減衰力可変ダンパの制御装置
【課題】車体の姿勢変化抑制と共に車両の旋回性能を考慮した目標減衰力を設定して、乗心地を向上させる減衰力可変ダンパを提供する。
【解決手段】車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置９０であって、車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定する姿勢制御目標減衰値設定部５６と、各車輪の横滑り状態を検出するＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４と、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４の判定結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定部６６と、目標減衰力ベース値に減衰力補正値を加算することにより目標減衰力を算出する制御目標減衰値設定部７０とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置９０であって、車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定する姿勢制御目標減衰値設定部５６と、各車輪の横滑り状態を検出するＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４と、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４の判定結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定部６６と、目標減衰力ベース値に減衰力補正値を加算することにより目標減衰力を算出する制御目標減衰値設定部７０とを備えたことを特徴とする。
【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装置に設けられたダンパの減衰力を、可変制御する減衰力可変ダンパの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の減衰力可変ダンパの制御は、車体のピッチング、ローリング、上下動による姿勢変化の抑制を主目的としており、ピッチ制御、ロール制御、および、上下動のスカイフック制御において、それぞれに対して算出された目標減衰値のうち最も大きな値を可変ダンパの目標減衰値として出力していた。
例えば、特許文献１は、ピッチ制御目標値、ロール制御目標値、および、スカイフック制御目標値のうち、ダンパストローク速度が正のときには最大値を、負のときには最小値を目標減衰力として設定する減衰力可変ダンパの制御装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３０３７６号公報（図３、段落００１４、００１５参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で目標減衰力の設定に用いられているロール制御は、車体のローリング、ピッチ制御は車体のピッチング、スカイフック制御は車体上下方向の移動をそれぞれ抑制する指標である。これらの指標から目標減衰力を設定することで、車両の姿勢変化を抑制することが可能であるが、前記した制御を行っている場合に、車両の横滑りに影響を与えるという問題があった。
【０００５】
例えば、ロール制御目標値に基づいて目標減衰力を設定した場合に、左右の前輪に位置するダンパの減衰力を高める制御を行ったとする。これにより、左右前輪側のダンパは硬くなることから、車体横（左右）方向への荷重移動が速くなるため、その荷重移動が過大な場合には、アンダーステア傾向が強くなり、旋回運動の安定性（乗心地）に影響を与える可能性がある。
例えば、後輪のロール剛性を高める（つまりロール制御により左右の後輪側のダンパを固める）と、後輪の荷重移動が大きくなることから、オーバーステアが強くなるといった旋回運動の安定性（乗心地）に影響を与える可能性がある。
【０００６】
本発明は、車体の姿勢変化抑制と共に車両の旋回性能を考慮した目標減衰力を設定して、旋回操縦安定性を向上させる減衰力可変ダンパの制御装置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】
前記課題を解決するために、本発明は、車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、前記車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定するベース値設定手段と、前記各車輪の横滑り状態を検出する横滑り状態検出手段と、前記横滑り状態検出手段の検出結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定手段と、前記目標減衰力ベース値に前記減衰力補正値を加算することにより目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、車両の横滑り状態に基づいて目標減衰力ベース値を補正することで、旋回性能を考慮した目標減衰力を設定することができる。
【０００９】
また、本発明は、車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、舵角を検出する舵角検出手段と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記実ヨーレート検出手段により検出された実ヨーレートと、前記舵角および車速から設定された規範ヨーレートと、前記横加速度および車速から設定された軌跡角速度とに基づきヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、を有し、前記横滑り状態検出手段は、前記算出されたヨーレート偏差に基づき、車両のアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態を検出し、前記補正値設定手段は、前記ヨーレート偏差算出手段による算出結果と、前記横滑り状態検出手段による前記各状態の検出結果に基づいて減衰力補正値を設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、検出されたアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態と、ヨーレート偏差に応じて減衰力補正値を設定することができるため、車両の横滑りを抑制することを考慮して目標減衰力を設定することができ、旋回運動の安定性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明は、目標減衰力ベース値は、車体のローリングを制御するためのロール制御目標値、車体のピッチングを制御するためのピッチ制御目標値、および、各車輪の上の車体の上下方向を制御するためのスカイフック制御目標値のうち最も高いものを選択したものであり、前記選択された目標減衰力ベース値に、前記減衰力補正値を加算することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、横滑りに関する制御が車体の姿勢変化抑制と併せて行われるため、旋回操縦安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車体の姿勢変化抑制と共に車両の旋回性能を考慮した目標減衰力を設定して、旋回操縦安定性を向上させる減衰力可変ダンパの制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る４輪自動車の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係るサスペンション装置の正面図である。
【図３】実施の形態に係る減衰力可変ダンパの縦断面図である。
【図４】減衰力可変ダンパの制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】ダンパの制御目標減衰値の設定を示すフローチャートである。
【図６】図５における目標減衰力ベース値の計算の詳細を示すフローチャートである。
【図７】アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態による補正値マップを示す図である。
【図８】第２の実施の形態における目標減衰力設定を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態における目標減衰力設定を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態に係る減衰力可変ダンパの制御装置について図を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は実施の形態に係る４輪自動車の概略構成図であり、図２は実施の形態に係るサスペンション装置の正面図であり、図３は実施の形態に係る減衰力可変ダンパの縦断面図である。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、第１の実施の形態に係る自動車の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す符号を付して、例えば、車輪３ｆｌ（左前）、車輪３ｆｒ（右前）、車輪３ｒｌ（左後）、車輪３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、車輪３と記す。
【００１８】
図１に示すように、自動車（車両）１００はタイヤ２が装着された４つの車輪３を備えており、これら各車輪３がサスペンションアーム４３（図２参照）や、コイルスプリング４１（図２参照）、ＭＲＦ(Magneto-Rheological Fluids)式減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す）２０（図２参照）等からなるサスペンション装置４によって車体１に懸架されている。
【００１９】
車両１００には、車体１に搭載された各ダンパ２０の減衰力を統括制御する制御装置７（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と称する）の他、横加速度を検出する横Ｇセンサ１０（横加速度検出手段）や、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ１１、操舵角を検出する舵角センサ（舵角検出手段）１５、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１６等が車体１に設置されている。
【００２０】
ここで、ＥＣＵ７が請求項に記載の「減衰力可変ダンパの制御装置」に対応する。
また、車両１００には、ホイールハウス付近の上下加速度（バネ上質量である車体側部材の上下方向の加速度）を検出する上下Ｇセンサ１２と、ダンパ２０およびサスペンション装置４の伸縮状態量であるストローク変位（車体側部材に対する車輪側部材の相対変位）を検出するダンパ変位センサ１３と、各車輪速を検出する車輪速センサ１４と、図示しないバッテリからダンパ２０に減衰力制御のために供給する直流電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する駆動回路６が車輪３ごとに設置されている。
また、ＥＣＵ７は、図示省略の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等から構成され、各センサ１０〜１６の出力信号が入力されている。
【００２１】
（サスペンション装置）
図２に示すように、車輪３を懸架するサスペンション装置４は、車体１にナックル５を上下動自在に支持するサスペンションアーム４３と、サスペンションアーム４３および車体１を接続する減衰力可変のダンパ２０と、ダンパ２０の変位を検出するダンパ変位センサ１３と、上端がサポートプレート２９を介して車体１に接続されたピストンロッド２３と、シリンダ２１の上端面と車体１側との間の衝突による衝撃を緩和するバウンドストッパ３１と、サスペンションアーム４３またはダンパ２０のシリンダ２１と車体１とを接続するコイルスプリング４１とを備える。
【００２２】
（ダンパ）
図３に示すように、ダンパ２０は、下端がサスペンションアーム４３（図２参照）に接続されたシリンダ２１と、シリンダ２１内壁に摺動自在に嵌合するピストン２２と、ピストン２２から上方に延びてシリンダ２１の上壁を液密に貫通し、上端がサポートプレート２９を介して車体１（図２参照）に接続されたピストンロッド２３と、シリンダ２１の下部内壁に摺動自在に嵌合するフリーピストン２４とを備えている。シリンダ２１の内部には、ピストン２２により仕切られた上側の第１流体室２５および下側の第２流体室２６が区画されるとともに、フリーピストン２４の下部に圧縮ガスが封入されたガス室２７が区画される。
【００２３】
ピストン２２にはその上下面を連通させるように複数の流体通路２２ａ…が形成されており、これらの流体通路２２ａ…によって第１、第２流体室２５，２６が相互に連通する。第１、第２流体室２５，２６および流体通路２２ａ…に封入される磁気粘性流体は、オイルのような粘性流体に鉄粉のような磁性体微粒子を分散させたもので、磁界を加えると磁力線に沿って磁性体微粒子が整列することで粘性流体が流れ難くなり、見かけの粘性が増加する性質を有している。
【００２４】
ピストン２２の内部には、周方向に沿ってコイル２８が設けられており、そのコイル２８への給電線３５は、ピストンロッド２３の中心部に設けられた図示しない中空部を経て上端から車体１（図２参照）へ配線され、ＥＣＵ７から出力されるＰＷＭ制御指令値が駆動回路６（図２参照）に入力され、駆動回路６により前記給電線３５を通じてコイル２８への通電が制御される。コイル２８に通電されると矢印で示すように磁束が発生し、流体通路２２ａ…を通過する磁束により磁気粘性流体の粘性が変化する。
【００２５】
ダンパ２０が収縮してシリンダ２１に対してピストン２２が下動すると、第１流体室２５の容積が増加して第２流体室２６の容積が減少するため、第２流体室２６の磁気粘性流体がピストン２２の流体通路２２ａ…を通過して第１流体室２５に流入し、逆にダンパ２０が伸長してシリンダ２１に対してピストン２２が上動すると、第２流体室２６の容積が増加して第１流体室２５の容積が減少するため、第１流体室２５の磁気粘性流体がピストン２２の流体通路２２ａ…を通過して第２流体室２６に流入する。その際に流体通路２２ａ…を通過する磁気粘性流体の粘性抵抗によりダンパ２０が減衰力を発生する。
【００２６】
このとき、コイル２８に通電して磁界を発生させると、ピストン２２の流体通路２２ａ…に存在する磁気粘性流体の見かけの粘性が増加して該流体通路２２ａを通過し難くなるため、ダンパ２０の減衰力が増加する。この減衰力の増加量は、コイル２８に供給する電流の大きさにより任意に制御することができる。
【００２７】
なお、ダンパ２０に衝撃的な圧縮荷重が加わって第２流体室２６の容積が減少するとき、ガス室２７を縮小させながらフリーピストン２４が下降することで衝撃を吸収する。またダンパ２０に衝撃的な引張荷重が加わって第２流体室２６の容積が増加するとき、ガス室２７を拡張させながらフリーピストン２４が上昇することで衝撃を吸収する。
【００２８】
さらに、ピストン２２が下降してシリンダ２１内に収納されるピストンロッド２３の容積が増加したとき、その容積の増加分を吸収するようにフリーピストン２４が下降する。
また、ピストンロッド２３の上端側には、ピストンロッド２３に固定され、車体１（図２参照）側に支持された弾性体で構成されたバウンドストッパ３１が設けられ、サスペンション装置４がフルバンプしたとき（最大圧縮状態になったとき）に、ダンパ２０のシリンダ２１の上端面と車体１側との間の衝突による衝撃を緩和する。同様に、サスペンション装置４がフルリバウンドしたとき（最大伸長状態になったとき）に、ダンパ２０のシリンダ２１の上端下面とピストン２２の上端面との間の衝突による衝撃を緩和するため、シリンダ２１の上端下面に弾性体で構成されたリバウンドストッパ３３が設けられている。
【００２９】
（減衰力可変ダンパの制御装置）
次に、図４を参照しながら、減衰力可変ダンパの制御装置について説明する。図４は、減衰力可変ダンパの制御装置の概略構成を示すブロック図である。減衰力可変ダンパの制御装置９０は、ＥＣＵ７に収容され、姿勢制御部５０、ヨーレート制御部６０、制御目標減衰値設定部（目標減衰力算出手段）７０および駆動電流設定部８０から構成される。ここで、図４に示す減衰力可変ダンパの制御装置９０において、点線で囲まれた姿勢制御部５０、制御目標減衰値設定部７０および駆動電流設定部８０は車輪ごとに備えられ、即ち、前輪左右、後輪左右の計４個備えられ、ヨーレート制御部６０は各車輪共通のもので、１個が備えられている。
【００３０】
姿勢制御部５０は、ストローク速度計算部５１、バネ上−上下速度計算部５２、スカイフック制御部５３、ピッチ抑制制御部５４、ロール抑制制御部５５および姿勢制御目標減衰値設定部（ベース値設定手段）５６を備える。
【００３１】
ストローク速度計算部５１は、ダンパ変位センサ１３の信号に基づいて、ダンパのストローク速度を計算する。バネ上−上下速度計算部５２は、上下Ｇセンサ１２の信号に基づいて、車体の上下方向の絶対速度であるバネ上−上下速度を計算する。
【００３２】
スカイフック制御部５３は、ストローク速度とバネ上−上下速度とに基づいて、車体の上下方向の移動を制御するためのスカイフック制御目標値を生成する。ピッチ抑制制御部５４は、前後Ｇセンサ１６の信号に基づいて、車体のピッチングを制御するピッチ抑制制御目標値を生成する。ロール抑制制御部５５は、横Ｇセンサ１０の信号に基づいて、車体のローリングを制御するロール抑制制御目標値を生成する。
【００３３】
姿勢制御目標減衰値設定部５６は、スカイフック制御部５３より入力されるスカイフック制御目標値、ピッチ抑制制御部５４より入力されるピッチ抑制制御目標値、および、ロール抑制制御部５５より入力されるロール抑制制御目標値のうち最も高い制御目標値を選択して（ハイセレクトして）目標減衰力ベース値を設定する。
【００３４】
ヨーレート制御部６０は、車速を計算する車体速度計算部６１と、横加速度を車速で除した軌跡角速度を計算する軌跡角速度計算部６２と、規範ヨーレートＹREFを計算する規範ヨーレート計算部６３と、アンダーステア（ＵＳ）、オーバーステア（ＯＳ）またはカウンターステア（ＣＳ）のいずれかを判定するＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部（横滑り状態検出手段）６４と、ヨーレート偏差計算部（ヨーレート偏差算出手段）６５と、ダンパの目標減衰力ベース値の減衰力補正値（以下、「補正値」と記す）を設定する補正値設定部（補正値設定手段）６６とを備える。
【００３５】
次に、図５に示すフローチャートに基づいて、ダンパの制御目標減衰値の算出について説明する。図５は、ダンパの制御目標減衰値の設定を示すフローチャートである。
まず、姿勢制御部５０における姿勢制御目減衰値設定部（ベース値設定手段）５６で、目標減衰力ベース値を計算する（ステップＳ５０１）。
【００３６】
ここで、ステップＳ５０１を図６に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
図６は、図５における目標減衰力ベース値の計算の詳細を示すフローチャートである。まず、左前輪の姿勢制御目標減衰値設定部５６は、左前輪の目標減衰力ベース値を計算する（ステップＳ６１０）。ここで、左前輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６１０）は、以下のステップから構成される。まず、ストローク速度計算部５１は、ダンパ変位センサ１３の出力に基づいて、ストローク速度を計算する（ステップＳ６１１）。次に、バネ上−上下速度計算部５２は、上下Ｇセンサの出力に基づいて、バネ上−上下速度を計算する（ステップＳ６１２）。
【００３７】
次に、スカイフック制御部５３は、ストローク速度およびバネ上−上下速度からスカイフック制御目標値を計算する（ステップＳ６１３）。次に、ピッチ抑制制御部５４は、前後Ｇセンサの出力に基づいて、ピッチ抑制制御目標値を計算する（ステップＳ６１４）。次に、ロール抑制制御部５５は、横Ｇセンサの出力に基づいて、ロール抑制制御目標値を計算する（ステップＳ６１５）。次に、姿勢制御目標減衰値設定部５６は、スカイフック制御目標値、ピッチ抑制制御目標値またはロール抑制制御目標値のうち、最も大きい目標値を目標減衰力ベース値として選択する（ステップＳ６１６）。ステップＳ６１１〜Ｓ６１６で示した方法により、同様に右前輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６２０）、左後輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６３０）、および、右後輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６４０）を行う。
【００３８】
ここで、図５に戻り、説明を続ける。車体速度計算部６１は、車輪速センサ１４の出力信号に基づいて、車両の車体速度（車速）を計算する（ステップＳ５０２）。次に、軌跡角度計算部６２は、横Ｇセンサ１０の出力信号から横加速度を算出し、横加速度を車体速度計算部６１で算出した車速で除して軌跡角速度Ｋを計算する（ステップＳ５０３）。
【００３９】
次に、規範ヨーレート計算部６３は、車速と舵角センサ１５で検出した操舵角とに基づいて規範ヨーレートＹREFを計算する（ステップＳ５０４）。規範ヨーレートＹREFは、その時の車体速度においてドライバーがステアリングホイールを操舵角だけ操作した場合に発生すべきヨーレートの規範となる値であって、軌跡角速度Ｋとともに、車両の旋回状態すなわちオーバーステア、アンダーステアおよびカウンタステアの各状態を判別する際の基準となる。
【００４０】
次に、ヨーレート偏差計算部６５は、ヨーレートセンサ１１の出力信号による実ヨーレートＹと規範ヨーレートＹREFおよび軌跡角速度Ｋに基づきヨーレート偏差を計算する。ヨーレート偏差は、後記するＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態におけるダンパの補正値を設定する際に用いる。まず、ヨーレート偏差計算部６５は、ＵＳ状態のヨーレート偏差を規範ヨーレートＹREFから実ヨーレートＹを減じて算出する（ステップＳ５０５）。次に、ヨーレート偏差計算部６５は、ＯＳ状態のヨーレート偏差を軌跡角速度Ｋから実ヨーレートＹを減じて算出する（ステップＳ５０６）。次に、ヨーレート偏差計算部６５は、ＣＳ状態のヨーレート偏差を規範ヨーレートＹREFから軌跡角速度Ｋを減じて算出する（ステップＳ５０７）。
【００４１】
ここで、今回は、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳで３つの異なるヨーレート偏差を計算したが、一つの基準のヨーレートと実ヨーレートの偏差として、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳに共通のヨーレート偏差を計算してもよい。即ち、図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ５０５〜Ｓ５０７をステップＳ５２５、Ｓ５２６に置き換えてもよい。つまり、ステップＳ５０４の後、軌跡角速度Ｋと規範ヨーレートＹREFから基準ヨーレートＹSTDを計算する（ステップＳ５２５）。次に、基準ヨーレートＹSTDと実ヨーレートＹからヨーレート偏差を計算する（ステップＳ５２６）。
【００４２】
次に、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４は、実ヨーレートＹ、規範ヨーレートＹREF及び軌跡角速度Ｋに基づいて、車両がアンダーステア（ＵＳ）、オーバーステア（ＯＳ）またはカウンタステア（ＣＳ）の何れの状態にあるか判定する（ステップＳ５０８）。例えば、実ヨーレートＹの正負と、実ヨーレートＹから規範ヨーレートＹREFを減算した偏差Ｙ−ＹREFの正負とを比較し、その組み合わせによってアンダーステアの状態またはオーバーステアの状態を判定してもよい。カウンタステアは、規範ヨーレートＹREFと軌跡角速度Ｋの符号が不一致の場合をカウンタステアの状態として判定してもよい。
【００４３】
図７は、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態における補正値マップを示す図であり、アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの状態によるダンパの目標減衰力ベース値の補正値を示したものである。補正値マップは、縦軸が補正値、横軸がヨーレート偏差を示している。図７（ａ）は、アンダーステアの状態における補正値マップを示し、図７（ｂ）は、オーバーステアの状態における補正値マップを示し、図７（ｃ）はカウンタステアにおける補正値マップを示すものである。
【００４４】
次に、補正値設定部６６は、車両がＵＳ状態にあるときは（ステップＳ５０９のＹｅｓ）、図７に示すＵＳ状態による補正値を用いて、ヨーレート偏差を基にＵＳ補正値マップから前後車輪それぞれの減衰力の補正値を算出する（ステップＳ５１０）。ＵＳ状態にないときで（ステップＳ５０９のＮｏ）、ＯＳ状態にあるときは（ステップＳ５１１のＹｅｓ）、図７に示すＯＳ状態による補正値を用いて、ヨーレート偏差を基にＯＳ補正値マップから前後車輪それぞれの減衰力の補正値を算出する（ステップＳ５１２）。ＯＳ状態にないときで（ステップＳ５１１のＮｏ）、ＣＳ状態にあるときは（ステップＳ５１３のＹｅｓ）、図７に示すＣＳ状態による補正値を用いて、ヨーレート偏差を基にＣＳ補正値マップから前後車輪それぞれの減衰力の補正値を算出する（ステップＳ５１４）。車両がアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアのいずれの状態にもないときは（ステップＳ５１３のＮｏ）、補正値をゼロにする（ステップＳ５１５）。
【００４５】
アンダーステアの状態のときは、フロントダンパが低減衰力、リアダンパが高減衰力となるように、ヨーレート偏差に対して補正値を設定する。フロントはマイナスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を小さくすることで、前左右両輪のローリングの抑制を弱める。反対に、リアダンパはプラスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を大きくすることで、後ろ左右両輪のローリングの抑制を強める。これにより、姿勢制御だけの減衰力の制御に対し、相対的にフロントのローリングの抑制を弱め、リアのローリングの抑制を強めることで、車両のヨーモーメントが増加する方向へ変化し、アンダーステアを抑制できる。
【００４６】
オーバーステアの状態のときは、フロントダンパが高減衰力、リアダンパが低減衰力となるように、ヨーレート偏差に対して補正値を設定する。フロントはプラスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を大きくすることで、前左右両輪のローリングの抑制を強める。反対にリアダンパはマイナスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を小さくすることで、後左右両輪の横力和のローリングの抑制を弱める。これにより、姿勢制御だけの減衰制御に対し、相対的にフロントのローリングの抑制を強め、リアのローリングの抑制を弱めることで、車両のモーメントが減少する方向へ変化し、オーバーステアを抑制できる。
【００４７】
カウンタステアの状態のときは、フロントダンパおよびリアダンパ共に低減衰力となるように、ヨーレート偏差に対して補正値を設定する。カウンタステアは、オーバーステア状態にある車両のヨーレートを減少させる方向へドライバーが操舵角度を戻した状態である。したがって、フロントダンパは低減衰力とし、前左右両輪のローリングの抑制を弱めることでカウンタ操舵に対する応答性を向上させる。一方、リアダンパも低減衰にして後左右両輪のローリングの抑制を弱めることにより、ヨーモーメントの増加を抑制する。これにより、オーバーステア抑制とカウンタ操舵応答の両方を実現できる。
【００４８】
次に、制御目標減衰値設定部７０は、姿勢制御部５０における姿勢制御目標減衰値設定部５６で設定された姿勢制御のためのダンパの目標減衰力ベース値に、前記した補正値を加算することにより、制御目標減衰値（目標減衰力）を設定する（ステップＳ５１６）。そして、駆動電流設定部８０は、目標減衰力を目標駆動電流に変換し、ダンパの駆動回路へ出力する（ステップＳ５１７）。
【００４９】
本実施の形態によれば、アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアのいずれかのステア状態と、ヨーレート偏差とに応じてダンパの目標減衰力ベース値の補正値を設定することにより、アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態を抑制でき、旋回運動の安定性を向上させることができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、前輪および後輪に対して、図６に示すＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態を全て補正値へと反映させる。なお、第１の実施の形態と同様な構成又は機能を示す部位については、その説明の重複を適宜省略する。
【００５１】
図８および図９は、第２の実施の形態における目標減衰力設定を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートのうち、ステップＳ７０１〜Ｓ７０７は、図５のステップＳ５０１〜Ｓ５０７と同様であるので説明を省略する。
ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４は、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳのいずれのステア状態にあるかを判定する（ステップＳ７０８）。ステップＳ７０９からステップＳ７２２までは、第１の実施の形態と異なる部分であり、図９で説明する。
【００５２】
ＵＳ状態と判定された場合には（ステップＳ７０９のＹｅｓ）、補正値設定部６６は、ＵＳヨーレート偏差を基にＵＳ補正値マップ（図７（ａ）参照）から前後それぞれの補正値を求める（ステップＳ７１０）。ＵＳ状態でないと判定された場合には（ステップＳ７０９のＮｏ）、前後ともにＵＳ状態の減衰力補正値を０（ゼロ）とする（ステップＳ７１１）。このようにして算出されたＵＳ補正値に対し、増加／減少レート制限を行う（ステップＳ７１２）。増加／減少レート制限は、単位時間あるいはサンプリング時間ごとに設定される補正値が急激に変化することで、車両の挙動に影響を与えないようにするため、なだらかに補正値を変化させるように設けられたものである。
【００５３】
ＯＳ状態と判定された場合は（ステップＳ７１３のＹｅｓ）、補正値設定部６６は、ＯＳヨーレート偏差を基にＯＳ補正値マップ（図７（ｂ）参照）から前後それぞれの補正値を求める（ステップＳ７１４）。ＯＳ状態でないと判定された場合には（ステップＳ７１３のＮｏ）、前後ともにＯＳ状態の減衰力補正値を０（ゼロ）とする（ステップＳ７１５）。このようにして算出されたＯＳ補正値に対し、増加／減少レート制限を行う（ステップＳ７１６）。
【００５４】
ＣＳ状態と判定された場合は（ステップＳ７１７のＹｅｓ）、補正値設定部６６は、ＣＳヨーレート偏差を基にＣＳ補正値マップ（図７（ｃ）参照）から前後それぞれの補正値を求める（ステップＳ７１８）。ＣＳ状態でないと判定された場合には（ステップＳ７１７のＮｏ）、前後ともにＣＳ状態の減衰力補正値を０（ゼロ）とする（ステップＳ７１９）。このようにして算出されたＣＳ補正値に対し、増加／減少レート制限を行う（ステップＳ７２０）。
【００５５】
次に、補正値設定部６６は、ＵＳ補正値とＣＳ補正値のうちいずれか小さい方の補正値にＯＳの補正値を加算して、前輪側の減衰力補正値を設定する（ステップＳ７２１）。
次に、補正値設定部６６は、ＣＳ補正値とＯＳ補正値のうちいずれか小さい方の補正値にＵＳの補正値を加算して、後輪側の減衰力補正値を設定する（ステップＳ７２２）。
図８に示すステップＳ７２３は、図５に示すステップＳ５１６と同様であり、図８に示すステップＳ７２４は、図５に示すステップＳ５１７と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
このように、ＵＳ補正値、ＯＳ補正値およびＣＳ補正値を全て用いて前輪補正値および後輪補正値を設定することにより、車両のＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態が切り替わるときに、ダンパの減衰力を滑らかに変化させることができる。
具体的には、例えば、車両がＯＳ状態のときに、ＯＳ状態を抑制するようにダンパの減衰力を設定していたとする。このときに、横滑り制御装置（ＥＳＣ）などの外部制御が加わり、車両がＯＳ状態からＵＳ状態に移行された場合、ＯＳ状態を抑制するために設定されていた減衰力が、ＵＳ状態を抑制するように設定し直されることになる。
【００５７】
ここで、ＯＳ状態を抑制するためには、後輪の目標減衰力を目標減衰力ベース値に対して低く（柔らかく）設定するのに対し、ＵＳ状態を抑制するためには後輪の目標減衰力を目標減衰力ベース値に対して高く（硬く）設定する。したがって、ＯＳ状態からＵＳ状態に急に変化した場合、単にＯＳ状態、ＵＳ状態に応じた値に減衰力を切り替えると、目標減衰力の値が急激に増加するため、それに応じて出力される減衰力も急激に変化することになり、車両挙動に影響を与えるおそれがある。
【００５８】
よって、前記したように、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態の全ての補正値を用いて目標減衰力を設定することで、切り換わりにおける減衰力の急激な変化を抑制することができ、車両挙動を安定させることができる。
【００５９】
また、前記した増加／減少レート制限を設けることにより、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態のそれぞれの減衰力補正値が急激に変化するのを抑制することができ、一層滑らかに減衰力を変化させることができるので、さらに車両挙動を安定させることができる。
そして、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態において個別に増加／減少レート制限を設定することで、車両挙動や外境に応じて、それぞれの補正値の立ち上がり（速応性）を調整することができる。
【００６０】
前記した例では、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態の各減衰力補正値を全て用いて、前輪、後輪の減衰力個補正値を設定しているが、このうち２つだけを用いて減衰力補正値を設定することもできる。例えば、ＣＳが発生していない状態であれば、ＵＳ、ＯＳの減衰力補正値のみで前輪、後輪の減衰力補正値を設定することで、より、ＵＳ、ＯＳ状態に特化した補正値を設定することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 車体
２ タイヤ
３，３ｆｌ，３ｆｒ，３ｒｌ，３ｒｒ 車輪
４，４ｆｌ，４ｆｒ，４ｒｌ，４ｒｒ サスペンション装置
７ ＥＣＵ（減衰力可変ダンパの制御装置）
１０ 横Ｇセンサ
１１ ヨーレートセンサ
１２，１２ｆｌ，１２ｆｒ，１２ｒｌ，１２ｒｒ 上下Ｇセンサ
１３，１３ｆｌ，１３ｆｒ，１３ｒｌ，１３ｒｒ ダンパ変位センサ
１４，１４ｆｌ，１４ｆｒ，１４ｒｌ，１４ｒｒ 車輪速センサ
１５ 舵角センサ
２０ ダンパ
５０ 姿勢制御部
５６ 姿勢制御目標減衰値設定部（ベース値設定手段）
６０ ヨーレート制御部
６１ 車体速度計算部（車体速度検出手段）
６２ 軌跡角速度計算部
６３ 規範ヨーレート計算部
６４ ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部（横滑り状態検出手段）
６５ ヨーレート偏差計算部（ヨーレート偏差算出手段）
６６ 補正値設定部（補正値設定手段）
７０ 制御目標減衰値設定部（目標減衰力算出手段）
８０ 駆動電流設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンション装置に設けられたダンパの減衰力を、可変制御する減衰力可変ダンパの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の減衰力可変ダンパの制御は、車体のピッチング、ローリング、上下動による姿勢変化の抑制を主目的としており、ピッチ制御、ロール制御、および、上下動のスカイフック制御において、それぞれに対して算出された目標減衰値のうち最も大きな値を可変ダンパの目標減衰値として出力していた。
例えば、特許文献１は、ピッチ制御目標値、ロール制御目標値、および、スカイフック制御目標値のうち、ダンパストローク速度が正のときには最大値を、負のときには最小値を目標減衰力として設定する減衰力可変ダンパの制御装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３０３７６号公報（図３、段落００１４、００１５参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で目標減衰力の設定に用いられているロール制御は、車体のローリング、ピッチ制御は車体のピッチング、スカイフック制御は車体上下方向の移動をそれぞれ抑制する指標である。これらの指標から目標減衰力を設定することで、車両の姿勢変化を抑制することが可能であるが、前記した制御を行っている場合に、車両の横滑りに影響を与えるという問題があった。
【０００５】
例えば、ロール制御目標値に基づいて目標減衰力を設定した場合に、左右の前輪に位置するダンパの減衰力を高める制御を行ったとする。これにより、左右前輪側のダンパは硬くなることから、車体横（左右）方向への荷重移動が速くなるため、その荷重移動が過大な場合には、アンダーステア傾向が強くなり、旋回運動の安定性（乗心地）に影響を与える可能性がある。
例えば、後輪のロール剛性を高める（つまりロール制御により左右の後輪側のダンパを固める）と、後輪の荷重移動が大きくなることから、オーバーステアが強くなるといった旋回運動の安定性（乗心地）に影響を与える可能性がある。
【０００６】
本発明は、車体の姿勢変化抑制と共に車両の旋回性能を考慮した目標減衰力を設定して、旋回操縦安定性を向上させる減衰力可変ダンパの制御装置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】
前記課題を解決するために、本発明は、車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、前記車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定するベース値設定手段と、前記各車輪の横滑り状態を検出する横滑り状態検出手段と、前記横滑り状態検出手段の検出結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定手段と、前記目標減衰力ベース値に前記減衰力補正値を加算することにより目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、車両の横滑り状態に基づいて目標減衰力ベース値を補正することで、旋回性能を考慮した目標減衰力を設定することができる。
【０００９】
また、本発明は、車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、舵角を検出する舵角検出手段と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記実ヨーレート検出手段により検出された実ヨーレートと、前記舵角および車速から設定された規範ヨーレートと、前記横加速度および車速から設定された軌跡角速度とに基づきヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、を有し、前記横滑り状態検出手段は、前記算出されたヨーレート偏差に基づき、車両のアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態を検出し、前記補正値設定手段は、前記ヨーレート偏差算出手段による算出結果と、前記横滑り状態検出手段による前記各状態の検出結果に基づいて減衰力補正値を設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、検出されたアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態と、ヨーレート偏差に応じて減衰力補正値を設定することができるため、車両の横滑りを抑制することを考慮して目標減衰力を設定することができ、旋回運動の安定性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明は、目標減衰力ベース値は、車体のローリングを制御するためのロール制御目標値、車体のピッチングを制御するためのピッチ制御目標値、および、各車輪の上の車体の上下方向を制御するためのスカイフック制御目標値のうち最も高いものを選択したものであり、前記選択された目標減衰力ベース値に、前記減衰力補正値を加算することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、横滑りに関する制御が車体の姿勢変化抑制と併せて行われるため、旋回操縦安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車体の姿勢変化抑制と共に車両の旋回性能を考慮した目標減衰力を設定して、旋回操縦安定性を向上させる減衰力可変ダンパの制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る４輪自動車の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係るサスペンション装置の正面図である。
【図３】実施の形態に係る減衰力可変ダンパの縦断面図である。
【図４】減衰力可変ダンパの制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】ダンパの制御目標減衰値の設定を示すフローチャートである。
【図６】図５における目標減衰力ベース値の計算の詳細を示すフローチャートである。
【図７】アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態による補正値マップを示す図である。
【図８】第２の実施の形態における目標減衰力設定を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態における目標減衰力設定を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態に係る減衰力可変ダンパの制御装置について図を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は実施の形態に係る４輪自動車の概略構成図であり、図２は実施の形態に係るサスペンション装置の正面図であり、図３は実施の形態に係る減衰力可変ダンパの縦断面図である。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、第１の実施の形態に係る自動車の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す符号を付して、例えば、車輪３ｆｌ（左前）、車輪３ｆｒ（右前）、車輪３ｒｌ（左後）、車輪３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、車輪３と記す。
【００１８】
図１に示すように、自動車（車両）１００はタイヤ２が装着された４つの車輪３を備えており、これら各車輪３がサスペンションアーム４３（図２参照）や、コイルスプリング４１（図２参照）、ＭＲＦ(Magneto-Rheological Fluids)式減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパと記す）２０（図２参照）等からなるサスペンション装置４によって車体１に懸架されている。
【００１９】
車両１００には、車体１に搭載された各ダンパ２０の減衰力を統括制御する制御装置７（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と称する）の他、横加速度を検出する横Ｇセンサ１０（横加速度検出手段）や、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ１１、操舵角を検出する舵角センサ（舵角検出手段）１５、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１６等が車体１に設置されている。
【００２０】
ここで、ＥＣＵ７が請求項に記載の「減衰力可変ダンパの制御装置」に対応する。
また、車両１００には、ホイールハウス付近の上下加速度（バネ上質量である車体側部材の上下方向の加速度）を検出する上下Ｇセンサ１２と、ダンパ２０およびサスペンション装置４の伸縮状態量であるストローク変位（車体側部材に対する車輪側部材の相対変位）を検出するダンパ変位センサ１３と、各車輪速を検出する車輪速センサ１４と、図示しないバッテリからダンパ２０に減衰力制御のために供給する直流電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する駆動回路６が車輪３ごとに設置されている。
また、ＥＣＵ７は、図示省略の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等から構成され、各センサ１０〜１６の出力信号が入力されている。
【００２１】
（サスペンション装置）
図２に示すように、車輪３を懸架するサスペンション装置４は、車体１にナックル５を上下動自在に支持するサスペンションアーム４３と、サスペンションアーム４３および車体１を接続する減衰力可変のダンパ２０と、ダンパ２０の変位を検出するダンパ変位センサ１３と、上端がサポートプレート２９を介して車体１に接続されたピストンロッド２３と、シリンダ２１の上端面と車体１側との間の衝突による衝撃を緩和するバウンドストッパ３１と、サスペンションアーム４３またはダンパ２０のシリンダ２１と車体１とを接続するコイルスプリング４１とを備える。
【００２２】
（ダンパ）
図３に示すように、ダンパ２０は、下端がサスペンションアーム４３（図２参照）に接続されたシリンダ２１と、シリンダ２１内壁に摺動自在に嵌合するピストン２２と、ピストン２２から上方に延びてシリンダ２１の上壁を液密に貫通し、上端がサポートプレート２９を介して車体１（図２参照）に接続されたピストンロッド２３と、シリンダ２１の下部内壁に摺動自在に嵌合するフリーピストン２４とを備えている。シリンダ２１の内部には、ピストン２２により仕切られた上側の第１流体室２５および下側の第２流体室２６が区画されるとともに、フリーピストン２４の下部に圧縮ガスが封入されたガス室２７が区画される。
【００２３】
ピストン２２にはその上下面を連通させるように複数の流体通路２２ａ…が形成されており、これらの流体通路２２ａ…によって第１、第２流体室２５，２６が相互に連通する。第１、第２流体室２５，２６および流体通路２２ａ…に封入される磁気粘性流体は、オイルのような粘性流体に鉄粉のような磁性体微粒子を分散させたもので、磁界を加えると磁力線に沿って磁性体微粒子が整列することで粘性流体が流れ難くなり、見かけの粘性が増加する性質を有している。
【００２４】
ピストン２２の内部には、周方向に沿ってコイル２８が設けられており、そのコイル２８への給電線３５は、ピストンロッド２３の中心部に設けられた図示しない中空部を経て上端から車体１（図２参照）へ配線され、ＥＣＵ７から出力されるＰＷＭ制御指令値が駆動回路６（図２参照）に入力され、駆動回路６により前記給電線３５を通じてコイル２８への通電が制御される。コイル２８に通電されると矢印で示すように磁束が発生し、流体通路２２ａ…を通過する磁束により磁気粘性流体の粘性が変化する。
【００２５】
ダンパ２０が収縮してシリンダ２１に対してピストン２２が下動すると、第１流体室２５の容積が増加して第２流体室２６の容積が減少するため、第２流体室２６の磁気粘性流体がピストン２２の流体通路２２ａ…を通過して第１流体室２５に流入し、逆にダンパ２０が伸長してシリンダ２１に対してピストン２２が上動すると、第２流体室２６の容積が増加して第１流体室２５の容積が減少するため、第１流体室２５の磁気粘性流体がピストン２２の流体通路２２ａ…を通過して第２流体室２６に流入する。その際に流体通路２２ａ…を通過する磁気粘性流体の粘性抵抗によりダンパ２０が減衰力を発生する。
【００２６】
このとき、コイル２８に通電して磁界を発生させると、ピストン２２の流体通路２２ａ…に存在する磁気粘性流体の見かけの粘性が増加して該流体通路２２ａを通過し難くなるため、ダンパ２０の減衰力が増加する。この減衰力の増加量は、コイル２８に供給する電流の大きさにより任意に制御することができる。
【００２７】
なお、ダンパ２０に衝撃的な圧縮荷重が加わって第２流体室２６の容積が減少するとき、ガス室２７を縮小させながらフリーピストン２４が下降することで衝撃を吸収する。またダンパ２０に衝撃的な引張荷重が加わって第２流体室２６の容積が増加するとき、ガス室２７を拡張させながらフリーピストン２４が上昇することで衝撃を吸収する。
【００２８】
さらに、ピストン２２が下降してシリンダ２１内に収納されるピストンロッド２３の容積が増加したとき、その容積の増加分を吸収するようにフリーピストン２４が下降する。
また、ピストンロッド２３の上端側には、ピストンロッド２３に固定され、車体１（図２参照）側に支持された弾性体で構成されたバウンドストッパ３１が設けられ、サスペンション装置４がフルバンプしたとき（最大圧縮状態になったとき）に、ダンパ２０のシリンダ２１の上端面と車体１側との間の衝突による衝撃を緩和する。同様に、サスペンション装置４がフルリバウンドしたとき（最大伸長状態になったとき）に、ダンパ２０のシリンダ２１の上端下面とピストン２２の上端面との間の衝突による衝撃を緩和するため、シリンダ２１の上端下面に弾性体で構成されたリバウンドストッパ３３が設けられている。
【００２９】
（減衰力可変ダンパの制御装置）
次に、図４を参照しながら、減衰力可変ダンパの制御装置について説明する。図４は、減衰力可変ダンパの制御装置の概略構成を示すブロック図である。減衰力可変ダンパの制御装置９０は、ＥＣＵ７に収容され、姿勢制御部５０、ヨーレート制御部６０、制御目標減衰値設定部（目標減衰力算出手段）７０および駆動電流設定部８０から構成される。ここで、図４に示す減衰力可変ダンパの制御装置９０において、点線で囲まれた姿勢制御部５０、制御目標減衰値設定部７０および駆動電流設定部８０は車輪ごとに備えられ、即ち、前輪左右、後輪左右の計４個備えられ、ヨーレート制御部６０は各車輪共通のもので、１個が備えられている。
【００３０】
姿勢制御部５０は、ストローク速度計算部５１、バネ上−上下速度計算部５２、スカイフック制御部５３、ピッチ抑制制御部５４、ロール抑制制御部５５および姿勢制御目標減衰値設定部（ベース値設定手段）５６を備える。
【００３１】
ストローク速度計算部５１は、ダンパ変位センサ１３の信号に基づいて、ダンパのストローク速度を計算する。バネ上−上下速度計算部５２は、上下Ｇセンサ１２の信号に基づいて、車体の上下方向の絶対速度であるバネ上−上下速度を計算する。
【００３２】
スカイフック制御部５３は、ストローク速度とバネ上−上下速度とに基づいて、車体の上下方向の移動を制御するためのスカイフック制御目標値を生成する。ピッチ抑制制御部５４は、前後Ｇセンサ１６の信号に基づいて、車体のピッチングを制御するピッチ抑制制御目標値を生成する。ロール抑制制御部５５は、横Ｇセンサ１０の信号に基づいて、車体のローリングを制御するロール抑制制御目標値を生成する。
【００３３】
姿勢制御目標減衰値設定部５６は、スカイフック制御部５３より入力されるスカイフック制御目標値、ピッチ抑制制御部５４より入力されるピッチ抑制制御目標値、および、ロール抑制制御部５５より入力されるロール抑制制御目標値のうち最も高い制御目標値を選択して（ハイセレクトして）目標減衰力ベース値を設定する。
【００３４】
ヨーレート制御部６０は、車速を計算する車体速度計算部６１と、横加速度を車速で除した軌跡角速度を計算する軌跡角速度計算部６２と、規範ヨーレートＹREFを計算する規範ヨーレート計算部６３と、アンダーステア（ＵＳ）、オーバーステア（ＯＳ）またはカウンターステア（ＣＳ）のいずれかを判定するＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部（横滑り状態検出手段）６４と、ヨーレート偏差計算部（ヨーレート偏差算出手段）６５と、ダンパの目標減衰力ベース値の減衰力補正値（以下、「補正値」と記す）を設定する補正値設定部（補正値設定手段）６６とを備える。
【００３５】
次に、図５に示すフローチャートに基づいて、ダンパの制御目標減衰値の算出について説明する。図５は、ダンパの制御目標減衰値の設定を示すフローチャートである。
まず、姿勢制御部５０における姿勢制御目減衰値設定部（ベース値設定手段）５６で、目標減衰力ベース値を計算する（ステップＳ５０１）。
【００３６】
ここで、ステップＳ５０１を図６に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
図６は、図５における目標減衰力ベース値の計算の詳細を示すフローチャートである。まず、左前輪の姿勢制御目標減衰値設定部５６は、左前輪の目標減衰力ベース値を計算する（ステップＳ６１０）。ここで、左前輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６１０）は、以下のステップから構成される。まず、ストローク速度計算部５１は、ダンパ変位センサ１３の出力に基づいて、ストローク速度を計算する（ステップＳ６１１）。次に、バネ上−上下速度計算部５２は、上下Ｇセンサの出力に基づいて、バネ上−上下速度を計算する（ステップＳ６１２）。
【００３７】
次に、スカイフック制御部５３は、ストローク速度およびバネ上−上下速度からスカイフック制御目標値を計算する（ステップＳ６１３）。次に、ピッチ抑制制御部５４は、前後Ｇセンサの出力に基づいて、ピッチ抑制制御目標値を計算する（ステップＳ６１４）。次に、ロール抑制制御部５５は、横Ｇセンサの出力に基づいて、ロール抑制制御目標値を計算する（ステップＳ６１５）。次に、姿勢制御目標減衰値設定部５６は、スカイフック制御目標値、ピッチ抑制制御目標値またはロール抑制制御目標値のうち、最も大きい目標値を目標減衰力ベース値として選択する（ステップＳ６１６）。ステップＳ６１１〜Ｓ６１６で示した方法により、同様に右前輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６２０）、左後輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６３０）、および、右後輪の目標減衰力ベース値の計算（ステップＳ６４０）を行う。
【００３８】
ここで、図５に戻り、説明を続ける。車体速度計算部６１は、車輪速センサ１４の出力信号に基づいて、車両の車体速度（車速）を計算する（ステップＳ５０２）。次に、軌跡角度計算部６２は、横Ｇセンサ１０の出力信号から横加速度を算出し、横加速度を車体速度計算部６１で算出した車速で除して軌跡角速度Ｋを計算する（ステップＳ５０３）。
【００３９】
次に、規範ヨーレート計算部６３は、車速と舵角センサ１５で検出した操舵角とに基づいて規範ヨーレートＹREFを計算する（ステップＳ５０４）。規範ヨーレートＹREFは、その時の車体速度においてドライバーがステアリングホイールを操舵角だけ操作した場合に発生すべきヨーレートの規範となる値であって、軌跡角速度Ｋとともに、車両の旋回状態すなわちオーバーステア、アンダーステアおよびカウンタステアの各状態を判別する際の基準となる。
【００４０】
次に、ヨーレート偏差計算部６５は、ヨーレートセンサ１１の出力信号による実ヨーレートＹと規範ヨーレートＹREFおよび軌跡角速度Ｋに基づきヨーレート偏差を計算する。ヨーレート偏差は、後記するＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態におけるダンパの補正値を設定する際に用いる。まず、ヨーレート偏差計算部６５は、ＵＳ状態のヨーレート偏差を規範ヨーレートＹREFから実ヨーレートＹを減じて算出する（ステップＳ５０５）。次に、ヨーレート偏差計算部６５は、ＯＳ状態のヨーレート偏差を軌跡角速度Ｋから実ヨーレートＹを減じて算出する（ステップＳ５０６）。次に、ヨーレート偏差計算部６５は、ＣＳ状態のヨーレート偏差を規範ヨーレートＹREFから軌跡角速度Ｋを減じて算出する（ステップＳ５０７）。
【００４１】
ここで、今回は、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳで３つの異なるヨーレート偏差を計算したが、一つの基準のヨーレートと実ヨーレートの偏差として、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳに共通のヨーレート偏差を計算してもよい。即ち、図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ５０５〜Ｓ５０７をステップＳ５２５、Ｓ５２６に置き換えてもよい。つまり、ステップＳ５０４の後、軌跡角速度Ｋと規範ヨーレートＹREFから基準ヨーレートＹSTDを計算する（ステップＳ５２５）。次に、基準ヨーレートＹSTDと実ヨーレートＹからヨーレート偏差を計算する（ステップＳ５２６）。
【００４２】
次に、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４は、実ヨーレートＹ、規範ヨーレートＹREF及び軌跡角速度Ｋに基づいて、車両がアンダーステア（ＵＳ）、オーバーステア（ＯＳ）またはカウンタステア（ＣＳ）の何れの状態にあるか判定する（ステップＳ５０８）。例えば、実ヨーレートＹの正負と、実ヨーレートＹから規範ヨーレートＹREFを減算した偏差Ｙ−ＹREFの正負とを比較し、その組み合わせによってアンダーステアの状態またはオーバーステアの状態を判定してもよい。カウンタステアは、規範ヨーレートＹREFと軌跡角速度Ｋの符号が不一致の場合をカウンタステアの状態として判定してもよい。
【００４３】
図７は、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態における補正値マップを示す図であり、アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの状態によるダンパの目標減衰力ベース値の補正値を示したものである。補正値マップは、縦軸が補正値、横軸がヨーレート偏差を示している。図７（ａ）は、アンダーステアの状態における補正値マップを示し、図７（ｂ）は、オーバーステアの状態における補正値マップを示し、図７（ｃ）はカウンタステアにおける補正値マップを示すものである。
【００４４】
次に、補正値設定部６６は、車両がＵＳ状態にあるときは（ステップＳ５０９のＹｅｓ）、図７に示すＵＳ状態による補正値を用いて、ヨーレート偏差を基にＵＳ補正値マップから前後車輪それぞれの減衰力の補正値を算出する（ステップＳ５１０）。ＵＳ状態にないときで（ステップＳ５０９のＮｏ）、ＯＳ状態にあるときは（ステップＳ５１１のＹｅｓ）、図７に示すＯＳ状態による補正値を用いて、ヨーレート偏差を基にＯＳ補正値マップから前後車輪それぞれの減衰力の補正値を算出する（ステップＳ５１２）。ＯＳ状態にないときで（ステップＳ５１１のＮｏ）、ＣＳ状態にあるときは（ステップＳ５１３のＹｅｓ）、図７に示すＣＳ状態による補正値を用いて、ヨーレート偏差を基にＣＳ補正値マップから前後車輪それぞれの減衰力の補正値を算出する（ステップＳ５１４）。車両がアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアのいずれの状態にもないときは（ステップＳ５１３のＮｏ）、補正値をゼロにする（ステップＳ５１５）。
【００４５】
アンダーステアの状態のときは、フロントダンパが低減衰力、リアダンパが高減衰力となるように、ヨーレート偏差に対して補正値を設定する。フロントはマイナスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を小さくすることで、前左右両輪のローリングの抑制を弱める。反対に、リアダンパはプラスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を大きくすることで、後ろ左右両輪のローリングの抑制を強める。これにより、姿勢制御だけの減衰力の制御に対し、相対的にフロントのローリングの抑制を弱め、リアのローリングの抑制を強めることで、車両のヨーモーメントが増加する方向へ変化し、アンダーステアを抑制できる。
【００４６】
オーバーステアの状態のときは、フロントダンパが高減衰力、リアダンパが低減衰力となるように、ヨーレート偏差に対して補正値を設定する。フロントはプラスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を大きくすることで、前左右両輪のローリングの抑制を強める。反対にリアダンパはマイナスの補正値とし、ロールに伴う左右荷重移動を小さくすることで、後左右両輪の横力和のローリングの抑制を弱める。これにより、姿勢制御だけの減衰制御に対し、相対的にフロントのローリングの抑制を強め、リアのローリングの抑制を弱めることで、車両のモーメントが減少する方向へ変化し、オーバーステアを抑制できる。
【００４７】
カウンタステアの状態のときは、フロントダンパおよびリアダンパ共に低減衰力となるように、ヨーレート偏差に対して補正値を設定する。カウンタステアは、オーバーステア状態にある車両のヨーレートを減少させる方向へドライバーが操舵角度を戻した状態である。したがって、フロントダンパは低減衰力とし、前左右両輪のローリングの抑制を弱めることでカウンタ操舵に対する応答性を向上させる。一方、リアダンパも低減衰にして後左右両輪のローリングの抑制を弱めることにより、ヨーモーメントの増加を抑制する。これにより、オーバーステア抑制とカウンタ操舵応答の両方を実現できる。
【００４８】
次に、制御目標減衰値設定部７０は、姿勢制御部５０における姿勢制御目標減衰値設定部５６で設定された姿勢制御のためのダンパの目標減衰力ベース値に、前記した補正値を加算することにより、制御目標減衰値（目標減衰力）を設定する（ステップＳ５１６）。そして、駆動電流設定部８０は、目標減衰力を目標駆動電流に変換し、ダンパの駆動回路へ出力する（ステップＳ５１７）。
【００４９】
本実施の形態によれば、アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアのいずれかのステア状態と、ヨーレート偏差とに応じてダンパの目標減衰力ベース値の補正値を設定することにより、アンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態を抑制でき、旋回運動の安定性を向上させることができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、前輪および後輪に対して、図６に示すＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態を全て補正値へと反映させる。なお、第１の実施の形態と同様な構成又は機能を示す部位については、その説明の重複を適宜省略する。
【００５１】
図８および図９は、第２の実施の形態における目標減衰力設定を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートのうち、ステップＳ７０１〜Ｓ７０７は、図５のステップＳ５０１〜Ｓ５０７と同様であるので説明を省略する。
ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部６４は、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳのいずれのステア状態にあるかを判定する（ステップＳ７０８）。ステップＳ７０９からステップＳ７２２までは、第１の実施の形態と異なる部分であり、図９で説明する。
【００５２】
ＵＳ状態と判定された場合には（ステップＳ７０９のＹｅｓ）、補正値設定部６６は、ＵＳヨーレート偏差を基にＵＳ補正値マップ（図７（ａ）参照）から前後それぞれの補正値を求める（ステップＳ７１０）。ＵＳ状態でないと判定された場合には（ステップＳ７０９のＮｏ）、前後ともにＵＳ状態の減衰力補正値を０（ゼロ）とする（ステップＳ７１１）。このようにして算出されたＵＳ補正値に対し、増加／減少レート制限を行う（ステップＳ７１２）。増加／減少レート制限は、単位時間あるいはサンプリング時間ごとに設定される補正値が急激に変化することで、車両の挙動に影響を与えないようにするため、なだらかに補正値を変化させるように設けられたものである。
【００５３】
ＯＳ状態と判定された場合は（ステップＳ７１３のＹｅｓ）、補正値設定部６６は、ＯＳヨーレート偏差を基にＯＳ補正値マップ（図７（ｂ）参照）から前後それぞれの補正値を求める（ステップＳ７１４）。ＯＳ状態でないと判定された場合には（ステップＳ７１３のＮｏ）、前後ともにＯＳ状態の減衰力補正値を０（ゼロ）とする（ステップＳ７１５）。このようにして算出されたＯＳ補正値に対し、増加／減少レート制限を行う（ステップＳ７１６）。
【００５４】
ＣＳ状態と判定された場合は（ステップＳ７１７のＹｅｓ）、補正値設定部６６は、ＣＳヨーレート偏差を基にＣＳ補正値マップ（図７（ｃ）参照）から前後それぞれの補正値を求める（ステップＳ７１８）。ＣＳ状態でないと判定された場合には（ステップＳ７１７のＮｏ）、前後ともにＣＳ状態の減衰力補正値を０（ゼロ）とする（ステップＳ７１９）。このようにして算出されたＣＳ補正値に対し、増加／減少レート制限を行う（ステップＳ７２０）。
【００５５】
次に、補正値設定部６６は、ＵＳ補正値とＣＳ補正値のうちいずれか小さい方の補正値にＯＳの補正値を加算して、前輪側の減衰力補正値を設定する（ステップＳ７２１）。
次に、補正値設定部６６は、ＣＳ補正値とＯＳ補正値のうちいずれか小さい方の補正値にＵＳの補正値を加算して、後輪側の減衰力補正値を設定する（ステップＳ７２２）。
図８に示すステップＳ７２３は、図５に示すステップＳ５１６と同様であり、図８に示すステップＳ７２４は、図５に示すステップＳ５１７と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
このように、ＵＳ補正値、ＯＳ補正値およびＣＳ補正値を全て用いて前輪補正値および後輪補正値を設定することにより、車両のＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態が切り替わるときに、ダンパの減衰力を滑らかに変化させることができる。
具体的には、例えば、車両がＯＳ状態のときに、ＯＳ状態を抑制するようにダンパの減衰力を設定していたとする。このときに、横滑り制御装置（ＥＳＣ）などの外部制御が加わり、車両がＯＳ状態からＵＳ状態に移行された場合、ＯＳ状態を抑制するために設定されていた減衰力が、ＵＳ状態を抑制するように設定し直されることになる。
【００５７】
ここで、ＯＳ状態を抑制するためには、後輪の目標減衰力を目標減衰力ベース値に対して低く（柔らかく）設定するのに対し、ＵＳ状態を抑制するためには後輪の目標減衰力を目標減衰力ベース値に対して高く（硬く）設定する。したがって、ＯＳ状態からＵＳ状態に急に変化した場合、単にＯＳ状態、ＵＳ状態に応じた値に減衰力を切り替えると、目標減衰力の値が急激に増加するため、それに応じて出力される減衰力も急激に変化することになり、車両挙動に影響を与えるおそれがある。
【００５８】
よって、前記したように、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態の全ての補正値を用いて目標減衰力を設定することで、切り換わりにおける減衰力の急激な変化を抑制することができ、車両挙動を安定させることができる。
【００５９】
また、前記した増加／減少レート制限を設けることにより、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態のそれぞれの減衰力補正値が急激に変化するのを抑制することができ、一層滑らかに減衰力を変化させることができるので、さらに車両挙動を安定させることができる。
そして、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳの各状態において個別に増加／減少レート制限を設定することで、車両挙動や外境に応じて、それぞれの補正値の立ち上がり（速応性）を調整することができる。
【００６０】
前記した例では、ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ状態の各減衰力補正値を全て用いて、前輪、後輪の減衰力個補正値を設定しているが、このうち２つだけを用いて減衰力補正値を設定することもできる。例えば、ＣＳが発生していない状態であれば、ＵＳ、ＯＳの減衰力補正値のみで前輪、後輪の減衰力補正値を設定することで、より、ＵＳ、ＯＳ状態に特化した補正値を設定することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 車体
２ タイヤ
３，３ｆｌ，３ｆｒ，３ｒｌ，３ｒｒ 車輪
４，４ｆｌ，４ｆｒ，４ｒｌ，４ｒｒ サスペンション装置
７ ＥＣＵ（減衰力可変ダンパの制御装置）
１０ 横Ｇセンサ
１１ ヨーレートセンサ
１２，１２ｆｌ，１２ｆｒ，１２ｒｌ，１２ｒｒ 上下Ｇセンサ
１３，１３ｆｌ，１３ｆｒ，１３ｒｌ，１３ｒｒ ダンパ変位センサ
１４，１４ｆｌ，１４ｆｒ，１４ｒｌ，１４ｒｒ 車輪速センサ
１５ 舵角センサ
２０ ダンパ
５０ 姿勢制御部
５６ 姿勢制御目標減衰値設定部（ベース値設定手段）
６０ ヨーレート制御部
６１ 車体速度計算部（車体速度検出手段）
６２ 軌跡角速度計算部
６３ 規範ヨーレート計算部
６４ ＵＳ／ＯＳ／ＣＳ判定部（横滑り状態検出手段）
６５ ヨーレート偏差計算部（ヨーレート偏差算出手段）
６６ 補正値設定部（補正値設定手段）
７０ 制御目標減衰値設定部（目標減衰力算出手段）
８０ 駆動電流設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、
前記車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定するベース値設定手段と、
前記各車輪の横滑り状態を検出する横滑り状態検出手段と、
前記横滑り状態検出手段の検出結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定手段と、
前記目標減衰力ベース値に前記減衰力補正値を加算することにより目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備えた
ことを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項２】
車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、
舵角を検出する舵角検出手段と、
車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記実ヨーレート検出手段により検出された実ヨーレートと、前記舵角および車速から設定された規範ヨーレートと、前記横加速度および車速から設定された軌跡角速度とに基づきヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、を有し、
前記横滑り状態検出手段は、前記算出されたヨーレート偏差に基づき、
車両のアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態を検出し、
前記補正値設定手段は、前記ヨーレート偏差算出手段による算出結果と、前記横滑り状態検出手段による前記各状態の検出結果に基づいて減衰力補正値を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項３】
前記目標減衰力ベース値は、前記車体のローリングを制御するためのロール制御目標値、前記車体のピッチングを制御するためのピッチ制御目標値、および、前記各車輪の上の車体の上下方向を制御するためのスカイフック制御目標値のうち最も高いものを選択したものであり、
前記選択された目標減衰力ベース値に、前記減衰力補正値を加算する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項１】
車体と車輪との間の相対振動の減衰に供される減衰力可変ダンパの制御装置であって、
前記車体の運動状態に基づき、目標減衰力ベース値を設定するベース値設定手段と、
前記各車輪の横滑り状態を検出する横滑り状態検出手段と、
前記横滑り状態検出手段の検出結果に基づき、減衰力補正値を設定する補正値設定手段と、
前記目標減衰力ベース値に前記減衰力補正値を加算することにより目標減衰力を算出する目標減衰力算出手段とを備えた
ことを特徴とする減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項２】
車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、
舵角を検出する舵角検出手段と、
車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記実ヨーレート検出手段により検出された実ヨーレートと、前記舵角および車速から設定された規範ヨーレートと、前記横加速度および車速から設定された軌跡角速度とに基づきヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、を有し、
前記横滑り状態検出手段は、前記算出されたヨーレート偏差に基づき、
車両のアンダーステア、オーバーステアまたはカウンタステアの各状態を検出し、
前記補正値設定手段は、前記ヨーレート偏差算出手段による算出結果と、前記横滑り状態検出手段による前記各状態の検出結果に基づいて減衰力補正値を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
【請求項３】
前記目標減衰力ベース値は、前記車体のローリングを制御するためのロール制御目標値、前記車体のピッチングを制御するためのピッチ制御目標値、および、前記各車輪の上の車体の上下方向を制御するためのスカイフック制御目標値のうち最も高いものを選択したものであり、
前記選択された目標減衰力ベース値に、前記減衰力補正値を加算する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減衰力可変ダンパの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７３４６５（Ｐ２０１１−１７３４６５Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７５７０（Ｐ２０１０−３７５７０）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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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