(57)【要約】      （修正有）【課題】ばね上及びばね下に相互に関係なく力を作用させることによりばね上の制振及びばね上の姿勢変化の低減を効果的に達成することができるよう改良された車両の姿勢制御装置を提供する。【解決手段】各車輪１２FL〜１２RRのアクティブサスペンション装置は、車両のばね上とばね下との間に配置された質量体と、それぞれ質量体に付勢力を付与することによりばね上及びばね下に作用するアクティブ発生力を発生するよう構成された上側及び下側アクチュエータと、を含み、制御ユニット７０が、車両の目標運動状態量を達成するための制駆動装置４１の目標制駆動力、上側及び下側アクチュエータの目標アクティブ発生力を演算し、目標制駆動力、上側及び下側アクチュエータの目標アクティブ発生力が達成されるように、制駆動装置、上側及び下側アクチュエータを制御するよう構成された車両の姿勢制御装置１０。【選択図】図１
2019162909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応する車輪に制駆動力を付与する制駆動装置と、各車輪のサスペンションに組み込まれ、車両のばね上とばね下との間に作用する上下力を変化させるアクティブサスペンション装置と、前記制駆動装置及び前記アクティブサスペンション装置を制御する制御ユニットと、を含む車両の姿勢制御装置において、
各アクティブサスペンション装置は、前記車両のばね上とばね下との間に配置された質量体と、前記質量体に付勢力を付与しその反力である上側アクティブ発生力を前記ばね上へ伝達するよう構成された上側アクチュエータと、前記質量体に付勢力を付与しその反力である下側アクティブ発生力を前記ばね下へ伝達するよう構成された下側アクチュエータと、を含み、
前記制御ユニットは、前記車両の走行状態に基づいて前記車両の姿勢を安定化させるための目標運動状態量を演算し、前記車両の運動状態量を前記目標運動状態量にするための前記制駆動装置の目標制駆動力、目標上側アクティブ発生力及び目標下側アクティブ発生力を演算し、前記目標制駆動力、前記目標上側アクティブ発生力及び前記目標下側アクティブ発生力が達成されるように、前記制駆動装置、前記上側アクチュエータ及び前記下側アクチュエータを制御するよう構成された、車両の姿勢制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の姿勢制御装置において、前記制駆動装置、前記上側アクチュエータ及び前記下側アクチュエータの総数は前記目標運動状態量の数よりも大きく、前記制御ユニットは、前記目標制駆動力、前記目標上側アクティブ発生力及び前記目標下側アクティブ発生力の２乗ノルムが最小になり且つ前記車両の運動状態量が前記目標運動状態量になるように、前記目標制駆動力、前記目標上側アクティブ発生力及び前記目標下側アクティブ発生力を演算するよう構成された、車両の姿勢制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の姿勢制御装置において、前記上側アクチュエータは、前記質量体と共働して上側リニアモータを構成しており、前記下側アクチュエータは、前記質量体と共働して下側リニアモータを構成している、車両の姿勢制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の車両の姿勢制御装置において、前記上側アクチュエータは、上側のラックバー及びピニオンを含み、前記上側のラックバー及びピニオンの一方は前記ばね上により支持され且つ前記上側のラックバー及びピニオンの他方は前記質量体により支持され、前記下側アクチュエータは、下側のラックバー及びピニオンを含み、前記下側のラックバー及びピニオンの一方は前記ばね下により支持され且つ前記下側のラックバー及びピニオンの他方は前記質量体により支持されている、車両の姿勢制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の姿勢制御装置において、前記質量体は、ばね系及び振動減衰系を介して前記ばね上及び前記ばね下の少なくとも一方により支持されている、車両の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両の姿勢制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両においては、ばね上とばね下との間にサスペンションスプリング及びショックアブソーバ（ダンパ）に加えて、アクティブサスペンション装置が設けられることがある。アクティブサスペンション装置はアクチュエータによってばね上とばね下との間に作用する力を変化させるようになっている。よって、アクティブサスペンション装置によれば、ばね上とばね下との間に作用する力を変化させることにより、ばね上の運動を制御することができるので、ばね上を制振しばね上の姿勢変化を低減することができる。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、上室及び下室を備えたピストン−シリンダ型の液圧式のアクチュエータを有するアクティブサスペンション装置が記載されている。アクチュエータは、上室及び下室に対する液体の給排が制御されることにより、軸力を変化するよう構成されている。また、軸力を変化するアクチュエータとして、電磁的に発生される駆動トルクが軸力に変換されることにより軸力を変化するよう構成された電磁式のアクチュエータも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−８８３５９６公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の軸力可変式のアクチュエータにより発生される軸力は、大きさが同一で方向が逆の力としてばね上及びばね下に伝達される。そのため、ばね上に作用する力を増減させようとすると、ばね下に作用する逆向きの力も増減してしまう。同様に、ばね下に作用する力を増減させようとすると、ばね上に作用する逆向きの力も増減してしまう。また、ばね上及びばね下の一方にのみ力を作用させることはできず、ばね上及びばね下に同一の方向の力を作用させることもできず、更には互いに逆の方向にばね上及びばね下に作用する力の大きさを異ならせることもできない。
【０００６】
従って、軸力可変式のアクチュエータを有する従来のアクティブサスペンション装置が搭載された車両においては、ばね上及びばね下に相互に関係なく力を作用させることができない。よって、ばね上及びばね下に作用する力を個別に制御することによってばね上の運動を好ましく制御することができないので、ばね上の制振及びばね上の姿勢変化の低減を効果的に達成することが困難である。
【０００７】
本発明の主要な課題は、ばね上及びばね下に相互に関係なく力を作用させることによりばね上の制振及びばね上の姿勢変化の低減を効果的に達成することができるよう改良された車両の姿勢制御装置を提供することである。
【０００８】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、対応する車輪（１２FL〜１２RR）に制駆動力を付与する制駆動装置（２８FL〜２８RR、４１）と、各車輪のサスペンション（１８FL〜１８RR）に組み込まれ、車両（１４）のばね上（３８）とばね下（４０）との間に作用する上下力を変化させるアクティブサスペンション装置（３０FL〜３０RR）と、制駆動装置及びアクティブサスペンション装置を制御する制御ユニット（７０）と、を含む車両の姿勢制御装置（１０）が提供される。
【０００９】
周知のように、制駆動装置によって車輪に制駆動力が付与されると、車両に制駆動力が付与されると共に、対応する車輪の位置においてばね上とばね下との間に制駆動力に応じた上下力が作用する。アクティブサスペンション装置は対応する車輪の位置においてばね上とばね下との間に作用する上下力を変化させる。よって、制御ユニットによって制駆動装置及びアクティブサスペンション装置を制御することにより、車両の制駆動力を制御すると共に、ばね上の振動及び姿勢を制御することができる。
【００１０】
各アクティブサスペンション装置（３０FL〜３０RR）は、車両のばね上とばね下との間に配置された質量体（３２FL〜３２RR）と、質量体に付勢力を付与しその反力である上側アクティブ発生力をばね上へ伝達するよう構成された上側アクチュエータ（３４FL〜３４RR）と、質量体に付勢力を付与しその反力である下側アクティブ発生力をばね下へ伝達するよう構成された下側アクチュエータ（３６FL〜３６RR）と、を含んでいる。
【００１１】
上記の構成によれば、上側アクチュエータは、それ自身の付勢力の反力である上側アクティブ発生力をばね上に付与し、下側アクチュエータは、それ自身の付勢力の反力である下側アクティブ発生力をばね下に付与することができる。よって、上側アクチュエータの付勢力及び下側アクチュエータの付勢力を個別に制御することにより、対応する車輪の位置においてばね上に作用する力及びばね下に作用する力を個別に制御することができる。
【００１２】
よって、アクチュエータが軸力可変式のアクチュエータである場合に比して、各車輪の位置においてばね上に作用する力及びばね下に作用する力を適切に制御することができる。従って、従来の姿勢制御装置に比して、ばね上の振動及び姿勢を適切に制御し、ばね上の制振及びばね上の姿勢制御を効果的に達成することができる。
【００１３】
更に、制御ユニット（７０）は、車両の走行状態に基づいて車両の姿勢を安定化させるための目標運動状態量（Ｆz、Ｍx、Ｍy、Ｍz及びＦx）を演算し、車両の運動状態量を目標運動状態量にするための制駆動装置の目標制駆動力、目標上側アクティブ発生力及び目標下側アクティブ発生力を演算し、目標制駆動力（ＦdFL〜ＦdRR）、目標上側アクティブ発生力（ＦsFL〜ＦsRR）及び目標下側アクティブ発生力（ＦuFL〜ＦuRR）が達成されるように、制駆動装置、上側アクチュエータ及び下側アクチュエータを制御するよう構成されている。
【００１４】
上記の構成によれば、制駆動装置の制駆動力、上側アクティブ発生力及び下側アクティブ発生力が、それぞれ目標制駆動力、目標上側アクティブ発生力及び目標下側アクティブ発生力になるように、制駆動装置、上側アクチュエータ及び下側アクチュエータを制御することができる。よって、車両の運動状態量を目標運動状態量に制御することができるので、目標運動状態量に則してばね上の制振及びばね上の姿勢制御を行うことができる。
【００１５】
〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、制駆動装置（２８FL〜２８RR、４１）、上側アクチュエータ（３４FL〜３４RR）及び下側アクチュエータ（３６FL〜３６RR）の総数は目標運動状態量の数よりも大きく、制御ユニット（７０）は、目標制駆動力（ＦdFL〜ＦdRR）、目標上側アクティブ発生力（ＦsFL〜ＦsRR）及び目標下側アクティブ発生力（ＦuFL〜ＦuRR）の２乗ノルムが最小になり且つ車両の運動状態量が目標運動状態量になるように、目標制駆動力、目標上側アクティブ発生力及び目標下側アクティブ発生力を演算するよう構成されている。
【００１６】
上記態様によれば、目標制駆動力、目標上側アクティブ発生力及び目標下側アクティブ発生力は、目標制駆動力、目標上側アクティブ発生力及び目標下側アクティブ発生力の２乗ノルムが最小になり且つ車両の運動状態量が目標運動状態量になるように、演算される。よって、ばね上の制振及びばね上の姿勢制御に要するエネルギーが最小になるので、ばね上の制振及びばね上の姿勢制御により消費されるエネルギーを低減することができる。
【００１７】
本発明の他の一つの態様においては、上側アクチュエータ（３４FL〜３４RR）は、質量体（３２FL〜３２RR）と共働して上側リニアモータを構成しており、下側アクチュエータ（３６FL〜３６RR）は、質量体と共働して下側リニアモータを構成している。
【００１８】
上記態様によれば、上側アクチュエータは質量体と共働して上側リニアモータとして機能し、下側アクチュエータは質量体と共働して下側リニアモータとして機能する。よって、よって、上側アクチュエータ及び下側アクチュエータは、質量体と接触することなく、それぞれ上側アクティブ発生力及び下側アクティブ発生力を発生することができる。
【００１９】
更に、本発明の他の一つの態様においては、上側アクチュエータ（３４FL〜３４RR）は、上側のラックバー及びピニオンを含み、上側のラックバー及びピニオンの一方はばね上により支持され且つ上側のラックバー及びピニオンの他方は質量体により支持され、下側アクチュエータ（３６FL〜３６RR）は、下側のラックバー及びピニオンを含み、下側のラックバー及びピニオンの一方はばね下により支持され且つ下側のラックバー及びピニオンの他方は質量体により支持されている。
【００２０】
上記態様によれば、上側アクチュエータは、上側のピニオンに駆動トルクを与えることにより、上側アクティブ発生力を発生することができる。同様に、下側アクチュエータは、下側のピニオンに駆動トルクを与えることにより、下側アクティブ発生力を発生することができる。
【００２１】
更に、本発明の他の一つの態様においては、質量体（３２FL〜３２RR）は、ばね系（４２）及び振動減衰系（４４）を介してばね上及びばね下の少なくとも一方により支持されている。
【００２２】
上記態様によれば、アクティブサスペンション装置の非作動時に、ばね系及び振動減衰系を介してばね上及びばね下の少なくとも一方により質量体を支持することができる。よって、上側アクチュエータ、下側アクチュエータ、ばね上及びばね下に対し所定の関係をなすよう質量体を保持することができる。
【００２３】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による車両の姿勢制動装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態のアクティブサスペンション装置を含むサスペンションを単輪モデルとして示す図である。
【図３】図２に示されたアクティブサスペンション装置を示す拡大図である。
【図４】第一の実施形態における種々の構成のアクティブサスペンション装置の要部を示す拡大部分図である。
【図５】車両の右半分を横方向に見た二輪モデルについて、車両に作用する力を説明する図である。
【図６】第一の実施形態における姿勢制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】公知のアクティブサスペンション装置を示す図２と同様の図である。
【図８】第一の実施形態の場合（実線）、公知のアクティブサスペンション装置の場合（破線）、姿勢制御が行われない場合（一点鎖線）について、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード線図である。
【図９】制御デバイスの数及び配置が第一の実施形態とは異なる種々の例を示す図である。
【図１０】本発明の車両の姿勢御装置の第二の実施形態にかかるアクティブサスペンション装置を示す図である。
【図１１】本発明の車両の姿勢御装置の第三の実施形態にかかるアクティブサスペンション装置を示す図である。
【図１２】本発明の車両の姿勢御装置の第四の実施形態にかかるアクティブサスペンション装置を示す図である。
【図１３】本発明の車両の姿勢御装置の第五の実施形態にかかるアクティブサスペンション装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付の図を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
［第一の実施形態］
図１において、本発明の実施形態にかかる車両の姿勢御装置が符号１０にて全体的に示されている。姿勢制御装置１０は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRとを有する車両１４に適用されている。車両１４は、前輪１２FL及び１２FRを車体１６から懸架するフロントサスペンション１８FL及び１８FRと、それぞれ後輪１２RL及び１２RRを車体１６から懸架するリヤサスペンション１８RL及び１８RRとを有している。
【００２７】
フロントサスペンション１８FL及び１８FRは、それぞれサスペンションアーム２０FL及び２０FRを含み、リヤサスペンション１８RL及び１８RRは、それぞれサスペンションアーム２０RL及び２０RRを含んでいる。図１においては、サスペンションアーム２０FL〜２０RRは、それぞれ一つずつしか図示されていないが、これらのアームはそれぞれ複数設けられていてよい。
【００２８】
前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ車輪支持部材２２FL及び２２FRにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材２２FL及び２２FRは、それぞれサスペンションアーム２０FL及び２０FRにより車体１６に連結されている。同様に、後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ車輪支持部材２２RL及び２２RRにより回転軸線（図示せず）の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材２２RL及び２２RRは、それぞれサスペンションアーム２０RL及び２０RRにより車体１６に連結されている。
【００２９】
フロントサスペンション１８FL及び１８FRは、それぞれショックアブソーバ２４FL及び２４FR及びサスペンションスプリング２６FL及び２６FRを含んでいる。同様に、リヤサスペンション１８RL及び１８RRは、それぞれショックアブソーバ２４RL及び２４RR及びサスペンションスプリング２６RL及び２６RRを含んでいる。ショックアブソーバ２４FL〜２４RRの減衰係数は一定であるが、これらのショックアブソーバは減衰力可変式のショックアブソーバであってもよい。
【００３０】
図示の実施形態においては、ショックアブソーバ２４FL及び２４FRは、それぞれ上端にて車体１６に連結され、下端にて車輪支持部材２２FL及び２２FRに連結されている。サスペンションスプリング２６FL及び２６FRは、それぞれショックアブソーバ２４FL及び２４FRを介して車体１６と車輪支持部材２２FL及び２２FRとの間に弾装されている。しかし、ショックアブソーバ２４FL及びサスペンションスプリング２６FLは、車体１６と車輪支持部材２２FR又はサスペンションアーム２０FLとの間に配設され、ショックアブソーバ２４FR及びサスペンションスプリング２６FRは、車体１６と車輪支持部材２２FR又はサスペンションアーム２０FRとの間に配設されていてよい。
【００３１】
同様に、ショックアブソーバ２４RL及び２４RRは、それぞれ上端にて車体１６に連結され、下端にて車輪支持部材２２RL及び２２RRに連結されている。サスペンションスプリング２６RL及び２６RRは、それぞれショックアブソーバ２４RL及び２４RRを介して車体１６と車輪支持部材２２RL及び２２RRとの間に弾装されている。しかし、ショックアブソーバ２４RL及びサスペンションスプリング２６RLは、車体１６と車輪支持部材２２RL又はサスペンションアーム２０RLとの間に配設され、ショックアブソーバ２４RR及びサスペンションスプリング２６RRは、車体１６と車輪支持部材２２RR又はサスペンションアーム２０RRとの間に配設されていてもよい。
【００３２】
なお、サスペンション１８FL〜１８RRは、それぞれ車輪１２FL〜１２RR及び車体１６が互いに他に対し上下方向に変位することを許容する限り、任意の独立懸架式のサスペンションであってよい。また、サスペンションスプリング２６FL〜２６RRは、圧縮コイルスプリング、エアスプリングなどの任意のスプリングであってよい。
【００３３】
車輪支持部材２２FL及び２２FRは、それぞれインホイールモータ２８FL及び２８FRを内蔵している。インホイールモータ２８FL及び２８FRは、駆動力源であり、図には示されていない減速歯車を介してそれぞれ前輪１２FL及び１２FRに正の制駆動力（駆動力）ＦbdFL及びＦbdFRを付与する。同様に、車輪支持部材２２RL及び２２RRは、それぞれインホイールモータ２８RL及び２８RRを内蔵している。インホイールモータ２８RL及び２８RRは、駆動力源であり、図には示されていない減速歯車を介してそれぞれ後輪１２RL及び１２RRに正の制駆動力（駆動力）ＦdRL及びＦdRRを付与する。インホイールモータ２８FL〜２８RRは、交流同期モータであり、それぞれ車輪１２FL〜１２RRに相互に独立に駆動力を付与する駆動装置として機能する。車輪１２FL〜１２RRに付与される駆動力は、インホイールモータへ供給される制御電流が制御されることによって制御される。
【００３４】
以上の説明から解るように、少なくとも車体１６は車両１４のばね上３８を構成しており、少なくとも車輪１２FL〜１２RR、車輪支持部材２２FL〜２２RR及びインホイールモータ２８FL〜２８RRは、車両１４のばね下４０を構成している（図２参照）。
【００３５】
図１には示されていないが、車両１４には制動装置４１が設けられている。制動装置４１は、当技術分野において公知の任意の構造を有していてよく、車輪１２FL〜１２RRに相互に独立に制動力（負の制駆動力）を付与し得るよう構成されている。なお、インホイールモータ２８FL〜２８RRは、車両が制動される際に回生制動を行うようになっていてよい。インホイールモータ２８FL〜２８RR及び制動装置４１は、車輪１２FL〜１２RRに制駆動力を付与する制駆動装置を構成している。
【００３６】
更に、サスペンション１８FL〜１８RRは、それぞれ車輪１２FL〜１２RRの位置においてばね上とばね下との間に作用する上下力を変化可能なアクティブサスペンション装置３０FL〜３０RRを含んでいる。第一の実施形態においては、アクティブサスペンション装置３０FL〜３０RRはリニアモータ式のアクティブサスペンション装置である。
【００３７】
図２は、単輪モデルとしてサスペンション１８i（i＝FL、FR、RL及びRR）を示している。なお、FL、FR、RL及びRRはそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪を意味する。図２に示されているように、アクティブサスペンション装置３０iは、質量体３２iと、上側アクチュエータ３４iと、下側アクチュエータ３６iとを含んでいる。質量体３２iは、車両１４のばね上３８とばね下４０との間に配置され且つばね上及びばね下に対し上下方向に変位可能に支持されている。質量体３２iは、ばね下４０に固定されたばね系４２及び振動減衰系４４を介してばね下により支持されている。
【００３８】
よって、アクティブサスペンション装置３０FL〜３０RRの非作動時に、ばね系４２及び振動減衰系４４を介してばね下４０により質量体を支持することができる。従って、上側アクチュエータ３４i、下側アクチュエータ３６i、ばね上３８及びばね下４０に対し所定の関係をなすよう質量体３２iを保持することができる。
【００３９】
なお、アクティブサスペンション装置３０iが作動すると、質量体３２iは上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３６iから付勢力を受けるので、ばね系４２及び振動減衰系４４による質量体の支持は実質的に不要になる。よって、質量体３２iを支持するばね系及び振動減衰系は、アクティブサスペンション装置３０iが作動していない状況において、質量体を所定の位置に維持する機能があればよい。また、アクティブサスペンション装置３０iが作動すると、質量体３２iを支持するばね系のばね力及び振動減衰系の減衰力が低減されるようになっていてもよい。質量体３２iの質量は、車体１６の質量及び車輪１２iの質量よりも小さい。
【００４０】
上側アクチュエータ３４iは、ボールジョイント４６iを介して片持支持された状態にてばね上３８に取り付けられ且つ下方へ延在する上側支持プレート４８iを含んでいる。下側アクチュエータ３６iは、ボールジョイント４８iを介して片持支持された状態にてばね下４０に取り付けられ且つ上方へ延在する下側支持プレート５０iを含んでいる。図４（Ａ）に示されているように、質量体３２iは質量体３２siと質量体３２uiとよりなっており、質量体３２si及び３２uiは連結部材５２iにより一体的に連結されている。
【００４１】
上側支持プレート４８iの下側支持プレート５０iに対向する面には、上下方向に配列され交互に逆の磁極を有するよう構成された複数の電磁コイル５４iが固定されている。質量体３２siには、電磁コイルに対向して交互に逆の磁極を有するよう上下方向に配列された複数の永久磁石５６iが固定されている。よって、上側アクチュエータ３４iは、図３に示されているように、質量体３２siと共働して質量体３２iに上下方向の付勢力Ｆasiを付与しその反力Ｆrsiをばね上３８へ伝達する上側リニアモータを構成している。反力Ｆrsiは付勢力Ｆasiと大きさが同一で方向が逆の力である。
【００４２】
同様に、下側支持プレート５０iの上側支持プレート４８iとは反対側の面には、上下方向に配列され交互に逆の磁極を有するよう構成された複数の電磁コイル５８iが固定されている。質量体３２uiには、電磁コイルに対向して交互に逆の磁極を有するよう上下方向に配列された複数の永久磁石６０iが固定されている。よって、下側アクチュエータ３６iは、図３に示されているように、質量体３２uiと共働して質量体３２iに上下方向の付勢力Ｆauiを付与しその反力Ｆruiをばね下４０へ伝達する下側リニアモータを構成している。反力Ｆruiは付勢力Ｆauiと大きさが同一で方向が逆の力である。
【００４３】
図には示されていないが、ばね上３８、ばね下４０及び質量体３２iの質量をそれぞれｍs、ｍu、ｍmとする。ばね上３８の変位、速度及び加速度をそれぞれｚs、ｚsd、ｚsddとし、ばね下４０の変位、速度及び加速度をそれぞれｚu、ｚud、ｚuddとし、質量体３２iの変位、速度及び加速度をそれぞれｚm、ｚmd、ｚmddとする。ショックアブソーバ２４iの減衰係数及びサスペンションスプリング２６iのはね定数をそれぞれＣ及びＫとし、ばね系４２のはね定数及び振動減衰系４４の減衰係数をそれぞれｋ及びｃとする。車輪１２iのタイヤのばね定数をＫtとし、路面変位ｚ0とする。上方への変位、速度及び加速度をそれぞれ正の変位、速度及び加速度として、ばね上３８、ばね下４０及び質量体３２iの運動方程式は、それぞれ下記の式（１）〜（３）にて表される。
【数１】
2019162909.tif 000003
【００４４】
上記式（１）〜（３）から、ばね上３８は質量体３２iから反力Ｆrsiを受け、ばね下４０は質量体３２iから実質的に反力Ｆruiを受けるが、反力Ｆrsi及びＦruiは相互に影響を受けない力である。換言すれば、上側アクチュエータ３４iが質量体３２siに付与する付勢力Ｆasiと、ばね下４０が質量体３２iから受ける反力Ｆruiとの間に相関はない。同様に、下側アクチュエータ３６iが質量体３２siに付与する付勢力Ｆauiと、ばね上３８が質量体３２iから受ける反力Ｆrsiとの間に相関はない。
【００４５】
これ以降の説明において、反力Ｆrsi及びＦruiを必要に応じてアクティブサス発生力Ｆrsi及びＦruiと指称する。よって、上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３６iは、それぞれ質量体３２si及び３２uiに付勢力を付与することにより、ばね上３８及びばね下４０へアクティブサス発生力Ｆrsi及びＦruiを伝達するよう構成されている。アクティブサス発生力Ｆrsi及びＦruiは、それぞれ上側アクチュエータ３４iの電磁コイル５４i及び下側アクチュエータ３６iの電磁コイル５８iへ供給される制御電流が制御されることによって制御される。
【００４６】
図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）は、アクティブサスペンション装置３０iの変形例を示している。図４（Ｂ）に示された変形例においては、電磁コイル５４i及び５８iは、それぞれ上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iの互いに対向する面とは反対側の面に固定されている。よって、永久磁石５６i及び６０iは、それぞれ質量体３２si及び３２uiの互いに対向する面に固定されている。図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示された変形例は、質量体３２siが質量体３２uiに対し上方へオフセットされている点を除き、それぞれ図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されたアクティブサスペンション装置と同様に構成されている。
【００４７】
なお、図２乃至図４には示されていないが、アクティブサスペンション装置３０iは、永久磁石５６i及び６０iがそれぞれ電磁コイル５４i及び５８iに接触することなく互いに近接して上下方向へ相対変位する状況を確保する手段を含んでいてよい。例えば、連結部材５２iにより支持されたローラ（図示せず）が、好ましくは上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iの両側において、それらの支持プレートに沿って転動するようになっていてよい。
【００４８】
更に、質量体３２uiは、付勢力Ｆasiを受けると上側支持プレート４８iに沿って変位する。よって、図２乃至図４には示されていないが、上側支持プレート４８iに対する質量体３２siの上方への変位及び下方への変位をそれぞれ制限する上側ストロークリミッタ及び下側ストロークリミッタが設けられていてよい。同様に、質量体３２uiは、付勢力Ｆauiを受けると下側支持プレート５０iに沿って変位する。よって、図２乃至図４には示されていないが、下側支持プレート５０iに対する質量体３２uiの上方への変位及び下方への変位をそれぞれ制限する上側ストロークリミッタ及び下側ストロークリミッタが設けられていてよい。なお、自動車などの車両が走行する際の一般的な路面入力についてみると、質量体３２uiの上方への変位及び下方への変位はそれぞれ１０cm程度である。
【００４９】
図２乃至図４に示された上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iは、平板状をなしている。しかし、上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iは、車両１４の前後方向に見て湾曲していてもよく、また上下方向に見て湾曲していてもよい。上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iは、それぞれボールジョイント４６i及び４８iを介することなく、好ましくはばね上３８及びばね下４０に対し弾性変形可能に、直接ばね上及びばね下に固定されていてもよい。
【００５０】
図５は、車両１４の右半分を横方向に見た二輪モデルについて、車両に作用する上下力を説明する図である。なお、図５の説明においては、車両１４の右半分について説明するが、車両の左半分も右半分と同様である。
【００５１】
図５において、右前輪１２FRの瞬間中心Ｏfは右前輪の接地点Ｐfrに対し車両の後方且つ上方に位置し、右後輪１２RRの瞬間中心Ｏrは右後輪の接地点Ｐrrに対し車両の前方且つ上方に位置するとする。また、瞬間中心Ｏfと接地点Ｐfrとを結ぶ線分が水平方向に対しなす角度をθfとし、瞬間中心Ｏrと接地点Ｐrrとを結ぶ線分が水平方向に対しなす角度をθrとする。
【００５２】
周知のように、右前輪１２FRに正（前進方向）の制駆動力ＦbdFR、即ち駆動力が付与されると、サスペンション１８FRによって下向きの上下力ＦdFR・tanθfが発生され、車体１６へ伝達される。制駆動力ＦdFRが負（後進方向）の駆動力、即ち制動力である場合には、上下力ＦbdFR・tanθfは上向きの上下力になる。
【００５３】
これに対し、右後輪１２RRに負の制駆動力ＦbdFR、即ち制動力が付与されると、サスペンション１８RRによって下向きの上下力ＦbdRR・tanθrが発生され、車体１６へ伝達される。制駆動力ＦbdFRが正の制駆動力である場合には、上下力ＦbdRR・tanθRは上向きの上下力になる。
【００５４】
上述のように、フロントサスペンション１８FRには、上側アクチュエータ３４FR及び下側アクチュエータ３６FRを有するアクティブサスペンション装置３０FRが設けられている。上側アクチュエータ３４FRはアクティブサス発生力ＦrsFRを発生し、下側アクチュエータ３６FRはアクティブサス発生力ＦruFRを発生する。アクティブサス発生力ＦrsFR及びＦruFRは、それぞれ車体１６及び右前輪１２FR（ばね下）へ伝達される。
【００５５】
同様に、リヤサスペンション１８RRには、上側アクチュエータ３４RR及び下側アクチュエータ３６RRを有するアクティブサスペンション装置３０RRが設けられている。上側アクチュエータ３４RRはアクティブサス発生力ＦrsRRを発生し、下側アクチュエータ３６RRはアクティブサス発生力ＦruRRを発生する。アクティブサス発生力ＦrsRR及びＦruRRは、それぞれ車体１６及び右後輪１２RR（ばね下）へ伝達される。
【００５６】
よって、車両１４の重心Ｏgには、上述の種々の上下力によるヒーブ力Ｆhが作用し、前輪側の上下力と後輪側の上下力との差によるピッチモーメントＭpが重心Ｏgの周りに作用する。また、右側前後輪の上下力と左側前後輪の上下力との差によるロールモーメントＭr（図示せず）が重心Ｏgの周りに作用し、右側前後輪の制駆動力と左側前後輪の制駆動力との差によるヨーモーメントＭw（図示せず）が重心Ｏgの周りに作用する。更に、四輪の制駆動力Ｆbdiの和に対応する前後力Ｆbdが車両１４に作用する。
【００５７】
ヒーブ力Ｆh、ロールモーメントＭr、ピッチモーメントＭp及びヨーモーメントＭwは、それぞれ車両１４のヒーブ、ロール、ピッチ及びヨーの姿勢を変化させ、前後力Ｆdは車両１４の加減速度を変化させる。従って、上下力を変化させることによってヒーブ力Ｆhなどを変化させるインホイールモータ２８FL〜２８RR、制動装置４１及びアクティブサスペンション装置３０FL〜３０RR（上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３４ui）は、姿勢制御デバイスとして機能する。
【００５８】
インホイールモータ２８FL〜２８RR、制動装置４１、上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３４uiは、電子制御装置７０によって制御され、よって、電子制御装置７０は姿勢制御デバイスを制御する制御ユニットとして機能する。図１には詳細に示されていないが、電子制御装置７０は、マイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいる。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。駆動回路は電源バッテリ、インバータなどを含んでいてよい。姿勢制御デバイスを制御するための制御プログラム（図６参照）は、ＲＯＭに格納されており、姿勢制御デバイスは同制御プログラムに従ってＣＰＵにより制御される。
【００５９】
図１に示されているように、電子制御装置７０には、操作量検出センサ７２から運転者の運転操作量を示す信号が入力され、状態量検出センサ７４から車両１４の走行状態量を示す信号が入力される。運転操作量には、運転者の操舵操作量を示す操舵角、運転者の駆動操作量を示すアクセル開度、運転者の制動操作量を示すマスタシリンダ圧力などが含まれている。走行状態量には、車両１４の移動速度である車速、及び車体１６のロールレート、ピッチレート及びヨーレートなどが含まれている。
【００６０】
車両１４の姿勢を好ましい姿勢に制御するためには、ヒーブ力Ｆh、ロールモーメントＭr、ピッチモーメントＭp及びヨーモーメントＭwが、それぞれ目標値である目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy及び目標ヨーモーメントＭzになるよう制御されなければならない。また、運転者の加減速操作に応じて車両１４の加減速度を制御するためには、前後力Ｆdが目標値である目標前後力Ｆxになるよう制御されなければならない。
【００６１】
なお、目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy、目標ヨーモーメントＭz及び目標前後力Ｆxは、運転者の運転操作量及び車両の目標姿勢により決定され、当技術分野においてそれらの求め方がよく知られている。よって、目標上下力Ｆzなどは当技術分野において公知の要領にて演算されてよいので、目標上下力Ｆzなどの演算についての説明を省略する。
【００６２】
よって、電子制御装置７０は、ヒーブ力Ｆh及びモーメントＭr、Ｍp及びＭwが、それぞれ目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy及び目標ヨーモーメントＭzになり、前後力Ｆdが前後力Ｆxになるよう、姿勢制御デバイスを制御する。目標上下力Ｆzは車両１４の重心Ｏgを通る鉛直方向軸に沿う目標ヒーブ力であり、目標ロールモーメントＭxは車両の重心Ｏgを通る前後方向軸（ロール軸）周りの目標モーメントである。目標ピッチモーメントＭyは車両の重心Ｏgを通る横方向軸（ピッチ軸）周りの目標モーメントであり、目標ヨーモーメントＭzは車両の重心Ｏgを通る鉛直方向軸（ヨー軸）周りの目標モーメントである。
【００６３】
上述のように、インホイールモータ２８FL〜２８RR及び制動装置４１は、互いに共働して各車輪に相互に独立して制駆動力を付与するので、各車輪に制駆動装置が設けられていると見做されてよい。よって、姿勢制御デバイスの数は１２であるのに対し、姿勢制御の自由度の数（目標運動状態量の数）は５であり、従って姿勢制御デバイスの数は姿勢制御の自由度の数よりも大きい。よって、姿勢制御の自由度の数と同数の運動方程式を解くことによって各姿勢制御デバイスの目標制御力を求めることができないので、本発明においては以下のように各姿勢制御デバイスの目標制御力を求める。
【００６４】
目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy、目標ヨーモーメントＭz及び目標前後力Ｆxを含むベクトルを目標値ベクトルと指称する。また、それぞれ左右前輪及び左右後輪の制御制駆動力Ｆdi、アクティブサス発生力Ｆsi及びアクティブサス発生力Ｆuiを含むベクトルを、姿勢制御デバイスを駆動するための制御力ベクトル｛Ｆc｝と指称する。制御制駆動力Ｆdiは制駆動力Ｆbdiの目標値であり、アクティブサス発生力Ｆdi及びＦuiはそれぞれアクティブサス発生力Ｆrdi及びＦruiの目標値である。
【００６５】
制御力ベクトル｛Ｆc｝を目標値ベクトルに変換するための変換行列を［Ａ］とすると、下記の式（４）が成立する。
【数２】
2019162909.tif 000004
【００６６】
変換行列［Ａ］は、姿勢制御デバイスの数及び位置などに応じて定まり、第一の実施形態においては、下記の式（５）により表される。
【数３】
2019162909.tif 000005
【００６７】
ここで、ａfは、フロントサスペンションのアンチダイブ（リフト）係数であり、ａf＝tanθfである。ａrは、リヤサスペンションのアンチダイブ（リフト）係数であり、ａr＝tanθrである。θf及びθrにつては、図５を参照されたい。δは前輪の舵角である。ｄfは、車両１４のフロントトレッドの２分の１であり、ｄrは、車両のリヤトレッドの２分の１である（図１参照）。ｌfは、車両１４の重心Ｏgと前輪の車軸との間の前後方向の距離であり、ｌrは、車両の重心と後輪の車軸との間の前後方向の距離である（図５参照）。
【００６８】
上記式（４）から、下記の式（６）が成立する。即ち、制御力ベクトル｛Ｆc｝は、変換行列［Ａ］の擬似逆行列（一般逆行列化）と、目標値ベクトルとの積として演算可能である。変換行列［Ａ］の擬似逆行列（一般逆行列化）は、［Ａ］Ｔ（［Ａ］［Ａ］Ｔ）−１である。
【数４】
2019162909.tif 000006
【００６９】
上記式（６）による制御力ベクトル｛Ｆc｝の演算においては、下記の式（７）により表される制御力ベクトル｛Ｆc｝の２乗ノルムが最小になり、且つ目標値ベクトルの五つの目標運動状態量が実現されるよう、制御力ベクトル｛Ｆc｝が演算される。従って、姿勢制御に要するエネルギーが最小になるので、姿勢制御により消費される電力を低減することができる。
【数５】
2019162909.tif 000007
【００７０】
電子制御装置７０は、車両の走行状態に基づいて五つの目標運動状態量を演算し、上記式（６）及び（７）に従って、制御力ベクトル｛Ｆc｝を演算する。更に、電子制御装置７０は、制御力ベクトル｛Ｆc｝に基づいてインホイールモータ２８FL〜２８RR、上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３４uiを制御することにより、五つの運動状態量がそれぞれ対応する目標運動状態量になるように制御する。
【００７１】
次に、図６に示されたフローチャートを参照して、目標運動状態量の演算及びインホイールモータ２８FL〜２８RRなどの姿勢制御デバイスの制御について説明する。なお、図６に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに電子制御装置７０によって所定の時間毎に繰返し実行される。
【００７２】
まず、ステップ１０においては、操作量検出センサ７２により検出された運転者の運転操作量を示す信号として、操舵角を示す信号、アクセル開度を示す信号、マスタシリンダ圧力を示す信号など読み込まれる。また、状態量検出センサ７４により検出された車両１４の走行状態量を示す信号として、車速を示す信号、車体１６のロールレートを示す信号、車体のピッチレートを示す信号及び車両のヨーレートを示す信号などが読み込まれる。
【００７３】
ステップ２０においては、目標値ベクトル、即ち目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy、目標ヨーモーメントＭz及び目標前後力Ｆxが、当技術分野において公知の要領にて演算される。
【００７４】
ステップ３０においては、上記式（５）に従って、制御力ベクトル｛Ｆc｝を目標値ベクトルに変換するための変換行列［Ａ］が演算される。なお、前輪の舵角δは操舵角θに基づいて演算される。
【００７５】
ステップ４０においては、上記式（６）に従って、制御力ベクトル｛Ｆc｝が演算される。即ち、制御制駆動力ＦdFL、ＦdFR、ＦdRL及びＦdRR、アクティブサス発生力ＦsFL、ＦsFR、ＦsRL及びＦsRR、及びアクティブサス発生力ＦuFL、ＦuFR、ＦuRL及びＦuRRが演算される。
【００７６】
ステップ５０においては、車輪１２FL〜１２RRの制駆動力ＦbdFL、ＦbdFR、ＦbdRL及びＦbdRRがそれぞれ制御制駆動力ＦdFL、ＦdFR、ＦdRL及びＦdRRになるように、インホイールモータ２８FL〜２８RR及び／又は制動装置４１が制御される。
【００７７】
ステップ６０においては、上側アクチュエータ３４iのアクティブサス発生力Ｆrsiがアクティブサス発生力Ｆsiになるように、上側アクチュエータ３４iが制御される。また、下側アクチュエータ３６iのアクティブサス発生力Ｆruiがアクティブサス発生力Ｆuiになるように、下側アクチュエータ３６iが制御される。
【００７８】
かくして、ステップ２０において、目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy、目標ヨーモーメントＭz及び目標前後力Ｆxが演算され、ステップ３０及び４０において、制御制駆動力Ｆdi、アクティブサス発生力Ｆsi及びＦuiが演算される。そして、ステップ５０において、車輪１２FL〜１２RRの制駆動力Ｆbdiがそれぞれ制御制駆動力Ｆdiになるように、インホイールモータ２８FL〜２８RR及び／又は制動装置４１が制御される。更に、ステップ６０において、上側アクチュエータ３４iがそのアクティブサス発生力Ｆrsiがアクティブサス発生力Ｆsiになるように制御され、また、下側アクチュエータ３６iがそのアクティブサス発生力Ｆruiがアクティブサス発生力Ｆuiになるように制御される。
【００７９】
図７は、前述の特許文献１に記載されたアクティブサスペンション装置のような当技術分野において公知のアクティブサスペンション装置８０iを示す図２と同様の図である。図７に示されているように、公知のアクティブサスペンション装置８０iは、車両１４のばね上３８とばね下４０との間に配置された一つのアクチュエータ８２iを含んでいる。アクチュエータ８２iは、軸力可変式のアクチュエータであり、軸力を変化させることにより、大きさが同一で方向が逆の上下力Ｆai及び−Ｆaiをそれぞればね上３８及びばね下４０に付与する。
【００８０】
図７に示された公知のアクティブサスペンション装置８０iが各車輪のサスペンション１８iに組み込まれている車両の姿勢制御に、第一の実施形態と同様の制御手法を適用することが考えられる。即ち、上記式（３）、（４）及び（２）に対応する下記の式（８）〜（１０）に従って、制御制駆動力Ｆdi及びアクティブサス発生力Ｆaiを演算することが考えられる。この制御を本発明に関連する制御と指称する。
【数６】
2019162909.tif 000008
【数７】
2019162909.tif 000009
【数８】
2019162909.tif 000010
【００８１】
アクチュエータ８２iがばね上３８及びばね下４０に付与する制御力は、大きさが同一で方向が逆の上下力である。よって、本発明に関連する制御においては、アクチュエータ８２iを制御してもばね上３８に作用する制御力及びばね下４０に作用する制御力を相互に独立して制御することができない。
【００８２】
これに対し、第一の実施形態によれば、上側アクチュエータ３４iによってアクティブサス発生力Ｆsiがばね上３８に付与され、下側アクチュエータ３６iによってアクティブサス発生力Ｆuiがばね下４０に付与される。よって、各車輪の位置において、一つのアクチュエータ８２iによって大きさが同一で方向が逆の上下力がばね上及びばね下に付与される場合に比して、車体の姿勢を好ましい姿勢に制御することができる。
【００８３】
例えば、図８は、路面入力に起因するヒーブモードのばね上加速度と周波数との関係を示すボード線図である。図８において、実線は第一の実施形態の場合を示し、破線は本発明に関連する制御（図７）の場合を示し、一点鎖線は姿勢制御が行われない場合を示している。特に、図８は、ばね上の質量が１４００kgであり、ばね下の質量が８０kgであり、質量体の質量が１０kgである場合の値を示している。
【００８４】
図８から、第一の実施形態によれば、本発明に関連する制御に比して、ばね下共振の周波数以上の高い周波数領域におけるばね上の振動を効果的に低減することができることが解る。また、第一の実施形態によれば、本発明に関連する制御に比して、ばね上共振の周波数及びその近傍の周波数領域におけるばね上の振動を低減することができることが解る。以上のように制振効果が向上するのは、第一の実施形態におけるアクティブサスペンション装置がばね上及びばね下に個別に制御力を付与することができることによると考えられる。
【００８５】
なお、図には示されていないが、ばね上重量などが上記の値とは異なる車両の場合にも、図８と同様の効果が認められた。また、図８に示されたヒーブモードの効果と同様に、ロールモード及びピッチモードについても、本発明に関連する制御に比して制振効果が向上することが認められた。なお、ヨーモード及び前後モードについては、本発明に関連する制御の場合と同様に、姿勢制御が行われない場合に比して良好に制振が達成されることが認められた。
【００８６】
更に、第一の実施形態によれば、上述のように、制御力ベクトル｛Ｆc｝は、式（７）により表される制御力ベクトル｛Ｆc｝の２乗ノルムが最小になり、且つ目標値ベクトルの五つの目標運動状態量が実現されるよう、演算される。従って、姿勢制御に要するエネルギーが最小になるので、姿勢制御による消費電力を低減しつつ、車両の運動状態量を目標運動状態量に制御して車両の姿勢を良好に制御することができる。ピッチモード及びヨーモードについては、公知のアクティブサスペンション装置の場合と同様に制振が達成される。
【００８７】
［制御デバイスの他の組合せの例］
第一の実施形態においては、各車輪に対応してインホイールモータ２８i、上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３６iが設けられているが、制動装置４１を除く制御デバイスの数及び配置が図９に示されているように第一の実施形態とは異なっていてもよい。図９に示された種々の組合せの場合にも、第一の実施形態と同様に、公知のアクティブサスペンション装置の場合に比して効果的に車体の姿勢を制御することができる。
【００８８】
＜Ｎo.１〜Ｎo.４＞
Ｎo.１〜Ｎo.４においては、駆動力源である電動モータの数は２である。Ｎo.１においては、左右の前輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動される。Ｎo.２においては、左右の後輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動される。Ｎo.３においては、左右の前輪がそれぞれ対応する電動モータ（車体に搭載）によりドライブシャフトを介して駆動される。Ｎo.４においては、左右の後輪がそれぞれ対応する電動モータ（車体に搭載）によりドライブシャフトを介して駆動される。
【００８９】
Ｎo.１〜Ｎo.４においても、左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪のアクティブサスペンション装置３０iは、質量体３２iと、上側アクチュエータ３４iと、下側アクチュエータ３６iとを含んでいる。よって、姿勢制御デバイスの数は６であり、姿勢制御の自由度の数（＝５）よりも大きい。
【００９０】
なお、Ｎo.１及びＮo.３における変換行列［Ａ］は、下記の式（１１）により表される。
【数９】
2019162909.tif 000011
【００９１】
また、Ｎo.２及びＮo.４における変換行列［Ａ］は、下記の式（１２）により表される。
【数１０】
2019162909.tif 000012
【００９２】
＜Ｎo.５〜Ｎo.８＞
Ｎo.５〜Ｎo.８においては、駆動力源である電動モータの数は３である。Ｎo.５においては、左右の前輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動され、左右の後輪は一つの電動モータ（車体に搭載）により対応するドライブシャフトを介して駆動される。Ｎo.６においては、左右の後輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動され、左右の前輪は一つの電動モータ（車体に搭載）により対応するドライブシャフトを介して駆動される。Ｎo.７においては、左右の前輪がそれぞれ対応する電動モータ（車体に搭載）によりドライブシャフトを介して駆動され、左右の後輪は一つの電動モータ（車体に搭載）により対応するドライブシャフトを介して駆動される。Ｎo.８においては、左右の後輪がそれぞれ対応する電動モータ（車体に搭載）によりドライブシャフトを介して駆動され、左右の前輪は一つの電動モータ（車体に搭載）により対応するドライブシャフトを介して駆動される。
【００９３】
Ｎo.５〜Ｎo.８においても、左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪のアクティブサスペンション装置３０iは、質量体３２iと、上側アクチュエータ３４iと、下側アクチュエータ３６iとを含んでいる。よって、姿勢制御デバイスの数は７であり、姿勢制御の自由度の数（＝５）よりも大きい。
【００９４】
なお、Ｎo.５及びＮo.７における変換行列［Ａ］は、下記の式（１３）により表される。
【数１１】
2019162909.tif 000013
【００９５】
また、Ｎo.６及びＮo.８における変換行列［Ａ］は、下記の式（１４）により表される。
【数１２】
2019162909.tif 000014
【００９６】
＜Ｎo.９〜Ｎo.１１＞
Ｎo.９〜Ｎo.１１においては、駆動力源である電動モータの数は４である。Ｎo.９においては、第一の実施形態と同様に、左右の前輪及び左右の後輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動される。Ｎo.１０においては、左右の前輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動され、左右の後輪はそれぞれ対応する電動モータ（車体に搭載）によりドライブシャフトを介して駆動される。Ｎo.１１においては、左右の後輪がそれぞれ対応するインホイールモータにより駆動され、左右の前輪はそれぞれ対応する電動モータ（車体に搭載）によりドライブシャフトを介して駆動される。
【００９７】
Ｎo.９〜Ｎo.１１においては、左右前輪のサスペンション又は左右後輪のサスペンションが第一の実施形態と同様のアクティブサスペンション装置３０iであってよく、或いは四輪のサスペンションが第一の実施形態と同様のアクティブサスペンション装置３０iであってもよい。よって、姿勢制御デバイスの数は６又は８であり、姿勢制御の自由度の数（＝５）よりも大きい。
【００９８】
なお、左右前輪のサスペンションが第一の実施形態と同様のアクティブサスペンション装置３０FL及び３０FRである場合には、Ｎo.９〜Ｎo.１１における変換行列［Ａ］は、下記の式（１５）により表される。
【数１３】
2019162909.tif 000015
【００９９】
また、左右後輪のサスペンションのサスペンションが第一の実施形態と同様のアクティブサスペンション装置３０RL及び３０RRである場合には、Ｎo.９〜Ｎo.１１における変換行列［Ａ］は、下記の式（１６）により表される。
【数１４】
2019162909.tif 000016
【０１００】
更に、四輪のサスペンションが第一の実施形態と同様のアクティブサスペンション装置３０iである場合には、Ｎo.９〜Ｎo.１１における変換行列［Ａ］は、下記の式（１７）により表される。
【数１５】
2019162909.tif 000017
【０１０１】
なお、上記Ｎo.３〜Ｎo.８、Ｎo.１０、Ｎo.１１においては、車体に搭載された電動モータによりドライブシャフトを介して駆動される車輪が含まれている。これらの車輪における上記角度θf及び／又はθrは、第一の実施形態における角度（図５）とは異なる。即ち、角度θfは、前輪の瞬間中心Ｏfと前輪の回転軸線（図示せず）とを結ぶ直線が水平方向に対しなす角度である。角度θrは、後輪の瞬間中心Ｏrと後輪の回転軸線（図示せず）とを結ぶ直線が水平方向に対しなす角度である。
【０１０２】
［第二乃至第五の実施形態］
図１０乃至図１３は、それぞれ本発明の車両の姿勢御装置の第二乃至第五の実施形態にかかるアクティブサスペンション装置８６iを示している。アクティブサスペンション装置８６iは、質量体８８iと、上側アクチュエータ９０iと、下側アクチュエータ９２iとを有している。なお、図１０乃至図１３においては、質量体８８iを支持するばね系及び振動減衰系（図２に示されたばね系４２及び振動減衰系４４にそれぞれ対応）は図示されていない。また、第二乃至第五の実施形態における姿勢制御は、上側アクチュエータ３４i及び下側アクチュエータ３６iに変えてそれぞれ上側アクチュエータ９０i及び下側アクチュエータ９２iが制御される点を除き、第一の実施形態と同様に実行される。
【０１０３】
図１０に示された第二の実施形態においては、上側アクチュエータ９０iは、上端にてばね上３８により支持された上側ラックバー９４iと、上側ラックバーのラック歯９６iと噛合するピニオン９８iとを有している。上側ラックバー９４iは、質量体８８iを貫通して上下方向に延在し、質量体は上側ラックバーに対し上下方向に変位可能である。ピニオン９８iは、質量体８８iによって支持された電動モータ１００iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。
【０１０４】
ラック歯９６i及びピニオン９８iは、ラック・アンド・ピニオン機構を構成している。電動モータ１００iの駆動トルクはラック・アンド・ピニオン機構により上下力に変換され、質量体８８iに付勢力が付与されると共に、その反力であるアクティブ発生力Ｆrsiが上側ラックバー９４iによってばね上３８へ伝達される。
【０１０５】
同様に、下側アクチュエータ９２iは、下端にてばね下４０により支持された下側ラックバー１０２iと、下側ラックバーのラック歯１０４iと噛合するピニオン１０６iとを有している。下側ラックバー１０２iは、質量体８８iを貫通して上下方向に延在し、質量体は下側ラックバーに対し上下方向に変位可能である。ピニオン１０６iは、質量体８８iによって支持された電動モータ１０８iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。
【０１０６】
ラック歯１０４i及びピニオン１０６iは、ラック・アンド・ピニオン機構を構成している。電動モータ１０８iの駆動トルクはラック・アンド・ピニオン機構により上下力に変換され、質量体８８iに付勢力が付与されると共に、その反力であるアクティブ発生力Ｆruiが下側ラックバー１０２iによってばね下４０へ伝達される。
【０１０７】
なお、上側ラックバー９４i及び下側ラックバー１０２iは、それぞれボールジョイントなどを介してばね上３８及びばね下４０に連結されていてよい。また、質量体８８iは、電動モータ１００iを支持する上側質量体と電動モータ１０８iを支持する下側質量体とよりなり、ラックバー９４i及び１０２iが相対的に傾斜し得るよう、上側質量体及び下側質量体が連結部材５０iのような連結部材によって連結されていてよい。
【０１０８】
図１１に示された第三の実施形態においては、上側アクチュエータ９０iの上側ラックバー９４iは、下端にて質量体８８iに連結され、ばね上３８によりばね上に対し上下方向に変位可能に支持されている。下側アクチュエータ９２iの下側ラックバー１０２iは、上端にて質量体８８iに連結され、ばね下４０によりばね下に対し上下方向に変位可能に支持されている。
【０１０９】
上側ラックバーのラック歯９６iと噛合するピニオン９８iは、ばね上３８によって支持された電動モータ１００iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。下側ラックバーのラック歯１０４iと噛合するピニオン１０６iは、ばね下４０によって支持された電動モータ１０８iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。
【０１１０】
第三の実施形態においても、ラック歯９６i及びピニオン９８iは、ラック・アンド・ピニオン機構を構成し、ラック歯１０４i及びピニオン１０６iは、ラック・アンド・ピニオン機構を構成している。電動モータ１００iの駆動トルクはラック・アンド・ピニオン機構により上下力に変換され、上側ラックバー９４iを介して質量体８８iに付勢力が付与されると共に、その反力であるアクティブ発生力Ｆrsiがばね上３８に付与される。電動モータ１０８iの駆動トルクはラック・アンド・ピニオン機構により上下力に変換され、下側ラックバー１０２iを介して質量体８８iに付勢力が付与されると共に、その反力であるアクティブ発生力Ｆruiがばね下４０に付与される。
【０１１１】
なお、上側ラックバー９４i及び下側ラックバー１０２iは、互いに整合して上下方向に延在しているが、互いに整合していなくてもよい。また、上側ラックバー９４i及び下側ラックバー１０２iの少なくとも一方が、ボールジョイントなどを介して対応するばね上３８又はばね下４０に連結されていてよい。
【０１１２】
図１２に示された第四の実施形態においては、上側アクチュエータ９０iは第二の実施形態と同様に構成され、下側アクチュエータ９２iは第三の実施形態と同様に構成されている。よって、上側ラックバーのラック歯９６iと噛合するピニオン９８iは、質量体８８iによって支持された電動モータ１００iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。下側ラックバーのラック歯１０４iと噛合するピニオン１０６iは、ばね下４０によって支持された電動モータ１０８iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。
【０１１３】
図１３に示された第五の実施形態においては、上側アクチュエータ９０iは第三の実施形態と同様に構成され、下側アクチュエータ９２iは第二の実施形態と同様に構成されている。よって、上側ラックバーのラック歯９６iと噛合するピニオン９８iは、ばね上３８によって支持された電動モータ１００iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。下側ラックバーのラック歯１０４iと噛合するピニオン１０６iは、質量体８８iによって支持された電動モータ１０８iにより図には示されていない減速歯車を介して回転駆動される。
【０１１４】
第二乃至第五の実施形態にかかるアクティブサスペンション装置８６iは、第一の実施形態のアクティブサスペンション装置３０iと同様に機能する。即ち、第一の実施形態と同様に、上側アクチュエータ９０iはアクティブ発生力Ｆsiをばね上３８に付与し、下側アクチュエータ９２iはアクティブ発生力Ｆuiをばね下４０に付与する。よって、第二乃至第五の実施形態における姿勢制御は、上述の第一の実施形態及び制御デバイスの他の組合せの例Ｎo.１〜Ｎo.１１と同様に実行されてよい。
【０１１５】
［変形例］
上述の第一乃至第五の実施形態は、サスペンション１８iの上側アクチュエータ３４i又は９０iのアクティブ発生力Ｆsi及び下側アクチュエータ３４ui又は９２iのアクティブ発生力Ｆuiが制限される場合にも適用可能である。フロントサスペンション１８FL、１８FRのアクティブ発生力Ｆsi及びＦuiの制限率をＷf（０＜Ｗf＜１）とし、リヤサスペンション１８RL、１８RRのアクティブ発生力Ｆsi及びＦuiの制限率をＷr（０＜Ｗr＜１）とする。
【０１１６】
この状況の場合には、上記式（６）に対応する制御力ベクトル｛Ｆc｝の演算式は、下記の式（１８）にて表される。
【数１６】
2019162909.tif 000018
【０１１７】
上記式（１８）において、［Ａw］Ｔ及び［Ｗ］はそれぞれ下記の式（１９）及び（２０）である。
【数１７】
2019162909.tif 000019
【０１１８】
この変形例によれば、上記式（１８）〜（２０）に従って制御力ベクトル｛Ｆc｝が演算されるので、アクティブ発生力Ｆsi及びＦuiが制限される場合にも、第一乃至第五の実施形態と実質的に同様の効果を得ることができる。なお、上記式（１８）〜（２０）は、図９に示された種々の制御デバイスの数及び配置の組合せに適用されてよい。
【０１１９】
以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１２０】
例えば、上述の第一乃至第五の実施形態及び制御デバイスの他の組合せにおいては、操作量検出センサ７２により検出された運転者の運転操作量及び状態量検出センサ７４により検出された車両１４の走行状態量に基づいて、目標上下力Ｆzなどの目標値ベクトルが演算されるようになっている。しかし、ばね上速度及びばね下速度が演算され、ばね上速度及びばね下速度に基づいて目標値ベクトルの少なくとも一部が演算されてもよい。その場合、ばね上加速度及びばね下加速度が検出され、ばね上加速度及びばね下加速度に基づいて、それぞれフーリエ級数型の予測フィルタ又はこれに準ずるフィルタによりばね上速度及びばね下速度が推定されてよい。
【０１２１】
また、上述の第一の実施形態においては、質量体３２iは、ばね下４０に固定されたばね系４２及び振動減衰系４４を介してばね下により支持されている。しかし、質量体３２iは、ばね上３８に固定されたばね系及び振動減衰系を介してばね上により支持されていてもよく、ばね下４０及びばね上３８に固定されたばね系及び振動減衰系を介してばね上により支持されていてもよい。これらのことは、図１０乃至図１３に示された第二乃至第五の実施形態についても同様である。
【０１２２】
また、上述の第一の実施形態においては、上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iにそれぞれ複数の電磁コイル５４i及び５８iが固定され、質量体３２siに複数の永久磁石５６i及び６０iが固定されている。しかし、上側支持プレート４８i及び下側支持プレート５０iにそれぞれ複数の永久磁石５６i及び６０iが固定され、質量体３２siに複数の電磁コイル５４i及び５８iが固定されてもよい。
【０１２３】
更に、上述の第一乃至第五の実施形態及び制御デバイスの他の組合せにおいては、目標値ベクトルは、目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy、目標ヨーモーメントＭz及び目標前後力Ｆxである。しかし、目標上下力Ｆz、目標ロールモーメントＭx、目標ピッチモーメントＭy及び目標ヨーモーメントＭzの何れかが省略されてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…姿勢制御装置、１２FL〜１２RR…車輪、１４…車両、１６…車体、１８FL〜１８RR…サスペンション、２８FL〜２８RR…インホイールモータ、３０FL〜３０RR…アクティブサスペンション装置、３２FL〜３２RR…質量体、３４FL〜３４RR…上側アクチュエータ、３６FL〜３６RR…下側アクチュエータ、４１…制動装置、４２…ばね系、４４…振動減衰系、７０…電子制御装置、７２…操作量検出センサ、７４…状態量検出センサ、８６i…アクティブサスペンション装置、８８i…質量体、９０i…上側アクチュエータ、９２i…下側アクチュエータ
【図１】
2019162909.tif 000020
【図２】
2019162909.tif 000021
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019162909.tif 000024
【図６】
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【図７】
2019162909.tif 000026
【図８】
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【図９】
2019162909.tif 000028
【図１０】
2019162909.tif 000029
【図１１】
2019162909.tif 000030
【図１２】
2019162909.tif 000031
【図１３】
2019162909.tif 000032