JP4049999B2 - サスペンションの制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両のサスペンションに関わり、サスペンションを電子制御により駆動するサスペンションの制御方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】
電子制御のサスペンションの駆動としては、従来、ロール剛性可変システムが知られている。
このロール剛性可変システムは、コーナーリング等において、ローリングのロールモーメントに寄与するスタビライザーバーの捩れ角を、直接制御する手法が利用されている。
すなわち、ロール剛性可変システムは、スタビライザーバーと車輪保持器とを連結するスタビライザーリンクの一方、または両方に伸縮式アクチュエータを設けて、この伸縮式アクチュエータに捻れ方向と反対の力を発生させることにより、スタビライザーの捻れ角を調整し、ローリングの角度を減少させる。
ここで用いられる伸縮式アクチュエータには、油圧式やリニアモータ式が知られている。
【0003】
また、他のロール剛性可変システムとしては、左右の車輪保持器に接続されたスタビライザーバーの中央部に、回転式アクチュエータを設けることで、逆相動作に対して反発する力を発生させて、ローリングの角度を減少させる構成もある。
上述したように、従来のロール剛性可変システムは、スタビライザの反発力に、アクチュエータの発生する力を加えることにより、スタビライザーバーの剛性を補完して、スタビライザーの反発力を大くし、ローリングが発生した場合に、見かけ上、太いスタビライザーバーを設けたような構成としている。
これにより、上述のロール剛性可変システムによれば、サスペンションがローリングに対するロール剛性が向上することになり、乗り心地及び操縦安定性を制御することが可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したロール剛性可変システムは、コーナーリング時の定常状態のロール角を減少させる動作のみを行い、ジグザグ走行時のような非定常状態についての制御を考慮した構成となっていない。
そのため、上述したロール剛性可変システムは、ジグザグ走行等によるローリング方向の急激な変化において、ロール角の調整処理が実際のロール角の変化に対する追従が遅れてしまう。
すなわち、上述したロール可変システムには、コーナーリングの初期に入力される横G(横方向加速度)センサの応答遅れにより、ローリング発生時における過渡領域での、ロール角の調整処理が実際のロール角の変化に対する追従が遅れるという問題がある。
【0005】
本発明はこのような背景の下になされたもので、ジグザグ走行時等のローリング方向の急激な変化に対応し、ロール角に応じた適切なロール剛性を得ることが可能なサスペンションの制御方法を提供する事にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に記載のサスペンションの制御方法は、車体(例えば、実施形態における車体B)がロールするのを抑制する力を発生することができるアクチュエータ(例えば、実施形態におけるアクチュエータ1L,1R)の制御方法において、左右車輪(例えば、実施形態におけるホイールWL,WR)の上下方向における車輪の移動量の差(例えば、実施形態におけるストローク差ΔLR)を検出するととに舵角速度も検出し、車輪の移動量の差と舵角速度とに基づいてアクチュエータを制御するため、車体が中立の場合を含めて、ハンドルを切る速度、すなわち舵角速度に基づくトルクを生成し、このトルクに基づいてローリング方向と逆方向に対してアクチュエータのトルク制御を行い、逆相のホイールレートを高めるので、ストロークの変化量のみに基づく制御に比較して、コーナーリングにおけるロール剛性が補完されて初期応答性が向上し、車両のコンプライアンスによる応答遅れを改善でき、かつ、コーナーリング開始時から車体の中心に重心を置くことができ、常にコーナリングにより発生する遠心力に対して車両の安定性が得られる。
【0007】
本発明に記載のサスペンションの制御方法は、左右車輪(例えば、実施形態におけるホイールWL,WR)を機械的に連結し、左右車輪の上下方向における車輪の車体に対する移動量の差(例えば、実施形態におけるストローク差ΔLR)により捩じれが生じるスタビライザが設けられており、必要とされる車輪がロールするのを抑制する力の不足分を前記アクチュエータ(例えば、実施形態におけるアクチュエータ1L,1R)にて補うため、直進走行時において、転舵操作を行わないことで、ハンドルを回転させることにより入力される舵角が小さいため、舵角速度が「0」として求められ、かつローリングによる車輪の車体に対する移動量の差と求められるため、制御回路がアクチュエータを制御することがなく、サスペンションの剛性が補完されないことにより、スタビライザー及びバネ(例えば、実施形態におけるバネ7L,7R)の本来の基準値のバネレートによりサスペンションが動作するので、予め設定された本来の乗り心地を損なうことがない。車体のロール剛性を決定するバネレートは、サスペンションのバネのバネレート及びスタビライザの捻り剛性に基づくバネレートの双方であるが、以下、説明のために、バネのバネレートにスタビライザのバネレートを含めて説明する。
【0008】
本発明に記載のサスペンションの制御方法は、車体(例えば、実施形態における車体B)がロールするのを抑制する力を発生することができるアクチュエータ(例えば、実施形態におけるアクチュエータ1L,1R)の制御方法において、車両の横加速度を検出し、横加速度(例えば、実施形態における横加速度値DG)と舵角速度とに基づいてアクチュエータを制御するため、車体が中立の場合を含めて、ハンドルを切る速度、すなわち舵角速度に基づくトルクを生成し、このトルクに基づいてローリング方向と逆方向に対してアクチュエータのトルク制御を行い、逆相のホイールレートを高めるので、ストロークの変化量のみに基づく制御に比較して、コーナーリングにおけるロール剛性が補完されて初期応答性が向上し、車両のコンプライアンス分による応答遅れを改善でき、かつ、コーナーリング開始時から車体の中心に重心を置くことができ、常にコーナリングにより発生する遠心力に対して車両の安定性が得られる。
また、このサスペンションの制御方法は、車輪の車体に対する移動量の差に代えて、横加速度を用いてアクチュエータを制御するため、ストロークセンサ使用せずに、横加速度センサを使用することとなり、ストロークセンサを用いた場合に比べて、駆動アームからストロークセンサへのリンクやロッドを使用しないため、左右の車輪に設けられる2つの高価なストロークセンサを削減でき、かつ車体状態値を検出する検出機構の構造が簡易になることでシステムを簡素化することができ、製造コストを削減することが可能である。
【0009】
本発明に記載のサスペンションの制御方法は、車両(例えば、実施形態における車体B)のロール方向と操舵速度方向(例えば、実施形態における舵角速度方向)が一致している場合には、車輪(例えば、実施形態におけるホイールWL,WR)の車体に対する移動量の差(例えば、実施形態におけるストローク差ΔLR)と舵角速度とに基づいて制御し、車両のロール方向と操舵速度方向とが不一致の場合には、車輪の車体(例えば、実施形態における車体B)に対する移動量の差に基づいて制御し、車両のロールが少ない中立状態においては、車両のロール方向と操舵速度方向との一致及び不一致に関わらず、車輪の車体に対する移動量の差と舵角速度とに基づいて制御し、すなわち舵角量を微分した舵角速度に基づいたトルクを、車輪の車体に対する移動量の差から求めたトルクに対して強制加算することで、舵角速度から求めたトルクにより、コーナーリングの過渡状態における車体の制御の遅れを補完し、コーナーリング初期の旋回時の応答速度を改善し、耐ローリング制御において、アクチュエータ等の制御系の遅れ,及び車両コンプライアンス分に基づく、車体の制御の遅れを生じさせず、コーナーリング開始時において、ローリングに対する反応を向上させることが可能となる。
【0010】
本発明に記載のサスペンションの制御方法は、車両のローリング方向と操舵速度方向が一致している場合には、横加速度(例えば、実施形態における横加速度値DG)と舵角速度とに基づいて制御し、車両(例えば、実施形態における車体B)のロール方向と操舵速度方向が不一致の場合には、横加速度に基づいて制御し、車両のロールが少ない中立状態においては、車両のロール方向と操舵速度方向の一致、不一致に関わらず車輪の車体に対する移動量の差と舵角速度とに基づいて制御し、すなわち舵角量を微分した舵角速度に基づいたトルクを、横加速度から求めたトルクに対して強制加算することで、舵角速度から求めたトルクにより、コーナーリングの過渡状態における車体Bの制御の遅れを補完し、コーナーリング初期の旋回時の応答速度を改善し、耐ローリング制御において、アクチュエータ等の制御系の遅れ,及び車両コンプライアンス分に基づく、車体Bの制御の遅れを生じさせず、コーナーリング開始時において、ローリングに対する反応を向上させることが可能となる。
【0011】
本発明に記載のサスペンションの制御方法は、中立状態であることを判定するとき、ヒステリシスを有して判定するため、しきい値が1点の場合に、車輪の車体(例えば、実施形態における車体B)に対する移動量の差がしきい値を挟んで変化した場合に起こる車両状態値のハンチングを防止したため、状態値の振動によるアクチュエータの制御が不安定になることが回避できるので、アクチュエータに供給される電流値がハンチングを起さずに安定に供給されるため、アクチュエータの発生するトルクを、ローリング状態への追従性を向上させ、サスペンションのロール剛性の制御の応答性を良くする効果があり、かつ、上述したストローク位置の中立状態を挟んだ変化によるハンチングを防止出来るため、車体の耐ローリング制御において、微妙な変化に過敏に影響することによる車体の振動が無くなるため、車体の挙動が安定する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本願発明は、サスペンションにおけるバネ(例えば、コイルバネ)のバネレートを、アクチュエータの発生するトルクにより上記バネの伸縮を制御することで補完することにある。
このとき、アクチュエータの発生するトルクは、コーナーリングにおけるハンドル8の舵角速度と、ロール角の大きさとに基づいて演算される。
これにより、本願発明は、車両の走行状態に対応して、実質的に車体のロール剛性を高め、ローリングによる車体の傾き、すなわち、ロール角の大きさを緩和させることにより、車両の走行の安定性を得ようとするものである。
【0013】
また、車体のロール剛性を高めようとして、初めからバネのバネレートを大きい値に設定すると、直進時に路面の状態、例えば路面のでこぼこなどによる衝撃を、車体が直接受けることとなり、操縦性及び乗り心地が悪化してしまう。
しかしながら、本願発明によれば、バネのバネレートを直進時での路面の状態による衝撃を押さえる値に設定しておき、コーナーリングで必要なロール剛性を得るバネレートと、上記バネのバネレートとの差を、アクチュエータの発生するトルクで補完するので、ローリング方向に対する逆相のホイールレートを高め、走行の状態に応じてロール剛性を調整することができるため、直進時及びコーナーリング時の各々で、操縦性及び乗り心地を向上させることが可能である。
ここで、ホイールレートとは、ホイール側WL及びホイールWR側のサスペンションにおける各ストローク量変化(車輪の車体に対する移動量)に応じて、各ホイール端において何N(ニュートン)の力が発生しているかを示している。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【0014】
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態によるリア(後輪)側におけるサスペンションの構成を示す車両後方からの透視図である。
この図の左後輪のサスペンションにおいて、ホイールWLを回転自在に支持するナックル6Lは、A型のアッパーアーム2L及びロアアーム3Lを介して上下動可能に支持されている。アッパーアーム2Lは、先端に設けたジョイントを介してナックル6Lの上部に接続され、基端に設けたジョイントを介して車体Bに接続される。ロアアーム3Lは、先端に設けたジョイントを介してナックル6Lの下部に接続され、基端に設けたジョイントを介して車体Bに接続される。ロアアーム3Lの中央部にバネ7Lの下部が支持され、車体Bにバネ7Lの上部が支持され、ロアアーム3Lの基端側に、リンク5L及び駆動アーム4Lを介してアクチュエータ1Lが接続されている。また、図示しないショックアブソーバが、車体Bとロアアーム3Lとの間に設けられている。ここで、アクチュエータ1Lは、減速器GLとモータMLとから構成されている。
さらに、右後輪のサスペンションにおいても、上述した構成要素の符号の添え字が「L」から「R」に変わるのみで構成は同様である。
また、ナックル6Lとナックル6Rとの前部間は、図示しないスタビライザにより相互に接続され、車体Bと、ナックル6L及びナックル6Rの各々の後部とは、図示しないラテラルリンクにより接続されている。
【0015】
上述の構成により、左後輪のサスペンションにおいて、コーナリングにより車体Bが路面に対して、上下動してローリングすることにより、ナックル6Lに接続されたロアアーム3L及びアッパーアーム2Lが車体Bに接続された基端を始点として上下動する。これにより、ロアアーム3Lに接続されているバネ7L及びショックアブソーバが上下動に対応して伸縮して、路面に対する車体Bの上下動が緩衝される。このとき、アクチュエータ1Lを駆動して、回転軸回りに、駆動アーム4Lをローリングと同一の方向に回転させると、駆動アーム4Lにリンク5Lを介して接続されたロアアーム3Lに上下動するトルク(N・m)が伝達され、バネ7Lのバネレートを補完する。
また、同様に、右後輪のサスペンションにおいても、上述した構成要素の符号の添え字が「L」から「R」に変わるのみで、左後輪のサスペンションの動作と同様な動作を行う。これにより、ホイールWL及びホイールWRに設けたアクチュエータ1L及び1Rを相互に関連して制御することにより、コーナリングにおけるバネ7L及び7Rのバネレートを補完することができ、車両のロール剛性を積極的に制御することができる。
【0016】
すなわち、左後輪のサスペンションにおいて、バネ7Lは、車体Bが、コーナーリングにより上下動することで、この上下動に対応して、ロアアーム3Lに接続されているバネ7Lが上下動に対応して伸縮し、車体Bに対してトルクを与え、車体Bの傾きを補正する働きをする。
しかしながら、上述したように、直進時の路面の状態を緩衝させる必要があるため、バネ7Lは車体Bを平行位置に戻すだけのトルクを与えるバネレートを有してはいない。
このため、アクチュエータ1Lは、駆動アーム4L及びリンク5Lを介して、DCモータであるモータMLの回転を減速器GLがギア比で減速して得られる、ローリング方向と同一方向の回転力と、駆動アーム4Lの長さとの乗算により得られる値のトルクをロアアーム3Lに与える。
この結果、アクチュエータ1Lは、ロアアーム3Lにローリング方向と同一方向にトルクを与えることで、上述したように、バネ7Lのバネレートを補完することとなる。
以下、説明上、制御装置が制御することでアクチュエータ1L,1Rを駆動させ、この駆動により駆動アームを回転させることでロアアーム3L,3R各々にかける最終的な目標のトルクを、それぞれトルクTTL,TTRとする。
【0017】
ここで、図2に示す様に、後輪のサスペンション各々にストロークセンサSL(左側),SR(右側)を設け、このストロークセンサSL,SRでローリングによる上下動の大きさを、ストローク量として左右独立に検出するようになっている。図2は、車体Bにおいて、ストロークセンサSL,SR及び舵角センサSAの設けられた位置を示す車両上方からの透視図である。
また、ローリングによる上下動が、コーナリングの方向によるため、運転者の操舵方向を検出するため、舵角センサSAが設けられている。
舵角センサSAは、ステアリングホイール(ハンドル)8の操舵角及び操舵方向を検出して、符号を付して検出した数値を出力する。例えば、右に操舵した場合、操舵の角度に応じた正の数値を出力し、左に操舵した場合、操舵の角度に応じた負の数値を出力する。
図2におけるストロークセンサSL及びSRは、例えば、図3に示す上下動の距離を測るストローク式ポテンショメータ、駆動アームの移動距離を回転角として測定する回転式ポテンショメータ、または図示しないが車両と路面との距離を測定するレーザ変位式等、すなわち、ローリングによる車体Bのロール角に関連した、車体Bの路面に対する傾き量を測定できるものであればいずれをも用いることができる。
図3においては、左後輪のサスペンションにストローク式ポテンションメータを用いた例であり、ストロークセンサSLを車体Bに取り付け、アッパーアーム2Lにリンクにより結合している。また、右後輪のサスペンションに、ストロークセンサSRとして回転式ポテンションメータを例として用いている。
さらに、上述のアクチュエータ1L,1Rの制御及びストロークセンサSL,SRの出力の検出は、図示しない制御回路により行われる。この制御回路は、CPUと、メモリ等の記憶部とから構成されており、CPUが記憶部のプログラムに従い、各センサから得られるストローク量や舵角等のパラメータの数値に基づきアクチュエータ1L,Rのトルクの方向及びトルク量の制御を行う。
【0018】
次に、図1および図4を参照し、一実施形態の動作例を説明する。図4は運転者が操舵する方向に応じた、アクチュエータ1L及び1Rの発生するトルク量を演算する各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。実際の動作を説明する前に、アクチュエータ1L,1Rの制御を行うための制御回路が行う処理の流れをフロチャートを用いて説明する。
動作の前提として、運転者が車両に乗り込み、イグニッションスイッチをオン状態にすることにより、上記制御回路は、この時点のストロークセンサSL,SRの出力する測定値MDL,MDR(単位mm)を、各々基準値DL,DR(単位mm)として記憶部に記憶する。
これは、以降で用いるストローク差ΔLRを、ストローク位置の基準値からの変化量(車輪の車体に対する移動量)に基づき演算するため、車体の重量及び荷物・乗員の重さにより変化する基準値をエンジン始動時に測定することで、状況に応じてサスペンションにかかる重量に対応して、その時々の正確な基準値を得るために行われる。
【0019】
このため、ストローク位置の基準値には、車両が乗車定員や荷物,ガソリン等の重量などにより、停止時における9.8(m/s2)の重力加速度の状態で測定した値を使用する必要があるため、イグニッションスイッチをオンした状態で、制御回路によりストロークセンサSL,SRから読み込まれる値を用いる。
そして、制御回路は、プログラムに従い、図5,図7及び図8に示す各々のフローチャートの処理を開始する。
これらのフローチャートの処理は、一定時間毎(例えば、10msec毎)に、1セットの処理として繰り返され、得られた結果からアクチュエータ1L,1Rに各々発生させるトルクTL,TRの発生の制御がこの一定時間毎に行われる。
図4による実際の制御の流れの説明に先立ち、図5,図7及び図8に示す各々のフローチャートの処理の説明を行う。
【0020】
図5のフローチャートにおいては、操舵の速度を示す舵角速度(rad/sec)に基づき、アクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクYL,YRを求める演算が行われる。
この演算は、図6の舵角速度とトルクYL,YRとの関係から、舵角速度に対応してトルクYL,YRを求める。
図6は、横軸が舵角速度であり、縦軸がトルクYL,YRの値となっている。
ここで、舵角速度が、例えば0.5(rad/sec)以下のとき、トルクYL,YRの値が「0」に設定されている。
これは、直進走行時にハンドル8のぶれなどにより、小さい舵角が発生する場合があり、このぶれに過敏に反応してサスペンションの剛性を高めてしまうことを防止している。
すなわち、あまり小さい舵角速度において、アクチュエータ1L,1Rにトルクを発生させず、直進時には、基本バネレートでサスペンションを動作させ、乗り心地を優先させる。
また、トルクYL,YRの最大値は、例えば、200(N・m)に設定されている。
このトルクYL,YRの最大値は、車両の乗り心地や操縦性を複数の人間が試乗して、この多数が選択した数値等に基づき決定される。
【0021】
次に、各ステップの説明を行う。
ステップS01において、制御回路は、舵角センサSAから、舵角方向を含む舵角量を入力する。
ステップS02において、制御回路は、舵角センサSAから得られた舵角方向を記憶部の舵角方向フラグにセットする。
ステップS03において、制御回路は、上記一定時間による舵角量の変化、すなわち操舵量の微分値としての舵角速度を求める演算を行う。
このとき、微分値としては、例えば、前回の測定値を記憶部に記憶しておき、順次得られる測定値から前回の測定値を減算することで得る。
ステップS04において、制御回路は、舵角速度の方向を示す舵角速度方向を、記憶部の舵角速度方向フラグにセットする。
ここで、舵角方向は、一定でもハンドル8を戻すときなどは舵角の方向と舵角速度の方向が異なる場合がある。
ステップS05において、制御回路は、記憶部に記憶されている、図6に示す舵角速度と、アクチュエータ1L及び1Rに発生させるトルクとの関係を、各々示すグラフから、舵角速度に対応した各々のトルクYL,YRを選択して演算結果として出力する。
また、図6におけるトルクYL,YRの最大値は、例えば、200(N・m)に設定されている。
このトルクYL,YRの最大値は、車種毎に、車両の乗り心地や操縦性を複数の人間が試乗して、この多数が選択した数値等に基づき決定される。
ステップS06において、制御回路は、一定時間毎に各アクチェータ1L,1Rの生成するトルクYL,YRを設定する。
【0022】
また、図7のフローチャートにおいては、ストローク量に基づき、アクチュエータ1L,1Rの発生させるトルクTL,TRを求める演算が行われる。
ステップS11において、制御回路は、左右のサスペンションにおけるストロークセンサSL,SRから、各々測定値MDL,MDRを読み込む。
ステップS12において、制御回路は、測定値と基準値との差、すなわちストローク量を演算する。
すなわち、制御回路は、左後輪のストローク量ΔDLを「MDL−DL」の式により演算し、同様に、右後輪のストローク量ΔDRを「MDR−DR」の式により演算して各々求め、記憶部に記憶させる。
【0023】
次に、ステップS13において、制御回路は、ステップS12で求められた左後輪のストローク量ΔDLと、右後輪のストローク量ΔDRとのストローク差ΔLRを、「ΔDL−ΔDR」の式により演算する。
ステップS14において、制御回路は、ストローク差ΔLR=±αのとき車体Bが路面に対して「中立」と判定し、ストローク量ΔLR>αのとき車体Bが「右下がり」と判定し、ストローク差ΔLR<−αのとき「左下がり」と判定し、判定結果を車両状態値として、記憶部にストローク差ΔLRと共に記憶させる。ここで、αは、たとえば、0.3(mm)に設定され、ストローク差ΔLRを「0」として求める範囲である。
この「中立」の範囲設定により、直進走行時において、路面の微少な歪曲に過敏に反応して、サスペンションの剛性を高めてしまうことを防止している。
すなわち、あまり微少なストローク位置の変化において、アクチュエータ1L,1Rにトルクを発生させず、直進時には、基本バネレートのみとして、ロール剛性を補完せずにサスペンションを動作させ、乗り心地を優先させる。
【0024】
次に、ステップS15において、制御回路は、ストローク差ΔLRに基づき、アクチュエータ1L,1R各々の発生するトルクTL,TRを演算する。
すなわち、車種に対応して設定された目標バネレートJT(単位N(ニュートン)/mm、図示されていないスタビライザの捻り剛性に基づくバネレートをも含むこととする)と、実際にサスペンションに設けられているバネ7Lの基本バネレートJS(単位N(ニュートン)/mm)とのバネレート差ΔJにストローク差ΔLR(mm)を乗じた値がロール剛性反力不足力FWとなる。
ここで、目標バネレートJTは、車種に応じて各々決定され、例えば32(N/mm)であり、トルクYL及びトルクTLの各々の最大値を加算し、この加算結果のトルクTTLをバネレートに換算した値と、基準バネレート(この値も車種により異なるが、例えば14.6(N/mm))とを加算した値として求められる。したがって、制御回路は、「(JT−JS)×ΔLR」の式に基づき演算を行い、ロール剛性反力不足力FWを求める。
また、アクチュエータ1L,1Rに各々発生させるトルクTL,TRは、目標バネレートJTに対して基本バネレートJSの不足しているバネレート差ΔJを補完するために必要なトルクであり、先に求めたロール剛性反力不足力FWにレバー比DD(実質的に駆動アーム4Lまたは4Rの長さ、単位cm)を乗じたものである。
【0025】
このため、制御回路は、「(FW×DD)/2」の式に基づき演算を行い、トルクTL,TRを各々求める。
上記式で、「FW×DD」を「2」で除算しているのは、ロール剛性の補完に必要なトルク(見かけ上のバネレートの増加分)を、相補的にアクチュエータ1L,1Rが各々反対方向の向きのトルクを「1/2」ずつ発生する制御を行うためである。
そして、制御回路は、車両状態値が「右下がり」及び「左下がり」のいずれかであるかにより、ステップS15で求めた(FW×DD/2)に極性を付して、トルクTL,TRを演算する。
例えば、制御回路は、運転者が右に操舵を行い、車体Bが左方向にローリング、すなわち図1において、車体Bの左側が▲6▼の方向に沈み込み、▲7▼の方向に浮き上がる(車両状態値:「左下がり」)とすると、アクチュエータ1Lが▲2▼の方向に回転し、バネ6Lを伸ばすトルクTL((+FW)×DD/2)を演算し、一方、アクチュエータ1Rが▲4▼の方向に回転し、バネ6Rを縮めるトルクTR((−FW)×DD/2)を演算する。(逆に、車体Bが右方向にローリング、すなわち図1において、車体Bの左側が▲8▼の方向に沈み込み、▲5▼の方向に浮き上がると、車両状態値は「右下がり」となる。)
以下、説明のためバネを伸ばす方向のトルクを(+)とし、バネを縮める方向のトルクを(−)として説明する。
また、ストローク差から求められるトルクTL,TRの最大値は、例えば、200(N・m)に設定されている。
このトルクTL,TRの最大値は、車種毎に、車両の乗り心地や操縦性を複数の人間が試乗して、この多数が選択した数値等に基づき決定される。
【0026】
次に、ステップS16において、制御回路は、車両状態値が「中立」であるか否かの判定を行う。
ここで、制御回路は、車両状態値が「中立」で無い場合、ステップ15で求めたトルクTL,TRの値を記憶部に記憶させ、このフローチャートの処理を終了する。
一方、制御回路は、車両状態値が「中立」である場合、処理をステップ17へ進める。
そして、ステップS17において、制御回路は、ストローク差ΔLRが「中立」の値の範囲にあり、車両状態値を「中立」と判定したため、ストローク差ΔLRによるトルクTL及びトルクTRの目標値を各々「0」に設定して、記憶部に記憶し、このフローチャートの処理を終了する。
【0027】
次に、図8のフローチャートにおいては、図5及び図7のフローチャートの処理により求められたトルクTL,TR及びトルクTL,TRに基づき、実際にアクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクTTL,TTRを求める。
ステップS21において、制御回路は、車両状態値が「中立」であるか否かの判定を行い、判定結果が「中立」でなければ、処理をステップS22へ進め、車両状態が「中立」であれば、処理をステップS25へ進める。
次に、ステップS22において、制御回路は、車両状態値と舵角速度方向との比較、すなわち舵角速度方向に対応したローリング方向である(車両のロール方向と操舵速度方向とが一致している)か否か、ここでは車両状態値が「左下がり」でかつ操舵速度方向が右であるか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、車両状態値が「左下がり」でかつ舵角速度方向が右である場合、処理をステップS25へ進め、この組み合わせ以外の場合、処理をステップS23へ進める。
【0028】
次に、ステップS23において、制御回路は、車両状態値と舵角速度方向との比較、すなわち舵角速度方向に対応したローリング方向である(車両のロール方向と操舵速度方向とが一致している)か否か、ここでは車両状態値が「右下がり」でかつ操舵速度方向(舵角速度方向)が左であるか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、車両状態値が「右下がり」でかつ舵角速度方向が左である場合、処理をステップS25へ進め、この組み合わせ以外の場合、処理をステップS24へ進める。
次に、ステップS24において、制御回路は、ストローク差ΔLRから求めたトルクTL及びTRを、各々トルクTTL,TTRとして記憶部へ記憶させる。
また、ステップS25において、制御回路は、アクチュエータ1Lに発生させるトルクTTLを「YL+TL」の式に基づき演算し、アクチュエータ1Rに発生させるトルクTTRを「YR+TR」の式に基づき演算し、演算されたトルクTTL,TTRを記憶部に記憶させる。
次に、ステップS26において、制御回路は、アクチュエータ1L,1RにトルクTTL,TTRを出力させるための電流量を演算する。
例えば、制御回路は、使用するモータML,MRがDCモータであり、このモータML,MRをPWM(パルス幅変調)制御の場合、電流量を調整するため、一定周期の連続パルスにおいて「H」レベルと「L」レベルの幅のデューティ比を演算する。
【0029】
上述した車両状態値と舵角速度方向フラグとの状態に基づく、図8のフローチャートにおける制御回路が行う演算の組み合わせを図9に示す。
ここで、車両状態が「中立」の項における「強制加算」とは、プログラムの処理上、車両状態によらない特別な加算処理として定義した名称である。
すなわち、通常、車体Bは、車体コンプライアンス分遅れて、遠心力により舵角と反対方向にローリングする。
このため、車体Bが車体状態が「中立」の場合に、アクチュエータ1L,1Rを制御しないと、すでにハンドル8が操舵されており、次に段階ではハンドル8の相舵角の方向と逆にローリングが開始される。
したがって、車体コンプライアンス分により、初期コーナーリング時におけるロール剛性の制御が遅れてしまうため、舵角方向に応じたローリング方向と逆のトルクを強制的にアクチュエータ1L,1Rに発生させるために、強制加算が行われる。
【0030】
すなわち、車体状態値が「中立」のとき、上述したように、舵角速度方向フラグと車両状態値とが一致していない場合、制御するトルクTTL,TTRが「0」になり、コーナーリングの初期の過渡状態(ストローク差ΔLRが「0」)において、制御できず、耐ローリング制御において、アクチュエータ等の制御系の遅れ,及び車両コンプライアンス分に基づく、車体Bの制御の遅れが生じてしまう。
そのため、第1の実施形態では、車体状態値が「中立」の場合に、舵角量を微分した舵角速度に基づいたトルクYL,YRを、トルクTL,TRの各々「0」に対して強制加算して、車体Bの制御の遅れを補完し、コーナーリング初期の旋回時の応答速度を改善している。
【0031】
また、図9から判るように、車体Bの挙動において、舵角速度方向フラグとこの舵角速度方向に対応したローリング方向による車両状態値とが一致したときに、舵角速度から求めたトルクYL,YRと、ストローク差ΔLRから求めたトルクTL,TRとを各々加算して、最終目標のアクチュエータに出力させるトルクTTL,TTRを生成している。
さらに、制御回路は、舵角速度方向フラグとこの舵角速度方向に基づく車両状態値とが一致していない場合に加算するとき、ストローク差ΔLRに基づいたトルクTL,TRのみにより、最終目標のトルクTTL,TTRを演算結果として出力する。
これは、舵角速度方向が逆方向と成っているため、舵角速度から求められるトルクYL,YRのトルク方向が、ローリングを抑制するのに必要なトルクの方向と逆となり、トルクTTL,TTRのトルク量として、トルクTL,TRから、トルクYL,YRの分が減算されて、トルクTTL,TTRが減少するのを防止するためである。
このとき、さらに、舵角方向が逆転した場合、舵角速度方向から判るように、現在のローリング方向を起こす方向に対して、すでにハンドル8が逆方向に操舵されており、車体コンプライアンスにより初期コーナーリング時におけるロール剛性の制御が遅れてしまうため、舵角方向と逆のトルクを強制的にアクチュエータ1L,1Rに発生させる必要がある。
【0032】
このため、舵角速度方向フラグとこの舵角速度方向に基づく車両状態値とが一致しておらず、かつ舵角方向が現在のローリング方向に対応していない場合、舵角方向フラグが車両状態値の示す方向と逆となる時点において、トルクTTL,TTRがトルクTL,TRの符号が逆となることとなり、このトルクTTL,TTRの方向がローリング方向と同一方向に変化する。
すなわち、すでにハンドル8が操舵され、舵角方向が変化しているため、車体コンプライアンス分により初期コーナーリング時におけるロール剛性の制御が遅れてしまうため、これからローリングの起こる方向を推定して、現在のローリング方向と同一の方向のトルクをアクチュエータ1L,1Rに発生させる。
上述した処理により、一実施形態は、耐ローリング制御において、例えば、車体状態値が「右下がり」から「中立」,そして「中立」から「左下がり」に変化していくとき、コンプライアンス分及び制御遅れの分を考慮して、次のローリング方向を予測しながらトルクTTL,TTRを演算して求めるため、コーナーリング等の走行状態に対応させて、スムーズに車体Bのロール剛性を制御することが出来る。
【0033】
また、制御回路は、トルクを大きくするためにモータML,MRに供給する電流量を多くしたい場合、上述したPWM制御において、「H」レベル(正論理における「H」のパルス)の幅を広げ、「L」レベルの幅を狭くし、トルクを小さくするために電流を少なくしたい場合、「L」レベルの幅を広げ、「H」レベルの幅を狭くなるように、トルクTTL,TTR各々のデューティ比を演算する。
このとき、トルクの発生する方向は、モータML,MRに流す電流の方向を逆にすることで制御する。
以下、説明のため、アクチュエータ1Lを▲2▼の方向(図1参照)、すなわち(+)の方向へ回転させて、バネを伸ばす方にトルクTLを発生させる電流方向を(+)とし、アクチュエータ1Lを▲1▼の方向、すなわち(−)の方向へ回転させて、バネを縮める方にトルクTLを発生させる電流方向を(−)と定義する。
同様に、アクチュエータ1Rを▲4▼の方向、すなわち(+)の方向へ回転させて、バネを伸ばす方にトルクTRを発生させる電流方向を(+)とし、アクチュエータ1Rを▲3▼の方向、すなわち(−)方向へ回転させて、バネを縮める方にトルクTRを発生させる電流方向を(−)と定義する。
【0034】
次に、図4に戻り、実際の制御の流れを説明する。まず、図4における各図の説明を簡単に行う。
図4(a)は、舵角の方向を示しており、基準線より上側が右に転舵したときの右側における舵角を示し、基準線より下側が左に転舵されたときの左側の舵角を示している。
また、図4(a)には、矩形上の実線が示されているが、転舵している方向を意味する舵角速度の方向を示している。
例えば、舵角は右側にあっても、左に転舵するとき、舵角速度の方向は左となり、舵角と舵角速度との方向が一致しないこともある。
図4(b)は、転舵による車両のローリング状態である車両状態値を示している。すなわち、車両状態値は、上記ストローク差ΔLRから求められる「中立」,「右下がり」,「左下がり」のいずれかに分類される。
【0035】
図4(c)は、舵角方向フラグの状態を示しており、同時に、アクチュエータ1L及び1Rのトルクの発生方向を示している。
例えば、このトルク発生方向としては、アクチュエータ1Rを(+)の方向へ回転させて右側のバネを伸ばし、アクチュエータ1Lを(−)の方向へ回転させて左側のバネを縮める場合、つまり舵角方向フラグが「左」の場合と、アクチュエータLを(+)の方向へ回転させて左側のバネを伸ばし、アクチュエータ1Rを(−)の方向へ回転させて右側のバネを縮める場合、つまり舵角方向フラグが「右」の場合とがある。
すなわち、制御回路は、この舵角方向フラグに基づき、アクチュエータ1L,1Rに与える電流の極性を制御する。
図4(d)は、舵角速度に基づいて演算されたトルクYL,YR、及びストローク差ΔLRに基づき演算されたトルクTL,TRの絶対値を示すものである。ここで、トルクYLとトルクYRとは、値は同一であるが、力の方向が互いに逆方向となっており、同様に、トルクTLとトルクTRとは、値は同一であるが、力の方向が互いに逆方向となっている。
【0036】
図4(e)は、図4(d)のトルクYLとトルクTLとを加算した最終目標値であるトルクTTL,及びトルクYRとトルクTRとを加算した最終目標値であるトルクTTRの絶対値を示している。ここで、トルクTTLとトルクTTRとは、値は同一であるが、力の方向が互いに逆方向となっている。
また、このトルクTTL,TTRの最大値は、トルクYLとトルクTLとの各々の最大値を加算してトルクTTLを求め、アクチュエータ1LにこのトルクTTLを発生させたときに、このトルクTTLの反対方向の向きのトルクに対して対応可能なアクチュエータ1Lの強度で決定される。
図4(d)及び図4(e)は、絶対値で示されており、アクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクの方向が舵角方向フラグにより指示される。
なお、制御回路は、以下説明する各時刻において、上述した図5,図7及び図8に示した、一定時間毎に制御回路がセットで実行する各々のフローチャートの処理に従い、必要な各パラメータを各センサによりサンプリングして、最終の制御目標であるトルクTTLとトルクTTRとを求める演算を行っている。
【0037】
時刻t0において、車体Bは、右方向にも左方向にも転舵されていないため、ローリング状態になっていない。
このため、ストローク差ΔLRが「0」であり、車両状態値は「中立」となっている。
したがって、舵角速度から求めた制御目標のトルクYL,YR、及びストローク差ΔLRから求めた制御目標のトルクTL,TRは、いずれも「0」であり、制御回路は、強制加算処理において、加算結果のトルクTTL,TTRがいずれも「0」となるため、トルクを発生させる電流値が「0」と演算され、アクチュエータ1L,1Rに対してトルクを発生させる電流を流さない。
【0038】
次に、時刻t1において、運転者が右方向のコーナーリングにおいて、車両を右に転舵し始めると、舵角は徐々に右方向へ増加していく。
しかしながら、この時刻t1の時点において、制御回路は、まだ、ハンドル8が転舵されておらず、舵角速度が「0」であるため、舵角方向フラグ及び舵角速度方向フラグ共に、前回の状態の「左」の状態からの変更を行わない。
このため、制御回路は、ストローク差ΔLR及び図6に基づく演算結果として、トルクYL,YR,TL,TRが全て「0」として求められるため、時刻t1におけるトルクTTL,TTRの演算結果を、各々「0」として出力する。
したがって、制御回路は、アクチュエータ1L,1R各々に対してトルクを発生させる電流を供給せず、アクチュエータ1L,1Rのトルク制御を行わない。
【0039】
次に、時刻t2において、運転者がハンドル8を転舵していることにより、舵角は徐々に右方向へ増加しているが、車体Bにおいて、車体コンプライアンス分の遅れにより、ローリングが起こっていないため、車両状態値は、「中立」である。
一方、制御回路は、転舵しているため、右側に舵角が発生するので、一定時間毎に舵角センサSAから得られる舵角から舵角方向フラグに「右」を記憶し、得られた舵角と前回の舵角とに基づき、舵角速度の演算を行う。
このとき、転舵を開始する時点では、舵角速度を演算するための前回の舵角は、「0」にセットされている。
そして、制御回路は、ハンドル8が右方向に転舵されているため、演算結果として得られる舵角速度の方向が「右」であるため、舵角速度方向フラグを「右」の状態へ書き換える。
そして、制御回路は、この得られた舵角速度から、目標値であるトルクYL,YRを、図6のトルクと舵角速度との関係を示すグラフから求める演算を行う。
ここで、穏やかなコーナーリングの場合、運転者の乗り心地及び操縦安定性に影響を与えないサスペンションの剛性とするため、予め影響を及ぼす舵角速度を車種毎に測定し、この測定結果に基づき、図6の目標値のトルクYL,YRを発生する舵角速度の下限、及び目標値YL,YRの最大値までの舵角速度に対する変化の傾きが設定されている。
また、制御回路は、ストローク差ΔLRからトルクTL,TRを求めるが、車両状態値が「中立」のため、演算結果として、トルクTL,TRを「0」として出力する。
このとき、制御回路は、車両状態が「中立」のため、強制加算の処理を行い、トルクYLとトルクTLと、トルクYRとトルクTRとを各々加算する。
ここで、トルクTL,TRが「0」のため、演算結果のトルクTTL,TTRは、各々ストローク差ΔLRから求められるトルクYL,YRのみとなる。
そして、制御回路は、「右」に設定された舵角方向フラグに基づき、アクチュエータ1Lのトルクの発生方向を「左側バネ7L伸ばす」方向に、アクチュエータ1Rのトルクの発生方向を「右側バネ7R縮める」方向に設定する。
【0040】
すなわち、車両状態が「中立」である時刻t2から時刻t3まで、アクチュエータ1L,1Rに発生させる最終目標のトルクTTL,TTRは、ストローク差ΔLRに基づくトルクTL,TRが「0」であるため、舵角速度から求められるトルクYL,YRのみで求められることになる。
そして、制御装置は、「右」を示す舵角方向フラグに基づき、トルクTTL,TTRを発生させるため、アクチュエータ1L,1R各々に対して対応する電流を流す。
これにより、制御回路は、アクチュエータ1Lに▲2▼の(+)方向(図1参照)のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲3▼の(−)方向のトルクTTRを発生させる。
したがって、車体Bは、ローリングにより、路面に対してロール角を「0」にする方向、すなわち、左下がりのローリング方向に対して逆方向に制御される。
【0041】
次に、時刻t3において、制御回路は、ストローク差ΔLRの値に基づいて、車体状態が「中立」から「左下がり」に変化したことを検知する。
したがって、制御回路は、車両状態が「左下がり」で舵角速度方向フラグが「右」である(車両のロール方向と操舵速度方向とが一致している)場合、ストローク差ΔLRに基づき、求められた目標値であるトルクTR,TLを「0」でなく、制御の値としてのトルク値として求める。
これにより、制御回路は、トルクYLとトルクTLとの加算によりトルクTTLを演算結果として求め、同様に、トルクYRとトルクTRとの加算によりトルクTTRを演算結果として求める。
そして、制御回路は、「右」を示す舵角方向フラグに基づき、アクチュエータ1Lに▲2▼の(+)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲3▼の(−)方向のトルクTTRを発生させる。
したがって、車体Bは、ローリングにより、路面に対してロール角を「0」にする方向、ストローク差ΔLWを「0」にするローリング方向に対して逆方向に制御される。
【0042】
次に、時刻t4において、制御回路は、舵角速度が図6のグラフに設定された下限値を下回るため、トルクYL,YRを「0」として出力する。
この結果、制御回路は、演算結果として、トルクTTL,TTRを、各々トルクTL,TRの値により、出力する。
このとき、制御回路は、時刻t3における制御と同様に、アクチュエータ1Lに▲2▼の(+)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲3▼の(−)方向のトルクTTRを発生させ、ローリング方向に対して逆方向に、車体Bを制御する。
【0043】
次に、時刻t5において、運転者は、コーナーを曲がりきることにより、車両の向きを直進方向に戻しはじめる。
このため、車両の舵角方向は右方向であるが、ハンドル8を切る舵角速度方向は左方向という状態となる。
このとき、制御回路は、舵角速度方向フラグに「左」を設定するが、舵角速度が図6のグラフに設定された下限値を下回るため、トルクYL,YRを「0」として出力する。
すなわち、制御回路は、時刻5が舵角の変化しない一定の定常円旋回の領域であるため、時刻t5において、ストローク差ΔLRから求められるトルクTL,TRのみを、トルクTTL,TTRとして、舵角方向フラグに基づいたトルク方向の設定で出力する。
【0044】
次に、時刻t6において、制御回路は、舵角速度が図6のグラフに設定された下限値を超えるため、このグラフから得られるトルクYL,YRを演算結果として出力する。
しかしながら、制御回路は、図8のフローチャートの処理に基づき、車両状態値が「左」にセットされ、舵角速度方向フラグが「左」にセットされている(車両のロール方向と操舵速度方向とが一致していない)場合、舵角速度に基づいて得られるトルクYL,YRを用いずに、ストローク差ΔLRに基づき得られるトルクTL,TRを、トルクTTL,TTRとして出力する。
これにより、制御回路は、依然として、舵角方向フラグが「右」であるため、時刻t3における制御と同様に、アクチュエータ1Lに▲2▼の(+)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲3▼の(−)方向のトルクTTRを発生させ、ローリング方向に対して逆方向に、車体Bを制御する。
【0045】
次に、時刻t7において、制御回路は、舵角センサSAから得られる舵角により、転舵方向が左になったことを検出し、舵角方向フラグに「左」を設定する。
また、制御回路は、舵角方向フラグに設定された「左」のデータに基づいてトアクチュエータ1Lに発生させるトルクの方向を「左側のバネ7L縮める」方向に設定し、アクチュエータ1Rに発生させるトルクの方向を「右側バネ7R伸ばす」方向に設定する。
そして、制御装置は、上述の様に設定された各アクチュエータに発生させるトルクの発生方向に基づき、トルクTTL,TTRを発生させるため、アクチュエータ1L,1R各々に対して対応する電流を流す。
これにより、制御回路は、アクチュエータ1Lに▲1▼の(−)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲4▼の(+)方向のトルクTTRを発生させる。
したがって、制御回路は、車体Bが車体コンプライアンス分により、ハンドル8の転舵方向に基づいて、次に発生するローリングに対応して、路面に対してロール角を「0」にする方向、すなわち、右下がりのローリング方向に対して逆方向の制御を開始する。
このとき、制御回路は、その他の制御パラメータに関して、変更を行わない。
【0046】
次に、時刻t8において、制御回路は、ストローク差ΔLRが「中立」の範囲内にあることを検出し、車体状態値値に「中立」を設定する。
そして、制御回路は、この車体状態値と舵角速度方向とに基づき、強制加算において、ストローク差ΔLRにより求めらるトルクTL,TRを「0」とし、転舵速度により求められるトルクYL,YRのみを、最終目標の各々トルクTTL,TTRとして出力する。
次に、時刻t9において、制御回路は、車体状態フラグが「右下がり」に設定され、舵角速度方向フラグが「左」に設定されている(車両のロール方向と操舵速度方向とが一致していない)場合、ストローク差ΔLRの値に基づいて、車体状態が「中立」から「右下がり」に変化したことを検知する。
したがって、制御回路は、ストローク差ΔLRに基づき、求められた目標値であるトルクTR,TLを「0」でなく、制御の値としてのトルク値として演算により求める。
これにより、制御回路は、トルクYLとトルクTLとの加算によりトルクTTLを演算結果として求め、同様に、トルクYRとトルクTRとの加算によりトルクTTRを演算結果として求める。
そして、制御回路は、「左」を示す舵角方向フラグに基づき、アクチュエータ1Lのトルク発生方向の「左側のバネ7L縮める」及びアクチュエータ1Rのトルク発生方向の「右側バネ7R伸ばす」の設定に基づき、アクチュエータ1Lに▲1▼の(−)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲4▼の(+)方向のトルクTTRを発生させる。
したがって、車体Bは、ローリングにより、路面に対してロール角を「0」にする方向、すなわち、ストローク差ΔLWを「0」にするローリング方向に対して逆方向に制御される。
【0047】
次に、時刻t10において、制御回路は、舵角速度が図6のグラフに設定された下限値を下回るため、トルクYL,YRを「0」として出力する。
この結果、制御回路は、定常円旋回の状態のため、演算結果として、トルクTTL,TTRを、各々トルクTL,TRのみの値として出力する。
このとき、制御回路は、以前として、舵角方向フラグが「左」を示しているため、時刻t9における制御と同様に、アクチュエータ1Lに▲1▼の(−)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲4▼の(+)方向のトルクTTRを発生させ、ローリング方向に対して逆方向に、車体Bを制御する。
【0048】
次に、時刻t11において、運転者は、コーナーを曲がりきることにより、車両の向きを直進方向に戻し始める。
このため、車両の舵角方向は左方向であるが、ハンドル8を切る舵角速度方向は右方向という状態となる。
このとき、制御回路は、舵角速度方向フラグに「右」を設定するが、舵角速度が図6のグラフに設定された下限値を下回るため、トルクYL,YRを「0」として出力する。
【0049】
次に、時刻t12において、制御回路は、舵角速度が図6のグラフに設定された下限値を超えるため、このグラフから得られるトルクYL,YRを演算結果として出力する。
しかしながら、制御回路は、図8のフローチャートの処理に基づき、車両状態値が「右」にセットされ、舵角速度方向フラグが「右」にセットされている(車両のロール方向と操舵速度方向とが一致していない)場合、舵角速度に基づいて得られるトルクYL,YRを用いずに、ストローク差ΔLRに基づき得られるトルクTL,TRを、トルクTTL,TTRとして出力する。
これにより、制御回路は、依然として、舵角方向フラグが「左」を示しているため、時刻t9における制御と同様に、アクチュエータ1Lに▲1▼の(−)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲4▼の(+)方向のトルクTTRを発生させ、ローリング方向に対して逆方向に、車体Bを制御する。
【0050】
次に、時刻t13において、制御回路は、舵角センサSAから得られる舵角により、転舵方向が右になったことを検出し、舵角方向フラグに「右」を設定する。
また、制御回路は、舵角方向フラグに設定された「右」のデータに基づき、アクチュエータ1Lのトルクの発生方向を「左側のバネ7L伸ばす」方向とし、アクチュエータ1Rのトルクの発生方向を「右側バネ7R縮める」に設定する。
そして、制御回路は、上述の様に設定された各アクチュエータに発生させるトルクの発生方向に基づき、各アクチュエータトルクTTL,TTRを発生させるため、アクチュエータ1L,1R各々に対して対応する電流を流す。
これにより、制御回路は、アクチュエータ1Lに▲2▼の(+)方向のトルクTTLを発生させ、アクチュエータ1Rに▲3▼の(−)方向のトルクTTRを発生させる。したがって、制御回路は、車体Bが車体コンプライアンス分により、ハンドル8の転舵方向に基づいて、次に発生するローリングに対応して、路面に対してロール角を「0」にする方向、すなわち、左下がりのローリング方向に対して逆方向の制御を開始する。
このとき、制御回路は、その他の制御パラメータに関して、変更を行わない。
ここで、時刻t14以降の処理は、時刻t1からの繰り返しとなるため、説明を省略する。
【0051】
上述したように、本願発明のサスペンションの制御方法は、舵角速度方向及びストローク差から求められる各々のトルクを、図9のテーブルの条件毎に示した加算処理を行うことで求め、このトルクを目標値として、アクチュエータ1L,1Rに、ローリング方向と逆のトルクを発生させ、逆相のホイールレートを高めることにより、車体のロール剛性を、直進走行時とコーナーリング時等のローリングを起こす状態との各々に対応させて制御している。
このため、上記サスペンションの制御方法は、車体が中立の場合を含めて、ハンドル8を切る速度、すなわち舵角速度に基づくトルクTL及びTRを生成し、ローリング方向と逆方向に対してアクチュエータ1L,1Rのトルク制御を行い、逆相のホイールレートを高めるので、ストロークの変化量に基づく制御に比較して、コーナーリングにおけるロール剛性の補完の初期応答性が向上し、車両のコンプライアンスによる応答遅れを改善でき、かつ、コーナーリング開始時から車体の中心に重心を置くことができ、常にコーナリングにより発生する遠心力に対して車両の安定性が得られる。
【0052】
このとき、アクチュエータ1L,IRが発生するトルクの方向は、舵角方向フラグにより決定される。
また、上述したアクチュエータ1L,1Rのトルク制御において、ストローク差ΔLRによる車両状態値からアクチュエータ1L,IRのトルクの力の方向を決めると、「中立」の状態とならないとローリング方向に対するトルク制御が行えず、上述したように、車両のコンプライアンス分と制御系の遅れにより、ローリング方向の変化に対応してトルクの制御が行えない。
このため、本願発明のサスペンション制御方法は、舵角方向により次のローリングの方向を予測し、トルク制御を行うため、ジグザグにハンドル8を切り、舵角方向を連続的に変化しても、ローリング方向の変化にトルク制御が反応し、ロール剛性のローリングに応じた制御の応答性を向上させることができる。
【0053】
また、本願発明のサスペンションの制御方法は、高速道路等の高速走行時において、大型車などの走行により発生した轍などに、タイヤが落ち込んだ場合や、横風を受けるなどしてハンドル8を取られても、このとき発生する舵角速度に応じて発生されるトルクにより、サスペンションにおけるスタビライザーの剛性を補完するため、見かけ上、スタビライザーの剛性が高くなり、リア回りのふらつきを抑えることができる。
さらに、本願発明のサスペンションの制御方法は、直進走行時において、転舵操作を行わないため、ハンドル8を回転させることにより入力される舵角が小さいため、舵角速度が「0」として求められ、かつローリングによるストローク差ΔLRも「0」と求められるため、制御回路がアクチュエータ1L,Rを制御することがなく、サスペンションの剛性が補完されないことにより、バネ7L,7Rの本来の基準値のバネレートによりサスペンションが動作するので、予め設定された本来の乗り心地を損なうことがない。
【0054】
<第2の実施形態>
この第2の実施形態の構成は上述した第1の実施形態と同様であり、構成の説明は省略する。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なっているのは、図7におけるステップS14が、図10のステップS31〜S39のステップの流れに置き換わっている点である。
第1の実施形態では、ストローク差ΔLRを「0」とする範囲αを±0.3(mm)に固定していた。
一方、第2の実施形態では、図11に示すように、ストローク差ΔLRを「0」とする範囲αを、車両状態値が「中立」から「右下がり」または「左下がり」へ移行するときの範囲を範囲αo(例えば、0.3(mm))とし、車両状態値が「右下がり」または「左下がり」から「中立」へ移行するときの範囲を範囲αi(例えば、0.15(mm))としている。
すなわち、第2の実施形態では、車両状態値の「中立」から他の状態へ、他の状態から「中立」への以降において、「中立」と判定する範囲に違った値を用い、ヒステリシス幅0.15(mm)のヒステリシスを設けている。
【0055】
次に、図10のステップにおける動作を説明する。これらのステップが、図7のステップS14と置き換わるだけなので、図7の他のステップの動作については、説明を省力する。
図7のステップS13において、制御回路は、ステップS12で求められた左後輪のストローク量ΔDLと、右後輪のストローク量ΔDRとのストローク差ΔLRを、「ΔDL−ΔDR」の式により演算したとする。
図10に戻り、ステップS31において、制御回路は、ストローク差ΔLRが0.3(mm)より大きいか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、ストローク差ΔLRが0.3(mm)より大きくない場合、処理をステップS32へ進め、一方、ストローク差ΔLRが0.3(mm)より大きい場合、処理をステップS35へ進める。
次に、ステップS35において、制御回路は、車両状態が右下がりであるため、車両状態値を「右下がり」と設定する。
また、ステップS32において、制御回路は、ストローク差ΔLRが0.3(mm)より小さいか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、ストローク差ΔLRが0.3(mm)より小さくない場合、処理をステップS33へ進め、一方、ストローク差ΔLRが0.3(mm)より小さい場合、処理をステップS36へ進める。
【0056】
次に、ステップS35において、制御回路は、車両状態が左下がりであるため、車両状態値を「左下がり」と設定する。
また、ステップS33において、制御回路は、前回設定した現在の車両状態値が「右下がり」に設定されているか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、車両状態値が「右下がり」で設定されている場合、処理をステップS34へ進め、一方、車両状態値が「右下がり」で設定されていない場合、処理をステップS37へ進める。
次に、ステップS37において、制御回路は、現在の車両状態値に「左下がり」が設定されていることを確認したため、ストローク差ΔLRが−0.15(mm)より大きいか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、ストローク差ΔLRが−0.15(mm)より大きくない場合、現在の車両状態値の「左下がり」を変更せずに、次のステップS15(図7)へ進め、ストローク差ΔLRが−0.15(mm)より大きい場合、処理をステップS38へ進める。
【0057】
次に、ステップS38において、制御回路は、ストローク差ΔLRが−0.15(mm)より大きいため、現在の車両状態が「中立」に遷移したことを検出し、車両状態値を「左下がり」から「中立」へ変更する。
また、ステップS34において、制御回路は、現在の車両状態値に「右下がり」が設定されていることを確認したため、ストローク差ΔLRが0.15(mm)より小さいか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、ストローク差ΔLRが0.15(mm)より小さくない場合、現在の車両状態値の「右下がり」を変更せずに、次のステップS15(図7)へ進め、ストローク差ΔLRが0.15(mm)より小さい場合、処理をステップS39へ進める。
次に、ステップS39において、制御回路は、ストローク差ΔLRが0.15(mm)より小さいため、現在の車両状態が「中立」に遷移したことを検出し、車両状態値を「右下がり」から「中立」へ変更する。
【0058】
上述したように、本願発明は、左右のストローク位置の変化量により求められるストローク差ΔLRに基づいて車両状態を検出するとき、車体Bが左右いずれかに下がっている状態から「中立」に遷移したことを検出するしきい値と、車体Bが「中立」からヒステリシス幅を左右いずれかに下がっている状態に遷移したことを検出するしきい値とを異なった数値として、図11に示すようなヒステリシス幅を設定した。
このヒステリシス幅において、車両状態値を判定する「中立」から「右下がり」や「左下がり」へのしきい値が、「右下がり」や「左下がり」から「中立」へのしきい値より広いのは、「中立」状態でのストローク差の微少な変化に対して過敏な応答を防止し、一度、「右下がり」や「左下がり」の状態に遷移した後、ストローク差の微少な変化では「中立」状態へ戻らないようにしているためである。
このヒステリシス幅は、車体Bの制御の応答速度やセンサの応答特性等の性能により任意に調整して、設定される。
【0059】
上述した処理を含むことにより、本願発明は、第1の実施形態における効果に加えて、「中立」状態へのしきい値にヒステリシスを持たせたため、しきい値が1点の場合に、ストローク差ΔLRがしきい値を挟んで変化した場合に起こる車両状態値のハンチングを防止したため、ステップS17(図7)において、ストローク差ΔLRから求まるトルクTL,TRの目標値が「0」になるか、トルクTL,TRが値を有するかの間で、最終的なトルクの目標値のトルクTTL,TTRの出力が振動してしまう問題を回避できる。
この結果、本願発明は、制御回路がアクチュエータ1L,1Rに供給する電流値をハンチングを起こさせずに安定させることで、トルクTTL,TTRに対応した電流の制御の追従性を向上させ、サスペンションのロール剛性の制御の応答性を良くする効果がある。
また、本願発明は、上述したストローク位置の「中立」を挟んだ変化によるハンチングを防止出来るため、車体Bの耐ローリング制御において、微妙な変化に過敏に影響することによる車体Bの振動が無くなるため、車体Bの挙動が安定する。
【0060】
<第3の実施形態>
この第3の実施形態の構成は、図12に示すように、ストロークセンサSL,SRに代え、車体Bの横方向にかかる加速度を測定する横加速度センサSGを設けた点にある。この横加速度センサSGは、車体Bのローリングにおけるロールセンタの軸上の点に設けられている。
図12は、加速度センサSGと、舵角センサSAとの車体Bにおける配置を示す上方から見た透過図である。
また、第3の実施形態の他の構成は、前述した第1の実施形態と同様であり、構成の説明は省略する。
上述した構成の違いにより、第3の実施形態においては、制御回路が、第1の実施形態でストローク差ΔLRから求めていたトルクTL,TRを、横加速度センサSGの出力する横加速度値DG(m/s2)に基づき演算して求める。
第3の実施形態において、舵角速度からトルクYL,YRを求める処理の流れが第1の実施形態と同様のため、トルクYL,YRを求める処理の説明を省略する。
【0061】
図13のフローチャートにおいては、横加速度値DGに基づき、からのアクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクYL,YRを求める演算が行われる。
この演算は、図14に示す横加速度値DGとトルクYL,YRとの関係から、舵角速度に対応してトルクYL,YRを求める。
図14は、横軸が横加速度値DGであり、縦軸がトルクYL,YRの値となっている。
ここで、横加速度値DGの絶対値が、例えば1.5(m/s2)以下のとき、トルクYL,YRの値が「0」に設定されている。
これは、直進走行時にハンドル8のぶれなどにより、微少な横加速度が発生する場合があり、このぶれに過敏に反応してサスペンションの剛性を高めてしまうことを防止している。
すなわち、あまり小さい横加速度において、アクチュエータ1L,1Rにトルクを発生させず、直進時には、基本バネレートでサスペンションを動作させ、乗り心地を優先させる。
また、トルクYL,YRの最大値は、例えば、横加速度値DGが5(m/s2)から130(N・m)に設定されている。
このトルクYL,YRの最大値,及び横加速度値DGに対するトルクYL,YRの変化の傾きは、車両の種類毎に、車両の乗り心地や操縦性を複数の人間が試乗して、この多数が選択した数値等に基づき決定される。
【0062】
次に、図13のフローチャートにおける処理について説明する。
このフローチャートにおいては、横加速度値DGに基づき、アクチュエータ1L,1Rの発生させるトルクTL,TRを求める演算が行われる。
ここで、この横加速度センサSGは、右方向にかかる横加速度値DGを(+)の数値として出力し、左方向にかかる横加速度値DGを(−)の数値として出力する。
ステップS41において、制御回路は、横加速度センサSGから、検出された横加速度値DGを読み込む。
ステップS42において、制御回路は、入力される横加速度値DGが、予め設定された基準加速度値、例えば1.5(m/s2)より大きいか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、横加速度値DGが1.5(m/s2)より大きくない場合、処理をステップS43へ進め、横加速度値DGが1.5(m/s2)より大きい場合、処理をステップS44へ進める。
次に、ステップS44において、制御回路は、横加速度値DGが1.5(m/s2)より大きいため、右方向にかかる横加速度であることを検出し、左側にコーナーリングを行っていると判定し、車両状態値を「右下がり」と設定する。
【0063】
また、ステップS42において、制御回路は、入力される横加速度値DGが、予め設定された基準加速度値、例えば−1.5(m/s2)より小さいか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、横加速度値DGが−1.5(m/s2)より小さくない場合、処理をステップS46へ進め、横加速度値DGが−1.5(m/s2)より小さい場合、処理をステップS45へ進める。
次に、ステップS45において、制御回路は、横加速度値DGが−1.5(m/s2)より小さいため、左方向にかかる横加速度であることを検出し、右側にコーナーリングを行っていると判定し、車両状態値を「左下がり」と設定する。
また、ステップS46において、制御回路は、入力される横加速度値DGが、−1.5(m/s2)から1.5(m/s2)の間の数値であるため、車両状態値を「中立」と設定する。
【0064】
ここで、−1.5(m/s2)から1.5(m/s2)の範囲は、直進走行時や緩いカーブ等において、舵角の微少な変動に過敏に反応して、サスペンションの剛性を高めてしまうことを防止している。
すなわち、あまり微少な横加速度値DGの変化において、アクチュエータ1L,1Rにトルクを発生させず、直進時には、基本バネレートでサスペンションを動作させ、乗り心地を優先させる。
また、横加速度FGに基づき得られるトルクYL,YRの最大値は、たとえば、車種毎に車両の乗り心地や操縦性を複数の人間が試乗して、この多数が選択した数値等に基づき決定される。
次に、ステップS47において、制御回路は、横加速度値DGに基づき、アクチュエータ1L,1R各々の発生するトルクTL,TRを演算する。
すなわち、制御回路は、記憶部に記憶されている、図14に示す横加速度値DGと、アクチュエータ1L及び1Rに発生させるトルクとの関係を、各々示すグラフから、横加速度値DGに対応した各々のトルクYL,YRを選択して演算結果として出力する。
【0065】
ステップS48において、制御回路は、一定時間毎に各アクチェータ1L,1Rの生成するトルクYL,YRを設定する。
例えば、制御回路は、運転者が右に操舵を行い、舵角方向フラグが「右」に設定されたことに基づき、アクチュエータ1Lのトルク発生方向を「左バネ6L伸ばす」方向とし、アクチュエータ1Rのトルクの発生方向を「右バネ6R伸ばす」方向に設定し、車体Bが左に方向にローリング、すなわち図1において、車体Bの左側が▲6▼の方向に沈み込み、▲7▼の方向に浮き上がる(車両状態値:「左下がり」)とすると、アクチュエータ1Lが▲2▼の方向に回転し、バネ6Lを伸ばすトルクTLを演算し、一方、アクチュエータ1Rが▲4▼の方向に回転し、バネ6Rを縮めるトルクTRを演算する。
【0066】
次に、図15のフローチャートにおいては、図5及び図13のフローチャートの処理により求められたトルクYL,YR及びトルクTL,TRに基づき、実際にアクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクTTL,TTRを求める。
ステップS51において、制御回路は、車両状態値が「中立」であるか否かの判定を行い、判定結果が「中立」でなければ、処理をステップS52へ進め、車両状態が「中立」であれば、処理をステップS55へ進める。
次に、ステップS52において、制御回路は、車両状態値と舵角速度方向との比較、すなわち舵角速度方向に対応したローリング方向であるか否か、ここでは車両状態値が「左下がり」でかつ操舵速度方向が右であるか否かの判定を行う。このとき、制御回路は、車両状態値が「左下がり」でかつ舵角速度方向が右である場合、処理をステップS55へ進め、この組み合わせ以外の場合、処理をステップS53へ進める。
【0067】
次に、ステップS53において、制御回路は、車両状態値と舵角速度方向との比較、すなわち舵角速度方向に対応したローリング方向であるか否か、ここでは車両状態値が「右下がり」でかつ操舵速度方向が左であるか否かの判定を行う。
このとき、制御回路は、車両状態値が「右下がり」でかつ舵角速度方向が左である場合、処理をステップS55へ進め、この組み合わせ以外の場合、処理をステップS54へ進める。
次に、ステップS54において、制御回路は、横加速度値DGから求めたトルクTL及びTRを、各々トルクTTL,TTRとして記憶部へ記憶させる。
また、ステップS55において、制御回路は、アクチュエータ1Lに発生させるトルクTTLを「YL+TL」の式に基づき演算し、アクチュエータ1Rに発生させるトルクTTRを「YR+TR」の式に基づき演算し、演算されたトルクTTL,TTRを記憶部に記憶させる。
次に、ステップS56において、制御回路は、アクチュエータ1L,1RにトルクTTL,TTRを出力させるための電流量を演算する。
例えば、制御回路は、PWM(パルス幅変調)制御の場合、電流量を調整するため、一定周期の連続パルスにおいて「H」レベルと「L」レベルの幅のデューティ比を演算する。
【0068】
上述した図15の車両状態値と舵角速度方向フラグとの状態に基づく、上述したフローチャートにおける制御回路が行う演算の組み合わせを図16のテーブルに示す。
このテーブルにおいて、車両状態が「中立」の項における「強制加算」とは、プログラムの処理上、車両状態によらない特別な加算処理として定義した名称である。
また、図16のテーブルから判るように、車体Bの挙動において、舵角速度方向フラグと車両状態値とが一致したときに、舵角速度から求めたトルクYL,YRと、横加速度値DGから求めたトルクTL,TRとを各々加算して、最終目標のアクチュエータに出力させるトルクTTL,TTRを生成している。
ここで、舵角速度方向フラグと車両状態値とが一致していない場合に加算すると、トルクYL,YRとトルクTL,TRとの極性が逆のため、トルクTTL,TTRの値が急激に変化する。
【0069】
このため、舵角速度方向フラグと車両状態値とが一致していない場合、ローリング方向を明確に表している、横加速度値DGから求めたトルクTL,TRのみを、アクチュエータの制御に用いている。
一方、車体状態値が「中立」のとき、上述したように、舵角速度方向フラグと車両状態値とが一致していない場合、制御するトルクTTL,TTRが「0」になり、コーナーリングの初期の過渡状態(横加速度DGが「−1.5<DG<1.5(m/s2)」)において、制御できず、耐ローリング制御において、アクチュエータ等の制御系の遅れ,及び車両コンプライアンス分に基づく、車体Bの制御の遅れが生じてしまう。
【0070】
そのため、第3の実施形態では、第1の実施形態と同様に、車体状態値が「中立」の場合に、舵角量を微分した舵角速度に基づいたトルクYL,YRを、トルクTL,TRの各々「0」に対して強制加算して、車体Bの制御の遅れを補完し、コーナーリング初期の旋回時の応答速度を改善している。
したがって、このため、制御回路は、トルクを大きくするために電流を多くしたい場合、デューティ比において、「H」レベルの幅を広げ、「L」レベルの幅を狭くし、トルクを小さくするために電流を少なくしたい場合、「L」レベルの幅を広げ、「H」レベルの幅を狭くなるように、トルクTTL,TTR各々のデューティ比を演算する。
このとき、トルクの発生する方向は、第1の実施形態にすでに記載したように、モータML,MRに流す電流の方向を逆にすることで制御する。
【0071】
次に、図17に、実際の制御の流れを示すが、各時刻に行われる処理は、第1の実施形態と同様であり、ストローク差ΔLRに基づくトルクTL,TRを、横加速度値DGに基づくトルクTL,TRに、車両状態値の検出処理を含めて置き換えるのみであるので、タイミングチャートの説明を省略する。
また、図17における各図において、第1の実施形態と異なる図17(d)及び図17(e)について説明する。
図17(d)は、舵角速度に基づいて演算されたトルクYL,YR、及び横加速度DGに基づき演算されたトルクTL,TRの絶対値を示すものである。ここで、トルクYLとトルクYRとは、値は同一であるが、トルクのかかる方向が互いに逆方向となっており、同様に、トルクTLとトルクTRとは、値は同一であるが、トルクのかかる方向が互いに逆方向となっている。
【0072】
図17(e)は、図17(d)のトルクYLとトルクTLとを加算した最終目標値であるトルクTTL,及びトルクYRとトルクTRとを加算した最終目標値であるトルクTTRの絶対値を示している。ここで、トルクTTLとトルクTTRとは、値は同一であるが、力の方向が互いに逆方向となっている。
また、このトルクTTL,TTRの最大値は、トルクYLとトルクTLとの各々の最大値を加算してトルクTTLを求め、アクチュエータ1LにこのトルクTTLを発生させたときに、このトルクTTLの反対方向の向きのトルクに対して対応可能なアクチュエータ1Lの強度で決定される。
図17(d)及び図17(e)は、絶対値で示されており、アクチュエータ1L,1Rのトルクの発生方向が舵角方向フラグにより指示される。
【0073】
そして、第3の実施形態は、第1の実施形態における効果に加えて、ストロークセンサSL,SRの代わりに、横加速度センサSGを使用するため、ストロークセンサSL,SRを用いた場合に比べて、駆動アーム4L,4RからストロークセンサSL,SRへのリンクやロッドを使用しないため、高価なストロークセンサを2つ削減でき、かつ車体状態値を検出する検出機構の構造が簡易になることでシステムを簡素化することができ、製造コストを削減出来る。
また、第3の実施形態は、ストロークセンサを用いずに、横加速度値DGに基づきローリング方向及び必要なトルク値を求めて、アクチュエータにより車体状態を改善する制御を行うため、路面の微少な凸凹を拾い過度に制御してしまう、ストロークセンサを用いた場合の制御上の問題を防止することができる。
【0074】
さらに、上述した図15のフローチャートで用いる図14の横加速度値DGとトルクTL,TRとの関係において、横加速度センサSGより求められる横加速度値DGに代えて、車速と舵角とから求まる推定横加速度値DG’を用いることもできる。
これにより、第3の実施形態は、横加速度センサSGを必要としなくなるため、さらに構成及びシステムの簡素化が可能となり、製造コストを削減出来る。
ここで用いられる推定横加速度DG’は、実際の車両の大きさ等により、実際の横加速度の変化に対して傾きが異なるが、実験において車速が0(km/h)から60(km/h)まで直線近似が出来ることが確認されている。
このため、推定横加速度DG’は、実車のテストデータから舵角速度と車速との関係をグラフとして、このグラフから求めることが可能である。
【0075】
加えて、第3の実施形態は、第2の実施形態と同様に、横加速度値DGの数値に基づいて車両状態を検出するとき、車体Bが左右いずれかに下がっている状態から「中立」に遷移したことを検出するしきい値と、車体Bが「中立」からヒステリシス幅を左右いずれかに下がっている状態に遷移したことを検出するしきい値とを異なった数値として、図11に示すようなヒステリシス幅を設定するようにしても良い。
この結果、第3の実施形態は、第2の実施形態の効果をも有することとなる。
第2の実施形態と同様に、上記ヒステリシス幅は、車体Bの制御の応答速度やセンサの応答特性等の性能により任意に調整して、設定される。
【0076】
以上、本発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述した第1の実施形態及び第2の実施形態において、アクチュエータを後方のサスペンションに配置しているが、前方のサスペンション、及び全輪のサスペンションに設けても良い。
【0077】
【発明の効果】
本発明によれば、左右車輪の上下方向における車輪の移動量の差を検出するととに舵角速度も検出し、車輪の移動量の差と舵角速度とに基づいてアクチュエータを制御するため、車体が中立の場合を含めて、ハンドル8を切る速度、すなわち舵角速度に基づくトルクを生成し、このトルクに基づいてローリング方向と逆方向に対してアクチュエータのトルク制御を行い、逆相のホイールレートを高めるので、ストロークの変化量のみに基づく制御に比較して、コーナーリングにおけるロール剛性が補完されて初期応答性が向上し、車両のコンプライアンスによる応答遅れを改善でき、かつ、コーナーリング開始時から車体の中心に重心を置くことができ、常にコーナリングにより発生する遠心力に対して車両の安定性が得られる。
また、本発明によれば、直進走行時において、転舵操作を行わないことで、ハンドル8を回転させることにより入力される舵角が小さいため、舵角速度が「0」として求められ、かつローリングによる車輪の車体に対する移動量の差と求められるため、制御回路がアクチュエータを制御することがなく、サスペンションの剛性が補完されないことにより、スタビライザー及びバネの本来の基準値のバネレートによりサスペンションが動作するので、予め設定された本来の乗り心地を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態(または、第2の実施形態,第3の実施形態)によるリア(後輪)側におけるサスペンションの構成を示す車両後方からの透視図である。
【図2】 車体Bにおいて、ストロークセンサSL,SR及び舵角センサSAの設けられた位置を示す車両上方からの透視図である。
【図3】 図2に示すストロークセンサの種類及び構成を示す概念図である。
【図4】 運転者が操舵する方向に応じた、アクチュエータ1L及び1Rの発生するトルク量を演算する各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。
【図5】 舵角速度(rad/sec)に基づき、アクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクYL,YRを求める演算の流れを示すフローチャートである。
【図6】 舵角速度とトルクYL,YRとの関係を示した図である。
【図7】 ストローク量に基づき、アクチュエータ1L,1Rの発生させるトルクTL,TRを求める演算の流れを示すフローチャートである。
【図8】 図5及び図7のフローチャートの処理により求められたトルクTL,TR及びトルクTL,TRに基づき、実際にアクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクTTL,TTRを求める演算の流れを示すフローチャートである。
【図9】 制御回路が図8のフローチャートにおいて行う演算の組み合わせを示すグラフである。
【図10】 車体状態値の判定で用いるしきい値にヒステリシスを持たせたときの、判定の処理を示すフローチャートである。
【図11】 車体状態値の判定で用いるしきい値のヒステリシス幅を示す概念図である。
【図12】 加速度センサSGと、舵角センサSAとの車体Bにおける配置を示す上方から見た透過図である。
【図13】 横加速度値DGに基づき、からのアクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクYL,YRを求める演算の流れを示すフローチャートである。
【図14】 横加速度値DGとトルクYL,YRとの関係を示す図である。
【図15】 図5及び図13のフローチャートの処理により求められたトルクYL,YR及びトルクTL,TRに基づき、実際にアクチュエータ1L,1Rに発生させるトルクTTL,TTRを求める演算の流れを示すフローチャートである。
【図16】 制御回路が図15のフローチャートにおいて行う演算の組み合わせを示すグラフである。
【図17】 運転者が操舵する方向に応じた、アクチュエータ1L及び1Rの発生するトルク量を演算する各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1L,1R アクチュエータ
2L,2R アッパーアーム
3L,3R ロアアーム
4L,4R 駆動アーム
5L,5R リンク
6L,6R ナックル
7L,7R コイルバネ
8 ハンドル
GL,GR 減速器
ML,MR モータ
SA 舵角センサ
SG 横加速度センサ
SL,SR ストロークセンサ
WL,WR ホイール
Claims (4)
- 車体がロールするのを抑制する力を発生することができるアクチュエータの制御方法において、
左右車輪の上下方向における車輪の車体に対する移動量の差を検出するとともに舵角速度も検出し、
車輪の移動量の差と舵角速度とに基づいてアクチュエータを、
左右車輪の上下方向における各車輪の車体に対する移動量の差から求まる車両のロール方向と舵角速度方向が一致している場合には、左右の車輪の車体に対する移動量の差と舵角速度とに基づいて制御し、
車両の前記ロール方向と舵角速度方向とが不一致の場合には、車輪の車体に対する移動量の差のみに基づいて制御し、
各車輪の車体に対する移動量の差が、該移動量の差をなしとみなす中立状態を示す設定範囲内にある場合においては、車両のロール方向と舵角速度方向との一致及び不一致に関わらず、車輪の車体に対する移動量の差と舵角速度とに基づいて制御することを特徴とするサスペンションの制御方法。 - 左右車輪を機械的に連結し、左右車輪の上下方向における車輪の車体に対する移動量の差により捩じれが生じるスタビライザが設けられており、
必要とされる車輪がロールするのを抑制する力の不足分を前記アクチュエータにて補うようにしたことを特徴とする請求項1記載に記載のサスペンションの制御方法。 - 車体がロールするのを抑制する力を発生することができるアクチュエータの制御方法において、
車両の横加速度を検出し、
横加速度と舵角速度とに基づいてアクチュエータを、
車両の横加速度の方向から求まる車両のロール方向と舵角速度方向が一致している場合には、横加速度と舵角速度とに基づいて制御し、
車両の前記ロール方向と舵角速度方向が不一致の場合には、横加速度のみに基づいて制御し、
前記横加速度が、横加速度なしとみなす中立状態を示す設定範囲内にある場合においては、車両の前記ロール方向と舵角速度方向の一致、不一致に関わらず車両の横加速度と舵角速度とに基づいて制御することを特徴とするサスペンションの制御方法。 - 中立状態であることを判定するとき、ヒステリシスを有して判定するようにしたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のサスペンションの制御方法。
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