JP2010143397A - 車両用サスペンション装置、電動モータの制御方法、及びアクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータによる発生推力をより推力指令値に近い状態に制御可能とする。
【解決手段】電動モータが発生する推力で車輪２の上下位置を規制する。その際に、推力指令値Ｔ１と実推力Ｔ０との偏差に応じたフィードバック補償量ＨＦ１とフリクション補償量ＨＦ２との２つの補償量で、上記電動モータへの推力指令値Ｔ１を補償する。このとき、上記推力指令値Ｔ１に対する上記２つの補償量を、サスペンションの上下ストローク速度ＶＳに応じて変更する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電動モータで車輪の上下位置を変位可能な能動型のサスペンション装置、及び、そのようなサスペンション装置に好適な電動アクチュエータの制御の技術に関するものである。

電動回転モータの制御に係る技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１に記載の技術は、車両用操舵装置に関するものであって、ステアバイワイヤ車両において操舵時のモータフリクションを低減する技術である。そして、特許文献１に記載の技術は、ステアリング系の線形モデルを推力発生装置内に持つことで外乱オブザーバーを構成する。そして外乱オブザーバーを使用して操舵フリクションを補償して打ち消す。つまり操舵フリクションを低減することで、スムーズな操舵を実現しようとするものである。
特開２００５−８８６１０号公報

上記従来技術では、外乱オブザーバーにより操舵フリクションを補償している。このため、高周波領域での操舵に対してはフリクションを遅れなく推定することは困難である。
上記従来技術を電動モータでストローク制御する電動サスペンションに適用して、ストロークに伴うフリクション補償を実施した場合、制御時のサスペンションのストローク量や速度の変化の幅が大きく高周波領域も頻繁に利用するため、フリクションの補償が不足するおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、より適切にフリクションを補償可能な構成として、電動モータによる発生推力をより推力指令値に近い状態に制御可能とすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、電動アクチュエータにより車輪を上下方向に変位させる。その際に、推力指令値と実推力との偏差に応じたフィードバック補償量と電動アクチュエータのフリクションに応じたフリクション補償量との２つの補償量で、上記電動モータへの推力指令値を補償する。このとき、上記推力指令値に対する上記２つの補償量を、例えばサスペンションの上下ストローク速度に応じて変更する。

本発明によれば、ストローク速度に応じてフィードバック補償量とフリクション補償量の推力指令値に対する補償量を変える構成とする。この結果、電動モータによる発生推力をより推力指令値に近い状態に制御することが可能となる。

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。
（サスペンション装置）
図１は、本実施形態に係るサスペンション装置を説明する模式図であり、車両前方から見た図である。本実施形態は、ダブルウィシュボーン式サスペンション形式を例示するものである。
車輪支持部材であるナックル１は、車輪２を回転自在に支持する。サスペンションリンクであるアッパアーム３及びロアアーム４は、上記ナックル１を車体５に対し上下揺動可能に連結する。そして、ショックアブソーバが、上記ロアアーム４と車体５との間に介装している。すなわち、ショックアブソーバは、その下端部をロアアーム４に連結すると共に、上端部を車体５に連結する。

本実施形態では、上記ショックアブソーバを直動型の電動アクチュエータ６で構成する。この電動アクチュエータ６は、電気の力を直線方向の力に変換する装置であり、本装置６が発生する力で車体５を持ち上げたり、車輪２を地面に押し付けたりすることが可能となる。電動アクチュエータ６の構造については後述する。
また、ストロークセンサ７は、サスペンションの上下ストロークを検出する。ストロークセンサ７は、サスペンションの上下ストロークとして、上記電動アクチュエータ６のストロークや車輪２の上下ストロークを検出する。また、ロアアーム４などの上下揺動角などからサスペンションの上下ストロークを検出しても良い。ストロークセンサ７は、検出したストローク量をコントローラ８に出力する。

実推力取得手段９は、電動アクチュエータ６で発生している実推力Ｔ０を検出若しくは推定して取得する。そして、取得した実推力Ｔ０をコントローラ８に出力する。実推力Ｔ０を検出して取得する場合には、電動アクチュエータ６が発生する力をロードセルやひずみゲージ等のセンサで直接検出すれば良い。また、実推力Ｔ０を推定して取得する場合には、外乱オブザーバー等を用いて、車両の状態量などから電動アクチュエータ６が発生する力を推定すれば良い。なお、実推力取得手段９は、コントローラ８の一部を構成しても良い。

コントローラ８は、発生推力の推力指令値Ｔ１を演算し、推力指令値Ｔ１を電力値の状態で電動アクチュエータ６の駆動部（電動モータ）に出力する。推力指令値Ｔ１の演算は、車両の状態量、サスペンションの上下ストロークや発生推力に基づき算出する。コントローラ８の処理については後述する。
なお、図２に示すように、ショックアブソーバと共に、車両重量を支えるサスペンションスプリング２３を設けていても良いし、サスペンションスプリング２３は無くても良い。

（電動アクチュエータ６）
次に、本実施形態における電動アクチュエータ６の構造について、図２を参照して説明する。
本実施形態では、駆動部である電動モータとしてリニアモータ１２を採用した例である。
本電動アクチュエータ６は、図２に示すように、内筒１０、外筒１１、及びリニアモータ１２を備える。外筒１１は、例えば断面円形をした有底の筒体である。外筒１１は、開放端部を下側に向けて配置してある。その外筒１１内に内筒１０の一部を進退可能に挿入する。内筒１０の断面形状は、上記外筒１１の内径面と同じ断面形状となっており、例えば断面円形となっている。

上記内筒１０内の空間内にピストン１３を収納する。ピストン１３は、内筒１０内を上下２室に区画すると共に、内筒１０内を上下にストローク可能となっている。ピストンロッド１４の下端部が、上記ピストン１３に連結する。そのピストンロッド１４は、上方に延在し、内筒１０の上端部を貫通している。ピストンロッド１４の上端部は上記外筒１１の上端部に固定する。符号１５はダンパゴムを表している。ダンパゴム１５は、内筒１０が上死点までストロークした際の衝突を緩和する役割を持つ。

上記外筒１１の開口端部側（下側）の内径面には、円環状のガイド１６を同軸に固定する。このガイド１６の内径面は、内筒１０の外径面に摺接する。また、内筒１０における外筒１１有底側（上側）の端部にも、円環状のガイド１７を同軸に固定する。このガイド１７の外径面は、外筒１１の内径面に摺接する。上記２つのガイド１６，１７は滑り軸受で構成する。この２つのガイド１６，１７によって、内筒１０と外筒１１とは、互いに、軸方向へストローク可能（相対移動可能）に支持した状態となっている。すなわち、内筒１０は、外筒１１に対し、相対的に軸方向に沿って直動可能となっている。

上記リニアモータ１２は、リング状の複数の永久磁石１２ａと、複数のコイル１２ｂとが対向配置することで、構成する。
すなわち、上記複数の永久磁石１２ａを、内筒１０の外径面に同軸に固定する。その複数の永久磁石１２ａは、内筒１０の軸に沿って配列する。また、複数のコイル１２ｂを、外筒１１の内径面に固定する。その複数のコイル１２ｂを、外筒１１の軸に沿って配列する。なお、各コイル１２ｂは鉄心を有する。そして、上記コイル１２ｂに対し、供給電流（励磁電流）や供給電圧を推力指令値として供給する。これによって、電動アクチュエータ６は、軸方向に推力を発生する。本実施形態では、供給電圧を推力指令値とする。

そして、上記外筒１１の有底側端部１１ａ（上端部）を車体５に固定する。また、内筒１０の下端部に取付けブラケット１９を設ける。取付けブラケット１９は、ロアアーム４に連結する。
ここで、内筒１０内に粘性流体（油）を収容することで、機械的なダンパー機能を有していてもよい。また、上記滑り軸受からなるガイド１６，１７は、上記粘性流体が漏れることを防止したり、永久磁石１２ａに砂等が付着することを防止したりするシール機能の役割もある。

上記外筒１１の上端部と車体５との間に、上側スプリングシート２０が介挿する。図２の構造では、外通の上端部をボルト１１ａによって構成する。そのボルト１１ａによって、外筒１１の上端部を上側スプリングシート２０の中央部に固定する。上側スプリングシート２０は、ボルト２１によって車体５と連結する。また、内筒１０に下側スプリングシート２２を固定する。そして、上下で対向する上側スプリングシート２０と下側スプリングシート２２の間にサスペンションスプリング２３を設ける。サスペンションスプリング２３は、車両の重量を支える。

ここで、電動アクチュエータ６が発生する軸方向の力によって常に保持していれば、サスペンションスプリング２３は、必ずしも必要では無い。また、上記内筒１０内には必ずしも粘性流体（油）を設ける必要はない。また、電動モータであるリニアガイドの構成は、外筒１１側に永久磁石１２ａを設け、内筒１０側にコイル１２ｂを設ける構造としても良い。

次に、コントローラ８の処理について説明する。
コントローラ８は、図３に示すように、推力指令演算部８Ａ、推力補償部８Ｂ、及び供給電力調整部８Ｃを備える。
推力指令演算部８Ａは、車両挙動を検出するセンサからの信号に基づき、車両の挙動を所定の状態に制御するためにアクチュエータで発生させる推力に応じた推力指令値Ｔ１を演算する。演算した推力指令値Ｔ１は、供給電力調整部８Ｃ及び推力補償部８Ｂに出力する。

推力補償部８Ｂは、推力フィードバック手段８Ｂａ、ストローク速度演算手段８Ｂｂ、フリクション補正手段８Ｂｃ、及び補償量配分調整手段８Ｂｄを備える。
推力フィードバック手段８Ｂａは、まず、推力指令値Ｔ１と実際の推力である実推力Ｔ０とを入力する。次に、推力指令値Ｔ１と実推力Ｔ０との差分である推力偏差ΔＴをフィードバック補償量ＨＦ１として求める。そして、フィードバック補償量ＨＦ１を補償量配分調整手段８Ｂｄに出力する。
ΔＴ ＝Ｋ・（Ｔ１ −Ｔ０）
但し、Ｋはゲインである。
また、ストローク速度演算手段８Ｂｂは、ストロークを微分することでストローク速度ＶＳを演算し、演算したストローク速度ＶＳを補償量配分調整手段８Ｂｄ及びフリクション補正手段８Ｂｃに出力する。

ここで上記説明では、ストローク速度ＶＳをストロークの微分から演算している。ストローク速度ＶＳを推定するなんらかの手段（カルマンフィルタ等）を備えていれば、サスペンションストロークを必ずしも計測する必要はない。
フリクション補正手段８Ｂｃは、サスペンションの上下ストローク方向を判断し、その分のフリクションであるフリクション補償量ＨＦ２を求める。求めたフリクション補償量ＨＦ２は補償量配分調整手段８Ｂｄに出力する。

上記フリクション補償手段の処理を、図４を参照して説明する。
この処理は、所定のサンプリング周期で実施する。
まずステップＳ１０にて、ストローク速度ＶＳが超極低速域か否かを判定する。ストローク速度ＶＳが超極低速である場合には、ステップＳ５０に移行してフリクション補償量ＨＦ２をゼロとして復帰する。ストローク速度ＶＳが超極低速でない場合にはステップＳ３０に移行する。超極低速域とは、センサの感度に応じストローク方向の判断が困難と考えられるほど速度が遅い場合である。

すなわち、ステップＳ１０では、ストローク速度ＶＳの不感帯を設け、超極低速での誤判断を防止する。なお、ステップＳ１０を省略しても良い。
ステップＳ３０では、サスペンションの上下ストローク方向を算出する。ストローク方向の算出は、例えば次のように実施する。
過去Ｎサンプリング前のデータ中に略ゼロが存在せず、且つ複数回以上（例えば６回）同符号が連続しているか否かの判断を行う。上記判断に該当する場合には、ステップＳ４０に移行する。上記判断に該当しない場合にはステップＳ５０に移行する。

ステップＳ４０では、下記式のように、ストロークの速度方向（符号）、すなわちストロークの方向に応じてフリクション補償量ＨＦ２を算出する。
フリクション補償量ＨＦ２ ＝Ｆfric × Ｓign（ストローク速度ＶＳ）
Ｆfricは、サスペンションストロークの際において発生するフリクション定数である。Ｓign（ストローク速度ＶＳ）は符号関数であり、ストローク速度ＶＳの符号によって「＋」若しくは「−」となる。
また、ステップＳ５０では、ストローク速度ＶＳはゼロであると判断し、フリクション補償量ＨＦ２をゼロとする。

次に、補償量配分調整手段８Ｂｄについて、図５を参照しつつ説明する。
まず、ストローク速度ＶＳに基づき推力フィードバック重みＷ１と、フリクション補償重みＷ２とを求める。
本実施形態では、推力フィードバック重みＷ１、及びフリクション補償重みＷ２を、図６に示すように、ストローク速度ＶＳによって変更する。ここで、推力フィードバック重みＷ１、及びフリクション補償重みＷ２の和を、下記のように設定する。
Ｗ１ ＋Ｗ２ ＝ １
すなわち、ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１未満の場合には、推力フィードバック重みＷ１がフリクション補償重みＷ２よりも大きい。また、ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１以上の場合には、フリクション補償重みＷ２が推力フィードバック重みＷ１よりも大きくなるように設定している。

図６では、上記第１速度Ｖ１よりも小さな速度Ｖ１２以下では、推力フィードバック重みＷ１を「１」とすると共に、フリクション補償重みＷ２を「０」とする。また、第１速度Ｖ１よりも大きなＶ２３以上では、推力フィードバック重みＷ１を「０」とすると共に、フリクション補償重みＷ２を「１」とする。そして、速度Ｖ１２から速度Ｖ２３に移行するにつれて、フリクション補償重みＷ２を増加すると共に、推力フィードバック重みＷ１を減少させている。速度Ｖ１２は例えば０．０５ｍ／秒に設定する。速度Ｖ２３は、例えば１．５ｍ／秒に設定する。

すなわち図６では、補償量について、速度Ｖ１２以下では、推力に基づくフィードバック補償量ＨＦ１に切り換え、速度Ｖ２３では、フリクション補償量ＨＦ２に切り換える。また、第１速度Ｖ１を挟んだ、速度Ｖ１２〜速度Ｖ２３の間では、速度が増えるにつれて、フィードバック補償量ＨＦ１を減少させつつ、フリクション補償量ＨＦ２を増加するように変更する。
次に、ステップＳ１１０において、補償フィードバック補償量ＨＦ１に対し推力フィードバック重みＷ１で重み付けした第１の補償量Ｈ１を演算する。
第１の補償量Ｈ１＝補償フィードバック補償量ＨＦ１×推力フィードバック重みＷ１
また、フィードバック補償量ＨＦ１に対しフリクション補償重みＷ２で重み付けした第２の補償量Ｈ２を演算する。

第２の補償量Ｈ２ ＝ フリクション補償量ＨＦ２ ×フリクション補償重みＷ２
そして、ステップＳ１３０では、下記式のように、最終的な補償量Ｈを算出し、その算出した最終的な補償量Ｈで、推力指令値Ｔ１を補償する。
最終的な補償量Ｈ ＝ 上記第１の補償量Ｈ１ ＋第２の補償量Ｈ２
そして、最終的な補償量Ｈによって、下記式のように、推力指令値Ｔ１を補償する。
Ｔ１ ＝ Ｔ１ ＋Ｈ
そして、供給電力調整部８Ｃは、補償後の推力指令値Ｔ１を電力値に変換して電動アクチュエータ６のリニアモータ１２に出力する。

（動作・作用）
基本的な制御動作は、次の通りである。すなわち、コントローラ８で、電動アクチュエータ６が発生すべき力である推力指令値Ｔ１を演算し、その演算した推力指令値Ｔ１を電圧に変換して電動アクチュエータ６に供給することで、電動アクチュエータ６を動作させる。
しかし、これだけでは電動アクチュエータ６自身のフリクションや、サスペンション部品の結合部のフリクション等によって、指令通りの力を発生してばね上の振動を抑制したら、車輪２の接地性を向上させることはできないおそれがある。

これに対し、本実施形態では、ストローク速度ＶＳによって、より確からしさが高い補償となるように、推力フィードバック補償量ＨＦ１とフリクション補償量ＨＦ２の割合を変更している。すなわち、フリクション補償量ＨＦ２と推力フィードバック補償量ＨＦ１は、サスペンションの上下ストローク速度ＶＳに応じて、適切と考えられる方の補償が主となるように制御が変更する。
そして、最終的な推力の補償量Ｈについて、低速側（ストローク速度ＶＳ＜Ｖ１）であれば、推力フィードバック重みＷ１が大きい事から、推力フィードバック補償量ＨＦ１の割合が大きくなる。一方、ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１を越えた高速側では、フリクション補償重み（Ｗ１）を高くすることで高速でのストローク方向の推測が可能となる。

すなわち、推力フィードバックは低速（ストローク速度ＶＳ＜Ｖ１）であれば有効に作用する。このため低速での重み（Ｗ２）が多きくする。一方、高速では、推力フィードバックの精度が悪くなる恐れがあり且つ高速でのストローク方向の推測が可能である。このため、高速では、フリクション補償重み（Ｗ１）を高くしている。
図７に、その効果を示す。これは、ある高速加振条件で任意の推力を発生させて、その実推力Ｔ０と推力指令値Ｔ１と比較した結果である。なお、横軸は推力指令値Ｔ１、縦軸は実推力Ｔ０である。高周波な推力指令を与えた際、電動アクチュエータ６の推力発生時に遅れの特性があったり、フリクションが大きかったりした場合、指令に対して実際の推力は大幅に異なる値を示す。この図７は、制御指令に従い推力が発生出来ていれば、遅れやフリクションの影響を受けずに推力が発生できていることを意味している。

そして、推力フィードバックだけの補償（図７（ａ））では、発生推力にヒステリシスが生じている。一方、本実施形態では（図７（ｂ））、格段にヒステリシスが低減し、高周波の条件においても所望の推力を発生させることが可能となっていることが分かる。すなわち、高周波での制振や接地性を向上することができる。
なお、上述の従来例のような操舵系に比べ、サスペンション装置の場合の方が、フリクションが大きい。そして、ストローク量やストローク速度ＶＳに応じてフリクションが変動するため、すべての走行シーンにおいて、単に線形の外乱オブザーバーを適用することは出来ない。
ここで、推力フィードバック手段８Ｂａは、推力フィードバック取得手段を構成する。フリクション補正手段８Ｂｃは、フリクション補償量取得手段を構成する。補償量配分調整手段８Ｂｄは、補償手段を構成する。供給電力調整部８Ｃは、制御量出力手段を構成する。リニアモータ１２は、電動モータを構成する。

（本実施形態の効果）
（１）実推力取得手段９は、電動モータが発生している実推力Ｔ０を検出若しくは推定して取得する。推力フィードバック取得手段は、電動モータへの推力指令値Ｔ１と上記実推力取得手段９が取得した実推力Ｔ０との偏差である推力偏差ΔＴに応じたフィードバック補償量ＨＦ１を求める。フリクション補償量取得手段は、上記サスペンションの上下ストローク方向に基づきサスペンション装置で発生するフリクション分のフリクション補償量ＨＦ２を求める。補償手段は、上記ストローク速度ＶＳに応じて、上記フィードバック補償量ＨＦ１及びフリクション補償量ＨＦ２の上記推力指令値Ｔ１に対する各補償量を変更する。
推力フィードバックとフリクション補償の長所を生かし、主として補償する量を、ストローク速度ＶＳに応じて、推力フィードバック補償とフリクション補償の各補償量を変更する。これによって、速度依存が高いフリクションを補償し所望の推力を発生することが可能となる。

（２）補償手段は、上記フィードバック補償量ＨＦ１及びフリクション補償量ＨＦ２に対しそれぞれ重み付けを行う。そして、その各重み付けを上記ストローク速度ＶＳに応じて変更することで、上記フィードバック補償量ＨＦ１及びフリクション補償量ＨＦ２の上記推力指令値Ｔ１に対する補償量の割合を変更する。
これによって、確実に、主として補償する量を、推力フィードバック補償とフリクション補償とのいずれかに切り替えることが出来るようになる。

（３）補償手段は、上記推力指令値Ｔ１に対する補償量として、ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１未満では、フリクション補償量ＨＦ２よりもフィードバック補償量ＨＦ１の割合を大きくする。また、補償手段は、上記ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１以上では、フィードバック補償量ＨＦ１よりもフリクション補償量ＨＦ２の割合を大きくする。
ストローク速度ＶＳが比較的に低くサスペンション特性をひとつの線形近似モデルで表現可能な領域においては、フリクション相当を補償することで、所望の推力を任意に発生することが可能となる。さらにストローク速度ＶＳが比較的に高く低速領域で線形近似したモデルとの差異が大きくなってしまうような領域においては、フィードバック補償量ＨＦ１で主として補償することで、所望の推力を任意に発生することが可能となる。
この結果、低周波から高周波の振動領域までも電動モータにより制振効果を発揮することが可能となる。

（４）電動モータを駆動部として軸方向にストローク可能な電動アクチュエータ６によって、車体５に対する車輪２の上下方向位置を規制する。
これによって、サスペンションの上下ストロークを、電動アクチュエータ６のストロー得によって直接規制することが可能となる。

（５）電動モータを駆動部として軸方向にストローク可能な電動アクチュエータ６を力制御するアクチュエータ制御装置である。補償手段は、フィードバック補償量ＨＦ１及びフリクション補償量ＨＦ２に対しそれぞれ重み付けを行い、その各重み付けを上記ストローク速度ＶＳに応じて変更することで、上記推力指令値Ｔ１に対する、上記フィードバック補償量ＨＦ１とフリクション補償量ＨＦ２との補償の割合を変更する。
推力フィードバックとフリクション補償の長所を生かし、主として補償する量を、ストローク速度ＶＳに応じて、推力フィードバック補償とフリクション補償を切り替えることが可能となる。これによって、速度依存が高いフリクションを補償し所望の推力を発生することが可能となる。

（変形例）
（１）上記実施形態では、電動モータとしてリニアモータ１２を使用した直動型の電動アクチュエータ６を例示した。電動アクチュエータ６としては、次のような電動アクチュエータ６であっても良い。
すなわち、図８に示すように、電動モータが電動回転モータからなる直動型の電動アクチュエータ６であっても良い。
この場合には、回転モータ６ａでボールねじ機構６ｂのねじ軸を軸回転させることで、回転運動を直進運動に変換するアクチュエータである。すなわち、電動アクチュエータ６は、回転式の電動モータ６ａと、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構６ｂとからなる。そして、電動アクチュエータ６の上端部を車体５に連結する。また電動アクチュエータ６の下端部をロアアーム４に連結する。そして、回転モータ６ａが発生する力により、ボールねじ機構６ｂが伸縮する。この結果、回転モータ６ａが発生する回転力を車輪２上下方向の力に変換することで、ばね上の乗心地や車輪２接地性を自在に制御することが可能となる。

（２）電動アクチュエータ６のサスペンション側端部は、ロアアーム４に連結しなくても良い。電動アクチュエータ６のサスペンション側端部を、アッパアーム３やナックル１などに連結しても良い。
（３）サスペンション装置の基本とするサスペンション形式は、ウイッシュボーン形式に限定しない。他の形式のサスペンション形式であって良い。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様な装置などについて同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。
但し、補償量配分調整手段８Ｂｄにおける、ストローク速度ＶＳに基づく、推力フィードバック重みＷ１と、フリクション補償重みＷ２との割合の変更の設定が若干、異なる。
すなわち、本実施形態では、推力フィード重みＷ１とフリクション補償重みＷ２とを、図９に示す重み付け特性としたものである。
第１実施形態での重み付け特性の差異は、極低速の条件においては推力フィードバックの重みを下げると共に、フリクション補償の重みを上げている。すなわち、第１速度Ｖ１よりも低速の第２速度Ｖ２より小さい場合には、フリクション補償重みＷ２の方を大きくする。
その他の構成は、上記実施形態と同様である。

（動作・作用）
推力フィードバックは、実際にロードセルなどの力を直接計測できるセンサによって実推力Ｔ０が明らかとなればまだ問題はない。しかし、実際の車両の動き（ばね上Ｇやストローク速度ＶＳなど）の情報から発生する実推力Ｔ０を推測する場合には、次の課題がある。すなわち、推定した実推力Ｔ０を補償する外乱オブザーバーを用いた場合、ストローク速度ＶＳが極低速の条件で電動アクチュエータ６が発生する実推力Ｔ０を推定するのは困難である。すなわち、極低速では、外乱オブザーバーの誤差が大きくなるため、所望の推力となるように制御することが困難となるおそれがある。そこで、極低速ではサスペンションのストローク速度ＶＳによって方向を判断するフリクション補償で補償する方が有効となるので、フリクション補償重みＷ２の方を大きくする。
すなわち、２つの周波数（ローパス、ハイパス）で２つの信号を分離すると、信号の遅れや信号にノイズが乗る。これに鑑み、信号の遅れや信号にノイズが乗りやすいストローク速度ＶＳについては、フィードバック補償量ＨＦ１を抑え、主としてフリクション補償量ＨＦ２で対応する。

（第２実施形態の効果）
（１）補償手段は、上記推力指令値Ｔ１に対する補償量として、上記ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１よりも低速である第２速度Ｖ２未満では、上記ストローク速度ＶＳが低いほど、フィードバック補償量ＨＦ１の割合を減少すると共にフリクション補償量ＨＦ２の割合を増加する。
実推力Ｔ０を外乱オブザーバーで推測した場合には、極低速では外乱オブザーバーの誤差が大きくなる。このため、極低速では、フリクション補償量ＨＦ２の割合を増加する。
これにより、上屋の上下挙動が少なくばね上の加速度や、サスペンションのストロークが緩やかに変化するような状況に対しても、所望の推力を発生することが可能となる。

（第３実施形態）
装置などについて同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第１及び第２実施形態と同様である。
但し、補償量配分調整手段８Ｂｄにおける、ストローク速度ＶＳに基づく推力フィードバック重みＷ１とフリクション補償重みＷ２との割合との変更が異なる。
すなわち、本実施形態では、推力フィード重みＷ１及びフリクション補償重みＷ２を、図１０に示す重み付け特性としたものである。
上記第２実施形態の重み付け特性との差異は、第１速度Ｖ１よりも大きな速度であるＶ３以上の超高速の条件においては、フリクション補償重みＷ２を速度が大きくなるほど小さく設定する。
その他の構成は、上記各実施形態と同様である。

（動作・作用）
フリクション補償は、サスペンションのストローク速度ＶＳによって、その方向を判断し、フリクション相当を指令値に対し行う補償である。このフリクション補償は、サスペンションが高速で動き、その方向が刻々と変化する条件においては、ストローク方向の誤判定が発生しやすい。特に、インパルス的な入力が入った場合は、誤判定を招きやすい。このため、超高速の条件では推力フィードバックおよびフリクションの補償は行わないこととする。

（本実施形態の効果）
（１）補償手段は、ストローク速度ＶＳが第１速度Ｖ１よりも高速である第３速度Ｖ３以上では、上記推力指令値Ｔ１に対する補償量として、上記ストローク速度ＶＳが大きいほど、上記フィードバック補償量ＨＦ１及びフリクション補償量ＨＦ２をともに小さく変更する。
フリクション補償すらも追従できないような超高速でストロークするような状況においては、補償量自体を小さくすることで、推力の誤差を小さく抑える。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態は、ストラット形式のサスペンション装置に適用した場合の例である。
ナックル１の上端部と車体５との間にストラットを配置する。また、ナックル１を、ロアアーム４によって、上下揺動可能に車体５へ連結する。
そして、本実施形態では、ロアアーム４の車体５側端部を、回転式の電動モータを介して接続する。この電動モータは、ロアアーム４の軸に直行する略車両前後方向の軸周りに回転する。その回転力によって、ロアアーム４を車体５との連結部周りに回転させる構造とすることで、車輪２の上下位置を規制可能となっている。

回転モータＰ７が力を発生すると、ロアアーム４によりナックル１、さらには車輪２を上下方向にストロークさせることができる。また、回転モータが発生する力によって、制振性を高めたり、車輪２の接地性を向上させることが可能となる。また、回転モータが発生する力が、車輪２を上下させるのに必要な力が弱い場合は、ギヤを介して力（トルク）を増幅させることで所望の性能を発揮させればよい。
その他の構成は、上記各実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏する。

（本実施形態の効果）
（１）直動型の電動アクチュエータ６の代わりに回転式の電動モータで、サスペンションリンクを上下に揺動させる。
これによって、ショックアブソーバに直動型の電動アクチュエータ６を使用する必要が無い。

本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンション装置の構成を説明する模式図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るショックアブソーバとしての電動アクチュエータの構成を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るコントローラの処理を説明する図である。 フリクション補償手段の処理を説明する図である。 補償量配分調整手段の処理を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るストローク速度に対する重みの関係を示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る作用を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る別のサスペンション装置の構成を説明する模式図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るストローク速度に対する重みの関係を示す図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るストローク速度に対する重みの関係を示す図である。 本発明に基づく第４実施形態に係るサスペンション装置の構成を説明する模式図である。

符号の説明

１ ナックル
２ 車輪
３ アッパアーム
４ ロアアーム
５ 車体
６ 電動アクチュエータ
７ ストロークセンサ（ストローク速度検出手段）
８ コントローラ
８Ａ 推力指令演算部
８Ｂ 推力補償部
８Ｂａ 推力フィードバック手段（推力フィードバック取得手段）
８Ｂｂ 演算手段
８Ｂｃ フリクション補正手段（フリクション補償量取得手段）
８Ｂｄ 補償量配分調整手段（補償手段）
８Ｃ 供給電力調整部
９ 実推力取得手段
１０ 内筒
１１ 外筒
１２ リニアモータ（電動モータ）
１２ａ 永久磁石
１２ｂ コイル
ＨＦ１ フィードバック補償量
ＨＦ２ フリクション補償量
Ｈ 最終的な補償量
Ｈ１ 第１の補償量
Ｈ２ 第２の補償量
Ｔ０ 実推力
Ｔ１ 推力指令値
ＶＳ ストローク速度
Ｖ１ 第１速度
Ｖ２ 第２速度
Ｖ３ 第３速度

Claims (9)

1. 電動モータの推力によって、軸方向変位であるストロークを発生する電動アクチュエータにより、車輪を車体に対して車両上下方向に変位させる車両用サスペンション装置であって、
   上記ストロークの速度を検出するストローク速度検出手段と、
   電動モータが発生している実推力を検出若しくは推定して取得する実推力取得手段と、
   電動モータへの推力指令値と上記実推力取得手段が取得した実推力との偏差である推力偏差に応じたフィードバック補償量を求める推力フィードバック取得手段と、
   上記ストローク方向に基づきサスペンション装置で発生するフリクション分のフリクション補償量を求めるフリクション補償量取得手段と、
   電動モータへの上記推力指令値を、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量で補償する補償手段と、
   補償手段による補償後の推力指令値を上記電動モータに出力する制御量出力手段と、を備え、
   上記補償手段は、上記ストロークの速度に応じて、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量の上記推力指令値に対する各補償量を変更することを特徴とする車両用サスペンション装置。
2. 上記補償手段は、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量に対しそれぞれ重み付けを行い、その各重み付けを上記ストロークの速度に応じて変更することで、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量の上記推力指令値に対する補償量の割合を変更することを特徴とする請求項１に記載した車両用サスペンション装置。
3. 上記補償手段は、上記推力指令値に対する補償量として、ストロークの速度が第１速度未満では、フリクション補償量よりもフィードバック補償量の割合を大きくし、上記ストロークの速度が第１速度以上では、フィードバック補償量よりもフリクション補償量の割合を大きくすることを特徴とする請求項２に記載した車両用サスペンション装置。
4. 上記補償手段は、上記推力指令値に対する補償量として、上記ストロークの速度が第１速度よりも低速である第２速度未満では、上記ストロークの速度が低いほど、フィードバック補償量の割合を減少すると共にフリクション補償量の割合を増加することを特徴とする請求項３に記載した車両用サスペンション装置。
5. 上記補償手段は、上記ストロークの速度が第１速度よりも高速である第３速度以上では、上記推力指令値に対する補償量として、上記ストロークの速度が大きいほど、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量をともに小さく変更することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載した車両用サスペンション装置。
6. 上記ストローク速度検出手段で検出する上記ストロークの速度は、上記電動アクチュエータの軸方向変位の速度、または、上記車輪の上下方向変位の速度であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した車両用サスペンション装置。
7. 電動モータの推力によって、軸方向変位であるストロークを発生する電動アクチュエータにより、車輪を車体に対して車両上下方向に変位させる車両用サスペンション装置における上記電動モータの制御方法であって、
   電動モータへの推力指令値と電動モータの実推力との偏差に応じたフィードバック補償量と、上記ストローク方向に基づくフリクション補償量とで、上記電動モータへの推力指令値を補償し、
   上記フィードバック補償量とフリクション補償量の上記推力指令値に対する補償量の割合を、上記ストロークの速度に応じて変更することを特徴とする電動モータの制御方法。
8. 上記ストロークの速度は、上記電動アクチュエータの軸方向変位の速度、または、上記車輪の上下方向変位の速度であることを特徴とする請求項７に記載した電動モータの制御方法。
9. 電動モータを駆動部として軸方向にストローク可能な電動アクチュエータを力制御するアクチュエータ制御装置であって、
   電動アクチュエータのストローク速度を検出する速度検出手段と、
   電動アクチュエータで発生している実推力を検出若しくは推定して取得する実推力取得手段と、
   電動アクチュエータへの推力指令値と実推力取得手段が取得した実推力との偏差である推力偏差に応じたフィードバック補償量を求める推力フィードバック取得手段と、
   電動アクチュエータのストローク方向を判定してフリクション分のフリクション補償量を求めるフリクション補償量取得手段と、
   電動アクチュエータへの推力指令値を、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量で補償する補償手段と、を備え、
   上記補償手段は、上記フィードバック補償量及びフリクション補償量に対しそれぞれ重み付けを行い、その各重み付けを上記ストローク速度に応じて変更することで、上記推力指令値に対する、上記フィードバック補償量とフリクション補償量との補償の割合を変更することを特徴とするアクチュエータ制御装置。

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