JP5071556B2 - 車両制振制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制振制御装置に関するものである。

従来の車両制振制御装置として、動力源を制御し車両のバネ上振動を抑制するいわゆるバネ上制振制御を実行する車両制振制御装置が知られている。このような従来の車両制振制御装置としては、例えば、特許文献１に車両安定化制御システムが開示されている。この車両安定化制御システムは、推定駆動軸トルクに走行抵抗外乱を加算したものを現在の駆動力とし、この現在の駆動力に応じたピッチング振動を車体バネ上振動モデルの状態方程式および出力方程式から求める。そして、この車両安定化制御システムは、この出力方程式で表されるピッチング振動が速やかに０になるような補正値を求め、この補正値に基づいて基本要求エンジントルクを補正し、補正したエンジントルクに基づいて動力源としてのエンジンの吸入空気量や燃料噴射量、点火時期等を調整し車両の駆動力を制御し車両のバネ上振動を抑制している。

特開２００６−６９４７２号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載されている車両安定化制御システムでは、例えば、動力源であるエンジンを良好に運転するためにエンジンの出力軸（クランクシャフト）の回転変動を監視し、その回転変動量が所定の許容レベルを越えた時に、エンジンの失火が発生したことを検出する失火判定などの種々の判定制御を実行する場合がある。そして、この車両安定化制御システムでは、例えば、制振制御を実行することでバネ上振動を抑制するためにエンジンに発生させるトルクが上記の回転変動量に影響を及ぼすことがあったため、上記のような種々の判定制御にも配慮したより適正な制振制御を実行することが望まれていた。

そこで本発明は、適正に制振制御を実行することができる車両制振制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による車両制振制御装置は、車両に搭載された動力源を制御し前記車両のバネ上振動を抑制する制振制御を実行する車両制振制御装置において、前記動力源の運転状態が判定制御の必要がある運転状態である場合に、当該判定制御に用いられ前記制振制御の実行に伴った前記動力源の出力制御に伴って変動しうる判定対象量に基づいて当該判定対象量との関係に応じて前記制振制御の制御量を変えることを特徴とする。

また、上記車両制振制御装置では、前記制御量の周波数と前記判定対象量の周波数とが同等になりうる場合に前記制御量を制限してもよい。

また、上記車両制振制御装置では、前記制御量の振幅が予め設定される所定振幅よりも大きくなりうる場合に前記制御量を制限してもよい。

また、上記車両制振制御装置では、前記車両の車輪の回転速度に基づいて前記制御量を設定してもよい。

また、上記車両制振制御装置では、前記動力源は、少なくとも内燃機関を含み、前記判定対象量は、前記内燃機関の出力軸の回転変動量であり、前記判定制御は、前記回転変動量に基づいて前記内燃機関の失火を判定する制御であってもよい。

また、上記車両制振制御装置では、前記制御量を設定するための入力物理量に応じた信号又は前記制御量に応じた信号に対して前記判定対象量に応じたフィルタ処理を実行することで前記制御量を変えてもよい。

また、上記車両制振制御装置では、前記判定対象量に応じた制御ゲインを前記制御量又は前記制御量に応じた物理量に掛けることで当該制御量を変えてもよい。

参考例として車両制振制御装置は、車両に搭載された動力源を制御し前記車両のバネ上振動を抑制する制振制御を実行する車両制振制御装置において、前記制振制御の制御量の周波数と前記動力源をなす内燃機関の出力軸の回転速度の周波数とが同等になりうる場合に前記制御量を制限する場合がある。

本発明に係る車両制振制御装置によれば、適正に制振制御を実行することができる。

図１は、実施形態１に係る車両制振制御装置が適用された車両の概略構成例を示す図である。 図２は、実施形態１に係る車両制振制御装置の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。 図３は、車体振動の状態変数を説明する図である。 図４は、車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。 図５は、車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。 図６は、実施形態２に係る車両制振制御装置の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。 図７は、実施形態３に係る車両制振制御装置の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。

以下に、本発明に係る車両制振制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両制振制御装置が適用された車両の概略構成例を示す図、図２は、実施形態１に係る車両制振制御装置の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図、図３は、車体振動の状態変数を説明する図、図４、図５は、車体振動の力学的運動モデルの一例を説明する図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両制振制御装置１が適用される車両１０は、走行用の動力源２１として、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどの内燃機関としてのエンジン２２と共に電動機としての電気モータ２３を含んで構成されるハイブリッド形式の駆動装置２０を搭載したハイブリッド車両であるものとして説明するが、動力源２１としてエンジンのみ、あるいは、電動機のみを備えた車両に適用してもよい。また、車両制振制御装置１は、後述するメインＥＣＵ４１に組み込んで構成するものとして説明するが、メインＥＣＵ４１とは別個に構成され、メインＥＣＵ４１に接続するようにして構成してもよい。また、車両１０の動力源２１の搭載位置、車両１０の駆動形式等は、図１に例示するものに限らない。図１に例示する車両１０は、駆動輪を左右の後輪である車輪３０ＲＬ、３０ＲＲとする後輪駆動となっている。

車両制振制御装置１は、動力源２１を制御し車両１０のバネ上振動を抑制するいわゆるバネ上制振制御（制振制御）を実行するものである。ここで、車両１０のバネ上振動とは、加振源を路面とし、路面の凹凸に応じて路面から車両１０の車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲへの入力により、サスペンションを介して車両１０の車体に発生する振動のうち、例えば、１〜４Ｈｚ（車種や車両の構成によって顕著にあらわれる周波数成分が異なり、多くの車両は１．５Ｈｚ近傍の周波数成分）の振動をいい、この車両１０のバネ上振動には、車両１０のピッチ方向又はバウンス方向（上下方向）の成分が含まれている。ここでいうバネ上制振とは、上記車両１０のバネ上振動を抑制するものである。

車両制振制御装置１は、車両１０のバネ上振動が生じた場合に動力源２１に逆位相の駆動トルク（駆動力）を出力させることで車輪が路面に対して作用している「車輪トルク」（車輪と接地路面上との間に作用するトルク）を調節し上記振動を抑制する。つまり、車両制振制御装置１は、動力源２１が発生させる駆動トルクを制御することで、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲにバネ上振動を抑制するための車輪トルクである制振トルクを発生させることによってバネ上振動を抑制し、これにより、運転者の操縦安定性、乗員の乗り心地等を改善している。

具体的には、図１に示すように、駆動装置２０は、車両１０が搭載するアクセルペダルに対する運転者の踏込み操作、すなわち、アクセル操作に応じて車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに駆動力を作用させるものである。ここでは、駆動装置２０は、動力源２１として、エンジン２２と、電気モータ（モータジェネレータ）２３とを備える。さらに、駆動装置２０は、発電機（モータジェネレータ）２４と、動力分割機構２５と、減速機２６と、駆動軸２７とを含んで構成される。

エンジン２２は、燃焼室内で燃料を燃焼させることによってピストンを往復運動させ、これにより出力軸（クランクシャフト）２２ａに機械的な動力（エンジントルク）を発生させる。電気モータ２３は、交流同期電動機であり、交流電力によって駆動し、これにより駆動軸（ロータシャフト）２３ａに機械的な動力（モータトルク）を発生させる。発電機２４も、電気モータ２３と同様に、交流同期電動機としての構成を有している。電気モータ２３は主として駆動力を出力し、発電機２４は主としてエンジン２２の出力を受けて発電する。電気モータ２３、発電機２４とは、インバータ２８に接続され、インバータ２８は、バッテリ２９に接続される。動力分割機構２５は、エンジン２２の出力を発電機２４と車輪３０ＲＬ、３０ＲＲとに振り分けると共に、電気モータ２３からの出力を減速機２６及び駆動軸２７を介して車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに伝達したり、減速機２６及び駆動軸２７を介して車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに伝達される駆動力に関する変速機として機能したりする。なお、ここでは図示していないが、車両１０には、いわゆる制動装置やステアリング装置なども設けられる。

車両１０は、電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０を搭載しており、このＥＣＵ４０により各部が制御され、各種制御が実行される。ＥＣＵ４０は、演算処理部及び記憶部を有して構成される。ここでは、ＥＣＵ４０は、例えば、車両１０の全体を総合的に制御するメインＥＣＵ４１と、エンジン２２、動力分割機構２５を制御するエンジンＥＣＵ４２と、電気モータ２３、発電機２４を制御するモータＥＣＵ４３と、バッテリ２９を制御するバッテリＥＣＵ４４と、制動装置（不図示）を制御するブレーキＥＣＵ４５とを含んで構成される。メインＥＣＵ４１は、エンジンＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４３、バッテリＥＣＵ４４、ブレーキＥＣＵ４５との間で各種センサの検出信号や制御指令等の授受を行う。

ＥＣＵ４０は、車輪速センサ５０ｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）、アクセルペダルセンサ５１、クランク角度センサ５２、モータジェネレータ回転数センサ５３、５４などが検出した各車輪３０ｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）の車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）、運転者によるアクセル操作に応じたアクセルペダル踏込量θａ、出力軸２２ａのクランク角度Ｃａ、駆動軸２３ａ、２４ａの回転位置及び駆動軸２３ａ、２４ａの回転速度に応じたモータ回転数Ｎｍ、ジェネレータ回転数Ｎｇなどに対応した電気信号が入力される。例えば、エンジンＥＣＵ４２は、クランク角度センサ５２が検出したクランク角度Ｃａに基づいてエンジン２２の各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別すると共に、出力軸２２ａの回転速度に応じたエンジン回転数Ｎｅを算出することができる。またここでは、ＥＣＵ４０は、図２に示すように、ブレーキＥＣＵ４５に車輪速度Ｖｗｉに対応した電気信号が入力され、ブレーキＥＣＵ４５は、各車輪３０ｉにそれぞれ対応する車輪速度Ｖｗｉの平均値ｒ・ωを算出し、車両制振制御装置１として兼用されるメインＥＣＵ４１に出力する。

メインＥＣＵ４１は、例えば、アクセルペダル踏込量θａに応じたアクセル開度から要求出力を設定し、この要求出力に基づいて車両１０の走行状態に応じて最大効率となるようにエンジン２２の出力と電気モータ２３の出力の配分を決定し各制御指令をエンジンＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４３に出力する。そして、メインＥＣＵ４１に組み込まれる車両制振制御装置１は、運転者が要求する駆動装置２０の動力源２１の駆動トルクであり制御の基本となるドライバ要求トルク（要求駆動力に応じたトルク）Ｔａを算出すると共に、バネ上振動を抑制する制振制御を実行すべくこのドライバ要求トルクＴａを修正する。すなわち、車両制振制御装置１では、制振制御の制御量である制振トルク（制振制御で要求される車輪トルク）に基づいて、ドライバ要求トルクＴａが修正され、その修正された最終要求トルクに対応する制御指令が動力源２１に出力される。動力源２１に出力される制御指令は、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに作用する制振トルクを調節するべく、制御対象である動力源２１の駆動トルクを最終的な要求トルクに調節するために、この動力源２１に入力する動力源２１の操作量を含んだ指令である。

ここで、車両制振制御装置１によるバネ上制振制御の制御量は、この制振制御において、車両１０のバネ上振動を抑制するために望ましい値に調節すべき値、すなわち、車両１０のバネ上振動を抑制するために制御すべき値である。本実施形態の制振制御の制御量は、バネ上振動を抑制すべく制振制御で車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに作用することが要求される制振トルクである。動力源２１の操作量は、制御対象である動力源２１に入力することでこの動力源２１を用いた制振制御の制御量である制振トルク（出力）に影響を与える値であり、すなわち、動力源２１を通じて制振トルクを調節するための値である。つまり、動力源２１の操作量は、制振トルクの実際値を目標値に調節するために動力源２１に入力される値である。本実施形態の動力源２１の操作量は、例えば、エンジン２２に対する操作量と、電気モータ２３に対する操作量とを含む。エンジン２２に対する操作量は、例えば、エンジン２２がガソリンエンジンであればスロットル開度や点火時期、エンジン２２がディーゼルエンジンであれば燃料噴射量などである。電気モータ２３に対する操作量は、例えば供給電流量などである。エンジンＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４３は、車両制振制御装置１から入力される最終的な要求トルクに応じたエンジン２２、電気モータ２３の操作量を算出しこの操作量に応じた信号を含む制御指令をエンジン２２、電気モータ２３に出力しこれらの駆動を制御する。

具体的には、車両制振制御装置１は、図２に示すように、駆動制御部２と、車両制振制御部３とを含んで構成されている。駆動制御部２は、ドライバ要求トルク算出部２ａと、加算器２ｂと、トルク分配部２ｃとを含んで構成されている。車両制振制御部３は、フィードフォワード制御部３ａと、フィードバック制御部３ｂと、駆動トルク変換部３ｃとを含んで構成される。

ドライバ要求トルク算出部２ａは、公知の任意の手法、例えば、車両１０に対する運転者からの駆動要求に応じた値としてのアクセルペダル踏込量θａと、車速Ｖ又は車輪３０ＲＬ、３０ＲＲの角速度ω０などに基づいて、ドライバ要求トルクＴａを算出し、加算器２ｂに出力する。加算器２ｂは、後述する車両制振制御部３によって算出された制振トルク修正量Ｔｘでドライバ要求トルクＴａを修正した最終要求トルクＴｂを算出し、この最終要求トルクＴｂをトルク分配部２ｃに出力する。トルク分配部２ｃは、最終要求トルクＴｂを要求エンジントルクＴｅｒと要求モータトルクＴｍｒとに分配し、それぞれエンジンＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４３に出力する。

トルク分配部２ｃは、例えば、エンジントルク演算処理部２ｄと、駆動力補正処理部２ｅと、減算器２ｆとを含んで構成され、上記加算器２ｂにより算出された最終要求トルクＴｂは、エンジントルク演算処理部２ｄと駆動力補正処理部２ｅとにそれぞれ入力される。エンジントルク演算処理部２ｄは、例えば、いわゆる最適燃費線などに基づいたエンジン制御マップや車速Ｖ又は車輪３０ＲＬ、３０ＲＲの角速度ω０などに基づいて、車両１０の走行状態に応じてエンジン２２のエンジン効率（燃費）がよくなるように、最終要求トルクＴｂから要求エンジン回転数Ｎｅｒと要求エンジントルクＴｅｒとを算出し、エンジンＥＣＵ４２、減算器２ｆなどに出力する。駆動力補正処理部２ｅは、例えば、バッテリ２９の蓄電状態ＳＯＣや電気モータ２３の諸元、仕様などに応じた電気モータ２３の最大出力やハイブリッド形式の駆動装置２０の基本性能、あるいは最終要求トルクＴｂの変化量などに基づいてこの最終要求トルクＴｂを補正したりこの最終要求トルクＴｂにガードをかけたりして、補正最終要求トルクＴｃを算出し減算器２ｆなどに出力する。

減算器２ｆは、補正最終要求トルクＴｃから要求エンジントルクＴｅｒを減算し、これを要求モータトルクＴｍｒとしモータＥＣＵ４３に出力する。エンジンＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４３は、それぞれ、要求エンジン回転数Ｎｅｒ、要求エンジントルクＴｅｒ、要求モータトルクＴｍｒを実現するためのエンジン２２の目標の操作量に応じた信号を含むエンジン制御指令、電気モータ２３の目標の操作量に応じた信号を含むモータ制御指令をエンジン２２、電気モータ２３に出力し駆動を制御する。

次に、車両制振制御部３は、制振制御の制御量である制振トルクを算出し、この制振トルクに応じた制振トルク修正量Ｔｘを設定するものである。例えば、運転者の駆動要求に基づいて駆動装置２０が作動して車輪トルクの変動が生じたり、車両１０の走行中に路面の凹凸に応じて路面から車両１０の車輪３０ｉへの入力により外乱トルクが作用したりすると、図３に例示されている車両１０の車体において、車体の重心Ｃｇの鉛直方向（ｚ方向）のバウンス振動と、車体の重心周りのピッチ方向（θ方向）のピッチ振動が発生しうる。

そこで、車両制振制御部３は、車両１０の車体のピッチ／バウンス振動の力学的運動モデルにおいて運転者の駆動要求に応じたドライバ要求トルクＴａを車輪トルクに換算した値と、現在の車輪トルクの推定値とを入力した際の車体の変位ｚ、θとその変化率ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔを算出し、モデルから得られたこの状態変数が０に収束するように動力源２１の動力制御が行われ駆動トルクが調節される。

フィードフォワード制御部３ａ、フィードバック制御部３ｂは、ともにいわゆる最適レギュレータの構成を有する。フィードフォワード制御部３ａは、車両１０に対するドライバ要求トルク（要求駆動力）に基づいたフィードフォワード制御を行うものであり、車輪トルク変換部３ｄと、運動モデル部３ｅと、ＦＦ二次レギュレータ部３ｆとを含んで構成される。フィードバック制御部３ｂは、車両１０の車輪の車輪速度に基づいたフィードバック制御を行うものであり、車輪トルク推定部３ｇと、フィードフォワード制御部３ａと兼用される運動モデル部３ｅと、ＦＢ二次レギュレータ部３ｈとを含んで構成される。

フィードフォワード制御部３ａは、車輪トルク変換部３ｄにてドライバ要求トルクＴａを車輪トルクに換算した値（ドライバ要求車輪トルクＴｗｏ）が運動モデル部３ｅに入力される。フィードフォワード制御部３ａは、運動モデル部３ｅにて入力されたトルクに対する車両１０の状態変数の応答が算出され、ＦＦ二次レギュレータ部３ｆにて後述する所定のゲインＫに基づいてその状態変数を最小に収束するドライバ要求車輪トルクＴｗｏの修正量として、ＦＦ制振トルクＵ・ＦＦが算出される。このＦＦ制振トルクＵ・ＦＦは、ドライバ要求トルクＴａに基づいたフィードフォワード制御系で設定される制振制御のＦＦ制御量である。

フィードバック制御部３ｂは、車輪トルク推定部３ｇにて後述するように車輪速度の平均値ｒ・ωに基づいて車輪トルク推定値Ｔｗが算出され、この車輪トルク推定値Ｔｗは、外乱入力として、運動モデル部３ｅへ入力される。フィードバック制御部３ｂは、同様に、運動モデル部３ｅにて車両１０の状態変数の応答が算出され、ＦＢ二次レギュレータ部３ｈにてその状態変数を最小に収束するドライバ要求車輪トルクＴｗｏの修正量として、ＦＢ制振トルクＵ・ＦＢが算出される。このＦＢ制振トルクＵ・ＦＢは、路面から車輪３０ｉへの入力による外力に基づいた車輪速度の変動分に応じたフィードバック制御系で設定される制振制御のＦＢ制御量である。なお、フィードバック制御部３ｂは、入力信号である車輪速度の平均値ｒ・ωが協調部４を介して車輪トルク推定部３ｇに入力されるが、この協調部４については、後で詳細に説明する。

車両制振制御部３は、ＦＦ制振トルクＵ・ＦＦとＦＢ制振トルクＵ・ＦＢとが加算器３ｉにて加算されて、制振制御におけるトータルの制御量である制振トルクが算出される。そして、車両制振制御部３は、制振トルクが駆動トルク変換部３ｃにて駆動装置２０の駆動トルクの単位、すなわち、ドライバ要求トルクＴａの単位に換算した制振トルク修正量Ｔｘに変換され加算器２ｂに出力される。つまり、車両制振制御装置１は、力学的運動モデルを用いて取得された制振トルク修正量Ｔｘに基づいてドライバ要求トルクＴａを補正し、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲにバネ上振動を抑制する制振トルク（車輪トルク）を発生することができる最終要求トルク（駆動トルク）に変更する。

したがって、車両制振制御装置１は、ドライバ要求トルクＴａと、制振トルクに応じた制振トルク修正量Ｔｘとに基づいて、動力源２１が発生する最終要求トルクを調節することができ、これにより、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲにドライバ要求車輪トルクを発生させた上でバネ上振動を抑制する制振トルクを発生させることができる。つまり、車両制振制御装置１は、エンジン２２と電気モータ２３とが発生する動力を制御することで、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲに制振トルクを発生させる制振制御を実行し、車輪３０ＲＬ、３０ＲＲの車輪トルクを変化させることで車体に発生する振動を抑制させることができる。

ここで、車両制振制御装置１における制振制御においては、上述したように、車両１０の車体のピッチ方向およびバウンス方向の力学的運動モデルを仮定して、ドライバ要求車輪トルクＴｗｏ、車輪トルク推定値Ｔｗ（外乱）をそれぞれ入力としたピッチ方向またはバウンス方向の状態変数の状態方程式を構成する。そして、この状態方程式から、最適レギュレータの理論を用いて上記状態変数を０に収束させる入力（制振トルク）を決定し、得られた制振トルクに基づいてドライバ要求トルクＴａが補正される。

上記力学的運動モデルとして、例えば、図４に示すように、車体を質量Ｍおよび慣性モーメントＩの剛体Ｓとみなし、剛体Ｓが弾性率ｋｆと減衰率ｃｆの前輪サスペンションと弾性率ｋｒと減衰率ｃｒの後輪サスペンションにより支持されているとする（車両１０の車体のバネ上振動モデル）。この場合、車体の重心Ｃｇのバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数１のように表すことができる。

上記の数１において、Ｌｆ、Ｌｒは、それぞれ、重心Ｃｇから前車輪軸および後車輪軸までの距離であり、ｒは、車輪半径であり、ｈは、重心Ｃｇの路面からの高さである。

上記の式（１ａ）および（１ｂ）は、車両１０の車体の変位ｚ、θとその変化率ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔを状態変数ベクトルＸ（ｔ）として、下記の式（２ａ）に示すように、（線形システムの）状態方程式の形式に書き換えることができる。
ｄＸ（ｔ）／ｄｔ＝Ａ・Ｘ（ｔ）＋Ｂ・ｕ（ｔ） ・・・ （２ａ）

上記のＸ（ｔ）、Ａ、Ｂは、それぞれ下記の数２のＸ（ｔ）、Ａ、Ｂとなっている。

行列Ａの各要素ａ１からａ４およびｂ１からｂ４は、それぞれ、上記の式（１ａ）、（１ｂ）にｚ、θ、ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔの係数をまとめることにより与えられ、ａ１＝−（ｋｆ＋ｋｒ）／Ｍ、ａ２＝−（ｃｆ＋ｃｒ）／Ｍ、ａ３＝−（ｋｆ・Ｌｆ−ｋｒ・Ｌｒ）／Ｍ、ａ４＝−（ｃｆ・Ｌｆ−ｃｒ・Ｌｒ）／Ｍ、ｂ１＝−（Ｌｆ・ｋｆ−Ｌｒ・ｋｒ）／Ｉ、ｂ２＝−（Ｌｆ・ｃｆ−Ｌｒ・ｃｒ）／Ｉ、ｂ３＝−（Ｌｆ^２・ｋｆ＋Ｌｒ^２・ｋｒ）／Ｉ、ｂ４＝−（Ｌｆ^２・ｃｆ＋Ｌｒ^２・ｃｒ）／Ｉである。また、ｕ（ｔ）は、ｕ（ｔ）＝Ｔ
であり、状態方程式（２ａ）にて表されるシステムの入力である。したがって、上記の式（１ｂ）より、行列Ｂの要素ｐ１は、ｐ１＝ｈ／（Ｉ・ｒ）である。

上記の状態方程式（２ａ）において、
ｕ（ｔ）＝−Ｋ・Ｘ（ｔ） ・・・（２ｂ）
とおくと、状態方程式（２ａ）は、
ｄＸ（ｔ）／ｄｔ＝（Ａ−ＢＫ）・Ｘ（ｔ） ・・・（２ｃ）
となる。したがって、Ｘ（ｔ）の初期値Ｘ_０（ｔ）をＸ_０（ｔ）＝(０,０,０,０)と設定して（トルク入力がされる前には振動はないものとする。）、状態変数ベクトルＸ（ｔ）の微分方程式（２ｃ）を解いたときに、Ｘ（ｔ）、すなわち、バウンス方向およびピッチ方向の変位およびその時間変化率、の大きさを０に収束させるゲインＫが決定されれば、バウンス・ピッチ振動を抑制する制振トルクｕ（ｔ）が決定されることとなる。

ゲインＫは、いわゆる、最適レギュレータの理論を用いて決定することができ、２次形式の評価関数
Ｊ＝∫（Ｘ^ＴＱＸ＋ｕ^ＴＲｕ）ｄｔ ・・・（３ａ）
（積分範囲は、０から∞）の値が最小になるとき、状態方程式（２ａ）においてＸ（ｔ）が安定的に収束し、評価関数Ｊを最小にする行列Ｋは、Ｋ＝Ｒ^−１・Ｂ^Ｔ・Ｐにより与えられることが知られている。ここで、Ｐは、リカッティ方程式［−ｄＰ／ｄｔ＝Ａ^ＴＰ＋ＰＡ＋Ｑ−ＰＢＲ^−１Ｂ^ＴＰ］の解である。リカッティ方程式は、線形システムの分野において知られている任意の方法により解くことができ、これにより、ゲインＫが決定される。

なお、評価関数Ｊおよびリカッティ方程式中のＱ、Ｒは、それぞれ、任意に設定される半正定対称行列、正定対称行列であり、システムの設計者により決定される評価関数Ｊの重み行列である。例えば、ここでの運動モデルの場合、Ｑ、Ｒは、

などと置いて、式（３ａ）において、状態ベクトルの成分うち、特定のもの、例えば、ｄｚ／ｄｔ、ｄθ／ｄｔ、のノルム（大きさ）をその他の成分、例えば、ｚ、θ、のノルムより大きく設定すると、ノルムを大きく設定された成分が相対的に、より安定的に収束されることとなる。また、Ｑの成分の値を大きくすると、過渡特性重視、すなわち、状態ベクトルの値が速やかに安定値に収束し、Ｒの値を大きくすると、消費エネルギーが低減される。

車両制振制御部３における実際のバネ上制振制御においては、図２のブロック図に示されているように、運動モデル部３ｅにおいて、トルク入力値を用いて式（２ａ）の微分方程式を解くことにより、状態変数ベクトルＸ（ｔ）が算出される。次いで、ＦＦ二次レギュレータ部３ｆ、ＦＢ二次レギュレータ部３ｈにて、上記のように状態変数ベクトルＸ（ｔ）を０又は最小値に収束させるべく決定されたゲインＫを運動モデル部３ｅの出力である状態変数ベクトルＸ（ｔ）に乗じた値ｕ（ｔ）、すなわち、ＦＦ制振トルクＵ・ＦＦおよびＦＢ制振トルクＵ・ＦＢが、駆動トルク変換部３ｃにおいて動力源２１のドライバ要求トルクＴａの単位に変換されて、加算器２ｂにおいてドライバ要求トルクＴａが補正される。式（１ａ）および（１ｂ）で表されるシステムは、共振システムであり、任意の入力に対して状態変数ベクトルの値は、実質的にシステムの固有振動数の成分のみとなる。したがって、ｕ（ｔ）（の換算値）によりドライバ要求トルクＴａが補正されるように構成することにより、ドライバ要求トルクＴａのうち、システムの固有振動数の成分、すなわち、車両１０の車体においてピッチ／バウンス振動を引き起こす成分が修正され、車両１０の車体におけるピッチ／バウンス振動を抑制することとなる。ドライバ要求トルクＴａにおいて、システムの固有振動数の成分がなくなると、動力源２１に出力されるドライバ要求トルクＴａに応じた制御指令のうち、システムの固有振動数の成分は、−ｕ（ｔ）のみとなりＴｗ（外乱）による振動が収束することとなる。

なお、車両１０の車体のバウンス方向またはピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図５に示すように、図４の構成に加えて、前車輪および後車輪のタイヤのバネ弾性を考慮したモデル（車両１０の車体のバネ上・下振動モデル）が採用されてもよい。前車輪および後車輪のタイヤが、それぞれ、弾性率ｋｔｆ、ｋｔｒを有しているとすると、車体の重心Ｃｇのバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数４のように表すことができる。この数４において、ｘｆ、ｘｒは、前車輪、後車輪のバネ下変位量であり、ｍｆ、ｍｒは、前車輪、後車輪のバネ下の質量である。式（４ａ）−（４ｄ）は、ｚ、θ、ｘｆ、ｘｒとその時間微分値を状態変数ベクトルとして、図４の場合と同様に、式（２ａ）のような状態方程式を構成し（ただし、行列Ａは、８行８列、行列Ｂは、８行１列となる。）、状態変数ベクトルの大きさを０に収束させるゲイン行列Ｋを決定することができる。

ここで、車輪トルクは、ホイールトルクセンサやホイール六分力計などにより実際に検出するように構成してもよいが、ここでは走行中の車両１０におけるその他の検出可能な値から車輪トルク推定部３ｇにて推定された車輪トルク推定値Ｔｗが用いられる。車輪トルク推定値Ｔｗは、例えば、各車輪に対応する車輪速センサから得られる車輪回転速度の平均値ω又は車輪速度の平均値ｒ・ωの時間微分を用いて、次式（５）により推定、算出することができる。
Ｔｗ＝Ｍ・ｒ^２・ｄω／ｄｔ ・・・（５）
上記の式（５）において、Ｍは、車両の質量であり、ｒは、車輪半径である。すなわち、駆動輪が路面の接地個所において発生している駆動力の総和が、車両１０の全体の駆動力Ｍ・Ｇ（Ｇは、加速度）に等しいとすると、車輪トルク推定値Ｔｗは、次式（５ａ）にて与えられる。
Ｔｗ＝Ｍ・Ｇ・ｒ ・・・（５ａ）
車両の加速度Ｇは、車輪速度ｒ・ωの微分値より、次式（５ｂ）によって与えられる。
Ｇ＝ｒ・ｄω／ｄｔ ・・・（５ｂ）
したがって、車輪トルクは、上記の式（５）のようにして推定される。なお、車輪トルク推定値は、車輪回転速度ではなく、振動と相関のある実測値としてのエンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、ジェネレータ回転数Ｎｇ、あるいは、変速機を備えるのであれば変速機回転速度、トルクコンバータを備えるのであればタービン回転速度など車輪３０ＲＬ、３０ＲＲの回転に伴って回転する回転体の回転数Ｎｏなどに基づいて車輪トルク推定値を算出してもよい。

なお、本実施形態の車両制振制御部３は、さらに、ＦＦ制御補正部３ｊ、ＦＦ制御ゲイン設定部３ｋ、ＦＢ制御補正部３ｌ、ＦＢ制御ゲイン設定部３ｍを含んで構成される。ＦＦ制御補正部３ｊ、ＦＢ制御補正部３ｌは、それぞれＦＦ制振トルクＵ・ＦＦ、ＦＢ制振トルクＵ・ＦＢに対してＦＦ制御ゲイン設定部３ｋ、ＦＢ制御ゲイン設定部３ｍが設定するＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦ、ＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを乗算することでＦＦ制振トルクＵ・ＦＦ、ＦＢ制振トルクＵ・ＦＢを補正して加算器３ｉに出力する。そして、ＦＦ制御ゲイン設定部３ｋ、ＦＢ制御ゲイン設定部３ｍは、ＦＦ制御ゲインＫ・ＦＦ、ＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを車両１０の状態に応じて設定する。つまり、ＦＦ制振トルクＵ・ＦＦ、ＦＢ制振トルクＵ・ＦＢは、ＦＦ制御補正部３ｊ、ＦＢ制御補正部３ｌにて車両１０の状態に応じて補正されることとなる。

ところで、車両１０では、例えば、エンジン２２の出力軸２２ａの回転変動を監視し、その回転変動量が所定の許容レベルを越えた時にエンジン２２の失火が発生したことを検出する失火判定制御などの種々の判定制御が実行される場合がある。この場合、車両制振制御装置１は、制振制御によりバネ上振動を抑制するためにエンジン２２などの動力源２１の出力を制御した際に、この制振制御の実行に伴って出力軸２２ａの回転変動量などの種々の判定制御で適用される判定対象量が変化し、失火判定制御などの種々の判定制御に影響を及ぼす可能性がある。

そこで、本実施形態の車両制振制御装置１は、判定対象量に基づいて制振制御の制御量である制振トルクを変えることで、例えば、制振制御と失火判定制御などの動力源２１に関する種々の判定制御との協調を図り、適正に制振制御を実行している。具体的には、車両制振制御装置１は、図２に示すように、判定対象量に基づいて制振トルクを変えるための構成として、車両制振制御部３に協調部４を備えている。

ここで、判定対象量は、種々の判定制御に用いられ制振制御の実行に伴って変動しうる物理量、すなわち、動力源２１の出力制御に伴って変動しうる物理量である。本実施形態では、動力源２１は、少なくともエンジン２２を含み、判定対象量は、このエンジン２２の出力軸２２ａの回転変動量であり、ここでの判定対象量に基づく判定制御は、エンジン２２の出力軸２２ａの回転変動量に基づいてエンジン２２の失火を判定する失火判定制御であるものとして説明する。すなわち、この車両制振制御装置１は、失火判定制御を適正に実行した上で、適正な制振制御の実行することができ運転者の操縦安定性、乗員の乗り心地等を向上することができるものである。ここで、エンジン２２の出力軸２２ａの回転変動量は、例えば、出力軸２２ａの回転数であるエンジン回転数Ｎｅや出力軸２２ａに生じるトルクであるエンジントルクＴｅの変動量などを用いることができる。この車両１０では、エンジンＥＣＵ４２（図１参照）がエンジン失火判定部をなす。エンジンＥＣＵ４２は、エンジン２２の出力軸２２ａの回転変動を常時監視し、その回転変動量、ここではエンジン回転数Ｎｅの変動量が予め設定される判定値を越えた場合に、エンジン２２の失火が発生したことを検出する。

そして、協調部４は、判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅとの関係に応じて制振制御の制御量である制振トルクを変えるものである。これにより、車両制振制御装置１は、例えば、制振トルクとエンジン回転数Ｎｅとの関係が判定制御を阻害する関係になりうる場合に制振トルクを変えることができ、制振トルクを制限することができる。ここでは、協調部４は、制振制御において周期的に加振される制振トルクの周波数と、判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅの周波数とが同等になりうる場合に制振トルクを制限する。これにより、車両制振制御装置１は、制振トルクとエンジン回転数Ｎｅとの関係が種々の判定制御を阻害する関係になりうる場合として、制振トルクの周波数とエンジン回転数Ｎｅの周波数とが同等になりうる場合に制振トルクを制限することができる。

具体的には、協調部４は、制振トルクを設定するための入力物理量に応じた信号又は制振トルクに応じた信号に対してエンジン回転数Ｎｅに応じたフィルタ処理を実行することで制振トルクを変える。これにより、車両制振制御装置１は、エンジン回転数Ｎｅに基づいて、すなわち、エンジン回転数Ｎｅとの関係に応じて制振トルクを変えることができる。

協調部４は、制振トルクを設定するための入力物理量に応じた信号、ここでは、フィードバック制御部３ｂへの入力信号に対して所定の条件下でエンジン回転数Ｎｅに応じた所定のフィルタ処理を実行する。協調部４は、制振トルクを設定するための入力物理量として車輪速度の平均値ｒ・ωを用い、車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に対して所定の条件下でエンジン回転数Ｎｅに応じた所定のフィルタ処理を実行する。

本実施形態の協調部４は、可変ＢＣＦ（Ｂａｎｄ Ｃｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）４ａと、エンジン状態判定部４ｂと、切替部４ｃとを含んで構成される。

可変ＢＣＦ４ａは、車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号が入力され、この車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に対して所定のフィルタ処理をほどこして出力する。可変ＢＣＦ４ａによるフィルタ処理は、車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に対してエンジン回転数Ｎｅの変動に応じた周波数成分（周波数帯域）を遮断（カット）するようなフィルタ処理である。ここでの可変ＢＣＦ４ａは、エンジンＥＣＵ４２から入力されるエンジン回転数Ｎｅの変動に同期して遮断周波数（カットオフ周波数）を可変とすることができる。可変ＢＣＦ４ａは、エンジン回転数Ｎｅの変動に同期してエンジン回転数Ｎｅの周波数近傍に遮断周波数を設定する。可変ＢＣＦ４ａは、車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に対してこの遮断周波数に基づいてエンジン回転数Ｎｅの周波数近傍の成分を遮断するフィルタ処理をほどこして出力する。

なお、通常、バネ上制振で一般的に用いられる制振トルクの周波数帯域は、エンジン回転数Ｎｅの周波数帯域と比較して相対的に低周波数帯域となる傾向にあることから、協調部４は、上記フィルタ処理を実行するための構成として、可変ＢＣＦ４ａにかえて、例えば、遮断周波数がエンジン回転数Ｎｅの周波数帯域に対応して相対的に高周波数帯域となるように固定的に設定されたＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）、ＨＣＦ（Ｈｉｇｈ Ｃｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いてもよい。

エンジン状態判定部４ｂは、エンジン２２の運転状態を判定する。協調部４は、エンジン状態判定部４ｂが判定したエンジン２２の運転状態の判定結果に基づいて、エンジン２２の運転状態が所定の条件下であるときに上記のフィルタ処理を実行する。

エンジン状態判定部４ｂは、エンジンＥＣＵ４２からエンジン２２の状態を表す種々のセンサの検出信号等が入力される。エンジン状態判定部４ｂは、例えば、エンジン回転数Ｎｅが予め設定される所定回転数（例えば、設定アイドル回転数）以上であるか否か、ハイブリッド形式の駆動装置２０を備える車両１０であればエンジン２２が作動しているか否か、エンジン２２が自立運転以外の運転状態であるか否かなどを判定するとよい。ここで、エンジン２２が作動した状態とは、エンジン２２の燃焼室で燃料を燃焼して生じる熱エネルギーをトルクなどの機械的エネルギーの形で出力する状態である。また、エンジン２２の自立運転とは、制振トルクを含む最終的な制振トルクを電気モータ２３の出力だけでまかなうことができる場合に行われる運転であって、空気調和機等の補機類を駆動できる程度の小さな負荷での運転のことである。エンジン状態判定部４ｂは、判定結果を切替部４ｃに出力し、切替部４ｃは、このエンジン２２の運転状態の判定結果に基づいて、フィードバック制御部３ｂへの入力信号を切り替える。

切替部４ｃは、エンジン状態判定部４ｂから入力されるエンジン２２の運転状態の判定結果に応じて、車輪トルク推定部３ｇへの入力信号を車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号にフィルタ処理をほどこした信号と、フィルタ処理をほどこしていない信号とのいずれか一方に切り替えることができる。

切替部４ｃは、例えば、エンジン状態判定部４ｂによりエンジン回転数Ｎｅが所定回転数（設定アイドル回転数）以上であり、エンジン２２が作動しており、かつ、エンジン２２が自立運転以外の運転状態であると判定された場合、車輪トルク推定部３ｇに対して、フィルタ処理をほどこした信号が入力されるように接続状態を設定する。一方、切替部４ｃは、例えば、エンジン状態判定部４ｂによりエンジン回転数Ｎｅが所定回転数（設定アイドル回転数）未満であると判定された場合、エンジン２２が作動していないと判定された場合、あるいは、エンジン２２が自立運転状態であると判定された場合に、車輪トルク推定部３ｇに対して、フィルタ処理をほどこしていない信号が入力されるように接続状態を設定する。

したがって、車両制振制御部３は、エンジン２２の運転状態が失火判定制御の必要がある運転状態である場合に、協調部４によってフィルタ処理をほどこしエンジン回転数Ｎｅの周波数近傍の成分が遮断された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号が車輪トルク推定部３ｇに入力される。そして、車両制振制御部３は、フィードバック制御部３ｂがこのエンジン回転数Ｎｅの周波数近傍の成分が遮断された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に基づいてＦＢ制振トルクＵ・ＦＢを設定し制振トルクを設定する。これにより、車両制振制御部３は、協調部４によって、制振制御において周期的に加振される制御量である制振トルクの周波数と、失火判定制御における判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅの周波数とが同等になりうる場合に制振トルクを制限することができる。すなわち、車両制振制御部３は、制振トルクとエンジン回転数Ｎｅとの関係が失火判定制御を阻害する関係になりうる場合に制振トルクを制限することができる。よって、車両制振制御装置１は、失火判定制御に用いられ制振制御の実行に伴って変動しうる判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅに基づいて制振制御の制御量である制振トルクを変えることから、制振制御と失火判定制御などの動力源２１に関する種々の判定制御との協調を図り、適正に制振制御を実行することができる。

すなわち、車両制振制御装置１は、制振制御によりバネ上振動を抑制するためにエンジン２２などの動力源２１の出力を制御した際に、この制振制御の実行に伴って、例えば、出力軸２２ａの回転変動量などの種々の判定制御で適用される判定対象量が変化することを抑制し、失火判定制御などの種々の判定制御に影響を及ぼすことを抑制することができる。例えば、車両制振制御装置１は、エンジン２２のうちの１つの気筒が失火しそれに伴う回転変動が発生した場合に、制振制御において周期的に加振されるトルクによって出力軸２２ａの回転変動（トルク変動）が抑制されて回転変動量が小さくなることを抑制することができ、この結果、エンジン２２が失火しているにも拘わらず失火を検出できないことを抑制することができる。また逆に、例えば、車両制振制御装置１は、エンジン２２で回転変動が発生していない状態である場合に、制振制御において周期的に加振されるトルクによって出力軸２２ａの回転変動（トルク変動）が促進されて回転変動量が大きくなることを抑制することができ、この結果、エンジン２２が失火していないにも拘わらず失火を検出してしまうことを抑制することができる。この結果、車両制振制御装置１は、例えば、失火判定制御などの種々の判定制御を適正に実行した上で、適正に制振制御を実行することができ運転者の操縦安定性、乗員の乗り心地等を向上することができる。

一方、車両制振制御部３は、エンジン２２の運転状態が失火判定制御の必要がない運転状態である場合に、協調部４によってフィルタ処理をほどこしていない信号が車輪トルク推定部３ｇに入力される。そして、車両制振制御部３は、フィードバック制御部３ｂがこのフィルタ処理により制限されていない車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に基づいてＦＢ制振トルクＵ・ＦＢを設定し制振トルクを設定する。これにより、車両制振制御装置１は、不必要に制振制御の制御量である制振トルクが制限されることを抑制することができる。

なお、車両制振制御部３は、上述したように、振動と相関のある実測値として、エンジン回転数（回転速度）Ｎｅ、モータ回転数（回転速度）Ｎｍ、ジェネレータ回転数（回転速度）Ｎｇ、変速機を備えるのであれば変速機回転数（回転速度）、トルクコンバータを備えるのであればタービン回転数（回転速度）など、駆動輪である車輪３０ＲＬ、３０ＲＲの回転に伴って回転する駆動系の回転体の回転数（回転速度）Ｎｏ、あるいは、ホイールトルクセンサ、ホイール六分力計、ピッチ／バウンドセンサ、Ｇセンサ、サスペンションの縮量を検出するセンサなどの種々のセンサによる検出値に基づいてＦＢ制振トルクＵ・ＦＢを設定し制振トルクを設定することも可能である。この場合、協調部４は、制振トルクを設定するための入力物理量として、上記各種パラメータ、あるいは、各種検出値のフィードバック制御部３ｂへの入力信号に対して所定の条件下でエンジン回転数Ｎｅに応じた所定のフィルタ処理を実行すればよい。また、協調部４は、フィードバック制御部３ｂからの出力信号であるＦＢ制振トルクＵ・ＦＢに応じた信号、加算器３ｉからの出力信号である制振トルクに応じた信号あるいは駆動トルク変換部３ｃからの出力信号である制振トルク修正量Ｔｘに応じた信号に対して上記のようなエンジン回転数Ｎｅに応じたフィルタ処理を実行するようにしてもよい。

また、この車両制振制御装置１は、例えば、車両制振制御部３がバネ上共振付近周波数の位相調節器（不図示）を含んで構成されてもよい。この場合、車両制振制御装置１は、車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号に対してフィルタ処理をほどこすことによって制振トルクの位相が適正な位相からずれるおそれがあっても、この協調部４の位相調節器により位相遅れ等の制振性能の劣化が生じることを抑制することができる。すなわち、車両制振制御装置１は、位相調節器によって、協調部４におけるフィルタ処理による制振トルクの位相ずれを解消することができ、最適なタイミングで制振トルク修正量Ｔｘをドライバ要求トルクＴａに加算することができ、最適なタイミングで制振制御を行うことができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る車両制振制御装置１によれば、車両１０に搭載された動力源２１を制御し車両１０のバネ上振動を抑制する制振制御を実行する車両制振制御装置１において、判定制御に用いられ制振制御の実行に伴って変動しうる判定対象量に基づいて制振制御の制御量である制振トルクを変える。したがって、車両制振制御装置１は、判定制御に用いられ制振制御の実行に伴って変動しうる判定対象量、ここでは、エンジン回転数Ｎｅに基づいて制振制御の制御量である制振トルクを変えることから、制振制御と動力源２１に関する種々の判定制御との協調を図り、適正に制振制御を実行することができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る車両制振制御装置１によれば、車両１０に搭載された動力源２１を制御し車両１０のバネ上振動を抑制する制振制御を実行する車両制振制御装置１において、制振制御の制御量である制振トルクの周波数と動力源２１をなすエンジン２２の出力軸２２ａのエンジン回転数（回転速度）の周波数とが同等になりうる場合に制振トルクを制限する。したがって、車両制振制御装置１は、制振トルクの周波数とエンジン回転数（回転速度）の周波数とが同等になりうる場合に制振トルクを制限することから、制振制御と動力源２１に関する種々の判定制御との協調を図り、適正に制振制御を実行することができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係る車両制振制御装置１によれば、車両１０の車輪３０ＦＬ、３０ＦＲ、３０ＲＬ、３０ＲＲの回転速度に基づいて制御量である制振トルクを設定する。したがって、車両制振制御装置１は、車輪３０ｉの回転速度と判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅとの関係に応じて車輪３０ｉの回転速度を変えたり、あるいは、制振トルクを変えたりすることで、この制振トルクを判定対象量との関係に応じて変えることができる。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る車両制振制御装置の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。実施形態２に係る車両制振制御装置は、協調部の構成が実施形態１に係る車両制振制御装置とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態に係る車両制振制御装置２０１は、図６に示すように、判定対象量に基づいて制振トルクを変えるための構成として車両制振制御部３に協調部２０４を備えている。

本実施形態の協調部２０４は、エンジン回転数Ｎｅに応じて制振制御における制御ゲインを変える処理を実行する。そして、車両制振制御部３は、このエンジン回転数Ｎｅに応じた制御ゲインを制御量である制振トルク又は制振トルクに応じた物理量に掛けることでこの制振トルクを変える。これにより、車両制振制御部３は、エンジン回転数Ｎｅに基づいて、すなわち、エンジン回転数Ｎｅとの関係に応じて制振トルクを変えることができる。協調部２０４は、制振トルクによってエンジン回転数Ｎｅを用いた種々の判定制御に影響がおよぶと予測できるような所定の条件下で制御ゲインに対してエンジン回転数Ｎｅに応じた所定の処理を実行し制振トルクを制限する。

ここでは、協調部２０４は、ＦＢ制御ゲイン設定部３ｍを制御しＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢをエンジン回転数Ｎｅに応じて設定する。これにより、車両制振制御部３は、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと予測できるような所定の条件下で、ＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを低下させ、制振トルクに応じた物理量であるＦＢ制振トルクＵ・ＦＢを低下させることで、最終的に制振トルクを低下させ、言い換えれば、制限する。

協調部２０４は、回転Ｎ次周波数演算部２０４ａと、１気筒周波数演算部２０４ｂと、周波数近接判定部２０４ｃと、エンジン状態判定部２０４ｄと、悪路判定部２０４ｅと、スリップ判定部２０４ｆと、最終判定部２０４ｇとを含んで構成される。

回転Ｎ次周波数演算部２０４ａは、車輪速度の平均値ｒ・ω（あるいは車速）が入力され、この車輪速度の平均値ｒ・ωに基づいて回転１次からＮ次までの周波数成分を演算し、演算結果を周波数近接判定部２０４ｃに出力する。１気筒周波数演算部２０４ｂは、エンジン回転数Ｎｅが入力され、エンジン１気筒周波数成分を演算し、演算結果を周波数近接判定部２０４ｃに出力する。周波数近接判定部２０４ｃは、回転Ｎ次周波数演算部２０４ａから入力される回転Ｎ次周波数と１気筒周波数演算部２０４ｂから入力されるエンジン１気筒周波数とを比較し回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが近接するか否か、すなわち、回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが同等であるか否かを判定し、判定結果を最終判定部２０４ｇに出力する。

例えば、Ｎ＝２で車輪半径ｒが０．３ｍで車速が１００ｋｍ／ｈ程度である場合、１００／（３．６・２・π・０．３）≒１５なので、回転Ｎ次周波数の演算結果≒１５Ｈｚ、３０Ｈｚとなる。このとき例えばエンジン２２が４気筒エンジンでありエンジン回転数Ｎｅが１８００ｒｐｍ程度である場合、１８００／（６０・２）≒１５なので、エンジン１気筒周波数の演算結果≒１５Ｈｚとなる。よってこの場合、周波数近接判定部２０４ｃは、回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが近接する、すなわち、回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが同等であると判定することができる。

エンジン状態判定部２０４ｄは、上述したエンジン状態判定部４ｂとほぼ同様な構成であり、エンジン２２の運転状態の判定結果を最終判定部２０４ｇに出力する。悪路判定部２０４ｅは、例えば、車輪速度の微分値（車輪加速度）あるいは車両１０のバネ上の加速度などに基づいて種々の公知の手法により車両１０が悪路（路面の凹凸が大きい場合や路面に段差がある等を含む）走行しているか否かを判定し、判定結果を最終判定部２０４ｇに出力する。スリップ判定部２０４ｆは、例えば、例えば、車輪速度や車速などに基づいて種々の公知の手法により車輪３０ｉと路面とのスリップの状態（スリップの大きさ）を示す尺度となるスリップ量（スリップ率）を算出し、このスリップ量が予め設定される許容量以上であるか否かを判定し、判定結果を最終判定部２０４ｇに出力する。一般に、車両１０の悪路走行時や車両１０のスリップ量が大きい場合にはバネ上制振で用いられる制振トルクの周波数帯域が相対的に高周波数帯域となりやすい傾向にあり、エンジン回転数Ｎｅの周波数帯域と同等になりやすい傾向にある。このため、車両制振制御装置２０１は、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと予測できる場合として、悪路判定部２０４ｅが車両１０の悪路走行を検出した場合、あるいはスリップ判定部２０４ｆが車両１０のスリップ量が予め設定される許容量以上であると判定した場合には制振トルクを制限する。

最終判定部２０４ｇは、周波数近接判定部２０４ｃによる周波数の判定結果、エンジン状態判定部２０４ｄによるエンジン状態の判定結果、悪路判定部２０４ｅによる車両１０の悪路走行の判定結果、スリップ判定部２０４ｆによる車両１０のスリップの状態の判定結果などに基づいて、最終的に制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと予測できるか否かを判定する。

最終判定部２０４ｇは、例えば、エンジン状態判定部２０４ｄによりエンジン２２が作動しており、かつ、エンジン２２が自立運転以外の運転状態であると判定された上で、周波数近接判定部２０４ｃにより回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが同等であると判定された場合、悪路判定部２０４ｅにより車両１０の悪路走行を検出された場合、あるいは、スリップ判定部２０４ｆにより車両１０のスリップ量が許容量以上であると判定された場合に、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと予測できると判定する。

最終判定部２０４ｇは、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと予測できると判定した場合、この判定結果をＦＢ制御ゲイン設定部３ｍに出力してＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを低下させる。この結果、車両制振制御部３は、最終的に制振制御の制御量である制振トルクを低下させ、言い換えれば制振トルクを制限する。これにより、車両制振制御部３は、協調部２０４によって、制振トルクの周波数とエンジン回転数Ｎｅの周波数とが同等になりうる場合やバネ上制振で用いられる制振トルクの周波数帯域が相対的に高周波数帯域となりやすい傾向にある運転状態である場合など、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと予測できる場合に制振トルクを制限することができる。

なおここでは、回転Ｎ次周波数演算部２０４ａは、車輪速度の平均値ｒ・ω（あるいは車速）に加えて、さらにモータ回転数Ｎｍ、ジェネレータ回転数Ｎｇあるいは回転体の回転数Ｎｏなどが入力され、これらの回転Ｎ次周波数を演算するように構成されてもよく、周波数近接判定部２０４ｃは、これらの回転Ｎ次周波数の演算結果も用いて回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが近接するか否かを判定するように構成されてもよい。例えば、Ｎ＝２でモータ回転数Ｎｍが９００ｒｐｍである場合、９００／６０≒１５なので、回転Ｎ次周波数演算部２０４ａによる回転Ｎ次周波数の演算結果≒１５Ｈｚとなる。よって、周波数近接判定部２０４ｃは、モータ回転数Ｎｍの回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが近接する、すなわち、モータ回転数Ｎｍの回転Ｎ次周波数とエンジン１気筒周波数とが同等であると判定することができる。この場合、協調部２０４は、制振制御が種々の判定制御に影響がおよぶか否かの予測をより正確に行うことができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る車両制振制御装置２０１によれば、判定対象量（エンジン回転数Ｎｅ）に応じた制御ゲイン（ＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢ）を制御量である制振トルク又は制振トルクに応じた物理量（ＦＢ制振トルクＵ・ＦＢ）に掛けることで制振トルクを変える。したがって、車両制振制御装置２０１は、判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅに基づいて、すなわち、判定対象量であるエンジン回転数Ｎｅとの関係に応じて制振トルクを変えることができる。

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る車両制振制御装置の機能構成例を制御ブロックの形式で示した模式図である。実施形態３に係る車両制振制御装置は、協調部の構成が実施形態１、２に係る車両制振制御装置とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態に係る車両制振制御装置３０１は、図７に示すように、判定対象量に基づいて制振トルクを変えるための構成として、車両制振制御部３に協調部３０４を備えている。協調部３０４は、協調部２０４と同様に、エンジン回転数Ｎｅに応じて制御ゲインを変える処理を実行する。

本実施形態の協調部３０４は、制振トルクを設定するための入力物理量に応じた信号又は制振トルクに応じた信号に対して所定の解析処理を実行する。協調部３０４は、この解析結果とエンジン回転数Ｎｅとの関係に応じて、上記入力物理量に応じた信号又は制振トルクに応じた信号の出力波形がエンジン回転数Ｎｅの回転変動の波形と近い場合には、制御ゲインに対してエンジン回転数Ｎｅに応じた所定の処理を実行し、これにより、制振トルクを制限する。

本実施形態の協調部３０４は、解析部３０４ａと、影響判定部３０４ｂと、エンジン状態判定部３０４ｃと、最終判定部３０４ｄとを含んで構成される。

解析部３０４ａは、制振トルクに応じた信号と、制振トルクを設定するための入力物理量ここでは車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号とが入力され、それぞれの出力波形に対して周波数解析及び振幅解析を行い、解析結果を影響判定部３０４ｂに出力する。解析部３０４ａは、例えば、上記の入力信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して周波数解析及び振幅解析を行うようにしてもよいし、例えば、上記の入力信号の０クロス点毎の振幅と周期（期間）に基づいて周波数を推定するものであってもよい。

影響判定部３０４ｂは、解析部３０４ａにて解析された入力信号（車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号及び制振トルクに応じた信号）の周波数及び振幅に基づいて、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶか否かを判定する。

具体的には、影響判定部３０４ｂは、エンジン回転数Ｎｅが入力され、エンジン１気筒周波数成分を演算し、このエンジン１気筒周波数と、上記解析された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号又は制振トルクに応じた信号の周波数とが同等であるか否かを判定する。また、影響判定部３０４ｂは、車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号又は制振トルクに応じた信号の振幅が予め設定される所定振幅よりも大きくなるか否かを判定する。ここでは、予め設定される所定振幅は、例えば、予め行った実験やシミュレーションの結果に基づいて、通常のバネ上制振制御では発生しえず、種々の判定制御に影響がおよぶ可能性があるような振幅に設定すればよい。影響判定部３０４ｂは、エンジン１気筒周波数と、上記解析された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号又は制振トルクに応じた信号の周波数とが同等であると判定した場合、あるいは、解析された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号又は制振トルクに応じた信号の振幅が予め設定される所定振幅よりも大きくなると判定した場合は、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと判定し、この判定結果を最終判定部３０４ｄに出力する。

エンジン状態判定部３０４ｃは、上述したエンジン状態判定部４ｂとほぼ同様な構成であり、エンジン２２の運転状態の判定結果を最終判定部３０４ｄに出力する。

最終判定部３０４ｄは、例えば、エンジン状態判定部３０４ｃによりエンジン２２が作動しており、かつ、エンジン２２が自立運転以外の運転状態であると判定された上で、影響判定部３０４ｂによりエンジン１気筒周波数と上記解析された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号又は制振トルクに応じた信号の周波数とが同等であると判定された場合、あるいは、解析された車輪速度の平均値ｒ・ωに応じた信号又は制振トルクに応じた信号の振幅が予め設定される所定振幅よりも大きくなると判定された場合は、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと判定する。

最終判定部３０４ｄは、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶと判定した場合、この判定結果をＦＢ制御ゲイン設定部３ｍに出力してＦＢ制御ゲインＫ・ＦＢを低下させる。この結果、車両制振制御部３は、最終的に制振制御の制御量である制振トルクを低下させ、言い換えれば制振トルクを制限する。これにより、車両制振制御部３は、協調部３０４によって、制振トルクの周波数と、エンジン回転数Ｎｅの周波数とが同等になりうる場合や制振トルクの振幅が通常のバネ上制振制御では発生しえず、種々の判定制御に影響がおよぶ可能性があるような振幅になりうる場合など、制振制御によって種々の判定制御に影響がおよぶ場合に、制振トルクを制限することができる。

なおここでは、解析部３０４ａは、車輪速度の平均値ｒ・ω（あるいは車速）に応じた信号、制振トルクに応じた信号に加えて、さらにモータ回転数Ｎｍ、ジェネレータ回転数Ｎｇあるいは回転体の回転数Ｎｏ、振動と相関のある実測値としてピッチ／バウンドセンサ、Ｇセンサ、サスペンションの縮量を検出するセンサなどの種々のセンサによる検出値に応じた信号が入力され、これらの出力波形に対して所定の解析処理を実行するように構成されてもよく、影響判定部３０４ｂは、これらの出力波形の解析結果も用いて判定をするように構成されてもよい。この場合、協調部３０４は、制振制御が種々の判定制御に影響がおよぶか否かの判定をより正確に行うことができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る車両制振制御装置３０１によれば、制振制御の制御量である制振トルクの振幅が予め設定される所定振幅よりも大きくなりうる場合に制振トルクを制限する。したがって、車両制振制御装置３０１は、より確実に制振制御と動力源２１に関する種々の判定制御との協調を図り適正に制振制御を実行できる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制振制御装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上で説明した車両制振制御装置は、上記で説明したもの以外の運動モデルを採用したもの、あるいは、最適レギュレータ以外の制御手法により制振を行うものであってもよい。また、以上で説明した車両制振制御装置は、自動走行制御装置による自動走行制御において動力源２１の制御を行う場合に算出される自動走行要求トルクに基づいて動力制御を行ってもよい。また、以上で説明した車両制振制御装置は、運転者によるブレーキ操作又はステアリング操作により車両１０に生じる車輪トルクの変化に起因するバネ上振動を制振する構成であってもよい。

また、以上で説明した車両制振制御装置は、例えば、エンジン回転数Ｎｅに応じてＦＢ制振トルクＵ・ＦＢ、制振トルクあるいは制振トルク修正量Ｔｘに対して上下限ガードを設けるたり、制振制御自体を禁止する（制振トルク修正量Ｔｘ＝０とする）ことで、制振トルクを制限するようにしてもよい。また、以上で説明した車両制振制御装置は、例えば、制振制御の実行に伴って変動しうる判定対象量として、動力源としての電気モータの出力変動量を用いて種々の判定を行う場合に、この電気モータの出力変動量に基づいて制振制御の制御量を変えるように構成してもよい。この場合、上記で説明したエンジン状態判定部４ｂによるエンジン２２が作動しているか否か、エンジン２２が自立運転以外の運転状態であるか否かなどの判定条件は設けなくてもよい。また、以上で説明した車両制振制御装置では、判定対象量、制振制御の実行に伴って変動しうる判定対象量に基づいて判定される判定制御は、上記のものに限らない。また、動力源２１への要求トルクに対する制振トルク修正量Ｔｘの差込口は、図２、図６、図７に示すように、運転状態によっては、エンジントルク演算処理部２ｄの後段の加算器２ｂ’や減算器２ｆの後段の加算器２ｂ’’であってもよい。

以上のように、本発明に係る車両制振制御装置は、車両に搭載された動力源を制御し車両のバネ上振動を抑制する種々の車両制振制御装置に用いて好適である。

１、２０１、３０１ 車両制振制御装置
２ 駆動制御部
３ 車両制振制御部
４、２０４、３０４ 協調部
１０ 車両
２０ 駆動装置
２１ 動力源
２２ エンジン
２２ａ 出力軸
２３ 電気モータ
２３ａ、２４ａ 駆動軸

Claims (7)

1. 車両に搭載された動力源を制御し前記車両のバネ上振動を抑制する制振制御を実行する車両制振制御装置において、
   前記動力源の運転状態が判定制御の必要がある運転状態である場合に、当該判定制御に用いられ前記制振制御の実行に伴った前記動力源の出力制御に伴って変動しうる判定対象量に基づいて当該判定対象量との関係に応じて前記制振制御の制御量を変えることを特徴とする、
   車両制振制御装置。
2. 前記制御量の周波数と前記判定対象量の周波数とが同等になりうる場合に前記制御量を制限する、
   請求項１に記載の車両制振制御装置。
3. 前記制御量の振幅が予め設定される所定振幅よりも大きくなりうる場合に前記制御量を制限する、
   請求項１に記載の車両制振制御装置。
4. 前記車両の車輪の回転速度に基づいて前記制御量を設定する、
   請求項１に記載の車両制振制御装置。
5. 前記動力源は、少なくとも内燃機関を含み、
   前記判定対象量は、前記内燃機関の出力軸の回転変動量であり、
   前記判定制御は、前記回転変動量に基づいて前記内燃機関の失火を判定する制御である、
   請求項１に記載の車両制振制御装置。
6. 前記制御量を設定するための入力物理量に応じた信号又は前記制御量に応じた信号に対して前記判定対象量に応じたフィルタ処理を実行することで前記制御量を変える、
   請求項１に記載の車両制振制御装置。
7. 前記判定対象量に応じた制御ゲインを前記制御量又は前記制御量に応じた物理量に掛けることで当該制御量を変える、
   請求項１に記載の車両制振制御装置。

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