JP4427555B2 - 減衰力可変ダンパの制御装置 - Google Patents
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Description
図1は第1実施形態に係る4輪自動車の概略構成図であり、図2は第1実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図3は第1実施形態に係るダンパ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
<自動車の概略構成>
先ず、図1を参照して、実施形態に係る自動車の概略構成について説明する。説明にあたり、4本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、車輪3fl(左前)、車輪3fr(右前)、車輪3rl(左後)、車輪3rr(右後)と記すとともに、総称する場合には、例えば、車輪3と記す。
図2に示すように、本実施形態のダンパ4は、モノチューブ式(ド・カルボン式)であり、MRFが充填された円筒状のシリンダチューブ21と、このシリンダチューブ21に対して軸方向に摺動するピストンロッド22と、ピストンロッド22の先端に装着されてシリンダチューブ21内を上部油室24と下部油室25とに区画するピストン26と、シリンダチューブ21の下部に高圧ガス室27を画成するフリーピストン28と、ピストンロッド22等への塵埃の付着を防ぐカバー29と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ30とを主要構成要素としている。
ECU7には、図3にその概略構成を示すダンパ制御装置50が内装されている。ダンパ制御装置50は、上述した各センサ10〜13等が接続する入力インタフェース51と、センサ10,11,13等から入力した検出信号に基づき各ダンパ4の目標減衰力を設定する減衰力設定部52と、ストロークセンサ12の検出結果に基づいて減衰力設定部52から入力した3つの目標減衰力のうち1つを選択する目標減衰力選択部53と、目標減衰力選択部53で選択された目標減衰力とストロークセンサ12の検出結果とに応じて各ダンパ4(MLVコイル40)への駆動電流を生成する駆動電流生成部54と、駆動電流生成部54が生成した駆動電流を各ダンパ4に出力する出力インタフェース55とから構成されている。なお、減衰力設定部52には、スカイフック制御に供されるスカイフック制御部(目標減衰力設定手段)56や、ロール制御に供されるロール制御部(目標減衰力設定手段)57、ピッチ制御に供されるピッチ制御部(目標減衰力設定手段)58等が収容されている。
自動車が走行を開始すると、ダンパ制御装置50は、所定の処理インターバル(例えば、10ms)をもって、図4のフローチャートにその手順を示す減衰力制御を実行する。減衰力制御を開始すると、ダンパ制御装置50は、図4のステップS1で、横Gセンサ10、前後Gセンサ11、および上下Gセンサ13から得られた車体1の加速度や、車速センサ(図示せず)から入力した車体速度、操舵角センサ(図示せず)から入力した操舵速度等に基づき自動車Vの運動状態を判定する。次に、ダンパ制御装置50は、自動車Vの運動状態に基づき、ステップS2で各ダンパ4のスカイフック制御目標値Dshを算出し、ステップS3で各ダンパ4のロール制御目標値Drを算出し、ステップS4で各ダンパ4のピッチ制御目標値Dpを算出する。
第2実施形態は、ダンパの構造やダンパ制御装置の構成を始め、減衰力制御の手順についても、上述した第1実施形態と同様であるが、目標減衰力設定処理の手順が異なっている。すなわち、第2実施形態では、図4のステップS5の判定がNoとなった場合、ダンパ制御装置50は、ステップS11で図11のフローチャートに示す手順で目標減衰力設定処理を実行する。ダンパ制御装置50は、目標減衰力設定処理を開始すると、図11のステップS31で3つの制御目標値Dsh,Dr,Dpの絶対値|Dsh|,|Dr|,|Dp|をそれぞれ算出した後、ステップS32で、図12に示すように、伸び側目標値(本実施形態ではスカイフック制御目標値Dsh)と、縮み側目標値(本実施形態ではピッチ制御目標値Dp)とからその絶対値が最も小さい制御目標値(図12では、ピッチ制御目標値Dp)を目標減衰力Dtgtとして採用する。これにより、本実施形態では、ストローク速度Ssが0の近傍において目標減衰力Dtgtが比較的小さく設定され、乗り心地が向上することになる。
第3実施形態も、上述した第1実施形態に対し、目標減衰力設定処理の手順が異なっている。すなわち、第3実施形態では、図4のステップS5の判定がNoとなった場合、ダンパ制御装置50は、ステップS11で図13のフローチャートに示す手順で目標減衰力設定処理を実行する。ダンパ制御装置50は、目標減衰力設定処理を開始すると、図13のステップS41で3つの制御目標値Dsh,Dr,Dpの絶対値|Dsh|,|Dr|,|Dp|をそれぞれ算出した後、ステップS42で、図14に示すように、伸び側目標値の絶対値(本実施形態ではスカイフック制御目標値Dsh)と、縮み側目標値(本実施形態ではピッチ制御目標値Dp)の絶対値との単純平均値を目標減衰力Dtgtとして採用する。これにより、本実施形態では、ストローク速度Ssが0の近傍において、目標減衰力Dtgtが各制御目標値Dsh,Dr,Dpを均したものとなるため、車両の姿勢変化の抑制と乗り心地の向上とが両立することになる。なお、本実施形態の場合、ステップS42では伸び側目標値の絶対値と縮み側目標値の絶対値との単純平均値を目標減衰力Dtgtとして採用したが、伸び側目標値の絶対値と縮み側目標値の絶対値とにそれぞれ所定の重み付け係数を設定し、それらの加重平均値を目標減衰力Dtgtとして採用するようにしてもよい。
第4実施形態も、上述した第1実施形態に対し、目標減衰力設定処理の手順が異なっている。すなわち、第4実施形態では、図4のステップS5の判定がNoとなった場合、ダンパ制御装置50は、ステップS11で図15のフローチャートに示す手順で目標減衰力設定処理を実行する。ダンパ制御装置50は、目標減衰力設定処理を開始すると、図15のステップS51でストローク速度Ssが縮み側から判定範囲に移行したか否かを判定する。ダンパ制御装置50は、ステップS51の判定がYesであれば、ステップS52でストローク速度Ssの時間変化量(微分値Ss’)が所定の判定閾値Ss’th以上であるかを判定する。そして、ステップS52の判定もYesであれば、ダンパ制御装置50は、ストローク速度Ssが負から正に変化すると見越し、ステップS53で、図16中に実線の矢印で示すように、伸び側目標値(本実施形態ではスカイフック制御目標値Dsh)と、縮み側目標値(本実施形態ではピッチ制御目標値Dp)とからその絶対値が大きい制御目標値(本実施形態ではスカイフック制御目標値Dsh)を目標減衰力Dtgtとして採用する。また、ステップS52の判定がNoであれば、ダンパ制御装置50は、ストローク速度Ssが負から正に変化する可能性が少ないとし、ステップS54で、図16中に破線の矢印で示すように、伸び側目標値と、縮み側目標値とからその絶対値が小さい制御目標値(本実施形態ではピッチ制御目標値Dp)を目標減衰力Dtgtとして採用する。
第5実施形態も、上述した第1実施形態に対し、目標減衰力設定処理の手順が異なっている。すなわち、第5実施形態では、図4のステップS5の判定がNoとなった場合、ダンパ制御装置50は、ステップS11で図18のフローチャートに示す手順で目標減衰力設定処理を実行する。ダンパ制御装置50は、目標減衰力設定処理を開始すると、図18のステップS61でストローク速度Ssが縮み側から判定範囲に移行したか否かを判定する。そして、ステップS61の判定がYesであれば、ダンパ制御装置50は、ステップS62で図19中に実線の矢印で示すように、伸び側目標値と、縮み側目標値とからその絶対値が小さい制御目標値(本実施形態ではピッチ制御目標値Dp)を目標減衰力Dtgtとして採用する。また、ステップS61の判定がNoであれば、ダンパ制御装置50は、ステップS63で図19中に破線の矢印で示すように、伸び側目標値と、縮み側目標値とからその絶対値が大きい制御目標値(本実施形態ではスカイフック制御目標値Dsh)を目標減衰力Dtgtとして採用する。これにより、本実施形態では、ストローク速度Ssが0の近傍において、ストロークセンサ12の検出信号にノイズが混入しても、目標減衰力Dtgtが小刻みに急変する(すなわち、ハンチング様に変化する)ことが無くなり、乗り心地の向上等が実現される。
第6実施形態は、ダンパの構造やダンパ制御装置の構成を始め、減衰力制御の手順についても上述した第1〜第5実施形態と同様であるが、駆動電流マップのみが異なっている。すなわち、図20に示すように、第6実施形態の駆動電流マップでは、各ダンパ4のストローク速度Ssの絶対値が所定の判定閾値Ssth以内にある領域で、目標減衰力に対する目標電流Itgtを有意に小さく(判定閾値Ssthあるいは−Ssthでの目標減衰力に対する目標電流の値と同一に)している。これにより、横Gセンサ10や前後Gセンサ11等の検出信号にノイズが混入することによって目標減衰力が短い周期で増減しても、これによる目標電流Itgtの変化が少なくなり、定速直進走行時等における乗り心地や操縦安定性の低下が効果的に抑制される。なお、本実施形態では、ストローク速度の絶対値が所定の判定閾値Ssth以内にある領域では、目標減衰力に対する目標電流Itgtを小さくするために、目標電流Itgtを判定閾値Ssthあるいは−Ssthでの目標減衰力に対する目標電流の値と同一に設定したが、必ずしも同一に設定する必要はなく、更に低い値と関連付けてもよい。
第7実施形態は、ダンパの構造やダンパ制御装置の構成を始め、減衰力制御の手順についても上述した第1〜第6実施形態と同様であるが、ダンパの作動状態や自動車の挙動に応じて判定範囲と目標電流とを変更する点が異なっている。本実施形態は、ダンパ4がばね上共振周波数以上の振動周波数で共振する際における減衰力のオーバシュートやアンダシュートを防止することと、ロール動やピッチ動の発生が予測された場合に予め減衰力を高めて車両挙動の変化を抑制することとを目的としている。
50 ダンパ制御装置
52 減衰力設定部
53 目標減衰力選択部
54 駆動電流生成部
56 スカイフック制御部(目標減衰力設定手段)
57 ロール制御部(目標減衰力設定手段)
58 ピッチ制御部(目標減衰力設定手段)
V 自動車
Claims (9)
- 車体の懸架に供される減衰力可変ダンパの減衰力を制御する制御装置であって、
前記車体の運動状態に基づき、伸び側または縮み側に目標減衰力を設定する目標減衰力設定手段と、
前記目標減衰力設定手段の設定結果と前記減衰力可変式ダンパのストローク速度とに基づき、前記減衰力可変式ダンパの制御量を設定する制御量設定手段と
を備え、
前記制御量設定手段は、前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲内にある場合、前記目標減衰力の方向と前記減衰力可変ダンパのストローク方向とが同一とみなすことにより、前記ストローク方向の伸び側と縮み側とに対して同一の制御量を設定することを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記目標減衰力設定手段が複数存在し、
前記制御量設定手段は、前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲内にある場合、前記複数の目標減衰力設定手段によってそれぞれ設定された目標減衰力のうち、前記ストローク速度が伸び側にある場合に選択される目標減衰力と、前記ストローク速度が縮み側にある場合に選択される目標減衰力とからその絶対値が大きい方に基づいて前記制御量を設定することを特徴とする、請求項1に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記目標減衰力設定手段が複数存在し、
前記制御量設定手段は、前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲内にある場合、前記複数の目標減衰力設定手段によってそれぞれ設定された目標減衰力のうち、前記ストローク速度が伸び側にある場合に選択される目標減衰力と、前記ストローク速度が縮み側にある場合に選択される目標減衰力とからその絶対値が小さい方に基づいて前記制御量を設定することを特徴とする、請求項1に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記目標減衰力設定手段が複数存在し、
前記制御量設定手段は、前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲内にある場合、前記ストローク速度が伸び側にある場合に選択される目標減衰力の絶対値と、前記ストローク速度が縮み側にある場合に選択される目標減衰力の絶対値との平均値に基づいて前記制御量を設定することを特徴とする、請求項1に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記目標減衰力設定手段が複数存在し、
前記制御量設定手段は、
前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲に縮み側から移行した場合、前記ストローク速度が伸び側にある場合に選択される目標減衰力の絶対値に基づいて前記制御量を設定し、
前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲に伸び側から移行した場合、前記複数の目標減衰力設定手段によってそれぞれ設定された目標減衰力のうち、前記ストローク速度が縮み側にある場合に選択される目標減衰力の絶対値に基づいて前記制御量を設定することを特徴とする、請求項1に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記目標減衰力設定手段が複数存在し、
前記制御量設定手段は、
前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲に縮み側から移行した場合、前記複数の目標減衰力設定手段によってそれぞれ設定された目標減衰力のうち、前記ストローク速度が縮み側にある場合に選択される目標減衰力の絶対値に基づいて前記制御量を設定し、
前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲に伸び側から移行した場合、前記複数の目標減衰力設定手段によってそれぞれ設定された目標減衰力のうち、前記ストローク速度が伸び側にある場合に選択される目標減衰力の絶対値に基づいて前記制御量を設定することを特徴とする、請求項1に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記制御量設定手段は、前記ストローク速度が0を含む所定の判定範囲内にある場合、前記目標減衰力に対する制御量を小さく設定することを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。
- 前記減衰力可変ダンパの振動周波数を検出する振動周波数検出手段を更に備え、
前記制御量設定手段は、前記振動周波数検出手段の検出結果が前記車体の共振周波数を超えた場合、前記判定範囲を狭くするとともに、当該判定範囲内での前記目標減衰力に対する制御量を小さく設定することを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。 - 前記車体のロール動とピッチ動との少なくとも一方を予測する車体挙動変化予測手段を更に備え、
前記制御量設定手段は、前記車体挙動変化予測手段によって前記車体のロール動とピッチ動との少なくとも一方が予測された場合、前記判定範囲を広くするとともに、当該判定範囲内での前記目標減衰力に対する制御量を大きくすることを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。
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