JP5024614B2

JP5024614B2 - サスペンション制御装置

Info

Publication number: JP5024614B2
Application number: JP2007254576A
Authority: JP
Inventors: 智之小竹; 徹内野; 隆介平尾
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP2009083615A

Description

本発明は、車両の走行状態に応じてショックアブソーバの減衰力を調整することによって走行性能を高める車両のサスペンション制御装置に関するものである。

従来、例えば特許文献１に記載されているように、車両のバネ上、バネ下間に介装された減衰力調整式油圧緩衝器（ショックアブソーバ）と、その減衰力を切換えるアクチュエータと、車体の走行状態を検出する加速度センサ等の各種センサと、これらのセンサの検出結果に基づいてアクチュエータに制御信号を供給するコントローラとを備え、コントローラによって車両の走行状態に応じて減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力を適宜調整することにより、車両の乗り心地及び走行性能を高めるようにしたサスペンション制御装置が知られている。
特開平８−２２３１号公報

上記従来のサスペンション制御装置では、例えば図９に示すように、車両１の旋回時に、旋回外側の車輪（図示の例では左旋回時において右前輪２Ｒ及び右後輪３Ｒ）に装着された減衰力調整式油圧緩衝器の伸び側（すなわち伸長時）の減衰力をソフト（Ｓ）、縮み側（すなわち収縮時）の減衰力をハード（Ｈ）、旋回内側の車輪（図示の例では左旋回時において左前輪２Ｌ及び左後輪３Ｌ）に装着された減衰力調整式油圧緩衝器の伸び側の減衰力をハード（Ｈ）、縮み側の減衰力をソフト（Ｓ）に調整して、車体のロール剛性を高めることにより、走行安定性を向上させるようにしている。

これは、車体の姿勢制御によって走行安定性を高めるものであるが、サスペンション制御装置には、様々な状況において、さらなる走行性能の向上が望まれている。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ショックアブソーバの減衰力を調整することによって旋回性能を高めるようにしたサスペンション制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の各車輪に装着されて減衰力を調整可能なショックアブソーバと、車両の走行状態を表すパラメータを検出する検出手段と、該検出手段の検出に基づいて前記ショックアブソーバの減衰力を制御するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車両の旋回時に、旋回外側の前輪に装着された前記ショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハード、旋回内側の前輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整し、また、両側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時及び収縮時共にハードに調整することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、車両の各車輪に装着されて減衰力を調整可能なショックアブソーバと、車両の走行状態を表すパラメータを検出する検出手段と、該検出手段の検出に基づいて、前記ショックアブソーバの減衰力を制御するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車両の旋回時に、旋回外側の前輪に装着された前記ショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハード、旋回内側の前輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整し、また、旋回外側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時及び収縮時共にハード、旋回内側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、車両の各車輪に装着されて減衰力を調整可能なショックアブソーバと、車両の走行状態を表すパラメータを検出する検出手段と、該検出手段の検出に基づいて、前記ショックアブソーバの減衰力を制御するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車両の旋回時に、旋回外側の前輪に装着された前記ショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハード、旋回内側の前輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整し、また、旋回内側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時及び収縮時共にハード、旋回外側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハードに調整することを特徴とする。

本発明に係るサスペンション制御装置によれば、旋回時に前輪のコーナリングフォースを増大させると共に、後輪の横滑り角を増大させることができ、その結果、ヨーレートを増大させて旋回性能を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態に係る自動車のサスペンション制御装置の概略構成を図２に示す。図２に示すように、サスペンション制御装置４は、車体５と各車輪２、３（１輪のみ図示する）との間に懸架バネ７及び減衰力調整式油圧緩衝器８（ショックアブソーバ、以下、油圧緩衝器８という）が並列に介装され、車体５には、その横加速度を検出する横加速度センサ９が設けられており、また、少なくとも横加速度センサ９の検出信号を含む当該車両の走行状態を表すパラメータを入力して油圧緩衝器８に制御信号を供給するコントローラ１０が設けられている。

油圧緩衝器８は、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンが摺動可能に嵌装され、ピストンロッドの伸縮に対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをオリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構で制御して減衰力を発生させるものである。また、その減衰力を調整する減衰力調整機構及び減衰力調整機構を作動させるアクチュエータを備えている。そして、ピストン速度に応じた減衰力を発生させ、コントローラ１０からの制御電流に応じて減衰力特性を調整することができる。

油圧緩衝器８の減衰力特性と制御電流との関係を図３に示す。図３に示すように、油圧緩衝器８の減衰力特性は、制御電流の増大に伴い、（１）Ｈ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）から縮み側の減衰力が小さくなり、（２）Ｈ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）に移行し、次いで、伸び側の減衰力が小さくなり、（３）Ｓ／Ｓ（伸び側：ソフト／縮み側：ソフト）に移行し、更に、（４）Ｓ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）に移行するものである。なお、油圧緩衝器８は、制御電流に応じて所望の減衰力特性が得られるものであれば、他の形式のショックアブソーバでもよい。例えば、減衰力特性が、制御電流の増大に伴って（１）Ｈ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）から伸び側と縮み側の減衰力が共に小さくなり、（２）Ｓ／Ｓ（伸び側：ソフト／縮み側：ソフト）に移行するようなショックアブソーバでもよい。この場合、後述のように、伸長時と収縮時で制御電流を切り換える制御を行なうことで、油圧緩衝器８を用いる場合と同等となる。

コントローラ１０は、マイクロプロセッサベースの制御回路であり、少なくとも横加速度センサ９の検出信号を含む当該車両の走行状態を表すパラメータを入力し、これを所定の論理規則に従って処理して、各車輪の油圧緩衝器８に制御電流を供給する。

次に、コントローラ１０による各車輪の油圧緩衝器８の制御について、図１を参照して説明する。コントローラ１０は、通常は、車両１の左右の前輪２Ｌ、２Ｒ及び左右の後輪３Ｌ、３Ｒの油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｓ（伸び側：ソフト／縮み側：ソフト）とする。そして、横加速度センサ９によって検出した車体５の横加速度を監視し、横加速度の増分を閾値と比較し、横加速度の増分が閾値を超えたとき、図１に示すように（左旋回時を示す）、旋回外側の前輪２Ｒに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）、旋回内側の前輪２Ｌに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性をＨ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）とし、また、両側の後輪３Ｒ、３Ｌに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性を共にＨ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）とするように制御電流を出力する。

上述のコントローラ１０による油圧緩衝器８の制御フローを図５に示す。図５を参照して、ステップＳ１で初期設定を行い、ステップＳ２で制御周期をカウントし、一定の制御周期経過後、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３で、前周期のステップＳ８又はＳ９で決定した各車輪の油圧緩衝器８の減衰力特性に基づいて制御電流を出力して油圧緩衝器８の減衰力特性を切換える。ステップＳ４で、横加速度センサ９から車体５の横加速度を取得して記憶する。ステップＳ５で、現周期で取得した横加速度と前周期で記憶した横加速度との差分（増分）を演算する。ステップＳ６で、ステップＳ５で演算した横加速度の差分に応じて、減衰力特性のシフト量を演算する。ステップＳ７で、ステップＳ５で演算した横加速度の差分を閾値と比較し、横加速度の差分が閾値を超えているか否かを判断する。

横加速度の差分が閾値を超えていない場合には、ステップＳ８に進み、旋回外側及び内側の前後輪２Ｌ、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒの油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｓ（伸び側：ソフト／縮み側：ソフト）にシフトするように制御電流を決定してステップＳ２へ戻る。横加速度の差分が閾値を超えている場合には、ステップＳ９に進み、旋回外側の前輪２Ｒに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）、旋回内側の前輪２Ｌに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性をＨ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）とし、また、両側の後輪３Ｒ、３Ｌに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性を共にＨ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）とするように制御電流を決定してステップＳ２へ戻る。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
通常は、全ての前後輪２Ｌ、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒの油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｓ（伸び側：ソフト／縮み側：ソフト）とすることにより、良好は乗り心地を得ることができる。

一方、旋回時には、所定の横加速度を検知して、旋回外側の前輪２Ｒの油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）とし、旋回内側の前輪２Ｌの油圧緩衝器８の減衰力特性をＨ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）とすることにより、ロール剛性を高め、車体５の姿勢変化を抑制すると共に、操舵輪である前輪２Ｒ、２Ｌの接地性を高めてコーナリングフォースを増大させる。また、両側の後輪３Ｒ、３Ｌの油圧緩衝器８の減衰力特性を共にＨ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）とすることにより、姿勢変化を抑制しつつ、接地性を前輪２Ｒ、２Ｌよりも低くすることで後輪３Ｒ、３Ｌの横滑り角を増大させる。このようにして、前輪２Ｒ、２Ｌのコーナリングフォースを増大させると共に、後輪３Ｒ、３Ｌの横滑り角を増大させることにより、ヨーレートを増大させることができ、車両１の旋回性を高めることができる。

本実施形態の車両によって車速８０ｋｍ／ｈ、ステアリング操舵周期０．５Ｈｚ、ステアリング操舵角９０°のシングルレーンチェンジを実行した場合のヨーレート（図７）及び後輪横滑り角（図８）のシミュレーション結果を図７及び図８に示す。図７及び図８において、実線は、本実施形態の場合を示し、破線は、図９に示す従来例のように、旋回外側の前後輪２Ｒ、３Ｒの油圧緩衝器の減衰力をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）、旋回内側の前後輪２Ｌ、３Ｌの油圧緩衝器の減衰力をＨ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）とした場合のシミュレーション結果を示している。図７及び図８から、従来例に比して本実施形態の車両のヨーレート及び後輪横滑り角が増大していることがわかる。

次に本発明の第２実施形態について図４及び図６を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本実施形態では、コントローラ１０は、図４に示すように（左旋回時を示す）、旋回時に、横加速度の差分（増分）が閾値を超えたとき、旋回外側の後輪３Ｒの油圧緩衝器８の減衰力をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）とし、旋回内側の後輪３Ｌの油圧緩衝器８の減衰力をＨ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）とするように制御電流を出力する。

そして、本実施形態では、コントローラ１０による制御フローは、図６に示すように、ステップＳ９で、旋回外側の前輪２Ｒに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）、旋回内側の前輪２Ｌに装着された油圧緩衝器８の減衰力特性をＨ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）とし、また、旋回外側の後輪３Ｒの油圧緩衝器８の減衰力をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）とし、旋回内側の後輪３Ｌの油圧緩衝器８の減衰力をＨ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）とするように制御電流を決定する。

これにより、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏する。このとき、ヨーレート及び後輪横滑り角の増大は、上記第１実施形態のものよりも小さくなる。なお、本実施形態の変形例として、横加速度の差分（増分）が閾値を超えたとき、旋回外側の後輪３Ｒの油圧緩衝器８の減衰力をＨ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）とし、旋回内側の後輪３Ｌの油圧緩衝器８の減衰力をＨ／Ｓ（伸び側：ハード／縮み側：ソフト）とするように制御しても、同様の作用、効果を奏することができる。

なお、上記第１及び第２実施形態において、横加速度センサ９の代わりに、例えば操舵角センサ等の車両の走行状態を表すパラメータを検出する他の検出手段を用いて車両の旋回状態を検出し、その検出に基づいてコントローラ１０によって油圧緩衝器８の減衰力を調整するようにしてもよい。

また、上記第１及び第２実施形態において、油圧緩衝器８の代わりに、減衰力特性が、制御電流の増大に伴って（１）Ｈ／Ｈ（伸び側：ハード／縮み側：ハード）から伸び側と縮み側の減衰力が共に小さくなり、（２）Ｓ／Ｓ（伸び側：ソフト／縮み側：ソフト）に移行するようなショックアブソーバを用いてもよい。この場合、各車輪のショックアブソーバの見かけの特性を上記実施形態と同様にするため、それぞれのショックアブソーバにおいて、伸長時と収縮時を判定し、判定に応じて適切な減衰力特性を与える制御電流を出力してやればよい。例えば、旋回外側の前輪２Ｒに装着されたショックアブソーバの減衰力特性をＳ／Ｈ（伸び側：ソフト／縮み側：ハード）とする場合、伸長時にＳ／Ｓ、収縮時にＨ／Ｈとなるように制御電流を出力する。

本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置の左旋回時の減衰力制御を示す説明図である。本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すサスペンション制御装置の減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。本発明の第２実施形態に係るサスペンション制御装置の左旋回時の減衰力制御を示す説明図である。本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置のコントローラの制御を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係るサスペンション制御装置のコントローラの制御を示すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置を適用した車両のヨーレートのシミュレーション結果を示すグラフ図である。本発明の第１実施形態に係るサスペンション制御装置を適用した車両の後輪横滑り角のシミュレーション結果を示すグラフ図である。従来のサスペンション制御装置の左旋回時の減衰力制御を示す説明図である。

符号の説明

１車両、２、３車輪、５車体、８減衰力調整式油圧緩衝器、９横加速度センサ（検出手段）、１０コントローラ

Claims

車両の各車輪に装着されて減衰力を調整可能なショックアブソーバと、車両の走行状態を表すパラメータを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて前記ショックアブソーバの減衰力を制御するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車両の旋回時に、旋回外側の前輪に装着された前記ショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハード、旋回内側の前輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整し、また、両側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時及び収縮時共にハードに調整することを特徴とするサスペンション制御装置。
車両の各車輪に装着されて減衰力を調整可能なショックアブソーバと、車両の走行状態を表すパラメータを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、前記ショックアブソーバの減衰力を制御するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車両の旋回時に、旋回外側の前輪に装着された前記ショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハード、旋回内側の前輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整し、また、旋回外側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時及び収縮時共にハード、旋回内側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整することを特徴とするサスペンション制御装置。
車両の各車輪に装着されて減衰力を調整可能なショックアブソーバと、車両の走行状態を表すパラメータを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、前記ショックアブソーバの減衰力を制御するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車両の旋回時に、旋回外側の前輪に装着された前記ショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハード、旋回内側の前輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がハード、収縮時がソフトに調整し、また、旋回内側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時及び収縮時共にハード、旋回外側の後輪に装着されたショックアブソーバの減衰力を伸長時がソフト、収縮時がハードに調整することを特徴とするサスペンション制御装置。