(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギー消費を低減しつつばね上の制振を効果的に行うこと。【解決手段】車輪３０の制駆動力の制御によりばね上１８を制振する制駆動力制御装置１２と、ショックアブソーバ２８を制御する減衰力制御装置１４と、制振に必要な力ができるだけショックアブソーバによって発生されるよう、制御装置１２及び１４を制御する電子制御装置１６とを有する。電子制御装置は、制振に必要な力の方向とばね上及びばね下２０の相対速度の方向との関係に基づいて、ショックアブソーバによる制振が可能であるか否かを判定し、可能であるときには、制振に必要な力ができるだけショックアブソーバによって発生されるよう、制御装置１２及び１４を制御する。【選択図】図１
2015202834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の制駆動力を制御することによりばね上を制振する制駆動力制御手段と、ばね上とばね下との間に設けられた減衰力発生装置により発生される減衰力を制御する減衰力制御手段と、ばね上の制振に必要な力ができるだけ前記減衰力制御手段によって発生されるよう、前記制駆動力制御手段及び前記減衰力制御手段を制御する制御装置とを有する車両の制振制御装置において、
前記制御装置は、ばね上の制振に必要な力の方向とばね上及びばね下の相対速度の方向との関係に基づいて、前記減衰力制御手段により少なくとも部分的にばね上を制振することが可能な状況であるか否かを判定し、前記状況であると判定されたときには、ばね上の制振に必要な力ができるだけ前記減衰力制御手段によって発生されるよう、前記制駆動力制御手段及び前記減衰力制御手段を制御することを特徴とする車両の制振制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のばね上の制振に係り、更に詳細には車両の制振制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、サスペンションのジオメトリーを利用して車輪の制駆動力を上下力に変換し、これによりばね上を制振する制振制御装置が既によく知られている。例えば、本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に、この種の制振制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７３０８９号公報
【発明の概要】
【０００４】
〔発明が解決しようとする課題〕
車両のサスペンションにはショックアブソーバが組み込まれているが、ショックアブソーバはパッシブな減衰力発生装置であるので、サスペンションの相対速度（ばね上及びばね下の相対速度）の方向と同一の方向の減衰力を発生することができない。これに対し、車輪の制駆動力を制御することによりばね上を制振する制振制御装置によれば、サスペンションの相対速度の方向に関係なく、ばね上を制振するための上下力を発生することができるので、ばね上の制振を効果的に行うことができる
【０００５】
しかし、車輪の制駆動力を制御することによりばね上を制振する制振制御装置においては、車輪の制駆動力を増減させるために多大なエネルギーが消費される。そのため、この種の車両の制振制御装置は、省エネルギーを図りつつばね上を効果的に制振することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、車輪の制駆動力を制御することによりばね上を制振する従来の制振制御装置における上述の如き問題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の主要な課題は、エネルギー消費を低減しつつばね上の制振を効果的に行うことができる制振制御装置を提供することである。
【０００７】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
上述の主要な課題は、本発明によれば、車輪の制駆動力を制御することによりばね上を制振する制駆動力制御手段と、ばね上とばね下との間に設けられた減衰力発生装置により発生される減衰力を制御する減衰力制御手段と、ばね上の制振に必要な力ができるだけ前記減衰力制御手段によって発生されるよう、前記制駆動力制御手段及び前記減衰力制御手段を制御する制御装置とを有する車両の制振制御装置において、前記制御装置は、ばね上の制振に必要な力の方向とばね上及びばね下の相対速度の方向との関係に基づいて、前記減衰力制御手段により少なくとも部分的にばね上を制振することが可能な状況であるか否かを判定し、前記状況であると判定されたときには、ばね上の制振に必要な力ができるだけ前記減衰力制御手段によって発生されるよう、前記制駆動力制御手段及び前記減衰力制御手段を制御することを特徴とする車両の制振制御装置によって達成される。
【０００８】
上記の構成によれば、ばね上の制振に必要な力の方向とばね上及びばね下の相対速度の方向との関係に基づいて、減衰力制御手段により少なくとも部分的にばね上を制振することが可能な状況であるか否かが判定される。そして、この状況であると判定されたときには、ばね上の制振に必要な力ができるだけ減衰力制御手段によって発生されるよう、制駆動力制御手段及び減衰力制御手段が制御される。
【０００９】
よって、ばね上の制振に必要な力のうち、減衰力制御手段によって発生される力に相当する量だけ制駆動力制御手段により発生される力を低減することができ、これにより車輪の制駆動力の制御量を低減することができる。また、減衰力制御手段はばね上及びばね下の相対変位のエネルギーを利用して減衰力を発生するので、減衰力制御手段によるばね上の制振に必要なエネルギーは非常に小さい、従って、制駆動力制御手段のみによりばね上の制振が行われる場合に比して、消費エネルギーを確実に低減することができる。
【００１０】
また、本来ならば制駆動力制御手段により発生されるべき力が減衰力制御手段による減衰力により発生される。よって、ばね上の制振に必要な力を確実に発生させて、ばね上の制振を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による車両の制振制御装置の一つの実施形態を単輪について示す概略構成図である。
【図２】図１に示された制振制御装置のうち、ばね上の制振制御に関する部分を示すブロック図である。
【図３】実施形態の制振制御装置の作動の例として、ばね上の振動に関連する種々の値の変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態にかかる車両の制振制御装置１０を単輪について示す概略構成図である。図１において、制振制御装置１０は、制駆動力制御装置１２と、減衰力制御装置１４と、制駆動力制御装置１２及び減衰力制御装置１４を制御する電子制御装置１６とを有している。制振制御装置１０は、ばね上１８と、ばね下２０と、これらの間に介装されたサスペンション２２とを有する車両２４に適用されている。サスペンション２２は、サスペンションスプリング２６及び減衰力可変式ショックアブソーバ２８に加えて、図１には示されていないサスペンションアームなどを含んでいる。
【００１４】
図示の実施形態においては、車両２４はインホイールモータ式の車両であり、ばね下２０の車輪３０には、制駆動力を発生するインホイールモータ３２と、制動力を発生する制動力発生装置３４とが設けられている。インホイールモータ３２及び制動力発生装置３４は、運転者の制駆動操作量に基づいて演算される車両の目標走行制駆動力に基づいて制駆動力制御装置１２によって制御される。また、インホイールモータ３２は、サスペンション２２のジオメトリーを利用して車輪の制駆動力を上下力に変換してばね上を制振するための目標制振制駆動力に基づいて制駆動力制御装置１２によって制御される。
【００１５】
よって、インホイールモータ３２は、目標走行制駆動力と目標制振制駆動力との和に基づいて制御される。また、周知のように、インホイールモータ３２は、ばね上１８及びばね下２０の相対速度の方向に関係なく、サスペンション２２の伸び方向及び縮み方向の何れの方向にもばね上を制振するための力を発生することができるアクティブな減衰力発生装置である。
【００１６】
他方、減衰力可変式ショックアブソーバ２８は、ばね上１８及びばね下２０の相対速度に比例する減衰力を発生し、比例係数である減衰係数が減衰力制御装置１４によって制御されることにより、減衰力が変化される。ショックアブソーバ２８の減衰係数は、車両の走行状況に応じて車両の良好な乗り心地性及び操縦安定性を確保すると共に、ばね上１８を制振することができるよう、制御される。
【００１７】
周知のように、ショックアブソーバ２８は、パッシブな減衰力発生装置である。すなわち、ショックアブソーバ２８は、ばね上１８及びばね下２０の相対速度がサスペンション２２の伸び方向の速度であるときには、縮み方向の減衰力を発生するが、伸び方向の力を発生することができない。逆に、相対速度がサスペンション２２の縮み方向の速度であるときには、ショックアブソーバ２８は、伸び方向の減衰力を発生するが、縮み方向の力を発生することができない。
【００１８】
電子制御装置１６は、ばね上の制振に必要な力ができるだけショックアブソーバ２８によって発生され、インホイールモータ３２による消費エネルギーができるだけ低減されるよう、制駆動力制御装置１２及び減衰力制御装置１４を協調制御する。電子制御装置１６による制駆動力制御装置１２及び減衰力制御装置１４の協調制御については、後に詳細に説明する。
【００１９】
なお、制駆動力制御装置１２、減衰力制御装置１４及び電子制御装置１６は、実際にはそれぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート装置等を含み、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された周知の構成のマイクロコンピュータであってよい。また、制駆動力制御装置１２、減衰力制御装置１４及び電子制御装置１６は、必要に応じて相互に信号の授受を行う。
【００２０】
図２は、第一の実施形態にかかる制振制御装置１０のうち、ばね上の制振制御に関する部分を示すブロック図である。
【００２１】
図２に示されているように、制駆動力制御装置１２は、ばね上制振目標上下力演算ブロック４０と、ばね上制振目標制駆動力演算ブロック４２と、制駆動力−制御電流変換ブロック４４と、加算器４６とを有している。ばね上制振目標上下力演算ブロック４０には、車輪速度Ｖw及び車体速度Ｖbを示す信号が入力され、ブロック４０は、車輪速度Ｖw及び車体速度Ｖbに基づいて、例えば特開２００９−１７３０８９号公報や特開２００６−１０９６４２号公報に記載された要領にて、ＰＩＤ制御によりばね上を制振させるための目標上下力Ｆreqを演算する。
【００２２】
ばね上制振目標制駆動力演算ブロック４２には、目標上下力Ｆreqを示す信号及びサスペンション速度（ばね上１８及びばね下２０の相対速度）Ｖsを示す信号が入力される。ブロック４２は、目標上下力Ｆreqの符号及びサスペンション速度Ｖsの符号の関係に基づいて、下記の式（１）又は（２）に従って、制駆動力の制御によりばね上を制振させるための目標上下力Ｆiwstを演算する。
（Ａ）Ｆreq・Ｖsが０又は正の場合
Ｆiwst＝０  …（１）
（Ｂ）Ｆreq・Ｖsが負の場合
Ｆiwst＝Ｆreq  …（２）
【００２３】
なお、目標上下力Ｆreqは、上方向、すなわちばね上１８をばね下２０に対し相対的に持上げる方向が正である。また、サスペンション速度Ｖsは、縮み方向、すなわちばね上１８及びばね下２０が相対的に離れる方向の速度が正である。
【００２４】
制駆動力−制御電流変換ブロック４４には、目標上下力Ｆiwstを示す信号が入力される。ブロック４４は、目標上下力Ｆiwstの関数としてインホイールモータ３２への制御電流Ｉiwsを演算するための演算式を記憶している。そして、ブロック４４は、該演算式によって目標上下力Ｆiwstに基づいて制御電流Ｉiwsを演算することにより、目標上下力Ｆiwstを制御電流Ｉiwsへ変換し、制御電流Ｉiwsを示す信号を加算器４６へ出力する。
【００２５】
加算器４６には、運転者の制駆動操作量に基づいて演算される車両の目標走行制駆動力力Ｆiwdtに対応する制御電流Ｉiwdを示す信号も入力される。そして、加算器４６は、制御電流Ｉiwdと制御電流Ｉiwsとの和Ｉiw（＝Ｉiwd＋Ｉiws）をインホイールモータ３２へ出力する。よって、車輪３０の制駆動力は、運転者の制駆動操作量に応じた目標走行制駆動力Ｆiwdtとばね上を制振させるための目標上下力Ｆiwstに対応する制駆動力の補正量ΔＦiwdtとの和Ｆ＋ΔＦiwdtになるよう制御される。
【００２６】
減衰力制御装置１４は、基本目標減衰力演算ブロック５０と、最終目標減衰力演算ブロック５２と、減衰力−制御電流変換ブロック５４とを有している。基本目標減衰力演算ブロック５０には、車体速度Ｖb、ばね上加速度Ｇzb及びサスペンション変位（ばね上１８及びばね下２０の相対変位）Ｘsを示す信号が入力される。基本目標減衰力演算ブロック５０は、車体速度Ｖb、ばね上加速度Ｇzb及びサスペンション変位Ｘsに基づいて、例えば特開２０００−１４８２０８号公報に記載された要領にて、Ｈ∞制御によりばね上の振動や姿勢を制御するための基本目標減衰力Ｆavsを演算する。
【００２７】
最終目標減衰力演算ブロック５２には、基本目標減衰力Ｆavsを示す信号、目標上下力Ｆreqを示す信号及びサスペンション速度Ｖsを示す信号が入力される。ブロック５２は、目標上下力Ｆreqの符号及びサスペンション速度Ｖsの符号の関係に基づいて、下記の式（３）又は（４）に従って、ばね上の振動や姿勢を制御するための最終目標減衰力Ｆavstを演算する。
（Ｃ）Ｆreq・Ｖsが０又は正の場合
Ｆavst＝Ｆavs＋Ｆreq  …（３）
（Ｄ）Ｆreq・Ｖsが負の場合
Ｆavst＝Ｆavs  …（４）
【００２８】
減衰動力−制御電流変換ブロック５４には、最終目標減衰力Ｆavstを示す信号が入力される。ブロック５４は、最終目標減衰力Ｆavstとショックアブソーバ２８の図には示されていない減衰力制御アクチュエータへの制御電流Ｉavとの関係を示すマップを記憶している。そして、ブロック５４は、最終目標減衰力Ｆavstに基づいてマップより制御電流Ｉavを演算することにより最終目標減衰力Ｆavstを制御電流Ｉavへ変換し、制御電流Ｉavをショックアブソーバ２８の減衰力制御アクチュエータへ出力する。
【００２９】
以上の説明から解るように、実施形態の制振制御装置１０によれば、ばね上１８の制振に必要な力Ｆreqの符号とばね上及びばね下の相対速度Ｖsの符号の関係、すなわちそれらの方向の関係に基づいて、ショックアブソーバ２８の減衰力によりばね上を制振することが可能な状況であるか否かが判定される。そして、ショックアブソーバ２８の減衰力によりばね上を制振することが可能な状況であると判定されたときには（上記（Ｂ）の場合）、ばね上の制振に必要な力Ｆreqがショックアブソーバ２８によって発生されるよう、インホイールモータ３２及びショックアブソーバ２８が制御される。
【００３０】
従って、ばね上１８の制振に必要な力Ｆreqが、常にインホイールモータ３２の制御による車輪３０の制駆動力の増減制御により達成される場合に比して、インホイールモータ３２により消費されるエネルギーを低減することができる。また、ばね上１８の制振に必要な力Ｆreqが車輪３０の制駆動力の増減制御によっては発生されないが、ショックアブソーバ２８の減衰力により発生されるので、ばね上１８の振動を効果的に制振させることができる。
【００３１】
例えば、図３は、実施形態の制振制御装置１０の作動の例として、ばね上１８の振動に関連する種々の値の変動を示すグラフである。
【００３２】
例えば、図３において、最上段はばね上１８の制振に必要な力Ｆreqを示し、第二段はサスペンション速度Ｖsを示し、第三段は制駆動力の制御によりばね上を制振させるための目標上下力Ｆiwstを示している。また、第四段は減衰力の制御によりばね上を制振させるための目標上下力ΔＦavst（最終目標減衰力Ｆavstから基本目標減衰力Ｆavsを減算した値）を示し、最下段の実線は最終目標減衰力Ｆavstを示し、破線は基本目標減衰力Ｆavsを示している。
【００３３】
最上段と第三段との比較から、実施形態によれば、インホイールモータ３２の制御による車輪３０の制駆動力の増減制御量を大幅に低減することができることが解る。また、最上段、第三段及び第四段から、車輪３０の制駆動力の増減制御による上下力Ｆiwstと減衰力の制御によりばね上を制振させるための目標上下力ΔＦavstとの和がばね上１８の制振に必要な力Ｆreqになることが解る。
【００３４】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００３５】
例えば、上述の実施形態においては、ショックアブソーバ２８はそれに要求される減衰力を発生することができることが前提になっている。しかし、ショックアブソーバ２８に要求される減衰力が非常に大きい場合や非常に小さい場合には、ショックアブソーバがそれに要求される減衰力を完全には発生することができない場合が起こり得る。
【００３６】
また、ショックアブソーバ２８がフルソフト（減衰係数が最小）であるときに発生する減衰力をＦminとし、ショックアブソーバ２８がフルハード（減衰係数が最大）であるときに発生する減衰力をＦmaxとする。また、sign（Ｖs）をサスペンション速度Ｖsの符号とする。
【００３７】
下記の（Ｅ−１）〜（Ｅ−３）の状況に応じて、制駆動力の制御によりばね上を制振させるための目標上下力Ｆiwst及びばね上の振動や姿勢を制御するための最終目標減衰力Ｆavstが、下記のように演算されてもよい。なお、Ｆavstbは上記式（３）又は（４）に従って演算される最終目標減衰力Ｆavstである。
【００３８】
（Ｅ−１）｜Ｆavstb｜＜｜Ｆmin｜の場合
Ｆiwst＝（｜Ｆmin｜−｜Ｆavstb｜）・sign（Ｖs）
Ｆavst＝Ｆmin
（Ｅ−２）｜Ｆmin｜＜｜Ｆavstb｜＜の場合
Ｆiwst＝０
Ｆavst＝Ｆavstb
（Ｅ−３）｜Ｆmax｜＜｜Ｆavstb｜の場合
Ｆiwst＝（｜Ｆavstb｜−｜Ｆmax｜）・sign（Ｖs）
Ｆavst＝Ｆmax
【００３９】
この修正例によれば、ショックアブソーバがそれに要求される減衰力を完全には発生することができない状況においては、ショックアブソーバが発生できない上下力が車輪３０の制駆動力の増減制御により発生される。従って、ショックアブソーバ２８に要求される減衰力が非常に大きい場合や非常に小さい場合にも、確実にかつ効果的にばね上の振動を制振させることができる。
【００４０】
また、上述の実施形態においては、ばね上制振目標上下力演算ブロック４０は、例えば特開２００９−１７３０８９号公報や特開２００６−１０９６４２号公報に記載された要領にて、ＰＩＤ制御によりばね上を制振させるための目標上下力Ｆreqを演算する。また、基本目標減衰力演算ブロック５０は、例えば特開２０００−１４８２０８号公報に記載された要領にて、Ｈ∞制御によりばね上の振動や姿勢を制御するための基本目標減衰力Ｆavsを演算する。しかし、これらの演算は任意の要領にて行われてよい。
【００４１】
また、上述の実施形態においては、車両はインホイールモータ式の車両であり、車輪の制駆動力はインホイールモータにより発生される。しかし、各車輪の制駆動力を個別に応答性良く増減させることができる限り、制駆動力発生装置は任意の構成のものであってよく、例えば車輪の制駆動力は車体に搭載されたモータにより発生されるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…制振制御装置、１２…制駆動力制御装置、１４…減衰力制御装置、１６…電子制御装置、１８…ばね上、２０…ばね下、２４…車両、２８…ショックアブソーバ、３２…インホイールモータ
【図１】
2015202834.tif 000003
【図２】
2015202834.tif 000004
【図３】
2015202834.tif 000005