JP2009234453A - サスペンション特性制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輪荷重の分布変化に起因して発生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。
【解決手段】 車体１と各車輪３との間に設けられたダンパ６の減衰力を制御することによってサスペンション特性を変化させる減衰力制御装置５０において、路面の傾斜を検出する路面傾斜判定部５６と、各車輪３の輪荷重Ｌｅを検出する輪荷重算出部６３と、路面傾斜判定部５６によって路面の傾斜が検出された場合、輪荷重算出部６３の検出結果に基づいて車体１の振動が小さくなるようダンパ６の減衰力を制御する減衰力設定部５２とを備えるように構成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、サスペンション特性を変化させるサスペンション特性制御装置に係り、詳しくは、走行路の傾斜に起因する荷重分布の変化に応じて車体振動の低減を実現するサスペンション特性制御装置に関する。

近年、自動車のサスペンションに用いられる筒型ダンパとして、減衰力の変更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、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、この際の過大なロールを抑制すべく、横加速度の微分値に基づいてダンパの目標減衰力を高める制御（ロール制御）が行われている。また、直進走行時には路面の凹凸によって車輪が上下移動するが、車輪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）が行われている（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する技術が提案されている（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することにより、スカイフック制御が行われている。
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では、各車輪に対応するばね上加速度に基づいて車輪ごとに独立した制御を行うため、例えば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はできなかった。

例えば、進行方向へ向かって下り勾配の傾斜路を自動車が定速走行する場合、水平路走行時に比べ、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。したがって、下り傾斜路走行時には、水平路走行時に比べ、前輪の固有振動数が小さくなる一方、後輪の固有振動数が大きくなるため、前輪側と後輪側との間でばね上速度にも差が生じる。そのため、ばね上速度に基づくスカイフック制御を前輪および後輪についてそれぞれ独立して行った場合、図１５に示すように、制御後においても、前輪ばね上速度および後輪ばね上速度には依然として差が存在し、このばね上速度の差に起因するピッチが発生してしまう。このピッチを抑制するためには、後輪のばね上速度が大きくなるようにピッチ制御する必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載の制御装置では、ピッチ制御は車体の前後加速度に基づいて行われ、上記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も生じるため、傾斜路走行時にはピッチを適切に抑制することができなかった。同様に、路面が車幅方向に傾斜している場合には、輪荷重の分布変化に起因するロールが発生するが、従来の制御装置ではこのロールを適切に抑制することができなかった。

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車体の運動状態量の変化を抑制することの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、車体と各車輪との間に設けられたサスペンション要素を駆動制御することによってサスペンション特性を変化させるサスペンション特性制御装置であって、路面の傾斜を検出する路面傾斜検出手段と、各車輪の輪荷重を検出する輪荷重検出手段と、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記輪荷重検出手段の検出結果に基づいて車体の振動が小さくなるように前記サスペンション要素を駆動制御する駆動制御手段とを備えるように構成する（請求項１）。

これによれば、傾斜路走行時の輪荷重の分布変化に起因して発生する車体の振動を抑制し、乗り心地を向上させることができる。

上記構成を備えたサスペンション特性制御装置においては、前記駆動制御手段が、車体の運動量に基づいて制御パラメータを設定し、該制御パラメータに基づいて車輪ごとに前記サスペンション要素を制御し、更に、前記輪荷重検出手段の検出結果に基づいて前記制御パラメータを補正するように構成するとよい（請求項２）。

このように構成することにより、従来のスカイフック制御の基礎となる車体運動量に基づくパラメータに対し、輪荷重に応じた補正を行うため、従来のスカイフック制御では傾斜路走行時に発生してしまう車体の振動を抑制することができる。

また、上記したサスペンション特性制御装置においては、前記輪荷重検出手段の検出結果に基づいて、前記サスペンション要素が設けられた各車体部位の固有振動数を算出する固有振動数算出手段を更に備え、前記駆動制御手段が、前記固有振動数算出手段の算出結果に基づいて前記サスペンション要素を駆動制御するように構成するとよい（請求項３）。

これによれば、輪荷重の変化によって異なった各サスペンションの固有振動数に応じてサスペンション要素を駆動制御するため、傾斜路走行時においても、固有振動数の値やその振幅によって定まる車両の振動を抑制することができる。

更に、固有振動数に基づくサスペンション要素駆動制御を行うサスペンション特性制御装置においては、前記サスペンション要素を減衰力可変ダンパとし、前記駆動制御手段が、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記各車体部位のうち、上側に位置する少なくとも１つの車体部位の固有振動数の振幅が小さくなるように前記減衰力可変ダンパの減衰力を制御するように構成するとよい（請求項４）。

乗り心地に影響するとされる周波数領域は一般に２〜８Ｈｚ程度であるが、上記構成を採ることにより、傾斜路走行時に異なる固有振動数となった車体部位のうち、上側の車体部位、すなわち輪荷重が小さくなって水平路走行時に比べて固有振動数が高くなった車体部位の振幅が小さくなるため、傾斜路走行時においても、乗り心地に影響する振動を低減することができる。ここで、水平路走行時とは、車両進行方向および車幅方向について路面が共に水平とされており、自動車Ｖが加減速または旋回することなく、一定速度で直進走行している走行状態と定義する。

或いは、固有振動数に基づくサスペンション要素駆動制御を行うサスペンション特性制御装置においては、前記サスペンション要素を減衰力可変ダンパとし、前記駆動制御手段が、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記各車体部位のうち、下側に位置する少なくとも１つの車体部位の固有振動数の振幅が大きくなるように前記減衰力可変ダンパの減衰力を制御するように構成するとよい（請求項５）。

これによれば、傾斜路走行時に異なる固有振動数となった車体部位のうち、下側の車体部位、すなわち輪荷重が大きくなって水平路走行時に比べて固有振動数が低くなった車体部位の振幅が大きくなることにより、乗り心地に影響する周波数領域の振幅を小さくして傾斜路走行時の乗り心地を向上させることができる。

また、固有振動数に基づくサスペンション要素駆動制御を行うサスペンション特性制御装置においては、前記駆動制御手段が、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記各車体部位の固有振動数を、水平路走行時の固有振動数に近づけるように前記サスペンション要素を駆動制御するように構成するとよい（請求項６）。

例えばエアサスペンション等のアクティブサスペンションは、エアスプリングのばね定数を変更することにより、輪荷重に拘わらず各車体部位の固有振動数を変更することができるため、上記構成を採ることにより、傾斜路走行時においても水平路走行時と同様の乗り心地を実現することができる。

いずれの構成のサスペンション特性制御装置においても、前記駆動制御手段が、前記路面傾斜検出手段によって検出された路面の傾斜が所定量以上の場合、車体の姿勢変化を抑制する制御に切り替えるように構成するとよい（請求項７）。

このように構成することにより、路面の傾斜が大きい場合には、振動抑制による乗り心地向上に優先して車両の姿勢変化を抑制して傾斜路走行時の乗り心地を向上させることができる。

本発明によれば、傾斜路の走行時等においても、各車輪で相違する輪荷重に起因する振動を抑制し、上質な乗り心地を実現することができる。

≪第１実施形態の構成≫
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り、図５は第１実施形態に係るスカイフックゲイン設定部の要部構成を示すブロック図である。なお、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。

＜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。同図
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、コイルスプリング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には各車輪３ｆｌ〜３ｒｒごとに、上下Ｇセンサ１３がダンパ６の車体１側連結部近傍の車体部位に設置され、ストロークセンサ１４がダンパ６に対して設置されている。

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（本実施形態では、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。

サスペンション７は、図９に示すように、水平路走行時、すなわち車体重量が所定の割合で各車輪３に分配されている時に、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が同一となるように設定されている。なお、図９，１０，１１，１４は、路面振動に対するばね上の振幅比と周波数との関係を示しており、振幅比は対数（２０＊ｌｏｇ１０ｘ）の値をとるため、振幅比が小さいほど路面の振幅に対してばね上の振幅が小さいことを示している。

＜ダンパ＞
図２に示すように、本実施形態のダンパ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（サスペンション特性制御装置）が内装されている。減衰力制御装置５０は、上記した各センサ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（駆動制御手段）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。

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、路面の傾斜を判定する路面傾斜判定部５６、ロール制御に供されるロール演算制御部５７、ピッチ制御に供されるピッチ演算制御部５８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、スカイフック演算制御部５５は、車速センサ９から入力した車速信号ｖ、上下Ｇセンサ１３から入力した上下加速度信号Ｇｌ（ばね上速度加速度検出値Ｇｌｄ）に基づいてスカイフック制御ベース値Ｄｓｂ（制御パラメータ）を設定するスカイフック制御ベース値設定部６０と、スカイフックゲイン設定部５９で設定されたスカイフックゲインＧｓｈをスカイフック制御ベース値Ｄｓｂに乗じてスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出するスカイフック制御目標値算出部６１とを各車輪３ごとに備えている。

＜スカイフックゲイン設定部＞
図５にその概略構成を示すように、スカイフックゲイン設定部５９は、車速センサ９から入力した車速Ｖｓ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、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、各車輪３の輪荷重Ｌｅを算出する輪荷重算出部６３と、輪荷重算出部６３の算出結果に基づいて各車体部位の固有振動数Ｆｎを算出する固有振動数算出部６４と、固有振動数算出部６４の算出結果に基づいてスカイフックゲインＧｓｈを設定する制御ゲイン設定部６５を備えている。

＜路面傾斜判定部＞
路面傾斜判定部５６は、車速センサ９から入力する車速Ｖｓと、前後Ｇセンサ１１から入力する前後加速度Ｇｘとに基づいて、車体前後方向についての路面の傾斜を判定するとともに、前後方向傾斜角度θｘを算出する。また、路面傾斜判定部５６は、横Ｇセンサ１０から入力する横加速度Ｇｙと、ヨーレイトセンサ１２から入力するヨーレイγとに基づいて、車幅方向についての路面の傾斜を判定するとともに、車幅方向傾斜角度θｙを算出する。

≪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６のフローチャートにその手順を示す減衰力制御を車輪ごとに実行する。減衰力制御を開始すると、減衰力設定部５２は、路面傾斜判定部５６において、路面の傾斜を判定するとともに、路面の傾斜角度θｘ，θｙを算出する（ステップ１）。ステップ１で路面に傾斜なしと判定された場合（Ｎｏ）、減衰力設定部５２は、スカイフック演算制御部５５において、後に詳説する姿勢変化抑制制御を行う（ステップ４）。なお、この姿勢変化抑制制御においては、各ダンパ６の目標減衰力であるスカイフック制御目標値Ｄｓｈが設定される。

一方、ステップ１で路面に傾斜ありと判定された場合（Ｙｅｓ）、減衰力設定部５２は、スカイフック演算制御部５５において、ステップ１で算出された路面の傾斜角度が所定角度未満であるか否か判定する（ステップ２）。路面の傾斜角度が所定角度以上である場合（Ｎｏ）、減衰力設定部５２は、同じくスカイフック演算制御部５５において姿勢変化抑制制御処理を行う（ステップ４）。一方、路面の傾斜角度が所定角度未満である場合（Ｙｅｓ）、減衰力設定部５２は、スカイフック演算制御部５５において、後に詳説する傾斜路振動抑制制御を行う（ステップ３）。この傾斜路振動抑制制御においては、姿勢変化抑制制御と同様に各ダンパ６の目標減衰力であるスカイフック制御目標値Ｄｓｈが設定される。

次に、ステップ３の傾斜路振動抑制制御またはステップ４の姿勢変化抑制制御によって設定された目標減衰力に基づいて、減衰力制御装置５０は、駆動電流生成部５３において、所定の目標電流マップを参照して目標電流を検索／設定し（ステップ５）、ステップ５で設定された目標電流に基づき、各ダンパ６のＭＬＶコイル４２に駆動電流を出力し（ステップ６）、上記手順を繰り返す。

＜傾斜路振動抑制制御＞
次に、図７を参照して上記した傾斜路振動抑制制御について説明する。同図に示すように、減衰力設定部５２は、先ず、スカイフック制御ベース値設定部６０において、スカイフック制御ベース値Ｄｓｂを設定する（ステップ１１）。次に、減衰力設定部５２は、スカイフックゲイン設定部５９内の輪荷重算出部６３において、各車輪３の輪荷重Ｌｅを算出し（ステップ１２）、同じく固有振動数算出部６４において、ステップ１２で算出した輪荷重Ｌｅに基づいて各車体部位の固有振動数Ｆｎを算出し（ステップ１３）、同じく制御ゲイン設定部６５において、ステップ１３で算出した固有振動数Ｆｎに基づいて各車輪３のスカイフックゲインＧｓｈを設定する（ステップ１４）。

ステップ１４でスカイフックゲインＧｓｈを各車輪３について設定する際には、路面傾斜判定部５６によって判定された路面傾斜の上側に位置する車体部位については、その固有振動数Ｆｎの振幅が小さくなるようにスカイフックゲインＧｓｈを補正し、同じく路面傾斜の下側に位置する車体部位については、その固有振動数Ｆｎの振幅が大きくなるようにスカイフックゲインＧｓｈを補正する。

そして、減衰力設定部５２は、スカイフック制御目標値算出部６１において、ステップ１１で設定されたスカイフック制御ベース値Ｄｓｂに、ステップ１３で算出された固有振動数Ｆｎを乗算することにより、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１５）し、処理を完了する。

＜姿勢変化抑制制御＞
図８を参照して上記した姿勢変化抑制制御について説明する。同図に示すように、減衰力設定部５２は、先ず、スカイフック演算制御部５５において、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９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いて自動車Ｖの運動状態（各車輪３におけるばね上速度等）を判定する（ステップ２１）。

次に、減衰力設定部５２は、スカイフック演算制御部５５において、ステップ２１で判定した自動車Ｖの運動状態に基づいて各ダンパ６のスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出し（ステップ２２）、ロール演算制御部５７において、各ダンパ６のロール制御目標値Ｄｒを算出し（ステップ２３）、ピッチ演算制御部５８において、各ダンパ６のピッチ制御目標値Ｄｐを算出する（ステップ２４）。そして、減衰力設定部５２は、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２５）し、処理を完了する。

≪第１実施形態の効果≫
上記したように、サスペンション７の固有振動数Ｆｎは、水平路走行時に前後左右すべてについて同一となるように設定されているが、傾斜路走行時には、各車輪３の輪荷重Ｌｅが変化して傾斜路の下側で大きくなり、傾斜路の上側で小さくなる。ところが、本実施形態では図１０に示すように、傾斜路走行時の輪荷重Ｌｅの変化に起因して下側および上側（例えば、フロント側およびリア側）で異なる固有振動数となった車体部位のうち、固有振動数が高くなった傾斜路上側の車体部位の振幅が小さくなるように、スカイフックゲインＧｓｈを補正しているため、乗り心地に影響するとされる２〜８Ｈｚの周波数領域の振動が低減され、傾斜路走行時の乗り心地が改善される。

また、図１１に示すように、傾斜路走行時の輪荷重Ｌｅの変化に起因して下側および上側で異なる固有振動数となった車体部位のうち、下側の車体部位の振幅が大きくなるように、スカイフックゲインＧｓｈを補正しているため、乗り心地に影響する２〜８Ｈｚの周波数領域の振幅が小さくなり、傾斜路走行時の乗り心地が改善される。

このように、輪荷重Ｌｅの変化に起因して変化した各サスペンションの固有振動数Ｆｎに応じたゲインを乗じ、従来のスカイフック制御の基礎となるスカイフック制御ベース値Ｄｓｂに対して補正を行ってダンパ６の減衰力を制御するため、従来のスカイフック制御では傾斜路走行時に抑制できなかった車体振動が抑制され、傾斜路走行時の乗り心地が改善される。

そして、路面の傾斜が大きい場合には、傾斜路振動抑制制御から姿勢変化抑制制御に切り替えることにより、傾斜路によって発生する振動抑制による乗り心地向上と、車体１の姿勢変化の抑制による乗り心地向上との両立を実現し、傾斜路走行時の総括的な乗り心地改善が図られる。

≪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１２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１３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１２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１２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、第１実施形態と同様に図９に示すように、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。

＜減衰力制御装置の概略構成＞
図１３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（駆動制御手段）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の目標ばね定数を設定するばね定数制御部１０１（駆動制御手段）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、ばね定数制御部１０１から入力した目標ばね定数に応じて、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＞
ばね定数制御部１０１は、減衰力設定部５２と共に協調制御され、路面傾斜判定部５６によって路面の傾斜が検出された場合に、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が水平路走行時の固有振動数Ｆｎに近づくように、各エアスプリング１０５のばね定数を可変制御する。

＜ばね定数制御手順＞
次に、ばね定数制御手順について説明する。図６のフローチャートにおいて、サスペンション特性制御装置１５０は、ステップ２で路面の傾斜角度が所定角度以上である場合（Ｎｏ）、スカイフック演算制御部５５における姿勢変化抑制制御（ステップ３）と平行して、ばね定数制御部１０１において、各センサ９〜１３の検出信号に基づいて各エアスプリング１０５の目標ばね定数を設定することにより、輪荷重Ｌｅの変化と共に変化した各車体部位の固有振動数Ｆｎが水平路走行時の固有振動数に近づくように、各エアスプリング１０５のばね定数制御を行う。

＜第２実施形態の効果＞
第１実施形態の構成では、ダンパ６の減衰力を補正することによって各車体部位の振幅を変化させて乗り乗り心地を向上させることができたが、コイルスプリング５自体の固有振動数Ｆｎを変更することはできないため、傾斜路走行によって輪荷重Ｌｅの分布が変化した際に、車体部位の固有振動数Ｆｎを制御することはできなかった。ところが、本実施形態では、エアスプリング１０５のばね定数を変更することによって輪荷重Ｌｅに拘わらず各車体部位の固有振動数Ｆｎを変更することができるため、図１４に示すように、各車体部位の固有振動数を、水平路走行時の固有振動数に近づけるようにエアスプリング１０５を駆動制御することで、傾斜路走行時においても、水平路走行時と同様の乗り心地が実現される。

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ないことは云うまでもなく、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 第１実施形態に係るダンパの縦断面図 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 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 第１実施形態に係るスカイフックゲイン設定部の要部構成を示すブロック図 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 第１実施形態に係る傾斜路振動抑制制御の手順を示すフローチャート 第１実施形態に係る姿勢変化抑制制御の手順を示すフローチャート 第１実施形態に係る水平路走行時の各車体部位の固有振動数を示すグラフ 第１実施形態に係る、傾斜路走行時にダンパ減衰力を制御した際の各車体部位の固有振動数を示すグラフ 第１実施形態に係る、傾斜路走行時にダンパ減衰力を制御した際の各車体部位の固有振動数を示すグラフ 第２実施形態に係る四輪自動車の概略構成図 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 第２実施形態に係る、傾斜路走行時にダンパ減衰力を制御した際の各車体部位の固有振動数を示すグラフ 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

符号の説明

１ 車体
３ 車輪
５ コイルスプリング
６ ダンパ
７ サスペンション
５０ 減衰力制御装置（サスペンション特性制御装置）
５２ 減衰力設定部（駆動制御手段）
５５ スカイフック演算制御部
５６ 路面傾斜判定部
５７ ロール演算制御部
５８ ピッチ演算制御部
５９ スカイフックゲイン設定部
６０ 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 輪荷重算出部
６４ 固有振動数算出部
６５ 制御ゲイン設定部
１０５ エアスプリング
１０７ エアサスペンション
Ｄｓｂ スカイフック制御ベース値（制御パラメータ）

Claims (7)

1. 車体と各車輪との間に設けられたサスペンション要素を駆動制御することによってサスペンション特性を変化させるサスペンション特性制御装置であって、
   路面の傾斜を検出する路面傾斜検出手段と、
   各車輪の輪荷重を検出する輪荷重検出手段と、
   前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記輪荷重検出手段の検出結果に基づいて車体の振動が小さくなるように前記サスペンション要素を駆動制御する駆動制御手段と
   を備えたことを特徴とするサスペンション特性制御装置。
2. 前記駆動制御手段は、車体の運動量に基づいて制御パラメータを設定し、該制御パラメータに基づいて車輪ごとに前記サスペンション要素を制御し、更に、前記輪荷重検出手段の検出結果に基づいて前記制御パラメータを補正す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. 前記輪荷重検出手段の検出結果に基づいて、前記サスペンション要素が設けられた各車体部位の固有振動数を算出する固有振動数算出手段を更に備え、
   前記駆動制御手段は、前記固有振動数算出手段の算出結果に基づいて前記サスペンション要素を駆動制御することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のサスペンション特性制御装置。
4. 前記サスペンション要素は減衰力可変ダンパであり、
   前記駆動制御手段は、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記各車体部位のうち、上側に位置する少なくとも１つの車体部位の固有振動数の振幅が小さくなるように前記減衰力可変ダンパの減衰力を制御することを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション特性制御装置。
5. 前記サスペンション要素は減衰力可変ダンパであり、
   前記駆動制御手段は、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記各車体部位のうち、下側に位置する少なくとも１つの車体部位の固有振動数の振幅が大きくなるように前記減衰力可変ダンパの減衰力を制御することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のサスペンション特性制御装置。
6. 前記駆動制御手段は、前記路面傾斜検出手段によって路面の傾斜が検出された場合、前記各車体部位の固有振動数を、水平路走行時の固有振動数に近づけるように前記サスペンション要素を駆動制御することを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション特性制御装置。
7. 前記駆動制御手段は、前記路面傾斜検出手段によって検出された路面の傾斜が所定量以上の場合、車体の姿勢変化を抑制する制御に切り替えることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のサスペンション特性制御装置。

Images