(57)【要約】【課題】制動時のピッチングをサスペンション制御によって効果的に抑制するサスペンション制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】運転者による制動操作中であるか否かを検出する制動操作検出手段３と、車速を検出する車速検出手段２と、リヤサスペンションのストロークを制御するリヤサスペンション制御手段４Ｃ，４Ｄとを備え、制動操作検出手段３で制動操作中と検出した場合、車速検出手段２で検出した車速に応じてリヤサスペンション制御手段４Ｃ，４Ｄによりリヤサスペンションの伸長を抑制することを特徴とする。【選択図】図１
2008024143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による制動操作中であるか否かを検出する制動操作検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
リヤサスペンションのストロークを制御するリヤサスペンション制御手段と
を備え、
前記制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、前記車速検出手段で検出した車速に応じて前記リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションの伸長を抑制することを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
前記制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、前記車速検出手段で検出した車速が所定車速以下のときに、前記リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションの伸長を抑制することを特徴とする請求項１に記載するサスペンション制御装置。
【請求項３】
前記制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、前記車速検出手段で検出した車速が所定車速以下のときに、前記リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションをロックすることを特徴とする請求項２に記載するサスペンション制御装置。
【請求項４】
前記制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、前記車速検出手段で検出した車速が所定車速以下のときに、前記リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションを収縮することを特徴とする請求項２に記載するサスペンション制御装置。
【請求項５】
車両の減速度を検出する減速度検出手段を備え、
前記減速度検出手段で検出した減速度が所定減速度以上のときに、前記リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションの伸長を抑制することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載する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、少なくともリヤサスペンションを制御するサスペンション制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者によるブレーキ操作により車両を急制動したときには、車両ではフロント側に荷重移動が起こり、フロント側が沈むとともにリヤ側が上がる大きなピッチングが発生する場合がある。このような場合、車両の乗員は、不快感を受け、乗心地が低下する。そこで、このようなピッチングを抑制するための様々な方法が提案されている。特許文献１に記載の懸架装置では、急制動開始時にフロント側ショックアブソーバの圧側の減衰力特性をハード特性とするとともにリヤ側ショックアブソーバの伸側の減衰力特性をハード特性にすることにより、初期ピッチングを抑制する。
【特許文献１】特開平９−２７７８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タイヤと路面間の摩擦係数は、車速が低くなるほど高くなり、車両が止まる寸前が最も高くなる。そのため、ウォーキング速度（極低速）で走行中に急制動したときには、非常に大きな制動加速度が発生し、車両の減速度が大きくなる。その結果、図５に示すように、車両のピッチ角が非常に大きくなり、過大なピッチングとなる。このような過大なピッチングが発生した場合には、上記した懸架装置のようにショックアブソーバの減衰力制御だけではその過大なピッチングを抑制する効果が十分に得られない。
【０００４】
そこで、本発明は、制動時のピッチングをサスペンション制御によって効果的に抑制するサスペンション制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るサスペンション制御装置は、運転者による制動操作中であるか否かを検出する制動操作検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、リヤサスペンションのストロークを制御するリヤサスペンション制御手段とを備え、制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、車速検出手段で検出した車速に応じてリヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションの伸長を抑制することを特徴とする。
【０００６】
このサスペンション制御装置では、制動操作検出手段により運転者が制動操作中か否かを検出するとともに、車速検出手段により車速を検出する。サスペンション制御装置では、制動操作中の場合、車速に応じてリヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションのストロークの伸長を抑制する。この抑制制御を行うときの車速としては、制動操作中に車両にピッチング（特に、過大なピッチング）が発生する可能性のある車速領域である。このように、制動時にピッチングが発生する可能性があるときにはリヤサスペンションの伸びを抑えることにより、車両の重心位置が高くなることを抑えることができ、制動時のピッチング（リヤリフト）を効果的に抑制することができる。これによって、車両の乗員は過大なピッチングによる不快感を受けなくなり、乗心地が向上する。
【０００７】
本発明の上記サスペンション制御装置では、制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、車速検出手段で検出した車速が所定車速以下のときに、リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションの伸長を抑制する構成としてもよい。
【０００８】
このサスペンション制御装置では、制動操作中の場合、車速が所定車速以下のときに、リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションのストロークの伸長を抑制する。タイヤと路面間の摩擦係数は車速が低くなるほど高くなるので、低速走行中に制動したときには車両に非常に大きな減速度が発生し、過大なピッチングとなる。つまり、低速ほど、大きなピッチングが発生する可能性がある。所定車速は、タイヤと路面との摩擦係数と車速との関係などを考慮して設定され、制動中に大きなピッチングが発生する可能性がある低速域を判定するための車速閾値である。したがって、このサスペンション装置では、大きなピッチングが発生する可能性がある低速のみでリヤサスペンションの伸長抑制制御を行うので、不要な場面ではピッチングを抑制するためのサスペンション制御を行わない。そのため、不要な場面において、サスペンションが通常制御で作動し、乗心地が向上する。
【０００９】
本発明の上記サスペンション制御装置では、制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、車速検出手段で検出した車速が所定車速以下のときに、リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションをロックする構成としてもよい。
【００１０】
このサスペンション制御装置では、リヤサスペンション制御手段により、ストロークの伸長抑制としてリヤサスペンションのストローク変位をロック（固定）する。このようにロックすることによって、リヤサスペンションの作動が禁止され、リヤ側ではばね上重量に加えてばね下重量によって車両を下側に引っ張ることになる。その結果、リヤリフトが抑制され、制動時のピッチングを効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明の上記サスペンション制御装置では、制動操作検出手段で制動操作中と検出した場合、車速検出手段で検出した車速が所定車速以下のときに、リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションを収縮する構成としてもよい。
【００１２】
このサスペンション制御装置では、リヤサスペンション制御手段により、ストロークの伸長抑制としてリヤサスペンションのストロークを収縮する。このようにリヤサスペンションを強制的に縮めることによって、リヤリフトが抑制され、制動時のピッチングを効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明の上記サスペンション制御装置では、車両の減速度を検出する減速度検出手段を備え、減速度検出手段で検出した減速度が所定減速度以上のときに、リヤサスペンション制御手段によりリヤサスペンションの伸長を抑制する構成としてもよい。
【００１４】
このサスペンション制御装置では、減速度検出手段により、車両の減速度を検出する。そして、サスペンション制御装置では、制動操作中の場合、減速度が所定減速度以上のときに、リヤサスペンション制御手段により車速に応じてリヤサスペンションのストロークの伸長を抑制する。低速走行中でも緩やかな制動のときには、乗員が不快となるような大きなピッチングが発生しない。逆に、低速走行中に急な制動のときには、過大なピッチングが発生する。所定減速度は、制動中に大きなピッチングが発生する可能性のある比較的急な制動を判定するための減速度閾値である。したがって、このサスペンション装置では、大きなピッチングが発生する可能性がある急な制動のときにリヤサスペンションの伸長抑制制御を行うので、不要な場面ではピッチングを抑制するためのサスペンション制御を行わない。そのため、不要な場面において、サスペンションが通常制御で作動し、乗心地が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、リヤサスペンションの伸長を抑制制御することにより、制動時のピッチングを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係るサスペンション制御装置の実施の形態を説明する。
【００１７】
本実施の形態では、本発明に係るサスペンション制御装置を、車両状況に応じて車両姿勢制御や車高制御などを行うサスペンション制御装置に適用する。本実施の形態に係るサスペンション制御装置は、各輪に電磁サスペンションを備え、電磁サスペンションによりサスペンションのストロークを任意に変化させる。
【００１８】
図１〜図３を参照して、本実施の形態に係るサスペンション制御装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係るサスペンション制御装置の構成図である。図２は、車速とタイヤ−路面間の摩擦係数との関係を示すグラフである。図３は、低速走行でブレーキ操作を行ったときにリヤ電磁サスペンションをロックしなかった場合とロックした場合を示す車両の模式図である。
【００１９】
サスペンション制御装置１は、操縦安定性と乗心地を向上させるために、各輪のサスペンションを制御する。特に、サスペンション制御装置１では、低速走行中にブレーキ操作したときに発生する過大なピッチングを抑制するために、リヤのサスペンションを制御する。そのために、サスペンション制御装置１は、車速センサ２、ブレーキストロークセンサ３、各輪の電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]５などを備えている。
【００２０】
本実施の形態では、車速センサ２が特許請求の範囲に記載する車速検出手段に相当し、ブレーキストロークセンサ３が特許請求の範囲に記載する制動操作検出手段に相当し、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄが特許請求の範囲に記載するリヤサスペンション制御手段に相当する。
【００２１】
車速センサ２は、車両の速度を検出するセンサである。車速センサ２では、車速を検出し、その検出した車速を車速信号としてＥＣＵ５に送信する。ブレーキストロークセンサ３は、ブレーキペダルのストロークを検出するセンサである。ブレーキストロークセンサ３では、ブレーキペダルのストロークを検出し、その検出したストロークをブレーキ信号としてＥＣＵ５に送信する。
【００２２】
各電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、モータを内蔵する電磁ダンパとコイルスプリングを備えており、モータによって電磁ダンパの減衰力を変化させてストロークを変化させるサスペンションである。各電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄでは、ＥＣＵ５から制御電流がそれぞれ供給される。そして、各電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄでは、供給された制御電流に応じてモータが駆動し、電磁ダンパの減衰力が変化してストロークが所定量変化する。また、各電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄでは、ＥＣＵ５から制御電流の供給が停止されると、非作動状態となり、サスペンションがロック状態（ストロークの変位固定状態）となる。
【００２３】
ＥＣＵ５は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[ReadOnly Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]及びモータドライバなどからなり、サスペンション制御装置１を統括制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５では、一定時間毎に、センサ２，３などから検出信号を受信し、各検出信号に基づいて各電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを制御する。
【００２４】
ＥＣＵ５における基本制御について説明する。ＥＣＵ５では、車速センサ２、車両の各方向のＧセンサ（図示せず）、操舵角センサ（図示せず）、車高センサ（図示せず）などからの検出信号に基づいて、車両姿勢の安定化（ロール制御、ピッチング制御、バウンス制御など）や車高調整などを行うために各輪のサスペンションの目標ストローク変化量を設定する。そして、ＥＣＵ５では、その各目標ストローク変化量になるために必要な制御電流（目標電流）を設定し、その各制御電流を各電磁サスペンション４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄのモータに供給する。
【００２５】
ＥＣＵ５における低速走行中でブレーキ操作時のピッチング抑制制御について説明する。ＥＣＵ５では、ブレーキストロークセンサ３からのブレーキ信号に基づいて、ブレーキ操作中か否か（検出されたストロークからブレーキペダルが踏み込まれたか否か）を判定する。
【００２６】
ブレーキ操作中の場合、ＥＣＵ５では、車速センサ２からの車速信号に基づいて、車速が低速判定車速より低いか否かを判定する。低速判定車速は、制動中に大きなピッチングが発生する可能性がある低速域を判定するための車速閾値であり、例えば、ウォーキング速度程度の数ｋｍ／ｈである。低速判定車速は、タイヤと路面との摩擦係数と車速との関係などを考慮し、実験やシミュレーションによって予め設定される。なお、この低速か否かの判定では、車速が０ｋｍ／ｈの場合は除き、車両が走行している状態で低速判定車速より低い車速を低速と判定する。
【００２７】
図２に示すように、タイヤと路面間の摩擦係数は車速が低くなるほど高くなり、止まる寸前で最も高くなる。そのため、同じブレーキ油圧でも、ウォーキング速度などの低速走行中に制動したときには、他の車速域よりも車両に非常に大きな減速度が発生する。したがって、低速ほど、大きなピッチングが発生する可能性がある。
【００２８】
ブレーキ操作中かつ低速の場合、ＥＣＵ５では、リヤサスペンションをロックするために、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄの作動を禁止する（つまり、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄへの制御電流の供給を停止する）。または、ＥＣＵ５では、リヤサスペンションのストロークを強制的に収縮するために、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄの目標ストローク変化量としてストローク収縮量を設定し、上記と同様に、その各目標ストローク変化量になるために必要な制御電流をリヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄのモータに供給する。なお、この２つのピッチング抑制制御では、作動禁止制御とストローク収縮制御のいずれか一方を行ってもよいし、作動禁止制御を行った後にピッチングを十分に抑制できなかった場合にストローク収縮制御を行うようにしてもよい。
【００２９】
ストローク収縮量は、低速走行中にブレーキ操作をしたときにピッチングを抑制するために、リヤリフト（ひいては、車両の重心高の上昇）を能動的に抑制するためのサスペンションのストロークの収縮量である。ストローク収縮量は、実験やシミュレーションなどによって予め設定されてもよいし、あるいは、リヤサスペンションのストローク量や車両の重心高などを考慮して可変量として設定されてもよい。
【００３０】
リヤサスペンションをロックしない場合、リヤサスペンションは変位自在なので、リヤ側ではばね上重量だけで車両を下側に引っ張ることになる。この場合のピッチング挙動の出易さは、式（１）によりＡｘｏの値として求めることができる。リヤサスペンションをロックした場合、リヤサスペンションは変位固定されるので、リヤ側ではばね上重量に加えてばね下重量で車両を下側に引っ張ることになる。この場合のピッチング挙動の出易さは、式（２）によりＡｘｏ’の値として求めることができる。リヤサスペンションを能動的に収縮する場合、リヤサスペンションは変位が収縮した状態で固定されるので、リヤ側ではばね上重量に加えてばね下重量で車両を下側に引っ張るとともに車高を強制的に低下させることになる。この場合のピッチング挙動の出易さは、式（３）によりＡｘｏ”の値として求めることができる。
【００３１】
【数１】
2008024143.tif 000003
【００３２】
図３に示すように、ＷＢはホイールベースであり、Ｗｆは前輪にかかる輪荷重であり、Ｗｒは後輪にかかる輪荷重であり、ｍｕｓｒはばね下質量であり、ｇは重力加速度であり、（ｍｕｓｒ・ｇ）はばね下重量であり、Ｈｇは車両の重心高であり、ΔＨｇは重心高の変化量（低下量）である。Ａｘｏ、Ａｘｏ’、Ａｘｏ”は、ピッチング挙動の出易さを表すパラメータであり、値が小さいほどピッチング挙動が出易い。
【００３３】
式（２）は式（１）からばね下重量の減算項が消去されるので、式（２）のＡｘｏ’は式（１）のＡｘｏより大きくなる。また、リヤサスペンションを能動的に収縮する場合、ΔＨｇはマイナス値となるので、式（３）のＡｘｏ”は式（２）のＡｘｏ’より更に大きくなる。したがって、Ａｘｏ＜Ａｘｏ’＜Ａｘｏ”となり、リヤサスペンションをロックした場合にはピッチング挙動が出難くなり、リヤサスペンションを収縮した場合には更にピッチング挙動が出難くなる。
【００３４】
図１を参照して、サスペンション制御装置１におけるピッチング抑制動作について説明する。特に、ＥＣＵ５における処理については図４のフローチャートに沿って説明する。図４が、図１のＥＣＵにおけるピッチング抑制制御の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
車速センサ２では、車速を検出し、車速信号をＥＣＵ５に送信している。ブレーキストロークセンサ３では、ブレーキペダルのストロークを検出し、ブレーキ信号をＥＣＵ５に送信している。ＥＣＵ５では、一定時間毎に、各センサ２，３から検出信号を受信している。
【００３６】
一定時間毎に、ＥＣＵ５では、ブレーキペダルのストローク量からブレーキ操作中か否かを判定する（Ｓ１）。Ｓ１にてブレーキ操作中でないと判定した場合、ＥＣＵ５では、Ｓ１の処理に戻る。一方、Ｓ１にてブレーキ操作中と判定した場合、ＥＣＵ５では、車速が低速か否かを判定する（Ｓ２）。Ｓ２にて低速でないと判定した場合、ＥＣＵ５では、Ｓ１の処理に戻る。
【００３７】
Ｓ２にて低速と判定した場合（つまり、過大なピッチングが発生する可能性があると予測した場合）、ＥＣＵ５では、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄへの制御電流の供給を停止する（Ｓ３）。すると、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄは、作動を停止し、ストローク変位しない。これによって、リヤ側にかかる重量がばね下重量分増加し、リヤ側が引き下げられる。その結果、車両の重心高が低くなり、ピッチングが抑制される。この場合、図３に示すように、車両Ｖ１のように過大なピッチング状態になることなく、車両Ｖ２のように重心高Ｈｇが低くなり、ピッチングが抑制された状態となる。
【００３８】
また、ＥＣＵ５では、目標ストローク変化量にストローク収縮量を設定し、その目標ストローク変化量になるために必要な制御電流をリヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄに供給する（Ｓ３）。すると、リヤ電磁サスペンション４Ｃ，４Ｄでは、制御電流に応じてモータが駆動し、電磁ダンパのストロークがストローク収縮量分短くなる。これによって、リヤ側にかかる重量がばね下重量分増加するとともに強制的に下側に引っ張られ、リヤ側が引き下げられる。その結果、車両の重心高が更に低くなり、ピッチングが更に抑制される。
【００３９】
このサスペンション制御装置１によれば、低速走行中で制動時にリヤサスペンションのストロークの伸長を抑えることにより、制動時のピッチング（リヤリフト）を効果的に抑制することができる。これによって、車両の乗員は過大なピッチングによる不快感を受けなくなり、乗心地が向上する。
【００４０】
また、サスペンション制御装置１では、低速走行時にのみピッチングを抑制するためのサスペンション制御を行うので、過大ピッチングが発生しない車速域において不要なサスペンション制御を行わない。そのため、不要な場面において、リヤサスペンションが通常制御で作動し、乗心地が向上する。
【００４１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００４２】
例えば、本実施の形態では４輪に電磁サスペンションを設け、４輪のサスペンション制御を行う装置に適用したが、少なくともリヤの２輪のサスペンション制御を行う装置であればよい。
【００４３】
また、本実施の形態ではリヤサスペンション制御手段として電磁サスペンションを適用したが、ストロークロック機構付サスペンションなどの他の手段を適用してもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では制動操作検出手段としてブレーキストロークセンサを適用したが、ブレーキペダルの踏力、マスタシリンダの油圧、ブレーキペダルのＯＮ／ＯＦＦなどの他の検出手段を適用してもよい。
【００４５】
また、本実施の形態ではブレーキ操作中かつ低速走行中であった場合にピッチングを抑制するためのリヤサスペンションの伸長の抑制制御を行う構成としたが、ブレーキ操作中かつ低速走行中であり、車両の減速度が所定減速以上の急制動の場合にピッチングを抑制するためのリヤサスペンションの伸長の抑制制御を行う構成としてもよい。このように急なブレーキ操作のときにだけ抑制制御を行うことにより、渋滞中などの緩やかブレーキ操作のときには抑制制御が行われないので、サスペンションの伸長の抑制制御による不快感を乗員が受けず、乗心地が低下しない。減速度検出手段としては、センサによって減速度（制動力増加速度を含む）を直接検出する構成としてもよいし、あるいは、センサによってブレーキペダルのストロークや踏力などの制動力に関する量を検出し、その変化速度を演算する構成としてもよい。
【００４６】
また、本実施の形態ではブレーキ操作中かつ低速走行中であった場合にピッチングを抑制するためのリヤサスペンションの伸長の抑制制御を行う構成としたが、他の車速領域でもブレーキ操作中にピッチングが発生する場合には他の車速領域でもピッチングを抑制するためのリヤサスペンションの伸長の抑制制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態に係るサスペンション制御装置の構成図である。
【図２】車速とタイヤ−路面間の摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図３】低速走行でブレーキ操作を行ったときにリヤ電磁サスペンションをロックしなかった場合とロックした場合を示す車両の模式図である。
【図４】図１のＥＣＵにおけるピッチング抑制制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】低速走行でブレーキ操作を行ったときに過大なピッチングが発生した車両の模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…サスペンション制御装置、２…車速センサ、３…ブレーキストロークセンサ、４Ａ…左フロント電磁サスペンション、４Ｂ…右フロント電磁サスペンション、４Ｃ…左リヤ電磁サスペンション、４Ｄ…右リヤ電磁サスペンション、５…ＥＣＵ
【図１】
2008024143.tif 000004
【図２】
2008024143.tif 000005
【図３】
2008024143.tif 000006
【図４】
2008024143.tif 000007
【図５】
2008024143.tif 000008