JPH01111515A - 減衰力可変式サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は走行装置におけるサスペンションの特性を連続
的に最適可変制御するサスペンション制御装置に関する
。

（従来の技術） 本発明者等は、先に、振動体のサスペンションにあって
、外力または外乱の影響により振動が生じている場合の
振動の抑制ないしは防振効果を奏する目的で、わずかな
消費エネルギーにより、振動体の振動に伴う状態量の変
化をもとに路面、外乱等の外部状態を判定し、その判定
に基づき予め記憶してあったゲインの中から最適ゲイン
を選択し、その最適ゲインを検出した状態量または物理
量に掛け合わせて振動特性を最適な状態とするための目
標制御力を演算し、振動体のサスペンションの減衰力を
目標制御力に追従するように制御し、振動特性の改良お
よび振動体の振動量を低減するサスペンション制御装置
を提案した（特願昭６２−１０８３１９号公報参照）。

この従来装置は、第２図に示すように、目標制御力演算
手段■１に状態頻度分布算出手段”１１を設け、状態量
の複数レベルに対する頻度分布を計測して、その計測結
果により継続的な外部状態の変化を単発的な外力や外乱
やノイズによる状態変化と区別して判定することにより
、単発的な外力や外乱やノイズによる状態変化を継続的
な状態変化と誤って判定するのを避ける。したがって、
単発的な外力や外乱やノイズによる目標制御力の頻繁な
切り換えがなく、そのためそのような切り換え伴うショ
ックを減少させるとともに、振動体に作用する振動を安
定に制御することができる利点を有するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の技術は、振動体の状態量の変
化量に基づき、目標制御力を演算し、制御を行なうもの
であり、状態量の変化の予測をしていないので、状態の
突変に対する制御の立上りが迅速でないという問題があ
った。

また、従来技術では、車両の全体の動きを想定した状態
量の変動を予測することはできないので、相関連した複
雑な動きに対する追従性が低いとしう問題があった。ま
た、従来技術は、単＋１！Ｑ毎の路面外乱等の外部状態
の判定についてはきめ細かに対応できたが、それらから
車両全体の運動状態が判断できず、車両の運動全体から
最適な目標制御力を得るには至らないという問題があっ
た。

本発明は、これらの問題点を解決することを目的とする
ものである。

すなわち、本発明の１つの目的は、状態量および物理量
から来るべき車両の状態を予測することができ、状態の
突変に対して、立上りが迅速なサスペンション制御装置
を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、車両全体の動きを想定した
状態量の変化が予測でき、相関連した複雑な動きに対す
る追従性を高くしたサスペンション制御装置を提供する
ことにある。

（ｌＬ’１題点を罫決するための手段）本発明は、上記
目的を達成するために、第１図に示すように、車両を支
えるサスペンションの特性に影響を与える物理量を検出
するとともにサスペンションの動きを示す状態量および
車両の動きを示す状態量を検出する状態検出手段■と、
状態検出手段■が検出した物理量に対応した検出制御力
を演算する検出制御力演算手段■２と。

状態検出手段Ｉの出力である車両全体の運動およびサス
ペンションに働く外力および外乱等の外部状態を表す物
理量および状態量から、来るべき車両全体の運動状態を
走行時の運動状態に対応する基準モデルに基づいて予測
演算し、その来るべき車両全体の運動状態の変化を評価
する評価量を算出して出力する車両状態予測手段■□、
と、′車両状態予測手段１１１１の出力に基づいて予測
される車両の運動状態の変化のうち変化量の大きな状態
量を最小とするように制御すべく前記基準モデルに検出
制御力を考慮した車両制御モデルに基づいて演算した最
適フィードバック制御ゲインを選択するゲイン選択手段
■１□と、ゲイン選択手段■、２により選択した各ゲイ
ンを状態検出手段■の出力である物理量信号および状態
量信号に掛け合わせそれらを加算する最適目標制御力演
算手段■１．とを具備する目標制御力演算手段■、と、
目標制御力と検出制御力との偏差を演算する偏差演算手
段■、とを具備する制御手段■と、 制御手段Ｈの出力である両制御力の偏差（１９号をパワ
ー増幅する駆動手段■と。

パワー増幅された出力に基づきサスペンションに働く外
力または外乱を考慮した目標制御力に対する現実の検出
した制御力の偏差に応じた制御力を等価的に発生すべく
サスペンションの特性を連続的に可変制御するアクチュ
エータ手段■からなり、 車両全体および各軸のサスペンションの状態量または物
理量の変化度合から、継続する車両の運動状態の変化を
適確に判断し、それに応じたゲインを用いて最適目標制
御力を演算することにより。

車両の運動状態に対する急激な外力や外乱の成分の影響
を受けない最適な目標制御力を発生させ、サスペンショ
ンの特性を連続的に最適可変制御する減衰力可変式サス
ペンション制御装置である。

（作　用） 上記構成よりなる本発明の作用および効果は、次の通り
である。すなわち、先ず状態検出手段■の出力である車
両全体の運動およびサスペンションに働く外力および外
乱等の外部状態を表す物理量２および状ｆＷｆｋＸから
、来るべき車両全体の運動状態を走行時の運動状態に対
応する基準モデルに基づいて予測演算し、その来るべき
車両全体の運動状態の変化を評価する評価量、すなわち
、後述する評価関数Ｊ工〜Ｊ４による制御ゲインの演算
を行ない出力する。

ゲイン選択手段Ｕ　１２は、車両状態予測手段ＩＩ　ｉ
ｔの出力に基づいて予測される車両の運動状態の変化の
うち変化量の大きな状態量を最小とするように制御すべ
く前記基準モデルに検出制御力を考慮した車両制御モデ
ルに基づいて演算した最適フィードバック制御ゲインを
選択する。

選択した制御ゲインを用いて最適目標制御力演算手段ｎ
　１３により最適な目標制御力を算出し、車両の運動状
態や単発的な外力や外乱等の成分の影響を受けない最適
な目標制御力を発生させ、その出力を駆動手段■でパワ
ー増幅し、サスペンションに取り付けであるアクチュエ
ータ手段■を駆動して、サスペンション特性を連続的に
最適可変制御する。

次に、本発明における車両状態予測手段ＬＬにおける最
適フィードバックゲインの算出原理を詳細に説明する。

車両の運動を５左右方向並進運動、ヨー運動。

ローリング運動の３運動について運動方程式で示すと、
以下のようになる。

２Ｍ　ｖ　＝ΣＭ（Ｖｏ　γ＋　ｇ　φ）＋　Ｘ　Ｆ−
＋　　　　　　　（１）Σ工ｚｔγ＝ΣＮゆ　　　　　
　　　　　　　　　（２）Ｉｘ’ｄ＝２ｃＭｕｔＺｔ＋
Ｍｕ−ＺＪ（ｖ　＋Ｖ。γ−ｇφ）＋ΣＮ＋　（３）こ
こで、ΣＭ二車両総重量＋　Ｍｕｌｅ　Ｍｕｒ　：フロ
ント、リヤばね上質量、ｖｏ：車速、γ：ヨー角。

φ：ロール角、Ｆ０：サイドフォース、■ｚ：ヨー慣性
能率、工。二ロール慣性能率、Ｎψ：ヨーモーメント、
Ｎφ：ロールモーメント１ｇ：重力加速度、Ｖ：左右並
進速度である。

さらに１．車両の加減速時における運動を想定した場合
には、次のように、第３図に示すような４自由度モデル
を考える。バネ上、バネ下質量の３質点系４自由度制御
系を考えると、基準モデルを与える以下の式が成り立つ
。なお、同図のｍｌ。

ｍ２．ｍ３．ｋＴｌ、に、□、に、、に、、ｃｌ、ｃ、
は第１表に示すような重量であり、２１．２．はバネ下
の変位、２．。、　２２．は路面の変位、２３．、２．
、はバネ上変位、θは操舵角である。

７７１、ｙ、ニーに７、（Ｚｔ　　Ｚｔｏ）＋Ｑｘ（Ｚ
ａｔ　　Ｚｔ）十に□Ｃｚｓｉ　　ｚ□）（４） ｍ、２．＝　　ｋｒｚ（Ｚｚ　　２２０）＋Ｑ２（之ｓ
−’Ｚｚ）＋　ｋ２　（Ｚ３　、＋　Ｚ２）　　　　　
　　　　　　（５）ｍ、”Ｚ、＝　　Ｑ、ＣＺｓｔ　　
Ｚｔ）−ｋｚ（Ｚａｉ　　ＺＪｃｚＣｚｓ−Ｚｚ）−ｋ
ｉ（Ｚａｒ　　ｚ、）　　　　　（６）Ｉ　”６＝Ｑ　
ｔ（ｅｘ（Ｚａｔ−”Ｚｘ）＋　ｋｌＣＺｓｔ−ＺＬ）
）ｘｒ（ｃｚ（之３１−之２）＋ｋｚ（Ｚ３．−Ｚ２）
）（７）Ｚ３ｆ＝Ｚ、＋（−Ｑｔ）θ、　　ｚ、、＝ｚ
３＋ｒｔ、ｅ之ｚｔ＝Ｚ３＋（Ｑｔ）’ｅ　、ＺｚＦ＝
Ｚｚ＋Ｑｒ’θここで、車速、ハンドル角、前方路面変
位、車高変位（相対変位）がそれぞれｖｏ、δＩｔ　Ｚ
□。。

ｚ、。、　ｚ、、−ｚ、、　ｚ３．−ｚ、である場合に
ついて、車両の基準となる予測運動を想定する。

基準モデルにおける予測運動は、 ＋２ｃ、ｔムニ肚工＝２ｃ、（δ、（９）ヨー角　：２
ａ、。１、ヱ辻」ユニー２ａｒａ＊ｒヱニ」エヱＶ、　
　　　　　　Ｖ。

＝２ａｔｃｍｔδｔ　　　　　　　　　　　　（１０）
ロール角：２ＺｚＱ＊ｉヱ土Ａ工”−＋２２．ｃ、、”
二ａ、ｙｖｏＶ。

＋にφ＝　２２　Ｉ　Ｃ１１１δｔ　　　　　　　　　
（１１）ここで。

Ｔ、　　　　　ＲＴ　　　　　Ｒ Ｋ＝７（ＫｔＴｔ＋２村）＋１（Ｋ、Ｔ、＋２村）　　
　（１２）となり、次式のように整理できる。（車速Ｖ
。。

ハンドル角δ、を入力として） ２ｈ己租Ｖ＋訃昂Ｖジハバ匣コニ司ア Ｖｏ　　　　　　　　　Ｖ。

＝２ｃ、ｔδｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（ｔ３）＝２ａｌＱｍｔδＫ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　（１４）＋にφ＝２ＺｔＣｍｔδｆ
　　　　　　　　　　　　　　　　（１５）従って、予
測通勤評価量が（４）弐〜（７）式および（１３）弐〜
（１５）式より各々推定演算できる。

この演算手順は以下のようである。

（１３）弐〜（１５）式を次式のように表わす。

例えば、予測ロール角φ−は、 とおいて、ＣｒａＩＩｌｅｒの公式を適用すると、次式
のようになる。

φ、＝Ｄや／Ｄ　　　　　　　　　　　　　（１９）同
様にして、予測左右並進速度Ｖ〜、予測ヨー角γ−が求
められる。

以下、その他の予測通勤評価量についてまとめると、第
１表のようになる。

第１表 すなわち、車速ｖ０のもとて時々刻々変化するハンドル
δ、の瞬時値、前方路面変位に対応する予測通勤評価量
が推定演算されるのである。

次に、予測評価量に基づく最適制御ゲインの算出原理に
ついて述べる。

ここで、目標制御力をＵ工＋　ｕｚ、実作動力をｆｌ、
ｆ２とすると、通常両者の関係には作動遅れが存在する
ので、次の式が成り立つ・ さらに、次のＹｚｔ　Ｙｘを導入して、（４）〜（７）
式を整理する。

前輪相対変位　’ｊ　Ｌ　＝Ｚ　ｔ　　Ｚ　ａ　ｔ　＝
Ｚ　ｔ−Ｚ　ａ　十Ｑ　ｔ　θ後輪相対変位　’／２＝
Ｚ２　　Ｚｓｒ＝Ｚ２−Ｚｓ−Ｑｒθｚ１＝ｚ３．＋ｙ
１＝ｚ、＋ｙニーＵ、θｔ　ｚ２＝＝ｚ、＋３ｒ２＋Ｑ
、θプ、＝　ｋＴｉ（ｚ□−２１７１）−”−ン□−に
、□−１ｆ□　（１′）ｍ、　　　　　　　　　　　ｍ
ｌ　　　　ｍｉ　　　　　ｍｌ”ｚｔ　＝’　”　（ｚ
ｚ−７２゜）−二’／ｚ−’Ｙｚ−’　ｆｚ　　（２’
）ｍ　ｚ　　　　　　　　　　ｆｆ１２　　　　　ｍ　
２　　　　　ｍ　を再整理してまとめると、以下の式が
成り立つ。

ソ、＝　’ＴＪ、−狂ＣＺｓ　＋　Ｙ、Ｄ　ｔθ）ｍ　
１　　　　　ｍ　１ −ゑ暮−ｈア、−虹ｆ、 ｍｌ　　　　ｍ、　　　　　ｍ。

＝　ｋ、改”Ｙｚ−ム贅−ｋＴ１ｚ３ ｍ１　　　　　　ｍｔ　　　　　ｍ１ ＋ｂ上θ−１ｆ、十狂Ｚ、。　　　　　（１″）ｍ、　
　　　　ｍｌ　　　　　ｍよ ｉ２＝凰Ｚ２−籏（Ｚａ＋７ｚ＋悲、ｅ）ｍｌ　　　　
　　　ｍ。

一！すｔ−”Ｊｚ−二ｆ２ ｍｌ　　　　　ｍ、　　　　　ｍ２ ＝　ｋ、辻’　Ｖｚ−且り２−ｂｚ。

ｍ、　　　　　　　ｍｔ　　　　　ｍｌ−ｂ五〇−！−
ｆ２＋ｈＺ２゜　　　　　（２″）ｍｌ　　　　ｍｌ　
　　　　ｍｌ ・・　　　ｋエ　　　ｃＬ−ｋ２ Ｚ３＝　　　　ｙＬ−１−ｙ□十−ｙ２ｍコ　　　　　
　ｍ３　　　　　　ｍコ＋と気＋Ｌｆ、−＋’−ｆ、　
　　　　　　　（３″）ｍ、　　　　　ｍ、　　　　　
ｍ３ ”　　　　Ｑｌｋｌ　　　　Ｑｔａｘ”　　　Ｑｋ２θ
−−１１−］二ｙｔ＋　ｒ、　　ｙ２■ ＋ｊＬＬ９ｉン、−Ｑユｆ１＋−！工ｆ２エ　　　エ　
　エ　　　　　　　　（４″）・　−１ ｆニー−−ｆよ＋土 Ｔ、Ｔ、　　　　　　　　　　　（５“）＃　２＝−’
−ｆ、十亘 Ｔ、　　Ｔ、　　　　　　　　　　　　（６″）変数変
換を施す。

（Ｘｌ、　Ｘ２．　Ｘ３．　Ｘ４．　Ｘ、、　ＸＧ、　
ｘ’ｔｔ　ｘ、、　ｘｓｙ　Ｘ□ａ）＝（ｙよ、入＋　
Ｖｚｔ　Ｖｚｔ　Ｚｉｐ乙、θ、　ｆｉ、　ｆニー　ｆ
２）　　（２１）（１″）〜（６″）式は次のような状
態方程式で示される。

ｘ１＝ｘ２ ｘ、＝（ｋ、ａ□−ｋｉ）ｘ、＋ｃ、ａ、ｘ２＋に２ａ
、ｘ、＋ｃ、ａ、ｘ。

Ｘ３＝Ｘ鴫 Ｘ≦＝Ｘ。

ｘ、＝Ｘｓ ただし、 ここで、 Ｘ＝　ＥＸｌｇ　ｘ、、ｘ３．ｘ４．　Ｘｇｙ　Ｘｇｐ
　Ｘ１１　ＸＢｐ　Ｘｌｙ　Ｘｔｏｌ”ｕ＝　［ｕ□＃
　ｕＪ？ Ｚａ＝　［Ｚ工。、Ｚ２゜］？ 状態方程式は次式となる。

ｘ＝Ａｘ＋Ｂｕ＋Ｂ’Ｚａ　　　　　　　　（２２）こ
こで、Ａおよび８行列は以下のようになる。

第２表 上記の４自由度モデルにおいては、諸元は第２表（ａ）
ｆｌに示す諸元を想定すると、車両の加減速時のピッチ
・バウンス運動を記述する状態方程式を与え、第２表（
ｂ）欄に示す諸元を想定、すると。

車両の操舵時あるいは左右異位相でわだちを乗り越した
場合のロール・バウンス運動を記述する状態方程式を与
える。

最適状態フィードバックゲインを求める場合には、種々
の車両の状態変化を考慮して、次のような状態評価関数
Ｊ、を想定する。

先ず、定常走行中の乗心地、即ちバネ上の振動レベルを
低くする場合、また、荒れた路面を走行中の接地性を考
慮してバネ下振動レベルを低くする場合、さらに、操舵
時のロール運動のゆりかえし等を考慮してバネ上バネ下
相対変位を低くする場合、さらに、フロントとリヤのゆ
りかえしのおさまり程度を配分してロール剛性配分を最
適とする場合が考えられる。

また、本モデルにおける車両モデルのバネ上質量ｍ、は
、積載重量によって変更する必要があり、サスペンショ
ンのバネ定数に、、に、も懸架バネに気液流体バネを設
定すると、積載重量によって変化するので、モデル内の
諸元をすみやかに設定する必要がある。

上記の諸元設定を前記車両状態に設定した上で、各々の
車両の予測運動状態に応じて次のような評価関数Ｊ、を
設定する。

定常走行中の乗心地を想定する場合、予測退勤評価量Ｖ
、に応じ、て、評価関数Ｊ、を次のように設定する。

Ｊ１＝／　　（ρ、ｕ、２＋ρｚｕｚ”＋ｑ□”Ｚ”＋
ｑ２”＆”）ｄｔ　　（２３）ここで、ρ０．ρ２およ
びｑ工、ｑ２は、それぞれ制御量および評価量に掛ける
重み係数である。

同時に接地性を考慮する場合は、予測運動評価量°ブ、
。、°ｉ２〜に応じて、評価関数は次のようにななる。

Ｊｚ＝ｆ　　Ｃｐｌｕｘ”＋ｐｚｕｚ”＋ｑｌｚｚ２＋
ｑｚｚｚ”＞ａｔ、　（２４）また、操舵時のゆりかえ
しを考慮する場合は、予測退勤評価量φ、、γ−ｙＶｍ
に応じて、Ｊ３＝ｆ（１）ｚｕｉ”＋ρ２ｕ２”＋ｑｔ
ｙｔ”＋ｑｚｙｚ”）ｄｔ　（２５）さらに、フロント
とリヤの配分を考慮する場合は、予測運勤評価量百−に
応じて、 Ｊ＊＝ｆ　　（ρｔｕｚ”＋ρｚｕ２”＋ｑｘ’ｙｔ”
＋ｑｚンｚ”）ｄｔ　（２６）等を設定する。

一般に、評価関数Ｊは次式で示される。

Ｊ＝、ｆ：　（Ｘ”ＱＸ＋ＵＴＲＵ）ｄｔ　　　　　　
　　（２７）すなわち、式（８）で示される状態方程式
に基づき、最適レギュレータを上式のような評価関数の
もとで解くことにより、最適フィードバック制御系を構
成する。

ここで、評価関数Ｊを最小にする最適制御力Ｕは、その
状態量Ｘの関数として次式で示される。

ｕ＝−ＫＸ　　　　　　　　　　　　　　（２８）ただ
し。

Ｋ＝（Ｋ１．に、、に、、・・・・・・、によ。）’　
　　（２９）最適制御理論により、周知のとおり状態フ
ィードバックゲインには、次のように与えられる。

Ｋ＝Ｒ−１ＢＴＰ　　　　　　　　　　　　　（３０）
ここで、Ｐは次のリツカチ行列方程式の正定解である。

ＰＡ＋ＡＴＰ−ＰＢＲ−’ＢＴＰ＋Ｑ＝Ｏ（３１）計算
は、次式を初期条件Ｐ（０）＝Ｏで解いた定常解を求め
る形で進める。

シ＝−ＰＡ−Ａ”Ｐ＋ＰＢＲ−１８’Ｐ−Ｑ　　　（３
２）以上の展開により、最適フィードバックゲインに工
〜に□。が求まる。

以上の結果を一般的に示すと、以下のようになる。

振動体ｍを支えるサスペンションに働く外力または外乱
によって生じる振動体の振動を考慮した時系列の最適な
目標制御力Ｕは、アクティブ制御を前提とした場合に１
例えば第５図（ａ）における運動方程式は次式のように
なる。

ｍ　′ｘ″＝、ｕ　（Ｘ　ｅ　Ｘ　ｙ″Ｘ″）　　　・
・・・・・・・・・・・・・・（３３）ただし、Ｘは外
力または外乱によるサスペンション変位、灸はサスペン
ション速度、＾は振動体に与えられる加速度である。す
なわち、目標制御力ＵはＸ、妄、°Ｘ°の関数である。

ここで、さらに目標制御力Ｕを一般的な形で示すと、次
のようになる。

ここで−ｇ＋とは最適な振動抑制を与えるための寄与ゲ
イン係数であり、Ｘ、とは本振動系を記述し得る全ての
状態量であり、前記のサスペンション変位、速度および
加速度はもちろんのこと、サスペンション各部間の伝達
等もこれに含まれるのが通例である。すなわち、最適目
標制御力Ｕは、振動体ｍの状態物理量ｘ、を瞬時瞬時に
検出し、それぞれの寄与度によって係数ｇ＋を与えるこ
とにより、いわゆる瞬時状態フィードバック制御系を構
成することになり、本１ｉ振動系に対して最適な振動抑
制を与えることができるものである。

この目８Ｎ制御力Ｕに対して、サスペンションに作用し
ている物理量ｆをセンサで検出し、その偏差ε（＝　ｕ
　−ｆ　）の出力を駆動手段■でパワー増幅し、サスペ
ンションに取付けであるアクチュエータ手段■を駆動し
、物理量ｆを連続的に制御する。

（発明の効果） 本発明は、目標制御力演算手段■１の車両状態予測手段
Ｕ１□により、車両全体の標準状態を表わした基準モデ
ルに基づいてサスペンションの状態量または物理量の信
号をもとに、車両状態の予測演算をするので、状態の突
変に対する制御の立上りが高速となるとともに、相関連
した複雑な動きに対する追従性が高くなる。したがって
、車両の運動全体から最適目標制御力を設定することが
でき、車両の運動状態に即した制御が可能となり、車両
の振動低減を安定に制御することができる。

〔実施態様〕

第４図は、本発明の実施態様を示すブロック図であり、
第１図に示す本発明の基本構成において。

車両状態予測手段■□、が、状態検出手段Ｉの出力であ
る車両全体の運動およびサスペンションに働く外力およ
び外乱等の外部状態を表わす物理量Ｚおよび状態量Ｘか
ら決まる運動状態に対応する走行時の平均的な運動状態
に対応する基準モデルに基づいて、来るべき車両全体の
運動状態を予測演算する予測状態演算手段■□１１と、
予測状態演算手段■００、の出力に基づき、車両の運動
状態の変化が最も大となると予測される少なくとも２つ
以上の状態量の変化を伴う車両の運動状態を判別する予
測状態判別手段■４．２とからなり、ゲイン手段■□２
が、予測状態判別手段■□□□により判別された車両の
運動状態の変動を最小とするように制御すべく、基準モ
デルに検出制御力を考慮した車両制御モデルに基づいて
演算した最適フィードバック制御ゲインを選択するよう
構成されている。

このような構成上の特徴を有する本発明の実施態様の作
用および効果について説明する。

予測状態判別手段■□２、は、状態検出手段Ｉの出力で
ある車両全体の運動およびサスペンションに働く外力お
よび外乱等の外部状態を表わす物理量Ｚおよび状態量Ｘ
から決まる運動状態に対応する走行時の平均的な運動状
態に対応する基準モデルに基づいて、来るべき車両全体
の運動状態を予測演算する。

予測状態判別手段■、□２は、予測状態演算手段■□□
、の出力に基づき、車両の運動状態の変化が最も大とな
ると予測される少なくとも２つ以上の状態量の変化を伴
う車両の運動状態１例えば左右異位相変動状態、操舵状
態、加減速状態、定常走行状態等を判別する。

ゲイン手段■□２は、予測状態判別手段■１１１により
判別された車両の運動状態の変動を最小とするように制
御すべく、基準モデルに検出制御力を考慮した車両制御
モデルに基づいて演算した最適フィードバック制御ゲイ
ンを選択する。

この実施の態様によれば、予測状態演算手段■、□、に
おいて、車両に設置した各種センサからの信号に基づき
車両全体の状態予測演算を行なうので、迅速な制御が可
能になるとともに、予測状態判別手段■１１□により、
車両全体の運動状態を基準モデルに基づいて判別できる
ので精密な振動の最適制御が可能となる。

（実施例） 本発明の前記第４図の実施態様に属する実施例の概略構
成図を、第５図（ａ）、（ｂ）および第６図に示す。第
５図（ａ）、（ｂ）は、第４図の構成における駆動手段
■およびアクチュエータ手段■に対応する部分を示して
いる。第６図は本実施例の全体のブロック図を示すもの
である。

これらの図において、１は作動流体としてのオイルを貯
容するリザーブタンクを示しており、２ｆｒ、　２ｆｌ
、　２ｒｒ、　２ｒｌはそれぞれ図には示されていない
車両の右前軸、左前軸、右後輪、左後輪に対応して設け
られたアクチュエータを示している。各アクチュエータ
は、第５図（ａ）に示すように、車両の車体及びサスペ
ンションアームにそれぞれ連結されたシリンダ３とピス
トン４とより成っており、これらにより郭定された作動
流体室としてのシリンダ室５に対しオイルが給排される
ことにより、それぞれ対応する位置の車高を増減し得る
ようになっている。なお、アクチュエータは作動流体室
に対しオイルの如き作動流体が給排されることにより対
応する位置の車高を増減し、また、車輪のバウンドおよ
びリバウンドに応じてそれぞれ作動流体室の圧力が増減
するよう構成されたものである限り、例えば油圧ラム装
置の如き任意の装置であってもよい。

リザーブタンク１は、途中にオイルポンプ６゜流量制御
弁７．アンロード弁８．逆止弁９を有する導管１０によ
り分岐点１１に連通接続されている。

ポンプ６はエンジン１２により駆動されることにより、
リザーブタンク１よりオイルを汲み上げて高圧のオイル
を吐出するようになっており、流量制御弁７はそれより
も下流側の導管１０内を流れるオイルの流量を制御する
ようになっている。アンロード弁８は逆止弁９よりも下
流側の導管１０内の圧力を検出し、該圧力が所定値を越
えた時には導管１３を経てポンプ６よりも上流側の導管
１０ヘオイルを戻すことにより、逆止弁９よりも下流側
の導管１０内のオイルの圧力を所定値以下に維持するよ
うになっている。逆止弁９は、分岐点１１よりアンロー
ド弁８へ向けて導管１０内をオイルが逆流することを阻
止するようになっている。

分岐点１１は、それぞれ途中に逆止弁１４および１５゜
電磁開閉弁１６および１７．電磁流量制御弁１８および
１９を有する導管２０および２１により、アクチュエー
タ２ｆｒおよび２ｆｌのシリンダ室５に連通接続されて
いる。また、分岐点１１は導管２２により分岐点２３に
接続されており、分岐点２３はそれぞれ途中に逆止弁２
４および２５．電磁開閉弁２６および２７．電磁流量制
御弁２８および２９を有する導管３０および３１により
、それぞれアクチュエータ２ｒｒおよび２ｒｌのシリン
ダ室５に連通接続されている。

かくして、アクチュエータ２ｆｒ、　２ｆｌ、　２ｒｒ
。

２ｒｌのシリンダ室５には、導管１０．２０〜２２．３
０゜３１を経てリザーブタンク１より選択的にオイルが
供給されるようになっており、その場合のオイルの供給
およびその流量は、それぞれ開閉弁１６．１７゜２６、
２７及び流量制御弁１８．１９．２８．２９が制御され
ることにより適宜に制御される。

導管２０および２１のそれぞれ流量制御弁１８および１
９とアクチュエータ２ｆｒおよび２ｆｌとの間の部分は
、それぞれ途中に電磁流量制御弁３２および３３゜電磁
開閉弁３４および３５を有する導管３６および３７によ
り、リザーブタンク１に連通ずる復帰導管３８に連通接
続されている。同様に、導管３０および３１のそれぞれ
流量制御弁２８および２９とアクチュエータ２ｒｒおよ
び２ｒｌとの間の部分は、それぞれ途中に電磁流量制御
弁３９および４０．電磁開閉弁４１および４２を有する
導管４３および４４により、復帰導管３８に連通接続さ
れている。

かくして、アクチュエータ２ｆｒ、　２ｆｌ、　２ｒｒ
。

２ｒｌのシリンダ５内のオイルは、導管３６〜３８．４
３゜４４を経て選択的にリザーブタンク１へ排出される
ようになっており、その場合のオイルの排出およびその
流量は、後に詳細に説明する如く、それぞれ開閉弁３４
．３５．４１．４２および流量制御弁３２．３３゜３９
．４０が制御されることにより適宜に制御される。

図示の実施例においては、開閉弁１６．１７．２６゜２
７、３４．３５．４１．４２は常閉型の開閉弁であり、
それぞれ対応するソレノイドに通電が行われていない時
には、図の如く閉弁状態を維持して対応する導管の連通
を遮断し、対応するソレノイドに通電が行われている時
には、ｒｊＦＪ弁して対応する導管の連通を許すように
なっている。また、流量制御弁１８、１９．２８．２９
．３２．３３．３９．４０は、それぞれ対応するソレノ
イドに通電される駆動電流の電圧または電流のデユーテ
ィが変化されることにより絞り度合を変化し、これによ
り、対応する導管内を流れるオイルの流量を制御するよ
うになっている。

導管２０．２１．３０．３１には、それぞれ逆止弁１４
゜１５、２４．２５よりも上流側の位置にてアキュムレ
ータ４５〜４８が連通接続されている。各アキュムレー
タは、ダイヤスラムにより互いに分離されたオイル室４
９と空気室５０とより成っており、ポンプ６によるオイ
ルの脈動、アンロード弁８の作用に伴う導管１０内の圧
力変化を補償し、対応する導管２０゜２１、３０．３１
内のオイルに対し蓄圧作用をなすようになっている。

導管２０．２１．３０．３１のそれぞれ流量制御弁１８
゜１９、２８．２９と対応するアクチュエータとの間の
部分には、それぞれ途中に可変絞り装置５１〜５４を有
する導管５５〜５８により主バネ５９〜６２が接続され
ており、また、導管５５〜５８のそれぞれ可変絞り装置
と主バネとの間の部分には、それぞれ途中に常開型の開
閉弁６３〜６６を有する導管６７〜７０により副バネ７
１〜７４が接続されている。主バネ５９〜６２はそれぞ
れダイヤフラムにより互いに分離されたオイル室７５と
空気室７６とより成っており、同様に、副バネ７１〜７
４はそれぞれダイヤフラムにより互いに分離されたオイ
ル室７７と空気室７８とより成っている。

かくして、第５図（ａ）に示すように、車輪のパウンド
およびリバウンドに伴い、各アクチュエータのシリンダ
室５の容積が変化すると、シリンダ室およびオイル室７
５．７７内のオイルが可変絞り装置５１〜５４を経て相
互に流通し、その際の流通抵抗により振動減衰作用が発
揮される。この場合、各可変絞り装置の絞り度合がそれ
ぞれ対応するモータ７９〜８２によって制御されること
により、減衰力Ｃが連続的に無段階に切り換えられるよ
うになっており、また、開閉弁６３〜６６がそれぞれ対
応するモータ８３〜８６によって選択的に開閉されるこ
とにより、バネ定数ｋが高、低の二段階に切り換えられ
るようになっている。なお、モータ７９〜８２およびモ
ータ８３〜８６は、車両のノーズダイブ、スクオート、
ロールを低減すべく、後に説明する如く、車速センサ９
５．操舵角センサ９６．スロットル開度センサ９７．制
動センサ９８により制御されるようになっている。

さらに、各アクチュエータ２ｆｒｔ　２ｆｌ、　２ｒｒ
。

２ｒｌに対応する位置には、それぞれ車高センサ８７〜
９０が設けられている。これらの車高センサは、それぞ
れシリンダ３とピストン４または図には示されていない
サスペンションアームとの間の相対変位を測定すること
により、対応する位置の車高を検出し、該車高を示す信
号を第６図に示された電子制御装置１０２へ出力するよ
うになっている。

第４図の実施態様における制御手段■に相当する電子制
御装置１０２は、第６図に示されている如く、マイクロ
コンピュータ１０３を含んでいる。マイクロコンピュー
タ１０３は、第６図に示されている如き一般的な構成の
ものであってよく、中央処理ユニット（ＣＰ　Ｕ）１０
４と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０５と、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０６と、入カポート装［
０７および出力ポート装置１０８とを有し、これらは双
方性のコモンバス１０９により互いに接続されている。

入力ポート装置１０７には、車室内に設けられ運転者に
より操作される車高選択スイッチ１１０より選択された
車高がハイ（Ｈ）、ノーマル（Ｎ）、ロー（Ｌ）の何れ
であるかを示すスイッチ関数の信号が入力されるように
なっている。また、入力ポート装置１０７には、車高セ
ンサ８７．８８．８９．９０によりそれぞれ検出された
実際の車高Ｈｆｒ、　Ｈｆｌ、　Ｈｒｒ。

Ｈｒｌを示す信号、車速センサ９５．操舵角センサ９６
゜スロットル開度センサ９７．制動センサ９８によりそ
れぞれ検出された車速Ｖ、操舵角δ（右旋回が正）。

スロットル開度θ、制動状態を示す信号が、それぞれ対
応する増幅器８７ａ−９０ａ　、　９５ａ　〜９９ａ　
、マルチプレクサ１１１．　Ａ／Ｄコンバータ１１２を
経て入力されるようになっている。

ＲＯＭ１０５は、ＣＰＵ１０４ＩＣよる演算処理ニ必要
な固定的なデータや制御手段の機能を実行するためのプ
ログラム等を記憶している。そのデータとしては、例え
ば車両状態量予測演算を行なうためのマツプ、予測状態
判別のための定数、ゲイン選択のための設定値等がある
。また、車高選択スイッチ１１０がハイ、ノーマル、ロ
ーに設定されている場合における前輪および後輪の目標
車高としての基準車高ＨｈｆおよびＨｈｒ　、　Ｈｎｆ
およびＨｎｒ、　ＨｌｆおよびＨｌｒ（Ｈｈｆ＞Ｈｎｆ
＞Ｈｌｆ、Ｈｈｒ＞Ｈｎｒ＞Ｈｌｒ）を記憶している。

ＲＡ　Ｍ　１０６は、状態検出手段■を構成する各種セ
ンサ８７〜９０．９４〜９８からの検出信号等のＣＰＵ
１０４の演算処理に必要な諸データ、演算結果等を記憶
するものである。

ＣＰＵ１０４は、ＲＯＭ１０５に記憶されているプログ
ラムに従って予測状態演算、予測状態判別、ゲイン選択
、最適目標制御力演算、検出制御力演算、偏差演算等の
演算処理を行なうとともに、演算結果に甚づき、各アク
チュエータに対応して設けられた開閉弁および流量制御
弁へ、出力ポート装置１０８、それぞれ対応する１１８
　ａ　〜１１８　ｈ　、増幅器１１９ａ”１１９ｈおよ
び１２０　ａ　〜１２０　ｈを経て選択的に制御信号を
出力し、また、可変絞り装置５１〜５４を駆動するモー
タ７９〜８２および開閉弁６３〜６６を駆動するモータ
８３〜８６へ、出力ボート装置１０８．それぞれ対応す
るＤ／Ａコンバータ１２１ａ〜１２１ｈおよび１２３〜
１２３ｈ、増幅器１２２　ａ　〜１２２　ｈおよび１２
４ａ〜１２４ｈを経て選択的に制御信号を出力するよう
になっている。

出力ポート装置１０８に接続された表示器１１６には、
車高選択スイッチ１１０により選択された基準車高が、
ハイ、ノーマル、ローの何れであるかが表示されるよう
になっている。

次に、第７図に示されたフローチャートを参照して、第
５図（ｂ）、第６図に示された本発明の実施例装置の作
動について説明する。

初期設定されたのち（ステップＰ工）、第６図中に示す
各センサからの信号を読み込む（ステップＰ２）。

次いで、車両状態量の予測演算（ステップｐ　ｓ　）を
実施する。ここでは、後に示す加速、操舵、突起段差お
よび減速の各々の関連センサからの信号処理を行い、車
両状態量の変化予測を演算するための演算式を設備する
。

次に、車両状態量の演算（ステップＰ４）を実施する。

すなわち、時々刻々変化する車両の各４軸の懸架装置に
取付けた後述の状Ｓ量センサにより、所定の演算により
車両状態量を算出する。

次いで、車両の走行状態を判定する（ステップｐｓ）。

ここでは、車両が走行状態にあるか否かの判定を行い、
所定の車速以下である場合は、減衰弁位置を初期化する
（ステップｐ　ｓ　）。

一方、走行状態である判定後においては、左右異位相変
動か操舵状態か車両の加、減速状態がを判定する（ステ
ップＰ、〜ｐｓ）。

すなわち、異位相変動判定（ステップＰ’ｌ）は。

前方路面センサ９４の検出信号を所定の値と比較し、所
定の値以上となった時にうねり路面状態に入るものと判
定する。

操舵判定（ステップｐｉ）は、車速センサ９５の信号と
操舵角センサ９６および操舵角センサの信号の微分値に
より、その３種の信号から予測ロール角を求め、その値
を所定の値と比較し、所定の値以上となった時に操舵旋
回状態に入るものと判定する。

加速判定（ステップｐ　ｓ　）は、スロットル開度セン
サ９７の信号もしくはそのセンサ信号を微分した値を求
め、その値が所定の値以上となった時に加速状態に入る
ものと判定する。また、減速判定（ステップＰ９）は、
制動センサ９８もしくはそのセンサ信号を微分した値を
求め、その値が所定の値以上となった時に減速状態に入
るものとする。加速でも減速でもないときは、定速走行
状態と判定する。

次いで、各々の判定に基づいて、予測状態に従って目標
制御力算定のための最適ゲインを算出する（ステップＰ
１゜〜Ｐ１３）。ここでは、予め最適モデルを想定し、
ステップＰ□。、Ｐｌｌではロール・バウンス制御、ス
テップＰ工ｚ＋ｐｔａではピッチ・バウンス制御につい
て最適フィードバックゲインを算出する。

次いで、ステップＰ□。〜Ｐ１．のいずれかの判定に従
って、状態量予測演算の結果としての最適フィードバッ
クに□〜に１゜を出力し、各輸独立の制御目標力の最適
ゲインを算出する（ステップｐｉ４）。

次に、ステップＰ１４で決定した各ゲインを、前２輪お
よび後２輪、あるいは左２輪および右２輪別々に一組ず
つ、各２＠のアクチュエータの弁駆動信号として出力す
る。

以上のようにして得られた駆動信号により、本発明の制
御装置のうちの車輪部分が如何に制御されるかの原理を
説明する。なお、第６図の実施例においては、制御手段
■は、すべてＣＰＵ１０４゜ＲＯＭ１０５．ＲＡＭ１０
６等からなるマイクロコンビ二一夕によって実行される
のに対し、第８図では説明の便宜上車両状態予測手段■
□１およびゲイン選択部■１２のみがマイクロコンピュ
ータ２７０によって処理されるよう示されている。

状態検出手段Ｉは、４輪のうちの１輪分について、第８
図に示すように、サスペンションの車輪を回転可能に支
持するサスペンションアーム２６２および車体フレーム
２６３との間に挿置して相対変位を検出するポテンショ
メータ２１０と、ポテンショメータ２１０に接続され自
動車の走行時における車軸と車体との相対変位ｙ工を表
わす信号を出力するアンプ２２０と、アンプ２２０の出
力する相対変位ｙ工を微分して相対速度ン、を検出する
微分器２３０と、油圧シリンダ１１０室に取付けて作用
している車輪荷重を検出するための圧力センサ２１１ａ
と、圧力より車輪荷重Ｗを検出するアンプ２２１ａと、
アキュームレータ３２０の油室の入口に取付けて減衰力
を検出するための圧力センサ２１１ｂと、その圧力セン
サ２１１ｂに接続されその出力を増幅するアンプ２２１
ｂと、そのアンプ２２１ｂの出力とアンプ２２１ａの出
力との差として減衰力ｆ工を検出する差動アンプ２３１
と、車体に取付けて加速度を検出する加速度センサ２１
２と、加速度センサ２１２に接続して増幅するアンプ２
２２と、その出力を積分してバネ上速度之、を検出する
積分器２３２ａと、その出力をさらに積分してバネ上変
位Ｚ、を検出する積分器２３２ｂと、アキュームレータ
３２０のガス室に取付けてガス温度ｔを検出する温度セ
ンサ２１３と、温度センサに接続されそのセンサ出力を
増幅するアンプ２２３と、自動車のミッションの出力軸
に取付けて車速Ｖ。を検出する前述の車速センサ２１４
と、変位センサ２５６と、変位を表わす信号を出力する
アンプ２２４とから成る。その変位センサ２５６は、第
１０図（ｂ）に示すような、リニアアクチュエータ２５
５とバルブボディ２５９より成るアクチュエータ手段■
において、油路３５０を連続に開閉して可変オリフィス
とするスプール２５８の変位を検出するものである。

車両状態予測手段■□１およびゲイン選択手段■□２は
、前記車速Ｖ。と相対変位ｙ１，１輪車重Ｗ。

ガス温度ｔを取込む入力部２７１と、その入力に基づい
て状態量の変化予測と状態の判別を行ない最適なゲイン
を選択する演算処理部２７２と、最適ゲインおよび演算
処理部２７２の各演算法および予め演算に必要な定数等
を記憶している記憶部２７３と、演算処理部２７２で選
択された最適ゲインを出力する出力部２７４より構成さ
れるマイクロコンピュータ２７０から成る。なお、第６
図で示す実施例では。

最適目標制御力演算手段■、３．偏差演算手段ｎ　３１
符号調整手段ｎ４ｔその他の演算蔀もマイクロコンピュ
ータの機能によって構成されている。

４輪のうちの１輪に対応するマイクロコンピュータ２７
０で行う機能を、第９図のフローチャートに沿って詳細
に説明する。

車両センサの出力を取込んで（ステップＰ２）。

乗置の人数あるいは積載荷物によって変わる車体の重量
、すなわち気液流体サスペンションのバネ上質量、すな
わち気液サスペンションのバネ上質量ｍを検出するため
に車軸荷重センサからの信号を処理し、さらにその負荷
変化でのバネ定数に□。

に２を演算処理する・ 予め車輪サスペンションを線形４自由度モデルに置き換
え、前記アクティブ制御のサスペンションを想定して、
線形２乗形式最適制御法を用いて、ｋ２とｍの組合せで
相対変位ｙ、相対速度ｉ、バネ上変位Ｚ３？バネ上速度
之１．減衰力ｆ□に対する最適ゲインＧ工〜Ｇ□。を算
出し、記憶させた前記記憶部２７３より読み出し、前記
出力部２７４より出力させる。

すなわち、ステップＰ２１．で取り込んだ相対変位ｙ、
を微分して、相対速度ン、を演算する（ステップＰ２．
）。また、ステップＰ２□で取り込んだ加速度″Ｚ″３
より積分フィルタを通して（ステップＰ２４）。

バネ上速度シ、を演算する。さらに、ステップＰ６で求
めたバネ上速度より第２の積分フィルタを通して（ステ
ップＰ２ｇ）、バネ上変位Ｚ、を演算する。

次いで、ステップＰ２ｍで求めた弁ストローク計出力ｘ
１より、ステップＰ　２Ｇ９　ＰＺ７のマツプから係数
Ｋ（ｘ、）、ｎ（ｘ、）を求め、これらの値より制御力
を演算する（ステップＰ２６）。

以上の信号とゲインマツプ（ステップＰ工４）より、目
標制御力を算出する（ステップＰ２９）。

最適目標制御力演算手段■１３は、前記マイクロコンピ
ュータ２７０の出力部２７４より出力された最適ゲイン
Ｇ１〜Ｇ□。とそれに対応する状態信号より、次式に従
い、最適目標制御力Ｕを算出するための各軸筋に１０個
の乗算器２４１〜２４５と加算器２５０とから成る。な
お、第８図には乗算器は５個のみが示されている。

ｕ＝Ｇ１・ｙ□＋Ｇ２・入＋Ｇ、・ｚ３十Ｇ４・ｉ、＋
０５・ｆ１＋ａ、・Ｖ　２　＋　Ｇｔ・ン２＋Ｇ、・θ
＋Ｇｇ・Ｍ＋ａ工。・ｆ２（３５）偏差演算手段■、は
、最適目標制御力演算手段”！４より出力される最適な
目標制御力Ｕに対して制御しようとする減衰力ｆｃとの
偏差εを算出する偏差器２５１から成る。これは、ステ
ップＰ、。に相当する。

符号調整手段■、は、偏差器２５１の出力εにサスペン
ション相対速度ンを掛け合せる乗算器２５２がら成る。

乗算器２５２は、目標制御力Ｕに対する偏差Ｅに応じて
減衰力制御を行う上で、目標制御力に対する偏差εが減
衰力によって制御できるか否かを判別し、かつ、制御可
能な場合には減衰力の増減方向を決める信号を出力し、
また、制御不能な場合には減衰力を減少させ、零に近付
ける方向の信号を出力させることである。これは、ステ
ップＰ、□に相当する。

第２表および第１０図を用いて、乗算器２５２による符
号調整機能を説明する。目標制御力Ｕを車体に対して垂
直方向の上向きに正をとり、また、サスペンションの相
対速度ンを気液流体サスペンションの縮み方向に正をと
るとき、目標制御力Ｕと相対速度ンがともに同方向、例
えば油圧シリンダ３１０のピストンが上向き（正方向）
に動き、目標制御力Ｕも上向き（正方向）である場合に
は、油圧シリンダ３１０内の油が相対速度ンに比例して
オリフィス３３０を通り気液流体バネ１２０に流入する
ので、そのオリフィス３３０の開度を制御信号により変
えることにより、油圧シリンダ３１０内の圧力、すなわ
ち減衰係数を上向き（正方向）の減衰力ｆｃの大きさを
変えることができる。この場合、偏差器２５１の出力ε
が正（ｕ＞ｆｃ）ではオリフィス開度を閉方向とし、減
衰係数を大きくして減衰力を増加させ、εが負（ｕ（ｆ
ｃ）ではそれを開方向とし、減衰係数を小さくして減衰
力を減少させるような制御信号を出力すればよい。また
、油圧シリンダ２１０のピストンが下向き（負方向）に
動き、目標制御力Ｕも下向き（負方向）である場合には
、上記とは逆に、油が気液流体バネ３２０からオリフィ
ス３３０を通り油圧シリンダ３１０内に流入するので、
同様にオリフィス開度を制御することにより、下向き（
負方向）の減衰力ｆｃの大きさを変えることができる。

この場合にも、εが正（−ｕ）　−ｆｃ）ではオリフィ
ス開度を開方向とし、減衰係数を小さくして減衰力を減
少させ、εが負（−ｕ＜ｆｃ）ではそれを閉方向とし、
減衰係数を大きくしてサスペンションに等価的に作用す
る減衰力を増加させるような制御信号を出力すればよい
。従って、目標制御力Ｕとサスペンション相対速度ンが
同方向のときは、目標制御力Ｕに基づいて減衰力ｆｃを
制御することができる。一方、目標制御力Ｕと相対速度
ｉが逆向き１例えば油圧シリンダ３１０のピストンが上
向き（正方向）に動き、目標制御力Ｕが下向き（負方向
）である場合には、油圧シリンダ３１０の油がオリフィ
ス３３０を介して気液流体バネ３２０に流入するので、
オリフィス開度をある一定の開度にしておく（制御をし
ない）と、相対速度ンとともに上向き（正方向）の減衰
力が作用することになり。

目標制御力Ｕに基づいて減衰力を制御することができな
い。

そこで、オリフィス開度を制御信号により全開にし減衰
係数を最小にして、サスペンションに等価的に作用する
正方向の減衰力ｆｃを小さくしてやれば、あたかも制御
をしないときの減衰力ｆｃに対して目標制御力Ｕの方向
に力を作用させ、それを小さくしたことに相当する。こ
のときの偏差器５１の出力ε（＝ｕ−ｆｃ）は、目標制
御力Ｕが負でｆｃが相対速度ンと同方向であることより
正となるので、常に負となる。

また、油圧シリンダ３１０のピストンが下向き（負方向
）に動き、目標制御力の方向が上向き（正方向）である
場合にも、上記と同様に、目標制御力Ｕに基づいて減衰
力を制御することができないので、制御信号によりオリ
フィス開度を全開とし減衰係数を最小にして、サスペン
ションに等価的に作用する減衰力を小さくするのが望ま
しい。このときの偏差器５１の出力ε（＝ｕ−ｆｃ）は
、目標制御力Ｕが正でｆｃが相対速度ンと同方向である
ことより負となるので、常に正となる。従って、目標制
御力Ｕと相対速度ンの向きが逆方向のときは、目標制御
力Ｕに井づいて減衰力の制御をすることができないので
、制御信号によりオリフィス開度を全開とし減衰力を小
さくすればよいことになる。

第３表 以上述べたように、各状態の偏差器２５１の出力εに対
する減衰力およびオリフィス開度の制御方向をまとめる
と、第３表のようになる。このロジックを基本的に達成
するためには、εの符号に減衰力と同方向であるサスペ
ンション相対速度ｉの符号を掛け合せることにより、そ
の出力がオリフィス開度の制御方向と対応した制御信号
となる。

ここでは、制御信号が減衰力の増減方向を決めるもので
あればよく、また、目標制御力に対する偏差ε信号に対
するノイズの比、すなわちＳＮ比をよくするために、乗
算器２５２でＥに直接相対速度夛を掛け合せたε多を制
御信号とした。

積分手段■、は、演算増幅器と積分ゲインを決める抵抗
ＲとコンデンサＣから構成される積分器２５３から成り
、乗算器２５２の出力ε；を時間積分して目標制御力Ｕ
に対する減衰力ｆｃとの偏差εのオフセット（残留偏差
）をなくすために、サスペンションの減衰力を検出し、
フィードバックして積分入力とするとともに、制御系の
応答性および安定性の観点から、積分ゲインＫＫ（＝　
１　／ＣＲ）をＫ　Ｋ＝　２４００とした。また、積分
器自身の゛ドリフトを防止するために、その出力を抵抗
で入力へフィードバックした。

駆動手段■は、前記積分器２５３の出力に対してアクチ
ュエータ手段■のスプール変位信号をネガティブフィー
ドバックし、その偏差信号に比例した電流を出力する駆
動回路５４がら成る。

アクチュエータ手段■は、第１０図（ｂ）に示すように
、サスペンションアーム２６２と車体フレーム２６３に
取り付けた気液流体サスペンションの油圧シリンダ３１
０と一体と成したバルブボディ２５９と、アキュームレ
ータ３２０の油室と油圧シリンダ３１０の油室とをバル
ブボディ２５９の中を通して連通させる油路３５０と、
その油路３５０を連続に開閉して可変オリフィスとする
スプール２５８と、そのスプールと一体と成したリニア
アクチュエータ２５５のムービングコイル２５７と、そ
のムービングコイルに流れる駆動回路２５４の出力であ
る電流に応じてそれに作用する力を与える永久磁石２６
０と、リニアアクチュエータ２５５に取り付けてムービ
ングコイルに作用する力を抑制するためにスプールの変
位を検出する変位センサ２５６と、変位を表わす信号を
出力するアンプ２２４とから成る。

第１１図を用いて、アクチュエータ手段の制御入力であ
る前記制御手段■の乗算器２５２の出力ε夛を時間積分
したｆεｉｄｔに対するスプールの動きを説明する。第
１１図の横軸に制御入力／５ｙｄｔを、縦軸にスプール
変位Ｘ、とオリフィス開度ａおよびスプール変位に対す
る減衰係数Ｃを示す。乗車時の乗心地を確保す゛るため
に、制御人力ｆεンｄｔが零のときにはスプール変位信
号を駆動回路にフィードバックしてスプール変位Ｘ、を
中立位置（０％）に保ち、乗心地を満足するようなオリ
フィス開度、すなわち減衰係数Ｃを与えた。そのときの
減衰係数Ｃの値は、サスペンションの相対速度ンの関数
である。次に、乗算器２５２の正出力（＋εｙ）に対し
ては制御入力も正（＋ｆＥｙｄｔ）となるので、スプー
ル変位Ｘ、はεンに応じて中立位置より油路３５０を全
閉（ｘ、　＝−１００％）方向に移動し、オリフィス開
度ａを小さくし、減衰係数Ｃを上げて減衰力を増加させ
る。また、乗算器５２の負の出力（−εン）に対しては
制御入力も負（−ｆＥｙｄｔ）となるので、スプール変
位Ｘ。

はεンに応じて中立位置より油路３５０を全開（ｘ　ｇ
＝＋ｌＯＯ％）方向に移動し、オリフィス開度ａを大き
くし、減衰係数Ｃを下げて減衰力を減少させる。

本実施例の作用は次のとおりである。

路面からの外力または外乱に対して、マイクロコンピュ
ータ２７０で車速センサ２１４の出力Ｖと、アンプ２２
１ａで検出した車輪荷重Ｗと、直線型ポテンショメータ
で検出した相対変位ｙと、温度センサ２１３で検出した
ガス温度ｔに基づいて、相対変位ｙ、相対速度ン、バネ
上変位Ｘ　２　ｔバネ上速度Ｘ２＋減衰力ｆｃに対する
最適ゲイン０１〜Ｇ工。を出力し、前記（３５）式に基
づいて算出する最適な目標制御力Ｕを加算器２５０より
出力する。この目標制御力Ｕの出力に対して制御しよう
とする減衰力ｆｃとの偏差をとり、その偏差に乗算器５
２で相対速度を掛け合せて減衰力の制御信号に変え、そ
の出力に応じて積分器５３．駆動回路５４を経てリニア
アクチュエータ５５に電流を与え、スプール５８を移動
させることにより減衰係数が変わり、減衰力ｆｃを連続
的に変えることができる。

上述の作用を有する本発明の実施例の装置は、気液流体
サスペンションにおいて最適ゲインを常に選択でき、そ
れによって算出した最適目標制御力Ｕの信号に基づいて
減衰力ｆｃを連続的に制御するので、あらゆる走行状態
に適応することができ、その結果、乗心地や走行安定性
等をはるかに向上させることができるという利点がある
。

また、符号調整手段■４の乗算器２５２で、目標制御力
に対する偏差εとサスペンションの相対速度ｉとの積ε
ンとしたことにより、偏差εに比べ信号レベルが上がる
ので、信号に対するノイズ比。

すなわちＳＮ比のよい制御信号ε夛が得られる。

さらに、その信号を時間積分する積分器５３により、乗
心地に影響するバネ上振動のふわふわ成分（０，２七〜
２Ｈｚ）を最適な振動レベルに制御するのに有害なオフ
セット（残留偏差）をなくすことができる。

従って、目標制御力Ｕのふわふわ成分に追従した減衰力
の制御を可能にし、最適な振動レベルにすると同時に、
減衰力制御に悪影響を及ぼす高い周波数のノイズに対し
てはゲインが小さく、振動制御に必要な周波数に対して
は十分にゲインが高いので、制御系の安定性を向上させ
ることができるという利点がある。

また、減衰力ｆｃを制御するアクチュエータ手段■は、
リニアアクチュエータで発生する力に対してリターンス
プリングを用いる代わりに、スプールの変位をフィード
バックしているため、わずかな電気エネルギーでスプー
ルを動かすことができ、それによって発生する力を有効
に利用できるので、応答性が向上し、周波数の高い細か
な振動まで制御でき、かつ、油圧源、空気圧源等の動力
源が不要で、それによる配管等の重量、スペース。

コストの低減をはかれるという利点がある。

なお、本発明の符号調整手段■４では乗算器２５２を用
いたが、除算器でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示すブロック図、第２図
は従来技術を示すブロック図、 第３図は振動系の４自由度モデルを示す図、第４図は本
発明の実施態様を示すブロック図、第５図（ａ）は本発
明を自動車に適用した実施例の振動制御装置におけるサ
スペンションの位置を示す図、同図（ｂ）は実施例の制
御機構の概略を示す図、 第６図は第５図（ｂ）に示す制御機構を制御する電子制
御装置を示すブロック図、 第７図は本実施例の動作を説明するための動作フロー図
、 第８図は第４図の実施例における単輪部分の制御を説明
するための図。 第９図は第７図の動作の流れを示す動作フロー図、 第１０図（ａ）は本発明の実施例の自動車気液流体サス
ペンションの概略構成図、同図（ｂ）はアクチュータ手
段の断面図、 第１１図は制御入力とオリフィス開度、スプール変位、
減衰係数の関係を示す特性図、 である。 特許出願人　株式会社豊田中央研究所 トヨタ自動車株式会社 第３図 第７図 （升馬巴ｆ力信号９ 第１０図 （ａｌ ２５５−　リニ７アクケエ１−夕　２５６　変位センサ
２５７　ムービング１コ４し　　２５８・スフ−７し２
５９−　Ｆル）゛ホ゛デイ　　　２６ｏ　゛永久属工石
９　云さにピロ硬Ｑど

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両を支えるサスペンションの特性に影響を与え
   る物理量を検出するとともにサスペンションの動きを示
   す状態量および車両の動きを示す状態量を検出する状態
   検出手段と、 前記状態検出手段が検出した物理量に対応した検出制御
   力を演算する検出制御力演算手段と、前記状態検出手段
   の出力である車両全体の運動およびサスペンションに働
   く外力および外乱等の外部状態を表す物理量および状態
   量から、来るべき車両全体の運動状態を走行時の運動状
   態に対応する基準モデルに基づいて予測演算し、その来
   るべき車両全体の運動状態の変化を評価する評価量を算
   出して出力する車両状態予測手段と、前記車両状態予測
   手段の出力に基づいて予測される車両の運動状態の変化
   のうち変化量の大きな状態量を最小とするように制御す
   べく前記基準モデルに前記検出制御力を考慮した車両制
   御モデルに基づいて演算した最適フィードバック制御ゲ
   インを選択するゲイン選択手段と、前記ゲイン選択手段
   により選択した各ゲインを前記状態検出手段の出力であ
   る物理量信号および状態量信号に掛け合わせそれらを加
   算する最適目標制御力演算手段とを具備する目標制御力
   演算手段と、前記目標制御力と検出制御力との偏差を演
   算する偏差演算手段とを具備する制御手段と、 前記制御手段の出力である両制御力の偏差信号をパワー
   増幅する駆動手段と、 パワー増幅された出力に基づきサスペンションに働く外
   力または外乱を考慮した目標制御力に対する現実の検出
   した制御力の偏差に応じた制御力を等価的に発生すべく
   サスペンションの特性を連続的に可変制御するアクチュ
   エータ手段とからなり、 車両全体および各輪のサスペンションの状態量または物
   理量の変化度合から、継続する車両の運動状態の変化を
   適確に判断し、それに応じたゲインを用いて最適目標制
   御力を演算することにより、車両の運動状態に対する急
   激な外力や外乱の成分の影響を受けない最適な目標制御
   力を発生させ、サスペンションの特性を連続的に最適可
   変制御することを特徴とする減衰力可変式サスペンショ
   ン制御装置。
2. （２）前記車両状態予測手段が、前記状態検出手段の出
   力である車両全体の運動およびサスペンションに働く外
   力および外乱等の外部状態を表す物理量および状態量か
   ら決まる運動状態に対応する走行時の平均的な運動状態
   に対応する基準モデルに基づいて、来るべき車両全体の
   運動状態を予測演算する予測状態演算手段と、 前記予測状態演算手段の出力に基づき、車量の運動状態
   の変化が最も大となると予測される少なくとも２つ以上
   の状態量の変化を伴う車両の運動状態を判別する予測状
   態判別手段とからなり、前記ゲイン選択手段が、前記予
   測状態判別手段により判別された車両の運動状態の変動
   を最小とするように制御すべく、前記基準モデルに前記
   検出制御力を考慮した車両制御モデルに基づいて演算し
   た最適フィードバック制御ゲインを選択することを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の減衰力可変式サ
   スペンション制御装置。