JP2008247357A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション制御装置において、車両状態に応じて最適なピッチング制御を行う。
【解決手段】加速度センサ４によって検出した車体の上下方向の加速度に基づいてコントローラ５によって減衰力調整式油圧緩衝器２の減衰力を調整して車体のピッチング制御を実行する。このとき、モード切換スイッチ６を操作して、フロント優先モードを選択することにより、減衰力ピッチング中心を車両の前席付近に設定して、前席の乗り心地を良くし、また、リア優先モードを選択することにより、ピッチング中心を後席付近に設定して後席の乗り心地を良くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行状態に応じてサスペンション装置を調整することによって車体の制振及び姿勢制御を行う自動車等の車両のサスペンション制御装置に関するものである。

この種のサスペンション制御装置として、例えば、いわゆるセミアクティブダンパ制御型のサスペンション制御装置が知られている。セミアクティブダンパ制御型のサスペンション制御装置は、車両のバネ上（車体）とバネ下（車軸）との間に介装された減衰力調整式油圧緩衝器と、減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力を切換えるアクチュエータと、車体の上下加速度、車速、操舵角、スロットル位置、ブレーキ操作等の車両の走行状態を表すパラメータを検出する各種センサと、これらのセンサが検出したパラメータを所定の論規則に従って処理して目標減衰力を決定し、制御信号をアクチュエータに出力して減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力を調整するコントローラとを備えている。そして、コントローラによって車両の走行状態に応じて減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力をリアルタイムに調整することにより、車体の姿勢制御、バネ上制振制御、バネ下制振制御等を実行して車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。このような、サスペンション制御装置としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
特開２００１−３４１５１１号公報

上述のようなサスペンション制御装置において、車体のピッチング（車幅方向の軸を中心とする車体の上下方向の振動）制御を行う場合、従来は、一定のピッチング中心（例えば、車体の重心、前後の車軸間の中心等）に対してピッチング制御を行っている。

しかしながら、車体の振動特性は、乗員の乗車位置、積載荷重、燃料残量等の車両状態によって変化する。また、ピッチングによる上下振動の振幅は、ピッチング中心が最も小さく、ピッチング中心から離れるにしたがって大きくなる。したがって、従来の一定のピッチング中心に対するピッチング制御では、車両状態によっては、必ずしも最適な制御が成されているとはいえなかった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両状態に応じて最適なピッチング制御を行うことができるサスペンション制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の車体と車軸との間に介装された調整可能なサスペンション装置と、前記車両の走行状態を表すパラメータを検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段によって検出したパラメータに基づいて前記サスペンション装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記パラメータに基づいて前記サスペンション装置を調整して車体のピッチング制御を実行するサスペンション制御装置において、
前記コントローラには、ピッチング制御を実行する際にピッチング中心の位置を調整するピッチ中心位置調整手段が設けられていることを特徴とする。
請求項２の発明に係るサスペンション制御装置は、上記請求項１の構成において、前記調整可能なサスペンション装置は、減衰力調整式流体圧緩衝器であることを特徴とする。
請求項３の発明に係るサスペンション制御装置は、上記請求項１又は２の構成において、前記ピッチ中心位置調整手段は、ピッチング中心を車両の前席付近に設定するフロント優先モード及びピッチング中心を車両の後席付近に設定するリア優先モードを選択的に設定可能であることを特徴とする。
請求項４の発明に係るサスペンション制御装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、更に、車両状態を検出する車両状態検出手段を備え、前記ピッチ中心位置調整手段は、前記車両状態検出手段の検出に基づいて、ピッチング中心を所定位置に調整することを特徴とする。
請求項５の発明に係るサスペンション制御装置は、上記請求項２乃至４のいずれかの構成において、前記車両が前輪側と後輪側に前記減衰力調整式流体圧緩衝器を備え、前輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも大きく又は後輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも小さくすることによりピッチング中心を前方に移動させることを特徴とする。
請求項６の発明に係るサスペンション制御装置は、上記請求項２乃至５のいずれかの構成において、前記車両が前輪側と後輪側に前記減衰力調整式流体圧緩衝器を備え、前輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも小さく又は後輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも大きくすることによりピッチング中心を後方に移動させることを特徴とする。

請求項１の発明に係るサスペンション制御装置によれば、車両状態に応じてピッチング中心の位置を調整することによって最適なピッチング制御を行うことができる。
請求項２の発明に係るサスペンション制御装置によれば、減衰力調整式流体圧緩衝器の減衰力を調整することによってピッチング制御を行うことができる。
請求項３の発明に係るサスペンション制御装置によれば、フロント優先モードによってピッチング中心を車両の前席付近に設定することにより、前席の乗り心地を良くすることができ、また、リア優先モードによってピッチング中心を車両の後席付近に設定することにより、後席の乗り心地を良くすることができる。
請求項４の発明に係るサスペンション制御装置によれば、車両状態に応じてピッチング中心の位置を自動的に調整することができる。
請求項５の発明に係るサスペンション制御装置によれば、前輪側又は後輪側の減衰力調整式流体圧緩衝器の制御減衰力を調整することによって、ピッチング中心を前方に移動させることができる。
請求項６の発明に係るサスペンション制御装置によれば、前輪側又は後輪側の減衰力調整式流体圧緩衝器の制御減衰力を調整することによって、ピッチング中心を後方に移動させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る自動車のサスペンション制御装置の概略構成を図１に示す。図１に示すように、サスペンション制御装置１は、車体（バネ上）と各車輪（バネ下）との間にサスペンションスプリング（図示せず）と共に介装された減衰力調整式油圧緩衝器２（１つのみ図示する）と、減衰力調整式油圧緩衝器２（サスペンション装置、以下、油圧緩衝器２という）の減衰力を切換えるアクチュエータ３と、車体の上下加速度を検出する加速度センサ４（走行状態検出手段）と、車速、操舵角度、スロットル位置、ブレーキの作動等のその他の車両の走行状態を表すパラメータを検出する各種センサ（図示せず）と、加速度センサ４を含む各種センサが検出したパラメータに基づいて目標減衰力を決定してアクチュエータ３に制御信号を供給するコントローラ５と、コントローラ５の作動モードを切換えるモード切換スイッチ６と、これらに電力を供給する電源７とを備えている。

油圧緩衝器２は、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンが摺動可能に嵌装され、ピストンロッドの伸縮に対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをオリフィス、ディスクバルブ、減衰力調整弁等からなる減衰力発生調整機構によって制御して減衰力を発生させる。そして、アクチュエータ３によって減衰力調整弁を操作することによって減衰力を調整することができる。

コントローラ５は、マイクロプロセッサベースの制御回路であり、演算部８及びアクチュエータ駆動回路９を備えている。演算部８は、加速度センサ４を含む各種センサによって検出した制御パラメータを所定の論理規則に従って処理して各油圧緩衝器２の目標減衰力を演算する。アクチュエータ駆動回路９は、演算部８によって演算された目標減衰力に基づいてアクチュエータ３に制御電流を供給して各油圧緩衝器２の減衰力を目標減衰力に切換える。

モード切換スイッチ６は、後述のコントローラ５によるピッチング制御を実行する際、ピッチング中心の位置を車体の前後に調整するためのものであり、運転者によって適宜操作することができるようになっている。

次に、コントローラ５の演算部８によるピッチング制御について図２の制御ブロック図を参照して説明する。
図２に示すように、加速度センサ４によって検出した車体の上下加速度に基づいて、ピッチ速度演算部１０でピッチング速度を演算し、これを前輪側のフロント成分と後輪側のリア成分とに分解する。そして、フロントピッチゲイン乗算部１１でフロント成分に所定のフロントピッチゲインを乗じて前輪側の油圧緩衝器２の減衰力に対するフロント目標制御量を決定し、リアピッチゲイン乗算部１２でリア成分に所定のリアピッチゲインを乗じて後輪側の油圧緩衝器２の減衰力に対するリア目標制御量を決定する。フロント及びリア目標制御量は、車体のピッチング（バネ上共振）に対して、これを打消す方向に各油圧緩衝器２が減衰力が作用するように決定される。

このとき、ピッチ中心位置調整部１３によって、モード切換スイッチ６の切換位置に応じてフロント目標制御量及びリア目標制御量を調整する。ピッチ中心位置調整部１３は、モード切換スイッチ６の切換位置に応じて、ピッチ中心調整値を−５〜＋５の範囲で設定することができる。モード切換スイッチ６がピッチング中心を車体後方よりに設定するフロント優先モード位置にあるとき、ピッチ調整値を＋５とし、ピッチング中心を車体の後方よりに設定するリア優先モード位置にあるとき、ピッチ調整値を−５とする。そして、フロント調整マップ１４及びリア調整マップ１５を用いてフロント及びリア目標制御量をそれぞれ調整する。

フロント調整マップ１４では、図３に示すように、フロント優先モード側（＋側）のピッチ調整値に対して、ピッチ調整ゲインを大きくしてフロント目標制御量を増大させる方向に調整し、リア優先モード側（−側）のピッチ調整に対して、ピッチ調整ゲインを１未満としてフロント目標制御量を減少させる方向に調整する。また、リア調整マップ１５では、図４に示すように、リア優先モード側（−側）のピッチ調整値に対して、ピッチ調整ゲインを大きくしてリア目標制御量を増大させる方向に調整し、フロント優先モード側（＋側）のピッチ調整値に対して、ピッチ調整ゲインを１未満としてリア目標制御量を減少させる方向に調整する。

これにより、モード切換スイッチをフロント優先モード側に切換えたとき、ピッチング制御時に、前輪側の油圧緩衝器２の減衰力が通常の制御減衰力よりも大きくなると共に、後輪側の油圧緩衝器２の減衰力が通常の制御減衰力よりも小さくなって、ピッチング中心が車体前方より（車両の前席付近）に設定されることになる。また、モード切換スイッチをリア優先モード側に切換えたとき、ピッチング制御時に、前輪側の油圧緩衝器２の減衰力が通常の制御減衰力よりも小さくなると共に、後輪側の油圧緩衝器２の減衰力が通常の制御減衰力よりも大きくなって、ピッチング中心が車体後方より（車両の後席付近）に設定されることになる。

次に、コントローラ５によるピッチング制御における油圧緩衝器２の減衰力制御フローについて図５を参照して説明する。
図５を参照して、ステップＳ１でコントローラ５を初期化してステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、制御周期の経過を判断し、制御周期が経過したとき、ステップＳ３へ進む。ステップ３では、前制御周期にて演算した制御信号をアクチュエータ３に供給して油圧緩衝器２の減衰力を切換えてステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、モード切換スイッチ６の切換位置情報を取得してステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、モード切換スイッチ６の切換位置を判断し、フロント優先モードであればステップＳ６へ進み、リア優先モードであればステップＳ７へ進む。ステップＳ６では、ピッチ中心位置調整部１３によってピッチング中心を車体前方よりに設定するようにピッチ調整ゲインを調整し、ステップＳ７では、ピッチ中心位置調整部１３によってピッチング中心を車体後方より設定するようにピッチ調整ゲインを調整して、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、フロント優先モード又はリア優先モードに応じてフロント及びリア目標制御量を演算してルーチンを終了する。

このようにして、運転者がモード切換スイッチ６によって、フロント優先モード又はリア優先モードを選択することにより、コントローラ５によるピッチング制御を実行する際、ピッチング中心を車体前方より又は車体後方よりに設定することができる。そして、車体のピッチングにおいて、ピッチング中心付近は、上下方向の振幅が小さく、乗り心地が良好であるから、フロント優先モードを選択することにより、車両の前席の乗り心地を良くすることができ、また、リア優先モードを選択することにより、後席の乗り心地を良くすることができる。その結果、乗員の乗車位置に応じてピッチング中心を設定することができ、最適な乗り心地を得ることができる。

なお、上記実施形態では、モード切換スイッチ６を運転者が適宜操作することによって、ピッチング中心の位置を調整しているが、本発明の他の実施形態として、各種検出手段（車両状態検出手段）を用いて乗員の乗車位置、荷物の積載量、燃料の残量等の車両状態を検出し、その検出結果に基づいてピッチング中心を最適位置に自動的に調整するようにすることもできる。

例えば、シートスイッチによって乗員の乗車位置を検出し、後席に乗員がいる場合には、リア優先モードに切換えてピッチング中心を後席よりに設定して後席の乗り心地をよくし、後席に乗員がいない場合には、フロント優先モードに切換えてピッチング中心を前席よりに設定して前席の乗り心地を良くする。また、燃料の残量又は荷物の積載量によって車体の重心位置が変化してピッチング中心が移動した場合に、フロント優先モード又はリア優先モードを選択してピッチング中心を最適な位置に調整する。この場合、燃料の残量情報は、燃料計から得ることができ、積載量は、例えば車高センサ、タイヤ空気圧センサ、荷物室の荷重センサ等を用いて検出することができる。

例えば、燃料タンクが車体後部に搭載されている場合、燃料の残量が多いほど車体の重心は後方よりとなり、ピッチング中心も後方へ移動することになり、その結果として乗り心地が悪化する場合がある。これに対して、図６に示すような燃料残量−ピッチ調整値マップを用いて、燃料の残量が多いほどピッチ調整値を大きくしてフロント優先モード側に調整することより、ピッチング中心を前方へ移動させる。その結果、燃料の残量にかかわらず、ピッチング中心の位置を一定に維持することができ、乗り心地の悪化を防止することができる。

また、荷物室が車体後部に配置されている場合、積載量が多いほど車体の重心は後方よりとなり、ピッチング中心も後方へ移動することになり、その結果として乗り心地が悪化する場合がある。これに対して、図７に示すような積載量−ピッチ調整値マップを用いて、積載量が多いほどピッチ調整値を大きくしてフロント優先モード側に調整することより、ピッチング中心を前方へ移動させる。その結果、積載量にかかわらず、ピッチング中心の位置を一定に維持することができ、乗り心地の悪化を防止することができる。

なお、上記実施形態では、一例として、減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力を調整することによってピッチング制御を行ういわゆるセミアクティブダンパ制御型のサスペンション制御装置について説明しているが、本発明は、このほか、油圧シリンダへの油液の給排によって車体の制振及び姿勢制御を行ういわゆるアクティブサスペンション制御装置、あるいは、エアバネへ空気の給排によって車体の制振及び姿勢制御を行うエアサスペンション制御装置、さらには電磁アクチュエータの作動によって車体の制振及び姿勢制御を行う電磁サスペンション制御装置にも同様に適用することができる。また、上記実施形態では、一例として、作動媒体に油液を用いる油圧緩衝器によって説明しているが、本発明は、油液以外の流体を用いる流体圧緩衝器であっても同様に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示すサスペンション制御装置のコントローラのピッチ演算部によるピッチング制御を示すブロック図である。 図２に示す演算部のフロント調整マップを示すグラフ図である。 図２に示す演算部のリア調整マップを示すグラフ図である。 図１に示すコントローラ５によるピッチング制御における減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力制御のフローチャートである。 本発明の他の実施形態において、モード切換に使用する燃料残量−ピッチ調整値マップを示すグラフ図である。 本発明の他の実施形態において、モード切換に使用する積載量−ピッチ調整値マップを示すグラフ図である。

符号の説明

１ サスペンション制御装置、２ 減衰力調整式油圧緩衝器（サスペンション装置）、４ 加速度センサ（走行状態検出手段）、５ コントローラ、１３ ピッチ中心位置調整部（ピッチ中心位置調整手段）

Claims (6)

1. 車両の車体と車軸との間に介装された調整可能なサスペンション装置と、前記車両の走行状態を表すパラメータを検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段によって検出したパラメータに基づいて前記サスペンション装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記パラメータに基づいて前記サスペンション装置を調整して車体のピッチング制御を実行するサスペンション制御装置において、
   前記コントローラには、ピッチング制御を実行する際にピッチング中心の位置を調整するピッチ中心位置調整手段が設けられていることを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 前記調整可能なサスペンション装置は、減衰力調整式流体圧緩衝器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。
3. 前記ピッチ中心位置調整手段は、ピッチング中心を車両の前席付近に設定するフロント優先モード及びピッチング中心を車両の後席付近に設定するリア優先モードを選択的に設定可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション制御装置。
4. 更に、車両状態を検出する車両状態検出手段を備え、前記ピッチ中心位置調整手段は、前記車両状態検出手段の検出に基づいて、ピッチング中心を所定位置に調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサスペンション制御装置。
5. 前記車両が前輪側と後輪側に前記減衰力調整式流体圧緩衝器を備え、前輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも大きく又は後輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも小さくすることによりピッチング中心を前方に移動させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のサスペンション制御装置。
6. 前記車両が前輪側と後輪側に前記減衰力調整式流体圧緩衝器を備え、前輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも小さく又は後輪側の前記流体圧緩衝器の減衰力を通常の制御減衰力よりも大きくすることによりピッチング中心を後方に移動させることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のサスペンション制御装置。

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