JP5477262B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサスペンション装置に係り、特に、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電磁アクチュエータを備えたサスペンション装置に関する。

従来から、電磁アクチュエータを備えたサスペンション装置が知られている。このサスペンション装置では、電磁アクチュエータの通電制御によって、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する減衰力だけでなく、サスペンションストロークを積極的に変化させる推進力をも発生させることができる。電磁アクチュエータは、例えば、電動モータと、電動モータの出力軸に連結されバネ上部材とバネ下部材との相対移動により伸縮するボールネジ機構とを備えている。従って、モータの通電量を制御することにより、上記減衰力および推進力を制御することができる。

特許文献１には、電磁アクチュエータとバネ下部材との間に、液圧式ダンパおよび圧縮バネからなる連結機構（以下、これらをまとめて直列サブアブソーバと呼ぶ）を介装したサスペンション装置が提案されている。このサスペンション装置では、直列サブアブソーバを設けたことにより、路面から２０Ｈｚを超えるような高周波振動が入力した場合であっても、その高周波振動のバネ下部材からバネ上部材への伝達を効果的に抑制することができる。

また、特許文献１のサスペンション装置では、バネ上部材とバネ下部材との間に、バネ上部材あるいはバネ下部材に固定されていない部材（中間部材と呼ぶ）が存在する。この中間部材としては、電動モータのロータ、ロータに連結されるボールネジ機構、ボールネジ機構に連結される液圧ダンパのピストンおよびピストンロッドなどが該当する。こうした中間部材は、電磁アクチュエータが伸縮したときに慣性力を発生し、その慣性力が車両の制振制御に悪影響を与える。

そこで、特許文献１のサスペンション装置では、中間部材の慣性力を考慮して、電磁アクチュエータの電動モータにより発生させるモータ力の目標値（目標モータ力）を演算する。具体的には、バネ下部材とバネ上部材とを制振するためにバネ下部材とバネ上部材との間に作用させるべき力と、電動モータにより発生した力が直列サブアブソーバを介してバネ下部材に伝達される際における伝達特性（伝達関数）とに基づいて制振制御量を決定し、更に、その制振制御量に、バネ下部材の変位によって中間部材が持つことになる慣性力を補償する慣性補償制御量を加算することにより目標モータ力を求める。

慣性補償制御量は、中間部材の質量にバネ下部材の上下加速度を乗じることにより算出される。このため、このサスペンション装置では、バネ下加速度センサを設け、バネ下上下加速度を検出する。

特開２００９−２５５８０５号公報

しかしながら、悪路走行時のように急激な路面変化が生じると、バネ下部材の上下運動が激しくなり、バネ下上下加速度に基づいて求められる慣性補償制御量の演算がバネ下上下加速度の変化に追従できなくなり、制御の位相遅れが発生してしまう。

この結果、乗り心地が悪化する。また、位相遅れにより電動モータの動きが遅れて、直列サブアブソーバのストロークを規制するストッパ当たりの頻度が増すとともに、ストッパ当たりの衝撃の大きさも増加する。これに伴って、ボールネジ機構のボールネジに働く軸力が増加し、ボールネジ機構の信頼性が低下してしまう。このため、ボールネジの強度を増加させる必要が生じる。

こうした制御量の位相遅れは、マイクロコンピュータの高スペック化を図れば改善されるが、その場合には大幅なコストアップを招いてしまう。

本発明は、上記問題を解決するためになされるものであり、バネ下部材の上下方向の運動量に基づいて求められる制御量の演算遅れを低コストにて抑制して乗り心地を向上させることを目的とする。

上記課題を解決する本発明の特徴は、車両のバネ上部材とバネ下部材との間に配設されたサスペンションバネ（２０）と並列に設けられ、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電磁アクチュエータ（３０）と、前記バネ上部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ上運動量を検出するバネ上運動量検出手段（６１）と、前記バネ下部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ下運動量を検出するバネ下運動量検出手段（６２）と、前記バネ上運動検出手段により検出したバネ上運動量に基づいて前記電磁アクチュエータのバネ上関連制御量を所定の周期で演算するバネ上関連制御量演算手段（１１０）と、前記バネ下運動検出手段により検出したバネ下運動量に基づいて前記電磁アクチュエータのバネ下関連制御量を所定の周期で演算するバネ下関連制御量演算手段（１２０，１３０）と、前記バネ上関連制御量と前記バネ下関連制御量とに基づいて前記電磁アクチュエータの目標制御量（ｆmotor^＊）を所定の周期で演算する目標制御量演算手段（１４０，１５０）と、前記目標制御量演算手段により演算された目標制御量にしたがって前記電磁アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段（７０）と、前記バネ下運動量検出手段により検出されたバネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えている否かを判断するバネ下運動判断手段（１７０，Ｓ１３）と、前記バネ下運動判断手段によりバネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えていると判断された場合には、前記基準運動量を超えていると判断されない場合に比べて、前記バネ上関連制御量演算手段の演算周期を長くするとともに前記バネ下関連制御量演算手段および前記目標制御量演算手段の演算周期を短くする演算周期設定手段（１７０，Ｓ１９，Ｓ２０）とを備えたことにある。

本発明においては、バネ上運動量検出手段がバネ上部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ上運動量を検出し、バネ下運動量検出手段がバネ下部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ下運動量を検出する。この上下方向の運動に関する物理量は、各部材の上下方向の加速度あるいは速度により検出することができる。そして、バネ上関連制御量演算手段が、バネ上運動量に基づいて電磁アクチュエータのバネ上関連制御量を所定の周期で演算し、バネ下関連制御量演算手段が、バネ下運動量に基づいて電磁アクチュエータのバネ下関連制御量を所定の周期で演算する。この場合、バネ上関連制御量演算手段は、バネ下運動量には基づかないバネ上関連制御量を演算するものである。

目標制御量演算手段は、こうして演算されたバネ上関連制御量とバネ下関連制御量とに基づいて電磁アクチュエータの目標制御量を所定の周期で演算し、この目標制御量にしたがって、駆動制御手段が電磁アクチュエータを駆動制御する。電磁アクチュエータとしては、例えば、電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構（ボールネジ機構など）とを備えて構成することができる。この場合においては、駆動制御手段が電動モータに流れる電流を制御することになる。これにより、電磁アクチュエータが、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力あるいは減衰力を発生して車両の上下振動を抑制する。

こうした車両の制振制御を行う場合、悪路走行時のように急激な路面変化が生じると、バネ下部材の振動が激しくなり、バネ下関連制御量演算手段の演算がバネ下部材の動きに追従できず、バネ下関連制御量に位相遅れが生じやすい。また、これに伴って、最終的な電磁アクチュエータの目標制御量に位相遅れが生じることになる。それぞれの演算手段は、マイクロコンピュータの演算処理により実現されるものであるため、マイクロコンピュータの高スペック化を図れば、位相遅れを改善することができるが、その場合には、コストアップを招いてしまう。

そこで、本発明においては、悪路走行時のような目標制御量に位相遅れが生じるおそれのある状況においては、各演算手段の演算周期のバランスを切り替えることにより、位相遅れを抑制する。そのために、バネ下運動判断手段は、バネ下運動量検出手段により検出されたバネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えている否かを判断する。そして、演算周期設定手段が、バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えていると判断された場合には、基準運動量を超えていると判断されない場合に比べて、バネ上関連制御量演算手段の演算周期を長くするとともにバネ下関連制御量演算手段および目標制御量演算手段の演算周期を短くする。つまり、各演算手段は、マイクロコンピュータにより構成され、予め設定された演算周期で所定の演算を行うが、バネ下部材の上下方向の運動が激しい場合には、バネ下運動量に関連するバネ下関連制御量および目標制御量の演算周期を短くし、バネ下運動量に関連しないバネ上関連制御量の演算周期を長くする。

これにより、バネ上関連制御量の演算負荷が軽減されてマイクロコンピュータの能力に余裕が生まれ、この余裕をバネ下関連制御量、目標制御量の演算に充てることができる。従って、マイクロコンピュータの有する能力の範囲内で、バネ下運動に追従した目標制御量を演算することができるようになる。尚、目標制御量の演算周期を短くした場合に、目標制御量を駆動制御手段に指令する速度（例えば、通信周期）が、目標制御量の演算周期に比べて遅くなる場合には、目標制御量を駆動制御手段に指令する速度を増加させる（例えば、通信周期を短くする）ようにするとよい。

この結果、本発明によれば、電磁アクチュエータの目標制御量の位相遅れを低コストにて抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。

本発明の他の特徴は、前記電磁アクチュエータと前記バネ下部材との間に配設され、前記電磁アクチュエータと直列に設けられる直列バネ（４０ｂ）と直列ダンパ（４０ａ）とを並列に備えた直列サブアブソーバ（４０）を備えたことにある。

本発明においては、高周波の路面入力がバネ下部材に加えられた場合、直列サブアブソーバの直列バネが路面入力から受ける衝撃をやわらげるとともに、直列ダンパが減衰力を発生する。これにより路面入力の電磁アクチュエータ側への伝達を抑制する。従って、直列サブアブソーバは、高周波振動のフィルタとして機能する。

また、電磁アクチュエータの目標制御量の位相遅れが抑制されるため、直列ダンパがストロークエンドに達してしまうストッパ当たりの頻度、および、ストッパ当たりの衝撃の大きさを低減することができる。従って、直列サブアブソーバおよび電磁アクチュエータの信頼性を向上させることができる。

尚、直列ダンパは、例えば、内部に作動液が封入されたシリンダおよびシリンダ内に配設されたピストンを有するとともに、ピストンまたはシリンダのいずれか一方が電磁アクチュエータに直列的に接続され、いずれか他方がバネ下部材に連結しているものである構成を用いるとよい。そして、ピストンがシリンダ内を相対移動することにより、作動液の粘性に基づく減衰力を発生するように構成するとよい。また、直列サブアブソーバを介装した場合には、制御量演算手段は、バネ下部材に作用させるべき力であるバネ下制振制御力と、電磁アクチュエータの発生する力が直列サブアブソーバを介してバネ下部材に伝達される場合における力の伝達特性を表す伝達関数である直列伝達補償用伝達関数とに基づいて、制御量を演算するように構成するとよい。

本発明の他の特徴は、前記目標制御量演算手段は、前記バネ上部材と前記バネ下部材との間に設けられ前記バネ上部材と前記バネ下部材とのいずれにも固定されていない中間部材が、前記バネ下部材が変位することによって発生する慣性力の影響を補償するための慣性補償制御量を加味して演算することにある。

本発明においては、バネ下部材が変位することによって中間部材が慣性力を発生するため、その慣性力の影響を補償するように電磁アクチュエータの目標制御量を演算する。従って、最適な目標制御量を演算することができ、乗り心地を向上させることができる。バネ下部材が変位することによって発生する中間部材の慣性力は、中間部材の質量とバネ下上下加速度から計算することができる。従って、慣性補償制御量の演算には、バネ下上下加速度が必要となる。尚、中間部材の質量は、例えば、電動モータとボールネジ機構とを用いて電磁アクチュエータを構成した場合には、バネ下部材の上下方向の変位に対して回転する部材が存在するため、その回転部材に関しては、回転部材の慣性モーメントを慣性質量に換算して計算するとよい。

この場合、バネ下部材の上下運動が激しい場合には、バネ下上下加速度から演算される慣性補償制御量に位相遅れが生じやすいが、上記のように演算周期が調整されるため位相遅れが抑制される。このため、適切な慣性補償制御量を演算することができ、乗り心地をさらに向上させることができる。また、直列ダンパのストッパ当たりの頻度、および、ストッパ当たりの衝撃の大きさをさらに低減することができ、この結果、直列サブアブソーバおよび電磁アクチュエータの信頼性をさらに向上させることができる。

本発明の他の特徴は、前記バネ下運動検出手段は、前記バネ下部材の上下方向の加速度であるバネ下上下加速度を検出するものであり、前記バネ下運動判断手段は、前記バネ下運動検出手段により検出されたバネ下上下加速度の変化率の大きさに基づいて、前記バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えているか否かを判断することにある。

本発明においては、バネ下上下加速度の変化率の大きさに基づいて、バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えているか否かを判断する。つまり、バネ下上下加速度の変化率の大きさが予め設定した基準値を超えているときに、バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えていると判断する。従って、特に、バネ下上下加速度に基づいて慣性補償制御を行う構成の場合には、慣性補償制御量がバネ下上下加速度から計算されるものであることから、演算周期を切り替えるタイミングが適切となり、慣性補償制御の位相遅れを抑制することができる。

本発明の他の特徴は、前記バネ下運動判断手段は、前記バネ下運動検出手段により検出されたバネ下上下加速度の変化率の大きさが予め設定された基準変化率を超え、かつ、バネ下上下加速度の大きさが予め設定した基準加速度を超えるという条件が満足した場合に、前記バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えていると判断することにある。

本発明においては、バネ下上下加速度の変化率の大きさが予め設定された基準変化率を超えるという条件に加えて、バネ下上下加速度の大きさが予め設定した基準加速度を超えるという条件も設定している。このため、演算周期を切り替えるタイミングがより適切となり、更に乗り心地をさらに向上させる事ができる。

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件を前記符号によって規定される実施形態に限定させるものではない。

本実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成の概略図である。 サスペンション本体の部分断面概略図である。 サスペンション制御装置の機能ブロック図である。 サスペンション本体のモデル図である。 演算周期設定制御ルーチンを表すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成の概略図である。

このサスペンション装置は、各車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲと車体Ｂとの間にそれぞれ設けられる４組のサスペンション本体１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲと、各サスペンション本体１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの作動を制御するサスペンション制御装置１００とを備える。以下、４組のサスペンション本体１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲおよび車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲは、特に前後左右を区別する場合を除き、本明細書において単にサスペンション本体１０および車輪Ｗと総称される。

図２は、サスペンション本体１０の部分断面概略図である。図示するように、サスペンション本体１０は、エアバネ装置２０と、電磁アクチュエータ３０と、直列サブアブソーバ４０とを備える。エアバネ装置２０は、空気の弾性（圧縮性）を利用して路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車両の重量を弾性支持する。このエアバネ装置２０に支えられる側、つまり車体Ｂ側の部材がバネ上部材であり、エアバネ装置２０を支持する側、つまり車輪Ｗ側の部材がバネ下部材である。したがって、エアバネ装置２０，電磁アクチュエータ３０および直列サブアブソーバ４０は、車両のバネ上部材とバネ下部材との間に設けられる。

電磁アクチュエータ３０は、電動モータ３１とボールネジ機構３２とを備える。電動モータ３１は、モータケーシング３１１と、中空状の回転軸３１２と、永久磁石３１３と、極体３１４とを備える。モータケーシング３１１は電動モータ３１の外郭を構成するハウジングであり、図示上下方向に軸を持つ段付円筒形状とされる。回転軸３１２は、モータケーシング３１１と同軸的にモータケーシング３１１内に配設され、軸受３３１，３３２によりモータケーシング３１１に回転可能に支持される。この回転軸３１２の外周面に永久磁石３１３が固定される。回転軸３１２および永久磁石３１３により電動モータ３１のロータが構成される。永久磁石３１３に対向するように極体３１４（コアにコイルが巻回されたもの）が、モータケーシング３１１の内周面に固定される。極体３１４により電動モータ３１のステータが構成される。

ボールネジ機構３２は、電動モータ３１に連結しており、電動モータ３１の回転運動を直線運動に変換する変換機構としての機能を有する。ボールネジ機構３２は、ネジ溝３２１ａが形成されたボールネジ軸３２１と、このボールネジ軸３２１のネジ溝３２１ａに螺合するボールネジナット３２２とを備える。ボールネジナット３２２はモータケーシング３１１内に配設され、回転軸３１２の下端部分に接続されるとともに、ボールベアリングを介して回転可能且つ軸方向移動不能にモータケーシング３１１に支持される。したがって、回転軸３１２が回転すると、それに伴いボールネジナット３２２も回転する。

ボールネジ軸３２１は、モータケーシング３１１に同軸的に配置されており、モータケーシング３１１内にてボールネジナット３２２を螺合するとともに、その上方部分が回転軸３１２の内周側に挿入される。また、ボールネジ軸３２１の下方部分はモータケーシング３１１の下端面を突き抜けてさらに下方に延在する。

ボールネジナット３２２の図示下方にスプラインナット３５が配設される。このスプラインナット３５はモータケーシング３１１の最下方部位に配置固定される。スプラインナット３５にはスプラインが形成された貫通孔が設けられており、この貫通孔にボールネジ軸３２１が挿通される。なお、ボールネジ軸３２１のネジ溝３２１ａにはスプライン溝も同時に形成されている。したがってボールネジ軸３２１はスプラインナット３５にスプライン嵌合し、回転不能かつ軸方向移動可能にスプラインナット３５に支持される。

直列サブアブソーバ４０は、電磁アクチュエータ３０に直列的に連結するように、電磁アクチュエータ３０とバネ下部材との間に配設されている。直列サブアブソーバ４０は、液圧式ダンパ４０ａと、コイルスプリングユニット４０ｂとを並列に設けて構成される。

液圧式ダンパ４０ａは、内部に作動液（例えば作動油）が封入されたシリンダ４１と、シリンダ４１の内部に配設されシリンダ４１内で相対移動するバルブピストン４２とを備える。バルブピストン４２によってシリンダ４１の内部が上室と下室とに区画される。シリンダ４１の下端はブッシュを介してバネ下部材であるロアアームに連結される。

本実施形態において液圧式ダンパ４０ａは、ツインチューブ式のショックアブソーバであり、シリンダ４１が同軸配置された外筒４１１および内筒４１２を有する。外筒４１１と内筒４１２の間の空間によりリザーバ室が形成される。バルブピストン４２は、内筒４１２内に配設される。バルブピストン４２が内筒４１２内を軸方向に移動するときに上室と下室との間を作動液が流通することにより、上記移動に対し、作動液の粘性に依存した抵抗力（減衰力）が発生する。また、内筒４１２の下方端には、ベースバルブ４１３が取り付けられ、このベースバルブ４１３を介して下室とリザーバ室が連通する。バルブピストン４２の移動に伴って作動液が下室とリザーバ室との間を流通することにより、上記移動に対し、作動液の粘性に依存した抵抗力（減衰力）が発生する。つまり、液圧式ダンパ４０ａは、作動液の粘性に基づいて減衰力を発生する。

また、内筒４１２内には、ピストンロッド４３が挿入される。ピストンロッド４３は、その下端にてバルブピストン４２に連結される。ピストンロッド４３は、その上端にてボールネジ軸３２１の下端に連結され、その連結部分から図において下方に伸び、液圧式ダンパ４０ａのシリンダ４１の上面側から内筒４１２内に挿入される。よって、バルブピストン４２は、ピストンロッド４３を介して電磁アクチュエータ３０のボールネジ軸３２１に連結される。このようにして、液圧式ダンパ４０ａが電磁アクチュエータ３０に直列的に接続される。

コイルスプリングユニット４０ｂは、液圧式ダンパ４０ａの外周に液圧式ダンパ４０ａと同軸状に設けられる。コイルスプリングユニット４０ｂは、第１圧縮コイルスプリング４９ａ、第２圧縮コイルスプリング４９ｂ、下部リテーナ４４ａ、上部リテーナ４４ｂ、中央リテーナ４４ｃを備えている。

下部リテーナ４４ａは、液圧式ダンパ４０ａの外筒４１１の外周部分に環状に設けられる。下部リテーナ４４ａの外周には、第１筒部２１が連結される。第１筒部２１は、下部リテーナ４４ａに連結された部分から液圧式ダンパ４０ａのシリンダ４１を覆うように図において上方に伸びている。第１筒部２１の上端部に径内方に屈曲したフランジ部２１１が形成される。フランジ部２１１の下面側には、環状の上部リテーナ４４ｂが設けられる。

また、ボールネジ軸３２１とピストンロッド４３との連結部分には、中央リテーナ４４ｃが取り付けられる。中央リテーナ４４ｃは、ボールネジ軸３２１とピストンロッド４３との連結部分から水平方向に放射状に伸びた円板状の部分４４ｃ１と、円板状の部分４４ｃ１の外周から下方に伸びた円筒状の部分４４ｃ２と、円筒状の部分４４ｃ２から径外方に伸びた環状の鍔部分４４ｃ３とを備える。このような形状の中央リテーナ４４ｃの鍔部分４４ｃ３と下部リテーナ４４ａとの間に第１圧縮コイルスプリング４９ａが、鍔部分４４ｃ３と上部リテーナ４４ｂとの間に第２圧縮コイルスプリング４９ｂが配設される。このようにして、コイルスプリングユニット４０ｂは、電磁アクチュエータ３０とバネ下部材との間に、液圧式ダンパ４０ａと並列に設けられる。

また、ピストンロッド４３の外周には、内筒４１２内において、径方向に延びたリング状の弾性材からなるロッド側下ストッパ４５が固定して設けられている。また、内筒４１２の上端には、弾性材からなるシリンダ側下ストッパ４６がロッド側下ストッパ４５に向かい合うように固定して設けられている。従って、ピストンロッド４３に対してシリンダ４１が下方向に相対移動したときに、ロッド側下ストッパ４５とシリンダ側下ストッパ４６とが当接して、それ以上の相対移動を規制する。

また、シリンダ側下ストッパ４６の上方には、シリンダ４１の上端に固定されたリング板状のシリンダ側上ストッパ４７が固定して設けられている。また、中央リテーナ４４ｃの内側には、弾性材からなるロッド側上ストッパ４８がシリンダ側上ストッパ４７と向かい合うように固定して設けられている。従って、ピストンロッド４３に対してシリンダ４１が上方向に相対移動したときに、ロッド側上ストッパ４８とシリンダ側上ストッパ４７とが当接して、それ以上の相対移動を規制する。

これにより、液圧式ダンパ４０ａは、上下方向のストローク移動が規制されている。以下、液圧式ダンパ４０ａにおいて、ロッド側下ストッパ４５とシリンダ側下ストッパ４６とが当接する状態、あるいは、ロッド側上ストッパ４８とシリンダ側上ストッパ４７とが当接する状態をストッパ当たりと呼ぶ。

エアバネ装置２０は、上述の第１筒部２１と、第１筒部２１の外周側に配置された第２筒部２２と、第２筒部２２の上端部分にその下端部分が接続され、その上端部分にてブラケット２５を介してモータケーシング３１１に接続された第３筒部２３と、袋状に形成されて内周部分が第１筒部２１の外周に連結され外周部分が第２筒部２２の内周に連結されたダイヤフラム２４とを備える。第１筒部２１と、第２筒部２２と、第３筒部２３と、ダイヤフラム２４とにより、圧力室２６が区画形成される。圧力室２６には、流体としての圧縮空気が封入されている。この圧縮空気の圧力によりバネ上部材が支持される。

また、サスペンション本体１０は、車体Ｂに形成される孔部から電動モータ３１のモータケーシング３１１の上方部分が上部に突出するように配置され、且つそのような配置状態を保つように、アッパーサポート１２を介して車体Ｂに取り付けられている。アッパーサポート１２は樹脂部材１２ａとブラケット１２ｂとからなり、弾性的にサスペンション本体１０を車体Ｂに連結する。

以上のように構成されたサスペンション本体１０においては、車載バッテリ(図示略）からの電力供給により電磁アクチュエータ３０の電動モータ３１が回転すると、電動モータ３１の回転軸３１２に連結したボールネジナット３２２が回転する。ボールネジナット３２２の回転によってボールネジ軸３２１が軸方向移動する。ボールネジ軸３２１の軸方向移動に伴い、このボールネジ軸３２１に連結されたピストンロッド４３および、ピストンロッド４３に連結されたバルブピストン４２も軸方向移動する。このとき、シリンダ４１もバルブピストン４２との間の相対移動をほとんど生じることなく軸方向移動する。これによりバネ上部材とバネ下部材との間の相対距離が変化する。このようにして、電動モータ３１は、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力を発生する。この推進力は、例えば乗り心地が向上するように制御される。

また、例えば、比較的低周波の外力（路面入力など）がサスペンション本体１０に加えられた場合、この外力がシリンダ４１に働いて、シリンダ４１の運動がバルブピストン４２，ピストンロッド４３を介して電磁アクチュエータ３０のボールネジ軸３２１に伝達される。これにより、ボールネジ軸３２１が軸方向に移動し、ボールネジナット３２２が回転する。ボールネジナット３２２の回転により電動モータ３１が回される。このとき電動モータ３１は発電機として作用するので、電動モータ３１は、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する抵抗力（減衰力）を発生する。これによりバネ上部材とバネ下部材との間の相対振動が抑制される。なお、液圧式ダンパ４０ａのバルブピストン４２とシリンダ４１は低周波の外力によっては相対移動しない。

また、２０Ｈｚ程度の高周波の路面入力がサスペンション本体１０に加えられた場合、第１圧縮コイルスプリング４９ａと第２圧縮コイルスプリング４９ｂが伸縮してシリンダ４１がバルブピストン４２に対して相対移動する。これにより、バネ下部材の高周波振動は、シリンダ４１に伝達されるだけで、ほとんどボールネジ機構３２側に伝達されない。従って、直列サブアブソーバ４０は、高周波振動のフィルタとして機能する。

次に、サスペンション本体１０の作動を制御するサスペンション制御装置１００について説明する。以下、サスペンション制御装置１００をサスペンションＥＣＵ１００と呼ぶ。サスペンションＥＣＵ１００は、図１に示すように、車体Ｂに搭載される。サスペンションＥＣＵ１００には、バネ上加速度センサ６１とバネ下加速度センサ６２とが接続される。バネ上加速度センサ６１は、バネ上部材の各サスペンション本体１０が取り付けられている位置（各輪位置）に設けられており、バネ上部材の各輪位置における上下方向に沿った加速度（バネ上上下加速度）を検出し、バネ上上下加速度を表す検出信号Ｇ２を出力する。このバネ上加速度センサ６１は、バネ上部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ上運動量を検出する本発明のバネ上運動量検出手段に相当する。バネ下加速度センサ６２は、各サスペンション本体１０が取り付けられるロアアームなどのバネ下部材に設けられており、そのバネ下部材の上下方向に沿った加速度（バネ下上下加速度）を検出し、バネ下上下加速度を表す検出信号Ｇ１を出力する。このバネ下加速度センサ６２は、バネ下部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ下運動量を検出する本発明のバネ下運動量検出手段に相当する。

サスペンションＥＣＵ１００は、マイクロコンピュータを主要部として備える。サスペンションＥＣＵ１００は、車両の良好な乗り心地性を得るために、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力または減衰力の目標値を演算する。尚、ここでは、「推進力または減衰力」と表現しているが、これは、電磁アクチュエータ３０が推進力と減衰力とを同時に発生するものではなく何れか一方を発生するから「または」と表現しているのであって、電磁アクチュエータ３０の発生する力は、振動の状態に応じて推進力になったり減衰力になったりするものである。本実施形態においてこれらの推進力または減衰力は、電磁アクチュエータ３０の電動モータ３１により発生される。電動モータ３１が発生する上記推進力または減衰力を、本明細書においてモータ力と呼ぶ。また、上記推進力または減衰力の目標値を、本明細書において目標モータ力と呼ぶ。

サスペンションＥＣＵ１００は、演算した目標モータ力に対応する制御信号をモータドライブ制御装置（以下、モータＥＤＵと呼ぶ）７０に出力する。モータＥＤＵ７０は、各サスペンション本体１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの近傍に設けられ、サスペンションＥＣＵ１００とワイヤハーネスにて接続されており、サスペンションＥＣＵ１００から出力された制御信号を入力し、その制御信号に従って目標モータ力が発生するように電動モータ３１を駆動制御する。モータＥＤＵ７０も、各種の演算処理を行うためのマイクロコンピュータを備えている。

図３は、サスペンションＥＣＵ１００におけるマイクロコンピュータが行う制御処理を表す機能ブロック図である。各機能部は、マイクロコンピュータのＲＯＭに記憶された制御プログラムを所定の演算周期で繰り返し実行することにより実現されるものである。サスペンションＥＣＵ１００は、バネ上減衰制御力演算部１１０と、バネ下減衰制御力演算部１２０と、慣性力演算部１３０と、制振制御力演算部１４０と、目標モータ力演算部１５０と、通信部１６と、周期設定部１７０とを備えている。

バネ上減衰制御力演算部１１０は、バネ上ローパスフィルタ処理部１１１と、バネ上速度演算部１１２と、バネ上ゲイン乗算部１１３とから構成される。バネ上ローパスフィルタ処理部１１１は、バネ上加速度センサ６１の出力する検出信号Ｇ２を入力し、次式の伝達関数Ｈ（ｓ）によって表されるローパスフィルタを用いて、バネ上上下加速度を表す検出信号Ｇ２の高周波ノイズ成分をフィルタ処理して除去する。
Ｈ（ｓ）＝Ｋ・（１／（１＋ｓτ））
ここで、ｓはラプラス演算子であり、τはフィルタの時定数、Ｋは通過域のゲインである。カットオフ周波数ｆｃは、（１／２πτ）として表され、時定数τの逆数に比例する。

バネ上ローパスフィルタ処理部１１１は、フィルタ処理して得たバネ上上下加速度ｘ_２”をバネ上速度演算部１１２に出力する。バネ上速度演算部１１２は、バネ上上下加速度ｘ_２”を入力し、時間で積分することにより、バネ上部材の上下方向に沿った速度であるバネ上上下速度ｘ_２’を演算し、その演算結果をバネ上ゲイン乗算部１１３に出力する。バネ上ゲイン乗算部１１３は、バネ上上下速度ｘ_２’にバネ上ゲインＣ_２（減衰係数に相当する）を乗算することにより、バネ上部材の振動を減衰するように働くバネ上減衰制御力（Ｃ_２・ｘ_２’）を演算し、その演算結果を制振制御力演算部１４０に出力する。

このバネ上減衰制御力演算部１１０は、バネ上部材の運動量に基づいて電磁アクチュエータ３０のバネ上関連制御量を演算する本発明のバネ上関連制御量演算手段に相当する。

バネ下減衰制御力演算部１２０は、バネ下ローパスフィルタ処理部１２１と、バネ下速度演算部１２２と、バネ下ゲイン乗算部１２３とから構成される。バネ下ローパスフィルタ処理部１２１は、バネ下加速度センサ６２の出力する検出信号Ｇ１を入力し、伝達関数Ｈ（ｓ）によって表されるローパスフィルタを用いて、バネ下上下加速度を表す検出信号Ｇ１の高周波ノイズ成分をフィルタ処理して除去する。

バネ下ローパスフィルタ処理部１２１は、フィルタ処理して得たバネ下上下加速度ｘ_１”をバネ下速度演算部１２２に出力する。バネ下速度演算部１２２は、バネ下上下加速度ｘ_１”を入力し、時間で積分することにより、バネ下部材の上下方向に沿った速度であるバネ下上下速度ｘ_１’を演算し、その演算結果をバネ下ゲイン乗算部１２３に出力する。バネ下ゲイン乗算部１２３は、バネ下上下速度ｘ_１’にバネ下ゲインＣ_１（減衰係数に相当する）を乗算することにより、バネ下部材の振動を減衰するように働くバネ下減衰制御力（Ｃ_１・ｘ_１’）を演算し、その演算結果を制振制御力演算部１４０に出力する。

バネ下ローパスフィルタ処理部１２１で演算されたバネ下上下加速度ｘ_１”は、慣性力演算部１３０にも出力される。慣性力演算部１３０は、バネ下上下加速度ｘ_１”に中間部材の質量ｍ_３（等価慣性質量）を乗じた値を慣性力（ｍ_３・ｘ_１”）として演算する。ここで、中間部材とは、バネ上部材とバネ下部材との間に設けられバネ上部材にもバネ下部材にも固定されていない部材を表す。例えば、電動モータ３１のロータ（回転軸３１２，永久磁石３１３）、ボールネジ機構３２、液圧式ダンパ４０ａにおけるバルブピストン４２，ピストンロッド４３などが中間部材に相当する。

中間部材には、バネ下部材の上下方向に変位に対して回転する部材（例えば、電動モータ３１のロータ、ボールネジ機構３２のボールネジナット３２２）が存在するため、その回転部材に関する質量は、回転部材の慣性モーメントを慣性質量に換算した値とする。

慣性力演算部１３０は、演算した慣性力（ｍ_３・ｘ_１”）を目標モータ力演算部１５０に出力する。

バネ下減衰制御力演算部１２０および慣性力演算部１３０は、バネ下部材の運動量に基づいて電磁アクチュエータ３０のバネ下関連制御量を演算する本発明のバネ下関連制御量演算手段に相当する。

制振制御力演算部１４０は、バネ上減衰制御力（Ｃ_２・ｘ_２’）とバネ下減衰制御力（Ｃ_１・ｘ_１’）とを入力し、バネ上部材とバネ下部材とのあいだに作用させるべき必要作用力である制振制御力ｆoutを次式により計算する。
ｆout＝Ｃ_２・ｘ_２’−Ｃ_１・ｘ_１’
この制振制御力ｆoutは、スカイフックダンパ理論に基づく制御と、擬似的なグランドフック理論に基づく制御とにより、バネ上部材およびバネ下部材の振動を減衰させるために必要とされる力を計算したものである。制振制御力演算部１４０は、算出した制振制御力ｆoutを目標モータ力演算部１５０に出力する。

目標モータ力演算部１５０は、制振制御力演算部１４０から出力された制振制御力ｆoutと、慣性力演算部１３０から出力された慣性力（ｍ_３・ｘ_１”）とを入力し、それらに基づいて目標制御量である目標モータ力ｆmotor^＊を演算する。

本実施形態において、目標モータ力ｆmotor^＊は、制振制御力ｆoutと、制振制御力ｆoutが直列サブアブソーバ４０および中間部材を介してバネ下部材に伝達される場合における力の伝達特性を表す伝達関数である直列伝達補償用伝達関数と、中間部材の慣性力（ｍ_３・ｘ_１”）とに基づいて演算される。

図４は、本実施形態におけるサスペンション本体１０のモデル図である。図において、ｆmotorは時間ｔをパラメータとするモータ力、ｆ_ｒは時間ｔをパラメータとしたバネ下部材に実際に作用する力（バネ下実作用力）、Ｋ_ｓはコイルスプリングユニット４０ｂの第１圧縮コイルスプリング４９ａと第２圧縮コイルスプリング４９ｂを一つのバネと仮定した場合のバネ定数、Ｃ_ｓは液圧式ダンパ４０ａの減衰係数、ｘ_１は時間ｔをパラメータとしたバネ下部材の基準位置からの上下変位量であり、ｘ_２は時間ｔをパラメータとしたバネ上部材の基準位置からの上下変位量である。また、ｍ_３は、中間部材の質量（等価慣性質量）を表す。ｘ_３は時間ｔをパラメータとした中間部材の基準位置からの上下変位量を表す。

中間部材の運動方程式は、下記の（１）式により表される。

（１）式をラプラス変換することにより（２）式が得られる。

（２）式において、Ｘ_３(s)，Ｘ_１(s)，Ｆmotor(s)は、それぞれｘ_３，ｘ_１，ｆmotorをラプラス変換した関数である。またsはラプラス演算子である。

また、バネ下部材の運動方程式は、下記の（３）式により表される。

（３）式をラプラス変換することにより（４）式が得られる。

（４）式において、Ｆ_ｒ(s)はｆ_ｒをラプラス変換した関数である。

（４）式を変形すると（５）式が得られ、さらに（５）式から、（６）式および（７）式が導かれる。

（６）式および（７）式を（２）式に代入することにより、（８）式が得られる。

目標モータ力ｆmotor^＊は、バネ下実作用力ｆ_ｒが制振制御力ｆoutになるように決定されるモータ力である。したがって、目標モータ力ｆmotor^＊は、（８）式のＦ_ｒ(s)にＦout (s)を代入した（９）式に基づいて求めることができる。

（９）式において、Ｆmotor(s)*は目標モータ力ｆmotor^＊をラプラス変換した関数、Ｆout(s)は制振制御力ｆoutをラプラス変換した関数である。（９）式の右辺第１項は、モータ力が中間部材および直列サブアブソーバ４０を介してバネ下部材に伝達される場合における力の伝達率を考慮した項（直列伝達補償項）であり、制振制御力Ｆout(s)に係る伝達関数は、モータ力が中間部材および直列サブアブソーバ４０を介してバネ下部材に伝達される場合における力の伝達特性を表す伝達関数（直列伝達補償用伝達関数）である。また、（９）式の右辺第２項は、中間部材の慣性力を考慮した項（慣性補償項）である。

目標モータ力演算部１５０は、（９）式に基づいて演算した目標モータ力ｆmotor^＊に対応する制御信号を通信部１６０に出力する。

制振制御力演算部１４０および目標モータ力演算部１５０は、バネ上関連制御量と前バネ下関連制御量とに基づいて電磁アクチュエータの目標制御量を演算する本発明の目標制御量演算手段に相当する。

通信部１６０は、目標モータ力ｆmotor^＊を表す制御信号を、所定の通信周期（通信速度）でモータＥＤＵ７０に送信する。

モータＥＤＵ７０は、通信部７１とＰＷＭ制御信号出力部７２と３相インバータ７３とを備えている。通信部７１は、サスペンションＥＣＵ１００の通信部１６０から送信される目標モータ力ｆmotor^＊を表す制御信号を受信してＰＷＭ制御信号出力部７２に出力する。ＰＷＭ制御信号出力部７２は、目標モータ力ｆmotor^＊を表す制御信号に基づいてＰＷＭ制御信号を生成し、そのＰＷＭ制御信号を３相インバータ７３のスイッチング素子に出力する。このＰＷＭ制御信号は、目標モータ力ｆmotor^＊を電動モータ３１で発生するように３相インバータ７３の各スイッチング素子のデューティ比が設定された制御信号である。

３相インバータ７３には、図示しない車載バッテリから電源が供給されている。従って、３相インバータ７３のスイッチング素子のデューティ比が制御されることにより、目標モータ力ｆmotor^＊に応じた電流が車載バッテリから電動モータ３１に流れて、電動モータ３１が目標モータ力ｆmotor^＊を発生する。このとき電動モータ３１からの回生電流が目標通電量よりも多ければ、その差分だけ車載バッテリ側に回生電流が流れ、逆に、電動モータ３１からの回生電流が目標通電量よりも少なければ、その差分だけ車載バッテリから電動モータ３１に通電される。

このような車両の制振制御を行う場合、悪路走行時のように急激な路面変化が生じると、目標モータ力ｆmotor^＊に位相遅れが発生しやすい。これは、バネ上下加速度を一定の周期で取得しているため、取得値の更新から次の更新までの間に時間差（＝位相遅れ）が発生するためである。また、中間部材の慣性力の影響を補償するために演算される慣性補償制御量（９式右辺第２項）は、このバネ下上下加速度ｘ_１”を用いて演算されるが、その演算がバネ下上下加速度ｘ_１”の変化に追従できない。これらの結果、バネ下部材の激しい振動が慣性補償制御量の位相遅れを招き、最終的には、目標モータ力ｆmotor^＊の位相遅れとなって表れる。

こうした目標モータ力ｆmotor^＊の位相遅れが発生すると、中間部材の慣性力の影響を良好に補償することができない。このため、例えば、路面の凸部によりシリンダ４１が急に突き上げられたとき、電動モータ３１の動作に位相遅れが生じて、中間部材を上方に引き上げることができない。この結果、中間部材とバネ下部材との相対変位が縮小し、シリンダ側上ストッパ４７とロッド側上ストッパ４８とにおいてストッパ当たりが発生する。

このようなことから、悪路走行時においては、直列サブアブソーバ４０でのストッパ当たりの強さ、および、発生頻度が増加してしまい、ボールネジ機構３２に加わる軸力が増加する。従って、ボールネジ機構３２の強度を増す必要が生じる。

こうした制御遅れは、サスペンションＥＣＵ１００の演算部となるマイクロコンピュータを高スペック化すれば改善できるものの、その場合には、大幅なコストアップを招いてしまう。そこで、本実施形態においては、既存のマイクロコンピュータの処理能力の範囲内において、演算処理別に演算負担配分を切り替えて、トータルとして目標モータ力ｆmotor^＊の位相遅れが生じないようにする。

本実施形態のサスペンションＥＣＵ１００は、上述した各機能部は、マイクロコンピュータのＲＯＭに記憶された制御プログラムを所定の演算周期で繰り返し実行するものであり、機能部によってその演算周期が決められている。バネ上減衰制御力演算部１１０は、バネ上部材の運動に関連する制御量（バネ下部材の運動に関連しない制御量）を演算する機能部であり、バネ上部材の上下運動が低速であることから、速い演算速度が要求されず、その演算周期は長めに設定されている。一方、バネ下減衰制御力演算部１２０、慣性力演算部１３０、制振制御力演算部１４０、目標モータ力演算部１５０は、バネ下部材の運動に関連する制御量を演算する機能部であり、バネ下部材の上下運動が高速であることから、速い演算速度が要求され、その演算周期は短めに設定されている。また、通信部１６０の通信周期（通信速度）も、この目標モータ力演算部１５０の演算した目標モータ力ｆmotor^＊を遅れないように通信できる通信周期が設定されている。

周期設定部１７０は、こうした各機能部の演算周期を切り替えるものである。バネ上減衰制御力演算部１１０の演算周期Ｔｂは、通常時においては、バネ上制振を行うのに適した演算周期Ｔｂnormalに設定される。また、悪路走行時においては、演算周期Ｔｂnormalよりも長い（演算速度の遅い）演算周期Ｔｂlowに設定される。以下、この演算周期Ｔｂをバネ上演算周期Ｔｂと呼ぶ。

また、バネ下部材の運動に関連する制御量を演算する機能部となるバネ下減衰制御力演算部１２０、慣性力演算部１３０、制振制御力演算部１４０、目標モータ力演算部１５０は、それぞれ同じ演算周期Ｔｗに設定される。この演算周期Ｔｗは、通常時においては、バネ上とバネ下の制振を行うのに適した演算周期Ｔｗnormalに設定される。この演算周期Ｔｗnormalは、上記演算周期Ｔｂnormalに比べて短い。また、演算周期Ｔｗは、悪路走行時においては、演算周期Ｔｗnormalよりも短い（演算速度の速い）演算周期Ｔｗhighに設定される。以下、この演算周期Ｔｗをバネ下演算周期Ｔｗと呼ぶ。

また、通信部１６０は、目標モータ力演算部１５０が演算した目標モータ力ｆmotor^＊を表す制御信号をモータＥＤＵ７０に送信するものであるため、その通信周期（通信速度）は、目標モータ力演算部１５０の演算周期に対応した値に設定される。従って、通常時においては、通信周期Ｔｓnormalに設定され、悪路走行時においては、通信周期Ｔｓnormalよりも短い通信周期Ｔｓhighに設定される。

次に、こうした演算周期、通信周期を切り替える周期設定部１７０の処理について説明する。図５は、周期設定部１７０の実行する演算周期設定制御ルーチンを表す。この演算周期設定制御ルーチンは、予め設定した一定の演算周期にて繰り返し実行される。

周期設定部１７０は、ステップＳ１１において、バネ下加速度センサ６２の出力する検出信号Ｇ１を読み込む。続いて、ステップＳ１２において、検出信号Ｇ１から、バネ下上下加速度の変化率の大きさ｜Ｇ１’｜を演算する。続いて、ステップＳ１３において、バネ下上下加速度の変化率の大きさ｜Ｇ１’｜が基準値Ｔｈ１よりも大きく、かつ、検出信号Ｇ１が表すバネ下加速度の大きさ｜Ｇ１｜が基準値Ｔｈ２よりも大きいか否かを判断する。この基準値Ｔｈ１，Ｔｈ２は、悪路走行時か否かを判定する閾値であって、予め制御プログラム内に記憶されている。直列サブアブソーバ４０でストッパ当たりが発生するような悪路走行時には、バネ下上下加速度の大きさ｜Ｇ１｜、および、変化率の大きさ｜Ｇ１’｜がともに大きくなるため、こうした判定条件（以下、悪路判定条件と呼ぶ）を用いている。

周期設定部１７０は、悪路判定条件が成立している場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、その処理をステップＳ１４に進め、悪路判定条件が成立していない場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、その処理をステップＳ１６に進める。

車両が平坦路を走行しているときには、悪路判定条件が成立しない。この場合には、ステップＳ１６において、悪路判定条件が成立していない状況が基準時間Ｔoff以上継続しているか否かを判断する。本ルーチンが起動した直後においては、基準時間Ｔoff以上継続していないため、「Ｎｏ」と判定される。この場合、周期設定部１７０は、次のステップＳ１８において、悪路判定フラグＦが「１」であるか否かを判断する。

悪路判定フラグＦは、本ルーチンの起動時においては「０」に設定されている。従って、ステップＳ１８の判定は「Ｎｏ」となり、ステップＳ２０において、バネ上演算周期Ｔｂを通常値である演算周期Ｔｂnormalに設定し、バネ下演算周期Ｔｗを通常値である演算周期Ｔｗnormalに設定し、通信周期Ｔｓを通常値である通信周期Ｔｓnormalに設定する。続いて、ステップＳ２１において、バネ上演算周期Ｔｂをバネ上減衰制御力演算部１１０に出力し、バネ下演算周期Ｔｗをバネ下減衰制御力演算部１２０、慣性力演算部１３０、制振制御力演算部１４０、目標モータ力演算部１５０に出力し、通信周期Ｔｓを通信部１６０に出力して本ルーチンを一旦終了する。尚、悪路判定フラグＦは記憶保持される。

本ルーチンは、一定の短い周期で繰り返される。従って、ステップＳ１３の悪路判定条件が成立しない間は、こうした処理が繰り返され、バネ上演算周期Ｔｂ、バネ下演算周期Ｔｗ、通信周期Ｔｓが、それぞれＴｂnormal、Ｔｗnormal、Ｔｓnormalに維持される。これにより、サスペンションＥＣＵ１００における各機能部は、それぞれ指定された演算周期Ｔｂ，Ｔｗ，Ｔｓにて制御プログラムの実行を繰り返す。

車両が悪路に進入すると、ステップＳ１３において、悪路判定条件が成立する。この場合、周期設定部１７０は、ステップＳ１４において、悪路判定条件が成立している状況が基準時間Ｔon以上継続しているか否かを判断する。悪路判定条件が成立した直後においては、基準時間Ｔon以上継続していないため、「Ｎｏ」と判定され、ステップＳ１８において、悪路判定フラグＦの設定状態が確認される。この時点においては、悪路判定フラグＦは「０」であるため、バネ上演算周期Ｔｂ、バネ下演算周期Ｔｗ、通信周期Ｔｓは、それぞれＴｂnormal、Ｔｗnormal、Ｔｓnormalに維持される。（Ｓ２０）。

こうした処理が繰り返され、悪路判定条件が成立している状況が基準時間Ｔon以上継続すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、周期設定部１７０は、ステップＳ１５において、悪路判定フラグＦを「１」に設定する。従って、次のステップＳ１８では「Ｙｅｓ」と判定され、その処理がステップＳ１９に進められる。周期設定部１７０は、ステップＳ１９において、バネ上演算周期ＴｂをＴｂnormalよりも長い演算周期Ｔｂlowに設定し、バネ下演算周期ＴｗをＴｗnormalよりも短い演算周期Ｔｗhighに設定し、通信周期ＴｓをＴｓnormalよりも短い通信周期Ｔｓhighに設定する。そして、ステップＳ２１において、そのバネ上演算周期Ｔｂ、バネ下演算周期Ｔｗ、通信周期Ｔｓをそれぞれの機能部に出力する。

上述したように悪路走行時においては、バネ下部材の運動に関連した制御量に位相遅れが発生する。そこで、バネ下運動量（バネ下上下加速度）に関連した制御量を演算する機能部の演算周期Ｔｗを短くして、バネ下運動に追従した制御量を演算できるようにする。この場合、マイクロコンピュータの能力を超えることはできないため、バネ上運動量（バネ上上下加速度）に関連した制御量を演算する機能部の演算周期Ｔｗを長くする。これにより、バネ上関連制御量の演算負荷が軽減されてマイクロコンピュータの能力に余裕が生まれ、この余裕をバネ下関連制御量の演算に充てる。従って、バネ下運動に追従した慣性補償制御量を演算することができるようになる。また、目標モータ力ｆmotor^＊の演算周期に合わせて通信部１６０の通信周期を短くする。

こうした処理が繰り返され、車両が悪路から平坦路に進入すると、ステップＳ１３において、悪路判定条件が不成立となる。この場合、周期設定部１７０は、ステップＳ１６において、悪路判定条件が成立していない状況が基準時間Ｔoff以上継続しているか否かを判断する。悪路判定条件が不成立となった直後においては、基準時間Ｔoff以上継続していないため、「Ｎｏ」と判定される。従って、悪路判定フラグＦが変更されず、バネ上演算周期Ｔｂ、バネ下演算周期Ｔｗ、通信周期Ｔｓは、それぞれＴｂlow、Ｔｗhigh、Ｔｓhighに維持される。

そして、悪路判定条件が成立していない状況が基準時間Ｔoff以上継続すると、ステップＳ１７において、悪路判定フラグＦが「０」に設定され、バネ上演算周期Ｔｂ、バネ下演算周期Ｔｗ、通信周期Ｔｓが、それぞれ通常値であるＴｂnormal、Ｔｗnormal、Ｔｓnormalに戻される。

このように、周期設定部１７０では、悪路判定条件を使って、慣性補償制御量に位相遅れが生じやすい状況であるか否かを判定し、悪路判定条件が成立しているときには、悪路判定条件が成立していないときに比べて、バネ上関連制御量の演算周期を長くするとともに、バネ下関連制御量の演算周期および通信周期を短くする。この場合、一時的に悪路判定条件が成立したり不成立になったりしても、判定結果の一定時間の継続が得られないときには、演算周期や通信周期の切替を行わないため、安定した周期設定制御を行うことができる。

以上説明した本実施形態のサスペンション装置によれば、悪路判定条件が成立しているときには、バネ上関連制御量の演算周期を長くしてマイクロコンピュータの負荷を軽くし、その分、バネ下関連制御量の演算周期を短くするため、慣性補償制御量の位相遅れを抑制することができる。また、これに合わせて通信部１６０の通信周期も短くするため、電動モータ３１の制御遅れを抑制することができる。尚、モータＥＣＵ７０は、サスペンションＥＣＵ１００に比べて短い演算周期で３相インバータを制御しているため、モータＥＣＵ７０側での演算周期の変更に対して追従可能となっている。

この結果、中間部材の慣性力の影響を補償するように電磁アクチュエータ３０を駆動制御することができるため乗り心地が向上する。また、直列サブアブソーバのストッパ当たりが抑制されるため、ボールネジ機構３２に加わる軸力を低減することができる。このため、ボールネジ機構３２の強度を増加させなくても所望の耐久性能を確保することができ、高い信頼性を得ることができる。

また、悪路判定条件として、バネ下上下加速度の変化率の大きさ｜Ｇ１’｜が基準値Ｔｈ１よりも大きいという条件と、バネ下上下加速度の大きさ｜Ｇ１｜が基準値Ｔｈ２よりも大きいという条件との両方の成立を要件としているため、信号ノイズ等による誤判定が防止される。このため、演算周期等を適切なタイミングで切り替えることができる。

以上、本実施形態のサスペンション装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、電磁アクチュエータとバネ下部材との間に直列サブアブソーバ４０を介装した構成であるが、必ずしも、直列サブアブソーバ４０を介装する必要はない。直列サブアブソーバ４０を介装しない構成であっても、バネ下部材の振動により目標モータ力ｆmotor^＊の位相遅れが発生する場合には、本発明を有効に適用することができるからである。

また、本実施形態においては、目標モータ力ｆmotor^＊に中間部材の慣性力の影響を考慮した慣性補償項を組み込んでいるが、必ずしも、慣性補償制御を行うものである必要はなく、目標制御量の演算にバネ下運動量を使うものであれば本発明を有効に適用することができる。

また、本実施形態においては、悪路判定条件として、バネ下上下加速度の変化率の大きさ｜Ｇ１’｜が基準値Ｔｈ１よりも大きいという条件と、バネ下上下加速度の大きさ｜Ｇ１｜が基準値Ｔｈ２よりも大きいという条件との両方の成立を要件としているが、バネ下上下加速度の変化率の大きさ｜Ｇ１’｜だけの条件に基づいて悪路判定を行うようにしてもよい。

また、本実施形態においては、車両の上下振動を抑制するように、バネ上減衰制御力とバネ下減衰制御力とに基づいて制振制御力ｆoutを演算しているが、例えば、車両姿勢変化を抑制するように働く制御量（ロール抑制制御量、ピッチ抑制制御量）を加味するようにしてもよい。

１０…サスペンション本体、２０…エアバネ装置、３０…電磁アクチュエータ、３１…電動モータ、３２…ボールネジ機構、３２１…ボールネジ軸、３２２…ボールネジナット、４０…直列サブアブソーバ、４０ａ…液圧式ダンパ、４０ｂ…コイルスプリングユニット、４１…シリンダ、４２…バルブピストン、４３…ピストンロッド、６１…バネ上加速度センサ、６２…バネ下加速度センサ、７０…モータＥＤＵ、７１…通信部、７２…ＰＷＭ制御信号出力部、７３…３相インバータ、１００…サスペンションＥＣＵ、１１０…バネ上減衰制御力演算部、１１１…バネ上ローパスフィルタ処理部、１１２…バネ上速度演算部、１１３…バネ上ゲイン乗算部、１２０…バネ下減衰制御力演算部、１２１…バネ下ローパスフィルタ処理部、１２２…バネ下速度演算部、１２３…バネ下ゲイン乗算部、１３０…慣性力演算部、１４０…制振制御力演算部、１５０…目標モータ力演算部、１６０…通信部、１７０…周期設定部。

Claims (5)

1. 車両のバネ上部材とバネ下部材との間に配設されたサスペンションバネと並列に設けられ、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電磁アクチュエータと、
   前記バネ上部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ上運動量を検出するバネ上運動量検出手段と、
   前記バネ下部材の上下方向の運動に関連する物理量を表すバネ下運動量を検出するバネ下運動量検出手段と、
   前記バネ上運動検出手段により検出したバネ上運動量に基づいて前記電磁アクチュエータのバネ上関連制御量を所定の周期で演算するバネ上関連制御量演算手段と、
   前記バネ下運動検出手段により検出したバネ下運動量に基づいて前記電磁アクチュエータのバネ下関連制御量を所定の周期で演算するバネ下関連制御量演算手段と、
   前記バネ上関連制御量と前記バネ下関連制御量とに基づいて前記電磁アクチュエータの目標制御量を所定の周期で演算する目標制御量演算手段と、
   前記目標制御量演算手段により演算された目標制御量にしたがって前記電磁アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段と、
   前記バネ下運動量検出手段により検出されたバネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えている否かを判断するバネ下運動判断手段と、
   前記バネ下運動判断手段によりバネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えていると判断された場合には、前記基準運動量を超えていると判断されない場合に比べて、前記バネ上関連制御量演算手段の演算周期を長くするとともに前記バネ下関連制御量演算手段および前記目標制御量演算手段の演算周期を短くする演算周期設定手段と
   を備えたサスペンション装置。
2. 前記電磁アクチュエータと前記バネ下部材との間に配設され、前記電磁アクチュエータと直列に設けられる直列バネと直列ダンパとを並列に備えた直列サブアブソーバを備えたことを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。
3. 前記目標制御量演算手段は、前記バネ上部材と前記バネ下部材との間に設けられ前記バネ上部材と前記バネ下部材とのいずれにも固定されていない中間部材が、前記バネ下部材が変位することによって発生する慣性力の影響を補償するための慣性補償制御量を加味して演算することを特徴とする請求項２記載のサスペンション装置。
4. 前記バネ下運動検出手段は、前記バネ下部材の上下方向の加速度であるバネ下上下加速度を検出するものであり、
   前記バネ下運動判断手段は、前記バネ下運動検出手段により検出されたバネ下上下加速度の変化率の大きさに基づいて、前記バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えているか否かを判断することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載のサスペンション装置。
5. 前記バネ下運動判断手段は、前記バネ下運動検出手段により検出されたバネ下上下加速度の変化率の大きさが予め設定された基準変化率を超え、かつ、バネ下上下加速度の大きさが予め設定した基準加速度を超えるという条件が満足した場合に、前記バネ下運動量が予め設定された基準運動量を超えていると判断することを特徴とする請求項４記載のサスペンション装置。

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