特許 7600947 車両用サスペンション制御装置、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】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】車両用サスペンション制御装置、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 20060101AFI20241210BHJP

【ＦＩ】

B60G17/015 A

B60G17/015 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021160007

(22)【出願日】2021-09-29

(65)【公開番号】P2023049946

(43)【公開日】2023-04-10

【審査請求日】2024-02-14

(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】古田 浩貴

【審査官】池田 晃一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０９４２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０６５４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００９４５３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１２６５９８４１（ＣＮ，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】

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、
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、
路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、
車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、
前記第１要求制御量と前記第２要求制御量との和が前記アクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて前記第２要求制御量を小さく制限する調停処理と、
を実行し、
前記調停処理において、前記電子制御ユニットは、前記路面入力情報に含まれる路面入力が大きいほど、前記第２要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくする
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】

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、
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、
路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、
車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、
前記第１要求制御量と前記第２要求制御量との和が前記アクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて前記第２要求制御量を小さく制限する調停処理と、
を実行し、
前記調停処理において、前記電子制御ユニットは、前記路面入力情報に含まれる路面入力速度が高いほど、前記第２要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくする
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3】

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、
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、
路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、
車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、
前記第１要求制御量と前記第２要求制御量との和が前記アクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて前記第２要求制御量を小さく制限する調停処理と、
を実行し、
前記調停処理において、前記電子制御ユニットは、前記路面入力情報に含まれる路面入力の高周波成分が大きいほど、前記第２要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくする
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4】

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、
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、
路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、
車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、
前記第１要求制御量と前記第２要求制御量との和が前記アクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて前記第２要求制御量を小さく制限する調停処理と、
を実行し、
前記調停処理において、前記電子制御ユニットは、前記路面入力情報に含まれる路面入力が閾値以上である場合、サスペンションバネ特性に基づいて前記第２要求制御量を小さく制限する
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5】

前記姿勢制御は、ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方を含み、
前記サスペンションバネ特性に基づく前記第２要求制御量の制限は、ロール角及びピッチ角の少なくとも一方がゼロとなるように前記第２要求制御量に含まれる制御ゲインを変更することを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用サスペンション制御装置。

【請求項6】

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、
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、
路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、
車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、
前記第１要求制御量と前記第２要求制御量との和が前記アクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方に基づいて前記第１要求制御量を小さく制限する調停処理と、
を実行し、
前記調停処理において、前記電子制御ユニットは、前記車両操作情報及び前記車両運動情報の少なくとも一方に基づく指標である前記乗心地制御に対する前記姿勢制御の優先度が高いほど、前記第１要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくする
ことを特徴とする車両用サスペンション制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、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備える車両用サスペンション制御装置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、車両用アクティブサスペンションを開示している。このアクティブサスペンションは、サスペンションストロークを制御する油圧式のアクチュエータと、コントローラとを備えている。アクチュエータは、車輪毎に配置されている。コントローラは、ロール制御出力と乗心地制御出力とを車輪毎に加算して得られる駆動制御出力に応じて制御弁を独立に作動させることにより、各アクチュエータへの流体圧の給排を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０２－１５１５１５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に記載の技術によれば、乗心地制御とロール制御（姿勢制御）の両立を図るために、上述のようにロール制御出力と乗心地制御出力とを車輪毎に加算して得られる駆動制御出力に応じて各アクチュエータの制御弁が独立に制御される。しかしながら、サスペンションストロークを制御するアクチュエータの出力には限りがある。このため、ロール制御出力及び乗心地制御出力の双方を常に満足できる出力をアクチュエータが発生させられるとは限らない。そして、特許文献１に記載のようにロール制御出力と乗心地制御出力とを単に加算したとしても、路面状態、又は、車両操作状態及び車両運動状態の少なくとも一方によっては、適切なサスペンション制御とならない可能性がある。

【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、路面状態を考慮しつつ、又は、車両操作状態及び車両運動状態の少なくとも一方を考慮しつつ、乗心地制御と姿勢制御とを両立できるようにした車両用サスペンション制御装置及び車両用サスペンション制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様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、路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、を実行する。また、電子制御ユニットは、第１要求制御量と第２要求制御量との和がアクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて第２要求制御量を小さく制限する調停処理を実行する。

【0007】

調停処理において、電子制御ユニットは、路面入力情報に含まれる路面入力が大きいほど、第２要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくしてもよい。

【0008】

調停処理において、電子制御ユニットは、路面入力情報に含まれる路面入力速度が高いほど、第２要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくしてもよい。

【0009】

調停処理において、電子制御ユニットは、路面入力情報に含まれる路面入力の高周波成分が大きいほど、第２要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくしてもよい。

【0010】

調停処理において、電子制御ユニットは、路面入力情報に含まれる路面入力が閾値以上である場合、サスペンションバネ特性に基づいて第２要求制御量を小さく制限してもよい。

【0011】

姿勢制御は、ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方を含んでもよい。そして、サスペンションバネ特性に基づく第２要求制御量の制限は、ロール角及びピッチ角の少なくとも一方がゼロとなるように第２要求制御量に含まれる制御ゲインを変更することを含んでもよい。

【0012】

本開示の他の態様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、路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、を実行する。また、電子制御ユニットは、第１要求制御量と第２要求制御量との和がアクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方に基づいて第１要求制御量を小さく制限する調停処理を実行する。

【0013】

調停処理において、電子制御ユニットは、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方に基づく指標である乗心地制御に対する姿勢制御の優先度が高いほど、第１要求制御量に含まれる制御ゲインを小さくしてもよい。

【0014】

本開示の一態様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備える車両用サスペンションを制御する。この制御方法は、路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、第１要求制御量と第２要求制御量との和がアクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて第２要求制御量を小さく制限する調停処理と、を含む。

【0015】

本開示の他の態様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備える車両用サスペンションを制御する。この制御方法は、路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量を算出する第１算出処理と、車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量を算出する第２算出処理と、第１要求制御量と第２要求制御量との和がアクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方に基づいて第１要求制御量を小さく制限する調停処理と、を含む。

【発明の効果】

【0016】

本開示の一態様に係る車両用サスペンション制御装置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、第１要求制御量と第２要求制御量との和がアクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、路面入力情報に基づいて第２要求制御量が小さく制限される。つまり、このような場合には、路面入力情報を考慮して乗心地制御が姿勢制御と比べて優先される。これにより、路面状態を考慮しつつ乗心地制御と姿勢制御とを両立できるようになる。

【0017】

また、本開示の他の態様に係る車両用サスペンション制御装置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、第１要求制御量と第２要求制御量との和がアクチュエータによって出力可能な制御量範囲を超える場合、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方に基づいて第１要求制御量が小さく制限される。つまり、このような場合には、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方を考慮して姿勢制御が乗心地制御と比べて優先される。これにより、車両操作状態及び車両運動状態の少なくとも一方を考慮しつつ乗心地制御と姿勢制御とを両立できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態１に係る車両の構成の一例を概略的に示す図である。

【図2】実施の形態１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】プレビュー制御を説明するための概念図である。

【図4】実施の形態１に係るサスペンション制御に関する処理を示すフローチャートである。

【図5】指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆのそれぞれに基づく制限値Ｘ２ｌｍｔの算出手法の一例を説明するための図である。

【図6】複数の路面入力指標値Ｉの組み合わせを利用した制限値Ｇ２ｌｍｔの算出手法の具体例２を説明するための図である。

【図7】図２に示すサスペンションのバネ特性を表した図である。

【図8】サスペンションバネ特性に基づく制限に関する第１の例に係るサスペンション制御に関する処理を示すフローチャートである。

【図9】実施の形態２に係るサスペンション制御に関する処理を示すフローチャートである。

【図10】優先度Ｐに基づく制限値Ｘ１ｌｍｔの算出手法の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

１．実施の形態１
１－１．車両の構成例
図１は、実施の形態１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、車輪２とサスペンション３とを備えている。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。

【0021】

図２は、実施の形態１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。ばね上構造体５は、車体６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。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。また、サスペンション３は、バンプラバー（バンプストッパ）３Ｂを含んでいる。バンプラバー３Ｂは、ダンパ３Ｄと同心に設けられている。

【0022】

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を作用させることにより、サスペンション３のストロークＳＴを制御する。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。

【0023】

さらに、車両１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、プロセッサ、記憶装置、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に取り付けられたセンサ類１２からセンサ信号を取り込むとともに、アクチュエータ３Ａ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３Ａ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、アクチュエータ３Ａを利用したサスペンション制御（後述の乗心地制御及び姿勢制御を含む）が実現される。

【0024】

センサ類１２は、例えば、車両１に作用する横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡをそれぞれ検出する加速度センサ、ばね上構造体５の上下加速度を検出するばね上加速度センサ、サスペンションストロークセンサ、並びに、各車輪２に設けられた車輪速センサを含む。車輪速センサによれば、車速Ｖを検出できる。また、センサ類１２は、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量をそれぞれ検出するアクセルポジションセンサ及びブレーキポジションセンサ、並びに、車輪２の舵角センサを含む。さらに、センサ類１２は、車両１の位置及び方位を検出する位置センサを含む。当該位置センサは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を含んでいる。

【0025】

また、車両１は通信装置１４を備える。ＥＣＵ１０は、通信装置１４を介して車両１の外部と通信を行う。

【0026】

１－２．サスペンション制御
車両１のサスペンション制御は、「路面入力に対する乗心地制御」と、「車両操作入力に対する姿勢制御」とを含む。

【0027】

１－２－１．乗心地制御
路面入力に対する乗心地制御は、路面入力に対するばね上構造体５の振動（より詳細には、上下振動）を低減するために実行される。乗心地制御は、車両１の乗り心地の改善のために、路面入力に伴うばね上構造体５の挙動の変化を抑制する制御ということもできる。

【0028】

乗心地制御は、例えば、車両前方の路面情報に基づくプレビュー制御である。図３は、プレビュー制御を説明するための概念図である。車両前方の路面情報は、例えば、車両１が通信装置１４を介してクラウド上の管理サーバから路面データマップとして取得することができる。この路面データマップは、路面の上下方向の変位Ｚｒ（図２参照）に関連する路面変位関連値をデータ記憶位置（地図上の位置）と関連付けてマップ化したものである。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。そして、路面データマップの具体例は、路面変位関連値の一例としてばね下変位Ｚｕ（図２参照）を用いるばね下変位マップである。なお、路面データマップの生成及び更新は、車両１を含む多数の車両から収集した情報に基づいて事前に行われている。なお、車両前方の路面情報は、路面データマップを利用した取得に代え、例えば、車両前方に搭載されたカメラにより撮影される画像を利用して取得されてもよい。

【0029】

プレビュー制御において、ＥＣＵ１０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。ここでいう位置情報は、例えば、センサ類１２に含まれる位置センサを用いて取得される。また、位置情報は、デッドレコニングによって取得されてもよい。

【0030】

ＥＣＵ１０は、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、サスペンション３のアクチュエータ３Ａを作動させるまでに必要な計算処理や通信処理に要する時間以上に設定される。プレビュー時間ｔｐは、固定であってもよいし、状況に応じて可変であってもよい。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、現在位置Ｐ０からプレビュー距離Ｌｐだけ前方の位置である。変形例として、ＥＣＵ１０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。

【0031】

ＥＣＵ１０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から読み出す。そして、ＥＣＵ１０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、プレビュー制御のために必要とされる制御力Ｆｃの要求値（すなわち、後述の要求制御量Ｘｐｖ）に相当する。

【0032】

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。
ｍ・Ｚｓ''＝Ｃ（Ｚｕ'－Ｚｓ'）＋Ｋ（Ｚｕ－Ｚｓ）－Ｆｃ ・・・（１）

【0033】

式（１）において、ｍはばね上構造体５の質量であり、Ｚｓはばね上変位であり、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。
Ｆｃ＝Ｃ・Ｚｕ'＋Ｋ・Ｚｕ ・・・（２）

【0034】

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。
Ｆｃ＝α・Ｃ・Ｚｕ'＋β・Ｋ・Ｚｕ ・・・（３）

【0035】

式（３）において、制御ゲインαは、０より大きく且つ１以下であり、制御ゲイン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。
Ｆｃ＝β・Ｋ・Ｚｕ ・・・（４）

【0036】

ＥＣＵ１０は、上記式（３）あるいは式（４）に従って、目標制御力Ｆｃ＿ｔ（すなわち、要求制御量Ｘｐｖ）を算出する。すなわち、ＥＣＵ１０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（要求制御量Ｘｐｖ）を算出する。

【0037】

ＥＣＵ１０は、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（要求制御量Ｘｐｖ）を発生させるようにアクチュエータ３Ａを制御する。車輪２が予測通過位置Ｐｆを通過するタイミングはプレビュー時間ｔｐから分かる。

【0038】

以上に説明されたプレビュー制御によれば、車両１（ばね上構造体５）の振動を効果的に抑制することが可能となる。

【0039】

乗心地制御は、プレビュー制御に代え、あるいはそれとともに、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つを用いてばね上構造体５の振動を低減するためのスカイフック制御則に基づくフィードバック制御（例えば、特開２０１９－１３５１２０号公報参照）であってもよい。また、ばね上構造体５の振動を低減するためのスカイフック制御則に基づくフィードバック制御は、ばね下構造体４の状態量（ばね下変位Ｚｕ、ばね下速度Ｚｕ’、及びばね下加速度Ｚｕ’’の少なくとも１つ）に比例した出力（制御力Ｆｃ）を発生させるものであってもよい。

【0040】

１－２－２．姿勢制御
車両操作入力に対する姿勢制御は、車両１の操舵に伴う旋回時のロール制御、及び車両１の加減速に伴うピッチ制御の少なくとも一方を含む。本実施形態では、姿勢制御として、ロール制御及びピッチ制御が組み合わされて実行されているものとする。このような例に代え、ロール制御及びピッチ制御の何れか一方のみが姿勢制御として実行されてもよい。

【0041】

ここでいうロール制御とは、車両１の操舵に伴う旋回時に生じるロールを打ち消すように、アクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃを制御して逆ロールモーメントを発生させる制御のことである。より詳細には、「ロールを打ち消す」とは、ロール制御なしの場合と比べて発生するロールを抑制したり、発生するロールと逆方向のロールを発生させたりすることをいう。同様に、ここでいうピッチ制御とは、車両１の加減速時に生じるピッチを打ち消すように、アクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃを制御して逆ピッチモーメントを発生させる制御のことである。より詳細には、「ピッチを打ち消す」とは、ピッチ制御なしの場合と比べて発生するピッチを抑制したり、発生するピッチと逆方向のピッチを発生させたりすることをいう。

【0042】

なお、各車輪２において、サスペンション発生力である制御力Ｆｃは、ばね上構造体５を上方に持ち上げるように作用する時に正とする。これに伴い、サスペンション制御の各要求制御量（例えば、Ｘｒ、Ｘｐ、及びＸｐｖ）も、ばね上構造体５を上方に持ち上げるように作用する時に正となる。したがって、ロール要求制御量Ｘｒは、旋回外側の車輪２では正となり、旋回内側の車輪２では負となる。同様に、ピッチ要求制御量Ｘｐは、加速時には、前輪２ＦＬ及び２ＦＲでは負となり、後輪２ＲＬ及び２ＲＲでは正となり、逆に、減速時には、前輪２ＦＬ及び２ＦＲでは正となり、後輪２ＲＬ及び２ＲＲでは負となる。

【0043】

１－２－３．ＥＣＵによる処理
実施の形態１では、路面状態を考慮しつつ乗心地制御と姿勢制御とを両立させるために、ＥＣＵ１０による処理は、次のような「算出処理」及び「調停処理」を含む。すなわち、ＥＣＵ１０は、路面入力に対する乗心地制御のための第１要求制御量Ｘ１を算出する第１算出処理と、車両操作入力に対する姿勢制御のための第２要求制御量Ｘ２を算出する第２算出処理と、を実行する。そして、ＥＣＵ１０は、算出した第１要求制御量Ｘ１と第２要求制御量Ｘ２との和（すなわち、合計の要求制御量Ｘｔ（＝Ｘ１＋Ｘ２））がアクチュエータ３Ａによって出力可能な制御量範囲Ｒｘを超える場合、路面入力情報に基づいて第２要求制御量Ｘ２を小さく制限する調停処理を実行する。

【0044】

図４は、実施の形態１に係るサスペンション制御に関する処理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。なお、図４では、ステップＳ１００の処理が上述の「第１算出処理」の一例に相当し、ステップＳ１０２の処理が上述の「第２算出処理」の一例に相当し、ステップＳ１０４、Ｓ１０８、及びＳ１１０の処理が上述の「調停処理」の一例に相当する。

【0045】

＜ステップＳ１００＞
ステップＳ１００において、ＥＣＵ１０は、乗心地制御のための第１要求制御量Ｘ１を算出する。乗り心地制御の制御則は特に限定されず、したがって第１要求制御量Ｘ１の算出手法も特に限定されない。本実施形態では、乗心地制御の一例としてプレビュー制御が実行されているものとする。このため、ＥＣＵ１０は、プレビュー制御のための上述の要求制御量Ｘｐｖ（目標制御力Ｆｃ＿ｔ）を第１要求制御量Ｘ１として算出する。第１要求制御量Ｘ１の算出は、アクチュエータ３Ａが配置されている車輪２毎に行われる。

【0046】

なお、例えば、複数の乗り心地制御（例えば、プレビュー制御と、上述のスカイフック制御則に基づくフィードバック制御）が実行されている例では、実行されている複数の乗り心地制御の要求制御量の和が第１要求制御量Ｘ１として算出される。

【0047】

＜ステップＳ１０２＞
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１０は、姿勢制御のための第２要求制御量Ｘ２を算出する。姿勢制御の制御則は特に限定されず、したがって第２要求制御量Ｘ２の算出手法も特に限定されない。姿勢制御としてロール制御及びピッチ制御が実行される本実施形態では、ＥＣＵ１０は、ロール要求制御量Ｘｒとピッチ要求制御量Ｘｐとの和を第２要求制御量Ｘ２として算出する。第２要求制御量Ｘ２の算出は、アクチュエータ３Ａが配置されている車輪２毎に行われる。

【0048】

具体的には、ロール要求制御量Ｘｒは、ロール制御のために必要とされる制御力Ｆｃの要求値に相当する。ピッチ要求制御量Ｘｐは、ピッチ制御のために必要とされる制御力Ｆｃの要求値に相当する。一例として、ロール要求制御量Ｘｒ及びピッチ要求制御量Ｘｐは、それぞれ、次の式（５）及び（６）により表される。
Ｘｒ＝ＬＡ×Ｇｒ ・・・（５）
Ｘｐ＝ＦＡ×Ｇｐ ・・・（６）

【0049】

式（５）に示すように、ロール要求制御量Ｘｒは、横加速度ＬＡと制御ゲインＧｒとの積により与えられる。式（６）に示すように、ピッチ要求制御量Ｘｐは、前後加速度ＦＡと制御ゲインＧｐとの積により与えられる。なお、ロール制御用の制御ゲインＧｒとピッチ制御用の制御ゲインＧｐは、同じでもよいし、異なっていてもよい。これらの制御ゲインＧｒ及びＧｐは、後述の制御ゲインＧ２に相当する。

【0050】

式（５）により算出されるロール要求制御量Ｘｒによれば、横加速度ＬＡの絶対値が大きくなるにつれ、ロール要求制御量Ｘｒの絶対値も大きくなる。制御ゲインＧｒは、例えば事前に決定された固定値である。ただし、制御ゲインＧｒは、車両姿勢制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。横加速度ＬＡは、例えば横加速度センサを用いて取得できる。また、横加速度ＬＡは、例えば、車速Ｖ及び舵角等の情報に基づいて推定されてもよい。

【0051】

また、式（６）により算出されるピッチ要求制御量Ｘｐによれば、前後加速度ＦＡの絶対値が大きくなるにつれ、ピッチ要求制御量Ｘｐの絶対値も大きくなる。制御ゲインＧｐは、例えば事前に決定された固定値である。ただし、制御ゲインＧｐは、車両姿勢制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。前後加速度ＦＡは、例えば前後加速度センサを用いて取得できる。また、前後加速度ＦＡは、例えば、車両前後力の要求情報（例えば、要求エンジントルク、又は要求制動力）に基づいて推定されてもよい。

【0052】

＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１００及びＳ１０２にて算出した第１要求制御量Ｘ１と第２要求制御量Ｘ２との和である合計の要求制御量Ｘｔがアクチュエータ３Ａによって出力可能な制御量範囲Ｒｘを超えるか否かを判定する。この制御量範囲Ｒｘは、アクチュエータ３Ａのスペックに基づいて事前に特定できる。要求制御量Ｘｔが制御量範囲Ｒｘを超えない場合には、処理はステップＳ１０６に進む。一方、要求制御量Ｘｔが制御量範囲Ｒｘを超える場合には、処理はステップＳ１０８に進む。

【0053】

＜ステップＳ１０６＞
ステップＳ１０４の判定結果がＮｏの場合（すなわち、アクチュエータ３Ａが要求制御量Ｘｔを出力可能な場合）には、ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１０は、要求制御量Ｘｔをそのまま（すなわち、制限なしに）アクチュエータ３Ａに指令する処理を、車輪２毎に実行する。その結果、各アクチュエータ３Ａは、指令された要求制御量Ｘｔに応じた制御力Ｆｃを発生させるように制御される。

【0054】

＜ステップＳ１０８＞
一方、ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓの場合（すなわち、アクチュエータ３Ａが要求制御量Ｘｔを出力できない場合）、ステップＳ１０８において、ＥＣＵ１０は、路面入力指標値Ｉ（単に「指標値Ｉ」とも称する）を算出する。指標値Ｉは、本開示に係る「路面入力情報」の一例に相当する。

【0055】

具体的には、指標値Ｉは、例えば、路面入力の大きさを示す指標値Ｉｍ、路面入力速度の大きさを示す指標値Ｉｖ、及び、路面入力の高周波成分の大きさを示す指標値Ｉｆを含む。本ステップＳ１０８において算出される指標値Ｉは、これらの指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆのうちの何れか１つであってもよいし、何れか２つ又は３つであってもよい。各指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆの算出手法は特に限定されるものではないが、各指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆは、例えば次のような手法を用いて算出できる。

【0056】

（指標値Ｉｍについて）
路面入力の大きさには、より具体的には、ばね下変位Ｚｕの大きさ、又は路面変位Ｚｒの大きさが相当する。したがって、指標値Ｉｍの具体例は、ばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒの大きさを示す値である。本実施形態のようにプレビュー制御を行っている場合であれば、指標値Ｉｍは、プレビュー制御において取得されるばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒを基に算出されてもよい。あるいは、プレビュー制御が実行される場合を含め、指標値Ｉｍに用いられるばね下変位Ｚｕは、ばね下変位センサを用いて直接的に計測されてもよく、又は他のセンサの計測値に基づいて算出（推定）されてもよい。指標値Ｉｍに用いられる路面変位Ｚｒは、例えば、車両前方に搭載されたカメラにより撮影される画像を利用して取得されてもよい。

【0057】

また、例えば、車両進行方向に沿った所定のデータ取得区間のばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒのデータ（時間、距離、又は位置ベースのデータ）のｐ－ｐ値（peak to peak）又は移動平均値が、指標値Ｉｍとして算出されてもよい。また、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）のカットオフ周波数を十分に小さくすると、ＬＰＦ処理の適用後の値は、移動平均値に相当する値とみなせる。このため、上記のデータ取得区間のばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒのデータに対してこのようなＬＰＦを適用した後の値が指標値Ｉｍとして算出されてもよい。

【0058】

（指標値Ｉｖについて）
路面入力速度の大きさには、より具体的には、ばね下速度Ｚｕ’の大きさ、又は路面変位速度Ｚｒ’の大きさが相当する。したがって、指標値Ｉｖの具体例は、ばね下速度Ｚｕ’又は路面変位速度Ｚｒ’の大きさを示す値である。ばね下速度Ｚｕ’又は路面変位速度Ｚｒ’のデータに基づく指標値Ｉｖの算出は、上述の指標値Ｉｍの算出手法と同様の手法を用いて行うことができる。

【0059】

（指標値Ｉｆについて）
路面入力の高周波成分の大きさには、より具体的には、車両進行方向に沿った所定のデータ取得区間のばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒのデータの高周波成分の大きさが相当する。したがって、指標値Ｉｆの具体例は、ばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒのデータの高周波成分の大きさを示す値（例えば、信号強度）である。ここでいう高周波成分は、例えば、所定周波数値（所定カットオフ周波数）以上の周波数領域の周波数成分として特定される。

【0060】

このような指標値Ｉｆは、例えば、ＥＣＵ１０が上記のばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒのデータに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うことによって取得される周波数スペクトルに基づいて算出できる。あるいは、例えば、当該データに対してバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）処理又はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）処理を適用した後の出力データの移動平均値が指標値Ｉｆとして取得されてもよい。また、この出力データに対してカットオフ周波数が十分に小さいＬＰＦを適用した後の値が指標値Ｉｆとして取得されてもよい。

【0061】

（第１要求制御量Ｘ１の利用）
乗心地制御の第１要求制御量Ｘ１は、基本的には、算出手法を問わず、路面入力情報に応じた値として算出されるものであるといえる。より詳細には、第１要求制御量Ｘ１は、路面入力が大きくなると、第１要求制御量Ｘ１も大きくなる。路面入力速度が高くなると、第１要求制御量Ｘ１の変化速度も高くなる。そして、路面入力の高周波成分が大きくなると、第１要求制御量Ｘ１の高周波成分も大きくなる。

【0062】

そこで、指標値Ｉｍ及びＩｆのそれぞれの算出のために、ばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒのデータに代えて第１要求制御量Ｘ１のデータが用いられてもよい。また、指標値Ｉｖの算出のために、ばね下速度Ｚｕ’又は路面変位速度Ｚｒ’のデータに代えて第１要求制御量Ｘ１のデータが用いられてもよい。

【0063】

＜ステップＳ１１０＞
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１０は、路面入力情報（路面入力指標値Ｉ）に基づく制限後の第２要求制御量Ｘ２である制限値Ｘ２ｌｍｔを算出する。制限値Ｘ２ｌｍｔの算出のために用いられる指標値Ｉは、指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆのうちの何れか１つであってもよいし、何れか２つ又は３つであってもよい。

【0064】

図５（Ａ）、５（Ｂ）、及び５（Ｃ）は、それぞれ、指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆに基づく制限値Ｘ２ｌｍｔの算出手法の一例を説明するための図である。制限値Ｘ２ｌｍｔは、次のように、制限値Ｇ２ｌｍｔを用いて姿勢制御の制御ゲインＧ２を修正することによって算出される。図５に示す手法が用いられる前提として、制御ゲインＧ２（Ｇｒ及びＧｐ）は固定値であるものとする。なお、制御ゲインＧ２が姿勢制御に関係するパラメータに基づいて可変される例では、ＥＣＵ１０は、図５の縦軸を修正係数ｋ１（０≦ｋ１≦１）によって置き換え、且つ、修正前の制御ゲインＧ２に当該修正係数ｋ１を乗じることによって制限値Ｇ２ｌｍｔを算出してもよい。

【0065】

図５を参照して説明される算出手法では、姿勢制御の制御ゲインＧ２が路面入力情報（指標値Ｉ）に基づいて制限値Ｇ２ｌｍｔに修正される。なお、本実施形態のようにロール制御及びピッチ制御の双方が姿勢制御として実行される場合、例えば、制御ゲインＧ２に相当する制御ゲインＧｒ及びＧｐのそれぞれが、図５を参照して説明されるように修正されることになる。

【0066】

具体的には、指標値Ｉｍを用いる例では、図５（Ａ）に示すように、制限値Ｇ２ｌｍｔは、指標値Ｉｍが大きいほど小さくなるように算出される。その結果、制御ゲインＧ２は、指標値Ｉｍが大きいほど（すなわち、路面入力が大きいほど）小さくなるように修正される。付け加えると、図５（Ａ）には表されていないが、指標値Ｉｍの増加に応じた制御ゲインＧ２の修正は、制限値Ｇ２ｌｍｔをゼロにすることを含んでもよい。制限値Ｇ２ｌｍｔがゼロであることは、姿勢制御が中止されることを意味する。

【0067】

指標値Ｉｖを用いる例では、図５（Ｂ）に示すように、制限値Ｇ２ｌｍｔは、指標値Ｉｖが大きいほど小さくなるように算出される。その結果、制御ゲインＧ２は、指標値Ｉｖが大きいほど（すなわち、路面入力速度が高いほど）小さくなるように修正される。指標値Ｉｍの例と同様に、指標値Ｉｖの増加に応じた制御ゲインＧ２の修正は、制限値Ｇ２ｌｍｔをゼロにすることを含んでもよい。

【0068】

指標値Ｉｆを用いる例では、図５（Ｃ）に示すように、制限値Ｇ２ｌｍｔは、指標値Ｉｆが大きいほど小さくなるように算出される。その結果、制御ゲインＧ２は、指標値Ｉｆが大きいほど（すなわち、路面入力の高周波成分が大きいほど）小さくなるように修正される。指標値Ｉｍ及びＩｖの例と同様に、指標値Ｉｆの増加に応じた制御ゲインＧ２の修正は、制限値Ｇ２ｌｍｔをゼロにすることを含んでもよい。

【0069】

次に、指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆのうちの２つ又は３つの組み合わせを利用する例における制限値Ｇ２ｌｍｔの算出手法の２つの具体例１及び２が説明される。下記の説明では、指標値Ｉｍと指標値Ｉｖとの組み合わせが例示されるが、他の２つの組み合わせ又は３つの組み合わせの例についても同様である。

【0070】

具体例１では、まず、図５（Ａ）及び５（Ｂ）に示す関係を利用して、指標値Ｉｍ及びＩｖのそれぞれに基づく制御ゲインＧ２の減少量（制限量）が算出される。ここでいう減少量とは、修正前の値に対する制御ゲインＧ２の減少量のことである。次いで、算出された２つの減少量が足し合わされる。次いで、足し合わされた減少量を修正前の制御ゲインＧ２から引くことにより、制限値Ｇ２ｌｍｔが算出される。例えば、指標値Ｉｍに基づく減少量が制御ゲインＧ２を２割減らすものであり、指標値Ｉｖに基づく減少量が制御ゲインＧ２を２割減らすものであった場合、修正前の制御ゲインＧ２を４割減らした値となるように制限値Ｇ２ｌｍｔが算出される。

【0071】

図６は、複数の路面入力指標値Ｉ（例えば、ＩｍとＩｖ）の組み合わせを利用した制限値Ｇ２ｌｍｔの算出手法の具体例２を説明するための図である。具体例２の実施のために、ＥＣＵ１０の記憶装置は、図６に示すような関係をマップとして記憶している。具体例２では、指標値Ｉｍ及び指標値Ｉｖが、それぞれの閾値Ｉｍｔｈ１及びＩｖｔｈ１と比較される。

【0072】

その結果、指標値Ｉｍが閾値Ｉｍｔｈ１より小さく、且つ指標値Ｉｖが閾値Ｉｖｔｈ１より小さい場合には、制御ゲインＧ２の修正は行われない。すなわち、乗心地制御を優先する必要がない又は低いと判断され、第２要求制御量Ｘ２は制限されない。

【0073】

一方、指標値Ｉｍ及び指標値Ｉｖの何れか一方のみがそれぞれに対応する閾値Ｉｍｔｈ１又はＩｖｔｈ１以上である場合には、閾値Ｉｍｔｈ１又はＩｖｔｈ１以上となる方の指標値Ｉｍ又は指標値Ｉｖに応じて（図５（Ａ）又は５（Ｂ）の関係を利用して）、制御ゲインＧ２が小さくなるように修正される。つまり、乗心地制御を優先すべき状況と判断され、第２要求制御量Ｘ２が制限される。

【0074】

また、指標値Ｉｍが閾値Ｉｍｔｈ１以上、且つ指標値Ｉｖが閾値Ｉｖｔｈ１以上の場合には、指標値Ｉｍ及び指標値Ｉｖの何れか一方のみがそれぞれに対応する閾値Ｉｍｔｈ１又はＩｖｔｈ１以上である場合と比べて、制御ゲインＧ２がより小さくなるように修正される。つまり、乗心地制御をより優先すべき状況であると判断され、第２要求制御量Ｘ２がより大きく制限される。

【0075】

具体例１及び２のそれぞれによれば、指標値Ｉｍ、Ｉｖ、及びＩｆのうちの複数を考慮して制限値Ｘ２ｌｍｔを算出することにより、路面入力情報をより正確に考慮できるようになる。その結果、第２要求制御量Ｘ２の制限（調整）をより正確に行えるようになる。

【0076】

＜ステップＳ１１２＞
ステップＳ１１２において、ＥＣＵ１０は、サスペンション制御の最終的な要求制御量Ｘｆｉｎを算出する。要求制御量Ｘｆｉｎは、ステップＳ１００及びステップＳ１１０にてそれぞれ算出された第１要求制御量Ｘ１と制限値Ｘ２ｌｍｔとの和である。

【0077】

＜ステップＳ１１４＞
ステップＳ１１４において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１２にて算出された要求制御量Ｘｆｉｎをアクチュエータ３Ａに指令する処理を、車輪２毎に実行する。その結果、各アクチュエータ３Ａは、指令された要求制御量Ｘｆｉｎに応じた制御力Ｆｃを発生させるように制御される。

【0078】

１－３．効果
サスペンション制御を行うためのアクチュエータ３Ａの出力には限りがある。このため、アクチュエータ３Ａが乗心地制御及び姿勢制御の双方の要求制御量Ｘ１及びＸ２の和を出力できない条件下においてこれらの要求制御量Ｘ１及びＸ２を単に足し合わせてアクチュエータ３Ａに指令しても、優先することが望ましいどちらか一方の制御を適切に行えず、状況に適したサスペンション制御を満足に行えなくなることがある。また、当該条件下においてどちらか一方の制御のみを選択した場合には、他方の制御ができないため、状況に適したサスペンション制御を満足に行えなくなることがある。

【0079】

これに対し、実施の形態１に係る調停処理によれば、第１要求制御量Ｘ１と第２要求制御量Ｘ２との和（要求制御量Ｘｔ）が制御量範囲Ｒｘを超える場合、路面入力情報（路面入力指標値Ｉ）に基づく制限値Ｘ２ｌｍｔによって、姿勢制御のための第２要求制御量Ｘ２が小さく制限される。つまり、このような場合には、乗心地制御が姿勢制御と比べて優先される。付け加えると、乗心地制御を制限するための変更は行われない。これにより、アクチュエータ３Ａが乗心地制御及び姿勢制御の双方の要求制御量Ｘ１及びＸ２を共に満たせない条件下において、路面入力情報を考慮して姿勢制御を適切に制限しながら乗心地制御を良好に実施できるようになる。つまり、路面状態を考慮しつつ乗心地制御と姿勢制御とを両立できるようになる。その結果、当該条件下において要求制御量Ｘ１及びＸ２を単に足し合わせてアクチュエータ３Ａに指令したり、どちらか一方の制御のみを選択したりする場合と比べて、サスペンション制御を利用して車両１の快適性を向上できる。

【0080】

より具体的には、路面入力が大きい場合には、路面入力が小さい場合と比べて、乗心地制御のために高い出力が必要とされる。実施の形態１によれば、制御ゲインＧ２は、指標値Ｉｍが大きいほど小さくなるように算出される。このように制御ゲインＧ２が調整されることにより、路面入力が大きいほど姿勢制御のための第２要求制御量Ｘ２が小さくなるように、路面状態を考慮して姿勢制御を適切に制限できる（換言すると、乗心地制御を適切に優先できる）ようになる。

【0081】

また、路面入力速度が高い場合には、路面入力速度が低い場合と比べて、高い応答性が乗り心地制御に求められる。実施の形態１によれば、制御ゲインＧ２は、指標値Ｉｖが大きいほど小さくなるように算出される。このように制御ゲインＧ２が調整されることにより、路面入力速度が高いほど姿勢制御のための第２要求制御量Ｘ２が小さくなるように、路面状態を考慮して姿勢制御を適切に制限できる（換言すると、乗心地制御を適切に優先できる）ようになる。付け加えると、乗心地制御のために確保されるアクチュエータ３Ａの出力が増えると、アクチュエータ３Ａは、高い応答性で出力（制御力Ｆｃ）を発生させられるようになる。

【0082】

さらに、路面入力の高周波成分が大きい場合には、当該高周波成分が小さい場合にと比べて、高い応答性が乗り心地制御に求められる。実施の形態１によれば、制御ゲインＧ２は、指標値Ｉｖが大きいほど小さくなるように算出される。このように制御ゲインＧ２が調整されることにより、路面入力の高周波成分が大きいほど姿勢制御のための第２要求制御量Ｘ２が小さくなるように、路面状態を考慮して姿勢制御を適切に制限できる（換言すると、乗心地制御を適切に優先できる）ようになる。

【0083】

１－４．サスペンションバネ特性に基づく制限
実施の形態１に係る第２要求制御量Ｘ２の制限は、路面入力情報とともにサスペンション３のバネ特性を考慮して行われてもよい。

【0084】

図７は、図２に示すサスペンション３のバネ特性を表した図である。より詳細には、図７は、サスペンション３の荷重－ストローク特性を示している。図７中のストロークＳＴ１は、車両１が静止している状態（すなわち、車体６に作用する重力加速度が１Ｇの状態）におけるストロークＳＴの値に相当する。例えば旋回時の外輪では、横加速度ＬＡの増加に伴ってバンプストップクリアランスが減少するようにストロークＳＴが変化すると、やがてダンパ３Ｄ（のケース）がバンプラバー３Ｂに当たることになる。ストロークＳＴ２は、当該ケースがバンプラバー３Ｂに当たり始める時のストロークＳＴの値に相当する。

【0085】

図７に示すバネ特性においてストロークＳＴ１からストロークＳＴ２までのストローク域は、ストロークＳＴに比例して荷重が大きくなる線形域（スプリング３Ｓがバネ力を発生される領域）に相当する。スプリング３Ｓだけでなく、バンプラバー３Ｂもバネとして機能する。このため、図７に示すバネ特性においてストロークＳＴ２よりも大きなストローク域は、ストロークＳＴに応じてバネ定数が変化する非線形域に相当する。この非線形域では、線形域と比べて、ストロークＳＴの変化に対して荷重が大きく変化する。

【0086】

サスペンション３が非線形域までストロークすると、乗り心地が低下する。このような乗り心地の低下を回避するためには、ダンパ３Ｄがバンプラバー３Ｂと当たらないようにアクチュエータ３Ａの出力を姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御）のために十分に確保したい。しかしながら、姿勢制御のために確保される出力を増やすことは、乗心地制御のために確保される出力が減少することにつながる。すなわち、アクチュエータ３Ａが乗心地制御のために十分な出力及び応答性を発揮させにくくなる。

【0087】

（第１の例）
そこで、バネ特性に基づく制限に関する第１の例では、ＥＣＵ１０は、上述の指標値Ｉｍ（路面入力の大きさ）が所定の閾値Ｉｍｔｈ２以上である場合、サスペンション３のバネ特性に基づいて第２要求制御量Ｘ２を小さく制限する。具体的には、当該バネ特性に基づく第２要求制御量Ｘ２の制限の一例として、ＥＣＵ１０は、操舵に伴うロール角及び加減速に伴うピッチ角のそれぞれがゼロとなるように制御ゲインＧ２を変更する。

【0088】

図８は、サスペンションバネ特性に基づく制限に関する第１の例に係るサスペンション制御に関する処理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、ステップＳ１０８及びＳ１１０の処理に代えて、ステップＳ２００及びＳ２０２の処理が「調停処理」として実行される点において、図４に示すフローチャートの処理と相違している。

【0089】

図８では、ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ２００において、ＥＣＵ１０は、指標値Ｉｍが所定の閾値Ｉｍｔｈ２以上であるか否かを判定する。

【0090】

ステップＳ２００の判定結果がＮｏの場合（すなわち、路面入力が小さいために姿勢制御に対して乗心地制御を優先させる必要がない場合）には、ＥＣＵ１０は、上述のステップＳ１０６の処理を実行する。すなわち、この場合には、ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓとなっていても、第２要求制御量Ｘ２の制限は行われない。その結果、制御量範囲Ｒｘを超える要求制御量Ｘｔの指令に対し、アクチュエータ３Ａは、当該制御量範囲Ｒｘの最大値に相当する出力（制御力Ｆｃ）を発生させるように制御される。

【0091】

一方、ステップＳ２００の判定結果がＹｅｓの場合（すなわち、路面入力が大きいために姿勢制御に対して乗心地制御を優先させる必要がある場合）には、処理はステップＳ２０２に進む。

【0092】

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１０は、操舵に伴うロール角及び加減速に伴うピッチ角のそれぞれがゼロとなるように制御ゲインＧ２（Ｇｒ及びＧｐ）を変更する。ここで、ロール角をゼロとするために必要な制御ゲインＧｒ０は、横加速度ＬＡと関連付けて事前に特定できる。ＥＣＵ１０の記憶装置は、制御ゲインＧｒ０と横加速度ＬＡとの関係を定めたマップを記憶している。本ステップＳ２００では、ＥＣＵ１０は、そのようなマップから現在の横加速度ＬＡの下でロール角をゼロとするための制御ゲインＧｒ０を算出する。同様に、ピッチ角をゼロとするために必要な制御ゲインＧｐ０についても、ＥＣＵ１０は、制御ゲインＧｐ０と前後加速度ＦＡとの関係を定めたマップから、現在の前後加速度ＦＡの下でピッチ角をゼロとするための制御ゲインＧｐ０を算出する。このように算出される制御ゲインＧｒ０及びＧｐ０は、上述の制限値Ｇ２ｌｍｔに相当する。

【0093】

そのうえで、ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１０は、上述の式（５）及び（６）にそれぞれ制御ゲインＧｒ０及びＧｐ０を代入して算出されるロール要求制御量Ｘｒ０とピッチ要求制御量Ｘｐ０との和を、第２要求制御量Ｘ２の制限値Ｘ２ｌｍｔとして算出する。

【0094】

図８を参照して説明された第１の例によれば、路面入力が大きい場合（指標値Ｉｍ≧閾値Ｉｍｔｈ２）には、制御ゲインＧ２の変更により、ロール角がゼロとなり、ピッチ角がゼロとなるように姿勢制御が実行される。このように実行される姿勢制御によれば、路面入力が小さい場合（指標値Ｉｍ＜閾値Ｉｍｔｈ２）において逆方向のロール及びピッチを発生させるように姿勢制御がそのまま実行されるときと比べて、第２要求制御量Ｘ２が制限される。また、路面入力が大きいためにロール制御及びピッチ制御を極力行わない又は中止する例と比べて、ダンパ３Ｄとバンプラバー３Ｂとの接触に起因する乗り心地の低下を抑制できる。そして、ダンパ３Ｄとバンプラバー３Ｂとの接触は、このようにロール角及びピッチ角がゼロを維持している状態において最も生じにくい。このため、路面入力が大きい場合に当該状態が得られるように姿勢制御を行うことにより、姿勢制御のために確保されるアクチュエータ３Ａの出力を制限しながらバンプラバー３Ｂの接触に起因する乗り心地の低下を抑制でき、且つ、乗心地制御のためにアクチュエータ３Ａの出力を大きく確保できるようになる。

【0095】

なお、図８に示すフローチャートでは、この第１の例（路面入力が大きい場合に、制御ゲインＧ２の変更により、ロール角がゼロとなり、ピッチ角がゼロとなるように姿勢制御を実行する例）は、ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓとなる場合（要求制御量Ｘｔが制御量範囲Ｒｘを超える場合）に実行されている。しかしながら、図８に示すフローチャートの処理とは異なり、第１の例は、要求制御量Ｘｔが制御量範囲Ｒｘ内に収まっている場合（つまり、アクチュエータ３Ａの出力及び応答性が十分な状況下）においても、路面入力が大きいために乗心地制御の実行に伴ってバンプラバー３Ｂの接触に起因する乗り心地の低下を招くのを回避するために実行されてもよい。

【0096】

（第２の例）
また、バネ特性に基づく制限に関する第２の例では、ＥＣＵ１０は、指標値Ｉｍ（路面入力の大きさ）が閾値Ｉｍｔｈ２以上である場合、次のような手法で、サスペンション３のバネ特性に基づいて第２要求制御量Ｘ２を小さく制限する。すなわち、乗心地制御のための第１要求制御量Ｘ１と姿勢制御の制限値Ｘ２ｌｍｔとの和である最終的な要求制御量Ｘｆｉｎをアクチュエータ３Ａに指令した際にバンプラバー３Ｂの接触が生じないように、制御ゲインＧ２の修正を利用して制限値Ｘ２ｌｍｔが決定される。

【0097】

具体的には、例えば、現在のバンプストップクリアランスが３０ｍｍである場合において路面入力（路面変位Ｚｒ）が２０ｍｍであった場合、プレビュー制御等の乗心地制御によって制御すべきストロークＳＴの量は、この路面入力分と等しい２０ｍｍとなる。したがって、バンプラバー３Ｂの接触を避けつつ姿勢制御で利用可能なストロークＳＴの量は、バンプストップクリアランスと当該ストロークＳＴの量との差分である１０ｍｍ未満となる。第２の例では、制限値Ｘ２ｌｍｔは、姿勢制御によるストロークＳＴの量がこの１０ｍｍ未満となるように修正される制御ゲインＧ２を用いて算出されることになる。

【0098】

付け加えると、現時点のバンプストップクリアランスは、例えば、次の手法を用いて算出（推定）できる。すなわち、車両１の静止状態のストロークＳＴ１は既知である。ロールを例に挙げると、静止状態（ロール角ゼロの状態）から旋回した際、ロール制御なしの場合のロール角の変化分は、横加速度ＬＡに基づいて事前に把握できる。このため、このロール角変化分に対応するストロークＳＴの変化分（すなわち、バンプストップクリアランスの変化分）も横加速度ＬＡから推定できる。そのうえで、ロール制御によるロール角の変化分及びこれに伴うバンプストップクリアランスの変化分は、直近のロール要求制御量Ｘｒから推定できる。したがって、これらの推定結果を利用して、ロール制御の実行に起因して変化するバンプストップクリアランスを推定できる。また、同様の考え方に基づき、ピッチ制御の実行に起因して変化するバンプストップクリアランスについても推定できる。そして、これら２つのバンプストップクリアランスの推定値を足し合わせることにより、ロール制御及びピッチ制御の双方の実行中のバンプストップクリアランスを推定できる。

【0099】

このような第２の例によっても、姿勢制御のために確保されるアクチュエータ３Ａの出力を制限しながらバンプラバー３Ｂの接触に起因する乗り心地の低下を抑制でき、且つ、乗心地制御のためにアクチュエータ３Ａの出力を大きく確保できるようになる。

【0100】

また、スプリング３Ｓとバンプラバー３Ｂとの組み合わせに限らず、非線形のスプリングがスプリング３Ｓとして用いられた場合においても、図７に示すような線形域と非線形域のように、ストロークＳＴの変化に伴ってバネ定数が変化するバネ特性が得られる。そこで、上述した第１及び第２の例は、このような非線形ばねが用いられるサスペンションを対象として、バネ定数が高くなるストローク範囲を使用しないようにするために実行されてもよい。

【0101】

２．実施の形態２
上述した実施の形態１における調停処理では、路面入力情報に基づいて第２要求制御量Ｘ２が小さく制限される。これに対し、実施の形態２における調停処理では、車両操作状態及び車両運動状態の少なくとも一方を考慮しつつ乗心地制御と姿勢制御とを両立させるために、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方に基づいて第１要求制御量Ｘ１が小さく制限される。

【0102】

ここでいう「車両操作情報」とは、車両１の操作に関する情報であり、例えば、ステアリングホイールの操舵量、操舵速度、アクセルペダルの踏み込み量、アクセルペダルの踏み込み速度、ブレーキペダルの踏み込み量、及び、ブレーキペダルの踏み込み速度の少なくとも１つのことである。「車両運動情報」とは、車両１の運動に関する情報であり、例えば、横加速度ＬＡ、横ジャーク、ヨーレート、前後加速度ＦＡ、前後ジャーク、及び車速Ｖの少なくとも１つである。

【0103】

図９は、実施の形態２に係るサスペンション制御に関する処理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、ステップＳ１０８、Ｓ１１０及びＳ１１２の処理に代えて、ステップＳ３００、Ｓ３０２、及びＳ３０４の処理が実行される点において、図４に示すフローチャートの処理と相違している。

【0104】

＜ステップＳ３００＞
図９では、ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓの場合（すなわち、アクチュエータ３Ａが要求制御量Ｘｔを出力できない場合）には、処理はステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、ＥＣＵ１０は、乗心地制御側に対する姿勢制御の優先度合いを指標化した値である優先度Ｐを算出する。

【0105】

優先度Ｐは、車両操作情報に基づいて算出される。具体的には、優先度Ｐは、例えば、ステアリングホイールの操舵量が大きいほど高くなるように算出される。優先度Ｐは、操舵速度が高いほど（すなわち、急操舵がなされた時に）高くなるように算出されてもよい。また、優先度Ｐは、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど高くなるように、又は、アクセルペダルの踏み込み速度が大きいほど（すなわち、急加速がなされた時に）高くなるように算出されてもよい。同様に、優先度Ｐは、ブレーキペダルの踏み込み量が大きいほど高くなるように、又は、ブレーキペダルの踏み込み速度が大きいほど（すなわち、急減速がなされた時に）高くなるように算出されてもよい。あるいは、優先度Ｐは、車両操作情報に含まれるこれらのパラメータのうちの複数のパラメータが大きいほど高くなるように算出されてもよい。

【0106】

また、優先度Ｐは、車両運動情報に基づいて算出されてもよい。具体的には、優先度Ｐは、例えば、横加速度ＬＡが高いほど高くなるように算出されてもよい。同様に、優先度Ｐは、横ジャーク、ヨーレート、前後加速度ＦＡ、前後ジャーク、及び車速Ｖの何れか１つが高いほど高くなるように算出されてもよい。あるいは、優先度Ｐは、車両運動情報に含まれるこれらのパラメータのうちの複数のパラメータが大きいほど高くなるように算出されてもよい。

【0107】

また、優先度Ｐは、上述の車両操作情報及び車両運動情報の双方に基づいて算出されてもよい。

【0108】

付け加えると、乗心地制御に対する姿勢制御の優先は、姿勢制御の第１要求制御量Ｘ１の実現のために必要とされるアクチュエータ３Ａの出力（制御力Ｆｃ）が大きくなるときに必要とされる。上述のように算出される優先度Ｐは、例えば操舵速度が高い場合（急操舵がなされた場合）及び横加速度ＬＡが高い場合のように、第１要求制御量Ｘ１の実現のために必要とされるアクチュエータ３Ａの出力が大きくなるように車両操作情報又は車両運動情報が変化している場合に高くなるように算出される。

【0109】

＜ステップＳ３０２＞
ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１０は、優先度Ｐ（車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方）に基づく制限後の第１要求制御量Ｘ１である制限値Ｘ１ｌｍｔを算出する。

【0110】

図１０は、優先度Ｐに基づく制限値Ｘ１ｌｍｔの算出手法の一例を説明するための図である。制限値Ｘ１ｌｍｔは、次のように、制限値Ｇ１ｌｍｔを用いて乗心地制御の制御ゲインＧ１を修正することによって算出される。図１０に示す手法が用いられる前提として、制御ゲインＧ１（例えば、上述の制御ゲインα及びβ）は固定値であるものとする。なお、制御ゲインＧ１が乗心地制御に関係するパラメータに基づいて可変される例では、ＥＣＵ１０は、図１０の縦軸を修正係数ｋ２（０≦ｋ２≦１）によって置き換え、且つ、修正前の制御ゲインＧ１に当該修正係数ｋ２を乗じることによって制限値Ｇ１ｌｍｔを算出してもよい。

【0111】

図１０に示す一例では、優先度Ｐが所定の閾値Ｐｔｈ以下の場合には、制限値Ｇ１ｌｍｔは、修正前の制御ゲインＧ１と等しい値として算出される。すなわち、この場合には、制御ゲインＧ１の修正は行われない。一方、優先度Ｐが閾値Ｐｔｈを超えると、制限値Ｇ１ｌｍｔは、優先度Ｐが高いほど小さくなるように算出される。その結果、制御ゲインＧ１は、優先度Ｐが高いほど小さくなるように修正される。付け加えると、図１０には表されていないが、優先度Ｐの増加に応じた制御ゲインＧ１の修正は、制限値Ｇ１ｌｍｔをゼロにすることを含んでもよい。制限値Ｇ１ｌｍｔがゼロであることは、乗心地制御が中止されることを意味する。

【0112】

＜ステップＳ３０４＞
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ１０は、サスペンション制御の最終的な要求制御量Ｘｆｉｎを算出する。要求制御量Ｘｆｉｎは、ステップＳ３０２及びステップＳ１０２にてそれぞれ算出された制限値Ｘ１ｌｍｔと第２要求制御量Ｘ２との和である。

【0113】

以上説明した実施の形態２に係る調停処理によれば、第１要求制御量Ｘ１と第２要求制御量Ｘ２との和（要求制御量Ｘｔ）が制御量範囲Ｒｘを超える場合、優先度Ｐ（車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方）に基づく制限値Ｘ１ｌｍｔによって、乗心地制御のための第１要求制御量Ｘ１が小さく制限される。つまり、このような場合には、姿勢制御が乗心地制御と比べて優先される。付け加えると、姿勢制御を制限するための変更は行われない。これにより、アクチュエータ３Ａが乗心地制御及び姿勢制御の双方の要求制御量Ｘ１及びＸ２を共に満たせない条件下において、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方を考慮して乗心地制御を適切に制限しながら姿勢制御を良好に実施できるようになる。つまり、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方を考慮しつつ乗心地制御と姿勢制御とを両立できるようになる。その結果、当該条件下において要求制御量Ｘ１及びＸ２を単に足し合わせてアクチュエータ３Ａに指令したり、どちらか一方の制御のみを選択したりする場合と比べて、サスペンション制御を利用して車両１の快適性を向上できる。

【0114】

より具体的には、既述したように、優先度Ｐが高い場合には、優先度Ｐが低い場合と比べて、姿勢制御のために高い出力が必要とされる。実施の形態２によれば、制御ゲインＧ１は、優先度Ｐが高いほど小さくなるように算出される。このように制御ゲインＧ１が調整されることにより、優先度Ｐが高いほど乗心地制御のための第１要求制御量Ｘ１が小さくなるように、車両操作情報及び車両運動情報の少なくとも一方を考慮して乗心地制御を適切に制限できる（換言すると、姿勢制御を適切に優先できる）ようになる。

【0115】

３．他の実施の形態
上述した実施の形態１及び２においては、乗心地制御及び姿勢制御は、車両１の４つの車輪２（すなわち、全輪）を対象として行われた。しかしながら、乗心地制御及び姿勢制御の対象となる車輪（制御対象輪）は、必ずしも全輪に限られず、例えば、左右前輪のみ、又は左右後輪のみであってもよい。

【0116】

また、実施の形態１に係る調停処理と実施の形態２に係る調停処理とは、組み合わせて実行されてもよい。

【符号の説明】

【0117】

１ 車両
２ 車輪
３ サスペンション
３Ａ アクチュエータ
３Ｂ バンプラバー
３Ｄ ダンパ
３Ｓ スプリング
４ ばね下構造体
５ ばね上構造体
６ 車体
１０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１２ センサ類
１４ 通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】