JP2010116073A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーの操作に対して応答性よく減衰力を制御してドライビングフィールを高められる車両用サスペンションを提供する。
【解決手段】車両の車体と車輪との間に介装されたサスペンションに減衰力可変機構６，７，８，９を備え、該減衰力可変機構の減衰力特性を変更することでサスペンションによる車輪から該車体への振動入力状態を制御する車両用サスペンション装置において、車両への操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段３３と、操舵トルク検出手段３３で検出された操舵トルクＴに基づいて減衰力可変機構の減衰力特性を変更制御する制御手段２０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショックアブソーバの減衰力特性を変更することで車両から車体への振動入力状態を制御する車両用サスペンション装置に関する。

従来より、減衰特性を切替可能な減衰力可変ショックアブソーバ（減衰力可変装置）を装備した車両用サスペンション装置が知られている。かかるサスペンション装置では、運転状態や路面状態に関する情報を上下加速度センサ、車輪速センサなどの検出手段で検出し、この検出結果から運転状態や路面状態を推定し、ショックアブソーバの減衰特性が、この検出された運転状態や路面状態に応じた特性となるように、減衰力切替アクチュエータを制御している。このような車両用サスペンションとしては、例えば特許文献１が挙げられる。

特開平１１−１１５４４０号公報

従来の車両用サスペンション装置は、運転状態や路面状態に関する情報を検出手段で検出した後、これら検出手段の検出結果を用いて減衰力切替アクチュエータを制御している。このため、減衰力切替アクチュエータに対する制御は、車両や路面に変化が発生し、その発生が検出手段で検出されてから実行されるので、応答性という点ではどうしても遅れがちとなり、改善の余地がある。また、車両変化後に検出された情報で減衰力切替が行われてしまうと、ドライバーの操縦感が薄れてしまい、ドライビングフィールが損なわれてしまう。
本発明は、ドライバーの操作に対して応答性よく減衰力を制御してドライビングフィールを高められる車両用サスペンションを提供することを、その目的とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる、車両の車体と車輪との間に介装されたサスペンションに減衰力可変機構を備え、減衰力可変機構の減衰力特性を変更することでサスペンションによる車輪から車両への振動入力状態を制御する車両用サスペンション装置において、車両への操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段で検出された操舵トルク情報に基づいて減衰力可変機構の減衰力特性を変更制御する制御手段を有することを特徴としている。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の車両用サスペンション装置において、 御手段は、操舵トルクの変化率を算出する操舵トルク変化率算出手段と、操舵トルク変化率算出手段でされた操舵トルク変化率が予め設定した基準操舵トルク値を超えている否かを判定する判定手段と、判定手段により操舵トルク変化率が予め設定した基準操舵トルク値を超えている場合には、操舵トルク変化率に基づき、減衰力可変機構の減衰力特性を増減する減衰力調整手段を有することを特徴としている。
請求項３に係る発明は、請求項２記載の車両用サスペンション装置において、基準操舵トルク値が速度情報に応じて複数設定されていることを特徴としている。

本発明によれば、車両への操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段で検出された操舵トルク情報に基づいて減衰力可変機構の減衰力特性を変更制御するので、車両に対して変化を与える操作情報を基に減衰力特性が制御できるため、操舵後に現れる車両の変化情報を検出して制御する場合よりも、ドライバーの操作に対して応答性よく減衰力を調整でき、ドライビングフィールを高めることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態としての車両用サスペンション装置を示す。図１はその機能ブロック図、図２はそのシステム構成図、図３はその減衰特性制御に用いるマップを示す図である。

図１，図２に示すように、本形態にかかる車両用サスペンション装置は、車両１０の図示しない車体と車輪２，３，４，５との間に介装されたサスペンションが減衰力可変機構となるショックアブソーバ（減衰力可変機構）６，７，８，９を備え、このショックアブソーバ（減衰力可変機構）６，７，８，９の減衰力特性を変更することでサスペンションによる車輪２，３，４，５から車両への振動入力状態を制御手段となる電子制御ユニット２０で制御するものである。

ショックアブソーバ６，７，８，９の減衰力制御は、ショックアブソーバ６，７，８，９にそれぞれ備えられた図示しない可変オリフィスの開口を減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａで切り替えることで行われ、ここでは、減衰力状態を、ハード〜ソフトの間で多段階に切り替えることができるようになっている。

車両１０には、アクセル開度状態検出手段としてのアクセルポジションセンサ（以下ＡＰＳという）３０と、制動状態検出手段となるブレーキＳＷ３１と、車両１０への操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段としての操舵トルク検出センサ３３と、車輪２，３，４，５のうちの一つの車輪（ここでは左前輪２）の車輪速を検出して車速情報Ｖを出力する車輪速検出手段としての車輪速センサ３４が配設されている。これらセンサ３０，３１，３３，３４は、電子制御ユニット２０に信号線を介して接続されている。電子制御ユニット２０は、各検出信号が入力されるように構成されている。また、電子制御ユニット２０には、車体の上下加速度を検出する周知の上下加速度センサ３５〜３８が接続されていて、各センサからの加速度情報が入力されるように構成されている。

アクセル開度状態検出手段３０は、ここではアクセル開度状態を直接検出するアクセルポジションセンサ（以下、「ＡＰＳ」と記す）が用いられるが、このＡＰＳに代えて、アクセル開度に対応するスロットル開度を検出するスロットル開度センサ（ＴＰＳ）など、アクセル開度状態に対応した量を検出するセンサ類を用いてもよい。ブレーキＳＷ３１は、例えば図示しなしストップランプの点灯と連動するストップランプスイッチとして備えられているものを用いているが、これに限定されるものではなく、ブレーキペダルの踏み込みに応じて作動するスイッチを用いてもよい。

本形態においてハンドル４０には周知の電動パワーステアリングが採用されている。操舵トルク検出センサ３３は、電動パワーステアリングに用いられているもので、ハンドル４０に対する操舵トルクＴを検出すべく、本形態では２つ装着されている。これら操舵トルク検出センサ３３はそれぞれを相互監視するように構成されていて、センサとしての信頼性を高められている。

電子制御ユニット２０内には、操舵トルクＴの変化率ΔＴを算出する操舵トルク変化率算出手段２１と、操舵トルク変化率算出手段２１でされた操舵トルク変化率ΔＴが予め設定した基準操舵トルク値ａを超えている否かを判定する判定手段２２と、判定手段２２により操舵トルク変化率ΔＴが予め設定した基準操舵トルク値ａを超えている場合（ΔＴ＞ａ）には、操舵トルク変化率ΔＴに基づき、減衰力可変機構の減衰力特性を増減する減衰力調整手段２３とを備えている。本形態において、基準操舵トルク値ａは、車輪速センサ３４で検出された車輪速（車速情報Ｖ）に応じて複数設定されている。これら操舵トルク変化率算出手段２１、判定手段２２、減衰力調整手段２３、操舵トルク検出センサ３３及び車輪速センサ３４は本発明の制御に係るパラメータ情報を検出する構成要素である。

操舵トルク変化率算出手段２１は、操舵トルク検出センサ３３で検出された操舵トルクＴの微分値ΔＴを算出する周知の数式で構成されている。減衰力調整手段２３は図３に示すように、縦軸を減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａに対する減衰力制御電流値とし、横軸を操舵トルク変化率ΔＴとし、速度情報に応じて基準操舵トルク値ａの値を変化させたマップで構成されている。このマップの特性は、車輪速（車速情報Ｖ）が低速、中速、高速時の操舵トルク変化率ΔＴから減衰力制御電流値を求めるもので、操舵トルク変化率ΔＴが大きい場合や車輪速（車速情報Ｖ）が高くなるほど減衰力制御電流値が大きくなるように設定されている。減衰力制御電流値が大きい場合には、減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａによる図示しないオリフィスの開度が狭く、減衰力が高くなり、減衰力制御電流値が小さい場合には、減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａによる図示しないオリフィスの開度が大きく、減衰力が低くなるように設定されている。

電子制御ユニット２０には、操舵トルク変化率算出手段２１、判定手段２２、減衰力調整手段２３、操舵トルク検出センサ３３及び車輪速センサ３４を用いてドライバーのハンドル操作に対して減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａを制御して応答性よく減衰力を調整するドライブフィール優先モードと、ＡＰＳ３０、ブレーキＳＷ３１、車輪速センサ３４、上下加速度センサ３５〜３８などの検出情報から車両情報を検出して減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａを制御し、車両の状態にマッチした乗り心地優先モードを備えている。乗り心地優先モードの内容としては、例えば上下加速度センサ３５〜３８が検出するバネ上（車体）の車体上下加速度を一度積分し、この積分値に応じて制御する所謂「スカイフックダンパ制御」が挙げられる。本形態ではハンドル角を検出するセンサは記載していないが、乗り心地優先モードの実施に際しては、ハンドル角を検出し、当該ハンドル角を乗り心地優先モードの制御パラメータとして用いてもよい。

ここで、ドライブフィール優先モードにおいて、サスペンションの制御パラメータとして用いた操舵トルク検出センサ３３からの操舵トルクＴの検出値と他のパラメータとなる検出値との特性について説明する。

本願発明者は、操舵トルクＴと、サスペンション制御のパラメータとして一般に用いられるハンドル角、ヨーレイト、横加速度の出力位相を同一条件で計測したところ、図４に示すような結果を得られた。これによると操舵トルクＴは他のパラメータ値よりも出力位相が早いことが判明した。操舵トルクＴはドライバーがハンドル４０を操作したときに最初にハンドル４０に加わる要素であり、操作環境で言えばもっとも早く変化する要素である。これに対し、ヨーレイトや横加速度はハンドル４０を操作して車両１０が実際に変化したときに、その変化を検出するものであり、時間軸で言えば操舵トルクＴよりも遅い検出となる。ハンドル角はヨーレイトや横加速度に比べれば、ハンドル操作に関する情報を検出するものであるが、ハンドル４０は操作トルクＴが加わることで回転するので、この回転を検出した結果であるハンドル角は操作トルクＴに比べれば、やはり時間的には遅い検出パラメータとなる。このような理由から、本願発明者は、ドライバーのハンドル操作に対して応答性を優先させる場合には、操舵トルクＴに応じて減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａを制御して減衰力を調整するドライブフィール優先モードを選択するようにした。

このような構成の車両用サスペンション装置の制御内容について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本形態では、既に車両１０は走行状態であるものとする。電子制御ユニット２０は、ステップＳＰ１において操舵トルク検出センサ３３が検出した操舵トルクＴ（情報）と車輪速センサ３４からの車速情報Ｖを読み込みステップＳＰ２に進む。ステップＳＰ２では、数式で構成されている操舵トルク変化率算出手段２１で、操舵トルク変化率ΔＴを算出する。ステップＳＰ３では、算出された操舵トルク変化率ΔＴが基準操舵トルク値ａを超えているか否かを判定手段２２で判定する。この結果、操舵トルク変化率ΔＴが基準操舵トルク値ａを超えている場合にはステップＳＰ４に進んでドライブフィール優先モードを実行し、操舵トルク変化率ΔＴが基準操舵トルク値ａを超えていない場合にはステップＳＰ５に進んで乗り心地優先モードを実行する。

ドライブフィール優先モードでは、車輪速信号と操舵トルク変化率ΔＴとを基に、図３に示すマップから減衰力制御電流を選択する。そしてステップＳＰ６において減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａを制御して、各ショックアブソーバ６，７，８，９内の図示しないオリフィスの開閉度を切り替え、オイルがオリフィスを通過するときの抵抗を変化させることにより、ショックアブソーバ６，７，８，９の減衰力を可変制御する。

このように、本形態によると、電子制御ユニット２０は、操舵トルク検出手段３３で検出された操舵トルクＴの変化率ΔＴを操舵トルク変化率算出手段２１で算出し、操舵トルク変化率ΔＴが予め設定した基準操舵トルク値ａを超えている否かを判定手段２２で判定し、判定手段２２により操舵トルク変化率ΔＴが予め設定した基準操舵トルク値ａを超えている場合には、減衰力調整手段２３である図３のマップから操舵トルク変化率ΔＴａに基づき減衰力制御電流して、選択した減衰力制御電流で減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａを制御して、各ショックアブソーバ６，７，８，９内の図示しないオリフィスの開閉度を切り替えて、減衰力特性を増減する。

つまり、車両１０への操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段３３で検出された操舵トルクＴに基づいて各ショックアブソーバ６，７，８，９の減衰力特性を変更制御するので、車両１０に対して変化を与えるハンドル４０への操作情報を基に減衰力特性が制御できるため、ハンドル４０の操舵後に現れる車両１０の変化情報を検出して制御する場合よりも、ドライバーの操作に対して応答性よく減衰力を調整でき、ドライビングフィールを高めることができる。さらに、本形態では、基準操舵トルク値ａが速度情報Ｖに応じて複数設定されているので、各ショックアブソーバ６，７，８，９の減衰力を速度に合わせて調整することができ、よりドライバーの操作に対して応答性よく減衰力を調整でき、ドライビングフィールを高めることができる。

本形態による、操舵トルク検出手段３３で検出された操舵トルクＴの変化率ΔＴを操舵トルク変化率算出手段２１で算出し、操舵トルク変化率ΔＴが予め設定した基準操舵トルク値ａを超えている否かを判定手段２２で判定し、判定手段２２により操舵トルク変化率ΔＴが予め設定した基準操舵トルク値ａを超えている場合には、減衰力調整手段２３である図３のマップから操舵トルク変化率ΔＴａに基づき減衰力制御電流して、選択した減衰力制御電流で減衰力切替アクチュエータ６ａ，７ａ，８ａ，９ａを制御する内容は、周知のスカイフックダンパ制御、アクティブスタビライザ、フルアクティブサスペンション等の制御に使用しても、本形態と同様、車両１０に対して変化を与えるハンドル４０への操作情報を基に減衰力特性が制御できるため、ハンドル４０の操舵後に現れる車両１０の変化情報を検出して制御する場合よりも、ドライバーの操作に対して応答性よく減衰力を調整でき、ドライビングフィールを高めることができる。

本発明の一実施形態としての車両用サスペンション制御装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態としての車両用サスペンション制御装置のシステム構成図である。 本発明の一実施形態にかかるショックアブソーバ（減衰力可変機構）の減衰力特性制御マップを示す図である。 操舵トルクＴと他のパラメータ値よりも出力位相の特性図である。 本発明に係る車両用サスペンション装置の制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

２，３，４，５ 車輪
６，７，８，９ ショックアブソーバ（減衰力可変機構）
６ａ，７ａ，８ａ，９ａ アクチュエータ
２０ 制御手段
２１ 操舵トルク変化率算出手段
２２ 判定手段
２３ 減衰力調整手段
３３ 操舵トルク検出手段
ａ 基準操舵トルク値
Ｔ 操舵トルク
ΔＴ 操舵トルク変化率
Ｖ 車速情報

Claims (3)

1. 車両の車体と車輪との間に介装されたサスペンションに減衰力可変機構を備え、該減衰力可変機構の減衰力特性を変更することで前記サスペンションによる該車輪から該車両への振動入力状態を制御する車両用サスペンション装置において、
   前記車両への操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルク情報に基づいて前記減衰力可変機構の減衰力特性を変更制御する制御手段を有することを特徴とする車両用サスペンション装置。
2. 前記制御手段は、
   前記操舵トルクの変化率を算出する操舵トルク変化率算出手段と、
   前記操舵トルク変化率算出手段でされた操舵トルク変化率が予め設定した基準操舵トルク値を超えている否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記操舵トルク変化率が予め設定した基準操舵トルク値を超えている場合には、前記操舵トルク変化率に基づき、前記減衰力可変機構の減衰力特性を増減する減衰力調整手段を有することを特徴とする請求項１記載の車両用サスペンション装置。
3. 前記基準操舵トルク値は、速度情報に応じて複数設定されていることを特徴とする請求項２記載の車両用サスペンション装置。

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