JP2018158729A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アクチュエータを有する車両のサスペンション装置において、運転者が注意喚起情報を確実に感知できるようにする。
【解決手段】 車両１のサスペンション装置３であって、車両のばね上部材８とばね下部材９との間に設けられ、ばね上部材及びばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させるアクチュエータ７と、車両の状態に関する車両情報及び車両が走行する路面の状態に関する路面情報の少なくとも一方を取得する情報取得装置３８、４２と、情報取得装置によって検出された車両情報又は路面情報に基づいて、車両が所定の警告状態であるか否かを判定し、警告状態の場合にアクチュエータを所定の振動数で伸縮させる警告制御を行う制御装置１０とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両のサスペンション装置に関する。

ばね上部材とばね下部材との間に介装され、ばね上部材及びばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させるアクチュエータをスカイフック理論に基づいて制御することによって、車両のばね上の上下振動を抑制した車両が公知である（例えば、特許文献１）。

特開２００１−３１１４５２号公報

しかしながら、アクチュエータの制御によってばね上部材の上下振動が抑制された車両では、運転者に注意喚起を行う目的で路面に施されたランブルストリップや段差舗装等の凹凸に起因する振動も抑制されるため、運転者が注意喚起情報を適切に感知することができない虞がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、アクチュエータを有する車両のサスペンション装置において、運転者が注意喚起情報を確実に感知できるように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一態様は、車両（１）のサスペンション装置（３）であって、前記車両のばね上部材（８）とばね下部材（９）との間に設けられ、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させるアクチュエータ（７）と、前記車両の状態に関する車両情報及び前記車両が走行する路面の状態に関する路面情報の少なくとも一方を取得する情報取得装置（３８、４２等）と、前記情報取得装置によって検出された前記車両情報又は前記路面情報に基づいて、前記車両が所定の警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態の場合に前記アクチュエータを所定の振動数で伸縮させる警告制御を行う制御装置（１０）とを有することを特徴とする。

この態様によれば、車両が警告状態にある場合に、アクチュエータの振動によってばね上部材が振動するため、運転者は車両が警告状態にあることをばね上部材の振動から感知することができる。

また、上記の態様において、前記情報取得装置（３８）は、前記ばね下部材の振動情報を取得し、前記制御装置は、前記ばね下部材の振動情報に基づいて、前記車両の車輪が前記路面に設けられた凹凸を含む注意喚起形状部の上を通過している前記警告状態であるか否かを判定するとよい。

この態様によれば、車両の車輪が路面に設けられた凹凸を含む注意喚起形状部を通過するときに、アクチュエータが振動してばね上部材が振動するため、運転者は車両が注意喚起形状部の上を走行していることをばね上部材の振動から感知することができる。

また、上記の態様において、前前記情報取得装置（４２）は、路面画像情報を取得し、前記制御装置は、前記路面画像情報に基づいて、前記車両の車輪が前記路面に設けられた所定の路面表示に接近、又は重なった前記警告状態であるか否かを判定するとよい。

この態様によれば、車両の車輪が路面に設けられた路面表示に接近、又は重なったときに、アクチュエータが振動してばね上部材が振動するため、運転者は車両が路面表示に接近、又は路面表示上を走行していることをばね上部材の振動から感知することができる。車両は、車載カメラによって路面表示を検出するため、路面表示が凹凸を含まない場合にも路面表示を検出することができると共に、車輪が路面表示を実際に踏む前の車輪が路面表示に接近した状態においても運転者に注意喚起を行うことができる。

また、上記の態様において、前記アクチュエータ及び前記情報取得装置が、車輪の少なくとも２つのそれぞれに設けられ、前記制御装置は、前記車輪毎に前記警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態と判定された前記車輪に対応した前記アクチュエータに対して前記警告制御を行うとよい。

この態様によれば、運転者は各車輪のいずれに注意喚起が生じているかを認識することができる。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記車両情報又は前記路面情報に基づいて、前記警告制御における前記アクチュエータの振動パターン、振動数、及び振幅の少なくとも１つを変化させるとよい。

この態様によれば、運転者は、車両状態情報又は路面状態情報に応じて異なる注意喚起を受けることができ、車両の状態を一層詳細に認識することができる。

また、上記の態様において、前記ばね上部材及び前記ばね下部材が互いに離れる方向に付勢するばね（３０）を更に有し、前記情報取得装置は、前記アクチュエータの伸縮情報を取得し、前記制御装置は、前記アクチュエータの伸縮情報に基づいて、前記アクチュエータの収縮量が所定の値以上である前記警告状態であるか否かを判定するとよい。

この態様によれば、アクチュエータを利用して車両の積載物の過積載や偏り等の異常を検知し、アクチュエータの振動によってばね上部材を振動させ、運転者に異常を感知させることができる。

また、上記の態様において、前記アクチュエータ及び前記情報取得装置が、車輪の少なくとも２つのそれぞれに設けられ、前記制御装置は、前記車輪毎に前記警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態と判定された前記車輪に対応した前記アクチュエータに対して前記警告制御を行うとよい。

この態様によれば、積載物の過積載や偏りが生じている位置を運転者が感知することができる。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記アクチュエータの伸縮情報に基づいて、前記アクチュエータのそれぞれの縮み量の合計が所定の合計判定値以上である前記警告状態であるか否かを判定するとよい。

この態様によれば、アクチュエータを利用して車両の積載物の積載重量の超過を検知することができる。

また、上記の態様において、前記アクチュエータは、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させると共に、減衰力を与えて相対移動を減衰させるとよい。

この態様によれば、アクチュエータはダンパを兼ねることができる。

以上の構成によれば、アクチュエータを有する車両のサスペンション装置において、運転者が注意喚起情報を確実に感知できる。

実施形態に係る車両の構成図 電磁ダンパを示す断面図 制御装置の機能ブロック図 第１警告制御のフロー図 第２警告制御のフロー図 第３警告制御のフロー図

以下、図面を参照して、本発明に係る車両システムを適用した各実施形態について説明する。

図１に示すように、実施形態に係る４輪自動車である車両１は、車両１の骨格をなす車体２と、車体２に支持されたサスペンション装置３と、サスペンション装置３に支持された車輪４とを有する。サスペンション装置３及び車輪４は、車体２の前右、前左、後右、及び後左の４組が設けられている。以下、サスペンション装置３の構成要素及び車輪４について、位置を特定する場合には各符号の後にＦＲ（前右）、ＦＬ（前左）、ＲＲ（後右）、及びＲＬ（後左）の添え字を付し、総称する場合には添え字を省略する。

各サスペンション装置３は、車体２に回動可能に支持され、ナックル（図示省略）を介して車輪４を支持するサスペンションアーム６と、車体２とサスペンションアーム６との間に介装されたアクチュエータ７とを有する。アクチュエータ７を基準として一側（上側）に設けられる車体２をばね上部材８といい、他側（下側）に設けられるサスペンションアーム６及び車輪４をばね下部材９という。

アクチュエータ７は、後述する制御装置１０によって伸縮制御され、ばね上部材８及びばね下部材９に推進力を与えて互いに相対移動させる。アクチュエータ７は、電動機２０の駆動によって伸縮する電磁ダンパや、電動ポンプによって油圧シリンダの各室に油圧が供給される油圧シリンダや、電動ポンプによってエアシリンダの各室に圧縮空気が供給されるエアスプリング等であってよい。本実施形態では、アクチュエータ７に電磁ダンパを適用した例を一例として示す。電磁ダンパであるアクチュエータ７は、ばね上部材８及びばね下部材９に推進力を与えて互いに相対移動させると共に、ばね上部材８及びばね下部材９に減衰力を与えて相対移動を減衰させることができる。

図２に示すように、アクチュエータ７は、円筒形の外筒１２と、外筒１２の内部に一端が挿入された円筒形の内筒１３とを有する。内筒１３は、外筒１２と同軸に配置され、外筒１２に対して軸線方向に変位可能となっている。外筒１２及び内筒１３は、図示しないストッパを有し、軸線方向に沿った相対変位範囲が所定の範囲に規制され、軸線を中心とした相対回転が規制されている。外筒１２の内部には、外筒１２と同軸にねじ軸１４が配置されている。ねじ軸１４は、内筒１３と相反する側の端部において軸受１５を介して外筒１２に回転可能に支持されている。ねじ軸１４の外周面には、複数のボール１６を受容するねじ溝がらせん状の形成されている。内筒１３の外筒１２に挿入された端部にはボール１６を介してねじ軸１４と螺合するナット１７が結合されている。ねじ軸１４の内筒１３側の端部は、ナット１７を通過して内筒１３の内部に位置している。ねじ軸１４、ボール１６、及びナット１７は、ボールねじ１８を構成する。

外筒１２の外周部には、電動機２０のハウジング２１が支持されている。電動機２０の出力軸２２は、ねじ軸１４と平行に配置されている。電動機２０は、公知の様々なモータであってよく、例えば３相ブラシレスモータであってよい。ねじ軸１４の内筒１３側と相反する側の端部には第１プーリ２４が結合され、電動機２０の出力軸２２には第２プーリ２５が結合され、第１プーリ２４及び第２プーリ２５には無端状のベルト２６が掛け渡されている。外筒１２には、ベルト２６が通過可能な通路が形成されている。

外筒１２の外周部には径方向外方に突出した円板形の第１ばね受座２８が設けられ、内筒１３の外周部には径方向外方に突出した円板形の第２ばね受座２９が設けられている。第１ばね受座２８と第２ばね受座２９との間に圧縮コイルばね３０が介装されている。アクチュエータ７は、圧縮コイルばね３０によって伸び側に付勢されている。

外筒１２の内筒１３側と相反する端部には外筒取付部３１が設けられ、内筒１３の外筒１２側と相反する端部には内筒取付部３２が設けられている。本実施形態では、外筒取付部３１がサスペンションアーム６に結合され、内筒取付部３２が車体２に結合されている。

外筒１２及び内筒１３が軸線方向に相対変位すると、ねじ軸１４及びナット１７がねじ軸１４の軸方向に相対変位してねじ軸１４が回転する。ねじ軸１４の回転は、第１プーリ２４、ベルト２６、第２プーリ２５を介して電動機２０の出力軸２２に伝達され、電動機２０が回転する。同様に、電動機２０が回転すると、外筒１２及び内筒１３が軸線方向に相対変位する。このように、外筒１２及び内筒１３の軸線方向における相対変位、すなわちアクチュエータ７の伸縮と、電動機２０の回転とが連動している。アクチュエータ７の伸縮によって電動機２０が回転すると、誘導起電力が発生し、誘導起電力に応じた回転抵抗が発生し、アクチュエータ７の伸縮に対して減衰力を発生する。また、外部から電力を受けて電動機２０が回転すると、アクチュエータ７は伸び方向及び縮み方向に推進力を発生し、伸縮する。アクチュエータ７が発生する推進力及び減衰力は、電動機２０に供給する電力によって制御される。

車両１は、各アクチュエータ７の制御装置１０として、１つのＥＣＵ３４（電子制御ユニット）と、ＥＣＵ３４に接続された４つのＭＤＵ３５（モータ駆動ユニット）とを有している。各ＭＤＵ３５は各アクチュエータ７に対応して１つずつ接続され、車体２に設けられたバッテリ３６に接続されている。ＥＣＵ３４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いる。各ＭＤＵ３５は、ＥＣＵ３４からの指令によって作動し、各アクチュエータ７に供給する電力を制御するスイッチング回路等から構成されている。

ＥＣＵ３４には、ストロークセンサ３８、ばね上加速度センサ３９、ばね下加速度センサ４０、車速センサ４１、及び車載カメラ４２から信号が入力される。

ストロークセンサ３８は、各アクチュエータ７に設けられ、外筒１２及び内筒１３の相対位置、すなわちアクチュエータ７のストロークＸＳ（伸縮状態、長さ）を検出するセンサであり、アクチュエータ７のストロークＸＳに応じた信号をＥＣＵ３４に入力する。ばね上加速度センサ３９は、ばね上部材８（車体２）の各車輪４に対応した部分の上下加速度であるばね上加速度ＧＵを検出するセンサであり、ばね上加速度ＧＵに応じた信号をＥＣＵ３４に入力する。ばね下加速度センサ４０は、ばね下部材９（サスペンションアーム６）の上下加速度であるばね下加速度ＧＬを検出するセンサであり、ばね下加速度ＧＬに応じた信号をＥＣＵ３４に入力する。車速センサ４１は、車速Ｖを検出するセンサであり、例えば車輪４の回転に応じた信号をＥＣＵ３４に入力する。車載カメラ４２は、車両１の前方の路面を撮像するカメラであり、路面画像情報ＣＩをＥＣＵ３４に入力する。

ＥＣＵ３４は、各センサからの信号に基づいて、アクチュエータ７毎にアクチュエータ７の目標荷重ＦＴを演算し、目標荷重ＦＴに基づいて各アクチュエータ７の電動機２０に供給する目標電流値ＩＴを演算する。各ＭＤＵ３５は、目標電流値ＩＴに基づいてＰＷＭ制御等を行い、各アクチュエータ７の電動機２０に目標電流を供給する。

図３は、ＥＣＵ３４の機能ブロックの一例である。図３に示すように、ＥＣＵ３４は、各アクチュエータ７を制御するべくアクチュエータ７毎に構成された出力制御部５１と、各アクチュエータ７に共通の警告制御部５２とを有する。各出力制御部５１は、ストローク速度演算部５３、ばね下要求荷重演算部５４、ばね上速度演算部５５、ばね上要求荷重演算部５６、目標荷重演算部５７、及び目標電流演算部５８を有する。

ストローク速度演算部５３は、対応するストロークセンサ３８から入力されるストロークＸＳを時間で微分することによって、アクチュエータ７のストローク速度ＶＳを演算する。ばね下要求荷重演算部５４は、アクチュエータ７の伸縮を減衰させることによって、ばね下部材９の振動を低減させるべく、ばね下要求荷重Ｆ１を演算する。ばね下要求荷重演算部５４は、ストローク速度演算部５３から出力されるストローク速度ＶＳに基づいて所定のマップを参照し、ばね下要求荷重Ｆ１を設定する。マップは、ストローク速度ＶＳに対するばね下要求荷重Ｆ１の関係を規定しており、ストローク速度ＶＳが縮み方向に大きくなるほどアクチュエータ７が伸び方向により大きな荷重を発生させ、ストローク速度ＶＳが延び方向に大きくなるほどアクチュエータ７が縮み方向により大きな荷重を発生させるように設定されている。すなわち、ストローク速度ＶＳが大きくなるほどアクチュエータ７が発生する減衰力（抵抗力）が大きくなるように設定されている。

ばね上速度演算部５５は、対応するばね上加速度センサ３９から入力されるばね上加速度ＧＵを時間で積分することによって、ばね上部材８の上下速度であるばね上速度ＶＵを演算する。ばね上要求荷重演算部５６は、スカイフック理論に基づいてばね上速度ＶＵを０にするように、ばね上要求荷重Ｆ２を演算する。ばね上要求荷重演算部５６は、ばね上速度演算部５５から出力されるばね上速度ＶＵに予め設定されたばね上ゲイン（スカイフックゲイン）Ｃを乗算することによって、ばね上要求荷重Ｆ２を演算する。ばね上要求荷重Ｆ２は、ばね上速度ＶＵが上向きに大きくなるほどアクチュエータ７が縮み方向により大きな荷重（推進力）を発生し、ばね上速度ＶＵが下向きに大きくなるほどアクチュエータ７が延び方向により大きな荷重（推進力）を発生するように設定される。

目標荷重演算部５７は、ばね下要求荷重演算部５４から出力されるばね下要求荷重Ｆ１と、ばね上要求荷重演算部５６から出力されるばね上要求荷重Ｆ２と、後述する警告制御部５２から出力される警告要求荷重Ｆ３とを加算することによって、アクチュエータ７の目標荷重ＦＴを演算する。目標電流演算部５８は、所定の目標荷重ＦＴと目標電流値ＩＴとの関係が規定されたマップを参照することによって、目標荷重ＦＴに応じた目標電流値ＩＴを演算し、目標電流値ＩＴを対応するＭＤＵ３５に出力する。ＭＤＵ３５は、目標電流値ＩＴに基づいて、対応するアクチュエータ７に目標電流値ＩＴに対応した電流を供給する。ＭＤＵ３５は、例えば目標電流値ＩＴにデューティ比を設定し、デューティ比に応じてスイッチング素子を制御する。

警告制御部５２は、車両１が次の第１〜第３警告状態にあるか否かを判定し、車両１が第１〜第３警告状態にあるときに、所定のアクチュエータ７を警告動作させるための警告要求荷重Ｆ３を所定のアクチュエータ７に対応した目標荷重演算部５７に出力する。第１警告状態は、車両１が走行する路面に設けられたランブルストリップや段差舗装等の凹凸を有する注意喚起形状部の上を車輪４が通過している状態という。第２警告状態は、車両１が走行する路面に設けられた車道中央線や車道外側線等の区画線を含む路面表示に車輪４が接近、又は重なっている（路面表示上を通過している）状態をいう。第３警告状態は、車両１の積載物の積載位置に偏りが生じている、又は総積載量が所定の上限値を超過している状態をいう。本実施形態に係る警告制御部５２は、第１警告状態に対して第１警告要求荷重Ｆ３Ａを生成する第１警告制御部６１と、第２警告状態に対して第２警告要求荷重Ｆ３Ｂを生成する第２警告制御部６２と、第３警告状態に対して第３警告要求荷重Ｆ３Ｃを生成する第３警告制御部６３と、第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃに基づいて警告要求荷重Ｆ３を生成する統合部６４とを有する。

第１警告制御部６１は、ストロークセンサ３８から入力されるストロークＸＳに基づいてアクチュエータ７の振動状態を検出し、アクチュエータ７の振動状態が所定の判定パターンに該当するか否かを判定することによって第１警告状態であるか否かを判定し、第１警告状態である場合に第１警告要求荷重Ｆ３Ａを設定する。他の実施形態においては、ばね下加速度センサ４０から入力されるばね下加速度ＧＬに基づいてばね下部材９の振動状態を検出し、ばね下部材９の振動状態が所定の判定パターンに該当するか否かを判定することによって第１警告状態であるか否かを判定し、第１警告状態である場合に第１警告要求荷重Ｆ３Ａを設定してもよい。

図４を参照して、第１警告制御部６１が実行する第１警告制御の手順の一例を説明する。図４に示す第１警告制御は、アクチュエータ７毎に実行される。第１警告制御では、ステップＳ１において、ストロークＸＳの振動パターンが所定の判定パターンに一致するか否かを判定する。具体的には、所定の期間内にストロークＸＳが所定の閾値以上となった回数が所定の回数以上であるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にストロークＸＳの振動パターンが所定の判定パターンに一致すると判定する。ストロークＸＳは、アクチュエータ７の初期状態を０として、縮み方向にストロークＸＳの値が正に大きくなるものとする。また、ストロークＸＳに基づいてアクチュエータ７の振幅及び周波数を算出し、振幅が所定の振幅判定値以上かつ周波数が所定の周波数判定値以上であるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にストロークＸＳの振動パターンが所定の判定パターンに一致すると判定してもよい。

ステップＳ１での判定結果がＮｏの場合、ステップＳ３において第１警告要求荷重Ｆ３Ａを０に設定する。ステップＳ１での判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ２において第１警告要求荷重Ｆ３Ａに所定の振動パターンを設定する。第１警告要求荷重Ｆ３Ａに設定される振動パターンは、ストロークＸＳの振幅、振動数、及び振動パターンの少なくも１つに基づいて変化させてもよい。例えば、ストロークＸＳの振幅が大きいほど、第１警告要求荷重Ｆ３Ａに設定される振動パターンの振幅が大きく設定されるとよい。また、ストロークＸＳの振動数が大きいほど、第１警告要求荷重Ｆ３Ａに設定される振動パターンの振動数が大きく設定されるとよい。また、ストロークＸＳの振幅が所定の判定値より大きい場合には、第１警告要求荷重Ｆ３Ａに設定される振動パターンが例えば３３７拍子等の特定のパターンに設定されてもよい。ステップＳ２及びステップＳ３において第１警告要求荷重Ｆ３Ａが設定された後は、リターンに進み、第１警告制御が繰り返される。

図５を参照して、第２警告制御部６２が実行する第２警告制御の手順の一例を説明する。図５に示す第２警告制御は、アクチュエータ７毎に実行される。第２警告制御では、ステップＳ１１において、路面画像情報ＣＩに基づいて、アクチュエータ７に対応する車輪４と路面表示との距離が所定の判定値以下であるか否かを判定する。本実施形態では、車道中央線及び車道外側線が、検出対象の路面表示である。例えば、路面画像情報ＣＩから画像中における路面表示の相対位置情報を取得し、路面表示の相対位置情報と各車輪４との距離について予め設定されたマップを参照することによって、路面表示とアクチュエータ７に対応する車輪４との距離を演算するとよい。

ステップＳ１１での判定結果がＮｏの場合、ステップＳ１３において第２警告要求荷重Ｆ３Ｂを０に設定する。ステップＳ１１での判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１２において第２警告要求荷重Ｆ３Ｂに所定の振動パターンを設定する。第２警告要求荷重Ｆ３Ｂに設定される振動パターンは、アクチュエータ７に対応する車輪４と路面表示との距離に基づいて変化させてもよい。例えば、アクチュエータ７に対応する車輪４と路面表示との距離が小さいほど、第２警告要求荷重Ｆ３Ｂに設定される振動パターンの振幅及び振動数が大きく設定されるとよい。また、アクチュエータ７に対応する車輪４と路面表示との距離が所定の判定値以下である場合には、第２警告要求荷重Ｆ３Ｂに設定される振動パターンが例えば３３７拍子等の特定のパターンに設定されてもよい。ステップＳ５及びステップＳ６において第２警告要求荷重Ｆ３Ｂが設定された後は、リターンに進み、第２警告制御が繰り返される。

図６を参照して、第３警告制御部６３が実行する第３警告制御の手順の一例を説明する。図６に示す第３警告制御は、各アクチュエータ７に共通して実行される。第３警告制御では、ステップＳ２１に車速センサ４１から入力される車速Ｖに基づいて車速Ｖが０であるか否かを判定する。ステップＳ２１での判定がＮｏの場合にはリターンに進み、判定がＹｅｓの場合にはステップＳ２２に進む。ステップＳ２１の判定によって、ステップＳ２２〜Ｓ３４の処理は、車両１が停止しているときに実行される。

ステップＳ２２では、前右ストロークセンサ３８ＦＲから入力された前右ストロークＸＳ＿ＦＲ、前左ストロークセンサ３８ＦＬから入力された前左ストロークＸＳ＿ＦＬ、後右ストロークセンサ３８ＲＲから入力された後右ストロークＸＳ＿ＲＲ、及び後左ストロークセンサ３８ＲＬから入力された後左ストロークＸＳ＿ＲＬを加算し、全ストロークＸＳ＿ＴＯＴＡＬを算出する。そして、全ストロークＸＳ＿ＴＯＴＡＬが所定の判定値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。全ストロークＸＳ＿ＴＯＴＡＬが判定値ＴＨ１以上であるということは、車両１の積載物の総積載量（乗員を含む）が所定値以上であることを表している。ステップＳ２２での判定結果がＹｅｓの場合には、ステップＳ２３に進み、各アクチュエータ７に対応した第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＲ、Ｆ３Ｃ＿ＦＬ、Ｆ３Ｃ＿ＲＲ、Ｆ３Ｃ＿ＲＬに所定の振動パターンを設定する。ステップＳ２３の処理を行った後はリターンに進む。

ステップＳ２２での判定結果がＮｏの場合には、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、前右アクチュエータ７ＦＲのストロークＸＳ＿ＦＲが所定の判定値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。判定値ＴＨ２は、判定値ＴＨ１よりも小さい値に設定されている。前右アクチュエータ７ＦＲのストロークＸＳ＿ＦＲが判定値ＴＨ２以上である場合、車体２の前右部に加わる荷重、すなわち車体２の前右部に積載された積載物の重量が所定値以上であり、車体２の前右部に積載物の偏りが生じているとみなすことができる。ステップＳ２４での判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ２５において前右アクチュエータ７ＦＲに対応した前右第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＲに所定の振動パターンを設定する。ステップＳ２４での判定結果がＮｏの場合、ステップＳ２６において前右第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＲに０を設定する。ステップＳ２５の処理又はステップＳ２６の処理が完了した後は、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、前左アクチュエータ７ＦＬのストロークＸＳ＿ＦＬが所定の判定値ＴＨ３以上であるか否かを判定する。判定値ＴＨ３は、判定値ＴＨ１よりも小さい値に設定されている。前左アクチュエータ７ＦＬのストロークＸＳ＿ＦＬが判定値ＴＨ３以上である場合、車体２の前左部に加わる荷重、すなわち車体２の前左部に積載された積載物の重量が所定値以上であり、車体２の前左部に積載物の偏りが生じているとみなすことができる。ステップＳ２７での判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ２８において前左アクチュエータ７ＦＬに対応した前左第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＬに所定の振動パターンを設定する。ステップＳ２７での判定結果がＮｏの場合、ステップＳ２９において前左第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＬに０を設定する。ステップＳ２８の処理又はステップＳ２９の処理が完了した後は、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、後右アクチュエータ７ＲＲのストロークＸＳ＿ＲＲが所定の判定値ＴＨ４以上であるか否かを判定する。判定値ＴＨ４は、判定値ＴＨ１よりも小さい値に設定されている。後右アクチュエータ７ＲＲのストロークＸＳ＿ＲＲが判定値ＴＨ４以上である場合、車体２の後右部に加わる荷重、すなわち車体２の後右部に積載された積載物の重量が所定値以上であり、車体２の後右部に積載物の偏りが生じているとみなすことができる。ステップＳ３０での判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ３１において後右アクチュエータ７ＲＲに対応した後右第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＲＲに所定の振動パターンを設定する。ステップＳ３０での判定結果がＮｏの場合、ステップＳ３２において後右第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＲＲに０を設定する。ステップＳ３１の処理又はステップＳ３２の処理が完了した後は、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、後左アクチュエータ７ＲＬのストロークＸＳ＿ＲＬが所定の判定値ＴＨ５以上であるか否かを判定する。判定値ＴＨ５は、判定値ＴＨ１よりも小さい値に設定されている。後左アクチュエータ７ＲＬのストロークＸＳ＿ＲＬが判定値ＴＨ５以上である場合、車体２の後左部に加わる荷重、すなわち車体２の後左部に積載された積載物の重量が所定値以上であり、車体２の後左部に積載物の偏りが生じているとみなすことができる。ステップＳ３３での判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ３４において後左アクチュエータ７ＲＬに対応した後左第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＲＬに所定の振動パターンを設定する。ステップＳ３３での判定結果がＮｏの場合、ステップＳ３５において後左第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＲＬに０を設定する。ステップＳ３４の処理又はステップＳ３５の処理が完了した後は、リターンに進む。

以上の第３警告制御によって、積載荷重が超過している場合には、前右第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＲ、前左第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＦＬ、後右第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＲＲ、及び後左第３警告要求荷重Ｆ３Ｃ＿ＲＬに振動パターンが設定され、積載荷重の偏りが生じている場合には偏りが生じている部位に対応したアクチュエータ７の第３警告要求荷重Ｆ３Ｃに振動パターンが設定される。

判定値ＴＨ２〜ＴＨ５は、各アクチュエータ７の特性や位置に応じて任意に設定してよい。例えば、判定値ＴＨ２〜ＴＨ５は互いに等しい値であってよい。また、前側の車輪４に対応した判定値ＴＨ２及び判定値ＴＨ３が互いに等しく、後側の車輪４に対応した判定値ＴＨ４及び判定値ＴＨ５が互いに等しく、かつ判定値ＴＨ２と判定値ＴＨ４とが互いに相違する値に設定されてもよい。

統合部６４は、アクチュエータ７毎に設定された第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃに基づいて、アクチュエータ７毎に警告要求荷重Ｆ３を設定する。統合部６４は、第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃを全て加算して警告要求荷重Ｆ３を演算する、或いは第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃに優先順位をつけていずれかを選択し、警告要求荷重Ｆ３に設定する、或いは第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃに所定の係数を乗じて、その結果を全て加算して警告要求荷重Ｆ３を演算する等の処理を行う。

本実施形態では、統合部６４は、第１警告要求荷重Ｆ３Ａと第２警告要求荷重Ｆ３Ｂとが共に０でない場合には第１警告要求荷重Ｆ３Ａを警告要求荷重Ｆ３として設定し、第１警告要求荷重Ｆ３Ａが０であり、かつ第２警告要求荷重Ｆ３Ｂが０でない場合には２警告要求荷重Ｆ３を警告要求荷重Ｆ３として設定し、第３警告要求荷重Ｆ３Ｃが０でない場合には第３警告要求荷重Ｆ３Ｃを警告要求荷重Ｆ３として設定する。第３警告要求荷重Ｆ３Ｃが０でない場合には、車速Ｖが０であるため、第１及び第２警告要求荷重Ｆ３Ｂは０である。統合部６４は、生成した警告要求荷重Ｆ３を目標荷重演算部５７に出力する。

以上のように構成したサスペンション装置３の作用について説明する。実施形態に係るサスペンション装置３では、各アクチュエータ７が、ばね下部材９の上下振動を抑制するためのばね下要求荷重Ｆ１と、ばね上部材８の上下変位を抑制するためのばね上要求荷重Ｆ２とに基づいて制御されるため、車輪４の路面追従性及び乗り心地の両方の向上が常時実現されている。また、第１〜第３警告状態のいずれかが発生したときには、アクチュエータ７の目標荷重ＦＴを設定するときに、ばね下要求荷重Ｆ１及びばね上要求荷重Ｆ２に、第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃが加算されるため、ばね上部材８には第１〜第３警告要求荷重Ｆ３Ａ〜Ｆ３Ｃに応じた振動が発生する。これにより、運転者はばね上部材８の振動から第１〜第３警告状態の発生を感知することができる。

第１警告制御部６１によれば、ばね上部材８の上下振動を抑制する制御が実行されている場合でも、車両１の車輪４が路面の注意喚起形状部を通過するときに、アクチュエータ７が振動してばね上部材８が振動するため、運転者は車両１が注意喚起形状部の上を走行していることをばね上部材８の振動から感知することができる。また、注意喚起形状部の上を通過している車輪４に対応したアクチュエータ７のみが振動するため、運転者はどの車輪４が注意喚起形状部の上を走行しているかを認識することができる。

第２警告制御部６２によれば、車両１の車輪４が路面に設けられた車道中央線又は車道外側線に接近、又は重なったときに、アクチュエータ７が振動してばね上部材８が振動するため、運転者は車両１が路面表示に接近、又は路面表示上を走行していることをばね上部材８の振動から感知することができる。これにより、運転者は走行レーンからの逸脱を回避、或いは早期に解消することができる。車両１は、車載カメラ４２によって路面表示を検出するため、路面表示が凹凸を含まない場合にも路面表示を検出することができると共に、車輪４が路面表示を実際に踏む前の車輪４が路面表示に接近した状態においても運転者に注意喚起を行うことができる。また、路面表示に接近、又は重なった車輪４に対応したアクチュエータ７のみが振動するため、運転者はどの車輪４が路面表示に接近、又は重なっているかを認識することができる。

第３警告制御部６３によれば、車両１の積載物の総積載重量の超過及び積載物の偏りを検知し、アクチュエータ７の振動によってばね上部材８を振動させ、運転者に異常を感知させることができる。過積載が生じているときには全てのアクチュエータ７が振動し、積載物の偏りが生じているときには偏りが生じている車輪４に対応したアクチュエータ７のみが振動するため、運転者は総積載重量の超過と積載物の偏りと区別して認識することができると共に、偏りが生じている車輪４を認識することができる。

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、上記の実施形態では、警告制御部５２が第１〜第３警告制御部６１〜６３の全てを有する構成としたが、他の実施形態では第１〜第３警告制御部６１〜６３の少なくとも１つを有する構成としてもよい。警告制御部５２が第１〜第３警告制御部６１〜６３の１つのみを有する構成とした場合、統合部６４は省略するとよい。また、上記の実施形態では、第３警告制御は、車速Ｖが０のときに第３警告状態を検出する構成としたが、他の実施形態では車速Ｖが０以外のときにも第３警告状態を検出する構成としてもよい。

１ ：車両
２ ：車体
３ ：サスペンション装置
４ ：車輪
７ ：アクチュエータ
８ ：ばね上部材
９ ：ばね下部材
１０ ：制御装置
２０ ：電動機
３０ ：圧縮コイルばね
３４ ：ＥＣＵ
３５ ：ＭＤＵ
３６ ：バッテリ
３８ ：ストロークセンサ
３９ ：ばね上加速度センサ
４０ ：ばね下加速度センサ
４１ ：車速センサ
４２ ：車載カメラ
５１ ：出力制御部
５２ ：警告制御部

Claims (10)

1. 車両のサスペンション装置であって、
   前記車両のばね上部材とばね下部材との間に設けられ、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させるアクチュエータと、
   前記車両の状態に関する車両情報及び前記車両が走行する路面の状態に関する路面情報の少なくとも一方を取得する情報取得装置と、
   前記アクチュエータを伸縮制御する制御装置とを有し、
   前記制御装置は、前記アクチュエータの伸縮を減衰させることによって、前記ばね下部材の振動を低減させるべく、ばね下要求荷重を演算するばね下要求荷重演算部と、スカイフック理論に基づいてばね上速度を０にするように、ばね上要求荷重を演算するばね上要求荷重演算部と、前記情報取得装置によって検出された前記車両情報又は前記路面情報に基づいて、前記車両が所定の警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態の場合に前記アクチュエータを所定の振動数で伸縮させる警告制御を行うために警告要求荷重を演算する警告制御部と、前記ばね下要求荷重、前記ばね上要求荷重、及び前記警告要求荷重を加算することによって、前記アクチュエータの目標荷重を演算する目標荷重演算部とを有することを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 前記情報取得装置は、前記ばね下部材の振動情報を取得し、
   前記制御装置は、前記ばね下部材の振動情報に基づいて、前記車両の車輪が前記路面に設けられた凹凸を含む注意喚起形状部の上を通過している前記警告状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両のサスペンション装置。
3. 前記情報取得装置は、路面画像情報を取得し、
   前記制御装置は、前記路面画像情報に基づいて、前記車両の車輪が前記路面に設けられた所定の路面表示に接近、又は重なった前記警告状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両のサスペンション装置。
4. 前記アクチュエータ及び前記情報取得装置が、車輪の少なくとも２つのそれぞれに設けられ、
   前記制御装置は、前記車輪毎に前記警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態と判定された前記車輪に対応した前記アクチュエータに対して前記警告制御を行うことを特徴とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の車両のサスペンション装置。
5. 前記制御装置は、前記車両情報又は前記路面情報に基づいて、前記警告制御における前記アクチュエータの振動パターン、振動数、及び振幅の少なくとも１つを変化させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の車両のサスペンション装置。
6. 前記ばね上部材及び前記ばね下部材が互いに離れる方向に付勢するばねを更に有し、
   前記情報取得装置は、前記アクチュエータの伸縮情報を取得し、
   前記制御装置は、前記アクチュエータの伸縮情報に基づいて、前記アクチュエータの収縮量が所定の値以上である前記警告状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両のサスペンション装置。
7. 前記アクチュエータ及び前記情報取得装置が、車輪の少なくとも２つのそれぞれに設けられ、
   前記制御装置は、前記車輪毎に前記警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態と判定された前記車輪に対応した前記アクチュエータに対して前記警告制御を行うことを特徴とすることを特徴とする請求項６に記載の車両のサスペンション装置。
8. 前記制御装置は、前記アクチュエータの伸縮情報に基づいて、前記アクチュエータのそれぞれの縮み量の合計が所定の合計判定値以上である前記警告状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の車両のサスペンション装置。
9. 車両のサスペンション装置であって、
   前記車両のばね上部材とばね下部材との間に設けられ、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させるべく、各車輪に対応して設けられたアクチュエータと、
   前記車輪のそれぞれに対応して設けられ、前記ばね上部材及び前記ばね下部材を互いに離れる方向に付勢するばねと、
   前記アクチュエータのそれぞれの伸縮情報を取得する情報取得装置と、
   前記アクチュエータのそれぞれを伸縮制御する制御装置とを有し、
   前記制御装置は、前記アクチュエータのそれぞれの伸縮情報に基づいて、前記車輪毎に前記アクチュエータの収縮量が所定の値以上である警告状態であるか否かを判定し、前記警告状態と判定された前記車輪に対応した前記アクチュエータを所定の振動数で伸縮させると共に、前記アクチュエータのそれぞれの収縮量の合計が所定の合計判定値以上である場合に、前記アクチュエータの全てを所定の振動数で伸縮させることを特徴とする車両のサスペンション装置。
10. 前記アクチュエータは、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力を与えて互いに相対移動させると共に、減衰力を与えて相対移動を減衰させることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つの項に記載の車両のサスペンション装置。

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