JP2007153186A - 可変減衰力ダンパの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い応答性を損なわずに旋回時の適正なロール剛性が得られるように改善された可変減衰力ダンパの制御装置を提供する。
【解決手段】少なくとも車両の重心点の横加速度を検出する横加速度検出手段１１および車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段１４の出力に応じて車両の懸架装置１に用いられるダンパ７の減衰力を変化させるための可変減衰力ダンパの制御装置において、横加速度検出手段の出力値に基づいて演算した第１の減衰力目標値Ａと、ヨーレイト検出手段の出力値に基づいて推定した車軸位置の横加速度値に基づいて演算した第２の減衰力目標値Ｃとを比較し、第１の減衰力目標値と第２の減衰力目標値との絶対値が大きい方の値Ｄに基づいてダンパの減衰力制御を実行するものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、可変減衰力ダンパの制御装置に関し、特に旋回時の車体のローリング運動を制御するための可変減衰力ダンパの制御装置に関するものである。

車両の懸架装置に設けられたばねは、衝撃を吸収しつつ変形し、外力が消失すると変形を復元する方向に反発し、その結果、往復振動を発生する。このばねの振動エネルギを減衰させるために、車両の懸架装置には、所謂ショックアブソーバと呼ばれるダンパが併用されている。このダンパの減衰力は、衝撃を緩和する上には小さい方が好ましいが、タイヤの接地性および操縦安定性を高める上にはある程度大きい方が好ましい。この背反する条件を満足させられるものとして、減衰力を変化させることのできる減衰力可変ダンパが知られている（特許文献１を参照されたい）。

一方、横加速度の変化率に応じて各車輪のダンパの減衰力を個々に制御することにより、旋回時のロール剛性を高めようとする技術が知られている（特許文献２を参照されたい）。ここで横加速度は、車体重心点で検出されることが一般的であり、実際に運動を制御しようとする車軸と横加速度の検出点とが離間していることにより生ずる位相差を補償するために、ヨーレイトの微分値を制御パラメータに加味することが行われている。
特開昭６０−１１３７１１号公報 特開平１１−１１５４４０号公報

しかるに、ヨーレイトの微分値で位相を進めることによって応答性が高められる反面、例えばワインディング路の走行やスラローム走行のように、連続的に左右に切り返して進行するような運転状況において、減衰力の制御応答性を高めるために単純に位相を進めるだけであると、タイヤ切れ角が中立点を通過する直前に減衰力の制御目標値の方向性が反転してしまう。そのため、旋回円の外側車輪で言うと、実際にはもっと踏ん張り続けなければならないのに力が抜けてしまうような感じとなるので、一瞬腰砕けになったかのような違和感を運転者に与えることがあり得る。

本発明は、このような従来技術の不都合に対処すべく案出されたものであり、その主な目的は、高い応答性を損なわずに旋回時の適正なロール剛性が得られるように改善された可変減衰力ダンパの制御装置を提供することにある。

このような課題を解決するため、本発明は、車両の懸架装置１に用いられるダンパ７の減衰力を、少なくとも車両の重心点の横加速度を検出する横加速度検出手段１１および車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段１４の出力に応じて変化させるための可変減衰力ダンパの制御装置において、前記横加速度検出手段の出力値に基づいて演算した第１の減衰力目標値Ａと、前記ヨーレイト検出手段の出力値に基づいて推定した車軸位置の横加速度値に基づいて演算した第２の減衰力目標値Ｃとを比較し、第１の減衰力目標値と第２の減衰力目標値との絶対値が大きい方の値Ｄに基づいてダンパの減衰力制御を実行するものとした。

このような本発明によれば、例えば横加速度の微分値に所定の係数を乗じて求めた減衰力制御の目標値Ａと、ヨーレイトによる位相補償を行った目標値Ｃとの絶対値の高い方の値を選択し、且つ両者の絶対値の高い方の符号を付した値を最終的な制御の目標値Ｄとすることで、高い応答性を維持した上で減衰力制御の段付き感を無くすことができる。

以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

図１は、４輪自動車の前後左右の各輪を車体に支持する自動車用懸架装置の基本的構成の一例を示している。この懸架装置１は、タイヤ２を支持したナックル３と、ナックル３を車体５に対して上下動可能に支持した上下のサスペンションアーム４Ｕ・４Ｌと、下サスペンションアーム４Ｌと車体５との間に並列に設けられた圧縮コイルばね６及び油圧ダンパ７とからなっている。

油圧ダンパ７は、例えばＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を封入してなる可変減衰力ダンパが用いられている。このダンパ７は、ピストンに設けたＭＬＶ（Magnetizable Liquid Valve：磁気流体バルブ）に加える電流を制御することにより、ピストンが上下動してダンパ７が伸縮する際にピストンに設けたオリフィスを介してピストン上室とピストン下室との間を流動するＭＲＦの見かけ上の粘度を変化させ、これによって減衰力を連続的に変化させることができるものである（特許文献１を参照されたい）。

ダンパ７の減衰力は、横加速度センサ１１、前後加速度センサ１２、上下加速度センサ１３、ヨーレイトセンサ１４、ダンパストロークセンサ１５・・・等の各出力に基づいて、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６に格納された演算器で制御目標値を算出し、そのときの車両挙動が最適となるように制御される。

次に本発明による減衰力制御の要領について説明する。

図２は本発明の制御フロー図である。先ず、車体の重心点に設置した横加速度センサ１１の出力を１回微分し、この値に所定の係数を乗じて横加速度に比例した横Ｇ依存減衰力目標値Ａを得る（ステップ１）。

次に、車体の重心点に設置したヨーレイトセンサ１４の出力を２回微分した上で、重心点から前車輪中心までの距離に相当する値を含む所定の係数を乗じてヨーレイト補償値Ｂを得る（ステップ２）。

次に、横Ｇ依存減衰力目標値Ａにヨーレイト補償値Ｂを加え、ヨーレイト補償減衰力目標値Ｃを得る（ステップ３）。

次に、横Ｇ依存減衰力目標値Ａとヨーレイト補償減衰力目標値Ｃとを比較し、絶対値の大きい方の値を選択し、且つその値の符号を付す（ステップ４）。

ステップ４で得た値を最終減衰力目標値Ｄとしてダンパ７の減衰力を制御する（ステップ５）。

図３は、定速スラローム時の上述した各減衰力目標値Ａ、Ｃ、Ｄの関係を示している。正の領域が伸び側で、負の領域が縮み側である。

図３に示すように、横加速度センサ１１の出力のみに基づく横Ｇ依存減衰力目標値Ａは、点線のように推移するのに対し、ヨーレイト補償値Ｂを加えたヨーレイト補償減衰力目標値Ｃは細線のように推移する。図３に明らかな通り、ヨーレイト補償減衰力目標値Ｃの方が横Ｇ依存減衰力目標値Ａよりも位相が進んでおり、横Ｇ依存減衰力目標値Ａがゼロ点を通過する時点ａに比して、ヨーレイト補償減衰力目標値Ｃがゼロ点を通過する時点ｂの方が早くなっている。これは換言すると、ヨーレイト補償減衰力目標値Ｃで減衰力制御を実行すると、位相が進む分応答性は高められるものの、蛇角が中立点に達する以前に減衰力の向きが切り替わってしまい、つまり、切り返し操舵の中間点で一瞬腰砕けになったかのような段付き感を運転者に与えることを意味している。

上記した本発明のプロセスに従って、横Ｇ依存減衰力目標値Ａとヨーレイト補償減衰力目標値Ｃとを比較し、これらのうちの絶対値の大きい方を選択し且つ絶対値の大きい方の値の符号を付して最終減衰力目標値Ｄとして設定すると、減衰力の制御目標値Ｄは太線のように推移し、高応答性を維持したままで、荷重抜けを起こさずに減衰力を制御することが可能となることが分かる。

本発明を適用するに当たり、減衰力の可変手段の構成は特に限定されるものではなく、例えばロータリーバルブなどによって機械式オリフィスの面積を切り替えるものでも実施可能である。また本発明の概念は、パッシブ制御の懸架装置に限らず、コイルばねとダンパとの機能を油圧アクチュエータに置き換えたアクティブ制御の懸架装置にも適用することができる。

本発明が適用される懸架装置の一輪の構成図である。 本発明による制御フロー図である。 減衰力目標値の推移を示すグラフである。

符号の説明

１ 懸架装置
７ ダンパ
１１ 横加速度センサ
１４ ヨーレイトセンサ
１６ ＥＣＵ

Claims (1)

1. 車両の懸架装置に用いられるダンパの減衰力を、少なくとも車両の重心点の横加速度を検出する横加速度検出手段および車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段の出力に応じて変化させるための可変減衰力ダンパの制御装置であって、
   前記横加速度検出手段の出力値に基づいて演算した第１の減衰力目標値と、
   前記ヨーレイト検出手段の出力値に基づいて推定した車軸位置の横加速度値に基づいて演算した第２の減衰力目標値とを比較し、
   前記第１の減衰力目標値と前記第２の減衰力目標値との絶対値が大きい方の値に基づいてダンパの減衰力制御目標値を設定することを特徴とする可変減衰力ダンパの制御装置。

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