JP2010228579A - 車両用サスペンションシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のショックアブソーバ30に対応して設けられた複数の有接点式の継電器200によって、通常は、複数のショックアブソーバ30のすべてに対してそれが有するモータ44と電源152とを接続した接続状態を実現し、複数のショックアブソーバ30のうちの1つが有するモータ44の発電電流が継電器200の溶着現象の発生を考慮して設定された設定電流を超えると予測される状況下において、そのショックアブソーバ30に対してモータ44と電源152との接続を断った遮断状態を実現するように構成する。発電電流が大きくなる過程におけるある程度早い段階で遮断状態を実現して、継電器200の接点の溶着を防止しつつ、電源152に大きな負荷が掛からないようにできる。
【選択図】図1
Description
それら複数のショックアブソーバに対応して設けられ、それぞれが、電源と前記複数のショックアブソーバのうちの自身に対応するものが有する電磁モータとを接続してそれらの間の電流の流れを許容する接続状態と、それら電源と電磁モータとの接続を断ってその電磁モータと電源との間の電流の流れを防止する遮断状態とを切り換える複数の有接点式の継電器と、
前記複数のショックアブソーバの各々に対して接続状態と遮断状態とを選択的に実現すべく、前記複数の継電器の各々を制御する継電器制御装置であって、通常は、前記複数のショックアブソーバのすべてに対して接続状態を実現し、前記複数のショックアブソーバのうちの1つが有する電磁モータの発電電流が、前記継電器の溶着現象の発生を考慮して設定された設定電流を超えると予測される状況下において、その複数のショックアブソーバのうちの1つに対して遮断状態を実現するように構成された継電器制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステム。
複数の車輪のうちの1つに対応するばね下部の上下方向の加速度が設定値を超えた場合にその車輪に対応するショックアブソーバが有する電磁モータの発電電流が前記設定電流を超えると判断し、そのショックアブソーバに対して遮断状態を実現するように構成された(1)項に記載の車両用サスペンションシステム。
前記複数のショックアブソーバのうちの複数の車輪のうちの1つに対応するものに対して、遮断状態を実現した後、その複数の車輪のうちの1つに対応するばね下部の加速度が設定時間の間設定値以下であった場合に、接続状態に戻すように構成された(2)項に記載の車両用サスペンションシステム。
前記複数のショックアブソーバのうちの少なくとも1つが有する電磁モータの発電電流が前記設定電流を超える状況下で、かつ、車体の姿勢変動速度が設定速度を超える状況下において、前記複数のショックアブソーバのすべてに対して遮断状態を実現するように、前記複数の継電器の各々を制御するように構成された(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
前記複数のショックアブソーバの各々に対応して設けられ、それぞれが、それら複数のショックアブソーバのうちの自身に対応するものが有する電磁モータを流れる電流である通電電流を制御しつつその電磁モータを駆動する複数の駆動回路と、
それら複数の駆動回路の各々を制御することで、前記複数のショックアブソーバの各々が発生させる力を制御するアブソーバ制御装置と
を備えた(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
(a)前記継電器制御装置が前記複数のショックアブソーバのいずれかに対して接続状態を実現している場合、その複数のショックアブソーバのいずれかに対応する前記駆動回路によって、その複数のショックアブソーバのいずれか有する電磁モータの発電電流と電源からの供給電流とを制御させ、(b)前記継電器制御装置が前記複数のショックアブソーバのいずれかに対して遮断状態を実現している場合、その複数のショックアブソーバのいずれかに対応する前記駆動回路によって、その複数のショックアブソーバのいずれかが有する電磁モータの発電電流を制御させて、前記複数のショックアブソーバの各々が発生させる力を制御するように構成された(8)項に記載の車両用サスペンションシステム。
図1に、請求可能発明の実施例である車両用サスペンションシステム10を模式的に示す。本サスペンションシステム10は、前後左右の車輪12の各々に対応する独立懸架式の4つのサスペンション装置を備えており、それらサスペンション装置の各々は、サスペンションスプリングとショックアブソーバとが一体化されたスプリング・アブソーバAssy20を有している。車輪12,スプリング・アブソーバAssy20は総称であり、4つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、図に示すように、車輪位置を示す添え字として、左前輪,右前輪,左後輪,右後輪の各々に対応するものにFL,FR,RL,RRを付す場合がある。
i)アクチュエータの制御
本サスペンションシステム10では、4つのスプリング・アブソーバAssy20が有するアクチュエータ30の各々を独立して制御することが可能となっている。それらスプリング・アブソーバAssy20の各々において、アクチュエータ30のアクチュエータ力が独立して制御される。詳しく言えば、車体および車輪12の振動、つまり、ばね上振動およびばね下振動を減衰するための制御(以下、「振動減衰制御」という場合がある),車両の旋回に起因する車体のロールを抑制するための制御(以下、「ロール抑制制御」という場合がある),車両の加減速に起因する車体のピッチを抑制するための制御(以下、「ピッチ抑制制御」という場合がある)が、並行して実行される制御である。上記振動減衰制御,ロール抑制制御,ピッチ抑制制御は、各制御ごとのアクチュエータ力の成分である振動減衰成分,ロール抑制成分,ピッチ抑制成分を合計して、アクチュエータ30に発生させるべきアクチュエータ力が決定され、アクチュエータ30がその決定された大きさのアクチュエータ力を発生させるように制御されることで、総合的に実行される。なお、以下の説明において、アクチュエータ力およびそれの成分は、ばね上部とばね下部とを接近させる方向(バウンド方向)の力に対応するものが正の値,ばね上部とばね下部とを離間させる方向(リバウンド方向)の力に対応するものが負の値となるものとして扱うこととする。
振動減衰制御では、車体および車輪12の振動を減衰するためにその振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力を発生させるべく、アクチュエータ力の振動減衰成分FVが決定される。つまり、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御と、擬似的なグランドフックダンパ理論に基づいた制御との両者を総合して行う制御である。具体的には、車体のマウント部24に設けられたばね上縦加速度センサ174によって検出されるばね上縦加速度から得られる車体のマウント部24の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね上絶対速度Vsと、ロアアーム22に設けられたばね下縦加速度センサ176によって検出されるばね下縦加速度から得られる車輪12の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね下絶対速度Vgとに基づいて、次式に従って、振動減衰成分FVが演算される。
FV=Cs・Vs−Cg・Vg
ここで、Csは、車体のマウント部24の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのゲインであり、Cgは、車輪12の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのゲインである。つまり、Cs,Cgは、いわゆるばね上,ばね下絶対振動に対する減衰係数と考えることができる。
車両の旋回時においては、その旋回に起因するロールモーメントによって、旋回内輪側のばね上部とばね下部とが離間させられるとともに、旋回外輪側のばね上部とばね下部とが接近させられる。ロール抑制制御では、その旋回内輪側の離間および旋回外輪側の接近を抑制すべく、旋回内輪側のアクチュエータ30にバウンド方向のアクチュエータ力を、旋回外輪側のアクチュエータ30にリバウンド方向のアクチュエータ力を、それぞれ、ロール抑制力として発生させる。具体的に言えば、まず、車体が受けるロールモーメントを指標する横加速度として、ステアリングホイールの操舵角δと車速vとに基づいて推定された推定横加速度Gycと、横加速度センサ172によって実測された実横加速度Gyrとに基づいて、制御に利用される横加速度である制御横加速度Gy*が、次式に従って決定される。
Gy*=K1・Gyc+K2・Gyr (K1,K2:ゲイン)
そのように決定された制御横加速度Gy*に基づいて、ロール抑制成分FRが、次式に従って決定される。
FR=K3・Gy* (K3:ゲイン)
車両の制動時等の減速時において車体のノーズダイブが生じる場合には、そのノーズダイブを生じさせるピッチモーメントによって、前輪側のばね上部とばね下部とが接近させられるとともに、後輪側のばね上部とばね下部とが離間させられる。また、車両の加速時において車体のスクワットが生じる場合には、そのスクワットを生じさせるピッチモーメントによって、前輪側のばね上部とばね下部とが離間させられるとともに、後輪側のばね上部とばね下部とが接近させられる。ピッチ抑制制御では、それらの場合のばね上ばね下間距離の変動を抑制すべく、アクチュエータ力をピッチ抑制力として発生させる。具体的には、車体が受けるピッチモーメントを指標する前後加速度として、前後加速度センサ170によって実測された実前後加速度Gxが採用され、その実前後加速度Gxに基づいて、ピッチ抑制成分FPが、次式に従って決定される。
FP=K4・Gx (K4:ゲイン)
なお、ピッチ抑制制御は、スロットルセンサ178によって検出されるスロットルの開度、あるいは、ブレーキ圧センサ180によって検出されるマスタシリンダ圧が、設定された閾値を超えることをトリガとして実行される。
アクチュエータ30の制御は、それが発生させるべきアクチュエータ力である目標アクチュエータ力に基づいて行われる。詳しく言えば、上述のようにして、アクチュエータ力の振動減衰成分FV,ロール抑制成分FR,ピッチ抑制成分FPが決定されると、それらに基づき、次式に従って制御目標値である目標アクチュエータ力F*が決定される。
F*=FV+FR+FP
そして、上述のように決定された目標アクチュエータ力F*が、インバータ144のスイッチング素子制御回路190に送信され、その目標アクチュエータ力F*に基づいて目標となるデューティ比が決定される。インバータ144は、その適切なデューティ比の下、スイッチング素子の開閉を制御することでモータ44を流れる電流を調整して、目標アクチュエータ力F*を発生させるのである。
路面の凸所あるいは凹所を車輪が通過する場合を考える。例えば、路面の凸所を通過する場合には、ばね下部が勢いよく上方に動作させられて、ばね上部とばね下部とが接近する、換言すれば、アクチュエータ30が収縮することになる。その際、モータ44に非常に大きな起電力が発生し、コンバータ148,バッテリ150等に、大きな負荷が掛かることになる。そこで、ECU140は、モータ44の発電電流が設定電流を超える状況下においては、そのモータ44を有するアクチュエータ30に対応する開閉リレー200をOFF状態とし、そのアクチュエータ30に対して遮断状態を実現するようになっている。
Vb=(VFR+VFL+VRR+VRL)/4
Vr=(VFR−VFL+VRR−VRL)/4
Vp=(VFR+VFL−VRR−VRL)/4
なお、上記の式においては、車体の重心位置から4つの車輪12までの距離が等しく、単位距離にあるものとしている。
上述したようなアクチュエータ30の制御は、図6にフローチャートを示すアクチュエータ制御プログラムが、イグニッションスイッチ160がON状態とされている間、短い時間間隔(例えば、数msec)をおいてECU140により繰り返し実行されることによって行われるとともに、開閉リレー200の制御が、図7にフローチャートを示すリレー制御プログラムが、アクチュエータ制御プログラムと同じ期間、ECU140により繰り返し実行されることによって行われる。以下に、それら制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、アクチュエータ制御プログラムは、4つの車輪12にそれぞれ設けられたスプリング・アブソーバAssy20のアクチュエータ30の各々に対して実行され、リレー制御プログラムが、4つのアクチュエータ30に対応して設けられた4つの開閉リレー200の各々に対して実行される。以降の説明においては、説明の簡略化に配慮して、1つのアクチュエータ30、1つの開閉リレー200(右前輪側の開閉リレー200FR)に対してのプログラムによる処理について説明する。
アクチュエータ制御プログラムによる処理では、まず、ステップ1(以下、「S1」と略す、他のステップも同様である)〜S3において、先に説明したような手法で、振動減衰成分FV,ロール抑制成分FR,ピッチ抑制成分FPが決定され、S4において、それら3つの成分を足し合わせて、目標アクチュエータ力F*が決定される。そして、S5において、その目標アクチュエータ力F*に基づいて、モータ44の制御を行うためのデューティ比が決定され、そのデューティ比に基づいた指令がインバータ144に送信される。この処理により、各アクチュエータ30のモータ44の作動が制御されることで、各アクチュエータ30は、必要とされるアクチュエータ力を発生させることになる。
リレー制御プログラムによる処理では、対応するアクチュエータ30FRに対して接続状態と遮断状態とのうちいずれの状態を実現するかを示す実現状態フラグFLが採用されており、そのフラグFLのフラグ値は、接続状態を実現する場合に、0に、遮断状態を実現する場合に、1にされるようになっている。なお、その実現状態フラグFLに、車輪位置を示す添え字として、左前輪,右前輪,左後輪,右後輪の各々に対応するものにFL,FR,RL,RRを付す場合がある。
上述のプログラムを実行するECU140は、それらのプログラムに従う各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図8に示すように、ECU140は、上記アクチュエータ制御プログラムによる処理を実行する機能部、つまり、4つの駆動回路としてのインバータ144の各々を制御することで4つのアクチュエータ30の各々が発生させるアクチュエータ力を制御するアクチュエータ制御部250を有している。このアクチュエータ制御部250は、S1の処理を実行して振動減衰成分FVを決定する振動減衰制御部252と、S2の処理を実行してロール抑制成分FRを決定するロール抑制制御部254と、S3の処理を実行してピッチ抑制成分FPを決定するピッチ抑制制御部256とを含んで構成される。
Claims (6)
- 複数の車輪に対応して設けられ、それぞれが、電磁モータを有してその電磁モータが発生させる力に依拠してばね上部とばね下部とに対してそれらが接近・離間する向きの力を発生させる複数の電磁式のショックアブソーバと、
それら複数のショックアブソーバに対応して設けられ、それぞれが、電源と前記複数のショックアブソーバのうちの自身に対応するものが有する電磁モータとを接続してそれらの間の電流の流れを許容する接続状態と、それら電源と電磁モータとの接続を断ってその電磁モータと電源との間の電流の流れを防止する遮断状態とを切り換える複数の有接点式の継電器と、
前記複数のショックアブソーバの各々に対して接続状態と遮断状態とを選択的に実現すべく、前記複数の継電器の各々を制御する継電器制御装置であって、通常は、前記複数のショックアブソーバのすべてに対して接続状態を実現し、前記複数のショックアブソーバのうちの1つが有する電磁モータの発電電流が、前記継電器の溶着現象の発生を考慮して設定された設定電流を超えると予測される状況下において、その複数のショックアブソーバのうちの1つに対して遮断状態を実現するように構成された継電器制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステム。 - 前記継電器制御装置が、
複数の車輪のうちの1つに対応するばね下部の上下方向の加速度が設定値を超えた場合にその車輪に対応するショックアブソーバが有する電磁モータの発電電流が前記設定電流を超えると判断し、そのショックアブソーバに対して遮断状態を実現するように構成された請求項1に記載の車両用サスペンションシステム。 - 前記継電器制御装置が、
前記複数のショックアブソーバのうちの少なくとも1つが有する電磁モータの発電電流が前記設定電流を超える状況下で、かつ、車体の姿勢変動速度が設定速度を超える状況下において、前記複数のショックアブソーバのすべてに対して遮断状態を実現するように、前記複数の継電器の各々を制御するように構成された請求項1または請求項2に記載の車両用サスペンションシステム。 - 前記継電器制御装置が、車体のロール速度に関する指標,ピッチ速度に関する指標,バウンス速度に関する指標の少なくとも1つが設定値を超えた場合、あるいは、前記複数のショックアブソーバのうちの少なくとも1つに対応するばね上部の上下方向の加速度が設定値を超えた場合に、車体の姿勢変動速度が設定速度を超える状況下にあると判断するように構成された請求項3に記載の車両用サスペンションシステム。
- 当該車両用サスペンションシステムが、
前記複数のショックアブソーバの各々に対応して設けられ、それぞれが、それら複数のショックアブソーバのうちの自身に対応するものが有する電磁モータを流れる電流である通電電流を制御しつつその電磁モータを駆動する複数の駆動回路と、
それら複数の駆動回路の各々を制御することで、前記複数のショックアブソーバの各々が発生させる力を制御するアブソーバ制御装置と
を備え、
前記複数の継電器の各々が、前記電源と前記複数の駆動回路の各々との間に設けられた請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。 - 前記アブソーバ制御装置が、
(a)前記継電器制御装置が前記複数のショックアブソーバのいずれかに対して接続状態を実現している場合、その複数のショックアブソーバのいずれかに対応する前記駆動回路によって、その複数のショックアブソーバのいずれか有する電磁モータの発電電流と電源からの供給電流とを制御させ、(b)前記継電器制御装置が前記複数のショックアブソーバのいずれかに対して遮断状態を実現している場合、その複数のショックアブソーバのいずれかに対応する前記駆動回路によって、その複数のショックアブソーバのいずれかが有する電磁モータの発電電流を制御させて、前記複数のショックアブソーバの各々が発生させる力を制御するように構成された請求項5に記載の車両用サスペンションシステム。
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