JP2010137796A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行状態によりショックアブソーバに発生する摩擦力を適切に評価し、ショックアブソーバが発生する力を制御する車両用サスペンション装置を提供すること。
【解決手段】 サスペンションＥＣＵ２１は、横加速度センサ２２によって検出された横加速度Ghと比例関係にある横力Fhを推定する。また、この横力Fhがショックアブソーバ１２に作用することによって発生する摩擦力R（摩擦反力R'）の大きさおよびその作用方向を決定する。次に、サスペンションＥＣＵ２１は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの相対運動を抑制するために必要な目標要求減衰力Freqから摩擦力R（摩擦反力R'）を減じて、ショックアブソーバ１２が発生すべき目標発生減衰力Ftgtを決定する。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、目標発生減衰力Ftgtを発生するように、ショックアブソーバ１２が発生する減衰力Fを変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のバネ下部材とバネ上部材との間にて所定の傾斜角度を有して配設され、少なくとも前記バネ下部材と前記バネ上部材との相対運動を抑制する力を発生するショックアブソーバと、このショックアブソーバが発生する力を変更制御する力変更制御手段とを備えた車両用サスペンション装置に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に示されているように、ショックアブソーバとコイルスプリングとが同軸的に配設されて、ショックアブソーバの摺動摩耗を低減する車両用懸架装置は知られている。この従来の車両用懸架装置は、ショックアブソーバに作用するコイルスプリングの胴曲りやショックアブソーバの上下端部に発生するモーメントに基づき、路面からの振動入力時にショックアブソーバに作用する横力と前記振動入力時にコイルスプリングに作用する垂直荷重により発生する横力とが互いに相殺されるようにコイルスプリングの配置方向が設定されるようになっている。これにより、ロッドガイド横力を低減し、摺動摩耗を低減するようになっている。

また、従来から、例えば、下記特許文献２に示されているように、応答性良くサスペンション制御を行うことにより姿勢変化を効果的に抑制するサスペンション装置およびサスペンション制御方法は知られている。この従来のサスペンション装置および制御方法は、サスペンション特性としての減衰力を調整可能なダンパーを有しており、制御部が直接的に検出した垂直荷重と、車両運動モデルにより推定した垂直荷重とを比較し、検出した垂直荷重と推定した垂直荷重との差を減らすようにダンパーの減衰力が制御されるようになっている。

さらに、従来から、例えば、下記特許文献３に示されているように、走行条件または経時変化等による摩擦力の増加によるサスペンション特性の変動を防止するサスペンション制御装置は知られている。この従来のサスペンション制御装置は、検出された車速が基準車速よりも大きいとき、バネ上およびバネ下加速度検出値に基づき５Ｈｚの伝達ゲインを算出する。そして、この従来のサスペンション制御装置は、算出した５Ｈｚの伝達ゲインが予め設定した基準ゲインよりも大きいときに摩擦力が大きいものと判定し、減衰係数を、低減衰力を発生させるソフトに変更するようになっている。そして、算出した５Ｈｚの伝達ゲインが予め設定した基準ゲインよりも小さくなったときに摩擦力の影響はないものとして、減衰係数を、高減衰力を発生させるハードに設定するようになっている。これにより、従来のサスペンション制御装置は、全体の減衰力は摩擦力変動に関わらず、常に一定の減衰力となるように制御するようになっている。
特開平８−１４２６２２号公報 特開２００６−１３１０６２号公報 特開平８−１７５１４５号公報

ところで、車両用サスペンション装置において、車両の走行に伴ってショックアブソーバが伸縮する際に発生する摩擦力は、乗り心地や姿勢制御に対して影響を与える。この点に関し、特に、上記特許文献３に示されたサスペンション装置においては、摩擦力が大きいと判定されたときにショックアブソーバの減衰力を低減衰力に変更し、摩擦力の影響がないと判定されたときにショックアブソーバの減衰力を高減衰力に設定するため、ショックアブソーバが伸縮する際に発生する摩擦力の影響は小さくなる。

しかしながら、ショックアブソーバが伸縮する際に発生する摩擦力の大きさや作用方向は、車両の走行状態に応じて時々刻々と変化するものである。このため、上記特許文献３に示されたサスペンション装置のように、単に、摩擦力の大小を判定するのみでは、摩擦力の影響を受けてショックアブソーバが適切な力を発生することができない可能性がある。したがって、ショックアブソーバが伸縮する際に発生する摩擦力の大きさや作用方向を適切に評価して、ショックアブソーバが発生する力を制御することが望まれている。

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両の走行状態に対応してショックアブソーバに発生する摩擦力を適切に反映させて、ショックアブソーバが発生する力を制御できる車両用サスペンション装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両のバネ下部材とバネ上部材との間にて所定の傾斜角度を有して配設され、少なくとも前記バネ下部材と前記バネ上部材との相対運動を抑制する力を発生するショックアブソーバと、このショックアブソーバが発生する力を変更制御する力変更制御手段とを備えた車両用サスペンション装置において、前記力変更制御手段が、車両の左右方向に発生した横加速度を検出する横加速度検出手段と、前記横加速度検出手段によって検出された横加速度に基づいて、車両の左右方向に発生した横力を推定する横力推定手段と、前記横力推定手段によって推定された横力の作用によって、前記ショックアブソーバの前記バネ下部材と前記バネ上部材の相対運動に伴って摺動する摺動部分に発生する摩擦力の大きさおよび作用方向を決定する摩擦力決定手段と、前記バネ下部材と前記バネ上部材との相対運動を抑制するために必要な目標要求力を計算する目標要求力計算手段と、前記目標要求力計算手段によって計算された目標要求力に対して、前記摩擦力決定手段によって決定された前記摩擦力の大きさおよび作用方向を加味して、前記ショックアブソーバに発生させる目標発生力を決定する目標発生力決定手段と、前記ショックアブソーバが発生する力を、前記目標発生力決定手段によって決定された目標発生力となるように変更する力変更手段とを備えたことにある。

この場合、前記横力推定手段は、前記横加速度検出手段によって検出された横加速度と比例関係にあるものとして前記横力を推定するとよい。また、前記目標発生力決定手段は、前記目標発生力を、前記目標要求力計算手段によって計算された目標要求力から前記摩擦力決定手段によって決定された前記摩擦力の大きさを減じて決定するとよい。さらに、前記ショックアブソーバが発生する力は、例えば、前記バネ下部材に対する前記バネ上部材の振動を減衰する減衰力であるとよい。

これらによれば、車両の走行状態（例えば、旋回走行や、制動時走行、凹凸路の直進走行時など）に伴って発生する横加速度に基づいて、この横加速度と比例関係にある車両に発生した横力を推定し、この横力の作用（入力）によってショックアブソーバの摺動部分に発生する摩擦力の大きさおよび作用方向を決定することができる。そして、この決定した摩擦力をバネ下部材とバネ上部材との相対運動を抑制するために必要な目標要求力（例えば、目標要求減衰力）に対して加味して（より具体的には、目標要求力から摩擦力を減じて）、ショックアブソーバが発生すべき目標発生力（目標発生減衰力）を決定し、この目標発生力を発生させることができる。したがって、目標要求力に対して影響を及ぼすショックアブソーバの摩擦力を適切に評価して反映させることができるため、良好にバネ下部材とバネ上部材との相対運動を抑制することができる。

また、この場合、前記ショックアブソーバは、前記バネ下部材と前記バネ上部材との間にて、少なくとも一端側が回動可能に所定の傾斜角度を有して配設されており、前記力変更制御手段が、さらに、前記バネ下部材と前記バネ上部材の相対運動に伴って伸縮する前記ショックアブソーバのストローク量を検出するストローク量検出手段を備え、前記摩擦力決定手段が、前記ストローク量検出手段によって検出されたストローク量の大きさに応じて変化する前記ショックアブソーバの傾斜角度の大きさを加味して、前記摩擦力の大きさおよび作用方向を決定するとよい。

これによれば、ショックアブソーバが伸縮することによって、言い換えれば、ストローク量の大きさに応じて変化するショックアブソーバの傾斜角度の大きさを加味して摩擦力の大きさおよび作用方向を決定することができる。すなわち、ショックアブソーバの傾斜角度が変化する状況においては、車両の左右方向に発生した横力に起因して発生する垂直抗力の大きさが変化する。したがって、このような垂直抗力の変化を加味することによって、より適切に摩擦力の大きさおよび作用方向を評価して決定することができ、その結果、より良好にバネ下部材とバネ上部材との相対運動を抑制することができる。

ａ．第１実施形態
以下、本発明の実施形態に係る車両用サスペンション装置について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るサスペンション装置の全体概略図である。このサスペンション装置は、車両の上下振動を吸収および減衰するものであり、サスペンション機構１０と、このサスペンション機構１０の作動を制御する電気制御装置２０とを備えている。

サスペンション機構１０は、図２に示すように、車両上下方向に対して所定の傾斜角度θ（以下、この角度を搭載角θともいう）だけ傾けられて組み付けられており、サスペンションスプリング１１とショックアブソーバ１２とを備えている。サスペンションスプリング１１およびショックアブソーバ１２の一端（上端）はバネ上部材ＨＡに接続され、ショックアブソーバ１２の他端（下端）はバネ下部材ＬＡに接続されている。サスペンションスプリング１１は、路面からタイヤＷおよびバネ下部材ＬＡを介してバネ上部材ＨＡに伝達される振動を吸収するものであり、例えば、金属製のコイルスプリングや空気スプリングなどが採用される。ショックアブソーバ１２は、サスペンションスプリング１１と並行に配列されており、前記振動を減衰するものである。なお、タイヤＷを含む車輪に連結されたナックルや、一端がナックルに連結されたロアアームなどがバネ下部材ＬＡに相当する。また、バネ上部材ＨＡは、サスペンションスプリング１１およびショックアブソーバ１２に支持される部材であり、車体もバネ上部材ＨＡに含まれる。

ショックアブソーバ１２は、図１および図２に示すように、シリンダ１２ａと、ピストン１２ｂと、ピストンロッド１２ｃとを備えている。シリンダ１２ａは、内部に粘性流体（例えば、オイルなど）が封入された筒状部材であり、その下端がバネ下部材ＬＡ（詳しくは、ロアアーム）に対して回動可能に連結されている。ピストン１２ｂは、シリンダ１２ａ内に液密的に配設され、シリンダ１２ａの内部空間を軸方向に移動可能に構成されている。これにより、ピストン１２ｂは、シリンダ１２ａの内部空間を上部空間１２ａ１と下部空間１２ａ２とに分割する。また、ピストン１２ｂには、連通路１２ｂ１が形成されている。連通路１２ｂ１は、上部空間１２ａ１に面する上面１２ｂ２と下部空間１２ａ２に面する下面１２ｂ３とに開口し、上部空間１２ａ１と下部空間１２ａ２とを連通している。ピストンロッド１２ｃは、棒状の部材であって、その一端がピストン１２ｂに接続され、その他端がバネ上部材ＨＡである車体に連結されている。

このように構成されたショックアブソーバ１２においては、車両走行中に路面凹凸などによってバネ下部材ＬＡが上下に振動した場合に、この上下振動がバネ下部材ＬＡからショックアブソーバ１２のシリンダ１２ａに伝達され、シリンダ１２ａも上下に振動する。このとき、ピストン１２ｂは、シリンダ１２ａ内に配設されているため、シリンダ１２ａの上下振動によって上下方向に相対変位する。そして、この相対変位に応じて、連通路１２ｂ１内を粘性流体が流通することにより粘性抵抗が発生し、この粘性抵抗が上下振動に対する減衰力となって、振動が減衰する。

また、サスペンション機構１０は、図１および図２に概略的に示すように、可変絞り機構１３を備えている。この可変絞り機構１３は、バルブ１３ａとアクチュエータ１３ｂとを有する。バルブ１３ａは、ピストン１２ａに形成された連通路１２ｂ１に設けられていて、公知の絞り機構によって、連通路１２ｂ１の少なくとも一部の流路断面積の大きさ、すなわち、バルブ開度ＯＰを変化させる。また、アクチュエータ１３ｂは、バルブ１３ａに接続されており、このアクチュエータ１３ｂの駆動に連動してバルブ１３ａが作動する。

この構成により、可変絞り機構１３においては、アクチュエータ１３ｂが段階的（間歇的）に作動してバルブ１３ａを作動させることにより、バルブ開度ＯＰが複数段（例えば、９段）に渡り変更される。このように、バルブ１３ａのバルブ開度ＯＰが段階的に変更されることにより、連通路１２ｂ１の流路断面積が段階的に変更され、その結果、連通路１２ｂ１内を粘性流体が流通するときの抵抗力も変更される。したがって、バルブ１３ａのバルブ開度ＯＰが段階的に変更されれば、ショックアブソーバ１２の減衰力の大きさを表す減衰係数も段階的に変更される。

電気制御装置２０は、図１に示すように、可変絞り機構１３のアクチュエータ１３ｂの作動を制御するためのサスペンション電子制御ユニット２１（以下、単に、サスペンションＥＣＵ２１という）を備えている。サスペンションＥＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主要構成部品とするマイクロコンピュータである。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、後述する減衰力変更制御プログラムを含む各種プログラムを実行することにより、アクチュエータ１３ｂの駆動を制御して、ショックアブソーバ１２が発生する力としての減衰力F（より詳しくは、減衰係数）を適宜変更する。

このため、この第１実施形態におけるサスペンションＥＣＵ２１には、図１に示すように、横加速度センサ２２が接続されている。横加速度センサ２２は、バネ下部材ＬＡ（例えば、ロアアームなど）またはバネ上部材ＨＡ（例えば、アクチュエータ１３ｂ内など）に取り付けられていて、ショックアブソーバ１２に発生する横加速度Ghを検出し、この検出した横加速度Ghに応じた信号を出力する。ここで、横加速度センサ２２は、横加速度の発生方向に応じて横加速度Ghを正の値または負の値として検出するものであるが、以下の説明においては、横加速度Ghを絶対値として扱うものとする。

さらに、サスペンションＥＣＵ２１には、図１に示すように、アクチュエータ１３ｂの作動を制御するための駆動回路２３が接続されている。これにより、サスペンションＥＣＵ２１は、駆動回路２３を駆動制御することによって、アクチュエータ１３ｂを作動させてショックアブソーバ１２が発生する力としての減衰力F（より詳しくは、減衰係数）すなわち減衰力特性を変更するようになっている。

次に、上記のように構成した車両用サスペンション装置の作動について説明する。運転者が図示しないイグニッションスイッチをオン状態にすると、サスペンションＥＣＵ２１は、図３に示す減衰力変更制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この減衰力変更制御プログラムは、車両の走行状態（例えば、旋回走行や、制動時走行、凹凸路の直進走行時など）に伴って発生する横力の影響を加味してショックアブソーバ１２の発生する減衰力Fを適切に変更するものである。以下、この減衰力変更制御プログラムを詳細に説明する。

減衰力変更制御プログラムは、ステップＳ１０にてその実行が開始され、続くステップＳ１１において、サスペンションＥＣＵ２１は、横加速度センサ２２から横加速度Ghを入力する。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ１２にて、入力した横加速度Ghを用いて、ショックアブソーバ１２、より詳しくは、シリンダ１２ａ（またはピストン１２ｂ）に発生する横力Fhを推定計算する。すなわち、サスペンションＥＣＵ２１は、横力Fhが横加速度Ghに比例するものとして、下記式１に従って横力Fhを計算する。
Fh＝K1・Gh …式１
ただし、前記式１中のK1は、予め実験的に設定された所定の比例定数を表す。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、横力Fhを計算すると、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ１１にて計算した横力Fhの入力に伴って、シリンダ１２ａとピストン１２ｂとの間に発生する摩擦力R、より詳しくは、バネ上部材ＨＡに対して入力する摩擦力Rの摩擦反力R'を計算する。以下、この摩擦反力R'の計算について詳細に説明する。

上述したように、ショックアブソーバ１２は、車両上下方向に対して搭載角θを有して組み付けられている。このため、横力Fhが入力する状況では、図４に示すように、バネ下部材ＬＡに接続されたシリンダ１２ａには、その軸方向にて幾何学的な関係に基づくFh・sinθなる作用力が発生する。また、横力Fhが入力する状況では、シリンダ１２ａの内壁面とピストン１２ｂの外周面、すなわち、接触面に発生する垂直抗力Nは、幾何学的な関係に基づき、下記式２によって示すことができる。
N＝Fh・cosθ …式２
そして、接触面における摩擦係数をμとすると、前記式２に従って計算される垂直抗力Nを用いて、作用力Fh・sinθによってシリンダ１２ａに対して発生する摩擦力Rの大きさ（絶対値）は、下記式３によって示すことができる。
R＝｜μ・N｜＝｜μ・Fh・cosθ｜ …式３
ただし、前記式３における摩擦係数μは、静止摩擦係数と動摩擦係数とを考慮して予め実験的に設定されるものである。

一方、バネ上部材ＨＡに接続されたピストン１２ｂに対しては、図４に示すように、前記式３に従って計算される摩擦力Rの反力、すなわち、摩擦反力R'が作用し、この摩擦反力R'がバネ上部材ＨＡに入力する。ここで、摩擦反力R'は、摩擦力Rの反力であるため、その大きさ（絶対値）は、下記式４により表される。
R'＝｜R｜＝｜μ・N｜＝｜μ・Fh・cosθ｜ …式４

また、前記式４は、前記式１を用いて、下記式５に示すように変形することができる。
R'＝｜μ・K1・Gh・cosθ｜ …式５
ここで、摩擦係数μおよび搭載角θが一定であるとすると、｜μ・K1・cosθ｜は定数となる。このため、｜μ・K1・cosθ｜=K1'とすると、前記式５は、下記式６のように示すことができる。
R'＝K1'・｜Gh｜ …式６
すなわち、前記式５によれば、ショックアブソーバ１２に作用する横力Fhによって発生する摩擦反力R'の大きさは、ショックアブソーバ１２に作用する横加速度Ghの絶対値に比例するものとなる。このように、摩擦反力R'を計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ１２にて計算した摩擦反力R'を加味して目標発生力としての目標発生減衰力Ftgtを計算する。以下、この目標発生減衰力Ftgtの計算について具体的に説明する。

上述したように、シリンダ１２ａとピストン１２ｂとが相対的に変位すると、シリンダ１２ａ内に封入された粘性流体が連通路１２ｂ１を介して上部空間１２ａ１または下部空間１２ａ２に流通することによって粘性抵抗が発生し、ショックアブソーバ１２はこの粘性抵抗に対応する減衰力Fを発生することができる。すなわち、粘性抵抗に対応する減衰力Fは、シリンダ１２ａとピストン１２ｂとの相対変位（相対運動）を妨げる向きに作用するものである。

ところで、前記式４に従って計算される摩擦反力R'は、図４に示すように、常に、減衰力Fの作用方向に発生するものである。したがって、ショックアブソーバ１２に横力Fhが作用している状況において、単に粘性抵抗に対応する減衰力Fを設定した場合には、ショックアブソーバ１２は、設定された減衰力Fに加えて摩擦反力R'が加算された減衰力を発生することになる。このため、摩擦反力R'（すなわち摩擦力R）を加味しない場合には、ショックアブソーバ１２が適切な減衰力を発生させることができず、特にバネ上部材ＨＡの振動を効果的に減衰できない可能性がある。

このため、サスペンションＥＣＵ２１は、下記式７に従って、粘性抵抗によって発生させる目標発生減衰力Ftgtを計算する。
｜Ftgt｜＝｜Freq｜−R' …式７
ただし、前記式７中のFreqは、バネ下部材ＬＡおよびバネ上部材ＨＡの上下方向の振動状態に基づき、この振動を減衰させるための目標要求力としての目標要求減衰力を表し、例えば、周知の非線形Ｈ∞制御理論やスカイフック理論などに基づいて計算される減衰力である。なお、これら非線形Ｈ∞理論やスカイフック理論に基づいて目標要求減衰力Freqを計算することに関しては、本発明と直接関係しないため、その詳細な説明を省略する。また、この第１実施形態においては、Ftgt・Freqの値が負となる状況では、目標発生減衰力Ftgtを「０」として実施する。

このように、目標発生減衰力Ftgtを計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、サスペンションＥＣＵ２１は、例えば、図示しないＲＯＭ内に予め記憶している減衰力特性テーブルを参照して、ショックアブソーバ１２のピストン１２ｂに形成された連通路１２ｂ１の流路断面積を段階的に変更するバルブ開度ＯＰを決定する。

ここで、この減衰力特性テーブルには、ショックアブソーバ１２および可変絞り機構１３により設定可能な全てのバルブ開度ＯＰの段数をパラメータとしたバネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの相対速度に対するショックアブソーバ１２の減衰力のデータが記憶されている。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、減衰力特性テーブルに記憶されている各減衰力の中から、前記ステップＳ１４にて計算した目標発生減衰力Ftgtに最も近い減衰力に対応するバルブ開度ＯＰの段数を選択して決定し、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６においては、サスペンションＥＣＵ２１は、駆動回路２３を介して、前記ステップＳ１５にて決定したバルブ開度ＯＰの段数に対応する信号をアクチュエータ１３ｂに出力する。そして、アクチュエータ１３ｂは、出力された信号に基づいて、前記決定されたバルブ開度ＯＰの段数に対応するようにバルブ１３ａを作動させる。これにより、ショックアブソーバ１２は、目標発生減衰力Ftgtに最も近くなる減衰力Fを発生させることができる。このとき、前記式７からも明らかなように、この減衰力Fに横力Fhの作用に伴って発生する摩擦反力R'が加算されることにより、ショックアブソーバ１２は目標要求減衰力Freqにほぼ等しい減衰力Fを発生させる。

このように、アクチュエータ１３ｂの作動を制御すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ１７に進み、減衰力変更制御プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短い時間の経過後、ふたたび、ステップＳ１０にてプログラムの実行を開始する。

以上の説明からも理解できるように、この第１実施形態によれば、車両の走行状態に伴って発生する横加速度Ghに基づいて、この横加速度Ghに比例関係にある車両に発生した横力Fhを推定し、この横力Fhの作用（入力）によってショックアブソーバ１２の摺動部分に発生する摩擦力R（摩擦反力R'）の大きさおよび作用方向を決定することができる。そして、この決定した摩擦力R（摩擦反力R'）をバネ下部材ＬＡとバネ上部材ＨＡとの相対運動を抑制するために必要な目標要求減衰力F_reqから摩擦力R（摩擦反力R'）を減じて、ショックアブソーバ１２が発生する目標発生減衰力F_tgtを決定するとともにこの目標発生減衰力F_tgtに最も近い減衰力Fを発生させることができる。したがって、バネ下部材ＬＡに対するバネ上部材ＨＡの振動を制振するための目標要求減衰力F_reqに影響を及ぼすショックアブソーバ１２の摩擦力R（摩擦反力R'）を適切に評価することができるため、適切にバネ下部材ＬＡとバネ上部材ＨＡとの相対運動を抑制することができる。

ｂ．第２実施形態
上記第１実施形態においては、ショックアブソーバ１２のシリンダ１２ａとピストン１２ｂの相対変位に伴う伸縮（以下、ストロークという）に関わらず、搭載角θが一定であるとし、前記式５における｜μ・K1・cosθ｜をK1'（定数）として実施した。しかし、ショックアブソーバ１２のシリンダ１２ａは、バネ下部材ＬＡ（詳しくは、ロアアーム）に対して回動可能に連結されているため、ストロークに伴って搭載角θが変化する場合がある。この場合、前記式４（または前記式５）からも明らかなように、搭載角θの変化に伴って、横力Fhの作用に伴う摩擦反力R'（または摩擦力R）の大きさが変化するようになる。したがって、以下に、ショックアブソーバ１２のストロークに伴って搭載角θが変化する第２実施形態を説明する。なお、この第２実施形態を説明するにあたり、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

この第２実施形態においては、図１および図２にて破線で示すように、サスペンションＥＣＵ２１に対してストロークセンサ２４が接続されている。ストロークセンサ２４は、ショックアブソーバ１２の基準位置からのストローク量Sを検出し、この検出したストローク量Hに対応する信号をサスペンションＥＣＵ２１に出力する。ここで、ストロークセンサ２４は、ショックアブソーバ１２の伸びまたは縮みに応じてストローク量Sを正の値または負の値として検出するものであるが、以下の説明においては、ストローク量Sを絶対値として扱うものとする。

そして、この第２実施形態においては、サスペンションＥＣＵ２１は、図５に示す減衰力変更制御プログラムを実行する。ここで、第２実施形態における減衰力変更制御プログラムは、上述した第１実施形態における減衰力変更制御プログラムに比して、ステップＳ１１がステップＳ２０に変更され、ステップＳ１３がステップＳ２２に変更されるとともに、新たにステップＳ２１が追加される点で異なる。したがって、これらステップＳ２０〜ステップＳ２２における処理を具体的に説明する。

この第２実施形態においても、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ１０にて減衰力変更制御プログラムの実行を開始する。そして、サスペンションＥＣＵ２１、続くステップＳ２０にて、横加速度センサ２２から横加速度Ghを入力するとともに、ストロークセンサ２４からストローク量Sを入力して、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２においては、サスペンションＥＣＵ２１は、上記第１実施形態と同様に、前記式１に従い、前記ステップＳ２０にて入力した横加速度Ghと比例関係にある横力Fhを推定計算する。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ２０にて入力したストローク量Sの変化に応じて変化する搭載角θを算出する。具体的に説明すると、サスペンションＥＣＵ２１は、図６に示すように、ストローク量Sの変化に対する搭載角θの変化を予め記憶した搭載角変化マップを参照し、前記ステップＳ２０にて入力したストローク量Sに対する搭載角θを算出して決定する。なお、以下の説明においては、搭載角θがストローク量Sに対応して変化するため、前記決定された搭載角θを搭載角θ(S)として表す。また、図６において、θoは車両組み付け時の搭載角を表す。さらに、搭載角θ(S)は、図６からも明らかなように、ストローク量Sの増大に伴って増大し、ストローク量Sの減少に伴って減少するため、搭載角θ(S)をストローク量Sの関数として表して実施することも可能である。

そして、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ２１にて搭載角θ(S)を算出して決定すると、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２においては、前記ステップＳ２１にて算出した搭載角θ(S)を用いて摩擦反力R'（または摩擦力R）を計算する。この場合、前記式２〜５におけるcosθは、下記式８〜１１に示すように、cos(θ(S))に変更される。
N＝Fh・cos(θ(S)) …式８
R＝｜μ・N｜＝｜μ・Fh・cos(θ(S))｜ …式９
R'＝｜R｜＝｜μ・N｜＝｜μ・Fh・cos(θ(S))｜ …式１０
R'＝｜μ・K1・Gh・cos(θ(S))｜ …式１１

ところで、この第２実施形態においても、摩擦係数μが一定であるとすると、｜μ・K1｜は定数となる。このため、｜μ・K1｜=K1''とすると、前記式１１は、下記式１２のように示すことができる。
R'＝K1''・cos(θ(S))・｜Gh｜ …式１２
すなわち、この第２実施形態における前記式１２によれば、ショックアブソーバ１２に作用する横力Fhによって発生する摩擦反力R'の大きさは、ショックアブソーバ１２に作用する横加速度Ghの絶対値およびショックアブソーバ１２のストローク量Sの関数として表されるcos(θ(S))に比例するものとなる。このように、摩擦反力R'を計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１３以降の各ステップ処理を実行する。

以上の説明からも理解できるように、この第２実施形態によれば、ショックアブソーバ１２が伸縮することによって、言い換えれば、ストローク量Sの大きさに応じて変化するショックアブソーバ１２の搭載角θ(S)の大きさを加味して摩擦力R（摩擦反力R'）の大きさおよび作用方向を決定することができる。これにより、車両の左右方向に発生した横力Fhに起因して発生する垂直抗力Nの変化を加味することによって、より適切に摩擦力R（摩擦反力R'）の大きさおよび作用方向を決定することができ、その結果、より適切にバネ下部材ＬＡとバネ上部材ＨＡとの相対運動を抑制することができる。

ｃ．第３実施形態
上記第１および第２実施形態においては、ショックアブソーバ１２がシリンダ１２ａ、ピストン１２ｂおよびピストンロッド１２ｃを備えており、また、ショックアブソーバ１２に可変絞り機構１３を設けて実施した。この場合、可変絞り機構１３によってピストン１２ｂに形成された流路断面積の大きさを適宜変更し、このピストン１２ｂがシリンダ１２ａ内に封入された粘性流体内を移動することによって、ショックアブソーバ１２は粘性抵抗に対応した減衰力Fを発生するようにした。そして、車両の走行に伴って発生する横力Fhの入力によって変化する摩擦反力R'（または摩擦力R）を加味して目標発生減衰力Ftgtを決定するように実施した。

ところで、サスペンション機構としては、上述した粘性流体を用いたショックアブソーバ１２を採用したサスペンション機構１０に限られず、電磁的な制御によって力を発生するショックアブソーバを採用した電磁サスペンション機構を採用して実施することも可能である。以下、車両用サスペンション装置にこの電磁サスペンション機構を採用した第３実施形態を詳細に説明する。なお、この第３実施形態の説明においても、上記第１および第２実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。

この第３実施形態における電磁サスペンション機構３０は、図７に示すように、車両上下方向に対して所定の搭載角θだけ傾けられて組み付けられており、サスペンションスプリング３１とショックアブソーバ３２とを備えている。サスペンションスプリング３１は、上記第１および第２実施形態におけるサスペンションスプリング１１と同様に、路面からタイヤＷおよびバネ下部材ＬＡを介してバネ上部材ＨＡに伝達される振動を吸収するものであり、例えば、金属製のコイルスプリングや空気スプリングなどが採用される。

ショックアブソーバ３２は、同軸状に配置されたアウターシリンダ３２ａとインナーシリンダ３２ｂと、シェル３２ｃとを備えている。アウターシリンダ３２ａは、その上端がバネ上部材ＨＡに連結されている。インナーシリンダ３２ｂは、その外周面上に設けたダストシールを介して、アウターシリンダ３２ａに対し変位可能に設けられており、その下端がシェル３２ｃに一体的に連結されている。シェル３２ｃは、中空状に形成されており、その下端がバネ下部材ＬＡに対して回転可能に連結されている。

また、電磁サスペンション機構３０は、アウターシリンダ３２ａ（すなわちバネ上部材ＨＡ）とインナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃ（すなわちバネ下部材ＬＡ）との相対的な変位を制御する力（以下、この力を制御力という）を発生する制御力発生機構３３を備えている。この制御力発生機構３３は、ショックアブソーバ３２のシェル３２ｃの内側に設けられるボールねじ機構３３ａと、ボールねじ機構３３ａを動作させるアクチュエータ３３ｂとを有する。ボールねじ機構３３ａは、アクチュエータ３３ｂに連結されて回転可能とされたボールねじ３３ａ１と、ボールねじ３３ａ１に螺合してボールねじ３３ａ１の回転動作により上下軸方向に移動するボールねじナット３３ａ２とからなる。ボールねじナット３３ａ２は、その周側面にて、インナーシリンダ３２ｂに一体的に固着されている。アクチュエータ３３ｂは、バネ上部材ＨＡに一体的に組み付けられる電動モータを主要構成部品とするものであり、ボールねじ３３ａ１を回転させる駆動力を発生する。

この構成により、制御力発生機構３３においては、アクチュエータ３３ｂを駆動制御して制御力Fを発生させることにより、ボールねじ３３ａ１が回転してボールねじナット３３ａ２を上下動させることができ、その結果、インナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃ（すなわちバネ下部材ＬＡ）に対してアウターシリンダ３２ａ（すなわちバネ上部材ＨＡ）を上方に押し上げたり、下方に引き下げたりすることができる。

また、車両の走行に伴ってバネ下部材ＬＡに対して上下方向の外力が入力された場合には、インナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃの上下方向への変位に伴ってボールねじナット３３ａ２も上下方向に変位する。この場合、ボールねじナット３３ａ２の上下方向への変位により、ボールねじ３３ａ１が強制的に回転させられる。ところで、このようにボールねじ３３ａ１が強制的に回転させられる状況では、アクチュエータ３３ｂにおいて、誘導起電力や供給電力による磁界の形成によって電磁力が発生し、ボールねじ３３ａ１の回転運動を抑制する制御力F（すなわち減衰力に相当）が発生する。その結果、ボールねじナット３３ａ２の上下方向への変位、言い換えれば、アウターシリンダ３２ａとインナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃとの上下方向における相対変位を抑制することができて、バネ上部材ＨＡおよびバネ下部材ＬＡの振動を減衰させることができる。

したがって、この第３実施形態における電磁サスペンション機構３０は、アクチュエータ３３ｂによって、アウターシリンダ３２ａをインナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃに対して能動的に変位させたり、アウターシリンダ３２ａとインナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃとの上下方向における相対変位を抑制したりできる。すなわち、この第３実施形態における電磁サスペンション機構３０は、所謂、アクティブサスペンションとしての機能を発揮できる。

そして、この第３実施形態における電気制御装置２０においては、図１に示すように、サスペンションＥＣＵ２１に横加速度センサ２２が接続されるとともに、ストロークセンサ２４が接続される。また、この第３実施形態における電気制御装置２０においては、サスペンションＥＣＵ２１に接続される駆動回路２３が、アクチュエータ３３ｂの作動を制御するように変更される。

このように構成した第３実施形態においては、サスペンションＥＣＵ２１は、運転者によって図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされると、図８に示す制御力変更制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この制御力変更制御プログラムは、車両の走行に伴って発生する横力の影響を加味してアクティブサスペンション機能を発揮するショックアブソーバ３２（より詳しくは、制御力発生機構３３）が発生する制御力Fを適切に変更するものである。以下、この制御力変更制御プログラムを詳細に説明する。

この制御力変更制御プログラムは、ステップＳ３０にてその実行が開始され、続くステップＳ３１において、サスペンションＥＣＵ２１は、上記第２実施形態の減衰力変更制御プログラムにおけるステップＳ２０と同様に、横加速度センサ２２から横加速度Ghを入力するとともに、ストロークセンサ２４からストローク量Sを入力する。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２においては、サスペンションＥＣＵ２１は、上記第１および第２実施形態の減衰力変更制御プログラムにおけるステップＳ１２と同様に、前記式１に従い、前記ステップＳ３１にて入力した横加速度Ghと比例関係にある横力Fhを推定計算する。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３においては、サスペンションＥＣＵ２１は、上記第２実施形態の減衰力変更制御プログラムにおけるステップＳ２１と同様に、前記ステップＳ３１にて入力したストローク量Sの変化に応じて変化する搭載角θ(S)を図６に示した搭載角変化マップを参照して算出する。このように、搭載角θ(S)を算出すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ３４に進む。

サスペンションＥＣＵ２１は、バネ下部材ＬＡに対してバネ上部材ＨＡを変位させるために必要なバネ上目標発生制御力Ftgt_bを決定するバネ上目標発生制御力決定ルーチンを実行する。以下、このバネ上目標発生制御力決定ルーチンを具体的に説明する。

このバネ上目標発生制御力決定ルーチンは、図９に示すように、その実行がステップＳ５０にて開始される。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、続くステップＳ５１にて、前記ステップＳ３１にて入力したストローク量Sを時間微分して、ストローク速度S'を計算する。なお、このストローク速度S'は、アウターシリンダ３２ａがインナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃから相対的に離間する方向に変位する場合（すなわち、ショックアブソーバ３２が伸びる場合）に正の値として計算され、アウターシリンダ３２ａがインナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃに相対的に接近する方向に変位する場合（すなわちショックアブソーバ３２が縮む場合）に負の値として計算される。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、ストローク速度S'を計算すると、ステップＳ５２に進む。

なお、計算されるストローク速度S'は、後述するように、ショックアブソーバ３２の伸びまたは縮みすなわち摩擦力R（摩擦反力R'）の作用方向を決定するものである。このため、例えば、ストロークセンサ２４の検出精度が高い場合には、単に、今回検出されたストローク量Sと前回検出されたストローク量Sとの差分を計算し、その差分の符号に基づいてショックアブソーバ３２の伸びまたは縮みを決定するようにしてもよい。

ステップＳ５２においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ５１にて計算したストローク速度S'が正の値、言い換えれば、ショックアブソーバ３２が伸び方向に状態変化しているか否かを判定する。すなわち、サスペンションＥＣＵ２１は、ストローク速度S'が正の値であれば、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ５３に進む。

ステップＳ５３においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ３２にて計算した横力Fhが作用している状態であり、かつ、ショックアブソーバ３２が伸び方向に状態変化しているときに、インナーシリンダ３２ｂおよびシェル３２ｃ（以下の説明においては、単に、インナーシリンダ３２ｂ等という）すなわちバネ下部材ＬＡに作用する摩擦力Rを計算する。具体的に説明すると、上記第２実施形態において説明したように、搭載角θ(S)とした場合に、アウターシリンダ３２ａとインナーシリンダ３２ｂとの接触面における垂直抗力は、前記式８に従って計算される。したがって、接触面における摩擦係数がμであれば、前記式９に従ってインナーシリンダ３２ｂ等に作用する摩擦力Rの大きさが計算される。

ここで、インナーシリンダ３２ｂ等は、タイヤＷに支持されたバネ下部材ＬＡに接続されるものであるため、ショックアブソーバ３２が伸び方向に状態変化しているときには、アウターシリンダ３２ａがインナーシリンダ３２ｂ等に対して相対的に離間する方向（具体的には、車両上方）に変位している状態である。したがって、インナーシリンダ３２ｂ等に作用する摩擦力Rは、アウターシリンダ３２ａの車両上方への運動を妨げる方向、すなわち、車両下方に作用するものとして、下記式１３によって表される。なお、以下の説明においては、摩擦力Rの作用方向として、車両下方を正とする。
R＝｜μ・Fh・cos(θ(S))｜ …式１３
このように、横力Fhが作用している状態であり、かつ、ショックアブソーバ３２が伸び方向に状態変化しているときに、インナーシリンダ３２ｂ等すなわちバネ下部材ＬＡに作用する摩擦力Rを計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ５７に進む。

一方、前記ステップＳ５２にて、ストローク速度S'が正の値でなければ、サスペンションＥＣＵ２１は「Ｎｏ」と判定してステップＳ５４に進む。ステップＳ５４においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ５１にて計算したストローク速度S'が負の値、言い換えれば、ショックアブソーバ３２が縮み方向に状態変化しているか否かを判定する。すなわち、サスペンションＥＣＵ２１は、ストローク速度S'が負の値であれば、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ３２にて計算した横力Fhが作用している状態であり、かつ、ショックアブソーバ３２が縮み方向に状態変化しているときに、インナーシリンダ３２ｂ等すなわちバネ下部材ＬＡに作用する摩擦力Rを計算する。具体的に説明すると、ショックアブソーバ３２が縮み方向に状態変化しているときには、アウターシリンダ３２ａがインナーシリンダ３２ｂ等に対して相対的に接近する方向（すなわち、車両下方）に変位している状態である。したがって、インナーシリンダ３２ｂ等に作用する摩擦力Rは、アウターシリンダ３２ａの車両下方への運動を妨げる方向、すなわち、車両上方に作用するものとして、下記式１４によって表される。
R＝−｜μ・Fh・cos(θ(S))｜ …式１４
このように、横力Fhが作用している状態であり、かつ、ショックアブソーバ３２が縮み方向に状態変化しているときに、インナーシリンダ３２ｂ等すなわちバネ下部材ＬＡに作用する摩擦力Rを計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ５７に進む。

一方、前記ステップＳ５４にて、ストローク速度S'が負の値でなければ、サスペンションＥＣＵ２１は「Ｎｏ」と判定してステップＳ５６に進む。ステップＳ５６においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ５２およびステップＳ５４の「Ｎｏ」判定に基づき、ショックアブソーバ３２が伸び方向および縮み方向のいずれの方向にも状態変化しておらず、摩擦力Rの作用方向を特定できないため、摩擦力Rを「０」とする。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ５７に進む。

ステップＳ５７においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ５３、ステップＳ５５またはステップＳ５６の実行により計算した摩擦力Rの発生によって、アウターシリンダ３２ａすなわちバネ上部材ＨＡに入力される摩擦反力R'を決定する。具体的に説明すると、アウターシリンダ３２ａはインナーシリンダ３２ｂ等に対して摺動して変位するため、インナーシリンダ３２ｂ等に摩擦力Rが発生した状態では、この摩擦力Rに釣り合う反力すなわち摩擦反力R'が入力される。このため、サスペンションＥＣＵ２１は、下記式１５に示すように、摩擦反力R'を前記計算した摩擦力Rと作用方向が逆であり、かつ、その絶対値が等しいものとして決定する。
R'＝−R …式１５
そして、サスペンションＥＣＵ２１は、アウターシリンダ３２ａすなわちバネ上部材ＨＡに入力される摩擦反力R'を決定すると、ステップＳ５８に進む。

ステップＳ５８においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ５７にて決定した摩擦反力R'の入力を打ち消すように、下記式１６に従ってバネ上目標発生制御力Ftgt_bを計算する。
Ftgt_b＝Freq_b−R' …式１６
ただし、前記式１６中のFreq_bは、ショックアブソーバ３２の伸び方向または縮み方向への状態変化を抑えるための、具体的には、伸び方向に変化しているショックアブソーバ３２を縮み方向に状態変化させるまたは縮み方向に変化しているショックアブソーバ３２を伸び方向に状態変化させるためのバネ上目標要求制御力（目標要求力）を表す。

ここで、より詳しくバネ上目標発生制御力Ftgt_bを説明しておく。前記式１６に対して前記式１５を代入すると、摩擦力Rを含んだ下記式１７が得られる。
Ftgt_b＝Freq_b＋R …式１７
今、アクチュエータ３３ｂを駆動させてアウターシリンダ３２ａを車両上方に変位させるときの制御力Fを正とし、車両下方に変位させるときの制御力Fを負とする。この場合、伸び方向に変化しているショックアブソーバ３２を縮み方向への状態変化とするには、バネ上目標要求制御力Freq_bが負の値に設定されるため、アクチュエータ３３ｂは負のバネ上目標発生制御力Ftgt_bを発生させる。また、ショックアブソーバ３２が伸び方向に変化しているときには、前記式１３により正の摩擦力Rが計算される。したがって、ショックアブソーバ３２を縮み方向への状態変化とするときには、前記式１７に基づき下記式１８が成立する。
−Ftgt_b＝−Freq_b＋｜μ・Fh・cos(θ(S))｜ …式１８

同様に、縮み方向に変化しているショックアブソーバ３２を伸び方向への状態変化とするには、バネ上目標要求制御力Freq_bが正の値に設定されるため、アクチュエータ３３ｂは正のバネ上目標発生制御力Ftgt_bを発生させる。また、ショックアブソーバ３２が縮み方向に変化しているときには、前記式１４により負の摩擦力Rが計算される。したがって、ショックアブソーバ３２を伸び方向への状態変化とするときには、前記式１７に基づき下記式１９が成立する。
Ftgt_b＝Freq_b−｜μ・Fh・cos(θ(S))｜ …式１９

したがって、前記式１８および式１９によれば、横力Fhが作用して摩擦力Rが発生している状況では、バネ上目標発生制御力Ftgt_bがバネ上目標要求制御力Freq_bに対して摩擦力R分だけ小さくなる。これにより、前記式１６（具体的には前記式１８，１９）に従ってバネ上目標発生制御力Ftgt_bを計算することにより、ショックアブソーバ３２の伸び方向への状態変化および縮み方向への状態変化を極めて良好に抑制することができ、例えば、バネ上部材ＨＡに発生する振動を適切に減衰させることができる。このように、バネ上目標発生制御力Ftgt_bを計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ５９にて、制御力変更制御プログラムに戻る。

ふたたび、制御力変更制御プログラムに戻り、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ３４にてバネ上目標発生制御力決定ルーチンを実行すると、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５においては、サスペンションＥＣＵ２１は、バネ上部材ＨＡに対してバネ下部材ＬＡ、より具体的には、インナーシリンダ３２ｂ等を変位させるために必要なバネ下目標発生制御力Ftgt_wを決定するバネ下目標発生制御力決定ルーチンを実行する。以下、このバネ下目標発生制御力決定ルーチンを具体的に説明する。

このバネ下目標発生制御力決定ルーチンは、図１０に示すように、その実行がステップＳ７０にて開始される。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、続くステップＳ７１にて、前記ステップＳ３２にて推定計算した横力Fhが入力して作用することによってバネ下部材ＬＡに発生する軸方向の発生力fwを、幾何学的な関係（図４を参照）に基づく下記式２０に従って計算する
fw＝Fh・sin(θ(S)) …式２０
ただし、前記式２０中のθ(S)は、前記ステップＳ３３にて算出した搭載角である。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、軸方向の発生力fwを計算すると、ステップＳ７２に進む。

ステップＳ７２においては、サスペンションＥＣＵ２１は、横力Fhおよび摩擦力Rが作用することによってインナーシリンダ３２ｂ等に作用する軸方向の発生力Fwを、前記ステップＳ７１にて計算した軸方向の発生力fwと上記バネ上目標発生制御力決定ルーチンの実行によって計算した摩擦力Rとの合力として、下記式２１に従って計算する。
Fw＝fw−R＝Fh・sin(θ(S))−R …式２１
ただし、前記式２１中の摩擦力Rは、ショックアブソーバ３２が伸び方向に変化しているときには前記式１３により計算される正の値（｜μ・Fh・cos(θ(S))｜）であり、ショックアブソーバ３２が縮み方向に変化しているときには前記式１４により計算される負の値（−｜μ・Fh・cos(θ(S))｜）である。そして、サスペンションＥＣＵ２１は、軸方向の発生力Fwを計算すると、ステップＳ７３に進む。

ステップＳ７３においては、サスペンションＥＣＵ２１は、前記ステップＳ７２にて計算した軸方向の発生力Fwを加味して、下記式２２に従ってバネ下目標発生制御力Ftgt_wを計算する。
Ftgt_w＝Freq_w−(Fh・sin(θ(S))−R) …式２２
ただし、前記式２２中のFreq_wは、ショックアブソーバ３２の伸び方向または縮み方向への状態変化を抑えるための、具体的には、伸び方向に変化しているショックアブソーバ３２を縮み方向に状態変化させるまたは縮み方向に変化しているショックアブソーバ３２を伸び方向に状態変化させるためのバネ下目標要求制御力（目標要求力）を表す。

ここで、より詳しくバネ下目標発生制御力Ftgt_wを説明しておく。今、アクチュエータ３３ｂを駆動させてインナーシリンダ３２ｂ等を車両上方に変位させるときの制御力Fを正とし、車両下方に変位させるときの制御力Fを負とする。この場合、伸び方向に変化しているショックアブソーバ３２を縮み方向への状態変化とするには、バネ下目標要求制御力Freq_wが正の値に設定されるため、アクチュエータ３３ｂは正のバネ下目標発生制御力Ftgt_wを発生させる。また、ショックアブソーバ３２が伸び方向に変化しているときには、前記式１３により正の摩擦力Rが計算される。したがって、ショックアブソーバ３２を縮み方向への状態変化とするときには、前記式２２に基づき下記式２３が成立する。
Ftgt_w＝Freq_w−(Fh・sin(θ(S))−｜μ・Fh・cos(θ(S))｜) …式２３

同様に、縮み方向に変化しているショックアブソーバ３２を伸び方向への状態変化とするには、バネ下目標要求制御力Freq_bが負の値に設定されるため、アクチュエータ３３ｂは負のバネ下目標発生制御力Ftgt_bを発生させる。また、ショックアブソーバ３２が縮み方向に変化しているときには、前記式１４により負の摩擦力Rが計算される。したがって、ショックアブソーバ３２を伸び方向への状態変化とするときには、前記式２２に基づき下記式２４が成立する。
−Ftgt_w＝−Freq_w−(Fh・sin(θ(S))＋｜μ・Fh・cos(θ(S))｜) …式２４

前記式２３によれば、ショックアブソーバ３２が伸び方向に変化している状況において、インナーシリンダ３２ｂ等を車両上方に変位させるときのバネ下目標発生制御力Ftgt_wは、バネ下目標要求制御力Freq_wに対して(Fh・sin(θ(S))−｜μ・Fh・cos(θ(S))｜)分だけ小さくなる。すなわち、この場合には、横力Fhの作用によって、インナーシリンダ３２ｂ等に対し、車両上方に向けて軸方向の発生力fwが発生する。したがって、インナーシリンダ３２ｂ等を車両上方に変位させるときのバネ下目標発生制御力Ftgt_wは小さくなる。

一方、前記式２４によれば、ショックアブソーバ３２が縮み方向に変化している状況において、インナーシリンダ３２ｂ等を車両下方に変位させるときのバネ下目標発生制御力Ftgt_wの絶対値は、バネ下目標要求制御力Freq_wの絶対値に対して(Fh・sin(θ(S))＋｜μ・Fh・cos(θ(S))｜) 分だけ大きくなる。すなわち、この場合には、横力Fhの作用によって、インナーシリンダ３２ｂ等に対し、車両上方に向けて軸方向の発生力fwが発生する。したがって、インナーシリンダ３２ｂ等を車両下方に変位させるときのバネ下目標発生制御力Ftgt_wはより大きくなる。

したがって、前記式２２（具体的には前記式２３，２４）に従ってバネ下目標発生制御力Ftgt_wを計算することにより、ショックアブソーバ３２の伸び方向への状態変化および縮み方向への状態変化を極めて良好に抑制することができ、例えば、バネ下部材ＬＡに発生する振動を適切に減衰させることができる。このように、バネ下目標発生制御力Ftgt_wを計算すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ７４にて、制御力変更制御プログラムに戻る。

ふたたび、制御力変更制御プログラムに戻り、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ３５にてバネ下目標発生制御力決定ルーチンを実行すると、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６においては、前記バネ上目標発生制御力決定ルーチンの実行により計算したバネ上目標発生制御力Ftgt_bと前記バネ下目標発生制御力決定ルーチンの実行により計算したバネ下目標発生制御力Ftgt_wとの和を求め、最終的にアクチュエータ３３ｂが発生すべき目標発生力としての目標発生制御力Ftgtを計算する。なお、この場合、バネ下目標発生制御力Ftgt_wを加算するにあたっては、例えば、位相補償処理などを実行するとよい。

このように、目標発生制御力Ftgtを計算すると、サスペンションＥＣＵ２１はステップＳ３７に進む。ステップＳ３７においては、サスペンションＥＣＵ２１は、駆動回路２３を介して、例えば、目標発生制御力Ftgtに対応する駆動電流をアクチュエータ３３ｂに供給する。アクチュエータ３３ｂは、供給された駆動電流に対応するトルクをボールねじ３３ａ１に伝達する。これにより、ショックアブソーバ３２は目標発生制御力Ftgtに等しい制御力Fを発生させる。

このように、アクチュエータ３３ｂの作動を制御すると、サスペンションＥＣＵ２１は、ステップＳ３８に進み、制御力変更制御プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短い時間の経過後、ふたたび、ステップＳ３０にてプログラムの実行を開始する。

以上の説明からも理解できるように、電磁サスペンション機構３０を採用した第３実施形態においても、上記第１および第２実施形態と同様の効果が期待できる。

本発明の実施に当たっては、上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

例えば、上記第２および第３実施形態においては、ショックアブソーバ１２またはショックアブソーバ３２のストローク量Sを検出するストロークセンサ２４を設けて実施した。しかし、例えば、車両に上下方向の加速度を検出する加速度センサが設けられている場合には、この加速度センサによって検出された上下方向の加速度からショックアブソーバ１２またはショックアブソーバ３２のストローク量Sを算出するようにして実施することも可能である。これにより、別途、ストロークセンサ２４を設ける必要がなく、比較的容易にショックアブソーバ１２またはショックアブソーバ３２の摩擦力R（摩擦反力R'）を評価することができる。

本発明の実施形態に係る車両用サスペンション装置の全体概略図である。 本発明の第１および第２実施形態に係り、図１のサスペンション機構を説明するための概略図である。 本発明の第１実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにより実行される減衰力変更制御プログラムのフローチャートである。 ショックアブソーバに入力した横力によって発生する摩擦力（摩擦反力）を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにより実行される減衰力変更制御プログラムのフローチャートである。 ストローク量と搭載角との関係を示すグラフである。 本発明の第３実施形態に係るサスペンション機構を説明するための概略図である。 本発明の第３実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにより実行される制御力変更制御プログラムのフローチャートである。 図８の制御力変更制御プログラムにて実行されるバネ上目標発生制御力決定ルーチンのフローチャートである。 図８の制御力変更制御プログラムにて実行されるバネ下目標発生制御力決定ルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０…サスペンション機構、１１，３１…サスペンションスプリング、１２，３２…ショックアブソーバ、１３…可変絞り機構、２０…電気制御装置、２１…サスペンションＥＣＵ、２２…横加速度センサ、２３…駆動回路、２４…ストロークセンサ、３０…電磁サスペンション機構、３３…制御力発生機構

Claims (5)

1. 車両のバネ下部材とバネ上部材との間にて所定の傾斜角度を有して配設され、少なくとも前記バネ下部材と前記バネ上部材との相対運動を抑制する力を発生するショックアブソーバと、このショックアブソーバが発生する力を変更制御する力変更制御手段とを備えた車両用サスペンション装置において、前記力変更制御手段が、
   車両の左右方向に発生した横加速度を検出する横加速度検出手段と、
   前記横加速度検出手段によって検出された横加速度に基づいて、車両の左右方向に発生した横力を推定する横力推定手段と、
   前記横力推定手段によって推定された横力の作用によって、前記ショックアブソーバの前記バネ下部材と前記バネ上部材の相対運動に伴って摺動する摺動部分に発生する摩擦力の大きさおよび作用方向を決定する摩擦力決定手段と、
   前記バネ下部材と前記バネ上部材との相対運動を抑制するために必要な目標要求力を計算する目標要求力計算手段と、
   前記目標要求力計算手段によって計算された目標要求力に対して、前記摩擦力決定手段によって決定された前記摩擦力の大きさおよび作用方向を加味して、前記ショックアブソーバに発生させる目標発生力を決定する目標発生力決定手段と、
   前記ショックアブソーバが発生する力を、前記目標発生力決定手段によって決定された目標発生力となるように変更する力変更手段とを備えたことを特徴とする車両用サスペンション装置。
2. 請求項１に記載した車両用サスペンション装置において、
   前記ショックアブソーバは、前記バネ下部材と前記バネ上部材との間にて、少なくとも一端側が回動可能に所定の傾斜角度を有して配設されており、
   前記力変更制御手段が、さらに、
   前記バネ下部材と前記バネ上部材の相対運動に伴って伸縮する前記ショックアブソーバのストローク量を検出するストローク量検出手段を備え、
   前記摩擦力決定手段が、前記ストローク量検出手段によって検出されたストローク量の大きさに応じて変化する前記ショックアブソーバの傾斜角度の大きさを加味して、前記摩擦力の大きさおよび作用方向を決定することを特徴とする車両用サスペンション装置。
3. 請求項１に記載した車両用サスペンション装置において、
   前記横力推定手段は、
   前記横加速度検出手段によって検出された横加速度と比例関係にあるものとして前記横力を推定することを特徴する車両用サスペンション装置。
4. 請求項１に記載した車両用サスペンション装置において、
   前記目標発生力決定手段は、
   前記目標発生力を、前記目標要求力計算手段によって計算された目標要求力から前記摩擦力決定手段によって決定された前記摩擦力の大きさを減じて決定することを特徴とする車両用サスペンション装置。
5. 請求項１に記載した車両用サスペンション装置において、
   前記ショックアブソーバが発生する力は、前記バネ下部材に対する前記バネ上部材の振動を減衰する減衰力であることを特徴とする車両用サスペンション装置。

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