JP2008230376A - 減衰力可変ダンパの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不整路をスラローム走行する際等における乗り心地の向上を実現した減衰力可変ダンパの制御装置を提供する。
【解決手段】 ロール制御部５８は、車速センサ９から入力した車速信号ｖと、横Ｇセンサ１０から入力した横加速度信号ＧＹと、ヨーレイトセンサ１２から入力したヨーレイト信号ＹＲとに基づいて目標減衰力ベース値ＤＢを設定するベース値設定部６１と、上下Ｇセンサ１４から入力した上下加速度信号ＧＨとに基づいて減衰力補正値ＤＣを設定する補正値設定部６２と、目標減衰力ベース値ＤＢから減衰力補正値ＤＣを減じることによりロール制御目標値Ｄｒを算出する目標減衰力算出部６３とを各車輪３ごとに備えている。補正値設定部６２は、上下加速度ＧＨに位相補償を行う位相補償フィルタや、上下加速度ＧＨに補償ゲインを乗じる補償ゲイン乗算部等から構成されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、減衰力可変ダンパの制御装置に係り、詳しくは、不整路をスラローム走行する際等における乗り心地の向上を実現する技術に関する。

近年、自動車のサスペンションに用いられる筒型ダンパでは、乗り心地や操縦安定性の向上を図るべく、減衰力を段階的あるいは無段階に可変制御できる減衰力可変型のものが種々開発されている。減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す）を装着した車両では、車両の走行状態に応じてダンパの減衰力を可変制御することにより、操縦安定性や乗り心地の向上が図られている。例えば、車両の旋回走行時には横方向運動に伴う慣性力（横加速度）によって車体が左右方向にロールするが、この際における車体の過大なロールを抑制すべく、横加速度の微分値に応じてダンパの目標減衰力を高くするようにしている。また、小さな凹凸が連続するような不整路を走行する際には車輪が短い周期で上下に移動するが、車輪の上下動の車体への伝達を抑制すべく（すなわち、サスペンションを介した突き上げをいなすべく）、ダンパのストローク速度に応じてダンパの目標減衰力を低くするようにしている（特許文献１参照）。
特開２００６−６９５２７号公報

しかしながら、特許文献１の減衰力制御方法では、スラローム走行時等に横加速度の微分値が大きく（すなわち、目標減衰力が高く）なった場合、路面に凹凸が存在してもダンパがテレスコピック動し難くなり、ストローク速度に応じた減衰力の低減（すなわち、突き上げのいなし）が殆ど行われなくなって乗り心地が悪化する問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、不整路をスラローム走行する際等における乗り心地の向上を実現した減衰力可変ダンパの制御装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、前記車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定するベース値設定手段と、前記車体の上下方向の運動状態量を検出する上下運動量検出手段と、前記上下運動量検出手段の検出結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定手段と、前記目標減衰力ベース値から前記減衰力補正値を減じることによって目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、横加速度の微分値が大きく（すなわち、目標減衰力ベース値が高く）、ダンパがテレスコピック動し難くなる状況においても、路面の凹凸によって車体に上下加速度が発生すると突き上げをいなすように駆動電流が増減し、乗り心地の悪化が効果的に抑制される。

以下、本発明を４輪自動車に適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は実施形態に係る４輪自動車の概略構成図であり、図２は実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は実施形態に係る減衰力制御装置の概略構成を示すブロック図である。

≪実施形態の構成≫
＜自動車の概略構成＞
先ず、図１を参照して、実施形態に係る自動車の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、車輪３ｆｌ（左前）、車輪３ｆｒ（右前）、車輪３ｒｌ（左後）、車輪３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、車輪３と記す。

図１に示すように、自動車（車両）Ｖはタイヤ２が装着された４つの車輪３を備えており、これら各車輪３がサスペンションアームや、スプリング、ＭＲＦ式減衰力可ダンパ（以下、単にダンパと記す）４等からなるサスペンション５によって車体１に懸架されている。自動車Ｖには、サスペンションシステムの制御主体であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）７や、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）８が設置されている。また、自動車Ｖには、車速を検出する車速センサ９、横加速度を検出する横Ｇセンサ１０、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１１、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１２等が車体１の適所に設置されるとともに、ダンパ４の変位を検出するストロークセンサ１３と、ホイールハウス付近の上下加速度を検出する上下Ｇセンサ（上下運動量検出手段）１４とが各車輪３ごとに設置されている。

ＥＣＵ７は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して各車輪３のダンパ４や各センサ９〜１４と接続されている。

＜ダンパの構造＞
図２に示すように、本実施形態のダンパ４は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦが充填された円筒状のシリンダチューブ２１と、このシリンダチューブ２１に対して軸方向に摺動するピストンロッド２２と、ピストンロッド２２の先端に装着されてシリンダチューブ２１内を上部油室２４と下部油室２５とに区画するピストン２６と、シリンダチューブ２１の下部に高圧ガス室２７を画成するフリーピストン２８と、ピストンロッド２２等への塵埃の付着を防ぐカバー２９と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ３０とを主要構成要素としている。

シリンダチューブ２１は、下端のアイピース２１ａに嵌挿されたボルト３１を介して、車輪側部材であるトレーリングアーム３５の上面に連結されている。また、ピストンロッド２２は、上下一対のブッシュ３６とナット３７とを介して、その上端のスタッド２２ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）３８に連結されている。

図３に示すように、ピストン２６には、上部油室２４と下部油室２５とを連通する環状連通路３９と、環状連通路３９の内側に配設されたＭＬＶコイル４０とが設けられている。ＥＣＵ７からＭＬＶコイル４０に電流が供給されると、環状連通路３９を流通するＭＲＦに磁界が印可されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成し、環状連通路３９内を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度が上昇する。

＜ダンパ制御装置の概略構成＞
ＥＣＵ７には、図３にその概略構成を示すダンパ制御装置５０が内装されている。ダンパ制御装置５０は、上述した各センサ９〜１４等が接続する入力インタフェース５１と、センサ９〜１２，１４等から入力した検出信号に基づき各ダンパ４の目標減衰力を設定する減衰力設定部５２と、目標減衰力とストロークセンサ１３の検出結果とに応じて各ダンパ４（ＭＬＶコイル４０）への駆動電流を生成する駆動電流生成部５３と、駆動電流生成部５３が生成した駆動電流を各ダンパ４に出力する出力インタフェース５４とから構成されている。減衰力設定部５２には、スカイフック制御に供されるスカイフック制御部５６と、ロール制御に供されるロール制御部５８と、ピッチ制御に供されるやピッチ制御部５９とが収容されている。

＜ロール制御部＞
図４に示すように、ロール制御部５８は、車速センサ９から入力した車速信号ｖと、横Ｇセンサ１０から入力した横加速度信号ＧＹと、ヨーレイトセンサ１２から入力したヨーレイト信号ＹＲとに基づいて目標減衰力ベース値ＤＢを設定するベース値設定部（ベース値設定手段）６１と、上下Ｇセンサ１４から入力した上下加速度信号ＧＨとに基づいて減衰力補正値ＤＣを設定する補正値設定部（補正値設定手段）６２と、目標減衰力ベース値ＤＢから減衰力補正値ＤＣを減じることによりロール制御目標値Ｄｒを算出する目標減衰力算出部（目標減衰力算出手段）６３とを各車輪３ごとに備えている。なお、補正値設定部６２は、上下加速度ＧＨに位相補償を行う位相補償フィルタや、上下加速度ＧＨに補償ゲインを乗じる補償ゲイン乗算部等から構成されている。

≪実施形態の作用≫
自動車が走行を開始すると、ダンパ制御装置５０は、所定の処理インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、図５のフローチャートにその手順を示す減衰力制御を実行する。減衰力制御を開始すると、ダンパ制御装置５０は、図４のステップＳ１で、横Ｇセンサ１０、前後Ｇセンサ１１、および上下Ｇセンサ１４から得られた車体１の各加速度や、車速センサ９から入力した車速、操舵角センサ（図示せず）から入力した操舵速度等に基づき自動車Ｖの運動状態を判定する。次に、ダンパ制御装置５０は、自動車Ｖの運動状態に基づき、ステップＳ２で各ダンパ４のスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出し、ステップＳ３で各ダンパ４のロール制御目標値Ｄｒを算出し、ステップＳ４で各ダンパ４のピッチ制御目標値Ｄｐを算出する。

次に、ダンパ制御装置５０は、ステップＳ５で各ダンパ４のストローク速度Ｓｓが正の値であるか否かを判定し、この判定がＹｅｓであった場合（すなわち、ダンパ４が伸び側に作動している場合）、ステップＳ６で３つの制御目標値Ｄｓｈ，Ｄｒ，Ｄｐのうち値が最も大きいものを目標減衰力Ｄｔｇｔに設定する。また、ダンパ制御装置５０は、ステップＳ５の判定がＮｏであった場合（すなわち、ダンパ４が縮み側に作動している場合）、ステップＳ７で３つの制御目標値Ｄｓｈ，Ｄｒ，Ｄｐのうち値が最も小さいものを目標減衰力Ｄｔｇｔに設定する。

ステップＳ６またはステップＳ７で目標減衰力Ｄｔｇｔを設定すると、ダンパ制御装置５０は、ステップＳ８で図６の目標電流マップから目標減衰力Ｄｔｇｔに対応する目標電流Ｉｔｇｔを検索／設定する。次に、ダンパ制御装置５０は、ステップＳ８で設定された目標電流Ｉｔｇｔに基づき、ステップＳ９で各ダンパ４のＭＬＶコイル４０に駆動電流を出力する。

＜ロール制御目標値の算出＞
ロール制御部５８では、ロール制御目標値Ｄｒが以下に述べる手順で算出される。すなわち、ベース値設定部６１において車速信号ｖと横加速度信号ＧＹとヨーレイト信号ＹＲとに基づいて目標減衰力ベース値ＤＢが設定され、補正値設定部６２において上下加速度信号ＧＨに位相補償や補償ゲインの乗算が行われて減衰力補正値ＤＣが設定された後、目標減衰力算出部６３において目標減衰力ベース値ＤＢから減衰力補正値ＤＣを減じることによりロール制御目標値Ｄｒが算出される。

図７はスラローム走行時における駆動電流の変化を示すグラフであり、破線はロール制御目標値Ｄｒ（目標減衰力Ｄｔｇｔ）として目標減衰力ベース値ＤＢをそのまま用いた場合を示し、実線は目標減衰力ベース値ＤＢに減衰力補正値ＤＣによる補正を行った場合（実施形態の場合）を示してある。同図から判るように、本実施形態では、横加速度の微分値が大きく（すなわち、目標減衰力ベース値ＤＢが高く）、ダンパ４がテレスコピック動し難くなる状況においても、路面の凹凸によって車体１に上下加速度が発生すると突き上げをいなすように駆動電流が増減し、乗り心地の悪化が効果的に抑制される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態はロール制御に本発明を適用したものであるが、ピッチ制御やバウンス制御、操安制御等にも適用可能である。また、上記実施形態では上下運動量検出手段として車体の上下加速度を検出する上下Ｇセンサを用いたが、車体の上下速度を検出する上下速度センサを用いたり、その上下速度センサの検出信号を微分することによって上下加速度を求めるようにしてもよい。その他、自動車や制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。

実施形態に係る４輪自動車の概略構成図である。 実施形態に係るダンパの縦断面図である。 実施形態に係る減衰力制御装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係るロール制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る減衰力制御の手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る目標電流マップである。 スラローム走行時における駆動電流の変化を示すグラフである。

符号の説明

１ 車体
３ 車輪
４ 減衰力可変ダンパ
１４ 上下Ｇセンサ（上下加速度検出手段）
５０ ダンパ制御装置
５２ 減衰力設定部
５６ スカイフック制御部
５８ ロール制御部
５９ ピッチ制御部
６１ ベース値設定部（ベース値設定手段）
６２ 補正値設定部（補正値設定手段）
６３ 目標減衰力算出部（目標減衰力算出手段）
Ｖ 自動車

Claims (1)

1. 車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、
   前記車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定するベース値設定手段と、
   前記車体の上下方向の運動状態量を検出する上下運動量検出手段と、
   前記上下運動量検出手段の検出結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定手段と、
   前記目標減衰力ベース値から前記減衰力補正値を減じることによって目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段と
   を備えたことを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。

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