｚｕ'」は、ばね下構造体４の上下方向の速度である。「ばね上速度Ｚｓ'」は、ばね上構造体５の上下方向の速度である。「ばね下加速度Ｚｕ''」は、ばね下構造体４の上下方向の加速度である。「ばね上加速度Ｚｓ''」は、ばね上構造体５の上下方向の加速度である。なお、各パラメータの符号は、上向きの場合に正であり、下向きの場合に負である。

【0022】

車輪２は、路面ＲＳ上を移動する。以下の説明において、路面変位Ｚｒに関連する値を、「路面変位関連値」と呼ぶ。路面変位関連値としては、上記の路面変位Ｚｒ、路面変位Ｚｒの時間微分値である路面変位速度Ｚｒ’、ばね下変位Ｚｕ、ばね下速度Ｚｕ'、ばね下加速度Ｚｕ''、ばね上変位Ｚｓ、ばね上速度Ｚｓ'、ばね上加速度Ｚｓ''、等が例示される。路面変位関連値は、車輪２の上下運動（vertical motion）に関連するパラメータである「上下運動パラメータ」であると言うこともできる。

【0023】

一例として、以下の説明においては、路面変位関連値がばね下変位Ｚｕである場合について考える。一般化する場合は、以下の説明における「ばね下変位」を「路面変位関連値」で読み替えるものとする。

【0024】

図３は、ばね下変位算出処理の一例を示すフローチャートである。

【0025】

ステップＳ１１において、ばね上構造体５に設置されたばね上加速度センサ２２によってばね上加速度Ｚｓ''が検出される。ステップＳ１２において、ばね上加速度Ｚｓ''を２階積分することによりばね上変位Ｚｓが算出される。

【0026】

ステップＳ１３において、ばね上構造体５とばね下構造体４との間の相対変位であるストロークＳＴ（＝Ｚｓ－Ｚｕ）が取得される。例えば、ストロークＳＴは、サスペンション３に設置されたストロークセンサにより検出される。他の例として、ストロークＳＴは、単輪２自由度モデルに基づいて構成されたオブザーバによって、ばね上加速度Ｚｓ''に基づいて推定されてもよい。

【0027】

ステップＳ１４において、センサドリフト等の影響を抑えるために、ばね上変位Ｚｓの時系列データに対してフィルタリング処理が行われる。同様に、ステップＳ１５において、ストロークＳＴの時系列データに対してフィルタリング処理が行われる。例えば、フィルタは、特定周波数帯の信号成分を通過させるバンドパスフィルタである。特定周波数帯は、車両１のばね上共振周波数を含むように設定されてもよい。例えば、特定周波数帯は、０．３～１０Ｈｚである。付け加えると、これらのフィルタリング処理は、後述のフィルタリング処理ＰＲ３とは別に実行されるものである。

【0028】

ステップＳ１６において、ばね上変位ＺｓとストロークＳＴとの差分がばね下変位Ｚｕとして算出される。

【0029】

ステップＳ１４及びＳ１５の代わりに、ステップＳ１６において算出されるばね下変位Ｚｕの時系列データに対してフィルタリング処理が行われてもよい。

【0030】

更に他の例として、ばね下加速度センサによってばね下加速度Ｚｕ''が検出され、ばね下加速度Ｚｕ''からばね下変位Ｚｕが算出されてもよい。

【0031】

２．車両制御システム
２－１．構成例
図４は、実施の形態に係る車両制御システム１０の構成例を示すブロック図である。車両制御システム１０は、車両１に搭載され、車両１を制御する。車両制御システム１０は、車両状態センサ２０、認識センサ３０、位置センサ４０、通信装置５０、走行装置６０、及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０を含んでいる。

【0032】

車両状態センサ２０は、車両１の状態を検出する。車両状態センサ２０は、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ（車輪速センサ）２１、ばね上加速度Ｚｓ''を検出するばね上加速度センサ２２、等を含んでいる。車両状態センサ２０は、ストロークＳＴを検出するストロークセンサ２３を含んでいてもよい。車両状態センサ２０は、ばね下加速度センサを含んでいてもよい。その他、車両状態センサ２０は、横加速度センサ、ヨーレートセンサ、舵角センサ、等を含んでいる。

【0033】

認識センサ３０は、車両１の周囲の状況を認識（検出）する。認識センサとしては、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダ、等が例示される。

【0034】

位置センサ４０は、車両１の位置及び方位を検出する。例えば、位置センサ４０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を含んでいる。

【0035】

通信装置５０は、車両１の外部と通信を行う。

【0036】

走行装置６０は、操舵装置６１、駆動装置６２、制動装置６３、及びサスペンション３（図２参照）を含んでいる。操舵装置６１は、車輪２を転舵する。例えば、操舵装置６１は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。駆動装置６２は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置６２としては、エンジン、電動機、インホイールモータ、等が例示される。制動装置６３は、制動力を発生させる。

【0037】

ＥＣＵ７０は、車両１を制御するコンピュータである。ＥＣＵ７０は、１又は複数のプロセッサ７１（以下、単にプロセッサ７１と呼ぶ）と１又は複数の記憶装置７２（以下、単に記憶装置７２と呼ぶ）を含んでいる。プロセッサ７１は、各種処理を実行する。例えば、プロセッサ７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。記憶装置７２は、プロセッサ７１による処理に必要な各種情報を格納する。記憶装置７２としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、等が例示される。ＥＣＵ７０は複数であってもよい。

【0038】

車両制御プログラム８０は、車両１を制御するためのコンピュータプログラムであり、プロセッサ７１によって実行される。車両制御プログラム８０は、記憶装置７２に格納される。あるいは、車両制御プログラム８０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。プロセッサ７１が車両制御プログラム８０を実行することにより、ＥＣＵ７０の機能が実現される。なお、ＥＣＵ７０は、本開示に係る「車両用サスペンション制御装置」が備える「電子制御ユニット」の一例に相当する。

【0039】

２－２．運転環境情報
図５は、車両１の運転環境を示す運転環境情報９０の一例を示すブロック図である。運転環境情報９０は、記憶装置７２に格納される。運転環境情報９０は、地図情報９１、車両状態情報９２、周辺状況情報９３、及び位置情報９４を含んでいる。

【0040】

地図情報９１は、一般的なナビゲーション地図を含む。地図情報９１は、レーン配置、道路形状、等を示していてもよい。地図情報９１は、白線、信号機、標識、ランドマーク、等の位置情報を含んでいてもよい。地図情報９１は、地図データベースから得られる。なお、地図データベースは、車両１に搭載されていてもよいし、外部の管理サーバに格納されていてもよい。後者の場合、ＥＣＵ７０は、管理サーバと通信を行い、必要な地図情報９１を取得する。

【0041】

地図情報９１は、更に、「ばね下変位マップ２００」を含んでいる。ばね下変位マップ２００の詳細については後述される。

【0042】

車両状態情報９２は、車両１の状態を示す情報である。ＥＣＵ７０は、車両状態センサ２０から車両状態情報９２を取得する。例えば、車両状態情報９２は、車速Ｖ、ばね上加速度Ｚｓ''、ストロークＳＴ、横加速度、ヨーレート、舵角、等を含む。車速Ｖは、位置センサ４０によって検出される車両位置から算出されてもよい。ＥＣＵ７０は、図３で示された手法によりばね下変位Ｚｕを算出してもよい。その場合、車両状態情報９２は、ＥＣＵ７０によって算出されたばね下変位Ｚｕも含む。

【0043】

周辺状況情報９３は、車両１の周囲の状況を示す情報である。ＥＣＵ７０は、認識センサ３０を用いて車両１の周囲の状況を認識し、周辺状況情報９３を取得する。例えば、周辺状況情報９３は、カメラによって撮像される画像情報を含む。他の例として、周辺状況情報９３は、ＬＩＤＡＲによって得られる点群情報を含む。

【0044】

周辺状況情報９３は、更に、車両１の周囲の物体に関する「物体情報」を含んでいる。物体としては、歩行者、自転車、他車両（先行車両、駐車車両、等）、道路構成（白線、縁石、ガードレール、壁、中央分離帯、路側構造物、等）、標識、ポール、障害物、等が例示される。物体情報は、車両１に対する物体の相対位置及び相対速度を示す。例えば、カメラによって得られた画像情報を解析することによって、物体を識別し、その物体の相対位置を算出することができる。また、ＬＩＤＡＲによって得られた点群情報に基づいて、物体を識別し、その物体の相対位置と相対速度を取得することもできる。

【0045】

位置情報９４は、車両１の位置及び方位（車両進行方向）を示す情報である。ＥＣＵ７０は、ＧＮＳＳ受信機等の位置センサ４０による測定結果から位置情報９４を取得する。他の例として、ＥＣＵ７０は、デッドレコニングにより位置情報９４を取得してもよい。更に他の例として、ＥＣＵ７０は、物体情報と地図情報９１を利用した周知の自己位置推定処理（Localization）により、高精度な位置情報９４を取得してもよい。

【0046】

２－３．車両制御
ＥＣＵ７０は、車両１の走行を制御する車両走行制御を実行する。車両走行制御は、操舵制御、駆動制御、及び制動制御を含む。ＥＣＵ７０は、走行装置６０（操舵装置６１、駆動装置６２、及び制動装置６３）を制御することによって車両走行制御を実行する。ＥＣＵ７０は、運転環境情報９０に基づいて、車両１の運転を支援する運転支援制御を行ってもよい。運転支援制御としては、車線維持制御、衝突回避制御、自動運転制御、等が例示される。

【0047】

更に、ＥＣＵ７０は、サスペンション３を制御する。具体的には、ＥＣＵ７０は、サスペンション３を制御して車両１の振動を抑制する制振制御を行う。ＥＣＵ７０は、アクチュエータ３Ａを制御して、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に上下方向の制御力Ｆｃを発生させる（図２参照）。制振制御は、後述される「プレビュー制振制御」を含んでいる。

【0048】

３．マップ管理システム
３－１．構成例
図６は、実施の形態に係るマップ管理システム１００の構成例を示すブロック図である。マップ管理システム１００は、各種の地図情報を管理するコンピュータである。地図情報の管理は、地図情報の生成、更新、提供、配信、等を含む。典型的には、マップ管理システム１００は、クラウド上の管理サーバである。マップ管理システム１００は、複数のサーバが分散処理を行う分散システムであってもよい。

【0049】

マップ管理システム１００は、通信装置１１０を含んでいる。通信装置１１０は、通信ネットワークＮＥＴに接続されている。例えば、通信装置１１０は、通信ネットワークＮＥＴを介して多数の車両１と通信を行う。

【0050】

マップ管理システム１００は、更に、１又は複数のプロセッサ１２０（以下、単にプロセッサ１２０と呼ぶ）及び１又は複数の記憶装置１３０（以下、単に記憶装置１３０と呼ぶ）を含んでいる。プロセッサ１２０は、各種情報処理を実行する。例えば、プロセッサ１２０は、ＣＰＵを含んでいる。記憶装置１３０は、各種の地図情報を格納する。また、記憶装置１３０は、プロセッサ１２０による処理に必要な各種情報を格納する。記憶装置１３０としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤ、等が例示される。

【0051】

マップ管理プログラム１４０は、マップ管理のためのコンピュータプログラムであり、プロセッサ１２０によって実行される。マップ管理プログラム１４０は、記憶装置１３０に格納される。あるいは、マップ管理プログラム１４０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。プロセッサ１２０がマップ管理プログラム１４０を実行することにより、マップ管理システム１００の機能が実現される。

【0052】

プロセッサ１２０は、通信装置１１０を介して車両１の車両制御システム１０と通信を行う。プロセッサ１２０は、車両制御システム１０から各種情報を収集し、収集した情報に基づいて地図情報を生成、更新する。また、プロセッサ１２０は、車両制御システム１０に地図情報を配信する。また、プロセッサ１２０は、車両制御システム１０からのリクエストに応答して地図情報を提供する。

【0053】

３－２．ばね下変位マップ（路面データマップ）
マップ管理システム１００が管理する地図情報の一つが、「ばね下変位マップ２００」である。ばね下変位マップ２００は、ばね下変位Ｚｕ（路面変位関連値）に関する地図である。ばね下変位マップ２００は、記憶装置１３０に格納されている。なお、ばね下変位マップ２００は、本開示に係る「路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値をデータ記憶位置と関連付けてマップ化した路面データマップ」の一例に相当する。

【0054】

図７は、ばね下変位マップ２００を説明するための概念図である。ＸＹ面は水平面を表す。例えば、水平面における絶対座標系は緯度方向と経度方向により定義され、路面上のデータ記憶位置は緯度と経度により定義される。ばね下変位マップ２００は、少なくともデータ記憶位置（Ｘ，Ｙ）とばね下変位Ｚｕとの対応関係を表す。言い換えれば、ばね下変位マップ２００は、ばね下変位Ｚｕを少なくともデータ記憶位置（Ｘ，Ｙ）の関数として表す。

【0055】

道路領域は、水平面上でメッシュ状に区分されてもよい。つまり、道路領域は、水平面上で複数の単位エリア（以下、「路面区画Ｍ」と称する）に区分されてもよい。路面区画Ｍは、例えば正方形である。正方形の１辺の長さは、例えば１０ｃｍである。ばね下変位マップ２００は、路面区画Ｍの位置（すなわち、データ記憶位置）とばね下変位Ｚｕとの対応関係を表す。路面区画Ｍの位置は、その路面区画Ｍの代表位置（例：中心位置）で定義されてもよいし、その路面区画Ｍの範囲（緯度範囲、経度範囲）で定義されてもよい。路面区画Ｍのばね下変位Ｚｕは、例えば、その路面区画Ｍ内で取得されたばね下変位Ｚｕの平均値である。路面区画Ｍを小さくするほど、ばね下変位マップ２００の解像度は増加する。

【0056】

３－３．マップ生成／更新処理
プロセッサ１２０は、通信装置１１０を介して、多数の車両１から情報を収集する。そして、プロセッサ１２０は、多数の車両１から収集した情報に基づいて、ばね下変位マップ２００の生成及び更新を行う。以下、マップ生成／更新処理の例について更に詳しく説明する。

【0057】

ばね下変位マップ２００における位置は、車輪２が通過した位置である。各車輪２の位置は、上記の位置情報９４に基づいて算出される。具体的には、車両１における車両位置の基準点と各車輪２との間の相対位置関係は既知情報である。その相対位置関係と位置情報９４で示される車両位置に基づいて、各車輪２の位置を算出することができる。

【0058】

ばね下変位Ｚｕは、図３で示されたような手法により算出される。すなわち、車両１に搭載された車両状態センサ２０を用いることによって、ばね上変位Ｚｓ及びストロークＳＴが得られる。これらばね上変位Ｚｓ及びストロークＳＴを、便宜上、「センサベース情報」と呼ぶ。ばね下変位Ｚｕは、このセンサベース情報に基づいて算出される。

【0059】

例えば、車両１の走行中、車両制御システム１０のＥＣＵ７０は、センサベース情報に基づいてリアルタイムにばね下変位Ｚｕを算出する。また、ＥＣＵ７０は、同じタイミングの車輪位置とばね下変位Ｚｕとを関連付ける。そして、ＥＣＵ７０は、車輪位置の時系列データとばね下変位Ｚｕの時系列データのセットをマップ管理システム１００に送信する。マップ管理システム１００のプロセッサ１２０は、車輪位置の時系列データとばね下変位Ｚｕの時系列データに基づいて、ばね下変位マップ２００を生成、更新する。

【0060】

他の例として、車両制御システム１０のＥＣＵ７０は、同じタイミングの車輪位置とセンサベース情報とを関連付ける。そして、ＥＣＵ７０は、車輪位置の時系列データとセンサベース情報の時系列データのセットをマップ管理システム１００に送信する。マップ管理システム１００のプロセッサ１２０は、受信したセンサベース情報に基づいてばね下変位Ｚｕを算出する。更に、プロセッサ１２０は、車輪位置の時系列データとばね下変位Ｚｕの時系列データに基づいて、ばね下変位マップ２００を生成、更新する。

【0061】

なお、マップ管理システム１００においてばね下変位Ｚｕを算出する場合、処理時間の制約はないため、ゼロ位相フィルタを用いてフィルタリング処理を行うことができる。ゼロ位相フィルタを利用することにより、「位相ずれ」を防止することができる。

【0062】

図８は、実施の形態に係るマップ生成／更新処理を要約的に示すフローチャートである。

【0063】

ステップＳ１００において、マップ管理システム１００のプロセッサ１２０は、通信装置１１０を介して、車両１（車両制御システム１０）から「マップ更新用情報」を取得する。マップ更新用情報は、車両１の位置（車輪位置）の時系列データを含む。また、マップ更新用情報は、ばね下変位Ｚｕを算出するために必要なセンサベース情報（例えば、ばね上変位Ｚｓ及びストロークＳＴ）の時系列データを含む。あるいは、マップ更新用情報は、車両制御システム１０のＥＣＵ７０によって算出されたばね下変位Ｚｕの時系列データを含んでいてもよい。

【0064】

ステップＳ２００において、マップ管理システム１００のプロセッサ１２０は、マップ更新用情報に基づいて、ばね下変位マップ２００を生成／更新する。

【0065】

３－４．変形例
車両１の車両制御システム１０が、ばね下変位マップ２００のデータベースを保持し、自身のばね下変位マップ２００の生成／更新を行ってもよい。つまり、マップ管理システム１００は車両制御システム１０に含まれていてもよい。

【0066】

４．ばね下変位マップを利用したプレビュー制振制御
車両制御システム１０のＥＣＵ７０は、通信装置５０を介してマップ管理システム１００と通信を行う。ＥＣＵ７０は、車両１の現在位置を含むエリアのばね下変位マップ２００をマップ管理システム１００から取得する。ばね下変位マップ２００は、記憶装置７２に格納される。そして、ＥＣＵ７０は、ばね下変位マップ２００に基づいて、制振制御の一種である「プレビュー制振制御」を実行する。

【0067】

４－１．プレビュー制振制御の概要
図９は、プレビュー制振制御を説明するための概念図である。なお、プレビュー制振制御は、ばね上構造体５の振動を低減するために実行される。プレビュー制振制御は、例えば、４つの車輪２のそれぞれを対象として実行されてもよい。また、プレビュー制振制御の制御対象輪は、例えば、２つの前輪２ＦＬ及び２ＦＲのみ、又は２つの後輪２ＲＬ及び２ＲＲのみであってもよい。

【0068】

プレビュー制振制御において、ＥＣＵ７０は、各車輪２の現在位置Ｐ０を取得する。車両１における車両位置の基準点と各車輪２との間の相対位置関係は既知情報である。その相対位置関係と位置情報９４で示される車両位置に基づいて、各車輪２の位置を算出することができる。

【0069】

次に、ＥＣＵ７０は、現在時刻からプレビュー時間ｔｐ後の車輪２の予測通過位置Ｐｆを算出する。プレビュー時間ｔｐは、例えば、ＥＣＵ７０が予測通過位置Ｐｆを特定してからサスペンション３のアクチュエータ３Ａが目標制御力Ｆｃ＿ｔに対応する制御力Ｆｃを出力するまでに要する時間となるように予め設定されている。プレビュー距離Ｌｐは、プレビュー時間ｔｐと車速Ｖの積により与えられる。予測通過位置Ｐｆは、車輪２が移動すると予測される移動予測進路に沿って現在位置Ｐ０からプレビュー距離Ｌｐだけ車両進行方向の前方の位置である。移動予測進路は、例えば、車両１の進行方向Ｔｄと車輪２の現在位置Ｐ０とに基づいて特定できる。進行方向Ｔは、例えば次の手法で特定できる。すなわち、ＥＣＵ７０は、前回の時間ステップの現在位置Ｐ０及び現在の時間ステップの現在位置Ｐ０を地図情報９１にマッピングしたうえで、前回の時間ステップの現在位置から現在の時間ステップの現在位置Ｐ０に向かう方向を進行方向Ｔｄとして特定する。変形例として、ＥＣＵ７０は、車速Ｖと車輪２の舵角に基づいて予想走行ルートを算出し、予想走行ルートに基づいて予測通過位置Ｐｆを算出してもよい。

【0070】

次に、ＥＣＵ７０は、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕをばね下変位マップ２００から読み出す。すなわち、ＥＣＵ７０は、マップ管理システム１００からばね下変位マップ２００の提供を受ける。そして、ＥＣＵ７０は、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕに基づいて、サスペンション３のアクチュエータ３Ａの目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。目標制御力Ｆｃ＿ｔは、例えば、次のように算出される。この目標制御力Ｆｃ＿ｔは、プレビュー制振制御のために必要とされる制御力Ｆｃの要求値（すなわち、要求制御量）に相当する。

【0071】

ばね上構造体５（図２参照）に関する運動方程式は、次の式（１）により表される。

【数1】

【0072】

式（１）において、ｍはばね上構造体５の質量であり、Ｃはダンパ３Ｄの減衰係数であり、Ｋはスプリング３Ｓのばね定数であり、Ｆｃはアクチュエータ３Ａが発生させる上下方向の制御力Ｆｃである。仮に、制御力Ｆｃによってばね上構造体５の振動が完全に打ち消される場合（Ｚｓ''＝０，Ｚｓ'＝０，Ｚｓ＝０）、その制御力Ｆｃは次の式（２）により表される。

【数2】

【0073】

少なくとも制振効果をもたらす制御力Ｆｃは、次の式（３）により表される。

【数3】

【0074】

式（３）において、ゲインαは、０より大きく且つ１以下であり、ゲインβも、０より大きく且つ１以下である。式（３）中の微分項を省略した場合、少なくとも制振効果をもたらす制御力Ｆｃは、次の式（４）により表される。

【数4】

【0075】

ＥＣＵ７０は、上記式（３）あるいは式（４）に従って、目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。すなわち、ＥＣＵ７０は、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕを式（３）あるいは式（４）に代入して、目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。

【0076】

そして、ＥＣＵ７０は、アクチュエータ３Ａが目標制御力Ｆｃ＿ｔに対応する制御力Ｆｃを発生させるように、目標制御力Ｆｃ＿ｔを含む制御指令をアクチュエータ３Ａに送信する。アクチュエータ３Ａは、現在時刻からプレビュー時間ｔｐだけ後のタイミング（すなわち、車輪２が予測通過位置Ｐｆを通過するタイミング）で目標制御力Ｆｃ＿ｔに対応する制御力Ｆｃを発生させる。

【0077】

以上に説明されたばね下変位マップ２００を利用したプレビュー制振制御によれば、車輪２の予測通過位置Ｐｆのばね下変位Ｚｕ（路面変位関連値）に起因して生じるばね上構造体５の振動を抑制する制御力Ｆｃを適切なタイミングで発生できる。これにより、ばね上構造体５（車体）の振動を効果的に抑制することが可能となる。

【0078】

４－２．ばね下変位マップ上に存在する段差を考慮したプレビュー制振制御
図１０は、ばね下変位マップ上に存在する段差Ｓの境目について説明するための概念図である。

【0079】

ばね下変位マップ（路面データマップ）上には、路面区画Ｍ（データ記憶位置）間でのデータの段差Ｓ（データの高低差）が生じ得る。より詳細には、ばね下変位Ｚｕ（路面変位関連値）の段差Ｓが生じ得る。図１０中にハッチングを付して示される路面区画Ｍ１は、ばね下変位Ｚｕが大きい（すなわち、段差Ｓの上側のばね下変位Ｚｕを有する）路面区画Ｍに相当する。一方、ハッチングが付されていない路面区画Ｍ２は、ばね下変位Ｚｕが小さい（すなわち、段差Ｓの下側のばね下変位Ｚｕを有する）路面区画Ｍに相当する。

【0080】

このようなデータの段差Ｓは、例えば、次のような要因によって生じ得る。すなわち、段差Ｓは、例えば、実際の路面ＲＳの凹凸に起因して生じ得る（例えば、轍に沿って延びるように生じ得る）。また、段差Ｓは、ばね下変位Ｚｕのデータを有する路面区画Ｍの領域と、当該データのない路面区画Ｍの領域との境目においても生じ得る。データのない路面区画Ｍでは、同一の初期値（例えば、ゼロ）がばね下変位Ｚｕとして一律に入力されているためである。さらに、段差Ｓは、ばね下変位Ｚｕのデータを有する路面区画Ｍの領域の内部においても生じ得る。具体的には、フィルタリング処理（ステップＳ１４及びＳ１５参照）の影響が異なることに起因して、ばね下変位マップ２００の生成のために取得されるばね下変位Ｚｕのデータの値は車速に応じて変化する。したがって、異なる車速時に取得されたデータを組み合わせてばね下変位マップ２００が生成されると、段差Ｓが生じ得る。

【0081】

段差Ｓが生じると、図１０に例示されるように、段差Ｓの境目において、ばね下変位Ｚｕの大きな路面区画Ｍ１と、ばね下変位Ｚｕが小さな路面区画Ｍ２とが交互に切り替わることが生じ得る。なお、説明の便宜上、図１０では、段差Ｓの境目は、一列で直線的に延びる路面区画Ｍによって表現されている。しかしながら、境目は、複数列の路面区画Ｍにわたって、あるいは、曲線的に延びるように生じ得る。

【0082】

図１０中に示す矢印Ａは、車輪２の軌跡を示している。矢印Ａによって例示されるように、段差Ｓの境目に位置する路面区画Ｍ（Ｍ１及びＭ２）のばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１が走行すると、路面区画Ｍ１と路面区画Ｍ２とが高頻度で切り替わることになる。その結果、プレビュー制振制御のためにばね下変位マップ２００から取得されるばね下変位Ｚｕは、短い周期で大きく変動してしまう。以下、この現象を、「読み込みデータの振動」と称する。

【0083】

上述の「読み込みデータの振動」が生じると、ばね下変位Ｚｕに基づく目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）が振動してしまう。その結果、プレビュー制振制御による制振効果が低下し得る。また、「読み込みデータの振動」に起因するばね上構造体５（車体）の能動振動が生じ得る。

【0084】

上述の課題に鑑み、プレビュー制振制御のためにＥＣＵ７０によって実行される処理は、次の「取得処理ＰＲ１」、「判定処理ＰＲ２」、「フィルタリング処理ＰＲ３」、及び「制御処理ＰＲ４」を含んでいる。

【0085】

図１１は、実施の形態に係るプレビュー制振制御に関する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１の走行中に、所定の時間ステップ毎に繰り返し実行される。

【0086】

図１１では、ＥＣＵ７０（プロセッサ７１）は、図９を参照して上述したように、各車輪２の現在位置Ｐ０を取得し（ステップＳ３１）、次いで、各車輪２の予測通過位置Ｐｆを算出する（ステップＳ３２）。

【0087】

次に、ステップＳ３３において、ＥＣＵ７０は、ばね下変位マップ２００から、予測通過位置Ｐｆを含む前方路面におけるばね下変位Ｚｕのデータ（以下、「前方路面データ」と称する）を取得する。

【0088】

より詳細には、この前方路面データは、例えば次のような手法で取得することができる。すなわち、車両１の現在位置Ｐ０に対して進行方向Ｔｄの前方に位置する所定区間内のばね下変位Ｚｕのデータと進行方向Ｔｄに沿って移動する車輪２の各位置への到達予想時刻とを関連付けた時系列データが、前方路面データとして取得されてもよい。当該所定区間は、例えば、予測通過位置Ｐｆを始点とし、この予測通過位置Ｐｆから進行方向Ｔｄに沿って所定距離だけ離れた位置を終点とする区間である。当該始点は、現在位置Ｐ０、又は、現在位置Ｐ０と予測通過位置Ｐｆとの間にある進行方向Ｔｄ上の任意の位置であってもよい。当該所定距離は、例えば、プレビュー距離Ｌｐ（図９参照）と比べて十分に大きな値に定められてもよい。また、当該所定区間は、例えば、現在位置Ｐ０を始点とし且つ予測通過位置Ｐｆを終点とする進行方向Ｔｄに沿った区間であってもよい。さらに、前方路面データは、各時間ステップで取得するデータの量を減らしてデータ処理負荷を低減するために、例えば次のような手法で取得されてもよい。すなわち、時間ステップ毎に、ばね下変位マップ２００から予測通過位置Ｐｆのばね下変位Ｚｕのデータ（１点のデータ）が取得されてもよい。そして、現在の時間ステップで取得されたばね下変位Ｚｕのデータと、前回以前の所定数の時間ステップにて取得されたばね下変位Ｚｕのデータとを組み合わせて、上記所定区間のばね下変位Ｚｕのデータが前方路面データとして取得されてもよい。なお、ステップＳ３１～Ｓ３３の処理が「取得処理ＰＲ１」の一例に相当する。

【0089】

次に、ステップＳ３４において、ＥＣＵ７０は、判定処理ＰＲ２を実行する。具体的には、ＥＣＵ７０は、前方路面データ上に存在する段差Ｓの境目（図１０参照）に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１が走行しているか否か（換言すると、車両１が段差Ｓの境目に沿って走行しているか否か）を判定する。この判定処理ＰＲ２は、例えば、次の判定手法Ａを用いて行うことができる。

【0090】

上述の「読み込みデータの振動」が生じていると、ステップＳ３３にて取得された前方路面データに含まれる高周波成分（高周波の振動成分）ｆｈが大きくなる。ただし、例えば単純に波打っている路面の走行中には、「読み込みデータの振動」が生じていなくても、高周波成分ｆｈだけでなく、当該高周波成分ｆｈよりも低域側の周波数成分も大きくなることがある。

【0091】

そこで、判定手法Ａでは、ＥＣＵ７０は、取得された前方路面データの高周波成分ｆｈの大きさを示す指標値（第１指標値）が閾値より大きく、当該高周波成分ｆｈよりも低域側の周波数成分の大きさを示す指標値（第２指標値）が閾値以下であるか否かを判定する。なお、次に図１２を参照して説明される判定手法Ａの具体例では、高周波成分ｆｈよりも低域側の周波数成分として、２つの周波数成分（中周波成分ｆｍ及び低周波成分ｆｌ）が用いられている。ただし、判定手法Ａは、高周波成分ｆｈのみが大きくなっていることが分かればよい。したがって、高周波成分ｆｈよりも低域側の周波数成分の数は、２つに代え、１又は３つ以上であってもよい。

【0092】

図１２は、段差Ｓの境目の判定手法Ａの処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１の走行中に図１１に示すフローチャートの処理と並行して実行される。

【0093】

ステップＳ４１において、ＥＣＵ７０は、高周波成分ｆｈ、中周波成分ｆｍ、及び低周波成分ｆｌのそれぞれに対応するバンドパスフィルタを用いて、ステップＳ３３にて取得した前方路面データから各周波数成分ｆｈ、ｆｍ、及びｆｌをそれぞれ抽出（取得）する。高周波成分ｆｈに対応する高周波数帯は、「読み込みデータの振動」に起因して大きくなる高周波成分ｆｈを特定するために適した周波数帯となるように決定される。より詳細には、事前のフィルタリング処理（ステップＳ１４及びＳ１５参照）を利用する例では、１０Ｈｚ以上の周波数帯の信号成分は減衰されている。しかし、「読み込みデータの振動」が生じると、１０Ｈｚ以上の周波数帯の信号成分（振動成分）が有意に増加する。このため、高周波数帯は、例えば、１０Ｈｚ以上の周波数帯を含むように設定されてもよい。

【0094】

次に、ステップＳ４２において、ＥＣＵ７０は、高周波成分ｆｈの大きさを示す指標値Ｘｈが閾値ＴＨ１より大きく、且つ、中周波成分ｆｍ及び低周波成分ｆｌのそれぞれの大きさを示す指標値Ｘｍ及びＸｌが共に閾値ＴＨ２以下であるか否かを判定する。これらの指標値Ｘｈ、Ｘｍ、及びＸｌの具体的な一例は、各周波数成分ｆｈ、ｆｍ、及びｆｌの信号強度である。なお、閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0095】

ステップＳ４２において高周波成分ｆｈの指標値Ｘｈのみが大きい場合（Ｘｈ＞ＴＨ１、Ｘｍ≦ＴＨ２、且つ、Ｘｌ≦ＴＨ２）には、処理はステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、ＥＣＵ７０は、段差Ｓの境目に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１が走行していると判定する（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）。

【0096】

一方、ステップＳ４２の判定結果が否定的である場合には、ＥＣＵ７０は、ステップＳ４４において、段差Ｓの境目に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１は走行していないと判定する（ステップＳ３４；Ｎｏ）。

【0097】

図１１において、ステップＳ３４の判定結果が否定的である場合、処理はステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３３にて取得された前方路面データから、ステップＳ３２にて取得した予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕを取得する。そして、ＥＣＵ７０は、取得したばね下変位Ｚｕに基づいて、サスペンション３のアクチュエータ３Ａの目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。このように、ステップＳ３４の判定結果が否定的である場合には、後述のステップＳ３６におけるフィルタリング処理ＰＲ３は実行されない。

【0098】

一方、ステップＳ３４の判定結果が肯定的である場合、処理はステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３３にて取得した前方路面データ（前方路面におけるばね下変位Ｚｕのデータ）に対してローパスフィルタ（ＬＰＦ）を適用するフィルタリング処理ＰＲ３を実行する。このＬＰＦのカットオフ周波数は、上述の高周波成分ｆｈを減衰させるように設定され、例えば１０Ｈｚである。付け加えると、例えば、ばね下変位マップ２００の生成のためのばね下変位Ｚｕのデータ取得の際に事前のフィルタリング処理として何らかのＬＰＦを利用している例では、本ステップＳ３６のフィルタリング処理ＰＲ３によって、ＬＰＦが追加されることになる。

【0099】

前方路面データに対してフィルタリング処理ＰＲ３を施すと、前方路面データの位相に遅れが生じる。この位相遅れは、適用されるＬＰＦに応じて定まる時定数が大きいほど大きくなる。そこで、ステップＳ３７において、ＥＣＵ７０は、フィルタリング処理ＰＲ３において適用されたＬＰＦの時定数に応じた前方路面データの位相遅れを相殺するようにプレビュー時間ｔｐを増加させる。具体的には、プレビュー時間ｔｐは、適用されるＬＰＦの時定数分だけ長くなるように修正される。このため、プレビュー時間ｔｐは、当該時定数が大きいほど長くなるように修正される。

【0100】

次に、ステップＳ３８において、ＥＣＵ７０は、フィルタリング処理ＰＲ３後の前方路面データに基づいてサスペンション３のアクチュエータ３Ａの目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。具体的には、ＥＣＵ７０は、フィルタリング処理ＰＲ３後の前方路面データの中から、ステップＳ３７の処理による修正後のプレビュー時間ｔｐ’に応じた修正後の予測通過位置Ｐｆ’でのばね下変位Ｚｕを取得する。そして、ＥＣＵ７０は、取得したばね下変位Ｚｕに基づいて目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。

【0101】

次に、ステップＳ３９において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３５又はＳ３８にて算出した目標制御力Ｆｃ＿ｔを含む制御指令をアクチュエータ３Ａに送信する。なお、ステップＳ３８及びＳ３９の処理は「制御処理ＰＲ４」の一例に相当する。

【0102】

４－３．効果
以上説明したように、本実施形態によれば、ばね下変位マップ２００上に存在する段差Ｓの境目に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１が走行していると判定された場合、プレビュー制振制御の基礎として用いられる前方路面データに対してローパスフィルタを適用するフィルタリング処理ＰＲ３が実行される。これにより、段差Ｓの影響に起因する目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）の振動を抑制できる。その結果、プレビュー制振制御による制振効果が段差Ｓの影響に起因して低下するのを抑制できる。また、段差Ｓの影響に起因するばね上構造体５（車体）の能動振動の発生を抑制できる。このことは、車両１の乗り心地性能の向上につながる。

【0103】

また、本実施形態によれば、フィルタリング処理ＰＲ３が行われた場合には、適用されたＬＰＦの時定数に応じた前方路面データの位相遅れを相殺するようにプレビュー時間ｔｐが増やされる。これにより、サスペンション３のアクチュエータ３Ａの目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）の算出の基礎となる前方路面データの位相と、当該前方路面データに基づく目標制御力Ｆｃ＿ｔに対応する制御力Ｆｃをアクチュエータ３Ａが発生させるタイミングの位相とのずれがＬＰＦの追加に起因して生じることを抑制できる。これにより、当該位相のずれに起因する乗り心地性能の悪化を抑制できる。

【0104】

４－４．フィルタリング処理ＰＲ３の変形例
上述のステップＳ３６のフィルタリング処理ＰＲ３の例では、高周波成分ｆｈの大きさを示す指標値Ｘｈによらず、一律の強度のＬＰＦが適用される。しかしながら、ＬＰＦの強度（平滑化度）が必要以上に強くなると、プレビュー制振制御の性能が損なわれてしまう可能性がある。

【0105】

そこで、ＥＣＵ７０は、指標値Ｘｈに応じて、ＬＰＦの強度を変更してもよい。具体的には、ＥＣＵ７０は、指標値Ｘｈが大きい場合には、指標値Ｘｈが小さい場合と比べて、ＬＰＦの強度を高くしてもよい。これにより、「読み込みデータの振動」の大きさに相関する指標値Ｘｈに応じて、ＬＰＦの強度を適切に変更することができる。すなわち、前方路面データに含まれる高周波成分が多いほど、より高い強度のＬＰＦを使用して当該高周波成分をより多く減衰することが可能となる。

【0106】

なお、ＬＰＦの強度を変更するために用いられる指標値Ｘｈは、前方路面データの高周波成分ｆｈの大きさを示す値、又はこれに相関する値であればよい。すなわち、指標値Ｘｈは、信号強度等の高周波成分ｆｈの大きさを示す値に代え、例えば、目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）の高周波成分の大きさを示す値（例えば、信号強度）であってよい。また、前方路面データの高周波成分ｆｈの影響によって目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）の高周波成分が大きいと、ばね上構造体５（車体）に能動振動が生じ得る。このため、指標値Ｘｈの他の例として、ばね上構造体５の能動振動の大きさを示す値（例えば、ばね上変位Ｚｓ、ばね上速度Ｚｓ'、及びばね上加速度Ｚｓ''の少なくとも１つの高周波成分の大きさを示す値）が用いられてもよい。

【0107】

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、指標値Ｘｈの大きさに応じたＬＰＦの強度変更の具体例１及び２をそれぞれ説明するための図である。

【0108】

（具体例１）
まず、図１３（Ａ）に示されるように、フィルタリング処理ＰＲ３において、ＥＣＵ７０は、指標値Ｘｈが大きい場合には、指標値Ｘｈが小さい場合と比べて、前方路面データに対して同一のＬＰＦを適用する回数を増加させてもよい。

【0109】

（具体例２）
次に、図１３（Ｂ）の縦軸は、ＬＰＦの強度のレベルを数値で表すためのレベル値ＬＶである。レベル値ＬＶは、１以上の正の数によって定義されている。より詳細には、ＬＰＦの適用回数が１である時、レベル値ＬＶは１となる。このことは、適用回数が２以上の場合も同様である。

【0110】

ここで、図１３（Ａ）に示す例のように指標値Ｘｈに応じてＬＰＦの適用回数を０、１、及び２のように断続的に切り替える手法では、適用回数の切り替わりの前後で目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）が急変してしまう可能性がある。

【0111】

そこで、図１３（Ｂ）に示されるように、フィルタリング処理ＰＲ３において、ＥＣＵ７０は、指標値Ｘｈが大きくなるにつれ、隣接する自然数（１、２、及び３等）と当該隣接する自然数の間に位置する小数（１．１、１．２、及び１．３等）とを用いつつレベル値ＬＶを連続的に増加させてもよい。この具体例２によれば、指標値Ｘｈに増加に伴ってレベル値ＬＶを増加させる際、レベル値ＬＶは、例えば、１から２に変更するのではなく１．６に変更される。

【0112】

図１３（Ｂ）に示されるようなＬＰＦの強度（レベル値ＬＶ）の連続的な変更は、例えば、次の図１４に示す手法を利用して行うことができる。図１４は、指標値Ｘｈに応じてＬＰＦの強度を連続的に変更する処理を示すブロック図である。この処理は、ＥＣＵ７０によって実行される。

【0113】

図１４には、一例として６つのＬＰＦ３０２を含むローパスフィルタユニット（ＬＰＦユニット）３００が表されている。ＬＰＦユニット３００には、前方路面データ（ステップＳ３３参照）が入力される。ＬＰＦユニット３００は、前方路面データが並列で入力される第１～第３信号線３０４、３０６、及び３０８を備える。

【0114】

第１信号線３０４には、１つのＬＰＦ３０２が配置されている。第２信号線３０６には、２つのＬＰＦ３０２が直列に配置されている。第３信号線３０８には、３つのＬＰＦ３０２が直列に配置されている。

【0115】

第１信号線３０４に配置された１つのＬＰＦ３０２を通過した後の前方路面データは、比率Ｒ１と掛け合わされた後に第１信号線３０４から出力される。第２信号線３０６に配置された２つのＬＰＦ３０２を順に通過した後の前方路面データは、比率Ｒ２と掛け合わされた後に第２信号線３０６から出力される。第３信号線３０８に配置された３つのＬＰＦ３０８を順に通過した後の前方路面データは、比率Ｒ３と掛け合わされた後に第２信号線３０８から出力される。

【0116】

そして、第１～第３信号線３０４、３０６、及び３０８からのそれぞれの出力は足し合わされ、ＬＰＦユニット３００による最終的な出力となる。この最終的な出力は、ＬＰＦユニット３００によるフィルタリング処理ＰＲ３が施された後の前方路面データに相当し、目標制御力Ｆｃ＿ｔ（要求制御量）の算出の基礎として用いられる。

【0117】

比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、それぞれ、０以上且つ１未満の値であり、これらの和は１である。比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、小数を含む１以上の正の数の範囲内の所望のレベル値ＬＶ（すなわち、ＬＰＦユニット３００全体としてのＬＰＦの強度）を実現できるように、指標値Ｘｈに応じて変更される。

【0118】

具体的には、図１３（Ｂ）に例示されるように、指標値Ｘｈとレベル値ＬＶとは事前に関連付けられている。例えば、指標値Ｘｈに対応するレベル値ＬＶが１である場合、比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、それぞれ、１、０、及び０に設定される。レベル値ＬＶが１．５である場合、比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、それぞれ、０．５、０．５、及び０に設定される。レベル値ＬＶが１．６である場合、比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、それぞれ、０．４、０．６、及び０に設定される。レベル値ＬＶが２．５である場合、比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、それぞれ、０．２、０．４、及び０．５に設定される。

【0119】

上述のように、ＬＰＦユニット３００によれば、指標値Ｘｈに応じて比率Ｒ１～Ｒ３を変更することにより、小数を含む１以上の正の数の範囲内で指標値Ｘｈに応じてレベル値ＬＶ（強度）を連続的に変更することができる。

【0120】

具体例２によれば、指標値Ｘｈに対するレベル値ＬＶの変化率（すなわち、図１３（Ｂ）に示す直線の傾き）を所定値以下に制限することにより（レートリミット）、指標値Ｘｈの変化に伴うＬＰＦの強度（レベル値ＬＶ）の変更に起因する要求制御量の急変を抑制できる。

【0121】

付け加えると、ＬＰＦユニット３００全体の時定数は、例えば、個々のＬＰＦ３０２の時定数と比率Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３とに基づいて算出できる。このため、具体例２を用いる場合、ステップＳ３７（図１１参照）において、ＥＣＵ７０は、ＬＰＦユニット３００の時定数分だけ長くなるようにプレビュー時間ｔｐを増加させてもよい。

【0122】

４－５．判定処理ＰＲ２の変形例
判定処理ＰＲ２として、判定手法Ａ（図１２参照）に代え、例えば、次のような判定手法Ｂが用いられてもよい。図１５及び図１６は、段差Ｓの境目の判定手法Ｂの処理の一例を示すフローチャートである。

【0123】

まず、図１５に示すフローチャートの処理は、マップ管理システム１００（プロセッサ１２０）によって、ばね下変位マップ２００内でばね下変位Ｚｕのデータのあるデータ記憶位置（路面区画Ｍ）のそれぞれに対して実行される。

【0124】

ステップＳ５１において、プロセッサ１２０は、エッジ検出処理を実行する。エッジ検出処理は、ばね下変位マップ２００（路面データマップ）上において隣接するデータ記憶位置との間でばね下変位Ｚｕ（路面変位関連値）の差が閾値以上となるデータ記憶位置をばね下変位マップ２００のエッジ位置として特定する処理である。このようなエッジ検出処理は、例えば、公知の画像処理技術を利用して行うことができる。

【0125】

ばね下変位マップ２００上に存在する段差Ｓの境目においては、互いに隣接し合うデータ記憶位置間において、ばね下変位Ｚｕの差が大きくなる。したがって、エッジ検出処理によってエッジ位置として特定されたデータ記憶位置は、段差Ｓの境目に位置すると判断できる。付け加えると、エッジ検出処理によれば、図１０中に境目として特定されている路面区画Ｍ（データ記憶位置）がエッジ位置として特定されることになる。

【0126】

次に、ステップＳ５２において、プロセッサ１２０は、ステップＳ５１のエッジ検出処理の対象であるデータ記憶位置にエッジ有無情報を関連付ける処理を実行する。エッジ有無情報は、データ記憶位置がエッジ位置であるか否かを示す情報である。エッジ有無情報の具体的な一例は、例えば、データ記憶位置がエッジ位置であるときにオンとされ、データ記憶位置がエッジ位置でないときにオフとされるフラグＦである。

【0127】

ステップＳ５２の処理によれば、エッジ検出処理によってエッジ位置として特定されたデータ記憶位置については、エッジ有無情報としてエッジ位置であることを示す情報（例えば、オンに設定されたフラグＦ）が関連付けられて記憶される。これにより、ＥＣＵ７０は、車両１の走行中に当該データ記憶位置のばね下変位Ｚｕを参照した際に、当該データ記憶位置がエッジ位置であることを把握できる。一方、ステップＳ５１のエッジ検出処理の対象であるデータ記憶位置がエッジ位置として特定されなかった場合には、当該データ記憶位置には、エッジ有無情報としてエッジ位置でないことを示す情報（例えば、オフに設定されたフラグＦ）が関連付けられて記憶される。

【0128】

次に、図１６に示すフローチャートの処理は、車両１のＥＣＵ７０（プロセッサ７１）によって、車両１の走行中に図１１に示すフローチャートの処理と並行して実行される。

【0129】

ステップＳ６１において、ＥＣＵ７０は、現在の時間ステップにおける要求制御量（目標制御力Ｆｃ＿ｔ）の算出に用いられるばね下変位Ｚｕに対応するデータ記憶位置（すなわち、予測通過位置Ｐｆに対応するデータ記憶位置）のフラグＦがオンであるか否かを判定する。

【0130】

その結果、ステップＳ６１においてフラグＦがオンでない場合（つまり、現在の時間ステップの予測通過位置Ｐｆに対応するデータ記憶位置がエッジ位置でない場合）には、処理はステップＳ６２に進む。ステップＳ６２では、ＥＣＵ７０は、カウンタＣＴによるカウント値をクリアする。このカウンタＣＴは、予測通過位置Ｐｆに対応するデータ記憶位置のフラグＦがオンとなる回数をカウントするためのカウンタである。

【0131】

一方、ステップＳ６１においてフラグＦがオンである場合（つまり、現在の時間ステップの予測通過位置Ｐｆに対応するデータ記憶位置がエッジ位置である場合）には、処理はステップＳ６３に進む。ステップＳ６３では、ＥＣＵ７０は、カウンタＣＴによるカウント値を１だけカウントアップする。ステップＳ６１～Ｓ６３の処理によれば、カウント値は、連続する時間ステップにおいて継続的にフラグＦがオンとなる場合に限ってカウントアップされる。このため、カウント値は、時間ステップ毎に到来するデータ記憶位置がエッジ位置であることを連続して検出した回数に相当する。

【0132】

次に、ステップＳ６４において、ＥＣＵ７０は、カウンタＣＴのカウント値が閾値以上であるか否かを判定する。その結果、カウント値が閾値以上の場合、つまり、ＥＣＵ７０が、データ記憶位置がエッジ位置であることを所定回数以上連続して検出した場合には、処理はステップＳ６５に進む。ステップＳ６５では、ＥＣＵ７０は、段差Ｓの境目に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１が走行していると判定する（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）。

【0133】

一方、ステップＳ６４の判定結果が否定的である場合、又はステップＳ６２が実行された後、処理はステップＳ６６に進む。ステップＳ６６では、ＥＣＵ７０は、段差Ｓの境目に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１は走行していないと判定する（ステップＳ３４；Ｎｏ）。

【0134】

上述のように、図１６に示すフローチャートの処理によれば、データ記憶位置がエッジ位置であることが所定回数以上連続して検出された場合に、段差Ｓの境目に位置するばね下変位Ｚｕを連続的に使用するように車両１が走行していると判定することができる。これは、車両１（車輪２）がエッジ位置を連続的に何度も通過している場合には、上述の「読み込みデータの振動」が生じている可能性が高いと推定できるためである。

【0135】

付け加えると、ステップＳ６４の処理によれば、データ記憶位置がエッジ位置であることが検出されても、その検出が断続的である場合（すなわち、検出が所定回数以上連続していない場合）には、ステップＳ３４の判定結果は肯定的とされない。この理由は、次の通りである。すなわち、車両１が例えば轍を横切るように走行した場合には、車両１は、轍を横切る際に、エッジ位置であるデータ記憶位置のばね下変位Ｚｕを一時的に（断続的に）使用するように走行する。しかしながら、車両１が轍を横切る場合には、車両１が轍に沿って走行する場合には異なり、車両１（車輪２）がエッジ位置を連続的に何度も通過することはない。つまり、ステップＳ６４においてカウンタＣＴを利用した判定を行うことにより、車両１が轍を横切るように走行している場合を区別しつつ、車両１轍に沿って走行していることを判定することが可能となる。換言すると、車両１が轍を横切るように走行している場合に、ステップＳ３４の判定結果は肯定的であると誤判定することを回避できる。これにより、車両１が轍を横切るように走行している場合に、フィルタリング処理ＰＲ３の実行に起因してプレビュー制振制御の制振効果が低下することを回避できる。

【符号の説明】

【0136】

１ 車両
２ 車輪
３ サスペンション
３Ａ サスペンションのアクチュエータ
４ ばね下構造体
５ ばね上構造体
１０ 車両制御システム
２０ 車両状態センサ
４０ 位置センサ
５０ 通信装置
６０ 走行装置
７０ 電子制御ユニット
１００ マップ管理システム
１１０ 通信装置
１２０ プロセッサ
１３０ 記憶装置
３００ ローパスフィルタユニット（ＬＰＦユニット）
３０２ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）

【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】

【図14】

【図15】

【図16】