JP2007030574A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の直進走行時と旋回走行時の何れにおいても、乗り心地の確保と動的車輪荷重変動の抑制を達成し得るサスペンション制御装置を提供する。
【解決手段】 スタビライザＳＴＢのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段ＧＳＣと、ショックアブソーバＡＢＳの減衰力特性を制御する減衰力制御手段ＤＰＣを備える。調整手段ＡＤＪにより、スタビライザのねじり剛性を運転者のスイッチ操作及び車両の走行状態の少なくとも一方に応じて調整すると共に、スタビライザのねじり剛性の調整に応じてショックアブソーバの減衰力特性を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のサスペンション制御装置に関し、特に、スタビライザのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段と、ショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力制御手段を備えたサスペンション制御装置に係る。

一般的に、車両のサスペンションは、車体を支え衝撃を緩和するスプリング、振動を減衰させるショックアブソーバ、及び左右車輪がストローク差を生ずるときに作用して車体のローリング運動を抑制するスタビライザによって構成されている。このうち、スタビライザに関しては、車両が直進走行中で左右車輪が同一の上下ストロークをするときには、スタビライザとしての機能は発揮されない。従って、この場合における車体の上下運動については、スプリングのばね力とショックアブソーバの減衰力が適切に調整され、良好な乗り心地や車輪接地荷重の動的な変動抑制が達成される。一方、車両が旋回し左右車輪にストローク差が生じると、スタビライザにはローリング運動を抑制するようにねじりばね力が発生するため、ローリング方向に対するばね力（ロール剛性力ともいう）は、スプリングとスタビライザによって生ずる。このときの減衰力（ロール減衰力ともいう）はショックアブソーバにより発生するが、この場合にも直進時と同様に良好な乗り心地や車輪の制振のためには、ロール剛性力とロール減衰力は適切な組み合わせとして設定されなければならない。

ところで、車両用サスペンションのスタビライザ装置として、例えば下記の特許文献１には、旋回路での有効なロール制御と一般路での直線走行時の良好な乗り心地とを両立させるために、スタビライザのトーション部を左右に分割し、その分割部にクラッチ機構を設け、高速走行時または旋回時にはクラッチ機構により左右トーション部間を締結してスタビライザ機能を発揮させ、低速の直進時には左右間を開放する旨記載されている。また、クラッチ機構の制御切り換え条件として、車速６０ｋｍ／ｈ以上、又は、０．４Ｇ以上の横加速度が例示され、これらの条件は車両特性等によって適宜設定される旨記載されている。

一方、ショックアブソーバ制御装置については、その減衰力制御機構に関し、ステッピングモータによる油路開度の制御によるもの（特許文献２等に開示）、開弁圧制御によるもの（特許文献３等に開示）、磁性流体を利用するもの（特許文献４等に開示）、誘起電磁力を利用するもの（特許文献５等に開示）が知られている。

特開２０００−２８９４２７号公報 特許第３５０８４４７号公報 特許第３１０３０６２号公報 特開２００２−１２７７２７号公報 特開２００３−２２７５４３号公報

前掲の特許文献１に記載のように、車両の直進走行時にはスタビライザの機能を発揮させることなく良好な乗り心地を確保し、旋回走行時には切換機構によりスタビライザの機能を発揮させることを企図したスタビライザ制御装置においては、サスペンションのスプリングによって定まる車両直進走行時のばね力と、車体の上下運動に対する減衰力（以下、単に減衰力という場合には、車体の上下運動に対する減衰力を意味する）の組み合わせ、及びスプリングとスタビライザによって定まるローリング方向のばね力（以下、ロール剛性力という）と、ローリング方向の減衰力（以下、ロール減衰力という）との組み合わせが両立せず、双方にとって好適とはならない。そのため、車両の直進走行時と旋回走行時の双方で、乗り心地や車輪制振を良好に設定することが困難となる。

そこで、本発明は、スタビライザのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段と、ショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力制御手段を備え、車両の直進走行時と旋回走行時の何れにおいても、乗り心地の確保と動的車輪荷重変動の抑制を達成し得るサスペンション制御装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明のサスペンション制御装置は、請求項１に記載のように、車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段と、前記車両の各車輪に配設されるショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力制御手段と、該減衰力制御手段及び前記ねじり剛性制御手段に対し、前記スタビライザのねじり剛性を運転者のスイッチ操作及び前記車両の走行状態の少なくとも一方に応じて調整すると共に、前記スタビライザのねじり剛性の調整に応じて前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整する調整手段とを備えることとしたものである。

上記サスペンション制御装置において、前記調整手段は、請求項２に記載のように、前記スタビライザのねじり剛性が低剛性から高剛性に調整されたときに、前記ショックアブソーバの減衰力特性を低減衰から高減衰へと調整するように構成するとよい。更に、前記調整手段は、請求項３に記載のように、前記スタビライザのねじり剛性が高剛性から低剛性に調整されたときに、前記ショックアブソーバの減衰力特性を高減衰から低減衰へと調整するように構成するとよい。

また、本発明のサスペンション制御装置は、請求項４に記載のように、車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段と、前記車両の各車輪に配設されるショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力制御手段と、前記車両の旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を少なくとも前記車両の走行状態に応じて調整する基準として、しきい値を設定するしきい値設定手段と、前記旋回状態検出手段が検出する旋回状態量と前記しきい値設定手段が設定するしきい値との大小関係に基づいて前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整する調整手段とを備えたものとしてもよい。

上記サスペンション制御装置において、前記しきい値設定手段は、請求項５に記載のように、前記スタビライザのねじり剛性を調整するしきい値と前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整するしきい値とを異なる値に設定するように構成するとよい。

前記旋回状態検出手段は、請求項６に記載のように、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を含むものとし、前記調整手段が、前記操舵角検出手段が検出する操舵角と前記しきい値設定手段が設定するしきい値との大小関係に基づいて前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整するように構成するとよい。

前記旋回状態検出手段の検出対象である車両の旋回状態とは、車両が旋回する状態を表す状態量であり、車両の操舵角、横加速度及びヨーレイト、並びにこれに基づいて演算される状態量、例えば、操舵角に基づいて演算される推定横加速度（計算横加速度）を用いることができる。従って、前記旋回状態検出手段は、請求項７に記載のように、車両の速度を検出する車両速度検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段の検出操舵角及び前記車両速度検出手段の検出車両速度に基づき推定横加速度を演算する横加速度演算手段を含むものとし、前記調整手段が、前記横加速度演算手段が演算する推定横加速度と前記しきい値設定手段が設定するしきい値との大小関係に基づいて前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整するように構成してもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１乃至３に記載のサスペンション制御装置においては、運転者のスイッチ操作及び車両の走行状態の少なくとも一方に応じてスタビライザのねじり剛性を調整すると共に、このねじり剛性の調整に応じてショックアブソーバの減衰力特性を調整するように構成されているので、車両の直進走行時と旋回走行時の何れにおいても、乗り心地の確保と動的車輪荷重変動の抑制を確実に行うことができる。

また、請求項４に記載のサスペンション制御装置においては、スタビライザのねじり剛性及びショックアブソーバの減衰力特性を少なくとも車両の走行状態に応じて調整する基準として、しきい値を設定し、このしきい値と旋回状態量との大小関係に基づいてねじり剛性及び減衰力特性を調整するように構成されているので、車両の直進走行時と旋回走行時の何れにおいても、乗り心地の確保と動的車輪荷重変動の抑制を確実に行うことができる。特に、請求項５に記載のように構成すれば、例えば、スタビライザにねじりが生ずる前にスタビライザの切り換えが行われるように設定することにより、車両の旋回走行時における左右特性差による影響を最小限に抑えることができる。

そして、旋回状態検出手段を請求項６又は７に記載のように構成すれば、操舵角は、車体のローリング運動における最も早期の入力であるため、操舵角又は推定横加速度に基づいてスタビライザのねじり剛性及びショックアブソーバの減衰力特性を調整することにより、ロール角が生ずる前、もしくは生じていても僅かな状態で、適切にねじり剛性及び減衰力特性を調整することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るねじり剛性制御手段と減衰力制御手段を備えたサスペンション制御装置の構成を示すもので、前輪側及び後輪側のうち少なくとも一方の左右車輪間に配設される切換スタビライザＳＴＢ（以下、単にスタビライザＳＴＢという）において、第１ねじり剛性を発揮する第１剛性手段ＧＳ１と、第１ねじり剛性より低い第２ねじり剛性を発揮する第２剛性手段ＧＳ２と、これら第１剛性手段ＧＳ１と第２剛性手段ＧＳ２とを切り換える切換手段ＫＲによって、ねじり剛性制御手段ＧＳＣが構成されている。これら第１剛性手段ＧＳ１及び第２剛性手段ＧＳ２の具体的構成については後述する。

一方、減衰力特性を少なくとも二段階に制御することができる減衰力制御ショックアブソーバＡＢＳ（以下、単にアブソーバＡＢＳという）においては、その減衰力の第１特性を発揮する第１減衰手段ＤＰ１と、第１特性より低い第２特性を発揮する第２減衰手段ＤＰ２によって、減衰力制御手段ＤＰＣが構成されている。

次に、しきい値設定手段ＳＶは、スタビライザＳＴＢの第２剛性手段ＧＳ２から第１剛性手段ＧＳ１に切り換えると共に、アブソーバＡＢＳの第２減衰手段ＤＰ２から第１減衰手段ＤＰ１に調整するための第１しきい値を設定するように構成されている。また、スタビライザＳＴＢの第１剛性手段ＧＳ１から第２剛性手段ＧＳ２に切り換えると共に、アブソーバＡＢＳの第１減衰手段ＤＰ１から第２減衰手段ＤＰ２に調整するための第２しきい値を設定するように構成されている。これらの第１しきい値及び第２しきい値は、車両速度に基づいて設定することができる。

そして、比較手段ＣＭＰにおいて、第１しきい値及び第２しきい値と、旋回状態検出手段ＴＣによって検出される車両の旋回状態量とが比較される。この旋回状態量としては、車両の操舵角、横加速度及びヨーレイト、並びにこれに基づいて演算される状態量、例えば、操舵角に基づいて演算される推定横加速度を用いることができる。而して、第１しきい値及び第２しきい値によって設定されるスタビライザＳＴＢ及びアブソーバＡＢＳの切換条件を満足すると判定されると、切換手段ＫＲが駆動されスタビライザＳＴＢのねじり剛性が調整されると共に、アブソーバＡＢＳの減衰力特性が調整される。

車両が直進走行中である場合には、乗り心地を向上させるために、スタビライザＳＴＢは第２剛性手段ＧＳ２に、アブソーバＡＢＳは第２減衰手段ＤＰ２に設定されている。そして、車両が旋回し、上記の第１しきい値の条件を満足すると、スタビライザＳＴＢが第１剛性手段ＧＳ１に調整されると共に、アブソーバＡＢＳも第１減衰手段ＤＰ１に調整される。車両の旋回が終了し、直進走行に戻ると、上記第２しきい値を満足し、スタビライザＳＴＢが第２剛性手段ＧＳ２に調整されると共に、アブソーバＡＢＳも第２減衰手段ＤＰ２に調整される。

このように、スタビライザＳＴＢの切換手段ＫＲにより第１剛性手段ＧＳ１が選択されるときには、アブソーバＡＢＳによる減衰力制御では第１減衰手段ＤＰ１が選択されている。スタビライザＳＴＢが第２剛性手段ＧＳ２に切り換えられると、アブソーバＡＢＳによる減衰力制御は第２減衰手段ＤＰ２に切り換えられる。即ち、スタビライザＳＴＢが切り換えられることによるロール剛性の変化にあわせて、減衰力特性が切り換えられてロール減衰が変化する。而して、車両のローリング運動においても、ばね力と減衰力とが適切に組み合わされ、乗り心地や車輪制振が良好に維持される。

また、切り換えに際しては、後述するように調整手段ＡＤＪを介して、スタビライザＳＴＢの切り換えと減衰力特性の切り換えを時間的にずらして行うこともできる。これにより、減衰力特性の変更は運転者には感じられ難いので、スタビライザＳＴＢの切り換え時の運転者への違和感を低減することができる。

次に、第１剛性手段ＧＳ１、第２剛性手段ＧＳ２及び切換手段ＫＲについて、図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３は、車両前方の左右車輪間に配設されるスタビライザＳＴＢｆを示すものであるが、車両後方に配設されるスタビライザＳＴＢｒについても同様の構成であり、図１のスタビライザＳＴＢのように構成されている（以下においては、特に区別する必要がある場合を除き、スタビライザＳＴＢを用いて説明する）。図１の第１剛性手段ＧＳ１は、スタビライザＳＴＢを相対的に高ねじり剛性とするもので、図２において左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒがクラッチ機構ＣＬによって連結された構成を意味する。また、図３では左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒがクラッチ機構ＣＬによって中間トーションバーＴＢｆａ及び剛性部材ＴＢｆｂを介して連結された構成が第１剛性手段ＧＳ１に相当する。

これに対し、第２剛性手段ＧＳ２は、スタビライザＳＴＢを相対的に低ねじり剛性とするもので、図２では左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒが分離された構成（スタビライザＳＴＢがねじり剛性を発揮しない状態）を意味し、図３では左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒがクラッチ機構ＣＬによって中間トーションバーＴＢｆａのみを介して連結された構成が第２剛性手段ＧＳ２に相当する。

第１しきい値は、第１剛性手段ＧＳ１に切り換える、即ち、低ねじり剛性から高ねじり剛性に切り換える基準とするしきい値であり、第２しきい値は第２剛性手段ＧＳ２に切り換える、即ち、高ねじり剛性から低ねじり剛性に切り換える基準とするしきい値である。第１しきい値及び第２しきい値は車両速度Ｖに基づいて操舵角の次元で表される。そして、比較手段ＣＭＰにおいて例えば実際の操舵角δｓｗと比較され、比較結果に応じて切換手段ＫＲ（図２及び図３ではクラッチ機構ＣＬ）が駆動される。

本実施形態における第１剛性手段ＧＳ１への切り換えは操舵角δｓｗと第１しきい値δ１との比較結果に応じて行われる。これに対し、第２剛性手段ＧＳ２への切り換えは、操舵角δｓｗと第２しきい値δ２とが比較され、第２剛性手段ＧＳ２への切換条件を満足する状態の経過時間が考慮される。このように経過時間が考慮されると、操舵角とローリング運動との位相差に起因する過渡操舵時におけるスタビライザ特性の左右差を抑制することができる。

尚、第１しきい値Ｇｙ１及び第２しきい値Ｇｙ２を横加速度の次元で表し、操舵角δｓｗと車両速度Ｖから演算横加速度Ｇｙｅを求めて、比較手段ＣＭＰにおいて演算横加速度Ｇｙｅと第１しきい値Ｇｙ１及び第２しきい値Ｇｙ２とを比較することによって、切換手段ＫＲを制御するように構成することもできる。また、車両の旋回状態を表す（後述する）横加速度センサによって検出される横加速度や、ヨーレイトセンサによって検出されるヨーレイトに基づいて第１しきい値及び第２しきい値を設定し、スタビライザＳＴＢ及びアブソーバＡＢＳの調整を行うこともできる。

図２の構成において、スタビライザＳＴＢｆは左車輪トーションバーＴＢｆｌ及び右車輪トーションバーＴＢｆｒによってねじり剛性を発揮する。左車輪トーションバーＴＢｆｌは接続部Ａにてクラッチ機構ＣＬの一方側部材に固定される。一方、右車輪トーションバーＴＢｆｒは接続部Ｂにおいて、スプラインＳＰによって回転方向の運動が拘束されてガイドされ、クラッチ機構ＣＬの他方側部材に接続される。そして、クラッチ機構ＣＬの他方側部材が駆動手段（図示せず）によって軸方向（図２の左右方向）に駆動されることにより、クラッチ機構ＣＬの連結及び開放が切り換えられる。従って、このクラッチ機構ＣＬの切り換えによって、スタビライザＳＴＢｆのねじり剛性が制御される。

而して、クラッチ機構ＣＬが連結位置にあって、左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒが連結された状態にある場合が、図１の第１剛性手段ＧＳ１に対応し、スタビライザＳＴＢｆは左車輪トーションバーＴＢｆｌ及び右車輪トーションバーＴＢｆｒによる高ねじり剛性の状態となる。これに対し、クラッチ機構ＣＬが開放位置にあって、左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒが分離された状態にある場合が、図１の第２剛性手段ＧＳ２に対応し、スタビライザＳＴＢｆはねじり剛性がゼロとなり、低ねじり剛性の状態となる。

図３の構成においては、図２の構成とは異なり、低ねじり剛性の構成、即ち第２剛性手段ＧＳ２がねじり剛性を有する場合を示す。左車輪トーションバーＴＢｆｌは、円筒形の剛性部材ＴＢｆｂを介して、クラッチ機構ＣＬの一方側部材に固定される。一方、右車輪トーションバーＴＢｆｒは、接続部Ｅにおいて、スプラインＳＰによって回転方向の運動が拘束されてガイドされ、クラッチ機構ＣＬの他方側部材に接続される。また、左車輪トーションバーＴＢｆｌと剛性部材ＴＢｆｂとの接続部Ｄと、接続部Ｅとの間には、ねじり剛性を有する中間トーションバーＴＢｆａが配置されている。そして、クラッチ機構ＣＬの他方側部材が駆動手段（図示せず）によって軸方向（図３の左右方向）に駆動されることにより、クラッチ機構ＣＬの連結及び開放が切り換えられる。従って、このクラッチ機構ＣＬの切り換えによって、スタビライザＳＴＢｆのねじり剛性が制御される。

而して、クラッチ機構ＣＬが連結位置にあって、左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒが、中間トーションバーＴＢｆａ及び剛性部材ＴＢｆｂを介して接続された構成が、図１の第１剛性手段ＧＳ１に対応し、スタビライザＳＴＢｆは高ねじり剛性の状態となる。これに対し、クラッチ機構ＣＬが開放位置にあって、左車輪トーションバーＴＢｆｌと右車輪トーションバーＴＢｆｒが、中間トーションバーＴＢｆａのみを介して連結された構成が、図１の第２剛性手段ＧＳ２に対応し、スタビライザＳＴＢｆは低ねじり剛性の状態となる。

以上、スタビライザＳＴＢの構成例を説明したが、本発明に供される切換スタビライザは、これらに限定されるものではなく、例えば、サスペンション部材とトーションバーとの間のリンク部材に切換機構を設けることも可能であり、また、トーションバーを支持する部材に切換機構を設けることも可能である。つまり、スタビライザＳＴＢのねじり剛性が高い構成（第１剛性手段ＧＳ１）と低い構成（第２剛性手段ＧＳ２で、必ずしもゼロである必要はない）とを切り換えることが可能であればよい。

一方、アブソーバＡＢＳによる減衰力制御は、公知のショックアブソーバ制御装置を用いて行われ、その減衰力制御機構は、前掲の特許文献２乃至５に記載されているので説明は省略するが、多段階または連続的に減衰力が制御可能な装置も利用することができる。アブソーバＡＢＳの減衰力特性は、図４に示すように、少なくとも、第１減衰手段ＤＰ１による第１減衰特性（図４に破線で示す）と、第２減衰手段ＤＰ２による第２減衰特性（図４に実線で示す）とを有する。スタビライザＳＴＢが第１剛性手段ＧＳ１にあって高ねじり剛性の場合には、減衰力制御は第１減衰手段ＤＰ１とされ、減衰力の高い特性とされる。逆に、スタビライザＳＴＢが第２剛性手段ＧＳ２にあって低ねじり剛性の場合には、減衰力制御は第２減衰手段ＤＰ２とされ、減衰力の低い特性とされる。

車両が直進走行であるときには、減衰力特性は第２減衰手段ＤＰ２となり、減衰力特性が低い特性として設定されて、乗り心地が確保される。一方、車両が旋回状態となりスタビライザＳＴＢが第１剛性手段ＧＳ１に切り換えられて高ねじり剛性となったときには、減衰力特性は第１減衰手段ＤＰ１に変更され、高減衰力特性に変更される。そのため、スタビライザＳＴＢが切り換えられてロール剛性が高くなっても、車体及び車輪の制振効果を十分に得ることができる。

図５は、本発明のサスペンション制御装置を備えた制御システムを示すもので、ねじり剛性を切り換え可能なスタビライザＳＴＢｆ及びＳＴＢｒが車両に設けられる。スタビライザＳＴＢｆ及びＳＴＢｒには、左右車輪に接続される左右トーションバーの連結及び開放を切り換えるための切換アクチュエータＫＡｆ及びＫＡｒが備えられている。切換アクチュエータＫＡｆ及びＫＡｒはスタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１により制御される。このスタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１には、モード選択スイッチＭＳが接続されており、運転者のスイッチ操作によってスタビライザＳＴＢｆ及びＳＴＢｒのねじり剛性を選択することができる。

スタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１は、通信バスに接続され、この通信バスを介して他の制御システムの電子制御ユニット（例えば、ブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ２）における処理情報及びセンサ信号を共有することができる。更に、上記の通信バスには、ステアリングホイールＳＷの操舵角δｓｗを検出する操舵角センサＳＡ、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサＧＸ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサＧＹ、車両のヨー角速度Ｙｒを検出するヨー角速度センサＹＲが接続され、各電子制御ユニットにセンサ信号の情報を提供できるように構成されている。

各車輪ＷＨｘｘ（添字「ｘｘ」は各車輪を表し、「ｆｒ」は右前輪、「ｆｌ」は左前輪、「ｒｒ」は右後輪、「ｒｌ」は左後輪を意味する）には、減衰力特性を変更可能な減衰力制御ショックアブソーバＤＰｘｘ（以下、アブソーバＤＰｘｘという）が設けられており、減衰力制御用電子制御ユニットＥＣＵ３により、アブソーバＤＰｘｘの減衰力特性が個別に制御される。また、車体の上下運動に応じて減衰力を制御する、所謂スカイフック制御を行うために、車体の上下加速度Ｇｚｘｘを検出する上下加速度センサＧＺｘｘ、サスペンションストロークＳｔｘｘを検出するストロークセンサＳＴｘｘが設けられており、これらの検出信号は減衰力制御用電子制御ユニットＥＣＵ３に入力される。減衰力制御用電子制御ユニットＥＣＵ３も通信バスに接続され、スタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１と相互に制御信号の交換を行うことができる。

更に、車輪速度センサＷＳｘｘが配設され、これらがブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ２に接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号がブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ２に入力されるように構成されている。そして、ブレーキ系制御ユニットＥＣＵ２内において、車輪速度センサＷＳｘｘからの車輪速度信号Ｖｗｘｘに基づいて、車両の前後方向速度（車両速度）Ｖが演算される。従って、スタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１には、通信バスを介して、操舵角δｓｗ及び車両速度Ｖの信号を入力することができる。

上記の構成になるサスペンション制御装置において、ねじり剛性制御手段ＧＳＣ及び減衰力制御手段ＤＰＣによる、ねじり剛性及び減衰力特性の制御ついて、図６を参照して以下に説明する。ステアリングホイール操作が入力となってローリング運動が生ずるので、ステアリングホイールＳＷの操舵角δｓｗは車両のローリング運動に対して時間的に最も早い信号である。従って、これをスタビライザＳＴＢのねじり剛性の切換条件として利用するとよい。操舵角δｓｗは右旋回と左旋回とを区別するために、正負の符号付データとして取り扱われることが一般的ではあるが、本発明ではスタビライザＳＴＢのねじり剛性を高い構成（第１剛性手段ＧＳ１）と低い構成（第２剛性手段ＧＳ２）との間で切り換えるものであるので、左旋回と右旋回を特に区別する必要はない。従って、以下の説明において単に操舵角と記載されている場合には、操舵角の絶対値であることを意味する。

先ず、ステップ１０１にて初期化が実行され、ステップ１０２で正負の符号付の操舵角、車両速度を含むセンサ及び通信信号、モード選択スイッチＭＳの信号が読み込まれる。ステップ１０３において、符号付操舵角信号から操舵角（絶対値）δｓｗが演算され、次に、ステップ１０４において、操舵角についての第１しきい値δ１及び第２しきい値δ２が設定される。ここで、第１しきい値δ１とは、第１剛性手段ＧＳ１に切り換える基準とされるしきい値であり、第２しきい値δ２とは、第２剛性手段ＧＳ２に切り換える基準とされるしきい値である。ステップ１０４にて第１及び第２しきい値δ１及びδ２が設定された後、これらに基づいてスタビライザＳＴＢの切換判定が行われる。

第１しきい値δ１及び第２しきい値δ２は、それぞれ、図７に示すように、車両速度Ｖの関数として設定することができる。第１しきい値δ１は、スタビライザＳＴＢに略ねじりが生じていない状態で切り換えられるような値に設定される。ここで、「略ねじりが生じていない状態」とは、右旋回と左旋回との特性差が、運転者に対する違和感として感じられることのない程度のねじり状態のことをいう。

そして、ステップ１０５において、モード選択スイッチＭＳが通常モードＳＭ２にあるか否かが判定される。通常モードＳＭ２ではなく、スポーツモードＳＭ１を指示しているときには、ステップ１１１に進み、切換手段ＫＲによって第１剛性手段ＧＳ１への接続（第１剛性手段ＧＳ１への切換、又は第１剛性手段ＧＳ１の継続）が行われる。そして、ステップ１１２において、第１減衰手段ＤＰ１の維持又は変更が行われ、アブソーバＡＢＳが高減衰力特性とされる。例えば、車両が直進走行中であり、モード選択スイッチＭＳが通常モードＳＭ２を指示しているときに、運転者によってスポーツモードＳＭ１に変更されると、スタビライザＳＴＢは高ねじり剛性である第１剛性手段ＧＳ１に切り換えられると共に、アブソーバＡＢＳが高減衰特性の第１減衰手段ＤＰ１とされる。

一方、ステップ１０５において、モード選択スイッチＭＳが通常モードＳＭ２を選択していると判定されたときには、ステップ１０６に進み、切換手段ＫＲの切換位置が第１剛性手段ＧＳ１であるか否かが判定される。つまり、スタビライザＳＴＢのねじり剛性が高い状態にあるか否かが判定される。ステップ１０６において、切換位置が第２剛性手段ＧＳ２側と判定されると、ステップ１１０に進み、第１剛性手段ＧＳ１への切換判定が第１しきい値δ１に基づいて行われる。ステップ１１０において、操舵角δｓｗが第１しきい値δ１より小さく、第１剛性手段ＧＳ１への切換条件を満足しないと判定された場合には、ステップ１１３及び１１４に進み、第２剛性手段ＧＳ２（低剛性特性）及び第２減衰手段ＤＰ２（低減衰特性）への切換位置が継続される。

一方、ステップ１１０において、操舵角δｓｗが第１しきい値δ１以上と判定され、第１剛性手段ＧＳ１の切換条件を満足すると判定されると、ステップ１１１及び１１２にてスタビライザＳＴＢが第１剛性手段ＧＳ１に切り換えられ、アブソーバＡＢＳが第１減衰手段ＤＰ１に切り換えられる。ステップ１０６において、切換手段ＫＲの切換位置が第１剛性手段ＧＳ１側と判定されると、ステップ１０７において操舵角δｓｗが第２しきい値δ２と比較される。操舵角δｓｗが第２しきい値δ２より大きく、第２剛性手段ＧＳ２への切換条件を満足しないと、ステップ１１１及び１１２に進み、第１剛性手段ＧＳ１及び第１減衰手段ＤＰ１への切換位置が維持される。

ステップ１０７において、操舵角δｓｗが第２しきい値δ２以下と判定されると、ステップ１０８に進み、ステップ１０７の条件を満足する継続時間が演算される。そして、ステップ１０９において、その継続時間が所定値Ｔｏ以上となったか否かが判定される。前記継続時間が所定値Ｔｏより小さいときには、ステップ１１１及び１１２に進み、第１剛性手段ＧＳ１及び第１減衰手段ＤＰ１の状態が継続される。一方、前記継続時間が所定値Ｔｏ以上となった場合には、ステップ１１３及び１１４において第２剛性手段ＧＳ２及び第２減衰手段ＤＰ２への切り換えが行われる。

而して、低ねじり剛性を有する第２剛性手段ＧＳ２への切り換えに関し、操舵角δｓｗが第２しきい値δ２を満足したときに直ちには行われず、切換条件を満足する継続時間が所定値Ｔｏ以上となった場合に、初めて切り換えが行われる。このように、車両のローリング運動が十分に収まってからスタビライザＳＴＢが低ねじり剛性に変更されるため、過渡操舵時の不必要なスタビライザＳＴＢの切り換えを抑制することができる。

上記図６に示す制御作動を時系列で表すと、図８に示すようになる。図８において、車両は、先ず、直進走行をしており、スタビライザＳＴＢにおける切換手段ＫＲの切換位置は第２剛性手段ＧＳ２に接続されており、スタビライザＳＴＢは低ねじり剛性の状態にある。アブソーバＡＢＳは第２減衰手段ＤＰ２が選択されており、低減衰力特性の状態にある。また、モード選択スイッチＭＳは、通常モードＳＭ２を指示している。ｔ００時において運転者のステアリングホイール操作が開始され、ｔ０１時にて、操舵角δｓｗが第１しきい値δ１以上となると、図６のステップ１１０の条件を満足し、切換手段ＫＲが第１剛性手段ＧＳ１の切換位置に切り換えられ、スタビライザＳＴＢが高ねじり剛性の状態となる。併せて、アブソーバＡＢＳも第１減衰手段ＤＰ１に変更され、高減衰力特性とされる。

前述のように操舵角δｓｗは、車体のローリング運動の最も早期の入力であるため、操舵角に基づいて制御を行うことにより、ロール角が生ずる前、又は生じていても僅かな状態で第１剛性手段ＧＳ１への切り換えを行うことができる。そのため、スタビライザＳＴＢには全くねじりが生じていない状態、又は僅かにねじりが生じた状態で切り換えを行うことができる。そして、横加速度の増加に従いロール角が増大するが、スタビライザＳＴＢが高ねじり剛性に切り換えられているため、低ねじり剛性（図８に二点鎖線で示す特性）の場合に比べてロール角が低減される。更に、スタビライザＳＴＢの第１剛性手段ＧＳ１への切り換えと共に、減衰力特性が第１減衰手段ＤＰ１に切り換えられる。而して、ロール剛性の増加に併せてロール減衰も増加するため、乗り心地が確保されるとともに車輪接地荷重の変動も抑制される。

ステアリングホイールが戻され操舵角δｓｗが減少すると、ｔ０２時において、操舵角δｓｗが第２しきい値δ２以下となり、図６のステップ１０７の条件を満足するが、直ちには、第２剛性手段ＧＳ２へは切り換えられない。操舵角δｓｗが第２しきい値δ２以下となったときから、この条件を満足する継続時間のカウントが開始される（図６のステップ１０８）。ｔ０３時に操舵角δｓｗが第２しきい値以下の状態が終了するが、継続時間（ｔ０２とｔ０３の間の時間）が所定値Ｔｏより短く、図６のステップ１０９の条件を満足しないため、第１剛性手段ＧＳ１及び第１減衰手段ＤＰ１が選択され、高ねじり剛性及び高減衰力特性の状態に維持される。

運転者がステアリングホイールＳＷを直進位置に戻し、操舵角δｓｗが第２しきい値δ２以下となると、ステップ１０７の条件を再び満足し、ステップ１０８の継続時間のカウントが開始される。運転者がステアリングホイールＳＷの直進位置を維持し続け、車両が直進走行を継続すると、ｔ０５時において、図６のステップ１０９の条件が満足され、スタビライザＳＴＢの切換位置は第２剛性手段ＧＳ２に切り換えられ、スタビライザＳＴＢは低ねじり剛性の状態に切り換えられると共に、アブソーバＡＢＳも第２減衰手段ＤＰ２に変更され、低減衰力特性となる。

以上のように、本実施形態においては、ローリング運動の原因（入力）である操舵角δｓｗに基づいて切換手段ＫＲを作動させることとしているので、スタビライザＳＴＢにねじりが生じていない状態、又は、生じていても僅かな状態で切り換えることが可能である。その結果、車両の左右旋回について、スタビライザ特性の左右差がなく、運転者に違和感を与えることがない。更に、操舵角δｓｗが所定値δ２以下になった場合に、直ちに切り換えが行われることなく、その条件を満足する継続時間に応じて切り換えが行われる。そのため、スラローム走行などの過渡操舵中において、不必要な切り換えが行われることがないため、ロール角の急変等の違和感を運転者に与えることがない。また、スタビライザＳＴＢの切り換えに伴い、車両のロール剛性が変化するが、スタビライザＳＴＢの切り換えに応じてアブソーバＡＢＳの減衰力特性を変更するため、車体及び車輪の制振を十分に行うことができ、乗り心地を維持するとともに車輪の接地荷重変動も抑制することができる。

図６の実施形態における切換判定は操舵角δｓｗに基づいて行われるが、操舵角δｓｗから求められる推定横加速度に基づいて切換判定を行うこともできる。この場合には、図６のステップ１０２で読み込まれるセンサ及び通信バスの操舵角δｓｗ及び車両速度Ｖから、下記の式により推定横加速度Ｇｙｅが演算される。
Ｇｙｅ＝（Ｖ²・｜δｓｗ｜）／｛Ｌ・Ｎ・（１＋Ｋｈ・Ｖ²）｝
ここで、Ｎはステアリングギア比、Ｌは車両のホイールベース、Ｋｈはスタビリティファクタである。

そして、第１剛性手段ＧＳ１及び第１減衰手段ＤＰ１に切り換えるための第１しきい値Ｇｙ１、及び第２剛性手段ＧＳ２及び第２減衰手段ＤＰ２に切り換えるための第２しきい値Ｇｙ２は、それぞれ横加速度の次元で表される。第１しきい値Ｇｙ１及び第２しきい値Ｇｙ２は、路面凹凸による直進走行を維持するための修正操舵角では切り換えを行わず、車両の旋回運動が開始された場合には、スタビライザＳＴＢにねじりが生ずる前に確実に切り換えが行なわれる値に設定される。例えば、第１しきい値Ｇｙ１及び第２しきい値Ｇｙ２は、横加速度の次元で０．０５Ｇから０．１Ｇの範囲で設定されることが望ましい。尚、第１しきい値Ｇｙ１及び第２しきい値Ｇｙ２は、固定値として設定することも可能であるが、車両速度Ｖに基づいて設定することも可能である。

以上の実施形態では、スタビライザＳＴＢ及びアブソーバＡＢＳの切り換えは、同一のしきい値δ１及びδ２もしくはＧｙ１及びＧｙ２に基づいて行なわれるものであるが、スタビライザＳＴＢの切り換えは、旋回時の左右特性差の観点から、なるべくスタビライザＳＴＢのねじりが生ずる前に行われることが望ましい。また、スタビライザＳＴＢの切り換えに付随して車両のロール剛性が変化するため、ローリング運動に僅かな非線形性を運転者が感じることがある。

そこで、図９に示すように、スタビライザＳＴＢを第２剛性手段ＧＳ２から第１剛性手段ＧＳ１に切り換える前に、減衰力特性を第２減衰手段ＤＰ２から第１減衰手段ＤＰ１に変更するとよい。運転者にとっては、スタビライザＳＴＢのねじり剛性の切り換えよりも、アブソーバＡＢＳの減衰力特性の切り換えを体感し難い。そのため、アブソーバＡＢＳによる減衰力制御の第１しきい値δ１ｄをスタビライザＳＴＢの第１しきい値δ１ｓよりも小さい値に設定するとよい。つまり、先ず減衰力特性を高減衰力特性に変更し、車両のローリング運動が生じ難いサスペンション特性としてから、スタビライザＳＴＢを高剛性特性に切り換えることとするとよい。これにより、アブソーバＡＢＳが高減衰力特性に変更されており、車両はローリング方向に動き難くなっているので、スタビライザＳＴＢは、ねじりが生じていない中立位置で切り換えを行うことができる。

また、第２しきい値についても同様に、図１０に示すように、アブソーバＡＢＳによる減衰力制御の第２しきい値δ２ｄをスタビライザＳＴＢのねじり剛性の第２しきい値δ２ｓよりも小さい値に設定し、スタビライザＳＴＢを高剛性特性から低剛性特性に切り換えた後に、アブソーバＡＢＳの減衰力特性を高減衰力特性から低減衰力特性に変更することができる。スタビライザＳＴＢが僅かにねじりをもつ状態で低剛性に切り換えられても、車両のローリング方向の動きが、高減衰力特性のアブソーバＡＢＳによって抑制されるため、運転者が非線形特性を感じることがない。尚、図９及び図１０に示す態様は、第１及び第２しきい値において、操舵角δｓｗを用いているが、前述のように計算横加速度Ｇｙｅを用いることもできる。

本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置の構成図である。 本発明の一実施形態に供するスタビライザの一例を示す構成図である。 本発明の一実施形態に供するスタビライザの他の例を示す構成図である。 本発明の一実施形態に供するショックアブソーバの減衰力特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置を備えた制御システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態のサスペンション制御装置による制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における第１しきい値及び第２しきい値の設定に供するグラフである。 図６に示す制御作動を時系列で表すタイムチャートである。 本発明の一実施形態におけるねじり剛性制御と減衰力制御の一例を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態におけるねじり剛性制御と減衰力制御の他の例を示すタイムチャートである。

符号の説明

ＳＴＢ スタビライザ
ＧＳＣ ねじり剛性制御手段
ＧＳ１ 第１剛性手段
ＧＳ２ 第２剛性手段
ＫＲ 切換手段
ＡＢＣ ショックアブソーバ
ＤＰＣ 減衰力制御手段
ＤＰ１ 第１減衰手段
ＤＰ２ 第２減衰手段
ＳＶ しきい値設定手段
ＴＣ 旋回状態検出手段
ＣＭＰ 比較手段
ＡＤＪ 調整手段
ＴＢｆｒ 右前輪トーションバー
ＴＢｆｌ 左前輪トーションバー
ＫＡｆ，ＫＡｒ 切換アクチュエータ
ＣＬ クラッチ機構
ＥＣＵ１ スタビライザ用電子制御ユニット
ＭＳ モード選択スイッチ
ＳＷ ステアリングホイール

Claims (7)

1. 車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段と、前記車両の各車輪に配設されるショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力制御手段と、該減衰力制御手段及び前記ねじり剛性制御手段に対し、前記スタビライザのねじり剛性を運転者のスイッチ操作及び前記車両の走行状態の少なくとも一方に応じて調整すると共に、前記スタビライザのねじり剛性の調整に応じて前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 前記調整手段は、前記スタビライザのねじり剛性が低剛性から高剛性に調整されたときに、前記ショックアブソーバの減衰力特性を低減衰から高減衰へと調整するように構成したことを特徴とする請求項１記載のサスペンション制御装置。
3. 前記調整手段は、前記スタビライザのねじり剛性が高剛性から低剛性に調整されたときに、前記ショックアブソーバの減衰力特性を高減衰から低減衰へと調整するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のサスペンション制御装置。
4. 車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御するねじり剛性制御手段と、前記車両の各車輪に配設されるショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力制御手段と、前記車両の旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を少なくとも前記車両の走行状態に応じて調整する基準として、しきい値を設定するしきい値設定手段と、前記旋回状態検出手段が検出する旋回状態量と前記しきい値設定手段が設定するしきい値との大小関係に基づいて前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整する調整手段とを備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
5. 前記しきい値設定手段は、前記スタビライザのねじり剛性を調整するしきい値と前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整するしきい値とを異なる値に設定するように構成したことを特徴とする請求項４記載のサスペンション制御装置。
6. 前記旋回状態検出手段が、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を含み、前記調整手段が、前記操舵角検出手段が検出する操舵角と前記しきい値設定手段が設定するしきい値との大小関係に基づいて前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整するように構成したことを特徴とする請求項４記載のサスペンション制御装置。
7. 前記旋回状態検出手段が、車両の速度を検出する車両速度検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵角検出手段の検出操舵角及び前記車両速度検出手段の検出車両速度に基づき推定横加速度を演算する横加速度演算手段を含み、前記調整手段が、前記横加速度演算手段が演算する推定横加速度と前記しきい値設定手段が設定するしきい値との大小関係に基づいて前記スタビライザのねじり剛性及び前記ショックアブソーバの減衰力特性を調整するように構成したことを特徴とする請求項４記載のサスペンション制御装置。
   

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