JP2010143263A - 減衰力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行路面の特性に見合った乗り心地制御を行うことができる減衰力制御装置を提供すること。
【解決手段】 予め定められた設定期間内に計算された複数の要求減衰係数C_reqの中心を表す減衰係数が、新たな線形減衰係数C_{s_new}として計算され、この新たな線形減衰係数C_{s_new}が、今まで使用していた線形減衰係数C_sに置き換えられる。これにより、線形減衰係数C_{s_new}が、実際の走行路面に合った減衰係数として適正化される。加えて、新たな線形減衰係数C_{s_new}に応じた新たな非線形重みβ_newが計算される。このように適正化された新たな線形減衰係数C_{s_new}および新たな非線形重みβ_newを用いてサスペンション装置ＳＰの減衰力を制御することによって、車両の走行路面の特性に見合った最適な乗り心地制御を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、振動を減衰するための減衰力を制御する減衰力制御装置に関する。本発明は、特に、車両のサスペンション装置の減衰力を制御する減衰力制御装置に適する。

車両のサスペンション装置は、車体側の部材であるバネ上部材と車輪側の部材であるバネ下部材との間に介装されたサスペンションスプリングおよびダンパを備える。サスペンションスプリングは例えば路面などから入力される振動を緩衝し、ダンパはバネ上部材−バネ下部材間の相対振動を減衰する。

車両の走行状況に応じて減衰力特性を変更することができるダンパが搭載されたサスペンション装置が知られている。このような可変減衰型のサスペンション装置においては、所定の制御理論を適用することにより設計された制御系のフィードバックコントローラにより与えられる制御入力にしたがってダンパの減衰力特性が変更される。これによりバネ上部材の振動が効果的に抑制され、車両の乗り心地が向上する（このような作用効果をもたらす減衰力制御を、本明細書において乗り心地制御という場合もある）。

サスペンション装置の制御モデルは非線形なモデルである。このため、乗り心地制御に関する制御系を設計するときの制御理論として非線形H_∞制御理論が良く適用される。この場合、サスペンション装置の制御モデルを双線形システムとして状態空間表現し、リカッチ不等式の解を求めることにより、制御系のフィードバックコントローラを設計することができる。

特許文献１には、非線形H_∞制御理論に基づいて減衰力が制御されたサスペンション装置が記載されている。この特許文献１によれば、非線形H_∞制御理論を適用して設計した非線形H_∞状態フィードバックコントローラから得られる制御入力に基づいて、制御により変動する可変分の減衰係数（可変減衰係数C_v）が計算される。計算された可変分の減衰係数に、制御により変動しない予め設定された固定分の減衰係数（線形減衰係数C_s）を加算することにより、要求減衰係数C_reqが求められる。さらに要求減衰係数C_reqから、制御目標となる減衰力である要求減衰力F_reqが求められる。この要求減衰力F_reqに基づいて、ダンパの減衰力特性が制御される。
特開２００１−１７３６号公報

図１７は、非線形H_∞制御理論を適用して要求減衰力F_reqを算出した場合における、バネ上−バネ下相対速度（車両のバネ上部材−バネ下部材間の相対振動の速度）vに対する要求減衰力F_reqの変化特性を表す減衰力特性グラフである。図に示すグラフの横軸がバネ上−バネ下相対速度v、縦軸が減衰力Fである。図中の曲線で描かれたリサージュ波形が要求減衰力F_reqの変化特性を表し、このリサージュ波形に囲まれる領域が、要求減衰力F_reqの制御範囲である。また、図中、符号Ａ，Ｂにより示される線分は、ダンパにより発生し得る減衰力特性の下限を表す特性線である。この特性線が直線であるときは、その勾配は、ダンパにより発生し得る最小の減衰係数である最小実減衰係数C_{real_min}を表す。また、図中、符号Ｃ，Ｄにより示される線分は、ダンパにより発生し得る減衰力特性の上限を表す特性線である。この特性線が直線であるときは、その勾配は、ダンパにより発生し得る最大の減衰係数である最大実減衰係数C_{real_max}を表す。最小実減衰係数C_{real_min}と最大実減衰係数C_{real_max}を表す減衰力特性線によって囲まれる領域が、ダンパの減衰力特性を変更することができる範囲、つまり減衰力特性の可変範囲である。

図に示されるように、要求減衰力F_reqのリサージュ波形は原点を中心に第一象限および第三象限に広がる。また、リサージュ波形は、線形減衰係数C_sを表す減衰力特性線の両側にそれぞれ所定の膨らみを持つように広がっている。この膨らみは、非線形H_∞制御理論に基づいて可変減衰係数C_vを算出する際に用いる非線形重みβの大きさに依存する。また、図に示されるように、リサージュ波形により表される要求減衰力F_reqの制御範囲がダンパの減衰力特性の可変範囲に収まり、且つ上記可変範囲にリサージュ波形が重ね合わされていない領域（不使用領域）ができるだけ少なくなるように、すなわち要求減衰力F_reqの制御範囲がダンパの減衰力特性の可変範囲にほぼ一致するように、線形減衰係数C_sおよび非線形重みβが設定される。

線形減衰係数C_sおよび非線形重みβは、設計者が予め設定する。この場合において、設計者は、まず制御対象とされるサスペンション装置が搭載された車両をある特定路面上で走行させる。そして、そのときに計算される要求減衰力F_reqのリサージュ波形が減衰力特性の可変範囲にほぼ一致するように、線形減衰係数C_sおよび非線形重みβが設定される。

上記のように、線形減衰係数C_sおよび非線形重みβは特定路面の走行結果に基づいて設定されている。したがって、車両が実際に走行する走行路面が上記特定路面の特性と異なる特性を持つ路面であるときなどは、計算された要求減衰力F_reqが、必ずしもその路面を走行するときに乗り心地制御を行うために適した減衰力とはならない場合も起こり得る。

たとえば、図１８に示されるように、要求減衰力F_reqのリサージュ波形の平均的な傾きが、設定した線形減衰係数C_sよりも大きくなるように要求減衰力F_reqが計算される場合もある。この場合は、減衰力が大きい領域においてリサージュ波形がダンパの減衰力特性の可変範囲から飛び出す領域が存在する。この領域が大きくなると、要求減衰力F_reqに対してダンパの減衰力特性が追従できない状況が頻繁に発生するようになるので、乗り心地に関する有効な減衰力の制御ができなくなる。また、減衰力が小さい領域においては、リサージュ波形が減衰力特性の可変範囲に重ね合わされていない不使用領域が存在する。この不使用領域が大きいということは、ダンパの発揮し得る減衰力特性を有効に使用していないということであるので、乗り心地に関する最適な減衰力の制御が行われていないことになる。

また、図１９に示されるように、リサージュ波形の膨らみが非常に小さくなるように要求減衰力F_reqが計算される場合もある。この場合は、リサージュ波形の膨らみ方向の両側に大きく不使用領域が存在する。あるいは、図２０に示されるように、リサージュ波形の傾きおよび膨らみが、線形減衰係数C_sや減衰力特性の可変範囲に全く見合っていない場合も起こり得る。リサージュ波形がこれらの図１８〜図２０に示すように描かれるということは、実際の車両の走行路面の特性に見合った乗り心地制御が行われていないことを表している。

本発明は上記のような問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両の走行路面の特性に見合った乗り心地制御を行うことができる減衰力制御装置を提供することにある。

本発明の特徴は、バネ上部材とバネ下部材との間に取付けられたダンパおよびバネを備える可変減衰型の減衰力発生装置を制御対象とした減衰力制御系に非線形H_∞制御理論を適用することにより、制御により変動する可変分の減衰係数である可変減衰係数C_vを計算する可変減衰係数計算手段と、前記可変減衰係数C_vに制御により変動しない固定分の減衰係数である線形減衰係数C_sを加算することにより要求減衰係数C_reqを計算する要求減衰係数計算手段と、前記要求減衰係数C_reqに基づいて制御目標となる減衰力である要求減衰力F_reqを計算する要求減衰力計算手段とを備え、前記要求減衰力F_reqに基づいて前記減衰力発生装置の減衰力を制御する減衰力制御装置であり、予め定められた設定期間内に前記要求減衰係数計算手段により計算された複数の要求減衰係数C_reqの変動幅の中心を表す減衰係数を、新たな線形減衰係数C_{s_new}として計算する新線形減衰係数計算手段と、前記線形減衰係数C_sを、前記新たな線形減衰係数C_{s_new}に更新する線形減衰係数更新手段と、前記可変減衰係数計算手段が非線形H_∞制御理論を適用することにより前記可変減衰係数C_vを計算する際に用いる非線形重みβであって、前記新たな線形減衰係数C_{s_new}に対応する新たな非線形重みβ_newを計算する新非線形重み計算手段と、前記非線形重みβを前記新たな非線形重みβ_newに更新する非線形重み更新手段と、を備える減衰力制御装置としたことにある。

本発明によれば、新線形減衰係数計算手段によって、予め定められた設定期間内に要求減衰係数計算手段により計算された複数の要求減衰係数C_reqの中心を表す減衰係数が、新たな線形減衰係数C_{s_new}として計算される。この新たな線形減衰係数C_{s_new}は、線形減衰係数更新手段によって、今まで使用していた線形減衰係数C_sに置き換えられる。ここで、上記設定期間内に計算された複数の要求減衰係数C_reqは、その設定期間内に車両が走行した路面から入力される振動に対し、非線形H_∞制御理論を適用することによって、最適な乗り心地となるように、微小時間間隔ごとに計算される減衰係数である。よって、このように計算された要求減衰係数C_reqの変動幅の中心を表すように計算される新たな線形減衰係数C_{s_new}は、上記設定期間内に走行した路面の特性を反映した減衰係数、すなわち実際に走行した路面に合うように、学習により適正化された線形減衰係数と言える。

また、本発明によれば、新非線形重み計算手段により新たな非線形重みβ_newが計算される。この新たな非線形重みβ_newは、非線形重み更新手段によって、非線形H_∞制御理論に基づく可変減衰係数C_vの計算の際に今まで使用されていた非線形重みβ、特に評価出力について設定される非線形重みβに置き換えられる。新たな非線形重みβ_newは、新たな線形減衰係数C_{s_new}に対応した重みとして、好ましくは要求減衰力F_reqのリサージュ波形がダンパの減衰力特性の可変範囲から飛び出さず、且つ減衰力特性の不使用領域が最小となるように、計算される。よって、このように計算された非線形重みβ_newは、新たな線形減衰係数C_{s_new}の値に応じて適正化された非線形重みと言える。

つまり、本発明によれば、上記設定期間内に取得した複数の要求減衰係数C_reqの計算履歴が学習され、実際の走行路面に合うように適正化された新たな線形減衰係数C_{s_new}および新たな非線形重みβ_newが求められる。したがって、こうして求められた新たな線形減衰係数C_{s_new}および新たな非線形重みβ_newを用いて減衰力を制御することにより、車両の走行路面の特性に見合った最適な乗り心地制御を行うことができる。

上記発明において、「可変減衰型の減衰力発生装置」とは、振動に対する減衰力の特性、特に、振動の速度（バネ上−バネ下相対速度）に対する減衰力の変化特性（減衰力特性）を変更することができる減衰力発生装置である。また、上記設定期間は、特にその期間の長さが限定されるものではないが、例えば一ヶ月乃至三ヶ月程度の、月単位の長さであるとよい。この程度の長さであれば、実際に走行した路面の特性が、十分に新たな線形減衰係数C_{s_new}に反映される。

また、前記新非線形重み計算手段は、可変減衰係数C_vに新たな線形減衰係数C_{s_new}を加算して求めた要求減衰係数C_reqに基づいて計算される要求減衰力F_reqが、ダンパの減衰力特性の可変範囲を飛び出さず、且つできるだけリサージュ波形の膨らみが大きくなるように（すなわち減衰力特性の不使用領域ができるだけ小さくなるように）、新たな非線形重みβ_newを計算するものであるとよい。このように新たな非線形重みβ_newを計算することにより、ダンパの減衰力特性の可変範囲内で要求減衰力F_reqの制御幅が最も大きくなり、制御性能が向上する。

なお、新たな線形減衰係数C_{s_new}は、上記したように設定期間内に計算された複数の要求減衰係数C_reqの変動幅の中心を表す減衰係数として計算されるものであるが、厳密に中心を表すものとして計算される必要はない。実際の制御に悪影響を及ぼさない程度の誤差範囲内において、要求減衰係数C_reqの変動幅の中心を表す減衰係数として計算されるものであればよい。

前記新線形減衰係数計算手段は、設定期間内に計算された全ての有効な要求減衰係数C_reqの平均値により新たな線形減衰係数C_{s_new}を計算することもできる。好ましくは、前記新線形減衰係数計算手段は、前記設定期間内に前記要求減衰係数計算手段により計算された複数の要求減衰係数C_reqの最大値を最大要求減衰係数C_{req_max}、最小値を最小要求減衰係数C_{req_min}としたときに、下記式
C_{s_new}=(C_{req_max}+C_{req_min})/2
により前記新たな線形減衰係数C_{s_new}を計算するものであるのがよい。このように新たな線形減衰係数C_{s_new}を計算することにより、設定期間内に計算された複数の要求減衰係数C_reqの中心を表す減衰係数を容易に計算することができる。また、設定期間内に記憶しておく減衰係数もC_{req_max}とC_{req_min}のみであるので、メモリを節約できる。

また、前記新非線形重み計算手段は、前記ダンパにより発生し得る最大の減衰係数である最大実減衰係数C_{real_max}と前記新たな線形減衰係数C_{s_new}との差(C_{real_max}-C_{s_new})と、前記新たな線形減衰係数C_{s_new}と前記ダンパにより発生し得る最小の減衰係数である最小実減衰係数C_{real_min}との差(C_{s_new}-C_{real_min})のうちの小さい方の差αに基づいて、前記新たな非線形重みβ_newを計算するものであるとよい。

上記差αは、ダンパの減衰力特性の可変範囲内で変動できる可変減衰係数C_vの変動量を表す。よって、この差αに基づいて、より好ましくは可変減衰係数C_vの変動量が差α程度となるように新たな非線形重みβ_newを計算することによって、要求減衰力F_reqの制御範囲をよりダンパの減衰力特性の可変範囲に合わせることができる。

また、前記新非線形重み計算手段は、前記差αが大きいほど前記新たな非線形重みβ_newが大きくなるように、前記新たな非線形重みβ_newを計算するものであるのがよい。差αが大きいほど可変減衰係数C_vの変動量を大きく取ることができるため、リサージュ波形を膨らませることができる。また、非線形重みが大きくなれば、リサージュ波形が膨らむ。よって、差αが大きいほど大きくなるように新たな非線形重みβ_newを計算することにより、要求減衰力F_reqの制御範囲をよりダンパの減衰力特性の可変範囲に合わせることができる。

また、前記新非線形重み計算手段は、前記差αと前記新たな非線形重みβ_newとを対応させたマップを検索することにより、前記新たな非線形重みβ_newを決定するものであるとよい。これによれば、予め作成された差αとそれに対応する新たな非線形重みβ_newのマップを検索することで、簡単に新たな非線形重みβ_newを決定することができる。

また、前記減衰力発生装置は、車両のサスペンション装置であり、前記減衰力制御装置は、前記バネ上部材の振動を抑制するように、前記サスペンション装置の減衰力を制御するものであるとよい。これによれば、車両のサスペンション装置の減衰力を制御することにより、車両の乗り心地を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態に係る車両のサスペンション制御装置１の全体を表す概略図である。このサスペンション制御装置１は、サスペンション装置ＳＰと電気制御装置ＥＬを備えている。

サスペンション装置ＳＰは、ダンパ１０と、本発明のバネに相当するサスペンションスプリング２０を備えている。ダンパ１０は、シリンダ１１と、ピストン１２と、ピストンロッド１３とを備えて構成されており、タイヤ６０に接続されたロアアームやナックル等のバネ下部材ＬＡと、車体等により構成されるバネ上部材ＨＡとの間に介装されている。シリンダ１１は、内部に粘性流体が封入された中空の部材であり、その下端にてバネ下部材ＬＡに連結されている。ピストン１２は、シリンダ１１の軸方向に移動可能となるようにシリンダ１１の内部に挿入されている。このピストン１２によって、シリンダ１１の内部が上下室Ｒ１，Ｒ２に区画されている。また、ピストン１２には連通路１２ａが形成されており、この連通路１２ａにより上下室Ｒ１，Ｒ２が連通される。ピストンロッド１３は棒状の部材であって、その一端がピストン１２に連結され、その連結部位からシリンダ１１内を上方に向かって延設され、その他端にてバネ上部材ＨＡに連結されている。

サスペンションスプリング２０は、ダンパ１０と並列するようにバネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間に設けられている。サスペンションスプリング２０は、タイヤ６０を介して路面から入力される振動を緩衝するとともに、バネ下部材ＬＡに対してバネ上部材ＨＡを振動させる。この振動に伴い、ピストンロッド１３を介してバネ上部材ＨＡに連結されたダンパ１０のピストン１２が、バネ下部材ＬＡに連結されたダンパ１０のシリンダ１１内で振動する。ピストン１２の振動により連通路１２ａ内をシリンダ１１内の粘性流体が流れる。このときの流体抵抗が振動に対する減衰力となり、ピストン１２の振動、すなわちバネ下部材ＬＡに対するバネ上部材ＨＡの振動が減衰する。このようにサスペンション装置ＳＰは振動に対する減衰力を発生するものであり、本発明の減衰力発生装置に相当する。

また、サスペンション装置ＳＰは、可変絞り機構３０を備えている。可変絞り機構３０はバルブ３１およびアクチュエータ３２を備える。アクチュエータ３２の作動によりバルブ３１が作動する。バルブ３１は連通路１２ａに取付けられている。バルブ３１の作動により連通路１２ａの開度が複数段階に切り換えられる。この切り換えに応じて連通路１２ａの開度が大きくなるとダンパ１０の減衰力がソフト（低め）に設定され、連通路１２ａの開度が小さくなるとダンパ１０の減衰力がハード（高め）に設定される。このように可変絞り機構３０によって、ダンパ１０の減衰力特性は変更される。すなわち本実施形態のサスペンション装置ＳＰは、減衰力特性を変更することができる可変減衰型の減衰力発生装置である。なお、ダンパ１０の減衰力特性は、連通路１２ａの開度の大きさを表す段数により表される。

電気制御装置ＥＬは、バネ上加速度センサ４１、バネ下加速度センサ４２、ストロークセンサ４３、タイヤ変位量センサ４４およびマイクロコンピュータ５０を備えている。バネ上加速度センサ４１はバネ上部材ＨＡに組み付けられており、バネ上部材ＨＡの絶対空間に対する上下方向のバネ上加速度x_pb''を検出する。バネ下加速度センサ４２はバネ下部材ＬＡに組み付けられており、バネ下部材ＬＡの絶対空間に対する上下方向のバネ下加速度x_pw''を検出する。これらのバネ上加速度x_pb''およびバネ下加速度x_pw''は、ともに上方向に向かう加速度を正の加速度として検出するとともに、下方向に向かう加速度を負の加速度として検出する。ストロークセンサ４３は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間に設けられており、バネ下部材ＬＡの基準位置から上下方向の変位量（基準位置から上方向の変位を正、下方向の変位を負とする）であるバネ下変位量x_pwと、バネ上部材ＨＡの基準位置から上下方向の変位量（基準位置から上方向の変位を正、下方向の変位を負とする）であるバネ上変位量x_pbとの差であるバネ上−バネ下相対変位量x_pw-x_pbを検出する。タイヤ変位量センサ４４はバネ下部材ＬＡに取付けられており、路面の基準位置から上下方向の変位量（基準位置から上方向の変位を正、下方向の変位を負とする）である路面変位量x_prとバネ下変位量x_pwとの差であるバネ下相対変位量x_pr-x_pwを検出する。

バネ上加速度センサ４１、バネ下加速度センサ４２、ストロークセンサ４３およびタイヤ変位量センサ４４は、マイクロコンピュータ５０に電気的に接続されている。各センサにより検出された値はマイクロコンピュータ５０に受け渡される。マイクロコンピュータ５０は、受け渡された値を基にアクチュエータ３２の作動を制御することによって、サスペンション装置ＳＰの減衰力を制御する。すなわち、マイクロコンピュータ５０が、本発明の減衰力制御装置に相当する。

また、マイクロコンピュータ５０は、図に示されるように、複数の機能ブロックとして、可変減衰係数計算部５１、要求減衰力計算部５２、要求段数計算部５３、最大／最小要求減衰係数計算部５４、新線形減衰係数計算部５５および新非線形重み計算部５６を有している。可変減衰係数計算部５１は、上記各センサにより検出された値を入力する。また、これらの値を使用して、サスペンション装置ＳＰを制御対象とした減衰力制御系に非線形H_∞制御理論を適用することにより、制御により変動する可変分の減衰係数である可変減衰係数C_vを計算する。そして、計算した可変減衰係数C_vを出力する。また、可変減衰係数計算部５１は、後述するように新非線形重み計算部５６から出力された新たな非線形重みβ_newを入力した場合には、可変減衰係数C_vの計算に用いる非線形重みβを新たな非線形重みβ_newに更新する。

要求減衰力計算部５２は、可変減衰係数計算部５１が出力した可変減衰係数C_vを入力するとともに、入力した可変減衰係数C_vと、制御により変動しない固定分の減衰係数である線形減衰係数C_sとを加算することにより要求減衰係数C_reqを計算し、計算した要求減衰係数C_reqを出力する。さらに、要求減衰係数C_reqに基づいて、制御目標となる減衰力である要求減衰力F_reqを計算し、計算した要求減衰力F_reqを出力する。また、要求減衰力計算部５２は、後述するように新線形減衰係数計算部５５から出力された新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力した場合には、線形減衰係数C_sを新たな線形減衰係数C_{s_new}に更新する。要求段数計算部５３は、要求減衰力計算部５２が出力した要求減衰力F_reqを入力するとともに、入力した要求減衰力F_reqに基づいて、制御目標となるダンパ１０の減衰力特性の段数である要求段数D_reqを計算する。そして、計算した要求段数D_reqに対応する指示信号をアクチュエータ３２に出力する。

最大／最小要求減衰係数計算部５４は、要求減衰力計算部５２が出力した要求減衰係数C_reqを入力するとともに、予め定められた設定期間内に入力した複数の要求減衰係数C_reqの最大値である最大要求減衰係数C_{req_max}および最小値である最小要求減衰係数C_{req_min}を抽出する。そして、抽出した最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}を出力する。新線形減衰係数計算部５５は、最大／最小要求減衰係数計算部５４が出力した最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}を入力するとともに、入力した最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}に基づいて、新たな線形減衰係数C_{s_new}を計算する。そして、計算した新たな線形減衰係数C_{s_new}を出力する。新非線形重み計算部５６は、新線形減衰係数計算部５５が出力した新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力するとともに、入力した新たな線形減衰係数C_{s_new}に対応する新たな非線形重みβ_newを計算する。そして、計算した新たな非線形重みβ_newを出力する。

上記構成のサスペンション制御装置において、車両のイグニッションがＯＮとされた場合、マイクロコンピュータ５０の各機能ブロックは、微小間隔毎に、あるいは各センサ（特にバネ上加速度センサ４１）からの入力が所定の閾値を越えた場合（つまり減衰力制御が必要となる場合）に、図２〜図７に示されるプログラムを繰り返し実行する。

図２は、マイクロコンピュータ５０の可変減衰係数計算部５１が実行する可変減衰係数計算処理の流れを示すプログラムフローチャートである。可変減衰係数計算部５１はこの処理を図２のステップ１００（以下、ステップ番号をＳと略記する）にて開始し、次のＳ１０２にて、バネ上加速度センサ４１からバネ上加速度x_pb"を、バネ下加速度センサ４２からバネ下加速度x_pw"を、ストロークセンサ４３からバネ上−バネ下相対変位量x_pw-x_pbを、タイヤ変位量センサ４４からバネ下相対変位量x_pr-x_pwを、それぞれ入力する。次に、Ｓ１０４にて、バネ上加速度x_pb"を積分することにより、バネ上部材ＨＡの上下方向の変位速度（上方向の速度を正、下方向の速度を負とする）であるバネ上速度x_pb'を、バネ下加速度x_pw"を積分することにより、バネ下部材ＬＡの上下方向の変位速度（上方向の速度を正、下方向の速度を負とする）であるバネ下速度x_pw'を計算する。また、バネ上−バネ下相対変位量x_pw-x_pbを微分することにより、バネ下速度x_pw'とバネ上速度x_pb'との差であるバネ上−バネ下相対速度x_pw'-x_pb'(=v)を計算する。さらに、バネ下相対変位量x_pr-x_pwを微分することにより、路面の上下方向の変位速度（上方向の速度を正、下方向の速度を負とする）である路面速度x_pr'とバネ下速度x_pw'との差であるバネ下相対速度x_pr'-x_pw'を計算する。

続いて、Ｓ１０６にて、新非線形重み計算部５６から新たな非線形重みβ_newを入力したか否かを判定する。新たな非線形重みβ_newを入力したと判定した場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）はＳ１０８に進み、入力した新たな非線形重みβ_newを非線形重みβに代入する。これにより、非線形重みβが新たな非線形重みβ_newに更新される。このステップが本発明の非線形重み更新手段に相当する。その後Ｓ１１０に進む。一方、Ｓ１０６にて新たな非線形重みβ_newを入力していないと判定した場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）は、Ｓ１０８の処理を行わずにＳ１１０に進む。

Ｓ１１０では、可変減衰係数計算部５１は非線形H_∞制御理論に基づき可変減衰係数C_vを計算する。本実施形態では、車両の２自由度単輪モデルに基づき、非線形H_∞状態フィードバックコントローラを設計することにより可変減衰係数C_vを求める。このステップが、本発明の可変減衰係数計算手段に相当する。可変減衰係数C_vの計算手法の概略は、以下のようである。

図８は、サスペンション装置ＳＰの運動を表す車両の単輪モデルを示す図である。図において、M_bはバネ上部材ＨＡの質量、M_wはバネ下部材ＬＡの質量、K_sはサスペンションスプリング２０のバネ定数、C_sはダンパ１０の線形減衰係数、C_vはダンパ１０の可変減衰係数、K_tはタイヤ６０のバネ定数である。この単輪モデルの運動方程式は、下記式(eq.1)および下記式(eq.2)により表される。

なお、式中のx_**'は変位量x_**の１階時間微分である速度（dx_**/dt）を、x_**"は変位量x_**の２階時間微分である加速度（d²x_**/dt²）を表す。

上記式(eq.1)および式(eq.2)により表される図１の単輪モデルの状態空間表現は、状態量x_pを下記に示す変位および速度、外乱w₁を路面速度x_pr'、制御入力uを可変減衰係数C_vとした場合、下記式(eq.3)のように表される。

本実施形態において、サスペンション装置ＳＰの減衰力は、バネ上部材ＨＡの振動に大きく影響するバネ上速度x_pb'、車両の乗り心地に大きく影響するバネ上加速度x_pb"、タイヤ６０の振動に大きく影響するバネ上−バネ下相対速度x_pw'-x_pb'を同時に抑制するように、制御される。したがって、これらのバネ上速度x_pb'、バネ上加速度x_pb"およびバネ上−バネ下相対速度x_pw'-x_pb'が評価出力z_pとして選択される。この場合、評価出力の出力方程式は、下記式(eq.4)のように表される。

また、バネ上加速度x_pb"とバネ上−バネ下相対変位量x_pw-x_pbは比較的検出し易い。したがって、これらのバネ上加速度x_pb"およびバネ上−バネ下相対変位量x_pw-x_pbが観測出力y_pとして選択される。この場合、観測出力y_pの出力方程式は、下記式(eq.5)のように表される。なお、観測出力y_pには観測ノイズw₂が含まれているものとする。

式(eq.3)〜式(eq.5)をまとめたものが、式(eq.6)である。

状態空間表現が上記式(eq3)により表されるシステムは双線形システム、つまり、制御入力uと状態量x_pに関連する量との積が状態量の変化x_p'に作用するシステムである。この場合、状態量x_p=0のときにB_p2(0)=0となり、不可制御となる。したがって、原点近傍外での制御性能を改善するために、非線形重みβが導入される。

図９は、このサスペンション装置ＳＰの制御モデルを表す一般化プラントおよびこの一般化プラントの状態フィードバックコントローラＫよりなる閉ループシステム（減衰力制御系）を表すブロック線図である。図に示されるように、評価出力z_pに周波数重みW_sが作用し、その出力に非線形重みβが作用している。周波数重みW_sは、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重みである。この周波数重みの採用により、制御性能を向上させたい周波数帯域のゲインが大きくされる。周波数重みW_sの状態空間表現は、式(eq.7)により表される。

式(eq.7)において、x_wは周波数重みW_sの状態量を表し、z_wは周波数重みW_sの出力を表す。また、A_w，B_w，C_w，D_wは制御仕様により定まる定数行列である。これらの行列は、例えば、車両の乗り心地を向上させるためにバネ上加速度x_pb"に対するゲインが３〜８Ｈｚ程度の周波数領域で低下し、バネ上部材ＨＡの共振を抑制するためにバネ上速度x_pb'に対するゲインがバネ上共振付近（０．５〜１．５Ｈｚ程度）の周波数領域で低下し、さらにバネ下部材ＬＡの共振を避けるためにバネ上−バネ下相対速度x_pw'-x_pb'に対するゲインがバネ下共振付近（１０〜１４Ｈｚ程度）の周波数領域で低下するように、設定される。

また、評価出力z_pについて設定される非線形重みβによって、評価出力に作用する周波数重みW_sの正味の大きさが変動する。具体的には、非線形重みβが大きいほど周波数重みW_sの正味の大きさが大きくなり、小さいほど小さくなる。ここで、閉ループシステムにおける出力側の感度関数をＳとすると、感度を低くするためには、例えば下記式(eq.8)が成立するようにコントローラＫを設計する必要がある。

この場合、非線形重みβが大きくなると、式(eq.8)を成立させるための感度関数Ｓが相対的に小さくなるので、外乱を抑圧するための制御性が向上する。その反面、非線形H_∞制御問題の解を見つけ出すことが困難になる。よって、非線形H_∞制御問題を満足するためのフィードバックゲインの変動幅が大きくなる（すなわち制御範囲が広くなって、リサージュ波形の膨らみが大きくなる）。逆に、非線形重みβが小さくなると、式(eq.8)を成立させるための感度関数Ｓが相対的に大きくなるので、制御性が悪化する。その一方で、非線形H_∞制御問題の解を見つけ出すことが容易になる。よって、非線形H_∞制御問題を満足するためのフィードバックゲインの変動幅が小さくなる（すなわち制御範囲が狭くなって、リサージュ波形の膨らみが小さくなる）。すなわち、図１０に示されるように、非線形重みβが大きくなるほど、感度関数を（１／βW_s）以下にするように制御することが困難になり、その結果、リサージュ波形が膨らむ。以上の説明からわかるように、非線形重みβは要求減衰力のリサージュ波形の膨らみに影響し、βが大きければ大きいほど、リサージュ波形が膨らむ。

図９に示される閉ループシステムにおいて、一般化プラントの状態空間表現は、下記式(eq.9)のように表される。

式(eq.9)中、D₁₂₁(x)の成分D_wD_p12(x_p)を０とした場合、式(eq.9)は、下記式(eq.10)のように書き表される。

式(eq.10)により表されるシステムは双線形システムである。したがって、非線形H_∞制御問題が可解であるためには、すなわち閉ループシステムを内部安定とし、且つＬ_２ゲインをある与えられた正定数γ以下とするためには、下記式(eq.11)に示されるリカッチ不等式を満たす正定対称行列Pが存在することが必要十分条件となる。

このとき状態フィードバックコントローラＫ（=K(x)=u）の一つは、下記式(eq.12)により与えられる。

ここで、m(x)は任意の正定スカラー値関数である。このようにして与えられる制御入力uにより可変減衰係数C_vが計算される。

図２のＳ１１０にて、上記のような計算手法により可変減衰係数C_vを計算した後は、可変減衰係数計算部５１は次のＳ１１２にて可変減衰係数C_vを出力する。その後Ｓ１１４に進み、この処理を終了する。

図３は、マイクロコンピュータ５０の要求減衰力計算部５２が実行する要求減衰力計算処理の流れを示すプログラムフローチャートである。要求減衰力計算部５２は、この処理を図３のＳ２００にて開始し、次のＳ２０２にて、可変減衰係数計算部５１から出力された可変減衰係数C_vを入力する。次に、Ｓ２０４にて、新線形減衰係数計算部５５から新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力したか否かを判定する。新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力したと判定した場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）は、Ｓ２０６に進み、入力した新たな線形減衰係数C_{s_new}を線形減衰係数C_sに代入する。これにより、線形減衰係数C_sが新たな線形減衰係数C_{s_new}に更新される。このステップが、本発明の線形減衰係数更新手段に相当する。その後Ｓ２０８に進む。一方、Ｓ２０４にて新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力していないと判定した場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）は、Ｓ２０６の処理を行わずに直接Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０８では、要求減衰力計算部５２は要求減衰係数C_reqを計算する。要求減衰係数C_reqは、可変減衰係数C_vに線形減衰係数C_sを加算することにより求められる。このステップが、本発明の要求減衰係数計算手段に相当する。続いて、Ｓ２１０に進み、計算した要求減衰係数C_reqを出力する。次に、Ｓ２１２にて要求減衰力F_reqを計算する。要求減衰力F_reqは、要求減衰係数C_reqとバネ上−バネ下相対速度x_pw'-x_pb'とを積算することにより求められる。このステップが、本発明の要求減衰力計算手段に相当する。次いでＳ２１４に進み、計算した要求減衰力F_reqを出力する。その後、Ｓ２１６に進んでこの処理を終了する。

図４は、マイクロコンピュータ５０の要求段数計算部５３が実行する要求段数計算処理の流れを示すプログラムフローチャートである。要求段数計算部５３は、この処理を図４のＳ３００にて開始し、次のＳ３０２にて、要求減衰力計算部５２から出力された要求減衰力F_reqを入力する。次いで、Ｓ３０４にて要求段数D_reqを計算する。なお、マイクロコンピュータ５０は、複数のバネ上−バネ下相対速度に対してダンパ１０により発生し得る減衰力を、可変絞り機構３０により切替え可能な全ての設定段数毎に記憶した減衰力特性テーブルを有している。そして、このＳ３０４にて、要求段数計算部５３は減衰力特性テーブルを参照して要求段数D_reqを計算する。具体的には、要求段数計算部５３は、減衰力特性テーブルに記憶されている減衰力のうち、入力したバネ上−バネ下相対速度に対応する減衰力を段数毎に抽出する。そして、抽出した減衰力のうち、要求減衰力F_reqに最も近い減衰力に対応する段数を、要求段数D_reqに決定する。このようにして要求段数D_reqを計算した後は、要求段数計算部５３はＳ３０６にて要求段数D_reqを示す指令信号をアクチュエータ３２に出力する。その後、Ｓ３０８に進んでこの処理を終了する。

要求段数D_reqに対応する指令信号に基づいてアクチュエータ３２が作動すると、それに連動してバルブ３１が作動し、ダンパ１０の減衰力特性を表す段数が要求段数D_reqにされる。このように、本実施形態によれば、要求減衰力F_reqに基づいて決定された要求段数D_reqに基づいて減衰力特性を表す段数を制御することによって、サスペンション装置ＳＰの減衰力が制御される。

上述のように、図３に示される要求減衰力計算処理のＳ２０４においては、新たな線形減衰係数C_{s_new}が入力されたか否かが判定される。そして、新たな線形減衰係数C_{s_new}が入力された場合には、要求減衰係数C_reqの計算に用いる線形減衰係数C_sが新たな線形減衰係数C_{s_new}に更新され、この新たな線形減衰係数C_{s_new}が今まで使用していた線形減衰係数C_sに置き換わる。この新たな線形減衰係数C_{s_new}は、最大／最小要求減衰係数計算部５４が計算する最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}に基づいて、新線形減衰係数計算部５５により計算される。

図５は、マイクロコンピュータ５０の最大／最小要求減衰係数計算部５４が実行する最大／最小要求減衰係数計算処理の流れを示すプログラムフローチャートである。最大／最小要求減衰係数計算部５４は、この処理を図５のＳ４００にて開始し、次のＳ４０２にて要求減衰力計算部５２が出力した要求減衰係数C_reqを入力する。次いで、Ｓ４０４にて、入力した要求減衰係数C_reqが、最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*よりも大きいか否かを判定する。最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*はマイクロコンピュータ５０に記憶されている更新値であり、初期値は０に設定されている。この判定結果がＹｅｓである場合は、Ｓ４０６に進み、入力した要求減衰係数C_reqを最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*に代入する。これにより最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*が更新される。その後Ｓ４０８に進む。一方、Ｓ４０４にて、入力した要求減衰係数C_reqが最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*以下であると判定した場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）は、Ｓ４０６の処理を行わずにＳ４０８に進む。

Ｓ４０８では、最大／最小要求減衰係数計算部５４は、Ｓ４０２にて入力した要求減衰係数C_reqが最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*よりも小さいか否かを判定する。最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*はマイクロコンピュータ５０に記憶されている更新値であり、初期値は非常に大きい値、例えば１０００（Ｎｓ／ｍ）に設定されている。Ｓ４０８の判定結果がＹｅｓである場合はＳ４１０に進み、入力した要求減衰係数C_reqを最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*に代入する。これにより最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*が更新される。その後Ｓ４１２に進む。一方、Ｓ４０８にて、入力した要求減衰係数C_reqが最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*以上であると判定した場合（Ｓ４０８：Ｎｏ）は、Ｓ４１０の処理を行わずにＳ４１２に進む。

Ｓ４１２では、最大／最小要求減衰係数計算部５４は、カウンタTが所定値T_maxよりも大きいか否かを判定する。所定値T_maxは、カウンタTが計測を開始してからT_maxよりも大きくなるまでの期間が比較的長い期間、例えば一ヶ月〜三ヶ月となるように、予め設定されている。カウンタTがT_max以下である場合（Ｓ４１２：Ｎｏ）は、Ｓ４２６に進んでこの処理を終了する。一方、Ｓ４１２にてカウンタTがT_maxよりも大きいと判定した場合（Ｓ４１２：Ｙｅｓ）はＳ４１４に進み、最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*を最大要求減衰係数C_{req_max}に代入する。続いて、Ｓ４１６にて、最小要求減衰係数候補値C_{req_mim}*を最小要求減衰係数C_{req_min}に代入する。次に、Ｓ４１８にて、最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}を出力する。

続いて、最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*および最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*を初期値に設定し（Ｓ４２０）、カウンタTをリセットし（Ｓ４２２）、カウンタTによる計測を開始させる（Ｓ４２４）。その後、Ｓ４２６に進んでこの処理を終了する。なお、カウンタTは不揮発性メモリなどに記憶されており、イグニッションのＯＦＦなどにより本実施形態に示されたプログラムの実行が中断された場合はその値が保持される。そして、プログラムの実行が再開されたときに、中断されたときの値から計測を再開することによって、カウンタTの計測が継続される。

以上の説明のように、この最大／最小要求減衰係数計算処理においては、カウンタTが計測を開始してからT_maxになるまでの設定期間中に入力された複数の要求減衰係数C_reqが最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*および最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*と比較され、C_reqがC_{req_max}*よりも大きい場合はC_{req_max}*がC_reqに更新され、C_reqがC_{req_min}*よりも小さい場合はC_{req_min}*がC_reqに更新される。したがって、上記設定期間が経過したときの最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*は、その期間内に入力した複数の要求減衰係数の最大値を表す。同様に、上記設定期間が経過したときの最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*は、その期間内に入力した複数の要求減衰係数の最小値を表す。そして、上記設定期間経過後に、最大要求減衰係数候補値C_{req_max}*が最大要求減衰係数C_{req_max}として、最小要求減衰係数候補値C_{req_min}*が最小要求減衰係数C_{req_min}として、それぞれ出力される。出力された最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}は、新線形減衰係数計算部５５に入力され、新たな線形減衰係数C_{s_new}の計算に利用される。

図６は、マイクロコンピュータ５０の新線形減衰係数計算部５５が実行する新線形減衰係数計算処理の流れを示すプログラムフローチャートである。この図６に示される処理が、本発明の新線形減衰係数計算手段に相当する。新線形減衰係数計算部５５はこの処理を図６のＳ５００にて開始し、次のＳ５０２にて、最大要求減衰係数C_{req_max}および最小要求減衰係数C_{req_min}を入力したか否かを判定する。入力していない場合（Ｓ５０２：Ｎｏ）はＳ５０８に進んでこの処理を終了する。入力した場合（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）はＳ５０４に進み、新たな線形減衰係数C_{s_new}を計算する。新たな線形減衰係数C_{s_new}は、上記設定期間内に計算された複数の要求減衰係数C_reqの変動幅の中心を表す減衰係数として計算される。本実施形態においては、新たな線形減衰係数C_{s_new}は、以下の式
C_{s_new}=(C_{req_max}+C_{req_min})/2
を用いて計算される。つまり、最大要求減衰係数C_{req_max}と最小要求減衰係数C_{req_min}の中間値を計算することにより、要求減衰係数C_reqの変動幅の中心値として新たな線形減衰係数C_{s_new}が求められる。次に、Ｓ５０６に進み、新たな線形減衰係数C_{s_new}を出力する。出力された新たな線形減衰係数C_{s_new}は要求減衰力計算部５２および新非線形重み計算部５６に入力される。要求減衰力計算部５２に入力された新たな線形減衰係数C_{s_new}は線形減衰係数C_sに更新される。新非線形重み計算部５６に入力された新たな線形減衰係数C_{s_new}は新たな非線形重みβ_newの計算に利用される。その後、Ｓ５０８に進んでこの処理を終了する。

上記したように、新たな線形減衰係数C_{s_new}は、設定期間内における最大要求減衰係数C_{req_max}と最小要求減衰係数C_{req_min}との中間の値である。図１３は、要求減衰力F_reqのリサージュ波形と、上記減衰係数の関係を示した減衰力特性グラフである。図に示されるように、最大要求減衰係数C_{req_max}は、要求減衰力F_reqのリサージュ波形の最大勾配を示す減衰力特性線Ａにより表され、最小要求減衰係数C_{req_min}はリサージュ波形の最小勾配を示す減衰力特性線Ｂにより表される。新たな線形減衰係数C_{s_new}は、リサージュ波形の最大勾配と最小勾配の中間の勾配、すなわちリサージュ波形の平均的な勾配を示す減衰力特性線Ｃにより表される。

また、図１３において、ダンパ１０が発生し得る最大の減衰係数である最大実減衰係数C_{real_max}は例えば破線で示された減衰力特性線Ｄにより表され、ダンパ１０が発生し得る最小の減衰係数である最小実減衰係数C_{real_min}は例えば破線で示された減衰力特性線Ｅにより表されている。さらに、今まで使用されていた線形減衰係数C_sは例えば破線で示された減衰力特性線Ｆにより表されている。図からわかるように、線形減衰係数C_sを表す減衰力特性線Ｆの勾配はリサージュ波形の平均的な勾配とずれている。これに対し、上述のように新たな線形減衰係数C_{s_new}を表す減衰力特性線Ｃの勾配は、リサージュ波形の平均的な勾配に一致している。すなわち、新たな線形減衰係数C_{s_new}は、設定期間内に計算される要求減衰係数に基づいて、リサージュ波形の平均的な勾配に合うように適正化された線形減衰係数であると言える。

また、図１３に示されるリサージュ波形は、ダンパ１０の減衰力特性の可変範囲、つまり最大実減衰係数C_{real_max}を表す減衰力特性線Ｄと最小実減衰係数C_{real_min}を表す減衰力特性線Ｅとに囲まれた範囲から飛び出している領域を有する。このことは、リサージュ波形の膨らみを表す非線形重みβが、ダンパ１０の減衰力特性の可変範囲に対して適正化されていないことを示す。この非線形重みβを適正化するために、新非線形重み計算部５６にて新たな非線形重みβ_newが計算される。

図７は、マイクロコンピュータ５０の新非線形重み計算部５６が実行する新非線形重み計算処理の流れを示すプログラムフローチャートである。この図７に示す処理が、本発明の新非線形重み計算手段に相当する。新非線形重み計算部５６はこの処理を図のＳ６００にて開始し、次のＳ６０２にて、新線形減衰係数計算部５５が出力した新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力したか否かを判定する。新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力していないと判定した場合（Ｓ６０２：Ｎｏ）はＳ６１８に進んでこの処理を終了する。一方、新たな線形減衰係数C_{s_new}を入力したと判定した場合（Ｓ６０２：Ｙｅｓ）はＳ６０４に進む。

Ｓ６０４では、新非線形重み計算部５６は、上方差分α_uを計算する。この上方差分α_uは、最大実減衰係数C_{real_max}と新たな線形減衰係数C_{s_new}との差(C_{real_max}-C_{s_new})を表す。次いで、新非線形重み計算部５６はＳ６０６に進み、下方差分α_dを計算する。この下方差分α_dは、新たな線形減衰係数C_{s_new}と最小実減衰係数C_{real_min}との差(C_{s_new}-C_{real_min})を表す。

図１１は、新たな線形減衰係数C_{s_new}と、最大実減衰係数C_{real_max}および最小実減衰係数C_{real_min}との関係を表す減衰力特性グラフの一例である。図に示されるように、新たな線形減衰係数C_{s_new}を表す減衰力特性線Ｃは、最大実減衰係数C_{real_max}を表す減衰力特性線Ｄと最小実減衰係数C_{real_min}を表す減衰力特性線Ｅとの間に収まる。上方差分α_uは、減衰力特性線ＤとＣとの勾配の差を表し、下方差分α_dは、減衰力特性線ＣとＥとの勾配の差を表す。

図７のＳ６０４にて上方差分α_uを、Ｓ６０６にて下方差分α_dを計算した後は、新非線形重み計算部５６はＳ６０８に進み、上方差分α_uが下方差分α_d以上であるか否かを判定する。上方差分α_uが下方差分α_d以上であると判定した場合（Ｓ６０８：Ｙｅｓ）はＳ６１２に進み、差αに下方差分α_uを代入する。一方、Ｓ６０８にて上方差分α_uが下方差分α_d以上ではないと判定した場合（Ｓ６０８：Ｎｏ）はＳ６１０に進み、差αに上方差分α_uを代入する。上記Ｓ６０８〜Ｓ６１２の処理により、上方差分α_uと下方差分α_dのうち、より小さい方の差が選択される。Ｓ６１０またはＳ６１２にて差αを決定した後は、Ｓ６１４に進む。

Ｓ６１４では、新非線形重み計算部５６は、差αの値に基づいて新たな非線形重みβ_newを計算する。なお、マイクロコンピュータ５０は、複数の差αに対応する新たな非線形重みβ_newの値を記憶した非線形重みマップを有している。この非線形重みマップの一例が図１２に示されている。このマップには、要求減衰力F_reqのリサージュ波形がダンパ１０の減衰力特性の可変範囲に一致するように（すなわちリサージュ波形がダンパの減衰力特性の可変範囲から飛び出す領域および、減衰力特性の不使用領域ができるだけ少なくなるように）、差αの値に応じた新たな非線形重みβ_newが予め記憶されている。なお、差αの値が大きければ大きいほどリサージュ波形の膨らみ、つまり可変減衰係数C_vの変動量を大きくすることができる。したがって、新たな非線形重みβ_newは、ダンパの減衰力特性の可変範囲内で差αの値が大きい程大きい値を採るように、この非線形重みマップに記憶されている。例えば図に示されるように、差αがα_１＜α_２＜α_３である場合、α_１に対応する新たな非線形重みβ_newは０．００１、α_２に対応する新たな非線形重みβ_newは０．０１、α_３に対応する新たな非線形重みβ_newは０．１とされている。

Ｓ６１４においては、この図１２に示されるような非線形重みマップを検索することによって、差αに対応する新たな非線形重みβ_newが求められる。Ｓ６１４にて新たな非線形重みβ_newを計算した後は、新非線形重み計算部はＳ６１６に進み、計算した新たな非線形重みβ_newを出力する。その後、この処理を終了する。出力された新たな非線形重みβ_newが、上記したように可変減衰係数計算部５１に入力され、非線形重みβとして利用される。

図１４は、新たな線形減衰係数C_{s_new}および新たな非線形重みβ_newを用いて要求減衰力F_reqを計算した場合のリサージュ波形を示す減衰力特性グラフである。この図１４を図１３と対比するとよくわかるように、今まで使用していた非線形重みβを、新たな線形減衰係数C_{s_new}に対応する新たな非線形重みβ_newに更新することによって、リサージュ波形の膨らみが変化し、リサージュ波形がダンパ１０の減衰力特性の可変範囲内に収められる。このように、新たな非線形重みβ_newは、要求減衰力F_reqのリサージュ波形がダンパ１０の減衰力特性の可変範囲に収まるように、差αに基づいて計算される適正化された非線形重みと言える。

マイクロコンピュータ５０は、上記説明したプログラムを繰り返し実行することにより要求減衰力F_reqおよび要求段数D_reqを求め、この要求減衰力F_reqおよび要求段数D_reqに基づいて、サスペンション装置ＳＰの減衰力を制御する。また、設定期間経過毎に線形減衰係数C_sおよび非線形重みβが更新され、適正な値に更新された線形減衰係数C_sおよび非線形重みβを用いて可変減衰係数C_vが計算される。このような更新を繰り返すことによって、車両が頻繁に走行する路面に適した減衰力制御が行われるのである。

以上のように、本実施形態によれば、予め定められた設定期間内に計算された複数の要求減衰係数C_reqの中心を表す減衰係数が、新たな線形減衰係数C_{s_new}として計算され、この新たな線形減衰係数C_{s_new}が、今まで使用していた線形減衰係数C_sに置き換えられる。これにより、線形減衰係数C_sが、上記設定期間内に走行した路面の特性を反映した減衰係数、すなわち実際に走行した路面に合うように学習により適正化された線形減衰係数となる。加えて、適正化された新たな線形減衰係数C_{s_new}に応じた新たな非線形重みβ_newが計算される。具体的には、新たな線形減衰係数C_{s_new}に基づいて計算される差αに基づいて、新たな非線形重みβ_newが計算される。この新たな非線形重みβ_newは、新たな線形減衰係数C_{s_new}を用いて要求減衰力F_reqを計算したときに、そのリサージュ波形がダンパ１０の減衰力特性の可変範囲に一致するように、差αの値に応じて予め求められており、非線形重みマップに記憶されている。このように記憶された非線形重みマップを検索することにより求められた新たな非線形重みβ_newは、新たな線形減衰係数C_{s_new}の値に応じて適正化された非線形重みと言える。

つまり、本実施形態の減衰力制御装置は、設定期間内に取得した複数の要求減衰係数C_reqの計算履歴を学習し、実際の走行路面に合うように適正化した新たな線形減衰係数C_{s_new}および新たな非線形重みβ_newを用いてサスペンション装置ＳＰの減衰力を制御する。したがって、車両の走行路面の特性に見合った最適な乗り心地制御を行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、要求減衰力F_reqのリサージュ波形がダンパ１０の減衰力特性の可変範囲から飛び出さないように新たな非線形重みβ_newを設定しているので、新たな非線形重みβ_newを用いて計算された要求減衰力F_reqのリサージュ波形（図１４）の膨らみは、それまで用いられていた非線形重みβを用いて計算された要求減衰力F_reqのリサージュ波形（図１３）の膨らみよりも小さくなっている。しかし、例えば図１５の減衰力特性グラフに示されるように、線形減衰係数C_sおよび非線形重みβを更新する前のリサージュ波形の膨らみが小さい場合には、新たな非線形重みβ_newを導入することによって、図１６の減衰力特性グラフに示されるようにリサージュ波形の膨らみを増加させることもできる。また、上記実施形態においては、図２のＳ１０８にて非線形重みβを新たな非線形重みβ_newに更新するステップが明示され、図３のＳ２０６にて線形減衰係数C_sを新たな線形減衰係数C_{s_new}に更新する手段が明示されている。しかし、非線形重みβおよび線形減衰係数C_sが新たに算出されたものに置き換えられたことをもって上記更新手段を具備していることとみなすことができる。この場合は具体的な処理ステップ中にこれらの手段が明示される必要はない。つまり、新線形減衰係数計算処理を線形減衰係数C_sの再計算処理とみなし、新非線形重み計算処理を非線形重みβの再計算処理とみなし、再計算された値を今後用いるようにすれば、外形上表されるような上記更新ステップを省略することができる。また、上記実施形態においては、車両の単輪モデルを用いた減衰力制御系に非線形H_∞制御を適用して可変減衰係数C_vを求めたが、２輪モデルや４輪モデル、さらに車両のロール、ヒーブ、ピッチ運動などを考慮した制御モデルを用いた制御系に非線形H_∞制御理論を適用して可変減衰係数C_vを求めても良い。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて変形可能である。

本実施形態に係る車両のサスペンション制御装置の全体概略図である。 可変減衰係数計算処理の流れを示すプログラムのフローチャートである。 要求減衰力計算処理の流れを示すプログラムのフローチャートである。 要求段数計算処理の流れを示すプログラムのフローチャートである。 最大／最小要求減衰係数計算処理の流れを示すプログラムのフローチャートである。 新線形減衰係数計算処理の流れを示すプログラムのフローチャートである。 新非線形重み決定処理の流れを示すプログラムのフローチャートである。 車両の単輪モデルを示す図である。 本実施形態のサスペンション装置の制御モデルを表す一般化プラントおよび状態フィードバックコントローラよりなる閉ループシステムのブロック線図である。 非線形重みと周波数重みとの関係を表すグラフである。 新たな線形減衰係数と最大実減衰係数および最小実減衰係数との関係を表す減衰力特性グラフである。 非線形重みマップの一例を示す表である。 要求減衰力のリサージュ波形と、新たな線形減衰係数と、最大要求減衰係数および最小要求減衰係数との関係を示した減衰力特性グラフである。 新たな非線形重みを用いて要求減衰力を計算した場合のリサージュ波形を示す減衰力特性グラフである。 膨らみが小さいリサージュ波形を示す減衰力特性グラフである。 新たな非線形重みを用いて膨らみが大きくされたリサージュ波形を示す減衰力特性グラフである。 要求減衰力の変化特性を表すリサージュ波形の一例を表した減衰力特性グラフである。 ダンパの減衰力特性に適合していないリサージュ波形の一例を表した減衰力特性グラフである。 ダンパの減衰力特性に適合していないリサージュ波形の他の一例を表した特性グラフである。 ダンパの減衰力特性に適合していないリサージュ波形の他の一例を表した特性グラフである。

符号の説明

１…サスペンション制御装置、１０…ダンパ、２０…サスペンションスプリング（バネ）、３０…可変絞り機構、４１…バネ上加速度センサ、４２…バネ下加速度センサ、４３…ストロークセンサ、４４…タイヤ変位量センサ、５０…マイクロコンピュータ（減衰力制御装置）、５１…可変減衰係数計算部、５２…要求減衰力計算部、５３…要求段数計算部、５４…最小要求減衰係数計算部、５５…新線形減衰係数計算部、５６…計算部、６０…タイヤ、ＨＡ…バネ上部材、ＬＡ…バネ下部材、ＳＰ…サスペンション装置（減衰力発生装置）、ＥＬ…電気制御装置、C_{real_min}…最小実減衰係数、C_{real_max}…最大実減衰係数、C_{req_min}…最小要求減衰係数、C_{req_max}…最大要求減衰係数、C_req…要求減衰係数、C_s…線形減衰係数、C_{s_new}…新たな線形減衰係数、C_v…可変減衰係数、F_req…要求減衰力、α…差、β…非線形重み、β_new…新たな非線形重み

Claims (6)

1. バネ上部材とバネ下部材との間に取付けられたダンパおよびバネを備える可変減衰型の減衰力発生装置を制御対象とした減衰力制御系に非線形H_∞制御理論を適用することにより、制御により変動する可変分の減衰係数である可変減衰係数C_vを計算する可変減衰係数計算手段と、前記可変減衰係数C_vに制御により変動しない固定分の減衰係数である線形減衰係数C_sを加算することにより要求減衰係数C_reqを計算する要求減衰係数計算手段と、前記要求減衰係数C_reqに基づいて制御目標となる減衰力である要求減衰力F_reqを計算する要求減衰力計算手段とを備え、前記要求減衰力F_reqに基づいて前記減衰力発生装置の減衰力を制御する減衰力制御装置であり、
   予め定められた設定期間内に前記要求減衰係数計算手段により計算された複数の要求減衰係数C_reqの変動幅の中心を表す減衰係数を、新たな線形減衰係数C_{s_new}として計算する新線形減衰係数計算手段と、
   前記線形減衰係数C_sを、前記新たな線形減衰係数C_{s_new}に更新する線形減衰係数更新手段と、
   前記可変減衰係数計算手段が非線形H_∞制御理論を適用することにより前記可変減衰係数C_vを計算する際に用いる非線形重みβであって、前記新たな線形減衰係数C_{s_new}に対応する新たな非線形重みβ_newを計算する新非線形重み計算手段と、
   前記非線形重みβを前記新たな非線形重みβ_newに更新する非線形重み更新手段と、
   を備えることを特徴とする、減衰力制御装置。
2. 請求項１に記載の減衰力制御装置において、
   前記新線形減衰係数計算手段は、前記設定期間内に前記要求減衰係数計算手段により計算された複数の要求減衰係数C_reqの最大値を最大要求減衰係数C_{req_max}、最小値を最小要求減衰係数C_{req_min}としたときに、下記式
   C_{s_new}=(C_{req_max}+C_{req_min})/2
   により前記新たな線形減衰係数C_{s_new}を計算することを特徴とする、減衰力制御装置。
3. 請求項１または２に記載の減衰力制御装置において、
   前記新非線形重み計算手段は、前記ダンパにより発生し得る最大の減衰係数である最大実減衰係数C_{real_max}と前記新たな線形減衰係数C_{s_new}との差(C_{real_max}-C_{s_new})と、前記新たな線形減衰係数C_{s_new}と前記ダンパにより発生し得る最小の減衰係数である最小実減衰係数C_{real_min}との差(C_{s_new}-C_{real_min})のうちの小さい方の差αに基づいて、前記新たな非線形重みβ_newを計算することを特徴とする、減衰力制御装置。
4. 請求項３に記載の減衰力制御装置において、
   前記新非線形重み計算手段は、前記差αが大きいほど前記新たな非線形重みβ_newが大きくなるように、前記新たな非線形重みβ_newを計算することを特徴とする、減衰力制御装置。
5. 請求項３または４に記載の減衰力制御装置において、
   前記新非線形重み計算手段は、前記差αと前記新たな非線形重みβ_newとを対応させたマップを検索することにより、前記新たな非線形重みβ_newを決定することを特徴とする、減衰力制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の減衰力制御装置において、
   前記減衰力発生装置は、車両のサスペンション装置であり、
   前記減衰力制御装置は、前記バネ上部材の振動を抑制するように、前記サスペンション装置の減衰力を制御することを特徴とする、減衰力制御装置。

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