(57)【要約】【課題】車両走行中、路面状態等によりばね下が振動して左右輪で接地荷重が異なった場合に、左右輪の接地荷重のズレに起因する車両のふらつきを低減する。【解決手段】車両１０のばね下振動を減衰可能なダンパ５２を制御するダンパ制御部８０と、後輪１４の上下動に伴うダンパのストローク量を検出するダンパストロークセンサ３２と、を備え、後輪１４が左右対称にトーインに設定され、かつダンパストロークセンサ３２によりばね下が振動していることが検出されたとき、ダンパ制御部８０は、後輪１４のトー角θに基づいてばね下が振動している側のダンパ５２を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の姿勢制御を行うサスペンションを制御するサスペンション制御手段と、
車両ばね下の振動状態を検出するばね下振動状態検出手段と、を備え、
前後輪のうち、少なくとも一方の左右輪が左右対称にトーインに設定され、かつ前記ばね下振動状態検出手段によりばね下が振動していることが検出されたとき、
前記サスペンション制御手段は、前記一方の左右輪のトー角に基づいて前記サスペンションの制御量を設定することを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のサスペンション制御装置において、
さらに、
前記一方の左右輪のトー角を制御するトー角制御手段を備え、
前記サスペンションは、減衰力を調整して車両の姿勢制御を行う減衰力可変ダンパを有し、
前記ばね下振動状態検出手段は、前記減衰力可変ダンパのストロークに基づいてばね下振動状態量を検出し、
前記トー角制御手段により前記左右輪が左右対称にトーインとなるように制御され、かつ前記ばね下振動状態量が所定値以上となったとき、
前記サスペンション制御手段は、前記一方の左右輪のトー角に基づいて前記減衰力可変ダンパの減衰力を設定することを特徴とするサスペンション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪を車体に懸架するサスペンションを制御するサスペンション制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の旋回性等を向上させることを目的として、後輪のトー角を制御するＲＴＣ（Ｒｅａｒ  Ｔｏｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：後輪の転舵角の駆動制御）装置等の四輪操舵装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１によるＲＴＣ装置では、操向ハンドルの操舵角、前輪の転舵角、車両の横加速度及び車両のヨーレート等の状態量から旋回状態を判断し、旋回状態が大きいほど後輪のトー角の変化速度を小さく設定するように制御し、トー角変更中の車両の走行安定性を向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、直進走行時に後側の左右輪を互いにトーイン方向に向けていると、車両の直進走行性（アンダーステア特性）が向上することが知られており、上記のようなＲＴＣ装置を搭載した車両では、直進走行時には、左右輪が左右対称にトーインとなるように設定される。
【０００６】
ところが、上記のようなＲＴＣ装置を搭載した車両が直進走行中に、左右輪中、どちらか一方、例えば、右輪だけが、ポットホール（アスファルト舗装道路の劣化で比較的浅い部分的な陥没）等の凹部を通過するとき、その右輪のばね下荷重が小さくなり、左輪のばね下荷重が支配的になるので、この荷重差により車両を右に動かそうとする横力が車両にかかり、車両が右に動いてふらつき、運転者に、意図しないふらふら感を与えることがある。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、路面状態等により左右輪のいずれか一方のばね下が振動し左右輪で接地荷重が異なったとしても、左右輪の接地荷重のズレに起因する車両のふらつきを低減することを可能とするサスペンション制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るサスペンション制御装置は、車両の姿勢制御を行うサスペンションを制御するサスペンション制御手段と、車両ばね下の振動状態を検出するばね下振動状態検出手段と、を備え、前後輪のうち、少なくとも一方の左右輪が左右対称にトーインに設定され、かつ前記ばね下振動状態検出手段によりばね下が振動していることが検出されたとき、前記サスペンション制御手段は、前記一方の左右輪のトー角に基づいて前記サスペンションの制御量を設定することを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、直進安定性を重視して左右輪をトーインに向けている場合に、路面状態等によりばね下が振動して左右輪で接地荷重が異なったとしても、サスペンションを制御してばね下の振動を低減するようにしている。このため、左右輪の接地荷重のズレに起因する車両のふらつきを低減することができる。よって、運転者の操縦性・乗心地を高レベルに維持・確保することができる。
【００１０】
この場合、さらに、前記一方の左右輪のトー角を制御するトー角制御手段を備え、前記サスペンションは、減衰力を調整して車両の姿勢制御を行う減衰力可変ダンパを有し、前記ばね下振動状態検出手段は、前記減衰力可変ダンパのストロークに基づいてばね下振動状態量を検出し、前記トー角制御手段により前記左右輪が左右対称にトーインとなるように制御され、かつ前記ばね下振動状態量が所定値以上となったとき、前記サスペンション制御手段は、前記一方の左右輪のトー角に基づいて前記減衰力可変ダンパの減衰力を設定することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、左右輪が左右対称のトーイン状態であり、路面状態等によりばね下が振動するような状態においても、減衰力可変ダンパの減衰力の設定によりばね下振動を抑制することができる。このため、左右輪の接地性を確保することができ、運転者の操縦性・乗心地を高レベルに維持・確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、路面状態等によりばね下が振動して左右輪で接地荷重が異なったとしても、トー角に基づいてサスペンションの制御量を設定するようにしているので、左右輪の接地荷重のズレに起因する車両のふらつきを低減することができるという効果が達成される。よって、運転者の操縦性・乗心地を高レベルに維持・確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施形態例の車両の要部を示す図である。
【図２】サスペンション及びトー角変更機構の制御ブロック図である。
【図３】トー角変更機構の拡大断面図である。
【図４】ＥＣＵの制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態例について図１〜図４を参照しながら説明する。図１に示すように、車両（四輪自動車）１０には、駆動輪である一対の前輪１２Ｌ、１２Ｒと、非駆動輪である一対の後輪１４Ｌ、１４Ｒと、一対の前輪１２Ｌ、１２Ｒを操舵するためのステアリング部１６と、一対の後輪１４Ｌ、１４Ｒのそれぞれに設けられたアーム部１８Ｌ、１８Ｒと、一対のアーム部１８Ｌ、１８Ｒのそれぞれに設けられたトー角変更機構２０Ｌ、２０Ｒと、一対のアーム部１８Ｌ、１８Ｒと車体２２とに接続されたサスペンション２４Ｌ、２４Ｒと、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２６とが設けられている。なお、以下の説明では、左右の区別をしない場合には、添付符号「Ｌ」及び「Ｒ」を省略する。
【００１５】
後輪１４は、図示しない車軸に接続されており、トー角（転舵角）θが変更できるように構成されている。
【００１６】
アーム部１８は、後輪１４に設けられたナックル２８に接続された状態で車幅方向に延びている（図２参照）。
【００１７】
図２に示すように、トー角変更機構２０は、後輪１４のトー角θを調整するためのものであって、アーム部１８を車幅方向に移動させるアクチュエータ３０と、トー角θに対応した信号を出力するトー角センサ３２とを有している。図３に示すように、アクチュエータ３０は、縦長形状のケース本体３４と、送りねじ機構３６と、ケース本体３４に収容された減速機構３８及び電動機４０とを備えている。ケース本体３４は、ボールジョイント４２を介して不図示のクロスメンバに接続している。送りねじ機構３６には、ケース本体３４の長手方向に延びて円筒状に形成されたロッド部４４と、ロッド部４４内に設けられたボールねじ部４６と、ロッド部４４の内面に固定された状態でボールねじ部４６と噛み合うナット部４８とを備えている。ロッド部４４は、その先端がケース本体３４から突出した状態でケース本体３４に収容されており、ケース本体３４に対して長手方向に移動可能とされている。また、ロッド部４４の先端は、金属製のボールジョイント５０を介してアーム部１８に接続されている。ボールねじ部４６は、減速機構３８を介して電動機４０に接続されている。減速機構３８は、例えば不図示のプラネタリギア等が組み合わされて構成されている。電動機４０は、正逆両方向に回転可能に構成されている。トー角センサ３２としては、例えば、ロッド部４４の変位量（ストローク量）に対応した信号を出力するロッド部ストロークセンサとして構成されてもよい。なお、ロッド部４４のストローク量は、電動機４０の回転数から算出してもよい。
【００１８】
図２に示すように、サスペンション２４は、車両１０の姿勢制御を行うためのものであって、ダンパ５２と、弾性部材５４と、ばね下振動状態検出手段としてのダンパストロークセンサ５６とを有する。ダンパ５２は、ＭＲＦ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ：磁性流体）を作動流体とする減衰力可変ダンパとして形成されており、磁性流体が充填されたシリンダ５８と、シリンダ５８に摺動可能に収容されたピストン６０と、ピストン６０の一端面に接続されたピストンロッド６２と、車体２２に接続された状態でピストン６０の摺動方向にシリンダ５８を移動可能に支持する支持部６４とを有している。これにより、シリンダ５８は、ピストン６０の一端面とシリンダ５８の内面とから形成される第１室６６と、ピストン６０の他端面とシリンダ５８の内面とから形成される第２室６８とに区画される。シリンダ５８の一端部はアーム部１８に接続されており、シリンダ５８の他端部は支持部６４内に位置している。ピストン６０には、第１室６６と第２室６８とを連通する連通孔７０が形成されるとともに、連通孔７０を流通する磁性流体に磁界を生じさせる電磁石７２が設けられている。つまり、ピストン６０は、ＭＬＶ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｂｌｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｖａｌｖｅ：磁気流体バルブ）として機能する。弾性部材５４は、ダンパ５２の周囲に取り付けられてシリンダ５８を支持部６４側に付勢する。弾性部材５４としては、圧縮コイルばね等が用いられる。ダンパストロークセンサ５６は、後輪１４の上下動に伴うシリンダ５８の変位量（ストローク量Ｙ）に対応した信号を出力する。ダンパストロークセンサ５６の一端部は車体２２に接続されており、ダンパストロークセンサ５６の他端部はアーム部１８に接続されている。
【００１９】
図２に示すように、ＥＣＵ２６は、上述した電磁石７２及び電動機４０（図３参照）に電流を供給する。また、ＥＣＵ２６は、トー角制御部７４と、トーイン判定部７６と、ばね下制御信号算出部７８と、ダンパ制御部８０と、記憶部８２と、ばね下振動判定部８４と、補正ゲイン算出部８６とを有する。トー角制御部７４は、電動機４０の回転方向を制御するとともに、電動機４０に導かれる電流を制御する。トーイン判定部７６は、トー角センサ３２から出力された信号を参照して取得されたトー角θに基づいて後輪１４が左右対称にトーイン（図１において実線で示した後輪１４の状態）になっているか否かを判定する。ばね下制御信号算出部７８は、ダンパストロークセンサ５６から出力された信号を参照して取得されたダンパストローク量Ｙに基づいてばね下制御信号Ｕを算出する。ばね下制御信号Ｕとしては、ダンパストローク量Ｙとダンパストローク速度ｄＹとを乗算した値が用いられる。ダンパストローク速度ｄＹは、ダンパストローク量Ｙを微分することにより求めることができる。ダンパ制御部８０は、ばね下制御信号Ｕに基づいて電磁石７２に導かれる電流を制御する。記憶部８２は、ばね下振動判定部８４に用いられる振動判定値Ａ等が記憶されている。振動判定値Ａとしては、車両１０のふらつきが生じるおそれがあるばね下制御信号Ｕが用いられる。詳しくは、振動判定値Ａは、ダンパストロークセンサにて検出されるダンパのストローク量が３〜１０ｃｍの範囲の時に、算出されるばね下制御信号が用いられる。ばね下振動判定部８４は、ばね下制御信号Ｕが振動判定値Ａ以上か否かを判定する。補正ゲイン算出部８６は、トー角θの大きさに基づいて補正ゲインＰが算出される。
【００２０】
次に、図３を参照しながらアクチュエータ３０の基本動作について説明する。例えば、電動機４０が正方向に回転すると、電動機４０の回転力が減速機構３８によって増幅された状態でボールねじ部４６に伝達されてボールねじ部４６が回転する。ボールねじ部４６が回転すると、ボールねじ部４６に噛み合っているナット部４８がロッド部４４と一体にロッド部４４がケース本体３４内に入り込む方向（後輪１４から離れる方向）に移動するとともに、ボールジョイント５０、アーム部１８及びナックル２８を介してロッド部４４に接続されている後輪１４が車幅方向内側に移動する（図２参照）。一方、電動機４０を逆方向に回転させると、上述した動作説明と同様にして、後輪１４が車幅方向外側に移動する。これにより、後輪１４のトー角θが変更される。
【００２１】
次に、図２を参照しながら、ダンパ５２の基本動作について説明する。例えば、後輪１４がポットホール等の凹部に位置した場合、後輪１４に生じた衝撃がサスペンション２４に伝達され、弾性部材５４にてその衝撃が緩衝されるとともにダンパ５２にて弾性部材５４の振動（ばね下振動）が減衰される。ばね下振動は、磁性流体が連通孔７０を流通する際に生じる抵抗を利用して減衰されるが、この具体的な原理は周知であるので敢えてここでは説明しない。ＥＣＵ２６が電磁石７２に電流を供給すると、連通孔７０を流通する磁性流体に磁界が生じるので、磁界を受けた磁性流体の粘性が上昇する。これにより、減衰力を変化させることができる。つまり、電磁石７２に供給される電流が大きくなる程、連通孔７０を流通する磁性流体の粘性が増すので、ダンパ５２（シリンダ５８）が伸縮し難くなる。
【００２２】
次に、図４のフローチャートを参照しながらＥＣＵ２６の制御について説明する。なお、以下の制御の説明において、左側後輪１４Ｌに対応するデータには「ｌ」を右側後輪１４Ｒに対応するデータには「ｒ」をそれぞれ添付して説明することがある。また、ＥＣＵ２６は以下に説明する制御ルーチンを所定の周期で実行する。
【００２３】
先ず、トー角制御部７４は、電動機４０に導かれる電流を制御して後輪１４のトー角θを制御する（ステップＳ１）。この場合、トー角制御部７４は、車両１０の走行状態に応じて後輪１４のトー角θを設定する。例えば、車両１０が直進状態の時には後輪１４が左右対称のトーインとなるようにトー角θが設定される。これにより、車両１０の直進走行性が向上する。なお、車両１０の走行状態は、ステアリング部１６の操舵角等から知ることができる。
【００２４】
また、トーイン判定部７６は、後輪１４が左右対称のトーインになっているか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、トーイン判定部７６は、後輪１４Ｌ、１４Ｒのトー角θｌ、−θｒの大きさが同一か否かを判定する（｜θｌ｜＝｜−θｒ｜）。後輪１４のトー角θｌ、−θｒは、トー角センサ３２にて取得される。ＥＣＵ２６は、肯定判定された時にステップＳ３に進み、否定判定された場合に今回の制御ルーチンを終了する。
【００２５】
続いて、ばね下制御信号算出部７８は、ダンパストローク量Ｙｌ、Ｙｒに基づいてばね下制御信号Ｕｌ、Ｕｒを算出する（ステップＳ３）。詳しくは、ばね下制御信号算出部７８は、ダンパストローク量Ｙｌ、Ｙｒを微分することによりダンパストローク速度ｄＹｌ、ｄＹｒを算出し、ダンパストローク量Ｙｌ、Ｙｒとダンパストローク速度ｄＹｌ、ｄＹｒとを乗算することによりばね下制御信号Ｕｌ、Ｕｒを算出する（Ｕｒ＝Ｙｌ×ｄＹｌ、Ｕｒ＝Ｙｒ×ｄＹｒ）。ダンパストローク量Ｙｌ、Ｙｒは、ダンパストロークセンサ５６にて取得される。
【００２６】
次に、ばね下振動判定部８４は、ステップＳ３にて算出されたばね下制御信号Ｕｌ、Ｕｒが振動判定値Ａ以上か否かを判定する（ステップＳ４、Ｕｌ≧ＡかつＵｒ＜Ａ、又はＵｌ＜ＡかつＵｒ≧Ａ）。ＥＣＵ２６は、ばね下制御信号Ｕｌ、Ｕｒのいずれか一方が振動判定値Ａ以上である時に、ステップＳ５に進み、ばね下制御信号Ｕｌ、Ｕｒの両方が振動判定値Ａ未満又はばね下制御信号Ｕｌ、Ｕｒの両方が振動判定値Ａ以上である時に、ステップＳ７に進む。以下の説明においては、便宜上、ばね下制御信号Ｕｌが振動判定値Ａ未満（Ｕｌ＜Ａ）であり、かつばね下制御信号Ｕｒが振動判定値Ａ以上（Ｕｒ≧Ａ）である例について示す。この場合、ダンパ５２Ｒのストローク量Ｙｒがダンパ５２Ｌのストローク量Ｙｌよりも大きくなっているので、右側後輪１４Ｒのばね下荷重が小さくなり左側後輪１４Ｌのばね下荷重が支配的になる。
【００２７】
続いて、補正ゲイン算出部８６は、後輪１４のトー角θｌ、−θｒの大きさに基づいて補正ゲインＰｒを算出する（ステップＳ５）。具体的には、補正ゲイン算出部８６は、後輪のトー角θｌ、−θｒの絶対値を加算した値に比例定数ｋを乗算することにより補正ゲインＰｒを算出する（Ｐｒ＝ｋ（比例定数）×（｜θｌ｜＋｜−θｒ｜））。
【００２８】
後輪のトー角θｌ、−θｒの大きさは、ステップＳ２の処理で利用した値を利用すればよい。
【００２９】
その後、ばね下制御信号算出部７８は、ステップＳ５で算出された補正ゲインＰｒとステップＳ３で算出されたばね下制御信号Ｕｒとを乗算することにより、補正後のばね下制御信号Ｕｒｈを算出する（ステップＳ６、Ｕｒｈ＝Ｐｒ×Ｕｒ）。
【００３０】
次に、ダンパ制御部８０は、ばね下制御信号算出部７８にて算出された信号に基づいて電磁石７２に導かれる電流を制御する（ステップＳ７）。具体的には、ダンパ制御部８０は、ばね下制御信号Ｕｌに基づいて車両１０左側に位置する電磁石７２Ｌに導かれる電流を制御し、ばね下制御信号Ｕｒｈに基づいて車両１０右側に位置する電磁石７２Ｒに導かれる電流を制御する。ここでは、ダンパ制御部８０は、電磁石７２Ｌに導かれる電流よりも電磁石７２Ｒに導かれる電流の方が大きくなるように制御する。ステップＳ７の処理が終了後、ＥＣＵ２６は今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
本実施形態では、後輪１４が左右対称にトーインに設定され、かつ一方のばね下制御信号Ｕｒが振動判定値Ａ以上の（例えば、右側後輪１４Ｒがポットホール等の凹部に落ち込んだ）場合に、そのばね下制御信号Ｕｒが大きい側に位置する電磁石７２Ｒに供給される電流を増加させている。これにより、連通孔７０Ｒを流通する磁性流体の粘性が大きくなるので、ダンパ５２Ｒが縮むことを抑えることができる。つまり、ダンパ５２Ｒは伸びた状態のまま維持されるので、両後輪１４の接地荷重を略同一にすることができる。従って、後輪１４の接地荷重のズレに起因する車両１０のふらつきを低減することができる。よって、運転者の操縦性・乗心地を高レベルに維持・確保することができる。
【００３２】
以上の実施形態においては、ばね下制御信号Ｕｒが振動判定値Ａ以上の（右側後輪１４Ｒがポットホール等の凹部に落ち込んだ）場合についてのＥＣＵ２６の制御及びその効果について説明したが、ばね下制御信号Ｕｌが振動判定値Ａ以上の（左側後輪１４Ｌがポットホール等の凹部に落ち込んだ）場合についても同様である。
【００３３】
本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。トー角変更機構は、ボールジョイントを介してアーム部に接続されている例に限らず、トー角を変更することができる限り任意の位置に設けることができる。例えば、ナックルにトー角変更機構を設けてもよい。本発明は、車両の前輪についても適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０…車両                          １２Ｌ、１２Ｒ…前輪
１４Ｌ、１４Ｒ…後輪                １８Ｌ、１８Ｒ…アーム部
２０Ｌ、２０Ｒ…トー角変更機構      ２４Ｌ、２４Ｒ…サスペンション
２６…ＥＣＵ
５６…ダンパストロークセンサ（ばね下振動状態検出手段）
７４…トー角制御部（トー角制御手段）
８０…ダンパ制御部（サスペンション制御手段）
【図１】
2010241344.tif 000003
【図２】
2010241344.tif 000004
【図３】
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【図４】
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