(57)【要約】【課題】  車体側部材の振動抑制効果の高いアクティブサスペンションを提供し、車両の乗り心地を向上することにある。【解決手段】  車両の各車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と各車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４との間に夫々介装され、発生する制御力Ｆを調整可能なアクティブサスペンションであって、車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対運動ｖを回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転運動が伝達されるモータ１とを備え、モータ１に生じる電磁力を車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４との相対移動を抑制する制御力Ｆとして利用するサスペンション装置を具備してなり、少なくとも車両各輪のバネ上質量ｍに基づいて上記制御力Ｆを調整する。【選択図】      図２
2005262939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車体側部材と各車軸側部材との間に夫々介装され、発生する制御力を調整可能なアクティブサスペンションにおいて、車体側部材と車軸側部材の相対運動を回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転運動が伝達されるモータとを備え、モータに生じる電磁力を車体側部材と車軸側部材との相対移動を制御する制御力として利用するサスペンション装置を具備してなり、少なくとも車両各輪のバネ上質量に基づいて上記制御力を調整することを特徴とするアクティブサスペンション。
【請求項２】
各バネ上質量に基づいて、バネ上共振周波数および減衰率を変化させないように制御力を調整することを特徴とする請求項１に記載のアクティブサスペンション。
【請求項３】
各バネ上質量に基づいて、対応する制御ゲイン算出用マップを参照して制御ゲインを設定し、車体側部材と車軸側部材の相対変位および相対速度および上記制御ゲインとに基づいて制御力を調整する請求項１または２に記載のアクティブサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブサスペンションの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に車両においては、車体側部材の振動を抑制するために車体側部材と車軸側部材との間にサスペンションを介装させており、効率よく振動を抑制する為に、種々の制御手法が提案されている。そして、古くから、スカイフック制御則等を利用したセミアクティブサスペンションが開発され、その制御手法も多岐にわたっている。しかしながら、セミアクティブサスペンションでは、振動の入力に対してパッシブな制御しか可能とならないため、振動を充分に抑制することができない場合がある。したがって、より効率よく振動を抑制可能なアクティブサスペンションの実用化が望まれており、このアクティブサスペンションは、車両の走行中に路面から入力される振動に対して、アクチュエータにより強制的に車体側部材に外力を与え車体側部材の振動を抑制する、すなわち、アクティブに振動を抑制することができるものである（たとえば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６４０３３号公報（発明の実施の形態，図１）
【特許文献２】特開２０００−２６４０３４号公報（発明の実施の形態，図１）
【特許文献３】特開２００１−１０３２４号公報（発明の実施の形態，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来技術では、車両の車体側部材の振動を抑制する際に以下の問題がある。
【０００４】
すなわち、たとえば、４輪自動車に適用された場合、車両の車体側部材と車軸側部材との間の４箇所に介装されるが、車両の搭乗者の体重や人数、荷物の積み下ろしによって、車重が変化するとともに、各アクティブサスペンションで担持しているバネ上質量が変化するので、バネ上共振点が変化し、これを考慮しない従来のアクティブサスペンションにあっては、車体側部材の振動を充分に抑制することができない場合があると指摘される可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記不具合を改善する為のものであって、その目的とするところは、車体側部材の振動抑制効果の高いアクティブサスペンションを提供し、車両の乗り心地を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するため、第１の課題解決手段におけるサスペンション装置は、車両の各車体側部材と各車軸側部材との間に夫々介装され、発生する制御力を調整可能なアクティブサスペンションにおいて、車体側部材と車軸側部材の相対運動を回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転運動が伝達されるモータとを備え、モータに生じる電磁力を車体側部材と車軸側部材との相対移動を抑制する制御力として利用するサスペンション装置を具備してなり、少なくとも車両各輪のバネ上質量に基づいて上記制御力を調整することを特徴とする。
【０００７】
第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、各バネ上質量に基づいて、バネ上共振周波数および減衰率を変化させないように制御力を調整することを特徴とする。
【０００８】
第３の課題解決手段は、第１または第２の課題解決手段において、各バネ上質量に基づいて、制御ゲイン算出用マップを参照し制御ゲインを設定し、車体側部材と車軸側部材の相対変位および相対速度および上記制御ゲインとに基づいて制御力を調整する。
【発明の効果】
【０００９】
各請求項の発明によれば、本発明のサスペンション装置は減衰力を発生するだけでなくアクチュエータとしての機能を発揮することができ、従来のアクティブサスペンションのように、緩衝器の他にアクチュエータを搭載する必要がないばかりでなく、また、アクチュエータを駆動する油圧源等を搭載する必要もないので、サスペンション装置の車両への搭載性が向上するとともに、従来のアクティブサスペンションに比較して軽量にすることができる。
【００１０】
また、従来の油圧およびサスペンション装置では、上述のようにアクチュエータおよび油圧源の搭載が不可欠であり、既存車両に取付けること、いわゆる後付けが搭載スペースの関係上、不可能な場合があったが、本実施の形態のサスペンション装置にあっては、従来のサスペンション装置に比較して、スリムかつ省スペースであるので、既存の車両にも後付することが可能となる。
【００１１】
さらに、車両各輪でのバネ上質量の変化に対応した車両各輪毎での車体側部材の振動を効果的に抑制することが可能となり、車両における乗り心地を向上することができる。
【００１２】
また、サスペンション装置の発生する減衰力は、モータの電磁力で発生されることから、油圧式の緩衝器のように、バルブ開度で決定されるものとは異なり、きめ細かに減衰係数を変化させることができるとともに、ＥＣＵで電流供給を行い絶えず発生電磁力を監視することで出力としての減衰力を監視することができ、狙った制御を行うことが可能である。
【００１３】
そして、サスペンション装置のアクチュエータ機能も電流供給により制御されるから、油圧式のアクチュエータに比較して制御遅れが少なく、この点でも狙った制御が実現可能となる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、単にセミアクティブサスペンションにて車両各輪のバネ上質量変化に基づいて制御ゲインを変化させるサスペンション装置では、バネ上共振周波数および減衰率が変化してしまい、特にバネ上質量が大きくなるとバネ上共振周波数が低くなるので、振動を充分に減衰するまで長時間を要することとなるので、乗り心地が悪化する懸念があるが、本実施の形態では、上記のようにバネ上共振周波数および減衰率を変化させないように制御可能であり、上記弊害を防止することができる。
【００１５】
そして、車両各輪でのバネ上質量変化にかかわらず、振動の伝達関数を変化させないように制御することができ、車両各輪でのバネ上質量変化にかかわらず、車両の乗り心地を安定させることができるとともに、車両各輪でのバネ上質量変化にかかわらず、車両の運転者は常に同一の条件で運転することが可能となる。
【００１６】
さらに、正確なバネ要素の各バネ定数を測定することが可能であり、正確なバネ定数に基づいて制御することができるので、従来のアクティブサスペンションに比較して振動を効率的に抑制でき、車両における乗り心地を向上することができ、また、正確なバネ要素のバネ定数の測定もモータへの通電によって行われるので車両のパワーソースを大きく消費する油圧源等を使用する必要がなく、経済的である。
【００１７】
請求項３の発明によれば、各バネ上質量に基づいて、対応する制御ゲイン算出用マップ参照して制御ゲインを設定し、車体側部材と車軸側部材の相対変位および相対速度および上記制御ゲインとに基づいて制御力を調整するので、各バネ上質量が変化しても最適な振動抑制効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、本発明の一実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。図２は、アクティブサスペンションを車両に適用した状態を示す図である。図３は、制御ゲイン算出用マップを作成する手順を示すフローチャートである。図４は、制御ゲインを変更する処理手順を示すフローチャートである。図５は、他の実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態におけるサスペンション装置は、基本的には、ボール螺子ナット４と、ボール螺子ナット４内に回転自在に螺合される螺子軸３とで構成される運動変換機構と、モータ１とで構成され、螺子軸３の上端がモータ１のシャフト１ａに連結され、モータ１への電流供給によりモータ１の発生するトルクを調整し、螺子軸３にトルクを伝達し、このサスペンション装置が伸縮する時のボール螺子ナット４の図１中上下方向の直線運動を制御することが出来るものである。
【００２０】
以下、詳細な構造について説明する。モータ１は、有底筒状の外筒２内に内設され、モータ１のシャフト１ａは、外筒２内にボールベアリング９，１０，１１を介して回転自在に挿入され、また、モータ１のシャフト１ａは螺子軸３に連結されている。なお、図示するところでは、螺子軸３とシャフト１ａとを別部材として、それぞれを連結しているが、螺子軸３とシャフト１ａとが一体的に形成されてもよい。また、外筒２の図１中上端には、車両へこのサスペンション装置を取付ける為のブラケット２０が設けられている。
【００２１】
モータ１は、上記螺子軸３に連結されるシャフト１ａと、シャフト１ａの外周に取付けられた磁石７，７と、外筒２の内周であって上記磁石７，７と対向するように取付けたコア８と、コア８に嵌装したコイル６とで構成されるブラシレスモータであって、この場合、外筒２がモータ１のフレームとしての役割を果たしている。そして、モータ１の各電極（図示せず）は、図２に示すようにＥＣＵ３０に接続され、モータ１にＥＣＵ３０から電流を供給し、モータ１が電磁力に起因するトルクを発生できるようにしてあり、所望の制御力を得られるよう設定されている。また、このブラシレスモータには、回転子の位置検出手段としてホール素子Ｈが搭載され、このホール素子Ｈは、後述する駆動回路の回転ロジックに接続されるとともに、ＥＣＵ３０で回転子の回転運動の状況（回転角や角速度等）を把握することができるようになっている。なお、ホール素子Ｈに換えて磁気センサや光センサ等を搭載するとしてもよい。また、もともと位置検出手段を有しないモータ、たとえば、直流ブラシ付モータ等を使用する場合には、サスペンション装置の制御にあたり位置検出手段を設ける方が好ましい場合がある。これについては後述する。また、位置検出手段としてのホール素子を例に取れば、外部電源から当該素子に通電しておくことが必要であるが、ブラケット２０側を車両の車体側に取付けるようにし、さらに、このブラケット２０を中空としておけば、ブラケット２０内を介して上記通電する為の電線（図示せず）を当該素子に接続して電流を供給するとすれば、ブラケット２０の図１中上端側から伸びる電線を外方の制御装置、制御回路に接続する際の取り回しも、容易となり、上記電線は車体内に収容されることとなるので、電線の損傷機会も減ずることが可能となる。また、外部電源を用いずとも、ボール螺子ナット４の回転により発電されるので、この誘導起電力によって発生される電流をホール素子に供給するか、一端外部のバッテリに蓄電しておいて、このバッテリから電流を供給するとしてもよい。ちなみに、この位置検出手段には常に通電してあり、後述するＥＣＵ３０等に接続しておくとことにより、車両の正確な車高を検出可能にしてある。なお、本実施の形態においては、コイル６を外筒２側に、磁石７，７をシャフト１ａ側に取付けているが、コイル６をシャフト１ａ側に、磁石７，７
を外筒２側に取付けるとしても良い。なお、本実施の形態においてはモータ１をブラシレスモータとしているが、電磁力発生源として使用可能であれば、様々なモータ、たとえば直流モータや交流モータ、誘導モータ等が使用可能である。
【００２２】
シャフト１ａに連結された螺子軸３は、その外周に螺子溝３ａが設けられており、外筒２内に摺動自在に挿入された有底筒状の内筒５内に挿入され、さらに、この内筒５内に嵌着されたボール螺子ナット４内に回転自在に螺合されている。すなわち、この実施の形態においては、螺子軸３とボール螺子ナット４とで運動変換機構が構成され、ボール螺子ナット４と螺子軸３との軸方向の相対的な直線運動は、螺子軸３の回転運動に変換される。ここで、ボール螺子ナット４の構造は特に図示しないが、たとえば、ボール螺子ナット４の内周には、螺子軸３の螺旋状の螺子溝３ａに符合するように螺旋状のボール保持部が設けられており、前記保持部に多数のボールが配在されてなり、ボール螺子ナット４の内部にはボールが循環可能なように前記螺旋状保持部の両端を連通する通路が設けられているものであって、螺子軸３を前記ボール螺子ナット４に螺合された場合に、螺子軸３の螺旋状の螺子溝３ａにボール螺子ナット４のボールが嵌合し、螺子軸３の回転運動に伴いボール自体も螺子軸３の螺子溝３ａとの摩擦力により回転するので、ラックアンドピニオン等の機構に比べ滑らかな動作が可能であるが、運動変換機構をラックアンドピニオンで構成して、ピニオンをモータ１のシャフト１ａに連結するとしてもよい。
【００２３】
上述のように、ボール螺子ナット４には螺子軸３が螺子溝３ａに沿って回転自在に螺合され、ボール螺子ナット４が螺子軸３に対し図１中上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット４はたとえば車体もしくは車軸側に固定される内筒５により回転運動が規制されているので、螺子軸３は強制的に回転駆動される。すなわち、上記機構によりボール螺子ナット４の直線運動が螺子軸３の回転運動に変換されることとなる。また、ボール螺子ナット４が図１中下方に移動してサスペンション装置が最伸びきり状態となったときには、螺子軸３の図１中下端に設けたクッション部材１５がボール螺子ナット４の図１中下端に当接して、螺子軸３がボール螺子ナット４から抜けてしまうことが防止されるとともに、最伸びきり時の衝撃を緩和し、最圧縮時には、螺子軸３が後述する内筒５の底部と当接することを防止して衝撃を緩和する。
【００２４】
なお、外筒２と内筒５との間にはダストシール（図示せず）が設けられ、これにより外筒２および内筒５で作られる空間に塵、埃や雨水等が侵入することが防止されている。ちなみに、外筒２内に内筒５が摺動自在に挿入されているが、外筒２と内筒５との間に環状の軸受を設けるとしてもよい。この場合には、外筒２の下端部内周が内筒５の外周面をかじってしまい外筒２と内筒５との間のシール性が劣化してしまう危険を防止できる。
【００２５】
また、外筒２内に内筒５が摺動自在に挿入されていることにより、内筒５およびボール螺子ナット４に対する螺子軸３の軸ぶれが防止されており、これにより、ボール螺子ナット４の一部のボール（図示せず）に集中して荷重がかかることを防止でき、ボールもしくは螺子軸３の螺子溝３ａが損傷する事態を避けることが可能である。また、ボールもしくは螺子軸３の螺子溝３ａの損傷を防止できるので、螺子軸３とボール螺子ナット４の回転若しくはサスペンション装置の伸縮方向への移動の各動作の円滑さを保つことができ、上記各動作の円滑を保てるので、サスペンション装置として機能も損なわれず、ひいては、サスペンション装置の故障を防止できる。
【００２６】
また、内筒５の図１中下端にはアイ型ブラケット２１が設けられており、このアイ型ブラケット２１と上述の外筒２の図１中上端に設けたブラケット２０とを利用して、車両の車体と車軸との間にサスペンション装置を介装することができるようになっている。
【００２７】
そして、上記のように構成されたサスペンション装置は、伸縮する、すなわち、外筒２に対し内筒５が図１中上下方向に移動すると、この内筒５に連結されたボール螺子ナット４も軸方向の直線運動をする、つまり図１中上下方向の直線運動をする。このボール螺子ナット４の直線運動は、ボール螺子ナット４と螺子軸３のボール螺子機構により、螺子軸３の回転運動に変換される。
【００２８】
そして、螺子軸３が回転運動を呈すると、シャフト１ａも回転する。すると、モータ１内のコイル６が磁石７，７の磁界を横ぎることとなり、コイル６には誘導起電力が発生し、モータ１は、上記誘導起電力に起因するシャフト１ａの回転に抗するトルクを発生する。そして、このシャフト１ａの回転に抗するトルクは、シャフト１ａが螺子軸３に接続されているので、螺子軸３の回転を抑制し、ボール螺子ナット４の上記直線運動を抑制することとなる。なお、螺子軸３の回転に伴ってシャフト１ａが回転することにより発生する誘導起電力に起因するコイル６に流れる電流と、モータ１が接続される後述のＥＣＵ３０から供給される電流との総和により電磁力を発生し、サスペンション装置はこの電磁力に見合った減衰力を発生することとなり、ＥＣＵ３０からの電流供給により、サスペンション装置の発生減衰力を調整することができるとともに、モータ１に供給される電流量の調整によりアクチュエータとしても使用可能となっている。
【００２９】
したがって、上記のモータ１のシャフト１ａの回転運動を抑制する作用は、ボール螺子ナット４の直線運動を抑制するように働くので、ボール螺子ナット４の直線運動を抑制する減衰力として作用し、振動エネルギを吸収緩和する。また、ここで、モータ１に供給される電流量を調整すれば、モータ１が発生するトルクは減衰力として作用するだけでなく、サスペンション装置の伸縮に対し、その伸縮を増長する方向の力としても利用でき、逆に、サスペンション装置を積極的に伸縮させることもでき、サスペンション装置の伸縮を自由にコントロールすることが可能である。
【００３０】
以上、一連の動作により、サスペンション装置は減衰力を発生するだけでなくアクチュエータとしての機能を発揮することができる。したがって、従来のアクティブサスペンションのように、緩衝器の他にアクチュエータを搭載する必要がないばかりでなく、また、アクチュエータを駆動する油圧源等を搭載する必要もないので、サスペンション装置の車両への搭載性が向上するとともに、従来のアクティブサスペンションに比較して軽量にすることができる。
【００３１】
また、従来の油圧サスペンション装置では、上述のようにアクチュエータおよび油圧源の搭載が不可欠であり、既存車両に取付けること、いわゆる後付けが搭載スペースの関係上、不可能な場合があったが、本実施の形態のサスペンション装置にあっては、従来のサスペンション装置に比較して、スリムかつ省スペースであるので、既存の車両にも後付することが可能となる。
【００３２】
つづいて、このサスペンション装置を実際の車両に適用した状態について説明する。上記のように構成された各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、たとえば、４輪車であれば、図２に示したように、前後左右の４箇所の車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４との間に介装され、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と並列して金属バネやエアバネ等の懸架バネＫ１、Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４も介装される。なお、この場合には、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の外筒２が車体側に内筒５が車軸側に取付けられている。
【００３３】
そして、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各モータ１および各ホール素子Ｈは、サスペンション装置用のコントローラたるＥＣＵ３０に接続されている。このＥＣＵ３０は、サスペンション装置の制御に使用されるもので、ホール素子Ｈで検出されるホール電圧からなるモータ１のシャフト１ａの回転位置から車両各輪のバネ上質量ｍを演算し、この演算結果に基づき制御ゲイン算出用マップを参照し２つの制御ゲインＧｃ，Ｇｋを決定し、さらに、各ホール素子Ｈで検出される各モータ１のシャフト１ａの回転位置からそれぞれ車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対変位ｘを算出するとともに、各モータ１のシャフト１ａの回転位置を微分して得られる角速度から車両各輪での車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対速度ｖを算出し、この制御ゲインＧｃ，Ｇｋと上記相対変位ｘおよび相対速度ｖに基づいて各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に発生させる制御力Ｆを演算し、この制御力Ｆを発生する為に必要な電流を各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のモータ１に供給することができるようになっている。なお、ＥＣＵ３０は、具体的には、ハードウェアとしては図示しないが、ホール素子Ｈが検出したホール電圧に基づいて制御力Ｆを演算し、前記制御力に見合った必要電流を各モータ１へ出力できるものであれば良く、具体的にはたとえば、前記各ホール素子Ｈが検出するホール電圧からなるシャフト１ａの回転位置の信号を増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と低周波及び高周波成分をカットするバンドパスフィルタと、ＣＰＵ、ＲＯＭ等の記憶装置、ＲＡＭ、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインからなるコンピュータシステムとモータ１を駆動する駆動回路とから構成され、制御力の演算に使用される複数の制御ゲイン算出用マップおよび制御力の演算処理手順と制御信号出力手順は、プログラムとしてＲＯＭや他の記憶装置に予め格納させておくとする周知なシステムで良い。なお、ブラシレスモータとしてのモータ１の場合、駆動回路は、たとえば、電圧源に接続されるＰＷＭ回路と、ＰＷＭ回路に接続されるベースドライブ回路と、ベースドライブ回路に接続されるトランジスタインバータと、ホール素子Ｈが接続される回転ロジック
とで構成される周知のものが使用可能であり、その他、そのモータの種類に応じて電流量を調整可能なものが使用できる。
【００３４】
ここで、あらかじめＥＣＵ３０の記憶装置に格納される制御ゲイン算出用マップは、たとえば、図３に示す手順で作成される。
【００３５】
まず、ステップＰ１で基準となるサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の減衰係数Ｃおよび制御力Ｆを決定する。本サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４では、夫々に搭載されているモータ１の電磁力を減衰力および制御力Ｆとして利用するため、各モータ１に供給される電流量によって減衰力および制御力Ｆを変化させることができるので、最初に車両に最適な減衰係数Ｃおよび制御力Ｆを決定するものである。具体的には、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のモータ１にそれぞれ電流を供給し、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を伸縮させ、ＥＣＵ３０側で出力している電流値から各モータ１のトルクを算出し、さらにこのトルクからサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の伸縮する方向の力を算出し、さらに、上記力に対して懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４がどれだけ縮んだかを各ホール素子Ｈで検出されるシャフト１ａの回転位置から、車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４で懸架されている状態を基準として、どれだけ車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とが相対変位ｘしたかを算出する。そして、この相対変位と上記力とから夫々の懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４の正確なバネ定数ｋを算出し、ＥＣＵ３０内の記憶装置に記憶する。なお、実際の車両のサスペンションには、バンプストッパ等のバネ要素も含まれるので、懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４のみならずバンプストッパ等のバネ要素も含め、正確かつトータルな車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対変位ｘに対して非線系バネ定数ｋを得ることが可能となる。
【００３６】
つづいて、車両各輪での正確なバネ定数ｋを得た後に、ＥＣＵ３０は、各車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対変位ｘと得られたバネ定数ｋから車両各輪のバネ上質量ｍを算出し、このバネ上質量ｍを基準となるバネ上質量として記憶装置に記憶する。なお、車両各輪のバネ上質量ｍを算出する際には、車両の出荷時における車両各輪におけるバネ上質量を計測してその値をＥＣＵ３０に記憶させておき、その値に上記バネ定数ｋと相対変位ｘとから算出したバネ上質量変化量を加算して算出する。また、バネ上質量ｍの算出に当り、各モータ１に電流を供給して、車両に振動を与えて車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を自由振動させ、そのときの振動周波数とバネ定数ｋとからバネ上質量ｍを算出するとしてもよい。
【００３７】
そして、このバネ定数ｋと得られたバネ上質量ｍから、振動解析を行い各輪での車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の振動特性を得て、車両走行中に入力される可能性のある周波数領域の振動を抑制する最適なサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が発生すべき基準となる各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の減衰係数Ｃと基準となる各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御力Ｆの理論値を決定する。この減衰係数Ｃは、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の伸縮速度、すなわち、車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対速度ｖに依存して変化するので、減衰係数Ｃと相対速度ｖとの関係は、別途、縦軸を減衰係数Ｃ、横軸を相対速度ｖとする減衰係数決定用に各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎にマップ化され、後述する車両走行中の制御でＥＣＵ３０が当該減衰係数決定用マップを参照できるように、ＥＣＵ３０の記憶装置に記憶される。また、制御力Ｆは、減衰係数Ｃと相対速度ｖを積算したものに、バネ定数ｋと車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対変位ｘを積算したものを加算して得られるものであり、Ｆ＝Ｃ・ｖ＋ｋ・ｘ（式１）で算出される。ここで、車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対速度ｖはそれぞれのサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の圧縮する方向で正の値をとり、伸長する側で負の値をとるものとし、また、相対変位ｘについても、それぞれのサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の圧縮する方向で正の値をとり、伸長する側で負の値をとるものとされる。
【００３８】
なお、ここで本実施の形態のサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４にあっては、緩衝器としての機能とアクチュエータとしての機能を有しており、ここで言う減衰係数Ｃは、緩衝器として機能する部分についての減衰係数である。また、実際には、本実施の形態のサスペンション装置は、減衰係数Ｃと相対速度ｖとの積算による減衰力とアクチュエータとしての制御力Ｆを発生するが、この減衰力および制御力Ｆは、モータ１の電磁力により発生されるので、ＥＣＵ３０は、減衰力と制御力Ｆとの総和にて各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の発生すべき力を演算し、この力をモータ１のトルク定数と螺子軸３のリードと制御回路の抵抗とから上記力を発生するのに必要な電流を算出し、その電流を各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各モータ１に出力することとなる。
【００３９】
そして、上記基準となる減衰係数Ｃと制御力Ｆを得た後に、ステップＰ２で、車両に重量物を積載したり、車両に搭乗者を乗車させた状態を想定し、車両各輪のバネ上質量ｍを変化させる。
【００４０】
つづいて、ステップＰ３で、その車両各輪毎のバネ上質量ｍにて車両の振動特性について振動解析を行い、その車両の車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の振動抑制が最適となる制御力Ｆを実現するように各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃおよび制御ゲインＧｋを設定する。具体的には、車両走行中に入力される可能性のある周波数領域の振動を与えるシミュレーションを行い、振動抑制が最適となるように各サスペンション装置が発生すべき制御力と上記基準となる制御力とを比較して、そのときの制御力ＦがＦ＝Ｇｃ・Ｃ・ｖ＋Ｇｋ・ｋ・ｘ（式２）の算式で導き出されるように制御ゲインＧｃ，Ｇｋを設定する。なお、基準となる制御力で振動抑制が充分達成できれば、バネ上質量ｍが、基準のａ倍になるのであれば、制御ゲインＧｃ，Ｇｋをａにすればよい。そうすることにより、振動の伝達関数は、バネ上質量ｍが基準のバネ上質量ｍのときの振動の伝達関数とａ倍のときの伝達関数は全く同じとなるので、バネ上共振周波数および減衰率は変化せず、その振動も変化しないこととなるので、つまり、バネ上質量ｍに変化があっても常に基準となるバネ上質量ｍのときの振動と同じとなるので、常に車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の振動抑制が最適な状態とすることができる。ここで、車両各輪での車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対変位ｘは、懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４で車体を懸架して釣り合いが取れている状態で常にゼロとなるようにされ、すなわち、バネ上重量ｍが変化した場合には、変化後の釣り合い状態で各相対変位ｘがゼロとなるように調整される。具体的には、車両のみが懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４で懸架されて釣り合っている状態のときのモータ１のシャフト１ａの回転位置を基準としてＥＣＵ３０に記憶させておき、さらに、ＥＣＵ３０は、後述する図４に示すバネ上質量ｍを検出するステップＰ１４で、バネ上質量ｍが変化した時には、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎のその時のシャフト１ａの回転位置をも記憶装置に記憶し、上記車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各相対変位ｘを算出する際には、上記記憶した夫々のモータ１のシャフト１ａの現在回転位置からバネ上質量ｍ変化後の夫々のモータ１のシャフト１ａの回転位置を減
算して、夫々のシャフト１ａの回転角を算出し、夫々のシャフト１ａの回転角と螺子軸３のリードを積算して算出する。したがって、本実施の形態においては、上記ＥＣＵ３０に記憶させる基準となる各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各モータ１のシャフト１ａの回転位置は、バネ上質量ｍを算出するために使用される。
【００４１】
なお、車両が坂道で停車している状態や車両に偏って重量物を積載したときには、車両が傾向いてしまうので、車両の傾きの状態をＥＣＵ３０が記憶している基準となる各モータ１のシャフト１ａの回転位置と現在の各モータ１のシャフト１ａの回転位置とを比較して、車両の傾きをＥＣＵ３０に演算させて、その傾きを加味して、車輌各輪のバネ上質量ｍを補正算出することで、車両各輪の正確なバネ上質量ｍを算出させるとすればよい。したがって、最初のステップＰ１では車両を平地に停車させて、基準となる各モータ１のシャフト１ａの回転位置を計測しておくことが望ましい。
【００４２】
そして、ステップＰ４では、車両に運転者が搭乗したうえで、ステップ３のバネ上質量ｍを維持したまま車両を走行させるか、車両に加振して、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎に上記式２で算出される制御力Ｆで振動が充分抑制されるか否かを搭乗者が判断し、充分でなければ、制御ゲインＧｃおよび制御ゲインＧｋの微調整を行い、最終的な各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋを設定する。
【００４３】
さらに、ステップＰ５で、設定された各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋを制御ゲイン設定用マップに記載してＥＣＵ３０の記憶装置に記憶する。
【００４４】
そして、このステップＰ２からステップＰ５までの作業を、バネ上質量ｍを変化させて繰り返し、最終的には、車両各輪毎のバネ上質量ｍに対する各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋを示すマップを作成する。すなわち、減衰係数Ｃに積算される制御ゲインＧｃは、バネ上質量ｍに対して変化する係数となり、制御ゲインＧｃの算出用マップは、縦軸を制御ゲインＧｃ、横軸をバネ上質量ｍとして示されるマップとされ、バネ定数ｋに積算される制御ゲインＧｋも、また、バネ上質量ｍに対して変化する係数となり、縦軸を制御ゲインＧｋ、横軸をバネ上質量ｍと示されるマップとなる。
【００４５】
なお、ＥＣＵ３０の記憶装置に格納される制御ゲイン算出用マップは、ＥＣＵ３０を使用して作成する必要はなく、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４にマップ作成用のコンピュータシステムを用いて作成するとしてもよいことはもちろんである。また、本実施の形態におけるサスペンション装置にあっては、懸架バネ等のサスペンションのバネ要素のバネ定数ｋを正確に把握することができるので、ＥＣＵ３０に振動解析プログラムと、その振動解析の結果から最適な制御力を算出するプログラムを記憶させて、これらプログラムを実行させるか、経年劣化等によるバネ定数ｋの変化に鑑み予め複数のバネ定数ｋに対応する減衰係数Ｃと制御力Ｆをマップ化しておいてＥＣＵ３０に参照させて減衰係数Ｃと制御力Ｆを決定させるとしておくことにより、懸架バネ等の経年劣化によるバネ定数変化をも加味した振動抑制が可能となる。
【００４６】
また、ステップＰ２で理論的に基準となる減衰係数Ｃおよび基準となる制御力Ｆを算出するとしているが、ステップＰ２とステップ３との間に、運転者が搭乗した状態を基準として、運転者が揺れを感じる感覚によって基準となる減衰係数Ｃおよび基準となる制御力Ｆを微調整するステップを加えても良い。
【００４７】
つづいて、上記実施の形態の動作を、ＥＣＵ３０のＣＰＵの処理手順の一例を示す図４に基づいて説明する。すなわち、図４の処理は、ステップＰ１１のウエイト時間、例えば、１０ｍｓｅｃ毎にタイマ割込処理として実行され、まず、ステップＰ１２で、たとえば、車速センサで検出される車速がゼロであるか、または、エンジン始動中であるか、または、サイドブレーキがオン状態であるか、すなわち、車両が停車中か否かを判定し、車両が走行中であると判定された場合には、ステップ１３に移行し、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋの変更をせずに割込処理を終了する。すなわち、この場合には、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋは、変更されず、ＥＣＵ３０は、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に、設定済みの各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋにより上記式２で算出される各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の各制御力Ｆと、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の各減衰係数Ｃと車両各輪の車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各相対速度ｖとを積算した各減衰力とを発生させるべくサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を制御する。逆に、車両が停車中であると判定された場合には、ステップＰ１４に移行し、車両各輪のバネ上質量ｍを検出する。このとき、ＥＣＵ３０は、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各モータ１のシャフト１ａは、車両各輪のバネ上質量ｍの変化に伴い上記基準のバネ上質量ｍが懸架バネＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４に負荷されている状態、すなわち、車両に搭乗者や荷物が積載されていない状態での各シャフト１ａの回転位置から夫々車両各輪のバネ上質量ｍ変化分だけ、回転するので、この現在の各シャフト１ａの回転位置と上記車両に搭乗者や荷物が積載されていない状態での各シャフト１ａの回転位置との差から各シャフト１ａの回転角を算出し、この各回転角から車両各輪での車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４のバネ上質量ｍ変化に相当する各変位量を算出し、この各変位量と上記バネ要素の各バネ定数ｋとから各バネ上質量ｍを算出する。
【００４８】
そして、ステップＰ１５に移行し、ＥＣＵ３０は、得られた車両各輪のバネ上質量ｍと上述の各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲイン算出用マップから制御ゲインＧｃ，Ｇｋを決定し、従前の各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋを決定された各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋに変更し、これを記憶装置に記憶して、割込処理を終了する。
【００４９】
この場合には、ＥＣＵ３０は、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に、変更後の各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋにより上記式２で算出される各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御力Ｆと、減衰係数Ｃと相対速度ｖとを積算した各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の減衰力を発生させるべくサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を制御する。
【００５０】
以上のように各制御ゲインＧｃ，Ｇｋが決定されるが、つづいて、車両走行中のサスペンション装置の制御について説明する。車両走行中には、ＥＣＵ３０は、絶えず、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各ホール素子Ｈが検出する各シャフト１ａの回転位置を把握し、停車時に上記ステップ１４で車両各輪でのバネ上質量ｍを検出した状態での各シャフト１ａの回転位置を基準として、車両各輪での車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各相対変位ｘを算出する。また、ＥＣＵ３０は、得られた各相対変位ｘを微分して車両各輪での車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各相対速度ｖを算出し、さらに、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の減衰係数Ｃは、上述のように各相対速度ｖに依存して変化するので、ＥＣＵ３０は各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の減衰係数決定用マップを参照し、各相対速度ｖに対応する各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の減衰係数Ｃを決定するとともに、この各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の減衰係数Ｃと夫々それに対応する各相対速度ｖとを積算して夫々サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が発生すべき減衰力を算出するとともに、上記の各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御ゲインＧｃ，Ｇｋおよび算出された各相対変位ｘおよび各相対速度ｖおよび決定された各減衰係数Ｃおよび予め計測された各バネ定数ｋを用いて上記式２の計算式で得られる各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎の制御力Ｆを演算する。
【００５１】
つづいて、ＥＣＵ３０は、上記算出された減衰力と制御力Ｆを加算し、夫々のサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が発生すべきトータルの力をサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎に算出し、その算出結果に基づき、上記トータルの力を夫々のサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に発揮させるべく、各サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各モータ１に供給する必要電流を算出する。ここで、本実施の形態のサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４にあっては、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に路面から振動が入力されると、螺子軸３が回転し、螺子軸３に連結されているモータ１のシャフト１ａも回転する。すると、モータ１は、螺子軸３の回転に伴ってシャフト１ａが回転することによりコイル６に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してコイル６に電流が流れるが、ＥＣＵ３０は、この誘導起電力に起因する電流を加味して必要電流がモータ１のコイル６に流れるように、夫々のサスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の各モータ１に電流を供給する。
【００５２】
そして、この車両走行中の制御は、例えば、１０ｍｓｅｃ毎に随時行われ、車両の車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の振動を抑制する。なお、上記したところでは、ＥＣＵ３０はモータ１に電流を供給して制御するとしているが、電圧を印加することにより制御してもよいことは無論である。
【００５３】
したがって、このアクティブサスペンションでは、車両各輪でのバネ上質量の変化に対応した車両各輪毎での車体側部材の振動を効果的に抑制することが可能となり、車両における乗り心地を向上することができる。
【００５４】
さらに、サスペンション装置の発生する減衰力は、モータの電磁力で発生されることから、油圧式の緩衝器のように、バルブ開度で決定されるものとは異なり、きめ細かに減衰係数を変化させることができるとともに、ＥＣＵで電流供給を行い絶えず、発生電磁力を監視することで出力としての減衰力を監視することができ、狙った制御を行うことが可能である。
【００５５】
そして、サスペンション装置のアクチュエータ機能も電流供給により制御されるから、油圧式のアクチュエータに比較して制御遅れが少なく、この点でも狙った制御が実現可能となる。
【００５６】
また、単にセミアクティブサスペンションにて車両各輪のバネ上質量変化に基づいて制御ゲインを変化させるサスペンション装置では、バネ上共振周波数が変化してしまい、特にバネ上質量が大きくなるとバネ上共振周波数が低くなるので、振動を充分に減衰するまで長時間を要することとなるので、乗り心地が悪化する懸念があるが、本実施の形態では、上記のようにバネ上共振周波数を変化させないように制御可能であり、上記弊害を防止することができる。
【００５７】
そして、車両各輪でのバネ上質量変化にかかわらず、振動の伝達関数を変化させないように制御することができ、車両各輪でのバネ上質量変化にかかわらず、車両の乗り心地を安定させることができるとともに、車両各輪でのバネ上質量変化にかかわらず、車両の運転者は常に同一の条件で運転することが可能となる。
【００５８】
さらに、正確なバネ要素の各バネ定数を測定することが可能であり、正確なバネ定数に基づいて制御することができるので、従来のアクティブサスペンションに比較して振動を効率的に抑制でき、車両における乗り心地を向上することができ、また、正確なバネ要素のバネ定数の測定もモータへの通電によって行われるので車両のパワーソースを大きく消費する油圧源等を使用する必要がなく、経済的である。
【００５９】
また、各バネ上質量に基づいて、対応する制御ゲイン算出用マップを参照して制御ゲインを設定し、車体側部材と車軸側部材の相対変位および相対速度および上記制御ゲインとに基づいて制御力を調整するので、各バネ上質量が変化しても最適な振動抑制効果を得られる。
【００６０】
上記実施の形態においては、ホール素子Ｈでシャフト１ａの回転位置を検出することにより、相対変位ｘ、相対速度ｖ、バネ定数ｋ、バネ上質量ｍを算出可能としていたが、ホール素子Ｈを使用する変わりに、上述のごとくに、磁気センサや光センサを使用してもよく、また、モータ１のシャフト１ａの回転位置を検出することに換えて、車両各輪のバネ上質量ｍを検出する荷重センサと、サスペンション装置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４夫々に車体側部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と車軸側部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の相対変位ｘを検出するストロークセンサを設けるとしてもよい。
【００６１】
つづいて、上記実施の形態の変形例について説明する。上述したところにおいては、螺子軸３が回転運動をするとしているが、この変形例では、逆に、図５に示すように、サスペンション装置を螺子軸３の軸方向の直線運動をボール螺子ナット４の回転運動に変換して、このボール螺子ナット４の回転運動をモータ５１のシャフト５１ａに伝達する構成とされている。この場合には、ボール螺子ナット４の外周に駆動側歯車６２ｂを設け、この駆動側歯車６２ｂに噛合する従動側歯車６２ａを設け、さらに、この従動側歯車６２ａをモータ５１のシャフト５１ａに連結するとして、駆動側歯車６２ｂと従動側歯車６２ａで構成される歯車機構を介してボール螺子ナット４の回転運動をモータ５１のシャフト５１ａに伝達できるようにしておき、螺子軸３の直線運動をボール螺子ナット４の回転運動に変換し、上記回転運動をモータ５１のシャフト５１ａに伝達可能とされ、上記モータ５１に電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生するトルクを上記螺子軸３の直線運動を抑制する減衰力として利用してボール螺子ナット４と螺子軸３との軸方向の相対移動を抑制するとしている。なお、この変形例にあっても、ボール螺子ナット４にトルクを与えることによりアクチュエータとしても機能することができる。なお、上記実施の形態と同様に、モータ５１は図示しないホール素子Ｈを備えており、シャフト５１ａの回転位置を検出できるようになっており、また、モータ５１は上記ＥＣＵ３０に接続されている。
【００６２】
この変形例のサスペンション装置について、詳しく説明すると、螺子軸３には、その図５中下端にサスペンション装置が適用される箇所へ取付可能なように、アイ型ブラケット５０が設けられている。そして、この螺子軸３は、ボール螺子ナット４内に回転自在に螺合されるとともに、外筒５５内に挿入されている。
【００６３】
また、外筒５５は有底筒状であって、その図５中上端には、サスペンション装置が適用される箇所へ取付可能なように図示しないブラケットが設けられている。したがって、このサスペンション装置を特に車両に適用する場合には、上記アイ型ブラケット５０および図示しないブラケットを介して、車体と車軸との間にサスペンション装置を介装することが可能なようになっている。
【００６４】
そしてまた、外筒５５の図５中下端は、中空なハウジング５９に連結され、このハウジング５９には、孔５９ａ，５９ｂ，５９ｃおよび穴５９ｄが設けられ、外筒５５は、ハウジング５９の孔５９ａ，５９ｂと同心となるようにハウジング５９に連結されている。さらに、ハウジング５９の孔５９ａ，５９ｂの内周には、それぞれボールベアリング４０，４１が嵌合され、このボールベアリング４０，４１内には上記ボール螺子ナット４が嵌合している。したがって、ボール螺子ナット４はハウジング５９に対して回転することができる。
【００６５】
また、ハウジング５９の孔５９ｃおよび穴５９ｄにも、ボールベアリング４２，４３が設けられるとともに、このボールベアリング４２，４３内には、回転軸６０が嵌合されている。さらに、このハウジング５９には、孔５９ｃと同芯となるように、筒６５が結合されており、この筒６５内には、モータ１と同様の構成のモータ５１が固着ている。
【００６６】
上述のように、ボール螺子ナット４には螺子軸３が螺子溝３ａに沿って回転自在に螺合され、螺子軸３がボール螺子ナット４に対し図５中上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット４はハウジング５９により図５中上下方向の移動が規制され、回転のみ許容されているので、ボール螺子ナット４は強制的に回転駆動される。すなわち、上記機構により螺子軸３の直線運動がボール螺子ナット４の回転運動に変換されることとなる。
【００６７】
他方、歯車機構は、図５に示すように、上記回転軸６０に外周に形成した従動歯車６２ａと、ボール螺子ナット４の外周に形成した駆動歯車６２ｂとからなり、各歯車６２ａ、６２ｂの歯が、互いに噛み合うように水平に配置されてハウジング５９内に回転自在に挿入されており、さらに、回転軸６０は、モータ５１のシャフト５１ａに連結されている。
【００６８】
なお、各歯車６２ａ、６２ｂは、たとえばインボリュート歯車等の周知の歯車を使用すればよく、本実施の形態では２つの歯車を使用しているが、３つ以上の歯車列を使用してもよい。
【００６９】
上記のように各歯車６２ａ、６２ｂの軸心が横方向にオフセットされていることにより、各歯車６２ａ、６２ｂに結合したモータ５１の軸心とボール螺子ナット４の軸心が横方向にずれており、その結果、モータ５１は外筒６５の外側においてボール螺子ナット４の側方に並行に配置される。
【００７０】
そして、上記の構成をとることにより、モータ５１は、ボール螺子ナット４の側方に配置されるので、従来のサスペンション装置のようにモータ１を螺子軸３の上部に垂直に設ける必要が無いので、言い換えればモータ５１を外筒５と並行に配置したことにより、緩衝器に必要なストローク確保ができ、基本長も短くすることができる。すなわち、省スペース化を図ることができる。
【００７１】
なお、モータ５１をボール螺子ナット４の側方近傍に配置しているが、上述のように歯車列を使用して、モータ５１をボール螺子ナット４から離れた位置に配置することも可能である。したがって、たとえば、モータ５１のみを車体内に配置するようにして雨水や泥、飛び石などによるモータ５１の損傷を防止することができる。
【００７２】
また、図示はしないが、ボール螺子ナット４の外周に磁石もしくはコイルの一方を取付け、ハウジング５９に磁石もしくはコイルの他方を取付けることによりモータを構成するとしてもよい。この場合には、上記歯車機構を廃することができる。
【００７３】
上記構成により、螺子軸３の図５中上下方向の直線運動によるボール螺子ナット４の回転運動は、駆動歯車６２ｂと従動歯車６２ａとが互いに噛み合っているので、モータ５１のシャフト５１ａに伝達されることとなり、その結果、モータ５１が回転し、その電磁力に起因して発生するシャフト５１ａの回転に抗するトルクが歯車機構を介してボール螺子ナット４の回転を抑制する減衰力として作用する。
【００７４】
なお、上記したところでは、駆動歯車と従動歯車を水平配置してボール螺子ナット４の回転運動をモータ５１に伝達しているが、各歯車を傘歯車として、ボール螺子ナット４に対するモータ５１の取付角度を変化させることも可能である。この場合には、上記取付角度の調節が可能であるから、適用する車両の構造にあわせて、本発明にかかるサスペンション装置を取付けることが出来ることとなる。したがって、新造又は既存車両のレイアウトに左右されずにサスペンション装置を取付ることが可能である。また、傘歯車の種類は何でも良いが、はすば傘歯車等の円滑な伝動が可能であるものが好ましい。
【００７５】
さらには、ボール螺子ナット４の回転運動をモータ５１のシャフト５１ａに伝達するには、歯車機構以外に、摩擦車機構やベルト機構を使用してもよい。
【００７６】
このように構成されたサスペンション装置は、伸縮すると、螺子軸３が図５中上下に直線運動を呈することとなるが、この直線運動がボール螺子ナット４の回転運動に変換され、さらに、このボール螺子ナット４の回転運動は、歯車機構を介してシャフト５１ａに伝達される。したがって、モータ５１の発生する電磁力に起因するシャフト５１ａの回転に抗するトルクは、ボール螺子ナット４の回転を抑制することとなり、このボール螺子ナット４の回転を抑制する作用が、螺子軸３の直線運動を抑制することとなるので、結果的に、ボール螺子ナット４と螺子軸３の軸方向の相対移動を抑制する減衰力として作用し、また、モータ５１に電流を供給することによりサスペンション装置をアクチュエータとしても使用可能である。
【００７７】
そして、上述のように構成される変形例にあっても、車両各輪のバネ上質量に基づく制御が可能であり、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００７８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。
【図２】アクティブサスペンションを車両に適用した状態を示す図である。
【図３】制御ゲイン算出用マップを作成する手順を示すフローチャートである。
【図４】制御ゲインを変更する処理手順を示すフローチャートである。
【図５】他の実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１，５１    モータ
１ａ，５１ａ  シャフト
３    螺子軸
３ａ  螺子溝
４    ボール螺子ナット
３０  コントローラたるＥＣＵ
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４    車体側部材
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４  サスペンション装置
Ｈ    ホール素子
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４  懸架バネ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４    車軸側部材
【図１】
2005262939.tif 000003
【図２】
2005262939.tif 000004
【図３】
2005262939.tif 000005
【図４】
2005262939.tif 000006
【図５】
2005262939.tif 000007