JP2010064589A - 減衰力制御方法及び減衰力制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の「可変の減衰力を有する振動ダンパー」によれば、車両の通常の走行シーンにおいて、常時、エネルギを消費することになってしまうため、省エネルギの観点から、エネルギ消費量の削減が望まれる。
【解決手段】通電電流に応じて減衰力を変化させることができ、通電電流が０から増加するに従って減衰力を減少させる第１制御領域と、通電電流が、第１制御領域における通電電流の最大値よりも大きい場合、通電電流が増加するに従って減衰力を増加させる第２制御領域との２つの制御領域を有する減衰力可変ショックアブソーバ１２と、通電電流の供給範囲を、第１制御領域或いは第２制御領域の何れかに選択するモード切替装置１６とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両に備えられたショックアブソーバが発生する減衰力を電気的に制御する減衰力制御方法及び減衰力制御システムに関する。

従来、車両の走行用車輪には、走行時、路面からの衝撃を吸収するショックアブソーバが備えられており、このショックアブソーバが発生する減衰力を制御する減衰力制御装置として、例えば、電気的に減衰力を制御する「可変の減衰力を有する振動ダンパー」（特許文献１参照）が知られている。
この「可変の減衰力を有する振動ダンパー」は、調節可能な減衰力を有する振動ダンパーについて作動特性曲線の調整を行っており、ショックアブソーバが発生する減衰力を電気的に変更する技術が開示されている。

具体的には、外筒に対して摺動するピストンにオイルの流路を設け、サスペンションストローク時、ピストンの摺動によりオイルが流路を通過する際の流体抵抗を、減衰力として利用する。つまり、流路の断面積を電気的に変化させることにより、減衰力を変化させることができ、減衰力を制御する制御電流が大きくなるに連れて減衰力が大きくなる。
特開平１０−０６１７０７号公報

ところで、車両の通常の走行シーンにおいては、ショックアブソーバが発生する減衰力を調整できる範囲（最小値〜最大値）に対して、最小値近傍の減衰力を設定する時間が長くなるが、従来の「可変の減衰力を有する振動ダンパー」（特許文献１参照）の場合、最小値近傍の減衰力を発生させるためには、常時、電流を供給する必要がある。
このため、従来の「可変の減衰力を有する振動ダンパー」によれば、車両の通常の走行シーンにおいて、常時、エネルギを消費することになってしまうため、省エネルギの観点から、エネルギ消費量の削減が望まれる。

本発明の減衰力制御方法は、ショックアブソーバへの通電電流の供給範囲を、通電電流が０から増加するに従って減衰力を減少させる第１制御領域と、通電電流が増加するに従って減衰力を増加させる第２制御領域の何れかに選択することができることを特徴としている。上記減衰力制御方法は、本発明の減衰力制御システムにより実現することができる。

この発明によれば、車両の通常の走行シーンにおいて、走行の快適性を損なわずに消費電流を抑えることができるので、省エネルギに寄与することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施の形態）
図１は、この発明の第１実施の形態に係る減衰力制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、減衰力制御システム１０は、減衰力制御装置１１と減衰力可変ショックアブソーバ１２を有しており、減衰力制御装置１１は、車両状態検出装置１３、車両位置検出装置１４、路面状態検出装置１５、モード切替装置（選択手段）１６、及び減衰力制御演算装置（減衰力制御手段）１７を有している。

図２は、図１の減衰力可変ショックアブソーバの減衰力特性をグラフで示す説明図である。図２に示すように、減衰力可変ショックアブソーバ１２において、電磁コイルへの電流がゼロ（Ｉ＝０）から小電流（Ｉｘ）までの間では、減衰力Ｆは減少する（第１の制御の向きａ）が、電磁コイルへの電流が小電流（Ｉｘ）から最大（Ｉｍａｘ）までの間では、減衰力Ｆは増大する（第２の制御の向きｂ）ことになる。
つまり、減衰力可変ショックアブソーバ１２は、流路制限手段の初期位置（減衰力最小、電流固定）に対し、電流の増加に従って減衰力が大きくなる第１の制御の向きａ（図２参照）と、電流の減少に従って減衰力が大きくなる第２の制御の向きｂ（図２参照）とを有している。

この減衰力制御装置１１により、車両の、例えば前後車輪からなる走行用車輪（図示しない）のサスペンションに備えられた、サスペンション減衰力可変手段である減衰力可変ショックアブソーバ１２（例えば、４個を図示）の減衰力が制御される。
減衰力可変ショックアブソーバ１２は、外筒に対して摺動するピストンにオイルの流路を設け、サスペンションストローク時、ピストンの摺動によりオイルが流路を通過する際の流体抵抗を、減衰力として利用している。従って、オイルの流路の断面積を電気的に変化させる、即ち、電磁バルブからなる減衰力可変バルブに通電することにより、ショックアブソーバが発生する減衰力を電気的に変更することができる。

この減衰力可変ショックアブソーバ１２は、減衰力制御演算装置１７から出力された制御指令情報が入力することにより、制御指令情報に対応する減衰力に減衰力を変更する。
車両状態検出装置１３は、車両コントローラ・エリア・ネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＣＡＮ）や車両に搭載された各種センサ等によって、自車両の走行状態を検出し、検出結果である検出情報を減衰力制御演算装置１７へ出力する。車両状態検出装置１３による検出情報としては、例えば、自車走行速度ａ、操舵角ｂ、車体上下加速度ｃ、車輪上下加速度ｄ、及びブレーキ圧ｅ等がある。

車両位置検出装置１４は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の車両位置情報取得手段１４ａや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の車車間通信手段１４ｂを用いて、走行中の自車両の現在位置に関する情報を取得し、取得した情報を減衰力制御演算装置１７へ出力する。
路面状態検出装置１５は、自車両が走行している路面の状況に関する路面データ等を取得し、取得した情報を減衰力制御演算装置１７へ出力する。

モード切替装置（モードスイッチ）１６は、減衰力制御状態を、例えば、減衰力を高めに設定した減衰力高めモード、減衰力を弱めに設定した減衰力弱めモード、消費電流を抑制した消費電流抑制（省エネルギ）モード等の各種制御モードに切り換える。車両運転者（ドライバ）は、このモード切替装置１６を操作することにより、各種制御モードに任意に切り換えることができる。

減衰力制御演算装置１７は、目標減衰力設定手段（目標減衰力設定手段）１７ａ及び演算制御部１７ｂを有している。目標減衰力設定手段１７ａは、目標減衰力を設定し、演算制御部１７ｂは、入力した各種情報に基づき、減衰力制御情報を演算する。つまり、減衰力制御演算装置１７は、車両状態検出装置１３、車両位置検出装置１４、及び路面状態検出装置１５から入力した各種検出情報により自車両の走行状態を検知し、検知結果と、設定された目標減衰力に基づいて、減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力を制御する減衰力制御情報を演算し、減衰力制御情報に基づく制御指令情報を減衰力可変ショックアブソーバ１２へと出力する。

図３は、図１の減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、減衰力制御装置１１は、先ず、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードか否かを判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードである（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を、省エネルギモードに設定し、電流制御範囲を制限する。即ち、バルブ通電電流の範囲として第２の制御の向きｂを選択し、使用電流を第１の制御の向きａに対し制限するように設定する（ステップＳ１０２）。その後、ステップＳ１０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ１０１における判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードでない（Ｎｏ）場合、走行路面が良路か否かを判定する（ステップＳ１０３）。つまり、自車両又は他車両における過去の走行路面に関するデータにより、ナビゲーションシステムから、自車両の走行路面として受信しているのは良路地点であるか或いは良路地点であると推定できるか否かを判定する。ここで、良路とは、目標減衰力算出値が、減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力可変バルブに通電しないときの減衰力より小さい場合の路面を意味する。

次に、ステップＳ１０３における判定の結果、走行路面が良路である（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を省エネルギモードに設定（第２の制御の向きｂを選択）し（ステップＳ１０２）、その後、ステップＳ１０１へ戻り、判定を繰り返す。一方、判定の結果、走行路面が良路でない（Ｎｏ）場合、モード切替装置（モードスイッチ）１６の設定に従って、電流制御を行う。即ち、バルブ通電電流の範囲として第１の制御の向きａを選択して、減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力可変バルブへ通電し、減衰力の制御を行う（ステップＳ１０４）。その後、ステップＳ１０１へ戻り、判定を繰り返す。
（第２実施の形態）

図４は、この発明の第２実施の形態に係る減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、減衰力制御装置１１は、先ず、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードか否かを判定する（ステップＳ２０１）。判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードである（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を、省エネルギモードに設定し、電流制御範囲を制限する。即ち、バルブ通電電流の範囲として第２の制御の向きｂを選択し、使用電流を第１の制御の向きａに対し制限するように設定する（ステップＳ２０２）。その後、ステップＳ２０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ２０１における判定の結果、モード切替装置１４の状態が省エネルギモードでない（Ｎｏ）場合、車両が直進走行状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。判定の結果、車両が直進走行状態にある（Ｙｅｓ）場合、ナビゲーションシステムから、自車両の走行路面として受信しているのは舗装路面か否かを判定する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０４における判定の結果、走行路面が舗装路面である（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を、省エネルギモードに設定（第２の制御の向きｂを選択）して、電流制御範囲を制限し（ステップＳ２０２）、その後、ステップＳ２０１へ戻り、判定を繰り返す。一方、走行路面が舗装路面でない（Ｎｏ）場合、モード切替装置（モードスイッチ）１６の設定に従って、電流制御を行う。即ち、バルブ通電電流の範囲として第１の制御の向きａを選択して、減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力可変バルブへ通電し、減衰力の制御を行う（ステップＳ２０５）。その後、ステップＳ２０１へ戻り、判定を繰り返す。
（第３実施の形態）

図５は、この発明の第３実施の形態に係る減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、減衰力制御装置１１は、先ず、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードか否かを判定する（ステップＳ３０１）。判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードである（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を、省エネルギモードに設定し、電流制御範囲を制限する。即ち、バルブ通電電流の範囲として第２の制御の向きｂを選択し、使用電流を第１の制御の向きａに対し制限するように設定する（ステップＳ３０２）。その後、ステップＳ３０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ３０１における判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードでない（Ｎｏ）場合、車体上下速度及びサスペンションストローク速度を算出する（ステップＳ３０３）。その後、スカイフック制御理論により、必要な減衰力を算出する（ステップＳ３０４）。
ここで、スカイフック制御理論とは、絶対的な車体速度（ばね上上下速度）と、相対的なピストン移動量から求められた相対的なピストン速度（ばね上−ばね下間相対速度）の両方向判別符号が一致する制振域の時は、ショックアブソーバの減衰力特性をハードに制御することにより、制振力を高めて車体の振動を抑制し、両方向判別符号が不一致となる加振域の時には、ショックアブソーバの減衰力特性をソフトに制御することにより、加振力を弱めてばね下入力のばね上への伝達を抑制するものである。

スカイフック制御理論による必要な減衰力の算出結果から、必要減衰力は、電磁コイルへの通電電流がゼロ（Ｉ＝０）のときの減衰力未満か否かを判定する（ステップＳ３０５）。判定の結果、必要減衰力が通電電流ゼロのときの減衰力未満である（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を、省エネルギモードに設定（第２の制御の向きｂを選択）して、電流制御範囲を制限し（ステップＳ３０２）、その後、ステップＳ３０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ３０５における判定の結果、必要減衰力が通電電流ゼロのときの減衰力未満でない、即ち、通電電流ゼロのときの減衰力以上である（Ｎｏ）場合、モード切替装置（モードスイッチ）１６の設定に従って、電流制御を行う。即ち、バルブ通電電流の範囲として第１の制御の向きａを選択して、減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力可変バルブへ通電し、減衰力の制御を行う（ステップＳ３０６）。その後、ステップＳ３０１へ戻り、判定を繰り返す。
（第４実施の形態）

図６は、この発明の第４実施の形態に係る減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。図６に示すように、減衰力制御装置１１は、先ず、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードか否かを判定する（ステップＳ４０１）。判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードである（Ｙｅｓ）場合、減衰力可変ショックアブソーバ１２の制御領域を、省エネルギモードに設定し、電流制御範囲を制限する。即ち、バルブ通電電流の範囲として第２の制御の向きｂを選択し、使用電流を第１の制御の向きａに対し制限するように設定する（ステップＳ４０２）。その後、ステップＳ４０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ４０１における判定の結果、モード切替装置１６の状態が省エネルギモードでない（Ｎｏ）場合、イグニッションスイッチがオン（ＩＧＮ ＯＮ）の状態でエンジンがオフ（ＥＮＧ ＯＦＦ）か否かを判定する（ステップＳ４０３）。判定の結果、イグニッションスイッチがオンの状態でエンジンがオフである（Ｙｅｓ）場合、省エネルギモードに設定するか、或いは減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力可変バルブへ通電させない（ステップＳ４０４）。その後、ステップＳ４０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ４０３における判定の結果、イグニッションスイッチがオンの状態でエンジンがオフでない、即ち、エンジンがオン（ＯＮ）である（Ｎｏ）場合、エンジンがオン（ＯＮ）であり、且つ、車両が停止又は低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ未満）走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。判定の結果、エンジンオン、且つ、車両停止又は低速走行状態である（Ｙｅｓ）場合、省エネルギモードに設定するか、或いは減衰力可変ショックアブソーバ１２の減衰力可変バルブへ通電させない（ステップＳ４０４）。その後、ステップＳ４０１へ戻り、判定を繰り返す。

一方、ステップＳ４０５における判定の結果、エンジンオン、且つ、車両停止又は低速走行状態でない（Ｎｏ）場合、前述した第１実施の形態から第３実施の形態に係る減衰力制御装置１１による制御処理へ移行する（ステップＳ４０６）。
上述したように、この発明に係る減衰力制御方法は、通電電流に応じて減衰力を変化させることができ、通電電流が０から増加するに従って減衰力を減少させる第１制御領域と、通電電流が、前記第１制御領域における通電電流の最大値よりも大きい場合、通電電流が増加するに従って減衰力を増加させる第２制御領域との２つの制御領域を有するショックアブソーバに対し、前記第１制御領域或いは前記第２制御領域の何れかを選択して、前記通電電流を供給することを特徴としている。

この発明に係る減衰力制御システムは、通電電流に応じて減衰力を変化させることができ、通電電流が０から増加するに従って減衰力を減少させる第１制御領域と、通電電流が、前記第１制御領域における通電電流の最大値よりも大きい場合、通電電流が増加するに従って減衰力を増加させる第２制御領域との２つの制御領域を有するショックアブソーバと、前記通電電流の供給範囲を、前記第１制御領域或いは前記第２制御領域の何れかに選択する選択手段とを有することを特徴としている。

また、減衰力制御システムは、前記選択手段から入力した選択情報と、前記ショックアブソーバを備えた自車両の走行状態に基づき、前記第１制御領域或いは前記第２制御領域の何れかを選択して前記通電電流を供給する減衰力制御手段を有することを特徴としている。
また、減衰力制御システムは、前記減衰力制御手段が、目標減衰力を設定する目標減衰力設定手段を有し、前記目標減衰力が、前記第１制御領域で発生させることができる減衰力の範囲に含まれる場合、前記通電電流の供給範囲を前記第１制御領域に制御することを特徴としている。

また、減衰力制御システムは、前記減衰力制御手段が、自車両の走行状態を検出する車両状態検出装置と、走行中の自車両の現在位置に関する情報を取得する車両位置検出装置と、自車両が走行している路面の状況に関するデータを取得する路面状態検出装置とを有することを特徴としている。
この減衰力制御システム１０の減衰力可変ショックアブソーバ１２は、流路制限手段の初期位置（減衰力最小、電流固定）に対し、電流の増加に従って減衰力が大きくなる第１の制御の向きａ（図２参照）と、電流の減少に従って減衰力が大きくなる第２の制御の向きｂ（図２参照）とを有している。

そして、第１の制御の向きａにおける第１最大減衰が、第２の制御の向きｂにおける第２最大減衰に対し大きく設定され、車両走行に際しての様々な状況（第１〜４実施の形態参照）に応じて、第１の制御の向きａと第２の制御の向きｂの何れかを選択する選択手段としてモード切替装置１６を設けている。
このため、減衰力制御システム１０により、車両の走行条件に応じて、減衰力可変ショックアブソーバ１２の電磁バルブへの通電電流量を切り換えることができるので、走行の快適性を損なわずに消費電流を抑えることができる。

つまり、従来の減衰力可変ショックアブソーバにおいては、電流の増加に従って減衰力が大きくなる第１の制御の向きａのみを使っていたため、減衰力を増加させるには、電流を増加させる必要があった。これに対し、この発明に係る減衰力制御システム１０の減衰力可変ショックアブソーバ１２は、減衰力を最大まで増加させる必要が無く、第２の制御の向きｂにおいて発生可能な減衰力であり、且つ、第１の制御の向きａにおける減衰力と同じ効果を得られる状況においては、電流を減少させることによって、減衰力を増加させることができる第２の制御の向きｂを自動的に選択することにより、減衰力制御効果を損なうことなく、消費電流を抑制することができる。

また、運転者は、任意に第２の制御の向きｂを選択することができるため、いつでも消費電流を抑制することができる。
このように、この発明に係る減衰力可変ショックアブソーバ１２は、要求される減衰力が最小値またはその近傍である場合において、電気エネルギを下げる方向となる。つまり、頻度が高い通常走行シーンで要求される減衰力は最小値またはその近傍であることが多いため、通常走行シーンにおいて、エネルギ消費量を減らすことができる。

この発明の第１実施の形態に係る減衰力制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の減衰力可変ショックアブソーバの減衰力特性をグラフで示す説明図である。 図１の減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の第２実施の形態に係る減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の第３実施の形態に係る減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の第４実施の形態に係る減衰力制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 減衰力制御システム
１１ 減衰力制御装置
１２ 減衰力可変ショックアブソーバ
１３ 車両状態検出装置
１３ａ 自車走行速度
１３ｂ 操舵角
１３ｃ 車体上下加速度
１３ｄ 車輪上下加速度
１３ｅ ブレーキ圧
１４ 車両位置検出装置
１４ａ 車両位置情報取得手段
１４ｂ 車車間通信手段
１５ 路面状態検出装置
１６ モード切替装置
１７ 減衰力制御演算装置
１７ａ 目標減衰力設定手段
１７ｂ 演算制御部
ａ 第１の制御の向き
ｂ 第２の制御の向き

Claims (5)

1. 通電電流に応じて減衰力を変化させることができ、通電電流が０から増加するに従って減衰力を減少させる第１制御領域と、通電電流が、前記第１制御領域における通電電流の最大値よりも大きい場合、通電電流が増加するに従って減衰力を増加させる第２制御領域との２つの制御領域を有するショックアブソーバに対し、前記第１制御領域或いは前記第２制御領域の何れかを選択して、前記通電電流を供給することを特徴とする減衰力制御方法。
2. 通電電流に応じて減衰力を変化させることができ、通電電流が０から増加するに従って減衰力を減少させる第１制御領域と、通電電流が、前記第１制御領域における通電電流の最大値よりも大きい場合、通電電流が増加するに従って減衰力を増加させる第２制御領域との２つの制御領域を有するショックアブソーバと、
   前記通電電流の供給範囲を、前記第１制御領域或いは前記第２制御領域の何れかに選択する選択手段と
   を有することを特徴とする減衰力制御システム。
3. 前記選択手段から入力した選択情報と、前記ショックアブソーバを備えた自車両の走行状態に基づき、前記第１制御領域或いは前記第２制御領域の何れかを選択して前記通電電流を供給する減衰力制御手段を有することを特徴とする請求項２に記載の減衰力制御システム。
4. 前記減衰力制御手段は、
   目標減衰力を設定する目標減衰力設定手段を有し、
   前記目標減衰力が、前記第１制御領域で発生させることができる減衰力の範囲に含まれる場合、前記通電電流の供給範囲を前記第１制御領域に制御することを特徴とする請求項３に記載の減衰力制御システム。
5. 前記減衰力制御手段は、
   自車両の走行状態を検出する車両状態検出装置と、
   走行中の自車両の現在位置に関する情報を取得する車両位置検出装置と、
   自車両が走行している路面の状況に関するデータを取得する路面状態検出装置と
   を有することを特徴とする請求項３または４に記載の減衰力制御システム。

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