JPS63219410A - サスペンション制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車に係り、特に個人の好みに適応した自動
車の運動や振動特性の実現また高速走行時の乗り心地と
操作性の高度な調和の実況に好適なサスペンションの制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

従来の制御方式は、自動車技術の第３９巻１２号、１４
２２−１４２７頁（１９８５年）に見られるように、サ
スペンション特性をマニュアルによる選択にするにしろ
あるいはオートによる自動制御にゆだねるにしろ、結果
として選らばれる特性は、メーカーの設定したものであ
り１乗員の嗜好にもとづきこの設定を変更する点につい
ては配慮されていなかった。

また、上述した従来の制御方式では、高速走行時にはサ
スペンション特性を固定していた。よって、高速道路の
継目を走行する時などに必要となる乗心地と操安性の高
度な調和をはかる点については配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、乗員の好みに対する学習あるいは最適
化の点について配慮がされておらず、乗員の嗜好に合っ
たサスペンション特性とならない問題があった。

上記従来技術は道路の継目等の外乱の点について配慮が
されておらず、ソフトサスペンション（減衰カポ）固定
の場合には振動が長く続き、ハードサスペンション（減
衰力大）の場合には大きな衝撃力を受けるという問題が
あった。

本発明の第１の目的は乗員の嗜好に合ったサスペンショ
ン特性を有するサスペンション制御方式を提供すること
にある。

本発明の第２の目的は、衝撃力を小さく、振動収束を早
くして、乗心地と操安性の高度な調和を実現するサスペ
ンション制御方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、タ
ッチパネルあるいは音声により乗員の乗心地・操安性・
運転性に関する評価を自動車に入力する手段と入力情報
に基づきサスペンション制御ロジックにおける制御ゲイ
ンやパラメータを変更する手段をサスペンション制御系
に組み込むことにある。

本発明の第２の特徴は、車輪が継目を通過する時刻を予
測し、継目通過中はソフトサスペンション特性とし、継
目通過後、ハードあるいはノーマルサスペンション特性
へと最適な時刻に切り換えることにある。

最適な時刻とは、継目が凸な時は、継目通過後、ばね下
とばね土間の距離が縮小する速度が１度目の極大値を取
る時刻であり、継目が凹な時は、継目通過後、ばね下と
ばね土間の距離が縮小する速度が２度口の極大値を取る
時刻である。ただし。

上記の最適性の規範は、ばね上の加速度のＲＭＳ値（ｒ
ｏｏｔ　ｍｅａｎ　５ｑｕａｒｅ）と収束速度に量きを
置いた場合であり、規範として加速度変化のなめらかさ
も考慮すると最適な時刻は以下である。継目が凸および
凹の場合において、上記最適時刻直前のばね下とばね土
間の相対速度が零になる時刻である。

〔作用〕

第１の特徴では、タッチパネルあるいは音声による乗員
の評価を自動車に入力する手段により、乗員個有の嗜好
を判断する情報を、自動車が得ることができる。また、
上記情報にもとづいて、サスペンション制御ロジックに
おける制御ゲインパラメータを変更する手段により１乗
員の嗜好を反映した制御ロジックが学習的に作り上げら
れてゆく。

第２の特徴では、継目通過中はソフトサスペンションと
することによって車体の受ける衝撃力を最小にし、継目
通過後はハードあるいはノーマルサスペンションへと最
適な時刻に切り換えることにより、振動収束が早くなる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

自動車１の乗員２は、各走行状態において、もつとやわ
らかにサスペンションあるいは、ハンドルの操舵に対す
るばね上のヨ一応答を遅くしたい時は、タッチパネル３
上の「ソフト」キーを押す。

また１、もつとかたいサスペンションあるいは、ハンド
ルの操舵に対するばね上のヨ一応答を速くしたい時は、
「ハード」キーを押す。タッチパネル３からのディジタ
ルデータ１２と自動車の運動状態計測センサ４からの出
力である運動状態データ１３に基づきマイクロコンピュ
ータ６が情報処理を行ない、サスペンションのアクチュ
エータ５にサスペンション状態操作指令１４を出す。

以下では、マイクロコンピュータ６の行なうデータ処理
について詳述する。ソフト処理のフローチャートを第２
図に示す、マイクロコンピュータ６は０．１秒ごとに第
２図の処理を繰り返す、目標サスペンション状態の算出
ステップ２５では。

ｎ段（ａｌ、・・・、ａｎ）のサスペンション状態を取
れるアクチュエータ５に対応して、 ａｔ＝ｆ（走行状態、走行状態区分パラメータ）なる関
数にもとづき、目標サスペンション状態を算出する。こ
こに、車速、車の前後、左右、上下加速度、ハンドル操
舵角速度、スロットルワイヤ移動速度の走行状態空間よ
りａｌ、・・・ａｌのｎ個の値よりなる空間への写像関
数がｆである。第３〜５図に示すように、走行状態区分
パラメータ（ｖｌ。

Ｖ　ｚｇ　Ｖ　Ｂｅ　Ｖ　４　＋　Ｗ　１　ｐ　ＷＺｙ
　α工、α２等）により走行状態空間を分割、ｆ″”（
ａｉ）、ｉ＝１．−ｎを規定しており、このパラメータ
が関数ｆを特徴づけている６目標サスペンシヨン状態算
出アルゴリズム内のパラメータ変更処理ステップ２４で
は、走行状態区分パラメータの値の変更あるいは、写像
光の値ａ１の変更を以下のように行なう。ここで、ａｔ
、・・・ａｎの順に、ばね定数、減衰係数は大きくなる
ハードサスペンションへ変化するものとする。現状の走
行状態をＸで表し、現状のｆを用いるとａｉが選ばれる
場合において、 （１）「ソフト」キーが押された場合には、Ｘの属する
走行状態空間を分割するパラメータのうちで、ｆ″″”
（ａ　１−ｚ）の空間との境界を規定するパラメータｐ
工、・・・ｔＰｍに対し、ｐ１→ｐ１＋Δｐ皿、　　　
　　　ｉ＝１．・・・２ｍと変更して、ｆ−″”（ａ、
）の空間を縮小する。あるいは、走行状態空間の分割、
Ａ　ｘ　ｇ・・・、Ａｍに対し。

ｘ　（Ｅ　Ａ　ｔ ならば、ｆを ｆ（ｘ、走行状態区分パラメータ）＝ａｔ−ｔと変更す
る。

（２）「ハード」キーが押された場合には、Ｘの属する
走行状態空間を規定するパラメータのうちで、ｆ′″’
　（ａｎ”ｘ　）の空間との境界を規定するパラメータ
ＰＬ＋　Ｐｋに対し。

ｐ１→Ｐ、−八ｐ、、ｉ＝ｌ、　　・・・、　ｋと変更
して、ｆ”−”（ａｌ）の空間を縮小する。あるいは、 ｘ　（Ｅ　Ａ　ｔ ならば、ｆを ｆ　（ｘ、走行状態区分パラメータ）　”ａｌ”１と変
更する。計測データの読み込み・データ処理ステップ２
１では、０．１秒ごとに、０．０１ごとに計測された１
ｏサンプリング数の車速、車の前後、左右、上下加速度
、ハンドル操舵角速度、スロットルワイヤ移動速度のデ
ータを読み込み、過去２秒間のこれら各々の値の最大値
を走行状況として、以下の処理に用いるデータとして引
き渡す。

このｆ関数を規定するデータは、磁気カードあるいはＩ
Ｃカードにて取りはずし可能とする。よって、乗員は、
自己のカードを挿入することにより、自己の嗜好に合っ
た乗心地・操安性を享受できる。

第６図は本発明の他の実施例を示すものである。

図において、自動車３１は、ハードサスペンションとソ
フトサスペンションの２段階切り換え機能を持っている
。車速センサ３２の出力である車速計測値４１とダンパ
ストロークセンサ３３の出力であるダンパストローク位
置の計測値４２の情報を０．０１秒ごとにマイクロコン
ピュータ３４が取り込み、これらのデータを処理して、
サスペンションのアクチュエータ３５ヘサスペンション
切り換え指令４３を出す。アクチュエータ３５はこの指
令によりサスペンション特性を切り換える。

ここに、４輪とも切り換える時刻は同一である。

マイクロコンピュータ３５内のブロック図は、情報処理
の概念を示す。

以下では、本発明の主要部であるマイクロコンピュータ
３５の行なうデータ処理について詳述する。ソフト処理
のフローチャートを第７図に示す。

マイクロコンピュータ３５は、０．０１秒ごとに第７図
の処理を繰り返す。ソフトへ切り換え時刻の判定ステッ
プ６４では、アクチュエータの応答速度０．１秒を考慮
し、０．１１秒後に前輪は継目よりｘ’（ｍ）手前にあ
るかを近似的にｘ’＝ｄ　−ｘｏ−ｘ Ｘ：前輪継目通過後の走行距離（ｍ） Ｘｏ”Ｖ（車速ｍ／ｓｅｅ　）　Ｘｏ、１１ｄ：継目間
の距離の推定値 で求め、ｘ’＜ＯならばＹＥＳ、それ以外ならば、Ｎｏ
と判定する。前輪継目通過判定ステップ６６では、前輪
部ダンパストローク位置の計測値４２の過去ｎ回の平均
値７１より今回の計測値ｙｉがｌｙｚ　　ｙｚｌｐ≧ｓ
ｒ　　（シきい値）のとき、継目を通過したと判定する
。ただし、一度通過したと判定すると、０．２秒間は、
上の不等式が成り立っても、継目通過とは判定しないよ
うにしである。通過と判定されると、 ｒ＝ｘ’ ｘ＝ｖＸＯ１０１ として、継目間距離の推定誤差ｒ　（ｍ）を求め。

Ｘを設定する。継目間距離の推定ステップ５５では、過
去ｎ回の継目間の距離の推定値ｄｉ、・・・ｄ、。

と推定誤差ｒ１．・・・ｒイより、 １　　ｎ として、新しい推定値を求める。上式におけるα象は重
み係数である。後輪の継目通過判定ステップ６７では、
後輪部ダンパストローク位置の計測値４２の過去ｎ回の
平均値７．と今回の計測値’Ｊｒが ｌ　ｙｒ　−ｙｒ　Ｉ　＞ｓｒ　（Ｌ／きい値）のとき
、継目を通過したと判定する。ただし、一度通過したと
判定すると、０．２秒間は、上の不等式が成り立っても
、継目通過とは判定しない。

継目間距離の再推定必要判定ステップ６８では、ソフト
へ切り換え時刻後の走行距離ｘ工（ｍ）を車速データよ
り求め、 ｘ工　ｘｏ−ｆｌ＞０．５ Ｑ：ホイールベース（ｍ） ならばＹＥＳ、その他の場合はＮｏと判定する。

継目間距離の推定ステップ５６では、 ｑ＝ｘｓ−Ω１−ＸＯ として、継目間距離の推定誤差ｑ　（ｍ）を求め、新し
い推定値として、 ｄ＝ｄ＋ｑ を設定する。

継目が凹か凸の判定ステップ５７では、’／ｒ　　’／
ｒンＳｒならば凸 ｙｒ　　’ｊｒ＜　　Ｓｒならば凹 と判定する。これは第８図や第９図に示すような特性を
自動車が持っているからである。ソフト−ハードの切り
換え時刻の計算部２２では、継目の凹凸に対応した最適
切り換え時刻である第１０図のｔ４や第１１図のｔ２を
以下のように求める。

（凸の場合）ダンパストローク位置の計測値１２のデー
タよりダンパストローク速度ｙｒを計算する。（後輪継
目通過時刻プラスはね下の固有振動周期ｔｏ秒（通常５
０〜１００ｍ５ｅｃ）の１／４の時刻）の後のｙｒの時
系列データｙｒ　（ｔ）　（ｔ　：時刻）において、初
めて、　ｙｒ（ｔ）＜ｙｒ（ｔｉｏ、ｏｌ）なるｔを求
め、３／ｒ　（ｔ−０，０１）＋　ｙｒ（ｔ）、ｙｒ　
（ｔｉｏ、ｏｌ）より、第１０図におけるｔ１２００Ｘ
（ｙｒ（ｔ　　０．０１）＋ｙｒ（ｔｉｏ、ｏｌ）　　
２ｙｒ（ｔ））で求める。第１０図における最適切り換
え時刻ｔ２は、ｔｌにばね下の固有振動周期ｔｏを加え
たものｙｒの時系列データｙｒ（ｔ）、において、初め
て。

ｙｒ（ｔ）＞ｙｒ（ｔｉｏ、ｏｌ）なるｔを求め、第１
１図におけるｔ２を ２００Ｘ（ｙｒ（ｔ　　Ｏ，０１）＋ｙｒ（ｔｉ０．０
１）　　２ｙｒ（ｔ））で求めろ。最適切り換え時刻ｔ
４は、 ｔ４：Ｈｔａ＋ｔ。

で求められる。ハードへ切り換え時刻判定ステップ３５
では、求められた最適切り換え時刻ｔ’（＝　ｔ２　ｏ
ｒ　ｔｉ）に対し、現時刻ｔが、ｔ　’　＋０．００５
＞　ｔ　＞　ｔ　″−０，００５ならば、ＹＥＳと判定
、それ以外はＮｏと判定する。

上記の実施例では、路高計測センサを用いていないので
、コスト的に安価である。上記実施例において、さらに
路高センサを使用できる場合は、ハード−ソフトの切り
換えを前輪継目通過０．１秒前に正確に行なえるので、
乗り心地をさらに改善できる。

上記の制御方式は、ばね上の加速度のＲＭＳ値と収束速
度に重きを置いた評価規範に基づくものであり、さらに
加速度変化のなめらかさをも考慮したい人にとってその
最適切り換え時刻は、第１０図、第１１図のｔａ、ｔＢ
時刻であり、上記と同様にして ｔ。

ｔｓ＝ｔｌ＋− ３ｔ。

ｔｅ＝ｔｚ＋□ に基づき切り換え制御を行なう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、乗員の嗜好に合ったサスペンション制
御となるので、乗心地・操安性に対する満足感が高くな
る。また、サスペンション制御のロジックにおける制御
ゲインやパラメータのセツティングを学習的に行なうの
で、サスペンション制御系設計・製作時のパラメータセ
ツティングのコストを低減できる効果がある。

さらに、本発明によれば、高速走行時に車体が路面継目
から受ける衝撃力を最小にし、その後の車体振動を早期
に制振できるので、乗心地および操安性向上の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おけるマイクロコンピュータの行なう処理フロー図、第
３図〜第５図は第１図の動作を説明するための特性図、
第６図は本発明の他の実施例の構成図、第７図は第６図
のマイクロコンピュータの行なう処理フロー図、第８図
、第９図は凸凹継目通過時のダンパストローク位置の変
化曲線図、第１０図、第１１図は凹、凸継目通過時のダ
ンパストローク速度の変化曲線図である。 １．３１・・・自動車、２・・・乗員、３・・・タッチ
パネル、４．３３・・・計測センサ、５，３５・・・ア
クチュエータ、６，３４・・・マイクロコンピュータ。 ′４７図 析）゛１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サスペンション特性を変更する手段を有する自動車
   において、 （ａ）乗員が乗心地・操安性・運転性に関する評価を自
   動車に入力する手段、 （ｂ）上記入力された評価や走行状況情報にもとづき、
   乗員の乗心地・操安性・運転性に関する好みを判断する
   手段、 （ｃ）上記好みの判断結果に基づき、サスペンション特
   性を制御する手段 を設けたことを特徴とするサスペンション制御方式。 ２、請求範囲第１項記載の方式において、前記入力手段
   の評価や走行状況情報にもとづき、サスペンション制御
   の制御ロジック内の制御ゲインやパラメータを変更する
   手段を有することを特徴とするサスペンション制御方式
   。 ３、サスペンション特性を変更する手段を有する自動車
   において、 （ａ）高速走行時においても、サスペンション特性を変
   更する手段、 （ｂ）少なくとも各車輪と車体の相対運動に関する情報
   と、ばね下の固有振動数の情報に基づきサスペンション
   特性を変更する手段、 を設けたことを特徴とするサスペンション制御方式。