JP3892228B2 - 電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車等の車両において車輪を懸架するサスペンションアームをアクチュエータで上下動させる場合等に利用される電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置に係り、特に、電磁アクチュエータに供給する電流に対するフィードバック制御の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−１４９１３０号公報に開示された電気モータ式サスペンションのように、車輪を回転可能に懸架するサスペンションアームにモータアクチュエータの出力軸をトルク伝達可能に駆動接続して、スタビライザーの反発力をモータトルクにより補助するロール剛性可変システムが知られている。
このロール剛性可変システムにおいては、例えば車両の旋回時等にローリングが起こると、車両の左右輪のストローク差がずれることによってスタビラーザーバーに捩れが発生する。すると、この捩れ方向と反対方向に、スタビライザーバーの剛性特性に応じた反発力が発生して、左右輪のストローク差のずれが低減される。このように機械的にロール抑制を行うスタビライザーに対して、電子制御により駆動されるモータアクチュエータによって、スタビラーザーバーの捻れ方向と反対方向の力を発生する逆相動作を行ってスタビライザーの捻れ角を調整することで、いわばスタビライザーバーの剛性（つまり反発力）を増大して、車両のサスペンションのローリングに対するロール剛性を向上させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなサスペンション制御装置においては、モータアクチュエータに、必要とされるトルク値を発生させるためのトルク指令が入力されると、このトルク指令とモータの回転数とに基づいて、モータに供給する電流を指定するための電流指令として目標電流値が算出される。そして、実際にモータに流れる電流の実電流値が検出されて、この実電流値を目標電流値に追従させるように、つまり目標電流値と実電流値との偏差がゼロとなるようにフィードバック制御が行われる。そして、このフィードバック制御としては、例えば、比例動作（Ｐ動作）と、積分動作（Ｉ動作）と、微分動作（Ｄ動作）とを組み合わせたＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）等が知られている。
【０００４】
しかしながら、ＰＩＤ制御において目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させる際には比例項を増大させる必要が生じる場合があり、この比例項の増大に伴って制御システムの振動や発振等の不具合が発生し易くなって、車両の操作性や走行安定性が劣化してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電磁アクチュエータに対して電流フィードバック制御を行う際に発振や振動等の不具合が発生することを抑制して、電磁アクチュエータに供給する電流の目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることが可能な電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のサスペンション制御方法は、モータ（例えば、後述する実施の形態におけるモータ２２）へ電流を供給して所望の出力を発生させる際に、前記電流に対する目標電流値を、前記モータがロック状態となった時に流れる電流値に前記モータの回転に伴って発生する逆起電力の寄与を考慮して得た電流値で除算した第１のデューティー比を算出するステップ（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０）と、前記モータに流れる実電流値を前記目標電流値に追従させる比例・積分・微分制御において前記電流に対する第２のデューティー比を算出するステップ（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１１）と、前記第１のデューティー比と前記第２のデューティー比とを加算して得た第３のデューティー比によって前記モータへ電流を供給するステップ（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１２）とを含むことを特徴としている。
【０００６】
上記のような電磁アクチュエータの制御方法によれば、モータの比例・積分・微分制御において、先ず、目標電流値に基づいて電源装置等からモータへ供給する電流に対する第１のデューティー比を算出する。そして、実際にモータに流れる電流を検出して得られる実電流値を目標電流値に追従させる比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御において算出した第２のデューティー比を、第１のデューティー比に加算して得た第３のデューティー比に応じてモータに電流を供給する。
すなわち、モータに電流を供給する際に参照される第３のデューティー比を算出する際に、目標電流値に応じた第１のデューティー比を算出しておくことで、ＰＩＤ制御において算出する第２のデューティー比の寄与を小さくすることができる。これにより、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の本発明の電磁アクチュエータの制御装置は、電源装置（例えば、後述する実施の形態における電源装置２９）からモータ（例えば、後述する実施の形態におけるモータ２２）へ電流を供給して所望の出力を発生させる際に、前記電流に対する目標電流値を算出する目標電流値算出手段（例えば、後述する実施の形態における目標電流演算部２６）と、前記目標電流値を、前記モータがロック状態となった時に流れる電流値に前記モータの回転に伴って発生する逆起電力の寄与を考慮して得た電流値で除算した第１のデューティー比（例えば、後述する実施の形態におけるロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹ）を算出する第１デューティー比算出手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０）と、前記モータに流れる実電流を検出して実電流値を得る電流検出手段（例えば、後述する実施の形態における電流検出器３２）と、前記実電流値を前記目標電流値に追従させる比例・積分・微分制御において前記電流に対する第２のデューティー比（例えば、後述する実施の形態におけるＰＩＤデューティーＰＩＤ＿ＤＵＴＹ）を算出する第２デューティー比算出手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１１）と、前記第１のデューティー比と前記第２のデューティー比とを加算して得た第３のデューティー比（例えば、後述する実施の形態における最終デューティーＤＵＴＹ）によって前記電源装置から前記モータへ電流を供給する通電制御手段（例えば、後述する実施の形態における通電制御部２８）とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
上記構成の電磁アクチュエータの制御装置によれば、モータの比例・積分・微分制御において、先ず、目標電流値に基づいて電源装置からモータへ供給する電流に対する第１のデューティー比を算出する。そして、実際にモータに流れる電流を検出して得られる実電流値を目標電流値に追従させる比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御において算出した第２のデューティー比を、第１のデューティー比に加算して得た第３のデューティー比に応じてモータに電流を供給する。
この場合、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。特に、例えばモータに対して所定の出力を持続させるような場合には、目標電流値から算出した第１のデューティー比をいわば基準値として、この規準値からの偏差分に対してＰＩＤ制御を行うようになり、比例項定数を相対的に小さな値に設定することができるため、容易に所望の出力を持続させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータの制御装置１８を備えたサスペンション制御装置１０を車両１の後方から見た透視図であり、図２は車両１に配置されたストロークセンサ２３および舵角センサ２４の位置を示す図であり、図３はサスペンション制御装置１０に備えられたストローク式ポテンショメータ２３ａおよび回転式ポテンショメータ２３ｂを示す構成図であり、図４は図１に示す電磁アクチュエータの制御装置１８の構成を示す機能ブロック図である。
本実施の形態による電磁アクチュエータの制御装置１８を備えたサスペンション制御装置１０は、例えば車両１のリア（後輪）側に設けられており、リア側の左右輪に対してそれぞれ同等の構成を有するサスペンション１０ａ，１０ａが備えられている。
【００１０】
先ず以下において、例えば左後輪のサスペンション１０ａについて説明する。
このサスペンション１０ａにおいて、ホイールＷＬを回転可能に支持するナックル１１Ｌは、Ａ型のアッパーアーム１２Ｌ及びロアアーム１３Ｌを介して鉛直方向に上下動可能に支持されている。
アッパーアーム１２Ｌは、先端に設けたジョイントを介してナックル１１Ｌの上部に接続され、基端に設けたジョイントを介して車体Ｂに接続されている。
ロアアーム１３Ｌは、先端に設けたジョイントを介してナックル１１Ｌの下部に接続され、基端に設けたジョイントを介して車体Ｂに接続されている。
【００１１】
ロアアーム１３Ｌの略中央部には、例えばコイルばねをなすばね１４Ｌの下部が接続され、車体Ｂにばね１４Ｌの上部が接続され、ロアアーム１３Ｌの基端側にリンク１５Ｌおよび駆動アーム１６Ｌを介してアクチュエータ１７が接続されている。また、図示しないショックアブソーバが、車体Ｂとロアアーム１３Ｌとの間に設けられている。
そして、右後輪には、左後輪と同等のサスペンション１０ａが備えられており、左後輪側のナックル１１Ｌの前部と右後輪側のナックル１１Ｒの前部との間にはスタビライザー（図示略）が接続されており、車体Ｂとナックル１１Ｌの後部およびナックル１１Ｒの後部とは、ラテラルリンク（図示略）により接続されている。
【００１２】
アクチュエータ１７は減速機構２１とモータ２２とを備えて構成されている。
モータ２２は、例えば界磁にＤＣモータをなし、このモータ２２の出力軸には減速機構２１を介して駆動アーム１６Ｌが接続されている。
すなわち、モータ２２の出力軸の回転力は、減速機構２１の所定ギヤ比で減速されて駆動アーム１６Ｌに伝達され、例えば車両１のローリング方向と同一方向の回転力と、駆動アーム１６Ｌの長さとの乗算により得られるトルク値をロアアーム１３Ｌに付与することで、ばね１４Ｌのばねレートを変更することとなる。
【００１３】
例えば、左後輪のサスペンション１０ａにおいて、車両１の旋回時に車体Ｂが路面に対して上下動してローリングすることにより、ナックル１１Ｌに接続されたロアアーム１３Ｌおよびアッパーアーム１２Ｌが車体Ｂに接続された基端を始点として上下動する。これにより、ロアアーム１３Ｌに接続されたばね１４Ｌおよびショックアブソーバが上下動に対応して伸縮し、路面に対する車体Ｂの上下動が緩衝される。
このとき、制御部１８によりアクチュエータ１７を駆動して、回転軸回りに、駆動アーム１６Ｌをローリングと同一の方向に回転させると、駆動アーム１６Ｌにリンク１５Ｌを介して接続されたロアアーム１３Ｌに上下動するトルク（Ｎ・ｍ）が伝達され、コーナーリングで必要とされるロール剛性を得るためのばねレートを補完するようにしてばね１４Ｌのばねレートが変更される。
【００１４】
また、図２に示すように、後輪側の左右輪の各サスペンション１０ａ，１０ａには、ストロークセンサ２３，２３が備えられており、ローリングによる鉛直方向での上下動の変位の大きさをストローク量として検出する。
また、ローリングによる上下動はコーナリングの方向に依存するため、運転者の操舵方向を検知するための舵角センサ２４が設けられている。
ここで、ストロークセンサ２３，２３は、例えば図３に示すように、鉛直方向での上下動の変位を検知するストローク式ポテンショメータ２３ａや、駆動アーム１６Ｌ（１６Ｒ）の回転距離を検知する回転式ポテンショメータ２３ｂ等をなし、要するにローリングによる車体Ｂのロール角に関連した量を測定できるものであればいずれをも用いることができる。
【００１５】
そして、左右輪のストロークセンサ２３，２３から出力される各ストローク量の検知信号と、舵角センサ２４から出力される舵角方向を含む舵角量の検知信号とは電磁アクチュエータの制御装置１８に入力されており、左右輪のストローク量の差であるストローク差と、舵角方向を含む舵角速度とに基づいて各アクチュエータ１７，１７が駆動制御される。
図４に示すように、電磁アクチュエータの制御装置１８は、例えば、トルク指令演算部２５と、目標電流演算部２６と、フィードバック制御部２７と、通電制御部２８と、電源装置２９と、電圧検出器３１と、電流検出器３２と、磁極位置検出器３３とを備えて構成されている。
【００１６】
トルク指令演算部２５は、ストロークセンサ２３から出力されるストローク量の検知信号と、舵角センサ２４から出力される舵角方向を含む舵角量の検知信号に基づいて、必要とされるトルク値を演算して、このトルク値をモータ２２を含むアクチュエータ１７に発生させるためのトルク指令＊Ｔを生成して目標電流演算部２６へ出力する。
【００１７】
目標電流演算部２６は、トルク指令値＊Ｔに基づいて、通電制御部２８からモータ２２に供給する電流を指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は目標電流値＊Ｉとしてフィードバック制御部２７へ出力されている。
フィードバック制御部２７は、比例・積分・微分（ＰＩＤ）動作によって電流のフィードバック制御を行うものであり、目標電流値＊Ｉと実際にモータ２２に流れる実電流値Ｉｒとの偏差がゼロとなるように制御を行う。
【００１８】
このため、フィードバック制御部２７には、電源装置２９の電源電圧Ｖｂを検出する電圧検出器３１からの検知信号と、モータ２２に流れる実電流値Ｉｒを検出する電流検出器３２からの検知信号と、モータ２２の磁極位置つまり回転子（図示略）の回転角θに基づいて算出される回転速度Ｍνの信号とが入力されている。
通電制御部２８は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＤＣチョッパをなすものであって、例えばバッテリや燃料電池等からなる電源装置３１から供給される直流電力を、後述するように、フィードバック制御部２７から出力される最終デューティーＤＵＴＹに応じて直流変換してモータ２２に供給する。
【００１９】
本実施の形態による電磁アクチュエータの制御装置１８は上記構成を備えており、次に、この電磁アクチュエータの制御装置１８の動作、特にモータ２２を含むアクチュエータ１７に対する電流フィードバック制御の処理について添付図面を参照しながら説明する。図５は電磁アクチュエータの制御装置１８の動作、特にモータ２２を含むアクチュエータ１７に対する電流フィードバック制御の処理について示すフローチャートである。
【００２０】
先ず、図５に示すステップＳ０１においては、必要とされるトルク値をモータ２２を含むアクチュエータ１７に発生させるための目標電流値＊Ｉを設定する。
次に、ステップＳ０２においては、電流検出器３２により実際にモータ２２に流れる実電流値Ｉｒを検出する。
次に、ステップＳ０３においては、モータ２２への電力供給を行う電源装置２９の電源電圧Ｖｂを電圧検出器３１により検出する。
次に、ステップＳ０４においては、モータ２２の磁極位置θを磁極位置検出器３３により検出する。なお、磁極位置θは誘起電圧の位相角に相当する。
次に、ステップＳ０５においては、モータ２２の磁極位置θに基づいて、モータ２２の回転子（図示略）の回転速度Ｍνを算出する。
【００２１】
次に、ステップＳ０６においては、下記数式（１）に示すように、例えば予め設定された所定の誘起電圧定数Ｋと、ステップＳ０５にて算出された回転速度Ｍνとに基づいて逆起電圧Ｖｃを算出する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
次に、ステップＳ０７においては、下記数式（２）に示すように、電源電圧Ｖｂから逆起電圧Ｖｃを減算して得たモータ２２への印加電圧をモータ抵抗Ｒｍで除算して、電流値Ｉｍを算出する。
【００２４】
【数２】
【００２５】
次に、ステップＳ０８においては、ステップＳ０７にて算出した電流値Ｉｍがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
ステップＳ０９においては、電流値Ｉｍ＝１．０と設定する。
【００２６】
次に、ステップＳ１０においては、下記数式（３）に示すように、目標電流値＊Ｉを電流値Ｉｍで除算してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出する。
ここで、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹは、目標電流演算部２６にて算出した目標電流値＊Ｉを、モータ２２がロック状態となった時に流れる電流値（Ｖｂ／Ｒｍ）にモータ２２の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃの寄与を考慮して得た電流値｛（Ｖｂ−Ｖｃ）／Ｒｍ）｝で除算した値である。
なお、ステップＳ０７にて算出した電流値Ｉｍがゼロとなる場合には、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを上限値である１００％とする。また、下記数式（３）にて算出したロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹが１００％を超えるような場合にも、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを上限値である１００％とする。
【００２７】
【数３】
【００２８】
次に、ステップＳ１１においては、下記数式（４）に示すように、フィードバック制御における一連の処理において、目標電流値＊Ｉの今回の値＊Ｉ（ｋ）と実電流値Ｉｒの今回の値Ｉｒ（ｋ）との偏差Ｐ（ｋ）と、目標電流値＊Ｉと実電流値Ｉｒとの偏差に対する積分値の今回の値Ｉ（ｋ）と、今回の偏差Ｐ（ｋ）と前回の偏差Ｐ（ｋ−１）との変化Ｄ（ｋ）と、比例項定数Ｋｐと、積分項定数Ｋｉと、微分項定数Ｋｄとに基づいて、ＰＩＤデューティーＰＩＤ＿ＤＵＴＹを算出する。
【００２９】
【数４】
【００３０】
次に、ステップＳ１２においては、下記数式（５）に示すように、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹとＰＩＤデューティーＰＩＤ＿ＤＵＴＹとを加算して最終デューティーＤＵＴＹを算出して、一連の処理を終了する。
【００３１】
【数５】
【００３２】
以下に、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹの算出例、例えばモータ２２にＩref＝６０Ａの電流を通電したときのロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹの算出例について説明する。なお、以下においては、逆起電圧Ｖｃ＝０とした。
ここで、電源電圧Ｖｂ＝１４Ｖ、モータ抵抗Ｒｍ＝０．０６６Ωとすると、モータ２２のロック状態に流れる電流Ｉ100%＝Ｖｂ／Ｒｍ＝２１２Ａとなり、上記数式（３）により、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹ＝Ｉref／（Ｖｂ／Ｒｍ）＝２８．３％となり、Ｉref＝６０Ａを必要とする時のロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹは２８．３％となる。
【００３３】
上述したように、本実施の形態による電磁アクチュエータの制御方法によれば、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉｒの追従性を向上させることができる。しかも、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出する際にモータ２２の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃを考慮することよって、適切な最終デューティーＤＵＴＹを得ることができ、目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉｒの追従性を、より一層、向上させることができる。
【００３４】
例えば図６に示す本実施形態に対する比較例としてモータ２２のロック状態に流れる電流値に基づいてロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図のように、目標電流演算部２６にて算出した目標電流値＊Ｉを、単にモータ２２がロック状態となった時に流れる電流値（Ｖｂ／Ｒｍ）で除算して得た値をロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹとして設定した場合には、実電流値Ｉｒ（例えば、図６に示す点線）を目標電流値＊Ｉ（例えば、図６に示す実線）に追従させるまでに要する時間（例えば、図６に示す時間ｔ０）が相対的に長くなってしまう。
【００３５】
これに対して、例えば図７に示す本実施形態に係る実施例としてモータ２２の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃを考慮してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図のように、逆起電圧Ｖｃを考慮してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹ（例えば、図７に示す一点破線）を算出することにより、適切な最終デューティーＤＵＴＹ（例えば、図７に示す破線）を算出することができ、この最終デューティーＤＵＴＹに応じてアクチュエータ１７に電流を供給することで、実電流値Ｉｒ（例えば、図７に示す点線）を目標電流値＊Ｉ（例えば、図７に示す実線）に追従させるのに要する時間を短縮してフィードバック制御時の追従性を向上させることができる。
すなわち、例えば相対的に速い転舵時等の過渡入力状態でのモータ２２の回転時や、車両１が上下動変位している場合や、外部からの路面入力等が存在する場合に、例えばモータ２２が逆相駆動されることで逆起電圧Ｖｃが発生した場合であっても、モータ２２への印加電圧が低下してアクチュエータ１７に所望の電流を供給することがきなくなって目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉｒの追従性が劣化することを防止することができる。
【００３６】
しかも、例えばモータ２２の駆動初期時等の過渡入力時においても、目標電流値＊Ｉに基づいて算出されたロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹに応じて適宜の電流がモータ２２に流れることにより、目標電流値＊Ｉと実電流値Ｉｒとの偏差（例えば、図６および図７に示す偏差ｅ）を小さくすることができる。これにより、ＰＩＤ制御における比例項つまり比例項定数Ｋｐを小さくすることができ、フィードバック制御時に発振や振動等の不具合が発生することを抑制することができ、アクチュエータ１７に過度の負荷がかかることを防止することが可能となる。
【００３７】
さらに、本実施の形態による電磁アクチュエータの制御装置１８を備えたサスペンション制御装置１０によれば、サスペンション１０ａにおけるばね１４Ｌ，１４Ｒのばねレートを、アクチュエータ１７の発生するトルクによりばね１４Ｌ，１４Ｒの伸縮を制御することで補完する際に、必要とされるトルクをアクチュエータ１７に発生させるためのトルク指令に応じた目標電流値＊Ｉに対して、実際にアクチュエータ１７に流れる電流の実電流値Ｉｒの追従性を向上させることができる。
これにより、車両１の運転状態の応じて適切に車体Ｂのロール剛性を高めることができ、ローリングによる車体Ｂの傾き、つまりロール角の大きさを緩和させることにより、車両１の操縦性や走行安定性を向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、上記数式（１）によって、逆起電圧Ｖｃを算出するとしたが、これに限定されず、例えば下記数式（６）に示すように、電源電圧Ｖｂと、アクチュエータ１７に流れる電流の実電流値Ｉｒと、モータ２２の内部抵抗値Ｒとに基づいて逆起電圧Ｖｃを算出しても良い。
【００３９】
【数６】
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の電磁アクチュエータの制御方法によれば、モータに電流を供給する際に参照される第３のデューティー比を算出する際に、目標電流値に応じた第１のデューティー比を算出しておくことで、ＰＩＤ制御において算出する第２のデューティー比の寄与を小さくすることができる。これにより、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。
【００４１】
また、請求項２に記載の本発明の電磁アクチュエータの制御装置によれば、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。特に、例えばモータに対して所定の出力を持続させるような場合には、目標電流値から算出した第１のデューティー比をいわば基準値として、この規準値からの偏差分に対してＰＩＤ制御を行うようになり、比例項定数を相対的に小さな値に設定することができるため、容易に所望の出力を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータの制御装置を備えたサスペンション制御装置を車両１の後方から見た透視図である。
【図２】 図１に示す車両に配置されたストロークセンサおよび舵角センサの位置を示す図である。
【図３】 図１に示すサスペンション制御装置に備えられたストローク式ポテンショメータおよび回転式ポテンショメータを示す構成図である。
【図４】 図１に示す電磁アクチュエータの制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】 電磁アクチュエータの制御装置の動作、特にモータを含むアクチュエータに対する電流フィードバック制御の処理について示すフローチャートである。
【図６】 本実施形態に対する比較例としてモータのロック状態に流れる電流値に基づいてロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図である。
【図７】 本実施形態に係る実施例としてモータの回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃを考慮してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ サスペンション制御装置
１７ アクチュエータ（電磁アクチュエータ）
１８ 電磁アクチュエータの制御装置
２６ 目標電流演算部（目標電流値算出手段）
２８ 通電制御部（通電制御手段）
２９ 電源装置
３２ 電流検出器（電流検出手段）
ステップＳ１１ 第１デューティー比算出手段
ステップＳ１２ 第２デューティー比算出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車等の車両において車輪を懸架するサスペンションアームをアクチュエータで上下動させる場合等に利用される電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置に係り、特に、電磁アクチュエータに供給する電流に対するフィードバック制御の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−１４９１３０号公報に開示された電気モータ式サスペンションのように、車輪を回転可能に懸架するサスペンションアームにモータアクチュエータの出力軸をトルク伝達可能に駆動接続して、スタビライザーの反発力をモータトルクにより補助するロール剛性可変システムが知られている。
このロール剛性可変システムにおいては、例えば車両の旋回時等にローリングが起こると、車両の左右輪のストローク差がずれることによってスタビラーザーバーに捩れが発生する。すると、この捩れ方向と反対方向に、スタビライザーバーの剛性特性に応じた反発力が発生して、左右輪のストローク差のずれが低減される。このように機械的にロール抑制を行うスタビライザーに対して、電子制御により駆動されるモータアクチュエータによって、スタビラーザーバーの捻れ方向と反対方向の力を発生する逆相動作を行ってスタビライザーの捻れ角を調整することで、いわばスタビライザーバーの剛性（つまり反発力）を増大して、車両のサスペンションのローリングに対するロール剛性を向上させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなサスペンション制御装置においては、モータアクチュエータに、必要とされるトルク値を発生させるためのトルク指令が入力されると、このトルク指令とモータの回転数とに基づいて、モータに供給する電流を指定するための電流指令として目標電流値が算出される。そして、実際にモータに流れる電流の実電流値が検出されて、この実電流値を目標電流値に追従させるように、つまり目標電流値と実電流値との偏差がゼロとなるようにフィードバック制御が行われる。そして、このフィードバック制御としては、例えば、比例動作（Ｐ動作）と、積分動作（Ｉ動作）と、微分動作（Ｄ動作）とを組み合わせたＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）等が知られている。
【０００４】
しかしながら、ＰＩＤ制御において目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させる際には比例項を増大させる必要が生じる場合があり、この比例項の増大に伴って制御システムの振動や発振等の不具合が発生し易くなって、車両の操作性や走行安定性が劣化してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電磁アクチュエータに対して電流フィードバック制御を行う際に発振や振動等の不具合が発生することを抑制して、電磁アクチュエータに供給する電流の目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることが可能な電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のサスペンション制御方法は、モータ（例えば、後述する実施の形態におけるモータ２２）へ電流を供給して所望の出力を発生させる際に、前記電流に対する目標電流値を、前記モータがロック状態となった時に流れる電流値に前記モータの回転に伴って発生する逆起電力の寄与を考慮して得た電流値で除算した第１のデューティー比を算出するステップ（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０）と、前記モータに流れる実電流値を前記目標電流値に追従させる比例・積分・微分制御において前記電流に対する第２のデューティー比を算出するステップ（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１１）と、前記第１のデューティー比と前記第２のデューティー比とを加算して得た第３のデューティー比によって前記モータへ電流を供給するステップ（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１２）とを含むことを特徴としている。
【０００６】
上記のような電磁アクチュエータの制御方法によれば、モータの比例・積分・微分制御において、先ず、目標電流値に基づいて電源装置等からモータへ供給する電流に対する第１のデューティー比を算出する。そして、実際にモータに流れる電流を検出して得られる実電流値を目標電流値に追従させる比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御において算出した第２のデューティー比を、第１のデューティー比に加算して得た第３のデューティー比に応じてモータに電流を供給する。
すなわち、モータに電流を供給する際に参照される第３のデューティー比を算出する際に、目標電流値に応じた第１のデューティー比を算出しておくことで、ＰＩＤ制御において算出する第２のデューティー比の寄与を小さくすることができる。これにより、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の本発明の電磁アクチュエータの制御装置は、電源装置（例えば、後述する実施の形態における電源装置２９）からモータ（例えば、後述する実施の形態におけるモータ２２）へ電流を供給して所望の出力を発生させる際に、前記電流に対する目標電流値を算出する目標電流値算出手段（例えば、後述する実施の形態における目標電流演算部２６）と、前記目標電流値を、前記モータがロック状態となった時に流れる電流値に前記モータの回転に伴って発生する逆起電力の寄与を考慮して得た電流値で除算した第１のデューティー比（例えば、後述する実施の形態におけるロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹ）を算出する第１デューティー比算出手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０）と、前記モータに流れる実電流を検出して実電流値を得る電流検出手段（例えば、後述する実施の形態における電流検出器３２）と、前記実電流値を前記目標電流値に追従させる比例・積分・微分制御において前記電流に対する第２のデューティー比（例えば、後述する実施の形態におけるＰＩＤデューティーＰＩＤ＿ＤＵＴＹ）を算出する第２デューティー比算出手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１１）と、前記第１のデューティー比と前記第２のデューティー比とを加算して得た第３のデューティー比（例えば、後述する実施の形態における最終デューティーＤＵＴＹ）によって前記電源装置から前記モータへ電流を供給する通電制御手段（例えば、後述する実施の形態における通電制御部２８）とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
上記構成の電磁アクチュエータの制御装置によれば、モータの比例・積分・微分制御において、先ず、目標電流値に基づいて電源装置からモータへ供給する電流に対する第１のデューティー比を算出する。そして、実際にモータに流れる電流を検出して得られる実電流値を目標電流値に追従させる比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御において算出した第２のデューティー比を、第１のデューティー比に加算して得た第３のデューティー比に応じてモータに電流を供給する。
この場合、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。特に、例えばモータに対して所定の出力を持続させるような場合には、目標電流値から算出した第１のデューティー比をいわば基準値として、この規準値からの偏差分に対してＰＩＤ制御を行うようになり、比例項定数を相対的に小さな値に設定することができるため、容易に所望の出力を持続させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータの制御方法および電磁アクチュエータの制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータの制御装置１８を備えたサスペンション制御装置１０を車両１の後方から見た透視図であり、図２は車両１に配置されたストロークセンサ２３および舵角センサ２４の位置を示す図であり、図３はサスペンション制御装置１０に備えられたストローク式ポテンショメータ２３ａおよび回転式ポテンショメータ２３ｂを示す構成図であり、図４は図１に示す電磁アクチュエータの制御装置１８の構成を示す機能ブロック図である。
本実施の形態による電磁アクチュエータの制御装置１８を備えたサスペンション制御装置１０は、例えば車両１のリア（後輪）側に設けられており、リア側の左右輪に対してそれぞれ同等の構成を有するサスペンション１０ａ，１０ａが備えられている。
【００１０】
先ず以下において、例えば左後輪のサスペンション１０ａについて説明する。
このサスペンション１０ａにおいて、ホイールＷＬを回転可能に支持するナックル１１Ｌは、Ａ型のアッパーアーム１２Ｌ及びロアアーム１３Ｌを介して鉛直方向に上下動可能に支持されている。
アッパーアーム１２Ｌは、先端に設けたジョイントを介してナックル１１Ｌの上部に接続され、基端に設けたジョイントを介して車体Ｂに接続されている。
ロアアーム１３Ｌは、先端に設けたジョイントを介してナックル１１Ｌの下部に接続され、基端に設けたジョイントを介して車体Ｂに接続されている。
【００１１】
ロアアーム１３Ｌの略中央部には、例えばコイルばねをなすばね１４Ｌの下部が接続され、車体Ｂにばね１４Ｌの上部が接続され、ロアアーム１３Ｌの基端側にリンク１５Ｌおよび駆動アーム１６Ｌを介してアクチュエータ１７が接続されている。また、図示しないショックアブソーバが、車体Ｂとロアアーム１３Ｌとの間に設けられている。
そして、右後輪には、左後輪と同等のサスペンション１０ａが備えられており、左後輪側のナックル１１Ｌの前部と右後輪側のナックル１１Ｒの前部との間にはスタビライザー（図示略）が接続されており、車体Ｂとナックル１１Ｌの後部およびナックル１１Ｒの後部とは、ラテラルリンク（図示略）により接続されている。
【００１２】
アクチュエータ１７は減速機構２１とモータ２２とを備えて構成されている。
モータ２２は、例えば界磁にＤＣモータをなし、このモータ２２の出力軸には減速機構２１を介して駆動アーム１６Ｌが接続されている。
すなわち、モータ２２の出力軸の回転力は、減速機構２１の所定ギヤ比で減速されて駆動アーム１６Ｌに伝達され、例えば車両１のローリング方向と同一方向の回転力と、駆動アーム１６Ｌの長さとの乗算により得られるトルク値をロアアーム１３Ｌに付与することで、ばね１４Ｌのばねレートを変更することとなる。
【００１３】
例えば、左後輪のサスペンション１０ａにおいて、車両１の旋回時に車体Ｂが路面に対して上下動してローリングすることにより、ナックル１１Ｌに接続されたロアアーム１３Ｌおよびアッパーアーム１２Ｌが車体Ｂに接続された基端を始点として上下動する。これにより、ロアアーム１３Ｌに接続されたばね１４Ｌおよびショックアブソーバが上下動に対応して伸縮し、路面に対する車体Ｂの上下動が緩衝される。
このとき、制御部１８によりアクチュエータ１７を駆動して、回転軸回りに、駆動アーム１６Ｌをローリングと同一の方向に回転させると、駆動アーム１６Ｌにリンク１５Ｌを介して接続されたロアアーム１３Ｌに上下動するトルク（Ｎ・ｍ）が伝達され、コーナーリングで必要とされるロール剛性を得るためのばねレートを補完するようにしてばね１４Ｌのばねレートが変更される。
【００１４】
また、図２に示すように、後輪側の左右輪の各サスペンション１０ａ，１０ａには、ストロークセンサ２３，２３が備えられており、ローリングによる鉛直方向での上下動の変位の大きさをストローク量として検出する。
また、ローリングによる上下動はコーナリングの方向に依存するため、運転者の操舵方向を検知するための舵角センサ２４が設けられている。
ここで、ストロークセンサ２３，２３は、例えば図３に示すように、鉛直方向での上下動の変位を検知するストローク式ポテンショメータ２３ａや、駆動アーム１６Ｌ（１６Ｒ）の回転距離を検知する回転式ポテンショメータ２３ｂ等をなし、要するにローリングによる車体Ｂのロール角に関連した量を測定できるものであればいずれをも用いることができる。
【００１５】
そして、左右輪のストロークセンサ２３，２３から出力される各ストローク量の検知信号と、舵角センサ２４から出力される舵角方向を含む舵角量の検知信号とは電磁アクチュエータの制御装置１８に入力されており、左右輪のストローク量の差であるストローク差と、舵角方向を含む舵角速度とに基づいて各アクチュエータ１７，１７が駆動制御される。
図４に示すように、電磁アクチュエータの制御装置１８は、例えば、トルク指令演算部２５と、目標電流演算部２６と、フィードバック制御部２７と、通電制御部２８と、電源装置２９と、電圧検出器３１と、電流検出器３２と、磁極位置検出器３３とを備えて構成されている。
【００１６】
トルク指令演算部２５は、ストロークセンサ２３から出力されるストローク量の検知信号と、舵角センサ２４から出力される舵角方向を含む舵角量の検知信号に基づいて、必要とされるトルク値を演算して、このトルク値をモータ２２を含むアクチュエータ１７に発生させるためのトルク指令＊Ｔを生成して目標電流演算部２６へ出力する。
【００１７】
目標電流演算部２６は、トルク指令値＊Ｔに基づいて、通電制御部２８からモータ２２に供給する電流を指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は目標電流値＊Ｉとしてフィードバック制御部２７へ出力されている。
フィードバック制御部２７は、比例・積分・微分（ＰＩＤ）動作によって電流のフィードバック制御を行うものであり、目標電流値＊Ｉと実際にモータ２２に流れる実電流値Ｉｒとの偏差がゼロとなるように制御を行う。
【００１８】
このため、フィードバック制御部２７には、電源装置２９の電源電圧Ｖｂを検出する電圧検出器３１からの検知信号と、モータ２２に流れる実電流値Ｉｒを検出する電流検出器３２からの検知信号と、モータ２２の磁極位置つまり回転子（図示略）の回転角θに基づいて算出される回転速度Ｍνの信号とが入力されている。
通電制御部２８は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＤＣチョッパをなすものであって、例えばバッテリや燃料電池等からなる電源装置３１から供給される直流電力を、後述するように、フィードバック制御部２７から出力される最終デューティーＤＵＴＹに応じて直流変換してモータ２２に供給する。
【００１９】
本実施の形態による電磁アクチュエータの制御装置１８は上記構成を備えており、次に、この電磁アクチュエータの制御装置１８の動作、特にモータ２２を含むアクチュエータ１７に対する電流フィードバック制御の処理について添付図面を参照しながら説明する。図５は電磁アクチュエータの制御装置１８の動作、特にモータ２２を含むアクチュエータ１７に対する電流フィードバック制御の処理について示すフローチャートである。
【００２０】
先ず、図５に示すステップＳ０１においては、必要とされるトルク値をモータ２２を含むアクチュエータ１７に発生させるための目標電流値＊Ｉを設定する。
次に、ステップＳ０２においては、電流検出器３２により実際にモータ２２に流れる実電流値Ｉｒを検出する。
次に、ステップＳ０３においては、モータ２２への電力供給を行う電源装置２９の電源電圧Ｖｂを電圧検出器３１により検出する。
次に、ステップＳ０４においては、モータ２２の磁極位置θを磁極位置検出器３３により検出する。なお、磁極位置θは誘起電圧の位相角に相当する。
次に、ステップＳ０５においては、モータ２２の磁極位置θに基づいて、モータ２２の回転子（図示略）の回転速度Ｍνを算出する。
【００２１】
次に、ステップＳ０６においては、下記数式（１）に示すように、例えば予め設定された所定の誘起電圧定数Ｋと、ステップＳ０５にて算出された回転速度Ｍνとに基づいて逆起電圧Ｖｃを算出する。
【００２２】
【数１】
次に、ステップＳ０７においては、下記数式（２）に示すように、電源電圧Ｖｂから逆起電圧Ｖｃを減算して得たモータ２２への印加電圧をモータ抵抗Ｒｍで除算して、電流値Ｉｍを算出する。
【００２４】
【数２】
次に、ステップＳ０８においては、ステップＳ０７にて算出した電流値Ｉｍがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
ステップＳ０９においては、電流値Ｉｍ＝１．０と設定する。
【００２６】
次に、ステップＳ１０においては、下記数式（３）に示すように、目標電流値＊Ｉを電流値Ｉｍで除算してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出する。
ここで、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹは、目標電流演算部２６にて算出した目標電流値＊Ｉを、モータ２２がロック状態となった時に流れる電流値（Ｖｂ／Ｒｍ）にモータ２２の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃの寄与を考慮して得た電流値｛（Ｖｂ−Ｖｃ）／Ｒｍ）｝で除算した値である。
なお、ステップＳ０７にて算出した電流値Ｉｍがゼロとなる場合には、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを上限値である１００％とする。また、下記数式（３）にて算出したロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹが１００％を超えるような場合にも、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを上限値である１００％とする。
【００２７】
【数３】
次に、ステップＳ１１においては、下記数式（４）に示すように、フィードバック制御における一連の処理において、目標電流値＊Ｉの今回の値＊Ｉ（ｋ）と実電流値Ｉｒの今回の値Ｉｒ（ｋ）との偏差Ｐ（ｋ）と、目標電流値＊Ｉと実電流値Ｉｒとの偏差に対する積分値の今回の値Ｉ（ｋ）と、今回の偏差Ｐ（ｋ）と前回の偏差Ｐ（ｋ−１）との変化Ｄ（ｋ）と、比例項定数Ｋｐと、積分項定数Ｋｉと、微分項定数Ｋｄとに基づいて、ＰＩＤデューティーＰＩＤ＿ＤＵＴＹを算出する。
【００２９】
【数４】
次に、ステップＳ１２においては、下記数式（５）に示すように、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹとＰＩＤデューティーＰＩＤ＿ＤＵＴＹとを加算して最終デューティーＤＵＴＹを算出して、一連の処理を終了する。
【００３１】
【数５】
以下に、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹの算出例、例えばモータ２２にＩref＝６０Ａの電流を通電したときのロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹの算出例について説明する。なお、以下においては、逆起電圧Ｖｃ＝０とした。
ここで、電源電圧Ｖｂ＝１４Ｖ、モータ抵抗Ｒｍ＝０．０６６Ωとすると、モータ２２のロック状態に流れる電流Ｉ100%＝Ｖｂ／Ｒｍ＝２１２Ａとなり、上記数式（３）により、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹ＝Ｉref／（Ｖｂ／Ｒｍ）＝２８．３％となり、Ｉref＝６０Ａを必要とする時のロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹは２８．３％となる。
【００３３】
上述したように、本実施の形態による電磁アクチュエータの制御方法によれば、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉｒの追従性を向上させることができる。しかも、ロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出する際にモータ２２の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃを考慮することよって、適切な最終デューティーＤＵＴＹを得ることができ、目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉｒの追従性を、より一層、向上させることができる。
【００３４】
例えば図６に示す本実施形態に対する比較例としてモータ２２のロック状態に流れる電流値に基づいてロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図のように、目標電流演算部２６にて算出した目標電流値＊Ｉを、単にモータ２２がロック状態となった時に流れる電流値（Ｖｂ／Ｒｍ）で除算して得た値をロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹとして設定した場合には、実電流値Ｉｒ（例えば、図６に示す点線）を目標電流値＊Ｉ（例えば、図６に示す実線）に追従させるまでに要する時間（例えば、図６に示す時間ｔ０）が相対的に長くなってしまう。
【００３５】
これに対して、例えば図７に示す本実施形態に係る実施例としてモータ２２の回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃを考慮してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図のように、逆起電圧Ｖｃを考慮してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹ（例えば、図７に示す一点破線）を算出することにより、適切な最終デューティーＤＵＴＹ（例えば、図７に示す破線）を算出することができ、この最終デューティーＤＵＴＹに応じてアクチュエータ１７に電流を供給することで、実電流値Ｉｒ（例えば、図７に示す点線）を目標電流値＊Ｉ（例えば、図７に示す実線）に追従させるのに要する時間を短縮してフィードバック制御時の追従性を向上させることができる。
すなわち、例えば相対的に速い転舵時等の過渡入力状態でのモータ２２の回転時や、車両１が上下動変位している場合や、外部からの路面入力等が存在する場合に、例えばモータ２２が逆相駆動されることで逆起電圧Ｖｃが発生した場合であっても、モータ２２への印加電圧が低下してアクチュエータ１７に所望の電流を供給することがきなくなって目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉｒの追従性が劣化することを防止することができる。
【００３６】
しかも、例えばモータ２２の駆動初期時等の過渡入力時においても、目標電流値＊Ｉに基づいて算出されたロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹに応じて適宜の電流がモータ２２に流れることにより、目標電流値＊Ｉと実電流値Ｉｒとの偏差（例えば、図６および図７に示す偏差ｅ）を小さくすることができる。これにより、ＰＩＤ制御における比例項つまり比例項定数Ｋｐを小さくすることができ、フィードバック制御時に発振や振動等の不具合が発生することを抑制することができ、アクチュエータ１７に過度の負荷がかかることを防止することが可能となる。
【００３７】
さらに、本実施の形態による電磁アクチュエータの制御装置１８を備えたサスペンション制御装置１０によれば、サスペンション１０ａにおけるばね１４Ｌ，１４Ｒのばねレートを、アクチュエータ１７の発生するトルクによりばね１４Ｌ，１４Ｒの伸縮を制御することで補完する際に、必要とされるトルクをアクチュエータ１７に発生させるためのトルク指令に応じた目標電流値＊Ｉに対して、実際にアクチュエータ１７に流れる電流の実電流値Ｉｒの追従性を向上させることができる。
これにより、車両１の運転状態の応じて適切に車体Ｂのロール剛性を高めることができ、ローリングによる車体Ｂの傾き、つまりロール角の大きさを緩和させることにより、車両１の操縦性や走行安定性を向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、上記数式（１）によって、逆起電圧Ｖｃを算出するとしたが、これに限定されず、例えば下記数式（６）に示すように、電源電圧Ｖｂと、アクチュエータ１７に流れる電流の実電流値Ｉｒと、モータ２２の内部抵抗値Ｒとに基づいて逆起電圧Ｖｃを算出しても良い。
【００３９】
【数６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の電磁アクチュエータの制御方法によれば、モータに電流を供給する際に参照される第３のデューティー比を算出する際に、目標電流値に応じた第１のデューティー比を算出しておくことで、ＰＩＤ制御において算出する第２のデューティー比の寄与を小さくすることができる。これにより、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。
【００４１】
また、請求項２に記載の本発明の電磁アクチュエータの制御装置によれば、ＰＩＤ制御における比例項を小さくすることができ、フィードバック制御時に振動や発振等の不具合が発生することを抑制して、目標電流値に対する実電流値の追従性を向上させることができる。特に、例えばモータに対して所定の出力を持続させるような場合には、目標電流値から算出した第１のデューティー比をいわば基準値として、この規準値からの偏差分に対してＰＩＤ制御を行うようになり、比例項定数を相対的に小さな値に設定することができるため、容易に所望の出力を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータの制御装置を備えたサスペンション制御装置を車両１の後方から見た透視図である。
【図２】 図１に示す車両に配置されたストロークセンサおよび舵角センサの位置を示す図である。
【図３】 図１に示すサスペンション制御装置に備えられたストローク式ポテンショメータおよび回転式ポテンショメータを示す構成図である。
【図４】 図１に示す電磁アクチュエータの制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】 電磁アクチュエータの制御装置の動作、特にモータを含むアクチュエータに対する電流フィードバック制御の処理について示すフローチャートである。
【図６】 本実施形態に対する比較例としてモータのロック状態に流れる電流値に基づいてロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図である。
【図７】 本実施形態に係る実施例としてモータの回転に伴って発生する逆起電圧Ｖｃを考慮してロックデューティーＬＯＣＫＤＵＴＹを算出した場合における目標電流値＊Ｉに対する実電流値Ｉの追従変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ サスペンション制御装置
１７ アクチュエータ（電磁アクチュエータ）
１８ 電磁アクチュエータの制御装置
２６ 目標電流演算部（目標電流値算出手段）
２８ 通電制御部（通電制御手段）
２９ 電源装置
３２ 電流検出器（電流検出手段）
ステップＳ１１ 第１デューティー比算出手段
ステップＳ１２ 第２デューティー比算出手段
Claims (2)
- モータへ電流を供給して所望の出力を発生させる際に、前記電流に対する目標電流値を、前記モータがロック状態となった時に流れる電流値に前記モータの回転に伴って発生する逆起電力の寄与を考慮して得た電流値で除算した第１のデューティー比を算出するステップと、
前記モータに流れる実電流値を前記目標電流値に追従させる比例・積分・微分制御において前記電流に対する第２のデューティー比を算出するステップと、
前記第１のデューティー比と前記第２のデューティー比とを加算して得た第３のデューティー比によって前記モータへ電流を供給するステップとを含むことを特徴とする電磁アクチュエータの制御方法。 - 電源装置からモータへ電流を供給して所望の出力を発生させる際に、前記電流に対する目標電流値を算出する目標電流値算出手段と、
前記目標電流値を、前記モータがロック状態となった時に流れる電流値に前記モータの回転に伴って発生する逆起電力の寄与を考慮して得た電流値で除算した第１のデューティー比を算出する第１デューティー比算出手段と、
前記モータに流れる実電流を検出して実電流値を得る電流検出手段と、
前記実電流値を前記目標電流値に追従させる比例・積分・微分制御において前記電流に対する第２のデューティー比を算出する第２デューティー比算出手段と、
前記第１のデューティー比と前記第２のデューティー比とを加算して得た第３のデューティー比によって前記電源装置から前記モータへ電流を供給する通電制御手段と
を備えたことを特徴とする電磁アクチュエータの制御装置。
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