(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右のサスペンションに対してそれぞれ設置され、当該サスペンションに懸架された車輪を上方または下方に付勢するアクチュエータと、
走行時における車体のロールを抑制すべく、所定の制御量をもって前記アクチュエータを駆動制御するロール抑制制御手段と
を備えた車両姿勢制御装置であって、
前記車体の横加速度を検出する横加速度検出手段を更に備え、
前記ロール抑制制御手段は、前記横加速度検出手段から出力された横加速度検出値の時間微分値の絶対値が増加した場合、前記車輪が前記車体に対して上昇してゆく側のアクチュエータに対する制御量の減少と、前記車輪が前記車体に対して下降してゆく側のアクチュエータに対する制御量の増加との少なくとも一方を行うことを特徴とする車両姿勢制御装置。
【請求項２】
前記ロール抑制制御手段は、前記横加速度検出値の時間微分値に応じたレシオを前記制御量に乗じることにより、当該制御量の増加あるいは減少を行うことを特徴とする、請求項１に記載の車両姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行姿勢を制御する車両姿勢制御装置に係り、スラローム走行時や車線変更時等における車体の姿勢変化を円滑に行わせる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用のサスペンションとして、スカイフック理論に基づくアクティブサスペンションシステムの開発が進められている。アクティブサスペンションシステムでは、路面状況や車両の運動状態等に応じ、アクチュエータを用いて各車輪における車体−路面間の距離（以下、地上高と記す）をリアルタイムに制御するため、車体の姿勢変化が抑制されて良好な乗り心地が得られる。例えば、車両の旋回走行時には横方向運動に伴う慣性力（横加速度）によって車体が左右にロールするが、アクティブサスペンションシステムを備えた自動車（以下、アクティブサス車と記す）では、横加速度に応じて、旋回外側のアクチュエータを伸び側（車輪が車体に対して下降してゆく側）に駆動する一方、旋回内側のアクチュエータを縮み側（車輪が車体に対して上昇してゆく側）に駆動することによってロールの抑制を行っている（特許文献１参照）。
【０００３】
アクティブサス車には、操舵時の違和感を緩和するため、後車輪側に対してのみアクティブ制御を行い、前車輪側に対しては減衰力を増減させるパッシブ制御（セミアクティブ制御）を行うものが存在し、この場合には旋回走行時に車体が旋回外側にロールすることが避けられない。また、近年のアクティブサス車では、運転者が受ける違和感の緩和やアクチュエータの小型化・小出力化を図るべく、旋回走行時に車体を旋回外側に少量ロールさせる設定としたものが多い。
【特許文献１】特開平１０−２５８６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したアクティブサス車では、旋回走行時に車体が旋回外側にロールする設定となっていることに起因して、車体の姿勢変化が円滑に行われないことがあった。スラローム走行や車線変更時には、旋回方向が右旋回と左旋回との間で連続的に変化し、ロール方向も右と左との間で反転することになる。例えば、右旋回時においては、左側（旋回外側）のアクチュエータが伸び側に駆動される一方、右側（旋回内側）のアクチュエータが縮み側に駆動され、右旋回から左旋回に移行した瞬間から、左側（旋回内側）のアクチュエータが縮み側に駆動される一方、右側（旋回外側）のアクチュエータが伸び側に駆動される。ところが、車体が旋回外側にロールするようにアクチュエータの駆動力が設定されていた場合、旋回方向が変化してからロール方向が反転するまでに若干の時間遅れが生じてしまい、乗員が違和感を感じることになるのである。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、スラローム走行時や車線変更時等における車体の姿勢変化を円滑に行わせることのできる車両姿勢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の発明に係る車両姿勢制御装置は、左右のサスペンションに対してそれぞれ設置され、当該サスペンションに懸架された車輪を上方または下方に付勢するアクチュエータと、走行時における車体のロールを抑制すべく、所定の制御量をもって前記アクチュエータを駆動制御するロール抑制制御手段とを備えた車両姿勢制御装置であって、前記車体の横加速度を検出する横加速度検出手段を更に備え、前記ロール抑制制御手段は、前記横加速度検出手段から出力された横加速度検出値の時間微分値の絶対値が増加した場合、前記車輪が前記車体に対して上昇してゆく側のアクチュエータに対する制御量の減少と、前記車輪が前記車体に対して下降してゆく側のアクチュエータに対する制御量の増加との少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明に係る車両姿勢制御装置は、請求項１または請求項２の発明に係る車両姿勢制御装置において、前記ロール抑制制御手段は、前記横加速度検出値の時間微分値に応じたレシオを前記制御量に乗じることにより、当該制御量の増加あるいは減少を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両姿勢制御装置によれば、例えば、自動車が右旋回から左旋回に移行するスラローム走行を行って横加速度検出値の時間微分値が増大した場合、伸び側のアクチュエータの制御力を増大させ、縮み側のアクチュエータの制御力を減少させることにより、ロール方向の反転が速やかに行われるようになり、乗員が違和感を憶えにくくなる。
【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実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
≪実施形態の構成≫
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は実施形態に係るアクチュエータ制御装置の概略構成を示すブロック図であり、図３は実施形態に係るアクティブ制御部の要部構成図である。
【００１２】
＜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。
【００１３】
図１に示すように、自動車（車両）Ｖはタイヤ２が装着された４つの車輪３を備えており、これら各車輪３がサスペンションアームや、スプリング、ダンパ等からなるサスペンション４によって車体１に懸架されている。左右前車輪側には電動のパッシブ制御アクチュエータ５が設置されており、これらパッシブ制御アクチュエータ５によりダンパの減衰力Ｄｆｒ，Ｄｒｌが可変制御される。また、左右後車輪側には電動のアクティブ制御アクチュエータ６が設置されており、これらアクティブ制御アクチュエータ６からサスペンション４（すなわち、車輪３）に上下方向の付勢力（以下、制御力Ｆｒｌ，Ｆｒｒと記す）が付与される。
【００１４】
自動車Ｖは、サスペンションシステムの制御主体であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）７や、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）８を備えている。また、自動車Ｖには、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（横加速度検出手段）１０、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１１等が設置される他、サスペンション４の変位を検出するストロークセンサ１２と、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１３とが各車輪３ごとに設置されている。
【００１５】
ＥＣＵ７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））を介して前記両アクチュエータ５，６や各センサ９〜１３と接続されている。
【００１６】
ＥＰＳ８は、図示しないラックやピニオンからなるステアリングギヤ２１と、ステアリングホイール２２が後端に取り付けられたステアリングシャフト２３と、ステアリングシャフト２３に操舵アシスト力を与えるＥＰＳモータ２４とを主要構成要素としている。ステアリングシャフト２３にはステアリングホイール２２の操舵角を検出する操舵角センサ（操舵速度検出手段）２５が取り付けられており、この操舵角センサ２５の検出信号もＥＣＵ７に出力される。
【００１７】
＜アクチュエータ制御装置の概略構成＞
図２に示すように、ＥＣＵ７には、パッシブ制御アクチュエータ５とアクティブ制御アクチュエータ６とを制御するアクチュエータ制御装置（ロール抑制制御手段）３０が内装されている。アクチュエータ制御装置３０は、上述した各種センサ９〜１３，２５等が接続する入力インタフェース３１と、入力インタフェース３１から入力した検出信号に基づいて前車輪側の減衰力を設定するパッシブ制御部３２と、入力インタフェース３１から入力した検出信号に基づいて後車輪側の制御力を設定するアクティブ制御部３３と、パッシブ制御部３２の設定結果に応じてパッシブ制御アクチュエータ５に駆動信号を出力する駆動信号出力部３４と、アクティブ制御部３３の設定結果に応じてアクティブ制御アクチュエータ６に駆動信号（制御量）を出力する駆動信号出力部３５とから構成されている。
【００１８】
図３に示すように、アクティブ制御部３３は、横Ｇセンサ１０を始めとする各種センサの検出信号に基づいて左右のアクティブ制御アクチュエータ６ｒｌ，６ｒｒが発生すべき制御力Ｆｒｌ，Ｆｒｒを設定する制御力設定部４１と、横Ｇセンサ１０により検出された横加速度ＧＬを微分して横Ｇ微分値ΔＧＬを算出する微分器４２と、横Ｇ微分値ΔＧＬが不感域以外にあるか否かを判定する不感域判定部４３と、横Ｇ微分値ΔＧＬの絶対値｜ΔＧＬ｜を生成する絶対値生成部４４と、伸び側レシオＲｒを検索するための伸び側レシオマップ４５と、縮み側レシオＲｂを検索するための縮み側レシオマップ４６と、横Ｇ微分値ΔＧＬの正負を判定する正負判定部４７と、正負判定部４７の判定結果に基づいて伸び側レシオＲｒおよび縮み側レシオＲｂの出力先を切り換える一対の切換器４８，４９と、切換器４８，４９を経由した伸び側レシオＲｒおよび縮み側レシオＲｂを制御力設定部４１の出力（制御力Ｆｒｌ，Ｆｒｒ）に乗算する一対の乗算器５０，５１とを備えている。
【００１９】
≪実施形態の作用≫
図４は実施形態に係る過渡時レシオ設定制御の手順を示すフローチャートであり、図５は実施形態に係る伸び側レシオマップであり、図６は実施形態に係る縮み側レシオマップであり、図７は実施形態に係る運転姿勢制御の手順を示すフローチャートであり、図８は実施形態に係る横加速度や横Ｇ微分値、レシオ、制御力の関係を示すグラフである。
【００２０】
＜過渡時レシオ設定制御＞
自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ７は、所定の処理インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって、図４のフローチャートにその手順を示す過渡時レシオ設定制御をアクティブ制御部３３で実行する。
【００２１】
過渡時レシオ設定制御を開始すると、ＥＣＵ７は、図３のステップＳ１で、横Ｇセンサ１０から入力した横加速度（横加速度検出値）ＧＬを微分器４２で微分することによって横Ｇ微分値ΔＧＬ（すなわち、横加速度ＧＬの時間微分値）を求める。次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ２で横Ｇ微分値ΔＧＬが不感域以外にあるか否かを判定し、この判定がＮｏであればステップＳ３で横Ｇ微分値ΔＧを０に設定してステップＳ４に進み、ステップＳ２の判定がＹｅｓであればそのままステップＳ４に進む。なお、不感域は、旋回走行時や車線変更時等において運転者がステアリングホイールを少量切り戻した等においても制御ハンチングを生じさせないように、０を含む正負に比較的小さな範囲の値に設定されている。
【００２２】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ４で横Ｇ微分値ΔＧＬから絶対値｜ΔＧＬ｜を生成した後、ステップＳ５で絶対値｜ΔＧＬ｜に対応する伸び側レシオＲｒを伸び側レシオマップ４５から検索し、ステップＳ６で絶対値｜ΔＧＬ｜に対応する縮み側レシオＲｂを縮み側レシオマップ４６から検索する。図５に示すように、伸び側レシオマップ４５において、伸び側レシオＲｒは、絶対値｜ΔＧＬ｜が所定の範囲内で１．０からリニアに増加するが、絶対値｜ΔＧＬ｜がその範囲を超えても上限値（本実施形態では、１．１）で固定される。また、図６に示すように、縮み側レシオマップ４６において、縮み側レシオＲｂは、絶対値｜ΔＧＬ｜が所定の範囲内で１．０からリニアに減少するが、絶対値｜ΔＧＬ｜がその範囲を超えても下限値（本実施形態では、０．９）で固定される。
【００２３】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ７で横Ｇ微分値ΔＧＬが正の値であるか否かを判定し、この判定がＹｅｓであれば、ステップＳ８で、伸び側レシオＲｒを左後輪側レシオＲｒｌとし、縮み側レシオＲｂを右後輪側レシオＲｒｒとしてスタートに戻る。また、ステップＳ７の判定がＮｏであれば、ＥＣＵ７は、ステップＳ９で、縮み側レシオＲｂを左後輪側レシオＲｒｌとし、伸び側レシオＲｒを右後輪側レシオＲｒｒとしてスタートに戻る。
【００２４】
＜運転姿勢制御＞
自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ７は、上述した過渡時レシオ設定制御と並行して、図６のフローチャートにその手順を示す運転姿勢制御を実行する。
【００２５】
運転姿勢制御を開始すると、ＥＣＵ７は、図７のステップＳ２１で各種センサ９〜１３，２５等から入力した検出信号を読み込んだ後、ステップＳ２２においてパッシブ制御部３２で左右前車輪３ｆｒ，３ｒｌ側の減衰力Ｄｆｒ，Ｄｒｌを設定し、ステップＳ２３においてアクティブ制御部３３で左右後車輪３ｆｌ，３ｒｒ側の制御力Ｆｒｌ，Ｆｒｒを設定する。
【００２６】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ２４において、過渡時レシオ設定制御で得た左右後輪側レシオＲｒｌ，Ｒｒｒを用いて、左右後車輪３ｆｒ，３ｒｌ側の制御力Ｆｒｌ，Ｆｒｒを下式のように更新し、
Ｆｒｌ＝Ｒｒｌ・Ｆｒｌ
Ｆｒｒ＝Ｒｒｒ・Ｆｒｒ
ステップＳ２５で減衰力Ｄｆｒ，Ｄｒｌおよび制御力Ｆｒｌ，Ｆｒｒをパッシブ制御アクチュエータ５とアクティブ制御アクチュエータ６とにそれぞれ出力する。
【００２７】
以下、左後車輪３ｆｌを例にして、スラローム走行時における横加速度ＧＬや横Ｇ微分値ΔＧＬ、レシオＲｒｌ、制御力Ｆｒｌの関係を説明する。
図８に示すように、自動車Ｖがスラローム走行を行い、車体１に加わる横加速度ＧＬ（実線で示す）が負の方向から正の方向に滑らかに変化した場合、横加速度ＧＬの減少時においては横Ｇ微分値ΔＧＬ（破線で示す）が負の領域（図８中にクロスハッチングで示す）で増減し、横加速度ＧＬの増加時においては横Ｇ微分値ΔＧＬが正の領域（図８中にハッチングで示す）で増減する。
【００２８】
すると、左後車輪３ｆｌ側のレシオＲｒｌは、横Ｇ微分値ΔＧＬが不感域内にある場合を除き、横Ｇ微分値ΔＧＬの増減に応じて０．９〜１．１の範囲で変化する。これにより、アクティブ制御アクチュエータ６に出力される制御力Ｆｒｌ（実線で示す）は、制御力設定部４１により設定された値（破線で示す）に対して、縮み側では若干小さな値となり、伸び側では若干大きな値となる。なお、本実施形態の場合、アクティブ制御アクチュエータ６ｒｌ，６ｒｒは、最大制御力Ｆｍａｘの範囲で駆動される。
【００２９】
本実施形態では、このような構成を採ったことにより、スラローム走行時や車線変更時等における旋回方向の変化に対するロール方向の反転の時間遅れが少なくなり、乗員の違和感が効果的に緩和されるようになった。
【００３０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は後輪側にアクティブ制御アクチュエータを備えた４輪自動車に本発明を適用したものであるが、本発明は、前輪側にアクティブ制御アクチュエータを備えた自動車に適用してもよいし、６輪自動車等に適用してもよい。また、上記実施形態では伸び側のアクチュエータの制御量と縮み側のアクチュエータの制御量とをともに増加あるいは減少させるようにしたが、伸び側のアクチュエータの制御量と縮み側のアクチュエータの制御量とのどちらか一方のみを増加あるいは減少させるようにしてもよい。また、上記実施形態では伸び側レシオマップや縮み側レシオマップを用いて制御量のレシオを変化させるようにしたが、予め設定した値を制御量に加算あるいは減算するようにしてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、車両の具体的構成や制御の具体的手順等は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】実施形態に係るアクチュエータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係るアクティブ制御部の要部構成図である。
【図４】実施形態に係る過渡時レシオ設定制御の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る伸び側レシオマップである。
【図６】実施形態に係る縮み側レシオマップである。
【図７】実施形態に係る運転姿勢制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る横加速度や横Ｇ微分値、レシオ、制御力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１      車体
３      車輪
４      サスペンション
６      アクティブ制御アクチュエータ（アクチュエータ）
７      ＥＣＵ
１０    横Ｇセンサ（横加速度検出手段）
３０    アクチュエータ制御装置（ロール抑制制御手段）
Ｖ      自動車（車両）
【図１】
0004744327.tif 000002
【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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