JP2015067163A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 演算異常が発生したときでも、車両の挙動を安定な状態に維持することができる車両用サスペンション制御装置を提供する。【解決手段】 コントローラ２１は、ばね上速度算出部２３、相対速度算出部２４、乗り心地制御部２５、横加加速度推定部２７、アンチロール制御部２８、前後加加速度推定部３０、アンチダイブ・スクウォット制御部３１、電流算出部３２を備え、これらはそれぞれ浮動小数点演算を行い、制御変数Ｘを算出する。コントローラ２１の演算結果判定部３４は、浮動小数点演算の演算異常を検出する。コントローラ２１のデグラデーション処理部３５は、制御変数Ｘが非数となり、かつ、ドライバ操作中であるときに、緩衝器６の減衰力がハード側となるように、指令電流Ｉを調整する。【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載され、減衰力調整式緩衝器を備えたサスペンション制御装置に関する。

一般に、自動車等の車両には、車体と各車軸との間に減衰力調整式緩衝器が設けられ、コントローラによる減衰力制御指令に応じて緩衝器による減衰力特性を調整する構成としたサスペンション制御装置が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。この種の従来技術によるサスペンション制御装置では、例えば車体の上，下方向の振動をばね上速度またはばね上加速度として検出し、この検出した速度等に応じた減衰力を発生させるように、緩衝器に対して減衰力制御指令を出力していた。

特開２０１１−５７２１９号公報

ところで、従来技術によるサスペンション制御装置では、ばね上速度等に基づいて減衰力制御指令を演算するコントローラは、例えば固定小数点型の演算処理を行っていた。このため、ばね上速度を算出する際に積分誤差が大きい、横加加速度の変化率の誤差が大きい、高い精度が要求される相対速度の演算誤差が大きい等のように、車両挙動の推定誤差が大きくなり、緩衝器による車体挙動の制御性能が低下する傾向があった。

この対策として、高い精度の演算が可能な浮動小数点型の演算処理が考えられるが、この場合にはコントローラ内での各種の異常（例えばレジスタ異常、ＲＯＭ異常、ＲＡＭ異常、非数、無限大、ＦＰＵ異常等）が原因で演算異常が発生し、目標減衰力または相対速度が異常値となることがある。この結果、サスペンション制御が中断し、減衰力がハードから急にソフトになり車両の挙動が不安定になる虞れがある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、演算異常が発生したときでも、車両の挙動を安定な状態に維持することができるサスペンション制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、車両の車体と車輪との間に介装され、制御手段による減衰力制御指令に応じて減衰力特性が可変に制御される減衰力調整式緩衝器を備えたサスペンション制御装置において、前記制御手段は、前記車両の挙動を検出する車両挙動検出手段と、ドライバによる前記車両の操作を検出するドライバ操作検出手段と、前記車両挙動検出手段の検出結果と前記ドライバ操作検出手段の検出結果とに基づいて前記減衰力制御指令を演算するために、浮動小数点演算を行う浮動小数点演算器とを備え、前記制御手段は、前記浮動小数点演算器が非数を算出した場合には、ドライバ操作中であると検出したときに、前記減衰力制御指令をハード側にすることを特徴としている。

本発明によれば、演算異常が発生したときでも、車両の挙動を安定な状態に維持することができる。

本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置を模式的に示す図である。 図１中のコントローラを示すブロック図である。 図１中のコントローラによるサスペンション制御を示す流れ図である。 図３中の演算結果判定処理を示す流れ図である。 図４中の制御変数比較処理を示す流れ図である。 横加加速度と制御量の推定値との関係を示す説明図である。 デグラデーション処理の内容を示す説明図である。 通常制御とデグラデーション処理との関係を示す状態遷移図である。 操舵角、演算異常フラグ、指令電流の時間変化の一例を示す特性線図である。 比較例による相対速度、目標減衰力、指令電流の関係を示す説明図である。 比較例による指令電流の時間変化の一例を示す特性線図である。

以下、本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置を、例えば４輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

車体１は、車両のボディを構成する。車体１の下側には、例えば左，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、この車輪２はタイヤ３を含んで構成される。このとき、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。

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る。このサスペンション装置４は、懸架ばね５（以下、ばね５という）と、ばね５と並列になって車体１と車輪２との間に設けられた減衰力調整式緩衝器（以下、緩衝器６という）とにより構成されている。なお、図１中では１組のサスペンション装置４を、車体１と車輪２との間に設けた場合を例示している。しかし、サスペンション装置４は、例えば４輪の車輪２と車体１との間に個別に独立して合計４組設けられるもので、このうちの１組のみを図１では模式的に図示している。

ここで、サスペンション装置４の緩衝器６は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。この緩衝器６には、発生減衰力の特性（減衰力特性）をハード（Hard）な特性（硬特性）からソフト（soft）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、ソレノイド等からなるアクチュエータ７が付設されている。緩衝器６は、減衰力制御指令としての指令電流Ｉがアクチュエータ７に供給されることによって、この指令電流Ｉに応じて減衰力特性を調節可能としている。

なお、減衰力調整用のアクチュエータ７は、減衰力特性を連続的でなくとも、２段階又は複数段階に調整可能なものであってもよい。また、緩衝器６は、減衰力を切換えられればよく、空圧ダンパや電磁ダンパであってもよい。

ばね上加速度センサ８は、車体１に設けられる。具体的には、ばね上加速度センサ８は、例えば緩衝器６の近傍となる位置で車体１に取付けられる。そして、ばね上加速度センサ８は、所謂ばね上側となる車体１側で上，下方向の振動加速度を検出し、その検出信号Ｓ2を後述のコントローラ２１に出力する。

横加速度センサ９は、車体１に設けられ、車体１に作用する左，右方向（横方向）の加速度、即ち車両のロール挙動を示す横加速度Ａyを検出する。横加速度センサ９は、その検出信号Ｓyをコントローラ２１に出力する。

前後加速度センサ１０は、車体１に設けられ、車体１に作用する前，後方向の加速度、即ち車両のピッチング挙動を示す前後加速度を検出する。前後加速度センサ１０は、その検出信号Ｓxをコントローラ２１に出力する。前後加速度センサ１０は、ばね上加速度センサ８および横加速度センサ９と共に、車両の挙動を検出する車両挙動検出手段を構成している。

ドライバ操作センサ１１は、ドライバ（運転者）による車両の操作を検出するドライバ操作検出手段である。このドライバ操作センサ１１は、例えばハンドルのステアリング操作に応じた操舵角を検出する操舵角センサ、アクセル操作に応じたスロットル開度を検出するスロットル開度センサ、ブレーキ操作に応じたブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ、車両の速度を検出する車速センサ等を含むものである。ドライバ操作センサ１１は、その検出信号Ｓdをコントローラ２１に出力する。

コントローラ２１は、例えばマイクロコンピュータ等からなり、前述したセンサ８〜１１と共に制御手段を構成している。このコントローラ２１は、各種のセンサ８〜１１等からの検出信号Ｓ2，Ｓx，Ｓy，Ｓdに基づいて減衰力制御指令としての指令電流Ｉを出力し、この指令電流Ｉに応じて緩衝器６で発生する減衰力を制御する。コントローラ２１は、その入力側がセンサ８〜１１等に接続され、出力側が緩衝器６のアクチュエータ７等に接続されている。また、コントローラ２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶部２１Ａを有しており、この記憶部２１Ａには、図３ないし図５に示す後述の処理プログラム等が格納されている。

図２に示すように、コントローラ２１は、ばね上加速度算出部２２、ばね上速度算出部２３、相対速度算出部２４、乗り心地制御部２５を備える。コントローラ２１は、これらによって、車両の乗り心地を高めるための制御量Ｃtrl_Cを演算する。

具体的には、ばね上加速度算出部２２は、ばね上加速度センサ８からの検出信号Ｓ2に基づいて、ばね上加速度Ａ2を算出する。ばね上速度算出部２３は、ばね上加速度Ａ2の積分演算等によって、ばね上速度Ｖ2を算出する。相対速度算出部２４は、例えばオブザーバ等を用いた各種の推定演算によって、ばね上加速度Ａ2に基づいて、ばね上とばね下との間の相対速度Ｖ21を算出する。乗り心地制御部２５は、ばね上速度Ｖ2と相対速度Ｖ21とに基づいて、車両の乗り心地を高めるための制御量Ｃtrl_Cを算出する。

また、コントローラ２１は、横加速度算出部２６、横加加速度推定部２７、アンチロール制御部２８、前後加速度算出部２９、前後加加速度推定部３０、アンチダイブ・スクウォット制御部３１を備える。コントローラ２１は、操安制御として、これらによって車両の操縦安定性を高めるための制御量Ｃtrl_R，Ｃtrl_DSを演算する。

具体的には、横加速度算出部２６は、横加速度センサ９からの検出信号Ｓyに基づいて、横加速度Ａyを算出する。横加加速度推定部２７は、横加速度Ａyの時間微分を演算することによって、横加加速度Ａyaを推定する。アンチロール制御部２８は、横加加速度Ａyaに基づいて、車両のロールを抑制するための制御量Ｃtrl_Rを算出する。

また、前後加速度算出部２９は、前後加速度センサ１０からの検出信号Ｓxに基づいて、前後加速度Ａxを算出する。前後加加速度推定部３０は、前後加速度Ａxの時間微分を演算することによって、前後加加速度Ａxaを推定する。アンチダイブ・スクウォット制御部３１は、横加加速度Ａyaに基づいて、車両のダイブやスクウォットを抑制するための制御量Ｃtrl_DSを算出する。

そして、コントローラ２１の電流算出部３２は、乗り心地制御部２５、アンチロール制御部２８、アンチダイブ・スクウォット制御部３１によって算出された制御量Ｃtrl_C，Ｃtrl_R，Ｃtrl_DSを指令電流Ｉに変換する。コントローラ２１の電流制御部３３は、減衰力制御指令となる指令電流Ｉの出力設定を行い、緩衝器６のアクチュエータ７に指令電流Ｉを出力する。

ここで、サスペンション装置４の制御性能を向上させるためには、ばね上速度算出部２３、相対速度算出部２４、横加加速度推定部２７、前後加加速度推定部３０は、高い精度の演算を行う必要がある。このため、ばね上速度算出部２３、相対速度算出部２４、横加加速度推定部２７、前後加加速度推定部３０は、浮動小数点演算を行う。これに伴い、これらの演算結果である、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、横加加速度Ａya、前後加加速度Ａxaを用いる乗り心地制御部２５、アンチロール制御部２８、アンチダイブ・スクウォット制御部３１、電流算出部３２も、浮動小数点演算を行う。

即ち、ばね上加速度算出部２２、ばね上速度算出部２３、相対速度算出部２４、乗り心地制御部２５、横加速度算出部２６、横加加速度推定部２７、アンチロール制御部２８、前後加速度算出部２９、前後加加速度推定部３０、アンチダイブ・スクウォット制御部３１、電流算出部３２は、それぞれ浮動小数点演算器となっている。これらの浮動小数点演算器は、ばね上加速度センサ８、横加速度センサ９、前後加速度センサ１０およびドライバ操作センサ１１の検出結果に基づいて、指令電流Ｉを演算するために、各種の浮動小数点演算を行う。従って、ばね上加速度Ａ2、横加速度Ａy、前後加速度Ａx、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、横加加速度Ａya、前後加加速度Ａxa、制御量Ｃtrl_C，Ｃtrl_R，Ｃtrl_DSは、いずれも浮動小数点型の制御変数Ｘになっている。

コントローラ２１は、浮動小数点型の演算処理で算出された制御変数Ｘの正当性や妥当性を判定する演算結果判定部３４と、演算結果判定部３４が演算異常と判定したときに指令電流Ｉを調整して適切な減衰力を発生させるためのデグラデーション処理部３５をさらに備えている。デグラデーション処理部３５の出力は、乗算器３６によって指令電流Ｉに乗算されて、電流制御部３３に入力される。

このため、演算結果判定部３４が演算正常と判定したときには、デグラデーション処理部３５は、電流算出部３２からの指令電流Ｉをそのまま電流制御部３３に入力するための信号を出力する。これにより、コントローラ２１は、通常制御を行い、緩衝器６によって電流算出部３２からの指令電流Ｉに応じた減衰力を発生させる。このとき、緩衝器６の発生減衰力は、アクチュエータ７に供給された指令電流Ｉに従ってハードとソフトとの間で連続的、または複数段で可変に制御（調整）される。

一方、演算結果判定部３４が演算異常と判定したときには、デグラデーション処理部３５は、ドライバ操作の有無と減衰力特性の制御の有無に応じて、指令電流Ｉを調整する。ここで、デグラデーション処理部３５は、ドライバ操作センサ１１の検出信号Ｓdに基づいて、ドライバ操作の有無を検出する。また、デグラデーション処理部３５は、指令電流Ｉのフィードバック値Ｉfbに基づいて、減衰力特性の制御の有無を検出する。これにより、コントローラ２１は、デグラデーション処理を実施し、緩衝器６によってハード側の減衰力や例えば受動型の油圧緩衝器と同じ中間減衰力を発生させる。

本実施の形態によるサスペンション制御装置は、前述のような構成を有するもので、次に、コントローラ２１を用いて緩衝器６の減衰力特性を可変に制御する処理について説明する。

まず、図３に示すサスペンション制御の処理が車両のエンジン始動に伴う電力供給を受けて開始されると、ステップ１でコントローラ２１の初期設定を行う。そして、ステップ２では、例えば５〜１０ｍｓ程度の制御周期に達したか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間は制御周期に達するまで待機する。一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定し、制御周期に達したときには、次なるステップ３に移って緩衝器６のアクチュエータ７を駆動する。

次に、ステップ４ではセンサ値を入力するため、ばね上加速度センサ８からばね上（車体１）側の上，下方向の振動加速度に応じた検出信号Ｓ2を読込み、横加速度センサ９から車体１の左，右方向の振動加速度に応じた検出信号Ｓyを読込み、前後加速度センサ１０から車体１の前，後方向の振動加速度に応じた検出信号Ｓxを読込み、ドライバ操作センサ１１から操舵角、スロットル開度、ブレーキ液圧、車速等に応じた検出信号Ｓdを読込む。

次のステップ５では、コントローラ２１は、例えばスカイフック理論に基づいて乗り心地制御処理を行い、車両の乗り心地を高めるための制御量Ｃtrl_Cを算出する。具体的には、コントローラ２１のばね上加速度算出部２２、ばね上速度算出部２３、相対速度算出部２４および乗り心地制御部２５によって、ばね上加速度Ａ2から制御量Ｃtrl_Cを算出する。

ステップ６では、コントローラ２１は、操安制御処理を行い、車両の操縦安定性を高めるための制御量Ｃtrl_R，Ｃtrl_DSを演算する。具体的には、コントローラ２１の横加速度算出部２６、横加加速度推定部２７およびアンチロール制御部２８によって、横加速度Ａyから車両のロールを抑制するための制御量Ｃtrl_Rを算出する。これに加え、コントローラ２１の前後加速度算出部２９、前後加加速度推定部３０およびアンチダイブ・スクウォット制御部３１によって、前後加速度Ａxから車両のダイブやスクウォットを抑制するための制御量Ｃtrl_DSを算出する。

ステップ７では、コントローラ２１の演算結果判定部３４によって、浮動小数点型の演算処理で算出された制御変数Ｘの正当性および妥当性を判定する。具体的には、演算結果判定部３４は、制御変数Ｘである、ばね上加速度Ａ2、横加速度Ａy、前後加速度Ａx、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、横加加速度Ａya、前後加加速度Ａxa、制御量Ｃtrl_C，Ｃtrl_R，Ｃtrl_DSが、例えば非数、無限大のような異常な値か否かを判定する。

続くステップ８では、コントローラ２１のデグラデーション処理部３５によって、演算結果判定部３４に判定結果に応じてデグラデーション処理を実行する。具体的には、デグラデーション処理部３５は、演算結果判定部３４に判定結果に基づいて、指令電流Ｉを調整するための信号を出力する。

なお、デグラデーション処理中の異常状態の初期化は車両が安定している停止時に行い、初期化が正常に終了したら、サスペンション装置４の制御処理を再開する。

ステップ９では、コントローラ２１の電流算出部３２によって、制御量Ｃtrl_C，Ｃtrl_R，Ｃtrl_DSに応じた指令電流Ｉを算出する。ステップ１０では、ステップ８によるデグラデーション処理と、ステップ９によって算出された指令電流Ｉとに基づいて、電流制御部３３による指令電流Ｉの出力設定を行う。

そして、指令電流Ｉは、制御周期と関係ないステップ２で「ＹＥＳ」と判定される制御周期に達する度毎に、次なるステップ３の処理で、緩衝器６のアクチュエータ７を駆動制御するために用いられる。これにより、緩衝器６の減衰力特性は、ハードな特性（硬特性）とソフトな特性（軟特性）との間で可変となって連続的に制御されるものである。

次に、図３中の演算結果判定処理について、図４を参照しつつ説明する。演算結果判定処理では、ステップ２１で制御変数比較処理を行い、ステップ２２で制御変数妥当性判定処理を行う。これらの処理が終わると、リターンする。

図４中の制御変数比較処理による具体的な処理内容について、図５を参照しつつ説明する。制御変数比較処理では、乗り心地制御、アンチロール制御、アンチダイブ・スクウォット制御の制御毎に、それぞれの制御変数Ｘに非数、無限大が発生または伝搬していないかをチェックする。

ここでは、乗り心地制御、アンチロール制御、アンチダイブ・スクウォット制御の順序で、それぞれの制御変数Ｘの正当性をチェックした場合を例に挙げて説明する。なお、これらの制御の順序は適宜変更してもよい。

ステップ３１では、乗り心地制御で使用する浮動小数点型で定義されたばね上加速度Ａ2、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、制御量Ｃtrl_Cの値を比較する。ステップ３１で「ＮＯ」と判定したときには、それぞれの値が異なるから、演算結果が正常と判定し、リターンする。

一方、ステップ３１で「ＹＥＳ」と判定したときには、ばね上加速度Ａ2、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、制御量Ｃtrl_Cのいずれかが等しいから、演算異常によって非数、無限大が発生または伝搬している可能性がある。このため、ステップ３２に移行して、個々の制御変数Ｘ毎に正当性チェックを行う。

ステップ３２では、制御変数Ｘのみを用いた四則演算を行う。具体的には、以下の数１の式に示すように、同一の制御変数Ｘによる減算を行い、正当な場合の予測値である０（零）になるか否かを確認する。

また、以下の数２の式に示すように、同一の制御変数Ｘによる除算を行い、正当な場合の予測値である１になるか否かを確認する。

さらに、以下の数３の式に示すように、同一の制御変数Ｘによる加算を行い、正当な場合の予測値である元の制御変数Ｘの２倍の値になるか否かを確認する。

なお、制御変数Ｘの正当性を評価する四則演算は、数１ないし数３に記載したものに限らず、加算、減算、乗算、除算を組み合わせた任意の四則演算を用いることができる。

ステップ３３では、ステップ３２による演算結果が予測値と一致するか否か、即ち、数１ないし数３の式の左辺と右辺が一致するか否かを判定する。ステップ３３で「ＮＯ」と判定したときには、乗り心地制御に用いる制御変数Ｘのうち少なくともいずれか１つが非数や無限大になり、演算異常が発生していると考えられる。このため、ステップ３４でフラグに異常をセットし、リターンする。

ステップ３３で「ＹＥＳ」と判定したときには、四則演算を行った制御変数Ｘ（例えば、ばね上加速度Ａ2）は、正常であると考えられるから、ステップ３５で乗り心地制御の全ての制御変数Ｘについてチェックが完了したか否かを判定する。

ステップ３５で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３２とステップ３３を繰り返し、残りの制御変数（例えば、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、制御量Ｃtrl_C）についても四則演算を行い、制御変数Ｘの正当性をチェックする。

一方、ステップ３５で「ＹＥＳ」と判定したときには、乗り心地制御に用いる制御変数Ｘ（ばね上加速度Ａ2、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、制御量Ｃtrl_C）はいずれも正常であると考えられるから、ステップ３６に移行する。

ステップ３６では、全ての制御について制御変数Ｘのチェックが完了したか否かを判定する。ステップ３６で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３１以降の処理を繰り返し、残余の制御について、制御変数Ｘの正当性をチェックする。例えば乗り心地制御に用いる制御変数Ｘ（ばね上加速度Ａ2、ばね上速度Ｖ2、相対速度Ｖ21、制御量Ｃtrl_C）について、正当性のチェックが完了した場合には、残余のアンチロール制御に用いる制御変数Ｘ（横加速度Ａy、横加加速度Ａya、制御量Ｃtrl_R）と、アンチダイブ・スクウォット制御に用いる制御変数Ｘ（前後加速度Ａx、前後加加速度Ａxa、制御量Ｃtrl_DS）に関して、個々の制御変数Ｘ毎に正当性チェックを行い、それぞれの演算結果の正当性を確認する。

一方、ステップ３６で「ＹＥＳ」と判定したときには、全ての制御について制御変数Ｘのチェックが完了しているから、リターンする。

次に、図４中の制御変数妥当性判定処理について、図６を参照しつつ説明する。ステップ２１の制御変数比較処理では、制御変数Ｘが非数や無限大になったか否かの正当性を判定することができるが、ＲＡＭやＲＯＭの内部でデータの改変が生じたときには、このデータの改変をチェックすることはできない。そこで、制御変数妥当性判定処理では、制御ゲインの基づく制御変数Ｘの演算結果（例えば、制御量Ｃtrl_R）との関係から、制御変数Ｘの妥当性を判定する。

例えば、アンチロール制御では、横加速度Ａyの変化率（横加加速度Ａya）に制御ゲイン値を掛けることによって、制御量Ｃtrl_Rを算出している。このため、図６に示すように、制御ゲイン毎に推定範囲が変動する線形マップを用いて、制御変数Ｘ（制御量Ｃtrl_R）の上限値と下限値を導出し、制御変数Ｘ（制御量Ｃtrl_R）の範囲チェックを行う。このとき、図６の横軸は、入力信号である横加加速度Ａyaの絶対値を示し、図６の縦軸は、制御ゲインに基づいて算出された制御変数Ｘ（制御量Ｃtrl_R）を示している。

図６に示すように、例えば横加加速度Ａyaが横加加速度Ａya0となるときには、制御ゲインが大きい値のときには、制御変数Ｘの推定範囲Ｒ1は大きくなり、制御ゲインが小さい値のときには、制御変数Ｘの推定範囲Ｒ2は小さくなり、制御ゲインが中間の値になるときには、制御変数Ｘの推定範囲Ｒ3は推定範囲Ｒ1と推定範囲Ｒ2の間の範囲となる。制御変数Ｘが推定範囲内の場合は演算正常と判定する。一方、制御変数Ｘが推定範囲外の場合は演算異常と判定し、フラグに異常をセットする。このように制御ゲインに応じて推定範囲Ｒ1〜Ｒ3が変化することを利用して、制御変数Ｘの妥当性を判定することができる。

アンチダイブ・スクウォット制御でも、前後加速度Ａxの変化率（前後加加速度Ａxa）に制御ゲイン値を掛けることによって、制御量Ｃtrl_DSを算出している。このため、前述と同様な線形マップ（図示せず）を用いて、制御変数Ｘ（制御量Ｃtrl_DS）の上限値と下限値を導出し、制御変数Ｘ（制御量Ｃtrl_DS）が推定範囲内か否かをチェックする。制御変数Ｘが推定範囲内の場合は演算正常と判定する。一方、制御変数Ｘが推定範囲外の場合は演算異常と判定し、フラグに異常をセットする。

また、乗り心地制御でも、ばね上速度Ｖ2に制御ゲイン値を掛けることによって、目標減衰力を算出し、この目標減衰力と相対速度Ｖ21に基づいて制御量Ｃtrl_Cを算出することができる。この場合には、前述と同様な線形マップ（図示せず）を用いて、制御変数Ｘとなる目標減衰力の上限値と下限値を導出し、制御変数Ｘ（目標減衰力）が推定範囲内か否かをチェックすることができる。

なお、制御変数妥当性判定処理では、例えば入力信号が無限大になったときには、推定範囲も無限大になり、制御変数Ｘの妥当性を判定できない。このため、本実施の形態では、図４に示すステップ２１の制御変数比較処理と組み合わせることによって、コントローラ２１内での各種の演算異常を検出している。

次に、図３中のデグラデーション処理について、図７および図８を参照しつつ説明する。なお、図７は、中間減衰力として、受動型の油圧緩衝器に相当する減衰力を発生した場合を示している。

演算結果判定処理によって演算異常と判定された場合、即ちフラグに異常がセットされた場合には、図７に示すデグラデーション処理を実施する。図８に示すように、通常のサスペンション装置４の制御処理中に演算結果の異常を検出した場合は、通常制御からデグラデーション処理へ遷移する。図７に示すように、例えばステアリング、ブレーキ、スロットル等を運転者が操作しているドライバ操作中の場合は、コントローラ２１のデグラデーション処理部３５によって、ドライバ操作が終了するまでハード方向の減衰力を設定する。ドライバ操作の終了後には、コントローラ２１のデグラデーション処理部３５によって、例えば数十ｍｓから数百ｍｓ程度の経過時間をもって現在の減衰力から予め決められた中間減衰力（middle）へ序々に近付ける（図９参照）。このとき、中間減衰力は、例えば受動型の油圧緩衝器と同じ減衰力が相当する。これにより、減衰力の急激な低下を抑えることができる。なお、中間減衰力は、ハードとソフトとの間の算術平均値である必要はなく、ハードとソフトとの間であればハード側に偏っていてもよく、ソフト側に偏っていてもよい。

一方、ドライバ操作がない場合でも、コントローラ２１の電流制御部３３から出力される指令電流Ｉの値である電流フィードバック値Ifbを監視し、サスペンション装置４の制御中か否かを検出する。図７に示すように、サスペンション装置４の制御中であれば、電流フィードバック値Ifbに基づいてこれを検出し、現在の減衰力から中間減衰力へ徐々に近付ける。これにより、急激な減衰力の変動を抑えることができる。

デグラデーション処理中に車両が停止した場合は、ワーク領域を初期化する。図８に示すように、車両が停止状態で、かつ初期化が正常に終了したら、サスペンション装置４の通常制御を再開する。

実施の形態によるサスペンション制御装置は、前述のような制御処理を実行するもので、次に、コントローラ２１によるサスペンション制御装置の動作について、演算異常が生じたときに前回の演算結果を用いてサスペンション制御を行う比較例と対比しつつ説明する。

例えば特開２００３−２８０８９１号公報には、エンジン制御に用いる制御変数に浮動小数点型データを用いると共に、制御変数に非数や無限大が算出されると、デフォルト値を用いて制御処理を継続する構成が開示されている。エンジン制御の場合には、エンジンの急激な変動は少ないため、演算異常が生じた制御変数に前回の演算結果を代入しても、制御処理を継続可能と考えられる。この点を考慮して、比較例では、制御変数が非数等になったときには、制御変数に前回の演算結果を代入してサスペンション制御を行うものとする。

乗り心地制御では、ばね上速度に制御ゲインを掛けることによって、目標減衰力を算出する。そして、例えば図１０に示す減衰力特性の算出マップを用いて、目標減衰力と相対速度とに基づいて、減衰力特性を調整する。

図１０に示すように、比較例による乗り心地制御では、伸長側の目標減衰力ＤＣVal_Aと伸び側の相対速度Ｖ21_Aが入力された場合は、指令電流Ｉcnt_Aはハード方向の減衰力が採用される。次の制御周期で正常に演算が行われた場合は、圧縮側の目標減衰力ＤＣVal_Bと縮み側の相対速度Ｖ21_Bが算出され指令電流Ｉcnt_Bはハード方向の減衰力が採用されるものとする。これに対し、非数、無限大、ＲＡＭ異常、レジスタ異常が要因で例えば目標減衰力の演算結果が異常と判定されると、目標減衰力には前回値（伸長側の目標減衰力ＤＣVal_A）が採用される。このように、演算異常が生じた場合に、前回と今回で目標減衰力の正負の値が異なると、指令電流Ｉcnt_B′はソフト方向の減衰力が採用され、意図しない減衰力の低下が発生する。

図１１に、比較例によるサスペンション制御装置を用いてレーンチェンジを走行した場合の指令電流のタイムチャートを示す。図１１（ａ）は、演算が正常に行われたときを示し、図１１（ｂ）は、制御途中で演算異常が生じたときを示している。図１１に示すように、ハード方向の減衰力を出力しているときに演算異常が発生すると、ソフト方向の指令電流になり、サスペンションの減衰力が低下してしまう。このため、比較例では、制御効果が悪化してしまうという問題がある。

これに対し、本実施の形態では、図３ないし図７に示す演算結果判定処理およびデグラデーション処理を行うものとした。演算結果判定処理では、各処理部で算出した制御変数Ｘの正当性と妥当性を確認し、演算異常と判定された場合は、デグラデーション処理を実施する。デグラデーション処理中に車両が停止した場合は、ワーク領域を初期化する。異常状態の初期化は車両が安定している停止時に行い、初期化が正常に終了したら、サスペンション制御の処理を再開する。

図９に本実施の形態による指令電流のタイムチャートを示す。比較例では演算異常の検出時に減衰力がソフト方向に切り替わっていたが、本実施の形態では、演算異常を検出してもドライバの操作が終了するまでハード方向の減衰力が継続され、意図しない減衰力の低下を防止できていることが分かる。

かくして、本実施の形態によれば、コントローラ２１は、高精度な演算が可能な浮動小数点型の演算処理によって、ばね上速度Ｖ2、横加加速度Ａya、前後加加速度Ａxa等のような車両挙動に応じた制御変数Ｘを算出する。このため、車両挙動の推定誤差を小さくすることができ、緩衝器６による車体挙動の制御性能を高めることができる。

また、コントローラ２１は、浮動小数点型の演算処理で非数を算出した場合には、ドライバ操作中であると検出したときに、緩衝器６の減衰力がハード側になるように指令電流Ｉを調整する。このため、制御変数Ｘに非数が算出される場合でも、ドライバ操作中であるときには、緩衝器６によってハード側の減衰力を発生させることができる。この結果、演算異常に伴う減衰力特性の制御異常を防止することができるから、例えばばね上が大きく揺れるような路面を走行しているとき、ばね下がばたつくような路面を走行しているとき、急旋回、急発進、急停止のときであっても、車体１の安定性を確保することができる。

さらに、コントローラ２１は、制御変数Ｘに非数が算出され、ドライバ操作がなく、かつ緩衝器６の減衰力特性が制御されていないときには、緩衝器６の減衰力が予め決められた中間減衰力となるように指令電流Ｉを調整する。さらに、コントローラ２１は、制御変数Ｘに非数が算出され、ドライバ操作がなく、かつ緩衝器６の減衰力特性が制御中であるときには、緩衝器６の減衰力が現在の減衰力から中間減衰力に緩やかに変化するように指令電流Ｉを調整する。

このため、制御変数Ｘに非数が算出された場合でも、ドライバ操作がなく、かつ減衰力特性が制御されていないときには、中間減衰力として例えば受動型の油圧緩衝器と同じ減衰力を発生させることができる。このとき、中間減衰力への切換えをコントローラ２１の内部で行うため、高い応答性をもって減衰力の切換えを行うことができる。

また、制御変数Ｘに非数が算出された場合でも、ドライバ操作がなく、かつ減衰力特性が制御中であるときには、現在の減衰力から中間減衰力に緩やかに変化させる。このため、減衰力の急激な変化を抑制しつつ、現在の減衰力から例えば受動型の油圧緩衝器と同じ減衰力に変化させることができ、車両の安定性を確保することができる。

さらに、コントローラ２１は、車両が停止したときに、ワーク領域を初期化して、浮動小数点型データである制御変数Ｘを初期化する。このため、車両が安定した状態で制御変数Ｘを初期化することができ、減衰力の急激な変化を抑えつつ、通常の制御処理を再開することができる。

なお、前記実施の形態では、ばね上加速度Ａ2に基づいて相対速度Ｖ21を求めるものとしたが、ばね上加速度Ａ2とばね下加速度Ａ1とに基づいて相対速度Ｖ21を求めてもよい。この場合、ばね下加速度Ａ1を検出するばね下加速度センサも車両挙動検出手段を構成する。

前記実施の形態では、サスペンション装置４は、所謂セミアクティブダンパと呼ばれる減衰力調整式の油圧緩衝器からなる緩衝器６を備える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば空圧や油圧のアクティブサスペンションのように、流体を供給または排出して内部の圧力を増減させることによって輪荷重を調整可能な圧力シリンダを用いる構成としてもよい。また、流体を利用するサスペンション装置に限らず、ボールネジ式や電磁式のアクティブサスペンション等にも適用することができる。

前記実施の形態では、指令電流Ｉが小さくなると減衰力特性がソフトになり、指令電流Ｉが大きくなると減衰力特性がハードになる場合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、指令電流Ｉが小さくなると減衰力特性がハードになり、指令電流Ｉが大きくなると減衰力特性がソフトになる構成としてもよい。

さらに、前記実施の形態では、スカイフック理論に基づいてサスペンション装置４の緩衝器６を制御するコントローラ２１に適用した場合を例に挙げて説明したが、Ｈ∞制御や現代制御理論に基づいて緩衝器を制御してもよい。また、ロールフィードバック制御やピッチフィードバック制御を行う緩衝器に適用してもよい。

次に、前記各実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によれば、前記制御手段は、前記車両の挙動を検出する車両挙動検出手段と、ドライバによる前記車両の操作を検出するドライバ操作検出手段と、前記車両挙動検出手段の検出結果と前記ドライバ操作検出手段の検出結果とに基づいて前記減衰力制御指令を演算するために、浮動小数点演算を行う浮動小数点演算器とを備え、前記制御手段は、前記浮動小数点演算器が非数を算出した場合には、ドライバ操作中であると検出したときに、前記減衰力制御指令をハード側にする構成とした。

このため、浮動小数点演算器が非数を算出した場合でも、ドライバ操作中であるときには、減衰力調整式緩衝器によってハード側の減衰力を発生させることができる。この結果、演算異常に伴う減衰力特性の制御異常を防止することができるから、例えばばね上が大きく揺れるような路面を走行しているとき、ばね下がばたつくような路面を走行しているとき、急旋回、急発進、急停止のときであっても、車体の安定性を確保することができる。

本発明によれば、前記制御手段は、前記浮動小数点演算器が非数を算出し、ドライバ操作がなく、かつ前記減衰力調整式緩衝器の減衰力特性が制御されていないときには、前記減衰力調整式緩衝器の減衰力がハードとソフトとの間の中間減衰力となるように前記減衰力制御指令を調整し、前記浮動小数点演算器が非数を算出し、ドライバ操作がなく、かつ前記減衰力調整式緩衝器の減衰力特性が制御中であるときには、前記減衰力調整式緩衝器の減衰力が現在の減衰力から前記中間減衰力に緩やかに変化するように前記減衰力制御指令を調整する構成とした。

このため、浮動小数点演算器が非数を算出した場合でも、ドライバ操作がなく、かつ減衰力特性が制御されていないときには、中間減衰力として例えば受動型の油圧緩衝器と同じ減衰力を発生させることができる。このとき、中間減衰力への切換えを制御手段の内部で行うため、高い応答性をもって減衰力の切換えを行うことができる。また、浮動小数点演算器が非数を算出した場合でも、ドライバ操作がなく、かつ減衰力特性が制御中であるときには、現在の減衰力から中間減衰力に緩やかに変化させる。このため、減衰力の急激な変化を抑制しつつ、現在の減衰力から例えば受動型の油圧緩衝器と同じ減衰力に変化させることができ、車両の安定性を確保することができる。

本発明によれば、前記制御手段は、前記車両が停止したときに、前記浮動小数点演算器の演算結果を初期化する。このため、車両が安定した状態で浮動小数点演算器の演算結果を初期化することができ、減衰力の急激な変化を抑えつつ、通常の制御処理を再開することができる。

１ 車体
２ 車輪
４ サスペンション装置
６ 減衰力調整式緩衝器
７ アクチュエータ
８ ばね上加速度センサ
９ 横加速度センサ
１０ 前後加速度センサ
１１ ドライバ操作センサ（ドライバ操作検出手段）
２１ コントローラ
２２ ばね上加速度算出部
２３ ばね上速度算出部
２４ 相対速度算出部
２５ 乗り心地制御部
２６ 横加速度算出部
２７ 横加加速度推定部
２８ アンチロール制御部
２９ 前後加速度算出部
３０ 前後加加速度推定部
３１ アンチダイブ・スクウォット制御部
３２ 電流算出部
３３ 電流制御部
３４ 演算結果判定部
３５ デグラデーション処理部
３６ 乗算器

Claims (3)

1. 車両の車体と車輪との間に介装され、制御手段による減衰力制御指令に応じて減衰力特性が可変に制御される減衰力調整式緩衝器を備えたサスペンション制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記車両の挙動を検出する車両挙動検出手段と、
   ドライバによる前記車両の操作を検出するドライバ操作検出手段と、
   前記車両挙動検出手段の検出結果と前記ドライバ操作検出手段の検出結果とに基づいて前記減衰力制御指令を演算するために、浮動小数点演算を行う浮動小数点演算器とを備え、
   前記制御手段は、前記浮動小数点演算器が非数を算出した場合には、ドライバ操作中であると検出したときに、前記減衰力制御指令をハード側にすることを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 前記制御手段は、前記浮動小数点演算器が非数を算出し、ドライバ操作がなく、かつ前記減衰力調整式緩衝器の減衰力特性が制御されていないときには、前記減衰力調整式緩衝器の減衰力がハードとソフトとの間の中間減衰力となるように前記減衰力制御指令を調整し、
   前記浮動小数点演算器が非数を算出し、ドライバ操作がなく、かつ前記減衰力調整式緩衝器の減衰力特性が制御中であるときには、前記減衰力調整式緩衝器の減衰力が現在の減衰力から前記中間減衰力に緩やかに変化するように前記減衰力制御指令を調整してなる請求項１に記載のサスペンション制御装置。
3. 前記制御手段は、前記車両が停止したときに、前記浮動小数点演算器の演算結果を初期化する請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。

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