(57)【要約】【課題】  スカイフック制御時における車体制振と乗り心地の向上とを両立させた減衰力可変ダンパの制御装置を提供する。【解決手段】  ゲインマップは、第１基準値Ｍ１と第２基準値Ｍ２とを有しており、ばね上速度Ｓｕが第２基準値Ｍ２以上である場合にはゲインＧが１．０に設定される。また、ゲインＧは、ばね上速度Ｓｕが第１基準値Ｍ１と第２基準値Ｍ２との間にある場合には１．０より大きな値に設定されるとともに、第１基準値Ｍ１側にそのピークを有している。更に、ゲインＧは、ばね上速度Ｓｕが第１基準値Ｍ１以下である場合には１．０より小さな値（実施形態では、０．０）に設定される。【選択図】      図８
2009090753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車輪との相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、前記車体の運動状態量に基づいて減衰力ベース値を設定する減衰力ベース値設定手段と、前記減衰力ベース値に所定のゲインを乗じることで目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備え、
前記目標減衰力算出手段は、
所定の第１基準値と、当該第１基準値より小さな第２基準値とを有し、
前記運動状態量の値が前記第１基準値と前記第２基準値との間にあるときには、前記運動状態量の値が前記第２基準値以上である場合よりも前記ゲインを大きくし、
前記運動状態量の値が前記第１基準値以下であるときには、前記運動状態量の値が前記第２基準値以上である場合よりも前記ゲインを小さくすることを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項２】
前記ゲインのピークは、前記運動状態量の値が前記第１基準値と前記第２基準値との間の領域に存在することを特徴とする、請求項１に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項３】
前記運動状態量は、車体の上下動に伴う運動量であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の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、特に、スカイフック制御時における車体制振と乗り心地の向上とを両立させる技術に関する。
【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、減衰力を段階的あるいは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（以下、単にダンパと記す）を装着した車両では、車両の走行状態に応じてダンパの減衰力を可変制御することによって操縦安定性や乗り心地の向上が図られている。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方向にロールするが、この際における車体の過大なロールを抑制すべく、横加速度の微分値に応じてダンパの目標減衰力を高める制御（ロール制御）を行っている。また、直進走行時には路面の凹凸によって車輪が上下に移動するが、車輪の上下動の車体への伝達抑制（車体制振）と乗り心地の向上とを図るべく、ばね上速度に応じて目標減衰力を高める制御（スカイフック制御）を行っている（特許文献１参照）。
【０００３】
上述したスカイフック制御では、ばね上速度の低い領域では目標減衰力が小さな値となるため、車体が緩やかに上下動する際の制振が行われ難くなる（車体がふわふわ上下に揺れやすくなる）問題があった。そこで、スカイフック制御によって設定された減衰力ベース値にゲインを乗じるようにするとともに、ばね上速度が所定値以下の領域でゲインを大きくし、ばね上速度の低い領域での車体制振を効果的に行うようにする方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−６９５２７号公報
【特許文献２】特許３１５６４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２のスカイフック制御を採用した場合、車体制振は効果的に行われる反面、ばね上速度がごく小さい領域では、目標減衰力が高くなることからダンパの初動が起き難くなる。その結果、例えば小さな凹凸等を乗り越える場合、その初期にダンパが作動し難いことで車輪の振動が車体に伝達されやすくなり、乗り心地が悪化する（車体の上下加速度が大きくなり、運転者がごつごつした乗り心地を感じる）問題があった。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、スカイフック制御時における車体制振と乗り心地の向上とを両立させ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】
【０００６】
第１の発明は、車体と車輪との相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、前記車体の運動状態量に基づいて減衰力ベース値を設定する減衰力ベース値設定手段と、前記減衰力ベース値に所定のゲインを乗じることで目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備え、前記目標減衰力算出手段は、所定の第１基準値と、当該第１基準値より小さな第２基準値とを有し、前記運動状態量の値が前記第１基準値と前記第２基準値との間にあるときには、前記運動状態量の値が前記第２基準値以上である場合よりも前記ゲインを大きくし、前記運動状態量の値が前記第１基準値以下であるときには、前記運動状態量の値が前記第２基準値以上である場合よりも前記ゲインを小さくすることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明に係る減衰力可変ダンパの制御装置において、前記ゲインのピークは、前記運動状態量の値が前記第１基準値と前記第２基準値との間の領域に存在することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明に係る減衰力可変ダンパの制御装置において、前記運動状態量は、車体の上下動に伴う運動量であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ばね上速度が比較的低い領域での効果的な車体制振が実現される一方、ばね上速度のごく低い領域でのダンパの初動が抑制されず高品位な乗り心地が実現される。
【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。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る。
【００１１】
≪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。
【００１２】
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を車体１に備えており、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、サスペンションシステムの制御主体であるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）７や、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）８が設置されている。また、自動車Ｖには、車速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１の適所に設置されるとともに、ダンパ４の変位を検出するストロークセンサ１３と、車体１における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１４とが各車輪３ごとに設置されている。また、自動車Ｖには、運転席側方（センタコンソール）に、ダンパ４の減衰力をノーマルモード（乗り心地重視）とスポーツモード（フラット感重視）とに切り換えるための減衰力切換スイッチ１５が設置されている。
【００１３】
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））を介して各車輪３のダンパ４や各センサ９〜１３、減衰力切換スイッチ１５と接続されている。
【００１４】
＜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に対して軸方向に摺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。
【００１５】
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。
【００１６】
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４０とが設けられている。ＥＣＵ７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。
【００１７】
＜ダンパ制御装置の概略構成＞
ＥＣＵ７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、上述した各センサ９〜１４等が接続する入力インタフェース５１と、センサ９〜１２，１４、減衰力切換スイッチ１５等から入力した検出信号に基づき各ダンパ４の目標減衰力を設定する減衰力設定部５２と、目標減衰力とストロークセンサ１３の検出結果とに応じて各ダンパ４（ＭＬＶコイル４０）への駆動電流を生成する駆動電流生成部５３と、駆動電流生成部５３が生成した駆動電流を各ダンパ４に出力する出力インタフェース５４とから構成されている。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（第２減衰力ベース値設定手段）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。
【００１８】
＜スカイフック制御部＞
図４にその概略構成を示すように、スカイフック制御部５７は、車速センサ９から入力した車速信号ｖ、上下Ｇセンサ１４から入力した上下加速度信号Ｇｌ等に基づいてスカイフック制御ベース値（減衰力ベース値）Ｄｓｂを設定するスカイフック制御ベース値設定部（減衰力ベース値設定手段）６１と、上下加速度信号Ｇｌを積分してばね上速度Ｓｕを算出するばね上速度算出部６２と、ばね上速度算出部６２から入力したばね上速度Ｓｕと減衰力切換スイッチ１５から入力した切換信号Ｓｓｌｔとに基づきゲインＧを設定するゲイン設定部６３と、スカイフック制御ベース値Ｄｓｂにゲイン設定部６３で設定されたゲインＧを乗じてスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出するスカイフック目標値算出部６４とを各車輪３ごとに備えている。
【００１９】
≪実施形態の作用≫
＜減衰力制御＞
自動車が走行を開始すると、ダンパ制御装置５０は、所定の処理インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、図５のフローチャートにその手順を示す減衰力制御を実行する。減衰力制御を開始すると、ダンパ制御装置５０は、図５のステップＳ１で、横Ｇセンサ１０、前後Ｇセンサ１１、および上下Ｇセンサ１４から得られた車体１の各加速度や、車速センサ９から入力した車速、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、ダンパ制御装置５０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。
【００２０】
次に、ダンパ制御装置５０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に設定する。また、ダンパ制御装置５０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Ｓ７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に設定する。
【００２１】
ステップＳ６またはステップＳ７で目標減衰力Ｄｔｇｔを設定すると、ダンパ制御装置５０は、ステップＳ８で図６の目標電流マップから目標減衰力Ｄｔｇｔに対応する目標電流Ｉｔｇｔを検索／設定する。次に、ダンパ制御装置５０は、ステップＳ８で設定された目標電流Ｉｔｇｔに基づき、ステップＳ９で各ダンパ４のＭＬＶコイル４０に駆動電流を出力する。
【００２２】
＜スカイフック制御目標値算出処理＞
ダンパ制御装置５０のスカイフック目標値算出部６４では、図７のフローチャートに示す手順によってスカイフック制御目標値Ｄｓｈが算出される。スカイフック制御目標値算出処理を開始すると、スカイフック目標値算出部６４は、図７のステップＳ１１で、車速センサ９から入力した車速信号ｖや上下Ｇセンサ１４から入力した上下加速度信号Ｇｌに基づき、スカイフック制御ベース値Ｄｓｂを設定した後、ステップＳ１２で、上下Ｇセンサ１４から入力した上下加速度信号Ｇｌを積分してばね上速度Ｓｕを算出する。
【００２３】
次に、スカイフック目標値算出部６４は、ステップＳ１３で、減衰力切換スイッチ１５がノーマルモードに切り換えられているか否かを判定し、この判定がＹｅｓであれば、ステップＳ１４で、図８のノーマルモード用のゲインマップからゲインＧを設定する。図８に示すように、ノーマルモード用のゲインマップは、第１基準値（本実施形態では、０．０５ｍ／ｓ）Ｍ１と第２基準値（本実施形態では、１．０ｍ／ｓ）Ｍ２とを有しており、ばね上速度Ｓｕが第２基準値Ｍ２以上である場合にはゲインＧが１．０に設定される。また、ゲインＧは、ばね上速度Ｓｕが第１基準値Ｍ１と第２基準値Ｍ２との間にある場合には１．０より大きな値に設定されるとともに、第１基準値Ｍ１側にそのピークを有している。更に、ゲインＧは、ばね上速度Ｓｕが第１基準値Ｍ１以下である場合には１．０より小さな値（実施形態では、０．０）に設定される。
【００２４】
一方、ステップＳ１３の判定がＮｏ、すなわち減衰力切換スイッチ１５がスポーツモードに切り換えられていた場合、スカイフック目標値算出部６４は、ステップＳ１５で、図示しないスポーツモード用のゲインマップからゲインＧを設定する。なお、スポーツモード用のゲインマップでも、ノーマルモード用のゲインマップと同様に、ばね上速度Ｓｕが第１基準値Ｍ１と第２基準値Ｍ２との間にある場合にはゲインＧが１．０より大きな値に設定されるが、その変化量等が異なっている。
【００２５】
ステップＳ１４あるいはステップＳ１５でゲインＧの設定を終えると、スカイフック目標値算出部６４は、ステップＳ１６で、スカイフック制御ベース値ＤｓｂにゲインＧを乗じることにより、スカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出する。
【００２６】
≪実施形態の効果≫
本実施形態では上述した構成を採ったことにより、ノーマルモードとスポーツモードとの双方において、車体制振と乗り心地とを両立させることができた。
図９はノーマルモードにおけるスカイフック制御目標値Ｄｓｈの変化を示すグラフであり、図１０はスポーツモードにおけるスカイフック制御目標値Ｄｓｈの変化を示すグラフである。図９，図１０中には、実施形態のスカイフック制御目標値Ｄｓｈを実線で示し、従来装置でのノーマルモード（以下、従来型ノーマルモードと記す）のスカイフック制御目標値を破線で示し、従来装置でのスポーツモード（以下、従来型スポーツモードと記す）のスカイフック制御目標値を一点鎖線で示す。
【００２７】
図９に示すように、本実施形態のノーマルモードでのスカイフック制御目標値Ｄｓｈは、路面の微少な凹凸によって車体１が小さく上下動する第１基準値Ｍ１以下の領域ではその値が殆ど０となり、車体１が緩やかに上下動する第１基準値Ｍ１と第２基準値Ｍ２との間ではその値が従来型ノーマルモードより大きくなり、車体１が比較的激しく上下動する第２基準値Ｍ２以上の領域ではその値が従来型スポーツモードに近づいている。
【００２８】
一方、図１０に示すように、本実施形態のスポーツモードでのスカイフック制御目標値Ｄｓｈは、路面の微少な凹凸によって車体１が小さく上下動する第１基準値Ｍ１以下の領域ではその値がやはり殆ど０となり、車体１が緩やかに上下動する第１基準値Ｍ１と第２基準値Ｍ２との間では第１基準値Ｍ１側でのみ従来型スポーツモードより大きくなり、車体１が比較的激しく上下動する第２基準値Ｍ２以上の領域ではその値が従来型ノーマルモードに近づいている。
【００２９】
図１１は種々の周波数特性を有する凹凸路（以下、単に凹凸路と記す）を比較的高速で走行する際に乗員に作用する上下加速度（以下、シートＧと記す）の時間変化および周波数変化を示すグラフであり、図１２は起伏のある道路（以下、バウンス路と記す）を比較的高速で走行する際に乗員に作用するシートＧの時間変化および周波数変化を示すグラフである。図１１から判るように、本実施形態の凹凸路におけるシートＧは、従来型ノーマルモード（破線で示す）や従来型スポーツモード（一点鎖線で示す）に対し、時間変化あるいは周波数変化においてそのピークや急激な変化（二点鎖線で囲った部分）が有意に減少している。また、図１２から判るように、本実施形態のバウンス路におけるシートＧも、従来型ノーマルモードや従来型スポーツモードに対し、時間変化あるいは周波数変化においてそのピークや急激な変化（二点鎖線で囲った部分）が有意に減少している。このように、本実施形態では、車体制振性能の大幅な向上と高品位な乗り心地とを両立させることができた。
【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、上記実施形態では運動状態量として車体の上下速度を用いたが、車体の上下加速度を用いるようにしてもよいし、車体のロール量やピッチ量等を用いるようにしてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、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】実施形態に係るスカイフック制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る減衰力制御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マップである。
【図７】実施形態に係るスカイフック制御目標値算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係るノーマルモード用のゲインマップである。
【図９】ノーマルモードにおけるスカイフック制御目標値Ｄｓｈの変化を示すグラフである。
【図１０】スポーツモードにおけるスカイフック制御目標値Ｄｓｈの変化を示すグラフである。
【図１１】凹凸路走行時におけるシートＧの時間変化および周波数変化を示すグラフである。
【図１２】バウンス路走行時におけるシートＧの時間変化および周波数変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１      車体
３      車輪
４      減衰力可変ダンパ
７      ＥＣＵ
１４    上下Ｇセンサ
５０    ダンパ制御装置
５２    減衰力設定部
５７    スカイフック制御部
５８    ロール制御部
５９    ピッチ制御部
６１    スカイフック制御ベース値設定部（減衰力ベース値設定手段）
６２    ばね上速度算出部
６３    ゲイン設定部
６４    スカイフック目標値算出部（目標減衰力算出手段）
Ｖ      自動車
【図１】
2009090753.tif 000003
【図２】
2009090753.tif 000004
【図３】
2009090753.tif 000005
【図４】
2009090753.tif 000006
【図５】
2009090753.tif 000007
【図６】
2009090753.tif 000008
【図７】
2009090753.tif 000009
【図８】
2009090753.tif 000010
【図９】
2009090753.tif 000011
【図１０】
2009090753.tif 000012
【図１１】
2009090753.tif 000013
【図１２】
2009090753.tif 000014