JPH04368211A - 最適制御型セミアクティブサスペンションシステム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のサスペンション
システムに関するものであり、特に、最適制御型セミア
クティブサスペンションシステムにおける可変絞り弁の
制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の乗り心地や運動性能を改善
するために、車両の状態を示す状態量に基づいてばね上
とばね下との間に積極的に制御力を作用させるアクティ
ブサスペンションシステムが使用されている。アクティ
ブサスペンションシステムによれば良好な制振効果を得
ることができるのであるが、構造が複雑となり、高価と
なることを避け得ない。そこで、状態量に基づいてダン
パの可変絞り弁の開度を制御することにより、ばね上と
ばね下との間に適正な制御力を作用させるセミアクティ
ブサスペンションシステムが注目されている。本出願人
も最適制御型セミアクティブサスペンションシステムを
開発し、例えば特願平２−４４０４５号として特許出願
中である。最適制御型セミアクティブサスペンションシ
ステムは、（１）車両のばね上とばね下との上下方向の
相対移動に基づいて容積が変化するダンパ室とそのダン
パ室に対する流体の流出入を許容する通路に設けられた
可変絞り弁とを備えてばね上とばね下との間に設けられ
るダンパ装置と、（２）ばね上の上下方向変位，上下移
動速度やばね上とばね下との上下方向相対変位，上下相
対移動速度等の状態量を取得する状態量取得手段と、（
３）その状態量取得手段により取得された状態量に基づ
いてばね上の上下方向変位，上下加速度等を評価量とす
る評価関数を最小にする最適制御力を演算する最適制御
力演算手段とを含むように構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記最適制御力はいわ
ゆるアクティブな制御力であり、正の値となることも負
の値となることもある。アクティブサスペンションシス
テムにおいては正負両方向の制御力を発生させ得るため
、最適制御力演算手段により演算された最適制御力を常
に実現し得て問題はないが、セミアクティブサスペンシ
ョンシステムにおいては減衰力という形で制御力を実現
しなければならないため、最適制御力を実現し得ない場
合が生じる。例えば、ダンパの可変絞り弁の開度を連続
的に制御することで減衰力を目標制御力に追従させるの
であるが、この場合には、サスペンションの縮み工程に
おいて伸び減衰力を生じさせたい、あるいはサスペンシ
ョンの伸び工程において縮み減衰力を生じさせたいとい
う最適制御力演算手段の要求には答えることができない
。

【０００４】しかるに、これまでの最適制御型セミアク
ティブサスペンションシステムは最適制御力演算手段の
要求に答え得るか否かの判断をする機能を備えていなか
ったために、要求に答え得ない状況下においても演算さ
れた最適制御力相当の絞り弁開度がダンパ装置に指令さ
れて不適当な減衰力が発生させられ、所期の制振効果を
得ることができないことがあるという問題があった。本
発明は、最適制御型セミアクティブサスペンションに、
最適制御力演算手段の要求に答えることができるか否か
を判断する機能を持たせることにより、これまでのもの
より制振性能の高い最適制御型セミアクティブサスペン
ションシステムを得ることを課題としてなされたもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨は
、図１に示すように可変絞り弁を有するダンパ装置、状
態量取得手段および最適制御力演算手段を含む最適制御
型セミアクティブサスペンションシステムにおいて、状
態量取得手段を少なくともばね上とばね下との上下相対
移動速度を含む状態量を取得するものとするとともに、
取得された上下相対移動速度と最適制御力演算手段によ
り演算された最適制御力との符号が一致している場合に
はダンパ装置により最適制御力が得られるように可変絞
り弁の開度を制御し、不一致の場合には予め定められた
開度とする絞り弁開度制御手段を設けたことにある。

【０００６】

【作用】このように構成された最適制御型セミアクティ
ブサスペンションシステムにおいては、ばね上とばね下
との上下相対移動速度が正であるときに最適制御力演算
手段により演算された最適制御力が正であった場合、あ
るいは上下相対移動速度が負であるときに最適制御力が
負であった場合には、絞り弁開度制御手段により、絞り
弁の開度が、演算された最適制御力が得られる開度に制
御される。

【０００７】それに対して、ばね上とばね下との上下相
対移動速度が正であるときに負の最適制御力が演算され
、あるいは上下相対移動速度が負であるときに正の最適
制御力が演算された場合には、絞り弁開度が予め定めら
れた開度とされる。上下相対移動速度が正であるという
ことは、サスペンションが伸びつつあるということで、
この状況下で負の最適制御力が要求されるということは
縮みの減衰力が要求されるということであって、セミア
クティブサスペンションシステムにおいてはこの要求に
答えることはできない。また、上下相対移動速度が負で
あるということは、サスペンションが縮みつつあるとい
うことで、この状況下で正の最適制御力が要求されると
いうことは伸びの減衰力が要求されるということであっ
て、セミアクティブサスペンションシステムにおいては
この要求にも答えることができない。したがって、本発
明に係る最適制御型セミアクティブサスペンションシス
テムにおいては、これらのいずれかの場合には、絞り弁
開度が演算された最適制御力に対応する開度ではなく、
予め定められた開度とされるのである。この開度は、例
えば最大開度〜最大開度の８０％というように、大きい
値に定められるのであり、サスペンションが伸びつつあ
るときに縮みの減衰力が要求された場合には、それが不
可能であるから伸びの減衰力が小さくされて要求減衰力
との差が小さくされるのである。同様に、サスペンショ
ンが縮みつつあるときに伸びの減衰力が要求された場合
には、縮みの減衰力が小さくされて要求減衰力との差が
小さくされる。

【０００８】

【発明の効果】このように、本発明に係る最適制御式セ
ミアクティブサスペンションシステムにおいては、最適
制御力演算装置により演算された最適制御力がセミアク
ティブサスペンションシステムにおいては実現し得ない
制御力である場合には、要求減衰力との差を小さくする
ために弁開度が大きくされ、低減衰力とされる。したが
って、これまで最適制御型セミアクティブサスペンショ
ンシステムにおけるように、本来発生させるべき制御力
とは方向が逆である制御力が発生させられるようなこと
がなくなり、これまでのものと比較して良好な制振効果
が得られる。しかも、最適制御力と上下相対移動速度と
の符号の一致不一致を判断するためには、従来の制御プ
ログラムに僅かな変更を加え、あるいは簡単な電子回路
を付加すればよいため、安価に制振効果を向上させるこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図２に、本実施例の最適制御型セミアク
ティブサスペンションシステムの構成要素である４個の
サスペンションの配置を示す。図中符号１はばね上とし
ての車体を示し、符号２ｆｌ，２ｆｒ，２ｒｌ，２ｒｒ
は車輪を示す。添字ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒはそれぞれ
左前，右前，左後，右後の車輪を示し、各車輪に対応す
る他の構成要素についても同様の添字を付すこととする
。各車輪２ｆｌ，２ｆｒ，２ｒｌ，２ｒｒに対応してサ
スペンション３ｆｌ，３ｆｒ，３ｒｌ，３ｒｒが設けら
れており、各サスペンション３ｆｌ，３ｆｒ，３ｒｌ，
３ｒｒはそれぞれアクチュエータ４ｆｌ，４ｆｒ，４ｒ
ｌ，４ｒｒを備えている。これらアクチュエータはすべ
て同じ構造のものであるので以下添字を省略して説明す
る。

【００１０】アクチュエータ４は図３に示すように、シ
リンダ５とピストン６とを備えており、シリンダ５が車
体１に連結され、ピストン６がサスペンションリンク７
を介して車輪２に連結される。シリンダ５とピストン６
とにより液室８が形成されており、この液室８にオイル
が供給されることによってそのアクチュエータ４が取り
付けられた位置における車高が高くされ、オイルが排出
されることにより車高が低くされる。

【００１１】アクチュエータ４へのオイルの供給はオイ
ル供給装置１０によってなされる。オイル供給装置１０
は、オイルを貯留するリザーブタンク１１，ポンプ１６
，流量制御弁１７，アンロード弁１８，逆止弁１９を備
えており、供給管路２０によりアクチュエータ４に接続
されている。ポンプ１６は車両のエンジン２１により駆
動され、アンロード弁１８は逆止弁１９より下流側の圧
力が設定値を越えたとき管路２２を経てポンプ１６より
上流側へオイルを戻すことにより逆止弁１９より下流側
の圧力を設定値以下に維持する。逆止弁１９はアクチュ
エータ４側からアンロード弁１８側へオイルが逆流する
ことを防止する。

【００１２】アクチュエータ４には供給管路２０と戻り
管路２３とが接続されている。供給管路２０には上流側
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。これら電磁開閉弁２６および
電磁流量制御弁２８によってアクチュエータ４の液室８
へのオイルの供給，停止および流量が制御される。一方
、戻り管路２３にはアクチュエータ４側から順に、電磁
流量制御弁３２および電磁開閉弁３４が設けられており
、液室８からのオイルの還流，停止および流量が制御さ
れるようになっている。電磁開閉弁２６，３４は常閉型
であり、電磁流量制御弁２８，３２はソレノイドの励磁
電流のデューティ比制御によりオイル流量を制御するも
のである。

【００１３】アクチュエータ４の供給管路２０にはアキ
ュムレータ４５が逆止弁２４より上流の位置において接
続されている。アキュムレータ４５はダイヤフラムによ
り仕切られたオイル室４９と空気室５０とを備え、ポン
プ１６によるオイルの脈動，アンロード弁１８の作動に
伴う供給管路２０内の圧力変化を低減させる。

【００１４】以上説明した各構成要素によりアクチュエ
ータ４の液室８内のオイルの量が変えられることによっ
て、そのアクチュエータ４の位置における車高が変更さ
れるのであるが、アクチュエータ４はばね上とばね下と
の相対振動を減衰させる役割をも果たす。以下、この点
について説明する。

【００１５】アクチュエータ４の液室８には可変絞り弁
５１を介して主ばね５２が接続されており、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はダイヤフラムにより仕切
られたオイル室５７と空気室５８とを備えており、副ば
ね５５も同様にオイル室６０と空気室６１とを備えてい
る。

【００１６】可変絞り弁５１は図４に示すように、バル
ブボディ６２と、それに実質的に液密かつ摺動可能に嵌
合されたスプール６３と、リニアアクチュエータ６５と
を備え、リニアアクチュエータ６５によるスプール６３
の移動によって絞り弁開度、すなわちオイルの流路面積
を変え得るものである。リニアアクチュエータ６５のム
ービングコイル６６には変位センサ６７が直結されてお
り、スプール６３の変位が検出される。

【００１７】以上の構成により、車輪１のバウンド，リ
バウンドに伴いアクチュエータ４の液室８の容積が変化
すると、その液室８と主ばね５２，副ばね５５のオイル
室５７，６０との間でオイルが可変絞り弁５１，開閉弁
５４を経て流通し、その結果、ばね上とばね下との間の
上下相対移動の抑制作用、すなわち振動の減衰作用がな
される。本実施例においては、アクチュエータ４および
可変絞り弁５１によってダンパ装置が構成され、液室８
がダンパ室として機能するようにされているのである。

【００１８】リニアアクチュエータ６５は図５に示すよ
うに、入力される制御信号（−１００〜＋１００％）に
対してスプール６３の変位ｗについてはリニアな特性を
有し、絞り弁開度Ｄおよび減衰係数Ｃについてはノンリ
ニアな特性を有する。このリニアアクチュエータ６５を
駆動して可変絞り弁５１を制御することにより、ばね上
とばね下との上下相対移動速度を制御することができる
。可変絞り弁５１により実現される減衰係数Ｃはばね上
とばね下との上下相対移動速度の関数であり、制御入力
が０のときスプール６３が中立位置（変位０％）に保た
れて、減衰係数Ｃが良好な乗り心地の得られる値となる
ようにされている。

【００１９】上記可変絞り弁５１のリニアアクチュエー
タ６５と開閉弁５４のソレノイド６８とは図６の電子制
御装置８０により制御される。以下、この電子制御装置
８０とそれに接続されている複数のセンサについて説明
する。これら複数のセンサのうち、車高センサ８２は図
３に示されている。車高センサ８２は各車輪２ｆｌ，２
ｆｒ，２ｒｌ，２ｒｒに対応したアクチュエータ４ｆｌ
，４ｆｒ，４ｒｌ，４ｒｒの各々に対して設けられてお
り、シリンダ５とピストン６との間、すなわちばね上と
ばね下との間の上下方向相対変位を測定することにより
、車高を検出するものである。

【００２０】電子制御装置８０は図６に示すように、中
央処理ユニット（ＣＰＵ）８４，リードオンリメモリ（
ＲＯＭ）８５，ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８６
，入力ポート８７および出力ポート８８と、それらを接
続する双方向性のコモンバス８９とを備え、コンピュー
タとして構成されている。

【００２１】ＲＯＭ８５はＣＰＵ８４による演算処理に
必要な固定的なデータや、図７のフローチャートで表さ
れる減衰力制御ルーチンを始めとする制御プログラムを
記憶している。上記データは、例えば、車両の状態量の
予測演算を行うためのマップ，最適フィードバックゲイ
ンの初期値マップや、車高選択スイッチ９０のハイ（Ｈ
），ノーマル（Ｎ）またはロー（Ｌ）の各設定に対応す
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Ｈｎｒ，ＨｌｆおよびＨｌｒ
（Ｈｈｆ＞Ｈｎｆ＞Ｈｌｆ，Ｈｈｒ＞Ｈｎｒ＞Ｈｌｒ）
等である。ＲＡＭ８６は、状態量検出手段を構成する各
種センサからの検出信号等に基づく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
。

【００２２】入力ポート８７には、車室内に設けられて
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とが接続されている。車高選択スイッ
チ９０からは選択された車高を示す信号が入力される。 またＡ／Ｄコンバータ９２には、マルチプレクサ９４を
介して以下に説明する種々のセンサが接続されており、
各センサからのアナログ信号が選択的にディジタル量に
変換される。なお、各センサはそれぞれ増幅器を介して
マルチプレクサ９４に接続されており、これら増幅器は
対応するセンサの符号にダッシュを付して表すこととす
る。

【００２３】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：車両の走行速度を検出して出力する。 操舵角センサ１０３：ハンドルの操作量である操舵角（
右回転が正）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
バルブの開度を検出して出力する。制動センサ１０７：
図示しないブレーキのマスタシリンダの油圧等制動状態
を示す信号を検出して出力する。

【００２４】ばね上加速度センサ１０９：車体の上下方
向の加速度を検出して出力する。ガス温度センサ１１１
：アキュムレータ４５のガス温度、すなわちオイル温度
を状態量の一つとして検出して出力する。荷重センサ１
１３：アクチュエータ４の液室８の圧力を検出して出力
する。液室８の圧力は乗員数等により変化する荷重と比
例するため、この圧力を検出することにより荷重を検出
し得るのである。

【００２５】なお、前方路面センサ１００は車体前部の
左右に１個ずつ設けられており、変位センサ６７，車高
センサ８２，ばね上加速度センサ１０９，ガス温度セン
サ１１１，および荷重センサ１１３は各アクチュエータ
４ｆｌ，４ｆｒ，４ｒｌ，４ｒｒに合わせて４個ずつ設
けられている。

【００２６】ＣＰＵ８４はＲＯＭ８５に記憶されている
制御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，最適目標制御力の演算等の演算処
理を行う。また、こうした演算結果に基づき、アクチュ
エータ４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８８からそれぞれ
対応するＤ／Ａコンバータ１２０，１２１および駆動回
路１２４，１２５を経て選択的に制御信号を出力し、さ
らに可変絞り弁５１を駆動するリニアアクチュエータ６
５および開閉弁５４を駆動するソレノイド６８へ出力ポ
ート８８からそれぞれ対応するＤ／Ａコンバータ１３０
，１３１および駆動回路１３４，１３５を経て選択的に
制御信号を出力する。その他、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，ローのいずれ
であるかが表示される。

【００２７】以上のように構成された最適制御型セミア
クティブサスペンションシステムにおいては、車両が左
右方向あるいは前後方向に関して図８のように、３質点
４自由度系としてモデル化され、以下のような制御が行
われる。操舵時など車体のロール・バウンス運動が扱わ
れる際には左右方向について図８のモデル化が行われ、
加減速時など車体のピッチ・バウンス運動が扱われる際
には前後方向について図８のモデル化が行われるのであ
り、それぞれの場合における符号Ｍ１　，Ｍ２　，Ｍ３
１，Ｍ３２，Ｋｔ１，Ｋｔ２，Ｋ１　，Ｋ２　，Ｃ１　
，Ｃ２　，Ｃｔ１，Ｃｔ２は表１に示す諸量である。な
お、質量Ｍ３１，Ｍ３２はばね上質量Ｍ３　の前輪（ま
たは左輪）と後輪（または右輪）の位置における等価質
量であり、ピッチモーメント（またはロールモーメント
）を考慮して算出される。

【表１】 また、ｚ１　，ｚ２　はばね下の上下方向変位、ｚ１０
，ｚ２０は路面の上下方向変位、ｚ３１，ｚ３２はばね
上の上下方向変位である。しがたって、ばね上とばね下
との上下方向相対変位ｙ１　，ｙ２　はサスペンション
の縮み方向を正としてｙ１　＝ｚ１　−ｚ３１，ｙ２　
＝ｚ２　−ｚ３２となる。

【００２８】図８の系が外力もしくは外乱により振動す
る場合の運動を、ｘを状態ベクトル（状態量）、ｕを最
適制御力として状態方程式により表せば数１のようにな
る。

【数１】 ここで、Ａ，Ｂはそれぞれ定係数行列であり、サスペン
ション３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る。 なお、システムに遅れ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して求められる。

【００２９】上記状態方程式が得られたならば、数２で
表される評価関数Ｊを用いて最適フィードバックゲイン
Ｇが求められる。

【数２】 評価関数Ｊは、最適制御力ｕの挙動を制約する重み行列
Ｑ，Ｒを決定するものであり、この評価関数Ｊを最小に
する最適制御力ｕ（ｎ）は数３，数４で表される線形状
態フィードバック則で与えられる。

【数３】

【数４】 ここでＰは次の離散時間形のリカッチ方程式（数５）を
満足する正定対称解である。

【数５】

【００３０】上記重み行列Ｑ，Ｒは当初任意に与えられ
、その与えられた初期重み行列を用いてシュミレーショ
ンが行われ、得られた最適制御力ｕの挙動から重み行列
Ｑ，Ｒが所定量変更される。これが繰り返されることに
より最適な重み行列が決定され、その結果、最適フィー
ドバックゲインＧが決まる。

【００３１】３質点４自由度系の場合、評価関数Ｊを複
数定義することができる。例えば、（１）定常走行中の
乗り心地、すなわちばね上の振動レベルを低くする場合
の評価関数Ｊ１　、（２）荒れた路面を走行中の接地性
を考慮してばね下の振動レベルを低くする場合の評価関
数Ｊ２　、（３）操舵時のロール運動のゆりかえし等を
考慮してばね上とばね下との上下方向相対変位を低くす
る場合の評価関数Ｊ３　、（４）フロントとリヤとのゆ
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
適とする場合の評価関数Ｊ４等である。したがって、上
記（１）〜（４）のいずれを重視した制御を行うべきか
に応じてＪ１　〜Ｊ４　のいずれかの評価関数が使用さ
れることとなる。

【００３２】最適フィードバックゲインＧが求まったな
らば、最適制御力ｕが状態ベクトルｘと最適フィードバ
ックゲインＧとの積として演算される。なお、最適制御
力は車体に対して垂直方向上向きの力を正とする。得ら
れた最適制御力ｕをそのまま実現することができれば所
期の制振効果を得ることができるのであるが、実際には
最適制御力ｕをそのまま実現することはできない。

【００３３】第１に、ばね上とばね下との上下方向相対
移動速度（サスペンションの伸縮速度）と方向を異にす
る減衰力を得ることができず、さらに、装置には作動遅
れがあり、また、得られる減衰力には上下の限界がある
からである。そのため、本実施例装置においては、制御
力が演算された後、その制御力が実現可能なものである
か否かの判定が行われ、実現不可能なものである場合に
は可変絞り弁５１の絞り弁開度が最大開度とされて減衰
力が最小とされる。そして、実現可能なものである場合
にもそのままの最適制御力ｕの発生は指令されず、ばね
上とばね下との上下相対移動速度が小さいほど大きい値
に補正して指令される。

【００３４】以上の制御は、電子制御装置８０が図７の
フローチャートで表されるプログラムを実行することに
より行われる。なお、このフローチャートに基づく制御
は図９に示す電子回路によっても実現可能であり、フロ
ーチャートの各ステップに対応する機能を果たす部分に
各ステップの番号を付して対応関係を示す。

【００３５】電子制御装置８０は、電源投入に応じて図
示しない初期設定ルーチンを実行し、最適フィードバッ
クゲインの初期値Ｇ０　を設定する処理等を行う。その
後、図７の減衰力制御ルーチンを一定微小時間毎に繰り
返し実行する。以下、図８において左側の車輪（前輪も
しくは左輪）について代表的に説明する。

【００３６】ステップＳ１（以下、Ｓ１と略記する。他
のステップについても同様）において各センサからの信
号が読み込まれ、その信号に基づいてＳ２において車両
の走行状態が判断され、Ｓ３において最適フィードバッ
クゲインＧが設定される。最適フィードバックゲインＧ
は、前述のように評価関数を用いて定められるものであ
り、車両状態量から予測演算により予測された走行状態
に基づいて最適なフィードバックゲインの組Ｇ１　〜Ｇ
５　が設定されるのである。

【００３７】走行状態の予測とは、各センサからの信号
に基づいて、左右異位相変動状態（うねり路面状態）か
、加減速状態か、操舵旋回状態か、それらのいずれでも
ない定速直進状態か等、車両の走行状態を予測すること
である。この予測された車両の走行状態に従って最適制
御力ｕ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
が設定される。

【００３８】次に、Ｓ４において加速センサ１０９から
車両の振動状態に関連した信号が読み込まれる。この信
号としては、ばね上とばね下との上下方向の相対変位で
ある車高ｙ１　（ｎ），ばね上の上下加速度ｚａ３１　
（ｎ），減衰力を設定する可変絞り弁５１のスプール６
３の変位量ｗ（ｎ）等がある。これら読み込まれた諸量
から以下のステップＳ５〜Ｓ９において微積分処理ある
いはマップを用いた変換処理が行われて次の諸量が演算
される。

【００３９】ばね上とばね下との上下相対移動速度ｙｖ
１：車高ｙ１　を微分した値であり、微分値はＳ５にお
いて、Ｓ４で読み込まれる車高ｙ１　（ｎ）の時刻ｎ−
１と時刻ｎとの間の差として求められる。時刻ｎ−１，
時刻ｎは減衰力制御ルーチンの相前後した２回の実行時
刻である。ばね上の上下速度ｚｖ３１　：ばね上の上下
加速度ｚａ３１　を積分した値であり、積分値はＳ６に
おいて、Ｓ４で読み込まれるばね上の上下加速度ｚａ３
１　（ｎ）の総和として求められる。ばね上の変位ｚ３
１：Ｓ６で求めたばね上の上下速度ｚｖ３１　をＳ７に
おいて積分して求められる。

【００４０】減衰力ｆ１　：Ｓ４で求められるスプール
６３の変位ｗ（ｎ）からＲＯＭ８５内に用意されたマッ
プを使用してＳ８においてＥ，Ｊが求められ、そのＥ，
Ｊと、Ｓ５で求められたばね上とばね下との上下相対移
動速度ｙｖ１（ｎ）とからＳ９において数６により求め
られる。

【数６】 なお、マップにより求められる値Ｅは可変絞り弁５１の
駆動ゲインに対応した量であり、値Ｊは上下相対移動速
度に係わるベキ指数の値である。

【００４１】以上のようにして求められた諸量ｙ１　，
ｙｖ１，ｚ３１，ｚｖ３１　，ｆ１　を、状態ベクトル
ｘとして座標変換する処理がＳ１０において行われ、Ｓ
１１において、その状態ベクトルｘにステップＳ３で求
められた最適フィードバックゲインＧを数７のように乗
算して最適制御力ｕ１　が演算される。

【数７】

【００４２】この演算された最適制御力ｕ１　がＳ１２
において上下相対移動速度ｙｖ１により割られて値ｈ１
　が求められる。この除算は、上下相対移動速度ｙｖ１
が大きいほど最適制御力ｕ１　を小さい値に補正すると
ともに、次のＳ１３において最適制御力ｕ１　と上下相
対移動速度ｙｖ１との符号が同一であるか否かを判定す
るためになされるものである。

【００４３】値ｈ１　が正である場合にはＳ１３の判定
がＮＯとなり、Ｓ１４において値ｈ１　が車速ｖ０　に
より割られて値ｉが求められる。値ｈ１　は上述のよう
に最適制御力ｕ１　が上下相対移動速度ｙｖ１で割られ
た値であるが、これがさらに車速ｖ０　により割られる
のであり、値ｉは最適制御力ｕ１　が　　上下相対移動
速度ｙｖ１および車速ｖ０　が大きいほど小さい値に補
正されたものであることとなる。上下相対移動速度ｙｖ
１および車速ｖ０　が大きい場合には、これらが小さい
場合に比較して可変絞り弁５１の絞り効果が大きく現れ
るため、このように補正されるのである。

【００４４】続いてＳ１５において値ｉが弁開度ｗｓ　
に変換される。値ｉは減衰係数の次元を持つため、サス
ペンションレバー比Ｌｆ　，オイル密度ρ，流量係数Ｃ
０　およびピストン６の受圧面積ψを用いて一般的なオ
リフィスの特性式（数８）で演算することができる。

【数８】 そして、この開口面積ｓが、可変絞り弁５１の設計上図
１０に示すように決まっていてＲＯＭ８５に格納されて
いる特性マップを使用して可変絞り弁５１の制御信号ｗ
ｓ　に変換される。

【００４５】一方、Ｓ１３の判定結果がＮＯであった場
合にはＳ１６が実行され、値ｈ１　の大小を問わず制御
信号ｗｓ　が最大値に設定される。

【００４６】このようにＳ１５またはＳ１６で決定され
た制御信号ｗｓ　に基づいてＳ１７において可変絞り弁
５１が制御され、制御信号ｗｓ　に対応する減衰力が発
生させられる。続いてＳ１８においてｎがインクリメン
トされ、減衰力制御ルーチンの１回の実行が終了する。 以下、同様にして減衰力制御ルーチンが繰り返し実行さ
れ、アクチュエータ４に適正な減衰力が発生させられて
、良好な制振効果が得られる。

【００４７】このように、本実施例においては、演算さ
れた最適制御力ｕ１の符号がその時の上下相対移動速度
ｙｖ１の符号と同一である場合にはその最適制御力ｕ１
　を実現することが可能であるから、演算された最適制
御力ｕ１　に基づいて可変絞り弁５１の弁開度が制御さ
れる。 ただし、この場合でも、演算された最適制御力ｕ１　と
等しい減衰力が得られるように可変絞り弁５１が制御さ
れるわけではなく、演算された最適制御力ｕ１　を上下
相対移動速度ｙｖ１，車速ｖ０　が大きいほど小さい値
に補正した減衰力が得られるように可変絞り弁５１の弁
開度が制御される。

【００４８】一方、最適制御力ｕ１　の符号が上下相対
移動速度ｙｖ１の符号と異なる場合にはその最適制御力
ｕ１　を実現することが不可能であるから、可変絞り弁
５１の弁開度が最大とされて、できる限り減衰力が生じ
ないようにされるのである。サスペンションが伸びつつ
あるときに縮みの減衰力を得ることはできず、サスペン
ションが縮みつつあるときに伸びの減衰力を得ることは
できないため、演算された最適制御力ｕ１　がそのよう
な減衰力に対応するものであった場合には、できる限り
減衰力が生じないようにすることが演算結果に最も近い
減衰力を実現することなのである。

【００４９】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、アクチュエータ４と可変絞り弁５１とがダ
ンパ装置を構成し、液室８がダンパ室として機能する。 また、電子制御装置８０のＳ４〜Ｓ７を実行する部分が
、変位センサ６７，車高センサ８２，ばね上加速度セン
サ１０９等とともに状態量取得手段を構成し、電子制御
装置８０のＳ８，Ｓ９を実行する部分が最適制御力演算
手段を、電子制御装置８０のＳ１０〜Ｓ１７を実行する
部分が弁開度制御手段をそれぞれ構成している。

【００５０】以上、本発明の一実施例を詳細に説明した
が、これは文字通り例示であり、これ以外にも種々の変
形，改良を施した態様で本発明を実施し得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を概念的に示す図である。

【図２】本発明の一実施例である最適制御型セミアクテ
ィブサスペンションシステムにおけるサスペンションの
配置を示す図である。

【図３】上記サスペンションの回路図である。

【図４】上記サスペンションの構成要素である可変絞り
弁の正面断面図である。

【図５】上記可変絞り弁の特性を示すグラフである。

【図６】上記システムの電子制御装置とそれに接続され
たセンサ群とを示すブロック図である。

【図７】上記電子制御装置のＲＯＭに格納されている減
衰力制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】上記システムを備えた車両の振動モデルを示す
図である。

【図９】上記電子制御装置を電子回路で構成する場合の
一例を示すブロック図である。

【図１０】上記電子制御装置のＲＯＭに格納されている
弁開度変換マップの内容を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　車体 ２　　車輪 ３　　サスペンション ４　　アクチュエータ ５　　液室 ５１　　可変絞り弁 ５２　　主ばね ５５　　副ばね ６５　　リニアアクチュエータ ６７　　変位センサ ８０　　電子制御装置 ８２　　車高センザ １０９　　ばね上加速度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両のばね上とばね下との上下方向の
   相対移動に基づいて容積が変化するダンパ室とそのダン
   パ室に対する流体の流出入を許容する通路に設けられた
   可変絞り弁とを備えてばね上とばね下との間に設けられ
   るダンパ装置と、少なくともばね上とばね下との上下相
   対移動速度を含む状態量を取得する状態量取得手段と、
   その状態量取得手段により取得された状態量に基づいて
   最適制御力を演算する最適制御力演算手段と、前記上下
   相対移動速度と最適制御力との符号が一致している場合
   には前記ダンパ装置により最適制御力が得られるように
   前記可変絞り弁の開度を制御し、不一致の場合には予め
   定められた開度とする絞り弁開度制御手段とを含むこと
   を特徴とする最適制御型セミアクティブサスペンション
   システム。