JPH03246112A - 減衰力可変式サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は走行装置におけるサスペンションの特性を連続
的に最適可変制御するサスペンション制御装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、車両のサスペンションにあって、路面の状態ある
いは加減速等の走行状態の影響により振動が生じている
場合、いわゆる現代制御理論に従い、サスペンションを
含む車両の動きを反映した状態量から、その後の車両の
運動状態を予測し、これに基づいて最適制御量を求めて
サスペンションの減衰力を制御するものが知られている
。また、本出願人は既に、状態量の変化分を予測するこ
とにより、車両走行時の路面突起９段差などの外乱をは
じめとする過渡的入力に対する制振特性を向上するもの
（例えば、特開平１−１１１５１３号公報）、更に車両
全体の状態量の変化を予測して制御するもの（特開平１
−１１１５１５号公報）、あるいは車両の振動モードに
対応した制御を行なうもの（特開平１−１１１５１４号
公報）等を提案している。

［発明が解決しようとする問題点］ これらのサスペンション制御装置は、サスペンションや
車両の状態量と最適フィードバックゲインとに基づき、
ショックアブソーバに最適な目標減衰力を時系列的に与
え、ショックアブソーバの減衰力を連続的に可変するア
クチュエータによりその減衰力を制御して車両の振動を
抑制する優れたものであるが、現実の制御装置として実
現する場合に（表次の問題がなお残されていた即ち、「
１］　アクチュエータにより制御し得る減衰力には上下
限があり、演算された目標減衰力を実現できず、所望の
制振効果が得られないという問題や、 ［ＩＩ］　　目標減衰力をディジタル演算する上での遅
れやアクチュエータの応答遅れがあり、減衰力制御がな
されても予想される制振効果が得られないという問題等
である。

従って、これらの場合に（表車両の振動を充分に抑制す
ることができない。もとより、こうした制御力の上下限
や応答の遅れ等は予め仮定して制御系を設計するのであ
るが、経時変化等もあり現実の挙動との間に誤差を生じ
る場合がある。特に、減衰力の場合には、サスペンショ
ンの動きに対して作用するものであるから、サスペンシ
ョンのばね上−ばね下相対速度が小さい場合には、現実
の減衰力係数を無限大にし得ない以王　制振作用をはた
すべき減衰力も小さくなってしまう。従って、ばね上−
ばね下相対速度が小さい場合に（、ｔ、減衰力制御を好
適に行なうことができない。

また、段差を乗り越す場合の車両の挙動を考えてみると
、一般に同一の路面突起でも車速が高くなるほど、ばね
上−ばね下相対速度は大きく発生する。この場合、減衰
力係数を瞬時に０に制御できれば、減衰力は発生せず、
乗り心地は悪化しないが、実際上不可能である。更に、
現実の制御装置１こは遅れが存在するから、車速が高い
ほど相対的に速くなる路面変動に対して、減衰力を大幅
に変化させることは却って路面からの突き上げ入力を促
進することになり、好ましくない。

本発明（よ　これらの問題点を解決することを目的とし
、制御量の上下限やアクチュエータ等の応答の遅れ等を
考慮して、制振効果を充分に引き出す減衰力可変式サス
ペンション制御装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の減衰力可変式サスペンション制御装置（上上記
目的を達成するために、第１図に例示するように、 少なくともばね上−ばね下相対速度を含むサスペンショ
ンＳＡ・車両ｍの動きを示す状態量を検出する状態量検
出手段Ｍ］と、 該検出された状態量に基づき、車両全体のその後の運動
状態を、走行時の運動状態に対応する基準モデルに従っ
て予測演算し、車両全体の運動状態の変化を評価する評
価値を演算する車両状態予測手段Ｍ２と、 該評価値に基づいて、予測される車両の運動状態の変化
量が最小となる最適フィードバックゲインを求めるゲイ
ン演算手段Ｍ３と、 該演算された各ゲインを、前記状態量検出手段Ｍ１によ
って検出された状態量に乗算し、最適目標制御量を出力
する目標制御量演算手段Ｍ４と、該最適目標制御量に従
って、前記サスペンションＳＡの減衰力特性を連続的に
可変制御するアクチュエータＭ５と を備えた減衰力可変式サスペンション制御装置において
、 前記最適目標制御量を、前記ばね上−ばね下相対速度が
小さいほど大きな値に補正する制御量補正手段Ｍ６を備
えたことを特徴とする。

また、制御量補正手段Ｍ６によって補正された最適目標
制御量を、状態量のひとつとして検出された車速か小さ
いほど大きな値に補正する車速感応補正手段Ｍ７を備え
、車速による補正を更に行なうことも好適である。

（作用） 上記構成よりなる本発明のサスペンション制御装置は、
状態量検量手段Ｍ１が、少なくともばね上−ばね下相対
速度を含むサスペンション・車両の動きを示す状態量を
検出し、この状態量に基づき、車両状態予測手段Ｍ２が
、車両全体のその後の運動状態を、走行時の運動状態に
対応する基準モデルに従って予測演算し、車両全体の運
動状態の変化を評価する評価値を演算する。この評価値
に基づいて、ゲイン演算手段Ｍ３が、予測される車両の
運動状態の変化量を最小とする最適フィードバックゲイ
ンを求め、目標制御量演算手段Ｍ４が、各ゲインを状態
量に乗算し、最適目標制御量を出力する。更に、最適目
標制御量を、制御量補正手段Ｍ６が、ばね上−ばね下相
対速度が小さいほど大きな値に補正する。こうして補正
された最適目標制御量に従って、アクチュエータＭ５が
、サスペンションの減衰力特性を連続的に可変制御する
。

この結果、本発明のサスペンション制御装置で（よ　ば
ね上−ばね下相対速度が小さいほど最適目標制御量は大
きく補正されてサスペンションの減衰力は大きく制御さ
ｔＬ［表刃の上下限の存在により制限やアクチュエータ
Ｍ５の動作遅れが補償される。更に、ばね上−ばね下相
対速度により補正された最適目標制御量を、車速が小さ
くなるほど大きな値に補正すれ（′Ｌ　路面からの突き
上げ入力を抑制し、より幅広い路面に対応することがで
きる。

次に、本発明における車両状態予測手段Ｍ２や源演算手
段Ｍ３．　　目標制御量演算手段Ｍ４の作用に監視、そ
の原理を、モデルを例示して簡略に説明する。

車体を支えるサスペンションＳＡを、車両の加減速時に
おける運動を想定し、第２図に示すよう二、４自由度モ
デルとしてモデル化する。また、バネ下　バネ下質量を
考え、３質点系の４自由度制御系として式を立てる（特
開平１−１１１５１５参照）。なお、同図のｍｌ　、　
　ｍ２　、　　ｍ３　、　　ｋＴｌ。

ｋＴ２．ｋｌ、に２．ｃｌ、ｃ２は第１表に示す諸量で
あり、Ｚｌ、Ｚ２はバネ下の変位、Ｚｌｏ、Ｚｌ０は路
面の変位、Ｚ３ｆ、　　Ｚ３ｒはバネ上変位、θは操舵
角である。従って、ばね上−ばね下相対変位ｙは、　ｙ
ｌ＝Ｚ１−Ｚ３ｆ、　　ｙ２＝Ｚ２−Ｚ３ｒと表せる。

第１表 この系に働く外力または外乱によって振動する場合の運
動を状態方程式により記述すると、Ｘを状態変数、Ｕを
入力量として、離散的に（よｘ　（ｎ＋１）　＝Ａｘ　
（ｎ）　＋Ｅ　ｕ　（ｎ）　　　−（１）と表せる。こ
こで行列へ　Ｂはサスペンションの運動方程式を解いて
、あるいはシステム同定の手法により基準モデルを求め
て得られるものであり、システムに遅れの要素や非線形
性が存在する場合には、変数変換等により、線形の形に
導かれたものである。なお、上記の４自由度モデルにお
いては、各諸元として、第１表（ａ）欄に示すものを想
定すると、車両の加減速時のピッチ・バウンス運動（車
両前後方向の運動）を記述する状態方程式が導かね、第
１表（ｂ）欄に示す諸元を想定すると、車両の操舵時あ
るいは左右異位相でわだちを乗り越した場合のロール・
バウンス運動（車両の左右方向の運動）を記述する状態
方程式が導かれる。

次に、この様にして得られた状態方程式に基づいて、評
価値である評価関数Ｊを用いて最適フィードバックゲイ
ンＧを求める手法について説明する。評価関数Ｊは、一
般に、 Ｊ＝Σ（ｘ（ｎ）”１Ｑｘ（ｎ）＋ｕ（ｎ）ＴＲｕ（ｎ
））ｎ＝０ ・・・（２） と示さね、この評価関数Ｊを最小にする制御入力量ｕ（
ｎ）　１１　線形状態フィードバック則（３）で与えら
れる。

ｕ（ｎ）：　　Ｇ−ｘ（ｎ） Ｇ＝　（Ｒ十ＢＴ−Ｐ−Ｂ）−１・ＢＴ−Ｐ−Ａ（３） ここで、ＰＥ　次の離散時間形のリカツチ方程式（４）
を満足する正定対称解である。

Ｐ＝ＡＴ−Ｐ−Ａ＋Ｑ −ＡＴ−Ｂ・　（ｌＲ＋ＰＴ−Ｐ−Ｂ）−１・ＢＴ−Ｐ
−Ａ・・・（４） なお、評価関数Ｊ［１制御人力Ｕの挙動を制約する重み
行列Ｒ，Ｑを決定するものであり、その重みパラメータ
行列Ｒ，Ｑは当初任意に与えられる。任意に与えられた
重みパラメータ行列（初期値）を用いてシミュレーショ
ンを行ない、得られた制御入力量Ｕの挙動からパラメー
タ行列Ｒ，Ｑを所定量変更してシミュレーションを繰り
返し、最適な値を決定する。この結果、最適フィードバ
ックゲインＧが定まるのである。

評価関数Ｊｌｌ　第２図に示したように、３質点系４自
由度制御系の場合、複数定義することができる。即ち、
■定常走行中の乗心地、即ちバネ上の振動レベルを低く
する場合、■荒れた路面を走行中の接地性を考慮してバ
ネ下振動レベルを低くする場合、■操舵時のロール運動
のゆりかえし等を考慮してバネ上バネ下相対変位を低く
する場合、■フロントとリヤのゆりかえしのおさまり程
度を配分してロール剛性配分を最適とする場合、に対応
する評価関数である。従って、これらの■ないし■のど
れを重視した制御を行なうかに応じて、評価関数Ｊ］な
いしＪ４を用いることが可能である。

以上最適フィードバックゲインＧの算出について概観し
たが、状態変数Ｘと最適フィードバックゲインＧの積と
して得られる目標制御力ｕ（よ　本発明の制御量補正手
段Ｍ６によりばね上−ばね下相対速度による補正を受け
た上でサスペンションＳＡのアクチュエータＭ５に出力
さね、　この最適目標制御量ＵによりサスペンションＳ
Ａの減衰力特性が変更される。ここで、アクチュエータ
Ｍ５が制御量に直接対応した減衰力を直ちに発生し得る
ものであれ＋？　補正後の最適目標制御量Ｕをそのまま
制御に供すれば良いが、通常は最適目標制御量と実際の
制御力（即ち、サスペンションＳＡに作用している物理
量）との偏差εの出力をパワー増幅し、アクチュエータ
Ｍ５を駆動し、目標制御量まで連続的に制御する。

（実施例） 以下、本発明の減衰力可変式サスペンション制御装置の
好適な実施例について、図面と共に説明する。第３図（
ａ）は車両懸架装置の振動系の４自由度モデルを示し、
第３図（ｂ）は４輪の減衰力を可変する機構を示し、第
３図（ｃ）は減衰力を連続可変する装置の構造を示す。

まず、第３図（ａ）ないしくＣ）に従い、減衰力可変式
サスペンション制御装置の装置構成について説明する。

第３図（ａ）、　　（ｂ）に示すように、このサスペン
ション制御装置は、前後左右の各車輪Ｗｆｌ、ｆｒ、ｒ
ｌ、ｒｒに、車高と共に減衰力を可変し得る懸架装置１
　ｆｌ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒを備える。各懸架装置１　ｆ
ｌ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒは、同一の構成を有するので、以
下、右前輪Ｗｆｒの懸架装置１ｆｒを中心に説明する。

また、各車輪について差異のない構成に付いては、添え
字ｆｌ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒを省略して説明する。

懸架装置１に（よ車高可変用のアクチュエータ２が備え
られている。アクチュエータ２は、車両の車体に連結さ
れたシリンダ３とピストン４から成っており、これらに
より区画された作動流体室としてのシリンダ室５に対し
オイルが給排されることにより、このアクチュエータ２
が取り付けられた位置の車高を増減することができる。

アクチュエータ２は、作動流体室に対しオイルの如き作
動流体が給排されることにより対応する位置の車高を増
減し、また、車輪のバウンドおよびリバウンドに応じて
それぞれ作動流体室の圧力が増減するよう構成されたも
のである限り、例えば油圧ラム装置の如き任意の装置で
あってもよい。

アクチュエータ２の作動流体であるオイル（表オイル供
給装置１０から供給される。このオイル供給装置１０に
（上　オイルを貯溜するリザーブタンク１１．オイルポ
ンプ］６．流量制御井１７゜アンロード弁１８．逆止弁
］９がこの順に備えられ、導管２０を介して各懸架装置
１　ｆｌ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒに接続されている。ポンプ
１６はエンジン２］により駆動さね、リザーブタンク１
］からオイルを汲み上げて高圧のオイルを吐出する。流
量制御弁］７はその下流側に流れるオイルの流量を制御
するものである。アンロード弁１８は逆止弁１９よりも
下流側の圧力を検出し、その圧力が所定値を越えた時に
は導管２２を経てポンプ１６よりも上流側へオイルを戻
すことにより、逆止弁］９よりも下流側のオイルの圧力
を所定値以下に維持する。

逆止弁］９（よ各懸架装置１ｆｆ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒか
らアンロード弁］８側へと、オイルが逆流することを阻
止するものである。ポンプ１６によりリザーバタンク］
］から汲み出されたオイルは、導管２０を介して、４輪
の系統に分流する。

各懸架装置］は、導管２０からアクチュエータ２のシリ
ンダ室５に至る供給経路と、シリンダ室５から返戻管２
３を介してリザーバタンク］１に至る排出経路とが備え
られている。供給経路に（よ導管２０の側（上流側）か
ら順に、逆止弁２４゜電磁開閉弁２６．電磁流量制御弁
２８が設けられている。電磁開閉弁２６および電磁流量
制御弁２８は、オイルの流路の遮断／連通および流量制
御を行なうものであり、これらの弁２６．２８が制御さ
れることにより、アクチュエータ２のシリンダ室５への
オイルの供給およびその流量が適宜に可変される。一方
、排出経路に（よ　アクチュエータ２の側から順に、供
給側に設けられたものと同の構造を有する電磁流量制御
弁３２．電磁開閉弁３４が設けられている。従って、ア
クチュエータ２のシリンダ５内のオイル（上電磁開閉弁
３４が制御されることにより、選択的にリザーブタンク
］へ排出される構成になっており、その流量は、流量制
御弁３２が制御されることにより適宜制御される。

図示の実施例においては、開閉弁２６．３４は常閉型で
あり、それぞれ対応するソレノイドに通電が行なわれて
いない時に（表図の如く閉弁状態を維持して、対応する
経路の連通を遮断する。−方、対応するソレノイドに通
電が行なわれている時に（よ　開弁じて対応する経路の
連通を許す。また、流量制御弁２８，３２１１　　それ
ぞれに備えられたソレノイドに通電される駆動電流のデ
ユーティが変更されるとその絞り度合を変え、これによ
りオイルの流量を制御する。

各懸架装置］の供給経路に（よ　オイルを蓄圧するアキ
ュムレータ４５が、逆止弁２４よりも上流側の位置に接
続されている。各アキュムレータ４５は、ダイヤフラム
により互いに分離されたオイル室４９と空気室５０とよ
り成っており、−ポンプ］６によるオイルの脈軌　アン
ロード弁１８の作用に伴う導管２０内の圧力変化を補償
し、供給経路内のオイルに対し蓄圧作用をなす。

以上説明したオイルの供給・排土の作用により、アクチ
ュエータ２のシリンダ５内のオイルの増加・減少が制御
さね　ピストン４の位置が変更さね結果的に車高が調整
されることになる。次に、減衰力を可変する構成とその
作用について説明する。

各アクチュエータ２のシリンダ５にオイルが流入・流出
するポートには、可変絞り装置５１を介して主ばね５２
が接続されており、また、この主ばね５２と並列に、常
開型の開閉弁５４を介して副ばね５５が接続されている
。主ばね５２（ヨ　　ダイヤフラムにより互いに分離さ
れたオイル室５７と空気室５８とから成っており、同様
に、副ばね５５はダイヤフラムにより互いに分離された
オイル室６０と空気室６１とから成っている。

可変絞り装置５１（よ　第３図（ｃ）に示すように、バ
ルブボディ６２に摺動可能に組み込まれたスプール６３
の位置により、オイルの流路断面積（絞り開度）が変更
可能なものであり、駆動源としてリニアアクユニータロ
５を備える。リニアアクチュエータ６５のムービングコ
イル６６に（，１゜変位センサ６７が直結して設けられ
ており、油路を連続に開閉する可変絞りとしてのスプー
ル６３の変位Ｘを検出することができる。リニアアクチ
ュエータ６５（＠　入力される制御信号（−１００〜＋
１００）に対して、第４図に示すように、その変位Ｘに
ついてはリニアな特性を、絞り開度りおよび減衰係数Ｃ
についはノンリニアな特性を有する。このリニアアクチ
ュエータ６５を駆動して可変絞り装置５１を制御するこ
とにより、前輪および後輪のばね上−ばね下の相対変位
速度ｙｖｌ。

ｙｖ２を自由に設定することができる。実際には、乗車
時の乗心地を確保するために、制御入力が零のときには
スプール変位Ｘを中立位置（０％）に保ち、乗心地を満
足するようなオリフィス開度、すなわち減衰係数Ｃを与
える。そのときの減衰係数Ｃの値は、各車輪Ｗｆｌ、　
ｆｒ、　ｒｌ、　ｒｒの相対速度ｙｖｌ、　　ｙｖ２の
関数である。

こうして、第３図（ａ）に示すように　車輪Ｗのバウン
ドおよびリバウンドに伴い、各アクチュエータ２　ｆｌ
、　ｆｒ、　ｒｌ、　ｒｒのシリンダ室５の容積が変化
すると、シリンダ室５およびオイル室５７，６０内のオ
イルが可変絞り装置５１を経て相互に流通し、その際の
流体抵抗により振動減衰作用が発揮される。この場合、
可変絞り装置５１の絞り度合が、可変絞り装置５１に設
けられたリニアアクチュエータ６５によって制御される
ことにより、減衰力が連続的に無段階に制御される。ま
た、開閉弁５４が、これに設けられたソレノイド６８に
よって選択的１こ開閉されることにより、ばね定数ｋが
高、低の二段階に切り換えられるのである。

なお、リニアアクチュエータ６５およびソレノイド６８
は、車両のノーズダイブ、スクオート、ロルを低減すべ
く、後に説明する電子制御装置８０（第５図）により制
御される。

次に、この電子制御装置８０の構成とこれに接続された
センサ群等について説明する。センサ群の九　車高を検
出する車高センサ８２だけ（上　第３図（ｂ）に示され
ている。この車高センサ８２は、各アクチュエータ２ｆ
ｒ、　　２ｆｌ、　　２ｒｒ、　　２ｒｌに設けられて
おり、シリンダ３とピストン４または図には示されてい
ないサスペンションアームとの間の相対変位（即ちばね
上−ばね下の相対変位）ｙを測定することにより、対応
する位置の車高を検出する。

電子制御装置８０（友第５図に示すように、中央処理ユ
ニット（ＣＰＵ）８４と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ
）８５と、ランダムアクセスメモノ（ＲＡＭ）８６と、
入力ボート装置８７および出力ポート装置８８と、これ
らを互いに接続する双方性のコモンバス８９とを備え、
算術論理演算回路として形成されている。

ＲＯＭ８５［よ　ＣＰＵ８４による演算処理に必要な固
定的なデータや制御手段の機能を実行するためのプログ
ラム等を記憶している。そのデータとして（よ例えば車
両状態量予測演算を行なうためのマツプ、最適フィード
バックゲインの初期値マツプ等がある。また、車高選択
スイッチ９０がハイ、ノーマル、ローに設定されている
場合における前輪および後輪の目標車高としての基準車
高ＨｈｆおよびＨｈｒ、　　Ｈｎｆおよび）−１ｎｒ、
　　ＨｌｆおよびＨｒ　（Ｈｈｒ＞Ｈｎｆ＞Ｈｌｆ＞、
　Ｈｈｒ＞Ｈｎｒ＞Ｈｌｒ）を記憶している。

ＲＡＭ８６は、状態量検出手段を構成する各種センサ（
後述）からの横比信号等に基づ＜ｃｐｕ８４の演算処理
に必要な諸データ、演算結果等を記憶するものである。

入力ポート装置８７に（よ車室内に設けられ運転者によ
り操作される車高選択スイッチ９０と、Ａ／Ｄコンバー
タ９２が接続されている。車高選択スイッチ９０からは
、選択された車高がハイ（Ｈ）、ノーマル（Ｎ）１口〜
（Ｌ）の何れであるかを示すスイッチ関数の信号が入力
される。また、Ａ／Ｄコンバータ９２には、マルチプレ
クサ９４が接続されており、増幅器８２ａを介して接続
された車高センサ８２の外、増幅器群１００ａないし］
］５ａを介して接続された次のセンサ群１００ないし１
１５からの信号を、選択的にディジタル量に変換する。

なお、以下、速度に関する量は添え字Ｖを付して、加速
度に関する量は添え字ａを付して、各々記載する。

前方路面センサ１００：車両走行前方の路面状態、例え
ば段差の存在などを検出して出力する。

車速センサ１０１：車両の走行速度ｖｉ検出して出力す
る。

操舵角センサ１０３：ハンドルの操作量である操舵角δ
（右旋回が正）を検出して出力する。

スロットル開度センサ１０５：図示しないアクセルに連
結されたスロットルバルブの開度θを検出して出力する
。

制動センサ１０７：図示しないマスタブレーキシリンダ
の油圧Ｐ等の制動状態を示す信号を検出して出力する。

ばね上加速度センサ１０９：車体の上下方向の加速度ｚ
ａ３を検出して圧力する。

ガス温度センサ１１１ニオイルを蓄圧するアキュムレー
タ４５のガス温度、即ちオイルの温度ｔを状態量のひと
つとして検出し出力する。−荷重センサ］１３：アクチ
ュエータ２のシリンダ室５の圧力Ｗを検出して圧力する
。シリンダ室５の圧力ｗｉｔ、、乗員数等により変化す
る荷重を検出するためのものである。

変位センサ１１５：モータ６２によって可変される可変
絞り装置５１の変位量を検出して圧力する。即ち、油路
を連続に開閉する可変絞りとしてのスプール６３の変位
Ｘを検出するものである。

なお、前方路面センサ８２は、車体全部の左右こ計２個
設けられており、車高センサ８２．ガス温度センサ１１
１．荷重センサ１１３．変位センサ］１５は、各懸架装
置１　ｆｔ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒに合わせて、各４個設け
られている。

ＣＰＵ８４は、ＲＯＭ８５に記憶されているプログラム
に従って予測状態の演算、最適フィードバックゲインの
選択、最適目標制御量の演算等の演算処理を行なう。ま
た、こうした演算結果に基づき、ＣＰＩＪ８４は、各ア
クチュエータ２に対応して設けられた開閉弁２６．３４
および流量制御弁２８．３２へ　出力ポート装置８８か
らそれぞれ対応するＤ／Ａコンバータ］２０ないし］２
］および駆動回路］２４ないし１２５を経て選択的に制
御信号を出力し、更に可変絞り装置５１を駆動するリニ
アアクチュエータ６５および開閉弁５４を駆動するソレ
ノイド６７へ　出力ポート装置８８からそれぞれ対応す
るＤ／Ａコンバータ］３０．１３１および駆動回路１３
４，１３５を経て選択的に制御信号を出力する。このほ
か、出力ポート８８には表示器１３６が接続されており
、車高選択スイッチ９０により選択された標準車高が、
ハイ、ノーマル、ローの何れであるかが表示されるよう
になっている。

次に、第６図に示すフローチャートを参照して、第３図
（ｂ）、　　（Ｃ）に示された実施例装置の作動につい
て説明する。なお、上述したハードウェアの構成におい
て以下の処理を実行した場合に実現される制御の概要を
ブロック図として示したのが第７図である。電子制御装
置８０（上電源が投入されると、第６図に示す減衰力制
御ルーチンを起動し、まず初期設定の処理を行なう（ス
テップＰＩ）。初期設定として（友例え（戴最適フィー
ドバックゲインＧＯを設定する処理などがある。

次に、各センサ８２，１００ないし１１５から操舵角δ
などの信号を読み込む処理を行なう（ステップＰ２）。

次に、入力した各センサからの信号に基づいて、車両の
走行状態を判別しくステップＰ３）、最適フィードバッ
クゲインＧを設定する（ステップＰ４）。最適フィード
バックゲインＧ（ｉ　　作用の項で説明したように、評
価関数Ｊを用いて予め定めたものであり、車両状態量の
予測演算により予測された走行状態に基づいて最適な最
適フィードバックゲインＧの組み（Ｇｌ、　　Ｇ２．　
　・・・）が設定されるのである。車両状態の予測と（
よ加速操舵突起段差および減速の各々の関連センサがら
の検出信号に基づき、車両の走行状態を判定して、左右
異位相変動（即ち、うねり路面状態に入る状態）か、加
減速状態か、操舵旋回状態か、それらのいずれでもない
定速状態か等を判定するのである。

これらの判定に基づいて、予測状態に従って目標制御力
算定のために、ロール・バウンス制御あるいはピッチ・
バウンス制御について最適フィードバックゲインＧを設
定する。

次に、加速センサ１０９等から、車両の振動状態を反映
した信号を読み込む処理を行なう（ステップＰ５）。こ
うした信号としては、車輪Ｗと車体ｍとの相対変位であ
る車高ｙｌ（ｎ）、　　ばね上である車体の上下方向加
速度ｚ　ａ３（ｎ）、減衰力を設定する可変絞り装置５
１のスプール１１７の変位量Ｘ（ｎ）がある。こうして
読み込んだ諸量から、以下のステップＰ６ないしＰＩＯ
において、微積分処理あるいはマツプを用いた変換処理
を行なって、次の諸量を演算する。

ｙｖｌニステップＰ５で取り込んだ車高、即ちばね上−
ばね下の相対変位ｙｌ（ｎ）を微分して、演算された相
対速度（ステップＰ６）。なお、ＣＰＵ８４内部で（よ
処理は所定期間毎に繰り返し離散的に実行されるから、
微分処理（上　この時刻ｎ＋１と時刻ｎとの間の偏差と
して演算される。

ｚ　ｖ３　ニステップＰ５において取り込んだ加速度Ｚ
　ａ３（ｎ）を積分して求められたばね上の速度（ステ
ップＰ７）。積分処理（よ離散系では総和を演算するこ
とにより行なわれる。

ｚ３ニステップＰ７で求めたばね上の速度ｚｖ３を積分
して求められたばね上の変位（ステップＰ８）。

ｆｌニステップＰ５で求めたスプールの変位Ｘ（ｎ）か
ら予めＲＯＭ８５内に用意されたマツプを参照して求め
られた値に、Ｌ（ステップＰ９）と、ステップＰ６で求
めたばね上−ばね下の相対速度ｙｖとから、次式 ％式％ として求められた減衰力（ステップＰ　１０）。なお、
マツプにより求められる値Ｋ（ｉ　　可変絞り装置５１
の駆動ゲインに対応した量であり、値Ｌ（Ｌ相対速度に
かかわるベキ指数に対応した値である。

次にこうして求めた諸量ｙｌ、ｙｖｌ、ｚ３．ｚｖ３．
ｆ１乞、状態量Ｘとして座標変換する処理を行ない（ス
テップＰ１１）、この状態量ＸにステップＰ４で求めた
最適フィードバックゲインＧを次式のように乗算して目
標制御量Ｕを算出する（ステップＰ１２）。

ｕｌ：ＧＩ−ｙｌ＋Ｇ２・ｙｖｌ 十Ｇ３・ｚ３＋Ｇ４・ｚｖ３十Ｇｌ　ｆｌ目標制御量Ｕ
と（山懸架装置１が発揮すべき減衰力に相当する量であ
る。実際の装置では、装置の応答遅れなどの要因により
目標となる減衰力Ｕ１と実減衰力ｆ１とは相違する。両
者の間には遅れ時間ＴＩを見込んで、 ｆ　１＋Ｔｌ　ｆ　Ｉ　＝ｕｌ の関係が成り立つ。そこで、最適な目標制御１ｉｕ１に
対して実際の減衰力ｆ１との偏差εを算出しくステップ
Ｐ１３）、この偏差εをばね上の相対速度ｙｖｌで除算
しくステップＰ１４）、更に車速■で除算して（ステッ
プＰ１５）、最終的な制御量１を算出する。ここで、偏
差εを相対速度ｙｖｌで除算するの（よ　実際に生じる
減衰力ｆｌが、ばね上−ばね下の相対速度ｙｖｌの関数
となっていることから、相対速度ｙｖｌが小さい場合１
へ減衰力ｆ１も小さくなるという現象を補償して、−充
分な減衰力を得るためである。即ち、見かけ上　偏差ε
に対するゲインを高くして可変絞り装置５１のリニアア
クチュエータ６５の変位に変換し、実際には遅れて発生
する減衰力ｆ１のその遅れを見込んで制御するのである
。同様に、車速Ｖで除算するのは、速い路面変化（即ち
高車速）に対して減衰力ｆ１の変化を小さくするためで
ある。

その後、求めた制御量ｉに従い、懸架装置の減衰力を制
御する（ステップＰ］６）。なお、偏差εのオフセット
（残留偏差）をなくすために、制御量１を積分して、ア
クユエータである可変絞り装置５］に出力している。か
かる積分の機能や、スプール１１７の変位の信号Ｘをネ
ガティブフィトバックし、その偏差信号に比例した電流
を出力する機能は、駆動回路１３４に組み込まれている
。

以上の処理の後、演算・処理のタイミングを示す変数ｎ
を値］だけインクリメントしくステップＰ］７）、ステ
ップＰ２に戻って上述した処理を繰り返す（ステップＰ
２ないしＰ１７）。

以上説明した本実施例の減衰力可変式サスペンション制
御装置は、路面からの外力または外乱に対して、車速Ｖ
と車輪荷重Ｗとばね上−ばね下相対変位ｙとガス温度ｔ
とに基づいて、相対変位ｙ。

相対速度ｙｖ、バネ上変位ｚ３．　　バネ上速度ｚ　ｖ
３゜減衰力ｆ１に対する最適フィードバックゲインＧ（
Ｇｌ〜Ｇ５）を出力し、最適な目標制御力Ｕを出力する
。この目標制御力Ｕの出力に対して制御しようとする減
衰力ｆ１との偏差εをとり、その偏差εを、ばね上−ば
ね下相対速度ｙｖｌと車速■とで除算し、こうして得ら
れた信号ｉの出力に応じた大きさの電流を、駆動回路１
３４を経てリニアアクチュエータ６５に与える。この結
果、スプール６３が移動さねう減衰係数Ｃが変わって、
最適な減衰力ｆ１が設定される。

上述の実施例の装置は、気液流体タイプの懸架装置１に
おいて、最適フィードバックを用いて算出した最適目標
制御量Ｕの信号に基づいて減衰力ｆ１を連続的に制御す
るので、あらゆる走行状態に適応することができ、その
結果、乗り心地や走行安定性等をはるかに向上させるこ
とができるという利点がある。しかも、最適目標制御量
Ｕを、ばね上−ばね下相対速度ｙｖｌが小さいほど大き
な値に補正しているので、サスペンションのばね上−ば
ね下相対速度が小さい場合でも、充分な制振作用をはだ
すことができる。しかも、車速Ｖが大きいほど小さい値
に補正する処理も行なっているので、車速が高い場合の
段差の乗越しなどでの路面からの突き上げ入力も抑制さ
れる。従って、異なる車速で同一の段差を乗り越す場合
でも、乗り心地を充分に確保することができる。

これらの結果、最適フィードバックゲインを算出する際
に仮定した遅れ要素が現実と誤差を生じても、これを補
完することができ、実際の車両で経時変化により遅れ量
が変化しても、減衰力の好適な制御を継続することがで
きる。また、減衰力制御に使用し得るアクチュエータと
して、低応答性のものの採用が可能となり、設計の自由
度の向上、コストの低減等を図ることも可能となる。

なお、本実施例では、減衰方何を制御するアクチュエー
タ２は、リニアアクチュエータ６５で発生する力に対し
てリターンスプリングを用いる代わりに、スプール６３
の変位Ｘをフィードバックする制御を行なっている。従
って、わずかな電気エネルギでスプール６３を動かすこ
とができ、それによって発生する力を有効に利用できる
ので、応答性が向上し、周波数の高い細かな振動まで制
御でき、かつ、油圧風　空気圧源等の動力源が不要で、
それによる配管等の重重　スペース、コストの低減を図
ることができるという利点がある。

（発明の効果） 本発明の減衰力可変式サスペンション制御装置（よ走行
時の運動状態に対応する基準モデルに従って求めた最適
フィードバック制御ゲインを用いて最適目標制御量を求
め、この最適目標制御量をばね上−ばね下相対速度が小
さいほど大きな値に補正する。従って、サスペンション
の減衰力１上ばね上−ばね下相対速度が小さいほど大き
く制御さ札　アクチュエータの動作遅れが補償されて、
より的確に車両の挙動を制御することができるという極
めて優れた効果を奏する。この結果、アクチュエータに
より変更可能な減衰力に上下限が存在したり、最適フィ
ードバックゲインを算出する際に仮定した遅れ要素が現
実と誤差を生じるといった場合でも、これを補完するこ
とができ、実際の車両で経時変化により遅れ量が変化し
ても、減衰力の好適な制御を継続することができる。ま
た、減衰力制御に使用し得るアクチュエータとして、低
応答性のものの採用が可能となり、設計の自由度の向上
等を図ることも可能となる。

更に、上ばね下相対速度により補正された最適目標制御
量を、車速が小さくなるほど大きな値に補正すれば、路
面からの突き上げ入力を抑制し、より幅広い路面に対応
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
２図は振動系の４自由度モデルを示す概念図、第３図（
ａ）は本発明を自動車に適用した実施例の振動制御装置
における懸架装置］の位置を示す説明医　同図（ｂ）は
実施例の制御機構の概略をオイル系統を中心に示す説明
図、同図（Ｃ）は減衰力を可変する可変絞り装置５］の
構成を示す断面図、第４図は制御入力と絞り開度、スプ
ール変位減衰係数の関係を示す特性図、第５図は懸架装
置１を制御する電子制御装置８０の構成を示すブロック
図、第６図は電子制御装置８０における処理の一例を示
すフローチャート　第７図は実施例における制御の概要
を示すブロック図、である。 １・・・懸架装置　　　２・・・アクチュエータ５・・
・シリンダ室　１０・・・オイル供給装置２６．３４・
・・電磁開閉弁 ２８．３２・・・電磁流量制御弁 ５１・・・可変絞り装置　５２・・・主ばね５５・・・
副ばね　　６５・−・リニアアクチュエータ８０・・・
電子制御装置　８２・・・車高センサ１０９・・・ばね
上加速度センサ １１５・・・変位センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくともばね上−ばね下相対速度を含むサスペン
   ション、車両の動きを示す状態量を検出する状態量検出
   手段と、 該検出された状態量に基づき、車両全体のその後の運動
   状態を、走行時の運動状態に対応する基準モデルに従つ
   て予測演算し、車両全体の運動状態の変化を評価する評
   価値を演算する車両状態予測手段と、 該評価値に基づいて、予測される車両の運動状態の変化
   量が最小となる最適フィードバックゲインを求めるゲイ
   ン演算手段と、 該演算された各ゲインを、前記状態量検出手段によつて
   検出された状態量に乗算し、最適目標制御量を出力する
   目標制御量演算手段と、 該最適目標制御量に従つて、前記サスペンションの減衰
   力特性を連続的に可変制御するアクチュエータとを備え
   た減衰力可変式サスペンション制御装置において、 前記最適目標制御量を、前記ばね上−ばね下相対速度が
   小さいほど大きな値に補正する制御量補正手段を備えた
   ことを特徴とする減衰力可変式サスペンション制御装置
   。 ２　請求項１記載の減衰力可変式サスペンション制御装
   置であつて、 制御量補正手段によって補正された最適目標制御量を、
   状態量のひとつとして検出された車速が小さいほど大き
   な値に補正する車速感応補正手段を備えた減衰力可変式
   サスペンション制御装置。