(57)【要約】【課題】ばね下部材の振動を精度良く検知できるばね下振動検知装置および車体の振動抑制効果が向上し乗心地を向上できるサスペンション制御装置の提供である。【解決手段】本発明のばね下振動検知装置は、車両におけるばね下部材Ｗの振動情報を検知する振動情報検知部１と、車両におけるばね上部材Ｂと路面との変位を検知する路面変位検知部２と、振動情報検知部１により検知された振動情報の高周波成分と、路面変位検知部２により検知された路面変位から求められる振動情報の低周波成分とに基づいて、ばね下部材Ｗの振動情報を求める振動情報演算部３とを備える。また、サスペンション制御装置Ｃは、ばね下振動検知装置と、速度演算部５と制御器４を備える。【選択図】図１
2019051781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両におけるばね下部材の振動情報を検知する振動情報検知部と、
前記車両におけるばね上部材と路面との変位を検知する路面変位検知部と、
前記振動情報検知部により検知された前記振動情報の高周波成分と、前記路面変位検知部により検知された路面変位から求められる前記振動情報の低周波成分とに基づいて、前記ばね下部材の振動情報を求める振動情報演算部と、
を備えることを特徴とするばね下振動検知装置。
【請求項２】
前記振動情報演算部は、前記振動情報の低周波成分と前記振動情報の高周波成分とを加算して前記ばね下部材の振動を求める
ことを特徴とする請求項１に記載のばね下振動検知装置。
【請求項３】
前記振動情報検知部は、前記ばね下部材の上下方向の加速度を検知する加速度センサを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のばね下振動検知装置。
【請求項４】
前記振動情報検知部は、前記ばね上部材と前記ばね下部材との間に介装されるストロークセンサを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のばね下振動検知装置。
【請求項５】
前記振動情報検知部は、さらに、前記ばね上部材の加速度を検知する加速度センサを有する
ことを特徴とする請求項４に記載のばね下振動検知装置。
【請求項６】
前記振動情報演算部は、前記路面変位から求められる前記振動情報の低周波成分を抽出するローパスフィルタと前記振動情報検知部により検知される前記振動情報の高周波成分を抽出するハイパスフィルタとを有し、
前記ローパスフィルタと前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、前記ばね下部材のばね下共振周波数と前記ばね上部材のばね上共振周波数の間の周波数に設定される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のばね下振動検知装置。
【請求項７】
前記ばね下部材の振動情報として前記ばね下部材の変位を求める請求項１から５のいずれか一項に記載のばね下振動検知装置と、
前記ばね下部材の速度を求める速度演算部と、
前記ばね下部材の変位と速度とを用いて前記ばね上部材と前記ばね下部材との間に介装されるアクチュエータに与える制御指令を生成する制御器とを備えた
ことを特徴とするサスペンション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね下振動検知装置およびサスペンション制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が走行中にばね下部材が路面の凹凸を乗り越えると、懸架ばねが伸縮して懸架ばねがばね上部材を支持する支持力が変動するため、ばね上部材が振動する。このばね上部材の振動を抑制するために、車両におけるばね下部材とばね上部材との間に介装されるアクチュエータを介装し、このアクチュエータが発揮する推力を制御して、ばね上部材の振動を抑制するサスペンション制御装置がある。
【０００３】
このようなサスペンション制御装置には、車両におけるばね上部材の制振性を向上させるための制御が行われるだけではなく、ばね下部材の振動を抑制する制御を実施するものがあるする（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４９７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のサスペンション制御装置では、ばね上部材の上下方向加速度とばね下部材の上下方向加速度とを検知し、ばね上加速度からばね上速度を求め、ばね下加速度からばね下速度を求めて、ばね上フィードバック制御とばね下フィードバック制御を行う。
【０００６】
また、従来のサスペンション制御装置では、ばね下部材の上下加速度からばね下速度を得るのに積分を実行するフィルタを用いているが、積分の性質上、得られるばね下速度には多くの低周波のノイズが含まれてしまう。
【０００７】
よって、ばね上共振周波数帯域におけるばね下速度の検出精度が悪化するので、ばね上部材の制振制御に悪影響を与える可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ばね下部材の振動を精度良く検知することができるばね下振動検知装置および車体の振動抑制効果が向上し乗心地を向上できるサスペンション制御装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明のばね下振動検知装置は、車両におけるばね下部材の振動情報を検知する振動情報検知部と、車両におけるばね上部材と路面との変位を検知する路面変位検知部と、振動情報検知部により検知された前記振動情報の高周波成分と、路面変位検知部により検知された路面変位から求められる振動情報の低周波成分とに基づいて、ばね下部材の振動情報を求める振動情報演算部とを備える。このように構成されたばね下振動検知装置によれば、低周波のノイズが含まれてしまう積分処理をせずにすむので、ノイズが含まれない振動情報を検知できる。
【００１０】
また、ばね下振動検知装置は、路面変位の低周波成分とばね下部材の振動情報の高周波成分とを加算してばね下部材の振動を求めてもよい。このように構成されたばね下振動検知装置は、全周波数帯域で高精度のばね下部材の振動情報を検知できる。
【００１１】
ばね下振動検知装置は、加速度センサを用いてばね下部材の振動情報を検知してもよいし、ばね上部材とばね下部材との間に介装されるストロークセンサを用いて検知してもよいし、ばね上部材とばね下部材との間に介装されるストロークセンサおよびばね上部材の加速度を検知する加速度センサを用いてばね下部材の振動情報を検知してもよい。
【００１２】
さらに、ばね下振動検知装置は、ばね下共振周波数とばね上共振周波数の間のカットオフ周波数を持つローパスフィルタにより路面変位から求められる振動情報の低周波成分を抽出するとともに、ばね下共振周波数とばね上共振周波数の間のカットオフ周波数を持つハイパスフィルタにより振動情報検知部により検知された振動情報の高周波成分を抽出してもよい。このようにカットオフ周波数が設定されたローパスフィルタとハイパスフィルタを用いると、車体の振動を抑制するサスペンション制御装置に最適となる。
【００１３】
また、サスペンション制御装置は、ばね下部材の振動情報としてばね下部材の変位を求めるばね下振動検知装置と、ばね下部材の速度を求める速度演算部と、ばね下部材の変位と速度とを用いてばね上部材とばね下部材との間に介装されるアクチュエータに与える制御指令を生成する制御器とを備える。このように構成されたサスペンション制御装置によれば、ばね下の振動情報の低周波成分と高周波成分を含む全周波数帯を検知でき、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求め得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のばね下振動検知装置によれば、ばね下部材の振動を精度良く検知できる。また、本発明のサスペンション装置によれば、車体の振動抑制効果が向上し、乗心地を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施の形態におけるばね下振動検知装置をサスペンション制御装置に適用した図である。
【図２】一実施の形態におけるばね下振動検知装置の制御ブロック図である。
【図３】一実施の形態の第一変形例におけるばね下振動検知装置の制御ブロック図である。
【図４】一実施の形態の第二変形例におけるばね下振動検知装置の制御ブロック図である。
【図５】一実施の形態の第三変形例におけるばね下振動検知装置の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態におけるばね下振動検知装置は、車体Ｂの制振するサスペンション制御装置Ｃに適用されている。サスペンション制御装置Ｃは、車両Ｖのばね下部材である車輪Ｗとばね上部材である車体Ｂとの間に懸架ばねＳとともに介装されるアクチュエータＡを制御して車体Ｂの振動を抑制する。
【００１７】
以下、各部について詳細に説明する。図１に示すように、システムである車両Ｖは、外周にタイヤＴｉを有する車輪Ｗと、車体Ｂと、車輪Ｗと車体Ｂとの間に介装されて車体Ｂを弾性支持する懸架ばねＳとで構成されている。
【００１８】
車両Ｖは、タイヤＴｉをばね定数Ｋｔのばねとし、車輪Ｗを質量Ｍ１のマスとし、懸架ばねＳをばね定数ＫＳのばねとし、車体Ｂを質量Ｍ２のマスとする二質点二自由度のばねマスシステムであり、図１に示すばねマスシステムのモデルで表現できる。また、外乱である路面の上下方向の変位をＸ０とし、車体Ｂの上下方向の変位をＸ１とし、車輪Ｗの上下方向の変位をＸ２とし、図１中で上向きを正としている。
【００１９】
サスペンション制御装置Ｃは、本例では、振動情報検知部１と路面変位検知部２と、振動情報演算部３と、アクチュエータＡに与える制御指令ｆａ＿ｒｅｆを求める制御器４とを備えている。
【００２０】
サスペンション制御装置Ｃは、本例では、ばね下部材である車輪Ｗの振動情報として車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２を検知するために、振動情報検知部１と路面変位検知部２と、振動情報演算部３とを備えている。本例では、振動情報検知部１は、車輪Ｗの振動情報として車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２を検知するために、加速度センサ１１と積分器１２，１３とを備えており、加速度センサ１１で車輪Ｗの上下方向の加速度ｄ２Ｘ２／ｄｔ２を検出して二回積分して車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２を検知して、振動情報演算部３へ入力する。
【００２１】
路面変位検知部２は、路面の上下方向の変位である路面変位Ｘ０を検知するために、路面と車体Ｂとの距離（相対変位）を検出する路面変位検知センサを備えている。路面変位検知部２は、路面と車体Ｂとの距離と車体Ｂの上下方向変位とに基づいて路面変位Ｘ０を検知し、振動情報演算部３へ入力する。
【００２２】
振動情報演算部３は、図２に示すように、振動情報検知部１から入力される変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈを抽出するハイパスフィルタ３１と、路面変位検知部２が検知した路面変位Ｘ０の低周波成分を抽出するローパスフィルタ３２と、ローパスフィルタ３２で処理した路面変位Ｘ０から車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２を求める変位取得部３３と、ハイパスフィルタ３１が出力する車輪Ｗの変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈと変位取得部３３が出力する車輪Ｗの変位Ｘ２の低周波成分Ｘ２Ｌとを加算して車輪Ｗの上下方向の変位を求める加算部３４とを備えている。
【００２３】
ハイパスフィルタ３１は、本例では、カットオフ周波数が車輪Ｗの共振周波数帯であるばね下共振周波数（１０Ｈｚ付近）と車体Ｂの共振周波数帯であるばね上共振周波数（１−２Ｈｚ付近）との間の周波数に設定されており、振動情報検知部１から入力される変位Ｘ２から車輪Ｗの共振周波数帯を含む高周波成分Ｘ２Ｈを抽出する。よって、本例におけるハイパスフィルタ３１は、１０Ｈｚ成分を含んだばね下部材におけるばね下変位、つまり、１０Ｈｚ成分を含んだ車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈを出力する。このようにして車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈを得ると、積分処理による低周波のノイズを含まない車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈが得られる。
【００２４】
なお、ハイパスフィルタ３１によって積分器１２，１３で積分する前の加速度ｄ２Ｘ２／ｄｔ２の高周波成分を抽出し、その後に積分器１２，１３で積分して変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈを得てもよい。また、積分器１２と積分器１３との間にハイパスフィルタ３１を挿入してもよい。
【００２５】
ローパスフィルタ３２は、本例では、カットオフ周波数が車輪Ｗの共振周波数帯であるばね下共振周波数（１０Ｈｚ付近）と車体Ｂの共振周波数帯であるばね上共振周波数（１Ｈｚ付近）との間の周波数に設定されており、路面変位検知部２から入力される路面変位Ｘ０から車体Ｂの共振周波数帯を含む低周波成分を抽出する。
【００２６】
変位取得部３３は、路面変位Ｘ０の低周波成分からばね下部材である車輪Ｗの変位までの伝達関数Ｇ（ｘ）を用いて、車輪Ｗの変位Ｘ２の低周波成分Ｘ２Ｌを求める。変位取得部３３は、ローパスフィルタ３２が出力する路面変位Ｘ０の低周波成分を伝達関数Ｇ（ｘ）に入力し、１Ｈｚ成分を含んだばね下部材におけるばね下変位、つまり、１Ｈｚ成分を含んだ車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の低周波成分Ｘ２Ｌを出力する。このようにして車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の低周波成分Ｘ２Ｌを得ると、積分処理をしていないので低周波のノイズを含まない車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の低周波成分が得られる。なお、ローパスフィルタ３２は、変位取得部３３の後段に設けられてもよく、予め変位取得部３３にて変位Ｘ２を得てからローパスフィルタ３２で変位Ｘ２に含まれる低周波成分Ｘ２Ｌを抽出するようにしてもよい。
【００２７】
加算部３４は、車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈと低周波成分Ｘ２Ｌとを加算してばね下部材のばね下変位、つまり、車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２を出力する。このようにして求められた車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ２は、全周波数帯域でノイズを含まないばね下部材のばね下変位Ｘ２が得られるので、精度よくばね下変位Ｘ２を求められる。また、車輪Ｗは、車体Ｂに対してサスペンションアームによって上下方向に揺動可能に連結されており、車輪Ｗの上下動によってキャンバ角も変化するために、振動情報検知部１における加速度センサ１１の出力中心がずれるドリフトが発生するので、加速度ｄ２Ｘ２／ｄｔ２を積分すると低周波数帯域で正確な変位を求め難くなるが、このような問題も排除できる。
【００２８】
なお、本例では、ハイパスフィルタ３１のカットオフ周波数とローパスフィルタ３２のカットオフ周波数は、ばね上部材の共振周波数とばね下部材の共振周波数の中間付近（５〜６Ｈｚ付近）に設定されている。このように、ハイパスフィルタ３１とローパスフィルタ３２のカットオフ周波数を設定すると、車体Ｂの振動抑制制御に特に重要であるばね上部材である車体Ｂの共振周波数帯とばね下部材である車輪Ｗの共振周波数帯の振動情報の検知精度がより効果的に向上する。よって、このように構成されると、ばね下振動検知装置は、車体Ｂの振動を抑制するサスペンション制御装置Ｃへの適用に際して最適となる。ただし、ハイパスフィルタ３１とローパスフィルタ３２のカットオフ周波数は、必ずしも前述のように設定されなくともよく、サスペンション制御装置Ｃへの適用にも問題はない。また、ハイパスフィルタ３１とローパスフィルタ３２のカットオフ周波数は、特定の周波数帯域の振動情報を取り除きたい場合には、異なる値に設定されてもよい。
【００２９】
また、本例におけるサスペンション制御装置Ｃでは、振動情報演算部３の他に、速度演算部５を備えている。速度演算部５は、振動情報演算部３が求めた変位Ｘ２を微分して速度ｄＸ２／ｄｔを得る。速度演算部５は、振動情報演算部３が求めた高精度の変位Ｘ２から速度ｄＸ２／ｄｔを求めるので、高精度の速度ｄＸ２／ｄｔを求め得る。
【００３０】
制御器４は、ばね下部材である車輪Ｗの振動情報としての変位Ｘ２と速度ｄＸ２／ｄｔに基づいて制御指令ｆａ＿ｒｅｆを生成してアクチュエータＡへ入力する制御指令を求める。
【００３１】
このように、制御器４は、高周波成分Ｘ２Ｈと低周波成分Ｘ２Ｌが加算されたばね下変位Ｘ２と速度ｄＸ２／ｄｔからアクチュエータＡへ与える制御指令ｆａ＿ｒｅｆを生成してアクチュエータＡへ与える。制御指令ｆａ＿ｒｅｆは、アクチュエータＡへ伸縮の方向と推力の大きさを指示する指令である。
【００３２】
アクチュエータＡは、懸架ばねＳに並列されて車体Ｂと車輪Ｗとの間に介装されており、たとえば、油圧や空圧を利用したテレスコピック型のシリンダや電動リニアアクチュエータ等とされており、動力源を有している。そして、アクチュエータＡは、制御指令ｆａ＿ｒｅｆの入力により制御指令通りの方向と大きさの推力を発揮して伸縮し、車体Ｂおよび車輪Ｗを上下方向へ加振する。
【００３３】
そして、図１に示すように、路面変位をＸ０とし、車輪Ｗの上下方向の変位をＸ２とし、車体Ｂの上下方向の変位をＸ１とし、アクチュエータＡの出力である推力をｆａとし、上向きを正として考えると、ばね上部材である車体Ｂの上下方向の釣り合いから車体Ｂの運動方程式は、以下の式（１）のように示せる。
【００３４】
【数１】
2019051781.tif 000003
また、ばね下部材である車輪Ｗの上下方向の釣り合いから車輪Ｗの運動方程式は、以下の式（２）のように示せる。
【００３５】
【数２】
2019051781.tif 000004
さらに、アクチュエータＡを一次遅れ系とし、アクチュエータＡの制御指令ｆａ＿ｒｅｆから出力である推力ｆａまでの応答遅れにおける時定数をＴとすると、アクチュエータＡの応答に関する微分方程式は、以下の式（３）のように示せる。
【００３６】
【数３】
2019051781.tif 000005
式（１）を分解すると以下の式（４）となる。
【００３７】
【数４】
2019051781.tif 000006
ここで、路面変位Ｘ０の変動（外乱）によって車輪Ｗが振動するが、車輪Ｗの振動によって車体Ｂへ伝達される伝達力を打ち消せば、車体Ｂへ車輪Ｗの振動の伝達をキャンセルして絶縁できる。つまり、路面変位Ｘ０の変動（外乱）によって動かされる車体Ｂの変位Ｘ１と、アクチュエータＡが推力ｆａを発揮して動かされる車体Ｂの変位Ｘ１が全く逆の大きさになれば両者が相殺される。車輪Ｗの変位Ｘ２によって車体Ｂに作用する伝達力は、車輪Ｗの変位Ｘ２によって懸架ばねＳが伸縮して懸架ばねＳが発揮するばね力となるから、アクチュエータＡの推力ｆａが車輪Ｗの変位によって懸架ばねＳが発揮するばね力ＫＳＸ２の符号を反転した値に等しくなればよい。
【００３８】
なお、式（１）では、ＫＳ（Ｘ２−Ｘ１）と推力ｆａの値が異符号で数値が等しい関係となれば、車体Ｂには加速度が生じないことを示しているように思える。つまり、推力ｆａ＝−ＫＳ（Ｘ２−Ｘ１）とすればよいようにも思える。ところが、（Ｘ２−Ｘ１）は、車体Ｂと車輪Ｗの相対変位であり、相対変位の変化は、旋回、制動或いは加速による車体Ｂの姿勢変化や車体Ｂへの積載荷重の変化によるものか路面変位に起因するものか判別がつかない。たとえば、ピッチングによって車体Ｂの前方が沈み込んで懸架ばねＳを縮める場合、ｆａ＝−ＫＳ（Ｘ２−Ｘ１）としてアクチュエータＡに推力を発揮させると、車体Ｂの沈み込みを助長する方向に推力を発揮してしまう。車体Ｂが浮き上がる場合には、浮き上がりを助長してしまう。このように、車体Ｂと車輪Ｗの相対変位をフィードバックする制御では、車体Ｂの姿勢が安定せず、却って、車体Ｂの振動が発振してしまうモードが存在する。よって、アクチュエータＡの推力ｆａが車輪Ｗの変位Ｘ２によって懸架ばねＳが発揮するばね力ＫＳ・Ｘ２を伝達力として、この伝達力を打ち消すように、アクチュエータＡの推力ｆａを求めればよい。以上を踏まえると、以下の式（５）が成り立てばよい。
【００３９】
【数５】
2019051781.tif 000007
他方、ラプラス演算子をｓとして、式（３）の制御指令とアクチュエータＡの推力の関係を伝達関数で表現すると、伝達関数は、以下の式（６）で表現される。
【００４０】
【数６】
2019051781.tif 000008
この式（６）を式（５）に代入すると、式（７）となる。なお、式（７）中で、ｋはゲインである。この式（７）は、アクチュエータＡの制御指令ｆａ＿ｒｅｆの入力から推力ｆａを出力するまでの応答遅れが勘案された式となる。
【００４１】
【数７】
2019051781.tif 000009
ラプラス演算子ｓが乗算される変数は微分されるので、式（７）を展開して整理すると、以下の式（８）が得られる。
【００４２】
【数８】
2019051781.tif 000010
式（８）から理解できるように、変位Ｘ２に対して位相が進む速度を利用してアクチュエータＡの応答遅れを補償できる制御指令ｆａ＿ｒｅｆを求める。この式（８）において、アクチュエータＡの制御指令ｆａ＿ｒｅｆの入力から推力ｆａを出力するまでの応答遅れについて、予め、実機において時定数Ｔとゲインｋに計測すれば足り、車輪Ｗの変位Ｘ２は前述のばね下振動検知装置で検知される。よって、制御器４は、式（８）を演算すれば制御指令ｆａ＿ｒｅｆを求め得る。このように制御指令ｆａ＿ｒｅｆを求めてアクチュエータＡへ入力するとアクチュエータＡは、推力ｆａを発揮して車輪Ｗからの伝達力を打ち消せるので、路面からの外乱入力による車体Ｂの振動を相殺して、車体Ｂの振動を抑制できる。
【００４３】
以上より、本実施の形態のサスペンション制御装置（ばね下振動検知装置）Ｃによれば、ノイズの影響をカットしたばね下の変位Ｘ２が求まる。よって、簡単な演算処理でアクチュエータＡの応答遅れを補償しつつ外乱の影響を打ち消せるので、外乱入力である路面変位Ｘ０の変化による車体Ｂの振動を高精度に相殺でき、車体Ｂの振動抑制効果を向上できる。
【００４４】
なお、加速度センサ１１で検知されるばね下加速度ｄ２Ｘ２／ｄｔ２のみを用いてばね下の振動情報を検知できるが、実用上、ばね下加速度を積分して振動情報を求めることになるため、積分の性質上、低周波のノイズが大きくなり、低周波のばね下変位とばね下加速度を精度良く検知することが困難である。また、センサノイズが発生してしまうため、ノイズカットのためのローパスフィルタを介在して低周波数帯の振動情報を検知することになり、検知精度が劣ってしまう。これに対して、本実施の形態のサスペンション制御装置Ｃによれば、ばね下の振動情報の低周波成分Ｘ２Ｌと高周波成分Ｘ２Ｈを含む全周波数帯を検知でき、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求めるので、車体Ｂの振動抑制効果が向上し、乗心地が向上する。
【００４５】
なお、アクチュエータＡが二次遅れの特性を備えている場合には、固有角周波数をωとし、減衰率をζとすると、ゲインをｋとすると、制御指令ｆａ＿ｒｅｆから推力ｆａまでの伝達関数は、以下の式（９）のように示される。
【００４６】
【数９】
2019051781.tif 000011
この式（９）を式（５）に代入すると、式（１０）となる。式（１０）は、アクチュエータＡの制御指令ｆａ＿ｒｅｆの入力から推力ｆａを出力するまでの二次の応答遅れが勘案された式となる。
【００４７】
【数１０】
2019051781.tif 000012
ラプラス演算子ｓが乗算される変数は微分され、ラプラス演算子ｓの二乗が乗算される変数は二回微分となるので、式（１０）を展開して整理すると、以下の式（１１）が得られる。
【００４８】
【数１１】
2019051781.tif 000013
式（１１）から理解できるように、アクチュエータＡが二次の応答遅れ位の特性を備えている場合、一次遅れのアクチュエータＡに比較して、変位Ｘ２から位相が進んだ速度ｄＸ２／ｄｔに加えて、更に位相が進んだ加速度ｄ２Ｘ２／ｄｔ２を加味して、制御指令ｆａ＿ｒｅｆを求めればよい。つまり、二次遅れのアクチュエータＡの場合、制御指令ｆａ＿ｒｅｆを求めるために利用するばね下部材である車輪Ｗの振動情報は、変位Ｘ２、速度ｄＸ２／ｄｔおよび加速度ｄ２Ｘ２／ｄｔ２となる。このようにすれば、アクチュエータＡの応答遅れを補償しつつ、路面からの外乱入力による車体Ｂの振動を相殺して、車体Ｂの振動を抑制できる。よって、アクチュエータＡが高次の応答遅れとなれば、車輪Ｗの変位Ｘ２から位相が次数分進んだ情報を加味すれば、アクチュエータＡの応答遅れの特性に対応して車体Ｂの振動を抑制できる。よって、制御指令ｆａ＿ｒｅｆを得るためのばね下部材である車輪Ｗの振動情報は、アクチュエータＡの応答遅れの次数に応じて、前述のように決定すればよい。
【００４９】
また、図３に示すように、路面変位検知部２は、路面変位を検知するための路面変位検知センサの代わりに、車体Ｂに設置されて路面を撮像するためのカメラ２１と、カメラ２１で撮像された路面画像データを画像処理して路面変位Ｘ０を求める路面変位演算部２２とを備えて構成されてもよい。
【００５０】
図３に示す構成でも、路面変位検知部２が直接に路面変位を検知して積分処理を行わないので、ノイズ等を含まないばね下部材である車輪Ｗの変位Ｘ２の低周波成分Ｘ２Ｌが得られる。よって、全周波数帯に亘って精度のよい車輪Ｗの変位Ｘ２が得られ、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求めるので、車体Ｂの振動抑制効果が向上し、乗心地が向上する。
【００５１】
また、図４に示すように、振動情報検知部１は、加速度センサ１１の代わりに、車輪Ｗと車体Ｂとの間に懸架ばねＳおよびアクチュエータＡとともに介装されるストロークセンサ１５を備える構成とされてもよい。ストロークセンサ１５は、車輪Ｗと車体Ｂの相対変位Ｘ２−１を検知し、互いに離間する相対変位Ｘ２−１を正の値として検知するものとする。この相対変位Ｘ２−１をハイパスフィルタ１７で濾波すれば車輪Ｗの変位Ｘ２を求め得る。ストロークセンサ１５で検知する相対変位Ｘ２−１には、車輪Ｗのばね下共振周波数の振動成分が含まれており、ハイパスフィルタ１７で濾波すれば、車輪Ｗの変位Ｘ２を抽出できる。なお、ストロークセンサ１５で検知する相対変位Ｘ２−１には、車体Ｂのばね上共振周波数の振動成分が含まれている。よって、ハイパスフィルタ１７のカットオフ周波数をばね下共振周波数とばね上共振周波数の間の周波数に設定すれば、相対変位Ｘ２−１から車輪Ｗの変位Ｘ２を抽出できる。
【００５２】
さらに、図５に示すように、振動情報検知部１は、加速度センサ１１の代わりに、車体Ｂに車体Ｂの上下方向の加速度を検知する加速度センサ１４と、車輪Ｗと車体Ｂとの間に懸架ばねＳおよびアクチュエータＡとともに介装されるストロークセンサ１５と、変位演算部１６とを備えていてもよい。ストロークセンサ１５は、車輪Ｗと車体Ｂの相対変位Ｘ２−１を検知し、互いに離間する相対変位Ｘ２−１を正の値として検知するものとする。すると、変位演算部１６は、加速度センサ１４で検知された車体Ｂの上下方向の加速度ｄ２Ｘ１／ｄｔ２を積分器１２，１３で二回積分して求めた変位Ｘ１からストロークセンサ１５で検知される車輪Ｗと車体Ｂとの相対変位Ｘ２−１を差し引いて車輪Ｗの変位Ｘ２を求めればよい。
【００５３】
振動情報演算部３は、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ２Ｘ１／ｄｔ２を二回積分して求めた変位Ｘ１からストロークセンサ１５で検知した相対変位Ｘ２−１を差し引いて得た変位Ｘ２をハイパスフィルタ３１で処理して、変位Ｘ２の高周波成分Ｘ２Ｈを求めて、変位Ｘ２の低周波成分Ｘ２Ｌに加算して変位Ｘ２を求めればよい。このように図４に示す構成によっても、ばね下の振動情報の低周波成分と高周波成分Ｘ２Ｈを含む全周波数帯を検知でき、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求めるので、車体Ｂの振動抑制効果が向上し、乗心地が向上する。
【００５４】
また、前述したところでは、路面変位検知部２は、路面変位検知センサを用いているが低周波数のみの振動を検出できればよいので、サンプリング周期が早い高性能な路面変位検知センサを使用しなくて良い。
【００５５】
また、前述したところでは、ばね下部材の振動情報を車輪Ｗの変位Ｘ２としているが、振動情報を車輪Ｗの加速度或いは速度としてもよい。たとえば、振動情報を加速度或いは速度とする場合には、振動情報検知部１は、ばね下部材の加速度を検知して、加速度を或いは加速度を積分して速度を得る。加速度或いは速度の高周波成分を得る。また、路面変位検知部２で検知した路面変位Ｘ０からばね下部材の加速度或いは速度までの伝達関数を用いて前記加速度或いは前記速度を求める。そして、振動情報演算部３は、振動情報検知部１で得た加速度或いは速度の高周波成分を抽出し、路面変位検知部２で得た加速度或いは速度の低周波成分を抽出し、これらから振動情報とする加速度或いは加速度を得れば、全周波数帯域でノイズもドリフトも含まれない高精度の加速度或いは速度が得られる。
【００５６】
なお、前述したところでは、ばね下振動検知装置をサスペンション装置Ｃとした場合を例に本発明を説明したが、ばね下振動検知装置は、車両Ｖのサスペンション装置Ｃ以外にも利用可能である。
【００５７】
以上で、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・振動情報検知部、２・・・路面変位検知部、３・・・振動情報演算部、１１，１４・・・加速度センサ、１５・・・ストロークセンサ、３１・・・ローパスフィルタ、３２・・・ハイパスフィルタ、Ｂ・・・車体（ばね上部材）、Ｖ・・・車両、Ｗ・・・車輪（ばね下部材）
【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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