JP2009234438A - サスペンションの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 傾斜路等を走行する際における乗り心地を向上させることができるサスペンションの制御装置を提供する。
【解決手段】 車体１と車輪３との間に設けられたサスペンション７の特性を制御するサスペンション特性制御装置５０であって、前記車体における前記各車輪の近傍にそれぞれ設けられ、当該車体の上下方向の運動状態量を検出する上下運動状態量検出手段１３を有し、前記上下運動状態量検出手段により検出された上下運動状態量のうち、基準とする車輪３ｆｒに対応する上下運動状態量を基準上下運動状態量とし、他の車輪３ｒｒ・３ｆｌ・３ｒｌに対応する上下運動状態量と前記基準上下運動状態量との差を小さくするように前記サスペンションの特性を制御するようにした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、サスペンションの制御装置に係り、詳しくは、走行路の傾斜等に起因する車体の荷重分布の変化に対応した減衰力制御を実現する減衰力可変ダンパの制御装置に関する。

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、減衰力の可変制御が可能な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って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める制御（ロール制御）を行っている。また、直進走行時には路面の凹凸によって車輪が上下に移動するが、車輪の上下動の車体への伝達抑制（車体制振）と乗り心地の向上とを図るべく、ばね上速度に応じて目標減衰力を高める制御（スカイフック制御）を行っている（特許文献１参照）。

スカイフック制御においては、道路からの励振に応じて、すなわち路面状態に応じて減衰力を変化させ、走行快適性を向上させるようにしたものがある（特許文献２参照）。このような発明においては、道路からの励振状態をばね上加速度等に基づいて推定し、スカイフック制御を行っている。
特開２００６−６９５２７号公報 特開平５−６９７１６号公報

しかしながら、従来技術におけるスカイフック制御は各車輪に対するばね上加速度に基づいて各車輪毎に独立して制御を行うため、例えば自動車の傾斜路走行時における輪荷重の変化に起因するピッチおよびロール等を抑制することができないという問題がある。

自動車が進行方向に傾斜した傾斜路を走行する場合には、前輪および後輪に加わる輪荷重は水平路を走行するときに比べて変化して前輪に加わる輪荷重は増加し、後輪に加わる輪荷重は減少する。そのため、傾斜路走行時においては水平路走行時に比べて、前輪の固有振動数は減少する一方、後輪の固有振動数は逆に増加する。そのため、前輪側と後輪側との間で振動の周期に差が生じ、ばね上速度が変化する。そのため、ばね上速度に基づいてスカイフック制御を行った場合、図１６に示すように、制御後においても前輪側および後輪側の間でのばね上速度の差は依然として存在し続け（図１６中、差分値）、当該ばね上速度の差に起因してピッチが発生する。そして、ピッチを抑制するためには、ピッチ制御により後輪のばね上速度を大きく補正しなければならなくなる（図１６中、補正後の後輪ばね上速度）。

特許文献１では、ピッチ制御を車体の前後加速度に基づいて行っている。しかし、上述したピッチは傾斜路を加速または減速を伴わずに走行している場合において生じるため、ピッチを適切に抑制することができないという問題がある。

本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、輪荷重の分布変化に起因して発生する各車輪に対する車体の運動状態量の変化を抑制することができるサスペンション特性制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、車体（１）と車輪（３）との間に設けられたサスペンション（７）の特性を制御するサスペンション特性制御装置（５０）であって、前記車体における前記各車輪の近傍にそれぞれ設けられ、当該車体の上下方向の運動状態量を検出する上下運動状態量検出手段（１３）を有し、前記上下運動状態量検出手段により検出された上下運動状態量のうち、基準とする車輪（３ｆｒ）に対応する上下運動状態量を基準上下運動状態量とし、他の車輪（３ｒｒ・３ｆｌ・３ｒｌ）に対応する上下運動状態量と前記基準上下運動状態量との差を小さくするように前記サスペンションの特性を制御することを特徴とする。

第２の発明は第１の発明において、前記上下運動状態量は上下速度であり、前記基準上下運動状態量は基準上下速度であり、前記基準とする車輪に対応する前記サスペンションの特性は、前記基準上下速度に基づいて制御され、前記他の車輪に対応する前記サスペンションの特性は、前記他の車輪に対応する上下速度と前記基準上下速度との差に基づいて制御されることを特徴とする。

本発明の第３の発明は第２の発明において、前記サスペンションの特性はダンパの減衰力であり、前記ダンパの目標減衰力を設定する目標減衰力設定手段（５５）を有し、前記目標減衰力設定手段は、前記各車輪に対応する上下速度に基づいて前記各車輪に対応する目標減衰力ベース値を設定する減衰力ベース値設定手段（６１）と、前記各車輪に対応する上下速度と、前記基準上下速度との差に基づき、前記目標減衰力ベース値の補正を行うための補正値を前記車輪毎に算出する補正値算出手段（６４）とを有し、前記基準とする車輪に対応する目標減衰力は、前記基準とする車輪に対応する前記目標減衰力ベース値に基づき設定し、前記他の車輪に対応する目標減衰力は、前記基準とする車輪に対応する前記目標減衰力ベース値と前記補正値とに基づき設定することを特徴とする。

第１の発明によれば、サスペンション特性制御装置は基準車輪に対応する上下運動状態量と、他の車輪に対応する上下運動状態量との差をなくすように、すなわち全ての車輪の上下運動状態量を同一に近づけるように制御し、車体の傾斜を低減させ、乗り心地を向上させる。第２の発明によれば、サスペンション特性制御装置は基準車輪に対応する上下速度と、他の車輪に対応する上下速度の差に基づき、当該差を小さくするように制御し、全ての車輪の上下速度を同一に近づけて車体の傾斜を低減させる。第３の発明によれば、サスペンション特性制御装置は各車輪毎に設定した目標減衰力ベース値と、基準車輪に対応する上下速度および他の車輪に対応する上下速度の差に基づいて設定した補正値とに基づいて、各車輪毎の目標減衰力を設定し、全ての車輪の上下速度を同一に近づけて車体の傾斜を低減させる。以上の発明により、傾斜路の走行時等における各車輪で輪荷重が相違するような状態においても、ピッチ等の発生を抑制しつつ、高品質な乗り心地が実現することができる。

以下、本発明を４輪自動車に適用した第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は第１実施形態に係る４輪自動車の概略構成図であり、図２は第１実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は第１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り、図４は第１実施形態に係るスカイフック演算制御部の要部構成を示すブロック図である。

≪第１実施形態の構成≫
＜自動車の概略構成＞
先ず、図１を参照して、第１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の車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がサスペンションアーム４や、スプリング５、減衰力可変式ダンパ（以下、単にダンパと記す）６等からなるサスペンション７によって車体１に懸架されている。自動車Ｖには、各種の制御に供されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）８の他、車速センサ９や横Ｇセンサ１０、前後Ｇセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２等が車体１の適所に設置されている。また、自動車Ｖには、上下Ｇセンサ（ばね上加速度検出手段）１３と、ストロークセンサ（状態量検出手段）１４とが各車輪３ｆｌ〜３ｒｒごとに設置されている。

ＥＣＵ８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（第１実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、各車輪３のダンパ６や各センサ９〜１４と接続されている。

＜ダンパ＞
図２に示すように、第１実施形態のダンパ６は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）が充填された円筒状のシリンダ２２と、このシリンダ２２に対して軸方向に摺動するピストンロッド２３と、ピストンロッド２３の先端に装着されてシリンダ２２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２２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２３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２２は、下端のアイピース２２ａに嵌挿されたボルト３１を介して、車輪側部材であるサスペンションアーム４の上面に連結されている。また、ピストンロッド２３は、上下一対のラバーブッシュ３２とナット３３とを介して、その上端のスタッド２３ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）３４に連結されている。

ピストン２６には、上部油室２４と下部油室２５とを連通する連通路４１と、この連通路４１の内側に位置するＭＬＶコイル４２とが設けられている。ＥＣＵ８からＭＬＶコイル４２に電流が供給されると、連通路４１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する。これにより、連通路４１を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度（以下、単に粘度と記す）が上昇し、ダンパ６の減衰力が増大する。

＜減衰力制御装置の概略構成＞
図３に示すように、ＥＣＵ８には、ダンパ６の制御を行う減衰力制御装置５０が内装されている。減衰力制御装置５０は、上述した各センサ９〜１４が接続する入力インタフェース５１と、各センサ９〜１３の検出信号から得られたロールモーメントやピッチモーメント、ばね上速度等に基づき各ダンパ６の目標減衰力を設定する減衰力設定部５２と、減衰力設定部５２から入力した目標減衰力とストロークセンサ１４から入力したストローク速度Ｓｓとに応じて各ダンパ６（ＭＬＶコイル４２）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６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。なお、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演算制御部５５や、ロール制御に供されるロール演算制御部５６、ピッチ制御に供されるピッチ演算制御部５７等が収容されている。

＜スカイフック演算制御部＞
図４にその概略構成を示すように、目標減衰力設定手段としてのスカイフック演算制御部５５は各車輪毎に設けられている。第１実施形態では、右前車輪を基準車輪としてスカイフック制御を行う。右前車輪３ｆｒに対応するスカイフック演算制御部５５ｆｒは、ばね上速度算出部６３ｆｒと、スカイフック制御ベース値設定部６１ｆｒと、スカイフック制御目標値算出部６２ｆｒを有している。

ばね上速度算出部６３ｆｒは、上下Ｇセンサ１３ｆｒから入力した上下加速度Ｇｌｆｒを積分し、ばね上速度ｖ２ｆｒを算出し、スカイフック制御ベース値設定部６１ｆｒに出力する。スカイフック制御ベース値設定部６１ｆｒは、車速センサ９から入力した車速ｖ１と、ばね上速度算出部６３ｆｒから入力したばね上速度ｖ２ｆｒとに基づいて算出した値に、所定のスカイフックゲインＧｓｈｆｒを乗じ、スカイフック制御ベース値（減衰力ベース値）Ｄｓｂｆｒを設定する。スカイフック制御目標値算出部６２ｆｒは、スカイフック制御ベース値Ｄｓｂｆｒに基づきスカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｒを設定し出力する。

右後車輪に対応するスカイフック演算制御部５５ｒｒは、ばね上速度算出部６３ｒｒと、スカイフック制御ベース値設定部６１ｒｒと、補正値設定部６４ｒｒと、スカイフック制御目標値算出部６２ｒｒとを有している。

ばね上速度算出部６３ｒｒは、上下Ｇセンサ１３ｒｒから入力した上下加速度Ｇｌｒｒを積分し、ばね上速度ｖ２ｒｒを算出し、スカイフック制御ベース値設定部６１ｒｒに出力する。スカイフック制御ベース値設定部６１ｒｒは、車速センサ９から入力した車速ｖ１と、ばね上速度算出部６３ｒｒから入力したばね上速度ｖ２ｒｒとに基づいて算出した値に、所定のスカイフックゲインＧｓｈｒｒを乗じ、スカイフック制御ベース値Ｄｓｂｆｒを設定する。補正値設定部６４ｒｒは、ばね上速度算出部６３ｆｒより入力されるばね上速度ｖ２ｆｒと、ばね上速度算出部６３ｒｒより入力されるばね上速度ｖ２ｒｒとに基づいて、両ばね上速度ｖ２ｆｒ・ｖ２ｒｒの差を算出し、算出した差に所定の補正ゲインＧｆｒｒを乗じてスカイフック制御補正値Ｄｆｒｒを設定する。

スカイフック制御目標値算出部６２ｒｒは、スカイフック制御ベース値設定部６１ｒｒより受けるスカイフック制御ベース値Ｄｓｂｆｒと、補正値設定部６４ｒｒより受けるスカイフック制御補正値Ｄｆｒｒとに基づいてスカイフック制御目標値Ｄｓｈｒｒを設定し出力する。

左前車輪３ｆｌに対応するスカイフック演算制御部５５ｆｌおよび左後車輪３ｒｌに対応するスカイフック演算制御部５５ｒｌは、スカイフック演算制御部５５ｒｒと同様の構成を有し、スカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｌ・Ｄｓｈｒｌを設定し出力する。

≪第１実施形態の作用≫
＜減衰力制御＞
自動車が走行を開始すると、減衰力制御装置５０は、所定の処理インターバル（例えば、１０ｍｓ）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各車輪毎に実行する。減衰力制御を開始すると、減衰力制御装置５０は、図５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１３から得られた車体１の加速度や、車速センサ（図示せず）から入力した車体速度、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（各車輪におけるばね上速度等）を判定する。次に、減衰力制御装置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６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６のロール制御目標値Ｄｒを算出し、ステップＳ４で各ダンパ６のピッチ制御目標値Ｄｐを算出する。

次に、減衰力制御装置５０は、ステップＳ５で各ダンパ６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６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、減衰力制御装置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６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（絶対値が最も大きいもの）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、減衰力制御装置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、減衰力制御装置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６のＭＬＶコイル４２に駆動電流を出力する。

＜スカイフック制御目標値算出処理＞
減衰力制御装置５０のスカイフック演算制御部５５は、図７および図８のフローチャートに示す手順によってスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出する。基準車輪である右前車輪３ｆｒのダンパ６ｆｒのスカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｒはスカイフック演算制御部５５ｆｒが図７のフローチャートに従って算出し、他の車輪３ｆｌ・３ｒｒ・３ｒｌのダンパ６ｆｌ・６ｒｒ・６ｒｌのスカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｌ・Ｄｓｈｒｒ・Ｄｓｈｒｌはスカイフック演算制御部５５ｆｌ・５５ｒｒ・５５ｒｌが図８のフローチャートに従って算出する。

図７に示すように、スカイフック演算制御部５５ｆｒがダンパスカイフック制御目標値算出処理を開始すると、最初にステップＳ１０でばね上速度算出部６３ｆｒが上下加速度Ｇｌｆｒを積分してばね上速度ｖ２ｆｒを算出する。続くステップＳ１１では、スカイフック制御ベース値設定部６１ｆｒが車速ｖ１、ばね上速度ｖ２ｆｒおよびスカイフックゲインＧｓｈｆｒに基づいてスカイフック制御ベース値Ｄｓｂｆｒを算出する。ステップＳ１２では、スカイフック制御目標値算出部６２ｆｒがスカイフック制御ベース値Ｄｓｂｆｒに基づきスカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｒとして出力する。

図８に示すように、右後車輪３ｒｒに対応するスカイフック演算制御部５５ｆｒがダンパスカイフック制御目標値算出処理を開始すると、最初にステップＳ１３でばね上速度算出部６３ｒｒが上下加速度Ｇｌｒｒを積分してばね上速度ｖ２ｒｒを算出する。続くステップＳ１４では、スカイフック制御ベース値設定部６１ｒｒが車速ｖ１、ばね上速度ｖ２ｒｒおよびスカイフックゲインＧｓｈｒｒに基づいてスカイフック制御ベース値Ｄｓｂｒｒを算出する。ステップＳ１５では、補正値設定部６４ｒｒがばね上速度ｖ２ｒｒおよびばね上速度ｖ２ｆｒの差と、補正ゲインＧｆｒｒと基づいてスカイフック制御補正値Ｄｆｒｒを算出する。ステップＳ１６では、ステップＳ１４およびＳ１５で算出したスカイフック制御ベース値Ｄｓｂｒｒと、スカイフック制御補正値Ｄｆｒｒとに基づいてスカイフック制御目標値Ｄｓｈｒｒを算出し、出力する。

左前車輪３ｆｌおよび左後車輪３ｒｌに対応するスカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｌ・Ｄｓｈｒｌは、スカイフック制御目標値Ｄｓｈｒｒと同様に図８のフローチャートに従って算出され、出力される。

≪第１実施形態の効果≫
第１実施形態では、右前車輪３ｆｒを基準車輪として、他の車輪３ｒｒ・３ｆｌ・３ｒｌをばね上速度ｖ２に基づきフィードバック制御することにより、全ての車輪に対応するばね上速度を同一の値に近づけることができる。図９は、第１実施形態における制御を行ったときの前輪３ｆｒ・３ｆｌと後輪３ｒｒ・３ｒｌのばね上速度ｖ２を示す図である。第１実施形態では、車両が傾斜路を走行し、車体が前傾または後傾するような場合においても、前輪３ｆｒ・３ｆｌと後輪３ｒｒ・３ｒｌとに対応するばね上速度を近づけ、ピッチの発生を防止することができる。なお、第１実施形態では、車両が車幅方向に傾斜した路面上を走行する際も同様に、右輪３ｆｒ・３ｒｒと左輪３ｆｌ・３ｒｌとに対応するばね上速度を近づけ、ロールの発生を防止することができる。

≪一部変形実施形態≫
図１０は、上述した第１実施形態の一部変形実施形態に係るスカイフック演算制御部の要部構成を示すブロック図である。一部変形実施形態は上述した第１実施形態と比較して、スカイフック演算制御部５５ｒｒ・５５ｆｌ・５５ｒｌの構成においてのみ異なり、他の構成は同様である。そのため、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図１０に示すように、一部変形実施形態に係る右後車輪に対応するスカイフック演算制御部５５ｒｒは、ばね上速度算出部６３ｒｒと、フィードバック制御目標値算出部６５ｒｒと、スカイフック制御目標値算出部６２ｒｒを有する。ばね上速度算出部６３ｒｒは上述したものと同様である。フィードバック制御目標値算出部６５ｒｒは、ばね上速度算出部６３ｆｒより入力されるばね上速度ｖ２ｆｒと、ばね上速度算出部６３ｒｒより入力されるばね上速度ｖ２ｒｒとの差と、所定の補正ゲインＧｆ２ｒｒとに基づいてフィードバック制御目標値Ｄｆｂｒｒを算出する。スカイフック制御目標値算出部６２ｒｒはフィードバック制御目標値Ｄｆｂｒｒに基づきスカイフック制御目標値Ｄｓｈｒｒを設定し出力する。

左前車輪３ｆｌに対応するスカイフック演算制御部５５ｆｌおよび左後車輪３ｒｌに対応するスカイフック演算制御部５５ｒｌは、スカイフック演算制御部５５ｒｒと同様の構成を有し、スカイフック制御目標値Ｄｓｈｆｌ・Ｄｓｈｒｌを設定する。

一部変形実施形態のように、基準車輪３ｆｒと異なる他の車輪３ｒｒ・３ｆｌ・３ｒｌにおいては、スカイフック制御ベース値を算出せずに、基準車輪３ｆｒに対応するばね上速度ｖ２ｆｒとの差に基づくフィードバック制御を行うことによって各車輪間でのばね上速度の差を低減し、ピッチ等の発生を防止することができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、説明にあたっては第１実施形態と本質的に異なる点を重点的に説明し、構成や作用が同様の事項についてはその説明を省略する。図１１は、第２実施形態に係る四輪自動車の概略構成図であり、図１２は第２実施形態に係るエアサスペンション特性制御装置の概略構成を示すブロック図である。

先ず、図１１を参照して、第２実施形態に係る自動車Ｖの概略構成について説明する。説明にあたり、第１実施形態と技術的思想が同一と認められる部材や構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付して説明する。図１１に示すように、自動車（車両）Ｖの車体１に設置された各車輪３は、サスペンションアーム４や、エアスプリング１０５、減衰力可変式のダンパ６等からなるエアサスペンション１０７によって車体１に懸架されている。エアサスペンション１０７は、水平路走行時に、前後左右すべての車輪３に対応する車体部位の固有振動数Ｆｎが同一になるように設定されている。

＜エアスプリング＞
本実施形態のエアスプリング１０５は、公知の構成を有しるものであるため、詳細な図示は省略するが、その主要構成要素として、ダンパ６のシリンダ２２の外周に結合される筒状のエアピストンや、ダンパ６のピストンロッド２３に連結され、エアピストンより大径な筒状のエアチャンバ、エアピストンとエアチャンバとに連結されるとともに、エアピストンとエアチャンバとの軸方向相対移動を許容する可撓性のダイヤフラム、エアチャンバの下端に連結され、ダイヤフラムを収容する筒状のカバー等を有している。そして、エアピストン、エアチャンバおよびダイヤフラムによって画成されたエア室には、その一端がエアコンプレッサまたはエアタンクに接続された送気管の他端が接続されており、エア室にエアを供給またはエア室からエアを排出することによってエア室内の圧力を可変制御し、エアスプリング１０５のばね定数を調整できるようになっている。

＜サスペンション特性制御装置の概略構成＞
図１２に示すように、ＥＣＵ８には、ダンパ６の制御を行うサスペンション特性制御装置１５０が内装されている。サスペンション特性制御装置１５０は、各センサ９〜１３の検出信号に基づき各ダンパ６の目標減衰力を設定する減衰力設定部５２と、同じく各センサ９〜１３の検出信号に基づき各エアスプリング１０５のばね定数制御目標値Ｄｓｕを設定するばね定数演算制御部１０１と、減衰力設定部５２から入力した目標減衰力に応じて各ダンパ６への駆動電流を生成する駆動電流生成部５３と、ばね定数演算制御部１０１から入力したばね定数制御目標値Ｄｓｕに応じて、各エアスプリング１０５に対する圧力を制御するエアコンプレッサまたは圧力制御バルブへの駆動電流を生成する駆動電流生成部１０２と、駆動電流生成部５３および駆動電流生成部１０２が生成した駆動電流を各ダンパ６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。

＜ばね定数制御部＞
図１３に示すように、ばね定数制御目標値設定手段としてのばね定数演算制御部１０１は各車輪毎に設けられている。第２実施形態では、右前車輪を基準車輪としてばね定数制御を行う。ばね定数演算制御部１０１は、輪荷重Ｌｅの変化に伴って変化した各車体部位の固有振動数Ｆｎが基準車輪である右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｒと同一または概ね同一となるように、各エアスプリング１０５のばね定数を可変制御（フィードバック制御）する。

右前車輪３ｆｒに対応するばね定数演算制御部１０１ｆｒは、輪荷重算出部１０２ｆｒ、固有振動数算出部１０３ｆｒおよびばね定数制御目標値算出部１０４ｆｒから構成されている。輪荷重算出部１０２ｆｒは、車速センサ９から入力した車速ｖ１と、右前車輪３ｆｒに対応するストロークセンサ１４ｆｒから入力したストローク速度Ｓｓｆｒと、ヨーレイトセンサ１２から入力したヨーレイトγとに基づき、右前車輪３ｆｒの輪荷重Ｌｅｆｒを算出する。固有振動数算出部１０３ｆｒは、輪荷重Ｌｅｆｒに基づいて右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｒを算出する。ばね定数制御目標値算出部１０４ｆｒは、固有振動数Ｆｎｆｒに基づいてばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｒを設定し、出力する。

右後車輪３ｒｒに対応するばね定数演算制御部１０１ｒｒは、輪荷重算出部１０２ｒｒ、固有振動数算出部１０３ｒｒおよびばね定数制御目標値算出部１０４ｒｒから構成されている。輪荷重算出部１０２ｒｒは、車速センサ９から入力した車速ｖ１と、右後車輪３ｒｒに対応するストロークセンサ１４ｒｒから入力したストローク速度Ｓｓｒｒと、ヨーレイトセンサ１２から入力したヨーレイトγとに基づき、右後車輪３ｒｒの輪荷重Ｌｅｒｒを算出する。固有振動数算出部１０３ｒｒは、輪荷重Ｌｅｒｒに基づいて右後車輪３ｒｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｒｒを算出する。ばね定数制御目標値算出部１０４ｒｒは、右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｒと、右後車輪３ｒｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｒｒと近づけるべく、固有振動数Ｆｎｆｒおよび固有振動数Ｆｎｒｒの差ΔＦｎｒｒに基づいてばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｒを設定し、出力する。

左前車輪３ｆｌに対応するばね定数演算制御部１０１ｆｌおよび左後車輪３ｒｌに対応するばね定数演算制御部１０１ｒｌは、ばね定数演算制御部１０１ｒｒと同様の構成を有し、右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｒと、各車輪３ｆｌ・３ｒｌに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｌ・Ｆｎｒｌとの差ΔＦｎｆｌ・ΔＦｎｒｌに基づいてばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｌ・Ｆｓｕｒｌを設定し、出力する。

＜ばね定数制御手順＞
減衰力制御装置５０のばね定数演算制御部１０１は、図１４および図１５のフローチャートに示す手順によってばね定数制御目標値Ｄｓｕを算出する。基準車輪である右前車輪３ｆｒのエアスプリング１０５のばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｒは、ばね定数演算制御部１０１ｆｒが図７のフローチャートに従って算出し、他の車輪３ｆｌ・３ｒｒ・３ｒｌのエアスプリング１０５ｆｌ・１０５ｒｒ・１０５ｒｌのばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｌ・Ｄｓｕｒｒ・Ｄｓｕｒｌは、ばね定数演算制御部１０１ｆｌ・１０１ｒｒ・１０１ｒｌが図８のフローチャートに従って算出する。

図１４に示すように、ばね定数演算制御部１０１ｆｒがばね定数目標値算出処理を開始すると、最初にステップＳ１７で輪荷重算出部１０２ｆｒが右前車輪に対応するストローク速度Ｓｓｆｒと、車速ｖ１と、ヨーレイトγとに基づき、右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の輪荷重Ｌｅｆｒを算出する。ステップＳ１８では、固有振動数算出部１０３ｆｒが輪荷重Ｌｅｆｒに基づいて右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｒを算出する。ステップＳ１９では、ばね定数制御目標値算出部１０４ｆｒが、固有振動数Ｆｎｆｒに基づいてばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｒを設定し、出力する。

図１５に示すように、右後車輪３ｒｒに対応するばね定数演算制御部１０１ｒｒがばね定数目標値算出処理を開始すると、最初にステップＳ２０で輪荷重算出部１０２ｆｒが右後車輪に対応するストローク速度Ｓｓｒｒと、車速ｖ１と、ヨーレイトγとに基づき、右前車輪３ｒｒに対応する車体部位の輪荷重Ｌｅｒｒを算出する。ステップＳ２１では、固有振動数算出部１０３ｒｒが輪荷重Ｌｅｒｒに基づいて右後車輪３ｒｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｒｒを算出する。ステップＳ２２では、ばね定数制御目標値算出部１０４ｒｒが、右前車輪３ｆｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｆｒと、右後車輪３ｒｒに対応する車体部位の固有振動数Ｆｎｒｒとの差ΔＦｎｒｒを算出する。ステップＳ２３では、ばね定数制御目標値算出部１０４ｒｒが、固有振動数の差ΔＦｎｒｒに基づき、ばね定数制御目標値Ｄｓｕｒｒを設定し、出力する。

左前車輪３ｆｌおよび左後車輪３ｒｌに対応するばね定数制御目標値Ｄｓｕｆｌ・Ｄｓｈｒｌは、右後車輪３ｒｒに対応するばね定数制御目標値Ｄｓｕｒｒと同様に図１５のフローチャートに従って算出され、出力される。

＜第２実施形態の効果＞
第２実施形態では各車輪に対応する各車体部位の固有振動数、すなわち各エアスプリング１０５の固有振動数Ｆｎを一致させるべく、基準車輪３ｆｒと他の車輪３ｒｒ・３ｆｌ・３ｒｌに対応するエアスプリング１０５の固有振動数Ｆｎの差ΔＦｎに基づいてフィードバック制御を行い、全ての車輪の固有振動数を一致させるように制御する。各車体部位における上下速度の差は、各車体部位の荷重分布の変化に伴う各車体部位における固有振動数Ｆｎの差に起因して生じるため、各エアスプリング１０５の固有振動数Ｆｎを一致させることで、各車体部位における上下速度に差が生じないようにすることができる。これにより、傾斜路走行時において各車体部位の荷重分布が変化しても、水平路走行時と同様に各車体部位における固有振動数Ｆｎは概ね一致するため、各車体部位における上下速度に差は生じず、ピッチおよびロールの発生を抑制して快適な乗り心地を実現することができる。

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、上記実施形態では、右前車輪を基準車輪として他の左前、右後および左後車輪に対応するばね上速度を右前車輪に対応するばね上速度に近づけるように制御したが、基準車輪はいずれの車輪を選択してもよい。また、上記第１実施形態では、ばね上加速度検出手段として上下Ｇセンサを用いたが、例えば、ストロークセンサの検出結果に基づいてばね上加速度を推定するようにしてもよい。その他、制御装置の具体的構成や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。

第１実施形態に係る４輪自動車の概略構成図である。 第１実施形態に係るダンパの縦断面図である。 第１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。 第１実施形態に係るスカイフック演算制御部の要部構成を示すブロック図である。 第１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。 第１実施形態に係る駆動電流マップである。 第１実施形態に係る基準車輪のスカイフック制御目標値設定処理の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る基準車輪と異なる車輪のスカイフック制御目標値設定処理の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態の減衰力制御を実施した際のばね上速度を示すグラフである。 一部変形実施形態に係るスカイフック演算制御部の要部構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る四輪自動車の概略構成図である。 第２実施形態に係るエアサスペンション特性制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るばね定数制御部の要部構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る基準車輪のばね定数制御目標値設定処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る基準車輪と異なる車輪のばね定数制御目標値設定処理の手順を示すフローチャートである。 従来技術における減衰力制御を実施した際のばね上速度を示すグラフである。

符号の説明

１ 車体
３ 車輪
６ ダンパ
７ サスペンション
１３ 上下Ｇセンサ（ばね上加速度検出手段）
５０ 減衰力制御装置
５５ スカイフック演算制御部
６１ スカイフック制御ベース値設定部
６２ スカイフック制御目標値算出部
６３ 上速度算出部
６４ 補正値設定部
６５ フィードバック制御目標値算出部
１０１ ばね定数制御演算制御部
１０２ 輪荷重算出部
１０３ 固有振動数算出部
１０４ ばね定数制御目標値算出部

Claims (3)

1. 車体と車輪との間に設けられたサスペンションの特性を制御するサスペンション特性制御装置であって、
   前記車体における前記各車輪の近傍にそれぞれ設けられ、当該車体の上下方向の運動状態量を検出する上下運動状態量検出手段を有し、
   前記上下運動状態量検出手段により検出された上下運動状態量のうち、基準とする車輪に対応する上下運動状態量を基準上下運動状態量とし、他の車輪に対応する上下運動状態量と前記基準上下運動状態量との差を小さくするように前記サスペンションの特性を制御することを特徴とするサスペンション特性制御装置。
2. 前記上下運動状態量は上下速度であり、
   前記基準上下運動状態量は基準上下速度であり、
   前記基準とする車輪に対応する前記サスペンションの特性は、前記基準上下速度に基づいて制御され、
   前記他の車輪に対応する前記サスペンションの特性は、前記他の車輪に対応する上下速度と前記基準上下速度との差に基づいて制御されることを特徴とする、請求項１に記載のサスペンション特性制御装置。
3. 前記サスペンションの特性はダンパの減衰力であり、
   前記ダンパの目標減衰力を設定する目標減衰力設定手段を有し、
   前記目標減衰力設定手段は、
   前記各車輪に対応する上下速度に基づいて前記各車輪に対応する目標減衰力ベース値を設定する減衰力ベース値設定手段と、
   前記各車輪に対応する上下速度と前記基準上下速度との差に基づき、前記目標減衰力ベース値の補正を行うための補正値を前記車輪毎に算出する補正値算出手段と
   を有し、
   前記基準とする車輪に対応する目標減衰力は、前記基準とする車輪に対応する前記目標減衰力ベース値に基づき設定し、
   前記他の車輪に対応する目標減衰力は、前記基準とする車輪に対応する前記目標減衰力ベース値と前記補正値とに基づき設定することを特徴とする、請求項２に記載のサスペンション特性制御装置。

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