サスペンション制御装置
【目的】プレビュー制御が行われるサスペンション制御装置において、余裕時間が制御遅れで決まる設定時間より短い場合に、良好に上下方向の振動が抑制されるようにすることである。
【解決手段】前輪側に設けられたばね上加速度センサ１９６Fによる検出値と、車高センサ１９８Fによる検出値とに基づいて、ばね下絶対速度を取得し、ばね下絶対速度と、プレビューゲインとで決まる減衰力が発生させられるように後輪側の上下方向力発生装置２４Rのアクチュエータ１２４Rを制御する場合に、その制御指令値が、車速ＶとホイールベースＬWとで決まる余裕時間から制御遅れ時間を引いた待ち時間の経過後に出力される。この場合に、余裕時間が制御遅れ時間より短くなった場合には、車速が大きい場合は小さい場合よりプレビューゲインを小さい値とする。その結果、余裕時間が制御遅れ時間より短くなっても、乗り心地が悪くなることを回避し、後輪の上下挙動を良好に抑制することができる。
【解決手段】前輪側に設けられたばね上加速度センサ１９６Fによる検出値と、車高センサ１９８Fによる検出値とに基づいて、ばね下絶対速度を取得し、ばね下絶対速度と、プレビューゲインとで決まる減衰力が発生させられるように後輪側の上下方向力発生装置２４Rのアクチュエータ１２４Rを制御する場合に、その制御指令値が、車速ＶとホイールベースＬWとで決まる余裕時間から制御遅れ時間を引いた待ち時間の経過後に出力される。この場合に、余裕時間が制御遅れ時間より短くなった場合には、車速が大きい場合は小さい場合よりプレビューゲインを小さい値とする。その結果、余裕時間が制御遅れ時間より短くなっても、乗り心地が悪くなることを回避し、後輪の上下挙動を良好に抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションの、いわゆるプレビュー制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレビュー制御が行われるサスペンション制御装置の例が特許文献１〜４に記載されている。
特許文献１に記載のサスペンション制御装置においては、車両の前輪より前方に路面センサが設けられ、その路面センサによる検出値に基づいて前輪、後輪のショックアブソーバの減衰特性が制御される。制御指令は、(a)路面センサが設けられた位置と制御対象輪との間の距離と(b)車両の走行速度と(c)制御遅れ時間とで決まる遅延時間が経過した後に出力される。
特許文献２に記載のサスペンション制御装置においては、前輪について、上下挙動を検出する前輪上下挙動センサが設けられ、その前輪上下挙動センサによる検出値に基づいて後輪のショックアブソーバの減衰特性が制御される。後輪のショックアブソーバの減衰特性を制御する際の制御信号が、前輪上下挙動センサによる検出値に基づく制御信号と、その信号の位相を遅らせて得られた制御信号（プレビュー制御信号）との両方に基づいて作成されるのであるが、車両の走行速度が所定値より小さい場合には位相を遅らせた制御信号の比率が高く、所定値より大きくなると、位相を遅らせた制御信号の比率が走行速度の増加に伴って小さくされる。その結果、後輪の実際の上下挙動と同じ位相で変化する制御信号を作成することができ、後輪の上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。後輪の上下挙動は、前輪の実際の上下挙動が車速等で決まる時間だけ遅れた場合と同じ位相で生じるのではなく、車速等で決まる時間だけ遅らせた場合より進んだ位相で生じることが知られている。車体は剛体であるため、前輪側の上下挙動の影響が後輪の上下挙動に及ぶからである。一方、位相の進み量は車速が大きい場合は小さい場合より小さくなることが知られている。その結果、車速が大きい場合に車速が小さい場合より位相を遅らせた制御信号の比率を小さくすれば後輪の実際の上下挙動に近い位相で変化する制御信号を得ることができる。
特許文献３に記載のサスペンション制御装置においては、前輪側に設けられたばね上加速度センサによる検出値に基づいて後輪の制御信号が作成される。この場合に、ばね上加速度センサによる検出値をフィルタ処理して制御信号が作成されるのであるが、車両の走行速度に基づいて異なる位相特性のフィルタが使用される。その結果、車速の大小に関係なく、制御信号の位相を後輪の実際の上下挙動の位相に近づけることができる。
特許文献４に記載のサスペンション制御装置においては、プレビュートータルゲインが、車両の前後加速度、横加速度、走行速度で決まる。高速走行により制御応答遅れが生じる場合、旋回等により前後輪の走行軌跡が異なる場合等には、プレビューゲインを可変として、制御出力を下げるのである。
【特許文献１】特開平５−２６２１１８号公報
【特許文献２】特開平７−２３７４１９号公報
【特許文献３】特開平７−１８６６６０号公報
【特許文献４】特開平７−２０５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、プレビュー制御が行われるサスペンション制御装置において、余裕時間が制御遅れで決まる設定時間より短い場合に、良好に上下方向の振動が抑制されるようにすることである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００４】
請求項１に記載のサスペンション制御装置は、車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むものとされる。
請求項１２に記載のサスペンション制御装置は、前記車両の走行速度が、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と制御遅れ時間とで決まる第１設定速度より大きい場合に、前記第１設定速度以下の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むものとされる。
請求項１に記載のサスペンション制御装置において、車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションが制御されるのであり、いわゆる、プレビュー制御（予見制御と称することもできる）が行われる。プレビュー制御においては、制御対象輪のサスペンションについての制御指令値がセンサによる検出値に基づいて作成され、制御対象輪の実際の上下挙動がそのセンサによる検出値に応じた挙動となる時に、その制御指令値に応じた制御が実行されるように、すなわち、余裕時間から、その制御対象輪のサスペンション（例えば、減衰特性制御装置、上下方向力発生装置等、以下、制御対象装置と称することがある）の制御遅れ時間を引いた時間が待ち時間であり、検出時から待ち時間が経過した後に制御指令値が出力される。
しかし、車両の走行速度が非常に早い場合は、検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離と走行速度とで決まる余裕時間が非常に短くなり、制御指令値を出力すべき時点までに、制御指令値を出力することができない場合がある（例えば、出力すべき時点までに、制御指令値を作成することができない場合、検出値が得られない場合等がある）。この場合には、制御指令値に応じた制御が制御対象輪の実際の上下挙動に対して遅れて実行されることになるため、上下方向の振動を良好に抑制することができず、かえって、乗り心地が悪くなることがある。
そこで、本項に記載のサスペンション制御装置においては、余裕時間が第１設定時間より短い場合には、長い場合よりサスペンションの制御に使用されるゲインが小さくされる。その結果、プレビュー制御が行われることによって、乗り心地が悪くなることを回避することができる。本項に記載のサスペンション制御装置は、特に、制御遅れが大きいサスペンションを制御する場合に有効である。なお、ゲイン（サスペンションについてプレビュー制御が行われる場合に使用されるゲインであるため、以下、プレビューゲインと称することがある）は、後述するように、余裕時間の減少に伴って漸減させても、０としてもよい。
第１設定時間は、例えば、上述の待ち時間が０となる時間、換言すれば、出力すべき時点に制御指令値を出力可能な余裕時間の最小値とすることができる。第１設定時間は、制御遅れ時間と同じ時間としたり、制御遅れ時間より設定時間長い時間としたり、短い時間としたりすることができる。いずれにしても、第１設定時間は、制御遅れ時間が長い場合は短い場合より長くなる。
少なくとも１つのセンサは、路面の凹凸を検出する路面センサとしたり、制御対象輪が後輪である場合において、前輪側部分の上下挙動を検出するセンサとしたり、路面センサと前輪側部分（あるいは、路面センサが取り付けられた部分）の上下挙動を検出するセンサとの両方としたり、路面センサとその路面センサが取り付けられた部分の上下挙動を検出するセンサとの両方としたりすることができる。
センサが路面センサである場合には、検出対象部はそのセンサによって凹凸が検出される路面の部分である。その検出対象の路面の部分は、車両が停止状態にある場合において、そのセンサの取付け位置と車両の前後方向において同じ位置の部分である場合や、取付け位置より前方あるいは後方の位置の部分である場合がある。前者の場合には、センサの取り付け位置と制御対象輪（厳密にいえば、制御対象輪の車軸の中心線）との間の距離と車速とで余裕時間が決まり、後者の場合には、停止状態における検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離と車速とで余裕時間が決まる。路面センサが車両の前輪より前方に設けられた場合には、前輪を制御対象輪とすることもできる。また、路面センサは、車両の右側（検出対象部（路面）と右前輪、右後輪のタイヤとが車両の幅方向においてほぼ同じになる位置）と、左側（検出対象部と左前輪、左後輪のタイヤとが車両の幅方向においてほぼ同じになる位置）との両方に（左右一対）設けることが望ましい。さらに、１つの検出対象部（路面の同じ部分）の凹凸を検出するのに、２つ以上のセンサを設けることもできる。路面の一の部分の凹凸が２つ以上の路面センサによる検出値に基づいて取得されるようにすれば、１つの路面センサによる検出値に基づく場合より、凹凸の状態を、より精度よく検出することができる。
センサが前輪側部分の上下挙動を検出するセンサである場合には、検出対象部は前輪である。余裕時間が、前輪と後輪との間の距離（ホイールベース：左右前輪の車軸の中心線を通る線と、左右後輪の車軸の中心線を通る線との間の距離）と車速とで余裕時間が決まる。センサは、前輪のばね上部材の上下方向の挙動を検出するセンサ、ばね下部材の上下方向の挙動を検出するセンサ、ばね上ばね下間の上下方向の距離を検出するセンサの１つ以上とすることができる。前輪側部分の上下挙動を検出するセンサは、右前輪、左前輪の各々に設けることが望ましい。
なお、余裕時間が第１設定時間より短いことと、請求項１２に記載のように、車両の走行速度が第１設定時間に対応する第１設定速度より早いこととは、互いに対応する。同じ型式の車両においては、センサによる検出対象部と制御対象輪との間の距離は予め定められた固定値となるため、走行速度と余裕時間とは１対１に対応し、走行速度が大きくなれば、余裕時間は短くなる関係が成立する。そのため、車両の走行速度が制御遅れ時間で決まる第１設定速度より大きい場合に第１設定速度以下の場合よりゲインが小さくされることと、余裕時間が第１設定時間より短い場合に第１設定時間以上の場合よりゲインが小さくされることとは、互いに対応することになる。
前述の特許文献２には、車両の走行速度が所定値以上の場合に、位相を遅らせた制御信号（プレビュー制御信号）の比率が小さくされることが記載されている。しかし、走行速度の所定値は、制御対象輪である後輪の上下挙動と制御信号とで位相を同じにするための速度であり、換言すれば、後輪の上下挙動を正確に推定可能な速度である。この所定値は、制御対象輪のサスペンションで決まる制御遅れ（制御指令値を出力してから実際に出力が出されるまでの間の時間）で決まる速度ではなく、制御遅れの大小とは関係なく決まる速度である。それに対して、本願請求項１２に記載の第１設定速度、請求項１に記載の第１設定時間に対応する速度は、制御遅れが大きい場合は小さい場合より小さくなる速度である。このように、特許文献２に記載の所定値と本願請求項１２に記載の第１設定速度、請求項１に記載の第１設定時間に対応する速度とは異なる速度である。また、特許文献２に記載の発明の課題は、制御信号の位相を後輪の実際の上下挙動の位相を同じにすること（後輪の実際の上下挙動を正確に推定可能とすること）であるのに対して、本願発明の課題は、車両の走行速度が大きくなった場合に、出力すべき時までに制御指令値を出力できなかった場合の問題を解決することであり、これらは異なる。
特許文献４には、高速走行時には、プレビューゲインを小さくすることが記載されている。しかし、プレビューゲインを、余裕時間が制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に第１設定時間以上の場合より小さくすることの記載も、走行速度が制御遅れ時間で決まる第１設定速度より大きい場合に第１設定速度以下である場合より小さくすることの記載もない。特許文献４には、プレビューゲインを決定する場合に、制御遅れ時間で決まるしきい値を設け、走行速度をしきい値より大きい場合と小さい場合とで分けて決定することを示唆する記載がないのである。
【特許請求可能な発明】
【０００５】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組を、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００６】
(１)車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置（請求項１）。
(２)前記ゲイン決定部が、前記ゲインを前記余裕時間が前記第１設定時間以上である場合に予め定められた一定の値とする設定値決定部を含む(1)項に記載のサスペンション制御装置。
余裕時間が第１設定時間以上で、制御指令値を出力すべき時に出力することができる場合には、プレビュー制御により、良好に制御対象輪の上下方向の振動を抑制することができる。そのため、余裕時間が第１設定時間以上である場合に、ゲインを、例えば、１（最大値）とすることは妥当なことである。
余裕時間が第１設定時間より短い場合においては、余裕時間が長い場合は短い場合より、ゲインを小さい値とすることができる。その場合の具体的な態様については後述する。
(３)前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合に、前記ゲインを前記余裕時間が短くなるのに伴って減少する値とするゲイン漸減部を含む(1)項または(2)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項２）。
ゲインは、余裕時間が短くなるのに伴って連続的に小さくなる値としたり、段階的に小さくなる値としたりすることができる。連続的に小さくなる値とした場合には、直線的に小さくなる値としたり、曲線的に小さくなる値としたりすることができる。
(４)前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が、前記第１設定時間より短い第２設定時間以下である場合に、前記ゲインを０とする０決定部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項３）。
余裕時間が第１設定時間より短い場合には、制御指令値を直ちに出力しても、制御指令値に応じたサスペンション制御が、実際の制御対象輪の上下挙動に対して遅れて実行される。遅れの程度が大きい場合には、制御が行われても、上下方向の振動を良好に抑制することができないが、遅れの程度が小さい場合には、たとえ、遅れても、制振効果が得られる。そこで、本項に記載のサスペンション制御装置においては、サスペンション制御が遅れて行われても効果が得られる場合には、プレビュー制御が行われ、効果が得られない場合には、プレビュー制御が行われないようにされる。このことを考慮して、第２設定時間は、制御指令値を本来の出力すべき時までに出力できなくても、プレビュー制御による制振効果が得られる場合の余裕時間とされる。
一方、実車試験、あるいは、シミュレーションにより、サスペンション制御が、その上下方向の振動に対して１／８周期遅れても、制振効果が得られることが知られている。
このことに基づけば、制御指令値を直ちに出力すると、１／８周期遅れてサスペンション制御が行われる場合の余裕時間を第２設定時間とすることができる。余裕時間が第２設定時間以上である場合には、制御指令値に応じた制御は遅れるがプレビュー制御が実行され（プレビュー制御が有効であり）、余裕時間が第２設定時間より短い場合には、プレビュー制御が行われないことになる。なお、第２設定時間は、上述の時間より長い時間とすることもできる。
(５)前記ゲイン決定部が、前記ゲインを前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は０とする０決定部を含む(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項４）。
本項に記載のサスペンション制御装置においては、余裕時間が第１設定時間より短い場合には、制御指令値に応じた制御が制御対象輪の振動に対して遅れるため、プレビュー制御が行われないようにされる。
(６)前記制御対象輪のサスペンションへの制御指令値を、前記余裕時間が前記第１設定時間以上の場合には、前記少なくとも１つのセンサによる検出値が取得された時点から、前記余裕時間から前記制御遅れ時間を引いた時間が経過した後に出力するプレビュー制御部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項５）。
余裕時間から制御対象装置の制御遅れ時間を引いた待ち時間が経過した後に、制御指令値が出力されれば、それに応じてプレビュー制御が実行される時点と、制御対象輪について実際にセンサによる検出値に応じて上下挙動する時点とが一致するため、制御対象輪についての上下方向の振動を良好に抑制することができる。
(７)前記ゲイン決定部が、前記ゲインを、前記車両の操舵車輪の舵角の絶対値が小さい場合は大きい場合より小さい値に決定する旋回時決定部を含む(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
操舵車輪の舵角の絶対値が大きく、旋回半径が小さい場合には、前輪の軌跡と後輪の軌跡との差が大きく、前輪が通った路面と同じ路面を後輪が通らなかったり、前輪が通った路面と後輪が通る路面との重なりが少ないことがある。また、路面センサによって検出された路面の部分（検出対象部）を後輪が通らなかったり、検出対象部と後輪が通る路面との重なりが少ないことがある。これらの場合に、プレビュー制御が行われると、制御対象輪の上下方向の振動を良好に抑制することができなかったり、乗り心地が悪くなったりする。
そこで、本項に記載のサスペンション制御装置においては、舵角の絶対値が大きい場合は小さい場合よりゲインが小さくされるのであり、０とされることもある。その結果、プレビュー制御によって、乗り心地が悪くなることを回避し、制御対象輪の上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
なお、操舵車輪の舵角の絶対値が大きいこと、旋回半径が小さいこと、操舵部材の操舵量の絶対値が大きいこと（例えば、ステアリングホイールの操舵角の絶対値が大きいこと）、横加速度や横力の絶対値が大きいこと、ヨーレイトの絶対値が大きいことは、互いに対応することであり、ゲインを、これら旋回状態を表す物理量に基づいて決定することもできる。
(８)前記ゲイン決定部が、前記車両の直進状態において、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は長い場合より前記ゲインを小さい値に決定する余裕時間対応決定部と、前記車両の旋回状態において、前記ゲインを、前記車両の操舵車輪の舵角の絶対値が小さい場合は大きい場合より小さい値に決定する旋回時ゲイン決定部とを含む(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項６）。
車両の直進中においては、旋回時に生じるプレビュー制御の悪影響を考慮する必要性が低い。そのため、直進時には余裕時間に応じてゲインが決定される。それに対して、旋回時には、実施例に記載のように、旋回状態に基づいてゲインが決定されるが、旋回状態と余裕時間（または車速）との両方に基づいてゲインが決定されるようにすることもできる。
なお、操舵車輪の舵角の絶対値が直進しているとみなし得る設定値以下である場合を直進状態にあるとし、操舵車輪の舵角の絶対値が設定値より大きい場合を旋回状態にあるとすることができる。前述のように、操舵車輪の舵角、操舵部材の操舵量、横加速度、横力、ヨーレイト、旋回半径等のうちの１つ以上（旋回状態を表す物理量）に基づいて直進状態にあるか旋回状態にあるかを取得することもできる。
(９)前記制御対象輪のサスペンションが、その制御対象輪を保持するばね下部材とばね上部材との間に設けられ、上下方向の力を発生させる上下方向力発生装置を含み、当該サスペンション制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値と前記ゲインとに基づいて、前記上下方向力発生装置を制御する上下方向力制御装置を含む(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項７）。
上下方向力発生装置は、ばね下部材とばね上部材との間に設けられ、上下方向の力を発生させるものである。上下方向の力とは、上下方向の成分を有する方向の力であり、車両の上下方向であっても、車両の上下方向に対して多少傾いた方向であってもよい。
上下方向力発生装置によって発生させられる上下方向力の向きは、ばね下部材の車体、車輪に対する連結部の構造、上下方向力発生装置とばね下部材との連結の状態等で決まる。ばね下部材が上下方向に回動可能に連結されており、前後方向、幅方向の移動（あるいは回動）が許容されていない場合には、発生させられる力は上下方向の力であると考えることができる。
上下方向力発生装置をセンサによる検出値とゲインとに基づいて制御すれば、制御対象輪の上下方向の振動を良好に抑制することができる。上下方向力は、後述するように、減衰力としたり、弾性力としたりすることができる。
(１０)前記上下方向力発生装置が、減衰力を発生させる減衰力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の絶対速度と、前記制御対象輪を保持する前記ばね下部材の上下方向の絶対速度と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対速度とのうちの１つ以上の速度を推定するとともに、少なくとも、その推定した１つ以上の速度と前記ゲインとに基づいて決まる値を目標減衰力とする目標減衰力決定部と、前記減衰力発生装置を制御して、その目標減衰力決定部によって決定された目標減衰力を出力させる減衰力制御部とを含む(9)項に記載のサスペンション制御装置（請求項８）。
上下方向力発生装置の制御により減衰力が発生させられ、それによって上下方向の振動が抑制される。減衰力は、ばね上部材の上下方向の絶対速度に応じた大きさとしても、ばね上部材とばね下部材との相対速度に応じた大きさとしても、ばね下部材の絶対速度に応じた大きさとしてもよい。また、減衰力の大きさを決める際、あるいは、減衰係数を決める際には、これらのうちの２つ以上の速度が考慮されることもある。
また、上下方向力発生装置において発生させられる上下方向力は、これらの２つ以上の減衰力を含む大きさとすることができる。例えば、ばね上部材の絶対速度に応じた減衰力とばね下部材の絶対速度に応じた減衰力とを含む大きさに制御することができるのである。
センサによる検出値に基づいて、ばね上部材の絶対速度が取得される場合、ばね下部材の絶対速度が取得される場合、ばね上ばね下の相対速度が取得される場合等があるのであり、センサによる検出値と取得される速度とは同じであるとは限らない。
(１１)前記上下方向力発生装置が、弾性力を発生させる弾性力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の変位と、前記制御対象輪を保持するばね下部材の上下方向の変位と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対変位とのうちの１つの変位を推定するとともに、少なくとも、その推定した１つの変位と前記ゲインとで決まる値を目標弾性力とする目標弾性力決定部と、前記弾性力発生装置を制御して、その目標弾性力決定部によって決定された目標弾性力を出力させる弾性力制御部とを含む(9)項または(10)項に記載のサスペンション制御装置（請求項９）。
上下方向力発生装置の制御により、弾性力が発生させられ、それによって、制御対象輪の上下方向の振動が抑制される。
また、上下方向力発生装置において発生させられる上下方向力は、これらの２つ以上の弾性力を含む大きさとすることができる。例えば、ばね上部材の変位に応じた弾性力とばね下部材の変位に応じた弾性力とを含む大きさに制御することができる。さらに、上下方向力が、減衰力と弾性力との和の大きさとなるように、制御することもできる。
(１２)前記上下方向力発生装置が、前記ばね下部材と前記ばね上部材とのいずれか一方に一端部が連結され、他方に他端部が連結された弾性部材を含み、前記上下方向力制御装置が、前記弾性部材を復元力に抗して弾性変形させる駆動源を含み、前記弾性部材の弾性変形量を変化させて、前記上下方向力を制御する弾性変形量制御部を含む(9)項ないし(11)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項１０）。
(１３)前記弾性部材が、前記車両の前後方向に延びた第１バー部と幅方向に延びた第２バー部とを含む概してＬ字形を成したバーであり、前記駆動源が、前記Ｌ字形のバーの第１バー部と第２バー部とのいずれか一方を、それの軸線回りに回転させる電動モータを含む(12)項に記載のサスペンション制御装置。
(１４)前記弾性部材が、前記車両の前後方向に延びた第１バー部と幅方向に延びた第２バー部とのいずれか一方から成るロッドであり、前記駆動源が、前記ロッドに曲げモーメントを加える電動モータを含む(12)項または(13)に記載のサスペンション制御装置。
弾性部材は、上下方向から見た場合に、Ｌ字形を成した部材であっても、直線状に延びた部材であってもよい。換言すれば、上下方向に湾曲した形状であっても差し支えない。
(１５)前記ばね下部材と前記ばね上部材との間に、前記上下方向力発生装置と並列に、その上下方向力発生装置に含まれる弾性部材とは別の弾性部材としてのサスペンションスプリングが設けられた(9)項ないし(14)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
ばね下部材とばね上部材との間に、上下方向力発生装置の弾性部材と、その弾性部材とは別の弾性部材であるサスペンションスプリングとが設けられる。上下方向力発生装置に含まれる弾性部材は、前述のように、駆動源により弾性変形させられ、上下方向力が発生させられるが、サスペンションスプリングは、駆動源によって弾性変形させられるのではなく、車輪に加えられる荷重等により弾性変形させられる。
車輪に加えられる荷重は、サスペンションスプリングと弾性部材とが受ける。しかし、駆動源の非作動状態において、弾性部材が弾性変形していない状態においては、弾性部材には力が発生せず、荷重はサスペンションスプリングが受ける。この状態が上下方向力発生装置の駆動源の基準状態である。基準状態は、車輪に加えられる荷重で決まり、荷重が大きい場合は小さい場合よりばね上ばね下間の距離が短くなる。
基準状態から、例えば、駆動源の電動モータを一方向に回転させた場合には、ばね上部材とばね下部材との間の距離が大きくなる。サスペンションスプリングの弾性力の向きと弾性部材の弾性力の向きとは同じである。ばね上ばね下間の距離が大きくなり、サスペンションスプリングの弾性力が小さくなると、弾性部材の弾性力が大きくなるのであり、これらの和は、荷重に応じた大きさに維持される。
基準状態から、電動モータを反対方向に回転させた場合には、ばね上部材とばね下部材との間の距離が小さくなる。サスペンションスプリングの弾性力の向きと弾性部材の弾性力の向きとは逆となる。ばね上ばね下間の距離が小さくなり、サスペンションスプリングの弾性力が大きくなると、弾性部材のその逆向きの弾性力が大きくなる。
弾性部材がＬ字形のバーである場合には、第１バー部と第２バー部との一方（以下、シャフト部と称する）が軸線回りに回転させられると、他方（以下、アーム部と称する）が回動させられ、それによって、ばね上ばね下間の距離が変化する。また、シャフト部が捩られると、シャフト部に加えられる捩りモーメント（電動モータによって加えられたトルクと同じ）とアーム部に加えられる曲げモーメントとが等しくなるため、それで決まる大きさの上下方向力がばね下部材に加えられる。
弾性部材が直線状のロッドである場合には、ロッドに電動モータによって加えられたトルクと曲げモーメントとが等しくなるため、それで決まる大きさの上下方向力がばね下部材に加えられる。
弾性部材がＬ字形のバーである場合と直線状のロッドである場合とを比較すると、いずれにおいても、電動モータによって弾性部材に加えられるトルクと曲げモーメントとが等しくなる大きさに応じた上下方向力が発生させられる点については同じである（捩り応力と曲げ応力とが、同時に許容応力に達することが前提）。
また、弾性部材がＬ字形のバーである場合には、シャフト部の軸線回りの回転によりアーム部が回動させられるのに対して、直線状のロッドである場合には、直線状のロッドが直接電動モータによって回動させられる。そのため、直線状のロッドの長さとＬ字形のバーのアーム部の長さとが同じである場合には、Ｌ字形のバーとした方が、直線状のロッドとする場合に比較して、駆動源を、車体（ばね上部材）の車輪から離れた部分に設けることができるという利点がある。
(１６)前記少なくとも１つのセンサが、前記前輪側ばね上部材の上下方向の加速度を検出する前輪ばね上加速度センサと、前記車両の前輪を保持する前輪側ばね下部材と前輪側ばね上部材との相対ストロークを検出するストロークセンサとを含み、前記上下方向力制御装置が、前記前輪ばね上加速度センサによる検出値、前記ストロークセンサによる検出値および前記ゲインに基づいて前記後輪側に設けられた前記上下方向力発生装置を制御するばね下依拠上下方向力制御部を含む(8)項ないし(15)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項１１）。
ばね下部材にセンサを設けると、検出値に大きな誤差が含まれるため、望ましくない。
それに対して、ばね上部材の挙動と、ばね上ばね下間のストロークとに基づけば、ばね下部材の上下方向の挙動を精度よく取得することが可能となる。
(１７)前記少なくとも１つのセンサが、前記車両の停止状態において、前記車両の前輪側の車軸より前方の路面の凹凸を検出する路面センサを含み、前記上下方向力制御装置が、(a)前記路面センサによる検出値と前記ゲインとに基づいて前記前輪側に設けられた前記上下方向力発生装置を制御する路面凹凸対応前輪制御部と、(b)前記路面センサによる検出値と前記ゲインとに基づいて前記後輪側の前記上下方向力発生装置を制御する路面凹凸対応後輪制御部との少なくとも一方を含む(8)項ないし(15)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
路面センサによって検出された路面の凹凸に基づけば、制御対象輪のばね下部材の変位、絶対速度等を取得することができる。
(１８)車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記車両の走行速度が、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と制御遅れ時間とで決まる第１設定速度より大きい場合に、前記第１設定速度以下の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置（請求項１２）。
本項に記載のサスペンション制御装置には、(1)項ないし(17)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。例えば、検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離を制御遅れ時間で割った値が第１設定速度であり、第１設定時間に対応する。また、検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離を第２設定時間で割った値を第２設定速度とすることができる。走行速度が第２設定速度以上である場合にはゲインを０とすることができる。
(１９)少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、車両の、その少なくとも１つのセンサが取り付けられた位置より後方にある制御対象輪に対応して設けられた制御対象装置を制御する車両制御装置であって、
前記センサの取付け位置と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記制御対象装置の制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とする車両制御装置。
本項に記載の車両制御装置には、前記(1)から(17)に記載の技術的特徴を採用することができる。
プレビュー制御は、サスペンションの制御に限らず、広く、車両に搭載された制御対象装置の制御に適用することができる。
(２０)前記少なくとも１つのセンサが、前記車両の前輪に作用する横方向の力を検出する横方向力センサを含み、前記制御対象装置が、前記車両の後輪の舵角を自動で制御可能な後輪舵角制御装置であり、当該車両制御装置が、前記車両の運転者による操作部材の操舵量と、前記横方向力センサによる検出値とが、予め定められた設定範囲内にない場合に、前記後輪舵角制御装置を制御して、前記車両を、前記操舵状態に応じた走行状態を維持する走行状態制御装置を含み、前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記後輪舵角制御装置に使用されるゲインを小さくする制御舵角用ゲイン決定部を含む(19)に記載の車両制御装置。
例えば、轍路、またぎ路の走行中には、それに起因して、ステアリングホイール等の操舵部材の操舵状態が直進走行状態を指示しているにも係わらず前輪に横方向力が加えられる場合がある。この場合に、後輪がその路面を通る際に、その後輪の舵角を制御することができる。
(２１)車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記車両が直進走行している場合には、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを、前記車両の走行速度が大きい場合は小さい場合より小さい値に決定し、前記車両が旋回走行している場合には、前記ゲインを、前記車両の操舵輪の舵角の絶対値が大きい場合は小さい場合より小さい値に決定するゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置。
本項に記載のサスペンション制御装置には、(1)項ないし(20)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【実施例】
【０００７】
以下、本発明の一実施例であるサスペンション制御装置を含むサスペンションシステムについて説明する。
図２，３において、車両の前後左右の各車輪１２FR、FL、RL、RRとばね上部材としての車体１４との間にサスペンション１６が設けられる。
サスペンション１６は、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング２０FR、FL、RL、RR、ショックアブソーバ（以下、アブソーバと略称する場合がある）２２FR、FL、RL、RR、上下方向力発生装置２４FR、FL、RL、RR等を含む。以下、車輪の位置を表す添え字FR、FL、RL、RRはこれらを区別する必要がある場合に記載するが、区別する必要がない場合には記載しない。また、前輪側と後輪側とを区別する必要が場合に、添え字F、Rを付すことがある。さらに、前後左右の車輪のうちの任意の一輪を表す場合において、それが同じ車輪であること表す場合に、添え字ij（ｉ＝Ｆ、Ｒ ｊ＝Ｒ、Ｌ）を付すことがある。
また、図３に示すように、サスペンション１６は、第１アッパアーム４０，第２アッパアーム４２，第１ロアアーム４４，第２ロアアーム４６，トーコントロールアーム４８等の複数のサスペンションアームを含む。本実施例において、サスペンション１６はマルチリンク式とされている。これら５本のサスペンションアーム４０，４２，４４，４６，４８は、それぞれの一端部において、車体１４に回動可能に連結され、他端部において、車輪１２を相対回転可能に保持するアクスルキャリア５０に回動可能に連結されている。アクスルキャリア５０は、車体１４に、それら５本のアーム４０，４２，４４，４６，４８により予め定められた軌跡に沿って上下方向に相対移動可能とされる。
【０００８】
ショックアブソーバ２２は、図４に示すように、ばね上部材としての車体１４と、ばね下部材としての第２ロアアーム４６との間に、原則的に、上下方向に相対移動不能、かつ、揺動可能に連結されている。ショックアブソーバ２２は、減衰特性制御装置５６を含み、減衰特性が連続的に制御可能とされている。
ショックアブソーバ２２は、ハウジング６０とピストン６２とを含み、ハウジング６０において第２ロアアーム４６に連結され、ピストン６２のピストンロッド６４において、マウント部５４を介して車体１４に連結される。ピストンロッド６４は、中間部において、ハウジング６０の蓋部６６にシール６８を介して摺接させられる。
ハウジング６０は、図５に示すように、外筒７１と内筒７２とを含み、それらの間がバッファ室７４とされる。上述のピストン６２は、その内筒７２の内側に液密かつ摺動可能に嵌合されているのであり、内筒７２の内側が、上室７５と下室７６とに仕切られる。
ピストン６２には、上室７５と下室７６とを接続する接続通路７７、７８が同心状に複数個ずつ設けられる（図５には、そのうちの２つずつが記載されている）。ピストン６２の下面に配設された弁板７９、上面に配設された弁板８０、８１は、それぞれ、ピストンロッド６４に設けられた段部、ナットによって支持されている。
弁板７９は、外周側にある接続通路７８の開口は覆わないが、内周側にある接続通路７７の開口を覆う大きさであり、上室７５と下室７６との液圧差が設定値以上となり、開弁圧以上の力が作用すると撓められ、上室７５から下室７６への作動液の流れを許容する。弁板７９，接続通路７７の開口部等によりリーフバルブ８４が構成される。
弁板８０、８１は上下方向に重ねて設けられる。弁板８０が接続通路７８の開口を覆い、弁板８０，８１の接続通路７７の開口に対応する部分には開口部が形成されている。下室７６と上室７５との液圧差が設定値以上になり、開弁圧以上の力が作用すると撓められ、下室７６から上室７５へ向かう作動液の流れを許容する。弁板８０，８１、接続通路７８の開口部等によりリーフバルブ８６が構成される。
下室７６と上述のバッファ室７４との間には、リーフバルブを備えたベースバルブ本体８８が設けられる。
【０００９】
減衰特性制御装置５６は、図４に示すように、電動モータ９０，電動モータ９０の回転を直線運動に変換する運動変換機構９１，調節ロッド９２等を含む。ピストンロッド６４の内部には、それの軸線方向に延びた貫通穴９４が形成され、その貫通穴９４に調節ロッド９２が配設される。調節ロッド９２は、上端部において運動変換機構９１の出力部材に連結されており、電動モータ９０の回転に伴ってピストンロッド６４に対して直線的に相対移動させられる。電動モータ９０の回転角度はモータ回転角センサ９６によって検出される。
図５に示すように、貫通穴９４は段付き形状を成しており、上部が大径部９８、下部が小径部１００とされる。小径部１００において下室７６に開口し、大径部９８において接続通路１０２を介して上室７５と連通させられる。上室７５と下室７６とは、貫通穴９４，接続通路１０２によって互いに連通させられる。
一方、調整ロッド９２の中間部の外径は大径部９８の内径より小さく、かつ、小径部１００の内径より大きくされており、下端部１０６の外径は下方にいくにつれて漸減させられる（例えば、下端部１０６の形状を円錐形状とすることができる）。調整ロッド９２は、中間部が大径部９８に位置し、下端部１０６が大径部９８と小径部１００との段差部付近に位置する状態で配設される。
調整ロッド９２の下端部１０６の外周面と、大径部９８と小径部１００との段部の周縁１０７との間の隙間（開口面積）が、調節ロッド９２（下端部１０６）のピストンロッド６４に対する相対位置の変化に伴って、連続的に変化させられる。調整ロッド９２の相対位置は、電動モータ９０の回転角度からわかる。電動モータ９０の制御により、可変絞り１０８の開口面積が制御されるのであり、調整ロッド７６の下端部１０６、周縁１０７を含む貫通穴９４の内周面等により流量制御弁（可変絞り）１０８が構成される。
なお、貫通穴９４の接続通路１０２が接続された部分より上方にはシール部材１０９が設けられ、貫通穴９４の内周面と調整ロッド９２の外周面との間が液密に保たれる。
【００１０】
例えば、ばね上部材１４と第２ロアアーム４６（車輪１２）とを接近させる向きの力、すなわち、ピストン６２をハウジング６０に対して相対的に下方へ移動させる向きの力が加えられた場合には、下室７６の液圧が高くなる。
下室７６の作動液の一部が貫通穴９４の可変絞り１０８を通って上室７５へ流れる。また、弁板８０（８１）に加えられる液圧差に応じた力が開弁圧以上となり、リーフバルブ８６が開状態に切り換えられると、接続通路７８を経て作動液が上室７５へ流れる。さらに、ベースバルブ体８８のリーフバルブを経てバッファ室７４へ流出する。ショックアブソーバ２２の減衰特性は、主として、可変絞り１０８の開口面積で決まる。作動液が可変絞り１０８を流れる際に加えられる抵抗力は、流速が同じである場合には、可変絞り１０８の開口面積が小さくなるほど大きくなる。本実施例においては、ショックアブソーバ全体において、減衰係数が所望の大きさとなるように、電動モータ９０の制御により、可変絞り１０８の開口面積が制御される。
【００１１】
逆に、ばね上部材１４と第２ロアアーム４６（車輪１２）とを離間させる向きの力、すなわち、ピストン６２をハウジング６０に対して相対的に上方に移動させる向きの力が加えられた場合には、上室７５の液圧が高くなる。
上室７５内の作動液の一部が貫通穴９４の可変絞り１０８を通って下室７６へ流れる。また、弁板７９に加えられる力が開弁圧以上になるとリーフバルブ８４が開状態に切り換えられて、接続通路７７を経て下室７６に作動液が流れる。また、バッファ室７４の作動液の一部がベースバルブ体８８のリーフバルブを経て流入する。減衰特性は、可変絞り１０８の開口面積の制御によって制御される。
なお、ピストン６２の移動速度（作動液の流速）が同じ場合には、減衰特性（減衰係数）の制御により減衰力が制御されるため、減衰特性の制御を減衰力の制御であると考えることもできる。
【００１２】
前記コイルスプリング２０は、ショックアブソーバ２２のハウジング６０の中間部に設けられた下部リテーナ１１０と、マウント部５４に防振ゴム１１２を介して設けられた上部リテーナ１１４との間に配設される。ハウジング６０は第２ロアアーム４６に支持され、マウント部５４において車体１４に取り付けられるため、コイルスプリング２０は、第２ロアアーム４６と車体１４との間に、ショックアブソーバ２２と並列に設けられることになる。
なお、ピストンロッド６４のハウジング６０の内部に位置する部分には、弾性部材１１６が設けられ、その弾性部材１１６の上面が蓋部６６の下面に当接することによってリバウンド方向（車輪と車体との離間方向）の移動限度が規定される。また、ハウジング６０の蓋部６６の上面が防振ゴム１１２に当接することによってバウンド方向（車輪と車体との接近方向）の移動限度が規定される。弾性部材１１６，あるいは、弾性部材１１６および蓋部６６の下面によってリバウンド側のストッパが構成され、防振ゴム１１２，あるいは、防振ゴム１１２および蓋部６６の上面によってリバウンド側のストッパが構成される。
【００１３】
上下方向力発生装置２４は、図３，６に示すように、上下方向から見た場合に、概してＬ字形を成したバー１２２（弾性部材の一態様であり、以下、Ｌ字形バーと略称する）と、そのＬ字形バー１２２を軸線Ｌｓ回りに回転させるアクチュエータ（駆動源の一態様である）１２４とを含む。Ｌ字形バー１２２は、概ね車幅方向に延びるシャフト部１３０と、シャフト部１３０と交差して概ね車両の後方に延びるアーム部１３２とを含み、一体的に力を伝達可能に（例えば、１本のバーを曲げて）製造されたものである。アクチュエータ１２４は被取付部１３４において車体１４に固定される。
Ｌ字形バー１２２は、それのシャフト部１３０のアーム部１３２が設けられた側とは反対側の端部において、アクチュエータ１２４に連結されることにより車体１４に支持され、アーム部側の端部において、取付具１３６によって車体１４に、シャフト部１３０の軸線Ｌｓ回りの回転を許容する状態で支持される。また、アーム部１３２のシャフト部１３０とは反対側の端部は、リンクロッド１３７を介して、第２ロアアーム４６に連結されている。リンクロッド１３７は、一端部において、第２ロアアーム４６に設けられたリンクロッド連結部１３８に揺動可能に連結され、他端部において、Ｌ字形バー１２２のアーム部１３２の端部に揺動可能に連結されている。
【００１４】
図７に示すように、アクチュエータ１２４は、電動モータ１４０と減速機１４２とを含み、Ｌ字形バー１２２のシャフト部１３０が、減速機１４２を介して電動モータ１４０の出力軸に連結される。シャフト部１３０には、電動モータ１４０の回転が減速して伝達される。
ハウジング１４４には、電動モータ１４０と減速機１４２とが直列に設けられる。電動モータ１４０の出力軸１４６，減速機１４２の出力軸１４８は、それぞれ、ハウジング１４４にベアリング１５０，１５２を介して相対回転可能に保持される。また、これら出力軸１４６，１４８は中空とされており、これらの内側に、シャフト部１３０が挿入される。シャフト部１３０は、ブッシュ型軸受け１５３を介してハウジング１４４に相対回転可能に保持される。
電動モータ１４０は、ハウジング１４４の内周面に設けられた複数のコイル１５４と、出力軸１４６と、出力軸１４６に設けられた複数の永久磁石１５５（永久磁石１５５は出力軸１４６の外周面に設けても、埋め込んでもよい。）とを含む。電動モータ１４０は、３相のＤＣブラシレスモータとされており、電動モータ１４０の回転角度はモータ回転角センサ１５６により検出される。
減速機１４２は、ハーモニックギヤ機構として構成されるものであり、波動発生器（ウェーブジェネレータ）１５７，フレキシブルギヤ（フレクスプライン）１５８およびリングギヤ（サーキュラスプライン）１６０を含む。波動発生器１５７は、楕円状カムと、それの外周に嵌められたボールベアリングとを含み、モータ出力軸１４６の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ１５８は、筒部が弾性変形可能なカップ形状をなすものであり、筒部の外周面に複数の歯（本減速機１４２では、４００歯）が形成されており、底部に形成された孔にＬ字形バー１２２のシャフト部１３０が嵌合され、一体的に回転可能とされている。リングギヤ１６０は、概してリング状をなして内周に複数の歯（本減速機１４２においては、４０２歯）が形成されたものであり、ハウジング１４４に固定されている。フレキシブルギヤ１５８は、その筒部が波動発生器１５７の外周側に位置し、楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸方向に位置する２箇所においてリングギヤ１６０と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。
【００１５】
波動発生器１５７が１回転（３６０度回転）、すなわち、電動モータ１４０の出力軸１４６が１回転させられると、フレキシブルギヤ１５８とリングギヤ１６０とが、２歯分だけ相対回転させられ、シャフト部１３０が回転させられる。本実施例においては、フレキシブルギヤ１５８のシャフト部１３０と一体的に回転可能な部分が減速機１４２の出力軸１４８とされる。
減速機１４２の減速比は、１／２００であり、比較的大きい。電動モータ１４０の回転速度に対して減速機１４２の出力軸１４８の回転速度が小さく、その結果、アクチュエータ１２４の制御遅れが大きくなる（電動モータ１４０に制御指令値を出力してから、シャフト部１３０にトルクが加えられるまでの間の時間が長い）。
【００１６】
一方、アクチュエータ１２４の正効率ηPを、ある外部入力に抗してＬ字形バー１２２のシャフト部１３０を回転させるのに必要な最小のモータ力に対するその外部入力の比率と定義し、逆効率ηNを、ある外部入力によってもアクチュエータ１２４が回転させられない最小のモータ力の、その外部入力に対する比率と定義した場合に、アクチュエータ力（アクチュエータ１２４に外部から加えられる力であり、アクチュエータトルクと考えてることもできる）をＦａ、電動モータ１４０が発生させる力であるモータ力（モータトルクと考えることができる。）をＦｍとすれば、正効率ηP，逆効率ηNは、下式のように表現できる。
ηP＝Ｆａ／Ｆｍ
ηN＝Ｆｍ／Ｆａ
正効率ηP、逆効率ηPは、同じ大きさのアクチュエータ力Ｆａを発生させる場合であっても、正効率特性下において必要な電動モータ１４０のモータ力ＦｍPと、逆効率特性下において必要なモータ力ＦｍNとで異なる（ＦｍP＞ＦｍN）。また、電動モータ１４０の正効率ηPと逆効率ηNとの積（正逆効率積ηP・ηNと称する）は、ある大きさの外部入力に抗してアクチュエータを動作させるのに必要なモータ力と、その外部入力によってもアクチュエータが動作させられないために必要なモータ力との比（ＦｍN／ＦｍP）と考えることができる。
そして、正逆効率積ηP・ηNが小さい程、正効率特性下において必要な電動モータのモータ力ＦｍPに対して、逆効率特性下において必要なモータ力ＦｍNが小さくなるのであり、動かされ難いアクチュエータであると考えることができる。
本実施例においては、アクチュエータの正逆効率積ηP・ηNが小さいものとされているため、Ｌ字形バー１２２に加えられる力を保持するのに、小さい電流でよいという利点がある。
【００１７】
前述のように、ばね下部材４６とばね上部材１４との間には、コイルスプリング２０，ショックアブソーバ２２，弾性部材としてのＬ字形バー１２２が互いに並列に設けられる。そのため、車輪１２に加えられる荷重は、これらコイルスプリング２０，ショックアブソーバ２２，Ｌ字形のバー１２２が協働して受けることになる。電動モータ１４０に電流が供給されていない場合には、Ｌ字形バー１２２には力が発生させられていないため、荷重がコイルスプリング２０とショックアブソーバ２２とによって受けられる（主としてコイルスプリング２０が受けるため、以下、コイルスプリング２０が受けると記載する）。この状態を、本実施例においては、電動モータ１４０の回転角度が０の基準状態（アクチュエータ１２４の基準状態）とする。
【００１８】
この基準状態から、電動モータ１４０が駆動させられると、電動モータ１４０のトルクがシャフト部１３０に加えられる。アーム部１３２が回動させられ、シャフト部１３０が捩られる。なお、電動モータ１４０の回転角度とアクチュエータ１２４の回転角度とは１対１に対応する。制御指令値は後述するように電動モータ１４０の回転角度の目標値である。
図８(a)に示すように（図８においては、電動モータ１４０の回転、アーム部１３２の回動、ばね下部材４６の回動の関係を理解し易い状態で記載した。そのため、Ｌ字形バー１２２の実際の姿勢とは異なる）、アクチュエータ１２４がＰ方向に回転角θMA回転させられた場合において、アーム１３２部がθA回動させられた場合には、それによって、ばね上ばね下間のストロークが大きくなる。アーム部１３２がＰ方向に回動角θA回動させられると、ばね上ばね下間のストロークは、θA（sinθA）に応じた距離だけ大きくなり、サスペンションスプリング２０の弾性力は、その分、小さくなる。
また、シャフト部１３０は、アクチュエータ１２４の回転角θMAからアーム部１３２の回動角θAを引いた角度で捩られる。シャフト部１３０に加えられる捩りモーメントＴM（アクチュエータ１２４によって加えられるトルク）と、アーム部１３２に生じる曲げモーメントとは等しいため、式
ＴM＝ＦB・Ｌ・・・(1)
が成立する。ここで、Ｌはアーム部１３２の長さであり、ＦBはアーム部１３２に加えられる力（第２ロアアーム４６に加えられる力の反力）であり、ＦB・Ｌが、アーム部１３２に生じる曲げモーメントである。第２ロアアーム４６には、下向きの力（下向きの成分を有する力）が加えられる。
一方、シャフト部１３０の捩りモーメントＴMは、剪断弾性係数ＧS、断面２次極モーメントＩPとした場合に、式
ＴM＝ＧS・ＩP・（θMA−θA）・・・(2)
が成立する。
(1)式、(2)式から、
ＦB＝ＧS・ＩP・（θMA−θA）／Ｌ・・・(3)
が成立し、第２ロアアーム４６に加えられる力（上下方向力に対応し、アーム部１３２に加えられる力に対応する）は、捩り角（θMA−θA）に比例した大きさになることがわかる。
また、アクチュエータ１２４の回転角θMAとアーム部１３２の回転角θAとの間（車高の変化量）には、予め定められた関係がある。
以上の事情から、アクチュエータ１２４（電動モータ１４０）の回転角θMAが決まれば、ばね上ばね下間の距離の変化量および第２ロアアーム４６に加えられる力ＦBが決まるのであり、本実施例においては、第２ロアアーム４６に加えられる上下方向力（Ｌ字形バー１２２によって加えられる上下方向力）が、所望の大きさとなるように、電動モータ１４０の回転角θMが制御される。
なお、前述のように、シャフト部１３０は、アーム部１３２の近傍において車体１４に保持されているため、シャフト部１３０の曲げを考慮する必要はない。
また、弾性部材をＬ字形バー１２２としたため、直線状のロッドとする場合に比較して、アクチュエータ１２４を車体１４の車輪１２から離れた部分に設けることができ、車輪近傍の設計の自由度を向上させることができる。
【００１９】
図８(b)に示すように、電動モータ１４０（アクチュエータ１２４）をＱ方向に回転させた場合には、アーム部１３２は、矢印Ｑ方向にθA回動させられる。ばね上ばね下間のストロークが小さくなり、コイルスプリング２０によって発生させられる力が大きくなる。シャフト部１３０は、（θMA−θA）でＱ方向に捩られ、第２ロアアーム４６には、ばね上ばね下間のストロークが小さくなる向きの上下方向力が加えられる。Ｌ字形アーム１２２によって第２ロアアーム４６に加えられる力の向きは、コイルスプリング２０によって加えられる向きと逆向きとなる。
この場合においても、電動モータ１４０の回転角θMの制御により、第２ロアアーム４６に加えられる上下方向力が制御される。
図８(a)、(b)から、電動モータ１４０の回転方向によって上下方向力の向きが決まり、電動モータ１４０の回転角θMの大きさ（回転角の絶対値と称することもある）によって上下方向力の大きさ、および、ばね上ばね下間の距離（あるいは距離の変化量）が決まる。
【００２０】
本実施例において、ショックアブソーバ２２，上下方向力発生装置２４等は、図１１に示すサスペンション制御ユニット１６８によって制御される。サスペンション制御ユニット１６８は、上下方向力発生装置制御ユニット（ＥＣＵ）１７０と、アブソーバ制御ユニット（ＥＣＵ）１７２とを含む。上下方向力発生装置制御ユニット１７０によって、Ｌ字形バー１２２によって第２ロアアーム４６に加えられる上下方向力が制御され、アブソーバ制御ユニット１７２によってショックアブソーバ２２において発生させられる減衰力が制御される。
上下方向力発生装置制御ユニット１７０は、実行部１７３、入出力部１７４、記憶部１７５を備えたコンピュータを主体とするコントローラ１７６と、駆動回路としてのインバータ１７８とを含み、コントローラ１７６の入出力部１７４には、上記モータ回転角センサ１５６、ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８、左右前輪（操舵車輪）１２FL、FRの舵角を検出する舵角センサ２００、操舵部材の操舵量（本実施例においては図示しないステアリングホイールの操舵角）を検出する操舵角センサ２０４等が接続されるとともに、上述のインバータ１７８が接続される。ばね上加速度センサ１９６は、車体１４のマウント部５４に設けられ、ばね上部材１４の上下方向の加速度を検出する。車高センサ１９８は、ばね上部材１４のばね下部材４６に対する上下方向の変位（ばね上ばね下間の距離）を検出する。ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８は、前後左右の各輪１２FL、FR、RL、RRに対応して設けられる。記憶部１７５には、複数のテーブル、プログラム等が記憶されている。
【００２１】
アブソーバ制御ユニット１７２も、同様に、実行部２１０、入出力部２１１、記憶部２１２等を含むコンピュータを主体とするコントローラ２２０と、駆動回路としてのインバータ２２２とを含み、入出力部２１１には、ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８、舵角センサ２００、操舵角センサ２０４、モータ回転角センサ９６等が接続されるとともに、上述のインバータ２２２が接続される。
ブレーキ制御ユニット２２４も、同様に、コンピュータを主体とするコントローラを含む。ブレーキ制御ユニット２２４には、各輪１２FR、FL、RR、RLの回転速度を検出する車輪速センサ２２６が接続され、これら車輪速センサ２２６による検出値に基づいて車両の走行速度やスリップ状態が取得される。
これら上下方向力発生装置制御ユニット１７０、アブソーバ制御ユニット１７２，ブレーキ制御ユニット２２４等は互いにＣＡＮ（Ｃar Ａrea Ｎetwork）を介して接続され、ブレーキ制御ユニット２２４において取得された車両の走行速度を表す情報、前後左右の各輪１２FL、FR、RL、RRのスリップ状態を表す情報等が上下方向力発生装置制御ユニット１７０，アブソーバ制御ユニット１７２等に供給される。
【００２２】
なお、上下方向力発生装置ＥＣＵ１７０のコントローラ１７６，アブソーバＥＣＵ１７２のコントローラ２２０は、各輪毎に（各インバータ毎に）、それぞれ個別に設けることもできる。
【００２３】
図９に示すように、電動モータ１４０は、Δ結線された３相のＤＣブラシレスモータであり、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応してそれぞれ通電端子２３０ｕ，２３０ｖ，２３０ｗ（以下、総称して「通電端子２３０」という場合がある）を有している。
インバータ１７８は、各通電端子、つまり各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）ごとに、high（正）側，low（負）側に対応して、設けられた２つずつのスイッチング素子（ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣ）と、これらスイッチング素子を切り換えるスイッチング素子切換回路とを含む。スイッチング素子切換回路は、電動モータ１４０に設けられた３つのホール素子ＨA，ＨB，ＨC（図では、Ｈと表記している）の検出信号により回転角（電気角）を判断し、その回転角に基づいて６つのスイッチング素子の各々のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを行う。なお、インバータ１７８は、コンバータ２３２を介してバッテリ２３６に接続される。
このように、電動モータ１４０には、コンバータ２３２によって制御された一定の電圧が加えられるため、電動モータ１４０への供給電力量は、供給電流量を変更することによって変更される。供給電流量の変更は、インバータ１７８においてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。
上記のように構成されたインバータ１７８の作動状態を制御することにより、電動モータ１４０の作動モードが変更される。作動モードには、バッテリ２３６から電動モータ１４０への電力の供給が行われる制御通電モード、電力の供給が行われないスタンバイモード，ブレーキモード，フリーモードがある。
【００２４】
制御通電モードにおいて、図９，１０に示すように、いわゆる１２０゜通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのＯＮ／ＯＦＦが、電動モータ１４０の回転角に応じて切り換えられる。この場合において、high側の各スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣに対してはデューティ制御が実行されないが、low側の各スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣに対してデューティ制御が実行される。そのデューティ比が変更されることにより、電動モータ１４０への供給電流量が変更される。図１０における「１＊」は、デューティ制御されることを示している。各スイッチング素子の切換形態は、電動モータ１４０の回転方向に応じて異なっており、便宜的に、時計回り方向（ＣＷ方向）と反時計回り（ＣＣＷ方向）と称する。
制御通電モードにおいては、電動モータ１４０への供給電力が制御され、それによって、トルクの向きおよび大きさが制御される。
【００２５】
スタンバイモードにおいては、各スイッチング素子の切り換えが実行されても、実際にはバッテリ２３６から電動モータ１４０への電力が供給されることがない。
図１０に示すように、制御通電モードにおける場合と比較すると、high側に存在する各スイッチ素子ＷＨＣ，ＶＨＣ，ＵＨＣは、制御通電モータにおける場合と同様に切り換えられるが、low側に存在する各スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのいずれにおいても、デューティ比が０とされるのであり、low側のスイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣは、常時、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。その結果、本モードでは、電動モータ１４０に電力が供給されないことになる。図１０における「０＊」は、そのことを示している。
このように、本モードにおいて、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣ，ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのうちの１つのスイッチング素子のみがＯＮ状態（閉状態）とされるため、３つの通電端子２３０のうちの１つとコンバータ２３２の高電位側の端子２３４Ｈとの導通が確保される。このため、本作動モードは、特定端子通電モードの一種と考えることができる。なお、スタンバイモードにおいても、スイッチング素子の切換形態に関してＣＷ方向，ＣＣＷ方向の２形態がある。
ブレーキモードにおいては、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより、電動モータ１４０の各通電端子が相互に導通させられる。このモードは、全端子間導通モードの一種と考えることができる。電動モータ１４０の回転角に拘わらず、スイッチング素子のうちのhigh側，low側の一方（本実施例においては、low側）に配置されたすべてのものが閉状態に維持され、high側，low側の他方（本実施例においては、high側）に配置されたすべてのものが開状態に維持される。ＯＮ状態とされたhigh側のスイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣにより、電動モータ１４０の各相は短絡させられた状態となる。本モードにおいては、短絡制動の効果が得られることになる。
フリーモードにおいては、スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのすべてが、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。本モードにおいては、電動モータ１４０はフリーの状態となる。
【００２６】
以上のように、インバータ１７８におけるスイッチング素子の切換え制御により、電動モータ１４０（アクチュエータ１２４）の作動が制御され、それによって、Ｌ字形バー１２２によってばね下部材４６に加えられる上下方向の力ＦBが制御される。本実施例においては、上下方向力ＦBの向きがばね下部材４６の上下方向の移動方向と逆向きとなり、大きさがばね下部材４６の絶対速度に応じた大きさとなるように制御される。上下方向力が減衰力として作用するように制御されるのである。
上下方向力ＦBの向きは基準位置からの電動モータ１４０の回転方向で決まり、上下方向力ＦBの大きさは、電動モータ１４０の回転角の大きさによって制御される。前述のように、電動モータ１４０の回転角θMと上下方向力ＦBの大きさとの間には予め定められた関係があるため、これらの間の関係に基づけば、上下方向力ＦBが所望の向きおよび大きさとなるように、目標回転角θM*（回転方向と大きさ）を決めることができる。
【００２７】
電動モータ１４０への供給電流量は、電動モータ１４０の目標回転角θM*と、実際の回転角をθとのモータ回転角偏差Δθ（＝θM*−θ）に応じた大きさとされる。本実施例においては、ＰＩ制御が行われるのであり、供給電流量が、式
ｉ＝ＫP・Δθ＋ＫI・Ｉｎｔ（Δθ）
に従って決まる。ＫP，ＫIは、それぞれ、比例ゲイン，積分ゲインであり、Ｉｎｔ（Δθ）は、モータ回転角偏差Δθの積分値に相当する。回転角偏差Δθの絶対値が大きい場合は、供給電流量を大きくして、実際の回転角θが速やかに目標回転角θM*に近づくように供給電流ｉが供給される。
本実施例においては、後述する上下方向力の目標値ＦB*の絶対値が増加させられる場合には、この供給電流ｉの大きさ（絶対値）に基づいて、電動モータ１４０を駆動するためのデューティ比が決定される。また、この供給電流ｉの符号が電動モータ１４０の所望のトルク（回転方向）の向きに対応する。それらデューティ比および回転方向についての制御指令がインバータ１７８に出力されると、インバータ１７８において、制御指令値に応じて、スイッチング素子の制御が行われる。この場合には、供給電流ｉ*（符号を有する）が制御指令値に対応する。それに対して、目標値ＦB*の絶対値が保持または減少させられる場合には、デューティ比、回転方向についての制御指令値が出力されるのではなく、後述するように、ブレーキモード、フリーモードに切り換えることを表す制御指令値が出力される。
【００２８】
なお、本実施例においては、ＰＩ制御則に従い供給電流ｉが決定されたが、ＰＩＤ制御則に従い供給電流ｉが決定されるようにすることも可能である。この場合、例えば、式
ｉ＝ＫP・Δθ＋ＫI・Ｉｎｔ（Δθ）＋ＫD・Δθ
に従って、供給電流ｉが決定される。ＫDは微分ゲインであり、第３項は、微分項成分を意味する。
【００２９】
本実施例において、前輪側の上下方向力発生装置２４Fについては通常制御が行われ、後輪側の上下方向力発生装置２４Rについては、原則として、プレビュー制御が行われるが、プレビュー制御によって上下方向の振動を効果的に抑制できない場合には、通常制御が行われる場合もある。
通常制御は、センサ１９６，１９８によって上下挙動が検出される検出対象車輪と、上下方向力が制御される制御対象車輪とが同じである制御をいう。通常制御は、通常サスペンション制御と称することもある。
通常制御において、制御対象輪（検出対象輪でもある）１２ijのばね下部材４６の絶対速度（以下、ばね下絶対速度と称する）ＶLが取得され、ばね下絶対速度ＶLに応じた減衰力が得られるように、上下方向力発生装置２４ijが制御される。
制御対象輪１２ijに対応して設けられたばね上加速度センサ１９６による検出値ＧUを時間で積分することによりばね上部材１４の絶対速度（以下、ばね上絶対速度と称する）ＶUが取得され、車高センサ１９８による検出値を時間で微分することによりばね上ばね下間の相対速度（ばね上ばね下の間のストロークの変化速度）ＶSが取得される。そして、ばね上絶対速度ＶUから相対速度ＶSを引くことにより、ばね下絶対速度ＶLが取得される。
ＶL＝ＶU−ＶS＝ＶU−（ＶU−ＶL）
上下方向力の目標値（目標減衰力）ＦB*は、ばね下絶対速度をＶLとした場合に、式
ＦB*＝−Ｇ0・Ｃ・ＶL
に従って求められ、電動モータ１４０の目標回転角θM*が、式
θM*＝ｆ（ＦB*）
に従って求められる。Ｃは、減衰係数であり、予め定められた固定値である。Ｇ0は通常制御のゲインであり、予め決められた固定値である。ｆは予め定められた関数であり、関数式に従って、目標回転角θM*が取得される。符号（−）は、目標減衰力ＦB*の向きがばね下絶対速度の向きと逆であることを表す。ばね下絶対速度が上向きである場合には、目標減衰力ＦB*は下向きである。
そして、上述のように、目標回転角度θM*と実際の回転角度θとから回転角偏差Δθが取得され、回転角偏差Δθに応じた供給電流ｉが求められ、供給電流ｉ等に基づいて上述のように制御指令値が作成されて、出力される。通常制御においては、制御指令値は、作成されると直ちに出力される。
【００３０】
一方、前述のように、アクチュエータ１２４は制御遅れが大きい（応答性が悪い）ものである。そのため、自車輪１２ijの上下方向の挙動に基づいて同じ車輪１２ijのアクチュエータ１２４ijが制御される場合には、振動を良好に抑制できなかったり、かえって、乗り心地が悪くなったりする場合がある。
それに対して、実車試験やシミュレーション等により、実際の振動に対して、制御が１／８位相遅れて開始されても、その振動を抑制し得ることが確かめられている。また、制御遅れ時間（制御指令値を出力してから、実際に電動モータ１４０のトルクがＬ字形バー１２２に加えられるまでの時間）は、アクチュエータ１２４の構造、インバータ１７８の性能等により予め決まる。
そこで、本実施例においては、サスペンション制御が、その実際の振動に対して遅れて開始されても、その遅れの時間が、その振動の１／８位相に相当する時間以下である場合には、アクチュエータ１２４ijの制御（通常制御）が行われるようにされている。
アクチュエータ１２４の制御遅れ時間がＴDである場合に、その制御遅れ時間ＴDが１／８位相に相当する周波数ｆDは、式
ｆD＝１／（８・ＴD）
で求められる。そのため、実際の車輪１２ijの上下方向の振動の周波数ｆが、周波数（以下、遅れ対応周波数と称する）ｆDより高く（大きく）、より高周波の振動が生じている場合（ｆ＞ｆD）には、制御遅れ時間ＴDが１／８位相分より長くなるため、上下方向力発生装置２４ijによる減衰力の制御は行われない。それに対して、実際の周波数ｆが遅れ対応周波数ｆD以下で、低周波の振動が生じている場合（ｆ≦ｆD）には、制御遅れ時間ＴDが１／８位相分以下となるため、制振効果が得られる。そのため、この場合には、上下方向力発生装置２４ijによる減衰力の制御が行われるのである。
【００３１】
プレビュー制御において、制御対象車輪が後輪とされ、検出対象車輪が前輪とされる（センサによる検出対象部が前輪側部分とされる）。前輪１２FL、FRの各々の上下方向の挙動が検出され、その検出された上下方向の挙動に基づいて、車両の幅方向の同じ側の後輪１２RL、RRの上下方向力発生装置２４RL、RRがそれぞれ制御される。
図１に示すように、前輪１２FL、FRが通った路面と同じ路面を後輪１２RL、RRが通ると仮定した場合には、前輪１２FL、FRに加えられた路面入力と同じ入力を後輪１２RL、RRも受け、前輪１２FL、FRのばね下部材４６FL、FRの上下方向の挙動と同じ挙動が所定の時間が経過した後に、後輪１２RL、RRのばね下部材４６RL、RRに生じる。このことを利用して、前輪１２Fのばね下部材４６Fの上下方向の挙動に基づいて後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rが制御されるようにすれば、上下方向力発生装置２４Rの制御遅れを小さく、あるいは、０とすることができ、後輪１２Rのばね下部材４６Rの上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
本実施例においては、前輪１２Fのばね下絶対速度ＶLが取得され、そのばね下絶対速度ＶLに応じた目標減衰力ＦB*が求められ、制御指令値が作成される。そして、所定の時間の経過後に、すなわち、後輪１２Rのばね下部材４６Rの、その上下方向の挙動に合わせて、制御指令値に応じた減衰力が後輪１２Rに発生させられるように、上下方向力発生装置２４Rが制御される。
【００３２】
目標減衰力ＦB*は、ばね下絶対速度ＶLに基づいて決まり、式
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶL
に従って取得される。Ｇは、プレビューゲイン（プレビュー制御に使用されるゲイン）である。
そして、前述のように、目標回転角度θMが、式
θM*＝ｆ（ＦB*）
に従って求められ、前述のように、目標回転角度θM*と実際の回転角度θとから回転角偏差Δθが取得され、回転角偏差Δθに応じた供給電流ｉが求められ、それに基づいて制御指令値が作成される。
制御指令値は、原則として、前輪側部分の上下挙動が検出されてから、ホイールベースＬWを車速Ｖで割って得られる余裕時間ＴPから遅れ時間ＴDを引いた時間ＴQ（以下、待ち時間と称する）が経過した後に出力される。
ＴP＝ＬW／ＶS
ＴQ＝ＴP−ＴD
【００３３】
余裕時間ＴPは、同じ路面の凹凸を、前輪１２Fが通過してから後輪１２Rが通過するまでの時間であり、図１２(a)に示すように、同じ車両について（ホイールベースＬWが同じである場合）は、車速Ｖが大きい場合は小さい場合より短くなる。
余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合、すなわち、余裕時間ＴPから制御遅れ時間ＴD（本実施例においては、制御遅れ時間が第１設定時間に対応する）を引いた時間である待ち時間ＴQが０以上である場合には、プレビュー制御を有効に行うことができる。そのため、図１２(b)に示すように、待ち時間ＴQが０以上である場合には、プレビューゲインを１とする。待ち時間が０以上の場合は、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合に対応し、車速Ｖが、ホイールベースＬWを制御遅れ時間ＴDで割った大きさＶD（ＶD＝ＬW／ＴD）以下の場合（ＶS≦ＶD）に対応する。
それに対して、車速が大きくなり、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短くなると、たとえ、待ち時間ＴQなしで制御指令値が出力されても、後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rに対する制御が、実際の後輪１２Rのその上下方向の挙動に対して遅れるため、プレビュー制御によって、後輪１２Rの上下方向の振動を良好に抑制できなかったり、かえって、乗り心地が悪くなったりすることがある。そこで、本実施例においては、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短くなると、図１２(b)の実線が示すように、車速Ｖの増加に伴って（余裕時間が短くなるのに伴って）プレビューゲインＧが直線的に漸減させられる。
【００３４】
また、余裕時間ＴPが効果有り時間ＴLより短くなる（ＴP＜ＴL）と、プレビューゲインＧが０とされるのであり、プレビュー制御は行われない。
前述のように、実際のその振動に対して制御が遅れても、その遅れが、１／８位相相当時間以下である場合においては、制御の効果が得られることがわかっている。この事実に基づいて、図１２(a)、(c)に示すように、待ち時間なしで、制御指令値を直ちに出力しても、後輪１２Rの実際の上下方向の振動に対して１／８位相遅れる場合の余裕時間を効果有り時間ＴLとする。
効果有り時間ＴLは、ばね下部材４６の振動の周波数がＮ（Ｈｚ）である場合に、制御遅れ時間ＴDから１／８位相遅れる時間ＴX｛１／（８×Ｎ）sec｝を引いた時間であり、本実施例においては、効果有り時間ＴLが第２設定時間に対応する。
制御遅れ時間ＴDが同じ場合（アクチュエータ１２４が同じ場合）において、周波数Ｎが小さい振動においては、１／８位相に相当する時間ＴXは長くなるため、効果有り時間ＴLが短くなり、周波数Ｎが大きい振動においては、効果有り時間ＴLが長くなる。本実施例においては、Ｎが３とされている。周波数３Ｈｚは、通常生じる車両の振動において、比較的高い周波数であり、アクチュエータ１２４によって制御可能な最大周波数である。その結果、アクチュエータ１２４の制御可能な範囲において、最長の効果有り時間ＴLがしきい値として設定されることになる。
また、余裕時間ＴPが効果有り時間ＴLである場合の車速Ｖは、
ＶSMAx＝ＬW／ＴL
となる。したがって、車速ＶがＶSMAxより大きくなると、プレビュー制御が行われないことになる。
プレビューゲインＧと余裕時間ＴPとの関係は、図１２(b)に示すように、予めテーブル化されて記憶されている。
【００３５】
なお、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合に、プレビューゲインＧは、図１２(b)の破線が示すように曲線的に漸減させるようにしても、二点鎖線が示すように０としてもよい。
また、テーブルは、プレビューゲインＧと車速Ｖとの関係を表すものであってもよい。
さらに、第１設定時間は、制御遅れ時間ＴDより長い時間（設定値を加えた時間、１より大きい比率を掛けた時間）としたり、制御遅れ時間ＴDより短い時間（設定値を引いた時間、１より小さい比率を掛けた時間）としたりすることができる。
また、振動の周波数をその都度取得し、その都度、第２設定時間（効果有時間ＴL）あるいはプレビュー制御が行われる車速の上限値ＶSMAXを決めて、その都度、ゲインを決めることができる。例えば、プレビューゲインＧを、実際の車速Ｖとした場合に、式
Ｇ＝Ｖ／（ＶSMAX−ＶD）
に従って求めることができる。
【００３６】
車両が旋回している場合には、前輪１２FL、FRが通った路面と同じ路面を後輪１２RL、RRが通るとは限らない。後輪１２RL、RRが前輪１２FL、FRが通った路面と同じ路面を全く通らない場合には、プレビュー制御を効果的に行うことができない場合がある。そこで、本実施例においては、図１３(a)、(b)に示すように、軌道差ΔＲとタイヤ幅ＷTとに基づいてラップ率Ｌapを取得し、ラップ率Ｌapが低い場合は高い場合より、プレビューゲインＧを小さい値とする。また、図１６(b)に示すように、ラップ率Ｌapが０以下の場合には、プレビューゲインを０として、プレビュー制御が行われないようにする。
ラップ率Ｌapは、前輪１２FL、FRのタイヤＷFが通った路面と後輪１２RL、RRのタイヤＷRが通ると予測される路面との重なり部分の車両の幅方向（旋回半径方向）の長さΔＷTをタイヤの幅方向の寸法ＷTで割った値（ΔＷT／ＷT）である。タイヤの幅方向の寸法（以下、タイヤの幅と略称する）ＷTは、前輪１２Fと後輪１２Rとで、タイヤの幅が同じである場合の、その寸法である。
【００３７】
各輪１２FL、FR、RL、RRの軌道（軌跡）は、それぞれ、連続した１本の線で表される。本実施例においては、車輪１２（あるいはタイヤ）の幅方向の中央面の路面との接点の集合で表され、その接点の集合の旋回半径Ｒで表される。
また、左前輪１２FLの軌跡、右前輪１２FRの軌跡の中間の軌跡を前輪側の軌跡とすることができる。中間の軌跡は、左前輪１２FLの旋回半径と右前輪１２FRの旋回半径との平均値で表したり、図１４に示すように、車両の前輪側の幅方向の中心点ＰFの軌跡（旋回半径）で表したりすることができる。中心点ＰFは、厳密に言うと、車両が水平な路面を直進走行している場合において、車両の重心Ｇを通る前後方向に延びる線ＬVを含む鉛直面と、左右前輪１２FL、FRの車軸の軸線を通る線との交点である。この交点ＰFの軌跡は、交点ＰFを路面に投影した点の集合から成るものと考えることもできる。
同様に、軌道差（軌跡差）ΔＲは、前輪１２Fの旋回半径Ｒfから後輪１２Rの旋回半径Ｒrを引いた値であるが、同じ側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径の差としても、前輪側の旋回半径と後輪側の旋回半径との差としてもよい。後輪側の軌跡は、前輪側の軌跡と同様に、中心線ＬVを含む鉛直面と、左右後輪１２RL、RRの車軸の軸線を通る線（左右後輪１２RL、RRの中心同士を通る線）との交点（中心点）ＰRの旋回半径Ｒｒで表すことができる。
【００３８】
図１４に示すように、車輪１２FL、FR、RL、RRのスリップが小さい場合には、旋回中心が、左右後輪１２RL、RRの車軸の中心線を通る線の延長線上にあることが知られている。したがって、操舵輪（前輪）１２Fの舵角の絶対値をδWとし、ホイールベースをＬWとすれば、前輪側の中心点ＰF、後輪側の中心点ＰRの旋回半径は、式
Ｒｆ＝ＬW／sinδW・１０-3
Ｒｒ＝ＬW／tanδW・１０-3
に従って求めることができる。１０-3は、ホイールベースＬWの単位が（ｍｍ）であり、旋回半径Ｒｆ、Ｒｒの単位が（ｍ）であるため、これらの単位の換算のための値である。本実施例においては、旋回方向は関係がないため、舵角の絶対値が用いられる。
一方、旋回内側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径は、それぞれ、式
Ｒｆin≒Ｒｆ−Ｔｆ／２
Ｒｒin＝Ｒｒ−Ｔｒ／２
で表すことができ、旋回外側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径は、それぞれ、
Ｒｆout≒Ｒｆ＋Ｔｆ／２
Ｒｒout＝Ｒｒ＋Ｔｒ／２
で表すことができる。Ｔｆ、Ｔｒは、それぞれ、左右前輪１２FL、FR、左右後輪１２RL、RRのホイールトレッドである。
【００３９】
その結果、旋回内側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径の差（軌道差）ΔＲin、旋回外側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径の差ΔＲoutは、それぞれ、式
ΔＲin≒Ｒｆ−｛Ｒｒ＋（Ｔｆ−Ｔｒ）／２｝
＝（Ｒｆ−Ｒｒ）−（Ｔｆ−Ｔｒ）／２・・・(4)
ΔＲout≒Ｒｆ−｛Ｒｒ−（Ｔｆ−Ｔｒ）／２｝
＝（Ｒｆ−Ｒｒ）＋（Ｔｆ−Ｔｒ）／２・・・(5)
で、表される大きさとなる。
一方、前輪側、後輪側の旋回半径の差は、式
ΔＲ＝Ｒｆ−Ｒｒ
で表されるため、(4)式より、旋回内輪の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径差ΔＲinは、前輪側、後輪側の旋回半径の差（Ｒｆ−Ｒｒ）よりトレッド差（Ｔｆ−Ｔｒ）の１／２だけ小さくなり、(5)式より、旋回外輪の前輪１２F、後輪１２Fの旋回半径差ΔＲoutは、前輪側、後輪側の旋回半径の差（Ｒｆ−Ｒｒ）よりトレッド差（Ｔｆ−Ｔｒ）の１／２だけ大きくなることがわかる。
図１５に示すように、上記式から、前輪側の旋回半径（中心点ＰFの旋回半径）Ｒf（前輪１２の旋回半径はＲfin、Ｒfout）は、後輪側の旋回半径（中心点ＰRの旋回半径）Ｒr（後輪の旋回半径Ｒrin、Ｒrout）より相対的に大きくなり、前輪舵角の絶対値δWが大きいほど旋回半径が小さくなることがわかる。また、旋回半径の差、すなわち、軌道差は、前輪舵角の絶対値δWが大きく、旋回半径Ｒが小さいほど大きくなることがわかる。
【００４０】
なお、前輪側の旋回半径Ｒf、後輪側の旋回半径Ｒrは、図２４に示すように、車両の重心Ｇの旋回半径Ｒｇと、重心Ｇと前輪側の中心点ＰＦとの間の距離ＬWｆ，重心Ｇと後輪側の中心点ＰRとの間の距離ＬWｒとから、下式に従って取得することもできる。
Ｒｆ＝√（Ｒｇ2＋ＬWｆ2）
Ｒｒ＝√（Ｒｇ2＋ＬWｒ2）
ＬW＝ＬWｆ＋ＬWｒ
この場合、車両の重心Ｇの旋回半径Ｒｇは、ステアリングホイールの操舵角度の絶対値δと、車両の走行速度Ｖとから、式
Ｒｇ＝Ｖ／（ｄδ／ｄｔ）
に従って求めることができる。
また、旋回半径Ｒｇは、式
Ｒｇ＝ＬW・（１＋Ｋ・Ｖ2）／（ｄδ／ｄｔ）
に従って求めることもできる。ここで、Ｋは、スタビリティファクタであり、前輪、後輪の等価コーナリングパワーをＫｆ，Ｋｒとし、車両の質量をｍとした場合に、式
Ｋ＝ｍ（ＬWｒ・Ｋｒ−ＬWｆ・Ｋｆ）／（２・ＬW2・Ｋｆ・Ｋｒ）
に従って求めることができる。
さらに、車両の重心Ｇの旋回半径Ｒｇは、ナビゲーションシステムからの道路情報に基づいて取得することもできる。道路のコーナの曲率半径を表す情報に基づけば、車両の旋回半径を求めることができる。
【００４１】
図１３(b)に示すように、前輪１２Fが通る路面と後輪１２Rが通ると予測される路面とが重なる部分の幅方向の長さΔＷTは、前輪側の旋回半径Ｒf、後輪側の旋回半径Ｒrを考えた場合に、式
ΔＷT＝（Ｒｒ＋ＷT／２）−（Ｒｆ−ＷT／２）
＝ＷT−（Ｒｆ−Ｒｒ）
＝ＷT−ΔＲ・・・(6)
で表される長さとなる。後輪１２Rのタイヤの外周側の縁の旋回半径から前輪１２Fのタイヤの内周側の縁の旋回半径を引くことによって求めることができる。
(6)式から、重なり部の幅ΔＷTは、タイヤ幅ＷTから前輪側、後輪側の旋回半径差（軌道差）ΔＲを引いた値となることがわかる。この式から、軌道差がタイヤの幅より小さい場合には、重なり部分が存在するが、軌道差がタイヤの幅以上になると、重なり部分が存在しないことがわかる。
なお、旋回半径を、それぞれ、旋回内側、旋回外側のそれぞれについて求めた場合には、(6)式において、ΔＲの代わりに、それぞれ、ΔＲin、ΔＲoutを代入すればよい。
したがって、ラップ率Ｌapは、式
Ｌap＝（ＷT−ΔＲ）／ＷT＝１−ΔＲ／ＷT
に従って求めることができる。
【００４２】
ラップ率Ｌapは、図１６(a)に示すように、軌道差ΔＲが大きくなると小さくなる値である。軌道差ΔＲが大きくなると、前輪１２のタイヤＷFが通る路面と後輪１２のタイヤＷRが通る路面との重なり部分ΔＷTが少なくなるからである。また、前輪舵角の絶対値δWが設定値δW0に達すると、ラップ率Ｌapが０になり、その後、前輪舵角の絶対値δWの増加に伴ってラップ率は０より小さい値となる。ラップ率Ｌapが０以下であるということは、前輪１２Fが通る路面と後輪１２Rが通る路面との重なり部分が存在しないということである。前述のように、前輪側と後輪側の軌道差ΔＲがタイヤの幅ＷT以上になると、重なり部分がなくなり、ラップ率は０以下となる。
また、プレビューゲインＧは図１６(b)の実線が示すように、ラップ率Ｌapが設定値Ｌapth以上である場合には１とされる。設定値Ｌapthは、重なりが多いため、旋回中であっても、有効にプレビュー制御が行われ得ると考えられる値であり、例えば、０．８近傍の値とすることができる。ラップ率Ｌapが、設定値Ｌapthより小さくなると、ラップ率Ｌapの減少に伴ってプレビューゲインも小さい値とされる。重なりが少なくなるのに伴ってプレビューゲインが小さくされるのである。そして、ラップ率Ｌapが０となると、プレビューゲインも０とされる。ラップ率Ｌapが０以下である場合には、プレビュー制御が行われることがない。このラップ率Ｌapとプレビューゲインとの関係は、予めテーブル化されて、記憶されている。
【００４３】
なお、プレビューゲインは、図１６(b)の破線が示すように、ラップ率Ｌapの低下に伴って漸減させられる値とすることもできる。
また、テーブルは、前輪舵角の絶対値δWとプレビューゲインとの関係を表すものとすることができる。
【００４４】
通常制御は、図２１のフローチャートで表される通常制御プログラムの実行に従って行われる。本プログラムは、左右前輪１２FL、FRの各々について、予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１０１（以下、単に、Ｓ１０１と略称する。他のステップについても同様とする）において、制御対象輪（例えば、左前輪１２FLが制御対象輪である場合について説明する）のばね上加速度ＧUが検出され、Ｓ１０２において、車高（ばね上ばね下ストローク）Ｈが検出され、Ｓ１０３、１０４において、左前輪１２FLの上下方向力発生装置２４FLに対応する制御指令値が作成される。具体的には、ばね上加速度ＧUを積分することによりばね上絶対速度ＶUが求められ、車高Ｈを微分することによりばね上ばね下の相対速度（ストローク変化）ΔＨ（ＶS）が求められ、これらから、ばね下絶対速度ＶLが求められる。そして、ゲインＧ0、減衰係数Ｃ、ばね下絶対速度ＶLから目標減衰力ＦB*が求められ、目標回転角度θM*が取得され、実際の回転角度θと目標回転角度θM*との差である回転角偏差Δθから供給電流ｉが取得される。
そして、Ｓ１０５において、ばね下絶対速度ＶLに基づいて、ばね下部材４６の上下振動の周波数ｆが取得される。絶対速度が０である場合には、ばね下部材４６が振幅の絶対値が最大となる位置にあるのであり、このことに基づけば、周波数を取得することができる。Ｓ１０６において、周波数ｆが、予め定められた遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。左前輪１２FLの実際の上下振動の周波数ｆが小さく、遅れ対応周波数ｆD以下である場合には、制御は有効であるため、Ｓ１０７において、制御指令値が出力される。
それに対して、実際の左前輪１２FLの上下方向の振動の周波数ｆが遅れ対応周波数ｆDより高周波である場合には、制御が有効であると考えられないため、Ｓ１０６の判定がＮＯとなり、制御指令値が出力されることがない（上下方向力発生装置２４FLの制御は行われない）。
【００４５】
Ｓ１０７の制御指令値の出力は、図２２のフローチャートに従って行われる。Ｓ１２１において、目標減衰力ＦB*の絶対値が増加しているか否かが判定される。増加している場合には、Ｓ１２２において、供給電流ｉを表す制御指令値がインバータ１７６FLに出力される。
それに対して、増加していない場合、すなわち、減少しているか、ほぼ一定である場合には、Ｓ１２３において、目標減衰力ＦB*の絶対値がしきい値Ｆth以上であるか否かが判定される。しきい値Ｆth以上である場合には、Ｓ１２４において、ブレーキモードが選択され、その旨を表す制御指令値が出力される。しきい値Ｆthより小さい場合には、Ｓ１２５において、フリーモードが選択され、その旨を表す制御指令値が出力される。
図２３に示すように、減衰力の絶対値を大きくする場合には、電動モータ１４０が通電状態とされるが、減衰力の絶対値を小さくする場合には、電流が供給されない。車輪１２に加えられる荷重により、ばね上ばね下の間を基準状態に戻そうとする力が、第２ロアアーム４６、Ｌ字形バー１２０を介してアクチュエータ１２４に加えられるため、供給電流の制御を行わなくても、基準位置に戻される。また、アクチュエータ１２４は正逆効率積が小さく、外部入力の影響を受け難いものであるが、フリーモードが設定されれば、外部入力によって作動させられ基準位置に戻される。このように、減衰力の絶対値を小さくする場合に電流が供給されないようにすれば、消費電力の低減を図ることができる
また、目標減衰力ＦB*の絶対値が大きい場合には、ブレーキモードが設定されるため、外力によって、急激に減衰力の絶対値が小さくされることを回避することができる。
さらに、目標減衰力ＦB*の絶対値を小さくする場合には、エネルギ回生を行うことも可能であり、そのようにすれば、さらに、エネルギ効率を向上させることができる。
また、目標減衰力ＦB*の絶対値を小さくする場合に通電状態とされないため、アクチュエータ１２４の回転方向を、電流制御が行われる場合に比較して、速やかに逆向きにすることが可能となり、応答性の低下を抑制することができる。
【００４６】
なお、制御対象輪の上下方向の振動の周波数は、ばね上絶対速度の変化に基づいて取得されるようにしたり、ばね上あるいはばね下の変位に基づいて取得されるようにしたりすることができる。また、フーリエ変換等を利用して取得されるようにすることもできる。
【００４７】
プレビュー制御は、図１７のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラムの実行に従って行われる。左右後輪１２RL、RR毎に、それぞれ、予め定められた設定時間毎に実行される。左後輪１２RLの上下方向力発生装置２４RLは、左前輪１２FLの上下方向の挙動に基づいて制御され、右後輪１２RRの上下方向力発生装置２４RRは、右前輪１２FRの上下方向の挙動に基づいて制御される。
Ｓ１において、制御対象輪（例えば、左後輪１２RLが制御対象輪である場合について説明する）と同じ側の前輪（左前輪）１２FLのばね上加速度ＧUが検出され、Ｓ２において、車高Ｈが検出される。Ｓ３において、前述のように、これらに基づいてばね下絶対速度ＶLが取得される。そして、Ｓ４において、プレビューゲインＧが決定され、Ｓ５において、決定されたプレビューゲインＧが０であるか否かが判定される。
プレビューゲインが０より大きい場合には、Ｓ６〜１０においてプレビュー制御が行われる。Ｓ６において、プレビューゲインＧ、減衰係数Ｃ、ばね下絶対速度ＶLから目標減衰力ＦB*が取得され、目標減衰力ＦB*から目標回転角度θM*が取得され、回転角偏差Δθから供給電流ｉが取得される。Ｓ７において、Ｓ４において求められた余裕時間ＴPから待ち時間ＴQが求められる。Ｓ８において、余裕時間ＴPと制御遅れ時間ＴDとを比較して、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合は、Ｓ９において、供給電流量ｉが記憶される。制御指令値は待ち時間ＴQが経過した後に出力される。
それに対して、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合には、Ｓ１０において、制御指令値が直ちに出力される。
プレビューゲインが０である場合には、Ｓ１１において、前述の図２１のフローチャートで表される通常制御と同様の制御が行われる。制御対象輪が左後輪１２RLである場合には、左後輪１２RLの上下方向の挙動に基づいて上下方向力発生装置２４RLが制御されることになる。
また、Ｓ９，１０の制御指令値の出力は、図２２のフローチャートに従って、通常制御における場合と同様に行われる。目標減衰力ＦB*が減少傾向にある場合には、電動モータ１４０には通電されないため、通電される場合に比較して、消費電力の低減を図ることができる。
【００４８】
なお、Ｓ９においては、待ち時間ＴQの経過後に、図２２のフローチャートに従って、通常制御と同様の実行が行われるようにしても、予め制御指令値を作成し、制御指令値自体を記憶し、待ち時間ＴQの経過後に、その制御指令値が出力されるようにすることもできる。
【００４９】
Ｓ４のプレビューゲインは、図１８のフローチャートに従って決定される。
本実施例においては、車両が直進走行状態にある場合には、車速（余裕時間）に基づいて決定された車速対応ゲイン（余裕時間対応ゲインと称することもできる）ＧVがそのままプレビューゲインとして使用される。旋回状態にある場合には、旋回状態で決まる旋回時ゲインＧRと車速対応ゲインＧVとの相乗平均、すなわち、これらの積ＧR・ＧVを１／２乗した値｛√（ＧR・ＧV）｝がプレビューゲインＧとされる。また、操舵車輪（前輪１２F）の舵角の絶対値δWが設定値以下である場合には、直進走行状態にあるとされ、設定値より大きい場合には、旋回状態にあるとされる。設定値は、車両が直進走行中であるとみなし得る大きさである。
Ｓ２１において、車速対応ゲインＧVが決定され、Ｓ２２において前輪１２Fの舵角が検出され、Ｓ２３において、舵角の絶対値δWが設定値δMIN以下であるか否かが判定される。設定値δMIN以下である場合には、旋回状態を考慮する必要がないため、Ｓ２４において、車速対応ゲインＧVがプレビューゲインとされる（Ｇ←ＧV）。
それに対して、前輪舵角の絶対値δWが設定値δMINより大きい場合には、Ｓ２５において、前後左右の車輪１２FL、FR、RL、RRのうちの少なくとも１輪のスリップ率が予め定められた設定スリップ率以上であるか否かが判定される。少なくとも１つの車輪の前後方向のスリップ率（制動スリップ、または、駆動スリップ）が予め定められた第１設定スリップ率以上であることと、横方向のスリップ率が予め定められた第２設定スリップ率以上であることとの少なくとも一方が満たされた場合には、判定がＹＥＳとなる。旋回時ゲインが決定されないで、Ｓ２４において、車速対応ゲインＧVがプレビューゲインＧとされる。第１，第２設定スリップ率は、旋回半径の推定精度が低くなる大きさであり、予め設定された固定値である。判定がＮＯである場合には、Ｓ２６において、旋回時ゲインＧRが決定され、Ｓ２７において、車速対応ゲインＧV、旋回時ゲインＧRの相乗平均がプレビューゲインＧとして決定される。
【００５０】
Ｓ２１の車速対応ゲインの決定は、図１９のフローチャートに従って実行される。
Ｓ５１において、車速Ｖが取得され、Ｓ５２において、車速ＶとホイールベースＬWとから余裕時間ＴPが取得され、Ｓ５３において、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上であるか否かが判定される。制御遅れ時間ＴD以上である場合には、Ｓ５４において、車速対応ゲインＧVが１とされる。
それに対して、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合には、さらに、効果有り時間ＴLより短いか否かが判定される。効果有り時間ＴLより短い場合には、Ｓ５６において、車速対応ゲインＧVが０とされる。余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短いが、効果有り時間ＴL以上である場合には、Ｓ５７においてテーブル値に決定される。余裕時間ＴPの減少に伴って車速対応ゲインＧVが小さくなる値に決定されるのである。車速対応ゲインＧVは、左後輪１２RLに対しても、右後輪１２RRに対しても同じ大きさとなる。
【００５１】
Ｓ２５の旋回時ゲインの決定は、図２０のフローチャートに従って実行される。
Ｓ７１において、前輪側（点ＰF）の旋回半径、後輪側（点ＰR）の旋回半径が求められ、Ｓ７２において旋回半径差（軌道差）が取得される。制御対象輪である左後輪１２RLが旋回外輪である場合にはΔＲoutが取得され、左後輪１２RLが旋回内輪である場合にはΔＲinが取得される。そして、Ｓ７３において、ラップ率Ｌapが求められる。
Ｓ７４〜７８において、ラップ率Ｌapに基づいて旋回時ゲインが決定される。Ｓ７４において、ラップ率Ｌapが設定値Ｌapth以上であるか否かが判定される。設定値Ｌapth以上である場合には、Ｓ７５において、旋回時ゲインＧRが１とされる。ラップ率Ｌapが設定値Ｌapthより小さい場合には、０より大きいか否かが判定され、０より大きい場合には、Ｓ７７において、テーブル値が旋回時ゲインＧRとされ、０以下である場合には、Ｓ７８において、０とされる。
【００５２】
なお、ラップ率Ｌapは、左後輪１２RL、右後輪１２RRの各々について取得し（旋回内輪、旋回外輪の各々について取得し）、その取得されたラップ率Ｌapを用いて旋回時ゲインＧRを取得しても、旋回内輪のラップ率Ｌapinと旋回外輪のラップ率Ｌapoutとの平均値を用いて旋回ゲインＧRを取得してもよい。前者の場合には、左右後輪についてそれぞれプレビューゲインの値が異なることもある。
【００５３】
このように、本実施例においては、後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rについてプレビュー制御が行われるため、アクチュエータ１２４Rの制御遅れが大きくても、遅れを０または小さくすることができ、後輪１２RL、RRの上下方向の振動を良好に抑制することができる。
また、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合や、前輪１２Fが通った路面と後輪１２Rが通る路面との重なりが少ない場合にプレビュー制御が行われると、かえって、乗り心地が悪くなるおそれがあるが、プレビューゲインＧが車速や旋回状態に基づいて１より小さい値に決定されるため、プレビュー制御が行われることにより、乗り心地が悪くなることを回避し、後輪１２RL、RRの上下方向の振動を良好に抑制することができる。
さらに、通常制御は、アクチュエータ１２４の制御遅れ時間ＴDが１／８位相に相当する振動より低周波の振動が生じた場合に行われ、高周波の振動が生じた場合には行われないが、プレビュー制御は、アクチュエータ１２４の応答性で決まる制御可能な周波数以下の振動であれば、行われる。その結果、アクチュエータ１２４に対しては、プレビュー制御が行われるようにすれば、より高周波数の振動を抑制することが可能となる。
また、上下方向力発生装置２４の作用状態においては、周波数の大きい振動等は、Ｌ字形バー１２２の弾性変形により吸収することが可能となる。
【００５４】
以上のように、本実施例においては、ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８，サスペンションＥＣＵ１６８に含まれる上下方向力発生装置ＥＣＵ１７０の図１７のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラム、図２１のフローチャートで表される通常制御プログラムを記憶する部分、実行する部分等により上下方向力制御装置が構成される。本実施例においては、上下方向力発生装置２４は減衰力発生装置として機能し、上下方向力制御装置が減衰力制御部として機能する。減衰力制御部は、ばね下運動依拠上下方向力制御部でもある。
また、上下方向力制御装置のうち、図１７のプレビュー制御プログラムのＳ４を記憶する部分、実行する部分、図１２(b)のマップで表されるテーブル、図１６(b)のマップで表されるテーブルを記憶する部分等によりゲイン決定部が構成される。そのうちの、図１２(b)のの実線あるいは破線で表されるテーブルを記憶する部分、図１９のフローチャートのＳ５６，５７を記憶する部分、実行する部分等によりゲイン減少部が構成され、そのうちの、図１２(b)テーブルを記憶する部分、図１９のフローチャートのＳ５６を記憶する部分、実行する部分等により請求項３に記載の０決定部が構成される。さらに、図１６(b)のテーブルを記憶する部分、図１８のフローチャートのＳ２６を記憶する部分、実行する部分等により旋回時ゲイン決定部が構成される。なお、請求項４に記載の０決定部は、図１２(b)の一点鎖線で表されるテーブルを記憶する部分、Ｓ５７を記憶する部分、実行する部分等によって構成される。
【００５５】
さらに、図２０のフローチャートのＳ７１〜７３を記憶する部分、実行する部分等により軌跡対応重なり取得部が構成される。軌跡対応重なり取得部はラップ率取得部でもある。そのうちのＳ７１を記憶する部分、実行する部分等により旋回半径取得部が構成され、図６(b)のテーブルを記憶する部分、図２０のフローチャートのＳ７７を記憶する部分、実行する部分等によりゲイン減少部が構成される。
【００５６】
なお、車速対応ゲインＧVを取得する際に、余裕時間ＴPを求めることは不可欠ではなく、車速Ｖに基づいて取得することができる。前述のように、車速とゲインとの関係を表すテーブルを作成することができるのである。
旋回時ゲインＧRを取得する際も同様に、ラップ率を求めることは不可欠ではなく、重なり部の幅ΔＷTや軌道差（旋回半径差）に基づいて取得することもできる。
また、上記実施例においては、旋回中において、車速対応ゲインＧVと旋回時ゲインＧRとの相乗平均が、プレビューゲインＧとされたが、そのようにすることは不可欠ではない。旋回中には、旋回時ゲインＧRがプレビューゲイン（ＧR→Ｇ）とされ、直進中には、車速対応ゲインＧVがプレビューゲインＧとされる（ＧV→Ｇ）ようにすることもできる。この場合には、Ｓ２６のステップが不要となる。
さらに、通常制御、プレビュー制御の少なくとも一方において、減衰力ＦB*が、スカイフック理論に基づいて制御されるようにすることもできる。
また、目標減衰力ＦB*を、ばね上絶対速度ＶUに応じた値としたり、ばね上ばね下相対速度ＶSに応じた値としたりすることもできる。それらの場合には、ばね下絶対速度ＶLに基づく制御が行われる場合と、目標減速度ＦB*を取得する際の規則を変更することもできる。
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶU
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶS
【００５７】
さらに、上記実施例においては、上下方向力発生装置２４の制御により減衰力が加えられる場合について説明したが、ばね下部材４６の変位ＸLに応じた弾性力（上下方向力）が加えられるようにすることもできる。
上下方向力の目標値（目標弾性力）ＦB*は、式
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸL
に従って求められる。
ばね下部材４６の変位（以下、ばね下変位と略称する）ＸLが基準位置より下方である場合には、目標弾性力ＦB*の向きも下方とされる。ばね上ばね下間の距離が大きくなると、コイルスプリング２０の弾性力が小さくなる。そのコイルスプリング２０の弾性力の減少分を、上下方向力発生装置２４によって発生させることにより、ばね下部材４６の変位に伴うばね上部材１４の変位が抑制される。なお、電動モータ１４０の回転に伴うアーム部１３２の回動により、ばね上ばね下間の距離がばね下変位ＸLに応じた距離となる。
ばね下変位ＸLが基準位置より上方である場合には、目標弾性力ＦB*の向きは上方とされる。ばね上ばね下間の距離が小さくなると、コイルスプリング２０の弾性力が増加するため、その増加分に応じた逆向きの力を、上下方向力発生装置２４によって発生させて、ばね下部材４６の上下方向の変位に伴うばね上部材の変位を抑制するのである。
【００５８】
ばね下変位ＸLは、ばね下絶対速度ＶLを積分することによって求めたり、ばね上加速度ＧUを２回積分した値とばね上ばね下間のストロークＨとから求めたりすることができる。ＫはＬ字形のバー１２２のばね定数であり、シャフト部１３０の剪断係数、断面二次モーメント、アーム部１３２の曲げ剛性等に基づいて決まる固定値である。
この場合の一制御例を図２５、２６のフローチャートに基づいて説明する。上記実施例における場合と同じ実行（図１７、２１のフローチャートで表されるプログラムと同じ実行）が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。
左前輪１２FLが制御対象輪である場合において、通常制御は、図２６のフローチャートで表される通常制御プログラムの実行に従って行われる。Ｓ１０３ｂにおいて、左後輪１２RLのばね上加速度ＧUと車高Ｈから、上述のように、左後輪１２RLのばね下変位ＸLが取得され、Ｓ１０４ｂにおいて、目標弾性力ＦB*が求められ、それに応じて目標回転角度θM*が求められ、供給電流ｉが求められる。そして、Ｓ１０５、１０６において、左前輪１２FLのばね下部材４６の実際の振動の周波数ｆが取得され、制御遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。周波数は、ばね下絶対速度に基づいて取得しても、ばね下変位に基づいて取得してもよい。実際の振動の周波数ｆが、制御遅れ対応周波数ｆD以下である場合には、Ｓ１０７において、供給電流ｉ、目標弾性力ＦB*に基づいて決まる制御指令値が上記実施例における場合と同様に出力される。
【００５９】
制御対象輪が左後輪１２RLである場合において、プレビュー制御は、図２５のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラムの実行に従って行われる。Ｓ３ｂにおいて、左前輪１２FLのばね上加速度センサ１９６による検出値と、車高Ｈとからばね下変位ＸLが取得される。そして、プレビューゲインが０より大きい場合には、Ｓ６ｂにおいて、ばね下変位ＸL、弾性係数Ｋ、プレビューゲインＧから、目標弾性力（上下方向力の目標値）ＦB*が取得され、目標弾性力ＦB*が得られるように、目標回転角度θM*が求められ、供給電流ｉが求められる。そして、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合には、待ち時間ＴQの経過後に、制御指令値が後輪１２FRの上下方向力発生装置２４のインバータ１７８に出力され、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合には、制御指令値が直ちに出力される。
プレビューゲインが０である場合には、Ｓ１１ｂにおいて、通常制御が行われる。
このように、プレビュー制御は、減衰力の制御に限らず、弾性力の制御にも適用することができる。
本実施例においては、上下方向力発生装置が弾性力発生装置として機能し、上下方向力制御装置が弾性力制御部として機能する。
【００６０】
なお、目標弾性力ＦB*は、ばね上部材１４の変位ＸUに応じた値としたり、ばね上ばね下の相対変位（車高）ＸSに応じた値としたりすることもでき、上記実施例における場合と同様のプレビュー制御が行われるようにすることができる。
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸU
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸS
【００６１】
また、上記実施例においては、上下方向力発生装置２４を制御することにより上下方向力が制御されるようにされていたが、ショックアブソーバ２２の制御によって減衰力の制御が行われるようにすることもできる。本実施例においては、スカイフック理論に基づいて減衰力の制御が行われる場合について説明する。
その場合の制御例を図２７，２８のフローチャートに基づいて説明する。本実施例においては、上記実施例（図１７，２１のフローチャート）における場合と同じ実行が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。また、本実施例においては、ばね上部材１４の振動の周波数が制御遅れ対応周波数以下であるか否かが判定される。
図２８のフローチャートで表される通常制御において、制御対象輪が左前輪１２FLである場合には、左前輪１２FLのばね上加速度ＧU，ばね上ばね下間の距離Ｈが取得され、Ｓ１０５ｂにおいて、ばね上部材１４の周波数ｆが取得され、Ｓ１０６ｂにおいて、取得された周波数ｆが制御遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。周波数ｆは、ばね上加速度に基づいて取得されるようにしたり、ばね上絶対速度に基づいて取得されるようにしたりすることができる。例えば、上記実施例における場合と同様に、絶対速度が０である場合に振幅の絶対値が最大の位置にあることを利用して取得したり、フーリエ変換を利用して取得したりすること等ができる。そして、制御遅れ対応周波数ｆD以下である場合には、Ｓ１０６ｂの判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０３ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶU、ばね上ばね下の相対速度ＶSが取得される。そして、Ｓ１０４ｄ〜１０４ｆにおいて、目標減衰係数Ｃ*が求められる。Ｓ１０４ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶUと、ばね上ばね下間の相対速度ＶSとの積の値が正であるか否かが判定される。正である場合（ＶU・ＶS＞０）には、Ｓ１０４ｅにおいて、目標減衰係数Ｃ*が（Ｇ0・Ｃ・ＶU／ＶS)とされ、積の値が負である場合（ＶU・ＶS＜０）には、Ｓ１０４ｆにおいて、目標減衰係数Ｃ*が小さい値ＣMINとされる。Ｇ0は通常制御のゲインであり、Ｃは定数である。そして、Ｓ１０４ｇにおいて、目標減衰係数Ｃ*が実現される供給電流ｉが求められ、Ｓ１０７において、制御指令値が出力される。
本実施例においては、減衰係数の増加・減少とは関係なく、電動モータ９０に電流が供給される。そのため、供給電流ｉが制御指令値に対応し、制御指令値ｉがインバータ２２２に出力される。電動モータ９０における消費電力は小さいからである。
【００６２】
図２７のフローチャートで表されるプレビュー制御において、制御対象輪が左後輪１２RLである場合には、左前輪１２FLのばね上加速度ＧU、ばね上ばね下ストロークＨが取得され、Ｓ３ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶU、相対速度ＶSが取得される。そして、Ｓ４において、上記実施例における場合と同様にプレビューゲインが決定される。決定されたプレビューゲインＧが０でない場合には、上述の場合と同様に、Ｓ６ｄ〜６ｈにおいて、目標減衰係数が決定される。ばね上絶対速度ＶUと相対速度ＶSとの積の値の符号が正である場合には、目標減衰係数がＣ*＝Ｇ・Ｃ・ＶU／ＶSとされ、負である場合には、ＣMINとされるのである。そして、Ｓ６ｇにおいて、目標減衰係数Ｃ*に基づいて供給電流ｉが求められる。以下、上記実施例における場合と同様に、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合には、制御指令値ｉが待ち時間ＴQの経過後に出力され、制御遅れ時間ＴDより短い場合には、直ちに出力される。
それに対して、プレビューゲインＧが０である場合には、Ｓ１１ｄにおいて、図２８のフローチャートに従って左後輪１２RLの上下方向の挙動に基づいて左後輪１２RLの減衰特性制御装置５６が制御される。目標減衰特性Ｃ*は、左後輪１２RLのばね上絶対速度ＶUとばね上ばね下相対速度ＶSとの積の値で決まる大きさに決定される。
【００６３】
本実施例と上記実施例とを比較（制御対象が減衰特性制御装置５６である場合と上下方向力発生装置２４である場合とを比較）すると、制御対象が減衰特性制御装置５６である場合の方が、制御遅れ時間が短く、制御可能な周波数が高い。そのため、制御遅れ対応周波数ｆDが大きく（より高周波側の値）なり、制御遅れ時間ＴDが短くなり、制御効果有り時間ＴLが短くなる。
したがって、上下方向力発生装置２４の制御における場合より高周波数の振動が生じても、通常制御が行われることになる。通常制御において、効果的にサスペンション制御が行われる周波数領域が広くなるのである（図２８のフローチャートのＳ１０６ｂの判定がＹＥＳとなる場合が多くなる）。また、上下方向力発生装置２４の制御における場合より車速が大きくても、プレビューゲインが１とされる。プレビュー制御が有効に行われる車速の範囲が広くなるのである。さらに、上記実施例における場合より車速が大きくても、プレビュー制御が行われる（図２７のフローチャートのＳ５の判定がＹＥＳとなる場合が少なくなる）。
【００６４】
また、車速Ｖが大きい場合には、上下方向力発生装置２４についてプレビュー制御が行われなくても、ショックアブソーバ２２についてはプレビュー制御が行われることになり、ショックアブソーバ２２の制御により、後輪１２Rの上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
同様に、高周波数の振動が生じて、上下方向力発生装置２４の制御が行われなくてもショックアブソーバ２２の制御が行われるのであり、高周波数の振動が生じた場合においても、上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
【００６５】
なお、ショックアブソーバの制御は、図２９に概念的に示すように、車輪１２を保持するばね下部材２８０とばね上部材２８２との間に、コイルスプリング２８４と、ショックアブソーバ２８６とが並列に設けられ、上下方向力発生装置２４が設けられていないサスペンションに適用することができる。ショックアブソーバ２８６の減衰特性制御装置２８８は、サスペンション制御ユニット２９０の指令に基づいて上記実施例における場合と同様に制御される。
【００６６】
また、本発明は、図３０に示すサスペンションに適用することもできる。本実施例においては、ばね下部材３００と、ばね上部材３０２との間に、コイルスプリング３１０と、液圧シリンダ装置３１２とが並列に設けられる。液圧シリンダ装置３１２は、液圧シリンダ３１４、ポンプ３１６、電動モータ３１８等を含む。液圧シリンダ３１４は、ハウジング３２０とハウジング３２０に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン３２２とを含み、ピストン３２２のピストンロッド３２４がばね下部材３００に揺動可能に連結され、ハウジング３２０がばね上部材３０２に揺動可能に連結される。ハウジング３２０の内側のピストン３２２によって仕切られた２つの液室３３０，３３２の間には、ポンプ３１６が接続され、ポンプ３１６によって、２つの液室３３０，３３２の一方から作動液を汲み上げて他方に供給したり、他方から作動液を汲み上げて一方に供給したりすることができる。それによって、液室３３０，３３２の液圧およびピストン３２２のストロークが制御される。なお、液圧シリンダ３１４と並列に作動液補償装置３４０が設けられる。
【００６７】
電動モータ３１８はコンピュータを主体とするサスペンションＥＣＵ３５０からの指令に基づいて制御される。サスペンションＥＣＵ３５０は、入出力部３５２，記憶部３５４，実行部３５６等を有するコンピュータを主体とするコントローラを含み、入出力部３５２には、左右前後輪１２FL、FR、RL、RRに対応してそれぞれ設けられた車高センサ（上下ストロークセンサ）３６０，ばね上加速度センサ３６２等が接続されるとともに各輪毎に対応して設けられたポンプモータ３１８が図示しない駆動回路を介して接続される。
記憶部３５４には、複数のプログラム、テーブル等が記憶される。
【００６８】
本実施例においては、液圧シリンダ装置３１２の電動モータ３１８の制御により、ばね下絶対速度に応じた弾性力と、スカイフック理論に基づく減衰力との和の上下方向力が発生させられる。上下方向力は、液圧シリンダ装置３１２の液圧に対応する。
また、上記実施例における場合と同様に、車輪に加えられる荷重は、スプリング３１０と液圧シリンダ装置３１２とが受けるために、基準位置からのストロークと液圧シリンダ装置３１２の液圧との間には一定の関係がある。そのため、上下方向力の目標値が決定されれば、それに応じたストロークが実現されるように、ポンプモータ３１８が作動させられる。本実施例においては、上下方向力の目標値ＦB*は、ばね下部材３００の変位に応じた弾性力と、ばね上部材３０２の絶対速度に応じた減衰力との和とされる。
【００６９】
その場合の制御例を図３１，３２のフローチャートに基づいて説明する。本実施例においては、上記実施例（図１７，２１のフローチャート、図２７，２８のフローチャート）における場合と同じ実行が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。
制御対象輪が左後輪１２RLである場合には、図３１のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラムが実行される。左前輪１２FLのばね上加速度ＧU、ばね上ばね下ストロークＨが取得され、Ｓ３ｅにおいて、ばね上絶対速度ＶU、相対速度ＶS、ばね下絶対速度ＶLが取得される。そして、プレビューゲインＧが上記実施例における場合と同様に決定され、プレビューゲインＧが０でない場合には、Ｓ６ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶUと相対速度ＶSとの積の値の符号が正であるか負であるかが判定され、正である場合には、Ｓ６ｈにおいて、減衰係数ＣがＣMID（予め定められた値）とされ、負である場合には、Ｓ６ｆにおいて、減衰係数ＣがＣMIN（予め定められた値）とされる。そして、Ｓ６ｉにおいて、式
ＦB*＝（Ｇ・Ｋ・ＸL）＋（−Ｇ・Ｃ・ＶU）
に従って上下方向力の目標値ＦB*が決定され、上下方向力の目標値ＦB*に応じて電動モータ３１８RLへの供給電流ｉが決定される。上式において、Ｋはスプリング３１０のばね定数Ｋである。
以下、上記実施例における場合と同様に、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合には、制御指令値ｉが待ち時間ＴQの経過後に出力され、制御遅れ時間ＴDより短い場合には、直ちに出力される。
本実施例においては、電動モータ３１８における消費電力が大きいため、上下方向力発生装置２４の制御における場合と同様に、上下方向力の目標値ＦB*の絶対値が保持または減少させられる場合には、電動モータ３１８には電流が供給されないようにすることが望ましい。
【００７０】
それに対して、プレビューゲインＧが０である場合には、Ｓ１１ｅにおいて、左後輪１２RLの上下方向の挙動に基づいて左後輪１２RLの電動モータ３１８RLが制御されるのであり、図３２のフローチャートに従って通常制御が行われる。
Ｓ１０３ｅにおいて、ばね上加速度、車高に基づいてばね下変位ＸL、ばね上絶対速度ＶUが取得され、Ｓ１０４ｄ、１０４ｆ、１０４ｈにおいて、同様に、減衰係数が決定され、Ｓ１０４ｉにおいて上下方向力の目標値ＦB*が、式、
ＦB*＝（−Ｇ0・Ｋ・ＸL）＋（−Ｇ0・Ｃ・ＶU）
に従って決定され、目標値ＦB*で決まる供給電流ｉが決定される。Ｇ0は、通常制御のゲインであり、固定値である。
そして、Ｓ１０５ｃ，１０６ｃにおいて、左後輪１２RLのばね下絶対速度ＶLに基づいて取得された周波数と、ばね上絶対速度ＶUに基づいて取得された周波数との大きい方が、制御遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。制御遅れ対応周波数以下である場合には、制御指令値が直ちに出力される。
なお、Ｓ１０５ｃ，１０６ｃにおいて、周波数は、ばね下絶対速度に基づいて取得しても、ばね上絶対速度に基づいて取得してもよい。
【００７１】
このように、本実施例においては、ばね下変位に応じた弾性力とばね上絶対速度に応じた減衰力との両方合わせた大きさの上下方向力が加えられる。ばね下の振動の抑制制御とスカイフック制御との両方を実現することが可能となり、車輪１２の上下方向の振動を良好に抑制することができ、乗り心地の向上を図ることができる。
また、後輪１２Rの液圧シリンダ装置３１２Rにおいては、プレビュー制御が行われるため、制御遅れを小さく、あるいは、０とすることができ、後輪１２Rの上下方向の振動を良好に抑制することができる。
【００７２】
なお、上下方向力の目標値ＦB*は、上述の弾性力と減衰力との和とする必要は必ずしもなく、下式のいずれか一方で決まる大きさとすることもできる。
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸL
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶU
また、その他、目標値ＦB*を、式
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶL
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸU
FB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶS
に従って決まる値等とすることもでき、これらの２つ以上の和の値を目標値とすることもできる。
【００７３】
さらに、本発明は、図３３に示すサスペンションの制御にも適用することができる。
本実施例においては、上下方向力発生装置３７０がＬ字形バーの代わりに直線状のロッド３７２を含む。直線状のロッド３７２の一端部がアクチュエータ３７４に連結され、他端部がリンク部材３７８を介してばね下部材３８０に連結される。アクチュエータ３７４はばね上部材としての車体３８２に取り付けられており、ばね上部材３８２とばね下部材３８０との間に、直線状のロッド３７２が配設されることになる。ばね上部材３８２とばね下部材３８０との間には、コイルスプリング３８４が設けられ、コイルスプリング３８４と弾性部材としての直線状のロッド３７２とが並列に設けられることになる。
アクチュエータ３７４は、電動モータと減速機とを含み、直線状のロッド３７２が、減速機を介して電動モータの出力軸に連結され、電動モータの駆動によりモータトルクＴMが加えられる。また、直線状のロッド３７２において、モータトルクＴMと曲げモーメントＬ・ＦB*とが等しくなるため、反力ＦB*は、式
ＦB*＝ＴM／Ｌ
で求められる大きさとなる。反力ＦB*は、上下方向力発生装置３７０によって、ばね下部材３８０に加えられる力ＦB*の反力である。
アクチュエータ３７４は、インバータ３９０を介して、コンピュータを主体とするコントローラ３９２に接続される。コントローラ３９２には、上記実施例における場合と同様に、ばね上加速度センサ、車高センサ、舵角センサ、操舵角センサ、ブレーキＥＣＵ等が接続されており、コントローラ３９２の指令に基づいてインバータ３９０が制御され、電動モータ３７４の出力トルクが制御される。本実施例においては、コントローラ３９２とインバータ３９０とによって、サスペンション制御ユニットが構成される。
上下方向力の目標値ＦB*は、上記各実施例における場合と同様に適宜決定することができ、電動モータ３７４のトルクＴMを制御することにより、上下方向力を制御することができる。
【００７４】
なお、上記各実施例においては、前輪側部分の上下方向の挙動を検出するセンサ１９６F，１９８Fによる検出値に基づいて後輪１２Rのサスペンションに対してプレビュー制御が行われる場合について説明したが、本発明は、図３４に示すように、フロントバンパ４００に設けられた路面センサ４０２による検出値に基づいて前輪１２Fのサスペンション、後輪１２Rのサスペンションに対してプレビュー制御が行われる場合にも同様に適用することができる。
路面センサ４０２は、例えば、超音波により、路面の凹凸を検出するものとすることができる。送信した超音波を受信し、その超音波を受信するまでの間の時間（路面によって反射して戻るまでの時間）に基づいて路面までの距離を取得し、路面の凹凸を取得する。路面センサ４０２は、図３５に示すように、バンパ４００の右前輪１２FRの前方と、左前輪１２FLの前方との両方にそれぞれ設けられる（４０２Ｒ、４０２Ｌ）。路面センサ４０２Ｒ、Ｌによって検出される路面の部分（路面の検出対象部）は、車両の停止中において、路面センサ４０２Ｒ、Ｌが設けられた位置のほぼ真下に対応する部分である。
したがって、プレビューゲインを取得する際には、車両の路面センサ４０２が設けられた位置から制御対象輪までの距離｛制御対象輪が前輪である場合には、距離ＬP、制御対象輪が後輪である場合には距離（ＬP＋ＬW）｝と車両の走行速度とで決まる余裕時間やその路面の検出対象部と制御対象輪が通る路面との重なりが問題となる。
【００７５】
制御対象輪が前輪１２Fである場合において、路面センサ４０２Ｒ、Ｌと左右前輪１２FL、FRとの間の前後方向の距離は、車両の直進状態において、一対の路面センサ４０２を通る線（車両の幅方向に延びる線）と左右前輪１２FL、FRの車軸の中心線が通る線との間の前後方向の距離ＬPとなる。したがって、この距離ＬPを車速で割った値が余裕時間ＴPである。
ＴP＝ＬP／Ｖ
制御対象輪が後輪である場合においては、上述の距離ＬPとホイールベールＬWとの和が、路面センサ４０２Ｒ、Ｌと左右後輪１２RL、RRとの間の前後方向の距離に対応する。その結果、余裕時間ＴPは、式
ＴP＝（ＬP＋ＬW）／Ｖ
で表される時間となる。
以下、上記実施例における場合と同様に、車速対応ゲインＧVを取得することができる。
【００７６】
前輪側の旋回半径、後輪側の旋回半径および旋回内側、旋回外側の前輪、後輪の旋回半径は、上記実施例における場合と同様に求めることができる。
また、検出対象部の軌跡は、路面センサ４０２Ｒ、Ｌの軌跡と同じであると考えることができる。路面センサ４０２の軌跡は、路面センサ４０２Ｒ、Ｌ各々における予め定められた点の軌跡として取得したり、路面センサ４０２Ｒ、Ｌの軌跡の中間の軌跡として取得したり、車両の前部の中心点Ｐfvの軌跡として取得したりすることもできる。中心点Ｐfvは、車両が水平な路面に停止している場合において、重心Ｇを通る前後方向に延びる線を含む鉛直面と一対の路面センサ４０２Ｒ、Ｌを通る線との交点Ｐfvである。軌跡を路面上の点の集合と考えた場合には、中心点Ｐfvの路面への投影点の集合を軌跡となる。中心点Ｐfvの軌跡（旋回半径）は、センサ側の軌跡（旋回半径）と称する。
センサ側の旋回半径は、図３５に示すように、式
Ｒfv＝（ＬP＋ＬW）／sinδW・１０-3
に従って求めることができる。
距離ＬPは旋回半径Ｒfvに対して小さいため、中心角（Ｐfv−０−ＰR）は、操舵輪の舵角の絶対値δWと同じであるとみなすことができる。
【００７７】
制御対象輪が前輪１２Fである場合において、旋回内側における路面センサ４０２と前輪との旋回半径の差（軌道差）は、式
ΔＲfin ＝（Ｒfv−Ｔs／２）−（Ｒf−Ｔf／２）＝Ｒfv−Ｒf
に、従って求めることができ、旋回外側における路面センサ４０２と前輪との旋回半径の差は、式
ΔＲfout ＝（Ｒfv＋Ｔs／２）−（Ｒf＋Ｔf／２）＝Ｒfv−Ｒf
に従って求めることができる。Ｔｓは一対の路面センサ４０２の間隔であるが、本実施例においては、前輪のホイールトレッドＴfと等しい。
路面センサ４０２による検出対象部が直径Ｄの円で囲まれた部分である場合には、図３６に示すように、重なり部分の幅方向の長さΔＷTは、式
ΔＷT＝（Ｒf＋ＷT／２）−（Ｒfv−Ｄ／２）＝（ＷT／２＋Ｄ／２）−ΔＲ・・・(7)
に従って求めることができ、ラップ率Ｌapは、式
Ｌap＝ΔＷT／ＷT
に従って求めることができる。
【００７８】
制御対象輪が後輪である場合において、旋回内側における路面センサ４０２と後輪との旋回半径の差、旋回外側における路面センサ４０２と後輪との旋回半径の差は、それぞれ、式
ΔＲrin ＝（Ｒfv−Ｔs／２）−（Ｒr−Ｔr／２）＝Ｒfv−｛Ｒr＋（Ｔs−Ｔr）／２｝
ΔＲrout ＝（Ｒfv＋Ｔs／２）−（Ｒr＋Ｔr／２）＝Ｒfv−｛Ｒr−（Ｔs−Ｔr）／２｝
で表すことができる。
重なり部分の幅方向の長さΔＷTは、式
ΔＷT＝（Ｒr＋ＷT／２）−（Ｒfv−Ｄ／２）＝（ＷT／２＋Ｄ／２）−ΔＲ・・・(8)
に従って求めることができ、ラップ率Ｌapは、式
Ｌap＝ΔＷT／ＷT
に従って求めることができる。
以下、上記実施例における場合と同様に、ラップ率Ｌapに基づいて旋回時ゲインＧRが取得されるのであり、プレビューゲインＧが取得される。
【００７９】
それに対して、検出対象部の領域が非常に小さく、殆ど「点」と見なし得る場合には、(7)式、(8)式において直径Ｄを０とすればよい。
その場合には、(7)式、(8)式から、軌道差ΔＲがタイヤ幅の１／２（ＷT／２）より大きい場合には、重なりが存在せず、タイヤ幅の１／２以下である場合には、重なりが存在することがわかる。また、長さΔＷTは、検出対象部のタイヤが通る路面に対する相対位置（タイヤが通る路面のタイヤの外周側の縁からの長さ）を表す。長さΔＷTがタイヤの幅の１／２（ＷT／２）である場合（ΔＷT＝ＷT／２）には、旋回半径の差ΔＲ＝０であり、タイヤの中央部が検出対象部を通る。長さΔＷTが０に近い場合（ΔＷT≒０）には、旋回半径の差ΔＲ＝ＷT／２であり、タイヤの外周側の縁部が検出対象部を通る。長さΔＷTがタイヤの幅ＷTに近い場合（ΔＷT≒ＷT）には、旋回半径の差ΔＲ＝−ＷT／２であり、タイヤの内周側の縁部が検出対象部を通ることがわかる。換言すれば、タイヤの中央部が検出対象部を通る場合は縁部が通る場合より、その路面センサ４０２によって検出された検出対象部周辺の路面の凹凸との重なり部が多いと考えることができる。そのように考えれば、上述の長さΔＷTをタイヤ幅ＷTで割ることによって得られるラップ率を、上記実施例における場合と同様に採用することが可能となり、ラップ率が大きい場合は小さい場合よりゲインを大きくすることは妥当なことである。
【００８０】
これらの各値に基づいて、プレビューゲインが上記実施例における場合と同様に求められる。また、路面センサ４０２によって検出された路面の凹凸は、制御対象輪のばね下部材の変位であると考えることができる。それらに基づいて、前輪１２Fの上下方向力発生装置２４F、後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rがそれぞれ制御される。それによって、後輪１２Rのみならず、前輪１２Fにおいてもプレビュー制御が可能となるため、制御遅れを小さくして、前輪１２Fの上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
【００８１】
なお、上記実施例においては、路面センサ４０２がほぼ鉛直下方の路面の凹凸を検出するものであったが、前方、後方の路面の凹凸を検出するものとすることができる。その場合には、その制御対象路面の部分と制御対象輪の車軸の中心線との間の距離と、車速とによって余裕時間が取得されることになる。
また、モデルを考え、路面の凹凸（ばね下変位）に基づいてばね上変位ＸU、ばね上絶対速度ＶU、ばね上ばね下相対速度ＶS等を取得して、それに基づいてプレビュー制御が行われるようにすることもできる。
さらに、本実施例は、図２９，図３０，図３３に記載のサスペンションと組み合わせて適用することもできる。
【００８２】
以上、複数の態様について記載したが、サスペンションの構造、サスペンション制御の内容は上記実施例には限らない等、本発明は、前記に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施例であるサスペンション制御装置を備えた車両全体を概念的に示す図である。
【図２】上記サスペンション制御装置を含むサスペンションシステム全体を概念的に示す図である。
【図３】上記サスペンションシステムに含まれる上下方向力発生装置の側面図である。
【図４】上記サスペンションシステムに含まれるショックアブソーバの断面図である。
【図５】上記ショックアブソーバの詳細な断面図である。
【図６】上記サスペンションに含まれる上下方向力発生装置の平面図である。
【図７】上記上下方向力発生装置のアクチュエータの断面図である。
【図８】上記上下方向力発生装置の作動を表す図である。
【図９】上記アクチュエータの電動モータを制御するインバータの回路図である。
【図１０】上記インバータの作動状態を示す図である。
【図１１】上記サスペンションシステムに含まれるサスペンション制御ユニットの周辺を概念的に示す回路図である。
【図１２】(a)車速と余裕時間との関係を示す図である。(b)上記制御ユニットの記憶部に記憶された車速対応プレビューゲイン決定テーブルを概念的に示すマップである。(c)余裕時間、制御遅れ時間、効果有り時間の関係を概念的に示す図である。
【図１３】(a)車両の旋回中における車輪の軌道を示す図である。(b)前輪が通った路面と後輪が通ると予想される路面との重なりを表す図である。
【図１４】車両の旋回中の各輪の旋回半径と前輪舵角との関係を示す図である。
【図１５】前輪、後輪の旋回半径と軌道差との関係を示す図である。
【図１６】(a)前輪舵角の絶対値とラップ率との関係を示す図である。(b)上記制御ユニットの記憶部に記憶された旋回時プレビューゲイン決定テーブルを概念的に示すマップである。
【図１７】上記サスペンションシステムに含まれる上下方向力発生装置制御ユニットの記憶部に記憶されたプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図１８】上記プレビュー制御プログラムの一部を示すフローチャートである（プレビューゲイン決定）。
【図１９】上記プレビュー制御プログラムの別の一部を示すフローチャートである（車速対応ゲイン決定）。
【図２０】上記プレビュー制御プログラムのさらに別の一部を示すフローチャートである（旋回時ゲイン決定）。
【図２１】上記上下方向力発生装置の記憶部に記憶された通常制御プログラムを表すフローチャートである。なお、プレビュー制御プログラムの一部でもある。
【図２２】上記通常制御プログラムの一部を示すフローチャートである（制御指令値の出力）。
【図２３】上記サスペンションシステムにおける制御の一例を示す図である。
【図２４】別の、旋回半径と前輪舵角との関係を示す図である。
【図２５】上記上下方向力発生装置制御ユニットの記憶部に記憶された別のプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２６】上記上下方向力発生装置の記憶部に記憶された別の通常制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２７】上記サスペンションシステムに含まれるアブソーバ制御ユニットの記憶部に記憶されたプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２８】上記アブソーバ制御ユニットの記憶部に記憶された通常制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２９】上記サスペンションシステムに含まれる別のサスペンションの構造を概念的に示す図である。
【図３０】上記サスペンションシステムに含まれるさらに別のサスペンションの構造を概念的に示す図である。
【図３１】上記サスペンションシステムに含まれるサスペンション制御ユニットの記憶部に記憶されたさらに別のプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３２】上記記憶部に記憶されたさらに別の通常制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３３】上記サスペンションシステムに含まれる別のサスペンションの構造を概念的に示す図である。
【図３４】本発明の別の一実施例であるサスペンション制御装置を含む車両全体を概念的に示す図である。
【図３５】上記車両の旋回半径、前輪舵角、ホイールベースの間の関係を示す図である。
【図３６】(a)車両の旋回中における検出対象部の軌跡、車輪の軌跡を示す図である。(b)検出対象部（路面の部分）の軌跡と制御対象輪が通ると予想される路面との重なりを表す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１２：車輪 １４：車体 ２０：コイルスプリング ２２：ショックアブソーバ ２４：上下方向力発生装置 ４６：第２ロアアーム ５６：減衰特性制御装置 ９０：電動モータ １２２：Ｌ字形バー １２４：アクチュエータ １３０：シャフト部 １３２：アーム部 １４０：電動モータ １６８：サスペンションＥＣＵ １７０：上下方向力発生装置ＥＣＵ １７２ショックアブソーバＥＣＵ １７８：インバータ ２２２：インバータ １９６：ばね上加速度センサ １９８：車高センサ ２００：舵角センサ ２８４：コイルスプリング ２８６：ショックアブソーバ ２８８：減衰特性制御装置 ３１２：液圧シリンダ装置 ３１６：ポンプ ３１８；電動モータ ３５０：サスペンションＥＣＵ ３６０：ストロークセンサ ３６２：ばね上加速度センサ ３７０：上下方向力発生装置 ３７２：直線状のロッド ３７４：アクチュエータ ３９０：インバータ ３９２：サスペンションＥＣＵ ４０２：路面センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションの、いわゆるプレビュー制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレビュー制御が行われるサスペンション制御装置の例が特許文献１〜４に記載されている。
特許文献１に記載のサスペンション制御装置においては、車両の前輪より前方に路面センサが設けられ、その路面センサによる検出値に基づいて前輪、後輪のショックアブソーバの減衰特性が制御される。制御指令は、(a)路面センサが設けられた位置と制御対象輪との間の距離と(b)車両の走行速度と(c)制御遅れ時間とで決まる遅延時間が経過した後に出力される。
特許文献２に記載のサスペンション制御装置においては、前輪について、上下挙動を検出する前輪上下挙動センサが設けられ、その前輪上下挙動センサによる検出値に基づいて後輪のショックアブソーバの減衰特性が制御される。後輪のショックアブソーバの減衰特性を制御する際の制御信号が、前輪上下挙動センサによる検出値に基づく制御信号と、その信号の位相を遅らせて得られた制御信号（プレビュー制御信号）との両方に基づいて作成されるのであるが、車両の走行速度が所定値より小さい場合には位相を遅らせた制御信号の比率が高く、所定値より大きくなると、位相を遅らせた制御信号の比率が走行速度の増加に伴って小さくされる。その結果、後輪の実際の上下挙動と同じ位相で変化する制御信号を作成することができ、後輪の上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。後輪の上下挙動は、前輪の実際の上下挙動が車速等で決まる時間だけ遅れた場合と同じ位相で生じるのではなく、車速等で決まる時間だけ遅らせた場合より進んだ位相で生じることが知られている。車体は剛体であるため、前輪側の上下挙動の影響が後輪の上下挙動に及ぶからである。一方、位相の進み量は車速が大きい場合は小さい場合より小さくなることが知られている。その結果、車速が大きい場合に車速が小さい場合より位相を遅らせた制御信号の比率を小さくすれば後輪の実際の上下挙動に近い位相で変化する制御信号を得ることができる。
特許文献３に記載のサスペンション制御装置においては、前輪側に設けられたばね上加速度センサによる検出値に基づいて後輪の制御信号が作成される。この場合に、ばね上加速度センサによる検出値をフィルタ処理して制御信号が作成されるのであるが、車両の走行速度に基づいて異なる位相特性のフィルタが使用される。その結果、車速の大小に関係なく、制御信号の位相を後輪の実際の上下挙動の位相に近づけることができる。
特許文献４に記載のサスペンション制御装置においては、プレビュートータルゲインが、車両の前後加速度、横加速度、走行速度で決まる。高速走行により制御応答遅れが生じる場合、旋回等により前後輪の走行軌跡が異なる場合等には、プレビューゲインを可変として、制御出力を下げるのである。
【特許文献１】特開平５−２６２１１８号公報
【特許文献２】特開平７−２３７４１９号公報
【特許文献３】特開平７−１８６６６０号公報
【特許文献４】特開平７−２０５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、プレビュー制御が行われるサスペンション制御装置において、余裕時間が制御遅れで決まる設定時間より短い場合に、良好に上下方向の振動が抑制されるようにすることである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００４】
請求項１に記載のサスペンション制御装置は、車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むものとされる。
請求項１２に記載のサスペンション制御装置は、前記車両の走行速度が、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と制御遅れ時間とで決まる第１設定速度より大きい場合に、前記第１設定速度以下の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むものとされる。
請求項１に記載のサスペンション制御装置において、車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションが制御されるのであり、いわゆる、プレビュー制御（予見制御と称することもできる）が行われる。プレビュー制御においては、制御対象輪のサスペンションについての制御指令値がセンサによる検出値に基づいて作成され、制御対象輪の実際の上下挙動がそのセンサによる検出値に応じた挙動となる時に、その制御指令値に応じた制御が実行されるように、すなわち、余裕時間から、その制御対象輪のサスペンション（例えば、減衰特性制御装置、上下方向力発生装置等、以下、制御対象装置と称することがある）の制御遅れ時間を引いた時間が待ち時間であり、検出時から待ち時間が経過した後に制御指令値が出力される。
しかし、車両の走行速度が非常に早い場合は、検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離と走行速度とで決まる余裕時間が非常に短くなり、制御指令値を出力すべき時点までに、制御指令値を出力することができない場合がある（例えば、出力すべき時点までに、制御指令値を作成することができない場合、検出値が得られない場合等がある）。この場合には、制御指令値に応じた制御が制御対象輪の実際の上下挙動に対して遅れて実行されることになるため、上下方向の振動を良好に抑制することができず、かえって、乗り心地が悪くなることがある。
そこで、本項に記載のサスペンション制御装置においては、余裕時間が第１設定時間より短い場合には、長い場合よりサスペンションの制御に使用されるゲインが小さくされる。その結果、プレビュー制御が行われることによって、乗り心地が悪くなることを回避することができる。本項に記載のサスペンション制御装置は、特に、制御遅れが大きいサスペンションを制御する場合に有効である。なお、ゲイン（サスペンションについてプレビュー制御が行われる場合に使用されるゲインであるため、以下、プレビューゲインと称することがある）は、後述するように、余裕時間の減少に伴って漸減させても、０としてもよい。
第１設定時間は、例えば、上述の待ち時間が０となる時間、換言すれば、出力すべき時点に制御指令値を出力可能な余裕時間の最小値とすることができる。第１設定時間は、制御遅れ時間と同じ時間としたり、制御遅れ時間より設定時間長い時間としたり、短い時間としたりすることができる。いずれにしても、第１設定時間は、制御遅れ時間が長い場合は短い場合より長くなる。
少なくとも１つのセンサは、路面の凹凸を検出する路面センサとしたり、制御対象輪が後輪である場合において、前輪側部分の上下挙動を検出するセンサとしたり、路面センサと前輪側部分（あるいは、路面センサが取り付けられた部分）の上下挙動を検出するセンサとの両方としたり、路面センサとその路面センサが取り付けられた部分の上下挙動を検出するセンサとの両方としたりすることができる。
センサが路面センサである場合には、検出対象部はそのセンサによって凹凸が検出される路面の部分である。その検出対象の路面の部分は、車両が停止状態にある場合において、そのセンサの取付け位置と車両の前後方向において同じ位置の部分である場合や、取付け位置より前方あるいは後方の位置の部分である場合がある。前者の場合には、センサの取り付け位置と制御対象輪（厳密にいえば、制御対象輪の車軸の中心線）との間の距離と車速とで余裕時間が決まり、後者の場合には、停止状態における検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離と車速とで余裕時間が決まる。路面センサが車両の前輪より前方に設けられた場合には、前輪を制御対象輪とすることもできる。また、路面センサは、車両の右側（検出対象部（路面）と右前輪、右後輪のタイヤとが車両の幅方向においてほぼ同じになる位置）と、左側（検出対象部と左前輪、左後輪のタイヤとが車両の幅方向においてほぼ同じになる位置）との両方に（左右一対）設けることが望ましい。さらに、１つの検出対象部（路面の同じ部分）の凹凸を検出するのに、２つ以上のセンサを設けることもできる。路面の一の部分の凹凸が２つ以上の路面センサによる検出値に基づいて取得されるようにすれば、１つの路面センサによる検出値に基づく場合より、凹凸の状態を、より精度よく検出することができる。
センサが前輪側部分の上下挙動を検出するセンサである場合には、検出対象部は前輪である。余裕時間が、前輪と後輪との間の距離（ホイールベース：左右前輪の車軸の中心線を通る線と、左右後輪の車軸の中心線を通る線との間の距離）と車速とで余裕時間が決まる。センサは、前輪のばね上部材の上下方向の挙動を検出するセンサ、ばね下部材の上下方向の挙動を検出するセンサ、ばね上ばね下間の上下方向の距離を検出するセンサの１つ以上とすることができる。前輪側部分の上下挙動を検出するセンサは、右前輪、左前輪の各々に設けることが望ましい。
なお、余裕時間が第１設定時間より短いことと、請求項１２に記載のように、車両の走行速度が第１設定時間に対応する第１設定速度より早いこととは、互いに対応する。同じ型式の車両においては、センサによる検出対象部と制御対象輪との間の距離は予め定められた固定値となるため、走行速度と余裕時間とは１対１に対応し、走行速度が大きくなれば、余裕時間は短くなる関係が成立する。そのため、車両の走行速度が制御遅れ時間で決まる第１設定速度より大きい場合に第１設定速度以下の場合よりゲインが小さくされることと、余裕時間が第１設定時間より短い場合に第１設定時間以上の場合よりゲインが小さくされることとは、互いに対応することになる。
前述の特許文献２には、車両の走行速度が所定値以上の場合に、位相を遅らせた制御信号（プレビュー制御信号）の比率が小さくされることが記載されている。しかし、走行速度の所定値は、制御対象輪である後輪の上下挙動と制御信号とで位相を同じにするための速度であり、換言すれば、後輪の上下挙動を正確に推定可能な速度である。この所定値は、制御対象輪のサスペンションで決まる制御遅れ（制御指令値を出力してから実際に出力が出されるまでの間の時間）で決まる速度ではなく、制御遅れの大小とは関係なく決まる速度である。それに対して、本願請求項１２に記載の第１設定速度、請求項１に記載の第１設定時間に対応する速度は、制御遅れが大きい場合は小さい場合より小さくなる速度である。このように、特許文献２に記載の所定値と本願請求項１２に記載の第１設定速度、請求項１に記載の第１設定時間に対応する速度とは異なる速度である。また、特許文献２に記載の発明の課題は、制御信号の位相を後輪の実際の上下挙動の位相を同じにすること（後輪の実際の上下挙動を正確に推定可能とすること）であるのに対して、本願発明の課題は、車両の走行速度が大きくなった場合に、出力すべき時までに制御指令値を出力できなかった場合の問題を解決することであり、これらは異なる。
特許文献４には、高速走行時には、プレビューゲインを小さくすることが記載されている。しかし、プレビューゲインを、余裕時間が制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に第１設定時間以上の場合より小さくすることの記載も、走行速度が制御遅れ時間で決まる第１設定速度より大きい場合に第１設定速度以下である場合より小さくすることの記載もない。特許文献４には、プレビューゲインを決定する場合に、制御遅れ時間で決まるしきい値を設け、走行速度をしきい値より大きい場合と小さい場合とで分けて決定することを示唆する記載がないのである。
【特許請求可能な発明】
【０００５】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組を、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００６】
(１)車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置（請求項１）。
(２)前記ゲイン決定部が、前記ゲインを前記余裕時間が前記第１設定時間以上である場合に予め定められた一定の値とする設定値決定部を含む(1)項に記載のサスペンション制御装置。
余裕時間が第１設定時間以上で、制御指令値を出力すべき時に出力することができる場合には、プレビュー制御により、良好に制御対象輪の上下方向の振動を抑制することができる。そのため、余裕時間が第１設定時間以上である場合に、ゲインを、例えば、１（最大値）とすることは妥当なことである。
余裕時間が第１設定時間より短い場合においては、余裕時間が長い場合は短い場合より、ゲインを小さい値とすることができる。その場合の具体的な態様については後述する。
(３)前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合に、前記ゲインを前記余裕時間が短くなるのに伴って減少する値とするゲイン漸減部を含む(1)項または(2)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項２）。
ゲインは、余裕時間が短くなるのに伴って連続的に小さくなる値としたり、段階的に小さくなる値としたりすることができる。連続的に小さくなる値とした場合には、直線的に小さくなる値としたり、曲線的に小さくなる値としたりすることができる。
(４)前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が、前記第１設定時間より短い第２設定時間以下である場合に、前記ゲインを０とする０決定部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項３）。
余裕時間が第１設定時間より短い場合には、制御指令値を直ちに出力しても、制御指令値に応じたサスペンション制御が、実際の制御対象輪の上下挙動に対して遅れて実行される。遅れの程度が大きい場合には、制御が行われても、上下方向の振動を良好に抑制することができないが、遅れの程度が小さい場合には、たとえ、遅れても、制振効果が得られる。そこで、本項に記載のサスペンション制御装置においては、サスペンション制御が遅れて行われても効果が得られる場合には、プレビュー制御が行われ、効果が得られない場合には、プレビュー制御が行われないようにされる。このことを考慮して、第２設定時間は、制御指令値を本来の出力すべき時までに出力できなくても、プレビュー制御による制振効果が得られる場合の余裕時間とされる。
一方、実車試験、あるいは、シミュレーションにより、サスペンション制御が、その上下方向の振動に対して１／８周期遅れても、制振効果が得られることが知られている。
このことに基づけば、制御指令値を直ちに出力すると、１／８周期遅れてサスペンション制御が行われる場合の余裕時間を第２設定時間とすることができる。余裕時間が第２設定時間以上である場合には、制御指令値に応じた制御は遅れるがプレビュー制御が実行され（プレビュー制御が有効であり）、余裕時間が第２設定時間より短い場合には、プレビュー制御が行われないことになる。なお、第２設定時間は、上述の時間より長い時間とすることもできる。
(５)前記ゲイン決定部が、前記ゲインを前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は０とする０決定部を含む(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項４）。
本項に記載のサスペンション制御装置においては、余裕時間が第１設定時間より短い場合には、制御指令値に応じた制御が制御対象輪の振動に対して遅れるため、プレビュー制御が行われないようにされる。
(６)前記制御対象輪のサスペンションへの制御指令値を、前記余裕時間が前記第１設定時間以上の場合には、前記少なくとも１つのセンサによる検出値が取得された時点から、前記余裕時間から前記制御遅れ時間を引いた時間が経過した後に出力するプレビュー制御部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項５）。
余裕時間から制御対象装置の制御遅れ時間を引いた待ち時間が経過した後に、制御指令値が出力されれば、それに応じてプレビュー制御が実行される時点と、制御対象輪について実際にセンサによる検出値に応じて上下挙動する時点とが一致するため、制御対象輪についての上下方向の振動を良好に抑制することができる。
(７)前記ゲイン決定部が、前記ゲインを、前記車両の操舵車輪の舵角の絶対値が小さい場合は大きい場合より小さい値に決定する旋回時決定部を含む(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
操舵車輪の舵角の絶対値が大きく、旋回半径が小さい場合には、前輪の軌跡と後輪の軌跡との差が大きく、前輪が通った路面と同じ路面を後輪が通らなかったり、前輪が通った路面と後輪が通る路面との重なりが少ないことがある。また、路面センサによって検出された路面の部分（検出対象部）を後輪が通らなかったり、検出対象部と後輪が通る路面との重なりが少ないことがある。これらの場合に、プレビュー制御が行われると、制御対象輪の上下方向の振動を良好に抑制することができなかったり、乗り心地が悪くなったりする。
そこで、本項に記載のサスペンション制御装置においては、舵角の絶対値が大きい場合は小さい場合よりゲインが小さくされるのであり、０とされることもある。その結果、プレビュー制御によって、乗り心地が悪くなることを回避し、制御対象輪の上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
なお、操舵車輪の舵角の絶対値が大きいこと、旋回半径が小さいこと、操舵部材の操舵量の絶対値が大きいこと（例えば、ステアリングホイールの操舵角の絶対値が大きいこと）、横加速度や横力の絶対値が大きいこと、ヨーレイトの絶対値が大きいことは、互いに対応することであり、ゲインを、これら旋回状態を表す物理量に基づいて決定することもできる。
(８)前記ゲイン決定部が、前記車両の直進状態において、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は長い場合より前記ゲインを小さい値に決定する余裕時間対応決定部と、前記車両の旋回状態において、前記ゲインを、前記車両の操舵車輪の舵角の絶対値が小さい場合は大きい場合より小さい値に決定する旋回時ゲイン決定部とを含む(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項６）。
車両の直進中においては、旋回時に生じるプレビュー制御の悪影響を考慮する必要性が低い。そのため、直進時には余裕時間に応じてゲインが決定される。それに対して、旋回時には、実施例に記載のように、旋回状態に基づいてゲインが決定されるが、旋回状態と余裕時間（または車速）との両方に基づいてゲインが決定されるようにすることもできる。
なお、操舵車輪の舵角の絶対値が直進しているとみなし得る設定値以下である場合を直進状態にあるとし、操舵車輪の舵角の絶対値が設定値より大きい場合を旋回状態にあるとすることができる。前述のように、操舵車輪の舵角、操舵部材の操舵量、横加速度、横力、ヨーレイト、旋回半径等のうちの１つ以上（旋回状態を表す物理量）に基づいて直進状態にあるか旋回状態にあるかを取得することもできる。
(９)前記制御対象輪のサスペンションが、その制御対象輪を保持するばね下部材とばね上部材との間に設けられ、上下方向の力を発生させる上下方向力発生装置を含み、当該サスペンション制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値と前記ゲインとに基づいて、前記上下方向力発生装置を制御する上下方向力制御装置を含む(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項７）。
上下方向力発生装置は、ばね下部材とばね上部材との間に設けられ、上下方向の力を発生させるものである。上下方向の力とは、上下方向の成分を有する方向の力であり、車両の上下方向であっても、車両の上下方向に対して多少傾いた方向であってもよい。
上下方向力発生装置によって発生させられる上下方向力の向きは、ばね下部材の車体、車輪に対する連結部の構造、上下方向力発生装置とばね下部材との連結の状態等で決まる。ばね下部材が上下方向に回動可能に連結されており、前後方向、幅方向の移動（あるいは回動）が許容されていない場合には、発生させられる力は上下方向の力であると考えることができる。
上下方向力発生装置をセンサによる検出値とゲインとに基づいて制御すれば、制御対象輪の上下方向の振動を良好に抑制することができる。上下方向力は、後述するように、減衰力としたり、弾性力としたりすることができる。
(１０)前記上下方向力発生装置が、減衰力を発生させる減衰力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の絶対速度と、前記制御対象輪を保持する前記ばね下部材の上下方向の絶対速度と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対速度とのうちの１つ以上の速度を推定するとともに、少なくとも、その推定した１つ以上の速度と前記ゲインとに基づいて決まる値を目標減衰力とする目標減衰力決定部と、前記減衰力発生装置を制御して、その目標減衰力決定部によって決定された目標減衰力を出力させる減衰力制御部とを含む(9)項に記載のサスペンション制御装置（請求項８）。
上下方向力発生装置の制御により減衰力が発生させられ、それによって上下方向の振動が抑制される。減衰力は、ばね上部材の上下方向の絶対速度に応じた大きさとしても、ばね上部材とばね下部材との相対速度に応じた大きさとしても、ばね下部材の絶対速度に応じた大きさとしてもよい。また、減衰力の大きさを決める際、あるいは、減衰係数を決める際には、これらのうちの２つ以上の速度が考慮されることもある。
また、上下方向力発生装置において発生させられる上下方向力は、これらの２つ以上の減衰力を含む大きさとすることができる。例えば、ばね上部材の絶対速度に応じた減衰力とばね下部材の絶対速度に応じた減衰力とを含む大きさに制御することができるのである。
センサによる検出値に基づいて、ばね上部材の絶対速度が取得される場合、ばね下部材の絶対速度が取得される場合、ばね上ばね下の相対速度が取得される場合等があるのであり、センサによる検出値と取得される速度とは同じであるとは限らない。
(１１)前記上下方向力発生装置が、弾性力を発生させる弾性力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の変位と、前記制御対象輪を保持するばね下部材の上下方向の変位と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対変位とのうちの１つの変位を推定するとともに、少なくとも、その推定した１つの変位と前記ゲインとで決まる値を目標弾性力とする目標弾性力決定部と、前記弾性力発生装置を制御して、その目標弾性力決定部によって決定された目標弾性力を出力させる弾性力制御部とを含む(9)項または(10)項に記載のサスペンション制御装置（請求項９）。
上下方向力発生装置の制御により、弾性力が発生させられ、それによって、制御対象輪の上下方向の振動が抑制される。
また、上下方向力発生装置において発生させられる上下方向力は、これらの２つ以上の弾性力を含む大きさとすることができる。例えば、ばね上部材の変位に応じた弾性力とばね下部材の変位に応じた弾性力とを含む大きさに制御することができる。さらに、上下方向力が、減衰力と弾性力との和の大きさとなるように、制御することもできる。
(１２)前記上下方向力発生装置が、前記ばね下部材と前記ばね上部材とのいずれか一方に一端部が連結され、他方に他端部が連結された弾性部材を含み、前記上下方向力制御装置が、前記弾性部材を復元力に抗して弾性変形させる駆動源を含み、前記弾性部材の弾性変形量を変化させて、前記上下方向力を制御する弾性変形量制御部を含む(9)項ないし(11)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項１０）。
(１３)前記弾性部材が、前記車両の前後方向に延びた第１バー部と幅方向に延びた第２バー部とを含む概してＬ字形を成したバーであり、前記駆動源が、前記Ｌ字形のバーの第１バー部と第２バー部とのいずれか一方を、それの軸線回りに回転させる電動モータを含む(12)項に記載のサスペンション制御装置。
(１４)前記弾性部材が、前記車両の前後方向に延びた第１バー部と幅方向に延びた第２バー部とのいずれか一方から成るロッドであり、前記駆動源が、前記ロッドに曲げモーメントを加える電動モータを含む(12)項または(13)に記載のサスペンション制御装置。
弾性部材は、上下方向から見た場合に、Ｌ字形を成した部材であっても、直線状に延びた部材であってもよい。換言すれば、上下方向に湾曲した形状であっても差し支えない。
(１５)前記ばね下部材と前記ばね上部材との間に、前記上下方向力発生装置と並列に、その上下方向力発生装置に含まれる弾性部材とは別の弾性部材としてのサスペンションスプリングが設けられた(9)項ないし(14)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
ばね下部材とばね上部材との間に、上下方向力発生装置の弾性部材と、その弾性部材とは別の弾性部材であるサスペンションスプリングとが設けられる。上下方向力発生装置に含まれる弾性部材は、前述のように、駆動源により弾性変形させられ、上下方向力が発生させられるが、サスペンションスプリングは、駆動源によって弾性変形させられるのではなく、車輪に加えられる荷重等により弾性変形させられる。
車輪に加えられる荷重は、サスペンションスプリングと弾性部材とが受ける。しかし、駆動源の非作動状態において、弾性部材が弾性変形していない状態においては、弾性部材には力が発生せず、荷重はサスペンションスプリングが受ける。この状態が上下方向力発生装置の駆動源の基準状態である。基準状態は、車輪に加えられる荷重で決まり、荷重が大きい場合は小さい場合よりばね上ばね下間の距離が短くなる。
基準状態から、例えば、駆動源の電動モータを一方向に回転させた場合には、ばね上部材とばね下部材との間の距離が大きくなる。サスペンションスプリングの弾性力の向きと弾性部材の弾性力の向きとは同じである。ばね上ばね下間の距離が大きくなり、サスペンションスプリングの弾性力が小さくなると、弾性部材の弾性力が大きくなるのであり、これらの和は、荷重に応じた大きさに維持される。
基準状態から、電動モータを反対方向に回転させた場合には、ばね上部材とばね下部材との間の距離が小さくなる。サスペンションスプリングの弾性力の向きと弾性部材の弾性力の向きとは逆となる。ばね上ばね下間の距離が小さくなり、サスペンションスプリングの弾性力が大きくなると、弾性部材のその逆向きの弾性力が大きくなる。
弾性部材がＬ字形のバーである場合には、第１バー部と第２バー部との一方（以下、シャフト部と称する）が軸線回りに回転させられると、他方（以下、アーム部と称する）が回動させられ、それによって、ばね上ばね下間の距離が変化する。また、シャフト部が捩られると、シャフト部に加えられる捩りモーメント（電動モータによって加えられたトルクと同じ）とアーム部に加えられる曲げモーメントとが等しくなるため、それで決まる大きさの上下方向力がばね下部材に加えられる。
弾性部材が直線状のロッドである場合には、ロッドに電動モータによって加えられたトルクと曲げモーメントとが等しくなるため、それで決まる大きさの上下方向力がばね下部材に加えられる。
弾性部材がＬ字形のバーである場合と直線状のロッドである場合とを比較すると、いずれにおいても、電動モータによって弾性部材に加えられるトルクと曲げモーメントとが等しくなる大きさに応じた上下方向力が発生させられる点については同じである（捩り応力と曲げ応力とが、同時に許容応力に達することが前提）。
また、弾性部材がＬ字形のバーである場合には、シャフト部の軸線回りの回転によりアーム部が回動させられるのに対して、直線状のロッドである場合には、直線状のロッドが直接電動モータによって回動させられる。そのため、直線状のロッドの長さとＬ字形のバーのアーム部の長さとが同じである場合には、Ｌ字形のバーとした方が、直線状のロッドとする場合に比較して、駆動源を、車体（ばね上部材）の車輪から離れた部分に設けることができるという利点がある。
(１６)前記少なくとも１つのセンサが、前記前輪側ばね上部材の上下方向の加速度を検出する前輪ばね上加速度センサと、前記車両の前輪を保持する前輪側ばね下部材と前輪側ばね上部材との相対ストロークを検出するストロークセンサとを含み、前記上下方向力制御装置が、前記前輪ばね上加速度センサによる検出値、前記ストロークセンサによる検出値および前記ゲインに基づいて前記後輪側に設けられた前記上下方向力発生装置を制御するばね下依拠上下方向力制御部を含む(8)項ないし(15)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置（請求項１１）。
ばね下部材にセンサを設けると、検出値に大きな誤差が含まれるため、望ましくない。
それに対して、ばね上部材の挙動と、ばね上ばね下間のストロークとに基づけば、ばね下部材の上下方向の挙動を精度よく取得することが可能となる。
(１７)前記少なくとも１つのセンサが、前記車両の停止状態において、前記車両の前輪側の車軸より前方の路面の凹凸を検出する路面センサを含み、前記上下方向力制御装置が、(a)前記路面センサによる検出値と前記ゲインとに基づいて前記前輪側に設けられた前記上下方向力発生装置を制御する路面凹凸対応前輪制御部と、(b)前記路面センサによる検出値と前記ゲインとに基づいて前記後輪側の前記上下方向力発生装置を制御する路面凹凸対応後輪制御部との少なくとも一方を含む(8)項ないし(15)項のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
路面センサによって検出された路面の凹凸に基づけば、制御対象輪のばね下部材の変位、絶対速度等を取得することができる。
(１８)車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記車両の走行速度が、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と制御遅れ時間とで決まる第１設定速度より大きい場合に、前記第１設定速度以下の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置（請求項１２）。
本項に記載のサスペンション制御装置には、(1)項ないし(17)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。例えば、検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離を制御遅れ時間で割った値が第１設定速度であり、第１設定時間に対応する。また、検出対象部と制御対象輪との間の前後方向の距離を第２設定時間で割った値を第２設定速度とすることができる。走行速度が第２設定速度以上である場合にはゲインを０とすることができる。
(１９)少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、車両の、その少なくとも１つのセンサが取り付けられた位置より後方にある制御対象輪に対応して設けられた制御対象装置を制御する車両制御装置であって、
前記センサの取付け位置と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記制御対象装置の制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とする車両制御装置。
本項に記載の車両制御装置には、前記(1)から(17)に記載の技術的特徴を採用することができる。
プレビュー制御は、サスペンションの制御に限らず、広く、車両に搭載された制御対象装置の制御に適用することができる。
(２０)前記少なくとも１つのセンサが、前記車両の前輪に作用する横方向の力を検出する横方向力センサを含み、前記制御対象装置が、前記車両の後輪の舵角を自動で制御可能な後輪舵角制御装置であり、当該車両制御装置が、前記車両の運転者による操作部材の操舵量と、前記横方向力センサによる検出値とが、予め定められた設定範囲内にない場合に、前記後輪舵角制御装置を制御して、前記車両を、前記操舵状態に応じた走行状態を維持する走行状態制御装置を含み、前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記後輪舵角制御装置に使用されるゲインを小さくする制御舵角用ゲイン決定部を含む(19)に記載の車両制御装置。
例えば、轍路、またぎ路の走行中には、それに起因して、ステアリングホイール等の操舵部材の操舵状態が直進走行状態を指示しているにも係わらず前輪に横方向力が加えられる場合がある。この場合に、後輪がその路面を通る際に、その後輪の舵角を制御することができる。
(２１)車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記車両が直進走行している場合には、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを、前記車両の走行速度が大きい場合は小さい場合より小さい値に決定し、前記車両が旋回走行している場合には、前記ゲインを、前記車両の操舵輪の舵角の絶対値が大きい場合は小さい場合より小さい値に決定するゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置。
本項に記載のサスペンション制御装置には、(1)項ないし(20)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【実施例】
【０００７】
以下、本発明の一実施例であるサスペンション制御装置を含むサスペンションシステムについて説明する。
図２，３において、車両の前後左右の各車輪１２FR、FL、RL、RRとばね上部材としての車体１４との間にサスペンション１６が設けられる。
サスペンション１６は、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング２０FR、FL、RL、RR、ショックアブソーバ（以下、アブソーバと略称する場合がある）２２FR、FL、RL、RR、上下方向力発生装置２４FR、FL、RL、RR等を含む。以下、車輪の位置を表す添え字FR、FL、RL、RRはこれらを区別する必要がある場合に記載するが、区別する必要がない場合には記載しない。また、前輪側と後輪側とを区別する必要が場合に、添え字F、Rを付すことがある。さらに、前後左右の車輪のうちの任意の一輪を表す場合において、それが同じ車輪であること表す場合に、添え字ij（ｉ＝Ｆ、Ｒ ｊ＝Ｒ、Ｌ）を付すことがある。
また、図３に示すように、サスペンション１６は、第１アッパアーム４０，第２アッパアーム４２，第１ロアアーム４４，第２ロアアーム４６，トーコントロールアーム４８等の複数のサスペンションアームを含む。本実施例において、サスペンション１６はマルチリンク式とされている。これら５本のサスペンションアーム４０，４２，４４，４６，４８は、それぞれの一端部において、車体１４に回動可能に連結され、他端部において、車輪１２を相対回転可能に保持するアクスルキャリア５０に回動可能に連結されている。アクスルキャリア５０は、車体１４に、それら５本のアーム４０，４２，４４，４６，４８により予め定められた軌跡に沿って上下方向に相対移動可能とされる。
【０００８】
ショックアブソーバ２２は、図４に示すように、ばね上部材としての車体１４と、ばね下部材としての第２ロアアーム４６との間に、原則的に、上下方向に相対移動不能、かつ、揺動可能に連結されている。ショックアブソーバ２２は、減衰特性制御装置５６を含み、減衰特性が連続的に制御可能とされている。
ショックアブソーバ２２は、ハウジング６０とピストン６２とを含み、ハウジング６０において第２ロアアーム４６に連結され、ピストン６２のピストンロッド６４において、マウント部５４を介して車体１４に連結される。ピストンロッド６４は、中間部において、ハウジング６０の蓋部６６にシール６８を介して摺接させられる。
ハウジング６０は、図５に示すように、外筒７１と内筒７２とを含み、それらの間がバッファ室７４とされる。上述のピストン６２は、その内筒７２の内側に液密かつ摺動可能に嵌合されているのであり、内筒７２の内側が、上室７５と下室７６とに仕切られる。
ピストン６２には、上室７５と下室７６とを接続する接続通路７７、７８が同心状に複数個ずつ設けられる（図５には、そのうちの２つずつが記載されている）。ピストン６２の下面に配設された弁板７９、上面に配設された弁板８０、８１は、それぞれ、ピストンロッド６４に設けられた段部、ナットによって支持されている。
弁板７９は、外周側にある接続通路７８の開口は覆わないが、内周側にある接続通路７７の開口を覆う大きさであり、上室７５と下室７６との液圧差が設定値以上となり、開弁圧以上の力が作用すると撓められ、上室７５から下室７６への作動液の流れを許容する。弁板７９，接続通路７７の開口部等によりリーフバルブ８４が構成される。
弁板８０、８１は上下方向に重ねて設けられる。弁板８０が接続通路７８の開口を覆い、弁板８０，８１の接続通路７７の開口に対応する部分には開口部が形成されている。下室７６と上室７５との液圧差が設定値以上になり、開弁圧以上の力が作用すると撓められ、下室７６から上室７５へ向かう作動液の流れを許容する。弁板８０，８１、接続通路７８の開口部等によりリーフバルブ８６が構成される。
下室７６と上述のバッファ室７４との間には、リーフバルブを備えたベースバルブ本体８８が設けられる。
【０００９】
減衰特性制御装置５６は、図４に示すように、電動モータ９０，電動モータ９０の回転を直線運動に変換する運動変換機構９１，調節ロッド９２等を含む。ピストンロッド６４の内部には、それの軸線方向に延びた貫通穴９４が形成され、その貫通穴９４に調節ロッド９２が配設される。調節ロッド９２は、上端部において運動変換機構９１の出力部材に連結されており、電動モータ９０の回転に伴ってピストンロッド６４に対して直線的に相対移動させられる。電動モータ９０の回転角度はモータ回転角センサ９６によって検出される。
図５に示すように、貫通穴９４は段付き形状を成しており、上部が大径部９８、下部が小径部１００とされる。小径部１００において下室７６に開口し、大径部９８において接続通路１０２を介して上室７５と連通させられる。上室７５と下室７６とは、貫通穴９４，接続通路１０２によって互いに連通させられる。
一方、調整ロッド９２の中間部の外径は大径部９８の内径より小さく、かつ、小径部１００の内径より大きくされており、下端部１０６の外径は下方にいくにつれて漸減させられる（例えば、下端部１０６の形状を円錐形状とすることができる）。調整ロッド９２は、中間部が大径部９８に位置し、下端部１０６が大径部９８と小径部１００との段差部付近に位置する状態で配設される。
調整ロッド９２の下端部１０６の外周面と、大径部９８と小径部１００との段部の周縁１０７との間の隙間（開口面積）が、調節ロッド９２（下端部１０６）のピストンロッド６４に対する相対位置の変化に伴って、連続的に変化させられる。調整ロッド９２の相対位置は、電動モータ９０の回転角度からわかる。電動モータ９０の制御により、可変絞り１０８の開口面積が制御されるのであり、調整ロッド７６の下端部１０６、周縁１０７を含む貫通穴９４の内周面等により流量制御弁（可変絞り）１０８が構成される。
なお、貫通穴９４の接続通路１０２が接続された部分より上方にはシール部材１０９が設けられ、貫通穴９４の内周面と調整ロッド９２の外周面との間が液密に保たれる。
【００１０】
例えば、ばね上部材１４と第２ロアアーム４６（車輪１２）とを接近させる向きの力、すなわち、ピストン６２をハウジング６０に対して相対的に下方へ移動させる向きの力が加えられた場合には、下室７６の液圧が高くなる。
下室７６の作動液の一部が貫通穴９４の可変絞り１０８を通って上室７５へ流れる。また、弁板８０（８１）に加えられる液圧差に応じた力が開弁圧以上となり、リーフバルブ８６が開状態に切り換えられると、接続通路７８を経て作動液が上室７５へ流れる。さらに、ベースバルブ体８８のリーフバルブを経てバッファ室７４へ流出する。ショックアブソーバ２２の減衰特性は、主として、可変絞り１０８の開口面積で決まる。作動液が可変絞り１０８を流れる際に加えられる抵抗力は、流速が同じである場合には、可変絞り１０８の開口面積が小さくなるほど大きくなる。本実施例においては、ショックアブソーバ全体において、減衰係数が所望の大きさとなるように、電動モータ９０の制御により、可変絞り１０８の開口面積が制御される。
【００１１】
逆に、ばね上部材１４と第２ロアアーム４６（車輪１２）とを離間させる向きの力、すなわち、ピストン６２をハウジング６０に対して相対的に上方に移動させる向きの力が加えられた場合には、上室７５の液圧が高くなる。
上室７５内の作動液の一部が貫通穴９４の可変絞り１０８を通って下室７６へ流れる。また、弁板７９に加えられる力が開弁圧以上になるとリーフバルブ８４が開状態に切り換えられて、接続通路７７を経て下室７６に作動液が流れる。また、バッファ室７４の作動液の一部がベースバルブ体８８のリーフバルブを経て流入する。減衰特性は、可変絞り１０８の開口面積の制御によって制御される。
なお、ピストン６２の移動速度（作動液の流速）が同じ場合には、減衰特性（減衰係数）の制御により減衰力が制御されるため、減衰特性の制御を減衰力の制御であると考えることもできる。
【００１２】
前記コイルスプリング２０は、ショックアブソーバ２２のハウジング６０の中間部に設けられた下部リテーナ１１０と、マウント部５４に防振ゴム１１２を介して設けられた上部リテーナ１１４との間に配設される。ハウジング６０は第２ロアアーム４６に支持され、マウント部５４において車体１４に取り付けられるため、コイルスプリング２０は、第２ロアアーム４６と車体１４との間に、ショックアブソーバ２２と並列に設けられることになる。
なお、ピストンロッド６４のハウジング６０の内部に位置する部分には、弾性部材１１６が設けられ、その弾性部材１１６の上面が蓋部６６の下面に当接することによってリバウンド方向（車輪と車体との離間方向）の移動限度が規定される。また、ハウジング６０の蓋部６６の上面が防振ゴム１１２に当接することによってバウンド方向（車輪と車体との接近方向）の移動限度が規定される。弾性部材１１６，あるいは、弾性部材１１６および蓋部６６の下面によってリバウンド側のストッパが構成され、防振ゴム１１２，あるいは、防振ゴム１１２および蓋部６６の上面によってリバウンド側のストッパが構成される。
【００１３】
上下方向力発生装置２４は、図３，６に示すように、上下方向から見た場合に、概してＬ字形を成したバー１２２（弾性部材の一態様であり、以下、Ｌ字形バーと略称する）と、そのＬ字形バー１２２を軸線Ｌｓ回りに回転させるアクチュエータ（駆動源の一態様である）１２４とを含む。Ｌ字形バー１２２は、概ね車幅方向に延びるシャフト部１３０と、シャフト部１３０と交差して概ね車両の後方に延びるアーム部１３２とを含み、一体的に力を伝達可能に（例えば、１本のバーを曲げて）製造されたものである。アクチュエータ１２４は被取付部１３４において車体１４に固定される。
Ｌ字形バー１２２は、それのシャフト部１３０のアーム部１３２が設けられた側とは反対側の端部において、アクチュエータ１２４に連結されることにより車体１４に支持され、アーム部側の端部において、取付具１３６によって車体１４に、シャフト部１３０の軸線Ｌｓ回りの回転を許容する状態で支持される。また、アーム部１３２のシャフト部１３０とは反対側の端部は、リンクロッド１３７を介して、第２ロアアーム４６に連結されている。リンクロッド１３７は、一端部において、第２ロアアーム４６に設けられたリンクロッド連結部１３８に揺動可能に連結され、他端部において、Ｌ字形バー１２２のアーム部１３２の端部に揺動可能に連結されている。
【００１４】
図７に示すように、アクチュエータ１２４は、電動モータ１４０と減速機１４２とを含み、Ｌ字形バー１２２のシャフト部１３０が、減速機１４２を介して電動モータ１４０の出力軸に連結される。シャフト部１３０には、電動モータ１４０の回転が減速して伝達される。
ハウジング１４４には、電動モータ１４０と減速機１４２とが直列に設けられる。電動モータ１４０の出力軸１４６，減速機１４２の出力軸１４８は、それぞれ、ハウジング１４４にベアリング１５０，１５２を介して相対回転可能に保持される。また、これら出力軸１４６，１４８は中空とされており、これらの内側に、シャフト部１３０が挿入される。シャフト部１３０は、ブッシュ型軸受け１５３を介してハウジング１４４に相対回転可能に保持される。
電動モータ１４０は、ハウジング１４４の内周面に設けられた複数のコイル１５４と、出力軸１４６と、出力軸１４６に設けられた複数の永久磁石１５５（永久磁石１５５は出力軸１４６の外周面に設けても、埋め込んでもよい。）とを含む。電動モータ１４０は、３相のＤＣブラシレスモータとされており、電動モータ１４０の回転角度はモータ回転角センサ１５６により検出される。
減速機１４２は、ハーモニックギヤ機構として構成されるものであり、波動発生器（ウェーブジェネレータ）１５７，フレキシブルギヤ（フレクスプライン）１５８およびリングギヤ（サーキュラスプライン）１６０を含む。波動発生器１５７は、楕円状カムと、それの外周に嵌められたボールベアリングとを含み、モータ出力軸１４６の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ１５８は、筒部が弾性変形可能なカップ形状をなすものであり、筒部の外周面に複数の歯（本減速機１４２では、４００歯）が形成されており、底部に形成された孔にＬ字形バー１２２のシャフト部１３０が嵌合され、一体的に回転可能とされている。リングギヤ１６０は、概してリング状をなして内周に複数の歯（本減速機１４２においては、４０２歯）が形成されたものであり、ハウジング１４４に固定されている。フレキシブルギヤ１５８は、その筒部が波動発生器１５７の外周側に位置し、楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸方向に位置する２箇所においてリングギヤ１６０と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。
【００１５】
波動発生器１５７が１回転（３６０度回転）、すなわち、電動モータ１４０の出力軸１４６が１回転させられると、フレキシブルギヤ１５８とリングギヤ１６０とが、２歯分だけ相対回転させられ、シャフト部１３０が回転させられる。本実施例においては、フレキシブルギヤ１５８のシャフト部１３０と一体的に回転可能な部分が減速機１４２の出力軸１４８とされる。
減速機１４２の減速比は、１／２００であり、比較的大きい。電動モータ１４０の回転速度に対して減速機１４２の出力軸１４８の回転速度が小さく、その結果、アクチュエータ１２４の制御遅れが大きくなる（電動モータ１４０に制御指令値を出力してから、シャフト部１３０にトルクが加えられるまでの間の時間が長い）。
【００１６】
一方、アクチュエータ１２４の正効率ηPを、ある外部入力に抗してＬ字形バー１２２のシャフト部１３０を回転させるのに必要な最小のモータ力に対するその外部入力の比率と定義し、逆効率ηNを、ある外部入力によってもアクチュエータ１２４が回転させられない最小のモータ力の、その外部入力に対する比率と定義した場合に、アクチュエータ力（アクチュエータ１２４に外部から加えられる力であり、アクチュエータトルクと考えてることもできる）をＦａ、電動モータ１４０が発生させる力であるモータ力（モータトルクと考えることができる。）をＦｍとすれば、正効率ηP，逆効率ηNは、下式のように表現できる。
ηP＝Ｆａ／Ｆｍ
ηN＝Ｆｍ／Ｆａ
正効率ηP、逆効率ηPは、同じ大きさのアクチュエータ力Ｆａを発生させる場合であっても、正効率特性下において必要な電動モータ１４０のモータ力ＦｍPと、逆効率特性下において必要なモータ力ＦｍNとで異なる（ＦｍP＞ＦｍN）。また、電動モータ１４０の正効率ηPと逆効率ηNとの積（正逆効率積ηP・ηNと称する）は、ある大きさの外部入力に抗してアクチュエータを動作させるのに必要なモータ力と、その外部入力によってもアクチュエータが動作させられないために必要なモータ力との比（ＦｍN／ＦｍP）と考えることができる。
そして、正逆効率積ηP・ηNが小さい程、正効率特性下において必要な電動モータのモータ力ＦｍPに対して、逆効率特性下において必要なモータ力ＦｍNが小さくなるのであり、動かされ難いアクチュエータであると考えることができる。
本実施例においては、アクチュエータの正逆効率積ηP・ηNが小さいものとされているため、Ｌ字形バー１２２に加えられる力を保持するのに、小さい電流でよいという利点がある。
【００１７】
前述のように、ばね下部材４６とばね上部材１４との間には、コイルスプリング２０，ショックアブソーバ２２，弾性部材としてのＬ字形バー１２２が互いに並列に設けられる。そのため、車輪１２に加えられる荷重は、これらコイルスプリング２０，ショックアブソーバ２２，Ｌ字形のバー１２２が協働して受けることになる。電動モータ１４０に電流が供給されていない場合には、Ｌ字形バー１２２には力が発生させられていないため、荷重がコイルスプリング２０とショックアブソーバ２２とによって受けられる（主としてコイルスプリング２０が受けるため、以下、コイルスプリング２０が受けると記載する）。この状態を、本実施例においては、電動モータ１４０の回転角度が０の基準状態（アクチュエータ１２４の基準状態）とする。
【００１８】
この基準状態から、電動モータ１４０が駆動させられると、電動モータ１４０のトルクがシャフト部１３０に加えられる。アーム部１３２が回動させられ、シャフト部１３０が捩られる。なお、電動モータ１４０の回転角度とアクチュエータ１２４の回転角度とは１対１に対応する。制御指令値は後述するように電動モータ１４０の回転角度の目標値である。
図８(a)に示すように（図８においては、電動モータ１４０の回転、アーム部１３２の回動、ばね下部材４６の回動の関係を理解し易い状態で記載した。そのため、Ｌ字形バー１２２の実際の姿勢とは異なる）、アクチュエータ１２４がＰ方向に回転角θMA回転させられた場合において、アーム１３２部がθA回動させられた場合には、それによって、ばね上ばね下間のストロークが大きくなる。アーム部１３２がＰ方向に回動角θA回動させられると、ばね上ばね下間のストロークは、θA（sinθA）に応じた距離だけ大きくなり、サスペンションスプリング２０の弾性力は、その分、小さくなる。
また、シャフト部１３０は、アクチュエータ１２４の回転角θMAからアーム部１３２の回動角θAを引いた角度で捩られる。シャフト部１３０に加えられる捩りモーメントＴM（アクチュエータ１２４によって加えられるトルク）と、アーム部１３２に生じる曲げモーメントとは等しいため、式
ＴM＝ＦB・Ｌ・・・(1)
が成立する。ここで、Ｌはアーム部１３２の長さであり、ＦBはアーム部１３２に加えられる力（第２ロアアーム４６に加えられる力の反力）であり、ＦB・Ｌが、アーム部１３２に生じる曲げモーメントである。第２ロアアーム４６には、下向きの力（下向きの成分を有する力）が加えられる。
一方、シャフト部１３０の捩りモーメントＴMは、剪断弾性係数ＧS、断面２次極モーメントＩPとした場合に、式
ＴM＝ＧS・ＩP・（θMA−θA）・・・(2)
が成立する。
(1)式、(2)式から、
ＦB＝ＧS・ＩP・（θMA−θA）／Ｌ・・・(3)
が成立し、第２ロアアーム４６に加えられる力（上下方向力に対応し、アーム部１３２に加えられる力に対応する）は、捩り角（θMA−θA）に比例した大きさになることがわかる。
また、アクチュエータ１２４の回転角θMAとアーム部１３２の回転角θAとの間（車高の変化量）には、予め定められた関係がある。
以上の事情から、アクチュエータ１２４（電動モータ１４０）の回転角θMAが決まれば、ばね上ばね下間の距離の変化量および第２ロアアーム４６に加えられる力ＦBが決まるのであり、本実施例においては、第２ロアアーム４６に加えられる上下方向力（Ｌ字形バー１２２によって加えられる上下方向力）が、所望の大きさとなるように、電動モータ１４０の回転角θMが制御される。
なお、前述のように、シャフト部１３０は、アーム部１３２の近傍において車体１４に保持されているため、シャフト部１３０の曲げを考慮する必要はない。
また、弾性部材をＬ字形バー１２２としたため、直線状のロッドとする場合に比較して、アクチュエータ１２４を車体１４の車輪１２から離れた部分に設けることができ、車輪近傍の設計の自由度を向上させることができる。
【００１９】
図８(b)に示すように、電動モータ１４０（アクチュエータ１２４）をＱ方向に回転させた場合には、アーム部１３２は、矢印Ｑ方向にθA回動させられる。ばね上ばね下間のストロークが小さくなり、コイルスプリング２０によって発生させられる力が大きくなる。シャフト部１３０は、（θMA−θA）でＱ方向に捩られ、第２ロアアーム４６には、ばね上ばね下間のストロークが小さくなる向きの上下方向力が加えられる。Ｌ字形アーム１２２によって第２ロアアーム４６に加えられる力の向きは、コイルスプリング２０によって加えられる向きと逆向きとなる。
この場合においても、電動モータ１４０の回転角θMの制御により、第２ロアアーム４６に加えられる上下方向力が制御される。
図８(a)、(b)から、電動モータ１４０の回転方向によって上下方向力の向きが決まり、電動モータ１４０の回転角θMの大きさ（回転角の絶対値と称することもある）によって上下方向力の大きさ、および、ばね上ばね下間の距離（あるいは距離の変化量）が決まる。
【００２０】
本実施例において、ショックアブソーバ２２，上下方向力発生装置２４等は、図１１に示すサスペンション制御ユニット１６８によって制御される。サスペンション制御ユニット１６８は、上下方向力発生装置制御ユニット（ＥＣＵ）１７０と、アブソーバ制御ユニット（ＥＣＵ）１７２とを含む。上下方向力発生装置制御ユニット１７０によって、Ｌ字形バー１２２によって第２ロアアーム４６に加えられる上下方向力が制御され、アブソーバ制御ユニット１７２によってショックアブソーバ２２において発生させられる減衰力が制御される。
上下方向力発生装置制御ユニット１７０は、実行部１７３、入出力部１７４、記憶部１７５を備えたコンピュータを主体とするコントローラ１７６と、駆動回路としてのインバータ１７８とを含み、コントローラ１７６の入出力部１７４には、上記モータ回転角センサ１５６、ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８、左右前輪（操舵車輪）１２FL、FRの舵角を検出する舵角センサ２００、操舵部材の操舵量（本実施例においては図示しないステアリングホイールの操舵角）を検出する操舵角センサ２０４等が接続されるとともに、上述のインバータ１７８が接続される。ばね上加速度センサ１９６は、車体１４のマウント部５４に設けられ、ばね上部材１４の上下方向の加速度を検出する。車高センサ１９８は、ばね上部材１４のばね下部材４６に対する上下方向の変位（ばね上ばね下間の距離）を検出する。ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８は、前後左右の各輪１２FL、FR、RL、RRに対応して設けられる。記憶部１７５には、複数のテーブル、プログラム等が記憶されている。
【００２１】
アブソーバ制御ユニット１７２も、同様に、実行部２１０、入出力部２１１、記憶部２１２等を含むコンピュータを主体とするコントローラ２２０と、駆動回路としてのインバータ２２２とを含み、入出力部２１１には、ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８、舵角センサ２００、操舵角センサ２０４、モータ回転角センサ９６等が接続されるとともに、上述のインバータ２２２が接続される。
ブレーキ制御ユニット２２４も、同様に、コンピュータを主体とするコントローラを含む。ブレーキ制御ユニット２２４には、各輪１２FR、FL、RR、RLの回転速度を検出する車輪速センサ２２６が接続され、これら車輪速センサ２２６による検出値に基づいて車両の走行速度やスリップ状態が取得される。
これら上下方向力発生装置制御ユニット１７０、アブソーバ制御ユニット１７２，ブレーキ制御ユニット２２４等は互いにＣＡＮ（Ｃar Ａrea Ｎetwork）を介して接続され、ブレーキ制御ユニット２２４において取得された車両の走行速度を表す情報、前後左右の各輪１２FL、FR、RL、RRのスリップ状態を表す情報等が上下方向力発生装置制御ユニット１７０，アブソーバ制御ユニット１７２等に供給される。
【００２２】
なお、上下方向力発生装置ＥＣＵ１７０のコントローラ１７６，アブソーバＥＣＵ１７２のコントローラ２２０は、各輪毎に（各インバータ毎に）、それぞれ個別に設けることもできる。
【００２３】
図９に示すように、電動モータ１４０は、Δ結線された３相のＤＣブラシレスモータであり、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応してそれぞれ通電端子２３０ｕ，２３０ｖ，２３０ｗ（以下、総称して「通電端子２３０」という場合がある）を有している。
インバータ１７８は、各通電端子、つまり各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）ごとに、high（正）側，low（負）側に対応して、設けられた２つずつのスイッチング素子（ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣ）と、これらスイッチング素子を切り換えるスイッチング素子切換回路とを含む。スイッチング素子切換回路は、電動モータ１４０に設けられた３つのホール素子ＨA，ＨB，ＨC（図では、Ｈと表記している）の検出信号により回転角（電気角）を判断し、その回転角に基づいて６つのスイッチング素子の各々のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを行う。なお、インバータ１７８は、コンバータ２３２を介してバッテリ２３６に接続される。
このように、電動モータ１４０には、コンバータ２３２によって制御された一定の電圧が加えられるため、電動モータ１４０への供給電力量は、供給電流量を変更することによって変更される。供給電流量の変更は、インバータ１７８においてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。
上記のように構成されたインバータ１７８の作動状態を制御することにより、電動モータ１４０の作動モードが変更される。作動モードには、バッテリ２３６から電動モータ１４０への電力の供給が行われる制御通電モード、電力の供給が行われないスタンバイモード，ブレーキモード，フリーモードがある。
【００２４】
制御通電モードにおいて、図９，１０に示すように、いわゆる１２０゜通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのＯＮ／ＯＦＦが、電動モータ１４０の回転角に応じて切り換えられる。この場合において、high側の各スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣに対してはデューティ制御が実行されないが、low側の各スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣに対してデューティ制御が実行される。そのデューティ比が変更されることにより、電動モータ１４０への供給電流量が変更される。図１０における「１＊」は、デューティ制御されることを示している。各スイッチング素子の切換形態は、電動モータ１４０の回転方向に応じて異なっており、便宜的に、時計回り方向（ＣＷ方向）と反時計回り（ＣＣＷ方向）と称する。
制御通電モードにおいては、電動モータ１４０への供給電力が制御され、それによって、トルクの向きおよび大きさが制御される。
【００２５】
スタンバイモードにおいては、各スイッチング素子の切り換えが実行されても、実際にはバッテリ２３６から電動モータ１４０への電力が供給されることがない。
図１０に示すように、制御通電モードにおける場合と比較すると、high側に存在する各スイッチ素子ＷＨＣ，ＶＨＣ，ＵＨＣは、制御通電モータにおける場合と同様に切り換えられるが、low側に存在する各スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのいずれにおいても、デューティ比が０とされるのであり、low側のスイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣは、常時、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。その結果、本モードでは、電動モータ１４０に電力が供給されないことになる。図１０における「０＊」は、そのことを示している。
このように、本モードにおいて、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣ，ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのうちの１つのスイッチング素子のみがＯＮ状態（閉状態）とされるため、３つの通電端子２３０のうちの１つとコンバータ２３２の高電位側の端子２３４Ｈとの導通が確保される。このため、本作動モードは、特定端子通電モードの一種と考えることができる。なお、スタンバイモードにおいても、スイッチング素子の切換形態に関してＣＷ方向，ＣＣＷ方向の２形態がある。
ブレーキモードにおいては、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより、電動モータ１４０の各通電端子が相互に導通させられる。このモードは、全端子間導通モードの一種と考えることができる。電動モータ１４０の回転角に拘わらず、スイッチング素子のうちのhigh側，low側の一方（本実施例においては、low側）に配置されたすべてのものが閉状態に維持され、high側，low側の他方（本実施例においては、high側）に配置されたすべてのものが開状態に維持される。ＯＮ状態とされたhigh側のスイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣにより、電動モータ１４０の各相は短絡させられた状態となる。本モードにおいては、短絡制動の効果が得られることになる。
フリーモードにおいては、スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのすべてが、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。本モードにおいては、電動モータ１４０はフリーの状態となる。
【００２６】
以上のように、インバータ１７８におけるスイッチング素子の切換え制御により、電動モータ１４０（アクチュエータ１２４）の作動が制御され、それによって、Ｌ字形バー１２２によってばね下部材４６に加えられる上下方向の力ＦBが制御される。本実施例においては、上下方向力ＦBの向きがばね下部材４６の上下方向の移動方向と逆向きとなり、大きさがばね下部材４６の絶対速度に応じた大きさとなるように制御される。上下方向力が減衰力として作用するように制御されるのである。
上下方向力ＦBの向きは基準位置からの電動モータ１４０の回転方向で決まり、上下方向力ＦBの大きさは、電動モータ１４０の回転角の大きさによって制御される。前述のように、電動モータ１４０の回転角θMと上下方向力ＦBの大きさとの間には予め定められた関係があるため、これらの間の関係に基づけば、上下方向力ＦBが所望の向きおよび大きさとなるように、目標回転角θM*（回転方向と大きさ）を決めることができる。
【００２７】
電動モータ１４０への供給電流量は、電動モータ１４０の目標回転角θM*と、実際の回転角をθとのモータ回転角偏差Δθ（＝θM*−θ）に応じた大きさとされる。本実施例においては、ＰＩ制御が行われるのであり、供給電流量が、式
ｉ＝ＫP・Δθ＋ＫI・Ｉｎｔ（Δθ）
に従って決まる。ＫP，ＫIは、それぞれ、比例ゲイン，積分ゲインであり、Ｉｎｔ（Δθ）は、モータ回転角偏差Δθの積分値に相当する。回転角偏差Δθの絶対値が大きい場合は、供給電流量を大きくして、実際の回転角θが速やかに目標回転角θM*に近づくように供給電流ｉが供給される。
本実施例においては、後述する上下方向力の目標値ＦB*の絶対値が増加させられる場合には、この供給電流ｉの大きさ（絶対値）に基づいて、電動モータ１４０を駆動するためのデューティ比が決定される。また、この供給電流ｉの符号が電動モータ１４０の所望のトルク（回転方向）の向きに対応する。それらデューティ比および回転方向についての制御指令がインバータ１７８に出力されると、インバータ１７８において、制御指令値に応じて、スイッチング素子の制御が行われる。この場合には、供給電流ｉ*（符号を有する）が制御指令値に対応する。それに対して、目標値ＦB*の絶対値が保持または減少させられる場合には、デューティ比、回転方向についての制御指令値が出力されるのではなく、後述するように、ブレーキモード、フリーモードに切り換えることを表す制御指令値が出力される。
【００２８】
なお、本実施例においては、ＰＩ制御則に従い供給電流ｉが決定されたが、ＰＩＤ制御則に従い供給電流ｉが決定されるようにすることも可能である。この場合、例えば、式
ｉ＝ＫP・Δθ＋ＫI・Ｉｎｔ（Δθ）＋ＫD・Δθ
に従って、供給電流ｉが決定される。ＫDは微分ゲインであり、第３項は、微分項成分を意味する。
【００２９】
本実施例において、前輪側の上下方向力発生装置２４Fについては通常制御が行われ、後輪側の上下方向力発生装置２４Rについては、原則として、プレビュー制御が行われるが、プレビュー制御によって上下方向の振動を効果的に抑制できない場合には、通常制御が行われる場合もある。
通常制御は、センサ１９６，１９８によって上下挙動が検出される検出対象車輪と、上下方向力が制御される制御対象車輪とが同じである制御をいう。通常制御は、通常サスペンション制御と称することもある。
通常制御において、制御対象輪（検出対象輪でもある）１２ijのばね下部材４６の絶対速度（以下、ばね下絶対速度と称する）ＶLが取得され、ばね下絶対速度ＶLに応じた減衰力が得られるように、上下方向力発生装置２４ijが制御される。
制御対象輪１２ijに対応して設けられたばね上加速度センサ１９６による検出値ＧUを時間で積分することによりばね上部材１４の絶対速度（以下、ばね上絶対速度と称する）ＶUが取得され、車高センサ１９８による検出値を時間で微分することによりばね上ばね下間の相対速度（ばね上ばね下の間のストロークの変化速度）ＶSが取得される。そして、ばね上絶対速度ＶUから相対速度ＶSを引くことにより、ばね下絶対速度ＶLが取得される。
ＶL＝ＶU−ＶS＝ＶU−（ＶU−ＶL）
上下方向力の目標値（目標減衰力）ＦB*は、ばね下絶対速度をＶLとした場合に、式
ＦB*＝−Ｇ0・Ｃ・ＶL
に従って求められ、電動モータ１４０の目標回転角θM*が、式
θM*＝ｆ（ＦB*）
に従って求められる。Ｃは、減衰係数であり、予め定められた固定値である。Ｇ0は通常制御のゲインであり、予め決められた固定値である。ｆは予め定められた関数であり、関数式に従って、目標回転角θM*が取得される。符号（−）は、目標減衰力ＦB*の向きがばね下絶対速度の向きと逆であることを表す。ばね下絶対速度が上向きである場合には、目標減衰力ＦB*は下向きである。
そして、上述のように、目標回転角度θM*と実際の回転角度θとから回転角偏差Δθが取得され、回転角偏差Δθに応じた供給電流ｉが求められ、供給電流ｉ等に基づいて上述のように制御指令値が作成されて、出力される。通常制御においては、制御指令値は、作成されると直ちに出力される。
【００３０】
一方、前述のように、アクチュエータ１２４は制御遅れが大きい（応答性が悪い）ものである。そのため、自車輪１２ijの上下方向の挙動に基づいて同じ車輪１２ijのアクチュエータ１２４ijが制御される場合には、振動を良好に抑制できなかったり、かえって、乗り心地が悪くなったりする場合がある。
それに対して、実車試験やシミュレーション等により、実際の振動に対して、制御が１／８位相遅れて開始されても、その振動を抑制し得ることが確かめられている。また、制御遅れ時間（制御指令値を出力してから、実際に電動モータ１４０のトルクがＬ字形バー１２２に加えられるまでの時間）は、アクチュエータ１２４の構造、インバータ１７８の性能等により予め決まる。
そこで、本実施例においては、サスペンション制御が、その実際の振動に対して遅れて開始されても、その遅れの時間が、その振動の１／８位相に相当する時間以下である場合には、アクチュエータ１２４ijの制御（通常制御）が行われるようにされている。
アクチュエータ１２４の制御遅れ時間がＴDである場合に、その制御遅れ時間ＴDが１／８位相に相当する周波数ｆDは、式
ｆD＝１／（８・ＴD）
で求められる。そのため、実際の車輪１２ijの上下方向の振動の周波数ｆが、周波数（以下、遅れ対応周波数と称する）ｆDより高く（大きく）、より高周波の振動が生じている場合（ｆ＞ｆD）には、制御遅れ時間ＴDが１／８位相分より長くなるため、上下方向力発生装置２４ijによる減衰力の制御は行われない。それに対して、実際の周波数ｆが遅れ対応周波数ｆD以下で、低周波の振動が生じている場合（ｆ≦ｆD）には、制御遅れ時間ＴDが１／８位相分以下となるため、制振効果が得られる。そのため、この場合には、上下方向力発生装置２４ijによる減衰力の制御が行われるのである。
【００３１】
プレビュー制御において、制御対象車輪が後輪とされ、検出対象車輪が前輪とされる（センサによる検出対象部が前輪側部分とされる）。前輪１２FL、FRの各々の上下方向の挙動が検出され、その検出された上下方向の挙動に基づいて、車両の幅方向の同じ側の後輪１２RL、RRの上下方向力発生装置２４RL、RRがそれぞれ制御される。
図１に示すように、前輪１２FL、FRが通った路面と同じ路面を後輪１２RL、RRが通ると仮定した場合には、前輪１２FL、FRに加えられた路面入力と同じ入力を後輪１２RL、RRも受け、前輪１２FL、FRのばね下部材４６FL、FRの上下方向の挙動と同じ挙動が所定の時間が経過した後に、後輪１２RL、RRのばね下部材４６RL、RRに生じる。このことを利用して、前輪１２Fのばね下部材４６Fの上下方向の挙動に基づいて後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rが制御されるようにすれば、上下方向力発生装置２４Rの制御遅れを小さく、あるいは、０とすることができ、後輪１２Rのばね下部材４６Rの上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
本実施例においては、前輪１２Fのばね下絶対速度ＶLが取得され、そのばね下絶対速度ＶLに応じた目標減衰力ＦB*が求められ、制御指令値が作成される。そして、所定の時間の経過後に、すなわち、後輪１２Rのばね下部材４６Rの、その上下方向の挙動に合わせて、制御指令値に応じた減衰力が後輪１２Rに発生させられるように、上下方向力発生装置２４Rが制御される。
【００３２】
目標減衰力ＦB*は、ばね下絶対速度ＶLに基づいて決まり、式
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶL
に従って取得される。Ｇは、プレビューゲイン（プレビュー制御に使用されるゲイン）である。
そして、前述のように、目標回転角度θMが、式
θM*＝ｆ（ＦB*）
に従って求められ、前述のように、目標回転角度θM*と実際の回転角度θとから回転角偏差Δθが取得され、回転角偏差Δθに応じた供給電流ｉが求められ、それに基づいて制御指令値が作成される。
制御指令値は、原則として、前輪側部分の上下挙動が検出されてから、ホイールベースＬWを車速Ｖで割って得られる余裕時間ＴPから遅れ時間ＴDを引いた時間ＴQ（以下、待ち時間と称する）が経過した後に出力される。
ＴP＝ＬW／ＶS
ＴQ＝ＴP−ＴD
【００３３】
余裕時間ＴPは、同じ路面の凹凸を、前輪１２Fが通過してから後輪１２Rが通過するまでの時間であり、図１２(a)に示すように、同じ車両について（ホイールベースＬWが同じである場合）は、車速Ｖが大きい場合は小さい場合より短くなる。
余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合、すなわち、余裕時間ＴPから制御遅れ時間ＴD（本実施例においては、制御遅れ時間が第１設定時間に対応する）を引いた時間である待ち時間ＴQが０以上である場合には、プレビュー制御を有効に行うことができる。そのため、図１２(b)に示すように、待ち時間ＴQが０以上である場合には、プレビューゲインを１とする。待ち時間が０以上の場合は、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合に対応し、車速Ｖが、ホイールベースＬWを制御遅れ時間ＴDで割った大きさＶD（ＶD＝ＬW／ＴD）以下の場合（ＶS≦ＶD）に対応する。
それに対して、車速が大きくなり、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短くなると、たとえ、待ち時間ＴQなしで制御指令値が出力されても、後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rに対する制御が、実際の後輪１２Rのその上下方向の挙動に対して遅れるため、プレビュー制御によって、後輪１２Rの上下方向の振動を良好に抑制できなかったり、かえって、乗り心地が悪くなったりすることがある。そこで、本実施例においては、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短くなると、図１２(b)の実線が示すように、車速Ｖの増加に伴って（余裕時間が短くなるのに伴って）プレビューゲインＧが直線的に漸減させられる。
【００３４】
また、余裕時間ＴPが効果有り時間ＴLより短くなる（ＴP＜ＴL）と、プレビューゲインＧが０とされるのであり、プレビュー制御は行われない。
前述のように、実際のその振動に対して制御が遅れても、その遅れが、１／８位相相当時間以下である場合においては、制御の効果が得られることがわかっている。この事実に基づいて、図１２(a)、(c)に示すように、待ち時間なしで、制御指令値を直ちに出力しても、後輪１２Rの実際の上下方向の振動に対して１／８位相遅れる場合の余裕時間を効果有り時間ＴLとする。
効果有り時間ＴLは、ばね下部材４６の振動の周波数がＮ（Ｈｚ）である場合に、制御遅れ時間ＴDから１／８位相遅れる時間ＴX｛１／（８×Ｎ）sec｝を引いた時間であり、本実施例においては、効果有り時間ＴLが第２設定時間に対応する。
制御遅れ時間ＴDが同じ場合（アクチュエータ１２４が同じ場合）において、周波数Ｎが小さい振動においては、１／８位相に相当する時間ＴXは長くなるため、効果有り時間ＴLが短くなり、周波数Ｎが大きい振動においては、効果有り時間ＴLが長くなる。本実施例においては、Ｎが３とされている。周波数３Ｈｚは、通常生じる車両の振動において、比較的高い周波数であり、アクチュエータ１２４によって制御可能な最大周波数である。その結果、アクチュエータ１２４の制御可能な範囲において、最長の効果有り時間ＴLがしきい値として設定されることになる。
また、余裕時間ＴPが効果有り時間ＴLである場合の車速Ｖは、
ＶSMAx＝ＬW／ＴL
となる。したがって、車速ＶがＶSMAxより大きくなると、プレビュー制御が行われないことになる。
プレビューゲインＧと余裕時間ＴPとの関係は、図１２(b)に示すように、予めテーブル化されて記憶されている。
【００３５】
なお、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合に、プレビューゲインＧは、図１２(b)の破線が示すように曲線的に漸減させるようにしても、二点鎖線が示すように０としてもよい。
また、テーブルは、プレビューゲインＧと車速Ｖとの関係を表すものであってもよい。
さらに、第１設定時間は、制御遅れ時間ＴDより長い時間（設定値を加えた時間、１より大きい比率を掛けた時間）としたり、制御遅れ時間ＴDより短い時間（設定値を引いた時間、１より小さい比率を掛けた時間）としたりすることができる。
また、振動の周波数をその都度取得し、その都度、第２設定時間（効果有時間ＴL）あるいはプレビュー制御が行われる車速の上限値ＶSMAXを決めて、その都度、ゲインを決めることができる。例えば、プレビューゲインＧを、実際の車速Ｖとした場合に、式
Ｇ＝Ｖ／（ＶSMAX−ＶD）
に従って求めることができる。
【００３６】
車両が旋回している場合には、前輪１２FL、FRが通った路面と同じ路面を後輪１２RL、RRが通るとは限らない。後輪１２RL、RRが前輪１２FL、FRが通った路面と同じ路面を全く通らない場合には、プレビュー制御を効果的に行うことができない場合がある。そこで、本実施例においては、図１３(a)、(b)に示すように、軌道差ΔＲとタイヤ幅ＷTとに基づいてラップ率Ｌapを取得し、ラップ率Ｌapが低い場合は高い場合より、プレビューゲインＧを小さい値とする。また、図１６(b)に示すように、ラップ率Ｌapが０以下の場合には、プレビューゲインを０として、プレビュー制御が行われないようにする。
ラップ率Ｌapは、前輪１２FL、FRのタイヤＷFが通った路面と後輪１２RL、RRのタイヤＷRが通ると予測される路面との重なり部分の車両の幅方向（旋回半径方向）の長さΔＷTをタイヤの幅方向の寸法ＷTで割った値（ΔＷT／ＷT）である。タイヤの幅方向の寸法（以下、タイヤの幅と略称する）ＷTは、前輪１２Fと後輪１２Rとで、タイヤの幅が同じである場合の、その寸法である。
【００３７】
各輪１２FL、FR、RL、RRの軌道（軌跡）は、それぞれ、連続した１本の線で表される。本実施例においては、車輪１２（あるいはタイヤ）の幅方向の中央面の路面との接点の集合で表され、その接点の集合の旋回半径Ｒで表される。
また、左前輪１２FLの軌跡、右前輪１２FRの軌跡の中間の軌跡を前輪側の軌跡とすることができる。中間の軌跡は、左前輪１２FLの旋回半径と右前輪１２FRの旋回半径との平均値で表したり、図１４に示すように、車両の前輪側の幅方向の中心点ＰFの軌跡（旋回半径）で表したりすることができる。中心点ＰFは、厳密に言うと、車両が水平な路面を直進走行している場合において、車両の重心Ｇを通る前後方向に延びる線ＬVを含む鉛直面と、左右前輪１２FL、FRの車軸の軸線を通る線との交点である。この交点ＰFの軌跡は、交点ＰFを路面に投影した点の集合から成るものと考えることもできる。
同様に、軌道差（軌跡差）ΔＲは、前輪１２Fの旋回半径Ｒfから後輪１２Rの旋回半径Ｒrを引いた値であるが、同じ側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径の差としても、前輪側の旋回半径と後輪側の旋回半径との差としてもよい。後輪側の軌跡は、前輪側の軌跡と同様に、中心線ＬVを含む鉛直面と、左右後輪１２RL、RRの車軸の軸線を通る線（左右後輪１２RL、RRの中心同士を通る線）との交点（中心点）ＰRの旋回半径Ｒｒで表すことができる。
【００３８】
図１４に示すように、車輪１２FL、FR、RL、RRのスリップが小さい場合には、旋回中心が、左右後輪１２RL、RRの車軸の中心線を通る線の延長線上にあることが知られている。したがって、操舵輪（前輪）１２Fの舵角の絶対値をδWとし、ホイールベースをＬWとすれば、前輪側の中心点ＰF、後輪側の中心点ＰRの旋回半径は、式
Ｒｆ＝ＬW／sinδW・１０-3
Ｒｒ＝ＬW／tanδW・１０-3
に従って求めることができる。１０-3は、ホイールベースＬWの単位が（ｍｍ）であり、旋回半径Ｒｆ、Ｒｒの単位が（ｍ）であるため、これらの単位の換算のための値である。本実施例においては、旋回方向は関係がないため、舵角の絶対値が用いられる。
一方、旋回内側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径は、それぞれ、式
Ｒｆin≒Ｒｆ−Ｔｆ／２
Ｒｒin＝Ｒｒ−Ｔｒ／２
で表すことができ、旋回外側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径は、それぞれ、
Ｒｆout≒Ｒｆ＋Ｔｆ／２
Ｒｒout＝Ｒｒ＋Ｔｒ／２
で表すことができる。Ｔｆ、Ｔｒは、それぞれ、左右前輪１２FL、FR、左右後輪１２RL、RRのホイールトレッドである。
【００３９】
その結果、旋回内側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径の差（軌道差）ΔＲin、旋回外側の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径の差ΔＲoutは、それぞれ、式
ΔＲin≒Ｒｆ−｛Ｒｒ＋（Ｔｆ−Ｔｒ）／２｝
＝（Ｒｆ−Ｒｒ）−（Ｔｆ−Ｔｒ）／２・・・(4)
ΔＲout≒Ｒｆ−｛Ｒｒ−（Ｔｆ−Ｔｒ）／２｝
＝（Ｒｆ−Ｒｒ）＋（Ｔｆ−Ｔｒ）／２・・・(5)
で、表される大きさとなる。
一方、前輪側、後輪側の旋回半径の差は、式
ΔＲ＝Ｒｆ−Ｒｒ
で表されるため、(4)式より、旋回内輪の前輪１２F、後輪１２Rの旋回半径差ΔＲinは、前輪側、後輪側の旋回半径の差（Ｒｆ−Ｒｒ）よりトレッド差（Ｔｆ−Ｔｒ）の１／２だけ小さくなり、(5)式より、旋回外輪の前輪１２F、後輪１２Fの旋回半径差ΔＲoutは、前輪側、後輪側の旋回半径の差（Ｒｆ−Ｒｒ）よりトレッド差（Ｔｆ−Ｔｒ）の１／２だけ大きくなることがわかる。
図１５に示すように、上記式から、前輪側の旋回半径（中心点ＰFの旋回半径）Ｒf（前輪１２の旋回半径はＲfin、Ｒfout）は、後輪側の旋回半径（中心点ＰRの旋回半径）Ｒr（後輪の旋回半径Ｒrin、Ｒrout）より相対的に大きくなり、前輪舵角の絶対値δWが大きいほど旋回半径が小さくなることがわかる。また、旋回半径の差、すなわち、軌道差は、前輪舵角の絶対値δWが大きく、旋回半径Ｒが小さいほど大きくなることがわかる。
【００４０】
なお、前輪側の旋回半径Ｒf、後輪側の旋回半径Ｒrは、図２４に示すように、車両の重心Ｇの旋回半径Ｒｇと、重心Ｇと前輪側の中心点ＰＦとの間の距離ＬWｆ，重心Ｇと後輪側の中心点ＰRとの間の距離ＬWｒとから、下式に従って取得することもできる。
Ｒｆ＝√（Ｒｇ2＋ＬWｆ2）
Ｒｒ＝√（Ｒｇ2＋ＬWｒ2）
ＬW＝ＬWｆ＋ＬWｒ
この場合、車両の重心Ｇの旋回半径Ｒｇは、ステアリングホイールの操舵角度の絶対値δと、車両の走行速度Ｖとから、式
Ｒｇ＝Ｖ／（ｄδ／ｄｔ）
に従って求めることができる。
また、旋回半径Ｒｇは、式
Ｒｇ＝ＬW・（１＋Ｋ・Ｖ2）／（ｄδ／ｄｔ）
に従って求めることもできる。ここで、Ｋは、スタビリティファクタであり、前輪、後輪の等価コーナリングパワーをＫｆ，Ｋｒとし、車両の質量をｍとした場合に、式
Ｋ＝ｍ（ＬWｒ・Ｋｒ−ＬWｆ・Ｋｆ）／（２・ＬW2・Ｋｆ・Ｋｒ）
に従って求めることができる。
さらに、車両の重心Ｇの旋回半径Ｒｇは、ナビゲーションシステムからの道路情報に基づいて取得することもできる。道路のコーナの曲率半径を表す情報に基づけば、車両の旋回半径を求めることができる。
【００４１】
図１３(b)に示すように、前輪１２Fが通る路面と後輪１２Rが通ると予測される路面とが重なる部分の幅方向の長さΔＷTは、前輪側の旋回半径Ｒf、後輪側の旋回半径Ｒrを考えた場合に、式
ΔＷT＝（Ｒｒ＋ＷT／２）−（Ｒｆ−ＷT／２）
＝ＷT−（Ｒｆ−Ｒｒ）
＝ＷT−ΔＲ・・・(6)
で表される長さとなる。後輪１２Rのタイヤの外周側の縁の旋回半径から前輪１２Fのタイヤの内周側の縁の旋回半径を引くことによって求めることができる。
(6)式から、重なり部の幅ΔＷTは、タイヤ幅ＷTから前輪側、後輪側の旋回半径差（軌道差）ΔＲを引いた値となることがわかる。この式から、軌道差がタイヤの幅より小さい場合には、重なり部分が存在するが、軌道差がタイヤの幅以上になると、重なり部分が存在しないことがわかる。
なお、旋回半径を、それぞれ、旋回内側、旋回外側のそれぞれについて求めた場合には、(6)式において、ΔＲの代わりに、それぞれ、ΔＲin、ΔＲoutを代入すればよい。
したがって、ラップ率Ｌapは、式
Ｌap＝（ＷT−ΔＲ）／ＷT＝１−ΔＲ／ＷT
に従って求めることができる。
【００４２】
ラップ率Ｌapは、図１６(a)に示すように、軌道差ΔＲが大きくなると小さくなる値である。軌道差ΔＲが大きくなると、前輪１２のタイヤＷFが通る路面と後輪１２のタイヤＷRが通る路面との重なり部分ΔＷTが少なくなるからである。また、前輪舵角の絶対値δWが設定値δW0に達すると、ラップ率Ｌapが０になり、その後、前輪舵角の絶対値δWの増加に伴ってラップ率は０より小さい値となる。ラップ率Ｌapが０以下であるということは、前輪１２Fが通る路面と後輪１２Rが通る路面との重なり部分が存在しないということである。前述のように、前輪側と後輪側の軌道差ΔＲがタイヤの幅ＷT以上になると、重なり部分がなくなり、ラップ率は０以下となる。
また、プレビューゲインＧは図１６(b)の実線が示すように、ラップ率Ｌapが設定値Ｌapth以上である場合には１とされる。設定値Ｌapthは、重なりが多いため、旋回中であっても、有効にプレビュー制御が行われ得ると考えられる値であり、例えば、０．８近傍の値とすることができる。ラップ率Ｌapが、設定値Ｌapthより小さくなると、ラップ率Ｌapの減少に伴ってプレビューゲインも小さい値とされる。重なりが少なくなるのに伴ってプレビューゲインが小さくされるのである。そして、ラップ率Ｌapが０となると、プレビューゲインも０とされる。ラップ率Ｌapが０以下である場合には、プレビュー制御が行われることがない。このラップ率Ｌapとプレビューゲインとの関係は、予めテーブル化されて、記憶されている。
【００４３】
なお、プレビューゲインは、図１６(b)の破線が示すように、ラップ率Ｌapの低下に伴って漸減させられる値とすることもできる。
また、テーブルは、前輪舵角の絶対値δWとプレビューゲインとの関係を表すものとすることができる。
【００４４】
通常制御は、図２１のフローチャートで表される通常制御プログラムの実行に従って行われる。本プログラムは、左右前輪１２FL、FRの各々について、予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１０１（以下、単に、Ｓ１０１と略称する。他のステップについても同様とする）において、制御対象輪（例えば、左前輪１２FLが制御対象輪である場合について説明する）のばね上加速度ＧUが検出され、Ｓ１０２において、車高（ばね上ばね下ストローク）Ｈが検出され、Ｓ１０３、１０４において、左前輪１２FLの上下方向力発生装置２４FLに対応する制御指令値が作成される。具体的には、ばね上加速度ＧUを積分することによりばね上絶対速度ＶUが求められ、車高Ｈを微分することによりばね上ばね下の相対速度（ストローク変化）ΔＨ（ＶS）が求められ、これらから、ばね下絶対速度ＶLが求められる。そして、ゲインＧ0、減衰係数Ｃ、ばね下絶対速度ＶLから目標減衰力ＦB*が求められ、目標回転角度θM*が取得され、実際の回転角度θと目標回転角度θM*との差である回転角偏差Δθから供給電流ｉが取得される。
そして、Ｓ１０５において、ばね下絶対速度ＶLに基づいて、ばね下部材４６の上下振動の周波数ｆが取得される。絶対速度が０である場合には、ばね下部材４６が振幅の絶対値が最大となる位置にあるのであり、このことに基づけば、周波数を取得することができる。Ｓ１０６において、周波数ｆが、予め定められた遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。左前輪１２FLの実際の上下振動の周波数ｆが小さく、遅れ対応周波数ｆD以下である場合には、制御は有効であるため、Ｓ１０７において、制御指令値が出力される。
それに対して、実際の左前輪１２FLの上下方向の振動の周波数ｆが遅れ対応周波数ｆDより高周波である場合には、制御が有効であると考えられないため、Ｓ１０６の判定がＮＯとなり、制御指令値が出力されることがない（上下方向力発生装置２４FLの制御は行われない）。
【００４５】
Ｓ１０７の制御指令値の出力は、図２２のフローチャートに従って行われる。Ｓ１２１において、目標減衰力ＦB*の絶対値が増加しているか否かが判定される。増加している場合には、Ｓ１２２において、供給電流ｉを表す制御指令値がインバータ１７６FLに出力される。
それに対して、増加していない場合、すなわち、減少しているか、ほぼ一定である場合には、Ｓ１２３において、目標減衰力ＦB*の絶対値がしきい値Ｆth以上であるか否かが判定される。しきい値Ｆth以上である場合には、Ｓ１２４において、ブレーキモードが選択され、その旨を表す制御指令値が出力される。しきい値Ｆthより小さい場合には、Ｓ１２５において、フリーモードが選択され、その旨を表す制御指令値が出力される。
図２３に示すように、減衰力の絶対値を大きくする場合には、電動モータ１４０が通電状態とされるが、減衰力の絶対値を小さくする場合には、電流が供給されない。車輪１２に加えられる荷重により、ばね上ばね下の間を基準状態に戻そうとする力が、第２ロアアーム４６、Ｌ字形バー１２０を介してアクチュエータ１２４に加えられるため、供給電流の制御を行わなくても、基準位置に戻される。また、アクチュエータ１２４は正逆効率積が小さく、外部入力の影響を受け難いものであるが、フリーモードが設定されれば、外部入力によって作動させられ基準位置に戻される。このように、減衰力の絶対値を小さくする場合に電流が供給されないようにすれば、消費電力の低減を図ることができる
また、目標減衰力ＦB*の絶対値が大きい場合には、ブレーキモードが設定されるため、外力によって、急激に減衰力の絶対値が小さくされることを回避することができる。
さらに、目標減衰力ＦB*の絶対値を小さくする場合には、エネルギ回生を行うことも可能であり、そのようにすれば、さらに、エネルギ効率を向上させることができる。
また、目標減衰力ＦB*の絶対値を小さくする場合に通電状態とされないため、アクチュエータ１２４の回転方向を、電流制御が行われる場合に比較して、速やかに逆向きにすることが可能となり、応答性の低下を抑制することができる。
【００４６】
なお、制御対象輪の上下方向の振動の周波数は、ばね上絶対速度の変化に基づいて取得されるようにしたり、ばね上あるいはばね下の変位に基づいて取得されるようにしたりすることができる。また、フーリエ変換等を利用して取得されるようにすることもできる。
【００４７】
プレビュー制御は、図１７のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラムの実行に従って行われる。左右後輪１２RL、RR毎に、それぞれ、予め定められた設定時間毎に実行される。左後輪１２RLの上下方向力発生装置２４RLは、左前輪１２FLの上下方向の挙動に基づいて制御され、右後輪１２RRの上下方向力発生装置２４RRは、右前輪１２FRの上下方向の挙動に基づいて制御される。
Ｓ１において、制御対象輪（例えば、左後輪１２RLが制御対象輪である場合について説明する）と同じ側の前輪（左前輪）１２FLのばね上加速度ＧUが検出され、Ｓ２において、車高Ｈが検出される。Ｓ３において、前述のように、これらに基づいてばね下絶対速度ＶLが取得される。そして、Ｓ４において、プレビューゲインＧが決定され、Ｓ５において、決定されたプレビューゲインＧが０であるか否かが判定される。
プレビューゲインが０より大きい場合には、Ｓ６〜１０においてプレビュー制御が行われる。Ｓ６において、プレビューゲインＧ、減衰係数Ｃ、ばね下絶対速度ＶLから目標減衰力ＦB*が取得され、目標減衰力ＦB*から目標回転角度θM*が取得され、回転角偏差Δθから供給電流ｉが取得される。Ｓ７において、Ｓ４において求められた余裕時間ＴPから待ち時間ＴQが求められる。Ｓ８において、余裕時間ＴPと制御遅れ時間ＴDとを比較して、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合は、Ｓ９において、供給電流量ｉが記憶される。制御指令値は待ち時間ＴQが経過した後に出力される。
それに対して、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合には、Ｓ１０において、制御指令値が直ちに出力される。
プレビューゲインが０である場合には、Ｓ１１において、前述の図２１のフローチャートで表される通常制御と同様の制御が行われる。制御対象輪が左後輪１２RLである場合には、左後輪１２RLの上下方向の挙動に基づいて上下方向力発生装置２４RLが制御されることになる。
また、Ｓ９，１０の制御指令値の出力は、図２２のフローチャートに従って、通常制御における場合と同様に行われる。目標減衰力ＦB*が減少傾向にある場合には、電動モータ１４０には通電されないため、通電される場合に比較して、消費電力の低減を図ることができる。
【００４８】
なお、Ｓ９においては、待ち時間ＴQの経過後に、図２２のフローチャートに従って、通常制御と同様の実行が行われるようにしても、予め制御指令値を作成し、制御指令値自体を記憶し、待ち時間ＴQの経過後に、その制御指令値が出力されるようにすることもできる。
【００４９】
Ｓ４のプレビューゲインは、図１８のフローチャートに従って決定される。
本実施例においては、車両が直進走行状態にある場合には、車速（余裕時間）に基づいて決定された車速対応ゲイン（余裕時間対応ゲインと称することもできる）ＧVがそのままプレビューゲインとして使用される。旋回状態にある場合には、旋回状態で決まる旋回時ゲインＧRと車速対応ゲインＧVとの相乗平均、すなわち、これらの積ＧR・ＧVを１／２乗した値｛√（ＧR・ＧV）｝がプレビューゲインＧとされる。また、操舵車輪（前輪１２F）の舵角の絶対値δWが設定値以下である場合には、直進走行状態にあるとされ、設定値より大きい場合には、旋回状態にあるとされる。設定値は、車両が直進走行中であるとみなし得る大きさである。
Ｓ２１において、車速対応ゲインＧVが決定され、Ｓ２２において前輪１２Fの舵角が検出され、Ｓ２３において、舵角の絶対値δWが設定値δMIN以下であるか否かが判定される。設定値δMIN以下である場合には、旋回状態を考慮する必要がないため、Ｓ２４において、車速対応ゲインＧVがプレビューゲインとされる（Ｇ←ＧV）。
それに対して、前輪舵角の絶対値δWが設定値δMINより大きい場合には、Ｓ２５において、前後左右の車輪１２FL、FR、RL、RRのうちの少なくとも１輪のスリップ率が予め定められた設定スリップ率以上であるか否かが判定される。少なくとも１つの車輪の前後方向のスリップ率（制動スリップ、または、駆動スリップ）が予め定められた第１設定スリップ率以上であることと、横方向のスリップ率が予め定められた第２設定スリップ率以上であることとの少なくとも一方が満たされた場合には、判定がＹＥＳとなる。旋回時ゲインが決定されないで、Ｓ２４において、車速対応ゲインＧVがプレビューゲインＧとされる。第１，第２設定スリップ率は、旋回半径の推定精度が低くなる大きさであり、予め設定された固定値である。判定がＮＯである場合には、Ｓ２６において、旋回時ゲインＧRが決定され、Ｓ２７において、車速対応ゲインＧV、旋回時ゲインＧRの相乗平均がプレビューゲインＧとして決定される。
【００５０】
Ｓ２１の車速対応ゲインの決定は、図１９のフローチャートに従って実行される。
Ｓ５１において、車速Ｖが取得され、Ｓ５２において、車速ＶとホイールベースＬWとから余裕時間ＴPが取得され、Ｓ５３において、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上であるか否かが判定される。制御遅れ時間ＴD以上である場合には、Ｓ５４において、車速対応ゲインＧVが１とされる。
それに対して、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合には、さらに、効果有り時間ＴLより短いか否かが判定される。効果有り時間ＴLより短い場合には、Ｓ５６において、車速対応ゲインＧVが０とされる。余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短いが、効果有り時間ＴL以上である場合には、Ｓ５７においてテーブル値に決定される。余裕時間ＴPの減少に伴って車速対応ゲインＧVが小さくなる値に決定されるのである。車速対応ゲインＧVは、左後輪１２RLに対しても、右後輪１２RRに対しても同じ大きさとなる。
【００５１】
Ｓ２５の旋回時ゲインの決定は、図２０のフローチャートに従って実行される。
Ｓ７１において、前輪側（点ＰF）の旋回半径、後輪側（点ＰR）の旋回半径が求められ、Ｓ７２において旋回半径差（軌道差）が取得される。制御対象輪である左後輪１２RLが旋回外輪である場合にはΔＲoutが取得され、左後輪１２RLが旋回内輪である場合にはΔＲinが取得される。そして、Ｓ７３において、ラップ率Ｌapが求められる。
Ｓ７４〜７８において、ラップ率Ｌapに基づいて旋回時ゲインが決定される。Ｓ７４において、ラップ率Ｌapが設定値Ｌapth以上であるか否かが判定される。設定値Ｌapth以上である場合には、Ｓ７５において、旋回時ゲインＧRが１とされる。ラップ率Ｌapが設定値Ｌapthより小さい場合には、０より大きいか否かが判定され、０より大きい場合には、Ｓ７７において、テーブル値が旋回時ゲインＧRとされ、０以下である場合には、Ｓ７８において、０とされる。
【００５２】
なお、ラップ率Ｌapは、左後輪１２RL、右後輪１２RRの各々について取得し（旋回内輪、旋回外輪の各々について取得し）、その取得されたラップ率Ｌapを用いて旋回時ゲインＧRを取得しても、旋回内輪のラップ率Ｌapinと旋回外輪のラップ率Ｌapoutとの平均値を用いて旋回ゲインＧRを取得してもよい。前者の場合には、左右後輪についてそれぞれプレビューゲインの値が異なることもある。
【００５３】
このように、本実施例においては、後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rについてプレビュー制御が行われるため、アクチュエータ１２４Rの制御遅れが大きくても、遅れを０または小さくすることができ、後輪１２RL、RRの上下方向の振動を良好に抑制することができる。
また、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合や、前輪１２Fが通った路面と後輪１２Rが通る路面との重なりが少ない場合にプレビュー制御が行われると、かえって、乗り心地が悪くなるおそれがあるが、プレビューゲインＧが車速や旋回状態に基づいて１より小さい値に決定されるため、プレビュー制御が行われることにより、乗り心地が悪くなることを回避し、後輪１２RL、RRの上下方向の振動を良好に抑制することができる。
さらに、通常制御は、アクチュエータ１２４の制御遅れ時間ＴDが１／８位相に相当する振動より低周波の振動が生じた場合に行われ、高周波の振動が生じた場合には行われないが、プレビュー制御は、アクチュエータ１２４の応答性で決まる制御可能な周波数以下の振動であれば、行われる。その結果、アクチュエータ１２４に対しては、プレビュー制御が行われるようにすれば、より高周波数の振動を抑制することが可能となる。
また、上下方向力発生装置２４の作用状態においては、周波数の大きい振動等は、Ｌ字形バー１２２の弾性変形により吸収することが可能となる。
【００５４】
以上のように、本実施例においては、ばね上加速度センサ１９６，車高センサ１９８，サスペンションＥＣＵ１６８に含まれる上下方向力発生装置ＥＣＵ１７０の図１７のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラム、図２１のフローチャートで表される通常制御プログラムを記憶する部分、実行する部分等により上下方向力制御装置が構成される。本実施例においては、上下方向力発生装置２４は減衰力発生装置として機能し、上下方向力制御装置が減衰力制御部として機能する。減衰力制御部は、ばね下運動依拠上下方向力制御部でもある。
また、上下方向力制御装置のうち、図１７のプレビュー制御プログラムのＳ４を記憶する部分、実行する部分、図１２(b)のマップで表されるテーブル、図１６(b)のマップで表されるテーブルを記憶する部分等によりゲイン決定部が構成される。そのうちの、図１２(b)のの実線あるいは破線で表されるテーブルを記憶する部分、図１９のフローチャートのＳ５６，５７を記憶する部分、実行する部分等によりゲイン減少部が構成され、そのうちの、図１２(b)テーブルを記憶する部分、図１９のフローチャートのＳ５６を記憶する部分、実行する部分等により請求項３に記載の０決定部が構成される。さらに、図１６(b)のテーブルを記憶する部分、図１８のフローチャートのＳ２６を記憶する部分、実行する部分等により旋回時ゲイン決定部が構成される。なお、請求項４に記載の０決定部は、図１２(b)の一点鎖線で表されるテーブルを記憶する部分、Ｓ５７を記憶する部分、実行する部分等によって構成される。
【００５５】
さらに、図２０のフローチャートのＳ７１〜７３を記憶する部分、実行する部分等により軌跡対応重なり取得部が構成される。軌跡対応重なり取得部はラップ率取得部でもある。そのうちのＳ７１を記憶する部分、実行する部分等により旋回半径取得部が構成され、図６(b)のテーブルを記憶する部分、図２０のフローチャートのＳ７７を記憶する部分、実行する部分等によりゲイン減少部が構成される。
【００５６】
なお、車速対応ゲインＧVを取得する際に、余裕時間ＴPを求めることは不可欠ではなく、車速Ｖに基づいて取得することができる。前述のように、車速とゲインとの関係を表すテーブルを作成することができるのである。
旋回時ゲインＧRを取得する際も同様に、ラップ率を求めることは不可欠ではなく、重なり部の幅ΔＷTや軌道差（旋回半径差）に基づいて取得することもできる。
また、上記実施例においては、旋回中において、車速対応ゲインＧVと旋回時ゲインＧRとの相乗平均が、プレビューゲインＧとされたが、そのようにすることは不可欠ではない。旋回中には、旋回時ゲインＧRがプレビューゲイン（ＧR→Ｇ）とされ、直進中には、車速対応ゲインＧVがプレビューゲインＧとされる（ＧV→Ｇ）ようにすることもできる。この場合には、Ｓ２６のステップが不要となる。
さらに、通常制御、プレビュー制御の少なくとも一方において、減衰力ＦB*が、スカイフック理論に基づいて制御されるようにすることもできる。
また、目標減衰力ＦB*を、ばね上絶対速度ＶUに応じた値としたり、ばね上ばね下相対速度ＶSに応じた値としたりすることもできる。それらの場合には、ばね下絶対速度ＶLに基づく制御が行われる場合と、目標減速度ＦB*を取得する際の規則を変更することもできる。
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶU
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶS
【００５７】
さらに、上記実施例においては、上下方向力発生装置２４の制御により減衰力が加えられる場合について説明したが、ばね下部材４６の変位ＸLに応じた弾性力（上下方向力）が加えられるようにすることもできる。
上下方向力の目標値（目標弾性力）ＦB*は、式
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸL
に従って求められる。
ばね下部材４６の変位（以下、ばね下変位と略称する）ＸLが基準位置より下方である場合には、目標弾性力ＦB*の向きも下方とされる。ばね上ばね下間の距離が大きくなると、コイルスプリング２０の弾性力が小さくなる。そのコイルスプリング２０の弾性力の減少分を、上下方向力発生装置２４によって発生させることにより、ばね下部材４６の変位に伴うばね上部材１４の変位が抑制される。なお、電動モータ１４０の回転に伴うアーム部１３２の回動により、ばね上ばね下間の距離がばね下変位ＸLに応じた距離となる。
ばね下変位ＸLが基準位置より上方である場合には、目標弾性力ＦB*の向きは上方とされる。ばね上ばね下間の距離が小さくなると、コイルスプリング２０の弾性力が増加するため、その増加分に応じた逆向きの力を、上下方向力発生装置２４によって発生させて、ばね下部材４６の上下方向の変位に伴うばね上部材の変位を抑制するのである。
【００５８】
ばね下変位ＸLは、ばね下絶対速度ＶLを積分することによって求めたり、ばね上加速度ＧUを２回積分した値とばね上ばね下間のストロークＨとから求めたりすることができる。ＫはＬ字形のバー１２２のばね定数であり、シャフト部１３０の剪断係数、断面二次モーメント、アーム部１３２の曲げ剛性等に基づいて決まる固定値である。
この場合の一制御例を図２５、２６のフローチャートに基づいて説明する。上記実施例における場合と同じ実行（図１７、２１のフローチャートで表されるプログラムと同じ実行）が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。
左前輪１２FLが制御対象輪である場合において、通常制御は、図２６のフローチャートで表される通常制御プログラムの実行に従って行われる。Ｓ１０３ｂにおいて、左後輪１２RLのばね上加速度ＧUと車高Ｈから、上述のように、左後輪１２RLのばね下変位ＸLが取得され、Ｓ１０４ｂにおいて、目標弾性力ＦB*が求められ、それに応じて目標回転角度θM*が求められ、供給電流ｉが求められる。そして、Ｓ１０５、１０６において、左前輪１２FLのばね下部材４６の実際の振動の周波数ｆが取得され、制御遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。周波数は、ばね下絶対速度に基づいて取得しても、ばね下変位に基づいて取得してもよい。実際の振動の周波数ｆが、制御遅れ対応周波数ｆD以下である場合には、Ｓ１０７において、供給電流ｉ、目標弾性力ＦB*に基づいて決まる制御指令値が上記実施例における場合と同様に出力される。
【００５９】
制御対象輪が左後輪１２RLである場合において、プレビュー制御は、図２５のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラムの実行に従って行われる。Ｓ３ｂにおいて、左前輪１２FLのばね上加速度センサ１９６による検出値と、車高Ｈとからばね下変位ＸLが取得される。そして、プレビューゲインが０より大きい場合には、Ｓ６ｂにおいて、ばね下変位ＸL、弾性係数Ｋ、プレビューゲインＧから、目標弾性力（上下方向力の目標値）ＦB*が取得され、目標弾性力ＦB*が得られるように、目標回転角度θM*が求められ、供給電流ｉが求められる。そして、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合には、待ち時間ＴQの経過後に、制御指令値が後輪１２FRの上下方向力発生装置２４のインバータ１７８に出力され、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴDより短い場合には、制御指令値が直ちに出力される。
プレビューゲインが０である場合には、Ｓ１１ｂにおいて、通常制御が行われる。
このように、プレビュー制御は、減衰力の制御に限らず、弾性力の制御にも適用することができる。
本実施例においては、上下方向力発生装置が弾性力発生装置として機能し、上下方向力制御装置が弾性力制御部として機能する。
【００６０】
なお、目標弾性力ＦB*は、ばね上部材１４の変位ＸUに応じた値としたり、ばね上ばね下の相対変位（車高）ＸSに応じた値としたりすることもでき、上記実施例における場合と同様のプレビュー制御が行われるようにすることができる。
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸU
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸS
【００６１】
また、上記実施例においては、上下方向力発生装置２４を制御することにより上下方向力が制御されるようにされていたが、ショックアブソーバ２２の制御によって減衰力の制御が行われるようにすることもできる。本実施例においては、スカイフック理論に基づいて減衰力の制御が行われる場合について説明する。
その場合の制御例を図２７，２８のフローチャートに基づいて説明する。本実施例においては、上記実施例（図１７，２１のフローチャート）における場合と同じ実行が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。また、本実施例においては、ばね上部材１４の振動の周波数が制御遅れ対応周波数以下であるか否かが判定される。
図２８のフローチャートで表される通常制御において、制御対象輪が左前輪１２FLである場合には、左前輪１２FLのばね上加速度ＧU，ばね上ばね下間の距離Ｈが取得され、Ｓ１０５ｂにおいて、ばね上部材１４の周波数ｆが取得され、Ｓ１０６ｂにおいて、取得された周波数ｆが制御遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。周波数ｆは、ばね上加速度に基づいて取得されるようにしたり、ばね上絶対速度に基づいて取得されるようにしたりすることができる。例えば、上記実施例における場合と同様に、絶対速度が０である場合に振幅の絶対値が最大の位置にあることを利用して取得したり、フーリエ変換を利用して取得したりすること等ができる。そして、制御遅れ対応周波数ｆD以下である場合には、Ｓ１０６ｂの判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０３ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶU、ばね上ばね下の相対速度ＶSが取得される。そして、Ｓ１０４ｄ〜１０４ｆにおいて、目標減衰係数Ｃ*が求められる。Ｓ１０４ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶUと、ばね上ばね下間の相対速度ＶSとの積の値が正であるか否かが判定される。正である場合（ＶU・ＶS＞０）には、Ｓ１０４ｅにおいて、目標減衰係数Ｃ*が（Ｇ0・Ｃ・ＶU／ＶS)とされ、積の値が負である場合（ＶU・ＶS＜０）には、Ｓ１０４ｆにおいて、目標減衰係数Ｃ*が小さい値ＣMINとされる。Ｇ0は通常制御のゲインであり、Ｃは定数である。そして、Ｓ１０４ｇにおいて、目標減衰係数Ｃ*が実現される供給電流ｉが求められ、Ｓ１０７において、制御指令値が出力される。
本実施例においては、減衰係数の増加・減少とは関係なく、電動モータ９０に電流が供給される。そのため、供給電流ｉが制御指令値に対応し、制御指令値ｉがインバータ２２２に出力される。電動モータ９０における消費電力は小さいからである。
【００６２】
図２７のフローチャートで表されるプレビュー制御において、制御対象輪が左後輪１２RLである場合には、左前輪１２FLのばね上加速度ＧU、ばね上ばね下ストロークＨが取得され、Ｓ３ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶU、相対速度ＶSが取得される。そして、Ｓ４において、上記実施例における場合と同様にプレビューゲインが決定される。決定されたプレビューゲインＧが０でない場合には、上述の場合と同様に、Ｓ６ｄ〜６ｈにおいて、目標減衰係数が決定される。ばね上絶対速度ＶUと相対速度ＶSとの積の値の符号が正である場合には、目標減衰係数がＣ*＝Ｇ・Ｃ・ＶU／ＶSとされ、負である場合には、ＣMINとされるのである。そして、Ｓ６ｇにおいて、目標減衰係数Ｃ*に基づいて供給電流ｉが求められる。以下、上記実施例における場合と同様に、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合には、制御指令値ｉが待ち時間ＴQの経過後に出力され、制御遅れ時間ＴDより短い場合には、直ちに出力される。
それに対して、プレビューゲインＧが０である場合には、Ｓ１１ｄにおいて、図２８のフローチャートに従って左後輪１２RLの上下方向の挙動に基づいて左後輪１２RLの減衰特性制御装置５６が制御される。目標減衰特性Ｃ*は、左後輪１２RLのばね上絶対速度ＶUとばね上ばね下相対速度ＶSとの積の値で決まる大きさに決定される。
【００６３】
本実施例と上記実施例とを比較（制御対象が減衰特性制御装置５６である場合と上下方向力発生装置２４である場合とを比較）すると、制御対象が減衰特性制御装置５６である場合の方が、制御遅れ時間が短く、制御可能な周波数が高い。そのため、制御遅れ対応周波数ｆDが大きく（より高周波側の値）なり、制御遅れ時間ＴDが短くなり、制御効果有り時間ＴLが短くなる。
したがって、上下方向力発生装置２４の制御における場合より高周波数の振動が生じても、通常制御が行われることになる。通常制御において、効果的にサスペンション制御が行われる周波数領域が広くなるのである（図２８のフローチャートのＳ１０６ｂの判定がＹＥＳとなる場合が多くなる）。また、上下方向力発生装置２４の制御における場合より車速が大きくても、プレビューゲインが１とされる。プレビュー制御が有効に行われる車速の範囲が広くなるのである。さらに、上記実施例における場合より車速が大きくても、プレビュー制御が行われる（図２７のフローチャートのＳ５の判定がＹＥＳとなる場合が少なくなる）。
【００６４】
また、車速Ｖが大きい場合には、上下方向力発生装置２４についてプレビュー制御が行われなくても、ショックアブソーバ２２についてはプレビュー制御が行われることになり、ショックアブソーバ２２の制御により、後輪１２Rの上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
同様に、高周波数の振動が生じて、上下方向力発生装置２４の制御が行われなくてもショックアブソーバ２２の制御が行われるのであり、高周波数の振動が生じた場合においても、上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
【００６５】
なお、ショックアブソーバの制御は、図２９に概念的に示すように、車輪１２を保持するばね下部材２８０とばね上部材２８２との間に、コイルスプリング２８４と、ショックアブソーバ２８６とが並列に設けられ、上下方向力発生装置２４が設けられていないサスペンションに適用することができる。ショックアブソーバ２８６の減衰特性制御装置２８８は、サスペンション制御ユニット２９０の指令に基づいて上記実施例における場合と同様に制御される。
【００６６】
また、本発明は、図３０に示すサスペンションに適用することもできる。本実施例においては、ばね下部材３００と、ばね上部材３０２との間に、コイルスプリング３１０と、液圧シリンダ装置３１２とが並列に設けられる。液圧シリンダ装置３１２は、液圧シリンダ３１４、ポンプ３１６、電動モータ３１８等を含む。液圧シリンダ３１４は、ハウジング３２０とハウジング３２０に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン３２２とを含み、ピストン３２２のピストンロッド３２４がばね下部材３００に揺動可能に連結され、ハウジング３２０がばね上部材３０２に揺動可能に連結される。ハウジング３２０の内側のピストン３２２によって仕切られた２つの液室３３０，３３２の間には、ポンプ３１６が接続され、ポンプ３１６によって、２つの液室３３０，３３２の一方から作動液を汲み上げて他方に供給したり、他方から作動液を汲み上げて一方に供給したりすることができる。それによって、液室３３０，３３２の液圧およびピストン３２２のストロークが制御される。なお、液圧シリンダ３１４と並列に作動液補償装置３４０が設けられる。
【００６７】
電動モータ３１８はコンピュータを主体とするサスペンションＥＣＵ３５０からの指令に基づいて制御される。サスペンションＥＣＵ３５０は、入出力部３５２，記憶部３５４，実行部３５６等を有するコンピュータを主体とするコントローラを含み、入出力部３５２には、左右前後輪１２FL、FR、RL、RRに対応してそれぞれ設けられた車高センサ（上下ストロークセンサ）３６０，ばね上加速度センサ３６２等が接続されるとともに各輪毎に対応して設けられたポンプモータ３１８が図示しない駆動回路を介して接続される。
記憶部３５４には、複数のプログラム、テーブル等が記憶される。
【００６８】
本実施例においては、液圧シリンダ装置３１２の電動モータ３１８の制御により、ばね下絶対速度に応じた弾性力と、スカイフック理論に基づく減衰力との和の上下方向力が発生させられる。上下方向力は、液圧シリンダ装置３１２の液圧に対応する。
また、上記実施例における場合と同様に、車輪に加えられる荷重は、スプリング３１０と液圧シリンダ装置３１２とが受けるために、基準位置からのストロークと液圧シリンダ装置３１２の液圧との間には一定の関係がある。そのため、上下方向力の目標値が決定されれば、それに応じたストロークが実現されるように、ポンプモータ３１８が作動させられる。本実施例においては、上下方向力の目標値ＦB*は、ばね下部材３００の変位に応じた弾性力と、ばね上部材３０２の絶対速度に応じた減衰力との和とされる。
【００６９】
その場合の制御例を図３１，３２のフローチャートに基づいて説明する。本実施例においては、上記実施例（図１７，２１のフローチャート、図２７，２８のフローチャート）における場合と同じ実行が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。
制御対象輪が左後輪１２RLである場合には、図３１のフローチャートで表されるプレビュー制御プログラムが実行される。左前輪１２FLのばね上加速度ＧU、ばね上ばね下ストロークＨが取得され、Ｓ３ｅにおいて、ばね上絶対速度ＶU、相対速度ＶS、ばね下絶対速度ＶLが取得される。そして、プレビューゲインＧが上記実施例における場合と同様に決定され、プレビューゲインＧが０でない場合には、Ｓ６ｄにおいて、ばね上絶対速度ＶUと相対速度ＶSとの積の値の符号が正であるか負であるかが判定され、正である場合には、Ｓ６ｈにおいて、減衰係数ＣがＣMID（予め定められた値）とされ、負である場合には、Ｓ６ｆにおいて、減衰係数ＣがＣMIN（予め定められた値）とされる。そして、Ｓ６ｉにおいて、式
ＦB*＝（Ｇ・Ｋ・ＸL）＋（−Ｇ・Ｃ・ＶU）
に従って上下方向力の目標値ＦB*が決定され、上下方向力の目標値ＦB*に応じて電動モータ３１８RLへの供給電流ｉが決定される。上式において、Ｋはスプリング３１０のばね定数Ｋである。
以下、上記実施例における場合と同様に、余裕時間ＴPが制御遅れ時間ＴD以上である場合には、制御指令値ｉが待ち時間ＴQの経過後に出力され、制御遅れ時間ＴDより短い場合には、直ちに出力される。
本実施例においては、電動モータ３１８における消費電力が大きいため、上下方向力発生装置２４の制御における場合と同様に、上下方向力の目標値ＦB*の絶対値が保持または減少させられる場合には、電動モータ３１８には電流が供給されないようにすることが望ましい。
【００７０】
それに対して、プレビューゲインＧが０である場合には、Ｓ１１ｅにおいて、左後輪１２RLの上下方向の挙動に基づいて左後輪１２RLの電動モータ３１８RLが制御されるのであり、図３２のフローチャートに従って通常制御が行われる。
Ｓ１０３ｅにおいて、ばね上加速度、車高に基づいてばね下変位ＸL、ばね上絶対速度ＶUが取得され、Ｓ１０４ｄ、１０４ｆ、１０４ｈにおいて、同様に、減衰係数が決定され、Ｓ１０４ｉにおいて上下方向力の目標値ＦB*が、式、
ＦB*＝（−Ｇ0・Ｋ・ＸL）＋（−Ｇ0・Ｃ・ＶU）
に従って決定され、目標値ＦB*で決まる供給電流ｉが決定される。Ｇ0は、通常制御のゲインであり、固定値である。
そして、Ｓ１０５ｃ，１０６ｃにおいて、左後輪１２RLのばね下絶対速度ＶLに基づいて取得された周波数と、ばね上絶対速度ＶUに基づいて取得された周波数との大きい方が、制御遅れ対応周波数ｆD以下であるか否かが判定される。制御遅れ対応周波数以下である場合には、制御指令値が直ちに出力される。
なお、Ｓ１０５ｃ，１０６ｃにおいて、周波数は、ばね下絶対速度に基づいて取得しても、ばね上絶対速度に基づいて取得してもよい。
【００７１】
このように、本実施例においては、ばね下変位に応じた弾性力とばね上絶対速度に応じた減衰力との両方合わせた大きさの上下方向力が加えられる。ばね下の振動の抑制制御とスカイフック制御との両方を実現することが可能となり、車輪１２の上下方向の振動を良好に抑制することができ、乗り心地の向上を図ることができる。
また、後輪１２Rの液圧シリンダ装置３１２Rにおいては、プレビュー制御が行われるため、制御遅れを小さく、あるいは、０とすることができ、後輪１２Rの上下方向の振動を良好に抑制することができる。
【００７２】
なお、上下方向力の目標値ＦB*は、上述の弾性力と減衰力との和とする必要は必ずしもなく、下式のいずれか一方で決まる大きさとすることもできる。
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸL
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶU
また、その他、目標値ＦB*を、式
ＦB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶL
ＦB*＝Ｇ・Ｋ・ＸU
FB*＝−Ｇ・Ｃ・ＶS
に従って決まる値等とすることもでき、これらの２つ以上の和の値を目標値とすることもできる。
【００７３】
さらに、本発明は、図３３に示すサスペンションの制御にも適用することができる。
本実施例においては、上下方向力発生装置３７０がＬ字形バーの代わりに直線状のロッド３７２を含む。直線状のロッド３７２の一端部がアクチュエータ３７４に連結され、他端部がリンク部材３７８を介してばね下部材３８０に連結される。アクチュエータ３７４はばね上部材としての車体３８２に取り付けられており、ばね上部材３８２とばね下部材３８０との間に、直線状のロッド３７２が配設されることになる。ばね上部材３８２とばね下部材３８０との間には、コイルスプリング３８４が設けられ、コイルスプリング３８４と弾性部材としての直線状のロッド３７２とが並列に設けられることになる。
アクチュエータ３７４は、電動モータと減速機とを含み、直線状のロッド３７２が、減速機を介して電動モータの出力軸に連結され、電動モータの駆動によりモータトルクＴMが加えられる。また、直線状のロッド３７２において、モータトルクＴMと曲げモーメントＬ・ＦB*とが等しくなるため、反力ＦB*は、式
ＦB*＝ＴM／Ｌ
で求められる大きさとなる。反力ＦB*は、上下方向力発生装置３７０によって、ばね下部材３８０に加えられる力ＦB*の反力である。
アクチュエータ３７４は、インバータ３９０を介して、コンピュータを主体とするコントローラ３９２に接続される。コントローラ３９２には、上記実施例における場合と同様に、ばね上加速度センサ、車高センサ、舵角センサ、操舵角センサ、ブレーキＥＣＵ等が接続されており、コントローラ３９２の指令に基づいてインバータ３９０が制御され、電動モータ３７４の出力トルクが制御される。本実施例においては、コントローラ３９２とインバータ３９０とによって、サスペンション制御ユニットが構成される。
上下方向力の目標値ＦB*は、上記各実施例における場合と同様に適宜決定することができ、電動モータ３７４のトルクＴMを制御することにより、上下方向力を制御することができる。
【００７４】
なお、上記各実施例においては、前輪側部分の上下方向の挙動を検出するセンサ１９６F，１９８Fによる検出値に基づいて後輪１２Rのサスペンションに対してプレビュー制御が行われる場合について説明したが、本発明は、図３４に示すように、フロントバンパ４００に設けられた路面センサ４０２による検出値に基づいて前輪１２Fのサスペンション、後輪１２Rのサスペンションに対してプレビュー制御が行われる場合にも同様に適用することができる。
路面センサ４０２は、例えば、超音波により、路面の凹凸を検出するものとすることができる。送信した超音波を受信し、その超音波を受信するまでの間の時間（路面によって反射して戻るまでの時間）に基づいて路面までの距離を取得し、路面の凹凸を取得する。路面センサ４０２は、図３５に示すように、バンパ４００の右前輪１２FRの前方と、左前輪１２FLの前方との両方にそれぞれ設けられる（４０２Ｒ、４０２Ｌ）。路面センサ４０２Ｒ、Ｌによって検出される路面の部分（路面の検出対象部）は、車両の停止中において、路面センサ４０２Ｒ、Ｌが設けられた位置のほぼ真下に対応する部分である。
したがって、プレビューゲインを取得する際には、車両の路面センサ４０２が設けられた位置から制御対象輪までの距離｛制御対象輪が前輪である場合には、距離ＬP、制御対象輪が後輪である場合には距離（ＬP＋ＬW）｝と車両の走行速度とで決まる余裕時間やその路面の検出対象部と制御対象輪が通る路面との重なりが問題となる。
【００７５】
制御対象輪が前輪１２Fである場合において、路面センサ４０２Ｒ、Ｌと左右前輪１２FL、FRとの間の前後方向の距離は、車両の直進状態において、一対の路面センサ４０２を通る線（車両の幅方向に延びる線）と左右前輪１２FL、FRの車軸の中心線が通る線との間の前後方向の距離ＬPとなる。したがって、この距離ＬPを車速で割った値が余裕時間ＴPである。
ＴP＝ＬP／Ｖ
制御対象輪が後輪である場合においては、上述の距離ＬPとホイールベールＬWとの和が、路面センサ４０２Ｒ、Ｌと左右後輪１２RL、RRとの間の前後方向の距離に対応する。その結果、余裕時間ＴPは、式
ＴP＝（ＬP＋ＬW）／Ｖ
で表される時間となる。
以下、上記実施例における場合と同様に、車速対応ゲインＧVを取得することができる。
【００７６】
前輪側の旋回半径、後輪側の旋回半径および旋回内側、旋回外側の前輪、後輪の旋回半径は、上記実施例における場合と同様に求めることができる。
また、検出対象部の軌跡は、路面センサ４０２Ｒ、Ｌの軌跡と同じであると考えることができる。路面センサ４０２の軌跡は、路面センサ４０２Ｒ、Ｌ各々における予め定められた点の軌跡として取得したり、路面センサ４０２Ｒ、Ｌの軌跡の中間の軌跡として取得したり、車両の前部の中心点Ｐfvの軌跡として取得したりすることもできる。中心点Ｐfvは、車両が水平な路面に停止している場合において、重心Ｇを通る前後方向に延びる線を含む鉛直面と一対の路面センサ４０２Ｒ、Ｌを通る線との交点Ｐfvである。軌跡を路面上の点の集合と考えた場合には、中心点Ｐfvの路面への投影点の集合を軌跡となる。中心点Ｐfvの軌跡（旋回半径）は、センサ側の軌跡（旋回半径）と称する。
センサ側の旋回半径は、図３５に示すように、式
Ｒfv＝（ＬP＋ＬW）／sinδW・１０-3
に従って求めることができる。
距離ＬPは旋回半径Ｒfvに対して小さいため、中心角（Ｐfv−０−ＰR）は、操舵輪の舵角の絶対値δWと同じであるとみなすことができる。
【００７７】
制御対象輪が前輪１２Fである場合において、旋回内側における路面センサ４０２と前輪との旋回半径の差（軌道差）は、式
ΔＲfin ＝（Ｒfv−Ｔs／２）−（Ｒf−Ｔf／２）＝Ｒfv−Ｒf
に、従って求めることができ、旋回外側における路面センサ４０２と前輪との旋回半径の差は、式
ΔＲfout ＝（Ｒfv＋Ｔs／２）−（Ｒf＋Ｔf／２）＝Ｒfv−Ｒf
に従って求めることができる。Ｔｓは一対の路面センサ４０２の間隔であるが、本実施例においては、前輪のホイールトレッドＴfと等しい。
路面センサ４０２による検出対象部が直径Ｄの円で囲まれた部分である場合には、図３６に示すように、重なり部分の幅方向の長さΔＷTは、式
ΔＷT＝（Ｒf＋ＷT／２）−（Ｒfv−Ｄ／２）＝（ＷT／２＋Ｄ／２）−ΔＲ・・・(7)
に従って求めることができ、ラップ率Ｌapは、式
Ｌap＝ΔＷT／ＷT
に従って求めることができる。
【００７８】
制御対象輪が後輪である場合において、旋回内側における路面センサ４０２と後輪との旋回半径の差、旋回外側における路面センサ４０２と後輪との旋回半径の差は、それぞれ、式
ΔＲrin ＝（Ｒfv−Ｔs／２）−（Ｒr−Ｔr／２）＝Ｒfv−｛Ｒr＋（Ｔs−Ｔr）／２｝
ΔＲrout ＝（Ｒfv＋Ｔs／２）−（Ｒr＋Ｔr／２）＝Ｒfv−｛Ｒr−（Ｔs−Ｔr）／２｝
で表すことができる。
重なり部分の幅方向の長さΔＷTは、式
ΔＷT＝（Ｒr＋ＷT／２）−（Ｒfv−Ｄ／２）＝（ＷT／２＋Ｄ／２）−ΔＲ・・・(8)
に従って求めることができ、ラップ率Ｌapは、式
Ｌap＝ΔＷT／ＷT
に従って求めることができる。
以下、上記実施例における場合と同様に、ラップ率Ｌapに基づいて旋回時ゲインＧRが取得されるのであり、プレビューゲインＧが取得される。
【００７９】
それに対して、検出対象部の領域が非常に小さく、殆ど「点」と見なし得る場合には、(7)式、(8)式において直径Ｄを０とすればよい。
その場合には、(7)式、(8)式から、軌道差ΔＲがタイヤ幅の１／２（ＷT／２）より大きい場合には、重なりが存在せず、タイヤ幅の１／２以下である場合には、重なりが存在することがわかる。また、長さΔＷTは、検出対象部のタイヤが通る路面に対する相対位置（タイヤが通る路面のタイヤの外周側の縁からの長さ）を表す。長さΔＷTがタイヤの幅の１／２（ＷT／２）である場合（ΔＷT＝ＷT／２）には、旋回半径の差ΔＲ＝０であり、タイヤの中央部が検出対象部を通る。長さΔＷTが０に近い場合（ΔＷT≒０）には、旋回半径の差ΔＲ＝ＷT／２であり、タイヤの外周側の縁部が検出対象部を通る。長さΔＷTがタイヤの幅ＷTに近い場合（ΔＷT≒ＷT）には、旋回半径の差ΔＲ＝−ＷT／２であり、タイヤの内周側の縁部が検出対象部を通ることがわかる。換言すれば、タイヤの中央部が検出対象部を通る場合は縁部が通る場合より、その路面センサ４０２によって検出された検出対象部周辺の路面の凹凸との重なり部が多いと考えることができる。そのように考えれば、上述の長さΔＷTをタイヤ幅ＷTで割ることによって得られるラップ率を、上記実施例における場合と同様に採用することが可能となり、ラップ率が大きい場合は小さい場合よりゲインを大きくすることは妥当なことである。
【００８０】
これらの各値に基づいて、プレビューゲインが上記実施例における場合と同様に求められる。また、路面センサ４０２によって検出された路面の凹凸は、制御対象輪のばね下部材の変位であると考えることができる。それらに基づいて、前輪１２Fの上下方向力発生装置２４F、後輪１２Rの上下方向力発生装置２４Rがそれぞれ制御される。それによって、後輪１２Rのみならず、前輪１２Fにおいてもプレビュー制御が可能となるため、制御遅れを小さくして、前輪１２Fの上下方向の振動を良好に抑制することが可能となる。
【００８１】
なお、上記実施例においては、路面センサ４０２がほぼ鉛直下方の路面の凹凸を検出するものであったが、前方、後方の路面の凹凸を検出するものとすることができる。その場合には、その制御対象路面の部分と制御対象輪の車軸の中心線との間の距離と、車速とによって余裕時間が取得されることになる。
また、モデルを考え、路面の凹凸（ばね下変位）に基づいてばね上変位ＸU、ばね上絶対速度ＶU、ばね上ばね下相対速度ＶS等を取得して、それに基づいてプレビュー制御が行われるようにすることもできる。
さらに、本実施例は、図２９，図３０，図３３に記載のサスペンションと組み合わせて適用することもできる。
【００８２】
以上、複数の態様について記載したが、サスペンションの構造、サスペンション制御の内容は上記実施例には限らない等、本発明は、前記に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施例であるサスペンション制御装置を備えた車両全体を概念的に示す図である。
【図２】上記サスペンション制御装置を含むサスペンションシステム全体を概念的に示す図である。
【図３】上記サスペンションシステムに含まれる上下方向力発生装置の側面図である。
【図４】上記サスペンションシステムに含まれるショックアブソーバの断面図である。
【図５】上記ショックアブソーバの詳細な断面図である。
【図６】上記サスペンションに含まれる上下方向力発生装置の平面図である。
【図７】上記上下方向力発生装置のアクチュエータの断面図である。
【図８】上記上下方向力発生装置の作動を表す図である。
【図９】上記アクチュエータの電動モータを制御するインバータの回路図である。
【図１０】上記インバータの作動状態を示す図である。
【図１１】上記サスペンションシステムに含まれるサスペンション制御ユニットの周辺を概念的に示す回路図である。
【図１２】(a)車速と余裕時間との関係を示す図である。(b)上記制御ユニットの記憶部に記憶された車速対応プレビューゲイン決定テーブルを概念的に示すマップである。(c)余裕時間、制御遅れ時間、効果有り時間の関係を概念的に示す図である。
【図１３】(a)車両の旋回中における車輪の軌道を示す図である。(b)前輪が通った路面と後輪が通ると予想される路面との重なりを表す図である。
【図１４】車両の旋回中の各輪の旋回半径と前輪舵角との関係を示す図である。
【図１５】前輪、後輪の旋回半径と軌道差との関係を示す図である。
【図１６】(a)前輪舵角の絶対値とラップ率との関係を示す図である。(b)上記制御ユニットの記憶部に記憶された旋回時プレビューゲイン決定テーブルを概念的に示すマップである。
【図１７】上記サスペンションシステムに含まれる上下方向力発生装置制御ユニットの記憶部に記憶されたプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図１８】上記プレビュー制御プログラムの一部を示すフローチャートである（プレビューゲイン決定）。
【図１９】上記プレビュー制御プログラムの別の一部を示すフローチャートである（車速対応ゲイン決定）。
【図２０】上記プレビュー制御プログラムのさらに別の一部を示すフローチャートである（旋回時ゲイン決定）。
【図２１】上記上下方向力発生装置の記憶部に記憶された通常制御プログラムを表すフローチャートである。なお、プレビュー制御プログラムの一部でもある。
【図２２】上記通常制御プログラムの一部を示すフローチャートである（制御指令値の出力）。
【図２３】上記サスペンションシステムにおける制御の一例を示す図である。
【図２４】別の、旋回半径と前輪舵角との関係を示す図である。
【図２５】上記上下方向力発生装置制御ユニットの記憶部に記憶された別のプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２６】上記上下方向力発生装置の記憶部に記憶された別の通常制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２７】上記サスペンションシステムに含まれるアブソーバ制御ユニットの記憶部に記憶されたプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２８】上記アブソーバ制御ユニットの記憶部に記憶された通常制御プログラムを表すフローチャートである。
【図２９】上記サスペンションシステムに含まれる別のサスペンションの構造を概念的に示す図である。
【図３０】上記サスペンションシステムに含まれるさらに別のサスペンションの構造を概念的に示す図である。
【図３１】上記サスペンションシステムに含まれるサスペンション制御ユニットの記憶部に記憶されたさらに別のプレビュー制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３２】上記記憶部に記憶されたさらに別の通常制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３３】上記サスペンションシステムに含まれる別のサスペンションの構造を概念的に示す図である。
【図３４】本発明の別の一実施例であるサスペンション制御装置を含む車両全体を概念的に示す図である。
【図３５】上記車両の旋回半径、前輪舵角、ホイールベースの間の関係を示す図である。
【図３６】(a)車両の旋回中における検出対象部の軌跡、車輪の軌跡を示す図である。(b)検出対象部（路面の部分）の軌跡と制御対象輪が通ると予想される路面との重なりを表す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１２：車輪 １４：車体 ２０：コイルスプリング ２２：ショックアブソーバ ２４：上下方向力発生装置 ４６：第２ロアアーム ５６：減衰特性制御装置 ９０：電動モータ １２２：Ｌ字形バー １２４：アクチュエータ １３０：シャフト部 １３２：アーム部 １４０：電動モータ １６８：サスペンションＥＣＵ １７０：上下方向力発生装置ＥＣＵ １７２ショックアブソーバＥＣＵ １７８：インバータ ２２２：インバータ １９６：ばね上加速度センサ １９８：車高センサ ２００：舵角センサ ２８４：コイルスプリング ２８６：ショックアブソーバ ２８８：減衰特性制御装置 ３１２：液圧シリンダ装置 ３１６：ポンプ ３１８；電動モータ ３５０：サスペンションＥＣＵ ３６０：ストロークセンサ ３６２：ばね上加速度センサ ３７０：上下方向力発生装置 ３７２：直線状のロッド ３７４：アクチュエータ ３９０：インバータ ３９２：サスペンションＥＣＵ ４０２：路面センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記ゲイン決定部が、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間以上である場合に予め定められた一定の値とし、前記第１設定時間より短い場合に、前記余裕時間が短くなるのに伴って減少する値とするゲイン漸減部を含む請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項３】
前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が、前記第１設定時間より短い第２設定時間以下である場合に、前記ゲインを０とする０決定部を含む請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。
【請求項４】
前記ゲイン決定部が、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は０とする０決定部を含む請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項５】
前記制御対象輪のサスペンションへの制御指令値を、前記余裕時間が前記第１設定時間以上の場合には、前記少なくとも１つのセンサによる検出値が取得された時点から、前記余裕時間から前記制御遅れ時間を引いた時間が経過した後に出力するプレビュー制御部を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項６】
前記ゲイン決定部が、前記車両の直進状態において、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は長い場合より前記ゲインを小さい値に決定する余裕時間対応決定部と、前記車両の旋回状態において、前記ゲインを、操舵車輪の舵角の絶対値が大きい場合は小さい場合より小さい値に決定する旋回時ゲイン決定部とを含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項７】
前記制御対象輪のサスペンションが、その制御対象輪を保持するばね下部材とばね上部材との間に設けられ、上下方向の力を発生させる上下方向力発生装置を含み、当該サスペンション制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値と前記ゲインとに基づいて、前記上下方向力発生装置を制御する上下方向力制御装置を含む請求項１ないし６のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項８】
前記上下方向力発生装置が、減衰力を発生させる減衰力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の絶対速度と、前記制御対象輪を保持する前記ばね下部材の上下方向の絶対速度と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対速度とのうちの１つ以上の速度を取得するとともに、少なくとも、その取得した１つ以上の速度と前記ゲインとに基づいて決まる値を目標減衰力とする目標減衰力決定部と、前記減衰力発生装置を制御して、その目標減衰力決定部によって決定された目標減衰力を出力させる減衰力制御部とを含む請求項７に記載のサスペンション制御装置。
【請求項９】
前記上下方向力発生装置が、弾性力を発生させる弾性力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の変位と、前記制御対象輪を保持するばね下部材の上下方向の変位と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対変位とのうちの１つの変位を取得するとともに、少なくとも、その取得した１つの変位と前記ゲインとで決まる値を目標弾性力とする目標弾性力決定部と、前記弾性力発生装置を制御して、その目標弾性力決定部によって決定された目標弾性力を出力させる弾性力制御部とを含む請求項７または８に記載のサスペンション制御装置。
【請求項１０】
前記上下方向力発生装置が、前記ばね下部材と前記ばね上部材とのいずれか一方に一端部が連結され、他方に他端部が連結された弾性部材を含み、前記上下方向力制御装置が、前記弾性部材を復元力に抗して弾性変形させる駆動源を含み、前記弾性部材の弾性変形量を変化させて、前記上下方向力を制御する弾性変形量制御部を含む請求項７ないし９のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのセンサが、前記前輪側ばね上部材の上下方向の加速度を検出する前輪ばね上加速度センサと、前記車両の前輪を保持する前輪側ばね下部材と前輪側ばね上部材との相対ストロークを検出するストロークセンサとを含み、前記上下方向力制御装置が、前記前輪ばね上加速度センサによる検出値、前記ストロークセンサによる検出値および前記ゲインに基づいて前記後輪側に設けられた前記上下方向力発生装置を制御するばね下運動依拠上下方向力制御部を含む請求項７ないし１０のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項１２】
車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記車両の走行速度が、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と制御遅れ時間とで決まる第１設定速度より大きい場合に、前記第１設定速度以下の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項１】
車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と、前記車両の走行速度とで決まる余裕時間が、制御遅れ時間で決まる第１設定時間より短い場合に、前記第１設定時間以上の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記ゲイン決定部が、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間以上である場合に予め定められた一定の値とし、前記第１設定時間より短い場合に、前記余裕時間が短くなるのに伴って減少する値とするゲイン漸減部を含む請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項３】
前記ゲイン決定部が、前記余裕時間が、前記第１設定時間より短い第２設定時間以下である場合に、前記ゲインを０とする０決定部を含む請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。
【請求項４】
前記ゲイン決定部が、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は０とする０決定部を含む請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項５】
前記制御対象輪のサスペンションへの制御指令値を、前記余裕時間が前記第１設定時間以上の場合には、前記少なくとも１つのセンサによる検出値が取得された時点から、前記余裕時間から前記制御遅れ時間を引いた時間が経過した後に出力するプレビュー制御部を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項６】
前記ゲイン決定部が、前記車両の直進状態において、前記ゲインを、前記余裕時間が前記第１設定時間より短い場合は長い場合より前記ゲインを小さい値に決定する余裕時間対応決定部と、前記車両の旋回状態において、前記ゲインを、操舵車輪の舵角の絶対値が大きい場合は小さい場合より小さい値に決定する旋回時ゲイン決定部とを含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項７】
前記制御対象輪のサスペンションが、その制御対象輪を保持するばね下部材とばね上部材との間に設けられ、上下方向の力を発生させる上下方向力発生装置を含み、当該サスペンション制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値と前記ゲインとに基づいて、前記上下方向力発生装置を制御する上下方向力制御装置を含む請求項１ないし６のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項８】
前記上下方向力発生装置が、減衰力を発生させる減衰力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の絶対速度と、前記制御対象輪を保持する前記ばね下部材の上下方向の絶対速度と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対速度とのうちの１つ以上の速度を取得するとともに、少なくとも、その取得した１つ以上の速度と前記ゲインとに基づいて決まる値を目標減衰力とする目標減衰力決定部と、前記減衰力発生装置を制御して、その目標減衰力決定部によって決定された目標減衰力を出力させる減衰力制御部とを含む請求項７に記載のサスペンション制御装置。
【請求項９】
前記上下方向力発生装置が、弾性力を発生させる弾性力発生装置を含み、前記上下方向力制御装置が、前記少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、前記制御対象輪に対応する前記ばね上部材の上下方向の変位と、前記制御対象輪を保持するばね下部材の上下方向の変位と、それらばね上部材とばね下部材との上下方向の相対変位とのうちの１つの変位を取得するとともに、少なくとも、その取得した１つの変位と前記ゲインとで決まる値を目標弾性力とする目標弾性力決定部と、前記弾性力発生装置を制御して、その目標弾性力決定部によって決定された目標弾性力を出力させる弾性力制御部とを含む請求項７または８に記載のサスペンション制御装置。
【請求項１０】
前記上下方向力発生装置が、前記ばね下部材と前記ばね上部材とのいずれか一方に一端部が連結され、他方に他端部が連結された弾性部材を含み、前記上下方向力制御装置が、前記弾性部材を復元力に抗して弾性変形させる駆動源を含み、前記弾性部材の弾性変形量を変化させて、前記上下方向力を制御する弾性変形量制御部を含む請求項７ないし９のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのセンサが、前記前輪側ばね上部材の上下方向の加速度を検出する前輪ばね上加速度センサと、前記車両の前輪を保持する前輪側ばね下部材と前輪側ばね上部材との相対ストロークを検出するストロークセンサとを含み、前記上下方向力制御装置が、前記前輪ばね上加速度センサによる検出値、前記ストロークセンサによる検出値および前記ゲインに基づいて前記後輪側に設けられた前記上下方向力発生装置を制御するばね下運動依拠上下方向力制御部を含む請求項７ないし１０のいずれか１つに記載のサスペンション制御装置。
【請求項１２】
車両に設けられた少なくとも１つのセンサによる検出値に基づいて、その少なくとも１つのセンサの検出対象部より後方にある制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、
前記車両の走行速度が、前記センサの検出対象部と前記制御対象輪との間の前後方向の距離と制御遅れ時間とで決まる第１設定速度より大きい場合に、前記第１設定速度以下の場合より、前記サスペンションの制御に使用されるゲインを小さくするゲイン決定部を含むことを特徴とするサスペンション制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
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【図１９】
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【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
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【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２００９−１１９９４７（Ｐ２００９−１１９９４７Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４０１４（Ｐ２００７−２９４０１４）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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