JP2001001736A - Damping coefficient control system - Google Patents

Damping coefficient control system

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JP2001001736A
JP2001001736A JP2000118341A JP2000118341A JP2001001736A JP 2001001736 A JP2001001736 A JP 2001001736A JP 2000118341 A JP2000118341 A JP 2000118341A JP 2000118341 A JP2000118341 A JP 2000118341A JP 2001001736 A JP2001001736 A JP 2001001736A
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JP
Japan
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damping force
target damping
vehicle body
wheel
vehicle
Prior art date
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Application number
JP2000118341A
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Japanese (ja)
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Satoru Osaku
覚 大作
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress pitching and rolling movement of a vehicle without sacrificing controllability in suppressing the vertical oscillation of a vehicle. SOLUTION: In this damping force control system, a first target damping force of each wheel for suppressing a vehicle from oscillating in the heaving direction of the vehicle body is calculated based on a vehicle single-wheel model in reference to the skyhook theory (S102). Then a second target damping force of each wheel for suppressing the vehicle from oscillating in the pitching direction is calculated based on a vehicle front-rear wheel model (S104). Further a third target damping force of each wheel for suppressing the vehicle from oscillating in the rolling direction is calculated based on a vehicle left-right wheel model (S106). Then among the first to third target damping forces, the one having the largest absolute value is selected for each wheel (S108). Finally damping force at each wheel position is set to be the selected target damping force as previously selected (S110-116).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の各輪と車体
との間にそれぞれ設けた各ダンパの減衰力を制御する減
衰力制御装置に関する。
The present invention relates to a damping force control device for controlling the damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の減衰力制御装置における第1の
従来技術としては、スカイフック理論に基づいて実減衰
係数を決定、すなわち車体の上下方向速度と、車体の車
輪に対する上下方向の相対速度との比に応じて実減衰係
数を決定する減衰力制御装置が知られている(例えば、
特開平5−294122号公報)。この装置において
は、各輪位置毎の車体の上下方向速度を車体のロール運
動速度、ピッチ運動速度、ヒーブ運動速度及びワープ運
動速度に分解し、前後加速度の微分値に応じて変化する
ピッチゲインを前記分解したピッチ運動速度に乗算し、
横加速度の微分値に応じて変化するロールゲインを前記
分解したロール運動速度に乗算し、かつ定数ゲインをヒ
ーブ運動速度及びワープ運動速度にそれぞれ乗算し、こ
れらのゲイン調整されたロール運動速度、ピッチ運動速
度、ヒーブ運動速度及びワープ運動速度を各輪位置毎の
車体の上下方向速度に再合成し、同再合成した各輪位置
毎の車体の上下方向速度と各輪位置毎の車体の車輪に対
する相対速度との比に応じて実減衰係数を決定し、各輪
位置における車体の上下方向の振動を抑制するととも
に、車体のピッチング及びローリングも効果的に抑制す
るようにしている。
2. Description of the Related Art As a first prior art in this kind of damping force control device, an actual damping coefficient is determined based on the skyhook theory, that is, a vertical speed of a vehicle body and a relative speed of the vehicle body in the vertical direction with respect to wheels. A damping force control device that determines an actual damping coefficient in accordance with the ratio of
JP-A-5-294122). In this device, the vertical speed of the vehicle body at each wheel position is decomposed into a roll motion speed, a pitch motion speed, a heave motion speed, and a warp motion speed of the vehicle body, and a pitch gain that changes according to a differential value of the longitudinal acceleration is calculated. Multiply the decomposed pitch movement speed,
A roll gain that changes according to the differential value of the lateral acceleration is multiplied by the decomposed roll motion speed, and a constant gain is multiplied by the heave motion speed and the warp motion speed, respectively. The motion speed, heave motion speed, and warp motion speed are recombined into the vertical speed of the vehicle body for each wheel position, and the recombined vertical speed of the vehicle body for each wheel position and the wheel speed of the vehicle body for each wheel position are recombined. The actual damping coefficient is determined according to the ratio to the relative speed, so that the vertical vibration of the vehicle body at each wheel position is suppressed, and the pitching and rolling of the vehicle body are also effectively suppressed.

【0003】また、第2の従来技術としては、各輪位置
における車体の車輪に対する上下方向の相対変位量をそ
れぞれ検出し、車体のピッチング、ローリングなどを考
慮した車両の各種運動方程式に基づき前記相対変位量を
用いて各輪位置における車体の上下方向速度を計算する
とともに、前記相対変位量を微分することによって各輪
位置における車体の車輪に対する上下方向の相対速度を
計算し、前記各上下方向速度と前記各相対速度との比に
応じて実減衰係数を決めることにより、前記相対変位量
を検出するのみで、ダンパの減衰力をスカイフック理論
に基づいて制御するようにした減衰力制御装置も知られ
ている(特開平6−344743号公報)。
Further, as a second prior art, a relative displacement of a vehicle body in a vertical direction with respect to a wheel at each wheel position is detected, and the relative displacement is calculated based on various equations of motion of the vehicle in consideration of pitching, rolling, and the like of the vehicle body. Using the amount of displacement, calculate the vertical speed of the vehicle body at each wheel position, and calculate the relative speed of the vehicle body in the vertical direction with respect to the wheels at each wheel position by differentiating the relative displacement amount, thereby calculating each of the vertical speeds. By determining the actual damping coefficient according to the ratio of the relative speed and the relative speed, only by detecting the relative displacement amount, a damping force control device that controls the damping force of the damper based on the skyhook theory is also provided. This is known (JP-A-6-344743).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1及び第2の従来技術にあっては、車体のピッチ運動及
びロール運動に応じて、車体の上下方向の振動抑制制御
用のアルゴリズム自体すなわちスカイフック理論に基づ
くアルゴリズム自体を直接補正しているので、同補正に
より車体のピッチ及びロール方向の振動に対する抑制効
果は発揮されるが、本来的には車体の上下方向の振動を
抑制するために与えた設計仕様による減衰力制御の基本
性能を損なうことになってしまう。
However, in the above-mentioned first and second prior arts, the algorithm itself for suppressing the vertical vibration of the vehicle body, that is, the sky itself, in accordance with the pitch movement and the roll movement of the vehicle body. Since the algorithm itself based on the hook theory is directly corrected, the correction has the effect of suppressing vibration in the pitch and roll directions of the vehicle, but it is originally applied to suppress the vibration in the vertical direction of the vehicle. This impairs the basic performance of damping force control based on the designed specifications.

【0005】[0005]

【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、車体の上下方向の振動を抑制
するための制御性能を確保しつつ、車体のピッチ運動及
び/又はロール運動に対する振動抑制効果も期待できる
減衰力制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to control pitch movement and / or roll of a vehicle body while ensuring control performance for suppressing vertical vibration of the vehicle body. It is an object of the present invention to provide a damping force control device that can also expect a vibration suppression effect on motion.

【0006】上記目的を達成するために、本発明の第1
の構成上の特徴は、車両の各輪と車体との間にそれぞれ
設けた各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置にお
いて、車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の
振動を抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞ
れ計算する第1目標減衰力計算手段と、車両の前後輪モ
デルに基づいて車体のピッチ方向の振動を抑制するため
の第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算する第2目標
減衰力計算手段と、前記計算された各輪毎の第1及び第
2目標減衰力に基づいて最終的な目標減衰力を各輪毎に
それぞれ決定する最終目標減衰力決定手段と、前記決定
した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定制御する
出力手段とを備えたことにある。この場合、例えば、前
記第1目標減衰力計算手段は車体の上下方向の運動状態
量に応じて第1目標減衰力を計算するものであり、前記
第2目標減衰力計算手段は車体のピッチ方向の運動状態
量に応じて第2目標減衰力を計算するものである。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is described.
The damping force control device that controls the damping force of each damper provided between each wheel of the vehicle and the vehicle body suppresses vibration in the heave direction of the vehicle body based on a single wheel model of the vehicle. Target damping force calculating means for calculating a first target damping force for each wheel for each wheel, and a second target damping force for suppressing pitchwise vibration of the vehicle body based on front and rear wheel models of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the wheels; a final target damping force for each of the wheels based on the calculated first and second target damping forces for each of the wheels; Target damping force determination means, and outputs a control signal corresponding to the determined final target damping force to each of the dampers, and sets the damping force of each damper to the determined final target damping force. Output means for setting and controlling Lies in the fact. In this case, for example, the first target damping force calculating means calculates the first target damping force according to the amount of motion of the vehicle body in the vertical direction, and the second target damping force calculating means calculates the first target damping force in the pitch direction of the vehicle body. The second target damping force is calculated in accordance with the motion state amount of the target.

【0007】前記第1の構成上の特徴によれば、第1及
び第2目標減衰力計算手段がそれぞれ第1及び第2目標
減衰力を計算し、最終目標減衰力決定手段及び出力手段
の作用により、ダンパの減衰力が第1及び第2目標減衰
力に基づいて決定した最終的な目標減衰力に各輪毎に設
定制御される。この場合、第1目標減衰力は車両の単輪
モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を抑制するた
めに計算されたものであり、また第2目標減衰力は車両
の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動を抑
制するために前記第1目標減衰力とは独立して計算され
たものであるので、第1目標減衰力がもつ本来的な車体
の上下方向の振動を抑制するための制御性能を確保しつ
つ、車体のピッチ運動に対する不足減衰力が補償される
ことになり、車体の上下振動が効果的に抑制されるとと
もに、併せて車体のピッチ運動に対する振動も抑制され
て、車両の乗り心地及び走行安定性が良好に保たれる。
According to the first structural feature, the first and second target damping force calculating means calculate the first and second target damping force, respectively, and the functions of the final target damping force determining means and the output means are provided. Accordingly, the damping force of the damper is set and controlled to the final target damping force determined based on the first and second target damping forces for each wheel. In this case, the first target damping force is calculated based on the single wheel model of the vehicle to suppress the vibration in the heave direction of the vehicle body, and the second target damping force is calculated based on the front and rear wheel models of the vehicle. The first target damping force is calculated independently of the first target damping force in order to suppress the vibration in the pitch direction of the vehicle body. Insufficient damping force for the pitch motion of the vehicle body will be compensated while ensuring the control performance of, and the vertical vibration of the vehicle body will be effectively suppressed, and at the same time, the vibration for the pitch motion of the vehicle body will also be suppressed, Good riding comfort and running stability of the vehicle are maintained.

【0008】また、前記第1の構成上の特徴である最終
目標減衰力決定手段と出力手段とを、それぞれ前記計算
された第1及び第2目標減衰力のうちで大きな方の目標
減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段と、前記選
択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダンパに
それぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記選択し
た各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段とで構
成してもよい。
[0008] Further, the final target damping force determining means and the output means, which are the features of the first configuration, are used to determine the larger one of the calculated first and second target damping forces. Selection means for selecting each of the wheels, and a control signal corresponding to each of the selected target damping forces is output to each of the dampers to set and control the damping force of each of the dampers to each of the selected target damping forces. Output means.

【0009】これによれば、選択手段及び出力手段の作
用により、ダンパの減衰力が第1及び第2目標減衰力の
うちで大きな方の目標減衰力に各輪毎に設定制御される
ので、車体のピッチ方向の振動がある程度大きくなった
ときにのみ、第1目標減衰力が第2目標減衰力よりも小
さいことを条件に、各輪位置のダンパの減衰力が車両の
前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動を抑制
するための第2目標減衰力に設定される。そして、それ
以外の場合には、各輪位置のダンパの減衰力は、車両の
単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を抑制す
るための第1目標減衰力に設定される。したがって、こ
れによれば、第1目標減衰力計算手段によって計算され
た第1目標減衰力がもつ本来的な車体の上下方向の振動
を抑制するための制御性能をより的確に確保しつつ、車
体のピッチ運動に対する不足減衰力が補償されることに
なるので、車体の上下振動がより効果的に抑制されると
ともに、併せて車体のピッチ運動に対する振動も抑制さ
れて、車両の乗り心地及び走行安定性がより良好に保た
れる。
According to this, the damping force of the damper is set and controlled for each wheel by the action of the selecting means and the output means to the larger of the first and second target damping forces. The damping force of the damper at each wheel position is based on the front and rear wheel model of the vehicle, provided that the first target damping force is smaller than the second target damping force only when the vibration in the pitch direction of the vehicle body has increased to some extent. Therefore, the second target damping force for suppressing the vibration in the pitch direction of the vehicle body is set. In other cases, the damping force of the damper at each wheel position is set to the first target damping force for suppressing the vibration in the heave direction of the vehicle body based on the single wheel model of the vehicle. Therefore, according to this, the control performance for suppressing the vertical vibration of the vehicle body inherent in the first target damping force calculated by the first target damping force calculating means is more accurately secured, and Insufficient damping force for the pitch motion of the vehicle is compensated, so that the vertical vibration of the vehicle body is more effectively suppressed, and the vibration of the vehicle body for the pitch motion is also suppressed. The properties are kept better.

【0010】また、本発明の第2の構成上の特徴は、前
記第1の構成上の特徴における前記第2目標減衰力計算
手段を、車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方
向の振動を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそ
れぞれ計算する第2目標減衰力計算手段に置換したこと
にある。この場合、例えば前記第2目標減衰力計算手段
は車体のロール方向の運動状態量に応じて第2目標減衰
力を計算するものである。
[0010] A second structural feature of the present invention is that the second target damping force calculating means in the first structural feature is characterized in that the second target damping force calculating means is configured to oscillate the vehicle body in the roll direction based on the left and right wheel models of the vehicle. Is replaced with a second target damping force calculating means for calculating a second target damping force for each wheel. In this case, for example, the second target damping force calculating means calculates the second target damping force according to the amount of motion of the vehicle body in the roll direction.

【0011】この第2の構成上の特徴においては、前記
第1の構成上の特徴における車体のピッチ方向の振動を
抑制するための第2目標減衰力が、車体のロール方向の
振動を抑制するための第2目標減衰力に置換されている
ので、第1目標減衰力がもつ本来的な車体の上下方向の
振動を抑制するための制御性能を確保しつつ、車体のロ
ール運動に対する不足減衰力が補償されることになり、
車体の上下振動が効果的に抑制されるとともに、併せて
車体のロール運動に対する振動も抑制されて、車両の乗
り心地及び走行安定性が良好に保たれる。
In the second structural characteristic, the second target damping force for suppressing the vibration in the pitch direction of the vehicle body in the first structural characteristic suppresses the vibration of the vehicle body in the roll direction. For the roll motion of the vehicle body while ensuring the control performance for suppressing the vertical vibration of the vehicle body inherent in the first target damping force. Will be compensated,
The vertical vibration of the vehicle body is effectively suppressed, and at the same time, the vibration due to the roll motion of the vehicle body is also suppressed, so that the riding comfort and the running stability of the vehicle are kept good.

【0012】さらに、本発明の第3の構成上の特徴は、
前記第1の構成上の特徴において、前記第2の構成上の
特徴である第2目標減衰力計算手段を、第3目標減衰力
を計算する第3目標減衰力計算手段として加えるととも
に、前記最終目標減衰力決定手段を、前記計算された各
輪毎の第1、第2及び第3目標減衰力に基づいて最終的
な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定する最終目標減衰
力決定手段で置換したことにある。また、この場合も、
前記最終目標減衰力決定手段と出力手段とを、それぞれ
前記計算された第1、第2及び第3目標減衰力のうちで
最大の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
と、前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記
各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を
前記選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力
手段とで構成してもよい。
Further, a third structural feature of the present invention is that:
In the first structural feature, the second target damping force calculating means, which is the second structural characteristic, is added as third target damping force calculating means for calculating a third target damping force. The target damping force determining unit is a final target damping force determining unit that determines a final target damping force for each wheel based on the calculated first, second, and third target damping forces for each wheel. It has been replaced. Also in this case,
Selecting means for selecting the maximum target damping force among the calculated first, second, and third target damping forces for each wheel, respectively; Output means for outputting a control signal corresponding to each selected target damping force to each of the dampers and setting and controlling the damping force of each of the dampers to the selected target damping force, respectively.

【0013】この第3の構成上の特徴においては、前記
第1及び第2の構成上の特徴における第1及び第2目標
減衰力に代えて、ダンプの減衰力は、独立して計算され
た第1〜第3目標減衰力に基づいて決定した目標減衰
力、例えば第1、第2及び第3目標減衰力のうちで最大
の目標減衰力に各輪毎に設定制御される。この場合、第
1目標減衰力は車両の単輪モデルに基づいて車体のヒー
ブ方向の振動を抑制するために計算されたものであり、
第2目標減衰力は車両の前後輪モデルに基づいて車体の
ピッチ方向の振動を抑制するために計算されものであ
り、第3目標減衰力は車両の左右輪モデルに基づいて車
体のロール方向の振動を抑制するために計算されたもの
であり、これらの第1〜第3目標減衰力はそれぞれ独立
して計算されたものである。したがって、この第3の構
成上の特徴によれば、第1目標減衰力計算手段によって
計算された第1目標減衰力がもつ本来的な車体の上下方
向の振動を抑制するための制御性能を確保しつつ、車体
のピッチ運動及びロール運動に対する不足減衰力が補償
されることになり、車体の上下振動が効果的に抑制され
るとともに、併せて車体のピッチ運動及びロール運動に
対する振動も抑制されて、車両の乗り心地及び走行安定
性が良好に保たれる。
In this third structural feature, the damping force of the dump is calculated independently instead of the first and second target damping forces in the first and second structural features. The target damping force determined based on the first to third target damping forces, for example, the maximum target damping force among the first, second, and third target damping forces is set and controlled for each wheel. In this case, the first target damping force is calculated based on the single-wheel model of the vehicle to suppress the vibration in the heave direction of the vehicle body,
The second target damping force is calculated based on the front and rear wheel models of the vehicle to suppress vibration in the pitch direction of the vehicle body, and the third target damping force is calculated based on the left and right wheel models of the vehicle in the roll direction of the vehicle body. The first to third target damping forces are calculated independently in order to suppress the vibration. Therefore, according to the third structural feature, the control performance for suppressing the vertical vibration of the vehicle body inherent in the first target damping force calculated by the first target damping force calculating means is secured. In addition, the insufficient damping force for the pitch motion and the roll motion of the vehicle body is compensated, and the vertical vibration of the vehicle body is effectively suppressed, and the vibration of the vehicle body for the pitch motion and the roll motion is also suppressed. In addition, the riding comfort and running stability of the vehicle are favorably maintained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明すると、図1は同実施形態に係る車両の減衰
力制御装置を概略ブロック図により示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a vehicle damping force control device according to the embodiment.

【0015】この車両は、左右前輪FW1,FW2及び
左右後輪RW1,RW2の各輪位置にて車体BD(図
3,5,7に示す)と車輪FW1,FW2,RW1,R
W2との間に設けられたサスペンション装置10A,1
0B,10C,10Dを備えている。これらのサスペン
ション装置10A,10B,10C,10Dは、車体B
Dと各輪FW1,FW2,RW1,RW2との間に設け
られて車体BDを各輪FW1,FW2,RW1,RW2
に対してそれぞれ弾性的に支持するばね11a,11
b,11c,11dと、これらのばね11a,11b,
11c,11dに並列に設けられて車体BDの各輪FW
1,FW2,RW1,RW2に対する振動をそれぞれ減
衰させるダンパ12a,12b,12c,12dとを備
えている。なお、これらのばね11a,11b,11
c,11d及びダンパ12a,12b,12c,12d
の各組は、それぞれショックアブソーバを構成するもの
である。ダンパ12a,12b,12c,12dはオリ
フィス開度を変更可能としており、減衰係数がそれぞれ
可変となっている。
This vehicle has a vehicle body BD (shown in FIGS. 3, 5, and 7) and wheels FW1, FW2, RW1, RW at respective wheel positions of left and right front wheels FW1, FW2 and left and right rear wheels RW1, RW2.
Suspension device 10A, 1 provided between W2
0B, 10C, and 10D. These suspension devices 10A, 10B, 10C, 10D
D and each of the wheels FW1, FW2, RW1, and RW2, and is provided between the vehicle body BD and each of the wheels FW1, FW2, RW1, and RW2.
Springs 11a, 11 respectively elastically supporting
b, 11c, 11d and these springs 11a, 11b,
11c, 11d, each wheel FW of the vehicle body BD
1, FW2, RW1, and RW2, respectively, are provided with dampers 12a, 12b, 12c, and 12d. These springs 11a, 11b, 11
c, 11d and dampers 12a, 12b, 12c, 12d
Each of the sets constitutes a shock absorber. The dampers 12a, 12b, 12c, and 12d can change the opening degree of the orifice, and have variable damping coefficients.

【0016】また、この車両は、各ダンパ12a,12
b,12c,12dの減衰係数(減衰力)を可変設定す
るための電気制御装置20を備えている。電気制御装置
20は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路などか
らなり、内蔵のタイマにより所定の短時間毎に図2のプ
ログラム(図3,5,7のサブルーチンを含む)を繰り
返し実行して、各ダンパ12a,12b,12c,12
dのオリフィス開度を制御する。この電気制御装置20
には、ばね上加速度センサ21a〜21d、相対変位量
センサ22a〜22d、ピッチ角速度センサ23及びロ
ール角速度センサ24が接続されている。
The vehicle is provided with dampers 12a and 12a.
An electric control device 20 for variably setting damping coefficients (damping forces) of b, 12c and 12d is provided. The electric control device 20 is composed of a microcomputer and its peripheral circuits, and repeatedly executes the program of FIG. 2 (including the subroutines of FIGS. 3, 5, and 7) every predetermined short time by a built-in timer, and 12a, 12b, 12c, 12
The orifice opening of d is controlled. This electric control device 20
Are connected to sprung acceleration sensors 21a to 21d, relative displacement amount sensors 22a to 22d, pitch angular velocity sensor 23, and roll angular velocity sensor 24.

【0017】ばね上加速度センサ21a〜21dは、各
輪FW1,FW2,RW1,RW2位置において車体B
D(ばね上部材)にそれぞれ組み付けられ、同各輪FW
1,FW2,RW1,RW2位置における車体BDの絶
対空間に対する上下方向の加速度xpb1'',xpb2'',x
pb3'',xpb4''をそれぞれ検出して、同上下加速度x
pb1'',xpb2'',xpb3'',xpb4''を表す検出信号を出
力する。なお、上下加速度xpb1'',xpb2'',
pb3'',xpb4''は、上方向を正とするとともに下方向
を負とする。相対変位量センサ22a〜22dは、各輪
FW1,FW2,RW1,RW2位置における車体BD
(ばね上部材)と車輪FW1,FW2,RW1,RW2
(ばね下部材)との間にそれぞれ組み付けられ、同各輪
FW1,FW2,RW1,RW2位置における車体BD
の各輪FW1,FW2,RW1,RW2に対する上下方
向の相対変位量xpw1−xpb1,xpw2−xpb2,xpw3
pb3,xpw4−xpb4をそれぞれ検出して、同変位量x
pw1−xpb1,xpw2−xpb2,xpw3−x pb3,xpw4−x
pb4を表す検出信号を出力する。なお、これらの相対変
位量xpw1−xpb1,xpw2−xpb2,xpw3−xpb3,x
pw4−xpb4は、所定の基準変位量に対する変位量であ
り、小さくなる方向(ダンパの縮み方向)を正とすると
ともに大きくなる方向(ダンパの伸び方向)を負とす
る。
The sprung acceleration sensors 21a to 21d are
In the positions of the wheels FW1, FW2, RW1, and RW2, the vehicle body B
D (spring member), each wheel FW
Of the body BD at the FW1, RW2, RW1, and RW2 positions
Vertical acceleration x against spacepb1'', Xpb2'', X
pb3'', Xpb4'' Is detected, and the vertical acceleration x
pb1'', Xpb2'', Xpb3'', Xpb4''
Power. The vertical acceleration xpb1'', Xpb2'' 、
xpb3'', Xpb4'' Indicates that the upward direction is positive and the downward direction
Is negative. The relative displacement sensors 22a to 22d are
Body BD at FW1, FW2, RW1, RW2 positions
(Spring member) and wheels FW1, FW2, RW1, RW2
(Spring unsprung member)
Body BD at FW1, FW2, RW1, RW2 positions
Up and down for each wheel FW1, FW2, RW1, RW2
Relative displacement xpw1-Xpb1, Xpw2-Xpb2, Xpw3
xpb3, Xpw4-Xpb4Are detected, and the same displacement x
pw1-Xpb1, Xpw2-Xpb2, Xpw3-X pb3, Xpw4-X
pb4Is output. Note that these relative changes
Order xpw1-Xpb1, Xpw2-Xpb2, Xpw3-Xpb3, X
pw4-Xpb4Is the displacement relative to the predetermined reference displacement.
And the direction of the decrease (shrinkage direction of the damper) is positive
The direction in which both increase (the direction in which the damper extends) is negative.
You.

【0018】ピッチ角速度センサ23は、車体BDの重
心位置近傍に組み付けられたレートセンサで構成されて
おり、車体BDのピッチ方向の角速度Pa'を検出して同
角速度Pa'を表す検出信号を出力する。ロール角速度セ
ンサ24は、車体BDの重心位置近傍に組み付けられた
レートセンサで構成されており、車体BDのロール方向
の角速度Ra'を検出して同角速度Ra'を表す検出信号を
出力する。
The pitch angular velocity sensor 23 is constituted by rate sensor assembled near the center of gravity of the vehicle body BD, the detection signal 'to detect the angular velocity P a' angular velocity P a pitch direction of the vehicle body BD represents a Is output. The roll angular velocity sensor 24 is constituted by a rate sensor assembled near the center of gravity of the vehicle body BD, detects the angular velocity Ra ′ in the roll direction of the vehicle body BD, and outputs a detection signal representing the angular velocity Ra ′. .

【0019】次に、上記のように構成した車両の減衰力
制御装置の動作について説明すると、図示しないイグニ
ッションスイッチの投入後、電気制御装置20は、図2
のプログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行し始め
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102,104,106にて第1〜第3減
衰力計算ルーチンをそれぞれ実行する。
Next, the operation of the vehicle damping force control device configured as described above will be described. After turning on an ignition switch (not shown), the electric control device 20 operates as shown in FIG.
Is repeatedly executed every predetermined short time. The execution of this program is started in step 100, and the first to third damping force calculation routines are executed in steps 102, 104 and 106, respectively.

【0020】第1減衰力計算ルーチンは、図3に詳細に
示されており、車両の単輪モデルに基づいて車体BDの
ヒーブ方向(上下方向)の振動を抑制するための各ダン
パ12a,12b,12c,12dによる第1目標減衰
力を計算するものである。
The first damping force calculation routine is shown in detail in FIG. 3, and each damper 12a, 12b for suppressing the vibration in the heave direction (vertical direction) of the vehicle body BD based on a single wheel model of the vehicle. , 12c, and 12d are used to calculate the first target damping force.

【0021】この第1減衰力計算ルーチンについて説明
する前に、第1目標減衰力の計算方法について説明して
おく。図4は、車両における単輪の1自由度モデルを示
している。図中、Mbは、車体BDの質量である。xpb
は、絶対空間における車体BD(ばね上部材)の基準位
置に対する上下方向の変位量である。xpwは、絶対空間
における車輪W(ばね下部材)の基準位置に対する上下
方向の変位量である。これらの変位量xpb,xpwは、い
ずれも上方向を正とする。Ksは、ばね11a,11
b,11c,11dを代表して示すばね11のばね定数
である。Csは、各ダンパ12a,12b,12c,1
2dを代表して示すダンパ12の減衰係数である。Csk
は、スカイフック理論に基づいてスカイフックさせた仮
想的なダンパ12Aの減衰係数であり、予め適当に定め
られた定数である。
Before describing the first damping force calculation routine, a method of calculating the first target damping force will be described. FIG. 4 shows a single-wheel single-degree-of-freedom model of a vehicle. In the figure, Mb is the mass of the vehicle body BD. x pb
Is the amount of vertical displacement of the vehicle body BD (spring member) in the absolute space with respect to the reference position. x pw is the amount of vertical displacement of the wheel W (unsprung member) with respect to the reference position in the absolute space. These displacement amounts x pb , x pw are both positive in the upward direction. Ks is the value of the springs 11a, 11
It is a spring constant of the spring 11 representatively representing b, 11c, and 11d. C s is the value of each damper 12a, 12b, 12c, 1
It is a damping coefficient of the damper 12 representatively representing 2d. C sk
Is a damping coefficient of the virtual damper 12A that has been skyhook based on the skyhook theory, and is a predetermined constant.

【0022】まず、ダンパ12に代えて仮想的なダンパ
12Aを用いた仮想モデルについて考える。車体BDの
上下加速度をxpb''とするとともに、同車体BDの上下
速度をxpb'とすると、仮想モデルのヒーブ方向の車体
BDの運動方程式は下記数1のように表される。
First, a virtual model using a virtual damper 12A instead of the damper 12 will be considered. Assuming that the vertical acceleration of the vehicle body BD is x pb ″ and the vertical speed of the vehicle body BD is x pb ′, the equation of motion of the vehicle body BD in the heave direction of the virtual model is represented by the following equation 1.

【0023】[0023]

【数1】Mbpb''=Ks(xpw−xpb)−Cskpb’ また、現実のダンパ12を用いた実モデルについて考え
ると、同実モデルの上下方向の運動方程式は下記数2の
ように表される。
M b x pb ″ = K s (x pw −x pb ) −C sk x pb ′ Further, considering a real model using a real damper 12, the equation of motion of the real model in the vertical direction Is expressed as in the following Expression 2.

【0024】[0024]

【数2】 Mbpb''=Ks(xpw−xpb)+Cs(xpw'−xpb') 前記数1,2より、下記数3が導かれる。そして、この
数3で規定される関係により、スカイフック理論に基づ
いてダンパ12(又はダンパ12A)によって車体BD
に付与される理想的な減衰力Fdは下記数4で表され
る。
M b x pb ″ = K s (x pw −x pb ) + C s (x pw ′ −x pb ′) The following equation 3 is derived from the above equations 1 and 2. Then, according to the relationship defined by Equation 3, the vehicle body BD is driven by the damper 12 (or the damper 12A) based on the skyhook theory.
Is given by the following equation (4).

【0025】[0025]

【数3】Cs(xpw'−xpb')+Cskpb'=0## EQU3 ## C s (x pw '−x pb ') + C sk x pb '= 0

【0026】[0026]

【数4】Fd=Cs(xpw'−xpb')=−Cskpb' 次に、第1減衰力計算ルーチンについて説明すると、同
ルーチンの実行は図3のステップ150にて開始され、
ステップ152にてばね上加速度センサ21a〜21d
から各輪FW1,FW2,RW1,RW2位置における
車体BDの上下加速度xpb1'',xpb2'',xpb3'',x
pb4''をそれぞれ入力する。次に、ステップ154にて
前記入力した上下加速度xpb1'',xpb2'',xpb3'',
pb4''を積分することにより、各輪FW1,FW2,
RW1,RW2位置における車体BDの上下速度
pb1',xpb2',xpb3',xpb4'をそれぞれ計算する。
Equation 4] Fd = C s (x pw ' -x pb') = - C sk x pb ' Next, a description will be given of the first damping force calculating routine, execution of the routine begins at step 150 in FIG. 3 And
In step 152, sprung acceleration sensors 21a to 21d
Each wheel from FW1, FW2, RW1, RW2 and below the vehicle body BD at positions acceleration x pb1 '', x pb2 ' ', x pb3 '', x
Enter pb4 '' respectively. Next, at step 154, the input vertical accelerations x pb1 ″, x pb2 ″, x pb3 ″,
By integrating x pb4 ″, each wheel FW1, FW2,
The vertical speeds x pb1 ′, x pb2 ′, x pb3 ′, and x pb4 ′ of the vehicle body BD at the RW1 and RW2 positions are calculated, respectively.

【0027】次に、ステップ156にて、前記計算した
各上下速度xpb1',xpb2',xpb3',xpb4'に予め適当
に定めたスカイフック減衰係数Cskをそれぞれ乗算する
下記数5の演算の実行により、各ダンパ12a,12
b,12c,12dによる第1目標減衰力Fd1,Fd2,
Fd3,Fd4をそれぞれ計算する。
Next, at step 156, the calculated respective vertical velocity x pb1 was ', x pb2', x pb3 ', x pb4' following the number to be multiplied beforehand appropriately set and the skyhook damping coefficient C sk respectively 5, the respective dampers 12a, 12a
b, 12c, 12d, the first target damping force Fd1, Fd2,
Fd3 and Fd4 are calculated respectively.

【0028】[0028]

【数5】Fdi=−Cskpbi' ただし、前記数5中の「i」は、1〜4の正数である。
また、この例では、各輪FW1,FW2,RW1,RW
2共通のスカイフック減衰係数Cskを用いるようにした
が、前輪FW1,FW2と後輪RW1,RW2とで異な
る値を用いるようにしてもよい。そして、ステップ15
8にて、この第1減衰力計算ルーチンの実行を終了す
る。
Fdi = −Csk × pbi ′ where “i” in the above equation 5 is a positive number of 1 to 4.
In this example, each wheel FW1, FW2, RW1, RW
Although the two common skyhook damping coefficients Csk are used, different values may be used for the front wheels FW1, FW2 and the rear wheels RW1, RW2. And step 15
At 8, the execution of the first damping force calculation routine ends.

【0029】第2減衰力計算ルーチンは、図5に詳細に
示されており、車両の前後輪モデルに基づいて車体BD
のピッチ方向の振動を抑制するための各ダンパ12a,
12b,12c,12dによる第2目標減衰力を計算す
るものである。
The second damping force calculation routine is shown in detail in FIG. 5, and is based on the front and rear wheel model of the vehicle.
Each damper 12a for suppressing the vibration in the pitch direction of
The second target damping force is calculated by using 12b, 12c, and 12d.

【0030】この第2減衰力計算ルーチンについて説明
する前に、第2目標減衰力の計算方法について説明して
おく。図6は、車両における前後輪の2自由度モデルを
示している。図中、xbfは、前輪FW1,FW2位置に
おける車体BD(ばね上部材)の基準位置に対する上下
方向の変位量である。xbrは、後輪RW1,RW2位置
における車体BD(ばね上部材)の基準位置に対する上
下方向の変位量である。xwfは、前輪FW1,FW2
(ばね下部材)の基準位置に対する上下方向の変位量で
ある。xwrは、後輪RW1,RW2(ばね下部材)の基
準位置に対する上下方向の変位量である。これらの変位
量xbf,xwf,xbr,xwrは、いずれも上方向を正とす
る。Ksfは、前輪FW1,FW2位置におけるばね11
a,11bを代表して示すばね11fのばね定数であ
る。Ksrは、後輪RW1,RW2位置におけるばね11
c,11dを代表して示すばね11rのばね定数であ
る。Csfは、前輪FW1,FW2位置におけるダンパ1
2a,12bを代表して示すダンパ12fの減衰係数で
ある。Csrは、後輪RW1,RW2位置におけるダンパ
12c,12dを代表して示すダンパ12rの減衰係数
である。Cpは、車体BDのピッチ方向の振動を抑制す
るための仮想的なダンパ12pの減衰係数であり、予め
適当に定められた定数である。
Before describing the second damping force calculation routine, a method of calculating the second target damping force will be described. FIG. 6 shows a two-degree-of-freedom model of the front and rear wheels of the vehicle. In the figure, x bf is the amount of vertical displacement of the vehicle body BD (spring member) at the front wheel FW1, FW2 position with respect to the reference position. xbr is the amount of vertical displacement of the vehicle body BD (spring member) at the positions of the rear wheels RW1 and RW2 with respect to the reference position. x wf is the front wheel FW1, FW2
This is the amount of vertical displacement of the (unsprung member) with respect to the reference position. x wr is the amount of vertical displacement of the rear wheels RW1, RW2 (unsprung members) with respect to the reference position. These displacement amounts x bf , x wf , x br , x wr are all positive in the upward direction. K sf is the spring 11 at the front wheel FW1, FW2 position.
It is a spring constant of the spring 11f representatively showing a and 11b. K sr is the spring 11 at the position of the rear wheels RW1, RW2.
It is a spring constant of the spring 11r representatively representing c and 11d. C sf is the damper 1 at the position of the front wheels FW1 and FW2.
It is an attenuation coefficient of the damper 12f representatively representing 2a and 12b. C sr is a damping coefficient of the damper 12r representing the dampers 12c and 12d at the positions of the rear wheels RW1 and RW2. C p is a damping coefficient of the virtual damper 12p for suppressing vibration in the pitch direction of the vehicle body BD, and is a constant appropriately determined in advance.

【0031】まず、現実のダンパ12f,12rに代え
て仮想的なダンパ12pを用いた仮想モデルについて考
える。車体BDの上下加速度をxpb''とするとともに、
車体BDのピッチ方向の角加速度及び角速度をそれぞれ
a'',Pa'とすると、仮想モデルのヒーブ方向及びピ
ッチ方向の車体BDの各運動方程式は下記数6,7のよ
うにそれぞれ表される。なお、これらのピッチ方向の角
加速度Pa''及び角速度Pa'は、共に車体BDの前輪F
W1,FW2側が上昇し、後輪RW1,RW2側が下降
する回転方向を正とする。
First, consider a virtual model using a virtual damper 12p instead of the actual dampers 12f and 12r. The vertical acceleration of the body BD is x pb '',
Assuming that the angular acceleration and the angular velocity of the body BD in the pitch direction are P a ″ and P a ′, respectively, the equations of motion of the body BD in the heave direction and the pitch direction of the virtual model are expressed by the following equations (6) and (7), respectively. You. Note that the angular acceleration P a ″ and the angular velocity P a ′ in the pitch direction are both equal to the front wheel F of the vehicle body BD.
The rotation direction in which the W1 and FW2 sides rise and the rear wheels RW1 and RW2 sides fall is defined as positive.

【0032】[0032]

【数6】 Mbpb''=Ksf(xwf−xbf)+Ksr(xwr−xbr)[6] M b x pb '' = K sf (x wf -x bf) + K sr (x wr -x br)

【0033】[0033]

【数7】Ipa''=−Lfsf(xwf−xbf)+Lr
sr(xwr−xbr)−Cpa' ただし、Ipは車体BDのピッチ方向の慣性モーメント
であり、Lfは前輪車軸と重心点間距離であり、Lrは後
輪車軸と重心点間距離である。
[Equation 7] I p P a '' = -L f K sf (x wf -x bf) + L r K
sr however (x wr -x br) -C p P a ', I p is the pitch direction of the inertia moment of the vehicle body BD, L f is the distance between the front axle and the center of gravity, L r is the rear wheel axle This is the distance between the centers of gravity.

【0034】また、現実のダンパ12f,12rを用い
た実モデルについて考えると、同実モデルのヒーブ方向
及びピッチ方向の車体BDの各運動方程式は下記数8,
9のようにそれぞれ表される。
Considering a real model using the actual dampers 12f and 12r, the equations of motion of the vehicle body BD in the heave direction and the pitch direction of the real model are as follows:
9, respectively.

【0035】[0035]

【数8】 (Equation 8)

【0036】[0036]

【数9】 (Equation 9)

【0037】前記数6〜9より、下記数10,11が導
かれる。
The following equations (10) and (11) are derived from the above equations (6) to (9).

【0038】[0038]

【数10】 Csf(xwf'−xbf')+Csr(xwr'−xbr')=0C sf (x wf '-x bf ') + C sr (x wr '-x br ') = 0

【0039】[0039]

【数11】Lfsf(xwf'−xbf')−Lrsr(xwr'−x
br')+Cpa'=0 そして、これらの数10,11で規定される関係によ
り、車体BDのピッチ方向の振動を抑制するために前輪
用ダンパ12f及び後輪用ダンパ12r(又はダンパ1
2p)によって車体BDに付与される理想的な減衰力P
f,PFrは下記数12,13で表される。
[Number 11] L f C sf (x wf ' -x bf') -L r C sr (x wr '-x
br ′) + C p P a ′ = 0 Further, according to the relationship defined by these equations (10) and (11), the front-wheel damper 12f and the rear-wheel damper 12r (or the damper 12r) suppress the vibration of the vehicle body BD in the pitch direction. 1
2p), the ideal damping force P applied to the vehicle body BD
F f and PF r are represented by the following equations (12) and (13).

【0040】[0040]

【数12】 PFf=Csf(xwf'−xbf')=Cpa'/(Lf+Lr)[Number 12] PF f = C sf (x wf '-x bf') = C p P a '/ (L f + L r)

【0041】[0041]

【数13】 PFr=Csr(xwr'−xbr')=−Cpa'/(Lf+Lr) 次に、第2減衰力計算ルーチンについて説明すると、同
ルーチンの実行は図5のステップ160にて開始され、
ステップ162にてピッチ角速度センサ23から車体B
Dのピッチ角速度Pa'を入力する。次に、ステップ16
4にて、車体BDのピッチ方向の振動を抑制するための
理想的かつ予め適当に定めた減衰係数C p、前記入力し
たピッチ角速度Pa'、及び予め定められていて前輪及び
後輪車軸と重心点間の各距離Lf,Lrを用いた下記数1
4,15の演算の実行により、車体BDのピッチ方向の
振動を抑制するために前輪用ダンパ12f及び後輪用ダ
ンパ12rの各目標減衰力PFf,PFrをそれぞれ計算
する。
[Expression 13] PFr= Csr(xwr'-Xbr') =-CpPa'/ (Lf+ LrNext, the second damping force calculation routine will be described.
Execution of the routine is started in step 160 of FIG.
In step 162, the vehicle body B is detected from the pitch angular velocity sensor 23.
Pitch angular velocity P of Da'. Next, step 16
4, for suppressing vibration in the pitch direction of the vehicle body BD
Ideal and appropriately determined damping coefficient C pEnter the above
Pitch angular velocity Pa', And the predetermined front wheel and
Each distance L between the rear wheel axle and the center of gravityf, LrEquation 1 using
By executing the operations of 4, 15 in the pitch direction of the vehicle body BD
In order to suppress vibration, a front wheel damper 12f and a rear wheel damper 12f are provided.
Target damping force PF of damper 12rf, PFrCalculate each
I do.

【0042】[0042]

【数14】PFf=Cpa'/(Lf+Lr)[Number 14] PF f = C p P a ' / (L f + L r)

【0043】[0043]

【数15】PFr=−Cpa'/(Lf+Lr) 次に、ステップ166にて、前記計算した前輪用ダンパ
12fの目標減衰力PFfを左右前輪FW1,FW2用
の第2目標減衰力PFd1,PFd2としてそれぞれ設定す
るとともに、前記計算した後輪用ダンパ12rの目標減
衰力PFrを左右後輪RW1,RW2用の第2目標減衰
力PFd3,PFd4としてそれぞれ設定する。そして、ス
テップ168にて、この第2減衰力計算ルーチンの実行
を終了する。
Equation 15] PF r = -C p P a ' / (L f + L r) Next, at step 166, the target damping force PF f of the front wheel damper 12f described above calculations the front left and right wheels FW1, for FW2 and sets each as 2 target damping force PFD1, PFD 2, respectively set the target damping force PF r of wheel damper 12r after the calculated as the second target damping force PFd3, PFd4 of the left and right rear wheels RW1, for RW2. Then, in step 168, the execution of the second damping force calculation routine ends.

【0044】第3減衰力計算ルーチンは、図7に詳細に
示されており、車両の左右輪モデルに基づいて車体BD
のロール方向の振動を抑制するための各ダンパ12a,
12b,12c,12dによる第3目標減衰力を計算す
るものである。
The third damping force calculation routine is shown in detail in FIG. 7, and is based on the left and right wheel models of the vehicle.
Each damper 12a for suppressing the vibration in the roll direction of
This is for calculating the third target damping force by 12b, 12c, 12d.

【0045】この第3減衰力計算ルーチンについて説明
する前に、第3目標減衰力の計算方法について説明して
おく。図8は、車両における左右輪の2自由度モデルを
示している。図中、xbmは、右輪FW2,RW2位置に
おける車体BD(ばね上部材)の基準位置に対する上下
方向の変位量である。xbhは、左輪FW1,RW1位置
における車体BD(ばね上部材)の基準位置に対する上
下方向の変位量である。xwmは、右輪FW2,RW2
(ばね下部材)の基準位置に対する上下方向の変位量で
ある。xwhは、左輪FW1,RW1(ばね下部材)の基
準位置に対する上下方向の変位量である。これらの変位
量xbm,xwm,xbh,xwhは、いずれも上方向を正とす
る。Ksは、右輪FW2,RW2位置におけるばね11
b,11dを代表して示すばね11mのばね定数である
とともに、左輪FW1,RW1位置におけるばね11
a,11cを代表して示すばね11hのばね定数であ
る。Csは、右輪FW2,RW2位置におけるダンパ1
2b,12dを代表して示すダンパ12mの減衰係数で
あるとともに、左輪FW1,RW1位置におけるダンパ
12a,12cを代表して示すダンパ12hの減衰係数
である。Crは、車体BDのロール方向の振動を抑制す
るための仮想的なダンパ12rの減衰係数であり、予め
適当に定められた定数である。
Before describing the third damping force calculation routine, a method of calculating the third target damping force will be described. FIG. 8 shows a two-degree-of-freedom model of the left and right wheels of the vehicle. In the drawing, x bm is the amount of vertical displacement of the vehicle body BD (spring member) at the right wheel FW2, RW2 position with respect to the reference position. x bh is the amount of vertical displacement of the vehicle body BD (sprung member) at the left wheel FW1, RW1 position with respect to the reference position. x wm is the right wheel FW2, RW2
This is the amount of vertical displacement of the (unsprung member) with respect to the reference position. x wh is the amount of vertical displacement of the left wheels FW1, RW1 (unsprung members) with respect to the reference position. These displacement amounts x bm , x wm , x bh , x wh are all positive in the upward direction. K s is the spring 11 at the right wheel FW2, RW2 position.
b, 11d and the spring constant at the position of the left wheel FW1, RW1.
a and 11c are spring constants of the spring 11h representatively shown. C s is the damper 1 at the right wheel FW2, RW2 position.
This is the damping coefficient of the damper 12m representatively representing the dampers 12b and 12d, and the damping coefficient of the damper 12h representatively representing the dampers 12a and 12c at the positions of the left wheels FW1 and RW1. C r is the attenuation coefficient of the virtual damper 12r for suppressing vibration in the roll direction of the vehicle body BD, is a predetermined constant properly.

【0046】まず、ダンパ12m,12hに代えて仮想
的なダンパ12rを用いた仮想モデルについて考える。
車体BDの上下加速度をxpb''とするとともに、車体B
Dのロール方向の角加速度及び角速度をそれぞれ
a'',Ra'とすると、仮想モデルのヒーブ方向及びロ
ール方向の車体BDの各運動方程式は下記数16,17
のようにそれぞれ表される。なお、これらの角加速度R
a''及び角速度Ra'は、共に車体BDの左輪FW1,R
W1側が上昇し、右輪FW2,RW2側が下降する回転
方向を正とする。
First, consider a virtual model using a virtual damper 12r instead of the dampers 12m and 12h.
The vertical acceleration of the vehicle body BD is defined as x pb ''
Assuming that the angular acceleration and the angular velocity in the roll direction of D are R a ″ and R a ′, respectively, the equations of motion of the vehicle body BD in the heave direction and the roll direction of the virtual model are represented by the following equations (16) and (17).
Are represented as follows. Note that these angular accelerations R
a ″ and the angular velocity R a ′ are both the left wheels FW1, R of the vehicle body BD.
The rotation direction in which the W1 side rises and the right wheel FW2, RW2 side descends is defined as positive.

【0047】[0047]

【数16】 Mbpb''=Ks(xwm−xbm)+Ks(xwh−xbh)M b x pb ″ = K s (x wm −x bm ) + K s (x wh −x bh )

【0048】[0048]

【数17】Ira''=(Ks+K)(xwh−xbh−xwm+x
bm)T/2−Cra' ただし、Irは車体BDのロール方向の慣性モーメント
であり、Kはスタビライザのばね定数であり、Tは車両
のトレッドである。
[Number 17] I r R a '' = ( K s + K) (x wh -x bh -x wm + x
bm) T / 2-C r R a ' , however, I r is the rolling direction of the inertia moment of the vehicle body BD, K is the spring constant of the stabilizer, T is a tread of the vehicle.

【0049】また、現実のダンパ12m,12hを用い
た実モデルについて考えると、同実モデルのヒーブ方向
及びロール方向の車体BDの各運動方程式は下記数1
8,19のようにそれぞれ表される。
Considering the real model using the actual dampers 12m and 12h, the equations of motion of the vehicle body BD in the heave direction and the roll direction of the real model are as follows:
8, 19, respectively.

【0050】[0050]

【数18】 (Equation 18)

【0051】[0051]

【数19】 前記数16〜19より、下記数20,21が導かれる。[Equation 19] From the above equations 16 to 19, the following equations 20 and 21 are derived.

【0052】[0052]

【数20】Cs(xwh'−xbh'+xwm'−xbm')=0[Number 20] C s (x wh '-x bh ' + x wm '-x bm') = 0

【0053】[0053]

【数21】Cs(xwh'−xbh'−xwm'+xbm')T/2+
ra'=0 そして、これらの数20,21で規定される関係によ
り、車体BDのロール方向の振動を抑制するために右輪
用ダンパ12m及び左輪用ダンパ12h(又はダンパ1
2r)によって車体BDに付与される理想的な減衰力は
下記数22,23で表される。
C s (x wh '-x bh ' -x wm '+ x bm ') T / 2 +
C r R a ′ = 0 Further, according to the relationship defined by the equations (20) and (21), the right-wheel damper 12m and the left-wheel damper 12h (or the damper 1h) are used to suppress vibration in the roll direction of the vehicle body BD.
The ideal damping force applied to the vehicle body BD by 2r) is represented by the following Expressions 22 and 23.

【0054】[0054]

【数22】RFm=Cs(xwm'−xbm')=Cra'/TRF m = C s (x wm '−x bm ') = C r R a '/ T

【0055】[0055]

【数23】RFh=Cs(xpwh'−xpbh')=−Cra'/
T 次に、第3減衰力計算ルーチンについて説明すると、同
ルーチンの実行は図7のステップ170にて開始され、
ステップ172にてロール角速度センサ24から車体B
Dのロール角速度Ra'を入力する。次に、ステップ17
4にて、車体BDのロール方向の振動を抑制するための
理想的かつ予め適当に定めたな減衰係数Cr、前記入力
したロール角速度Ra'、及び予め定められていて車両の
トレッドTを用いた下記数24,25の演算の実行によ
り、車体BDのロール方向の振動を抑制するために右輪
用ダンパ12m及び左輪用ダンパ12hの各目標減衰力
RFm,RFhをそれぞれ計算する。
Equation 23] RF h = C s (x pwh '-x pbh') = - C r R a '/
T Next, the third damping force calculation routine will be described. Execution of the routine is started in step 170 of FIG.
At step 172, the vehicle body B is detected from the roll angular velocity sensor 24.
The roll angular velocity R a 'of D is input. Next, step 17
At 4, ideal and attenuation coefficient Do was predetermined appropriate for suppressing vibration in the roll direction of the vehicle body BD C r, the input roll angular velocity R a ', and be predetermined tread T of the vehicle by executing the operation of the following equation 24 using, for calculating the target damping force RF m of the right wheel damper 12m and left wheel damper 12h to suppress vibration in the roll direction of the vehicle body BD, the RF h respectively.

【0056】[0056]

【数24】RFm=Cra'/T## EQU24 ## RF m = C r R a '/ T

【0057】[0057]

【数25】RFh=−Cra'/T 次に、ステップ176にて、前記計算した右輪用ダンパ
12mの目標減衰力RFmを右輪FW2,RW2用の第
3目標減衰力RFd2,RFd4としてそれぞれ設定すると
ともに、前記計算した左輪用ダンパ12hの目標減衰力
RFhを左輪FW1,RW1用の第3目標減衰力RFd
1,RFd3としてそれぞれ設定する。そして、ステップ
178にて、この第3減衰力計算ルーチンの実行を終了
する。
Equation 25] Then RF h = -C r R a ' / T, at step 176, the third target damping force for the right wheel target damping force RF m of the calculated right wheel damper 12m FW2, RW2 RFd2, and sets respectively as RFd4, third target damping force for the left wheels FW1, RW1 the target damping force RF h of the left wheel damper 12h was the calculated RFd
1 and RFd3. Then, in step 178, the execution of the third damping force calculation routine ends.

【0058】ふたたび、図2のプログラムの説明に戻る
と、前記ステップ102〜106の処理による第1目標
減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4、第2目標減衰力PFd1,P
Fd2,PFd3,PFd4及び第3目標減衰力RFd1,RFd2,
RFd3,RFd4の計算後、ステップ108にて同第1〜
第3目標減衰力のうちで絶対値の最大なものを各輪FW
1,FW2,RW1,RW2毎に選択する。すなわち、
左前輪FW1用の第1〜第3目標減衰力Fd1,PFd1,R
Fd1の各絶対値|Fd1|,|PFd1|,|RFd1|をそ
れぞれ比較して、これらの絶対値|Fd1|,|PFd1
|,|RFd1|のうちで最大である値に対応した第1〜
第3目標減衰力Fd1,PFd1,RFd1のいずれか一つをダ
ンパ12aの目標減衰力F1として設定する。この左前
輪FW1用の処理と同様な処理を右前輪FW2、左後輪
RW1及び右後輪RW2についても順次行い、ダンパ1
2b,12c、12dの各目標減衰力Fi(ただし、i
は2〜4の整数)を順次決定する。
Returning to the description of the program of FIG. 2, the first target damping forces Fd1, Fd2, Fd3, Fd4 and the second target damping forces PFd1, Pd by the processing of steps 102 to 106 will be described.
Fd2, PFd3, PFd4 and the third target damping force RFd1, RFd2,
After the calculation of RFd3 and RFd4, the first to
Of the third target damping force, the one having the largest absolute value is determined for each wheel FW.
1, FW2, RW1, and RW2. That is,
First to third target damping forces Fd1, PFd1, R for the left front wheel FW1
The absolute values | Fd1 |, | PFd1 |, and | RFd1 | of Fd1 are compared, and these absolute values | Fd1 |
|, | RFd1 |
One of the third target damping forces Fd1, PFd1, and RFd1 is set as the target damping force F1 of the damper 12a. The same processing as the processing for the left front wheel FW1 is sequentially performed for the right front wheel FW2, the left rear wheel RW1, and the right rear wheel RW2.
2b, 12c, and 12d, each target damping force Fi (where i
Is an integer of 2 to 4).

【0059】次に、ステップ110にて、相対変位量セ
ンサ22a〜22dから相対変位量xpw1−xpb1,x
pw2−xpb2,xpw3−xpb3,xpw4−xpb4をそれぞれ入
力し、ステップ112にて、同入力した各相対変位量x
pw1−xpb1,xpw2−xpb2,x pw3−xpb3,xpw4−x
pb4をそれぞれ微分演算することにより、車体BDの各
輪FW1,FW2,RW1,RW2に対する相対速度x
pw1'−xpb1',xpw2'−x pb2',xpw3'−xpb3',x
pw4'−xpb4'をそれぞれ計算する。
Next, at step 110, the relative displacement amount is set.
Relative displacement x from the sensors 22a to 22dpw1-Xpb1, X
pw2-Xpb2, Xpw3-Xpb3, Xpw4-Xpb4Each
In step 112, the relative displacement amounts x input in the same manner
pw1-Xpb1, Xpw2-Xpb2, X pw3-Xpb3, Xpw4-X
pb4Of the vehicle body BD by differentiating
Relative speed x for wheels FW1, FW2, RW1, RW2
pw1'-Xpb1', Xpw2'-X pb2', Xpw3'-Xpb3', X
pw4'-Xpb4'Respectively.

【0060】前記ステップ112の処理後、ステップ1
14にて、相対速度−減衰力テーブルを参照することに
より、前記ステップ108の処理によって決定した各目
標減衰力F1,F2,F3,F4と、前記ステップ112の処
理によって計算した相対速度xpw1'−xpb1',xpw2'−
pb2',xpw3'−xpb3',xpw4'−xpb4'xpw'−xp b'
とに対応したダンパ12a,12b,12c、12dの
各オリフィス開度OP1,OP2,OP3,OP4をそれぞれ
決定する。なお、相対速度−減衰力テーブルはマイクロ
コンピュータに予め内蔵されたもので、図9に示すよう
な相対速度xpw'−xpb'に対するダンパ12a,12
b,12c、12dの減衰力Fの変化特性をオリフィス
開度OP毎に表すデータを記憶しているものである。そ
して、前記各オリフィス開度OP1,OP2,OP3,OP4
の決定にあたっては、図9のグラフ上において減衰力F
iと相対速度xpwi'−xpbi'(ただし、iは1〜4の整
数)とで決まる点が最も近いカーブがそれぞれ検索さ
れ、同検索されたカーブに対応した開度OPが減衰力と
相対速度との各組毎にそれぞれ選定される。
After the processing in step 112, step 1
At 14, by referring to the relative speed-damping force table, each target damping force F1, F2, F3, F4 determined by the processing of step 108 and the relative speed x pw1 ′ calculated by the processing of step 112. −x pb1 ′, x pw2 ′ −
x pb2 ', x pw3' -x pb3 ', x pw4' -x pb4 'x pw' -x p b '
And the respective orifice opening degrees OP1, OP2, OP3, OP4 of the dampers 12a, 12b, 12c, 12d are determined. The relative speed-damping force table is built in the microcomputer in advance, and the dampers 12a, 12p for the relative speed x pw '-x pb ' as shown in FIG.
The data storing the change characteristics of the damping force F of b, 12c, and 12d is stored for each orifice opening OP. Then, the respective orifice opening degrees OP1, OP2, OP3, OP4
When determining the damping force F on the graph of FIG.
The curves closest to the point determined by i and the relative speed x pwi '−x pbi ' (where i is an integer of 1 to 4) are respectively searched, and the opening OP corresponding to the searched curves is determined by the damping force and the opening degree OP. A selection is made for each set of relative speeds.

【0061】前記ステップ114の処理後、ステップ1
16にて前記決定したOP1,OP2,OP3,OP4をそれ
ぞれ表す各制御信号をダンパ12a,12b,12c、
12dに出力して、各ダンパ12a,12b,12c、
12dのオリフィス開度を前記オリフィス開度OP1,O
P2,OP3,OP4にそれぞれ設定制御する。その結果、
各ダンパ12a,12b,12c、12dは、前記決定
した目標減衰力F1,F2,F3,F4を発生することにな
る。
After the processing of step 114, step 1
At 16, each control signal representing the determined OP 1, OP 2, OP 3, OP 4 is transmitted to the dampers 12 a, 12 b, 12 c,
12d, and output to each damper 12a, 12b, 12c,
The orifice opening of 12d is changed to the orifice opening OP1, O
P2, OP3, and OP4 are respectively set and controlled. as a result,
Each of the dampers 12a, 12b, 12c, 12d generates the determined target damping force F1, F2, F3, F4.

【0062】以上のように、上記実施形態によれば、第
1減衰力計算ルーチン(図3)の処理により、車体のヒ
ーブ方向の振動を抑制するための第1目標減衰力Fd1,
Fd2,Fd3,Fd4が、スカイフック理論を用いた車両の単
輪モデルに基づいて各輪毎にそれぞれ計算される。第2
減衰力計算ルーチン(図5)の処理により、車体のピッ
チ方向の振動を抑制するための第2目標減衰力PFd1,
PFd2,PFd3,PFd4が、車両の前後輪モデルに基づい
て各輪毎にそれぞれ計算される。第3減衰力計算ルーチ
ン(図7)の処理により、車体のロール方向の振動を抑
制するための第3目標減衰力RFd1,RFd2,RFd3,R
Fd4が、車両の左右輪モデルに基づいて各輪毎にそれぞ
れ計算される。そして、図2のステップ108の処理に
より、前記第1〜第3目標減衰力のうちで絶対値の最大
なものが各輪FW1,FW2,RW1,RW2位置毎に
それぞれ目標減衰力F1,F2,F3,F4として選択され、
ステップ110〜116の処理により、各輪FW1,F
W2,RW1,RW2位置の各ダンパ12a,12b,
12c、12dの各減衰力が前記目標減衰力F1,F2,F
3,F4にそれぞれ設定制御される。すなわち、ステップ
110〜116の処理により、各ダンパ12a,12
b,12c、12dの各減衰係数が、それぞれ前記目標
減衰力F1,F2,F3,F4に対応した目標減衰係数にそれ
ぞれ設定制御される。
As described above, according to the above-described embodiment, the first target damping force Fd1, which suppresses the vibration in the heave direction of the vehicle body by the processing of the first damping force calculation routine (FIG. 3).
Fd2, Fd3, and Fd4 are calculated for each wheel based on a single wheel model of the vehicle using the skyhook theory. Second
By the processing of the damping force calculation routine (FIG. 5), the second target damping force PFd1, for suppressing the vibration in the pitch direction of the vehicle body.
PFd2, PFd3, PFd4 are calculated for each wheel based on the front and rear wheel model of the vehicle. The third target damping force RFd1, RFd2, RFd3, R for suppressing the roll vibration of the vehicle body by the processing of the third damping force calculation routine (FIG. 7).
Fd4 is calculated for each wheel based on the left and right wheel models of the vehicle. Then, by the processing of step 108 in FIG. 2, the one having the largest absolute value among the first to third target damping forces is the target damping force F1, F2,... For each wheel FW1, FW2, RW1, RW2 position. Selected as F3, F4,
By the processing of steps 110 to 116, each wheel FW1, F
Dampers 12a, 12b at W2, RW1, RW2 positions
12c and 12d are the target damping forces F1, F2, F
3 and F4 are respectively set and controlled. That is, the dampers 12a, 12
The respective damping coefficients b, 12c and 12d are respectively set and controlled to target damping coefficients corresponding to the target damping forces F1, F2, F3 and F4.

【0063】その結果、車体BDのピッチ又はロール方
向の振動がある程度大きくなったときにのみ、第1目標
減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4が第2目標減衰力PFd1,P
Fd2,PFd3,PFd4又は第3目標減衰力RFd1,RFd2,
RFd3,RFd4よりも小さいことを条件に、各輪FW
1,FW2,RW1,RW2位置のダンパ12a,12
b,12c、12dの減衰力が車両の前後輪又は左右輪
モデルに基づいて車体のピッチ又はロール方向の振動を
抑制するための第2目標減衰力PFd1,PFd2,PFd3,
PFd4又は第3目標減衰力RFd1,RFd2,RFd3,RFd
4に設定され、それ以外の場合には、ダンパ12a,1
2b,12c,12dの減衰力は、車両の単輪モデルに
基づいて車体のヒーブ方向の振動を抑制するための第1
目標減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4に設定される。したが
って、この実施形態によれば、第1目標減衰力Fd1,Fd
2,Fd3,Fd4がもつ本来的な車体BDの上下方向の振動
を抑制するための制御性能を確保しつつ、車体BDのピ
ッチ運動及びロール運動に対する不足減衰力が補償され
ることになるので、車体BDの上下振動が効果的に抑制
されるとともに、併せて車体BDのピッチ運動及びロー
ル運動に対する振動も抑制され、車両の乗り心地及び走
行安定性が良好に保たれる。
As a result, the first target damping force Fd1, Fd2, Fd3, Fd4 is reduced to the second target damping force PFd1, Pd only when the pitch or roll vibration of the vehicle body BD is increased to some extent.
Fd2, PFd3, PFd4 or the third target damping force RFd1, RFd2,
Each wheel FW, provided that it is smaller than RFd3, RFd4
Dampers 12a, 12 at positions 1, 1, FW2, RW1, RW2
The second target damping forces PFd1, PFd2, PFd3, b, 12c and 12d are used to suppress the vibration in the pitch or roll direction of the vehicle body based on the front and rear wheel or left and right wheel models of the vehicle.
PFd4 or third target damping force RFd1, RFd2, RFd3, RFd
4; otherwise, the dampers 12a, 1
The damping forces 2b, 12c, and 12d are the first damping force for suppressing the vibration of the vehicle body in the heave direction based on the single wheel model of the vehicle.
The target damping force is set to Fd1, Fd2, Fd3, Fd4. Therefore, according to this embodiment, the first target damping forces Fd1, Fd
2, the insufficient damping force for the pitch motion and the roll motion of the vehicle body BD is compensated while securing the control performance for suppressing the vertical vibration of the vehicle body BD inherent in Fd3, Fd4. The vertical vibration of the vehicle body BD is effectively suppressed, and at the same time, the vibration of the vehicle body BD with respect to the pitch movement and the roll movement is also suppressed, so that the riding comfort and running stability of the vehicle can be kept good.

【0064】なお、上記実施形態においては、第1〜第
3目標減衰力のうちで絶対値の最大なものが各輪FW
1,FW2,RW1,RW2位置毎にそれぞれ目標減衰
力F1,F2,F3,F4として選択されるようにした。しか
し、車体BDのロール運動がそれほど問題にならない場
合には、第3目標減衰力の計算を省略して、第1目標減
衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4と第2目標減衰力PFd1,PF
d2,PFd3,PFd4とのうちで絶対値の大きな方の減衰力
を各輪FW1,FW2,RW1,RW2位置毎にそれぞ
れ目標減衰力F1,F2,F3,F4として選択するようにし
てもよい。これによっても、第1目標減衰力Fd1,Fd2,
Fd3,Fd4がもつ本来的な車体BDの上下方向の振動を
抑制するための制御性能を確保しつつ、車体BDのピッ
チ運動に対する不足減衰力が補償されることになるの
で、車体BDの上下振動が効果的に抑制されるととも
に、併せて車体BDのピッチ運動に対する振動も抑制さ
れ、車両の乗り心地及び走行安定性が良好に保たれる。
In the above embodiment, among the first to third target damping forces, the one having the largest absolute value is determined for each wheel FW.
The target damping force F1, F2, F3, F4 is selected for each of the positions 1, 1, FW2, RW1, RW2. However, when the roll motion of the vehicle body BD does not matter so much, the calculation of the third target damping force is omitted, and the first target damping force Fd1, Fd2, Fd3, Fd4 and the second target damping force PFd1, PFd.
The damping force having the larger absolute value among d2, PFd3, and PFd4 may be selected as the target damping force F1, F2, F3, F4 for each wheel FW1, FW2, RW1, RW2 position. This also allows the first target damping force Fd1, Fd2,
Since the insufficient damping force for the pitch motion of the vehicle body BD is compensated for while maintaining the control performance for suppressing the vertical vibration of the vehicle body BD inherent in the vehicle body BD, the vertical vibration of the vehicle body BD Is effectively suppressed, and at the same time, the vibration with respect to the pitch motion of the vehicle body BD is also suppressed, so that the riding comfort and running stability of the vehicle can be kept good.

【0065】また、車体BDのピッチ運動がそれほど問
題にならない場合には、第2目標減衰力の計算を省略し
て、第1目標減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4と第3目標減
衰力RFd1,RFd2,RFd3,RFd4とのうちで絶対値の
大きな方の減衰力を各輪FW1,FW2,RW1,RW
2位置毎にそれぞれ目標減衰力F1,F2,F3,F4として
選択するようにしてもよい。これによっても、第1目標
減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4がもつ本来的な車体BDの
上下方向の振動を抑制するための制御性能を確保しつ
つ、車体BDのロール運動に対する不足減衰力が補償さ
れることになるので、車体BDの上下振動が効果的に抑
制されるとともに、併せて車体BDのロール運動に対す
る振動も抑制され、車両の乗り心地及び走行安定性が良
好に保たれる。
If the pitch movement of the vehicle body BD does not matter much, the calculation of the second target damping force is omitted, and the first target damping forces Fd1, Fd2, Fd3, Fd4 and the third target damping force RFd1 are obtained. , RFd2, RFd3, and RFd4, the damping force having the larger absolute value is applied to each wheel FW1, FW2, RW1, RW.
The target damping force F1, F2, F3, F4 may be selected for each of the two positions. This also ensures that the first target damping forces Fd1, Fd2, Fd3, and Fd4 have sufficient control performance to suppress the vertical vibration of the vehicle body BD and that the vehicle body BD has insufficient damping force against roll motion. Since the compensation is performed, the vertical vibration of the vehicle body BD is effectively suppressed, and at the same time, the vibration due to the roll motion of the vehicle body BD is also suppressed, so that the riding comfort and the running stability of the vehicle are maintained well.

【0066】また、上記実施形態においては第1〜第3
目標減衰力のうちで絶対値が最大なものを最終的な目標
減衰力としたが、これらの第1〜第3目標減衰力の各絶
対値の大小関係を判定して、各絶対値が大きくなるにし
たがって重み付けを大きくして第1〜第3目標減衰力を
加算合成したり、第1〜第3目標減衰力のうちの大きい
方から2つの目標減衰力を抽出して加算合成したり、同
抽出した2つの目標減衰力を大きい方の重み付けを大き
くして加算合成したりして、第1〜第3の目標減衰力に
基づいて最終的な目標減衰力を決定するようにしてもよ
い。また、前記変形例においては、第1及び第2目標減
衰力のうちで絶対値の大きな方、又は第1及び第3目標
減衰力のうちで絶対値の大きな方を最終的な目標減衰力
として決定するようにしたが、前記各2つの目標減衰力
のうちで絶対値の大きい方の重み付けを大きくしてそれ
ぞれ加算合成することにより、第1及び第2目標減衰
力、又は第1及び第3目標減衰力に基づいて最終的な目
標減衰力を決定するようにしてもよい。これによって
も、独立して計算された第1〜第3目標減衰力、第1及
び第2目標減衰力、又は第1及び第3目標減衰力に基づ
いて最終的な目標減衰力が決定されるので、第1目標減
衰力がもつ本来的な車体の上下方向の振動を抑制するた
めの制御性能を確保しつつ、車体のピッチ運動及びロー
ル運動に対する不足減衰力が補償されることになり、車
体の上下振動が効果的に抑制されるとともに、併せて車
体のピッチ運動及びロール運動に対する振動も抑制され
て、車両の乗り心地及び走行安定性が良好に保たれる。
Also, in the above embodiment, the first to third
Among the target damping forces, the one having the largest absolute value was determined to be the final target damping force. However, the magnitude relationship between the absolute values of the first to third target damping forces was determined, and the absolute value was increased. As the weight increases, the first to third target damping forces are added and synthesized, or the two target damping forces are extracted from the larger one of the first to third target damping forces and added and synthesized, The final target damping force may be determined based on the first to third target damping forces by adding and combining the two extracted target damping forces with the larger weight being increased. . Further, in the modified example, the larger absolute value of the first and second target damping forces, or the larger absolute value of the first and third target damping forces is used as the final target damping force. The first and second target damping forces, or the first and third target damping forces or the first and third target damping forces are determined by increasing the weight of the larger absolute value of the two target damping forces and adding and combining them. The final target damping force may be determined based on the target damping force. Thus, the final target damping force is determined based on the first to third target damping forces, the first and second target damping forces, or the first and third target damping forces calculated independently. Therefore, the insufficient damping force for the pitch motion and the roll motion of the vehicle body is compensated while securing the control performance for suppressing the original vertical vibration of the vehicle body which the first target damping force has, The vertical vibration of the vehicle body is effectively suppressed, and at the same time, the vibration of the vehicle body due to the pitch motion and the roll motion is also suppressed, so that the riding comfort and running stability of the vehicle can be kept good.

【0067】また、上記実施形態においては、各輪FW
1,FW2,RW1,RW2位置における車体BDの絶
対空間に対する上下方向の運動状態量として車体BDの
上下加速度xpb1'',xpb2'',xpb3'',xpb4''をそれ
ぞれ検出するようにしたが、各輪FW1,FW2,RW
1,RW2位置における車体BDの同絶対空間に対する
上下速度xpb1',xpb2',xpb3',xpb4'を検出するよ
うにしてもよいし、各輪FW1,FW2,RW1,RW
2位置における車体BDの同絶対空間に対する上下方向
の変位量xpb1,xpb2,xpb3,xpb4を検出して上下速
度xpb1',xpb 2',xpb3',xpb4'を算出するようにし
てもよい。また、各輪FW1,FW2,RW1,RW2
位置における車体BD(ばね上部材)の各輪FW1,F
W2,RW1,RW2に対する上下方向の相対変位量x
pw1−xpb1,xpw2−xpb2,xpw 3−xpb3,xpw4−x
pb4に関しても、相対速度xpw1'−xpb1',xpw2'−x
pb2',xpw3'−xpb3',xpw4'−xpb4'を検出したり、
相対加速度xpw1''−xpb1'',xpw2''−xpb2'',x
pw3''−xpb3'',xpw4''−xpb4''を検出して、相対速
度xpw1'−xpb1',xpw2'−xpb2',xpw3'−xpb3',
pw4'−xpb4'を計算するようにしてもよい。
In the above embodiment, each wheel FW
1, FW2, RW1, vertical acceleration x pb1 of the vehicle body BD as vertical motion variable with respect to the absolute space of the vehicle body BD at RW2 position '', x pb2 '', x pb3 '', x pb4 ' respectively detect' FW1, FW2, RW
The vertical velocity x pb1 ′, x pb2 ′, x pb3 ′, x pb4 ′ of the body BD at the positions 1, RW2 with respect to the same absolute space may be detected, and the wheels FW1, FW2, RW1, RW may be detected.
Vertical displacements x pb1 , x pb2 , x pb3 , x pb4 in the vertical direction with respect to the same absolute space of the vehicle body BD at the two positions are detected to calculate vertical velocities x pb1 ′, x pb 2 ′, x pb3 ′, x pb4 ′. You may make it. Also, each wheel FW1, FW2, RW1, RW2
Wheels FW1, F of Body BD (Spring Member) at Position
Vertical displacement relative to W2, RW1, RW2 x
pw1 -x pb1, x pw2 -x pb2 , x pw 3 -x pb3, x pw4 -x
As for pb4 , relative speeds x pw1 '-x pb1 ', x pw2 '-x
pb2 ', xpw3'- xpb3 ', xpw4'- xpb4 '
Relative acceleration x pw1 ″ −x pb1 ″, x pw2 ″ −x pb2 ″, x
pw3 '' -x pb3 '', to detect the x pw4 '' -x pb4 '' , the relative speed x pw1 '-x pb1', x pw2 '-x pb2', x pw3 '-x pb3',
x pw4 '-x pb4 ' may be calculated.

【0068】また、上記実施形態においては、車体BD
のピッチ方向の角速度Pa'を検出するためにレートセン
サで構成したピッチ角速度センサ23を設けるようにし
たが、車体BDの前部と後部における上下方向の各変位
量の差により前記角速度Pa'を検出するようにしてもよ
い。また、車体BDのロール方向の角速度Ra'を検出す
るためにレートセンサで構成したロール角速度センサ2
4に代えて、車体BDの左部と右部における上下方向の
各変位量の差により前記角速度Ra'を検出するようにし
てもよい。
In the above embodiment, the vehicle body BD
A pitch angular velocity sensor 23 composed of a rate sensor is provided to detect the angular velocity P a ′ in the pitch direction of the vehicle body. However, the angular velocity P a is determined by the difference in the amount of displacement in the vertical direction between the front part and the rear part of the vehicle body BD. 'May be detected. Further, a roll angular velocity sensor 2 constituted by a rate sensor for detecting the angular velocity Ra 'of the vehicle body BD in the roll direction.
Instead of 4, the angular velocity R a ′ may be detected based on the difference between the amount of vertical displacement between the left part and the right part of the vehicle body BD.

【0069】さらに、各種運動状態量をそれぞれ直接的
に検出するばね上加速度センサ21a〜21d、相対変
位量センサ22a〜22d、ピッチ角速度センサ23及
びロール角速度センサ24の一部に代えて、オブザーバ
を用いて前記各種運動状態量のうちの一部を推定するこ
とにより同一部の運動状態量を検出するようにしてもよ
い。
Further, instead of some of the sprung acceleration sensors 21a to 21d, the relative displacement sensors 22a to 22d, the pitch angular velocity sensor 23 and the roll angular velocity sensor 24 for directly detecting various motion state quantities, an observer is provided. The motion state quantity of the same part may be detected by estimating a part of the various motion state quantities.

【0070】次に、上記第1減衰力計算ルーチンの各種
変形例について説明する。この各種変形例は、前記第1
目標減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4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するものである。また、以下の説
明では車両の単輪モデルを前提としているので、各輪F
W1,FW2,RW1,RW2のうちの一輪のみに着目
し、前記第1目標減衰力Fd1,Fd2,Fd3,Fd4を代表し
た第1目標減衰力Fdのみを計算する実施形態について
説明する。なお、他の車輪に対しても、同様に第1目標
減衰力を計算できるものである。まず、各種変形例の説
明の前に同変形例に係る車両の単輪モデルについて説明
しておく。
Next, various modifications of the first damping force calculation routine will be described. The various modifications are described in the first
The target damping forces Fd1, Fd2, Fd3, and Fd4 are calculated based on a control theory that can handle a nonlinear plant and provide design specifications in the frequency domain. In the following description, it is assumed that a single wheel model of the vehicle is used.
An embodiment will be described in which only one wheel of W1, FW2, RW1, and RW2 is focused on and only the first target damping force Fd representing the first target damping forces Fd1, Fd2, Fd3, and Fd4 is calculated. It should be noted that the first target damping force can be similarly calculated for the other wheels. First, before describing various modifications, a single-wheel model of a vehicle according to the modification will be described.

【0071】a.モデル 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10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。Mbは車体(ば
ね上部材)BDの質量であり、Mwは車輪WH(厳密に
はロアアームなどを含むばね下部材)の質量であり、K
tはタイヤTRのばね定数である。Ksはばね11のばね
定数であり、Cs0は同サスペンション装置内に設けたダ
ンパの減衰係数Csのうちの線形部分(以下、線形減衰
係数という)であり、Cvは同減衰係数Csのうちの非線
形部分(以下、非線形減衰係数という)である。これら
の線形減衰係数Cs0と非線形減衰係数Cvとの合計が、
ダンパ12の総合的な減衰係数である(Cs=Cs0
v)。RDは路面であり、車体BD、車輪WH及び路
面RDの各変位量をxpb,xpw,xprとすれば、下記数
26,27の運動方程式が成立する。
A. Model First, a model of the suspension device is considered, and the state space of the device is represented. FIG. 10 is a functional diagram of a suspension device per wheel of a vehicle. Mb is the mass of the vehicle body (sprung member) BD, Mw is the mass of the wheel WH (strictly, the unsprung member including the lower arm, etc.), and K
t is a spring constant of the tire TR. K s is a spring constant of the spring 11, C s0 is a linear part (hereinafter referred to as a linear damping coefficient) of a damping coefficient C s of a damper provided in the suspension device, and C v is a damping coefficient C v This is a non-linear part of s (hereinafter referred to as a non-linear damping coefficient). The sum of these linear damping coefficients C s0 and nonlinear damping coefficients C v is
This is the total damping coefficient of the damper 12 (C s = C s0 +
Cv ). RD is a road surface, and if the displacement amounts of the vehicle body BD, the wheels WH, and the road surface RD are x pb , x pw , and x pr , the following equations of motion 26 and 27 are established.

【0072】[0072]

【数26】 (Equation 26)

【0073】[0073]

【数27】 [Equation 27]

【0074】なお、上記数26,27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。
Note that the symbol "'" in the equations (26) and (27) and each mathematical expression to be described later represents one-time differentiation, and the symbol """represents two-time differentiation.

【0075】このサスペンション装置における制御入力
uは非線形減衰係数Cvである。そこで、路面外乱w1
路面速度xpr'とするとともに、非線形減衰係数Cv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28のようになる。
The control input u in this suspension device is a nonlinear damping coefficient Cv . Accordingly, when the road surface disturbance w 1 is set as the road surface speed x pr ′ and the nonlinear damping coefficient C v is used as the control input u, the suspension device is expressed in a state space, and the following expression 28 is obtained.

【0076】[0076]

【数28】xp'=App+Bp11+Bp2(xp)u ただし、上記数28中、xp,Ap,Bp1,Bp2(xp)は
下記数29〜32のとおりである。
X p ′ = A p x p + B p1 w 1 + B p2 (x p ) u where x p , A p , B p1 , and B p2 (x p ) are the following Expressions 29 to 32.

【0077】[0077]

【数29】 (Equation 29)

【0078】[0078]

【数30】 [Equation 30]

【0079】[0079]

【数31】 (Equation 31)

【0080】[0080]

【数32】 (Equation 32)

【0081】この変形例におけるサスペンション装置の
特性向上の目標は、車体BD(ばね上部材)の振動に大
きく影響する車体BDの上下速度xpb'(以下、ばね上
速度xpb'という)、車両の乗り心地に大きく影響する
車体BDの上下加速度xpb''(以下、ばね上加速度
pb''という)及び車輪WHの振動に大きく影響する車
体BDに対する車輪WHの上下相対速度xpw'−xpb'
(以下、相対速度xpw'−xp b'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zpとして、ばね
上速度xpb'、ばね上加速度xpb''及び相対速度xpw'−
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xpb''と、車体BDに対する車輪WH
の相対変位量xpw−xpb(以下、単に相対変位量xpw
pbという)とを検出し易いので、基本的には観測出力
pをばね上加速度xpb''及び相対変位量xpw−xpb
する。また、観測出力yp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33,3
4のようになる。
The objective of improving the characteristics of the suspension device in this modified example is a vertical speed x pb ′ (hereinafter, referred to as a sprung speed x pb ′) of the vehicle body BD which greatly affects the vibration of the vehicle body BD (spring member). Vertical acceleration x pb ″ (hereinafter referred to as sprung acceleration x pb ″) of the vehicle body BD that greatly affects the ride comfort of the vehicle and the vertical relative velocity x pw ′ − of the wheel WH with respect to the vehicle body BD that greatly affects the vibration of the wheel WH. x pb '
(Hereinafter referred to as relative speed x pw ′ −x p b ′). Therefore, as the evaluation output z p , the sprung speed x pb ′, the sprung acceleration x pb ″, and the relative speed x pw ′ −
x pb ′ is used. In the suspension device, the sprung acceleration x pb ″ and the wheel WH with respect to the vehicle body BD
Relative displacement x pw −x pb (hereinafter simply referred to as relative displacement x pw
because it is easy to detect the) and that x pb, basically observed output y p a a sprung acceleration x pb '' and the relative displacement amount x pw -x pb. Moreover, the the observed output y p contains observation noise w 2, which upon state-space representation, the number below 33,3
It looks like 4.

【0082】[0082]

【数33】zp=Cp1p+Dp12(xp)u(33) z p = C p1 x p + D p12 (x p ) u

【0083】[0083]

【数34】yp=Cp2p+Dp212+Dp22(xp)u ただし、上記数33,34中のzp,yp,Cp1,,D
p12(xp),Cp2,Dp21,Dp22(xp)は、それぞれ下記
数35〜41のとおりである。
Y p = C p2 x p + D p21 w 2 + D p22 (x p ) u where z p , y p , C p1 , D in the above equations 33 and 34
p12 (x p), C p2 , D p21, D p22 (x p) are as respectively following equations 35-41.

【0084】[0084]

【数35】 (Equation 35)

【0085】[0085]

【数36】 [Equation 36]

【0086】[0086]

【数37】 (37)

【0087】[0087]

【数38】 (38)

【0088】[0088]

【数39】 [Equation 39]

【0089】[0089]

【数40】 (Equation 40)

【0090】[0090]

【数41】 [Equation 41]

【0091】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28に示すように係数Bp2(xp)に状
態量xp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Bp2(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xpb'、ばね上加速度xpb''
及び相対速度xpw'−xpb'を抑える制御系を設計するこ
とを試みる。以下、この第1目標減衰力Fdを計算する
ための各種変形例に係る本発明に係る非線形H∞制御系
の各種設計例及び第1目標減衰力Fdの具体的計算例に
ついて説明する。
However, the state space representation of the suspension device is a bilinear system since the state quantity x p is included in the coefficient B p2 (x p ) as shown in the equation (28).
In the bilinear system, even if the control input u is changed at the origin x = o, B p2 (o) = o, so that the control is impossible near the origin. Therefore, the control system of the suspension device cannot be designed by the linear control theory, and the design of the control system is designed to obtain the desired control performance by using the nonlinear H 非 線形 control theory, that is, the sprung speed x pb ′ , Sprung acceleration x pb ''
And a control system that suppresses the relative speed x pw '-x pb '. Hereinafter, various design examples of the non-linear H 系 control system according to the present invention and various specific calculation examples of the first target damping force Fd according to various modifications for calculating the first target damping force Fd will be described.

【0092】b.第1変形例 b1.非線形H∞状態フィードバック制御系の設計例 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zpと制御入力uに周波数
重みを加えた図11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zp及び制御入力uに周波数重
みWs(s),Wu(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),a2(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42,43により規定される特性を
有する。
B. First modified example b1. Design examples of the non-linear H∞ state feedback control system First, in order to try Nonlinear H∞ state feedback control system design, the evaluation output z p and the control input state feedback control system as shown in FIG. 11 plus the frequency weight for u Assume a generalized plant of In this case, the frequency weight is a weight whose magnitude changes according to the frequency, and is a dynamic weight given by a transfer function.
By using this frequency weight, it is possible to increase the weight of a frequency band in which control performance is desired to be improved, and to reduce the weight of a frequency band in which control performance can be ignored. Further, after multiplying the evaluation output z p and the control input u by the frequency weights W s (s) and W u (s), the functions a 1 (x) and a 2 (x) of the state quantity x are obtained as nonlinear weight functions. multiply. The non-linear weights a 1 (x) and a 2 (x) have characteristics defined by the following equations 42 and 43 in order to obtain a solution resulting from the Riccati equation.

【0093】[0093]

【数42】a1(x)>0,a2(x)>0A 1 (x)> 0, a 2 (x)> 0

【0094】[0094]

【数43】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44のようになる。
A 1 (o) = a 2 (o) = 1 The nonlinear weight makes it possible to design a control system that more positively suppresses the L 2 gain. The state space representation of this system is as shown in Equation 44 below.

【0095】[0095]

【数44】xp'=App+Bp11+Bp2(xp)u ここで、評価出力zpにかかる周波数重みWs(s)の状態
空間表現を下記数45,46のように表す。
X p '= A p x p + B p1 w 1 + B p2 (x p ) u Here, the state space representation of the frequency weight W s (s) applied to the evaluation output z p is expressed by the following equations 45 and 46. Express as follows.

【0096】[0096]

【数45】xw'=Aww+Bwp X w '= A w x w + B w z p

【0097】[0097]

【数46】zw=Cww+Dwp なお、xwは周波数重みWs(s)の状態量を表し、zw
周波数重みWs(s)の出力を表しており、Aw,Bw
w,Dw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Aw,Bw,Cw,Dw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xb''
に対するゲインを3〜8Hz程度の周波数領域で下げ
(図12(A))、車体BDの共振を抑制するためにばね
上速度xb'に対するゲインを0.5〜1.5Hz程度の
周波数領域で下げ(図12(B))、車輪WHの共振を避
けるために相対速度xw'−xb'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12(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zpを構成するばね上加速度xb''、ば
ね上速度xb'及び相対速度xw'−xb'の各要素が独立し
て制御されるようにしている。
Equation 46] z w = C w x w + D w z p Incidentally, x w represents the state variable of the frequency weight W s (s), z w represents the output of the frequency weight W s (s), A w , B w ,
C w and D w are constant matrices determined by control specifications. These constant matrices A w , B w , C w , and D w are used to improve the ride comfort (roughness) of the occupant, and to increase the sprung acceleration x b
Is reduced in the frequency range of about 3 to 8 Hz (FIG. 12A), and the gain for the sprung speed x b ′ is reduced in the frequency range of about 0.5 to 1.5 Hz in order to suppress the resonance of the vehicle body BD. decrease (FIG. 12 (B)), 10~ the gain for relative velocity x w '-x b' in order to avoid resonance of the wheel WH
The frequency is determined to be lowered in a frequency range of about 14 Hz (FIG. 12C). Then, the frequency ranges for lowering these gains do not overlap, that is, do not interfere with each other, so that the sprung acceleration x b ″, the sprung speed x b ′, and the relative speed x w ′ − that constitute the evaluation output z p. Each element of x b ′ is controlled independently.

【0098】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47,48のように表
す。
The frequency weight W applied to the control input u
The state space representation of u (s) is represented as in the following Expressions 47 and 48.

【0099】[0099]

【数47】xu'=Auu+BuX u '= A u x u + B u u

【0100】[0100]

【数48】zu=Cuu+Duu なお、xuは周波数重みWu(s)の状態量を表し、zu
周波数重みWu(s)の出力を表しており、Au,Bu
u,Duは制御仕様による定数行列である。これらの定
数行列Au,Bu,Cu,Du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1
2(D))。
Equation 48 Note z u = C u x u + D u u, x u represents the state of the frequency weight W u (s), z u represents the output of the frequency weight W u (s), A u , B u ,
Cu and Du are constant matrices according to the control specifications. These constant matrices A u , B u , C u , and D u are used as control inputs u to take into account the response of the electric actuator that controls the damping coefficient.
Is determined so as to be suppressed in a high frequency region in accordance with the frequency characteristics of the actuator (FIG. 1).
2 (D)).

【0101】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
49〜51のようになる。
At this time, the state space representation of the generalized plant in the nonlinear H∞ state feedback control system is as shown in the following Expressions 49 to 51.

【0102】[0102]

【数49】x'=Ax+B11+B2(x)uX ′ = Ax + B 1 w 1 + B 2 (x) u

【0103】[0103]

【数50】z1=a1(x)(C11x+D121(x)u)Z 1 = a 1 (x) (C 11 x + D 121 (x) u)

【0104】[0104]

【数51】z2=a2(x)(C12x+D122u) ただし、前記数49〜51中のx,A,B1,B2(x),
11,D121(x),C12,D122は、下記数52〜59の
とおりである。
Where z 2 = a 2 (x) (C 12 x + D 122 u) where x, A, B 1 , B 2 (x),
C 11 , D 121 (x), C 12 , and D 122 are as shown in the following Expressions 52 to 59.

【0105】[0105]

【数52】 (Equation 52)

【0106】[0106]

【数53】 (Equation 53)

【0107】[0107]

【数54】 (Equation 54)

【0108】[0108]

【数55】 [Equation 55]

【0109】[0109]

【数56】C11=[Dwp1w o]C 11 = [D w C p1 C w o]

【0110】[0110]

【数57】D121(x)=[Dwp12(xp)]D 121 (x) = [D w D p12 (x p )]

【0111】[0111]

【数58】C12=[o o Cu[Number 58] C 12 = [o o C u ]

【0112】[0112]

【数59】D122=Du 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60により規定される条件のもとで、前記数49〜
51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60〜63のようになる。
D 122 = D u Next, in order to obtain a solution based on the Riccati equation, under the conditions defined by the following equation 60,
Rewriting the state space representation of the generalized plant represented by 51 gives the following equations 60-63.

【0113】[0113]

【数60】Dwp12(x)=0D w D p12 (x) = 0

【0114】[0114]

【数61】x'=Ax+B1w+B2(x)uX ′ = Ax + B 1 w + B 2 (x) u

【0115】[0115]

【数62】z1=a1(x)C11x [Equation 62] z 1 = a 1 (x) C 11x

【0116】[0116]

【数63】 2=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w1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。
[Equation 63] zTwo= ATwo(x) C12x + aTwo(x) D122u where A is a stable matrix representing the damping force control system
Reported that the generalized plant
The internal index is stable "and" evaluated from road surface disturbance w1
L up to force zTwoGain is less than a certain positive constant γ ”
Add the nonlinear H∞ state feedback control law u = k (x)
Try to design.

【0117】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64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65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66で与えられる。
The above-mentioned nonlinear H∞ state feedback control law u = k (x) can be obtained if the following condition is satisfied. That is, when D 122 −1 exists and a certain positive constant γ is given,
If there exists a positive definite symmetric solution P that satisfies the Riccati equation of the following equation 64 for this positive constant γ, and the nonlinear weights a 1 (x) and a 2 (x) satisfy the constraint of the following equation 65, a closed loop the system was internally stable and one control law u = k (x) of the L 2 gain and less γ is given by the following Expression 66.

【0118】[0118]

【数64】 [Equation 64]

【0119】[0119]

【数65】 [Equation 65]

【0120】[0120]

【数66】 [Equation 66]

【0121】ここで、前記数66の制約条件を満たす非
線形重みa1(x),a2(x)を下記数67,68に例示し
ておく。
Here, the nonlinear weights a 1 (x) and a 2 (x) satisfying the constraint condition of the above equation (66) are exemplified in the following equations (67) and (68).

【0122】[0122]

【数67】 [Equation 67]

【0123】[0123]

【数68】 [Equation 68]

【0124】なお、前記数67,68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68を用いると前記数66は下記数
69のように変形される。
Note that m 1 (x) in the above equations 67 and 68 is an arbitrary positive definite function. As a result of the calculation by the computer, the positive definite symmetric solution P as described above could be obtained. Then, using the above equation (68), the equation (66) is transformed into the following equation (69).

【0125】[0125]

【数69】 [Equation 69]

【0126】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65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。
[0126] These facts indicate that in order to design a control system using the nonlinear H∞ control theory, Hamilton's equation is generally used.
Although the partial differential inequality called the Jacobi inequality must be solved, the Hamilton-Jacobi inequality is solved by giving the above-mentioned constraint condition to the nonlinear weights a 1 (x) and a 2 (x) as described above. It shows that the control law can be designed by solving the Riccati inequality instead. Since the solution of the Riccati inequality can be easily obtained by using known software such as Matlab, a positive definite symmetric solution P can be easily found by this method, and the control law u = k (x) can also be derived.

【0127】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66のB2(x)項は100倍、
12の項は10倍になる。
Further, the above-mentioned D 122 does not appear in the Riccati inequality, but relates only to the constraint condition and the control law for the nonlinear weight. This adjustment of the control law using D 122, indicates that it is possible to some extent without re solving Riccati inequalities. That is, the adjustment of the control law means that scaling is performed on the control input u,
When the scaling of the control input u is increased by a factor of 10, D 122 becomes 1
/ 10 times, and the B 2 (x) term in Equation 66 is 100 times,
The term C 12 is multiplied by ten.

【0128】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
12=o,D122=Iとする。前記数61〜63により
表される状態空間表現は下記数70〜72のようにな
る。
Next, in order to confirm the role of the non-linear weight, a generalized plant not using the non-linear weight of the bilinear system is assumed and compared with the above-mentioned generalized plant using the non-linear weight. . That is, the nonlinear weights a 1 (x) and a 2 (x) are calculated as a 1 (x) = 1 and a 2 (x), respectively.
= 1, and C 12 = o, D 122 = I, assuming that the orthogonality condition is satisfied for simplicity. The state space expressions represented by the above equations 61 to 63 are as shown in the following equations 70 to 72.

【0129】[0129]

【数70】x'=Ax+B1w+B2(x)uX ′ = Ax + B 1 w + B 2 (x) u

【0130】[0130]

【数71】z1=C11Equation 71] z 1 = C 11 x

【0131】[0131]

【数72】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73のように表される。
Z 2 = u Accordingly, the control law u = k (x) of the generalized plant is expressed by the following equation 73.

【0132】[0132]

【数73】u=B2 T(x)Px ただし、Pは下記数74のリカッチ不等式を満たす正定
対称解である。
U = B 2 T (x) Px where P is a positive definite symmetric solution that satisfies the Riccati inequality of the following equation 74.

【0133】[0133]

【数74】 [Equation 74]

【0134】一方、前記数70〜72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75〜77のようになる。
On the other hand, the linear approximation system in the vicinity of the origin of the generalized plant represented by the above equations 70 to 72 is as shown in the following equations 75 to 77.

【0135】[0135]

【数75】x'=Ax+B1X '= Ax + B 1 w

【0136】[0136]

【数76】z1=C11[Expression 76] z 1 = C 11 x

【0137】[0137]

【数77】z2=u 前記数74のリカッチ不等式は、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13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70〜72)も線形近似した一般化プラント(数
75〜77)と一致するので、数74のリカッチ不等式
は、一般化プラント(数70〜72)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78,79と
する一般化プラント(数70〜72)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
り大きくならないことを保証しているだけである。
Z 2 = u The Riccati inequality in equation 74 above means that the closed-loop system is internally stable for this generalized plant and the L 2 gain is less than or equal to γ. That, L 2 gain of bilinear system is from being determined by the value at the origin (x = o) shown in FIG. 13. This is because the bilinear system has B 2 (o) = o at the origin, and the control input u does not work, so that the L 2 gain cannot be improved near the origin. Also, the generalized plant (Equations 70 to 72) in which the control input u is u = o matches the generalized plant (Equations 75 to 77) obtained by linear approximation. even if the control input u is u = o against 70 to 72), closed-loop system is internally stable, which means that L 2 gain is less than gamma. That is, even if the state quantity x becomes large and the control input u becomes effective, the control system is designed for a generalized plant (equations 70 to 72) in which the control output is represented by the following equations 78 and 79. If, but only L 2 gain even over a control input u is to ensure that no greater than g 0.

【0138】[0138]

【数78】z1=C11[Expression 78] z 1 = C 11 x

【0139】[0139]

【数79】z2=u すなわち、制御出力が前記数78,79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80,81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13のg1の線に表されるように、プラ
ントのL2ゲインを原点レベルを表すX軸に漸近するよ
うに抑え込む制御系が設計可能となる。
Z 2 = u That is, when the control output is expressed as in the above equations 78 and 79, the control performance may have been improved by using the control input u. It may not be different. Therefore, the non-linear weights a 1 (x) and a 2 (x) are used for the control outputs z 1 and z 2 to obtain the following Expressions 80 and 81. as represented in the first line, the control system stifle L 2 gain of the plant so as to asymptotically to the X-axis representing the origin level becomes possible design.

【0140】[0140]

【数80】z1=a1(x)C11[Expression 80] z 1 = a 1 (x) C 11 x

【0141】[0141]

【数81】z2=a2(x)u また、この制御では、ダンパ12の減衰係数Csを線形
減衰係数Cs0と非線形減衰係数Cvとに分けて、同非線
形減衰係数Cvを制御入力uとして制御系を設計した。
そして、図14(A)に示すように、線形減衰係数Cs0
ダンパ12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Csが線形減衰係数Cs0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12の設計仕様に合わせて非線形減衰係数
vを簡単に決定できるとともに、実際のダンパ12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14(B)にスカイフック理論に基づいてダン
パ12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12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。
Equation 81] z 2 = a 2 (x) u Further, in this control, divides the damping coefficient C s of the damper 12 to the linear damping coefficient C s0 and nonlinear damping coefficient C v, the same non-linear damping coefficient C v A control system was designed as the control input u.
Then, as shown in FIG. 14 (A), the linear damping coefficient Cs0 is set to the minimum damping force characteristic line of the damper 12 (corresponding to the maximum orifice opening) and the maximum damping force characteristic line (corresponding to the minimum orifice opening). And the control input u
And the gain is controlled in accordance with the frequency, damping coefficient C s is with changes at both sides of the linear damping coefficient C s0, the maximum damping force characteristic damping force and the minimum damping force characteristic line according to the attenuation coefficient It fits between the lines. Therefore, the nonlinear damping coefficient C v can be easily determined in accordance with the design specification of the damper 12, and the damping force control can be performed within a range achievable by the actual damper 12.
The intended damping force control can be performed. For comparison, FIG. 14B shows a Lissajous waveform diagram when the damping coefficient of the damper 12 is controlled based on the skyhook theory. In this case, the Lissajous waveform can be realized by the actual damper 12. Control cannot be performed within a proper range, and the intended damping force cannot be controlled.

【0142】また、ダンパ12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Cs0の設定において、同
線形減衰係数Cs0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12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Cs0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
る非線形減衰係数Cvが「0」である可能性が高い。し
たがって、ダンパ12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12の耐久性が高く保たれる。
[0142] When the damping force of the damper 12 (damping coefficient) is configured to switch stepwise to one of a plurality of stages, in setting the linear damping coefficient C s0, the linear damping coefficient C s0 The linear damping coefficient C s0 is set so that the damping force determined by the following equation is approximately equal to the damping force generated by a predetermined one of the plurality of stages of the damper 12 within a small range of the damping force. I do. In this type of suspension device, the linearity of the damping force with respect to the relative speed is strong in a small range of the damping force, that is, there is a high possibility that the calculated nonlinear damping coefficient C v is “0”. Therefore, in the damper 12, the possibility that the damper 12 is maintained at the predetermined one stage is high, and the frequency of switching of the damping coefficient is reduced, so that the durability of the damper 12 is kept high.

【0143】b2.具体的計算例 次に、上記非線形H∞状態フィードバック制御則を用い
た第1目標減衰力Fdの具体的計算例について説明す
る。
B2. Specific Calculation Example Next, a specific calculation example of the first target damping force Fd using the above-described nonlinear H∞ state feedback control law will be described.

【0144】この場合、電気制御装置20には、図1に
破線で示すように、ばね上加速度センサ21a,21
b,21c,21d、相対変位量センサ22a,22
b,22c,22d、ピッチ角速度センサ23及びロー
ル角速度センサ24に加えて、各輪FW1,FW2,R
W1,RW2毎に設けたタイヤ変位量センサ25a,2
5b,25c,25d及びばね下加速度センサ26a,
26b,26c,26dが接続されている。ただし、以
降の説明では、各輪FW1,FW2,RW1,RW2を
代表して一輪のみの第1目標減衰力Fdを計算する例を
示すので、タイヤ変位量センサ25a,25b,25
c,25dを単にタイヤ変位量センサ25として説明す
るとともに、ばね下加速度センサ26a,26b,26
c,26dを単にばね下加速度センサ26として説明す
る。また、ばね上加速度センサ21a,21b,21
c,21d及び相対変位量センサ22a,22b,22
c,22dに関しても、単にばね上加速度センサ21及
び相対変位量センサ22としてそれぞれ説明する。
In this case, the electric control unit 20 includes sprung acceleration sensors 21a and 21a as shown by broken lines in FIG.
b, 21c, 21d, relative displacement sensors 22a, 22
b, 22c, 22d, pitch angular velocity sensor 23 and roll angular velocity sensor 24, as well as each wheel FW1, FW2, R
Tire displacement sensors 25a, 25 provided for each of W1, RW2
5b, 25c, 25d and unsprung acceleration sensor 26a,
26b, 26c, 26d are connected. However, in the following description, an example is shown in which the first target damping force Fd of only one wheel is calculated on behalf of each wheel FW1, FW2, RW1, RW2, so that the tire displacement sensors 25a, 25b, 25
c and 25d are simply described as the tire displacement amount sensor 25, and the unsprung acceleration sensors 26a, 26b, 26
c and 26d will be simply described as the unsprung acceleration sensor 26. Further, the sprung acceleration sensors 21a, 21b, 21
c, 21d and relative displacement sensors 22a, 22b, 22
c and 22d are also simply described as a sprung acceleration sensor 21 and a relative displacement amount sensor 22, respectively.

【0145】タイヤ変位量センサ25は、路面変位xpr
とばね下変位xpwとの相対変位量であるタイヤTRの変
位量xpr−xpw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xpr−x
pwを検出する。ばね下加速度センサ26は、車輪WHに
固定され、車輪WHの上下方向の加速度であるばね下加
速度xpw''を検出する。また、電気制御装置20内のマ
イクロコンピュータは、内蔵のタイマにより所定の短時
間毎に図15の第1減衰力計算ルーチンを実行すること
により、第1目標減衰力Fdを計算する。
The tire displacement sensor 25 detects a road surface displacement x pr
And detects the displacement amount x pr -x pw tire TR is the relative displacement of the unsprung displacement x pw, for example the strain sensor for detecting a deformation of the tire, such as a pressure sensor for detecting the air pressure of the tire Based on the output, the tire displacement x pr -x
Detect pw . The unsprung acceleration sensor 26 is fixed to the wheel WH and detects an unsprung acceleration x pw ″ that is an acceleration in the vertical direction of the wheel WH. The microcomputer in the electric control device 20 calculates the first target damping force Fd by executing the first damping force calculation routine of FIG. 15 every predetermined short time by a built-in timer.

【0146】この第1減衰力計算ルーチンの実行はステ
ップ200にて開始され、ステップ202にて、タイヤ
変位量センサ25、相対変位量センサ22、ばね上加速
度センサ21及びばね下加速度センサ26から、タイヤ
変位量xpr−xpw、相対変位量xpw−xpb、ばね上加速
度xpb''及びばね下加速度xpw''を表す各検出信号を入
力する。そして、ステップ204にて、ばね上加速度x
pb''及びばね下加速度xpw''をそれぞれ時間積分するこ
とによりばね上速度xpb'及びばね下速度xpw'を計算す
るとともに、相対変位量xpw−xpbを時間微分すること
により相対速度xpw'−xpb'を計算する。
The execution of the first damping force calculation routine is started in step 200, and in step 202, the tire displacement amount sensor 25, the relative displacement amount sensor 22, the sprung acceleration sensor 21, and the unsprung acceleration sensor 26 Each detection signal representing the tire displacement xpr- xpw , the relative displacement xpw- xpb , the sprung acceleration xpb "and the unsprung acceleration xpw " is input. Then, in step 204, the sprung acceleration x
By calculating the sprung speed x pb ′ and the unsprung speed x pw ′ by time-integrating the pb ″ and the unsprung acceleration x pw ″, respectively, by time-differentiating the relative displacement x pw −x pb , Calculate the relative speed x pw '-x pb '.

【0147】次に、ステップ206にて、相対速度
pw'−xpb'を用いた上記数32,38と同じ下記数8
2,83の演算によりBp2(xp),Dp12(xp)を計算す
るとともに、これらのBp2(xp),Dp12(xp)を用いた
上記数55と同じ下記数84の演算によりB2(x)を計
算する。
Next, in step 206, the following equation 8 which is the same as the above equations 32 and 38 using the relative velocity x pw '-x pb '
Calculating B p2 (x p ) and D p12 (x p ) by the operations of 2, 83, the following equation 84 which is the same as the above equation 55 using these B p2 (x p ) and D p12 (x p ) B 2 (x) is calculated by the following calculation.

【0148】[0148]

【数82】 (Equation 82)

【0149】[0149]

【数83】 [Equation 83]

【0150】[0150]

【数84】 [Equation 84]

【0151】なお、前記数82,83中のMw,Mbは、
それぞれ車輪WHの質量及び車体BDの質量である。ま
た、前記数84中のBw,Buは、上記数45,47にて
設定した周波数重みWs(s),Wu(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内に記憶されてい
る定数行列である。
Note that M w and M b in the above equations 82 and 83 are
These are the mass of the wheel WH and the mass of the vehicle body BD, respectively. Further, B w and B u in Equation 84 are coefficient matrices related to the frequency weights W s (s) and W u (s) set in Equations 45 and 47, and are stored in the microcomputer in advance. Is a constant matrix.

【0152】前記ステップ206の処理後、ステップ2
08にて、ステップ202の処理により入力され又はス
テップ204の処理により計算されたこの変形例の制御
目標であり、上記数35により規定される評価出力zp
(ばね上速度xpb'、ばね上加速度xpb''及び相対速度
pw'−xpb')を用いて、上記数45と同じ下記数85
の演算式に基づいて周波数重みの状態変数xwを計算す
る。
After the processing of step 206, step 2
At 08, the control target of this modification input by the processing of step 202 or calculated by the processing of step 204, the evaluation output z p defined by the above equation 35
(Spring speed x pb ′, sprung acceleration x pb ″, and relative speed x pw ′ −x pb ′)
A frequency weight state variable xw is calculated based on the following equation.

【0153】[0153]

【数85】xw'=Aww+Bwp なお、前記数85中のAw,Bwは、上記数45にて設定
した周波数重みWs(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内に記憶されている定数行列で
ある。
X w ′ = A w x w + B w z p where A w and B w in the above equation 85 are coefficient matrices related to the frequency weight W s (s) set in the above equation 45. Is a constant matrix stored in advance in the microcomputer.

【0154】次に、ステップ210にて、上記数47,
52,69と同じ数86〜88を用いて、制御入力uに
関する周波数重みの状態変数xu、拡張した状態量x及
び制御入力uを計算する。
Next, at step 210, the above equation 47,
Using the same numbers 86 to 88 as in 52 and 69, the state variable x u of the frequency weight for the control input u , the expanded state quantity x, and the control input u are calculated.

【0155】[0155]

【数86】xu'=Auu+BuX u '= A u x u + B u u

【0156】[0156]

【数87】 [Equation 87]

【0157】[0157]

【数88】 [Equation 88]

【0158】前記数86中のAu,Buは、上記数47に
て設定した周波数重みWu(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内に記憶されている定数
行列である。また、前記88中のD122は、上記数59
で定義され、かつ上記数48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
ュータ内に記憶されている定数行列である。m1(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37,56により定義され、すなわち車体の質量M
w及び車体の質量Mbと、ばね11のばね定数Ksと、ダ
ンパ12の線形減衰係数Cs0と、上記数46にて設定し
た周波数重みWs(s)に関する係数行列Cw,Dwとによ
り規定され、予めマイクロコンピュータ内に記憶されて
いる定数行列である。B2(x)は、前記ステップ206
にて計算された行列である。Pは、上記数64,65を
満たす正定対称解であり、予めマイクロコンピュータ内
に記憶されている定数行列である。C12は、上記数58
により規定され、上記数48にて設定した周波数重みW
u(s)に関する係数行列Cuを含む予めマイクロコンピュ
ータ内に記憶されている定数行列である。
A u and B u in Equation 86 are coefficient matrices related to the frequency weight W u (s) set in Equation 47, and are constant matrices stored in advance in the microcomputer. In addition, D 122 in the above 88 is the above 59
And the frequency weight W set in Equation 48 above
This is a coefficient matrix relating to u (s), which is a constant matrix stored in advance in the microcomputer. m 1 (x)
Is an arbitrary positive constant function, and an algorithm relating to the function is stored in the microcomputer in advance. Note that this positive constant function m 1 (x) is a positive constant,
For example, it may be set to “1.0”. C 11 is defined by the above Expressions 37 and 56, that is, the mass M of the vehicle body
and w and the vehicle body mass M b, a spring constant K s of the spring 11, and the linear damping coefficient C s0 of the damper 12, the frequency weight was set at the number 46 W s (s) the coefficient matrix for C w, D w And a constant matrix previously stored in the microcomputer. B 2 (x) is calculated in step 206
Is a matrix calculated by. P is a positive definite symmetric solution satisfying the above equations 64 and 65, and is a constant matrix stored in the microcomputer in advance. C 12, the above number 58
The frequency weight W defined by
This is a constant matrix stored in the microcomputer in advance, including a coefficient matrix Cu for u (s).

【0159】また、このステップ210の制御入力uの
周波数重みに関する状態変数xu、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xu,x,uが収束するまで上記数85〜88
からなる演算を繰り返し行って、各値xu,x,uを決
定する。
In the calculation of the state variable x u relating to the frequency weight of the control input u, the expanded state quantity x and the control input u in step 210, each value is given an initial value, and each value x u , x , U until convergence
Are repeatedly performed to determine each value x u , x, u.

【0160】前記ステップ210の処理後、ステップ2
12にて、制御入力uは非線形減衰係数Cvに等しいの
で、線形減衰係数Cs0と制御入力uとを加算する下記数
89の演算によりダンパ12の総合的な目標減衰係数C
sを計算する。そして、ステップ216にてこの第1減
衰力計算ルーチンの実行を終了する。
After the processing of step 210, step 2
At 12, the control input u is equal to the non-linear damping coefficient C v, overall target damping coefficient of the following equation 89 the damper 12 by the operation of adding the linear damping coefficient C s0 and the control input u C
Calculate s . Then, in step 216, the execution of the first damping force calculation routine ends.

【0161】[0161]

【数89】Cs=Cs0+Cv=Cs0+u 次に、ステップ214にて、前記計算した目標減衰係数
Cに前記ステップ204の処理により計算した相対速度
pw'−xpb'を乗算する下記数90の演算により第1目
標減衰力Fdを計算する。
C s = C s0 + C v = C s0 + u Next, at step 214, the calculated target damping coefficient C is multiplied by the relative velocity x pw '−x pb ′ calculated by the processing at step 204. The first target damping force Fd is calculated by the following equation (90).

【0162】[0162]

【数90】Fd=Cs(xpw'−xpb') c.第2変形例 c1.非線形H∞出力フィードバック制御系の設計例 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xp(タイヤ変位量xpr−xpw
相対変位量xpw−xpb、ばね下速度xpw'、ばね上加速
度xpb'')の一部(例えば、タイヤ変位量xpr−xpw
びばね下速度xpw'、又はタイヤ変位量xpr−xpw、相
対変位量xpw−xpb及びばね下速度xpw')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zpと制御入力uに周波
数重みを加えた図16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zpに周波数重みWs(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Wu(s)をかけた後、非線形な重み関数とし
てa2(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91,92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。
Fd = C s (x pw '−x pb ') c. Second modified example c1. Design Example of Nonlinear H∞ Output Feedback Control System Next, the design of the nonlinear H∞ state feedback control system is advanced by one step, and the state quantity x p (tire displacement x pr −x pw ,
A part of the relative displacement amount x pw -x pb , unsprung speed x pw ′, sprung acceleration x pb ″) (for example, tire displacement amount x pr −x pw and unsprung speed x pw ′, or tire displacement amount) x pr −x pw , relative displacement x pw −x pb and unsprung speed x pw ′) are estimated by an observer including the control system, and using the estimated values, a non-linear H∞ output feedback is performed as a control system. Attempt to design a control system. In this case, a generalized plant of an output feedback control system as shown in FIG. 16 in which a frequency weight is added to the evaluation output z p and the control input u is assumed. In this case, after the evaluation output z p is multiplied by the frequency weight W s (s), a 1 (x, xx) is multiplied as a nonlinear weight function, and the frequency weight W u (s) is multiplied by the control input u. Then, a 2 (x, xx) is multiplied as a nonlinear weight function. This nonlinear weight function a 1 (x,
x ^), a 2 (x, x ^) have the characteristics shown in the following equations (91) and (92). This enables more aggressive design of the control system, such as to suppress L 2 gains. Note that x ^ represents a state quantity partially including an estimated value as described above.

【0163】[0163]

【数91】a1(x,x^)>0,a2(x,x^)>0A 1 (x, x ^)> 0, a 2 (x, x ^)> 0

【0164】[0164]

【数92】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zpにかかる
周波数重みWs(s)の状態空間表現も、制御入力uにか
かる周波数重みWu(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93〜
97のように表される。
A 1 (o, o) = a 2 (o, o) = 1 Both the state space expression of this system and the state space expression of the frequency weight W s (s) applied to the evaluation output z p are controlled by the control input. The state space representation of the frequency weight W u (s) applied to u is also the same as in the state feedback control system described above,
97.

【0165】[0165]

【数93】xp'=App+Bp11+Bp2(xp)uX p ′ = A p x p + B p1 w 1 + B p2 (x p ) u

【0166】[0166]

【数94】xw'=Aww+Bwp X w '= A w x w + B w z p

【0167】[0167]

【数95】zw=Cww+Dwp [Number 95] z w = C w x w + D w z p

【0168】[0168]

【数96】xu'=Auu+BuX u '= A u x u + B u u

【0169】[0169]

【数97】zu=Cuu+Duu なお、状態変数xw、評価関数zw、定数行列Aw,Bw
w,Dwも上記状態フィードバック制御系の場合と同じ
である。
Equation 97 Note z u = C u x u + D u u, the state variable x w, evaluation function z w, the constant matrix A w, B w,
C w and D w are the same as in the case of the state feedback control system.

【0170】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98〜101のようになる。
However, the state space representation of the generalized plant in this nonlinear H∞ output feedback control system is as shown in the following equations (98) to (101).

【0171】[0171]

【数98】x'=Ax+B1w+B2(x)uX ′ = Ax + B 1 w + B 2 (x) u

【0172】[0172]

【数99】z1=a1(x,x^)(C11x+D121(x)u)Z 1 = a 1 (x, x ^) (C 11 x + D 121 (x) u)

【0173】[0173]

【数100】z2=a2(x,x^)(C12x+D122u)[Equation 100] z 2 = a 2 (x, x ^) (C 12 x + D 122 u)

【0174】[0174]

【数101】y=C2x+D21w+D22(x)u ただし、前記数98〜101中のx,w,A,B1,B2
(x),C11,D121(x),C12,D122,C2,D21,D
22(x)は、下記数102〜113のとおりである。
Y = C 2 x + D 21 w + D 22 (x) u where x, w, A, B 1 , B 2 in the above equations 98 to 101
(x), C 11 , D 121 (x), C 12 , D 122 , C 2 , D 21 , D
22 (x) is as shown in the following Expressions 102 to 113.

【0175】[0175]

【数102】 [Equation 102]

【0176】[0176]

【数103】 [Equation 103]

【0177】[0177]

【数104】 [Equation 104]

【0178】[0178]

【数105】 [Equation 105]

【0179】[0179]

【数106】 [Equation 106]

【0180】[0180]

【数107】C11=[Dwp1w o]C 11 = [D w C p1 C w o]

【0181】[0181]

【数108】D121(x)=[Dwp12(xp)]D 121 (x) = [D w D p12 (x p )]

【0182】[0182]

【数109】C12=[o o Cu[Number 109] C 12 = [o o C u ]

【0183】[0183]

【数110】D122=Du D 122 = D u

【0184】[0184]

【数111】C2=[Cp2 o o][Equation 111] C 2 = [C p2 o o]

【0185】[0185]

【数112】D21=[o Dp21D 21 = [o D p21 ]

【0186】[0186]

【数113】D22(x)=Dp22(xp) 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114により規定される条件のもとで、前記数98
〜101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115〜118のようになる。
D 22 (x) = D p22 (x p ) Next, in order to obtain a solution based on the Riccati equation, the above equation 98 is obtained under the conditions defined by the following equation 114.
Rewriting the state space representation of the generalized plant represented by to 101 gives the following equations 115 to 118.

【0187】[0187]

【数114】Dwp12(x)=oD w D p12 (x) = o

【0188】[0188]

【数115】x'=Ax+B1w+B2(x)uX ′ = Ax + B 1 w + B 2 (x) u

【0189】[0189]

【数116】z1=a1(x,x^)C11Z 1 = a 1 (x, x ^) C 11 x

【0190】[0190]

【数117】z2=a2(x,x^)C12x+a2(x,x^)
122
[Equation 117] z 2 = a 2 (x, x ^) C 12 x + a 2 (x, x ^)
D 122 u

【0191】[0191]

【数118】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。
Y = CTwox + Dtwenty onew + Dtwenty two(x) u Here, as in the case of the state feedback control system described above.
In addition, for the generalized plant,
The internal index is stable "and" L from w to z TwoGay
H∞ output that satisfies “is less than or equal to some positive constant γ”
Attempt to design feedback control law u = k (y)
You. Furthermore, this nonlinear H∞ output feedback control
In the following, it is divided into the following first to third types and explained respectively.
I do.

【0192】c1−1)第1タイプの制御系の設計例 この第1タイプは、上記数106のB2(x)及び数11
3のD22(x)が既知関数すなわち少なくとも相対速度x
pw'−xpb'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。
C1-1) Example of design of control system of first type This first type is based on B 2 (x) and Eq.
3 D 22 (x) are known functions ie at least the relative speed x
pw'- xpb 'is observable, and the observer gain L is a constant matrix.

【0193】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 TΘTΘD12>o
を満たす正定数であり、かつγ2は>1であり、下記数
119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、及び下記数120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12
1,122の制約条件を満たすならば、下記数123と
する制御則の一つは下記数124,125で与えられ
る。
The above-mentioned nonlinear H∞ output feedback control rule u = k (y) can be obtained if the following condition is satisfied. That, D 122 -1 exists, gamma 1 are γ 1 2 I-D 21 T Θ T ΘD 12> o
Is a positive constant that satisfies the following equation, and γ 2 is> 1, and a Ricchiat inequality for designing an observer (observer gain) of the following expression 119 and a Ricchiat inequality for designing a controller (controller) of the following expression 120 are provided. There exist positive definite symmetric matrices P and Q and positive definite matrix を 満 た す that satisfy the following equation, and the nonlinear weights a 1 (x, x ^) and a 2 (x, x ^)
If the constraint conditions of 1,122 are satisfied, one of the control rules represented by the following expression 123 is given by the following expressions 124,125.

【0194】[0194]

【数119】 [Equation 119]

【0195】[0195]

【数120】 [Equation 120]

【0196】[0196]

【数121】γ2 2−a1(x,x^)2>0,γ2 2−a
2(x,x^)2>0
Γ 2 2 −a 1 (x, x ^) 2 > 0, γ 2 2 −a
2 (x, x ^) 2 > 0

【0197】[0197]

【数122】 [Equation 122]

【0198】[0198]

【数123】 [Equation 123]

【0199】[0199]

【数124】x'^=(A+LC2)x^+(B2(x)+LD22
(x))u−Ly
X′124 = (A + LC 2 ) x ^ + (B 2 (x) + LD 22
(x)) u-Ly

【0200】[0200]

【数125】 [Equation 125]

【0201】ただし、オブザーバゲインLは下記数12
6のように表される。
Here, the observer gain L is expressed by the following equation (12).
6 is represented.

【0202】[0202]

【数126】L=−QC2 TΘTΘ 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127で定義される
ものである。
[Number 126] L = -QC 2 T Θ T Θ In addition, "|| ||" represents the Euclidean norm, "||
2 ”represents the norm on the square integrable function space L 2 , and is defined by the following expression 127 with respect to f (t) ∈L 2 .

【0203】[0203]

【数127】 [Equation 127]

【0204】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。
Θ is a positive definite matrix having Θ −1 , and the observer gain L can be adjusted by using Θ. As in the case of the state feedback control law, the gain L of the controller can be adjusted using D122 . Furthermore, gamma 1 is L 2 gain of the observer, gamma 2 is L 2 gain controllers, L 2 gain of the closed loop system is determined as the product of gamma 1 and gamma 2. Therefore, it must be determined L 2 gain of the system to successfully adjust the observer and controller.

【0205】ここで、前記数121,122の制約条件
を満たす非線形重みa1(x,x^),a2(x,x^)を下記数
128,129に例示しておく。
Here, non-linear weights a 1 (x, x ^) and a 2 (x, x ^) satisfying the constraints of the above equations 121 and 122 are illustrated in the following equations 128 and 129.

【0206】[0206]

【数128】 [Equation 128]

【0207】[0207]

【数129】 [Equation 129]

【0208】なお、前記数128,129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128,129を用いると前記数
124,125は下記数130,131のように変形さ
れる。
In addition, m 1 (x,
x ^) is an arbitrary positive definite function, and ε is ε <1 and εγ 2 2 >
It is a positive constant of 1. As a result of the calculation by the computer, the positive definite symmetric solution P as described above could be obtained. Using the above equations 128 and 129, the equations 124 and 125 are transformed into the following equations 130 and 131.

【0209】[0209]

【数130】x'^=(A+LC2)x^+(B2(x)+LD22
(x))u−Ly
X ′ ^ = (A + LC 2 ) x ^ + (B 2 (x) + LD 22
(x)) u-Ly

【0210】[0210]

【数131】 [Equation 131]

【0211】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。
As a result, in this case as well, similarly to the case of the state feedback control system, the solution can be easily obtained by using known software. P can be found, and the estimated state quantity x ′ ^ and the control law u =
k (y) can also be derived.

【0212】c1−2)第1タイプの具体的計算例 次に、前記タイプ1の制御則を用いた第1目標減衰力F
dの具体的計算例について説明する。この場合、タイヤ
変位量センサ25及びばね下加速度センサ26(図1に
おいて、タイヤ変位量センサ25a,25b,25c,
25d及びばね下加速度センサ26a,26b,26
c,26d)が省略されており、マイクロコンピュータ
は図15の第1減衰力計算ルーチンに代えて図17の第
1減衰力計算ルーチンを実行する。他の部分に関しては
上記第1変形例と同じである。
C1-2) Specific Calculation Example of First Type Next, the first target damping force F using the type 1 control law
A specific calculation example of d will be described. In this case, the tire displacement sensor 25 and the unsprung acceleration sensor 26 (in FIG. 1, the tire displacement sensors 25a, 25b, 25c,
25d and unsprung acceleration sensors 26a, 26b, 26
c, 26d) are omitted, and the microcomputer executes the first damping force calculation routine of FIG. 17 instead of the first damping force calculation routine of FIG. The other parts are the same as in the first modification.

【0213】この場合も、図17の第1減衰力計算ルー
チンの実行はステップ200にて開始され、ステップ2
02aにて、相対変位量センサ22及びばね上加速度セ
ンサ21から相対変位量xpw−xpb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204aにて
上記第1変形例の場合と同様に相対速度xpw'−xpb'及
びばね上速度xpb'を計算する。
In this case as well, the execution of the first damping force calculation routine shown in FIG.
02a, the relative displacement amount x pw -x pb and the sprung acceleration x from the relative displacement sensor 22 and the sprung acceleration sensor 21
Each detection signal representing pb ″ is input, and a relative speed x pw ′ −x pb ′ and a sprung speed x pb ′ are calculated in step 204a as in the first modification.

【0214】次に、ステップ206aにて、相対速度x
pw'−xpb'を用いた上記数32,38と同じ下記数13
2,133の演算によりBp2(xp),Dp12(xp)を計算
するとともに、これらのBp2(xp),Dp12(xp)を用い
た上記数106と同じ下記数134の演算によりB
2(x)を計算し、かつ相対速度xpw'−xpb'を用いた上
記数41,113と同じ下記数135,136の演算に
よりD22(x)を計算する。
Next, at step 206a, the relative speed x
The following equation 13 which is the same as the above equations 32 and 38 using pw '−x pb '
In addition to calculating B p2 (x p ) and D p12 (x p ) by the operations of 2,133, the following equation 134 which is the same as the above equation 106 using these B p2 (x p ) and D p12 (x p ) By the calculation of B
2 (x) is calculated, and D 22 (x) is calculated by the calculation of the following Expressions 135 and 136, which are the same as Expressions 41 and 113 above, using the relative speed x pw '−x pb '.

【0215】[0215]

【数132】 (Equation 132)

【0216】[0216]

【数133】 [Equation 133]

【0217】[0219]

【数134】 [Equation 134]

【0218】[0218]

【数135】 [Equation 135]

【0219】[0219]

【数136】D22(x)=Dp22(xp) なお、前記数132〜135中のMw,Mb,Bw,B
uは、上記第1変形例と同じ値又は定数行列である。
D 22 (x) = D p22 (x p ) where M w , M b , B w , B
u is the same value or constant matrix as in the first modification.

【0220】前記ステップ206aの処理後、ステップ
210aにて、上記数130,131と同じ数137,
138を用い、上記第1変形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。
After the processing in step 206a, in step 210a, the same number 137,
138, the estimated state quantity x ^ and the control input u are calculated in the same manner as in the first modification.

【0221】[0221]

【数137】x'^=(A+LC2)x^+(B2(x)+LD22
(x))u−Ly
X '^ = (A + LC 2 ) x ^ + (B 2 (x) + LD 22
(x)) u-Ly

【0222】[0222]

【数138】 138

【0223】前記数137中のAは、マイクロコンピュ
ータ内に予め記憶されていて前記数104,30,37
により決定される定数行列である。Lは、マイクロコン
ピュータ内に予め記憶されていて前記数126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3
9,111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206a
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202aの処理により
入力した相対変位量xpw−xpb及び前記ステップ204
aの処理により計算したばね上速度xpb'である。
A in the above equation (137) is stored in advance in the microcomputer, and
Is a constant matrix determined by L is a constant matrix pre-stored in the microcomputer and defined by the expression 126, and is a positive definite symmetric matrix Q;
9, 111, a constant matrix C 2 and a positive definite matrix Θ
Is the gain of the observer determined by C 2 is also the constant matrix previously stored in the microcomputer. B 2 (x) and D 22 (x) correspond to step 206a.
Is the matrix calculated in. Also, y is an observed value,
In the first type, the relative displacement amount x pw -x pb input in the process of the step 202a and the step 204
The sprung speed x pb ′ calculated by the processing of a.

【0224】また、前記数138中のD122は、上記数
110で定義され、かつ上記数48にて設定した周波数
重みWu(s)に関する係数行列であって、予めマイクロ
コンピュータ内に記憶されている定数行列である。γ2
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37,107により定義され、すなわち車輪WHの
質量Mw及び車体BDの質量Mbと、ばね11のばね定数
sと、ダンパ12の線形減衰係数Cs0と、上記数46
にて設定した周波数重みWs(s)に関する係数行列Cw
wとにより規定され、予めマイクロコンピュータ内に
記憶されている定数行列である。B 2(x)は、前記ステ
ップ206aにて計算された行列である。Pは、上記数
119,120を満たす正定対称解であり、予めマイク
ロコンピュータ内に記憶されている定数行列である。C
12は、上記数109により規定され、上記数48にて設
定した周波数重みWu(s)に関する係数行列Cuを含む予
めマイクロコンピュータ内に記憶されている定数行列で
ある。
In addition, D in the above equation 138122Is the above number
The frequency defined by 110 and set by the above equation (48)
Weight Wua coefficient matrix related to (s),
It is a constant matrix stored in the computer. γTwo
Is the γTwo> 1. m1(x, x ^)
Is an arbitrary positive constant function, and the algorithm
Is stored in the microcomputer in advance.
It is. Note that this positive constant function m1(x) is a positive constant,
For example, it may be set to “1.0”. C11Is on
Defined by the notation 37,107, ie
Mass MwAnd the mass M of the body BDbAnd the spring constant of the spring 11
KsAnd the linear damping coefficient C of the damper 12s0And the above Equation 46
The frequency weight W set inscoefficient matrix C for (s)w,
DwIs defined in advance in the microcomputer.
It is a stored constant matrix. B Two(x)
This is the matrix calculated in step 206a. P is the above number
A positive definite symmetric solution that satisfies 119 and 120
It is a constant matrix stored in the computer. C
12Is defined by the above equation (109) and set by the above equation (48).
The specified frequency weight Wucoefficient matrix C for (s)uIncluding
With a constant matrix stored in the microcomputer
is there.

【0225】前記ステップ210aの処理後、上記第1
変形例と同様なステップ212、214の処理により、
ダンパ12の総合的な目標減衰係数Csを計算するとと
もに第1目標減衰力Fdを計算して、ステップ216に
てこの第1減衰力計算ルーチンの実行を終了する。
After the processing of step 210a, the first
By the processing of steps 212 and 214 similar to the modification,
The first target damping force Fd calculated with calculating the overall target damping coefficient C s of the damper 12, and ends the execution of the first damping force calculating routine at step 216.

【0226】c2−1)第2タイプの制御系の設計例 この第2タイプは、上記数106のB2(x)及び数11
3のD22(x)が未知関数すなわち相対速度xpw'−xpb'
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。
C2-1) Example of design of control system of second type This second type is composed of B 2 (x) and Eq.
3 D 22 (x) is an unknown function or relative speed x pw '-x pb'
Is unknown, and the observer gain L is a constant matrix.

【0227】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1
15〜118により表された一般化プラントを書き換え
ると、下記数139〜142のようになる。ただし、B
20,D220,d122は定数行列である。
In this kind of bilinear system, B 2 (x), D
22 (x) is a linear function of x.
When the generalized plants represented by 15 to 118 are rewritten, the following equations 139 to 142 are obtained. Where B
20 , D 220 and d 122 are constant matrices.

【0228】[0228]

【数139】x'=Ax+B1w+B20xu[Number 139] x '= Ax + B 1 w + B 20 xu

【0229】[0229]

【数140】z1=a1(x^)C11[Equation 140] z 1 = a 1 (x ^) C 11 x

【0230】[0230]

【数141】z2=a2(x^)C12x+a2(x)d122(141) z 2 = a 2 (x ^) C 12 x + a 2 (x) d 122 u

【0231】[0231]

【数142】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 TΘTΘD12>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
43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、及び下記数144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14
5,146の制約条件を満たすならば、下記数147と
する制御則の一つは下記数148,149で与えられ
る。
Y = C 2 x + D 21 w + D 220 xu For this generalized plant, we try to design a nonlinear H∞ output feedback control law. When the observer gain L is a constant matrix, an output feedback control law can be designed by the following theorem. That, gamma 1 is a positive constant satisfying the γ 1 2 I-D 21 T Θ T ΘD 12> o, and the gamma 2 is a positive constant is γ 2> 1, and epsilon 1 2
When there is a positive constant ε satisfying −u 2 > 0,
There are a positive definite symmetric matrix P, Q and a positive definite matrix を 満 た す satisfying the Riccati inequality for designing the observer (observer gain) of 43 and the Riccati inequality for designing the controller of the following Expression 144, and further, the nonlinear weight a 1 ( x, x ^), a 2 (x, x ^)
If the constraints of 5,146 are satisfied, one of the control rules represented by the following equation 147 is given by the following equations 148,149.

【0232】[0232]

【数143】 [Equation 143]

【0233】[0233]

【数144】 [Equation 144]

【0234】[0234]

【数145】γ2 2−a1(x,x^)2>0,γ2 2−a
2(x,x^)2>0
[Equation 145] γ 2 2 −a 1 (x, x)) 2 > 0, γ 2 2 −a
2 (x, x ^) 2 > 0

【0235】[0235]

【数146】 [Equation 146]

【0236】[0236]

【数147】‖[z1 T 2 T]T2≦γ1γ2‖w‖2 [Equation 147] {[z 1 T z 2 T ] T2 ≦ γ 1 γ 2 ‖w‖ 2

【0237】[0237]

【数148】x'^=(A+L(u)C2)x^+(B20+L
(u)D220)x^u−L(u)y
X ′ ^ = (A + L (u) C 2 ) x ^ + (B 20 + L)
(u) D 220 ) x ^ u-L (u) y

【0238】[0238]

【数149】 149

【0239】ただし、オブザーバゲインL(u)は下記数
150のように表される。
However, the observer gain L (u) is expressed by the following equation (150).

【0240】[0240]

【数150】L(u)=−QC2 TΘTΘ 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。
Equation 150] L (u) = - The QC 2 T Θ T Θ, Θ is a positive definite matrix exists theta -1, it is possible to adjust the observer gain L (u) by using the theta . Further, similarly to the case of the above state feedback control law, the gain L of the controller can be adjusted using d122 .

【0241】ここで、前記数145,146の制約条件
を満たす非線形重みa1(x,x^),a2(x,x^)を下記数
151,152に例示しておく。
Here, non-linear weights a 1 (x, x ^) and a 2 (x, x を 満 た す) satisfying the constraints of the above equations 145 and 146 are exemplified in the following equations 151 and 152.

【0242】[0242]

【数151】 [Equation 151]

【0243】[0243]

【数152】 [Equation 152]

【0244】なお、前記数151,152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151,152を用いると前記数
148,149は下記数153,154のように変形さ
れる。
Incidentally, m 1 (x,
x ^) is an arbitrary positive definite function, and ε is ε <1 and εγ 2 2 >
It is a positive constant of 1. Then, as a result of the calculation by the computer, the positive definite symmetric solution P as described above could be obtained. Using the equations 151 and 152, the equations 148 and 149 are transformed into the following equations 153 and 154.

【0245】[0245]

【数153】x'^=(A+L(u)C2)x^+(B20+L
(u)D220)x^u−L(u)y
Equation 153] x '^ = (A + L (u) C 2) x ^ + (B 20 + L
(u) D 220 ) x ^ u-L (u) y

【0246】[0246]

【数154】 [Equation 154]

【0247】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。
As a result, in this case, similarly to the case of the state feedback control system described above, a solution can be easily obtained by using known software. P can be found, and the estimated state quantity x ′ ^ and the control law u =
k (y) can also be derived.

【0248】c2−2)第2タイプの具体的計算例 次に、この第2タイプの制御則を用いた第1目標減衰力
Fdの計算例について説明する。この場合、上記第1タ
イプの場合の図6の相対変位量センサ22(図1の相対
変位量センサ22a,22b,22c,22d)を省略
するとともに、図17のステップ202a,204aに
よる相対変位量センサ22からの相対変位量xpw−xpb
の入力及び相対速度xpw'−xpb'の計算、並びにステッ
プ206a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。
C2-2) Specific Calculation Example of Second Type Next, a description will be given of a calculation example of the first target damping force Fd using the control law of the second type. In this case, the relative displacement sensor 22 in FIG. 6 (the relative displacement sensors 22a, 22b, 22c, and 22d in FIG. 1) in the case of the first type is omitted, and the relative displacement in steps 202a and 204a in FIG. Relative displacement x pw -x pb from sensor 22
And the calculation of the relative speed x pw '-x pb ' and the calculation process in step 206a are omitted, and the calculation according to the second type of control law is executed.

【0249】この場合も、第1減衰力計算ルーチンは図
17のステップ200にて開始され、ステップ202a
にてばね上加速度xpb''を入力し、ステップ204aに
てばね上速度xpb'を計算し、ステップ210aにて上
記数153,154と同じ数155,156を用い、相
対速度xpw'−xpb'の推定を含む推定状態量x'^及び制
御入力uを計算する。
Also in this case, the first damping force calculation routine is started in step 200 of FIG.
The sprung acceleration x pb ″ is input at step 204a, the sprung velocity x pb ′ is calculated at step 204a, and the relative speed x pw ′ is calculated at step 210a using the same numbers 155 and 156 as the above equations 153 and 154. Calculate the estimated state quantity x ′ ^ including the estimate of −x pb ′ and the control input u.

【0250】[0250]

【数155】x'^=(A+L(u)C2)x^+(B20+L
(u)D220)x^u−L(u)y
X ′ ^ = (A + L (u) C 2 ) x ^ + (B 20 + L)
(u) D 220 ) x ^ u-L (u) y

【0251】[0251]

【数156】 [Equation 156]

【0252】前記数155,156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204aの処理により計算
したばね上速度xpb'である。
A, L, C 2 ,
γ 2 , m 1 (x, x ^), C 11 , P, C 12 are the same as those of the first type. B 20 , D 220 , d
Reference numeral 122 denotes an appropriate constant matrix stored in the microcomputer in advance and described above. In this case, y is an observed value, and is the sprung speed x pb ′ calculated by the processing in step 204a.

【0253】前記ステップ210aの処理後、上記第1
タイプと同様なステップ212,214の処理により、
ダンパ12の総合的な目標減衰係数Csを計算するとと
もに第1目標減衰力Fdを計算する。ただし、この場
合、ステップ214の第1目標減衰力Fdの計算では、
ステップ210aにて計算した推定相対速度xpw'^−x
p b'^を利用する。 c3−1)第3タイプの制御系の設計例 この第3タイプも、上記数106のB2(x)及び数11
3のD22(x)が未知関数すなわち相対速度xpw'−xpb'
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。
After the processing in step 210a, the first
By the processing of steps 212 and 214 similar to the type,
Calculating a first target damping force Fd with calculating the overall target damping coefficient C s of the damper 12. However, in this case, in the calculation of the first target damping force Fd in step 214,
Estimated relative speed x pw '^ -x calculated in step 210a
Use p b '^. c3-1) Example of Design of Control System of Third Type This third type also has the B 2 (x) and the eleven
3 D 22 (x) is an unknown function or relative speed x pw '-x pb'
Is unknown, and the observer gain L is a function matrix.

【0254】この第3タイプにおいても、上記第2タイ
プの数139〜142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 TΘTΘD12>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
57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、及び下記数158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15
9,160の制約条件を満たすならば、下記数161と
する制御則の一つは下記数162,163で与えられ
る。
Also in the third type, an attempt is made to design a non-linear H フ ィ ー ド バ ッ ク output feedback control law for the generalized plant represented by the above-mentioned second type by Expressions 139 to 142. When the observer gain L is a function of the control input u, an output feedback control law can be designed by the following theorem. That, gamma 1 is a positive constant satisfying the γ 1 2 I-D 21 T Θ T ΘD 12> o, and the gamma 2 is a positive constant is γ 2> 1, and epsilon 1 2
When there is a positive constant ε satisfying −u 2 > 0,
There are a positive definite symmetric matrix P, Q and a positive definite matrix を 満 た す satisfying the Riccati inequality for designing the observer (observer gain) of 57 and the Riccati inequality for designing the controller of the following Expression 158, and further, the nonlinear weight a 1 ( x, x ^), a 2 (x, x ^)
If the constraint conditions of 9,160 are satisfied, one of the control rules represented by the following equation 161 is given by the following equations 162,163.

【0255】[0255]

【数157】 [Equation 157]

【0256】[0256]

【数158】 [Equation 158]

【0257】[0257]

【数159】γ2 2−a1(x,x^)2>0,γ2 2−a
2(x,x^)2>0
Γ 2 2 −a 1 (x, x ^) 2 > 0, γ 2 2 −a
2 (x, x ^) 2 > 0

【0258】[0258]

【数160】 [Equation 160]

【0259】[0259]

【数161】‖[z1 T 2 T]T2≦γ1γ2‖w‖2 [Equation 161] {[z 1 T z 2 T ] T2 ≦ γ 1 γ 2 ‖w‖ 2

【0260】[0260]

【数162】x'^=(A+L12)x^+(B20+L
2220)x^u−(L1+L2u)y
X ′ ^ = (A + L 1 C 2 ) x ^ + (B 20 + L)
2 D 220) x ^ u- ( L 1 + L 2 u) y

【0261】[0261]

【数163】 [Equation 163]

【0262】ただし、オブザーバゲインL(u)は下記数
164のように表される。
Note that the observer gain L (u) is expressed by the following equation (164).

【0263】[0263]

【数164】L(u)=−QC2 TΘTΘ−uQD220 TΘTΘ
=L1+uL2 また、前記数164中のL1,L2は下記数165,16
6のように表される。
[Number 164] L (u) = - QC 2 T Θ T Θ-uQD 220 T Θ T Θ
= L 1 + uL 2 L 1 and L 2 in the above formula 164 are the following formulas 165 and 16
6 is represented.

【0264】[0264]

【数165】L1=−QC2 TΘTΘ[Number 165] L 1 = -QC 2 T Θ T Θ

【0265】[0265]

【数166】L2=−QD220 TΘTΘ 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。
L 2 = −QD 220 T Θ T Θ Θ is a positive definite matrix in which -1 −1 exists, and the observer gain L (u) can be adjusted using Θ. Further, similarly to the case of the above state feedback control law, the gain L of the controller can be adjusted using d122 .

【0266】ここで、前記数159,160の制約条件
を満たす非線形重みa1(x,x^),a2(x,x^)を下記数
167,168に例示しておく。
Here, the non-linear weights a 1 (x, x ,) and a 2 (x, x ^) satisfying the constraints of the above equations 159 and 160 are exemplified in the following equations 167 and 168.

【0267】[0267]

【数167】 167

【0268】[0268]

【数168】 168

【0269】なお、前記数167,168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167,168を用いると前記数
162,163は下記数169,170のように変形さ
れる。
Note that m 1 (x,
x ^) is an arbitrary positive definite function, and ε is ε <1 and εγ 2 2 >
It is a positive constant of 1. As a result of the calculation by the computer, the positive definite symmetric solution P as described above could be obtained. Then, when the above equations 167 and 168 are used, the equations 162 and 163 are transformed into the following equations 169 and 170.

【0270】[0270]

【数169】x'^=(A+L12)x^+(B2x^+L2
22x^)u−L(u)y
X '^ = (A + L 1 C 2 ) x ^ + (B 2 x ^ + L 2 D
22 x ^) u-L (u) y

【0271】[0271]

【数170】 [Equation 170]

【0272】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タイプの具体的計算例 次に、この第3タイプの制御則を用いた第1目標減衰力
Fdの具体的計算例について説明する。この場合の構成
は、上記第2タイプの場合と同じである。
As a result, in this case as well, similarly to the case of the above-mentioned state feedback control system, the solution can be easily obtained by using known software. P can be found, and the estimated state quantity x ′ ^ and the control law u =
k (y) can also be derived. c3-2) Specific Calculation Example of Third Type Next, a specific calculation example of the first target damping force Fd using this third type control law will be described. The configuration in this case is the same as that of the second type.

【0273】この場合も、第1減衰力計算ルーチンの実
行は図17のステップ200にて開始され、前記第1タ
イプと同様なステップ202a,204aの処理後、ス
テップ210aにて上記数169,170と同じ数17
1,172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。
Also in this case, the execution of the first damping force calculation routine is started in step 200 of FIG. 17, and after the processing of steps 202a and 204a similar to the first type, the above equations 169 and 170 are obtained in step 210a. The same number 17 as
The estimated state quantity x '^ and the control input u are calculated in the same manner as in the case of the second type using 1,172.

【0274】[0274]

【数171】x'^=(A+L12)x^+(B2x^+L2
22x^)u−L(u)y
X '^ = (A + L 1 C 2 ) x ^ + (B 2 x ^ + L 2 D
22 x ^) u-L (u) y

【0275】[0275]

【数172】 [Equation 172]

【0276】前記数171,172中のA,C2
20,,D220,γ2,m1(x,x^),C1 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164〜166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204aの処理により計算
したばね上速度xpb'である。
A, C 2 ,
B 20 ,, D 220, γ 2 , m 1 (x, x ^), C 1 1, d 122,
P, with respect to C 12 is the same as that of the second type. L, L 1 , and L 2 are gains defined by Equations 164 to 166. Further, also in this case, y is an observed value, and is the sprung speed x pb ′ calculated by the processing in step 204a.

【0277】前記ステップ210aの処理後、上記第2
タイプと同様なステップ212、214の処理により、
ダンパ12の総合的な目標減衰係数Csを計算するとと
もに第1目標減衰力Fdを計算して、ステップ216に
てこの第1減衰力計算ルーチンの実行を終了する。
After the processing in step 210a, the second
By the processing of steps 212 and 214 similar to the type,
The first target damping force Fd calculated with calculating the overall target damping coefficient C s of the damper 12, and ends the execution of the first damping force calculating routine at step 216.

【0278】d.第3変形例 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Bp2(xp),Dp2(x
p)が既知すなわち相対速度xpw'−xpb'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。
D. Third modified example d1. Design of Kalman Filter Based Nonlinear H∞ Control System For the above model a, the bilinear terms B p2 (x p ) and D p2 (x
On the condition that p ) is known, that is, the relative velocity x pw '−x pb ' can be observed, an attempt is made to design an output feedback system when a Kalman filter is used as an observer.

【0279】なお、この第3変形例における符号も上記
第2変形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173,174
により表される。
[0279] The reference numerals in the third modification are the same as those in the second modification, and the suffix p is added to the coefficients and variables relating to the plant. The state space expression of the suspension device is expressed by the following equations 173 and 174.
Is represented by

【0280】[0280]

【数173】xp'=App+Bp11+Bp2(xp)uX p '= A p x p + B p1 w 1 + B p2 (x p ) u

【0281】[0281]

【数174】yp=Cpp+Dp12+Dp2(xp)u t→∞の場合のカルマンフィルタは、Dp1=Iの場合、
下記数175のように表される。
[Number 174] in the case of y p = C p x p + D p1 w 2 + D p2 (x p) u t → ∞ the Kalman filter, in the case of D p1 = I,
It is expressed as in the following Expression 175.

【0282】[0282]

【数175】xo'=Apo+Bp2u+K(Cpo+D
p2(xp)u−y) ただし、xo,xo'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176のとおり
である。
Equation 175] x o '= A p x o + B p2 u + K (C p x o + D
p2 however (x p) u-y) , x o, x o ' is an estimated state quantity in the Kalman filter, the filter gain K is as follows number 176.

【0283】[0283]

【数176】K=−ΣCp T-1 また、推定誤差共分散Σは、下記数177のリカッチ方
程式の正定対称解である。
K =-{C p T W -1 } The estimated error covariance Σ is a positive definite symmetric solution of the Riccati equation of the following formula 177.

【0284】[0284]

【数177】ApΣ+ΣAp T+Bp1VBp1 T−ΣCp T-1
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。
数 A p Σ + pA p T + B p1 VB p1 T -ΣC p T W -1
C p Σ = o where V is the covariance matrix of w 1 and W is the covariance matrix of w 2 .

【0285】このシステムの一般化プラントのブロック
線図は図18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xo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Wu(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変形
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変形例と同等な性能が得られると考えられる。図
18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178〜184の通りである。
A block diagram of a generalized plant of this system is as shown in FIG. 18. In this case, the frequency weight W (s) is added to the "estimated state quantity xo " which is the output of the observer.
And "frequency weight W u (s) applied to control input u."
Is used as the evaluation output z. That is, here, the control system is designed so that the output of the Kalman filter is reduced using the Kalman filter as a detector. Although this point is different from the first and second modifications, it is considered that if the state estimation is performed well, the same performance as that of the first and second modifications is obtained. The state space representation of the system given by the block diagram of FIG.

【0286】[0286]

【数178】xp'=App+Bp11+Bp2(xp)uX p ′ = A p x p + B p1 w 1 + B p2 (x p ) u

【0287】[0287]

【数179】xo'=Apo+Bp2(xp)u+L(C2o
p2(xp)u−y)
[Number 179] x o '= A p x o + B p2 (x p) u + L (C 2 x o +
D p2 (x p ) u-y)

【0288】[0288]

【数180】y=Cpp+Dp12+Dp2(xp)uEquation 180] y = C p x p + D p1 w 2 + D p2 (x p) u

【0289】[0289]

【数181】xw'=Aww+Bwso [Number 181] x w '= A w x w + B w C s x o

【0290】[0290]

【数182】z1=a1(xp,xo,xw,xu)(Cww
wso)
182 = z 1 = a 1 (x p , x o , x w , x u ) (C w x w +
D w C s x o)

【0291】[0291]

【数183】xu'=Auu+BuX u '= A u x u + B u u

【0292】[0292]

【数184】z2=a2(xp,xo,xw,xu)(Cuu
uu) ただし、xpはシステムの状態量、数178はシステム
の状態空間表現、xoは推定状態量、数179はオブザ
ーバの状態空間表現、yは観測出力、xw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。
[Number 184] z 2 = a 2 (x p , x o, x w, x u) (C u x u +
D u u) where x p is the state quantity of the system, Equation 178 is the state space representation of the system, x o is the estimated state quantity, Equation 179 is the state space representation of the observer, y is the observation output, and x w is the frequency weight. Indicates a state. The evaluation outputs z 1 and z 2 are given non-linear weights to be designed later.

【0293】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(xo)を設計する。そし
て、このシステムでは下記数185に示すように、周波
数重みWs(s)に対する入力がxoとなっていることが特
徴である。
[0293] For this system, "internal index closed loop system stable" and control law u = k for feedback controlling the state of the observer satisfying "positive constant γ below is L 2 gain to z from w" (x o ) design. This system is characterized in that the input for the frequency weight W s (s) is x o , as shown in Expression 185 below.

【0294】[0294]

【数185】 [Equation 185]

【0295】はじめに、誤差変数を下記数186のよう
に定義すると、誤差システムは下記数187,188の
ようになる。
First, when an error variable is defined as in the following equation 186, the error system is as in the following equations 187 and 188.

【0296】[0296]

【数186】xe=xp−xo 186 = x e = x p- x o

【0297】[0297]

【数187】xe'=(Ap+LCp)xe+Bp11+LDp
2
[Number 187] x e '= (A p + LC p) x e + B p1 w 1 + LD p
w 2

【0298】[0298]

【数188】 188

【0299】さらに、ye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187,
188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189,190のようにな
る。
Further, y e is multiplied by a constant matrix Θ (scaling matrix) for which an inverse matrix exists, and the above equation 187,
When the error system represented by 188 is modified, the modified system is represented by the following equations 189 and 190.

【0300】[0300]

【数189】xpe'=(Ap+LCp)xpe+Bp11+LD
p2
[Number 189] x pe '= (A p + LC p) x pe + B p1 w 1 + LD
p w 2

【0301】[0301]

【数190】ye~=ΘCpe+ΘDp12 この変形した誤差システムに対して、ある正定数γ1
存在して外乱入力w=[w1 T2 T]からye~までのL
2ゲインがγ1以下(‖ye~‖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。
Equation 190] y e ~ = ΘC p x e + ΘD p1 w 2 with respect to the deformed error system, the disturbance input w = positive constant gamma 1 exists in [w 1 T w 2 T] from y e ~ L up to
Given that 2 gain is designed to become like the observer gain L gamma 1 or less (‖y e ~ ‖ 2 ≦ γ 1 ‖w‖ 2).

【0302】ここで、γ1はγ1I−Dp1 TΘTΘDp1>o
を満たす正定数とすれば、‖ye~‖ 2≦γ1‖w‖2とな
るLは下記数191で与えられる。
Here, γ1Is γ1IDp1 TΘTΘDp1> O
正 ye~ ‖ Two≤γ1{W}TwoTona
L is given by Equation 191 below.

【0303】[0303]

【数191】L=−QCp TΘTΘ ただし、Qは下記数192のリカッチ方程式を満たす正
定対称行列である。
[Number 191] L = -QC p T Θ T Θ However, Q is a positive definite symmetric matrix that satisfies the Riccati equation of the following number 192.

【0304】[0304]

【数192】 [Equation 192]

【0305】なお、ここで解く前記数192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変形
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。
It should be noted that the Riccati equation of Equation 192 to be solved here is the order of the plant, and is smaller than the order of the generalized plant of the first and second modifications.

【0306】次に、オブザーバに関する上記数179を
書き換えると、下記数193のようになる。
Next, when the above equation 179 relating to the observer is rewritten, the following equation 193 is obtained.

【0307】[0307]

【数193】 193

【0308】この数193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ye^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193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xw,xu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194〜196のようになる。
The observer represented by the equation (193) is
The positive constant γ usedTwoExists and the observer error ye^
L to the evaluation output zTwoGain is γTwoThe following ({z}Two≤γTwo
‖Y e~ ‖Two) To design the controller
think of. Here, the ob-
Variable x for the frequency weight using thew, XuTogether
When a generalized plant is configured, the state of the plant
The spatial representation is as shown in the following equations 194 to 196.

【0309】[0309]

【数194】xk'=Axk+B2(xp)u+L1Θ-1e~X k '= Ax k + B 2 (x p ) u + L 1 -1 -1 y e

【0310】[0310]

【数195】z1=a1(xp,xk)C11k 195: z 1 = a 1 (x p , x k ) C 11 x k

【0311】[0311]

【数196】z2=a2(xp,xk)C12k+a2(xp,x
k)D12u ただし、前記数194〜196における各変数行列及び
定数行列は、下記数197〜204のおりである。
196 = z 2 = a 2 (x p , x k ) C 12 x k + a 2 (x p , x
k ) D 12 u However, the variable matrices and the constant matrices in the above equations 194 to 196 are the cages in the following equations 197 to 204.

【0312】[0312]

【数197】 [Equation 197]

【0313】[0313]

【数198】 [Equation 198]

【0314】[0314]

【数199】 [Equation 199]

【0315】[0315]

【数200】 [Equation 200]

【0316】[0316]

【数201】 (Equation 201)

【0317】[0317]

【数202】C11=[Dwsw o][Number 202] C 11 = [D w C s C w o]

【0318】[0318]

【数203】C12=[o o Cu[Number 203] C 12 = [o o C u ]

【0319】[0319]

【数204】D12=Du なお、ここで定義した状態量xkには状態量xpが含まれ
ていない。
D 12 = D u Note that the state quantity x k defined here does not include the state quantity x p .

【0320】このとき、D12 -1が存在するとすれば、下
記数205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(xp,xk),a2(xp,xk)が下記数
206を満たせば、ある正定数γ2が存在して‖z‖2
γ2‖ye2となるコントローラは下記数207で与え
られる。
At this time, assuming that D 12 -1 exists, there exists a positive definite symmetric solution P of the Riccati inequality of the following Expression 205, and
Furthermore, if the nonlinear weights a 1 (x p , x k ) and a 2 (x p , x k ) satisfy the following expression 206, there exists a certain positive constant γ 2 and {z‖ 2
The controller that satisfies γ 2 ‖y e2 is given by Expression 207 below.

【0321】[0321]

【数205】 [Equation 205]

【0322】[0322]

【数206】 [Equation 206]

【0323】[0323]

【数207】 [Equation 207]

【0324】よって、下記数208,209を満足する
オブザーバ及びコントローラが設計できる。
Therefore, an observer and a controller satisfying the following Expressions 208 and 209 can be designed.

【0325】[0325]

【数208】‖ye~‖2≦γ1‖w‖2 数 y e ~ ‖ 2 ≤γ 1 ‖wγ 2

【0326】[0326]

【数209】‖z‖2≦γ2‖ye~‖2 これらのことから、下記数210,211のリカッチ方
程式及び不等式を満たす正定対称行列Q,Pが存在する
ことがわかる。
From Equation 209] ‖z‖ 2 ≦ γ 2 ‖y e ~ ‖ 2 these things, positive definite symmetric matrix Q satisfying Riccati equation and the following inequality number 210 and 211, it can be seen that P is present.

【0327】[0327]

【数210】 [Equation 210]

【0328】[0328]

【数211】 [Equation 211]

【0329】そして、非線形重みa1(xp,xk),a2(x
p,xk)が下記数212の制約条件を満たすとすれば、下
記数213となる制御則は下記数214,215で与え
られる。
Then, the nonlinear weights a 1 (x p , x k ) and a 2 (x
Assuming that ( p , x k ) satisfies the constraint condition of the following expression 212, the control law of the following expression 213 is given by the following expressions 214 and 215.

【0330】[0330]

【数212】 [Equation 212]

【0331】[0331]

【数213】‖z‖2≦γ1γ2‖w‖2 [Equation 213] {z} 2 ≦ γ 1 γ 2 ‖w‖ 2

【0332】[0332]

【数214】xk'=(A+L12)xk+(B2(xp)+L1
p2(xp))u−L1
X k '= (A + L 1 C 2 ) x k + (B 2 (x p ) + L 1
D p2 (x p )) u-L 1 y

【0333】[0333]

【数215】 [Equation 215]

【0334】ここで、カルマンフィルタを設計するため
に用いた前記数177のリカッチ方程式と、前記数19
2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216,217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。
Here, the Riccati equation of the formula (177) used for designing the Kalman filter and the formula (19)
2, the covariance matrix V, W
Is defined as in the following Expressions 216 and 217, the positive definite symmetric solutions 両 and Q of both Riccati equations coincide with each other.

【0335】[0335]

【数216】W-1=ΘTΘ[Equation 216] W −1 = { T }

【0336】[0336]

【数217】 217

【0337】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216,2
17を満たすΘ,γ1を選べば、ここで設計し下記数2
18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。
That is, using the covariance matrices V and W used when designing the Kalman filter,
If Θ and γ 1 that satisfy 17 are selected, design here and
The observer represented by 18 matches the Kalman filter.

【0338】[0338]

【数218】xo'=Axo+B2(xp)u+L(C2o+D
p2(xp)u−y) ここで、前記数212の制約条件を満たす非線形重みa
1(xp,xk),a2(xp,xk)を下記数219,220に例
示しておく。
X o '= Ax o + B 2 (x p ) u + L (C 2 xo + D
p2 (x p ) u−y) where the nonlinear weight a satisfying the constraint condition of the above equation 212
1 (x p , x k ) and a 2 (x p , x k ) are exemplified in the following equations 219 and 220.

【0339】[0339]

【数219】 [Equation 219]

【0340】[0340]

【数220】 [Equation 220]

【0341】なお、前記数219,220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219,220を用いると
前記数214,215は下記数221,222のように
変形される。
In addition, m 1 (x,
x ^) is an arbitrary positive definite function. As a result of the calculation by the computer, the positive definite symmetric solution P as described above could be obtained. Using the equations (219, 220), the equations (214, 215) are transformed into the following equations (221, 222).

【0342】[0342]

【数221】xk'=(A+L12)xk+(B2(xp)+L1
p2(xp))u−L1
X k '= (A + L 1 C 2 ) x k + (B 2 (x p ) + L 1
D p2 (x p )) u-L 1 y

【0343】[0343]

【数222】 (Equation 222)

【0344】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。
As a result, also in this case, similarly to the case of the above-mentioned state feedback control system, the solution can be easily obtained by using known software. P can be found, and the state quantity x ′ and the control law u = k
(y) can also be derived.

【0345】d2.具体的計算例次に、カルマンフィル
タベースの制御則を用いた第1目標減衰力Fdの具体的
計算例について説明する。この場合の構成も、上記第2
変形例の第1タイプの場合と同じである。
D2. Specific Calculation Example Next, a specific calculation example of the first target damping force Fd using the Kalman filter-based control law will be described. The configuration in this case is also described in the second
This is the same as the case of the first type of the modified example.

【0346】また、この場合も、第1減衰力計算ルーチ
ンの実行は図17のステップ200にて開始され、前記
第2変形例の第1タイプと同様なステップ202a,2
04a,210aの処理を実行する。ただし、この場合
には、ステップ210aにて上記数221,222と同
じ下記数223,224を用い、上記第2変形例の第1
タイプの場合と同様にして状態量xk'及び制御入力uを
計算する。
Also in this case, the execution of the first damping force calculation routine is started in step 200 of FIG. 17, and steps 202a and 202 similar to the first type of the second modification are performed.
04a and 210a are executed. However, in this case, in step 210a, the following equations 223 and 224 are used, which are the same as equations 221 and 222, and the first equation of the second modification is used.
The state quantity x k ′ and the control input u are calculated as in the case of the type.

【0347】[0347]

【数223】xk'=(A+L12)xk+(B2(xp)+L1
p2(xp))u−L1
X k '= (A + L 1 C 2 ) x k + (B 2 (x p ) + L 1
D p2 (x p )) u-L 1 y

【0348】[0348]

【数224】 224

【0349】前記数223中のAは、マイクロコンピュ
ータ内に予め記憶されていて前記数198,185,3
0,47により決定される定数行列である。L1は、マ
イクロコンピュータ内に予め記憶されていて前記数20
0,191,192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Cp、前記数39,11
1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
ピュータ内に予め記憶されている前記定数行列である。
2(xp)は前記数199,32,47により決定される
定数行列である。Dp2(xp)は前記数38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202aの処理により入力した相対変位量xpw
−xpb及び前記ステップ204aの処理により計算した
ばね上速度xpb'である。
A in the expression 223 is stored in advance in the microcomputer, and A in the expression 198, 185, 3
It is a constant matrix determined by 0,47. L 1 is stored in advance in the microcomputer and
0, 191, 192, a positive definite symmetric matrix Q, a constant matrix C p ,
A constant matrix C 2 determined by 1 and a gain of the observer determined by a positive definite matrix Θ. C 2 is also the constant matrix previously stored in the microcomputer.
B 2 (x p ) is a constant matrix determined by the equations (199, 32, 47). D p2 (x p ) is a constant matrix determined by the equation (38). Further, y is an observed value, and the relative displacement amount x pw input in the process of step 202a.
−x pb and the sprung speed x pb ′ calculated by the process of step 204a.

【0350】また、前記数224中のD12は、上記数2
04で定義され、かつ上記数48にて設定した周波数重
みWu(s)に関する係数行列であって、予めマイクロコ
ンピュータ内に記憶されている定数行列である。m1(x
p,xk)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(xp
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202により定義されて、前記数
185にて設定した周波数重みWs(s)に関する係数行
列Cw,Dw,Csにより規定され、予めマイクロコンピ
ュータ内に記憶されている定数行列である。B2(xp)は
前記数199,32,47により決定される定数行列で
ある。Pは、上記数211を満たす正定対称解であり、
予めマイクロコンピュータ内に記憶されている定数行列
である。C12は、上記数203により規定され、上記数
48にて設定した周波数重みWu(s)に関する係数行列
uを含む予めマイクロコンピュータ内に記憶されてい
る定数行列である。
Further, D 12 in the above formula 224 is the same as the above formula 2
This is a coefficient matrix related to the frequency weight W u (s) defined by Expression 04 and set in Expression 48, and is a constant matrix stored in advance in the microcomputer. m 1 (x
p , x k ) is an arbitrary positive constant function, and an algorithm relating to the function is stored in the microcomputer in advance. Note that this positive constant function m 1 (x p ,
x k ) may be set to a positive constant, for example, “1.0”. C 11 is defined by the above equation 202, is defined by coefficient matrices C w , D w , and C s relating to the frequency weight W s (s) set in the above equation 185, and is stored in the microcomputer in advance. It is a constant matrix. B 2 (x p ) is a constant matrix determined by the equations (199, 32, 47). P is a positive definite symmetric solution satisfying Equation 211 above,
This is a constant matrix stored in the microcomputer in advance. C 12 is defined by the number 203, is a constant matrix stored in advance in the microcomputer including a frequency weight W u (s) coefficient matrix for C u set at the number 48.

【0351】前記ステップ210aの処理後、上記第1
変形例及び第2変形例の第1タイプと同様なステップ2
12,214の処理により、ダンパ12の総合的な目標
減衰係数Csを計算するとともに第1目標減衰力Fdを計
算して、ステップ216にてこの第1減衰力計算ルーチ
ンの実行を終了する。
After the processing in step 210a, the first
Step 2 similar to the first type of the modified example and the second modified example
The process of 12,214, and calculates a first target damping force Fd with calculating the overall target damping coefficient C s of the damper 12, and ends the execution of the first damping force calculating routine at step 216.

【0352】f.その他の変形例 また、上記第1〜第3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
pr−xpw、相対変位量xpw−xpb、ばね下速度xpw'
及びばね上速度xpb'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、車体BD及び車輪WH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変形例の第1タイプ及び第3変形例
においてはタイヤ変位量xpr−xpw及びばね下速度
pw'の検出を省略して推定するようにし、上記第2変
形例の第2及び第3タイプにおいてはさらに相対変位量
pw−xpb(相対速度xpw'−xpb')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。
F. Other Modifications In the first to third modifications, the tire displacement x pr -x pw , relative displacement x pw -x pb , unsprung speed as state quantities in the state space representation of the generalized plant. x pw '
And the sprung speed x pb ′, but other physical quantities related to the vertical movements of the vehicle body BD and the wheels WH can be used if the state space representation is possible. In the first type and the third modification of the second modification, the detection of the tire displacement x pr -x pw and the unsprung speed x pw ′ is omitted and estimated. In the second and third types, the detection of the relative displacement amount x pw -x pb (relative velocity x pw '-x pb ') is also omitted, and the estimation is performed by slightly changing the control law. It is also possible to omit the detection of the state variables described above.

【0353】また、上記第1〜第3変形例の評価出力z
pにおいては、3種類の物理量、すなわち車体BDの共
振に影響するものとしてばね上速度xpb'を、車輪WH
の共振に影響するものとして相対速度xpw'−xpb'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xpb''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zpとして用い
るようにしてもよい。さらに、前記車体BDの共振に影
響するものとして、ばね上速度xpb'に代えて、ばね上
加速度xpb''、ばね上変位量xpbなどの車体BDの運動
に関係の深い物理量を用いるようにしてもよい。車輪W
Hの共振に影響するものとして、相対速度xpw'−xpb'
に代えて、ばね下速度xpw'、タイヤ変位量xpr−xpw
などの車輪WHの運動に関係の深い物理量を用いるよう
にしてもよい。
The evaluation output z of the first to third modified examples is
In p , three kinds of physical quantities, that is, the sprung speed x pb ′ that affects the resonance of the vehicle body BD,
Relative velocity x pw '−x pb ' as affecting the resonance of
Although the sprung acceleration x pb ″ is used as an influence on the deterioration of the riding comfort of the vehicle (roughness), any one or two of these may be used as the evaluation output z p. . Furthermore, instead of the sprung speed x pb ′, a physical quantity closely related to the motion of the car body BD, such as a sprung acceleration x pb ″ and a sprung displacement x pb, is used as a factor that affects the resonance of the body BD. You may do so. Wheel W
As an influence on the resonance of H, the relative velocity x pw '−x pb '
Instead of the unsprung speed x pw ′ and the tire displacement x pr −x pw
For example, a physical quantity closely related to the motion of the wheel WH may be used.

【0354】また、上記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 Inequality)制御理論を拡張した双
線形マトリクス不等式(Bilinear Matrix Inequality)
制御理論を用いるようにしてもよい。
Further, in the above-mentioned various modified examples, the nonlinear H∞ control theory is applied as a control theory capable of giving a design specification in the frequency domain by handling a non-linear plant. Bilinear Matrix Inequality Bilinear Matrix Inequality that extends control theory
Control theory may be used.

【0355】上記各種変形例によれば、車輪WH(ばね
下部材)の車体BD(ばね上部材)に対する相対速度x
pw'−xpb'と、同相対速度xpw'−xpb'に応じて変化す
る減衰係数Csとの積により与えられる第1目標減衰力
Fd=Cs (xpw'−xpb')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(非線形減衰係数Cv)が連続的に
変化して、制御に違和感を与えない良好な減衰力制御装
置が実現される。また、上記した各種変形例は、車体B
Dの共振に影響する車体BDの上下速度xpb'、車輪W
Hの共振に影響する車輪WHの車体BDに対する相対速
度xpw'−xpb'、及び乗り心地に悪化(ゴツゴツ感)に
影響する車体BDの上下加速度xpb''を評価出力とする
一般化プラントを想定して第1目標減衰力Fdを計算す
るものであって、前記上下速度xpb'、相対速度xpw'−
pb'及び上下加速度xpb''に対して所定の周波数重み
を付与するので、周波数帯域に応じて同上下速度
pb'、相対速度xpw'−xpb'及び上下加速度xpb''を
車両への悪影響をより良好に抑制するように制御するこ
とができる。これにより、これらの各種変形例によれ
ば、車両の走行安定性及び乗り心地がより良好となる第
1目標減衰力Fdが計算されることになる。
According to the above-mentioned various modifications, the relative speed x of the wheel WH (unsprung member) with respect to the vehicle body BD (sprung member).
pw a '-x pb', the relative speed x pw varies according to the '-x pb' damping coefficient C s and the first target damping force Fd = C s given by the product (x pw '-x pb' In the bilinear control system that handles) as well, satisfactory damping that does not give a sense of incongruity to the control specifications (norm condition) given at the time of design and the control input (nonlinear damping coefficient C v ) continuously changes. A force control device is realized. In addition, the above-described various modifications include the vehicle body B
The vertical velocity x pb ′ of the vehicle body BD that affects the resonance of
Generalization that the relative speed x pw '−x pb ′ of the wheel WH with respect to the vehicle body BD that affects the resonance of H, and the vertical acceleration x pb ″ of the vehicle body BD that deteriorates the ride comfort (roughness) are evaluated outputs. A first target damping force Fd is calculated assuming a plant, and the vertical speed x pb ′ and the relative speed x pw ′ −
Since a predetermined frequency weight is assigned to x pb ′ and vertical acceleration x pb ″, the same vertical speed x pb ′, relative speed x pw ′ −x pb ′, and vertical acceleration x pb ″ according to the frequency band. Can be controlled so as to better suppress the adverse effect on the vehicle. Thus, according to these various modified examples, the first target damping force Fd at which the running stability and the riding comfort of the vehicle are further improved is calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 車両の減衰力制御装置の概略ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a damping force control device for a vehicle.

【図2】 図1の電気制御装置にて実行されるプログラ
ムのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a program executed by the electric control device of FIG. 1;

【図3】 図2の第1減衰力計算ルーチンの詳細フロー
チャートである。
FIG. 3 is a detailed flowchart of a first damping force calculation routine of FIG. 2;

【図4】 車両の単輪モデル図である。FIG. 4 is a diagram of a single-wheel model of a vehicle.

【図5】 図2の第2減衰力計算ルーチンの詳細フロー
チャートである。
FIG. 5 is a detailed flowchart of a second damping force calculation routine of FIG. 2;

【図6】 車両の前後輪モデル図である。FIG. 6 is a model diagram of front and rear wheels of a vehicle.

【図7】 図2の第3減衰力計算ルーチンの詳細フロー
チャートである。
FIG. 7 is a detailed flowchart of a third damping force calculation routine of FIG. 2;

【図8】 車両の左右輪モデル図である。FIG. 8 is a left and right wheel model diagram of the vehicle.

【図9】 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。
FIG. 9 is a graph showing data characteristics in a relative speed-damping force table.

【図10】 変形例に係り、車両における他の単輪モデ
ル図である。
FIG. 10 is another single-wheel model diagram of a vehicle according to a modification.

【図11】 第1目標減衰力を計算するための第1変形
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。
FIG. 11 is a block diagram of a generalized plant of a nonlinear H∞ state feedback control system according to a first modification for calculating a first target damping force.

【図12】 (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非線形
減衰係数に対する周波数重みを表すグラフである。
12 (A) to 12 (C) are graphs respectively showing frequency weights for sprung acceleration, sprung speed and relative speed as evaluation outputs, and FIG. 12 (D) is a frequency weight for a non-linear damping coefficient as a control input. It is a graph showing.

【図13】 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。
FIG. 13 is an image diagram showing the operation and effect of control based on the nonlinear H∞ control theory.

【図14】 (A)は第1目標減衰力を計算するための変
形例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。
FIG. 14A is a graph showing damping force-relative speed (F-) in damping force control according to a modified example for calculating a first target damping force.
FIG. 5B is a Lissajous waveform diagram showing characteristics, and FIG. 6B is a graph showing damping force-relative speed (FV) in the conventional skyhook control.
It is a Lissajous waveform diagram showing characteristics.

【図15】 第1目標減衰力を計算するための第1変形
例に係る第1減衰力計算ルーチンのフローチャートであ
る。
FIG. 15 is a flowchart of a first damping force calculation routine according to a first modification for calculating a first target damping force.

【図16】 第1目標減衰力を計算するための第2変形
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。
FIG. 16 is a block diagram of a generalized plant of a non-linear H∞ output feedback control system according to a second modification for calculating the first target damping force.

【図17】 第1目標減衰力を計算するための第2,3
変形例に係る第1減衰力計算ルーチンのフローチャート
である。
FIG. 17 shows a second and a third calculation for calculating the first target damping force.
9 is a flowchart of a first damping force calculation routine according to a modification.

【図18】 第1目標減衰力を計算するための第3変形
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。
FIG. 18 is a block diagram of a generalized plant of a Kalman filter-based nonlinear H∞ control system according to a third modification for calculating the first target damping force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

FW1,FW2…左右前輪(ばね下部材)、RW1,R
W2…左右後輪(ばね下部材)、BD…車体(ばね上部
材)、10A〜10D…サスペンション装置、11,1
1a〜11d,11f,11r,11m,11h…ば
ね、12,12a〜12d,12f,12r,12m,
12h…ダンパ、20…電気制御装置(マイクロコンピ
ュータ)、21a〜21d…ばね上加速度センサ、22
a〜22d…相対変位量センサ、23…ピッチ角速度セ
ンサ、24…ロール角速度センサ、25,25a〜25
d…タイヤ変位量センサ、26,26a〜26d…ばね
下加速度センサ。
FW1, FW2: Left and right front wheels (unsprung members), RW1, R
W2: left and right rear wheels (unsprung member), BD: body (spring member), 10A to 10D: suspension device, 11, 1
1a to 11d, 11f, 11r, 11m, 11h ... springs, 12, 12a to 12d, 12f, 12r, 12m,
12h: damper, 20: electric control device (microcomputer), 21a to 21d: sprung acceleration sensor, 22
a to 22d: relative displacement amount sensor, 23: pitch angular velocity sensor, 24: roll angular velocity sensor, 25, 25a to 25
d: tire displacement amount sensor, 26, 26a to 26d: unsprung acceleration sensor.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
する第1目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第2目標減衰力計算手段と、 前記計算された各輪毎の第1及び第2目標減衰力に基づ
いて最終的な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定する最
終目標減衰力決定手段と、 前記決定した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を
前記各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰
力を前記決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定
制御する出力手段とを備えたことを特徴とする減衰力制
御装置。
1. A damping force control device for controlling damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body, wherein the vibration of the vehicle body in a heave direction is suppressed based on a single wheel model of the vehicle. A first target damping force calculating means for calculating a first target damping force for each wheel, and a second target damping force for suppressing pitchwise vibration of the vehicle body based on a front and rear wheel model of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the first and second target damping forces for each of the wheels, and a final target damping force for determining a final target damping force for each of the wheels based on the calculated first and second target damping forces for each of the wheels. Force determination means, and a control signal corresponding to the determined final target damping force is output to each of the dampers, and the damping force by each damper is set and controlled to the determined final target damping force. Output means for And a damping force control device.
【請求項2】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
する第1目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第2目標減衰力計算手段と、 前記計算された第1及び第2目標減衰力のうちで大きな
方の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
と、 前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段
とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
2. A damping force control device for controlling a damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body, wherein the vibration of the vehicle body in a heave direction is suppressed based on a single wheel model of the vehicle. A first target damping force calculating means for calculating a first target damping force for each wheel, and a second target damping force for suppressing pitchwise vibration of the vehicle body based on a front and rear wheel model of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the calculated first and second target damping forces, and a selecting means for selecting a larger one of the calculated first and second target damping forces for each wheel. Output means for outputting a control signal corresponding to each target damping force to each of said dampers and for setting and controlling the damping force of each of said dampers to said selected target damping force, respectively. Control device.
【請求項3】前記第1目標減衰力計算手段は車体の上下
方向の運動状態量に応じて第1目標減衰力を計算するも
のであり、前記第2目標減衰力計算手段は車体のピッチ
方向の運動状態量に応じて第2目標減衰力を計算するも
のである前記請求項1又は請求項2に記載の減衰力制御
装置。
3. The first target damping force calculating means calculates a first target damping force according to a vertical motion state amount of the vehicle body, and the second target damping force calculating means calculates a first target damping force in the pitch direction of the vehicle body. 3. The damping force control device according to claim 1, wherein the second target damping force is calculated according to the amount of motion state of the damping force. 4.
【請求項4】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
する第1目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第2目標減衰力計算手段と、 前記計算された各輪毎の第1及び第2目標減衰力に基づ
いて最終的な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定する最
終目標減衰力決定手段と、 前記決定した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を
前記各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰
力を前記決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定
制御する出力手段とを備えたことを特徴とする減衰力制
御装置。
4. A damping force control device for controlling a damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body, wherein a vibration in a heave direction of the vehicle body is suppressed based on a single wheel model of the vehicle. A first target damping force calculating means for calculating the first target damping force for each wheel, and a second target damping force for suppressing vibration in the roll direction of the vehicle body based on the left and right wheel models of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the first and second target damping forces for each of the wheels, and a final target damping force for determining a final target damping force for each of the wheels based on the calculated first and second target damping forces for each of the wheels. Force determination means, and a control signal corresponding to the determined final target damping force is output to each of the dampers, and the damping force by each damper is set and controlled to the determined final target damping force. Output means for And a damping force control device.
【請求項5】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
する第1目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第2目標減衰力計算手段と、 前記計算された第1及び第2目標減衰力のうちで大きな
方の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
と、 前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段
とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
5. A damping force control device for controlling a damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body, wherein a vibration in a heave direction of the vehicle body is suppressed based on a single wheel model of the vehicle. A first target damping force calculating means for calculating the first target damping force for each wheel, and a second target damping force for suppressing vibration in the roll direction of the vehicle body based on the left and right wheel models of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the calculated first and second target damping forces, and a selecting means for selecting a larger one of the calculated first and second target damping forces for each wheel. Output means for outputting a control signal corresponding to each target damping force to each of said dampers and for setting and controlling the damping force of each of said dampers to said selected target damping force, respectively. Control device.
【請求項6】前記第1目標減衰力計算手段は車体の上下
方向の運動状態量に応じて第1目標減衰力を計算するも
のであり、前記第2目標減衰力計算手段は車体のロール
方向の運動状態量に応じて第2目標減衰力を計算するも
のである前記請求項4又は請求項5に記載の減衰力制御
装置。
6. The first target damping force calculating means calculates the first target damping force according to the amount of vertical movement of the vehicle body, and the second target damping force calculating means calculates the first target damping force in the roll direction of the vehicle body. The damping force control device according to claim 4 or 5, wherein the second target damping force is calculated according to the amount of motion state of the second target damping force.
【請求項7】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
する第1目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第2目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
を抑制するための第3目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第3目標減衰力計算手段と、 前記計算された各輪毎の第1、第2及び第3目標減衰力
に基づいて最終的な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定
する最終目標減衰力決定手段と、 前記決定した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を
前記各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰
力を前記決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定
制御する出力手段とを備えたことを特徴とする減衰力制
御装置。
7. A damping force control device for controlling damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body, wherein the vibration in the heave direction of the vehicle body is suppressed based on a single wheel model of the vehicle. A first target damping force calculating means for calculating a first target damping force for each wheel, and a second target damping force for suppressing pitchwise vibration of the vehicle body based on a front and rear wheel model of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the wheels, and a third target damping force for calculating, for each wheel, a third target damping force for suppressing vibration in the roll direction of the vehicle body based on the left and right wheel models of the vehicle. Force calculating means; final target damping force determining means for determining a final target damping force for each wheel based on the calculated first, second, and third target damping forces for each wheel; According to each final target damping force determined Damping force control apparatus characterized by comprising an output means for the setting controlled to each final target damping force of the damping force and the determination by the dampers respectively output to the respective dampers to the control signal.
【請求項8】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
抑制するための第1目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
する第1目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
を抑制するための第2目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第2目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
を抑制するための第3目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
算する第3目標減衰力計算手段と、 前記計算された第1、第2及び第3目標減衰力のうちで
最大の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
と、 前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段
とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
8. A damping force control device for controlling a damping force of each damper provided between each wheel of a vehicle and a vehicle body, wherein the vibration in the heave direction of the vehicle body is suppressed based on a single wheel model of the vehicle. A first target damping force calculating means for calculating a first target damping force for each wheel, and a second target damping force for suppressing pitchwise vibration of the vehicle body based on a front and rear wheel model of the vehicle. A second target damping force calculating means for calculating each of the wheels, and a third target damping force for calculating, for each wheel, a third target damping force for suppressing vibration in the roll direction of the vehicle body based on the left and right wheel models of the vehicle. Force calculating means, selecting means for selecting the maximum target damping force among the calculated first, second, and third target damping forces for each wheel, respectively, and according to the selected target damping forces. Control signals are applied to each of the dampers. Damping force control apparatus characterized by by the force of the damping force by the respective dampers and output means for setting control the respective target damping force said selected.
【請求項9】前記第1目標減衰力計算手段は車体の上下
方向の運動状態量に応じて第1目標減衰力を計算するも
のであり、前記第2目標減衰力計算手段は車体のピッチ
方向の運動状態量に応じて第2目標減衰力を計算するも
のであり、前記第3目標減衰力計算手段は車体のロール
方向の運動状態量に応じて第3目標減衰力を計算するも
のである前記請求項7又は請求項8に記載の減衰力制御
装置。
9. The first target damping force calculating means calculates the first target damping force according to the amount of movement of the vehicle body in the vertical direction, and the second target damping force calculating means calculates the first target damping force in the pitch direction of the vehicle body. Calculating the second target damping force according to the amount of motion of the vehicle, and the third target damping force calculating means calculates the third target damping force according to the amount of motion of the vehicle body in the roll direction. The damping force control device according to claim 7 or 8.
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