(57)【要約】【課題】サスペンション制御装置において、簡単な構造で消費エネルギを小さくする。【解決手段】車両の左右のサスペンションユニット２を双方向油圧ポンプ３を介して互い接続する。コントローラ６により、横加速度センサ１１、操舵角センサ１２及び車高センサ１７等によって検出した車両状態に基づいて、双方向油圧ポンプ３を駆動するモータ４を制御し、左右のサスペンションユニット２の間で油液を移送することにより、旋回時の車体のロールを抑制する。このとき、コントローラ６では、車高センサ１７の検出に基づく制御信号に対してハイパスフィルタ処理を行う。これにより、乗員の乗降等に起因する積載荷重の変化による定常的な車体の傾きに対して、低周波の制御信号をカットすることができ、不要な姿勢制御が行われるの防止して消費エネルギを小さくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータによって車体の姿勢を制御する姿勢制御手段と、車高を含む車両状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出に基づいて制御信号を出力して前記姿勢制御手段を作動させて前記車体の姿勢制御を実行するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車高に基づく制御信号に対してハイパスフィルタ処理を行うことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記検出手段の検出に基づいて車両が定常円旋回中であるか否かを判断し、定常円旋回中であると判断したとき、前記ハイパスフィルタの時定数を大きくすること特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記検出手段による車高の検出の基準となる標準車高を設定し、前記検出手段によって検出された車高が定常的に変化したとき、その車高を標準車高として設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載されて車体の姿勢制御を行うサスペンション制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているように、車体側と車輪側との間に介装されたサスペンションユニットの油圧シリンダに、給排切換弁等の給排手段を介してポンプ、アキュムレータ等からなる油圧源を接続し、各種センサによって検出した車体の上下及び横加速度等のパラメータに基づいて、コントローラによって給排手段を作動させて、車両の走行状態に応じて油圧シリンダに油液を給排することにより、車体の姿勢制御を行うようにした、いわゆるアクティブサスペンション制御装置が知られている。アクティブサスペンション装置によれば、車両の走行状態に応じて、最適な車体の姿勢制御を行うことができ、乗り心地と操縦安定性を高次元で両立させることが可能である。
【特許文献１】特開平２−２４６８１６号公報
【０００３】
しかしながら、上述のアクティブサスペンション装置では、次のような問題がある。アクティブサスペンション装置は、複雑な油圧システムを必要とするため、製造コストが高く、また、車走行中に、これを常時作動させるために、消費エネルギが大きくなる。そこで、従来から、よりシンプルな構造で効果的に車体の姿勢制御行うことができ、かつ、消費エネルギの小さいサスペンション制御装置が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で消費エネルギを小さくすることができ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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、アクチュエータによって車体の姿勢を制御する姿勢制御手段と、車高を含む車両状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出に基づいて制御信号を出力して前記姿勢制御手段を作動させて前記車体の姿勢制御を実行するコントローラとを備えたサスペンション制御装置において、
前記コントローラは、車高に基づく制御信号に対してハイパスフィルタ処理を行うことを特徴とする。
請求項２の発明にサスペンション制御装置は、上記請求項１の構成において、前記コントローラは、前記検出手段の検出に基づいて車両が定常円旋回中であるか否かを判断し、定常円旋回中であると判断したとき、前記ハイパスフィルタの時定数を大きくすること特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２の構成において、前記コントローラは、前記検出手段による車高の検出の基準となる標準車高を設定し、前記検出手段によって検出された車高が定常的に変化したとき、その車高を標準車高として設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明に係るサスペンション制御装置によれば、乗員の乗降、荷物の積み降ろし等による積載荷重の変化によって車高が定常的に変化したとき、定常的な車高変化に基づく低周波の制御信号は、ハイパスフィルタによってカットされるので、不要な姿勢制御が行われるの防止して、消費エネルギを小さくすることができる。
請求項２の発明に係るサスペンション制御装置によれば、定常円旋回中には、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を低くして、定常円旋回による車高変化に基づく制御信号がハイパスフィルタを通過するようにして、適切な姿勢制御を行うことができる。
請求項３の発明に係るサスペンション制御装置によれば、乗員の乗降、荷物の積み降ろし等による積載荷重の変化によって車高が定常的に変化したとき、その車高を標準車高として車高検出の基準が適宜更新されるので、定常的な車高変化によって不要な姿勢制御が行われるの防止して、消費エネルギを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、自動車に搭載された本実施形態に係るサスペンション制御装置１の概略構成を示している。図１に示すように、サスペンション制御装置１は、前後左右の各車輪に設けられたサスペンションユニット２（姿勢制御手段）と、前輪及び後輪それぞれの左右のサスペンションユニット２の間に接続された双方向油圧ポンプ３（姿勢制御手段）と、双方向油圧ポンプ３を駆動するモータ４（アクチュエータ）及びモータドライバ５と、モータドライバ５を制御するコントローラ６とを備えている。
【０００８】
サスペンションユニット２は、サスペンション装置の車輪側（バネ下）と車体側（バネ上）との間に介装された油圧シリンダ７及びサスペンションスプリング８と、油圧シリンダ７に接続されたアキュムレータ９とを備えている。油圧シリンダ７は、油液が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装したものであり、ピストンロッドに設けられた油路を通してシリンダ内に油液を給排することにより、ピストンロッドを伸縮させることができる。また、ピストン部には、ピストンロッドの伸縮に対して、これによって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させるオリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構が設けられている。油圧シリンダ７は、アキュムレータ９に接続されており、アキュムレータ９の蓄圧圧力によってピストンロッドの伸縮にバネ力が付与し、このバネ力及びサスペンションスプリング８のバネ力によって車体を支持している。
【０００９】
双方向油圧ポンプ３は、モータ４の回転方向に応じて双方向に吐出が可能なものであり、左右のサスペンションユニット２の油圧シリンダ７の間に接続されており、モータ４の回転方向に応じて、左右のサスペンションユニット２の油圧シリンダ７の間で一方から他方へ、また、他方から一方へ油液を移送することができる。
【００１０】
モータ４は、モータドライバ５からの制御電流によって回転方向及び回転数（回転速度）が制御可能なサーボモータであり、モータドライバ５からの制御電流に応じて双方向油圧ポンプ３を駆動する。
【００１１】
コントローラ６は、マイクロプロセッサベースの制御回路であり、各車輪の油圧シリンダ７の圧力（アキュムレータ９の蓄圧圧力）を検出する圧力センサ１０、車体の横加速度を検出する横加速度センサ１１、操舵輪の操舵角を検出する操舵角センサ１２、車速センサ１３、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ１４、ブレーキの操作を検出するブレーキスイッチ１５、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６及び各車輪毎に車高を検出する車高センサ１７等の車両各部に設けられたセンサからの検出信号を入力し、これらの入力信号を所定の論理規則に従って処理してモータドライバ５に制御信号を出力してモータ４を制御する。
【００１２】
次に、コントローラ６による車体のロール制御について説明する。
車両が旋回するとき、車体に作用する遠心力及び車輪と地面との摩擦力による横力によって、車体は、前後方向の軸を中心として旋回外側にロール（傾斜）する。これに対して、コントローラ６は、圧力センサ１０、横加速度センサ１１、操舵角センサ１２、車速センサ１３、車高センサ１７によって検出した横加速度、操舵角及び車速等の車両情報に基づいて車両の走行状態を演算する。そして、走行状態に応じてモータドライバ５に制御信号を出力し、モータ４の回転を制御して双方向油圧ポンプ３によって旋回内側のサスペンションユニット２の油圧シリンダ７及びアキュムレータ９から旋回外側のサスペンションユニット２の油圧シリンダ７及びアキュムレータ９へ油液を移送する。これにより、旋回時の車体のロールを抑制して操縦安定性を高めることができる。
【００１３】
次に、コントローラ６による処理について、図２乃至図４を参照して更に詳細に説明する。図２に示すように、コントローラ６は、上述の各種センサによって車両の走行状態を表す信号Ｓを受信し、これらの信号をＡ／Ｄ変換してロール制御ブロックＢに入力し、双方向油圧ポンプ４の目標流量を演算する。演算した目標流量を図３に示す流量−回転数マップ（双方向油圧ポンプ３の流量と回転数との関係を表す）を用いてモータ４の目標回転数に変換して制御信号をモータドライバ５へ出力する。
【００１４】
図４に示すように、ロール制御ブロックＢは、横加速度制御部Ｂ１と、圧力制御部Ｂ２と、車高制御部Ｂ３とを備えている。横加速度制御部Ｂ１は、横加速度センサ１１の出力信号に基づいて目標流量を演算する。圧力制御部Ｂ２は、各車輪の油圧シリンダ７に設けられた圧力センサ１０の出力信号（左右の油圧シリンダ７の差圧）及び横加速度センサ１１の出力信号に基づいて左右の車輪の油圧シリンダ７の目標差圧を演算する。車高制御部Ｂ３は、各車輪に設けられた車高センサ１３の出力信号に基づいて左右の車高差から車体のロール成分を演算して制御信号を出力する。
【００１５】
車高演算制御部Ｂ３には、演算したロール成分（左右の車高差）による出力信号に対して、所定の低周波成分をカットするハイパスフィルタ１８が設けられている。ハイパスフィルタ１８のカットオフ周波数は、乗員の乗降、荷物の積み降ろし、燃料の補給等の積載荷重の変化によって生じる定常的な車高変化の成分のみをカットし、通常の走行状態における操舵による旋回（曲線路、屈曲路の走行、右左折、Ｕターン、車線変更等）によって生じるロール成分に影響しないように、充分低く設定されている。
【００１６】
これにより、積載荷重の変化によって車高が定常的に変化（ロール）した場合、そのロール成分による制御信号はハイパスフィルタ１８によってカットされるので、積載荷重による定常的な車体のロールに対する不要なロール制御を実行しないので、モータ４の消費電力を低減することができる。
【００１７】
次に、ハイパスフィルタ１８の時定数の調整について、図５、図７及び図８を参照して説明する。
車両が一定半径を一定速度で旋回（定常円旋回）している場合、車体には一定の横加速度が生じて一定のロール角が維持される。このとき、この状態が定常的な車高変化とみなされて、ハイパスフィルタ１８によって制御信号がカットされてしまうと、適切なロール制御が実行されないことになる。
【００１８】
そこで、コントローラ６には、図５に示すように、時定数調整部１９が設けられている。時定数調整部１９は、定常円旋回判定部２０及び時定数設定部２１を有している。定常円旋回判定部２０は、横加速度センサ１１が検出する横加速度の変化（横加速度微分値）及び操舵角センサ１２が検出するステアリング舵角（操舵角）に基づいて、車両が定常円旋回状態にあるか否かを判定する。
【００１９】
定常円旋回判定部２０による定常円旋回の判定について図７のフローチャートを参照して説明する。図７を参照して、ステップＳ１で、操舵角センサ１２が検出する操舵角の絶対値が設定値よりも大きいか否かを判断し、設定値よりも大きければステップＳ２へ進み、設定値以下であればステップＳ４で定常円旋回中ではないと決定してルーチンを終了する。ステップＳ２では、横加速度センサ１１が検出する横加速度の微分値の絶対値が設定値より小さい状態が所定時間ｔ秒以上継続したか否かを判定し、継続した場合には、ステップＳ３へ進んで定常円旋回中であると決定し、継続しない場合には、ステップＳ４へ進んで定常円旋回中ではないと決定して、ルーチンを終了する。
【００２０】
そして、時定数設定部２１では、定常円旋回判定部２０による判定結果に基づいて、ハイパスフィルタ１８のカットオフ周波数（時定数）を設定する。
【００２１】
時定数設定部２１による時定数の設定について、図８のフローチャートを参照して説明する。図８を参照して、ステップＳ１で、定常円旋回判定部２０による判定結果を判断し、定常円旋回中であると判断した場合には、ステップＳ２へ進んでハイパスフィルタ１８をスルーパスとし、定常円旋回中でないと判断した場合には、ステップＳ３へ進んでハイパスフィルタ１８のカットオフ周波数を所定の設定値にセットして、ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２でハイパスフィルタ１８をスルーパスとする代りに、ハイパスフィルタ１８のカットオフ周波数を高く（時定数を大きく）して、その定常円旋回によるロール成分に基づく制御信号がハイパスフィルタ１８を通過するようにしてもよい。
【００２２】
これにより、車両が定常円旋回中である場合には、それによるロール成分に基づく制御信号がハイパスフィルタ１８を通過できるようにすることにより、定常円旋回に対して、車高センサ１３の検出によって演算したロール成分に基づいて適切なロール制御を実行することができ、操縦安定性を高めることができる。
【００２３】
なお、定常円旋回の判定手段としては、上記のほか、ヨーレート、車輪速等、定常円旋回中であるか否かを判断できるものであれば、他の手段を用いてもよい。
【００２４】
また、図６に示すように、サスペンション制御装置１には、ドアの開閉を検出するドアスイッチ２２及びトランクの開閉を検出するトランクスイッチ２３が設けられ、また、コントローラ６には、標準車高演算部２４が設けられている。
【００２５】
標準車高演算部２４は、車高センサ１３、ドアスイッチ２２及びトランクスイッチ２３の出力に基づいて、乗員の乗降及び荷物の積み降ろしを監視し、これらの終了後の車高を標準車高とし、この標準車高を基準としてロール成分の演算を実行する
【００２６】
標準車高演算部２４による標準車高の演算フローについて図９を参照して説明する。
図９を参照して、ステップＳ１では、トランクスイッチ２３によってトランクの開閉を判断し、閉じている場合はステップＳ２へ進み、開いている場合には、トランク開フラグを立ててルーチンを終了する。ステップ２では、ドアスイッチ２２によってドアの開閉を判断し、ドアが閉じている場合にはステップＳ３へ進み、開いている場合には、ドア開フラグを立ててルーチンを終了する。ステップＳ３では、トランク開フラグ及びドア開フラグに基づいて、前回のルーチンでドア又はトランクが開いていた否かを判断し、いずれかが開いていた場合にはステップＳ４へ進み、いずれも閉じていた場合にはルーチンを終了する。ステップＳ４では、その時点の車高を標準車高にセットして、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、ハイパスフィルタ１８を初期化してルーチンを終了する。
【００２７】
このようにして、ドア及びトランクの開閉に基づいて、乗員の乗降及び荷物の積み降ろしの有無を判断することができ、乗員の乗降又は荷物の積み降ろしがあったと判断したとき、その時点の車高を標準車高とし、標準車高を基準として車高の変化を検出してロール成分を演算する。これにより、乗員の乗降及び荷物の積み降しに起因する積載荷重の変化による定常的な車体の傾きに対して不要なロール制御を実行しないようにすることができ、モータ４の消費電力を低減することができる。このとき、標準車高を設定した後（図９のステップＳ４）、ハイパスフィルタ１８を初期化することにより（図９のステップＳ５）、車高センサ１３の出力信号の急激な変化による車高制御部Ｂ３からの制御信号の急激な変化を抑制することができる。
【００２８】
次に、上記標準車高演算部２４の変形例について図１０を参照して説明する。本変形例では、標準車高演算部２４は、ドアスイッチ２２及びトランクスイッチ２３の代わりに、車高センサ１３の出力信号に対するローパスフィルタ及び車速センサ１３を用いて、車高の変化及び車速を監視し、車速ゼロの状態で所定時間にわたって車高変化がなかったとき、その時点の車高を標準車高に設定する。
【００２９】
本変形例の標準車高演算部による標準車高の演算について図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０を参照して、ステップＳ１では、ローパスフィルタを通して車高センサ１３の出力信号を受信してステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、車速ゼロの状態で所定時間にわたって車高変化がないか否かを判断し、車速ゼロ、かつ、車高変化がない場合にはステップＳ３へ進み、そうでない場合にはルーチンを終了する。ステップＳ３では、その時点の車高を標準車高にセットして、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、ハイパスフィルタ１８を初期化してルーチンを終了する。
【００３０】
このようにして、停車中（車速ゼロ）における車高の変化の有無に基づいて、標準車高を設定、更新し、標準車高を基準として車高の変化を検出してロール成分を演算する。これにより、乗員の乗降及び荷物の積み降し等による積載荷重の変化による定常的な車体の傾きに対して不要なロール制御を実行しないようにすることができ、モータ４の消費電力を低減することができる。このとき、標準車高を設定した後（図１０のステップＳ３）、ハイパスフィルタ１８を初期化することにより（図１０のステップＳ４）、車高センサ１３の出力信号の急激な変化による車高制御部Ｂ３からの制御信号の急激な変化を抑制することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、一例としてロール制御を実行するサスペンション制御装置について説明しているが、上記サスペンション制御装置において、左右のサスペンションユニット２の代りに前後のサスペンションユニット２を双方向油圧ポンプ３を介して互いに連結して前後加速度及び車高変化等に基づいて車体のピッチ制御を実行するサスペンション制御装置にも同様に本発明を適用することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、油圧システムによって車体の姿勢制御を実行するサスペンション制御装置について説明しているが、空気圧によって車体の姿勢制御を行うエアサスペンション制御装置、電動アクチュエータ等を用いてロール制御を実行する電動スタビライザ等、アクチュエータを用いて車体の姿勢制御を行う他のサスペンション制御装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置の概略構成を示すブロック図図である。
【図２】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラの制御ブロックを示す図である。
【図３】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラに記憶された双方向油圧ポンプの流量−回転数マップを示す図である。
【図４】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラのロール制御ブロックによって実行される処理を示すブロック図である。
【図５】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラ６の時定数調整部を示すブロック図である。
【図６】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラの標準車高演算部を示すブロック図。
【図７】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラ６の定常円旋回判定部による定常円旋回の判定フローを示す図である。
【図８】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラ６の時定数設定部による時定数の設定フローを示す図である。
【図９】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラ６の標準車高演算部による標準車高の演算フローを示す図である。
【図１０】図１に示すサスペンション制御装置のコントローラ６の標準車高演算部の変形例による標準車高の演算フローを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  サスペンション制御装置、２  サスペンションユニット、３  双方向油圧ポンプ（姿勢制御手段）、４  モータ（アクチュエータ）、６  コントローラ、１７  車高センサ、１８  ハイパスフィルタ
【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】
2008230466.tif 000011
【図１０】
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