JP2002331816A

JP2002331816A - 車両のサスペンション特性制御装置

Info

Publication number: JP2002331816A
Application number: JP2001137788A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Mizuno; 和之水野; Osamu Takeda; 修武田; Yoji Morinaga; 洋史森永; Masahiko Okawa; 昌彦大川; Yusuke Matsuoka; 裕介松岡; Satoru Kanbara; 覚神原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】自動走行中は操縦安定性よりも乗り心地を重
視し、また、乗員が移動する場合には、車両姿勢を安定
させるように、サスペンション特性を自動的に変更する
サスペンション機構制御手段を備えた車両のサスペンシ
ョン特性制御装置を提供すること。【解決手段】自動走行車両が自動走行中であることを
判定した場合、操縦安定性よりも乗り心地を優先するよ
うにショックアブソーバ２０の減衰力を変更する非線形
Ｈ^∞制御装置３０を備えた。また、シートセンサ２０を
設け、このシートセンサ２０により乗員が車両内を移動
中であることを検出した場合、非線形Ｈ^∞制御装置３０
が、車両の姿勢を安定させるようにサスペンション特性
を変更するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のサスペンシ
ョン特性を変更可能なサスペンション機構を制御する車
両のサスペンション特性制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、特開平１１−２６８
５１２号公報に開示されているように、車両の乗り心地
を良好にするとともに操縦安定性を向上させるために、
ショックアブソーバの減衰力を車両の運転状態や路面状
態に応じて変更するサスペンション装置が開発されてい
る。このサスペンション装置は、例えば、車両が悪路を
走行している場合に、ごつごつ感のような不快感を感じ
るとショックアブソーバの減衰力をソフトにする。

【０００３】また、車両にロールが発生すると、ショッ
クアブソーバの減衰力をハードにして車両のロールを抑
制するといったようにサスペンション装置は制御され
る。また、車両は、操縦安定性を向上するためにはショ
ックアブソーバの減衰力をハード側にし、乗り心地を良
好にするためにはショックアブソーバの減衰力をソフト
側にすることが効果的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両においては、自動走行中では運転者による操縦を行
わないにもかかわらず、操縦安定性と乗り心地の両立を
目指したサスペンション制御を実行してしまい、操縦安
定性向上の見返りとして乗り心地が悪化するという問題
がある。また、走行する車両内で乗員が移動する場合に
は、スクワットやダイブ等が生じないように、車両の姿
勢を制御することが好ましいが、従来の車両においては
このような制御は行われていなかった。

【０００５】

【発明の概要】本発明は、上記した問題に対処するため
になされたもので、その目的は、自動走行中は操縦安定
性よりも乗り心地を重視し、また、走行中の車両内で乗
員が移動する場合には、車両姿勢を安定させるように、
サスペンション特性を自動的に変更するサスペンション
機構制御手段を備えた車両のサスペンション特性制御装
置を提供することにある。

【０００６】上記の目的を達成するため、本発明に係る
車両のサスペンション特性制御装置の特徴は、車両を自
動的に走行させることが可能な自動走行制御手段と、車
両のサスペンション特性を変更可能なサスペンション機
構とを備えた車両のサスペンション特性制御装置におい
て、前記自動走行制御装置によって車両が自動的に走行
している状態を判定する自動走行判定手段と、前記自動
走行判定手段によって、車両が自動走行中であることが
判定されたとき、サスペンション機構を制御して、操縦
安定性に比して乗り心地を優先するようにサスペンショ
ン特性を変更するサスペンション機構制御手段とを備え
たことにある。

【０００７】この場合、前記サスペンション機構制御手
段は、車両の上下振動の周波数特性を変更するもので構
成することが好ましい。前記のように構成した本発明の
特徴によれば、車両の自動走行が可能になり、その自動
走行中には、自動走行制御手段によって、車両の乗り心
地が操縦安定性に比して自動的に優先される。これによ
り、操縦安定性を問題にする必要のない車両の自動走行
中には、車両の良好な乗り心地が確保され、車両のサス
ペンション特性が適切に制御される。

【０００８】また、本発明の他の構成上の特徴は、車両
のサスペンション特性を変更可能なサスペンション機構
を備えた車両のサスペンション特性制御装置において、
乗員が車両内を移動中であることを検出する乗員移動検
出手段と、前記乗員移動検出手段によって、乗員が車両
内を移動中であることが検出されたとき、サスペンショ
ン機構を制御して、車両の姿勢が安定するようにサスペ
ンション特性を変更するサスペンション機構制御手段と
を備えたことにある。

【０００９】この場合、車両に乗員移動検出手段を設け
ることにより、乗員が車両内で移動していることを検出
でき、乗員が移動中であることを乗員移動検出手段が検
出すれば、サスペンション機構制御手段により、ロー
ル、スクワット、ダイブ等の車両の姿勢変化を抑制する
ように姿勢制御ができるようになる。このような、姿勢
制御が必要な乗員の移動中に、適切な姿勢制御ができる
ようになり、安全面での効果も大である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るサスペン
ション特性制御装置を備え、自動走行可能な車両の全体
を概略的に示している。

【００１１】この車両のサスペンション特性制御装置
は、車両の自動走行時における操舵やエンジン回転数等
を制御する自動走行制御部ＡＤ、車両のサスペンション
特性を変更するサスペンション機構ＳＭ、およびサスペ
ンション機構ＳＭを制御して、サスペンション特性を変
更するサスペンション機構制御部ＳＣを備えている。サ
スペンション機構制御部ＳＣは、自動走行時には、サス
ペンション機構ＳＭを制御して、サスペンション機構Ｓ
Ｍを自動走行に応じたサスペンション特性に変更する。

【００１２】また、この車両は、移動判定部ＭＤも備え
ており、この移動判定部ＭＤが、走行する車両内で乗員
が移動中であることを検出すると、サスペンション機構
制御部ＳＣは、サスペンション機構ＳＭを制御して、サ
スペンション機構ＳＭを乗員が移動中の走行に応じたサ
スペンション特性に変更する。

【００１３】自動走行制御部ＡＤは、自動走行時におけ
る操舵やエンジン回転数等を制御する自動走行制御装置
１０と、この自動走行制御装置１０に接続された複数の
センサからなるセンサ群１１、切換えスイッチ１２、道
路情報取得装置１３、操舵制御装置１４およびエンジン
コントロールコンピュータ１５とから構成される。セン
サ群１１には、走行路を検出する走行路センサ１１ａ、
前方の車両との車間距離を検出する前方距離センサ１１
ｂ、後方の車両との車間距離を検出する後方距離センサ
１１ｃ、側方の車両との車間距離を測定する側方距離セ
ンサ１１ｄおよび車両位置を検出するナビゲータ１１ｅ
が含まれる。

【００１４】切換えスイッチ１２は、運転者の操舵によ
る走行と自動走行との運転方法を切り換えるためのスイ
ッチである。道路情報取得装置１３は、走行する道路が
一般道路か自動走行が可能な道路かを判断しその情報を
自動走行制御装置１０に送る。この場合の自動走行が可
能な道路とは、高速道路等であって、路面に発信装置が
埋め込まれたり、道路情報を発信する装置が所定間隔で
設置された道路等で、走行路に埋め込まれた発信装置を
走行路センサ１１ａで検出することにより走行路を辿っ
たり、情報発信装置からの信号の案内によって自動走行
することが可能な道路である。

【００１５】操舵制御装置１４は、センサ群１１の各セ
ンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅが検出す
る各種検出値をもとにステアリングホイール１６を自動
的に操舵する。同様に、エンジンコントロールコンピュ
ータ１５もセンサ群１１の各センサ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄ，１１ｅが検出する各種検出値をもとにエ
ンジンの回転数等を自動的に制御する。

【００１６】自動走行制御装置１０は、センサ群１１の
各センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅによ
る各種検出値や道路情報取得装置１３からの情報に基づ
き、自動走行時における運転操作を制御する。また、自
動走行制御装置１０が、自動走行中であることを信号に
よってサスペンション機構制御部ＳＣに出力すると、サ
スペンション機構制御部ＳＣはサスペンション機構ＳＭ
を自動走行に応じたサスペンション特性に変更する。

【００１７】サスペンション機構ＳＭは、各車輪位置に
設けられた減衰力可変のショックアブソーバ１７ＦＬ，
１７ＦＲ，１７ＲＬ，１７ＲＲ（以下、ショックアブソ
ーバ１７と記す。）で構成され、各ショックアブソーバ
１７の減衰力を個々に制御することにより、車両の走行
中における乗り心地を良好にしたり操縦安定性を向上し
たりすることができるようになっている。

【００１８】ショックアブソーバ１７は、同ショックア
ブソーバ１７のオリフィス開度の調節によって減衰力を
変更できるようになっており、減衰力が小さい（ソフ
ト）段階から、減衰力が大きい（ハード）段階まで、車
体の上下動に対する減衰力を多段階に変更できる。

【００１９】移動判定部ＭＤは、移動判定装置１８、車
速センサ１９及びシートセンサ２０で構成され、走行中
の車両内で乗員が移動中であるか否かを検出する。車速
センサ１９は、車両の前後方向の速度を表す車速Ｖを検
出し、シートセンサ２０は、荷重センサからなっており
乗員が座席に座っているか離席中であるかを検出する。
そして、この移動判定部ＭＤによる乗員の移動検出は、
停止中の車両に乗員が乗り込み、シートセンサ２０がオ
ンになったとき、そのオンの数を乗員数であるとし、走
行中の車両において、シートセンサ２０のオンの数が減
少した際に、車両内で乗員が移動中であると判断する。
また、シートセンサ２０のオンの数が乗員数と一致する
と、乗員の移動が終了したと判断する。移動判定装置１
８によるこれらの検出結果はサスペンション機構制御部
ＳＣに送られる。

【００２０】サスペンション機構ＳＭを制御するサスペ
ンション機構制御部ＳＣは、各種の車両挙動および車両
姿勢を検出する各センサと、その各センサが検出した車
両挙動及び車両姿勢を制御する各制御装置で構成されて
いる。各種の車両挙動および車両姿勢を検出するための
センサとしては、車高センサ２１、上下加速度センサ２
２、操舵角センサ２３、車輪速センサ２４、アクセルポ
ジションセンサ２５及びストップランプスイッチ２６が
備わっている。車高センサ２１は、図示せぬ各車輪位置
においてロアアームと車体との間にそれぞれ設けられ、
各車輪位置における車体の路面（又はばね下部材）に対
する変位量（高さ）Ｓをそれぞれ検出する。

【００２１】上下加速度センサ２２は３個設けられ、そ
のうち２個は左右前輪位置に設けられた車高センサ２１
にそれぞれ組み付けられ、残りの１個は車体の後部に設
けられて、車両の上下加速度Ｇ_ｚを検出する。操舵角セ
ンサ２３は、ステアリングコラムの基準位置からの回転
角を測定することにより、左右前輪の操舵角θを検出す
る。

【００２２】車輪速センサ２４は、各車輪位置に設けら
れ各車輪の回転速度を測定することにより、車輪速度Ｖ
_ｗをそれぞれ検出し、アクセルポジションセンサ２５は
アクセルの踏み込み量Ｌを検出する。また、ストップラ
ンプスイッチ１７はブレーキペダルの踏み込み操作を検
出するものであり、通常オフ状態にあってブレーキペダ
ルの踏み込み操作時にオン信号を出力する。

【００２３】ところで、走行中の車両の乗り心地を決定
する要素として、種々の車両挙動および車両姿勢があ
り、これらの車両挙動や車両姿勢に、ばね上共振、ロー
ル、ごつごつ感、ばね下共振、車速感応（低速時の乗り
心地と高速時の安定性に関する）、スクワット、ダイ
ブ、車輪の横滑り等がある。そして、これらの車両挙動
および車両姿勢を制御するサスペンション機構制御手段
ＳＣの制御装置として、本実施形態にかかる車両のサス
ペンション特性制御装置には、非線形Ｈ^∞制御装置３
０、仮想ロールダンパ制御装置３１、ごつごつ感制御装
置３２、ばね下制振制御装置３３、車速感応制御装置３
４、アンチスクワット制御装置３５、アンチダイブ制御
装置３６、ＶＳＣ協調制御装置３７及び減衰力段数演算
処理装置３８が備わっている。

【００２４】非線形Ｈ^∞制御装置３０は、車両前部と後
部に配置された３個の上下加速度センサ２２が検知する
ばね上加速度および各車輪に配置された車高センサ２１
が検知する変位量Ｓを微分して求めたストローク速度に
基づいて、あおり制御（ばね上加速度に含まれるばね上
共振成分のうち、車両姿勢に応じてふわふわした乗り心
地を感じる成分で、うねり路の走行中等に発生する振動
の制御）または乗り心地制御を行う。

【００２５】すなわち、非線形Ｈ^∞制御装置３０は、こ
れらのばね上加速度およびストローク速度に関する状態
量をもとに、非線形Ｈ^∞制御理論を応用して目標減衰力
を演算し、ショックアブソーバ１７のアクチュエータを
制御するために目標減衰力に対応した制御量を減衰力制
御装置３８に出力する。その際、上下加速度Ｇ_ｚを一定
値以下にするようにショックアブソーバ１７の減衰力を
可変させ、ばね上加速度を制御するようになっており、
路面からの凹凸に対して、最適な減衰力を得られるよう
にアクチュエータを四輪独立に制御する。これにより、
ばね上共振の制振性を確保し、滑らかな制振性能を確保
する。

【００２６】仮想ロールダンパ制御装置３１は、操安性
制御を行うもので、予め準備した車両旋回モデルに基づ
き、旋回中の車両姿勢をショックアブソーバ１７の減衰
力を可変させることで制御する。すなわち、車両旋回モ
デルをもとに、目標減衰力を演算し、ショックアブソー
バ１７のアクチュエータを制御するために目標減衰力に
対応した制御量を減衰力制御装置３８に出力する。これ
により、旋回中の車両姿勢を最適化させ、車輪の接地性
及び回頭追従性を確保し、操縦性・安定性を実現するも
のである。旋回内外輪制御は、旋回内側の仮想点に２方
向の動きを抑制するアブソーバ（ロール抑制用と浮き上
がり抑制用）を配置したと仮定して行い、この２つの仮
想ショックアブソーバの働きにより車両の重心位置を上
昇させない動きを得られるよう、四輪それぞれの減衰力
を制御する。

【００２７】例えば、ある車速Ｖに対して操舵角θが大
きすぎるとロールが顕著になりアンチロールを図る必要
がでてくる。したがって、操舵角センサ２３が検知する
操舵角θが車速Ｖにより規定される基準舵角θ_０以上に
なるとショックアブソーバ１７の減衰力はハードに設定
される。この際、内輪側のショックアブソーバ１７の減
衰力は、外輪側のショックアブソーバ１７の減衰力より
もハードになるように設定する。これによって、車両の
旋回時におけるロールや浮き上がりが抑制されて、車両
の重心高さが低くなり転覆防止が図れる。また、この場
合のロールの発生は、車高センサ２１が検知する左右の
車輪での車高変位量の差Ｓで検出することもできる。

【００２８】ごつごつ感制御装置３２は、荒れた路面の
走行時などに、車両にばね上共振とばね下共振の間の周
波数（ごつごつ周波数）があったとき、ショックアブソ
ーバ１７の減衰力やばね定数をある程度低く（ソフト）
設定することにより車両の走行に乗り心地を損ねること
なくごつごつ感を抑制するものである。すなわち、ごつ
ごつ感制御装置３２は、ばね上共振とばね下共振の間の
周波数をもとに、目標減衰力を演算し、ショックアブソ
ーバ１７のアクチュエータを制御するために目標減衰力
に対応した制御量を減衰力制御装置３８に出力する。こ
のごつごつ感は、加速度センサ２２が検出する上下加速
度Ｇ_ｚによって知ることができ、車両の上下ストローク
の振幅と周波数との関係からその度合いが求められる。

【００２９】例えば、車両のばね上共振点付近におい
て、周波数が１Hzないし２Hzで、上下ストロークの振幅
がピークになるような路面を車両が走行すると、ふわふ
わとした乗り心地を感じ、周波数が５Hzないし６Hzで、
上下ストロークの振幅がピークになるような路面を車両
が走行すると、ごつごつとした乗り心地を感じる。した
がって、ごつごつとした乗り心地を感じる場合には、シ
ョックアブソーバ１７のばね定数をある程度低く設定
し、上下ストロークの振幅がピークの場合で、周波数が
５Hz以下になるように設定するか、ショックアブソーバ
１７の減衰力をソフトに設定することにより車両走行の
ごつごつ感を抑制することができる。

【００３０】ばね下制振制御装置３３は、車高センサ２
１からの情報をもとに、ばね下共振を検出した場合は、
減衰力をある程度ハードに確保することにより、ばね下
共振を抑制するものであり、これにより、高い接地性を
実現する。すなわち、ばね下制振制御装置３３は、ばね
下共振の検出結果をもとに、目標減衰力を演算し、ショ
ックアブソーバ１７のアクチュエータを制御するために
目標減衰力に対応した制御量を減衰力制御装置３８に出
力する。この場合、ばね下制振制御の必要があるか否か
の判断の基準となるばね下制振判断しきい値を予め設定
しておき、車高センサ２１からの情報に基づくばね下制
振判断値がばね下制振判断しきい値を越えているか否か
を判定する。そして、ばね下制振判断値がばね下制振判
断しきい値を越えていると判定した場合には、ばね下制
振制御が行われる。

【００３１】例えば、悪路走行時には、ばね下制振判断
値がばね下制振判断しきい値を越えてばね下制振制御の
必要が生じ、この場合、ばね下制振制御装置３３は、車
両の乗り心地を重視したばね下制振制御を行う。例え
ば、１０Hzの振動の場合にはショックアブソーバ１７の
減衰力をハードに設定することにより、ばね下共振を抑
制して接地性を確保することができ、１３〜１６Hzの振
動の場合にはショックアブソーバ１７の減衰力をソフト
に設定することにより乗り心地を向上させることができ
る。

【００３２】車速感応制御装置３４は、車輪速センサ２
４の情報をもとに、車輪速に応じて最適な減衰力を設定
することにより、低速時の乗り心地と高速時の操縦性・
安定性を両立させるものである。すなわち、車速感応制
御装置３４は、車輪速に応じて目標減衰力を演算し、シ
ョックアブソーバ１７のアクチュエータを制御するため
に目標減衰力に対応した制御量を減衰力制御装置３８に
出力する。車速感応制御では、車輪速度Ｖ_ｗの変化を検
知し、車輪速度Ｖ_ｗに応じて、車体感応値（基準減衰力
値）を、数段階に設定する。

【００３３】すなわち、車輪速度Ｖ_ｗの変化に応じてシ
ョックアブソーバ１７の減衰力の基準を補正することに
よって、車輪速度Ｖ_ｗに応じた基準減衰力値を決定す
る。この場合、車輪速度Ｖ_ｗが大きくなったりエンジン
回転数が大きくなったりするにしたがって、ショックア
ブソーバ１７の減衰力はハードに設定される。これによ
って、車両の車輪速度Ｖ_ｗがどのような速さであって
も、優れた乗り心地が実現できるようになる。

【００３４】アンチスクワット制御装置３５は、加速時
の車両のスクワットを早期に検出し、減速力を高めに切
換えることによって車両姿勢変化を低減して、操縦性・
安定性を確保するものである。アクセルの踏込速度が早
い場合、車両に起きるスクワットが大きくなり、アンチ
スクワット制御を図る必要が生じる。この場合、アンチ
スクワット制御装置３５は、アクセルポジションセンサ
２５から送られる信号およびエンジンコントロールコン
ピュータ１５からのエンジン回転数等の情報をもとに、
加速時の車両のスクワットの緩急を判別し、そのスクワ
ット状態にある車両の姿勢変化の抑制に必要なショック
アブソーバ１７の目標減衰力を算出する。そして、算出
の結果、算出値が所定値を越えると、アンチスクワット
制御装置３５は、目標減衰力に対応した制御量を減衰力
制御装置３８に出力し、減衰力制御装置３８によってア
ンチスクワット制御が行われる。

【００３５】この場合、前後加速度センサを設けて、こ
の前後加速度センサにより検出した車両の前後加速度Ｇ
_ｘを用いてショックアブソーバ１７の減衰力を算出して
もよい。例えば、前後加速度Ｇ_ｘが、所定値以上のとき
は、アクチュエータを駆動制御してショックアブソーバ
１７の減衰力をハードに設定する。また、前後加速度Ｇ
_ｘが、所定値以下のときは、アクチュエータを駆動制御
してショックアブソーバ１７の減衰力をソフトに設定す
る。これによって、車両後部側が沈み込むスクワット現
象を有効に抑制できる。

【００３６】アンチダイブ制御装置３６は、ストップラ
ンプスイッチ２６から送られる信号から、ブレーキ操作
による車両のダイブ状態を早期に検出し、その状態に応
じてきめ細やかにショックアブソーバ１７の減衰力を制
御し、減速時に発生する車体のダイブ速度を穏やかなも
のとして操縦性・安定性を確保するものである。ブレー
キ操作がされると車両に起きるダイブが大きくなりアン
チダイブを図る必要が出てくる。例えば、ブレーキ操作
がされ、かつ、車輪速度Ｖ_ｗが基準車輪速Ｖ_ｗ _０以上
で、前輪位置の車体の変位量Ｓが基準変位量Ｓ_０以上に
なった場合である。アンチダイブ制御装置３６は、この
ような車輪速度Ｖ_ｗや変位量Ｓをもとに目標減衰力を演
算し、ショックアブソーバ１７のアクチュエータを制御
するために目標減衰力に対応した制御量を減衰力制御装
置３８に出力する。

【００３７】このような場合、ブレーキペダルの踏込み
操作によって車体前部が所定量だけダイブする際に、ス
トップランプスイッチ２６がオン信号をアンチダイブ制
御装置３６に出力し、アンチダイブ制御装置３６により
ショックアブソーバ１７の減衰力がハードに設定されて
車体のダイブが抑制される。また、ブレーキペダルの踏
込み操作が解除され、車体前部のダイブ量が小さくなる
と、アンチダイブ制御装置３６によりショックアブソー
バ１７の減衰力はソフトまたはミドルに設定される。こ
の場合、前述の車輪速センサ２４が検出する車輪速度Ｖ
_ｗや車高センサ２１が検出する変位量Ｓによっても、ダ
イブの状態を検出することができる。

【００３８】ＶＳＣ協調制御装置３７は、車両の旋回方
向に対する姿勢の安定性を確保するシステムで、車両や
路面の状態変化に対応して、ショックアブソーバ１７の
減衰力を切換え、操縦性・安定性を実現するものであ
る。すなわち、ＶＳＣ協調制御装置３７は、車両や路面
の状態変化をもとに、目標減衰力を演算し、ショックア
ブソーバ１７のアクチュエータを制御するために目標減
衰力に対応した制御量を減衰力制御装置３８に出力す
る。

【００３９】ＶＳＣ協調制御装置３７には、スキッドコ
ントロールコンピュータ３９や上下加速度センサ２２等
のセンサが接続されており、これらのセンサから車両の
運動量を把握し、その結果から車輪が横滑りする状態に
あるか否かをスキッドコントロールコンピュータ３９で
判断する。

【００４０】例えば、推定前後加速度Ｇ_ｘ０と検出前後
加速度Ｇ_ｘ、推定横加速度Ｇ_ｙ０と検出横加速度Ｇ_ｙが
等しい値であれば、車両の運動状態は適正であると判断
される。これがもし、推定前後加速度Ｇ_ｘ０と検出前後
加速度Ｇ_ｘ、推定横加速度Ｇ _ｙ０と検出横加速度Ｇ_ｙと
の間に大きな差が生じていれば、車両の運動状態は適正
でなく、車両に横滑りが生じていると判断される。この
結果に基づいて、車両の各車輪に発生させる制動力を制
御する。

【００４１】また、操舵角一定で旋回するとき、車速増
加に対して旋回半径が減少するオーバーステアの場合
は、前輪側のショックアブソーバ１７の減衰力をハード
にし、後輪側のショックアブソーバ１７の減衰力をソフ
トにする。逆に、操舵角一定で旋回するとき、車速増加
に対して旋回半径が増加するアンダーステアの場合は、
前輪側のショックアブソーバ１７の減衰力をソフトに
し、後輪側のショックアブソーバ１７の減衰力をハード
にする。このように、車両運動状態量に応じて各車輪に
発生させる制動力が適当に制御されれば、車両の重心点
に車両を安定させるモーメントを発生させることができ
る。したがって、ＶＳＣ協調制御装置３７によれば、車
両が旋回することが困難であると推定される場合に車輪
の制動力を制御することで、車両を安定して走行させる
ことができる。

【００４２】このように、非線形Ｈ^∞制御装置３０、仮
想ロールダンパ制御装置３１、ごつごつ感制御装置３
２、ばね下制振制御装置３３、車速感応制御装置３４、
アンチスクワット制御装置３５、アンチダイブ制御装置
３６及びＶＳＣ協調制御装置３７が各センサ２１，２
２，２３，２４，２５およびストップランプスイッチ２
６から読み込んだデータをもとに演算処理して算出した
ショックアブソーバ１７の目標減衰力に対応した制御量
は、減衰力制御装置３８に送られる。

【００４３】そして、減衰力制御装置３８は、後述する
プログラムの実行により、前記制御量を重み付け処理し
たのち、データとして各ショックアブソーバ１７のアク
チュエータに出力して各ショックアブソーバ１７をその
データに基づいて駆動する。また、上記各制御装置３
０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７には、
予め、制御が必要であるか否かを判断するための所定値
が算出されてその値が記憶されており、さらに、制御す
る場合の目標設定値も予め算出されて記憶されている。

【００４４】また、減衰力制御装置３８には、モードス
イッチ４０も接続されている。モードスイッチ４０は、
運転者の操作によりショックアブソーバ１７の減衰力を
低周波振動を重視したものにするか、高周波振動を重視
したものにするかの周波数モードを切り換える操作スイ
ッチである。なお、前述した自動走行制御装置１０から
出力される自動走行であることを表すデータ、および移
動判定装置１８が判定した乗員が移動中であるか否かの
判定結果データは、サスペンション機構制御手段ＳＣの
中のこの減衰力制御装置３８に送られ、減衰力制御装置
３８が予め前述したプログラムを実行する際に利用され
る。

【００４５】次に、減衰力制御装置３８によって実行さ
れるプログラムに対応したフローチャートを用いて、前
述した減衰力制御装置３８による減衰力制御について詳
細に説明する。減衰力制御装置３８は、図２のステップ
１００でプログラムを開始し、ステップ１０２で、各制
御量を入力するとともに、モードスイッチ４０の状態を
表す信号、自動走行制御装置１０が出力する信号および
移動判定装置１８が出力する信号をデータとして読み込
む。

【００４６】ついで、ステップ１０６に進み、自動走行
制御装置１０からの信号に基づいて、車両の走行状態が
自動走行か運転者の操舵による走行かの判定を行う。こ
こで、ステップ１０６で、車両の走行状態が運転者の操
舵による走行と判断されれば、「ＮＯ」と判定してステ
ップ１０８に進み、これから実行される各制御がすべて
同じ重みになるよう設定される。すなわち、運転者の操
舵による走行の場合には、操縦安定性と乗り心地の双方
が両立するように制御され、ロール、ごつごつ感、ばね
上共振、ばね下共振、車速感応、スクワット、ダイブ、
横すべり等の車両挙動および車両姿勢を抑制するための
制御量のすべてが、減衰力制御装置３８によって同様の
レベルで処理されるように設定される。これは、各制御
量に対する重み付け係数ａ_ｉ（ｉ＝１〜８）を全て同一
の値（例えば「１」）に設定することにより行われる。

【００４７】ここで、非線形Ｈ^∞制御装置３０で算出さ
れた目標設定値に対する制御量をＤＰ1、仮想ロールダ
ンパ制御装置３１で算出された目標設定値に対する制御
量をＤＰ2、ごつごつ感制御装置３２で算出された目標
設定値に対する制御量をＤＰ3、ばね下制振制御装置３
３で算出された目標設定値に対する制御量をＤＰ4、車
速感応制御装置３４で算出された目標設定値に対する制
御量をＤＰ5、アンチスクワット制御装置３５で算出さ
れた目標設定値に対する制御量をＤＰ6、アンチダイブ
制御装置３６で算出された目標設定値に対する制御量を
ＤＰ7、ＶＳＣ協調制御装置３７で算出された目標設定
値に対する制御量をＤＰ8とする。

【００４８】そして、つぎに、ステップ１２０に進み、
減衰力制御装置３８で、全体の目標設定値を、多段階に
区分された減衰力の段数の中のどの段数に設定するかを
決定するための演算処理が行われる。この場合、各制御
装置３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７
による各車両挙動および車両姿勢の制御がすべて行われ
るとする。そして、それらの重み付けが同一であるた
め、どの車両挙動および車両姿勢に対してもすべて、均
等な重み付けで制御されるよう演算処理される。この場
合、減衰力制御装置３８での演算は次式で表される。

【００４９】

【数１】

【００５０】すなわち、ＤＰ1からＤＰ8までの制御量の
和が、この場合のショックアブソーバ１７の目標設定値
に対する制御量として求められる。この場合の重み付け
係数ａ_ｉは全て「１」である。

【００５１】そして、ステップ１２２に進む。ステップ
１２２では、ステップ１２０で演算処理された結果のデ
ータが、ショックアブソーバ１７のアクチュエータに送
られ、このデータに基づいてアクチュエータが駆動され
る。この結果、各ショックアブソーバ１７は、演算処理
によって求められた目標設定値に応じた段階の減衰力に
設定され、これに基づいて車両挙動および車両姿勢の制
御が行われる。そして、ステップ１２４に進み、このプ
ログラムは終了する。

【００５２】また、ステップ１０６で、車両の走行状態
が自動走行であると判断すれば、「ＹＥＳ」としてステ
ップ１１０に進み、車両内で乗員が移動中か否かが判定
される。この判定は、シートセンサ２０による乗員が座
席に居るか離席中であるかの検出によってなされ、移動
判定装置１８からの信号によって判定する。

【００５３】ここで、乗員が走行中の車両内で移動中で
あって、移動判定装置１８から乗員が移動中であると表
す信号が入力されていれば、「ＹＥＳ」としてステップ
１１２に進み、非線形Ｈ^∞制御装置３０、仮想ロールダ
ンパ制御装置３１、アンチスクワット制御装置３５及び
アンチダイブ制御装置３６による車両姿勢の制御を重視
（アップ）するように、各制御量に対する重み付け係数
ａ_ｉが設定される。

【００５４】つぎに、ステップ１２０に進み、減衰力制
御装置３８で、非線形Ｈ^∞制御装置３０、仮想ロールダ
ンパ制御装置３１、アンチスクワット制御装置３５及び
アンチダイブ制御装置３６による車両姿勢の制御量を重
視するよう重み付けをし、減衰力の段数を決定する演算
処理が行われる。この場合の重み付けには種々の方法が
あり、場合に応じて適宜変更可能であるが、上記数１の
重み付け係数ａ_ｉを、ａ_１，ａ_２，ａ_６，ａ_７＞１で、
かつ、ａ_３，ａ_４，ａ_５，ａ_８＜１とすることができ
る。

【００５５】この場合、ステップ１１２で重み付けを重
視すると判断されたＤＰ1、ＤＰ2、ＤＰ6、ＤＰ7の制御
量の係数ａ_１，ａ_２，ａ_６，ａ_７を１より大とし、他の
ＤＰ3、ＤＰ4、ＤＰ5、ＤＰ8の制御量の係数ａ_３，
ａ_４，ａ_５，ａ_８を１より小としている。したがって、
非線形Ｈ^∞制御装置３０、仮想ロールダンパ制御装置３
１、アンチスクワット制御装置３５及びアンチダイブ制
御装置３６によって制御される姿勢の制御が重視される
重み付けができ、その演算結果が得られる。

【００５６】そして、ステップ１２２に進み、ステップ
１２０で演算処理された結果のデータに基づいてアクチ
ュエータが駆動される。そして、ステップ１２４に進
み、このプログラムは一旦終了する。

【００５７】また、ステップ１１０で、乗員が走行中の
車両内で移動中でなければ、「ＮＯ」としてステップ１
１４に進み、ショックアブソーバ１７の減衰力が低周波
振動か否かが判定される。ここで、モードスイッチ４０
が「モード１」になっていれば、「ＹＥＳ」として、ス
テップ１１６に進み、非線形Ｈ^∞制御装置３０によって
制御される挙動の制御を重視するような重み付の判断が
される。

【００５８】モードスイッチ４０は、サスペンション装
置の減衰力を低周波振動を重視したものにするか、高周
波振動を重視したものにするかの周波数モードを切り換
える操作スイッチであり、ここでは低周波振動重視を
「モード１」とし、高周波振動重視を「モード２」とし
ている。なお、乗員が居眠りをするとき等、車両の振動
をゆったりとした状態にしたい場合には、低周波振動を
重視した「モード１」にし、読書をするとき等、車両の
振動を細かい振動にしたい場合には、高周波振動を重視
した「モード２」にすることが好ましい。

【００５９】つぎに、ステップ１２０に進み、減衰力制
御装置３８で、非線形Ｈ^∞制御装置３０による車両姿勢
の制御量を重視するよう重み付けをし、減衰力の段数を
決定する演算処理が行われる。この場合、数式１を用
い、その重み付け係数ａ_ｉを、ａ_１＞１で、かつ、
ａ_２，ａ_３，ａ_４，ａ_５，ａ_６，ａ_７，ａ_８＜１とする
ことができる。

【００６０】この場合、ステップ１１６で重み付けを重
視すると判断されたＤＰ1の制御量の係数ａ_１を１より
大とし、他のＤＰ2、ＤＰ3、ＤＰ4、ＤＰ5、ＤＰ6、Ｄ
Ｐ7、ＤＰ8の制御量の係数ａ_２，ａ_３，ａ_４，ａ_５，ａ
_６，ａ_７，ａ_８を１より小としている。したがって、非
線形Ｈ^∞制御装置３０によって制御される挙動の制御が
重視される重み付けができ、その演算結果が得られる。

【００６１】そして、ステップ１２２に進み、ステップ
１２０で演算処理された結果のデータに基づいてアクチ
ュエータが駆動される。そして、ステップ１２４に進
み、プログラムは一旦終了する。

【００６２】また、ステップ１１４で、モードスイッチ
４０が「モード２」の高周波振動重視の周波数モードに
なっていれば、「ＮＯ」として、ステップ１１８に進
み、ごつごつ感制御装置３２による制御を重視する重み
付の判断がされる。そして、ステップ１２０に進み、減
衰力制御装置３８で、ごつごつ感制御装置３２によって
制御される車両姿勢の制御量を重視するような重み付け
をし、減衰力の段数を決定する演算処理が行われる。こ
の場合、数式１における重み付け係数ａ_ｉを、ａ _３＞１
で、かつ、ａ_１，ａ_２，ａ_４，ａ_５，ａ_６，ａ_７，ａ_８
＜１とすることができる。

【００６３】この場合、ステップ１１８で重み付けを重
視すると判断されたＤＰ3の制御量の係数ａ_３を１より
大とし、他のＤＰ1、ＤＰ2、ＤＰ4、ＤＰ5、ＤＰ6、Ｄ
Ｐ7、ＤＰ8の制御量の係数ａ_１，ａ_２，ａ_４，ａ_５，ａ
_６，ａ_７，ａ_８を１より小としている。したがって、ご
つごつ感制御装置３２によって制御される車両姿勢の制
御が重視される重み付けができ、その演算結果がステッ
プ１２０で得られる。

【００６４】そして、ステップ１２２に進み、ステップ
１２０で演算処理された結果のデータに基づいてアクチ
ュエータが駆動される。ステップ１２４に進み、このプ
ログラムは終了する。なお、このプログラムは、自動走
行車両の走行中繰り返し行われ、絶えず上記のような制
御が行われる。

【００６５】本実施形態は一例であり、各センサ、制御
装置、重み付けの方法等は適宜変更使用できることはい
うまでもない。例えば、乗員移動検出手段に用いられる
シートセンサ２０は、カメラや光センサに変えることが
でき、重み付けの方法も種々の方法を用いることができ
る。この場合の重み付け係数ａ_ｉは、結果として、重み
付けが重視される車両挙動および車両姿勢の制御が重視
されるように設定されていればよい。

【００６６】このように、この実施形態によれば、運転
者の操舵による走行の場合には、操縦安定性と乗り心地
を両立させ、自動走行中においては、乗り心地を優先す
るような車両の姿勢制御が行われる。このため、自動走
行中における乗り心地が大幅に向上し快適なドライブが
できるようになる。また、自動走行中で、かつ乗員が車
両内で移動中の場合には、非線形Ｈ^∞制御装置３０、仮
想ロールダンパ制御装置３１、アンチスクワット制御装
置３５及びアンチダイブ制御装置３６によって制御され
る車両姿勢の制御を重視するような重み付け処理がさ
れ、これによってショックアブソーバ１７の減衰力が決
定される。このため、走行する車両内での移動が安全に
なる。なお、この乗員が車両内で移動中の場合の制御
は、運転者の操舵による走行の場合にも用いることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による車両のサスペンシ
ョン特性制御装置を備えた車両の概略図である。

【図２】図１のサスペンション特性制御装置を備えた
車両によって実行されるプログラムを示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

ＡＤ…自動走行制御部、ＳＭ…サスペンション機構、Ｓ
Ｃ…サスペンション機構制御部、ＭＤ…移動判定部、１
０…自動走行制御装置、１２…切換えスイッチ、１４…
操舵制御装置、１７…ショックアブソーバ、１８…移動
判定装置、１９…車速センサ、２０…シートセンサ、２
１…車高センサ、２２…加速度センサ、２３…操舵角セ
ンサ、２４…車輪速センサ、３０…非線形Ｈ^∞制御装
置、３１…仮想ロールダンパ制御装置、３２…ごつごつ
感制御装置、３３…ばね下制振制御装置、３４…車速感
応制御手段、３５…アンチスクワット制御装置、３６…
アンチダイブ制御装置、３７…ＶＳＣ協調制御装置、３
８…減衰力制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森永洋史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者大川昌彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者松岡裕介埼玉県川越市南台１丁目10番地３東京焼結金属株式会社内 (72)発明者神原覚愛知県豊田市緑ヶ丘３丁目65番地大豊工業株式会社内Ｆターム(参考） 3D001 AA02 BA01 DA17 EA02 EA08 EB32 EC08 ED02 ED21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両を自動的に走行させることが可能な自
動走行制御手段と、車両のサスペンション特性を変更可
能なサスペンション機構とを備えた車両のサスペンショ
ン特性制御装置において、前記自動走行制御手段によって車両が自動的に走行して
いる状態を判定する自動走行判定手段と、前記自動走行判定手段によって、車両が自動走行中であ
ることが判定されたとき、サスペンション機構を制御し
て、操縦安定性に比して乗り心地を優先するようにサス
ペンション特性を変更するサスペンション機構制御手段
とを備えたことを特徴とする車両のサスペンション特性
制御装置。
【請求項２】前記サスペンション機構制御手段は、車両
の上下振動の周波数特性を変更するものである請求項１
に記載の車両のサスペンション特性制御装置。
【請求項３】車両のサスペンション特性を変更可能なサ
スペンション機構を備えた車両のサスペンション特性制
御装置において、乗員が車両内を移動中であることを検出する乗員移動検
出手段と、前記乗員移動検出手段によって、乗員が車両内を移動中
であることが検出されたとき、サスペンション機構を制
御して、車両の姿勢が安定するようにサスペンション特
性を変更するサスペンション機構制御手段とを備えたこ
とを特徴とする車両のサスペンション特性制御装置。