JP2009006882A - 能動型サスペンション、及び車両の姿勢変化抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の姿勢変化を抑制するための制御をより簡便なモデルで実施する。
【解決手段】独立した２つの２輪モデルを想定して、前輪２輪のうちの一方の前輪に対応するアクチュエータの制御力と後輪２輪のうちの一方の後輪に対応するアクチュエータの制御力とで第１の仮想制御点Ｚａの上下振動を抑制すると共に、前輪２輪のうちの他方の前輪に対応するアクチュエータの制御力と後輪２輪のうちの他方の後輪に対応するアクチュエータの制御力とで第１の仮想制御点とは異なる第２の仮想制御点Ｚｂの上下振動を抑制することで、車両の姿勢変化を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の各輪と車両との間に介装された各アクチュエータを制御することで、車両の姿勢変化を抑制する能動型サスペンション及び車両の姿勢変化抑制方法に関するものである。

従来の能動型サスペンションとしては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１には、左右前輪及び左右後輪にそれぞれ対応して配置された４つのアクチュエータの制御力によって１つの仮想制御点の振動を抑制することで、車両の姿勢変化を抑制している。
特開平７−１８６６６６号公報

上記従来例では、１つの仮想制御点を制御するために、４輪全ての制御力を協調して制御するため、車両の姿勢変化の抑制制御システムがその分、複雑である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車両の姿勢変化を抑制するための制御をより簡便なモデルで実施可能とすることを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、独立した２つの２輪モデルを想定して、前輪２輪のうちの一方の前輪に対応するアクチュエータの制御力と後輪２輪のうちの一方の後輪に対応するアクチュエータの制御力とで第１の仮想制御点の振動を抑制すると共に、前輪２輪のうちの他方の前輪に対応するアクチュエータの制御力と後輪２輪のうちの他方の後輪に対応するアクチュエータの制御力とで第１の仮想制御点とは異なる第２の仮想制御点の振動を抑制することで、車両の姿勢変化を抑制する。

２輪毎に個別の仮想制御点の振動を抑制、すなわち独立した２つの２輪モデルで２点位置の振動を独立して抑制する結果、車両の姿勢変化の抑制制御がその分簡便となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態は、左右前輪及び左右後輪の４輪を備えた車両に対する能動型サスペンションを場合の例である。
図１は、本実施形態の能動型サスペンションの装置構成を示す概略構成図である。
（構成）
まずその構成について説明すると、図１に示すように、各車輪１３ＦＬ〜１３ＲＲを個別に支持する車輪側部材１４と、車両側部材１２との間にそれぞれサスペンション装置１１ＦＬ〜１１ＲＲが介装されている。その各サスペンション装置１１ＦＬ〜１１ＲＲはそれぞれ、軸を上下に向けて介装された、アクチュエータとしての油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲ、及びこれら油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲと並列に配置されたコイルスプリング１６ＦＬ〜１６ＲＲと、油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲに対する作動油圧を後述する制御装置３１からの指令値に応動して制御する圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲとを備えている。

ここで、上記油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲはそれぞれ、シリンダチューブ１５ａの
下部が車輪側部材１４に取り付けられると共に、ピストンロッド１５ｂの上端部が車両側部材１２に取り付けられ、また、上記ピストンロッド１５ｂの下部に固定されるピストン１５ｃによって、シリンダチューブ１５ａ内が上下２つの圧力室に画成されている。そして、ピストン１５ｃによって画成される上下圧力室のピストン１５ｃに対する受圧面積差によって、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲから供給される作動油圧に応じた推力を発生する。また、コイルスプリング１６ＦＬ〜１６ＲＲのそれぞれは、車両の静荷重を支持するものである。そのコイルスプリング１６ＦＬ〜１６ＲＲのばね定数は、静荷重を支えるのみの低ばね定数のものでよい。

圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲはそれぞれ、入力ポート１７ｉ、戻りポート１７ｏ及び制御圧ポート１７ｃを有すると共に、制御圧ポート１７ｃと入力ポート１７ｉ及び戻りポート１７ｏとを遮断状態に、または制御圧ポート１７ｃと入力ポート１７ｉ及び戻りポート１７ｏの何れか一方とを連通させる連通状態に切換えるスプールを有し、このスプールの両端に供給圧と制御圧とがパイロット圧として供給され、さらに供給圧側に比例ソレノイド１７ｓによって制御されるポペット弁が配設された構成を有する。そして、制御圧ポート１７ｃの圧力ＰC が、後述の制御装置３１から比例ソレノイド１７ｓに供給される励磁電流ＩFL〜ＩRRに応じた圧力となるように制御される。

ここで、励磁電流ＩFL〜ＩRRと制御圧ポート１７ｃから出力される制御油圧ＰC との関係は、図２に示すように、励磁電流ＩFL〜ＩRRが零近傍であるときにＰMIN を出力し、この状態から励磁電流ＩFL〜ＩRRが正方向に増加すると、これに所定の比例ゲインＫ1 を持って制御油圧ＰC が増加し、後述する油圧源２３からの設定ライン圧ＰH で飽和する。
また、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの入力ポート１７ｉ及び戻りポート１７ｏは、それぞれ供給側配管２１及び戻り側配管２２を介して油圧源２３に接続されると共に、制御圧ポート１７ｃが油圧配管２４を介して油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲの圧力室に接続されている。なお、図２において、符号２５は供給側配管２１の途中に接続した高圧側アキュムレータ、符号２６は油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲ内の圧力室に絞り２７を介して連通されたばね下振動吸収用アキュムレータである。

一方、車両には、右前輪１３ＦＲ、左後輪１３ＲＬ及び右後輪１３ＲＲに対応する３箇所の位置にそれぞれ上下加速度検出手段としての上下加速度センサ２８ＦＲ、２８ＲＬ及び２８ＲＲが配設されている。これら上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲはそれぞれ検出した上下加速度に対応する信号である加速度検出値ＺGFR 〜ＺGRRを制御装置に出力する。

すなわち、これら上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲはそれぞれ、図３に示すように、加速度が零のときに零の電圧を出力し、上向きの加速度が生じたときにこれに応じて正の電圧でなる加速度検出値ＺG を出力し、下向きの加速度が生じたときにこれに応じて負の電圧でなる加速度検出値ＺG を出力する。そして、３つの車輪１３ＦＲ〜１３ＲＲの位置に上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲを配置することにより、図４に示すように、車両に対しバウンス加速度Ｚ″、ロール角加速度φ″及びピッチング角加速度θ″が生じたときに、各上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲからそれぞれ下記（１）〜（３）式で表される加速度検出値ＺGFR 〜ＺGRR が出力される。
ＺGFR ＝Ｚ″−Ｌ2 θ″−Ｌ1 φ″…………（１）
ＺGRL ＝Ｚ″＋Ｌ4 θ″＋Ｌ3 φ″…………（２）
ＺGRR ＝Ｚ″＋Ｌ4 θ″−Ｌ3 φ″…………（３）

上記式において、Ｌ1 は車両の重心点を通る前後方向線と前右上下加速度センサ２８ＦＲとの間の左右方向距離、Ｌ2 は車両の重心点を通る左右方向線と前右上下加速度センサ２８ＦＲとの間の前後方向距離、Ｌ3 は車両の重心点を通る前後方向線と後左及び後右上
下加速度センサ２８ＲＬ及び２８ＲＲとの間の左右方向距離、Ｌ4 は車両の重心点を通る左右方向線と後左及び後右加速度センサ２８ＲＬ及び２８ＲＲとの間の前後方向距離である。
ここで本実施形態では、上面視での模式図である図５のように、それぞれ対角状に位置する２つの車輪（対角輪同士）を組にして、上面視において、その組を成す車輪組を通る仮想線Ｄ１，Ｄ２を２つ想定し、その各仮想線Ｄ１，Ｄ２上の各一点を、それぞれ第１の仮想制御点Ｚａ、若しくは第２の仮想制御点Ｚｂとする。

そして、車両の姿勢変化に対する抑制制御として、左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬ及び右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲの各油圧シリンダ１５ＦＬ、１５ＲＲを、第１の仮想制御点Ｚａの振動を制御するための第１抑制制御部４２２用のアクチュエータとし、また、右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲ及び左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬの各油圧シリンダ１５ＦＲ、１５ＲＬを、第２の仮想制御点Ｚｂの振動を制御するための第２抑制制御部４２３用のアクチュエータとして、上記第１の仮想制御点Ｚａ及び第２の仮想制御点Ｚｂの振動抑制を独立して制御する。すなわち、制御の観点から、左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬと右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲで第１の組を構成させ、右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲと左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬで第２の組を構成させ、互いに独立した２組の制御システムとして構成する点に大きな特徴を有する。

ここで、この第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置は、それぞれ個別に設定可能であって左右対称の位置に設定する必要はない。また、第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂは、初期値を有すると共に、運転席近傍に設けられた制御点設定器２９によって、それぞれ個別に設定変更可能となっている。第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置情報は、例えば、側面視における車両重心からの車両前後方向の距離で設定する。

そして、３つの上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲの各検出値ＺGFR 〜ＺGRR 及び第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置情報が制御装置３１に入力される。
制御装置３１は、図６に示すように、マイクロコンピュータ４２と、このマイクロコンピュータ４２から出力される圧力指令値ＰFL〜ＰRRをＤ／Ａ変換したアナログ電圧ＶFL〜ＶRRが入力される制御弁駆動回路４３ＦＬ〜４３ＲＲとを備えている。

マイクロコンピュータ４２は、少なくとも入力インタフェース回路４２ａ、出力インタフェース回路４２ｂ、演算処理装置４２ｃ及び記憶装置４２ｄを有し、入力インタフェース回路４２ａには、上下加速度検出装置２８ＦＲ〜２８ＲＲの加速度検出値ＺGFR 〜ＺGRR がＡ／Ｄ変換器４１ＦＲ〜４１ＲＲを介して入力されると共に、第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置情報が直接入力され、出力インタフェース回路４２ｂから出力される圧力指令値ＰFL〜ＰRRがＤ／Ａ変換器４３ＦＬ〜４３ＲＲでアナログ電圧ＶFL〜ＶRRに変換されて、制御弁駆動回路４４ＦＬ〜４４ＲＲに供給される。

演算処理装置４２ｃは、図７に示すように、加速度演算部４２１、第１抑制制御部４２２、第２抑制制御部４２３を備える。
加速度演算部４２１では、入力インタフェース回路４２ａを介して上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲの上下加速度検出値ＺGFR 〜ＺGRR 及び第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置情報（側面視における車両重心からの距離Ｌａ、Ｌｂ：図４参照）を読み込む。そして、まず、３つの上下加速度検出値ＺGFR 〜ＺGRR に基づいて、下記（４）〜（６）式の演算を行って、重心位置でのバウンス加速度Ｚ″、ピッチング角加速度θ″及びロール角加速度φ″を算出する。

さらに、これらと第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置情報に基づいて下記（７
）式及び（８）式の演算を行って、第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂでの上下加速度Ｚａ″、Ｚｂ″をそれぞれ算出する。ここで、上面視において、図４のように、ロール軸に対する各仮想線Ｄ１，Ｄ２の車幅方向の傾きが分かっているので、第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置情報Ｌａ、Ｌｂを、それぞれピッチング軸及びロール軸からの距離の座標（ａ１、ｂ１）、（ａ２，ｂ２）に換算することが出来る。

さらに、第１抑制制御部４２２では、第１の仮想制御点Ｚａでの上下加速度Ｚａ″及び車両のピッチング角加速度θ″に基づき、図８で特定される、図９に示すような２輪モデルを適用して、上記第１の仮想制御点Ｚａでの上下変位及び車両重心点でのバウンス速度を小さくするための、左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬ及び右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲの各油圧シリンダ１５ＦＬ、１５ＲＲで発生させる制御力ＦFL、ＦRRを算出し、これらに応じた圧力制御弁１７ＦＬ、１７ＲＲに対する圧力指令値ＰFL、ＰRRを算出して、これらを出力インタフェース回路４２ｂを介してＤ／Ａ変換器４３ＦＬ、４３ＲＲに出力する。

また、の第２抑制制御部４２３では、第２の仮想制御点Ｚｂでの上下加速度Ｚｂ″及び車両のピッチング角加速度θ″に基づき、図９に示すような２輪モデルを適用して、上記第２の仮想制御点Ｚｂでの上下変位及び車両重心点でのバウンス速度を小さくするための、右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲ及び左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬの各油圧シリンダ１５ＦＲ、１５ＲＬで発生させる制御力ＦFR、ＦRlを算出し、これらに応じた圧力制御弁１７ＦＲ、１７ＲＬに対する圧力指令値ＰFR、ＰRlを算出して、これらを出力インタフェース回路４２ｂを介してＤ／Ａ変換器４３ＦＲ、４３ＲＬに出力する。

また、記憶装置４２ｄは、ＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成され、前記演算処理装置４２ｃの演算処理に必要なプログラムを予め記憶していると共に、演算処理装置４２ｃの演算結果を逐次記憶する。また、制御弁駆動回路４４ＦＬ〜４４ＲＲのそれぞれは、例えばフローティング型の定電流回路で構成され、入力される圧力指令値ＰFL〜ＰRRをＤ／Ａ変換したアナログ電圧ＶFL〜ＶRRに応じた励磁電流ＩFL〜ＩRRを各圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの比例ソレノイド１７ｓに供給する。

ここで、上述の第１抑制制御部４２２における、第１の仮想制御点Ｚａでの振動を抑制するために２つの油圧シリンダで発生させる制御力の演算の設定方法の例について説明する。
上記図９に示す２輪モデルでの各記号の意味は次の通りである。なお、この図は、側面視であって、対角輪を結ぶ線に直交する方向から見た図である。
Ｍ：１／２ばね上質量
Ｉ：１／２ばね上慣性モーメント
Ｌ：対角輪間のホイールベース
Ｌ_ｆ：車両重心点と前輪との間のホイールセンタ距離
Ｌ_ｒ：車両重心点と後輪との間のホイールセンタ距離
Ｋ_ｆ：前輪のばね定数（Ｗ端）
Ｋ_ｒ：後輪のばね定数（Ｗ端）
Ｃ_ｆ：前輪の減衰係数（Ｗ端）
Ｃ_ｒ：後輪の減衰係数（Ｗ端）
θ：車両ピッチング角
Ｌ_ｉ：車両重心点からの第１の仮想制御点Ｚａまでの距離
ｕ_ｆ：前輪の制御力
ｕ_ｒ：後輪の制御力

そして、図９の２輪モデルにおける、車両の運動方程式は次のようになる。
Ｍ・Ｚ″＝Ｆ_ｆ＋Ｆ_ｒ＋ｕ_ｆ＋ｕ_ｒ ・・・（９）
Ｉ・θ″＝Ｌ_ｆ−Ｌ_ｒ・Ｆ_ｒ＋Ｌ_ｆ・ｕ_ｆ−Ｌ_ｒ・ｕ_ｒ ・・・（１０）
なお、上式におけるＦｆおよびＦｒは、次の式で与えられる。
Ｆ_ｆ ＝−ｋ_ｆ（Ｚ_ｆ−Ｚ_ｆ０）−Ｃ_ｆ（Ｚ_ｆ−Ｚ_ｆ０）
Ｆｒ ＝−ｋ_ｒ（Ｚ_ｒ−Ｚ_ｒ０）−Ｃ_ｒ（Ｚ_ｒ−Ｚ_ｒ０）
ここで、状態変数として、Ｚ、Ｚ′、θ、θ′を考えると、状態方程式は、下記式となる。

また、出力方程式を下記式のように設定する。

このとき、上記状態式及び出力方程式の各係数を下記のように置き直すと、

状態方程式及び出力方程式は、次のように置き換えられる。

ここで、

とおくと、

となる。
次に、この状態方程式及び出力方程式に基づき、以下の２次形式評価関数を置く。この評価関数は、車両前方の第１の仮想制御点Ｚａ及び車両重心点でのバウンス速度の和が最小となるように設定したものである。
評価関数：

この式において、

であり

と置くことで、評価関数は

と置き換えられる。
このとき、評価関数を最小とする制御は、状態フィードバック制御である

で与えられる。
ここで、太文字のＰはリカッチ方程式である

を満たす正定唯一解となる。
このリカッチ方程式を解くことにより求まる状態フィードバックゲインである太文字Ｆをフィードバックすることにより、上述の状態方程式は、下記式となる。

この式のようにフィードバックゲインを積算することで、前輪及び後輪の２輪で発生する制御力を算出することでできる。
ここで、第２の仮想制御点Ｚｂの振動を抑制するための２つの油圧シリンダで発生させる制御力の算出の設定方法も、上述の第１の仮想制御点Ｚａの抑制の２輪モデルと同じであるため、説明は省略する。

（動作）
次に、上記実施形態の動作を演算処理装置４２ｃの処理手順を示す図１０のフローチャートを伴って説明する。
イグニッションスイッチがオン状態となると、制御装置３１に電源が投入され、その演算処理装置４２ｃで、車両の姿勢変化抑制の処理が実行される。すなわち、先ずステップＳ１０で初期化を実行して、各車輪位置に設けた図示しないストロークセンサのストローク検出値に基づいて所定の車高調整を行うと共に、制御に必要な各パラメータの設定等を行う。

次いで、ステップＳ２０に移行して、加速度演算部４２１で、上下加速度センサ２８ＦＲ〜２８ＲＲからの信号に基づき、第１の仮想制御点Ｚａ及び第２の仮想制御点Ｚｂでの各上下加速度Ｚａ″および車両のピッチング角加速度θ″を算出してステップＳ３０に移行する。
ステップＳ３０では、第１抑制制御部４２２と第２抑制制御部４２３とが独立して作動する。

そして、第１抑制制御部４２２では、上述のような２輪モデルの車両の状態方程式に基づき、第１仮想制御点での上下変位を抑制すると共に車両重心点でのバウンス速度（上下変位速度）を抑えるために、左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬ及び右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲで発生する制御力、つまり左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬ及び右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲの２輪の油圧シリンダ１５ＦＬ、１５ＲＲで発生すべき制御力ＦFL、ＦRRを算出する。

また、第２抑制制御部４２３でも、第１抑制制御部４２２とは独立して、上述のような２輪モデルの車両の状態方程式に基づき、第２仮想制御点での上下変位を抑制すると共に車両重心点でのバウンス速度（上下変位速度）を抑えるために、右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲ及び左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬで発生する制御力、つまり右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲ及び左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬの２輪の油圧シリンダ１５ＦＲ、１５ＲＬで発生すべき制御力ＦFR、ＦRLを算出する。
次いで、ステップＳ４０に移行して、例えば予め記憶装置４２ｄに格納された圧力指令値算出マップを参照して各制御力ＦFL〜ＦRRに対応する圧力指令値ＰFL〜ＰRRを算出し、算出した圧力指令値ＰFL〜ＰRRを出力インタフェース回路４２ｂを介してＤ／Ａ変換器４３ＦＬ〜４３ＲＲに出力する。

次いでステップＳ５０に移行して、所定の制御終了条件を満足するか否かを判定し、制御終了条件を満足しないときには、前記ステップＳ２０に戻って制御を継続し、制御終了条件を満足するときには、制御を終了する。ここで、制御終了条件としては、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換わった後、所定時間が経過したときに設定され、このイグニッションスイッチがオフ状態となった後も制御装置３１の電源の投入状態を自己保持する。
ここで、第１抑制制御部４２２が第１抑制制御手段を、第２抑制制御部４２３が第２抑制制御手段を、制御点設定器が仮想制御点変更手段を構成する。

（効果）
（１）本実施形態では、車両前方等に設定した第１の仮想制御点Ｚａの上下変位を、左前輪１３ＦＬ及び右後輪１３ＲＲに対応するアクチュエータである、左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬの油圧シリンダ１５ＦＬと右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲの油圧シリンダ１５ＲＲとの両シリンダ１５ＦＬ、１５ＲＲで発生する制御力で抑制する。また、上記第１の仮想制御点Ｚａでの振動抑制とは独立して、車両前方等に設定した第２の仮想制御点Ｚｂの上下変位を、右前輪１３ＦＲ及び左後輪１３ＲＬに対応するアクチュエータである、右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲの油圧シリンダ１５ＦＲと左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬの油圧シリンダ１５ＲＬとの両シリンダ１５ＦＲ、１５ＲＬで発生する制御力で抑制する。この抑制制御の結果、車両の姿勢変化を抑制することができる。

このとき、簡便な２輪モデルを適用して、第１の仮想制御点Ｚａの上下変位（バウンス）を抑えるように、左前輪１３ＦＬのサスペンション装置１１ＦＬ及び右後輪１３ＲＲのサスペンション装置１１ＲＲの両油圧シリンダ１５ＦＬ、１５ＲＲで発生する制御力を制御するだけであり、また、第２の仮想制御点Ｚｂの上下変位（バウンス）を抑えるように、簡便な２輪モデルを適用して右前輪１３ＦＲのサスペンション装置１１ＦＲ及び左後輪１３ＲＬのサスペンション装置１１ＲＬの両油圧シリンダ１５ＦＲ、１５ＲＬで発生する制御力を制御するだけである。この結果、車両の姿勢変化を抑制する制御のシステムがその分だけ簡便となる。

ここで、図９に示すように、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂは、車両重心若しくはその近傍を中心として上下に変位する。このため、仮想制御点Ｚａ，Ｚｂを、車両重心よりも車両前後方向にオフセットして配置しておけば、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位を抑制させることで、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下振動が抑制されると共に、車両のピッチングを抑制することになる。

そして、本実施形態では、第１抑制制御部４２２の処理にて、第１の仮想制御点Ｚａの上下変位（バウンス）及び車両重心点でのバウンス速度を抑えるように２つのアクチュエータで制御力を出力することで、車両のバウンス及び車両のピッチングが抑えられ、同時に、第２抑制制御部４２３の処理によっても、第２の仮想制御点Ｚｂの上下変位（バウンス）及び車両重心点でのバウンス速度を抑えるように２つのアクチュエータで制御力を出力することで、車両のバウンス及び車両のピッチングが抑えられる。
また、抑制位置である第１の仮想制御点Ｚａと第２の仮想制御点Ｚｂが、車両前方からみて、車幅方向に互いにオフセットして配置されている結果、第１の仮想制御点Ｚａ及び第２の仮想制御点Ｚｂのバウンス抑制を行う事で、車両のロールも抑制されることとなる。

（２）特に本実施形態では、各２輪モデルにおいてそれぞれ、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位と共に車両重心でのバウンス速度の両方が小さくなるように各２つのアクチュエータの制御力を調整しているので、すなわち仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの揺動中心である車両重心位置のバウンスも小さく抑えられる結果、より車両のバウンス及びピッチングが小さく抑えられる。

（３）また本実施形態では、第１の仮想制御点Ｚａの抑制制御を行う車輪の組と、第２の仮想制御点Ｚｂの抑制制御を行う車輪の組とを上面視で対角状に配置、つまり対角輪同士で組を構成させ、組毎に個別に抑制制御を行う構成としている。このため、例えば第２抑制制御部４２３の作動を停止し第１抑制制御部４２２だけを作動させて、上記の第１の仮想制御点Ｚａでの抑制制御を行った場合を想定すると、車両前方から見て、左前輪１３ＦＬと右後輪１３ＲＲとは車幅方向、及び車両前後方向にオフセットしている関係で、上記第１の仮想制御点Ｚａでの上下振動を抑えるように制御すると、車両のピッチング及びロールを抑制、特にロールを抑制する制御力の成分も有するので、第１抑制制御部４２２と第２抑制制御部４２３の両方を作動させた場合に比べて抑制効果は劣るものの、第１抑制制御部４２２の処理だけを実行しても車両のピッチング及びロールについても抑制される。

第１抑制制御部４２２の作動を停止して第２抑制制御部４２３だけを作動した場合も、同様な効果を得る。
そして、第１抑制制御部４２２と第２抑制制御部４２３とは独立しているので、例えば４輪のうちの一輪のサスペンションの油圧シリンダで正常な制御力を発生不能な故障が万一発生しても、その故障した車輪を含まない、対角輪側の抑制制御部側だけを作動することで、車両の姿勢変化の抑制制御が可能となる。

（４）また本実施形態では、例えば車両前方に設定した第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位を抑えるように制御することで、例えば運転者の前方注視点の上下動が抑制されて運転負担が軽減する。上記効果に加えて、本実施形態では、車両重心点位置のバウンス速度を抑制することで、乗り心地が向上する。
また、第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの少なくとも一方の仮想制御点の位置を、
フロントガラス窓枠位置やボンネット位置に設定すると、前方視野のぶれを抑制して良好な視野を確保することができ、何れかの座席位置の近傍に設定すると、その座席の乗心地を向上させることができ、前席及び後席の中間点に設定すると、客室全体の上下動を均等に低減させることができ、さらにトランク位置に設定すると、トランクでの上下動を抑制して、積載物を保護することができる。

（応用）
（１）ここで、各２輪モデルによって、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位の抑制と共に、車両重心でのバウンス速度の抑制も行うように制御力を算出しているが、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位の抑制だけを対象として各制御力を算出しても良い。
（２）また、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位の抑制と、車両重心点でのバウンス速度の抑制とを処理するように制御力を算出する代わりに、仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの上下変位と、例えば側面視で運転席や荷台などの位置のバウンス速度の抑制とを処理するように制御力を算出しても良い。

（３）またここで、車両重心点からの仮想制御点Ｚａ、Ｚｂまでの距離は、近いほど車両のバウンスの抑制効果が大きくなり、遠いほど車両のピッチングの効果が大きくなるので、この観点に基づき、車両走行状態や車両の姿勢変化などに基づき、車両の姿勢変化の抑制効果を有効に抑える観点から、自動的に第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置を変更するようにして良い。例えば、車両旋回内輪側に位置する仮想制御点を、旋回速度や旋回半径などに応じた量だけ初期基準位置よりも車両重心点からの距離が遠くなるように設定変更したり、車速が速いほど、車両重心点に対し初期基準点よりも遠くなるように設定変更したりするなど、車両の挙動をより有効に抑えられる方向に向けて設定変更する。

（４）また、車両の姿勢変化の抑制モードを複数設定しておき、その抑制モードに応じた各第１及び第２の仮想制御点Ｚａ、Ｚｂの位置をそれぞれ記憶しておき、運転者の選択によって、運転者の嗜好に応じた設定を可能としたりしても良い。
（５）また、上記実施形態では、アクチュエータとして、油圧シリンダで発生する推力等を可変に制御でき、車高調整も可能なアクティブダンパの場合を例示しているが、これに限定されるものではない。模式図である図１１のような、減衰力可変バルブ１５０ＦＬ〜１５０ＲＲを制御して、油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲの減衰力をそれぞれ調整して制御するような、セミアクティブダンパをアクチュエータとして使用して、ダンパの減衰力を調整することで、この可変に調整する減衰力を上記各制御力として使用する構成であっても良い。

（６）また、上記実施形態では、対角輪同士で制御の組を成す場合で説明しているが、右前輪１３ＦＲと右後輪１３ＲＲで１つの組を構成し、左前輪１３ＦＬと左後輪１３ＲＬで組を構成するように、２輪モデルで制御する車輪の組を設定しても良い。
（７）また、上記実施形態では、第１抑制制御部４２２及び第２抑制制御部４２３に対応するセンサとして３つの上下加速度センサを共用しているが、これに限定されない。第１抑制制御部４２２の対応する車輪位置にそれぞれ上下加速度センサを配置して、第１抑制制御部４２２用のセンサし、また別に、第２抑制制御部４２３の対応する車輪位置にそれぞれ上下加速度センサを配置して、第２抑制制御部４２３用のセンサとして、各抑制制御部用に個別のセンサを割り当てても良い。

本発明に基づく実施形態に係る能動型サスペンションの概略構成を示す図である。 圧力制御弁の励磁電流と制御圧との関係を示す特性線図である。 下加速度センサの検出加速度と出力電圧との関係を示す特性線図である。 上下加速度センサの配置関係を示す説明図である。 第１の仮想制御点及び第２の仮想制御点の位置を例示する上面図である。 制御装置の一例を示すブロック図である。 演算処理装置の一例を示すブロック図である。 第１仮想線及び第１の仮想制御点を例示する図であって、（ａ）は上面図を（ｂ）は図５における矢印Ｅから見た図である。 本実施形態の２輪モデルを示す図である。 制御装置の処理のフローを例示する図である。 アクチュエータの別例を示す図である。

符号の説明

１１ＦＬ〜１１ＲＲ サスペンション装置
１２ 車両側部材
１３ＦＬ 左前輪
１３ＦＲ 右前輪
１３ＲＬ 左後輪
１３ＲＲ 右後輪
１４ 車輪側部材
１５ＦＬ〜１５ＲＲ 油圧シリンダ
１６ＦＬ〜１６ＲＲ コイルスプリング
１７ＦＬ〜１７ＲＲ 圧力制御弁
２８ＦＲ、２８ＦＬ、２８ＲＬ 上下加速度センサ
２９ 制御点設定器
３１ 制御装置
４２ｃ 演算処理装置
４２１ 加速度演算部
４２２ 第１抑制制御部
４２３ 第１抑制制御部
Ｄ１，Ｄ２ 仮想線
Ｚａ 第１の仮想制御点
Ｚｂ 第２の仮想制御点

Claims (7)

1. 少なくとも左右前輪の２輪及び左右後輪の２輪を備える車両の能動型サスペンションであって、上記各車輪と車両との間に介装され制御信号に応じた制御力を個別に発生する複数のアクチュエータと、車両の姿勢変化を抑制する制御信号を上記複数のアクチュエータに出力する制御装置と、を備えた能動型サスペンションにおいて、
   上記制御装置は、
   上記前輪２輪のうちの一方の前輪に対応するアクチュエータと上記後輪２輪のうちの一方の後輪に対応するアクチュエータとの両アクチュエータに対し第１の仮想制御点の振動を抑制する制御信号を出力する第１抑制制御手段と、上記前輪２輪のうちの他方の前輪に対応するアクチュエータと上記後輪２輪のうちの他方の後輪に対応するアクチュエータとの両アクチュエータに対し上記第１の仮想制御点とは異なる第２の仮想制御点の振動を抑制する制御信号を出力する第２抑制制御手段と、を備えることを特徴とする能動型サスペンション。
2. 上記一方の前輪及び一方の後輪の組と、上記他方の前輪及び他方の後輪の組とは、上面視で対角状に配置されることを特徴とする請求項１に記載された能動型サスペンション。
3. 上記第１抑制制御手段と第２抑制制御手段とは個別に独立して作動可能となっているとで、第１抑制制御手段及び第２抑制制御手段の一方の抑制制御手段だけを作動可能となっていることを特徴とする請求項２に記載した能動型サスペンション。
4. 上記第１の仮想制御点及び第２の仮想制御点の少なくとも一方の仮想制御点の位置を、設定変更する仮想制御点変更手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した能動型サスペンション。
5. 上記第１及び第２抑制制御手段はそれぞれ、側面視における車両重心点位置と対応する仮想制御点との上下振動が小さくなるように、対応するアクチュエータの出力を制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した能動型サスペンション。
6. 少なくとも左右前輪の２輪及び左右後輪の２輪を備える車両の上記各車輪と車両との間に介装された各アクチュエータの制御力を制御することで、車両の姿勢変化を抑制する車両の姿勢変化抑制方法において、
   上記前輪２輪のうちの一方の前輪に対応するアクチュエータの制御力と上記後輪２輪のうちの一方の後輪に対応するアクチュエータの制御力とで第１の仮想制御点の振動を抑制すると共に、上記前輪２輪のうちの他方の前輪に対応するアクチュエータの制御力と上記後輪２輪のうちの他方の後輪に対応するアクチュエータの制御力とで第１の仮想制御点とは異なる第２の仮想制御点の振動を抑制することを特徴とする車両の姿勢変化抑制方法。
7. 上面視において、上記一方の前輪及び一方の後輪を通過する直線と、上記他方の前輪及び他方の後輪を通過する直線とは、左右前輪及び左右後輪の４輪で囲まれる空間内で交差することを特徴とする請求項６に記載された車両の姿勢変化抑制方法。

Images