JP4877240B2 - 車両用サスペンションシステム - Google Patents

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Description

本発明は、自身が発生させるスタビライザ力をアクチュエータの作動によって変更可能なスタビライザ装置を含んで構成される車両用サスペンションシステムに関する。
近年では、下記特許文献に記載されているような車両用サスペンションシステム、具体的に言えば、スタビライザバーの捩り反力に依拠した力であるスタビライザ力を制御可能に発生させるスタビライザ装置を含んで構成されるシステムが検討され、既に実用化され始めている。
特開2005−238972号公報 特開2006−256539号公報 特開2007−83853号公報
上記特許文献に記載の車両用サスペンションシステムは、スタビライザ装置の発生させるスタビライザ力をロール抑制力として作用させることで、車体のロールを抑制することが可能とされている。上記特許文献1,2のシステムは、スタビライザ力のみを制御して車体のロールを抑制するのに対して、上記特許文献3のシステムは、減衰係数を変更可能な液圧式のショックアブソーバ(以下、「アブソーバ」と略す場合がある)をも備えており、スタビライザ力のみならず、そのアブソーバの減衰係数をも制御して車体のロールを抑制するものとされている。スタビライザ力を制御可能に発生させるスタビライザ装置と減衰係数を変更可能な液圧式のアブソーバとを備えたサスペンションシステムは、未だ開発途上であり、スタビライザ力および減衰係数の制御手法に改善の余地を多分に残すものとなっている。したがって、種々の改善を施すことによって、そのシステムの実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い車両用サスペンションシステムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の車両用サスペンションシステムは、アクチュエータの作動によってスタビライザ力を変更可能なスタビライザ装置と、減衰係数を変更可能な1対の液圧式のショックアブソーバとを備えたサスペンションシステムであって、スタビライザ力を、それの少なくとも一部が車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御する車体ロール減衰制御を実行するとともに、その車体ロール減衰制御において、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度が変更可能に、かつ、その車体ロール減衰制御実行時において、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度に応じて、その程度が高い場合に、低い場合に比べて、アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分が小さくなるように減衰係数を制御するように構成される。
そしてさらに、第1の発明に係るサスペンションシステムは、車体ロール減衰制御において、ばね下共振周波数の振動の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成され、第2の発明に係るサスペンションシステムは、車体ロール減衰制御において、車体のヒーブ振動とピッチ振動との少なくとも一方の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成され、第3の発明に係るサスペンションシステムは、車体ロール減衰制御において、車両走行速度が高い場合に、それが低い場合に比較して、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成される。
本発明の車両用サスペンションシステムは、スタビライザ装置とアブソーバとの協調の下で車体のロール方向の動作を減衰して車体のロールを抑制するものとされており、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変更することが可能とされている。スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を大きくする場合と小さくする場合とでは、後に説明するように、振動のばね上部への伝達性,システムの省電力化等に関して、サスペンションシステムの特徴が異なっている。したがって、本発明のシステムによれば、例えば、システムの特徴が活きるようにスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を様々な状況に応じて変更することが可能となり、システムの実用性を向上させることが可能となる。
そしてさらに、上記第1の発明に係るサスペンションシステムによれば、例えば、比較的高周波域の振動のばね上部への伝達を抑制することが可能となり、車両の乗り心地を向上させることが可能となり、上記第2の発明に係るサスペンションシステムによれば、車体の振動のうちのロール方向の振動以外のものの強度が高い場合に、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするとともに、アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分を小さくすることが可能となり、例えば、アブソーバ力の車体のヒーブおよびピッチを減衰させるための成分を大きくすることが可能となり、上記第3の発明に係るサスペンションシステムによれば、例えば、車体のヒーブ振動とピッチ振動との少なくとも一方の強度が高くなると想定される場合に、車体のヒーブ振動およびピッチ振動にはアブソーバ力によって対処し、車体のロール振動には主にスタビライザ力によって対処することが可能となる。
発明の態様
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
なお、(1)項と(2)項とを合わせたものが請求項1に、(1)項と(4)項とを合わせたものが請求項2に、(1)項と(5)項とを合わせたものが請求項3に、(6)項ないし(11)項が請求項4ないし請求項9に、それぞれ相当する。
(1)(a)自身の両端が左輪側のばね下部および右輪側のばね下部にそれぞれ連結され、自身の捩り反力に依拠して、左輪側および右輪側のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であるスタビライザ力を発生させるスタビライザバーと、(b)そのスタビライザ力を自身の作動によって変更可能なアクチュエータとを有するスタビライザ装置と、
左輪側および右輪側のばね上部とばね下部との間に、それぞれ配設され、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰力であるアブソーバ力を発生させるとともに、そのアブソーバ力の発生能力であってそのアブソーバ力の大きさの基準となる自身の減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有する1対の液圧式のショックアブソーバと、
前記スタビライザ装置が有する前記アクチュエータの作動を制御することでそのスタビライザ装置のスタビライザ力を制御するとともに、前記1対のショックアブソーバの各々が有する前記減衰係数変更機構を制御することでそれら1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステムであって、
前記制御装置が、
スタビライザ力を、それの少なくとも一部が車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御する車体ロール減衰制御を実行し、
その車体ロール減衰制御において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度が変更可能に、かつ、その車体ロール減衰制御の実行時において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度に応じて、その程度が高い場合に、低い場合に比べて、前記1対のショックアブソーバの各々が発生させるアブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分が小さくなるように、それら各々の減衰係数を制御するように構成された車両用サスペンションシステム。
本項に記載の態様のサスペンションシステムは、スタビライザ装置とアブソーバとの協調の下で車体のロール方向の動作を減衰して車体のロールを抑制可能なシステムであり、さらに、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変更可能なシステムである。本項に記載されたロール減衰力は、車体のロール量を直接的に低減させる力ではなく、車体のロール速度を抑制する力である。つまり、車体の左側と右側との相対動作、つまり、車体のロール方向の動作を減衰する力である。
本項に記載の「スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度」は、車体のロールを減衰するためのスタビライザ力の大きさを指標するものであり、例えば、車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力に対する制御ゲイン,ロール減衰力を決定するために設定されたロール減衰系数等が相当する。また、本項に記載の「アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分」は、車体のロール方向の動作に対して1対のアブソーバの各々が発生させる力である。つまり、本項に記載の態様においては、車体のロールを減衰するためのスタビライザ力と車体のロールを減衰するためのアブソーバ力との重み付けを変更することが可能である。極端に言えば、例えば、主にスタビライザ力によって車体のロールを減衰することが可能であり、逆に、主にアブソーバ力によって車体のロールを減衰することが可能である。主にスタビライザ力によって車体のロールを減衰するような場合には、アクチュエータの作動によって望む大きさのスタビライザ力を発生させることが可能であるため、効果的に車体のロールを減衰することが可能となる。ただし、アクチュエータが電力供給等により作動するものであれば、アクチュエータによる電力消費を考慮する必要がある。一方で、主にアブソーバ力によって車体のロールを減衰するような場合には、電力消費に関してあまり考慮する必要はないが、アブソーバ力を増大させるために減衰係数を増大させることになれば、比較的高周波域の振動がばね上部へ伝達し易くなる虞がある。
主にスタビライザ力によって車体のロールを減衰する場合と、主にアブソーバ力によって車体のロールを減衰する場合とでは、上述のように、システムの特徴が異なっている。本システムでは、ある大きさのロール減衰力を発生させる場合において、車体のロールを減衰するためのスタビライザ力と車体のロールを減衰するためのアブソーバ力との比を変更することが可能であり、さらに言えば、車体のロールを減衰するために必要とされる減衰力に対するスタビライザ力の割合とその必要とされる減衰力に対するアブソーバ力の割合とを逆相関的に変更することが可能である。したがって、本項に記載の態様によれば、例えば、システムの特徴が活きるようにスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を様々な状況に応じて変更することが可能となり、サスペンションシステムの実用性を向上させることが可能となる。
本項に記載の「車体のロール速度」は、後に説明するように、水平面を基準とした車体のロール速度、具体的に言えば、例えば、左輪側のばね上部と右輪側のばね上部との相対変位速度から導き出されるものであってもよく、走行路面を基準とした車体のロール速度、具体的に言えば、例えば、左輪側のばね上部とばね下部との相対速度と右輪側のばね上部とばね下部との相対速度との速度差から導き出されるものであってもよい。
本項に記載の「スタビライザ装置」の構成は、特に限定されるものではない。例えば、後に説明するように、スタビライザバーを、中央部で2つに分離して1対のスタビライザバー部材によって構成し、それら1対のスタビライザバー部材の間にアクチュエータを配設して、そのアクチュエータがそれら1対のスタビライザバー部材を相対回転させてスタビライザバーを捩るような構成であってもよい。また、例えば、スタビライザバーの一方の端部と車輪を保持する部材との間にアクチュエータを配設して、そのアクチュエータがその一方の端部と車輪を保持する部材との間隔を変化させてスタビライザバーを捩るような構成であってもよい。
本項に記載の「ショックアブソーバ」は、それの具体的構造が特に限定されるものではなく、例えば、従来から一般的に用いられている油圧式のものを採用することが可能である。本項に記載の「減衰係数変更機構」は、減衰係数を連続的に変更可能なものであってもよく、減衰係数を、段階的に設定された2以上の値の間で変更可能なものであってもよい。
(2)前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御において、ばね下共振周波数の振動の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高く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。
本項に記載の態様は、ばね下共振周波数の振動の強度をパラメータとしてスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変化させる態様である。アブソーバの減衰係数の値は、振動のばね上部への伝達性等に影響を及ぼすものであり、比較的高周波域の振動に関して言えば、減衰係数の値が大きいほど、振動のばね上部への伝達性が高くなる。このため、比較的高周波域の振動のばね上部への伝達性を考慮した場合には、アブソーバの減衰係数の値を小さくすることが望ましい。本項に記載の態様においては、比較的高周波域の振動の強度が高い場合には、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするとともに、アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分を小さくすることができる。つまり、車体のロール減衰時において、比較的高周波域の振動の強度が高い場合に、アブソーバの減衰係数の値を小さくすることが可能となる。したがって、本項に記載の態様によれば、例えば、比較的高周波域の振動のばね上部への伝達を抑制することが可能となり、車両の乗り心地を向上させることが可能となる。
本項に記載の「ばね下共振周波数の振動の強度が高い状況下」にあるか否かは、ばね下共振周波数の振動そのものに基づいて判定するだけでなく、例えば、ばね下共振周波数域の振動、つまり、ばね下共振周波数を中心とするある程度の幅のある周波数域、例えば、ばね下共振周波数の前後3Hzの振動に基づいて判定してもよい。ばね下共振周波数域の振動に基づいて判定する場合には、例えば、ばね下共振周波数域の振動の強度の平均値に基づいて判定してもよく、ばね下共振周波数域の振動の強度の最高値に基づいて判定してもよい。また、本項に記載の「振動の強度」とは、振動の成分を示すものであり、例えば、振動の振幅,加速度等を採用することが可能である。
(3)前記アクチュエータが、電磁モータを動力源として有し、かつ、その電磁モータが発生させる力によって作動する構造とされ、
前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御において、前記電磁モータへの電力の供給源であるバッテリの充電量が少ない場合に、それが多い場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を低くするように構成された(1)項または(2)項に記載の車両用サスペンションシステム。
本項に記載の態様は、バッテリの充電量をパラメータとしてスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変化させる態様である。本項に記載のスタビライザ装置は、電磁モータの作動を制御することで車体のロール速度に応じてスタビライザ力を変更することが可能であることから、車体のロールを効果的に減衰することが可能である。ただし、電磁モータによる消費電力を考慮する必要がある。本項に記載の態様によれば、バッテリの充電量が少ない場合に、アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分を大きくして、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を低くすることが可能となり、例えば、省電力化に優れたシステムを実現することが可能となる。
(4)前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御において、車体のヒーブ振動とピッチ振動との少なくとも一方の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高く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。
本項に記載の態様は、車体のヒーブ振動とピッチ振動との少なくとも一方の強度をパラメータとしてスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変化させる態様である。スタビライザ力は、左輪側および右輪側のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であることから、車体のロール方向の振動を減衰することはできるが、車体の上下方向の振動、いわゆるヒーブ方向の振動であったり、ピッチ方向の振動を減衰することはできない。一方、アブソーバ力は、各車輪毎に制御されることから、車体のヒーブ方向の振動およびピッチ方向の振動をも減衰することが可能である。ただし、アブソーバが発生可能なアブソーバ力には限界があるため、ヒーブ方向の振動とピッチ方向の振動との少なくとも一方の強度が高い場合には、そのような振動、つまり、車体の振動のうちのロール方向の振動を除いたものにはアブソーバ力によって対処し、車体のロール方向の振動には主にスタビライザ力によって対処することが望ましい。したがって、本項に記載の態様によれば、車体の振動のうちのロール方向の振動以外のものの強度が高い場合に、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするとともに、アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分を小さくすることが可能となり、例えば、アブソーバ力の車体のヒーブおよびピッチを減衰させるための成分を大きくすることが可能となる。
本項に記載の「ヒーブ振動」は、車体の振動のうちの上下方向の振動の成分であり、「ヒーブ振動の強度」は、例えば、各車輪のばね上部の振動の強度を合計したものと解釈することができる。本項に記載の「ピッチ振動」は、車体の振動のうちの前後方向の振動の成分であり、「ピッチ振動の強度」は、例えば、前輪側のばね上部の振動の強度から後輪側のばね上部の振動の強度を減じたものと解釈することができる。また、「振動の強度」は、例えば、振動の振幅,加速度等が相当する。
(5)前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御において、車両走行速度が高い場合に、それが低い場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成された(1)項ないし(4)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。
本項に記載の態様は、車両走行速度をパラメータとしてスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変化させる態様である。車両走行速度は、路面の起伏の程度を指標するパワースペクトル密度と密接に関係しており、車両走行速度が高くなるほどパワースペクトル密度は高くなる傾向にある。このため、車両走行速度が高くなるほど、路面起伏に起因して生じる比較的低周波域の振動が車体に生じ易くなり、車体のヒーブ振動,ピッチ振動の強度が高くなる傾向にある。したがって、本項に記載の態様によれば、例えば、車体のヒーブ振動とピッチ振動との少なくとも一方の強度が高くなると想定される場合に、車体のヒーブ振動およびピッチ振動にはアブソーバ力によって対処し、車体のロール振動には主にスタビライザ力によって対処することが可能となる。
(6)前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御において、スタビライザ力を、それの少なくとも一部が水平面を基準とした車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御するように構成された(1)項ないし(5)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。
本項に記載の態様は、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいて車体のロールを減衰する態様である。本項に記載の「車体のロール速度」は、例えば、左輪側のばね上部と右輪側のばね上部との相対変位速度、つまり、左輪側のばね上絶対速度と右輪側のばね上絶対速度との差であってもよく、車体のロール角速度、つまり、左右のばね上部を結ぶ直線の傾斜角の変化速度であってもよい。
(7)ばね上部の動作を減衰するために必要とされる減衰力であってそのばね上部の動作速度であるばね上絶対速度に応じた大きさの減衰力を、必要ばね上部減衰力と、前記スタビライザ力によるロール減衰力によって得られるばね上部の動作に対する減衰力を、スタビライザ力依拠ばね上部減衰力と、それぞれ定義した場合において、
前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御の実行時において、前記1対のショックアブソーバの各々が発生させるアブソーバ力が、その各々の前記必要ばね上部減衰力から前記スタビライザ力依拠ばね上部減衰力を減じたものとなるように、それら1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を制御するように構成された(6)項に記載の車両用サスペンションシステム。
本項に記載の態様は、スタビライザ装置とアブソーバとの協調の下で、ばね上部の振動を減衰する態様である。言い換えれば、ばね上部の振動のうちのロール方向の振動成分に対する減衰力の一部を、スタビライザ装置が上記スタビライザ力依拠ばね上部減衰力として発生させるとともに、アブソーバが上記必要ばね上部減衰力から上記スタビライザ力依拠ばね上部減衰力を減じた力を発生させて、ばね上部の振動を減衰する態様である。本項に記載の態様によれば、例えば、スタビライザ力とアブソーバ力とによって上記必要ばね上部減衰力を発生させることが可能となり、ばね上部を効果的に減衰することが可能となる。
(8)前記制御装置が、
前記1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を、それら各々が発生させるアブソーバ力の方向にその各々に対応するばね上部とばね下部とが接近・離間動作する場合に、前記減衰係数変更機構の各々が変更可能な減衰係数のうちで最も小さいものに変更するように構成された(7)項に記載の車両用サスペンションシステム。
液圧式のアブソーバは、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する抵抗力を発生させることはできるが、それらを積極的に接近・離間させる力、つまり、推進力を発生させることはできない。このため、アブソーバ力を発生させるべき方向にばね上部とばね下部とが接近・離間動作するような場合には、アブソーバは、要求される方向にアブソーバ力を発生させることができないのである。また、そのような場合には、アブソーバは、要求される方向とは反対の方向にアブソーバ力を発生させることになるため、アブソーバ力はばね上部の減衰の妨げとなる虞がある。したがって、本項に記載の態様によれば、例えば、アブソーバ力がばね上部の減衰の妨げとなるような場合には、アブソーバ力をできるだけ小さくすることが可能となる。
(9)前記制御装置が、
前記車体ロール減衰制御の実行時においても、スタビライザ力を、それの一部が車両の旋回に起因して車体が受けるロールモーメントに応じた大きさの力となるように制御することで車体のロール量を低減させる車体ロール量低減制御を実行するように構成された(1)項ないし(8)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。
本項に記載の態様は、スタビライザ装置の本来の有している機能、つまり、車両の旋回に起因して生じる車体のロール量を低減させる機能を実現可能な態様である。本項に記載の態様によれば、車体ロール減衰制御と車体ロール量低減制御とを同時に実行することが可能となり、例えば、車体のロールの発生原因が異なる場合であっても適切に車体のロールに対処することが可能となる。車体ロール減衰制御と車体ロール量低減制御とを同時に実行する場合には、ロール減衰力としてのスタビライザ力に加えて、車体のロール量を低減させる力としてのスタビライザ力が、スタビライザ装置によって発生させられることになる。
(10)前記スタビライザバーが、
それぞれが、車幅方向に延びて配設されるトーションバー部と、そのトーションバー部に連続してそのトーションバー部と交差して延びるとともに先端部において左右の車輪のうちの自身に対応するものを保持する車輪保持部に連結されるアーム部とを有する1対のスタビライザバー部材を含んで構成され、
前記アクチュエータが、前記1対のスタビライザバー部材のトーションバー部を相対回転させるものである(1)項ないし(9)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。
本項に記載の態様は、スタビライザ装置の具体的構造、詳しく言えば、上記スタビライザバーとアクチュエータとの構成に関する限定を加えた態様である。本項の態様によれば、スタビライザ装置が発生させるスタビライザ力を効率的に変更可能である。
(11)前記アクチュエータが、動力源としての電磁モータと、その電磁モータの回転を減速する減速機と、前記電磁モータと前記減速機とを保持するハウジングとを有し、前記1対のスタビライザバー部材の一方のトーションバー部が前記ハウジングに相対回転不能に接続され、他方のトーションバー部が前記減速機の出力部に相対回転不能に接続される構造とされた(10)項に記載の車両用サスペンションシステム。
本項に記載の態様は、アクチュエータの構造、および、アクチュエータとスタビライザバーとの連結,配置関係を具体的に限定した態様である。本項の態様においてアクチュエータが有する減速機は、それの機構が特に限定されるものではない。例えば、ハーモニックギヤ機構(「ハーモニックドライブ(登録商標)機構」,「ストレインウェーブギヤリング機構」等と呼ばれることもある)、ハイポサイクロイド減速機構等、種々の機構の減速機を採用することが可能である。電磁モータの小型化を考えれば、減速機の減速比は比較的大きい(電磁モータの動作量に対するアクチュエータの動作量が小さいことを意味する)ことが望ましく、その点を考慮すれば、ハーモニックギヤ機構を採用する減速機は、本項の態様のシステムにおいて好適である。
以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
<車両用サスペンションシステムの構成>
i)車両サスペンションシステムの全体構成
図1に、本実施例の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、車両の前輪側、後輪側の各々に配設された1対のスタビライザ装置14を含んで構成されている。スタビライザ装置14はそれぞれ、両端部において左右の車輪16を保持する車輪保持部材としてのサスペンションアーム(図2,3参照)に連結されたスタビライザバー20を備えている。そのスタビライザバー20は、それが分割された1対のスタビライザバー部材22を含む構成のものとされている。それら1対のスタビライザバー部材22は、アクチュエータ26によって相対回転可能に接続されている。
本システム10を搭載する車両には、各車輪16に対応した4つのサスペンション装置が設けられている。転舵輪である前輪のサスペンション装置と非転舵輪である後輪のサスペンション装置とは、車輪を転舵可能とする機構を除き略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、後輪のサスペンション装置を代表して説明する。図2,3に示すように、サスペンション装置30は、独立懸架式のものであり、マルチリンク式サスペンション装置とされている。サスペンション装置30は、それぞれがサスペンションアームである第1アッパアーム32,第2アッパアーム34,第1ロアアーム36,第2ロアアーム38,トーコントロールアーム40を備えている。5本のアーム32,34,36,38,40のそれぞれの一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪16を回転可能に保持するアクスルキャリア42に回動可能に連結されている。それら5本のアーム32,34,36,38,40により、アクスルキャリア42は、車体に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされている。また、サスペンション装置30は、コイルスプリング50と液圧式のショックアブソーバ(以下、「アブソーバ」と略す場合がある)52とを備えており、それらは、それぞれ、タイヤハウジングに設けられたばね上部としてのマウント部54と、ばね下部としての第2ロアアーム38との間に、互いに並列的に配設されている。
ii)アブソーバの構成
アブソーバ52は、図4に示すように、第2ロアアーム38に連結されて作動液を収容する概して筒状のハウジング60と、そのハウジング60にそれの内部において液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン62と、そのピストン62に下端部が連結されて上端部がハウジング60の上方から延び出すピストンロッド64とを含んで構成されている。ピストンロッド64は、ハウジング60の上部に設けられた蓋部66を貫通しており、シール68を介してその蓋部66と摺接している。また、ハウジング60の内部は、ピストン62によって、それの上方に存在する上室70と、それの下方に存在する下室72とに区画されている。
さらに、アブソーバ52は、電磁モータ74を備えており、その電磁モータ74は、モータケース76に固定して収容されている。そのモータケース76は、それの外周部において、緩衝ゴムを介してマウント部54に連結されており、ピストンロッド64が、それの上端部において、モータケース76に固定的に連結されている。そのような構造によって、ピストンロッド64がマウント部54に対して固定されているのである。そのピストンロッド64は、中空状とされており、それの内部を貫通する貫通穴77を有している。その貫通穴77には、後に詳しく説明するように、調整ロッド78が、軸線方向に移動可能に挿入されており、調整ロッド78は、それの上端部において、電磁モータ74に連結されている。詳しく言えば、電磁モータ74の下方には、電磁モータ74の回転を軸線方向への移動に変換する動作変換機構79が設けられており、その動作変換機構79に調整ロッド78の上端部が連結されている。このような構造により、電磁モータ74が作動させられると、調整ロッド78が軸線方向に移動するようにされている。
ハウジング60は、図5に示すように、外筒80と内筒82とを含んで構成され、それらの間にバッファ室84が形成されている。ピストン62は、その内筒82内に液密かつ摺動可能に嵌め入れられている。そのピストン62には、軸線方向に貫通して上室70と下室72とを接続させる複数の接続通路86(図5には2つ図示されている)が設けられている。ピストン62の下面には、弾性材製の円形をなす弁板88が、その下面に接するようにして配設されており、その弁板88によって接続通路86の下室72側の開口が塞がれる構造となっている。また、ピストン62には、上記接続通路86とはピストン62の半径方向において異なる位置に複数の接続通路90(図5には2つ図示されている)が設けられている。ピストン62の上面には、弾性材製の円形をなす弁板92が、その上面に接するようにして配設されており、その弁板92によって接続通路90の上室70側の開口が塞がれる構造となっている。この接続通路90は、接続通路86より外周側であって弁板88から外れた位置に設けられており、常時、下室72に連通させられている。また、弁板92には開口94が設けられていることで、接続通路86の上室70側の開口は、塞がれておらず、接続通路86は、常時、上室70に連通させられている。さらに、下室72とバッファ室84とは連通させられており、下室72とバッファ室84との間には、ピストン62と同様の接続通路,弁板が設けられたベースバルブ体96が設けられている。
ピストンロッド64の内部の貫通穴77は、大径部98と、大径部98の下方に延びる小径部100とを有しており、その貫通穴77の大径部98と小径部100との境界部分には、段差面102が形成されている。その段差面102の上方には、上室70と通路77とを接続させる接続通路104が設けられている。この接続通路104と貫通穴77とによって、上室70と下室72とは連通させられている。また、貫通穴77の大径部98には、上記調整ロッド78が、ピストンロッド64の上端部から挿入されている。その調整ロッド78の下端部は、円錐状に形成された円錐部106とされており、その円錐部106の先端部が通路77の小径部100に進入可能とされており、円錐部106と通路77の段差面102との間には、クリアランス108が形成されている。ちなみに、調整ロッド78の外径は、通路77の小径部100の内径より大きくされている。なお、貫通穴77内の接続通路104より上方において、貫通穴77の内周面と調整ロッド78の外周面との間にはシール109が設けられており、作動液が貫通穴77上方には流出しないようにされている。
上記のような構造により、例えば、ばね上部とばね下部とが離間し、ピストン62が上方に移動させられる場合、つまり、アブソーバ52が伸ばされる場合には、上室70内の作動液の一部が接続通路86および貫通穴77のクリアランス108を通って下室72へ流れるとともに、バッファ室84の作動液の一部がベースバルブ体96の接続通路を通って下室72に流入する。その際、作動液が弁板88を撓ませて下室72内へ流入することと、作動液がベースバルブ体96の弁板を撓ませて下室72内へ流入することと、作動液が貫通穴77内のクリアランス108を通過することとによって、ピストン62の上方への移動に抵抗力が付与され、その抵抗力によってその移動に対する減衰力が発生させられる。また、逆に、ばね上部とばね下部とが接近し、ピストン62がハウジング60内を下方に移動させられる場合、つまり、アブソーバ52が縮められる場合には、下室72内の作動液の一部が、接続通路90および貫通穴77のクリアランス108を通って下室72から上室70へ流れるとともに、ベースバルブ体96の接続通路を通ってバッファ室84に流出することになる。その際、作動液が弁板92を撓ませて上室70内に流入することと、作動液がベースバルブ体96の弁板を撓ませて上室70内へ流入することと、作動液が貫通穴77内のクリアランス108を通過することとによって、ピストン62の下方への移動に抵抗力が付与され、その抵抗力によってその移動に対する減衰力が発生させられる。つまり、アブソーバ52は、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対して減衰力を発生させる構造とされている。
また、調整ロッド78は、上述のように、電磁モータ74の作動によって軸線方向に移動可能とされており、貫通穴77のクリアランス108の大きさ(断面積)を変化させることが可能となっている。作動液がそのクリアランス108を通過する際には、上述のように、ピストン62の上下方向への動作に対する抵抗力が付与されるが、その抵抗力の大きさは、クリアランス108の大きさに応じて変化する。したがって、アブソーバ52は、電磁モータ74の作動により調整ロッド78を軸線方向に移動させて、そのクリアランス108を変更することで、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰特性、言い換えれば、いわゆる減衰係数を変更することが可能な構造とされている。より詳しく言えば、電磁モータ74が、それの回転角度がアブソーバ52の有すべき減衰係数に応じた回転角度となるように制御され、アブソーバ52の減衰係数が変更される。ちなみに、アブソーバ52は、最も小さい減衰係数である最小減衰係数Cminと最も大きい減衰係数である最大減衰係数CMAXとの間のいずれの減衰係数にも変更することが可能な構造とされている。なお、本アブソーバ52は、上記構成とされたことで、電磁モータ74,貫通穴77,調整ロッド78,接続通路104等で構成される減衰係数変更機構を備えるものとされている。
ハウジング60には、その外周部に環状の下部リテーナ110が設けられ、マウント部54の下面側には、防振ゴム112を介して、環状の上部リテーナ114が付設されている。コイルスプリング50は、それら下部リテーナ110と上部リテーナ114とによって、それらに挟まれる状態で支持されている。なお、ピストンロッド64の上室70に収容される部分の外周部には、環状部材116が固定的に設けられており、その環状部材116の上面に、環状の緩衝ゴム118が貼着されている。また、モータケース76の下面には、筒状の緩衝ゴム119が附着されている。車体と車輪とが離間する方向(以下、「リバウンド方向」という場合がある)にある程度相対移動した場合には、環状部材116が緩衝ゴム118を介してハウジング60の蓋部66の下面に当接し、逆に、車体と車輪とが接近する方向(以下、「バウンド方向」という場合がある)にある程度相対移動した場合には、蓋部66の上面が緩衝ゴム119を介してモータケース76の下面に当接するようになっている。つまり、アブソーバ52は、車体と車輪との接近・離間に対するストッパ、いわゆるバウンドストッパ、および、リバウンドストッパを有しているのである。
iii)スタビライザ装置の構成
また、スタビライザ装置14の各スタビライザバー部材22はそれぞれ、図2,3に示すように、概して車幅方向に延びるトーションバー部120と、トーションバー部120と一体をなしてそれと交差して概ね車両の前方に延びるアーム部122とに区分することができる。各スタビライザバー部材22のトーションバー部120は、アーム部122に近い箇所において、車体に固定的に設けられた保持具124によって回転可能に保持され、互いに同軸的に配置されている。各トーションバー部120の端部(アーム部122側とは反対側の端部)は、それぞれ、後に詳しく説明するようにアクチュエータ26に接続されている。一方、各アーム部122の端部(トーションバー部120側とは反対側の端部)は、リンクロッド126を介して第2ロアアーム38に連結されている。第2ロアアーム38には、リンクロッド連結部127が設けられ、リンクロッド126の一端部は、そのリンクロッド連結部127に、他端部はスタビライザバー部材22のアーム部122の端部に、それぞれ遥動可能に連結されている。
スタビライザ装置14の備えるアクチュエータ26は、図6に示すように、駆動源としての電磁モータ130と、その電磁モータ130の回転を減速して伝達する減速機132とを含んで構成されている。これら電磁モータ130と減速機132とは、アクチュエータ26の外殻部材であるハウジング134内に設けられている。そのハウジング134の一端部には、1対のスタビライザバー部材22の一方のトーションバー部120の端部が固定的に接続されており、一方、1対のスタビライザバー部材22の他方は、ハウジング134の他端部からそれの内部に延び入る状態で配設されるとともに、後に詳しく説明するように、減速機132と接続されている。さらに、1対のスタビライザバー部材22の他方は、それの軸方向の中間部において、ブシュ型軸受136を介してハウジング134に回転可能に保持されている。
電磁モータ130は、ハウジング134の周壁の内面に沿って一円周上に固定して配置された複数のコイル140と、ハウジング134に回転可能に保持された中空状のモータ軸142と、コイル140と向きあうようにしてモータ軸142の外周に固定して配設された永久磁石144とを含んで構成されている。電磁モータ130は、コイル140がステータとして機能し、永久磁石144がロータとして機能するモータであり、3相のDCブラシレスモータとされている。なお、ハウジング134内に、モータ軸142の回転角度、すなわち、電磁モータ130の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ146が設けられている。モータ回転角センサ146は、エンコーダを主体とするものであり、アクチュエータ26の制御、つまり、スタビライザ装置14の制御に利用される。
減速機132は、波動発生器(ウェーブジェネレータ)150,フレキシブルギヤ(フレクスプライン)152およびリングギヤ(サーキュラスプライン)154を備え、ハーモニックギヤ機構(「ハーモニックドライブ(登録商標)機構」,「ストレインウェーブギヤリング機構」等と呼ばれることもある)として構成されている。波動発生器150は、楕円状カムと、それの外周に嵌められたボールベアリングとを含んで構成されるものであり、モータ軸142の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ152は、周壁部が弾性変形可能なカップ形状をなすものとされており、周壁部の開口側の外周に複数の歯(本減速機132では、400歯)が形成されている。このフレキシブルギヤ152は、先に説明した1対のスタビライザバー部材22の他方のトーションバー部120の端部に接続され、それによって支持されている。詳しく言えば、そのスタビライザバー部材22のトーションバー部120は、モータ軸142を貫通しており、それから延び出す部分の外周面において、当該減速機132の出力部としてのフレキシブルギヤ152の底部を貫通する状態でその底部とスプライン嵌合によって相対回転不能に接続されているのである。リングギヤ154は、概してリング状をなして内周に複数の歯(本減速機132においては、402歯)が形成されたものであり、ハウジング134に固定されている。フレキシブルギヤ152は、その周壁部が波動発生器150に外嵌して楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸方向に位置する2箇所においてリングギヤ154と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。このような構造により、波動発生器150が1回転(360度)すると、つまり、電磁モータ130のモータ軸142が1回転すると、フレキシブルギヤ152とリングギヤ154とが、2歯分だけ相対回転させられる。つまり、減速機132の減速比は、1/200とされている。
以上の構成から、アクチュエータ26の作動によって左右のスタビライザバー部材22が相対回転させられると、各トーションバー部120の捩りを伴いつつ、各アーム部122が相対的に回動し、左右の車輪16のばね上部とばね下部との距離の一方が増加させられ、他方が減少させられる。言い換えれば、各トーションバー部120の捩り反力によって、左右の車輪16のばね上部とばね下部との一方が離間させられ、他方が接近させられる。つまり、スタビライザ装置14は、左右の車輪16のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であるスタビライザ力を発生させるのである。また、アクチュエータ26の回転量を変化させることで、左右のスタビライザバー部材22の相対回転量を変化させれば、上記スタビライザ力を変化させることが可能である。つまり、スタビライザ装置14は、スタビライザ力を制御可能に発生させることができるのである。
なお、ここでいうアクチュエータ26の回転量とは、車両が平坦路に静止している状態を基準状態としてその基準状態でのアクチュエータ26の回転位置を中立位置とした場合において、その中立位置からの回転量、つまり、動作量を意味する。したがって、アクチュエータ26の回転量が多くなるほど、左右のスタビライザバー部材22の相対回転量も多くなり、スタビライザバー20の捩り反力、つまり、スタビライザ力も大きくなるのである。また、本システム10の制御においては、アクチュエータ26の回転量と電磁モータ130の回転角とは対応関係にあるため、実際には、アクチュエータ26の回転量に代えて、モータ回転角センサ146によって取得されるモータ回転角を対象とした制御が行われる。
iv)制御装置の構成
本システム10では、図1に示すように、1対のスタビライザ装置14、および、4つのアブソーバ52についての制御を実行するサスペンションシステム電子制御ユニット(サスペンションECU)170が設けられている。サスペンションECU170は、各スタビライザ装置14の備える各アクチュエータ26の作動、および、各アブソーバ52の備える各電磁モータ74の作動を制御する制御装置であり、各アクチュエータ26が有する電磁モータ130に対応する駆動回路としての2つのインバータ172と、各アブソーバ52の備える各電磁モータ74に対応する駆動回路としての4つのインバータ174と、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ176とを備えている(図11参照)。インバータ172,174の各々は、コンバータ178を介してバッテリ180に接続されており、インバータ172の各々は、対応するスタビライザ装置14の電磁モータ130に接続され、インバータ174の各々は、対応するアブソーバ52の電磁モータ74に接続されている。
スタビライザ装置14のアクチュエータ26が有する電磁モータ130に関して言えば、その電磁モータ130は定電圧駆動され、電磁モータ130への供給電力量は、供給電流量を変更することによって変更される。供給電流量の変更は、インバータ172がPWM(Pulse Width Modulation)によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比(デューティ比)を変更することによって行われる。
コントローラ176には、上記モータ回転角センサ146とともに、操舵量としてのステアリング操作部材の操作量であるステアリングホイールの操作角を検出するためのステアリングセンサ190,車体に実際に発生している横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ192,車体のマウント部54に設けられてばね上縦加速度を検出するばね上縦加速度センサ196,ばね上部とばね下部との間の距離であるばね上ばね下間距離を検出するストロークセンサ197,バッテリ180の充電量(充電されている電気エネルギの残量)を検出するための充電量センサ198が接続されている。コントローラ176には、さらに、ブレーキシステムの制御装置であるブレーキ電子制御ユニット(以下、「ブレーキECU」という場合がある)200が接続されている。ブレーキECU200には、4つの車輪16のそれぞれに対して設けられてそれぞれの回転速度を検出するための車輪速センサ202が接続され、ブレーキECU200は、それら車輪速センサ202の検出値に基づいて、車両の走行速度(以下、「車速」という場合がある)を推定する機能を有している。コントローラ176は、必要に応じ、ブレーキECU200から車速を取得するようにされている。さらに、コントローラ176は、各インバータ172,174にも接続され、それらを制御することで、各スタビライザ装置14の電磁モータ130および、各アブソーバ52の電磁モータ74を制御する。なお、コントローラ176のコンピュータが備えるROMには、後に説明する本サスペンションシステム10の制御に関するプログラム,各種のデータ等が記憶されている。
<車両用サスペンションシステムの制御>
i)スタビライザ装置の制御
本システム10において、スタビライザ装置14は、上述のように、左右の車輪16のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であるスタビライザ力を制御可能に発生させることが可能である。そこで、スタビライザ装置14が発生させるスタビライザ力を制御することによって、車両の旋回,車両の走行路面の起伏等に起因して生じる車体のロールを抑制する制御が実行可能とされている。本システム10における車体のロールの抑制制御には、車体のロール量を低減させるための車体ロール量低減制御と、車体のロール方向の動作を減衰するための車体ロール減衰制御との2つの制御があり、それら2つの制御が総合された制御が実行されている。この総合された制御では、スタビライザ装置14において、車体が受けるロールモーメント,車体のロール速度等に基づいて、適切なスタビライザ力を発生させるべく、スタビライザ装置14の電磁モータ130のモータ回転角が制御されている。詳しく言えば、車体が受けるロールモーメント,車体のロール速度等に基づいて、目標となるモータ回転角である目標モータ回転角が決定され、実際のモータ回転角がその目標モータ回転角となるように電磁モータ130が制御される。
本システム10においては、上述の目標モータ回転角は、車体ロール量低減制御,車体ロール減衰制御の各制御ごとの目標値成分である目標モータ回転角成分を和することによって決定される。各制御ごとの成分は、それぞれ、
車体ロール量低減目標モータ回転角成分(ロール量低減成分)θ* T
車体ロール減衰目標モータ回転角成分(ロール減衰成分)θ* G
である。以下に、車体ロール量低減制御,車体ロール減衰制御の各々を、その各々の目標モータ回転角成分の決定方法を中心に詳しく説明するとともに、目標モータ回転角に基づく上記電磁モータ130への供給電力の決定について詳しく説明する。
(a)車体ロール量低減制御
車体ロール量低減制御では、車両の旋回時において、その旋回に起因して生じる車体のロール量を低減させるべく、その旋回に起因して車体が受けるロールモーメントに応じたスタビライザ力を発生させる。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と車両走行速度vに基づいて推定された推定横加速度Gycと、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
ここで、K1,K2はゲインであり、そのように決定された制御横加速度Gy*に基づいて、ロール量低減成分θ* Tが決定される。コントローラ176内には制御横加速度Gy*をパラメータとするロール量低減成分θ* Tのマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、ロール量低減成分θ* Tが決定される。
(b)車体ロール減衰制御
車体ロール減衰制御では、車体のロール方向の動作を減衰させるべく、スタビライザ力を、水平面を基準とした車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御している。具体的には、まず、各車輪16に対応して設けられたばね上縦加速度センサ196によって検出される各ばね上部のばね上縦加速度Guに基づいてばね上絶対速度Vuがそれぞれ計算される。右前輪に対応するばね上絶対速度と右後輪に対応するばね上絶対速度との平均値である右輪対応平均ばね上絶対速度VuAVRと、左前輪に対応するばね上絶対速度と左後輪に対応するばね上絶対速度との平均値である左輪対応平均ばね上絶対速度VuAVLとの差が計算され、その速度差および前輪側のトレッド幅と後輪側のトレッド幅との平均値である平均トレッド幅Lに基づき、車体のロール速度ωが、次式に従って決定される。
ω=(VuAVR−VuAVL)/L
そして、その決定された車体のロール速度ωに基づき、減衰モーメントMが、次式に従って演算される。
M=Cr・ω
ここで、Crは、車体のロール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、車体のロール動作に対する減衰係数と考えることができる。
上述のように決定された減衰モーメントMに応じたロール減衰力をスタビライザ装置14が発生させることで、車体のロールを効果的に減衰することが可能であることから、上記減衰モーメントMに応じたロール減衰力をスタビライザ装置14が発生させることが望ましい。しかし、スタビライザ装置14のアクチュエータ26が電磁モータ130の発生させる力に依拠して作動させられることを考えると、電磁モータ130による消費電力に関して考慮する必要がある。特に、バッテリ180の充電量(残量)が少ないような場合には、電磁モータ130による電力消費の抑制が望まれる。このため、本システム10においては、バッテリ180の充電量が少ない場合に、それが高い場合に比較して、車体ロール減衰制御におけるスタビライザ力を小さくするべく、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を低くしている。つまり、減衰モーメントMに応じたロール減衰力に対する車体ロール減衰制御時のスタビライザ力の割合を低くしている。詳しく言えば、バッテリ180の充電量Eをパラメータとして、その値に基づいて変化するゲインを利用して、バッテリ180の充電量Eが少ないほど、スタビライザ装置14によって発生させるべき減衰モーメントであるスタビライザ力依拠減衰モーメントMSが小さくされている。
ただし、単にスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を低くすると、車体のロールに対する減衰効果が低下する虞がある。このため、本システム10においては、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変更した場合には、後に詳しく説明するように、車体のロールに対する減衰効果を維持すべく、スタビライザ力のロール減衰力の低下分を補うようにアブソーバ52の減衰係数を制御している。つまり、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度に応じて、アブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分を変更するようにアブソーバ52の減衰係数を制御している。
本システム10では、上述のように、スタビライザ装置14とアブソーバ52とを協調させて車体のロールを減衰させている。アブソーバ52は、ばね上部とばね下部との相対動作に対して、ばね上部とばね下部との相対速度に応じた大きさの減衰力を発生させるものであり、自身に設定されている減衰係数を基準とした大きさの減衰力を発生させる。つまり、同じ相対速度において発生させるアブソーバ力を増大させるためには、アブソーバの減衰係数を増大させる必要がある。一方で、減衰係数の値は、ばね下部からばね上部への振動の伝達性を左右するものであり、具体的に言えば、ばね下共振周波数域の振動の伝達性は、減衰係数の値が大きいほど高くなっている。このため、例えば、ばね下共振周波数域の振動が生じやすい路面を車両が走行する際に、アブソーバ52の減衰係数を増大させれば、ばね下共振周波数域の振動の伝達性が高くなり、車両の乗り心地が低下する虞がある。そこで、本システム10では、ばね下共振周波数の振動の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、減衰係数の値を小さくするべく、車体のロールを減衰させるためのアブソーバ力を小さくしている。一方、車体のロールの減衰効果を維持すべく、ばね下共振周波数の振動の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くしている。つまり、車体ロール減衰制御において、ばね下共振周波数の振動の強度としてのその振動の振幅αをパラメータとして、その値に基づいて制御ゲインを変更して、上記振動の振幅αが大きいほどスタビライザ力依拠減衰モーメントMSが大きくされる。
また、スタビライザ力は、左右の車輪16のばね上部とばね下部とに対する相対的な力であることから、スタビライザ装置14は、スタビライザ力を車体のロール方向の振動に対する減衰力として作用させることはできても、車体のヒーブ方向,ピッチ方向等の振動に対する減衰力として作用させることはできない。一方、アブソーバ力は、各アブソーバ52毎に独立して制御可能であることから、本システム10では、後に説明するように、アブソーバ52は、車体のロール振動だけでなく、車体のヒーブ振動,ピッチ振動等をも減衰するように制御されている。ただし、アブソーバ52の発生可能なアブソーバ力には限界があるため、車体の振動のうちのロール振動以外の振動、例えば、ヒーブ振動が大きいような場合には、ロール振動以外の振動は、アブソーバ52によって対処し、ロール振動は、スタビライザ装置14によって対処することが望ましい。そこで、本システム10では、車体のヒーブ振動の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、スタビライザ力による車体のロールの減衰効果を高めるべく、スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くしている。詳しく言えば、ヒーブ振動の強度としてのヒーブ振動の振幅βをパラメータとして、その値に基づいて制御ゲインを変更して、ヒーブ振動の振幅βが大きいほどスタビライザ力依拠減衰モーメントMSが大きくされる。
なお、本システム10では、ヒーブ振動の強度をパラメータとして採用しているが、ピッチ振動の強度をパラメータとして採用してもよい。また、上述のように、ヒーブ振動,ピッチ振動等の車体の振動の強度を直接測定してスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変更してもよく、車体の振動の強度を推測可能な別のパラメータ、例えば、車両の走行速度に基づいてロール減衰力の大きさの程度を変更してもよい。詳しく言えば、車走は、路面の起伏の程度を指標するパワースペクトル密度と密接に関係しており、車走が高くなるほどパワースペクトル密度は高くなる傾向にある。このため、車走が高くなるほど、路面起伏に起因して生じる比較的低周波域の振動が車体に生じ易くなり、車体のヒーブ振動,ピッチ振動の強度が高くなる傾向にある。つまり、車速に基づいてロール減衰力の大きさの程度を変更しても、車体の振動の強度を直接測定してスタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を変更する場合と同等の効果を得ることが可能である。
上記各種パラメータであるバッテリ180の充電量E,ばね下共振周波数の振動の振幅α,車体のヒーブ振動の振幅βの各々に基づいて変化する各種の制御ゲインを利用し、スタビライザ力依拠減衰モーメントMSが次式に従って決定される。
S=KE・Kα・Kβ・M
上記式における各種ゲインについて説明すれば、KEは、バッテリ180の充電量Eに依拠する制御ゲイン、Kαは、ばね下共振周波数の振動の振幅αに依拠する制御ゲイン、Kβは、車体のヒーブ振動の振幅βに依拠する制御ゲインである。
ゲインKEは、上述のように、バッテリ180の充電量を考慮して、充電量Eが少ないほどスタビライザ力依拠減衰モーメントMSを小さくすべく、充電量Eが少なくなるにつれて小さな値となるように設定されている(図7(a))。また、ゲインKαは、上述のように、比較的高周波域の振動のばね上部への伝達性を考慮して、ばね下共振周波数の振動の振幅αが大きいほどスタビライザ力依拠減衰モーメントMSを大きくすべく、ばね下共振周波数の振動の振幅αが大きくなるにつれて大きな値となるように設定されている(図7(b))。さらに、ゲインKβは、車体のヒーブ振動の振幅βが大きいほどスタビライザ力依拠減衰モーメントMSを大きくすべく、車体のヒーブ振動の振幅βが大きくなるにつれて大きな値となるように設定されている(図7(c))。なお、各ゲインKE,Kα,Kβは、図から解るように、0から1の間で変化するようにされている。
ちなみに、上記ばね下共振周波数の振動の振幅αは、ばね上部の振動から、フィルタ処理によって、その周波数域の振動成分を算出して決定される。具体的に言えば、まず、ばね上縦加速度センサ196によってばね上縦加速度Guを検出し、その検出されたばね上縦加速度Guに基づいて、ばね下共振周波数の前後3Hzの領域の振動についてのフィルタ処理を実行する。そして、その周波数域の振動の強度としての振幅のうちの最大振幅を算出する。本システム10では、各車輪16毎に算出された最大振幅の平均値を、上記ばね下共振周波数の振動の振幅αとしている。また、上記車体のヒーブ振動の振幅βは、車体の振動のうちのヒーブ振動から、フィルタ処理によって算出される。具体的に言えば、各車輪16に対応するばね上縦加速度Guを合計することで車体のヒーブ方向の加速度を演算し、その演算された加速度に基づいてフィルタ処理を実行する。フィルタ処理によって算出される振幅のうちの最大の振幅を、本システム10では、上記車体のヒーブ振動の振幅βとしている。
上述のように決定されたスタビライザ力依拠減衰モーメントMSに基づいて、ロール減衰成分θ* Gが決定される。コントローラ176内にはスタビライザ力依拠減衰モーメントMSをパラメータとするロール減衰成分θ* Gのマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、ロール減衰成分θ* Gが決定される。
(c)スタビライザ装置の作動制御
以上のように、ロール量低減成分θ* T,ロール減衰成分θ* Gがそれぞれ決定されると、目標モータ回転角θ*が、次式に従って決定される。
θ*=θ* T+θ* G
そして、実際のモータ回転角である実モータ回転角θが上記目標モータ回転角θ*になるように、電磁モータ130が制御される。この電磁モータ130の制御において、電磁モータ130に供給される電力は、実モータ回転角θの目標モータ回転角θ*に対する偏差であるモータ回転角偏差Δθ(=θ*−θ)に基づいて決定される。詳しく言えば、モータ回転角偏差Δθに基づくフィードバック制御の手法に従って決定される。具体的には、まず、電磁モータ130が備えるモータ回転角センサ146の検出値に基づいて、上記モータ回転角偏差Δθが認定され、次いで、それをパラメータとして、次式に従って、目標供給電流i*が決定される。
*=KP・Δθ+KI・Int(Δθ)
この式は、PI制御則に従う式であり、第1項,第2項は、それぞれ、比例項、積分項を、KP,KIは、それぞれ、比例ゲイン,積分ゲインを意味する。また、Int(Δθ)は、モータ回転角偏差Δθの積分値に相当する。
ちなみに、上記目標供給電流i*は、それの符号により電磁モータ130のモータ力の発生方向を表すものとなっており、電磁モータ130の駆動制御にあたっては、目標供給電流i*に基づいて、電磁モータ130を駆動するためのデューティ比およびモータ力発生方向が決定される。そして、それらデューティ比およびモータ力発生方向についての指令がインバータ172に発令され、インバータ172によって、その指令に基づいた電磁モータ130の駆動制御がなされる。
なお、本実施例においては、PI制御則に従い目標供給電流i*が決定されたが、PDI制御則に従い目標供給電流i*を決定することも可能である。この場合、例えば、次式
*=KP・Δθ+KI・Int(Δθ)+KD・Δθ’
によって、目標供給電流i*を決定すればよい。ここで、KDは微分ゲインであり、第3項は、微分項成分を意味する。
ii)アブソーバの減衰係数の制御
アブソーバ52は、ばね上部とばね下部との相対動作に対して、ばね上部とばね下部との相対速度に応じた大きさの減衰力を発生させるものであるが、その減衰力の基準となる減衰係数を変更することが可能であることから、アブソーバ力をある程度制御可能に発生させることができる。このため、本システム10においては、車体のロール方向の振動は、上述のように、アブソーバ52とスタビライザ装置14とを協調させて対処し、車体の振動のうちのロール方向の振動以外の振動は、アブソーバ52によって対処するようにされている。
詳しく言えば、アブソーバ52が発生させるべきアブソーバ力、つまり、目標となるアブソーバ力である目標アブソーバ力F*は、車体のロール方向の振動を減衰するための目標アブソーバ力成分(ロール振動成分)F* Kと、車体の振動のうちのロール方向の振動以外の振動を減衰するための目標アブソーバ力成分(ロール振動除去成分)F* Eとが合計されて決定され、実際に発生させられるアブソーバ力がその決定された目標アブソーバ力F*となるようにアブソーバの減衰係数が制御されるのである。以下に、ロール振動成分F* Kとロール振動除去成分F* Eとの決定方法を詳しく説明するとともに、制御によって実現されるべきアブソーバ52の減衰係数である目標減衰係数C*の決定について詳しく説明する。
(a)ロール振動成分
スタビライザ装置14とアブソーバとを協調させて効果的に車体のロールを減衰させるべく、ロール振動成分F* Kは、車体のロール速度に応じた大きさの減衰モーメントMからスタビライザ力依拠減衰モーメントMSを減じた減衰モーメントであるアブソーバ力依拠減衰モーメントMAに基づいて決定される。詳しく言えば、アブソーバ力依拠減衰モーメントMAが、次式に従って演算され、
A=M−MS=M−KE・Kα・Kβ・M=(1−KE・Kα・Kβ)・M
その演算されたアブソーバ力依拠減衰モーメントMAに応じたアブソーバ力を発生させるべくロール振動成分F* Kが決定される。アブソーバ力依拠減衰モーメントMAは、左右の車輪16の各々に設けられる1対のアブソーバ52による相対的なアブソーバ力によって発生させられる。このため、右輪側に設けられるアブソーバ52に対応するロール振動成分F* KRと左輪側に設けられるアブソーバ52に対応するロール振動成分F* KLとが、それぞれ、次式に従って決定される。
* KR=K3・MA
* KL=−K3・MA
ここで、K3は、アブソーバ力依拠減衰モーメントMAをそのモーメントMAに応じた大きさの各アブソーバ52によるロール減衰力に変換するための制御ゲインである。
(b)ロール振動除去成分
ロール振動除去成分F* Eは、車体の振動のうちのロール方向の振動以外の振動に対処すべく、車体の上下方向への移動速度、いわゆるばね上絶対速度からロール方向の速度成分を除去したものに基づいて決定される。ロール方向の速度成分の大きさは、右輪対応平均ばね上絶対速度VuAVRと左輪対応平均ばね上絶対速度VuAVLとの差の絶対値の半分であり、ロール方向の速度成分の符号は、右輪側に対応するものと左輪側に対応するものとで反対である。このため、右輪側に設けられるアブソーバ52に対応するロール振動除去成分F* ERと左輪側に設けられるアブソーバ52に対応するロール振動除去成分F* ELとが、それぞれ、次式に従って決定される。
* ER=CE・(VuR−|VuAVR−VuAVL|/2)
* EL=CE・{VuL−(−|VuAVR−VuAVL|/2)}
=CE・(VuL+|VuAVR−VuAVL|/2)
ここで、CEは、車体の振動の速度に応じた減衰力を発生させるための制御ゲインであり、ばね上振動に対する減衰係数と考えることができる。また、VuRは、右輪側に対応するばね上絶対速度Vuであり、VuLは、左輪側に対応するばね上絶対速度Vuである。
(c)目標減衰係数の決定
以上のように、ロール振動成分F* K,ロール振動除去成分F* Eがそれぞれ決定されると、目標アブソーバ力F*が、次式に従って決定される。
*=F* K+F* E
アブソーバ52は、ばね上部とばね下部との相対速度Vsに応じた大きさのアブソーバ力を発生させるものであり、アブソーバ52の減衰係数は、アブソーバ力の基準となるものであることから、目標減衰係数C*が、次式に従って決定される。
*=F*/Vs
そして、アブソーバ52の減衰係数がその決定された目標減衰係数C*になるように、アブソーバ52の備える電磁モータ74の作動が制御される。なお、決定された目標減衰係数C*が最小減衰係数Cminより小さい場合には、目標減衰係数C*が最小減衰係数Cminに変更され、決定された目標減衰係数C*が最大減衰係数CMAXより大きい場合には、目標減衰係数C*が最大減衰係数CMAXに変更される。
ただし、アブソーバ52は、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する抵抗力を発生させることはできるが、それらを積極的に接近・離間させる力、つまり、推進力を発生させることはできない。このため、アブソーバ力を発生させるべき方向にばね上部とばね下部とが接近・離間動作するような場合には、アブソーバ52は、望む方向にアブソーバ力を発生させることができないのである。また、そのような場合には、アブソーバ52は、望む方向とは反対の方向にアブソーバ力を発生させることになるため、アブソーバ力が振動減衰の妨げとなる虞がある。したがって、本システム10では、アブソーバ力を発生させるべき方向にばね上部とばね下部とが接近・離間動作するような場合には、アブソーバ力をできるだけ小さくするべく、目標減衰係数C*が最小減衰係数Cminにされる。
具体的に説明すれば、本システム10において、ばね上部とばね下部とが離間する場合には、ばね上部とばね下部との相対速度Vsは+、ばね上部とばね下部とが接近する場合には、相対速度Vsは−としており、アブソーバ力を発生させる方向がバウンド方向である場合には、アブソーバ力は+、アブソーバ力を発生させる方向がリバウンド方向である場合には、アブソーバ力は−としている。したがって、アブソーバ力を発生させるべき方向がバウンド方向であり、ばね上部とばね下部とが接近する場合、および、アブソーバ力を発生させるべき方向がリバウンド方向であり、ばね上部とばね下部とが離間する場合、つまり、ばね上部とばね下部との相対速度Vsの符号と目標アブソーバ力F*の符号とが異なる場合には、目標減衰係数C*が最小減衰係数Cminにされる。
また、本システム10では、目標アブソーバ力F*は、ロール振動成分F* Kとロール振動除去成分F* Eとを和することで決定されており、右輪側に対応する目標アブソーバ力F*である右輪対応目標アブソーバ力F* Rは、次式に従って決定することが可能である。
* R=F* KR+F* ER
上記式は、次式のように変形できる。
* R=K3・MA+CE・(VuR−|VuAVR−VuAVL|/2)
=K3・(M−MS)+CE・(VuR−|VuAVR−VuAVL|/2)
=K3・M−K3・MS+CE・VuR−CE・|VuAVR−VuAVL|/2
ここで、K3・Mは、減衰モーメントMがそのモーメントMに応じた大きさのロール減衰力に変換されたものであり、車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力と考えることができる。また、CE・|VuAVR−VuAVL|/2は、|VuAVR−VuAVL|/2が車体のロール方向の振動成分の大きさを示すことから、車体のロール方向の振動の速度に応じたロール減衰力と考えることができる。つまり、K3・MとCE・|VuAVR−VuAVL|/2とは、同じと考えることができるのである。このため、目標アブソーバ力F*は、次式のように示すことができる。
* R=CE・VuR−K3・MS
ここで、CE・VuRは、ばね上絶対速度に応じた大きさの減衰力を示すものであり、ばね上部の動作を減衰するために必要とされる減衰力と考えることができる。つまり、CE・VuRは、必要ばね上部減衰力と考えることができる。また、K3・MSは、スタビライザ力依拠減衰モーメントMSがそのモーメントMSに応じた大きさの減衰力に変換されたものであり、車体ロール減衰制御におけるスタビライザ力によって得られるばね上部の動作に対する減衰力と考えることができる。つまり、K3・MSは、スタビライザ力依拠ばね上部減衰力と考えることができる。したがって、目標アブソーバ力F*は、必要ばね上部減衰力からスタビライザ力依拠ばね上部減衰力を減ずることで決定することが可能である。
<制御プログラム>
本サスペンションシステム10の制御、つまり、スタビライザ装置14の発生させるスタビライザ力の制御、および、アブソーバ52の減衰係数の制御は、図8にフローチャートを示すサスペンション制御プログラムがコントローラ176によって実行されることで行われる。このプログラムは、イグニッションスイッチがON状態とされている間、短い時間間隔(例えば、数msec)をおいて繰り返し実行されている。以下に、その制御のフローを、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、サスペンション制御プログラムは、前輪側に設けられる1対のアブソーバ52およびスタビライザ装置14と後輪側に設けられる1対のアブソーバ52およびスタビライザ装置14と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、前後輪の一方に設けられる1対のアブソーバ52およびスタビライザ装置14に対しての本プログラムによる処理について説明する。
本プログラムに従う処理では、まず、ステップ1(以下、単に「S1」と略す。他のステップについても同様とする)において、車速vがブレーキECU200の演算値に基づいて取得され、S2において、ステアリングホイールの操作角δが、ステアリングセンサ190の検出値に基づいて取得される。次に、S3において、上記制御横加速度Gy*が決定され、S4において、その決定された制御横加速度Gy*に基づいてロール量低減成分θ* Tが決定される。続いて、S5において、各車輪16に設けられるばね上縦加速度センサ196の各々によって各ばね上縦加速度Guが検出され、S6において、各ばね上縦加速度Guに基づいて各ばね上絶対速度Vuが演算される。S7において、本プログラムに対応する1対のアブソーバ52の各々が設けられる左右の車輪16に対応するばね上ばね下間距離が検出され、S8において、検出されたばね上ばね下間距離に基づいて左右の車輪に対応するばね上部とばね下部との相対速度Vsが演算される。
S9において、図9にフローチャートを示す車体ロール減衰制御サブルーチンを実行するための処理が実行される。このサブルーチンにおいては、まず、S21において、各車輪16に対応して演算された各ばね上絶対速度Vuに基づいて、右輪対応平均ばね上絶対速度VAVRおよび左輪対応平均ばね上絶対速度VAVLが演算され、S22において、上述のように右輪対応平均ばね上絶対速度VAVRと左輪対応平均ばね上絶対速度VAVLとの速度差に基づいて減衰モーメントMが演算される。
S23において、充電量センサ198によってバッテリ180の充電量Eが検出され、S24において、図7(a)に示すように設定されているマップデータを参照して、充電量Eに依拠したゲインKEが決定される。次に、S25において、各ばね上縦加速度Guに基づき、ばね下共振周波数域についてのフィルタ処理を実行して、ばね下共振周波数の振動の振幅αを算出する。S26において、図7(b)に示すように設定されているマップデータを参照して、ばね下共振周波数の振動の振幅αに依拠したゲインKαが決定される。続いて、S27において、上述のように車体のヒーブ方向の加速度に対してフィルタ処理を実行して、車体のヒーブ振動の振幅βを算出する。S28において、図7(c)に示すように設定されているマップデータを参照して、車体のヒーブ振動の振幅βに依拠したゲインKβが決定される。そして、S29において、決定された各種ゲインKE,Kα,Kβ、および減衰モーメントMに基づいてスタビライザ力依拠減衰モーメントMSが決定される。S30において、その決定されたスタビライザ力依拠減衰モーメントMSに基づいてロール減衰成分θ* Gが決定されて、このサブルーチンが終了する。
車体ロール減衰制御サブルーチンの実行の後、S10において、図10にフローチャートを示す目標減衰係数決定サブルーチンを実行するための処理が実行される。このサブルーチンにおいては、S41において、上記各種ゲインKE,Kα,Kβ、および減衰モーメントMに基づいてアブソーバ力依拠減衰モーメントMAが決定される。次に、S42において、その決定されたアブソーバ力依拠減衰モーメントMAに基づき右輪側のアブソーバ52に対応するロール振動成分F* KRが決定され、S43において、右輪側のアブソーバ52に対応するロール振動除去成分F* ERが、上記式に従って決定される。そして、S44において、右輪側のアブソーバ52に対応するロール振動成分F* KRとロール振動除去成分F* ERとが合計されることによって、右輪対応目標アブソーバ力F* Rが決定される。
右輪対応目標アブソーバ力F* Rが決定されると、S45において、そのアブソーバ力F* Rの方向に右輪側のばね上部とばね下部とが接近・離間動作しているか否かが判定される。詳しく言えば、右輪対応目標アブソーバ力F* Rの符号と右輪側のばね上部とばね下部との相対速度VsRの符号とが異なるか否かが判定される。それぞれの符号が同じであると判定された場合には、S46において、右輪側に設けられたアブソーバ52の目標減衰系数C*である右輪対応目標減衰系数C* Rが、右輪対応目標アブソーバ力F* Rと相対速度VsRとに基づいて決定される。ただし、S47において、決定された右輪対応目標減衰系数C* Rが最小減衰係数Cminより小さいと判定された場合、若しくは、S45において、右輪対応目標アブソーバ力F* Rの符号と相対速度VsRの符号とが異なると判定された場合には、S48において、右輪対応目標減衰系数C* Rは最小減衰係数Cminとされる。また、S49において、決定された右輪対応目標減衰系数C* Rが最大減衰係数CMAXより大きいと判定された場合には、S50において、右輪対応目標減衰系数C* Rは最大減衰係数CMAXとされる。続いて、S51〜S53において、右輪対応目標アブソーバ力F* Rと同様に、左輪側に設けられたアブソーバ52の目標アブソーバ力F*である左輪対応目標アブソーバ力F* Lが決定される。そして、S54〜S59において、右輪対応目標減衰系数C* Rと同様に、左輪側に設けられたアブソーバ52の目標減衰係数C*である左輪対応目標減衰係数C* Lが決定され、このサブルーチンが終了する。
目標減衰係数決定サブルーチンの実行の後、S11において、ロール量低減成分θ* Tとロール減衰成分θ* Gとが合計されることによって、目標モータ回転角θ*が決定される。次に、S12において、モータ回転角センサ146に基づいて実モータ回転角θが取得され、S13において、実モータ回転角θの目標モータ回転角θ*に対する偏差であるモータ回転角偏差Δθが決定される。続いて、S14において、目標モータ回転角θ*に基づき、前述のPI制御則に従う式に従って、目標供給電流i*が決定され、S15において、決定された目標供給電流i*に基づく制御信号がインバータ172に送信される。そして、S16において、上記右輪対応目標減衰系数C* Rに基づく制御信号が右輪側のアブソーバ52に対応するインバータ174に送信されるとともに、左輪対応目標減衰系数C* Lに基づく制御信号が左輪側のアブソーバ52に対応するインバータ174に送信された後、本プログラムの1回の実行が終了する。
<コントローラの機能構成>
上記サスペンション制御プログラム実行するコントローラ176は、それの実行処理に鑑みれば、図11に示すような機能構成を有するものと考えることができる。図から解るように、コントローラ176は、S1〜S6,S11〜S15等の処理を実行する機能部、つまり、スタビライザ装置14の発生させるスタビライザ力を制御する機能部として、スタビライザ力制御部210を、S7〜S10,S16等の処理を実行する機能部、つまり、アブソーバ52の減衰係数を制御する機能部として、減衰係数制御部212を、それぞれ備えている。
上記スタビライザ力制御部210は、S1〜S4の処理を実行する機能部、つまり、車体ロール量低減制御を実行する機能部として、車体ロール量低減制御実行部214を、S9の処理を実行する機能部、つまり、車体ロール減衰制御を実行する機能部として、車体ロール減衰制御実行部216を、それぞれ有している。また、上記減衰係数制御部212は、S41〜S44,S51〜S53の処理を実行する機能部、つまり、アブソーバが発生させるべきアブソーバ力である目標アブソーバ力F*を決定する機能部として、目標アブソーバ力決定部218を、S45〜S50,S54〜S59の処理を実行する機能部、つまり、目標減衰係数C*を決定する機能部として、目標減衰係数決定部220を、それぞれ有している。なお、目標アブソーバ力決定部218は、S42、S51の処理を実行する機能部、つまり、車体のロールを減衰させるためのロール振動成分F* Kを決定する機能部として、ロール振動成分決定部222を、S43,S52の処理を実行する機能部、つまり、車体の振動のうちのロール方向の振動以外の振動を減衰させるためのロール振動除去成分F* Eを決定する機能部として、ロール振動除去成分決定部224を、それぞれ有している。
請求可能発明である車両用サスペンションザシステムの全体構成を示す模式図である。 図1の車両用サスペンションシステムの備えるスタビライザ装置とサスペンション装置とを車両上方からの視点において示す模式図である。 図1の車両用サスペンションシステムの備えるスタビライザ装置とサスペンション装置とを車両前方からの視点において示す模式図である。 サスペンション装置の備える液圧式のショックアブソーバを示す概略断面図である。 図4のショックアブソーバの概略断面図の拡大図である。 スタビライザ装置の備えるアクチュエータを示す概略断面図である。 スタビライザ力依拠減衰モーメントおよびアブソーバ力依拠減衰モーメントを決定するための各種ゲインを示すグラフである。 サスペンション制御プログラムを示すフローチャートである。 サスペンション制御プログラムにおいて実行される車体ロール減衰制御サブルーチンを示すフローチャートである。 サスペンション制御プログラムにおいて実行される目標減衰係数決定サブルーチンを示すフローチャートである。 サスペンションシステムの制御を司る制御装置の機能を示すブロック図である。
符号の説明
10:車両用サスペンションシステム 14:スタビライザ装置 20:スタビライザバー 22:スタビライザバー部材 26:アクチュエータ 52:ショックアブソーバ 74:電磁モータ(減衰係数変更機構) 77:貫通穴(減衰係数変更機構) 78:調整ロッド(減衰係数変更機構) 79:動作変換機構(減衰係数変更機構) 120:トーションバー部 122:アーム部 130:電磁モータ 132:減速機 134:ハウジング 152:フレキシブルギヤ(出力部) 170:サスペンションシステム電子制御ユニット(制御装置)

Claims (9)

  1. (a)自身の両端が左輪側のばね下部および右輪側のばね下部にそれぞれ連結され、自身の捩り反力に依拠して、左輪側および右輪側のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であるスタビライザ力を発生させるスタビライザバーと、(b)そのスタビライザ力を自身の作動によって変更可能なアクチュエータとを有するスタビライザ装置と、
    左輪側および右輪側のばね上部とばね下部との間に、それぞれ配設され、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰力であるアブソーバ力を発生させるとともに、そのアブソーバ力の発生能力であってそのアブソーバ力の大きさの基準となる自身の減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有する1対の液圧式のショックアブソーバと、
    前記スタビライザ装置が有する前記アクチュエータの作動を制御することでそのスタビライザ装置のスタビライザ力を制御するとともに、前記1対のショックアブソーバの各々が有する前記減衰係数変更機構を制御することでそれら1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する制御装置と
    を備えた車両用サスペンションシステムであって、
    前記制御装置が、
    スタビライザ力を、それの少なくとも一部が車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御する車体ロール減衰制御を実行し、
    その車体ロール減衰制御において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度が変更可能に、かつ、その車体ロール減衰制御の実行時において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度に応じて、その程度が高い場合に、低い場合に比べて、前記1対のショックアブソーバの各々が発生させるアブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分が小さくなるように、それら各々の減衰係数を制御するように構成されるとともに、ばね下共振周波数の振動の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成された車両用サスペンションシステム。
  2. (a)自身の両端が左輪側のばね下部および右輪側のばね下部にそれぞれ連結され、自身の捩り反力に依拠して、左輪側および右輪側のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であるスタビライザ力を発生させるスタビライザバーと、(b)そのスタビライザ力を自身の作動によって変更可能なアクチュエータとを有するスタビライザ装置と、
    左輪側および右輪側のばね上部とばね下部との間に、それぞれ配設され、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰力であるアブソーバ力を発生させるとともに、そのアブソーバ力の発生能力であってそのアブソーバ力の大きさの基準となる自身の減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有する1対の液圧式のショックアブソーバと、
    前記スタビライザ装置が有する前記アクチュエータの作動を制御することでそのスタビライザ装置のスタビライザ力を制御するとともに、前記1対のショックアブソーバの各々が有する前記減衰係数変更機構を制御することでそれら1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する制御装置と
    を備えた車両用サスペンションシステムであって、
    前記制御装置が、
    スタビライザ力を、それの少なくとも一部が車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御する車体ロール減衰制御を実行し、
    その車体ロール減衰制御において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度が変更可能に、かつ、その車体ロール減衰制御の実行時において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度に応じて、その程度が高い場合に、低い場合に比べて、前記1対のショックアブソーバの各々が発生させるアブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分が小さくなるように、それら各々の減衰係数を制御するように構成されるとともに、車体のヒーブ振動とピッチ振動との少なくとも一方の強度が高い状況下にある場合に、それが低い状況下にある場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成された車両用サスペンションシステム。
  3. (a)自身の両端が左輪側のばね下部および右輪側のばね下部にそれぞれ連結され、自身の捩り反力に依拠して、左輪側および右輪側のばね上部とばね下部とを相対的に接近・離間させる力であるスタビライザ力を発生させるスタビライザバーと、(b)そのスタビライザ力を自身の作動によって変更可能なアクチュエータとを有するスタビライザ装置と、
    左輪側および右輪側のばね上部とばね下部との間に、それぞれ配設され、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰力であるアブソーバ力を発生させるとともに、そのアブソーバ力の発生能力であってそのアブソーバ力の大きさの基準となる自身の減衰係数を変更する減衰係数変更機構を有する1対の液圧式のショックアブソーバと、
    前記スタビライザ装置が有する前記アクチュエータの作動を制御することでそのスタビライザ装置のスタビライザ力を制御するとともに、前記1対のショックアブソーバの各々が有する前記減衰係数変更機構を制御することでそれら1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する制御装置と
    を備えた車両用サスペンションシステムであって、
    前記制御装置が、
    スタビライザ力を、それの少なくとも一部が車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御する車体ロール減衰制御を実行し、
    その車体ロール減衰制御において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度が変更可能に、かつ、その車体ロール減衰制御の実行時において、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度に応じて、その程度が高い場合に、低い場合に比べて、前記1対のショックアブソーバの各々が発生させるアブソーバ力の車体のロールを減衰させるための成分が小さくなるように、それら各々の減衰係数を制御するように構成されるとともに、車両走行速度が高い場合に、それが低い場合に比較して、前記スタビライザ力によるロール減衰力の大きさの程度を高くするように構成された車両用サスペンションシステム。
  4. 前記制御装置が、
    前記車体ロール減衰制御において、スタビライザ力を、それの少なくとも一部が水平面を基準とした車体のロール速度に応じた大きさのロール減衰力となるように制御するように構成された請求項1ないし請求項3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。
  5. ばね上部の動作を減衰するために必要とされる減衰力であってそのばね上部の動作速度であるばね上絶対速度に応じた大きさの減衰力を、必要ばね上部減衰力と、前記スタビライザ力によるロール減衰力によって得られるばね上部の動作に対する減衰力を、スタビライザ力依拠ばね上部減衰力と、それぞれ定義した場合において、
    前記制御装置が、
    前記車体ロール減衰制御の実行時において、前記1対のショックアブソーバの各々が発生させるアブソーバ力が、その各々の前記必要ばね上部減衰力から前記スタビライザ力依拠ばね上部減衰力を減じたものとなるように、それら1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を制御するように構成された請求項4に記載の車両用サスペンションシステム。
  6. 前記制御装置が、
    前記1対のショックアブソーバの各々の減衰係数を、それら各々が発生させるアブソーバ力の方向にその各々に対応するばね上部とばね下部とが接近・離間動作する場合に、前記減衰係数変更機構の各々が変更可能な減衰係数のうちで最も小さいものに変更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。
  7. 前記制御装置が、
    前記車体ロール減衰制御の実行時においても、スタビライザ力を、それの一部が車両の旋回に起因して車体が受けるロールモーメントに応じた大きさの力となるように制御することで車体のロール量を低減させる車体ロール量低減制御を実行するように構成された請求項1ないし請求項6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。
  8. 前記スタビライザバーが、
    それぞれが、車幅方向に延びて配設されるトーションバー部と、そのトーションバー部に連続してそのトーションバー部と交差して延びるとともに先端部において左右の車輪のうちの自身に対応するものを保持する車輪保持部に連結されるアーム部とを有する1対のスタビライザバー部材を含んで構成され、
    前記アクチュエータが、前記1対のスタビライザバー部材のトーションバー部を相対回転させるものである請求項1ないし請求項7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。
  9. 前記アクチュエータが、動力源としての電磁モータと、その電磁モータの回転を減速する減速機と、前記電磁モータと前記減速機とを保持するハウジングとを有し、前記1対のスタビライザバー部材の一方のトーションバー部が前記ハウジングに相対回転不能に接続され、他方のトーションバー部が前記減速機の出力部に相対回転不能に接続される構造とされた請求項8に記載の車両用サスペンションシステム。
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