JP2000148208A - 弾性支持装置、車両用弾性支持装置及び車両用サスペンション装置のための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用サスペンション装置などの減衰力を変
更可能とするダンパを組み込んで物体を弾性支持する装
置に対して、制御仕様を満たし、かつ制御入力が連続と
なる良好な制御を行う。 【解決手段】 ダンパの減衰係数を予め定めた線形部分
と非線形部分に分け、同非線形部分を制御入力ｕとする
とともに、ばね上速度、相対速度及びばね上加速度を評
価出力ｚ_pとし、かつ制御入力ｕに周波数重みＷ_u(ｓ)を
付与するとともに、評価出力ｚ_pに周波数重みＷ_s(ｓ)を
付与した一般化プラントを想定する。この一般化プラン
トを用いて非線形Ｈ∞制御理論に基づいて求めた正定対
称解Ｐと、ばね上部材の速度、ばね下部材に対するばね
上部材の相対変位量などからなる状態量とにより目標減
衰力を計算して、ダンパの減衰力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両を構成する部
材を弾性的に支持する車両用弾性支持装置、具体的には
車両のばね上部材とばね下部材との間に設けられたサス
ペンション装置など、物体を弾性的に支持する弾性支持
装置に組み込まれたダンパの減衰力（又は減衰係数）を
制御する弾性支持装置のための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の弾性支持装置、例え
ば車両のサスペンション装置においては、車両のばね上
部材、ばね下部材などの運動状態量を検出するととも
に、同検出した運動状態量に基づいて目標減衰力又は目
標減衰係数を決定して、サスペンション装置に組み込ん
だダンパの減衰力又は減衰係数を前記決定した目標減衰
力又は目標減衰係数に設定することはよく知られてい
る。例えば特開平１０−１１９５２８号公報に示されて
いる装置においては、スカイフック理論に基づいて、ば
ね上部材の上下加速度と、ばね下部材に対するばね上部
材の相対速度とにより目標減衰係数を決定し、同決定し
た目標減衰係数を用いてサスペンション装置の減衰力を
制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記サ
スペンション装置のような弾性支持装置においては、ダ
ンパの減衰力は、ダンパの両側の部材間の相対速度（例
えばばね下部材に対するばね上部材の相対速度）と減衰
係数との積により与えられるものであるとともに、減衰
係数は前記相対速度に応じて非線形に変化するものであ
るので、制御系の設計が非常に困難である。例えば、こ
のような弾性支持装置（例えはサスペンション装置）に
対して状態空間表現されるプラントを想定して、制御系
の設計を試みることが考えられる。しかし、この場合で
も、プラントが双線形であるので、このような双線形シ
ステムに線形理論をそのまま適用しても、制御入力を弾
性支持装置（例えばサスペンション装置）にて実現でき
ない領域については近似則を用いることになり、理論的
には設計時に与えた制御仕様（ノルム条件）を満たす保
証がなくなり、また制御入力が不連続になるために制御
に違和感が出てしまうという問題があり、現在までの制
御は妥協の上に成立したものであって充分に満足できる
ものではなかった。

【０００４】

【発明の大略】本発明は上記課題に対処するためになさ
れたもので、その目的は、減衰力又は減衰係数を変更可
能なダンパを備えて上記のように双線形システムとなる
弾性支持装置（例えば、車両用支持装置、車両用サスペ
ンション装置など）に対して従来にない良好な制御を行
えるようにしたことにある。

【０００５】上記目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、物体を弾性的に支持するとともに減衰力
（又は減衰係数）を変更可能なダンパを組み込んだ弾性
支持装置に適用され、ダンパの減衰力（又は減衰係数）
を、非線形なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を
与えることができる制御理論に基づいて計算した目標減
衰力（又は目標減衰係数）に設定することにある。この
場合、弾性支持装置は、例えば、車体、エンジンなどの
車両を構成する部材を弾性的に支持する車両用弾性支持
装置である。より具体的には、例えば車両のサスペンシ
ョン装置である。また、前記制御理論として、非線形Ｈ
∞制御理論を採用できる。さらに、非線形Ｈ∞制御理論
として、非線形Ｈ∞状態フィードバック制御、非線形Ｈ
∞出力フィードバック制御及びカルマンフィルタを用い
た非線形Ｈ∞制御のうちのいずれか一つを採用すること
ができる。

【０００６】これによれば、双線形システムとなる弾性
支持装置（例えば、車両用支持装置、車両用サスペンシ
ョン装置など）においても、設計時に与えた制御仕様
（ノルム条件）を満たし、かつ制御入力が連続的に変化
して、制御に違和感を与えない良好な制御装置が弾性支
持装置（車両用弾性支持装置、車両用サスペンション装
置）のダンパに対して実現される。

【０００７】また、前記本発明を車両用サスペンション
装置のための制御装置に適用した場合、制御装置は、ば
ね上部材及びばね下部材の上下方向の運動に関係した状
態量を検出する状態量検出手段と、非線形なプラントを
扱えて周波数領域で設計仕様を与えることができる制御
理論（例えば、非線形Ｈ∞制御理論）に基づいて求めた
正定対称解を記憶しておき、同記憶しておいた正定対称
解及び前記検出された状態量を用いて前記目標減衰力
（又は前記目標減衰係数）を計算する目標減衰力計算手
段（又は目標減衰係数計算手段）とにより構成するとよ
い。

【０００８】また、一方では、前記制御装置は、ばね上
部材及びばね下部材の上下方向の運動に関係した複数の
状態量のうちの一部の状態量を検出する状態量検出手段
と、複数の状態量のうちの他の状態量をオブザーバ（観
測器）を用いて推定する状態量推定手段と、前記制御理
論に基づいて求めた正定対称解を記憶しておき、同記憶
しておいた正定対称解、前記検出された状態量及び前記
推定された状態量を用いて目標減衰力（又は目標減衰係
数）を計算する目標減衰力計算手段（又は目標減衰係数
計算手段）とにより構成するとよい。

【０００９】この場合、前記状態量としては、ばね上部
材、ばね下部材の上下方向の運動に関する種々の物理量
を利用できるが、タイヤの上下方向の変位量、ばね下部
材に対するばね上部材の上下方向の相対変位量、ばね下
部材の上下方向速度及びばね上部材の上下方向速度を状
態量とすることが好ましい。

【００１０】これによれば、ばね下部材に対するばね上
部材の相対速度と、同相対速度に応じて変化する減衰係
数との積により与えられる減衰力を扱う双線形制御シス
テムにおいても、設計時に与えた制御仕様（ノルム条
件）を満たし、かつ制御入力が連続的に変化して、制御
に違和感を与えない良好なサスペンション装置の制御装
置が実現される。その結果、車両の走行安定性が良好に
なったり、車両の乗り心地が良好となる。

【００１１】また、本発明の他の構成上の特徴は、弾性
支持装置（車両用弾性支持装置又は車両用サスペンショ
ン装置）のための制御装置が、ダンパの減衰係数を予め
定めた線形部分と非線形部分との２つに分けて扱うもの
であり、同制御装置が、前記非線形部分を前記制御理論
（例えば非線形Ｈ∞制御理論）に基づいて計算する非線
形部分計算手段と、前記予め定めた線形部分と前記計算
した非線形部分とを合成して前記目標減衰係数を計算す
る目標減衰係数計算手段とにより構成されていることに
ある。さらに、車両用サスペンション装置のための制御
装置において、目標減衰力を計算する場合には、ばね下
部材に対するばね上部材の相対速度を検出又は推定し
て、この相対速度に前記計算された目標減衰係数を乗じ
て同目標減衰力を計算するようにすればよい。このよう
に、サスペンション装置の減衰係数を予め定めた線形部
分と非線形部分との２つに分けて扱うことにより、プラ
ントを安定にし、所望の特性が得られるように制御する
ことが可能となる。

【００１２】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
制御装置が、ダンパの減衰係数を線形部分と非線形部分
との２つに分けて扱うものであって、前記計算した目標
減衰力がダンパにより発生可能な減衰力の範囲内にほぼ
納まるように、前記線形部分と前記非線形部分のゲイン
を規定したものである。また、目標減衰係数を計算する
場合には、線形部分と非線形部分を合成した目標減衰係
数による減衰力がダンパにより発生可能な減衰の範囲内
にほぼ納まるように、前記線形部分と前記非線形部分の
ゲインを規定する。より具体的に、前記線形部分と非線
形部分とを合成した減衰係数が前記線形部分を挟んで変
化するように、前記非線形部分を変化させるものであ
る。

【００１３】このように、目標減衰力がダンパにより発
生可能な減衰力の範囲内にほぼ納まるようしたので、す
なわち図５(Ａ)に示すように、目標減衰力をサスペンシ
ョン装置にて実現し得る最小減衰力と最大減衰力との間
にほぼ納まるようにしたので、設計時に与えた制御仕様
（ノルム条件）を満たし、かつ制御入力が連続的に変化
して、制御に違和感を与えない良好な弾性支持装置の制
御が確実に行えるようになる。また、この場合、前記線
形部分と前記非線形部分のゲインとを規定したり、前記
線形部分と非線形部分とを合成した減衰係数が前記線形
部分を挟んで変化するようにようにしたので、簡単に上
記制御仕様を満たすことが実現される。

【００１４】また、本発明の他の構成上の特徴は、ダン
パが、その減衰力（又は減衰係数）を複数段のいずれか
の段に切り換えるように構成されてなり、前記制御装置
が、ダンパの減衰係数を線形部分と非線形部分との２つ
に分けて扱うものであって、前記線形部分により決定さ
れる減衰力が、同減衰力の小さな範囲でダンパの複数段
のうちの所定の１つの段により発生される減衰力にほぼ
等しくなるように、前記線形部分を設定したことにあ
る。減衰力の小さな範囲では減衰力の相対速度に対する
線形性は強く、同相対速度に対して非線形に変化する非
線形部分をほぼ「０」とすることができる。したがっ
て、前記構成によれば、ダンパにおいては前記所定の１
つの段に維持される可能性が高くなり、すなわちダンパ
の減衰力（減衰係数）の切り換え頻度を低く抑えること
ができるので、ダンパにおける減衰力切り換え機構の耐
久性が高く保たれる。

【００１５】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
制御装置が、ダンパの減衰係数を線形部分と非線形部分
との２つに分けて扱うとともに、前記非線形部分を制御
入力とする一般化プラントを想定して前記目標減衰力
（又は目標減衰係数）を計算するものであって、前記制
御入力に対して所定の周波数重みを付与するものであ
る。この種の制御装置にあっては、プラントのモデル化
誤差、減衰係数切り換え機構内のアクチュエータの応答
速度、同機構における減衰力の立ち遅れ、状態量を検出
するためのセンサノイズなどの理由により、制御周波数
帯域が高くなればなるほど制御効果が薄れる。しかし、
前記構成によれば、前記各種原因によって制御効果の薄
れる周波数帯域で制御入力を追従させないようにできる
ので、より良好な制御を実現できる。また、前記アクチ
ュエータの無駄な動きも減少するので、同アクチュエー
タの耐久性が向上するとともに、前記減衰係数切り換え
機構から発生する異音を抑制できる。

【００１６】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
車両用サスペンションを制御するための制御装置が、ば
ね上部材及びばね下部材の上下方向の運動に関する物理
量を評価出力とする一般化プラントを想定して前記目標
減衰力（又は前記目標減衰係数）を計算するものであっ
て、前記物理量に対して所定の周波数重みを付与するも
のである。この場合、前記物理量としては、ばね上部材
の共振に影響するばね上部材の上下加速度、ばね上部材
の上下速度、ばね上部材の上下変位量などの物理量、ば
ね下部材の共振に影響するばね下部材の上下速度、ばね
上部材に対するばね下部材の相対速度、タイヤ変位量な
どの物理量、乗員の乗り心地（ゴツゴツ感）に影響する
ばね上部材の上下加速度などの物理量を利用できる。そ
して、好ましくは、ばね上部材の共振に影響する物理量
としてばね上部材の上下方向速度を利用し、ばね下部材
の共振に影響する物理量としてばね下部材に対するばね
上部材の相対速度を利用し、乗員の乗り心地の悪化（ゴ
ツゴツ感）に影響する物理量としてばね上部材の上下方
向加速度を利用するようにするとよい。これによれば、
評価出力として前記各種物理量を採用することにより、
周波数帯域に応じて前記各種物理量が与える車両への悪
影響をより良好に抑制することができる。

【００１７】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
物理量は複数種類であり、同複数種類の物理量に対する
各周波数重みの最大領域が互いに干渉しないようにした
ことにある。これによれば、各種物理量が車両用サスペ
ンション装置に与える各悪影響を同悪影響毎に独立して
抑制することができ、他の物理量の周波数重みによる抑
制効果に影響を与えないので、前記各悪影響を良好に抑
制することができる。

【００１８】そして、好ましくは、前記物理量は、ばね
上部材の上下方向速度、ばね下部材に対するばね上部材
の相対速度、ばね上部材の上下方向加速度のうちの少な
くとも２つ以上にするとよい。これによれば、ばね上部
材の共振、ばね下部材の共振及び乗員の乗り心地の悪化
（ゴツゴツ感）のうちの少なくとも２つが解消される。

【００１９】また、本発明の他の構成上の特徴は、車両
のばね上部材とばね下部材との間に設けられて減衰力を
変更可能なダンパを組み込んだサスペンション装置に適
用され、前記ダンパの減衰係数を線形部分と非線形部分
との２つに分けて扱い、前記ダンパの減衰力を、非線形
なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を与えること
ができる制御理論に基づいて計算した目標減衰力に設定
する車両用サスペンション装置のための制御装置であっ
て、車速又はばね上質量を検出し、前記検出した車速又
はばね上質量に応じて前記減衰係数の線形部分を変更制
御するようにしたことにある。

【００２０】これによれば、ダンパの減衰係数の線形部
分が、車速又はばね上質量に応じて変更されるので、車
速又はばね上質量の変化によって生じる車両要求性能の
変化に対応することができ、官能上の評価が良好にな
る。

【００２１】また、本発明の他の構成上の特徴は、車両
のばね上部材とばね下部材との間に設けられて減衰力を
変更可能なダンパを組み込んだサスペンション装置に適
用され、非線形なプラントを扱えて周波数領域で設計仕
様を与えることができる制御理論に基づいて、一般化プ
ラントを想定して前記ダンパの目標減衰力を計算すると
ともに、前記ダンパの減衰力を前記計算した目標減衰力
に設定する車両用サスペンション装置のための制御装置
であって、車速又はばね上質量を検出し、前記検出した
車速又はばね上質量に応じて前記一般化プラントにおけ
る周波数重みを変更制御するようにしたことにある。

【００２２】これによれば、想定した一般化プラントに
おける周波数重みが車速又はばね上質量に応じて変更さ
れるので、車速又はばね上質量の変化によって生じる車
両要求性能の変化に対応することができ、官能上の評価
が良好になる。

【００２３】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
のように、ダンパの減衰係数の線形部分が、車速、ばね
上質量などの車両の状態に応じて変更されたり、一般化
プラントにおける周波数重みが、車速、ばね上質量など
の車両の状態に応じて変更されたりする場合、前記変更
に伴って計算された目標減衰力が所定値よりも大きく変
化したとき、前記ダンパの減衰係数の線形部分及び一般
化プラントにおける周波数重みの変更を禁止するように
したことにある。

【００２４】これにより、ダンパの減衰係数の線形部分
又は一般化プラントにおける周波数重みの変更により、
ダンパにて設定される目標減衰力が急激に大きく変化す
ること、すなわち目標減衰力の不連続を解消することが
できるので、減衰力制御の違和感をなくすことができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】ａ．モデル及び制御系設計の問題
点 まず、サスペンション装置のモデルを考えて、同装置の
状態空間表現を図る。図１は、車両の車輪一輪当たりの
サスペンション装置の機能図である。Ｍ_bは車体すなわ
ちばね上部材１０の質量であり、Ｍ_wはロアアーム、車
輪などのばね下部材１１の質量であり、Ｋ_tはタイヤ１
２のばね定数である。Ｋ_sはばね上部材１０とばね下部
材１１との間に介装されたサスペンション装置内に設け
たばね１３のばね定数であり、Ｃ_sは同サスペンション
装置内に設けたダンパの減衰係数Ｃのうちの線形部分
（以下、線形減衰係数といい、後述する第１〜第３実施
例では定数部分として扱われ、第１〜第４変形例におい
ては車両の状態に応じて変更される）であり、Ｃ_vは同
減衰係数Ｃのうちの非線形部分（以下、非線形減衰係数
といい、後述する第１〜第３実施例では可変部分として
扱われる）である。これらの線形減衰係数Ｃ_sと可変減
衰係数Ｃ_vとの合計が、ダンパ１４の総合的な減衰係数
である（Ｃ＝Ｃ_s＋Ｃ_v）。１５は路面であり、ばね上部
材１０、ばね下部材１１及び路面１５の各変位量を
ｘ_pb，ｘ_pw，ｘ_prとすれば、下記数１，２の運動方程式
が成立する。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【数２】

【００２８】なお、上記数１，２及び後述する各数式に
おける記号「'」は１回微分を表し、記号「''」は２回
微分を表している。

【００２９】このサスペンション装置における制御入力
ｕは可変減衰係数Ｃ_vである。そこで、路面外乱ｗ₁を路
面速度ｘ_pr'とするとともに、可変減衰係数Ｃ_vを制御入
力ｕとしてサスペンション装置を状態空間表現すると、
下記数３のようになる。

【００３０】

【数３】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ ただし、上記数３中、ｘ_p，Ａ_p，Ｂ_p1，Ｂ_p2(ｘ_p)は下
記数４〜７のとおりである。

【００３１】

【数４】

【００３２】

【数５】

【００３３】

【数６】

【００３４】

【数７】

【００３５】この発明におけるサスペンション装置の特
性向上の目標は、ばね上部材の振動に大きく影響するば
ね上部材１０の上下速度ｘ_pb'（以下、ばね上速度ｘ_pb'
という）、車両の乗り心地に大きく影響するばね上部材
１０の上下加速度ｘ_pb''（以下、ばね上加速度ｘ_pb''と
いう）及びばね下部材１１の振動に大きく影響するばね
上部材１０に対するばね下部材１１の上下相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'（以下、相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'という）を
同時に抑制することである。したがって、評価出力ｚ_p
として、ばね上速度ｘ_pb'、ばね上加速度ｘ_pb''及び相
対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を用いる。また、サスペンション装
置においては、ばね上加速度ｘ_pb''と、ばね上部材１０
に対するばね下部材１１の相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb（以
下、単に相対変位量ｘ_pw−ｘ_pbという）とを検出し易い
ので、基本的には観測出力ｙ_pをばね上加速度ｘ_pb''及
び相対変位量ｘ_pw−ｘ_pbとする。また、観測出力ｙ_pに
は観測ノイズｗ₂が含まれているとし、これを状態空間
表現すると、下記数８，９のようになる。

【００３６】

【数８】ｚ_p＝Ｃ_p1ｘ_p＋Ｄ_p12(ｘ_p)ｕ

【００３７】

【数９】ｙ_p＝Ｃ_p2ｘ_p＋Ｄ_p21ｗ₂＋Ｄ_p22(ｘ_p)ｕ ただし、上記数８，９中のｚ_p，ｙ_p，Ｃ_p1，，Ｄ_p12(ｘ
_p)，Ｃ_p2，Ｄ_p21，Ｄ_p22(ｘ_p)は、それぞれ下記数１０
〜１６のとおりである。

【００３８】

【数１０】

【００３９】

【数１１】

【００４０】

【数１２】

【００４１】

【数１３】

【００４２】

【数１４】

【００４３】

【数１５】

【００４４】

【数１６】

【００４５】しかし、上記サスペンション装置の状態空
間表現は、前記数３に示すように係数Ｂ_p2(ｘ_p)に状態
量ｘ_pが含まれているので、双線形システムとなる。双
線形システムでは、原点ｘ＝ｏでは制御入力ｕを変えて
もＢ_p2(ｏ)＝ｏとなるため、原点付近では不可制御であ
る。したがって、線形制御理論では前記サスペンション
装置の制御系の設計はできず、同制御系の設計を非線形
Ｈ∞制御理論を用いて、所望の制御性能が得られるよう
に、すなわちばね上速度ｘ_pb'、ばね上加速度ｘ_{p b}''及
び相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を抑える制御系を設計すること
を試みる。以下、本発明に係る非線形Ｈ∞制御系の各種
設計及びその車両搭載例について説明する。

【００４６】ｂ．第１実施例 ｂ１．非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の設計 まず、非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の設計につ
いて試みるために、評価出力ｚ_pと制御入力ｕに周波数
重みを加えた図２に示すような状態フィードバック制御
系の一般化プラントを想定する。この場合、周波数重み
とは、重みの大きさが周波数に応じて変化する重みであ
り、伝達関数で与えられる動的な重みのことである。こ
の周波数重みを用いることにより、制御性能を上げたい
周波数帯域の重みを大きくし、制御性能を無視してよい
周波数帯域に関しては重みを小さくすることが可能とな
る。さらに、評価出力ｚ_p及び制御入力ｕに周波数重み
Ｗ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)をかけた後、非線形な重み関数として
状態量ｘの関数ａ₁(ｘ)，ａ ₂(ｘ)をかける。非線形重み
ａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)は、リカッチ方程式に帰結して解を得
るために、下記数１７，１８により規定される特性を有
する。

【００４７】

【数１７】ａ₁(ｘ)＞０，ａ₂(ｘ)＞０

【００４８】

【数１８】ａ₁(ｏ)＝ａ₂(ｏ)＝１ この非線形重みによって、より積極的にＬ₂ゲインを抑
えるような制御系の設計が可能となる。このシステムの
状態空間表現は、下記数１９のようになる。

【００４９】

【数１９】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ ここで、評価出力ｚ_pにかかる周波数重みＷ_s(ｓ)の状態
空間表現を下記数２０，２１のように表す。

【００５０】

【数２０】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wｚ_p

【００５１】

【数２１】ｚ_w＝Ｃ_wｘ_w＋Ｄ_wｚ_p なお、ｘ_wは周波数重みＷ_s(ｓ)の状態量を表し、ｚ_wは
周波数重みＷ_s(ｓ)の出力を表しており、Ａ_w，Ｂ_w，
Ｃ_w，Ｄ_wは制御仕様により定まる定数行列である。これ
らの定数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_wは、乗員の乗り心地
（ゴツゴツ感）を良好にするためにばね上加速度ｘ_b''
に対するゲインを３〜８Ｈｚ程度の周波数領域で下げ
（図３(Ａ)）、ばね上部材１０の共振を抑制するために
ばね上速度ｘ_b'に対するゲインを０．５〜１．５Ｈｚ程
度の周波数領域で下げ（図３(Ｂ)）、ばね下部材１１の
共振を避けるために相対速度ｘ_w'−ｘ_b'に対するゲイン
を１０〜１４Ｈｚ程度の周波数領域で下げるように決定
される（図３(Ｃ)）。そして、これらの各ゲインを下げ
る周波数領域が重ならない、すなわち互いに干渉しない
ようにして、評価出力ｚ_pを構成するばね上加速度
ｘ_b''、ばね上速度ｘ_b'及び相対速度ｘ_w'−ｘ_b'の各要
素が独立して制御されるようにしている。

【００５２】また、制御入力ｕにかかる周波数重みＷ
_u(ｓ)の状態空間表現を下記数２２，２３のように表
す。

【００５３】

【数２２】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【００５４】

【数２３】ｚ_u＝Ｃ_uｘ_u＋Ｄ_uｕ なお、ｘ_uは周波数重みＷ_u(ｓ)の状態量を表し、ｚ_uは
周波数重みＷ_u(ｓ)の出力を表しており、Ａ_u，Ｂ_u，
Ｃ_u，Ｄ_uは制御仕様による定数行列である。これらの定
数行列Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uは、減衰係数を制御する電気
アクチュエータの応答性を考慮するために、制御入力ｕ
に対するゲインが同アクチュエータの周波数特性に合わ
せて高周波数領域で抑えられるように決定される（図３
(Ｄ)）。

【００５５】このとき、非線形Ｈ∞状態フィードバック
制御系における一般化プラントの状態空間表現は下記数
２４〜２６のようになる。

【００５６】

【数２４】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ₁＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【００５７】

【数２５】ｚ₁＝ａ₁(ｘ)(Ｃ₁₁ｘ＋Ｄ₁₂₁(ｘ)ｕ)

【００５８】

【数２６】ｚ₂＝ａ₂(ｘ)(Ｃ₁₂ｘ＋Ｄ₁₂₂ｕ) ただし、前記数２４〜２６中のｘ，Ａ，Ｂ₁，Ｂ₂(ｘ)，
Ｃ₁₁，Ｄ₁₂₁(ｘ)，Ｃ₁₂，Ｄ₁₂₂は、下記数２７〜３４の
とおりである。

【００５９】

【数２７】

【００６０】

【数２８】

【００６１】

【数２９】

【００６２】

【数３０】

【００６３】

【数３１】Ｃ₁₁＝［Ｄ_wＣ_p1 Ｃ_w ｏ］

【００６４】

【数３２】Ｄ₁₂₁(ｘ)＝［Ｄ_wＤ_p12(ｘ_p)］

【００６５】

【数３３】Ｃ₁₂＝［ｏ ｏ Ｃ_u］

【００６６】

【数３４】Ｄ₁₂₂＝Ｄ_u 次に、リカッチ方程式に基づいて解を求めるために、下
記数３５により規定される条件のもとで、前記数２４〜
２６により表された一般化プラントの状態空間表現を書
き換えると下記数３６〜３８のようになる。

【００６７】

【数３５】Ｄ_wＤ_p12(ｘ)＝０

【００６８】

【数３６】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【００６９】

【数３７】ｚ₁＝ａ₁(ｘ)Ｃ₁₁ｘ

【００７０】

【数３８】ｚ₂＝ａ₂(ｘ)Ｃ₁₂ｘ＋ａ₂(ｘ)Ｄ₁₂₂ｕ ここで、Ａは減衰力制御系を表す安定な行列であるか
ら、前記一般化プラントに対して、「閉ループシステ
ムが内部指数安定」、かつ「路面外乱ｗから評価出力
ｚまでのＬ₂ゲインがある正定数γ以下である」を満た
す非線形Ｈ∞状態フィードバック制御則ｕ＝ｋ(ｘ)を設
計することを試みる。

【００７１】前記非線形Ｈ∞状態フィードバック制御則
ｕ＝ｋ(ｘ)は、次の条件が成立するならば求まる。すな
わち、 Ｄ₁₂₂ ^-1が存在し、ある正定数γが与えられるとき、
この正定数γに対して下記数３９のリカッチ方程式を満
たす正定対称解Ｐが存在し、かつ 非線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)が下記数４０の制約条件
を満たすならば、閉ループシステムを内部安定にし、か
つＬ₂ゲインをγ以下とする制御則ｕ＝ｋ(ｘ)の一つは
下記数４１で与えられる。

【００７２】

【数３９】

【００７３】

【数４０】

【００７４】

【数４１】

【００７５】ここで、前記数４１の制約条件を満たす非
線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)を下記数４２，４３に例示し
ておく。

【００７６】

【数４２】

【００７７】

【数４３】

【００７８】なお、前記数４２，４３中のｍ₁(ｘ)は任
意の正定関数である。そして、コンピュータによる演算
の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めることができ
た。そして、前記数４３を用いると前記数４１は下記数
４４のように変形される。

【００７９】

【数４４】

【００８０】これらのことは、非線形Ｈ∞制御理論を用
いて制御系を設計するためには、一般的にハミルトン・
ヤコビ不等式とよばれる偏微分不等式を解かなければな
らないが、前記のように非線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)に
前記数４０の制約条件を与えることにより、ハミルトン
・ヤコビ不等式を解く代わりにリカッチ不等式を解くこ
とによって制御則が設計できることを示している。リカ
ッチ不等式は、マトラブ（Matlab）等の公知のソフトウ
ェアを用いることにより簡単に解を求めることができる
ので、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つけ
ることができるとともに、制御則ｕ＝ｋ(ｘ)も導出する
ことができる。

【００８１】また、前記Ｄ₁₂₂はリカッチ不等式には現
れず、非線形重みに対する制約条件及び制御則のみに関
係している。このことは、Ｄ₁₂₂を用いた制御則の調整
が、リカッチ不等式を解き直すことなくある程度可能で
あることを示している。すなわち、前記制御則の調整は
制御入力ｕに対するスケーリングを行うことを意味し、
制御入力ｕのスケーリングを１０倍にするとＤ₁₂₂が１
／１０倍になり、前記数４１のＢ₂(ｘ)項は１００倍、
Ｃ₁₂の項は１０倍になる。

【００８２】次に、非線形重みの役割について確認する
ために、双線形システムの非線形重みを用いない一般化
プラントを想定して、上述した非線形重みを用いた一般
化プラントとの比較をしておく。すなわち、前記非線形
重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)をそれぞれａ₁(ｘ)＝１，ａ₂(ｘ)
＝１とし、また簡単化のために直交条件を満たすとして
Ｃ₁₂＝ｏ，Ｄ₁₂₂＝Ｉとする。前記数３６〜３８により
表される状態空間表現は下記数４５〜４７のようにな
る。

【００８３】

【数４５】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【００８４】

【数４６】ｚ₁＝Ｃ₁₁ｘ

【００８５】

【数４７】ｚ₂＝ｕ これにより、一般化プラントの制御則ｕ＝ｋ(ｘ)は下記
数４８のように表される。

【数４８】ｕ＝Ｂ₂ ^T(ｘ)Ｐｘ ただし、Ｐは下記数４９のリカッチ方程式を満たす正定
対称解である。

【００８６】

【数４９】

【００８７】一方、前記数４５〜４７で表される一般化
プラントの原点近傍における線形近似システムは、下記
数５０〜５２のようになる。

【００８８】

【数５０】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ

【００８９】

【数５１】ｚ₁＝Ｃ₁₁ｘ

【００９０】

【数５２】ｚ₂＝ｕ 前記数４９のリカッチ方程式は、この一般化プラントに
対して閉ループシステムが内部安定であり、Ｌ₂ゲイン
がγ以下であることを意味している。すなわち、双線形
システムのＬ₂ゲインは図４に示す原点（ｘ＝ｏ）での
値によって決まってしまうのである。これは、原点では
双線形システムがＢ₂(ｏ)＝ｏであるので、制御入力ｕ
が働かず原点近傍ではＬ₂ゲインを改善できないからで
ある。また、制御入力ｕをｕ＝ｏとした一般化プラント
（数４５〜４７）も線形近似した一般化プラント（数５
０〜５２）と一致するので、数４９のリカッチ不等式
は、一般化プラント（数４５〜４７）に対して制御入力
ｕがｕ＝ｏの場合も、閉ループシステムが内部安定であ
り、Ｌ₂ゲインがγ以下であることを意味している。す
なわち、状態量ｘが大きくなって制御入力ｕが効果を発
揮するようになっても、制御出力を下記数５３，５４と
する一般化プラント（数４５〜４７）に対して制御系を
設計した場合、制御入力ｕをかけてもＬ₂ゲインがｇ₀よ
り大きくならないことを保証しているだけである。

【００９１】

【数５３】ｚ₁＝Ｃ₁₁ｘ

【００９２】

【数５４】ｚ₂＝ｕ すなわち、制御出力が前記数５３，５４のように表され
る場合、制御性能が制御入力ｕを用いることによって向
上しているかもしれないが、ｕ＝ｏの場合と変わらない
かもしれないのである。そこで、制御出力ｚ₁，ｚ₂に非
線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)を用いて下記数５５，５６と
することによって原点よりも離れたところでは、非線形
重みによって図４のｇ₁の線に表されるように、プラン
トのＬ₂ゲインを原点よりも小さくなるように抑え込む
制御系が設計可能となる。

【００９３】

【数５５】ｚ₁＝ａ₁(ｘ)Ｃ₁₁ｘ

【００９４】

【数５６】ｚ₂＝ａ₂(ｘ)ｕ また、この制御では、ダンパ１４の減衰係数Ｃを線形減
衰係数Ｃｓと非線形な可変減衰係数Ｃ_vとに分けて、同
可変減衰係数Ｃ_vを制御入力ｕとして制御系を設計し
た。そして、図５(Ａ)に示すように、線形減衰係数Ｃｓ
をダンパ１４の最小減衰力特性線（最大オリフィス開度
に対応）と、最大減衰力特性線（最小オリフィス開度に
対応）とのほぼ中央付近に設定するとともに、制御入力
ｕのゲインを周波数に応じて制御するようにして、減衰
係数Ｃが線形減衰係数Ｃｓを挟んだ両側で変化するとと
もに、同減衰係数による減衰力が前記最小減衰力特性線
と最大減衰力特性線との間に納まるようにした。したが
って、ダンパ１４の設計仕様に合わせて可変減衰係数Ｃ
ｖを簡単に決定できるとともに、実際のダンパ１４によ
り実現可能な範囲内で減衰力制御を行うことができ、意
図した減衰力制御を行うことができる。なお、比較のた
めに、図５(Ｂ)にスカイフック理論に基づいてダンパ１
４の減衰係数を制御した場合のリサージュ波形図を示し
てあるが、この場合には、実際のダンパ１４により実現
可能な範囲内で制御を行うことができず、意図した減衰
力の制御が不能である。

【００９５】また、ダンパ１４の減衰力（減衰係数）が
複数段のいずれかに段階的に切り換えるように構成され
ている場合には、線形減衰係数Ｃｓの設定において、同
線形減衰係数Ｃｓにより決定される減衰力が、同減衰力
の小さい範囲で前記ダンパ１４の複数段のうちの所定の
１つの段により発生される減衰力にほぼ等しくなるよう
に、前記線形減衰係数Ｃｓを設定する。この種のサスペ
ンション装置においては、減衰力の小さい範囲では減衰
力の相対速度に対する線形性は強く、すなわち計算され
る可変減衰係数Ｃｖが「０」である可能性が高い。した
がって、ダンパ１４においては前記所定の１つの段に維
持される可能性が高くて減衰係数の切り換え頻度が低く
なるので、ダンパ１４の耐久性が高く保たれる。

【００９６】ｂ２．車両搭載例 次に、上記非線形Ｈ∞状態フィードバック制御則を用い
た減衰力制御装置の車両への搭載例について説明する。

【００９７】図６はこの減衰力制御装置をブロック図に
より示しており、同装置はダンパ１４のオリフィス１４
ａの開度ＯＰを複数段階（Ｎ段階）に切換え制御するた
めのステップモータ、超音波モータなどの電気アクチュ
エータ２１を備えている。なお、前述のように減衰力の
小さい部分でオリフィス１４ａの開度が頻繁に切り換え
られないようにするために、ダンパ１４の所定の一つの
段（複数の段のうちのほぼ中央付近の段）により発生さ
れる減衰力が、後述するプログラム処理により計算され
る線形減衰係数Ｃｓにより決定される減衰力にほぼ等し
くなるようになっている。

【００９８】この電気アクチュエータ２１は、駆動回路
２２を介してマイクロコンピュータ２０により制御され
るようになっている。マイクロコンピュータ２０には、
タイヤ変位量センサ２３、ストロークセンサ２４、ばね
上加速度センサ２５及びばね下加速度センサ２６が接続
されている。タイヤ変位量センサ２３は、路面変位ｘ _pr
とばね下変位ｘ_pwとの相対変位量であるタイヤ１２の変
位量ｘ_pr−ｘ_pwを検出するもので、例えばタイヤの変形
度を検出する歪センサ、タイヤの空気圧を検出する圧力
センサなどの出力に基づいて前記タイヤ変位量ｘ_pr−ｘ
_pwを検出する。ストロークセンサ２４は、ばね上部材１
０とばね下部材１１との間に介装されて両部材１０，１
１間の上下方向の相対変位量である相対変位量ｘ_pw−ｘ
_pbを検出する。ばね上加速度センサ２５は、ばね上部材
１０に固定され、同部材１０の上下方向の加速度である
ばね上加速度ｘ_pb''を検出する。ばね下加速度センサ２
６は、ばね下部材１１に固定され、同部材１１の上下方
向の加速度であるばね下加速度ｘ_pw''を検出する。

【００９９】マイクロコンピュータ２０は、内蔵のタイ
マにより所定の短時間毎に図７のプログラムを実行する
ことにより、オリフィス１４ａのＮ段階の開度ＯＰを表
す制御信号を駆動回路２２に出力する。また、マイクロ
コンピュータ２０には、図８に示すような相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'に対するダンパ１４の減衰力Ｆの変化特性
を開度ＯＰ毎に表すデータを記憶した相対速度−減衰力
テーブルも内蔵されている。

【０１００】次に、この具体的な実施形態の動作を説明
する。車両のイグニッションスイッチ（図示しない）が
投入されると、マイクロコンピュータ２０は、図７に示
すプログラムを短時間毎に繰り返し実行して、ダンパ１
４の減衰力を切換え制御する。このプログラムの実行は
ステップ１００にて開始され、ステップ１０２にて、タ
イヤ変位量センサ２３、ストロークセンサ２４、ばね上
加速度センサ２５及びばね下加速度センサ２６から、タ
イヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pw、相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb、ばね上
加速度ｘ_pb''及びばね下加速度ｘ_pw''を表す各検出信号
を入力する。そして、ステップ１０４にて、ばね上加速
度ｘ_pb''及びばね下加速度ｘ_pw''をそれぞれ時間積分す
ることによりばね上速度ｘ_pb'及びばね下速度ｘ_pw'を計
算するとともに、相対変位量ｘ_pw−ｘ_pbを時間微分する
ことにより相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を計算する。

【０１０１】次に、ステップ１０６にて、相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'を用いた上記数７，１３と同じ下記数５
７，５８の演算によりＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を計算す
るとともに、これらのＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を用いた
上記数３０と同じ下記数５９の演算によりＢ₂(ｘ)を計
算する。

【０１０２】

【数５７】

【０１０３】

【数５８】

【０１０４】

【数５９】

【０１０５】なお、前記数５７，５８中のＭ_w，Ｍ_bは、
本減衰力制御装置を搭載した車両のばね下質量とばね上
質量である。また、前記数５９中のＢ_w，Ｂ_uは、上記数
２０，２２にて設定した周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に
関する係数行列であって、予めマイクロコンピュータ２
０内に記憶されている定数行列である。

【０１０６】前記ステップ１０６の処理後、ステップ１
０８にて、ステップ１０２の処理により入力され又はス
テップ１０４の処理により計算された本減衰力制御装置
の制御目標であり、上記数１０により規定される評価出
力ｚ_p（ばね上速度ｘ_pb'、ばね上加速度ｘ_pb''及び相対
速度ｘ_pw'−ｘ_pb'）を用いて上記数２０と同じ下記数６
０の演算式に基づいて周波数重みの状態変数ｘ_wを計算
する。

【０１０７】

【数６０】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wｚ_p なお、前記数６０中のＡ_w，Ｂ_wは、上記数２０にて設定
した周波数重みＷ_s(ｓ)に関する係数行列であって、予
めマイクロコンピュータ２０内に記憶されている定数行
列である。

【０１０８】次に、ステップ１１０にて、上記数２２，
２７，４４と同じ数６１〜６３を用いて、制御入力ｕに
関する周波数重みの状態変数ｘ_u、拡張した状態量ｘ及
び制御入力ｕを計算する。

【０１０９】

【数６１】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０１１０】

【数６２】

【０１１１】

【数６３】

【０１１２】前記数６１中のＡ_u，Ｂ_uは、上記数２２に
て設定した周波数重みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であっ
て、予めマイクロコンピュータ２０内に記憶されている
定数行列である。また、前記６３中のＤ₁₂₂は、上記数
３４で定義され、かつ上記数２３にて設定した周波数重
みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であって、予めマイクロコ
ンピュータ２０内に記憶されている定数行列である。ｍ
₁(ｘ)は、任意の正定数関数であり、同関数に関するア
ルゴリズムが予めマイクロコンピュータ内に記憶されて
いるものである。なお、この正定数関数ｍ₁(ｘ)を正の
定数、例えば「１．０」に設定しておいてもよい。Ｃ₁₁
は、上記数１２，３１により定義され、すなわち本減衰
力制御装置を搭載した車両のばね下質量Ｍ_w及びばね上
質量Ｍ_bと、スプリング１３のばね定数Ｋ_sと、ダンパ１
４の線形減衰係数Ｃ_sと、上記数２１にて設定した周波
数重みＷ_s(ｓ)に関する係数行列Ｃ_w，Ｄ_wとにより規定
され、予めマイクロコンピュータ２０内に記憶されてい
る定数行列である。Ｂ₂(ｘ)は、前記ステップ１０６に
て計算された行列である。Ｐは、上記数３９，４０を満
たす正定対称解であり、予めマイクロコンピュータ２０
内に記憶されている定数行列である。Ｃ₁₂は、上記数３
３により規定され、上記数２３にて設定した周波数重み
Ｗ_u(ｓ)に関する係数行列Ｃ_uを含む予めマイクロコンピ
ュータ２０内に記憶されている定数行列である。

【０１１３】また、このステップ１１０の制御入力ｕに
関する周波数重みに関する状態変数ｘ_u、拡張した状態
量ｘ及び制御入力ｕの計算においては、各値に初期値を
与えて、各値ｘ_u，ｘ，ｕが収束するまで上記数６０〜
６３からなる演算を繰り返し行って、各値ｘ_u，ｘ，ｕ
を決定する。

【０１１４】前記ステップ１１０の処理後、ステップ１
１２にて、制御入力ｕは非線形減衰係数Ｃ_vに等しいの
で、線形減衰係数Ｃ_sと制御入力ｕとを加算する下記数
６４の演算によりダンパ１４の総合的な目標減衰係数Ｃ
を計算する。

【０１１５】

【数６４】Ｃ＝Ｃ_s＋Ｃ_v＝Ｃ_s＋ｕ 次に、ステップ１１４にて、前記計算した目標減衰係数
Ｃに前記ステップ１０４の処理により計算した相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'を乗算する下記数６５の演算により目標減
衰力Ｆを計算する。

【０１１６】

【数６５】Ｆ＝Ｃ(ｘ_pw'−ｘ_pb') 前記ステップ１１４の処理後、ステップ１１６にて、図
８に示す相対速度−減衰力テーブルを参照することによ
り、前記計算した目標減衰力Ｆ及び相対速度ｘ _pw'−ｘ
_pb'に対応したダンパ１４のオリフィス１４ａの開度Ｏ
Ｐを決定する。この決定にあたっては、図８のグラフ上
において減衰力Ｆと相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'とで決まる点
が最も近いカーブが検索され、同検索されたカーブに対
応した開度ＯＰが選定される。そして、ステップ１１８
にて前記選定した開度ＯＰを表す制御信号を駆動回路２
２に出力する。駆動回路２２は電気アクチュエータ２１
を駆動制御し、同アクチュエータ２１がダンパ１４のオ
リフィス１４ａを前記選定した開度ＯＰに設定する。そ
の結果、ダンパ１４は前記計算した目標減衰力Ｆを発生
することになり、ばね上部材１０及びばね下部材１１の
共振、並び乗員に対するゴツゴツ感抑制されるので、車
両の走行安定性が良好になるとともに、車両の乗り心地
も良好に保たれる。

【０１１７】ｃ．第２実施例 ｃ１．非線形Ｈ∞出力フィードバック制御系の設計 次に、上記非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の設計
を一歩進めて、状態量ｘ_p（タイヤ変位ｘ_pr−ｘ_pw、相
対変位量ｘ_pw−ｘ_pb、ばね下速度ｘ_pw'、ばね上加速度
ｘ_pb''）の一部（例えば、タイヤ変位ｘ_pr−ｘ_pw及びば
ね下速度ｘ_pw'、又はタイヤ変位ｘ_pr−ｘ_pw、相対変位
量ｘ_pw−ｘ_pb及びばね下速度ｘ_pw'）を制御系内に含ん
だ形のオブザーバで推定し、同推定値を用いて制御系と
して非線形Ｈ∞出力フィードバック制御系の設計を試み
る。この場合、評価出力ｚ_pと制御入力ｕに周波数重み
を加えた図９に示すような出力フィードバック制御系の
一般化プラントを想定する。この場合、評価出力ｚ_pに
周波数重みＷ_s(ｓ)をかけた後、非線形な重み関数とし
てａ₁(ｘ,ｘ^)をかけるとともに、制御入力ｕに周波数
重みＷ_u(ｓ)をかけた後、非線形な重み関数としてａ
₂(ｘ,ｘ^)をかける。この非線形な重み関数ａ₁(ｘ,ｘ
^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)は、下記数６６，６７に示す特性を有
する。これにより、より積極的にＬ₂ゲインを抑えるよ
うな制御系の設計が可能となる。なお、ｘ^は前記のよ
うに一部に推定値を含む状態量を表す。

【０１１８】

【数６６】ａ₁(ｘ，ｘ^)＞０，ａ₂(ｘ，ｘ^)＞０

【０１１９】

【数６７】ａ₁(ｏ，ｏ)＝ａ₂(ｏ，ｏ)＝１ このシステムの状態空間表現も、評価出力ｚ_pにかかる
周波数重みＷ_s(ｓ)の状態空間表現も、制御入力ｕにか
かる周波数重みＷ_u(ｓ)の状態空間表現も、上述した状
態フィードバック制御系の場合と同様に、下記数６８〜
７２のように表される。

【０１２０】

【数６８】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ

【０１２１】

【数６９】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wｚ_p

【０１２２】

【数７０】ｚ_w＝Ｃ_wｘ_w＋Ｄ_wｚ_p

【０１２３】

【数７１】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０１２４】

【数７２】ｚ_u＝Ｃ_uｘ_u＋Ｄ_uｕ なお、状態変数ｘ_w、評価関数ｚ_w、定数行列Ａ_w，Ｂ_w，
Ｃ_w，Ｄ_wも上記状態フィードバック制御系の場合と同じ
である。

【０１２５】しかし、この非線形Ｈ∞出力フィードバッ
ク制御系における一般化プラントの状態空間表現は下記
数７３〜７６のようになる。

【０１２６】

【数７３】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１２７】

【数７４】ｚ₁＝ａ₁(ｘ，ｘ^)(Ｃ₁₁ｘ＋Ｄ₁₂₁(ｘ)ｕ)

【０１２８】

【数７５】ｚ₂＝ａ₂(ｘ，ｘ^)(Ｃ₁₂ｘ＋Ｄ₁₂₂ｕ)

【０１２９】

【数７６】ｙ＝Ｃ₂ｘ＋Ｄ₂₁ｗ＋Ｄ₂₂(ｘ)ｕ ただし、前記数７３〜７６中のｘ，ｗ，Ａ，Ｂ₁，Ｂ
₂(ｘ)，Ｃ₁₁，Ｄ₁₂₁(ｘ)，Ｃ₁₂，Ｄ₁₂₂，Ｃ₂，Ｄ₂₁，Ｄ
₂₂(ｘ)は、下記数７７〜８８のとおりである。

【０１３０】

【数７７】

【０１３１】

【数７８】

【０１３２】

【数７９】

【０１３３】

【数８０】

【０１３４】

【数８１】

【０１３５】

【数８２】Ｃ₁₁＝［Ｄ_wＣ_p1 Ｃ_w ｏ］

【０１３６】

【数８３】Ｄ₁₂₁(ｘ)＝［Ｄ_wＤ_p12(ｘ_p)］

【０１３７】

【数８４】Ｃ₁₂＝［ｏ ｏ Ｃ_u ］

【０１３８】

【数８５】Ｄ₁₂₂＝Ｄ_u

【０１３９】

【数８６】Ｃ₂＝［Ｃ_p2 ｏ ｏ］

【０１４０】

【数８７】Ｄ₂₁＝［ｏ Ｄ_p21］

【０１４１】

【数８８】Ｄ₂₂(ｘ)＝Ｄ_p22(ｘ_p) 次に、リカッチ方程式に基づいて解を求めるために、下
記数８９により規定される条件のもとで、前記数７３〜
７６により表された一般化プラントの状態空間表現を書
き換えると下記数９０〜９３のようになる。

【０１４２】

【数８９】Ｄ_wＤ_p12(ｘ)＝ｏ

【０１４３】

【数９０】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１４４】

【数９１】ｚ₁＝ａ₁(ｘ，ｘ^)Ｃ₁₁ｘ

【０１４５】

【数９２】 ｚ₂＝ａ₂(ｘ，ｘ^)Ｃ₁₂ｘ＋ａ₂(ｘ，ｘ^)Ｄ₁₂₂ｕ

【０１４６】

【数９３】ｙ＝Ｃ₂ｘ＋Ｄ₂₁ｗ＋Ｄ₂₂(ｘ)ｕ ここで、上記状態フィードバック制御系の場合と同様
に、前記一般化プラントに対して、「閉ループシステ
ムが内部指数安定」、かつ「ｗからｚまでのＬ ₂ゲイ
ンがある正定数γ以下である」を満たす非線形Ｈ∞出力
フィードバック制御則ｕ＝ｋ(ｙ)を設計することを試み
る。さらに、この非線形Ｈ∞出力フィードバック制御に
おいては、下記第１〜第３タイプに分けてそれぞれ説明
する。

【０１４７】ｃ１−１）第１タイプの制御系の設計 この第１タイプは、上記数８１のＢ₂(ｘ)及び数８８の
Ｄ₂₂(ｘ)が既知関数すなわち少なくとも相対速度ｘ_pw'
−ｘ_pb'が観測可能であり、オブザーバゲインＬは定数
行列である場合である。

【０１４８】前記非線形Ｈ∞出力フィードバック制御則
ｕ＝ｋ(ｙ)は、次の条件が成立するならば求まる。すな
わち、 Ｄ₁₂₂ ^-1が存在し、γ₁はγ₁ ²Ｉ−Ｄ₂₁ ^TΘ^TΘＤ₁₂＞ｏ
を満たす正定数であり、かつγ₂は＞１であり、下記数
９４のオブザーバ（オブザーバゲイン）を設計するため
のリカッチ不等式、及び下記９５のコントローラ（制御
器）を設計するためのリカッチ不等式を満たす正定対称
行列Ｐ，Ｑ及び正定行列Θが存在し、さらに 非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)が下記数９６，
９７の制約条件を満たすならば、下記数９８とする制御
則の一つは下記数９９，１００で与えられる。

【０１４９】

【数９４】

【０１５０】

【数９５】

【０１５１】

【数９６】 γ₂ ²−ａ₁(ｘ，ｘ^)²＞０，γ₂ ²−ａ₂(ｘ，ｘ^)²＞０

【０１５２】

【数９７】

【０１５３】

【数９８】

【０１５４】

【数９９】ｘ'^＝(Ａ＋ＬＣ₂)ｘ^＋(Ｂ₂(ｘ)＋ＬＤ
₂₂(ｘ))ｕ−Ｌｙ

【０１５５】

【数１００】

【０１５６】ただし、オブザーバゲインＬは下記数１０
１のように表される。

【０１５７】

【数１０１】Ｌ＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ また、「‖ ‖」はユークリッド・ノルムを表し、「‖
‖₂」は２乗可積分関数空間Ｌ₂上のノルムを表してい
て、ｆ(ｔ)∈Ｌ₂に対して、下記数１０２で定義される
ものである。

【０１５８】

【数１０２】

【０１５９】また、ΘはΘ^-1が存在する正定行列であ
り、このΘを用いてオブザーバゲインＬを調整すること
が可能である。また、上記状態フィードバック制御則の
場合と同様に、コントローラのゲインＬはＤ₁₂₂を用い
て調整することが可能である。さらに、γ₁はオブザー
バのＬ₂ゲインであり、γ₂はコントローラのＬ₂ゲイン
であり、閉ループシステムのＬ₂ゲインはγ₁とγ₂の積
として決まる。したがって、オブザーバとコントローラ
をうまく調整してシステムのＬ₂ゲインを決定しなけれ
ばならない。

【０１６０】ここで、前記数９６，９７の制約条件を満
たす非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)を下記数１０
３，１０４に例示しておく。

【０１６１】

【数１０３】

【０１６２】

【数１０４】

【０１６３】なお、前記数１０３，１０４中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数であり、εはε＜１かつεγ₂ ²＞
１である正定数である。そして、コンピュータによる演
算の結果、前記のような正定対称解Ｐが求めることがで
きた。そして、前記数１０３，１０４を用いると前記数
９９，１００は下記数１０５，１０６のように変形され
る。

【０１６４】

【数１０５】ｘ'^＝(Ａ＋ＬＣ₂)ｘ^＋(Ｂ₂(ｘ)＋ＬＤ₂₂
(ｘ))ｕ−Ｌｙ

【０１６５】

【数１０６】

【０１６６】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、推定状態量ｘ'^及び制御則ｕ＝
ｋ(ｙ)も導出することができる。

【０１６７】ｃ１−２）第１タイプの車両搭載例 次に、前記タイプ１の制御則を用いた減衰力制御装置の
車両への搭載例について説明する。この場合の減衰力制
御装置は、図６のブロック図においてタイヤ変位量セン
サ２３及びばね下加速度センサ２６が省略されており、
マイクロコンピュータ２０は図７のプログラムに変えて
図１０のプログラムを実行する。他の部分に関しては上
記第１実施例と同じである。

【０１６８】この場合も、マイクロコンピュータ２０
は、内蔵のタイマにより図１０に示すプログラムを短時
間毎に繰り返し実行し、ステップ１００の開始後、ステ
ップ１０２ａにて、ストロークセンサ２４及びばね上加
速度センサ２５から相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb及びばね上加
速度ｘ_pb''を表す各検出信号を入力し、ステップ１０４
ａにて上記第１実施例の場合と同様に相対速度ｘ_pw'−
ｘ_pb'及びばね上速度ｘ_pb'を計算する。

【０１６９】次に、ステップ１０６ａにて、相対速度ｘ
_pw'−ｘ_pb'を用いた上記数７，１３と同じ下記数１０
７，１０８の演算によりＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を計算
するとともに、これらのＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を用い
た上記数８１と同じ下記数１０９の演算によりＢ₂(ｘ)
を計算し、かつ相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を用いた上記数１
６，８８と同じ下記数１１０，１１１の演算によりＤ₂₂
(ｘ)を計算する。

【０１７０】

【数１０７】

【０１７１】

【数１０８】

【０１７２】

【数１０９】

【０１７３】

【数１１０】

【０１７４】

【数１１１】Ｄ₂₂(ｘ)＝Ｄ_p22(ｘ_p) なお、前記数１０７〜１１０中のＭ_w，Ｍ_b，Ｂ_w，Ｂ
_uは、上記第１実施形態と同じ値又は定数行列である。

【０１７５】前記ステップ１０６ａの処理後、ステップ
１１０ａにて、上記数１０５，１０６と同じ数１１２，
１１３を用い、上記第１実施例の場合と同様にして推定
状態量ｘ^及び制御入力ｕを計算する。

【０１７６】

【数１１２】ｘ'^＝(Ａ＋ＬＣ₂)ｘ^＋(Ｂ₂(ｘ)＋ＬＤ₂₂
(ｘ))ｕ−Ｌｙ

【０１７７】

【数１１３】

【０１７８】前記数１１２中のＡは、マイクロコンピュ
ータ２０内に予め記憶されていて前記数７９，５，１２
により決定される定数行列である。Ｌは、マイクロコン
ピュータ２０内に予め記憶されていて前記数１０１によ
り定義された定数行列であって、正定対称行列Ｑ、前記
数１４，８６により定まる定数行列Ｃ₂、及び正定行列
Θにより決まるオブザーバのゲインである。Ｃ₂も、マ
イクロコンピュータ２０内に予め記憶されている前記定
数行列である。Ｂ₂(ｘ)及びＤ₂₂(ｘ)は前記ステップ１
０６ａにて計算した行列である。また、ｙは観測値であ
って、この第１タイプでは前記ステップ１０２ａの処理
により入力した相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb及び前記ステップ
１０４ａの処理により計算したばね上速度ｘ_pb'であ
る。

【０１７９】また、前記数１１３中のＤ₁₂₂は、上記数
８５で定義され、かつ上記数２３にて設定した周波数重
みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であって、予めマイクロコ
ンピュータ２０内に記憶されている定数行列である。γ
₂は、前述したγ₂＞１なる正定数である。ｍ₁(ｘ，ｘ^)
は、任意の正定数関数であり、同関数に関するアルゴリ
ズム予めマイクロコンピュータ内に記憶されているもの
である。なお、この正定数関数ｍ₁(ｘ)を正の定数、例
えば「１．０」に設定しておいてもよい。Ｃ₁₁は、上記
数１２，８２により定義され、すなわち本減衰力制御装
置を搭載した車両のばね下質量Ｍ_w及びばね上質量Ｍ
_bと、スプリング１３のばね定数Ｋ_sと、ダンパ１４の線
形減衰係数Ｃ_sと、上記数２１にて設定した周波数重み
Ｗ_s(ｓ)に関する係数行列Ｃ_w，Ｄ_wとにより規定され、
予めマイクロコンピュータ２０内に記憶されている定数
行列である。Ｂ₂(ｘ)は、前記ステップ１０６ａにて計
算された行列である。Ｐは、上記数９４，９５を満たす
正定対称解であり、予めマイクロコンピュータ２０内に
記憶されている定数行列である。Ｃ₁₂は、上記数８４に
より規定され、上記数２３にて設定した周波数重みＷ
_u(ｓ)に関する係数行列Ｃ_uを含む予めマイクロコンピュ
ータ２０内に記憶されている定数行列である。

【０１８０】前記ステップ１１０ａの処理後、上記第１
実施例と同様なステップ１１２〜１１８の処理により、
ダンパ１４の総合的な目標減衰係数Ｃを計算するととも
に目標減衰力Ｆを計算し、前記計算した目標減衰力Ｆに
対応したダンパ１４のオリフィス１４ａの開度ＯＰを決
定し、同オリフィス１４ａを開度ＯＰに設定して、ダン
パ１４に目標減衰力Ｆを発生させる。その結果、この第
２実施例の第１タイプの制御装置によれば、ばね下速度
ｘ_pw'及びタイヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pwを検出しなくても、
ダンパ１４は前記計算した目標減衰力Ｆを発生すること
になり、簡単な構成で上記第１実施例の場合と同様な効
果が期待される。

【０１８１】ｃ２−１）第２タイプの制御系の設計 この第２タイプは、上記数８１のＢ₂(ｘ)及び数８８の
Ｄ₂₂(ｘ)が未知関数すなわち相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'が未
知であり、オブザーバゲインＬは定数行列である場合で
ある。

【０１８２】この種の双線形システムではＢ₂(ｘ)，Ｄ
₂₂(ｘ)はｘの１次関数であり、これを考慮して前記数９
０〜９３により表された一般化プラントを書き換える
と、下記数１１４〜１１７のようになる。ただし、
Ｂ₂₀，Ｄ₂₂₀，ｄ₁₂₂は定数行列である。

【０１８３】

【数１１４】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂₀ｘｕ

【０１８４】

【数１１５】ｚ₁＝ａ₁(ｘ^)Ｃ₁₁ｘ

【０１８５】

【数１１６】ｚ₂＝ａ₂(ｘ^)Ｃ₁₂ｘ＋ａ₂(ｘ)ｄ₁₂₂ｕ

【０１８６】

【数１１７】ｙ＝Ｃ₂ｘ＋Ｄ₂₁ｗ＋Ｄ₂₂₀ｘｕ この一般化プラントに対して、非線形Ｈ∞出力フィード
バック制御則を設計することを試みる。オブザーバゲイ
ンＬを定数行列とする場合、次の定理により出力フィー
ドバック制御則が設計できる。すなわち、 γ₁はγ₁ ²Ｉ−Ｄ₂₁ ^TΘ^TΘＤ₁₂＞ｏを満たす正定数で
あり、かつγ₂はγ₂＞１である正定数であり、かつε₁ ²
−ｕ²＞０を満たす正定数εが存在するとき、下記数１
１８のオブザーバ（オブザーバゲイン）を設計するため
のリカッチ不等式、及び下記１１９のコントローラを設
計するためのリカッチ不等式を満たす正定対称行列Ｐ，
Ｑ及び正定行列Θが存在し、さらに 非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)が下記数１２
０，１２１の制約条件を満たすならば、下記数１２２と
する制御則の一つは下記数１２３，１２４で与えられ
る。

【０１８７】

【数１１８】

【０１８８】

【数１１９】

【０１８９】

【数１２０】 γ₂ ²−ａ₁(ｘ，ｘ^)²＞０，γ₂ ²−ａ₂(ｘ，ｘ^)²＞０

【０１９０】

【数１２１】

【０１９１】

【数１２２】‖[ｚ₁ ^T ｚ₂ ^T]^T‖₂≦γ₁γ₂‖ｗ‖₂

【０１９２】

【数１２３】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ(ｕ)Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
(ｕ)Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０１９３】

【数１２４】

【０１９４】ただし、オブザーバゲインＬ(ｕ)は下記数
１２５のように表される。

【０１９５】

【数１２５】Ｌ(ｕ)＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ また、ΘはΘ^-1が存在する正定行列であり、このΘを用
いてオブザーバゲインＬ(ｕ)を調整することが可能であ
る。また、上記状態フィードバック制御則の場合と同様
に、コントローラのゲインＬはｄ₁₂₂を用いて調整する
ことが可能である。

【０１９６】ここで、前記数１２０，１２１の制約条件
を満たす非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)を下記数
１２６，１２７に例示しておく。

【０１９７】

【数１２６】

【０１９８】

【数１２７】

【０１９９】なお、前記数１２６，１２７中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数であり、εはε＜１かつεγ₂ ²＞
１である正定数である。そして、コンピュータによる演
算の結果、前記のような正定対称解Ｐが求めることがで
きた。そして、前記数１２６，１２７を用いると前記数
１２３，１２４は下記数１２８，１２９のように変形さ
れる。

【０２００】

【数１２８】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ(ｕ)Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
(ｕ)Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２０１】

【数１２９】

【０２０２】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、推定状態量ｘ'^及び制御則ｕ＝
ｋ(ｙ)も導出することができる。

【０２０３】ｃ２−２）第２タイプの車両搭載例 次に、この第２タイプの制御則を用いた減衰力制御装置
の車両への搭載例について説明する。この場合の減衰力
制御装置は、上記第１タイプの場合の図６のストローク
センサ２４を省略するとともに、図１０のステップ１０
２ａ，１０４ａによるストロークセンサ２４からの相対
変位量ｘ_pw−ｘ_pbの入力及び相対速度ｘ _pw'−ｘ_pb'の計
算、並びにステップ１０６ａの演算処理を省略して、前
記第２タイプの制御則にしたがった演算を実行するもの
である。

【０２０４】この場合も、マイクロコンピュータ２０
は、内蔵のタイマにより図１０に示すプログラムを短時
間毎に繰り返し実行し、ステップ１０２ａにてばね上加
速度ｘ _pb''を入力し、ステップ１０４ａにてばね上速度
ｘ_pb'を計算し、ステップ１１０ａにて上記数１２８，
１２９と同じ数１３０，１３１を用い、相対速度ｘ_pw'
−ｘ_pb'の推定を含む推定状態量ｘ'^及び制御入力ｕを
計算する。

【０２０５】

【数１３０】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ(ｕ)Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂＋Ｌ(ｕ)
Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２０６】

【数１３１】

【０２０７】前記数１３０，１３１中のＡ，Ｌ，Ｃ₂，
γ₂，ｍ₁(ｘ，ｘ^)，Ｃ₁₁，Ｐ，Ｃ₁₂に関しては前記第
１タイプの場合と同じである。また、Ｂ₂₀，Ｄ₂₂₀，ｄ
₁₂₂は、マイクロコンピュータ２０内に予め記憶されて
いて前述した適当な定数行列である。また、この場合、
ｙは観測値であって前記ステップ１０４ａの処理により
計算したばね上速度ｘ_pb'である。

【０２０８】前記ステップ１１０ａの処理後、上記第１
タイプと同様なステップ１１２，１１４の処理により、
ダンパ１４の総合的な目標減衰係数Ｃを計算するととも
に目標減衰力Ｆを計算する。ただし、この場合、ステッ
プ１１４の目標減衰力Ｆの計算では、ステップ１１０ａ
にて計算した推定相対速度ｘ_pw'^−ｘ_pb'^を利用する。
そして、上記第１タイプと同様なステップ１１６，１１
８の処理により、前記計算した目標減衰力Ｆに対応した
ダンパ１４のオリフィス１４ａの開度ＯＰを決定し、同
オリフィス１４ａを開度ＯＰに設定して、ダンパ１４に
目標減衰力Ｆを発生させる。その結果、この第２タイプ
によれば、相対変位量ｘ_pw−ｘ_pbの検出を省略しても、
上記第１タイプの場合と同様な効果を期待できる。 ｃ３−１）第３タイプの制御系の設計 この第３タイプも、上記数８１のＢ₂(ｘ)及び数８８の
Ｄ₂₂(ｘ)が未知関数すなわち相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'が未
知であり、オブザーバゲインＬは関数行列である場合で
ある。

【０２０９】この第３タイプにおいても、上記第２タイ
プの数１１４〜１１７により表された一般化プラントに
対して、非線形Ｈ∞出力フィードバック制御則を設計す
ることを試みる。オブザーバゲインＬを制御入力ｕの関
数とする場合、次の定理により出力フィードバック制御
則が設計できる。すなわち、 γ₁はγ₁ ²Ｉ−Ｄ₂₁ ^TΘ^TΘＤ₁₂＞ｏを満たす正定数で
あり、かつγ₂はγ₂＞１である正定数であり、かつε₁ ²
−ｕ²＞０を満たす正定数εが存在するとき、下記数１
３２のオブザーバ（オブザーバゲイン）を設計するため
のリカッチ不等式、及び下記１３３のコントローラを設
計するためのリカッチ不等式を満たす正定対称行列Ｐ，
Ｑ及び正定行列Θが存在し、さらに 非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)が下記数１３
４，１３５の制約条件を満たすならば、下記数１３６と
する制御則の一つは下記数１３７，１３８で与えられ
る。

【０２１０】

【数１３２】

【０２１１】

【数１３３】

【０２１２】

【数１３４】 γ₂ ²−ａ₁(ｘ，ｘ^)²＞０，γ₂ ²−ａ₂(ｘ，ｘ^)²＞０

【０２１３】

【数１３５】

【０２１４】

【数１３６】‖[ｚ₁ ^T ｚ₂ ^T]^T‖₂≦γ₁γ₂‖ｗ‖₂

【０２１５】

【数１３７】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
₂Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−(Ｌ₁＋Ｌ₂ｕ)ｙ

【０２１６】

【数１３８】

【０２１７】ただし、オブザーバゲインＬ(ｕ)は下記数
１３９のように表される。

【０２１８】

【数１３９】Ｌ(ｕ)＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ−ｕＱＤ₂₂₀ ^TΘ^TΘ
＝Ｌ₁＋ｕＬ₂ また、前記数１３９中のＬ₁，Ｌ₂は下記数１４０，１４
１のように表される。

【０２１９】

【数１４０】Ｌ₁＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ

【０２２０】

【数１４１】Ｌ₂＝−ＱＤ₂₂₀ ^TΘ^TΘ また、ΘはΘ^-1が存在する正定行列であり、このΘを用
いてオブザーバゲインＬ(ｕ)を調整することが可能であ
る。また、上記状態フィードバック制御則の場合と同様
に、コントローラのゲインＬはｄ₁₂₂を用いて調整する
ことが可能である。

【０２２１】ここで、前記数１３４，１３５の制約条件
を満たす非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)を下記数
１４２，１４３に例示しておく。

【０２２２】

【数１４２】

【０２２３】

【数１４３】

【０２２４】なお、前記数１４２，１４３中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数であり、εはε＜１かつεγ₂ ²＞
１である正定数である。そして、コンピュータによる演
算の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めることがで
きた。そして、前記数１４２，１４３を用いると前記数
１３７，１３８は下記数１４４，１４５のように変形さ
れる。

【０２２５】

【数１４４】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂ｘ^＋Ｌ₂Ｄ
₂₂ｘ^)ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２２６】

【数１４５】

【０２２７】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、推定状態量ｘ'^及び制御則ｕ＝
ｋ(ｙ)も導出することができる。 ｃ３−２）第３タイプの車両搭載例 次に、この第３タイプの制御則を用いた減衰力制御装置
の車両への搭載例について説明する。この場合の減衰力
制御装置の構成は、上記第２タイプの場合と同じであ
る。

【０２２８】この場合も、マイクロコンピュータ２０
は、内蔵のタイマにより図１０に示すプログラムを短時
間毎に繰り返し実行し、前記第１タイプと同様なステッ
プ１０２ａ，１０４ａの処理後、ステップ１１０ａにて
上記数１４４，１４５と同じ数１４６，１４７を用い、
上記第２タイプの場合と同様にして推定状態量ｘ'^及び
制御入力ｕを計算する。

【０２２９】

【数１４６】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂ｘ^＋Ｌ₂Ｄ
₂₂ｘ^)ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２３０】

【数１４７】

【０２３１】前記数１４６，１４７中のＡ，Ｃ₂，
Ｂ₂₀，，Ｄ₂₂₀，γ₂，ｍ₁(ｘ，ｘ^)，Ｃ_{1 1}，ｄ₁₂₂，
Ｐ，Ｃ₁₂に関しては前記第２タイプの場合と同じであ
る。また、Ｌ，Ｌ₁，Ｌ₂は、前記数１３９〜１４１によ
り規定されるゲインである。さらに、この場合も、ｙは
観測値であって前記ステップ１０４ａの処理により計算
したばね上速度ｘ_pb'である。

【０２３２】前記ステップ１１０ａの処理後、上記第２
タイプと同様なステップ１１２〜１１８の処理により、
ダンパ１４の総合的な目標減衰係数Ｃを計算するととも
に目標減衰力Ｆを計算し、前記計算した目標減衰力Ｆに
対応したダンパ１４のオリフィス１４ａの開度ＯＰを決
定し、同オリフィス１４ａを開度ＯＰに設定して、ダン
パ１４に目標減衰力Ｆを発生させる。したがって、この
第３タイプによっても、上記第２タイプと同様な効果を
期待できる。

【０２３３】ｄ．第３実施例 ｄ１．カルマンフィルタベースの非線形Ｈ∞制御系の設
計 上記ａのモデルに対して、双線形項Ｂ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p2(ｘ
_p)が既知すなわち相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を観測可能とす
ることを条件に、オブザーバにカルマンフィルタを用い
た場合の出力フィードバック系の設計を試みる。

【０２３４】なお、この第３実施例における符号も上記
第２実施例の場合と同じであり、プラントに関する係数
及び変数にはサフィックスｐが付けられている。サスペ
ンション装置の状態空間表現は、下記数１４８，１４９
により表される。

【０２３５】

【数１４８】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ

【０２３６】

【数１４９】ｙ_p＝Ｃ_pｘ_p＋Ｄ_p1ｗ₂＋Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ ｔ→∞の場合のカルマンフィルタは、Ｄ_p1＝Ｉの場合、
下記数１５０のように表される。

【０２３７】

【数１５０】 ｘ_o'＝Ａ_pｘ_o＋Ｂ_p2ｕ＋Ｋ(Ｃ_pｘ_o＋Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ−ｙ) ただし、ｘ_o，ｘ_o'はカルマンフィルタにおける推定状
態量であり、フィルタゲインＫは下記数１５１のとおり
である。

【０２３８】

【数１５１】Ｋ＝−ΣＣ_p ^TＷ^-1 また、推定誤差共分散Σは、下記数１５２のリカッチ方
程式の正定対称解である。

【０２３９】

【数１５２】 Ａ_pΣ＋ΣＡ_p ^T＋Ｂ_p1ＶＢ_p1 ^T−ΣＣ_p ^TＷ^-1Ｃ_pΣ＝ｏ ただし、Ｖはｗ₁の共分散行列であり、Ｗはｗ₂の共分散
行列である。

【０２４０】このシステムの一般化プラントのブロック
線図は図１１に示すとおりであり、この場合に、オブザ
ーバの出力である「推定状態量ｘ_oに周波数重みＷ(ｓ)
をかけたもの」と、「制御入力ｕに周波数重みＷ_u(ｓ)
をかけたもの」とを評価出力ｚに用いている。すなわ
ち、ここでは、カルマンフィルタを検出器として使っ
て、そのカルマンフィルタの出力を小さくするように制
御系を設計している。この点が、上記第１及び第２実施
例とは異なるが、状態推定がうまく行われれば同第１及
び第２実施例と同等な性能が得られると考えられる。図
１１のブロック線図で与えられるシステムの状態空間表
現は、下記数１５３〜１５９の通りである。

【０２４１】

【数１５３】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ

【０２４２】

【数１５４】ｘ_o'＝Ａ_pｘ_o＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ＋Ｌ(Ｃ₂ｘ_o＋
Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ−ｙ)

【０２４３】

【数１５５】ｙ＝Ｃ_pｘ_p＋Ｄ_p1ｗ₂＋Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ

【０２４４】

【数１５６】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wＣ_sｘ_o

【０２４５】

【数１５７】 ｚ₁＝ａ₁(ｘ_p，ｘ_o，ｘ_w，ｘ_u)(Ｃ_wｘ_w＋Ｄ_wＣ_sｘ_o)

【０２４６】

【数１５８】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０２４７】

【数１５９】 ｚ₂＝ａ₂(ｘ_p，ｘ_o，ｘ_w，ｘ_u)(Ｃ_uｘ_u＋Ｄ_uｕ) ただし、ｘ_pはシステムの状態量、数１５３はシステム
の状態空間表現、ｘ_oは推定状態量、数１５４はオブザ
ーバの状態空間表現、ｙは観測出力、ｘ_wは周波数重み
の状態を表す。評価出力ｚ₁，ｚ₂には、後に設計する非
線形重みがかけられている。

【０２４８】このシステムに対して、「閉ループシステ
ムが内部指数安定」かつ「ｗからｚまでのＬ₂ゲインが
ある正定数γ以下」を満たすオブザーバの状態をフィー
ドバック制御する制御則ｕ＝ｋ(ｘ_o)を設計する。そし
て、このシステムでは下記数１６０に示すように、周波
数重みＷ_s(ｓ)に対する入力がｘ_oとなっていることが特
徴である。

【０２４９】

【数１６０】

【０２５０】はじめに、誤差変数を下記数１６１のよう
に定義すると、誤差システムは下記数１６２，１６３の
ようになる。

【０２５１】

【数１６１】ｘ_e＝ｘ_p−ｘ_o

【０２５２】

【数１６２】 ｘ_e'＝(Ａ_p＋ＬＣ_p)ｘ_e＋Ｂ_p1ｗ₁＋ＬＤ_pｗ₂

【０２５３】

【数１６３】

【０２５４】さらに、ｙ_eに対して逆行列が存在する定
数行列Θ（スケーリング行列）をかけて前記数１６２，
１６３により表された誤差システムを変形すると、同変
形されたシステムは下記数１６４，１６５のようにな
る。

【０２５５】

【数１６４】 ｘ_pe'＝(Ａ_p＋ＬＣ_p)ｘ_pe＋Ｂ_p1ｗ₁＋ＬＤ_pｗ₂

【０２５６】

【数１６５】ｙ_e~＝ΘＣ_pｘ_e＋ΘＤ_p1ｗ₂ この変形した誤差システムに対して、ある正定数γ₁が
存在して外乱入力ｗ＝［ｗ₁ ^T ｗ₂ ^T］からｙ_e~までのＬ₂
ゲインがγ₁以下（‖ｙ_e~‖₂≦γ₁‖ｗ‖₂）となるよう
にオブザーバゲインＬを設計することを考える。

【０２５７】ここで、γ₁はγ₁Ｉ−Ｄ_p1 ^TΘ^TΘＤ_p1＞ｏ
を満たす正定数とすれば、‖ｙ_e~‖ ₂≦γ₁‖ｗ‖₂とな
るＬは下記数１６６で与えられる。

【０２５８】

【数１６６】Ｌ＝−ＱＣ_p ^TΘ^TΘ ただし、Ｑは下記数１６７のリカッチ方程式を満たす正
定対称行列である。

【０２５９】

【数１６７】

【０２６０】なお、ここで解く前記数１６７のリカッチ
方程式はプラントの次数であり、上記第１及び第２実施
例の一般化プラントの次数より小さいことに注意を要す
る。

【０２６１】次に、オブザーバに関する上記数１５４を
書き換えると、下記数１６８のようになる。

【０２６２】

【数１６８】

【０２６３】この数１６８により表されたオブザーバを
用いてある正定数γ₂が存在してオブザーバ誤差ｙ_e^か
ら評価出力ｚまでのＬ₂ゲインがγ₂以下（‖ｚ‖₂≦γ₂
‖ｙ _e~‖₂）となるようにコントローラを設計すること
を考える。ここで、前記数１６８により表されたオブザ
ーバを用いて周波数重みに関する状態変数ｘ_w，ｘ_uを合
わせた一般化プラントを構成すると、同プラントの状態
空間表現は下記数１６９〜１７１のようになる。

【０２６４】

【数１６９】ｘ_k'＝Ａｘ_k＋Ｂ₂(ｘ_p)ｕ＋Ｌ₁Θ^-1ｙ_e~

【０２６５】

【数１７０】ｚ₁＝ａ₁(ｘ_p，ｘ_k)Ｃ₁₁ｘ_k

【０２６６】

【数１７１】 ｚ₂＝ａ₂(ｘ_p，ｘ_k)Ｃ₁₂ｘ_k＋ａ₂(ｘ_p，ｘ_k)Ｄ₁₂ｕ ただし、前記数１６９〜１７１における各変数行列及び
定数行列は、下記数１７２〜１７９のおりである。

【０２６７】

【数１７２】

【０２６８】

【数１７３】

【０２６９】

【数１７４】

【０２７０】

【数１７５】

【０２７１】

【数１７６】

【０２７２】

【数１７７】Ｃ₁₁＝［Ｄ_wＣ_s Ｃ_w ｏ］

【０２７３】

【数１７８】Ｃ₁₂＝［ｏ ｏ Ｃ_u ］

【０２７４】

【数１７９】Ｄ₁₂＝Ｄ_u なお、ここで定義した状態量ｘ_kには状態量ｘ_pが含まれ
ていない。

【０２７５】このとき、Ｄ₁₂ ^-1が存在するとすれば、下
記数１８０のリカッチ不等式の正定対称解Ｐが存在し、
さらに非線形重みａ₁(ｘ_p,ｘ_k)，ａ₂(ｘ_p,ｘ_k)が下記数
１８１を満たせば、ある正定数γ₂が存在して‖ｚ‖₂≦
γ₂‖ｙ_e‖₂となるコントローラは下記数１８２で与え
られる。

【０２７６】

【数１８０】

【０２７７】

【数１８１】

【０２７８】

【数１８２】

【０２７９】よって、下記数１８３，１８４を満足する
オブザーバ及びコントローラが設計できる。

【０２８０】

【数１８３】‖ｙ_e~‖₂≦γ₁‖ｗ‖₂

【０２８１】

【数１８４】‖ｚ‖₂≦γ₂‖ｙ_e~‖₂ これらのことから、下記数１８５，１８６のリカッチ方
程式を満たす正定対称行列Ｑ，Ｐが存在することがわか
る。

【０２８２】

【数１８５】

【０２８３】

【数１８６】

【０２８４】そして、非線形重みａ₁(ｘ_p,ｘ_k)，ａ₂(ｘ
_p,ｘ_k)が下記数１８７の制約条件を満たすとすれば、下
記数１８８となる制御則は下記数１８９，１９０で与え
られる。

【０２８５】

【数１８７】

【０２８６】

【数１８８】‖ｚ‖₂≦γ₁γ₂‖ｗ‖₂

【０２８７】

【数１８９】ｘ_k'＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ_k＋(Ｂ₂(ｘ_p)＋Ｌ₁
Ｄ_p2(ｘ_p))ｕ−Ｌ₁ｙ

【０２８８】

【数１９０】

【０２８９】ここで、カルマンフィルタを設計すために
用いた前記数１５２のリカッチ方程式と、前記数１６７
のリカッチ方程式とを比較すると、共分散行列Ｖ，Ｗを
下記数１９１，１９２のように規定すれば、両リカッチ
方程式の正定対称解ΣとＱは一致する。

【０２９０】

【数１９１】Ｗ^-1＝Θ^TΘ

【０２９１】

【数１９２】

【０２９２】すなわち、カルマンフィルタを設計した時
に用いた共分散行列Ｖ，Ｗを用いて、前記数１９１，１
９２を満たすΘ，γ₁を選べば、ここで設計し下記数１
９３により表されたオブザーバはカルマンフィルタと一
致する。

【０２９３】

【数１９３】ｘ_o'＝Ａｘ_o＋Ｂ₂(ｘ_p)ｕ＋Ｌ(Ｃ_2xo＋Ｄ
_p2(ｘ_p)ｕ−ｙ) ここで、前記数１８７の制約条件を満たす非線形重みａ
₁(ｘ_p,ｘ_k)，ａ₂(ｘ_p,ｘ_k)を下記数１９４，１９５に例
示しておく。

【０２９４】

【数１９４】

【０２９５】

【数１９５】

【０２９６】なお、前記数１９４，１９５中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数である。そして、コンピュータに
よる演算の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めるこ
とができた。そして、前記数１９４，１９５を用いると
前記数１８９，１９０は下記数１９６，１９７のように
変形される。

【０２９７】

【数１９６】ｘ_k'＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ_k＋(Ｂ₂(ｘ_p)＋Ｌ₁
Ｄ_p2(ｘ_p))ｕ−Ｌ₁ｙ

【０２９８】

【数１９７】

【０２９９】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、状態量ｘ'及び制御則ｕ＝ｋ
(ｙ)も導出することができる。

【０３００】ｄ２．車両搭載例 次に、カルマンフィルタベースの制御則を用いた減衰力
制御装置の車両への搭載例について説明する。この場合
の減衰力制御装置の構成は、上記第２実施例の第１タイ
プの場合と同じである。

【０３０１】この場合も、マイクロコンピュータ２０
は、内蔵のタイマにより図１０に示すプログラムを短時
間毎に繰り返し実行し、前記第２実施例の第１タイプと
同様なステップ１０２ａ，１０４ａ，１１０ａの処理を
実行する。ただし、この場合には、ステップ１１０ａに
て上記数１９６，１９７と同じ下記数１９８，１９９を
用い、上記第２実施例の第１タイプの場合と同様にして
状態量ｘ_k'及び制御入力ｕを計算する。

【０３０２】

【数１９８】ｘ_k'＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ_k＋(Ｂ₂(ｘ_p)＋Ｌ₁
Ｄ_p2(ｘ_p))ｕ−Ｌ₁ｙ

【０３０３】

【数１９９】

【０３０４】前記数１９８中のＡは、マイクロコンピュ
ータ２０内に予め記憶されていて前記数１７３，１６
０，５，２２により決定される定数行列である。Ｌ
₁は、マイクロコンピュータ２０内に予め記憶されてい
て前記数１７５，１６６，１６７により定義された定数
行列であって、正定対称行列Ｑ、定数行列Ｃ_p、前記数
１４，８６により定まる定数行列Ｃ₂、及び正定行列Θ
により決まるオブザーバのゲインである。Ｃ₂も、マイ
クロコンピュータ２０内に予め記憶されていて前記定数
行列である。Ｂ₂(ｘ_p)は前記数１７４，７，２２により
決定される定数行列である。Ｄ_p2(ｘ_p)は前記数１３に
より決定される定数行列である。また、ｙは観測値であ
って、前記ステップ１０２ａの処理により入力した相対
変位量ｘ_pw−ｘ _pb及び前記ステップ１０４ａの処理によ
り計算したばね上速度ｘ_pb'である。

【０３０５】また、前記数１９９中のＤ₁₂は、上記数１
７９で定義され、かつ上記数２３にて設定した周波数重
みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であって、予めマイクロコ
ンピュータ２０内に記憶されている定数行列である。ｍ
₁(ｘ_p，ｘ_k)は、任意の正定数関数であり、同関数に関
するアルゴリズムが予めマイクロコンピュータ内に記憶
されているものである。なお、この正定数関数ｍ
₁(ｘ_p，ｘ_k)を正の定数、例えば「１．０」に設定して
おいてもよい。Ｃ₁₁は、上記数１７７により定義され
て、前記数１６０にて設定した周波数重みＷ_s(ｓ)に関
する係数行列Ｃ_w，Ｄ_wＣ_sにより規定され、予めマイク
ロコンピュータ２０内に記憶されている定数行列であ
る。Ｂ₂(ｘ_p)は前記数１７４，７，２２により決定され
る定数行列である。Ｐは、上記数１８６を満たす正定対
称解であり、予めマイクロコンピュータ２０内に記憶さ
れている定数行列である。Ｃ₁₂は、上記数１７８により
規定され、上記数２３にて設定した周波数重みＷ_u(ｓ)
に関する係数行列Ｃ_uを含む予めマイクロコンピュータ
２０内に記憶されている定数行列である。

【０３０６】前記ステップ１１０ａの処理後、上記第１
実施例及び第２実施例の第１タイプと同様なステップ１
１２〜１１８の処理により、ダンパ１４の総合的な目標
減衰係数Ｃを計算するとともに目標減衰力Ｆを計算し、
前記計算した目標減衰力Ｆに対応したダンパ１４のオリ
フィス１４ａの開度ＯＰを決定し、同オリフィス１４ａ
を開度ＯＰに設定して、ダンパ１４に目標減衰力Ｆを発
生させる。その結果、この第３実施例においても、上記
第２実施例の第１タイプと同様な効果が期待される。

【０３０７】ｅ．変形例 上記第１〜第３実施例のコントローラにおいては線形減
衰係数及び周波数重みは固定されていたが、車速又はば
ね上質量に応じてコントローラの線形減衰係数又は周波
数重みを変化させて、車速又はばね上質量の変化によっ
て生じる車両要求性能を満足させるようにした第１〜第
３実施例の各種変形例について説明する。

【０３０８】ｅ１．第１変形例 まず、上記第１実施例におけるコントローラの線形減衰
係数を車速に応じて変化させるようにした第１変形例に
ついて説明する。この場合、図６に破線で示すように、
マイクロコンピュータ２０には、上述したタイヤ変位量
センサ２３、ストロークセンサ２４、ばね上加速度セン
サ２５及びばね下加速度センサ２６に加えて、車速Ｖを
検出する車速センサ２７が接続されている。また、マイ
クロコンピュータ２０は、図７のステップ１１２，１１
４の処理を図１２のフローチャートに対応した処理に代
えたプログラムを所定の短時間毎に実行する。

【０３０９】マイクロコンピュータ２０は、ステップ１
１０における制御入力ｕに関する周波数重みの状態変数
ｘ_u、拡張した状態量ｘ及び制御入力ｕの計算後、ステ
ップ２０２にて車速センサ２７から車速Ｖを表す検出信
号を入力し、ステップ２０４にて旧線形減衰係数Ｃ_soを
新線形減衰係数Ｃ_snに更新しておく。これらの新旧線形
減衰係数Ｃ_so，Ｃ_snは上記第１実施例の線形減衰係数Ｃ
_sに対応するものであるが、両線形減衰係数Ｃ_so，Ｃ_sn
は車速Ｖに応じて変化するものであるとともに、新線形
減衰係数Ｃ_snは今回のプログラム処理により新たに決定
されるもので、旧線形減衰係数Ｃ_soは前回のプログラム
処理により決定されたものである。なお、両線形減衰係
数Ｃ_so，Ｃ_snは初期においては初期設定処理により適当
な値に設定される。

【０３１０】前記ステップ２０４の処理後、ステップ２
０６にて、車速−線形減衰係数テーブルから車速Ｖに対
応した線形減衰係数Ｃ_sを読み出して新線形減衰係数Ｃ
_snとして設定する。この車速−線形減衰係数テーブルは
マイクロコンピュータ２０に内蔵されていて、複数の車
速領域（例えば、０Km/h以上から４０Km/h未満までの低
速領域、４０Km/h以上から８０Km/h未満までの中速領
域、８０Km/h以上の高速領域からなる３領域）毎に車速
Ｖの増加にしたがって増加する線形減衰係数Ｃ_sを記憶
している。

【０３１１】次に、ステップ２０８にて、前記ステップ
２０６の処理により新たに決定された新線形減衰係数Ｃ
_snと、前記ステップ２０４の処理により更新された旧線
形減衰係数Ｃ_soとを比較して、両線形減衰係数Ｃ_so，Ｃ
_snが一致しているか否か（車速Ｖが属する車速領域が前
回と一致しているか否か）を判定する。両線形減衰係数
Ｃ_so，Ｃ_snが一致していれば、ステップ２０８にて「Ｙ
ＥＳ」と判定して、プログラムをステップ１１２ａ，１
１４に進める。ステップ１１２ａにおいては、上記第１
実施例のステップ１１２における線形減衰係数Ｃ_sを前
記新線形減衰係数Ｃ_snに代えた下記数２００の演算によ
りダンパ１４の総合的な目標減衰係数Ｃを計算する。

【０３１２】

【数２００】Ｃ＝Ｃ_sn＋Ｃ_v＝Ｃ_sn＋ｕ ステップ１１４の処理は、上記第１実施例の場合と同じ
処理であり、上記と同様な下記数２０１の演算により目
標減衰力Ｆが計算される。

【０３１３】

【数２０１】Ｆ＝Ｃ(ｘ_pw'−ｘ_pb') 前記ステップ１１４の処理後、プログラムは上記第１実
施例のステップ１１６（図７）以降に進められて、前記
計算した目標減衰力Ｆに基づいてダンパ１４のオリフィ
ス１４ａの開度ＯＰが決定されるとともに、ダンパ１４
のオリフィス１４ａが前記決定した開度ＯＰに設定され
る。

【０３１４】一方、両線形減衰係数Ｃ_so，Ｃ_snが一致し
ていなければ、ステップ２０８にて「ＮＯ」と判定し
て、プログラムをステップ２１０〜２２２に進める。ス
テップ２１０，２１２においては、前記ステップ１１２
ａ，１１４の処理と同様な前記数２００，２０１の演算
の実行により、新線形減衰係数Ｃ_snを用いて新目標減衰
力Ｆ_nが計算される。ステップ２１４においては、前記
ステップ２１０における新線形減衰係数Ｃ_snを旧線形減
衰係数Ｃ_soに代えた下記数２０２の演算によりダンパ１
４の総合的な目標減衰係数Ｃが計算される。

【０３１５】

【数２０２】Ｃ＝Ｃ_so＋Ｃ_v＝Ｃ_so＋ｕ ステップ２１６においては、前記ステップ１１４及びス
テップ２１２の処理と同様な前記数２０１の演算の実行
により、旧線形減衰係数Ｃ_soを用いて旧目標減衰力Ｆ_o
が計算される。

【０３１６】次に、ステップ２１８にて、前記ステップ
２１２，２１６の処理により計算した新目標減衰力Ｆ_n
と旧目標減衰力Ｆ_oとの差の絶対値｜Ｆ_n−Ｆ_o｜が小さ
な所定値ΔＦ以下であるか否かを判定する。そして、前
記絶対値｜Ｆ_n−Ｆ_o｜が所定値ΔＦ以下であれば、ステ
ップ２１８にて「ＹＥＳ」と判定し、ステップ２２０に
て目標減衰力Ｆを新目標減衰力Ｆ_nに設定する。また、
前記絶対値｜Ｆ_n−Ｆ_o｜が所定値ΔＦよりも大きけれ
ば、ステップ２１８にて「ＮＯ」と判定し、ステップ２
２２にて目標減衰力Ｆを旧目標減衰力Ｆ_oに設定する。
これらのステップ２２０，２２２の処理後、前述の場合
と同様に、プログラムは上記第１実施例のステップ１１
６（図７）以降に進められて、前記設定した目標減衰力
Ｆに基づいてダンパ１４のオリフィス１４ａの開度ＯＰ
が決定されるとともに、ダンパ１４のオリフィス１４ａ
が前記決定した開度ＯＰに設定される。

【０３１７】上記説明からも理解できるとおり、この第
１変形例によれば、前記ステップ２０２，２０６，２１
０，２１２，２２０の処理により、ダンパ１４の線形減
衰係数が車速Ｖに応じて切り換えられ、すなわち上記第
１実施例のコントローラが車速Ｖに応じて切り換えられ
るので、車速変化によって生じる車両要求性能の変化に
対応することができ、官能上の評価が良好になる。

【０３１８】また、前記ステップ２０２〜２２２の処理
により、車速変化によってダンパ１４の線形減衰係数す
なわちコントローラが切り換えられた場合であっても、
目標減衰力Ｆが大きく変化してしまうときには、線形減
衰係数（コントローラ）を切り換えずに前回の線形減衰
係数（コントローラ）を用いて目標減衰力Ｆを計算する
ようにした。これにより、線形減衰係数（コントロー
ラ）の切り換えにより、目標減衰力Ｆが急激に大きく変
化すること、すなわち目標減衰力Ｆの不連続を解消する
ことができ、減衰力制御の違和感をなくすことができ
る。

【０３１９】ｅ２．第２変形例 次に、上記第１実施例におけるコントローラの周波数重
みを車速に応じて変化させるようにした第２変形例につ
いて説明する。この場合も、図６に破線で示すように、
マイクロコンピュータ２０には、上述したタイヤ変位量
センサ２３、ストロークセンサ２４、ばね上加速度セン
サ２５及びばね下加速度センサ２６に加えて、車速Ｖを
検出する車速センサ２７が接続されている。また、マイ
クロコンピュータ２０は、図７のステップ１０６〜１１
４の処理を図１３のフローチャートに対応した処理に代
えたプログラムを所定の短時間毎に実行する。

【０３２０】マイクロコンピュータ２０は、上記第１実
施例のステップ１０８（図７）の処理後、ステップ２３
０にて車速センサ２７から車速Ｖを表す検出信号を入力
し、ステップ２３２にて周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に
関する旧係数行列Ａ_wo，Ｂ_wo，Ｃ_wo，Ｄ_wo，Ａ_uo，
Ｂ_uo，Ｃ_uo，Ｄ_uoを、同周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に
関する新係数行列Ａ_wn，Ｂ_wn，Ｃ_wn，Ｄ_wn，Ａ_un，
Ｂ_un，Ｃ_un，Ｄ_unに更新しておく。これらの新旧係数行
列は、上記第１実施例の周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に
関する係数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，
Ｄ_uに対応するものであるが、新旧係数行列は車速Ｖに
応じて変化するものであるとともに、新係数行列は今回
のプログラム処理により新たに決定されるもので、旧係
数行列は前回のプログラム処理により決定されたもので
ある。なお、新旧係数行列は初期においては初期設定処
理により適当な値に設定される。

【０３２１】前記ステップ２３２の処理後、ステップ２
３４にて、車速−係数行列テーブルから車速Ｖに対応し
た係数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uを
読み出して新係数行列Ａ_wn，Ｂ_wn，Ｃ_wn，Ｄ_wn，Ａ_un，
Ｂ_un，Ｃ_un，Ｄ_unとして設定する。この車速−係数行列
テーブルはマイクロコンピュータ２０に内蔵されてい
て、前記第１変形例と同様に複数の車速領域毎に、図３
(Ａ)〜(Ｄ)のグラフに示す周波数重みの各特性が車速Ｖ
に応じて変化、特に各ゲインが車速Ｖの増加にしたがっ
て増加するように定められた前記領域数分の係数行列Ａ
_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uを記憶してい
る。

【０３２２】次に、ステップ２３６にて、車速Ｖが属す
る車速領域が前回に対して変化したか否か（前記ステッ
プ２３４の処理により新たに決定された新係数行列と、
前記ステップ２３２の処理により更新された旧係数行列
とが異なっているか否か）を判定する。車速Ｖが属する
車速領域が前回と同じであれば、ステップ２３６にて
「ＮＯ」と判定して、プログラムをステップ２３８に進
める。ステップ２３８においては、前記新たに決定した
新係数行列Ａ_wn，Ｂ_wn，Ｃ_wn，Ｄ_wn，Ａ_un，Ｂ_un，
Ｃ_un，Ｄ_unを用いて、上記第１実施例のステップ１０６
〜１１４と同様な演算処理を実行し、目標減衰力Ｆを計
算する。

【０３２３】前記ステップ２３８の処理後、プログラム
は上記第１実施例のステップ１１６（図７）以降に進め
られて、前記計算した目標減衰力Ｆに基づいてダンパ１
４のオリフィス１４ａの開度ＯＰが決定されるととも
に、ダンパ１４のオリフィス１４ａが前記決定した開度
ＯＰに設定される。

【０３２４】一方、車速Ｖが属する車速領域が前回に対
して変化していれば、ステップ２３６にて「ＹＥＳ」と
判定して、プログラムをステップ２４０〜２４８に進め
る。ステップ２４０においては、前記ステップ２３８の
処理と同様な処理により、新係数行列Ａ_wn，Ｂ_wn，
Ｃ_wn，Ｄ_wn，Ａ_un，Ｂ_un，Ｃ_un，Ｄ_unを用いて目標減衰
力Ｆを計算して新目標減衰力Ｆ_nとして設定する。ステ
ップ２４２においては、前記更新された旧係数行列
Ａ_wo，Ｂ_wo，Ｃ_wo，Ｄ_wo，Ａ_uo，Ｂ_uo，Ｃ_uo，Ｄ_uoを用
いて、上記第１実施例のステップ１０６〜１１４と同様
な演算処理を実行し、目標減衰力Ｆを計算して旧目標減
衰力Ｆ_nとして設定する。

【０３２５】次に、上記第１変形例における図１２のス
テップ２１８〜２２２と同様なステップ２４４〜２４８
の処理により、前記設定した新目標減衰力Ｆ_nと旧目標
減衰力Ｆ_oとの差の絶対値｜Ｆ_n−Ｆ_o｜が小さな所定値
ΔＦ以下であれば、目標減衰力Ｆを新目標減衰力Ｆ_nに
設定する。また、前記絶対値｜Ｆ_n−Ｆ_o｜が所定値ΔＦ
よりも大きければ、目標減衰力Ｆを旧目標減衰力Ｆ_oに
設定する。これらのステップ２４４〜２４８の処理後、
前述の場合と同様に、プログラムは上記第１実施例のス
テップ１１６（図７）以降に進められて、ダンパ１４の
オリフィス１４ａの開度ＯＰが決定されるとともに、ダ
ンパ１４のオリフィス１４ａが前記決定した開度ＯＰに
設定される。

【０３２６】上記説明からも理解できるとおり、この第
２変形例によれば、前記ステップ２３０，２３４，２４
２の処理により、周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に関する
係数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uが車
速Ｖに応じて切り換えられ、すなわち上記第１実施例の
コントローラが車速Ｖに応じて切り換えられるので、車
速変化によって生じる車両要求性能の変化に対応するこ
とができ、官能上の評価が良好になる。

【０３２７】また、前記ステップ２３０〜２４８の処理
により、車速変化によって周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)
に関する係数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，
Ｃ_u，Ｄ_uすなわちコントローラが切り換えられた場合で
あっても、目標減衰力Ｆが大きく変化してしまうときに
は、係数行列（コントローラ）を切り換えずに前回の係
数行列（コントローラ）を用いて目標減衰力Ｆを計算す
るようにした。これにより、コントローラの周波数重み
の切り換えにより、目標減衰力Ｆが急激に大きく変化す
ること、すなわち目標減衰力Ｆの不連続を解消すること
ができ、減衰力制御の違和感をなくすことができる。

【０３２８】なお、前記第１及び第２変形例において
は、線形減衰係数及び周波数重みのいずれか一方を車速
に応じて変化させるようにしたが、車速に応じて線形減
衰係数及び周波数重みの両方を変化させるようにしても
よい。この場合、図１２，１３のプログラムにおいて、
車速Ｖに応じて線形減衰係数及び周波数重みの両者を変
更制御するようにすればよい。

【０３２９】また、上記第１及び第２変形例において
は、車速又はばね上質量の変化によって線形減衰係数又
は周波数重みすなわちコントローラを切り換えるように
したが、車両のピッチ、ロールなどの車両の状態量の変
化によってコントローラを切り換えるようにしてもよ
い。この場合、マイクロコンピュータ２０に車両のピッ
チ、ロールなどの車両状態量を検出するセンサを接続し
て、同センサによって検出された状態量に応じて線形減
衰係数、周波数重みなど、すなわちコントローラを切り
換えるようにすればよい。そして、この場合にも、コン
トローラの切り換えによって計算した目標減衰力が大き
く変化してしまう場合には、その変化幅を規制するよう
にするとよい。

【０３３０】ｅ３．第３変形例 次に、上記第１実施例におけるコントローラの線形減衰
係数又は周波数重みをばね上質量に応じて変化させる第
３変形例について説明する。

【０３３１】この場合、図６に破線で示すように、マイ
クロコンピュータ２０には、上述した車速センサ２７に
代えて、ぱね上質量センサ２８が接続される。このばね
上質量センサ２８は、ばね上部材１０とばね下部材１１
との間に設けられた荷重センサにより構成されて、ばね
上部材１０（車体）の質量Ｍ_bを検出して、同質量Ｍ_bを
表す検出信号をマイクロコンピュータ２０に供給する。

【０３３２】そして、ばね上質量に応じてコントローラ
の線形減衰係数を変更制御する場合には、上記第１変形
例の場合と同様に、プログラムの一部を図１２の処理に
変形した図７のプログラムを実行する。この場合、図１
２のステップ２０２にて、車速Ｖに代えて、ばね上質量
センサ２８によって検出されたばね上部材１０の質量Ｍ
_bを入力する。また、ステップ２０６において、ばね上
質量−線形減衰係数テーブルからばね上質量Ｍ_bに対応
した線形減衰係数Ｃ_sを読み出して新線形減衰係数Ｃ_sn
として設定する。このばね上質量−線形減衰係数テーブ
ルもマイクロコンピュータ２０に内蔵されていて、ばね
上質量Ｍ_bが順に大きくなる複数段階に分けた各領域毎
に同質量Ｍ_bの増加にしたがって増加する線形減衰係数
Ｃ_sを記憶している。さらに、この場合には、上記各実
施例及び各変形例の説明で定数として扱ってきたばね上
部材１０の質量Ｍ_bをこの検出されたばね上質量Ｍ_bに置
き換えて、同検出されたばね上質量Ｍ_bを変数Ｂ₂(ｘ)，
ｕなどの計算に利用するとよい。

【０３３３】これによれば、前記ステップ２０２，２０
６，２１０，２１２，２２０の処理により、ダンパ１４
の線形減衰係数がばね上質量Ｍ_bに応じて切り換えら
れ、すなわち上記第１実施例のコントローラがばね上質
量Ｍ_bに応じて切り換えられるので、ばね上質量の変化
によって生じる車両要求性能の変化に対応することがで
き、官能上の評価が良好になる。

【０３３４】また、前記ステップ２０２〜２２２の処理
により、ばね上質量の変化によってダンパ１４の線形減
衰係数すなわちコントローラが切り換えられた場合であ
っても、目標減衰力Ｆが大きく変化してしまうときに
は、線形減衰係数（コントローラ）を切り換えずに前回
の線形減衰係数（コントローラ）を用いて目標減衰力Ｆ
を計算するようにした。これにより、線形減衰係数（コ
ントローラ）の切り換えにより、目標減衰力Ｆが急激に
大きく変化すること、すなわち目標減衰力Ｆの不連続を
解消することができ、減衰力制御の違和感をなくすこと
ができる。

【０３３５】一方、ばね上質量に応じてコントローラの
周波数重みを変更制御する場合には、上記第２変形例の
場合と同様に、プログラムの一部を図１３の処理に変更
した図７のプログラムを実行する。この場合、図１３の
ステップ２３０にて、車速Ｖに代えて、ばね上質量セン
サ２８によって検出されたばね上部材１０の質量Ｍ_bを
入力する。また、ステップ２３４において、ばね上質量
−係数行列テーブルからばね上質量Ｍ_bに対応した係数
行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uを読み出
して新係数行列Ａ_wn，Ｂ_wn，Ｃ_wn，Ｄ_wn，Ａ_un，Ｂ_un，
Ｃ_un，Ｄ_unとして設定する。このばね上質量−係数行列
テーブルはマイクロコンピュータ２０に内蔵されてい
て、前記変形例と同様なばね上質量の各領域毎に、図３
(Ａ)〜(Ｄ)のグラフに示す各特性がばね上質量Ｍ_bに応
じて変化、特に各ゲインがばね上質量Ｍ_bの増加にした
がって増加するように定められた前記領域数分の係数行
列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uを記憶して
いる。さらに、この場合にも、上記各実施例及び各変形
例の説明で定数として扱ってきたばね上部材１０の質量
Ｍ_bをこの検出されたばね上質量Ｍ_bに置き換えて、同検
出されたばね上質量Ｍ _bを変数Ｂ₂(ｘ)，ｕなどの計算に
利用するとよい。

【０３３６】これによれば、前記ステップ２３０，２３
４，２４０，２４６の処理により、周波数重みＷ
_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に関する係数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，
Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uがばね上質量Ｍ_bに応じて切り換え
られ、すなわち上記第１実施例のコントローラがばね上
質量Ｍ_bに応じて切り換えられるので、ばね上質量の変
化によって生じる車両要求性能の変化に対応することが
でき、官能上の評価が良好になる。

【０３３７】また、前記ステップ２３０〜２４８の処理
により、ばね上質量の変化によって周波数重みＷ
_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に関する係数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_w，
Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uすなわちコントローラが切り換えら
れた場合であっても、目標減衰力Ｆが大きく変化してし
まうときには、係数行列（コントローラ）を切り換えず
に前回の係数行列（コントローラ）を用いて目標減衰力
Ｆを計算するようにした。これにより、周波数重みに関
するコントローラの係数行列の切り換えにより、目標減
衰力Ｆが急激に大きく変化すること、すなわち目標減衰
力Ｆの不連続を解消することができ、減衰力制御の違和
感をなくすことができる。

【０３３８】なお、この第３変形例においては、線形減
衰係数及び周波数重みのいずれか一方をばね上質量に応
じて変化させるようにしたが、ばね上質量に応じて線形
減衰係数及び周波数重みの両方を変化させるようにして
もよい。この場合も、図１２，１３のプログラムにおい
て、ばね上質量Ｍ_bに応じて線形減衰係数及び周波数重
みの両者を変更制御するようにすればよい。

【０３３９】また、エアばね機構をサスペンション装置
内に組み込んだ車両においては、前記ばね上質量センサ
２８に代えて、マイクロコンピュータ２０のプログラム
処理によりばね上質量Ｍ_bを推定するばね上質量推定装
置をばね上質量検出手段として利用できる。

【０３４０】まず、ばね上質量の推定方法について説明
しておく。ばね上質量をＭ_bとし、ある瞬間におけるば
ね上部材１０の上下加速度をａ(ｋ)＝Ｘ_pb”とし、同瞬
間におけるサスペンション装置内のエアばね機構のばね
定数をＫs(ｋ)とし、同瞬間におけるばね下部材１１に
対するばね上部材１０の相対変位量をｓ(ｋ)＝Ｘ_pw−Ｘ
_pbとし、同瞬間における同サスペンション装置のダンパ
による減衰力をＦ(ｋ)とすると、同瞬間におけるばね上
部材１０の運動方程式は下記数２０３のように表され
る。ただし、ｋは正の整数である。

【０３４１】

【数２０３】Ｍ_b・ａ(ｋ)＝Ｋs(ｋ)・ｓ(ｋ)＋Ｆ(ｋ) ここで、ばね上質量Ｍ_bに対するばね定数Ｋs(ｋ)の比を
β(ｋ)（＝Ｋs(ｋ)／Ｍ_b）とすれば、前記数２０３は下
記数２０４のように変形される。

【０３４２】

【数２０４】Ｍ_b・[ａ(ｋ)−β(ｋ)・ｓ(ｋ)]＝Ｆ(ｋ) 一方、エアばね機構を用いた車両用サスペンション装置
においては、ばね上質量Ｍ_bに対するばね定数Ｋsの比β
(ｋ)が静的にほぼ一定となるように設計されている。し
たがって、前記比β(ｋ)が一定値β（平均値）と扱える
程度に充分長い時間（ばね上部材１０の共振周期の１０
倍程度以上）、すなわち下記数２０５が成立する程度の
時間に渡る上下加速度ａ(ｋ)、ばね定数Ｋs(ｋ)、相対
変位量ｓ(ｋ)及び減衰力Ｆ(ｋ)に対しては上記数２０４
を下記数２０６のように変形することができる。

【０３４３】

【数２０５】

【０３４４】

【数２０６】Ｍ_b・[ａ(ｋ)−β・ｓ(ｋ)]＝Ｆ(ｋ) そして、例えば最小二乗法による下記数２０７を用いれ
ば、ばね上質量Ｍ_bを正確に推定できる。

【０３４５】

【数２０７】

【０３４６】次に、上記理論を用いたマイクロコンピュ
ータ２０によるばね上質量推定装置を具体的に説明する
と、同コンピュータ２０は、図１４のフローチャートに
対応したプログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行す
る。このプログラムの実行は、ステップ２６０にて開始
され、ステップ２６２にてばね加速度センサ２５からば
ね上加速度Ｘ_pb”を入力してばね上加速度ａとして記憶
しておくとともに、ストロークセンサ２４から相対変位
量Ｘ_pw−Ｘ_pbを入力して相対変位量ｓとして記憶してお
く。なお、これらのばね上加速度ａ及び相対変位量ｓを
表す値に関しては、後述する微分処理及びバンドパス処
理に利用するために、今回入力された値と共に適宜数だ
け過去に溯った値も記憶されている。次に、ステップ２
６４にて今回及び前回記憶した相対変位量ｓを用いて相
対変位量ｓを微分処理して、ばね下部材１１に対するば
ね上部材１０の相対速度dｓ/dtを計算する。

【０３４７】次に、ステップ２６６にて、マイクロコン
ピュータ２０のメモリ内に予め用意されている相対速度
−減衰力テーブル（図８）を参照し、オリフィス１４ａ
の開度ＯＰ（ＯＰは１〜Ｎのうちのいずれか）及び前記
計算した相対速度dｓ/dtに対応した減衰力Ｆを導出して
記憶しておく。この場合、オリフィス１４ａの開度ＯＰ
としては、前述した図７のプログラムのステップ１１６
にて決定した値が利用される。なお、この減衰力Ｆに関
しても、後述するバンドパス処理に利用するために、今
回導出された値と共に適宜数だけ過去に溯った値も記憶
されている。

【０３４８】次に、ステップ２６８にて、前記ステップ
２６６の処理により今回及び過去に導出された減衰力Ｆ
を用いて、同減衰力Ｆに含まれる直流成分及びノイズ成
分を除去するために同減衰力Ｆにバンドパスフィルタ処
理を施す。そして、ステップ２７０にて、時間経過に従
って減衰力Ｆを表すＱ個のデータ列Ｆ(ｋ)（ｋ＝１，２
…Ｑ）を更新する。このデータ列Ｆ(ｋ)は、値ｋが１か
ら順にＱに向かうに従って新しいデータを表しており、
前記データ列Ｆ(ｋ)の更新においては、データＦ(１)を
消去するとともにデータＦ(１)，Ｆ(２)…Ｆ(Ｑ−１)を
データＦ(２)，Ｆ(３)…Ｆ(Ｑ)にそれぞれ更新し、前記
バンドパスフィルタ処理により得た新たな減衰力Ｆをデ
ータＦ(Ｑ)として記憶する。なお、このデータ列Ｆ(ｋ)
は、後述する他のデータ列ｘ(ｋ)と共に、各車輪位置に
おけるばね上質量Ｍ_bに対するエアチャンバ１１ａ〜１
１ｄのばね定数Ｋsの比Ｋs/Ｍ_bを一定と扱える程度に充
分に長い時間（ばね上部材の共振周期０．５〜１．０秒
の１０倍程度以上）に渡るデータセットを構成するもの
であり、本実施例ではサンプリング周期（データセット
の更新周期）は５〜２０ミリ秒程度に設定されていると
ともに、値Ｑは３０００程度の値に設定されている。

【０３４９】前記ステップ２７０の処理後、ステップ２
７２にて、前記ステップ２６２の処理により今回及び過
去に記憶されたばね上加速度ａを用いて、ばね上加速度
センサ２５により検出されたばね上加速度Ｘ_pb”（＝
ａ）に含まれる直流成分及びノイズ成分を除去するため
に、同ばね上加速度ａにバンドパスフィルタ処理を施
す。次に、ステップ２７４にて、前記ステップ２６２の
処理により今回及び過去に記憶された相対変位量ｓを用
いて、ストロークセンサ２４により検出された相対変位
量Ｘ_pw−Ｘ_pb（＝ｓ）に含まれる直流成分及びノイズ成
分を除去するために、同相対変位量ｓにバンドパスフィ
ルタ処理を施す。そして、ステップ２７６にて下記数２
０８の演算の実行により値ｘを計算し、ステップ２７８
にて、前記データ列Ｆ(ｋ)（ｋ＝１，２…Ｑ）と同様
に、時間経過に従って値ｘを表すＱ個のデータ列ｘ(ｋ)
（ｋ＝１，２…Ｑ）を更新する。なお、下記数２０８中
の値βは、ばね上質量Ｍ_bに対するばね定数Ｋsの比Ｋs/
Ｍ_bが一定値として扱える程度に充分に長い時間に渡る
同比Ｋs/Ｍ_bの平均値に相当する予め与えられた定数値
である。

【０３５０】

【数２０８】ｘ＝ａ−β・ｓ そして、ステップ２８０にて、最小二乗法を用いた下記
数２０９の演算の実行によりばね上質量Ｍ_bを計算し
て、ステップ２８２にてこのプログラムの実行を終了す
る。

【０３５１】

【数２０９】

【０３５２】これによれば、荷重センサで構成したばね
上質量センサ２８のような格別なセンサを用いることな
く、マイクロコンピュータ２０によるソフト的な処理を
工夫するだけでばね上質量Ｍ_bを計算でき、簡単な構成
でばね上質量Ｍ_bを推定できるようになる。

【０３５３】また、前記ステップ２８０の演算に代え
て、減衰力Ｆ、ばね上加速度ａ及び相対変位量ｓをそれ
ぞれ表すデータ列Ｆ(ｋ)，ａ(ｋ)，ｓ(ｋ)（ｋ＝１，２
…Ｑ）及び予め決められた比β（定数）を用いた下記数
２１０の演算に従ってばね上質量Ｍ_bを計算することも
できる。

【０３５４】

【数２１０】

【０３５５】この場合、上記実施例のステップ２７６，
２７８の処理を省略して、ステップ２７２，２７４の処
理により計算したばね上加速度ａ及び相対変位量ｓに基
づいて前記比βを定数と見なせる時間に渡るデータ列ａ
(ｋ)，ｓ(ｋ)（ｋ＝１，２…Ｑ）を作成し、同作成した
データ列ａ(ｋ)，ｓ(ｋ)を上記減衰力Ｆを表すデータ列
Ｆ(ｋ)と共に前記数２１０の演算に利用するようにすれ
ばよい。

【０３５６】また、上記例では、ステップ２８０の１回
の演算処理による結果をばね上質量Ｍ_bとして決定する
ようにしたが、前記１回の演算処理結果だけではなく、
複数回のステップ２８０の演算処理結果を平均してばね
上質量Ｍ_bとして決定するようにしてもよい。

【０３５７】さらに、上記例では、最小二乗法を用いて
ばね上質量Ｍ_bを推定するようにしたが、同最小二乗法
以外の例えば、一般化最小二乗法、最尤法、補助変数法
などによってもばね上質量を計算することができる。補
助変数法によれば、センサ観測ノイズｅ(ｋ)を考慮して
上記数２０６は下記数２１１のように書き換えられる。

【０３５８】

【数２１１】Ｍ_b・[ａ(ｋ)−β・ｓ(ｋ)]＝Ｆ(ｋ)＋ｅ
(ｋ) そして、補助変数として、センサ観測ノイズｅ(ｋ)と相
関を持たず、真の出力であるデータ列Ｆ(ｋ)と相関の強
い制御指令値ｆ_cr(ｋ)を用いる。この制御指令値ｆ
_cr(ｋ)は、減衰力Ｆ(k)がダンパ１４の実際の減衰力で
あるのに対して、図１３のステップ２３８，２４０，２
４２にて計算される目標減衰力であり、同ステップ２３
８，２４０，２４２にて計算された目標減衰力を時系列
的に記憶しておいて用いることができる。これによれ
ば、ばね上質量Ｍ_bは下記数２１２により計算できる。

【０３５９】

【数２１２】

【０３６０】ｅ４．第４変形例 また、上記第２実施例の各タイプ及び第３実施例におけ
る各コントローラの線形減衰係数を車速に応じてそれぞ
れ変化させるようにしてもよい。この場合も、上記第１
変形例の場合と同様に、図６に破線で示すように、マイ
クロコンピュータ２０に、上述したタイヤ変位量センサ
２３、ストロークセンサ２４、ばね上加速度センサ２５
及びばね下加速度センサ２６に加えて、車速Ｖを検出す
る車速センサ２７を接続する。そして、マイクロコンピ
ュータ２０は、図１０のステップ１１２，１１４の処理
を図１２のフローチャートに対応した処理に代えたプロ
グラムを所定の短時間毎に実行する。

【０３６１】また、上記第２実施例の各タイプ及び第３
実施例における各コントローラの周波数重みを車速に応
じて変化させるようにしてもよい。この場合にも、前記
車速センサ２７を用いるとともに、図１０のプログラム
のステップ１０６ａ〜１１４の処理を上記第２変形例と
同様な図１３のステップ２３０〜２４８の処理で置換し
たプログラムを実行する。ただし、図１３のステップ２
３８，２４０，２４２の処理においては、図１０のステ
ップ１０６ａ〜１１４の処理をそれぞれ実行して、目標
減衰力Ｆを計算する。

【０３６２】さらに、上記第２実施例の各タイプ及び第
３実施例における各コントローラの線形減衰係数又は周
波数重みを、前記車速に代えて、上記第３変形例と同様
にばね上質量に応じてそれぞれ変化させるようにしても
よい。

【０３６３】その結果、第２実施例の各タイプ及び第３
実施例を前記のように変形した各変形例によっても、車
速変化又はばね上質量によって生じる車両要求性能の変
化に対応することができ、官能上の評価が良好になる。
これにより、線形減衰係数又は周波数重み（コントロー
ラ）の切り換えにより、目標減衰力Ｆが急激に大きく変
化すること、すなわち目標減衰力Ｆの不連続を解消する
ことができ、減衰力制御の違和感をなくすことができ
る。

【０３６４】ｆ．その他の変形例 上記第１〜第３実施例及び各種変形例においては、オリ
フィス開度ＯＰ毎に相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'と減衰力Ｆと
の関係を表す相対速度−減衰力テーブルを用いてオリフ
ィス開度ＯＰを決定するようにしたが、この相対速度−
減衰力テーブルに代えて、図１５に示すようなオリフィ
ス開度ＯＰ毎に相対速度ｘ_w'−ｘ_b'と減衰係数Ｃとの関
係を表す相対速度−減衰係数テーブルをマイクロコンピ
ュータ２０内に設けておき、同相対速度−減衰係数テー
ブルを用いてオリフィス開度ＯＰを決定するようにして
もよい。この場合、上記第１〜第３実施例及び各種変形
例にて実行されたプログラム（図７，１０）のステップ
１１４を省略するとともにステップ１１６の処理を変更
して、図１６に示すプログラムを実行するようにすれば
よい。

【０３６５】この変更されたプログラムによれば、マイ
クロコンピュータ２０は、上記第１〜第３実施例及び各
種変形例と同様にしてステップ１１２にて減衰係数Ｃを
計算した後、ステップ１１６ａにて前記相対速度−減衰
係数テーブルを参照して、相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'又は推
定相対速度ｘ_pw'^−ｘ_pb'^と前記計算した減衰係数Ｃに
対応したオリフィス開度ＯＰを決定する。このようにし
ても、上記第１〜第３実施例及び各種変形例と同様な目
標減衰力が得られ、上記第１〜第３実施例及び各種変形
例と同等な効果が期待される。

【０３６６】また、上記第１〜第３実施例及び各種変形
例においては、ダンパ１４のオリフィス開度ＯＰをＮ段
に切り換えるようにしたが、同オリフィス開度ＯＰをよ
り多くの段階又は連続的に切り換え可能なダンパ１４を
用いるようにすれば、さらに精度のよい減衰力及び減衰
係数の制御が可能となる。この場合、前記ステップ１１
６，１１６ａにてオリフィス開度ＯＰを決定する際、テ
ーブル参照結果を補間してオリフィス開度ＯＰを決定す
るようにするとよい。

【０３６７】また、上記第１〜第３実施例及び各種変形
例においては、一般化プラントの状態空間表現における
状態量として、タイヤ変位量_pｘ_r−ｘ_pw、相対変位量ｘ
_pw−ｘ_pb、ばね下速度ｘ_pw'及びばね上速度ｘ_pb'を用い
るようにしたが、前記状態空間表現が可能であれば、ば
ね上部材１０及びばね下部材１１の上下方向の運動に関
する他の物理量を利用することもできる。また、上記第
２実施例の第１タイプ及び第３実施例においてはタイヤ
変位量ｘ_r−ｘ_w及びばね下速度ｘ_w'の検出を省略して推
定するようにし、上記第２実施例の第２及び第３タイプ
においてはさらに相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb（相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'）の検出をも省略して推定するようにした
が、制御則の多少の変更により他の状態変数の検出を省
略して推定することも可能である。

【０３６８】また、上記第１〜第３実施例及び各種変形
例の評価出力ｚ_pにおいては、３種類の物理量、すなわ
ちばね上部材１０の共振に影響するものとしてばね上速
度ｘ _b'を、ばね下部材１１の共振に影響するものとして
相対速度ｘ_w'−ｘ_b'を、車両の乗り心地の悪化（ゴツゴ
ツ感）に影響するものとしてばね上加速度ｘ_b''を用い
るようにしたが、これらのいずれか１種類又は２種類を
評価出力ｚ_pとして用いるようにしてもよい。さらに、
前記ばね上部材１０の共振に影響するものとして、ばね
上速度ｘ_b'に代えて、ばね上加速度ｘ_b''、ばね上変位
量ｘ_bなどのばね上部材１０の運動に関係の深い物理量
を用いるようにしてもよい。ばね下部材１１の共振に影
響するものとして、相対速度ｘ_w'−ｘ_b'に代えて、ばね
下速度ｘ_w'、タイヤ変位量ｘ_r−ｘ_wなどのばね下部材１
１の運動に関係の深い物理量を用いるようにしてもよ
い。

【０３６９】また、上記各種実施例及びそれらの各種変
形例においては、非線形なプラントを扱えて周波数領域
で設計仕様を与えることができる制御理論として非線形
Ｈ∞制御理論を適用するようにしたが、前記制御理論と
して線形マトリクス不等式（Linear Matrix Inequalit
y）制御理論を拡張した双線形マトリクス不等式（Bilin
ear Matrix Inequality）制御理論を用いるようにして
もよい。

【０３７０】また、上記各種実施例及びそれらの各種変
形例においては、本発明を車両用サスペンション装置に
適用した例について説明したが、本発明は、車両を構成
する部材をゴム、スプリングなどの弾性部材を介して弾
性的に支持するとともに同車両を構成する部材の振動を
減衰させるための減衰力（減衰係数）を変更可能なダン
パを組み込んだ車両用弾性支持装置、例えば車両用エン
ジンを弾性部材を介して弾性的に支持するとともに減衰
力（減衰係数）を変更可能なダンパを組み込んだエンジ
ン支持装置にも適用できる。さらに、本発明の適用を広
げて、本発明に係る制御装置は、車両に限らず、物体を
ゴム、スプリングなどの弾性部材を介して弾性的に支持
するとともに同物体の振動を減衰させるための減衰力
（減衰係数）を変更可能なダンパを組み込んだ弾性支持
装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 車両の車輪一輪当たりのサスペンション装置
の機能図である。

【図２】 本発明の第１実施例に係り、非線形Ｈ∞状態
フィードバック制御系の一般化プラントのブロック図で
ある。

【図３】 (Ａ)〜(Ｃ)は評価出力としてのばね上加速
度、ばね上速度及び相対速度に対する周波数重みをそれ
ぞれ表すグラフであり、(Ｄ)は制御入力としての可変減
衰係数に対する周波数重みを表すグラフである。

【図４】 非線形Ｈ∞制御理論に基づく制御の作用効果
を表すイメージ図である。

【図５】 (Ａ)は本発明に係る減衰力制御における減衰
力−相対速度（Ｆ−Ｖ）特性を表すリサージュ波形図で
あり、(Ｂ)は従来のスカイフック制御における減衰力−
相対速度（Ｆ−Ｖ）特性を表すリサージュ波形図であ
る。

【図６】 本発明の第１〜第３実施例に係り、車両に搭
載された減衰力制御装置のブロック図である。

【図７】 本発明の第１実施例に係り、図６のマイクロ
コンピュータにて実行されるプログラムのフローチャー
トである。

【図８】 本発明の第１〜第３実施例に係り、図６のマ
イクロコンピュータ内に設けられた相対速度−減衰力テ
ーブル内のデータ特性を示すグラフである。

【図９】 本発明の第２実施例に係り、非線形Ｈ∞出力
フィードバック制御系の一般化プラントのブロック図で
ある。

【図１０】 本発明の第２，３実施例に係り、図６のマ
イクロコンピュータにて実行されるプログラムのフロー
チャートである。

【図１１】 本発明の第３実施例に係り、カルマンフィ
ルタベースの非線形Ｈ∞制御系の一般化プラントのブロ
ック図である。

【図１２】 上記第１実施例〜第３実施例の変形例に係
り、図７，１０のプログラムの一部を変更したプログラ
ムのフローチャートである。

【図１３】 上記第１実施例〜第３実施例の変形例に係
り、図７，１０のプログラムの一部を変更したプログラ
ムのフローチャートである。

【図１４】 上記第１実施例〜第３実施例の変形例に係
り、ばね上質量を推定するためのばね上質量推定プログ
ラムのフローチャートである。

【図１５】 前記第１〜第３実施例の変形例に係り、相
対速度−減衰係数テーブル内のデータ特性を示すグラフ
である。

【図１６】 同変形例に係り、図７，１０のプログラム
の変形部分のみを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ばね上部材（車体）、１１…ばね下部材、１２…
タイヤ、１３…スプリング、１４…ダンパ、１４ａ…オ
リフィス、１５…路面、２０…マイクロコンピュータ、
２１…電気アクチュエータ、２３…タイヤ変位量セン
サ、２４…ストロークセンサ、２５…ばね上加速度セン
サ、２６…ばね下加速度センサ、２７…車速センサ、２
８…ばね上質量センサ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｂ 13/04 Ｇ０５Ｂ 13/04 Ｆターム(参考） 3D001 AA01 BA01 DA17 EA01 EA02 EA22 EA24 EA34 EA41 EB32 EC06 ED09 ED13 3J048 AA02 AD05 BE01 CB21 EA15 5H004 GA14 GA26 GB12 HA10 HB07 HB08 HB09 HB11 JA03 JB23 JB24 KA05 KC12 KC18 KC39 KC54 LA05 LA12 LA13 LA20 9A001 BB06 GG03 GZ10 HH34 KK29 KK37 LL08

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体を弾性的に支持するとともに減衰力を
   変更可能なダンパを組み込んだ弾性支持装置に適用さ
   れ、前記ダンパの減衰力を、非線形なプラントを扱えて
   周波数領域で設計仕様を与えることができる制御理論に
   基づいて計算した目標減衰力に設定する弾性支持装置の
   ための制御装置。
2. 【請求項２】車両を構成する部材を弾性的に支持すると
   ともに減衰力を変更可能なダンパを組み込んだ車両用弾
   性支持装置に適用され、前記ダンパの減衰力を、非線形
   なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を与えること
   ができる制御理論に基づいて計算した目標減衰力に設定
   する車両用弾性支持装置のための制御装置。
3. 【請求項３】車両のばね上部材とばね下部材との間に設
   けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサスペ
   ンション装置に適用され、前記ダンパの減衰力を、非線
   形なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を与えるこ
   とができる制御理論に基づいて計算した目標減衰力に設
   定する車両用サスペンション装置のための制御装置。
4. 【請求項４】前記請求項１乃至３のいずれか一つに記載
   した制御装置における前記制御理論は、非線形Ｈ∞制御
   理論である。
5. 【請求項５】前記請求項４に記載した制御装置は、非線
   形Ｈ∞制御理論として、非線形Ｈ∞状態フィードバック
   制御、非線形Ｈ∞出力フィードバック制御及びカルマン
   フィルタを用いた非線形Ｈ∞制御のうちのいずれか一つ
   を採用したものである。
6. 【請求項６】前記請求項１乃至５のいずれか一つに記載
   した制御装置は、前記ダンパの減衰係数を線形部分と非
   線形部分との２つに分けて扱うものであって、前記計算
   した目標減衰力が前記ダンパにより発生可能な減衰力の
   範囲内にほぼ納まるように、前記線形部分と前記非線形
   部分のゲインを規定したものである。
7. 【請求項７】前記請求項６に記載した制御装置は、前記
   線形部分と非線形部分とを合成した減衰係数が前記線形
   部分を挟んで変化するように、前記非線形部分を変化さ
   せるものである。
8. 【請求項８】前記請求項１乃至５のいずれか一つに記載
   したダンパは、その減衰力を複数段のいずれかの段に切
   り換えるように構成されてなり、 同請求項１乃至５のいずれか一つに記載した制御装置
   は、前記ダンパの減衰係数を線形部分と非線形部分との
   ２つに分けて扱うものであって、 前記線形部分により決定される減衰力が、同減衰力の小
   さな範囲で前記ダンパの複数段のうちの所定の１つの段
   により発生される減衰力にほぼ等しくなるように、前記
   線形部分を設定したものである。
9. 【請求項９】前記請求項１乃至５のいずれか一つに記載
   した制御装置は、前記ダンパの減衰係数を線形部分と非
   線形部分との２つに分けて扱うとともに、前記非線形部
   分を制御入力とする一般化プラントを想定して前記目標
   減衰力を計算するものであって、前記制御入力に対して
   所定の周波数重みを付与するものである。
10. 【請求項１０】前記請求項３に記載した車両用サスペン
    ション装置のための制御装置は、 前記ばね上部材及び前記ばね下部材の上下方向の運動に
    関係した状態量を検出する状態量検出手段と、 前記制御理論に基づいて求めた正定対称解を記憶してお
    き、同記憶しておいた正定対称解及び前記検出された状
    態量を用いて前記目標減衰力を計算する目標減衰力計算
    手段とにより構成されている。
11. 【請求項１１】前記請求項３に記載した車両用サスペン
    ション装置のための制御装置は、 前記ばね上部材及び前記ばね下部材の上下方向の運動に
    関係した複数の状態量のうちの一部の状態量を検出する
    状態量検出手段と、 前記複数の状態量のうちの他の状態量をオブザーバを用
    いて推定する状態量推定手段と、 前記制御理論に基づいて求めた正定対称解を記憶してお
    き、同記憶しておいた正定対称解、前記検出された状態
    量及び前記推定された状態量を用いて前記目標減衰力を
    計算する目標減衰力計算手段とにより構成されている。
12. 【請求項１２】前記請求項３に記載した制御装置は、前
    記ダンパの減衰係数を予め定めた線形部分と非線形部分
    との２つに分けて扱うものであり、同制御装置は、 前記非線形部分を前記制御理論に基づいて計算する非線
    形部分計算手段と、 前記予め定めた線形部分と前記計算した非線形部分とを
    合成して前記減衰係数を計算する減衰係数計算手段と、 前記ばね下部材に対する前記ばね上部材の相対速度を検
    出又は推定する相対速度検知手段と、 前記計算された減衰係数を前記検出又は推定された相対
    速度に乗じて前記目標減衰力を計算する目標減衰力計算
    手段とにより構成されている。
13. 【請求項１３】前記請求項３に記載した制御装置は、前
    記ばね上部材及び前記ばね下部材の上下方向の運動に関
    する物理量を評価出力とする一般化プラントを想定して
    前記目標減衰力を計算するものであって、前記物理量に
    対して所定の周波数重みを付与するものである。
14. 【請求項１４】前記請求項１３に記載した制御装置にお
    いて、前記物理量は複数種類であり、同複数種類の物理
    量に対する各周波数重みの最大領域が互いに干渉しない
    ようにされている。
15. 【請求項１５】前記請求項１４に記載した制御装置にお
    いて、前記物理量は、前記ばね上部材の上下方向速度、
    前記ばね下部材に対する前記ばね上部材の相対速度、及
    び前記ばね上部材の上下方向加速度のうちの少なくとも
    ２つ以上である。
16. 【請求項１６】上記請求項３に記載した制御理論は、タ
    イヤの上下方向の変位量、前記ばね下部材に対する前記
    ばね上部材の上下方向の相対変位量、前記ばね下部材の
    上下方向速度及び前記ばね上部材の上下方向速度を状態
    量とする状態空間表現された車両用サスペンション装置
    に適用したものである車両用サスペンション装置のため
    の制御装置。
17. 【請求項１７】物体を弾性的に支持するとともに減衰係
    数を変更可能なダンパを組み込んだ弾性支持装置に適用
    され、前記ダンパの減衰係数を、非線形なプラントを扱
    えて周波数領域で設計仕様を与えることができる制御理
    論に基づいて計算した目標減衰係数に設定する弾性支持
    装置のための制御装置。
18. 【請求項１８】車両を構成する部材を弾性的に支持する
    とともに減衰係数を変更可能なダンパを組み込んだ車両
    用弾性支持装置に適用され、前記ダンパの減衰係数を、
    非線形なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を与え
    ることができる制御理論に基づいて計算した目標減衰係
    数に設定する車両用弾性支持装置のための制御装置。
19. 【請求項１９】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰係数を変更可能なダンパを組み込んだサ
    スペンション装置に適用され、前記ダンパの減衰係数
    を、非線形なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を
    与えることができる制御理論に基づいて計算した目標減
    衰係数に設定する車両用サスペンション装置のための制
    御装置。
20. 【請求項２０】前記請求項１７乃至１９に記載した制御
    装置における前記制御理論は、非線形Ｈ∞制御理論であ
    る。
21. 【請求項２１】上記請求項１７乃至２０のいずれか一つ
    に記載した制御装置は、非線形Ｈ∞制御理論として、非
    線形Ｈ∞状態フィードバック制御、非線形Ｈ∞出力フィ
    ードバック制御及びカルマンフィルタを用いた非線形Ｈ
    ∞制御のうちのいずれか一つを採用したものである。
22. 【請求項２２】前記請求項１７乃至２１のいずれか一つ
    に記載した制御装置は、前記ダンパの減衰係数を線形部
    分と非線形部分との２つに分けて扱うものであって、前
    記線形部分と非線形部分を合成した目標減衰係数による
    減衰力が前記ダンパにより発生可能な減衰力の範囲内に
    ほぼ納まるように、前記線形部分と前記非線形部分のゲ
    インを規定したものである。
23. 【請求項２３】前記請求項２２に記載した制御装置は、
    前記線形部分と非線形部分とを合成した減衰係数が前記
    線形部分を挟んで変化するように、前記非線形部分を変
    化させるものである。
24. 【請求項２４】前記請求項１７乃至２１のいずれか一つ
    に記載したダンパは、その減衰係数を複数段のいずれか
    の段に切り換えるように構成されてなり、 同請求項１７乃至２１のいずれか一つに記載した制御装
    置は、前記ダンパの減衰係数を線形部分と非線形部分と
    の２つに分けて扱うものであって、前記線形部分により
    決定される減衰力が、同減衰力の小さな範囲でダンパの
    複数段のうちの所定の１つの段により発生される減衰力
    にほぼ等しくなるように、前記線形部分を設定したもの
    である。
25. 【請求項２５】前記請求項１７乃至２１のいずれか一つ
    に記載した制御装置は、前記ダンパの減衰係数を線形部
    分と非線形部分との２つに分けて扱うとともに、前記非
    線形部分を制御入力とする一般化プラントを想定して前
    記目標減衰係数を計算するものであって、前記制御入力
    に対して所定の周波数重みを付与するものである。
26. 【請求項２６】前記請求項１７乃至２１のいずれか一つ
    に記載した制御装置は、前記ダンパの減衰係数を予め定
    めた線形部分と非線形部分との２つに分けて扱うもので
    あり、同制御装置は、 前記非線形部分を前記制御理論に基づいて計算する非線
    形部分計算手段と、 前記予め定めた線形部分と前記計算した非線形部分とを
    合成して前記目標減衰係数を計算する減衰係数計算手段
    とにより構成されている。
27. 【請求項２７】前記請求項１９に記載した車両用サスペ
    ンション装置のための制御装置は、 前記ばね上部材及び前記ばね下部材の上下方向の運動に
    関係した状態量を検出する状態量検出手段と、 前記制御理論に基づいて求めた正定対称解を記憶してお
    き、同記憶しておいた正定対称解及び前記検出された状
    態量を用いて前記目標減衰係数を計算する目標減衰係数
    計算手段とにより構成されている。
28. 【請求項２８】前記請求項１９に記載した車両用サスペ
    ンション装置のための制御装置は、 前記ばね上部材及び前記ばね下部材の上下方向の運動に
    関係した複数の状態量のうちの一部の状態量を検出する
    状態量検出手段と、 前記複数の状態量のうちの他の状態量をオブザーバを用
    いて推定する状態量推定手段と、 前記制御理論に基づいて求めた正定対称解を記憶してお
    き、同記憶しておいた正定対称解、前記検出された状態
    量及び前記推定された状態量を用いて前記目標減衰係数
    を計算する目標減衰係数計算手段とにより構成されてい
    る。
29. 【請求項２９】前記請求項１９に記載した車両用サスペ
    ンション装置のための制御装置は、 前記ばね上部材及び前記ばね下部材の上下方向の運動に
    関する物理量を評価出力とする一般化プラントを想定し
    て前記目標減衰係数を計算するものであって、前記物理
    量に対して所定の周波数重みを付与するものである。
30. 【請求項３０】前記請求項２９に記載した車両用サスペ
    ンション装置の制御装置において、前記物理量は複数種
    類であり、同複数種類の物理量に対する各周波数重みの
    最大領域が互いに干渉しないようにされている。
31. 【請求項３１】前記請求項３０に記載した車両用サスペ
    ンション装置の制御装置において、前記物理量は、前記
    ばね上部材の上下方向速度、前記ばね下部材に対する前
    記ばね上部材の相対速度、及び前記ばね上部材の上下方
    向加速度のうちの少なくとも２つ以上である。
32. 【請求項３２】前記請求項１９に記載した制御理論は、
    タイヤの上下方向の変位量、前記ばね下部材に対する前
    記ばね上部材の上下方向の相対変位量、前記ばね下部材
    の上下方向速度及び前記ばね上部材の上下方向速度を状
    態量とする状態空間表現された車両用サスペンション装
    置に適用したものである車両用サスペンション装置のた
    めの制御装置。
33. 【請求項３３】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサス
    ペンション装置に適用され、前記ダンパの減衰係数を線
    形部分と非線形部分との２つに分けて扱い、前記ダンパ
    の減衰力を、非線形なプラントを扱えて周波数領域で設
    計仕様を与えることができる制御理論に基づいて計算し
    た目標減衰力に設定する車両用サスペンション装置のた
    めの制御装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 前記検出された車速に応じて前記減衰係数の線形部分を
    変更制御する変更制御手段とを備えたことを特徴とする
    車両用サスペンション装置のための制御装置。
34. 【請求項３４】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサス
    ペンション装置に適用され、前記ダンパの減衰係数を線
    形部分と非線形部分との２つに分けて扱い、前記ダンパ
    の減衰力を、非線形なプラントを扱えて周波数領域で設
    計仕様を与えることができる制御理論に基づいて計算し
    た目標減衰力に設定する車両用サスペンション装置のた
    めの制御装置であって、 ばね上部材の質量を検出するばね上質量検出手段と、 前記検出されたばね上質量に応じて前記減衰係数の線形
    部分を変更制御する変更制御手段とを備えたことを特徴
    とする車両用サスペンション装置のための制御装置。
35. 【請求項３５】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサス
    ペンション装置に適用され、非線形なプラントを扱えて
    周波数領域で設計仕様を与えることができる制御理論に
    基づいて、一般化プラントを想定して前記ダンパの目標
    減衰力を計算するとともに、前記ダンパの減衰力を前記
    計算した目標減衰力に設定する車両用サスペンション装
    置のための制御装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 前記検出された車速に応じて前記一般化プラントにおけ
    る周波数重みを変更制御する変更制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする車両用サスペンション装置のための制御
    装置。
36. 【請求項３６】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサス
    ペンション装置に適用され、非線形なプラントを扱えて
    周波数領域で設計仕様を与えることができる制御理論に
    基づいて、一般化プラントを想定して前記ダンパの目標
    減衰力を計算するとともに、前記ダンパの減衰力を前記
    計算した目標減衰力に設定する車両用サスペンション装
    置のための制御装置であって、 ばね上部材の質量を検出するばね上質量検出手段と、 前記検出されたばね上質量に応じて前記一般化プラント
    における周波数重みを変更制御する変更制御手段とを備
    えたことを特徴とする車両用サスペンション装置のため
    の制御装置。
37. 【請求項３７】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサス
    ペンション装置に適用され、前記ダンパの減衰係数を線
    形部分と非線形部分との２つに分けて扱い、前記ダンパ
    の減衰力を、非線形なプラントを扱えて周波数領域で設
    計仕様を与えることができる制御理論に基づいて計算し
    た目標減衰力に設定する車両用サスペンション装置のた
    めの制御装置であって、 車両の状態に応じて前記ダンパの減衰係数の線形部分を
    変更制御する変更制御手段と、 前記ダンパの減衰係数の線形部分の変更に伴って前記計
    算された目標減衰力が所定値よりも大きく変化したと
    き、前記変更制御手段によるダンパの減衰係数の線形部
    分の変更を禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とす
    る車両用サスペンション装置のための制御装置。
38. 【請求項３８】車両のばね上部材とばね下部材との間に
    設けられて減衰力を変更可能なダンパを組み込んだサス
    ペンション装置に適用され、非線形なプラントを扱えて
    周波数領域で設計仕様を与えることができる制御理論に
    基づいて、一般化プラントを想定して前記ダンパの目標
    減衰力を計算するとともに、前記ダンパの減衰力を前記
    計算した目標減衰力に設定する車両用サスペンション装
    置のための制御装置であって、 車両の状態に応じて前記一般化プラントにおける周波数
    重みを変更制御する変更制御手段と、 前記周波数重みの変更に伴って前記計算された目標減衰
    力が所定値よりも大きく変化したとき、前記変更制御手
    段による周波数重みの変更を禁止する禁止手段とを備え
    たことを特徴とする車両用サスペンション装置のための
    制御装置。