JP5046827B2 - 車両用電動ダンパ装置 - Google Patents
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Description
しかも、車両にスタビライザを配置する場合に、車室に対してスタビライザを迂回させるとともに、排気管、ドライブシャフト、燃料タンクなどの他の搭載部品に対してスタビライザが干渉しないことが求められる。このため、スタビライザは屈曲した複雑な形状にならざるを得ない。この結果、スタビライザを設計するための設計工数が増大するとともに、スタビライザの性能を確認するための確認テストの工数が増大してしまう。
また、スタビライザを設けることは、車両の軽量化を図るとともに、車室のスペースの増大を図る上で、不利である。
からなる車両用電動ダンパ装置である。
請求項6に係る発明は、請求項4または5において、前記制御部は、前記左の変位量と前記左の変位速度の少なくとも一方の値に基づいて、前記左の車輪の変位方向が上下どちらであるかを判断し、前記左の変位方向が上方向の場合は変位方向が上方向の場合に適した第1制御特性により、前記左の変位方向が下方向の場合は変位方向が下方向の場合に適した第2制御特性により、前記左の電動モータを駆動制御し、前記右の変位量と前記右の変位速度の少なくとも一方の値に基づいて、前記右の車輪の変位方向が上下どちらであるかを判断し、前記右の変位方向が上方向の場合は変位方向が上方向の場合に適した第1制御特性により、前記右の変位方向が下方向の場合は変位方向が下方向の場合に適した第2制御特性により、前記右の電動モータを駆動制御する構成であって、前記第1制御特性と前記第2制御特性は異なる特性であることを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6において、前記第1制御特性において、前記左右の変位速度が大きい程、前記左右の電動モータの駆動制御量を2段階で大きくする構成であり、前記第2制御特性において、前記左右の変位速度が大きい程、前記左右の電動モータの駆動制御量を3段階で大きくする構成であることを特徴とする。
従って、捩ればね等から成るスタビライザが不要である。スタビライザを廃止することによって、車両の軽量化を図るとともに、車室のスペースの増大を図ることができ、しかも、車両のコストダウンを図ることができる。このため、スタビライザを不要としながら、車体のローリングを抑制するための「ばね」の機能に、ローリング方向の減衰機能を付加した、新たなサスペンション構造を提供することができる。さらには、スタビライザを廃止したので車両が軽量になる。このため、車両用サスペンション装置に備えているコイルスプリングにおける上下動のばね定数を低く設定することができる。この結果、車両の乗り心地性能を高めることができる。
また、請求項1、請求項5に係る発明によれば、左右の変位量の差から、変位差の速度を求め、この変位差の速度の絶対値を小さくするように、左右の電動モータを駆動制御するため、車体にローリングが発生したときに、ローリングを速く収束させることができる。このため、車両の走行安定性をより高めることができる。さらには、車両用電動ダンパ装置による上下動の減衰力(damping force)を低減することができる。この結果、車両の乗り心地性能を一層高めることができる。
例えば、中低速走行時におけるばね定数を小さく設定するとともに、高速走行時におけるばね定数を大きく設定するように制御することができる。この結果、通常の中低速走行時には車両の乗り心地をより良好にすることができ、また、高速走行時には車両の操縦性をより良好にすることができる。
図1は、本発明の車両用サスペンション装置を備えた車両を背面から見て、模式的に示している。車両10は、車体11に左右一対の車両用サスペンション装置20L,20Rを備えている。車体11は左右の上部にダンパハウジング11a,11aを有している。つまり、ダンパハウジング11a,11aは車体11の一部である。左右の車両用サスペンション装置20L,20Rは、車両10(自動車)のフロントサスペンション又はリヤサスペンションとして採用され、車体11に左右の車輪25L,25Rを懸架する。
これに対して、本発明では、円形断面のロッド32の外周面にラック51を有するので、ロッド32を収納する第1シリンダ41を小型にすることができる。
さらに、ロックガイド34は、ロッド32がピニオン軸53の長手方向へ移動することを規制しつつ、ロッド32をスライド可能に支持することができる。
コイルスプリング36は、第2シリンダ42と、第2シリンダ42から突出しているロッド32とを、囲むように配置されている。このコイルスプリング36は、第1ばね受け座71と第2ばね受け座72の間に介在することにより、シリンダ31とロッド32とを、軸方向へ且つ互いに離反する方向へ付勢する。
なお、右の変位量検出部80Rは、左の変位量検出部80Lと同じ構成なので、同一符号を付して説明を省略する。
ゲート駆動回路121は、制御回路113から出力インタフェース回路114を介して受けた制御信号に基づいてブリッジ回路122を駆動制御する。ブリッジ回路122は、左の電動モータ35Lに駆動電流を供給して駆動する。
左の電流検出部124Lは、ブリッジ回路122から左の電動モータ35Lへ供給される実際の駆動電流iaL(実電流iaL)を検出して制御部105へ発するものであり、例えば、ホール素子や抵抗から成る。
左上段の第1FET131のドレインと、右上段の第3FET133のドレインとは、互いに接続されるとともに、バッテリ101(図5参照)の正極に接続されている。
左下段の第2FET132のソースと、右下段の第4FET134のソースとは、互いに接続され、バッテリ101の負極に接続されるとともに、アースされている。
左上段の第1FET131のソースと、左下段の第2FET132のドレインとは、互いに接続されるとともに、左の電動モータ35Lの一方の端子に接続されている。
右上段の第3FET133のソースと、右下段の第4FET134のドレインとは、互いに接続されるとともに、左の電流検出部124Lを介して左の電動モータ35Lの他方の端子に接続されている。
なお、ブリッジ回路122の理解を容易にするために、図6には、4個の電界効果型トランジスタ131〜134にそれぞれ備えている回生用ダイオード135〜138を示した。つまり、第1FET131に第1回生用ダイオード135、第2FET132に第2回生用ダイオード136、第3FET133に第3回生用ダイオード137、第4FET134に第4回生用ダイオード138が、それぞれ接続されている。
次に、左右の変位量検出部80L,80Rが検出した変位量StL,StRと、車速検出部104が検出した車速Vsと、左右の電流検出部124L,124Rが検出した実電流iaL,iaRを読み込む(ステップST02)。
なお、車体11に対して左の車輪25Lが相対的に下方向へ変位した場合には、左の変位量StLは増大する。一方、車体11に対して右の車輪25Rが相対的に下方向へ変位した場合には、右の変位量StRは増大する。
ΔStの値が0よりも小さい場合には(ΔSt<0)、左の変位量StLが右の変位量StRよりも小さい(左にローリングしている)ので、負の値であると判断する。
ΔStの値が0の場合には(ΔSt=0)、左の変位量StLに対して右の変位量StRが同じ、つまり変化がない(ローリングしていない)ので、符号なしと判断してステップST11に進む。
以下、差ΔStのことを適宜「左右の変位量の差ΔSt」と言い換える。
図10は、横軸を左右の変位量の差ΔStとし、縦軸を第1ロール制御電流Fr1として、差ΔStに応じた第1ロール制御電流Fr1を求める第1ロール制御電流マップの説明図である。この第1ロール制御電流マップは、ΔSt=0のときにFr1=0であり、ΔStが増大するにつれてFr1も増大する特性を有した特性の直線によって示される。
ステップST08で求められた左の第1基準ロール制御電流irL1はモータ正転電流であり、右の第1基準ロール制御電流irR1はモータ逆転電流である。
ステップST10で求められた左の第1基準ロール制御電流irL1はモータ逆転電流であり、右の第1基準ロール制御電流irR1はモータ正転電流である。
図11は、横軸を車速Vsとし、縦軸を第1車速補正係数Kv1として、車速Vsに応じた第1車速補正係数Kv1を求める第1車速補正マップの説明図である。この第1車速補正マップは、例えば、次の特性を有した特性曲線によって示される。車速Vsが0において、第1車速補正係数Kv1は0.5である。車速Vsが0から所定のVnまで増大する範囲において、第1車速補正係数Kv1は0.5から1.0まで比例して増大する。車速VsがVnを超えて増大する範囲において、第1車速補正係数Kv1は1.0の一定値である。
左の変位速度SvLの値が負の場合には(SvL<0)、左の車輪25Lが上方向へ変位したと判断して、ステップST16に進む。
左の変位速度SvLの値が0の場合には(SvL=0)、左の車輪25Lが上下に変位していないと判断して、ステップST18に進む。なお、SvL=0の場合には、左の基準ダンパ制御電流idL=0である。
次に、上記ステップST16において得られた左の基準ダンパ制御電流idLに−1を乗算することによってidLの符号を反転する(ステップST17)。つまり、「idL=−1・idL」である。ステップST17で求められた左の基準ダンパ制御電流idLはモータ逆転電流である。
以上の説明から明らかなように、図13に示すダンパ縮み時の基準ダンパ制御電流マップは、上記図12に示すダンパ伸び時の基準ダンパ制御電流マップと特性が異なる。
図14は、横軸を車速Vsとし、縦軸を第2車速補正係数Kv2として、車速Vsに応じた第2車速補正係数Kv2を求める第2車速補正マップの説明図である。この第2車速補正マップは、例えば、次の特性を有した特性曲線によって示される。車速Vsが0において、第2車速補正係数Kv2は0.3である。車速Vsが0から所定のVnまで増大する範囲において、第2車速補正係数Kv2は0.3から1.0まで比例して増大する。車速VsがVnを超えて増大する範囲において、第2車速補正係数Kv2は1.0の一定値である。
右の変位速度SvRの値が負の場合には(SvR<0)、右の車輪25Rが上方向へ変位したと判断して、ステップST22に進む。
右の変位速度SvRの値が0の場合には(SvR=0)、右の車輪25Rが上下に変位していないと判断して、ステップST24に進む。なお、SvR=0の場合には、右の基準ダンパ制御電流idR=0である。
次に、上記ステップST22において得られた右の基準ダンパ制御電流idRに−1を乗算することによってidRの符号を反転する(ステップST23)。つまり、「idR=−1・idR」である。ステップST23で求められた右の基準ダンパ制御電流idRはモータ逆転電流である。
図7に示されるステップST06〜ST10は、左右の変位量StL,StRの差ΔStに基づく制御特性(図10に示された第1ロール制御電流マップの特性)により、車体11のローリングを抑制するためのモータ制御電流irL1,irR1(第1基準ロール制御電流irL1,irR1)を設定する「第1ローリング抑制電流設定部」を構成している。
左のダンピング抑制電流設定部ST15〜ST17は、左の車輪25Lの変位方向が、上方向の場合の制御特性(図12に示された基準ダンパ制御電流マップの特性)と、下方向の場合の制御特性(図13に示された基準ダンパ制御電流マップの特性)とで、互いに異なる制御特性により、左ダンパ制御電流idLを設定する。
右のダンピング抑制電流設定部ST21〜ST23は、右の車輪25Rの変位方向が、上方向の場合の制御特性(図12に示された基準ダンパ制御電流マップの特性)と、下方向の場合の制御特性(図13に示された基準ダンパ制御電流マップの特性)とで、互いに異なる制御特性により、右ダンパ制御電流idRを設定する。
つまり、ΔSvの値が0よりも大きい場合には(ΔSv>0)、正の値であると判断する。
ΔSvの値が0よりも小さい場合には(ΔSv<0)、負の値であると判断する。
ΔSvの値が0の場合には(ΔSv=0)、符号なしと判断してステップST12Gに進む。
図17は、横軸を変位差の速度ΔSvとし、縦軸を第2ロール制御電流Fr2として、差ΔSvに応じた第2ロール制御電流Fr2を求める第2ロール制御電流マップの説明図である。この第2ロール制御電流マップは、ΔSv=0のときにFr2=0であり、ΔSvが増大するにつれてFr2も増大する特性を有した特性の直線によって示される。
ステップST12Dで求められた左の第2基準ロール制御電流irL2はモータ正転電流であり、右の第2基準ロール制御電流irR2はモータ逆転電流である。
ステップST12Fで求められた左の第2基準ロール制御電流irL2はモータ逆転電流であり、右の第2基準ロール制御電流irR2はモータ正転電流である。
図18は、横軸を車速Vsとし、縦軸を第3車速補正係数Kv3として、車速Vsに応じた第3車速補正係数Kv3を求める第3車速補正マップの説明図である。この第3車速補正マップは、例えば、次の特性を有した特性曲線によって示される。車速Vsが0において、第3車速補正係数Kv3は0.5である。車速Vsが0から所定のVnまで増大する範囲において、第3車速補正係数Kv3は0.5から1.0まで比例して増大する。車速VsがVnを超えて増大する範囲において、第3車速補正係数Kv3は1.0の一定値である。
ステップST25Aは、左の電動モータ35Lに供給する左の目標駆動電流imLと、右の電動モータ35Rに供給する右の目標駆動電流imRを設定するものである。
また、右の第1基準ロール制御電流irR1に右の第2基準ロール制御電流irR2と右の基準ダンパ制御電流idRを加算することによって、右の目標駆動電流imRを設定する(imR=irR1+irR2+idR)。
このため、スイングロッド82は、ロアアーム22に連結する構成に限定されるものではなく、例えば、アッパアーム21、車輪支持部材23または電動ダンパ装置30L、30Rに連結する構成であってもよい。
例えば、変位量StL,StRによって変位方向を判断する場合には、図8に示すステップST14、ST20は、変位量StL,StRが増大したときに車輪25L,25Rが下方向へ変位したと判断し、変位量StL,StRが減少したときに車輪25L,25Rが上方向へ変位したと判断する。
また、電動モータ35L,35Rの回転方向によって、車輪25L,25Rの変位方向を判断することができる。
Claims (7)
- 車体に対する左の車輪の相対的な上下運動によって回され、駆動制御によって前記左の車輪を前記車体に対して相対的に上下に変位可能な左の電動モータと、
車体に対する右の車輪の相対的な上下運動によって回され、駆動制御によって前記右の車輪を前記車体に対して相対的に上下に変位可能な右の電動モータと、
前記車体に対して前記左の車輪が上下方向に変位するときの、左の変位量を検出する左の変位量検出部と、
前記車体に対して前記右の車輪が上下方向に変位するときの、右の変位量を検出する右の変位量検出部と、
前記左の変位量と前記右の変位量との差が生じる場合、この差を少なくするように、前記車体に対して前記左右の車輪が上下逆方向に変位するように前記電動モータを駆動制御し、かつ、前記左右の変位量の差から変位差の速度を求め、この変位差の速度の絶対値を小さくするように、前記左右の電動モータを駆動制御する制御部と、
からなる車両用電動ダンパ装置。 - 車速を検出する車速検出部を、更に備え、
前記制御部は、前記検出された車速が所定の速度に達するまで、該検出された車速が大きい程、前記左右の電動モータの駆動制御量を大きくする構成であることを特徴とした請求項1記載の車両用電動ダンパ装置。 - 前記制御部は、
前記左の変位量と前記右の変位量との差が生じる場合、この差を少なくするように、前記車体に対して前記左右の車輪が上下逆方向に変位するように前記左右の電動モータを駆動制御するための第1基準ロール制御電流を算出し、
更に前記左右の変位量の差から変位差の速度を求め、この変位差の速度の絶対値を小さくするように前記左右の電動モータを駆動制御するための第2基準ロール制御電流算出し、前記第1基準ロール制御電流と前記第2基準ロール制御電流の和に基づき前記左右の電動モータを駆動制御することを特徴とした請求項1または請求項2記載の車両用電動ダンパ装置。 - 前記車体に対して前記左の車輪が上下方向に変位するときの、左の変位速度を検出する左の変位速度検出部と、
前記車体に対して前記右の車輪が上下方向に変位するときの、右の変位速度を検出する右の変位速度検出部と、を更に備え、
前記制御部は、前記左の変位速度の絶対値を小さくするように前記左の電動モータを駆動制御し、前記右の変位速度の絶対値を小さくするように前記右の電動モータを駆動制御する構成であることを特徴とした請求項1から請求項3までに記載のいずれか1項に記載の車両用電動ダンパ装置。 - 前記制御部は、前記左の変位量と前記右の変位量との差が生じる場合、この差を少なくするように、前記車体に対して前記左右の車輪が上下逆方向に変位するように前記左右の電動モータを駆動制御する第1基準ロール制御電流を算出し、
更に前記左の変位速度の絶対値を小さくするように前記左の電動モータを駆動制御し、前記右の変位速度の絶対値を小さくするように前記右の電動モータを駆動制御する基準ダンパ制御電流を算出し、前記第1基準ロール制御電流と前記基準ダンパ制御電流との和に基づき前記左右の電動モータを駆動制御することを特徴とした請求項4記載の車両用電動ダンパ装置。 - 前記制御部は、
前記左の変位量と前記左の変位速度の少なくとも一方の値に基づいて、前記左の車輪の変位方向が上下どちらであるかを判断し、前記左の変位方向が上方向の場合は変位方向が上方向の場合に適した第1制御特性により、前記左の変位方向が下方向の場合は変位方向が下方向の場合に適した第2制御特性により、前記左の電動モータを駆動制御し、
前記右の変位量と前記右の変位速度の少なくとも一方の値に基づいて、前記右の車輪の変位方向が上下どちらであるかを判断し、前記右の変位方向が上方向の場合は変位方向が上方向の場合に適した第1制御特性により、前記右の変位方向が下方向の場合は変位方向が下方向の場合に適した第2制御特性により、前記右の電動モータを駆動制御する構成であって、前記第1制御特性と前記第2制御特性は異なる特性である、
ことを特徴とした請求項4または5記載の車両用電動ダンパ装置。 - 前記第1制御特性において、前記左右の変位速度が大きい程、前記左右の電動モータの駆動制御量を2段階で大きくする構成であり、
前記第2制御特性において、前記左右の変位速度が大きい程、前記左右の電動モータの駆動制御量を3段階で大きくする構成である、
ことを特徴とした請求項6記載の車両用電動ダンパ装置。
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