(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられるダンパの減衰力を調整するアクチュエータと、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度を微分して横加速度微分値を求める横加速度微分値算出手段と、前記横加速度及び横加速度微分値に基づいて前記アクチュエータを制御するコントローラと、を有するサスペンション制御装置であって、
前記コントローラは、前記横加速度微分値算出手段が算出した横加速度微分値があらかじめ設定した横加速度微分値範囲を超えている場合には前記アクチュエータの制御量の算出を前記横加速度及び前記横加速度微分値のうち前記横加速度微分値に基づいて行い、超えていない場合には前記横加速度に基づいて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】
前記横加速度微分値算出手段が算出した横加速度微分値が前記横加速度微分値範囲内となり、かつ前記横加速度検出手段が検出する横加速度があらかじめ設定した横加速度範囲を越えると時間計測を行い、この計測時間が所定の時間に達すると、ダンパの減衰力がソフト状態になるように前記アクチュエータの制御量を設定することを特徴とする請求項１記載のサスペンション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられるサスペンション制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサスペンション制御装置の一例として、車両を構成する車体と車輪側との間に介装された減衰力調整可能のダンパと、ダンパの減衰力を調整するアクチュエータと、車体の横方向の加速度を検出する横加速度センサと、横加速度センサで検出された加速度を微分して横加速度微分値を算出する横加速度微分値検出手段と、前記横加速度及び前記横加速度微分値に基づいてアクチュエータの制御量を算出し、この制御量に応じてアクチュエータを介してダンパを制御して車体のロール運動を抑制するコントローラと、からなる装置がある。そして、この場合、コントローラは、横加速度に比例するアクチュエータの制御量及び横加速度微分値に比例するアクチュエータの制御量をそれぞれ算出し、この制御量を加算して総制御量を求め、この総制御量に基づいてアクチュエータを駆動するようにしている。
【０００３】
このコントローラの機能について、車両が旋回してロール運動し、例えば図７（ａ）に示すような横加速度αが横加速度センサに検出された場合を例にして説明する。このように図７（ａ）に示すような横加速度αが検出された場合、コントローラは、図７（ｂ）に点線Ｔ（Δα）で示すように、横加速度微分値Δαに比例するアクチュエータの制御量を算出し、図７（ｃ）に点線Ｔ（α）で示すように、横加速度αに比例するアクチュエータの制御量をそれぞれ算出し、さらに、図７（ｄ）に点線Ｔ（Ｓ）で示すように、前記２つの制御量を加算〔Ｔ（Ｓ）＝Ｔ（Δα）＋Ｔ（α）〕して総制御量を求め、図７（ｄ）に点線Ｔ（Ｓ）で示される総制御量に基づいてアクチュエータを駆動するようにしている。
なお、制御系においては、横加速度αが主にフィードバック（Ｆ．Ｂ．）系のフィードバック信号に用いられ、これに対し横加速度微分値Δαは、フィードフォワード（Ｆ．Ｆ．）系のフィードフォワード信号として用いられることが多い。そして、横加速度微分値Δαに比例するアクチュエータの制御量を、以下、適宜、Ｆ．Ｆ．制御量、横加速度αに比例するアクチュエータの制御量をＦ．Ｂ．制御量という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、ロール開始直後及び終了間際は、横加速度微分値Δα、ひいてはこの横加速度微分値Δαに比例するアクチュエータの制御量が図７（ｂ）の点線Ｔ（Δα）に示すように大きくなる。このため、総制御量も、図７（ｄ）に点線Ｔ（Ｓ）で示すようにロール開始直後は極めて大きくなり、乗員に不自然さ及び違和感を与える虞がある。なお、ロールし始める頃及び終了する頃でダンパの減衰力の方向（伸び側、縮み側）は反対になっており、これに対応して図７において、制御量の表示を横軸の上側、下側に示している。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車両の運動抑制を適正に行って良好な乗り心地を得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。
【０００６】
【発明を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車両に設けられるダンパの減衰力を調整するアクチュエータと、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度を微分して横加速度微分値を求める横加速度微分値算出手段と、前記横加速度及び横加速度微分値に基づいて前記アクチュエータを制御するコントローラと、を有するサスペンション制御装置であって、前記コントローラは、前記横加速度微分値算出手段が算出した横加速度微分値があらかじめ設定した横加速度微分値範囲を超えている場合には前記アクチュエータの制御量の算出を前記横加速度及び前記横加速度微分値のうち前記横加速度微分値に基づいて行い、超えていない場合には前記横加速度に基づいて行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のサスペンション制御装置において、前記横加速度微分値算出手段が算出した横加速度微分値が前記横加速度微分値範囲内となり、かつ前記横加速度検出手段が検出する横加速度があらかじめ設定した横加速度範囲を越えると時間計測を行い、この計測時間が所定の時間に達すると、ダンパの減衰力がソフト状態になるように前記アクチュエータの制御量を設定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態のサスペンション制御装置を図１ないし図７に基づいて説明する。図１において、車両を構成する車体１（ばね上）と４個（図には一つのみを示す。）の車輪２（ばね下）との間には、ばね３とダンパ４が並列に介装されており、車体１を支持している。車体１には、車体１に作用する車両左右方向の加速度（以下、横加速度という）αを検出する横加速度センサ（横加速度検出手段）５が設けられている。
【０００９】
ダンパ４は、油液が封入されたシリンダ６と、シリンダ６内に摺動自在に収納されたピストン７と、ピストン７に一端側が保持されたピストンロッド８と、ピストン７またはシリンダ６に設けられ、可動体（図示省略）が変位することによりその変位量に応じた減衰力を発生させる減衰力発生部９と、後述する制御量に応じて前記可動体を変位させるアクチュエータ１０と、から大略構成されている。本実施の形態では、シリンダ６が車輪２側に固定され、ピストンロッド８の他端側が車体１に固定されている。
【００１０】
横加速度センサ５及びアクチュエータ１０にはコントローラ１１が接続されている。コントローラ１１は、横加速度センサ５の検出信号（横加速度）αを微分して横加速度微分値（以下、適宜、微分値という）Δαを算出する微分器（横加速度微分値算出手段）１２と、横加速度センサ５の検出信号（横加速度α）及び前記微分値Δαを入力して横加速度αまたは微分値Δαに基づいてアクチュエータ１０の制御量を定める制御量判断器１３とを備え、後述する演算処理を行い、制御量に応じてアクチュエータ１０を駆動してダンパ４に所望の（制御量に応じた）減衰力を発生させるようにする。
【００１１】
なお、ダンパ４及びばね３は、４個の車輪２に対応してそれぞれ４個設けられているが、便宜上そのうち一つのみを図示している。そして、ロール運動の抑制は、例えば、車両が左旋回した場合、左右ダンパ４，４のうちロール運動先方に相当するダンパ４（右側ダンパ）については減衰力を縮み側ハードにする一方、ロール運動後方に相当する他方のダンパ４（左側ダンパ）については減衰力を伸び側ハードのように調整等して行うようにする。
【００１２】
コントローラ１１は、図３及び図４に示す演算処理を行う。図３及び図４において、コントローラ１１は、イグニッションスイッチ（図示省略）の操作等によってコントローラ１１に電源投入される（ステップS1）と、初期化される（ステップS2）。次に、制御周期が経過したか否かを判定する（ステップS3）。ステップS3でYES （制御周期が経過した）と判定すると、前制御周期において図示しない制御量バッファに格納された制御量〔総制御量、図７（ｃ）実線Ｇ（Ｓ）〕をアクチュエータ１０に出力する（ステップS4）。
【００１３】
ステップS4に続いて、制御量バッファの格納データ（制御量）を一旦クリアする（ステップS5）。
ステップS5に続いて、横加速度センサ５からその検出信号（横加速度α）を入力する（ステップS6）。次に、微分器１２は、横加速度微分値Δαを求める（ステップS7）。
【００１４】
ステップS7に続いて、微分値Δαが不感帯（横加速度微分値範囲。以下、微分値不感帯Δα00という）Δα00をプラス側で越えたか否かを判定する（ステップS8）。
ここで、微分値不感帯Δα00及び微分値不感帯Δα00をプラス側で越えた領域（微分値プラス側領域）Δα+ について模式的に表示すると、例えば図５に示すようになる。なお、図５中、Δα- は微分値不感帯Δα00をマイナス側で越えた領域（微分値マイナス側領域）である。そして、前記ステップS8では、微分値Δαが微分値プラス側領域Δα+ にある（YES ）か、微分値不感帯Δα00または微分値マイナス側領域Δα- にある（NO）かを判定していることになる。
【００１５】
ステップS8でYES （微分値Δαが微分値プラス側領域Δα+ にある）と判定すると、減衰力プラス側シフト量ＶＡＬＰ（適宜、減衰力シフト量ＶＡＬＰという）を定め、これを制御量として前記制御量バッファに格納する（ステップS9）。
なお、減衰力プラス側シフト量ＶＡＬＰまたは減衰力マイナス側シフト量ＶＡＬＭが制御量として定められていない場合は、横加速度α（ステップS4）に基づく制御量を用いてアクチュエータ１０が制御されるようにしている。この制御量も設定されていない場合は制御量がクリアされており減衰力はソフトに設定される。
ステップS9に続いて、微分値不感帯Δα00をプラス側で越えたことを示すプラス側オーバ情報（Ｆ．Ｆ．プラス側オーバ情報）を設定し（ステップS10 ）、ステップS3に戻る。
【００１６】
ステップS8でNO（微分値Δαが微分値不感帯Δα00または微分値マイナス側領域Δα- にある）と判定すると、微分値Δαが微分値不感帯Δα00をマイナス側で越えた（すなわち、微分値Δαが微分値マイナス側領域Δα- にある）か否（微分値Δαが微分値不感帯Δα00にある）かを判定する（ステップS11 ）。
【００１７】
ステップS11 でYES （微分値Δαが微分値マイナス側領域Δα- にある）と判定すると、減衰力マイナス側シフト量ＶＡＬＭ（適宜、減衰力シフト量ＶＡＬＭという）を定め、これを制御量として前記制御量バッファに格納する（ステップS12 ）。
ステップS12 に続いて、微分値不感帯Δα00をマイナス側で越えたことを示すマイナス側オーバ情報（Ｆ．Ｆ．マイナス側オーバ情報。以下、前記プラス側オーバ情報と合わせて、適宜、オーバ情報と総称する。）を設定し（ステップS13 ）、ステップS3に戻る。
【００１８】
ステップS11 でNO（微分値Δαが微分値不感帯Δα00にある）と判定すると、オーバ情報は、プラス側オーバ情報であるか否かを判定する（ステップS14 ）。
ステップS14 でYES （オーバ情報はプラス側オーバ情報である）と判定すると、横加速度αが横加速度不感帯（横加速度範囲）α00をプラス側で越えたか否かを判定する（ステップS15 ）。
横加速度不感帯α00及び横加速度不感帯α00をプラス側で越えた領域（横加速度プラス側領域）α+ について表示すると、例えば図６に示すようになる。なお、図６中、α- は横加速度不感帯α00をマイナス側で越えた領域（横加速度マイナス側領域）である。そして、前記ステップS15 では、横加速度αが横加速度プラス側領域α+ にある（YES ）か、横加速度不感帯α00または横加速度マイナス側領域α- にある（NO）かを判定していることになる。
【００１９】
ステップS15 でYES （横加速度αが横加速度プラス側領域α+ にある）と判定すると、減衰力プラス側シフト量ＶＡＬＰを定め、これを制御量として前記制御量バッファに格納し（ステップS16 ）、ステップS3に戻る。
ステップS15 でNO（横加速度不感帯α00または横加速度マイナス側領域α- にある）と判定すると、オーバ情報をクリアし（ステップS17 ）、ステップS3に戻る。そして、オーバ情報がクリアされた後のステップS4においては、横加速度微分値Δαに基づく制御（Ｆ．Ｆ．制御量）に代えて（即ちアクチュエータ１０に対するＦ．Ｆ．制御量の優先設定に代えて）横加速度αに基づく制御（Ｆ．Ｂ．制御量）が行われる。横加速度に基づく制御量が設定されていない場合即ちステップS5で制御量バッファがクリアされたのみの時はソフトな減衰力に設定される。
【００２０】
ステップS14 でNO（オーバ情報はプラス側オーバ情報でない）と判定すると、ステップS14 〜S17 に対応したステップS14A〜S17Aの処理及びステップS18 の処理が行われる。ステップS14Aでは、オーバ情報がマイナス側オーバ情報であるか否かを判定する。
【００２１】
ステップS14AでYES （オーバ情報はマイナス側オーバ情報である）と判定すると、ステップS15Aで横加速度αが横加速度不感帯α00をマイナス側で越えた（横加速度αが横加速度マイナス側領域α- にある）か否かを判定する。
【００２２】
ステップS15AでYES （横加速度αが横加速度マイナス側領域α- にある）と判定すると、減衰力マイナス側シフト量ＶＡＬＭを定め、これを制御量として前記制御量バッファに格納し（ステップS16A）、ステップS3に戻る。
ステップS15AでNO（横加速度αが横加速度不感帯α00または横加速度プラス側領域α+ にある）と判定すると、オーバ情報をクリアし（ステップS17A）、ステップS3に戻る。
ステップS14AでNO（オーバ情報はマイナス側オーバ情報でない）と判定すると、前記ステップ18が行われ、これに続いてステップS3に戻る。
【００２３】
上述したように構成したサスペンション制御装置の作用を、図７のタイムチャートに基づいて説明する。
車両が旋回してロール運動し、図７（ａ）に示すような横加速度αが横加速度センサ５に検出された場合、横加速度αが制御量判断器１３に入力されると共に、微分器１２が図７（ａ）の横加速度αを微分して横加速度微分値Δαを求め、この横加速度微分値Δαが制御量判断器１３に入力される。制御量判断器１３は、微分値Δαが微分値不感帯Δα00を越える大きさ（例えば、カーブ旋回によりロール運動する場合においてロール運動開始直後に生じやすい）になると（ステップS8でYES ）、減衰力プラス側シフト量ＶＡＬＰを定め、これを制御量として制御量バッファに格納する（ステップS9）。
【００２４】
減衰力プラス側シフト量ＶＡＬＰが制御量として制御量バッファに格納されたことにより、この次の制御周期において、前制御周期で求められた微分値Δαに基づいて制御量（図７（ｂ）実線Ｇ（Δα））が定められ、この制御量がアクチュエータ１０に出力されて（ステップS4）、図７（ｄ）実線Ｇ（Ｓ）に示すように制御量に応じた減衰力をダンパ４に発生させる。
【００２５】
車両の旋回時の横加速度αの変化率（横加速度微分値Δα）が小さくなり、微分値Δαが微分値不感帯Δα00に入り（ステップS8でNO、かつステップS11 でNOと判定）、横加速度αが横加速度不感帯α00に入る（ステップS15 でNOと判定）と、横加速度αに応じた制御量（図７（ｃ）の実線Ｇ（α））がアクチュエータ１０に出力されて（ステップS4）、図７（ｄ）実線Ｇ（Ｓ）に示す制御量に対応する大きさの減衰力をダンパ４に発生させる。
【００２６】
また、車両の旋回が終了する間際になり、横加速度αが小さくなり（横加速度微分値Δαがマイナス）、微分値Δαが微分値不感帯Δα00をマイナス側で越える大きさになると（ステップS11 でYES ）、減衰力マイナス側シフト量ＶＡＬＭを定め、これを制御量として制御量バッファに格納する（ステップS13 ）。
【００２７】
減衰力マイナス側シフト量ＶＡＬＭが制御量として制御量バッファに格納されたことにより、この次の制御周期において、前制御周期で求められた微分値Δαに基づいて制御量（図７（ｂ）実線Ｇ（Δα））が定められ、この制御量がアクチュエータ１０に出力されて（ステップS4）、図７（ｄ）実線Ｇ（Ｓ）に示す制御量に対応する大きさの減衰力をダンパ４に発生させる。
【００２８】
上述した従来技術では、横加速度αに基づく制御量及び横加速度微分値Δαに基づく制御量の２つの制御量を加算して総制御量を求め、この総制御量に基づいてアクチュエータ１０を駆動しており、ロール開始直後及び終了間際において、減衰力が大きくなりその直後小さくなるような変化（減衰力が急激に変化するいわゆる段付感）があるため、乗員に不自然さ及び違和感を与える虞があったが、本実施の形態によれば、ロール開始直後及び終了間際においては、横加速度微分値Δαに基づく制御量によりアクチュエータ１０が駆動され、ロール開始直後及び終了間際の間においては横加速度αに基づく制御量によりアクチュエータ１０が駆動されるので、旋回時においても良好な乗り心地及び操縦安定性を維持できる。かつ、Ｆ．Ｆ．，Ｆ．Ｂ．制御量を同値に設定することで制御量の変動が発生しなくなる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、横加速度センサ５を設け、横加速度センサ５が検出した横加速度αを利用する場合を例にしたが、これに代えて、図８に示すように、ハンドル角を検出するハンドル角センサ２０及び車両の走行速度を検出する車速センサ２１を設け、ハンドル角センサ２０及び車速センサ２１の両検出データ（ハンドル角及び車両の走行速度）から横加速度αを算出する加速度算出部２２を備えた構成としてもよい。この場合、ハンドル角センサ２０、車速センサ２１及び加速度算出部２２が横加速度検出手段を構成する。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態のサスペンション制御装置を図９ないし図１１に基づき、図３、図４、図６、及び図７を参照して説明する。第２の実施の形態は、図６及び図７の演算処理に比して、図９及び図１０に示すように、ステップS30 〜S33 を付加し、第１の実施の形態の横加速度微分値Δαに基づく減衰力調整した後の横加速度αに基づく減衰力調整時において、所定の時間後に、ダンパ４の減衰力をソフト状態〔図１１に点線Ｔ1 （Ｓ）に代えて実線Ｇ1 （Ｓ）〕にすることが、第１の実施の形態に比して大略異なっている。
【００３１】
図９及び図１０において、ステップS10 に続いて前記ステップS30 を実行し、ステップS13 に続いて前記ステップS31 を実行する。ステップS30 ，S31 では後述するカウンタのカウント値をクリアする。
ステップS15 とステップS16 との間に前記ステップS32 ，S33 が設けられ、ステップS15AとステップS16Aとの間に前記ステップS32A，S33Aが設けられている。
【００３２】
ステップS32 は、ステップS15 でYES （横加速度αが横加速度プラス側領域α+ にある）と判定すると（即ち、ステップS32 がステップS8及びS11 でNOと判定された後に行われるものであることから横加速度微分値Δαが微分値不感帯Δα00に入った状態で、かつ横加速度αが横加速度プラス側領域α+ にあると判定すると）実行されるものであり、時間計測を行う前記カウンタ（図示省略）が制御周期毎にカウントを行う。
【００３３】
ステップS32 に続くステップS33 でカウンタのカウント値（時間ｔ）があらかじめ定めたカウント値（時間ｔS ）を越えたか否かを判定する。そして、ステップS33 でNOと判定するとステップS16 に進んで、減衰力プラス側シフト量ＶＡＬＰを定め、これを制御量として制御量バッファに格納する。ステップS33 でYES と判定するとステップS17 に進み、オーバ情報をクリアし、図１１の点線Ｔ1 （Ｓ）に代えて実線Ｇ1 （Ｓ）に示す制御量をアクチュエータ１１に入力してダンパ４の減衰力をソフト状態にさせ、車両の旋回時における、路面凹凸の入力をダンパ４で吸収させ、乗り心地を向上させている。
【００３４】
ステップS32Aは、ステップS15AでYES （横加速度αが横加速度マイナス側領域α- にある）と判定する（即ち、ステップS32 がステップS8及びS11 でNOと判定された後に行われるものであることから横加速度微分値Δαが微分値不感帯Δα00に入った状態で、かつ横加速度αが横加速度マイナス側領域α- にあると判定する）と実行されるものであり、前記カウンタ（図示省略）が制御周期毎にカウントを行う。ステップS32Aに続いてステップS33Aが実行され、前記ステップS33 と同様の判定処理が行われ、NOと判定するとステップS16Aに進んでステップS16 と同様の処理が行われる。また、ステップS33AでYES と判定すると、ステップS17Aに進んでステップS17 と同様に、オーバ情報をクリアしダンパ４の減衰力をソフト状態にさせ、車両の旋回時における、路面凹凸の入力をダンパ４で吸収させ、乗り心地を向上させている。
【００３５】
請求項１記載の発明は、コントローラが、アクチュエータの制御量の算出を、横加速度微分値が横加速度微分値範囲を超える、即ち車両が旋回して横加速度微分値が大きくなるロール開始直後及び終了間際には、横加速度及び横加速度微分値のうち前記横加速度微分値に基づいて行い、超えていない場合には、前記横加速度に基づいて行うので、横加速度に基づく制御量及び横加速度微分値に基づく制御量の加算値によりアクチュエータの制御量の算出を行う従来技術に比して、ロール開始直後及び終了間際に乗員に不自然さ及び違和感を与えることを抑制できる。
【００３６】
請求項２記載の発明は、前記横加速度微分値算出手段が算出した横加速度微分値が横加速度微分値範囲内となり、かつ前加速度検出手段が検出する横加速度があらかじめ設定した横加速度範囲を越えると時間計測を行い、この計測時間が所定の時間に達すると、ダンパの減衰力がソフト状態になるように前記アクチュエータの制御量を設定するので、アクチュエータの制御量の算出に横加速度又は横加速度微分値が用いられることが解除されて、ダンパの減衰力がハード状態に車両旋回中長期間にわたって維持されることが抑制され、良好な乗り心地を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を模式的に示す図である。
【図２】図１のコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のコントローラの演算内容を示すフローチャートである。
【図４】図３に続くフローチャートである。
【図５】横加速度微分値の領域を模式的に示す図である。
【図６】横加速度の領域を模式的に示す図である。
【図７】第１の実施の形態の作用を示すタイムチャートである。
【図８】横加速度算出についての他の例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態のコントローラの演算処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】図９に続くフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態の作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１    車体
４    ダンパ
５    横加速度センサ
１１  コントローラ
１２  微分器
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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