JP7655157B2 - 車両、及び車両用サスペンションの制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、サスペンションストロークを制御するために互いに応答性の異なる第１及び第２アクチュエータを備える車両、及び車両用サスペンションの制御方法に関する。

特許文献１は、自動運転コントローラから受け取った車輪の走行経路に関する情報に基づき、アクティブサスペンションの制御を行う技術を開示している。

米国特許出願公開第２０１８／０１５４７２３号明細書

サスペンションストロークの制御に用いられるアクチュエータに求められる応答性は、使用目的によって異なる。このため、車両に搭載されたアクチュエータを車両の姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方）に使用する際、使用されるアクチュエータの応答性が低いと、期待される応答性のレベルで姿勢制御を実現することが難しくなる場合がある。

その一方で、応答性の高いアクチュエータの中には、例えばフルアクティブ用アクチュエータのように、姿勢制御の実行中にエネルギを基本的に消費し続けてしまい、エネルギ効率が良くないものがある。また、応答性の高いアクチュエータの中には、例えばセミアクティブ用アクチュエータのように、使用可能な条件が制限されるものもある。したがって、姿勢制御を行う場合、省エネルギ等の他の要件と応答性とを両立させることが望まれる。

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、省エネルギ等の他の要件と応答性とを両立しつつ、ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方を行えるようにした車両、及び車両用サスペンションの制御方法を提供することを目的とする。

本開示に係る車両は、第１アクチュエータと、１又は複数の第２アクチュエータと、電子制御ユニットと、を備える。第１アクチュエータは、制御対象輪のサスペンションストロークを制御する。１又は複数の第２アクチュエータは、サスペンションストロークを制御し、第１アクチュエータと比べて高い応答性を有する。電子制御ユニットは、車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のために必要とされる要求制御量を算出する算出処理と、要求制御量を、第１アクチュエータと１又は複数の第２アクチュエータとに分配して指令する指令処理と、を実行する。

指令処理において、電子制御ユニットは、第１アクチュエータが出力可能な第１制御量の最大値である第１最大制御量だけでは要求制御量に対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量を第１アクチュエータに指令し、かつ、上記不足を補うための第２制御量を１又は複数の第２アクチュエータの１つに指令してもよい。

１又は複数の第２アクチュエータは、ショックアブソーバが発生させる減衰力を可変としセミアクティブサスペンションを構成するセミアクティブ用アクチュエータと、フルアクティブサスペンションを構成するフルアクティブ用アクチュエータと、を含んでもよい。指令処理において、電子制御ユニットは、第１アクチュエータが出力可能な第１制御量の最大値である第１最大制御量だけでは要求制御量に対する制御量の第１の不足がある場合には、第１最大制御量を第１アクチュエータに指令し、かつ、第１の不足を補うための第２制御量をセミアクティブ用アクチュエータに指令してもよい。

指令処理において、電子制御ユニットは、第１最大制御量とセミアクティブ用アクチュエータが出力可能な第２制御量の最大値である第２最大制御量との組み合わせだけでは要求制御量に対する制御量の第２の不足が残る場合には、第２最大制御量をセミアクティブ用アクチュエータに指令しつつ、第２の不足を補うための他の第２制御量をフルアクティブ用アクチュエータに指令してもよい。

指令処理において、電子制御ユニットは、第１アクチュエータの第１制御量だけで要求制御量を満たせる場合には、要求制御量のすべてを第１アクチュエータに指令し、かつ、１又は複数の第２アクチュエータへの要求制御量に関する指令は行わなくてもよい。

本開示に係る車両用サスペンションの制御方法は、制御対象輪のサスペンションストロークを制御する第１アクチュエータと、サスペンションストロークを制御し、第１アクチュエータと比べて応答性の高い１又は複数の第２アクチュエータと、を備える車両用サスペンションの制御方法である。この制御方法は、車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のために必要とされる要求制御量を算出する算出処理と、要求制御量を、第１アクチュエータと１又は複数の第２アクチュエータとに分配して指令する指令処理と、
を含む。

本開示に係る車両、及び車両用サスペンションの制御方法によれば、ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のために必要とされる要求制御量の実現のために応答性の異なる第１アクチュエータと１又は複数の第２アクチュエータとが組み合わせて用いられる。これにより、省エネルギ等の他の要件と応答性とを両立しつつ、ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方を行えるようになる。

実施の形態１に係る車両の構成の一例を概略的に示す図である。 図１に示すサスペンションの構成の一例を概略的に示す図である。 実施の形態１に係る姿勢制御に関する処理の一例を示すフローチャートである。 ロール制御用の要求制御量Ｘｒ及びピッチ制御用の要求制御量Ｘｐの算出手法の一例を説明するための図である。 要求制御量Ｘ、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘ、及び第２制御量Ｘ２の関係を概略的に表したタイムチャートである。 実施の形態２に係る車両が備えるサスペンションの構成の一例を概略的に示す図である。 実施の形態２に係る姿勢制御に関する処理の一例を示すフローチャートである。 要求制御量Ｘ、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘ、第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘ、及び第２制御量Ｘ２２の関係を概略的に表したタイムチャートである。

以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る技術思想が限定されるものではない。

１．実施の形態１
１－１．車両の構成
図１は、実施の形態１に係る車両１の構成の一例を概略的に示す図である。車両１は、４つの車輪１０（左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ及び右後輪１０ＲＲ）を備えている。また、車両１は、独立懸架式のサスペンション２０を備えている。

図２は、図１に示すサスペンション２０の構成の一例を概略的に示す図である。サスペンション２０は、各車輪１０を車体２から懸架しており、サスペンションアーム２２、ショックアブソーバ２４、空気ばね２６、及びアクティブアクチュエータ２８を備えている。サスペンションアーム２２は、車輪１０と車体２とを連結している。ショックアブソーバ２４及び空気ばね２６は、サスペンションアーム２２と車体２との間に介在している。車体２及びショックアブソーバ２４等の部材のうち空気ばね２６よりも車体２の側の部分がばね上３に相当する。これに対し、車輪１０及びショックアブソーバ２４等の部材のうち空気ばね２６よりも車輪１０の側の部分がばね下４に相当する。

空気ばね２６は、車体２に設置されたエアポンプを備えている。エアポンプは例えば電動式である。空気ばね２６の内部に供給される圧縮空気の圧力は、後述のＥＣＵ３０によって制御される。空気ばね２６によれば、空気ばね２６の内部の空気圧に応じた制御力Ｆ１を、ばね上３とばね下４との間に作用する制御力Ｆの１つとして発生させることができる。そして、この空気圧を調整して制御力Ｆ１を制御することにより、サスペンション２０のストロークＳを調整できる。空気ばね２６を備えることにより、サスペンション２０は、エアサスペンションを構成している。なお、空気ばね２６は、本開示に係る「第１アクチュエータ」の一例に相当し、以下、「第１アクチュエータ２６」とも称する。

アクティブアクチュエータ２８は、一例として、ショックアブソーバ２４及び空気ばね２６と並列に配置され、サスペンションアーム２２と車体２との間に介在している。アクティブアクチュエータ２８は、例えば電動式又は油圧式であり、ＥＣＵ３０からの指令に基づき、ばね上３とばね下４との間に作用する制御力Ｆの他の１つである制御力Ｆ２を発生するように構成されている。この制御力Ｆ２を制御することにより、ストロークＳを調整できる。アクティブアクチュエータ２８を備えることにより、サスペンション２０は、アクティブサスペンション（より詳細には、フルアクティブサスペンション）を構成している。なお、アクティブアクチュエータ２８は、本開示に係る「１又は複数の第２アクチュエータ」及び「フルアクティブ用アクチュエータ」の一例に相当し、以下、「第２アクチュエータ２８」とも称する。

さらに、車両１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０を備えている。ＥＣＵ３０は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、車両１に取り付けられたセンサ類３２からセンサ信号を取り込むとともに、第１アクチュエータ２６及び第２アクチュエータ２８に対して操作信号を出力する。記憶装置には、アクチュエータ２６及び２８を制御するための各種の制御プログラムが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムを記憶装置から読み出して実行し、これにより、アクチュエータ２６及び２８を利用した「エアサスペンション」及び「アクティブサスペンション」の制御が実現される。

センサ類３２は、例えば、車両１に作用する横加速度及び前後加速度をそれぞれ検出する加速度センサ、ばね上３の上下加速度を検出するばね上加速度センサ、サスペンションストロークセンサ、並びに、各車輪１０に設けられた車輪速センサを含む。また、センサ類３２は、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量をそれぞれ検出するアクセルポジションセンサ及びブレーキポジションセンサ、並びに、ステアリングホイールの操舵角センサを含む。

１－２．車両の姿勢制御
上述した第１アクチュエータ（空気ばね）２６によれば、路面からの衝撃を緩和するサスペンションスプリングとしての機能を有するとともに、ストロークＳを制御して車両１の車高を調整することができる。このため、第１アクチュエータ２６は、いわゆる「車高調整装置」の一例に相当する。このような車高調整装置による車高調整は、例えば、搭乗者の乗り降りを容易とするために車高を下げたり、車速が高くなった時に空気抵抗を減らすために車高を下げたりするといった使用目的で行われる。

一方、第２アクチュエータ（アクティブアクチュエータ）２８によれば、フルアクティブ制御を行うことができる。具体的には、第２アクチュエータ２８は、路面からの入力に伴うばね上３の上下振動を抑制して乗り心地を改善するための振動制御に用いることができる。また、第２アクチュエータ２８は、車両１の姿勢制御（より詳細には、車両１の操舵に伴う旋回時のロール制御、及び車両１の加減速時のピッチ制御）に用いることができる。

共にストロークＳを調整可能なアクチュエータ２６及び２８の応答性は、それぞれの基本的な使用目的に起因して異なっている。具体的には、車高調整装置としての第１アクチュエータ２６は、使用目的が上述のようなものである。このため、第１アクチュエータ２６は、ストロークＳの調整に関して高い応答性を求められていない。一方、第２アクチュエータ２８は、上述の振動制御及び姿勢制御等の高い応答性が求められる制御が使用目的であるため、高い応答性を満足するように構成されている。

したがって、第２アクチュエータ２８の応答性は、第１アクチュエータ２６の応答性と比べて高い。その一方で、フルアクティブ用アクチュエータである第２アクチュエータ２８は、姿勢制御の実行中にエネルギを基本的に消費し続けてしまい、エネルギ効率が良くないという一面を有する。このため、第２アクチュエータ２８のみを利用して姿勢制御（ロール角及びピッチ角の制御）を行うと、制御応答性を高く確保し易いが、エネルギ消費が多くなってしまう。ここで、車高調整装置としての第１アクチュエータ２６も、ストロークＳを調整可能であるので姿勢制御に用いることができる。しかしながら、第１アクチュエータ２６のみの利用では、姿勢制御に求められる応答性を常に満たすことは難しい。

そこで、実施の形態１では、ＥＣＵ３０は、姿勢制御のために第１及び第２アクチュエータ２６及び２８を併用しつつ、次のような「算出処理」及び「指令処理」を実行する。すなわち、ＥＣＵ３０は、車両１のロール制御及びピッチ制御の実現のために必要とされる要求制御量Ｘを算出する算出処理を実行する。そして、ＥＣＵ３０は、算出した要求制御量Ｘを、第１アクチュエータ２６と第２アクチュエータ２８とに分配して指令する指令処理を実行する。

より具体的には、実施の形態１では、指令処理において、ＥＣＵ３０は、第１アクチュエータ２６が出力可能な第１制御量Ｘ１の最大値である第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘに対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを第１アクチュエータ２６に指令し、かつ、上記不足を補うための第２制御量Ｘ２を第２アクチュエータ２８に指令する。

一方、第１制御量Ｘ１だけで要求制御量Ｘを満たせる場合には、ＥＣＵ３０は、要求制御量Ｘのすべてを第１制御量Ｘ１として第１アクチュエータ２６に指令し、かつ、第２アクチュエータ２８への要求制御量Ｘに関する指令は行わない。

図３は、実施の形態１に係る姿勢制御に関する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１の走行中に、所定の時間ステップΔｔ（図５参照）毎に繰り返し実行される。なお、図３では、ステップＳ１００及びＳ１０２の処理が上述の「算出処理」の一例に相当し、ステップＳ１０４、Ｓ１０６、及びＳ１１０～Ｓ１１２の処理が上述の「指令処理」の一例に相当する。

＜ステップＳ１００＞
図３では、ＥＣＵ３０は、まずステップＳ１００において、車両１に作用する左右加速度及び前後加速度を取得する。より詳細には、ＥＣＵ３０は、次のステップＳ１０２の要求制御量Ｘの算出のために、例えば、現在のサンプル時刻ｋの次のサンプル時刻（ｋ＋１）における左右加速度及び前後加速度を推定する。この推定手法は、特に限定されるものではない。例えば、左右加速度は、車速及び操舵角等の情報に基づいて推定されてもよい。前後加速度は、例えば、車両前後力の要求情報（例えば、要求エンジントルク、又は要求制動力）に基づいて推定されてもよい。また、左右加速度及び前後加速度は、例えば、センサ類３２に含まれるばね上加速度センサを用いて推定されてもよい。さらに、車両１が自動運転車両である例では、ＥＣＵ３０は、パスプランニングのために取得される情報から将来の左右加速度及び前後加速度の情報を受け取ってもよい。

＜ステップＳ１０２＞
次に、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ３０は、ロール制御及びピッチ制御のために必要とされる要求制御量Ｘを算出する。ここでいうロール制御とは、車両１の操舵に伴う旋回時に生じるロールを打ち消すように、アクチュエータ２６及び２８の一方又は双方の制御力Ｆ１、Ｆ２を発生させる制御のことである。より詳細には、「ロールを打ち消す」とは、ロール制御なしの場合と比べて発生するロールを抑制したり、発生するロールと逆方向のロールを発生させたりすることをいう。同様に、ここでいうピッチ制御とは、車両１の加減速時に生じるピッチを打ち消すように、アクチュエータ２６及び２８の一方又は双方の制御力Ｆ１、Ｆ２を発生させる制御のことである。より詳細には、「ピッチを打ち消す」とは、ピッチ制御なしの場合と比べて発生するピッチを抑制したり、発生するピッチと逆方向のピッチを発生させたりすることをいう。

したがって、ロール制御及びピッチ制御の双方が行われる場合、要求制御量Ｘは、ロール制御のための要求制御量Ｘｒと、ピッチ制御のための要求制御量Ｘｐとの和となる。要求制御量Ｘｒは、ロール制御のために必要とされる制御力Ｆの要求値に相当する。要求制御量Ｘｐは、ピッチ制御のために必要とされる制御力Ｆの要求値に相当する。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ３０は、要求制御量Ｘｒ及びＸｐのそれぞれを車輪１０毎に算出する。そして、ＥＣＵ３０は、算出した要求制御量Ｘｒ及びＸｐの和を要求制御量Ｘとして車輪１０毎に算出する。

なお、各車輪１０において、サスペンション発生力である制御力Ｆ（Ｆ１及びＦ２）は、車体２を上方に持ち上げるように作用する時に正とする。これに伴い、要求制御量Ｘ（Ｘｒ及びＸｐ）も、車体２を上方に持ち上げるように作用する時に正となる。したがって、要求制御量Ｘｒは、旋回外側の車輪１０では正となり、旋回内側の車輪１０では負となる。同様に、要求制御量Ｘｐは、加速時には、前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲでは負となり、後輪１０ＲＬ及び１０ＲＲでは正となり、逆に、減速時には、前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲでは正となり、後輪１０ＲＬ及び１０ＲＲでは負となる。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ、ロール制御用の要求制御量Ｘｒ及びピッチ制御用の要求制御量Ｘｐの算出手法の一例を説明するための図である。ステップＳ１０２では、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における要求制御量Ｘｒを算出する。要求制御量Ｘｒは、ステップＳ１００にて取得した横加速度に比例係数（ゲイン）を乗じることによって算出される。このため、図４（Ａ）に示すように、横加速度の絶対値が大きくなるにつれ、要求制御量Ｘｒの絶対値も大きくなる。この比例係数は、図４（Ａ）に示す直線の傾きに相当し、例えば事前に決定された値である。

また、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における要求制御量Ｘｐを算出する。同様に、要求制御量Ｘｐは、ステップＳ１００にて取得した前後加速度に比例係数（ゲイン）を乗じることによって算出される。このため、図４（Ｂ）に示すように、前後加速度の絶対値が大きくなるにつれ、要求制御量Ｘｐの絶対値も大きくなる。この比例係数は、図４（Ｂ）に示す直線の傾きに相当し、例えば事前に決定された値である。

付け加えると、要求制御量Ｘの算出手法は、特に限定されるものではなく、また、要求制御量Ｘは、ステップＳ１００で取得されるような横加速度及び前後加速度に基づく必要もない。すなわち、本開示に係る「指令処理」において分配して指令される対象となる要求制御量Ｘは、ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方において用いることができるものであればよい。このため、要求制御量Ｘは、例えば、仮想的なロール／ピッチの動特性（例えば、バネ定数及び減衰係数）から算出されてもよく、又は、他の制御則若しくは制御理論に基づいて算出されてもよい。

＜ステップＳ１０４＞
次に、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ３０は、第１アクチュエータ（空気ばね）２６で出力可能な第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを算出する。より詳細には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、第１制御量Ｘ１が時間の経過とともに変化している時を含めて第１アクチュエータ２６が出力可能な最大の第１制御量Ｘ１に相当する。ステップＳ１０４では、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）において出力可能な第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを算出する。

ここで、第１アクチュエータ２６で出力可能な制御力Ｆ１の最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆ１ｍａｘ（図５参照）は、基本的には第１アクチュエータ２６のスペックによって定まっている。このため、最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆ１ｍａｘは事前に把握できる。ＥＣＵ３０の記憶装置は、最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆ１ｍａｘ等の第１アクチュエータ２６の基本的な動作特性に関する情報を記憶している。より詳細には、最大変化速度Ｖ１ｍａｘは、単位時間（時間ステップΔｔ）当たりの最大変化量ΔＦ１ｍａｘ（図５参照）に相当する。

図５は、要求制御量Ｘ、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘ、及び第２制御量Ｘ２の関係を概略的に表したタイムチャートである。図５では、車両１の操舵に伴う旋回時が例示されているが、説明の簡素化のために、車両１の加減速に伴う前後加速度の変化は生じていないものとする。すなわち、図５では、要求制御量Ｘｐはゼロとして扱われている。したがって、要求制御量Ｘｒが要求制御量Ｘと等しい。また、図５に表された関係は、旋回時に旋回外側となる車輪１０におけるものである。旋回時に旋回内側となる車輪１０における関係では、要求制御量Ｘ及び第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの符号は、図５に示す関係における符号と逆となる。

付け加えると、旋回時に前後加速度の変化が生じている場合には、図５に表される要求制御量Ｘの波形が要求制御量Ｘｐの変化によっても変化する。しかしながら、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘ及び後述の第２制御量Ｘ２の算出は、旋回の有無を問わず前後加速度の変化が生じている場合にも、図５に示す例と同様に行うことができる。

図５に示す例では、サンプル時刻（ｋ＝０）での操舵開始に伴い、時間経過とともに、横加速度が増加し、それに伴って要求制御量Ｘが増加している。また、この例では、その後に車速及び横加速度が一定の定常円旋回状態となり、時間の経過に対して要求制御量Ｘが一定となっている。より詳細には、図５には、旋回時に発生する横加速度が異なる２通りの旋回時における要求制御量Ｘ（実線及び破線）が表されている。

各サンプル時刻ｋでの第１アクチュエータ２６の第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、例えば、上述の最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆ１ｍａｘに基づいて算出できる。具体的には、図５に示すように、まず、サンプル時刻（ｋ＝０）での第１最大制御量Ｘ１ｍａｘはゼロである。次のサンプル時刻（ｋ＝１）での第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、記憶装置に記憶されている最大変化速度Ｖ１ｍａｘと時間ステップΔｔとの積である最大変化量ΔＦ１ｍａｘとして算出される。次のサンプル時刻（ｋ＝２）以降であって第１最大制御量Ｘ１ｍａｘが最大値Ｆ１ｍａｘに達するまでの期間中の各サンプル時刻ｋの第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、前回値に対して最大変化量ΔＦ１ｍａｘを加算することによって算出される。第１最大制御量Ｘ１ｍａｘが最大値Ｆ１ｍａｘに達した後の第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、最大値Ｆ１ｍａｘとして算出される。付け加えると、このように算出される第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを実線の要求制御量Ｘと比較したとき、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの時間波形は、要求制御量Ｘの波形を最大変化速度Ｖ１ｍａｘによってレート制限し、かつ、最大値Ｆ１ｍａｘによって上限制限することによって得られる時間波形に相当する。

また、図５に示す例では、要求制御量Ｘは、時間の経過に対して一定で推移した後に０に向けて減少している。このように変化する要求制御量Ｘの実現のために、第１制御量Ｘ１も時間の経過とともに減少させる必要がある。第１制御量Ｘ１が減少する際の最大変化速度（すなわち、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの時間波形の傾き）はＶ１ｍａｘ（負の値）である。したがって、例えばサンプル時刻（ｋ＝ｍ）から第１制御量Ｘ１を減少させる場合、各サンプル時刻ｋの第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、要求制御量Ｘが増加している時と同様に、前回値に対して負の最大変化量ΔＦ１ｍａｘだけ減算することによって算出できる。

付け加えると、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの算出のために記憶装置に格納されている第１アクチュエータ２６の基本的な動作特性に関する情報は、無駄時間特性及び一次遅れ特性等の動特性に関する情報を含んでいてもよい。そして、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘは、例えば、無駄時間特性及び一次遅れ特性の一方又は双方を考慮して算出されてもよい。

＜ステップＳ１０６＞
次に、ステップＳ１０６において、ＥＣＵ３０は、第１アクチュエータ２６が出力可能な第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘに対する制御量の不足があるか否かを判定する。この判定は、例えば、差分ΔＸ１が０でないか否かに基づいて行うことができる。差分ΔＸ１は、ステップＳ１０２にて算出した要求制御量ＸからステップＳ１０４にて算出した第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを引くことにより得られる値（＝Ｘ－Ｘ１ｍａｘ）である。

具体的には、図５に例示されるように要求制御量Ｘが時間の経過とともに増加している場合には、要求制御量Ｘが第１最大制御量Ｘ１ｍａｘよりも大きいため、上記の差分ΔＸ１は正となる。また、同図に例示されるように、一定で推移する要求制御量Ｘが第１最大制御量Ｘ１ｍａｘ（最大値Ｆ１ｍａｘ）よりも大きい場合にも、差分ΔＸ１は正となる。これらのように、差分ΔＸ１が正となることは、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは制御量が不足することを意味する。

さらに、ステップＳ１０６において判定される「制御量の不足」は、図５中にハッチングを付して示される領域のように、差分ΔＸ１が負となる時にも生じる。このハッチング領域は、例えば車両１の運転者による急なステアリングホイールの戻し動作を受けて減少する際の要求制御量Ｘの傾き（実線）が第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの傾きより大きくなることに起因して生じる。このハッチング領域では、各サンプル時刻ｋにおける第１最大制御量Ｘ１ｍａｘが要求制御量Ｘよりも大きくなる。すなわち、差分ΔＸ１は負となる。

＜ステップＳ１０８＞
ステップＳ１０６の判定結果がＮｏである場合（すなわち、制御量の不足がない場合）には、処理はステップＳ１０８に進む。例えば要求制御量Ｘが図５中に破線で表されるものであると、この判定結果がＮｏとなる。ステップＳ１０８では、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０２にて算出した要求制御量Ｘに等しい第１制御量Ｘ１を第１アクチュエータ２６に指令する。その結果、第１アクチュエータ２６は、指令された要求制御量Ｘに応じた制御力Ｆ１を発生させるように制御される。

＜ステップＳ１１０＞
一方、ステップＳ１０６の判定結果がＹｅｓである場合（すなわち、制御量の不足がある場合）には、処理はステップＳ１１０に進む。例えば要求制御量Ｘが図５中に実線で表されるものであると、この判定結果がＹｅｓとなる。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ３０は、第２アクチュエータ（アクティブアクチュエータ）２８の制御量である第２制御量Ｘ２を算出する。より詳細には、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における第２制御量Ｘ２を算出する。第２制御量Ｘ２は、「制御量の不足」を補うために必要な値として算出される。

具体的には、第２制御量Ｘ２は、ステップＳ１０２にて算出された要求制御量ＸからステップＳ１０４にて算出した第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを引くことにより得られる値、すなわち、差分ΔＸ１である。その理由は、図５に例示されるように、差分ΔＸ１が正である場合には、要求制御量Ｘのうちで第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは不足する分（差分ΔＸ１）だけ第２アクチュエータ２８の制御力Ｆ２を高めることが必要となるためである。一方、差分ΔＸ１が負となる場合には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘのみでは負の差分ΔＸ１だけ制御量が不足することになる。このため、負の差分ΔＸ１だけ減少するように第２アクチュエータ２８の制御力Ｆ２を制御することが必要となる。

＜ステップＳ１１２＞
ステップＳ１１０に続くステップＳ１１２では、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４にて算出した第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを第１制御量Ｘ１として第１アクチュエータ２６に指令するとともに、ステップＳ１１０にて算出した第２制御量Ｘ２を第２アクチュエータ２８に指令する。その結果、第１アクチュエータ２６は、指令された第１最大制御量Ｘ１ｍａｘに応じた制御力Ｆ１を発生させるように制御される。また、第２アクチュエータ２８は、指令された第２制御量Ｘ２に応じた制御力Ｆ２を発生させるように制御される。

付け加えると、図５に示す例において、サンプル時刻（ｋ＝ｍ）から減少し始める要求制御量Ｘの傾きが第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの傾きと同じ（一点鎖線）であるか小さい場合には、要求制御量Ｘが第１最大制御量Ｘ１ｍａｘより大きい期間中はサンプル時刻（ｋ＝ｍ）から第２制御量Ｘ２を時間経過とともにゼロにまで減らすことにより、その後に第１制御量Ｘ１のみで要求制御量Ｘを満たすことが可能である。

１－３．効果
上述のように、第２アクチュエータ２８は、第１アクチュエータ２６と比べて、応答性は高いがエネルギ消費が多い。以上説明した実施の形態１に係る車両１によれば、ロール制御及びピッチ制御のために必要とされる要求制御量Ｘが算出される。そして、算出された要求制御量Ｘが第１アクチュエータ２６と第２アクチュエータ２８とに分配して指令される。このように、要求制御量Ｘの実現のために応答性の異なる第１及び第２アクチュエータ２６、２８が組み合わせて用いられる。これにより、応答性と他の要件（アクティブアクチュエータ２８の例では、省エネルギ）とを両立しつつ、ロール制御及びピッチ制御を行えるようになる。このため、車両１の快適性が向上する。

より具体的には、実施の形態１に係る車両１によれば、指令処理において、第１アクチュエータ２６が出力可能な第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘに対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘが第１アクチュエータ２６に指令され、かつ、上記不足を補うための第２制御量Ｘ２が第２アクチュエータ２８に指令される。これにより、ロール制御及びピッチ制御のためのメインのアクチュエータとして第１アクチュエータ２６を利用しつつ、要求制御量Ｘを実現するための制御量を必要に応じて第２アクチュエータ２８を利用して補うことができる。特に、応答性の高い第２アクチュエータ２８をサブのアクチュエータとして利用することにより、要求制御量Ｘが過渡的に変化する時（増加又は減少する時）に、第１アクチュエータ２６の応答遅れを補うことができる。これにより、過渡時に、２つのアクチュエータ２６及び２８の合計の制御量を要求制御量Ｘに好適に近づけることができる。

また、実施の形態１に係る車両１によれば、第１制御量Ｘ１だけで要求制御量Ｘを満たせる場合には、要求制御量Ｘのすべてが第１制御量Ｘ１として第１アクチュエータ２６に指令され、かつ、第２アクチュエータ２８への要求制御量Ｘに関する指令は行われない。これにより、要求制御量Ｘを満足しつつ、エネルギ消費の大きな第２アクチュエータ２８の使用頻度を抑制できる。

付け加えると、２種類のアクチュエータ２６及び２８を使用することにより、アクチュエータ２６及び２８のそれぞれが出力可能な最大制御量を必要に応じて利用可能となる。その結果、アクチュエータ２６及び２８の一方のみの使用では満たせない大きさの要求制御量Ｘをロール制御及びピッチ制御において実現できるようになる。このため、車両１の快適性が向上する。

なお、上述した実施の形態１においては、本開示に係る「第２アクチュエータ」として、アクティブアクチュエータ（より詳細には、フルアクティブ用アクチュエータ）２８が用いられた。しかしながら、「第２アクチュエータ」として、アクティブアクチュエータ２８の代わりに、例えば、発生可能な制御力Ｆは制限されるが、アクティブスタビライザ装置のアクチュエータ又は次の実施の形態２で説明されるセミアクティブ用アクチュエータ４４が用いられてもよい。

２．実施の形態２
実施の形態２に係る車両５は、下記に説明される点において、実施の形態１に係る車両１と相違している。

２－１．車両の構成
図６は、実施の形態２に係る車両５が備えるサスペンション４０の構成の一例を概略的に示す図である。車両５は、サスペンション４０を備えている。サスペンション４０は、ショックアブソーバ２４に代えて減衰力可変ショックアブソーバ４２を備える点を除き、実施の形態１に係るサスペンション２０と相違している。

減衰力可変ショックアブソーバ４２は、ショックアブソーバ４２が発生させる減衰力を可変とするアクチュエータ４４を備えている。サスペンション４０は、アクチュエータ４４を備えることにより、セミアクティブサスペンションを構成している。この減衰力は、ばね上３とばね下４との間に作用するようにショックアブソーバ４２によって生成される制御力Ｆ３に相当する。より詳細には、アクチュエータ４４によって制御される制御力Ｆ３（減衰力）は、ショックアブソーバ４２の伸び又は縮みに対する抵抗力である。このため、減衰力を発生できる条件は、例えば要求制御量Ｘが増加又は減少している時のように、ストロークＳの速度（ストローク速度ＶＳ）が変化している時に制限される。このため、アクチュエータ４４によるアクティブ制御（セミアクティブ制御）は、第２アクチュエータ２８によるフルアクティブ制御と比べて限定的なものとなる。なお、アクチュエータ４４は、本開示に係る「第２アクチュエータ」及び「セミアクティブ用アクチュエータ」の一例に相当する。

２－２．車両の姿勢制御
上述のように、実施の形態２に係る車両５は、フルアクティブ用アクチュエータ２８とセミアクティブ用アクチュエータ４４という２つの第２アクチュエータ２８及び４４を備えている。応答性に関し、第２アクチュエータ２８と同様に、第２アクチュエータ４４は、第１アクチュエータ（空気ばね）２６と比べて高い。また、消費エネルギに関し、減衰力として制御力Ｆ３を発生させる第２アクチュエータ（セミアクティブ用アクチュエータ）４４は、第２アクチュエータ（フルアクティブ用アクチュエータ）２８と比べて少ない。

そこで、実施の形態２では、ＥＣＵ３０は、姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御）のために第１アクチュエータ２６及び第２アクチュエータ２８及び４４を次のように使用する。すなわち、指令処理において、ＥＣＵ３０は、第１アクチュエータ２６が出力可能な第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘに対する制御量の不足（以下、便宜上、「第１の不足」と称する）がある場合には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを第１アクチュエータ２６に指令し、かつ、第１の不足を補うための第２制御量Ｘ２１を一方の第２アクチュエータであるセミアクティブ用アクチュエータ４４に指令する。

また、実施の形態２では、指令処理において、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘとセミアクティブ用アクチュエータ４４が出力可能な第２制御量Ｘ２１の最大値である第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘとの組み合わせだけでは要求制御量Ｘに対する制御量の不足（以下、便宜上、「第２の不足」と称する）が残る場合には、ＥＣＵ３０は、第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘを一方の第２アクチュエータであるセミアクティブ用アクチュエータ４４に指令する。さらに、ＥＣＵ３０は、第２の不足を補うための他の第２制御量である第２制御量Ｘ２２を他方の第２アクチュエータであるフルアクティブ用アクチュエータ２８に指令する。

一方、第１制御量Ｘ１だけで要求制御量Ｘを満たせる場合には、ＥＣＵ３０は、要求制御量Ｘのすべてを第１制御量Ｘ１として第１アクチュエータ２６に指令し、かつ、第２アクチュエータ２８及び４４への要求制御量Ｘに関する指令は行わない。付け加えると、第１の不足がある場合において第１最大制御量Ｘ１ｍａｘと第２制御量Ｘ２１との組み合わせによって要求制御量Ｘを満たせる場合には、ＥＣＵ３０は、要求制御量Ｘのすべてを第１アクチュエータ２６及び第２アクチュエータ４４に分配して指令し、かつ、もう１つの第２アクチュエータ２８への要求制御量Ｘに関する指令は行わない。

図７は、実施の形態２に係る姿勢制御に関する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ステップＳ１１０及びＳ１１２の処理に代えて次のステップＳ２００～Ｓ２１０の処理が実行される点において、図３に示すフローチャートの処理と相違している。すなわち、図７では、ステップＳ１０４、Ｓ１０６、及びＳ２００～Ｓ２１０の処理が「指令処理」の一例に相当する。また、図８は、要求制御量Ｘ、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘ、第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘ、及び第２制御量Ｘ２２の関係を概略的に表したタイムチャートである。図８では、図５と同様に、旋回時の動作が例示されている。

＜ステップＳ２００＞
図７では、ステップＳ１０６の判定結果がＹｅｓの場合（つまり、「第１の不足」がある場合）、処理はステップＳ２００に進む。

ステップＳ２００では、第２アクチュエータ（セミアクティブ用アクチュエータ）４４で出力可能な第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘを算出する。より詳細には、ステップＳ１０４では、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）において出力可能な第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘを算出する。

上述のように、第２アクチュエータ４４によって制御されるショックアブソーバ４２の制御力Ｆ３（減衰力）は、ストローク速度ＶＳが変化している時に発生可能である。そして、この制御力Ｆ３（減衰力）の大きさは、ストローク速度ＶＳに応じて変化する。このため、制御力Ｆ３が最大となるように第２アクチュエータ４４を制御した状態における最大制御力Ｆ３ＭＡＸとストローク速度ＶＳとの関係は事前に把握できる。ＥＣＵ３０の記憶装置は、このような関係をマップとして記憶している。ＥＣＵ３０は、例えば、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）におけるストローク速度ＶＳに応じた最大制御力Ｆ３ＭＡＸをそのようなマップから算出し、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘとして用いる。付け加えると、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）におけるストローク速度ＶＳがゼロとなる場合には、第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘはゼロとして算出される。

なお、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）におけるストローク速度ＶＳは、例えば、ストロークセンサのセンサ値の時系列データを用いて推定できる。また、各サンプル時刻ｋにおける第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘの算出のために、例えば、最大制御力Ｆ３ＭＡＸを得るための第２アクチュエータ４４の応答特性が考慮されてもよい。

＜ステップＳ２０２＞
ステップＳ２００に続くステップＳ２０２において、ＥＣＵ３０は、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘと第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘとの組み合わせだけでは要求制御量Ｘに対する制御量の「第２の不足」が残るか否かを判定する。具体的には、この判定は、例えば、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘと第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘとの和を要求制御量Ｘから引いて得られる差分ΔＸ２（＝Ｘ－（Ｘ１ｍａｘ＋Ｘ２１ｍａｘ））が０でないか否かに基づいて行うことができる。

具体的には、図８は、要求制御量Ｘが時間の経過とともに増加している時に第２の不足が生じる一例を示している。図８に示される例では、差分ΔＸ２は正となり、第２の不足が生じている。なお、図８には表されていないが、第２の不足は、図５に例示されるように要求制御量Ｘが時間の経過とともに急減している時にも生じ得る。この時には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘが要求制御量Ｘよりも大きくなり、かつ、第２制御量Ｘ２１は、第１の不足を減らすために負の値（第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘ）となる。そして、差分ΔＸ２は負となる。

＜ステップＳ２０４及びＳ２０６＞
ステップＳ２０２の判定結果がＮｏである場合（すなわち、第１の不足は生じているが、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘと第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘとの組み合わせによって要求制御量Ｘを満たせるため、第２の不足は残らない場合）には、処理はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４及びＳ２０６の処理は、それぞれ、ステップＳ１１０及びＳ１１２の処理（図３参照）と類似している。すなわち、ステップＳ２０４では、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における第２アクチュエータ４４の第２制御量Ｘ２１を算出する。第２制御量Ｘ２１は、「第１不足」を補うために必要な値として算出される。すなわち、第２制御量Ｘ２１は、上述の差分ΔＸ１（正又は負の値）である。

ステップＳ２０４に続くステップＳ２０６では、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４にて算出した第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを第１制御量Ｘ１として第１アクチュエータ２６に指令するとともに、ステップＳ２０６にて算出した第２制御量Ｘ２１を第２アクチュエータ（セミアクティブ用アクチュエータ）４４に指令する。

＜ステップＳ２０８＞
一方、ステップＳ２０２の判定結果がＹｅｓである場合（すなわち、第２の不足が残る場合）には、処理はステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、ＥＣＵ３０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における第２アクチュエータ２８の第２制御量Ｘ２２を算出する。第２制御量Ｘ２２は、残された「第２不足」を補うために必要な値として算出される。すなわち、第２制御量Ｘ２２は、上述の差分ΔＸ２（正又は負の値）である。

＜ステップＳ２１０＞
ステップＳ２０８に続くステップＳ２１０では、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４にて算出した第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを第１制御量Ｘ１として第１アクチュエータ２６に指令し、ステップＳ２００にて算出した第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘを第２制御量Ｘ２１として第２アクチュエータ（セミアクティブ用アクチュエータ）４４に指令する。そして、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０８にて算出した第２制御量Ｘ２２を第２アクチュエータ（フルアクティブ用アクチュエータ）２８に指令する。

２－３．効果
以上説明したように、実施の形態２に係る車両５によれば、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘだけでは制御量の「第１の不足」がある場合には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘが第１アクチュエータ２６に指令され、かつ、第１の不足を補うための第２制御量Ｘ２１がセミアクティブ用アクチュエータ４４に指令される。このように、実施の形態２によれば、２つの第２アクチュエータ２８及び４４を備える車両５において、メインの第１アクチュエータ２６の応答性不足を補うために、フルアクティブ用アクチュエータ２８ではなく、セミアクティブ用アクチュエータ４４が積極的に用いられる。これにより、過渡時に、消費エネルギを低減しつつ第１アクチュエータ２６の応答性不足を補うことができる。このため、応答性と省エネルギとをより好適に両立できるようになる。

また、実施の形態２に係る車両５によれば、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘと第２最大制御量Ｘ２１ｍａｘとの組み合わせだけでは制御量の「第２の不足」が残る場合には、第２の不足を補うための第２制御量Ｘ２２がフルアクティブ用アクチュエータ２８に指令される。このような順序で２つの第２アクチュエータ２８及び４４が用いられることにより、消費エネルギを極力減らすように配慮しつつ、第２の不足を解消又は少なくとも減らすことができる。

３．他の実施の形態
上述した実施の形態１及び２においては、姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御）は、車両１又は５の４つの車輪１０（すなわち、全輪）を対象として行われた。しかしながら、姿勢制御の対象となる車輪（制御対象輪）は、必ずしも全輪に限られず、例えば、２つの前輪のみ、又は２つの後輪のみであってもよい。

また、上述した実施の形態１及び２とは異なり、本開示に係る「算出処理」及び「指令処理」が適用される姿勢制御は、ロール制御及びピッチ制御の何れか一方であってもよい。

また、第１アクチュエータ２６の第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの算出に関し、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの最大値を最大値Ｆ１ｍａｘ（図５参照）にまで高めると、次のような課題がある。すなわち、図５に例示されるように急なステアリングホイールの戻し動作を受けて要求制御量Ｘが急減すると、第２アクチュエータ２８は、第１アクチュエータ２６が発生させている制御力Ｆ１と逆向きの制御力Ｆ２を要求制御量Ｘの実現のために発生させることが求められる（同図中のハッチング領域）。このことは、エネルギ消費の観点において好ましくない。そこで、このように制御力Ｆ１と逆向きの制御力Ｆ２を発生させる事態を減らすために、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの最大値は、最大値Ｆ１ｍａｘよりも小さくなるように制限されてもよい。

付け加えると、走行性を重視した「第１走行モード（例えば、スポーツモード）」と、走行性よりも乗り心地を重視した「第２走行モード（例えば、コンフォートモード）」との間で車両走行モードを切り替え可能な車両がある。例えば運転者によるモード切替スイッチの操作によって第１モードが選択された場合には、第２走行モードが選択された場合と比べて、ステアリングホイールの操作が頻繁に行われたり、又は車両の加減速が頻繁に行われたりする可能性が高いと考えられる。そこで、制御力Ｆ１と逆向きの制御力Ｆ２を発生させる事態を減らすために、ＥＣＵ３０は、第１走行モードの選択時には、第１最大制御量Ｘ１ｍａｘの最大値を、第２走行モードの選択時と比べて小さく制限してもよい。

１、５ 車両
２ 車体
３ ばね上
４ ばね下
１０ 車輪
２０、４０ サスペンション
２２ サスペンションアーム
２４ ショックアブソーバ
２６ 空気ばね（第１アクチュエータ）
２８ アクティブアクチュエータ（第２アクチュエータ；フルアクティブ用アクチュエータ）
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３２ センサ類
４２ 減衰力可変ショックアブソーバ
４４ 減衰力可変ショックアブソーバのアクチュエータ（第２アクチュエータ；セミアクティブ用アクチュエータ）

Claims (2)

1. 制御対象輪のサスペンションストロークを制御する第１アクチュエータと、
   前記サスペンションストロークを制御し、前記第１アクチュエータと比べて高い応答性を有する１又は複数の第２アクチュエータと、
   電子制御ユニットと、
   を備える車両であって、
   前記電子制御ユニットは、
   前記車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のために必要とされる要求制御量を算出する算出処理と、
   前記要求制御量を、前記第１アクチュエータと前記１又は複数の第２アクチュエータとに分配して指令する指令処理と、
   を実行し、
   前記１又は複数の第２アクチュエータは、
   ショックアブソーバが発生させる減衰力を可変とし、セミアクティブサスペンションを構成するセミアクティブ用アクチュエータと、
   フルアクティブサスペンションを構成するフルアクティブ用アクチュエータと、
   を含み、
   前記指令処理において、前記電子制御ユニットは、
   前記第１アクチュエータが出力可能な第１制御量の最大値である第１最大制御量だけでは前記要求制御量に対する制御量の第１の不足がある場合には、前記第１最大制御量を前記第１アクチュエータに指令し、かつ、前記第１の不足を補うための第２制御量を前記セミアクティブ用アクチュエータに指令し、
   前記第１最大制御量と前記セミアクティブ用アクチュエータが出力可能な前記第２制御量の最大値である第２最大制御量との組み合わせだけでは前記要求制御量に対する制御量の第２の不足が残る場合には、前記第２最大制御量を前記セミアクティブ用アクチュエータに指令しつつ、前記第２の不足を補うための他の第２制御量を前記フルアクティブ用アクチュエータに指令する
   ことを特徴とする車両。
2. 前記指令処理において、前記電子制御ユニットは、前記第１アクチュエータの第１制御量だけで前記要求制御量を満たせる場合には、前記要求制御量のすべてを前記第１アクチュエータに指令し、かつ、前記１又は複数の第２アクチュエータへの前記要求制御量に関する指令は行わない
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両。

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