JP2008247343A - 車両用減衰力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良くサスペンションの減衰力特性を推定すること。
【解決手段】折れ点が設定された減衰力特性を有する車輌のサスペンション（減衰力可変ショックアブソーバ１０，アクチュエータ１１，弾性部材１２，ジオメトリ構造部材１３，ホイールキャリア１４等）の減衰力の制御を減衰力制御手段（電子制御装置１）に実行させる車両用減衰力制御装置において、そのサスペンションにおける伸縮方向のストローク速度の演算を行うストローク速度演算手段（電子制御装置１）と、そのストローク速度の伸び側及び縮み側の頻度分布の演算を行うストローク速度頻度分布演算手段（電子制御装置１）と、そのストローク速度の頻度分布に基づいてサスペンションの減衰力特性の推定を行う減衰力特性推定手段（電子制御装置１）と、を設けること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車輌への路面からの入力を緩衝するサスペンションの減衰力の制御を行う車両用減衰力制御装置に関する。

従来、車輌には路面からの入力を緩衝するサスペンションが用意されており、近年においては、そのサスペンションの減衰力特性を所定の条件の下で変更させ、これにより車輌の乗り心地や走行性能を変化させることの可能なサスペンションが知られている。そして、かかるサスペンションが配備された車輌においては、そのサスペンションの減衰力の制御を行う車両用減衰力制御装置が搭載されている。

例えば、下記の特許文献１には、サスペンションのショックアブソーバの作動油の温度を温度センサから検出させ、その温度に応じてショックアブソーバの減衰係数を変更させることによって、その作動油の温度変化による減衰係数の変化を補償する技術について開示されている。

尚、下記の特許文献２には、折れ線近似を用いたショックアブソーバの伸縮方向のストローク速度と減衰力特性の関係に従ってショックアブソーバの減衰係数をステップモータで切り替え制御する技術について開示されている。また、下記の特許文献３には、ステップモータで減衰力特性を変更させることの可能なサスペンションにおいて、車体の実上下加速度と推定上下加速度の偏差に基づいてステップモータの脱調を検出する技術について開示されている。また、下記の特許文献４には、車体の実上下加速度に基づいてショックアブソーバの劣化判定を行う技術についても開示されている。

特開平８−１０４１２２号公報 特開平７−２２８１１４号公報 特許第３１８９６９９号公報 特許第３０１３６２７号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術においては、ショックアブソーバの減衰力特性を作動油の温度という間接的な情報を用いて推定させているので、精度の高い減衰力特性の推定を行うことができない。また、この技術においては、新たに温度センサが必要になるので、その搭載場所を確保しなければならず、更にコスト的にも増加を免れない。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、既存の物理的構成のままでも精度の高いサスペンションの減衰力特性の推定を可能にする車両用減衰力制御装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、折れ点が設定された減衰力特性を有する車輌のサスペンションの減衰力の制御を減衰力制御手段に実行させる車両用減衰力制御装置において、そのサスペンションにおける伸縮方向のストローク速度の演算を行うストローク速度演算手段と、そのストローク速度の伸び側及び縮み側の頻度分布の演算を行うストローク速度頻度分布演算手段と、そのストローク速度の頻度分布に基づいてサスペンションの減衰力特性の推定を行う減衰力特性推定手段と、を設けている。

この請求項１記載の車両用減衰力制御装置においては、ストローク速度の頻度分布に減衰力特性を表す折れ点が窪みとして示されているので、その減衰力特性の正確な推定が可能になる。つまり、サスペンションの作動油が温度変化や経時変化で変化したとしても、このサスペンションの減衰力特性を正確に推定することができる。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の車両用減衰力制御装置において、ストローク速度の基準分布の演算を行うストローク速度基準分布演算手段を設ける。そして、減衰力特性推定手段は、ストローク速度の基準分布と頻度分布の偏差に基づいてサスペンションの減衰力特性の推定を行うよう構成している。

この請求項２記載の車両用減衰力制御装置においては、その偏差から折れ点を正しく把握することができるようになるので、これによりサスペンションの減衰力特性の正確な推定が可能になる。

また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項２記載の車両用減衰力制御装置において、サスペンションが減衰力段数を複数段の中から変更することによって減衰力特性を変化させるものである場合、ストローク速度の基準分布と頻度分布の偏差に基づいてサスペンションの減衰力段数の推定を行うよう減衰力特性推定手段を構成している。

この請求項３記載の車両用減衰力制御装置は、サスペンションの減衰力段数の正確な推定が可能になる。

また、上記目的を達成する為、請求項４記載の発明では、上記請求項３記載の車両用減衰力制御装置において、記憶部に記憶された減衰力段数と前記推定された減衰力段数とを比較し、夫々の減衰力段数が異なる段数の場合に記憶部に記憶されている減衰力段数を前記推定された減衰力段数へと置き替えるよう減衰力特性推定手段を構成している。

この請求項４記載の車両用減衰力制御装置は、アクチュエータに脱調が生じても正確な減衰力段数へと補正して適切な減衰力制御を行うことができるようになる。

また、上記目的を達成する為、請求項５記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の車両用減衰力制御装置において、荒れた路面の走行中に、ストローク速度の頻度分布に基づいてサスペンションの減衰力段数を現状の減衰力段数よりも折れ点速度が高速側のものへと変更させるよう減衰力制御手段を構成している。

この請求項５記載の車両用減衰力制御装置は、荒れた路面を走行しているときにサスペンションが折れ点速度を超えて使用されないので、車輌の乗り心地の悪化を抑えることができる。

また、上記目的を達成する為、請求項６記載の発明では、上記請求項１記載の車両用減衰力制御装置において、荒れた路面の走行中に、ストローク速度の基準分布と頻度分布の偏差の最大値が所定値以上になっているときに減衰力段数の変更を行うよう減衰力制御手段を構成している。

この請求項６記載の車両用減衰力制御装置は、折れ点を正しく把握できるので、より適切に車輌の乗り心地の悪化を抑えることができる。

また、上記目的を達成する為、請求項７記載の発明では、上記請求項２記載の車両用減衰力制御装置において、推定されたサスペンションの減衰力特性に応じて記憶部に記憶されている減衰力特性マップを補正するよう構成している。

この請求項７記載の車両用減衰力制御装置は、適切な減衰力制御を行うことができるようになる。

また、上記目的を達成する為、請求項８記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の車両用減衰力制御装置において、サスペンションの作動油の温度変化が起きていない条件の下で当該サスペンションの減衰力特性の推定を行うよう減衰力特性推定手段を構成している。

この請求項８記載の車両用減衰力制御装置は、作動油の経時変化を原因とする減衰力特性の変化が明らかになり、その後は作動油の経時変化以外の温度変化を原因として変化した減衰力特性が推定されるようになる。これが為、この車両用減衰力制御装置においては、その温度変化に起因する減衰力特性の変化のみを補正すれば良くなり、補正時の演算処理の負荷が軽減される。

本発明に係る車両用減衰力制御装置においては、車高センサ等の既設部品から得ることのできるサスペンションのストローク速度に基づいて頻度分布を求め、このストローク速度の頻度分布に応じて減衰力特性を推定している。つまり、この車両用減衰力制御装置によれば、既存の物理的構成のままで精度良くサスペンションの減衰力特性を推定することができるようになる。

以下に、本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例１を図１から図５に基づいて説明する。

本実施例１の車両用減衰力制御装置は、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）１の演算処理機能として用意されたものであり、車輌に搭載されているサスペンション（車輌への路面からの入力を緩衝する緩衝装置）の減衰力の制御を行うものである。ここで、その電子制御装置１は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。

最初に、本実施例１の車両用減衰力制御装置の制御対象たるサスペンションの一例について説明する。

ここで例示するサスペンションは、図１に示す如く、減衰力Ｆの変更が可能なショックアブソーバ（以下、「減衰力可変ショックアブソーバ」という。）１０，その減衰力Ｆを変更する際に作動させるアクチュエータ１１，コイルスプリング等の弾性部材１２，アームやリンク等のジオメトリ構造部材１３，ホイールキャリア１４などから構成されている。

その減衰力可変ショックアブソーバ１０は、その技術分野において周知のものであり、例えばピストン１０ａの往復運動に伴って作動油が流出入するオリフィスの径を大小切り替えることによって減衰力Ｆの変更を実現させるものがある。本実施例１においては、その減衰力Ｆを複数段の中から選択して切り替えることができ、そして、減衰力段数Ｍｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）を小さくしていくにつれて減衰力減少方向へと変更される減衰力可変ショックアブソーバ１０について例示する。従って、本実施例１の減衰力可変ショックアブソーバ１０は、減衰力段数Ｍｍを小さくすることによって車輌の乗り心地を向上させることができる。また、ここでは、ピストン１０ａの異なるストローク速度Ｖにおいて夫々の減衰力段数Ｍｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）の折れ点が設定されている減衰力可変ショックアブソーバ１０について例示する。例えば、ここで例示している減衰力可変ショックアブソーバ１０は、減衰力段数Ｍｍが図２に示す如く３段（つまり、ｍ＝１，２，３）あり、その減衰力段数Ｍｍ（ｍ＝１，２，３）をＭ３（３段）、Ｍ２（２段）、Ｍ１（１段）と小さくしていくほどに減衰力減少方向への変更が行われるものである。また、この減衰力可変ショックアブソーバ１０の夫々の折れ点は、図２に示すように、１段目においてはストローク速度Ｖ１、２段目においてはストローク速度Ｖ２、３段目においてはストローク速度Ｖ３に設定されている。尚、以下においては、その折れ点におけるストローク速度Ｖｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）のことを「折れ点速度Ｖｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）」という。

また、アクチュエータ１１としてはモータなどが考えられ、その作動状態が電子制御装置１の減衰力変更手段からの指令によって制御される。本実施例１においては、オリフィスの径の大きさを切り替えて減衰力段数Ｍｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）の切り替えを行うステップモータを例示し、以下においてはそのアクチュエータ１１を「ステップモータ１１」と置き替えて記す。

ところで、走行中の車輌のサスペンションには常に車輪Ｗを介して路面からの入力が入っており、その入力が振動として減衰力可変ショックアブソーバ１０やステップモータ１１などに伝わる。例えば、その振動は、車輪Ｗが走行路の段付き部分に乗り上げた場合などのような単位時間当たりの入力が大きいときに大きくなる。そして、ステップモータ１１は、そのような振動が減衰力段数Ｍｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）の切り替えを実行しているときに伝わると、切り替え後の実際の減衰力段数（以下、「実減衰力段数」という。）Ｍ_actが電子制御装置１の減衰力変更手段から指示された要求減衰力段数Ｍ_ecuとは異なる減衰力段数へと切り替わってしまう所謂脱調という現象を引き起こす可能性がある。

そこで、本実施例１においては、実際の減衰力（以下、「実減衰力」という。）Ｆ_actを推定して脱調が起きているのか否かを判断させ、脱調が引き起こされているならばそれの補正を行うように構成する。具体的に、本実施例１の車両用減衰力制御装置は、実減衰力段数Ｍ_actの推定を行い、これと要求減衰力段数Ｍ_ecuとを比較させることによって脱調の有無を判断し、脱調が起きているのであれば今後適切な減衰力段数Ｍｍへの制御が行われるように構成する。

以下、かかる車両用減衰力制御装置の演算処理動作を図３のフローチャートを参照しながら詳述する。

先ず、本実施例１の電子制御装置１の減衰力特性推定手段は、減衰力可変ショックアブソーバ１０に対しての現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuと減衰力可変ショックアブソーバ１０の夫々の減衰力段数Ｍｍにおける折れ点速度Ｖｍを読み込む（ステップＳＴ５，ＳＴ１０）。

ここで、その電子制御装置１の減衰力制御手段は、ステップモータ１１に対して減衰力制御の作動指示を行った際に、その際の要求減衰力段数Ｍ_ecuを図１に示す記憶部２へと記憶させる。従って、そのステップＳＴ５においては、その記憶部２から現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuを読み込ませればよい。また、その夫々の減衰力段数Ｍｍの折れ点速度Ｖｍは、その減衰力可変ショックアブソーバ１０固有のものであり、これが為、予め記憶部２に記憶させておけばよい。従って、そのステップＳＴ１０においては、夫々の減衰力段数Ｍｍの折れ点速度Ｖｍを記憶部２から読み込ませる。

更に、この電子制御装置１の減衰力特性推定手段は、ピストン１０ａのストローク速度Ｖの分散σ²及び頻度分布Ｐ_act（Ｖ）の読み込みを行う（ステップＳＴ１５）。

そのストローク速度Ｖの分散σ²は、図４に示す如くピストン１０ａの伸び側と縮み側とに表れた過去のｎ個のストローク速度Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）に基づいて、電子制御装置１のストローク速度基準分布演算手段（具体的には、後述するストローク速度正規分布演算手段）に下記の式１から求めることができる。

ここで、本実施例１においては、そのストローク速度Ｖをポテンショメータ等の車高センサ１５の検出信号を利用して電子制御装置１のストローク速度演算手段に求めさせる。つまり、減衰力可変ショックアブソーバ１０の伸縮（換言すれば、ピストン１０ａの往復運動）に伴って車高も上下動するので、ストローク速度Ｖは、静止状態における単位時間当たりの車高の変化量を観ることによって伸び側と縮み側とに分けて算出することができる。例えば、その車高センサ１５は、ジオメトリ構造部材１３やホイールキャリア１４に取り付けておく。

また、そのストローク速度Ｖの頻度分布Ｐ_act（Ｖ）は、その図４に示すｎ個のストローク速度Ｖｉの平均値を「μ＝０」と仮定し、そのｎ個のストローク速度Ｖｉを図５に示す如く刻み値ｄＶで区切ったｙ個の速度区分ＮＸ（Ｘ＝１，２，３，…，ｙ）に当て嵌めたものであり、電子制御装置１のストローク速度頻度分布演算手段に求めさせる。

これらストローク速度Ｖの分散σ²及び頻度分布Ｐ_act（Ｖ）の情報は、過去（少なくとも今よりも前）に蓄積されたｎ個のストローク速度Ｖｉの情報に基づいて求められるものである。従って、そのストローク速度Ｖの分散σ²及び頻度分布Ｐ_act（Ｖ）の情報は、予め求めておくことができ、また、全体の演算処理速度を速めるとの観点からすれば予め求めておくことが望ましい。更に、そのストローク速度Ｖの分散σ²及び頻度分布Ｐ_act（Ｖ）の情報は、各々の減衰力段数Ｍｍに応じて異なる。これが為、本実施例１においては、そのストローク速度Ｖの分散σ²及び頻度分布Ｐ_act（Ｖ）の情報を演算後に減衰力段数Ｍｍ毎に記憶部２へと記憶させておき、上記のステップＳＴ１５ではそこから現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuに相当するものを読み込ませる。尚、演算処理速度の低下が許容できる範囲内にあるならば、そのステップＳＴ１５において夫々を演算させてもよい。

ところで、その図５の頻度分布Ｐ_act（Ｖ）においては、伸び側と縮み側とに各々ストローク速度Ｖの窪み部分が存在している。これは本実施例１の減衰力可変ショックアブソーバ１０が減衰力段数Ｍｍの折れ点を有しているからであり、その窪み部分が折れ点を示している。そして、本実施例１の減衰力可変ショックアブソーバ１０には夫々の減衰力段数Ｍｍにおいて異なるストローク速度Ｖに折れ点が設定されているので、その窪み部分のストローク速度Ｖと各減衰力段数Ｍｍの折れ点速度Ｖｍとの比較により実減衰力段数Ｍ_actの推定が可能になる。

従って、本実施例１においては、先ず上記のステップＳＴ１５で読み込んだストローク速度Ｖの分散σ²と平均値「μ＝０」とからストローク速度Ｖの基準分布｛具体的には、正規分布Ｐ_std（Ｖ）｝を求める（ステップＳＴ２０）。

このストローク速度Ｖの正規分布Ｐ_std（Ｖ）は、上述した図４のｎ個のストローク速度Ｖｉの点列における個数ｎで正規化した確率密度であり、下記の式２から電子制御装置１のストローク速度正規分布演算手段に求めさせる。

続いて、この減衰力特性推定手段は、ストローク速度Ｖの頻度分布Ｐ_act（Ｖ）と正規分布Ｐ_std（Ｖ）とに基づいて、夫々の速度区分ＮＸ（Ｘ＝１，２，３，…，ｙ）におけるそれらの誤差（偏差）ｅＮＸを下記の式３から求める（ステップＳＴ２５）。尚、その式３における或る速度区分ＮＸにおいてのストローク速度ＶＮＸは、その速度区分ＮＸと刻み値ｄＶとを用いて下記の式４から演算される。

そして、この減衰力特性推定手段は、その夫々の誤差ｅＮＸの中の最大値（以下、「最大誤差」という。）ｅ_maxを求め、これが所定値よりも小さいものであるのか否かについて判定する（ステップＳＴ３０）。例えば、その所定値としては、正常時のものとして求められたストローク速度Ｖの頻度分布Ｐ_act（Ｖ）と正規分布Ｐ_std（Ｖ）の誤差ｅＮＸの最大値、換言すれば、その正常時においての折れ点速度Ｖｍに該当する誤差ｅＮＸを設定する。

この減衰力特性推定手段は、そのステップＳＴ３０で否定判定されて最大誤差ｅ_maxが所定値以上であると判断された場合、その最大誤差ｅ_maxとなっている速度区分ＮＸのストローク速度Ｖ_emaxを下記の式５から求める（ステップＳＴ３５）。ここで、その式５の「ＮＸ」には、最大誤差ｅ_maxとなっている速度区分ＮＸが代入される。尚、この場合には、そのときの減衰力段数Ｍｍの折れ点速度Ｖｍ以上の高速側で減衰力可変ショックアブソーバ１０を作動させるように、電子制御装置１の減衰力制御手段がステップモータ１１の駆動制御を行う。

つまり、そのステップＳＴ３５においては、実際の折れ点速度Ｖｍがストローク速度Ｖ_emaxとして求められる。従って、この減衰力特性推定手段は、そのストローク速度Ｖ_emaxに最も近い折れ点速度Ｖｍ（ｍ＝１，２，３，…，ｋ）が設定されている減衰力段数Ｍｍを上記ステップＳＴ１０で読み込んだ中から求め、これを実減衰力段数Ｍ_actと推定する（ステップＳＴ４０）。

しかる後、この減衰力特性推定手段は、その実減衰力段数Ｍ_actが上記ステップＳＴ５で読み込んだ現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuと一致しているのか否かについて判定し（ステップＳＴ４５）、一致していなければ、記憶部２の減衰力特性マップの要求減衰力段数Ｍ_ecuをその実減衰力段数Ｍ_actに書き替える（ステップＳＴ５０）。つまり、そのステップＳＴ４５で否定判定された場合には、ステップモータ１１が脱調を引き起こしたと判断し、ステップＳＴ５０で要求値と実際の状態とのずれを補正（脱調補正）する。

一方、そのステップＳＴ４５で肯定判定されて実減衰力段数Ｍ_actと要求減衰力段数Ｍ_ecuとが一致していると判断した場合、又は上記ステップＳＴ３０で肯定判定されて最大誤差ｅ_maxが所定値よりも小さくなっていると判断された場合、減衰力特性推定手段は、現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuを実減衰力段数Ｍ_actと推定する（ステップＳＴ５５）。尚、そのステップＳＴ３０で肯定判定された場合には、そのときの減衰力段数Ｍｍの折れ点速度Ｖｍよりも低速側で減衰力可変ショックアブソーバ１０を作動させるように、電子制御装置１の減衰力制御手段がステップモータ１１の駆動制御を行う。

以上示した如く、本実施例１の車両用減衰力制御装置においては、減衰力可変ショックアブソーバ１０におけるピストン１０ａの伸縮方向のストローク速度Ｖを検出し、これから頻度分布Ｐ_act（Ｖ）を求める。そして、その頻度分布Ｐ_act（Ｖ）において折れ点速度Ｖｍを表している窪み部分の検出を行わせ得る為に、ストローク速度Ｖの正規分布Ｐ_std（Ｖ）を求め、これと頻度分布Ｐ_act（Ｖ）とを比較する。これにより、この車両用減衰力制御装置においては、現状における実際の折れ点速度Ｖｍが判明し、これを記憶部２の夫々の減衰力段数Ｍｍの折れ点速度Ｖｍに照らし合わせることによって、現状での実減衰力段数Ｍ_actを既存の物理的構成のままで推定することができるようになる。また、減衰力可変ショックアブソーバ１０は作動油の温度変化や経時変化によって減衰力特性が変化してしまうが、本実施例１の車両用減衰力制御装置は、そのような状況下に減衰力可変ショックアブソーバ１０が置かれていたとしても、直近のｎ個のストローク速度Ｖｉを利用することによって正確に実減衰力段数Ｍ_actの推定を行うことができる。

更に、その実減衰力段数Ｍ_actと現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuとが異なっているときには、ステップモータ１１が脱調を引き起こしたと判断することができる。つまり、この本実施例１の車両用減衰力制御装置は、従来必要とされていたステップモータ１１の出力軸回転角の位置検出センサを用意せずとも、既存の物理的構成のままでステップモータ１１の脱調を検出することができる。

従って、本実施例１の車両用減衰力制御装置によれば、サスペンションにおける実際の減衰力特性（ここでは、実減衰力段数Ｍ_act）を精度良く推定することができ、また、その推定結果に基づいてステップモータ１１の脱調の検出及び補正を行うことができる。これが為、この車両用減衰力制御装置は、適切な減衰力制御を実行することができるようになる。

次に、本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例２を図１及び図６から図１３に基づいて説明する。

本実施例２の車両用減衰力制御装置は、前述した実施例１の車両用減衰力制御装置を一部変更したものであり、本実施例２においてもその実施例１と同じサスペンションを制御対象にするものとして例示する。

具体的に、この本実施例２の車両用減衰力制御装置は、前述した実施例１と同様にしてストローク速度Ｖ_emaxを求め、これを実際の折れ点速度（以下、「実折れ点速度」という。）Ｖ０_actと推定する一方、図６に示す要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）と実際の減衰力Ｆ（以下、「実減衰力」という。）Ｆ_act（Ｖ）とのずれが補正されるように構成する。

ここで、本実施例２の減衰力可変ショックアブソーバ１０は、折れ点速度（要求折れ点速度Ｖ０_ecu、実折れ点速度Ｖ０_act）を堺に、これよりも低速側ではオリフィス領域で作動し、それ以上に高速側であればバルブ領域で作動する。そのオリフィス領域とは。図７に示す如くオリフィスを通過する作動油によって減衰力特性が決定付けられる領域のことをいい、図８に示すように損失係数（換言すれば、作動油の抵抗係数）ζの変化の影響を受けて減衰力特性が変わり易い。一方、バルブ領域とは、図９に示す如くオリフィスをバルブ１０ｂで圧力に応じて開閉できるようにして塞ぎ、これによりオリフィスを通過する作動油の流速ｖや流量Ｑを変化させて減衰力特性に変化を付けた領域のことをいい、図１０に示すように損失係数（作動油の抵抗係数）ζの変化の影響が後述する式１６から明らかなように１／３乗と小さい。尚、その損失係数ζは、作動油の温度変化や経時変化による粘性の変化によって変わる値である。

従って、要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）や実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式（ストローク速度Ｖをパラメータとする関数式）は、各々にオリフィス領域とバルブ領域とで違うものになっている。要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）の演算式は、減衰力可変ショックアブソーバ１０固有のものであり、最初から特定しておくことができるので、予め記憶部２に記憶させておく。一方、実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式は、オリフィス領域であれば下記の式６、バルブ領域であれば下記の式７を利用する。

先ず、実減衰力Ｆ_act（Ｖ）のオリフィス領域の演算式（式６）について説明する。

図７に示す減衰力可変ショックアブソーバ１０のオリフィス領域におけるモデル図においては、下記の３式（式８〜式１０）が成立しており、これらからオリフィス領域の減衰力Ｆが下記の式１１の如く求められる。その式において、「Ａ」はピストン１０ａにおける作動油の受圧面積、「ΔＰ」は減衰力可変ショックアブソーバ１０内におけるピストン１０ａを堺にした各々の部屋の作動油の差圧、「Ｑ」はオリフィスを通過する作動油の流量、「ｖ」はオリフィスを通過する作動油の流速、「ａ」はオリフィス面積、「ρ」は作動油の密度を表している。

また、その式１１において「Ｖ」及び「Ｆ」に各々折れ点速度Ｖ０とバルブ１０ｂのプレロード（換言すれば、折れ点速度Ｖ０における減衰力）Ｆ０を代入して展開すると、下記の式１２の如く折れ点速度Ｖ０の演算式を得ることができる。

ここで、作動油の温度変化等による粘性の変化は、その式１２の各パラメータにおいて、主に損失係数ζへの大きく、他のパラメータへの影響は小さい。これが為、要求折れ点速度Ｖ０_ecuと実折れ点速度Ｖ０_actとの間にはその夫々における式１２の関係から下記の式１３の関係が成立し、また、要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）と実減衰力Ｆ_act（Ｖ）との間にはその夫々における式１１の関係から下記の式１４の関係が成立し、これら式１３，１４に基づいて前述した式６に示す実減衰力Ｆ_act（Ｖ）のオリフィス領域の演算式を導き出すことができる。尚、その式１３，１４の「ζ_ecu」は減衰力可変ショックアブソーバ１０が要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）を発生させているときの損失係数を表しており、「ζ_act」は減衰力可変ショックアブソーバ１０が実減衰力Ｆ_act（Ｖ）を発生させているときの損失係数を表している。

次に、実減衰力Ｆ_act（Ｖ）のバルブ領域の演算式（式７）について説明する。

図９に示す減衰力可変ショックアブソーバ１０のバルブ領域におけるモデル図においては、ａ∝ΔＰと考えられるので下記の式１５が成立しており、これと上記式８〜式１０とからバルブ領域の減衰力Ｆが下記の式１６の如く求められて、上記の式６のときと同様にして式７が導かれる。その式１５，１６の「ｂ」は、バルブ１０ｂの剛性や受圧面積等によって定まる定数である。

以下、かかる車両用減衰力制御装置の演算処理動作を図１１のフローチャートを参照しながら詳述する。尚、その演算処理動作は、減衰力段数Ｍｍ毎に実行する。

先ず、本実施例２の電子制御装置１の減衰力特性推定手段は、減衰力可変ショックアブソーバ１０に対しての現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuを実施例１のときと同様にして記憶部２から読み込む（ステップＳＴ５）。また、本実施例２の減衰力特性推定手段は、その要求減衰力段数Ｍ_ecuにおける折れ点速度Ｖ０_ecuを記憶部２から読み込む（ステップＳＴ１１）。

更に、この減衰力特性推定手段と電子制御装置１のストローク速度正規分布演算手段は、ピストン１０ａのストローク速度Ｖの分散σ²及び頻度分布Ｐ_act（Ｖ）の読み込み、そのストローク速度Ｖの正規分布Ｐ_std（Ｖ）の演算を実施例１と同様にして各々実行する（ステップＳＴ１５，ＳＴ２０）。

そして、この減衰力特性推定手段は、同じく実施例１のときと同様にして夫々の速度区分ＮＸ（Ｘ＝１，２，３，…，ｙ）におけるそれらの誤差（偏差）ｅＮＸを求め（ステップＳＴ２５）、その中の最大値（最大誤差ｅ_max）が所定値よりも小さいものであるのか否かについて判定する（ステップＳＴ３０）。

この減衰力特性推定手段は、そのステップＳＴ３０で否定判定されて最大誤差ｅ_maxが所定値以上であると判断された場合、その最大誤差ｅ_maxとなっている速度区分ＮＸのストローク速度Ｖ_emaxを実施例１と同様にして求め（ステップＳＴ３５）、これを実折れ点速度Ｖ０_actと推定する（ステップＳＴ３６）。

この場合には実施例１のときと同じく実折れ点速度Ｖ０_act以上の高速側で減衰力可変ショックアブソーバ１０を作動させるので、減衰力特性推定手段は、バルブ領域における実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式（式７）を適用して、この場合の実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の推定を行う（ステップＳＴ４１）。つまり、ここでは、減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性が推定される。

ここで、その式７においては、バルブ１０ｂのプレロードＦ０，要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）及び要求折れ点速度Ｖ０_ecuが減衰力可変ショックアブソーバ１０固有の既定値であり、また、実折れ点速度Ｖ０_actは上記ステップＳＴ３６にて推定されている。これが為、このステップＳＴ４１においては、推定された実折れ点速度Ｖ０_actと変数たるストローク速度Ｖとに応じたバルブ領域の実減衰力Ｆ_act（Ｖ）が推定される。つまり、ここでは、そのバルブ領域の実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式に基づいて減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性の補正を正確に行うことができるようになる。尚、その補正結果は、記憶部２の減衰力特性マップに織り込まれる。即ち、その減衰力特性マップは、推定された減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性に応じて補正される。

一方、上記ステップＳＴ３０で肯定判定されて最大誤差ｅ_maxが所定値よりも小さくなっていると判断された場合、本実施例２の減衰力特性推定手段は、現在の要求減衰力段数Ｍ_ecuの折れ点速度Ｖ０_ecuを実折れ点速度Ｖ０_actと推定する（ステップＳＴ３７）。そして、この場合には実折れ点速度Ｖ０_actよりも低速側で減衰力可変ショックアブソーバ１０を作動させるので、減衰力特性推定手段は、オリフィス領域における実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式（式６）を適用して、この場合の実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の推定を行う（ステップＳＴ４２）。

ここで、その式６においては、要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）及び要求折れ点速度Ｖ０_ecuが減衰力可変ショックアブソーバ１０固有の既定値であり、また、実折れ点速度Ｖ０_actは上記ステップＳＴ３７にて推定されている。これが為、このステップＳＴ４２においても変数たるストローク速度Ｖに応じたオリフィス領域の実減衰力Ｆ_act（Ｖ）が推定される。つまり、この場合においても、そのオリフィス領域の実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式に基づいて減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性の補正を正確に行うことができるようになる。尚、ここでの補正結果についても、上記と同様に減衰力特性マップに織り込まれる。

以上示した如く、本実施例２の車両用減衰力制御装置においては、実施例１のときと同様にして実折れ点速度Ｖ０_actの推定を行い、これに基づいて実減衰力Ｆ_act（Ｖ）を推定することができる。つまり、この車両用減衰力制御装置は、作動油の温度変化や経時変化によって減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性が変化したとしても、既存の物理的構成のままで実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の推定を行うことができる。そして、この車両用減衰力制御装置においては、適切に減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性の補正を実行することができる。

ところで、上述した車両用減衰力制御装置においては、バルブ領域における実減衰力Ｆ_act（Ｖ）の演算式（式７）が煩雑なことから、演算処理速度の低下や演算時のメモリ容量の不足等の不都合を生じさせる可能性がある。

そこで、バルブ領域においては、上述したように損失係数ζの変化の影響が１／３乗と小さいので、図１２に示す如く折れ点速度の変化分（要求折れ点速度Ｖ０_ecuと実折れ点速度Ｖ０_actの偏差）だけ要求減衰力Ｆ_ecu（Ｖ）をずらした実減衰力Ｆ_act（Ｖ）を利用してもよい。

また、要求折れ点速度の推定値Ｖ０_ecuと実折れ点速度Ｖ０_actの関係を下記の式１７のようにした場合には、この式１７と上記式１３とから下記の式１８の関係が成立する。

従って、その式１８と上記式１６とから下記の式１９を導き出すことができ、折れ点以降の高速側においては、その式１９の如き簡易式を用いて減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力特性の補正を実行させてもよい。

更に、上述した車両用減衰力制御装置においては、減衰力段数Ｍｍ毎に減衰力の補正を行っている。つまり、損失係数ζとは作動油の粘性だけでなく厳密には減衰力可変ショックアブソーバ１０の内部形状の影響も受けるものであり、その内部形状は減衰力段数Ｍｍを変える度に変わるので、夫々の減衰力段数Ｍｍにおいて個別に減衰力を補正する必要がある。しかしながら、これを全ての減衰力段数Ｍｍに対して実行し終えるまでには時間を要するので、或る減衰力段数Ｍｍ（例えば、走行開始後の最初の作動状態にある減衰力段数Ｍｍ）のみ上述した演算処理を実行して減衰力の補正を行い、その際の上記式１７の要求折れ点速度の推定値Ｖ０_ecuを用いて他の減衰力段数Ｍｍについての補正を実行させてもよい。

また更に、上述した車両用減衰力制御装置においては減衰力を補正する為に実折れ点速度Ｖ０_actの推定が必要とされるが、段差の少ない路面のように、路面次第では、ピストン１０ａのストローク速度Ｖが延びずに実折れ点速度Ｖ０_actの推定ができない場合もある。そこで、かかる場合には、実折れ点速度Ｖ０_actの推定が可能になる段数まで所定時間（例えば、数秒間）だけ減衰力段数Ｍｍを下げる。つまり、かかる場合には、折れ点速度の低い減衰力段数Ｍｍへと所定時間だけ変更し、実折れ点速度Ｖ０_actを推定できるようにする。そして、かかる場合には、これにより減衰力の補正が行われるようになる。

また更に、上述した車両用減衰力制御装置においては、作動油の粘性の変化に伴う実折れ点速度Ｖ０_actのずれの原因が作動油の温度変化によるものであるのか作動油の経時変化によるものであるのかに拘わらず、その何れが原因であったとしても同じように行っている。しかしながら、例えば、冷間時と暖機後とで作動油の温度に違いが出るのは当然であり、そのような温度変化のときにまで減衰力の補正を行ってしまうと、正確な減衰力を導き出すことができなくなってしまう可能性がある。一方、経時変化を原因とする場合には、これを適切に検知して減衰力を補正することが望ましい。

そこで、ここでは、減衰力可変ショックアブソーバ１０の作動油の温度変化が起きていない条件の下で上述した演算処理を行い、作動油の経時変化を原因として変化した減衰力特性が推定され、これを基に減衰力特性が正しく補正されるように構成する。例えば、その条件としては、走行開始後所定時間内（つまり、作動油の温度が上昇し始める前まで）等が考えられる。これにより、ここでは、その条件の下で作動油の経時変化を原因とする減衰力特性の変化を除外しておくことができ、その後はその経時変化を原因とするものを考慮せずともよくなるので、今後作動油の温度変化を原因とする減衰力特性の変化のみが明らかになる。従って、この場合には、その温度変化に関わる変化分のみが減衰力の補正の対象とされるので、その補正時の演算処理の負荷が軽減される。尚、その補正結果は、記憶部２の減衰力特性マップに織り込まれる。

次に、本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例３を図１及び図１４に基づいて説明する。

本実施例３の車両用減衰力制御装置は、前述した実施例１の車両用減衰力制御装置を一部変更したものであり、本実施例３においてもその実施例１と同じサスペンションを制御対象にするものとして例示する。

ここで、段差の多い荒れた路面を走行するときには、減衰力可変ショックアブソーバ１０の減衰力段数Ｍｍの折れ点近傍が頻繁に使われるようになるので、これが主たる要因となって車輌の乗り心地を悪化させている。

そこで、本実施例３においては、荒れた路面の走行中に折れ点速度Ｖｍを超えた高速側が使用されないように構成する。具体的には、減衰力段数Ｍｍを折れ点速度Ｖｍが現状よりも高速側になっているものへと下げる。ここでは、折れ点速度Ｖｍを超えないように減衰力段数Ｍｍを１段ずつ下げていってもよく、折れ点速度Ｖｍを超えない減衰力段数Ｍｍへと一気に下げてもよい。本実施例３においては、前者の場合について例示する。

以下、かかる車両用減衰力制御装置の演算処理動作を図１４のフローチャートを参照しながら詳述する。尚、そのフローチャートのステップＳＴ５〜ＳＴ４５，ＳＴ５５については、前述した実施例１と同じであり、それと同様にして実減衰力段数Ｍ_actの推定が行われるので、ここでの説明を省略する。

従って、本実施例３の電子制御装置１の減衰力制御手段は、ステップＳＴ４５にて否定判定されて実減衰力段数Ｍ_actと要求減衰力段数Ｍ_ecuとが一致していないとの判断が為された場合、その実減衰力段数Ｍ_actを基準にして、これよりも折れ点速度Ｖｍが高速側の減衰力段数Ｍｍへと１段下げる（ステップＳＴ６０）。例えば、その実減衰力段数Ｍ_actが図２に示す２段（減衰力段数Ｍ２）の場合、減衰力制御手段は、減衰力段数Ｍ１への変更を実行させる。これでも未だ折れ点速度Ｖｍを超えて減衰力可変ショックアブソーバ１０が使用されているならば、再びステップＳＴ５から始まって、最終的にそのステップＳＴ６０に進んで更にもう１段減衰力段数Ｍｍを下げる。

また、この減衰力制御手段は、ステップＳＴ４５にて肯定判定されて実減衰力段数Ｍ_actと要求減衰力段数Ｍ_ecuとが一致しているとの判断が為された場合、又はステップＳＴ３０で肯定判定されて最大誤差ｅ_maxが所定値よりも小さくなっていると判断された場合、上記ステップＳＴ６０に進んで減衰力段数Ｍｍを１段下げる。

以上示した如く、本実施例２の車両用減衰力制御装置においては、実施例１のときと同様にして実減衰力段数Ｍ_actの推定が行われ、それを基に減衰力段数Ｍｍが下げられる。そして、この車両用減衰力制御装置においては、これにより減衰力可変ショックアブソーバ１０の折れ点速度Ｖｍを超えた高速側での使用が制限されるので、荒れた路面を走行しているときの乗り心地の悪化の抑制が可能になる。

以上のように、本発明にかかる車両用減衰力制御装置は、既存の物理的構成のままで精度良くサスペンションの減衰力特性を推定させる技術に有用である。

本発明に係る車両用減衰力制御装置の制御対象たるサスペンションの構成の一例を示す図である。 減衰力可変ショックアブソーバにおける夫々の減衰力段数と折れ点との関係の一例を説明する図である。 本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例１の動作を説明するフローチャートである。 減衰力可変ショックアブソーバにおけるピストンのストローク速度の頻度の一例を示す図である。 減衰力可変ショックアブソーバにおけるピストンのストローク速度の頻度分布と正規分布について示す図である。 減衰力可変ショックアブソーバにおけるオリフィス領域とバルブ領域での要求減衰力と実減衰力の一例について示す図である。 減衰力可変ショックアブソーバにおけるオリフィス領域のモデル図である。 オリフィス領域における損失係数の影響について示す図である。 減衰力可変ショックアブソーバにおけるバルブ領域のモデル図である。 バルブ領域における損失係数の影響について示す図である。 本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例２の動作を説明するフローチャートである。 実施例２における減衰力補正の変形例について示す図である。 実施例２における減衰力補正の他の変形例について示す図である。 本発明に係る車両用減衰力制御装置の実施例３の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 電子制御装置（ＥＣＵ）
２ 記憶部
１０ 減衰力可変ショックアブソーバ
１０ａ ピストン
１１ アクチュエータ（ステップモータ）
１３ ジオメトリ構造部材
１４ ホイールキャリア
１５ 車高センサ
ｅＮＸ 誤差（偏差）
Ｆ 減衰力
Ｍｍ 減衰力段数
Ｐ_act（Ｖ） ストローク速度の頻度分布
Ｐ_std（Ｖ） ストローク速度の正規分布
Ｖ ストローク速度

Claims (8)

1. 折れ点が設定された減衰力特性を有する車輌のサスペンションの減衰力の制御を減衰力制御手段に実行させる車両用減衰力制御装置において、
   前記サスペンションにおける伸縮方向のストローク速度の演算を行うストローク速度演算手段と、
   前記ストローク速度の伸び側及び縮み側の頻度分布の演算を行うストローク速度頻度分布演算手段と、
   前記ストローク速度の頻度分布に基づいて前記サスペンションの減衰力特性の推定を行う減衰力特性推定手段と、
   を設けたことを特徴とする車両用減衰力制御装置。
2. 前記ストローク速度の基準分布の演算を行うストローク速度基準分布演算手段を設け、前記減衰力特性推定手段は、該ストローク速度の基準分布と前記頻度分布の偏差に基づいて前記サスペンションの減衰力特性の推定を行うよう構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用減衰力制御装置。
3. 前記サスペンションが減衰力段数を複数段の中から変更することによって減衰力特性を変化させるものである場合、前記減衰力特性推定手段は、前記ストローク速度の基準分布と頻度分布の偏差に基づいて当該サスペンションの減衰力段数の推定を行うよう構成したことを特徴とする請求項２記載の車両用減衰力制御装置。
4. 前記減衰力特性推定手段は、記憶部に記憶された減衰力段数と前記推定された減衰力段数とを比較し、夫々の減衰力段数が異なる段数の場合に前記記憶部に記憶されている減衰力段数を前記推定された減衰力段数へと置き替えるよう構成したことを特徴とする請求項３記載の車両用減衰力制御装置。
5. 前記減衰力制御手段は、荒れた路面の走行中に、前記ストローク速度の頻度分布に基づいて前記サスペンションの減衰力段数を現状の減衰力段数よりも折れ点速度が高速側のものへと変更させるよう構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用減衰力制御装置。
6. 前記減衰力制御手段は、荒れた路面の走行中に、前記ストローク速度の基準分布と頻度分布の偏差の最大値が所定値以上になっているときに前記減衰力段数の変更を行うよう構成したことを特徴とする請求項５記載の車両用減衰力制御装置。
7. 前記減衰力特性推定手段は、推定された前記サスペンションの減衰力特性に応じて記憶部に記憶されている減衰力特性マップを補正するよう構成したことを特徴とする請求項２記載の車両用減衰力制御装置。
8. 前記減衰力特性推定手段は、前記サスペンションの作動油の温度変化が起きていない条件の下で当該サスペンションの減衰力特性の推定を行うよう構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用減衰力制御装置。

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