(57)【要約】  ２つの前輪１２ＦＲ，１２ＦＬに対応するばね上共振周波数ωFrと２つの後輪１２ＲＲ，１２ＲＬに対応するばね上共振周波数ωRrとが互いに異なるように、４つのサスペンションスプリングの各々のばね定数および４つの車輪の各々への分担荷重が調整されており、２つの前輪１２ＦＲ，１２ＦＬと２つの後輪１２ＲＲ，１２ＲＬとのうちのばね上共振周波数が低くされた方の２つの車輪に対応して設けられた４つのショックアブソーバ３２のうちの２つのもの３２ＲＲ，３２ＲＬのみが、自身が発生させる減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有するものとする。それら２つの車輪１２ＲＲ，１２ＲＬに対応するばね上部の比較的大きな動作に対する減衰力を制御することで、車体全体の挙動を効率的に抑えることが可能である。つまり、操安性と乗り心地との両者を向上させた車両を、比較的安価に構成することができる。
2013105229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の前方側に配置された２つの前輪および後方側に配置された２つの後輪の４つの車輪と、
それら４つの車輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部とを弾性的に連結する４つのサスペンションスプリングと、
前記４つの車輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力を発生させる４つのショックアブソーバと
を備え、
前記２つの前輪に対応するばね上共振周波数と前記２つの後輪に対応するばね上共振周波数とが互いに異なるように、前記４つのサスペンションスプリングの各々のばね定数および前記４つの車輪の各々への分担荷重が調整された車両であって、
前記２つの前輪と前記２つの後輪とのうちのばね上共振周波数が低くされた方の２つの車輪に対応して設けられた前記４つのショックアブソーバのうちの２つのもののみが、自身が発生させる減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有するものとされた車両。
【請求項２】
当該車両が、
前記２つの後輪に対応するばね上共振周波数が、前記２つの前輪に対応するばね上共振周波数より低くなるように、前記４つのサスペンションスプリングの各々のばね定数および前記４つの車輪の各々への分担荷重が調整されたものであり、
前記４つのショックアブソーバのうちの前記２つの後輪に対応する２つのもののみが、前記減衰係数変更機構を有するものとされた請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記４つのショックアブソーバのうちの前記減衰係数変更機構を有する２つのものの各々が、
(A)ばね上部とばね下部との一方に連結されて作動液を収容するハウジングと、(B)そのハウジング内を２つの作動液室に区画するとともにそのハウジング内を摺動可能なピストンと、(C)一端部が前記ピストンに連結され、他端部が前記ハウジングから延び出してばね上部とばね下部との他方に連結されるピストンロッドと、(D)前記ピストンに設けられ、そのピストンの摺動に伴う前記２つの作動液室間の作動液の流通を、その流通に対して抵抗を付与する状態で許容する作動液流通許容機構と、(E)その作動液流通許容機構が作動液の流通に対して付与する抵抗の大きさを変更することで減衰係数を変更するように構成されて前記減衰係数変更機構として機能する流通抵抗変更機構とを有する液圧式のショックアブソーバである請求項１または請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記４つのショックアブソーバのうちの前記減衰係数変更機構を有する２つのものの各々が、
電磁モータを有してその電磁モータが発生させる力に依拠して自身に対応するばね上部とばね下部とに対してそれらを接近・離間させる力である接近離間力を発生させる電磁式のショックアブソーバであり、
前記接近離間力を減衰力として発生させる際に、その減衰力がばね上部とばね下部との接近離間動作の速度とそれに対応するゲインとの積によって決定されるように構成されるとともに、そのゲインを変更可能に構成されることで、前記減衰係数変更機構を有するものとされた請求項１または請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記４つのショックアブソーバのうちの前記減衰係数変更機構を有する２つのものを除いた２つのものの各々が、
前記減衰係数を変更不可能な液圧式のショックアブソーバである請求項３または請求項４に記載の車両。
【請求項６】
当該車両が、前記４つのショックアブソーバのうちの２つのものの各々が有する前記減衰係数変更機構を制御する制御装置を備え、
その制御装置が、
車体に生じている振動をそれぞれがその振動の一成分であるヒーブ振動成分とロール振動成分とピッチ振動成分とに分け、それらの振動成分の各々を前記４つのショックアブソーバに協調して減衰させるような制御規則に従って、それら４つのショックアブソーバの各々に発生させるべき減衰力である目標減衰力を決定し、
前記４つのショックアブソーバのうちの２つのものの各々が有する前記減衰係数変更機構を、対応する目標減衰力に応じた減衰係数に変更するように制御するものとされた請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両。
【請求項７】
前記制御装置が、
前記制御規則として、上下方向の車体の加速度であるヒーブ加速度，前後方向の軸線回りの車体の角加速度であるロール加速度，左右方向の軸線回りの車体の角加速度であるピッチ加速度を制御出力とした状態フィードバック制御を用い、それらヒーブ加速度，ロール加速度，ピッチ加速度を抑えるように前記目標減衰力を決定するように構成された請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記制御規則が、非線形Ｈ∞制御理論に従うものである請求項７に記載の車両。
【請求項９】
前記状態フィードバック制御を行う制御規則が、
車体の上下方向の運動方程式，車体の前後方向の軸線回りの運動方程式，車体の左右方向の軸線回りの運動方程式に基づいて導出された状態方程式に基づいて構築された請求項７または請求項８に記載の車両。
【請求項１０】
前記制御装置が、
前記状態フィードバック制御において、前記４つの車輪の各々に対応する(a)ばね上部の上下方向の加速度であるばね上加速度と(b)ばね上部の上下方向の速度であるばね上速度と(c)ばね上部とばね下部との間の接近離間方向の相対変位量と(d)ばね上部とばね下部との間の接近離間方向の相対速度とを、状態量として用いるように構成された請求項７ないし請求項９のいずれか１つに記載の車両。
【請求項１１】
当該車両が、
前記２つの前輪の各々に対応するばね上部の上下方向の加速度であるばね上縦加速度を検出する２つのセンサと、前記２つの後輪の間に位置する車体の部分の上下方向の加速度を検出するセンサとである３つの縦加速度センサを備え、
前記制御装置が、
それら３つの縦加速度センサの検出結果に基づいて、前記２つの後輪の各々に対応するばね上加速度およびばね上速度を算出するように構成された請求項１０に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方側の２輪と後方側の２輪との一方にのみ、ばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力の基準となる減衰係数を変更する機構を有するショックアブソーバを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のサスペンションシステムとして、ばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力の基準となる減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有するショックアブソーバを各車輪の各々に対応して備えたサスペンションシステムが存在する。例えば、特許文献１に記載のシステムは、ハウジング内におけるピストンの摺動に伴う作動液の流通に対して抵抗を付与するとともに、その付与する抵抗を変更することで減衰係数を変更可能な液圧式のショックアブソーバを、４つの車輪の各々に対応して設けたサスペンションシステムである。また、近年では、電磁モータの力に依拠してばね上部とばね下部とに対してそれらが接近・離間する方向の力を発生させる装置である電磁式のショックアブソーバを各車輪に対応して設けて、減衰力を制御可能とされることで減衰係数を変更可能なサスペンションシステムが検討されている。
【特許文献１】特開２００９−２７４６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
４つの車輪の全てに対応して減衰係数変更機構を有するショックアブソーバを備えさせた上記のようなサスペンションシステムを搭載した車両は、互いに背反する操安性と乗り心地との両者を向上させることが可能である。しかしながら、上記特許文献１に記載されたサスペンションシステム、つまり、４つの車輪の全てに対応して減衰係数変更機構を有する液圧式のショックアブソーバを設けたサスペンションシステムは、比較的高価なものであり、そのシステムを全ての車両に搭載するのは難しい。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、比較的安価に、操安性と乗り心地との両者を向上させた車両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、本車両は、２つの前輪に対応するばね上共振周波数と２つの後輪に対応するばね上共振周波数とが互いに異なるように、４つのサスペンションスプリングのばね定数および４つの車輪の各々への分担荷重が調整されており、２つの前輪と２つの後輪とのうちのばね上共振周波数が低くされた方の２つの車輪に対応して設けられた４つのショックアブソーバのうちの２つのもののみが、自身が発生させる減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有するものとされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
ばね上共振周波数が低いほど対応するばね上部とばね下部との間の動作が大きくなり易い。そして、本車両は、前輪と後輪とのうちのばね上共振周波数が低いほう、つまり、ばね上部とばね下部との動作が大きくなり易いほうの２つの車輪に対応するショックアブソーバのみが制御可能とされ、それら２つの車輪に対応するばね上部の比較的大きな動作に対する減衰力を制御することで、車体全体の挙動を効率的に抑えることが可能である。本車両は、減衰係数を変更可能なショックアブソーバを全ての車輪に設けていないため、比較的安価に、互いに背反する操安性と乗り心地との両者を向上させることが可能である。
【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、各項の態様から何某かの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。なお、以下の各項において、（１）項ないし（１１）項の各々が、請求項１ないし請求項１１の各々に相当する。
【０００７】
（１）自身の前方側に配置された２つの前輪および後方側に配置された２つの後輪の４つの車輪と、
それら４つの車輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部とを弾性的に連結する４つのサスペンションスプリングと、
前記４つの車輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力を発生させる４つのショックアブソーバと
を備え、
前記２つの前輪に対応するばね上共振周波数と前記２つの後輪に対応するばね上共振周波数とが互いに異なるように、前記４つのサスペンションスプリングの各々のばね定数および前記４つの車輪の各々への分担荷重が調整された車両であって、
前記２つの前輪と前記２つの後輪とのうちのばね上共振周波数が低くされた方の２つの車輪に対応して設けられた前記４つのショックアブソーバのうちの２つのもののみが、自身が発生させる減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有するものとされた車両。
【０００８】
ばね上共振周波数ωは、下記の式に示すように、サスペンションスプリングのばね定数Ｋとばね上部の質量ｍ（対応する車輪が受け持つ車体の分担荷重を重力加速度で除したものである）とによって定まる。
ω＝（Ｋ／ｍ）1/2
そのため、本項に記載の車両は、２つの前輪に対応するばね上共振周波数（以下、「前輪側ばね上共振周波数」という場合がある）と、２つの後輪に対応するばね上共振周波数（以下、「後輪側ばね上共振周波数」という場合がある）とが、互いに異なるように、２つの前輪への分担荷重および前輪に対応するサスペンションスプリングのばね定数，２つの後輪への分担荷重および後輪に対応するサスペンションスプリングのばね定数が、それぞれ調整されている。ばね上共振周波数が低いほど、路面の凹凸を通過した後などの車体の動作は大きくなり易い。
【０００９】
本項に記載の車両は、２つの前輪と２つの後輪とのうちの、ばね上共振周波数が低くされた方の２つの車輪に対応する２つのショックアブソーバのみが、減衰係数を変更可能なものとされている。つまり、本項の車両は、車体の前方側と後方側とのうちの、車体の挙動が大きくなる方のばね上部とばね下部との間の減衰力を制御することが可能とされている。そして、減衰係数を変更可能なショックアブソーバ（「減衰係数可変ショックアブソーバ」という場合がある。）が発生させる減衰力は、ばね上部とばね下部との間の相対動作がなければ働かない。つまり、車体の動作が大きくなる方のばね上部とばね下部との間の動作に対する減衰力（減衰係数）を制御する場合の方が、車体の動作が小さい方のばね上部とばね下部との間の動作に対する減衰力（減衰係数）を制御する場合に比較して、車体全体の挙動を抑えること（コントロールすること）が可能である。そして、車体の動作が大きい場合の方が小さい場合に比較して、ショックアブソーバが発生させる減衰力が車体の動作を抑える効果は大きい。したがって、本項の車両は、減衰係数可変ショックアブソーバは２つしか設けられていないが、それら２つの減衰係数可変ショックアブソーバによって、大きくなり易い方のばね上部の動作を抑えて、車体全体の挙動を効率的に抑えることが可能である。本項に記載の車両は、４つのショックアブソーバのうちの２つもののみしか減衰係数変更機構を有していないため、比較的安価に、互いに背反する操安性と乗り心地との両者を向上させることが可能である。
【００１０】
上記「減衰係数可変ショックアブソーバ」は、その構造・構成が特に限定されない。つまり、本項に記載の「減衰係数変更機構」は、その構造・構成が特に限定されない。後に詳しく説明するが、その減衰係数可変ショックアブソーバには、例えば、作動液の流通に対して付与する抵抗の大きさを変更することで減衰係数を変更可能な液圧式ショックアブソーバや、電磁モータが発生させる力に依拠して任意の減衰力を発生可能とされることで減衰係数を変更可能な電磁式ショックアブソーバ等を採用することができる。なお、減衰係数可変ショックアブソーバは、減衰係数を連続的に変更可能なものであってもよく、減衰係数を段階的に設定された複数の値の間で変更可能なものであってもよい。なお、４つのショックアブソーバのうちの上記減衰係数可変ショックアブソーバを除く２つのものは、減衰係数を変更不可能なものであり、当該車両を安価に構成するという観点からすれば、一般的な車両に広く採用されているコンベンショナルな液圧式ショックアブソーバとすることが望ましい。
【００１１】
（２）当該車両が、
前記２つの後輪に対応するばね上共振周波数が、前記２つの前輪に対応するばね上共振周波数より低くなるように、前記４つのサスペンションスプリングの各々のばね定数および前記４つの車輪の各々への分担荷重が調整されたものであり、
前記４つのショックアブソーバのうちの前記２つの後輪に対応する２つのもののみが、前記減衰係数変更機構を有するものとされた(1)項に記載の車両。
【００１２】
一般的な車両が、路面の凹凸を通過した場合に生じる車体のピッチ振動が大きくならないようにするために、後輪側ばね上共振周波数が、前輪側ばね上共振周波数より高く設定されているのに対し、本項に記載の車両は、後輪側ばね上共振周波数が、前輪側ばね上共振周波数より低くされている。つまり、本項に記載の車両は、後輪側のばね上部の動作が比較的大きくなるように構成され、その後輪に対応して減衰係数ショックアブソーバが設けられている。一般的な車両としては、エンジンが前方側に配置された車両が多い。そのような車両において、前輪側のばね上部の重量は、乗員や積載物の影響は小さく、あまり変動することはない。それに対して、後輪側のばね上部の重量は、乗員や積載物によって変動する。本項の車両は、後輪側のばね上部の重量が変動しても、その後輪に対応して減衰係数可変ショックアブソーバが設けられているため、前輪に対応して減衰係数可変ショックアブソーバを設けた構成の車両に比較して、車体の挙動を効率的に抑えることが可能である。
【００１３】
（３）前記４つのショックアブソーバのうちの前記減衰係数変更機構を有する２つのものの各々が、
(A)ばね上部とばね下部との一方に連結されて作動液を収容するハウジングと、(B)そのハウジング内を２つの作動液室に区画するとともにそのハウジング内を摺動可能なピストンと、(C)一端部が前記ピストンに連結され、他端部が前記ハウジングから延び出してばね上部とばね下部との他方に連結されるピストンロッドと、(D)前記ピストンに設けられ、そのピストンの摺動に伴う前記２つの作動液室間の作動液の流通を、その流通に対して抵抗を付与する状態で許容する作動液流通許容機構と、(E)その作動液流通許容機構が作動液の流通に対して付与する抵抗の大きさを変更することで減衰係数を変更するように構成されて前記減衰係数変更機構として機能する流通抵抗変更機構とを有する液圧式のショックアブソーバである(1)項または(2)項に記載の車両。
【００１４】
（４）前記４つのショックアブソーバのうちの前記減衰係数変更機構を有する２つのものの各々が、
電磁モータを有してその電磁モータが発生させる力に依拠して自身に対応するばね上部とばね下部とに対してそれらを接近・離間させる力である接近離間力を発生させる電磁式のショックアブソーバであり、
前記接近離間力を減衰力として発生させる際に、その減衰力がばね上部とばね下部との接近離間動作の速度とそれに対応するゲインとの積によって決定されるように構成されるとともに、そのゲインを変更可能に構成されることで、前記減衰係数変更機構を有するものとされた(1)項または(2)項に記載の車両。
【００１５】
上記２つの項に記載の態様は、減衰係数可変ショックアブソーバが具体化されている。
【００１６】
（５）前記４つのショックアブソーバのうちの前記減衰係数変更機構を有する２つのものを除いた２つのものの各々が、
前記減衰係数を変更不可能な液圧式のショックアブソーバである(3)項または(4)項に記載の車両。
【００１７】
本項に記載の態様は、減衰係数を変更不可能な２つのショックアブソーバが、いわゆるコンベンショナルな液圧式のショックアブソーバとされている。つまり、一般的な車両に採用されている種々の構造・構成のショックアブソーバを採用可能である。
【００１８】
（６）当該車両が、前記４つのショックアブソーバのうちの２つのものの各々が有する前記減衰係数変更機構を制御する制御装置を備え、
その制御装置が、
車体に生じている振動をそれぞれがその振動の一成分であるヒーブ振動成分とロール振動成分とピッチ振動成分とに分け、それらの振動成分の各々を前記４つのショックアブソーバに協調して減衰させるような制御規則に従って、それら４つのショックアブソーバの各々に発生させるべき減衰力である目標減衰力を決定し、
前記４つのショックアブソーバのうちの２つのものの各々が有する前記減衰係数変更機構を、対応する目標減衰力に応じた減衰係数に変更するように制御するものとされた(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両。
【００１９】
本項に記載の態様は、減衰係数変更機構の制御が具体化されている。本項の態様は、４つの車輪の各々に対応して４つの減衰係数可変ショックアブソーバを備えた車両に採用する制御を、当該車両にそのまま適用した態様である。当該車両は、減衰係数可変ショックアブソーバに対応するばね上部の動作が大きく、かつ、減衰係数を変更不可能なショックアブソーバに対応するばね上部の動作が小さくなるように構成されており、上記のような従来から構築されている制御を、そのまま適用したとしても、車体の挙動を十分に抑えることが可能である。したがって、本項の態様によれば、当該車両専用の制御を構築する必要がないため、当該車両を、簡便に構成することが可能となる。
【００２０】
車体の振動は、例えば、車体の重心の上下方向の振動であるヒーブ振動成分と、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成分と、車体の重心を通る左右方向の軸線周りの回転振動であるピッチ振動成分とが合成したものと捉えることができる。本項に記載の「制御規則」は、例えば、それらヒーブ振動成分，ロール振動成分，ピッチ振動成分の各々を減衰させるために車体全体として必要な力の成分を決定し、それら力の成分の各々を４つのショックアブソーバに振り分け、それらをショックアブソーバごとに足し合わせて、４つショックアブソーバの各々の目標減衰力を決定する規則を採用することができる。また、例えば、後に詳しく説明するが、ヒーブ加速度，ロール加速度，ピッチ加速度の各々を制御出力としたフィードバック制御系を構築し、それら加速度を抑えるように目標減衰力を決定する制御規則を採用することができる。
【００２１】
（７）前記制御装置が、
前記制御規則として、上下方向の車体の加速度であるヒーブ加速度，前後方向の軸線回りの車体の角加速度であるロール加速度，左右方向の軸線回りの車体の角加速度であるピッチ加速度を制御出力とした状態フィードバック制御を用い、それらヒーブ加速度，ロール加速度，ピッチ加速度を抑えるように前記目標減衰力を決定するように構成された(6)項に記載の車両。
【００２２】
本項に記載の態様は、目標減衰力を決定するための制御規則が限定されている。本項に記載の制御規則として、例えば、制御入力としてショックアブソーバの減衰係数の非線形分を選定するとともに制御出力としてヒーブ加速度，ロール加速度，ピッチ加速度を選定したプラント（制御モデル）を想定し、そのプラントを対象に設計された制御系を用いることができる。その制御系は、例えば、制御対象の不確定な部分を外乱信号として扱ってプラントの不確かさの影響を抑制するＨ∞制御理論に従って構築することができる。ちなみに、そのＨ∞制御理論は、上記のプラントを対象に、制御出力から制御入力に適切なフィードバックを施すことで外乱入力から評価出力までの伝達関数のノルム（伝達関数を評価するためのもの）を小さくする設計手段である。
【００２３】
（８）前記制御規則が、非線形Ｈ∞制御理論に従うものである(7)項に記載の車両。
【００２４】
本項に記載の態様は、推進力を発生できない液圧式ショックアブソーバにおいても、目標減衰力が、その液圧式ショックアブソーバが発生可能な力の範囲で決定されるため、その目標減衰力を連続的に制御でき、優れた減衰性能を有する車両となる。つまり、本項の態様は、先に述べた、作動液の流通に対して付与する抵抗の大きさを変更することで減衰係数を変更可能な液圧式ショックアブソーバに好適な態様である。
【００２５】
（９）前記状態フィードバック制御を行う制御規則が、
車体の上下方向の運動方程式，車体の前後方向の軸線回りの運動方程式，車体の左右方向の軸線回りの運動方程式に基づいて導出された状態方程式に基づいて構築された(7)項または(8)項に記載の車両。
【００２６】
本項に記載の態様は、ヒーブ加速度，ロール加速度，ピッチ加速度を制御出力としたプラントを定義する手法が具体化されている。
【００２７】
（１０）前記制御装置が、
前記状態フィードバック制御において、前記４つの車輪の各々に対応する(a)ばね上部の上下方向の加速度であるばね上加速度と(b)ばね上部の上下方向の速度であるばね上速度と(c)ばね上部とばね下部との間の接近離間方向の相対変位量と(d)ばね上部とばね下部との間の接近離間方向の相対速度とを、状態量として用いるように構成された(7)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両。
【００２８】
本項に記載の態様は、減衰係数可変ショックアブソーバの制御に用いる入力値が限定されている。つまり、目標減衰力の決定に必要な指標が限定されてる。本項の態様においては、例えば、ばね上加速度は、ばね上部の上下方向の加速度である縦加速度を検出するセンサによって検出し、ばね上速度は、その検出結果を積分して取得するようにすることができる。また、相対変位量は、ばね上部とばね下部との接近・離間方向の距を検出するセンサによって検出し、相対速度は、その検出結果を微分して取得するようにすることができる。
【００２９】
（１１）当該車両が、
前記２つの前輪の各々に対応するばね上部の上下方向の加速度であるばね上縦加速度を検出する２つのセンサと、前記２つの後輪の間に位置する車体の部分の上下方向の加速度を検出するセンサとである３つの縦加速度センサを備え、
前記制御装置が、
それら３つの縦加速度センサの検出結果に基づいて、前記２つの後輪の各々に対応するばね上加速度およびばね上速度を算出するように構成された(10)項に記載の車両。
【００３０】
３つの縦加速度センサの検出結果があれば、平面の動き、つまり、車体の動きが推定可能である。本項に記載の態様は、そのことを利用して、２つの後輪に対応するばね上縦加速度およびばね上速度を推定するように構成された態様である。なお、２つの前輪の各々に対応するばね上部のばね加速度は、それら２つの前輪の各々に対応して設けられたばね上縦加速度を検出するセンサの検出結果を積分して取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】請求可能発明の第１実施例である車両の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す前輪に対応するサスペンション装置を示す正面断面図である。
【図３】図２に示すショックアブソーバを拡大して示す正面断面図である。
【図４】図１に示す後輪に対応するサスペンション装置を示す正面断面図である。
【図５】図４に示すショックアブソーバを拡大して示す正面断面図である。
【図６】図１に示す制御装置としての電子制御ユニットによって実行される非線形Ｈ∞制御理論に基づく通常制御の制御ブロック図である。
【図７】ピッチ振動が生じる場合の一例として路面の凸所を前輪，後輪が順次通過する場合の概略図である。
【図８】路面の凸所を前輪，後輪が順次通過した際における前輪側のばね上部と後輪側のばね上部との変動を示した図である。
【図９】ばね上共振周波数と車体の挙動の大きさとの関係を示す図である。
【図１０】請求可能発明の第２実施例である車両が備える後輪に対応するサスペンション装置を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、請求可能発明を実施するための形態として、いくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、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。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。
【実施例１】
【００３３】
＜車両の構成＞
図１に、請求可能発明の実施例である車両１０を模式的に示す。本車両１０には、サスペンションシステムが搭載されており、そのサスペンションシステムは、本車両１０の四隅に配置された４つの車輪１２の各々に対応する独立懸架式の４つのサスペンション装置２０を含んで構成される。それらサスペンション装置２０の各々は、車輪１２を保持してばね下部の一部分を構成するサスペンションロアアーム２２と、車体に設けられてばね上部の一部分を構成するマウント部２４との間に、それらを連結するようにして配設されている。車輪１２，サスペンション装置２０は総称であり、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、図に示すように、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。また、前輪側と後輪側とを区別する必要がある場合には、Ｆｒ，Ｒｒを付す場合がある。【００３４】
上記のサスペンション装置２０の各々は、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング３０と、液圧式のショックアブソーバ３２とを有しており、それらが互いに並列的に、ロアアーム２２とマウント部２４との間に配設されている。ただし、後に詳しく説明するが、前輪１２ＦＲ，１２ＦＬに対応する２つのショックアブソーバ３２Ｆｒが、コンベンショナルなショックアブソーバ、つまり、減衰係数を変更不能なショックアブソーバであるのに対して、後輪１２ＲＲ，１２ＲＬに対応する２つのショックアブソーバ３２Ｒｒは、減衰係数を変更可能な構成のショックアブソーバである。以下に、それらショックアブソーバの構造を、前輪１２Ｆｒに対応するショックアブソーバ３２Ｆｒ（以下の説明において、「前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒ」と呼ぶ場合がある。），後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバ３２Ｒｒ（以下の説明において、「後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒ」と呼ぶ場合がある。）の順に、詳しく説明する。【００３５】
前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒの構造について、図２，３を参照しつつ、詳しく説明する。前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒは、図２に示すように、作動液を収容するハウジング４０と、そのハウジング４０に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン４２と、そのピストン４２に下端部が連結されて上端部がハウジング４０の上方から延び出すピストンロッド４４とを含んで構成されている。そして、ハウジング４０が、それの下端部に設けられたブシュ４６を介してロアアーム２２に連結され、ピストンロッド４４が、防振ゴムを有するアッパサポート４８を介してマウント部２４に連結される。ちなみに、ピストンロッド４４は、ハウジング４０の上部に設けられた蓋部５０を貫通しており、シール５２を介してその蓋部５０と摺接している。【００３６】
ハウジング４０は、図３に示すように、外筒６０と内筒６２とを含んで構成され、それらの間にバッファ室６４が形成されている。上記ピストン４２は、その内筒６２の内側に嵌合されており、内筒６２の内部を、上室６６と下室６８とに区画している。そのピストン４２には、上室６６と下室６８とを接続する接続通路７０，７２が、同心状に複数個ずつ設けられている（図３には、２つずつが図示されている）。ピストン４２の下面には、弾性材製の円形をなす弁板７４が配設されており、その弁板７４によって、ピストン４２の内周側の接続通路７０が塞がれ、上室６６と下室６８との液圧差により弁板７４が撓められると上室６６から下室６８への作動液の流れが許容されるようになっている。また、ピストン４２の上面には、弾性材製の円形をなす２枚の弁板７６，７８が配設されており、その弁板７６，７８によって、それらに設けられた開口部によりピストン４２の内周側の接続通路７０が常時塞がれずに、ピストン４２の外周側の接続通路７２が塞がれ、上室６６と下室６８との液圧差により弁板７６が撓められると下室６８から上室６６への作動液の流れが許容されるようになっている。さらに、下室６８とバッファ室６４との間には、ピストン４２と同様の接続通路，弁板が設けられたベースバルブ体８０が設けられている。【００３７】
なお、ハウジング４０には、その外周部に環状の下部リテーナ８２が設けられ、マウント部２４の下面側には、防振ゴムを介して、環状の上部リテーナ８４が付設されている。コイルスプリング３０は、それら下部リテーナ８２と上部リテーナ８４とによって、それらに挟まれる状態で支持されている。なお、ピストンロッド４４の上室６６に収容される部分の外周部には、環状部材８６が固定的に設けられており、その環状部材８６の上面に、環状の緩衝ゴム８８が貼着されている。また、ピストンロッド４４の上端部には、筒状の緩衝ゴム９０が附着されている。車体と車輪とが離間する方向（以下、「リバウンド方向」という場合がある）にある程度相対移動した場合には、ハウジング４０の蓋部５０の下面が緩衝ゴム８８に当接し、逆に、車体と車輪とが接近する方向（以下、「バウンド方向」という場合がある）にある程度相対移動した場合には、蓋部５０の上面が緩衝ゴム９０に当接するようになっている。つまり、前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒは、車体と車輪との接近・離間に対するストッパ、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いるのである。【００３８】
上記のような構造により、例えば、ロアアーム２２とマウント部２４とが離間し、ピストン４２がハウジング４０に対して上方に移動させられる場合には、上室６６の液圧が高くなる。そのため、上室６６の作動液の一部が、接続通路７０を通って下室６８へ流れるとともに、バッファ室６４の作動液の一部がベースバルブ体８０の接続通路を通って下室６８へ流入することになる。逆に、ロアアーム２２とマウント部２４とが接近し、ピストン４２がハウジング４０に対して下方に移動させられる場合には、下室６８の液圧が高くなる。そのため、下室６８の作動液の一部が、接続通路７２を通って上室６６へ流れるとともに、ベースバルブ体８０の接続通路を通ってバッファ室６４へ流出することになる。そして、それらの場合の作動液の流通に対して抵抗力が付与され、ピストン４２とハウジング４０との相対移動に対して抵抗力が付与されるのである。つまり、前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒは、ばね上部とばね下部と接近離間動作に対して減衰力を発生させる構造とされている。なお、前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒにおいては、ばね上部とばね下部との接近離間動作の速度がある速度より大きくなると、減衰係数が、作動液が通過する通路の断面積に応じた値、つまり、固定的な値となっている。【００３９】
次いで、後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバ３２Ｒｒの構造について、図４，５を参照しつつ、詳しく説明する。なお、その後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒは、前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒと同様に、液圧式のショックアブソーバであり、その前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。【００４０】
後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒは、前輪側ショックアブソーバ３２Ｆｒと同様に、ハウジング１００と、ピストン１０２と、ピストンロッド１０４とを含んで構成され、それらハウジング１００とピストン１０２との相対移動に対して抵抗力が付与される構造、つまり、ばね上部とばね下部と接近離間動作に対して減衰力を発生させる構造とされている。【００４１】
ただし、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒは、先にも述べたように、減衰係数変更機構１１０を有してる。その減衰係数変更機構１１０は、回転型の電磁モータ１２０（以下、単に「モータ１２０」という場合がある）と、軸線方向に移動可能な調整ロッド１２２と、モータ１２０の回転動作を調整ロッド１２２の軸線方向の動作に変換する動作変換機構１２４とを含んで構成される。そのモータ１２０は、モータケース１２６に収容され、そのモータケース１２６が、それの外周部において、防振ゴムを含んで構成されるアッパサポート１２８を介してマウント部２４に連結されている。前述のピストンロッド１０４は、それの上端部において、モータケース１２６に固定されることで、そのモータケース１２６を介してマウント部２４に連結されている。ピストンロッド１０４には、軸線方向に延びる貫通穴１３０が形成されており、調整ロッド１２２が、その貫通穴１２０に挿入され、軸線方向に移動可能とされている。調整ロッド１２２は、それの上端部において、動作変換機構１２４を介してモータ１２０に連結され、モータ１２０の回転駆動に伴って、軸線方向に移動させられるようになっている。【００４２】
図５に示すように、ピストンロッド１０４の貫通穴１３０は、段付き形状を成し、上部が大径部１３２、下部が小径部１３４とされる。その大径部１３２は、接続通路１３６によって上室６６に開口し、小径部１３４は下室６８に開口しており、上室６６と下室６８とが連通させられている。一方、調整ロッド１２２は、下端部１３８を除く部分の外径が、大径部１３２の内径より小さく、かつ、小径部１３４の内径より大きくされている。調整ロッド１２２の下端部１３８は、下方に向かうほど外径が小さくなる円錐形状とされており、小径部１３４に進入可能とされている。なお、貫通穴１３０の接続通路１３６が接続された部分より上方にシール１４０が設けられ、貫通穴１３０の内周面と調整ロッド１２２の外周面との間の液密が保たれている。【００４３】
そして、調整ロッド１２２は、モータ１２０の作動によって軸線方向に移動可能とされており、貫通穴１３０のクリアランス１５０の大きさ（断面積）を変化させることが可能となっている。作動液がそのクリアランス１５０を通過する際には、上述のように、ピストン１０２の上下方向への動作に対する抵抗力が付与されるが、その抵抗力の大きさは、クリアランス１５０の大きさに応じて変化する。したがって、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒは、モータ１２０の作動により調整ロッド１２２を軸線方向に移動させて、そのクリアランス１５０を変更することで、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰特性、つまり、減衰係数を変更することが可能な構造とされている。より詳しく言えば、モータ１２０が、それの回転角度が後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの有すべき減衰係数に応じた回転角度となるように制御され、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの減衰係数が変更されるようになっている。【００４４】
また、本車両１０は、前輪Ｆｒに対応するばね上共振周波数ωFrと、後輪Ｒｒに対応するばね上共振周波数数ωRrとが、互いに異なるように構成されている。詳しくは、対応するショックアブソーバ３２が減衰係数変更機構１１０を有するものとされた後輪に対応するばね上共振周波数ωRrが、前輪側のばね上共振周波数ωFrより低くされている。ばね上共振周波数ωは、下記の式に示すように、サスペンションスプリング３０のばね定数Ｋとばね上部の質量ｍ（対応する車輪が受け持つ車体の分担荷重Ｗを重力加速度ｇで除したものである）とによって定まる。
ω＝（Ｋ／ｍ）1/2
そのため、本車両１０は、後輪側ばね上共振周波数ωRrが、前輪側ばね上共振周波数ωFrより低くなるように、前輪Ｆｒへの分担荷重および前輪側のサスペンション装置２０が有するコイルスプリング３０Ｆｒのばね定数ＫFr、後輪Ｒｒへの分担荷重および後輪側のサスペンション装置２０が有するコイルスプリング３０Ｒｒのばね定数ＫRrが、それぞれ調整されている。具体的には、設計された車体から定まる前輪Ｆｒへの分担荷重に基づいて、前輪側ばね上共振周波数ωFrが1.2Ｈｚとなるように前輪側スプリング３０Ｆｒのばね定数ＫFrが定められるとともに、後輪Ｒｒへの分担荷重に基づいて、後輪側ばね上共振周波数ωRrが1.0Ｈｚとなるように後輪側スプリング３０Ｒｒのばね定数ＫRrが定められている。【００４５】
本車両１０に搭載されるサスペンションシステム１０は、制御装置としてのサスペンション電子制御ユニット２００（以下、「ＥＣＵ２００」という場合がある）によって、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの各々が有する減衰係数変更機構１１０の制御が行われる。ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたものである。そのＥＣＵ２００には、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの各々が有するモータ１２０に対応して設けられて、それぞれが、対応するモータ１２０の駆動回路として機能する２つのインバータ［ＩＮＶ］２０２が接続されている。それらインバータ２０２は、コンバータ［ＣＯＮＶ］２０４を介してバッテリ［ＢＡＴ］２０６に接続されており、各ショックアブソーバ３２Ｒｒのモータ１２０には、そのコンバータ２０４とバッテリ２０６とを含んで構成される電源から電力が供給される。【００４６】
本車両１０には、車体に発生する前後加速度を検出する前後加速度センサ［Ｇｘ］２２０、車体に発生する横加速度を検出する横加速度センサ［Ｇｙ］２２２，右前輪１２ＦＲおよび左前輪１２ＦＬに対応する車体の各マウント部２４と車体の２つの後輪１２Ｒｒの中央に位置する部分の縦加速度（上下加速度）を検出する３つの縦加速度センサ［Ｇｚ］２２４，各車輪１２についてのばね上部とばね下部との距離（ショックアブソーバ３２の伸縮した量であるため、以下、「ストローク」という場合がある）を検出する４つのストロークセンサ［Ｓｔ］２２６，ステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサ［δ］２２８，車両走行速度（以下、「車速」と略す場合がある）を検出する車速センサ［ｖ］２３０等が設けられており、それらセンサは、ＥＣＵ２００のコンピュータに接続されている。ＥＣＵ２００は、それらのスイッチ，センサからの信号に基づいて、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの作動の制御を行うものとされている。また、ＥＣＵ２００のコンピュータが備えるＲＯＭには、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒ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。【００４７】
＜ショックアブソーバの制御＞
本車両１０において、通常時に実行される制御は、非線形Ｈ∞制御理論（例えば、特許第３７８７０３８号公報に記載されているもの）に基づく制御則に従った制御であり、その非線形Ｈ∞制御理論については既に公知のものであるため、簡便に説明するものとする。その非線形Ｈ∞制御理論に基づく通常制御のブロック図を、図６に示す。その図６に示すように、通常制御においては、まず、４つのストロークセンサ２２６の各々から４つのショックアブソーバ３２の各々のストローク量Ｓｔが取得され、その検出されたストロークＳｔから４つのショックアブソーバ３２の各々のストローク速度Ｖstが演算される。また、３つの縦加速度センサ２２４によって検出された３つのばね上縦加速度が、４つの車輪１２の各々に対応するばね上部のばね上縦加速度Ｇｚに換算され、その換算された４つの車輪１２の各々に対応するばね上縦加速度Ｇｚから、それら４つの車輪１２の各々に対応するばね上部のばね上絶対速度Ｖｂが演算される。【００４８】
通常時の制御に用いられる非線形Ｈ∞制御理論に基づく制御則は、ＥＣＵ２００のコンピュータに記憶されている。その制御則は、平たく言えば、車体に生じている振動を、それぞれが振動の一成分である車体の重心位置の上下方向の振動であるヒーブ振動，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，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とに分け、それらの振動成分の各々を４つのショックアブソーバ３２に協調して減衰させるような制御則である。そして、上記の４つのショックアブソーバ３２の各々に対応するストローク量Ｓｔおよびストローク速度Ｖst，４つの車輪１２の各々に対応するばね上縦加速度Ｇｚおよびばね上絶対速度Ｖｂを入力として、その非線形Ｈ∞制御理論に基づく制御則に従って、４つのショックアブソーバ３２の各々に発生させるべき減衰力である目標減衰力Ｆ*が演算される。【００４９】
本車両１０には、ストローク速度に対する減衰力を変更可能なショックアブソーバは、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒのみであるが、その後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの各々は、上述のように演算された目標減衰力Ｆ*のうちの自身に対応するものに基づいて制御される。詳しくは、ＥＣＵ２００が、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒの各々が有する減衰係数変更機構１１０を制御すべく、その各々に対応する目標減衰力Ｆ*をその各々に対応するストローク速度Ｖstで除して目標減衰係数Ｃ*を決定し、その目標減衰係数Ｃ*をとなるように、減衰係数変更機構１１０のモータ１２０を制御するのである。つまり、本車両１０においては、４つの車輪に対応して設けられた４つのショックアブソーバに対して実行するべき制御を、減衰係数変更機構１１０を有する後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒにのみ行う構成とされている。【００５０】
ちなみに、上記の非線形Ｈ∞制御理論に基づく制御則について説明する。まず、非線形Ｈ∞制御理論では、制御入力，外乱入力，制御入力，制御出力の４つの入出力を持つ制御モデルである一般化プラントを想定する。本車両１０においては、その一般化プラントを想定する際に、車体の重心位置の上下方向の運動に関する運動方程式，車体の重心を通る前後方向の軸線回りの回転運動に関する運動方程式，車体の重心を通る左右方向の軸線回りの回転運動に関する運動方程式が用いられる。それら運動方程式は、それぞれ、車体の重心位置の上下方向の加速度（ヒーブ加速度），車体の重心を通る前後方向の軸線回りの角加速度（ロール角加速度），車体の重心を通る左右方向の軸線回りの角加速度（ピッチ角加速度）と、上述のように得られたストローク量Ｓｔ，ストローク速度Ｖst，ばね上縦加速度Ｇｚ，ばね上絶対速度Ｖｂとの関係を示すものとなっている。そして、それら運動方程式が、状態空間表現され、状態方程式および出力方程式が導出される。そして、ストローク量Ｓｔ，ストローク速度Ｖst，ばね上縦加速度Ｇｚ，ばね上絶対速度Ｖｂが状態量として用いられ、ヒーブ加速度，ロール角加速度，ピッチ角加速度が制御出力（測定出力）として選定されている。また、それらヒーブ加速度，ロール角加速度，ピッチ角加速度に周波数重みである重み関数（7.0Ｈｚのローパスフィルタである）をかけたものが評価出力として選定されるとともに、制御入力（減衰係数の非線形分）にも重み関数がかけられ、一般化プラントが定義されている。次いで、リカッチ方程式を満たす解が演算され、その演算された解に基づいて、制御入力である減衰係数の非線形分が演算される。なお、その減衰係数の非線形分の演算の際には、ヒーブ振動，ロール振動，ピッチ振動のいずれの減衰を優先させるかを定めるために、それらヒーブ振動，ロール振動，ピッチ振動の各々に対してゲイン（重み）が設定されており、それらのゲインが用いられるようになっている。【００５１】
簡単に言えば、状態量であるストローク量Ｓｔ，ストローク速度Ｖst，ばね上縦加速度Ｇｚ，ばね上絶対速度Ｖｂに基づいて、制御出力であるヒーブ加速度，ロール角加速度，ピッチ角加速度が演算され、それらヒーブ加速度，ロール角加速度，ピッチ角加速度を０とするように、制御入力である減衰係数の非線形分が演算されるのである。その演算された減衰係数の非線形分に基づいて、目標減衰力Ｆ*が演算されるようになっている。【００５２】
＜本車両の特徴＞
図７に示すように、路面の凸所を前側二輪，後側二輪が順次通過する場合に、車体に生じる振動を考える。その場合、前輪側のばね上部および後輪側のばね上部は、それぞれが下記の式から求まる周波数（減衰振動周波数ωd）の減衰振動が生じる。
ωd＝(１−ζ2)1/2・ω  （減衰比ζ＜１の場合）
ここで、減衰比ζ＝Ｃ／ＣC，臨界減衰係数ＣC＝２・(ｍ・ｋ)1/2，ショックアブソーバの減衰係数Ｃである。なお、一般的な車両においては、路面の凸所や凹所を車輪が通過する際の振動が、１周期強で収束するように設定される。そして、前輪側の減衰振動周波数および後輪側の減衰振動周波数が、ほぼ同程度であれば、図８に示すように、前輪側，後輪側の順でばね上部の変位が最大値に達し、その順で振動が収束することになる。それに対して、一般的な車両は、後輪側のばね上共振周波数ωRrが前輪側の共振周波数ωFrより高くされている。つまり、一般的な車両は、前輪側の振動と後輪側の振動とのリバウンド方向の変位が最大となるタイミングを合わせ、車体にピッチ振動が生じにくくされている。【００５３】
一方、本車両１０は、先にも述べたように、後輪側のばね上共振周波数ωRrが前輪側の共振周波数ωFrより低くされている。つまり、本車両１０は、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒを制御せずにそれらの各々の減衰係数を基準となる減衰係数に固定した状態で路面の凸所を通過する場合、前輪側の振動と後輪側の振動とのリバウンド方向の変位が最大となるタイミングがずれるため、車体にピッチが生じやすいものとなっている。図９に示すように、ばね上共振周波数が低いほど、車体の挙動は大きくなり易い。つまり、本車両１０は、前輪側のばね上部の挙動が比較的小さいのに対して、後輪側のばね上部の挙動が比較的大きくなる。そして、本車両１０は、後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒのみが減衰係数変更機構１１０を有しており、その後輪側ショックアブソーバ３２Ｒｒのみを制御して、後輪側のばね上部の比較的大きな動作に対する減衰力を制御することで、車体全体の挙動を効率的に抑えることが可能である。また、本車両１０においては、４つの車輪の各々に対応して４つの減衰係数を変更可能なショックアブソーバを設けた車両において実行するべき制御を用いており、本車両１０専用の制御系を新たに構築することなく、車体の挙動を抑制する効果が得られるのである。【００５４】
なお、本車両１０は、後輪側のばね上共振周波数ωRrが前輪側の共振周波数ωFrより低くされて、２つの前輪１２Ｆｒと２つの後輪１２Ｒｒとのうちのばね上共振周波数が低くされた方の車輪である２つの後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバ３２Ｒｒのみが減衰係数を変更可能とされているが、減衰係数を変更可能なショックアブソーバは、前輪１２Ｆｒと後輪１２Ｒｒとのうちのばね上共振周波数が低くされた方の２つの車輪に対応して設ければよい。つまり、後輪側のばね上共振周波数ωRrが前輪側の共振周波数ωFrより高くされた一般的な車両には、前輪１２Ｆｒの各々に対応して減衰係数を変更可能なショックアブソーバを設けることが可能である。しかしながら、車両には、エンジンが前方側に配置された車両が多く、そのような車両において、前輪側のばね上部の重量は、乗員や積載物の影響は小さく、あまり変動することはない。それに対して、後輪側のばね上部の重量は、乗員や積載物によって大きく変動する。本実施例の車両１０は、後輪側のばね上部の重量が変動しても、その後輪１２Ｒｒに対応して減衰係数を変更可能なショックアブソーバが設けられているため、前輪１２Ｆｒに対応して減衰係数を変更可能なショックアブソーバを設けた上記のような構成の車両に比較して、車体挙動を効率的に抑えることが可能である。したがって、本車両１０は、減衰係数を変更可能なショックアブソーバを全ての車輪に設けていないため、比較的安価に、互いに背反する操安性と乗り心地との両者を向上させることが可能である。
【実施例２】
【００５５】
第２実施例の車両は、第１実施例の車両１０と同様に、後輪側のばね上共振周波数ωRrが前輪側の共振周波数ωFrより低くされおり、その後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバのみが減衰係数を変更可能とされている。ただし、第２実施例の車両は、その後輪１２Ｒｒに対応して設けられたショックアブソーバ２５０が、液圧式のものではなく、電磁モータ２５２を有してその電磁モータ２５２が発生させる力に依拠して自身に対応するばね上部とばね下部とに対してそれらを接近・離間させる力である接近離間力を発生させる電磁式のショックアブソーバである。本実施例の車両は、その後輪側ショックアブソーバの構造およびその制御を除いて、第１実施例の車両１０と同様であるため、第１実施例の車両１０と同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。【００５６】
＜後輪側ショックアブソーバの構造＞
図１０に、後輪１２Ｒｒに対応するサスペンション装置２６０の断面図を示す。その後輪１２Ｒｒに対応するサスペンション装置２６０は、電磁式のショックアブソーバ２５０と、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング２６２とを含んで構成されており、それらが一体化されたものとなっている。【００５７】
ショックアブソーバ２５０は、ねじ溝が形成された雄ねじ部としてのねじロッド２７０と、ベアリングボールを保持してねじロッド２７０と螺合する雌ねじ部としてのナット２７２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２５２（以下、単に「モータ２５２」という場合がある）と、そのモータ２５２を収容するケーシング２７６とを備えている。そのケーシング２７６は、ねじロッド２７０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２７８を介してマウント部２４に連結されている。モータ２５２は、中空とされたモータ軸２８０を有しており、そのモータ軸２８０には、それの内側を貫通して上端部においてねじロッド２７０が固定されている。つまり、モータ２５２は、ねじロッド２７０に回転力を付与するものとなっている。【００５８】
また、ショックアブソーバ２５０は、アウターチューブ２９０と、そのアウターチューブ２９０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２９２とを含んで構成されるシリンダ２９４を有している。アウターチューブ２９０は、それの下端部に設けられた取付ブシュ２９６を介してロアアーム２２に連結され、インナチューブ２９２は、上記ねじロッド２７０を挿通させた状態で上端部がケーシング２７６に固定されている。インナチューブ２９２には、それの内底部にナット支持筒２９８が立設され、それの上端部の内側には、上記ナット２７２が、ねじロッド２７０と螺合させられた状態で固定されている。【００５９】
さらに、ショックアブソーバ２５０は、カバーチューブ３００を有しており、そのカバーチューブ３００が、上端部において防振ゴム３０２を介してマウント部２４の下面側に、上記シリンダ２９４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３００の上端部には、フランジ部３０４（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３０４と、アウタチューブ２９０の外周面に設けられた環状の下部リテーナ３０６とによって、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング２５２が挟まれる状態で支持されている。【００６０】
上述のような構造から、ショックアブソーバ２５０は、ばね上部とばね下部とが接近・離間動作する場合に、ねじロッド２７０とナット２７２とが軸線方向に相対移動可能とされ、その相対移動に伴って、ねじロッド２７０がナット２７２に対して回転する。それによって、モータ軸２８０も回転する。モータ２５２は、ねじロッド２７０に回転トルクを付与可能とされ、この回転トルクによって、ねじロッド２７０とナット２７２との相対回転に対して、その相対回転を阻止する方向の抵抗力を発生させることが可能である。この抵抗力を、ばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力として作用させることが可能とされている。また、ショックアブソーバ２５０は、ばね上部とばね下部との相対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いる。そして、減衰力は、減衰係数とストローク速度との積で表され、後輪側ショックアブソーバ２５０は、その減衰力を任意に変更可能であることから、あるストローク速度に対して任意の減衰係数に変更することが可能であると考えられる。つまり、後輪側ショックアブソーバ２５０は、減衰係数変更機構を有するものとなっているのである。【００６１】
＜ショックアブソーバの制御＞
本実施例の車両では、車体の振動を４つのショックアブソーバに協調して減衰させるための制御（以下、「車体振動減衰制御」という場合がある），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（以下、「旋回ロール抑制制御」という場合がある），車両の加減速に起因する車体のピッチを抑制するための制御（以下、「加減速ピッチ抑制制御」という場合がある）が、並行して実行される。
つまり、４つのショックアブソーバの各々に対して、上記車体振動減衰制御，旋回ロール抑制制御，加減速ピッチ抑制制御ごとの接近離間力の成分を合計して制御目標値である目標接近離間力Ｆ*が決定され、２つの後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバ２５０がその目標接近離間力Ｆ*を発生させるように、それら２つのショックアブソーバ２５０の各々のモータ２５２の回転角θが制御される。以下に、上記の各制御の各々を、その各々において発生させるべき接近離間力の成分の決定方法を説明する。【００６２】
ａ）車体振動減衰制御
まず、振車体振動減衰制御では、ヒーブ振動，ロール振動，ピッチ振動の各々の車体の動作速度、つまり、ヒーブ速度Ｖh，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Ｖｂ（ＶFR，ＶFL，ＶRR，ＶRL）に基づいて推定される。詳しくは、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。
Ｖh＝（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。次いで、ヒーブ振動，ロール振動，ピッチ振動の各々に対して、車体に発生させるべきヒーブ振動減衰力ＦVh，ロール振動減衰力ＦVr，ピッチ振動減衰力ＦVpが、次式に従って決定される。
ＦVh＝Ｃh・Ｖh
ＦVr＝Ｃr・Ｖr
ＦVp＝Ｃp・Ｖp
ここで、Ｃh，Ｃr，Ｃpは、それぞれ、ヒーブ振動，ロール振動，ピッチ振動に対する減衰係数である。【００６３】
上記のように決定されたヒーブ振動減衰力ＦVh，ロール振動減衰力ＦVr，ピッチ振動減衰力ＦVpの各々は、４つの車輪１２に対応するショックアブソーバに分配され、それらの和に基づいて、４つの車輪１２に対応するショックアブソーバの各々に対する車体振動減衰成分ＦVが決定される。つまり、４つの車輪１２に対応するショックアブソーバの各々に対する車体振動減衰力成分ＦV（ＦVFR，ＦVFL，ＦVRR，ＦVRL）は、次式に従って決定される。
ＦVFR＝（ＦVh＋ＦVr＋ＦVp）／４
ＦVFL＝（ＦVh−ＦVr＋ＦVp）／４
ＦVRR＝（ＦVh＋ＦVr−ＦVp）／４
ＦVRL＝（ＦVh−ＦVr−ＦVp）／４【００６４】
ｂ）旋回ロール抑制制御
旋回ロール抑制制御では、旋回内輪側のショックアブソーバにバウンド方向の接近離間力を、旋回外輪側のショックアブソーバにリバウンド方向の接近離間力を、それぞれ、ロール抑制力として発生させる。具体的に言えば、まず、車体が受けるロールモーメントを指標する横加速度として、ステアリングホイールの操舵角δと車速ｖとに基づいて推定された推定横加速度Ｇｙｃと、横加速度センサ２２２によって実測された実横加速度Ｇｙｒとに基づいて、制御に利用される横加速度である制御横加速度Ｇｙ*が、次式に従って決定される。
Ｇｙ*＝Ｋ1・Ｇｙｃ＋Ｋ2・Ｇｙｒ  （Ｋ1，Ｋ2：ゲイン）
そのように決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、ロール抑制力成分ＦRが、次式に従って決定される。
ＦR＝Ｋ3・Ｇｙ*  （Ｋ3：ゲイン）【００６５】
ｃ）加減速ピッチ抑制制御
加減速ピッチ抑制制御では、車両の制動時等の減速時においてノーズダイブが生じる場合、あるいは、車両の加速時においてスクワットが生じる場合のばね上ばね下間距離の変動を抑制すべく、接近離間力をピッチ抑制力として発生させる。具体的には、車体が受けるピッチモーメントを指標する前後加速度として、前後加速度センサ２２０によって実測された実前後加速度Ｇｘが採用され、その実前後加速度Ｇｘに基づいて、ピッチ抑制力成分ＦPが、次式に従って決定される。
ＦP＝Ｋ5・Ｇｘ  （Ｋ5：ゲイン）
なお、加減速ピッチ抑制制御は、スロットルセンサによって検出されるスロットルの開度、あるいは、ブレーキ圧センサによって検出されるマスタシリンダ圧が、設定された閾値を超えることをトリガとして実行される。【００６６】
ｄ）制御目標値の決定
、上述のようにして、接近離間力の車体振動減衰力成分ＦV，ロール抑制力成分ＦR，ピッチ抑制力成分ＦPが決定されると、それらに基づき、次式に従って、２つの後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバの目標接近離間力Ｆ*が決定される。
Ｆ*＝ＦV＋ＦR＋ＦP
接近離間力とモータ回転角とは対応関係にあるため、その目標接近離間力Ｆ*に基づいて、目標モータ回転角θ*が決定される。そして、実際のモータ回転角である実モータ回転角θが、その目標モータ回転角θ*となるように、モータ２５２が制御される。【００６７】
＜本車両の特徴＞
本実施例の車両は、第１実施例の車両１０と同様に、２つの後輪１２Ｒｒに対応するショックアブソーバ２５０のみが減衰係数変更機構を有するものとなっており、その後輪側ショックアブソーバ２５０のみを制御して、後輪側のばね上部の比較的大きな動作に対する力を制御することで、車体全体の挙動を効率的に抑えることが可能である。また、本車両においては、４つの車輪の各々に対応して４つの電磁式ショックアブソーバが設けられた車両において実行するべき制御を用いており、本車両１０専用の制御系を新たに構築することなく、車体の挙動を抑制する効果が得られる。つまり、本車両は、電磁式のショックアブソーバを全ての車輪に設ける必要がないため、比較的安価に、互いに背反する操安性と乗り心地との両者を向上させることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０：車両    １２ＦＲ：右前輪    １２ＦＬ：左前輪    １２ＲＲ：右後輪    １２ＲＬ：左後輪    ２０：サスペンション装置    ２２：サスペンションロアアーム〔ばね下部〕    ２４：マウント部〔ばね上部〕    ３０：コイルスプリング〔サスペンションスプリング〕    ３２Ｆｒ：前輪側ショックアブソーバ    ３２Ｒｒ：後輪側ショックアブソーバ    ４０：ハウジング    ４２：ピストン    ４４：ピストンロッド    １００：ハウジング    １０２：ピストン    １０４：ピストンロッド    １１０：減衰係数変更機構    １２０：電磁モータ    １５０：クリアランス    ２００：サスペンション電子制御ユニット［サスペンションＥＣＵ］〔制御装置〕    ２２０：前後加速度センサ［Ｇｘ］  ２２２：横加速度センサ［Ｇｙ］    ２２４：縦加速度センサ［Ｇｚ］    ２２６：ストロークセンサ［Ｓｔ］    ２５０：ショックアブソーバ    ２５２：電磁モータ    ２６２：コイルスプリング〔サスペンションスプリング〕    ２７０：ねじロッド    ２７２：ナット【００６９】
ωFr：前輪側ばね上共振周波数    ωRr：後輪側ばね上共振周波数    ＫFr：前輪側ばね定数    ＫRr：後輪側ばね定数    Ｓｔ：ストローク量    Ｖst：ストローク速度    Ｇｚばね上縦加速度    Ｖｂ：ばね上絶対速度    Ｆ*：目標減衰力    Ｃ*：目標減衰係数
【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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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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