DE112010005840B4 - Fahrzeugregelungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1), mit:einem Federmechanismus (30A) der so ausgelegt ist, dass er ein gefedertes Element (10) mit einem ungefederten Element (20) eines Fahrzeugs verbindet, eine Federkraft (Fs) entsprechend einer Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element (10) und dem ungefederten Element (20) erzeugt und dazu geeignet ist, die Federkraft (Fs) veränderlich zu regeln;einem Dämpfungsmechanismus (30B), der so ausgelegt ist, dass er das gefederte Element (10) mit dem ungefederten Element (20) verbindet, eine Dämpfungskraft (Fd) zum Dämpfen einer Relativbewegung zwischen dem gefederten Element (10) und dem ungefederten Element (20) erzeugt und dazu geeignet ist, die Dämpfungskraft (Fd) veränderlich zu regeln, undeine ECU (60), wobeider Federmechanismus (30A) und der Dämpfungsmechanismus (30B) parallel geschaltet sind,der Federmechanismus (30A) und der Dämpfungsmechanismus (30B) auf der Grundlage einer ersten physikalischen Größe, die ein Maß für eine gefederte Schwingung des Fahrzeugs ist, und einer zweiten physikalischen Größe, die ein Maß für eine ungefederte Schwingung des Fahrzeugs ist, geregelt werden, unddie ECU (60) eine Regelungslogik zum Regeln des Federmechanismus (30A) und dem Dämpfungsmechanismus (30B) derart ausführt, dass, wenn eine niederfrequente Schwingung, die einer Resonanzfrequenz des gefederten Elements (10) entspricht, in dem Fahrzeug erzeugt wird, die ECU (60) einer Unterdrückung einer Schwingung des gefederten Elements (10) Vorrang einräumt und wenn eine hochfrequente Schwingung, die einer Resonanzfrequenz des ungefederten Elements (20) entspricht, in dem Fahrzeug erzeugt wird, die ECU (60) einer Unterdrückung einer Schwingung des ungefederten Elements (20) Vorrang einräumt,der Federmechanismus (30A) so gesteuert wird, dass die Federkraft (Fs) vergrößert wird, um so eine in dem Fahrzeug erzeugte niederfrequente Schwingung zu unterdrücken, undder Dämpfungsmechanismus (30B) so gesteuert wird, dass die Dämpfungskraft (Fd) vergrößert wird, um so eine in dem Fahrzeug erzeugte hochfrequente Schwingung zu unterdrücken,dadurch gekennzeichnet, dass:die Federkonstante (k) des Federmechanismus (30A) eine lineare Federkonstante (ko) und eine nichtlineare Federkonstante (kv) umfasst, wobei die nichtlineare Federkonstante (kv) eine veränderlich geregelte Federkonstante ist und die Federkraft (Fs) auf eine Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element (10) und dem umgefederten Element (20) nichtlinear ändert, so dass die durch den Federmechanismus (30A) erzeugte Federkraft (Fs) auf eine vorbestmmte Relativauslenkung vergrößert oder verkleinert werden kann, indem eine Federkraft entsprechend der nichtlinearen Federkonstanden (kv) zu einer Federkraft entsprechend der linearen Federkonstanten (ko) addiert werden kann, unddie Dämpfungskonstante (c) des Dämpfungsmechanismus (30B) eine lineare Dämpfungskonstante (co) und eine nichtlineare Dämpfungskonstante (cv) umfasst, wobei die nichtlineare Dämpfungskonstante (cv) eine veränderlich geregelte Dämpfungskonstante ist und die Dämpfungskraft (Fd) auf die Relativgeschwindigkeit zwischen dem gefederten Element (10) und dem ungefederten Element (20) nichtlinear ändert, so dass die durch den Dämpfungsmechanismus (30B) erzeugte Dämpfungskraft (Fd) auf eine vorbestimmte Relativgeschwindigkeit erhöht oder verringert werden kann, indem eine Dämpfungskraft entsprechend der nichtlinearen Dämpferkonstante (kv) zu einer Dämpfungskraft entsprechend der linearen Dämpferkonstante (co) addiert wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugregelungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Eine derartige Fahrzeugregelungsvorrichtung ist aus der DE 10 2008 006 187 A1 bekannt.
• Herkömmlich ist eine Technologie zur Durchführung einer Schwingungsdämp-fungsregelung eines Fahrzeugs vorgeschlagen worden. Die JP 2000-148 208 A offenbart eine Technologie zur Regelung einer Dämpfungskraft eines Dämpfers durch Berechnen einer Soll-Dämpfungskraft durch einen Zustandsbetrag, der aus einer Geschwindigkeit eines gefederten Elements, eines Betrags relativer Auslenkung des gefederten Elements zu einem ungefederten Element und dergleichen besteht.
• In einer Schwingungsdämpfungsregelung wird herkömmlich nicht ausreichend überprüft, gleichzeitig eine Schwingung eines gefederten Elements zu unterdrücken und eine Schwingung eines ungefederten Elements zu unterdrücken. Wenn zum Beispiel eine Dämpfungskraft einer Aufhängungsvorrichtung auf der Grundlage der Schwingung eines gefederten Elements geregelt wird, gibt es einen Fall, in dem eine Schwingung eines ungefederten Elements verstärkt ist.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugregelungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, gleichzeitig eine Schwingung eines gefederten Elements zu unterdrücken und eine Schwingung eines ungefederten Elements zu unterdrücken.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
• Die Fahrzeugregelung gemäß der vorliegenden Erfindung regelt einen Federmechanismus und einen Dämpfungsmechanismus auf der Grundlage der ersten physikalischen Größe bezüglich der gefederten Schwingung des Fahrzeugs und der zweiten physikalischen Größe bezüglich der ungefederten Schwingung des Fahrzeugs, wobei entweder der Federmechanismus oder der Dämpfungsmechanismus auf der Grundlage der Schwingungscharakteristik des gefederten Elements geregelt wird und das weitere von ihnen auf der Grundlage der Schwingungscharakteristik des ungefederten Elements geregelt wird. Somit wird gemäß der Fahrzeugregelung der vorliegenden Erfindung ein Effekt zur Unterdrückung einer Schwingung des gefederten Elements und einer Schwingung des ungefederten Elements gleichzeitig erreicht.
• 1 ist eine Ansicht, die ein Einradmodell eines Schwingungsdämpfungssystems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
• 2 ist eine Ansicht, die eine Gewichtungsfunktion einer gefederten Beschleunigung G auf der Grundlage eines Butterworth-Filters zeigt.
• 3 ist eine Ansicht, die eine Gewichtungsfunktion einer Vertikallastveränderung auf der Grundlage des Butterworth-Filters zeigt.
• 4 ist eine Ansicht, die eine Gewichtungsfunktion der gefederten Beschleunigung G nach der Faktoreinstellung zeigt.
• 5 ist eine Ansicht, die eine Gewichtsfunktion der Vertikallastvariation nach der Faktoreinstellung zeigt.
• 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Regelung zeigt, die durch eine Fahrzeugregelungsvorrichtung der Ausführungsform durchgeführt wird.
• 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Fluss der Regelung zeigt, die durch die Fahrzeugregelungsvorrichtung durchgeführt wird.
• 8 ist eine Ansicht, die eine gefederte Schwingung zeigt, wenn die Schwingungsdämpfungsregelung der Ausführungsform durchgeführt wird.
• 9 ist eine Ansicht, die einen Vertikallast-Änderungsbetrag zeigt, wenn die Schwingungsdämpfungsregelung der Ausführungsform durchgeführt wird.
• 10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Einradmodells des Schwingungsdämpfungsregelungssystems zeigt.
• 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der gefederten Schwingung zeigt, wenn eine Dämpfungskraft eines Dämpfungsmechanismus mit dem Ziel geregelt wird, die gefederte Schwingung zu verringern.
• 12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Vertikallaständerungsbetrags zeigt, wenn die Dämpfungskraft des Dämpfungsmechanismus mit dem Ziel geregelt wird, die gefederte Schwingung zu verringern.
• Eine Fahrzeugregelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf die Ausführungsform beschränkt ist. Ferner umfassen die Komponenten in der Ausführungsform Komponenten, die von einem Fachmann leicht erfasst werden können oder im Wesentlichen die gleichen Komponenten.
• Eine Ausführungsform ist nachfolgend mit Bezug auf 1 bis 12 erläutert. Die Ausführungsform betrifft eine Fahrzeugregelungsvorrichtung. 1 ist eine Ansicht, die ein Einradmodell eines Schwingungsdämpfungssystems gemäß der Ausführungsform zeigt.
• ⁅Eine Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform regelt einen Federmechanismus und einen Dämpfungsmechanismus auf der Grundlage der gefederten Schwingung bzw. der ungefederten Schwingung eines Fahrzeugs. Sollwerte einer Federkraft und einer Dämpfungskraft werden auf der Grundlage einer H∞-Regelungstheorie bestimmt. In der H∞-Regelungslogik wird eine Logik zur gleichzeitigen Regelung entworfen, die eine gefederte Charakteristik (Beschleunigung, Geschwindigkeit, Auslenkung) und einen ungefederten Vertikallast-Änderungsbetrag als Bewertungsausgaben verwendet. Ein Sollwert einer veränderlichen Federkraft wird durch eine Regelungslogik berechnet, die eine niederfrequente Antwort der gefederten Charakteristik berücksichtigt. Ferner wird ein Sollwert einer veränderlichen Dämpfungskraft durch eine Regelungslogik berechnet, die eine hochfrequente Antwort des ungefederten Vertikallast-Änderungsbetrags berücksichtigt. Bei dem Entwurf oder der Auslegung der Regelungslogik werden Filter, die einer niedrigen Frequenz und einer hohen Frequenz entsprechen, auf der Grundlage der gefederten Charakteristik und der Übertragungsfunktion der Vertikallastveränderung entworfen.
• Gemäß der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform kann gleichzeitig ein Fahrgefühl und eine Straßenhaftung (Fahrverhalten) verbessert werden, indem gleichzeitig eine Schwingung des gefederten Elements, die in Bezug zu einer Fahrgefühlleistung steht, und die Vertikallastveränderung, die in Bezug zu der Straßenhaftung betrifft, geregelt werden.
• Das in 1 dargestellte Einradmodell ist ein Bewegungsmodell eines Fahrzeugs, das sowohl den Federmechanismus als auch den Dämpfungsmechanismus umfasst. Wie es in 1 dargestellt ist, ist eine Aufhängungsvorrichtung 30 zwischen einem gefederten Element 10 und einem ungefederten Element 20 angeordnet. Das gefederte Element 10 ist ein Element, das durch die Aufhängungsvorrichtung 30 gestützt wird und einen Fahrzeugaufbau umfasst. Das ungefederte Element 20 ist ein Element, das näher als die Aufhängungsvorrichtung 30 auf einer Seite eines Rades 40 angeordnet ist und ein Achsschenkelgelenk, das mit dem Rad 40 gekoppelt ist, einen unteren Arm, der mit dem Achsschenkelgelenkt gekoppelt ist, und dergleichen umfasst.
• Die Aufhängungsvorrichtung 30 besitzt einen Federmechanismus 30A und einen Dämpfungsmechanismus 30B. Der Federmechanismus 30A und der Dämpfungsmechanismus 30B sind parallel angeordnet. Der Federmechanismus 30A verbindet das gefederte Element 10 mit dem ungefederten Element 20, erzeugt die Federkraft entsprechend einer Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 und übt die Federkraft auf das gefederte Element 10 und das ungefederte Element 20 aus. Ferner kann der Federmechanismus 30A eine Federkonstante k, das heißt die Federkraft veränderlich regeln. Die Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 ist eine Relativauslenkung in eine Richtung, in der sich das gefederte Element 10 in einer Hubrichtung der Aufhängungsvorrichtung 30 auf das ungefederte Element 20 zu oder von diesem weg bewegt.
• Die Federkonstante k des Federmechanismus 30A umfasst eine lineare Federkonstante ko und eine nichtlineare Federkonstante k_v . Die lineare Federkonstante ko ist eine Federkonstante, in der die Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 der Federkraft linear entspricht. Die nichtlineare Federkonstante k_v ist eine veränderlich geregelte Federkonstante und ändert die Federkraft auf eine Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 nichtlinear. Das heißt, eine durch den Federmechanismus 30A erzeugte Federkraft kann auf eine vorbestimmten Relativauslenkung vergrößert oder verkleinert werden, indem eine Federkraft entsprechend der nichtlinearen Federkonstante k_v zu einer Federkraft entsprechend der linearen Federkonstante ko addiert wird.
• Der Dämpfungsmechanismus 30B verbindet das gefederte Element 10 mit dem ungefederten Element 20 und erzeugt die Dämpfungskraft zum Dämpfen einer Relativbewegung zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20. Der Dämfpungsmechanismus 30B kann eine Dämpferkonstante c, das heißt die Dämpfungskraft, veränderlich regeln. Die Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 ist die Relativauslenkung in eine Richtung, in der sich in der Hubrichtung der Aufhängungsvorrichtung 30 das gefederte Element 10 auf das ungefederte Element 20 zu und von diesem weg bewegt. Der Dämpfungsmechanismus 30B dämpft die Relativbewegung, indem er bei der Relativbewegung die Dämpfungskraft entsprechend einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 erzeugt.
• Die Dämpferkonstante c des Dämpfungsmechanismus 30B umfasst eine lineare Dämpferkonstante co und eine nichtlineare Dämpferkonstante c_v . Die lineare Dämpferkonstante co ist eine Dämpferkonstante, bei der die Relativgeschwindigkeit zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 linear der Dämpfungskraft folgt. Die nichtlineare Dämpferkonstante c_v ist eine veränderlich geregelte Dämpferkonstante und ändert die Dämpfungskraft auf die Relativgeschwindigkeit zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 nichtlinear. Das heißt, die durch den Dämpfungsmechanismus 30B erzeugte Dämpfungskraft kann auf eine vorbestimmte Relativgeschwindigkeit erhöht oder verringert werden, indem eine Dämpfungskraft entsprechend der nichtlinearen Dämpferkonstante k_v zu einer Dämpfungskraft entsprechend der linearen Dämpferkonstante co addiert wird.
• Als der Federmechanismus 30A wird zum Beispiel ein Luftfedermechanismus verwendet, der dazu geeignet ist, eine Federkonstante veränderlich zu regeln. Der Luftfedermechanismus umfasst eine Luftkammer, die zum Beispiel zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 angeordnet ist, und die Luftkammer wirkt als Feder. Die Luftkammer wird von einem Kompressor über eine Luftleitung mit Druckluft versorgt. Als ein Mittel zur veränderlichen Regelung der Federkonstanten kann zum Beispiel ein Aktor verwendet werden, der einen Strömungswegbereich der Luftleitung, die die Luftkammer des Luftfedermechanismus mit einem Kompressor verbindet, veränderlich regelt. Es ist zu beachten, dass der Federmechanismus 30A nicht auf den oben beschriebenen Mechanismus beschränkt ist, sondern andere Federmechanismen verwendet werden können, die dazu geeignet sind, die Federkonstante veränderlich zu regeln.
• Als der Dämpfungsmechanismus 30B wird zum Beispiel ein Stoßdämpfungsmechanismus verwendet, der dazu geeignet ist, eine Dämpferkonstante veränderlich zu regeln. Der Stoßdämpfungsmechanismus umfasst zum Beispiel einen Zylinder, der entweder mit dem gefederten Element 10 oder dem ungefederten Element 20 verbunden ist und in dem ein Arbeitsfluid eingeschlossen ist, und eine Kolbenstange, die mit dem weiteren von dem gefederten Element 10 oder dem ungefederten Element 20 verbunden ist, weist einen Kolbenabschnitt auf und führt in dem Zylinder eine Hin- und Herbewegung durch. Als ein Mittel zur veränderlichen Regelung der Dämpferkonstante kann zum Beispiel ein Aktor verwendet werden, der einen Strömungswegbereich eines Ölwegs zur Verbindung einer oberen Kolbenkammer mit einer unteren Kolbenkammer durch Drehen eines Drehventils des Kolbenabschnitts verändert. Es ist zu beachten, dass der Dämpfungsmechanismus 30B nicht auf den oben beschriebenen Mechanismus beschränkt ist, sondern andere Dämpfungsmechanismen verwendet werden können, die dazu geeignet sind, die Dämpferkonstante veränderlich zu regeln. In der Aufhängungsvorrichtung 30 der Ausführungsform ist eine Regelungsansprechempfindlichkeit der Dämpferkonstanten in dem Dämpfungsmechanismus 30B höher als eine Regelungsansprechempfindlichkeit der Federkonstanten in dem Federmechanismus 30A.
• In 1 ist Fo eine Erzeugungskraft (Erzeugungskraft ohne Regelung) der Aufhängungsvorrichtung 30, die der linearen Federkonstanten ko und der linearen Dämpferkonstanten co entspricht. Die Erzeugungskraft ohne Regelung Fo ist zum Beispiel als eine Zwischenkonstante in einem Regelungsbereich der Federkraft und der Dämpfungskraft eingestellt. Ferner ist F_v eine Erzeugungskraft (Erzeugungskraft mit Regelung) der Aufhängungsvorrichtung 30, die der nichtlinearen Federkonstanten k_v und der nichtlinearen Dämpferkonstanten c_v entspricht. Die Erzeugungskraft mit Regelung F_v ist eine Erzeugungskraft durch eine Auslegung mit einer veränderlichen Konstanten.
• Das Fahrzeug umfasst eine ECU 60, einen gefederten G-Sensor 61 und einen ungefederten G-Sensor 62. Die ECU 60 ist zum Beispiel eine elektronische Steuerungs- oder Regelungseinheit (im Folgenden kurz „Regelungseinheit) mit einem Computer. Die ECU 60 kann als eine Regelungseinheit zur Regelung des Fahrzeugs fungieren. Der gefederte G-Sensor 61 ist an dem gefederten Teil 10 angeordnet. Der gefederte G-Sensor 61 kann eine Beschleunigung in einer vertikalen Richtung des gefederten Elements 10 erfassen. Der ungefederte G-Sensor 62 ist an dem ungefederten Teil 20 angeordnet. Der ungefederte G-Sensor 62 kann eine Beschleunigung in einer Auf-Ab-Richtung des ungefederten Elements 20 erfassen. Der gefederte G-Sensor 61 und der ungefederte G-Sensor 62 sind mit der ECU 60 verbunden, und ein Signal, das Erfassungsergebnisse des gefederten G-Sensors 61 und des ungefederten G-Sensors 62 zeigt, werden zu der ECU 60 ausgegeben.
• Die ECU 60 ist mit einem Aktor des Federmechanismus 30A verbunden und kann den Aktor des Federmechanismus 30A regeln. Ferner ist die ECU 60 mit einem Aktor des Dämpfungsmechanismus 30B verbunden und kann den Aktor des Dämpfungsmechanismus 30B regeln. Die Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform umfasst den Federmechanismus 30A, den Dämpfungsmechanismus 30B und die ECU 60.
• Eine Bewegungsgleichung des in 1 dargestellten Einradmodells ist durch Ausdruck (1) und Ausdruck (2), die nachfolgend beschrieben sind, gegeben. $${\text{m}}_{\text{b}}{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\text{'}={\text{k}}_0\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)+{\text{c}}_0\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)+{\text{k}}_{\text{v}}\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)+{\text{c}}_{\text{v}}\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)$$

  

  $${\text{m}}_{\text{w}}{\text{x}}_{\text{w}}\text{'}\text{'}=-{\text{k}}_0\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)-{\text{c}}_0\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)-{\text{k}}_{\text{v}}\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)-{\text{c}}_{\text{v}}\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)+{\text{k}}_{\text{t}}\left({\text{x}}_{\text{r}}-{\text{x}}_{\text{w}}\right)$$

  

  wobei x_r, x_w und x_b eine Auslenkung einer Straßenoberfläche 50, eine Auslenkung des ungefederten Elements 20 bzw. eine Auslenkung des gefederten Elements bedeuten. Hier ist die Auslenkung eine Auslenkung in einer Fahrzeug-Auf-Ab-Richtung bezüglich jeweiligen Referenzpositionen und kann als eine Auslenkung zum Beispiel in einer vertikalen Richtung eingestellt werden. Es ist zu beachten, dass ein Bewegungsbetrag der Aufhängungsvorrichtung 30 in einer Achsrichtung als die Auslenkung verwendet werden kann. In der nachfolgenden Erläuterung ist die Auslenkung x_r der Straßenoberfläche 50 einfach als „Straßenoberflächenauslenkung x_r‟, die Auslenkung x_b des gefederten Elements 10 einfach als „gefederte Auslenkung x_b‟ und die Auslenkung x_w des ungefederten Elements 20 einfach als „ungefederte Auslenkung x_w‟ bezeichnet. m_b bedeutet eine Masse des gefederten Elements 10 (nachfolgend einfach als „gefederte Masse m_b‟ bezeichnet) und m_w bedeutet eine Masse des ungefederten Elements 20 (nachfolgend einfach als „ungefederte Masse 20‟ bezeichnet). kt bedeutet eine Steifigkeit (Federkonstante) des Rads 40. Ferner bedeutet das Symbol " ' " in Ausdrücken und dergleichen die erste Ableitung und das Symbol ‟ ‟ ‟ die zweite Ableitung.
• Ferner ist, wenn das Einradmodell durch eine Zustandsraumdarstellung gezeigt ist, das Einradmodell durch Ausdruck (3) und Ausdruck (4), die nachfolgend aufgeführt sind, gezeigt. $${\text{x}}_{\text{p}}\text{'}={\text{A}}_{\text{p}}{\text{x}}_{\text{p}}+{\text{B}}_{\text{p}1}{\text{w}}_1+{\text{B}}_{\text{p}2}\text{u}$$

  

  $${\text{z}}_{\text{p}}={\text{C}}_{\text{p1}}+{\text{D}}_{\text{p}11}{\text{w}}_1+{\text{D}}_{\text{p1}2}\text{u}$$

  

  wobei A_p durch[Ausdruck 1] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, B_p1 durch [Ausdruck 2] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, B_p2 durch [Ausdruck 3] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, x_p durch [Ausdruck 4] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, c_p1 durch [Ausdruck 5] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, D_p11 durch [Ausdruck 6] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, D_p12 durch [Ausdruck 7] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, eine Regelungseingabe u durch [Ausdruck 8] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, und eine Bewertungsausgabe durch [Ausdruck 9] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist. Ferner gilt für eine Störungseingabe w₁ = x_r' (eine Auslenkungsgeschwindigkeit der Straßenoberfläche 50). Es ist zu beachten, dass eine erste Reihe einer Matrix von [Ausdruck 9], die nachfolgend genannt ist, die gefederte Beschleunigung G ist, und eine zweite Reihe der Betrag der Vertikallast-Änderungsbetrag ist. Die gefederte Beschleunigung G ist eine Beschleunigung in der Auf-Ab-Richtung des gefederten Elements 10. Der Vertikallast-Änderungsbetrag ist ein Änderungsbetrag gegenüber einer vorbestimmten Vertikallast in einem vorbestimmten Zustand einer Vertikallast des Rads 40. Eine Vertikallast, wenn das Fahrzeug zum Beispiel auf einer flachen Straßenoberfläche stoppt, kann als der vorbestimmte Zustand verwendet werden. Der Vertiakallast-Änderungsbetrag zeigt eine ungefederte Straßenhaftung.
• Wenn eine Regelungssystem so ausgelegt ist, dass es einen ungefederten Vertikallast-Änderungsbetrag als eine Bewertungsausgabe verwendet, ist es schwierig, den Vertikallast-Änderungsbetrag durch ein reales Fahrzeug zu messen. Obwohl es erwogen wird, eine direkte Messung unter Verwendung eines Vertikallastsensors als ein Mittel zum Messen des Vertikallast-Änderungsbetrags durchzuführen, tritt dadurch ein Problem auf, dass sich die Kosten erhöhen. In der Ausführungsform wird, wie es nachfolgend beschrieben ist, der Vertikallast-Änderungsbetrag auf der Grundlage einer Beschleunigung des gefederten Elements (nachfolgend als die „gefederte Beschleunigung G“ bezeichnet) und einer Beschleunigung des ungefederten Elements (nachfolgend als „ungefederte Beschleunigung G“ bezeichnet). Durch dieses Vorgehen kann der Vertikallast-Änderungsbetrag gewonnen und gleichzeitig ein Anstieg der Kosten vermieden werden, wodurch eine Regelungsgenauigkeit verbessert werden kann. Der Vertikallast-Änderungsbetrag Ft kann durch Ausdruck (5) ausgedrückt werden, die nachfolgend genannt und aus dem Ausdruck (1) und dem Ausdruck (2) abgeleitet ist. $${\text{F}}_{\text{t}}={\text{k}}_{\text{t}}\left({\text{x}}_{\text{r}}-{\text{x}}_{\text{w}}\right)={\text{m}}_{\text{b}}{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\text{'}+{\text{m}}_{\text{w}}{\text{x}}_{\text{w}}"$$

  
• Das heißt, ein theoretischer Wert des Vertikallast-Änderungsbetrags Ft kann auf der Grundlage einer bekannten gefederten Masse m_b und einer bekannten ungefederten Masse m_w , der gefederten Beschleunigung x_b'' und der ungefederten Beschleunigung x_w'' berechnet werden. Durch dieses Vorgehen kann der Vertikallast-Änderungsbetrag Ft indirekt und exakt berechnet werden, ohne das Mittel der direkten Messung wie etwa den Vertikallastsensor und dergleichen zu verwenden. Es ist zu beachten, dass, wenn der ungefederte Sensor 62 nicht verwendet wird, es auch möglich ist, den Vertikallast-Änderungsbetrag Ft indirekt auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung x_b'' und einer Hubauslenkung der Aufhängungsvorrichtung 30 zu berechnen. $$A_p=\left(\begin{array}{cccc}0& 0& -1& 0\\ 0& 0& 1& -1\\ \frac{k_t}{m_w}& -\frac{k_0}{m_w}& -\frac{c_0}{m_w}& \frac{c_0}{m_w}\\ 0& \frac{k_0}{m_b}& \frac{c_0}{m_b}& -\frac{c_0}{m_b}\end{array}\right)$$

  

  $$B_{p1}=\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right)$$

  

  $$B_{p2}=\left(\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& 0\\ -\frac{x_w\text{'}-x_b\text{'}}{m_w}& -\frac{x_w-x_b}{m_w}\\ \frac{x_w\text{'}-x_b\text{'}}{m_b}& \frac{x_w-x_b}{m_b}\end{array}\right)$$

  

  $$x_p=\left(\begin{array}{c}{x}_r-x_w\\ x_w-x_b\\ x_w\text{'}\\ x_b\text{'}\end{array}\right)$$

  

  $$C_{p1}=\left[\begin{array}{cccc}0& \frac{k_0}{m_b}& \frac{c_0}{m_b}& -\frac{c_0}{m_b}\\ {\text{k}}_{\text{t}}& 0& 0& 0\end{array}\right]$$

  

  $$D_{p11}=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\end{array}\right]$$

  

  $$D_{p12}=\left[\begin{array}{cc}\frac{x_w\text{'}-x_b\text{'}}{m_b}& \frac{x_w-x_b}{m_b}\\ 0& 0\end{array}\right]$$

  

  $$u=\left(\begin{array}{c}{c}_v\\ k_v\end{array}\right)$$

  

  $$z_p=\left(\begin{array}{c}{x}_b\text{'}\text{'}\\ m_b{x}_b\text{'}\text{'}+m_w{x}_w\text{'}\text{'}\end{array}\right)$$

  
• Es wird angenommen, dass die Zustandsraumdarstellung einer auf die Bewertungsausgabe z_P angewendete Frequenzgewichtung W_s(s) durch Ausdruck (6) und Ausdruck (7) gezeigt ist. $${\text{x}}_{\text{wt}}\text{'}={\text{A}}_{\text{w}}{\text{x}}_{\text{wt}}+{\text{B}}_{\text{w}}{\text{z}}_{\text{p}}$$

  

  $${\text{z}}_{\text{w}}={\text{C}}_{\text{w}}{\text{x}}_{\text{wt}}+{\text{D}}_{\text{w}}{\text{z}}_{\text{p}}$$

  

  wobei x_wt einen Zustandsbetrag der Frequenzgewichtung W_s(s) und z_w eine Ausgabe der Frequenzgewichtung W_s(s) bedeutet. Ferner sind A_w, B_w, C_w und D_w konstante, durch eine jeweilige Regelungsspezifierung gewonnene Matrizen. Wie es durch Ausdruck (6) und Ausdruck (7) gezeigt ist, sind die gefederte Beschleunigung x_b'' bzw. der Vertikallast-Änderungsbetrag Ft entsprechend der Frequenz gewichtet. In der Ausführungsform sind der Federmechanismus 30A und der Dämpfungsmechanismus 30B entsprechend der Frequenz auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung x_b'' bzw. des Vertikallast-Änderungsbetrags Ft gewichtet, um so den Federmechanismus 30A und den Dämpfungsmechanismus 30B zu regeln.
• Ferner ist eine Zustandsraumdarstellung einer allgemeinen Vorrichtung in einem nichtlinearen Hoo-Zustandsregelungssystem durch den Ausdruck (8) und den Ausdruck (9), die nachfolgend genannt sind, gezeigt. $$\text{x}\text{'}=\text{Ax}+{\text{B}}_1\text{w}+{\text{B}}_2\text{u}$$

  

  $$\text{z}=\text{Cx}+{\text{D}}_1\text{w}+{\text{D}}_2\text{u}$$

  

  wobei x durch [Ausdruck 10] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, z durch [Ausdruck 11] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, A durch [Ausdruck 12] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, B₁ durch [Ausdruck 13] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, B₂ durch [Ausdruck 14] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, C durch [Ausdruck 15] gegeben ist, die nachfolgend gegeben ist, D₁ durch [Ausdruck 16] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist, und D₂ durch [Ausdruck 17] gegeben ist, die nachfolgend genannt ist. $$x=\left[\begin{array}{c}{x}_p\\ x_{wt}\end{array}\right]$$

  

  $$z=\left[z_w\right]$$

  

  $$A=\left[\begin{array}{cc}{A}_p& 0\\ B_w{C}_p& A_w\end{array}\right]$$

  

  $$B_1=\left[\begin{array}{c}{B}_{p1}\\ B_w{D}_{p11}\end{array}\right]$$

  

  $$B_2=\left[\begin{array}{c}{B}_{p2}\\ B_w{D}_{p12}\end{array}\right]$$

  

  $$C=\left[\begin{array}{cc}{C}_w{C}_1& C_w\end{array}\right]$$

  

  $$D_1=\left[D_w{D}_{p11}\right]$$

  

  $$D_2=\left[D_w{D}_{p12}\right]$$

  
• Hieraus kann eine positiv-definite, symmetrische Lösung P bestimmt werden, indem eine in [Ausdruck 18], die nachfolgend beschrieben ist, gezeigte Riccati-Gleichung gelöst wird. Eine Lösung der Riccati-Gleichung kann mit Hilfe eines Computers bestimmt werden, auf dem eine bekannte Software zur numerischen Berechnung wie etwa MATLAB (eingetragene Marke) und dergleichen installiert ist. $$PA+A^{T}P+\frac{1}{{\gamma }^2}P{B}_1{B}_1^{T}P+C^{T}C+e=0$$

  

  wobei γ eine positive Zahl (zum Beispiel 1) und e eine infinitesimale positive Zahl (zum Beispiel 10^-6 I) ist. Es ist zu beachten, das I eine Einheitsmatrix bedeutet.
• Die Regelungseingabe u kann aus der so gewonnenen positiv-definiten, symmetrischen Lösung P durch [Ausdruck 19], der nachfolgend genannt ist, gewonnen werden. $$u=\left(\begin{array}{c}{c}_v\\ k_v\end{array}\right)=-B_2^{T}Px$$

  
• Hier ist nachfolgend ein Beispiel zur Erzeugung einer Frequenzgewichtungsfunktion erläutert. In der Zustandsraumdarstellung des Ausdrucks (6) und des Ausdruck (7), die oben genannt sind, ist eine Matrix A_w durch [Ausdruck 20] gegeben, der nachfolgend genannt ist, B_w durch [Ausdruck 21] gegeben, der nachfolgend genannt ist, C_w durch [Ausdruck 22] gegeben, der nachfolgend genannt ist, und D_w durch [Ausdruck 23] gegeben, der nachfolgend genannt ist. Es ist zu beachten, das eine Matrix W in [Ausdruck 21] und [Ausdruck 22], die oben genannt sind, durch [Ausdruck 24] gegeben ist, der nachfolgend genannt ist. Hierin ist W_b eine Gewichtungszunahme einer Vertikallastveränderungsregelung. $$A_w=\left[\begin{array}{cc}{a}_1& \\ & a_2\end{array}\right]$$

  

  $$B_w=\left[\begin{array}{cc}{b}_1& \\ & b_2\end{array}\right]$$

  

  $$C_w=\left[\begin{array}{cc}{c}_1& \\ & c_2\end{array}\right]W$$

  

  $$D_w=\left[\begin{array}{cc}{d}_1& \\ & d_2\end{array}\right]W$$

  

  $$W=\left[\begin{array}{cc}{W}_b& \\ & W_s\end{array}\right]$$

  
• Elemente von [Ausdruck 20], [Ausdruck 21], [Ausdruck 22] und [Ausdruck 23], die oben genannt sind, sind auf der Grundlage eines Filters wie etwa eines Bandpassfilters ausgelegt. 2 ist eine Ansicht, die eine Gewichtungsfunktion zeigt, mit der die gefederte Beschleunigung G auf der Grundlage eines Butterworth-Filters gewichtet ist, und 3 ist eine Ansicht, die eine Gewichtungsfunktion zeigt, mit der die Vertikallastveränderung auf der Grundlage des Butterworth-Filters gewichtet ist. In 2 und 3 zeigt eine horizontale Achse eine Frequenz und eine vertikale Achse zeigt eine Verstärkung. Die jeweiligen Elemente können durch Ausdruck (10) und Ausdruck (11), die nachfolgend genannt sind, zum Beispiel durch eine Butterworth-Filterfunktion {butter ()} von MATLAB beschrieben werden. $$\left[\text{a}1\text{ b}\mathrm{1,}\text{ c}1\text{ d}1\right]=\text{butter}\left(\text{n},\left[\text{Wn}\_\text{low}\mathrm{1,}\text{ Wn}\_\text{high}1\right]\right)$$

  

  $$\left[\text{a2 b2},\text{ c2 d2}\right]=\text{butter}\left(\text{n},\left[\text{Wn}\_\text{low2},\text{ Wn}\_\text{high2}\right]\right)$$

  

  wobei n eine Ordnung(zum Beispiel 1) eines Filters ist und Wn_low1, Wn_low2, Wn_high1 und Wn_high2 sind eine Grenzfrequenz des Filters sind. Wn_low1 und Wn_high1 sind Grenzfrequenzen auf einer Niedrigfrequenzseite bzw. einer Hochfrequenzseite in einem Bandpassfilter gemäß der Regelung der gefederten Schwingung. Ferner sind Wn_low2 und Wn_high2 Grenzfrequenzen auf einer Niedrigfrequenzseite bzw. einer Hochfrequenzseite in einem Bandpassfilter gemäß einer Vertikallastveränderungsregelung.
• Eine Grenzfrequenz eines Bandpassfilters gemäß der Regelung der gefederten Schwingung wird auf der Grundlage der Schwingungscharakteristik des gefederten Elements 10, zum Beispiel auf der Grundlage der Resonanzfrequenz des gefederten Elements 10 bestimmt. Die Grenzfrequenz der Regelung der gefederten Schwingung wird so bestimmt, dass zum Beispiel die gefederte Schwingung der Resonanzfrequenz des gefederten Elements 10 eine große Gewichtung erhält. Wie es zum Beispiel in 2 dargestellt ist, ist die auf die gefederte Beschleunigung G angewendete Gewichtungsfunktion bei 1 Hz maximal, und eine Gewichtung wird mit zunehmender Frequenz auf einer Seite, wo die Frequenz höher als 1 Hz wird, verringert. Ferner wird auf einer Seite, wo die Frequenz niedriger als 1 Hz ist, obwohl die Gewichtung mit abnehmender Frequenz verringert wird, näherungsweise konstant in einem Bereich, in dem die Frequenz gleich groß wie oder kleiner als eine vorbestimmte Frequenz ist.
• Ferner wird eine Grenzfrequenz eines Bandpassfilters entsprechend der Vertikallastveränderungsregelung auf der Grundlage der Schwingungscharakteristik des ungefederten Elements 20, zum Beispiel auf der Grundlage der Resonanzfrequenz des ungefederten Elements 20, bestimmt. Eine Grenzfrequenz der Vertikallastveränderungsregelung wird so bestimmt, dass zum Beispiel der Vertikallastveränderung der Resonanzfrequenz des ungefederten Elements 20 eine große Gewichtung erfährt. Wie es zum Beispiel in 3 dargestellt ist, ist die auf die Vertikallastveränderung angewendete Gewichtungsfunktion bei 10 Hz maximal, und eine Gewichtung wird mit zunehmender Frequenz auf der Seite, wo die Frequenz höher als 10 Hz wird, verringert. Ferner wird die Gewichtung mit abnehmender Frequenz auf der Seite, wo die Frequenz niedriger als 10 Hz wird, verringert.
• Die in 2 und 3 dargestellte Gewichtungsfunktionen haben jeweils einen Maximalwert bei 1, und die in 4 und 5 dargestellten Regelungsgewichtungsfunktionen sind durch Multiplikation der Gewichtungsfunktionen mit Gewichtungsfaktoren W_b , W_s erzeugt. 4 ist eine Ansicht, die nach der Verstärkungseinstellung eine Gewichtungsfunktion auf die gefederte Beschleunigung anwendet, und eine durch Multiplikation der in 2 dargestellten Gewichtungsfunktion mit dem Gewichtungsfaktor W_b der Regelung der gefederten Schwingung gewonnen. 5 ist eine Ansicht, die eine auf die Vertikallastveränderung angewendete Gewichtungsfunktion nach der Faktoreinstellung und eine durch Multiplikation der in 3 dargestellten Gewichtungsfunktion mit dem Gewichtungsfaktor W_s der Vertikallastregelung gewonnene Gewichtungsfunktion darstellt. Der Gewichtungsfaktor W_b der Regelung der gefederten Schwingung ist zum Beispiel auf 0,3 eingestellt, und der Gewichtungsfaktor W_s der Vertikallastveränderungsregelung ist zum Beispiel auf 0,2 eingestellt.
• Wie es oben beschrieben ist, wird der gefederten Schwingung eine große Gewichtung verliehen, was die Schwingung mit einer relativ niedrigen Frequenz betrifft, und der Vertikallastveränderung wird eine große Gewichtung verliehen, was die Schwingung mit einer relativ hohen Frequenz betrifft, entsprechend der Schwingungscharakteristik des gefederten Elements 10 und der Schwingungscharakteristik des ungefederten Elements 20. Durch dieses Vorgehen werden, wenn eine niederfrequente Schwingung, zum Beispiel eine Schwingung, die der Resonanzfrequenz des gefederten Elements 10 entspricht, in dem Fahrzeug erzeugt wird, der Federmechanismus 30A und der Dämpfungsmechanismus 30B so geregelt, dass einer Unterdrückung der gefederten Schwingung Vorrang eingeräumt wird. In der Ausführungsform wird die veränderliche Federkraft auf der Grundlage der Regelungslogik geregelt, wobei eine niederfrequente Antwort der gefederten Schwingungscharakteristik berücksichtigt wird. In einem niederfrequenten Bereich, der die Resonanzfrequenz des gefederten Elements 10 enthält, wird die Federkonstante des Federmechanismus 30A geregelt, um dadurch eine niederfrequente Antwort des gefederten Elements 10 zu unterdrücken. Zum Beispiel wird die niederfrequente Schwingung dadurch gedämpft, dass die Federkraft erhöht wird. Durch dieses Vorgehen wird das Fahrgefühl verbessert.
• Ferner werden, wenn die hochfrequente Schwingung, zum Beispiel eine Schwingung, die der Resonanzfrequenz des ungefederten Elements 20 entspricht, in dem Fahrzeug erzeugt wird, der Federmechanismus 30A und der Dämpfungsmechanismus 30B so geregelt, dass eine Unterdrückung der Vertikallastveränderung Vorrang eingeräumt wird. In der Ausführungsform wird die veränderliche Dämpfungskraft auf der Grundlage der Regelungslogik berechnet, wobei die hochfrequente Antwort des ungefederten Vertikallast-Änderungsbetrags berücksichtigt wird. In einem hochfrequenten Bereich, der die Resonanzfrequenz des ungefederten Elements 20 enthält, wird die Dämpferkonstante des Dämpfungsmechanismus 30B so geregelt, dass eine hochfrequente Antwort des Vertikallast-Änderungsbetrags durch gedämpft wird. Zum Beispiel wird eine hochfrequente Vertikallastveränderung durch Erhöhen der Dämpfungskraft gedämpft. Durch dieses Vorgehen kann die Straßenhaftung verbessert werden. Wie es oben beschrieben ist, werden in der Schwingungsdämpfungsregelung der Ausführungsform der Federmechanismus 30A und der Dämpfungsmechanismus 30B auf der Grundlage der Frequenz der gefederten Schwingung und der Frequenz der ungefederten Schwingung geregelt.
• Gemäß der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform können eine Verbesserung des Fahrgefühls und eine Verbesserung der Straßenhaftung gleichzeitig erreicht werden. Herkömmlich kann, um die gefederte Schwingung zu unterdrücken, obwohl eine Dämpfungskraft eines Dämpfungsmechanismus geregelt werden kann, wenn in diesem Fall ein Sollwert zur Verringerung der ungefederten Schwingung eingestellt wird, die ungefederte Vertikallastveränderung groß werden. Dies liegt daran, dass eine gefederte Isolierungskraft als eine Aufhängungserzeugungskraft gleichzeitig als eine Kraft zur Anregung einer ungefederten Schwingung wirkt. Das heißt, da eine Isolation der gefederten Schwingung und eine ungefederte Schwingung koexistieren, wird es schwierig, die Vertikallastveränderung zu unterdrücken. Als Folge davon kann eine Verschlechterung der Straßenhaftung auf einer guten Straße gefühlt werden, und ein Holpern kann auf einer schlechten Straße gefühlt werden.
• Die Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform kann eine Unterdrückungskraft auf die gefederte Schwingung hauptsächliche auf den Federmechanismus 30A und eine Unterdrückungskraft auf die ungefederte Vertikallastveränderung hauptsächlich auf den Dämpfungsmechanismus 30B ausüben. Durch dieses Vorgehen können die gefederte Schwingung und die Vertikallastveränderung gleichzeitig unterdrückt werden. Selbst wenn zum Beispiel das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche fährt, von der eine Straßenoberflächenauslenkung, die eine Schwingung einer gefederten Resonanz und eine Schwingung einer ungefederten Resonanz gleichzeitig erzeugt, als eine Straßenoberflächenauslenkungsgeschwindigkeit als eine Störungseingabe eingegeben wird, werden die gefederte Schwingung und die Vertikallastveränderung gleichzeitig unterdrückt. Entsprechend der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform können die Verbesserung des Fahrgefühls und die Verbesserung der Straßenhaftung gleichzeitig erreicht werden auf der schlechten Straße, wo es wahrscheinlich ist, dass die gefederte Schwingung und die Vertikallastveränderung erzeugt werden.
• Es ist zu beachten, dass, obwohl die Parameterwerte wie etwa die Grenzfrequenz des Filters und die Gewichtungsfaktoren W_b , W_s zuvor auf der Grundlage der Schwingungscharakteristik des Fahrzeugs und dergleichen bestimmt werden, so dass die Verbesserung des Fahrgefühls und die Verbesserung der Straßenhaftung gleichzeitig maximal sind, können die Parameterwerte entsprechend einer Fahrumgebung und dergleichen veränderlich gemacht werden. Zum Beispiel in einer Fahrumgebung, in der die Verbesserung der Straßenhaftung erwünscht ist, zum Beispiel in einer Fahrumgebung, in der eine Straßenoberfläche ⊐ bei Regen, wenn die Straßenoberfläche gefriert und dergleichen, verringert ist, ist es vorteilhaft, die Schwingungsdämpfungsregelung durchzuführen und dabei der Straßenhaftung eine größere Bedeutung zu geben. Ferner können die Parameterwerte in Abhängigkeit von einer Fahrabsicht des Fahrers verschieden sein. Wenn zum Beispiel ein Fahrer beabsichtigt, eine sportliche Fahrt durchzuführen, kann ein Parameterwert, der der Verbesserung der Bodenhaftung Vorrang einräumt, verwendet werden. Ferner kann zum Zeitpunkt einer Beschleunigung oder Verzögerung ein Parameterwert verwendet werden, der von dem zum Zeitpunkt einer gleichmäßigen Fahrt verschieden ist, zum Beispiel ein Parameterwert, der der Verbesserung der Bodenhaftung Vorrang einräumt.
• Die Parameterwerte können entsprechend einem Fahrzustand und dergleichen veränderlich gemacht werden. Zum Beispiel können wenigstens entweder der Gewichtungsfaktor W_b der Regelung der gefederten Schwingung oder der Gewichtungsfaktor W_s der Vertikallastveränderungsregelung entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit V veränderlich gemacht werden. Als ein Beispiel kann wenigstens entweder Gewichtungsfaktor W_b der Regelung der gefederten Schwingung oder der Gewichtungsfaktor W_s der Vertikallastveränderungsregelung entsprechen einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V vergrößert werden. Zum Beispiel gibt es ein Verfahren zu Veränderung von Schwellenwerten in den Messwerten der gefederten Beschleunigung G und des Vertikallastveränderungswerts in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit. Wenn die Schwellenwerte durch Erhöhen der Geschwindigkeit vergrößert werden, können der Gewichtungsfaktor W_b der Regelung der gefederten Schwingung und der Gewichtungsfaktor Ws der Vertikallastveränderungsregelung erhöht werden.
• 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Regelung der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform zeigt, und 7 ist ein Flussdiagramm, das einen durch die Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 durchgeführten Regelungsfluss zeigt. Wie es in 6 dargestellt ist, erhält das reale Fahrzeug (Fahrzeug), das mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V fährt, eine Eingabe (Straßenoberflächenauslenkung) von einer Straßenoberfläche. Ferner wird die gefederte Beschleunigung G des Fahrzeugs durch den Sensor 61 der gefederten Beschleunigung G erfasst und in eine Beschleunigung an einer bestimmten Position (zum Beispiel einer Radposition) umgewandelt. Die Schwingungsdämpfungsregelung der Ausführungsform wird auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung G und der ungefederten Beschleunigung G, die durch den Sensor 62 der ungefederten Beschleunigung G erfasst wird, berechnet, wie es mit Bezug auf 6 und 7 erläutert ist.
• Zuerst wird in Schritt S1 der ECU 60 die gefederte Beschleunigung x_b'' und die ungefederte Beschleunigung x_w'' eingegeben. Die ECU 60 gewinnt die gefederte Beschleunigung x_b'' von dem Sensor 61 der gefederten Beschleunigung G und gewinnt die ungefederte Beschleunigung x_w'' von dem Sensor 62 der ungefederten Beschleunigung G.
• Anschließend, in Schritt S2, werden ein Zustandsbetrag x_p und eine Bewertungsausgabe x_p durch die ECU 60 berechnet. Zuerst ist ein Verfahren zur Berechnung des Zustandsbetrags x_p erläutert. Die ECU 60 berechnet einen Relativauslenkungsbetrag (x_r-x_w ) zwischen dem ungefederten Element 20 und der Straßenoberfläche 50 auf der Grundlage des Vertikallast-Änderungsbetrags Ft. Insbesondere ist aus Ausdruck (5) der Relativauslenkungsbetrag (x_r-x_w ) zwischen dem ungefederten Element 20 und der Straßenoberfläche 50 durch nachfolgenden Ausdruck (12) gegeben. $$\left({\text{x}}_{\text{r}}-{\text{x}}_{\text{w}}\right)=\left({\text{m}}_{\text{b}}{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\text{'}+{\text{m}}_{\text{w}}{\text{x}}_{\text{w}}\text{'}\text{'}\right)/{\text{k}}_{\text{t}}$$

  
• Die ECU 60 kann den Relativauslenkungsbetrag (x_r-x_w ) zwischen dem ungefederten Element 20 und der Straßenoberfläche 50 aus Ausdruck (12) berechnen.
• Ferner berechnet die ECU 60 eine gefederte Geschwindigkeit x_b' und eine ungefederte Auslenkung x_b durch Integration der gefederten Beschleunigung x_b'', die von dem Sensor 61 der gefederten Beschleunigung G gewonnen wird, und berechnet eine ungefederte Geschwindigkeit x_w' und eine ungefederte Auslenkung x_w durch Integration der von dem Sensor 62 der ungefederten Beschleunigung G gewonnenen ungefederten Beschleunigung x_w''. Durch dieses Vorgehen werden die Relativauslenkung (x_w-x_b ) zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20 in dem Zustandsbetrag x_p, der ungefederten Geschwindigkeit x_w' und der gefederten Geschwindigkeit x_b' bestimmt.
• Ferner kann die Bewertungsausgabe z_p auf der Grundlage der von dem Sensor 61 der gefederten Beschleunigung G gewonnenen gefederten Beschleunigung x_b'' und der von dem Sensor 62 der ungefederten Beschleunigung G gewonnenen ungefederten Beschleunigung x_w'' berechnet werden. Die gefederte Beschleunigung _xb'', die ein Element einer ersten Linie der Bewertungsausgabe z_p ist, ist eine erste physikalische Größe, die ein Maß für die gefederte Schwingung des Fahrzeugs ist. Der Vertikallast-Änderungsbetrag, der ein Element einer zweiten Linie der Bewertungsausgabe z_p ist, ist eine zweite physikalische Größe, die ein Maß für die ungefederte Schwingung des Fahrzeugs ist. Der Vertikallast-Änderungsbetrag kann auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung x_b'' und der ungefederten Beschleunigung x_w'' und der zuvor gespeicherten gefederten Masse m_b und einer ungefederten Masse m_w (siehe ein Symbol Y1 von 6) berechnet werden. Wenn Schritt S2 durchgeführt ist, fährt der Prozess mit Schritt S3 fort.
• In Schritt S3 werden die nichtlineare Dämpferkonstante c_v und die nichtlineare Federkonstante k_v durch die ECU 60 berechnet. Die nichtlineare Dämpferkonstante c_v und die nichtlineare Federkonstante k_v werden durch [Ausdruck 25], der nachfolgend beschrieben ist, auf der Grundlage des Zustandsbetrags x_p und der Bewertungsausgabe z_p, berechnet in Schritt S2, und eine Rückkoppelungsverstärkung (Reglerverstärkung) k_n1, bestimmt durch die H∞-Regelungstheorie, berechnet. Die Bestimmung der Rückkoppelungsverstärkung k_n1 durch die H∞-Regelungstheorie wird zum Beispiel durch die ECU 60 durchgeführt.
• Die ECU 60 gewinnt die lineare Dämpferkonstante co, die lineare Federkonstante ko und das Regelungssollgewicht, die zuvor durch einen Adaptionstest bestimmt wurden, und bestimmt die lineare Dämpferkonstante co, die lineare Federkonstante ko, eine gefederte Beschleunigungsgewichtung und eine Vertikallast-Änderungsbetrags-Gewichtung als Regelungskonstanten. Ferner speichert die ECU 60 zuvor Ausdruck (1) und Ausdruck (2), die eine Einradbewegungsgleichung sind, die auf Fahrzeugspezifikationen basiert, die durch einen Identifizierungstest bestimmt wird. Die ECU 60 bestimmt die Regelungsverstärkung k_n1 durch Lösen der Riccati-Gleichung auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung x_b'' und des Vertikallast-Änderungsbetrags Ft, gewonnen auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses (vgl. ein Symbol Y2 von 6). Die ECU 60 berechnet die nichtlineare Dämpferkonstante c_v und die nichtlineare Federkonstante k_v auf der Grundlage der so gewonnenen Regelungsverstärkung k_n1. $$u=\left(\begin{array}{c}{c}_v\\ k_v\end{array}\right)=-k_{n1}\left(\begin{array}{c}{x}_p\\ z_p\end{array}\right)$$

  
• Es ist zu beachten, dass in Schritt S3 die ECU 60 die Regelungsverstärkung k_n1 auf der Grundlage der Korrespondenzbeziehung zwischen einer Kombination der jeweiligen zuvor gespeicherten Eingaben und der Regelungsverstärkung k_n1 statt der Lösung der Riccati-Gleichung bestimmen kann. Das heißt, es ist auch möglich, die Regelungsverstärkung k_n1, die aus einer Kombination der linearen Dämpferkonstante co, der linearen Federkonstante ko, der Gewichtung der gefederten Beschleunigung, der Gewichtung des Vertikallast-Änderungsbetrags, der gefederten Beschleunigung x_b'' und des Vertikallast-Änderungsbetrags F_s bestimmt wird, als die Eingaben zu speichern und die nichtlineare Dämpferkonstante c_v und die nichtlineare Federkonstante k_v aus dem Wert der gespeicherten Regelungsverstärkung k_n1 zu berechnen.
• Anschließend, in Schritt S4, werden Sollwerte der Dämpferkonstanten c und der Federkonstanten k durch die ECU 60 bestimmt. Der Sollwert der Dämpferkonstanten c ist eine Summe aus der linearen Dämpferkonstanten co und der nichtlinearen Dämpferkonstanten c_v , berechnet in Schritt S3. Ferner ist der Sollwert der Federkonstanten k eine Summe aus der linearen Federkonstanten ko und der nicht linearen Federkonstanten k_v , berechnet in Schritt S3.
• Anschließend, in Schritt S5, werden ein Sollwert der Dämpfungskraft F_d bzw. ein Sollwert der Federkraft F_s durch die ECU 60 berechnet. Der Sollwert der Dämpfungskraft F_d wird mit Ausdruck (13), der nachfolgend angegeben ist, auf der Grundlage der gefederten Geschwindigkeit x_b' und der ungefederten Geschwindigkeit x_w', berechnet in S1, und dem Sollwert der Dämpferkonstanten c, berechnet in Schritt S4, berechnet. $${\text{F}}_{\text{d}}=\text{c}\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)$$

  
• Ferner wird der Sollwert der Federkraft F_s mit Ausdruck (14) auf der Grundlage der gefederten Auslenkung x_b und der ungefederten Auslenkung x_w , berechnet in Schritt S1, und dem Sollwert der Federkonstanten k, berechnet in S4, berechnet. $${\text{F}}_{\text{s}}=\text{k}\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)$$

  
• Wenn Schritt S5 durchgeführt ist, führt die ECU 60 eine Regelung des Federmechanismus 30A in Schritten S6 und S7 und eine Regelung des Dämpfungsmechanismus 30B in Schritten S8 und S9 durch. In der Ausführungsform können, obwohl die Regelung des Federmechanismus 30A und die Regelung des Dämpfungsmechanismus 30B parallel durchgeführt werden, die Regelung des Federmechanismus 30A und die Regelung des Dämpfungsmechanismus 30B in einer vorbestimmten Reihenfolge durchgeführt werden, statt parallel durchgeführt zu werden.
• In Schritt S6 wird die angeforderte Anzahl von Stufen des Federmechanismus 30A durch die ECU 60 bestimmt. In dem Federmechanismus 30A kann die Federkonstante k zu mehreren Stufen geschaltet werden. Das Schalten der Anzahl von Stufen kann durch stufenweises Schalten des Strömungswegbereichs der Luftleitung zum Beispiel durch einen Aktor bewerkstelligt werden. Die ECU 60 speichert zuvor eine Karte, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Expansions-/Kontraktionsbetrag x_s der Aufhängungsvorrichtung 30, das heißt dem Relativauslenkungsbetrag (x_w - x_b ) zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20, und der durch den Federmechanismus 30A bei der Anzahl von jeweiligen Stufen erzeugten Federkraft zeigt. Die ECU 60 berechnet die angeforderte Anzahl von Stufen des Federmechanismus 30A auf der Grundlage der Karte und des Sollwerts der Federkraft F_s, berechnet in Schritt S5.
• Anschließend, in Schritt S7, wird der Federmechanismus 30A durch die ECU 60 als ein Federschritt geregelt. Die ECU 60 regelt den Aktor des Federmechanismus 30A, um die angeforderte Anzahl von Stufen, bestimmt in Schritt S6, zu verwirklichen. Wenn Schritt S7 durchgeführt ist, ist der Regelungsfluss beendet.
• Im Gegensatz dazu wird in Schritt S8 die angeforderte Anzahl von Stufen des Dämpfungsmechanismus 30B durch die ECU 60 bestimmt. In dem Dämpfungsmechanismus 30B kann der Dämpfungskoeffizient c zu mehreren unterschiedlichen Stufen geschaltet werden. Das Schalten der Anzahl von Stufen kann, zum Beispiel durch den Aktor des Dämpfungsmechanismus 30B, durch schrittweises Schalten des Bereichs des Ölwegs verwirklicht werden, der die obere Kolbenkammer mit der unteren Kolbenkammer verbindet. Die ECU 60 speichert zuvor eine Karte, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen einer Expansions-/Kontraktionsgeschwindigkeit x_s' der Aufhängungsvorrichtung 30, das heißt einer Relativgeschwindigkeit (xw' - x_b') zwischen dem gefederten Element 10 und dem ungefederten Element 20, und der Dämpfungskraft F_d, die durch den Dämpfungsmechanismus 30B bei der Anzahl jeweiliger Stufen erzeugt wird. Die ECU 60 berechnet die angeforderte Anzahl von Stufen des Dämpfungsmechanismus 30B auf der Grundlage der Karte und des Sollwerts der Dämpfungskraft Fd, berechnet in Schritt S5.
• Anschließend, in Schritt S9, wird der Dämpfungsmechanismus 30B durch die ECU 60 als ein Absorberschritt berechnet. Die ECU 60 regelt den Aktor des Dämpfungsmechanismus 30B, um die angeforderte Anzahl von Stufen, bestimmt in Schritt S8, zu verwirklichen. Wenn Schritt S9 durchgeführt ist, ist der Regelungsfluss beendet.
• Nachfolgend ist ein Ergebnis einer Simulation eines Schwingungsisolierungseffekts durch die Schwingungsdämpfungsregelung des Ausführungsform erläutert. 8 ist eine Ansicht, die die gefederte Schwingung darstellt, wenn die Schwingungsdämpfungsregelung der Ausführungsform durchgeführt wird, und 9 ist eine Ansicht, die den Vertikallast-Änderungsbetrag darstellt, wenn die Schwingungsdämpfung der Ausführungsform durchgeführt wird. Ferner ist 11 eine Ansicht, die ein Beispiel der gefederten Schwingung darstellt, wenn die Dämpfungskraft des Dämpfungsmechanismus mit dem Ziel geregelt wird, die gefederte Schwingung zu verringern, und 12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Vertikallast-Änderungsbetrags darstellt, wenn die Dämpfungskraft des Dämpfungsmechanismus mit dem Ziel geregelt wird, die gefederte Schwingung zu verringern. 11 und 12 stellen die gefederte Schwingung bzw. den Vertikallastbetrag dar, wenn die Federkonstante nicht veränderlich geregelt wird bzw. der Vertikallast-Änderungsbetrag bei der Regelung der Dämpferkonstanten, die von der Schwingungsdämpfungsregelung der Ausführungsform verschieden ist, berücksichtigt wird.
• In 8, 9, 11 und 12 zeigt eine horizontale Achse jeweils eine Frequenz und eine vertikale Achse zeigt jeweils eine Leistungsspektraldichte. Ferner zeigt in 8, 9, 11 und 12 eine gestrichelte Linie jeweils einen Wert, wenn die Aufhängungsvorrichtung nicht geregelt wird, und eine durchgezogene Linie jeweils einen Wert, wenn die Aufhängungsvorrichtung geregelt wird. Wie es in 11 gezeigt ist, wird, wenn die Regelung durchgeführt wird (durchgezogene Linie), durch Regeln der Dämpfungskraft mit dem Ziel der Verringerung der gefederten Schwingung, die gefederte Schwingung im Vergleich zu einem Fall, in dem die Regelung nicht durchgeführt wird (gestrichelte Linie), verringert. Jedoch wird, wie es durch ein Symbol R1 in 12 dargestellt ist, der Vertikallast-Änderungsbetrag, wenn die Regelung durchgeführt wird, stärker erhöht als der Vertikallast-Änderungsbetrag, wenn die Regelung nicht durchgeführt wird.
• Im Gegensatz dazu wird entsprechend der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform nicht nur die gefederte Schwingung unterdrückt, wie es in 8 gezeigt ist, sondern es wird auch der Vertikallast-Änderungsbetrag der ungefederten Schwingung unterdrückt, wie es in 9 gezeigt ist. Wie es in 8 und 9 dargestellt ist, werden die gefederte Schwingung und der Vertikallast-Änderungsbetrag, jeweils in einem Frequenzband von etwa 1 Hz, im Vergleich zu dem Fall, in dem die Regelung nicht durchgeführt wird, verringert. Ferner, wie es in 9 dargestellt wird, wird der Vertikallast-Änderungsbetrag in einem Frequenzband von etwa 10 Hz im Vergleich mit einem Fall, in dem die Regelung durchgeführt wird, verringert.
• Wie es oben beschrieben ist, werden gemäß der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform der Federmechanismus 30A und der Dämpfungsmechanismus 30B zusammenwirkend entsprechend einer in dem Fahrzeug erzeugten Schwingung geregelt. Die gefederte Schwingung und der Vertikallast-Änderungsbetrag werden durch Regeln des Federmechanismus 30A bzw. Dämpfungsmechanismus 30B zusammenwirkend auf der Grundlage der gefederten Beschleunigung xb'', die die erste physikalische Größe ist, die ein Maß für die gefederte Schwingung ist, und eines Vertikallast-Änderungsbetrags Ft, der die zweite physikalische Größe ist, die ein Maß für die ungefederte Schwingung ist, verringert. Demzufolge kann die Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform das beste Fahrgefühl und die beste Straßenhaftung realisieren.
• Es besteht hier die Möglichkeit, dass eine Schwingung durch die durch die Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-1 in einem Frequenzband, das ein Frequenzband der gefederten Resonanz nicht enthält, und in einem Frequenzband der nicht gefederten Resonanz, durchgeführte Schwingungsdämpfungsregelung verstärkt wird. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, dass die gefederte Schwingung und der Vertikallastbetrag in einem Zwischenfrequenzbereich von 2 bis 8 Hz, das heißt einem Frequenzband zwischen dem Frequenzband der gefederten Resonanz und dem Frequenzband der ungefederten Resonanz, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Regelung nicht durchgeführt wird, vergrößert sind. Es ist vorteilhaft, eine Regelungslogik der Schwingungsdämpfungsregelung so auszulegen, dass eine Schwingungsverstärkung in dem weiteren Frequenzband unterdrückt wird.
• Es ist zu beachten, dass die Bewegungsgleichung, die Zustandsgleichung, die Ausgabegleichung und dergleichen, die in der Ausführungsform offenbart sind, nur ein Beispiel sind und nicht hierauf beschränkt sind. Ferner ist in der Ausführungsform, obwohl der Sollwert der Federkraft und der Sollwert der Dämpfungskraft durch die Hoo-Regelungstheorie bestimmt sind, das Verfahren zur Bestimmung der jeweiligen Sollwerte nicht hierauf beschränkt. Der Sollwert der Federkraft und der Sollwert der Dämpfungskraft können durch eine andere Regelungstheorie berechnet werden.
• In der Ausführungsform sind die gefederte Beschleunigung und der Vertikallast-Änderungsbetrag, obwohl die erste physikalische Größe, die ein Maß für die gefederte Schwingung ist, die gefederte Beschleunigung ist, und die zweite physikalische Größe, die ein Maß für die ungefederte Schwingung ist, der Vertikallast-Änderungsbetrag ist, nicht hierauf beschränkt. Weitere physikalische Größen können als die erste physikalische Größe und die zweite physikalische Größe verwendet werden.
• ⁅Ferner ist das Schwingungsdämpfungsregelungssystem nicht auf das in 1 dargestellte beschränkt. Zum Beispiel kann es sein, dass die Aufhängungsvorrichtung nicht die lineare Dämpferkonstante und die lineare Federkonstante besitzt, wie es in 10 dargestellt ist. 10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für das Einradmodell des Schwingungsdämpfungsregelungssystems.
• In einer Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-2, die in 10 dargestellt ist, besitzt eine Aufhängungsvorrichtung 70 einen Federmechanismus 70A, dessen Federkonstante k_s nur durch eine nichtlineare Federkonstante bestimmt ist, und einen Dämpfungsmechanismus 70B, dessen Dämpfungskoeffizient c_s nur durch einen nichtlinearen Dämpfungskoeffizient c_s bestimmt ist. In der Fahrzeugregelungsvorrichtung 1-2 mit der Aufhängungsvorrichtung 70 sind die Bewegungsgleichungen durch den Ausdruck (15) und den Ausdruck (16), die nachfolgend genannt sind, gegeben. $${\text{m}}_{\text{b}}{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\text{'}={\text{k}}_{\text{s}}\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)+{\text{c}}_{\text{s}}\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)$$

  

  $${\text{m}}_{\text{w}}{\text{x}}_{\text{w}}\text{'}\text{'}=-{\text{k}}_{\text{s}}\left({\text{x}}_{\text{w}}-{\text{x}}_{\text{b}}\right)-{\text{c}}_{\text{s}}\left({\text{x}}_{\text{w}}\text{'}-{\text{x}}_{\text{b}}\text{'}\right)+{\text{k}}_{\text{t}}\left({\text{x}}_{\text{r}}-{\text{x}}_{\text{w}}\right)$$

  
• Das heißt, es ist ausreichend, die Bewegungsgleichungen durch Weglassen der linearen Federkonstante und der linearen Dämpferkonstante in der Bewegungsgleichung auf der Grundlage des in 1 gezeigten Einradmodells zu bestimmen. Sollwerte der Federkonstanten k_s und der Dämpferkonstanten c_s können aus den Bewegungsgleichungen (15), (16) auf der Grundlage der Hoo-Regelungstheorie bestimmt werden.
• In der Ausführungsform können die Federkonstante und die Dämpferkonstante, obwohl die Federkonstante und die Dämpferkonstante durch die Hoo-Regelungslogik bestimmt werden, statt dessen auf der Grundlage der gefederten Schwingung und des Vertikallast-Änderungsbetrags direkt bestimmt werden. Wenn zum Beispiel eine niederfrequente Schwingung auf das Fahrzeug übertragen wird, wird durch Vergrößern der Federkraft eine gefederte Niedrigfrequenzantwort (gefederter Resonanzfrequenzbereich) unterdrückt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Dämpfungskraft kein eingestellt (zum Beispiel 0). Im Gegensatz dazu wird, wenn auf das Fahrzeug eine hochfrequente Schwingung übertragen wird, durch Vergrößern der Dämpfungskraft eine Hochfrequenzantwort (ungefederter Resonanzfrequenzbereich) des Vertikallast-Änderungsbetrags unterdrückt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Federkraft klein eingestellt (zum Beispiel 0). Die Verbesserung des Fahrgefühls und die Verbesserung der Stra-ßenhaftung können durch geeignete Bestimmung der Federkonstanten und der Dämpfungskonstanten auf der Grundlage einer Frequenz einer Eingangsschwingung erreicht werden, wie es oben beschrieben ist. Eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Frequenz der Eingangsschwingung und der Federkonstanten und der Dämpferkonstanten kann zuvor zum Beispiel auf der Grundlage eines experimentellen Ergebnisses und dergleichen bestimmt werden.
• Es ist zu beachten, dass eine Kombination einer Frequenz und einer erzeugten Kraft nicht auf die oben beschriebene beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Dämpfungskraft vergrößert und die Dämpfungskraft verkleinert werden, wenn eine niederfrequente Schwingung eingegeben wird, wohingegen die Federkraft vergrößert und die Dämpfungskraft verkleinert werden kann, wenn eine hochfrequente Schwingung aufgeprägt wird. Das heißt, es ist ausreichend, den Federmechanismus 30A und den Dämpfungsmechanismus 30B auf der Grundlage der Schwingungscharakteristik des gefederten Elements 10 und der Schwingungscharakteristik des ungefederten Elements 20 zu regeln, das heißt den Federmechanismus 30A auf der Grundlage der gefederten Schwingungscharakteristik zu regeln und den Dämpfungsmechanismus 30B auf der Grundlage der ungefederten Schwingungscharakteristik zu regeln.
• Die in der Ausführungsform offenbarten Inhalte können durchgeführt werden, indem sie in geeigneter Weise kombiniert werden.
• Wie es oben beschrieben ist, ist die Fahrzeugregelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zweckdienlich, um eine Schwingung des Fahrzeugs zu unterdrücken, und dazu geeignet, eine Schwingung des gefederten Elements und eine Schwingung des ungefederten Elements gleichzeitig zu unterdrücken.
• Bezugszeichenliste

1-1

Fahrzeugregelungsvorrichtung

10

gefedertes Element

20

ungefedertes Element

30

Aufhängungsvorrichtung

30A

Federmechanismus

30B

Dämpfungsmechanismus

40

Rad

60

ECU

c0

lineare Dämpferkonstante

cv

nichtlineare Dämpferkonstante

Ft

Vertikallast-Änderungsbetrag (zweite physikalische Größe)

k0

lineare Federkonstante

kv

nichtlineare Federkonstante

kt

Radfederkonstante

mb

gefederte Masse

mw

ungefederte Masse

xb

gefederte Auslenkung

xw

ungefederte Verlagerung

xb'

gefederte Geschwindigkeit

xw'

ungefederte Geschwindigkeit

xb''

gefederte Beschleunigung

xw''

ungefederte Beschleunigung

Wb

Gewichtungsfaktor der Regelung der gefederten Schwingung

Ws

Gewichtungsfaktor der Vertikallastveränderungsregelung

Claims (7)

1. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1), mit: einem Federmechanismus (30A) der so ausgelegt ist, dass er ein gefedertes Element (10) mit einem ungefederten Element (20) eines Fahrzeugs verbindet, eine Federkraft (F_s) entsprechend einer Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element (10) und dem ungefederten Element (20) erzeugt und dazu geeignet ist, die Federkraft (F_s) veränderlich zu regeln; einem Dämpfungsmechanismus (30B), der so ausgelegt ist, dass er das gefederte Element (10) mit dem ungefederten Element (20) verbindet, eine Dämpfungskraft (F_d) zum Dämpfen einer Relativbewegung zwischen dem gefederten Element (10) und dem ungefederten Element (20) erzeugt und dazu geeignet ist, die Dämpfungskraft (F_d) veränderlich zu regeln, und eine ECU (60), wobei der Federmechanismus (30A) und der Dämpfungsmechanismus (30B) parallel geschaltet sind, der Federmechanismus (30A) und der Dämpfungsmechanismus (30B) auf der Grundlage einer ersten physikalischen Größe, die ein Maß für eine gefederte Schwingung des Fahrzeugs ist, und einer zweiten physikalischen Größe, die ein Maß für eine ungefederte Schwingung des Fahrzeugs ist, geregelt werden, und die ECU (60) eine Regelungslogik zum Regeln des Federmechanismus (30A) und dem Dämpfungsmechanismus (30B) derart ausführt, dass, wenn eine niederfrequente Schwingung, die einer Resonanzfrequenz des gefederten Elements (10) entspricht, in dem Fahrzeug erzeugt wird, die ECU (60) einer Unterdrückung einer Schwingung des gefederten Elements (10) Vorrang einräumt und wenn eine hochfrequente Schwingung, die einer Resonanzfrequenz des ungefederten Elements (20) entspricht, in dem Fahrzeug erzeugt wird, die ECU (60) einer Unterdrückung einer Schwingung des ungefederten Elements (20) Vorrang einräumt, der Federmechanismus (30A) so gesteuert wird, dass die Federkraft (F_s) vergrößert wird, um so eine in dem Fahrzeug erzeugte niederfrequente Schwingung zu unterdrücken, und der Dämpfungsmechanismus (30B) so gesteuert wird, dass die Dämpfungskraft (F_d) vergrößert wird, um so eine in dem Fahrzeug erzeugte hochfrequente Schwingung zu unterdrücken, dadurch gekennzeichnet, dass: die Federkonstante (k) des Federmechanismus (30A) eine lineare Federkonstante (ko) und eine nichtlineare Federkonstante (k_v) umfasst, wobei die nichtlineare Federkonstante (k_v) eine veränderlich geregelte Federkonstante ist und die Federkraft (F_s) auf eine Relativauslenkung zwischen dem gefederten Element (10) und dem umgefederten Element (20) nichtlinear ändert, so dass die durch den Federmechanismus (30A) erzeugte Federkraft (F_s) auf eine vorbestmmte Relativauslenkung vergrößert oder verkleinert werden kann, indem eine Federkraft entsprechend der nichtlinearen Federkonstanden (k_v) zu einer Federkraft entsprechend der linearen Federkonstanten (ko) addiert werden kann, und die Dämpfungskonstante (c) des Dämpfungsmechanismus (30B) eine lineare Dämpfungskonstante (co) und eine nichtlineare Dämpfungskonstante (c_v) umfasst, wobei die nichtlineare Dämpfungskonstante (c_v) eine veränderlich geregelte Dämpfungskonstante ist und die Dämpfungskraft (F_d) auf die Relativgeschwindigkeit zwischen dem gefederten Element (10) und dem ungefederten Element (20) nichtlinear ändert, so dass die durch den Dämpfungsmechanismus (30B) erzeugte Dämpfungskraft (F_d) auf eine vorbestimmte Relativgeschwindigkeit erhöht oder verringert werden kann, indem eine Dämpfungskraft entsprechend der nichtlinearen Dämpferkonstante (k_v) zu einer Dämpfungskraft entsprechend der linearen Dämpferkonstante (co) addiert wird.
2. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei die erste physikalische Größe eine Beschleunigung des gefederten Elements (10) und die zweite physikalische Größe ein Vertikallast-Änderungsbetrag eines Rads (40) des Fahrzeugs ist.
3. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei die zweite physikalische Größe ein Vertikallast-Änderungsbetrag eines Rads (40) des Fahrzeugs ist, und der Vertikallast-Änderungsbetrag auf der Grundlage einer gefederten Beschleunigung und einer ungefederten Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet wird.
4. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 2, wobei der Federmechanismus (30A) und der Dämpfungsmechanismus (30B) dadurch geregelt werden, dass die Beschleunigung der ersten physikalischen Größe entsprechend einer ersten Gewichtung gewichtet wird und der Vertikallast-Änderungsbetrag gemäß einer zweiten Gewichtung gewichtet wird, wobei die erste Gewichtung auf einer Frequenz der Beschleunigung des gefederten Elements (10) basiert und die zweite Gewichtung auf einer Frequenz des Vertikallast-Änderungsbetrags basiert.
5. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 4, wobei Sollwerte der Federkraft (F_s) und der Dämpfungskraft (F_d) durch Anwenden einer H(-Regelungstheorie auf ein Bewegungsmodell des Fahrzeugs, das den Federmechanismus (30A) und den Dämpfungsmechanismus (30B) enthält, bestimmt werden.
6. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 5, wobei Sollwerte der Federkraft (F_s) und der Dämpfungskraft (F_d) unter Verwendung einer Geschwindigkeit einer Auslenkung auf einer Straßenoberfläche in einer vertikalen Richtung als einer in das Bewegungsmodell eingegebenen Störung bestimmt werden.
7. Fahrzeugregelungsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei die Regelungslogik eine erste Frequenzgewichtungsfunktion umfasst, die verwendet wird, um einen Sollwert einer Federkonstanten (k) zur Regelung der Federkraft (F_s) zu berechnen, und eine zweite Frequenzgewichtungsfunktion umfasst, die verwendet wird, um einen Sollwert eines Dämpfungskoeffizienten (c) zur Regelung der Dämpfungskraft (F_d) zu berechnen, eine Gewichtungszunahme der ersten Frequenzgewichtungsfunktion bei der Resonanzfrequenz des gefederten Elements (10) maximiert wird, die Gewichtungszunahme der ersten Frequenzgewichtungsfunktion mit abnehmender Frequenz der gefederten Schwingung in einem ersten Bereich, in dem die Frequenz der gefederten Schwingung niedriger als die Resonanzfrequenz des gefederten Elements (10) ist und höher als ein vorbestimmter Wert ist, der niedriger als die Resonanzfrequenz des gefederten Elements (10) ist, verringert wird und die erste Frequenzgewichtungsfunktion in einem zweiten Bereich, in dem die Frequenz der gefederten Schwingung gleich hoch wie oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, konstant ist, eine Gewichtungszunahme der zweiten Frequenzgewichtungsfunktion bei der Resonanzfrequenz des ungefederten Elements (20) maximiert ist, die ECU (60) zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Straßenoberflächenauslenkung, die die niederfrequente Schwingung und die hochfrequente Schwingung gleichzeitig erzeugt, in das Fahrzeug eingekoppelt wird, den Sollwert der Federkonstanten (k) und den Sollwert des Dämpfungskoeffizienten (c) unter Verwendung der ersten Frequenzgewichtungsfunktion und der zweiten Frequenzgewichtungsfunktion berechnet und sowohl den Federmechanismus (30A) als auch den Dämpfungsmechanismus (30B) gleichzeitig so steuert, dass eine Federkraft (F_s) entsprechend dem berechneten Sollwert der Federkonstanten (k) und eine Dämpfungskraft (F_d) entsprechend dem berechneten Sollwert des Dämpfungskoeffizienten erzeugt werden, und eine Vergrößerung der Gewichtungszunahme der ersten Frequenzgewichtungsfunktion die Federkonstante des Federmechanismus (30A) vergrößert und eine Vergrößerung der Gewichtungszunahme der zweiten Frequenzgewichtungsfunktion den Dämpfungskoeffizienten (c) des Dämpfungsmechanismus (30B) vergrößert.

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