JP7838539B2 - サスペンション制御システム - Google Patents
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Description
図2は、実施の形態の車両1の構成を概略的に示す。車両1は、左前輪2FL、右前輪2FR、左後輪2RL、右後輪2RR、サスペンション3FL、サスペンション3FR、サスペンション3RL、サスペンション3RR、およびサスペンション制御システム10を備える。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、サスペンション3FR、サスペンション3RL、サスペンション3RRのうち対応するものが設けられている。以下、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。
図4は、実施の形態のサスペンション制御システム10の構成例を示すブロック図である。サスペンション制御システム10は、車両1に搭載される。サスペンション制御システム10は、車両状態センサ20、ウィンカ検出部30、位置センサ40、通信装置50、アクチュエータ3A、およびECU70を備える。ECU70は、電子制御ユニットである。
3-1.構成例
図5は、実施の形態のマップ管理装置100の構成例を示すブロック図である。マップ管理装置100は、各種の地図情報を管理するコンピュータである。地図情報の管理は、地図情報の生成、更新、提供、配信等を含む。典型的には、マップ管理装置100は、クラウド上の管理サーバである。マップ管理装置100は、複数のサーバが分散処理を行う分散システムであってもよい。
マップ管理装置100が管理する地図情報の一つが、ばね下変位マップ200である。ばね下変位マップ200は、路面変位関連値であるばね下変位Zuに関する地図である。ばね下変位マップ200は、記憶装置130に格納されている。なお、ばね下変位マップ200は、本開示の「路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値と位置とが関連付けられている路面データマップ」の一例に相当する。
プロセッサ120は、通信装置110を介して、多数の車両1から情報を収集する。そして、プロセッサ120は、多数の車両1から収集した情報に基づいて、ばね下変位マップ200の生成及び更新を行う。
サスペンション制御システム10のECU70は、通信装置50を介してマップ管理装置100と通信を行う。ECU70は、車両1の現在位置を含むエリアのばね下変位マップ200をマップ管理装置100から取得する。ばね下変位マップ200は、記憶装置72に格納される。そして、ECU70は、ばね下変位マップ200に基づいて、制振制御の一種であるプレビュー制御を実行する。プレビュー制御は、ばね上構造体5の振動を低減するために実行される。
式(1)において、mはばね上構造体5の質量であり、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であり、その制御力Fcは次の式(2)により表される。
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。
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。
演算部86は、上記式(3)あるいは式(4)に従って、目標制御力Fc_tを演算する。すなわち、演算部86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を演算する。演算部86は、ウィンカが動作していない場合、制御ゲインαと制御ゲインβをそれぞれ所定の基準値に設定する。制御ゲインαの基準値と制御ゲインβの基準値は、異なってもよいし、同じでもよい。基準値は、実験またはシミュレーションにより適宜定めることができる。式(4)を用いる場合、制御ゲインβが基準値に設定されればよい。
制御部88は、アクチュエータ3Aを制御することにより、上述したプレビュー制御に加えて次のようなフィードバック制御を制振制御として実行してもよい。すなわち、当該フィードバック制御は、ばね上構造体5の振動を低減するために実行される。当該フィードバック制御を伴ってプレビュー制御が行われる例における制御力Fcは、例えば、次の式(5)により表される。この例では、演算部86は、(5)式に従って、目標制御力Fc_tを演算する。
式(5)の右辺第1項は、上記(4)式と同様であり、プレビュー制御に関するフィードフォワード項である。右辺第2項は、フィードバック制御に関するフィードバック項である。このフィードバック項は、フィードバックゲインγと、目標制御力Fc_tの演算時のばね上変位Zsとの積である。なお、フィードバック項のばね上変位Zsに代え、目標制御力Fc_tの演算時のばね上速度Zs’、ばね上加速度Zs’’、ばね下変位Zu、ばね下速度Zu’、及びばね下加速度Zu’’の何れかが用いられてもよい。
制御部88は、ウィンカが動作を開始すると、振動低減処理の実行中、後輪に関して、上述したばね下変位マップ200を用いたプレビュー制御に加えて、前輪の通過位置について演算されたばね下変位Zu1を用いたプレビュー制御を実行してもよい。後輪は、前輪の経路を辿ると考えられるので、このような制御を実行してもよい。この場合の制御力Fcは、例えば、次の式(6)により表される。この例では、演算部86は、振動低減処理の実行中、(6)式に従って、目標制御力Fc_tを演算する。
式(6)の右辺第1項は、上記(4)式と同様であり、ばね下変位マップ200を用いたプレビュー制御に関するフィードフォワード項である。右辺第2項は、前輪の通過位置について演算されたばね下変位Zu1を用いたプレビュー制御に関するフィードフォワード項である。右辺第2項は、ゲインγaと、目標制御力Fc_tの演算時における前輪の通過位置のばね下変位Zu1との積である。ばね下変位Zu1は、既述のように、ばね上加速度センサ22の検出値を用いて演算できる。ゲインγaは、実験またはシミュレーションにより適宜定めることができる。
制御部88は、ウィンカが動作を開始すると、振動低減処理の実行中、上述したばね下変位マップ200を用いたプレビュー制御に加えて、公知のプレビューセンサを用いたプレビュー制御を実行してもよい。プレビューセンサ(図示せず)は、例えば、カメラセンサ、LiDAR、およびレーダセンサ等の少なくとも1つを含む。プレビューセンサは、車両1の前方の路面の路面変位を取得する。この場合の制御力Fcは、例えば、次の式(7)により表される。この例では、演算部86は、振動低減処理の実行中、(7)式に従って、目標制御力Fc_tを演算する。
式(7)の右辺第1項は、上記(4)式と同様であり、ばね下変位マップ200を用いたプレビュー制御に関するフィードフォワード項である。右辺第2項は、プレビューセンサを用いたプレビュー制御に関するフィードフォワード項である。右辺第2項は、ゲインγbと、目標制御力Fc_tの演算時におけるプレビューセンサにより取得された車両1の前方の路面変位Z0との積である。ゲインγbは、実験またはシミュレーションにより適宜定めることができる。プレビューセンサを用いたプレビュー制御は、公知であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
Claims (5)
- 車両の制御対象輪のサスペンションストロークを調整するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
路面の上下方向の変位に関連する路面変位関連値と位置とが関連付けられている路面データマップから、現在時刻から所定時間後の前記制御対象輪の予測通過位置における路面変位関連値を取得する取得部と、
取得された路面変位関連値にもとづいて目標制御力を演算する演算部と、
前記制御対象輪が前記予測通過位置を通過する時に前記アクチュエータが発生する制御力が前記目標制御力に一致するように、当該アクチュエータを制御する制御部と、
を有し、
前記演算部は、前記車両のウィンカが動作を開始すると、当該ウィンカが動作していない場合と比較して前記目標制御力の単位時間あたりの変化量が小さくなるように、当該目標制御力を演算する、
ことを特徴とするサスペンション制御システム。 - 前記演算部は、
取得された路面変位関連値とゲインにもとづいて前記目標制御力を演算し、
前記ウィンカが動作していない場合、前記ゲインを基準値に設定し、
前記ウィンカが動作を開始すると、前記ゲインを前記基準値から徐々に小さくし、
前記ウィンカが動作を終了すると、前記ゲインを前記基準値まで徐々に大きくする、
ことを特徴とする請求項1に記載のサスペンション制御システム。 - 前記演算部は、前記ウィンカの動作中、または、当該ウィンカの動作中と当該ウィンカが動作を終了してから所定の制御時間の間、前記目標制御力の単位時間あたりの変化量を制限するように当該目標制御力を演算する、
ことを特徴とする請求項1に記載のサスペンション制御システム。 - 前記制御装置は、前記ウィンカが動作を開始すると、前記車両がレーンチェンジするか、または、当該車両が右左折するか予測する予測部をさらに備え、
前記演算部は、前記車両がレーンチェンジすると予測された場合、当該車両が右左折すると予測された場合と比較して、前記目標制御力の単位時間あたりの変化量の低減量が大きくなるように、当該目標制御力を演算する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のサスペンション制御システム。 - 前記制御部は、前記アクチュエータを制御することにより、前記ばね上構造体の振動を低減するためのフィードバック制御をさらに実行し、
前記演算部は、
前記ウィンカが動作を開始すると、当該ウィンカが動作していない場合と比較して、フィードバック制御のフィードバックゲインを大きくし、
前記車両がレーンチェンジすると予測された場合、右左折すると予測された場合と比較して、前記フィードバックゲインを大きくする、
ことを特徴とする請求項4に記載のサスペンション制御システム。
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