JP2020157999A - 電動サスペンション装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】制御モードの設定切替え時であっても、異音の発生、車両挙動の乱れを未然に回避する。【解決手段】減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータ13と、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部43と、電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る目標減衰力及び目標伸縮力をそれぞれ設定する駆動力演算部47と、駆動力演算部47で設定した目標減衰力及び目標伸縮力に基づく目標駆動力を用いて電磁アクチュエータ13の駆動制御を行う駆動制御部49と、を備える。駆動力演算部47は、所定の制御モードに係る設定切替え動作を、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。【選択図】図3

Description

本発明は、車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータを備える電動サスペンション装置に関する。
従来、車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータを備える電動サスペンション装置が知られている(例えば特許文献1参照)。電磁アクチュエータは、電動機の他に、ボールねじ機構を備えて構成される。電磁アクチュエータは、電動機の回転運動をボールねじ機構の直線運動へと変換することにより、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させるように動作する。
ここで、減衰動作に係る駆動力とは、減衰力を意味する。減衰力とは、電磁アクチュエータのストローク速度の向きとは異なる向きの力をいう。一方、伸縮動作に係る駆動力とは、伸縮力を意味する。伸縮力とは、ストローク速度の向きに関わらず発生させる力をいう。
特許文献1に係る電動サスペンション装置には、電磁アクチュエータのストローク速度と減衰力との対応関係を規定する速度−減衰力マップが備わっている。この電動サスペンション装置では、電磁アクチュエータのストローク速度、及び速度−減衰力マップに基づいてストローク速度に対応する目標減衰力を算出し、算出した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて電磁アクチュエータの駆動制御を行うことによって、車両の乗り心地及び操縦安定性を高めるようにしている。
特開2010−132222号公報
しかしながら、特許文献1に係る電動サスペンション装置では、制御モードの設定切替え時に電磁アクチュエータに係る駆動力が急変してしまい、異音の発生、車両挙動の乱れを招来するおそれがあった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、制御モードの設定切替え時であっても、異音の発生、車両挙動の乱れを未然に回避可能な電動サスペンション装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1の観点に基づく発明は、車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータに係る前記駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部と、前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて当該電磁アクチュエータに係る減衰動作の目標値である目標減衰力を設定する設定部と、前記設定部で設定した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、前記設定部は、前記所定の制御モードに係る設定動作を、前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る駆動力が所定の力範囲に収束している時期に行うことを最も主要な特徴とする。
本発明によれば、制御モードの設定切替え時であっても、異音の発生、車両挙動の乱れを未然に回避することができる。
本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置の全体構成図である。 電動サスペンション装置に備わる電磁アクチュエータの部分断面図である。 電動サスペンション装置に備わるECUの内部及び周辺部の構成図である。 電動サスペンション装置に備わるECUの内部を概念的に表す図である。 ストローク速度に対応する第1減衰力の関係を表すコンフォートモードにおける第1減衰力マップの説明図である。 ストローク速度に対応する第2減衰力の関係を表すノーマルモードにおける第2減衰力マップの説明図である。 ストローク速度に対応する第3減衰力の関係を表すスポーツモードにおける第3減衰力マップの説明図である。 本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置の動作説明に供するフローチャート図である。 変形例に係る電動サスペンション装置に備わるECUの内部を概念的に表す図である。 変形例に係る電動サスペンション装置の動作説明に供する図である。 変形例に係る電動サスペンション装置の動作説明に供する図である。
以下、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置について、適宜図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、共通の機能を有する部材には共通の参照符号を付するものとする。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。
〔本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の基本構成〕
はじめに、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の基本構成について、図1、図2を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の全体構成図である。図2は、電動サスペンション装置11の一部を構成する電磁アクチュエータ13の部分断面図である。
本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11は、図1に示すように、車両10の各車輪毎に備わる複数の電磁アクチュエータ13と、ひとつの電子制御装置(以下、「ECU」という。)15とを備えて構成されている。複数の電磁アクチュエータ13とECU15との間は、ECU15から複数の電磁アクチュエータ13への駆動制御電力を供給するための電力供給線14(図1の実線参照)、及び、複数の電磁アクチュエータ13からECU15に電動モータ31(図2参照)の回転角信号を送るための信号線16(図1の破線参照)をそれぞれ介して相互に接続されている。
本実施形態では、電磁アクチュエータ13は、前輪(左前輪・右前輪)、及び後輪(左後輪・右後輪)を含む各車輪毎に、都合4つ配設されている。各車輪毎に備わる電磁アクチュエータ13は、各車輪毎の伸縮動作に併せて相互に独立して駆動制御される。
複数の電磁アクチュエータ13の各々は、本発明の実施形態では、特に断らない限り、それぞれが共通の構成を備えている。そこで、ひとつの電磁アクチュエータ13の構成について説明することで、複数の電磁アクチュエータ13の説明に代えることとする。
電磁アクチュエータ13は、図2に示すように、ベースハウジング17、アウタチューブ19、ボールベアリング21、ボールねじ軸23、複数のボール25、ナット27、及びインナチューブ29を備えて構成されている。
ベースハウジング17は、ボールベアリング21を介してボールねじ軸23の基端側を軸周りに回転自在に支持する。アウタチューブ19は、ベースハウジング17に設けられ、ボールねじ軸23、複数のボール25、ナット27を含むボールねじ機構18を収容する。複数のボール25は、ボールねじ軸23のねじ溝に沿って転動する。ナット27は、複数のボール25を介してボールねじ軸23に係合し、ボールねじ軸23の回転運動を直線運動に変換する。ナット27に連結されたインナチューブ29は、ナット27と一体になりアウタチューブ19の軸方向に沿って変位する。
ボールねじ軸23に回転駆動力を伝えるために、電磁アクチュエータ13には、図2に示すように、電動モータ31、一対のプーリ33、及びベルト部材35が備わっている。電動モータ31は、アウタチューブ19に並列するようにベースハウジング17に設けられている。電動モータ31のモータ軸31a及びボールねじ軸23には、それぞれにプーリ33が装着されている。これら一対のプーリ33には、電動モータ31の回転駆動力をボールねじ軸23に伝達するためのベルト部材35が懸架されている。
電動モータ31には、電動モータ31の回転角信号を検出するレゾルバ37が設けられている。レゾルバ37で検出された電動モータ31の回転角信号は、信号線16を介してECU15に送られる。電動モータ31は、ECU15が複数の電磁アクチュエータ13のそれぞれに電力供給線14を介して供給する駆動制御電力に応じて回転駆動が制御される。
なお、本実施形態では、図2に示すように、電動モータ31のモータ軸31aとボールねじ軸23とを略平行に配置して両者間を連結するレイアウトを採用することで、電磁アクチュエータ13における軸方向の寸法を短縮している。ただし、電動モータ31のモータ軸31aとボールねじ軸23とを同軸に配置して両者間を連結するレイアウトを採用してもよい。
本実施形態に係る電磁アクチュエータ13では、図2に示すように、ベースハウジング17の下端部に連結部39が設けられている。この連結部39は、不図示のばね下部材(車輪側のロアアーム、ナックル等)に連結固定される。一方、インナチューブ29の上端部29aは、不図示のばね上部材(車体側のストラットタワー部等)に連結固定されている。
要するに、電磁アクチュエータ13は、車両10の車体と車輪の間に備わる不図示のばね部材に並設されている。ばね上部材には、電磁アクチュエータ13のストローク方向に沿う車体(ばね上)の加速度を検出するばね上加速度センサ40(図3参照)が設けられている。
前記のように構成された電磁アクチュエータ13は、次のように動作する。すなわち、例えば、車両10の車輪側から連結部39に対して上向きの振動に係る推進力が入力されたケースを考える。このケースでは、上向きの振動に係る推進力が加わったアウタチューブ19に対し、インナチューブ29及びナット27が一体に下降しようとする。これを受けて、ボールねじ軸23は、ナット27の下降に従う向きに回転しようとする。この際において、ナット27の下降を妨げる向きの電動モータ31の回転駆動力を生じさせる。この電動モータ31の回転駆動力は、ベルト部材35を介してボールねじ軸23に伝達される。
このように、上向きの振動に係る推進力に対抗する反力(減衰力)をボールねじ軸23に作用させることにより、車輪側から車体側へと伝えられようとする振動を減衰させる。
〔ECU15の内部構成〕
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部及び周辺部の構成について、図3、図4、及び図5A〜図5Cを参照して説明する。図3は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部及び周辺部の構成図である。図4は、電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部を概念的に表す図である。図5Aは、ストローク速度SVに対応する第1減衰力の関係を表すコンフォートモードにおける第1減衰力マップ52aの説明図である。図5Bは、ストローク速度に対応する第2減衰力の関係を表すノーマルモードにおける第2減衰力マップ52bの説明図である。図5Cは、ストローク速度SVに対応する第3減衰力の関係を表すスポーツモードにおける第3減衰力マップ52cの説明図である。
ECU15は、各種の演算処理を行うマイクロコンピュータを含んで構成される。ECU15は、レゾルバ37で検出された電動モータ31の回転角信号等に基づいて、複数の電磁アクチュエータ13のそれぞれを駆動制御することにより、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる駆動制御機能を有する。
こうした駆動制御機能を実現するために、ECU15は、図3に示すように、情報取得部43、駆動力演算部47、及び駆動制御部49を備えて構成されている。
情報取得部43は、図3に示すように、レゾルバ37で検出された電動モータ31の回転角信号をストローク位置に係る時系列情報として取得すると共に、ストローク位置に係る時系列情報を時間微分することでストローク速度SVの情報を取得する。
また、情報取得部43は、図3に示すように、ばね上加速度センサ40で検出されたばね上加速度に係る時系列情報を取得すると共に、ばね上加速度に係る時系列情報を時間積分することでばね上速度BVの情報を取得する。
さらに、情報取得部43は、図3に示すように、車速センサ41で検出した車速の情報、ヨーレイトセンサ42で検出したヨーレイトの情報、複数の減衰力制御モード及び伸縮力制御モードのうち一の制御モードを選択するための制御モード選択信号、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力の情報をそれぞれ取得する。
情報取得部43で取得したストローク速度SVの情報、ばね上速度BVの情報、制御モード選択信号、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力の情報は、駆動力演算部47にそれぞれ送られる。
駆動力演算部47は、図4に示すように、減衰力設定部51、伸縮力設定部53、駆動力判定部55、及び加算部57を備えて構成されている。駆動力演算部47は、本発明の「設定部」に相当する。
駆動力演算部47は、基本的には、電磁アクチュエータ13に係る減衰動作の目標値である目標減衰力、及び、伸縮動作の目標値である目標伸縮力をそれぞれ設定すると共に、設定した目標減衰力及び目標伸縮力を実現するように、電磁アクチュエータ13の減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を演算により求める機能を有する。
詳しく述べると、駆動力演算部47は、電磁アクチュエータ13に係る制御モード選択情報に基づいて、電磁アクチュエータ13に係る減衰制御モード及び伸縮制御モードをそれぞれ設定する。電磁アクチュエータ13に係る制御モード選択情報とは、例えば、運転者による指示操作に従って電磁アクチュエータ13に係る制御モード(減衰制御モード及び伸縮制御モード)を選択的に指示するための情報である。
電磁アクチュエータ13に係る制御モード(減衰制御モード及び伸縮制御モード)としては、例えば、車室内の振動を抑えた快適な乗り心地を提供するコンフォートモード、標準的な乗り心地を提供するノーマルモード、乗り心地に対して車両10の操縦安定性を優先するスポーツモード等を例示することができる。
駆動力演算部47は、制御モードに係る設定情報(例えば、制御モードとしてコンフォートモードを設定する旨の情報)に基づいて電磁アクチュエータ13に係る減衰動作の目標値である目標減衰力、及び、伸縮動作の目標値である目標伸縮力をそれぞれ設定する。
具体的には、駆動力演算部47は、図4に示すように、例えば、制御モードとしてコンフォートモード・ノーマルモード・スポーツモードのそれぞれに関する減衰力設定部51を備える。減衰力設定部51は、第1〜第3減衰力マップ52a,52b,52cを有する。
第1〜第3減衰力マップ52a,52b,52cのそれぞれには、図5A〜図5Cに示すように、ストローク速度SVの変化に対応付けて変化する第1〜第3減衰力の値が、各制御モード毎に記憶されている。なお、第1〜第3減衰力の値は、実際には、減衰力制御電流の目標値として記憶されている。
第1減衰力マップ52aには、コンフォートモードに係る第1減衰力特性が対応付けられている。第2減衰力マップ52bには、ノーマルモードに係る第2減衰力特性が対応付けられている。第3減衰力マップ52cには、スポーツモードに係る第3減衰力特性が対応付けられている。
コンフォートモードに係る第1減衰力特性は、図5Aに示すように、ストローク速度SVの変化に応じて第1減衰力が略線形に推移する第1線形速度域SV1を有する。第1線形速度域SV1における第1減衰力特性は、ストローク速度SVが伸び側を指向して大きくなるほど縮み側を指向する第1減衰力が略線形に大きくなる一方、ストローク速度SVが縮み側を指向して大きくなるほど伸び側を指向する第1減衰力が略線形に大きくなる特性を有する。なお、ストローク速度SVがゼロの場合、それに対応する第1減衰力もゼロとなる。
ノーマルモードに係る第2減衰力特性は、図5Bに示すように、第1減衰力特性と同様、ストローク速度SVの変化に応じて第2減衰力が略線形に推移する第2線形速度域SV2を有する。第2線形速度域SV2における第2減衰力特性は、ストローク速度SVが伸び側を指向して大きくなるほど縮み側を指向する第2減衰力が略線形に大きくなる一方、ストローク速度SVが縮み側を指向して大きくなるほど伸び側を指向する第2減衰力が略線形に大きくなる特性を有する。なお、ストローク速度SVがゼロの場合、それに対応する第2減衰力もゼロとなる。
スポーツモードに係る第3減衰力特性は、図5Cに示すように、第1、第2減衰力特性と同様、ストローク速度SVの変化に応じて第3減衰力が略線形に推移する第3線形速度域SV3を有する。第3線形速度域SV3における第3減衰力特性は、ストローク速度SVが伸び側を指向して大きくなるほど縮み側を指向する第3減衰力が略線形に大きくなる一方、ストローク速度SVが縮み側を指向して大きくなるほど伸び側を指向する第3減衰力が略線形に大きくなる特性を有する。なお、ストローク速度SVがゼロの場合、それに対応する第3減衰力もゼロとなる。
第2線形速度域SV2における第2減衰力特性の傾き(図5B参照)は、第1線形速度域SV1における第1減衰力特性の傾き(図5A参照)と比べて急峻に設定されている。
同様に、第3線形速度域SV3における第3減衰力特性の傾き(図5C参照)は、第2線形速度域SV2における第2減衰力特性の傾き(図5B参照)と比べて急峻に設定されている。
第2線形速度域SV2における速度変化幅(図5B参照)は、第1線形速度域SV1における速度変化幅(図5A参照)と比べて狭く設定されている。
同様に、第3線形速度域SV3における速度変化幅(図5C参照)は、第2線形速度域SV2における速度変化幅(図5B参照)と比べて狭く設定されている。
駆動力演算部47に備わる減衰力設定部51は、制御モードに係る設定情報に従う減衰力マップ52を、そのマップバリエーションである第1〜第3減衰力マップ52a,52b,52cのなかから選択的に用いて、その時のストローク速度SVに応じた減衰力の値を目標減衰力として設定する。
一方、駆動力演算部47は、図4に示すように、制御モードとしてコンフォートモード・ノーマルモード・スポーツモードのそれぞれに関する伸縮力設定部53を備える。伸縮力設定部53は、第1〜第3伸縮力マップ54a,54b,54cを有する。
第1〜第3伸縮力マップ54a,54b,54cのそれぞれには、ばね上速度BVの変化に対応付けて変化する目標伸縮力の値が、各制御モード毎に記憶されている。なお、目標伸縮力の値は、実際には、伸縮力制御電流の目標値として記憶されている。
第1伸縮力マップ54aには、コンフォートモードに係る第1伸縮力特性が対応付けられている。第2伸縮力マップ54bには、ノーマルモードに係る第2伸縮力特性が対応付けられている。第3伸縮力マップ54cには、スポーツモードに係る第3伸縮力特性が対応付けられている。なお、第1〜第3伸縮力特性については、本発明との関係が希薄であるため、その添付を省略する。
駆動力演算部47に備わる伸縮力設定部53は、制御モードに係る設定情報に従う伸縮力マップ53を、そのマップバリエーション54a,54b,54cである第1〜第3伸縮力マップ54a,54b,54cのなかから選択的に用いて、その時のばね上速度BVに応じた伸縮力の値を目標伸縮力として設定する。
駆動力演算部47に備わる駆動力判定部55には、所定の力範囲FAが設定されている。所定の力範囲FAとしては、制御モードの設定切替え時に電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変が生じることのないように、実験・シミュレーション等で得られた適宜の範囲を設定すればよい。
駆動力判定部55は、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが、所定の力範囲FAに収束しているか否かに係る駆動力判定を行う。
この駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している旨の判定が下された場合、駆動力判定部55は、制御モードに係る設定情報に従う設定動作を許可する旨の設定動作許可信号を、減衰力設定部51及び伸縮力設定部53のそれぞれに送る。
要するに、駆動力演算部47は、制御モードに係る設定情報に従う設定切替え動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
これにより、制御モードの設定切替え時に電磁アクチュエータ13に係る駆動力が急変してしまうことによって、異音の発生、車両挙動の乱れを招来する事態を未然に回避している。
駆動力演算部47に備わる加算部57は、図4に示すように、減衰力設定部51で設定された目標減衰力、及び伸縮力設定部53で設定された目標伸縮力を加算することで目標駆動力を求めると共に、目標駆動力を実現するための駆動制御信号を演算により求める。駆動力演算部47の演算結果である駆動制御信号は、駆動制御部49へ送られる。
駆動制御部49は、駆動力演算部47から送られてきた駆動制御信号に従って、複数の電磁アクチュエータ13のそれぞれに備わる電動モータ31に駆動制御電力を供給することにより、複数の電磁アクチュエータ13の駆動制御をそれぞれ独立して行う。
なお、電動モータ31に供給される駆動制御電力を生成するに際し、例えば、インバータ制御回路を好適に用いることができる。
〔本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作〕
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作について、図6を参照して説明する。図6は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作説明に供するフローチャート図である。
図6に示すステップS11(ストローク速度取得)において、ECU15の情報取得部43は、レゾルバ37で検出された電動モータ31の回転角信号をストローク位置に係る時系列情報として取得すると共に、ストローク位置に係る時系列情報を時間微分することでストローク速度SVの情報を取得する。こうして取得したストローク速度SVの情報は、駆動力演算部47に送られる。
ステップS12(ばね上速度取得)において、ECU15の情報取得部43は、ばね上加速度センサ40で検出されたばね上加速度に係る時系列情報を取得すると共に、ばね上加速度に係る時系列情報を時間積分することでばね上速度BVの情報を取得する。こうして取得したばね上速度BVの情報は、駆動力演算部47に送られる。
ステップS13(制御モード・実駆動力取得)において、ECU15の情報取得部43は、減衰力制御モード及び伸縮力制御モードに係る選択情報を表す制御モード選択信号、並びに電磁アクチュエータ13に係る実駆動力の情報をそれぞれ取得する。
ステップS14において、ECU15の駆動力演算部47に備わる駆動力判定部55は、ステップS13で取得した電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが、所定の力範囲FAに収束しているか否か(|Fdr|<FA?)に係る駆動力判定を行う。
ステップS14の駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している旨の判定が下された場合(ステップS14のYes)、ECU15は、処理の流れを次のステップS15へ進ませる。また、ECU15の駆動力演算部47に備わる駆動力判定部55は、制御モードに係る設定情報に従う設定動作を許可する旨の設定動作許可信号を、減衰力設定部51及び伸縮力設定部53のそれぞれに送る。
一方、ステップS14の駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束していない旨の判定が下された場合(ステップS14のNo)、ECU15は、処理の流れをステップS16へジャンプさせる。
ステップS14の駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している旨の判定が下されると、ステップS15において、ECU15の駆動力演算部47は、最新の制御モード設定を反映して目標減衰力及び目標伸縮力を設定する。
すなわち、ECU15の駆動力演算部47に備わる減衰力設定部51及び伸縮力設定部53は、駆動力判定部55から送られてきた設定動作許可信号を受けて、制御モードに係る設定情報に従う設定切替え動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
すなわち、ECU15の駆動力演算部47に備わる減衰力設定部51は、ステップS13で取得した制御モード選択信号に係る設定情報に従う減衰力マップ52を、そのマップバリエーションである第1〜第3減衰力マップ52a,52b,52cのなかから選択的に用いて、その時のストローク速度SVに応じた減衰力の値を目標減衰力として設定する。
また、ECU15の駆動力演算部47に備わる伸縮力設定部53は、ステップS13で取得した制御モード選択信号制御モードに係る設定情報に従う伸縮力マップ53を、そのマップバリエーション54a,54b,54cである第1〜第3伸縮力マップ54a,54b,54cのなかから選択的に用いて、その時のばね上速度BVに応じた伸縮力の値を目標伸縮力として設定する。
ステップS14の駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束していない旨の判定が下されると、ステップS16において、ECU15の駆動力演算部47は、既定の制御モード設定を維持して目標減衰力及び目標伸縮力を設定する。
ステップS17(駆動力演算処理)において、ECU15の駆動力演算部47に備わる加算部57は、ステップS15又はS16において減衰力設定部51で設定された目標減衰力及び伸縮力設定部53で設定された目標伸縮力を加算することで目標駆動力を求めると共に、目標駆動力を実現するための駆動制御信号を演算により求める。
ステップS18において、ECU15の駆動制御部49は、ステップS17の演算により求められた駆動制御信号に従って、複数の電磁アクチュエータ13のそれぞれに備わる電動モータ31に駆動制御電力を供給することにより、複数の電磁アクチュエータ13の駆動制御を行う。
〔本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部構成〕
次に、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部構成について、図7を参照して説明する。図7は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部を概念的に表す図である。
図4に示す本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11と、図7に示す本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11とは、共通の構成部分が多く存在する。
そこで、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11と、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11との相違部分に注目し、主として当該相違部分について説明することで、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11の構成の説明に代えることとする。
本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11は、情報取得部43が車速の情報、及び車両10の駆動力を発生する駆動力発生装置(不図示)の状態の情報をさらに取得する点、並びに、ECU15の駆動力演算部47に備わる駆動力判定部55に対し、情報取得部43で取得した車速の情報、及び駆動力発生装置の状態の情報がそれぞれ入力される点で、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11と相違している。
〔本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の作用効果〕
第1の観点に基づく電動サスペンション装置11は、車両10の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータ13と、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部43と、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る減衰動作の目標値である目標減衰力を設定する駆動力演算部(設定部)47と、駆動力演算部47で設定した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて電磁アクチュエータ13の駆動制御を行う駆動制御部49と、を備える。
駆動力演算部(設定部)47は、所定の制御モードに係る設定動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
第1の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、所定の制御モードに係る設定動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
ここで、制御モードに係る設定動作とは、制御モードに係る設定(単なる設定、及び切替え設定の両者を含む)を行うだけではなく、制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る目標減衰力を設定する動作(この設定動作によって、目標減衰力に基づく電磁アクチュエータ13の駆動制御が現に行われる。)をも含む。
また、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期とは、仮に制御モードの設定切替えが行われたとしても、その設定切替え時に電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変が生じることのない期間を想定している。
さらに、所定の制御モードに係る設定動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行うとは、所定の制御モードに係る設定動作を、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束するのを待って行うことを意味する。
第1の観点に基づく電動サスペンション装置11によれば、制御モードに係る設定動作を、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行うため、制御モードの設定切替え時であっても、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変を生じることがない結果、異音の発生、車両挙動の乱れを未然に回避することができる。
また、第2の観点に基づく電動サスペンション装置11は、車両10の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータ13と、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部43と、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る減衰動作の目標値である目標減衰力、及び、伸縮動作の目標値である目標伸縮力をそれぞれ設定する駆動力演算部(設定部)47と、駆動力演算部47で設定した目標減衰力及び目標伸縮力に基づく目標駆動力を用いて電磁アクチュエータ13の駆動制御を行う駆動制御部49と、を備える。
駆動力演算部(設定部)47は、所定の制御モードに係る設定切替え動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
第2の観点に基づく電動サスペンション装置11では、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータ13に言及している点、駆動力演算部(設定部)47は目標減衰力及び目標伸縮力を設定する点、並びに、所定の制御モードに係る設定切替え動作を行う点が、第1の観点に基づく電動サスペンション装置11と比べて相違している。
すなわち、第2の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、所定の制御モードに係る設定切替え動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdr、目標駆動力、目標減衰力、及び目標伸縮力のうち少なくともいずれかが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
ここで、制御モードに係る設定切替え動作とは、制御モードに係る設定切替えを行うだけではなく、制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る目標減衰力及び目標伸縮力の設定を切替える動作(この設定切替え動作によって、目標減衰力及び目標伸縮力のうち少なくともいずれか一方に基づく電磁アクチュエータ13の駆動制御が現に行われる。)をも含む。
また、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdr、目標駆動力、目標減衰力、及び目標伸縮力のうち少なくともいずれかが所定の力範囲FAに収束している時期とは、仮に制御モードの設定切替えが行われたとしても、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変が生じることのない時期を想定している。
第2の観点に基づく電動サスペンション装置11によれば、制御モードに係る設定切替え動作を、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdr、目標駆動力、目標減衰力、及び目標伸縮力のうち少なくともいずれかが所定の力範囲FAに収束している時期に行うため、制御モードの設定切替え時であっても、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変を生じることがない結果、異音の発生、車両挙動の乱れを未然に回避することができる。
また、第3の観点に基づく電動サスペンション装置11は、第2の観点に基づく電動サスペンション装置11であって、情報取得部43は、電磁アクチュエータ13に係るストローク速度SV、及びばね上速度BVの情報をさらに取得し、駆動力演算部(設定部)47は、減衰力制御モードに係る情報、及び情報取得部43で取得したストローク速度SVの情報に基づいて目標減衰力を設定すると共に、伸縮力制御モードに係る情報、及び情報取得部43で取得したばね上速度BVの情報に基づいて目標伸縮力をそれぞれ設定し、減衰力制御モードに係る設定切替え動作と、伸縮力制御モードに係る設定切替え動作とを、相互に異なる時期に行う。
第3の観点に基づく電動サスペンション装置11によれば、減衰力制御モードに係る設定切替え動作と、伸縮力制御モードに係る設定切替え動作とを、それぞれに相応しい各個別の時期に行わせることができる。
また、第4の観点に基づく電動サスペンション装置11は、第2又は第3の観点に基づく電動サスペンション装置11であって、情報取得部43は、車速VSの情報をさらに取得し、駆動力演算部(設定部)47は、情報取得部43で取得した車速VSに基づいて力範囲FAの広狭を調整する構成を採用してもよい。第4の観点に基づく電動サスペンション装置11は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11(図7参照)に相当する。
第4の観点に基づく電動サスペンション装置11の動作について、図8Aを参照して説明する。図8Aは、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11の動作説明に供する図である。
第4の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、車速VSに基づいて力範囲FAの広狭を調整する。
具体的には、例えば、車速VSが低車速領域(停止を含む)AR1(VS<VS1)に存するケースでの車両10の走行音は、車速VSが中高車速領域AR2(VS=>VS1)に存するケースでの車両10の走行音と比べて小さい。そのため、車速VSが低車速領域AR1に存するケースでは、車速VSが中高車速領域AR2に存するケースと比べて、制御モードの設定切替え時において、より一層の静粛性が求められる。
一方、車速VSが中高車速領域AR2に存するケースでの車両10の走行音は、車速VSが低車速領域AR1に存するケースでの車両10の走行音と比べて大きい。そのため、車速VSが中高車速領域AR2に存するケースでは、車速VSが低車速領域AR1に存するケースと比べて、制御モードの設定切替え時において、静粛性に対してより一層の利便性(制御モードの設定切替えを素早く行う要請に応えること)が求められる。
そこで、第4の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、車速VSが低車速領域AR1に存するケースでの力範囲FAを、車速VSが中高車速領域AR2に存するケースでの力範囲FAと比べて狭く調整する。
ちなみに、図8Aに示す例では、車速VSが低車速領域AR1に存するケースでの力範囲FAは固定値FA1に、車速VSが中車速領域(VS1=<VS<VS2)に存するケースでの力範囲FAは(FA2―FA1:ただし、FA1<FA2)に、車速VSが高車速領域に存するケースでの力範囲FAは固定値FA2に、それぞれ設定されている。
これにより、車速VSが低車速領域AR1に存する(車両10の走行音が小さいため制御モードの設定切替え時においてより一層の静粛性が求められる)ケースでは、車速VSが中高車速領域AR2に存するケースと比べて狭く調整された力範囲FAに収束するだけ、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが十分に小さくなった時期に、所定の制御モードに係る設定切替え動作が行われる。
その結果、車速VSが低車速領域AR1に存するケースにおいて、制御モードの設定切替えを静粛に行わせることができる。
一方、第4の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、車速VSが中高車速領域AR2に存するケースでの力範囲FAを、車速VSが低車速領域AR1に存するケースでの力範囲FAと比べて広く調整する。
これにより、車速VSが中高車速領域AR2に存する(静粛性に対してより一層の利便性が求められる)ケースでは、車速VSが低車速領域AR1に存するケースと比べて広く調整された力範囲FAに収束するだけ、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが小さくなった時期に、所定の制御モードに係る設定切替え動作が行われる。その結果、車速VSが中車速領域AR2に存するケースにおいて、車速VSが低車速領域AR1に存するケースと比べて制御モードの設定切替えを素早く行うことが可能となる点で、より一層の利便性向上を図ることができる。
第4の観点に基づく電動サスペンション装置11によれば、駆動力演算部(設定部)47は、車速VSに基づいて力範囲FAの広狭を調整するため、第2又は第3の観点に基づく電動サスペンション装置11の作用効果に加えて、車速VSに応じて、制御モードの設定切替えを静粛に行う効果又は素早く行う効果を期待することができる。
また、第5の観点に基づく電動サスペンション装置11は、第2又は第3の観点に基づく電動サスペンション装置11であって、情報取得部43は、車両10の駆動力を発生する駆動力発生装置の状態の情報をさらに取得し、駆動力演算部(設定部)47は、情報取得部43で取得した駆動力発生装置の状態に基づいて力範囲FAの広狭を調整する構成を採用してもよい。第5の観点に基づく電動サスペンション装置11は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11(図7参照)に相当する。
第5の観点に基づく電動サスペンション装置11の動作について、図8Bを参照して説明する。図8Bは、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11の動作説明に供する図である。
第5の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、駆動力発生装置の状態に基づいて力範囲FAの広狭を調整する。
具体的には、例えば、車両10がハイブリッド車両である場合において、駆動力発生装置の状態が、電動機を用いて駆動力を発生するEVモード(主として低速側)である領域AR11(エンジン回転速度ESがES1未満:ES<ES1の領域)での車両10の走行音は、駆動力発生装置の状態が、内燃機関エンジンを用いて駆動力を発生するエンジン駆動モード(主として高速側)である領域AR12(エンジン回転速度ESがES1以上:ES>=ES1の領域)での車両10の走行音と比べて小さい。そのため、駆動力発生装置の状態がEVモードである領域AR11では、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12と比べて、制御モードの設定切替え時において、より一層の静粛性が求められる。
一方、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12での車両10の走行音は、駆動力発生装置の状態がEVモードである領域AR11での車両10の走行音と比べて大きい。そのため、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12では、駆動力発生装置の状態がEVモードである領域AR11と比べて、制御モードの設定切替え時において、静粛性に対してより一層の利便性(制御モードの設定切替えを素早く行う要請に応えること)が求められる。
そこで、第5の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケース(領域AR11)での力範囲FAを、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードであるケース(領域AR12)での力範囲FAと比べて狭く調整する。
ちなみに、図8Bに示す例では、駆動力発生装置の状態がEVモードである領域AR11(ES<ES1)での力範囲FAは固定値FA11に、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12のうちエンジン回転速度ESがES1以上かつES2未満の領域での力範囲FAは(FA12―FA11:ただし、FA11<FA12)に、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12のうちエンジン回転速度ESがES2以上の領域での力範囲FAは固定値FA12に、それぞれ設定されている。
これにより、駆動力発生装置の状態がEVモードである(車両10の走行音が小さいため制御モードの設定切替え時においてより一層の静粛性が求められる)ケース(領域AR11)では、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードであるケース(領域AR12)と比べて狭く調整された力範囲FAに収束するだけ、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが十分に小さくなった時期に、所定の制御モードに係る設定切替え動作が行われる。その結果、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケースにおいて、制御モードの設定切替えを静粛に行わせることができる。
一方、第5の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードであるケース(領域AR12)での力範囲FAを、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケース(領域AR11)での力範囲FAと比べて広く調整する。
これにより、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである(静粛性に対してより一層の利便性が求められる)ケース(領域AR12)では、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケース(領域AR11)と比べて広く調整された力範囲FAに収束するだけ、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが小さくなった時期に、所定の制御モードに係る設定切替え動作が行われる。
その結果、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードであるケース(領域AR12)において、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケース(領域AR11)と比べて制御モードの設定切替えを素早く行うことが可能となる点で、より一層の利便性向上を図ることができる。
第5の観点に基づく電動サスペンション装置11によれば、駆動力演算部(設定部)47は、駆動力発生装置の状態に基づいて力範囲FAの広狭を調整するため、第2又は第3の観点に基づく電動サスペンション装置11の作用効果に加えて、駆動力発生装置の状態に応じて、制御モードの設定切替えを静粛に行う効果又は素早く行う効果を期待することができる。
〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
例えば、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の説明において、駆動力判定部55は、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが、所定の力範囲FAに収束しているか否かに係る駆動力判定を行う例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。
本発明では、駆動力判定部55は、電磁アクチュエータ13に係る目標駆動力が、所定の力範囲FAに収束しているか否かに係る駆動力判定を行う構成を採用しても構わない。
また、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の説明において、駆動力判定部55は、駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している旨の判定が下された場合に、制御モードに係る設定情報に従う設定動作を許可する旨の設定動作許可信号を、減衰力設定部51及び伸縮力設定部53のそれぞれに送る例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。
本発明では、制御モードに係る設定情報に従う設定動作を許可する旨の設定動作許可信号に代えて、前記設定動作を指示する旨の設定動作指示信号を採用しても構わない。
また、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の説明において、電磁アクチュエータ13に係る複数の制御モードとして、コンフォートモード、ノーマルモード、スポーツモードを例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。
本発明で適用される電磁アクチュエータ13に係る制御モードとしては、電磁アクチュエータ13に係る減衰力及び伸縮力の少なくともいずれか一方を制御する機能を有していれば、いかなる制御モードを採用しても構わない。
また、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の説明において、電磁アクチュエータ13を、前輪(左前輪・右前輪)及び後輪(左後輪・右後輪)の両方で都合4つ配置する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。電磁アクチュエータ13を、前輪又は後輪のいずれか一方に都合2つ配置する構成を採用しても構わない。
最後に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の説明において、複数の電磁アクチュエータ13の駆動制御をそれぞれ独立して行う駆動制御部49に言及した。
具体的には、駆動制御部49は、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ13の駆動制御を、各輪毎にそれぞれ独立して行ってもよい。
また、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ13の駆動制御を、前輪側及び後輪側毎にそれぞれ独立して行ってもよいし、左輪側及び右輪側毎にそれぞれ独立して行っても構わない。
10 車両
11 電動サスペンション装置
13 電磁アクチュエータ
43 情報取得部
47 駆動力演算部(設定部)
49 駆動制御部

Claims (5)

  1. 車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、
    前記電磁アクチュエータに係る前記駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部と、
    前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて当該電磁アクチュエータに係る減衰動作の目標値である目標減衰力を設定する設定部と、
    前記設定部で設定した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
    前記設定部は、前記所定の制御モードに係る設定動作を、前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る駆動力が所定の力範囲に収束している時期に行う
    ことを特徴とする電動サスペンション装置。
  2. 車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、
    前記電磁アクチュエータに係る前記駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部と、
    前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて当該電磁アクチュエータに係る減衰動作の目標値である目標減衰力、及び、伸縮動作の目標値である目標伸縮力をそれぞれ設定する設定部と、
    前記設定部で設定した目標減衰力及び目標伸縮力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
    前記設定部は、前記所定の制御モードに係る設定切替え動作を、前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る駆動力、前記目標駆動力、前記目標減衰力、及び前記目標伸縮力のうち少なくともいずれかが所定の力範囲に収束している時期に行う
    ことを特徴とする電動サスペンション装置。
  3. 請求項2に記載の電動サスペンション装置であって、
    前記情報取得部は、前記電磁アクチュエータに係るストローク速度、及びばね上速度の情報をさらに取得し、
    前記設定部は、
    減衰力制御モードに係る情報、及び前記情報取得部で取得したストローク速度の情報に基づいて前記目標減衰力を設定すると共に、伸縮力制御モードに係る情報、及び前記情報取得部で取得したばね上速度の情報に基づいて前記目標伸縮力をそれぞれ設定し、
    減衰力制御モードに係る設定切替え動作と、伸縮力制御モードに係る設定切替え動作とを、相互に異なる時期に行う
    ことを特徴とする電動サスペンション装置。
  4. 請求項2又は3に記載の電動サスペンション装置であって、
    前記情報取得部は、車速の情報をさらに取得し、
    前記設定部は、前記情報取得部で取得した車速に基づいて前記力範囲の広狭を調整する
    ことを特徴とする電動サスペンション装置。
  5. 請求項2又は3に記載の電動サスペンション装置であって、
    前記情報取得部は、前記車両の駆動力を発生する駆動力発生装置の状態の情報をさらに取得し、
    前記設定部は、前記情報取得部で取得した前記駆動力発生装置の状態に基づいて前記力範囲の広狭を調整する
    ことを特徴とする電動サスペンション装置。
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