JP3019384B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両の振動減衰システムに関するものであ
り、特に減衰力特性をハードとソフトの間で切換可能な
ショックアブソーバを備えた車両において、その減衰力
特性を良好に切換えることのできるサスペンション制御
装置に関する。

［従来の技術］ 減衰力特性をハードとソフトな状態間で切換可能なシ
ョックアブソーバを備えた車両において、その減衰力特
性をいかに切換えるかに関し、様々な提案がなされてい
る。

特開昭平１−95922号公報には、車輪にスリップ現象
が生じている間、ハードに切り換える技術が記載されて
いる。特開昭63−192604号公報には、自動変速機の変速
時に、ハードに切り換える技術が記載されている。特開
昭63−34213号公報には、アンチロック装置がアンチロ
ック状態の間、ハードに切り換える技術が記載されてい
る。特開昭61−220906号公報には、定速走行装置がオン
されている間、ソフトに切り換える技術が記載されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の減衰力特性切換装置は、車両の走行特性に関す
る一つのシステムの状態に基づいて減衰力特性を切り換
える。例えば、最初の技術ではスリップが発生している
間はハードに切換え、最後の技術では定速走行装置が作
動している間はソフトに切り換える。

しかしながら、車両の総合的走行特性は、一つのシス
テムや一つのパラメータによって示されるものでなく、
各種システムや各種パラメータの組合せによって決めら
れる。

最近の車両は、車両の走行特性を切換可能な複数の走
行特性制御システムを備えていることが多い。例えば、
４輪操舵式車両において後輪の舵角を車速に依存させて
変化させる場合に、車速のわりに大きく転舵させてハン
ドリングを楽にするノーマルモードと、小さく転舵させ
て操舵安定性を安定させるスポーツモードが選択できる
システムが知られている（例えばトヨタセリカ新型車解
説書1989年９月号）。

また電子制御式トランスミッションにおいて、通常よ
り大きなトルクが出力されるように変速段を切換えるト
ルクモードが選択できるシステムが知られている（例え
ばトヨタセルシオ新型車解説書1989年10月号）。

この他、エアサスペンションでノーマルモードとスポ
ーツモードを切換可能なシステムもすでに実用化されて
いる（例えばトヨタセルシオ新型車解説書1989年10月
号）。この他、この他トランスミッションにおいて“D"
レンジで走行する場合と“L"レンジで走行する場合では
走行特性が異なる。また車速を一定に保つオートドライ
ブシステムをオンさせている場合とオフさせている場合
の走行特性は異なることから、これもまた車両の走行特
性を制御するシステムの一つということができる。

車両の総合的特性はこれら各種の走行特性制御システ
ム群の状態の組合せに基づいて決定されるものであり、
従って車両の振動減衰装置もこれらシステムとマッチす
るように制御されることが好ましい。

例えば４輪操舵システムでスポーツモードが選択され
ているにもかかわらず、ショックアブソーバの減衰力特
性がソフトに維持されていると、車両の総合的走行特性
が必ずしも調和のとれたものとならない。しかしながら
スポーツモードであれば一様にハードとするべきもので
もなく、同時に定速走行装置がオンされているような場
合には、スポーツモードでありながらソフト側へ切換え
ることが好ましいことがある。

また、ショックアブソーバの減衰力特性を切換える際
に、実際に生じている減衰力に関する値と参照値を比較
する技術が知られている。このときの参照値を過去の統
計に基づいて修正することで学習する方式も知られてい
る。このときの学習についても、車両の総合的走行特性
に応じて進められるべきであるのに、従来の学習方式は
この要求に応えていない。

［課題を解決するための手段］ 上記課題は、第１図にその模式図が示される車両、す
なわち４輪操舵（4WS）のノーマルとスポーツモードが
切換可能なシステム２、電子制御式トランスミッション
（ECT）のノーマルモードとトルク重視モードが切換可
能なシステム４、エアサスペンションのノーマルとスポ
ーツモードが切換可能なシステム６、ＤレンジとＬレン
ジを選択できるシステム８、あるいはオートドライブの
オンとオフを切換可能なシステム10等の走行特性制御シ
ステム100と、ハードとソフトな状態間で減衰力特性を
切換可能なショックアブソーバ300と、そのショックア
ブソーバ300の減衰力特性を切換えるショックアブソー
バ用コントローラ200とを有する車両において、下記改
良を施すことで解決される。

すなわち、本発明のサスペンション制御装置では、車
両の各システム2,4,6,8,10のそれぞれの状態を示す信号
（ノーマルモードかあるいはスポーツモードのいずれの
状態が選択されているかを示す信号等）をコントローラ
200に入手する手段400が付加されている。さらにコント
ローラ200には、入力手段400から入力された信号の組合
せに対応した態様でショックアブソーバ300の減衰力特
性を切換える３種以上の切換手順1,2,3,4…を記憶して
おく記憶手段202が内蔵されている。

切換手順1,2,3…は、それぞれ異なる処理手順による
ものであってもよいし、あるいは同一処理手順において
異なるパラメータを利用することにより実質的に異なる
態様で減衰力の切換を制御するものであってもよい。

コントローラ200は、各システム2,4,6,8,10のうちの
少なくとも２システムの状態の組合わせを判別し、その
判別結果に従つて３種以上の切換手順1,2,3・・・のな
かから一つを選択する。

また、本発明の他の一つの態様に係わるサスペンショ
ン制御装置は、ハードとソフトな状態間で減衰力特性を
切換可能なショックアプソーバと、該ショックアブソー
バに実際に生じている減衰力に関する値を参照値と比較
して該ショックアブソーバの減衰力特性を切換えるショ
ックアブソーバ用コントローラを有する。そしてそのシ
ョックアブソーバ用コントローラが、その参照値を過去
の統計に基づいて修正する学習手段と、４輪操施システ
ムを制御する4WSコンピュータ、電子制御式トランスミ
ッションを制御するECTコンピュータ、エアサスペンシ
ョンを制御するエアサスコンピュータ、トランスミッシ
ョンレバーの選択位置を検出するポジションセンサとオ
ートドライブシステムをオン・オフさせるスイッチの内
の少なくとも２種について、それぞれの状態の組合せを
判別する手段とを有している。そして、その学習手段に
よる学習方式が、前記判別手段で判別された状態の組合
せ毎に規定されている事を特徴とする。

［作用］ さて図１に模式的に示されるたサスペンション制御装
置によると、車両の走行特性に関する各種制御システム
2,4,6,8,10の状態の組合せに応じてショックアプソーバ
300の減表力が切換えられる。例えば4WSがスポーツモー
ドに切換えられている場合には、一般的には、ショック
アブソーバの減衰力がハードの状態に維持され易い態様
の切換手順に基づいてショックアブソーバ300の減衰力
特性が切換えられる。しかしながら他のシステム、例え
ば定速走行装置がオンされていれば、たとえスポーツモ
ードが選択されていても、ソフト側の切換手順が用いら
れる。このように、ショックアブソーバ300の減衰力特
性は車両の総合的走行特性にマッチした態様で切換えら
れる。

また前述した学習機能を備えていると、走行特性毎に
適確に学習してゆくことができる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を具体的に説明する。

第２図は本実施例のシステム構成を示すものであり、
図中12は４輪操舵システムの制御を司る4WSコンピュー
タ、14は電子制御式トランスミッションを制御するECT
コンピュータ、16はエアサスペンションを制御するエア
サスコンピュータ、18はトランスミッションレバーの選
択位置を検出するポジションセンサ、20はオートドライ
ブシステムをオフ・オンさせるスイッチを示している。

コントローラ200には、マルチプレクサ204が内蔵され
ており、4WS操舵システムがスポーツモードにあるかノ
ーマルモードにあるかを示すフラッグ情報が通信線402
を介してCPU208に入力可能となっている。またトランス
ミッションがトルクモードにあるかノーマルモードにあ
るかを示すフラッグ情報が通信線404を介して、エアサ
スペンションがノーマルモードにあるかスポーツモード
にあるかを示すフラッグ情報が通信線406を介して、ト
ランスミッションレバーがＤレンジにあるかＬレンジに
あるか等を示すＤ・Ｌ信号等が通信線408を介して、オ
ートドライブスイッチがオンかオフかを示す信号が通信
線410を介してそれぞれCPU208に入力可能となってい
る。

CPU208にはROM202が接続されており、ROM202には入力
されたモード（前記走行特性制御システムが選択されて
いるモード）の組合せ状態を判別する処理手順を記憶し
ている記憶手段202aと、判別された組合せに基づいてい
ずれかの切換手順を選択するための処理手順を記憶して
いる記憶手段202bと、選択可能な切換手順１〜３をそれ
ぞれ記憶している記憶手段202c,202d,202eと、各切換手
順で用いられる切換基準値Vrefを学習してゆくための処
理手順を記憶している記憶手段202fと、そのときのパラ
メータを記憶している手段202g等が内蔵されている。

CPU208にはRAM206が接続されて各種処理手順の実行時
に用いられる。またCPU208には駆動回路210が接続され
ている。

駆動回路210はCPU208からの信号に基づいてピエゾ素
子302に高電圧を印加するか否かを切換える。このピエ
ゾ素子302は特開昭64−67407号公報、あるいは特開平１
−202512号公報に開示されているものと同様のものであ
り、高電圧が印加されるとオリフィス面積を増大させシ
ョックアブソーバ300の減衰力特性をソフトに切換え
る。高電圧が印加されないとショックアブソーバ300の
減衰力特性はハードな状態となっている。

さてモード組合せ判別処理202aは、マルチプレクサ20
4を介して順々に入力される各走行特性制御システムの
モードに関する信号の組合せから、車両用振動減衰装置
の減衰力特性がハードであるべき状態か、中間状態にあ
るべき状態か、ソフトにあるべき状態であるかを判別す
る。

本実施例では切換手順１にショックアブソーバ300の
減衰力特性を可能なかぎりハードに維持する手順が記憶
されており、切換手順３には可能な限りソフトに保持す
る手順が記憶されている。そして切換手順２にはその中
間的態様でソフト・ハードを切換える処理手順が記憶さ
れている。

そこで切換手順選択処理記憶手段202bには、処理手順
202aで判別された組合せがハードな特性を必要とすると
きには切換手順１を、中間段階では切換手順２を、ソフ
トな特性を必要とするときには切換手順３を選択する処
理手順が記憶されている。

切換手順１にはショックアブソーバによって得られて
いる減衰力の時間変化率を第１切換基準値Vref1と比較
し、実測変化率の法が切換基準値よりも大きいときにソ
フトに切換える処理が記憶されている。

切換手順３にもほぼ同様の処理が記憶されているが、
ここで用いられる第３切換基準値Vref3は第１切換基準
値Vref1よりも小さな値が用いられており、切換手順３
によるときには切換手順１による場合に比してソフトに
切換え易くなっている。

切換手順２では第１切換基準値Vref1と同一の切換基
準値が用いられるが、ハードからソフトに切換えた直後
にソフトに保持する時間が切換手順１に比して長く設定
されており、切換手順２によるときは切換手順１による
ときよりもソフトに調整され易くなっている。

なお切換手順１〜３は同一処理手順に用い、そこで用
いられるパラメータを異ならせる方法であってもよい。

本実施例では入力されたモードに基づいて減衰力特性
を３段階に区別する例を示したが、さらに細かく区分し
てもよい。またハード・ソフト保持傾向に調整するため
に、切換基準値Vrefを変える方式、ソフト保持時間を増
減する方式を示したが、発信時、制動時、あるいはコー
ナーリングの際に切換基準値を増減する係数を変えるこ
とによりソフト・ハード保持傾向を変えるものでもよ
い。

これら切換手順は、特開昭64−67407号あるいは特開
平１−202512号公報に開示されている切換手順で用いら
れるパラメータを変えることにより、ハード保持傾向に
もあるいはソフト保持傾向にも自由に設定することがで
きる。

さて、本実施例では切換手順１〜３に用いられる切換
基準値Vrefi（ｉ＝１〜３）が学習の結果更新されてゆ
く処理手順を有している。このための学習手順が記憶手
段202fに記憶されており、またその処理で用いられるパ
ラメータが記憶手段202gに記憶されている。

車両が良路を長時間走行する場合、搭乗者は良好な乗
心地に徐々に慣れてゆくため、僅かな衝撃にも敏感にな
る。このため良路走行が長時間続く場合には、経時的に
ショックアブソーバの切換手順が乗心地重視の方向、す
なわちソフト保持傾向の強い側に学習されていくことが
好ましい。また逆に悪路を高速で走行する状態が長時間
続く場合には、ますますハード保持傾向側に学習される
ことが好ましい。

第３図はこれを実現するための処理手順を示してお
り、ステップS2では切換基準値vrefを増減するか否かを
判別するために用いる学習用基準値VrefGを演算する。
ここでVrefG切換基準値Vrefに１以下の定数であるkiを
乗したものであり、ki（ｉは１〜３の整数）は切換手順
1,2,3にそれぞれ固有なものとしてパラメータ記憶手段2
02gに記憶されている。ここでkiはそれぞれを切換手順
に対してハード状態の場合とソフト状態の場合とで異な
る値が使用され、VrefとVrefGは第４図に例示されるよ
うな関係にある。

さてステップS4では減衰力変化率が学習用基準値vref
Gを越える回数を単位時間毎にカウントする処理であ
り、この結果第４図の頻度の欄に示すようにカウントさ
れる。

ステップS6はこのカウント数Ciを学習用の最適頻度Nr
efiと比較する処理であり、このNrefi（ｉ＝１〜３）は
また切換手順１〜３毎に異なる値が使用される。

ステップS6の結果、カウント数Ciが最適頻度Nrefi以
上であることが判別されると、現在のVrefは実際の走行
状態に比して小さすぎる（ソフト保持傾向が強すぎ車両
姿勢の維持に不満が生じる状態）ことからVrefをαｉ
（ｉ＝１〜３）だけ増加する。ここでもαｉは切換手順
毎に異なる値が用いられる。

ステップS6でカウント数Ciが最適頻度Nrefi以下であ
る場合には、現在のVrefが実際の走行状態に比してハー
ド保持傾向が強すぎ乗心地に問題を生じることからVref
をβｉ（ｉ＝１〜３でβ＞０）だけ減少させる。ここで
もβｉは切換手順１〜３毎に異なる値が用いられる。

以上の処理の様子が第４図（Ａ）と（Ｂ）に示されて
おり、（Ａ）は良路を走行する場合、（Ｂ）は悪路を走
行している場合を示している。

ここで例えばオートドライブがオンされている場合に
は、良路を走行する場合であるため、ソフト保持傾向の
強い切換手順３が選択されている。そしてこの場合には
時間とともにソフト保持傾向が強くなる側に学習されて
ゆくことが好ましい。このためにはオートドライブのオ
ンのときには学習の結果切換基準値Vref3を小さい側に
変化させるときの変化量（β３）を大きくし、大きい側
に変化させるための変化量（α３）を小さくすればよ
い。

一方悪路を走行するときには切換手順１が選択されて
いるため、この切換手順１の学習手順では、Vref1を増
大するときの値（α１）は大きくVref1を減少させると
きの値（β１）は小さいことが好ましい。

本実施例では学習手順で用いられるパラメータが切換
手順毎にそれぞれ異なる最適のものが用いられることか
ら、より一層良好な学習効果が得られる。

ここでこの学習の態様をモードに合わせて変えるため
には前記したような学習による修正量（α，β）を増減
するばかりでなく、学習して増減できる切換基準値の許
容範囲（Vrefの最小値と最大値）を増減したり、あるい
は学習の結果に基づいて修正をするかしないかを決定す
る切換頻度数Nrefiを増減することでもよい。

このように学習手順を走行モードに合わせて切換える
ことにより、振動減衰システムと車両の総合的走行特性
をより適切にマッチングさせることが可能となる。

［発明の効果］ さて本発明のサスペンション制御装置によると、4WS
あるいはECT等の車両の走行特性を制御する複数のシス
テムの組合わせ状態にマッチする態様で減衰力特性が切
換えられることから、車両の総合的走行特性は全システ
ムがマッチした態様で調整されることができる。しか
も、切換手順は３種類以上を用意しておくことができ、
多様に調整される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を模式的に示す図、第２図は一実
施例のシステム構成を示す図、第３図は切換基準値の学
習のための処理手順を示す図、第４図は学習の進行を示
す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 栄樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 川田 裕之 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 深見 彰 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 鈴木 豊 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−95922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−192604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34213（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−220906（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/015

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハードとソフトな状態間で減衰力特性を切
   換可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバ
   の減衰力特性を切換えるショックアブソーバ用コントロ
   ーラとを有し、そのショックアブソーバ用コントローラ
   が、 該ショックアブソーバの減衰力特性を切換える３種類以
   上の切換手順を記憶しておく記憶手段と、 ４輪操舵システムを制御する4WSコンピュータ、電子制
   御式トランスミッションを制御するECTコンピュータ、
   エアサスペンションを制御するエアサスコンピュータ、
   トランスミッションレバーの選択位置を検出するポジシ
   ョンセンサとオートドライブシステムをオン・オフさせ
   るスイッチの内の少なくとも２種について、それぞれの
   状態の組合せを判別する手段と、 前記判別手段で判別された状態の組合せに基づいて、前
   記記憶手段に記憶されている３種類以上の切換手順の中
   から１つの切換手順を選択する選択手段とを有すること
   を特徴とするサスペンション制御装置。
2. 【請求項２】ハードとソフトな状態間で減衰力特性を切
   換可能なショックアブソーバと、該ショックアブソーバ
   に実際に生じている減衰力に関する値を参照値と比較し
   て該ショックアブソーバの減衰力特性を切換えるショッ
   クアブソーバ用コントローラを有し、そのショックアブ
   ソーバ用コントローラが、 その参照値を過去の統計に基づいて修正する学習手段
   と、 ４輪操舵システムを制御する4WSコンピュータ、電子制
   御式トランスミッションを制御するECTコンピュータ、
   エアサスペンションを制御するエアサスコンピュータ、
   トランスミッションレバーの選択位置を検出するポジシ
   ョンセンサとオートドライブシステムをオン・オフさせ
   るスイッチの内の少なくとも２種について、それぞれの
   状態の組合せを判別する手段を有し、 その学習手段による学習方式が、前記判別手段で判別さ
   れた状態の組合せ毎に規定されている事を特徴とするサ
   スペンション制御装置。