(57)【要約】【課題】  制御応答性等を高めることによって乗り心地の向上を実現した減衰力可変ダンパの制御装置を提供する。【解決手段】  エネルギー変化演算制御部５５は、ステップＳ１３で運動エネルギーｕ１を時間微分することによって運動エネルギー変化速度ｕ１’を算出し、ステップＳ１６でばねエネルギーｕ２を時間微分することによってばねエネルギー変化速度ｕ２’を算出する。次に、エネルギー変化演算制御部５５は、ステップＳ１７で式（Ｕ＝ｕ１’・（−ｕ２’））によってエネルギー乗算値Ｕを算出し、ステップＳ１８でエネルギー乗算値Ｕに所定の係数ｋを乗じることによってエネルギー変化制御目標値Ｄｅａを求め、ステップＳ１９でエネルギー変化制御目標値Ｄｅａのノイズ成分を除去した後、ステップＳ２０でエネルギー変化制御目標値Ｄｅａを出力する。【選択図】      図７
2008230285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架ばねおよび減衰力可変ダンパを含むサスペンションが車輪と車体との間に介装された車両に設けられ、
前記車体が有する運動エネルギーの変化速度を運動エネルギー変化速度として検出する運動エネルギー変化速度検出手段と、
前記懸架ばねが有する弾性エネルギーの変化速度をばねエネルギー変化速度として検出するばねエネルギー変化速度検出手段と、
前記運動エネルギー変化速度と前記ばねエネルギー変化速度とに基づき、前記減衰力可変ダンパの目標減衰力を設定する減衰力設定手段と
を備えたことを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項２】
前記減衰力設定手段は、前記運動エネルギー変化速度の方向と前記ばねエネルギー変化速度の方向とが相違する場合に前記目標減衰力を大きくし、前記運動エネルギー変化速度の方向と前記ばねエネルギー変化速度の方向とが一致する場合に前記目標減衰力を小さくすることを特徴とする、請求項１に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項３】
前記減衰力設定手段は、前記運動エネルギー変化速度と前記ばねエネルギー変化速度との和を総エネルギー変化速度とした場合、総エネルギー変化速度が小さい場合に前記目標減衰力を大きくし、総エネルギー変化速度が大きい場合に前記目標減衰力を小さくすることを特徴とする、請求項１に記載された減衰力可変ダンパの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰力可変ダンパの制御装置に係り、詳しくは、制御応答性等を高めることによって乗り心地の向上を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用サスペンションを構成する筒型ダンパとして、操縦安定性と乗り心地とを高い次元で両立させるべく、自動車の運動状態に応じて減衰力を可変制御する減衰力可変型のものが種々開発されている。減衰力可変ダンパとしては、オリフィス面積を変化させるロータリバルブをピストンに設け、このロータリバルブをアクチュエータによって回転駆動する機械式のものが主流であったが、構成の簡素化や応答性の向上等を実現すべく、作動油に磁気粘性流体（Magneto-Rheological Fluid：以下、ＭＲＦと記す）を用い、ピストンに設けられた磁気流体バルブ（Magnetizable Liquid Valve：以下、ＭＬＶと記す）によってＭＲＦの粘度を制御するもの（以下、ＭＲＦ式減衰力可ダンパと記す）等が出現している（特許文献１参照）。
【０００３】
減衰力可ダンパの制御にあたっては、減衰力制御装置が、車体の上下加速度や横加速度、前後加速度等に基づいて各車輪ごとに目標減衰力を決定し、目標減衰力とダンパのストローク速度とからＭＬＶに供給する駆動電流を設定している。例えば、悪路走行時等における車体の上下動を抑制する場合、減衰力制御装置は、ばね上加速度を積分することによって車体の上下速度（ばね上速度）を算出し、ばね上速度が小さくなるように駆動電流を設定する（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２７３２２３号公報
【特許文献２】特開２００６−６９５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献２の方法では、ばね上速度に応じて減衰力制御を行うことから、実際に車体が上下動するまでは減衰力が増減せず、若干の応答遅れが生じることが避けられなかった。一方、車輪の上下速度（ばね下速度）に基づいて減衰力制御を行うことも考えられるが、その場合には、車輪の上下動に対応する車体の上下動を正確に判定することができず、車体の上下動に応じた制御を行うことが困難であった。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、制御応答性等を高めることによって乗り心地の向上を実現した減衰力可変ダンパの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】
【０００６】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明に係る減衰力可変ダンパの制御装置は、懸架ばねおよび減衰力可変ダンパを含むサスペンションが車輪と車体との間に介装された車両に設けられ、前記車体が有する運動エネルギーの変化速度を運動エネルギー変化速度として検出する運動エネルギー変化速度検出手段と、前記懸架ばねが有する弾性エネルギーの変化速度をばねエネルギー変化速度として検出するばねエネルギー変化速度検出手段と、前記運動エネルギー変化速度と前記ばねエネルギー変化速度とに基づき、前記減衰力可変ダンパの目標減衰力を設定する減衰力設定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載された減衰力可変ダンパの制御装置において、前記減衰力設定手段は、前記運動エネルギー変化速度の方向と前記ばねエネルギー変化速度の方向とが相違する場合に前記目標減衰力を大きくし、前記運動エネルギー変化速度の方向と前記ばねエネルギー変化速度の方向とが一致する場合に前記目標減衰力を小さくすることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載された減衰力可変ダンパの制御装置において、前記減衰力設定手段は、前記運動エネルギー変化速度と前記ばねエネルギー変化速度との和を総エネルギー変化速度とした場合、総エネルギー変化速度が小さい場合に前記目標減衰力を大きくし、総エネルギー変化速度が大きい場合に前記目標減衰力を小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、運動エネルギーやばねエネルギーの変化速度に基づいて目標減衰力を設定するため、ばね上速度やばね下速度を用いる場合に較べ、減衰力制御の応答性や精度を高めることができるようになり、乗り心地の向上等が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を４輪自動車に適用した一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は実施形態に係る４輪自動車の概略構成図であり、図２は実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は実施形態に係る減衰力制御装置の概略構成を示すブロック図であり、図４は実施形態に係るエネルギー変化演算制御部の要部構成を示すブロック図である。
【００１１】
≪実施形態の構成≫
＜自動車の概略構成＞
先ず、図１を参照して、実施形態に係る自動車の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、車輪３ｆｌ（左前）、車輪３ｆｒ（右前）、車輪３ｒｌ（左後）、車輪３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、車輪３と記す。
【００１２】
図１に示すように、自動車（車両）Ｖの車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がサスペンションアーム４や、スプリング（懸架ばね）５、減衰力可変式ダンパ（以下、単にダンパと記す）６等からなるサスペンション７によって車体１に懸架されている。自動車Ｖには、各種制御に供されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）８の他、車速を検出する車速センサ９や、横加速度を検出する横Ｇセンサ１０、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１１、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１２等が車体１の適所に設置されている。また、自動車Ｖには、ホイールハウス付近の上下加速度を検出する上下Ｇセンサ（状態量検出手段）１３と、ダンパ６のストローク量を検出するストロークセンサ１４とが各車輪３ｆｌ〜３ｆｒｒごとに設置されている。
【００１３】
ＥＣＵ８は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、各車輪３のダンパ６や各センサ９〜１４と接続されている。
【００１４】
＜ダンパ＞
図２に示すように、本実施形態のダンパ６は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）が充填された円筒状のシリンダ２２と、このシリンダ２２に対して軸方向に摺動するピストンロッド２３と、ピストンロッド２３の先端に装着されてシリンダ２２内を上部油室２４と下部油室２５とに区画するピストン２６と、シリンダ２２の下部に高圧ガス室２７を画成するフリーピストン２８と、ピストンロッド２３等への塵埃の付着を防ぐカバー２９と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ３０とを主要構成要素としている。
【００１５】
シリンダ２２は、下端のアイピース２２ａに嵌挿されたボルト３１を介して、車輪側部材であるサスペンションアーム４の上面に連結されている。また、ピストンロッド２３は、上下一対のブッシュ３２とナット３３とを介して、その上端のスタッド２３ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）３４に連結されている。
【００１６】
ピストン２６には、上部油室２４と下部油室２５とを連通する環状連通路４１と、この環状連通路４１の内側に位置するＭＬＶコイル４２とが設けられている。ＥＣＵ８からＭＬＶコイル４２に電流が供給されると、環状連通路４１を流通するＭＲＦに磁界が印可されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成する。これにより、環状連通路４１を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度（以下、単に粘度と記す）が上昇し、ダンパ６の減衰力が増大する。
【００１７】
＜減衰力制御装置の概略構成＞
図３に示すように、ＥＣＵ８には、ダンパ６の制御を行う減衰力制御装置５０が内装されている。減衰力制御装置５０は、上述した各センサ９〜１４が接続する入力インタフェース５１と、各センサ９〜１３の検出信号から得られたロールモーメントやピッチモーメント、ばね上速度等に基づき各ダンパ６の目標減衰力を設定する減衰力設定部５２と、減衰力設定部５２から入力した目標減衰力に応じて各ダンパ６（ＭＬＶコイル４２）への駆動電流を生成する駆動電流生成部５３と、駆動電流生成部５３が生成した駆動電流を各ダンパ６に出力する出力インタフェース５４とから構成されている。なお、減衰力設定部５２には、エネルギー変化制御に供されるエネルギー変化演算制御部５５や、ロール制御に供されるロール演算制御部５６、ピッチ制御に供されるピッチ演算制御部５７等が収容されている。
【００１８】
＜エネルギー変化演算制御部＞
図４に示すように、エネルギー変化演算制御部５５は、車体１の運動エネルギーｕ１を算出する運動エネルギー算出部６１と、運動エネルギー変化速度ｕ１’を算出する運動エネルギー変化速度算出部（運動エネルギー変化速度検出手段）６２と、ばねエネルギーｕ２を算出するばねエネルギー算出部６３と、ばねエネルギー変化速度ｕ２’を算出するばねエネルギー変化速度算出部（ばねエネルギー変化速度検出手段）６４と、ばねエネルギー変化速度ｕ２’の符号を変換する符号変換部６５と、運動エネルギー変化速度ｕ１’と符号変換されたばねエネルギー変化速度ｕ２’とからエネルギー乗算値Ｕを算出する乗算部６６と、エネルギー乗算値Ｕからエネルギー変化制御目標値Ｄｅａを算出する制御目標値算出手段６７と、エネルギー変化制御目標値Ｄｅａのノイズ成分を除去するローパスフィルタ６８とを各車輪３ごとに備えている。
【００１９】
≪実施形態の作用≫
＜減衰力制御＞
自動車が走行を開始すると、減衰力制御装置５０は、所定の処理インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって、図５のフローチャートにその手順を示す減衰力制御を実行する。減衰力制御を開始すると、減衰力制御装置５０は、図５のステップＳ１で、横Ｇセンサ１０、前後Ｇセンサ１１、および上下Ｇセンサ１３から得られた車体１の加速度や、車速センサ（図示せず）から入力した車体速度、操舵角センサ（図示せず）から入力した操舵速度等に基づき自動車Ｖの運動状態（各車輪におけるばね上速度等）を判定する。次に、減衰力制御装置５０は、自動車Ｖの運動状態に基づき、ステップＳ２で各ダンパ６のエネルギー変化制御目標値Ｄｅａを算出し、ステップＳ３で各ダンパ６のロール制御目標値Ｄｒを算出し、ステップＳ４で各ダンパ６のピッチ制御目標値Ｄｐを算出する。
【００２０】
次に、減衰力制御装置５０は、ステップＳ５で各ダンパ６のストローク速度Ｓｓが正の値であるか否かを判定し、この判定がＹｅｓであった場合（すなわち、ダンパ６が伸び側に作動している場合）、ステップＳ６で３つの制御目標値Ｄｅａ，Ｄｒ，Ｄｐのうち値が最も大きいものを目標減衰力Ｄｔｇｔに設定する。また、減衰力制御装置５０は、ステップＳ５の判定がＮｏであった場合（すなわち、ダンパ６が縮み側に作動している場合）、ステップＳ７で３つの制御目標値Ｄｅａ，Ｄｒ，Ｄｐのうち値が最も小さいものを目標減衰力に設定する。
【００２１】
ステップＳ６またはステップＳ７で目標減衰力Ｄｔｇｔを設定すると、減衰力制御装置５０は、ステップＳ８で図６の目標電流マップから目標電流を検索／設定する。次に、減衰力制御装置５０は、ステップＳ８で設定された目標電流に基づき、ステップＳ９で各ダンパ６のＭＬＶコイル４０に駆動電流を出力する。
【００２２】
＜エネルギー変化制御目標値の算出＞
上述した減衰力制御と並行して、減衰力制御装置５０内のエネルギー変化演算制御部５５は、所定の処理インターバルをもって、図７のフローチャートにその手順を示すエネルギー変化制御目標値の算出を行う。エネルギー変化制御目標値の算出を開始すると、エネルギー変化演算制御部５５は、図７のステップＳ１１で、上下Ｇセンサ１３の検出信号を積分することによって車体１の上下速度ｖを得た後、ステップＳ１２で上下速度ｖと車体重量ｍを用いて車体１の運動エネルギーｕ１（ｍｖ２／２）を算出し、更にステップＳ１３で運動エネルギーｕ１を時間微分することによって運動エネルギー変化速度ｕ１’を算出する。
【００２３】
次に、エネルギー変化演算制御部５５は、ステップＳ１４でストロークセンサ１４から入力したダンパ６のストローク量信号からスプリング５の撓み量Ｘを得た後、ステップＳ１５でばね常数Ｋを用いてばねエネルギーｕ２（ＫＸ２／２）を算出し、更にステップＳ１６でばねエネルギーｕ２を時間微分することによってばねエネルギー変化速度ｕ２’を算出する。
【００２４】
運動エネルギー変化速度ｕ１’およびばねエネルギー変化速度ｕ２’の算出を終えると、エネルギー変化演算制御部５５は、ステップＳ１７で下式（１）によってエネルギー乗算値Ｕを算出する。
Ｕ＝ｕ１’・（−ｕ２’）                        ・・・（１）
【００２５】
次に、エネルギー変化演算制御部５５は、ステップＳ１８でエネルギー乗算値Ｕに所定の係数ｋを乗じることによってエネルギー変化制御目標値Ｄｅａを求め、ステップＳ１９でエネルギー変化制御目標値Ｄｅａのノイズ成分を除去した後、ステップＳ２０でエネルギー変化制御目標値Ｄｅａを出力する。
【００２６】
上述した式（１）において、ばねエネルギー変化速度ｕ２’の符号を変換する理由は、以下に述べる通りである。図８に示すように、例えば、平坦路走行時に車体１が上下動する場合には、減衰力を高めてエネルギーを吸収する必要がある。この際、自動車Ｖが有する総エネルギーは略一定（すなわち、総エネルギーの変化速度が略０）であるが、運動エネルギーＵ１とばねエネルギーＵ２とは逆方向に変化するため、符号を変換してエネルギー乗算値Ｕ（すなわち、エネルギー変化制御目標値Ｄｅａ）を正の値にする必要がある。一方、図９に示すように、例えば、凹凸路走行時に車体１と車輪３とが上下動する場合には、減衰力を低めて（本実施形態では、０として）車輪３側から車体１側に振動が伝達され難くする必要がある。この際、自動車Ｖが有する総エネルギーは大きく変化し（すなわち、総エネルギーの変化速度が大きくなり）、運動エネルギーＵ１とばねエネルギーＵ２とは略同様に増減するため、やはり符号を変換してエネルギー乗算値Ｕ（すなわち、エネルギー変化制御目標値Ｄｅａ）を負の値にする必要がある。
【００２７】
本実施形態では、このような構成を採ったことにより、実際に車体１が上下動する前にダンパ６の減衰力を増減させる（すなわち、制御応答性を高くする）ことができ、乗り心地の大幅な向上が実現される。
【００２８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では運動エネルギー変化速度の方向とばねエネルギー変化速度の方向とに応じて目標減衰力を設定するようにしたが、総エネルギー変化速度に応じて目標減衰力を設定するようにしてもよい。その他、制御装置の具体的構成や制御の具体的手順等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る４輪自動車の概略構成図である。
【図２】実施形態に係るダンパの縦断面図である。
【図３】実施形態に係る減衰力制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係るエネルギー変化演算制御部の要部構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る減衰力制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る目標電流マップである。
【図７】実施形態に係るエネルギー変化制御目標値の算出手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る運動エネルギーとばねエネルギーとの関係を示すグラフである。
【図９】実施形態に係る運動エネルギーとばねエネルギーとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１      車体
３      車輪
５      スプリング（懸架ばね）
６      減衰力可変ダンパ
７      サスペンション
１３    上下Ｇセンサ
１４    ストロークセンサ
５０    減衰力制御装置
５２    減衰力設定部（減衰力設定手段）
５５    エネルギー変化演算制御部
６１    運動エネルギー算出部
６２    運動エネルギー変化速度算出部（運動エネルギー変化速度検出手段）
６３    ばねエネルギー算出部
６４    ばねエネルギー変化速度算出部（ばねエネルギー変化速度検出手段）
Ｖ      自動車
【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】
2008230285.tif 000009
【図８】
2008230285.tif 000010
【図９】
2008230285.tif 000011