JP7327345B2 - サスペンションストローク関連値推定装置及び方法 - Google Patents

サスペンションストローク関連値推定装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7327345B2
JP7327345B2 JP2020174527A JP2020174527A JP7327345B2 JP 7327345 B2 JP7327345 B2 JP 7327345B2 JP 2020174527 A JP2020174527 A JP 2020174527A JP 2020174527 A JP2020174527 A JP 2020174527A JP 7327345 B2 JP7327345 B2 JP 7327345B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
function
sprung
suspension stroke
related value
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020174527A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022065808A (ja
Inventor
延慶 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020174527A priority Critical patent/JP7327345B2/ja
Priority to US17/501,335 priority patent/US20220118812A1/en
Priority to CN202111197765.5A priority patent/CN114379307B/zh
Publication of JP2022065808A publication Critical patent/JP2022065808A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7327345B2 publication Critical patent/JP7327345B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0182—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method involving parameter estimation, e.g. observer, Kalman filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01908—Acceleration or inclination sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/62—Adjustable continuously, e.g. during driving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20—Speed
    • B60G2400/202—Piston speed; Relative velocity between vehicle body and wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/25—Stroke; Height; Displacement
    • B60G2400/252—Stroke; Height; Displacement vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/10—Damping action or damper
    • B60G2500/104—Damping action or damper continuous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/182—Active control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/70—Computer memory; Data storage, e.g. maps for adaptive control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/73—Electrical control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16—Running
    • B60G2800/162—Reducing road induced vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70—Estimating or calculating vehicle parameters or state variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/916—Body Vibration Control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

本発明は、自動車などの車両のサスペンションストローク関連値推定装置及び方法に係る。
各車輪位置の、ばね上の上下加速度に基づいてオブザーバを使用してサスペンションのストローク速度やストローク（以下「サスペンションストローク関連値」という）を推定することが知られている。
例えば、下記の特許文献１には、ショックアブソーバの推定減衰係数に基づいてサスペンションストローク関連値を推定するための方程式の係数を設計することにより、オブザーバを構築し、オブザーバを使用してサスペンションストローク関連値を推定することが記載されている。
また、下記の特許文献２には、セミアクティブサスペンションにおいて、サスペンションストローク関連値を推定するためのオブザーバを構築するに当り、ショックアブソーバが発生する減衰力のヒステリシスによる遅れを考慮することが記載されている。
特開平９－３０９３１５号公報 ＪＳＡＥ、Vol.４８、No.３，２０１７
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特許文献１及び２に記載された従来のサスペンションストローク関連値の推定方法においては、下記の理由から、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数が比較的高い値以上の領域において、サスペンションストローク関連値を高精度に推定することができないという問題がある。特に、相対振動の周波数が比較的高い値以上の領域において、サスペンションストローク関連値の真値に対する推定値のゲインが低下し、また真値に対する推定値の位相ずれが大きくなるという問題がある。
まず、第一に、サスペンションのばね力は、サスペンションスプリングだけでなくゴムブッシュなどによっても発生されるので、線形ではなく非線形であるが、このことが考慮されていない。第二に、特許文献２に記載の推定方法においては、ショックアブソーバが発生する減衰力のヒステリシスに起因する遅れは考慮されているが、ショックアブソーバ以外のサスペンション部品同士の摩擦による減衰やゴムブッシュなどによる減衰が考慮されていない。
本発明の主要な課題は、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数が比較的高い領域においても、オブザーバを使用することなく、ばね上の上下加速度に基づいてサスペンションストローク関連値を高精度に推定することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、各車輪（１２FL～１２RR）の位置においてばね上とばね下との間の相対振動を減衰させる減衰力を、供給される制御電流（Ｉ）に応じて発生するよう構成された減衰力発生装置（ショックアブソーバ２４FL～２４RR）と、減衰力発生装置へ供給される制御電流を制御する制御ユニット（電子制御装置３０）と、ばね上の上下加速度（ddｚ2）を検出する検出装置（上下加速度センサ３２FL～３２RR）と、を含み、ばね上とばね下との間の相対変位（ｚs）及び相対速度（dｚs）の少なくとも一方を、対応するサスペンション（１８FL～１８RR）のストローク関連値として演算するよう構成されたサスペンションストローク関連値推定装置（１０）が提供される。
制御ユニット（３０）は、制御電流及び相対振動の周波数に応じて変化する各サスペンションの等価減衰係数（ｃe(I)）及び等価ばね定数（ｋe(I)）を関数同定する二つの関数の係数（ｃo、ａc、ｋo、ａk及びｂk）と制御電流（Ｉ）との関係を記憶する記憶装置（ＲＯＭ）を有しており、制御ユニットは、減衰力発生装置へ供給された制御電流及び関係に基づいて二つの関数の係数を決定し、検出装置により検出されたばね上の上下加速度（ddｚ2）及び係数が決定された二つの関数に基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位（ｚs）及び相対速度（dｚs）の少なくとも一方を演算するよう構成される。
後に詳細に説明するように、サスペンションの等価減衰係数及び等価ばね定数は、減衰力発生装置へ供給される制御電流に応じて変化するだけでなく、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数に応じて変化する。
上記の構成によれば、減衰力発生装置へ供給される制御電流及びばね上とばね下との間の相対振動の周波数に応じて変化する各サスペンションの等価減衰係数及び等価ばね定数を関数同定する二つの関数の係数と制御電流との関係が記憶装置に記憶されている。減衰力発生装置へ供給された制御電流及び関係に基づいて二つの関数の係数が決定される。更に、検出装置により検出されたばね上の上下加速度及び係数が決定された二つの関数に基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方が演算される。
よって、サスペンション部品同士の摩擦による減衰やゴムブッシュなどによる減衰、従って減衰力の非線形性が考慮されると共に、サスペンションのばね力も非線形であることが考慮されるよう、二つの関数を特定することができる。従って、後に詳細に説明するように、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数が比較的高い領域においても、ばね上の上下加速度に基づいてばね上とばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方、即ちサスペンションストローク関連値を高精度に推定することができる。
また、オブザーバを使用してサスペンションストローク関連値を推定する従来の方法においては、オブザーバのゲインを設計するために行列変換やリカッチ方程式の演算を時々刻々に行う必要がある。そのため、ゲインの設計、従ってオブザーバの構築に多大の時間及び労力を必要とする。
これに対し、上記の構成によれば、減衰力発生装置へ供給される制御電流及びばね上とばね下との間の相対振動の周波数に応じて変化する各サスペンションの等価減衰係数及び等価ばね定数を関数同定する二つの関数の係数と制御電流との関係を記憶装置に記憶させておけばよい。なお、二つの関数の係数と制御電流との関係は、例えば四輪シェーカにより各車輪を加振するランダム加振試験を行うことにより求めることができる。よって、オブザーバを使用することなくサスペンションストローク関連値を推定することができ、オブザーバの構築のために多大の時間及び労力を費やす必要がないので、従来の方法に比して簡便にサスペンションストローク関連値を推定することができる。
〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、制御ユニット（３０）は、決定した係数に基づいて等価ばね定数を関数同定する関数（ｋ2e）及び等価減衰係数を関数同定する関数（ｃ2e）を特定し、特定した等価減衰係数を関数同定する関数及びラプラス演算子の積（ｃ2eｓ）と特定した等価ばね定数を関数同定する関数との和（ｋ2e＋ｃ2eｓ）にて、ばね上の質量（ｍ2）とばね上の上下加速度（ddｚ2）との積（ｍ2ddｚ2）を除算した値として、ばね上とばね下との間の相対変位（ｚs）を演算するよう構成される。
上記態様によれば、後に詳細に説明するように、検出装置によりばね上の上下加速度を検出することにより、上記値として、ばね上とばね下との間の相対変位を演算することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（３０）は、ばね上の上下加速度からばね上とばね下との間の相対変位への伝達関数（ｚs／ddｚ2）を、ばね上の上下加速度から中間変量への第一の伝達関数（ｙ／ddｚ2）と、中間変量からばね上とばね下との間の相対変位への第二の伝達関（ｚs／ｙ）数との積とみなして、ばね上とばね下との間の相対変位（ｚs）を演算するよう構成される。
上記態様によれば、ばね上の上下加速度からばね上とばね下との間の相対変位への伝達関数を、第一の伝達関数と第二の伝達関数との積とみなして、ばね上とばね下との間の相対変位を演算することができる。
本発明の他の一つの態様においては、等価減衰係数（ｃ2e(I)）を関数同定する関数は、基本の等価減衰係数（ｃ0(I)）の少なくとも一次遅れの関数（式（３））であり、等価ばね定数（ｋ2e(I)）を関数同定する関数は、基本の等価減衰係数（ｋ0(I)）の少なくとも一次遅れ且つ少なくとも一次進みの関数（式（４））である。
上記態様によれば、等価減衰係数及び等価ばね定数をそれぞれ対応する関数にて関数同定することができ、それら二つの関数の係数と制御電流との関係を記憶装置に記憶させることができる。更に、制御電流及び上記関係に基づいて二つの関数の係数を決定し、ばね上の上下加速度及び係数が決定された二つの関数に基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を演算することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（３０）は、中間変量（ｙ）と、一次遅れの関数の時定数及び一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の和と中間変量の微分値との積（（ａk＋ａc）dｙ）と、一次遅れの関数の時定数及び一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の積と中間変量の二階微分値との積（（ａkａcddｙ）と、の和（式（１２））として、ばね上とばね下との間の相対変位（ｚs）を演算するよう構成される。
上記態様によれば、後に詳細に説明するように、中間変量の関数としてばね上とばね下との間の相対変位を容易に演算することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（３０）は、決定した係数に基づいて等価ばね定数を関数同定する関数（ｋ2e）及び等価減衰係数を関数同定する関数（ｃ2e）を特定し、特定した等価減衰係数を関数同定する関数及びラプラス演算子の積（ｃ2es）と特定した等価ばね定数を関数同定する関数との和（ｋ2e＋ｃ2es）にて、ばね上の質量（ｍ2）とばね上の上下加速度（ddｚ2）とラプラス演算子（s）との積（ｍ2ddｚ2s）を除算した値として、ばね上とばね下との間の相対速度（dｚs）を演算するよう構成される。
上記態様によれば、後に詳細に説明するように、検出装置によりばね上の上下加速度を検出することにより、上記値として、ばね上とばね下との間の相対速度を演算することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（３０）は、ばね上の上下加速度からばね上とばね下との間の相対速度への伝達関数（dｚs／ddｚ2）を、ばね上の上下加速度から中間変量への第三の伝達関数（ｙ／ddｚ2）と、中間変量からばね上とばね下との間の相対速度への第四の伝達関数（dｚs／ｙ）との積とみなして、ばね上とばね下との間の相対速度（dｚs）を演算するよう構成される。
上記態様によれば、ばね上の上下加速度からばね上とばね下との間の相対速度への伝達関数を、第三の伝達関数と第四の伝達関数との積とみなして、ばね上とばね下との間の相対速度を演算することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（３０）は、中間変量（ｙ）と、一次遅れの関数の時定数及び一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の和と中間変量の微分値との積（（ａk＋ａc）dｙ）と、一次遅れの関数の時定数及び一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の積と中間変量の二階微分値との積（（ａkａcddｙ）と、の和（式（１９））として、ばね上とばね下との間の相対速度（dｚs）を演算するよう構成される。
上記態様によれば、後に詳細に説明するように、中間変量の関数としてばね上とばね下との間の相対速度を容易に演算することができる。
更に、本発明によれば、車両のばね上とばね下との間の相対振動を減衰させる減衰力を、供給される制御電流（Ｉ）に応じて発生するよう構成された減衰力発生装置（ショックアブソーバ２４FL～２４RR）と、制御電流及び相対振動の周波数に応じて変化する車両の等価減衰係数（ｃe(I)）及び等価ばね定数（ｋe(I)）を関数同定する二つの関数の係数（ｃo、ａc、ｋo、ａk及びｂk）と制御電流（Ｉ）との関係を記憶する記憶装置（ＲＯＭ）と、ばね上の上下加速度（ddｚ2）を検出する検出装置（上下加速度センサ３２FL～３２RR）と、を使用して、ばね上とばね下との間の相対変位（ｚs）及び相対速度（dｚs）の少なくとも一方をサスペンションストローク関連値として演算するサスペンションストローク関連値推定方法において、
検出装置により検出されたばね上の上下加速度を取得するステップと、
減衰力発生装置へ供給された制御電流を取得するステップと、
取得された制御電流及び記憶装置に記憶された関係に基づいて二つの関数の係数を決定するステップと、
取得されたばね上の上下加速度及び係数が決定された二つの関数に基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を演算するステップと、
を含むサスペンションストローク関連値推定方法が提供される。
上記態様によれば、推定装置と同様に、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数が比較的高い領域においても、ばね上の上下加速度に基づいてサスペンションストローク関連値を高精度に推定することができる。
また、オブザーバを使用することなくサスペンションストローク関連値を推定することができ、オブザーバの構のために多大の時間及び労力を費やす必要がないので、従来の方法に比して簡便にサスペンションストローク関連値を推定することができる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられる名称及び／又は符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた名称及び／又は符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
本発明によるサスペンションストローク関連値推定装置が適用された制振制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。 第一の実施形態における制振制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２に示されたフローチャートのステップ２４０において実行される相対変位ｚsi演算のブロック図である。 第二の実施形態における制振制御ルーチンを示すフローチャートである。 図４に示されたフローチャートのステップ４４０において実行される相対速度dｚsi演算のブロック図である。 種々の制御電流Ｉについてサスペンションの等価減衰係数ｃeの周波数応答の例を示す図である。 種々の制御電流Ｉについてサスペンションの等価ばね定数ｋeの周波数応答の例を示す図である。 本発明のサスペンションストローク関連値推定装置及び方法における推定の原理を説明するための車両の単輪モデルを示す図である。 制御電流Ｉに基づいて係数ｃoを決定するためのマップである。 制御電流Ｉに基づいて係数ａcを決定するためのマップである。 制御電流Ｉに基づいて係数ｋoを決定するためのマップである。 制御電流Ｉに基づいて係数ａkを決定するためのマップである。 制御電流Ｉに基づいて係数ｂkを決定するためのマップである。 サスペンションのストローク速度の真値から推定値への伝達のゲイン特性の例を、実施形態の場合（太い実線）及び従来技術の場合（細い実線）について示す図である。 サスペンションのストローク速度の真値から推定値への伝達の位相特性の例を、実施形態の場合（太い実線）及び従来技術の場合（細い実線）について示す図である。
［実施形態において採用されている本発明の原理］
本発明の理解が容易になるよう、実施形態の説明に先立ち、本発明のサスペンションストローク関連値推定装置及び方法の原理について説明する。
＜等価減衰係数及び等価ばね定数＞
図には示されていないが、減衰力可変式ショックアブソーバに対する制御電流Ｉを種々の値に設定して、四輪シェーカにより各車輪を加振するランダム加振試験を行い、加振力Ｆw、各車輪の上下変位ｚw及び上下速度dｚwを計測した。図６及び図７の破線は、試験結果に基づいてそれぞれ下記の式（１）及び（２）に従って演算された等価減衰係数ｃe(I)及び等価ばね定数ｋe(I)の例を示している。図６及び図７の横軸は、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数（対数目盛）である。よって、等価減衰係数ｃe(I)及び等価ばね定数ｋe(I)は、制御電流Ｉ及び相対振動の周波数に応じて変化することが解る。
Figure 0007327345000001
図６及び図７の実線は、それぞれ破線にて示された試験結果がなだらかな曲線に近似された等価減衰係数ｃe(I)及び等価ばね定数ｋe(I)を示している。下記の式（３）及び（４）は、それぞれ図６及び図７において実線にて示された等価減衰係数ｃe(I)及び等価ばね定数ｋe(I)を関数同定する等価減衰係数ｃ2e(I)及び等価ばね定数ｋ2e(I)の関数を示している。式（３）、（４）及び後述の式において、ｓはラプラス演算子である。よって、式（３）及び（４）は、制御電流Ｉ及び相対振動の周波数に応じて変化するサスペンションの等価減衰係数及び等価ばね定数をそれぞれ関数同定する関数である。
Figure 0007327345000002
式（３）は、基本の等価減数係数ｃo(I)の一次遅れの関数であり、ａc(I)は一次遅れの時定数である。式（４）は、基本の等価ばね定数ｋo(I)の一次遅れ且つ一次進みの関数であり、ａk(I)は一次遅れの時定数であり、ｂk(I)は一次進みの時定数である。なお、車両の仕様によって各車輪の上下変位ｚw及び上下速度dｚwは異なる。しかし、等価減衰係数ｃ2e(I)は、車両の仕様に関係なく基本の等価減数係数ｃo(I)の少なくとも一次遅れの関数にて同定可能である。同様に、等価ばね定数ｋ2e(I)は、車両の仕様に関係なく基本の等価ばね定数ｋo(I)の少なくとも一次遅れ且つ少なくとも一次進みの関数にて同定可能である。
本願においては、基本の等価減数係数ｃo(I)及び時定数ａc(I)を等価減衰係数ｃe(I)の係数と呼称し、基本の等価ばね定数ｋo(I)及び時定数ａk(I)及びｂk(I)を等価ばね定数ｋe(I)の関数の係数と呼称する。即ち、式（３）及び（４）にて表される等価減衰係数ｃ2e(I)及び等価ばね定数ｋ2e(I)の関数におけるラプラス演算子ｓ以外の値を、二つの関数の係数と呼称する。係数ｃo(I)、ａc(I)、ｋo(I)、ａk(I)及びｂk(I)は制御電流Ｉの関数であり、それぞれ例えば図９乃至図１３に示されたマップを参照することにより求められる。なお、図９乃至図１3においては、各係数の(I)は省略されており、以下の説明においても各係数の(I)は必要に応じて省略される。
＜車両モデル＞
図８は、本発明のサスペンションストローク関連値推定装置及び方法における推定の原理を説明するための車両１００の単輪モデルを示している。図８において、１０２及び１０４はそれぞれ車両１００のばね下及びばね上を示している。ばね下１０２とばね上１０―４との間には、サスペンションのばね１０６及びダンパ（減衰力発生装置など）１０８が設けられている。ばね１１０はばね下１０２のばねを示している。
＜相対変位の演算＞
図８に示されているように、ばね下１０２及びばね上１０４の質量をそれぞれｍ1及びｍ2とし、それらの上下変位をそれぞれｚ1及びｚ2とする。ばね１０６のばね定数及びダンパ１０８の減衰係数をそれぞれｋ2及びｃ2とする。ばね１１０のばね定数をｋ1とし、ばね下１０２の接地部１１２、従って路面１１４の上下変位をｚ0とする。
更に、上下変位ｚ1及びｚ2の微分値、即ち上下速度をそれぞれdｚ1及びdｚ2とし、上下変位ｚ1及びｚ2の二階微分値、即ち上下加速度をそれぞれddｚ1及びddｚ2とする。なお、ｚ1及びｚ2については上方への変位が正であり、ばね１０６及びダンパ１０８などが発生する力については上向きが正であるとする。
車両１００のばね上１０４及びばね下１０２の上下方向の運動についての運動方程式は、それぞれ下記の式（５）及び（６）にて表わされる。
Figure 0007327345000003
上記式（５）から、ばね上１０４とばね下１０２との間の相対変位ｚsは下記の式（７）にて表わされる。よって、ばね上１０４の上下加速度ddｚ2を検出し、制御電流Ｉに基づいて上記式（３）及び（４）の各係数を決定することによって等価減衰係数ｃ2e及び等価ばね定数ｋ2eを特定することにより、下記の式（７）に従って相対変位ｚsを演算することができる。なお、ばね上１０４の質量ｍ2は既知である。また、上記式（３）及び（４）の各係数と制御電流Ｉとの間には、後述のように実験的に求めることが可能な一定の関係がある。
Figure 0007327345000004
上記式（７）に上記式（３）及び（４）を代入することにより、ばね上１０４とばね下１０２との間の相対変位ｚsは下記の式（８）にて表わされる。
Figure 0007327345000005
ばね上１０４の上下加速度ddｚ2から相対変位ｚsへの伝達関数を、上下加速度ddｚ2から中間変量ｙへの第一の伝達関数ｙ／ddｚ2と、中間変量ｙから相対変位ｚsへの第二の伝達関数ｚs／ｙとの積とすると、上下加速度ddｚ2から相対変位ｚsへの伝達関数は下記の式（９）にて表わされる。
Figure 0007327345000006
中間変量ｙから相対変位ｚsへの第二の伝達関数ｚs／ｙは下記の式（１０）にて表わされ、上下加速度ddｚ2から中間変量ｙへの第一の伝達関数ｙ／ddｚ2は下記の式（１１）にて表わされるとする。
Figure 0007327345000007
中間変量ｙの微分値及び二階微分値をそれぞれdｙ及びddｙとすると、相対変位ｚsは上記式（１０）に対応する下記の式（１２）にて表わされる。また、上記式（１１）から下記の式（１３）が成立するので、中間変量ｙの二階微分値ddｙは下記の式（１４）にて表わされる。
Figure 0007327345000008
後述の第一の実施形態においては、後に詳細に説明するように、ばね上１０４の上下加速度ddｚ2を検出し、制御電流Ｉに基づいて係数ｃo、ａc 、ｋo、ａk及びｂkを演算し、上記式（１２）及び（１４）を使用して相対変位（サスペンションストローク）ｚsを演算する。なお、必要ならば、相対速度（サスペンションストローク速度）dｚsは相対変位ｚsの微分値として演算されてよい。
更に、上記式（７）に対応する下記の式（１５）が成立するので、式（１５）に従って相対速度dｚsを演算することができる。
Figure 0007327345000009
ばね上１０４の上下加速度ddｚ2から相対速度dｚsへの伝達関数を、上下加速度ddｚ2から中間変量ｙへの第三の伝達関数ｙ／ddｚ2と、中間変量ｙから相対速度dｚsへの第四の伝達関数dｚs／ｙとの積とすると、上下加速度ddｚ2から相対速度dｚsへの伝達関数は下記の式（１６）にて表わされる。
Figure 0007327345000010
中間変量ｙから相対速度dｚsへの第四の伝達関数dｚs／ｙは下記の式（１７）にて表わされ、上下加速度ddｚ2から中間変量ｙへの第三の伝達関数ｙ／ddｚ2は下記の式（１８）にて表わされるとする。
Figure 0007327345000011
相対速度dｚsは上記式（１７）に対応する下記の式（１９）にて表わされる。また、上記式（１８）から下記の式（２０）が成立するので、中間変量ｙの二階微分値ddｙは下記の式（２１）にて表わされる。
Figure 0007327345000012
後述の第二の実施形態においては、後に詳細に説明するように、ばね上１０４の上下加速度ddｚ2を検出し、制御電流Ｉに基づいて係数ｃo、ａc 、ｋo、ａk及びｂkを演算し、上記式（１９）及び（２１）を使用して相対速度（サスペンションストローク速度）dｚsを演算する。なお、必要ならば、相対変位（サスペンションストローク）ｚsは相対速度dｚsの積分値として演算されてよい。
［実施形態］
次に添付の図を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜第一及び第二の実施形態に共通の構成＞
図１に示されているように、第一及び第二の実施形態のサスペンションストローク関連値推定装置１０は、車両１１の制振制御装置１４に適用されている。車両１１は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRとを有している。更に、車両１１は、それぞれ前輪１２FL及び１２FRを車体１６から懸架する前輪サスペンション１８FL及び１８FRと、それぞれ後輪１２RL及び１２RRを車体１６から懸架する後輪サスペンション１８RL及び１８RRとを有している。
前輪サスペンション１８FL及び１８FRは、それぞれサスペンションアーム２０FL及び２０FRを含み、後輪サスペンション１８RL及び１８RRは、それぞれサスペンションアーム２０RL及び２０RRを含んでいる。図１においては、サスペンションアーム２０FL～２０RRは、それぞれ一つずつしか図示されていないが、これらのアームはそれぞれ複数設けられていてよい。
前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ車輪支持部材２２FL及び２２FRにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材２２FL及び２２FRは、それぞれサスペンションアーム２０FL及び２０FRにより車体１６に連結されている。同様に、後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ車輪支持部材２２RL及び２２RRにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材２２RL及び２２RRは、それぞれサスペンションアーム２０RL及び２０RRにより車体１６に連結されている。
前輪サスペンション１８FL及び１８FRは、それぞれ減衰力発生装置として機能するショックアブソーバ２４FL及び２４FR及びサスペンションスプリング２６FL及び２６FRを含んでいる。同様に、後輪サスペンション１８RL及び１８RRは、それぞれ減衰力発生装置として機能するショックアブソーバ２４RL及び２４RR及びサスペンションスプリング２６RL及び２６RRを含んでいる。
図示の実施形態においては、各ショックアブソーバは、上端にて車体１６に連結され、下端にて対応する車輪支持部材に連結されている。各サスペンションスプリングは、対応するショックアブソーバを介して車体１６と車輪支持部材との間に弾装されている。しかし、ショックアブソーバ及びサスペンションスプリングは、車体１６と車輪支持部材又はサスペンションアームとの間に配設されていてもよい。
なお、サスペンション１８FL～１８RRは、それぞれ車輪１２FL～１２RR及び車体１６が互いに他に対し上下方向に変位することを許容する限り、任意の形式のサスペンションであってよい。また、サスペンションスプリング２６FL～２６RRは、圧縮コイルスプリング、エアスプリングなどの任意のスプリングであってよい。
以上の説明から解るように、少なくとも車体１６は車両１１のばね上を構成しており、少なくとも車輪１２FL～１２RR及び車輪支持部材２２FL～２２RRは、車両１１のばね下を構成している。
ショックアブソーバ２４FL～２４RRは、それぞれアクチュエータ２８FL～２８RRを有する減衰力可変式のショックアブソーバである。各アクチュエータは、それに供給される制御電流が制御ユニットとしての電子制御装置３０によって制御されることにより、図には示されていないピストンに設けられた可変オリフィスの実効通路断面積を変化させて減衰係数を変化させるようになっている。ショックアブソーバ２４FL～２４RRは、制御電流の制御によって減衰係数を変化させることができる限り、当技術分野において公知の任意の構造のショックアブソーバであってよい。
図１に示されているように、左右の前輪１２FL、１２FR及び左右の後輪１２RL、１２RRに対応する位置の車体１６には、それぞればね上の上下加速度ddｚ2iを検出する上下加速度センサ３２FL、３２FR、３２RL及び３２RRが設けられている。上下加速度ddｚ2iを示す信号は、電子制御装置３０へ入力される。なお、iはfl、fr、rl及びrrであり、fl、fr、rl及びrrは、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪を意味する。
図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３０は、マイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいる。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。ショックアブソーバ２４FL～２４RRを制御するための制御プログラムは、記憶装置として機能するＲＯＭに格納されており、ショックアブソーバ２４FL～２４RRは同制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。
更に、ＲＯＭは、係数ｃo、ａcなどのマップ、即ち図９乃至図１３に示されたマップを記憶する記憶装置として機能する。更に、ＲＯＭは、アクチュエータ２８FL～２８RRへ供給されるべき制御電流、即ち目標制御電流Ｉtiを相対速度dｚsiに基づいて演算するためのマップを記憶している。なお、ｃo、ａcなどの係数はすべてのサスペンションに共通の値であってよい。しかし、一般に、前輪サスペンション１８FL及び１８FRの仕様及び後輪サスペンション１８RL及び１８RRの仕様は、それぞれ互いに同一であるが、前輪サスペンションの仕様及び後輪サスペンションの仕様は互いに異なる。よって、第一及び第二の実施形態においてはｃo、ａcなどの係数は前輪及び後輪について演算される。
＜第一の実施形態の制振制御＞
後に詳細に説明するように、第一の実施形態においては、電子制御装置３０は、図２に示されたフローチャート及び図３に示されたブロック図に対応する制御プログラムに従って、各車輪についてばね上とばね下との間の相対変位ｚsi及び相対速度dｚsiを演算する。更に、電子制御装置３０は、相対速度dｚsiに基づいて目標制御電流Ｉtiを演算し、各アクチュエータへ供給される制御電流Ｉiが目標制御電流Ｉtiになるように制御電流Ｉiを制御する。
次に、図２に示されたフローチャートを参照して、第一の実施形態における制振制御について説明する。なお、図２に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに電子制御装置３０のＣＰＵによって例えば左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の順に所定の時間毎に繰返し実行される。このことは、後述の図４に示されたフローチャートによる制御についても同様である。
まず、ステップ２１０においては、ＣＰＵは、上下加速度センサ３２FL～３２RRにより検出されたばね上の上下加速度ddｚ2iを示す信号を読み込み、ＲＡＭに保存する。
ステップ２２０においては、ＣＰＵは、アクチュエータ２８FL～２８RRへ供給された制御電流の前回値Ｉfiを読み込み、ＲＡＭに保存する。
ステップ２３０においては、ＣＰＵは、制御電流の前回値Ｉfiに基づいて図９乃至図１３に示されたマップを参照することにより係数ｃo、ａc 、ｋo、ａk及びｂkを決定し、ＲＡＭに保存する。なお、制御電流の前回値ＩfiがＩffl又はＩffrであるときには、前輪用の係数が演算され、制御電流の前回値ＩfiがＩfrl又はＩfrrであるときには、後輪用の係数が演算される。
ステップ２４０においては、ＣＰＵは、後に詳細に説明するように、図３に示されたブロック図に従って、ばね上の上下加速度ddｚ2i及び係数ｃo、ａc 、ｋo、ａk及びｂkに基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位ｚsiを演算する。
ステップ２５０においては、ＣＰＵは、相対変位ｚsiの微分値としてばね上とばね下との間の相対速度dｚsiを演算する。
ステップ２６０においては、ＣＰＵは、相対速度dｚsiに基づいて図には示されていないマップより、アクチュエータ２８FL～２８RRへ供給されるべき制御電流、即ち目標制御電流Ｉtiを演算する。
ステップ２７０においては、ＣＰＵは、アクチュエータ２８FL～２８RRへ供給される制御電流Ｉiが目標制御電流Ｉtiになるように制御電流を制御し、これによりショックアブソーバ２４FL～２４RRの減衰係数を制御する。
図３に示されているように、ばね上の上下加速度ddｚ2iが乗算ブロック４０へ入力され、乗算ブロック４０の出力である上下加速度ddｚ2iとばね上の質量ｍ2との積ｍ2ddｚ2iは、加算ブロック４２のプラスの入力端子に入力される。加算ブロック４２のマイナスの入力端子には、後述の乗算ブロック４４から係数ｋoと中間変量ｙとの積ｋoｙが入力される。更に、加算ブロック４２の他のマイナスの入力端子には、後述の乗算ブロック４６から上述の式（１４）の右辺の中かっこ内の値（ｂk＋ａc）ｋo＋ｃoと中間変量ｙの微分値dｙとの積［（ｂk＋ａc）ｋo＋ｃo］dｙが入力される。
加算ブロック４２の出力は、上述の式（１４）の右辺の大かっこ内の値であり、乗算ブロック４８へ入力され、乗算ブロック４８により上述の式（１４）の右辺の大かっこに対する係数１／（ａcｂkｋo＋ａkｃo）が乗算される。よって、乗算ブロック４８の出力は、上述の式（１４）の右辺の値であり、従って中間変量ｙの二階微分値ddｙを表す。
乗算ブロック４８の出力は、積分ブロック５０及び５２を経て、中間変量ｙとして加算ブロック５４へ入力される。また、乗算ブロック４８の出力は、乗算ブロック５６へ入力され、乗算ブロック５６の出力である中間変量ｙの二階微分値ddｙと係数の積ａkａcとの積ａkａcddｙは、加算ブロック５４へ入力される。更に、積分ブロック５０の出力、即ち中間変量ｙの微分値dｙは乗算ブロック５８へ入力され、乗算ブロック５８の出力である中間変量ｙの微分値dｙと係数の和ａk＋ａcとの積（ａk＋ａc）dｙは、加算ブロック５４へ入力される。
よって、加算ブロック５４の出力は、上述の式（１２）の右辺の値であり、従ってばね上とばね下との間の相対変位（サスペンションストローク）ｚsiを表す。なお、積分ブロック５０の出力、即ち中間変量ｙの微分値dｙは、上述の式（１４）の右辺の中かっこ内の値（ｂk＋ａc）ｋo＋ｃoを乗算する上述の乗算ブロック４６へ入力される。積分ブロック５２の出力、即ち中間変量ｙは、係数ｋoを乗算する上述の乗算ブロック４４へ入力される。
以上の説明から解るように、電子制御装置３０は、ステップ２１０乃至２５０を実行することにより、上下加速度センサ３２FL～３２RRと共働して、ばね上とばね下との間の相対変位ｚsi及び相対速度dｚsiを推定するサスペンションストローク関連値推定装置として機能する。
なお、第一の実施形態においては、本発明の推定方法におけるばね上の上下加速度を取得するステップ及び減衰力発生装置へ供給された制御電流を取得するステップは、それぞれステップ２１０及び２２０により達成される。更に、係数を決定するステップはステップ２３０により達成され、ばね上とばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を演算するステップは、ステップ２４０及び２５０により達成される。
＜第二の実施形態の制振制御＞
後に詳細に説明するように、第二の実施形態においては、電子制御装置３０は、図４に示されたフローチャート及び図５に示されたブロック図に対応する制御プログラムに従って、各車輪についてばね上とばね下との間の相対速度dｚsiを演算する。更に、この実施形態においても、電子制御装置３０は、相対速度dｚsiに基づいて目標制御電流Ｉtiを演算し、各アクチュエータへ供給される制御電流Ｉiが目標制御電流Ｉtiになるように制御電流Ｉiを制御する。
次に、図４に示されたフローチャートを参照して、第二の実施形態における制振制御について説明する。
図４と図２との比較から解るように、ＣＰＵは、それぞれステップ２１０乃至２３０と同様にステップ４１０乃至４３０を実行する。よって、ステップ４１０乃至４３０の説明を省略する。
ステップ４４０においては、ＣＰＵは、後に詳細に説明するように、図５に示されたブロック図に従って、ばね上の上下加速度ddｚ2i及び係数ｃo、ａc 、ｋo、ａk及びｂkに基づいて、ばね上とばね下との間の相対速度dｚsiを演算する。なお、図５において、図３に示されたブロックに対応するブロックには、図３において付された符号と同一の符号が付されている。
ＣＰＵは、ステップ２５０に対応するステップを実行せず。それぞれステップ２６０及び２７０と同様にステップ４６０及び４７０を実行する。よって、ステップ４６０及び４７０の説明を省略する。
図５と図３との比較から解るように、微分ブロック３８が設けられている。ばね上の上下加速度ddｚ2iは微分ブロック３８へ入力され、微分ブロック３８の出力であるラプラス演算子ｓとばね上の上下加速度ddｚ2iとの積ｓddｚ2iが乗算ブロック４０へ入力される。乗算ブロック４０の出力、即ちばね上の質量ｍ2とｓddｚ2iとの積ｍ2ｓddｚ2iは、加算ブロック４２のプラスの入力端子に入力される。よって、加算ブロック４２の出力は、上述の式（２１）の右辺の大かっこ内の値である。
乗算ブロック４８の出力は、上述の式（２１）の右辺の値であり、従って中間変量ｙの二階微分値ddｙを表す。乗算ブロック５０の出力は、中間変量ｙの微分値dｙであり、積分ブロック５２の出力は、中間変量ｙである。よって、加算ブロック５４の出力は、上述の式（１９）の右辺の値であり、従ってばね上とばね下との間の相対速度（サスペンションストローク速度）dｚsiを表す。なお、第二の実施形態において、相対速度dｚsの積分により相対変位（サスペンションストローク）ｚsが演算されてもよい。
以上の説明から解るように、電子制御装置３０は、ステップ４１０乃至４４０を実行することにより、上下加速度センサ３２FL～３２RRと共働して、ばね上とばね下との間の相対速度dｚsiを推定するサスペンションストローク関連値推定装置として機能する。
なお、第二の実施形態においては、本発明の推定方法におけるばね上の上下加速度を取得するステップ及び減衰力発生装置へ供給された制御電流を取得するステップは、それぞれステップ４１０及び４２０により達成される。更に、係数を決定するステップはステップ４３０により達成され、ばね上とばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を演算するステップは、ステップ４４０により達成される。
更に、以上の説明から解るように、第一及び第二の実施形態によれば、制御電流Ｉ及び相対振動の周波数に応じて変化する各サスペンションの等価減衰係数ｃe(I)及び等価ばね定数ｋe(I)を関数同定する二つの関数の係数ｃo、ａc、ｋo、ａk及びｂkと制御電流Ｉとの関係が記憶装置（ＲＯＭ）に記憶される。減衰力発生装置としてのショックアブソーバ２４FL～２４RRへ供給された制御電流及び上記関係に基づいて二つの関数の係数が決定される。更に、検出装置としての上下加速度センサ３２FL～３２RRにより検出されたばね上の上下加速度ddｚ2及び係数が決定された二つの関数に基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位ｚs及び相対速度dｚsの少なくとも一方が演算される。
よって、サスペンション部品同士の摩擦による減衰やゴムブッシュなどによる減衰、従って減衰力の非線形性が考慮されると共に、サスペンションのばね力も非線形であることが考慮されるよう、二つの関数を特定することができる。従って、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数が比較的高い領域においても、ばね上の上下加速度に基づいてサスペンションストローク関連値を高精度に推定することができる。
例えば、図１４及び図１５は、それぞれサスペンションのストローク速度の真値から推定値への伝達のゲイン特性及び位相特性の例を、実施形態の場合（太い実線）及び従来技術の場合（細い実線）について示している。図１４及び図１５において、破線はゲイン特性及び位相特性にばらつきが生じることを示している。
従来技術の場合、即ち前述の特許文献１及び２の推定方法の場合には、ばね上とばね下との間の相対振動の周波数が比較的高い値以上の領域において、周波数の増大につれてゲインが低下し、真値と推定値との間の位相のずれが増大する。ゲインの低下及び位相のずれは、ばね下の共振周波数よりも低い領域においても生じ、相対振動の周波数が高くなるにつれて増大する。よって、相対振動の周波数が比較的高い値以上の領域において、サスペンションのストローク速度を高精度に推定することができない。
これに対し、第一及び第二の実施形態によれば、相対振動の周波数がばね下の共振周波数の前後の高い領域においても、ゲインは低下せず、真値と推定値との間の位相のずれも増大しない。よって、相対振動の周波数が比較的高い領域においても、サスペンションスのトローク速度を高精度に推定することができる。
なお、図には示されていないが、サスペンションのストロークの真値から推定値への伝達のゲイン特性及び位相特性も、それぞれ図１４及び図１５に示された特性と同様である。よって、第一及び第二の実施形態によれば、相対振動の周波数が比較的高い領域においても、サスペンションスのトロークを高精度に推定することができる。
また、第一及び第二の実施形態によれば、オブザーバを使用することなくサスペンションストローク関連値を推定することができ、オブザーバの構築のために多大の時間及び労力を費やす必要がないので、従来の方法に比して簡便にサスペンションストローク関連値を推定することができる。
更に、第一及び第二の実施形態によれば、等価減衰係数ｃ2e(I)及び等価ばね定数ｋ2e(I)をそれぞれ対応する関数（式（３）及び（４））にて関数同定することができ、それらの関数の係数ｃo、ａc、ｋo、ａk及びｂkと制御電流Ｉとの関係を記憶装置としてのＲＯＭに記憶させることができる。更に、制御電流Ｉ及び上記関係に基づいて二つの関数の係数を決定し、ばね上の上下加速度ddｚ2及び係数が決定された二つの関数に基づいて、ばね上とばね下との間の相対変位ｚs及び相対速度dｚsの少なくとも一方を演算することができる。
更に、第一及び第二の実施形態によれば、上下加速度センサ３２FL～３２RRによってばね上の上下加速度ddｚ2を検出し、ショックアブソーバ２４FL～２４RRへ供給された制御電流を求めることにより、サスペンションストローク関連値を演算することができる。
特に、第一の実施形態によれば、ばね上の上下加速度からばね上とばね下との間の相対変位への伝達関数ｚs／ddｚ2を、第一の伝達関数ｙ／ddｚ2と第二の伝達関数ｚs／ｙとの積とみなして、ばね上とばね下との間の相対変位ｚsを演算することができる。
また、第二の実施形態によれば、ばね上の上下加速度からばね上とばね下との間の相対速度への伝達関数dｚs／ddｚ2を、第三の伝達関数ｙ／ddｚ2と第四の伝達関数dｚs／ｙとの積とみなして、ばね上とばね下との間の相対速度dｚsを演算することができる。
更に、第一及び第二の実施形態によれば、中間変量ｙの関数（式（１２）、（１９））によりサスペンションストローク関連値を容易に演算することができる。
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば、上述の第一及び第二の実施形態においては、等価減衰係数ｃe(I)は、式（３）にて表される関数、即ち基本の等価減数係数ｃo(I)の一次遅れの関数である。しかし、等価減衰係数は、二次以上の高次の遅れの関数であってもよい。同様に、等価ばね定数ｋe(I)は、式（４）にて表される関数、即ち基本の等価ばね定数ｋo(I)の一次遅れ且つ一次進みの関数である。しかし、等価ばね定数は、二次以上の高次の遅れ且つ二次以上の高次の進みの関数であってもよい。これらの修正例の場合にも、各関数の係数は制御電流の前回値Ｉfiに基づいて演算される。
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、各車輪の位置におけるばね上の上下加速度ddｚ2iは、各車輪に対応して設けられた上下加速度センサ３２FL～３２RRにより検出される。しかし、上下加速度センサ３２FL、３２FR、３２RL及び３２RRの何れかが省略され、上下加速度センサが省略された位置の上下加速度は、三つの上下加速度センサの検出値に基づいて推定されてもよい。また、各車輪の位置におけるばね上の上下加速度ddｚ2iは、ピッチレートセンサにより検出されるばね上のピッチレート及びロールレートセンサにより検出されるばね上のロールレートに基づいて演算されてもよい。
更に、上述の第一及び第二の実施形態においては、演算されたばね上とばね下との間の相対速度dｚsiに基づいてショックアブソーバの減衰係数が制御される。しかし、本発明のサスペンションストローク関連値推定装置により演算される相対変位ｚsi及び／又は相対速度dｚsiは、他の車両制御に使用されてよい。他の車両制御として、例えばばね上とばね下との間に作用する制御力をアクティブに制御することによる制振制御、ばね上の姿勢を制御する姿勢制御、車両の乗り心地性を制御するサスペンション制御などがある。
１０…サスペンションストローク関連値推定装置、１１…車両、１２FL，１２FR…前輪、１２RL，１２RR…後輪、１４…制振制御装置、１６…車体、１８FL，１８FR…前輪サスペンション、１８RL，１８RR…後輪サスペンション、２４FL～２４RR…ショックアブソーバ、２８FL～２８RR…アクチュエータ、３０…電子制御装置、３２FL～３２RR…上下加速度センサ

Claims (10)

  1. 各車輪の位置においてばね上とばね下との間の相対振動を減衰させる減衰力を、供給される制御電流に応じて発生するよう構成された減衰力発生装置と、前記減衰力発生装置へ供給される制御電流を制御する制御ユニットと、前記ばね上の上下加速度を検出する検出装置と、を含み、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を、対応するサスペンションのストローク関連値として演算するよう構成されたサスペンションストローク関連値推定装置において、
    前記制御ユニットは、前記制御電流及び前記相対振動の周波数に応じて変化する各サスペンションの等価減衰係数及び等価ばね定数を関数同定する二つの関数の係数と前記制御電流との関係を記憶する記憶装置を有しており、
    前記制御ユニットは、前記減衰力発生装置へ供給された制御電流及び前記関係に基づいて前記二つの関数の係数を決定し、前記検出装置により検出された前記ばね上の上下加速度及び前記係数が決定された前記二つの関数に基づいて、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を演算するよう構成された、
    サスペンションストローク関連値推定装置。
  2. 請求項１に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記制御ユニットは、前記決定した係数に基づいて前記等価ばね定数を関数同定する関数及び前記等価減衰係数を関数同定する関数を特定し、特定した前記等価減衰係数を関数同定する関数及びラプラス演算子の積と特定した前記等価ばね定数を関数同定する関数との和にて、前記ばね上の質量と前記ばね上の上下加速度との積を除算した値として、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位を演算するよう構成された、サスペンションストローク関連値推定装置。
  3. 請求項２に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記制御ユニットは、前記ばね上の上下加速度から前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位への伝達関数を、前記ばね上の上下加速度から中間変量への第一の伝達関数と、前記中間変量から前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位への第二の伝達関数との積とみなして、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位を演算するよう構成された、サスペンションストローク関連値推定装置。
  4. 請求項３に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記等価減衰係数を関数同定する前記関数は、基本の等価減衰係数の少なくとも一次遅れの関数であり、前記等価ばね定数を関数同定する前記関数は、基本の等価減衰係数の少なくとも一次遅れ且つ少なくとも一次進みの関数である、サスペンションストローク関連値推定装置。
  5. 請求項４に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記制御ユニットは、前記中間変量と、前記一次遅れの関数の時定数及び前記一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の和と前記中間変量の微分値との積と、前記一次遅れの関数の時定数及び前記一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の積と前記中間変量の二階微分値との積と、の和として、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位を演算するよう構成された、サスペンションストローク関連値推定装置。
  6. 請求項１に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記制御ユニットは、前記決定した係数に基づいて前記等価ばね定数を関数同定する関数及び前記等価減衰係数を関数同定する関数を特定し、特定した前記等価減衰係数を関数同定する関数及びラプラス演算子の積と特定した前記等価ばね定数を関数同定する関数との和にて、前記ばね上の質量と前記ばね上の上下加速度とラプラス演算子との積を除算した値として、前記ばね上と前記ばね下との間の相対速度を演算するよう構成された、サスペンションストローク関連値推定装置。
  7. 請求項６に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記制御ユニットは、前記ばね上の上下加速度から前記ばね上と前記ばね下との間の相対速度への伝達関数を、前記ばね上の上下加速度から中間変量への第三の伝達関数と、前記中間変量から前記ばね上と前記ばね下との間の相対速度への第四の伝達関数との積とみなして、前記ばね上と前記ばね下との間の相対速度を演算するよう構成された、サスペンションストローク関連値推定装置。
  8. 請求項７に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記等価減衰係数を関数同定する前記関数は、基本の等価減衰係数の少なくとも一次遅れの関数であり、前記等価ばね定数を関数同定する前記関数は、基本の等価減衰係数の少なくとも一次遅れ且つ少なくとも一次進みの関数である、サスペンションストローク関連値推定装置。
  9. 請求項８に記載のサスペンションストローク関連値推定装置において、前記制御ユニットは、前記中間変量と、前記一次遅れの関数の時定数及び前記一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の和と前記中間変量の微分値との積と、前記一次遅れの関数の時定数及び前記一次遅れ且つ一次進みの関数の遅れ時定数の積と前記中間変量の二階微分値との積と、の和として、前記ばね上と前記ばね下との間の相対速度を演算するよう構成された
    サスペンションストローク関連値推定装置。
  10. 車両のばね上とばね下との間の相対振動を減衰させる減衰力を、供給される制御電流に応じて発生するよう構成された減衰力発生装置と、前記制御電流及び前記相対振動の周波数に応じて変化する前記車両の等価減衰係数及び等価ばね定数を関数同定する二つの関数の係数と前記制御電流との関係を記憶する記憶装置と、前記ばね上の上下加速度を検出する検出装置と、を使用して、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方をサスペンションストローク関連値として演算するサスペンションストローク関連値推定方法において、
    前記検出装置により検出されたばね上の上下加速度を取得するステップと、
    前記減衰力発生装置へ供給された制御電流を取得するステップと、
    取得された制御電流及び前記記憶装置に記憶された前記関係に基づいて前記二つの関数の係数を決定するステップと、
    取得された前記ばね上の上下加速度及び前記係数が決定された前記二つの関数に基づいて、前記ばね上と前記ばね下との間の相対変位及び相対速度の少なくとも一方を演算するステップと、
    を含むサスペンションストローク関連値推定方法。
JP2020174527A 2020-10-16 2020-10-16 サスペンションストローク関連値推定装置及び方法 Active JP7327345B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020174527A JP7327345B2 (ja) 2020-10-16 2020-10-16 サスペンションストローク関連値推定装置及び方法
US17/501,335 US20220118812A1 (en) 2020-10-16 2021-10-14 Suspension stroke related value estimation device and method
CN202111197765.5A CN114379307B (zh) 2020-10-16 2021-10-14 悬架行程关联值推定装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020174527A JP7327345B2 (ja) 2020-10-16 2020-10-16 サスペンションストローク関連値推定装置及び方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022065808A JP2022065808A (ja) 2022-04-28
JP7327345B2 true JP7327345B2 (ja) 2023-08-16

Family

ID=81186969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020174527A Active JP7327345B2 (ja) 2020-10-16 2020-10-16 サスペンションストローク関連値推定装置及び方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20220118812A1 (ja)
JP (1) JP7327345B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11422067B2 (en) * 2019-07-29 2022-08-23 GM Global Technology Operations LLC Method and system for quantifying dynamic response characteristics of a real-time damper

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298609A (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Honda Motor Co Ltd 車両状態推定装置
DE102009008994A1 (de) 2009-02-14 2010-08-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung von Schwingungsdämpfern eines Kraftfahrzeugs
JP2018058463A (ja) 2016-10-04 2018-04-12 アイシン精機株式会社 減衰力制御装置
JP2019018752A (ja) 2017-07-19 2019-02-07 トヨタ自動車株式会社 サスペンション制御システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3118414B2 (ja) * 1996-05-22 2000-12-18 株式会社豊田中央研究所 車両のばね上ばね下相対速度算出装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298609A (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Honda Motor Co Ltd 車両状態推定装置
DE102009008994A1 (de) 2009-02-14 2010-08-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung von Schwingungsdämpfern eines Kraftfahrzeugs
JP2018058463A (ja) 2016-10-04 2018-04-12 アイシン精機株式会社 減衰力制御装置
JP2019018752A (ja) 2017-07-19 2019-02-07 トヨタ自動車株式会社 サスペンション制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20220118812A1 (en) 2022-04-21
JP2022065808A (ja) 2022-04-28
CN114379307A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6829422B2 (ja) 車両用制振制御装置
JP7172414B2 (ja) 車両用ロール振動制振制御装置
US8321087B2 (en) Damping force control apparatus
EP2179873B1 (en) Apparatus for controlling damping force, taking account of human sensitivity, as described by the Weber-Fechner law.
US5740039A (en) Vehicle wheel suspension arrangements
JP7189514B2 (ja) 制振制御装置及び制振制御方法
JP3196494B2 (ja) サスペンション制御装置
JP7327345B2 (ja) サスペンションストローク関連値推定装置及び方法
JP6734912B2 (ja) 車両のサスペンション制御装置
JPH05319054A (ja) サスペンション制御装置
JP5316279B2 (ja) 車両振動抑制装置
JP6638707B2 (ja) サスペンション制御システム
JPH05319066A (ja) サスペンション制御装置
WO2013084311A1 (ja) サスペンション制御装置
JP7521509B2 (ja) 車両の挙動制御装置
CN114379307B (zh) 悬架行程关联值推定装置和方法
JP2006232023A (ja) 車輌の車輪接地荷重推定装置
JPH07102767B2 (ja) 減衰力制御装置
JP2845031B2 (ja) サスペンション制御装置
JP7501491B2 (ja) 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
JPH08332824A (ja) サスペンション制御装置
JPH07186671A (ja) サスペンション制御装置
JPH0781363A (ja) 能動型サスペンションの予見制御装置
JP2023079384A (ja) 振動情報推定装置およびサスペンション装置
JP2023051026A (ja) 車両のロール制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230622

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230717

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7327345

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151