特開 2024-52111 電動サスペンション装置及び電動サスペンションの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024052111

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】電動サスペンション装置及び電動サスペンションの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/015 20060101AFI20240404BHJP

【ＦＩ】

B60G17/015 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022158593

(22)【出願日】2022-09-30

(71)【出願人】

【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】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】大野 智史

【テーマコード（参考）】

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D301AA04

3D301AA05

3D301AA59

3D301AA62

3D301CA01

3D301DA35

3D301EA04

3D301EA08

3D301EA19

3D301EA31

3D301EA34

3D301EC01

3D301EC06

3D301EC50

(57)【要約】

【課題】システム構成を簡略化又は省略しつつ、電動アクチュエータの位置の測定精度を向上させることができる電動サスペンション装置を提供すること。
【解決手段】車両に搭載される電動サスペンション装置は、車両の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータと、電動アクチュエータを駆動させるモータと、モータの回転角を検出する回転角センサと、電動アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、回転角センサの回転角変化量に基づいて電動アクチュエータのストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて電動アクチュエータを制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される電動サスペンション装置であって、
前記車両の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータを駆動させるモータと、
前記モータの回転角を検出する回転角センサと、
前記電動アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記回転角センサの回転角変化量に基づいて前記電動アクチュエータのストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて前記電動アクチュエータを制御する、電動サスペンション装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記電動サスペンション装置の起動時における前記電動アクチュエータのストローク量を、固定の初期値に設定する、請求項１に記載の電動サスペンション装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記電動サスペンション装置の起動時における前記電動アクチュエータのストローク量を、前記電動サスペンション装置の前回終了時の値に設定する、請求項１に記載の電動サスペンション装置。

【請求項4】

前記車両の振動を検出する振動検出センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記振動検出センサの検出結果に基づいて前記車両の振動がないと判断した場合に、前記電動アクチュエータのストローク量を、固定値に設定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動サスペンション装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記振動検出センサの検出結果に基づいて、所定回数又は所定時間に亘って前記車両の振動がないと判断した場合に、前記電動アクチュエータのストローク量を、固定値に設定する、請求項４に記載の電動サスペンション装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記算出したストローク量が所定の上限値を超えた又は所定の下限値を下回った場合に、前記電動アクチュエータの制御を停止する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動サスペンション装置。

【請求項7】

前記電動アクチュエータは、前記車両の複数の前記車輪にそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、複数の前記電動アクチュエータのうち、１つの前記車輪に対応する前記電動アクチュエータのストローク量が前記所定の上限値を超えた又は前記所定の下限値を下回った場合に、当該車輪に隣接する前記車輪又は全ての前記車輪に対応する前記電動アクチュエータの制御を停止する、請求項６に記載の電動サスペンション装置。

【請求項8】

前記制御装置は、前記電動アクチュエータのストローク量が前記所定の上限値を超えた又は前記所定の下限値を下回った場合に、車速を制限する信号を出力する、請求項６に記載の電動サスペンション装置。

【請求項9】

車両に搭載されて前記車両の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータを備える電動サスペンションの制御方法であって、
前記電動アクチュエータを駆動させるモータの回転角を検出する回転角センサの回転角変化量に基づいて前記電動アクチュエータのストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて前記電動アクチュエータを制御する、電動サスペンションの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動サスペンション装置及び電動サスペンションの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、交通参加者の中でも高齢者や障がい者や子供といった脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化している。この実現に向けて、車両の挙動安定性に関する開発を通して交通の安全性や利便性をより一層改善する研究開発に注力している。

【0003】

車両の挙動安定性の観点では、車両に搭載されるサスペンション装置の動作精度を向上させることが望まれる。特許文献１には、車両の各車輪に対応して設けられるアクチュエータの位置（ストローク位置、相対位置、絶対位置）を検出し、その位置の変化に基づいてアクチュエータの逆ぶりの異常を判定するサスペンションの制御技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６４８０２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車両の挙動安定性の向上を図る上では、電動サスペンションのアクチュエータの位置を検出するに当たり、システム構成を簡略化しつつ、測定精度を向上させることが求められる。

【0006】

本発明は、システム構成を簡略化又は省略しつつ、電動アクチュエータの位置の測定精度を向上させることができる電動サスペンション装置及び電動サスペンションの制御方法を提供することを目的とする。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１） 本発明に係る電動サスペンション装置は、車両（例えば、後述の車両１）に搭載される電動サスペンション装置（例えば、後述の電動サスペンション装置１０）であって、前記車両の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータ（例えば、後述の電動アクチュエータ１２）と、前記電動アクチュエータを駆動させるモータ（例えば、後述のモータ１３）と、前記モータの回転角を検出する回転角センサ（例えば、後述のレゾルバＳ１）と、前記電動アクチュエータを制御する制御装置（例えば、後述の制御装置２０）と、を備え、前記制御装置は、前記回転角センサの回転角変化量に基づいて前記電動アクチュエータのストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて前記電動アクチュエータを制御する。

【0008】

（２） 上記（１）に記載の電動サスペンション装置において、前記制御装置は、前記電動サスペンション装置の起動時における前記電動アクチュエータのストローク量を、固定の初期値に設定してもよい。

【0009】

（３） 上記（１）に記載の電動サスペンション装置において、前記制御装置は、前記電動サスペンション装置の起動時における前記電動アクチュエータのストローク量を、前記電動サスペンション装置の前回終了時の値に設定してもよい。

【0010】

（４） 上記（１）～（３）のいずれかに記載の電動サスペンション装置において、前記車両の振動を検出する振動検出センサ（例えば、後述のレゾルバＳ１、ばね上ＧセンサＳ２、車体ロールレートセンサＳ３、車体ピッチレートセンサＳ４、及び車速センサＳ５）をさらに備え、前記制御装置は、前記振動検出センサの検出結果に基づいて前記車両の振動がないと判断した場合に、前記電動アクチュエータのストローク量を、固定値に設定してもよい。

【0011】

（５） 上記（４）に記載の電動サスペンション装置において、前記制御装置は、前記振動検出センサの検出結果に基づいて、所定回数又は所定時間に亘って前記車両の振動がないと判断した場合に、前記電動アクチュエータのストローク量を、固定値に設定してもよい。

【0012】

（６） 上記（１）～（５）のいずれかに記載の電動サスペンション装置において、前記制御装置は、前記算出したストローク量が所定の上限値（例えば、後述の上限閾値Ｘ_Ｈｉ）を超えた又は所定の下限値（例えば、後述の下限閾値Ｘ_Ｌｏ）を下回った場合に、前記電動アクチュエータの制御を停止してもよい。

【0013】

（７） 上記（６）に記載の電動サスペンション装置において、前記電動アクチュエータは、前記車両の複数の前記車輪にそれぞれ設けられ、前記制御装置は、複数の前記電動アクチュエータのうち、１つの前記車輪に対応する前記電動アクチュエータのストローク量が前記所定の上限値を超えた又は前記所定の下限値を下回った場合に、当該車輪に隣接する前記車輪又は全ての前記車輪に対応する前記電動アクチュエータの制御を停止してもよい。

【0014】

（８） 上記（６）又は（７）に記載の電動サスペンション装置において、前記制御装置は、前記電動アクチュエータのストローク量が前記所定の上限値を超えた又は前記所定の下限値を下回った場合に、車速を制限する信号を出力してもよい。

【0015】

（９） 本発明に係る電動サスペンションの制御方法は、車両（例えば、後述の車両１）に搭載されて前記車両の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータ（例えば、後述の電動アクチュエータ１２）を備える電動サスペンションの制御方法であって、前記電動アクチュエータを駆動させるモータ（例えば、後述のモータ１３）の回転角を検出する回転角センサ（例えば、後述のレゾルバＳ１）の回転角変化量に基づいて前記電動アクチュエータのストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて前記電動アクチュエータを制御する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、システム構成を簡略化又は省略しつつ、電動アクチュエータの位置の測定精度を向上させることができる電動サスペンション装置及び電動サスペンションの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置を搭載した車両の構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置のインバータの構成の一例を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置における電動サスペンションの制御の一例を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置における電動サスペンションの中点学習処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置における電動サスペンションの異常判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置におけるレゾルバ電気角の変化量を説明する図である。

【図8】本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置における電動サスペンションのストローク量の算出処理の他の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置１０を搭載した車両１の構成図である。図２は、電動サスペンション装置１０の構成を示す図である。本実施形態の車両１はガソリン車を示すが、ディーゼル車又は電気自動車（ハイブリッド車及び燃料電池車を含む。）であってもよい。

【0019】

図１に示すように、車両１は、車体ＢＤと、４本の車輪ＴＲと、電動サスペンション装置１０と、を備える。電動サスペンション装置１０は、電動アクチュエータ１２と、モータ１３と、制御装置２０と、を含む。これらの電動アクチュエータ１２、モータ１３、及び制御装置２０は、電動サスペンションを構成する。

【0020】

電動アクチュエータ１２は、４つの車輪ＴＲに対応する第１電動アクチュエータ１２Ａ、第２電動アクチュエータ１２Ｂ、第３電動アクチュエータ１２Ｃ、及び第４電動アクチュエータ１２Ｄで構成される。第１電動アクチュエータ１２Ａは、車体ＢＤと右側前輪との間に配置される。第２電動アクチュエータ１２Ｂは、車体ＢＤと左側前輪との間に配置される。第３電動アクチュエータ１２Ｃは、車体ＢＤと右側後輪との間に配置される。第４電動アクチュエータ１２Ｄは、車体ＢＤと左側後輪との間に配置される。

【0021】

第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄの各々は、略同一の構成を有する。そのため、以下では、第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄについて、各々を区別しない場合には、単に電動アクチュエータ１２と記載する場合がある。

【0022】

次に、図２を参照して電動アクチュエータ１２の構成について説明する。図２に示すように、電動アクチュエータ１２は、連結部１２１、内筒１２２及びボールねじナット１２３を、車輪ＴＲ側の部材として備える。また、電動アクチュエータ１２は、外筒１２４、ボールねじ軸１２５、及び軸受１２６を、車体ＢＤ側の部材として備える。モータ１３は、電動アクチュエータ１２における車体ＢＤ側の部材と同様に車体ＢＤ側に配置される。外筒１２４及び軸受１２６は、車体ＢＤの下部に配置されたシャーシ１１に固定される。

【0023】

ボールねじ軸１２５は、軸受１２６及びボールねじナット１２３によって支持される。ボールねじナット１２３の内面は、ボールねじ軸１２５の外面に形成されたねじ溝に対して、ベアリングを介して螺合する。ボールねじ軸１２５は、モータ１３の回転軸に同軸状に連結される。モータ１３は、ボールねじ軸１２５を回動させることによって、ボールねじナット１２３を上下方向に移動させる。ボールねじナット１２３が下向きに移動することによって、内筒１２２が下向きに移動する。ボールねじナット１２３が上向きに移動することによって、内筒１２２が上向きに移動する。このようにして、車体ＢＤのシャーシ１１に固定された外筒１２４に対する内筒１２２の上下方向のストローク量（ストローク位置）が調整される。

【0024】

連結部１２１は、サスペンション装置のナックル（図示せず）に固定されることで、車輪ＴＲに連結される。電動アクチュエータ１２は、車両１の走行時の車輪ＴＲの挙動に応じてストローク動作する。すなわち、車両１の走行時、車輪ＴＲ側から連結部１２１に対して振動が入力されると、連結部１２１に加速度が加わる。連結部１２１に上向きの加速度が加わると、内筒１２２及びボールねじナット１２３は上昇する。また、連結部１２１に下向きの加速度が加わると、内筒１２２及びボールねじナット１２３は下降する。電動アクチュエータ１２の内筒１２２及びボールねじナット１２３が上昇又は下降すると、これに伴って、モータ１３が、上向きの加速度を吸収する方向（電動アクチュエータ１２を圧縮する方向）又は下向きの加速度を吸収する方向（電動アクチュエータ１２を引張する方向）にボールねじ軸１２５を回転させる。これによって、車輪ＴＲから車体ＢＤへ伝達される振動が減衰される。

【0025】

電動アクチュエータ１２には、レゾルバＳ１が配置される。レゾルバＳ１は、電動アクチュエータ１２のモータ１３の回転角（電気角）を検出する回転角センサの一例である。なお、電動アクチュエータ１２のモータ１３の回転角の検出は、レゾルバＳ１に限定されず、例えばロータリーエンコーダ等の他の回転角センサを用いてもよい。このような回転角センサは、三相交流ブラシレス式のモータの場合には一般に搭載されているものである。

【0026】

図１及び図２に示すように、車体ＢＤには、車体ＢＤのばね上の加速度を検出するばね上ＧセンサＳ２、車体ＢＤの前後方向を回転軸とした角速度を検出する車体ロールレートセンサＳ３、車体ＢＤの左右方向を回転軸とした角速度を検出する車体ピッチレートセンサＳ４、及び車速を検出する車速センサＳ５がそれぞれ設けられる。ばね上ＧセンサＳ２は、第１電動アクチュエータ１２Ａに対応する第１ばね上ＧセンサＳ２Ａ、第２電動アクチュエータ１２Ｂに対応する第２ばね上ＧセンサＳ２Ｂ、第３電動アクチュエータ１２Ｃに対応する第３ばね上ＧセンサＳ２Ｃ、及び第４電動アクチュエータ１２Ｄに対応する第４ばね上ＧセンサＳ２Ｄによって構成される。レゾルバＳ１、ばね上ＧセンサＳ２、車体ロールレートセンサＳ３、車体ピッチレートセンサＳ４、及び車速センサＳ５の各検出値は、制御装置２０に入力される。これらのレゾルバＳ１、ばね上ＧセンサＳ２、車体ロールレートセンサＳ３、車体ピッチレートセンサＳ４、及び車速センサＳ５は、いずれも車両１の振動を検出する振動検出センサとしても機能するため、本実施形態において、車両１の振動を検出する振動検出センサに対応する。

【0027】

制御装置２０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成され、第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄの各々のモータ１３を制御する。制御装置２０は、第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄの各々のモータ１３と配線を介して電気的に接続される。第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄの各モータ１３及び制御装置２０には、それぞれバッテリ３０から所定の電力が供給される。制御装置２０は、レゾルバＳ１、ばね上ＧセンサＳ２、車体ロールレートセンサＳ３、車体ピッチレートセンサＳ４、及び車速センサＳ５の検出結果に基づいて、インバータ１５を介して、第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄの各モータ１３を制御する。

【0028】

図２に示すように、制御装置２０は、メモリ２０Ａ及びプロセッサ２０Ｂを備え、インバータ３１を介して、電動アクチュエータ１２のモータ１３を制御する。メモリ２０Ａは、プロセッサ２０Ｂが実行するプログラムやデータを不揮発的に記憶する記憶装置である。メモリ２０Ａは、磁気的記憶装置、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等の半導体記憶素子、あるいはその他の種類の不揮発性記憶装置により構成される。メモリ２０Ａは、プロセッサ２０Ｂのワークエリアを構成するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでもよい。メモリ２０Ａは、制御装置２０により処理されるデータや、プロセッサ２０Ｂが実行する制御プログラムを記憶する。プロセッサ２０Ｂは、単一のプロセッサで構成されてもよいし、複数のプロセッサによってプロセッサ２０Ｂの機能を構成するものであってもよい。プロセッサ２０Ｂは、制御プログラムを実行して電動サスペンション装置１０の各部を制御する。但し、制御プログラムは、図示しない外付けのＨＤＤ等に記憶され、そこから読み出されるように構成されてもよい。

【0029】

制御装置２０は、ストローク量算出部２１、中点学習部２２、異常判定部２３、及び出力制御部２４を含む。具体的には、制御装置２０のプロセッサ２０Ｂが制御プログラムを実行することによって、制御装置２０は、ストローク量算出部２１、中点学習部２２、異常判定部２３、及び出力制御部２４の各機能を実行する。

【0030】

ストローク量算出部２１は、レゾルバＳ１から入力される電動アクチュエータ１２のモータ１３の回転角（電気角）の検出値に基づいて、車両１の挙動に応じてストロークする電動アクチュエータ１２のストローク量を算出する。このストローク量は電動アクチュエータ１２のストローク位置でもある。モータ１３の回転軸はボールねじ軸１２５に同軸状に連結されるため、電動アクチュエータ１２のストローク量は、内筒１２２及びボールねじナット１２３の上下動作に伴って回転するボールねじ軸１２５の回転量でもある。

【0031】

中点学習部２２は、車速＝０ｋｍ／ｈのとき、すなわち車両１の静止状態における電動アクチュエータ１２のストローク位置を求める。中点とは、車両１の静止状態において電動アクチュエータ１２のストローク動作が停止しているときのストローク位置である。制御装置２０は、車速センサＳ５の検出値から車速＝０ｋｍ／ｈとなった場合に、レゾルバＳ１、ばね上ＧセンサＳ２、車体ロールレートセンサＳ３、及び車体ピッチレートセンサＳ４から入力される各検出値に基づいて車両１の振動の有無を判断する。制御装置２０は、車両１が静止状態であることを検出した場合に、そのときの電動アクチュエータ１２のストローク位置を中点とする。ストローク動作停止時の電動アクチュエータ１２のストローク位置は、サスペンションスプリングの作用によって中点付近まで戻って停止する。この中点は、乗員数、積載荷物量等に応じて変化し得る。

【0032】

異常判定部２３は、ストローク量算出部２１によって算出された電動アクチュエータ１２のストローク量が所定の上限値（上限閾値）を超えたかどうか又は所定の下限値（下限閾値）を下回ったかどうか、すなわち、ストローク量が所定の上限値（上限閾値）を超えて引張側にストロークしているか、所定の下限値（下限閾値）を下回って圧縮側にストロークしているか、を判断する。

【0033】

出力制御部２４は、異常判定部２３の判定結果に応じて、電動アクチュエータ１２への出力制御を行い、電動アクチュエータ１２の動作を含む車両１の動作を制御する。具体的には、制御装置２０は、異常判定部２３において、電動アクチュエータ１２のストローク量が所定の上限値（上限閾値）を超えた又は所定の下限値（下限閾値）を下回ったと判定された場合に、出力制御部２４によって、電動アクチュエータ１２の動作を停止するための制御、及び車速を制限するための制御等を行う。

【0034】

制御装置２０は、駆動回路１４を介して、インバータ１５、短絡回路１６、及び昇圧回路１７を制御する。制御装置２０は、電動アクチュエータ１２のモータ１３の動作を停止する際、駆動回路１４及び短絡回路１６を介して、モータ１３の三相線を短絡させて電磁ブレーキを作用させることによって電動アクチュエータ１２のモータ１３の動作を停止させる。

【0035】

図２及び図３に示すように、制御装置２０は、駆動回路１４を介して、インバータ１５を制御する。制御装置２０は、インバータ１５を介して、モータ１３の回転方向及び回転速度を制御する。また、制御装置２０は、例えば、インバータ１５をオフ固定することによって、モータ１３への電力の供給を停止させる。インバータ１５や昇圧回路１７の電源線にリレーを設けることで、制御装置２０は、リレーを遮断してモータ１３への電力供給を停止してもよい。

【0036】

図３は、インバータ１５の構成の一例を示す図である。バッテリ３０とインバータ１５との間には、昇圧回路１７が配置される。昇圧回路１７は、バッテリ３０から供給される電圧を昇圧して、インバータ１５に電力を供給する。

【0037】

図３に示すように、インバータ１５（駆動素子の一部）は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）１５Ｕ１、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｕ２、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｖ１、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｖ２、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｗ１、及びＭＯＳＦＥＴ１５Ｗ２を備える。これら６つのＭＯＳＦＥＴの各々は、制御装置２０からの指示に基づいてオンオフする。

【0038】

モータ１３は、例えば、三相交流ブラシレス式であり、図３に示すように、３つのモータコイル１３ｕ、モータコイル１３ｖ、及びモータコイル１３ｗを備える。モータ１３は、バッテリ３０からインバータ１５を介して供給される電力によって、図２に示すボールねじ軸１２５を回転駆動する。

【0039】

駆動回路１４は、制御装置２０の出力制御部２４から、モータ１３への電力供給停止の指示を受けた場合に、例えば、プラス側の３つのＭＯＳＦＥＴ、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｕ１、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｖ１、及びＭＯＳＦＥＴ１５Ｗ１をオフ固定する。ＭＯＳＦＥＴ１５Ｕ１、ＭＯＳＦＥＴ１５Ｖ１、及びＭＯＳＦＥＴ１５Ｗ１をオフ固定することによって、電力線４０ｕ、電力線４０ｖ、及び電力線４０ｗが昇圧回路１７から開放される。その結果、モータ１３のモータコイル１３ｕ、モータコイル１３ｖ、及びモータコイル１３ｗに対する電圧の印加が停止される。

【0040】

また、制御装置２０は、短絡回路１６を介して、モータ１３を短絡させる。短絡回路１６は、制御装置２０からの指示に従ってオンオフするスイッチ（図示せず）と、抵抗器（図示せず）と、を備える。短絡回路１６のスイッチは、出力制御部２４からの指示に従って、例えばモータコイル１３ｕ、及びモータコイル１３ｖの各々に対応する電力線４０ｕと電力線４０ｖとを短絡する。短絡回路１６の抵抗器は、上記の場合、電力線４０ｕと電力線４０ｖとをスイッチが短絡した場合に、モータコイル１２７ｕ、及びモータコイル１３ｖに流れる電流を調整する。同様にして、電力線４０ｖと、電力線４０ｗについても短絡させることにより、モータコイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに対して三相短絡状態を実現できる。

【0041】

以下、上述のように構成された電動サスペンション装置１０による異常判定のための電動サスペンションの制御方法について説明する。図４は、本実施形態に係る電動サスペンション装置１０における電動サスペンションの制御の一例を示すフローチャートである。以下の処理は、電動サスペンション装置１０の４つの第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄの各モータ１３に対して実行されるが、ここでは説明の簡略化のため、１つの電動アクチュエータ１２のモータ１３に対する処理として説明する。

【0042】

まず、制御装置２０は、ステップＳ１０１において、車両１のイグニッションＯＮ後に電動サスペンション装置１０のシステム起動時であるかどうかを判断する。システム起動時であると判定された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２に移行し、制御装置２０は、ストローク量算出部２１において、電動アクチュエータ１２の起動時のストローク量（積算ストローク位置Ｘ_Ｎ）を固定の初期値に設定する。ここでは、積算ストローク位置Ｘ_Ｎ＝０に設定されているが、固定の初期値は０以外の任意の値であってもよい。このようにシステム起動時のストローク量を固定の初期値に設定することによって、制御装置２０は、ストローク量算出部２１においてストローク量を算出する際に前回最終値を引き継ぐことがないため、算出制御を簡素化できる。

【0043】

次に、制御装置２０は、ステップＳ１０３において、電動アクチュエータ１２のモータ１３に配置されるレゾルバＳ１からモータ１３の回転角（電気角）の検出値を取得する。取得された検出値は、今回値θ_Ｎとして制御装置２０に設定される。

【0044】

次に、制御装置２０は、ステップＳ１０４において、中点学習部２２において中点学習処理を実行する。この中点学習処理のフローチャートを図５に示す。

【0045】

中点学習処理において、制御装置２０は、まず、ステップＳ２０１において、車速センサＳ５から入力される検出値から車速が０ｋｍ／ｈであるかどうか、すなわち、車両１が停止しているかどうかを判断する。車両１が停止していると判定された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０２に移行する。

【0046】

ステップＳ２０２において、制御装置２０は、ばね上ＧセンサＳ２から入力される検出値がゼロ近傍であるかどうかによって、車両１に振動の入力があるかどうかを判断する。検出値がゼロ近傍であることによって車両１に振動の入力がないと判定された場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０３に移行する。

【0047】

ステップＳ２０３において、制御装置２０は、車体ロールレートセンサＳ３から入力される検出値がゼロ近傍であるかどうかによって、さらに車両１に振動の入力があるかどうかを判断する。検出値がゼロ近傍であることによって車両１に振動の入力がないと判定された場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０４に移行する。

【0048】

ステップＳ２０４において、制御装置２０は、車体ピッチレートセンサＳ４から入力される検出値がゼロ近傍であるかどうかによって、さらに車両1に振動の入力があるかどうかを判断する。検出値がゼロ近傍であることによって車両１に振動の入力がないと判定された場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０５に移行する。

【0049】

ステップＳ２０５において、制御装置２０は、レゾルバＳ１から入力される回転角（電気角）の差分Δθがゼロ近傍であるかどうか、すなわち、モータ１３が正逆方向のいずれにも回転していないことを検出することによって、さらに車両１に振動の入力があるかどうかを判断する。差分Δθがゼロ近傍であることによって車両１に振動の入力がないと判定された場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０６に移行する。

【0050】

ステップＳ２０６において、制御装置２０は、車両１の振動がないと判断し、中点学習処理を実行して、電動アクチュエータ１２の起動時のストローク量（積算ストローク位置Ｘ_Ｎ）を中点に設定する。ここでは、図４に示すステップＳ１０２で設定されたＸ_Ｎ＝０が中点に設定される。システム起動時、すなわちイグニッションＯＮ時の車両１には、さまざまな乗員数及び積載荷物量が想定されるため、制御装置２０は、これらの乗員数及び積載荷物量の状況変化に対応した電動アクチュエータ１２の正確なストローク量を算出することができる。

【0051】

ステップＳ２０１において車両１が停止時以外であると判定された場合、及びステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４，Ｓ２０５において車両に振動の入力があると判定された場合（ステップＳ２０２～Ｓ２０５：ＮＯ）、処理はステップＳ２０７に移行する。ステップＳ２０７において、制御装置２０は、中点学習部２２における中点学習処理を終了させ、処理を次の異常判定処理のステップに移行させる。

【0052】

なお、以上の各センサＳ２～Ｓ４の検出値がゼロ近傍であるかどうかを判断する閾値は、一般に電動アクチュエータ１２が動作していないと見なせる範囲に定められる。センサノイズ程度の値はゼロ近傍と見なすことができる。車両１の振動の入力の有無は、以上の各センサＳ１～Ｓ５のうちの少なくとも１つの検出値から判断してもよい。車両１の振動の入力の有無は、以上の各センサＳ１～Ｓ５の全ての検出値から判断しなくてもよく、車両１に搭載されるセンサの種類に応じて適宜設定されればよい。

【0053】

車両１に振動の入力がない場合（ステップＳ２０１～Ｓ２０５：ＹＥＳ）には、１回で中点学習処理を実行せずに、中点学習可能な判定時間を制御装置２０内のタイマでカウントしている間にステップＳ２０１～Ｓ２０５の処理を繰り返し、そのカウント値が予め設定される所定時間継続しても車両１に振動の入力がないと判定した場合に中点学習処理を実行し、中点を図４に示すステップＳ１０２で設定された固定値（例えば０）に設定するようにしてもよい。これによれば、頻繁に中点が設定されることが抑制され、制御の簡素化が図られる。制御装置２０は、タイマで所定時間をカウントすることに代えて、車両１に振動の入力がないと判断される回数が予め設定される所定回数継続しても車両１に振動の入力がないと判定した場合に中点学習処理を実行し、中点を図４に示すステップＳ１０２で設定された固定値（例えば０）に設定するようにしても、上記同様に制御の簡素化が図られる。

【0054】

図４に戻り、ステップＳ１０４における中点学習処理の後、処理はステップＳ１０５の異常判定処理に移行し、制御装置２０は、車両１の走行時に異常判定部２３において電動アクチュエータ１２の異常判定を行う。この異常判定処理のフローチャートを図６に示す。

【0055】

異常判定処理において、まず、制御装置２０は、ステップＳ３０１において、レゾルバＳ１の検出値から算出される電動アクチュエータ１２の中点からのストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）が予め設定された上限閾値Ｘ_Ｈｉを超えたかどうかを判断する。ストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）が上限閾値Ｘ_Ｈｉを超えていないと判定された場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、ストローク量の引張側の過剰はないと判断され、処理はステップＳ３０２に移行する。

【0056】

ステップＳ３０２において、制御装置２０は、レゾルバＳ１の検出値から算出される電動アクチュエータ１２の中点からのストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）が予め設定された下限閾値Ｘ_Ｌｏを下回ったかどうかを判断する。ストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）が下限閾値Ｘ_Ｌｏを下回っていないと判定された場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、ストローク量の圧縮側の過剰はないと判断され、処理はステップＳ３０３に移行する。

【0057】

ステップＳ３０３では、制御装置２０は、電動アクチュエータ１２のストローク量（ストローク位置）の異常判定なしを決定し、続くステップＳ３０４において、制御装置２０は、モータ１３の制御有効を決定する。そのため、電動アクチュエータ１２の動作制御は継続される。

【0058】

一方、ステップＳ３０１において、中点からのストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）は上限閾値Ｘ_Ｈｉを超え、ストローク量の引張側の過剰があると判定された場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、及びステップＳ３０２において、中点からのストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）は下限閾値Ｘ_Ｌｏを下回り、ストローク量の圧縮側の過剰があると判定された場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３０５に移行する。

【0059】

ステップＳ３０５において、制御装置２０は、電動アクチュエータ１２のストローク量に異常があると判断し、続くステップＳ３０６において、制御装置２０は、モータ１３の制御停止を決定する。その後、ステップＳ３０７では、制御装置２０は、出力制御部２４において、駆動回路１４及びインバータ１５を介して短絡回路１６を制御し、モータ三相線の短絡リレー処理を実行してモータ１３を強制的に停止させる。モータ１３の停止時は、例えば車両１内の計器盤等に警告表示（警告音を含む。）される。これによって、電動アクチュエータ１２の誤作動が防止される。但し、電動アクチュエータ１２に物理故障が発生した場合において、発生している故障の程度を制御装置２０が診断できた際には、故障の程度に応じて、必要最低限の範囲内で電動アクチュエータ１２を使用する構成としてもよい。

【0060】

なお、モータ制御の停止処理は、車両１がイグニッションＯＦＦとなるまで継続される。この間、車両１内の計器盤等には継続して警告表示（警告音を含む。）される。また、車両１のイグニッションＯＦＦ後に再度イグニッションＯＮとなった場合でも、警告表示（警告音を含む。）を継続してもよい。

【0061】

電動アクチュエータ１２のストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）の上限閾値Ｘ_Ｈｉ及び下限閾値Ｘ_Ｌｏは、電動アクチュエータ１２のストローク量の上限及び下限の設計値を基準とし、必要に応じて安全率を加味して設定することができる。上限閾値Ｘ_Ｈｉ及び下限閾値Ｘ_Ｌｏは、中点に対して引張側及び圧縮側で同一ストローク量に設定されるものに限らず、互いに異なるストローク量に設定されてもよい。

【0062】

制御装置２０は、異常判定部２３において、４つの第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄのうちのいずれか１つのストローク量（ストローク位置Ｘ_Ｎ）について、上限閾値Ｘ_Ｈｉを超えた又は下限閾値Ｘ_Ｌｏを下回ったと判定した場合、その１つの電動アクチュエータ１２に対応する車輪ＴＲの左右又は前後に隣接する他の車輪ＴＲに対応する電動アクチュエータ１２についても、モータ１３の制御を停止させるようにしてもよい。異常判定された電動アクチュエータ１２とは別の電動アクチュエータ１２についても同様の異常（故障）が発生している可能性が高いと判断されるためである。これによって、４つの車輪ＴＲのうちの一輪のみに対応する電動アクチュエータ１２について制御を停止するよりも、車両１の挙動が安定するため、乗員に与える違和感を低減することができる。

【0063】

また、制御装置２０は、異常判定部２３において、電動アクチュエータ１２のストローク量（ストローク位置）が上限閾値Ｘ_Ｈｉを超えた又は下限閾値Ｘ_Ｌｏを下回ったと判定した場合、出力制御部２４において、車速を、例えば６０ｋｍ／ｈ以下にする等のように制限する信号を出力してもよい。これによって、車両１の運転時の安全性を向上させることができる。

【0064】

図４に戻り、ステップＳ１０１において、システム起動時以外（１ステップ前のフローチャート処理において、レゾルバ電気角の値とストローク量の値とが既に設定されており、前回値として利用可能となった状態）であると判定された場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、処理はステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では、制御装置２０は、ストローク量算出部２１において、レゾルバＳ１における回転角（電気角）の検出値θ_Ｎを、前回値、すなわち前回の検出値θ_Ｎ－１に設定する。

【0065】

次に、ステップＳ１０７において、制御装置２０は、レゾルバＳ１から入力される回転角（電気角）の検出値θ_Ｎを今回値として設定し、その後、ステップＳ１０８において、レゾルバＳ１の回転角（電気角）の変化量を算出する。すなわち、図７に示すように、電動アクチュエータ１２がストローク動作すると、レゾルバＳ１の回転角（電気角）の検出値は０ｄｅｇ～３６０ｄｅｇの間で変化する。制御装置２０は、レゾルバＳ１の回転角（電気角）の変化量として、前回のレゾルバＳ１の回転角（電気角）の検出値である前回値θ_Ｎ－１と今回値θ_Ｎとの差分Δθ＝θ_Ｎ－θ_Ｎ－１を算出する。

【0066】

次に、ステップＳ１０９において、制御装置２０は、３６０ｄｅｇと０ｄｅｇのまたぎ判定処理を行う。具体的には、制御装置２０は、ステップＳ１０７で求めたΔθが－１８０ｄｅｇ以下である場合には、Δθ＝Δθ＋３６０とし、Δθが１８０ｄｅｇ以上である場合には、Δθ＝Δθ－３６０とする。その後、ステップＳ１１０において、制御装置２０は、ストローク量（ストローク位置）の前回値Ｘ_Ｎ－１＝Ｘ_Ｎと設定する。

【0067】

次に、ステップＳ１１１において、制御装置２０は、電動アクチュエータ１２のストローク量（ストローク位置）の今回値Ｘ_Ｎ＝Ｘ_Ｎ－１＋Ｋ・Δθを算出する。Ｋは係数であり、モータ１３の極対数、ボールねじ軸１２５の仕様等から定められる。その後、処理は上記したステップＳ１０４からの処理に移行し、制御装置２０は、中点学習部２２及び異常判定部２３によって中点学習処理の後に異常判定処理を実行する。

【0068】

以上のように、本実施形態の電動サスペンション装置１０及び電動サスペンションの制御方法によれば、一般に電動アクチュエータ１２のモータ１３に配置されているレゾルバＳ１等の回転角センサを用いて、電動アクチュエータのストローク量（ストローク位置）を算出するので、新たなセンサ等を追加設置する必要がなく、電動サスペンション装置１０のシステム構成を簡略化しつつ、電動アクチュエータ１２のストローク量（ストローク位置）の測定精度を向上させることができる。

【0069】

ところで、図４に示すフローチャートでは、制御装置２０は、車両１のイグニッションＯＮ後にシステム起動時であるかどうかを判断するステップＳ１０１を備えるが、図８に示すフローチャートのように、制御装置２０は車両１のイグニッションＯＮ後に、システム起動時であるかどうかを判断することなく、ステップＳ４０１～ステップＳ４０８の処理を実行するようにしてもよい。この場合、制御装置２０は、車両１のイグニッションＯＮ時に常にレゾルバＳ１の前回のシステム終了時の電気角の検出値から算出される、ストローク量の前回のシステム終了時の算出値を電動アクチュエータ１２のストローク量（ストローク位置）の値として設定するため、ストローク量（ストローク位置）の算出精度を向上させることができる。

【0070】

なお、図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ４０１～ステップＳ４０６、ステップＳ４０７、及びステップＳ４０８は、図４に示すフローチャートにおけるステップＳ１０６～ステップＳ１１１、ステップＳ１０４、及びステップＳ１０５と同一の処理内容であるため、これらの説明は図４における説明を援用し、ここでの説明を省略する。

【0071】

本実施形態の電動サスペンション装置１０及び電動サスペンションの制御方法によれば、以下の効果を奏する。

【0072】

本実施形態の電動サスペンション装置１０は、車両１に搭載される電動サスペンション装置であって、車両１の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータ１２と、電動アクチュエータ１２を駆動させるモータ１３と、モータ１３の回転角を検出する回転角センサであるレゾルバＳ１と、電動アクチュエータ１２を制御する制御装置２０と、を備え、制御装置２０は、レゾルバＳ１の回転角変化量に基づいて電動アクチュエータ１２のストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて電動アクチュエータ１２を制御する。

【0073】

これによれば、一般に電動アクチュエータ１２のモータ１３に配置されるレゾルバＳ１等の回転角センサをそのまま用いて、電動アクチュエータ１２のストローク量を算出することができるため、電動サスペンション装置１０のシステム構成を簡略化又は省略しつつ、電動アクチュエータ１２のストローク量の測定精度を向上させることができる。

【0074】

制御装置２０は、電動サスペンション装置１０の起動時における電動アクチュエータ１２のストローク量を、固定の初期値に設定してもよい。

【0075】

これによれば、前回のシステム起動時の最終値を引き継ぐことがないため、電動サスペンション装置１０の制御の簡素化を図ることができる。

【0076】

制御装置２０は、電動サスペンション装置１０の起動時における電動アクチュエータ１２のストローク量を、電動サスペンション装置１０の前回終了時の値に設定してもよい。

【0077】

これによれば、電動アクチュエータ１２のストローク量の算出精度を向上することができる。

【0078】

車両１の振動を検出する振動検出センサ（レゾルバＳ１、ばね上ＧセンサＳ２、車体ロールレートセンサＳ３、車体ピッチレートセンサＳ４、及び車速センサＳ５）をさらに備え、制御装置２０は、振動検出センサの検出結果に基づいて車両１の振動がないと判断した場合に、電動アクチュエータ１２のストローク量を、固定値に設定してもよい。

【0079】

これによれば、電動サスペンション装置１０のシステム起動後の車両１の乗員や積載荷物量の増減等の状態変化に対応することができ、より高精度に電動アクチュエータ１２のストローク量の測定を行うことができる。

【0080】

制御装置２０は、振動検出センサの検出結果に基づいて、所定回数又は所定時間に亘って車両１の振動がないと判断した場合に、電動アクチュエータ１２のストローク量を、固定値に設定してもよい。

【0081】

これによれば、頻繁に固定値が設定されることが抑制されるため、電動サスペンション装置１０の制御をさらに簡素化することができる。

【0082】

制御装置２０は、算出したストローク量が所定値（上限閾値Ｘ_Ｈｉ）を超えた又は所定値（下限閾値Ｘ_Ｌｏ）を下回った場合に、電動アクチュエータ１２の制御を停止してもよい。

【0083】

これによれば、電動アクチュエータ１２の誤作動を防止することができる。

【0084】

電動アクチュエータ１２は、車両１の複数の車輪ＴＲにそれぞれ設けられ、制御装置２０は、複数の電動アクチュエータ（第１電動アクチュエータ１２Ａ～第４電動アクチュエータ１２Ｄ）のうち、１つの車輪ＴＲに対応する電動アクチュエータ１２のストローク量が所定値（上限閾値Ｘ_Ｈｉ）を超えた又は所定値（下限閾値Ｘ_Ｌｏ）を下回った場合に、当該車輪ＴＲに隣接する車輪ＴＲ又は全ての車輪ＴＲに対応する電動アクチュエータ１２の制御を停止してもよい。

【0085】

これによれば、複数の車輪ＴＲのうちの一輪のみに対応する電動アクチュエータ１２の制御が停止する場合よりも、車両１の挙動が安定し、乗員に与える違和感を低減することができる。

【0086】

制御装置２０は、電動アクチュエータ１２のストローク量が所定値（上限閾値Ｘ_Ｈｉ）を超えた又は所定値（下限閾値Ｘ_Ｌｏ）を下回った場合に、車速を制限する信号を出力してもよい。

【0087】

これによれば、車両１の運転時の安全性を向上させることができる。

【0088】

本実施形態の電動サスペンションの制御方法は、車両１に搭載されて車両１の挙動に応じてストローク動作する電動アクチュエータ１２を備える電動サスペンションの制御方法であって、電動アクチュエータ１２を駆動させるモータ１３の回転角を検出する回転角センサであるレゾルバＳ１の回転角変化量に基づいて電動アクチュエータ１２のストローク量を算出し、算出したストローク量に基づいて電動アクチュエータ１２を制御する。

【0089】

これによれば、一般に電動アクチュエータ１２のモータ１３に配置されるレゾルバＳ１等の回転角センサをそのまま用いて、電動アクチュエータ１２のストローク量を算出することができるため、電動サスペンション装置１０のシステム構成を簡略化又は省略しつつ、電動アクチュエータ１２のストローク量の測定精度を向上させることができる。

【0090】

図４～図６、図８に示すフローチャートの処理単位は、電動サスペンション装置１０の制御装置２０の処理に関する理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。各フローチャートに示す処理単位の分割の仕方や名称によって実施形態が制限されることはない。制御装置２０の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできるし、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。上記のフローチャートの処理順序は、図示した例に限られるものではない。

【0091】

電動サスペンション装置１０の制御装置２０による制御方法は、制御装置２０のプロセッサ２０Ｂに、制御装置２０の制御方法に対応した制御プログラムを実行させることで実現できる。制御プログラムは、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体に記録しておくことが可能である。記録媒体は、磁気的、光学的記録媒体または半導体メモリデバイスを用いることができる。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、Blu-ray（登録商標）Disc、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、カード型記録媒体等の可搬型、或いは固定式の記録媒体が挙げられる。記録媒体は、電動サスペンション装置１０が備える内部記憶装置であるＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の不揮発性記憶装置であってもよい。電動サスペンション装置１０の制御装置２０による制御方法に対応した制御プログラムは、サーバ装置等に記憶し、サーバ装置から制御装置２０に、制御プログラムをダウンロードすることで制御装置２０の制御方法を実現することができる。

【符号の説明】

【0092】

１ 車両
１０ 電動サスペンション装置
１２ 電動アクチュエータ
１３ モータ
２０ 制御装置
Ｓ１ レゾルバ（回転角センサ、振動検出センサ）
Ｓ２，Ｓ２Ａ～Ｓ２Ｄ ばね上Ｇセンサ（振動検出センサ）
Ｓ３ 車体ロールレートセンサ（振動検出センサ）
Ｓ４ 車体ピッチレートセンサ（振動検出センサ）
Ｓ５ 車速センサ
ＴＲ 車輪
Ｘ_Ｈｉ 上限閾値
Ｘ_Ｌｏ 下限閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】