JP2013049362A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーバーステアを軽減して、車両の安定性を高めるようにする。
【解決手段】 車体１には操舵角δを検出する操舵角センサ１２と実ヨーレートｒを検出するヨーレートセンサ１３を設ける。コントローラ１５は、操舵角δと実ヨーレートｒに基づいて、車両がオーバーステアか否かを判断する。そして、コントローラ１５は、車両がオーバーステア状態と判断した場合には、操舵角δに基づく目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒとの差分に応じて、後輪側の減衰力指令信号Ｉ_RRを制御する。これにより、車両がオーバーステア状態となったときに、車体１の両後輪３のうち、縮み行程の減衰力をハードに、伸び行程の減衰力をソフトに調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられるサスペンション制御装置に関する。

一般に、自動車等の車両には、車体側と各車軸側との間に減衰力調整式緩衝器を設けると共に、該緩衝器による減衰力特性を、ブレーキの制動作動に伴う車両姿勢等に応じて可変に制御する構成としたサスペンション制御装置が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたサスペンション制御装置では、横滑り防止装置の作動時に、制動輪の輪荷重を増加し、非制動輪の輪荷重を減少させるように減衰力調整式緩衝器を制御する。これは、減衰力調整式緩衝器によって制動力を増加し、走行安定性を向上させる方法である。

特開２００３−１１６３５号公報

ところで、制動輪の輪荷重を増加させると、摩擦円が拡大するため、制動力も向上するが、併せてコーナリングフォースも増加する。これに対し、横滑り防止装置によるオーバーステア抑制は、右前後輪もしくは左前後輪に制動力を発生させ、制動力によって自転と逆向きのヨーモーメントを作り出すことで行う。このとき、輪荷重制御によって前輪の荷重を増加させることは、前輪のコーナリングフォースを増大させることに繋がるため、コーナリングフォースによる自転向きのヨーモーメントが増大することになる。従って、前輪の輪荷重を増加させると、オーバーステアをさらに増大させることになるから、横滑り防止装置は、輪荷重制御で増大したヨーモーメント分を抑制するために、さらに制動力を増加させなければならないという問題がある。

本発明は上述した問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、オーバーステアを軽減して、車両の安定性を高めるようにしたサスペンション制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明によるサスペンション制御装置は、輪荷重調整機構を制御する制御手段は、操舵角を検出する操舵角検出手段と、車体に発生する実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、検出した前記操舵角から目標ヨーレートを推定する目標ヨーレート推定手段と、前記実ヨーレートと前記目標ヨーレートとの差分により、前記車両の挙動がオーバーステアか否かを判断する車体挙動判断手段と、を有し、該車体挙動判断手段によりオーバーステアであると判断したときに、前記実ヨーレートと前記目標ヨーレートとの差分に応じて、前記車体の両後輪の前記輪荷重調整機構を制御する構成としたことを特徴としている。

本発明によれば、上述の構成により、オーバーステアを軽減して、車両の安定性を高めることができる。

本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置が適用された４輪自動車を示す斜視図である。 本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置を示す制御ブロック図である。 図２中のコントローラによる各車輪の減衰力制御処理を示す流れ図である。 図３中のステップ６における制御判別処理を示す流れ図である。 図３中の輪荷重制御を示す流れ図である。 実施の形態による操舵角、実ヨーレート、ヨーレート偏差、制御判別係数、ピストン加速度および後輪側の減衰力指令信号の時間変化を模式的に示す特性線図である。 実施の形態による制御判別係数、後輪側の減衰力指令信号および左後輪の輪荷重の時間変化を示す特性線図である。 左操舵時における車両の状態と操舵角およびヨーレート偏差との関係を示す説明図である。 右操舵時における車両の状態と操舵角およびヨーレート偏差との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態によるサスペンション装置を、例えば４輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。なお、以下では、左操舵を正とし、右操舵を負とする。また、左操舵でのヨーレートを正とし、右操舵でのヨーレートを負とする。さらに、ピストンの伸び側を正とし、縮み側を負とする。

図１ないし図７は本発明の実施の形態を示している。図中、１は車両のボディを構成する車体で、該車体１の下側には、例えば左，右の前輪２(一方のみ図示）と左，右の後輪３(一方のみ図示）とが設けられている。

４，４は左，右の前輪２側と車体１との間に介装して設けられた前輪側のサスペンション装置で、該各サスペンション装置４は、左，右の懸架ばね５（以下、ばね５という）と、該各ばね５と並列になって左，右の前輪２側と車体１との間に設けられた左，右の減衰力調整式緩衝器６（以下、減衰力可変ダンパ６という）とから構成されている。

７，７は左，右の後輪３側と車体１との間に介装して設けられた後輪側のサスペンション装置で、該各サスペンション装置７は、左，右の懸架ばね８（以下、ばね８という）と、該各ばね８と並列になって左，右の後輪３側と車体１との間に設けられた左，右の減衰力調整式緩衝器９（以下、減衰力可変ダンパ９という）とから構成されている。

ここで、各サスペンション装置４，７の減衰力可変ダンパ６，９は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。この減衰力可変ダンパ６，９は、車体１と車輪２，３との間の距離方向に生じる力を調整することにより、車輪２，３の輪荷重を調整する。ここで、減衰力可変ダンパ６，９には、その減衰力特性をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的に調整するため、減衰力調整バルブとアクチュエータ（図示せず）等が付設されている。このため、減衰力可変ダンパ６，９は、これらのバルブやアクチュエータを含めて輪荷重調整機構を構成している。

なお、減衰力調整バルブは、減衰力特性を必ずしも連続的に変化させる構成である必要はなく、２段階または３段階以上で断続的に調整する構成であってもよい。この減衰力調整バルブとしては、減衰力発生バルブのパイロット圧を制御する圧力制御方式や通路面積を制御する流量制御方式等、良く知られて構造を用いることができる。

１０は車体１に設けられた複数のばね上加速度センサで、該各ばね上加速度センサ１０は、ばね上側となる車体１側で上，下方向の振動加速度を検出するために、左，右の前輪２側の減衰力可変ダンパ６の上端側（ロッド突出端側）近傍となる位置で車体１に取付けられると共に、後輪３側の減衰力可変ダンパ９の上端側（ロッド突出端側）近傍となる位置でも車体１に取付けられている。そして、ばね上加速度センサ１０は、車両の走行中に路面状態を上，下方向の振動加速度として検出する路面状態検出器を構成し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。なお、このばね上加速度センサ１０は、４輪全てに設けてもよく、また、左，右の前輪２と左，右の後輪３の何れか１つの合計３個設ける構成としてもよい。

１１は車両の各前輪２側、各後輪３側にそれぞれ設けられた複数のばね下加速度センサで、該各ばね下加速度センサ１１は、左，右の前輪２側と左，右の後輪３側とで上，下方向の振動加速度を車輪毎に検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。

そして、ばね下加速度センサ１１によるばね下（車軸）側の加速度信号は、後述のコントローラ１５による演算処理（図３中のステップ４参照）において、ばね上加速度センサ１０から出力されるばね上（車体１）側の加速度信号に対して減算処理される。この減算処理により、ばね上，ばね下間のピストン加速度ａ_fr，ａ_rr、即ち各ダンパ６，９の距離方向への移動加速度となる伸縮加速度が算出される。なお、ピストン加速度ａ_frは、前輪側の減衰力可変ダンパ６の伸縮加速度であり、ピストン加速度ａ_rrは、後輪側の減衰力可変ダンパ９の伸縮加速度である。これらのピストン加速度ａ_fr，ａ_rrはピストン相対加速度ともいう。

また、ピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを積分することにより、各前輪２、各後輪３と車体１との間の上，下方向の相対速度、即ち各ダンパ６，９の伸縮速度が算出される。

１２は車体１に設けられた操舵角検出手段としての操舵角センサで、該操舵角センサ１２は、例えばステアリング（図示せず）に設けられた角度センサ等によって構成され、ステアリングの操舵角δを検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。

１３は実ヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサで、該ヨーレートセンサ１３は、車体１に発生する実際のヨーレートを実ヨーレートｒとして検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。

１４は車体１に設けられた横滑り防止装置で、該横滑り防止装置１４は、操舵角センサ１２からの操舵角信号とヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号とに基づいてヨーレート偏差Ｍzを求めると共に、このヨーレート偏差Ｍzを利用して、車体１の横滑りを防止するための制御を行う。

１５はマイクロコンピュータ等によって構成される制御手段としてのコントローラで、該コントローラ１５は、図２に示すように、入力側がばね上加速度センサ１０、ばね下加速度センサ１１、操舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３等に接続され、出力側が減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータ（図示せず）等に接続されている。

コントローラ１５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部１５Ａを有し、この記憶部１５Ａ内には、図３〜図５に示す制御処理用のプログラム等が格納されている。そして、コントローラ１５は、図３に示す各車輪の減衰力制御処理に従って各減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータ（図示せず）に出力すべき減衰力指令信号を指令電流値として演算処理する。各減衰力可変ダンパ６，９は、前記アクチュエータに供給された指令電流値（減衰力指令信号）に従って発生減衰力がハードとソフトの間で連続的に、または複数段で可変に制御される。

本実施の形態によるサスペンション制御装置は、上述のような構成を有するもので、次に、コントローラ１５による減衰力可変ダンパ６，９の減衰力特性を可変に制御する処理について説明する。

まず、コントローラ１５は、車両の走行時に図３に示すように、車輪毎の減衰力制御処理を実行する。即ち、図３中のステップ１では初期設定を行い、次のステップ２で時間管理を行って、ステップ３以降の制御処理を行う制御サイクルを例えば数ｍｓ程度の値に調整する。そして、ステップ３ではセンサ入力を行い、ばね上加速度センサ１０、ばね下加速度センサ１１、操舵角センサ１２およびヨーレートセンサ１３等からの信号を読込む。

次のステップ４では、車輪毎のピストン加速度ａ_fr，ａ_rrおよび相対速度を演算して求める。この場合、ばね下加速度センサ１１によるばね下側の加速度信号とばね上加速度センサ１０によるばね上側の加速度信号とを減算処理することにより、ばね上，ばね下間のピストン加速度ａ_fr，ａ_rrが算出される。また、ピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを積分することにより、各前輪２、各後輪３と車体１との間の上，下方向の相対速度が算出される。このため、図３中のステップ４が、減衰力可変ダンパ６，９の距離方向への移動加速度としてピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを検出する加速度検出手段の具体例を示している。ピストン加速度ａ_fr，ａ_rrおよび相対速度は、ダンパの伸び側を正とし、縮み側を負として示す。

次のステップ５では、これらの演算結果に従った減衰力指令信号を入力する。また、次のステップ６では、操舵角センサ１２からの操舵角信号とヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号とに基づいて、車体１がオーバーステアか否かを判別するための制御判別係数Ｓを演算する。具体的には、図４に示す制御判別処理を行い、操舵角δに基づく目標ヨーレートｒ0を演算すると共に、操舵角δ、目標ヨーレートｒ0および実ヨーレートｒから制御判別係数Ｓを算出する。そして、ステップ７では、制御判別係数Ｓに基づいて、輪荷重制御を実行するか否かを判定する。操舵角δおよび実ヨーレートｒは、車両の左側を正とし、右側を負として示す。

ステップ７で「ＹＥＳ」と判定するときには、後述するように制御判別係数Ｓが負の値（Ｓ＜０）となって、車両がオーバーステア状態であるから、次のステップ８に移って輪荷重制御を行い、後述の図５に示すように、制御判別係数Ｓおよびピストン加速度ａ_fr，ａ_rrに応じた車輪毎の減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRを演算する。そして、次のステップ９で車輪毎に減衰力指令信号（目標減衰力信号）を出力し、車輪毎の輪荷重を可変に制御するために減衰力の可変制御を行い、その後は、ステップ２以降の処理を繰返すようにする。

また、ステップ７で「ＮＯ」と判定するときには、制御判別係数Ｓが零または正の値（Ｓ≧０）となって、目標ヨーレートｒ0および実ヨーレートｒとが一致する通常走行状態または車両がアンダーステア状態であるから、ステップ１０に移って車輪毎の減衰力指令信号の演算処理を、通常制御として実行する。通常制御としては、スカイフック制御等の制振制御や悪路走行中の悪路制御、ロールやアンチダイブ、スクオット制御等が行われる。そして、次のステップ９では、ステップ１０で演算した各車輪の減衰力指令信号（目標減衰力信号）を出力して減衰力を可変に制御する。

なお、図３中のステップ７で、制御判別係数Ｓが零または正の値（Ｓ≧０）と判別したときに通常制御を行う構成とした。しかし、通常制御と輪荷重制御とが繰り返し切換わることによって減衰力が急に変わるのを抑えるために、例えばカウンタを設けて、制御判別係数Ｓが零または正（Ｓ≧０）となる状態が所定時間だけ継続し、車両の状態が安定した後に通常制御に切換える構成としてもよい。

次に、図３中の制御判別処理について、図４を参照しつつ説明する。まず、ステップ１１では、以下の数１の式に示すように、操舵角δに所定の係数Ｃを掛けることによって、目標ヨーレートｒ0を演算する。このため、図４中のステップ１１が、操舵角δから目標ヨーレートｒ0を推定する目標ヨーレート推定手段の具体例を示している。なお、係数Ｃは、目標ヨーレートｒ0を演算するために予め決められた一定値でもよく、例えば車速に応じて可変にしてもよい。

次に、ステップ１２では、以下の数２の式に示すように、目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒとの差分によってヨーレート偏差Ｍzを演算する。続くステップ１３では、数３の式に基づいて、ヨーレート偏差Ｍzに操舵角δの符号を掛けることによって制御判別係数Ｓを演算する。ステップ１３が終了すると、ステップ１４に移ってリターンする。このとき、図４中のステップ１３および図３中のステップ７が車体挙動判断手段の具体例を示している。なお、後述するように、制御判別係数Ｓが負の値（Ｓ＜０）となるときに、アンダーステア状態と判断するので、制御判別係数Ｓが零または正の値（Ｓ≧０）となるときには、制御判別係数Ｓを零（Ｓ＝０）に飽和させてもよい。

ここで、数３の式における符号関数sgn(δ)は、数４の式に示すように、操舵角δが正（δ＞０）のときに１を出力し、負（δ＜０）のときに−１を出力し、零（δ＝０）のときに零を出力するものである。

次に、図５に示す輪荷重制御について説明する。まず、ステップ２１では、以下の数５の式に基づいて、ピストン加速度ａ_frから前輪側の指令電流値となる減衰力指令信号Ｉ_FRを演算する。これに加えて、以下の数６の式に基づいて、ピストン加速度ａ_rrから後輪側の指令電流値となる減衰力指令信号Ｉ_RRを演算する。ステップ２１が終了すると、ステップ２２に移ってリターンする。

ここで、制御ゲインＫ_FR，Ｋ_RR，Ｉ0_FR，Ｉ0_RRは、一定値でもよく、可変な値でもよい。制御ゲインＫ_FR，Ｋ_RR，Ｉ0_FR，Ｉ0_RRを一定値とする場合には、予めチューニングによって決められた一定値をステップ１の初期設定で読込む構成としてもよい。一方、制御ゲインＫ_FR，Ｋ_RR，Ｉ0_FR，Ｉ0_RRを可変に設定する場合には、例えば横加速度、前後加速度、車速、操舵角速度等を利用してドライバ操作状況や車両状況に応じて変化させる構成としてもよい。減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRは、ピストン加速度ａ_fr，ａ_rrに比例してハード側からソフト側まで増加する信号として演算される。

なお、減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRは、ハード側の最小値（ハード指令信号Ｉ_H）とソフト側の最大値（ソフト指令信号Ｉ_S）との間の範囲内の値となるように、飽和処理を行う構成としてもよい。

この場合、減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRがハード指令信号Ｉ_Hより小さい値（Ｉ_FR＜Ｉ_H）であるときには、減衰力指令信号Ｉ_FRをハード指令信号Ｉ_Hに設定する（Ｉ_FR＝Ｉ_H）。一方、減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRがソフト指令信号Ｉ_Sより大きな値（Ｉ_FR，Ｉ_RR＞Ｉ_S）であるときには、減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRをソフト指令信号Ｉ_Sに設定する（Ｉ_FR，Ｉ_RR＝Ｉ_S）。

以上のようにして、コントローラ１５は、制御判別係数Ｓおよびピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを用いて減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRを演算する。

本実施の形態によるサスペンション制御装置は、上述のような制御処理を実行するもので、次に、車両の走行時における減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRおよび輪荷重の特性について説明する。

本発明では、横滑り防止装置１４の考え方を輪荷重制御に応用し、輪荷重制御によるオーバーステア抑制制御を実現する。

ここで、横滑り防止装置１４は、一般的に、操舵角δに基づく目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒとの差分によってヨーレート偏差Ｍzを演算し、このヨーレート偏差Ｍzを利用して、車体１の横滑りを防止するための制御を行う。このため、通常走行域では、操舵操作に追従して実ヨーレートｒが発生するので、ヨーレート偏差Ｍzは零（Ｍz＝０）になる。一方、ヨーレート偏差Ｍzが零以外の値をとる場合は、オーバーステア状態またはアンダーステア状態となった限界走行域であると判断できる。このため、横滑り防止装置１４は、ヨーレート偏差Ｍzが発生したときに例えば前輪２の制動力制御を行い、車体１の横滑りを防止する。

本発明によるサスペンション制御は、まずヨーレート偏差Ｍzと操舵角δの向きの比較によってオーバーステア状態の判断を行い、それを輪荷重制御に掛け合わせることで、輪荷重制御によって横滑り防止装置１４のようなオーバーステア抑制制御を実現する。これは、横滑り防止装置１４と同様にヨーレート偏差Ｍzを利用してオーバーステア抑制制御を行うので、横滑り防止装置１４と同時に制御を実現すれば、協調したオーバーステアの抑制が実現できる。

輪荷重制御において、オーバーステア状態では、後輪荷重のみを増加させるように制御すれば、前輪２のコーナリングフォースは増加しないため、横滑り防止装置１４が制動力を増加させることがなく、逆に、後輪３のスタビリティが増加するので、横滑り防止装置１４が発生する制動力を下げることが可能になる。

具体的には、本実施の形態では、以下のように制御を行う。

まず、コントローラ１５によってヨーレート偏差Ｍzを求める。このヨーレート偏差Ｍzは、前述した数２の式に基づいて、操舵角δから計算する目標ヨーレートｒ0と、実ヨーレートｒとの差で求める。横滑り防止装置１４からヨーレート偏差Ｍzまたはそれに相当するものを取得できる場合には、それを利用する。この場合、ヨーレート偏差Ｍzの算出は不要になる。ヨーレート偏差Ｍzを算出するときに、必要であれば、例えばバンドパスフィルタ等を用いて目標ヨーレートｒ0をフィルタリングしてもよい。

ここで、ヨーレート偏差Ｍzの意味について説明する。

まず、図８に示すように、操舵角δが正（δ＞０）となる左操舵の場合について説明する。目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒが等しいときには、ヨーレート偏差Ｍzは零（Ｍz＝０）になる。これは操舵に追従して実ヨーレートｒが立ちが上がることがあり、車両の操舵に応答して旋回できている通常走行状態であると判断できる。

一方、ヨーレート偏差Ｍzが正の値（Ｍz＞０）になるときは、目標ヨーレートｒ0に対して、実ヨーレートｒが小さい。この場合、操舵に実ヨーレートｒが応答せず、操舵量に対して車両が曲っていない状態、即ちアンダーステア状態であると判断できる。

逆に、ヨーレート偏差Ｍzが負の値（Ｍz＜０）になるときは、目標ヨーレートｒ0よりも大きな実ヨーレートｒが立ち上っているので、操舵量に対して車両が曲り過ぎている状態、即ちオーバーステア状態であると判断できる。

次に、図９に示すように、操舵角δが負（δ＜０）となる右操舵の場合について説明する。この場合でも、ヨーレート偏差Ｍzが零（Ｍz＝０）のときは、目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒが等しいので、通常走行状態であると判断できる。

一方、ヨーレート偏差Ｍzが負の値（Ｍz＜０）になるときは、操舵角δが逆向きになっているので、操舵角δが正の場合とは異なり、アンダーステア状態であると判断できる。逆に、ヨーレート偏差Ｍzが正の値（Ｍz＞０）になるときは、オーバーステア状態であると判断できる。

以上をまとめると、ヨーレート偏差Ｍzが零（Ｍz＝０）の場合には、操舵角δに拘らず、通常走行状態であると判断できる。一方、ヨーレート偏差Ｍzが正の値（Ｍz＞０）の場合、操舵角δが正の値（δ＞０）となるときにはアンダーステア状態であり、操舵角δが負の値（δ＜０）となるときにはオーバーステア状態であると判断できる。また、ヨーレート偏差Ｍzが負の値（Ｍz＜０）の場合、操舵角δが正の値（δ＞０）となるときにはオーバーステア状態であり、操舵角δが負の値（δ＜０）となるときにはアンダーステア状態であると判断できる。

つまり、ヨーレート偏差Ｍzが零（Ｍz＝０）の場合には、通常走行状態であると判断でき、ヨーレート偏差Ｍzが正または負の値となる場合には、ヨーレート偏差Ｍzと操舵角δの符号との組み合わせで、オーバーステアかアンダーステアかを判断することができる。具体的には、ヨーレート偏差Ｍzと操舵角δが同符号でアンダーステアと判断でき、ヨーレート偏差Ｍzと操舵角δが異符号でオーバーステアと判断できる。

このことから、本発明では、オーバーステアかアンダーステアかを判断して、制御判別をするための制御判別係数Ｓを前述した数３の式に基づいて計算する。これにより、制御判別係数Ｓが正の値（Ｓ＞０）であればアンダーステアと判断でき、負の値（Ｓ＜０）であればオーバーステアと判断できる。このため、本発明では、制御判別係数Ｓが負の値（Ｓ＜０）でオーバーステア状態と判断したときに特化した制御を行う。

ここで、輪荷重を増加させるときの制御指令Ｉuと輪荷重を減少させるときの制御指令Ｉdは、以下の数７および数８の式のように表すことができる。数７、数８において、ａはピストン加速度であり、ＫおよびＩ0は定数である。

制御指令Ｉu，Ｉdは、いずれもピストン加速度ａが正側（伸び側）に大きくなるほどソフトになる指令が出力され、ピストン加速度ａが負側（縮み側）に大きくなるほどハードになる指令が出力されることを意味している。また、制御指令Ｉuと制御指令Ｉdは、逆位相である。

例えば制御指令Ｉuは、ピストン加速度ａが縮み側に大きくなる（負に大きくなる）ほどハードになり、伸び側に大きくなる（正に大きくなる）ほどソフトになる。制御指令Ｉdは、制御指令Ｉuとは逆になる。

この制御は、１輪の減衰力指令を制御して輪荷重を制御する方法であるが、（１）何時、（２）どの車輪の荷重を、（３）増加または減少させるのか、という３点の判断が含まれていない。

そこで、本発明では、この制御式に上記のオーバーステアとアンダーステアの判断を行う制御判別係数Ｓを導入する。本発明では、オーバーステア時の後輪荷重を増加させるので、（１）制御判別係数Ｓが負（Ｓ＜０）のとき、（２）後輪３の荷重を、（３）増加させる、という判断を行う。従って、制御判別係数Ｓを導入した輪荷重制御は、前述した数５および数６のように表すことができる。

制御判別係数Ｓが負のときの後輪側の減衰力指令信号Ｉ_RRが、輪荷重を増加させる制御指令Ｉuとなるように、−Ｓを掛けている。一方、後輪荷重を増加させるためには、前輪荷重を減少させなければならないので、前輪側の減衰力指令信号Ｉ_FRは輪荷重を減少させる制御指令Ｉdとなるように、減衰力指令信号Ｉ_RRとは逆位相としている。

なお、以上の輪荷重制御は、制御判別係数Ｓの値が大きいほど、即ち目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒとの差が大きく、オーバーステアであるほど、制御指令の切換えが急峻になるので、素早い減衰力の切換えが可能になる。

以上の輪荷重制御による効果を、図６を用いて具体的に説明する。図６は、車両の走行時における後輪１輪の減衰力指令信号Ｉ_RR等の時間変化を模式的に示したものである。

なお、図６では、後輪１輪だけの減衰力指令信号Ｉ_RRだけを示したが、前輪側の減衰力指令信号Ｉ_FRは、数５の式に基づいて、同様に求めることができる。例えば図６に示す操舵角δに対して実ヨーレートｒが発生し、前輪１輪のピストン加速度ａ_frが図６に示す後輪のピストン加速度ａ_rrと同じ変化をする場合には、この前輪１輪の減衰力指令信号Ｉ_FRは、図６に示す後輪１輪の減衰力指令信号Ｉ_RRと逆位相になる。

但し、前輪２と後輪３のそれぞれのピストン加速度ａ_fr，ａ_rrに対する減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRは、制御ゲインＫ_FR，Ｋ_RR，Ｉ0_FR，Ｉ0_RRのパラメータチューニングに依存する。このため、ピストン加速度ａ_fr，ａ_rrの大きさが同じ状態であっても、前輪２と後輪３の減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRは互いに同じ値が出力されるとは限らない。また、減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRに対する減衰力可変ダンパ６，９の減衰力は、前輪２と後輪３のそれぞれの状況および減衰力可変ダンパ６，９の仕様に依存する。このため、減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RRが同じ値となっても、減衰力可変ダンパ６，９が同じ減衰力を発生するとは限らない。

図６に示すように、例えばドライバが左操舵を行うと、左方向の操舵角δが小さいときには、目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒは一致し、車両の挙動は操舵角δに対応した通常走行状態となる。しかし、左方向の操舵角δが大きくなると、目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒとの間にヨーレート偏差Ｍzが生じ、車両の挙動は操舵角δに追従しなくなってオーバーステア状態になる。このとき、コントローラ１５は、後輪側の減衰力指令信号Ｉ_RRとしてピストン加速度ａ_rrの大きさに応じてハード側またはソフト側の信号を出力する。

次に、ドライバが左操舵から右操舵に切換えると、操舵角δを超えた車体動作が生じてアンダーステア状態になる。この時点では、コントローラ１５は、輪荷重制御は行わず、通常制御を行う。

ドライバが更なる右操舵を行い、右方向の操舵角δが大きくなると、再び車両はオーバーステア状態になるから、コントローラ１５は、後輪側の減衰力指令信号Ｉ_RRとしてピストン加速度ａ_rrの大きさに応じてハード側またはソフト側の信号を出力する。そして、右方向の操舵角δが小さくなると、通常走行状態に復帰するから、コントローラ１５も再び通常制御を行う。

このように、コントローラ１５は、オーバーステア状態と判断したときには、後輪３の縮み行程中の初期をハード側にすると共に後期をソフト側に切換え、後輪３の伸び行程中の初期をソフト側にすると共に後期をハード側に切換える。

この結果、本実施の形態では、オーバーステア時の後輪荷重を増加することができ、後輪３のスタビリティを増加して、オーバーステアを軽減し、車両の安定性を向上することができる。

このような本実施の形態の有効性を検証するために、フルビークルシミュレーションによる走行実験を行った。そのときの左後輪の輪荷重の時間変化を図７に示す。図７中で、実線は通常制御と輪荷重制御を行う本実施の形態を示し、破線は輪荷重をソフト側に固定した通常制御だけを行う比較例を示している。図７に示すように、本実施の形態では、比較例に比べて、制御判別係数Ｓが負の値（Ｓ＜０）となったオーバーステア状態では、後輪３の輪荷重の抜けを低減し、後輪３の輪荷重の増加を大きくしていることが分かる。

かくして、本実施の形態では、コントローラ１５は、オーバーステアであると判断したときに、目標ヨーレートｒ0と実ヨーレートｒとの差分であるヨーレート偏差Ｍzに応じて、車体１の両後輪３の輪荷重を制御する。具体的には、数５および数６の式に基づいて輪荷重制御を行うから、両後輪３のうち縮み行程中の初期をハード側とすると共に後期をソフト側に切換え、伸び行程中の初期をソフト側とすると共に後期をハード側に切換えることができる。これにより、オーバーステア時の後輪荷重を増加することで、後輪３のスタビリティを増加してオーバーステアを軽減し、車両の安定性を向上することができる。

また、後輪３の輪荷重を制御することによってオーバーステアを軽減するので、横滑り防止装置１４が発生する制動力を小さくすることができる。これに加え、横滑り防止装置１４が無い車両でも、車両の安定性を向上することができる。

さらに、横滑り防止装置１４と同様のヨーレート偏差Ｍzを用いて輪荷重制御を行うため、横滑り防止装置１４と同時に協調したオーバーステア抑制が可能であり、横滑り防止装置１４のオーバーステア抑制効果を向上させることができる。

なお、前記実施の形態では、サスペンション装置４，７は、所謂セミアクティブダンパと呼ばれる減衰力調整式の油圧緩衝器からなる減衰力可変ダンパ６，９を備える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば空圧や油圧のアクティブサスペンションのように、流体を供給または排出して内部の圧力を増減させることによって輪荷重を調整可能な圧力シリンダを用いる構成としてもよい。また、流体を利用するサスペンション装置に限らず、ボールネジ式や電磁式のアクティブサスペンション等にも適用することができる。

また、前記実施の形態では、オーバーステア状態において、前輪側と後輪側の輪荷重（減衰力指令信号Ｉ_FR，Ｉ_RR）を両方とも制御する構成としたが、後輪側の輪荷重のみを制御する構成としてもよい。

さらに、前記実施の形態では、横滑り防止装置１４を備える構成としたが、横滑り防止装置１４を省く構成としてもよい。また、前記実施の形態では、ばね上加速度センサ１０とばね下加速度センサ１１を用いて、ピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを演算により求める構成とした。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば車体１の高さを検出する車高センサからの信号を用いてピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを演算により求めてもよく、各種のセンサを用いてピストン加速度ａ_fr，ａ_rrを直接的に検出する構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、制御判別係数Ｓによりアンダーステア領域とオーバーステア領域とに分けているが、０クロスする前後の領域では不感帯領域を設けるようにしてもよい。

次に、前記実施の形態に含まれる発明について記載する。即ち、本発明によれば、制御手段は、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分により、車両の挙動がオーバーステアか否かを判断する車体挙動判断手段を有し、車体挙動判断手段によりオーバーステアであると判断したときに、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分に応じて、車体の両後輪の輪荷重調整機構を制御する構成とした。このため、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分に応じてオーバーステア時の後輪荷重を増加することで、後輪のスタビリティを増加してオーバーステアを軽減し、車両の安定性を向上することができる。

また、本発明によれば、輪荷重調整機構は、減衰力特性をソフトとハードの間で調整可能な減衰力調整式緩衝器であり、車体の両後輪のうち、縮み行程の減衰力をハードに、伸び行程の減衰力をソフトに調整する構成とした。これにより、後輪の輪荷重抜けを低減できると共に、後輪の輪荷重を増加させることができる。

また、本発明によれば、制御手段は、両後輪のうち縮み行程中の初期をハード側とすると共に後期をソフト側に切換え、伸び行程中の初期をソフト側とすると共に後期をハード側に切換える構成とした。

具体的には、本発明では、制御手段は、操舵角δ、実ヨーレートｒ、前輪側と後輪側の移動加速度としてのピストン加速度ａ_fr，ａ_rr、目標ヨーレートの係数Ｃ、チューニング制御ゲインＫ_FR，Ｋ_RR，Ｉ0_FR，Ｉ0_RRおよび符号関数sgnを用いて、前輪側の減衰力指令信号Ｉ_FRおよび／または後輪側の減衰力指令信号Ｉ_RRが

の関係となる構成とした。これにより、後輪側の輪荷重を増加してオーバーステアを軽減し、車両の安定性を向上することができる。

１ 車体
２ 前輪
３ 後輪
４，７ サスペンション装置
５，８ ばね
６，９ 減衰力可変ダンパ（減衰力調整式緩衝器）
１０ ばね上加速度センサ
１１ ばね下加速度センサ
１２ 操舵角センサ（操舵角検出手段）
１３ ヨーレートセンサ（実ヨーレート検出手段）
１５ コントローラ（制御手段）

Claims (4)

1. 車両の車体と車輪との間に介装して設けられ、前記車体と車輪との間の距離方向に生じる力を調整することにより前記車輪の輪荷重を調整可能な輪荷重調整機構と、該輪荷重調整機構の距離方向への移動加速度を検出する加速度検出手段と、前記輪荷重調整機構を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車体に発生する実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、検出した前記操舵角から目標ヨーレートを推定する目標ヨーレート推定手段と、前記実ヨーレートと前記目標ヨーレートとの差分により、前記車両の挙動がオーバーステアか否かを判断する車体挙動判断手段と、を有し、
   該車体挙動判断手段によりオーバーステアであると判断したときに、前記実ヨーレートと前記目標ヨーレートとの差分に応じて、前記車体の両後輪の前記輪荷重調整機構を制御する構成としたことを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 前記輪荷重調整機構は、減衰力特性をソフトとハードの間で調整可能な減衰力調整式緩衝器であり、前記車体の両後輪のうち、縮み行程の減衰力をハードに、伸び行程の減衰力をソフトに調整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制御装置。
3. 前記制御手段は、前記両後輪のうち縮み行程中の初期をハード側とすると共に後期をソフト側に切換え、伸び行程中の初期をソフト側とすると共に後期をハード側に切換えることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。
4. 前記制御手段は、操舵角δ、実ヨーレートｒ、前輪側と後輪側のピストン加速度ａ_fr，ａ_rr、目標ヨーレートの係数Ｃ、チューニング制御ゲインＫ_FR，Ｋ_RR，Ｉ0_FR，Ｉ0_RRおよび符号関数sgnを用いて、前輪側の減衰力指令信号Ｉ_FRおよび／または後輪側の減衰力指令信号Ｉ_RRが
   

   

   の関係となる構成としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンション制御装置。

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