JP2020157999A - 電動サスペンション装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下に示す図面において、共通の機能を有する部材には共通の参照符号を付するものとする。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。
はじめに、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の基本構成について、図1、図2を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に共通の全体構成図である。図2は、電動サスペンション装置11の一部を構成する電磁アクチュエータ13の部分断面図である。
本実施形態では、電磁アクチュエータ13は、前輪(左前輪・右前輪)、及び後輪(左後輪・右後輪)を含む各車輪毎に、都合4つ配設されている。各車輪毎に備わる電磁アクチュエータ13は、各車輪毎の伸縮動作に併せて相互に独立して駆動制御される。
要するに、電磁アクチュエータ13は、車両10の車体と車輪の間に備わる不図示のばね部材に並設されている。ばね上部材には、電磁アクチュエータ13のストローク方向に沿う車体(ばね上)の加速度を検出するばね上加速度センサ40(図3参照)が設けられている。
このように、上向きの振動に係る推進力に対抗する反力(減衰力)をボールねじ軸23に作用させることにより、車輪側から車体側へと伝えられようとする振動を減衰させる。
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部及び周辺部の構成について、図3、図4、及び図5A〜図5Cを参照して説明する。図3は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部及び周辺部の構成図である。図4は、電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部を概念的に表す図である。図5Aは、ストローク速度SVに対応する第1減衰力の関係を表すコンフォートモードにおける第1減衰力マップ52aの説明図である。図5Bは、ストローク速度に対応する第2減衰力の関係を表すノーマルモードにおける第2減衰力マップ52bの説明図である。図5Cは、ストローク速度SVに対応する第3減衰力の関係を表すスポーツモードにおける第3減衰力マップ52cの説明図である。
こうした駆動制御機能を実現するために、ECU15は、図3に示すように、情報取得部43、駆動力演算部47、及び駆動制御部49を備えて構成されている。
同様に、第3線形速度域SV3における第3減衰力特性の傾き(図5C参照)は、第2線形速度域SV2における第2減衰力特性の傾き(図5B参照)と比べて急峻に設定されている。
同様に、第3線形速度域SV3における速度変化幅(図5C参照)は、第2線形速度域SV2における速度変化幅(図5B参照)と比べて狭く設定されている。
この駆動力判定の結果、電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している旨の判定が下された場合、駆動力判定部55は、制御モードに係る設定情報に従う設定動作を許可する旨の設定動作許可信号を、減衰力設定部51及び伸縮力設定部53のそれぞれに送る。
これにより、制御モードの設定切替え時に電磁アクチュエータ13に係る駆動力が急変してしまうことによって、異音の発生、車両挙動の乱れを招来する事態を未然に回避している。
なお、電動モータ31に供給される駆動制御電力を生成するに際し、例えば、インバータ制御回路を好適に用いることができる。
次に、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作について、図6を参照して説明する。図6は、本発明の実施形態に係る電動サスペンション装置11の動作説明に供するフローチャート図である。
すなわち、ECU15の駆動力演算部47に備わる減衰力設定部51及び伸縮力設定部53は、駆動力判定部55から送られてきた設定動作許可信号を受けて、制御モードに係る設定情報に従う設定切替え動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る実駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
すなわち、ECU15の駆動力演算部47に備わる減衰力設定部51は、ステップS13で取得した制御モード選択信号に係る設定情報に従う減衰力マップ52を、そのマップバリエーションである第1〜第3減衰力マップ52a,52b,52cのなかから選択的に用いて、その時のストローク速度SVに応じた減衰力の値を目標減衰力として設定する。
また、ECU15の駆動力演算部47に備わる伸縮力設定部53は、ステップS13で取得した制御モード選択信号制御モードに係る設定情報に従う伸縮力マップ53を、そのマップバリエーション54a,54b,54cである第1〜第3伸縮力マップ54a,54b,54cのなかから選択的に用いて、その時のばね上速度BVに応じた伸縮力の値を目標伸縮力として設定する。
次に、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部構成について、図7を参照して説明する。図7は、本発明の実施形態の変形例に係る電動サスペンション装置11に備わるECU15の内部を概念的に表す図である。
第1の観点に基づく電動サスペンション装置11は、車両10の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータ13と、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部43と、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る減衰動作の目標値である目標減衰力を設定する駆動力演算部(設定部)47と、駆動力演算部47で設定した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて電磁アクチュエータ13の駆動制御を行う駆動制御部49と、を備える。
駆動力演算部(設定部)47は、所定の制御モードに係る設定動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
ここで、制御モードに係る設定動作とは、制御モードに係る設定(単なる設定、及び切替え設定の両者を含む)を行うだけではなく、制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る目標減衰力を設定する動作(この設定動作によって、目標減衰力に基づく電磁アクチュエータ13の駆動制御が現に行われる。)をも含む。
また、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期とは、仮に制御モードの設定切替えが行われたとしても、その設定切替え時に電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変が生じることのない期間を想定している。
さらに、所定の制御モードに係る設定動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行うとは、所定の制御モードに係る設定動作を、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束するのを待って行うことを意味する。
駆動力演算部(設定部)47は、所定の制御モードに係る設定切替え動作を、情報取得部43で取得した電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが所定の力範囲FAに収束している時期に行う。
ここで、制御モードに係る設定切替え動作とは、制御モードに係る設定切替えを行うだけではなく、制御モードに係る設定情報に基づいて電磁アクチュエータ13に係る目標減衰力及び目標伸縮力の設定を切替える動作(この設定切替え動作によって、目標減衰力及び目標伸縮力のうち少なくともいずれか一方に基づく電磁アクチュエータ13の駆動制御が現に行われる。)をも含む。
また、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdr、目標駆動力、目標減衰力、及び目標伸縮力のうち少なくともいずれかが所定の力範囲FAに収束している時期とは、仮に制御モードの設定切替えが行われたとしても、電磁アクチュエータ13に係る駆動力の急変が生じることのない時期を想定している。
第4の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、車速VSに基づいて力範囲FAの広狭を調整する。
ちなみに、図8Aに示す例では、車速VSが低車速領域AR1に存するケースでの力範囲FAは固定値FA1に、車速VSが中車速領域(VS1=<VS<VS2)に存するケースでの力範囲FAは(FA2―FA1:ただし、FA1<FA2)に、車速VSが高車速領域に存するケースでの力範囲FAは固定値FA2に、それぞれ設定されている。
その結果、車速VSが低車速領域AR1に存するケースにおいて、制御モードの設定切替えを静粛に行わせることができる。
これにより、車速VSが中高車速領域AR2に存する(静粛性に対してより一層の利便性が求められる)ケースでは、車速VSが低車速領域AR1に存するケースと比べて広く調整された力範囲FAに収束するだけ、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが小さくなった時期に、所定の制御モードに係る設定切替え動作が行われる。その結果、車速VSが中車速領域AR2に存するケースにおいて、車速VSが低車速領域AR1に存するケースと比べて制御モードの設定切替えを素早く行うことが可能となる点で、より一層の利便性向上を図ることができる。
第5の観点に基づく電動サスペンション装置11では、駆動力演算部47は、駆動力発生装置の状態に基づいて力範囲FAの広狭を調整する。
具体的には、例えば、車両10がハイブリッド車両である場合において、駆動力発生装置の状態が、電動機を用いて駆動力を発生するEVモード(主として低速側)である領域AR11(エンジン回転速度ESがES1未満:ES<ES1の領域)での車両10の走行音は、駆動力発生装置の状態が、内燃機関エンジンを用いて駆動力を発生するエンジン駆動モード(主として高速側)である領域AR12(エンジン回転速度ESがES1以上:ES>=ES1の領域)での車両10の走行音と比べて小さい。そのため、駆動力発生装置の状態がEVモードである領域AR11では、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12と比べて、制御モードの設定切替え時において、より一層の静粛性が求められる。
ちなみに、図8Bに示す例では、駆動力発生装置の状態がEVモードである領域AR11(ES<ES1)での力範囲FAは固定値FA11に、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12のうちエンジン回転速度ESがES1以上かつES2未満の領域での力範囲FAは(FA12―FA11:ただし、FA11<FA12)に、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである領域AR12のうちエンジン回転速度ESがES2以上の領域での力範囲FAは固定値FA12に、それぞれ設定されている。
これにより、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードである(静粛性に対してより一層の利便性が求められる)ケース(領域AR12)では、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケース(領域AR11)と比べて広く調整された力範囲FAに収束するだけ、電磁アクチュエータ13に係る駆動力Fdrが小さくなった時期に、所定の制御モードに係る設定切替え動作が行われる。
その結果、駆動力発生装置の状態がエンジン駆動モードであるケース(領域AR12)において、駆動力発生装置の状態がEVモードであるケース(領域AR11)と比べて制御モードの設定切替えを素早く行うことが可能となる点で、より一層の利便性向上を図ることができる。
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
本発明では、駆動力判定部55は、電磁アクチュエータ13に係る目標駆動力が、所定の力範囲FAに収束しているか否かに係る駆動力判定を行う構成を採用しても構わない。
本発明では、制御モードに係る設定情報に従う設定動作を許可する旨の設定動作許可信号に代えて、前記設定動作を指示する旨の設定動作指示信号を採用しても構わない。
本発明で適用される電磁アクチュエータ13に係る制御モードとしては、電磁アクチュエータ13に係る減衰力及び伸縮力の少なくともいずれか一方を制御する機能を有していれば、いかなる制御モードを採用しても構わない。
具体的には、駆動制御部49は、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ13の駆動制御を、各輪毎にそれぞれ独立して行ってもよい。
また、四輪のそれぞれに備わる電磁アクチュエータ13の駆動制御を、前輪側及び後輪側毎にそれぞれ独立して行ってもよいし、左輪側及び右輪側毎にそれぞれ独立して行っても構わない。
11 電動サスペンション装置
13 電磁アクチュエータ
43 情報取得部
47 駆動力演算部(設定部)
49 駆動制御部
Claims (5)
- 車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータに係る前記駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて当該電磁アクチュエータに係る減衰動作の目標値である目標減衰力を設定する設定部と、
前記設定部で設定した目標減衰力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
前記設定部は、前記所定の制御モードに係る設定動作を、前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る駆動力が所定の力範囲に収束している時期に行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 車両の車体と車輪の間に設けられ、減衰動作及び伸縮動作に係る駆動力を発生させる電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータに係る前記駆動力の情報及び制御モード選択情報をそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る制御モード選択情報に基づく所定の制御モードを設定すると共に、当該制御モードに係る設定情報に基づいて当該電磁アクチュエータに係る減衰動作の目標値である目標減衰力、及び、伸縮動作の目標値である目標伸縮力をそれぞれ設定する設定部と、
前記設定部で設定した目標減衰力及び目標伸縮力に基づく目標駆動力を用いて前記電磁アクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
前記設定部は、前記所定の制御モードに係る設定切替え動作を、前記情報取得部で取得した前記電磁アクチュエータに係る駆動力、前記目標駆動力、前記目標減衰力、及び前記目標伸縮力のうち少なくともいずれかが所定の力範囲に収束している時期に行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項2に記載の電動サスペンション装置であって、
前記情報取得部は、前記電磁アクチュエータに係るストローク速度、及びばね上速度の情報をさらに取得し、
前記設定部は、
減衰力制御モードに係る情報、及び前記情報取得部で取得したストローク速度の情報に基づいて前記目標減衰力を設定すると共に、伸縮力制御モードに係る情報、及び前記情報取得部で取得したばね上速度の情報に基づいて前記目標伸縮力をそれぞれ設定し、
減衰力制御モードに係る設定切替え動作と、伸縮力制御モードに係る設定切替え動作とを、相互に異なる時期に行う
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項2又は3に記載の電動サスペンション装置であって、
前記情報取得部は、車速の情報をさらに取得し、
前記設定部は、前記情報取得部で取得した車速に基づいて前記力範囲の広狭を調整する
ことを特徴とする電動サスペンション装置。 - 請求項2又は3に記載の電動サスペンション装置であって、
前記情報取得部は、前記車両の駆動力を発生する駆動力発生装置の状態の情報をさらに取得し、
前記設定部は、前記情報取得部で取得した前記駆動力発生装置の状態に基づいて前記力範囲の広狭を調整する
ことを特徴とする電動サスペンション装置。
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