(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ材質の経時的な特性変化を記憶しておく記憶手段と、
前記記憶手段によって記憶されたタイヤ材質の経時的な特性変化に基づいてタイヤ装着後又はタイヤ製造後の時期経過を判断する判断手段と、車両制動を制御する制御手段と、前記判断手段によって判断されたタイヤ装着後の時期経過に基づいて前記制御手段による制御処理を補正する補正手段と、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダル踏込量検出手段とを備えており、
前記制御装置は、ブレーキアシスト装置であり、前記ブレーキペダル踏込量検出手段の検出した踏み込み量が所定のしきい値を超えた場合にブレーキアシスト力を増大させるものであり、
前記補正手段は、前記判断手段によって検出された時期経過が増大するに従って、前記しきい値を減少させる補正を行うことを特徴とするサスペンションシステム。
【請求項２】
タイヤ材質の経時的な特性変化を記憶しておく記憶手段と、
前記記憶手段によって記憶されたタイヤ材質の経時的な特性変化に基づいてタイヤ装着後又はタイヤ製造後の時期経過を判断する判断手段と、車両制動を制御する制御手段と、前記判断手段によって判断されたタイヤ装着後の時期経過に基づいて前記制御手段による制御処理を補正する補正手段と、ブレーキペダルの踏み込み速度を検出するブレーキペダル踏込速度検出手段とを備えており、
前記制御装置は、ブレーキアシスト装置であり、前記ブレーキペダル踏込速度検出手段の検出した踏み込み速度が所定のしきい値を超えた場合にブレーキアシスト力を増大させるものであり、
前記補正手段は、前記判断手段によって検出された時期経過が増大するに従って、前記しきい値を減少させる補正を行うことを特徴とするサスペンションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中のタイヤの振動周波数成分に含まれる共振周波数をもとに、各種の推定処理や、制御・判定処理を実施するサスペンションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サスペンションシステムの一例が、例えば特開平６−２９７９２３号に開示されている。このサスペンションシステムでは、タイヤの回転速度信号から、タイヤの空気圧に依存する共振周波数成分を算出することにより、タイヤの空気圧を間接的に検知している。また、この共振周波数は、このようにタイヤの空気圧以外にも摩耗状態によっても変化するが、さらに温度によっても変化することを本件出願人が見い出し、タイヤを所定の温度に維持した状態で共振周波数を測定する方法を先に提案した（特開平１１−２３７３１９号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、未使用のタイヤを用い、かつ、計測時の雰囲気温とタイヤの空気圧とを一定として、長期間に亘って共振周波数を計測したところ、タイヤ製造時からの経過期間が増すに連れて、計測される共振周波数が上昇することが実験的に明らかになった。従って、先のタイヤの空気圧を検出するサスペンションシステムでは、タイヤ製造時からの経過期間が増すに連れて、タイヤ空気圧の推定誤差が増大してしまうことになる。
【０００４】
このようなタイヤ空気圧の検知システムは、タイヤを１つのばねと見た場合のばね定数とタイヤの空気圧とが一定の関係にあり、またタイヤのばね定数とタイヤの共振周波数とが一定の関係にあることを利用した技術であるが、この関係を直接的或いは間接的に利用したサスペンションシステムとしては、ショックアブソーバの減衰力制御、エアーサスペンションのばね定数制御などの車両振動性制御や、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）制御、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御、ＢＡ（Brake Assist）制御などの車両運動性制御などが挙げられる。これら全てのサスペンションシステムでは、タイヤ材質の経時的な特性変化については考慮されていない。
【０００５】
そこで本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、タイヤ材質の経時的な特性変化を考慮した最適なサスペンションシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかるサスペンションシステムは、タイヤ材質の経時的な特性変化を記憶しておく記憶手段と、特性変化を利用してタイヤ装着後の時期経過（日数，月数，年数など）を判断する判断手段と、車両制動を制御する制御手段と、判断手段によって判断されたタイヤ装着後の時期経過に基づいて制御手段による制御処理を補正する補正手段と、ブレーキペダルの踏み込み量（速度）を検出するブレーキペダル踏込量（速度）検出手段とを備えて構成する。
【０００７】
さらに、制御装置は、ブレーキアシスト装置であり、ブレーキペダル踏込量（速度）検出手段の検出した踏み込み量（速度）が所定のしきい値を超えた場合にブレーキアシスト力を増大させるものであり、補正手段は、判断手段によって検出された時期経過が増大するに従って、上述したしきい値を減少させる補正を行う。
【０００８】
記憶手段は、タイヤ材質の経時的な特性変化を予め実験的に把握したり、或いは、規定空気圧に調整されたタイヤの共振周波数の推移状態などをもとに、タイヤの経時的な特性変化の状態を記憶する。判断手段では、例えば、共振周波数の推移状態などをもとに、タイヤ装着後の時期経過を判断する。そして、補正手段では、判断手段によって把握されるタイヤの時期経過を考慮して、制御手段において実行する制御処理（車両運動性制御）が最適となるように補正する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
まず、本発明の実施形態の説明に先立って、第１及び第２参考例について説明する。これらの参考例は、車両の走行時に、タイヤの振動周波数成分を含む信号を検出する検出手段と、検出手段で検出された信号に基づいてタイヤの共振周波数成分を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された共振周波数をタイヤ材質の経時的な特性変化に基づいて補正する補正手段と、補正手段によって補正された共振周波数に基づいてタイヤの空気圧を推定する推定手段とを備えて構成されるものである。
【００１１】
これらの参考例には、本発明に通じる技術についての説明も含まれている。タイヤ材質の経時的な特性変化を考慮しつつ、タイヤの空気圧とタイヤの共振周波数との関係に基づいてタイヤ空気圧を推定する。これらの参考例では、抽出された共振周波数をタイヤ材質の経時的な特性変化に基づいて補正し、補正された共振周波数に基づいてタイヤの空気圧を推定手段によって推定する。
【００１２】
まずタイヤ振動特性の経時変化について説明する。図１はタイヤの振動特性を実験的に測定する方法を示す図である。タイヤ１０は、ロープ１２によって上方から吊り下げられた状態で、恒温槽２内にセットされている。この恒温槽２内の温度は一定に維持され、タイヤ自体の温度も同様に一定に維持されている。タイヤ１０のトレッド部１０ａには、加速度センサ１４が接着剤等により固定されており、この加速度センサ１４はＦＦＴアナライザ１６に接続されている。
【００１３】
この状態でタイヤ１０のトレッド部１０ａ等をハンマ（図示せず）で叩いてタイヤ１０を加振する。このタイヤ１０の振動は、加速度センサ１４により検出され、検出された加速度信号がＦＦＴアナライザ１６に入力され、ＦＦＴアナライザ１６では、入力された加速度信号に含まれる周波数成分を分析する。そして、各周波数成分のゲインを比較し、その最大値をとる周波数を共振周波数ｆｒとする。
【００１４】
このようにしてタイヤ１０の共振周波数ｆｒを検出するが、同一の測定方法によって、タイヤ１０の共振周波数ｆｒを経時的に検出した際の検出結果を図２に示す。この間、タイヤ１０を未使用のまま保存することとし、タイヤ１０内の空気圧、雰囲気温度、大気圧を同一の条件として共振周波数ｆｒを計測した。図２に示すように、このように同一条件下において共振周波数ｆｒを計測した場合であっても、計測される共振周波数ｆｒが時期経過に連れて次第に上昇する結果となることから、この変化は、タイヤ材質の経時的な特性変化に起因するものであることが推測される。図２では略一定の割合で増加傾向を示しているが、別の種類のタイヤを用いて同様に計測した結果は図３に示すようになり、いずれも共振周波数ｆｒは経時的に増加傾向となったが、タイヤを構成する材質や構造に応じて多少の相異が見られる結果となった。
【００１５】
そこでこのようなタイヤの経時的な特性変化を考慮したサスペンションシステムの第１参考例を以下に説明する。
【００１６】
図４は、タイヤの空気圧を推定するサスペンションシステムであり、車両の各車輪にはタイヤ１０１が装着されており、各タイヤ１０１には相対するタイヤの回転速度を検出する回転速度センサ１０２がそれぞれ設けられている。回転速度センサ１０２は、タイヤ１０１と共に回転する歯車１０２ａと、ピックアップコイル１０２ｂとで構成されており、ピックアップコイル１０２ｂからはタイヤ１０１の回転速度に応じた周期を有する交流信号が出力される。また、タイヤ装着後の経過日数をカウントする日数カウンタ１０４を備えており、この日数カウンタ１０４は、カウントを開始するスタートスイッチ（図示せず）が押下されることにより、日数のカウントを開始する。ピックアップコイル１０２ｂから出力される交流信号や日数のカウント値は制御装置１００に入力され、後述する所定の制御処理が実施される。この制御処理の結果は表示部１０３に与えられ、表示部１０３は各車輪に装着されたタイヤ１０１の空気圧を個別に表示し、或いは空気圧が低下したタイヤを示す警報ランプを点灯させる。
【００１７】
ここで制御装置１００において実施するタイヤの空気圧を推定する処理について、図５のフローチャートに沿って説明する。なお、このフローチャートは、タイヤの空気圧の推定処理が実行可能となる条件が成立している場合に起動する。推定処理が実行可能となる条件としては、例えば、定車速で比較的平坦な路面を直進している状況などが挙げられる。
【００１８】
まずステップ（以下「ステップ」を「Ｓ」と記す。）１０２に進み、回転速度センサ１０２の検出結果を読み込み、続くＳ１０４では回転速度センサ１０２の検出結果から車輪の振動成分を含む信号を抽出し、抽出した信号に対して周波数解析演算（ＦＦＴ演算）を実施する。
【００１９】
続くＳ１０６ではＦＦＴ演算の演算回数Ｎがインクリメントされ、続くＳ１０８では演算回数Ｎが基準値Ｎｏ以上であるかを判断し、「Ｎｏ」の場合には今回のルーチンを終了する。
【００２０】
Ｓ１０８で「Ｙｅｓ」と判断された場合にはＳ１１０に進み、ＦＦＴ演算結果を平均化する平均化処理を実施して、各周波数成分のゲインの平均値が演算される。そしてＳ１１２において、各周波数成分のゲインの平均値に対して移動平均処理が行われる。すなわち、ｎ番目の周波数のゲインＹ（ｎ）が、ｎ＋１番目及びｎ−１番目の周波数のゲインＹ（ｎ＋１）、Ｙ（ｎ−１）の平均値として演算される。そして続くＳ１１４では、Ｓ１１２で演算された各ゲインより、その最大値を取る周波数を共振周波数ｆｒとする。
【００２１】
続くＳ１１６では、図６のマップに基づき、Ｓ１１４において得られた共振周波数ｆｒに対する補正値ｆｄを、日数カウンタ１０４のカウント値に応じて設定する。なお、図６のマップは、タイヤの共振周波数が経時的に変化する状況を実験的に調べて学習し、その結果をマップ化したものである。ここでは、学習結果として、実線と点線で示す２種のタイヤに対応するマップを備えており、タイヤの種類を示す設定スイッチの操作等によって、タイヤの種類に応じた好適なマップが選択される。
【００２２】
続くＳ１１８では、Ｓ１１４で設定された共振周波数ｆｒから補正値ｆｄを減じた周波数を、共振周波数ｆｒとして新たに設定する。そしてＳ１２０に進み、図７に示すマップをもとに、Ｓ１１８で更新された共振周波数ｆｒに応じたタイヤ１０１の空気圧Ｐを設定（推定）する。
【００２３】
このようにしてタイヤ空気圧の推定処理を実施することで、タイヤ材質の経時的な特性変化を考慮した、より正確な推定処理を実施することが可能となる。
【００２４】
なお、新たなタイヤを装着した場合などには、この際に規定圧に調整されたタイヤ１０１の共振周波数を初期値ｆoとして記憶しておき、その後の車両点検時などにおいてタイヤの空気圧を規定圧に調整した直後に図５に示す推定処理を実行する。これにより、このときのＳ１１４で設定された補正前の共振周波数ｆｒと初期値ｆoとを比較することにより、図６のマップを用いて、その偏差の大きさ（補正値ｆｄに相当）から、タイヤ装着後の時期経過状況（日数、月数など）を把握することも可能である。
【００２５】
第２参考例について説明する。
【００２６】
ここでは、車両の振動性制御としての、ショックアブソーバの減衰力制御を実施するサスペンションシステムについて説明する。このシステムは、タイヤ材質の経時的な特性変化を学習する学習手段と、タイヤ装着後の時期経過を判断する判断手段と、車両の振動性を制御する制御手段と、学習手段によって学習されたタイヤ材質の経時的な特性変化と、判断手段によって判断されたタイヤ装着後の時期経過とをもとに、制御手段による制御処理（車両振動性制御）を補正する補正手段とを備えている。この参考例では、タイヤの経時的な特性変化の状態を学習手段で学習し、タイヤ装着後の時期経過を判断手段で判断する。そして、学習手段や判断手段によって把握されるタイヤの特性変化状態を考慮して、補正手段によって制御手段で実行する制御処理（車両振動性制御）が最適となるように補正を行う。
【００２７】
図８に減衰力可変式のショックアブソーバを概略的に示す。ショックアブソーバ２００を構成するピストンロッド２２０の上端側は、ばね上としての車体（図示せず）に連結され、本体２１０の下端側はばね下としてのサスペンション部材に連結されている。このショックアブソーバ２００の本体２１０内部には、減衰力を変化させる制御弁が収容されており、車体に固定されたアクチュエータ２３０によってこの制御弁の開弁量を変化させることで、最高値（ハード）から最低値（ソフト）の間を連続的に切り換えられるようになっている。制御装置２４０は、車輪の回転速度を検出する回転速度センサ２５０の検出結果をもとに、アクチュエータ２３０の駆動制御を実施している。
【００２８】
制御装置２４０で実施するアクチュエータ２３０の制御処理を、図９のフローチャートに沿って説明する。
【００２９】
まずＳ２０２では、先に説明した図５のＳ１０２〜Ｓ１１４と同様な処理により、共振周波数ｆｒを設定し、続くＳ２０４では、図６のマップに基づき、Ｓ１１４において得られた共振周波数ｆｒに対する補正値ｆｄを、日数カウンタ１０４のカウント値に応じて設定する。続くＳ２０６では、Ｓ２０４で設定された共振周波数ｆｒから補正値ｆｄを減じた周波数を、共振周波数ｆｒとして新たに設定する。
【００３０】
続くＳ２０８では得られた共振周波数ｆｒをもとに、タイヤとブッシュとで形成されるばね下系の硬度を算出する。これはタイヤとブッシュの特性の変化を判断する際の基礎とするためである。なお、共振周波数ｆｒはブッシュの弾性係数ｋ１及びタイヤの弾性係数ｋ２に固有の値であり、ばね下硬度の算出は共振周波数ｆｒを逆算することにより容易に求められる。
【００３１】
続くＳ２１０では、Ｓ２０８で算出されたタイヤとブッシュの硬度が、所定の水準と比べて硬いか否かの判断を行う。ばね下の硬度が硬ければＳ２１２に進み、その硬度をばね上で相殺するためにショックアブソーバ２００の減衰力要求値を現在よりも所定値分だけソフト側に設定し、ばね下の硬度が軟らかければＳ２１４に進み、減衰力要求値を現在よりも所定値分だけハード側に設定する。
【００３２】
そして、Ｓ２１６では、Ｓ２１２或いはＳ２１４で設定された減衰力要求値に応じてアクチュエータを駆動する。
【００３３】
このようにしてショックアブソーバの減衰力を可変制御することにより、タイヤ材質の経時的な特性変化を考慮した、好適な減衰力可変制御を実施することができる。
【００３４】
なお、このようなばね下系の振動制御としては、エアーサスペンションのばね定数制御が挙げられるが、Ｓ２０４，Ｓ２０６で実施したように、タイヤ材質の経時的な特性変化を考慮して共振周波数ｆｒを補正する処理を実施すればよく、具体的な説明は省略する。
【００３５】
本発明の実施形態について説明する。
【００３６】
ここでは、緊急制動時に、より大きな制動力を発生させるブレーキアシスト装置を搭載したサスペンションシステムに適用した場合について説明する。
【００３７】
図１０にブレーキアシスト装置の構成を概略的に示す。ブレーキペダル３１０の支持部には、ブレーキペダル３１０の踏み込み量を検出するストロークセンサ３２０が設けられており、ストロークセンサ３２０の検出結果をもとに制御装置３００が緊急制動か否かを判断する。一方、ブレーキブースタ３３０には、ブースタ内に大気を導入するソレノイドバルブ３４０を設けており、制御装置３００による制御の下、ソレノイドバルブ３４０を介してブースタ内に大気が導入されることにより、ブレーキアシスト力が増大する構造となっている。
【００３８】
制御装置３００で実施する制御処理のうち、ブレーキアシストの開始タイミングを判定する判定処理を図１１のフローチャートに沿って説明する。
【００３９】
まずＳ３０２でストロークセンサ３２０の検出結果となるブレーキベダル３１０の踏み込み量Ｌを読み込み、続くＳ３０４では、踏み込み量Ｌの時間変位よりブレーキペダル３１０の踏み込み速度ＶＬを演算する。
【００４０】
続くＳ３０６では、タイヤ装着後或いはタイヤ製造後の経過時期を判定する。この判定例としては、先に説明したように規定圧に調整した直後の共振周波数ｆｒを検出すると共に、その初期値ｆoとの偏差から経過時期を判定する。
【００４１】
続くＳ３０８では、図１２（ａ）、（ｂ）をもとに、Ｓ３０６で判定した経過時期に応じた各しきい値Ｌth、ＶＬthを設定する。Ｓ３０８を実行することにより、しきい値はＬth、ＶＬthは、タイヤ材質の経時的な特性変化を考慮して、経過時期が増加するに連れてより小さな値となるように設定される。
【００４２】
続くＳ３１０では、ブレーキベダル３１０の踏み込み量Ｌがしきい値Ｌthより大きいかを判断し、「Ｙｅｓ」の場合にはブレーキベダル３１０が大きく踏み込まれた緊急制動状態であると判断してＳ３１２に進み、直ちに、ブレーキアシストを開始する。これにより、制御装置３００によってソレノイドバルブ３４０が開弁制御され、ブレーキブースタ３３０内に大気圧が導入され、ブレーキのアシスト力が増大する。
【００４３】
一方、Ｓ３１０で「Ｎｏ」の場合にＳ３１４に進み、ブレーキペダル３１０の踏み込み速度ＶＬがしきい値ＶＬthより大であるかが判断され、「Ｙｅｓ」の場合にはブレーキベダル３１０が速く踏み込まれた緊急制動状態であると判断してこの場合もＳ３１２に進み、ブレーキアシストを開始させる。
【００４４】
このような判定処理を実施することで、タイヤ装着後或いはタイヤ製造後の経過時期が長大するほど、各しきい値Ｌth、ＶＬthがより小さな値に設定されるため、早めにブレーキアシストを開始させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサスペンションシステムは、記憶手段によって記憶されたタイヤ材質の経時的な特性変化と、この特性変化を利用して判断手段によって判断されたタイヤ装着後の時期経過とをもとに、制御手段による制御処理を補正する補正手段を備える。ここで、制御装置は、ブレーキアシスト装置であり、ブレーキペダル踏込速度検出手段の検出した踏み込み速度が所定のしきい値を超えた場合にブレーキアシスト力を増大させるものであり、補正手段は、判断手段によって検出された時期経過が増大するに従って、上述したしきい値を減少させる補正を行う。このようにすることで、制御手段による制御（ブレーキアシスト制御）を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  タイヤの振動特性を実験的に測定する方法を示す説明図である。
【図２】  共振周波数の経年的な変化状態を示す図である。
【図３】  共振周波数の経年的な変化状態を示す図である。
【図４】  タイヤの空気圧を推定するサスペンションシステムを概略的に示すブロック図である。
【図５】  タイヤ空気圧の推定処理を示すフローチャートである。
【図６】  カウント値（日数）と補正値との関係を学習した結果を示すマップである。
【図７】  共振周波数とタイヤの空気圧との関係を示すマップである。
【図８】  ショックアブソーバの減衰力制御装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図９】  減衰力を変化させるアクチュエータの動作制御例を示すフローチャートである。
【図１０】  ブレーキアシスト装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１１】  ブレーキアシストの開始タイミングを判定する処理を示すフローチャートである。
【図１２】  （ａ）は経過時期と踏み込み量のしきい値との関係を、（ｂ）は経過時期と踏み込み速度のしきい値との関係を、それぞれ規定したマップである。
【符号の説明】
１０１…タイヤ、１０２…回転速度センサ、１００…制御装置
１０４…日数カウンタ、２００…ショックアブソーバ
２１０…本体、２２０…ピストンロッド、２３０…アクチュエータ
２４０…制御装置、２５０…回転速度センサ、３００…制御装置
３１０…ブレーキペダル、３２０…ストロークセンサ
３３０…ブレーキブースタ、３４０…ソレノイドバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003687465.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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