JP6924062B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンション制御装置に関する。

車両が走行中にばね下部材が路面の凹凸を乗り越えると、懸架ばねが伸縮して懸架ばねがばね上部材を支持する支持力が変動するため、ばね上部材が振動する。このばね上部材の振動を抑制するために、車両におけるばね下部材とばね上部材との間に介装されるアクチュエータを介装し、このアクチュエータが発揮する推力を制御して、ばね上部材の振動を抑制するサスペンション制御装置がある。

このようなサスペンション制御装置には、前輪のばね下速度を検知して、後輪が前輪と同じ路面を通過する際におけるばね上部材に生じる振動を予測する予見制御を行うものがある（たとえば、特許文献１参照）。このような予見制御では、後輪が路面の凹凸で変位して、懸架ばねを通じて後輪からばね上部材に伝わる伝達力を打ち消す制御を実行し、さらには、スカイフック制御を併用して車体の振動を抑制している。

特開平５−３１９０５４号公報

このようなサスペンション制御装置では、アクチュエータに油圧シリンダを利用しており、油圧シリンダの油温変化による応答特性の変化に対応するため、油温を検知して予見制御による予見制御力を補正する。

しかしながら、油温変化を検知しただけでは、アクチュエータの応答特性を正確に把握するのは難しく、また、懸架ばねにエアばねを採用する車両では車高調整時などでばね定数も変化してしまうので、アクチュエータや懸架ばねのパラメータ変化に十分対応できない。

よって、従来のサスペンション制御装置では、ばね下部材からばね上部材に伝わる振動をうまく打ち消せない場合があり、振動抑制効果の向上が求められる。

そこで、本発明は、アクチュエータや懸架ばねにおけるパラメータが変化してもばね上部材の振動抑制効果を向上できるサスペンション制御装置の提供を目的としている。

上記した目的を達成するため、本発明のサスペンション制御装置は、ばね下部材の振動情報とばね上部材の振動情報とに基づいてばね下部材からばね上部材に伝達される伝達力を打ち消す制御指令を求める。このようにサスペンション制御装置によれば、アクチュエータの応答性や懸架ばねのばね定数といったパラメータの変化に対応して制御指令を適切となるよう補正できる。

また、サスペンション制御装置は、ばね下部材の振動情報をばね上部材の振動情報に基づいて補正して補正後ばね下振動情報を求め、補正後ばね下振動情報に基づいて制御指令を求めてもよい。このように構成されたサスペンション制御装置によれば、アクチュエータと懸架ばねのパラメータ変動の因子によらず当該変動に対応して車両における乗心地を向上できるとともにセンサ設置数も少なくて済むので製造コストを低減できる。

さらに、サスペンション制御装置は、ばね下部材の振動情報とばね上部材の振動情報の乗算値に基づいてばね下部材の振動情報を補正してもよい。このように構成されたサスペンション制御装置によれば、アクチュエータの力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさに一致しない場合にこれらを一致させるようにばね下部材の振動情報を補正でき、アクチュエータの応答性や懸架ばねのばね定数といったパラメータが変化しても自動的に制御指令を適切に補正できる。

また、サスペンション制御装置は、順次求められる乗算値を積分して積分値を求め、積分値に基づいてばね下部材の振動情報を補正してもよい。このように構成されたサスペンション制御装置によれば、アクチュエータの応答性や懸架ばねのばね定数といったパラメータが変化すると、自動的に学習して制御指令を適切に補正し、アクチュエータの力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさに一致すると学習を終了して制御指令を適切な状態に維持できる。

そして、サスペンション制御装置は、スカイフック制御に基づいてばね上部材の振動を抑制するスカイフック制御指令を求め、伝達力を打ち消す制御指令とスカイフック制御指令に基づいて前記アクチュエータへ与える最終制御指令を求めるよう構成されてもよい。このように構成されたサスペンション制御装置によれば、伝達力を打ち消す制御とスカイフック制御との併用により、ばね上部材の振動をより効果的に抑制でき車両における乗心地を向上できる。

本発明のサスペンション制御装置によれば、アクチュエータや懸架ばねにおけるパラメータが変化してもばね上部材の振動抑制効果を向上できる。

一実施の形態におけるサスペンション制御装置が適用される車両のモデル図である。 一実施の形態のサスペンション制御装置における制御器の制御ブロック図である。 （ａ）は、懸架ばねのばね力に対してアクチュエータの力が小さく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相より遅れる場合において、懸架ばねのばね力、アクチュエータの力およびばね上部材の加速度の関係を示したグラフである。（ｂ）は、懸架ばねのばね力に対してアクチュエータの力が小さく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相より遅れる場合において、ばね上部材の加速度、ばね下部材の速度およびばね上部材の加速度およびばね下部材の速度の乗算値を示したグラフである。（ｃ）は、懸架ばねのばね力に対してアクチュエータの力が小さく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相より遅れる場合において、ばね上部材の加速度、ばね下部材の変位およびばね上部材の加速度およびばね下部材の変位の乗算値を示したグラフである。 （ａ）は、懸架ばねのばね力に対してアクチュエータの力が小さく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相より進む場合において、懸架ばねのばね力、アクチュエータの力およびばね上部材の加速度の関係を示したグラフである。（ｂ）は、懸架ばねのばね力に対してアクチュエータの力が小さく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相より進む場合のばね上部材の加速度、ばね下部材の速度およびばね上部材の加速度およびばね下部材の速度の乗算値を示したグラフである。（ｃ）は、懸架ばねのばね力に対してアクチュエータの力が小さく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相より進む場合のばね上部材の加速度、ばね下部材の変位およびばね上部材の加速度およびばね下部材の変位の乗算値を示したグラフである。 懸架ばねのばね力とアクチュエータの力とが等しく、アクチュエータの力の位相が伝達力を打ち消せる位相に一致となる場合において、懸架ばねのばね力、アクチュエータの力の関係を示したグラフである。 一実施の形態における一変形例のサスペンション制御装置の制御器の制御ブロック図である。 一実施の形態における他の変形例のサスペンション制御装置の制御器の制御ブロック図である。 一実施の形態におけるさらに他の変形例のサスペンション制御装置の制御器の制御ブロック図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、一実施の形態におけるサスペンション制御装置Ｃは、車両Ｖのばね下部材である車輪Ｗとばね上部材である車体Ｂとの間に懸架ばねＳとともに介装されるアクチュエータＡを制御して車体Ｂの振動を抑制する。

以下、各部について詳細に説明する。図１に示すように、システムである車両Ｖは、外周にタイヤＴｉを有する車輪Ｗと、車体Ｂと、車輪Ｗと車体Ｂとの間に介装されて車体Ｂを弾性支持する懸架ばねＳとで構成されている。

車両Ｖは、タイヤＴｉをばね定数Ｋ_ｔのばねとし、車輪Ｗを質量Ｍ_２のマスとし、懸架ばねＳをばね定数Ｋ_Ｓのばねとし、車体Ｂを質量Ｍ_１のマスとする二質点二自由度のばねマスシステムであり、図１に示すばねマスシステムのモデルで表現できる。また、路面変位をＸ_０とし、車体Ｂの上下方向の変位をＸ_１とし、車輪Ｗの上下方向の変位をＸ_２とし、図１中で上向きを正としている。

サスペンション制御装置Ｃは、ばね下部材である車輪Ｗの振動情報を検知するための第一センサ１と、ばね上部材である車体Ｂの振動情報を検知するための第二センサ２と、アクチュエータＡに与える最終制御指令Ｆを求める制御器３とを備えている。

サスペンション制御装置Ｃは、本例では、ばね下部材である車輪Ｗの振動情報として車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ_２と速度ｄＸ_２／ｄｔを検知するために、第一センサ１は、加速度センサとされている。第一センサ１は、車輪Ｗの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を検出し、制御器３へ入力する。また、サスペンション制御装置Ｃは、本例では、ばね上部材である車体Ｂの振動情報として車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を検知するために、第二センサ２は、加速度センサとされている。第二センサ２は、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を検出し、制御器３へ入力する。

制御器３は、図２に示すように、第一センサ１から入力される加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を積分して車輪Ｗの上下方向の速度ｄＸ_２／ｄｔを求める速度演算部３１と、速度演算部３１が求めた速度ｄＸ_２／ｄｔを積分して車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ_２を求める変位演算部３２と、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２に基づいて速度ｄＸ_２／ｄｔを補正する速度補正部３３と、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２に基づいて変位Ｘ_２を補正する変位補正部３４と、補正後の速度ｄＸ_２／ｄｔに基づいて速度対応制御指令ｆ_Ｖを求める速度対応制御指令演算部３５と、補正後の変位Ｘ_２に基づいて変位対応制御指令ｆ_Ｘを求める変位対応制御指令演算部３６と、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を積分して車体Ｂの上下方向の速度ｄＸ_１／ｄｔを求める積分部３７と、車体Ｂの上下方向の速度ｄＸ_１／ｄｔにスカイフックゲインを乗じてスカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを求めるスカイフック制御指令演算部３８と、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘとスカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを合算して最終制御指令Ｆを生成してアクチュエータＡへ入力する最終制御指令演算部３９とを備えている。制御器３は、車輪Ｗから車体Ｂへ伝わる伝達力を打ち消すために、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘとを求め、加えて、車体Ｂが振動した場合にこの振動を抑制するスカイフック制御を行うためにスカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを求めている。つまり、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘとを加算して得られる制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}は、アクチュエータＡに前記伝達力を打ち消す力を発揮させるための制御指令となる。また、スカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹは、アクチュエータＡにスカイフック制御に基づく制御力を発揮させるための制御指令となる。

このように、制御器３は、ばね下部材の振動情報としての車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ_２と速度ｄＸ_２／ｄｔおよびばね上部材の振動情報としての車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２に基づいてアクチュエータＡへ与える最終制御指令Ｆを生成してアクチュエータＡへ与える。最終制御指令Ｆは、アクチュエータＡへ伸縮の方向と推力の大きさを指示する指令である。

アクチュエータＡは、懸架ばねＳに並列されて車体Ｂと車輪Ｗとの間に介装されており、たとえば、油圧や空圧を利用したテレスコピック型のシリンダや電動リニアアクチュエータ等とされており、モータで駆動されるポンプ等といった動力源を有している。そして、アクチュエータＡは、最終制御指令Ｆの入力により制御指令通りの方向と大きさの推力を発揮して伸縮し、車体Ｂおよび車輪Ｗを上下方向へ加振する。

まず、車輪Ｗから車体Ｂへ伝わる伝達力を打ち消す制御にて、制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘと加算して求める理由について説明する。

図１に示すように、路面変位をＸ_０とし、車輪Ｗの上下方向の変位をＸ_２とし、車体Ｂの上下方向の変位をＸ_１とし、アクチュエータＡの出力である推力をｆ_Ｗとし、上向きを正として考えると、ばね上部材である車体Ｂの上下方向の釣り合いから車体Ｂの運動方程式は、以下の式（１）のように示せる。

また、ばね下部材である車輪Ｗの上下方向の釣り合いから車輪Ｗの運動方程式は、以下の式（２）のように示せる。

さらに、アクチュエータＡを一次遅れ系とし、アクチュエータＡの制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}から出力である推力ｆ_Ｗまでの応答遅れにおける時定数をＴとすると、アクチュエータＡの応答に関する微分方程式は、以下の式（３）のように示せる。

式（１）を分解すると以下の式（４）となる。

ここで、路面変位Ｘ_０の変動（外乱）によって車輪Ｗが振動するが、車輪Ｗの振動によって車体Ｂへ伝達される伝達力を打ち消せば、車体Ｂへ車輪Ｗの振動の伝達をキャンセルして絶縁できる。つまり、路面変位Ｘ_０の変動（外乱）によって動かされる車体Ｂの変位Ｘ_１と、アクチュエータＡが力ｆ_Ｗを発揮して動かされる車体Ｂの変位Ｘ_１が全く逆の大きさになれば両者が相殺される。車輪Ｗの変位Ｘ_２によって車体Ｂに作用する伝達力は、車輪Ｗの変位Ｘ_２によって懸架ばねＳが伸縮して懸架ばねＳが発揮するばね力となるから、アクチュエータＡの力ｆ_Ｗが車輪Ｗの変位によって懸架ばねＳが発揮するばね力Ｋ_ｓＸ_２の符号を反転した値に等しくなればよい。

なお、式（１）では、Ｋ_Ｓ（Ｘ_２−Ｘ_１）と力ｆ_Ｗの値が異符号で数値が等しい関係となれば、車体Ｂには加速度が生じないことを示しているように思える。つまり、力ｆ_Ｗ＝−Ｋ_Ｓ（Ｘ_２−Ｘ_１）とすればよいようにも思える。ところが、（Ｘ_２−Ｘ_１）は、車体Ｂと車輪Ｗの相対変位であり、相対変位の変化は、旋回、制動或いは加速による車体Ｂの姿勢変化や車体Ｂへの積載荷重の変化によるものか路面変位に起因するものか判別がつかない。たとえば、ピッチングによって車体Ｂの前方が沈み込んで懸架ばねＳを縮める場合、ｆ_Ｗ＝−Ｋ_Ｓ（Ｘ_２−Ｘ_１）としてアクチュエータＡに力を発揮させると、車体Ｂの沈み込みを助長する方向に力を発揮してしまう。車体Ｂが浮き上がる場合には、浮き上がりを助長してしまう。このように、車体Ｂと車輪Ｗの相対変位をフィードバックする制御では、車体Ｂの姿勢が安定せず、却って、車体Ｂの振動が発振してしまうモードが存在する。よって、アクチュエータＡの力ｆ_Ｗが車輪Ｗの変位Ｘ_２によって懸架ばねＳが発揮するばね力Ｋ_Ｓ・Ｘ_２を伝達力として、この伝達力を打ち消すように、アクチュエータＡの力ｆ_Ｗを求めればよい。以上を踏まえると、以下の式（５）が成り立てばよい。

他方、ラプラス演算子をｓとして、式（３）の制御指令とアクチュエータＡの推力の関係を伝達関数で表現すると、伝達関数は、以下の式（６）で表現される。

この式（６）を式（５）に代入すると、式（７）となる。なお、式（７）中で、ｋはゲインである。この式（７）は、アクチュエータＡの制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}の入力から力ｆ_Ｗを出力するまでの応答遅れが勘案された式となる。

ラプラス演算子ｓが乗算される変数は微分されるので、式（７）を展開して整理すると、以下の式（８）が得られる。

式（８）から理解できるように、変位Ｘ_２に対して位相が進む速度を利用してアクチュエータＡの応答遅れを補償できる制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求める。この式（８）において、アクチュエータＡの制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}の入力から力ｆ_Ｗを出力するまでの応答遅れについて、予め、実機において時定数Ｔとゲインｋを計測すれば足り、車輪Ｗの変位Ｘ_２と速度ｄＸ_２／ｄｔを第一センサ１で検知する加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２から得られる。よって、制御指令演算部２３は、式（８）を演算すれば制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求め得る。このように制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求めてアクチュエータＡへ入力するとアクチュエータＡは、力ｆ_Ｗを発揮して車輪Ｗからの伝達力を打ち消せるので、路面からの外乱入力による車体Ｂの振動を相殺して、車体Ｂの振動を抑制できる。

よって、制御器３は、伝達力を打ち消す制御を実施するため、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を積分して車輪Ｗの上下方向の速度ｄＸ_２／ｄｔを求める速度演算部３１と、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を二階積分して車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ_２を求める変位演算部３２と、補正後の速度ｄＸ_２／ｄｔに基づいて速度対応制御指令ｆ_Ｖを求める速度対応制御指令演算部３５と、補正後の変位Ｘ_２に基づいて変位対応制御指令ｆ_Ｘを求める変位対応制御指令演算部３６とを備えている。

速度演算部３１は、図２に示すように、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を積分して車輪Ｗの上下方向の速度ｄＸ_２／ｄｔを求める積分部３１ａと、求めた速度ｄＸ_２／ｄｔからばね下共振周波数帯域の成分のみを抽出してノイズとドリフト成分を取り除くフィルタ部３１ｂと備えている。フィルタ部３１ｂは、詳しく図示はしないが、２段のハイパスフィルタと２段のローパスフィルタとで構成されており、処理した速度ｄＸ_２／ｄｔがばね下共振周波数帯域で実際のゲインおよび位相にずれが生じないように処理する。

変位演算部３２は、速度演算部３１が求めた速度ｄＸ_２／ｄｔを積分して車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ_２を求める積分部３２ａと、求めた変位Ｘ_２からばね下共振周波数帯域の成分のみを抽出してノイズとドリフト成分を取り除くフィルタ部３２ｂと備えている。フィルタ部３２ｂは、詳しく図示はしないが、２段のハイパスフィルタと２段のローパスフィルタとで構成されており、処理した変位Ｘ_２がばね下共振周波数帯域で実際のゲインおよび位相にずれが生じないように処理する。なお、変位演算部３２は、速度演算部３１が求めた速度ｄＸ_２／ｄｔの入力を受けるのではなく、第一センサ１から加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２の入力を受けて積分部３２ａで加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を二階積分して車輪Ｗの上下方向の変位Ｘ_２を求めるようにしてもよい。

なお、ばね下共振周波数は、車両によって異なるが概ね１０Ｈｚから１７Ｈｚの範囲にあり、フィルタ部３１ｂ，３２ｂにおけるハイパスフィルタのカットオフ周波数を０．５Ｈｚとし、ローパスフィルタのカットオフ周波数を１５０Ｈｚに設定してある。このように設定すると、処理後の速度ｄＸ_２／ｄｔと変位Ｘ_２が実際の速度と変位に対してゲインと位相のずれが少なく、精度よく、車輪Ｗの速度と変位を検知できる。また、両フィルタ部３１ｂ，３２ｂは、ローパスフィルタとハイパスフィルタとで構成される代わりに、バンドパスフィルタで構成されてもよい。

速度対応制御指令演算部３５は、懸架ばねＳのばね定数をＫ_Ｓ、アクチュエータＡの応答における時定数をＴ、ゲインをｋとして、速度ｄＸ_２／ｄｔに速度ゲインとして−（Ｋ_Ｓ・Ｔ）／ｋを乗じて速度対応制御指令ｆ_Ｖを求める。この速度対応制御指令ｆ_Ｖは、式（８）の右辺の第一項に相当しており、伝達力を打ち消す力のうち速度ｄＸ_２／ｄｔに依存した力成分である。

変位対応制御指令演算部３６は、懸架ばねＳのばね定数をＫ_Ｓ、ゲインをｋとして、変位Ｘ_２に変位ゲインとして−Ｋ_Ｓ／ｋを乗じて変位対応制御指令ｆ_Ｘを求める。この変位対応制御指令ｆ_Ｘは、式（８）の右辺の第二項に相当しており、伝達力を打ち消す力のうち変位Ｘ_２に依存した力成分である。

よって、速度対応制御指令演算部３５が速度演算部３１により求められた速度ｄＸ_２／ｄｔに速度ゲインを乗じて速度対応制御指令ｆ_Ｖを求め、変位対応制御指令演算部３６が変位演算部３２により求められた変位Ｘ_２に変位ゲイン乗じて変位対応制御指令ｆ_Ｘを求め、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘを加算すれば、伝達力を打ち消す力をアクチュエータＡに発揮させ得る筈である。

ところが、アクチュエータＡ内の作動流体の温度変化等による応答性変化や、懸架ばねＳがエアばねとされて内圧が変更されたり温度変化により内圧が変化したりする場合には、アクチュエータＡの時定数Ｔや懸架ばねのばね定数Ｋ_Ｓといった伝達力を打ち消す力を得るためのパラメータが変化してしまう。これらのパラメータが変化すると、演算処理によって求められた伝達力を打ち消す力と実際の伝達力とに誤差が生じて、伝達力をアクチュエータＡが発揮する力で打ち消せなくなってしまう。

そこで、本例の制御器３では、アクチュエータＡの時定数Ｔや懸架ばねＳのばね定数Ｋ_Ｓが変化しても、自動的に前記変化に対応できるように、速度ｄＸ_２／ｄｔを補正する速度補正部３３と、変位Ｘ_２を補正する変位補正部３４とを備えている。そして、速度対応制御指令演算部３５には、補正後ばね下振動情報としての補正後の速度ｄＸ_２／ｄｔを入力し、変位対応制御指令演算部３６には、補正後ばね下振動情報としての補正後の変位Ｘ_２を入力して速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘを求める。よって、アクチュエータＡの時定数Ｔや懸架ばねのばね定数Ｋ_Ｓが変化しても、実際の伝達力に見合った力をアクチュエータＡに発揮させて、車輪Ｗから車体Ｂへの振動の入力を絶縁できる。

以下、速度補正部３３と変位補正部３４について詳述する。速度補正部３３は、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をフィルタ処理する位相補償部３３ａと、速度演算部３１により求められた速度ｄＸ_２／ｄｔと位相補償部３３ａで処理した加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２とを乗じる乗算部３３ｂと、乗算部３３ｂで求めた値に補正ゲインｋ_Ｖを乗じるゲイン乗算部３３ｃと、ゲイン乗算部３３ｃが求めた値を順次積分する積分値演算部３３ｄと、積分値演算部３３ｄが求めた積分値Ｉ_Ｖに速度演算部３１により求められた速度ｄＸ_２／ｄｔを乗じて速度補正値Ｃ_Ｖを求める補正値演算部３３ｅと、速度演算部３１により求められた速度ｄＸ_２／ｄｔに速度補正値Ｃ_Ｖを加算して速度演算部３１により求められた速度ｄＸ_２／ｄｔを補正して補正後の速度ｄＸ_２／ｄｔを求める加算部３３ｆとを備えている。

車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２は、アクチュエータＡが伝達力を綺麗に打ち消す力を発揮すれば、理論上、０になる。車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０にならない状態となっているということは、アクチュエータＡが発揮する力では伝達力を完全に打ち消せていない状態となっている。また、車両における乗心地は、理想的となるのは、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０となる状況である。

乗算部３３ｂの演算結果は、前述したように補正ゲインｋ_Ｖが乗じられて積分され、積分値Ｉ_Ｖが速度ｄＸ_２／ｄｔに乗じられて速度補正値Ｃ_Ｖが求められる。速度補正値Ｃ_Ｖは、速度演算部３１により求められた速度ｄＸ_２／ｄｔに加算され、加算された値が補正後の速度ｄＸ_２／ｄｔとなる。前述したところから、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０でない場合には、乗算部３３ｂの演算結果は０ではない値を出力するから、積分値Ｉ_Ｖの値が必ず更新される。よって、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０にならない限り、制御周期毎に積分値Ｉ_Ｖの値が更新され続ける。積分値Ｉ_Ｖは、速度補正値Ｃ_Ｖを得るためのゲインと看做せ、ゲインの値の更新によって、速度補正部３３によってばね上部材である車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に向けて収束する方向に速度ｄＸ_２／ｄｔが補正される。そして、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に収束すると、乗算部３３ｂの出力も０となるので、積分値Ｉ_Ｖの値はそれ以上更新されなくなり、速度補正部３３は、一定のゲインで速度補正値Ｃ_Ｖを求めるようになる。

つまり、アクチュエータＡの応答や懸架ばねＳのばね定数が変化した場合、速度補正部３３は、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に収束するまで、積分値Ｉ_Ｖの値を更新し、０に収束すると積分値Ｉ_Ｖの値をホールドして速度ｄＸ_２／ｄｔを補正する。

なお、位相補償部３３ａは、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をフィルタ処理して加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２からばね下共振周波数帯の成分のみを抽出するためローパスフィルタとハイパスフィルタとで構成されている。位相補償部３３ａで加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を処理すると加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２から車輪Ｗ側から伝達される振動に起因したばね下共振周波数帯の成分のみを抽出でき、ノイズの除去と車輪Ｗの速度ｄＸ_２／ｄｔとの位相ずれが大きくなる低周波成分が除去される。このように前述の位相ずれが解消されると、積分値Ｉ_Ｖの増減が伝達力を効率よく打ち消す方向に推移するので、積分値Ｉ_Ｖの値が速く収束するようになり、アクチュエータＡの応答や懸架ばねＳのばね定数が変化した際に応答性よく伝達力を打ち消せるようになる。なお、位相補償部３３ａは、バンドパスフィルタで構成されてもよい。

変位補正部３４は、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をフィルタ処理する位相補償部３４ａと、変位演算部３２により求められた変位Ｘ_２と位相補償部３３ａで処理した加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２とを乗じる乗算部３４ｂと、乗算部３４ｂで求めた値に補正ゲインｋ_Ｘを乗じるゲイン乗算部３４ｃと、ゲイン乗算部３４ｃが求めた値を順次積分する積分値演算部３４ｄと、積分値演算部３４ｄが求めた積分値Ｉ_Ｘに変位演算部３２により求められた変位Ｘ_２を乗じて変位補正値Ｃ_Ｘを求める補正値演算部３４ｅと、変位演算部３２により求められた変位Ｘ_２に変位補正値Ｃ_Ｘを加算して変位演算部３２により求められた変位Ｘ_２を補正して補正後の変位Ｘ_２を求める加算部３４ｆとを備えている。

変位補正部３４は、速度補正部３３と同様に、乗算部３４ｂの演算結果に補正ゲインｋ_Ｘを乗じて積分し、積分値Ｉ_Ｘを変位Ｘ_２に乗じて変位補正値Ｃ_Ｘを求める。変位補正値Ｃ_Ｘは、変位演算部３２により求められた変位Ｘ_２に加算され、加算された値が補正後の変位Ｘ_２となる。よって、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０でない場合には、乗算部３４ｂの演算結果は０ではない値を出力するから、積分値Ｉ_Ｘの値が必ず更新される。よって、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０にならない限り、制御周期毎に積分値Ｉ_Ｘの値が更新され続ける。積分値Ｉ_Ｘは、変位補正値Ｃ_Ｘを得るためのゲインと看做せ、ゲインの値の更新によって、変位補正部３４によってばね上部材である車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に向けて収束する方向に変位Ｘ_２が補正される。そして、車体Ｂの前記加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に収束すると、乗算部３４ｂの出力も０となるので、積分値Ｉ_Ｘの値はそれ以上更新されなくなり、変位補正部３４は、一定のゲインで変位補正値Ｃ_Ｘを求めるようになる。

つまり、アクチュエータＡの応答や懸架ばねＳのばね定数が変化した場合、変位補正部３４は、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に収束するまで、積分値Ｉ_Ｘの値を更新し、０に収束すると積分値Ｉ_Ｘの値をホールドして変位Ｘ_２を補正する。

なお、位相補償部３４ａは、位相補償部３３ａと同様に、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をフィルタ処理して加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２からばね下共振周波数帯の成分のみを抽出するためローパスフィルタとハイパスフィルタとで構成されている。よって、位相補償部３４ａを変位補正部３４に設けると、加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２から車輪Ｗ側から伝達される振動に起因したばね下共振周波数帯の成分のみを抽出でき、ノイズの除去と車輪Ｗの速度ｄＸ_２／ｄｔとの位相ずれが大きくなる低周波成分を除去できる。このように前述の位相ずれが解消されると、積分値Ｉ_Ｘの増減が伝達力を効率よく打ち消す方向に推移するので、積分値Ｉ_Ｘの値が速く収束するようになり、アクチュエータＡの応答や懸架ばねＳのばね定数が変化した際に応答性よく伝達力を打ち消せるようになる。なお、位相補償部３４ａは、バンドパスフィルタで構成されてもよい。

また、本例では、速度補正部３３と変位補正部３４のそれぞれで最適化するために加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２のフィルタ処理をする位相補償部３３ａ，３４ａを備えているが、速度補正部３３と変位補正部３４で一つの位相補償部を共有してもよい。

さらに、前述したところでは、車輪Ｗの速度ｄＸ_２／ｄｔと変位Ｘ_２の補正にあったって、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をばね上部材の振動情報としているが、車体Ｂがどの程度振動しているかが分かればよいので、補正に必要なばね上部材の振動情報は、速度ｄＸ_１／ｄｔとされてもよい。その場合、速度補正部３３および変位補正部に、第二センサ２が検知した加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を積分して速度ｄＸ_１／ｄｔを求めて入力すればよい。

このように、速度補正部３３と変位補正部３４は、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２が０に収束するようにゲインである積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘを更新して、それぞれ、対応する速度ｄＸ_２／ｄｔと変位Ｘ_２を補正する。よって、制御器３が求めた速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘは、共に、アクチュエータＡの応答や懸架ばねＳのばね定数の変化に対応して最適化されるので、アクチュエータＡの応答や懸架ばねＳのばね定数といったパラメータが変化しても車体Ｂの振動を効果的に抑制できる。

ここで、乗算部３３ｂ，３４ｂの演算結果を用いて速度ｄＸ_２／ｄｔと変位Ｘ_２を補正すると、前記パラメータの変動に対応して速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘを効率よく最適化できる点について詳細に説明する。図３（ａ）のグラフは、伸縮によって懸架ばねＳが発揮するばね力に対してアクチュエータＡが発揮する力が小さく、アクチュエータＡの力の位相が伝達力を打ち消せる位相よりも遅れる場合において、アクチュエータＡが発揮する力（図中実線）と懸架ばねＳのばね力（図中破線）とばね上部材の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２（図中一点鎖線）が振動的に推移している状態を示している。懸架ばねＳのばね力は、車輪Ｗから車体Ｂに伝達される伝達力であるから、図３（ａ）のグラフでは、伝達力を打ち消せる位相に対してアクチュエータＡが発揮する力の位相が遅れている。図３（ａ）の状況において、図３（ｂ）のグラフに示したように、一点鎖線で示した車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２と破線で示した車輪Ｗの速度ｄＸ_２／ｄｔとを乗じて得られる図中実線で示した乗算値は、振動的ではあるが概ね０以上の値を採る。また、図３（ａ）の状況において、図３（ｃ）のグラフに示したように、一点鎖線で示した車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２と破線で示した車輪Ｗの変位Ｘ_２とを乗じて得られる図中実線で示した乗算値は、振動的ではあるが、概ね０以上の値を採る。図３（ａ）のグラフから理解できるように、アクチュエータＡが発揮する力の位相が伝達力（懸架ばねＳのばね力）を打ち消せる位相に対して遅れている場合、アクチュエータＡが発揮する力の位相を進ませれば伝達力を打ち消せるようになる。伝達力は、懸架ばねＳの伸縮、つまり、車輪Ｗが変位して発生する力であり、位相が進んでいる速度ｄＸ_２／ｄｔのゲインを上げれば、アクチュエータＡが発揮する力の位相が進む。よって、車輪Ｗの速度ｄＸ_２／ｄｔに対するゲインと看做せる積分値Ｉ_Ｖを大きくして速度ｄＸ_２／ｄｔを大きくするように補正すればよい。また、アクチュエータＡが発揮する力は、伝達力よりも小さいのでこの力を大きくすれば伝達力を打ち消せるようになる。前述の通り、伝達力は、懸架ばねＳの伸縮、つまり、車輪Ｗが変位して発生する力であるから、変位Ｘ_２に対するゲインを上げれば、アクチュエータＡが発揮する力を大きくできる。よって、車輪Ｗの変位Ｘ_２に対するゲインと看做せる積分値Ｉ_Ｘを大きくして変位Ｘ_２を大きくするように補正すればよい。ここで、図３（ｂ）と図３（ｃ）を見ると、乗算値は、共に概ね０以上となるので、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘを増加させるように推移する。このように、乗算部３３ｂ，３４ｂの乗算結果を用いれば、伝達力を打ち消せる位相に対してアクチュエータＡが発揮する力の位相が遅れている場合、アクチュエータＡの力で伝達力を打ち消せるように速度ｄＸ_２／ｄｔと変位Ｘ_２とを補正できる。

これに対して、懸架ばねＳのばね力に対してアクチュエータＡが発揮する力が小さく位相が伝達力を打ち消せる位相よりも進む場合について説明する。図４（ａ）のグラフは、懸架ばねＳのばね力に対してアクチュエータＡが発揮する力が小さく、その位相が伝達力を打ち消せる位相より進む場合において、アクチュエータＡが発揮する力（図中実線）と懸架ばねＳのばね力（図中破線）とばね上部材の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２（図中一点鎖線）が振動的に推移している状態を示している。図４（ａ）の状況において、図４（ｂ）のグラフに示したように、一点鎖線で示した車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２と破線で示した車輪Ｗの速度ｄＸ_２／ｄｔとを乗じて得られる図中実線で示した乗算値は、振動的ではあるが概ね０以下の値を採る。また、図４（ａ）の状況において、図４（ｃ）のグラフに示したように、一点鎖線で示した車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２と破線で示した車輪Ｗの変位Ｘ_２とを乗じて得られる図中実線で示した乗算値は、振動的ではあるが、概ね０以上の値を採る。図４（ａ）のグラフから理解できるように、アクチュエータＡが発揮する力の位相が伝達力（懸架ばねＳのばね力）を打ち消せる位相に対して進んでいる場合、アクチュエータＡが発揮する力の位相を遅らせれば伝達力を打ち消せるようになる。伝達力は、懸架ばねＳの伸縮、つまり、車輪Ｗが変位して発生する力であり、位相が進んでいる速度ｄＸ_２／ｄｔのゲインを下げれば、アクチュエータＡが発揮する力の位相が遅れる。よって、車輪Ｗの速度ｄＸ２／ｄｔに対するゲインと看做せる積分値Ｉ_Ｖを負の値として速度ｄＸ_２／ｄｔを小さくするように補正すればよい。また、アクチュエータＡが発揮する力は、伝達力よりも小さいので力を大きくすれば伝達力を打ち消せるようになる。前述の通り、伝達力は、懸架ばねＳの伸縮、つまり、車輪Ｗが変位して発生する力であるから、変位Ｘ_２に対するゲインを上げれば、アクチュエータＡが発揮する力を大きくできる。よって、車輪Ｗの変位Ｘ_２に対するゲインと看做せる積分値Ｉ_Ｘを大きくして変位Ｘ_２を大きくするように補正すればよい。ここで、図４（ｂ）と図４（ｃ）を見ると、速度ｄＸ_２／ｄｔと加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２との乗算値は、概ね０以下であり、積分値Ｉ_Ｖを減少させるように推移し、変位Ｘ_２と加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２との乗算値は、概ね０以上となるので積分値Ｉ_Ｘを増加させるように推移する。このように、乗算部３３ｂ，３４ｂの乗算結果を用いれば、伝達力を打ち消せる位相に対してアクチュエータＡが発揮する力の位相が進む場合でも、アクチュエータＡの力で伝達力を打ち消せるように速度ｄＸ_２／ｄｔと変位Ｘ_２とを補正できる。

なお、図５に示すように、懸架ばねＳのばね力（図中破線）に対してアクチュエータＡが発揮する力（図中実線）の位相が逆で大きさが一致する場合、つまり、アクチュエータＡの力が伝達力を打ち消せる位相に一致していて両者の大きさが等しい場合、伝達力が打ち消さればね上部材の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２は０となる。このような状況では、速度ｄＸ_２／ｄｔと加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２との乗算値および変位Ｘ_２と加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２との乗算値は、０となる。よって、懸架ばねＳのばね力（図中破線）に対してアクチュエータＡが発揮する力（図中実線）の位相と逆であって大きさが一致する限り、ゲインと看做せる積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘが変動しなくなる。このように、乗算部３３ｂ，３４ｂの乗算結果を用いれば、アクチュエータＡが発揮する力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさに一致するようになれば、速度ｄＸ_２／ｄｔを補正する速度補正値Ｃ_Ｖと変位Ｘ_２を補正する変位補正値Ｃ_Ｘがともに一定値を採るようになり、アクチュエータＡの力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさに一致する状態を維持できる。

制御器３は、図２に示すように、前述の構成に加えて、車体Ｂの振動を抑制するスカイフック制御を実施するために、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を積分する積分部３７と、スカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを求めるスカイフック制御指令演算部３８とを備えている。

積分部３７は、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を積分して車体Ｂの上下方向の速度ｄＸ_１／ｄｔを求める。なお、積分部３７では、低周波のドリフト成分を除去するためにハイパスフィルタ処理を行っている。スカイフック制御指令演算部３８は、車体Ｂの上下方向の速度ｄＸ_１／ｄｔにスカイフックゲインを乗じてスカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを求める。スカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹは、アクチュエータＡにスカイフック制御に基づく制御力を発揮させるための制御指令である。

最終制御指令演算部３９は、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘとスカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹとを合算して最終制御指令Ｆを生成し、アクチュエータＡへ出力する。アクチュエータＡは、前述したように、最終制御指令Ｆの入力により制御指令通りの方向と大きさの推力を発揮して伸縮し、車体Ｂおよび車輪Ｗを上下方向へ加振する。

このようにサスペンション制御装置Ｃは、車両におけるばね下部材である車輪Ｗの振動情報とばね上部材である車体Ｂの振動情報とに基づいて車輪Ｗから車体Ｂに伝達される伝達力を打ち消す制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求める。このように構成されたサスペンション制御装置Ｃによれば、アクチュエータＡの応答性や懸架ばねＳのばね定数といったパラメータの変化に対応して制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}が適切となるよう補正でき、ばね上部材の振動抑制効果を向上させて車両における乗り心地を向上できる。なお、アクチュエータＡが発する力の過不足によって車体Ｂが振動する場合、ばね上部材の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２に直ちに影響が現れるので、ばね上部材の振動情報として、ばね上部材の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を利用するとパラメータの変化に対して応答性よくばね下部材の振動情報の補正が実施され、車両における乗心地をより一層向上できる。車体Ｂの振動は、速度ｄＸ_１／ｄｔでも監視できるので、前述したようにばね上部材の振動情報は速度ｄＸ_１／ｄｔでもよい。ばね上部材の振動情報を速度ｄＸ_１／ｄｔとする場合、加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２とは位相がずれていて補正の方向が変わるが、符号を考慮すれば対応できる。

さらに、本例のサスペンション制御装置Ｃにあっては、制御器３がばね下部材の振動情報を前記ばね上部材の振動情報に基づいて補正して補正後ばね下振動情報を求め、補正後ばね下振動情報に基づいて前記制御指令を求めるので、アクチュエータＡの応答性や懸架ばねＳのばね定数といったパラメータの変動を直接検知する必要がない。たとえば、アクチュエータＡについてみても、作動流体の温度変化によるものの他にも、経年劣化による摺動部の摩擦やポンプの効率の変化によって応答性が変化するし、懸架ばねＳについてもエアばねであるような場合には、内圧の変化の他にも気体の温度変化によってばね定数が変化する。懸架ばねが金属ばねであっても交換によってばね定数が変化する場合がある。このように、アクチュエータＡおよび懸架ばねＳのパラメータ変動の因子は複数あって、パラメータ変動をセンシングによって検知するのは難しく、可能であっても多数のセンサが必要となる。これに対して、本例のサスペンション制御装置Ｃでは、前記パラメータの変動を直接検知するのではなく、パラメータ変動の結果としてばね上部材としての車体Ｂが振動するのを検知してばね下部材の振動情報を補正するので、パラメータ変動に対応するのに第二センサ２一つのみの設置で足りる。このように、本例のサスペンション制御装置Ｃにあっては、第二センサ２のみの設置でアクチュエータＡと懸架ばねＳのパラメータ変動の因子によらず当該変動に対応して車両における乗心地を向上できるとともにセンサ設置数も少ないので製造コストを低減できる。

なお、本例では、制御器３がばね下部材の振動情報をばね上部材の振動情報に基づいて補正しているが、ばね上部材の振動情報に基づいて速度対応制御指令演算部３５および変位対応制御指令演算部３６で乗じる速度ゲイン−（Ｋ_Ｓ・Ｔ）／ｋと変位ゲイン−Ｋ_Ｓ／ｋを補正してもよい。ここで、乗算部３３ｂ，３４ｂの乗算結果は、ばね上部材の速度Ｘ_１／ｄｔと加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２の増減の方向を決する指標となっており、積分値Ｉ_Ｖおよび積分値Ｉ_Xは、乗算部３３ｂ，３４ｂの乗算結果の積分値でアクチュエータＡが発揮する力で車輪Ｗから車体Ｂに伝達される伝達力を打ち消せるようになると値が一定値となる。よって、このように速度ゲイン−（Ｋ_Ｓ・Ｔ）／ｋと変位ゲイン−Ｋ_Ｓ／ｋを補正する場合、たとえば、本例と同様に、積分値Ｉ_Ｖおよび積分値Ｉ_Xを求め、積分値Ｉ_Ｖおよび積分値Ｉ_Xを用いて、それぞれに対応する速度ゲイン−（Ｋ_Ｓ・Ｔ）／ｋと変位ゲイン−Ｋ_Ｓ／ｋを補正すればよい。

さらに、本例のサスペンション制御装置Ｃにあっては、制御器３がばね下部材の振動情報とばね上部材の振動情報の乗算値に基づいて前記ばね下部材の振動情報を補正するよう構成されている。このように構成されたサスペンション制御装置Ｃによれば、乗算値を用いるので、アクチュエータＡの力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさとに一致しない場合には、これらを一致させるようにばね下部材の振動情報を補正できる。よって、本例のサスペンション制御装置Ｃによれば、アクチュエータＡの応答性や懸架ばねＳのばね定数といったパラメータが変化しても、自動的に制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を適切に補正できる。また、乗算値を用いるので、ばね上部材の振動の大きさ応じてばね下部材の振動情報を補正するので、アクチュエータＡが発揮する力が伝達力に一致するまでの時間も短くなる。

また、本例のサスペンション制御装置Ｃにあっては、制御器３が順次求められるばね下部材の振動情報とばね上部材の振動情報の乗算値を積分して積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘを求め、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘに基づいて前記ばね下部材の振動情報を補正するよう構成されている。このように構成されたサスペンション制御装置Ｃによれば、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘを用いるので、アクチュエータＡの力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさに一致するようになると積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘを固定できる。よって、本例のサスペンション制御装置Ｃによれば、アクチュエータＡの応答性や懸架ばねＳのばね定数といったパラメータが変化すると、自動的に学習して制御指令を適切に補正し、アクチュエータＡの力の位相と大きさが伝達力を打ち消せる位相と大きさに一致すると学習を終了して制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を適切な状態に維持できる。

そして、本例のサスペンション制御装置Ｃは、伝達力を打ち消す制御にスカイフック制御を併用しており、伝達力を打ち消す制御では抑制が難しい車体Ｂの低周波振動等に対してはスカイフック制御による制御力をアクチュエータＡに発揮させる。よって、本例のサスペンション制御装置Ｃは、伝達力を打ち消す制御とスカイフック制御との併用により、ばね上部材である車体Ｂの振動をより効果的に抑制でき車両における乗心地を向上できる。

なお、前述したところでは、スカイフック制御に当たって、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を第二センサ２で検知し、加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を積分して速度ｄＸ_１／ｄｔを得て、スカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを求めていた。このように積分演算を用いる場合、低周波のドリフト成分を除去するためにハイパスフィルタ処理を行う必要があり、スカイフックゲインを高くすると低周波成分で発振しやすくなる。そこで、車体Ｂにカメラを設置して、カメラが撮影した画像を処理して車体Ｂのピッチ、バウンス、ロールといった姿勢に関する情報を得るようにし、姿勢情報から車体Ｂの速度を得て、スカイフック制御に利用することが考えられる。このようにして得られる車体Ｂの姿勢情報は、変位情報であるから、車体Ｂの上下方向の速度を得るには姿勢情報を微分すればよい。姿勢情報の微分には、高周波ノイズの除去のためローパスフィルタ処理が必要であるが、ハイパスフィルタ処理は不要であるから、低周波領域で位相変化のない車体Ｂの速度ｄＸ_１／ｄｔが得られるようになる。よって、低周波領域ではカメラから得られる画像を処理して得られる車体Ｂの上下方向の変位Ｘ_１を微分して速度ｄＸ_１／ｄｔを得て、高周波領域では第二センサ２で検知した加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２を積分して速度ｄＸ_１／ｄｔを得れば、実際の速度に位相ずれの無い速度ｄＸ_１／ｄｔを求め得る。このようにして求めた速度ｄＸ_１／ｄｔをスカイフック制御に用いれば、スカイフックゲインを高くしても発振の恐れが無くなる。これを実現するには、図６に示すサスペンション制御装置Ｃの一変形例のように、図２の制御器３に対して、カメラ５ａが撮影した画像を処理して車体Ｂの変位を求める変位演算部５ｂと変位演算部５ｂが検知した変位を微分する微分部５ｃとを有する速度検知部５を積分部３７に並列に設けるとともに、積分部３７が出力する速度と速度検知部５が出力する速度を処理して車体Ｂの速度を求める速度演算部６を設ければよい。このようにすれば、スカイフックゲインを高くでき、車体Ｂの振動を効果的に抑制して車両における乗心地がより一層向上する。

つづいて、アクチュエータＡが二次遅れの特性を備えている場合には、ばね下部材の振動情報としては、変位、速度に加えて、更に位相が進んだ加速度を加味して制御すればよい。つまり、アクチュエータＡが二次遅れの特性を備えている場合、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘに加えて加速度対応制御指令ｆ_ａを加算して制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求めればよい。

ここで、固有角周波数をωとし、減衰率をζとすると、ゲインをｋとすると、制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}から力ｆ_Ｗまでの伝達関数は、以下の式（９）のように示される。

この式（９）を式（５）に代入すると、式（１０）となる。式（１０）は、アクチュエータＡの制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}の入力から力ｆ_Ｗを出力するまでの二次の応答遅れが勘案された式となる。

ラプラス演算子ｓが乗算される変数は微分され、ラプラス演算子ｓの二乗が乗算される変数は二階微分となるので、式（１０）を展開して整理すると、以下の式（１１）が得られる。

式（１１）から理解できるように、アクチュエータＡが二次の応答遅れの特性を備えている場合、一次遅れのアクチュエータＡに比較して、変位Ｘ_２から位相が進んだ速度ｄＸ_２／ｄｔに加えて、更に位相が進んだ加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を加味して、制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求めればよい。つまり、二次遅れのアクチュエータＡの場合、制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を求めるために利用するばね下部材である車輪Ｗの振動情報は、変位Ｘ_２、速度ｄＸ_２／ｄｔおよび加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２となる。このようにすれば、アクチュエータＡの応答遅れを補償しつつ、路面からの外乱入力による車体Ｂの振動を相殺して、車体Ｂの振動を抑制できる。よって、アクチュエータＡが高次の応答遅れとなれば、車輪Ｗの変位Ｘ_２から位相が次数分進んだ情報を加味すれば、アクチュエータＡの応答遅れの特性に対応して車体Ｂの振動を抑制できる。よって、制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を得るためのばね下部材である車輪Ｗの振動情報は、アクチュエータＡの応答遅れの次数に応じて、前述のように決定すればよい。

以上より、アクチュエータＡが二次の応答遅れの特性である場合、図７に示すサスペンション制御装置Ｃの他の変形例のように、図２の制御器３に、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を補正する加速度補正部４０と、補正された加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２から加速度対応制御指令ｆ_ａを求める加速度対応制御指令演算部４１とを設けて、最終制御指令演算部３９で速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘと加速度対応制御指令ｆ_ａとスカイフック制御指令ｆ_ＳＫＹを合算して最終制御指令Ｆを求めればよい。なお、この場合、制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}は、速度対応制御指令ｆ_Ｖと変位対応制御指令ｆ_Ｘと加速度対応制御指令ｆ_ａとを合算したものとなる。

加速度補正部４０は、速度補正部３３および変位補正部３４と同様に、車体Ｂの上下方向の加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をフィルタ処理する位相補償部４０ａと、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２と位相補償部４０ａで処理した加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２とを乗じる乗算部４０ｂと、乗算部４０ｂで求めた値に補正ゲインｋ_ａを乗じるゲイン乗算部４０ｃと、ゲイン乗算部４０ｃが求めた値を順次積分する積分値演算部４０ｄと、積分値演算部４０ｄが求めた積分値Ｉ_ａに加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を乗じて加速度補正値Ｃ_ａを求める補正値演算部４０ｅと、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２に加速度補正値Ｃ_ａを加算して加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を補正して補正後の加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２を求める加算部４０ｆとを備える。

加速度対応制御指令演算部４１は、懸架ばねＳをばね定数Ｋ_Ｓ、固有角周波数をωとして、加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２に加速度ゲインとして−Ｋ_Ｓ／ω^２を乗じて加速度対応制御指令ｆ_ａを求める。この加速度対応制御指令ｆ_ａは、式（１１）の右辺の第一項に相当しており、伝達力を打ち消す力のうち加速度ｄ^２Ｘ_２／ｄｔ^２に依存した力成分である。なお、速度対応制御指令演算部３５では、補正後の速度ｄＸ_２／ｄｔに−２ζＫ_Ｓ／ωを乗じて速度対応制御指令ｆ_Ｖを求めればよい。

なお、ばね上部材である車体Ｂが振動すると、ばね下部材である車輪Ｗの振動情報に可変ゲインを乗じて補正し、可変ゲインを車体Ｂの振動継続に応じて大きくするようにしてもよい。

さらには、速度補正部３３と変位補正部３４は、以下のようにして、速度と変位を補正してもよい。速度補正部３３および変位補正部３４は、図８に示すサスペンション制御装置Ｃの更なる他の変形例のように、共に、図２の速度補正部３３および変位補正部３４の構成に加えて、乗算部３３ｂ，３４ｂとゲイン乗算部３３ｃ，３４ｃとの間に設けた符号抽出部３３ｇ，３４ｇと、積分値演算部３３ｄ，３４ｄと補正値演算部３３ｅ，３４ｅとの間に設けたローパスフィルタ３３ｈ，３４ｈと、位相補償部３３ａ，３４ａと乗算部３３ｂ，３４ｂとの間に設けた不感帯処理部３３ｉ，３４ｉとを備えている。

符号抽出部３３ｇ，３４ｇは、それぞれ自身が対応する乗算部３３ｂ，３４ｂの演算結果から符号を抽出して、符号から１、０或いは−１をゲイン乗算部３３ｃ，３４ｃへ出力する。つまり、符号抽出部３３ｇ，３４ｇは、それぞれ自身が対応する乗算部３３ｂ，３４ｂの演算結果が正の値であると１を、０であると０を、負の値であると−１を出力する。

ゲイン乗算部３３ｃ，３４ｃは、符号抽出部３３ｇ，３４ｇが出力した値にそれぞれ補正ゲインｋ_Ｖ，ｋ_Ｘを乗じて、積分値演算部３３ｄ，３４ｄへ出力する。つまり、本例では、ゲイン乗算部３３ｃ，３４ｃの演算結果が０でない場合、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘは、補正ゲインｋ_Ｖ，ｋ_Ｘだけ増減する。

ローパスフィルタ３３ｈ，３４ｈは、ゲイン乗算部３３ｃ，３４ｃの演算結果が０でない場合、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘが補正ゲインｋ_Ｖ，ｋ_Ｘだけ増減するので、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの変化を滑らかにする。このように、ローパスフィルタ３３ｈ，３４ｈを挿入すると、アクチュエータＡが発揮する力の急変が緩和されるので車両における乗心地が向上する。なお、同じ目的で、第２図の制御器３の積分値演算部３３ｄ，３４ｄの後段にローパスフィルタを設けてもよい。

不感帯処理部３３ｉ，３４ｉは、ばね上部材である車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２の入力を受けて不感帯処理を実施する。不感帯処理部３３ｉ，３４ｉは、それぞれ自身が対応する積分値演算部３３ｄ，３４ｄが出力する積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの変化率が大きな場合には、ばね上部材である車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２に対する不感帯を小さくし、前記変化率が小さくなると不感帯を大きくする。具体的には、不感帯処理部３３ｉ，３４ｉは、それぞれ、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘを微分して絶対値処理を行って積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの変化率を求め、変化率が閾値を超えると、変化率の増加にしたがって不感帯の値を減少させて最終的には０とする。不感帯処理部３３ｉ，３４ｉは、それぞれ、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの変化率が閾値未満であると、不感帯の値を所定値とする。そして、不感帯処理部３３ｉ，３４ｉは、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２の絶対値が不感帯の値未満であると０を、車体Ｂの加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２の絶対値が不感帯の値以上であると加速度ｄ^２Ｘ_１／ｄｔ^２をそのまま出力して乗算部３３ｂ，３４ｂへ入力する。このように不感帯処理部３３ｉ，３４ｉを設けると、車体Ｂの振動が収束して非常に小さくなると積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの値が更新されなくなってアクチュエータＡの力で伝達力を打ち消せる状態を維持できる。不感帯処理部３３ｉ，３４ｉを設けない場合、車体Ｂが少しでも振動すると、積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの値が更新される。積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの値が更新されると、アクチュエータＡの力が伝達力を打ち消せる位相に対してずれたり、伝達力と大きさが異なってしまったりするが、不感帯処理部３３ｉ，３４ｉを設けるとそのような事態を回避できる。

このようにサスペンション制御装置Ｃの更なる他の変形例にあっても、アクチュエータＡの応答性や懸架ばねＳのばね定数に変動があっても、乗算部３３ｂ，３４ｂの演算結果の符号から積分値Ｉ_Ｖ，Ｉ_Ｘの値を更新して、伝達力を打ち消すのに最適となるように制御指令ｆ_{Ｗ＿ｒｅｆ}を生成できる。

また、図示はしないが、車輪Ｗの振動を抑制するダイナミックダンパを設けて車輪Ｗの振動を抑制してもよい。車輪Ｗの固有振動数にダイナミックダンパの固有振動数を一致させると車輪Ｗの振動を抑制できる。このように伝達力を打ち消す制御に加えてダイナミックダンパを併用すれば、車輪Ｗが振動しても、この振動を低減でき、車体Ｂの振動も効果的に抑制できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。

３・・・制御器、Ａ・・・アクチュエータ、Ｂ・・・車体（ばね上部材）、Ｃ・・・サスペンション制御装置、Ｓ・・・懸架ばね、Ｗ・・・車輪（ばね下部材）

Claims (5)

1. 車両におけるばね下部材とばね上部材との間に懸架ばねとともに介装されるアクチュエータを制御する制御器を備え、
   前記制御器は、前記ばね下部材の振動情報を前記ばね上部材の振動情報に基づいて補正して補正後ばね下振動情報を求め、補正後ばね下振動情報に基づいて前記ばね下部材から前記ばね上部材に伝達される伝達力を打ち消す制御指令を求める
   ことを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 車両におけるばね下部材とばね上部材との間に懸架ばねとともに介装されるアクチュエータを制御する制御器を備え、
   前記制御器は、
   前記ばね下部材の振動情報と前記ばね上部材の振動情報とに基づいて、前記ばね下部材から前記ばね上部材に伝達される伝達力を打ち消す制御指令を求めるとともに、スカイフック制御に基づいて前記ばね上部材の振動を抑制するスカイフック制御指令を求め、
   前記伝達力を打ち消す前記制御指令と前記スカイフック制御指令とに基づいて前記アクチュエータへ与える最終制御指令を求める
   ことを特徴とするサスペンション制御装置。
3. 前記制御器は、
   前記ばね下部材の振動情報と前記ばね上部材の振動情報の乗算値に基づいて前記ばね下部材の振動情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。
4. 前記制御器は、
   順次求められる前記乗算値を積分して積分値を求め、
   前記積分値に基づいて前記ばね下部材の振動情報を補正する
   ことを特徴とする請求項３に記載のサスペンション制御装置。
5. 前記制御器は、
   スカイフック制御に基づいて前記ばね上部材の振動を抑制するスカイフック制御指令を求め、前記伝達力を打ち消す前記制御指令と前記スカイフック制御指令に基づいて前記アクチュエータへ与える最終制御指令を求める
   ことを特徴とする請求項１、３または４に記載のサスペンション制御装置。

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