JP2006327434A

JP2006327434A - サスペンション制御装置

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Publication number: JP2006327434A
Application number: JP2005154630A
Authority: JP
Inventors: Toru Uchino; 徹内野; Osayuki Ichimaru; 修之一丸; Masaaki Uchiyama; 正明内山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: JP4636544B2

Abstract

【課題】アクチュエータにより減衰力を調整する減衰力調整式ショックアブソーバを車両に搭載した場合、車両が走行する路面状況によってはアクチュエータを高頻度で切り換える運転を長時間にわたって行う場合がある。このとき、運転による負荷が非常に大きくなるため、耐久性の高いアクチュエータを用いる必要がある。
【解決手段】減衰力特性が反転式のショックアブソーバを用いた場合、アクチュエータの負荷は、悪路走行に好適な制御であるバネ下制御のときに高くなる。そこで、悪路カウンタによりバネ下制御の継続時間を測定し（２１２）、悪路カウンタが設定値以上となった場合は、アクチュエータの負荷がバネ下制御よりも低いオフセット制御を選択する（２１８、２２２）。
【選択図】図４

Description

本発明は、サスペンション制御装置に関し、特に、振動状態に合わせて減衰力を変化させるセミアクティブサスペンションに好適なサスペンション制御装置に関する。

従来のサスペンション制御装置の一例としては特許文献１に示されるサスペンション制御装置がある。

このサスペンション制御装置は、アクチュエータへの指令電流に応じて減衰特性を調整可能な減衰力特性反転型のショックアブソーバと、車両のバネ上の上下方向の速度を検出するバネ上速度検出手段と、このバネ上速度検出手段が検出した検出信号から得られる指令電流に基づいて前記ショックアブソーバの減衰特性を制御するバネ上速度制御手段とを備え、さらに、ショックアブソーバのピストン速度を検出するピストン速度検出手段またはピストン速度を推定するピストン速度推定手段を設け、このピストン速度の周波数がバネ下共振周波数（約１０−１５Ｈｚ）近傍の値であるときには、バネ上速度に基づく制御に換えてピストン速度に応じた大きさの指令電流に基づいて減衰特性を制御するピストン速度制御手段を備えている。

すなわち、ピストン速度の周波数が約１０−１５Ｈｚのとき、ピストンの伸び行程および縮み行程の両方で減衰力がハードとなるようにアクチュエータを制御するような構成となっている。これにより、バネ下振動の効果的な抑制を果たすことができるというものである。

このサスペンション制御装置について、もう少し詳しく説明する。このサスペンション制御装置に用いられている減衰力特性反転式のショックアブソーバは、アクチュエータなどによって伸び側の減衰力をハードに調整すると縮み側の減衰力がソフトになり、逆に縮み側の減衰力をハードに調整すると伸び側の減衰力がソフトになるという特徴を持っている。

このような特徴は、いわゆるスカイフック制御（バネ上の振動を抑制する制御方法の一つ）を行うためには好適である。なぜならスカイフック制御においては、バネ上が上方に動いている場合に、伸び行程のときハード、縮み行程のときソフトにするものであり、また、バネ上が下方に動いている場合に、縮み行程のときハード、伸び行程のときソフトとするので、減衰力特性反転式のショックアブソーバを用いると、伸び行程か縮み行程か判断することなく、バネ上の速度のみ測定し制御すればよいからである。また、伸び行程から縮み行程に（またはその逆に）切り替わるときに減衰力を大きく調整する必要がなく、行程の切り替わり時に、アクチュエータを大きく動作させる必要がないからである。

ところで、スカイフック制御は、バネ上すなわち乗り心地を主体とした制御であるため悪路を走行する場合など、ピストン速度の周波数がバネ下共振周波数の近傍の値（約１０−１５Ｈｚ）となるときはバネ下の振動が抑制されないためにタイヤの路面接地性が悪化するなど最適の制御とならない場合がある。そこで、特許文献１のサスペンション制御装置においては、ピストン速度が約１０−１５Ｈｚのときは、スカイフック制御の代わりに、ピストンの伸び行程および縮み行程の両方で減衰力がハードとなるような制御を行っている。すなわち、ピストンが伸び行程から縮み行程に（またはその逆に）切り替わるときにアクチュエータを動作させ、両行程において減衰力が大きくなるように構成されている。

特開2002-321513

しかしながら、約１０−１５Ｈｚの振動を制御しようとすると、減衰力の切り換えを行うためにアクチュエータを１秒当たり約２０−３０回の頻度で動作させなければならない。これは、アクチュエータにとって大きな負担であり、長時間にわたってこのような高頻度の切り換えが行われると、アクチュエータが故障する可能性があるため、耐久性の高い高価なアクチュエータが必要となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高頻度の切り換え運転が長時間にわたった場合に、アクチュエータの負担を低減するように制御パターンを変更し、サスペンション制御装置全体としての耐久性を向上するものである。

請求項１に記載の発明は、車両に設けられる減衰力調整式ショックアブソーバと、前記減衰力調整式ショックアブソーバの減衰力を調整するアクチュエータと、前記車両の上下振動を検出する上下振動検出手段と、前記上下振動検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えたサスペンション制御装置であって、前記制御手段は、前記アクチュエータを制御する制御パターンとして第１制御パターンおよび第２制御パターンを有し、前記第１制御パターンを、前記上下振動検出手段の検出結果に基づいて逐次前記アクチュエータを制御する制御パターンとし、前記第２制御パターンを、前記第１制御パターンによる制御よりも前記アクチュエータの負荷が小さい制御となる制御パターンとし、さらに、前記制御手段は、前記第１制御パターンによる制御が所定以上継続したと判断した場合に、前記制御手段が前記第２制御パターンを選択することにより、前記アクチュエータの負荷を回避する制御を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２制御パターンが、前記アクチュエータの制御位置を所定の位置に固定する制御パターンであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記制御手段は、前記アクチュエータを制御する制御パターンとして第３制御パターンを有し、前記第３制御パターンを、前記第１制御パターンによる制御よりも前記アクチュエータの負荷が小さい制御となる制御パターンとし、前記制御手段は、前記上下振動検出手段の検出結果に基づいて前記第１制御パターンまたは前記第３制御パターンのいずれか１つを選択する制御選択手段を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記制御手段は、前記検出結果に基づいて前記車両が走行している路面が悪路かどうかを判定する悪路判定手段を有し、前記制御選択手段は、前記悪路判定手段が悪路でないと判断した場合は前記第３制御パターンを選択し、前記悪路判定手段が悪路である判断した場合は前記第１制御パターンを選択することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記検出結果がバネ下の振動の変化を含み、前記第１制御パターンが、前記バネ下の振動の変化に応じて逐次制御を行う制御パターンであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３から５のいずれかに記載の発明において、前記検出結果がバネ上の振動の変化を含み、前記第３制御パターンが、前記バネ上の振動の変化に応じて逐次制御を行う制御パターンであることを特徴とする。

上記請求項１に記載の発明によれば、アクチュエータの負荷が大きな第１制御パターンによる制御の継続時間が所定値を超えた場合に、負荷の小さな第２制御パターンを選択するので、アクチュエータの負荷を低減し、装置全体としての耐久性が向上したサスペンション制御装置を提供することができる。

上記請求項２に記載の発明によれば、第２制御パターンが、前記アクチュエータの制御位置を所定の位置に固定し、負荷を小さくするので、前記アクチュエータの負荷を低減し、装置全体としての耐久性が向上したサスペンション制御装置を提供することができる。

上記請求項３に記載の発明によれば、アクチュエータの負荷の小さな第３制御パターンを制御選択手段により選択できるので、この第３制御パターンにより、長時間上下振動に応じた振動制御が可能である。

上記請求項４に記載の発明によれば、悪路でない通常の走行状態では路面に適したアクチュエータの負荷の小さな第３制御パターンで制御を継続し、悪路では悪路に適したアクチュエータの負荷の大きな第１制御パターンで制御するが、この第１制御パターンが継続した場合は、アクチュエータの負荷を下げるため第２制御パターンを選択するので、路面に合った制御をしつつ、アクチュエータの負荷を低減でき、装置全体としての耐久性が向上したサスペンション制御装置を提供することができる。

上記請求項５に記載の発明によれば、バネ下の振動の変化に応じて逐次制御を行う第１の制御パターンにより、バネ下の振動が効果的に抑制でき、バネ下の高周波振動により、アクチュエータの負荷が大きくなる際には、第２の制御パターンにより、その負荷を低減でき、装置全体としての耐久性が向上したサスペンション制御装置を提供することができる。。

上記請求項６に記載の発明によれば、バネ上の振動の変化に応じて逐次制御を行う第３の制御パターンにより、バネ上の振動が効果的に抑制できる。

本発明の実施形態によるサスペンション制御装置を図１から図９を用いて説明する。

図１は、サスペンション制御装置１０のシステム構成を示す概略図である。車輪１２（バネ下）と車体１４（バネ上）との間には、バネ１６と減衰力調整式ショックアブソーバ１８が並列に設けられている。減衰力調整式ショックアブソーバ１８には、その減衰力を調整するアクチュエータ２０が装着されている。また、減衰力調整式ショックアブソーバ１８の下部には、車輪１２の上下加速度を検出する車輪加速度センサ２２が設けられている。減衰力調整式ショックアブソーバ１８に車輪１２が固定されているので、車輪加速度センサ２２で検出される上下加速度は車輪１２の上下加速度とほぼ同じである。

車体１４には、車体１４の上下加速度を検出する車体加速度センサ２４が設けられている。本発明における上下振動検出手段である車体加速度センサ２４および車輪加速度センサ２２は、コントロールユニット２６（制御手段）に電気的に接続されており、車体加速度センサ２４が検出した車体１４の上下加速度の値および車輪加速度センサ２２が検出した車輪１２の上下加速度の値は、検出信号としてコントロールユニット２６に送られる。コントロールユニット２６はこれらの検出信号より減衰力調整式ショックアブソーバ１８の適切な減衰力を演算し、その減衰力に対応するアクチュエータ２０の操作信号を出力する。コントロールユニット２６とアクチュエータ２０とは電気的に接続されており、コントロールユニット２６からの操作信号（アクチュエータへの入力電流）によりアクチュエータ２０が動作する。

サスペンション制御装置１０は図１の左から右に走行しており、車輪１２が路面２８に接している。図１はサスペンション装置が路面２８上の突起３０を乗り越えようとしている状況を示している。このとき、車輪加速度センサ２２から車輪加速度の検出信号及び車体加速度センサ２４から車体加速度の検出信号がコントロールユニット２６に送られる。コントロールユニット２６は、検出結果である上記２つの検出信号に基づいてアクチュエータ２０を制御する。ただし、アクチュエータ２０の負荷が大きい高負荷制御パターン（第１制御パターン）による制御時間が所定値を超えたと判定した場合は、アクチュエータ２０の負荷が小さい低負荷制御パターン（第２制御パターン）を選択してアクチュエータ２０を制御する。そして、コントロールユニット２６は、車輪加速度の検出信号および車体加速度の検出信号からアクチュエータ２０の操作信号を演算して出力し、操作信号がアクチュエータ２０に送られる。操作信号（入力電流）を受けたアクチュエータ２０は減衰力調整式ショックアブソーバ１８の減衰力を調整する。

図２は本実施形態に用いられる減衰力調整式ショックアブソーバ１８における、アクチュエータ２０への入力電流に対する縮み側および伸び側の減衰力を示すグラフである（ただし、ピストン速度は一定）。図２からわかるように、本実施形態の減衰力調整式ショックアブソーバ１８は、いわゆる減衰力特性反転式の減衰力調整式ショックアブソーバであり、伸び側の減衰力が高い値から低い値に変化する際に縮み側の減衰力が低く（伸び側ハードのとき縮み側ソフト）、縮み側の減衰力が高い値から低い値に変化する際に伸び側の減衰力が低くなっている（縮み側ハードのとき伸び側ソフト）。

コントロールユニット２６は、図３に示されるフローチャートに基づいて動作する。車両のエンジンがかかりコントロールユニット２６の電源が入ると、制御ソフトウェアの実行が始まる（１００）。まず、コントロールユニット２６の初期設定を行い（１０２）、次に、所定の制御周期に達したか否かを判定する（１０４）。このとき、制御周期に達していない場合は、制御周期に達するまで判定を繰り返す。制御周期に達したと判定すると、まず、直前の制御周期において演算によって求められた結果に基づいてアクチュエータ２０の駆動を行う（１０６）。次のステップでは、その他の出力、たとえば運転席の表示部ＬＥＤなどの出力を行う（１０８）。次に車体加速度センサ２４および車輪加速度センサ２２、その他図示しない車速センサ、操舵角センサ、横加速度センサ等各種センサからの情報を読み込む（１１０）。ここで読み込んだ各センサの値から、車両振動判定部１１２において、車両振動状態を推定し、制御パターンを決定する（１１２）。その後、車体１４および車輪１２の制振に必要な減衰力を選択された制御パターンに基づいて演算するとともに、その減衰力を発生するためにアクチュエータ２０に出力する電流を演算する（１１４）。

次に、車両振動判定部１１２の動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。車両振動判定がスタートすると（２００）、まず悪路フラグをクリアする（２０２）。そして、車体加速度センサ２４および車輪加速度センサ２２から得られた検出信号より悪路成分を抽出する（２０４）。

続いて、悪路成分が設定値以上であるかを判定する（２０６）。悪路成分が設定値以上である場合は悪路フラグがセットされ（２０８）、設定値未満である場合はセットされない。そして、悪路フラグがセットされているかを判定し（２１０）、セットされていれば悪路カウンタをインクリメント（カウンタの数字を１増やす）する（２１２）。悪路フラグがセットされていなければ、悪路カウンタをクリア（カウンタの数字をゼロに戻す）し（２１４）、制御パターンとしてバネ上制御パターン（第３制御パターン）を選択する（２１６）。この制御が本発明の制御選択手段に該当する。

悪路カウンタをインクリメントした場合、次に悪路カウンタが設定値以上であるかを判定する（２１８）。悪路カウンタが設定値未満の場合は制御パターンとしてバネ下制御パターン（第１制御パターン）を選択し（２２０）、設定値以上の場合はオフセット制御パターン（第２制御パターン）を選択する（２２２）。制御パターンの選択が行われると処理は終了する（２２４）。

上記の処理において、悪路カウンタをインクリメントし、悪路カウンタが設定値以上であるか否かを判定することで、バネ下制御パターンによる制御時間を計測している。

このようにして、車両振動判定部１１２で制御パターンが選択される。

上記の悪路成分を抽出する際の方法としては、次のようなものがある。車体加速度センサ２４および車輪加速度センサ２２から読み込んだ加速度信号――これは、縦軸を振幅、横軸を時間とした多様な周波数を有する正弦波が合成された波に近似することができる――に対してローパスフィルタ処理およびハイパスフィルタ処理を実行することで所望の範囲（たとえば１０−１５Ｈｚ）の周波数の成分（即ち、悪路成分）だけを抽出する。

所望の範囲は、図５に示すような悪路判定マップによって定められる。この図では、縦軸が車輪１２の加速度振幅を、横軸が同じく加速度周波数をそれぞれ表している。この悪路判定マップによれば、加速度周波数ｆがｆ_０（たとえば１０Ｈｚ）以上の場合であって、加速度振幅の大きさＡがＡ_０以上のときに悪路であると判定されることが定められている。すなわち、ｆ＜ｆ_０またはｆ≧ｆ_０かつＡ＜Ａ_０の範囲（３００）は普通路であると判定され、ｆ≧ｆ_０かつＡ≧Ａ_０の範囲（３０２）は悪路であると判定される。
なお、路面判定はこれに限らず、例えば、前輪前に付けた超音波センサにより直接路面の凹凸を測定する方法など、多くの方法が知られており、本発明にあっては、どのような方法を用いても良い。但し、車体加速度センサ２４および車輪加速度センサ２２用いることで新たなセンサを必要としないという効果がある。

図６は、本実施形態におけるバネ下制御パターン（第１制御パターン）のブロック図である。まず、車輪加速度センサ２２からの車輪加速度信号および車体加速度センサ２４からの車体加速度信号が相対加速度計算機４００に送られ、相対加速度計算機４００が相対加速度を計算し、求めた相対加速度を積分計算機４０２に出力する。積分計算機４０２は相対加速度を積分することで相対速度を求め、相対速度信号をハイパスフィルタ４０４に出力する。

ハイパスフィルタ４０４は相対速度信号から低周波数成分（たとえば、１０Ｈｚ未満）を除去し、次のローパスフィルタ４０６に送る。ローパスフィルタ４０６は低周波成分が除去された相対速度信号から高周波数成分（たとえば、１５Ｈｚ以上）を除去し、バネ下共振周波数に近い周波数成分（たとえば、１０−１５Ｈｚ）のみを有する信号を出力する。この信号は増幅回路４０８によって増幅され、増幅信号ＰＤとして制御信号発信部４１０に送られる。制御信号発信部４１０は、増幅信号ＰＤに基づいて制御信号Ｄを発信し、この制御信号Ｄをアクチュエータ２０に出力する。

図６において、制御信号発信部４１０を示す四角の中のグラフは、入力された増幅信号ＰＤに対して出力する制御信号Ｄの大きさを表している。このブロック図によるバネ下制御を行うと、車輪１２と車体１４との相対速度に応じて、減衰力調整式ショックアブソーバ１８が伸びるときに伸び側の減衰力をハードに、縮むときに縮み側の減衰力をハードに調整することが可能となり、車輪１２の振動を効果的に抑制することができる。このとき、アクチュエータ２０の切り替え頻度は２０−３０Ｈｚである。

次に、バネ上制御パターン（第３制御パターン）について説明する。バネ上制御パターンとしては、バネ下制御パターンよりもアクチュエータへの負荷が小さい制御パターンであれば公知のものを用いることができる。本実施形態においては、いわゆるスカイフック制御パターンを用いている。

ここで、スカイフック制御について先に説明する。スカイフック制御とは、空（絶対座標系）の一点と車体とを減衰係数一定の仮想ショックアブソーバで接続したと仮定した場合に、車体の制振に必要な減衰力を得るように、車輪と車体とを接続する実際の減衰力調整式ショックアブソーバの減衰係数を調整する制御である。出願人は簡便な方法によりスカイフックに近似した制御を発明している。詳細な制御理論は特開平５−３３０３２５（対応米国特許５，５３３，５９７）に記載されているが、要約すれば次のとおりである。

（１−ａ）車体の空に対する運動方向が上向きの場合であってショックアブソーバが伸び行程にあるときは、その減衰係数を車体の絶対速度（空に対する速度）に比例させる。

（１−ｂ）車体の空に対する運動方向が上向きの場合であってショックアブソーバが縮み行程にあるときは、その減衰係数を最小値に固定する。

（２−ａ）車体の空に対する運動方向が下向きの場合であってショックアブソーバが伸び行程にあるときは、その減衰係数を最小値に固定する。

（２−ｂ）車体の空に対する運動方向が下向きの場合であってショックアブソーバが縮み行程にあるときは、その減衰係数を車体の絶対速度（空に対する速度）に比例させる。

ここで、減衰力調整式ショックアブソーバとして、減衰力特性が図２で示されるようないわゆる減衰力特性反転式のものを用いた場合、絶対座標系に対するバネ上の運動方向が上向きのときに絶対速度に比例させて伸び側を制御（縮み側ソフト）し、下向きのときに絶対速度に比例させて、縮み側を制御（伸び側ソフト）することで、伸縮のいずれの行程かを判断することなく、スカイフック制御が可能であることが分かる。

上記の減衰力特性反転式のショックアブソーバを用いたスカイフック制御（第３制御パターン）に係るブロック図を図９に示す。まず、車体加速度センサ２４からの車体加速度信号を積分計算機５０２に出力する。積分計算機５０２は加速度を積分することで絶対速度を求め、絶対速度信号をハイパスフィルタ５０４に出力する。

ハイパスフィルタ５０４は速度信号から低周波数成分（たとえば、１Ｈｚ未満）を除去し、次のローパスフィルタ５０６に送る。ローパスフィルタ５０６は低周波成分が除去された速度信号から高周波数成分（たとえば、５Ｈｚ以上）を除去し、バネ上共振周波数に近い周波数成分（たとえば、１−５Ｈｚ）のみを有する信号を出力する。この信号は増幅回路５０８によって増幅され、増幅信号ＰＤとして制御信号発信部５１０に送られる。制御信号発信部５１０は、増幅信号ＰＤに基づいて制御信号Ｄを発信し、この制御信号Ｄをアクチュエータ２０に出力する。図９において、制御信号発信部５１０を示す四角の中のグラフは、入力された増幅信号ＰＤに対して出力する制御信号Ｄの大きさを表している。このブロック図によるバネ下制御を行うと、車体１４の振動を効果的に抑制することができる。このとき、アクチュエータ２０の切り替え頻度は２−１０Ｈｚである。

なお、アクチュエータの応答の遅れを考慮すると、スカイフック制御は車両への入力振動が１〜数Ｈｚ以下の場合に行うことが望ましい。このとき、アクチュエータ２０の切り替え頻度は１０Ｈｚ以下であり、バネ下制御パターンにおける頻度（２０−３０Ｈｚ）と比較すると小さく、したがってバネ下制御パターンにおける負荷よりも負荷が小さい。

また、上記ブロック図は車体加速度センサ２４からの車体加速度信号のみを用いてスカイフック制御を行うものであるが、車輪加速度センサ２２からの車輪加速度信号を利用し、制御を補正してもよい。このような構成とすることで、たとえば、バネ下の振動を反映したバネ上振動制御が可能となる。

次に、オフセット制御パターン（第２制御パターン）について説明する。図７はアクチュエータ２０への入力電流と減衰力調整式ショックアブソーバ１８の伸び側・縮み側の減衰力を表すグラフである。オフセット制御パターンを選択した場合は、アクチュエータの入力電流ＡをＡ_１に固定する。このとき、縮み側の減衰力がハード、伸び側の減衰力がソフトになる。縮み側の減衰力がハードであるので、減衰力調整式ショックアブソーバ１８が縮むときに大きな減衰力が働き、車輪１２の振動を抑制できる。一方、オフセット制御パターンを行わずに入力電流ＡをＡ_０に固定した場合は、伸び側および縮み側の減衰力がともにソフトであるので、車輪１２の振動が抑制されにくい。なお、オフセット制御時は、伸び側の減衰力がハードになるように入力電流を固定してもよい。このように入力電流を一定にすることで、アクチュエータ２０を頻繁に駆動する必要がなくなるのでアクチュエータ２０の負荷が軽減され、高負荷によるアクチュエータ２０の故障を防ぐことができる。

次に、図８（Ａ）および（Ｂ）を用いて悪路走行時の制御パターン切り換えの様子を説明する。図８（Ａ）および（Ｂ）は、ともに横軸が時間を表している。図８（Ａ）の縦軸は車輪１２の上下加速度の振幅を表し、図８（Ｂ）の縦軸は選択された制御パターンを表す。時間ゼロから時間ｔ_０までの間、車両は滑らかな路面を走行しており、車輪１２の上下加速度の振幅はほぼゼロである。このとき、制御パターンとしてはバネ上制御パターンが選択される。時間ｔ_０以降、車両は悪路を走行しており、そのために加速度振幅が大きくなっている。ここで、この上下加速度の周波数は１０−１５Ｈｚである。

時間ｔ_０から時間ｔ_１までの間は、車両が悪路を走行しているため、上述のフローチャートに従い、バネ下制御パターンが選択され、バネ下制御が行われる（実際は時間ｔ_０後、悪路であることを判定した後にバネ下制御に切り替わるので、時間ｔ_０より少し遅れる）。同時に、悪路カウンタが制御周期ごとに１ずつ増加する。悪路カウンタが設定値を超えるまでの間は、継続的にバネ下制御が行われる。

時間ｔ_１は、悪路カウンタが増加し続けたために設定値を越えた時間である。このとき、先に説明したとおり図４のフローチャートに従い、オフセット制御パターンが選択され、時間ｔ_１以降はオフセット制御が行われる。このように、悪路を所定の時間以上走行した場合に、バネ下制御からオフセット制御に切り替えることにより、バネ下制御を長時間続けることによるアクチュエータ２０への過度の負荷を防止することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。したがって、本発明に基づく実施形態が他にも存在する。

前記実施形態では、バネ下制御にバネ下加速度センサのデータを用いたが、これに限らず、例えば、バネ上加速度センサからの出力を１０−１５Ｈｚの信号を通過させる第１バンドパスフィルタと、１−５Ｈｚの信号を通過させる第２バンドパスフィルタとを用いてモード分離し、第２バンドパスフィルタの信号により第３制御パターンとしてのスカイフック制御をおこない、第１バンドパスフィルタの信号により第１制御パターンとしてのバネ下制御をおこない、さらに、第２制御パターンとしてオフセット制御を行ってもよい。

このように、上下振動検出手段は、各種センサを用いることが可能で、たとえば、バネ上に設けられた加速度センサと、ピストンロッドのストロークを検出するストロークセンサとを組み合わせたものとしてもよい。この場合、路面から跳ね上げられる小石などがあたる可能性の高いバネ下部分に加速度センサを設ける必要がないため、この加速度センサを保護する手段を講じる必要がない。

また、検出される上下振動は上述のように加速度である必要はなく、速度やバネ下とバネ上との間の距離であってもよい。また、上下振動の検出に用いられる手段としては、加速度センサの他に公知の変位センサ、速度センサを用いることができる。

振動を制御する制御パターンの１つであるバネ上制御パターンは、公知の制御パターンのいずれであってもよい。上述の実施例においては、いわゆるスカイフック制御が好適である。

また、上記実施形態においては、第１制御パターンによる制御が所定以上継続したと判断する方法として、悪路カウンタをインクリメントして所定値と比較する方法を用いているが、本発明においては、他の方法を用いて判断してもよい。たとえば、アクチュエータの温度を連続的または断続的に測定した場合、アクチュエータの負荷が大きい第１制御パターンで制御を継続したときはアクチュエータの温度が上昇する。したがって、温度を測定し、所定の温度を超えたことをもって第１制御パターンによる制御が所定以上継続したと判断することができる。また、第１制御パターンによる制御を開始した時点からのアクチュエータの消費電力量を測定し、所定の消費電力量を超えたことをもって第１制御パターンによる制御が所定以上継続したと判断することができる。また、第１制御パターンによる制御を開始した時点からのアクチュエータの動作回数を測定し、所定の回数を超えたことをもって第１制御パターンによる制御が所定以上継続したと判断することができる。

また、上述の実施形態のフローチャートでは悪路が続く場合、悪路カウンタは増加する一方であるため、悪路カウンタが設定値を超えた後はオフセット制御が継続されるが、一定の時間オフセット制御を行った場合に悪路カウンタをリセットし、再びバネ下制御を行うようにしてもよい。このようにすれば、連続した悪路においてバネ下制御とオフセット制御が交互に繰り返され、アクチュエータの負荷を過度に大きくせずにバネ下制御を行うことができる。

減衰力調整式ショックアブソーバの減衰力特性は、非反転式であってもよい。非反転式のショックアブソーバの場合、通常のスカイフック制御を行うときにピストンの行程が伸びから縮み（またはその逆）に切り替わる際にアクチュエータを動作させて減衰力特性をハードからソフト（またはその逆）に切り替える必要がある。したがって、このような制御が長時間続くことでアクチュエータの負荷が大きくなる場合があるので、本発明にしたがってアクチュエータの負荷が小さくなるように制御パターンを変更してやることでアクチュエータの寿命を伸ばすことができる。この場合、スカイフック制御パターンが本発明の第１制御パターンに相当する。スカイフック制御パターンによる制御の継続時間が所定値を超えた場合に、第１制御パターンによる制御よりも小さい負荷でアクチュエータを制御できる第２制御パターンによって制御することで、アクチュエータの負荷を低減することができる。

アクチュエータの負荷が小さい低負荷制御パターン（第２制御パターン）としては公知の方法を用いることができる。たとえば、スカイフック制御パターンを第３の制御パターンと第２の制御パターンと両方に用いてもよい。また、センサに不感帯を設け、この不感帯の幅を大きくしてアクチュエータの稼動頻度を下げる方法も考えられる。さらには、アクチュエータの制御速度を遅くする制御パターン、アクチュエータの制御を停止する制御パターンなどがある。いずれの制御パターンであってもアクチュエータの切り換え回数をバネ下制御パターンより少ないものを採用することで、アクチュエータの負荷を低減できる。

ここで、本発明において、アクチュエータの負荷が小さい制御となる制御パターンとは、各制御パターン毎に、センサに同一のサンプルデータ（５、１０、１５Ｈｚの三種類の定常波など）を入力し、その際のアクチュエータの消費電力を比較することによって、決めることができる。ただし、このサンプルデータとしては、現実にありえるサンプルデータである。

本発明の実施形態におけるサスペンション制御装置の概略図である。本発明の実施形態に用いられる減衰力調整式ショックアブソーバにおける、アクチュエータへの入力電流に対する縮み側および伸び側の減衰力を示すグラフである。本発明の本実施形態におけるコントロールユニットの動作フローチャートである。本発明の本実施形態におけるバネ下振動判定部の動作フローチャートである。本発明の本実施形態における悪路判定マップである。本発明の本実施形態におけるバネ下制御パターンのブロック図である。本発明の本実施形態におけるオフセット制御パターンを説明するための図である。本発明の本実施形態における路面走行時の車輪加速度および選択される制御パターンを示す図である。本発明の本実施形態におけるバネ上制御パターンのブロック図である。

符号の説明

１２車輪（バネ下）
１４車体（バネ上）
１８減衰力調整式ショックアブソーバ
２０アクチュエータ
２２車輪加速度センサ（上下振動検出手段）
２４車体加速度センサ（上下振動検出手段）
２６コントロールユニット（制御手段）

Claims

車両に設けられる減衰力調整式ショックアブソーバと、
前記減衰力調整式ショックアブソーバの減衰力を調整するアクチュエータと、
前記車両の上下振動を検出する上下振動検出手段と、
前記上下振動検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えたサスペンション制御装置であって、
前記制御手段は、前記アクチュエータを制御する制御パターンとして第１制御パターンおよび第２制御パターンを有し、
前記第１制御パターンを、前記上下振動検出手段の検出結果に基づいて逐次前記アクチュエータを制御する制御パターンとし、
前記第２制御パターンを、前記第１制御パターンによる制御よりも前記アクチュエータの負荷が小さい制御となる制御パターンとし、
さらに、前記制御手段は、前記第１制御パターンによる制御が所定以上継続したと判断した場合に、前記制御手段が前記第２制御パターンを選択することにより、前記アクチュエータの負荷を回避する制御を有することを特徴とするサスペンション制御装置。
前記第２制御パターンが、前記アクチュエータの制御位置を所定の位置に固定する制御パターンであることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。
前記制御手段は、前記アクチュエータを制御する制御パターンとして第３制御パターンを有し、
前記第３制御パターンを、前記第１制御パターンによる制御よりも前記アクチュエータの負荷が小さい制御となる制御パターンとし、
前記制御手段は、前記上下振動検出手段の検出結果に基づいて前記第１制御パターンまたは前記第３制御パターンのいずれか１つを選択する制御選択手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。
前記制御手段は、前記検出結果に基づいて前記車両が走行している路面が悪路かどうかを判定する悪路判定手段を有し、
前記制御選択手段は、前記悪路判定手段が悪路でないと判断した場合は前記第３制御パターンを選択し、前記悪路判定手段が悪路である判断した場合は前記第１制御パターンを選択することを特徴とする請求項３に記載のサスペンション制御装置。
前記検出結果がバネ下の振動の変化を含み、
前記第１制御パターンが、前記バネ下の振動の変化に応じて逐次制御を行う制御パターンであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサスペンション制御装置。
前記検出結果がバネ上の振動の変化を含み、
前記第３制御パターンが、前記バネ上の振動の変化に応じて逐次制御を行う制御パターンであることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のサスペンション制御装置。