JP2001001736A - 減衰力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体の上下方向の振動抑制の制御性能を損な
うことなく、車体のピッチ運動及びロール運動も抑制す
る。 【解決手段】 ステップ１０２にて、車体のヒーブ方向
の振動を抑制するための第１目標減衰力が、スカイフッ
ク理論を用いた車両の単輪モデルに基づいて各輪毎に計
算される。ステップ１０４にて、車体のピッチ方向の振
動を抑制するための第２目標減衰力が、車両の前後輪モ
デルに基づいて各輪毎に計算される。ステップ１０６に
て、車体のロール方向の振動を抑制するための第３目標
減衰力が、車両の左右輪モデルに基づいて各輪毎に計算
される。そして、ステップ１０８にて、前記第１〜第３
目標減衰力のうちで絶対値の最大なものが各輪毎に選択
される。ステップ１１０〜１１６にて、各輪位置のダン
パの減衰力が前記選択された目標減衰力に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の各輪と車体
との間にそれぞれ設けた各ダンパの減衰力を制御する減
衰力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の減衰力制御装置における第１の
従来技術としては、スカイフック理論に基づいて実減衰
係数を決定、すなわち車体の上下方向速度と、車体の車
輪に対する上下方向の相対速度との比に応じて実減衰係
数を決定する減衰力制御装置が知られている（例えば、
特開平５−２９４１２２号公報）。この装置において
は、各輪位置毎の車体の上下方向速度を車体のロール運
動速度、ピッチ運動速度、ヒーブ運動速度及びワープ運
動速度に分解し、前後加速度の微分値に応じて変化する
ピッチゲインを前記分解したピッチ運動速度に乗算し、
横加速度の微分値に応じて変化するロールゲインを前記
分解したロール運動速度に乗算し、かつ定数ゲインをヒ
ーブ運動速度及びワープ運動速度にそれぞれ乗算し、こ
れらのゲイン調整されたロール運動速度、ピッチ運動速
度、ヒーブ運動速度及びワープ運動速度を各輪位置毎の
車体の上下方向速度に再合成し、同再合成した各輪位置
毎の車体の上下方向速度と各輪位置毎の車体の車輪に対
する相対速度との比に応じて実減衰係数を決定し、各輪
位置における車体の上下方向の振動を抑制するととも
に、車体のピッチング及びローリングも効果的に抑制す
るようにしている。

【０００３】また、第２の従来技術としては、各輪位置
における車体の車輪に対する上下方向の相対変位量をそ
れぞれ検出し、車体のピッチング、ローリングなどを考
慮した車両の各種運動方程式に基づき前記相対変位量を
用いて各輪位置における車体の上下方向速度を計算する
とともに、前記相対変位量を微分することによって各輪
位置における車体の車輪に対する上下方向の相対速度を
計算し、前記各上下方向速度と前記各相対速度との比に
応じて実減衰係数を決めることにより、前記相対変位量
を検出するのみで、ダンパの減衰力をスカイフック理論
に基づいて制御するようにした減衰力制御装置も知られ
ている（特開平６−３４４７４３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１及び第２の従来技術にあっては、車体のピッチ運動及
びロール運動に応じて、車体の上下方向の振動抑制制御
用のアルゴリズム自体すなわちスカイフック理論に基づ
くアルゴリズム自体を直接補正しているので、同補正に
より車体のピッチ及びロール方向の振動に対する抑制効
果は発揮されるが、本来的には車体の上下方向の振動を
抑制するために与えた設計仕様による減衰力制御の基本
性能を損なうことになってしまう。

【０００５】

【発明の大略】本発明は上記課題に対処するためになさ
れたもので、その目的は、車体の上下方向の振動を抑制
するための制御性能を確保しつつ、車体のピッチ運動及
び／又はロール運動に対する振動抑制効果も期待できる
減衰力制御装置を提供することにある。

【０００６】上記目的を達成するために、本発明の第１
の構成上の特徴は、車両の各輪と車体との間にそれぞれ
設けた各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置にお
いて、車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の
振動を抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞ
れ計算する第１目標減衰力計算手段と、車両の前後輪モ
デルに基づいて車体のピッチ方向の振動を抑制するため
の第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算する第２目標
減衰力計算手段と、前記計算された各輪毎の第１及び第
２目標減衰力に基づいて最終的な目標減衰力を各輪毎に
それぞれ決定する最終目標減衰力決定手段と、前記決定
した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定制御する
出力手段とを備えたことにある。この場合、例えば、前
記第１目標減衰力計算手段は車体の上下方向の運動状態
量に応じて第１目標減衰力を計算するものであり、前記
第２目標減衰力計算手段は車体のピッチ方向の運動状態
量に応じて第２目標減衰力を計算するものである。

【０００７】前記第１の構成上の特徴によれば、第１及
び第２目標減衰力計算手段がそれぞれ第１及び第２目標
減衰力を計算し、最終目標減衰力決定手段及び出力手段
の作用により、ダンパの減衰力が第１及び第２目標減衰
力に基づいて決定した最終的な目標減衰力に各輪毎に設
定制御される。この場合、第１目標減衰力は車両の単輪
モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を抑制するた
めに計算されたものであり、また第２目標減衰力は車両
の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動を抑
制するために前記第１目標減衰力とは独立して計算され
たものであるので、第１目標減衰力がもつ本来的な車体
の上下方向の振動を抑制するための制御性能を確保しつ
つ、車体のピッチ運動に対する不足減衰力が補償される
ことになり、車体の上下振動が効果的に抑制されるとと
もに、併せて車体のピッチ運動に対する振動も抑制され
て、車両の乗り心地及び走行安定性が良好に保たれる。

【０００８】また、前記第１の構成上の特徴である最終
目標減衰力決定手段と出力手段とを、それぞれ前記計算
された第１及び第２目標減衰力のうちで大きな方の目標
減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段と、前記選
択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダンパに
それぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記選択し
た各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段とで構
成してもよい。

【０００９】これによれば、選択手段及び出力手段の作
用により、ダンパの減衰力が第１及び第２目標減衰力の
うちで大きな方の目標減衰力に各輪毎に設定制御される
ので、車体のピッチ方向の振動がある程度大きくなった
ときにのみ、第１目標減衰力が第２目標減衰力よりも小
さいことを条件に、各輪位置のダンパの減衰力が車両の
前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動を抑制
するための第２目標減衰力に設定される。そして、それ
以外の場合には、各輪位置のダンパの減衰力は、車両の
単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を抑制す
るための第１目標減衰力に設定される。したがって、こ
れによれば、第１目標減衰力計算手段によって計算され
た第１目標減衰力がもつ本来的な車体の上下方向の振動
を抑制するための制御性能をより的確に確保しつつ、車
体のピッチ運動に対する不足減衰力が補償されることに
なるので、車体の上下振動がより効果的に抑制されると
ともに、併せて車体のピッチ運動に対する振動も抑制さ
れて、車両の乗り心地及び走行安定性がより良好に保た
れる。

【００１０】また、本発明の第２の構成上の特徴は、前
記第１の構成上の特徴における前記第２目標減衰力計算
手段を、車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方
向の振動を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそ
れぞれ計算する第２目標減衰力計算手段に置換したこと
にある。この場合、例えば前記第２目標減衰力計算手段
は車体のロール方向の運動状態量に応じて第２目標減衰
力を計算するものである。

【００１１】この第２の構成上の特徴においては、前記
第１の構成上の特徴における車体のピッチ方向の振動を
抑制するための第２目標減衰力が、車体のロール方向の
振動を抑制するための第２目標減衰力に置換されている
ので、第１目標減衰力がもつ本来的な車体の上下方向の
振動を抑制するための制御性能を確保しつつ、車体のロ
ール運動に対する不足減衰力が補償されることになり、
車体の上下振動が効果的に抑制されるとともに、併せて
車体のロール運動に対する振動も抑制されて、車両の乗
り心地及び走行安定性が良好に保たれる。

【００１２】さらに、本発明の第３の構成上の特徴は、
前記第１の構成上の特徴において、前記第２の構成上の
特徴である第２目標減衰力計算手段を、第３目標減衰力
を計算する第３目標減衰力計算手段として加えるととも
に、前記最終目標減衰力決定手段を、前記計算された各
輪毎の第１、第２及び第３目標減衰力に基づいて最終的
な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定する最終目標減衰
力決定手段で置換したことにある。また、この場合も、
前記最終目標減衰力決定手段と出力手段とを、それぞれ
前記計算された第１、第２及び第３目標減衰力のうちで
最大の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
と、前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記
各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を
前記選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力
手段とで構成してもよい。

【００１３】この第３の構成上の特徴においては、前記
第１及び第２の構成上の特徴における第１及び第２目標
減衰力に代えて、ダンプの減衰力は、独立して計算され
た第１〜第３目標減衰力に基づいて決定した目標減衰
力、例えば第１、第２及び第３目標減衰力のうちで最大
の目標減衰力に各輪毎に設定制御される。この場合、第
１目標減衰力は車両の単輪モデルに基づいて車体のヒー
ブ方向の振動を抑制するために計算されたものであり、
第２目標減衰力は車両の前後輪モデルに基づいて車体の
ピッチ方向の振動を抑制するために計算されものであ
り、第３目標減衰力は車両の左右輪モデルに基づいて車
体のロール方向の振動を抑制するために計算されたもの
であり、これらの第１〜第３目標減衰力はそれぞれ独立
して計算されたものである。したがって、この第３の構
成上の特徴によれば、第１目標減衰力計算手段によって
計算された第１目標減衰力がもつ本来的な車体の上下方
向の振動を抑制するための制御性能を確保しつつ、車体
のピッチ運動及びロール運動に対する不足減衰力が補償
されることになり、車体の上下振動が効果的に抑制され
るとともに、併せて車体のピッチ運動及びロール運動に
対する振動も抑制されて、車両の乗り心地及び走行安定
性が良好に保たれる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明すると、図１は同実施形態に係る車両の減衰
力制御装置を概略ブロック図により示している。

【００１５】この車両は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２及び
左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の各輪位置にて車体ＢＤ（図
３，５，７に示す）と車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２との間に設けられたサスペンション装置１０Ａ，１
０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを備えている。これらのサスペン
ション装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、車体Ｂ
Ｄと各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２との間に設け
られて車体ＢＤを各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２
に対してそれぞれ弾性的に支持するばね１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄと、これらのばね１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄに並列に設けられて車体ＢＤの各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に対する振動をそれぞれ減
衰させるダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを備
えている。なお、これらのばね１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄ及びダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ
の各組は、それぞれショックアブソーバを構成するもの
である。ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはオリ
フィス開度を変更可能としており、減衰係数がそれぞれ
可変となっている。

【００１６】また、この車両は、各ダンパ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄの減衰係数（減衰力）を可変設定す
るための電気制御装置２０を備えている。電気制御装置
２０は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路などか
らなり、内蔵のタイマにより所定の短時間毎に図２のプ
ログラム（図３，５，７のサブルーチンを含む）を繰り
返し実行して、各ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２
ｄのオリフィス開度を制御する。この電気制御装置２０
には、ばね上加速度センサ２１ａ〜２１ｄ、相対変位量
センサ２２ａ〜２２ｄ、ピッチ角速度センサ２３及びロ
ール角速度センサ２４が接続されている。

【００１７】ばね上加速度センサ２１ａ〜２１ｄは、各
輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置において車体Ｂ
Ｄ（ばね上部材）にそれぞれ組み付けられ、同各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置における車体ＢＤの絶
対空間に対する上下方向の加速度ｘ_pb1''，ｘ_pb2''，ｘ
_pb3''，ｘ_pb4''をそれぞれ検出して、同上下加速度ｘ
_pb1''，ｘ_pb2''，ｘ_pb3''，ｘ_pb4''を表す検出信号を出
力する。なお、上下加速度ｘ_pb1''，ｘ_pb2''，
ｘ_pb3''，ｘ_pb4''は、上方向を正とするとともに下方向
を負とする。相対変位量センサ２２ａ〜２２ｄは、各輪
ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置における車体ＢＤ
（ばね上部材）と車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２
（ばね下部材）との間にそれぞれ組み付けられ、同各輪
ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置における車体ＢＤ
の各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に対する上下方
向の相対変位量ｘ_pw1−ｘ_pb1，ｘ_pw2−ｘ_pb2，ｘ_pw3−
ｘ_pb3，ｘ_pw4−ｘ_pb4をそれぞれ検出して、同変位量ｘ
_pw1−ｘ_pb1，ｘ_pw2−ｘ_pb2，ｘ_pw3−ｘ _pb3，ｘ_pw4−ｘ
_pb4を表す検出信号を出力する。なお、これらの相対変
位量ｘ_pw1−ｘ_pb1，ｘ_pw2−ｘ_pb2，ｘ_pw3−ｘ_pb3，ｘ
_pw4−ｘ_pb4は、所定の基準変位量に対する変位量であ
り、小さくなる方向（ダンパの縮み方向）を正とすると
ともに大きくなる方向（ダンパの伸び方向）を負とす
る。

【００１８】ピッチ角速度センサ２３は、車体ＢＤの重
心位置近傍に組み付けられたレートセンサで構成されて
おり、車体ＢＤのピッチ方向の角速度Ｐ_a'を検出して同
角速度Ｐ_a'を表す検出信号を出力する。ロール角速度セ
ンサ２４は、車体ＢＤの重心位置近傍に組み付けられた
レートセンサで構成されており、車体ＢＤのロール方向
の角速度Ｒ_a'を検出して同角速度Ｒ_a'を表す検出信号を
出力する。

【００１９】次に、上記のように構成した車両の減衰力
制御装置の動作について説明すると、図示しないイグニ
ッションスイッチの投入後、電気制御装置２０は、図２
のプログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行し始め
る。このプログラムの実行はステップ１００にて開始さ
れ、ステップ１０２，１０４，１０６にて第１〜第３減
衰力計算ルーチンをそれぞれ実行する。

【００２０】第１減衰力計算ルーチンは、図３に詳細に
示されており、車両の単輪モデルに基づいて車体ＢＤの
ヒーブ方向（上下方向）の振動を抑制するための各ダン
パ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによる第１目標減衰
力を計算するものである。

【００２１】この第１減衰力計算ルーチンについて説明
する前に、第１目標減衰力の計算方法について説明して
おく。図４は、車両における単輪の１自由度モデルを示
している。図中、Ｍ_bは、車体ＢＤの質量である。ｘ_pb
は、絶対空間における車体ＢＤ（ばね上部材)の基準位
置に対する上下方向の変位量である。ｘ_pwは、絶対空間
における車輪Ｗ（ばね下部材)の基準位置に対する上下
方向の変位量である。これらの変位量ｘ_pb，ｘ_pwは、い
ずれも上方向を正とする。Ｋsは、ばね１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄを代表して示すばね１１のばね定数
である。Ｃ_sは、各ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄを代表して示すダンパ１２の減衰係数である。Ｃ_sk
は、スカイフック理論に基づいてスカイフックさせた仮
想的なダンパ１２Ａの減衰係数であり、予め適当に定め
られた定数である。

【００２２】まず、ダンパ１２に代えて仮想的なダンパ
１２Ａを用いた仮想モデルについて考える。車体ＢＤの
上下加速度をｘ_pb''とするとともに、同車体ＢＤの上下
速度をｘ_pb'とすると、仮想モデルのヒーブ方向の車体
ＢＤの運動方程式は下記数１のように表される。

【００２３】

【数１】Ｍ_bｘ_pb''＝Ｋ_s（ｘ_pw−ｘ_pb）−Ｃ_skｘ_pb’ また、現実のダンパ１２を用いた実モデルについて考え
ると、同実モデルの上下方向の運動方程式は下記数２の
ように表される。

【００２４】

【数２】 Ｍ_bｘ_pb''＝Ｋ_s(ｘ_pw−ｘ_pb)＋Ｃ_s(ｘ_pw'−ｘ_pb') 前記数１，２より、下記数３が導かれる。そして、この
数３で規定される関係により、スカイフック理論に基づ
いてダンパ１２（又はダンパ１２Ａ）によって車体ＢＤ
に付与される理想的な減衰力Ｆdは下記数４で表され
る。

【００２５】

【数３】Ｃ_s(ｘ_pw'−ｘ_pb')＋Ｃ_skｘ_pb'＝０

【００２６】

【数４】Ｆd＝Ｃ_s(ｘ_pw'−ｘ_pb')＝−Ｃ_skｘ_pb' 次に、第１減衰力計算ルーチンについて説明すると、同
ルーチンの実行は図３のステップ１５０にて開始され、
ステップ１５２にてばね上加速度センサ２１ａ〜２１ｄ
から各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置における
車体ＢＤの上下加速度ｘ_pb1''，ｘ_pb2''，ｘ_pb3''，ｘ
_pb4''をそれぞれ入力する。次に、ステップ１５４にて
前記入力した上下加速度ｘ_pb1''，ｘ_pb2''，ｘ_pb3''，
ｘ_pb4''を積分することにより、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，
ＲＷ１，ＲＷ２位置における車体ＢＤの上下速度
ｘ_pb1'，ｘ_pb2'，ｘ_pb3'，ｘ_pb4'をそれぞれ計算する。

【００２７】次に、ステップ１５６にて、前記計算した
各上下速度ｘ_pb1'，ｘ_pb2'，ｘ_pb3'，ｘ_pb4'に予め適当
に定めたスカイフック減衰係数Ｃ_skをそれぞれ乗算する
下記数５の演算の実行により、各ダンパ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄによる第１目標減衰力Ｆd1，Ｆd2，
Ｆd3，Ｆd4をそれぞれ計算する。

【００２８】

【数５】Ｆdi＝−Ｃ_skｘ_pbi' ただし、前記数５中の「ｉ」は、１〜４の正数である。
また、この例では、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ
２共通のスカイフック減衰係数Ｃ_skを用いるようにした
が、前輪ＦＷ１，ＦＷ２と後輪ＲＷ１，ＲＷ２とで異な
る値を用いるようにしてもよい。そして、ステップ１５
８にて、この第１減衰力計算ルーチンの実行を終了す
る。

【００２９】第２減衰力計算ルーチンは、図５に詳細に
示されており、車両の前後輪モデルに基づいて車体ＢＤ
のピッチ方向の振動を抑制するための各ダンパ１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによる第２目標減衰力を計算す
るものである。

【００３０】この第２減衰力計算ルーチンについて説明
する前に、第２目標減衰力の計算方法について説明して
おく。図６は、車両における前後輪の２自由度モデルを
示している。図中、ｘ_bfは、前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置に
おける車体ＢＤ（ばね上部材)の基準位置に対する上下
方向の変位量である。ｘ_brは、後輪ＲＷ１，ＲＷ２位置
における車体ＢＤ（ばね上部材)の基準位置に対する上
下方向の変位量である。ｘ_wfは、前輪ＦＷ１，ＦＷ２
（ばね下部材)の基準位置に対する上下方向の変位量で
ある。ｘ_wrは、後輪ＲＷ１，ＲＷ２（ばね下部材)の基
準位置に対する上下方向の変位量である。これらの変位
量ｘ_bf，ｘ_wf，ｘ_br，ｘ_wrは、いずれも上方向を正とす
る。Ｋ_sfは、前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置におけるばね１１
ａ，１１ｂを代表して示すばね１１ｆのばね定数であ
る。Ｋ_srは、後輪ＲＷ１，ＲＷ２位置におけるばね１１
ｃ，１１ｄを代表して示すばね１１ｒのばね定数であ
る。Ｃ_sfは、前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置におけるダンパ１
２ａ，１２ｂを代表して示すダンパ１２ｆの減衰係数で
ある。Ｃ_srは、後輪ＲＷ１，ＲＷ２位置におけるダンパ
１２ｃ，１２ｄを代表して示すダンパ１２ｒの減衰係数
である。Ｃ_pは、車体ＢＤのピッチ方向の振動を抑制す
るための仮想的なダンパ１２ｐの減衰係数であり、予め
適当に定められた定数である。

【００３１】まず、現実のダンパ１２ｆ，１２ｒに代え
て仮想的なダンパ１２ｐを用いた仮想モデルについて考
える。車体ＢＤの上下加速度をｘ_pb''とするとともに、
車体ＢＤのピッチ方向の角加速度及び角速度をそれぞれ
Ｐ_a''，Ｐ_a'とすると、仮想モデルのヒーブ方向及びピ
ッチ方向の車体ＢＤの各運動方程式は下記数６，７のよ
うにそれぞれ表される。なお、これらのピッチ方向の角
加速度Ｐ_a''及び角速度Ｐ_a'は、共に車体ＢＤの前輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２側が上昇し、後輪ＲＷ１，ＲＷ２側が下降
する回転方向を正とする。

【００３２】

【数６】 Ｍ_bｘ_pb''＝Ｋ_sf(ｘ_wf−ｘ_bf)＋Ｋ_sr(ｘ_wr−ｘ_br)

【００３３】

【数７】Ｉ_pＰ_a''＝−Ｌ_fＫ_sf(ｘ_wf−ｘ_bf)＋Ｌ_rＫ
_sr(ｘ_wr−ｘ_br)−Ｃ_pＰ_a' ただし、Ｉ_pは車体ＢＤのピッチ方向の慣性モーメント
であり、Ｌ_fは前輪車軸と重心点間距離であり、Ｌ_rは後
輪車軸と重心点間距離である。

【００３４】また、現実のダンパ１２ｆ，１２ｒを用い
た実モデルについて考えると、同実モデルのヒーブ方向
及びピッチ方向の車体ＢＤの各運動方程式は下記数８，
９のようにそれぞれ表される。

【００３５】

【数８】

【００３６】

【数９】

【００３７】前記数６〜９より、下記数１０，１１が導
かれる。

【００３８】

【数１０】 Ｃ_sf(ｘ_wf'−ｘ_bf')＋Ｃ_sr(ｘ_wr'−ｘ_br')＝０

【００３９】

【数１１】Ｌ_fＣ_sf(ｘ_wf'−ｘ_bf')−Ｌ_rＣ_sr(ｘ_wr'−ｘ
_br')＋Ｃ_pＰ_a'＝０ そして、これらの数１０，１１で規定される関係によ
り、車体ＢＤのピッチ方向の振動を抑制するために前輪
用ダンパ１２ｆ及び後輪用ダンパ１２ｒ（又はダンパ１
２ｐ）によって車体ＢＤに付与される理想的な減衰力Ｐ
Ｆ_f，ＰＦ_rは下記数１２，１３で表される。

【００４０】

【数１２】 ＰＦ_f＝Ｃ_sf(ｘ_wf'−ｘ_bf')＝Ｃ_pＰ_a'／(Ｌ_f＋Ｌ_r)

【００４１】

【数１３】 ＰＦ_r＝Ｃ_sr(ｘ_wr'−ｘ_br')＝−Ｃ_pＰ_a'／(Ｌ_f＋Ｌ_r) 次に、第２減衰力計算ルーチンについて説明すると、同
ルーチンの実行は図５のステップ１６０にて開始され、
ステップ１６２にてピッチ角速度センサ２３から車体Ｂ
Ｄのピッチ角速度Ｐ_a'を入力する。次に、ステップ１６
４にて、車体ＢＤのピッチ方向の振動を抑制するための
理想的かつ予め適当に定めた減衰係数Ｃ _p、前記入力し
たピッチ角速度Ｐ_a'、及び予め定められていて前輪及び
後輪車軸と重心点間の各距離Ｌ_f，Ｌ_rを用いた下記数１
４，１５の演算の実行により、車体ＢＤのピッチ方向の
振動を抑制するために前輪用ダンパ１２ｆ及び後輪用ダ
ンパ１２ｒの各目標減衰力ＰＦ_f，ＰＦ_rをそれぞれ計算
する。

【００４２】

【数１４】ＰＦ_f＝Ｃ_pＰ_a'／(Ｌ_f＋Ｌ_r)

【００４３】

【数１５】ＰＦ_r＝−Ｃ_pＰ_a'／(Ｌ_f＋Ｌ_r) 次に、ステップ１６６にて、前記計算した前輪用ダンパ
１２ｆの目標減衰力ＰＦ_fを左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２用
の第２目標減衰力ＰＦd1，ＰＦd2としてそれぞれ設定す
るとともに、前記計算した後輪用ダンパ１２ｒの目標減
衰力ＰＦ_rを左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２用の第２目標減衰
力ＰＦd3，ＰＦd4としてそれぞれ設定する。そして、ス
テップ１６８にて、この第２減衰力計算ルーチンの実行
を終了する。

【００４４】第３減衰力計算ルーチンは、図７に詳細に
示されており、車両の左右輪モデルに基づいて車体ＢＤ
のロール方向の振動を抑制するための各ダンパ１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによる第３目標減衰力を計算す
るものである。

【００４５】この第３減衰力計算ルーチンについて説明
する前に、第３目標減衰力の計算方法について説明して
おく。図８は、車両における左右輪の２自由度モデルを
示している。図中、ｘ_bmは、右輪ＦＷ２，ＲＷ２位置に
おける車体ＢＤ（ばね上部材)の基準位置に対する上下
方向の変位量である。ｘ_bhは、左輪ＦＷ１，ＲＷ１位置
における車体ＢＤ（ばね上部材)の基準位置に対する上
下方向の変位量である。ｘ_wmは、右輪ＦＷ２，ＲＷ２
（ばね下部材)の基準位置に対する上下方向の変位量で
ある。ｘ_whは、左輪ＦＷ１，ＲＷ１（ばね下部材)の基
準位置に対する上下方向の変位量である。これらの変位
量ｘ_bm，ｘ_wm，ｘ_bh，ｘ_whは、いずれも上方向を正とす
る。Ｋ_sは、右輪ＦＷ２，ＲＷ２位置におけるばね１１
ｂ，１１ｄを代表して示すばね１１ｍのばね定数である
とともに、左輪ＦＷ１，ＲＷ１位置におけるばね１１
ａ，１１ｃを代表して示すばね１１ｈのばね定数であ
る。Ｃ_sは、右輪ＦＷ２，ＲＷ２位置におけるダンパ１
２ｂ，１２ｄを代表して示すダンパ１２ｍの減衰係数で
あるとともに、左輪ＦＷ１，ＲＷ１位置におけるダンパ
１２ａ，１２ｃを代表して示すダンパ１２ｈの減衰係数
である。Ｃ_rは、車体ＢＤのロール方向の振動を抑制す
るための仮想的なダンパ１２ｒの減衰係数であり、予め
適当に定められた定数である。

【００４６】まず、ダンパ１２ｍ，１２ｈに代えて仮想
的なダンパ１２ｒを用いた仮想モデルについて考える。
車体ＢＤの上下加速度をｘ_pb''とするとともに、車体Ｂ
Ｄのロール方向の角加速度及び角速度をそれぞれ
Ｒ_a''，Ｒ_a'とすると、仮想モデルのヒーブ方向及びロ
ール方向の車体ＢＤの各運動方程式は下記数１６，１７
のようにそれぞれ表される。なお、これらの角加速度Ｒ
_a''及び角速度Ｒ_a'は、共に車体ＢＤの左輪ＦＷ１，Ｒ
Ｗ１側が上昇し、右輪ＦＷ２，ＲＷ２側が下降する回転
方向を正とする。

【００４７】

【数１６】 Ｍ_bｘ_pb''＝Ｋ_s(ｘ_wm−ｘ_bm)＋Ｋ_s(ｘ_wh−ｘ_bh)

【００４８】

【数１７】Ｉ_rＲ_a''＝(Ｋ_s＋Ｋ)(ｘ_wh−ｘ_bh−ｘ_wm＋ｘ
_bm)Ｔ／２−Ｃ_rＲ_a' ただし、Ｉ_rは車体ＢＤのロール方向の慣性モーメント
であり、Ｋはスタビライザのばね定数であり、Ｔは車両
のトレッドである。

【００４９】また、現実のダンパ１２ｍ，１２ｈを用い
た実モデルについて考えると、同実モデルのヒーブ方向
及びロール方向の車体ＢＤの各運動方程式は下記数１
８，１９のようにそれぞれ表される。

【００５０】

【数１８】

【００５１】

【数１９】 前記数１６〜１９より、下記数２０，２１が導かれる。

【００５２】

【数２０】Ｃ_s(ｘ_wh'−ｘ_bh'＋ｘ_wm'−ｘ_bm')＝０

【００５３】

【数２１】Ｃ_s(ｘ_wh'−ｘ_bh'−ｘ_wm'＋ｘ_bm')Ｔ／２＋
Ｃ_rＲ_a'＝０ そして、これらの数２０，２１で規定される関係によ
り、車体ＢＤのロール方向の振動を抑制するために右輪
用ダンパ１２ｍ及び左輪用ダンパ１２ｈ（又はダンパ１
２ｒ）によって車体ＢＤに付与される理想的な減衰力は
下記数２２，２３で表される。

【００５４】

【数２２】ＲＦ_m＝Ｃ_s(ｘ_wm'−ｘ_bm')＝Ｃ_rＲ_a'／Ｔ

【００５５】

【数２３】ＲＦ_h＝Ｃ_s(ｘ_pwh'−ｘ_pbh')＝−Ｃ_rＲ_a'／
Ｔ 次に、第３減衰力計算ルーチンについて説明すると、同
ルーチンの実行は図７のステップ１７０にて開始され、
ステップ１７２にてロール角速度センサ２４から車体Ｂ
Ｄのロール角速度Ｒ_a'を入力する。次に、ステップ１７
４にて、車体ＢＤのロール方向の振動を抑制するための
理想的かつ予め適当に定めたな減衰係数Ｃ_r、前記入力
したロール角速度Ｒ_a'、及び予め定められていて車両の
トレッドＴを用いた下記数２４，２５の演算の実行によ
り、車体ＢＤのロール方向の振動を抑制するために右輪
用ダンパ１２ｍ及び左輪用ダンパ１２ｈの各目標減衰力
ＲＦ_m，ＲＦ_hをそれぞれ計算する。

【００５６】

【数２４】ＲＦ_m＝Ｃ_rＲ_a'／Ｔ

【００５７】

【数２５】ＲＦ_h＝−Ｃ_rＲ_a'／Ｔ 次に、ステップ１７６にて、前記計算した右輪用ダンパ
１２ｍの目標減衰力ＲＦ_mを右輪ＦＷ２，ＲＷ２用の第
３目標減衰力ＲＦd2，ＲＦd4としてそれぞれ設定すると
ともに、前記計算した左輪用ダンパ１２ｈの目標減衰力
ＲＦ_hを左輪ＦＷ１，ＲＷ１用の第３目標減衰力ＲＦd
１，ＲＦd3としてそれぞれ設定する。そして、ステップ
１７８にて、この第３減衰力計算ルーチンの実行を終了
する。

【００５８】ふたたび、図２のプログラムの説明に戻る
と、前記ステップ１０２〜１０６の処理による第１目標
減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4、第２目標減衰力ＰＦd1,Ｐ
Ｆd2,ＰＦd3,ＰＦd4及び第３目標減衰力ＲＦd1,ＲＦd2,
ＲＦd3,ＲＦd4の計算後、ステップ１０８にて同第１〜
第３目標減衰力のうちで絶対値の最大なものを各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２毎に選択する。すなわち、
左前輪ＦＷ１用の第１〜第３目標減衰力Ｆd1,ＰＦd1,Ｒ
Ｆd1の各絶対値｜Ｆd1｜，｜ＰＦd1｜，｜ＲＦd1｜をそ
れぞれ比較して、これらの絶対値｜Ｆd1｜，｜ＰＦd1
｜，｜ＲＦd1｜のうちで最大である値に対応した第１〜
第３目標減衰力Ｆd1,ＰＦd1,ＲＦd1のいずれか一つをダ
ンパ１２ａの目標減衰力Ｆ1として設定する。この左前
輪ＦＷ１用の処理と同様な処理を右前輪ＦＷ２、左後輪
ＲＷ１及び右後輪ＲＷ２についても順次行い、ダンパ１
２ｂ，１２ｃ、１２ｄの各目標減衰力Ｆｉ（ただし、ｉ
は２〜４の整数）を順次決定する。

【００５９】次に、ステップ１１０にて、相対変位量セ
ンサ２２ａ〜２２ｄから相対変位量ｘ_pw1−ｘ_pb1，ｘ
_pw2−ｘ_pb2，ｘ_pw3−ｘ_pb3，ｘ_pw4−ｘ_pb4をそれぞれ入
力し、ステップ１１２にて、同入力した各相対変位量ｘ
_pw1−ｘ_pb1，ｘ_pw2−ｘ_pb2，ｘ _pw3−ｘ_pb3，ｘ_pw4−ｘ
_pb4をそれぞれ微分演算することにより、車体ＢＤの各
輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に対する相対速度ｘ
_pw1'−ｘ_pb1'，ｘ_pw2'−ｘ _pb2'，ｘ_pw3'−ｘ_pb3'，ｘ
_pw4'−ｘ_pb4'をそれぞれ計算する。

【００６０】前記ステップ１１２の処理後、ステップ１
１４にて、相対速度−減衰力テーブルを参照することに
より、前記ステップ１０８の処理によって決定した各目
標減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4と、前記ステップ１１２の処
理によって計算した相対速度ｘ_pw1'−ｘ_pb1'，ｘ_pw2'−
ｘ_pb2'，ｘ_pw3'−ｘ_pb3'，ｘ_pw4'−ｘ_pb4'ｘ_pw'−ｘ_{p b}'
とに対応したダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、１２ｄの
各オリフィス開度ＯＰ1,ＯＰ2,ＯＰ3,ＯＰ4をそれぞれ
決定する。なお、相対速度−減衰力テーブルはマイクロ
コンピュータに予め内蔵されたもので、図９に示すよう
な相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'に対するダンパ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ、１２ｄの減衰力Ｆの変化特性をオリフィス
開度ＯＰ毎に表すデータを記憶しているものである。そ
して、前記各オリフィス開度ＯＰ1,ＯＰ2,ＯＰ3,ＯＰ4
の決定にあたっては、図９のグラフ上において減衰力Ｆ
ｉと相対速度ｘ_pwi'−ｘ_pbi'（ただし、ｉは１〜４の整
数）とで決まる点が最も近いカーブがそれぞれ検索さ
れ、同検索されたカーブに対応した開度ＯＰが減衰力と
相対速度との各組毎にそれぞれ選定される。

【００６１】前記ステップ１１４の処理後、ステップ１
１６にて前記決定したＯＰ1,ＯＰ2,ＯＰ3,ＯＰ4をそれ
ぞれ表す各制御信号をダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、
１２ｄに出力して、各ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、
１２ｄのオリフィス開度を前記オリフィス開度ＯＰ1,Ｏ
Ｐ2,ＯＰ3,ＯＰ4にそれぞれ設定制御する。その結果、
各ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、１２ｄは、前記決定
した目標減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4を発生することにな
る。

【００６２】以上のように、上記実施形態によれば、第
１減衰力計算ルーチン（図３）の処理により、車体のヒ
ーブ方向の振動を抑制するための第１目標減衰力Ｆd1,
Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4が、スカイフック理論を用いた車両の単
輪モデルに基づいて各輪毎にそれぞれ計算される。第２
減衰力計算ルーチン（図５）の処理により、車体のピッ
チ方向の振動を抑制するための第２目標減衰力ＰＦd1,
ＰＦd2,ＰＦd3,ＰＦd4が、車両の前後輪モデルに基づい
て各輪毎にそれぞれ計算される。第３減衰力計算ルーチ
ン（図７）の処理により、車体のロール方向の振動を抑
制するための第３目標減衰力ＲＦd1,ＲＦd2,ＲＦd3,Ｒ
Ｆd4が、車両の左右輪モデルに基づいて各輪毎にそれぞ
れ計算される。そして、図２のステップ１０８の処理に
より、前記第１〜第３目標減衰力のうちで絶対値の最大
なものが各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置毎に
それぞれ目標減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4として選択され、
ステップ１１０〜１１６の処理により、各輪ＦＷ１，Ｆ
Ｗ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置の各ダンパ１２ａ，１２ｂ，
１２ｃ、１２ｄの各減衰力が前記目標減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ
3,Ｆ4にそれぞれ設定制御される。すなわち、ステップ
１１０〜１１６の処理により、各ダンパ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ、１２ｄの各減衰係数が、それぞれ前記目標
減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4に対応した目標減衰係数にそれ
ぞれ設定制御される。

【００６３】その結果、車体ＢＤのピッチ又はロール方
向の振動がある程度大きくなったときにのみ、第１目標
減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4が第２目標減衰力ＰＦd1,Ｐ
Ｆd2,ＰＦd3,ＰＦd4又は第３目標減衰力ＲＦd1,ＲＦd2,
ＲＦd3,ＲＦd4よりも小さいことを条件に、各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置のダンパ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ、１２ｄの減衰力が車両の前後輪又は左右輪
モデルに基づいて車体のピッチ又はロール方向の振動を
抑制するための第２目標減衰力ＰＦd1,ＰＦd2,ＰＦd3,
ＰＦd4又は第３目標減衰力ＲＦd1,ＲＦd2,ＲＦd3,ＲＦd
4に設定され、それ以外の場合には、ダンパ１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ，１２ｄの減衰力は、車両の単輪モデルに
基づいて車体のヒーブ方向の振動を抑制するための第１
目標減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4に設定される。したが
って、この実施形態によれば、第１目標減衰力Ｆd1,Ｆd
2,Ｆd3,Ｆd4がもつ本来的な車体ＢＤの上下方向の振動
を抑制するための制御性能を確保しつつ、車体ＢＤのピ
ッチ運動及びロール運動に対する不足減衰力が補償され
ることになるので、車体ＢＤの上下振動が効果的に抑制
されるとともに、併せて車体ＢＤのピッチ運動及びロー
ル運動に対する振動も抑制され、車両の乗り心地及び走
行安定性が良好に保たれる。

【００６４】なお、上記実施形態においては、第１〜第
３目標減衰力のうちで絶対値の最大なものが各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置毎にそれぞれ目標減衰
力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4として選択されるようにした。しか
し、車体ＢＤのロール運動がそれほど問題にならない場
合には、第３目標減衰力の計算を省略して、第１目標減
衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4と第２目標減衰力ＰＦd1,ＰＦ
d2,ＰＦd3,ＰＦd4とのうちで絶対値の大きな方の減衰力
を各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置毎にそれぞ
れ目標減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4として選択するようにし
てもよい。これによっても、第１目標減衰力Ｆd1,Ｆd2,
Ｆd3,Ｆd4がもつ本来的な車体ＢＤの上下方向の振動を
抑制するための制御性能を確保しつつ、車体ＢＤのピッ
チ運動に対する不足減衰力が補償されることになるの
で、車体ＢＤの上下振動が効果的に抑制されるととも
に、併せて車体ＢＤのピッチ運動に対する振動も抑制さ
れ、車両の乗り心地及び走行安定性が良好に保たれる。

【００６５】また、車体ＢＤのピッチ運動がそれほど問
題にならない場合には、第２目標減衰力の計算を省略し
て、第１目標減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4と第３目標減
衰力ＲＦd1,ＲＦd2,ＲＦd3,ＲＦd4とのうちで絶対値の
大きな方の減衰力を各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ
２位置毎にそれぞれ目標減衰力Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4として
選択するようにしてもよい。これによっても、第１目標
減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4がもつ本来的な車体ＢＤの
上下方向の振動を抑制するための制御性能を確保しつ
つ、車体ＢＤのロール運動に対する不足減衰力が補償さ
れることになるので、車体ＢＤの上下振動が効果的に抑
制されるとともに、併せて車体ＢＤのロール運動に対す
る振動も抑制され、車両の乗り心地及び走行安定性が良
好に保たれる。

【００６６】また、上記実施形態においては第１〜第３
目標減衰力のうちで絶対値が最大なものを最終的な目標
減衰力としたが、これらの第１〜第３目標減衰力の各絶
対値の大小関係を判定して、各絶対値が大きくなるにし
たがって重み付けを大きくして第１〜第３目標減衰力を
加算合成したり、第１〜第３目標減衰力のうちの大きい
方から２つの目標減衰力を抽出して加算合成したり、同
抽出した２つの目標減衰力を大きい方の重み付けを大き
くして加算合成したりして、第１〜第３の目標減衰力に
基づいて最終的な目標減衰力を決定するようにしてもよ
い。また、前記変形例においては、第１及び第２目標減
衰力のうちで絶対値の大きな方、又は第１及び第３目標
減衰力のうちで絶対値の大きな方を最終的な目標減衰力
として決定するようにしたが、前記各２つの目標減衰力
のうちで絶対値の大きい方の重み付けを大きくしてそれ
ぞれ加算合成することにより、第１及び第２目標減衰
力、又は第１及び第３目標減衰力に基づいて最終的な目
標減衰力を決定するようにしてもよい。これによって
も、独立して計算された第１〜第３目標減衰力、第１及
び第２目標減衰力、又は第１及び第３目標減衰力に基づ
いて最終的な目標減衰力が決定されるので、第１目標減
衰力がもつ本来的な車体の上下方向の振動を抑制するた
めの制御性能を確保しつつ、車体のピッチ運動及びロー
ル運動に対する不足減衰力が補償されることになり、車
体の上下振動が効果的に抑制されるとともに、併せて車
体のピッチ運動及びロール運動に対する振動も抑制され
て、車両の乗り心地及び走行安定性が良好に保たれる。

【００６７】また、上記実施形態においては、各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２位置における車体ＢＤの絶
対空間に対する上下方向の運動状態量として車体ＢＤの
上下加速度ｘ_pb1''，ｘ_pb2''，ｘ_pb3''，ｘ_pb4''をそれ
ぞれ検出するようにしたが、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ
１，ＲＷ２位置における車体ＢＤの同絶対空間に対する
上下速度ｘ_pb1'，ｘ_pb2'，ｘ_pb3'，ｘ_pb4'を検出するよ
うにしてもよいし、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ
２位置における車体ＢＤの同絶対空間に対する上下方向
の変位量ｘ_pb1，ｘ_pb2，ｘ_pb3，ｘ_pb4を検出して上下速
度ｘ_pb1'，ｘ_{pb 2}'，ｘ_pb3'，ｘ_pb4'を算出するようにし
てもよい。また、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２
位置における車体ＢＤ（ばね上部材）の各輪ＦＷ１，Ｆ
Ｗ２，ＲＷ１，ＲＷ２に対する上下方向の相対変位量ｘ
_pw1−ｘ_pb1，ｘ_pw2−ｘ_pb2，ｘ_{pw 3}−ｘ_pb3，ｘ_pw4−ｘ
_pb4に関しても、相対速度ｘ_pw1'−ｘ_pb1'，ｘ_pw2'−ｘ
_pb2'，ｘ_pw3'−ｘ_pb3'，ｘ_pw4'−ｘ_pb4'を検出したり、
相対加速度ｘ_pw1''−ｘ_pb1''，ｘ_pw2''−ｘ_pb2''，ｘ
_pw3''−ｘ_pb3''，ｘ_pw4''−ｘ_pb4''を検出して、相対速
度ｘ_pw1'−ｘ_pb1'，ｘ_pw2'−ｘ_pb2'，ｘ_pw3'−ｘ_pb3'，
ｘ_pw4'−ｘ_pb4'を計算するようにしてもよい。

【００６８】また、上記実施形態においては、車体ＢＤ
のピッチ方向の角速度Ｐ_a'を検出するためにレートセン
サで構成したピッチ角速度センサ２３を設けるようにし
たが、車体ＢＤの前部と後部における上下方向の各変位
量の差により前記角速度Ｐ_a'を検出するようにしてもよ
い。また、車体ＢＤのロール方向の角速度Ｒ_a'を検出す
るためにレートセンサで構成したロール角速度センサ２
４に代えて、車体ＢＤの左部と右部における上下方向の
各変位量の差により前記角速度Ｒ_a'を検出するようにし
てもよい。

【００６９】さらに、各種運動状態量をそれぞれ直接的
に検出するばね上加速度センサ２１ａ〜２１ｄ、相対変
位量センサ２２ａ〜２２ｄ、ピッチ角速度センサ２３及
びロール角速度センサ２４の一部に代えて、オブザーバ
を用いて前記各種運動状態量のうちの一部を推定するこ
とにより同一部の運動状態量を検出するようにしてもよ
い。

【００７０】次に、上記第１減衰力計算ルーチンの各種
変形例について説明する。この各種変形例は、前記第１
目標減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4を、非線形なプラント
を扱えて周波数領域で設計仕様を与えることができる制
御理論に基づいて計算するものである。また、以下の説
明では車両の単輪モデルを前提としているので、各輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２のうちの一輪のみに着目
し、前記第１目標減衰力Ｆd1,Ｆd2,Ｆd3,Ｆd4を代表し
た第１目標減衰力Ｆdのみを計算する実施形態について
説明する。なお、他の車輪に対しても、同様に第１目標
減衰力を計算できるものである。まず、各種変形例の説
明の前に同変形例に係る車両の単輪モデルについて説明
しておく。

【００７１】ａ．モデル まず、サスペンション装置のモデルを考えて、同装置の
状態空間表現を図る。図１０は、車両の車輪一輪当たり
のサスペンション装置の機能図である。Ｍ_bは車体（ば
ね上部材）ＢＤの質量であり、Ｍ_wは車輪ＷＨ（厳密に
はロアアームなどを含むばね下部材）の質量であり、Ｋ
_tはタイヤＴＲのばね定数である。Ｋ_sはばね１１のばね
定数であり、Ｃ_s0は同サスペンション装置内に設けたダ
ンパの減衰係数Ｃ_sのうちの線形部分（以下、線形減衰
係数という）であり、Ｃ_vは同減衰係数Ｃ_sのうちの非線
形部分（以下、非線形減衰係数という）である。これら
の線形減衰係数Ｃ_s0と非線形減衰係数Ｃ_vとの合計が、
ダンパ１２の総合的な減衰係数である（Ｃ_s＝Ｃ_s0＋
Ｃ_v）。ＲＤは路面であり、車体ＢＤ、車輪ＷＨ及び路
面ＲＤの各変位量をｘ_pb，ｘ_pw，ｘ_prとすれば、下記数
２６，２７の運動方程式が成立する。

【００７２】

【数２６】

【００７３】

【数２７】

【００７４】なお、上記数２６，２７及び後述する各数
式における記号「'」は１回微分を表し、記号「''」は
２回微分を表している。

【００７５】このサスペンション装置における制御入力
ｕは非線形減衰係数Ｃ_vである。そこで、路面外乱ｗ₁を
路面速度ｘ_pr'とするとともに、非線形減衰係数Ｃ_vを制
御入力ｕとしてサスペンション装置を状態空間表現する
と、下記数２８のようになる。

【００７６】

【数２８】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ ただし、上記数２８中、ｘ_p，Ａ_p，Ｂ_p1，Ｂ_p2(ｘ_p)は
下記数２９〜３２のとおりである。

【００７７】

【数２９】

【００７８】

【数３０】

【００７９】

【数３１】

【００８０】

【数３２】

【００８１】この変形例におけるサスペンション装置の
特性向上の目標は、車体ＢＤ（ばね上部材）の振動に大
きく影響する車体ＢＤの上下速度ｘ_pb'（以下、ばね上
速度ｘ_pb'という）、車両の乗り心地に大きく影響する
車体ＢＤの上下加速度ｘ_pb''（以下、ばね上加速度
ｘ_pb''という）及び車輪ＷＨの振動に大きく影響する車
体ＢＤに対する車輪ＷＨの上下相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'
（以下、相対速度ｘ_pw'−ｘ_{p b}'という）を同時に抑制す
ることである。したがって、評価出力ｚ_pとして、ばね
上速度ｘ_pb'、ばね上加速度ｘ_pb''及び相対速度ｘ_pw'−
ｘ_pb'を用いる。また、サスペンション装置において
は、ばね上加速度ｘ_pb''と、車体ＢＤに対する車輪ＷＨ
の相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb（以下、単に相対変位量ｘ_pw−
ｘ_pbという）とを検出し易いので、基本的には観測出力
ｙ_pをばね上加速度ｘ_pb''及び相対変位量ｘ_pw−ｘ_pbと
する。また、観測出力ｙ_pには観測ノイズｗ₂が含まれて
いるとし、これを状態空間表現すると、下記数３３，３
４のようになる。

【００８２】

【数３３】ｚ_p＝Ｃ_p1ｘ_p＋Ｄ_p12(ｘ_p)ｕ

【００８３】

【数３４】ｙ_p＝Ｃ_p2ｘ_p＋Ｄ_p21ｗ₂＋Ｄ_p22(ｘ_p)ｕ ただし、上記数３３，３４中のｚ_p，ｙ_p，Ｃ_p1，，Ｄ
_p12(ｘ_p)，Ｃ_p2，Ｄ_p21，Ｄ_p22(ｘ_p)は、それぞれ下記
数３５〜４１のとおりである。

【００８４】

【数３５】

【００８５】

【数３６】

【００８６】

【数３７】

【００８７】

【数３８】

【００８８】

【数３９】

【００８９】

【数４０】

【００９０】

【数４１】

【００９１】しかし、上記サスペンション装置の状態空
間表現は、前記数２８に示すように係数Ｂ_p2(ｘ_p)に状
態量ｘ_pが含まれているので、双線形システムとなる。
双線形システムでは、原点ｘ＝ｏでは制御入力ｕを変え
てもＢ_p2(ｏ)＝ｏとなるため、原点付近では不可制御で
ある。したがって、線形制御理論では前記サスペンショ
ン装置の制御系の設計はできず、同制御系の設計を非線
形Ｈ∞制御理論を用いて、所望の制御性能が得られるよ
うに、すなわちばね上速度ｘ_pb'、ばね上加速度ｘ_pb''
及び相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を抑える制御系を設計するこ
とを試みる。以下、この第１目標減衰力Ｆdを計算する
ための各種変形例に係る本発明に係る非線形Ｈ∞制御系
の各種設計例及び第１目標減衰力Ｆdの具体的計算例に
ついて説明する。

【００９２】ｂ．第１変形例 ｂ１．非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の設計例 まず、非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の設計につ
いて試みるために、評価出力ｚ_pと制御入力ｕに周波数
重みを加えた図１１に示すような状態フィードバック制
御系の一般化プラントを想定する。この場合、周波数重
みとは、重みの大きさが周波数に応じて変化する重みで
あり、伝達関数で与えられる動的な重みのことである。
この周波数重みを用いることにより、制御性能を上げた
い周波数帯域の重みを大きくし、制御性能を無視してよ
い周波数帯域に関しては重みを小さくすることが可能と
なる。さらに、評価出力ｚ_p及び制御入力ｕに周波数重
みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)をかけた後、非線形な重み関数とし
て状態量ｘの関数ａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)をかける。非線形重
みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)は、リカッチ方程式に帰結して解を
得るために、下記数４２，４３により規定される特性を
有する。

【００９３】

【数４２】ａ₁(ｘ)＞０，ａ₂(ｘ)＞０

【００９４】

【数４３】ａ₁(ｏ)＝ａ₂(ｏ)＝１ この非線形重みによって、より積極的にＬ₂ゲインを抑
えるような制御系の設計が可能となる。このシステムの
状態空間表現は、下記数４４のようになる。

【００９５】

【数４４】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ ここで、評価出力ｚ_pにかかる周波数重みＷ_s(ｓ)の状態
空間表現を下記数４５，４６のように表す。

【００９６】

【数４５】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wｚ_p

【００９７】

【数４６】ｚ_w＝Ｃ_wｘ_w＋Ｄ_wｚ_p なお、ｘ_wは周波数重みＷ_s(ｓ)の状態量を表し、ｚ_wは
周波数重みＷ_s(ｓ)の出力を表しており、Ａ_w，Ｂ_w，
Ｃ_w，Ｄ_wは制御仕様により定まる定数行列である。これ
らの定数行列Ａ_w，Ｂ_w，Ｃ_w，Ｄ_wは、乗員の乗り心地
（ゴツゴツ感）を良好にするためにばね上加速度ｘ_b''
に対するゲインを３〜８Ｈｚ程度の周波数領域で下げ
（図１２(Ａ)）、車体ＢＤの共振を抑制するためにばね
上速度ｘ_b'に対するゲインを０．５〜１．５Ｈｚ程度の
周波数領域で下げ（図１２(Ｂ)）、車輪ＷＨの共振を避
けるために相対速度ｘ_w'−ｘ_b'に対するゲインを１０〜
１４Ｈｚ程度の周波数領域で下げるように決定される
（図１２(Ｃ)）。そして、これらの各ゲインを下げる周
波数領域が重ならない、すなわち互いに干渉しないよう
にして、評価出力ｚ_pを構成するばね上加速度ｘ_b''、ば
ね上速度ｘ_b'及び相対速度ｘ_w'−ｘ_b'の各要素が独立し
て制御されるようにしている。

【００９８】また、制御入力ｕにかかる周波数重みＷ
_u(ｓ)の状態空間表現を下記数４７，４８のように表
す。

【００９９】

【数４７】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０１００】

【数４８】ｚ_u＝Ｃ_uｘ_u＋Ｄ_uｕ なお、ｘ_uは周波数重みＷ_u(ｓ)の状態量を表し、ｚ_uは
周波数重みＷ_u(ｓ)の出力を表しており、Ａ_u，Ｂ_u，
Ｃ_u，Ｄ_uは制御仕様による定数行列である。これらの定
数行列Ａ_u，Ｂ_u，Ｃ_u，Ｄ_uは、減衰係数を制御する電気
アクチュエータの応答性を考慮するために、制御入力ｕ
に対するゲインが同アクチュエータの周波数特性に合わ
せて高周波数領域で抑えられるように決定される（図１
２(Ｄ)）。

【０１０１】このとき、非線形Ｈ∞状態フィードバック
制御系における一般化プラントの状態空間表現は下記数
４９〜５１のようになる。

【０１０２】

【数４９】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ₁＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１０３】

【数５０】ｚ₁＝ａ₁(ｘ)(Ｃ₁₁ｘ＋Ｄ₁₂₁(ｘ)ｕ)

【０１０４】

【数５１】ｚ₂＝ａ₂(ｘ)(Ｃ₁₂ｘ＋Ｄ₁₂₂ｕ) ただし、前記数４９〜５１中のｘ，Ａ，Ｂ₁，Ｂ₂(ｘ)，
Ｃ₁₁，Ｄ₁₂₁(ｘ)，Ｃ₁₂，Ｄ₁₂₂は、下記数５２〜５９の
とおりである。

【０１０５】

【数５２】

【０１０６】

【数５３】

【０１０７】

【数５４】

【０１０８】

【数５５】

【０１０９】

【数５６】Ｃ₁₁＝［Ｄ_wＣ_p1 Ｃ_w ｏ］

【０１１０】

【数５７】Ｄ₁₂₁(ｘ)＝［Ｄ_wＤ_p12(ｘ_p)］

【０１１１】

【数５８】Ｃ₁₂＝［ｏ ｏ Ｃ_u］

【０１１２】

【数５９】Ｄ₁₂₂＝Ｄ_u 次に、リカッチ方程式に基づいて解を求めるために、下
記数６０により規定される条件のもとで、前記数４９〜
５１により表された一般化プラントの状態空間表現を書
き換えると下記数６０〜６３のようになる。

【０１１３】

【数６０】Ｄ_wＤ_p12(ｘ)＝０

【０１１４】

【数６１】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１１５】

【数６２】ｚ₁＝ａ₁(ｘ)Ｃ_11x

【０１１６】

【数６３】 ｚ₂＝ａ₂(ｘ)Ｃ₁₂ｘ＋ａ₂(ｘ)Ｄ₁₂₂ｕ ここで、Ａは減衰力制御系を表す安定な行列であるか
ら、前記一般化プラントに対して、「閉ループシステ
ムが内部指数安定」、かつ「路面外乱ｗ1から評価出
力ｚまでのＬ₂ゲインがある正定数γ以下である」を満
たす非線形Ｈ∞状態フィードバック制御則ｕ＝ｋ(ｘ)を
設計することを試みる。

【０１１７】前記非線形Ｈ∞状態フィードバック制御則
ｕ＝ｋ(ｘ)は、次の条件が成立するならば求まる。すな
わち、 Ｄ₁₂₂ ^-1が存在し、ある正定数γが与えられるとき、
この正定数γに対して下記数６４のリカッチ方程式を満
たす正定対称解Ｐが存在し、かつ 非線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)が下記数６５の制約条件
を満たすならば、閉ループシステムを内部安定にし、か
つＬ₂ゲインをγ以下とする制御則ｕ＝ｋ(ｘ)の一つは
下記数６６で与えられる。

【０１１８】

【数６４】

【０１１９】

【数６５】

【０１２０】

【数６６】

【０１２１】ここで、前記数６６の制約条件を満たす非
線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)を下記数６７，６８に例示し
ておく。

【０１２２】

【数６７】

【０１２３】

【数６８】

【０１２４】なお、前記数６７，６８中のｍ₁(ｘ)は任
意の正定関数である。そして、コンピュータによる演算
の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めることができ
た。そして、前記数６８を用いると前記数６６は下記数
６９のように変形される。

【０１２５】

【数６９】

【０１２６】これらのことは、非線形Ｈ∞制御理論を用
いて制御系を設計するためには、一般的にハミルトン・
ヤコビ不等式とよばれる偏微分不等式を解かなければな
らないが、前記のように非線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)に
前記数６５の制約条件を与えることにより、ハミルトン
・ヤコビ不等式を解く代わりにリカッチ不等式を解くこ
とによって制御則が設計できることを示している。リカ
ッチ不等式は、マトラブ（Matlab）等の公知のソフトウ
ェアを用いることにより簡単に解を求めることができる
ので、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つけ
ることができるとともに、制御則ｕ＝ｋ(ｘ)も導出する
ことができる。

【０１２７】また、前記Ｄ₁₂₂はリカッチ不等式には現
れず、非線形重みに対する制約条件及び制御則のみに関
係している。このことは、Ｄ₁₂₂を用いた制御則の調整
が、リカッチ不等式を解き直すことなくある程度可能で
あることを示している。すなわち、前記制御則の調整は
制御入力ｕに対するスケーリングを行うことを意味し、
制御入力ｕのスケーリングを１０倍にするとＤ₁₂₂が１
／１０倍になり、前記数６６のＢ₂(ｘ)項は１００倍、
Ｃ₁₂の項は１０倍になる。

【０１２８】次に、非線形重みの役割について確認する
ために、双線形システムの非線形重みを用いない一般化
プラントを想定して、上述した非線形重みを用いた一般
化プラントとの比較をしておく。すなわち、前記非線形
重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)をそれぞれａ₁(ｘ)＝１，ａ₂(ｘ)
＝１とし、また簡単化のために直交条件を満たすとして
Ｃ₁₂＝ｏ，Ｄ₁₂₂＝Ｉとする。前記数６１〜６３により
表される状態空間表現は下記数７０〜７２のようにな
る。

【０１２９】

【数７０】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１３０】

【数７１】ｚ₁＝Ｃ₁₁ｘ

【０１３１】

【数７２】ｚ₂＝ｕ これにより、一般化プラントの制御則ｕ＝ｋ(ｘ)は下記
数７３のように表される。

【０１３２】

【数７３】ｕ＝Ｂ₂ ^T(ｘ)Ｐｘ ただし、Ｐは下記数７４のリカッチ不等式を満たす正定
対称解である。

【０１３３】

【数７４】

【０１３４】一方、前記数７０〜７２で表される一般化
プラントの原点近傍における線形近似システムは、下記
数７５〜７７のようになる。

【０１３５】

【数７５】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ

【０１３６】

【数７６】ｚ₁＝Ｃ₁₁ｘ

【０１３７】

【数７７】ｚ₂＝ｕ 前記数７４のリカッチ不等式は、この一般化プラントに
対して閉ループシステムが内部安定であり、Ｌ₂ゲイン
がγ以下であることを意味している。すなわち、双線形
システムのＬ₂ゲインは図１３に示す原点（ｘ＝ｏ）で
の値によって決まってしまうのである。これは、原点で
は双線形システムがＢ₂(ｏ)＝ｏであるので、制御入力
ｕが働かず原点近傍ではＬ₂ゲインを改善できないから
である。また、制御入力ｕをｕ＝ｏとした一般化プラン
ト（数７０〜７２）も線形近似した一般化プラント（数
７５〜７７）と一致するので、数７４のリカッチ不等式
は、一般化プラント（数７０〜７２）に対して制御入力
ｕがｕ＝ｏの場合も、閉ループシステムが内部安定であ
り、Ｌ₂ゲインがγ以下であることを意味している。す
なわち、状態量ｘが大きくなって制御入力ｕが効果を発
揮するようになっても、制御出力を下記数７８，７９と
する一般化プラント（数７０〜７２）に対して制御系を
設計した場合、制御入力ｕをかけてもＬ₂ゲインがｇ₀よ
り大きくならないことを保証しているだけである。

【０１３８】

【数７８】ｚ₁＝Ｃ₁₁ｘ

【０１３９】

【数７９】ｚ₂＝ｕ すなわち、制御出力が前記数７８，７９のように表され
る場合、制御性能が制御入力ｕを用いることによって向
上しているかもしれないが、ｕ＝ｏの場合と変わらない
かもしれないのである。そこで、制御出力ｚ₁，ｚ₂に非
線形重みａ₁(ｘ)，ａ₂(ｘ)を用いて下記数８０，８１と
することによって原点よりも離れたところでは、非線形
重みによって図１３のｇ₁の線に表されるように、プラ
ントのＬ₂ゲインを原点レベルを表すＸ軸に漸近するよ
うに抑え込む制御系が設計可能となる。

【０１４０】

【数８０】ｚ₁＝ａ₁(ｘ)Ｃ₁₁ｘ

【０１４１】

【数８１】ｚ₂＝ａ₂(ｘ)ｕ また、この制御では、ダンパ１２の減衰係数Ｃ_sを線形
減衰係数Ｃ_s0と非線形減衰係数Ｃ_vとに分けて、同非線
形減衰係数Ｃ_vを制御入力ｕとして制御系を設計した。
そして、図１４(Ａ)に示すように、線形減衰係数Ｃ_s0を
ダンパ１２の最小減衰力特性線（最大オリフィス開度に
対応）と、最大減衰力特性線（最小オリフィス開度に対
応）とのほぼ中央付近に設定するとともに、制御入力ｕ
のゲインを周波数に応じて制御するようにして、減衰係
数Ｃ_sが線形減衰係数Ｃ_s0を挟んだ両側で変化するとと
もに、同減衰係数による減衰力が前記最小減衰力特性線
と最大減衰力特性線との間に納まるようにした。したが
って、ダンパ１２の設計仕様に合わせて非線形減衰係数
Ｃ_vを簡単に決定できるとともに、実際のダンパ１２に
より実現可能な範囲内で減衰力制御を行うことができ、
意図した減衰力制御を行うことができる。なお、比較の
ために、図１４(Ｂ)にスカイフック理論に基づいてダン
パ１２の減衰係数を制御した場合のリサージュ波形図を
示してあるが、この場合には、実際のダンパ１２により
実現可能な範囲内で制御を行うことができず、意図した
減衰力の制御が不能である。

【０１４２】また、ダンパ１２の減衰力（減衰係数）が
複数段のいずれかに段階的に切り換えるように構成され
ている場合には、線形減衰係数Ｃ_s0の設定において、同
線形減衰係数Ｃ_s0により決定される減衰力が、同減衰力
の小さい範囲で前記ダンパ１２の複数段のうちの所定の
１つの段により発生される減衰力にほぼ等しくなるよう
に、前記線形減衰係数Ｃ_s0を設定する。この種のサスペ
ンション装置においては、減衰力の小さい範囲では減衰
力の相対速度に対する線形性は強く、すなわち計算され
る非線形減衰係数Ｃ_vが「０」である可能性が高い。し
たがって、ダンパ１２においては前記所定の１つの段に
維持される可能性が高くて減衰係数の切り換え頻度が低
くなるので、ダンパ１２の耐久性が高く保たれる。

【０１４３】ｂ２．具体的計算例 次に、上記非線形Ｈ∞状態フィードバック制御則を用い
た第１目標減衰力Ｆdの具体的計算例について説明す
る。

【０１４４】この場合、電気制御装置２０には、図１に
破線で示すように、ばね上加速度センサ２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ，２１ｄ、相対変位量センサ２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ピッチ角速度センサ２３及びロー
ル角速度センサ２４に加えて、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２毎に設けたタイヤ変位量センサ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃ，２５ｄ及びばね下加速度センサ２６ａ，
２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが接続されている。ただし、以
降の説明では、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２を
代表して一輪のみの第１目標減衰力Ｆｄを計算する例を
示すので、タイヤ変位量センサ２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ，２５ｄを単にタイヤ変位量センサ２５として説明す
るとともに、ばね下加速度センサ２６ａ，２６ｂ，２６
ｃ，２６ｄを単にばね下加速度センサ２６として説明す
る。また、ばね上加速度センサ２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄ及び相対変位量センサ２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄに関しても、単にばね上加速度センサ２１及
び相対変位量センサ２２としてそれぞれ説明する。

【０１４５】タイヤ変位量センサ２５は、路面変位ｘ_pr
とばね下変位ｘ_pwとの相対変位量であるタイヤＴＲの変
位量ｘ_pr−ｘ_pwを検出するもので、例えばタイヤの変形
度を検出する歪センサ、タイヤの空気圧を検出する圧力
センサなどの出力に基づいて前記タイヤ変位量ｘ_pr−ｘ
_pwを検出する。ばね下加速度センサ２６は、車輪ＷＨに
固定され、車輪ＷＨの上下方向の加速度であるばね下加
速度ｘ_pw''を検出する。また、電気制御装置２０内のマ
イクロコンピュータは、内蔵のタイマにより所定の短時
間毎に図１５の第１減衰力計算ルーチンを実行すること
により、第１目標減衰力Ｆdを計算する。

【０１４６】この第１減衰力計算ルーチンの実行はステ
ップ２００にて開始され、ステップ２０２にて、タイヤ
変位量センサ２５、相対変位量センサ２２、ばね上加速
度センサ２１及びばね下加速度センサ２６から、タイヤ
変位量ｘ_pr−ｘ_pw、相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb、ばね上加速
度ｘ_pb''及びばね下加速度ｘ_pw''を表す各検出信号を入
力する。そして、ステップ２０４にて、ばね上加速度ｘ
_pb''及びばね下加速度ｘ_pw''をそれぞれ時間積分するこ
とによりばね上速度ｘ_pb'及びばね下速度ｘ_pw'を計算す
るとともに、相対変位量ｘ_pw−ｘ_pbを時間微分すること
により相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を計算する。

【０１４７】次に、ステップ２０６にて、相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'を用いた上記数３２，３８と同じ下記数８
２，８３の演算によりＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を計算す
るとともに、これらのＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を用いた
上記数５５と同じ下記数８４の演算によりＢ₂(ｘ)を計
算する。

【０１４８】

【数８２】

【０１４９】

【数８３】

【０１５０】

【数８４】

【０１５１】なお、前記数８２，８３中のＭ_w，Ｍ_bは、
それぞれ車輪ＷＨの質量及び車体ＢＤの質量である。ま
た、前記数８４中のＢ_w，Ｂ_uは、上記数４５，４７にて
設定した周波数重みＷ_s(ｓ)，Ｗ_u(ｓ)に関する係数行列
であって、予めマイクロコンピュータ内に記憶されてい
る定数行列である。

【０１５２】前記ステップ２０６の処理後、ステップ２
０８にて、ステップ２０２の処理により入力され又はス
テップ２０４の処理により計算されたこの変形例の制御
目標であり、上記数３５により規定される評価出力ｚ_p
（ばね上速度ｘ_pb'、ばね上加速度ｘ_pb''及び相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'）を用いて、上記数４５と同じ下記数８５
の演算式に基づいて周波数重みの状態変数ｘ_wを計算す
る。

【０１５３】

【数８５】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wｚ_p なお、前記数８５中のＡ_w，Ｂ_wは、上記数４５にて設定
した周波数重みＷ_s(ｓ)に関する係数行列であって、予
めマイクロコンピュータ内に記憶されている定数行列で
ある。

【０１５４】次に、ステップ２１０にて、上記数４７，
５２，６９と同じ数８６〜８８を用いて、制御入力ｕに
関する周波数重みの状態変数ｘ_u、拡張した状態量ｘ及
び制御入力ｕを計算する。

【０１５５】

【数８６】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０１５６】

【数８７】

【０１５７】

【数８８】

【０１５８】前記数８６中のＡ_u，Ｂ_uは、上記数４７に
て設定した周波数重みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であっ
て、予めマイクロコンピュータ内に記憶されている定数
行列である。また、前記８８中のＤ₁₂₂は、上記数５９
で定義され、かつ上記数４８にて設定した周波数重みＷ
_u(ｓ)に関する係数行列であって、予めマイクロコンピ
ュータ内に記憶されている定数行列である。ｍ₁(ｘ)
は、任意の正定数関数であり、同関数に関するアルゴリ
ズムが予めマイクロコンピュータ内に記憶されているも
のである。なお、この正定数関数ｍ₁(ｘ)を正の定数、
例えば「１．０」に設定しておいてもよい。Ｃ₁₁は、上
記数３７，５６により定義され、すなわち車体の質量Ｍ
_w及び車体の質量Ｍ_bと、ばね１１のばね定数Ｋ_sと、ダ
ンパ１２の線形減衰係数Ｃ_s0と、上記数４６にて設定し
た周波数重みＷ_s(ｓ)に関する係数行列Ｃ_w，Ｄ_wとによ
り規定され、予めマイクロコンピュータ内に記憶されて
いる定数行列である。Ｂ₂(ｘ)は、前記ステップ２０６
にて計算された行列である。Ｐは、上記数６４，６５を
満たす正定対称解であり、予めマイクロコンピュータ内
に記憶されている定数行列である。Ｃ₁₂は、上記数５８
により規定され、上記数４８にて設定した周波数重みＷ
_u(ｓ)に関する係数行列Ｃ_uを含む予めマイクロコンピュ
ータ内に記憶されている定数行列である。

【０１５９】また、このステップ２１０の制御入力ｕの
周波数重みに関する状態変数ｘ_u、拡張した状態量ｘ及
び制御入力ｕの計算においては、各値に初期値を与え
て、各値ｘ_u，ｘ，ｕが収束するまで上記数８５〜８８
からなる演算を繰り返し行って、各値ｘ_u，ｘ，ｕを決
定する。

【０１６０】前記ステップ２１０の処理後、ステップ２
１２にて、制御入力ｕは非線形減衰係数Ｃ_vに等しいの
で、線形減衰係数Ｃ_s0と制御入力ｕとを加算する下記数
８９の演算によりダンパ１２の総合的な目標減衰係数Ｃ
_sを計算する。そして、ステップ２１６にてこの第１減
衰力計算ルーチンの実行を終了する。

【０１６１】

【数８９】Ｃ_s＝Ｃ_s0＋Ｃ_v＝Ｃ_s0＋ｕ 次に、ステップ２１４にて、前記計算した目標減衰係数
Ｃに前記ステップ２０４の処理により計算した相対速度
ｘ_pw'−ｘ_pb'を乗算する下記数９０の演算により第１目
標減衰力Ｆdを計算する。

【０１６２】

【数９０】Ｆd＝Ｃ_s(ｘ_pw'−ｘ_pb') ｃ．第２変形例 ｃ１．非線形Ｈ∞出力フィードバック制御系の設計例 次に、上記非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の設計
を一歩進めて、状態量ｘ_p（タイヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pw、
相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb、ばね下速度ｘ_pw'、ばね上加速
度ｘ_pb''）の一部（例えば、タイヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pw及
びばね下速度ｘ_pw'、又はタイヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pw、相
対変位量ｘ_pw−ｘ_pb及びばね下速度ｘ_pw'）を制御系内
に含んだ形のオブザーバで推定し、同推定値を用いて制
御系として非線形Ｈ∞出力フィードバック制御系の設計
を試みる。この場合、評価出力ｚ_pと制御入力ｕに周波
数重みを加えた図１６に示すような出力フィードバック
制御系の一般化プラントを想定する。この場合、評価出
力ｚ_pに周波数重みＷ_s(ｓ)をかけた後、非線形な重み関
数としてａ₁(ｘ,ｘ^)をかけるとともに、制御入力ｕに
周波数重みＷ_u(ｓ)をかけた後、非線形な重み関数とし
てａ₂(ｘ,ｘ^)をかける。この非線形な重み関数ａ₁(ｘ,
ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)は、下記数９１，９２に示す特性を
有する。これにより、より積極的にＬ₂ゲインを抑える
ような制御系の設計が可能となる。なお、ｘ^は前記の
ように一部に推定値を含む状態量を表す。

【０１６３】

【数９１】ａ₁(ｘ，ｘ^)＞０，ａ₂(ｘ，ｘ^)＞０

【０１６４】

【数９２】ａ₁(ｏ，ｏ)＝ａ₂(ｏ，ｏ)＝１ このシステムの状態空間表現も、評価出力ｚ_pにかかる
周波数重みＷ_s(ｓ)の状態空間表現も、制御入力ｕにか
かる周波数重みＷ_u(ｓ)の状態空間表現も、上述した状
態フィードバック制御系の場合と同様に、下記数９３〜
９７のように表される。

【０１６５】

【数９３】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ

【０１６６】

【数９４】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wｚ_p

【０１６７】

【数９５】ｚ_w＝Ｃ_wｘ_w＋Ｄ_wｚ_p

【０１６８】

【数９６】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０１６９】

【数９７】ｚ_u＝Ｃ_uｘ_u＋Ｄ_uｕ なお、状態変数ｘ_w、評価関数ｚ_w、定数行列Ａ_w，Ｂ_w，
Ｃ_w，Ｄ_wも上記状態フィードバック制御系の場合と同じ
である。

【０１７０】しかし、この非線形Ｈ∞出力フィードバッ
ク制御系における一般化プラントの状態空間表現は下記
数９８〜１０１のようになる。

【０１７１】

【数９８】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１７２】

【数９９】ｚ₁＝ａ₁(ｘ，ｘ^)(Ｃ₁₁ｘ＋Ｄ₁₂₁(ｘ)ｕ)

【０１７３】

【数１００】ｚ₂＝ａ₂(ｘ，ｘ^)(Ｃ₁₂ｘ＋Ｄ₁₂₂ｕ)

【０１７４】

【数１０１】ｙ＝Ｃ₂ｘ＋Ｄ₂₁ｗ＋Ｄ₂₂(ｘ)ｕ ただし、前記数９８〜１０１中のｘ，ｗ，Ａ，Ｂ₁，Ｂ₂
(ｘ)，Ｃ₁₁，Ｄ₁₂₁(ｘ)，Ｃ₁₂，Ｄ₁₂₂，Ｃ₂，Ｄ₂₁，Ｄ
₂₂(ｘ)は、下記数１０２〜１１３のとおりである。

【０１７５】

【数１０２】

【０１７６】

【数１０３】

【０１７７】

【数１０４】

【０１７８】

【数１０５】

【０１７９】

【数１０６】

【０１８０】

【数１０７】Ｃ₁₁＝［Ｄ_wＣ_p1 Ｃ_w ｏ］

【０１８１】

【数１０８】Ｄ₁₂₁(ｘ)＝［Ｄ_wＤ_p12(ｘ_p)］

【０１８２】

【数１０９】Ｃ₁₂＝［ｏ ｏ Ｃ_u ］

【０１８３】

【数１１０】Ｄ₁₂₂＝Ｄ_u

【０１８４】

【数１１１】Ｃ₂＝［Ｃ_p2 ｏ ｏ］

【０１８５】

【数１１２】Ｄ₂₁＝［ｏ Ｄ_p21］

【０１８６】

【数１１３】Ｄ₂₂(ｘ)＝Ｄ_p22(ｘ_p) 次に、リカッチ方程式に基づいて解を求めるために、下
記数１１４により規定される条件のもとで、前記数９８
〜１０１により表された一般化プラントの状態空間表現
を書き換えると下記数１１５〜１１８のようになる。

【０１８７】

【数１１４】Ｄ_wＤ_p12(ｘ)＝ｏ

【０１８８】

【数１１５】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂(ｘ)ｕ

【０１８９】

【数１１６】ｚ₁＝ａ₁(ｘ，ｘ^)Ｃ₁₁ｘ

【０１９０】

【数１１７】ｚ₂＝ａ₂(ｘ，ｘ^)Ｃ₁₂ｘ＋ａ₂(ｘ，ｘ^)
Ｄ₁₂₂ｕ

【０１９１】

【数１１８】ｙ＝Ｃ₂ｘ＋Ｄ₂₁ｗ＋Ｄ₂₂(ｘ)ｕ ここで、上記状態フィードバック制御系の場合と同様
に、前記一般化プラントに対して、「閉ループシステ
ムが内部指数安定」、かつ「ｗからｚまでのＬ ₂ゲイ
ンがある正定数γ以下である」を満たす非線形Ｈ∞出力
フィードバック制御則ｕ＝ｋ(ｙ)を設計することを試み
る。さらに、この非線形Ｈ∞出力フィードバック制御に
おいては、下記第１〜第３タイプに分けてそれぞれ説明
する。

【０１９２】ｃ１−１）第１タイプの制御系の設計例 この第１タイプは、上記数１０６のＢ₂(ｘ)及び数１１
３のＤ₂₂(ｘ)が既知関数すなわち少なくとも相対速度ｘ
_pw'−ｘ_pb'が観測可能であり、オブザーバゲインＬは定
数行列である場合である。

【０１９３】前記非線形Ｈ∞出力フィードバック制御則
ｕ＝ｋ(ｙ)は、次の条件が成立するならば求まる。すな
わち、 Ｄ₁₂₂ ^-1が存在し、γ₁はγ₁ ²Ｉ−Ｄ₂₁ ^TΘ^TΘＤ₁₂＞ｏ
を満たす正定数であり、かつγ₂は＞１であり、下記数
１１９のオブザーバ（オブザーバゲイン）を設計するた
めのリカッチ不等式、及び下記数１２０のコントローラ
（制御器）を設計するためのリカッチ不等式を満たす正
定対称行列Ｐ，Ｑ及び正定行列Θが存在し、さらに 非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)が下記数１２
１，１２２の制約条件を満たすならば、下記数１２３と
する制御則の一つは下記数１２４，１２５で与えられ
る。

【０１９４】

【数１１９】

【０１９５】

【数１２０】

【０１９６】

【数１２１】γ₂ ²−ａ₁(ｘ，ｘ^)²＞０，γ₂ ²−ａ
₂(ｘ，ｘ^)²＞０

【０１９７】

【数１２２】

【０１９８】

【数１２３】

【０１９９】

【数１２４】ｘ'^＝(Ａ＋ＬＣ₂)ｘ^＋(Ｂ₂(ｘ)＋ＬＤ₂₂
(ｘ))ｕ−Ｌｙ

【０２００】

【数１２５】

【０２０１】ただし、オブザーバゲインＬは下記数１２
６のように表される。

【０２０２】

【数１２６】Ｌ＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ また、「‖ ‖」はユークリッド・ノルムを表し、「‖
‖₂」は２乗可積分関数空間Ｌ₂上のノルムを表してい
て、ｆ(ｔ)∈Ｌ₂に対して、下記数１２７で定義される
ものである。

【０２０３】

【数１２７】

【０２０４】また、ΘはΘ^-1が存在する正定行列であ
り、このΘを用いてオブザーバゲインＬを調整すること
が可能である。また、上記状態フィードバック制御則の
場合と同様に、コントローラのゲインＬはＤ₁₂₂を用い
て調整することが可能である。さらに、γ₁はオブザー
バのＬ₂ゲインであり、γ₂はコントローラのＬ₂ゲイン
であり、閉ループシステムのＬ₂ゲインはγ₁とγ₂の積
として決まる。したがって、オブザーバとコントローラ
をうまく調整してシステムのＬ₂ゲインを決定しなけれ
ばならない。

【０２０５】ここで、前記数１２１，１２２の制約条件
を満たす非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)を下記数
１２８，１２９に例示しておく。

【０２０６】

【数１２８】

【０２０７】

【数１２９】

【０２０８】なお、前記数１２８，１２９中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数であり、εはε＜１かつεγ₂ ²＞
１である正定数である。そして、コンピュータによる演
算の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めることがで
きた。そして、前記数１２８，１２９を用いると前記数
１２４，１２５は下記数１３０，１３１のように変形さ
れる。

【０２０９】

【数１３０】ｘ'^＝(Ａ＋ＬＣ₂)ｘ^＋(Ｂ₂(ｘ)＋ＬＤ₂₂
(ｘ))ｕ−Ｌｙ

【０２１０】

【数１３１】

【０２１１】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、推定状態量ｘ'^及び制御則ｕ＝
ｋ(ｙ)も導出することができる。

【０２１２】ｃ１−２）第１タイプの具体的計算例 次に、前記タイプ１の制御則を用いた第１目標減衰力Ｆ
dの具体的計算例について説明する。この場合、タイヤ
変位量センサ２５及びばね下加速度センサ２６（図１に
おいて、タイヤ変位量センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，
２５ｄ及びばね下加速度センサ２６ａ，２６ｂ，２６
ｃ，２６ｄ）が省略されており、マイクロコンピュータ
は図１５の第１減衰力計算ルーチンに代えて図１７の第
１減衰力計算ルーチンを実行する。他の部分に関しては
上記第１変形例と同じである。

【０２１３】この場合も、図１７の第１減衰力計算ルー
チンの実行はステップ２００にて開始され、ステップ２
０２ａにて、相対変位量センサ２２及びばね上加速度セ
ンサ２１から相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb及びばね上加速度ｘ
_pb''を表す各検出信号を入力し、ステップ２０４ａにて
上記第１変形例の場合と同様に相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'及
びばね上速度ｘ_pb'を計算する。

【０２１４】次に、ステップ２０６ａにて、相対速度ｘ
_pw'−ｘ_pb'を用いた上記数３２，３８と同じ下記数１３
２，１３３の演算によりＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を計算
するとともに、これらのＢ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p12(ｘ_p)を用い
た上記数１０６と同じ下記数１３４の演算によりＢ
₂(ｘ)を計算し、かつ相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を用いた上
記数４１，１１３と同じ下記数１３５，１３６の演算に
よりＤ₂₂(ｘ)を計算する。

【０２１５】

【数１３２】

【０２１６】

【数１３３】

【０２１７】

【数１３４】

【０２１８】

【数１３５】

【０２１９】

【数１３６】Ｄ₂₂(ｘ)＝Ｄ_p22(ｘ_p) なお、前記数１３２〜１３５中のＭ_w，Ｍ_b，Ｂ_w，Ｂ
_uは、上記第１変形例と同じ値又は定数行列である。

【０２２０】前記ステップ２０６ａの処理後、ステップ
２１０ａにて、上記数１３０，１３１と同じ数１３７，
１３８を用い、上記第１変形例の場合と同様にして推定
状態量ｘ^及び制御入力ｕを計算する。

【０２２１】

【数１３７】ｘ'^＝(Ａ＋ＬＣ₂)ｘ^＋(Ｂ₂(ｘ)＋ＬＤ₂₂
(ｘ))ｕ−Ｌｙ

【０２２２】

【数１３８】

【０２２３】前記数１３７中のＡは、マイクロコンピュ
ータ内に予め記憶されていて前記数１０４，３０，３７
により決定される定数行列である。Ｌは、マイクロコン
ピュータ内に予め記憶されていて前記数１２６により定
義された定数行列であって、正定対称行列Ｑ、前記数３
９，１１１により定まる定数行列Ｃ₂、及び正定行列Θ
により決まるオブザーバのゲインである。Ｃ₂も、マイ
クロコンピュータ内に予め記憶されている前記定数行列
である。Ｂ₂(ｘ)及びＤ₂₂(ｘ)は前記ステップ２０６ａ
にて計算した行列である。また、ｙは観測値であって、
この第１タイプでは前記ステップ２０２ａの処理により
入力した相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb及び前記ステップ２０４
ａの処理により計算したばね上速度ｘ_pb'である。

【０２２４】また、前記数１３８中のＤ₁₂₂は、上記数
１１０で定義され、かつ上記数４８にて設定した周波数
重みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であって、予めマイクロ
コンピュータ内に記憶されている定数行列である。γ₂
は、前述したγ₂＞１なる正定数である。ｍ₁(ｘ，ｘ^)
は、任意の正定数関数であり、同関数に関するアルゴリ
ズムが予めマイクロコンピュータ内に記憶されているも
のである。なお、この正定数関数ｍ₁(ｘ)を正の定数、
例えば「１．０」に設定しておいてもよい。Ｃ₁₁は、上
記数３７，１０７により定義され、すなわち車輪ＷＨの
質量Ｍ_w及び車体ＢＤの質量Ｍ_bと、ばね１１のばね定数
Ｋ_sと、ダンパ１２の線形減衰係数Ｃ_s0と、上記数４６
にて設定した周波数重みＷ_s(ｓ)に関する係数行列Ｃ_w，
Ｄ_wとにより規定され、予めマイクロコンピュータ内に
記憶されている定数行列である。Ｂ ₂(ｘ)は、前記ステ
ップ２０６ａにて計算された行列である。Ｐは、上記数
１１９，１２０を満たす正定対称解であり、予めマイク
ロコンピュータ内に記憶されている定数行列である。Ｃ
₁₂は、上記数１０９により規定され、上記数４８にて設
定した周波数重みＷ_u(ｓ)に関する係数行列Ｃ_uを含む予
めマイクロコンピュータ内に記憶されている定数行列で
ある。

【０２２５】前記ステップ２１０ａの処理後、上記第１
変形例と同様なステップ２１２、２１４の処理により、
ダンパ１２の総合的な目標減衰係数Ｃ_sを計算するとと
もに第１目標減衰力Ｆdを計算して、ステップ２１６に
てこの第１減衰力計算ルーチンの実行を終了する。

【０２２６】ｃ２−１）第２タイプの制御系の設計例 この第２タイプは、上記数１０６のＢ₂(ｘ)及び数１１
３のＤ₂₂(ｘ)が未知関数すなわち相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'
が未知であり、オブザーバゲインＬは定数行列である場
合である。

【０２２７】この種の双線形システムではＢ₂(ｘ)，Ｄ
₂₂(ｘ)はｘの１次関数であり、これを考慮して前記数１
１５〜１１８により表された一般化プラントを書き換え
ると、下記数１３９〜１４２のようになる。ただし、Ｂ
₂₀，Ｄ₂₂₀，ｄ₁₂₂は定数行列である。

【０２２８】

【数１３９】ｘ'＝Ａｘ＋Ｂ₁ｗ＋Ｂ₂₀ｘｕ

【０２２９】

【数１４０】ｚ₁＝ａ₁(ｘ^)Ｃ₁₁ｘ

【０２３０】

【数１４１】ｚ₂＝ａ₂(ｘ^)Ｃ₁₂ｘ＋ａ₂(ｘ)ｄ₁₂₂ｕ

【０２３１】

【数１４２】ｙ＝Ｃ₂ｘ＋Ｄ₂₁ｗ＋Ｄ₂₂₀ｘｕ この一般化プラントに対して、非線形Ｈ∞出力フィード
バック制御則を設計することを試みる。オブザーバゲイ
ンＬを定数行列とする場合、次の定理により出力フィー
ドバック制御則が設計できる。すなわち、 γ₁はγ₁ ²Ｉ−Ｄ₂₁ ^TΘ^TΘＤ₁₂＞ｏを満たす正定数で
あり、かつγ₂はγ₂＞１である正定数であり、かつε₁ ²
−ｕ²＞０を満たす正定数εが存在するとき、下記数１
４３のオブザーバ（オブザーバゲイン）を設計するため
のリカッチ不等式、及び下記数１４４のコントローラを
設計するためのリカッチ不等式を満たす正定対称行列
Ｐ，Ｑ及び正定行列Θが存在し、さらに 非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)が下記数１４
５，１４６の制約条件を満たすならば、下記数１４７と
する制御則の一つは下記数１４８，１４９で与えられ
る。

【０２３２】

【数１４３】

【０２３３】

【数１４４】

【０２３４】

【数１４５】γ₂ ²−ａ₁(ｘ，ｘ^)²＞０，γ₂ ²−ａ
₂(ｘ，ｘ^)²＞０

【０２３５】

【数１４６】

【０２３６】

【数１４７】‖[ｚ₁ ^T ｚ₂ ^T]^T‖₂≦γ₁γ₂‖ｗ‖₂

【０２３７】

【数１４８】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ(ｕ)Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
(ｕ)Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２３８】

【数１４９】

【０２３９】ただし、オブザーバゲインＬ(ｕ)は下記数
１５０のように表される。

【０２４０】

【数１５０】Ｌ(ｕ)＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ また、ΘはΘ^-1が存在する正定行列であり、このΘを用
いてオブザーバゲインＬ(ｕ)を調整することが可能であ
る。また、上記状態フィードバック制御則の場合と同様
に、コントローラのゲインＬはｄ₁₂₂を用いて調整する
ことが可能である。

【０２４１】ここで、前記数１４５，１４６の制約条件
を満たす非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)を下記数
１５１，１５２に例示しておく。

【０２４２】

【数１５１】

【０２４３】

【数１５２】

【０２４４】なお、前記数１５１，１５２中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数であり、εはε＜１かつεγ₂ ²＞
１である正定数である。そして、コンピュータによる演
算の結果、前記のような正定対称解Ｐが求めることがで
きた。そして、前記数１５１，１５２を用いると前記数
１４８，１４９は下記数１５３，１５４のように変形さ
れる。

【０２４５】

【数１５３】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ(ｕ)Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
(ｕ)Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２４６】

【数１５４】

【０２４７】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、推定状態量ｘ'^及び制御則ｕ＝
ｋ(ｙ)も導出することができる。

【０２４８】ｃ２−２）第２タイプの具体的計算例 次に、この第２タイプの制御則を用いた第１目標減衰力
Ｆdの計算例について説明する。この場合、上記第１タ
イプの場合の図６の相対変位量センサ２２（図１の相対
変位量センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）を省略
するとともに、図１７のステップ２０２ａ，２０４ａに
よる相対変位量センサ２２からの相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb
の入力及び相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'の計算、並びにステッ
プ２０６ａの演算処理を省略して、前記第２タイプの制
御則にしたがった演算を実行するものである。

【０２４９】この場合も、第１減衰力計算ルーチンは図
１７のステップ２００にて開始され、ステップ２０２ａ
にてばね上加速度ｘ_pb''を入力し、ステップ２０４ａに
てばね上速度ｘ_pb'を計算し、ステップ２１０ａにて上
記数１５３，１５４と同じ数１５５，１５６を用い、相
対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'の推定を含む推定状態量ｘ'^及び制
御入力ｕを計算する。

【０２５０】

【数１５５】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ(ｕ)Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
(ｕ)Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２５１】

【数１５６】

【０２５２】前記数１５５，１５６中のＡ，Ｌ，Ｃ₂，
γ₂，ｍ₁(ｘ，ｘ^)，Ｃ₁₁，Ｐ，Ｃ₁₂に関しては前記第
１タイプの場合と同じである。また、Ｂ₂₀，Ｄ₂₂₀，ｄ
₁₂₂は、マイクロコンピュータ内に予め記憶されていて
前述した適当な定数行列である。また、この場合、ｙは
観測値であって前記ステップ２０４ａの処理により計算
したばね上速度ｘ_pb'である。

【０２５３】前記ステップ２１０ａの処理後、上記第１
タイプと同様なステップ２１２，２１４の処理により、
ダンパ１２の総合的な目標減衰係数Ｃ_sを計算するとと
もに第１目標減衰力Ｆdを計算する。ただし、この場
合、ステップ２１４の第１目標減衰力Ｆdの計算では、
ステップ２１０ａにて計算した推定相対速度ｘ_pw'^−ｘ
_{p b}'^を利用する。 ｃ３−１）第３タイプの制御系の設計例 この第３タイプも、上記数１０６のＢ₂(ｘ)及び数１１
３のＤ₂₂(ｘ)が未知関数すなわち相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'
が未知であり、オブザーバゲインＬは関数行列である場
合である。

【０２５４】この第３タイプにおいても、上記第２タイ
プの数１３９〜１４２により表された一般化プラントに
対して、非線形Ｈ∞出力フィードバック制御則を設計す
ることを試みる。オブザーバゲインＬを制御入力ｕの関
数とする場合、次の定理により出力フィードバック制御
則が設計できる。すなわち、 γ₁はγ₁ ²Ｉ−Ｄ₂₁ ^TΘ^TΘＤ₁₂＞ｏを満たす正定数で
あり、かつγ₂はγ₂＞１である正定数であり、かつε₁ ²
−ｕ²＞０を満たす正定数εが存在するとき、下記数１
５７のオブザーバ（オブザーバゲイン）を設計するため
のリカッチ不等式、及び下記数１５８のコントローラを
設計するためのリカッチ不等式を満たす正定対称行列
Ｐ，Ｑ及び正定行列Θが存在し、さらに 非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)が下記数１５
９，１６０の制約条件を満たすならば、下記数１６１と
する制御則の一つは下記数１６２，１６３で与えられ
る。

【０２５５】

【数１５７】

【０２５６】

【数１５８】

【０２５７】

【数１５９】γ₂ ²−ａ₁(ｘ，ｘ^)²＞０，γ₂ ²−ａ
₂(ｘ，ｘ^)²＞０

【０２５８】

【数１６０】

【０２５９】

【数１６１】‖[ｚ₁ ^T ｚ₂ ^T]^T‖₂≦γ₁γ₂‖ｗ‖₂

【０２６０】

【数１６２】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂₀＋Ｌ
₂Ｄ₂₂₀)ｘ^ｕ−(Ｌ₁＋Ｌ₂ｕ)ｙ

【０２６１】

【数１６３】

【０２６２】ただし、オブザーバゲインＬ(ｕ)は下記数
１６４のように表される。

【０２６３】

【数１６４】Ｌ(ｕ)＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ−ｕＱＤ₂₂₀ ^TΘ^TΘ
＝Ｌ₁＋ｕＬ₂ また、前記数１６４中のＬ₁，Ｌ₂は下記数１６５，１６
６のように表される。

【０２６４】

【数１６５】Ｌ₁＝−ＱＣ₂ ^TΘ^TΘ

【０２６５】

【数１６６】Ｌ₂＝−ＱＤ₂₂₀ ^TΘ^TΘ また、ΘはΘ^-1が存在する正定行列であり、このΘを用
いてオブザーバゲインＬ(ｕ)を調整することが可能であ
る。また、上記状態フィードバック制御則の場合と同様
に、コントローラのゲインＬはｄ₁₂₂を用いて調整する
ことが可能である。

【０２６６】ここで、前記数１５９，１６０の制約条件
を満たす非線形重みａ₁(ｘ,ｘ^)，ａ₂(ｘ,ｘ^)を下記数
１６７，１６８に例示しておく。

【０２６７】

【数１６７】

【０２６８】

【数１６８】

【０２６９】なお、前記数１６７，１６８中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数であり、εはε＜１かつεγ₂ ²＞
１である正定数である。そして、コンピュータによる演
算の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めることがで
きた。そして、前記数１６７，１６８を用いると前記数
１６２，１６３は下記数１６９，１７０のように変形さ
れる。

【０２７０】

【数１６９】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂ｘ^＋Ｌ₂Ｄ
₂₂ｘ^)ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２７１】

【数１７０】

【０２７２】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、推定状態量ｘ'^及び制御則ｕ＝
ｋ(ｙ)も導出することができる。 ｃ３−２）第３タイプの具体的計算例 次に、この第３タイプの制御則を用いた第１目標減衰力
Ｆdの具体的計算例について説明する。この場合の構成
は、上記第２タイプの場合と同じである。

【０２７３】この場合も、第１減衰力計算ルーチンの実
行は図１７のステップ２００にて開始され、前記第１タ
イプと同様なステップ２０２ａ，２０４ａの処理後、ス
テップ２１０ａにて上記数１６９，１７０と同じ数１７
１，１７２を用い、上記第２タイプの場合と同様にして
推定状態量ｘ'^及び制御入力ｕを計算する。

【０２７４】

【数１７１】ｘ'^＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ^＋(Ｂ₂ｘ^＋Ｌ₂Ｄ
₂₂ｘ^)ｕ−Ｌ(ｕ)ｙ

【０２７５】

【数１７２】

【０２７６】前記数１７１，１７２中のＡ，Ｃ₂，
Ｂ₂₀，，Ｄ₂₂₀，γ₂，ｍ₁(ｘ，ｘ^)，Ｃ_{1 1}，ｄ₁₂₂，
Ｐ，Ｃ₁₂に関しては前記第２タイプの場合と同じであ
る。また、Ｌ，Ｌ₁，Ｌ₂は、前記数１６４〜１６６によ
り規定されるゲインである。さらに、この場合も、ｙは
観測値であって前記ステップ２０４ａの処理により計算
したばね上速度ｘ_pb'である。

【０２７７】前記ステップ２１０ａの処理後、上記第２
タイプと同様なステップ２１２、２１４の処理により、
ダンパ１２の総合的な目標減衰係数Ｃ_sを計算するとと
もに第１目標減衰力Ｆdを計算して、ステップ２１６に
てこの第１減衰力計算ルーチンの実行を終了する。

【０２７８】ｄ．第３変形例 ｄ１．カルマンフィルタベースの非線形Ｈ∞制御系の設
計 上記ａのモデルに対して、双線形項Ｂ_p2(ｘ_p)，Ｄ_p2(ｘ
_p)が既知すなわち相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を観測可能とす
ることを条件に、オブザーバにカルマンフィルタを用い
た場合の出力フィードバック系の設計を試みる。

【０２７９】なお、この第３変形例における符号も上記
第２変形例の場合と同じであり、プラントに関する係数
及び変数にはサフィックスｐが付けられている。サスペ
ンション装置の状態空間表現は、下記数１７３，１７４
により表される。

【０２８０】

【数１７３】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ

【０２８１】

【数１７４】ｙ_p＝Ｃ_pｘ_p＋Ｄ_p1ｗ₂＋Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ ｔ→∞の場合のカルマンフィルタは、Ｄ_p1＝Ｉの場合、
下記数１７５のように表される。

【０２８２】

【数１７５】ｘ_o'＝Ａ_pｘ_o＋Ｂ_p2ｕ＋Ｋ(Ｃ_pｘ_o＋Ｄ
_p2(ｘ_p)ｕ−ｙ) ただし、ｘ_o，ｘ_o'はカルマンフィルタにおける推定状
態量であり、フィルタゲインＫは下記数１７６のとおり
である。

【０２８３】

【数１７６】Ｋ＝−ΣＣ_p ^TＷ^-1 また、推定誤差共分散Σは、下記数１７７のリカッチ方
程式の正定対称解である。

【０２８４】

【数１７７】Ａ_pΣ＋ΣＡ_p ^T＋Ｂ_p1ＶＢ_p1 ^T−ΣＣ_p ^TＷ^-1
Ｃ_pΣ＝ｏ ただし、Ｖはｗ₁の共分散行列であり、Ｗはｗ₂の共分散
行列である。

【０２８５】このシステムの一般化プラントのブロック
線図は図１８に示すとおりであり、この場合に、オブザ
ーバの出力である「推定状態量ｘ_oに周波数重みＷ(ｓ)
をかけたもの」と、「制御入力ｕに周波数重みＷ_u(ｓ)
をかけたもの」とを評価出力ｚに用いている。すなわ
ち、ここでは、カルマンフィルタを検出器として使っ
て、そのカルマンフィルタの出力を小さくするように制
御系を設計している。この点が、上記第１及び第２変形
例とは異なるが、状態推定がうまく行われれば同第１及
び第２変形例と同等な性能が得られると考えられる。図
１８のブロック線図で与えられるシステムの状態空間表
現は、下記数１７８〜１８４の通りである。

【０２８６】

【数１７８】ｘ_p'＝Ａ_pｘ_p＋Ｂ_p1ｗ₁＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ

【０２８７】

【数１７９】ｘ_o'＝Ａ_pｘ_o＋Ｂ_p2(ｘ_p)ｕ＋Ｌ(Ｃ₂ｘ_o＋
Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ−ｙ)

【０２８８】

【数１８０】ｙ＝Ｃ_pｘ_p＋Ｄ_p1ｗ₂＋Ｄ_p2(ｘ_p)ｕ

【０２８９】

【数１８１】ｘ_w'＝Ａ_wｘ_w＋Ｂ_wＣ_sｘ_o

【０２９０】

【数１８２】ｚ₁＝ａ₁(ｘ_p，ｘ_o，ｘ_w，ｘ_u)(Ｃ_wｘ_w＋
Ｄ_wＣ_sｘ_o)

【０２９１】

【数１８３】ｘ_u'＝Ａ_uｘ_u＋Ｂ_uｕ

【０２９２】

【数１８４】ｚ₂＝ａ₂(ｘ_p，ｘ_o，ｘ_w，ｘ_u)(Ｃ_uｘ_u＋
Ｄ_uｕ) ただし、ｘ_pはシステムの状態量、数１７８はシステム
の状態空間表現、ｘ_oは推定状態量、数１７９はオブザ
ーバの状態空間表現、ｙは観測出力、ｘ_wは周波数重み
の状態を表す。評価出力ｚ₁，ｚ₂には、後に設計する非
線形重みがかけられている。

【０２９３】このシステムに対して、「閉ループシステ
ムが内部指数安定」かつ「ｗからｚまでのＬ₂ゲインが
ある正定数γ以下」を満たすオブザーバの状態をフィー
ドバック制御する制御則ｕ＝ｋ(ｘ_o)を設計する。そし
て、このシステムでは下記数１８５に示すように、周波
数重みＷ_s(ｓ)に対する入力がｘ_oとなっていることが特
徴である。

【０２９４】

【数１８５】

【０２９５】はじめに、誤差変数を下記数１８６のよう
に定義すると、誤差システムは下記数１８７，１８８の
ようになる。

【０２９６】

【数１８６】ｘ_e＝ｘ_p−ｘ_o

【０２９７】

【数１８７】ｘ_e'＝(Ａ_p＋ＬＣ_p)ｘ_e＋Ｂ_p1ｗ₁＋ＬＤ_p
ｗ₂

【０２９８】

【数１８８】

【０２９９】さらに、ｙ_eに対して逆行列が存在する定
数行列Θ（スケーリング行列）をかけて前記数１８７，
１８８により表された誤差システムを変形すると、同変
形されたシステムは下記数１８９，１９０のようにな
る。

【０３００】

【数１８９】ｘ_pe'＝(Ａ_p＋ＬＣ_p)ｘ_pe＋Ｂ_p1ｗ₁＋ＬＤ
_pｗ₂

【０３０１】

【数１９０】ｙ_e~＝ΘＣ_pｘ_e＋ΘＤ_p1ｗ₂ この変形した誤差システムに対して、ある正定数γ₁が
存在して外乱入力ｗ＝［ｗ₁ ^T ｗ₂ ^T］からｙ_e~までのＬ
₂ゲインがγ₁以下（‖ｙ_e~‖₂≦γ₁‖ｗ‖₂）となるよ
うにオブザーバゲインＬを設計することを考える。

【０３０２】ここで、γ₁はγ₁Ｉ−Ｄ_p1 ^TΘ^TΘＤ_p1＞ｏ
を満たす正定数とすれば、‖ｙ_e~‖ ₂≦γ₁‖ｗ‖₂とな
るＬは下記数１９１で与えられる。

【０３０３】

【数１９１】Ｌ＝−ＱＣ_p ^TΘ^TΘ ただし、Ｑは下記数１９２のリカッチ方程式を満たす正
定対称行列である。

【０３０４】

【数１９２】

【０３０５】なお、ここで解く前記数１９２のリカッチ
方程式はプラントの次数であり、上記第１及び第２変形
例の一般化プラントの次数より小さいことに注意を要す
る。

【０３０６】次に、オブザーバに関する上記数１７９を
書き換えると、下記数１９３のようになる。

【０３０７】

【数１９３】

【０３０８】この数１９３により表されたオブザーバを
用いてある正定数γ₂が存在してオブザーバ誤差ｙ_e^か
ら評価出力ｚまでのＬ₂ゲインがγ₂以下（‖ｚ‖₂≦γ₂
‖ｙ _e~‖₂）となるようにコントローラを設計すること
を考える。ここで、前記数１９３により表されたオブザ
ーバを用いて周波数重みに関する状態変数ｘ_w，ｘ_uを合
わせた一般化プラントを構成すると、同プラントの状態
空間表現は下記数１９４〜１９６のようになる。

【０３０９】

【数１９４】ｘ_k'＝Ａｘ_k＋Ｂ₂(ｘ_p)ｕ＋Ｌ₁Θ^-1ｙ_e~

【０３１０】

【数１９５】ｚ₁＝ａ₁(ｘ_p，ｘ_k)Ｃ₁₁ｘ_k

【０３１１】

【数１９６】ｚ₂＝ａ₂(ｘ_p，ｘ_k)Ｃ₁₂ｘ_k＋ａ₂(ｘ_p，ｘ
_k)Ｄ₁₂ｕ ただし、前記数１９４〜１９６における各変数行列及び
定数行列は、下記数１９７〜２０４のおりである。

【０３１２】

【数１９７】

【０３１３】

【数１９８】

【０３１４】

【数１９９】

【０３１５】

【数２００】

【０３１６】

【数２０１】

【０３１７】

【数２０２】Ｃ₁₁＝［Ｄ_wＣ_s Ｃ_w ｏ］

【０３１８】

【数２０３】Ｃ₁₂＝［ｏ ｏ Ｃ_u ］

【０３１９】

【数２０４】Ｄ₁₂＝Ｄ_u なお、ここで定義した状態量ｘ_kには状態量ｘ_pが含まれ
ていない。

【０３２０】このとき、Ｄ₁₂ ^-1が存在するとすれば、下
記数２０５のリカッチ不等式の正定対称解Ｐが存在し、
さらに非線形重みａ₁(ｘ_p,ｘ_k)，ａ₂(ｘ_p,ｘ_k)が下記数
２０６を満たせば、ある正定数γ₂が存在して‖ｚ‖₂≦
γ₂‖ｙ_e‖₂となるコントローラは下記数２０７で与え
られる。

【０３２１】

【数２０５】

【０３２２】

【数２０６】

【０３２３】

【数２０７】

【０３２４】よって、下記数２０８，２０９を満足する
オブザーバ及びコントローラが設計できる。

【０３２５】

【数２０８】‖ｙ_e~‖₂≦γ₁‖ｗ‖₂

【０３２６】

【数２０９】‖ｚ‖₂≦γ₂‖ｙ_e~‖₂ これらのことから、下記数２１０，２１１のリカッチ方
程式及び不等式を満たす正定対称行列Ｑ，Ｐが存在する
ことがわかる。

【０３２７】

【数２１０】

【０３２８】

【数２１１】

【０３２９】そして、非線形重みａ₁(ｘ_p,ｘ_k)，ａ₂(ｘ
_p,ｘ_k)が下記数２１２の制約条件を満たすとすれば、下
記数２１３となる制御則は下記数２１４，２１５で与え
られる。

【０３３０】

【数２１２】

【０３３１】

【数２１３】‖ｚ‖₂≦γ₁γ₂‖ｗ‖₂

【０３３２】

【数２１４】ｘ_k'＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ_k＋(Ｂ₂(ｘ_p)＋Ｌ₁
Ｄ_p2(ｘ_p))ｕ−Ｌ₁ｙ

【０３３３】

【数２１５】

【０３３４】ここで、カルマンフィルタを設計するため
に用いた前記数１７７のリカッチ方程式と、前記数１９
２のリカッチ方程式とを比較すると、共分散行列Ｖ，Ｗ
を下記数２１６，２１７のように規定すれば、両リカッ
チ方程式の正定対称解ΣとＱは一致する。

【０３３５】

【数２１６】Ｗ^-1＝Θ^TΘ

【０３３６】

【数２１７】

【０３３７】すなわち、カルマンフィルタを設計した時
に用いた共分散行列Ｖ，Ｗを用いて、前記数２１６，２
１７を満たすΘ，γ₁を選べば、ここで設計し下記数２
１８により表されたオブザーバはカルマンフィルタと一
致する。

【０３３８】

【数２１８】ｘ_o'＝Ａｘ_o＋Ｂ₂(ｘ_p)ｕ＋Ｌ(Ｃ₂ｘ_o＋Ｄ
_p2(ｘ_p)ｕ−ｙ) ここで、前記数２１２の制約条件を満たす非線形重みａ
₁(ｘ_p,ｘ_k)，ａ₂(ｘ_p,ｘ_k)を下記数２１９，２２０に例
示しておく。

【０３３９】

【数２１９】

【０３４０】

【数２２０】

【０３４１】なお、前記数２１９，２２０中のｍ₁(ｘ,
ｘ^)は任意の正定関数である。そして、コンピュータに
よる演算の結果、前記のような正定対称解Ｐを求めるこ
とができた。そして、前記数２１９，２２０を用いると
前記数２１４，２１５は下記数２２１，２２２のように
変形される。

【０３４２】

【数２２１】ｘ_k'＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ_k＋(Ｂ₂(ｘ_p)＋Ｌ₁
Ｄ_p2(ｘ_p))ｕ−Ｌ₁ｙ

【０３４３】

【数２２２】

【０３４４】その結果、この場合も、上記状態フィード
バック制御系の場合と同様にして、公知のソフトウェア
を用いることにより簡単に解を求めることができるの
で、この方法によれば、簡単に正定対称解Ｐを見つける
ことができるとともに、状態量ｘ'及び制御則ｕ＝ｋ
(ｙ)も導出することができる。

【０３４５】ｄ２．具体的計算例次に、カルマンフィル
タベースの制御則を用いた第１目標減衰力Ｆdの具体的
計算例について説明する。この場合の構成も、上記第２
変形例の第１タイプの場合と同じである。

【０３４６】また、この場合も、第１減衰力計算ルーチ
ンの実行は図１７のステップ２００にて開始され、前記
第２変形例の第１タイプと同様なステップ２０２ａ，２
０４ａ，２１０ａの処理を実行する。ただし、この場合
には、ステップ２１０ａにて上記数２２１，２２２と同
じ下記数２２３，２２４を用い、上記第２変形例の第１
タイプの場合と同様にして状態量ｘ_k'及び制御入力ｕを
計算する。

【０３４７】

【数２２３】ｘ_k'＝(Ａ＋Ｌ₁Ｃ₂)ｘ_k＋(Ｂ₂(ｘ_p)＋Ｌ₁
Ｄ_p2(ｘ_p))ｕ−Ｌ₁ｙ

【０３４８】

【数２２４】

【０３４９】前記数２２３中のＡは、マイクロコンピュ
ータ内に予め記憶されていて前記数１９８，１８５，３
０，４７により決定される定数行列である。Ｌ₁は、マ
イクロコンピュータ内に予め記憶されていて前記数２０
０，１９１，１９２により定義された定数行列であっ
て、正定対称行列Ｑ、定数行列Ｃ_p、前記数３９，１１
１により定まる定数行列Ｃ₂、及び正定行列Θにより決
まるオブザーバのゲインである。Ｃ₂も、マイクロコン
ピュータ内に予め記憶されている前記定数行列である。
Ｂ₂(ｘ_p)は前記数１９９，３２，４７により決定される
定数行列である。Ｄ_p2(ｘ_p)は前記数３８により決定さ
れる定数行列である。また、ｙは観測値であって、前記
ステップ２０２ａの処理により入力した相対変位量ｘ_pw
−ｘ_pb及び前記ステップ２０４ａの処理により計算した
ばね上速度ｘ_pb'である。

【０３５０】また、前記数２２４中のＤ₁₂は、上記数２
０４で定義され、かつ上記数４８にて設定した周波数重
みＷ_u(ｓ)に関する係数行列であって、予めマイクロコ
ンピュータ内に記憶されている定数行列である。ｍ₁(ｘ
_p，ｘ_k)は、任意の正定数関数であり、同関数に関する
アルゴリズムが予めマイクロコンピュータ内に記憶され
ているものである。なお、この正定数関数ｍ₁(ｘ_p，
ｘ_k)を正の定数、例えば「１．０」に設定しておいても
よい。Ｃ₁₁は、上記数２０２により定義されて、前記数
１８５にて設定した周波数重みＷ_s(ｓ)に関する係数行
列Ｃ_w，Ｄ_w，Ｃ_sにより規定され、予めマイクロコンピ
ュータ内に記憶されている定数行列である。Ｂ₂(ｘ_p)は
前記数１９９，３２，４７により決定される定数行列で
ある。Ｐは、上記数２１１を満たす正定対称解であり、
予めマイクロコンピュータ内に記憶されている定数行列
である。Ｃ₁₂は、上記数２０３により規定され、上記数
４８にて設定した周波数重みＷ_u(ｓ)に関する係数行列
Ｃ_uを含む予めマイクロコンピュータ内に記憶されてい
る定数行列である。

【０３５１】前記ステップ２１０ａの処理後、上記第１
変形例及び第２変形例の第１タイプと同様なステップ２
１２，２１４の処理により、ダンパ１２の総合的な目標
減衰係数Ｃ_sを計算するとともに第１目標減衰力Ｆdを計
算して、ステップ２１６にてこの第１減衰力計算ルーチ
ンの実行を終了する。

【０３５２】ｆ．その他の変形例 また、上記第１〜第３変形例においては、一般化プラン
トの状態空間表現における状態量として、タイヤ変位量
ｘ_pr−ｘ_pw、相対変位量ｘ_pw−ｘ_pb、ばね下速度ｘ_pw'
及びばね上速度ｘ_pb'を用いるようにしたが、前記状態
空間表現が可能であれば、車体ＢＤ及び車輪ＷＨの上下
方向の運動に関する他の物理量を利用することもでき
る。また、上記第２変形例の第１タイプ及び第３変形例
においてはタイヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pw及びばね下速度
ｘ_pw'の検出を省略して推定するようにし、上記第２変
形例の第２及び第３タイプにおいてはさらに相対変位量
ｘ_pw−ｘ_pb（相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'）の検出をも省略し
て推定するようにしたが、制御則の多少の変更により他
の状態変数の検出を省略して推定することも可能であ
る。

【０３５３】また、上記第１〜第３変形例の評価出力ｚ
_pにおいては、３種類の物理量、すなわち車体ＢＤの共
振に影響するものとしてばね上速度ｘ_pb'を、車輪ＷＨ
の共振に影響するものとして相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'を、
車両の乗り心地の悪化（ゴツゴツ感）に影響するものと
してばね上加速度ｘ_pb''を用いるようにしたが、これら
のいずれか１種類又は２種類を評価出力ｚ_pとして用い
るようにしてもよい。さらに、前記車体ＢＤの共振に影
響するものとして、ばね上速度ｘ_pb'に代えて、ばね上
加速度ｘ_pb''、ばね上変位量ｘ_pbなどの車体ＢＤの運動
に関係の深い物理量を用いるようにしてもよい。車輪Ｗ
Ｈの共振に影響するものとして、相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'
に代えて、ばね下速度ｘ_pw'、タイヤ変位量ｘ_pr−ｘ_pw
などの車輪ＷＨの運動に関係の深い物理量を用いるよう
にしてもよい。

【０３５４】また、上記各種変形例においては、非線形
なプラントを扱えて周波数領域で設計仕様を与えること
ができる制御理論として非線形Ｈ∞制御理論を適用する
ようにしたが、前記制御理論として線形マトリクス不等
式（Linear Matrix Inequality）制御理論を拡張した双
線形マトリクス不等式（Bilinear Matrix Inequality）
制御理論を用いるようにしてもよい。

【０３５５】上記各種変形例によれば、車輪ＷＨ（ばね
下部材）の車体ＢＤ（ばね上部材）に対する相対速度ｘ
_pw'−ｘ_pb'と、同相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'に応じて変化す
る減衰係数Ｃ_sとの積により与えられる第１目標減衰力
Ｆd＝Ｃ_s (ｘ_pw'−ｘ_pb')を扱う双線形制御システムに
おいても、設計時に与えた制御仕様（ノルム条件）を満
たし、かつ制御入力（非線形減衰係数Ｃ_v）が連続的に
変化して、制御に違和感を与えない良好な減衰力制御装
置が実現される。また、上記した各種変形例は、車体Ｂ
Ｄの共振に影響する車体ＢＤの上下速度ｘ_pb'、車輪Ｗ
Ｈの共振に影響する車輪ＷＨの車体ＢＤに対する相対速
度ｘ_pw'−ｘ_pb'、及び乗り心地に悪化（ゴツゴツ感）に
影響する車体ＢＤの上下加速度ｘ_pb''を評価出力とする
一般化プラントを想定して第１目標減衰力Ｆdを計算す
るものであって、前記上下速度ｘ_pb'、相対速度ｘ_pw'−
ｘ_pb'及び上下加速度ｘ_pb''に対して所定の周波数重み
を付与するので、周波数帯域に応じて同上下速度
ｘ_pb'、相対速度ｘ_pw'−ｘ_pb'及び上下加速度ｘ_pb''を
車両への悪影響をより良好に抑制するように制御するこ
とができる。これにより、これらの各種変形例によれ
ば、車両の走行安定性及び乗り心地がより良好となる第
１目標減衰力Ｆdが計算されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 車両の減衰力制御装置の概略ブロック図であ
る。

【図２】 図１の電気制御装置にて実行されるプログラ
ムのフローチャートである。

【図３】 図２の第１減衰力計算ルーチンの詳細フロー
チャートである。

【図４】 車両の単輪モデル図である。

【図５】 図２の第２減衰力計算ルーチンの詳細フロー
チャートである。

【図６】 車両の前後輪モデル図である。

【図７】 図２の第３減衰力計算ルーチンの詳細フロー
チャートである。

【図８】 車両の左右輪モデル図である。

【図９】 相対速度−減衰力テーブル内のデータ特性を
示すグラフである。

【図１０】 変形例に係り、車両における他の単輪モデ
ル図である。

【図１１】 第１目標減衰力を計算するための第１変形
例に係り、非線形Ｈ∞状態フィードバック制御系の一般
化プラントのブロック図である。

【図１２】 (Ａ)〜(Ｃ)は評価出力としてのばね上加速
度、ばね上速度及び相対速度に対する周波数重みをそれ
ぞれ表すグラフであり、(Ｄ)は制御入力としての非線形
減衰係数に対する周波数重みを表すグラフである。

【図１３】 非線形Ｈ∞制御理論に基づく制御の作用効
果を表すイメージ図である。

【図１４】 (Ａ)は第１目標減衰力を計算するための変
形例に係る減衰力制御における減衰力−相対速度（Ｆ−
Ｖ）特性を表すリサージュ波形図であり、(Ｂ)は従来の
スカイフック制御における減衰力−相対速度（Ｆ−Ｖ）
特性を表すリサージュ波形図である。

【図１５】 第１目標減衰力を計算するための第１変形
例に係る第１減衰力計算ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１６】 第１目標減衰力を計算するための第２変形
例に係り、非線形Ｈ∞出力フィードバック制御系の一般
化プラントのブロック図である。

【図１７】 第１目標減衰力を計算するための第２，３
変形例に係る第１減衰力計算ルーチンのフローチャート
である。

【図１８】 第１目標減衰力を計算するための第３変形
例に係り、カルマンフィルタベースの非線形Ｈ∞制御系
の一般化プラントのブロック図である。

【符号の説明】

ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪（ばね下部材）、ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２…左右後輪（ばね下部材）、ＢＤ…車体（ばね上部
材）、１０Ａ〜１０Ｄ…サスペンション装置、１１，１
１ａ〜１１ｄ，１１ｆ，１１ｒ，１１ｍ，１１ｈ…ば
ね、１２，１２ａ〜１２ｄ，１２ｆ，１２ｒ，１２ｍ，
１２ｈ…ダンパ、２０…電気制御装置（マイクロコンピ
ュータ）、２１ａ〜２１ｄ…ばね上加速度センサ、２２
ａ〜２２ｄ…相対変位量センサ、２３…ピッチ角速度セ
ンサ、２４…ロール角速度センサ、２５，２５ａ〜２５
ｄ…タイヤ変位量センサ、２６，２６ａ〜２６ｄ…ばね
下加速度センサ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
   各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
   抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
   する第１目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
   を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第２目標減衰力計算手段と、 前記計算された各輪毎の第１及び第２目標減衰力に基づ
   いて最終的な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定する最
   終目標減衰力決定手段と、 前記決定した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を
   前記各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰
   力を前記決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定
   制御する出力手段とを備えたことを特徴とする減衰力制
   御装置。
2. 【請求項２】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
   各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
   抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
   する第１目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
   を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第２目標減衰力計算手段と、 前記計算された第１及び第２目標減衰力のうちで大きな
   方の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
   と、 前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
   ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
   選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段
   とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
3. 【請求項３】前記第１目標減衰力計算手段は車体の上下
   方向の運動状態量に応じて第１目標減衰力を計算するも
   のであり、前記第２目標減衰力計算手段は車体のピッチ
   方向の運動状態量に応じて第２目標減衰力を計算するも
   のである前記請求項１又は請求項２に記載の減衰力制御
   装置。
4. 【請求項４】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
   各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
   抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
   する第１目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
   を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第２目標減衰力計算手段と、 前記計算された各輪毎の第１及び第２目標減衰力に基づ
   いて最終的な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定する最
   終目標減衰力決定手段と、 前記決定した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を
   前記各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰
   力を前記決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定
   制御する出力手段とを備えたことを特徴とする減衰力制
   御装置。
5. 【請求項５】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
   各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
   抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
   する第１目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
   を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第２目標減衰力計算手段と、 前記計算された第１及び第２目標減衰力のうちで大きな
   方の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
   と、 前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
   ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
   選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段
   とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
6. 【請求項６】前記第１目標減衰力計算手段は車体の上下
   方向の運動状態量に応じて第１目標減衰力を計算するも
   のであり、前記第２目標減衰力計算手段は車体のロール
   方向の運動状態量に応じて第２目標減衰力を計算するも
   のである前記請求項４又は請求項５に記載の減衰力制御
   装置。
7. 【請求項７】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
   各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
   抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
   する第１目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
   を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第２目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
   を抑制するための第３目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第３目標減衰力計算手段と、 前記計算された各輪毎の第１、第２及び第３目標減衰力
   に基づいて最終的な目標減衰力を各輪毎にそれぞれ決定
   する最終目標減衰力決定手段と、 前記決定した最終的な各目標減衰力に応じた制御信号を
   前記各ダンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰
   力を前記決定した最終的な各目標減衰力にそれぞれ設定
   制御する出力手段とを備えたことを特徴とする減衰力制
   御装置。
8. 【請求項８】車両の各輪と車体との間にそれぞれ設けた
   各ダンパの減衰力を制御する減衰力制御装置において、 車両の単輪モデルに基づいて車体のヒーブ方向の振動を
   抑制するための第１目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計算
   する第１目標減衰力計算手段と、 車両の前後輪モデルに基づいて車体のピッチ方向の振動
   を抑制するための第２目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第２目標減衰力計算手段と、 車両の左右輪モデルに基づいて車体のロール方向の振動
   を抑制するための第３目標減衰力を各輪毎にそれぞれ計
   算する第３目標減衰力計算手段と、 前記計算された第１、第２及び第３目標減衰力のうちで
   最大の目標減衰力を各輪毎にそれぞれ選択する選択手段
   と、 前記選択した各目標減衰力に応じた制御信号を前記各ダ
   ンパにそれぞれ出力して同各ダンパによる減衰力を前記
   選択した各目標減衰力にそれぞれ設定制御する出力手段
   とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
9. 【請求項９】前記第１目標減衰力計算手段は車体の上下
   方向の運動状態量に応じて第１目標減衰力を計算するも
   のであり、前記第２目標減衰力計算手段は車体のピッチ
   方向の運動状態量に応じて第２目標減衰力を計算するも
   のであり、前記第３目標減衰力計算手段は車体のロール
   方向の運動状態量に応じて第３目標減衰力を計算するも
   のである前記請求項７又は請求項８に記載の減衰力制御
   装置。