JP6879661B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンション装置に関する。

この種のサスペンション装置は、たとえば、車両の車体と車両の前後左右の四つの車輪との間に介装される四つの流体圧シリンダと、流体圧シリンダを制御するためのコントローラとを備えている。

そして、コントローラは、車体の流体圧シリンダ直上の四か所における上下加速度を検出する上下加速度センサを備えており、四つの上下加速度からロール角速度或いはピッチ角速度を演算する。

さらに、コントローラは、ロール角速度或いはピッチ角速度からロール或いはピッチを抑制する司令値を四つの流体圧シリンダ毎に演算して、流体圧シリンダを制御するようになっている（たとえば、特許文献１，２参照）。

具体的には、コントローラは、ロール角速度にゲインを乗じて流体圧シリンダにロール角速度に比例した力を発揮させるか、ピッチ角速度にゲインを乗じて流体圧シリンダにピッチ角速度に比例した力を発揮させて、ロール或いはピッチを抑制する。

特開平０３−７０６１６号公報 特開平０３−７０６１７号公報

このように従来のサスペンション装置では、車両走行中に路面から入力される振動によって車体がロールしたりピッチしたりすると、これらを抑制する力を流体圧シリンダに発揮させて、車体のロールやピッチを抑制している。

しかしながら、車輪の振動によって車体に加わる入力に対しては何ら配慮がないため、車体のロールやピッチを十分に抑制できず、車体の振動抑制効果の向上が望まれる。

そこで、本発明は、前記問題を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、車体の振動抑制効果を向上できるサスペンション装置の提供である。

本発明の課題解決手段におけるサスペンション装置は、車体のロールとピッチの各モーメントを打ち消すピッチ抑制力とロール抑制力を求め、これらを加味して目標制御力を求めて、アクチュエータを制御するようになっている。このピッチ抑制力とロール抑制力をアクチュエータに出力させると、アクチュエータは、車体に作用する力を事後ではなく事前にキャンセルする制御力を発揮する。よって、車体の振動を検知してからこれを抑制する制御力のみを発揮していた従来のサスペンション装置に比較して、本発明のサスペンション装置にあっては、車体の振動を事前に抑制する制御力を発揮でき、車体を効果的に制振できる。さらに、本発明のサスペンション装置では、車輪を支持するサスペンションアームに設けた加速度センサで検知する車輪の上下加速度から車輪の上下変位を求めるか、或いは、車体に設けた加速度センサが検知する車体の上下加速度と、ストロークセンサが検知する車体と車輪の相対変位から車輪の上下変位を求めるようになっている。このように構成すれば、車両に適するセンサを設置して上下変位を求められるので、無理なくサスペンション装置を車両へ組み込める。

また、請求項２の発明では、コントローラが四輪の上下変位から車体に作用するロールモーメントとピッチモーメントを求め、これらからピッチ抑制力とロール抑制力を求めるようになっている。上下変位から車体に作用するロールモーメントとピッチモーメントを求めると、四輪の振動によって、車体に作用するロールモーメントとピッチモーメントを簡単かつ正確に求め得る。そして、このようにして得られたロールモーメントとピッチモーメントからピッチ抑制力とロール抑制力を求めれば、演算負荷も軽く、タイムリーかつ適切にピッチ抑制力とロール抑制力に基づく制御力を発揮できる。

また、請求項３の発明では、コントローラＣは、前側に配置されるアクチュエータに発揮させるピッチ抑制力と後側に配置されるアクチュエータに発揮させるピッチ抑制力を互いに大きさが同じで向きが反対となるようにし、さらに、右側に配置されるアクチュエータに発揮させるロール抑制力と左側に配置されるアクチュエータに発揮させるロール抑制力を互いに大きさが同じで向きが反対となるようにしている。このようにすると、車体に対して上下方向の振動に影響を与えずに、車体のピッチとロールを抑制できるので、車体のピッチ振動およびロール振動を大きく低減できる。

また、請求項４の発明では、車体の振動を検知して振動を抑制する車体制御力に、ロール抑制力とピッチ抑制力に基づいて求められる路面入力低減制御力を加えて、目標制御力を求めるようになっている。そのため、このサスペンション装置によれば、車体の振動を検知してこの振動を制振する制御力に加えて、車体の振動を事前に抑制する制御力を発揮できる。よって、サスペンション装置にあっては、従来のサスペンション装置に比較して、車体の振動抑制効果が飛躍的に向上する。

本発明のサスペンション装置によれば、車体の振動抑制効果を向上できる。

本発明のサスペンション装置の構成を示した図である。 アクチュエータの構成例を示した図である。 車両の重心、ホイールベースおよびトレッドを説明する図である。 ピッチ抑制力とロール抑制力によるモーメントと、ピッチモーメントとロールモーメントの釣り合い状態を説明する図である。 路面入力低減制御演算部の一構成例を示した図である。 サスペンション装置の構成の他のバリエーションを示した図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。サスペンション装置Ｓは、図１に示すように、車両Ｖの車体Ｂと前記車両Ｖの前後左右の四つの車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬとの間に介装される四つのアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬと、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬを制御するコントローラＣとを備えて構成されている。

アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬは、図２に示すように、伸縮可能なシリンダ装置ＡＣと、ポンプ４と、シリンダ装置ＡＣとポンプ４との間に設けられてポンプ４から吐出される液体をシリンダ装置ＡＣへ供給してシリンダ装置ＡＣを伸縮させる液圧回路ＦＣとを備えている。

このサスペンション装置Ｓでは、シリンダ装置ＡＣは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるロッド３を備える。ロッド３は、伸側室Ｒ１内のみに挿通されていて、シリンダ装置ＡＣは、所謂、片ロッド型のシリンダ装置とされている。なお、リザーバＲは、図２に示したところでは、シリンダ装置ＡＣとは独立して設けられているが、詳しくは図示しないが、シリンダ装置ＡＣにおけるシリンダ１の外周側に配置される外筒を設けて、シリンダ１と外筒との間の環状隙間で形成されてもよい。

シリンダ装置ＡＣは、シリンダ１を車両Ｖの車体Ｂおよび車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬのうち一方に連結し、ロッド３を車体Ｂおよび車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬのうち他方に連結して、車体Ｂおよび車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬとの間に介装される。なお、車体Ｂおよび車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬとの間には、シリンダ装置ＡＣに並列して懸架ばねＳｐが介装される。

そして、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２には液体として、たとえば、作動油等の液体が充満され、リザーバＲ内は液体が貯留される。リザーバＲにも液体が充填され、気体ばね或いはばね或いはこれら両方によって充填される液体を加圧している。伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２、リザーバＲおよびリザーバＲ内に充填される液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用できる。また、本発明では、伸長行程時に圧縮される室を伸側室Ｒ１とし、収縮行程時に圧縮される室を圧側室Ｒ２としてある。

ポンプ４は、吸込側から液体を吸い込んで吐出側から液体を吐出する一方向吐出型に設定され、モータ１３によって駆動されるようになっている。モータ１３には、直流、交流を問わず、種々の形式のモータ、たとえば、ブラシレスモータ、誘導モータ、同期モータ等を採用できる。

そして、ポンプ４の吸込側はポンプ通路１４によってリザーバＲに接続されており、吐出側は液圧回路ＦＣに接続されている。したがって、ポンプ４は、モータ１３によって駆動されると、リザーバＲから液体を吸い込んで液圧回路ＦＣに液体を吐出するようになっている。

また、ポンプ４を駆動するモータ１３は、コントローラＣによって制御される。コントローラＣは、モータ１３へ供給する電流量を調節でき、ポンプ４の駆動および停止のみならず、ポンプ４の回転数を制御できるようになっている。つまり、ポンプ４は、コントローラＣによって、駆動制御される。

液圧回路ＦＣは、コントローラＣによって制御される電磁弁を備えており、ポンプ４から吐出される液体をシリンダ装置ＡＣにおける伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２へ供給できるようになっている。また、液圧回路ＦＣは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のいずれかから排出される液体およびポンプ４が吐出される液体のうち余剰分をリザーバＲへ排出するようになっている。そして、液圧回路ＦＣは、コントローラＣからの指令により伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力を調節してシリンダ装置ＡＣの推力を制御し、シリンダ装置ＡＣをアクティブサスペンションとして機能させるようになっている。このように、コントローラＣは、各アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬにおける推力を自身が求めた目標制御力通りに制御できるようになっている。

コントローラＣは、図１に示すように、車体Ｂに設置されてそれぞれ上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３を検知する三つの加速度センサ２１，２２，２３と、車体Ｂに設置されて車体Ｂの横方向加速度Ｇ_ｌａｔを検知する加速度センサ２４と、車体Ｂに設置されて車体Ｂの前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇを検知する加速度センサ２５と、四つの車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬをそれぞれ検知する加速度センサ２６，２７，２８，２９と、車体制御演算部３０と、路面入力低減制御演算部３１と、目標制御力演算部３２と、モータ１３および液圧回路ＦＣにおける電磁弁を駆動するドライバ３３とを備えて構成されている。

加速度センサ２１，２２，２３は、車体Ｂの上下方向の上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３を検知するものであって、車体Ｂの前後または左右方向の同一直線上にない任意の３箇所に設置されている。そして、この加速度センサ２１，２２，２３は、検知した上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３を車体制御演算部３０に出力する。加速度センサ２４および加速度センサ２５は、それぞれ、検知した横方向加速度Ｇ_ｌａｔおよび前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇを車体制御演算部３０に入力する。加速度センサ２６，２７，２８，２９は、それぞれ、検知した上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬを路面入力低減制御演算部３１に入力する。

車体制御演算部３０は、加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３を処理して、車体Ｂのバウンス速度Ｖ_Ｂ、ピッチ角速度Ｖ_Ｐおよびロール角速度Ｖ_Ｒを求める速度演算部３０ａと、速度演算部３０ａによって求められたバウンス速度Ｖ_Ｂ、ピッチ角速度Ｖ_Ｐ、ロール角速度Ｖ_Ｒおよび横方向加速度Ｇ_ｌａｔと前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇから四つのアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬが発揮すべき車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬを求める制御力演算部３０ｂとを備えている。

速度演算部３０ａは、まず、加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３を積分して、上下方向の三つの速度を求める。車体Ｂを剛体と見なして、車体Ｂの前後または左右方向の同一直線上にない任意の３箇所の上下方向の速度を得れば、車体Ｂの上下方向、前後方向回転および横方向回転の各速度が得られる。よって、速度演算部３０ａは、これら速度から車体Ｂの重心位置における上下方向の速度であるバウンス速度Ｖ_Ｂと、当該重心位置の前後方向回転の角速度であるピッチ角速度Ｖ_Ｐと、当該重心位置の横方向回転の角速度およびロール角速度Ｖ_Ｒを求める。

制御力演算部３０ｂは、速度演算部３０ａで求めたバウンス速度Ｖ_Ｂ、ピッチ角速度Ｖ_Ｐおよびロール角速度Ｖ_Ｒと、加速度センサ２４および加速度センサ２５で検知した横方向加速度Ｇ_ｌａｔおよび前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇの入力を受ける。そして、制御力演算部３０ｂは、バウンス速度Ｖ_Ｂ、ピッチ角速度Ｖ_Ｐ、ロール角速度Ｖ_Ｒ、横方向加速度Ｇｌａｔおよび前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇから車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬを求める。

図３に示すように、重心からの前側の車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬまでの前後方向距離をＬ_Ｆとし、重心からの後側の車輪Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬまでの前後方向距離をＬ_Ｒとし、また、右側の車輪Ｗ_ＦＲ（Ｗ_ＲＲ）と左側の車輪Ｗ_ＦＬ（Ｗ_ＲＬ）のトレッドをＷとする。制御力演算部３０ｂは、バウンス速度Ｖ_Ｂにゲインを乗じて車体Ｂの上下方向の振動を制振する制御力を求める。

また、制御力演算部３０ｂは、ピッチ角速度Ｖ_Ｐにゲインを乗じてピッチ方向の減衰モーメントを求め、この減衰モーメントをホイールベース（Ｌ_Ｆ＋Ｌ_Ｒ）で除して車体Ｂのピッチによる振動を制振するための制御力を求める。

さらに、制御力演算部３０ｂは、ロール角速度Ｖ_Ｒにゲインを乗じてロール方向の減衰モーメントを求め、この減衰モーメントをトレッドＷで除して車体Ｂのロールによる振動を制振するための制御力を求める。

また、制御力演算部３０ｂは、入力される前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇにゲインを乗じて、前後方向に作用する慣性力による車体Ｂのピッチを防止するのに必要な制御力を求める。

そして、制御力演算部３０ｂは、入力される横方向加速度Ｇ_ｌａｔにゲインを乗じて、遠心力による車体Ｂのロールを防止するのに必要な制御力を求める。

前述したとおり、制御力演算部３０ｂは、バウンス速度Ｖ_Ｂ、ピッチ角速度Ｖ_Ｐ、ロール角速度Ｖ_Ｒ、前後方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇおよび横方向加速度Ｇ_ｌａｔから、それぞれ、制御力を求める。なお、制御力は、下向きの力の符号を正とし、上向きの力の符号を負として求められる。そして、制御力演算部３０ｂは、これら五つの制御力から各アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬが発生すべき車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬを求める。

車体Ｂのバウンスを抑制するには、各アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬが同じ向きで同じ大きさの制御力を発生する必要がある。車体Ｂのピッチを抑制するには、前側のアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬと後側のアクチュエータＡ_ＲＲ，Ａ_ＲＬでは、同じ大きさで向きが反対の制御力を発揮する必要がある。車体Ｂのロールを抑制するには、右側のアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＲＲと左側のアクチュエータＡ_ＦＬ，Ａ_ＲＬでは、同じ大きさで向きが反対の制御力を発揮する必要がある。

よって、制御力演算部３０ｂは、バウンス速度Ｖ_Ｂから求めた制御力、ピッチ角速度Ｖ_Ｐおよび横方向加速度Ｇ_ｌａｔから求めた制御力、ロール角速度Ｖ_Ｒおよび横方向加速度Ｇ_ｌｏｎｇから求めた制御力を、車体Ｂのバウンス、ピッチおよびロールを抑制するように加算して各アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬが発生すべき車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬを求める。求められた車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬは、目標制御力演算部３２に入力される。

路面入力低減制御演算部３１は、上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬから路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬを求める。車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬが振動すると、懸架ばねＳｐが伸縮して車体Ｂをロールおよびピッチさせるように加振する力が発生する。路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬは、懸架ばねＳｐが伸縮して発揮する車体Ｂを加振する力を打ち消す力である。

懸架ばねＳｐが発生する力によるピッチモーメントＭ_ＳＰとロールモーメントＭ_ＳＲは、ピッチ角α、ロール角β、前輪側の懸架ばねＳｐのばね定数Ｋ_Ｆ、後輪側の懸架ばねのばね定数Ｋ_Ｒ、各輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下方向の変位（上下変位）をＸ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬとすると、以下の（式１）および（式２）で示される。

（式１）および（式２）における右辺の第一項は、車体Ｂがロールおよびピッチするのに対する復元力であり、第二項及び第三項が車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬが変位した際に車体Ｂを加振させるモーメント入力として考えられる。

各輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬにばね定数Ｋ_Ｆ，Ｋ_Ｒを乗じた力をそれぞれＦ_ＵＦＲ，Ｆ_ＵＦＬ，Ｆ_ＵＲＲ，Ｆ_ＵＲＬとすると、この力によって発生するピッチモーメントＭ_ＰとロールモーメントＭ_Ｒは、以下の（式３）および（式４）で示される。

一方、図４に示すように、車両Ｖの前側のアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬと後側のアクチュエータＡ_ＲＲ，Ａ_ＲＬで大きさが同じで作用方向が反対のピッチ抑制力Ｆ_Ｐを与え、車両Ｖの右側のアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＲＲと左側のアクチュエータＡ_ＦＬ，Ａ_ＲＬで大きさが同じで作用方向が反対のロール抑制力Ｆ_Ｒを与えて、モーメントＭ_Ｐ，Ｍ_Ｒを打ち消すモーメントＭ_ＰＣ，Ｍ_ＲＣを考える。すると、モーメントＭ_ＰＣ，Ｍ_ＲＣは、以下の（式５）および（式６）で示される。

モーメントＭ_Ｐ，Ｍ_ＲをモーメントＭ_ＰＣ，Ｍ_ＲＣで打ち消すには、Ｍ_Ｐ＝Ｍ_ＰＣ、Ｍ_Ｒ＝Ｍ_ＲＣの条件を満たせばよい。この条件を満たしつつ、ピッチ抑制力Ｆ_Ｐおよびロール抑制力Ｆ_Ｒについて解くと、以下の（式７）および（式８）を導出できる。

下向きの力の符号を正とし、ピッチとロールを抑制するように、（式７）および（式８）で求めたピッチ抑制力Ｆ_Ｐおよびロール抑制力Ｆ_Ｒから、各アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬが発揮するべき路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬを求めるには、以下の（式９）、（式１０）、（式１１）および（式１２）を演算すればよい。

懸架ばねＳｐのばね定数Ｋ_Ｆ，Ｋ_Ｒ、重心からの距離Ｌ_Ｆ，Ｌ_ＲおよびトレッドＷについては既知である。また、各輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬは、加速度センサ２６，２７，２８，２９から入力される上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬを二回積分すれば求められる。

よって、路面入力低減制御演算部３１は、懸架ばねＳｐのばね定数Ｋ_Ｆ，Ｋ_Ｒ、距離Ｌ_Ｆ，Ｌ_Ｒ、トレッドＷおよび上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬから、路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬを求められる。

路面入力低減制御演算部３１は、図５に示すように、加速度センサ２６，２７，２８，２９から入力される上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬを二回積分する積分器４０，４１，４２，４３と、積分器４０，４１で求めた前輪側の上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬにそれぞればね定数Ｋ_Ｆを乗じて力Ｆ_ＵＦＲ，Ｆ_ＵＦＬを求める乗算器４４，４５と、積分器４２，４３で求めた後輪側の上下変位Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬにそれぞればね定数Ｋ_Ｒを乗じて力Ｆ_ＵＲＲ，Ｆ_ＵＲＬを求める乗算器４６，４７と、力Ｆ_ＵＦＲ，Ｆ_ＵＦＬを加算する加算器４８と、力Ｆ_ＵＲＲ，Ｆ_ＵＲＬを加算する加算器４９と、力Ｆ_ＵＦＲから力Ｆ_ＵＦＬを引いた値に力Ｆ_ＵＲＲから力Ｆ_ＵＲＬを引いた値を加算する加算器５０と、加算器４８が出力した値にＬ_Ｆ／｛２（Ｌ_Ｆ＋Ｌ_Ｒ）｝を乗じる乗算器５１と、加算器４９が出力した値にＬ_Ｒ／｛２（Ｌ_Ｆ＋Ｌ_Ｒ）｝を乗じる乗算器５２と、加算器５０が出力した値に１／４を乗じてロール抑制力Ｆ_Ｒを求める乗算器５３と、乗算器５１が出力した値から乗算器５２が出力した値を減算してピッチ抑制力Ｆ_Ｐを求める加算器５４と、ピッチ抑制力Ｆ_Ｐにロール抑制力Ｆ_Ｒを加算して路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲを求める加算器５５と、ピッチ抑制力Ｆ_Ｐからロール抑制力Ｆ_Ｒを差し引きして路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＬを求める加算器５６と、ピッチ抑制力Ｆ_Ｐの符号を反転してロール抑制力Ｆ_Ｒを加算して路面入力低減制御力Ｆ_ＣＲＲを求める加算器５７と、ピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_Ｒの符号を反転させてこれらを加算して路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＬを求める加算器５８とを備えている。

路面入力低減制御演算部３１における各部で入力される上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬを処理すると、路面入力低減制御演算部３１内で、（式７）から（式１２）までの演算処理が行われて、路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬを求められる。

このようにして、求められた路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬは、目標制御力演算部３２に入力される。目標制御力演算部３２には、前述したとおり、路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬのほかに車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬが入力される。

目標制御力演算部３２は、車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬにそれぞれ対応する路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬを加算して、各アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬの目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬを求める。目標制御力演算部３２は、目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬを求めるとこれらをドライバ３３へ出力する。

ドライバ３３は、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬ毎に設けられており、液圧回路ＦＣにおける電磁弁をＰＷＭ駆動する駆動回路と、ポンプ４を駆動するモータ１３をＰＷＭ駆動する駆動回路を備えている。目標制御力演算部３２からの目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬの指令入力を受けると、指令通りに電磁弁およびモータ１３へ電流を供給する。なお、ドライバ３３における各駆動回路は、ＰＷＭ駆動を行う駆動回路以外の駆動回路であってもよい。

そして、目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬがシリンダ装置ＡＣの伸長方向の推力である場合、コントローラＣは、液圧回路ＦＣの電磁弁を制御しポンプ４から吐出される液体を圧側室Ｒ２へ供給させ、目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬの大きさに応じて圧側室Ｒ２の圧力を制御する。反対に、目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬがシリンダ装置ＡＣの収縮方向の推力である場合、コントローラＣは、液圧回路ＦＣの電磁弁を制御しポンプ４から吐出される液体を伸側室Ｒ１へ供給させ、目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬの大きさに応じて伸側室Ｒ１の圧力を制御する。

なお、本例では、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬがシリンダ装置ＡＣと液圧回路ＦＣとを備えた液圧アクチュエータとされているが、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬは、モータを利用した電動アクチュエータであってもよい。また、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬは、空気圧で駆動される空圧アクチュエータであってもよい。

サスペンション装置Ｓは、前述のように、車体Ｂのロールとピッチの各モーメントＭ_Ｐ，Ｍ_Ｒを打ち消すピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_Ｒを求め、これらを加味して目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬを求めて、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬを制御するようになっている。このピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_ＲをアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬに出力させると、アクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬは、車体Ｂに作用する力を事後ではなく事前にキャンセルする制御力を発揮する。よって、車体Ｂの振動を検知してからこれを抑制する制御力のみを発揮していた従来のサスペンション装置に比較して、本発明のサスペンション装置Ｓにあっては、車体Ｂの振動を事前に抑制する制御力を発揮でき、車体Ｂを効果的に制振できる。このように、本発明のサスペンション装置Ｓでは、車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの振動に起因する車体Ｂの振動を打ち消せるので、車体Ｂの振動抑制効果が向上する。

また、本例におけるサスペンション装置Ｓは、車体Ｂの振動を検知して振動を抑制する車体制御力Ｆ_ＦＲ，Ｆ_ＦＬ，Ｆ_ＲＲ，Ｆ_ＲＬに、ピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_Ｒに基づいて求められる路面入力低減制御力Ｆ_ＣＦＲ，Ｆ_ＣＦＬ，Ｆ_ＣＲＲ，Ｆ_ＣＲＬを加えて、目標制御力Ｆ_ＴＦＲ，Ｆ_ＴＦＬ，Ｆ_ＴＲＲ，Ｆ_ＴＲＬを求めるようになっている。そのため、本例のサスペンション装置Ｓによれば、車体Ｂの振動を検知してこの振動を制振する制御力に加えて、車体Ｂの振動を事前に抑制する制御力を発揮できる。よって、本例のサスペンション装置Ｓにあっては、従来のサスペンション装置に比較して、車体Ｂの振動抑制効果が飛躍的に向上する。

また、コントローラＣが四輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬから車体Ｂに作用するロールモーメントＭ_ＰＣとピッチモーメントＭ_ＲＣを求め、これらからピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_Ｒを求めるようになっている。上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬから車体Ｂに作用するロールモーメントＭ_ＰＣとピッチモーメントＭ_ＲＣを求めると、四輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの振動によって、車体Ｂに作用するロールモーメントＭ_ＰＣとピッチモーメントＭ_ＲＣを簡単かつ正確に求め得る。そして、このようにして得られたロールモーメントＭ_ＰＣとピッチモーメントＭ_ＲＣからピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_Ｒを求めれば、演算負荷も軽く、タイムリーかつ適切にピッチ抑制力Ｆ_Ｐとロール抑制力Ｆ_Ｒに基づく制御力を発揮できる。

また、コントローラＣは、前側に配置されるアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＦＬに発揮させるピッチ抑制力Ｆ_Ｐと後側に配置されるアクチュエータＡ_ＲＲ，Ａ_ＲＬに発揮させるピッチ抑制力Ｆ_Ｐを互いに大きさが同じで向きが反対となるようにし、さらに、右側に配置されるアクチュエータＡ_ＦＲ，Ａ_ＲＲに発揮させるロール抑制力Ｆ_Ｒと左側に配置されるアクチュエータＡ_ＦＬ，Ａ_ＲＬに発揮させるロール抑制力Ｆ_Ｒを互いに大きさが同じで向きが反対となるようにしている。このようにすると、車体Ｂに対して上下方向の振動に影響を与えずに、車体Ｂのピッチとロールを抑制できるので、車体Ｂのピッチ振動およびロール振動を大きく低減できる。

なお、車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬは、車体Ｂに設けた加速度センサ２１，２２，２３が検知する上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３と、車体Ｂと車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの相対変位からも求められる。この場合、図６に示すように、車体Ｂと車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの相対変位については、両者の間にストロークセンサ６０，６１，６２，６３を設ければ得られる。なお、ストロークセンサ６０，６１，６２，６３は、シリンダ装置ＡＣに組み込んでもよい。ストロークセンサ６０，６１，６２，６３を設ける場合、車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬを検知する必要がないので、加速度センサ２６，２７，２８，２９を廃止できる。

ストロークセンサ６０，６１，６２，６３で検知するのは、車体Ｂと車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの相対変位である。よって、車輪Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬの直上の車体Ｂの変位が分かれば、この車体Ｂの変位と前記の相対変位とから車輪の上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬを求められる。

前述したとおり、加速度センサ２１，２２，２３が検知する上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３から車体Ｂのバウンス速度Ｖ_Ｂ、ピッチ角速度Ｖ_Ｐおよびロール角速度Ｖ_Ｒが求められる。これらを積分すると、車体Ｂの重心位置における上下変位Ｘ_ＳＧ、ピッチ角αおよびロール角βが得られる。距離Ｌ_Ｆ，Ｌ_ＲおよびトレッドＷは既知であるので、各輪直上の車体Ｂの変位Ｘ_ＳＦＲ，Ｘ_ＳＦＬ，Ｘ_ＳＲＲ，Ｘ_ＳＲＬは、以下の（式１３）から（式１６）を演算すれば求められる。

ストロークセンサ６０，６１，６２，６３が検知する相対変位をそれぞれＳ_ＦＲ，Ｓ_ＦＬ，Ｓ_ＲＲ，Ｓ_ＲＬとし、（式１３）から（式１６）の演算結果を用いて、以下の（式１７）から（式２０）を演算すれば、上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬが求まる。

このように、上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬを車体Ｂに設けた加速度センサ２１，２２，２３が検知する上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３と、ストロークセンサ６０，６１，６２，６３が検知する相対変位Ｓ_ＦＲ，Ｓ_ＦＬ，Ｓ_ＲＲ，Ｓ_ＲＬとから求めてもよい。上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬは、上下加速度Ｇ_ＵＦＲ，Ｇ_ＵＦＬ，Ｇ_ＵＲＲ，Ｇ_ＵＲＬから求めてもよいし、車体Ｂの上下加速度Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３と相対変位Ｓ_ＦＲ，Ｓ_ＦＬ，Ｓ_ＲＲ，Ｓ_ＲＬから求めてもよい。車体Ｂに適するセンサを設置して上下変位Ｘ_ＵＦＲ，Ｘ_ＵＦＬ，Ｘ_ＵＲＲ，Ｘ_ＵＲＬを求めればよいので、無理なくサスペンション装置Ｓを車両Ｖへ組み込める。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。

２１，２２，２３，２６，２７，２８，２９・・・加速度センサ、６０，６１，６２，６３・・・ストロークセンサ、
Ａ_ＦＲ，Ａ_ＦＬ，Ａ_ＲＲ，Ａ_ＲＬ・・・アクチュエータ、Ｂ・・・車体、Ｖ・・・車両、Ｗ_ＦＲ，Ｗ_ＦＬ，Ｗ_ＲＲ，Ｗ_ＲＬ・・・車輪

Claims (4)

1. 車両の車体と前記車両の前後左右の四つの車輪との間に介装される四つのアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記車輪を支持するサスペンションアームに設けた加速度センサで検知する前記車輪の上下加速度から前記車輪の上下変位を求めるか、或いは、前記車体に設けた加速度センサが検知する前記車体の上下加速度と、前記車輪と前記車体の間に設けたストロークセンサが検知する前記車体と前記車輪の相対変位から前記車輪の上下変位を求め、
   前記車両における前後左右四つの車輪の上下変位に基づいて、前記車体のロールとピッチの各モーメントを打ち消すピッチ抑制力とロール抑制力を求め、
   前記ピッチ抑制力と前記ロール抑制力に基づいて前記アクチュエータの目標制御力を求めて、前記アクチュエータを制御する
   ことを特徴とするサスペンション装置。
2. 前記コントローラは、
   前記四つの車輪の上下変位から前記車体に作用するピッチモーメントとロールモーメントを求め、
   前記ピッチモーメントと前記ロールモーメントに基づいて、前記ピッチ抑制力と前記ロール抑制力を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記コントローラは、
   前記車両において前側に配置される前記アクチュエータに発揮させる前記ピッチ抑制力と前記車両において後側に配置される前記アクチュエータに発揮させる前記ピッチ抑制力が互いに大きさが同じで向きが反対となるようにし、
   前記車両において右側に配置される前記アクチュエータに発揮させる前記ロール抑制力と前記車両において左側に配置される前記アクチュエータに発揮させる前記ロール抑制力を、互いに大きさが同じで向きが反対となるようにした
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
4. 前記コントローラは、
   前記車体の振動を検知して前記振動に基づいて車体制御力を求め、
   前記ロール抑制力と前記ピッチ抑制力に基づいて路面入力低減制御力を求め、
   前記車体制御力と前記路面入力低減制御力を加えて前記目標制御力を求める
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のサスペンション装置。

Images