(57)【要約】【課題】  高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させつつも、車両の操安性を向上させることができるサスペンション制御装置を提供する。【解決手段】  乗員の足部が載置可能なフットレストに上下加速度センサ３が設けられており、上下加速度センサ３によって乗員の足が載置された状態での車両の上下方向の加速度を検出する。ＥＣＵ１は、この上下方向の加速度が大きい場合には、上下方向の加速度が小さい場合と比較して、サスペンション４の減衰力を小さくするように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態に合わせてサスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御装置であって、
乗員の足が載置可能な乗員足部載置部に設けられ、乗員の足が載置された状態での前記車両の上下方向の加速度を検出する上下加速度検出手段と、
前記上下加速度検出手段で検出された上下加速度が大きい場合に、前記上下加速度が小さい場合と比較して、前記サスペンションの減衰力を小さくするように制御するサスペンション制御手段と、
を備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記乗員足部載置部が、運転者の足を載置するフットレストである請求項１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、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】
従来、車両には路面からの衝撃を吸収し、車両の乗り心地を良くさせるためのサスペンションが設けられている。一般的にサスペンションは、バネ装置とショックアブソーバを備えて構成されており、サスペンションが有するサスペンション特性により乗り心地が変わる。サスペンション特性はショックアブソーバの減衰力やバネ装置のばね定数で表される。
【０００３】
このサスペンション特性は、乗り心地の他に、車両の操縦安定性すなわち操安性に影響を与える。例えば、ばね定数やショックアブソーバの減衰力を大きく設定すると、車両の操安性は向上するが乗り心地は悪くなる。反対にばね定数やショックアブソーバの減衰力を小さく設定すると、車両の操安性は低下するが乗り心地は良くなる。このような制御を行う装置として、アクティブサスペンションが知られている。アクティブサスペンションは、サスペンション特性を変えることにより、車両の操安性と乗り心地のバランスを最適化する制御を行う。
【０００４】
また、車両乗り心地を改善させるために、乗員の着座姿勢におけるシート座面と上下方向の振動加速度により振動の発生量を検出し、乗員の体感するところの直接振動を正確に評価して、サスペンションの特性を制御する装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−１４３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のサスペンション特性を変えることにより、車両の操安性と乗り心地のバランスを最適化する制御では、低周波の車両挙動を向上させることによって乗り心地感の向上を図ることには有効である。ところが、高周波振動に対する乗り心地については、十分な応答性を得ることができず、高周波振動に対する乗り心地感の向上を十分に図ることができないという問題があった。また、上記特許文献１に開示されたサスペンション制御装置では、乗員の直接振動を正確に評価するようにしているが、やはり高周波振動に対する評価は十分ではないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させつつも、車両の操安性を向上させ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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した本発明に係るサスペンション制御装置は、車両の走行状態に合わせてサスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御装置であって、乗員の足が載置可能な乗員足部載置部に設けられ、乗員の足が載置された状態での車両の上下方向の加速度を検出する上下加速度検出手段と、上下加速度検出手段で検出された上下加速度が大きい場合に、上下加速度が小さい場合と比較して、サスペンションの減衰力を小さくするように制御するサスペンション制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
通常、運転者は、足裏を運転席のフットレスト（フロア）に載置しており、その足裏を通じて感じる高周波振動の大きさは、上下方向を向く加速度とよく対応する。ここで、本発明に係るサスペンション制御装置は、乗員の足が載置可能な乗員足部載置部に設けられ、乗員の足が載置された状態での車両の上下方向の加速度を検出する上下加速度検出手段を備えている。この上下加速度検出手段で検出した上下加速度が大きい場合に、上下加速度が小さい場合と比較して、サスペンションの減衰力を小さくするように制御するので、高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させることができる。また、上下加速度手段によって検出される上下加速度が大きい場合には、サスペンションの減衰力を小さくすることから、上下加速度が小さく乗り心地感が良好である場合には、サスペンションの減衰力が大きくなる。このため、乗り心地感が良好な際にはその分操安性を向上させることができる。したがって、高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させつつも、車両の操安性を向上させることができる
ここで、乗員足部載置部が、運転者の足を載置するフットレストである態様とすることができる。フットレストは、通常、運転者が足を載置している場所であることから、乗員足部載置部をフットレストとすることにより別途乗員の足を載置する場所を設ける必要がなく、簡素な構成の装置とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るサスペンション制御装置によれば、高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させつつも、車両の操安性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係るサスペンション制御装置の構成概要図である。本実施形態に係るサスペンション制御装置は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１、車速センサ２、上下加速度センサ３、およびサスペンション４を備えて構成されている。
【００１２】
また、車両における運転席のフロアには、運転者が足部を載置するフットレストが設けられており、図２に示すように、フットレスト２０には、上下加速度センサ３が配置されている。フットレスト２０は、運転席のフロアＦに取り付けられたフットレスト本体２１を備えており、フットレスト本体２１の上面には、カバー２２が設けられている。フットレスト本体２１には、凹部２３が形成されており、この凹部２３に上下加速度センサ３が嵌め込まれている。上下加速度センサ３の上面側は、カバー２２の間から露出した形となっている。また、上下加速度センサ３からは、配線２４が延出している。
【００１３】
ＥＣＵ１は、信号処理部１１と駆動回路１２とを備えて構成される。ここで、ＥＣＵとは、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。
【００１４】
信号処理部１１は、車速センサ２、上下加速度センサ３が出力した信号を入力し、車両速度算出処理や車両の上下方向にかかる加速度、ショックアブソーバの減衰力算出処理、ショックアブソーバの減衰力段数の設定処理などを行い、結果を駆動回路１２へ出力する機能を備えている。ここで減衰力段数とは、ショックアブソーバの減衰力を段階的に設定する段数のことをいう。
【００１５】
駆動回路１２は、ＥＣＵ１が出力した情報を入力し、サスペンション４の駆動を制御するための信号を出力する回路である。ショックアブソーバの減衰力段数の設定やエアサスペンションではバネ装置の圧力調整信号を出力する機能を備えている。
【００１６】
車速センサ２は、車両のシャフト付近に配置されたセンサであり、磁石を利用してシャフトの回転を読み取り、車両速度を算出して車両速度をＥＣＵ１へ出力する機能を備えている。上下加速度センサ３は、フットレストに運転者の足が載置された状態での車両の上下方向の加速度を検出し、検出した上下方向の加速度をＥＣＵ１へ出力する機能を備えている。
【００１７】
サスペンション４は、タイヤと車両ボディの間に配置され、路面からの衝撃を吸収する機能を備えている。サスペンション４は、ショックアブソーバ４１やバネ装置４２を備えて構成されており、本実施形態ではショックアブソーバ４１やバネ装置４２の一部を空気で構成するエアサスペンションが用いられている。ショックアブソーバ４１は、減衰力を段階的に設定する機能を備えており、バネ装置４２は、バネ定数を調整する機能を備えている。
【００１８】
次に本実施形態に係るサスペンション制御装置の動作について説明する。
【００１９】
図３は本実施形態に係るサスペンション制御装置の動作を示すフローチャートであり、図４は本実施形態に係るサスペンション制御装置に用いられる減衰力マップである。
【００２０】
図３の制御処理は、車両の電源がオンにされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２１】
上下加速度センサ３によって検出され、ＥＣＵ１に出力された車両の上下加速度を読み取る（Ｓ１）。上下加速度を読み込んだら、この上下加速度をハイパスフィルタにかけて、その高周波成分を分離し、上下加速度の高周波成分を算出する（Ｓ２）。続いて、車速センサ２によって検出され、ＥＣＵ１に出力された車速を読み取る（Ｓ３）。
【００２２】
こうして、ステップＳ２で算出された上下加速度およびステップＳ３で読み取られた車速を図５に示す車速−上下加速度マップに参照し、領域判定を行う（Ｓ４）。この車速−上下加速度マップの参照結果に基づいた領域判定の結果から、図４に示す減衰力マップのうち、第一減衰力マップと第二減衰力マップのいずれを採用するかを決定する。
【００２３】
ここで、図４に示す減衰力マップおよび図５に示す車速−上下加速度マップについて説明する。減衰力マップは、車速に依存したショックアブソーバ４１の減衰力段数のマップである。減衰力マップを参照してショックアブソーバ４１の減衰力を駆動回路１２で制御することで、車速に基づいたサスペンション制御が可能となる。ここで、減衰力段数を大きく設定すると、ショックアブソーバ４１の減衰力が大きくなるとする。つまり、減衰力段数を大きく設定すると、操安性が向上するが乗り心地は悪くなる。
【００２４】
また、車速が小さい時は車両操作に余裕があるため、乗り心地を重視して減衰力段数は低めに設定され、車速が大きい時は車両操作のレスポンスも上げなければならないため、操安性を重視して減衰力段数は高めに設定される。これにより、車速の増加に合わせて段階的に減衰力段数を大きくしていくことで、速度に基づいたサスペンション制御を実施できる。
【００２５】
第一減衰力マップは、車速と上下加速度との関係から、高周波数振動が比較的小さく、乗り心地感に余裕があると判断されたため、車両の上下加速度の影響を考慮しないでサスペンション制御を行う場合に用いられる減衰力マップである。また、第二減衰力マップは、高周波振動が比較的大きく、乗り心地に余裕がない分、第一減衰力マップに比べて操安性よりも乗り心地感を重視したサスペンション制御を行う場合に用いられる減衰力マップである。
【００２６】
図４に示すように、第一減衰力マップでは初期速度Ｖ０〜第一速度Ｖ１の車速で減衰力段数３段目であり、第一速度Ｖ１〜第二速度Ｖ２の車速で減衰力段数４段目であるが、第二減衰力マップでは初期速度Ｖ０〜第一速度Ｖ１の車速で減衰力段数１段目であり、第一速度Ｖ１以上の車速で減衰力段数２段目である。よって、第一減衰力マップより第二減衰力マップを選択した方が、操安性は良くないが乗り心地が良くなるということになる。
【００２７】
また、車速と上下加速度との関係を説明すると、車速が小さい場合には、車速が大きい場合と比較して、車両の振動の高周波成分を乗員が体感し易い状態となっている。このため、不感帯領域を挟んだＡ領域とＢ領域との境界線は、車速が大きい場合に、車速が小さい場合よりも上下加速度が大きくなる位置に設定されている。
【００２８】
周波数に対する運転席の上下加速度をショックアブソーバの減衰力の大きさで比較したグラフを図６に示す。図６からわかるように、ショックアブソーバの減衰力を大きくすると、運転席が位置するばね上におけるばね上共振ＣＵを越えたあたりから加速度レベルは大きめとなる。高周波振動として、特に運転者の足を通じて感じる振動は、少なくともばね下共振点ＣＤ以上であることから、ショックアブソーバの減衰力を小さくすることにより、高周波振動を効果的に抑制することができる。
【００２９】
いま、図５に示す車速と上下加速度との関係におけるＡ領域とＢ領域とは、サスペンションの減衰力マップを選定するために設定された領域である。車速と上下加速度との関係がＡ領域にある場合には、上下加速度が大きいことから、乗り心地に余裕がない状態である。この場合には、第二減衰力マップを採用して乗り心地の向上を優先させる。また、Ｂ領域にある場合には、乗り心地に余裕がある状態であることから、第一減衰力マップを採用して、操安性を優先させる。こうして、乗り心地感を十分に向上させつつも車両の操安性を向上させることができる。
【００３０】
図３に示すフローに戻り、ステップＳ４における領域判定の結果、Ｂ領域となったか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、Ｂ領域であると判断された場合には、図４に示す減衰力マップのうち、第一減衰マップを採用する（Ｓ６）。また、Ｂ領域でないと判断された場合には、Ａ領域であるか否かを判断する（Ｓ７）。その結果、Ａ領域であると判断された場合には、減衰力マップとして第二減衰力マップを採用する（Ｓ９）。
【００３１】
さらにＡ領域でないと判断された場合には、Ａ領域およびＢ領域のいずれにも属さない不感帯領域であることとなる。不感帯領域にある場合には、減衰力の急激な変化を避けるために、現在使用している減衰力マップをそのまま使用する。そのため、現在使用している減衰力マップが第一減衰力マップであるか否かを判断する（Ｓ８）。その結果、現在使用している減衰力マップが第一減衰力マップである場合には、そのまま第一減衰力マップを採用し（Ｓ６）、第一減衰力マップでない場合には、第二減衰力マップを使用していることになるので、そのまま第二減衰力マップを採用する（Ｓ９）。
【００３２】
こうして、ステップＳ６またはステップＳ９において減衰力マップを採用したら、車速センサ２から出力された車速を読み取る（Ｓ１０）。それから、ショックアブソーバ４１の減衰力段数を決定する（Ｓ１１）。ここでは、ステップＳ６またはステップＳ９で採用された減衰力マップに、ステップＳ１０で読み取られた車速を参照することにより、減衰力段数を決定する。
【００３３】
その後、決定された減衰力段数に基づいてアクチュエータを駆動させ、ショックアブソーバ４１の減衰力段数に基づくサスペンション４の制御を行う。こうして、サスペンション制御装置の動作が終了する。
【００３４】
このように、本実施形態に係るサスペンション制御装置においては、運転者が足を載置するフットレストに上下加速度センサ３が設けられており、運転者が足を載置した状態での上下加速度を検出している。この上下加速度が大きい場合に、上下加速度が小さい場合よりも減衰力を小さくする制御を行っている。また、運転者の足裏を通じて感じる高周波振動の大きさは、上下方向を向く加速度とよく対応する。このため、高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させることができる。また、上下加速度センサによって検出される上下加速度が大きい場合には、サスペンションの減衰力を小さくすることから、上下加速度が小さく乗り心地感が良好である場合には、サスペンションの減衰力が大きくなる。このため、乗り心地感が良好な際にはその分操安性を向上させることができる。したがって、高周波振動に対する乗り心地感を十分に向上させつつも、車両の操安性を向上させることができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、減衰力マップを採用するにあたり、車速−上下加速度マップを参照して車速に応じて減衰力マップを採用する際の上下加速度の基準を調整しているが、一律的に上下加速度に応じて減衰力マップを採用することもできる、また、車速−上下加速度マップにおいて不感帯を設定しているが、この不感帯を設定しない態様とすることもできる。さらに、車速−上下加速度マップでは、不感帯領域を除いてＡ領域およびＢ領域の２領域を設定しているが、さらに複数の領域を設定することもできる。
【００３６】
また、本発明に係るサスペンション制御装置のサスペンションとしては、本実施形態で述べたエアサスペンションに限られるものではなく、例えば、ショックアブソーバは多段式のショックアブソーバに限られず、例えば、電子制御によって減衰力を制御するショックアブソーバでもよい。
【００３７】
さらに、本発明に係るサスペンション制御装置に用いられる減衰力マップは、本実施形態で述べた２通りに限られるものではなく、速度に基づいてどのような制御をするかを適宜決定して減衰力マップの数を増減してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンション制御装置の構成概要を示すブロック図である。
【図２】フットレストの側断面図である。
【図３】サスペンション制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】サスペンション制御装置に用いられる減衰力マップである。
【図５】減衰力マップを設定する際に用いられる車速−上下加速度マップである。
【図６】周波数に対する上下加速度をショックアブソーバの減衰力の大きさで比較したグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…ＥＣＵ、２…車速センサ、３…上下加速度センサ、４…サスペンション、１１…信号処理部、１２…駆動回路、２０…フットレスト、４１…ショックアブソーバ、４２…バネ装置。
【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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