JP2002283822A - 電子制御サスペンションの制御装置 - Google Patents

電子制御サスペンションの制御装置

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JP2002283822A
JP2002283822A JP2001086735A JP2001086735A JP2002283822A JP 2002283822 A JP2002283822 A JP 2002283822A JP 2001086735 A JP2001086735 A JP 2001086735A JP 2001086735 A JP2001086735 A JP 2001086735A JP 2002283822 A JP2002283822 A JP 2002283822A
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collision
suspension
vehicle
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control
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JP2001086735A
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English (en)
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Kazuhiro Fukamachi
和弘 深町
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】衝突直前に電子制御サスペンションを制御する
ことにより、車両前面の衝突安全性能の向上を図ること
である。 【解決手段】車両が衝突するか否かを判断する衝突判定
部10と、衝突判定部10において衝突が回避できない
走行状態にあると判断された場合、ノーズダイブが生じ
易いサスペンション5,5’の設定になるように制御す
る制御ユニット14とを有する。具体的には、衝突直前
において、サスペンション5,5’を構成する減衰力可
変式ダンパー20,20’の減衰力に関して、フロント
の縮み側をソフトに設定するとともに、リヤの伸び側を
ソフトに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、衝突直前に車両姿
勢を制御することにより、衝突安全性を高める電子制御
サスペンションの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の前面衝突試験は、剛体である
衝突壁に自動車を所定の速度で衝突させて行われ、その
結果は車両設計を行う際に用いられる。前面衝突試験に
おいて、フロントサイドフレームへの剛壁等からの荷重
入力方向は、車体前後軸に水平と仮定している。また、
電子制御サスペンションは、通常、アンチノーズダイブ
となるようにダンパー減衰力を制御する。なお、積載荷
重の増減に伴い、エアサスペンションを車高調整する例
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、衝突
直前に電子制御サスペンションを適切に制御することに
より、車両前面の衝突安全性能の向上を図ることであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明は、車両が衝突するか否かを判断する衝突
判定部と、衝突判定部において衝突が回避できない走行
状態にあると判断された場合、ノーズダイブが生じ易い
サスペンションの設定になるように制御する制御部とを
有する電子制御サスペンションの制御装置を提供する。
【0005】ここで、上記制御部は、衝突判定部におい
て衝突が回避できない走行状態にあると判断された場
合、サスペンションを構成するダンパーの減衰力に関し
て、フロントの縮み側を通常制御値よりもソフトに設定
するとともに、リヤの伸び側を通常制御値よりもソフト
に設定してもよい。この場合、制御部は、衝突発生直後
において、サスペンションを構成するダンパーの減衰力
として、フロントの伸び側を通常制御値よりもハードに
設定するとともに、リヤの縮み側を通常制御値よりもハ
ードに設定することが好ましい。
【0006】また、上記制御部は、衝突判定部において
衝突が回避できない走行状態にあると判断された場合、
アクティブサスペンションのばね定数をフロント側を通
常制御値よりもソフトに設定するとともに、リヤ側を通
常制御値よりもソフトに設定してもよい。
【0007】さらに、上述したノーズダイブが生じ易い
サスペンションの設定制御は、システムによる衝突回避
のための自動ブレーキング制御ととも行ってもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本実施形態に係る自動車
の電子サスペンション制御のブロック構成図である。車
体1の前後左右には4つの車輪2,3が配置されてお
り、これらの車輪2,3は、サスペンション5,5’に
よって独立して懸架されている。前輪サスペンション5
は、車体1と車軸4との間にスプリング6と減衰力可変
式のショックアブソーバ20(以下、単に「ダンパー」
という)を並列的に設け、ダンパー20の上部に減衰力
を切換制御するアクチュエータとして電動式のモータ7
を設けて構成される。後輪サスペンション5’も同一の
構成であり、同一部分には同一の符号にダッシュを付し
て説明を省略する。車体1の前輪2の前方には、図示し
ない路面センサが設けられる。制御ユニット14は、路
面センサにより検出された路面の凹凸状態と、車速とに
応じて、前後輪サスペンション5,5’のモータ7,
7’を制御し、それぞれのダンパー20,20’の減衰
力を独立して制御する。なお、このサスペンションの詳
細な制御手法については、例えば、特開平6−1069
50号公報や特開平5−38922号公報に開示されて
いるので必要ならば参照されたい。
【0009】図2は、減衰力可変式のダンパー20(2
0’も同様)の断面図である。ダンパー20は、車軸4
側のシリンダ21に車体1側のロッド22がピストン2
3を有して移動可能に挿入され、このピストン23によ
り上部室24と下部室25に区画してオイルOが充填さ
れる。ピストン23には伸び側のメイン通路26とメイ
ンバルブ26aが、縮み側のメイン通路27とメインバ
ルブ27aがそれぞれ設けられる。そしてロッド上昇で
伸びる際には、一方のメインバルブ26aが開き上部室
24からオイルOがメイン通路26を介して下部室25
に流れ、逆にロッド下降で縮む場合は、他方のメインバ
ルブ27aが開き下部室25からオイルOがメイン通路
27を介して上部室24に流れる。ここで各メイン通路
26,27のオリフィス口径は小さく設定され、これに
より伸び側と縮み側で等しいハードな減衰力を生じる。
【0010】またロッド22の内部には、減衰力可変装
置30が設けられている。この減衰力可変装置30は、
ロッド22の中心に連通孔31が下端を下部室25に連
通して設けられ、この連通孔31が伸び側のサブ通路3
2とサブバルブ32a、縮み側のサブ通路33とサブバ
ルブ33a、および両者兼用のサブ通路34を介して上
部室24に連通する。また連通孔31にはモータ7から
のシャッタ35が連結ロッド36を介して回転可能に挿
入され、このシャッタ35の円周上に3種類の孔38,
39,40が所定の回転角度づつ変位して設けられる。
【0011】そこで、モータ7によりシャッタ35が所
定の角度回転位置して、孔38のみがサブ通路32に連
通すると、ロッド下降で縮む場合は、サブバルブ32a
が閉じる。またロッド上昇で伸びると、そのサブバルブ
32aも開き上部室24のオイルOがサブ通路32にも
流れてオリフィス口径を増す。これにより、図3におけ
る第1モードの特性値が通常制御値として設定される。
この通常制御値は、通常制御時において、走行状態(ピ
ストン状態)に応じて設定される減衰力特性値である。
第1モードでは、伸び側がソフトで縮み側がハードな設
定となる。次いで、モータ7により他の孔39がサブ通
路33に連通すると、上述と逆にロッド下降で縮む場合
にのみ、サブバルブ33aも開いてオリフィス口径を増
す。これにより、図3における第2モードの特性値が通
常制御値として設定される。第2モードでは、伸び側が
ハードで縮み側がソフトな設定となる。さらに、モータ
7により他の孔40がサブ通路34に連通すると、サブ
通路34に常時オイルOが流れてオリフィス口径を増
す。これにより、図3における第3のモードの特性値が
通常制御値として設定される。第3のモードでは、伸び
側と縮み側共にややソフトな設定となる。このように、
通常制御においては、走行状態に応じて、3種類のモー
ドの減衰特性を得るような通常制御値が設定される。
【0012】衝突判定部10は、車速センサ11、プレ
ビューセンサ12およびエアバックGセンサ13からの
センサ信号に基づいて車両の衝突判定を行い、衝突を回
避できない走行状態である判断した場合には、制御ユニ
ット14に指示信号を出力する。制御ユニット14は、
この指示信号に応じて、衝突に備えた車両姿勢となり得
るにサスペンション5,5’を制御する。
【0013】車両に搭載されたプレビューセンサ12
は、車両前方に存在する障害物を認識するためのセンサ
である。本実施形態では、プレビューセンサ12とし
て、ステレオカメラを用いているが、それ以外にも、単
眼カメラ、レーザーレーダ等を用いてもよい。ステレオ
カメラを用いる場合、衝突判定部10は、ステレオカメ
ラより得られる一対の撮像画像に基づいて、画像認識技
術とステレオ画像処理技術とを併用して、自車両前方の
障害物(例えば、先行者や壁等)の三次元的な位置を認
識する。周知のように、ステレオ画像処理では、一対の
撮像画像に映し出された同一対象物に関する位置的なず
れ量を、その対象物の視差として求める。視差は、所定
面積の画素ブロック(小領域)を算出単位として、画素
ブロック毎に算出される。そして、画像認識技術等を用
いて認識された障害物までの距離は、三角測量の原理を
用いて、その障害物に関する視差より一義的に特定する
ことができる。衝突判定部10は、障害物までの距離、
障害物が自車輌に近づく相対速度(単位時間当たりの距
離の変化として算出可能)、および車速センサ11より
得られる現在の車速等に基づいて、走行中の自車輌が前
方の障害物に衝突するか否かを判断する。なお、エアバ
ックGセンサ13は、エアバック制御用に設けられたセ
ンサであって、衝突発生時に生じる加速度の急激な変化
を検出する。
【0014】衝突判定部10が障害物との衝突が物理的
に回避できない走行状況であると判断した場合、制御ユ
ニット14に対して所定の指示信号を出力する。制御ユ
ニット14は、衝突判定部10からの指示を受けて、通
常制御を中止し、衝突に備えて自車両が積極的なノーズ
ダイブ姿勢をとり得るように、サスペンション5,5’
を制御する。具体的には、ダンバー20,20’の減衰
力について、フロント側のダンパー20の縮み側を、そ
の走行状態で設定される通常制御値よりもソフトに設定
する。それとともに、リヤ側のダンパー20’の伸び側
もその走行状態で設定される通常制御値よりもソフトに
設定する。
【0015】そして、ドライバー自身がブレーキング操
作を行った場合、または制動システムによる衝突回避の
ため自動ブレーキングが行われた場合、荷重移動が生
じ、自動車のフロント側が沈み込み、リヤ側が浮き上が
る。その際、上述したようなダンバー設定になってお
り、自車輌のノーズダイブが促進されるため、ノーズダ
イブ状態で自車両が障害物に衝突する。
【0016】図4は、車体のサイドフレームの構造図で
ある。フロントエンジンルームの後方に客室を配置した
車体構造のサイドフレームは、通常、ストレートフレー
ム(前部)とS字フレーム(後部)で構成されている。
このような構成において、フロントサイドフレーム荷重
の入力方向が車体前後軸に対して水平な場合(ノーズダ
イブなし)と斜めの場合(ノーズダイブあり)との衝撃
吸収についてシュミレーションを行った。図5は、シュ
ミレーション結果より得られたS字フレームの吸収エネ
ルギ特性図であり、図6は、ストレートフレームの吸収
エネルギ特性図である。ノーズダイブをさせた場合、ノ
ーズダイブさせない場合と比較して、ストレートフレー
ムの衝撃吸収性能は若干低下するが、S字フレームの吸
収エネルギは大幅に増大しているのがわかる。これは、
S字フレームの曲げモーメントの低下と、軸入力に近づ
くことに起因していると思われる。この結果より、衝突
時には積極的にノーズダイブさせて、サイドフレームへ
斜めに入力させることで、フレーム抗力を有効に利用で
きることがわかる。
【0017】そして、エアバックGセンサ13からの信
号に基づいて、衝突判定部10が衝突が実際に発生した
と判断した場合、制御ユニット14は、衝突の発生直後
に、ダンバー20,20’の減衰力について、フロント
側のダンパー20の伸び側を通常制御値よりもハードに
設定する共に、リヤ側のダンパー20’の縮み側も通常
制御値よりもハードに設定する。その結果、車体のピッ
チングが抑えられ、フレーム抗力を有効に使うことがで
きる。
【0018】このように、本実施形態によれば、衝突判
断部10が衝突が回避できないと判断した場合、サスペ
ンション5,5’を構成するダンパー20,20’の減
衰力として、フロントの縮み側とリヤの伸び側とを通常
制御値よりもソフトに設定する。これにより、衝突直前
の車両姿勢は、ブレーキングによる車両制動に伴いノー
ズダイブ状態となる。その結果、衝突時に、フレーム抗
力を有効に使ったエネルギ吸収が可能となる。
【0019】なお、上述した実施形態では、衝突直前に
おける積極的なノーズダイブを、ダンバー20,20’
の制御により生じ得るようにしているが、アクティブサ
スペンションのばね定数を制御することにより行っても
よい。この場合、アクティブサスペンションのばね定数
をフロントおよびリヤ共に通常制御値よりもソフトに設
定する。その結果、衝突直前の車両姿勢は、上述した実
施形態と同様に、ブレーキングによる車両制動に伴い、
積極的なノーズダイブが確保される。
【0020】
【発明の効果】このように、本発明によれば、衝突直前
に電子制御サスペンションを制御することによって、ノ
ーズダイブが生じ易い状態にすることで、衝突エネルギ
を車体フレームで有効に吸収でき、車両前面の衝突安全
性能の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子サスペンション制御のブロック構成図
【図2】減衰力可変式ダンパーの断面図
【図3】サスペンションの減衰力特性を示す図
【図4】車体のサイドフレームの構造図
【図5】S字フレームの吸収エネルギ特性図
【図6】ストレートフレームの吸収エネルギ特性図
【符号の説明】
1 車体、 2 前輪、 3 後輪、 5,5’ サスペンション、 6,6’ スプリング、 7,7’ モータ、 10 衝突判定部、 11 車速センサ、 12 プレビューセンサ、 13 エアバックGセンサ、 14 制御ユニット、 20,20’ 減衰力可変式ダンバー
フロントページの続き Fターム(参考) 3D001 AA05 AA17 DA16 DA17 EA07 EA22 EB14 EB24 EB32 ED02 ED06 ED11 3D046 BB18 GG09 HH20 HH22 HH26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子制御サスペンションの制御装置におい
    て、 車両が衝突するか否かを判断する衝突判定部と、 前記衝突判定部において衝突が回避できない走行状態に
    あると判断された場合、ノーズダイブが生じ易いサスペ
    ンションの設定になるように制御する制御部とを有する
    ことを特徴とする電子制御サスペンションの制御装置。
  2. 【請求項2】前記制御部は、前記衝突判定部において衝
    突が回避できない走行状態にあると判断された場合、サ
    スペンションを構成するダンパーの減衰力に関して、フ
    ロントの縮み側を通常制御値よりもソフトに設定すると
    ともに、リヤの伸び側を通常制御値よりもソフトに設定
    することを特徴とする請求項1に記載された電子制御サ
    スペンションの制御装置。
  3. 【請求項3】前記制御部は、衝突発生直後において、サ
    スペンションを構成するダンパーの減衰力として、フロ
    ントの伸び側を通常制御値よりもハードに設定するとと
    もに、リヤの縮み側を通常制御値よりもハードに設定す
    ることを特徴とする請求項2に記載された電子制御サス
    ペンションの制御装置。
  4. 【請求項4】前記制御部は、前記衝突判定部において衝
    突が回避できない走行状態にあると判断された場合、ア
    クティブサスペンションのばね定数をフロント側を通常
    制御値よりもソフトに設定するとともに、リヤ側を通常
    制御値よりもソフトに設定することを特徴とする請求項
    1に記載された電子制御サスペンションの制御装置。
  5. 【請求項5】前記ノーズダイブが生じ易いサスペンショ
    ンの設定制御は、システムによる衝突回避のための自動
    ブレーキング制御ととも行われることを特徴とする請求
    項1に記載された電子制御サスペンションの制御装置。
JP2001086735A 2001-03-26 2001-03-26 電子制御サスペンションの制御装置 Withdrawn JP2002283822A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007320496A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Toyota Motor Corp 歩行者保護装置
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Effective date: 20080603