JP7252521B2 - 車両用制振制御装置及び方法 - Google Patents
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Description
プレビュー参照データを使用する制振制御においては、プレビューセンサなどの車載のセンサの検出結果に基づいてばね下変位関連値が取得される制振制御に比して、ばね下変位関連値の時間変化率が高い状況において、目標制御力に対応する制御力が発生される位置と車輪通過予測位置とがずれ易くなる。
本発明によれば、車両(10)のばね上を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも一つの車輪(11)と当該車輪の位置に対応する車体部位(10a)との間に発生するように構成された制御力発生装置(17)と、制御力発生装置を制御する制御ユニット(30)と、路面の上下変位に関連する路面変位関連情報を取得する路面変位関連情報取得装置(30、31、36FL、36FR、37FL、37FR、38FL、38FR)と、を備えた車両用制振制御装置(20)が提供される。
本発明の一つの態様においては、路面変位関連情報取得装置は、プレビューセンサ(31)と記憶装置(44A~44N)とを含み、第一の路面変位関連値はプレビューセンサにより取得される路面変位関連値であり、第二の路面変位関連値は記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値である。
制御ユニット(30)は、記憶装置(44A~44N)から無線通信回線を介して路面変位関連情報を取得するよう構成される。
車輪が通過すると予測される車輪通過予測位置を決定するステップと、
車輪通過予測位置の第一の路面変位関連値を取得し、第一の路面変位関連値をハイパスフィルタ処理するステップと、
車輪通過予測位置の第二の路面変位関連値を取得し、第二の路面変位関連値をローパスフィルタ処理するステップと、
ハイパスフィルタ処理後の第一の路面変位関連値及びローパスフィルタ処理後の第二の路面変位関連値の和に基づいて車輪が車輪通過予測位置を通過する際のばね上の振動を低減するための目標制御力を演算するステップと、
車輪が車輪通過予測位置を通過する際に制御力発生装置が発生する制御力が目標制御力になるように制御力発生装置を制御するステップと、
を含み、
第一及び第二の路面変位関連値は、車両又は他車が走行する際に車両又は他車の上下方向の運動状態量に基づいて求められた路面変位関連情報を、運動状態量が検出された位置の情報に紐づけて記憶する記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値、車両の上下方向の運動状態量に基づいて演算される路面変位関連値、及び車両の前方の路面変位関連値を取得するプレビューセンサにより取得される路面変位関連値のうちの互いに異なる二つの路面変位関連値であり、
第二の路面変位関連値は、第一の路面変位関連値に比して、目標制御力に対応する制御力が発生される位置が車輪通過予測位置からずれる虞が高い、
車両用制振制御方法が提供される。
<構成>
本発明の第一の実施形態に係る車両用制振制御装置は、図2において符号20にて全体的に示されており、この車両用制振制御装置20(以下、「制振制御装置20」とも称呼される。)は、図1に示す車両10に適用される。
<プレビュー制振制御の概要>
次に、図4乃至図6を参照して、各実施形態に共通の前輪及び後輪のプレビュー制振制御について説明する。
ECU30は、現時刻tpより前輪先読み時間tpfだけ後(未来)の前輪11Fの通過予測位置pf1を特定する。なお、前輪先読み時間tpfは、ECU30が通過予測位置pf1を特定してから前輪アクティブアクチュエータ17Fが目標制御力Fcftに対応する制御力Fcfを出力するまでにかかる時間に予め設定されている。
ECU30は、現時刻tpより後輪先読み時間tprだけ後(未来)の後輪11Rの通過予測位置pr1を特定する。後輪先読み時間tprは、ECU30が通過予測位置pr1を特定してから後輪アクティブアクチュエータ17Rが目標制御力Fcftに対応する制御力Fcrを出力するまでにかかる時間に予め設定されている。
次に、第一の実施形態の制振制御装置20の作動の概要を説明する。
Fcit=β1r(dz1sif+dz1cif)+β2r(z1sif+z1cif)・・・(10)
次に、第一の実施形態の制振制御ルーチンについて説明する。ECU30のCPU(以下、「CPU」と表記した場合、特に断りがない限り、ECU30のCPUを指す。)は、図7のフローチャートに示された制振制御ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。
一例として、CPUは、各車輪11の現在位置、車両10の進行方向Td及び上記位置関係データに基いて、前輪移動予測進路及び後輪移動予測進路を特定する。
図8に示す第二の実施形態に係る車両用制振制御装置20においては、車載の装置21には、第一の実施形態の構成部材に加えて、左右の前輪に対応してばね上の上下加速度センサ36FL、36FR及びストロークセンサ37FL、37FRが設けられている。これらの上下加速度センサ及びストロークセンサもECU30に接続されている。制振制御装置20は、車載の装置21に上記センサが追加されている点を除き、第一の実施形態に係る制振制御装置20と同様に構成されている。
左前輪11FL及び右前輪11FRに対応する制振制御は、第一の実施形態と同様に、ECU30により図7のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。これに対し、左後輪11RL及び右後輪11RRに対応する制振制御は、図9のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。なお、制振制御は、例えば左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の順に繰り返し実行されてよい。
Fcrrt=β1r(dz1srrf+dz1crrf)+β2r(z1srrf+z1crrf)・・・(12)
z1sfr=z2fr-Hfr …(14)
dz1srr=dz2fr-dHfr …(16)
図11に示す第三の実施形態に係る車両用制振制御装置20においては、車載の装置21には、第一の実施形態の構成部材に加えて、左右の前輪に対応してばね下の上下加速度センサ38FR及び38FRが設けられている。これらのセンサもECU30に接続されている。制振制御装置20は、車載の装置21に上記ばね下の上下加速度センサが追加されている点を除き、第一の実施形態に係る制振制御装置20と同様に構成されている。
左前輪11FL及び右前輪11FRに対応する制振制御は、第一の実施形態と同様に、ECU30により図7のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。これに対し、左後輪11RL及び右後輪11RRに対応する制振制御は、図12のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。なお、制振制御は、例えば左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の順に繰り返し実行されてよい。
図14に示す第四の実施形態に係る車両用制振制御装置20においては、車載の装置21には、第一の実施形態のプレビューセンサ31に代えて、左右の前輪に対応してばね下の上下加速度センサ38FR及び38FRが設けられている。これらのセンサもECU30に接続されている。制振制御装置20は、車載の装置21にプレビューセンサ31が設けられておらず、上下加速度センサが設けられている点を除き、第一の実施形態に係る制振制御装置20と同様に構成されている。
左前輪11FL及び右前輪11FRに対応する制振制御は、ECU30により図15のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。これに対し、左後輪11RL及び右後輪11RRに対応する制振制御は、図16のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。なお、制振制御は、例えば左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の順に繰り返し実行されてよい。
ECU30のCPUは、図15のステップ1500から処理を開始してステップ1505乃至ステップ1545を実行し、その後ステップ1550に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ECU30のCPUは、図17のステップ1700から処理を開始してステップ1705乃至ステップ1745を実行し、その後ステップ1750に進んで本ルーチンを一旦終了する。
図18は第四の実施形態の修正例として構成された第五の実施形態における前輪の制振制御ルーチンを示している。なお、後輪の制振制御は第四の実施形態における後輪の制振制御と同様に実行されてよい。
上述のように、第二乃至第五の実施形態においては、ばね上加速度ddz2などの車両10の上下方向の運動状態量に基づいて前輪の位置のばね下変位z1sが取得され、前輪の位置の情報に紐づけて記憶装置30aに保存される。よって、制振制御装置20は、予め設定された数のばね下変位z1sが保存され、予め設定された送信条件が成立した段階で、ばね下変位z1s及び位置の情報を無線通信装置34及びネットワークを経てクラウド40へ送信するようになっていてよい。
第六の実施形態においては、図には示されていないが、図11に示された第三の実施形態と同様に、車載の装置21には、プレビューセンサ31及びばね下の上下加速度センサ38FR、38FRが設けられている。なお、第六の実施形態においては、車外の装置22は不要である。
ECU30のCPUは、図19のステップ1900から処理を開始してステップ1905乃至ステップ1945を実行し、その後ステップ1950に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ECU30のCPUは、図20のステップ2000から処理を開始してステップ2005乃至ステップ2045を実行し、その後ステップ2050に進んで本ルーチンを一旦終了する。
第七の実施形態においては、図には示されていないが、図8に示された第二の実施形態と同様に、車載の装置21には、プレビューセンサ31、ばね上の上下加速度センサ36FL、36FR及びストロークセンサ37FL、37FRが設けられている。なお、第七の実施形態においても、車外の装置22は不要である。
左右前輪11FL、11FRに対応する制振制御は、ECU30により図21のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。ECU30のCPUは、図21のステップ2100から処理を開始してステップ2105乃至ステップ2145を実行し、その後ステップ2150に進んで本ルーチンを一旦終了する。
第八の実施形態においては、図には示されていないが、図11に示された第三の実施形態と同様に、車載の装置21には、プレビューセンサ31及びばね下の上下加速度センサ38FR、38FRが設けられている。なお、第八の実施形態においても、車外の装置22は不要である。
左右前輪11FL、11FRに対応する制振制御は、ECU30により図23のフローチャートに示された制振制御ルーチンに従って所定時間毎に実行される。ECU30のCPUは、図23のステップ2300から処理を開始してステップ2305乃至ステップ2345を実行し、その後ステップ2350に進んで本ルーチンを一旦終了する。
以上の説明より解るように、上述の第一乃至第八の実施形態によれば、ハイパスフィルタ処理及びローパスフィルタ処理は相補フィルタの処理として機能するので、位置ずれに起因する誤差及び検出誤差に起因する誤差を低減して目標制御力を演算することができる。よって、従来に比して精度よくばね上を制振することができる。
[変形例]
Claims (12)
- 車両のばね上を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも一つの車輪と当該車輪の位置に対応する車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置と、前記制御力発生装置を制御する制御ユニットと、路面の上下変位に関連する路面変位関連情報を取得する路面変位関連情報取得装置と、を備えた車両用制振制御装置において、
前記制御ユニットは、前記車輪が通過すると予測される車輪通過予測位置を決定し、第一の路面変位関連値をハイパスフィルタ処理し、第二の路面変位関連値をローパスフィルタ処理し、ハイパスフィルタ処理後の第一の路面変位関連値及びローパスフィルタ処理後の第二の路面変位関連値の和に基づいて前記車輪が前記車輪通過予測位置を通過する際の前記ばね上の振動を低減するための目標制御力を演算し、前記車輪が前記車輪通過予測位置を通過する際に前記制御力発生装置が発生する制御力が前記目標制御力になるように前記制御力発生装置を制御するよう構成され、
前記第一及び第二の路面変位関連値は、前記車両又は他車が走行する際に前記車両又は前記他車の上下方向の運動状態量に基づいて求められた路面変位関連情報を、前記運動状態量が検出された位置の情報に紐づけて記憶する記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値、前記車両の上下方向の運動状態量に基づいて演算される路面変位関連値、及び前記車両の前方の路面変位関連値を取得するプレビューセンサにより取得される路面変位関連値のうちの互いに異なる二つの路面変位関連値であり、
前記第二の路面変位関連値は、前記第一の路面変位関連値に比して、前記目標制御力に対応する制御力が発生される位置が前記車輪通過予測位置からずれる虞が高く、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記記憶装置、前記演算装置、及び前記プレビューセンサうちの前記第一及び第二の路面変位関連値を取得するための少なくとも二つを含む、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記プレビューセンサと前記記憶装置とを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記プレビューセンサにより取得される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記車輪の位置において前記ばね上の上下加速度を検出するばね上上下加速度センサ及び前記車輪の位置において前記ばね上とばね下との相対変位を検出するストロークセンサと、前記記憶装置とを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記ばね上の上下加速度及び前記ばね上とばね下との相対変位に基づいて演算される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記車輪の位置において前記ばね下の上下加速度を検出するばね下上下加速度センサと、前記記憶装置とを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記ばね下の上下加速度に基づいて演算される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記車輪の位置において前記ばね上の上下加速度を検出するばね上上下加速度センサ、前記車輪の位置において前記ばね上とばね下との相対変位を検出するストロークセンサ、及び前記車輪の位置において前記ばね下の上下加速度を検出するばね下上下加速度センサの少なくとも一つと、前記記憶装置とを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記少なくとも一つのセンサにより検出される運動状態量に基づいてオブザーバを用いて取得される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記車輪の位置において前記ばね上の上下加速度を検出するばね上上下加速度センサ及び前記車輪の位置において前記ばね上とばね下との相対変位を検出するストロークセンサと、前記プレビューセンサとを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記ばね上の上下加速度及び前記ばね上とばね下との相対変位に基づいて演算される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記プレビューセンサにより取得される路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記車輪の位置において前記ばね下の上下加速度を検出するばね下上下加速度センサと、前記プレビューセンサとを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記ばね下の上下加速度に基づいて演算される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記プレビューセンサにより取得される路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両用制振制御装置において、
前記路面変位関連情報取得装置は、前記車輪の位置において前記ばね上の上下加速度を検出するばね上上下加速度センサ、前記車輪の位置において前記ばね上とばね下との相対変位を検出するストロークセンサ、及び前記車輪の位置において前記ばね下の上下加速度を検出するばね下上下加速度センサの少なくとも一つと、前記プレビューセンサとを含み、
前記第一の路面変位関連値は前記少なくとも一つのセンサにより検出される運動状態量に基づいてオブザーバを用いて取得される路面変位関連値であり、前記第二の路面変位関連値は前記プレビューセンサにより取得される路面変位関連値である、
車両用制振制御装置。 - 請求項1乃至8の何れか一項に記載の車両用制振制御装置において、
前記記憶装置は、車外の記憶装置であり、
前記制御ユニットは、前記記憶装置から無線通信回線を介して前記車輪通過予測位置の路面変位関連情報を取得するよう構成された、
車両用制振制御装置。 - 請求項1乃至9の何れか一項に記載の車両用制振制御装置において、前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数及び前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数は同一であることを特徴とする、車両用制振制御装置。
- 請求項10に記載の車両用制振制御装置において、前記カットオフ周波数は、前記ばね上の共振周波数と前記車輪に対応するばね下の共振周波数との間の周波数であることを特徴とする、車両用制振制御装置。
- 車両のばね上を制振するための上下方向の制御力を、少なくとも一つの車輪と当該車輪の位置に対応する車体部位との間に発生するように構成された制御力発生装置を制御することにより、前記ばね上を制振する車両用制振制御方法において、
前記車輪が通過すると予測される車輪通過予測位置を決定するステップと、
前記車輪通過予測位置の第一の路面変位関連値を取得し、前記第一の路面変位関連値をハイパスフィルタ処理するステップと、
前記車輪通過予測位置の第二の路面変位関連値を取得し、前記第二の路面変位関連値をローパスフィルタ処理するステップと、
ハイパスフィルタ処理後の第一の路面変位関連値及びローパスフィルタ処理後の第二の路面変位関連値の和に基づいて前記車輪が前記車輪通過予測位置を通過する際の前記ばね上の振動を低減するための目標制御力を演算するステップと、
前記車輪が前記車輪通過予測位置を通過する際に前記制御力発生装置が発生する制御力が前記目標制御力になるように前記制御力発生装置を制御するステップと、
を含み、
前記第一及び第二の路面変位関連値は、前記車両又は他車が走行する際に前記車両又は前記他車の上下方向の運動状態量に基づいて求められた路面変位関連情報を、前記運動状態量が検出された位置の情報に紐づけて記憶する記憶装置に記憶された路面変位関連情報に基づいて求められる路面変位関連値、前記車両の上下方向の運動状態量に基づいて演算される路面変位関連値、及び前記車両の前方の路面変位関連値を取得するプレビューセンサにより取得される路面変位関連値のうちの互いに異なる二つの路面変位関連値であり、
前記第二の路面変位関連値は、前記第一の路面変位関連値に比して、前記目標制御力に対応する制御力が発生される位置が前記車輪通過予測位置からずれる虞が高い、
車両用制振制御方法。
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