(57)【要約】【課題】この発明は、減衰係数の変更が可能な車両用サスペンションの制御装置に関し、前輪が突起を通過する際のピッチ挙動を抑制し、かつ、後輪が突起を通過する際の乗り心地を良好に維持することを目的とする。【解決手段】減衰係数が変更可能なショックアブソーバを車両の各輪に備える車両用サスペンションを制御する。基準を超える大きなばね上挙動が生じていると判断される車輪については、減衰係数をハード値とする。例えば、前輪１６が路面の上昇点５４に乗り上げた結果、車体１０に振動が生じている間は後輪３４の減衰係数をハード値とする。その後、後輪３４が路面の上昇点に差し掛かる後輪上昇時点が到来したと判断される際に、当該後輪の減衰係数を、ハード値に比してソフトなソフト値に切り替える。【選択図】図４
2017114144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばね要素と、減衰係数が変更可能なショックアブソーバとを車両の各輪に備える車両用サスペンションの制御装置であって、
前記各輪の上下動に対応する信号を発生する路面入力センサと、
前記各輪の位置における車体の上下動に対応する信号を発生するばね上挙動センサと、
前記路面入力センサの信号及び前記ばね上挙動センサの信号に基づいて前記各輪のショックアブソーバに減衰係数の指令信号を供給する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記ばね上挙動センサの信号に基づいて、基準を超えるばね上挙動が生じていると判断される車輪について、減衰係数をハード値とする通常制御と、
前記路面入力センサの信号に基づいて後輪が路面の上昇点に差し掛かる後輪上昇時点が到来したと判断される際に、当該後輪の減衰係数を、前記ハード値に比してソフトなソフト値とする後輪ソフト制御と、を実行することを特徴とする車両用サスペンションの制御装置。
【請求項２】
車速に応じた信号を発する車速センサを備え、
前記後輪ソフト制御は、
前記路面入力センサの信号に基づいて前輪が路面の上昇点に差し掛かる前輪上昇時点を演算する演算処理と、
車速とホイルベースに基づいて、前記前輪上昇時点から前記後輪上昇時点までの所要時間を計算する処理と、
前記前輪上昇時点の後、前記所要時間が経過した時点で前記減衰係数が切り替わるように当該減衰係数の変更指令を出力する指令処理と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンションの制御装置。
【請求項３】
前記演算処理は、
前記路面入力センサの信号に基づいて、路面の平均的高さに対応する路面平面量を算出する処理と、
前輪の路面入力センサの信号に基づいて当該前輪の上下位置を演算する処理と、
後輪の路面入力センサの信号に基づいて当該後輪の上下位置を演算する処理と、
前記前輪の上下位置と前記路面平面量との間の差が閾値を越え、かつ、前記後輪の上下位置と前記路面平面量との間の差が閾値を下回った時点を前記前輪上昇時点とする処理と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用サスペンションの制御装置。
【請求項４】
前記演算処理及び前記指令処理は、左前輪と左後輪のペア、及び右前輪と右後輪のペアの夫々について独立して実行されることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用サスペンションの制御装置。
【請求項５】
前記指令処理は、
前記変更指令の発生から前記減衰係数が現実に変化するまでのタイムラグを読み出す処理と、
前記前輪上昇時点の後、前記所要時間が経過する時点から、前記タイムラグ分だけ遡った時点において前記変更指令を出力する処理と、
を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の車両用サスペンションの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用サスペンション制御装置に係り、特に、減衰係数の変更が可能な車両用サスペンションの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各輪に配置されたショックアブソーバの減衰係数を適宜変化させ得るサスペンション装置が開示されている。この装置では、各輪の減衰係数が種々の要求に応じて制御される。そして、車両の前輪が突起に乗り上げた際には、他の制御の要求に係らず、後輪がその突起を乗り越すまで、後輪の減衰係数がソフトとされる（実施の形態３、図１０参照）。
【０００３】
上記の制御によれば、前輪が突起を乗り越した後、後輪がその突起に乗り上げる段階で後輪の減衰係数は確実にソフトとされている。このため、特許文献１の装置によれば、前輪が乗り越した突起を後輪が乗り越す際に車体に対して大きな衝撃が伝えられることがなく、優れた乗り心地を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３５０１９号公報
【特許文献２】特開２０１５−７７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の前輪が突起を通過する際に、その影響は後輪のサスペンションにも伝達される。この際、後輪の減衰係数がソフトであると、車体には大きなピッチが発生し易い。この点、特許文献１に記載のサスペンション装置は、前輪が乗り越えた突起を後輪が乗り越える際の突き上げ抑制には効果を有してはいるが、突起の通過に伴って大きなピッチ挙動を発生させ易いという課題を有していた。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、前輪が突起を通過する際のピッチ挙動を抑制し、かつ、後輪が突起を通過する際の乗り心地を良好に維持することのできる車両用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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、ばね要素と、減衰係数が変更可能なショックアブソーバとを車両の各輪に備える車両用サスペンションの制御装置であって、
前記各輪の上下動に対応する信号を発生する路面入力センサと、
前記各輪の位置における車体の上下動に対応する信号を発生するばね上挙動センサと、
前記路面入力センサの信号及び前記ばね上挙動センサの信号に基づいて前記各輪のショックアブソーバに減衰係数の指令信号を供給する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記ばね上挙動センサの信号に基づいて、基準を超えるばね上挙動が生じていると判断される車輪について、減衰係数をハード値とする通常制御と、
前記路面入力センサの信号に基づいて後輪が路面の上昇点に差し掛かる後輪上昇時点が到来したと判断される際に、当該後輪の減衰係数を、前記ハード値に比してソフトなソフト値とする後輪ソフト制御と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
車速に応じた信号を発する車速センサを備え、
前記後輪ソフト制御は、
前記路面入力センサの信号に基づいて前輪が路面の上昇点に差し掛かる前輪上昇時点を演算する演算処理と、
車速とホイルベースに基づいて、前記前輪上昇時点から前記後輪上昇時点までの所要時間を計算する処理と、
前記前輪上昇時点と前記所要時間とに基づいて、前記後輪上昇時点において前記減衰係数が切り替わるように当該減衰係数の変更指令を出力する指令処理と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記演算処理は、
前記路面入力センサの信号に基づいて、路面の平均的高さに対応する路面平面量を算出する処理と、
前輪の路面入力センサの信号に基づいて当該前輪の上下位置を演算する処理と、
後輪の路面入力センサの信号に基づいて当該後輪の上下位置を演算する処理と、
前記前輪の上下位置と前記路面平面量との間の差が閾値を越え、かつ、前記後輪の上下位置と前記路面平面量との間の差が閾値を下回った時点を前記前輪上昇時点とする処理と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第２又は第３の発明において、
前記演算処理及び前記指令処理は、左前輪と左後輪のペア、及び右前輪と右後輪のペアの夫々について独立して実行されることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記指令処理は、
前記変更指令の発生から前記減衰係数が現実に変化するまでのタイムラグを読み出す処理と、
前記前輪上昇時点の後、前記所要時間が経過する時点から、前記タイムラグ分だけ遡った時点において前記変更指令を出力する処理と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、基準を超えるばね上挙動が生じている車輪位置では、ショックアブソーバの減衰係数がハード値とされる。前輪が路面の上昇点に乗り上げると、その振動が後輪に伝わり、後輪側において大きなばね上挙動が生ずることがある。本発明によれば、このような場合に後輪側の減衰係数がハード値とされるため、車両のピッチ挙動が抑制される。前輪が通過した路面の上昇点は、高い確立で後輪の走路に重なる。後輪が上昇点を通過する際に減衰係数がハード値のままであると、車両の搭乗者に強い突き上げが伝達され易く、車両の乗り心地が損なわれる事態が生じ得る。本発明では、後輪ソフト制御によって、後輪が路面の上昇点に差し掛かる際には、その車輪の減衰係数がソフト値とされる。このため、本発明によれば、後輪が上昇点を通過する際に、搭乗者に対して快適な乗り心地を提供することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、前輪が路面の上昇点に差し掛かってから、その上昇点に後輪が達するまでの所要時間を、車速とホイルベースに基づいて正確に計算することができる。この場合、前輪上昇時点の後、その所要時間が経過した時点が、後輪上昇時点と正確に一致することになる。ピッチ挙動の抑制と、良好な乗り心地の確保とを両立するうえでは、減衰係数の切り替えが正確に後輪上昇時点において実行されることが望ましい。本発明によれば、そのような要求を適切に満たすことができる。
【００１４】
第３の発明によれば、後輪の上下位置が路面平面量からさほど乖離していないにも係らず、前輪の上下位置が路面平面量から大きく乖離している状況が成立した時点を前輪上昇時点とすることができる。前輪が路面の上昇点に差し掛かると、前輪の上下位置が変化し、前輪の上下位置だけが路面平面量から乖離する。本発明によれば、このような状況の発生を検知して前輪上昇時点を正確に特定することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、左前輪と左後輪のペア、及び右前輪と右後輪のペアの夫々について独立した制御を行うことにより、安定した車両挙動と、良好な乗り心地とを、高い水準で両立させることができる。
【００１６】
第５の発明によれば、後輪が現実に路面の上昇点に差し掛かる時点から、アクチュエータ等のタイムラグに起因する応答遅れの分だけ先行して変更指令を発生させることができる。このため、本発明によれば、後輪の減衰係数を、正確に、後輪上昇時点において切り替えることができる。
【００１７】
第６の発明によれば、基準値を超えるばね上速度を伴うばね上挙動を抑えるような通常制御を実現することができる。このような通常制御によれば、車両姿勢の安定化と、良好な乗り心地とを適切に両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】図１に示すショックアブソーバの特性を示す図である。
【図３】車両の前輪が路面の上昇点に達した状態を模式的に表した図である。
【図４】車両の後輪が図３に示す路面の上昇点に達した状態を模式的に表した図である。
【図５】後輪の減衰係数を比較例の手法で制御した場合の車両挙動を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】後輪の減衰係数を本発明の手法で制御した場合の車両挙動を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】前後輪の減衰係数を変えて行った数種のシミュレーションの結果を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図８に示すタイミングチャートの一部分を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の車両の構成を説明するための図である。図１に示す車両は車体１０を備えている。図１は、車体１０を側面視で模式的に示したものである。ここでは、図１における左側が車両の前方であり、右側が車両の後方である。また、図１中に符号vと共に示す矢印は、車体１０が、車速vで前方に移動していることを表している。
【００２０】
車体１０の前面には、レーザセンサ１２が装着されている。レーザセンサ１２は、車体前方の路面を走査範囲とするセンサである。本実施形態において、レーザセンサ１２の検出信号は、路面上に存在する凹凸の位置及び大きさを検知するために用いられる。尚、レーザセンサ１２は、路面上の凹凸検知に用い得るものであれば、例えば画像センサのような他のセンサに置き換えることが可能である。
【００２１】
車体１０の前方には、サスペンション装置１４を介して前輪１６が装着されている。サスペンション装置１４及び前輪１６は、車体１０の左右に夫々備えられている。それらの構造は実質的に同じであるため、ここでは、左右前輪のサスペンション装置を総称して「サスペンション装置１４」と、また、左右前輪を総称して「前輪１６」と称することとする。
【００２２】
前輪１６のサスペンション装置１４は、ばね要素１８とショックアブソーバ２０を備えている。図１に示す符号Ksf及びCsfは、ばね要素１８のばね定数、及びショックアブソーバ２０の減衰係数を夫々表している。
【００２３】
図２は、ショックアブソーバ２０の特性を示す図である。本実施形態において、ショックアブソーバ２０は、制御電流に応じて減衰係数Csfを変化させる。このため、減衰力とストローク速度の関係を、図２に示すように制御電流に応じて変化する。例えば、図２中に符号１乃至５を付して示す実線は、夫々異なる制御電流が与えられた場合にショックアブソーバ２０が発生する減衰力とストローク速度との関係を示している。また、図２において、正の減衰力は、ショックアブソーバ２０が縮小行程で発する減衰力であり、負の減衰力はショックアブソーバ２０が伸長行程で発する減衰力である。
【００２４】
図１に示すサスペンション装置１４は、サスペンションアームを介して前輪１６に連結されるばね下部材２２を有している。ばね下部材２２には、ばね下加速度センサ２４が装着されている。ばね下加速度センサ２４は、前輪１６の夫々について、車輪を含むばね下部分の上下加速度を検知することができる。以下、この上下加速度は、上向きが正、下向きが負の符号を有するものとする。
【００２５】
サスペンション装置１４は、また、車体１０側に連結されており、サスペンション装置１４が連結される車体１０の部分には、ばね上加速度センサ２８が装着されている。ばね上加速度センサ２８は、前輪１６の各位置において車体１０に生ずる上下加速度を検知することができる。以下、この上下加速度も、上向きが正、下向きが負の符号を有するものとする。
【００２６】
サスペンション装置１４には、更に、ストロークセンサ３０が装着されている。ストロークセンサ３０は、ショックアブソーバ２０のストローク量、つまり、ばね下部材２２とばね上部材２６の相対変位量を検知することができる。
【００２７】
図１に示すように、車体１０の後方には、サスペンション装置３２を介して後輪３４が装着されている。前輪側の場合と同様に、「サスペンション装置３２」及び「後輪３４」は、夫々、車体後方の左右に備えられているサスペンション装置及び左右後輪の総称であるものとする。
【００２８】
後輪３４のサスペンション装置３２は、前輪１６のサスペンション装置１４と同様に、ばね要素３６及びショックアブソーバ３８を備えている。図１に示す符号Ksr及びCsrは、それらのばね定数及び減衰係数を夫々表している。後輪のショックアブソーバ３８も、前輪のショックアブソーバ２０と同様に、制御電流に応じて減衰係数Csrを変化させることができる（図２参照）。
【００２９】
また、図１に示すように、後輪３４のサスペンション装置３２にも、ばね下加速度センサ４０、ばね上加速度センサ４２、及びストロークセンサ４４が装着されている。これらの構成及び機能は、実質的に前輪側のものと同様であるため、ここでは、それらについての説明は省略する。
【００３０】
図１に示す構成は、ECU（Electronic Control Unit）５０を備えている。各輪に配置されている上記各種センサ、並びに車体１０に配置されているレーザセンサ１２は、何れもECU５０と電気的に接続されている。更に、ECU５０には、車速vに応じた信号を発生する車速センサ５２が電気的に接続されている。
【００３１】
［路面の凹凸と車両挙動の関係］
図３は、車両の走行中に、前輪１６が、路面の上昇点５４に到達する直前の状態を示している。ここで、図３に示す符号Xwf及びXwrは、夫々、路面からの入力に起因する前輪１６又は後輪３４の変位量である。以下、これらの変位量Xwf及びXwrを「ばね下変位量」と称す。また、図３に示す符号Xbf及びXbrは、夫々、前輪１６又は後輪３４の位置における車体１０の変位量である。以下、これらXbf，Xbrを「ばね上変位量」と称す。
【００３２】
ばね下変位量Xwf，Xwr及びばね上変位量Xbf，Xbrは、図１に示す各種センサの検出信号に基づいて、公知の手法により演算することができる。以下、前輪１６のばね下変位量Xwf及びばね上変位量Xbfを例にとって、その演算の手法を説明する。
【００３３】
前輪１６のばね下変位量Xwfは、前輪位置におけるばね下加速度の二回積分値に対応する。従って、ECU５０は、ばね下加速度センサ２４の信号を積分処理することにより、前輪１６のばね下変位量Xwfを演算することができる。また、本実施形態において、ばね下変位量Xwfは、レーザセンサ１２の検出値に基づいて演算することもできる。ECU５０は、レーザセンサ１２からの信号に基づいて、車両前方の路面上の凹凸について、位置及び大きさ（高さ）を検知することができる。凹凸の位置がわかれば、車速vに基づいて、前輪がその凹凸に到達するタイミング、乗り上げるタイミング、通過するタイミング等を演算することができる。そして、その結果を凹凸の大きさ（高さ）と組み合わせて解析すれば、リアルタイムでばね下変位量Xwfを演算することが可能である。
【００３４】
一方、前輪１６のばね上変位量Xbfは、前輪位置におけるばね上加速度の二回積分値に対応する。従って、ECU５０は、ばね上加速度センサ２８からの信号を積分処理することにより、前輪１６のばね上変位量Xbfを演算することができる。ばね上変位量Xbfは、また、ばね下変位量Xwfと、ショックアブソーバ２０のストローク量との和に対応する。従って、ECU５０は、既述の手法で演算したばね下変位量Xwfとストロークセンサ３０からの信号とに基づいてばね上変位量Xbfを演算することもできる。
【００３５】
ECU５０は、後輪３４についても、図１に示す各種センサの出力値に基づいて、ばね下変位量Xwrとばね上変位量Xbrを演算することができる。それらの演算の手法は、実質的に前輪側の演算と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３６】
図３に示す状態では、前輪１６も後輪３４も平坦な路面上に存在している。このような状況下では、前輪１６にも後輪３４にも路面から大きな入力は伝達されない。従って、この状態が継続する間は、ばね下変位量Xwf及びXwrにもばね上変位量Xbf，Xbrにも、大きな変化は現れない。
【００３７】
図３に示す状態から更に車両が前進すると、前輪１６が上昇点５４に乗り上げる。この際、前輪位置は路面からの入力を受けて大きく上昇する。前輪１６の上昇は、サスペンション装置１４を介して車体１０に伝えられる。その結果、前輪１６のばね上には、先ず上向きの変位が表れ、その後、サスペンション装置１４の特性に従う振動挙動が表れる。
【００３８】
この振動は、車体１０を介して後輪３４のサスペンション装置３２にも伝達される。このため、前輪１６が上昇点５４に乗り上げた後、車体１０には、後輪３４の位置においても振動が生ずる。
【００３９】
図４は、図３に示す状態が実現された後、Δt＝L/vの時間が経過した時点の状態を示す。Lは車両のホイルベースである。従って、上記の時間Δtは、前輪１６と後輪３４の間隔分だけ車両が前進するのに要する時間である。つまり、図４は、後輪３４が図３に示す上昇点５４に到達する直前の状態を示している。尚、図４に示す破線の矩形は、前輪１６と後輪３４の高低差に起因する車体１０の傾斜を模式的に現したものである。
【００４０】
上述した通り、前輪１６が上昇点５４に乗り上げた直後には、その影響により車体１０に振動が生ずる。この際、車体１０のピッチ挙動を抑制するためには、後輪３４の減衰係数Csrが大きな値であることが望ましい。しかし、後輪３４が上昇点５４に乗り上げる際にその減衰係数Csrが大きな値であれば、車体１０に強い突き上げが伝達されて車両の乗り心地が損なわれる。このため、前輪１６と後輪３４が同一の上昇点５４に順次乗り上げるような状況下では、後輪３４の減衰係数Csrをどのように制御するかが、車両の特性に大きな影響を与える。
【００４１】
図５は、減衰力制御の手法として知られているスカイフック制御の一例（以下、「比較例」と称す）をショックアブソーバ３８に適用した場合に実現される車両の挙動を説明するためのタイミングチャートである。
【００４２】
図５の最上段の欄は、時刻t0において、後輪３４が路面の上昇点５４に達した状態を表している。二段目の欄は、後輪３４のばね上速度５６及びショックアブソーバ３８のストローク速度５８の波形を示す。ばね上速度５６は、ばね上加速度の積分値であるため、ばね上加速度センサ４２の信号に基づいて演算することができる。また、ストローク速度５８は、本実施形態において「（ばね下絶対速度）−（ばね上絶対速度）」で定義されており、例えばストロークセンサ４４の信号を微分処理することにより演算することができる。また、三段目の欄は、比較例の制御により後輪３４のショックアブソーバ３８に要求される減衰係数Csrの波形を示す。そして、四段目の欄は後輪３４の位置におけるばね上加速度６０の波形を示している。
【００４３】
図５に示すタイミングチャートは、時刻t0以前に、車両の前輪１６が上昇点５４を通過し、その影響で車体１０に振動が生じていることを前提としている。また、比較例の制御では、ばね上挙動が安定している車輪の減衰係数はソフト値とされ、既定の基準を超える挙動がばね上に認められる車輪の減衰係数はハード値とされるものとする。ここでは、前輪１６が上昇点５４に乗り上げて車両に振動が生じた時点で後輪３４の減衰係数Csrはハード値とされている。そして、比較例の制御では、後輪３４のばね上速度５６がゼロを越えたら減衰係数Csrをソフト値とすることが許されるものとする。
【００４４】
図５の例によれば、時刻t1の時点でばね上速度５６は負の値となっている（二段目参照）。このため、後輪３４のショックアブソーバ３８には、この時点でハード値に対応する減衰係数Csrが要求されている。そして、減衰係数Csrがハード値の状態で後輪３４が上昇点５４に乗り上げるため、時刻t0以後、ばね上加速度６０には急激な立ち上がりが生じている（四段目参照）。
【００４５】
後輪３４が上昇点５４に乗り上げた影響は、ばね上加速度に現れる他、ばね上速度５６及びストローク速度５８にも現れている。具体的には、ばね上速度５６もストローク速度５８も、時刻t０を境に、それ以前に比して高い増加率を示している。その結果、図５に示す例では、時刻t１において、ばね上速度がゼロに達し、ショックアブソーバ３８の減衰係数Csrがソフト値とされている。そして、減衰係数Csrがソフト値とされることにより、時刻t1において、後輪３４のばね上加速度は急減に小さな値となっている。
【００４６】
以上説明した比較例の制御によれば、前輪１６が路面の上昇点５４に差し掛かり、その影響で車体１０に振動が生じ始めた段階で後輪３４の減衰係数Csrをハード値とすることができる。このため、この制御によれば、前輪１６が上昇点５４を通過する際に誘発される車体１０のピッチ挙動を有効に抑制することができる。
【００４７】
更に、この制御によれば、後輪３４が路面の上昇点５４に到達した後、極めて短い時間（時刻t0から時刻t1までの時間）で後輪３４の減衰係数Csrをソフト値とすることができる。このため、この制御によれば、後輪３４が上昇点５４に乗り上げた後、短時間の後に、良好な乗り心地を回復させることができる。
【００４８】
［実施の形態１の特徴点］
しかしながら、上述した比較例の制御によれば、時刻t0において後輪３４が路面の上昇点５４に乗り上げる際に、短い時間ではあるが、大きなばね上加速度６０が発生してしまうのを避けることができない。これに対して、後輪３４が上昇点５４に差し掛かると同時に後輪３４の減衰係数Csrをソフト値に切り替えれば、大きなばね上加速度の発生を回避することができる。
【００４９】
図６は、上記の機能を実現する本実施形態の制御をショックアブソーバ３８に適用した場合の車両挙動を説明するためのタイミングチャートである。三段目の欄に示すように、本実施形態では、後輪３４が路面の上昇点５４に到達する時刻t1において、後輪３４の減衰係数Csrがハード値からソフト値に切り替えられる。この場合、上昇点５４に起因する突き上げが、ソフト化された後輪３４に入力されることになり、時刻t1以後のばね上加速度は、四段目の欄に示すように、比較例の場合に比して十分に小さなものとなる。このため、本実施形態の制御によれば、車両が路面の上昇点５４を通過する際に、安定した車体姿勢の維持と優れた乗り心地の双方を高い次元で両立させることができる。
【００５０】
［ECU５０による処理］
図７は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。図７に示すルーチンは、本実施形態に係る車両の始動後、所定のサンプリング時間毎に繰り返し起動されるものとする。
【００５１】
図７に示すルーチンでは、先ず、図１に示す制御装置が備える各種センサの信号がECU５０に入力される（ステップ１００）。具体的には、ここでは、レーザセンサ１２、ばね下加速度センサ２４，４０、ばね上加速度センサ２８，４２、ストロークセンサ３０，４４、及び車速センサ５２の信号がECU５０に取り込まれる。
【００５２】
次に、路面の平均的高さを表す路面平面量Xwが算出される（ステップ１０２）。ここでは、先ず、今回のサンプリングタイミングで得られたセンサ値に基づいて、前輪のばね下変位量Xwf及び後輪のばね下変位量Xwrが算出される。次いで、それらの平均値（Xwf＋Xwr)/２が算出される。この平均値は、今回のサンプリングタイムにおける車両中心のばね下高さに相当する。そして、前回のルーチンで算出された路面平面量Xw(n-1)に、予め定められているなましの割合で今回の平均値（Xwf＋Xwr)/２を反映させることにより、路面平面量Xwが最新値に更新される。このようにして算出された路面平面量Xwは、車両中心のばね下高さのなまし値であり、車両が走行している路面の平均的高さとして取り扱うことができる。
【００５３】
次に、ばね下変位量Xwf、Xwr及び路面平面量Xwに基づいて、車両の前輪１６が路面の上昇点５４に差し掛かったか否かが判別される（ステップ１０４）。具体的には、ここでは、以下の２つの条件が何れも成立しているかが判別される。
｜Xwf−Xw｜＞δ１      ・・・（条件１）
｜Xwr−Xw｜＜δ１      ・・・（条件２）
δ１は、本実施形態において路面の上昇点５４とみなすべき突起、つまり、抑制すべき振動を車体１０に与えると予想される大きさの突起を判定するための閾値である。ECU５０は、この種の突起上を車輪が通過する際にばね下変位量Xwf、Xwrと路面平面量Xwとの間に発生する最小差異を閾値δ１として記憶している。従って、上記条件１が成立する場合は、上昇点５４に乗り上げた場合と同等の変位が前輪１６に生じていると判断することができる。また、上記条件２が成立する場合は、後輪３４にはそのような大きな変位は生じていないと判断することができる。そして、これらの条件１及び２が何れも成立している場合は、後輪３４は平坦な路面上にあり、前輪だけが上昇点５４に乗り上げたと判断することができる。
【００５４】
上記の条件が成立すると判別された場合は、次に、カウンタtがカウントアップされる（ステップ１０６）。カウンタtは、車両の前輪１６が上昇点５４に差し掛かった後、時間Δt＝L/v、つまり、ホイルベースLの距離だけ車両が走行するための所要時間を係数するためのカウンタである。カウンタtはイニシャル処理でゼロにリセットされているため、本ステップ１０６の処理が実行されることにより、ゼロでない値を有することになる。
【００５５】
上記ステップ１０４において、上記条件１及び２の何れかが成立しないと判別された場合は、前輪１６のみが高い位置にある状況は生じていないと判断できる。この場合、ECU５０は、次にカウンタtの計数値がゼロであるかを判別する（ステップ１０８）。
【００５６】
ここで、カウンタtの計数値がゼロであると判別された場合は、ステップ１０６の処理が実行された履歴がないと判断することができる。この場合、前輪１６が突起を乗り越えたのではなく、車両が平坦路を走行し続けているものと判断して、以後、後輪３４の減衰係数Csrについて通常制御が実行される（ステップ１１０）。ここでは、具体的には、所謂スカイフック制御により、例えば、ばね上である車体１０が大きく下方に移動する際には、下からの支えを強めるべくショックアブソーバ３８の減衰係数Csrがハード値とされる。また、ばね上が大きく上方に移動する際には、上からの抑えを強めるべく減衰係数Csrがハード値とされる。他方、ばね上に顕著な上下動がなければ、減衰係数Csrがソフト値とされる。このような通常制御によれば、車両姿勢を安定に維持しながら、良好な乗り心地を確保することができる。
【００５７】
一方、上記ステップ１０８において、カウンタtの計数値がゼロではないと判別された場合は、先のサイクルにおいて上記ステップ１０６が実行されていると判断することができる。つまり、先のサイクルにおいて、前輪１６が上昇点５４に乗り上げた状態が検出されていると判断することができる。この場合は、更にカウンタtの計数を進めるべく、今回の処理サイクルにおいてもステップ１０６が実行される。
【００５８】
ステップ１０６の処理が終わると、次に、カウンタtの計数値が、t＝L/vに達していないかが判別される(ステップ１１２)。その結果、t＜L/vが成立すると判別された場合は、未だ、後輪３４が上昇点５４に到達していないと判断できる。この場合は、以後、ステップ１１０において上述した通常制御が実行される。ステップ１１２を経由してステップ１１０が実行される際には、前輪１６が上昇点５４に乗り上げたことに起因して、後輪３４のばね上に大きな振動が生じている。この場合、通常制御によれば、後輪３４の減衰係数Csrはハード値に設定される。その結果、車体後方の振動が抑えられ、車体１０のピッチ挙動が適切に抑制される。
【００５９】
一方、上記ステップ１１２において、t＜L/vの条件が成立しないと判別された場合は、後輪３４が上昇点５４に到達したと判断することができる。この場合、ECU５０は、他の要求に係らず後輪３４の減衰係数Csrをソフト値とする「後輪ソフト制御」を実行する（ステップ１１４）。その結果、後輪３４の減衰係数Csrは速やかにソフト値に切り換えられる。ここで用いられるソフト値は、通常制御において用いられるハード値に比して、減衰力を小さな値とする減衰係数である。そして、後輪３４が上昇点５４に乗り上げるタイミングでこのような減衰係数が用いられれば、後輪３４から車体１０に伝達される突き上げが緩和され、車両の乗り心地が改善される。このため、本実施形態の制御によれば、前輪１６が上昇点５４に乗り上げた後、車体１０の姿勢を安定に保持することができ、かつ、その後、後輪３４が上昇点５４に乗り上げる際に、車両の乗り心地を良好に維持することができる。
【００６０】
図７に示すルーチンでは、上記ステップ１１４に続いて、カウンタtのリセット処理が行われる（ステップ１１６）。このため、次回以降本ルーチンが起動され、ステップ１０４の条件が不成立と判断された場合は、ステップ１０６の処理が実行されることなく通常制御が実行される。
【００６１】
図８は、前輪１６及び後輪３４の減衰係数Csf，Csrを適宜切り換えて実行したシミュレーションの結果である。図８において、一段目の欄は、前輪１６（Fr）及び後輪３４（Rr）に対する路面からの入力を示す。二段目の欄は、前輪１６のばね上加速度を、また、三段目の欄は後輪３４のばね上加速度を示している。また、四段目の欄及び五段目の欄は、前輪１６のばね上速度及びストローク速度、及び後輪３４のばね上速度及びストローク速度を示している。そして、最下段の欄は、後輪３４のショックアブソーバ３８の減衰係数Csrを示す。
【００６２】
更に、図８において、各波形に付された符号を、夫々以下の意味を有している。
・Soft：減衰係数を常にソフト値とした場合の波形
・Hard：減衰係数を常にハード値とした場合の波形
・Sky：減衰係数を比較例の手法で制御した場合の波形
・new：減衰係数を本実施形態の手法で制御した場合の波形
・Softxbd：減衰係数を常にソフト値とした場合のばね上速度
・Softxsd：減衰係数を常にソフト値とした場合のストローク速度
・Hardxbd：減衰係数を常にハード値とした場合のばね上速度
・Hardxsd：減衰係数を常にハード値とした場合のストローク速度
・Skyxbd：減衰係数を比較例の手法で制御した場合のばね上速度
・Skyxsd：減衰係数を比較例の手法で制御した場合のストローク速度
【００６３】
図９は、図８に示すタイミングチャートの時刻T0からT3の部分を抜き取って拡大した図である。図９の最下段に示すように、本実施形態の制御（new）によれば、後輪３４のショックアブソーバ３８に対する制御電流が時刻T1の時点でハード値からソフト値に切り替えられる。その結果、三段目の波形(4)に示すように本実施形態の制御（new）によれば、時刻T1の後、後輪３４のばね上加速度が十分に抑えられた値となっている。
【００６４】
これに対して、比較例の手法によれば、図９四段目の波形(5)に示すように、時刻T1の後、暫くの間は後輪３４のばね上速度がゼロに達せず、その結果、時刻T2まで減衰係数の制御電流がハード値に維持される。その結果、三段目の波形(3)に示すように、比較例の手法によると、時刻T1から時刻T2まで、後輪３４のばね上加速度が大きな増加を示している。
【００６５】
以上説明したシミュレーションの結果からも、本実施形態の制御が比較例の手法に比して、車両の乗り心地を改善するうえで有効であることが明らかである。
【００６６】
［実施の形態１の変形例］
ところで、上述した実施の形態１では、前輪１６が路面の上昇点５４に差し掛かった後、時間Δt＝L/vが経過した時点で、後輪３４のショックアブソーバ３８に対する制御電流を切り替えることとしているが、その切り換えのタイミングは、アクチュエータ等の遅れ時間を考慮して決定することとしてもよい。即ち、ECU５０が切り換えの信号を発した後、現実に減衰係数Csrが切り替わるまでに遅れ時間Tdが存在する場合には、前輪１６が上昇点５４に差し掛かった後、L/v−Tdの時間が経過した段階で、ECU５０に切り換え指令を発生させることとしてもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態１では、左右の前輪と、左右の後輪を区別せずに説明を進めているが、前輪１６の上昇点５４への乗り上げ判定、並びに後輪３４の減衰係数Csrの切り替えは、左右の車輪毎に独立に実行することとしても、或いは左右の車輪を一体のものとみなして実行することとしてもよい。
【００６８】
また、上述した実施の形態１では、前輪１６が上昇点５４に差し掛かった後、時間L/vが経過した時点を、後輪３４が上昇点５４に差し掛かる時刻としている。しかしながら、後輪３４が上昇点５４に差し掛かる時刻を特定する手法はこれに限定されるものではない。例えば、レーザセンサ１２、或いはこれに置き換わる画像センサの検出結果から、後輪３４が上昇点５４にたどり着く時刻を直接演算することとしてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０  車体
１２  レーザセンサ
１４，３２  サスペンション装置
１６  前輪
１８，３６  ばね要素
２０，３８  ショックアブソーバ
２４，４０  ばね下加速度センサ
２８，４２  ばね上加速度センサ
３０，４４  ストロークセンサ
Xwf，Xwr  ばね下変位量
Xbf，Xbr  ばね上変位量
【図１】
2017114144.tif 000003
【図２】
2017114144.tif 000004
【図３】
2017114144.tif 000005
【図４】
2017114144.tif 000006
【図５】
2017114144.tif 000007
【図６】
2017114144.tif 000008
【図７】
2017114144.tif 000009
【図８】
2017114144.tif 000010
【図９】
2017114144.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月21日(2016.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、第１の発明によれば、基準値を超えるばね上速度を伴うばね上挙動を抑えるような通常制御を実現することができる。このような通常制御によれば、車両姿勢の安定化と、良好な乗り心地とを適切に両立させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第２の発明によれば、前輪が路面の上昇点に差し掛かってから、その上昇点に後輪が達するまでの所要時間を、車速とホイルベースに基づいて正確に計算することができる。この場合、前輪上昇時点の後、その所要時間が経過した時点が、後輪上昇時点と正確に一致することになる。ピッチ挙動の抑制と、良好な乗り心地の確保とを両立するうえでは、減衰係数の切り替えが正確に後輪上昇時点において実行されることが望ましい。本発明によれば、そのような要求を適切に満たすことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第３の発明によれば、後輪の上下位置が路面平面量からさほど乖離していないにも係らず、前輪の上下位置が路面平面量から大きく乖離している状況が成立した時点を前輪上昇時点とすることができる。前輪が路面の上昇点に差し掛かると、前輪の上下位置が変化し、前輪の上下位置だけが路面平面量から乖離する。本発明によれば、このような状況の発生を検知して前輪上昇時点を正確に特定することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第４の発明によれば、左前輪と左後輪のペア、及び右前輪と右後輪のペアの夫々について独立した制御を行うことにより、安定した車両挙動と、良好な乗り心地とを、高い水準で両立させることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第５の発明によれば、後輪が現実に路面の上昇点に差し掛かる時点から、アクチュエータ等のタイムラグに起因する応答遅れの分だけ先行して変更指令を発生させることができる。このため、本発明によれば、後輪の減衰係数を、正確に、後輪上昇時点において切り替えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図５の例によれば、時刻t0の時点でばね上速度５６は負の値となっている（二段目参照）。このため、後輪３４のショックアブソーバ３８には、この時点でハード値に対応する減衰係数Csrが要求されている。そして、減衰係数Csrがハード値の状態で後輪３４が上昇点５４に乗り上げるため、時刻t0以後、ばね上加速度６０には急激な立ち上がりが生じている（四段目参照）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図６は、上記の機能を実現する本実施形態の制御をショックアブソーバ３８に適用した場合の車両挙動を説明するためのタイミングチャートである。三段目の欄に示すように、本実施形態では、後輪３４が路面の上昇点５４に到達する時刻t0において、後輪３４の減衰係数Csrがハード値からソフト値に切り替えられる。この場合、上昇点５４に起因する突き上げが、ソフト化された後輪３４に入力されることになり、時刻t0以後のばね上加速度は、四段目の欄に示すように、比較例の場合に比して十分に小さなものとなる。このため、本実施形態の制御によれば、車両が路面の上昇点５４を通過する際に、安定した車体姿勢の維持と優れた乗り心地の双方を高い次元で両立させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図７に示すルーチンでは、先ず、図１に示す車両が備える各種センサの信号がECU５０に入力される（ステップ１００）。具体的には、ここでは、レーザセンサ１２、ばね下加速度センサ２４，４０、ばね上加速度センサ２８，４２、ストロークセンサ３０，４４、及び車速センサ５２の信号がECU５０に取り込まれる。