JPH09254625A - 懸架系の減衰力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 懸架系の運転状況に応じて上下振動特性また
はピッチング特性のいずれかを重視した減衰力特性を発
揮することにより、バネ上の制振を的確に行い得る懸架
系の減衰力制御装置を提供する。 【解決手段】 減衰力目標値演算手段３から減衰力可変
式ショックアブソーバ４に入力される減衰定数目標値
を、前後加速度検出手段５から検出される前後加速度ま
たは加減速指示検出手段６から検出されるアクセルペダ
ル踏み込み角およびブレーキペダル踏み込み角と所定の
基準値との大小関係に応じて、主としてバネ上の上下振
動の抑制に適した減衰定数目標値と、主としてバネ上の
ピッチングの抑制に適した減衰定数目標値とで、選択的
に切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減衰力を可変制御
できるショックアブソーバとバネとを組み合わせた懸架
系において、時々刻々と変化する振動状態に応じて減衰
力を的確に制御する装置に関し、特に運転状況に応じて
車両の上下振動とピッチングを的確に抑制できるものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】減衰力が可変なショックアブソーバを利
用した懸架系において、振動状態に応じて減衰係数を変
化させ、例えばバネ上からの振動の減衰率を高め、かつ
バネ下からの振動の絶縁効果を改善するようにした提案
が、以下の参考文献等によってなされている。

【０００３】参考文献１…Ｄ．Ｋａｒｎｏｐｐ ｅｔ
ａｌ．：Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｓｉ
ｎｇ Ｓｅｍｉ−Ａｃｔｉｖｅ Ｆｏｒｃｅ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｏｒｓ，Ｊ．Ｅ．Ｉ．ＡＳＭＥ，Ｍａｙ，６１９
／６２６（１９７４）、参考文献２…藤岡健彦、木戸孝
二；可変ダンパの制御方式に関する研究（ＶＳＳ理論か
ら見た車両振動制御）、自動車技術会学術講演会前刷集
８６２ １９７／２００（１９８９）、参考文献３…Ａ
ｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｓｌｉｄｉｎｇ
ｍｏｄｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄ Ｌｙａｐｕｎｏｖ Ｃｏｎｔｒｏｌ，１／２
０，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ（１９９４）。

【０００４】さらに、本出願人により、特願平７−３２
６１６９号において、バネ上とバネ下の相対速度、相対
変位のように比較的検出が容易な信号を用いて、減衰力
可変ショックアブソーバの減衰力を調整することによ
り、目標どおりの減衰力特性を発揮させられるようにし
た減衰力制御装置が提案がされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この特願平
７−３２６１６９号の減衰力制御装置は１輪モデルを用
いたものであるため、バネ上とバネ下の上下動のみを考
慮すればよい場合には高い制振効果が得られるが、これ
を４輪モデルに適用した場合など、バネ上のピッチング
やローリングについても考慮しなければならないときに
は、この減衰力制御装置をピッチングやローリングに対
して個別に適用しただけでは、必ずしも的確な減衰力特
性が得られる訳ではない。

【０００６】例えば、車両のバネ上の上下方向への振
動、ピッチングのいずれかの振動特性を重視したチュー
ニングを行うことにより、減衰力特性を決定することは
できるが、これら上下動特性、ピッチング特性の間に
は、トレードオフの関係が生じてしまう結果、トータル
で良好な振動特性を得ることは難しい。

【０００７】具体的には、一定速走行時などに適するよ
うに、上下振動特性を重視したチューニングを行えば、
加速時のスクオット、減速時のノーズダイブ等、加減速
時のピッチング特性は低下する。また、逆にピッチング
特性を重視したチューニングを行うならば、減衰力とし
ては硬くなり過ぎ、上下振動特性は低下してしまう。

【０００８】本発明は、このような問題点に着目し、車
両の運転状況に応じて懸架系の上下振動特性またはピッ
チング特性のいずれかを重視した減衰力特性を発揮する
ことにより、バネ上の制振を的確に行い得る懸架系の減
衰力制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、バネ上と
バネ下の相対速度検出手段と、バネ上とバネ下の相対変
位検出手段と、これらから検出された相対速度と相対変
位を入力として減衰力可変ショックアブソーバの減衰定
数目標値を設定する減衰力目標値演算手段と、この減衰
定数目標値を入力して減衰定数を調節する減衰力可変シ
ョックバブソーバとを備えたことを特徴とする懸架系の
減衰力制御装置において、前記減衰力目標値演算手段
が、主としてバネ上の上下振動の抑制に適した減衰定数
目標値と、主としてバネ上のピッチングの抑制に適した
減衰定数目標値を、選択的に出力可能としている。

【００１０】第２の発明では、前記減衰力目標値演算手
段は、所定の定数である基本減衰定数目標値を設定する
目標値設定手段と、前記相対速度及び相対変位に基づい
て演算した理想減衰力を修正した減衰定数修正値を演算
する修正値演算手段とを備え、これら基本減衰定数目標
値と減衰定数修正値とを含む減衰定数目標値を出力する
一方、前記減衰力目標値演算手段は、さらに前記理想減
衰力の演算のための制御ゲインを出力する制御ゲイン演
算手段を備え、この制御ゲインにより、前記バネ上の上
下振動の抑制に適した減衰定数目標値と、前記バネ上の
ピッチングの抑制に適した減衰定数目標値とを選択的に
切り換える。

【００１１】第３の発明では、懸架系の前後加速度を検
出する前後加速度検出手段を備え、前記バネ上の上下振
動の抑制に適した減衰定数目標値と、前記バネ上のピッ
チングの抑制に適した減衰定数目標値とを、前記検出さ
れた前後加速度と所定の基準値との大小関係に応じて切
り換える。

【００１２】第４の発明では、車両の加速を指示する加
速指示信号と、車両の減速を指示する減速指示信号を検
出する検出する加減速指示検出手段を備え、前記バネ上
の上下振動の抑制時に適した減衰定数目標値と、前記バ
ネ上のピッチングの抑制時に適した減衰定数目標値と
を、前記検出された加速指示信号および減速指示信号と
所定の基準値との大小関係に応じて切り換える。

【００１３】第５の発明では、前記加速指示信号はアク
セルペダル踏み込み角を検出する信号であり、前記減速
指示信号はブレーキペダル踏み込み角を検出する信号で
ある。

【００１４】

【作用】したがって本発明では、減衰力可変ショックア
ブソーバに入力される減衰定数目標値は、主としてバネ
上の上下振動を抑制すべきときと、主としてバネ上のピ
ッチングを抑制すべきときとで、それぞれ適した値が設
定されるので、運転状況に応じて的確な減衰力が発生す
るように、減衰力特性が制御される。

【００１５】また、前後加速度検出手段を備えることに
より、これから検出された前後加速度と所定の基準値と
の比較により、加減速度が基準値以下の定常走行時には
主としてバネ上の上下振動を抑制し、基準値以上のとき
には主としてバネ上のピッチングを抑制するように判断
され、この判断にしたがって、バネ上の上下振動の抑制
に適した減衰定数目標値と、バネ上のピッチングの抑制
に適した減衰定数目標値を的確に切り換えることができ
る。

【００１６】また、加減速指示検出手段を備えることに
より、これから検出された加速指示信号および減速指示
信号（例えば、アクセルペダル踏み込み角およびブレー
キペダル踏み込み角）と所定の基準値との比較により、
主としてバネ上の上下振動を抑制すべきか、主としてバ
ネ上のピッチングを抑制すべきかが簡単に判断され、こ
の判断にしたがって、バネ上の上下振動の抑制に適した
減衰定数目標値と、バネ上のピッチングの抑制に適した
減衰定数目標値を的確に切り換えることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１８】図１において、１は、減衰力可変ショック
アブソーバ４の、バネ上とバネ下の相対変位を検出する
相対変位検出手段、２は同じくバネ上とバネ下の相対速
度を検出する相対速度検出手段、５は車両の前後加速度
Ｇを検出する前後加速度検出手段、３はこれら相対変
位、相対速度および操舵速度に基づいて減衰力の目標値
を演算し、この結果を減衰力可変ショックアブソーバ４
に入力して目標とする減衰力を発生させるように制御す
るための減衰定数目標値演算手段である。

【００１９】図２は減衰定数目標値演算手段３の具体的
な構成を示すもので、図示するように、バネ上とバネ下
のの相対変位ｘ₁（以下単に相対変位という）、バネ上
とバネ下の相対速度ｘ₂（以下単に相対速度という）、
後述するフィルタＷ_c（ｓ）１３の状態量ｘ_c、及び後述
する制御ゲイン演算手段１８からの制御ゲインＭ、Ｎと
に基づいて切換入力を演算する切換入力演算手段１１
と、同じく相対速度、相対変位、フィルタ状態量ｘ_c、
制御ゲイン演算手段１８からの制御ゲインＬとに基づい
て線形入力を演算する線形入力演算手段１２と、これら
の切換入力と線形入力とを加算する加算器１６と、この
加算器１６の出力である理想入力に基づいて理想減衰力
を出力するフィルタＷ_c（ｓ）１３と、フィルタＷ
_c（ｓ）１３から出力される理想減衰力から減衰力定数
の修正値を演算する修正値演算手段１４と、基本減衰定
数目標値を設定する目標値設定手段１５と、これらの出
力を加算して減衰定数目標値として出力する加算器１７
と、車両の前後加速度Ｇから切換入力演算手段１１の制
御ゲインＭ、Ｎと線形入力演算手段１２の制御ゲインＬ
を切り換える制御ゲイン演算手段１８とから構成され
る。

【００２０】以下、これをさらに詳しく説明する。な
お、以下の説明において、（ｄ／ｄｔ）は時間について
の一階微分、（ｄ²／ｄｔ²）は二階微分を意味する。

【００２１】切換入力演算手段１１は相対速度、相対変
位、フィルタの状態量ｘ_c、制御ゲインＮ、Ｍ、所定の
ゲインρ、及び定数δから、次のように切換入力ｕ_swを
計算する。

【００２２】 ｕ_sw＝ρＭｘ_e／（‖Ｎｘ_e‖＋δ） …（１） だだし、ｘ_e＝［ｘ^T ｘ_C ^T］^T、ｘ＝［ｘ₁ ｘ₂ ｘ₃
ｘ₄ ｘ₅ ｘ₆ ｘ₇ ｘ₈］^Tである。

【００２３】線形入力演算手段１２は、制御ゲインＬか
ら次のように線形入力ｕ_lnを演算する。

【００２４】ｕ_ln＝Ｌｘ_e …（２） フィルタＷｃ（ｓ）１３は、理想入力ｕ_ideal＝ｕ_sw＋
ｕ_lnから理想減衰力ｆ_idealを次のように演算する。

【００２５】 （ｄ／ｄｔ）ｘ_c＝Ａ_cｘ_c＋Ｂ_cｕ_ideal …（３） ｆ_ideal＝Ｃ_cｘ_c …（４） ここでＡ_C、Ｂ_C、Ｃ_CはフィルタＷ_c（ｓ）１３の減衰特
性を表す適当な次元の定数行列である。例えばフィルタ
Ｗ_c（ｓ）がカットオフ周波数１０［Ｈｚ］のローパス
フィルタ； Ｗ_c（ｓ）＝２π×１０／（ｓ＋２π×１０）、ｓはラ
プラス演算子であれば、

【００２６】

【数１】

【００２７】とすればよい。

【００２８】減衰力目標値演算手段３は、ｆ_ideal＝
［ｆ₁ ｆ₂ ｆ₃ ｆ₄］^Tとして、 ｃ₁′＝−ｆ₁／ｘ₂＋ｃ_0f ｃ₂′＝−ｆ₂／ｘ₄＋ｃ_0f ｃ₃′＝−ｆ₃／ｘ₆＋ｃ_0r ｃ₄′＝−ｆ₄／ｘ₈＋ｃ_0r …（５） により、それぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪の減
衰力目標値ｃ₁′、ｃ₂′、ｃ₃′、ｃ₄′を出力する。こ
こでｃ_0f、ｃ_0rは高周波帯域の振動特性から決められる
所定の定数である。なお、請求項の記載との関係で、ｃ
_0f、ｃ_0rは減衰定数目標値に、−ｆ₁／ｘ₂、−ｆ₂／
ｘ₄、−ｆ₃／ｘ₆、−ｆ₄／ｘ₈は減衰定数修正値に、そ
れぞれ対応する。

【００２９】減衰力可変ショックアブソーバ４はｃ′＝
［ｃ₁′ ｃ₂′ ｃ₃′ ｃ₄′］^Tを入力し、その発生
減衰力ｃ＝［ｃ₁ ｃ₂ ｃ₃ ｃ₄］^Tが、 ｃ＝ｃ′ …（６） となるものとする。

【００３０】以下、各制御ゲインの導き方を説明する。

【００３１】図３に示す懸架系を考える。この系のバネ
上の運動方程式は次のように書くことができる。

【００３２】 ｍ₂（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂＝Ｆ₁＋Ｆ₂＋Ｆ₃＋Ｆ₄ ｉ_θ2（ｄ²／ｄｔ²）θ₂＝−Ｌ_f（Ｆ₁＋Ｆ₂）＋Ｌ_r（Ｆ₃＋Ｆ₄） ｉ_ψ2（ｄ²／ｄｔ²）ψ₂＝Ｗ_f（−Ｆ₁＋Ｆ₂）＋Ｗ_r（−Ｆ₃＋Ｆ₄） ただし、 Ｆ₁＝−ｋ_2f（ｚ₂₁−ｚ₁₁）−ｃ_2f［（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₁−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₁］ Ｆ₂＝−ｋ_2f（ｚ₂₂−ｚ₁₂）−ｃ_2f［（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₂−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₂］ Ｆ₃＝−ｋ_2r（ｚ₂₃−ｚ₁₃）−ｃ_2r［（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₃−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₃］ Ｆ₄＝−ｋ_2r（ｚ₂₄−ｚ₁₄）−ｃ_2r［（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₄−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₄］ …（７） ここで、ｍ₂はバネ上（全体の）質量、ｉ_θ2はピッチン
グ（図中θ₂方向への回動）に対するバネ上の慣性モー
メント、ｉ_ψ2はローリング（図中ψ₂方向への回動）に
関するバネ上の慣性モーメント、ｋ_2fは前輪側のバネ剛
性、ｋ_2rは後輪側のバネ剛性、ｃ₂₁は右前輪のショクア
ブソーバ減衰定数、ｃ₂₂は左前輪のショクアブソーバ減
衰定数、ｃ₂₃は右後輪のショクアブソーバ減衰定数、ｃ
₂₄は左後輪のショクアブソーバ減衰定数、（ｄ²／ｄ
ｔ²）ｚ₂はバネ上の絶対座標に対する上下方向加速度、
（ｄ²／ｄｔ²）θ₂はバネ上のピッチ角加速度、（ｄ²／
ｄｔ²）ψ₂はバネ上のロール角加速度、ｚ₂₁は右前輪の
バネ上変位、ｚ₂₂は左前輪のバネ上変位、ｚ₂₃は右後輪
のバネ上変位、ｚ₂₄は左後輪のバネ上変位、ｚ₁₁は右前
輪のバネ下変位、ｚ₁₂は左前輪のバネ下変位、ｚ₁₃は右
後輪のバネ下変位、ｚ₁₄は左後輪のバネ下変位、Ｌ_fは
バネ上重心から前輪までの水平方向長さ、Ｌ_rはバネ上
重心から後輪までの水平方向長さ、Ｗ_fは左右前輪の間
隔の１／２、Ｗ_rは左右後輪の間隔の１／２である。懸
架系の目的は外乱ｚ₀₁、ｚ₀₂、ｚ₀₃、ｚ₀₄（それぞれバ
ネ下変位ｚ₁₁、ｚ₁₂、ｚ₁₃、ｚ₁₄に影響する）の存在下
で、バネ上の動きを制振することである。

【００３３】右前輪のバネ上とバネ下の相対変位をｘ₁
＝ｚ₂₁−ｚ₁₁、右前輪のバネ上とバネ下の相対速度をｘ
₂＝（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₁−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₁、左前輪のバ
ネ上とバネ下の相対変位をｘ₃＝ｚ₂₂−ｚ₁₂、左前輪の
バネ上とバネ下の相対速度をｘ₄＝（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₂−
（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₂、右後輪のバネ上とバネ下の相対変位
をｘ₅＝ｚ₂₃−ｚ₁₃、右後輪のバネ上とバネ下の相対速
度をｘ₆＝（ｄ／ｄｔ）ｚ₂₃−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₃、左後
輪のバネ上とバネ下の相対変位をｘ₇＝ｚ₂₄−ｚ₁₄、左
後輪のバネ上とバネ下の相対速度をｘ₈＝（ｄ／ｄｔ）
ｚ₂₄−（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₄とおくと、

【００３４】

【数２】

【００３５】が得られる。ただし、 α₁＝１／ｍ₂＋Ｌ_f ²／ｉ_θ2＋Ｗ_f ²／ｉ_ψ2、 α₂＝１／ｍ₂＋Ｌ_f ²／ｉ_θ2−Ｗ_f ²／ｉ_ψ2、 α₃＝１／ｍ₂−Ｌ_fＬ_r／ｉ_θ2＋Ｗ_fＷ_r／ｉ_ψ2、 α₄＝１／ｍ₂−Ｌ_fＬ_r／ｉ_θ2−Ｗ_fＷ_r／ｉ_ψ2、 β₁＝１／ｍ₂−Ｌ_fＬ_r／ｉ_θ2＋Ｗ_fＷ_r／ｉ_ψ2、 β₂＝１／ｍ₂−Ｌ_fＬ_r／ｉ_θ2−Ｗ_fＷ_r／ｉ_ψ2、 β₃＝１／ｍ₂＋Ｌ_r ²／ｉ_θ2＋Ｗ_r ²／ｉ_ψ2、 β₄＝１／ｍ₂＋Ｌ_r ²／ｉ_θ2−Ｗ_r ²／ｉ_ψ2、 である。

【００３６】（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₁＝［（ｄ²／ｄｔ²）ｚ
₁₁ （ｄ²／ｄｔ²）ｚ₁₂ （ｄ²／ｄｔ²）ｚ₁₃ （ｄ²
／ｄｔ²）ｚ₁₄］^Tとして、式（８）を次のように書き直
す。

【００３７】

【数３】

【００３８】ただし、

【００３９】

【数４】

【００４０】である。ｃ_u1、ｃ_u2、ｃ_u3、ｃ_u4は、ぞれ
ぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪の減衰力可変ショ
ックアブソーバ４の減衰係数可変代である。ｃ_0f、ｃ_0r
は実際のショックアブソーバの可変代と関係なく、後で
述べるように、高周波帯域での振動特性を考慮して決め
る。

【００４１】ｕはフィルタＷ_c（ｓ）を介して、 ｕ（ｓ）＝Ｗ_c（ｓ）ｕ_ideal …（１０） のように発生させる。このように、例えばＷ_c（ｓ）を
ローパスフィルタとしておけばｕ（ｓ）の高周波成分が
減衰され、高周波帯域では、 ｕ≒０ ⇒ｃ_u1≒０、ｃ_u2≒０、ｃ_u3≒０、ｃ_u4≒０ ⇒ｃ₂₁≒ｃ_0f、ｃ₂₂≒ｃ_0f、ｃ₂₃≒ｃ_0r、ｃ₂₄≒ｃ_0r …（１１） となる。この効果については後に説明する。

【００４２】さて、式（１０）のようにｕを発生する
と、懸架系とフィルタの拡大系は、次のように表すこと
ができる。

【００４３】

【数５】

【００４４】また，加速度［（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂、（ｄ²
／ｄｔ²）θ₂、（ｄ²／ｄｔ²）ψ₂］^Tは、 ［（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂、（ｄ²／ｄｔ²）θ₂、（ｄ²／ｄｔ²）ψ₂］^T＝［Ｃ_P0 Ｄ _P0 Ｃ_c］ｘ_e …（１３） となる。ここで、ｘ_e＝［ｘ^T ｘ_c ^T］^Tであり、

【００４５】

【数６】

【００４６】である。

【００４７】以下、Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｍｏｄｅ制御理論
に基づき制御ゲインを導く。

【００４８】式（１２）はＴ₁Ｂ_c＝［０ Ｂ₂ ^T］^T、Ｂ₂
は正則行列、となるＴ₁を用いた相似変換；

【００４９】

【数７】

【００５０】により、

【００５１】

【数８】

【００５２】と書き直せる。

【００５３】式（９）のようにｕ_idealを発生すると、
制御を始めてから実用上十分短い時間のうちに、Ｓｌｉ
ｄｉｎｇ Ｍｏｄｅを切換面； σ＝０、σ＝Ｆｙ₁＋ｙ₂ …（１５） に発生させることができる。すなわち、拡大系の状態量
はσ＝０の平面に拘束される［ただし参考文献３を参
照］。このとき拡大系の運動は， （ｄ／ｄｔ）ｙ₁＝Ａ₁₁ｙ₁＋Ａ₁₂ｙ₂＋Ｂ₁₁（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₁ ｙ₂＝−Ｆｙ₁ …（１６） すなわち、 （ｄ／ｄｔ）ｙ₁＝（Ａ₁₁−Ａ₁₂Ｆ）ｙ₁＋Ｂ₁₁（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₁ …（１７） と表現できる。

【００５４】制御目的を満たすには、望ましい切換面に
状態を拘束すればよい。言葉をかえると、式（１７）が
好ましい振動特性を表すようにすればよい。これは、 （ｄ／ｄｔ）ｙ₁＝Ａ₁₁ｙ₁＋Ａ₁₂ｖ で表される系を、状態フィードバックｖ＝−Ｆｙ₁で制
振する問題と等価である。このようなフィードバックゲ
インＦ（切換面）を設計するには次の公知の方法を用い
ればよい。

【００５５】状態が切換面σ＝０に拘束されていると
き、次の評価関数

【００５６】

【数９】

【００５７】が最小になる切換面σ_∞＝０、σ_∞＝Ｆ_∞
ｙ₁＋ｙ₂は式（１６）からＨ_∞最適化により設計でき
る。ここで、Ｑは正定対称な重み行列、ｙ＝［ｙ₁
ｙ₂］^T、γは懸架系の特性とフィルタの特性によって決
まる定数である。あるいは、（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₁をイン
パルス関数又は白色ノイズと仮定すると、Ｓｌｉｄｉｎ
ｇＭｏｄｅが発生しているとき次の評価関数；

【００５８】

【数１０】

【００５９】が最小になる切換面σ₂＝０、σ₂＝Ｆ₂ｙ₁
＋ｙ₂は，Ｈ₂最適化により設計できる［参考文献３参
照］。

【００６０】ここで、例えばバネ上上下加速度（ｄ²／
ｄｔ²）ｚ₂、バネ上ピッチ角加速度（ｄ²／ｄｔ²）θ₂
バネ上ロール角加速度（ｄ²／ｄｔ²）ψ₂を抑えたい
ときには、［（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂ （ｄ²／ｄｔ²）θ₂
（ｄ²／ｄｔ²）ψ₂］^Tを評価関数に入れればよく、 ［（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂ （ｄ²／ｄｔ²）θ₂ （ｄ²／ｄｔ²）ψ₂］^T＝［Ｃ_P0 Ｄ _P0 Ｃ_c］ｘ_e、Ｔ₂ｘ_e＝ｙ …（１８） となることから、 Ｑ＝Ｑ₀＋（Ｑ_W［Ｃ_P0 Ｄ_P0Ｃ_c］Ｔ₂ ^-1）^T（Ｑ_W［Ｃ_P0 Ｄ_P0Ｃ_c］Ｔ₂ ^-1） …（１８ａ） とすればよい。だだし、ｘ_e＝［ｘ^T ｘ_c ^T］^T、Ｑ₀はＱ
の正定対称性を満たすための行列である。ここで、

【００６１】

【数１１】

【００６２】であり、上下動、ピッチング、ローリング
に対して、それぞれ上下重みｑ_z、ピッチング重みｑ_p、
ローリング重みｑ_rによって、個別に重み付け可能な構
成となっている。

【００６３】Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｍｏｄｅを実現する理想
入力ｕ_idealは、 ｕ_ideal＝Ｌｘ_e＋ρＭｘ_e／（‖Ｎｘ_e‖＋δ） …（１９） と発生すればよい。ここで、制御ゲインＬ、Ｍ、Ｎは前
記参考文献３に示された適当な行列であり、次のように
求められる。まず、Σ、Θ、Фを次のように定義する。

【００６４】Σ＝Ａ₁₁−Ａ₁₂Ｆ Θ＝ＦΣ−Ａ₂₂Ｆ＋Ａ₂₁ Ф＝ＦＡ₁₂＋Ａ₂₂ これらから、Ｌ、Ｍ、Ｎは、 Ｌ＝−Ｂ₂ ^-1（Θ Ф−Ф′）Ｔ₃Ｔ₂ Ｍ＝−Ｂ₂ ^-1（０ Ｐ₂）Ｔ₃Ｔ₂ Ｎ＝（０ Ｐ₂）Ｔ₃Ｔ₂ となる。ここでＰ₂は次のＬｙａｐｕｎｏｖ方程式の正
定対称解とする。

【００６５】Ｐ₂Ф′＋Ф′^TＰ₂＝−Ｉ Ф′とρは設計パラメータで、それぞれＳｌｉｄｉｎｇ
ｍｏｄｅへの収束の速さを決める安定行列、ｕ_swの大
きさを決める正定数である。また、

【００６６】

【数１２】

【００６７】である。

【００６８】δ≧０は設計パラメータで、チャタリング
を防止する正定数である。減衰定数の応答が十分速く、
かつ相対変位、相対速度の検出が十分速く行えるときに
は、δ＝０とするとｕ_swは不連続な切換入力となり、切
換面への状態の拘束を確実にすることができる。

【００６９】ｕ_idealから理想減衰力は前に示したよう
に、 ｆ_ideal（ｓ）＝Ｗ_c（ｓ）ｕ_ideal（ｓ） と発生される。理想減衰力で、ショックアブソーバで発
生可能なｆ_sabsは −ｆ_ideal／ｘ₂＝ｃ″≧０、ｆ_sabs＝−ｃ″ｘ₂ …（２０） で−ｆ_ideal／ｘ₂≧０のときに限られる。ここで必ずし
も−ｆ_ideal／ｘ₂≧０である保証はないが、フィルタＷ
_c（ｓ）や切換面σ＝０が適切に設定されていれば実用
領域で十分な制御効果を期待することができる。このこ
とから減衰力可変ショックアブソーバの減衰定数の目標
値は減衰力の固定分ｃ₀を考慮して式（５）に示したよ
うに、 ｃ′＝ｃ_u＋ｃ₀、 ｃ′＝［ｃ₁′ ｃ₂′ ｃ₃′ ｃ₄′］^T ｃ_u＝［−ｆ_ideal／ｘ₂ −ｆ_ideal／ｘ₄ −ｆ_ideal／ｘ₆ −ｆ_ideal／ｘ₈］^T ｃ₀＝［ｃ_0f ｃ_0f ｃ_0r ｃ_0r］^T とすればよい。

【００７０】つぎにｃ_0f、ｃ_0rの効果について説明す
る。懸架系の運動方程式（７）から分かるように、バネ
上の振動を制振する場合に、ｚ₁₁、ｚ₁₂、ｚ₁₃、ｚ₁₄、
（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₁、（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₂、（ｄ／ｄｔ）ｚ
₁₃、（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₄は外乱であり、ｋ_2f、ｋ_2r、
ｃ₂₁、ｃ₂₂，ｃ₂₃、ｃ₂₄はそれぞれの入力ゲインになっ
ている。したがって、ｃ₂₁、ｃ₂₂，ｃ₂₃、ｃ₂₄の値を小
さくすれば外乱（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₁、（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₂、
（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₃、（ｄ／ｄｔ）ｚ₁₄の影響は小さくな
るが、ダンピングが不足し、バネ上共振周波数の付近の
振動が大きくなってしまう。

【００７１】ところが、以上述べてきた制御方式におい
て、例えばフィルタＷ_c（ｓ）をローパスフィルタと
し、ｃ_0f、ｃ_0rを十分小さい値としておけば、式（１
１）で述べたように，高周波ではｃ₂₁≒ｃ_0f、ｃ₂₂≒ｃ
_0f、ｃ₂₃≒ｃ_0r、ｃ₂₄≒ｃ_0rとなり、外乱の遮断性が改
良され、かつ低周波帯域ではＳｌｉｄｉｎｇ Ｍｏｄｅ
制御の効果が現れて懸架系のダンピングを改良すること
ができる。

【００７２】さて、本発明は前述したように、制御ゲイ
ンＬ、Ｍ、Ｎを決定するための重み行列Ｑを式（１８
ａ）のように与えたので、ｑ_zとｑ_pの大小関係により、
バネ上上下加速度（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂とバネ上ピッチ角
加速度（ｄ²／ｄｔ²）θ₂のどちらをより抑制するか
を、選択することができる。

【００７３】すなわち、式（１８）において、上下重み
ｑ_zをピッチング重みｑ_pより大きく設定した場合のバネ
上上下加速度（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂とバネ上ピッチ角加速
度（ｄ²／ｄｔ²）θ₂は、それぞれ、例えば図４、図５
において線（Ａ）に示したような特性をとる。一方、ピ
ッチング重みｑ_pを上下重みｑ_zより大きく設定した場合
のバネ上上下加速度（ｄ²／ｄｔ²）ｚ₂とバネ上ピッチ
角加速度（ｄ²／ｄｔ²）θ₂は、それぞれ、例えば図
４、図５において線（Ｂ）に示したような特性をとる。

【００７４】これらの線（Ａ）と線（Ｂ）を比較すれば
分かるように、ｑ_z＞ｑ_pならば、バネ上上下加速度がバ
ネ上ピッチ角加速度に比べてより抑制される。一方、ｑ
_p＞ｑ_zならば、バネ上ピッチ角加速度がバネ上上下加速
度に比べて、より抑制される。

【００７５】したがって、前後加速度Ｇが所定の設定値
（基準値）より小さいときには、上下重みｑ_zとピッチ
ング重みｑ_pをｑ_z＞ｑ_pと設定し、これらの重みにした
がって切り換えられる制御ゲインＬ、Ｍ、Ｎを用いるこ
とで、バネ上上下加速度を主として抑制するようにす
る。これにより、一定速走行中および緩加速、緩制動時
など、前後加速度Ｇが小さく、ピッチングについてあま
り考慮しなくてよい運転状況においては、バネ上上下加
速度の抑制が優先される。

【００７６】一方、前後加速度Ｇが設定値より大きいと
きには、ｑ_z＜ｑ_pと設定し、これらの重みにしたがって
切り換えられる制御ゲインＬ、Ｍ、Ｎを用いることで、
バネ上ピッチ角加速度を主として抑制するようにする。
これにより、急加速、急減速時など、前後加速度Ｇが大
きくなり、特にピッチングの抑制が必要となる場合に
は、バネ上上下加速度の抑制よりも、バネ上ピッチ角加
速度の抑制が優先されることとなる。

【００７７】図６、図７には本発明の他の実施の形態を
示す。

【００７８】図６に示すように、この実施の形態では、
図１の前後加速度検出手段の代わりに車両の加速指示信
号および減速指示信号として、アクセルペダル角λ_Aお
よびブレーキペダル角λ_Bを検出する加減速指示検出手
段６が設けられる。減衰定数目標値決定手段３は、相対
変位検出手段１からのバネ上とバネ下の相対変位、相対
速度検出手段２からのバネ上とバネ下の相対速度、横加
速度検出手段６からのアクセルペダル踏み込み角λ
_A（以下アクセルペダル角λ_Aと略記する）およびブレー
キペダル踏み込み角λ_B（以下ブレーキペダル角λ_Bと略
記する）に基づいて減衰力の目標値を演算し、この結果
を減衰力可変ショックアブソーバ４に入力して目標とす
る減衰力を発生させるように制御する。

【００７９】すなわち、図７の減衰定数目標値演算手段
３の具体的な構成において示されるように、アクセルペ
ダル角λ_Aおよびブレーキペダル角λ_Bは制御ゲイン演算
手段１８に入力され、このアクセルペダル角λ_Aおよび
ブレーキペダル角λ_Bに応じて切換入力演算手段１１の
制御ゲインＭ、Ｎと線形入力演算手段１２の制御ゲイン
Ｌが、適切なものへと切り換えられるようになってい
る。

【００８０】具体的には、例えば一定速走行時、緩加速
時、緩制動時など、アクセルペダル角λ_Aおよびブレー
キペダル角λ_Bのいずれもが設定値より小さいときに
は、ｑ_z＞ｑ_pであるときの制御ゲインＬ、Ｍ、Ｎに切り
換えることで、バネ上上下加速度を主として抑制する。
一方、アクセルペダル角λ_Aおよびブレーキペダル角λ_B
のいずれか一方が設定値より大きいときには、ｑ_z＜ｑ_P
としたときの制御ゲインＬ、Ｍ、Ｎを用いることで、バ
ネ上ピッチ角加速度を主として抑制して、急加速、急減
速時など、特にスクオットやノーズダイブなど、ピッチ
ングの抑制が必要となる場合に、対応できるようになっ
ている。

【００８１】以上のように、本発明では、前後加速度
Ｇ、または加速指示信号および減速指示信号（アクセル
ペダル角λ_Aおよびブレーキペダル角λ_B）の大小により
判断される運転状況の変化に応じて、適切な減衰力を発
生させ、車両のピッチングを適切に抑制することができ
る。

【００８２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、減衰力可
変ショックアブソーバに入力される減衰定数目標値は、
主としてバネ上の上下振動を抑制すべきときと、主とし
てバネ上のピッチングを抑制すべきときとで、それぞれ
適した値が設定されるので、運転状況に応じて的確な減
衰力が発生するように、減衰力特性が制御される。

【００８３】また、前後加速度検出手段を備えることに
より、これから検出された前後加速度と所定の基準値と
の比較により、定常走行時には主としてバネ上の上下振
動を抑制し、加減速時には主としてバネ上のピッチング
を抑制するように判断され、この判断にしたがって、バ
ネ上の上下振動の抑制に適した減衰定数目標値と、バネ
上のピッチングの抑制に適した減衰定数目標値を的確に
切り換えることができる。

【００８４】また、加減速指示検出手段を備えることに
より、これから検出された加速指示信号および減速指示
信号（例えば、アクセルペダル踏み込み角およびブレー
キペダル踏み込み角）と所定の基準値との比較により、
主としてバネ上の上下振動を抑制すべきか、主としてバ
ネ上のピッチングを抑制すべきかが正確かつ簡単に判断
され、この判断にしたがって、バネ上の上下振動の抑制
に適した減衰定数目標値と、バネ上のピッチングの抑制
に適した減衰定数目標値を的確に切り換えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】同じく減衰力演算手段を示すブロック図であ
る。

【図３】同じく懸架系を示すモデル図である。

【図４】同じく制振効果を示す特性図である。

【図５】同じく特性図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図７】本発明の他の実施の形態の減衰力演算手段を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ 相対変位検出手段 ２ 相対速度検出手段 ３ 減衰定数目標値演算手段 ４ ショックアブソーバ ５ 前後加速度検出手段 ６ 加減速指示検出手段 １１ 切換入力演算手段 １２ 線形入力演算手段 １３ フィルタ １４ 修正値演算手段 １５ 目標値設定手段 １８ 制御ゲイン演算手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バネ上とバネ下の相対速度検出手段と、 バネ上とバネ下の相対変位検出手段と、 これらから検出された相対速度と相対変位を入力として
   減衰力可変ショックアブソーバの減衰定数目標値を設定
   する減衰力目標値演算手段と、 この減衰定数目標値を入力して減衰定数を調節する減衰
   力可変ショックバブソーバとを備えたことを特徴とする
   懸架系の減衰力制御装置において、 前記減衰力目標値演算手段が、主としてバネ上の上下振
   動の抑制に適した減衰定数目標値と、主としてバネ上の
   ピッチングの抑制に適した減衰定数目標値を、選択的に
   出力可能であることを特徴とする懸架系の減衰力制御装
   置。
2. 【請求項２】前記減衰力目標値演算手段は、所定の定数
   である基本減衰定数目標値を設定する目標値設定手段
   と、前記相対速度及び相対変位に基づいて演算した理想
   減衰力を修正した減衰定数修正値を演算する修正値演算
   手段とを備え、これら基本減衰定数目標値と減衰定数修
   正値とを含む減衰定数目標値を出力する一方、前記減衰
   力目標値演算手段は、さらに前記理想減衰力の演算のた
   めの制御ゲインを出力する制御ゲイン演算手段を備え、
   この制御ゲインにより、前記バネ上の上下振動の抑制に
   適した減衰定数目標値と、前記バネ上のピッチングの抑
   制に適した減衰定数目標値とを選択的に切り換えること
   を特徴とする請求項１に記載の懸架系の減衰力制御装
   置。
3. 【請求項３】懸架系の前後加速度を検出する前後加速度
   検出手段を備え、前記バネ上の上下振動の抑制に適した
   減衰定数目標値と、前記バネ上のピッチングの抑制に適
   した減衰定数目標値とを、前記検出された前後加速度と
   所定の基準値との大小関係に応じて切り換えることを特
   徴とする請求項１に記載の懸架系の減衰力制御装置。
4. 【請求項４】車両の加速を指示する加速指示信号と、車
   両の減速を指示する減速指示信号を検出する検出する加
   減速指示検出手段を備え、前記バネ上の上下振動の抑制
   時に適した減衰定数目標値と、前記バネ上のピッチング
   の抑制時に適した減衰定数目標値とを、前記検出された
   加速指示信号および減速指示信号と所定の基準値との大
   小関係に応じて切り換えることを特徴とする請求項１に
   記載の懸架系の減衰力制御装置。
5. 【請求項５】前記加速指示信号はアクセルペダル踏み込
   み角を検出する信号であり、前記減速指示信号はブレー
   キペダル踏み込み角を検出する信号であることを特徴と
   する請求項４に記載の懸架系の減衰力制御装置。