(57)【要約】    【課題】  片勾配が付けられた道路の曲線部を走行する際に、車体の傾斜を防止し、乗り心地の向上させることができるサスペンション特性制御装置を提供する。    【解決手段】  車体１と各車輪３との間に設けられたサスペンション５の特性を制御するサスペンション特性制御装置（サスペンション特性制御装置５０）であって、ロール角を抑制するべくサスペンションの特性を制御するロール角制御手段（ロール演算制御部５５）と、自車両が走行している道路の曲率を推定する曲率推定手段（道路曲率算出部６４）とを有し、ロール角制御手段は車体の運動状態量と、曲率推定手段により推定した前記曲率とに基づいて前記サスペンションの特性の制御値を設定するようにした。曲率推定手段は曲率を車体の速度、横加速度、ヨーレイト、または地図情報等に基づいて推定する。【選択図】    図３
2009274551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と各車輪との間に設けられたサスペンションの特性を制御するサスペンション特性制御装置であって、
ロール角を抑制するべく前記サスペンションの特性を制御するロール角制御手段と、
自車両が走行している道路の曲率を推定する曲率推定手段と
を有し、
前記ロール角制御手段は、前記車体の運動状態量と、前記曲率推定手段により推定した前記曲率とに基づいて前記サスペンションの特性の制御値を設定することを特徴とするサスペンション特性制御装置。
【請求項２】
前記曲率推定手段は、前記車体の速度、横加速度またはヨーレイトからなる群の少なくとも１つに基づいて前記曲率を推定することを特徴とする、請求項１に記載のサスペンション特性制御装置。
【請求項３】
前記曲率推定手段は、前記曲率を地図情報から推定することを特徴とする、請求項１に記載のサスペンション特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサスペンション特性制御装置に係り、より詳細には、幅方向に傾斜した道路を走行する際における乗り心地の向上を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用サスペンションには、操縦安定性と乗り心地とを高い次元で両立させるために、車体と各車輪の間に油圧シリンダ等のサスペンションを設け、自動車の運動状態に応じてサスペンションの特性を可変制御するようにしたものが採用されている。
【０００３】
この種の自動車用サスペンション装置において、自動車の運動状態に加えて前後輪間の回転数差、路面の摩擦係数および舵角速度等に基づきサスペンション特性を制御し、旋回時における車体姿勢変化の安定化を図ったものがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−５０８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に係る発明によれば、走行する道路が幅方向に水平な場合には車体姿勢が安定される。しかし、道路の曲線部（カーブ部）は、回転中心側にかけて下る片勾配（バンク）が付けられているため、ロール角の目標値を０°とするロール抑制制御を行うと、車両が道路の勾配と一致して傾斜するという問題がある。車両が幅方向に傾斜すると、乗員の視界は変化し、乗員に不安感および違和感を与える虞がある。
【０００５】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、片勾配が付けられた道路の曲線部を走行する際に、車体が過渡に傾斜することを防止し、乗り心地の向上させることができるサスペンション特性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】
上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、車体（１）と各車輪（３）との間に設けられたサスペンション（５）の特性を制御するサスペンション特性制御装置（サスペンション特性制御装置５０）であって、ロール角を抑制するべく前記サスペンションの特性を制御するロール角制御手段（ロール演算制御部５５）と、自車両が走行している道路の曲率を推定する曲率推定手段（道路曲率算出部６４）とを有し、前記ロール角制御手段は、前記車体の運動状態量と、前記曲率推定手段により推定した前記曲率とに基づいて前記サスペンションの特性の制御値を設定することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は第１の発明において、前記曲率推定手段は、前記車体の速度、横加速度またはヨーレイトからなる群の少なくとも１つに基づいて前記曲率を推定することを特徴とすることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は第１の発明において、前記曲率推定手段は、前記曲率を地図情報から推定することを特徴とする。地図情報は、カーナビゲーション装置等から取得することができる。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、自車両が走行する道路の曲率に基づいてロール制御を行うことで、車両が道路の片勾配に一致して傾斜することを防止することができる。道路の片勾配は、道路構造令等により道路の曲率（曲率半径）によって定められているため、道路の曲率から道路の片勾配を推測できる。そのため、曲率が大きい場合にはロール制御を小さくするといった補正を行うことで、道路の片勾配が変化しても車両姿勢を一定に保ち、快適な乗り心地を得ることができる。第２の発明によれば、付加的な情報取得装置を用いることなく、一般に車体に設けられているセンサ等からの情報に基づき曲率を推定することができる。第３の発明によれば、地図情報から直接的に道路曲率を取得することで、道路曲率を推定する工程を省略することができ、また正確な情報を取得することができるようになる。
【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。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は実施形態に係るサスペンション特性制御装置の概略構成を示すブロック図であり、図３は実施形態に係るロール演算制御部の要部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の車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がサスペンションアーム４や、油圧シリンダ６等からなるサスペンション７によって車体１に懸架されている。自動車Ｖには、各種の制御に供されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）８の他、車速センサ９や横Ｇセンサ１０、前後Ｇセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２等が車体１の適所に設置されている。また、自動車Ｖには、上下Ｇセンサ（ばね上加速度検出手段）１３と、ストロークセンサ（状態量検出手段）１４とが各車輪３ｆｌ〜３ｒｒごとに設置されている。
【００１３】
ＥＣＵ８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（実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、油圧ユニット３０や各センサ９〜１４と接続されている。
【００１４】
＜油圧シリンダ＞
油圧シリンダ６は、公知の油圧シリンダであって、図示しないシリンダボディと、シリンダボディ内に往復動可能に嵌挿されたピストンと、ピストンに結合されたピストンロッドと、シリンダボディ内に貯容されたオイルとから構成され、シリンダボディはサスペンションアーム４に結合され、ピストンロッドは車体１と結合されている。シリンダボディには油圧ユニット３０が連結されており、油圧ユニット３０によりシリンダボディ内のオイルの供給および排出が制御されている。すなわち、油圧シリンダ６内の油圧は油圧ユニット３０により制御されている。油圧ユニット３０は、図示しないリザーブタンク、オイルポンプおよび制御バルブ等から構成され、ＥＣＵ８からの制御目標値信号を受けて、各輪毎に設けられた油圧シリンダ６の油圧を制御する。
【００１５】
＜サスペンション特性制御装置の概略構成＞
図２に示すように、ＥＣＵ８には、油圧シリンダ６の制御を行うサスペンション特性制御装置５０が内装されている。サスペンション特性制御装置５０は、上述した各センサ９〜１４が接続する入力インタフェース５１と、各センサ９〜１３の検出信号から得られたロールモーメントやピッチモーメント、ばね上速度等に基づき各油圧シリンダ６の制御目標値を設定する制御目標値設定部５２と、制御目標値設定部５２に算出された制御目標値を油圧ユニット３０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。なお、制御目標値設定部５２には、ロール制御に供されるロール演算制御部５５や、スカイフック制御に供されるスカイフック演算制御部５６、ピッチ制御に供されるピッチ演算制御部５７等が収容されている。
【００１６】
＜ロール演算制御部＞
ロール演算制御部５５は、各油圧シリンダ６毎に設けられている。各油圧シリンダ６に設けられたロール演算制御部は同様であるため、以下、右前車輪３ｆｒに設けられた油圧シリンダ６ｆｒのロール演算制御部６１について説明する。図３に示すように、１つの油圧シリンダ６に対応するロール演算制御部６１は、ロール制御ベース値設定部６２と、補正ベース値設定部６３と、道路曲率算出部６４と、曲率補正係数設定部６５と、補正値算出部６６と、制御目標値設定部６７とを備えている。
【００１７】
ロール制御ベース値設定部６２は、車速センサ９から入力した車速ｖ１、横Ｇセンサ１０から入力した横加速度Ｇｙ、ヨーレイトセンサ１２から入力したヨーレイトＹｒ等に基づいてロール制御ベース値Ｄｒｂを設定する。
【００１８】
補正ベース値設定部６３は、横Ｇセンサ１０から入力した横加速度Ｇｙに基づいて、図４に示す補正ベース値マップを参照し、補正ベース値Ｃｂを設定する。補正ベース値マップは、横加速度Ｇｙに対する補正ベース値Ｃｂを予め設定したものであり、本実施形態では横加速度Ｇｙに対して補正ベース値Ｃｂを比例して変化させている。他の実施形態においては、横加速度Ｇｙと補正ベース値Ｃｂとの関係を適宜変更し得る。
【００１９】
道路曲率算出部６４は、横Ｇセンサ１０から入力した横加速度Ｇｙと、車速センサ９から入力した車速ｖ１とに基づいて、車両が現在走行している道路のカーブの曲率Ｃｒを算出する。道路曲率Ｃｒは、次の式（１）によって算出する。
Ｃｒ＝Ｇｙ／ｖ１２      （１）
なお、式（１）を用いずに、ヨーレイトセンサ１２からヨーレイトＹｒを取得し、次の式（２）により道路曲率Ｃｒを算出してもよい。
Ｃｒ＝Ｙｒ／ｖ１      （２）
【００２０】
曲率補正係数設定部６５は、道路曲率算出部６４から入力した道路曲率Ｃｒに基づいて、図５に示す曲率補正係数マップを参照し、曲率補正係数Ｃｃを設定する。曲率補正係数マップは、道路曲率Ｃｒに対する曲率補正係数Ｃｃを予め設定したものである。曲率補正係数マップは、例えば道路の曲率と道路の片勾配との関係を考慮して設定され、曲率が大きくなるほど係数が大きくなるように設定されている。
【００２１】
補正値算出部６６は、補正ベース値設定部６３から入力した補正ベース値Ｃｂに、曲率補正係数設定部６５から入力した曲率補正係数Ｃｃを乗じて補正値Ｄｃを算出する。
【００２２】
制御目標値設定部６７は、ロール制御ベース値設定部６２から入力したロール制御ベース値Ｄｒｂに、補正値算出部６６から入力した補正値Ｄｃを加算してロール制御目標値Ｄｒを設定する。
【００２３】
≪実施形態の作用≫
＜アクティブサスペンション制御＞
自動車が走行を開始すると、サスペンション特性制御装置５０は、所定の処理インターバル（例えば、１０ｍｓ）をもって、図６のフローチャートにその手順を示すサスペンション特性制御を各車輪毎に実行する。サスペンション特性制御を開始すると、サスペンション特性制御装置５０は、図６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１３から得られた車体１の加速度や、車速センサ（図示せず）から入力した車体速度、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（各車輪におけるばね上速度等）を判定する。次に、サスペンション特性制御装置５０は、自動車Ｖの運動状態に基づき、ステップＳ２で各油圧シリンダ６のスカイフック制御目標値Ｄｓｈを算出し、ステップＳ３で各油圧シリンダ６のロール制御目標値Ｄｒを算出し、ステップＳ４で各油圧シリンダ６のピッチ制御目標値Ｄｐを算出する。スカイフック制御目標値Ｄｓｈおよびピッチ制御目標値Ｄｐは、公知の方法に基づいて算出してよい。
【００２４】
次に、サスペンション特性制御装置５０は、ステップＳ５で各油圧シリンダ６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、油圧シリンダ６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制御目標値Ｄｔｇｔに設定する。また、サスペンション特性制御装置５０は、ステップＳ５の判定がＮｏであった場合（すなわち、油圧シリンダ６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（絶対値が最も大きいもの）を制御目標値Ｄｔｇｔに設定する。
【００２５】
ステップＳ６またはステップＳ７で制御目標値Ｄｔｇｔを設定すると、ステップＳ８でサスペンション特性制御装置５０は、出力インタフェース５４を介して油圧ユニット３０に各油圧シリンダ６毎の制御目標値Ｄｔｇｔを出力する。油圧ユニット３０は、制御目標値Ｄｔｇｔに基づき各油圧シリンダ６を制御する。
【００２６】
＜ロール制御目標値算出処理＞
ステップＳ３でのロール制御目標値Ｄｒの算出は、図７のフローチャートに示す手順に従ってサスペンション特性制御装置５０のロール演算制御部５５が行う。ステップＳ９では、ロール制御ベース値設定部６２が車速ｖ１、横加速度Ｇｙ、およびヨーレイトＹｒ等に基づきロール制御ベース値Ｄｒｂを設定する。
【００２７】
ステップＳ１０では、道路曲率算出部６４が車速ｖ１、横加速度Ｇｙに基づき道路曲率Ｃｒを算出する。
【００２８】
ステップＳ１１では、補正ベース値設定部６３が横加速度Ｇｙに基づいて補正ベース値Ｃｂを設定し、曲率補正係数設定部６５が道路曲率Ｃｒに基づいて曲率補正係数Ｃｃを設定し、補正値算出部６６が補正ベース値Ｃｂと曲率補正係数Ｃｃとに基づいて補正値Ｄｃを算出する。
【００２９】
ステップＳ１２では、制御目標値設定部６７が、ロール制御ベース値Ｄｒｂと補正値Ｄｃとに基づいてロール制御目標値Ｄｒを設定する。
【００３０】
≪実施形態の作用≫
ロール制御による制御目標値Ｄｒを設定する際に、推定した道路曲率Ｃｒに応じた補正値Ｄｃを加えることにより、車両が走行する道路の片勾配を考慮してロール制御を行うことができるようになる。道路曲率Ｃｒが増加すると道路の片勾配は増加するため、道路曲率Ｃｒの大きさに応じて補正量を増加させることによって、ロール制御による制御量を低下、すなわちロール制御の程度を低下させる。これにより、ロール角を０°とするように目標を定めたロール抑制制御を行っていても、片勾配が付けられた道路の曲線部分では、ロール制御の程度が低下され、ロール角は０°に到達しなくなる。そのため、車体１が道路の片勾配と一致して傾斜することがなくなる。
【００３１】
＜一部変形実施形態＞
次に、上述した実施形態を一部変形した実施形態について説明する。図８は、一部変形実施形態に係るロール演算制御部の要部構成を示すブロック図である。一部変形実施形態は、地図情報取得装置７１を有する点と、道路曲率算出部７２が取得する情報（信号）が相違する点とにおいてのみ上述した実施形態と異なる。上述した実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
一部変形実施形態では、地図情報取得装置７１が車体１に設けられている。地図情報取得装置７１は、例えばカーナビゲーション装置であって、現在の車両の走行位置に基づき、記録されている道路マップデータから車両が現在走行する道路の道路情報Ｉｒを取得し、道路曲率算出部７２に出力する。道路曲率算出部７２は、道路情報Ｉｒに基づき道路曲率Ｃｒを算出し、曲率補正係数設定部６５に出力する。道路情報Ｉｒは、例えば道路マップデータに記憶されている地図中の道路形状等であり、道路曲率算出部６４は道路形状を図形処理して車両が走行する道路の曲率Ｃｒを推定する。また、道路マップデータに予め道路曲率が記憶されている場合には、道路曲率算出部７２は道路情報Ｉｒから道路曲率Ｃｒを抽出し、曲率補正係数設定部６５に出力する。
【００３３】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、ロール演算制御部の構成は例示であって、補正ベース値算出部を設けずに、道路曲率のみから補正値を設定し、制御目標値を補正するようにしてもよい。なお、実施形態では本発明を適用した一例としてサスペンションに油圧シリンダを用いた例を示したが、サスペンションに可変エアサスペンションや可変スタビライザ等を用いたアクティブサスペンションの制御に適用することが可能である。その他制御装置の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】実施形態に係るサスペンション特性制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係るロール制御演算制御部の要部構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係る補正ベース値マップである。
【図５】実施形態に係る曲率補正係数マップである。
【図６】実施形態に係るサスペンション特性制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係るロール制御による制御目標値設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】一部変形実施形態に係るロール演算制御部の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      車体
３      車輪
６      油圧シリンダ
７      サスペンション
１３    上下Ｇセンサ（ばね上加速度検出手段）
５０    サスペンション特性制御装置
５５    ロール演算制御部
６２    ロール制御ベース値設定部
６３    補正ベース値設定部
６４，７２    道路曲率算出部
６５    曲率補正係数設定部
６６    補正値算出部
６７    制御目標値設定部
７１    道路情報取得装置
【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】
2009274551.tif 000008
【図７】
2009274551.tif 000009
【図８】
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