JPH06122313A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同じ状態の路面を走行したときに、サスペン
ションの硬さにかかわらず常に一定の制御出力をサスペ
ンションに供給できるようにする。 【構成】 サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さに応じて最
適な特性を有するメンバーシップ関数ＭＦ１〜ＭＦ３を
３個設け、これらのなかから現在のサスペンションの硬
さに適合するものを選択し、この選択したメンバーシッ
プ関数を用いて、加速度センサ１の出力の周波数成分の
うちのバネ上共振領域の大きさに基づいて所定のファジ
ィルールに従ってファジィ推論を行い、これにより得ら
れるサスペンションの硬さの推定値に基づいてサスペン
ションの硬さを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の上下動の振動を
吸収するサスペンションの硬さを制御するサスペンショ
ン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車のサスペンション制御装置
としては、例えば特開平２−１４１３２０号公報にも開
示されているように、車体に設けられた加速度センサの
出力から振動の周波数成分を抽出し、その成分値からフ
ァジィ演算により路面状態を判定してサスペンションの
硬さ（ダンパ定数）を制御するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサスペンション制御装置にあっては、車体の振動の
周波数成分の大きさからサスペンションの硬さを設定す
るようにしているが、単に周波数成分の大きさからは最
適なサスペンションの硬さを設定することができないと
いう問題点があった。

【０００４】すなわち、サスペンションの硬さが違うと
抽出される周波数成分の大きさが異なるので、仮に一義
的周波数成分からサスペンションの硬さを決定した場
合、同じ状態の路面を走行中に周波数成分のレベルが大
きくなってサスペンションの硬さがハードになるように
制御される。それに伴い、周波数成分のレベルが小さく
なり、本来、サスペンションの硬さがハードのままであ
ってほしいのに、周波数成分のレベルが小さくなると、
サスペンションの硬さがソフトになるように制御されて
しまい、また、周波数成分が大きくなるというような状
態を繰り返す。すなわち、ソフトな状態とハードな状態
を繰り返すハンチング現象を起こしてしまうことにな
る。

【０００５】そこで本発明は、同じ状態の路面を走行し
たときに、サスペンションの硬さにかかわらず、常に一
定の制御出力が得られるサスペンション制御装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明によるサスペンション制御装置
は、車体の上下振動を検出する加速度検出手段と、この
加速度検出手段の出力の各周波数成分の大きさを求める
演算を行うＦＦＴ演算手段と、車体とこの車体の各車輪
との間に設けられたサスペンションの硬さを制御する制
御手段とを備えたサスペンション制御装置において、サ
スペンションの各硬さに適合するメンバーシップ関数が
複数個書き込まれた記憶手段と、制御手段の出力に応じ
て現在のサスペンションの硬さに適合するメンバーシッ
プ関数を記憶手段から選択する選択手段と、選択手段に
より選択されたメンバーシップ関数を用い、加速度検出
手段の出力の各周波数成分の大きさに基づいて所定のフ
ァジィルールにしたがってファジィ推論を行い、サスペ
ンションの硬さを推定するサスペンション硬さ推定手段
とを設け、制御手段は、サスペンション硬さ推定手段の
推定値に基づいてサスペンションの硬さを制御すること
を特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明によるサスペンション
制御装置は、車体の上下振動を検出する加速度検出手段
と、車体とこの車体の各車輪との間に設けられたサスペ
ンションの硬さを制御する制御手段とを備えたサスペン
ション制御装置において、制御手段の出力を検出し、こ
の検出結果から現在のサスペンションの硬さに応じたし
きい値を出力するしきい値出力手段と、加速度検出手段
の出力がしきい値を超え、かつ、そのときの加速度検出
の出力の周期が規定の周波数を示す場合にサスペンショ
ンの硬さを変化させる変更値を出力する硬さ変更手段と
を設け、制御手段は、硬さ変更手段の変更値に基づいて
サスペンションの硬さを制御することを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、予めサスペンション
の各硬さに応じて用意された最適な特性を有する複数の
メンバーシップ関数のなかから、現在のサスペンション
の硬さに適するものが選択される。そして、この選択さ
れたメンバーシップ関数によりサスペンションの硬さを
設定するための制御出力がファジィ推論により求められ
る。

【０００９】したがって、同じ状態の路面を走行したと
きに、サスペンションの硬さにかかわらず常に一定した
サスペンションの制御出力が得られる。

【００１０】請求項２記載の発明では、現在のサスペン
ションの硬さに応じて、加速度センサの出力の大きさ
（振幅）と比較するためのしきい値が変化する。そし
て、加速度センサの出力がしきい値を超え、かつ、その
出力の周期が規定の周波数である場合にサスペンション
の硬さが変化する。

【００１１】したがって、同じ状態の路面を走行したと
きに、サスペンションの硬さの違いによる加速度センサ
の出力の違いに左右されず、常に一定したサスペンショ
ンの制御出力が得られる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は請求項１記載の発明に係るサスペンション制御装置
の一実施例を示すブロック図である。また、図２は同実
施例を適用した車両Ａｍを示す斜視図である。図１にお
いて、１は加速度センサであり、車両Ａｍの上下方向の
振動を検出できるように該車両Ａｍに取り付けられてい
る。２は車両Ａｍの速度を検出する速度センサである。
３は入力インタフェースであり、加速度センサ１および
速度センサ２の出力を入力し、ＣＰＵ４に供給する。

【００１３】ＣＰＵ４は、図示せぬＲＯＭおよびＲＡＭ
を内蔵し、加速度センサ１および速度センサ２の出力を
基に、ＲＯＭに書き込まれたプログラムにしたがって各
サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さの制御を行う。ここ
で、サスペンション５Ａは右前輪用、サスペンション５
Ｂは左前輪用、サスペンション５Ｃは右後輪用、サスペ
ンション５Ｄは左後輪用である。

【００１４】６は出力インタフェースであり、ＣＰＵ４
の出力を入力し、各サスペンション５Ａ〜５Ｄに供給す
る。

【００１５】図３はＣＰＵ４の各種機能をブロック的
に、他の入／出力機器、各種回路を示すブロック図とと
もに描いたものである。この図において、１０はＦＦＴ
演算部であり、加速度センサ１より出力される時系列信
号をＦＦＴ演算し、車両Ａｍの上下振動の周波数成分の
振幅を算出する。ここで、図４は車両Ａｍの振動周波数
とその強さを示す曲線図であり、１〜２Ｈｚの辺りをバ
ネ上共振領域と言い、４〜８Ｈｚの辺りを人間の共振領
域と言い、１０Ｈｚの辺りをバネ下共振領域と言う。

【００１６】ここで、バネ上共振領域における振動の周
波数成分はサスペンションの硬さをハードにすることに
より小さくすることができる。これに対し、人間の共振
領域およびバネ下共振領域における振動の周波数成分は
サスペンションを軟らかくすることにより小さくするこ
とができる。この場合、振動の周波数成分を小さくすれ
ば乗り心地が改善されることが知られている。この実施
例ではバネ上共振領域に着目してサスペンションの硬さ
の制御を行うようにした。

【００１７】図３に戻り、１１はＦＦＴ演算結果から所
定の周波数成分の抽出を行い、その平均量を出力する特
徴量演算部である。この特徴量演算部は１〜２ＨｚのＦ
ＦＴ演算結果の強さの平均を出力する。以下の説明にお
いてこの値をバネ上共振特徴量Ｂｕと言う。

【００１８】１２はファジィ演算部であり、現在のサス
ペンション５Ａ〜５Ｄの硬さに応じたメンバーシップ関
数を使用し、特徴量演算部１１より出力されるバネ上共
振特徴量Ｂｕを入力パラメータとして所定のファジィル
ールにしたがってファジィ推論を行い、サスペンション
５Ａ〜５Ｄの最適な硬さを決定する。

【００１９】ファジィルールは以下のように示される。
このルールはいわゆるＩＦ、ＴＨＥＮ（もし、ならば）
の形式で表現される。 Ｒ１． ＩＦ Ｂｕ＝Ｂ（Big） ＴＨＥＮ ファジィ
出力＝Ｈ（ハード） Ｒ２． ＩＦ Ｂｕ＝Ｍ(Medium) ＴＨＥＮ ファジィ
出力＝Ｍ（ミディアム） Ｒ３． ＩＦ Ｂｕ＝Ｓ(Small) ＴＨＥＮ ファジィ
出力＝Ｓ（ソフト）

【００２０】ファジィルールＲ１は、「もし、バネ上共
振特徴量Ｂｕが大きければ、サスペンションを硬くす
る」という意味である。ファジィルールＲ２は、「も
し、バネ上共振特徴量Ｂｕが中ぐらいに大きければ、サ
スペンションを中ぐらいの硬さにする」という意味であ
る。ファジィルールＲ３は、「もし、バネ上共振特徴量
Ｂｕ小さければ、サスペンションを軟らかくする」とい
う意味である。

【００２１】一方、図５（ａ）〜図５（ｃ）の各々は、
サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さに応じて設けられた前
件部のメンバーシップ関数である。これらのうち、図５
（ａ）のメンバーシップ関数ＭＦ１は現在のサスペンシ
ョン５Ａ〜５Ｄの硬さがハードになっている場合に使用
され、図５（ｂ）のメンバーシップ関数ＭＦ２は現在の
サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さがミディアムになって
いる場合に使用される。また、図５（ｃ）のメンバーシ
ップ関数ＭＦ３は現在のサスペンション５Ａ〜５Ｄの硬
さがソフトになっている場合に使用される。

【００２２】上記後件部におけるファジィ出力は、シン
グルトーン位置で表したメンバーシップ関数になる（図
示略）。

【００２３】前件部のメンバーシップ関数ＭＦ１〜ＭＦ
３の選択は、メンバーシップ関数選択部１３によって行
われる。このメンバーシップ関数選択部１３は、現在の
サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さに応じてメンバーシッ
プ関数ＭＦ１〜ＭＦ３のうちかから適合するものを選択
する。この場合、現在のサスペンション５Ａ〜５Ｄの硬
さを最適減衰力判定部１４の出力により判断するように
している。

【００２４】ファジィ演算部１２のファジィ出力（サス
ペンション５Ａ〜５Ｄの最適な硬さを表す推定値）は最
適減衰力判定部１４に供給される。最適減衰力判定部１
４は、ファジィ演算部１２からの推定値と、車両Ａｍの
状態すなわちロール（横揺れ）の制御判定やダイブ（縦
揺れ）の制御判定等の結果に基づいて最適な減衰力を判
定し、その判定結果をサスペンション５Ａ〜５Ｄへ供給
する。この場合、ロールの制御判定やダイブの制御判定
等は、他の制御判定部１５が車速信号に基づいて行う。

【００２５】上記加速度センサ１は加速度検出手段に対
応し、上記ＦＦＴ演算部１０はＦＦＴ演算手段に対応す
る。また、上記最適減衰力判定部１４は制御手段に対応
する。また、上記メンバーシップ関数選択部１３は記憶
手段および選択手段として機能する。また、上記特徴量
演算部１１とファジィ演算部１２はサスペンション硬さ
推定手段１００を構成する。

【００２６】次に、サスペンション制御の動作について
説明する。図６はサスペンション制御の処理を示すメイ
ンプログラムである。まずステップＳ１で現在のサスペ
ンション５Ａ〜５Ｄの硬さを最適減衰力判定部１４から
読み込む。次いで、ステップＳ２で現在のサスペンショ
ン５Ａ〜５Ｄの硬さに適合するメンバーシップ関数を選
択する。

【００２７】次いで、ステップＳ３でバネ上共振特徴量
Ｂｕを読み込み、ステップＳ４でバネ上共振特徴量Ｂｕ
をファジィ入力としてファジィルール（Ｒ１〜Ｒ３）に
したがってファジィ推論を行い、サスペンション５Ａ〜
５Ｄの最適な硬さを推定する。

【００２８】その後、ステップＳ５でサスペンション５
Ａ〜５Ｄの硬さの推定値をファジィ出力として最適減衰
力判定部１４に出力する。これにより、推定されたサス
ペンションの硬さと、ロール及びダイブ制御値に応じて
サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さが設定される。

【００２９】ステップＳ４におけるファジィ推論は図７
に示すサブルーチンで実行される。図７において、まず
現在のサスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さに適合するメン
バーシップ関数の選択を行い、次いでバネ上共振特徴量
Ｂｕをファジィ入力する。その後、ステップＳ１１で前
件部の処理を行う。すなわち、入力値（バネ上共振特徴
量Ｂｕ）とその前件部メンバーシップ関数から、その入
力の適合度を求める。

【００３０】次いで、ステップＳ１２で後件部の処理を
行う。すなわち、後件部ラベルごとのファジィ出力を求
める。次いで、ステップＳ１３で重み付け処理を行い、
各ルールに対する影響度を調整する。その後、ステップ
Ｓ１４でファジィ出力からそれを代表する一つの確定値
を計算する。

【００３１】すなわち、後件部では上記メンバーシップ
関数をＭＡＸ合成処理によって重ね合わせて合成出力を
生成し、その後、デファジファイヤによってこの合成出
力の重心から一つの確定値を得る。このようにしてサス
ペンション５Ａ〜５Ｄの硬さを推定する。

【００３２】このように本実施例では、予めサスペンシ
ョンの各硬さに応じて最適な特性のメンバーシップ関数
を複数個用意しておき、このなかから現時点のサスペン
ションの硬さに応じて最適なものを選択し、この選択し
たメンバーシップ関数を用い、所定のファジィルールに
したがってファジィ推論を行い、最適なサスペンション
５Ａ〜５Ｄの硬さを決定する。

【００３３】なお、本実施例では、バネ上共振周波数を
使用してサスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さを制御するよ
うにしたが、その他、人間の共振周波数、バネ下共振周
波数に関しても、それぞれに応じたメンバーシップ関
数、ファジィルールを作成することにより制御可能であ
る。また、バネ上共振周波数、バネ下共振周波数および
人間の共振周波数を組み合わせて総合的に制御すること
も可能である。

【００３４】次に、請求項２記載の発明の一実施例につ
いて説明する。図８は請求項２記載の発明に係るサスペ
ンション制御装置の一実施例を示すブロック図である。
なお、この図において、前述した図３と共通する部分に
は同一の符号を付けてその説明を省略する。

【００３５】本実施例は、加速度センサ１の出力の振幅
（大きさ）があるしきい値を超えたときの周期が規定の
周波数である場合にサスペンションの硬さを変化させる
ものである。

【００３６】図８において、しきい値選択部１６は、現
在のサスペンションの硬さに応じてしきい値を変化させ
るものである。この場合、しきい値は加速度センサ１の
出力の振幅と比較するためのものである。また、現在の
サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さを最適減衰力判定部１
８の出力により判断するようにしている。

【００３７】乗り心地制御部１７は、加速度センサ１の
出力の振幅がしきい値選択部１６により選択されたしき
い値を超え、かつ、そのときの周期が規定の周波数であ
る場合にサスペンションの硬さを変化させるための信号
を出力する。この乗り心地制御部１７は、加速度センサ
１の出力の振幅がしきい値を超えない場合と、超えても
加速度センサ１の出力の周期が規定の周波数でない場合
には、サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さを変えない。そ
して、加速度センサ１の出力の振幅がしきい値を超え、
かつ、そのときの周期が規定の周波数であれば、サスペ
ンション５Ａ〜５Ｄの硬さを変える。サスペンション５
Ａ〜５Ｄの硬さが変ると、その硬さに合わせたしきい値
が設定される。したがって、同じ状態の路面を走行中
に、サスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さにかかわらず常に
一定した制御出力が得られることになる。

【００３８】乗り心地制御部１７の出力は最適減衰力判
定部１８に供給され、ここでサスペンション５Ａ〜５Ｄ
の硬さを表す信号と、車両Ａｍの状態すなわちロール
（横揺れ）の制御判定やダイブ（縦揺れ）の制御判定等
の結果に基づいて最適な減衰力が判定され、その判定結
果がサスペンション５Ａ〜５Ｄへ供給される。この場
合、ロールの制御判定やダイブの制御判定等は車速信号
に基づいて他の制御判定部１５によって行われる。

【００３９】このように本実施例では、現在のサスペン
ション５Ａ〜５Ｄの硬さにより加速度センサ１の出力の
振幅の大きさと比較するしきい値を変化させ、加速度セ
ンサ１の出力の振幅がこのしきい値を超え、かつ、その
ときの加速度センサ１の出力の周期が規定の周波数を示
す場合にサスペンション５Ａ〜５Ｄの硬さを変化させ
る。

【００４０】上記しきい値選択部１６はしきい値出力手
段に対応し、上記乗り心地制御部１７は硬さ変更手段に
対応する。また、上記最適減衰力判定部１８は制御手段
に対応する。

【００４１】なお、上記各実施例では、４輪の全てのサ
スペンシション５Ａ〜５Ｄの硬さが同一のものとして制
御するようにしたが、それぞれの車輪毎に制御するよう
にしても良い。また、上記しきい値には加速度センサ１
の出力の向きに対応したヒステリシスを設けて、サスペ
ンションの硬さをきめ細かく変化させるようにしてもよ
い。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、予めサス
ペンションの各硬さに応じて用意された複数のメンバー
シップ関数のなかから、現在のサスペンションの硬さに
適するものを選択し、この選択したメンバーシップ関数
を用いて最適なサスペンションの硬さを設定するための
制御出力をファジィ推論により求めるようにしたので、
同じ状態の路面の走行中、サスペンションの硬さにかか
わらず常に一定したサスペンションの制御出力が得られ
る。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、現在のサス
ペンションの硬さに応じて、加速度センサの出力の大き
さ（振幅）と比較するためのしきい値を変化させ、加速
度センサの出力の大きさがしきい値を超え、かつ、その
出力の周期が規定の周波数である場合にサスペンション
の硬さを変化させるようにしたので、サスペンションの
硬さの違いによる加速度センサの出力の違いに左右され
ず常に一定したサスペンションの制御出力が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例に係るサスペン
ション制御装置のブロック図である。

【図２】同実施例を適用した車両の斜視図である。

【図３】同実施例のサスペンション制御装置の機能ブロ
ック図である。

【図４】車両の振動周波数とその強さを示す図である。

【図５】本発明の一実施例に係るサスペンション制御装
置のファジィ演算にて使用される前件部のメンバーシッ
プ関数を示す図である。

【図６】同実施例のサスペンション制御動作を示すフロ
ーチャートである。

【図７】同実施例のサスペンション制御動作におけるフ
ァジィ推論のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図８】請求項２記載の発明の一実施例に係るサスペン
ション制御装置のブロック図である

【符号の説明】

１ 加速度センサ（加速度検出手段） ５Ａ〜５Ｄ サスペンション １０ ＦＦＴ演算部（ＦＦＴ演算手段） １１ 特徴量演算部 １２ ファジィ演算部 １３ メンバーシップ関数選択部（記憶手段、選択手
段） １４ 最適減衰力判定部（制御手段） １６ しきい値選択部（しきい値出力手段） １７ 乗り心地制御部（硬さ変更手段） １８ 最適減衰力判定部（制御手段） １００ サスペンション硬さ推定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早瀬 憲児 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の上下振動を検出する加速度検出手
   段と、 前記加速度検出手段の出力の各周波数成分の大きさを求
   める演算を行うＦＦＴ演算手段と、 前記車体と該車体の各車輪との間に設けられたサスペン
   ションの硬さを制御する制御手段とを備えたサスペンシ
   ョン制御装置において、 前記サスペンションの各硬さに適合するメンバーシップ
   関数が複数個書き込まれた記憶手段と、 前記制御手段の出力に応じて現在のサスペンションの硬
   さに適合するメンバーシップ関数を前記記憶手段から選
   択する選択手段と、 前記選択手段により選択されたメンバーシップ関数を用
   い、前記加速度検出手段の出力の各周波数成分の大きさ
   に基づいて所定のファジィルールにしたがってファジィ
   推論を行い、前記サスペンションの硬さを推定するサス
   ペンション硬さ推定手段とを設け、 前記制御手段は、サスペンション硬さ推定手段の推定値
   に基づいて前記サスペンションの硬さを制御することを
   特徴とするサスペンション制御装置。
2. 【請求項２】 車体の上下振動を検出する加速度検出手
   段と、 前記車体と該車体の各車輪との間に設けられたサスペン
   ションの硬さを制御する制御手段とを備えたサスペンシ
   ョン制御装置において、 前記制御手段の出力を検出し、この検出結果から現在の
   サスペンションの硬さに応じたしきい値を出力するしき
   い値出力手段と、 前記加速度検出手段の出力が前記しきい値を超え、か
   つ、そのときの前記加速度検出の出力の周期が規定の周
   波数を示す場合に前記サスペンションの硬さを変化させ
   る変更値を出力する硬さ変更手段とを設け、 前記制御手段は、硬さ変更手段の変更値に基づいて前記
   サスペンションの硬さを制御することを特徴とするサス
   ペンション制御装置。