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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