JP6840180B2 - 電動サスペンション装置 - Google Patents
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Description
なお、以下に示す図面において、共通の機能を有する部材には共通の参照符号を付するものとする。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。
はじめに、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の基本構成について、図1、図2を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の全体構成図である。図2は、電動サスペンション装置11の一部を構成する電磁アクチュエータ13の部分断面図である。
本実施形態では、電磁アクチュエータ13は、前輪(左前輪・右前輪)、及び後輪(左後輪・右後輪)を含む各車輪毎に、都合4つ配設されている。各車輪毎に備わる電磁アクチュエータ13は、各車輪毎の伸縮動作に併せて相互に独立して駆動制御される。
このように、上向きの振動に係る推進力に対抗する反力(減衰力)をボールねじ軸23に作用させることにより、車輪側から車体側へと伝えられようとする振動を減衰させる。
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部及び周辺部の構成について、図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部及び周辺部の構成図である。
こうした駆動制御機能を実現するために、ECU15は、図3に示すように、情報取得部43、減衰力算出部45、駆動力演算部47、及び駆動制御部49を備えて構成されている。
また、情報取得部43は、ストローク位置に係る時系列情報に基づくストローク方向に係る反転時の情報、及び反転後におけるストローク量ASの情報をそれぞれ取得する。これについて、詳しくは後記する。
減衰力算出部45で算出された補正後の目標減衰力に係る信号は、駆動力演算部47に送られる。
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部構成について、図4A〜図4D、図5を参照して説明する。図4Aは、電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部を概念的に表す図である。図4Bは、ストローク速度SVに対応する基準減衰力の関係を表す実施例に係る基準減衰力マップ51の説明図である。図4Cは、変形例に係る基準減衰力マップ52の説明図である。図4Dは、ストローク量ASに対応する減衰力補正レシオRTの関係を表す減衰力補正マップの説明図である。図5は、ストローク位置の時系列変化に基づくストローク量ASの時間推移を表すタイムチャート図である。
従って、通常の走行シーンにおいて生じるストローク速度SVのほとんどが第1領域SVA1に収束する。
ここで、実施例に係る基準減衰力マップ51と、変形例に係る基準減衰力マップ52とは、ストローク速度SVの変化領域として、第1領域SVA1の両脇に、正負の第1速度閾値SVth1 をそれぞれ介して第2領域SVA2を設けた点で共通である。
第3領域SVA3は、図4Cに示すように、第1領域SVA1における基準減衰力マップ51に係る基準減衰力特性と同様に、ストローク速度SVが伸び側を指向して大きくなるほど縮み側を指向する基準減衰力が略線形に大きくなる一方、ストローク速度SVが縮み側を指向して大きくなるほど伸び側を指向する基準減衰力が略線形に大きくなる特性を有する。
図4Dに示すように、ストローク量ASが予め定められる第1ストローク量閾値ASth1 以下の第1のストローク量領域ASA1では、減衰力補正レシオRT1の値として固定値(1未満の値、例えば0.6)が設定されている。
これにより、操縦安定性の改善要求と乗り心地の改善要求とを、時々刻々と変動する車両の運動状態に応じて高水準で両立させることができる。
日本国の道路は整備が行き届いておりほとんどが良路である。こうした良路を走行中のケースでは、操縦安定性の改善要求に比べて乗り心地の改善要求を満たすことが優先される。
これにより、不要な減衰力を省いて乗り心地を向上させる。副次的に、省エネルギーの要請にも応えることができる。
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作について、図6を参照して説明する。図6は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作説明に供するフローチャート図である。
次いで、ECU15は、ストロークの折返し位置である反転時点RPを起点とする、反転後におけるストローク量ASの情報を取得する。
次に、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部構成について、図7を参照して説明する。図7は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部を概念的に表す図である。
第1の観点に基づく電動サスペンション装置11は、車両10の車体と車輪の間に設けられ、車両10の振動減衰に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータ13と、電磁アクチュエータ13のストローク位置に係る時系列情報、ストローク速度SVの情報、並びに、ストローク位置に係る時系列情報に基づくストローク方向に係る反転時の情報及び反転後におけるストローク量ASの情報をそれぞれ取得する情報取得部43と、情報取得部43で取得したストローク速度SVの情報に基づいて電磁アクチュエータ13の減衰動作の目標値である目標減衰力を算出する減衰力算出部45と、減衰力算出部45で算出した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて電磁アクチュエータ13の駆動制御を行う駆動制御部49と、を備える。
減衰力算出部45は、情報取得部43で取得した反転後におけるストローク量ASの情報に基づいて目標減衰力の補正を行う。
本発明者らは、時々刻々と変動する車両の運動状態に応じて目標減衰力の補正を適切に行うために、時々刻々と変動する電磁アクチュエータ13のストローク量ASの情報を用いてはどうか、との着想を得た。
ただし、目標減衰力を補正するためのパラメータとしてストローク量ASの情報を用いるにあたり、ストローク量ASを計測する際の始点をどのように設定すべきかが問題となる。
仮に、電磁アクチュエータ13における伸び側及び縮み側の中立位置を原点(始点)として設定し、原点(始点)からの距離をストローク量ASとして取り扱ったとする。この場合、中立位置である原点(始点)を同定するための演算処理、及びストローク量ASを算出するための演算処理が煩に耐えない。その結果、処理の即時性を担保することが困難であった。
そして、同発想を基に鋭意研究を重ねた結果、時々刻々と変動する車両の運動状態をよく反映する、反転後におけるストローク量ASの情報に基づいて目標減衰力を補正することにより、ばね上部材における振動遮断性能とばね下部材における接地性能とを、時々刻々と変動する車両10の運動状態に応じて高水準で両立させ得る本発明を完成させた。
減衰力算出部45は、情報取得部43で取得した反転後におけるストローク量ASの情報に基づいて、該ストローク量ASが小さいほど目標減衰力を弱めるように当該目標減衰力の補正を行う。
第4の観点に基づく電動サスペンション装置11では、減衰力算出部45は、ストローク速度SVの情報に基づいて、例えば該ストローク速度SVが低い場合(図8Aの実線で示す特性線図CDa1参照)に補正レシオRTの値を減らすように調整(図8Aの例では、RT=0.6)する補正を行う。ここで、ストローク速度SVが低い場合とは、例えば、電磁アクチュエータ13に大きな振動入力が生じていない(良路を走行中の)ケースを想定することができる。
また、減衰力算出部45は、ストローク速度SVの情報に基づいて、例えば該ストローク速度SVが高い場合(図8Aの点線で示す特性線図CDa2参照)に補正レシオRTの値を増やすように調整(図8Aの例では、RT=0.8)する補正を行う。ここで、ストローク速度SVが高い場合とは、例えば、電磁アクチュエータ13に大きな振動入力が生じている(悪路を走行中の)ケースを想定することができる。
また、良路を走行中のケースでは補正レシオRTの値を減らす調整を行うことで目標減衰力が低減されるため、省エネルギーの要請に応えるという副次的な効果も期待することができる。
第5の観点に基づく電動サスペンション装置11では、減衰力算出部45は、車速の情報に基づいて、例えば該車速が低い場合(図8Bの実線で示す特性線図CDb1参照)に補正レシオRTの値を減らすように調整(図8Bの例では、RT=0.6)する補正を行う。ここで、車速が低い走行シーンでは、車両10の操縦安定性に対して乗り心地を優先する要求が相対的に高まる。
また、車速が低い場合に補正レシオRTの値を減らす調整を行うことで目標減衰力が低減されるため、省エネルギーの要請に応えるという副次的な効果も期待することができる。
ここで、操舵に係る情報とは、操舵角、操舵角速度、操舵トルク、ヨーレート等を含む。また、操舵に係る情報に基づく操舵量とは、操舵に係る情報に基づき得られる操舵量のことを意味する。
第6の観点に基づく電動サスペンション装置11は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11(図7参照)に相当する。
第6の観点に基づく電動サスペンション装置11では、情報取得部43は、操舵に係る情報を取得し、減衰力算出部45は、情報取得部43で取得した操舵に係る情報に基づく操舵量に基づいて、操舵量が小さい場合(図8Cの実線で示す特性線図CDc1参照)に補正レシオRTの値を減らすように調整(図8Cの例では、RT=0.6)する補正を行う。ここで、操舵量が小さい走行シーン(直線路を走行するシーンを含む)では、車両10の操縦安定性に対して乗り心地を優先する要求が相対的に高まる。
また、操舵量が小さい走行シーンでは、補正レシオRTの値を減らすことで目標減衰力を低減するため、ばね下部材における接地性能に対して、ばね上部材における振動遮断性能を高めることで、車両10の乗り心地を向上する効果を期待することができる。また、省エネルギーの要請に応えるという副次的な効果も期待することができる。
第7の観点に基づく電動サスペンション装置11は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11(図7参照)に相当する。
第7の観点に基づく電動サスペンション装置11では、情報取得部43は、自車両の走行路面に係る走行路面情報を取得し、減衰力算出部45は、情報取得部43で取得した自車両の走行路面情報に基づいて、補正レシオRTの値を調整する、例えば、走行路面状態が良好であるほど(走行路面粗さが小さいほど)補正レシオRTの値を減らすように調整(図8Dの例では、RT=0.6)する補正を行う。
ここで、走行路面状態が良好(走行路面粗さ小:図8Dの実線で示す特性線図CDd1参照)な道路を走行するシーンでは、車両10の操縦安定性に対して乗り心地を優先する要求が相対的に高まる。一方、走行路面状態が悪い(走行路面粗さ大:図8Dの点線で示す特性線図CDd2参照)道路を走行するシーンでは、車両10の乗り心地に対して操縦安定性を優先する要求が相対的に高まる。
また、路面状態が良好な道路を走行するシーンでは、補正レシオRTの値を減らすことで目標減衰力を低減するため、ばね下部材における接地性能に対して、ばね上部材における振動遮断性能を高めることで、車両10の乗り心地を向上する効果を期待することができる。また、省エネルギーの要請に応えるという副次的な効果も期待することができる。
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
ストローク速度SV、車速、ヨーレイト(操舵量)、及び走行路面情報のうち複数の組み合わに基づいて、減衰力補正レシオRTに係る特性を補正する構成を採用しても構わない。
具体的には、駆動制御部49は、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ13の駆動制御を、各輪毎にそれぞれ独立して行ってもよい。
また、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ13の駆動制御を、前輪側及び後輪側毎にそれぞれ独立して行ってもよいし、左輪側及び右輪側毎にそれぞれ独立して行っても構わない。
11 電動サスペンション装置
13 電磁アクチュエータ
43 情報取得部
45 減衰力算出部
49 駆動制御部
RT 減衰力補正レシオ(補正レシオ)
Claims (7)
- 車両の車体と車輪の間に設けられ、前記車両の振動減衰に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータのストローク位置に係る時系列情報、ストローク速度の情報、並びに、前記ストローク位置に係る時系列情報に基づくストローク方向に係る反転時の情報及び当該反転後におけるストローク量の情報をそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得したストローク速度の情報に基づいて前記電磁アクチュエータの減衰動作の目標値である目標減衰力を算出する減衰力算出部と、
前記減衰力算出部で算出した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
前記減衰力算出部は、前記情報取得部で取得した前記反転後におけるストローク量の情報に基づいて前記目標減衰力の補正を行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 車両の車体と車輪の間に設けられ、前記車両の振動減衰に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータのストローク位置に係る時系列情報、ストローク速度の情報、並びに、前記ストローク位置に係る時系列情報に基づくストローク方向に係る反転時の情報及び当該反転後におけるストローク量の情報をそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得したストローク速度の情報に基づいて前記電磁アクチュエータの減衰動作の目標値である目標減衰力を算出する減衰力算出部と、
前記減衰力算出部で算出した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
前記減衰力算出部は、前記情報取得部で取得した前記反転後におけるストローク量の情報に基づいて、該ストローク量が小さいほど前記目標減衰力を弱めるように当該目標減衰力の補正を行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項1又は2に記載の電動サスペンション装置であって、
前記減衰力算出部は、前記情報取得部で取得したストローク速度の情報に基づいて、前記電磁アクチュエータの基準となる基準減衰力を算出すると共に、前記情報取得部で取得した前記反転後におけるストローク量の情報に基づいて、前記基準減衰力を補正するための補正レシオを算出し、前記算出した基準減衰力に前記補正レシオを乗算することで前記目標減衰力を算出する
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項3に記載の電動サスペンション装置であって、
前記減衰力算出部は、前記情報取得部で取得したストローク速度の情報に基づいて、前記補正レシオの値を調整する補正を行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項3又は4に記載の電動サスペンション装置であって、
前記情報取得部は、車速の情報を取得し、
前記減衰力算出部は、前記情報取得部で取得した車速の情報に基づいて、前記補正レシオの値を調整する補正を行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項3〜5のいずれか一項に記載の電動サスペンション装置であって、
前記情報取得部は、操舵に係る情報を取得し、
前記駆動制御部は、前記情報取得部で取得した操舵に係る情報に基づく操舵量に基づいて、前記補正レシオの値を調整する補正を行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項3〜6のいずれか一項に記載の電動サスペンション装置であって、
前記情報取得部は、自車両の走行路面に係る走行路面情報を取得し、
前記駆動制御部は、前記情報取得部で取得した自車両の走行路面情報に基づいて、前記補正レシオの値を調整する補正を行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。
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