JP2022147002A - ダンパ制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗り心地が悪化することを抑制可能なダンパ制御装置を提供する。【解決手段】前輪WFに設けられた前ダンパDFおよび後輪WRに設けられた後ダンパDRを制御するダンパ制御装置1であって、車両Cの前方の路面状態を検出するプレビュセンサ11と、車両Cの舵角を検出する舵角センサ12と、プレビュセンサ11の検出値に基づいて前ダンパDFおよび後ダンパDRを制御する制御装置100と、を備える。制御装置100は、舵角センサ12によって所定以上の舵角を検出した場合、プレビュセンサ11の検出値に基づいた後輪WR側の後ダンパDRの制御を抑制する。【選択図】図1

Description

本発明は、ダンパ制御装置に関する。
特許文献1には、車両前方の路面の状態を検出するセンサから得られる検出値に基づいて車両のダンパを制御する技術が記載されている。
特開2013-205196号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、車両の前方にしかセンサが設けられていないため、後輪も前輪と同じ走行軌跡をたどることを前提として設計されている。このため、運転者が所定の舵角以上操作した場合には、後輪と前輪の走行軌跡が異なるので、前輪に合わせてダンパを制御すると乗り心地が悪くなるおそれがある。
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、乗り心地が悪化することを抑制可能なダンパ制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、前輪および後輪の減衰力を可変にするダンパを制御するダンパ制御装置であって、車両前方の路面状態を検出する路面状態検出手段と、前記車両の旋回度合を検出する車両旋回度合検出手段と、前記路面状態検出手段の検出値に基づいて前記前輪および前記後輪に設けられた前記ダンパを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両旋回度合検出手段によって所定以上の旋回度を検出した場合、前記路面状態検出手段の検出値に基づいた前記後輪側の前記ダンパの制御を抑制することを特徴とする。
本発明によれば、乗り心地が悪化することを抑制可能なダンパ制御装置を提供できる。
本実施形態のダンパ制御装置を搭載した車両を示す全体構成図である。 本実施形態のダンパ制御装置を搭載した車両を示す構成図である。 舵角が所定未満の場合の前輪と後輪の走行軌跡を示す模式図である。 舵角が所定以上の場合の前輪と後輪の走行軌跡を示す模式図である。 舵角と車速との関係を示すマップである。 本実施形態のダンパ制御装置の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態に係るダンパ制御装置について、適宜図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、車両の進行方向を「前」、後退方向を「後」、鉛直上方側を「上」、鉛直下方側を「下」、車幅方向を「左」、「右」として説明する。
図1は、本実施形態のダンパ制御装置を搭載した車両を示す全体構成図である。
図1に示すように、本実施形態のダンパ制御装置1は、車両Cに搭載されている。この車両Cは、不図示の内燃機関を備え、4つの車輪Wである前輪WF,WFと後輪WR,WRを備える四輪自動車である。前輪WFは、転舵輪を示す。また、車両Cは、電動パワーステアリング(Electric Power Steering:EPS)を備えている。この電動パワーステアリング装置は、前輪WFを転舵する際に要する運転者の操舵力を、電動機3を駆動させることで軽減するようにアシストする周知の装置である。
また、車両Cの各前輪WFには、前ダンパDF(ダンパ)とバネSF(図2参照)などを備えたサスペンションが設けられている。また、車両Cの各後輪WRには、後ダンパDR(ダンパ)とバネSR(図2参照)などを備えたサスペンションが設けられている。これら前ダンパDFと後ダンパDRは、減衰力を任意に変更することができる公知の減衰力可変ダンパによって構成されている。なお、本実施形態が適用されるダンパとしては、減衰力可変ダンパに限定されるものではなく、アクティブサスペンションにも適用することができる。
また、車両Cは、車両前方(車両Cの前方)の路面R(図2参照)の状態を検出するプレビュセンサ(路面状態検出手段)11,11と、プレビュセンサ11の検出値に基づいて前ダンパDFおよび後ダンパDRを制御する制御装置(制御部)100と、を備えている。
また、車両Cは、舵角センサ12(車両旋回度合検出手段)、操舵トルクセンサ13(車両旋回度合検出手段)、ヨーレートセンサ14(車両旋回度合検出手段)、車速センサ15(車速検出手段、スリップ検出手段)、車輪速センサ16(スリップ検出手段)を備えている。
舵角センサ12は、操舵系の舵角θ(旋回度、図5参照)を検出する。舵角センサ12は、例えば、電動機3の回転角度を計測する角度センサによって検出され、ステアリング(ステアリングホイール)Hの舵角θ(切れ角)を検出する。
操舵トルクセンサ13(図1では“トルクセンサ”と表記)は、運転者がステアリングHを介して入力する操舵トルク(手動操舵力)を検出する。この操舵トルクセンサ13は、前記した舵角センサ12に替えて車両旋回度合検出手段として利用できる。
ヨーレートセンサ14は、車両Cのヨーレート(旋回角速度)を検出する。このヨーレートセンサ14は、舵角センサ12および操舵トルクセンサ13に替えて車両旋回度合検出手段として利用できる。
車速センサ15は、車両Cの走行速度(以下、車速Vcとする)を検出する。
車輪速センサ16は、車輪Wの回転速度を車輪速パルス信号として検出する。図1では、車輪速センサ16を1つの車輪Wにのみ記載しているが、実際には前輪WF,WFと後輪WR,WRのすべてに備えられている。
制御装置100は、前輪WFおよび後輪WRのダンパ制御を行うものであり、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。ダンパ制御とは、前ダンパDFおよび後ダンパDRを制御して、路面Rに対する車体の振動を緩和または吸収して車両Cの乗り心地をよくする制御である。
また、制御装置100は、プレビュセンサ11、舵角センサ12、操舵トルクセンサ13、ヨーレートセンサ14、車速センサ15、車輪速センサ16と接続され、路面状態、舵角θ、操舵トルク、ヨーレート、車速Vc、車輪速の各種情報を取得する。また、図1において、制御装置100と、各センサ11~16との間は、例えば、CAN(Control Area Network)のような通信媒体を介して相互に接続されている。
図2は、本実施形態のダンパ制御装置を搭載した車両を示す構成図である。
図2に示すように、プレビュセンサ11は、車両Cの前部側の路面Rの状態(路面状態)を検出する。また、プレビュセンサ11は、車両Cの車体前部を構成するフレーム部材Fに設けられている。また、プレビュセンサ11は、フレーム部材Fの前輪WFよりも前側に位置している。なお、本実施形態では、プレビュセンサ11は、前輪WFの前方に設けられ、後輪WR側には設けられていない。また、プレビュセンサ11は、左右の前輪WFに設けられている。
また、プレビュセンサ11は、白抜き矢印で示すように、前輪WFの直前の路面Rの状態を検出するように構成されている。また、プレビュセンサ11は、レーダ式、カメラ式、レーザ式などのセンサから適宜選択することができる。また、プレビュセンサ11としては、単一のセンサに限定されるものではなく、カメラ式とレーザ式など複数の方式のセンサを組み合わせて構成してもよい。
図3は、舵角が所定未満の場合の前輪と後輪の走行軌跡を示す模式図である。
図3に示すように、ステアリングHを操作して車両Cを右方向に所定未満の舵角θとなるように旋回させた場合、前輪WFが旋回中心O1を基準とする円弧状の走行予定線(走行軌跡)LF1に沿って移動する。また、後輪WRは、旋回中心O1を基準とする円弧状の走行予定線(走行軌跡)LR1に沿って移動する。このように、車両Cは、内輪差によって、後輪WRの走行予定線LR1が前輪WFの走行予定線LF1よりも内側(旋回中心O1側)を通過する。
また、プレビュセンサ11は、前輪WFの前方(車両前方)の路面状態を検出するものであり、例えば、左右方向(幅方向)に所定の計測範囲(所定の範囲)S1を持って測定する。なお、所定の計測範囲S1は、前輪WFの舵角θ(切れ角)を最大にした場合でも走行予定線LF1と所定の計測範囲S1とが重なるように設定されている。これにより、前輪WFについては、どのような舵角θであっても路面状態を検出することができる。
このように、舵角θが所定未満の場合には、前輪WFと後輪WRの双方が所定の計測範囲S1上を通過する。このため、前輪WFに設けられた前ダンパDFと後輪WRに設けられた後ダンパDRは、プレビュセンサ11によって検出された検出値に基づいて制御される。つまり、前ダンパDFと後ダンパDRは、適切に車体の振動を抑えることができるように制御装置100によって制御される。
図4は、舵角が所定以上の場合の前輪と後輪の走行軌跡を示す模式図である。
図4に示すように、ステアリングHを操作して車両Cを右方向に所定以上の舵角θとなるように旋回させた場合、前輪WFが旋回中心O2を基準とする円弧状の走行予定線(走行軌跡)LF2に沿って移動する。また、後輪WRは、旋回中心O2を基準とする円弧状の走行予定線(走行軌跡)LR2に沿って移動する。このように、車両Cは、内輪差によって、後輪WRの走行予定線LR2が前輪WFの走行予定線LF2よりも内側(旋回中心O2側)を通過する。
ところで、舵角θが所定以上の場合には、前輪WFについては計測範囲S1上を通過するが、後輪WRについては、計測範囲S1から外れた位置を通過することになる。このため、検出されていない路面状態に基づいて後ダンパDRが制御されると、逆に、車体の振動が増大して乗り心地が悪くなるおそれがある。そこで、本実施形態では、舵角θに応じて、後輪WRのダンパ制御(後ダンパDRの制御)を抑制するようにしたものである。
図5は、車速と舵角との関係を示すマップである。
図5に示すように、斜線で示す領域が、プレビュセンサ11に基づいて後輪WRのダンパ制御(後ダンパDRの制御)を行う領域である。すなわち、車速Vc(車両Cの走行速度)が速くなるにつれて、所定以上となる舵角θ(ステアリングホイール角度)が小さくなる。このように車速Vcが大きい場合には、舵角θが小さいときでも後輪WRのダンパ制御(後ダンパDRの制御)を適用しない。なお、図5では、最大車速(Vmax)が設定され、この最大速度を超える場合には、プレビュセンサ11に基づいて後輪WRのダンパ制御(後ダンパDRの制御)を実行しない。
また、図5に示すように、車速Vcがマイナスの場合(車両Cの後退時)にも、プレビュセンサ11に基づく後輪WRの制御(後ダンパDRの制御)を適用しない。これは、後輪WRには、プレビュセンサ11が設けられておらず、プレビュセンサ11に基づくダンパ制御を行うことができないからである。なお、車両Cが後退しているかどうかは、車両Cの運転席に設けられたシフトレバー(不図示)のセレクト位置を検出することや、車輪速センサ16によってマイナス側(後退側)に回転していることを検出することで判定できる。
図6は、本実施形態のダンパ制御装置の動作を示すフローチャートである。
まず、車両Cのスタートボタン(不図示)またはイグニッションスイッチ(不図示)がオンされると、プレビュセンサ11が起動して、路面状態の検出を開始する。そして、図6に示すように、ステップS10において、制御装置100は、車両Cの車速VcとステアリングHの舵角θを検出する。ステアリングHの舵角θは、舵角センサ12によって検出される。なお、舵角θは、操舵トルクセンサ13やヨーレートセンサ14によって検出してもよい。
ステップS20において、制御装置100は、舵角センサ12によって検出された舵角θが所定以上であるか否かを判定する。制御装置100は、舵角θが所定以上であると判定した場合には(S20、Yes)、ステップS60の処理に進み、舵角θが所定未満であると判定した場合には(S20、No)、ステップS30の処理に進む。なお、所定以上の舵角θとは、図4において説明したように、後輪WRがプレビュセンサ11による計測範囲S1と重ならない位置を通過する場合の舵角である。
また、制御装置100は、ステップS10において取得した車速Vcについて、図5のマップを参照して、所定以上となる舵角θを変更する。このとき、車速Vcが高い場合には所定以上の舵角θが小さくなるように変更され、車速Vcが低い場合には所定以上の舵角θが大きくなるように変更される。
ステップS60において、制御装置100は、後輪WRのダンパ制御を禁止する。すなわち、後輪WRについては、プレビュセンサ11の検出値に基づく後輪WRのダンパ制御(後ダンパDRの制御)を行わない。なお、後輪WRのダンパ制御を禁止するだけではなく、後輪WRのダンパ制御を抑制するようにしてもよい。ダンパ制御を抑制するとは、後輪WRのダンパ制御を禁止(=ゼロ)とはせず、制御の重みづけを変えるなどして、完全にゼロにしない場合やプレビュセンサ11の検出値による制御を考慮するが実質は制御に使用しない場合も含むことを意味している。
ステップS30において、制御装置100は、ダンパ制御を実行する。また、すでにダンパ制御が実行されている場合には、ダンパ制御を継続する。すなわち、プレビュセンサ11の検出値に基づいて前輪WFおよび後輪WRのダンパ制御(前ダンパDFの制御および後ダンパDRの制御)を実行する。
ステップS40において、制御装置100は、車両Cが後退中であるか否かを判定する。車両Cの後退時の場合には(S40、Yes)、ステップS60の処理に進み、車両Cの後退時ではない場合には(S40、No)、ステップS50の処理に進む。
ステップS50において、制御装置100は、車両Cのスリップ値が所定以上であるか否かを判定する。車両Cのスリップ値が所定以上の場合には(S50、Yes)、ステップS60の処理に進み、車両Cのスリップ値が所定以上ではない場合には(S50、No)、リターンする。なお、スリップ値は、例えば、車両Cに搭載されるABS(Anti-lock Brake System)で使用されるスリップ率に基づいて決定される。スリップ値が所定以上とは、車速Vcと車輪速Vwから求めたスリップ値が所定以上である場合、またはABSが作動した場合である。
以上説明したように、本実施形態のダンパ制御装置1は、前輪WFに設けられた前ダンパDFおよび後輪WRに設けられた後ダンパDRを制御するダンパ制御装置1であって、車両Cの前方の路面状態を検出するプレビュセンサ11と、車両Cの舵角θ(ヨーレート)を検出する舵角センサ12(操舵トルクセンサ13、ヨーレートセンサ14)と、プレビュセンサ11の検出値に基づいて前ダンパDFおよび後ダンパDRを制御する制御装置100と、を備える。制御装置100は、舵角センサ12によって所定以上の舵角θを検出した場合、プレビュセンサ11の検出値に基づいた後輪WR側の後ダンパDRの制御を抑制する(図6のS20、S60参照)。これによれば、所定以上の舵角θが生じた場合には、後輪WRが前輪WFと異なる走行軌跡となる可能性が高いので、後輪WRのプレビュセンサ11によるダンパ制御を抑制することで、乗り心地が悪化することを抑制できる。
また、本実施形態は、車両Cの車速Vcを検出する車速センサ15を備え、制御装置100は、車速センサ15によって検出された車速Vcに応じて所定以上の舵角θを変更する(図5参照)。これによれば、車速Vcによっても後輪WRの走行軌跡(走行予定線LR1,LR2)が異なるので、車速Vcに応じて所定以上の舵角θを変更することで、乗り心地が悪化することをさらに抑制できる。
また、本実施形態は、制御装置100は、車両Cの後退時にプレビュセンサ11の検出値に基づいた後輪WR側の後ダンパDRの制御を抑制する(図5、図6のS40、S60参照)。これによれば、車両後退時にはプレビュセンサ11による後輪WRのダンパ制御はできなくなるため、後輪WRのプレビュセンサ11によるダンパ制御を抑制することで、乗り心地が悪化することを抑制できる。
また、本実施形態は、車輪Wのスリップ度合を検出する車速センサ15および車輪速センサ16を備え、制御装置100は、所定以上の舵角θよりも小さい所定未満の舵角θにおいて、前輪WFおよび/または後輪WRが所定以上のスリップ度合を検出した場合には、プレビュセンサ11による後輪WRのダンパ制御を抑制する(図6のS50、S60参照)。これによれば、車輪Wがスリップすると走行軌跡(走行予定線LR1,LR2)が変わる可能性があるので、後輪WRのプレビュセンサ11による後輪WRのダンパ制御を抑制することで、乗り心地が悪化するのを抑制できる。
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、本実施形態では、前輪WFにのみ舵角を与える車両Cを例に挙げて説明したが、前輪WFと後輪WRの四輪に舵角を与える四輪操舵方式を採用した車両に適用してもよい。
1 ダンパ制御装置
11 プレビュセンサ(路面状態検出手段)
12 舵角センサ(車両旋回度合検出手段)
13 操舵トルクセンサ(車両旋回度合検出手段)
14 ヨーレートセンサ(車両旋回度合検出手段)
15 車速センサ(車速検出手段、スリップ検出手段)
16 車輪速センサ(スリップ検出手段)
100 制御装置(制御部)
C 車両
DF 前ダンパ(ダンパ)
DR 後ダンパ(ダンパ)
Vc 車速
W 車輪
WF 前輪
WR 後輪
θ 舵角(旋回度)
本発明は、前輪および後輪の減衰力を可変にするダンパを制御するダンパ制御装置であって、車両前方の路面状態を検出する路面状態検出手段と、前記車両の旋回度合を検出する車両旋回度合検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記前輪および前記後輪の回転速度である車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記車速と前記車輪速から前記車両のスリップ値を検出するスリップ検出手段と、前記路面状態検出手段の検出値に基づいて前記前輪および前記後輪に設けられた前記ダンパを制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記車両旋回度合検出手段によって所定以上の旋回度を検出した場合、前記路面状態検出手段の検出値に基づいた前記後輪側の前記ダンパの制御を抑制し、かつ、前記所定以上の旋回度よりも小さい所定未満の旋回度において、前記前輪および/または前記後輪が所定以上のスリップ値を検出した場合には前記制御を抑制することを特徴とする。

Claims (4)

  1. 前輪および後輪の減衰力を可変にするダンパを制御するダンパ制御装置であって、
    車両前方の路面状態を検出する路面状態検出手段と、
    前記車両の旋回度合を検出する車両旋回度合検出手段と、
    前記路面状態検出手段の検出値に基づいて前記前輪および前記後輪に設けられた前記ダンパを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記車両旋回度合検出手段によって所定以上の旋回度を検出した場合、前記路面状態検出手段の検出値に基づいた前記後輪側の前記ダンパの制御を抑制することを特徴とするダンパ制御装置。
  2. 前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記制御部は、前記車速検出手段によって検出された車速に応じて前記所定以上の旋回度を変更することを特徴とする請求項1に記載のダンパ制御装置。
  3. 前記制御部は、前記車両の後退時に前記制御を抑制することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のダンパ制御装置。
  4. 前記車両のスリップ値を検出するスリップ検出手段を備え、
    前記制御部は、前記所定以上の旋回度よりも小さい所定未満の旋回度において、前記前輪および/または前記後輪が所定以上のスリップ値を検出した場合には前記制御を抑制することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のダンパ制御装置。
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