(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体懸架に供される電流制御式の減衰力可変ダンパを制御する制御装置であって、
車両の運動状態に基づき、前記減衰力可変ダンパの目標減衰力を設定する目標減衰力設定部と、
前記目標減衰力に基づき、前記減衰力可変ダンパに供給する目標電流を算出／生成する目標電流生成部と、
直前の所定時間にわたる前記目標電流の積分値に基づき、前記減衰力可変ダンパにおける電力消費部品の温度を部品温度として推定する部品温度推定部と
を備え、
前記車両に搭載された発電装置の発電量が所定値以下である場合、当該発電量に対応する上限電流を第１上限電流として設定し、
前記部品温度に対応する上限電流を第２上限電流として設定し、
前記目標電流生成部は、前記第１上限電流と前記第２上限電流とのどちらか小さい方をもって前記目標電流の最大値を制限し、当該最大値内では前記目標減衰力に基づく目標電流を前記減衰力可変ダンパに供給することを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰力可変ダンパの制御装置に係り、詳しくは、渋滞走行時等におけるバッテリの放電やワインディング走行時等における電力消費部品の温度上昇を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のサスペンションに用いられる筒型ダンパでは、乗り心地や操縦安定性の向上を図るべく、減衰力を無段階に可変制御できる減衰力可変型のものが種々開発されている。減衰力可変ダンパの減衰力制御機構としては、モータ等を用いてオリフィスの流路面積を増減させる機械制御式が一般的であったが、比例ソレノイドに印可する電流を増減させることによってオリフィスの流路面積を増減させるもの（特許文献１参照）や、磁性流体や磁気粘性流体を作動液として磁気流体バルブ（コイル）に印可する電流を増減させるもの（特許文献２参照）等の電流制御式が出現している。
【特許文献１】特開平１１−９９８１６号公報
【特許文献２】特開２００６−６９５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電流制御式の減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す）を装着した自動車では、その走行状態に応じてダンパへの供給電流が増減するが、このことに起因する以下のような問題があった。例えば、自動車の運転者は、渋滞路において、エンジンをアイドル運転状態としたまま、トルクコンバータのクリープ現象を利用して間欠走行することが多い。この場合、エンジンの回転速度が低下することによってオルタネータの発電量が少なくなる一方で、自動車の発進／停止（車体の挙動変化）に伴ってダンパに通電が行われるため、車載バッテリの放電が進行してしまう。また、自動車がワインディング路を走行する際においては、車体の挙動が激しく変化するためにダンパに大きな電流が通電され続け、電力消費部品（比例ソレノイドやコイル）の温度上昇が大きくなってしまう。なお、特許文献１の技術では、自動車の停車時にのみ制御電流値を少なくしているが、この方法では渋滞路やワインディング路を走行する際に発生する上述した問題を解決することはできなかった。
【０００４】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、渋滞走行時等におけるバッテリの放電やワインディング走行時等における電力消費部品の温度上昇を抑制した減衰力可変ダンパの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】
【０００５】
請求項１の発明は、車両の車体懸架に供される電流制御式の減衰力可変ダンパを制御する制御装置であって、車両の運動状態に基づき、前記減衰力可変ダンパの目標減衰力を設定する目標減衰力設定部と、前記目標減衰力に基づき、前記減衰力可変ダンパに供給する目標電流を算出／生成する目標電流生成部と、直前の所定時間にわたる前記目標電流の積分値に基づき、前記減衰力可変ダンパにおける電力消費部品の温度を部品温度として推定する部品温度推定部とを備え、前記車両に搭載された発電装置の発電量が所定値以下である場合、当該発電量に対応する上限電流を第１上限電流として設定し、前記部品温度に対応する上限電流を第２上限電流として設定し、前記目標電流生成部は、前記第１上限電流と前記第２上限電流とのどちらか小さい方をもって前記目標電流の最大値を制限し、当該最大値内では前記目標減衰力に基づく目標電流を前記減衰力可変ダンパに供給することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載された減衰力可変ダンパの制御装置において、前記車両に搭載された発電装置の発電量が所定値以下である場合、当該発電量に対応する上限電流を第１上限電流として設定し、前記部品温度に対応する上限電流を第２上限電流として設定し、前記目標電流生成部は、前記第１上限電流と前記第２上限電流とのどちらか小さい方をもって前記目標電流の最大値を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御装置は、例えば、通常走行時には電力消費部品に対して目標減衰力に応じた電流を供給する一方、電流制限条件が成立した時には供給電流の上限を下げる。これにより、大部分の運転状態においては目標減衰力が得られる一方、特定の運転状態においては操縦安定性等を大きく損なわない範囲で電力消費部品への電力供給が抑制され、電力消費部品に大きな電流を供給することに起因する問題が起こり難くなる。また、オルタネータの発電量に見合う範囲で電力消費部品に電流が供給されるようになり、車載バッテリの放電が抑制される。また、電力消費部品の温度が高くなると電力の供給量が少なくなるため、電力消費部品の過度の温度上昇が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。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は実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は実施形態に係る減衰力制御装置の概略構成を示すブロック図であり、図４は実施形態に係る目標電流生成部の概略構成を示すブロック図である。
【００１０】
≪実施形態の構成≫
＜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つ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）と記す一方、総称する場合には、例えば、車輪３と記す。
【００１１】
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、ＭＲＦ式減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す）４等からなるサスペンション５によって車体１に懸架されている。自動車Ｖには、ダンパ４をはじめとする各種機器を統括制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）６や、エンジン７の制御を行うＥＮＧ−ＥＣＵ８が設置されている。また、自動車Ｖには、車速Ｖｖを検出する車速センサ９、横加速度を検出する横Ｇセンサ１０、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１１、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１２等が車体の適所に設置される他、ダンパ４の変位を検出するストロークセンサ１３を各車輪３ごとに備えている。エンジン７にはクランクプーリによって駆動されるオルタネータ（発電装置）１４が付設されており、オルタネータ１４によって発電された電力が車載バッテリ１５に供給される。
【００１２】
ＥＣＵ６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、ＥＮＧ−ＥＣＵ８や各車輪３のダンパ４、各センサ９〜１３等と接続されている。
【００１３】
＜ダンパの構造＞
図２に示すように、本実施形態のダンパ４は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦが充填された円筒状のシリンダチューブ２１と、このシリンダチューブ２１に対して軸方向に相対動するピストンロッド２２と、ピストンロッド２２の先端に装着されてシリンダチューブ２１内を上部油室２４と下部油室２５とに区画するピストン２６と、シリンダチューブ２１の下部に高圧ガス室２７を画成するフリーピストン２８と、ピストンロッド２２等への塵埃の付着を防ぐカバー２９と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ３０とを主要構成要素としている。
【００１４】
シリンダチューブ２１は、下端のアイピース２１ａに嵌挿されたボルト３１を介して、車輪側部材であるトレーリングアーム３５の上面に連結されている。また、ピストンロッド２２は、上下一対のブッシュ３６とナット３７とを介して、その上端のスタッド２２ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）３８に連結されている。
【００１５】
図３に示すように、ピストン２６には、上部油室２４と下部油室２５とを連通する環状連通路３９と、環状連通路３９の内側に配設されたＭＬＶコイル（電力消費部品）４０とが設けられている。ＥＣＵ６からＭＬＶコイル４０に電流が供給されると、環状連通路３９を流通するＭＲＦに磁界が印可されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成し、環状連通路３９内を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度が上昇する。
【００１６】
＜ダンパ制御装置の概略構成＞
ＥＣＵ６には、図３にその概略構成を示すダンパ制御装置５０が内装されている。ダンパ制御装置５０は、上述したＥＮＧ−ＥＣＵ８や各センサ９〜１３等が接続する入力インタフェース５１と、入力インタフェース５１から入力した信号に基づき各ダンパ４の目標減衰力Ｄｔｇｔを設定する減衰力設定部５２と、目標減衰力Ｄｔｇｔやダンパ４のストローク速度Ｓｓに応じて各ダンパ４（ＭＬＶコイル４０）への目標電流Ｉｔｇｔを算出／生成する目標電流生成部５３と、目標電流生成部５３の算出結果に基づきＭＬＶコイル４０の温度（コイル温度）Ｔｃを推定するコイル温度推定部５４と、ＥＮＧ−ＥＣＵ８から入力したエンジン回転速度Ｎｅに基づきオルタネータ１４の発電量Ｉａを推定する発電量推定部５５と、目標電流生成部５３からの目標電流Ｉｔｇｔを各ダンパ４に出力する出力インタフェース５６とから構成されている。なお、本実施形態の減衰力設定部５２には、スカイフック制御に供されるスカイフック制御部５７と、ロール制御に供されるロール制御部５８と、ピッチ制御に供されるやピッチ制御部５９とが収容されている。
【００１７】
＜目標電流生成部の概略構成＞
図４に示すように、目標電流生成部５３は、基本目標電流設定部６１とハイカット処理部６２とを各車輪３ごとに備えている。基本目標電流設定部６１は、減衰力設定部５２から入力した目標減衰力Ｄｔｇｔとダンパ４のストローク速度Ｓｓとに基づき、基本目標電流Ｉｂａｓｅを設定する。また、ハイカット処理部６２は、コイル温度推定部５４から入力したコイル温度Ｔｃと発電量推定部５５から入力したオルタネータ１４の発電量Ｉａとに基づき、基本目標電流Ｉｂａｓｅをそのまま、あるいは最大値を制限した上で目標電流Ｉｔｇｔを出力する。
【００１８】
≪実施形態の作用≫
＜目標減衰力設定処理＞
自動車が走行を開始すると、ダンパ制御装置５０では、減衰力設定部５２が、所定の処理インターバルをもって、図５のフローチャートにその手順を示す目標減衰力設定処理を実行する。減衰力設定部５２は、目標減衰力設定処理を開始すると、先ず図５のステップＳ１で、横Ｇセンサ１０や前後Ｇセンサ１１から入力した車体１の加速度や、ヨーレイトセンサ１２からから入力した車体１のヨーレイト、車速センサ９から入力した車速Ｖｖ、操舵角センサ（図示せず）から入力した操舵速度等に基づき自動車Ｖの運動状態を判定する。次に、減衰力設定部５２は、自動車Ｖの運動状態に基づき、ステップＳ２で各ダンパ４のスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出し、ステップＳ３で各ダンパ４のロール制御目標値Ｄｒを算出し、ステップＳ４で各ダンパ４のピッチ制御目標値Ｄｐを算出する。
【００１９】
次に、減衰力設定部５２は、ステップＳ５で各ダンパ４のストローク速度Ｓｓが正の値であるか否かを判定し、この判定がＹｅｓであった場合（すなわち、ダンパ４が伸び側に作動している場合）、ステップＳ６で３つの制御目標値Ｄｓｈ，Ｄｒ，Ｄｐのうち値が最も大きいものを目標減衰力Ｄｔｇｔに設定し、ステップＳ７で目標電流生成部５３に目標減衰力Ｄｔｇｔを出力する。また、減衰力設定部５２は、ステップＳ５の判定がＮｏであった場合（すなわち、ダンパ４が縮み側に作動している場合）、ステップＳ８で３つの制御目標値Ｄｓｈ，Ｄｒ，Ｄｐのうち値が最も小さいものを目標減衰力Ｄｔｇｔに設定し、ステップＳ７で目標電流生成部５３に目標減衰力Ｄｔｇｔを出力する。
【００２０】
＜目標電流生成処理＞
本実施形態のダンパ制御装置５０では、上述した減衰力制御と並行するかたちで、目標電流生成部５３が、図６のフローチャートにその手順を示す目標電流生成処理を実行する。目標電流生成部５３は、目標電流生成処理を開始すると、先ず図６のステップＳ１１で、図７の目標電流マップから目標減衰力Ｄｔｇｔとストローク速度Ｓｓとに対応する基本目標電流Ｉｂａｓｅを検索／設定する。
【００２１】
次に、目標電流生成部５３は、ステップＳ１２で、ＥＮＧ−ＥＣＵ８から入力したエンジン回転速度Ｎｅに基づいてオルタネータ１４の発電量Ｉａを推定した後、ステップＳ１３で図８の発電量−上限電流値マップから発電量Ｉａに対応する第１上限電流値Ｉｍ１（３．５Ａ〜５Ａ）を検索／設定する。本実施形態の場合、ＭＬＶコイル４０に供給する最大電流は５Ａである。ＭＬＶコイル４０への供給電流とダンパ４の発生減衰力とＭＬＶコイル４０の発熱量との関係を示すグラフ（図９）から判るように、第１上限電流値Ｉｍ１が最小値（３．５Ａ）となった場合においても、５Ａの供給電流に対する発生減衰力は７％程度低下するだけであり、供給電流が３０％削減されるにも拘わらず、操縦安定性に与える影響はごく小さく抑えられる。なお、第１上限電流値Ｉｍ１の設定にあたっては、灯火類やナビゲーションシステム等の使用状況を考慮するようにしてもよい。
【００２２】
次に、目標電流生成部５３は、ステップＳ１４で、例えば、直前の所定時間に亘る目標電流Ｉｔｇｔの積分値に基づいてコイル温度Ｔｃを推定した後、ステップＳ１５で、図１０のコイル温度−上限電流値マップからコイル温度Ｔｃに対応する第２上限電流値Ｉｍ２（３．５Ａ〜５Ａ）を検索／設定する。第２上限電流値Ｉｍ２も、第１上限電流値Ｉｍ１と同様に、その最小値が例えば３．５Ａに設定されている。図９から判るように、第１上限電流値Ｉｍ１が最小値（３．５Ａ）となった場合においても、上述したように５Ａの供給電流に対する発生減衰力は７％程度低下するだけであり、ＭＬＶコイル４０の発熱量が３５％程度低減されるにも拘わらず、操縦安定性に与える影響はごく小さく抑えられる。なお、第２上限電流値Ｉｍ２の設定にあたっては、外気温等を考慮するようにしてもよい。
【００２３】
次に、目標電流生成部５３は、ステップＳ１６で、第１上限電流値Ｉｍ１と第２上限電流値Ｉｍ２とのうち小さい方を上限電流値Ｉｍａｘとして選択する。この際、例えば、オルタネータ１４の発電量Ｉａが大きく、かつ、コイル温度Ｔｃが低い場合には、第１上限電流値Ｉｍ１と第２上限電流値Ｉｍ２とがどちらも５Ａとなるため、上限電流値Ｉｍａｘも５Ａとなる。
【００２４】
次に、目標電流生成部５３は、ステップＳ１７で基本目標電流Ｉｂａｓｅが上限電流値Ｉｍａｘを超えているか否かを判定し、この判定がＮｏであればステップＳ１８で基本目標電流Ｉｂａｓｅを目標電流Ｉｔｇｔとし、ステップＳ１９で目標電流Ｉｔｇｔに応じた駆動電流を各ダンパ４のＭＬＶコイル４０に出力する。
【００２５】
一方、基本目標電流Ｉｂａｓｅが上限電流値Ｉｍａｘを超え、ステップＳ１７の判定がＹｅｓとなった場合、目標電流生成部５３は、ステップＳ２０で上限電流値Ｉｍａｘを目標電流Ｉｔｇｔとし、ステップＳ１９で目標電流Ｉｔｇｔに応じた駆動電流を各ダンパ４のＭＬＶコイル４０に出力する。
【００２６】
＜渋滞走行＞
図１１は、渋滞走行時における車速と目標電流との関係を示すグラフである。同図に示す状態では、運転者はトルクコンバータのクリープ現象とブレーキとを利用して間欠走行しており、車速Ｖｖが低い範囲（例えば、０〜８ｋｍ／ｈ）で変化し、車体１の挙動が変化する制動／停止時には基本目標電流Ｉｂａｓｅが５Ａ近くに達することがある。本実施形態の場合、この運転状況では、エンジン回転速度Ｎｅが低いため（エンジン７がアイドル運転状態にあるため）にオルタネータ１４の発電量Ｉａが小さくなり、上限電流値Ｉｍａｘ（第１上限電流値Ｉｍ１）が低く（例えば、３．５Ａ程度に）抑えられる。これにより、長時間にわたって渋滞走行が行われても、ＭＬＶコイル４０に出力される電流が抑制され、車載バッテリ１５の放電が生じ難くなる。
【００２７】
＜ワインディング走行＞
図１２は、ワインディン走行時における車速と目標電流との関係を示すグラフである。同図に示す状態では、車体１が左右に繰り返し旋回することによって目標減衰力Ｄｔｇｔが大きい状態が継続し、ＭＬＶコイル４０には大きな電流が比較的長時間供給される。本実施形態の場合、この運転状況では、コイル温度推定部５４によって推定されたコイル温度Ｔｃが高くなるため、上限電流値Ｉｍａｘ（第２上限電流値Ｉｍ２）が低く（例えば、４Ａ程度に）抑えられる。これにより、長時間にわたってワインディング走行が行われても、ＭＬＶコイル４０に出力される電流が抑制され、ＭＬＶコイル４０の過度の温度上昇が生じ難くなる。
【００２８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記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ＭＲＦ式の減衰力可変ダンパに本発明を適用したものであるが、ＭＦ（磁性流体）式の減衰力可変ダンパや、ソレノイド等を用いた電流制御式減衰力可変ダンパにも適用可能である。また、上記実施形態では、供給電流の制限を発電装置（オルタネータ）の発電量と電力消費部品（ＭＬＶコイル）の温度とに応じて行うようにしたが、他の電流制限条件に応じて行うようにしてもよい。また、電力消費部品の温度は、電流を供給する際の電気抵抗値から推定するようにしてもよいし、温度センサ等によって検出するようにしてもよい。その他、自動車や制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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】実施形態に係るダンパの縦断面図である。
【図３】実施形態に係る減衰力制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係る目標電流生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る目標減衰力設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る目標電流生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る目標電流マップである。
【図８】実施形態に係る発電量−上限電流値マップである。
【図９】実施形態に係る供給電流と発生減衰力と発熱量との関係を示すグラフである。
【図１０】実施形態に係るコイル温度−上限電流値マップである。
【図１１】実施形態に係る渋滞走行時における車速と目標電流との関係を示すグラフである。
【図１２】実施形態に係るワインディング走行時における車速と目標電流との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１      車体
３      車輪
４      ダンパ（減衰力可変ダンパ）
６      ＥＣＵ
７      エンジン
８      ＥＮＧ−ＥＣＵ
１４    オルタネータ（発電装置）
１５    車載バッテリ
４０    ＭＬＶコイル（電力消費部品）
５０    ダンパ制御装置（制御装置）
５３    目標電流生成部
５４    コイル温度推定部
５５    発電量推定部
Ｖ      自動車（車両）
【図１】
0004972482.tif 000002
【図２】
0004972482.tif 000003
【図３】
0004972482.tif 000004
【図４】
0004972482.tif 000005
【図５】
0004972482.tif 000006
【図６】
0004972482.tif 000007
【図７】
0004972482.tif 000008
【図８】
0004972482.tif 000009
【図９】
0004972482.tif 000010
【図１０】
0004972482.tif 000011
【図１１】
0004972482.tif 000012
【図１２】
0004972482.tif 000013