(57)【要約】【課題】バッテリ等の蓄電部の電力残量が少ない場合であってもサスペンションの特性を好適に調節することが可能なサスペンション制御システムを提供する。【解決手段】サスペンション制御システムは、エアサスペンション１０と、車両の運動エネルギーを電力として回生する回生部２０と、回生部２０によって回生された電力を蓄電するバッテリ３０と、エアコンプレッサ４０を制御するアクチュエータ制御部８０と、を備え、アクチュエータ制御部８０は、回生された電力の少なくとも一部をバッテリ３０に蓄電せずにエアコンプレッサ４０の駆動に用いる。【選択図】図１
2009234330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションの特性を調節するアクチュエータと、
車両の運動エネルギーを電力として回生する回生部と、
前記回生部によって回生された電力を蓄電する蓄電部と、
前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
を備え、
前記アクチュエータ制御部は、回生された電力の少なくとも一部を前記蓄電部に蓄電せずに前記アクチュエータの駆動に用いる
ことを特徴とするサスペンション制御システム。
【請求項２】
前記アクチュエータは、エアを給排することによって車輪に対する車体の上下位置を調節するエアサスペンションであり、
前記エアサスペンションに供給されるエアを蓄積するエア蓄積部と、
前記エア蓄積部にエアを供給するエア供給部と、
をさらに備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記エア蓄積部に蓄積されたエアの量に基づいて、回生された電力の少なくとも一部を前記蓄電部に蓄電せずに前記エア供給部の駆動に用いる
ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション制御システム。
【請求項３】
前記アクチュエータ制御部は、前記エア蓄積部に蓄積されたエアの量が第一の閾値以下である場合に、回生された電力の少なくとも一部を前記蓄電部に蓄電せずに前記エア供給部の駆動に用いる
ことを特徴とする請求項２に記載のサスペンション制御システム。
【請求項４】
前記エア供給部は、エアを前記サスペンションに供給する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のサスペンション制御システム。
【請求項５】
前記エア蓄積部から供給されたエアを用いて発電するエア発電部を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記蓄電部に蓄電された電力が第二の閾値以下である場合に、前記回生部によって回生された電力を全て前記蓄電部に蓄電させるとともに、前記エア発電部によって発電された電力を前記蓄電部に蓄電させる
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のサスペンション制御システム。
【請求項６】
前記アクチュエータ制御部は、前記回生部によって回生された電力に応じて前記アクチュエータを制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のサスペンション制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンションの特性を制御するサスペンション制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエアサスペンションにおいて、エアチャンバ内の目標気体質量と実気体質量との偏差が減少するように作動気体の給排を制御するエアサスペンション制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるエアサスペンション制御装置は、路面の凹凸に起因して車輪がバウンド、リバウンドしても目標気体質量が変化しないため、偏差も変化せず、それによって作動気体の給排が繰り返し頻繁に行われることを抑制し、消費エネルギーを低減することができる。
【特許文献１】特開平６−６４４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、かかるエアサスペンション制御装置は、消費エネルギーを低減することはできるが、エアサスペンションを作動させるためにはバッテリ等の蓄電部から電力を供給する必要がある。そのため、蓄電部の電力残量が少ない場合に、エアサスペンションを適切に作動させることが困難になるおそれがある。
【０００４】
本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、バッテリ等の蓄電部の電力残量が少ない場合であってもサスペンションの特性を好適に調節することが可能なサスペンション制御システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明であるサスペンション制御システムは、サスペンションの特性を調節するアクチュエータと、車両の運動エネルギーを電力として回生する回生部と、前記回生部によって回生された電力を蓄電する蓄電部と、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備え、前記アクチュエータ制御部は、回生された電力の少なくとも一部を前記蓄電部に蓄電せずに前記アクチュエータの駆動に用いることを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によると、蓄電部に蓄電された電力の残量が少なくても回生された電力を用いてアクチュエータを駆動することができる。また、回生された電力を蓄電部に蓄電することなく直接アクチュエータの駆動に用いるため、蓄電部が最大蓄電容量まで蓄電されている場合にも回生された電力を有効活用することができ、エネルギー使用効率が向上する。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサスペンション制御システムであって、前記アクチュエータは、エアを給排することによって車輪に対する車体の上下位置を調節するエアサスペンションであり、前記エアサスペンションに供給されるエアを蓄積するエア蓄積部と、前記エア蓄積部にエアを供給するエア供給部と、をさらに備え、前記アクチュエータ制御部は、前記エア蓄積部に蓄積されたエアの量に基づいて、回生された電力の少なくとも一部を前記蓄電部に蓄電せずに前記エア供給部の駆動に用いることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によると、回生された電力をエアに変換して蓄積することによって、電力として蓄積するよりも、エアサスペンションに効率よくエアを供給することができ、エネルギー使用効率が向上する。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のサスペンション制御システムであって、前記アクチュエータ制御部は、前記エア蓄積部に蓄積されたエアの量が第一の閾値以下である場合に、回生された電力の少なくとも一部を前記蓄電部に蓄電せずに前記エア供給部の駆動に用いることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によると、エア蓄積部にエアを供給する必要がある場合に、速やかにエアを供給することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のサスペンション制御システムであって、前記エア供給部は、エアを前記サスペンションに供給することを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によると、エア蓄積部からエアを供給してエアサスペンションを制御するのに加えて、回生された電力によって駆動されたエア供給部によって供給されるエアを用いてエアサスペンションを制御するので、エア蓄積部内のエア残量が低下することを抑制することができる。また、回生された電力を蓄電せずに直接用いるので、エネルギー使用効率が向上する。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のサスペンション制御システムであって、前記エア蓄積部から供給されたエアを用いて発電するエア発電部を備え、前記アクチュエータ制御部は、前記蓄電部に蓄電された電力が第二の閾値以下である場合に、前記回生部によって回生された電力を全て前記蓄電部に蓄電させるとともに、前記エア発電部によって発電された電力を前記蓄電部に蓄電させることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によると、蓄電部に電力を蓄電する必要がある場合に、速やかに蓄電することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のサスペンション制御システムであって、前記アクチュエータ制御部は、前記回生部によって回生された電力に応じて前記アクチュエータを制御することを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によると、回生される電力の量に応じてアクチュエータを制御することによって、車体の挙動を検出するセンサ等を用いなくても車体の挙動に応じたサスペンション制御を実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、バッテリ等の蓄電部の電力残量が少ない場合であってもサスペンションの特性を好適に調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムを備える車両を模式的に示す図である。図２は、本発明の実施形態に係るアクチュエータ制御部を示す機能ブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係るスタビライザ制御システムを備えた車両１は、エアサスペンション１０と、回生部２０と、バッテリ３０と、エアコンプレッサ４０と、エア制御バルブ５０と、エアタンク６０と、圧力センサ７１と、電流センサ７２と、電流センサ７３と、圧力センサ７４と、アクチュエータ制御部８０と、を備えている。前輪側の構成と後輪側の構成とは同一であるので、左右の後輪ＷＬ，ＷＲに設けられたエアサスペンション１０、回生部２０等の図示を省略する。
【００２１】
エアサスペンション１０は、左右の前輪ＷＬ，ＷＲ及び左右の後輪ＷＬ，ＷＲにそれぞれ設けられており、サスペンションとその特性を調節するアクチュエータとが一体構造となった装置である。エアサスペンション１０は、エアを給排することによって車輪ＷＬ，ＷＲに対する車体の上下位置を調節する。
【００２２】
回生部２０は、車両１の運動エネルギーを電力として回生する装置であり、各車輪ＷＬ，ＷＲと、エンジンＥと、に設けられている。各車輪ＷＬ，ＷＲに設けられた回生部２０は、各車輪ＷＬ，ＷＲにおいて車両１の運動エネルギーを電力に回生する発電機であり、エンジンＥに設けられた回生部２０も、車両１の運動エネルギーを電力に回生する発電機である。回生された電力は、バッテリ３０に蓄電されるか、エアコンプレッサ４０の駆動に用いられる。なお、各車輪ＷＬ，ＷＲに設けられた回生部２０は、各車輪ＷＬ，ＷＲのブレーキの役割を有し、エンジンＥに設けられた回生部２０は、エンジンブレーキの役割を有する。
【００２３】
バッテリ３０は、回生部２０によって回生された電力を蓄電する蓄電部である。
【００２４】
エアコンプレッサ４０は、電力を用いてエアを圧縮し、圧縮されたエアをエアタンク６０又はエアサスペンション１０に供給するエア供給部である。また、エアコンプレッサ４０は、エアサスペンション１０から供給されたエア（圧力エネルギー）を用いて電力を生成し、生成された電力をバッテリ３０に供給するエア発電部でもある。すなわち、本発明の実施形態に係るエアコンプレッサ４０は、エア供給部及びエア発電部の両方として機能する。
【００２５】
エア制御バルブ５０は、後記するアクチュエータ制御部８０の制御に基づいて、エアコンプレッサ４０、エアタンク６０及びエアサスペンション１０間のエア通路を開閉する装置である。
【００２６】
エアタンク６０は、エアコンプレッサ４０から供給され、エアサスペンション１０に供給されるエアを蓄積するエア蓄積部である。
【００２７】
圧力センサ７１は、エアタンク６０内のエアの圧力を検出するセンサである。エアタンク６０内のエアの圧力は、エアタンク６０内のエアの量と相関している。検出されたエアの圧力は、アクチュエータ制御部８０に出力される。
【００２８】
電流センサ７２ａは、回生部２０からバッテリ３０又はエアコンプレッサ４０に流れる電流の量を検出するセンサである。回生部２０からバッテリ３０又はエアコンプレッサ４０に流れる電流の量は、回生部２０によって回生された電力の量と相関している（電力＝電圧×電流）。検出された電流の量は、アクチュエータ制御部８０に出力される。
【００２９】
電圧センサ７２ｂは、回生部２０による回生発電の電圧の大きさを検出するセンサである。検出された電圧の大きさは、アクチュエータ制御部８０に出力される。
【００３０】
電流センサ７３ａは、バッテリ３０に流入及びバッテリ３０から流出する電流の量を検出するセンサである。バッテリ３０に流入及びバッテリ３０から流出する電流の量は、バッテリ３０に蓄電されている電力の残量と相関している。検出された電流の量は、アクチュエータ制御部８０に出力される。
【００３１】
電圧センサ７３ｂは、バッテリ３０に流入及びバッテリ３０から流出する電流の電圧の大きさを検出するセンサである。検出された電圧の大きさは、アクチュエータ制御部８０に出力される。
【００３２】
圧力センサ７４は、エアサスペンション１０内のエアの圧力を検出するセンサである。検出されたエアの圧力は、アクチュエータ制御部８０に出力される。
【００３３】
アクチュエータ制御部８０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力回路を備えており、圧力センサ７１，７４，電流センサ７２ａ，７３ａ及び電圧センサ７２ｂ，７３ｂからの入力情報に基づいて、エアコンプレッサ４０及びエア制御バルブ５０の駆動を制御する。
【００３４】
続いて、図２を参照して、アクチュエータ制御部８０の詳細について説明する。図２に示すように、アクチュエータ制御部８０は、機能部として、エア量取得部８１と、回生電力量取得部８２と、電力残量取得部８３と、圧力取得部８４と、判定部８５と、エアコンプレッサ制御部８６と、記憶部８７と、エア制御バルブ制御部８８と、を備えている。
【００３５】
エア量取得部８１は、エアタンク６０内のエアの量に関する情報を取得する機能部であり、本実施形態では、エアタンク６０内のエアの量に相関するエアタンク６０内のエアの圧力情報を圧力センサ７１から取得する。取得された情報は、判定部８５に出力される。
【００３６】
回生電力量取得部８２は、回生部２０によって回生された電力の量に関する情報を取得する機能部であり、本実施形態では、回生された電力の量に相関する電流量情報を電流センサ７２ａから取得するとともに、電圧の大きさを電圧センサ７２ｂから取得し、これらに基づいて電力の量を算出する。算出された情報は、エアコンプレッサ制御部８６に出力される。
【００３７】
電力残量取得部８３は、電流センサ７３ａ及び電圧センサ７３ｂの検出結果を用いて電流及び電圧を監視することによって、バッテリ３０内の電力の残量に関する情報を取得する機能部であり、本実施形態では、バッテリ３０に蓄電される電力量及びバッテリ３０から放電される電力量を常に算出することによってＳＯＣ（State of Charge：バッテリ残量）を求めている。求められたＳＯＣは、判定部８５に出力される。
【００３８】
圧力取得部８４は、エアサスペンション１０内のエアの圧力情報を圧力センサ７４から取得する。取得された情報は、エアコンプレッサ制御部８６に出力される。
【００３９】
判定部８５は、エアタンク６０内のエアの量、すなわちエアタンク６０内のエアの圧力が第一の閾値以下であるか否かを判定する。判定結果は、エアコンプレッサ制御部８６及びエア制御バルブ制御部８８に出力される。また、判定部８５は、バッテリ３０内の電力の残量であるＳＯＣが第二の閾値以下であるか否かを判定する。判定結果は、エアコンプレッサ制御部８６及びエア制御バルブ制御部８８に出力される。
【００４０】
エアコンプレッサ制御部８６は、前記判定結果に基づいて、エアコンプレッサ４０の駆動を制御する。エアタンク６０内のエアの圧力が第一の閾値（例えば、フル蓄積状態の圧力の５０％等）以下である場合には、エアタンク６０にエアを供給する必要があり、エアコンプレッサ制御部８５は、エアコンプレッサ４０を駆動し、エアコンプレッサ４０は、回生部２０によって回生された電力の少なくとも一部を用いてエアを圧縮し、圧縮されたエアをエアタンク６０に供給する。
【００４１】
また、バッテリ３０内の電力の残量であるＳＯＣが第二の閾値（例えば、フル蓄電状態の電力の５０％等）以下である場合には、バッテリ３０に電力を供給する必要があり、エアコンプレッサ制御部８６は、エアコンプレッサ４０を駆動し、エアコンプレッサ４０は、エアタンク６０内のエアを用いて発電する。この場合、回生部２０によって回生された電力の全て、及び、エアコンプレッサ４０によって発電された電力の全ては、バッテリ３０に蓄電される。
【００４２】
なお、本実施形態では、エアタンク６０内のエアの圧力が第一の閾値以下であり、かつ、バッテリ３０内の電力の残量であるＳＯＣが第二の閾値以下である場合には、バッテリ３０への蓄電が優先される。
【００４３】
また、エアコンプレッサ制御部８６は、エアタンク６０内のエアの圧力が第一の閾値より大きい場合には、回生部２０によって回生された電力の量に応じて、エアサスペンション１０、本実施形態ではエアコンプレッサ４０の駆動を制御する。一般的に、回生される電力の量は、車両の挙動の大きさに比例する。例えば、車両のディスク式ブレーキのディスクから熱回生を行う場合には、車両は、ピッチ運動を行う。このとき、回生される電力の量はブレーキングによって発生する熱の量に比例するので、回生される電力の量が大きいときには、強いブレーキングが行われており車両のピッチ運動も大きくなる。したがって、エアコンプレッサ制御部８６は、回生される電力の量が大きくなるにつれてエアサスペンション１０にエアを供給してエアサスペンション１０のサスペンション特性が大きくなるようにエアコンプレッサ４０の駆動を制御することによって、車体の挙動を検出するセンサ等を用いなくても車体の挙動に応じたサスペンション制御を実現することができる。
【００４４】
記憶部８７は、回生される電力の量と、それに対応するエアサスペンション１０内のエアの目標圧力と、を関連付けて記憶している。エアコンプレッサ制御部８６は、記憶内容と、エアサスペンション１０内のエアの圧力を検出する圧力センサ７４の検出結果と、に基づいて、エアサスペンション１０内のエアの圧力が目標圧力となるようにエアコンプレッサ４０の駆動を制御する。
【００４５】
エア制御バルブ制御部８８は、前記判定結果に応じてエア制御バルブ５０の開閉を制御することによって、所望のエア流路を実現する。
【００４６】
本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムは、バッテリ３０に蓄電された電力の残量が少なくても回生された電力を用いてエアサスペンション１０を駆動することができる。また、回生された電力をバッテリ３０に蓄電することなく直接エアサスペンション１０の駆動に用いるため、バッテリ３０が最大蓄電容量まで蓄電されている場合にも回生された電力を有効活用することができ、エネルギー使用効率が向上する。
また、本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムは、回生された電力をエアに変換して蓄積することによって、電力として蓄積するよりも、エアサスペンション１０に効率よくエアを供給することができ、エネルギー使用効率が向上する。
また、本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムは、エアタンク６０にエアを供給する必要がある場合に、速やかにエアを供給することができ、バッテリ３０に電力を蓄電する必要がある場合に、速やかに蓄電することができる。
また、本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムは、エアタンク６０からエアを供給してエアサスペンション１０を制御するのに加えて、回生された電力によって駆動されたエアコンプレッサ４０によって供給されるエアを用いてエアサスペンション１０を制御するので、エアタンク６０内のエア残量が低下することを抑制することができる。また、回生された電力を蓄電せずに直接用いるので、エネルギー使用効率が向上する。
また、本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムは、回生される電力の量に応じてエアサスペンション１０を制御することによって、車体の挙動を検出するセンサ等を用いなくても車体の挙動に応じたサスペンション制御を実現することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は前記実施形態及び前記変形例に限定されず、適宜設計変更可能である。例えば、第一の閾値及び第二の閾値の大きさは適宜設定可能である。また、エアサスペンション１０に供給するエアの量の制御方法も適宜変更可能である。また、各車輪ＷＬ，ＷＲに設けられたエアサスペンション１０は、独立して制御可能である。また、エア供給部とエア発電部とを別体として構成することも可能である。また、回生部２０をエンジンＥのみ又は各車輪ＷＬ，ＷＲのみに設ける構成であってもよい。また、本発明は、エアサスペンション以外のサスペンションを備える車両におけるサスペンション制御システムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンション制御システムを備える車両を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るアクチュエータ制御部を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    エアサスペンション（アクチュエータ）
２０    回生部
３０    バッテリ（蓄電部）
４０    エアコンプレッサ（エア供給部、エア発電部）
６０    エアタンク（エア蓄積部）
８０    アクチュエータ制御部
【図１】
2009234330.tif 000003
【図２】
2009234330.tif 000004