JP5195908B2 - 減衰力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサスペンション装置などに用いられるダンパの減衰力特性を制御する減衰力制御装置に関する。

車体などのバネ上部材を支持する車両のサスペンション装置は、バネ上部材とバネ下部材との間に介装されたバネおよびダンパを備える。ダンパの減衰力特性を可変制御する減衰力制御装置が知られている。かかる減衰力制御装置は、例えばスカイフック制御理論や非線形H_∞制御理論に基づき、バネ上部材の振動状態に応じてダンパの減衰力特性を可変制御する。

特開平６−２４７１１７号公報には、サスペンション装置のダンパが伸びる行程と縮む行程のいずれか一方の行程側の減衰力特性を可変制御するときは、他方の行程側の減衰力特性が低減衰力特性に固定される構造を有するダンパを備えたサスペンション装置が記載されている。このサスペンション装置のダンパの減衰力特性を制御する減衰力制御手段は、バネ上部材の上下方向の速度（バネ上速度）と、サスペンション装置の振動速度、すなわちバネ下部材の上下方向の速度に対するバネ上部材の上下方向の速度であるバネ上−バネ下相対速度との積が正であるときに、減衰力特性がバネ上速度をバネ上−バネ下相対速度で除した値に比例する特性となるように、ダンパの減衰力特性を可変制御する。また、バネ上速度とバネ上−バネ下相対速度との積が負であるときに、減衰力特性がバネ上速度に比例する特性となるように、ダンパの減衰力特性を可変制御する。

バネ上共振周波数（例えば１Ｈｚ）付近の低周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力された場合には、スカイフック制御理論や非線形H_∞制御理論に基づきダンパの減衰力特性を可変制御することにより、車両の乗り心地が向上する。

また、バネ上共振周波数よりも高い中／高周波数帯域、特にバネ上共振周波数とバネ下共振周波数（例えば１１Ｈｚ）の間の周波数帯域である中周波数帯域（例えば４〜８Ｈｚ）の振動がサスペンション装置に入力された場合においては、ダンパにより発生される減衰力が高いほどバネ上部材への振動の伝達率が大きくなって、乗り心地が悪化する。したがって、上述の可変制御中にこのような中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力された場合、従来においては、ダンパの減衰力特性が、比較的低い（好ましくは最も低い）減衰力を発生する低減衰力特性に固定される。このような低減衰力固定制御により、車両の乗り心地の悪化が抑えられる。

ダンパの減衰力特性の制御モードが可変制御から低減衰力固定制御に変化する場合や、低減衰力固定制御から可変制御に変化する場合には、減衰力特性を変更するためのアクチュエータやバルブなどにより構成される減衰力特性変更手段が作動する。したがって、制御モードの変化が頻繁に起こる場合、減衰力特性変更手段の作動頻度が増加する。また、可変制御時には、車両の乗り心地を良好にするために、ダンパの減衰力特性が比較的高い減衰力を発生する高減衰力特性の範囲内にて可変制御されている場合もある。このような場合に制御モードが変化したときは、減衰力特性変更手段は、減衰力特性を高減衰力特性から低減衰力特性へ、あるいは低減衰力特性から高減衰力特性へと大きく変化させなければならない。よって、減衰力特性変更手段の作動量が増大する。減衰力特性変更手段の作動頻度の増加や作動量の増大は、減衰力特性変更手段の耐久性の悪化を招く。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、減衰力特性の制御モードが変化する場合、特にサスペンション装置に中／高周波数帯域の振動が入力されているか否かに基づいて制御モードが変化する場合に、減衰力特性変更手段の作動頻度の増加や作動量の増大を抑える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、バネおよびダンパを備え、バネ上部材とバネ下部材との間に介装され、バネ上部材を支持する複数のサスペンション装置のダンパの減衰力特性を制御する減衰力制御装置において、ダンパの減衰力特性を変更する減衰力特性変更手段と、サスペンション装置の上下方向の振動速度を表すバネ上−バネ下相対速度を取得するバネ上−バネ下相対速度取得手段と、複数のサスペンション装置により支持される位置におけるバネ上部材の上下方向の速度の総和であるバネ上速度和を取得するバネ上速度和取得手段と、バネ上速度和とバネ上−バネ下相対速度との積の正負を判別する正負判別手段と、正負判別手段により積が正であると判別された場合に、バネ上部材の振動状態に応じてダンパの減衰力特性が変化するように、減衰力特性変更手段の作動を制御する減衰力特性制御手段と、正負判別手段により積が負であると判別された場合に、減衰力特性変更手段の作動を禁止する作動禁止手段と、を備えた減衰力制御装置としたことにある。

また、減衰力特性制御手段は、非線形H_∞制御理論に基づいて、サスペンション装置のダンパが発生すべき制御目標の減衰力である要求減衰力を計算する要求減衰力計算手段と、要求減衰力計算手段により計算された要求減衰力に基づいてダンパの減衰力特性を決定し、決定した減衰力特性に応じた信号を減衰力特性変更手段に出力する減衰力特性決定手段と、を備える。

本発明によれば、複数のサスペンション装置による支持位置におけるバネ上部材の上下方向の速度の総和（バネ上速度和）と、サスペンション装置の振動速度、すなわち、サスペンション装置の一端側に連結されたバネ上部材の上下方向の速度とサスペンション装置の他端側に連結されたバネ下部材の上下方向の速度との差であるバネ上−バネ下相対速度との積の正負が正負判別手段により判別される。この積が正である場合は、その積の計算に用いたバネ上−バネ下相対速度により振動しているサスペンション装置のダンパの減衰力特性がバネ上部材の振動状態に応じて変化するように、その減衰力特性を変更する減衰力特性変更手段の作動が制御される。これにより減衰力特性が可変制御される。一方、この積が負である場合には、その積の計算に用いたバネ上−バネ下相対速度により振動しているサスペンション装置のダンパの減衰力特性を変更する減衰力特性変更手段の作動が禁止される。これにより、上記積が負である間は、減衰力特性が減衰力特性変更手段の作動禁止直前の減衰力特性から変化しないように、減衰力特性が制御される。この制御は、本明細書において作動禁止制御と呼称される。

したがって、正負判別手段の判別結果に基づいて減衰力特性の制御モードが上記可変制御から上記作動禁止制御に変化した場合、減衰力特性は、制御モードの変化直前の減衰力特性に固定される。よって、制御モードの変化に伴い減衰力特性変更手段が作動することはない。これにより減衰力特性変更手段の作動頻度の増加および作動量の増大が抑えられ、減衰力特性変更手段の耐久性が向上する。

また、制御モードが可変制御から作動禁止制御に変化し、さらに作動禁止制御から可変制御に変化した場合、つまり作動禁止制御を挟んで可変制御が再開された場合において、可変制御再開時の減衰力特性は、作動禁止制御の直前に可変制御されていた減衰力特性に等しい。すなわち作動禁止制御を挟んで可変制御時の減衰力特性が引き継がれる。したがって、可変制御再開直後の減衰力特性が可変制御により目標とされる減衰力特性に近い場合が多い。よって、可変制御再開後に減衰力特性が所望の特性に変化するまでに作動する減衰力特性変更手段の作動量の増大が抑えられ、減衰力特性変更手段の耐久性が向上する。また、可変制御再開後には、減衰力特性を速やかに所望の減衰力特性に設定することができるため、制御の遅れが少ない。加えて、制御の遅れに伴う減衰力の不足を抑えることができる。

また、非線形H_∞制御理論に基づいて計算された要求減衰力は、複数のサスペンション装置による支持位置におけるバネ上部材の上下方向の速度の影響を大きく受ける。つまり、バネ上速度和の正負は、高い確率で要求減衰力の正負と一致する。このため、正負判別手段の判別結果は、要求減衰力とバネ上−バネ下相対速度との積の正負と一致する可能性が高い。また、要求減衰力とバネ上−バネ下相対速度との積が負である場合は、サスペンション装置に中／高周波数帯域の振動が入力されている可能性が高い。これらのことから、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力されているか否かは、正負判別手段の判別結果により判断することができる。本発明は、正負判別手段による判別結果が負である場合、すなわちバネ上速度和とバネ上−バネ下相対速度との積が負である場合に、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力されていると推定する。そして、上記積が負である間は減衰力特性の制御モードを作動禁止制御として減衰力特性変更手段の作動を禁止する。したがって本発明によれば、中／高周波数帯域の振動が入力されているときに減衰力特性変更手段の作動頻度の増加および作動量の増大が抑えられる。これにより減衰力特性変更手段の耐久性が向上する。

また、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力されていると推定されるときに減衰力特性変更手段の作動を禁止することにより、ダンパの減衰力がさらに高くなるように減衰力特性が変化することが防止される。したがって、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力されているときに車両の乗り心地がこれ以上悪化することが防止される。

また、バネ上速度和とバネ上−バネ下相対速度との積が正であるときには、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置に入力されている可能性が低い。このときに非線形H_∞制御理論を用いて計算された要求減衰力に基づいて減衰力特性を可変制御することにより、車両の乗り心地が向上する。

本発明において、バネ上速度和の正負およびバネ上−バネ下相対速度の正負は予め統一されている。バネ上速度和の正負の計算に関し、上方向に向かうバネ上速度が正の速度と定められ、下方向に向かうバネ上速度が負の速度と定められた場合、バネ上−バネ下相対速度の正負に関し、バネ上部材とバネ下部材との間隔が狭まる方向（縮み側方向）に向かう相対速度が正の速度と定められ、バネ上部材とバネ下部材との間隔が広がる方向（伸び側方向）に向かう相対速度が負の速度と定められる。逆に、バネ上速度和の正負の計算に関し、下方向に向かうバネ上速度が正の速度と定められ、上方向に向かうバネ上速度が負の速度と定められた場合、バネ上−バネ下相対速度の正負に関し、バネ上部材とバネ下部材との間隔が広がる方向（伸び側方向）に向かう相対速度が正の速度と定められ、上記間隔が狭まる方向（縮み側方向）に向かう相対速度が負の速度と定められる。

また、複数のサスペンション装置は、バネ上部材の前方左右および後方左右に連結した４個のサスペンション装置であるのがよい。各サスペンション装置は、車両の４輪にそれぞれ接続されたバネ下部材にそれぞれ連結しているとよい。

また、作動禁止手段は、ダンパの減衰力特性の目標特性を、可変制御または作動禁止制御により前回決定された目標特性と同じ特性となるように設定することによって、減衰力特性変更手段の作動を禁止するものであるのがよい。つまり、作動禁止手段により、ダンパの減衰力特性が、前回の制御時に設定されている目標特性と同じ目標特性となるように制御される。これによれば、簡単な制御により減衰力特性変更手段の作動が禁止される。

また、減衰力特性変更手段は、ダンパに取付けられ、作動することによりダンパの減衰力特性を変更するバルブ部材と、バルブ部材に連結し、バルブを作動させるアクチュエータとを備えるものであるのがよい。これによれば、アクチュエータおよびバルブ部材の作動頻度の増加および作動量の増大が抑えられるので、これらの耐久性が向上する。

また、減衰力特性変更手段は、ダンパの減衰力特性を段階的に変更するものであるのがよい。

図１は、本実施形態に係るサスペンション制御装置の全体概略図である。 図２は、本実施形態に係る車両の４輪モデルを示す図である。 図３は、本実施形態に係るマイクロコンピュータが実行する減衰力制御プログラムの流れを示すフローチャートである。 図４は、本実施形態に係るマイクロコンピュータが実行する制御フラグ設定プログラムの流れを示すフローチャートである。 図５は、本実施形態に係るマイクロコンピュータが実行する可変減衰係数計算プログラムの流れを示すフローチャートである。 図６は、本実施形態に係るマイクロコンピュータが実行する要求減衰力計算プログラムの流れを示すフローチャートである。 図７は、本実施形態に係るマイクロコンピュータが実行する要求段数決定プログラムの流れを示すフローチャートである。 図８は、非線形H_∞制御理論に基づいて計算された要求減衰力の時系列推移を表すグラフである。 図９は、減衰力とバネ上−バネ下相対速度との関係を表す減衰力特性マップである。 図１０は、可変絞り機構の作動により変化するダンパの減衰力特性を表す段数の推移を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、説明する。
図１は、本実施形態に係るサスペンション制御装置の全体概略図である。図１に示されるように、このサスペンション制御装置１は、４個のサスペンション装置（サスペンション機構）ＳＰ_ＦＬ，ＳＰ_ＦＲ，ＳＰ_ＲＬ，ＳＰ_ＲＲおよび電気制御装置ＥＬを備える。各サスペンション装置ＳＰ_ＦＬ，ＳＰ_ＦＲ，ＳＰ_ＲＬ，ＳＰ_ＲＲは、車体などからなるバネ上部材ＨＡを支持する。４個のサスペンション装置の構成は同一である。代表してサスペンション装置ＳＰ_ＦＬの構成について説明する。

サスペンション装置ＳＰ_ＦＬは、バネ１０_ＦＬおよびダンパ２０_ＦＬを備える。バネ１０_ＦＬおよびダンパ２０_ＦＬは、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡ_ＦＬとの間に並列的に介装される。サスペンション装置ＳＰ_ＦＬは、その上端側にて車両のバネ上部材ＨＡに連結する。また、サスペンション装置ＳＰ_ＦＬは、その下端側にて、左前輪６０_ＦＬに接続したバネ下部材ＬＡ_ＦＬに連結する。左前輪６０_ＦＬに連結されたナックルや、一端がナックルに連結されたロアアーム等がバネ下部材ＬＡ_ＦＬに相当する。なお、サスペンション装置ＳＰ_ＦＲの下端側は、右前輪６０_ＦＲに接続したバネ下部材ＬＡ_ＦＲに、サスペンション装置ＳＰ_ＲＬの下端側は、左後輪６０_ＲＬに接続したバネ下部材ＬＡ_ＲＬに、サスペンション装置ＳＰ_ＲＲの下端側は、右後輪６０_ＲＲに接続したバネ下部材ＬＡ_ＲＲに、それぞれ連結する。

ダンパ２０_ＦＬは、バネ下部材ＬＡ_ＦＬに対するバネ上部材ＨＡの振動に抵抗を与えることによって、振動を減衰する機能を有する。ダンパ２０_ＦＬは、シリンダ２１_ＦＬ、ピストン２２_ＦＬ、ピストンロッド２３_ＦＬを備える。シリンダ２１_ＦＬは内部にオイルなどの粘性流体が封入された中空部材である。シリンダ２１_ＦＬは、その下端にてバネ下部材ＬＡ_ＦＬ（例えばロアアーム）に連結する。ピストン２２_ＦＬはシリンダ２１_ＦＬ内に配設されている。ピストン２２_ＦＬは、シリンダ２１_ＦＬの内部を軸方向に移動可能である。ピストンロッド２３_ＦＬはその一端にてピストン２２_ＦＬに接続している。その接続端からシリンダ２１_ＦＬの軸方向上方に延設し、シリンダ２１_ＦＬの上端から外部に突き出ている。ピストンロッド２３_ＦＬは、その他端にてバネ上部材ＨＡである車体に連結する。

ピストン２２_ＦＬによって、シリンダ２１_ＦＬ内に上部室Ｒ１と下部室Ｒ２が区画形成される。また、ピストン２２_ＦＬには連通路２４_ＦＬが形成されている。連通路２４_ＦＬは、上部室Ｒ１と下部室Ｒ２とを連通する。

上記構造のダンパ２０_ＦＬにおいて、車両が路面凸部を乗り越えることなどによりバネ上部材ＨＡがバネ下部材ＬＡ_ＦＬに対して上下に振動した場合に、ピストンロッド２３_ＦＬを介してバネ上部材ＨＡに連結したピストン２２_ＦＬが、バネ下部材ＬＡ_ＦＬに連結したシリンダ２１_ＦＬ内を軸方向に相対変位する。この相対変位に伴い連通路２４_ＦＬ内を粘性流体が流通する。この流通時に発生する抵抗が上下振動に対する減衰力である。この減衰力により、バネ下部材ＬＡ_ＦＬに対するバネ上部材ＨＡの振動が減衰する。

可変絞り機構３０_ＦＬが、サスペンション装置ＳＰ_ＦＬに取付けられている。この可変絞り機構３０_ＦＬは、本発明の減衰力特性変更手段に相当する。可変絞り機構３０_ＦＬは、バルブ３１_ＦＬおよびアクチュエータ３２_ＦＬを有する。バルブ３１_ＦＬは連通路２４_ＦＬに設けられている。バルブ３１_ＦＬの作動により、連通路２４_ＦＬの少なくとも一部の流路断面積の大きさや連通路２４_ＦＬの接続本数が変化する。すなわちバルブ３１_ＦＬの作動によって連通路２４_ＦＬの開度ＯＰが変化する。バルブ３１_ＦＬは、例えば連通路２４_ＦＬ内に組み込まれたロータリーバルブにより構成される。ロータリーバルブの回転角の変化により連通路２４_ＦＬの接続本数や流路断面積を変更させることで、開度ＯＰが変化する。アクチュエータ３２_ＦＬはバルブ３１_ＦＬに接続される。アクチュエータ３２_ＦＬの作動に連動してバルブ３１_ＦＬが作動する。アクチュエータ３２_ＦＬは、例えばバルブ３１_ＦＬがロータリーバルブである場合に、このロータリーバルブを回転させるためのモータにより構成される。

アクチュエータ３２_ＦＬの作動に伴うバルブ３１_ＦＬの作動により開度ＯＰが変化した場合、連通路２４_ＦＬ内を粘性流体が流通するときの抵抗の大きさも変化する。この抵抗力は上述したように振動に対する減衰力である。したがって、開度ＯＰが変化すれば、ダンパ２０_ＦＬの減衰力特性も変化する。減衰力特性は、シリンダ２１_ＦＬに対するピストン２２_ＦＬの速度（すなわちバネ上−バネ下相対速度）に対する減衰力の大きさの変化特性である。

また、本実施形態においては、開度ＯＰは段階的に設定される。このため開度ＯＰの変更に伴いダンパ２０_ＦＬの減衰力特性も段階的に変更される。減衰力特性は、設定される開度ＯＰの設定段数により表される。すなわち各減衰力特性は、開度ＯＰの設定段数に習って、１段、２段、・・・、というように段数表示される。この場合、例えば段数を表す数字が大きくなるほど減衰力が大きくなるように、減衰力特性を表す各段数を設定することができる。減衰力特性を表す設定段数は、可変絞り機構３０_ＦＬの作動により変更される。

図２は、バネ上部材ＨＡに４個のサスペンション装置ＳＰ_ＦＬ，ＳＰ_ＦＲ，ＳＰ_ＲＬ，ＳＰ_ＲＲを取付けた車両モデル（４輪モデル）を示す図である。図に示されるように、サスペンション装置ＳＰ_ＦＬの上端側はバネ上部材ＨＡの左前方位置に、サスペンション装置ＳＰ_ＦＲはバネ上部材ＨＡの右前方位置に、サスペンション装置ＳＰ_ＲＬはバネ上部材ＨＡの左後方位置に、サスペンション装置ＳＰ_ＲＲはバネ上部材ＨＡの右後方位置に、それぞれ連結する。

次に、電気制御装置ＥＬについて説明する。電気制御装置ＥＬは、図１に示されるように、バネ上加速度センサ４１_ＦＬ，４１_ＦＲ，４１_ＲＬ，４１_ＲＲと、ストロークセンサ４３_ＦＬ，４３_ＦＲ，４３_ＲＬ，４３_ＲＲと、ロール角加速度センサ４５と、ピッチ角加速度センサ４７と、マイクロコンピュータ５０を備える。

図２に示されるように、バネ上加速度センサ４１_ＦＬは、サスペンション装置ＳＰ_ＦＬがバネ上部材ＨＡを支持している位置であるバネ上部材ＨＡの左前方位置に設置され、その位置おけるバネ上部材ＨＡの上下方向の加速度x_bFL"を検出する。バネ上加速度センサ４１_ＦＲは、サスペンション装置ＳＰ_ＦＲがバネ上部材ＨＡを支持している位置であるバネ上部材ＨＡの右前方位置に設置され、その位置おけるバネ上部材ＨＡの上下方向の加速度x_bFR"を検出する。バネ上加速度センサ４１_ＲＬは、サスペンション装置ＳＰ_ＲＬがバネ上部材ＨＡを支持している位置であるバネ上部材ＨＡの左後方位置に設置され、その位置おけるバネ上部材ＨＡの上下方向の加速度x_bRL"を検出する。バネ上加速度センサ４１_ＲＲは、サスペンション装置ＳＰ_ＲＲがバネ上部材ＨＡを支持している位置であるバネ上部材ＨＡの右後方位置に設置され、その位置におけるバネ上部材ＨＡの上下加速度x_bRR"を検出する。なお、各加速度センサは、上方向に向かう加速度を正の加速度として検出し、下方向に向かう加速度を負の加速度として検出する。

ロール角加速度センサ４５はバネ上部材ＨＡに取付けられており、バネ上部材ＨＡの制御目標位置（例えば重心位置）のロール方向（前後軸周り方向）の角加速度であるロール角加速度θ_r"を検出する。ピッチ角加速度センサ４７もバネ上部材ＨＡに取付けられており、バネ上部材ＨＡの制御目標位置（例えば重心位置）のピッチ方向（左右軸周り方向）の角加速度であるピッチ角加速度θ_p"を検出する。

また、各サスペンション装置ＳＰ_ＦＬ，ＳＰ_ＦＲ，ＳＰ_ＲＬ，ＳＰ_ＲＲには、ストロークセンサ４３_ＦＬ，４３_ＦＲ，４３_ＲＬ，４３_ＲＲがそれぞれ取付けられている。ストロークセンサ４３_ＦＬは、サスペンション装置ＳＰ_ＦＬのダンパ２０_ＦＬ内に配設されたピストン２２_ＦＬの相対変位量（ストローク量）を計測することにより、バネ上部材ＨＡの左後方位置における基準位置から上下方向の変位量（バネ上変位量）x_bFLと、サスペンション装置ＳＰ_ＦＬに連結しているバネ下部材ＬＡ_ＦＬの基準位置から上下方向の変位量（バネ下変位量）x_wFLとの差であるバネ上−バネ下相対変位量x_sFL(=x_wFL-x_bFL)を検出する。ストロークセンサ４３_ＦＲは、バネ上部材ＨＡの右前方位置における基準位置から上下方向の変位量x_bFRと、サスペンション装置ＳＰ_ＦＲに連結しているバネ下部材ＬＡ_ＦＲの基準位置から上下方向の変位量x_wFRとの差であるバネ上−バネ下相対変位量x_sFR(=x_wFR-x_bFR)を検出する。ストロークセンサ４３_ＲＬは、バネ上部材ＨＡの左後方位置における基準位置から上下方向の変位量x_bRLと、サスペンション装置ＳＰ_ＲＬに連結しているバネ下部材ＬＡ_ＲＬの基準位置から上下方向の変位量x_wRLとの差であるバネ上−バネ下相対変位量x_sRL(=x_wRL-x_bRL)を検出する。ストロークセンサ４３_ＲＲは、バネ上部材ＨＡの右後方位置における基準位置から上下方向の変位量x_bRRと、サスペンション装置ＳＰ_ＲＲに連結しているバネ下部材ＬＡ_ＲＲの基準位置から上下方向の変位量x_wRRとの差であるバネ上−バネ下相対変位量x_sRR(=x_wRR-x_bRR)を検出する。なお、各ストロークセンサは、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間隔が、基準間隔から狭まる方向に向かう変位を正の変位量として検出し、広がる方向に向かう変位を負の変位量として検出する。

図１に示されるように、各センサの検出値はマイクロコンピュータ５０に入力される。マイクロコンピュータ５０は入力された検出値を基に、各ダンパ２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲの減衰力特性の制御目標段数である要求段数D_reqFL，D_reqFR，D_reqRL，D_reqRRを計算し、計算した要求段数D_reqFL，D_reqFR，D_reqRL，D_reqRRを各アクチュエータ３２_ＦＬ，３２_ＦＲ，３２_ＲＬ，３２_ＲＲに出力する。各アクチュエータ３２_ＦＬ，３２_ＦＲ，３２_ＲＬ，３２_ＲＲは、対応するダンパ２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲの減衰力特性を表す段数が要求段数になるように作動する。このマイクロコンピュータ５０および可変絞り機構３０（３０_ＦＬ，３０_ＦＲ，３０_ＲＬ，３０_ＲＲ）により、本発明の減衰力制御装置が構成される。

上記のように構成されたサスペンション制御装置１において、例えばバネ上加速度センサ４１_ＦＬ，４１_ＦＲ，４１_ＲＬ，４１_ＲＲのいずれかの検出値が所定の閾値を越えた場合（すなわちサスペンション装置ＳＰ_ＦＬ，ＳＰ_ＦＲ，ＳＰ_ＲＬ，ＳＰ_ＲＲの減衰力制御が必要となる場合）、減衰力制御の実行フラグがＯＮに設定される。減衰力制御の実行フラグがＯＮに設定された場合、マイクロコンピュータ５０は、減衰力を制御するためのプログラムを実行する。

図３は、マイクロコンピュータ５０が実行する減衰力制御プログラムの流れを示すフローチャートである。減衰力制御が開始された場合、マイクロコンピュータ５０は、まず図３のステップ（以下、ステップ番号をＳと略記する）１００にて、制御フラグを設定する。

図４は、マイクロコンピュータ５０がＳ１００にて実行する制御フラグ設定プログラムの流れを示すフローチャートである。マイクロコンピュータ５０はこのプログラムを図４のＳ１００にて開始する。次に、Ｓ１０２にて、バネ上加速度センサ４１_ＦＬ，４１_ＦＲ，４１_ＲＬ，４１_ＲＲから、バネ上加速度x_bFL"，x_bFR"，x_bRL"，x_bRR"をそれぞれ入力する。また、ストロークセンサ４３_ＦＬ，４３_ＦＲ，４３_ＲＬ，４３_ＲＲから、バネ上−バネ下相対変位量x_sFL，x_sFR，x_sRL，x_sRRを、それぞれ入力する。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、Ｓ１０４にて、バネ上加速度x_bFL"，x_bFR"，x_bRL"，x_bRR"をそれぞれ時間積分することにより、バネ上速度x_bFL'，x_bFR'，x_bRL'，x_bRR'をそれぞれ計算する。バネ上速度x_bFL'はバネ上部材ＨＡの左前方位置における上下方向の変位速度、バネ上速度x_bFR'はバネ上部材ＨＡの右前方位置における上下方向の変位速度、バネ上速度x_bRL'はバネ上部材ＨＡの左後方位置における上下方向の変位速度、バネ上速度x_bRR'はバネ上部材ＨＡの右後方位置における上下方向の変位速度である。なお、マイクロコンピュータ５０は、上方向に向かうバネ上速度を正の速度として、下方向に向かうバネ上速度を負の速度として計算する。

次いで、マイクロコンピュータ５０は、Ｓ１０６にて、バネ上速度和x_b'を計算する。このバネ上速度和x_b'は各バネ上速度x_bFL'，x_bFR'，x_bRL'，x_bRR'の総和である。Ｓ１０６では、これらのバネ上速度を加算することによりバネ上速度和x_b'が計算される。Ｓ１０６の処理が、本発明のバネ上速度和取得手段に相当する。

次に、マイクロコンピュータ５０は、Ｓ１０８にて、バネ上−バネ下相対変位量x_sFLを時間微分することにより、バネ下速度x_wFL'（バネ下部材ＬＡ_ＦＬの上下方向の変位速度）とバネ上速度x_bFL'との差であるバネ上−バネ下相対速度x_sFL'(=x_wFL'-x_bFL')を、バネ上−バネ下相対変位量x_sFRを時間微分することにより、バネ下速度x_wFR'（バネ下部材ＬＡ_ＦＲの上下方向の変位速度）とバネ上速度x_bFR'との差であるバネ上−バネ下相対速度x_sFR'(=x_wFR'-x_bFR')を、バネ上−バネ下相対変位量x_sRLを時間微分することにより、バネ下速度x_wRL'（バネ下部材ＬＡ_ＲＬの上下方向の変位速度）とバネ上速度x_bRL'との差であるバネ上−バネ下相対速度x_sRL'(=x_wRL'-x_bRL')を、バネ上−バネ下相対変位量x_sRRを時間微分することにより、バネ下速度x_wRR'（バネ下部材ＬＡ_ＲＲの上下方向の変位速度）とバネ上速度x_bRR'との差であるバネ上−バネ下相対速度x_sRR'(=x_wRR'-x_bRR')を、それぞれ計算する。なお、マイクロコンピュータ５０は、バネ上部材ＨＡと各バネ下部材ＬＡ_ＦＬ，ＬＡ_ＦＲ，ＬＡ_ＲＬ，ＬＡ_ＲＲの間隔が狭まる方向、つまりダンパ２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲがそれぞれ縮む方向に向かうバネ上−バネ下相対速度を正の速度として計算し、広がる方向、つまりダンパ２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲがそれぞれ伸びる方向に向かうバネ上−バネ下相対速度を負の速度として計算する。Ｓ１０８の処理が、本発明のバネ上−バネ下相対速度取得手段に相当する。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、Ｓ１１０にて、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_sFL'との積が正であるか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ１１２に進んで制御フラグＦＬ_ＦＬを０に設定する。一方、Ｓ１１０の判定結果がＮｏである場合はＳ１１４に進んで制御フラグＦＬ_ＦＬを１に設定する。Ｓ１１２またはＳ１１４にて制御フラグＦＬ_ＦＬを設定した後は、Ｓ１１６に進む。

Ｓ１１６にて、マイクロコンピュータ５０は、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_sFR'との積が正であるか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ１１８に進んで制御フラグＦＬ_ＦＲを０に設定する。一方、Ｓ１１６の判定結果がＮｏである場合はＳ１２０に進んで制御フラグＦＬ_ＦＲを１に設定する。Ｓ１１８またはＳ１２０にて制御フラグＦＬ_ＦＲを設定した後は、Ｓ１２２に進む。

Ｓ１２２にて、マイクロコンピュータ５０は、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_sRL'との積が正であるか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ１２４に進んで制御フラグＦＬ_ＲＬを０に設定する。一方、Ｓ１２２の判定結果がＮｏである場合はＳ１２６に進んで制御フラグＦＬ_ＲＬを１に設定する。Ｓ１２４またはＳ１２６にて制御フラグＦＬ_ＲＬを設定した後は、Ｓ１２８に進む。

Ｓ１２８にて、マイクロコンピュータ５０は、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_sRR'との積が正であるか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ１３０に進んで制御フラグＦＬ_ＲＲを０に設定する。一方、Ｓ１２８の判定結果がＮｏである場合はＳ１３２に進んで制御フラグＦＬ_ＲＲを１に設定する。Ｓ１３０またはＳ１３２にて制御フラグＦＬ_ＲＲを設定した後は、Ｓ１３４に進んでこのプログラムを終了する。

このように、制御フラグ設定プログラムの実行により、バネ上速度和x_b'と各バネ上−バネ下相対速度x_sFL'，x_sFR'，x_sRL'，x_sRR'との積が正である場合に制御フラグが０に設定され、負である場合に制御フラグが１に設定される。後述するように、バネ上速度和x_b'と各バネ上−バネ下相対速度x_sFL'，x_sFR'，x_sRL'，x_sRR'との積が正である場合には、サスペンション装置に中／高周波数帯域の振動が入力されていない可能性が高い。一方、バネ上速度和x_b'と各バネ上−バネ下相対速度x_sFL'，x_sFR'，x_sRL'，x_sRR'との積が負である場合には、サスペンション装置に中／高周波数帯域の振動が入力されている可能性が高い。したがって、制御フラグは中／高周波数帯域の振動の入力の有無を表し、中／高周波数帯域の振動が入力されていない場合に制御フラグが０に設定され、入力されている場合に制御フラグが１に設定される。図４のＳ１１０，Ｓ１１６，Ｓ１２２，Ｓ１２８の処理が、本発明の正負判別手段に相当する。

マイクロコンピュータ５０は、図３のＳ１００にて制御フラグを設定した後はＳ２００に進み、可変減衰係数を計算する。図５は、マイクロコンピュータ５０がＳ２００にて実行する可変減衰係数計算プログラムの流れを示すフローチャートである。マイクロコンピュータ５０はこのプログラムを図５のＳ２００にて開始する。次に、Ｓ２０２にて、制御フラグＦＬ_ＦＬが０に設定されているか否かを判定する。制御フラグＦＬ_ＦＬが０に設定されている場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）はＳ２０４に進む。Ｓ２０４にてマイクロコンピュータ５０は可変減衰係数C_vFLを計算する。可変減衰係数C_vFLは、ダンパ２０_ＦＬが発生すべき目標の減衰力である要求減衰力F_reqFLの係数（要求減衰係数C_reqFL)の可変分を表す。可変減衰係数C_vFLは、非線形H_∞制御理論に基づいて計算される。

非線形H_∞制御理論は最適制御理論の一つである。本実施形態においては、可変減衰係数を計算するにあたり、図２に示される車両の４輪モデルが制御対象モデルに設定される。また、設定されたモデルの運動方程式（バネ上部材ＨＡの制御目標位置における上下方向の運動方程式（ヒーブ運動方程式）、バネ上部材ＨＡの制御目標位置におけるロール方向の運動方程式（ロール運動方程式）、バネ上部材ＨＡの制御目標位置におけるピッチ方向の運動方程式（ピッチ運動方程式））に基づいて、状態空間表現が双線形となるように表される制御システムが設計される。そして、設計された制御システムに対し、リカッチ不等式の解を求めることにより、制御入力として可変減衰係数が算出される。

非線形H_∞制御理論を適用した場合、可変減衰係数C_vFLは以下の式により計算される。
C_vFL=K1_FL・x_bFL'+K2_FL・x_bFR'+K3_FL・x_bRL'+K4_FL・x_bRR'
+K5_FL・x_sFL+K6_FL・x_sFR+K7_FL・x_sRL+K8_FL・x_sRR
+K9_FL・αx_h"+K10_FL・βθ_r"+K11_FL・γθ_p"
上式において、K1_FL〜K11_FLはゲインである。α，β，γは制御目標位置によって変化する重みである。x_h"は、制御目標位置（例えば重心位置）におけるバネ上部材ＨＡの上下方向の加速度（ヒーブ加速度）であり、各バネ上加速度x_bFL"，x_bFR"，x_bRL"，x_bRR"から求めることができる。各ゲインにかかる変数は、バネ上部材ＨＡの振動状態を表す。

Ｓ２０４にて可変減衰係数C_vFLを計算した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ２０６に進む。また、Ｓ２０２の判定にて、制御フラグＦＬ_ＦＬが０に設定されていないと判定した場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、すなわち制御フラグＦＬ_ＦＬが１に設定されている場合は、Ｓ２０４を飛ばしてＳ２０６に進む。

Ｓ２０６にて、マイクロコンピュータ５０は、制御フラグＦＬ_ＦＲが０に設定されているか否かを判定する。制御フラグＦＬ_ＦＲが０に設定されている場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）はＳ２０８に進む。Ｓ２０８にてマイクロコンピュータ５０は、非線形H_∞制御理論に基づいて可変減衰係数C_vFRを計算する。可変減衰係数C_vFRは、ダンパ２０_ＦＲが発生すべき目標の減衰力である要求減衰力F_reqFRの係数（要求減衰係数C_reqFR)の可変分を表す。可変減衰係数C_vFRは以下の式により計算される。
C_vFR=K1_FR・x_bFL'+K2_FR・x_bFR'+K3_FR・x_bRL'+K4_FR・x_bRR'
+K5_FR・x_sFL+K6_FR・x_sFR+K7_FR・x_sRL+K8_FR・x_sRR
+K9_FR・αx_h"+K10_FR・βθ_r"+K11_FR・γθ_p"
上式において、K1_FR〜K11_FRはゲインである。

Ｓ２０８にて可変減衰係数C_vFRを計算した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ２１０に進む。また、Ｓ２０６の判定にて、制御フラグＦＬ_ＦＲが０に設定されていないと判定した場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）、すなわち制御フラグＦＬ_ＦＲが１に設定されている場合は、Ｓ２０８を飛ばしてＳ２１０に進む。
Ｓ２１０にて、マイクロコンピュータ５０は、制御フラグＦＬ_ＲＬが０に設定されているか否かを判定する。制御フラグＦＬ_ＲＬが０に設定されている場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）はＳ２１２に進む。Ｓ２１２にてマイクロコンピュータ５０は、非線形H_∞制御理論に基づいて可変減衰係数C_vRLを計算する。可変減衰係数C_vRLは、ダンパ２０_ＲＬが発生すべき目標の減衰力である要求減衰力F_reqRLの係数（要求減衰係数C_reqRL)の可変分を表す。可変減衰係数C_vRLは以下の式により計算される。
C_vRL=K1_RL・x_bFL'+K2_RL・x_bFR'+K3_RL・x_bRL'+K4_RL・x_bRR'
+K5_RL・x_sFL+K6_RL・x_sFR+K7_RL・x_sRL+K8_RL・x_sRR
+K9_RL・αx_h"+K10_RL・βθ_r"+K11_RL・γθ_p"
上式において、K1_RL〜K11_RLはゲインである。

Ｓ２１２にて可変減衰係数C_vRLを計算した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ２１４に進む。また、Ｓ２１０の判定にて、制御フラグＦＬ_ＲＬが０に設定されていないと判定した場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）、すなわち制御フラグＦＬ_ＲＬが１に設定されている場合は、Ｓ２１２を飛ばしてＳ２１４に進む。Ｓ２１４にて、マイクロコンピュータ５０は、制御フラグＦＬ_ＲＲが０に設定されているか否かを判定する。制御フラグＦＬ_ＲＲが０に設定されている場合（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）はＳ２１６に進む。Ｓ２１６にてマイクロコンピュータ５０は、非線形H_∞制御理論に基づいて可変減衰係数C_vRRを計算する。可変減衰係数C_vRRは、ダンパ２０_ＲＲが発生すべき目標の減衰力である要求減衰力F_reqRRの係数（要求減衰係数C_reqRR)の可変分を表す。可変減衰係数C_vRRは以下の式により計算される。
C_vRR=K1_RR・x_bFL'+K2_RR・x_bFR'+K3_RR・x_bRL'+K4_RR・x_bRR'
+K5_RR・x_sFL+K6_RR・x_sFR+K7_RR・x_sRL+K8_RR・x_sRR
+K9_RR・αx_h"+K10_RR・βθ_r"+K11_RR・γθ_p"
上式において、K1_RR〜K11_RRはゲインである。

マイクロコンピュータ５０はＳ２１６にて可変減衰係数C_vRRを計算した後に、Ｓ２１８に進んでこのプログラムを終了する。また、Ｓ２１４の判定にて、制御フラグＦＬ_ＲＲが０に設定されていないと判定した場合（Ｓ２１４：Ｎｏ）、すなわち制御フラグＦＬ_ＲＲが１に設定されている場合は、Ｓ２１６を飛ばしてＳ２１８に進み、このプログラムを終了する。

上記した処理の流れからわかるように、可変減衰係数C_vFL，C_vFR，C_vRL，C_vRRは、対応する制御フラグＦＬ_ＦＬ，ＦＬ_ＦＲ，ＦＬ_ＲＬ，ＦＬ_ＲＲが０に設定されている場合、すなわちバネ上速度和x_b'と各バネ上−バネ下相対速度x_sFL'，x_sFR'，x_sRL'，x_sRR'との積が正である場合に、非線形H_∞制御理論に基づいて計算される。

マイクロコンピュータ５０は、図３のＳ２００にて可変減衰係数を計算した後はＳ３００に進み、要求減衰力を計算する。図６は、マイクロコンピュータ５０がＳ３００にて実行する要求減衰力計算プログラムの流れを示すフローチャートである。マイクロコンピュータ５０はこのプログラムを図６のＳ３００にて開始する。次に、Ｓ３０２にて、制御フラグＦＬ_ＦＬが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ３０４に進み、ダンパ２０_ＦＬが発生すべき制御目標の減衰力である要求減衰力F_reqFLを計算する。要求減衰力F_reqFLは、線形減衰係数C_sFLに可変減衰係数C_vFLを加算することにより得られる要求減衰係数C_reqFLに、バネ上−バネ下相対速度x_sFL'を乗じることにより計算される。線形減衰係数C_sFLは、要求減衰係数C_reqFLの固定分を表す係数であり、予め設定される。

Ｓ３０４にて要求減衰力F_reqFLを計算した後は、Ｓ３０６に進む。また、Ｓ３０２の判定結果がＮｏである場合、すなわち制御フラグＦＬ_ＦＬが１に設定されている場合は、Ｓ３０４を飛ばしてＳ３０６に進む。

Ｓ３０６にて、マイクロコンピュータ５０は、制御フラグＦＬ_ＦＲが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ３０８に進み、ダンパ２０_ＦＲが発生すべき制御目標の減衰力である要求減衰力F_reqFRを計算する。要求減衰力F_reqFRは、線形減衰係数C_sFRに可変減衰係数C_vFRを加算することにより得られる要求減衰係数C_reqFRに、バネ上−バネ下相対速度x_sFR'を乗じることにより計算される。線形減衰係数C_sFRは、要求減衰係数C_reqFRの固定分を表す係数であり、予め設定される。

Ｓ３０８にて要求減衰力F_reqFRを計算した後は、Ｓ３１０に進む。また、Ｓ３０６の判定結果がＮｏである場合、すなわち制御フラグＦＬ_ＦＲが１に設定されている場合は、Ｓ３０８を飛ばしてＳ３１０に進む。

Ｓ３１０にて、マイクロコンピュータ５０は、制御フラグＦＬ_ＲＬが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ３１２に進み、ダンパ２０_ＲＬが発生すべき制御目標の減衰力である要求減衰力F_reqRLを計算する。要求減衰力F_reqRLは、線形減衰係数C_sRLに可変減衰係数C_vRLを加算することにより得られる要求減衰係数C_reqRLに、バネ上−バネ下相対速度x_sRL'を乗じることにより計算される。線形減衰係数C_sRLは、要求減衰係数C_reqRLの固定分を表す係数であり、予め設定される。

Ｓ３１２にて要求減衰力F_reqRLを計算した後は、Ｓ３１４に進む。また、Ｓ３１０の判定結果がＮｏである場合、すなわち制御フラグＦＬ_ＲＬが１に設定されている場合は、Ｓ３１２を飛ばしてＳ３１４に進む。

Ｓ３１４にて、マイクロコンピュータ５０は、制御フラグＦＬ_ＲＲが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ３１６に進み、ダンパ２０_ＲＲが発生すべき制御目標の減衰力である要求減衰力F_reqRRを計算する。要求減衰力F_reqRRは、線形減衰係数C_sRRに可変減衰係数C_vRRを加算することにより得られる要求減衰係数C_reqRRに、バネ上−バネ下相対速度x_sRR'を乗じることにより計算される。線形減衰係数C_sRRは、要求減衰係数C_reqRRの固定分を表す係数であり、予め設定される。

Ｓ３１６にて要求減衰力F_reqRRを計算した後は、Ｓ３１８に進んでこのプログラムを終了する。また、Ｓ３１４の判定結果がＮｏである場合、すなわち制御フラグＦＬ_ＲＲが１に設定されている場合は、Ｓ３１６を飛ばしてＳ３１８に進み、このプログラムを終了する。

上記した処理の流れからわかるように、要求減衰力F_reqFL，F_reqFR，F_reqRL，F_reqRRは、対応する制御フラグＦＬ_ＦＬ，ＦＬ_ＦＲ，ＦＬ_ＲＬ，ＦＬ_ＲＲが０に設定されている場合、すなわちバネ上速度和x_b'と各バネ上−バネ下相対速度x_sFL'，x_sFR'，x_sRL'，x_sRR'との積が正である場合に、非線形H_∞制御理論に基づいて計算された可変減衰係数C_vFL，C_vFR，C_vRL，C_vRRを用いて計算される。図５に示される可変減衰係数計算処理および図６に示される要求減衰力計算処理が、本発明の要求減衰力計算手段に相当する。

マイクロコンピュータ５０は図３のＳ３００にて、上記したように要求減衰力F_reqFL，F_reqFR，F_reqRL，F_reqRRを計算した後は、Ｓ４００に進み、要求段数を決定する。図７は、マイクロコンピュータ５０がＳ４００にて実行する要求段数決定プログラムの流れを示すフローチャートである。マイクロコンピュータ５０はこのプログラムを図６のＳ４００にて開始する。次に、Ｓ４０２にて、制御フラグＦＬ_ＦＬが０であるか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ４０４に進み、第一減衰力特性テーブルを参照し、ダンパ２０_ＦＬの減衰力特性の制御目標段数である要求段数D_reqFLを決定する。

第一減衰力特性テーブルは、複数のバネ上−バネ下相対速度x_sFL'と、各相対速度においてダンパ２０_ＦＬが発生し得る減衰力とを、減衰力特性を表す段数ごとに対応付けたテーブルである。この第一減衰力特性テーブルはマイクロコンピュータ５０のメモリに記憶されている。Ｓ４０４にてマイクロコンピュータ５０は、第一減衰力特性テーブルを参照し、バネ上−バネ下相対速度x_sFL'に対応する減衰力を段数ごとに抽出する。そして、抽出した減衰力のうち要求減衰力F_reqFLに最も近い減衰力についての段数を、要求段数D_reqFLに決定する。

Ｓ４０２の判定結果がＮｏである場合、つまり制御フラグＦＬ_ＦＬが１に設定されている場合は、Ｓ４０６に進む。Ｓ４０６にてマイクロコンピュータ５０は、要求段数D_reqFLを要求段数前回値D_reqFL*に設定する。要求段数前回値D_reqFL*は、前回の要求段数決定処理時にＳ４０４またはＳ４０６にて決定された要求段数である。したがって、このＳ４０６において、要求段数D_reqFLが前回の処理により決定された要求段数D_reqFLと同じ値に設定される。

Ｓ４０４またはＳ４０６にて要求段数D_reqFLを決定した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ４０８に進み、制御フラグＦＬ_ＦＲが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ４１０に進み、第二減衰力特性テーブルを参照し、ダンパ２０_ＦＲの減衰力特性の制御目標段数である要求段数D_reqFRを決定する。

第二減衰力特性テーブルは、複数のバネ上−バネ下相対速度x_sFR'と、各相対速度においてダンパ２０_ＦＲが発生し得る減衰力とを、減衰力特性を表す段数ごとに対応付けたテーブルである。この第二減衰力特性テーブルもマイクロコンピュータ５０のメモリに記憶されている。Ｓ４１０にてマイクロコンピュータ５０は、第二減衰力特性テーブルを参照し、バネ上−バネ下相対速度x_sFR'に対応する減衰力を段数ごとに抽出する。そして、抽出した減衰力のうち要求減衰力F_reqFRに最も近い減衰力についての段数を、要求段数D_reqFRに決定する。

Ｓ４０８の判定結果がＮｏである場合、つまり制御フラグＦＬ_ＦＲが１に設定されている場合は、Ｓ４１２に進む。Ｓ４１２にてマイクロコンピュータ５０は、要求段数D_reqFRを要求段数前回値D_reqFR*に設定する。要求段数前回値D_reqFR*は、前回の要求段数決定処理時にＳ４１０またはＳ４１２にて決定された要求段数である。したがって、このＳ４１２において、要求段数D_reqFRが前回の処理により決定された要求段数D_reqFRと同じ値に設定される。

Ｓ４１０またはＳ４１２にて要求段数D_reqFRを決定した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ４１４に進み、制御フラグＦＬ_ＲＬが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ４１６に進み、第三減衰力特性テーブルを参照し、ダンパ２０_ＲＬの減衰力特性の制御目標段数である要求段数D_reqRLを決定する。

第三減衰力特性テーブルは、複数のバネ上−バネ下相対速度x_sRL'と、各相対速度においてダンパ２０_ＲＬが発生し得る減衰力とを、減衰力特性を表す段数ごとに対応付けたテーブルである。この第三減衰力特性テーブルもマイクロコンピュータ５０のメモリに記憶されている。Ｓ４１６にてマイクロコンピュータ５０は、第三減衰力特性テーブルを参照し、バネ上−バネ下相対速度x_sRL'に対応する減衰力を段数ごとに抽出する。そして、抽出した減衰力のうち要求減衰力F_reqRLに最も近い減衰力についての段数を、要求段数D_reqRLに決定する。

Ｓ４１４の判定結果がＮｏである場合、つまり制御フラグＦＬ_ＲＬが１に設定されている場合は、Ｓ４１８に進む。Ｓ４１８にてマイクロコンピュータ５０は、要求段数D_reqRLを要求段数前回値D_reqRL*に設定する。要求段数前回値D_reqRL*は、前回の要求段数決定処理時にＳ４１６またはＳ４１８にて決定された要求段数である。したがって、このＳ４１８において、要求段数D_reqRLが前回の処理により決定された要求段数D_reqRLと同じ値に設定される。

Ｓ４１６またはＳ４１８にて要求段数D_reqRLを決定した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ４２０に進み、制御フラグＦＬ_ＲＲが０に設定されているか否かを判定する。この判定結果がＹｅｓである場合はＳ４２２に進み、第四減衰力特性テーブルを参照し、ダンパ２０_ＲＲの減衰力特性の制御目標段数である要求段数D_reqRRを決定する。

第四減衰力特性テーブルは、複数のバネ上−バネ下相対速度x_sRR'と、各相対速度においてダンパ２０_ＲＲが発生し得る減衰力とを、減衰力特性を表す段数ごとに対応付けたテーブルである。この第四減衰力特性テーブルもマイクロコンピュータ５０のメモリに記憶されている。Ｓ４２２にてマイクロコンピュータ５０は、第四減衰力特性テーブルを参照し、バネ上−バネ下相対速度x_sRR'に対応する減衰力を段数ごとに抽出する。そして、抽出した減衰力のうち要求減衰力F_reqRRに最も近い減衰力についての段数を、要求段数D_reqRRに決定する。

Ｓ４２０の判定結果がＮｏである場合、つまり制御フラグＦＬ_ＲＲが１に設定されている場合は、Ｓ４２４に進む。Ｓ４２４にてマイクロコンピュータ５０は、要求段数D_reqRRを要求段数前回値D_reqRR*に設定する。要求段数前回値D_reqRR*は、前回の要求段数決定処理時にＳ４２２またはＳ４２４にて決定された要求段数である。したがって、このＳ４２４では、要求段数D_reqRRが前回の処理により決定された要求段数D_reqRRと同じ値に設定される。

Ｓ４２２またはＳ４２４にて要求段数D_reqRRを決定した後は、マイクロコンピュータ５０はＳ４２６に進み、決定した要求段数D_reqFL，D_reqFR，D_reqRL，D_reqRRを出力する。出力された要求段数D_reqFL，D_reqFR，D_reqRL，D_reqRRは、対応するアクチュエータ３２_ＦＬ，３２_ＦＲ，３２_ＲＬ，３２_ＲＲに入力される。各アクチュエータは、対応するダンパの減衰力特性を表す段数が要求段数となるように作動する。これにより、対応するバルブ３１_ＦＬ，３１_ＦＲ，３１_ＲＬ，３１_ＲＲがそれぞれ制御される。このようにして、ダンパ２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲの減衰力特性が制御される。

Ｓ４２６にて要求段数を出力した後、マイクロコンピュータ５０はＳ４２８に進み、要求段数D_reqFL，D_reqFR，D_reqRL，D_reqRRを、それぞれ要求段数前回値D_reqFL*，D_reqFR*，D_reqRL*，D_reqRR*に代入する。その後、Ｓ４３０に進んでこのプログラムを終了する。Ｓ４０４，Ｓ４１０，Ｓ４１６，Ｓ４２２の処理および、これらの処理を受けて行われるＳ４２６の処理が、本発明の減衰力特性決定手段に相当する。また、Ｓ４０６，Ｓ４１２，Ｓ４１８，Ｓ４２４の処理が、本発明の作動禁止手段に相当する。

マイクロコンピュータ５０は図３のＳ４００にて上記のように要求段数を決定した後に、この減衰力制御プログラムを終了する。この減衰力制御プログラムは短時間毎に繰り返し実行される。これにより、ダンパ２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲの減衰力特性が継続的に制御される。

以上の説明からわかるように、本実施形態においては、制御フラグが０に設定されているとき、つまりバネ上速度和x_b'と各バネ上−バネ下相対速度x_s'（x_sFL'，x_sFR'，x_sRL'，x_sRR'）との積が正であるときは、非線形H_∞制御理論に基づき算出される可変減衰係数C_v（C_vFL，C_vFR，C_vRL，C_vRR）を用いて要求減衰力F_req（F_reqFL，F_reqFR，F_reqRL，F_reqRR）が計算され、計算された要求減衰力F_reqに基づいて要求段数D_req（D_reqFL，D_reqFR，D_reqRL，D_reqRR）が決定される。そして、要求段数D_reqに基づいてダンパ２０（２０_ＦＬ，２０_ＦＲ，２０_ＲＬ，２０_ＲＲ）の減衰力特性を表す段数が可変制御される。また、可変減衰係数C_vは、上記した計算式からわかるようにバネ上部材ＨＡの振動状態を表す状態変数により変動する。したがってこのような可変制御により、バネ上部材ＨＡの振動状態に応じてダンパ２０の減衰力特性（段数）が変化するように、可変絞り機構３０（３０_ＦＬ，３０_ＦＲ，３０_ＲＬ，３０_ＲＲ）の作動が制御される。

一方、制御フラグが１に設定されているとき、つまりバネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負（または０）であるときは、要求段数D_reqが前回値D_req*に設定される。このためダンパ２０の減衰力特性を表す段数が固定されるとともに、可変絞り機構３０の作動が禁止される。本実施形態において、このような段数の固定制御は作動禁止制御と呼称される。

バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正である場合は、サスペンション装置ＳＰ（ＳＰ_ＦＬ，ＳＰ_ＦＲ，ＳＰ_ＲＬ，ＳＰ_ＲＲ）に中／高周波数帯域の振動が入力されている可能性が低い。一方、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負である場合は、サスペンション装置ＳＰに中／高周波数帯域の振動が入力されている可能性が高い。したがって、本実施形態によれば、サスペンション装置ＳＰに中／高周波数帯域の振動が入力されていないときに、非線形H_∞制御理論に基づいてダンパ２０の減衰力特性が可変制御され、サスペンション装置ＳＰに中／高周波数帯域の振動が入力されているときに減衰力特性が固定される。

バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積の正負により中／高周波数帯域の振動が入力されているか否かを推定することができる理由について、以下に説明する。
図８は、非線形H_∞制御理論に基づいて計算された要求減衰力F_reqの時系列推移を表すグラフである。このグラフの横軸は経過時間［ｓｅｃ．］であり、縦軸は減衰力［Ｎ］である。図の実線で示されるグラフＡが要求減衰力F_reqの時系列推移である。また、図の破線で示されるグラフＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、要求減衰力F_reqを主立った要因ごとに内訳した減衰力の時系列推移である。グラフＢは、要求減衰力のうち、各サスペンション装置ＳＰによるバネ上部材ＨＡの支持位置におけるバネ上速度に関係した減衰力の時系列推移、グラフＣは、各サスペンション装置ＳＰについてのバネ上−バネ下相対変位量に関係した減衰力の時系列推移、グラフＤはバネ上部材ＨＡの重心位置に関係した減衰力の時系列推移、グラフＥは線形減衰係数に基づいて計算される減衰力（線形減衰力）の時系列推移である。

図からわかるように、要求減衰力F_reqに影響する各要因のうち、最も要求減衰力F_reqに与える影響が大きい要因は、グラフＢにより表されるバネ上速度である。したがって、バネ上速度の総和であるバネ上速度和x_b'の時系列推移は要求減衰力F_reqの時系列推移に類似する。このため、バネ上速度和x_b'が正の値であるときには要求減衰力F_reqも正の値であり、バネ上速度和x_b'が負の値であるときには要求減衰力F_reqも負の値である可能性が高い。つまり、バネ上速度和の正負と要求減衰力F_reqの正負とは、一致する可能性が高い。

図９は、減衰力とバネ上−バネ下相対速度との関係を表す減衰力特性マップ（Ｆ−Ｖマップ）である。このＦ−Ｖマップの横軸はバネ上−バネ下相対速度Ｖ（=x_s'）、縦軸は減衰力Ｆである。減衰力Ｆの正負に関し、例えばダンパ２０の縮みを抑える方向に向かう減衰力が正の減衰力であり、ダンパ２０の伸びを抑える方向に向かう減衰力が負の減衰力である。Ｆ−Ｖマップの第一象限内の領域は、バネ上−バネ下相対速度x_s'が正であり且つ減衰力も正の領域である。要求減衰力F_reqがＦ−Ｖマップの第一象限内の領域を推移しているときは、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積は正である。また、第三象限内の領域は、バネ上−バネ下相対速度x_s'が負であり且つ減衰力も負の領域である。要求減衰力F_reqがＦ−Ｖマップの第三象限内の領域を推移しているときは、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積は正である。

本明細書において、第一象限内の領域は縮み側領域、第三象限内の領域は伸び側領域と呼称される。減衰力が縮み側領域を推移しているときは、減衰力は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡ（ＬＡ_ＦＬ，ＬＡ_ＦＲ，ＬＡ_ＲＬ，ＬＡ_ＲＲ）との間隔が狭まることによるダンパ２０の縮みを抑える方向に作用する。これによりダンパ２０が縮む方向の振動が制振される。また、減衰力が伸び側領域を推移しているときは、減衰力は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間隔が広がることによるダンパ２０の伸びを抑える方向に作用する。これによりダンパ２０が伸びる方向の振動が制振される。

非線形H_∞制御理論に基づいてバネ上共振周波数付近の振動に対する減衰力を制御する場合において、中／高周波数帯域の振動が入力されていないときは、要求減衰力F_reqはＦ−Ｖマップの縮み側領域および伸び側領域を推移する。すなわち、中／高周波数帯域の振動が入力されていない場合、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積は正である。また、上述のように要求減衰力F_reqの正負はバネ上速度和x_b'の正負と一致する可能性が高いので、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正である場合は、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積も正である可能性が高い。これらのことから、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正であるときは、中／高周波数帯域の振動が入力されていない可能性が高いことが推定される。

また、Ｆ−Ｖマップの第二象限内の領域は、バネ上−バネ下相対速度x_s'が負であり、且つ減衰力が正の領域である。したがって、要求減衰力F_reqが第二象限内を推移しているときは、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積は負である。また、Ｆ−Ｖマップの第四象限内の領域は、バネ上−バネ下相対速度x_s'が正であり、且つ減衰力が負の領域である。したがって、要求減衰力F_reqが第四象限内を推移しているときも、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積は負である。

減衰力が第二象限内の領域を推移しているときは、減衰力は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間隔が広がることによるダンパ２０の伸びを助長する方向に作用する。つまり減衰力によりダンパ２０の伸びが促される。また、減衰力が第四象限内の領域を推移しているときは、減衰力は、バネ上部材ＨＡとバネ下部材ＬＡとの間隔が狭まることによるダンパ２０の縮みを助長する方向に作用する。つまり減衰力によりダンパ２０の縮みが促される。本明細書においては、第二象限内の領域および第四象限内の領域は、アクティブ領域と呼称される。

非線形H_∞制御理論に基づいてバネ上共振周波数付近の振動に対する減衰力を制御しているときに、中／高周波数帯域の振動が入力された場合は、要求減衰力F_reqがアクティブ領域を推移することもある。また、上述のように要求減衰力F_reqの正負はバネ上速度和x_b'の正負と一致する可能性が高いので、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負である場合は、要求減衰力F_reqとバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負である可能性が高い。これらのことから、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負であるときは、中／高周波数帯域の振動が入力されている可能性が高いことが推定される。

このように、本実施形態によれば、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正であるとき、すなわち中／高周波数帯域の振動が入力されていないときに、非線形H_∞制御理論に基づいて要求減衰力F_reqを計算することにより、バネ上部材ＨＡの振動状態に応じてダンパ２０の減衰力特性が変化するように可変絞り機構３０の作動が制御される。これにより、車両の乗り心地が向上するように減衰力特性が可変制御される。また、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負であるとき、すなわち中／高周波数帯域の振動が入力されているときは、可変絞り機構３０の作動が禁止される。これにより、ダンパ２０の減衰力特性が変化しないように制御される。このような作動禁止制御により、可変絞り機構３０の作動頻度の増加および作動量の増大が抑えられ、可変絞り機構３０を構成するバルブ３１（３１_ＦＬ，３１_ＦＲ，３１_ＲＬ，３１_ＲＲ）やアクチュエータ３２（３２_ＦＬ，３２_ＦＲ，３２_ＲＬ，３２_ＲＲ）の耐久性が向上する。また、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置ＳＰに入力されていると推定されている間はダンパ２０の減衰力特性が固定されることにより、車両の乗り心地がこれ以上悪化することが防止される。

図１０は、可変絞り機構３０（アクチュエータ３２およびバルブ３１）の作動により変化するダンパ２０の減衰力特性を表す段数の推移を示すグラフである。グラフの横軸は経過時間［ｍｓ］、縦軸は段数である。図に示されるように、段数は例えば１段から５段まで可変する。発生する減衰力が最も低い減衰力特性を表す段数は１段であり、発生する減衰力が最も高い減衰力特性を表す段数が５段である。段数を表す数字が大きいほど、発生する減衰力が高くなる。また、実線で示されているグラフＡにより、本実施形態にて示された減衰力制御により求められる要求段数に基づいて変化する段数の推移が表される。破線で示されているグラフＢにより、従来の制御にしたがって変化する段数の推移が表される。

経過時間０〜３０ｍｓの期間は、中／高周波数帯域の振動が入力されていない。すなわち、上記の期間において、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正である。したがって、ダンパ２０の減衰力特性の制御モードは可変制御である。この期間においては、グラフＡにより示される段数もグラフＢにより示される段数も、同じように変化する。３０ｍｓ経過時点における段数は３段である。

経過時間３０ｍｓ〜５０ｍｓの期間は、中／高周波数帯域の振動が入力されている。すなわち、上記の期間内は、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負である。従来の制御（グラフＢ）によれば、経過時間３０ｍｓの時点から減衰力特性の制御モードが可変制御から低減衰力固定制御に変化する。このため、段数が３段から１段まで変更される。アクチュエータ３２の作動応答速度が１０ｍｓ／段であるとすると、段数は、３０ｍｓの時点から１０ｍｓごとに１段ずつ低下し、５０ｍｓの時点にて１段になる。一方、本実施形態の制御（グラフＡ）によれば、経過時間３０ｍｓの時点にて、減衰力特性の制御モードが可変制御から作動禁止制御に変化する。作動禁止制御中は、要求段数D_reqが前回の要求段数決定処理にて決定された段数D_req*と同じ段数に設定される。このため段数は、制御モードの変化直前の段数である３段に固定される。このように、本実施形態によれば、制御モードが可変制御から作動禁止制御に変化する前後で段数が変化しない。つまり、可変制御から作動禁止制御に変化する際に可変絞り機構３０が作動しない。これにより可変絞り機構３０の作動頻度の増加および作動量の増大が抑えられる。

経過時間５０ｍｓ以降は、中／高周波数帯域の振動が入力されていない。すなわち上記の期間にてバネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正である。したがって、従来の制御（グラフＢ）も本実施形態の制御（グラフＡ）も、５０ｍｓの時点にて可変制御が再開される。この場合において、従来の制御（グラフＢ）によれば、経過時間５０ｍｓの時点にて段数が１段である。したがって、可変制御により計算される要求段数D_reqが５段である場合には、段数が要求段数D_reqに到達するまでに時間がかかってしまう。また、段数が要求段数D_reqに到達するまで減衰力が不足する。一方、本実施形態の制御（グラフＡ）によれば、作動禁止制御を挟んで減衰力特性を表す段数が引き継がれる。したがって、経過時間５０ｍｓの時点にて段数が既に３段である。よって、可変制御再開時に計算される要求段数D_reqが５段である場合でも、段数を速やかに要求段数D_reqに設定することができる。また、要求段数D_reqに到達するまでの時間が短いため、減衰力が不足する期間が短い。これにより、図の斜線で示された領域により示される減衰力によって減衰力不足が解消される。

また、従来の制御（グラフＢ）において、経過時間３０ｍｓの以降の段数は、３段→２段→１段→２段→３段→４段→５段のように推移する。段数の切替え回数は６回である。一方、本実施形態の制御（グラフＡ）において、経過時間３０ｍｓ以降の段数は、３段→４段→５段のように推移する。段数の切替え回数は２回である。このように、本実施形態によれば、減衰力特性の制御モードの変化に伴う可変絞り機構３０による段数の切替え回数（作動量）が従来の場合と比較して少ない。これにより、可変絞り機構３０を構成するバルブ３１およびアクチュエータ３２の耐久性が向上する。

以上のように、本実施形態によれば、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が正の場合に減衰力特性の制御モードが可変制御にされる。したがって、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置ＳＰに入力されていないときは、非線形H_∞制御理論に基づき、バネ上部材ＨＡの振動状態に応じて減衰力特性が変化するように可変絞り機構３０の作動が制御される。また、バネ上速度和x_b'とバネ上−バネ下相対速度x_s'との積が負の場合には、減衰力特性の制御モードが作動禁止制御にされる。したがって、中／高周波数帯域の振動がサスペンション装置ＳＰに入力されているときは、可変絞り機構３０の作動が禁止される。これにより可変絞り機構３０の作動頻度の増加および作動量の増大が抑えられる。よって、可変絞り機構３０の耐久性が向上する。

また、作動禁止制御を挟んで可変制御が再開された場合において、可変制御再開時の減衰力特性は、作動禁止制御の直前に可変制御されていた減衰力特性に等しい。したがって、可変制御再開後に減衰力特性が所望の特性まで変更するまでに作動する可変絞り機構３０の作動量の増大が抑えられ、ひいては可変絞り機構３０の耐久性が向上する。また、可変制御再開後には、減衰力特性を速やかに所望の減衰力特性に設定することができるため、制御の遅れが少ない。加えて、制御の遅れに伴って発生する減衰力不足を解消できる。
また、制御モードが作動禁止制御である場合、ダンパの減衰力特性を表す段数の制御目標段数である要求段数が、前回の要求段数決定処理により決定された要求段数と同じ段数に設定される。これにより、簡単な制御で可変絞り機構３０の作動を禁止させることができる。

Claims (4)

1. バネおよびダンパを備え、バネ上部材とバネ下部材との間に介装され、バネ上部材を支持する複数のサスペンション装置の前記ダンパの減衰力特性を制御する減衰力制御装置において、
   前記ダンパの減衰力特性を変更する減衰力特性変更手段と、
   前記サスペンション装置の上下方向の振動速度を表すバネ上−バネ下相対速度であって、バネ上部材とバネ下部材との間隔が狭まる方向に向かう相対速度が正の速度と定められ、バネ上部材とバネ下部材との間隔が広がる方向に向かう相対速度が負の速度と定められるバネ上−バネ下相対速度を取得するバネ上−バネ下相対速度取得手段と、
   複数の前記サスペンション装置により支持される位置におけるバネ上部材の上下方向の速度であり、上方向に向かう速度を正、下方向に向かう速度を負と定めたバネ上速度の総和であるバネ上速度和を取得するバネ上速度和取得手段と、
   前記バネ上速度和と前記バネ上−バネ下相対速度との積の正負を判別する正負判別手段と、
   前記正負判別手段により前記積が正であると判別された場合に、非線形Ｈ _∞ 制御理論に基づいて、前記サスペンション装置の前記ダンパが発生すべき減衰力である要求減衰力を計算し、計算した要求減衰力に基づいて前記ダンパの減衰力特性を決定し、決定した減衰力特性に応じた信号を前記減衰力特性変更手段に出力することにより、バネ上部材の振動状態に応じて前記ダンパの減衰力特性が変化するように、前記減衰力特性変更手段の作動を制御する減衰力特性制御手段と、
   前記正負判別手段により前記積が負であると判別された場合に、前記減衰力特性変更手段の作動を禁止する作動禁止手段と、
   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、
   前記作動禁止手段は、前記ダンパの減衰力特性の目標特性を、前回決定された目標特性と同じ特性となるように設定することによって、前記減衰力特性変更手段の作動を禁止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、
   前記減衰力特性変更手段は、前記ダンパに取付けられ、作動することにより前記ダンパの減衰力特性を変更するバルブ部材と、前記バルブ部材に連結し、前記バルブを作動させるアクチュエータとを備えることを特徴とする、減衰力制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の減衰力制御装置において、
   前記減衰力特性変更手段は、前記ダンパの減衰力特性を段階的に変更することを特徴とする、減衰力制御装置。

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