(57)【要約】【課題】車両の諸特性を低下させることなく、車体と車輪との間に配設されたアクチュエータによって、ストローク動作のストッパ当たりによる衝撃を緩和する。【解決手段】各車輪に設けられた電磁式のアクチュエータと、各車輪と車体とのストローク動作を規制するストッパとを備えた車両用サスペンションシステムにおいて、車輪と車体とのストローク動作がストッパによって規制されると想定される場合に、その車輪に設けられた対象アクチュエータがストロークエンドから離れる方向の力である離間方向力を発生させるとともに（Ｓ２５）、対象アクチュエータ以外の３つのアクチュエータの各々が、上記離間方向力の車体の姿勢に対する影響を打ち消す力を発生させるように構成する（Ｓ２６）。このように構成すれば、車両の諸特性を低下させることなく、アクチュエータによってストッパ当たりによる衝撃を緩和することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後左右の車輪に対応して設けられ、それぞれが、対応する車輪と車体との間に配設されるとともに、車体に連結される車体側ユニットと、対応する車輪に連結される車輪側ユニットとを有し、対応する車輪と車体とが接近離間するストローク動作に伴ってそれら車体側ユニットと車輪側ユニットとが相対移動することで伸縮可能に構成され、かつ、電磁モータを有し、その電磁モータが発生させる力に依拠して前記車体側ユニットと前記車輪側ユニットとを相対移動させる方向の力であるアクチュエータ力を発生させるとともに、そのアクチュエータ力を対応する車輪と車体とにそれらを接近・離間させる方向の力として作用させる４つの電磁式のアクチュエータと、
前記４つのアクチュエータの各々の有する電磁モータの作動を制御することで、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御する制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステムであって、
当該車両用サスペンションシステムが、
前後左右の車輪に対応して設けられ、それぞれが、対応する車輪と車体とのストローク動作の終端であるストロークエンドにおいてそのストローク動作を規制する４つのストロークエンドストッパを備え、
前記制御装置が、
前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定された場合に、前記４つのアクチュエータのうちのその１つの車輪に対応する１つのものである対象アクチュエータが発生させるアクチュエータ力の少なくとも一部が、その１つの車輪と車体とがストロークエンドから離れる方向の力である離間方向力となり、前記４つのアクチュエータのうちの前記対象アクチュエータ以外のものである３つの非対象アクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力の少なくとも一部が、車体の姿勢に対する前記離間方向力の影響を打ち消す力であるキャンセル力となるように、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御するストロークエンド対応制御を実行するためのストロークエンド対応制御実行部を有する車両用サスペンションシステム。
【請求項２】
前記制御装置が、
前記ストロークエンド対応制御として、前記対象アクチュエータが発生させる前記離間方向力と前記３つの非対象アクチュエータの各々が発生させる前記キャンセル力とがワープ力として車体に作用するように、前記３つの非対象アクチュエータのうちの前記対象アクチュエータの対角に位置するものが前記離間方向力と同じ方向に前記キャンセル力を発生させるとともに、前記３つの非対象アクチュエータのうちの残りの２つのものの各々が前記離間方向力と反対方向に前記キャンセル力を発生させる制御を実行するように構成された請求項１に記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３】
前記ストロークエンド対応制御実行部が、
前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とが設定閾位置を超えてストローク動作を行った場合に、その１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定するストロークエンド規制認定部を有する請求項１または請求項２に記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項４】
前記制御装置が、
前記ストロークエンド対応制御として、前記対象アクチュエータに対応する車輪と車体とがストロークエンドに近づくほど、前記対象アクチュエータが発生させる前記離間方向力を大きくする制御を実行するように構成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項５】
前記制御装置が、
定められた規則に基づいて前記４つのアクチュエータの各々が発生させるべきアクチュエータ力である目標アクチュエータ力を決定する目標アクチュエータ力決定部を有し、その目標アクチュエータ力決定部によって決定された目標アクチュエータ力に基づいて、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御するように構成され、
前記ストロークエンド対応制御実行部が、
前記対象アクチュエータの目標アクチュエータ力に前記離間方向力が加わるように、前記対象アクチュエータの目標アクチュエータ力を変更し、かつ、前記３つの非対象アクチュエータの各々の目標アクチュエータ力に前記キャンセル力が加わるように、前記３つの非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力の各々を変更する目標アクチュエータ力変更部を有し、
前記制御装置が、
前記目標アクチュエータ力変更部によって変更された目標アクチュエータ力に基づいて、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御することで、前記ストロークエンド対応制御を実行するように構成された請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項６】
前記制御装置が、
定められた規則に基づいて前記４つのアクチュエータの各々が発生させるべきアクチュエータ力である目標アクチュエータ力を決定する目標アクチュエータ力決定部を有し、その目標アクチュエータ力決定部によって決定された目標アクチュエータ力に基づいて、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御するように構成され、
前記ストロークエンド対応制御実行部が、
前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とが設定閾位置を超えてストローク動作を行った場合に、その１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定するストロークエンド規制認定部を有し、
そのストロークエンド認定部が、
その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのアクチュエータのうちの１つのものの前記目標アクチュエータ力決定部によって決定された目標アクチュエータ力が、その１つの車輪と車体とがストロークエンドに近づく方向の力であることを条件として、その１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定するように構成された請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁モータの力によって車体と車輪とを接近・離間させるアクチュエータを各車輪に対応して設けた車両用サスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁モータの力によって車体と車輪とを接近・離間させる方向の力（以下、「アクチュエータ力」という場合がある）を制御可能に発生させる電磁式のアクチュエータを各車輪に対応して設けた車両用サスペンションシステムは、車体の姿勢，振動等、車体の挙動を適切に制御できる可能性が高いことから、近年、開発が急速に進められている。そのような車両用サスペンションシステムとしては、例えば、下記特許文献に示すようなシステムが検討されている。
【特許文献１】特開２００７−２０３９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献に記載のシステムでは、車体と車輪との接近離間動作であるストローク動作がストッパ等によって規制されると想定される場合に、その車輪に対応するアクチュエータが車体と車輪とのストローク動作の終端であるストロークエンドから離れる方向の力を発生させることで、ストッパ当たりによる衝撃の緩和、若しくは、ストッパ当たりの回避が図られている。ただし、４つの車輪に対応して設けられた４つの電磁式のアクチュエータのうちの１つのアクチュエータにそのような力を発生させると、その力が車体に作用して、車両の乗り心地，車両の操縦性といった車両の諸特性が低下する虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、車両の諸特性を低下させることなく、対象アクチュエータの発生させる離間方向力によって、ストッパ当たりによる衝撃を緩和、若しくは、ストッパ当たりを回避可能な車両用サスペンションシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の車両用サスペンションシステムは、前後左右の車輪に対応して設けられた４つの電磁式のアクチュエータと、その４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御する制御装置と、前後左右の車輪に対応して設けられた４つのストロークエンドストッパとを備えた車両用サスペンションシステムであって、前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とのストローク動作がストッパによって規制されるとに認定された場合に、制御装置が、その１つの車輪に対応して設けられた対象アクチュエータが発生させるアクチュエータ力の少なくとも一部が、ストロークエンドから離れる方向の力である離間方向力となり、４つのアクチュエータのうちの対象アクチュエータ以外のものである３つの非対象アクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力の少なくとも一部が、車体の姿勢に対する上記離間方向力の影響を打ち消す力であるキャンセル力としてなるように、４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の車両用サスペンションシステムにおいては、離間方向力を発生させる対象アクチュエータ以外の３つの非対象アクチュエータが、車体の姿勢に対する離間方向力の影響を打ち消すキャンセル力を発生させることが可能であり、離間方向力による車両の諸特性の低下を抑制することが可能である。したがって、本発明のシステムによれば、車両の乗り心地，車両の操縦性等を低下させることなく、対象アクチュエータの発生させるアクチュエータ力によって、ストッパ当たりによる衝撃を緩和、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に（３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに（５）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに（６）項および（７）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに（６）項および（８）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項６に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）前後左右の車輪に対応して設けられ、それぞれが、対応する車輪と車体との間に配設されるとともに、車体に連結される車体側ユニットと、対応する車輪に連結される車輪側ユニットとを有し、対応する車輪と車体とが接近離間するストローク動作に伴ってそれら車体側ユニットと車輪側ユニットとが相対移動することで伸縮可能に構成され、かつ、電磁モータを有し、その電磁モータが発生させる力に依拠して前記車体側ユニットと前記車輪側ユニットとを相対移動させる方向の力であるアクチュエータ力を発生させるとともに、そのアクチュエータ力を対応する車輪と車体とにそれらを接近・離間させる方向の力として作用させる４つの電磁式のアクチュエータと、
前記４つのアクチュエータの各々の有する電磁モータの作動を制御することで、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御する制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステムであって、
当該車両用サスペンションシステムが、
前後左右の車輪に対応して設けられ、それぞれが、対応する車輪と車体とのストローク動作の終端であるストロークエンドにおいてそのストローク動作を規制する４つのストロークエンドストッパを備え、
前記制御装置が、
前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定された場合に、前記４つのアクチュエータのうちのその１つの車輪に対応する１つのものである対象アクチュエータが発生させるアクチュエータ力の少なくとも一部が、その１つの車輪と車体とがストロークエンドから離れる方向の力である離間方向力となり、前記４つのアクチュエータのうちの前記対象アクチュエータ以外のものである３つの非対象アクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力の少なくとも一部が、車体の姿勢に対する前記離間方向力の影響を打ち消す力であるキャンセル力となるように、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御するストロークエンド対応制御を実行するためのストロークエンド対応制御実行部を有する車両用サスペンションシステム。
【０００９】
車両用サスペンションシステムには、通常、車体と車輪との接近離間動作であるストローク動作の終端のストロークエンドにおいてそのストローク動作を規制するストロークエンドストッパが各車輪に設けられている。車体と車輪とのストローク動作がそのストッパによって規制されると、ストッパ当たりによる衝撃が生じ、良好な乗り心地が得られない虞がある。そこで、車体と車輪とのストローク動作がストッパによって規制されると認定された場合に、その車輪に設けられたアクチュエータが、車体と車輪とがストロークエンドから離れる方向の力である離間方向力を発生させれば、ストッパ当たりによる衝撃を緩和、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。ただし、各車輪に設けられた４つの電磁式のアクチュエータのうちの１つのアクチュエータがそのような力を発生させると、その力が車体に作用して、車両の乗り心地，車両の操縦性といった車両の諸特性が低下する虞がある。
【００１０】
本項に記載された車両用サスペンションシステムにおいては、車体と車輪とのストローク動作がストッパによって規制されると認定された場合に、その車輪に設けられたアクチュエータである対象アクチュエータが離間方向力を発生させるとともに、その対象アクチュエータ以外の３つの非対象アクチュエータの各々が、上記離間方向力の車体の姿勢に対する影響を打ち消す力であるキャンセル力を発生させている。したがって、本項に記載のサスペンションシステムによれば、ストッパ当たりによる衝撃を緩和するための離間方向力を１つのアクチュエータが発生させた場合であっても、離間方向力による車体の姿勢に対する影響を抑制することが可能となり、車両の乗り心地，車両の操縦性等を低下させることなく、対象アクチュエータの発生させる離間方向力によって、ストッパ当たりによる衝撃を緩和、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。
【００１１】
本項に記載された「キャンセル力」は、離間方向力の車体に対する影響を打ち消す力であればよく、例えば、離間方向力による車体の姿勢変化、具体的には、ロール，ピッチ，バウンス等を抑制する力であってもよい。また、本項に記載された「離間方向力」は、車体と車輪とがストロークエンドから離れる方向の力であればよく、「離間方向力」によって車体と車輪とがストロークエンドから実際に離れる必要はない。つまり、「離間方向力」は、ストッパ当たりの衝撃を抑制する力であってもよく、ストッパ当たりを回避する力であってもよい。
【００１２】
本項に記載の「電磁式のアクチュエータ」は、それの具体的な構造が限定されるものではなく、また、機能に関しても特に限定されない。例えば、ショックアブソーバとしての機能を発揮させるようにしてもよく、その機能とは別にあるいはその機能に加え、車両の旋回，加減速等に起因する車体のロール，ピッチ等の抑制を目的として、車体の姿勢を制御する機能を発揮させるようにしてもよい。アクチュエータの動力源である「電磁モータ」も、その形式等は特に限定されず、ＤＣブラシレスモータを始めとして種々の形式のモータを採用可能であり、また、動作に関して言えば、回転モータであっても、リニアモータであってもよい。また、車体と車体側ユニットとの連結、若しくは、車輪と車輪側ユニットとの連結は、それらが直接的に連結されるものであってもよく、それらの間に弾性体，液圧式ダンパ等を介して連結されるものであってもよい。
【００１３】
（２）前記制御装置が、
前記ストロークエンド対応制御として、前記対象アクチュエータが発生させる前記離間方向力と前記３つの非対象アクチュエータの各々が発生させる前記キャンセル力とがワープ力として車体に作用するように、前記３つの非対象アクチュエータのうちの前記対象アクチュエータの対角に位置するものが前記離間方向力と同じ方向に前記キャンセル力を発生させるとともに、前記３つの非対象アクチュエータのうちの残りの２つのものの各々が前記離間方向力と反対方向に前記キャンセル力を発生させる制御を実行するように構成された(1)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００１４】
車体の剛性は、一般的に比較的高いため、車体を捩るような力であるワープ力は、各車輪と車体との間の距離の変動をほとんど生じさせない。詳しく説明すれば、車体に作用する力は、それぞれがその力の成分となるロール力，ピッチ力，ヒーブ力，ワープ力に分けることができ、車体の剛性が高いことを前提とすれば、ワープ力を変化させても、車体の姿勢は殆ど変化しないと考えることができる。したがって、本項に記載のサスペンションシステムにおいては、離間方向力がワープ力として車体に作用するように、３つの非対象アクチュエータの各々がキャンセル力を発生させていることから、本項に記載のサスペンションシステムによれば、容易に離間方向力による車体の姿勢に対する影響を打ち消すことが可能となる。
【００１５】
（３）前記ストロークエンド対応制御実行部が、
前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とが設定閾位置を超えてストローク動作を行った場合に、その１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定するストロークエンド規制認定部を有する(1)項または(2)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００１６】
（４）前後左右の車輪の各々に対して、前記ストロークエンドと前記設定閾位置との間隔が、その車輪と車体とのストローク動作の範囲の１／４以下に設定された(3)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００１７】
上記２つの項に記載のシステムにおいては、車体と車輪とのストローク動作がある程度ストロークエンドに近づいた場合にストロークエンド対応制御が実行される。このようにストロークエンド対応制御を実行することで、適切にストッパ当たりによる衝撃を抑制、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。
【００１８】
（５）前記制御装置が、
前記ストロークエンド対応制御として、前記対象アクチュエータに対応する車輪と車体とがストロークエンドに近づくほど、前記対象アクチュエータが発生させる前記離間方向力を大きくする制御を実行するように構成された(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【００１９】
車体と車輪とのストローク動作がストロークエンドに近いほど、ストッパによってストローク動作が規制される可能性が高く、ストッパ当りによる衝撃が大きい虞がある。したがって、本項に記載のサスペンションシステムによれば、さらに適切にストッパ当たりによる衝撃を抑制、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。
【００２０】
（６）前記制御装置が、
定められた規則に基づいて前記４つのアクチュエータの各々が発生させるべきアクチュエータ力である目標アクチュエータ力を決定する目標アクチュエータ力決定部を有し、その目標アクチュエータ力決定部によって決定された目標アクチュエータ力に基づいて、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御するように構成された(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２１】
本項に記載のサスペンションシステムにおいては、「定められた規則」に従った制御が実行される。「定められた規則」に従った制御は、例えば、各車輪に対応する車体の一部の振動を減衰するいわゆる、スカイフックダンパ理論に基づく制御であってもよく、また、車体の姿勢変化を抑制するための制御、具体的には、車両の旋回に起因する車体のロールを抑制するための制御，車両の加減速に起因する車体ピッチを抑制するための制御であってもよい。また、後に詳しく説明するが、車体に生じている振動を種類が異なる複数の車体振動と捉えて、その複数の車体振動を減衰する制御であってもよい。
【００２２】
（７）前記ストロークエンド対応制御実行部が、
前記対象アクチュエータの目標アクチュエータ力に前記離間方向力が加わるように、前記対象アクチュエータの目標アクチュエータ力を変更し、かつ、前記３つの非対象アクチュエータの各々の目標アクチュエータ力に前記キャンセル力が加わるように、前記３つの非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力の各々を変更する目標アクチュエータ力変更部を有し、
前記制御装置が、
前記目標アクチュエータ力変更部によって変更された目標アクチュエータ力に基づいて、前記４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力を制御することで、前記ストロークエンド対応制御を実行するように構成された(6)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００２３】
本項に記載のサスペンションシステムにおいては、通常、「定められた規則」に従った制御が実行され、車体と車輪とのストローク動作がストッパによって規制されると想定される場合に、その制御とともに、上記ストロークエンド対応制御が実行される。各車輪に設けられた４つのアクチュエータの各々が「定められた規則」に従って制御されている際に、１つのアクチュエータが上記離間方向力を発生させると、４つのアクチュエータの各々が発生させるアクチュエータ力のバランスが崩れ、「定められた規則」に従った制御を適切に実行できない虞がある。本項に記載のシステムにおいては、ストローク動作が規制されると想定される場合に、対象アクチュエータが、目標アクチュエータ力を発生しつつ離間方向力を発生し、３つの非対象アクチュエータの各々が、目標アクチュエータ力を発生しつつキャンセル力を発生させている。したがって、本項に記載のシステムによれば、「定められた規則」に従った制御を適切に実行しつつ、離間方向力によってストッパ当たりによる衝撃を緩和、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。
【００２４】
（８）前記ストロークエンド対応制御実行部が、
前後左右の車輪のうちの１つの車輪と車体とが設定閾位置を超えてストローク動作を行った場合に、その１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定するストロークエンド規制認定部を有し、
そのストロークエンド認定部が、
その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのアクチュエータのうちの１つのものの前記目標アクチュエータ力決定部によって決定された目標アクチュエータ力が、その１つの車輪と車体とがストロークエンドに近づく方向の力であることを条件として、その１つの車輪と車体とのストローク動作が、その１つの車輪に対応して設けられた前記４つのストロークエンドストッパのうちの１つによって規制されると認定するように構成された(6)項または(7)項に記載の車両用サスペンションシステム。
【００２５】
車体と車輪とのストローク動作がストッパによって規制されると認定される場合に、その車輪に設けられたアクチュエータが、その車輪と車体とがストロークエンドに近づく方向に大きなアクチュエータ力を発生させれば、ストッパ当たりによる衝撃は相当大きなものとなる。本項に記載のシステムによれば、そのような大きなストッパ当たりによる衝撃を抑制、若しくは、ストッパ当たりを回避することが可能となる。
【００２６】
（９）前記目標アクチュエータ力決定部が、
ロール振動とピッチ振動とバウンス振動とを減衰するべく、ロール振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力の成分であるロール振動減衰成分と、ピッチ振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力の成分であるピッチ振動減衰成分と、バウンス振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力の成分であるバウンス振動減衰成分との和に基づいて、前記４つのアクチュエータの各々の目標アクチュエータ力を決定する構成とされた(6)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２７】
本項に記載のシステムにおいては、車体に生じている振動を種類が異なる複数の車体振動が合成されたものと捉えて、アクチュエータ力をそれら複数の車体振動の各々に対する減衰力として発生させる振動減衰制御が実行される。車体に生じている振動を、例えば、車体の重心位置を基準とした種々の振動の成分が合成したものと捉え、それら種々の振動の成分の各々を、複数の車体振動として捉える。具体的に言えば、車体の重心を通る前後方向の軸線回りの回転振動をロール振動と、車体の重心を通る左右方向の軸線回りの回転振動をピッチ振動と、車体の重心位置の上下方向の振動をバウンス振動として捉える。本項に記載の「目標アクチュエータ力決定部」が、それらの振動の各々を減衰させるように目標アクチュエータ力を決定するのである。
【００２８】
（１０）前記４つのアクチュエータが、それぞれ、前記車体側ユニットと前記車輪側ユニットとの一方に設けられた雄ねじ部と、前記車体側ユニットと前記車輪側ユニットとの他方に設けれられて前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とを含んで構成され、前記車体側ユニットと前記車輪側ユニットとの相対移動に伴って前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが相対回転する構造のねじ機構を有し、かつ、前記電磁モータがその相対回転に対する力を発生させるように構成された(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
【００２９】
本項に記載のサスペンションシステムでは、ねじ機構を採用したアクチュエータに限定されており、電磁モータに回転モータを採用した場合において、そのモータの回転力を、車体側ユニットと車輪側ユニットとの相対移動に対する力に容易に変換することが可能となる。なお、本項に記載のシステムにおいては、車体側ユニット，車輪側ユニットのいずれに雄ねじ部を設け、いずれに雌ねじ部を設けるかは、任意である。さらに、雄ねじ部を回転不能とし、雌ねじ部を回転可能とするような構成としてもよく、逆に、雌ねじ部を回転不能とし、雄ねじ部を回転可能とするような構成としてもよい。
【実施例】
【００３０】
以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００３１】
＜車両用サスペンションシステムの構成＞
図１に、実施例の車両用サスペンションシステム１０を模式的に示す。本システム１０は、前後左右４つの車輪１２に対応して設けられた４つのサスペンション装置２０と、それらサスペンション装置２０の制御を担う制御装置とを含んで構成されている。転舵輪である前輪のサスペンション装置２０と非転舵輪である後輪のサスペンション装置２０とは、車輪を転舵可能とする機構を除き略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、後輪のサスペンション装置２０を代表して説明する。
【００３２】
図２に示すように、サスペンション装置２０は、独立懸架式のものであり、マルチリンク式サスペンション装置とされている。サスペンション装置２０は、それぞれがサスペンションアームである第１アッパアーム３０，第２アッパアーム３２，第１ロアアーム３４，第２ロアアーム３６，トーコントロールアーム３８を備えている。５本のアーム３０，３２，３４，３６，３８のそれぞれの一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するアクスルキャリア４０に回動可能に連結されている。それら５本のアーム３０，３２，３４，３６，３８により、アクスルキャリア４０は、車体に対して一定の軌跡に沿った上下動が可能とされている。
【００３３】
サスペンション装置２０は、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング４４と電磁式のアクチュエータ４６とを備えており、それらは、それぞれ、ばね上部の一構成部分であるタイヤハウジングに設けられたマウント部４８と、ばね下部の一構成部分である第２ロアアーム３６との間に、互いに並列的に配設されている。つまり、車体と車輪との間に配設されている。
【００３４】
電磁式のアクチュエータ４６は、図３に示すように、ねじ溝が形成された雄ねじ部としてのねじロッド５０と、ベアリングボールを保持してねじロッド５０と螺合する雌ねじ部としてのナット５２とを含んで構成されるボールねじ機構と、動力源としての電磁モータ５４と、その電磁モータ５４を収容するケーシング５６とを備えている。そのケーシング５６は、ねじロッド５０を回転可能に保持するとともに、外周部において防振ゴム５８を介してマウント部４８に連結されている。
【００３５】
電磁モータ５４は、ケーシング５６の内周壁に沿って一円周上に固定して配置された複数のコイル６０と、ケーシング５６に回転可能に保持されたモータ軸６２と、コイル６０と向き合うようにしてモータ軸６２の外周に固定して配設された永久磁石６４とを含んで構成されている。電磁モータ５４は、コイル６０がステータとして機能し、永久磁石６４がロータとして機能するモータであり、３相のＤＣブラシレスモータとされている。モータ軸６２は中空形状とされており、そのモータ軸６２には、それの内側を貫通して上端部においてねじロッド５０が固定されている。つまり、電磁モータ５４は、ねじロッド５０に回転力を付与するものとなっている。なお、電磁モ−タ５４には、モータ軸６２の回転角度、すなわち、電磁モータ５４の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ６６が設けられている。モータ回転角センサ６６は、エンコーダを主体とするものであり、それによって検出されるモータ回転角は、電磁モータ５４の制御に利用される。
【００３６】
また、アクチュエータ４６は、有底円筒状のアウターチューブ７０と、そのアウターチューブ７０に嵌入してそれの上端部から上方に突出するインナチューブ７２とを有している。アウターチューブ７０は、それの下端部に設けられた取付ブシュ７６を介して第２ロアアーム３６に連結され、インナチューブ７２は、上記ねじロッド５０を挿通させた状態で上端部がケーシング５６に固定されている。アウタチューブ７０には、それの内底部にナット支持筒７８が立設され、それの上端部の内側には、上記ナット５２が、ねじロッド５０と螺合させられた状態で固定されている。
【００３７】
さらに、アクチュエータ４６は、カバーチューブ８０を有しており、そのカバーチューブ８０が、上端部において防振ゴム８２を介してマウント部４８の下面側に、ケーシング５６とアウタチューブ７０とインナチューブ７２とを挿通させた状態で連結されている。なお、このカバーチューブ８０の上端部には、フランジ部８４（上部リテーナとして機能する）が形成されており、そのフランジ部８４と、アウタチューブ７０の外周面に設けられた環状の下部リテーナ８６とによって、コイルスプリング４４が挟まれた状態で支持されている。
【００３８】
上述のような構造から、アクチュエータ４６は、ねじロッド５０，電磁モータ５４，ケーシング５６，インナチューブ７２，カバーチューブ８０等を含んでマウント部４８に連結される車体側ユニットと、ナット５２，アウタチューブ７０，ナット支持筒７８等を含んで第２ロアアーム３６に連結される車輪側ユニットとを有する構造のものとなっており、それら２つのユニットは相対回転不能、かつ、車体と車輪との接近離間動作に伴って軸線方向に相対移動可能とされている。つまり、アクチュエータ４６は伸縮可能な構造とされている。
【００３９】
アクチュエータ４６の伸縮に伴って、ねじロッド５０とナット５２とが相対移動するとともに、ねじロッド５０がナット５２に対して回転するものとされている。アクチュエータ４６の備える電磁モータ５４は、ねじロッド５０に回転力を付与することが可能とされていることから、アクチュエータ４６は、その回転力に依拠して車体側ユニットと車輪側ユニット、つまり、車体と車輪とを接近・離間させる方向の力であるアクチュエータ力を発生させることが可能とされている。アクチュエータ力は、車体と車輪との接近離間動作であるストローク動作を阻止する抵抗力として作用させることが可能であり、この抵抗力を減衰力として利用することにより、車体と車輪との相対振動を減衰することが可能である。つまり、アクチュエータ４６は、いわゆるショックアブソーバとして機能するものとなっている。また、アクチュエータ４６は、車体と車輪とのストローク動作に対する推進力をも発生させることが可能とされており、いわゆるスカイフックダンパ理論等に基づく制御を実行すること、車両の旋回に起因する車体のロール，車両の加速・減速に起因する車体のピッチ等を効果的に抑制すること、車両の車高を調整すること等が可能とされているのである。
【００４０】
なお、カバーチューブ８０の下端部内面には環状の緩衝ゴム９０が貼着されており、ケーシング５６の下端部には緩衝ゴム９２が貼着されている。車体と車輪１２とがストローク動作する際、それらが離間する方向（以下、「リバウンド方向」という場合がある）にある程度ストローク動作した場合には、アウタチューブ７０の上端に形成されたフランジ部９６が緩衝ゴム９０に当接し、逆に、車体と車輪１２とが接近する方向（以下、「バウンド方向」という場合がある）にある程度ストローク動作した場合には、アウタチューブ７０のフランジ部９６が緩衝ゴム９２に当接するようになっている。このように、緩衝ゴム９０，９２は、車体と車輪１２とのストローク動作の終端であるストロークエンドを規定するとともに、それらのストローク動作をストロークエンドにおいて規制するストロークエンドストッパとして機能している。
【００４１】
また、本サスペンションシステム１０では、図１に示すように、４つのアクチュエータ４６に対応する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、各アクチュエータ４６、詳しくは、各電磁モータ５４の作動を制御する制御装置であり、各電磁モータ５４に対応する駆動回路としての４つのインバータ１０２と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ１０３とを備えている（図８参照）。インバータ１０２の各々は、コンバータ１０４を介してバッテリ１０６に接続されており、対応するアクチュエータ４６の電磁モータ５４に接続されている。電磁モータ５４は定電圧駆動され、電磁モータ５４への供給電力は、供給電流量を変更することによって変更される。供給電流量の変更は、インバータ１０２がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。
【００４２】
コントローラ１０３には、上記モータ回転角センサ６６とともに、各車輪に対応して設けらればね上縦加速度を検出する４つのばね上縦加速度センサ１１０，各車輪に対応して設けられ車体と車輪との間の距離を検出する４つのストロークセンサ１１２が接続されている。コントローラ１０３は、それらのセンサからの信号に基づいて、各アクチュエータ４６の電磁モータ５４の制御を行うものとされている。なお、コントローラ１０３のコンピュータが備えるＲＯＭには、後に説明するアクチュエータ４６の制御に関するプログラム，各種のデータ等が記憶されている。
【００４３】
＜車両用サスペンションシステムの制御＞
i）サスペンションシステムの基本的な制御
本サスペンションシステム１０では、各アクチュエータ４６が発生させるアクチュエータ力をそれぞれ独立して制御することによって、種類が異なる複数の車体振動を減衰するための制御（以下、「車体振動減衰制御」という場合がある）が実行される。詳しく言えば、車体振動減衰制御は、車体に生じている振動を車体の重心位置を基準とした種類が異なる複数の車体振動が合成されたものと捉えて、それら複数の車体振動を、各アクチュエータ４６によって、それらが発生させるアクチュエータ力を制御することで減衰する制御である。より具体的に言えば、車体振動減衰制御は、車体の重心位置の上下方向の振動であるバウンス振動を減衰するバウンス振動減衰制御と、車体の重心を通る前後方向の軸線回りの回転振動であるロール振動を減衰するロール振動減衰制御と、車体の重心を通る左右方向の軸線回りの回転振動であるピッチ振動を減衰するピッチ振動減衰制御とを含む複数の振動減衰制御が総合的に実行される制御であり、それら制御ごとのアクチュエータ力の成分の各々の和に基づいて、４つのアクチュエータ４６が発生させるアクチュエータ力を制御するものである。
【００４４】
つまり、４つのアクチュエータ４６の各々において、バウンス振動減衰制御，ロール振動減衰制御，ピッチ振動減衰制御ごとのアクチュエータ力の成分であるバウンス振動減衰成分，ロール振動減衰成分，ピッチ振動減衰成分を合計して制御目標値である目標アクチュエータ力Ｆ*が決定され、各アクチュエータ４６がその目標アクチュエータ力Ｆ*を発生させるように、各アクチュエータ４６の有する電磁モータ５４の作動が制御されるのである。なお、以下の説明において、アクチュエータ力およびそれの成分は、車体と車輪とを離間させる方向（リバウンド方向）の力に対応するものが正の値，車体と車輪とを接近させる方向（バウンド方向）の力に対応するものが負の値となるものとして扱うこととする。さらに、４つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、車輪位置を示す添え字として、左前輪，右前輪，左後輪，右後輪の各々に対応するものにＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを付す場合がある。
【００４５】
車体振動減衰制御では、４つのアクチュエータ４６の各々において、バウンス振動減衰成分，ロール振動減衰成分，ピッチ振動減衰成分の各々を合計した目標アクチュエータ力Ｆ*が、４つの車輪１２の各々に対応して設けられた４つのばね上縦加速度センサ１１０の検出値に基づいて決定される。具体的に言えば、まず、各ばね上縦加速度センサ１１０によって検出される各ばね上縦加速度Ｇｕに基づき、各車輪１２に対応したばね上絶対速度Ｖが計算される。そして、バウンス振動減衰制御，ロール振動減衰制御，ピッチ振動減衰制御において減衰の対象となる車体の動作速度、つまり、バウンス速度ＶB，ロール速度ＶR，ピッチ速度ＶPの各々が、４つの車輪１２の各々に対応するばね上絶対速度Ｖ（ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRL）に基づいて、重心位置から４つの車輪１２の各々の距離を考慮して、次式に従って演算される。
ＶB＝（ＶFR＋ＶFL＋ＶRR＋ＶRL）／４
ＶR＝（ＶFR−ＶFL＋ＶRR−ＶRL）／４
ＶP＝（ＶFR＋ＶFL−ＶRR−ＶRL）／４
なお、上記の式においては、車体の重心位置から４つの車輪１２までの距離が等しく、単位距離にあるものとしている。
【００４６】
次に、バウンス振動減衰制御，ロール振動減衰制御，ピッチ振動減衰制御の各々において、車体に発生させるべきバウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPが、次式に従って決定される。
ＦB＝ＣB・ＶB
ＦR＝ＣR・ＶR
ＦP＝ＣP・ＶP
ここで、ＣB，ＣR，ＣPは、それぞれ、バウンス振動，ロール振動，ピッチ振動に対する減衰係数である。
【００４７】
上記のように決定されたバウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPの各々は、４つの車輪１２に対応するアクチュエータ４６に分配され、それらの和に基づいて、４つのアクチュエータ４６の各々に対する目標アクチュエータ力Ｆ*が決定される。つまり、４つのアクチュエータ４６の各々に対する目標アクチュエータ力Ｆ*（Ｆ*FR，Ｆ*FL，Ｆ*RR，Ｆ*RL）は、次式に従って決定される。
Ｆ*FR＝（ＦB＋ＦR＋ＦP）／４
Ｆ*FL＝（ＦB−ＦR＋ＦP）／４
Ｆ*RR＝（ＦB＋ＦR−ＦP）／４
Ｆ*RL＝（ＦB−ＦR−ＦP）／４
【００４８】
上述のようにして、各アクチュエータ４６の目標アクチュエータ力Ｆ*が決定されると、各アクチュエータ４６が目標アクチュエータ力Ｆ*を発生させるべく、各アクチュエータ４６の電磁モータ５４の作動が制御される。各電磁モータ５４の作動制御は、各インバータ１０２によって行われる。詳しく言えば、決定された目標アクチュエータ力Ｆ*に基づいて、モータ力の発生方向およびモータ力の大きさに応じたデューティ比についての指令が、ＥＣＵ１００によってインバータ１０２に発令される、インバータ１０２は、自身が備えるスイッチング素子を指令に基づいて切り換えることで、電磁モータ５４を駆動し、電磁モータ５４は、その発令されたモータ力方向、および、デューティ比に応じた大きさのアクチュエータ力を発生させるのである。
【００４９】
ii）ストロークエンド対応制御
本システム１０の備える４つのアクチュエータ４６の各々は、上述したように、各車輪１２と車体とのストローク動作に対するストッパ、いわゆるバウンドストッパ、および、リバウンドストッパを有しており、各車輪１２と車体とのストローク動作が規制されている。このため、例えば、悪路走行時、縁石乗り上げ時等には、そのストッパ当たりによる衝撃が生じ、良好な乗り心地が得られない虞がある。特に、上述のように車体の振動を抑制するべく発生させられるアクチュエータ力が、車輪と車体とがストロークエンドに向かう方向の力であるような場合には、ストッパ当たりによる衝撃はさらに大きなものとなる。具体的に言えば、例えば、車輪が縁石に乗り上げて、その車輪と車体とが接近する際に、その車輪に設けられたアクチュエータ４６の目標アクチュエータ力Ｆ*が車輪と車体とを接近させる方向、つまり、バウンド方向の力であるような場合には、バウンドストッパへの衝撃力は相当大きくなる。
【００５０】
そこで、本システム１０では、車輪と車体とのストローク動作がバウンドストッパ若しくはリバウンドストッパによって規制されると認定されるとともに、その車輪に設けられたアクチュエータ４６の目標アクチュエータ力Ｆ*がストロークエンドに向かう方向の力であるような場合には、そのアクチュエータ４６を対象アクチュエータとし、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を低減させることで、ストッパ当たりによる衝撃を緩和させるストロークエンド対応制御が実行される。ただし、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を低減させると、車体の振動を適切に減衰できない虞がある。そこで、本システム１０での、ストロークエンド対応制御では、対象アクチュエータ以外の３つのアクチュエータである非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を補正することで、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*の低減による車体振動減衰制御への影響をキャンセルさせている。
【００５１】
４つのアクチュエータ４６のうちの１つの対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を変更した場合に、その目標アクチュエータ力Ｆ*の変更による車体振動減衰制御への影響を打ち消すには、その対象アクチュエータ以外のアクチュエータである３つの非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*をどのように補正すればよいか考えてみる。各ばね上絶対速度Ｖに基づいて決定された目標アクチュエータ力Ｆ*を発生させた場合のバウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPの各々は、次式に従って決定される。
ＦB＝（Ｆ*FR＋Ｆ*FL＋Ｆ*RR＋Ｆ*RL）／４  ・・・（１）
ＦR＝（Ｆ*FR−Ｆ*FL＋Ｆ*RR−Ｆ*RL）／４  ・・・（２）
ＦP＝（Ｆ*FR＋Ｆ*FL−Ｆ*RR−Ｆ*RL）／４  ・・・（３）
【００５２】
また、対象アクチュエータを右前輪に対応して設けられたアクチュエータ４６ＦＲと仮定した場合のそのアクチュエータ４６ＦＲの目標アクチュエータ力Ｆ*FRを次式に従って変更する。
Ｆ*FR＝ＫS・Ｆ*FR
ここで、ＫSは、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を低減するための低減ゲインであり、０から１の間の値に設定される。また、非対象アクチュエータとなる左前輪，右後輪、左後輪の各々に対応して設けられたアクチュエータ４６ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの目標アクチュエータ力Ｆ*FL,RR,RLを次式に従って変更する。
Ｆ*FL＝Ｆ*FL＋ΔＦ*FL
Ｆ*RR＝Ｆ*RR＋ΔＦ*RR
Ｆ*RL＝Ｆ*RL＋ΔＦ*RL
ここで、ΔＦ*FL、RR,RLは、それぞれ、各目標アクチュエータ力Ｆ*を補正すべき値である。
【００５３】
このようにして変更された目標アクチュエータ力Ｆ*を発生させた場合のバウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPの各々は、次式に従って決定される。
ＦB＝｛ＫS・Ｆ*FR＋（Ｆ*FL＋ΔＦ*FL）
＋（Ｆ*RR＋ΔＦ*RR）＋（Ｆ*RL＋ΔＦ*RL）｝／４  ・・・（４）
ＦR＝｛ＫS・Ｆ*FR−（Ｆ*FL＋ΔＦ*FL）
＋（Ｆ*RR＋ΔＦ*RR）−（Ｆ*RL＋ΔＦ*RL）｝／４  ・・・（５）
ＦP＝｛ＫS・Ｆ*FR＋（Ｆ*FL＋ΔＦ*FL）
−（Ｆ*RR＋ΔＦ*RR）−（Ｆ*RL＋ΔＦ*RL）｝／４  ・・・（６）
【００５４】
対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*の低減による車体振動減衰制御への影響をキャンセルさせるには、目標アクチュエータ力Ｆ*を変更した場合であっても、バウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPの各々が変化しなければよい。つまり、（１）式と（４）式とが等しくなり、（２）式と（５）式とが等しくなり、（３）式と（６）式とが等しくなるように、非対象アクチュエータの各目標アクチュエータ力Ｆ*の補正値ΔＦ*FL、RR,RLを決定すればよい。
【００５５】
具体的には、次式を満たすように、補正値ΔＦ*FL、RR,RLを決定する。
（Ｆ*FR＋Ｆ*FL＋Ｆ*RR＋Ｆ*RL）／４＝｛ＫS・Ｆ*FR＋（Ｆ*FL＋ΔＦ*FL）
＋（Ｆ*RR＋ΔＦ*RR）＋（Ｆ*RL＋ΔＦ*RL）｝／４  ・・・（７）
（Ｆ*FR−Ｆ*FL＋Ｆ*RR−Ｆ*RL）／４＝｛ＫS・Ｆ*FR−（Ｆ*FL＋ΔＦ*FL）
＋（Ｆ*RR＋ΔＦ*RR）−（Ｆ*RL＋ΔＦ*RL）｝／４  ・・・（８）
（Ｆ*FR＋Ｆ*FL−Ｆ*RR−Ｆ*RL）／４＝｛ＫS・Ｆ*FR＋（Ｆ*FL＋ΔＦ*FL）
−（Ｆ*RR＋ΔＦ*RR）−（Ｆ*RL＋ΔＦ*RL）｝／４  ・・・（９）
まず、（７）〜（９）式を、次式に示すように整理し、
（１−ＫS）・Ｆ*FR＝ΔＦ*FL＋ΔＦ*RR＋ΔＦ*RL  ・・・（１０）
（１−ＫS）・Ｆ*FR＝−ΔＦ*FL＋ΔＦ*RR−ΔＦ*RL  ・・・（１１）
（１−ＫS）・Ｆ*FR＝ΔＦ*FL−ΔＦ*RR−ΔＦ*RL  ・・・（１２）
それら（１０）〜（１２）式によって、補正値ΔＦ*FL、RR,RLが次式に示すように決定される。
ΔＦ*FL＝（１−ＫS）・Ｆ*FR
ΔＦ*RR＝（１−ＫS）・Ｆ*FR
ΔＦ*RL＝−（１−ＫS）・Ｆ*FR
【００５６】
つまり、変更前の対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を変更基準アクチュエータ力Ｆ0とした場合に、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tは、次式に従って変更される。
Ｆ*T＝ＫS・Ｆ0
そして、対象アクチュエータの対角に位置するアクチュエータである第１非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*H1は、次式に従って変更され、
Ｆ*H1＝Ｆ*H1＋ΔＦ*H1＝Ｆ*H1−（１−ＫS）・Ｆ0
対象アクチュエータの前後に位置するアクチュエータである第２非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*H2と、対象アクチュエータの左右に位置するアクチュエータである第３非対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*H3とは、それぞれ、次式に従って変更される。
Ｆ*H2＝Ｆ*H2＋ΔＦ*H2＝Ｆ*H2＋（１−ＫS）・Ｆ0
Ｆ*H3＝Ｆ*H3＋ΔＦ*H3＝Ｆ*H3＋（１−ＫS）・Ｆ0
【００５７】
このようにして決定される補正値ΔＦ*H1,H2、H3を非対象アクチュエータの各々の目標アクチュエータ力Ｆ*H1,H2、H3に加えることで、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tを変更しても車体の振動を適切に抑制することが可能となる。また、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tの変更は、次式に従って実行されるが、
Ｆ*T＝ＫS・Ｆ0
この式は、次式に示すように変形することが可能である。
Ｆ*T＝ＫS・Ｆ0＝Ｆ0−（１−ＫS）・Ｆ0
つまり、ストロークエンド対応制御においては、変更前の対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ0に、その目標アクチュエータ力Ｆ0とは反対方向の力、つまり、ストロークエンドから離れる方向の力である離間方向力（上記式における−（１−ＫS）・Ｆ0）を加えることで、対象アクチュエータでのストッパ当たりを抑制するのである。
【００５８】
また、非対象アクチュエータの各目標アクチュエータ力Ｆ*H1,H2、H3に加えられる補正値ΔＦ*H1,H2、H3の大きさは、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tに加えられる離間方向力（−（１−ＫS）・Ｆ0）の大きさと同じである。そして、第１非対称アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*H1に加えられる補正値ΔＦ*H1（＝−（１−ＫS）・Ｆ0）の発生方向は、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tに加えられる離間方向力の発生方向と同じである。一方、第２非対称アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*H2に加えられる補正値ΔＦ*H2（＝（１−ＫS）・Ｆ0）、および、第３非対称アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*H3に加えられる補正値ΔＦ*H3（＝（１−ＫS）・Ｆ0）の発生方向は、離間方向力の発生方向と反対である。つまり、離間方向力と、その離間方向力をキャンセルする力である各目標アクチュエータ力Ｆ*に加えられる補正値ΔＦ*H1,H2、H3とは、ワープ力として車体に作用しているのである。
【００５９】
車体の剛性は、一般的に比較的高いため、車体を捩るような力であるワープ力は、各車輪と車体との間の距離の変動をほとんど生じさせない。このため、車体の剛性が高いことを前提とすれば、ワープ力を車体に作用させても、車体の姿勢は殆ど変化しないと考えることができる。したがって、本システム１０でのストロークエンド対応制御においては、キャンセル力としての補正値ΔＦ*H1,H2、H3と離間方向力とをワープ力として車体に作用させることで、離間方向力による車体の姿勢に対する影響を打ち消すことが可能となり、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tを変更しても車体の振動を適切に抑制することが可能とされている。
【００６０】
＜制御プログラム＞
本システム１０において、アクチュエータ４６の発生させるアクチュエータ力の制御は、図４にフローチャートを示すアクチュエータ制御プログラムが、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間、短い時間間隔（例えば、数ｍsec）をおいてコントローラ１０３により繰り返し実行されることによって行われる。以下に、その制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、アクチュエータ制御プログラムは、４つの車輪に対応して設けられた４つのアクチュエータ４６全てに対して実行される。
【００６１】
本プログラムに従う処理では、まず、ステップ１（以下、単に「Ｓ１」と略す。他のステップについても同様とする）において、４つの車輪１２に設けられる４つのばね上縦加速度センサ１１０の各々によって検出されるばね上縦加速度に基づいて、各車輪１２に対応したばね上絶対速度Ｖが演算される。次に、その演算された各車輪に対応したばね上絶対速度ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRLに基づいて、前述したように、Ｓ２において、バウンス速度ＶB，ロール速度ＶR，ピッチ速度ＶPの各々が決定される。そして、Ｓ３において、決定されたバウンス速度ＶB，ロール速度ＶR，ピッチ速度ＶPの各々に基づいて、バウンス振動減衰制御，ロール振動減衰制御，ピッチ振動減衰制御の各々において、車体に発生させるべきバウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPの各々が決定される。
【００６２】
Ｓ４において、決定されたバウンス振動減衰力ＦB，ロール振動減衰力ＦR，ピッチ振動減衰力ＦPの各々が各アクチュエータ４６に分担され、前述したように、各アクチュエータ４６に対応する目標アクチュエータ力Ｆ*が決定される。次に、各車輪と車体とがストロークエンド付近にまでストローク動作しているか否かが判定される。具体的には、Ｓ５において、各車輪１２に設けられたストロークセンサ１１２によって各車輪１２と車体との間の距離である車体車輪間距離Ｘをそれぞれ検出し、Ｓ６において、それぞれの車体車輪間距離Ｘが設定閾位置としての設定閾距離Ｘ1より小さいか、若しくは、設定閾距離Ｘ2（＞Ｘ1）より大きいか否かが判定される。車体と車輪とが最も離間した場合、つまり、車体と車輪とのストロークがリバウンドストッパによって規制された場合の車体車輪間距離を最大車体車輪間距離ＸMAXとし、車体と車輪とが最も接近した場合、つまり、車体と車輪とのストロークがバウンドストッパによって規制された場合の車体車輪間距離を最小車体車輪間距離Ｘminとすれば、設定閾距離Ｘ1は、最小車体車輪間距離Ｘminに車体と車輪とのストローク動作の範囲の１／４を加えた値に設定されている。つまり、設定閾距離Ｘ1は、次式に従って設定されている。
Ｘ1＝Ｘmin＋（ＸMAX−Ｘmin）／４
また、設定閾距離Ｘ2は、最大車体車輪間距離Ｘminから車体と車輪とのストローク範囲の１／４を減らした値に設定されている。つまり、設定閾距離Ｘ2は、次式に従って設定されている。
Ｘ2＝ＸMAX−（ＸMAX−Ｘmin）／４
【００６３】
各車輪１２に対応した車体車輪間距離Ｘのうち１つでも上記条件を満たす場合には、Ｓ７において、上記条件を満たすアクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*がストロークエンドに向かう方向の力であるか否かが判定される。具体的には、車体車輪間距離Ｘが設定閾値Ｘ1より小さい場合に、目標アクチュエータ力Ｆ*がバウンド方向の力、つまり、目標アクチュエータ力Ｆ*が負の値であれば、目標アクチュエータ力Ｆ*がストロークエンドに向かう方向の力であると判定される。一方、車体車輪間距離Ｘが設定閾値Ｘ2より大きい場合に、目標アクチュエータ力Ｆ*がリバウンド方向の力、つまり、目標アクチュエータ力Ｆ*が正の値であれば、目標アクチュエータ力Ｆ*がストロークエンドに向かう方向の力であると判定される。Ｓ７において目標アクチュエータ力Ｆ*がストロークエンドに向かう方向の力であると判定されると、Ｓ８において、ストロークエンド対応制御を実行するべく、図５にフローチャートを示す目標アクチュエータ力変更サブルーチンを実行するための処理が実行される。
【００６４】
このサブルーチンにおいては、まず、Ｓ２１において、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を低減させるためのゲインである低減ゲインＫSが決定される。低減ゲインＫSは、図６に示すように、車体車輪間距離Ｘに依拠したものであり、車体車輪間距離Ｘが最小車体車輪間距離Ｘmin若しくは、最大車体車輪間距離ＸMAXに近くなるにつれて小さな値となるように設定されている。つまり、車体と車輪とのストローク動作がストロークエンドに近づくほど、低減ゲインＫSが小さな値となるように設定されている。次に、Ｓ２２において、低減ゲインＫSが複数決定されたか否かが判定される。つまり、対象アクチュエータが複数有るか否かが判定される。低減ゲインＫSが複数決定されたと判定された場合には、Ｓ２３において、決定された複数の低減ゲインＫSのうちで最小の値のものが選択される。続いて、Ｓ２４において、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tが変更基準アクチュエータ力Ｆ0として認定される。変更基準アクチュエータ力Ｆ0は全てのアクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を変更するための基準となるものである。
【００６５】
次に、Ｓ２５において、対象アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*Tが低減ゲインＫSに基づいて変更され、そして、Ｓ２６において、３つの非対象アクチュエータの各目標アクチュエータ力Ｆ*H1,H2、H3が、低減ゲインＫSおよび変更基準アクチュエータ力Ｆ0に基づいて変更される。全てのアクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*が変更されると、このサブルーチンが終了する。目標アクチュエータ力変更サブルーチンの実行の後、若しくは、Ｓ６，７において車輪と車体とのストロークが規制されないと判定された場合に、Ｓ９において、各アクチュエータに対応して決定された目標アクチュエータ力Ｆ*に基づく制御信号がそれぞれに対応するインバータ１０２に送信される。以上の一連の処理の後、本プログラムの１回の実行が終了する。
【００６６】
ちなみに、本プログラムにおいて、低減ゲインＫSは、図６に示すように、０から１の間に設定されていたが、図７に示すように、負の値となるように設定されてもよい。このように低減ゲインＫSを設定すれば、低減ゲインＫSが負の値となった場合には、対象アクチュエータの発生させるアクチュエータ力が、ストロークエンドから離れる方向の力となり、ストッパ当たりを適切に回避することが可能となる。
【００６７】
＜コントローラの機能構成＞
上記アクチュエータ制御プログラムを実行するコントローラ１０３は、それの実行処理に鑑みれば、図８に示すような機能構成を有するものと考えることができる。図から解るように、コントローラ１０３は、Ｓ３の処理を実行する機能部、つまり、車体の各振動、詳しく言えば、バウンス振動，ロール振動，ピッチ振動を減衰するための振動減衰力ＦB，ＦR，ＦPを決定する機能部として、振動減衰力決定部１２０を、Ｓ４の処理を実行する機能部、つまり、各アクチュエータの目標アクチュエータ力Ｆ*を決定する機能部として、目標アクチュエータ力決定部１２２を、Ｓ６〜Ｓ９の処理を実行する機能部、つまり、ストロークエンド対応制御を実行する機能部として、ストロークエンド対応制御実行部１２４を、それぞれ有している。なお、ストロークエンド対応制御実行部１２４は、Ｓ６，Ｓ７の処理を実行する機能部、つまり、車体と車輪とのストローク動作がストッパによって規制されるかどうかを認定する機能部として、ストロークエンド規制認定部１２６を、Ｓ８の処理を実行する機能部、つまり、決定された目標アクチュエータ力を変更する機能部として、目標アクチュエータ力変更部１２８を、それぞれ備えている。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】請求可能発明の実施例である車両用サスペンションシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の車両用サスペンションシステムの備えるサスペンション装置を示す模式図である。
【図３】サスペンション装置の備える電磁式のアクチュエータを示す概略断面図である。
【図４】アクチュエータ制御プログラムを示すフローチャートである。
【図５】アクチュエータ制御プログラムにおいて実行される目標アクチュエータ力変更サブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】車体車輪間距離とそれに依拠する低減ゲインとの関係を示すグラフである。
【図７】車体車輪間距離とそれに依拠する変形例の低減ゲインとの関係を示すグラフである。
【図８】車両用サスペンションシステムの制御を司る制御装置の機能を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０：車両用サスペンションシステム    １２：車輪    ４６：アクチュエータ    ４８：マウント部（車体）    ５０：ねじロッド（ねじ機構，雄ねじ部）    ５２：ナット（ねじ機構，雌ねじ部）    ５４：電磁モータ    ５６：ケーシング（車体側ユニット）    ７０：アウタチューブ（車輪側ユニット）    ７２：インナチューブ（車体側ユニット）    ７８：ナット支持筒（車輪側ユニット）    ８０：カバーチューブ（車体側ユニット）    ９０：緩衝ゴム（ストロークエンドストッパ）    ９２：緩衝ゴム（ストロークエンドストッパ）    １００：電子制御ユニット（制御装置）    １２２：目標アクチュエータ力決定部    １２４：ストロークエンド対応制御実行部    １２６：ストロークエンド規制認定部    １２８：目標アクチュエータ力変更部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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