JP2009160964A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の安全性能を向上させることが可能なサスペンション装置を提供する。
【解決手段】横転予測部（挙動予測手段）によって車両の横転が予測されると、セミアクティブサスペンション制御装置１１（制御手段）によって旋回内輪に相対する流体圧回路５の遮断弁４が閉弁されて該旋回内輪に相対するショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）される。これにより、旋回内輪におけるばね力による旋回中の車体の旋回内側の浮き上がりが抑制され、車両の横転が回避されることにより車両の安全性能を向上させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、サスペンション装置の改良に関する。

一般に、旋回中の車両の内輪（以下、旋回内輪という）には、車体を持ち上げる方向にばね力が発生する。そして、このばね力は車両の横転を助長する。そこで、特許文献１には、車両が横転する虞がある運転状態となった時に、車両のばね上質量の位置エネルギーを減少させる方向にサスペンション剛性を制御し、操舵時に車体に発生するロールモーメントを減少させることにより、車両の横転防止効果を向上させる車両横転防止装置の開示がある。しかしながら、この車両横転防止装置では、サスペンション剛性、すなわち、ショックアブソーバの伸び剛性をばね力以上に設定することができないため、旋回内輪に発生するばね力、すなわち、車体を持ち上げる方向に発生する旋回内輪のばね力を抑止することができない。

また、車両の重量配分が概して前輪側に偏っているＦＦ車では、横転するに際し、まず、旋回内側の後輪がリフトすることが知られている。しかしながら、従来技術では、この旋回内側後輪の対角に配置される旋回外側の前輪のショックアブソーバの縮み剛性が低いことから、旋回内側後輪のリフト、延いては、車両の横転を助長する。

一方、車両の衝突時には、車両のバンパ高さを衝突対象物（例えば、相手車両のバンパ）に衝突させることが好ましい。従来、制動時に、前輪側のショックアブソーバ（セミアクティブショックアブソーバ）の減衰力を高めてピッチ速度を低減させることで安全性を確保したサスペンション装置が知られているが、フロントバンパの高さ、すなわち、前輪側の車高は、車両の前後の加速度とばね力との釣り合い位置になるため、前輪側のショックアブソーバの縮み側の減衰力を制御しただけでは、フロントバンパの高さを衝突対象物の高さに一致させることができない。
特開２００３−３２０８３０号公報

そこで本発明は、車両の安全性能を向上させることが可能なサスペンション装置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、本発明のうち請求項１に記載の発明は、各ショックアブソーバに相対配置されて各ショックアブソーバの上室と下室とを連通する各流体路に配置される遮断弁と、運転状況を検知する運転状況検知手段によって検知された運転状況に基き車両の挙動を予測する挙動予測手段によって予測された車両の挙動に基き各遮断弁を制御する制御手段と、を含む。

本発明のサスペンション装置によれば、車両の安全性能を向上させることができる。

（第１の実施形態）
本発明の一実施形態を図１〜図５に基いて説明する。
図１及び図２に示されるように、第１実施形態のサスペンション装置は、四輪車両の各車輪と車体との間に配置される各ショックアブソーバ２と、車両の運転状況を検知する運転状況検知部１１（運転状況検知手段）と、該運転状況検知部１１によって検知された運転状況に基き各ショックアブソーバ２の減衰力を調節することで車両の挙動を制御するセミアクティブ制御装置１（制御手段）と、を含む、いわゆる、セミアクティブ制御サスペンション装置である。また、第１実施形態のサスペンション装置は、各ショックアブソーバ２の上室２ａと下室２ｂとを連通する各流体路３に遮断弁４が配置される。そして、セミアクティブ制御装置１は、運転状況検知部１１によって検知された運転状況に基き車両の横転を予測する横転予測部（挙動予測手段）を有し、該横転予測部によって車両の横転が予測されると、車体と各旋回内輪との間に配置される各ショックアブソーバ２の各遮断弁４を閉弁し、これらのショックアブソーバ２をリジッド化（剛体化）させることにより車両の横転を回避するものである。

図２に示されるのは、第１実施形態のサスペンション装置の任意の車輪に相対するショックアブソーバ２及びその流体圧回路５である。なお、ショックアブソーバ２とその流体圧回路５は各車輪で要部の構造が一致するものであり、ここでは、１つの車輪に相対するショックアブソーバ２とその流体圧回路５のみについて説明する。流体圧回路５は、ショックアブソーバ２の上室２ａから下室２ｂへの流体（例えば、オイル）の流れを制御する流量可変バルブ６を有し、該流量可変バルブ６を制御することにより、ショックアブソーバ２の伸び側の減衰力が調節される。同様に、流体圧回路５は、ショックアブソーバ２の下室２ｂから上室２ａへの流体の流れを制御する流量可変バルブ７を有し、該流量可変バルブ７を制御することにより、ショックアブソーバ２の縮み側の減衰力が調節される。なお、流体圧回路５は、それぞれの流量可変バルブ６、７に並列配置される各リリーフ弁８、９を有する。

流体圧回路５は、遮断弁４が、流体路３、より詳しくは、流体路３における上室２ａ側の接続口の直近に配置される。また、流体圧回路５は、リリーフ弁１０が遮断弁４に並列配置されており、遮断弁４の下流側（図２における右側）の圧力が規定圧力（設定圧力）を越えて高くならないように構成されている。

図１に示されるように、運転状況検知部１１（運転状況検知手段）は、各車輪における上下方向のばね上加速度を検出するばね上上下加速度センサ、車体の横方向の加速度を検出する車体左右加速度センサ、車体のロール角度を検出するロール角センサ、ステアリングホイールの操舵角／角速度センサ、スロットルの開度を検出するスロットルセンサ、車輪回転速度／車速センサ、及びブレーキスイッチ等を含む。そして、セミアクティブ制御装置１は、運転状況検知部１１からの車体信号（出力信号）に基き、右側前輪の流量可変バルブ６、７を駆動するＦＲアクチュエータ、左側前輪の流量可変バルブ６、７を駆動するＦＬアクチュエータ、右側後輪の流量可変バルブ６、７を駆動するＲＲアクチュエータ、左側後輪の流量可変バルブ６、７を駆動するＲＬアクチュエータ、ならびに、右側前輪の流体圧回路５のＦＲ遮断弁４（電磁弁）、左側前輪の流体圧回路５のＦＬ遮断弁４、右側後輪の流体圧回路５のＲＲ遮断弁４、左側後輪の流体圧回路５のＲＬ遮断弁４を制御する。

次に、第１実施形態のサスペンション装置の作用を図３〜図５のフローチャート図に基き説明する。
セミアクティブ制御装置１は、電源が投入されて初期設定が完了すると、所定の制御周期毎に、運転状況検知部１１（運転状況検知手段）から出力される車体信号に基き、各アクチュエータ及び各遮断弁４の駆動信号を出力する。

以下、セミアクティブ制御装置１の横転防止制御の制御フローを説明する。図３に示されるように、セミアクティブ制御装置１（制御手段）は、運転状況検知部１１（運転状況検知手段）から車体信号（出力信号）を取得すると（ステップＳ１）、該車体信号に基づき横転予測部（挙動予測手段）によって車両の横転を予測する（ステップＳ２）。そして、セミアクティブ制御装置１は、車両の横転が予想されると（ステップＳ３におけるＹ）、横転防止制御を実行する（ステップＳ４）。なお、セミアクティブ制御装置１は、車両が横転しないと予想されると（ステップＳ３におけるＮ）、遮断弁４が開弁していない場合は全ての遮断弁４を開弁させた後（ステップＳ５）、通常のセミアクティブ制御を実行する（ステップＳ６）。

ステップＳ２の処理、すなわち、セミアクティブ制御装置１の横転予測部（挙動予測手段）における処理を説明する。
図４に示されるのは、対象車両がレーンチェンジを開始してから横転するまでの車体信号の波形である。横転予測部は、車体の横加速度が閾値以上の状態から所定時間内（車両毎に規定される時間内）に、ステアリングホイールの操舵角速度が閾値以上になった場合、あるいは、ロール角速度が閾値以上になった場合に、車両が横転すると予測（判定）する。なお、ロール角速度は、各車輪に相対配置されたばね上上下加速度センサからの出力信号に基づき算出される。

次に、ステップＳ４の処理、すなわち、セミアクティブ制御装置１による横転防止制御の制御フローを図５に基づき説明する。
まず、運転状況検知部１１の車体左右加速度センサからの車体信号（出力信号）に基づき車両の旋回方向を判定する（ステップＳ４−１）。この判定結果から各車輪について旋回内輪であるか否か（旋回外輪であるか）が判定され（ステップＳ４−２）、旋回内輪であると判定された車輪においては（ステップＳ４−２におけるＹ）、相対する流体圧回路５の遮断弁４が閉弁され、ショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）される。なお、セミアクティブ制御装置１は、ステップＳ４−２において旋回外輪であると判定された車輪においては（ステップＳ４−２におけるＮ）、それが前輪であるか否か（後輪であるか）を判定し（ステップＳ４−４）、後輪であると判定された車輪においては（ステップＳ４−４におけるＮ）、相対する流体圧回路５の遮断弁４が開弁していない場合は遮断弁４を開弁させた後（ステップＳ４−５）、通常のセミアクティブ制御が実行される（ステップＳ４−６）。

セミアクティブ制御装置１は、ステップＳ４−４において前輪であると判定された車輪（旋回外側前輪）においては（ステップＳ４−４におけるＹ）、運転状況検知部１１から出力された車体信号に基づき車体回転軸（ピッチ角）が求められる（ステップＳ４−７）。そして、旋回内側前輪と旋回内側後輪との浮上りを比較し（ステップＳ４−８）、後輪の浮上りが前輪の浮上りよりも大きいと判定されると（ステップＳ４−８におけるＹ）、旋回外側前輪に相対する各流体圧回路５の遮断弁４が閉弁され、旋回外側前輪及び旋回内側後輪に相対する各ショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）される。

なお、セミアクティブ制御装置１は、ステップＳ４−８において、後輪の浮上りが前輪の浮き上がり以下であると判定されると（ステップＳ４−８におけるＮ）、旋回外側前輪に相対する流体圧回路５の遮断弁４が開弁していない場合はこの遮断弁４を開弁させた後（ステップＳ４−５）、通常のセミアクティブ制御が実行される（ステップＳ４−６）。また、ステップＳ４−２からＳ４−８までの処理は、各車輪について実施される（ステップＳ４−９におけるＹあるいはＮ）。

第１実施形態によれば、セミアクティブサスペンション制御装置１１（制御手段）は、横転予測部（挙動予測手段）によって車両の横転が予測されると、旋回内輪に相対する流体圧回路５の遮断弁４が閉弁されて該旋回内輪に相対するショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）される。これにより、旋回内輪に発生するばね力による旋回中の車体の旋回内側の浮き上がりが抑制されて車両の横転が回避されることにより、車両の安全性能を向上させることができる。
また、セミアクティブサスペンション制御装置１１は、横転予測部によって車両の横転が予測されると、車体回転軸（ピッチ角）に基き旋回内側前輪の浮上りと旋回内側後輪の浮上りとが比較され、後輪の浮上りが前輪の浮上りよりも大きいと判定されると、旋回外側前輪及びこの旋回外側前輪に対して対角に配置された旋回内側後輪に相対する各流体圧回路５の遮断弁４が閉弁されて旋回外側前輪及び旋回内側後輪に相対する各ショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）される。これにより、旋回中の旋回内側後輪のリフトが防止されて車両の横転が回避されることにより、車両の安全性能を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。なお、第２の実施形態においては、上述した第１の実施形態に対して同一あるいは相当の構成要素については、同一の名称及び符号を付与すると共に、その詳細な説明を省略する。
上述したように、第１実施形態では、セミアクティブ制御装置１（制御手段）は、運転状況検知部１１（運転状況検知手段）から車体信号（出力信号）を取得すると（ステップＳ１）、該車体信号に基き横転予測部（挙動予測手段）によって車両の横転を予測し（ステップＳ２）、該横転予測部によって車両が横転すると予想されると（ステップＳ３におけるＹ）、横転防止制御が実行される（ステップＳ４）。

これに対し、第２の実施形態では、セミアクティブ制御装置１（制御手段）は、運転状況検知部１１（運転状況検知手段）から車体信号（出力信号）を取得すると（ステップＳ１に相当）、該車体信号に基き衝突予測部（挙動予測手段）によって車両の衝突を予測し（ステップＳ２に相当）、該衝突予測部によって車両が衝突すると予想されると（ステップＳ３におけるＹに相当）、プリクラッシュ制御、すなわち、バンパ高さ予測部（バンパ高さ予測手段）によって車両のバンパを衝突対象物に衝突させるための車両のバンパ高さが予測され、車両のバンパ高さが予測された車両のバンパ高さに到達した時点で、ショックアブソーバ２の遮断弁４が閉弁される。これにより、ショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）され、車両のバンパ高さが衝突予測部によって予測された車両のバンパ高さに保持される。

以下、セミアクティブ制御装置１によるプリクラッシュ制御（ステップＳ１０）の制御フローを図６に基づき説明する。
セミアクティブ制御装置１（制御手段）は、衝突予測部（挙動予測手段）によって車両の衝突が予測されると、まず、衝突対象物の形状を検出する（ステップＳ１０−１）。なお、衝突予測部による衝突の予測は、急制動あるいはカメラによって取り込んだ画像データに基づき予測することができる。また、衝突対象物の形状についても、カメラによって取り込んだ画像データあるいはレーダの検出データに基づき検出することができる。次に、現時点の車両のバンパ高さと衝突対象物の高さとを比較し（ステップＳ１０−２）、現バンパ高さと衝突対象物の高さとが一致していない場合（ステップＳ１０−２におけるＮ）、流体圧回路５の遮断弁４を開弁させた後（ステップＳ１０−３）、通常のセミアクティブ制御が実行される（ステップＳ４）。

そして、セミアクティブ制御装置１は、現バンパ高さと衝突対象物の高さとが一致した時点で（ステップＳ１０−２におけるＹ）、各車輪の流体圧回路５の各遮断弁４が閉弁され（ステップＳ１０−５）、各ショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）される。これにより、車両のバンパ高さが衝突対象物の高さに維持される。

第２の実施形態によれば、セミアクティブ制御装置１（制御手段）は、運転状況検知部１１（運転状況検知手段）から出力された車体信号に基づき衝突予測部（挙動予測手段）によって車両の衝突が予測され、該衝突予測部によって車両が衝突すると予想されると、プリクラッシュ制御、すなわち、バンパ高さ予測部（バンパ高さ予測手段）によって車両のバンパを衝突対象物に衝突させるための車両のバンパ高さが予測され、車両のバンパ高さがバンパ高さ予測部によって予測されたバンパ高さに到達した時点で、ショックアブソーバ２の遮断弁４が閉弁される。これにより、ショックアブソーバ２がリジッド化（剛体化）され、車両のバンパ高さがバンパ高さ予測部によって予測されたバンパ高さに保持される。これにより、車両のバンパを衝突対象物に衝突させて衝突の衝撃を効果的に吸収することができ、延いては、車両の安全性能を向上させることができる。

セミアクティブ制御装置の構成の概略を示すブロック図である。 ショックアブソーバを含む流体圧回路を示す図である。 セミアクティブ制御装置の主制御フローを示す図である。 車両がレーンチェンジを開始してから横転するまでの車体信号の波形を示す図である。 セミアクティブ制御装置における横転防止制御の制御フローを示す図である。 セミアクティブ制御装置におけるプリクラッシュ制御の制御フローを示す図である。

符号の説明

１ セミアクティブ制御装置（制御手段、だだし、挙動予測手段及びバンパ高さ予測手段を含む）、２ ショックアブソーバ（２ａ 上室、２ｂ 下室）、３ 流体路、４ 遮断弁、１１ 運転状況検知部（運転状況検知手段）

Claims (3)

1. 各車輪に相対配置されて上室と下室との圧力差によって減衰力を発生するショックアブソーバと、車両の運転状況を検知する運転状況検知手段と、前記運転状況検知手段によって検知された運転状況に基づき車両の挙動を予測する挙動予測手段と、を含むサスペンション装置であって、
   各ショックアブソーバに相対配置されて各ショックアブソーバの上室と下室とを連通する各流体路に配置される遮断弁と、
   前記挙動予測手段によって予測された車両の挙動に基づき各遮断弁を制御する制御手段と、
   を含むことを特徴とするサスペンション装置。
2. 前記制御手段は、前記挙動予測手段によって車両の横転が予測されると、選択された前記ショックアブソーバの前記遮断弁を閉弁して該ショックアブソーバを剛体化させることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記挙動予測手段によって車両の衝突が予測されると、車両のバンパを衝突対象物に衝突させることが可能な車両のバンパ高さを予測するバンパ高さ予測手段を含み、
   前記制御手段は、車両のバンパ高さが前記バンパ高さ予測手段によって予測された車両のバンパ高さに到達した時点で、選択された前記ショックアブソーバの前記遮断弁を閉弁して該ショックアブソーバを剛体化させることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。

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