JP2023070344A - アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両 - Google Patents

アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両 Download PDF

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Abstract

【課題】車両に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れを防止することができる、アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両を提供する。【解決手段】アクティブサスペンション装置１は、車輪１６前方の路面の高さを検出するプレビューセンサ３と、サスペンションのストロークを制御して、プレビュー制御を実行するＥＣＵ２４と、を有する。ＥＣＵ２４は、プレビュー制御を実行する前輪プレビュー制御部２４１と、プレビュー制御が成功であるか否かを判定するプレビュー制御成功判定部２４２と、後輪のサスペンションのストロークを制御する後輪制御部２４３と、備える。後輪制御部２４３は、前輪のプレビュー制御が成功した場合、後輪に対し、サスペンションのストロークを制御するプレビュー制御とスカイフック制御とを実行し、失敗した場合、後輪に対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両に関する。
近年、電動サスペンションが搭載されている車両では、スカイフック制御が主に実装されており、従来のサスペンションでは実現することができない乗り心地を実現している。また、電動サスペンションを用いて車体（ボディ）が振動しないこと（ボディ振動ゼロ）を実現するために、路面の凹凸や段差などをセンサで事前に検出して、その結果を用いて電動サスペンションを制御するプレビュー制御が提案されている。
プレビュー制御を用いることにより、電動サスペンションは、ボディ振動をゼロにする制御が可能になっている。
ここで、特許文献１には、「車体の前端にて路面の変位Ｘ及び上下加速度を検出してこれらを時系列に記憶し、変位の検出が正常であるときには車輌が通過する際の路面の変位を変位Ｘより推定し推定された路面の変位に応じて前輪及び後輪のアクチュエータを制御し、変位の検出が異常であるときにはホイールベース及び車速に基き車体の後輪に対応する部位の上下加速度を上下加速度より推定し推定された上下加速度に応じて後輪のアクチュエータを制御する、アクティブサスペンションの制御装置」が開示されている（特許文献１の要約を参照）。
特開平５－９６９２２号公報
特許文献１に開示されたアクティブサスペンションの制御装置では、制御手段は、路面検出手段による変位の検出が正常であるか否かを判定し、変位の検出が正常である旨の判定が行われたときには、プレビュー制御を行う。一方、変位の検出が異常である旨の判定が行われたときは、制御手段は、プレビュー制御を行わず、記憶手段に記憶された上下加速度を用いて後輪のアクチュエータを制御する。
ここで、変位の検出が異常と判定された場合に、制御部は、記憶手段に記憶された上下加速度を用いて後輪のアクチュエータを制御するため、ばね上の振動がゼロになることはなく、車両に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れがある。
また、外乱やノイズ等の影響によって正しく前輪でプレビュー制御が適用できなかった場合、後輪でプレビュー制御を適用することは、好ましくない。さらにプレビュー制御が適用できない状況で無理やりプレビュー制御の動作をさせると、車両に乗っている人の乗り心地が、逆に悪化することも想定される。
本発明は、上記した従来の課題を解決するものであり、車両に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れを防止することができる、アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両を提供することを目的とする。
本発明に係るアクティブサスペンション装置は、車輪前方の路面の高さを検出する路面状態検出手段と、前記路面状態検出手段により検出された前記路面の高さの変位によってサスペンションのストロークを制御して、プレビュー制御を実行する制御部と、を有するアクティブサスペンション装置であって、前記制御部は、前記路面状態検出手段により検出された前記路面の高さの変位によって前輪のサスペンションのストロークを変更し、プレビュー制御を実行する前輪プレビュー制御部と、前記前輪プレビュー制御部により前記前輪のサスペンションのストロークを変更して、当該ストロークの制御によるプレビュー制御が成功であるか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、対応する後輪のサスペンションのストロークを制御する後輪制御部と、備え、前記後輪制御部は、前記判定部により前記前輪のプレビュー制御が成功した旨の判定が行われた場合、対応する後輪に対し、サスペンションのストロークを制御するプレビュー制御とスカイフック制御とを実行し、前記判定部により前記前輪のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われた場合、対応する後輪に対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する、ことを特徴とする。
本発明によれば、車両に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れを防止することができる、アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両を提供できる。
本発明の実施形態に係るサスペンション装置を搭載した車両を示す概略構成図である。 本実施形態におけるサスペンションを示す模式図である。 本実施形態に係るアクティブサスペンション装置を搭載した車両を示す構成図である。 本実施形態におけるアクティブサスペンション装置のＥＣＵの機能を示した機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係るアクティブサスペンション装置に備わるＥＣＵの荷重制御について説明した説明図である。 本実施形態に係るアクティブサスペンション装置の動作を示したフローチャートである。 （ａ）は、前輪のプレビュー制御が成功したときに、ＥＣＵの後輪制御部が、成功時処理部により後輪を制御する概念を示す説明図である。図７（ｂ）は、前輪のプレビュー制御が失敗したときに、ＥＣＵの後輪制御部が、失敗時処理部により後輪を制御する概念を示す説明図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るサスペンション装置を搭載した車両を示す概略構成図である。図２は、本実施形態におけるサスペンションを示す模式図である。
図１及び図２に示されるように、車両１０の車体１２には、前輪タイヤ１４を装着した車輪１６が左右に１つずつ、また後輪タイヤ５４を装着した車輪５６が左右に１つずつ配置されている。前輪は、前輪タイヤ１４と車輪１６で構成され、後輪は、後輪タイヤ５４と車輪５６で構成されている。なお、前輪を、前輪タイヤ１４または車輪１６で示し、後輪を、後輪タイヤ５４または車輪５６で示すことがある。
各車輪１６，５６は、サスペンションアーム１８、スプリング２０、減衰力可変ダンパ２２（以下、単にダンパ２２という）等で構成されたサスペンションを介して、車体１２に懸架されている。車両１０には、各種の制御を遂行するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２４、車輪毎に配置され各車輪１６，５６の車輪速Ｖを検出する車輪速センサ２６が配設されている。車輪速センサ２６は、各車輪１６，５６の回転速度を検出信号（車輪速信号ともいう）として検出する。本実施形態では、ＥＣＵ２４が、ダンパ２２の長さを制御することにより、サスペンションのストロークを変更（制御）する。
ＥＣＵ２４（制御部）は、マイクロコンピュータ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等によって構成されている。ＥＣＵ２４は、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network）２８）を介して、各車輪１６，５６のダンパ２２及び車輪速センサ２６と電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２４及び車輪速センサ２６によってサスペンション装置が構成されている。ＥＣＵ２４は、ＲＯＭに格納された所定の制御プログラムを実行することによって、前輪プレビュー制御部２４１、プレビュー制御成功判定部２４２、後輪制御部２４３を具現化する。
なお、本実施形態では、一例として、電磁ダンパを例にして説明するが、それに限定されるものではない。すなわち、エアサスペンション、及びアクティブスタビライザを用いた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１０は、前輪駆動車、後輪駆動車、及び四輪駆動車のいずれであってもよい。
本実施形態において、ダンパ２２は、例えば、モノチューブ式（ド・カルボン式）ダンパによって構成されている。このダンパ２２は、磁気粘性流体（Magneto-Rheological Fluid；ＭＲＦ）が充填された円筒状のシリンダに対してピストンロッドが軸方向に沿って摺動可能に収装され、ピストンロッドの先端に装着されたピストンがシリンダ内を上部油室と下部油室とに区画している。上部油室と下部油室との間には、上部油室と下部油室とを連通させる連通路が設けられている。連通路の内側には、ＭＬＶコイルが配置されている。
ダンパ２２は、例えば、シリンダの下端が車輪側部材であるサスペンションアーム１８に連結され、ピストンロッドの上端が車体側部材であるダンパベースに連結されている。図２に示されるように、各ダンパ２２は、質量Ｍ１を有するばね下要素（車輪１６，５６、ナックル、サスペンションアーム１８等を含むサスペンションの下側の可動要素）と、車体１２からなる質量Ｍ２を有するばね上要素とを、スプリング２０と共に連結して構成されている。
ＥＣＵ２４からダンパ２２の図示しないＭＬＶコイルに電流が供給されると、連通路を流通するＭＲＦに磁界が印加されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成する。これにより、連通路を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度（以下、単に粘度という）が上昇し、ダンパ２２の減衰力が増大する。なお、本実施形態では、ダンパ２２にモノチューブ式ダンパが採用されているが、他の形式のダンパも、適宜、採用可能である。
また、ばね上要素には、ダンパ２２のストローク方向に沿う車体１２（ばね上）の加速度を検出する加速度センサ２９が設けられる。加速度センサ２９は、車体１２（ばね上）の加速度を検出すると、ＥＣＵ２４が、そのばね上加速度を取得する。ＥＣＵ２４は、ばね上加速度を時系列情報で時間積分することにより、ばね上速度を取得する。なお、加速度センサ２９は、ばね下要素のばね下加速度を取得してもよく、ＥＣＵ２４は、そのばね下速度を取得してもよい。また、ばね上速度、またはばね下速度の算出は、ＥＣＵ２４による時間積分に限定されるものではなく、例えば、ジャイロセンサを用いて取得してもよい。
また、車両１０は、車両前方（車両１０の前方）の路面１００（図３参照）の状態を検出するプレビューセンサ（路面状態検出手段）３を、前輪タイヤ１４の前方に備えている。プレビューセンサ３は、左右の前輪タイヤ１４，１４に対応して、左右のそれぞれに設けられ、各車輪１６前方の路面の高さを検出する。ＥＣＵ２４は、プレビューセンサ３により検出された路面の高さの変位によって（変位に応じて）サスペンションのストロークを制御して、プレビュー制御を実行する。本実施形態では、プレビューセンサ３とＥＣＵ２４により、アクティブサスペンション装置１が構成されている。
図３は、本実施形態に係るアクティブサスペンション装置１を搭載した車両を示す構成図である。図３に示すように、プレビューセンサ３は、車両１０の前部側の路面１００の状態（路面状態）を検出する。
プレビューセンサ３は、車両１０の車体前部を構成するフレーム部材Ｆに設けられ（すなわち、車体１２に設けられ）、フレーム部材Ｆにおける前輪の車輪１６よりも前側に位置している。プレビューセンサ３は、白抜き矢印で示すように、前輪である車輪１６の直前の路面１００の状態を検出する。なお、プレビューセンサ３は、レーダ式、カメラ式、レーザ式、超音波式などのセンサから適宜選択することができる。また、プレビューセンサ３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されていてもよい。なお、プレビューセンサ３は、左右の前輪の各車輪１６の前方に設けられている。
図４は、本実施形態におけるアクティブサスペンション装置１のＥＣＵ２４の機能を示した機能ブロック図である。
ＥＣＵ２４は、前輪プレビュー制御部２４１、プレビュー制御成功判定部２４２（判定部）、および後輪制御部２４３を備えて構成されている。後輪制御部２４３は、成功時処理部２４４と、失敗時処理部２４５とを備えて構成されている。ＥＣＵ２４は、プレビューセンサ３よって検出された路面１００の高さの変位によってサスペンションのストローク（ダンパ２２の長さ）を制御する（図３参照）。
前輪プレビュー制御部２４１は、プレビューセンサ３から、前輪の車輪１６前方の路面１００の高さを取得する。前輪プレビュー制御部２４１は、プレビューセンサ３により検出された路面１００の高さの変位によって前輪のサスペンションのストロークを変更し、プレビュー制御を実行する。前輪プレビュー制御部２４１は、例えば、取得した路面１００の高さに応じて、対応する前輪のダンパ２２の長さを調整する。
すなわち、車両１０における右側の前輪は、右側の路面１００の高さに応じて、右側の前輪のダンパ２２の長さを調整する。一方、車両１０における左側の前輪は、左側の路面１００の高さに応じて、左側の前輪のダンパ２２の長さを調整する。
プレビュー制御成功判定部２４２（判定部）は、前輪プレビュー制御部２４１により前輪のダンパ２２の長さ（サスペンションのストローク）を変更して、当該ストロークの制御によるプレビュー制御が成功であるか否かを判定する。
成功であるか否か（失敗）の判定として、プレビュー制御成功判定部２４２は、例えば、前輪のプレビュー制御がオフの場合の動作を仮定した理論車両モデルと、実ボディ動作とを比較する。これにより、プレビュー制御成功判定部２４２は、当該実ボディ動作の値が理論車両モデルの値よりも悪化している場合、前輪のプレビュー制御が失敗であると判定する。具体的には、プレビュー制御成功判定部２４２は、段差を乗り越え時に位置しているときの加速度センサ２９の値が、所定の値以上である場合に、プレビュー制御が失敗であると判定することができる。
なお、プレビュー制御成功判定部２４２は、理論車両モデルと実ボディ動作との比較に限定されない。例えば、加速度センサ２９に絶対値がある場合、プレビュー制御成功判定部２４２は、その加速度センサ２９の所定の閾値以上の場合にプレビュー制御が失敗であると判定して、後輪のプレビュー制御を解除（すなわち、ＯＦＦ）にしてもよい。
後輪制御部２４３は、プレビュー制御成功判定部２４２の判定結果に基づいて、対応する後輪のサスペンションのストロークを制御する。後輪制御部２４３は、例えば、ダンパ２２の長さを調節することにより、サスペンションのストロークを制御する。
例えば、プレビュー制御成功判定部２４２により前輪のプレビュー制御が成功した旨の判定が行われた場合、後輪制御部２４３は、成功時処理部２４４により、対応する後輪に対し、プレビュー制御とスカイフック制御とを実行する。
一方、プレビュー制御成功判定部２４２により前輪のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われた場合、後輪制御部２４３は、失敗時処理部２４５により、対応する後輪に対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。なお、スカイフック制御は、スカイフック理論に基づいて、ばね上要素（車体１２）の振動をダンパ２２の長さを能動的に調整することによって制振する制御であるが、スカイフック制御ではプレビューセンサ３の情報は用いない。
このように、本実施形態に係るアクティブサスペンション装置１のＥＣＵ２４は、前輪のプレビュー制御が失敗した場合、対応する後輪のサスペンションに対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。つまり、前輪でプレビュー制御を失敗していれば後輪でも失敗する可能性高く、本実施形態では、失敗の可能性の高い後輪でのプレビュー制御を避けることができる。
これにより、アクティブサスペンション装置１は、後輪では、スカイフック制御だけを行う。よって、車両に乗っている人の乗り心地がかえって悪くなる恐れを防止することができる。すなわち、乗り心地が悪くなる可能性が高いプレビュー制御を後輪では行わないで済むので、乗り心地の悪化を回避できる。
また、後輪制御部２４３は、前輪のプレビュー制御が成功した場合の後輪のスカイフック制御について、前輪のプレビュー制御が失敗した場合の後輪のスカイフック制御よりもゲインを上げる（変更する）ことができる。すなわち、後輪制御部２４３は、前輪のプレビュー制御が成功した場合の後輪のスカイフック制御に対し、重みを増すことができる。
補足すると、前輪のプレビュー制御の成功時は、プレビュー制御で賄いきれない部分に対してスカイフック制御を行うため、スカイフック制御の割合が失敗時よりも少ない（前輪のプレビュー制御の失敗時は、後輪は全てスカイフック制御である）。従って、前輪のプレビュー制御の成功時について、後輪のスカイフック制御のゲインを上げる（変更する）ことで、後輪について、必要な制御量を出力する。ここで、本実施形態の後輪制御部２４３は、前輪のプレビュー制御が成功した場合の後輪のスカイフック制御について、前輪のプレビュー制御が失敗した場合の後輪のスカイフック制御よりもゲインを上げることに限定されるものではなく、例えば、ゲインを下げるように変更してもよい。
なお、後輪制御部２４３は、後輪ごとに、対応する前輪のプレビュー制御の判定結果に基づいて、後輪のサスペンションのストロークを制御する。これにより、後輪制御部２４３は、左右の両前輪のプレビュー制御が失敗した場合、左右の後輪の両方ともプレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。一方、例えば、右の前輪のプレビュー制御が失敗した場合は、右の後輪のプレビュー制御を解除して、右の後輪については、スカイフック制御を実行する。
このように、本実施形態に係るアクティブサスペンション装置１は、前輪でプレビュー制御を実行するとともに、プレビュー制御が失敗した場合でも、対応する後輪に対して、スカイフック制御を実行することができるので、車両に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れを防止することができる。
次に、プレビュー制御とスカイフック制御に係る荷重制御について説明する。
＜ＥＣＵの荷重制御＞
図５は、本発明の実施形態に係るアクティブサスペンション装置１に備わるＥＣＵ２４の荷重制御について説明した説明図である。なお、ＥＣＵ２４の荷重制御は、図４に示したアクティブサスペンション装置１のＥＣＵ２４の機能の一例であり、これに限定されるものではない。
図５に示すＥＣＵ２４は、情報取得部２５１、目標荷重算出部２５６、および荷重制御部２５５を備えて構成されている。また、目標荷重算出部２５６は、第１目標荷重算出部２５２、第２目標荷重算出部２５３、および統合部２５４を備えて構成されている。
情報取得部２５１は、車両１０の進行方向の走行路面に係る路面状態の時系列情報として、路面１００の高さ（相対路面高）の情報を取得する。相対路面高の情報は、例えば、車両１０の相対路面高をプレビューセンサ３により検出する。なお、相対路面高とは、路面１００に対するばね上要素（車体１２）の相対的な高さを意味する。
また、情報取得部２５１は、一例として、ばね上加速度、ばね下加速度の各々の時系列情報を取得する。ばね上加速度の情報は、車両１０のばね上要素（車体１２）に設けた加速度センサ２９の検出値に基づいて取得する。また、ばね下加速度の情報は、車両１０のばね下要素に設けられる加速度センサ（図示せず）の検出値に基づいて取得する。なお、ばね下加速度は、任意の構成要素であるため、情報取得部２５１は、ばね下加速度を取得しても、または取得しなくても、特に、限定されるものではない。
情報取得部２５１は、取得した路面１００の高さ（相対路面高）、ばね上加速度、およびばね下加速度に基づいて、「ばね上速度」、「絶対路面高」を推定する。情報取得部２５１は、例えば、現在の車両状態として、「ばね上速度」を推定する。また、「絶対路面高」とは、路面１００に対するばね上要素（車体１２）の絶対的な高さを意味する。
この場合、情報取得部２５１は、例えば、ばね上加速度、ばね下加速度、および路面１００の高さ（相対路面高）の各々の時系列情報に基づいて、車体振動に伴う誤差を含む相対路面高から同誤差分を差し引いた「絶対路面高」を推定する。なお、情報取得部２５１は、例えば、ジャイロセンサを用いることにより、そのジャイロセンサから「ばね上速度」および「ばね下速度」を直接取得してもよい。
情報取得部２５１で推定された「ばね上速度」（車両状態量）の情報は、第１目標荷重算出部２５２に送出される。一方、情報取得部２５１で推定された「絶対路面高」の情報は、第２目標荷重算出部２５３に送出される。
次に、目標荷重算出部２５６は、情報取得部２５１で取得した各種の情報に基づいて、ダンパ２２に係る減衰動作及び伸縮動作の目標値である統合目標荷重を、演算により算出する。
目標荷重算出部２５６の第１目標荷重算出部２５２は、情報取得部２５１で推定された「ばね上速度」（車両状態量）に基づいて、スカイフック制御に係る第１目標荷重を算出する。具体的には、例えば、第１目標荷重算出部２５２は、スカイフック理論に基づく制御則を用いて、推定された「ばね上速度」（車両状態量）に対してスカイフック減衰係数を乗算することで第１目標荷重を算出する。第１目標荷重算出部２５２で算出された第１目標荷重は、統合部２５４に送られる。
目標荷重算出部２５６の第２目標荷重算出部２５３は、情報取得部２５１で推定された「絶対路面高」（実際の路面高）に基づいて、プレビュー制御に係る第２目標荷重を算出する。具体的には、例えば、第２目標荷重算出部２５３は、スカイフック理論に基づく制御則を用いて、「絶対路面高」（実際の路面高さ）に対してプレビュー制御ゲインを乗算することで第２目標荷重を算出する。第２目標荷重算出部２５３で算出された第２目標荷重は、統合部２５４に送られる。
目標荷重算出部２５６の統合部２５４は、第１目標荷重算出部２５２で算出された第１目標荷重と、第２目標荷重算出部２５３で算出された第２目標荷重とを加算する統合を行う。統合部２５４で統合された統合目標荷重の情報は、荷重制御部２５５に送られる。
荷重制御部２５５は、目標荷重算出部２５６で算出した統合目標荷重を実現可能な目標電流値を算出する。荷重制御部２５５は、例えば、電動モータ（図示せず）に係るモータ電流を、算出した目標電流値に追従させるように、複数の各ダンパ２２のそれぞれに備わる電動モータの駆動制御を行う。
＜アクティブサスペンション装置の動作＞
次に、本実施形態に係るアクティブサスペンション装置１の動作について説明する。図６は、本実施形態に係るアクティブサスペンション装置１の動作を示したフローチャートである。適宜、図１から図４を参照しながら説明する。
まず、プレビューセンサ３は、走行中の車両１０において、前輪（車輪１６）前方の路面１００の高さを検出する（ステップＳ１１）。
ＥＣＵ２４の前輪プレビュー制御部２４１は、プレビューセンサ３から、前輪前方の路面１００の高さを取得する。前輪プレビュー制御部２４１は、プレビューセンサ３により検出された路面１００の高さの変位によって、前輪のサスペンションのストロークを変更し、プレビュー制御を実行する（ステップＳ１２）。
前輪プレビュー制御部２４１は、例えば、取得した路面１００の高さに応じて、対応する車輪１６のダンパ２２の長さを調整する。この場合、車両１０における右側の車輪１６は、右側の路面１００の高さに応じて、右側の車輪１６のダンパ２２の長さを調整する。一方、車両１０における左側の車輪１６は、左側の路面１００の高さに応じて、左側の車輪１６のダンパ２２の長さを調整する。
プレビュー制御成功判定部２４２は、前輪プレビュー制御部２４１により前輪のダンパ２２の長さ（サスペンションのストローク）を変更して、当該ストロークの制御によるプレビュー制御が成功であるか否か（失敗）を判定する（ステップＳ１３）。
プレビュー制御成功判定部２４２は、例えば、車輪１６のプレビュー制御がオフの場合の動作を仮定した理論車両モデルと、実ボディ動作とを比較する。プレビュー制御成功判定部２４２は、当該実ボディ動作の値が、理論車両モデルの値よりも悪化している場合、車輪１６のプレビュー制御が失敗であると判定する。具体的には、プレビュー制御成功判定部２４２は、段差を乗り越え時に位置しているときの加速度センサ２９の値が、所定の値以上である場合に、プレビュー制御が失敗であると判定する。
なお、プレビュー制御成功判定部２４２は、理論車両モデルと実ボディ動作との比較に限定されない。例えば、加速度センサ２９に絶対値がある場合、プレビュー制御成功判定部２４２は、その加速度センサ２９の所定の閾値以上の場合にプレビュー制御が失敗であると判定して、後輪のプレビュー制御を解除（すなわち、ＯＦＦ）にしてもよい。
プレビュー制御成功判定部２４２により車輪１６のプレビュー制御が成功した旨の判定が行われた場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、後輪制御部２４３は、成功時処理部２４４により、対応する後輪に対し、ダンパ２２の長さを調節するプレビュー制御とスカイフック制御とを実行する（ステップＳ１４）。
一方、プレビュー制御成功判定部２４２により車輪１６のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われた場合（ステップＳ１３のＮｏ）、後輪制御部２４３は、失敗時処理部２４５により、対応する後輪に対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する（ステップＳ１５）。
このように、本実施形態に係るアクティブサスペンション装置１のＥＣＵ２４は、前輪のプレビュー制御が失敗した場合に、後輪のサスペンションに対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。これにより、アクティブサスペンション装置１は、スカイフック制御によりばね上振動をゼロにすることができるので、車両１０に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れを防止することができる。
＜本実施形態の効果＞
図７（ａ）は、前輪のプレビュー制御が成功したときに、ＥＣＵ２４の後輪制御部２４３が、成功時処理部２４４により、後輪を制御する概念を示す説明図である。図７（ｂ）は、前輪のプレビュー制御が失敗したときに、ＥＣＵ２４の後輪制御部２４３が、失敗時処理部２４５により、後輪を制御する概念を示す説明図である。
ＥＣＵ２４は、プレビュー制御成功判定部２４２により、前輪にプレビュー制御を行った後、当該前輪でのプレビュー制御が成功であるか失敗であるかを判定する。後輪制御部２４３は、プレビュー制御成功判定部２４２の判定結果に基づいて、その前輪に対応する後輪のサスペンションのストロークを制御する。
図７（ａ）に示すように、プレビュー制御成功判定部２４２により右側の前輪タイヤ１４のプレビュー制御が成功した旨の判定が行われた場合、後輪制御部２４３は、成功時処理部２４４により、前輪と同じ側である右側の後輪（後輪タイヤ５４）に対し、サスペンションのストロークを制御するプレビュー制御とスカイフック制御とを実行する。
図７（ａ）の左側の図では、右側の前輪タイヤ１４が突起１０４を乗り越えた後、プレビュー制御成功判定部２４２により、前輪プレビュー制御部２４１のプレビュー制御が成功したことを示している。プレビュー制御が成功したことにより、図７（ａ）の右側の図では、後輪制御部２４３は、成功時処理部２４４により、右側の後輪（後輪タイヤ５４）に対し、プレビュー制御とスカイフック制御とを実行している。
一方、図７（ｂ）に示すように、プレビュー制御成功判定部２４２により右側の前輪タイヤ１４のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われた場合、後輪制御部２４３は、失敗時処理部２４５により、右側の後輪（後輪タイヤ５４）に対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。
図７（ｂ）の左側の図では、右側の前輪タイヤ１４が突起１０４を乗り越えた後、プレビュー制御成功判定部２４２により、前輪プレビュー制御部２４１のプレビュー制御が失敗したことを示している。プレビュー制御が失敗したことにより、図７（ｂ）の右側の図では、後輪制御部２４３は、失敗時処理部２４５により、前輪と同じ側である右側の後輪（後輪タイヤ５４）に対し、プレビュー制御を解除するとともに、スカイフック制御を実行している。
後輪制御部２４３は、失敗時処理部２４５により、スカイフック制御を実行して、従来のサスペンション制御、すなわち、プレビュー制御を行わないスカイフック制御だけでのサスペンション制御を実行できる。これにより、ＥＣＵ２４は、右側の後輪タイヤ５４に生じる振動を吸収することができる。ちなみに、前輪のプレビュー制御の失敗は、例えば、突起１０４を検出できなかったなどの場合に起こる。
なお、前記のように、後輪制御部２４３は、前輪タイヤ１４のプレビュー制御が成功した場合の後輪タイヤ５４のスカイフック制御を、前輪タイヤ１４のプレビュー制御が失敗した場合の後輪タイヤ５４のスカイフック制御よりもゲインを上げることができる。このように、成功時に後輪のスカイフック制御のゲインを上げることで必要な制御量を出力することができ、後輪タイヤ５４のダンパ２２は、ゲインを上げない場合よりも、車両１０の振動を吸収することができる。
以上説明したように、第１の実施形態に係るアクティブサスペンション装置１は、プレビューセンサ３と、ＥＣＵ２４とを備えて構成されている。ＥＣＵ２４は、前輪プレビュー制御部２４１、プレビュー制御成功判定部２４２、および後輪制御部２４３を備えて構成されている。
後輪制御部２４３は、プレビュー制御成功判定部２４２により前輪のプレビュー制御が成功した旨の判定が行われた場合、対応する後輪に対して、成功時処理部２４４により、サスペンションのストロークを制御するプレビュー制御とスカイフック制御とを実行する。一方、プレビュー制御成功判定部２４２により前輪のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われた場合、後輪制御部２４３は、対応する後輪に対して、失敗時処理部２４５により、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する。
これにより、第１の実施形態に係るアクティブサスペンション装置１は、プレビュー制御成功判定部２４２により前輪のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われても、車両１０に乗っている人の乗り心地が悪くなる恐れを防止することができる。
なお、本実施形態では、プレビュー制御成功判定部２４２において、前輪プレビュー制御部２４１によるプレビュー制御を判定していたが、プレビュー制御の判定は、特に上述した内容に限定されるものではない。
例えば、プレビューセンサ３がビニール袋やペットボトルなどの物体を検出して、路面１００の高さを検出すると、前輪プレビュー制御部２４１は、ビニール袋やペットボトルなどの物体の高さに基づいて、前輪のダンパ２２の長さ（サスペンションのストローク）を変更する。この場合、前輪タイヤ１４がビニール袋やペットボトルなどの物体を踏むとその物体は変形するため、プレビューセンサ３で検出した路面１００の高さは、誤検出となる。
本発明の実施形態は、このような場合でも、プレビュー制御が失敗したと判定することができる。すなわち、プレビューセンサ３がビニール袋やペットボトルなどの物体により路面１００の高さを誤検出すると、その物体が変形するとともに前輪のダンパ２２の長さが不適切な長さとなるため、車体１２のばね上要素のばね上加速度、またはばね下要素のばね下加速度が変化する。
そのため、プレビュー制御成功判定部２４２は、加速度センサの所定の閾値を相対的に低く設定することにより、プレビュー制御が成功であるか否かの判定を細かく実施することができる。これにより、ビニール袋やペットボトルなどの物体により路面１００の高さを誤検出しても、後輪制御部２４３は、失敗時処理部２４５により後輪タイヤ５４に対し、スカイフック制御のみを実行することができる。
１ アクティブサスペンション装置
３ プレビューセンサ（路面状態検出手段）
１０ 車両
１２ 車体
１４ 前輪タイヤ
１６ 車輪
１８ サスペンションアーム
２０ スプリング
２２ ダンパ
２４ ＥＣＵ
２４１ 前輪プレビュー制御部
２４２ プレビュー制御成功判定部（判定部）
２４３ 後輪制御部
２４４ 成功時処理部
２４５ 失敗時処理部
２５１ 情報取得部
２５２ 第１目標荷重算出部
２５３ 第２目標荷重算出部
２５４ 統合部
２５５ 荷重制御部
２５６ 目標荷重算出部
２６ 車輪速センサ
２９ 加速度センサ
５４ 後輪タイヤ
５６ 車輪
１００ 路面
１０２，１０４ 突起

Claims (5)

  1. 車輪前方の路面の高さを検出する路面状態検出手段と、
    前記路面状態検出手段により検出された前記路面の高さの変位によってサスペンションのストロークを制御して、プレビュー制御を実行する制御部と、を有するアクティブサスペンション装置であって、
    前記制御部は、
    前記路面状態検出手段により検出された前記路面の高さの変位によって前輪のサスペンションのストロークを変更し、プレビュー制御を実行する前輪プレビュー制御部と、
    前記前輪プレビュー制御部により前記前輪のサスペンションのストロークを変更して、当該ストロークの制御によるプレビュー制御が成功であるか否かを判定する判定部と、
    前記判定部の判定結果に基づいて、対応する後輪のサスペンションのストロークを制御する後輪制御部と、備え、
    前記後輪制御部は、
    前記判定部により前記前輪のプレビュー制御が成功した旨の判定が行われた場合、対応する後輪に対し、サスペンションのストロークを制御するプレビュー制御とスカイフック制御とを実行し、
    前記判定部により前記前輪のプレビュー制御が失敗した旨の判定が行われた場合、対応する後輪に対し、プレビュー制御を解除して、スカイフック制御を実行する、
    ことを特徴とするアクティブサスペンション装置。
  2. 前記後輪制御部は、
    前記前輪のプレビュー制御が成功した場合の前記後輪のスカイフック制御を、前記前輪のプレビュー制御が失敗した場合の前記後輪のスカイフック制御からゲインを変更する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブサスペンション装置。
  3. 前記判定部は、
    前記前輪のプレビュー制御がオフの場合の動作を仮定した理論車両モデルと、実ボディ動作とを比較して、当該実ボディ動作の値が前記理論車両モデルの値よりも悪化している場合、前記前輪のプレビュー制御が失敗であると判定する、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のアクティブサスペンション装置。
  4. 前記判定部は、
    段差を乗り越え時に位置しているときの加速度センサの値が、所定の値以上である場合、前記失敗であると判定する、
    ことを特徴とする請求項３に記載のアクティブサスペンション装置。
  5. 請求項１から４のうちいずれか１項に記載のアクティブサスペンション装置を備える車両。
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