(57)【要約】【課題】  バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が小さい領域において乗り心地が向上された減衰力制御を行うことができるサスペンション装置を提供すること。【解決手段】  バネ上−バネ下相対速度の絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満ではないと判定された場合には、非線形Ｈ∞制御理論を用いて計算された減衰係数ＣＨにしたがって減衰力が制御される。これにより減衰力発生手段が実現可能な範囲内で減衰係数が可変制御される。一方、バネ上−バネ下相対速度の絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であると判定された場合には、車両の乗り心地がより向上するようにＣＨが補正値αまたはβにより補正され、補正された補正減衰係数にしたがって減衰力が制御される。これにより、バネ上−バネ下相対速度の絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満の微低速領域において、乗り心地を重視した制御を行うことができ、車両の乗り心地が改善される。【選択図】  図２
2010089527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバネ下部材とバネ上部材との間に配設され、バネ下部材に対するバネ上部材の振動を減衰するための減衰力を発生する減衰力発生手段と、
前記減衰力発生手段の減衰係数を変更する減衰係数変更手段と、
非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数の可変分である可変減衰係数を算出し、算出した前記可変減衰係数に予め設定された減衰係数の固定分である固定減衰係数を加えることによって減衰係数を算出する第一減衰係数算出手段と、
前記減衰力発生手段の減衰係数が前記第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように前記減衰係数変更手段を制御した場合における車両の乗り心地に対し、より乗り心地が向上するような減衰係数を算出する第二減衰係数算出手段と、
バネ下部材の上下方向の速度であるバネ下速度ｘｐｗ’とバネ上部材の上下方向の速度であるバネ上速度ｘｐｂ’との差であるバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の絶対値が、前記第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数と前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積により表される減衰力の前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’に対する変化特性が線形となる領域に対応するバネ上−バネ下相対速度領域の上限値または下限値の絶対値として予め設定された基準速度未満であるか否かを判定する速度判定手段と、
前記速度判定手段により前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’が前記基準速度未満ではないと判定されたときに、前記減衰力発生手段の減衰係数が前記第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように前記減衰係数変更手段を制御し、前記速度判定手段により前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’が前記基準速度未満であると判定されたときに、前記減衰力発生手段の減衰係数が前記第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように前記減衰係数変更手段を制御する減衰力制御手段と、
を備えるサスペンション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のサスペンション装置において、
前記第二減衰係数算出手段により算出される減衰係数は、前記第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数を補正値により補正した補正減衰係数であることを特徴とする、サスペンション装置。
【請求項３】
請求項２に記載のサスペンション装置において、
前記第二減衰係数算出手段は、前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’と前記バネ上速度ｘｐｂ’との積が負である場合に、前記第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数に正の補正値αを加算することにより前記補正減衰係数を算出し、前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’と前記バネ上速度ｘｐｂ’との積が正である場合に、前記第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数に正の補正値βを減算することにより前記補正減衰係数を算出することを特徴とする、サスペンション装置。
【請求項４】
請求項３に記載のサスペンション装置において、
前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’と前記バネ上速度ｘｐｂ’との積が負である場合に前記第二減衰係数算出手段により算出される補正減衰係数は、前記減衰力発生手段により実現し得る最大の減衰係数Ｃｍａｘであり、前記バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’と前記バネ上速度ｘｐｂ’との積が正である場合に前記第二減衰係数算出手段により算出される補正減衰係数は、前記減衰力発生手段により実現し得る最小の減衰係数Ｃｍｉｎであることを特徴とする、サスペンション装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサスペンション装置において、
前記第二減衰係数算出手段は、スカイフック制御理論に基づいて減衰係数を算出することを特徴とする、サスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰係数が可変制御される減衰力発生手段を備えるサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のサスペンション装置は、一般にサスペンションスプリングおよびショックアブソーバを備えている。サスペンションスプリングは路面からの振動を吸収する。ショックアブソーバは、サスペンションスプリングに支えられているバネ上部材とサスペンションスプリングの下方端に連結されサスペンションスプリングを支えるバネ下部材との間に介装されており、上記振動を減衰する。
【０００３】
ショックアブソーバによる振動の減衰特性、具体的にはバネ上−バネ下相対速度（バネ上部材の上下方向の速度とバネ下部材の上下方向の速度との差）に対する減衰力の大きさを表す減衰係数が、車両の走行状況に応じて変更可能とされたサスペンション装置が知られている。特許文献１や特許文献２には、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数を可変制御したサスペンション装置が記載されている。これらの文献によれば、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数の可変分（可変減衰係数）が算出され、算出された可変分に予め設定された減衰係数の固定分（固定減衰係数）が加えられることにより減衰係数が算出される。そして、算出された減衰係数にしたがって減衰力が制御される。このような減衰係数の可変制御により、バネ上−バネ下相対速度Ｖに対する減衰力Ｆの特性（Ｆ−Ｖ特性）を表わす波形図が、第一象限内および第三象限内に滑らかなリサージュを描く。このためショックアブソーバの減衰係数が制御可能な実用範囲内で理想的な減衰力制御が行われる。
【特許文献１】特開２０００−１４８２０８号公報
【特許文献２】特開２００１−００１７３６号公報
【発明の開示】
【０００４】
非線形Ｈ∞制御理論に従って減衰係数を可変制御した場合、上記特許文献に記載のＦ−Ｖリサージュ波形図からもわかるように、バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が大きい領域では、バネ上−バネ下相対速度Ｖに対する減衰力の制御幅（変化幅）が大きくなる。このため減衰力の制御性能が良好になり、広い範囲での減衰係数の可変制御が可能になる。しかし、非線形Ｈ∞制御理論では非線形重みによりリサージュ波形を調整しているために、バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が小さい領域では可変減衰係数が小さくなって、Ｆ−Ｖ特性がほぼ線形になる。このような場合は減衰係数がほぼ一定になるので、状況に応じた減衰係数の可変制御を行うことができない。また、バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が小さい領域は、車両の乗り心地性能に大きく影響を与える領域である。このため、この領域においてＦ−Ｖ特性が線形になってしまうと、乗り心地を良好にするための制御を十分に行うことができない。
【０００５】
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、可変減衰制御が行われるサスペンション装置において、バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が小さい領域において乗り心地が向上されるように減衰係数の制御を行うことができるサスペンション装置を提供することを目的とする。
【０００６】
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配設され、バネ下部材に対するバネ上部材の振動を減衰するための減衰力を発生する減衰力発生手段と、減衰力発生手段の減衰係数を変更する減衰係数変更手段と、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数の可変分である可変減衰係数を算出し、算出した可変減衰係数に予め設定された減衰係数の固定分である固定減衰係数を加えることによって減衰係数を算出する第一減衰係数算出手段と、減衰力発生手段の減衰係数が第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように減衰係数変更手段を制御した場合における車両の乗り心地に対し、より乗り心地が向上するような減衰係数を算出する第二減衰係数算出手段と、バネ下部材の上下方向の速度であるバネ下速度ｘｐｗ’とバネ上部材の上下方向の速度であるバネ上速度ｘｐｂ’との差であるバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の絶対値が予め設定された基準速度未満であるか否かを判定する速度判定手段と、速度判定手段によりバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’が基準速度未満ではないと判定されたときに、減衰力発生手段の減衰係数が第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように減衰係数変更手段を制御し、速度判定手段によりバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’が基準速度未満であると判定されたときに、減衰力発生手段の減衰係数が第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように減衰係数変更手段を制御する減衰力制御手段と、を備えるサスペンション装置としたことにある。ここで、上記基準速度は、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積により表される減衰力のバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’に対する変化特性、すなわち非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数を算出した場合におけるＦ−Ｖ特性、が線形となる領域に対応するバネ上−バネ下相対速度領域の上限値または下限値の絶対値として予め設定されている。
【０００７】
上記した本発明によれば、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるか否かによって、減衰係数の制御モードが異なる。上記基準速度は上述のように、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数、すなわち非線形Ｈ∞制御理論を用いて算出された減衰係数とバネ上−バネ下相対速度の積により表される減衰力のバネ上−バネ下相対速度に対する変化特性、すなわちＦ−Ｖ特性において、その特性が線形となる領域に対応するバネ上−バネ下相対速度領域の上限値または下限値の絶対値を表すものとして予め設定されている速度である。バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満ではないと判定された場合には、減衰力発生手段の減衰係数が第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数、すなわち非線形Ｈ∞制御理論を用いて計算された減衰係数となるように、減衰係数変更手段が制御される。これにより減衰力発生手段が実現可能な範囲内で減衰係数が可変制御される。一方、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であると判定された場合には、減衰力発生手段の減衰係数が第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように、減衰係数変更手段が制御される。第二減衰係数算出手段により算出される減衰係数は、車両の走行時に路面から入力される上下振動に対して乗り心地がより向上するように求められた減衰係数である。したがって、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満の微低速領域、すなわち非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数を算出した場合におけるＦ−Ｖ特性が線形となる領域において、乗り心地を重視した制御を行うことができ、車両の乗り心地が改善される。
【０００８】
上記発明において、非線形Ｈ∞制御理論を用いて算出される減衰係数は、具体的には以下のように求められる。まず、減衰力発生手段の減衰係数を可変減衰係数（非線形減衰係数ともいう）と予め定めた固定減衰係数（線形減衰係数ともいう）とに分け、可変減衰係数を制御入力とするとともに、バネ上速度、バネ上−バネ下相対速度およびバネ上加速度を評価出力とし、且つ、制御入力および評価出力に周波数重みおよび非線形な重み関数を付与した一般化プラントを想定する。この一般化プラントを用いて非線形Ｈ∞制御理論に基づいて正定対称解を求める。求めた正定対称解と、少なくともバネ上速度およびバネ上−バネ下相対速度からなる状態量とにより可変減衰係数を算出する。算出された可変減衰係数と、予め定められた固定減衰係数を加算した減衰係数が、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて導かれる減衰係数となる。
【０００９】
また、上記第二減衰係数算出手段は、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数となるように減衰力発生手段の減衰係数が制御された場合における車両の乗り心地よりも、より乗り心地が向上するような減衰係数を算出する。ここにおいて、「乗り心地が向上するような減衰係数」とは、車両走行中に乗員が心地良いと感じる減衰力が発生されるように設定される減衰係数のことである。車両走行中に乗員が心地よいと感じる減衰力としては、路面から入力される振動がバネ上部材へ伝達されることを抑制するような減衰力や、バネ上運動エネルギーの時間変化量を最小化するような減衰力でも良い。また、その他の要因、例えば、人間の受振感特性や乗り心地ファクタなどに従って快く感じる振動をバネ上部材に伝達するような減衰力であってもよい。
【００１０】
また、上記第二減衰係数算出手段は、少なくともバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の絶対値が基準速度未満の場合に減衰係数を算出するものであれば、それ以外の場合、すなわちバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の絶対値が基準速度以上の場合に減衰係数を算出しないものでもよい。この速度領域においては第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数は、減衰力制御手段による制御目標として採用されないからである。勿論、この速度領域において第二減衰係数算出手段が減衰係数を算出するものであっても構わない。
【００１１】
また、上記基準速度は、上記したように、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数を算出した場合における、Ｆ−Ｖ特性が線形となる領域に対応するバネ上−バネ下相対速度の上限値または下限値の絶対値として予め設定された速度である。非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数を算出した場合におけるＦ−Ｖ特性は、現実の減衰力発生手段の仕様に即して理論を設計した場合に概ねバネ上−バネ下相対速度が−０．１ｍ／ｓ〜０．１ｍ／ｓの速度領域においてほぼ線形となる場合が多い。したがって、上記基準速度は０．１ｍ／ｓあるいはその近傍の値、特に０．０９〜１．１ｍ／ｓに設定しておくとよい。
【００１２】
また、本発明の減衰力制御手段は、減衰力発生手段の減衰係数が第一減衰係数算出手段あるいは第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数に厳密に一致するように減衰係数変更手段を制御するものでなくてもよい。算出された減衰係数は理論値であるのに対し、実際の減衰力発生手段は機械的な構造によって設定可能な減衰係数が限られている場合もあり、両者が厳密に一致し得ない場合も考えられるからである。特に、実際の減衰力発生手段は減衰係数が段階的（間歇的）に設定されるものが多く、このような場合には設定可能な減衰係数が限定されるので、算出された減衰係数に設定可能な減衰係数が厳密に一致しない場合の方が逆に多い。このようなことから、本発明の減衰力制御手段は、減衰力発生手段の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうち第一減衰係数算出手段あるいは第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数に最も近い減衰係数に設定されるように、減衰係数変更手段を制御するものをも含むものと解釈される。
【００１３】
また、第二減衰係数算出手段により算出される減衰係数は、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数を補正値により補正した補正減衰係数であるのがよい。これによれば、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数、すなわち非線形Ｈ∞制御理論に基づいて算出された減衰係数を補正することにより、簡単に第二減衰係数算出手段により補正減衰係数を算出することができる。上記補正値は、車両の乗り心地を向上させるという観点から設計者が任意の値に設定することができる。この場合、第二減衰係数算出手段は、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数に補正値を加算あるいは減算して補正減衰係数を算出するものであるのがよい。
【００１４】
また、第二減衰係数算出手段は、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が負である場合に、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数に正の補正値αを加算することにより補正減衰係数を算出し、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が正である場合に、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数に正の補正値βを減算することにより補正減衰係数を算出するものであるのがよい。特に、第二減衰係数算出手段は、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の絶対値が基準速度未満である場合に上記のように補正減衰係数を算出するものであるのがよい。これによれば、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の絶対値が基準速度未満である場合において、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積が負であるときに第二減衰係数算出手段により算出される減衰係数は、第一減衰係数算出手段により算出される減衰係数に正の補正値αが加算されることによって、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数より大きくなる。また、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積が正であるときに第二減衰係数算出手段により算出される減衰係数は、第一減衰係数算出手段により算出される減衰係数から正の補正値βが減算されることによって、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数より小さくなる。
【００１５】
ここで、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積が負であるときに、減衰係数が大きくなればなるほど、バネ上部材の運動エネルギーの時間変化量が小さくなる。また、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積が正であるときに、減衰係数が小さくなればなるほど、バネ上部材の運動エネルギーの時間変化量が小さくなる。したがって、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるときに上記のようにして補正減衰係数を算出し、減衰力発生手段の減衰係数がその補正減衰係数となるように減衰係数変更手段を制御することにより、減衰力発生手段の減衰係数が第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数、すなわち非線形Ｈ∞制御に基づいて算出された減衰係数となるように減衰係数変更手段を制御する場合に比して、バネ上部材の運動エネルギーの時間変化量が小さくなり、車両の乗り心地が向上する。
【００１６】
上記補正値α，βは、乗り心地を向上させるという観点から、設計者が任意の値に設定できる。バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’に応じてα，βの値を変化させて、減衰係数の可変制御を行うこともできる。また、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が負である場合に第二減衰係数算出手段により算出される補正減衰係数が減衰力発生手段により実現し得る最大の減衰係数Ｃｍａｘとなるように、補正値αを決定しもよい。また、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が正である場合に第二減衰係数算出手段により算出される補正減衰係数が減衰力発生手段により実現し得る最小の減衰係数Ｃｍｉｎとなるように補正値βを決定してもよい。なお、このように補正値を決定することにより、バネ上部材の運動エネルギーの時間変化量を極小化することができる。
【００１７】
また、第二減衰係数算出手段は、スカイフック制御理論に基づいて減衰係数を算出するものであってもよい。スカイフック制御理論は、空間の固定点から仮想のショックアブソーバによって車両を吊ることにより、路面からの振動をバネ上部材に伝達しないように現実のショックアブソーバの減衰力を制御する理論である。したがって、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるときに、第二減衰係数算出手段によってスカイフック制御理論に基づいて減衰係数が算出され、減衰力発生手段の減衰係数が算出された減衰係数となるように減衰係数変更手段が制御されることにより、バネ上−バネ下相対速度が小さい領域においてより乗り心地が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の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１は、車両の上下振動を吸収および減衰するもので、サスペンション機構ＳＰと電気制御装置ＥＬを備えている。
【００１９】
サスペンション機構ＳＰは、サスペンションスプリング１０とショックアブソーバ２０を備えている。サスペンションスプリング１０およびショックアブソーバ２０の一端（下端）は、バネ下部材ＬＡに接続され、他端（上端）はバネ上部材ＨＡに接続されている。サスペンションスプリング１０は、路面からバネ下部材ＬＡを介して伝達される振動を吸収する。ショックアブソーバ２０はサスペンションスプリング１０と並行に配置されており、上記振動を減衰する。なお、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等がバネ下部材に相当する。バネ上部材は、サスペンションスプリング１０およびショックアブソーバ２０に支持される部材であり、車体もバネ上部材に含まれる。
【００２０】
ショックアブソーバ２０は、シリンダ２１と、ピストン２２と、ピストンロッド２３とを備える。シリンダ２１は内部にオイルなどの粘性流体が封入された筒状部材であり、その下端がバネ下部材ＬＡであるロアアームに連結されている。ピストン２２はシリンダ２１内に配設され、シリンダ２１の内部空間を軸方向に移動可能に構成されている。ピストンロッド２３は棒状の部材であって、その一端がピストン２２に接続され、その接続端からシリンダ２１の軸方向に延設されてシリンダ２１の上端から外部に突き出ている。そして、他端がバネ上部材ＨＡである車体に連結されている。
【００２１】
図に示されるように、シリンダ２１の内部に配設されたピストン２２によって、シリンダ２１の内部空間が上部空間２１ａと下部空間２１ｂとに分けられている。また、ピストン２２には連通路２２ｃが形成されている。この連通路２２ｃは、上部空間２１ａに面している上面２２ａと下部空間２１ｂに面している下面２２ｂとに開口し、上部空間２１ａと下部空間２１ｂとを連通している。
【００２２】
上記構造のショックアブソーバ２０において、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２０のシリンダ２１に伝達され、シリンダ２１も上下に振動する。ピストン２２はシリンダ２１内に配設されているから、シリンダ２１の上下振動によって上下方向に相対変位する。この相対変位に応じて連通路２２ｃ内を粘性流体が流通する。この流通時に発生する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。このように、本実施形態のショックアブソーバ２０は、車両のバネ下部材ＬＡとバネ上部材である車体との間に介装され、バネ下部材ＬＡに対するバネ上部材ＨＡの振動を減衰するための減衰力を発生する減衰力発生手段に相当する。
【００２３】
また、サスペンション機構ＳＰは、可変絞り機構３０を備える。この可変絞り機構３０は、バルブ３１およびアクチュエータ３２を有する。バルブ３１はピストン２２に形成された連通路２２ｃに設けられており、公知の絞り機構によって、連通路２２ｃ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。バルブ３１は、例えばピストン２２の上面２２ａ側から連通路２２ｃ内に進退可能に構成された円錐状のニードルバルブにより構成することができる。連通路２２ｃへのニードルバルブの進入長さを変化させることにより、バルブ開度ＯＰが変化される。また、アクチュエータ３２はバルブ３１に接続されており、このアクチュエータ３２の駆動に連動してバルブ３１が作動する。アクチュエータ３２は、例えばバルブ３１が上記のようにニードルバルブである場合に、このニードルバルブを連通路２２ｃに進退駆動させるためのモータにより構成することができる。なお、本実施形態においては、アクチュエータ３２は段階的（間歇的）に作動する。このためアクチュエータ３２の段階的な作動にしたがって、バルブ３１の開度ＯＰも１段、２段、・・・Ｎ段というように段階的に設定される。
【００２４】
アクチュエータ３２の駆動に伴うバルブ３１の作動によってバルブ開度ＯＰが変更された場合、連通路２２ｃ内を粘性流体が流通するときの抵抗力も変更される。この抵抗力は上述したようにショックアブソーバ２０の減衰力である。したがって、バルブ開度ＯＰが変更されれば、減衰力の大きさを表す減衰係数も変更される。すなわち、可変絞り機構３０（バルブ３１およびアクチュエータ３２）は、ショックアブソーバ２０の減衰係数を変更する減衰係数変更手段に相当する。なお、本実施形態のショックアブソーバ２０は、上記したバルブ開度ＯＰの段階的設定によって、その減衰係数も段階的に設定される。
【００２５】
電気制御装置ＥＬは、マイクロコンピュータ４１と、バネ上加速度センサ４２と、バネ下加速度センサ４３と、ストロークセンサ４４と、タイヤ変位量センサ４５とを備えて構成されている。バネ上加速度センサ４２は車体に組み付けられていて、絶対空間に対するバネ上部材ＨＡの上下方向の加速度であるバネ上加速度ｘｐｂ”を検出し、検出したバネ上加速度ｘｐｂ”に応じた信号を出力する。バネ下加速度センサ４３はバネ下部材ＬＡに固定され、絶対空間に対するバネ下部材ＬＡの上下方向の加速度であるバネ下加速度ｘｐｗ”を検出し、検出したバネ下加速度ｘｐｗ”に応じた信号を出力する。ストロークセンサ４４は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間に配設されており、バネ上部材ＨＡの基準位置からの上下方向の変位量であるバネ上変位量ｘｐｂとバネ下部材ＬＡの基準位置からの上下方向の変位量であるバネ下変位量ｘｐｗとの差であるバネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂを検出し、検出したバネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂに応じた信号を出力する。タイヤ変位量センサ４５は、路面の基準位置からの上下方向の変位量である路面変位量ｘｐｒとバネ下変位量ｘｐｗとの差であるバネ下相対変位量ｘｐｒ−ｘｐｗを検出し、検出したバネ下相対変位量ｘｐｒ−ｘｐｗに応じた信号を出力する。
【００２６】
なお、バネ上加速度センサ４２およびバネ下加速度センサ４３は上方向に向かう加速度を正の加速度として検出し、下方向に向かう加速度を負の加速度として検出する。また、ストロークセンサ４４は、正のバネ上変位量がバネ上部材ＨＡの基準位置から上方向への変位量、負のバネ上変位量がバネ上部材の基準位置から下方向への変位量であり、正のバネ下変位量がバネ下部材ＬＡの基準位置から上方向への変位量、負のバネ下変位量がバネ下部材ＬＡの基準位置から下方向への変位量である場合における、相対変位量を検出する。また、タイヤ変位量センサ４５は、正のバネ下変位量がバネ下部材ＬＡの基準位置から上方向への変位量、負のバネ下変位量がバネ下部材の基準位置から下方向への変位量であり、正の路面変位量が路面の基準位置から上方向への変位量、負の路面変位量が路面の基準位置から下方向への変位量である場合における、相対変位量を検出する。
【００２７】
マイクロコンピュータ４１は、バネ上加速度センサ４２、バネ下加速度センサ４３、ストロークセンサ４４、タイヤ変位量センサ４５に電気的に接続されている。そして、各種センサから出力された信号を入力し、これらの信号に基づいて要求減衰係数を計算する。また、マイクロコンピュータ４１は、ショックアブソーバ２０および可変絞り機構３０により設定可能な減衰係数のうち要求減衰係数に最も近い減衰係数に対応するバルブ開度ＯＰ（指示開度）を表す信号をアクチュエータ３２に出力する。アクチュエータ３２は入力された信号に基づいてバルブ３１の作動を制御する。マイクロコンピュータ４１が、本発明の減衰力制御手段に相当する。
【００２８】
上記のように構成された本実施形態のサスペンション装置１において、乗員がイグニッションキーを操作することによりイグニッションがＯＮ状態になると、マイクロコンピュータ４１は図２の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。
【００２９】
この減衰力変更制御プログラムは図２のステップ１００（以下、ステップ番号をＳと略記する）にて開始され、Ｓ１０２にてマイクロコンピュータ４１は、バネ上加速度センサ４２からバネ上加速度ｘｐｂ”を、バネ下加速度センサ４３からバネ下加速度ｘｐｗ”を、ストロークセンサ４４からバネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂを、タイヤ変位量センサ４５からバネ下相対変位量ｘｐｒ−ｘｐｗを入力する。次に、Ｓ１０４にて、入力したバネ上加速度ｘｐｂ”およびバネ下加速度ｘｐｗ”をそれぞれ時間積分してバネ上部材ＨＡの上下方向の速度であるバネ上速度ｘｐｂ’およびバネ下部材ＬＡの上下方向の速度であるバネ下速度ｘｐｗ’を計算し、さらに入力したバネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂを時間微分して、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ下速度ｘｐｗ’との差であるバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）を計算する。ここで、バネ上速度ｘｐｂ’およびバネ下速度ｘｐｗ’は、それが上方向に向かう速度である場合には正の速度として計算され、下方向に向かう速度である場合には負の速度として計算される。また、バネ上−バネ下相対速度Ｖは、それがバネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間隔を狭める方向に向かう速度である場合には正の速度として計算され、上記間隔を広げる方向に向かう速度である場合には負の速度として計算される。
【００３０】
次いで、マイクロコンピュータ４１は、Ｓ１０６にて減衰係数ＣＨを計算する。この場合、減衰係数ＣＨは、減衰係数の可変分（非線形部分）である可変減衰係数Ｃｖと、減衰係数の固定分（線形部分）である固定減衰係数Ｃｓとの和により表される。固定減衰係数Ｃｓは、ショックアブソーバ２０の仕様によって予め定められている。固定減衰係数Ｃｓは、例えばショックアブソーバ２０および可変絞り機構３０により実現可能な減衰係数の最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎの中間の値（（Ｃｍａｘ＋Ｃｍｉｎ）／２）付近の減衰係数に設定することができる。可変減衰係数Ｃｖは非線形Ｈ∞制御理論を用いて計算される。この計算においては、まず図３に示すような車両の単輪モデルを想定する。図において、Ｍｂはバネ上部材ＨＡの質量、Ｍｗはバネ下部材ＬＡの質量、Ｋｓはサスペンションスプリング１０のバネ定数、Ｋｔはタイヤ５０のバネ定数、Ｃｓはショックアブソーバ２０の減衰係数のうちの固定分（固定減衰係数）、Ｃｖはショックアブソーバ２０の減衰係数のうちの可変分（可変減衰係数）である。
【００３１】
この場合、モデルの運動方程式は下記の式（１）および式（２）により表される。
【数１】
2010089527.tif 000003
【数２】
2010089527.tif 000004
上記式において、ｘｐｂ，ｘｐｂ’，ｘｐｂ”，ｘｐｗ，ｘｐｗ’，ｘｐｗ”，ｘｐｒは、それぞれバネ上変位量、バネ上速度、バネ上加速度、バネ下変位量、バネ下速度、バネ下加速度、タイヤ変位量であり、正負は先に述べたものと同じである。
【００３２】
また、制御入力ｕを可変減衰係数Ｃｖ、外乱ｗ１を路面の上下変位速度ｘｐｒ’とし、このモデルを状態空間表現すると、下記式（３）のようになる。
【数３】
2010089527.tif 000005
ここで、ｘｐ、Ａｐ、Ｂｐ１、Ｂｐ２（ｘｐ）は、下記式（４）の通りである。
【数４】
2010089527.tif 000006
【００３３】
サスペンション装置１の特性向上の目標は、バネ上部材ＨＡの振動に大きく影響するバネ上速度ｘｐｂ’、車両の乗り心地に大きく影響するバネ上加速度ｘｐｂ”、およびバネ下部材ＬＡの振動に大きく影響するバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）を同時に抑制することである。したがって、評価出力ｚｐとして、バネ上速度ｘｐｂ’、バネ上加速度ｘｐｂ”およびバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）が用いられる。また、サスペンション装置１においては、バネ上加速度ｘｐｂ”とバネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂとが比較的検出され易いので、バネ上加速度ｘｐｂ”およびバネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂが観測出力ｙｐとされる。また、観測出力ｙｐには観測ノイズｗ２が含まれているとする。評価出力ｚｐおよび観測出力ｙｐを状態空間表現すると、下記式（５）および式（６）のようになる。
【数５】
2010089527.tif 000007
【数６】
2010089527.tif 000008
上記式（５）および（６）中のｚｐ,ｙｐ，Ｃｐ１，Ｄｐ１２（ｘｐ），Ｃｐ２，Ｄｐ２１，Ｄｐ２２（ｘｐ）は、それぞれ下記式（７）の通りである。
【数７】
2010089527.tif 000009
【００３４】
ここで、モデルの状態空間表現を表す上記式（３）の右辺の第三項においては、係数Ｂｐ２（ｘｐ）に状態量ｘｐが含まれ、このＢｐ２（ｘｐ）に制御入力ｕが掛け合わせられている。よって、このシステムは双線形システムであり、状態量ｘｐの原点近傍では制御入力ｕが作用せずに不可制御となる。この問題を解決するため、非線形な重み関数を用いた非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系が設計される。
【００３５】
図４は、評価出力ｚｐと制御入力ｕに周波数重みを加えた非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の一般化プラントを示す図である。この図に示す一般化プラントにおいて、評価出力ｚｐと制御入力ｕに周波数重みＷｓ（ｓ），Ｗｕ（ｓ）がそれぞれ掛け合わされ、さらに、下記式（８）の条件を満たす、状態量ｘについての非線形な重み関数ａ１（ｘ），ａ２（ｘ）がそれぞれ掛け合わされている。
【数８】
2010089527.tif 000010
【００３６】
周波数重みＷｓ（ｓ）に対する状態空間表現は、周波数重みＷｓ（ｓ）の状態量ｘｗ、周波数重みＷｓ（ｓ）の出力ｚｗおよび各定数行列Ａｗ，Ｂｗ，Ｃｗ，Ｄｗにより、下記式（９）のように表される。また、周波数重みＷｕ（ｓ）に対する状態空間表現は、周波数重みＷｕ（ｓ）の状態量ｘｕ、周波数重みＷｕ（ｓ）の出力ｚｕおよび各定数行列Ａｕ，Ｂｕ，Ｃｕ，Ｄｕにより、下記式（１０）のように表される。なお、下記式（９）、（１０）において、ｘｗ’はｘｗの１回微分を示し、ｘｕ’はｘｕの１回微分を示す。
【数９】
2010089527.tif 000011
【数１０】
2010089527.tif 000012
【００３７】
上記式（３）に示すモデルの状態空間表現は、式（９）および式（１０）を用いることによって下記式（１１）のように表される。なお、下記式（１１）において、ｘ’はｘの１回微分を示す。また、状態量ｘ、各係数行列Ａ，Ｂ１，Ｂ２（ｘ），Ｃ１１，Ｄ１２１（ｘ），Ｃ１２，Ｄ１２２（ｘ）は、下記式（１２）に示すように表される。
【数１１】
2010089527.tif 000013
【数１２】
2010089527.tif 000014
【００３８】
上記式（１１）により表される状態空間表現は、下記式（１３）に示す条件によって、下記式（１４）のように表される。
【数１３】
2010089527.tif 000015
【数１４】
2010089527.tif 000016
【００３９】
ここで、係数行列Ｄ１２２−１が存在し、所定の正定数γに対して下記式（１５）に示すリカッチ方程式を満たす正定対称解Ｐが存在し、且つ、重み関数ａ１（ｘ），ａ２（ｘ）が下記式（１６）の制約条件を満たす場合、閉ループシステムが内部安定となり、且つ、外乱に対するロバスト性を表すＬ２ゲインがγ以下となる制御入力ｕ（＝ｋ（ｘ））は下記式（１７）に示すように表される
【数１５】
2010089527.tif 000017
【数１６】
2010089527.tif 000018
【数１７】
2010089527.tif 000019
【００４０】
式（１６）を満たす重み関数ａ１（ｘ），ａ２（ｘ）が下記式（１８）のように表された場合、式（１７）により表される制御入力ｕ＝ｋ（ｘ）は、下記式（１９）のように表される。
【数１８】
2010089527.tif 000020
【数１９】
2010089527.tif 000021
ここで、上記式（１８）、（１９）中のｍ１（ｘ）は任意の正定関数である。
【００４１】
上記式（１９）により、制御入力ｕ、すなわち可変減衰係数Ｃｖが計算される。なお、上記のように説明した非線形Ｈ∞制御理論に基づく減衰係数の計算手法は既に公知であり、上記特許文献１および特許文献２などに詳述されているので、より詳しくは、これらの文献を参照されたい。
【００４２】
マイクロコンピュータ４１は、Ｓ１０６にて、上記のようにして計算された可変減衰係数Ｃｖに予め設定された固定減衰係数Ｃｓを加算して減衰係数ＣＨを計算する。このＳ１０６における処理が、本発明の第一減衰係数算出手段に相当する。その後、マイクロコンピュータ４１はＳ１０８に進み、バネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であるか否かを判定する。この判定ステップが、本発明の速度判定手段に相当する。基準速度Ｖ０は、ショックアブソーバ２０の減衰係数がＳ１０６にて計算された減衰係数ＣＨ、すなわち非線形Ｈ∞制御理論に基づいて算出された減衰係数となるように可変絞り機構３０が制御された場合において、減衰係数ＣＨとバネ上−バネ下相対速度Ｖとの積により表される減衰力Ｆのバネ上−バネ下相対速度Ｖに対する変化特性、すなわちＦ−Ｖ特性が線形となる領域に対応するバネ上−バネ下相対速度Ｖの速度領域の上限値あるいは下限値の絶対値として予め設定されている。
【００４３】
図５は、全てのバネ上−バネ下相対速度領域において、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、Ｓ１０６にて計算された減衰係数ＣＨ、すなわち非線形Ｈ∞制御理論に基づいて算出した減衰係数ＣＨとなるように可変絞り機構３０を制御した場合における、Ｆ−Ｖ特性のシミュレーション結果を示す図である。なお、図において横軸がバネ上−バネ下相対速度Ｖ、縦軸が減衰力Ｆであり、図中ドットの集合により描かれた波形がシミュレーションの結果を表すリサージュ波形である。このシミュレーション結果により表されるリサージュ波形は、原点を中心に、第一象限および第三象限に滑らかなリサージュ曲線を描いている。また、このリサージュ波形から、バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が大きい場合には、制御目標となる減衰力の制御幅が広いことがわかる。しかし、バネ上−バネ下相対速度Ｖの絶対値が小さい場合には、Ｖに対する減衰力Ｆの変化特性が線形となって制御幅が極めて小さくなっていることがわかる。変化特性が線形となる領域に対応するバネ上−バネ下相対速度領域である線形速度領域Ｓは、Ｖが０の位置を挟んでほぼ対象に広がっている。基準速度Ｖ０は、この線形速度領域Ｓの上限値あるいは下限値の絶対値として予め設定される。また、図からわかるように、本実施形態において線形速度領域Ｓは、ほぼ−０．１ｍ／ｓ〜０．１ｍ／ｓの領域である。したがって、基準速度Ｖ０は、０．１ｍ／ｓもしくはその近傍の値（好ましくは０．９〜１．１ｍ／ｓ）に設定するのがよい。
【００４４】
Ｓ１０８にて、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０以上であると判定された場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）はＳ１１６に進む。Ｓ１１６では、Ｓ１０６にて算出された減衰係数ＣＨがそのまま最終的な要求減衰係数Ｃｒｅｑに設定される。一方、Ｓ１０８の判定にて、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であると判定された場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）は、以下に一例を示すように、ＣＨを補正することによって算出された補正減衰係数が最終的な要求減衰係数Ｃｒｅｑとして算出される。この場合において、補正減衰係数は、ショックアブソーバ２０の減衰係数がＳ１０６にて算出された減衰係数ＣＨとなるように可変絞り機構３０を制御した場合における車両の乗り心地に対し、より乗り心地が向上するように、算出される。
【００４５】
補正の一例を以下に示す。Ｓ１０８の判定結果がＹｅｓである場合は、マイクロコンピュータ４１はＳ１１０に進み、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の積が負または０であるか否かについて判定する。積が負または０である場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）はＳ１１２に進み、減衰係数ＣＨに正の補正値αを加算して最終的な要求減衰係数Ｃｒｅｑを算出する。また、Ｓ１１０にて、積が正であると判定された場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）はＳ１１４に進み、減衰係数ＣＨから正の補正値βを減算して最終的な要求減衰係数Ｃｒｅｑを算出する。Ｓ１１２およびＳ１１４の処理が、本発明の第二減衰係数算出手段に相当し、Ｓ１１２およびＳ１１４の処理により求められる要求減衰係数Ｃｒｅｑが、本発明の補正減衰係数に相当する。
【００４６】
補正値αおよび補正値βは、バネ上−バネ下相対速度Ｖに応じて予め設定された値である。マイクロコンピュータ４１は、−Ｖ０〜Ｖ０の範囲における複数のバネ上−バネ下相対速度Ｖに対する補正値αおよび補正値βを補正値テーブルに記憶している。そして、Ｓ１１２およびＳ１１４の処理において、上記補正値テーブルからバネ上−バネ下速度Ｖに対応する補正値αまたは補正値βを探索し、探索した補正値αまたは補正値βを減衰係数ＣＨに加算または減算する。図６は、バネ上−バネ下相対速度Ｖに対する補正値α，βの大きさの一例を表すグラフである。このグラフによれば、補正値α，βは、相対速度Ｖが０および基準速度Ｖ０のときに０とされ、その間の領域において山型の形状とされている。
【００４７】
ここで、補正値α，βは、ショックアブソーバ２０の減衰係数がＳ１０６にて算出された減衰係数ＣＨとなるように可変絞り機構３０が制御された場合と比較して、ショックアブソーバ２０の減衰係数がＳ１１２またはＳ１１４にて補正値α，βにより補正された補正減衰係数となるように可変絞り機構３０が制御された場合の方が、より乗り心地が向上するように設定される。言い換えれば、Ｓ１１２またはＳ１１４の処理は、ショックアブソーバ２０の減衰係数がＳ１０６にて算出された減衰係数ＣＨとなるように可変絞り機構３０が制御された場合における車両の乗り心地に対し、より乗り心地が向上するような補正減衰係数を算出する処理である。
【００４８】
この場合、後述するように、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の積が負である場合は、減衰係数が大きいほどバネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変化量が小さくなって、乗り心地が良好となる。このため、Ｓ１１２ではＣＨに正の補正値αを加算することにより減衰係数の値が大きくされる。また、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の積が正である場合は、減衰係数が小さいほどバネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変化量が小さくなって車両の乗り心地が良好になる。このため、Ｓ１１４ではＣＨから正の補正値βを減算することにより減衰係数の値が小さくされる。なお、補正値αとβは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００４９】
Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６にて要求減衰係数Ｃｒｅｑが決定された後は、マイクロコンピュータ４１はＳ１１８に進み、要求減衰係数Ｃｒｅｑとバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）との積により要求減衰力Ｆｒｅｑを求める。次に、Ｓ１２０にて、マイクロコンピュータ４１は、自身が記憶している減衰力特性テーブルを参照してバルブ開度ＯＰの段数を決定する。ここで、上記減衰力特性テーブルには、ショックアブソーバ２０および可変絞り機構３０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−バネ下相対速度Ｖに対するショックアブソーバ２０の減衰力のデータが記憶されている。この記憶データは、Ｆ−Ｖ特性として示した場合には、図５の実線で示された複数の線として表される。したがって、マイクロコンピュータ４１はＳ１２０にて、まず、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バネ上−バネ下相対速度Ｖに対応する減衰力を、パラメータとしてのバルブ開度ＯＰの段数ごとに選択する。そして、選択された減衰力のうち、要求減衰力Ｆｒｅｑに最も近い減衰力であるものについてのバルブ開度ＯＰの段数を、アクチュエータ３２に指示すべき段数（指示段数）として決定する。
【００５０】
その後、マイクロコンピュータ４１はＳ１２２に進み、指示段数に対応する信号をアクチュエータ３２に出力する。アクチュエータ３２は、入力された信号に基づいてバルブ３１を駆動制御する。これによりバルブ開度ＯＰの段数が指示段数となる。このようにして、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能なバルブ開度ＯＰに対応した設定可能な減衰係数のうち、要求減衰係数Ｃｒｅｑに最も近い減衰係数となるように制御される。その後、マイクロコンピュータ４１はＳ１２４に進んでこのプログラムを終了する。
【００５１】
以上のように、バネ上−バネ下相対速度の絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０以上であるとき、すなわちＶが図５の線形速度領域Ｓの範囲外であるときは、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうちＳ１０６により算出された減衰係数ＣＨに最も近い減衰係数となるように、可変絞り機構３０が制御される。一方、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であるとき、すなわちＶが図５の線形速度領域Ｓの範囲内であるときは、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうち、Ｓ１１２またはＳ１１４により補正された減衰係数に最も近い減衰係数となるように、可変絞り機構３０が制御される。
【００５２】
上述のように、Ｓ１１２においては、要求減衰係数ＣｒｅｑはＣＨに正の補正値αを加算して算出される。したがって、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であり、且つバネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’との積が負であるときは、要求減衰係数ＣｒｅｑはＣＨよりも大きくなる。一方、Ｓ１１４においては、要求減衰係数ＣｒｅｑはＣＨに正の補正値βを減算して算出される。したがって、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であり、且つバネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’との積が正であるときは、要求減衰係数ＣｒｅｑはＣＨよりも小さくなる。このように減衰係数を制御することにより、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満の速度領域において、バネ上部材の運動エネルギーの時間変化量が小さくなり、車両の乗り心地がより向上する。つまり、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満の速度領域においては、ショックアブソーバ２０の減衰係数は、それがＳ１０６により算出された減衰係数ＣＨとなるように可変絞り機構３０を制御する場合における車両の乗り心地に対して、より乗り心地が向上するような減衰係数となるように、可変絞り機構３０が制御される。
【００５３】
ここで、減衰係数の違いによるバネ上部材の運動エネルギーの時間変化量の違いについて説明する。図７は、車両の単輪モデルを表す概略図である。図７において、バネ上部材ＨＡの質量をＭ、サスペンションスプリング１０の弾性係数をＫ、ショックアブソーバ２０の減衰係数をＣ、バネ上部材ＨＡの基準位置からの変位量をｘｐｂ（基準位置から上方への変位を正の変位、下方への変位を負の変位とする）、バネ下部材ＬＡの基準位置からの変位量をｘｐｗ（基準位置から上方への変位を正の変位、下方への変位を負の変位とする）とすると、バネ上部材ＨＡの運動方程式は、下記式（２０）により表される。
【数２０】
2010089527.tif 000022
【００５４】
また、バネ上部材ＨＡの運動エネルギーＥは、下記式（２１）により表される。
【数２１】
2010089527.tif 000023
【００５５】
運動エネルギーＥの時間変化量Ｅ’は、式（２１）を微分することにより、下記式（２２）のように表される。
【数２２】
2010089527.tif 000024
【００５６】
式（２２）に式（２０）を代入すると、下記式（２３）が導かれる。
【数２３】
2010089527.tif 000025
【００５７】
式（２３）からわかるように、右辺の第３項は、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）との積が関与している。この積が正であるときには、Ｃの値が小さいほど右辺の第３項の値も小さくなる。また、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’との積が負であるときには、Ｃの値が大きいほど右辺の第３項の値も小さくなる。このことは、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）との積が正であるときには、減衰係数Ｃを小さくするほどバネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変化量Ｅ’が小さくなり、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’との積が負であるときには、減衰係数Ｃを大きくするほどバネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変化量Ｅ’が小さくなることを示す。したがって、上記実施形態では、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’との積が負であるときにＳ１１２にてＣＨに正の補正値αを加算して減衰係数を大きくし、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）との積が正であるときにＳ１１４にてＣＨから正の補正値βを減算して減衰係数を小さくしているのである。
【００５８】
また、Ｓ１１２にて算出される要求減衰係数Ｃｒｅｑがショックアブソーバ２０および可変絞り機構３０により実現可能である最大の減衰係数Ｃｍａｘとなるように、補正値αが設定されている場合、つまり補正値αがＣｍａｘからＣＨを差し引いた値として設定されている場合は、バネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変化量を最小にすることができる。同様に、Ｓ１１４にて算出される要求減衰係数Ｃｒｅｑがショックアブソーバ２０および可変絞り機構３０により実現可能である最小の減衰係数Ｃｍｉｎとなるように、補正値βが設定されている場合、つまり補正値βがＣＨからＣｍｉｎを差し引いた値として設定されている場合は、バネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変動量を最小にすることができる。この場合は車両の乗り心地がより向上する。
【００５９】
図８は、ショックアブソーバ２０の伸び側（バネ上−バネ下相対速度Ｖが負である側）領域において、図２に示されるフローチャートにしたがって減衰係数を制御した場合における、Ｆ−Ｖ特性を示す図である。この図において、基準速度Ｖ０は０．１ｍ／ｓである。また、Ｖが０〜−０．１ｍ／ｓであるときに、要求減衰係数が、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて算出された減衰係数ＣＨを補正値により補正した減衰係数となるように制御される。具体的には、バネ上−バネ下相対速度Ｖが０〜Ｖ１（Ｖ１＞−０．１）の範囲では、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’の積が負であるときに要求減衰係数がＣｍａｘとなるように制御され、ＶがＶ１〜−０．１の範囲では乗り心地に影響を与える他の要因を考慮して、要求減衰係数がＣＨ〜Ｃｍａｘの範囲で変化するように可変制御される。
【００６０】
図９は、図８のような減衰特性にしたがってショックアブソーバ２０の減衰係数を制御した場合における、バネ上振動周波数のパワースペクトルの大きさ（ＰＳＭ：ｐｏｗｅｒ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を示すグラフである。図において、実線Ａで示されたグラフが、図８に示す減衰特性にしたがってショックアブソーバ２０の減衰係数を制御した場合におけるＰＳＭを示すグラフ、実線Ｂで示されたグラフが比較のために示した非線形Ｈ∞制御理論に基づいてショックアブソーバ２０の減衰係数を制御した場合におけるＰＳＭを示すグラフである。図に示されるように、グラフＡの最大値は、グラフＢの最大値よりも小さくなっている。最大値を示す周波数はバネ上共振周波数付近の周波数である。グラフＡにおいてこの付近の周波数におけるＰＳＭが低下しているということは、車両走行時に上下振動によってフワフワする感覚が抑えられて車両の乗り心地が向上していることを表している。このように、バネ上−バネ下相対速度の絶対値｜Ｖ｜が小さい領域（基準速度Ｖ０未満の領域）において本実施形態に示したように減衰係数（減衰力）を制御することにより、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて減衰係数（減衰力）を制御した場合に比して、乗り心地が向上されることがわかる。
【００６１】
図１０は、本発明の他の実施形態に係る減衰力変更制御プログラムの流れを示すフローチャートである。この減衰力制御プログラムは、バネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の絶対値が基準速度Ｖ０未満のときに、スカイフック制御理論に基づいて要求減衰係数を算出する。図１０に示されるフローチャートを図２のフローチャートと比較すると、両者は要求減衰係数Ｃｒｅｑを決定する処理の一部が異なり、その他の処理は基本的に同一である。図１０において、各ステップのステップ番号の下２桁の数字は、図２において対応するステップのステップ番号の下２桁の数字と一致している。
【００６２】
図１０に示す減衰力変更制御は、まずＳ２００にて開始され、Ｓ２０２にてバネ上加速度ｘｐｂ”、バネ下加速度ｘｐｗ”、バネ上−バネ下相対変位量ｘｐｗ−ｘｐｂ、バネ下相対変位量ｘｐｒ−ｘｐｗが入力される。次いで、Ｓ２０４にて、バネ上速度ｘｐｂ’、バネ下速度ｘｐｗ’、バネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）が計算される。続いて、Ｓ２０６にて、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて可変減衰係数Ｃｖが計算され、予め設定された固定減衰係数Ｃｓに可変減衰係数Ｃｖを加算することにより減衰係数ＣＨが計算される。このＳ２０６の処理が、本発明の第一減衰係数算出手段に相当する。その後、Ｓ２０８にて、バネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であるか否かが判定される。この処理が、本発明の速度判定手段に相当する。以上のＳ２０２〜Ｓ２０８までの処理内容は、図２のＳ１０２〜Ｓ１０８の処理内容と同じであるので、これらの処理の詳細については説明を省略する。
【００６３】
Ｓ２０８にて絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０以上であると判定された場合（Ｓ２０８：Ｎｏ）はＳ２１６に進む。Ｓ２１６では、最終的な要求減衰係数ＣｒｅｑがＣＨに設定される。一方、Ｓ２０８の判定にて、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満であると判定された場合（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）はＳ２１０に進む。Ｓ２１０では、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）の積が負または０であるか否かについて判定される。積が負または０である場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）はＳ２１２に進み、下記式（２４）に基づいて要求減衰係数Ｃｒｅｑが算出される。
【数２４】
2010089527.tif 000026
上記式（２４）において、Ｃｓｋｙはスカイフック減衰係数である。一方、バネ上速度ｘｐｂ’とバネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’との積が正である場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）はＳ２１４に進み、下記式（２５）により要求減衰係数Ｃｒｅｑが算出される。
【数２５】
2010089527.tif 000027
Ｓ２１２およびＳ２１４における処理が、本発明の第二減衰係数算出手段に相当する。
【００６４】
Ｓ２１２，Ｓ２１４，Ｓ２１６にて要求減衰係数Ｃｒｅｑが決定された後は、マイクロコンピュータ４１はＳ２１８に進む。Ｓ２１８にて、要求減衰係数Ｃｒｅｑとバネ上−バネ下相対速度Ｖ（＝ｘｐｗ’−ｘｐｂ’）との積により要求減衰力Ｆｒｅｑが求められる。次に、Ｓ２２０にて、減衰力特性テーブルが参照されてバルブ開度ＯＰの段数が決定される。続いて、Ｓ２２２にて、指示段数に対応する信号がアクチュエータ３２に出力される。アクチュエータ３２は、指示された信号に基づいてバルブ３１を駆動制御する。これによりバルブ開度ＯＰの段数が指示段数となる。このようにして、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうち要求減衰係数Ｃｒｅｑに最も近い減衰係数となるように制御される。その後、Ｓ２２２に進んでこのプログラムが終了される。
【００６５】
上記説明した図１０に示す減衰力変更制御において、Ｓ２１２およびＳ２１４にて算出された要求減衰係数Ｃｒｅｑは、スカイフック制御理論に基づいて算出された減衰係数である。スカイフック制御理論に基づいて要求減衰係数Ｃｒｅｑを決定した場合には、バネ上共振周波数付近（１Ｈｚ付近）の上下振動および、バネ上共振周波数とバネ下共振周波数（１０Ｈｚ付近）の間の周波数帯域（５〜７Ｈｚ）の上下振動が、バネ下部材ＬＡからバネ上部材ＨＡへ伝達されることが抑制され、車両の乗り心地が向上される。つまり、この例においても、絶対値｜Ｖ｜が基準速度Ｖ０未満の速度領域においては、ショックアブソーバ２０の減衰係数がＳ２０６により算出された減衰係数ＣＨとなるように可変絞り機構３０を制御する場合における車両の乗り心地に対してより乗り心地が向上する。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満ではないと判定された場合には、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうち、第一減衰係数算出手段（Ｓ１０６，２０６）により算出された減衰係数ＣＨ、すなわち非線形Ｈ∞制御理論を用いて計算された減衰係数に最も近い減衰係数となるように、可変絞り機構３０が制御される。これによりショックアブソーバ２０および可変絞り機構３０が実現可能な範囲内で減衰係数が可変制御される。一方、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であると判定された場合には、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうち、第二減衰係数算出手段（Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ２１２，Ｓ２１４）により算出された減衰係数に最も近い減衰係数となるように、可変絞り機構３０が制御される。ここで、第二減衰係数算出手段により算出された減衰係数は、ショックアブソーバ２０の減衰係数が第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数にしたがって制御される場合における乗り心地に対し、より乗り心地が向上するような減衰係数である。よって、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が小さい領域、すなわち上記絶対値が基準速度未満の領域において、より乗り心地を重視した制御を行うことができ、バネ上−バネ下相対速度が微低速の領域において、車両の乗り心地が改善される。
【００６７】
また、図２のフローチャートに示される減衰力変更制御においては、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるときは、第一減衰係数算出手段により算出された減衰係数ＣＨに正の補正値αを加算または正の補正値βを減算することにより要求減衰係数Ｃｒｅｑが求められる。そして、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、設定可能な減衰係数のうち、このように求められた要求減衰係数となるように可変絞り機構３０が制御される。このため、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であっても簡単に要求減衰係数を求めることができる。
【００６８】
また、図２のフローチャートに示される減衰力変更制御においては、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満である場合において、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が負である（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）ときには、Ｓ１０６にて算出された減衰係数ＣＨに正の補正値αを加算することにより要求減衰係数が算出され、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が正である（Ｓ１１０：Ｎｏ）ときには、Ｓ１０６にて算出された減衰係数ＣＨから正の補正値βを減算することにより要求減衰係数が算出される。そして、ショックアブソーバ２０の減衰係数が、算出された要求減衰係数に最も近い減衰係数となるように、可変絞り機構３０が制御される。このうような減衰係数の制御によって、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満である場合においてバネ上部材の運動エネルギーの時間変化量が小さくなり、車両の乗り心地が向上する。特に、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が負であるときに要求減衰係数がＣｍａｘとなるように補正値αをＣＨに加算し、バネ上−バネ下相対速度ｘｐｗ’−ｘｐｂ’とバネ上速度ｘｐｂ’との積が正であるときに要求減衰係数がＣｍｉｎとなるように補正値βをＣＨから減算することにより、バネ上部材ＨＡの運動エネルギーの時間変化量を極小化することができる。このためより乗り心地が向上する。
【００６９】
また、本実施形態は、図１０のフローチャートに示されるように、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるときに、スカイフック制御理論に基づいて要求減衰係数を算出するものも開示している。この場合には、スカイフック制御理論に従ってショックアブソーバ２０の減衰係数が制御されるため、振動周波数がバネ上共振周波数付近および５〜７Ｈｚ付近の周波数帯域における振動の伝達が抑制されて、乗り心地が向上される。
【００７０】
本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、図２に示されるフローチャートにおいては、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるときには、非線形Ｈ∞制御理論に基づいて算出された減衰係数ＣＨに補正値を加減することにより要求減衰係数（補正減衰係数）を算出しているが、減衰係数ＣＨに補正値を乗ずることにより、あるいは減衰係数ＣＨを補正値で除することにより、要求減衰係数を算出することもできる。また、図２に示されるフローチャートにおいては、バネ上−バネ下相対速度とバネ上速度との積が負であるときに減衰係数ＣＨに正の補正値αを加算することによって要求減衰係数を大きくし、上記積が正であるときに減衰係数ＣＨから正の補正値βを減算することによって要求減衰係数を小さくしている。しかし、このような補正は、あくまで車両の乗り心地の向上をバネ上部材の運動エネルギーの時間変化量を小さくするという観点から捉えた場合に行われるものであって、車両の乗り心地の向上を他の観点から捉えた場合には、必ずしも上記のように補正されるとは限らない。すなわち、場合によっては補正値α，βが負である場合も考えられる。また、振動周波数がどの程度の周波数帯域の振動を抑制するかによっても補正の方法が異なる。このように、乗り心地向上のために用いる理論に従って、補正値は様々に変更可能である。
【００７１】
また、図２に示されるフローチャートにおいては、バネ上−バネ下相対速度の絶対値が基準速度未満であるときに、減衰係数ＣＨを補正値により補正して要求減衰係数を求めているが、減衰係数ＣＨを補正するのではなく、図１０のフローチャートに示されるように必要な要求減衰係数を直接求めるようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、第二減衰係数算出手段に相当する処理（Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ２１２，Ｓ２１４）は、速度判定手段に相当する処理（Ｓ１０８，Ｓ２０８）にてバネ上−バネ下相対速度Ｖが基準速度Ｖ０未満と判定された後に減衰係数を算出しているが、上記速度判定手段による判定よりも前に減衰係数を算出するものであってもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本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。
【図２】本実施形態に係る減衰力変更制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】非線形Ｈ∞制御理論に基づいて要求減衰係数を算出するために想定される車両の単輪モデルを示す図である。
【図４】非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の一般化プラントを示すブロック図である。
【図５】非線形Ｈ∞制御理論に基づいて要求減衰係数を算出した場合における、Ｆ−Ｖ特性を示す図である。
【図６】バネ上−バネ下相対速度に対する補正値の大きさのイメージを示す図である。
【図７】バネ上部材の運動エネルギーを導くために用いられる車両の単輪モデルを示す図である。
【図８】本実施形態の減衰力制御を行った場合における、Ｆ−Ｖ特性を示す図である。
【図９】バネ上振動周波数のパワースペクトルの大きさを示すグラフである。
【図１０】本実施形態に係る他の減衰力変更制御プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１…サスペンション装置、１０…サスペンションスプリング、２０…ショックアブソーバ（減衰力発生手段）、２１…シリンダ、２２…ピストン、３０…可変絞り機構（減衰係数変更手段）、３１…バルブ、３２…アクチュエータ、４１…マイクロコンピュータ（減衰力制御手段）、４２…バネ上加速度センサ、４３…バネ下加速度センサ、４４…ストロークセンサ、４５…タイヤ変位量センサ、５０…タイヤ、ＥＬ…電気制御装置、ＨＡ…バネ上部材、ＬＡ…バネ下部材、ＯＰ…バルブ開度、ＳＰ…サスペンション機構、Ｖ０…基準速度、α，β…補正値、Ｓ１０６，Ｓ２０６…第一減衰係数算出手段、Ｓ１０８，Ｓ２０８速度判定手段、Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ２１２，Ｓ２１４…第二減衰係数算出手段、
【図１】
2010089527.tif 000028
【図２】
2010089527.tif 000029
【図３】
2010089527.tif 000030
【図４】
2010089527.tif 000031
【図５】
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【図６】
2010089527.tif 000033
【図７】
2010089527.tif 000034
【図８】
2010089527.tif 000035
【図９】
2010089527.tif 000036
【図１０】
2010089527.tif 000037