JPH09315126A - サスペンションの減衰力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータの回転停止位置の修正及びフ
リクションのばらつきや経時変化等に対応して減衰力を
補正しサスペンションの適切な減衰力を維持すること。 【解決手段】 ステップモータのアクチュエータポジシ
ョンとハイト（車高）センサからのばね上−ばね下相対
速度ｄＹとからサスペンションの目標減衰力ＣOが算出
される（ステップＳ１０５）。加速度センサからのばね
上加速度ｄｄＸとハイトセンサからのばね上−ばね下相
対変位量Ｙとから実減衰力ＣR が算出される（ステップ
Ｓ１０８）。そして、減衰力偏差ΔＣの大きさに基づき
サスペンションによる減衰力の適・不適が判定され（ス
テップＳ１１０，ステップＳ１１３）、必要に応じて補
正される（ステップＳ１１４）。これにより、目標減衰
力ＣO が実減衰力ＣR に一致され、車両の乗心地や操縦
安定性の経時変化及びサスペンションの固体差が解消さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に載置された
減衰力可変型のサスペンションにおける減衰力が適切と
なるように制御するサスペンションの減衰力制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、サスペンションの減衰力制御装置
に関連する先行技術文献としては、特開平５−２１３０
３１号公報にて開示されたものが知られている。このも
のでは、サスペンションの減衰力可変アクチュエータと
して例えば、ステップモータを用い、その各ポジション
に対応する減衰力（減衰力マップ）をＥＣＵに格納し、
ＥＣＵにて演算された要求減衰力に応じたポジションと
なるようにステップモータを駆動制御している。そし
て、検出されるばね上振動の大きさ及びその車両対角線
の挙動に基づきサスペンションの減衰力制御に対してフ
ェイル検出を行う技術が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、サスペンシ
ョンの減衰力可変アクチュエータとしてのステップモー
タは、脱調（機械的な回転停止位置異常）状態に陥って
いるかの検出ができなく、また、サスペンションにおけ
るフリクションのばらつきや経時変化等の検出・補正が
できないという不具合があった。

【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、サスペンションのアクチュエ
ータによる所望の減衰力を得るための回転停止位置の修
正及びサスペンションにおけるフリクションのばらつき
や経時変化等を検出して減衰力を補正することで適切な
減衰力に維持可能なサスペンションの減衰力制御装置の
提供を課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１のサスペンショ
ンの減衰力制御装置によれば、減衰力検出手段により車
体と車軸または車体と車軸との間を連結する連結部材の
挙動に基づき実際の減衰力が検出され、その実際の減衰
力と減衰力制御手段で制御される減衰力とが減衰力比較
手段で比較され、減衰力制御手段で制御される減衰力が
実際の減衰力となるように補正される。これにより、減
衰力制御手段で制御される減衰力が実際の減衰力に一致
され、車両の乗心地や操縦安定性の経時変化及び連結部
材の固体差が解消されるという効果が得られる。

【０００６】請求項２のサスペンションの減衰力制御装
置では、連結部材で得られる減衰力が変化しても、マッ
プが補正されることで実際の減衰力に見合うようにな
り、車両の乗心地や操縦安定性の経時変化及び連結部材
の固体差が解消されるという効果が得られる。

【０００７】請求項３のサスペンションの減衰力制御装
置によれば、減衰力検出手段により車体と車軸との間を
連結する連結部材の挙動に基づく実際の減衰力が検出さ
れ、その実際の減衰力と減衰力制御手段で制御される減
衰力とが減衰力比較手段で比較され、その比較結果に基
づき異常検出手段で連結部材の異常が検出される。この
ため、減衰力制御手段による連結部材の制御で所望の減
衰力が得られないときには、連結部材の異常であること
が分かるという効果が得られる。

【０００８】請求項４のサスペンションの減衰力制御装
置では、減衰力検出手段がばね上加速度検出手段及びば
ね上−ばね下相対速度検出手段を備え、ばね上の加速度
及びばね上−ばね下相対速度が検出される。これによ
り、この時点における実際の減衰力を求めることができ
るという効果が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かるサスペンションの減衰力制御装置が適用された車両
を示す概略構成図である。また、図２は本発明の実施の
形態の一実施例にかかるサスペンションの減衰力制御装
置における電気的構成を示すブロック図である。なお、
以下の説明では、車両の各輪に共通するサスペンション
アッセンブリ（以下、『サスペンションAssy』と記す）
及びその周辺機器は同様の構成であるため同一符号及び
同一記号を付し、左右前輪（ＦＬ，ＦＲ）及び左右後輪
（ＲＬ，ＲＲ）の４輪のうちの１輪について述べる。

【００１１】図１及び図２において、車体と車軸との間
は周知のエアばね及びショックアブソーバ等からなるサ
スペンションAssy１０で連結されている。このサスペン
ションAssy１０の上端にはショックアブソーバの減衰力
を可変するためのアクチュエータとしてのステップモー
タ２０、エアばねのエア量を制御するエアバルブ５０が
配設されている。また、車両にはエアばねのエア供給源
としての電気モータ駆動のコンプレッサ６０が搭載され
ている。

【００１２】更に、サスペンションAssy１０の上部の近
傍には、車体側のばね上加速度ｄｄＸを検出する加速度
センサ（以下、『Ｇセンサ』と記す）３１が配設されて
いる。そして、サスペンションAssy１０の下部の近傍に
は、車体と車軸との相対変位量であるばね上−ばね下相
対変位量Ｙを検出する車高センサ（以下、『ハイトセン
サ』と記す）３２が配設されている。

【００１３】更にまた、車両の車速を検出し車速信号Ｓ
ＰＤを出力する車速センサ３３、図示しないブレーキペ
ダルの踏込みに連動してブレーキ信号ＳＴＳを出力する
ストップランプスイッチ３４、ステアリングホイール３
５の操舵に伴う図示しないステアリングシャフトの回転
角を検出し操舵角信号θを出力するステアリングセンサ
３６、図示しないアクセルペダルの踏込みに連動してス
ロットル開度信号ＴＡを出力するスロットル開度センサ
３７がそれぞれ配設されている。

【００１４】また、４０はＥＣＵ（Electronic Control
Unit:電子制御装置）であり、ＥＣＵ４０は、周知の中
央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムを格納
したＲＯＭ４２、各種データを格納するＲＡＭ４３、Ｂ
／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４、入出力回路４５及び
それらを接続するバスライン４６等からなる論理演算回
路として構成されている。

【００１５】このＥＣＵ４０には、Ｇセンサ３１からの
ばね上加速度ｄｄＸ、ハイトセンサ３２からのばね上−
ばね下相対変位量Ｙ、車速センサ３３からの車速信号Ｓ
ＰＤ、ストップランプスイッチ３４からのブレーキ信号
ＳＴＳ、ステアリングセンサ３６からの操舵角信号θ、
スロットル開度センサ３７からのスロットル開度信号Ｔ
Ａがそれぞれ入力されている。そして、ＥＣＵ４０から
はステップモータ２０、エアバルブ５０、コンプレッサ
６０に各駆動信号が出力されている。なお、センサ信号
線の近傍に４と記して信号線の本数を表している。

【００１６】図３は本発明の実施の形態の一実施例にか
かるサスペンションの減衰力制御装置で使用されている
ステップモータ２０の内部構造を示す部分断面斜視図、
図４は図３のステップモータ２０の切換停止位置として
のアクチュエータポジションを示す上面図である。

【００１７】図３及び図４において、ステップモータ２
０はマグネット（永久磁石）２１を有する出力軸２２に
対してコイル２３が巻かれたステータ２４が周囲に配設
されている。そして、コイル２３に通電されることで出
力軸２２はアクチュエータポジションStep１（ソフト
側）からStep９（ハード側）まで１５°毎に１２０°
（９段）の範囲で回転され停止位置が切換えられ、サス
ペンションAssy１０内のショックアブソーバが所定の減
衰力に設定されることとなる。なお、出力軸２２に対す
る回転範囲（１２０°）は両回転端に配設さたストッパ
ゴム２５にて規制されている。

【００１８】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かるサスペンションの減衰力制御装置で使用されている
ＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１におけるシステム異常検出の
処理手順を示す図５のフローチャートに基づき、図６の
アクチュエータポジション（Step１〜Step９）及びばね
上−ばね下相対速度ｄＹ（ｍ／ｓ）をパラメータとする
目標減衰力ＣO を示す減衰力マップを参照して説明す
る。なお、この減衰力マップ上の値を直線補間すること
で、減衰力マップにないばね上−ばね下相対速度ｄＹに
対する目標減衰力ＣO を求めている。

【００１９】まず、ステップＳ１０１で初期設定として
のイニシャライズ処理が実行される。次にステップＳ１
０２に移行して、Ｇセンサ３１またはハイトセンサ３２
が異常であるかが判定される。ここでは、Ｇセンサ３１
またはハイトセンサ３２に断線やショート等が発生して
おり、Ｇセンサ３１またはハイトセンサ３２が完全に異
常であるかが判定される。Ｇセンサ３１またはハイトセ
ンサ３２に断線やショート等の完全な異常が発生してい
るときには、センサ出力値が例えば、０〜５Ｖ（ボル
ト）の範囲で正常時では２．５Ｖを中心にして振れてい
るのに対して、０Ｖまたは５Ｖに張りついた固定値とな
っていることで分かる。

【００２０】ステップＳ１０２の判定条件が成立しない
ときには、ステップＳ１０３に移行し、ステップモータ
２０に対して現時点でＥＣＵ４０自身が出力しているア
クチュエータポジション（Step１〜Step９）が読込まれ
る。次にステップＳ１０４に移行して、ハイトセンサ３
２のセンサ出力値に基づきばね上−ばね下相対速度ｄＹ
が読込まれる。このばね上−ばね下相対速度ｄＹはハイ
トセンサ３２のセンサ出力値の前回値と今回値との偏差
が時間微分され算出される。次にステップＳ１０５に移
行して、図６に示す減衰力マップがステップＳ１０３で
読込まれたアクチュエータポジション（Step１〜Step
９）とステップＳ１０４で読込まれたばね上−ばね下相
対速度ｄＹとをパラメータとして検索され、目標減衰力
ＣO が算出される。

【００２１】次にステップＳ１０６に移行して、Ｇセン
サ３１のセンサ出力値であるばね上加速度ｄｄＸが読込
まれる。次にステップＳ１０７に移行して、ハイトセン
サ３２のセンサ出力値に基づきばね上−ばね下相対変位
量Ｙが読込まれる。このばね上−ばね下相対変位量Ｙは
ハイトセンサ３２のセンサ出力値の前回値と今回値との
偏差として求められる。次にステップＳ１０８に移行し
て、単純化した単輪の車体運動方程式としての次式
（１）から導かれる次式（２）に基づき実減衰力（実際
の減衰力）ＣR が算出される。ここで、Ｍはばね上（車
体）質量であり各輪均等荷重であれば車体質量の１／
４、Ｋは各輪のサスペンションスプリングのばね定数で
ある。

【００２２】

【数１】 Ｍ・ｄｄＸ＝−ＣR −Ｋ・Ｙ ・・・（１）

【００２３】

【数２】 ＣR ＝−（Ｍ・ｄｄＸ＋Ｋ・Ｙ） ・・・（２） 次にステップＳ１０９に移行して、次式（３）に基づき
ステップＳ１０５で算出された目標減衰力ＣO とステッ
プＳ１０８で算出された実減衰力ＣR との差分の絶対値
である減衰力偏差ΔＣが算出される。

【００２４】

【数３】 ΔＣ＝｜ＣO −ＣR ｜ ・・・（３） 次にステップＳ１１０に移行して、ステップＳ１０９で
算出された減衰力偏差ΔＣが許容レベルとしてのＣA 以
下であるかが判定される。ステップＳ１１０の判定条件
が成立するときには、付与されている実減衰力ＣR が適
切であるとしてステップＳ１０３に戻り、上述の処理が
繰返される。

【００２５】一方、ステップＳ１１０の判定条件が成立
しないときには、付与されている実減衰力ＣR が不適切
であるとしてステップＳ１１１に移行し、ステップモー
タ２０に対する後述のリフレッシュ処理回数が３回以上
であるかが判定される。ステップＳ１１１の判定条件が
成立しないときには、ステップＳ１１２に移行し、ステ
ップモータ２０に対するリフレッシュ処理が実行され
る。このステップモータ２０に対するリフレッシュ処理
とは、ステップモータ２０に脱調が生じていることが考
えられるため、強制的にアクチュエータポジションStep
１（ソフト側）にしてからアクチュエータポジションSt
ep９（ハード側）まで動作させたのち、ステップモータ
２０に対して現時点でＥＣＵ４０から出力されているア
クチュエータポジション（Step１〜Step９）にセットし
直す処理である。ステップＳ１１２の処理ののちステッ
プＳ１０３に戻り、上述の処理が繰返される。

【００２６】一方、ステップＳ１１１の判定条件が成立
するときには、ステップモータ２０に対するリフレッシ
ュ処理を３回実行しても減衰力偏差ΔＣが許容レベルＣ
A 以下にならないため単にリフレッシュ処理を繰返すこ
とをやめて、ステップＳ１１３に移行する。ステップＳ
１１３では、減衰力偏差ΔＣが予め設定された上限ガー
ドＣG を越えているかが判定される。この上限ガードＣ
G は、ステップＳ１０２での判定条件としてのＧセンサ
３１またはハイトセンサ３２に断線やショート等の完全
な異常は発生してはいないが、３回のリフレッシュ処理
ではステップＳ１１０の判定条件としての減衰力偏差Δ
Ｃが許容レベルＣA 以下とならないため、後述の減衰力
マップ書換処理を実行することで、ステップＳ１１０の
判定条件を成立させることが可能と考えられる限界値で
ある。

【００２７】ステップＳ１１３の判定条件が成立しない
ときには、減衰力偏差ΔＣを減衰力補正によりなくすこ
とが可能であるとして、ステップＳ１１４に移行し、サ
スペンションAssy１０におけるフリクションのばらつき
や経時変化等に起因する減衰力の増大・減少を補正する
ための減衰力マップ書換処理が実行されたのち、ステッ
プＳ１０３に戻り上述の処理が繰返される。

【００２８】ここで、ステップＳ１０２の判定条件が成
立するときには、Ｇセンサ３１またはハイトセンサ３２
に断線やショート等の完全な異常が発生、また、ステッ
プＳ１１３の判定条件が成立するときには、減衰力マッ
プ書換処理による減衰力補正では減衰力偏差ΔＣを許容
レベルＣA 以下とすることが不可能な何らかの異常が発
生しているとして、ステップＳ１１５に移行し、運転者
等に異常を知らせる異常ランプが点灯される。そして、
ステップＳ１１６に移行し、減衰力固定処理としてサス
ペンションAssy１０の減衰力がハード側（Step９）に固
定され、本ルーチンを終了する。なお、上述したルーチ
ンで１輪のサスペンションAssy１０に異常があれば、他
の３輪に対しても同様な減衰力固定処理が実行される。

【００２９】このように、本実施例のサスペンションの
減衰力制御装置は、車体と車軸との間を連結する連結部
材としてのサスペンションAssy１０の目標減衰力ＣO を
アクチュエータポジション（Step１〜Step９）に対応す
る所定値に制御するステップモータ２０からなる減衰力
制御手段と、サスペンションAssy１０の挙動に基づく実
減衰力ＣR を検出するＧセンサ３１及びハイトセンサ３
２からなる減衰力検出手段と、前記減衰力検出手段で検
出された実減衰力ＣR とステップモータ２０で制御され
る目標減衰力ＣO とを比較するＥＣＵ４０にて達成され
る減衰力比較手段と、前記減衰力比較手段の比較結果に
基づきステップモータ２０で制御される目標減衰力ＣO
を補正するＥＣＵ４０にて達成される減衰力補正手段と
を具備するものである。

【００３０】したがって、減衰力検出手段としてのＧセ
ンサ３１及びハイトセンサ３２により連結部材としての
サスペンションAssy１０の挙動に基づく実減衰力ＣR が
検出され、その実減衰力ＣR とステップモータ２０で制
御される目標減衰力ＣO とが減衰力比較手段としてのＥ
ＣＵ４０で比較され、ステップモータ２０で制御される
目標減衰力ＣO が実減衰力ＣR となるように補正され
る。これにより、ステップモータ２０で制御される目標
減衰力ＣO が実減衰力ＣR に一致され、車両の乗心地や
操縦安定性の経時変化及びサスペンションAssy１０の固
体差が解消される。

【００３１】また、本実施例のサスペンションの減衰力
制御装置は、ＥＣＵ４０にて達成される減衰力補正手段
が、ＥＣＵ４０にて達成される減衰力比較手段の比較結
果に基づき目標減衰力ＣO を予め記憶するマップを補正
するものである。

【００３２】即ち、ステップモータ２０で制御される目
標減衰力ＣO が実減衰力ＣR に一致しないときには、目
標減衰力ＣO が実減衰力ＣR となるようにマップが補正
される。このため、サスペンションAssy１０による目標
減衰力ＣO が変化しても、マップ補正によって実減衰力
ＣR に見合うようになり、車両の乗心地や操縦安定性の
経時変化及びサスペンションAssy１０の固体差が解消さ
れる。

【００３３】そして、本実施例のサスペンションの減衰
力制御装置は、車体と車軸との間を連結する連結部材と
してのサスペンションAssy１０の目標減衰力ＣO をアク
チュエータポジション（Step１〜Step９）に対応する所
定値に制御するステップモータ２０からなる減衰力制御
手段と、サスペンションAssy１０の挙動に基づく実減衰
力ＣR を検出するＧセンサ３１及びハイトセンサ３２か
らなる減衰力検出手段と、前記減衰力検出手段で検出さ
れた実減衰力ＣR とステップモータ２０で制御される目
標減衰力ＣO とを比較するＥＣＵ４０にて達成される減
衰力比較手段と、前記減衰力比較手段の比較結果に基づ
きサスペンションAssy１０の異常を検出するＥＣＵ４０
にて達成される異常検出手段とを具備するものである。

【００３４】したがって、減衰力検出手段としてのＧセ
ンサ３１及びハイトセンサ３２によりサスペンションAs
sy１０の挙動に基づく実減衰力ＣR が検出され、その実
減衰力ＣR とステップモータ２０で制御される目標減衰
力ＣO とが減衰力比較手段としてのＥＣＵ４０で比較さ
れ、ステップモータ２０で制御される目標減衰力ＣOが
実減衰力ＣR とならないときには異常検出手段としての
ＥＣＵ４０でサスペンションAssy１０が異常であると検
出される。このため、ステップモータ２０で制御される
目標減衰力ＣO を実減衰力ＣR に一致させることができ
ないときには、サスペンションAssy１０の異常であるこ
とが分かる。

【００３５】更に、本実施例のサスペンションの減衰力
制御装置は、減衰力検出手段がばね上加速度ｄｄＸを検
出するＧセンサ３１からなるばね上加速度検出手段と、
ばね上−ばね下相対速度ｄＹを検出するハイトセンサ３
２からなるばね上−ばね下相対速度検出手段とを具備す
るものである。

【００３６】つまり、サスペンションAssy１０の近傍に
ばね上加速度検出手段としてのＧセンサ３１及びばね上
−ばね下相対速度検出手段としてのハイトセンサ３２が
配設され、それらのセンサ信号に基づきばね上加速度ｄ
ｄＸ及びばね上−ばね下相対速度ｄＹが検出される。こ
れらばね上加速度ｄｄＸ及びばね上−ばね下相対速度ｄ
Ｙに基づき、この時点での実減衰力ＣR を求めることが
できる。

【００３７】ところで、上記実施例では、Ｇセンサ３１
及びハイトセンサ３２からの各出力信号をパラメータと
して目標減衰力ＣO を求め実減衰力ＣR と比較するとし
たが、本発明を実施する場合には、これに限定されるも
のではなく、ハイトセンサ３２からの出力信号・アクチ
ュエータポジション・減衰力／相対速度マップ等に基づ
きばね上速度を推定し、Ｇセンサ３１からの出力信号に
基づき算出された値と比較してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
るサスペンションの減衰力制御装置が適用された車両を
示す概略構成図である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
るサスペンションの減衰力制御装置における電気的構成
を示すブロック図である。

【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
るサスペンションの減衰力制御装置で使用されているス
テップモータの内部構造を示す部分断面斜視図である。

【図４】 図４は図３のステップモータのアクチュエー
タポジションを示す上面図である。

【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
るサスペンションの減衰力制御装置で使用されているＥ
ＣＵ内のＣＰＵにおけるシステム異常検出の処理手順を
示すフローチャートである。

【図６】 図６はアクチュエータポジション及びばね上
−ばね下相対速度をパラメータとして目標減衰力を求め
るマップである。

【符号の説明】

１０ サスペンションAssy（サスペンションアッセンブ
リ）（連結部材） ２０ ステップモータ（アクチュエータ）（減衰力制御
手段） ３１ Ｇ（加速度）センサ（減衰力検出手段） ３２ ハイト（車高）センサ（減衰力検出手段） ４０ ＥＣＵ（電子制御装置） ４１ ＣＰＵ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と車軸との間を連結する連結部材の
   減衰力を所定値に制御する減衰力制御手段と、 前記車体と前記車軸との挙動に基づき実際の減衰力を検
   出する減衰力検出手段と、 前記減衰力検出手段で検出された前記減衰力と前記減衰
   力制御手段で制御される前記減衰力とを比較する減衰力
   比較手段と、 前記減衰力比較手段の比較結果に基づき前記減衰力制御
   手段で制御される前記減衰力を補正する減衰力補正手段
   とを具備することを特徴とするサスペンションの減衰力
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記減衰力補正手段は、前記減衰力比較
   手段の比較結果に基づき前記減衰力を予め記憶するマッ
   プを補正することを特徴とする請求項１に記載のサスペ
   ンションの減衰力制御装置。
3. 【請求項３】 車体と車軸との間を連結する連結部材の
   減衰力を所定値に制御する減衰力制御手段と、 前記連結部材の挙動に基づく実際の減衰力を検出する減
   衰力検出手段と、 前記減衰力検出手段で検出された前記減衰力と前記減衰
   力制御手段で制御される前記減衰力とを比較する減衰力
   比較手段と、 前記減衰力比較手段の比較結果に基づき前記連結部材の
   異常を検出する異常検出手段とを具備することを特徴と
   するサスペンションの減衰力制御装置。
4. 【請求項４】 前記減衰力検出手段は、 ばね上の加速度を検出するばね上加速度検出手段と、 ばね上とばね下との相対速度を検出するばね上−ばね下
   相対速度検出手段とを具備することを特徴とする請求項
   １または請求項３に記載のサスペンションの減衰力制御
   装置。