ヨーレイト可変車両
【課題】サスペンション特性可変装置が故障した場合であってもヨーレイト可変手段を適切に制御する。
【解決手段】自動車１は、サスペンション特性を変化させるエアスプリング１５およびダンパ１６と、エアスプリング１５およびダンパ１６の故障を検出する故障検出部１７と、後輪トー角を変化させて車体のヨーレイトγを変化させる電動アクチュエータ２６と、電動アクチュエータ２６を駆動制御する後輪トー角制御部２１とを備える。後輪トー角制御部２１は、車両の運転状態量に基づいて目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部２３ｌ，２３ｒと、エアスプリング１５およびダンパ１６の制御状態に基づいてＦＦ補正電流Ｉｆｆを設定するＦＦ補正電流設定部２２ｌ，２２ｒ２１とを備え、故障検出部１７によって故障が検出された場合、目標電流設定部２４ｌ，２４ｒにおける目標電流Ｉｔの補正が行われないようにする。
【解決手段】自動車１は、サスペンション特性を変化させるエアスプリング１５およびダンパ１６と、エアスプリング１５およびダンパ１６の故障を検出する故障検出部１７と、後輪トー角を変化させて車体のヨーレイトγを変化させる電動アクチュエータ２６と、電動アクチュエータ２６を駆動制御する後輪トー角制御部２１とを備える。後輪トー角制御部２１は、車両の運転状態量に基づいて目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部２３ｌ，２３ｒと、エアスプリング１５およびダンパ１６の制御状態に基づいてＦＦ補正電流Ｉｆｆを設定するＦＦ補正電流設定部２２ｌ，２２ｒ２１とを備え、故障検出部１７によって故障が検出された場合、目標電流設定部２４ｌ，２４ｒにおける目標電流Ｉｔの補正が行われないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪トー角可変制御装置や制動力制御装置、駆動力配分制御装置などによってヨーレイトを可変制御するヨーレイト可変車両に係り、詳しくは、サスペンション特性可変手段の故障時における円滑な車両挙動を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の回頭性や操縦安定性を向上させるために、後輪のトー角を可変制御する後輪トー角可変制御装置や、各車輪に対する制動力を制御する制動力制御装置（例えば、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist system：車両挙動安定化制御システム））、あるいは各車輪に対する駆動力を適正配分することで車両挙動の安定化を図る駆動力配分制御装置などを備えた４輪自動車が開発されている。これら装置は共に、タイヤに横力あるいは前後力を発生させることによってヨーレイトを変化させて自動車の平面挙動（ヨー運動）を制御することができる。
【０００３】
一方、乗り心地や操縦安定性を確保するために、サスペンションをエアばねで構成し、車両の運動状態に応じてエアばねに対する給排気を行うことによってサスペンションのばね特性を可変制御するエアサスペンションシステムや、磁気粘性流体をシリンダ内の上下の油室に充填し、油室間の連通路に設けたＭＬＶコイルに通電して磁気粘性流体の粘度を変化させることによって減衰力を可変制御する減衰力可変ダンパシステムなど、サスペンション特性を可変制御する様々なサスペンション特性可変制御装置が開発されている。これら装置を採用することにより、車体のロール運動やピッチ運動に応じて自動車の円滑な挙動を実現することができる。
【０００４】
ヨーレイト可変制御装置とサスペンション特性可変制御装置とは、制御対象こそ異なるものの、車両挙動を制御する上で互いに密接な関係にあり、これらを互いに関連させて制御することが行われている。例えば、制動力制御装置によってある車輪に制動力が加えられた場合、その車輪に対応する減衰力可変ダンパに対し、縮み側減衰力を大きく、伸び側減衰力を小さくする技術が知られている。また、オーバーステア状態で制動力制御装置が作動した場合、旋回内側の前輪に対応する減衰力可変ダンパに対し、縮み側減衰力を大きく、伸び側減衰力を小さくすると共に、旋回外側の後輪に対応する減衰力可変ダンパに対し、縮み側減衰力を小さく、伸び側減衰力を大きくする技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、減衰力可変ダンパの減衰力は、制動力制御装置の制御状態に基づいてフィードフォワード制御される。しかしながら、制動力制御装置が故障した場合、減衰力可変ダンパに対する制御は適切ではなくなってしまう。また、これとは逆に、サスペンション特性可変手段とヨーレイト可変手段を備えたヨーレイト可変車両において、サスペンション特性可変手段が故障した場合にヨーレイト可変手段を適切に制御する技術も知られていない。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、サスペンション特性可変装置が故障した場合であっても適切にヨーレイト可変手段を制御することのできるヨーレイト可変車両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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係るヨーレイト可変車両（１）は、サスペンション特性を変化させるサスペンション特性可変手段（エアスプリング１５、減衰力可変ダンパ１６）と、前記サスペンション特性可変手段の故障を検出する故障検出手段（１７）と、車体のヨーレイトを変化させるヨーレイト可変手段（電動アクチュエータ２６）と、前記ヨーレイト可変手段をフィードバック制御するとともに、前記ヨーレイト可変手段をフィードフォワード制御するヨーレイト制御手段（２１）とを備え、前記故障検出手段によって故障が検出された場合、前記ヨーレイト制御手段が前記フィードフォワード制御を中止するように構成する。
【０００８】
上記構成のヨーレイト可変車両においては、前記サスペンション特性可変手段がエアサスペンション（エアスプリング１５）である構成や、前記サスペンション特性可変手段が減衰力可変ダンパ（１６）である構成、あるいは、前記ヨーレイト可変手段が、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変装置（電動アクチュエータ２６）である構成や、前記ヨーレイト可変手段が、各車輪に対する制動制御と、各車輪に対する駆動力配分制御との少なくとも一方を行う車輪前後力制御装置である構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サスペンション特性可変手段が正常に作動している場合には、ヨーレイト可変手段に対し、車体の状態量に応じた目標ヨーレイトを用いたフィードバック制御に加え、サスペンション特性に合わせたフィードフォワード制御を行うことにより、高い操縦安定性と高い回頭性の両立を図ることができるとももに、サスペンション特性可変手段が故障した場合には、ヨーレイト可変手段に対し、フィードフォワード制御を中止してフィードバック制御のみを行うことにより、所望のサスペンション特性を実現できないサスペンション特性可変手段による車両挙動への悪影響を排除し、操縦安定性の低下を防止することができる。
【００１０】
また、サスペンション特性可変手段をエアサスペンションや減衰力可変ダンパとすることにより、快適な乗り心地や操縦安定性を確保した上で、サスペンション制御装置の故障時における操縦安定性の低下を防止することができる。
【００１１】
また、ヨーレイト可変手段を、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変装置とすることや、各車輪に対する制動制御と、各車輪に対する駆動力配分制御との少なくとも一方を行うものとすることにより、高い回頭性や操縦安定性を確保した上で、サスペンション制御装置の故障時における操縦安定性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る自動車１の実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、車輪Ｗに対して配置された部材、すなわち、エアスプリング１５や電動アクチュエータ２６等については、それぞれ数字の符号の後に前後を示す添字ｆまたはｒ、あるいは左右を示す添字ｌまたはｒを付して、例えば、エアスプリング１５ｒｌ（後左側）、電動アクチュエータ２６ｌ（左側）と記すとともに、総称する場合には、例えば、エアスプリング１５、またはエアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒ、電動アクチュエータ２６などと記す。
【００１３】
図１は実施形態に係る自動車１の概略構成を示す平面図である。自動車１は、サスペンションアームや、エアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒ、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す。）１６ｆｌ〜１６ｒｒ等からなるサスペンション１８ｆｌ〜１８ｒｒによって前後左右の車輪Ｗｆｌ〜Ｗｒｒが車体に懸架されている。そして、自動車１には、エアスプリング１５およびダンパ１６の特性を可変制御するサスペンション制御装置１０と、左右の後輪Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対して設けられた電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒを駆動することで、後輪Ｗｒのトー角を所望に変化させる後輪トー角制御装置２０とが装備されている。なお、エアスプリング１５、ダンパ１６および後輪トー角制御装置２０はいずれも周知技術であるので、ここでは機械系の詳細な構成についての説明は割愛する。
【００１４】
また、自動車１には、各種の制御に供されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０の他、車速Ｖを検出する車速センサ２、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角センサ３、車体の前後加速度Ｇｘを検出する前後Ｇセンサ４、車体の横加速度Ｇｙを検出する横Ｇセンサ５、各車輪Ｗｆｌ〜Ｗｒｒに近接する車体部位の上下加速度Ｇｚを検出する上下Ｇセンサ６（６ｆｌ〜６ｒｒ）、各ダンパ１６ｆｌ〜１６ｒｒのストロークＳを検出するストロークセンサ７（７ｆｌ〜７ｒｒ）、左右の後輪Ｗｒの実トー角δｒａを検出するトー角センサ８（８ｌ，８ｒ）、車体の実ヨーレイトγａを検出するヨーレイトセンサ９などの各種センサが適所に設置されている。
【００１５】
ＥＣＵ３０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（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、エアスプリング１５、ダンパ１６、電動アクチュエータ２６、各センサ２〜９と接続されている。
【００１６】
図２は実施形態に係る自動車１の概略構成を示すブロック図である。サスペンション制御装置１０は、エアスプリング１５と、ダンパ１６と、エアスプリング１５およびダンパ１６を駆動制御するサスペンション制御部１１と、エアスプリング１５およびダンパ１６の故障を検出する故障検出部１７を備えている。サスペンション制御部１１は、エアスプリング１５のストロークＳを可変制御する車高制御部１２と、エアスプリング１５のばね定数ｋを可変制御するばね定数制御部１３と、ダンパ１６の減衰力を可変制御する減衰力制御部１４とから構成されている。可変制御する車高制御部１２、ばね定数制御部１３および、減衰力制御部１４は、それぞれ各センサによって検出された車速Ｖ、操舵角θ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、上下加速度Ｇｚ、ダンパストロークＳなどに基づいて制御目標値を設定し、エアスプリング１５またはダンパ１６を駆動制御する。
【００１７】
車高制御部１２およびばね定数制御部１３は、それぞれ設定した制御目標値に基づき、エアスプリング１５ごとに設けられた給排気バルブを開閉駆動することによって圧縮空気の給排を行い、各エアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒのストロークＳおよびばね定数ｋを変化させる。
【００１８】
減衰力制御部１４は、設定した目標減衰力Ｄｔに基づき、ダンパ１６に設けられたＭＬＶコイルに流れる電流を制御する。ＭＬＶコイルは、ダンパ１６の内部に形成された上下の油室を連通する連通路に設けられており、通電されると、連通路を通過するＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）に磁界を印加してＭＲＦの見かけ上の粘度を変化させることにより、ダンパ１６の減衰力を変化させる。
【００１９】
そして、エアスプリング１５およびダンパ１６がサスペンション制御部１１によって制御されることにより、車体のロール運動およびピッチ運動に応じて自動車１の乗り心地や挙動安定性が高められる。
【００２０】
故障検出部１７は、各エアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒおよび各ダンパ１６ｆｌ〜１８ｒｒが適正に作動しているか否かをサスペンション制御部１１を介して検出し、エアスプリング１５およびダンパ１６のいずれかが適正に作動していない場合、故障信号を後述する後輪トー角制御部２１に出力する。
【００２１】
後輪トー角制御装置２０は、左右の後輪Ｗｒのトー角をそれぞれ変化させる左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒと、電動アクチュエータ２６を駆動制御する後輪トー角制御部２１とを備えている。後輪トー角制御部２１は、フィードフォワード補正電流（以下、ＦＦ補正電流と記す。）Ｉｆｆを設定するＦＦ補正電流設定部２２ｌ，２２ｒと、目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部２３ｌ，２３ｒと、ＦＦ補正電流Ｉｆｆに基づいて目標電流Ｉｔを補正する目標電流補正部２４ｌ，２４ｒとを備えている。
【００２２】
目標電流設定部２３ｌ，２３ｒは、車速Ｖ、操舵角θから求めた前輪舵角δｆ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙなどの車両の運転状態量に基づき、目標ヨーレイトγｔを設定した後、この目標ヨーレイトγｔに基づき、左右の目標後輪トー角δｒｔをそれぞれ設定し、更に、この目標後輪トー角δｒｔに基づき、電動アクチュエータ２６に供給する目標電流Ｉｔをそれぞれ設定する。この際、目標電流設定部２３ｌ，２３ｒには、実ヨーレイトγａがフィードバックされ、実ヨーレイトγａと目標ヨーレイトγｔとの偏差に基づいて目標電流Ｉｔが設定される。また、実トー角δｒａも目標電流設定部２３ｌ，２３ｒにフィードバックされ、実トー角δｒａと目標後輪トー角δｒｔとの偏差にも基づいて目標電流Ｉｔが設定される。
【００２３】
ＦＦ補正電流設定部２２l，２２ｒは、エアスプリング１５およびダンパ１６の作動がもたらす車両挙動への影響を加味すべく、車速Ｖ、操舵角θから求めた前輪舵角δｆ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、上下加速度Ｇｚ、ストロークＳなどの各検出値に基づき、目標後輪トー角δｒｔに対する左右の後輪のトー角補正値δｒｃをそれぞれ設定した後、このトー角補正値δｒｃに基づき、左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒに供給するＦＦ補正電流Ｉｆｆを設定する。
【００２４】
目標電流補正部２４ｌ，２４ｒは、故障検出部１７からの故障信号に応じて目標電流Ｉｔを補正する。具体的には、目標電流補正部２４ｌ，２４ｒは、故障信号が入力されていない場合には、ＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算して目標電流Ｉｔを補正する一方、故障信号が入力されている場合には、目標電流Ｉｔの補正を行わない。
【００２５】
電動アクチュエータ２６は、車体側に連結されたモータの回転運動を送りねじ機構でスラスト運動に変換することにより、車輪Ｗ側に連結された出力ロッドを直線的に伸縮動させ、後輪Ｗｒのトー角を変化させる。この際、左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒを同時に対称的に変位させることにより、後輪Ｗｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる上、左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、後輪Ｗｒを左右に転舵することもできる。なお、電動アクチュエータ２６の代わりに、流体圧でピストンロッドを直線駆動するシリンダ装置など、公知の適宜な直線変位アクチュエータを用いてもよい。
【００２６】
次に、実施形態に係る自動車１による挙動制御処理について図３のフローチャートを参照して説明する。自動車１は、走行を開始すると所定の割込み時間（例えば、１０ｍｓ）ごとに以下に示す挙動制御処理を実行する。
【００２７】
自動車１は、先ず、サスペンション制御部１１において目標車高Ｈｔ、目標ばね定数ｋｔおよび、目標減衰力Ｄｔを設定し（ステップ１）、設定された目標値に基づいてエアスプリング１５およびダンパ１６を駆動制御する（ステップ２）。次に、自動車１は、目標電流設定部２３において、目標後輪トー角δｒｔを設定した上で電動アクチュエータ２６に対する目標電流Ｉｔを設定し（ステップ３）、ＦＦ補正電流設定部２２において、トー角補正値δｒｃを設定した上で電動アクチュエータ２６に対するＦＦ補正電流Ｉｆｆを設定する（ステップ４）。
【００２８】
その後、自動車１は、目標電流補正部２４において、故障フラグがＯＮであるか否か、すなわち、故障検出部１７によってエアスプリング１５またはダンパ１６の故障が検出されたか否かを判定する（ステップ５）。ステップ５で故障が検出されていない場合（Ｎｏ）、目標電流補正部２４は、目標電流Ｉｔをそのまま目標電流Ｉｔとして設定する（ステップ６）。一方、ステップ５で故障が検出されている場合（Ｙｅｓ）、目標電流補正部２４は、ＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算して目標電流Ｉｔを補正する（ステップ７）。ステップ６，７の後、目標電流補正部２４は、この目標電流Ｉｔを電動アクチュエータ２６に対して出力する（ステップ８）。
【００２９】
このように、エアスプリング１５またはダンパ１６の故障が検出されない場合、目標電流補正部２４がＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算することにより、目標ヨーレイトγｔと実ヨーレイトγａとの偏差（サスペンション特性に起因する偏差）が予め補完された目標電流Ｉｔで電動アクチュエータ２６が駆動され、自動車１の回頭性および応答性が向上する。
【００３０】
一方、エアスプリング１５またはダンパ１６の故障が検出された場合、目標電流補正部２４が目標電流Ｉｔ対してＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算せず（フィードフォワード制御の中止）、電動アクチュエータ２６に対してフィードバック制御のみが行われることにより、所望のサスペンション特性を実現できないサスペンション制御装置１０による車両挙動への悪影響が排除され、比較的安定した自動車１の挙動が実現される。
【００３１】
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、上記実施形態では、サスペンション制御装置は車高やばね特性、減衰力を可変制御する構成を採っているが、これらのうち１つまたは２つの要素のみを可変制御する構成としてもよく、あるいはサスペンション特性の他の要素を可変制御する構成としてもよい。また、上記実施形態では、ヨーレイト装置として後輪トー角可変制御装置を採用しているが、サスペンション制御装置の制御状態に基づいてフィードフォワード制御され且つ車体の状態量に基づいてフィードバック制御されるものであれば、後輪トー角可変制御装置の代わりに、あるいは後輪トー角可変制御装置と共に、車両のヨーレイトを可変制御できる他の装置、例えば、駆動力配分制御装置や、制動力を発生させることによってヨーレイトを制御するＶＳＡ（Vehicle Stability Assist:車両挙動安定化制御システム）、ステアリングトルクを発生させることによって前輪の操舵を補助し、間接的に車両のヨーレイトを制御するパワーステアリング装置、前輪舵角を所望に変化させることのできるステア・バイ・ワイヤなどを採用してもよい。これら変更の他、制御の具体的手法や各装置の具体的構成や配置など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る自動車の概略構成を示す平面図
【図２】実施形態に係る自動車の概略構成を示すブロック図
【図３】実施形態に係る自動車による挙動制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３３】
１ 自動車
１０ サスペンション装置
１１ サスペンション制御部
１５ エアスプリング
１６ 減衰力可変ダンパ
１７ 故障検出部
２０ 後輪トー角可変制御装置
２１ 後輪トー角制御部
２２ ＦＦ補正電流設定部
２３ 目標電流設定部
２４ 目標電流補正部
２６ 電動アクチュエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪トー角可変制御装置や制動力制御装置、駆動力配分制御装置などによってヨーレイトを可変制御するヨーレイト可変車両に係り、詳しくは、サスペンション特性可変手段の故障時における円滑な車両挙動を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の回頭性や操縦安定性を向上させるために、後輪のトー角を可変制御する後輪トー角可変制御装置や、各車輪に対する制動力を制御する制動力制御装置（例えば、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist system：車両挙動安定化制御システム））、あるいは各車輪に対する駆動力を適正配分することで車両挙動の安定化を図る駆動力配分制御装置などを備えた４輪自動車が開発されている。これら装置は共に、タイヤに横力あるいは前後力を発生させることによってヨーレイトを変化させて自動車の平面挙動（ヨー運動）を制御することができる。
【０００３】
一方、乗り心地や操縦安定性を確保するために、サスペンションをエアばねで構成し、車両の運動状態に応じてエアばねに対する給排気を行うことによってサスペンションのばね特性を可変制御するエアサスペンションシステムや、磁気粘性流体をシリンダ内の上下の油室に充填し、油室間の連通路に設けたＭＬＶコイルに通電して磁気粘性流体の粘度を変化させることによって減衰力を可変制御する減衰力可変ダンパシステムなど、サスペンション特性を可変制御する様々なサスペンション特性可変制御装置が開発されている。これら装置を採用することにより、車体のロール運動やピッチ運動に応じて自動車の円滑な挙動を実現することができる。
【０００４】
ヨーレイト可変制御装置とサスペンション特性可変制御装置とは、制御対象こそ異なるものの、車両挙動を制御する上で互いに密接な関係にあり、これらを互いに関連させて制御することが行われている。例えば、制動力制御装置によってある車輪に制動力が加えられた場合、その車輪に対応する減衰力可変ダンパに対し、縮み側減衰力を大きく、伸び側減衰力を小さくする技術が知られている。また、オーバーステア状態で制動力制御装置が作動した場合、旋回内側の前輪に対応する減衰力可変ダンパに対し、縮み側減衰力を大きく、伸び側減衰力を小さくすると共に、旋回外側の後輪に対応する減衰力可変ダンパに対し、縮み側減衰力を小さく、伸び側減衰力を大きくする技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、減衰力可変ダンパの減衰力は、制動力制御装置の制御状態に基づいてフィードフォワード制御される。しかしながら、制動力制御装置が故障した場合、減衰力可変ダンパに対する制御は適切ではなくなってしまう。また、これとは逆に、サスペンション特性可変手段とヨーレイト可変手段を備えたヨーレイト可変車両において、サスペンション特性可変手段が故障した場合にヨーレイト可変手段を適切に制御する技術も知られていない。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、サスペンション特性可変装置が故障した場合であっても適切にヨーレイト可変手段を制御することのできるヨーレイト可変車両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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係るヨーレイト可変車両（１）は、サスペンション特性を変化させるサスペンション特性可変手段（エアスプリング１５、減衰力可変ダンパ１６）と、前記サスペンション特性可変手段の故障を検出する故障検出手段（１７）と、車体のヨーレイトを変化させるヨーレイト可変手段（電動アクチュエータ２６）と、前記ヨーレイト可変手段をフィードバック制御するとともに、前記ヨーレイト可変手段をフィードフォワード制御するヨーレイト制御手段（２１）とを備え、前記故障検出手段によって故障が検出された場合、前記ヨーレイト制御手段が前記フィードフォワード制御を中止するように構成する。
【０００８】
上記構成のヨーレイト可変車両においては、前記サスペンション特性可変手段がエアサスペンション（エアスプリング１５）である構成や、前記サスペンション特性可変手段が減衰力可変ダンパ（１６）である構成、あるいは、前記ヨーレイト可変手段が、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変装置（電動アクチュエータ２６）である構成や、前記ヨーレイト可変手段が、各車輪に対する制動制御と、各車輪に対する駆動力配分制御との少なくとも一方を行う車輪前後力制御装置である構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サスペンション特性可変手段が正常に作動している場合には、ヨーレイト可変手段に対し、車体の状態量に応じた目標ヨーレイトを用いたフィードバック制御に加え、サスペンション特性に合わせたフィードフォワード制御を行うことにより、高い操縦安定性と高い回頭性の両立を図ることができるとももに、サスペンション特性可変手段が故障した場合には、ヨーレイト可変手段に対し、フィードフォワード制御を中止してフィードバック制御のみを行うことにより、所望のサスペンション特性を実現できないサスペンション特性可変手段による車両挙動への悪影響を排除し、操縦安定性の低下を防止することができる。
【００１０】
また、サスペンション特性可変手段をエアサスペンションや減衰力可変ダンパとすることにより、快適な乗り心地や操縦安定性を確保した上で、サスペンション制御装置の故障時における操縦安定性の低下を防止することができる。
【００１１】
また、ヨーレイト可変手段を、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変装置とすることや、各車輪に対する制動制御と、各車輪に対する駆動力配分制御との少なくとも一方を行うものとすることにより、高い回頭性や操縦安定性を確保した上で、サスペンション制御装置の故障時における操縦安定性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る自動車１の実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、車輪Ｗに対して配置された部材、すなわち、エアスプリング１５や電動アクチュエータ２６等については、それぞれ数字の符号の後に前後を示す添字ｆまたはｒ、あるいは左右を示す添字ｌまたはｒを付して、例えば、エアスプリング１５ｒｌ（後左側）、電動アクチュエータ２６ｌ（左側）と記すとともに、総称する場合には、例えば、エアスプリング１５、またはエアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒ、電動アクチュエータ２６などと記す。
【００１３】
図１は実施形態に係る自動車１の概略構成を示す平面図である。自動車１は、サスペンションアームや、エアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒ、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す。）１６ｆｌ〜１６ｒｒ等からなるサスペンション１８ｆｌ〜１８ｒｒによって前後左右の車輪Ｗｆｌ〜Ｗｒｒが車体に懸架されている。そして、自動車１には、エアスプリング１５およびダンパ１６の特性を可変制御するサスペンション制御装置１０と、左右の後輪Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対して設けられた電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒを駆動することで、後輪Ｗｒのトー角を所望に変化させる後輪トー角制御装置２０とが装備されている。なお、エアスプリング１５、ダンパ１６および後輪トー角制御装置２０はいずれも周知技術であるので、ここでは機械系の詳細な構成についての説明は割愛する。
【００１４】
また、自動車１には、各種の制御に供されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０の他、車速Ｖを検出する車速センサ２、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角センサ３、車体の前後加速度Ｇｘを検出する前後Ｇセンサ４、車体の横加速度Ｇｙを検出する横Ｇセンサ５、各車輪Ｗｆｌ〜Ｗｒｒに近接する車体部位の上下加速度Ｇｚを検出する上下Ｇセンサ６（６ｆｌ〜６ｒｒ）、各ダンパ１６ｆｌ〜１６ｒｒのストロークＳを検出するストロークセンサ７（７ｆｌ〜７ｒｒ）、左右の後輪Ｗｒの実トー角δｒａを検出するトー角センサ８（８ｌ，８ｒ）、車体の実ヨーレイトγａを検出するヨーレイトセンサ９などの各種センサが適所に設置されている。
【００１５】
ＥＣＵ３０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（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、エアスプリング１５、ダンパ１６、電動アクチュエータ２６、各センサ２〜９と接続されている。
【００１６】
図２は実施形態に係る自動車１の概略構成を示すブロック図である。サスペンション制御装置１０は、エアスプリング１５と、ダンパ１６と、エアスプリング１５およびダンパ１６を駆動制御するサスペンション制御部１１と、エアスプリング１５およびダンパ１６の故障を検出する故障検出部１７を備えている。サスペンション制御部１１は、エアスプリング１５のストロークＳを可変制御する車高制御部１２と、エアスプリング１５のばね定数ｋを可変制御するばね定数制御部１３と、ダンパ１６の減衰力を可変制御する減衰力制御部１４とから構成されている。可変制御する車高制御部１２、ばね定数制御部１３および、減衰力制御部１４は、それぞれ各センサによって検出された車速Ｖ、操舵角θ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、上下加速度Ｇｚ、ダンパストロークＳなどに基づいて制御目標値を設定し、エアスプリング１５またはダンパ１６を駆動制御する。
【００１７】
車高制御部１２およびばね定数制御部１３は、それぞれ設定した制御目標値に基づき、エアスプリング１５ごとに設けられた給排気バルブを開閉駆動することによって圧縮空気の給排を行い、各エアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒのストロークＳおよびばね定数ｋを変化させる。
【００１８】
減衰力制御部１４は、設定した目標減衰力Ｄｔに基づき、ダンパ１６に設けられたＭＬＶコイルに流れる電流を制御する。ＭＬＶコイルは、ダンパ１６の内部に形成された上下の油室を連通する連通路に設けられており、通電されると、連通路を通過するＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）に磁界を印加してＭＲＦの見かけ上の粘度を変化させることにより、ダンパ１６の減衰力を変化させる。
【００１９】
そして、エアスプリング１５およびダンパ１６がサスペンション制御部１１によって制御されることにより、車体のロール運動およびピッチ運動に応じて自動車１の乗り心地や挙動安定性が高められる。
【００２０】
故障検出部１７は、各エアスプリング１５ｆｌ〜１５ｒｒおよび各ダンパ１６ｆｌ〜１８ｒｒが適正に作動しているか否かをサスペンション制御部１１を介して検出し、エアスプリング１５およびダンパ１６のいずれかが適正に作動していない場合、故障信号を後述する後輪トー角制御部２１に出力する。
【００２１】
後輪トー角制御装置２０は、左右の後輪Ｗｒのトー角をそれぞれ変化させる左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒと、電動アクチュエータ２６を駆動制御する後輪トー角制御部２１とを備えている。後輪トー角制御部２１は、フィードフォワード補正電流（以下、ＦＦ補正電流と記す。）Ｉｆｆを設定するＦＦ補正電流設定部２２ｌ，２２ｒと、目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部２３ｌ，２３ｒと、ＦＦ補正電流Ｉｆｆに基づいて目標電流Ｉｔを補正する目標電流補正部２４ｌ，２４ｒとを備えている。
【００２２】
目標電流設定部２３ｌ，２３ｒは、車速Ｖ、操舵角θから求めた前輪舵角δｆ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙなどの車両の運転状態量に基づき、目標ヨーレイトγｔを設定した後、この目標ヨーレイトγｔに基づき、左右の目標後輪トー角δｒｔをそれぞれ設定し、更に、この目標後輪トー角δｒｔに基づき、電動アクチュエータ２６に供給する目標電流Ｉｔをそれぞれ設定する。この際、目標電流設定部２３ｌ，２３ｒには、実ヨーレイトγａがフィードバックされ、実ヨーレイトγａと目標ヨーレイトγｔとの偏差に基づいて目標電流Ｉｔが設定される。また、実トー角δｒａも目標電流設定部２３ｌ，２３ｒにフィードバックされ、実トー角δｒａと目標後輪トー角δｒｔとの偏差にも基づいて目標電流Ｉｔが設定される。
【００２３】
ＦＦ補正電流設定部２２l，２２ｒは、エアスプリング１５およびダンパ１６の作動がもたらす車両挙動への影響を加味すべく、車速Ｖ、操舵角θから求めた前輪舵角δｆ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、上下加速度Ｇｚ、ストロークＳなどの各検出値に基づき、目標後輪トー角δｒｔに対する左右の後輪のトー角補正値δｒｃをそれぞれ設定した後、このトー角補正値δｒｃに基づき、左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒに供給するＦＦ補正電流Ｉｆｆを設定する。
【００２４】
目標電流補正部２４ｌ，２４ｒは、故障検出部１７からの故障信号に応じて目標電流Ｉｔを補正する。具体的には、目標電流補正部２４ｌ，２４ｒは、故障信号が入力されていない場合には、ＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算して目標電流Ｉｔを補正する一方、故障信号が入力されている場合には、目標電流Ｉｔの補正を行わない。
【００２５】
電動アクチュエータ２６は、車体側に連結されたモータの回転運動を送りねじ機構でスラスト運動に変換することにより、車輪Ｗ側に連結された出力ロッドを直線的に伸縮動させ、後輪Ｗｒのトー角を変化させる。この際、左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒを同時に対称的に変位させることにより、後輪Ｗｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる上、左右の電動アクチュエータ２６ｌ，２６ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、後輪Ｗｒを左右に転舵することもできる。なお、電動アクチュエータ２６の代わりに、流体圧でピストンロッドを直線駆動するシリンダ装置など、公知の適宜な直線変位アクチュエータを用いてもよい。
【００２６】
次に、実施形態に係る自動車１による挙動制御処理について図３のフローチャートを参照して説明する。自動車１は、走行を開始すると所定の割込み時間（例えば、１０ｍｓ）ごとに以下に示す挙動制御処理を実行する。
【００２７】
自動車１は、先ず、サスペンション制御部１１において目標車高Ｈｔ、目標ばね定数ｋｔおよび、目標減衰力Ｄｔを設定し（ステップ１）、設定された目標値に基づいてエアスプリング１５およびダンパ１６を駆動制御する（ステップ２）。次に、自動車１は、目標電流設定部２３において、目標後輪トー角δｒｔを設定した上で電動アクチュエータ２６に対する目標電流Ｉｔを設定し（ステップ３）、ＦＦ補正電流設定部２２において、トー角補正値δｒｃを設定した上で電動アクチュエータ２６に対するＦＦ補正電流Ｉｆｆを設定する（ステップ４）。
【００２８】
その後、自動車１は、目標電流補正部２４において、故障フラグがＯＮであるか否か、すなわち、故障検出部１７によってエアスプリング１５またはダンパ１６の故障が検出されたか否かを判定する（ステップ５）。ステップ５で故障が検出されていない場合（Ｎｏ）、目標電流補正部２４は、目標電流Ｉｔをそのまま目標電流Ｉｔとして設定する（ステップ６）。一方、ステップ５で故障が検出されている場合（Ｙｅｓ）、目標電流補正部２４は、ＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算して目標電流Ｉｔを補正する（ステップ７）。ステップ６，７の後、目標電流補正部２４は、この目標電流Ｉｔを電動アクチュエータ２６に対して出力する（ステップ８）。
【００２９】
このように、エアスプリング１５またはダンパ１６の故障が検出されない場合、目標電流補正部２４がＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算することにより、目標ヨーレイトγｔと実ヨーレイトγａとの偏差（サスペンション特性に起因する偏差）が予め補完された目標電流Ｉｔで電動アクチュエータ２６が駆動され、自動車１の回頭性および応答性が向上する。
【００３０】
一方、エアスプリング１５またはダンパ１６の故障が検出された場合、目標電流補正部２４が目標電流Ｉｔ対してＦＦ補正電流Ｉｆｆを加算せず（フィードフォワード制御の中止）、電動アクチュエータ２６に対してフィードバック制御のみが行われることにより、所望のサスペンション特性を実現できないサスペンション制御装置１０による車両挙動への悪影響が排除され、比較的安定した自動車１の挙動が実現される。
【００３１】
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、上記実施形態では、サスペンション制御装置は車高やばね特性、減衰力を可変制御する構成を採っているが、これらのうち１つまたは２つの要素のみを可変制御する構成としてもよく、あるいはサスペンション特性の他の要素を可変制御する構成としてもよい。また、上記実施形態では、ヨーレイト装置として後輪トー角可変制御装置を採用しているが、サスペンション制御装置の制御状態に基づいてフィードフォワード制御され且つ車体の状態量に基づいてフィードバック制御されるものであれば、後輪トー角可変制御装置の代わりに、あるいは後輪トー角可変制御装置と共に、車両のヨーレイトを可変制御できる他の装置、例えば、駆動力配分制御装置や、制動力を発生させることによってヨーレイトを制御するＶＳＡ（Vehicle Stability Assist:車両挙動安定化制御システム）、ステアリングトルクを発生させることによって前輪の操舵を補助し、間接的に車両のヨーレイトを制御するパワーステアリング装置、前輪舵角を所望に変化させることのできるステア・バイ・ワイヤなどを採用してもよい。これら変更の他、制御の具体的手法や各装置の具体的構成や配置など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る自動車の概略構成を示す平面図
【図２】実施形態に係る自動車の概略構成を示すブロック図
【図３】実施形態に係る自動車による挙動制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３３】
１ 自動車
１０ サスペンション装置
１１ サスペンション制御部
１５ エアスプリング
１６ 減衰力可変ダンパ
１７ 故障検出部
２０ 後輪トー角可変制御装置
２１ 後輪トー角制御部
２２ ＦＦ補正電流設定部
２３ 目標電流設定部
２４ 目標電流補正部
２６ 電動アクチュエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンション特性を変化させるサスペンション特性可変手段と、
前記サスペンション特性可変手段の故障を検出する故障検出手段と、
車体のヨーレイトを変化させるヨーレイト可変手段と、
前記ヨーレイト可変手段をフィードバック制御するとともに、前記ヨーレイト可変手段をフィードフォワード制御するヨーレイト制御手段と
を備え、
前記故障検出手段によって故障が検出された場合、前記ヨーレイト制御手段が前記フィードフォワード制御を中止することを特徴とするヨーレイト可変車両。
【請求項２】
前記サスペンション特性可変手段がエアサスペンションであることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項３】
前記サスペンション特性可変手段が減衰力可変ダンパであることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項４】
前記ヨーレイト可変手段は、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変装置であることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項５】
前記ヨーレイト可変手段は、各車輪に対する制動制御と、各車輪に対する駆動力配分制御との少なくとも一方を行う車輪前後力制御装置であることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項１】
サスペンション特性を変化させるサスペンション特性可変手段と、
前記サスペンション特性可変手段の故障を検出する故障検出手段と、
車体のヨーレイトを変化させるヨーレイト可変手段と、
前記ヨーレイト可変手段をフィードバック制御するとともに、前記ヨーレイト可変手段をフィードフォワード制御するヨーレイト制御手段と
を備え、
前記故障検出手段によって故障が検出された場合、前記ヨーレイト制御手段が前記フィードフォワード制御を中止することを特徴とするヨーレイト可変車両。
【請求項２】
前記サスペンション特性可変手段がエアサスペンションであることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項３】
前記サスペンション特性可変手段が減衰力可変ダンパであることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項４】
前記ヨーレイト可変手段は、後輪のトー角を変化させる後輪トー角可変装置であることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【請求項５】
前記ヨーレイト可変手段は、各車輪に対する制動制御と、各車輪に対する駆動力配分制御との少なくとも一方を行う車輪前後力制御装置であることを特徴とする、請求項１に記載のヨーレイト制御車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１００２３６（Ｐ２０１０−１００２３６Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５３６８（Ｐ２００８−２７５３６８）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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