特許 6243307 サスペンション用制御装置及びサスペンション装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6243307

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】サスペンション用制御装置及びサスペンション装置

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/018 20060101AFI20171127BHJP

【ＦＩ】

   B60G17/018

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-174111(P2014-174111)

(22)【出願日】2014年8月28日

(65)【公開番号】特開2016-49782(P2016-49782A)

(43)【公開日】2016年4月11日

【審査請求日】2016年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】栗城 信晴

【審査官】 菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５３９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０９６４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４６０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８６６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｇ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サスペンション装置におけるアクティブ制御を行うサスペンション用制御装置であって、
前記制御装置は、
ばね下加速度センサから取得したばね下加速度に基づいてばね下速度を算出すると共に、ばね上加速度センサから取得したばね上加速度に基づいてばね上速度を算出し、
前記ばね上加速度及び前記ばね上速度のフィードバック項を用いるばね上フィードバック制御と、前記ばね下加速度及び前記ばね下速度のフィードバック項を用いるばね下フィードバック制御とを組み合わせて実行し、
さらに、前記制御装置は、
前記ばね下加速度に対して１次フィルタ処理を実行して前記ばね下速度を算出するばね下１次フィルタと、
前記ばね上加速度に対して１次フィルタ処理を実行して前記ばね上速度を算出するばね上１次フィルタと
の少なくとも一方を有し、
さらに、前記制御装置は、
前記ばね下加速度に第１フィードバック係数を乗算した第１フィードバック項と、
前記ばね下速度に第２フィードバック係数を乗算した第２フィードバック項と、
前記ばね上加速度に第３フィードバック係数を乗算した第３フィードバック項と、
前記ばね上速度に第４フィードバック係数を乗算した第４フィードバック項と
の合計値に基づいて前記サスペンション装置の制御量を算出し、
さらに、前記制御装置は、前記第１フィードバック係数を負の値に設定する
ことを特徴とする制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置において、
前記ばね下１次フィルタは、前記ばね下加速度の位相を−９０°変化させて前記ばね下速度を算出する、又は
前記ばね上１次フィルタは、前記ばね上加速度の位相を−９０°変化させて前記ばね上速度を算出する
ことを特徴とする制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の制御装置を備えるサスペンション装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクティブ制御を行うサスペンション用制御装置及び当該サスペンション用制御装置を備えるサスペンション装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、車体の各車輪位置に対応して上下加速度検出手段及び上下速度検出手段を配置することにより、実車に適した上下加速度及び上下速度を検出することにより、各振動モードの制振を確実に行うと共に、指令値にのみ応動する圧力制御弁を使用することにより、ばね下からの振動入力に対して減衰力を生じることがなく、共振周波数付近を含めて振動伝達率を大幅に低減することが可能な能動型サスペンションを提供することを目的としている（第２頁左下欄第８行〜第１８行）。

【0003】

加えて、特許文献１では、他の目的として、各車輪位置に対応する上下速度を検出する際に上下加速度を積分して行う場合に、ノイズの混入や坂道走行時等で上下加速度検出値が略ゼロであるにもかかわらず加速度検出値が検出されたときには、上下速度が変動しているものとして誤検出されることになるが、積分器の蓄積データを車体の振動が少ないときにリセットすることにより、上下速度の誤検出を防止することが可能な能動型サスペンションを提供することが挙げられている（第２頁左下欄第１９行〜同右下欄第８行）。

【0004】

上記目的を達成するため、特許文献１の請求項３に係る能動型サスペンションは、各車輪側部材と車体側部材との間に介装した流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの作動圧を指令値にのみ応じて変化させることが可能な圧力制御弁と、該圧力制御弁に指令値を出力する制御装置とを備える。さらに、前記能動型サスペンションは、車体の各車輪の略直上部における上下加速度をそれぞれ検出する上下加速度検出手段と、該上下加速度検出手段の上下加速度検出値を積分器で積分して上記各位置における上下速度を検出する上下速度検出手段とを有する。前記制御装置は、前記上下加速度検出手段の上下加速度検出値及び前記上下速度検出手段の上下速度検出値に基づき指令値を演算する。前記上下速度検出手段は、前記上下加速度検出値が予め設定した設定値よりも小さい期間が予め設定した期間以上であるときに前記積分器の蓄積データを予め設定された期間内にリセットする。すなわち、特許文献１では、ばね上加速度のフィードバック制御と、ばね上加速度を積分したばね上速度のフィードバック制御（スカイフック制御）とを組み合わせて用いる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６２−２８９４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のように、特許文献１では、ばね上加速度のフィードバック制御と、ばね上加速度を積分したばね上速度のフィードバック制御（スカイフック制御）とを組み合わせて用いる（請求項３）。特許文献１の技術では、ばね下加速度又はばね下速度が考慮されておらず、仮にばね下加速度又はばね下速度が増大した場合におけるばね下の構成要素に対する影響が検討されていない。ばね下の構成要素の振動が大きくなると、例えば、車両の操縦安定性を低下させる可能性がある。

【0007】

加えて、特許文献１では、ノイズの混入や坂道走行時等でばね上加速度検出値が略ゼロであるにもかかわらずばね上加速度検出値が検出された場合に所定条件を満たせば積分器の蓄積データをリセットする（請求項３）。しかしながら、ばね上加速度を検出する加速度センサからの出力信号には、直流（ＤＣ）成分が含まれることがある。その場合、加速度センサからの出力信号を積分するだけでは、ＤＣ成分の変動による誤差（ドリフト誤差）を含んでしまい、アクティブサスペンション装置を精度良く作動させることが困難になる可能性がある。

【0008】

本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、ばね上に加えてばね下も制振を行いつつ、アクティブ制御を高精度に実行することが可能なサスペンション用制御装置及びサスペンション装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るサスペンション用制御装置は、サスペンション装置におけるアクティブ制御を行うものであって、前記制御装置は、ばね下加速度センサから取得したばね下加速度に基づいてばね下速度を算出すると共に、ばね上加速度センサから取得したばね上加速度に基づいてばね上速度を算出し、前記ばね上加速度及び前記ばね上速度のフィードバック項を用いるばね上フィードバック制御と、前記ばね下加速度及び前記ばね下速度のフィードバック項を用いるばね下フィードバック制御とを組み合わせて実行し、さらに、前記制御装置は、前記ばね下加速度に対して１次フィルタ処理を実行して前記ばね下速度を算出するばね下１次フィルタと、前記ばね上加速度に対して１次フィルタ処理を実行して前記ばね上速度を算出するばね上１次フィルタとの少なくとも一方を有することを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、ばね上加速度及びばね上速度のフィードバック項を用いるばね上フィードバック制御と、ばね下加速度及びばね下速度のフィードバック項を用いるばね下フィードバック制御とを組み合わせて実行する。これにより、ばね上に加え、ばね下の制振効果を得ることが可能となる。

【0011】

さらに、本発明によれば、ばね下加速度に対して１次フィルタ処理を実行して算出したばね下速度と、ばね上加速度に対して１次フィルタ処理を実行して算出したばね上速度との少なくとも一方を用いる。これにより、ばね下又はばね上の制振効果を向上することが可能となる。

【0012】

すなわち、一般に、ばね下加速度センサの出力信号には、真値とは関係がない変動成分（ドリフト成分）が含まれている。このため、仮に、ばね下加速度センサの検出値を単に積算する積分器を用いてばね下速度を求める場合、当該ドリフト成分の変動による誤差（ドリフト誤差）が累積する。従って、前記積分器から出力されるばね下速度にはドリフト誤差が含まれる分、精度が落ちる可能性がある。

【0013】

本発明において、ばね下加速度に対して１次フィルタによる１次フィルタ処理を行ってばね下速度を算出する場合、ドリフト誤差を回避し、ばね下速度を高精度に求め、ばね下の制振性能を向上することが可能となる。ばね上加速度の場合も同様にばね上速度を高精度に求めることが可能となり、ばね上の制振性能を向上することが可能となる。

【0014】

前記制御装置は、前記ばね下加速度に第１フィードバック係数を乗算した第１フィードバック項と、前記ばね下速度に第２フィードバック係数を乗算した第２フィードバック項と、前記ばね上加速度に第３フィードバック係数を乗算した第３フィードバック項と、前記ばね上速度に第４フィードバック係数を乗算した第４フィードバック項との合計値に基づいて前記サスペンション装置の制御量を算出てもよい。また、前記制御装置は、前記ばね下加速度に乗算する第１フィードバック係数を負の値に設定してもよい。これにより、見かけ上のばね下の構成要素（ばね下部材）の質量を減少させ、ばね下固有振動数を増加させることで、振動ゲインを低減することが可能となる。

【0015】

前記ばね下１次フィルタは、前記ばね下加速度の位相を−９０°変化させて前記ばね下速度を算出してもよい。或いは、前記ばね上１次フィルタは、前記ばね上加速度の位相を−９０°変化させて前記ばね上速度を算出してもよい。これにより、ばね下速度又はばね上速度を高精度に算出することが可能となる。

【0016】

本発明に係るサスペンション装置は、上記制御装置を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ばね上に加えて、ばね下も制振を行いつつ、アクティブ制御を高精度に実行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係るサスペンション装置を搭載した車両の一部を簡略的に示す概略構成図である。

【図2】前記実施形態の前記サスペンション装置の動作を説明するための等価モデルを示す図である。

【図3】前記実施形態における電子制御装置による電磁モータの制御を示すフローチャートである。

【図4】前記電磁モータの目標電流の設定を説明するためのブロック図である。

【図5】図５Ａは、１次フィルタを通過する信号（以下「通過信号」という。）の周波数と、前記通過信号の振幅との関係を示し、図５Ｂは、前記通過信号の前記周波数と、前記通過信号の位相との関係を示す図である。

【図6】前記実施形態に係る前記サスペンション装置を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例と、第１・第２比較例に係るサスペンション装置を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例とを示す図である。

【図7】前記実施形態に係る前記サスペンション装置を用いた場合におけるばね上の振動伝達特性の例と、前記第１・第２比較例に係る前記サスペンション装置を用いた場合におけるばね上の振動伝達特性の例とを示す図である。

【図8】第１〜第４変形例に係るサスペンション装置を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例と、前記第１・第２比較例に係る前記サスペンション装置を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

Ａ．一実施形態
［Ａ１．車両１０の構成］
（Ａ１−１．車両１０の全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１２を搭載した車両１０の一部を簡略的に示す概略構成図である。サスペンション装置１２は、各車輪２４に対応するコイルばね２０及びダンパ２２を有する。

【0020】

（Ａ１−２．コイルばね２０）
コイルばね２０は、車体２６とスプリングシート４８との間に配置され、路面３００から車輪２４に入力される振動（路面振動）を吸収する。

【0021】

（Ａ１−３．ダンパ２２）
（Ａ１−３−１．ダンパ２２の全体構成）
ダンパ２２は、コイルばね２０（又は車体２６）の変位を減衰させる。図１に示すように、ダンパ２２は、ダンパ本体３０と、油圧機構３２と、第１加速度センサ３４と、第２加速度センサ３６と、電子制御装置３８（以下「ＥＣＵ３８」という。）とを備える。

【0022】

（Ａ１−３−２．ダンパ本体３０）
ダンパ本体３０は、スプリングシート４８に加え、油圧シリンダ４０、ピストンヘッド４２、ピストンロッド４４及びピストンバルブ４６を備える。油圧シリンダ４０は、円筒状の部材であり、ピストンヘッド４２により、その内部が第１油圧室５０及び第２油圧室５２に区画される。第１油圧室５０及び第２油圧室５２には油が充填されている。ピストンロッド４４は、油圧シリンダ４０の内周面と略等しい直径のピストンヘッド４２をその一端に固定すると共に、他端が車体２６に固定されている。ピストンバルブ４６は、ピストンヘッド４２内に形成され、第１油圧室５０と第２油圧室５２とを連通させる。スプリングシート４８は、油圧シリンダ４０の外周に形成されてコイルばね２０の一端を支持する。

【0023】

（Ａ１−３−３．油圧機構３２）
油圧機構３２は、ダンパ２２における油の流通を制御するものであり、油圧ポンプ６０と、油流路６２と、アキュムレータ６４と、電磁モータ６６（以下「モータ６６」ともいう。）とを備える。油流路６２内の油は、油圧ポンプ６０によりその流れの向き及び圧力が制御される。モータ６６は、ＥＣＵ３８からの指令に基づき油圧ポンプ６０を動作させる。本実施形態の電磁モータ６６は、直流（ＤＣ）式であるが、交流（ＡＣ）式としてもよい。また、モータ６６を動作させるための図示しないバッテリ（蓄電装置）が設けられる。前記バッテリには、モータ６６の回生電力を充電してもよい。

【0024】

（Ａ１−３−４．第１加速度センサ３４及び第２加速度センサ３６）
第１加速度センサ３４（以下「ばね下センサ３４」又は「加速度センサ３４」ともいう。）は、コイルばね２０よりも車輪２４側（すなわち、ばね下）に配置されて、ばね下の上下方向Ｚ１、Ｚ２の加速度ｘ₁’’（以下「ばね下加速度ｘ₁’’」ともいう。）［ｍ／ｓ／ｓ］を検出して、ＥＣＵ３８に出力する。

【0025】

第２加速度センサ３６（以下「ばね上センサ３６」又は「加速度センサ３６」ともいう。）は、コイルばね２０よりも車体２６側（すなわち、ばね上）に配置されて、ばね上の上下方向Ｚ１、Ｚ２の加速度Ｘ₂’’ （以下「ばね上加速度ｘ₂’’」ともいう。）［ｍ／ｓ／ｓ］を検出して、ＥＣＵ３８に出力する。

【0026】

（Ａ１−３−５．ＥＣＵ３８）
図１に示すように、ＥＣＵ３８は、入出力部７０、演算部７２及び記憶部７４を有する。入出力部７０は、加速度センサ３４、３６、モータ６６等との信号の入出力を行う。

【0027】

演算部７２は、ダンパ２２の各部を制御するものであり、制御量算出部８０及びモータ制御部８２を備える。制御量算出部８０及びモータ制御部８２は、記憶部７４に記憶された制御プログラムを起動することにより実現される。

【0028】

制御量算出部８０は、モータ６６の制御量ｕ（本実施形態では、入力電流Ｉｍｏｔ［Ａ］の目標値（以下「目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒ」又は「目標電流Ｉｍｏｔｔａｒ」という。））を算出する。制御量算出部８０は、ばね下制御部９０と、ばね上制御部９２とを有する。モータ制御部８２は、制御量算出部８０が算出したモータ６６の制御量ｕに基づいてモータ６６を制御する。

【0029】

記憶部７４は、演算部７２で用いる制御プログラム等の各種のプログラムやデータを記憶する。

【0030】

［Ａ２．本実施形態における制御］
（Ａ２−１．前提）
図２は、本実施形態のサスペンション装置１２の動作を説明するための等価モデルを示す図である。図２における各種の値の内容は、下記の通りである。
ｘ₀：路面３００の上下方向変位量［ｍ］
ｘ₁：ばね下部材１００の上下方向変位量［ｍ］
ｘ₂：ばね上部材１０２の上下方向変位量［ｍ］
Ｍ₁：ばね下部材１００の質量［ｋｇ］
Ｍ₂：ばね上部材１０２の質量［ｋｇ］
ｋ₁：ばね下部材１００のばね定数［Ｎ／ｍ］
ｋ₂：コイルばね２０のばね定数［Ｎ／ｍ］
Ｃ₂：ダンパ本体３０の減衰係数［Ｎ／ｍ／ｓ］
ｕ：電磁モータ６６に入力される制御量［Ａ］

【0031】

ばね下部材１００としては、例えば、車輪２４、第１加速度センサ３４及び油圧シリンダ４０が含まれる。ばね上部材１０２としては、例えば、車体２６及び第２加速度センサ３６が含まれる。ばね下部材１００の変位量ｘ₁は、ばね下センサ３４の検出値であるばね下加速度ｘ₁’’に基づいて算出することが可能である。ばね上部材１０２の変位量ｘ₂は、ばね上センサ３６の検出値であるばね上加速度ｘ₂’’に基づいて算出することが可能である。

【0032】

本実施形態では、ばね下加速度ｘ₁’’、ばね上加速度ｘ₂’’を積分したばね下速度ｘ₁’、ばね上速度ｘ₂’を用いる。これにより、ばね上のみならず、ばね下の影響を考慮して路面入力を低減することが可能となる。

【0033】

（Ａ２−２．具体的な処理）
（Ａ２−２−１．全体的な流れ）
図３は、本実施形態におけるＥＣＵ３８によるモータ６６の制御を示すフローチャートである。図３のステップＳ１、Ｓ２は、ＥＣＵ３８の制御量算出部８０が実行する。ステップＳ３、Ｓ４は、ＥＣＵ３８のモータ制御部８２が実行する。

【0034】

図３のステップＳ１において、ＥＣＵ３８は、第１加速度センサ３４からばね下加速度ｘ₁’’を、第２加速度センサ３６からばね上加速度ｘ₂’’を取得する。ステップＳ２において、ＥＣＵ３８は、ばね下加速度ｘ₁’’及びばね上加速度ｘ₂’’それぞれに対して１次フィルタ処理を行ってばね下速度ｘ₁’及びばね上速度ｘ₂’を算出する（詳細は、図４等を参照して後述する。）。

【0035】

ステップＳ３において、ＥＣＵ３８は、ばね下加速度ｘ₁’’、ばね上加速度ｘ₂’’、ばね下速度ｘ₁’及びばね上速度ｘ₂’に基づいてモータ６６の制御量ｕ（目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒ）を設定する。続くステップＳ４において、ＥＣＵ３８は、目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒに基づいてモータ６６を制御する。

【0036】

（Ａ２−２−２．目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒの設定（図３のＳ２、Ｓ３））
図４は、モータ６６の目標電流Ｉｍｏｔｔａｒの設定を説明するためのブロック図である。図４に示すように、ＥＣＵ３８は、第１〜第４ゲイン１１０ａ〜１１０ｄと、１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂと、第１〜第３加算器１１４ａ〜１１４ｃと、目標トルク算出部１１６と、目標電流算出部１１８と、ＰＩＤ演算部１２０とを有する。

【0037】

第１ゲイン１１０ａは、第１加速度センサ３４からのばね下加速度ｘ₁’’に対し、正の係数Ｇ₁を乗算して第１加算器１１４ａに出力する。１次フィルタ１１２ａ（以下「ばね下１次フィルタ１１２ａ」ともいう。）は、第１加速度センサ３４からのばね下加速度ｘ₁’’に対し、１次フィルタ処理を実行する。１次フィルタ処理について、図５Ａ及び図５Ｂを参照して後述する。

【0038】

第２ゲイン１１０ｂは、１次フィルタ１１２ａから出力されたばね下加速度ｘ₁’’に対して正の係数Ｇ₂を乗算して第１加算器１１４ａに出力する。第１加算器１１４ａは、第１ゲイン１１０ａからのＧ₁・ｘ₁’’と、第２ゲイン１１０ｂからのＧ₂・ｘ₁’との和Ｇ₁・ｘ₁’’＋Ｇ₂・ｘ₁’を第３加算器１１４ｃに出力する。

【0039】

第３ゲイン１１０ｃは、第２加速度センサ３６からのばね上加速度ｘ₂’’に対し、係数Ｇ₃を乗算して第２加算器１１４ｂに出力する。１次フィルタ１１２ｂ（以下「ばね上１次フィルタ１１２ｂ」ともいう。）は、第２加速度センサ３６からのばね上加速度ｘ₂’’に対し、１次フィルタ処理を実行する。ここでの１次フィルタ処理は、ばね下１次フィルタ１１２ａでの処理と同様である。

【0040】

第４ゲイン１１０ｄは、ばね上１次フィルタ１１２ｂから出力されたばね上加速度ｘ₂’’に対して正の係数Ｇ₄を乗算して第２加算器１１４ｂに出力する。第２加算器１１４ｂは、第３ゲイン１１０ｃからのＧ₃・ｘ₂’’と、第４ゲイン１１０ｄからのＧ₄・ｘ₂’との和Ｇ₃・ｘ₂’’＋Ｇ₄・ｘ₂’を第３加算器１１４ｃに出力する。

【0041】

第３加算器１１４ｃは、第１加算器１１４ａからの和Ｇ₁・ｘ₁’’＋Ｇ₂・ｘ₁’と、第２加算器１１４ｂからの和Ｇ₃・ｘ₂’’＋Ｇ₄・ｘ₂’とを加算した和Ｇ₁・ｘ₁’’＋Ｇ₂・ｘ₁’＋Ｇ₃・ｘ₂’’＋Ｇ₄・ｘ₂’を目標トルク算出部１１６に出力する。

【0042】

目標トルク算出部１１６は、和Ｇ₁・ｘ₁’’＋Ｇ₂・ｘ₁’＋Ｇ₃・ｘ₂’’＋Ｇ₄・ｘ₂’に基づいてモータ６６のトルクの目標値（以下「目標モータトルクＴｍｏｔｔａｒ」又は「目標トルクＴｍｏｔｔａｒ」という。）を算出して目標電流算出部１１８に出力する。目標電流算出部１１８は、目標モータトルクＴｍｏｔｔａｒに対応する目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒを算出する。なお、目標モータトルクＴｍｏｔｔａｒの算出を行わずに、和Ｇ₁・ｘ₁’’＋Ｇ₂・ｘ₁’＋Ｇ₃・ｘ₂’’＋Ｇ₄・ｘ₂’から直接目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒを算出してもよい。

【0043】

ＰＩＤ演算部１２０は、目標電流算出部１１８からの目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒと図示しない電流センサからのモータ電流Ｉｍｏｔとに基づくＰＩＤ演算（ＰＩＤ：Proportional-Integral-Derivative）を行う。ＥＣＵ３８（モータ制御部８２）は、ＰＩＤ演算部１２０の演算結果に基づいてモータ６６を制御する。

【0044】

（Ａ２−２−３．１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂ）
図５Ａは、１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂを通過する信号Ｓｐ（以下「通過信号Ｓｐ」ともいう。）の周波数ｆｐと、通過信号Ｓｐの振幅Ｍｐとの関係を示す。図５Ｂは、通過信号Ｓｐの周波数ｆｐと、通過信号Ｓｐの位相Ｐｐとの関係を示す。図５Ａ及び図５Ｂを合わせて、本実施形態における１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂのフィルタ特性を示すボード線図を構成する。

【0045】

図５Ａ及び図５Ｂにおいて、線２００、２１０は、１／ｓの特性である。ここでのｓは、ラプラス演算子を示す。図５Ａにおいて、線２０２、２０４、２０６、２０８は、１／（１＋Ｔ・ｓ）の特性である。図５Ｂにおいて、線２１２、２１４、２１６、２１８は、１／（１＋Ｔ・ｓ）の特性である。ここでのＴは、時定数を示す。線２０２、２１２は、１／（１＋ｓ）の特性（Ｔ＝１）である。線２０４、２１４は、１／（１＋２ｓ）の特性（Ｔ＝２）である。線２０６、２１６は、１／（１＋４ｓ）の特性（Ｔ＝４）である。線２０８、２１８は、１／（１＋１０ｓ）の特性（Ｔ＝１０）である。

【0046】

図５Ｂにおける矢印２２０は、本実施形態において使用する周波数ｆｐの範囲（以下「使用範囲２２０」ともいう。）を示す。すなわち、本実施形態では、位相Ｐｐが略−９０°となる領域を用いる。

【0047】

上記のように、本実施形態では、ばね下加速度ｘ₁’’の積分値としてのばね下速度ｘ₁’を算出するために１次フィルタ１１２ａを用いる。ばね下センサ３４の出力信号（ＤＣ信号）には、真値とは関係がない変動成分（ドリフト成分）が含まれている。このため、仮に、ばね下センサ３４の検出値（ばね下加速度ｘ₁’’）を単に積算する積分器を用いてばね下速度ｘ₁’を求める場合、当該ドリフト成分の変動による誤差（ドリフト誤差）が累積する。従って、前記積分器から出力されるばね下速度ｘ₁’にはドリフト誤差が含まれる分、精度が落ちる可能性がある。

【0048】

本実施形態では、ばね下加速度ｘ₁’’に対して１次フィルタ１１２ａによる１次フィルタ処理を行ってばね下速度ｘ₁’を算出する。このため、ばね下センサ３４の出力信号（ＤＣ信号）のうち例えば高周波成分を除去することによりドリフト誤差を回避し、ばね下速度ｘ₁’を高精度に求めることが可能となる。

【0049】

ばね上速度ｘ₂’についても同様のことが言える。

【0050】

［Ａ３．本実施形態及び第１・第２比較例における振動伝達特性の例］
図６は、本実施形態に係るサスペンション装置１２を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例（以下「振動伝達特性２３０」という。）と、第１・第２比較例に係るサスペンション装置を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例（以下「振動伝達特性２３２、２３４」という。）とを示す図である。図６において、横軸は、ばね下加速度ｘ₁’’の周波数ｆｘ１であり、縦軸は、ばね下加速度ｘ₁’’の振幅Ｍｘ１である。

【0051】

図７は、本実施形態に係るサスペンション装置１２を用いた場合におけるばね上の振動伝達特性の例（以下「振動伝達特性２４０」という。）と、第１・第２比較例に係るサスペンション装置を用いた場合におけるばね上の振動伝達特性の例（以下「振動伝達特性２４２、２４４」という。）とを示す図である。図７において、横軸は、ばね上加速度ｘ₂’’の周波数ｆｘ２であり、縦軸は、ばね上加速度ｘ₂’’の振幅Ｍｘ２である。

【0052】

図６及び図７において、第１比較例は、アクティブ制御を実行しない例であり、第２比較例は、ばね上のみフィードバック（ＦＢ）制御を行う例である。すなわち、第２比較例では、特許文献１と同様、ばね上加速度ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’のＦＢ制御を行う（特許文献１の第４図参照）。

【0053】

図６及び図７に示されるように、第１比較例（振動伝達特性２３２、２４２）では、ばね下の制振効果は優れるものの、ばね上の制振効果は、本実施形態及び第２比較例よりも劣る。また、第２比較例（振動伝達特性２３４、２４４）では、ばね上の制振効果は優れるものの、ばね下の周波数ｆｘ１の一部において、振幅Ｍｘ１が著しく高くなる（矢印２３６参照）。このため、ばね下部材１００が過度に振動してしまう。

【0054】

一方、本実施形態（振動伝達特性２３０、２４０）では、ばね上の制振効果を高く保ちつつ、ばね下の振幅Ｍｘ１を第２比較例よりも低減可能となる。特に、ヒトが感じ易い５Ｈｚ周囲のばね上の振幅Ｍｘ２を効果的に抑制しつつ（矢印２４６参照）、第２比較例に対してばね下の振幅Ｍｘ１の最大値を大幅に低減可能となる。

【0055】

［Ａ４．本実施形態における効果］
以上のような本実施形態によれば、ばね上加速度ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’のフィードバック項Ｇ₃・ｘ₂’’、Ｇ₄・ｘ₂’を用いるばね上フィードバック（ＦＢ）制御と、ばね下加速度ｘ₁’’及びばね下速度ｘ₁’のフィードバック項Ｇ₁・ｘ₁’’、Ｇ₂・ｘ₁’を用いるばね下フィードバック（ＦＢ）制御とを組み合わせて実行する（図３及び図４参照）。これにより、ばね上に加え、ばね下の制振効果を得ることが可能となる。

【0056】

さらに、本実施形態によれば、ばね下加速度ｘ₁’’に対して１次フィルタ処理を実行して算出したばね下速度ｘ₁’と、ばね上加速度ｘ₂’’に対して１次フィルタ処理を実行して算出したばね上速度ｘ₂’の両方を用いる（図３及び図４参照）。これにより、ばね下及びばね上の制振効果を向上することが可能となる。

【0057】

すなわち、一般に、ばね下センサ３４の出力信号には、真値とは関係がない変動成分（ドリフト成分）が含まれている。このため、仮に、ばね下センサ３４の検出値（ばね下加速度ｘ₁’’）を単に積算する積分器を用いてばね下速度ｘ₁’を求める場合、当該ドリフト成分の変動による誤差（ドリフト誤差）が累積する。従って、前記積分器から出力されるばね下速度ｘ₁’にはドリフト誤差が含まれる分、精度が落ちる可能性がある。

【0058】

本実施形態によれば、ばね下加速度ｘ₁’’に対して１次フィルタ１１２ａによる１次フィルタ処理を行ってばね下速度ｘ₁’を算出する（図３及び図４参照）。このため、ドリフト誤差を回避し、ばね下速度ｘ₁’を高精度に求め、ばね下の制振性能を向上することが可能となる。ばね上加速度ｘ₂’’の場合も同様にばね上速度ｘ₂’を高精度に求めることが可能となり、ばね上の制振性能を向上することが可能となる。

【0059】

本実施形態において、ばね下１次フィルタ１１２ａ（図４）は、ばね下加速度ｘ₁’’の位相を−９０°変化させてばね下速度ｘ₁’を算出する（図５Ｂ）。加えて、ばね上１次フィルタ１１２ｂ（図４）は、ばね上加速度ｘ₂’’の位相を−９０°変化させてばね上速度ｘ₂’を算出する（図５Ｂ）。これにより、ばね下速度ｘ₁’及びばね上速度ｘ₂’を高精度に算出することが可能となる。

【0060】

Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

【0061】

［Ｂ１．適用対象］
上記実施形態では、サスペンション装置１２を車両１０に適用した例を説明した（図１）。しかしながら、例えば、ばね下のＦＢ制御に着目すれば、これに限らない。例えば、振動減衰性能を要するその他の装置（例えば、船舶、飛行機又は製造装置）にサスペンション装置１２を適用することも可能である。

【0062】

［Ｂ２．サスペンション装置１２］
（Ｂ２−１．コイルばね２０）
上記実施形態では、路面振動（入力振動）を吸収するためのばねとしてコイルばね２０を用いた（図１）。しかしながら、例えば、路面振動（入力振動）を吸収する観点からすれば、その他の種類のばね（例えば、板ばね）を用いることも可能である。

【0063】

（Ｂ２−２．ダンパ２２）
上記実施形態では、油圧機構３２を備えるダンパ２２を用いた（図１）。しかしながら、例えば、ばね下のＦＢ制御に着目すれば、これに限らない。例えば、ボールねじ式、ラック＆ピニオン式、ダイレクト式（リニアモータ）等の構成を適用可能である。

【0064】

（Ｂ２−３．油圧機構３２）
上記実施形態では、モータ６６による減衰力を、油を介して伝達した（図１）。しかしながら、例えば、モータ６６による減衰力を伝達する観点からすれば、油以外の流体（例えば、エア）を用いることも可能である。

【0065】

（Ｂ２−４．ＥＣＵ３８）
上記実施形態では、ばね下加速度ｘ₁’’及びばね上加速度ｘ₂’’からばね下速度ｘ₁’及びばね上速度ｘ₂’を求めるために１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂを用いた（図４）。しかしながら、例えば、ばね下又はばね上のＦＢ制御に着目すれば、これに限らない。例えば、１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂの少なくとも一方の代わりに、入力値を単純に累積加算する積分器としてもよい。

【0066】

上記実施形態では、１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂによる１次フィルタ処理をＥＣＵ３８内で行った（図１参照）。換言すると、１次フィルタ処理はデジタル信号に対して行うことを前提としていた。しかしながら、例えば、１次フィルタ処理を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、加速度センサ３４、３６からのアナログ信号に１次フィルタ処理を行い、１次フィルタ処理後の信号をＥＣＵ３８に入力してもよい。この場合、加速度センサ３４、３６とＥＣＵ３８の間にアナログ回路としての１次フィルタ１１２ａ、１１２ｂを配置することとなる。

【0067】

［Ｂ３．制御］
上記実施形態では、ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ項Ｇ₁・ｘ₁’’、ばね下速度ｘ₁’のＦＢ項Ｇ₂・ｘ₁’、ばね上加速度ｘ₂’’のＦＢ項Ｇ₃・ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’のＦＢ項Ｇ₄・ｘ₂’を用いて目標モータトルクＴｍｏｔｔａｒ（目標モータ電流Ｉｍｏｔｔａｒ）を算出した（図３及び図４）。

【0068】

しかしながら、例えば、ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ項Ｇ₁・ｘ₁’’及びばね下速度ｘ₁’のＦＢ項Ｇ₂・ｘ₁’の少なくとも一方と、ばね上加速度ｘ₂’’のＦＢ項Ｇ₃・ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’のＦＢ項Ｇ₄・ｘ₂’の少なくとも一方を組み合わせる観点からすれば、これに限らない。例えば、ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ項Ｇ₁・ｘ₁’’と、ばね上加速度ｘ₂’’のＦＢ項Ｇ₃・ｘ₂’’とを組み合わせて用いることも可能である。

【0069】

或いは、ばね下のＦＢ制御に着目すれば、ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ項Ｇ₁・ｘ₁’’及びばね下速度ｘ₁’のＦＢ項Ｇ₂・ｘ₁’の少なくとも一方のみを用いることも可能である。

【0070】

上記実施形態では、係数Ｇ₁〜Ｇ₄をいずれも正の値とした。しかしながら、例えば、ばね上の制振効果又はばね下の振幅Ｍｘ１の抑制の観点からすれば、これに限らない。例えば、ばね下加速度ｘ₁’’に用いる係数Ｇ₁又はばね下速度ｘ₁’に用いる係数Ｇ₂を負の値とすることも可能である。

【0071】

図８は、第１〜第４変形例に係るサスペンション装置１２を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例（以下「振動伝達特性２５０、２５２、２５４、２５６」という。）と、第１・第２比較例に係るサスペンション装置を用いた場合におけるばね下の振動伝達特性の例（以下「振動伝達特性２５８、２６０」という。）とを示す図である。図８において、横軸は、ばね下加速度ｘ₁’’の周波数ｆｘ１であり、縦軸は、ばね下加速度ｘ₁’’の振幅Ｍｘ１である。第１・第２比較例は、図６におけるものと同様である。すなわち、図８の第１比較例は、アクティブ制御を実行しない例であり、図８の第２比較例は、ばね上のみＦＢ制御を行う例である。

【0072】

第１変形例は、ばね下加速度ｘ₁’’、ばね下速度ｘ₁’、ばね上加速度ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’全てのＦＢ制御を組み合わせた例（上記実施形態と同等の例）である。第２変形例は、ばね下加速度ｘ₁’’、ばね下速度ｘ₁’、ばね上加速度ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’全てのＦＢ制御を組み合わせ、ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ係数Ｇ₁を増大させた例である。第３変形例は、ばね下加速度ｘ₁’’、ばね下速度ｘ₁’、ばね上加速度ｘ₂’’及びばね上速度ｘ₂’全てのＦＢ制御を組み合わせ、ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ係数Ｇ₁を減少させて負の値とした例である。第４変形例は、ばね下加速度ｘ₁’’及びばね下速度ｘ₁’のみのＦＢ制御を用いる例である。

【0073】

ばね下加速度ｘ₁’’のＦＢ係数Ｇ₁を変化させると、見かけ上のばね下質量Ｍ₁が変化する。すなわち、ＦＢ係数Ｇ₁を増加させると、見かけ上のばね下質量Ｍ₁が増加し、ばね下固有振動数が減少する。また、ＦＢ係数Ｇ₁を減少させると、見かけ上のばね下質量Ｍ₁が減少し、ばね下固有振動数が増加する。

【0074】

図８からわかるように、ばね下加速度ｘ₁’’の振幅Ｍｘ１の観点からすれば、第１〜第４変形例のいずれについても、第２比較例よりも優れる。特に第３変形例は、ばね下加速度ｘ₁’’及びばね下速度ｘ₁’のＦＢ制御を行いつつ、ばね下加速度ｘ₁’’の振幅Ｍｘ１を第１・第２変形例よりも低減することが可能となっている。

【符号の説明】

【0075】

１０…車両 １２…サスペンション装置
３４…ばね下センサ（ばね下加速度センサ）
３６…ばね上センサ（ばね上加速度センサ）
３８…ＥＣＵ（サスペンション用制御装置）
１１２ａ…ばね下１次フィルタ １１２ｂ…ばね上１次フィルタ
Ｇ₁〜Ｇ₄…フィードバック係数
ｘ₁’…ばね下速度 ｘ₁’’…ばね下加速度
ｘ₂’…ばね上速度 ｘ₂’’…ばね上加速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】