JP2002114017A - サスペンション制御装置 - Google Patents

サスペンション制御装置

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JP2002114017A JP2001133447A JP2001133447A JP2002114017A JP 2002114017 A JP2002114017 A JP 2002114017A JP 2001133447 A JP2001133447 A JP 2001133447A JP 2001133447 A JP2001133447 A JP 2001133447A JP 2002114017 A JP2002114017 A JP 2002114017A
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    • Y10S180/902Shock or vibration absorbing or transmitting means between wheel suspension and motor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばね力等による位相差を考慮し、特にばね上
共振周波数帯域における制御性の向上を図り、よりスカ
イフックダンパ理論に近い減衰特性が得られるサスペン
ション制御装置を提供する。 【解決手段】 位相調整フィルタ13及びゲイン調整フ
ィルタ14を設け、車体共振点付近で、上下加速度Mを
49度進ませて、相対速度に対する上下加速度Mの位相
差を180度にして、相対速度と位相を合わせるように
している。車体共振点(1Hz)付近では、推定相対速
度の利得ゲインを小さくし、車体共振点付近以外の帯域
では、推定相対速度の利得ゲインを大きくし、信号Dを
生成している。車体共振点付近20では大きな値の係数
Eが得られ、車体共振点付近20の制御量が大きくな
り、高い周波数側の制御量が小さくなり、これに対応し
て減衰力が調整され、車体共振点(1Hz)付近におけ
る乗り心地の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に用いられる
サスペンション制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のサスペンション制御装置の一例と
して特開平5−330325号公報に示すものがある。
この公報に示す第2実施例の装置は、車両の車体と車軸
との間に介装された減衰係数可変型のショックアブソー
バと、ショックアブソーバの減衰係数を調整するアクチ
ュエータと、車体に取り付けられて車体の上下方向の加
速度を検出する加速度センサと、この加速度センサが検
出した加速度を積分して車体の上下方向の速度を求める
積分回路と、車体の上下方向の加速度の絶対値を求め
て、前記積分して求めた車体の上下方向の速度をこの絶
対値で割って、この値を車体と車軸間の相対速度として
当該相対速度(後述の相対速度M)に基づいてアクチュ
エータにショックアブソーバの減衰係数を調整させて車
体の制振を行うようにしている。
【0003】このサスペンション制御装置には、スカイ
フックダンパ理論に基づく制御方法に近似させて制御し
ている。ここで、スカイフックダンパ理論では、 V:車体(ばね上)の上下絶対速度 X:車軸(ばね下)の上下絶対速度 CZ:絶対座標系との間に設けたショックアブソーバ
(ダンパ)の減衰係数とした場合、 車体と車軸との間に設けたショックアブソーバ(ダン
パ)の減衰係数C1を次のように得るようにしている。
【0004】すなわち、V(V−X)>0であるなら、 C1 =CZ V/(V−X) … (1) としている。
【0005】また、V(V−X)<0であるなら、 C1 =0 … … … (2) としている。
【0006】これに対して、前記従来技術のサスペンシ
ョン制御装置では、ストロークセンサを用いずに、車体
に設けた上下加速度センサのみを用いてばね上の上下加
速度を検出し、この上下加速度に基づいて以下のように
減衰係数C1を決定するようにしている。そして、以下
のような制御則によって、前記式(1)中のばね上とば
ね下との実際の相対速度(V−X)に代えて、上下加速
度信号を実際の相対速度(V−X)と近似した推定相対
速度Mとして用いるようにしている。前記従来技術のサ
スペンション制御装置では、前記スカイフックダンパ理
論に基づいて、以下のように減衰係数C1を得るように
している。
【0007】すなわち、V(V−X)>0であるなら、 C1 =K V/M … … (1a) また、V(V−X)<0であるなら、 C1 =Cmin … … (2a) としている。前記式(1a)、(2a)において、K:
定数、Cmin≠0である。
【0008】前記従来技術のサスペンション制御装置に
用いる加速度センサでは、図38に示すショックアブソ
ーバ(ダンパ)の行程については、判定することができ
ないので、伸び側の減衰係数が変化したときは、縮み側
の減衰係数が小さい値で一定となり、縮み側の減衰係数
が変化するときは、伸び側の減衰係数が小さい値で一定
となる前記減衰係数可変型のショックアブソーバを用い
ている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、車体上下加速度の絶対値から相対速度を推
定して実際の相対速度(V−X)に近似し得るものとし
て、推定相対速度Mを相対速度(V−X)に代えて用い
ていたが、実際にはばね力等が影響して、図39に示す
ように、車体上下加速度信号71及び相対速度信号72
は位相差を生じる〔図39に示す例は、ある車種の自動
車の車体が1Hzで振動した場合の車体の上下加速度と
相対速度を測定したもので、車体上下加速度信号71は
相対速度信号72に対して131度(°)位相が進んで
いる。〕。そして、上述したように、車体上下加速度信
号71及び相対速度信号72に位相差を生じるので、ス
カイフックダンパ理論の相対速度(V−X)に該当する
相対速度信号72に代えて車体上下加速度信号71を、
そのまま、推定相対速度Mとして置き換え利用した従来
技術のサスペンション制御装置の場合、スカイフックダ
ンパ理論で得られるような理想の減衰特性が得られず、
特に比較的低周波数側のばね上共振周波数帯域(乗り心
地に大きく影響)において、必ずしも乗り心地が良いと
いうものではなかった。
【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ばね力等による上記位相差を考慮し、特にばね上共
振周波数帯域における制御性の向上を図り、よりスカイ
フックダンパ理論に近い減衰特性が得られるサスペンシ
ョン制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
サスペンション制御装置であって、車両のばね上とばね
下との間に介装され、減衰特性を調整可能なショックア
ブソーバと、車両のばね上の振動を検出するばね上振動
検出手段と、該ばね上振動検出手段が検出した検出信号
からばね上振動の絶対速度を求め、該絶対速度に応じて
前記ショックアブソーバの減衰特性を制御する制御手段
と、を備え、該制御手段は、前記ばね上振動検出手段が
検出した検出信号の位相を調整して前記ばね上とばね下
との実相対速度を推定する相対速度推定手段と、該相対
速度推定手段で得られた推定相対速度に基づいて前記シ
ョックアブソーバの減衰特性を制御する制御信号を生成
し、該制御信号を前記ショックアブソーバに出力する制
御信号出力部と、を有し、前記相対速度推定手段は、ば
ね上共振周波数帯域における実相対速度に対する前記検
出信号の位相差が少なくなるように、前記検出信号の位
相を調整することを特徴とする。請求項2記載の発明
は、請求項1に記載の構成において、前記検出信号の位
相調整は前記検出信号に対する調整パラメータに基づい
て行い、かつ前記調整パラメータの特性を、車両の状態
に応じて変更することを特徴とする。請求項3記載の発
明は、請求項1に記載の構成において、前記制御手段
は、前記ばね上振動検出手段の検出信号に基づいて路面
状態を判定し、前記検出信号の位相調整は前記検出信号
に対する調整パラメータに基づいて行い、かつ前記調整
パラメータの特性を、前記路面状態の判定内容に応じて
変更することを特徴とする。請求項4記載の発明は、請
求項1に記載の構成において、前記制御手段は、前記相
対速度推定手段で得られた相対速度を所定の変換特性に
基づいて前記制御信号の生成のための信号に変換し、前
記変換特性に関して、車両の状態または/及び路面状態
に応じて変更することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施の形態に
係るサスペンション制御装置を図1ないし図4に基づい
て説明する。図1において、自動車(車両)を構成する
車体1(ばね上)と4個(図には一つのみを示す。)の
車輪2(ばね下)との間には、ばね3と減衰特性を調整
可能なショックアブソーバ4とが並列に介装されてお
り、これらが車体1を支持している。なお、本第1実施
の形態及び後述する以下の第2〜第16実施の形態で
は、対象とする自動車は、図39に示すように車体上下
加速度信号71が相対速度信号72に対して131度
(°)進むような特性を有する車種のものを例にする。
【0013】ショックアブソーバ4は、図2に示すよう
に、縮み側の減衰力が小さい値(ソフト)のとき、伸び
側の減衰力を小さい値(ソフト)と大きい値(ハード)
の間で可変とし、伸び側の減衰力が小さい値のとき、縮
み側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする、
いわゆる伸/縮反転タイプとなっている。ショックアブ
ソーバ4には、ショックアブソーバ4に備えられた図示
しない減衰力調整機構を作動することによりショックア
ブソーバ4の減衰力を調整させるアクチュエータ5が設
けられている。
【0014】車体1上には、車体1の絶対座標系に対す
る上下方向の加速度(ばね上加速度)Mを検出する加速
度センサ6(ばね上振動検出手段)が取り付けられてい
る。加速度センサ6が検出した加速度M(検出信号)は
コントローラ7(制御手段)に供給される。なお、図1
に示すショックアブソーバ4等は、4個の車輪2に対応
してそれぞれ4個設けられているが、便宜上そのうち一
つのみを図示している。
【0015】コントローラ7は、図3に示すように、加
速度Mを積分して上下方向の速度(絶対速度)Vを求め
る積分回路8と、絶対速度Vを後述する信号Dで割って
補正信号Eを得る割り算回路9と、補正信号Eに所定の
大きさの制御ゲインKをかけて信号Fを求める増幅回路
10と、増幅回路10が求めた信号Fに対応する大きさ
の指令電流Iを求めこの大きさの指令電流I(制御信
号)をアクチュエータ5に通電させてショックアブソー
バ4の減衰力を調整する指令信号出力部11(制御信号
出力部)とを備え、自動車(車両)の制振制御を行い、
良好な乗り心地及び操縦安定性を確保するようにしてい
る。なお、上記説明では、コントローラ7を各車輪毎に
設けたものを示したが4輪分を1個のコントローラで制
御してもよい。この場合、図3に示す制御の内容は、各
車輪独立で計算することが望ましい。また、図3には、
各車輪部分の上下振動を制御する基本的制御のみ示した
が、車体のロールやピッチ等の姿勢変化状況、路面状
況、車速等の各種走行状況に応じて信号M、V、D、
E、F等を補正してもよい。この補正の方法は、各信号
にゲインを乗じたり、値を加えたり、不感帯を設け、そ
の幅を調整したりすることが考えられる。
【0016】さらに、コントローラ7は、加速度センサ
6からの加速度Mが入力され、後述するように実際の相
対速度の位相とばね上共振周波数帯域近傍で同じ位相に
調整するための位相調整フィルタ13と、位相調整され
た信号Bをローパスフィルタ14a及びハイパスフィル
タ14bを通して処理して信号Cを生成するゲイン調整
フィルタ14と、信号Cの絶対値〔以下、信号Dとい
い、その大きさをゲインDという。〕を求める絶対値算
出手段15とを有しており、位相調整フィルタ13とゲ
イン調整フィルタ14とが相対速度推定手段としての相
対速度推定部16を構成している。
【0017】位相調整フィルタ13は、次式(3)で示
される伝達関数G1(s)を有し、位相進み要素を含む
ものになっており、図39に示したように実際の相対速
度に対して所定角度進んでいる上下加速度Mの位相を所
定角度進ませて、例えば位相差を180度(°)にし
て、相対速度の位相に上下加速度Mの位相を合わせるよ
うにして、この位相調整した上下加速度Mを推定相対速
度(信号B)としている。
【0018】 G1(s)=(1+T2 s)/(1+T1 s) … … (3) 但し、T1,T2 :時定数
【0019】本実施の形態では、上下加速度Mは実際の
相対速度に対して位相が131度(°)進んでおり、位
相調整フィルタ13を通すことにより、図4に示すよう
に、路面入力が車体共振点〔ばね上共振周波数、1H
z〕に対応する1Hz付近(以下、車体共振点付近とい
う。)20では、上下加速度Mを49度(°)進ませ
て、実際の相対速度に対する位相差を180度(°)に
して、実際の相対速度の位相と上下加速度Mの位相を合
わせるようにしている。
【0020】そして、位相調整フィルタ13は、実際の
相対速度と位相合せされた位相合せ上下加速度B(推定
相対速度)をゲイン調整フィルタ14に出力するように
している。なお、本実施の形態では、時定数T1=1/
(2πf1)に関して、f1=50Hzとし、また、時定
数T2=1/(2πf2)に関して、f2=0.85Hz
として定めている。
【0021】ゲイン調整フィルタ14は、位相調整フィ
ルタ13の出力部に並列接続されるローパスフィルタ1
4a及びハイパスフィルタ14bから構成されている。
ゲイン調整フィルタ14は、ローパスフィルタ14a及
びハイパスフィルタ14bからの出力を加え合わせてバ
ンドパス信号Cを得て、この信号バンドパス信号Cを絶
対値算出回路15に出力するようにしている。
【0022】ローパスフィルタ14a及びハイパスフィ
ルタ14bは、それぞれ、次式(4)及び(5)に示す
伝達関数G2(s),G3(s)を有しており、これによ
り、ゲイン調整フィルタ14は、次式(6)に示す伝達
関数G4(s)を有したものになっている。
【0023】 G2(s)=1/(1+T3 s) … … (4) 但し、T3 :時定数
【0024】 G3(s)=T4 s/(1+T4 s) … … (5) 但し、T4 :時定数
【0025】 G4(s)=1/(1+T3 s)+T4 s/(1+T4 s) … (6)
【0026】そして、ゲイン調整フィルタ14は、図5
に示すように、車体共振点付近20では、推定相対速度
の利得ゲインを小さくし、また、車体共振点付近20以
外の帯域では、推定相対速度の利得ゲインを大きくし、
信号C(ひいては信号D)を生成している。なお、本実
施の形態では、時定数T3=1/(2πf3)に関して、
3=0.5Hzとし、また、時定数T4=1/(2πf
4)に関して、f4=2.0Hzとして定めている。な
お、ここで、各時定数T1、T2、T3及びT4は、車両の
重量やばね上及びばね下間に設けるばねのばね定数等
(車種)により最適値を設定するようにする。
【0027】本実施の形態では、以下のように減衰係数
2を得るようにしている。
【0028】すなわち、V(V−X)>0であるなら、 C2 =K V/E … … (1c) としている。また、V(V−X)<0であるなら、 C2 =Cmin … … (2c) としている。
【0029】上述したように構成したサスペンション制
御装置では、加速度センサ6からの加速度Mに対して、
位相調整フィルタ13及びゲイン調整フィルタ14を作
用させており、車体共振点付近20では、上下加速度M
を49度(°)進ませて、実際の相対速度に対する上下
加速度Mの位相差を180度(°)にして、車体共振点
付近20では相対速度と位相を合わせるようにしてい
る。また、車体共振点付近20では、実際の推定相対速
度の利得ゲインを小さくし、車体共振点付近20以外の
帯域では、推定相対速度の利得ゲインを大きくし、信号
Cを生成している。このため、割り算回路9で(V/
D)の演算を行なうことにより、車体共振点付近20で
は大きな値の係数E(補正信号E)が得られ、車体共振
点付近20の制御量が大きくなり、高い周波数側の制御
量が小さくなり、これに対応して減衰力が調整され、車
体共振点(1Hz)付近における乗り心地の向上を図る
ことができる。
【0030】本実施の形態で得られる発生減衰力(新制
御則発生減衰力)40を、演算により求めたところ、図
6に示すデータが得られた。この新制御則発生減衰力4
0は、スカイフック理論の発生減衰力(理論発生減衰
力)41とピークが等しくなり、上述した従来技術によ
り得られる発生減衰力(従来技術発生減衰力)42に比
して、より理論発生減衰力に近い減衰力となる結果が得
られ、本実施の形態により制御性の向上が図れることを
確認することができた。
【0031】また、本実施の形態では減衰特性が反転型
の減衰係数可変型のショックアブソーバ4を用いてお
り、ショックアブソーバ4(ダンパ)の行程(向き)に
ついて、ショックアブソーバ4の伸び側及び縮み側の減
衰力により判定することが可能であり、ストロークセン
サのような高価なものに代えて比較的廉価な加速度セン
サ6を利用して自動車(車両)の制振制御を行い、良好
な乗り心地及び操縦安定性を確保するので、その分、低
コスト化を図ることができる。なお、ショックアブソー
バ4としては、反転型の減衰係数可変型のショックアブ
ソーバ4に限定されるものではない。
【0032】上記実施の形態では、サスペンション制御
装置が用いられる車両が自動車である場合を例にした
が、これに代えて、図7に示すように、車体1の上下加
速度を鉄道車両30の車体31の左右加速度に置き換
え、車体1の上下絶対速度を車体31の左右絶対速度、
車軸を台車32に置き換えることにより、鉄道車両30
に用いることができる。なお、このように自動車に代え
て、鉄道車両に適用できることは、後述する以下の第2
〜第16実施の形態にも同様に言えることである。
【0033】上記実施の形態では、指令信号出力部11
からの指令信号に対応する電流の大きさにより(図2参
照)、ショックアブソーバ4の伸び・縮み側の減衰力の
大きさを変えるようにした場合を例にしたが、これに代
えて、ショックアブソーバ4についてその伸び・縮み側
がハード(H)/ソフト(S)、S/S、S/Hである
減衰特性ポジションを選択可能に設け、指令信号出力部
11が出力する指令信号を、前記H/S、S/S、S/
Hの減衰特性ポジションを選択するものとしてもよい。
なお、このことは、後述する以下の第2〜第16実施の
形態にも同様に言えることである。
【0034】また、上記実施の形態では、位相調整フィ
ルタ13は、位相を進める位相進め要素を含むものとし
たが、別段これに限らず、位相を遅らせて位相を調整す
る位相遅れ要素としても構わない。すなわち、図39に
おいて、横に伸びる時間軸に対して、各信号が交差する
ポイントを一致するように位相調整できるものであれば
良い。なお、このことは、後述する以下の第2〜第16
実施の形態にも同様に言えることである。
【0035】次に、本発明の第2実施の形態を図8〜図
13に基づいて説明する。なお、前記第1実施の形態
(図1〜図7)と同等の部分についての図示及び説明
は、適宜省略する。この第2実施の形態は、前記第1実
施の形態に比して、次の(イ)〜(ハ)に示す事項が主
に異なっている。 (イ) 図8及び図9に示すように、ばね上質量センサ
17を設け車重P1(ばね上質量)を検出すること。 (ロ) 相対速度推定部16の時定数T1 ,T2
3 ,T4 、ひいてはフィルタ定数(ゲイン、位相)
〔加速度Mに対する調整パラメータ〕は可変とされてお
り、かつコントローラ7に時定数決定部18を設けたこ
と。 (ハ) コントローラ7が、加速度センサ6からの加速
度M(検出信号)の位相調整を、相対速度推定部16の
フィルタ定数(ゲイン、位相)〔加速度Mに対する調整
パラメータ〕に基づいて行い、フィルタ定数(ゲイン、
位相)の変更を、ばね上質量センサ17の検出結果に応
じて時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定して行
うようにしたこと。
【0036】コントローラ7には、ばね上質量センサ1
7が検出する車重P1と比較するための車重基準値P0
が格納されており、後述するように比較演算を行なうよ
うになっている。ここで、コントローラ7の演算制御内
容を図10及び図11に基づいて説明する。
【0037】図10において、コントローラ7は、電源
の投入により制御ソフトウェアの実行を開始し(ステッ
プS1)、まず、初期設定を行なう(ステップS2)。次
に、所定の制御周期が経過したか否かの判定を行う(ス
テップS3)。このステップS3で所定の制御周期が経
過していないと判定すると、上流に戻り再度、所定の制
御周期が経過したか否かの判定を行う。ステップS3で
所定の制御周期が経過したと判定すると、前制御周期に
て演算された内容(増幅回路10が求めた信号Fに対応
する大きさの指令電流I等)をアクチュエータ5に出力
して、ショックアブソーバ4の減衰力を調整するように
している(ステップS4)。
【0038】ステップS4に続いて、加速度センサ6、
ばね上質量センサ17及び図示しない各センサからセン
サ情報を読み込む(ステップS5)。ステップS5におい
ては、図示しない各ポートに信号を出力する。次に、ス
テップS5で読み込んだセンサ情報から、車両の状態の
判定及び必要な減衰力の算出などの演算を行い(ステッ
プS6)、さらにステップS6に続いて、時定数決定サ
ブルーチンを実行して(ステップS7)ステップS3に戻
る。
【0039】ステップS6では、ばね上質量センサ17
からの車重P1(ばね上質量)等に基づいて、ばね上共
振周波数、共振点付近のばね上加速度と実相対速度との
位相差の算出演算も行うようになっている。この演算結
果に基づいてステップS7の時定数決定サブルーチン
で、次のように、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値
を決定し、これにより、ゲインD及び位相等を調整する
ようにしている。
【0040】時定数決定サブルーチンでは、図11に示
すように、車重P1が車重基準値P0を超えているか否
かを判定する(ステップS10)。ステップS10で車重
P1が車重基準値P0を超えている(Yes)と判定す
るとステップS11の演算を行なう。ステップS11で
は、次のような状態を得られるように時定数T1
2 ,T3 ,T4 の各値を決定し、図10のメインルー
チンに戻る。すなわち、時定数の決定により、図13
「補正後」として示すように、信号Cひいては信号D
(推定相対速度に相当する。)のゲインDが図13「補
正前」の場合に比して全体として小さくなり〔車体共振
点付近20(ばね上共振周波数付近)においては特に小
さくなり〕、また、図12「補正後」として示すよう
に、車体共振点付近20及びそれより高い周波数領域に
おける上下加速度Mの位相が図12「補正前」の場合に
比して大きくなる(進む)ような状態が得られるように
している。
【0041】また、ステップS10で車重P1が車重基
準値P0以下である(No)と判定すると、ばね上共振
周波数付近の信号D(推定相対速度に相当する。)のゲ
インDが大きくなるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T
4 の各値を決定して(ステップS12)、図10のメイン
ルーチンに戻る。
【0042】上述したように構成した第2実施の形態で
は、車重P1が車重基準値P0を超えている(ステップ
S10でYesと判定する)と、ステップS11の処理
により時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定し、
これにより、ばね上共振周波数付近の信号D(推定相対
速度に相当する。)のゲインDが、図13「補正後」に
示すように、「補正前」の場合に比して小さくなり、ま
た、上下加速度Mの位相が図12「補正前」の場合に比
して大きくなる(進む)。
【0043】上述したように車重P1が車重基準値P0
を超えている場合、実際の推定相対速度(信号D)のゲ
インDが小さくなり、高い周波数領域で上下加速度Mの
位相が大きくなる(進む)。このため、信号Dを分母と
する割り算回路9で得られる補正信号Eひいては指令電
流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信号)に関し
て、その値が大きくなると共に、絶対速度と位相を合せ
やすくなり、ひいては乗り心地の向上を図ることができ
る。さらに、車重P1が車重基準値P0を超えている場
合、指令電流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信
号)を大きくするので、重量変化に伴う減衰力不足に迅
速に対処して、乗り心地の向上を図ることができる。さ
らに、相対速度推定部16の時定数T1 ,T2 ,T3
4 、ひいてはフィルタ定数(ゲイン、位相)〔加速度
Mに対する調整パラメータ〕は可変とされており、これ
により制御量(指令電流I)が変更されて精度高い減衰
特性制御を確保することができる。なお、このことは、
後述する以下の第3〜第15実施の形態にも同様に言え
ることである。
【0044】また、前記第1実施の形態と同様に、車体
共振点付近20では、実際の推定相対速度(信号D)の
ゲインDが小さくなり、車体共振点付近20以外の帯域
では、推定相対速度(信号D)のゲインDが大きくなる
ことから、車体共振点付近20の制御量が大きくなり、
車体共振点(1Hz)付近における乗り心地の向上を図
ることができる。
【0045】上記第2実施の形態では、ばね上質量セン
サ17が検出する車重P1を一つの車重基準値P0を用
いて判定する(ステップS10)ようにしているが、値の
異なる複数個の車重基準値を用いて判定し、判定結果に
応じて異なる値になるように時定数決定〔ひいてはゲイ
ン及び位相(調整パラメータ)の変更〕を行うようにし
てもよい。このように構成することにより、制御特性を
精度高いものにすることができる。また、上述したよう
に一つの車重基準値P0を用いるのに代えて、車重基準
値を可変の値とし、幼児などの搭乗者に応じて、又はこ
れから走行する路面状況に応じてその車重基準値をマニ
ュアルやオートで選択するように構成してもよい。
【0046】本実施の形態では、車重に応じた相対速度
推定部16の周波数−ゲイン特性が次のように定められ
ている。 (1) 車重が標準(2名乗車)時には、周波数−ゲイ
ン特性が図37において線分T16となるように、時定
数を定めている。この場合、時定数T3=1/(2π
3)に関して、f3=0.5Hzとし、時定数T4=1
/(2πf4)に関して、f4=2.0Hzとしている。 (2) 車重が4名乗車時には、周波数−ゲイン特性が
図37において線分T15となるように、時定数を定め
ている。この場合、時定数T3=1/(2πf3)に関し
て、f3=0.4Hzとし、時定数T4=1/(2π
4)に関して、f4=1.5Hzとしている。 (3) 車重が4名乗車+荷物積載時には、周波数−ゲ
イン特性が図37において線分T14となるように、時
定数を定めている。この場合、時定数T3=1/(2π
3)に関して、f3=0.3Hzとし、時定数T4=1
/(2πf4)に関して、f4=0.9Hzとしている。
【0047】上記第2実施の形態では、ばね上質量セン
サ17を設け車重P1(ばね上質量)を検出し、この車
重P1を時定数決定〔ひいてはゲイン及び位相(調整パ
ラメータ)の変更〕の判定(ステップS10)のために用
いるようにしているが、これに代えて、車重P1の変化
率(車重変化率)を求め、この車重変化率を予め定めら
れる車重変化率基準値と比較して、時定数決定〔ひいて
はゲイン及び位相(調整パラメータ)の変更〕の判定を
行うように構成してもよい。このように構成することに
より、ばね上質量変化分に伴う減衰力不足に迅速に対処
して、乗り心地の向上を図ることができる。
【0048】上記第2実施の形態では、ばね上質量セン
サ17が検出する車重P1(ばね上質量)を用いる場合
を例にしたが、これに代えて、シートスイッチ(オンオ
フにより略50〜60Kgの車重の変化を判定できる)
の検出情報、エアサスペンション装置の内圧、ショック
アブソーバのシリンダ内圧、ガソリンメータの計測値又
はシートベルト着脱情報(シートベルト着脱により略5
0〜60Kgの車重の変化を判定できる)等を用いるよ
うに構成してもよい。
【0049】次に、本発明の第3実施の形態を図14〜
図18に基づいて説明する。なお、前記第1、第2実施
の形態(図1〜図13)と同等の部分についての図示及
び説明は、適宜省略する。この第3実施の形態は、前記
第2実施の形態に比して、図14及び図15に示すよう
に、ばね上質量センサ17に代えて車輪の回転速度を求
めて車速を検出する車速センサ17Aを設け、車速R1
を検出すること、図10及び図11の時定数決定サブル
ーチン(ステップS7)に代えて、図16に示す時定数
決定サブルーチン(ステップS7A)を設け、車重P1
に代えて車速R1を時定数決定に用いるようにしたこと
が主に異なっている。なお、コントローラ7には、車速
R1と対比される高車速基準値が予め格納されている。
【0050】ステップS7A(時定数決定サブルーチ
ン)では、図16に示すように、車速R1が車速基準値
R0を超えているか否かを判定する(ステップS10
A)。ステップS10Aで車速R1が車速基準値R0を
超えている(Yes)と判定すると、ステップS11A
の演算を行なう。ステップS11Aでは、次のような状
態が得られるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各
値を決定し、図10のメインルーチンに戻る。すなわ
ち、前記時定数の決定により、図18「補正後」として
示すように、信号Cひいては信号D(推定相対速度に相
当する。)のゲインDが図18「補正前」の場合に比し
て全体として小さくなり、車体共振点付近20(ばね上
共振周波数付近)においては特に小さくなり、また、図
17「補正後」として示すように、車体共振点付近20
及びそれより高い周波数領域における上下加速度Mの位
相が図17「補正前」の場合に比して大きくなる(進
む)ようにする。
【0051】また、ステップS10Aで車速R1が車速
基準値R0以下である(No)と判定すると、ばね上共
振周波数付近の信号D(推定相対速度に相当する。)の
ゲインDが大きくなるように時定数T1 ,T2 ,T3
4 の各値を決定して(ステップS12A)、図10のメ
インルーチンに戻る。
【0052】上述したように構成した第3実施の形態で
は、車速R1が車速基準値R0を超えている(ステップ
S10AでYesと判定する)と、ステップS11Aの
処理により時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定
し、これにより、ばね上共振周波数付近の信号D(推定
相対速度に相当する。)のゲインDが、図18「補正
後」に示すように、「補正前」の場合に比して小さくな
り、また、上下加速度Mの位相が図17「補正前」の場
合に比して大きくなる(進む)。
【0053】上述したように車速R1が車速基準値R0
を超えている場合、実際の推定相対速度(信号D)のゲ
インDが小さくなり、高い周波数領域で上下加速度Mの
位相が大きくなる(進む)。このため、信号Dを分母と
する割り算回路9で得られる補正信号Eひいては指令電
流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信号)に関し
て、その値が大きくなると共に、絶対速度と位相を合せ
やすくなり、ひいては乗り心地の向上を図ることができ
る。さらに、車速R1が車速基準値R0を超えている場
合、指令電流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信
号)を大きくするので、車速変化分に伴う減衰力不足に
迅速に対処して、乗り心地の向上を図ることができる。
【0054】また、前記第1実施の形態と同様に、車体
共振点付近20では、実際の推定相対速度(信号D)の
ゲインDが小さくなり、車体共振点付近20以外の帯域
では、推定相対速度(信号D)のゲインDが大きくなる
ことから、車体共振点付近20の制御量が大きくなり、
車体共振点(1Hz)付近における乗り心地の向上を図
ることができる。
【0055】上記第3実施の形態では、車速センサ17
Aが検出する車速R1を一つの車速基準値R0を用いて
判定する(ステップS10)ようにしているが、値の異な
る複数個の車速基準値を用いて判定し、判定結果に応じ
て異なる値になるように時定数決定〔ひいてはゲイン及
び位相(調整パラメータ)の変更〕を行うようにしても
よい。このように構成することにより、制御特性を精度
高いものにすることができる。この例として、2つの基
準値の場合を説明する。この例では、車速に応じた相対
速度推定部16の周波数−ゲイン特性が次のように定め
られている。
【0056】(1) 車速標準50〜80Km/hの時
には、周波数−ゲイン特性が図22において線分T1と
なるように、時定数を定めている。但し、この実施の形
態では、時定数T3=1/(2πf3)に関して、f3
0.5Hzとし、時定数T4=1/(2πf4)に関し
て、f4=2.0Hzとしている。 (2) 車速が高速(80Km/h)以上の時には、周
波数−ゲイン特性が図22において線分T2となるよう
に、時定数を定めている。但し、この実施の形態では、
時定数T3=1/(2πf3)に関して、f3=0.6H
zとし、時定数T4=1/(2πf4)に関して、f4
1.5Hzとしている。 (3) 車速が低速(50Km/h)以下の時には、周
波数−ゲイン特性が図22において線分T3となるよう
に、時定数を定めている。この場合、線分T1となるよ
うに、時定数を定めてもよい。線分T2となるようにす
る場合、この実施の形態では、時定数T3=1/(2π
3)に関して、f3=0.3Hzとし、時定数T4=1
/(2πf4)に関して、f4=3.0Hzとする。
【0057】上記第3実施の形態では、車速センサ17
Aを設け車速R1を検出し、この車速R1を時定数決定
〔ひいてはゲイン及び位相(調整パラメータ)の変更〕
の判定(ステップS10A)のために用いるようにしてい
るが、これに代えて、車速R1の変化率(車速変化率)
〔加速度〕を求め、この車速変化率〔加速度〕を予め定
められる車速変化率基準値と比較して、時定数決定〔ひ
いてはゲイン及び位相(調整パラメータ)の変更〕の判
定を行うように構成してもよい。このように構成するこ
とにより、高速走行時における減衰力不足に迅速に対処
して、乗り心地の向上を図ることができる。
【0058】上記第3実施の形態では、車速センサ17
Aは車輪の回転速度を求めて車速を検出するものである
場合を例にしたが、これに代えて、GPSの情報を用い
て車速を検出するものであってもよいし、あるいはエン
ジンの回転数及びギヤの種別(第1速、第2速など)の
組合せ情報を用いて車速を検出するものであってもよ
い。
【0059】上述したように車速R1が車速基準値R0
を超えている場合、実際の推定相対速度(信号D)のゲ
インDが小さくなり、高い周波数領域で上下加速度Mの
位相が大きくなる(進む)。このため、信号Dを分母と
する割り算回路9で得られる補正信号Eひいては指令電
流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信号)に関し
て、その値が大きくなると共に、相対速度と位相を合せ
やすくなり、ひいては乗り心地の向上を図ることができ
る。さらに、車重P1が車重基準値P0を超えている場
合、指令電流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信
号)を大きくするので、車速変化分に伴う減衰力不足に
迅速に対処して、乗り心地の向上を図ることができる。
【0060】次に、本発明の第4実施の形態を図19〜
図22に基づいて説明する。なお、前記第1〜第3実施
の形態(図1〜図18)と同等の部分についての図示及
び説明は、適宜省略する。この第4実施の形態は、前記
第2実施の形態に比して、次の(イ)〜(ニ)に示す事
項が主に異なっている。 (イ) 図19に示すように、ばね上質量センサ17を
廃止したこと。 (ロ) コントローラ7に設けた時定数決定部18が加
速度センサ6(ばね上振動検出手段)から加速度M(検出
信号)を入力して後述するように路面状態を判定するこ
と。 (ハ) コントローラ7が、加速度センサ6からの加速
度M(検出信号)の位相調整を、相対速度推定部16の
フィルタ定数(ゲイン、位相)〔加速度Mに対する調整
パラメータ〕に基づいて行い、フィルタ定数(ゲイン、
位相)の変更を、前記路面状態の判定結果に応じて時定
数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定して行うように
したこと。 (ニ) 図10及び図11の時定数決定サブルーチン
(ステップS7)に代えて、図20及び図21に示す時
定数決定サブルーチン(ステップS7B)を設けたこ
と。
【0061】コントローラ7には、加速度センサ6(ば
ね上振動検出手段)が検出する加速度Mと比較するため
の普通路基準値及び悪路基準値が格納されており、後述
するように比較演算を行ない、加速度Mに応じて路面の
状態が普通路である又は悪路であるなどのように判定す
るようにしている。この路面状態の判定は、加速度Mの
振幅及び振動周期(周波数)を用いて行うようにしてい
る。
【0062】ステップS7B(時定数決定サブルーチ
ン)では、図21に示すように、加速度Mの振幅及び振
動周期の抽出などの路面判定のための演算を行い(ステ
ップS21)、ステップS21で得られた情報(加速度
M)に基づいて路面状態が普通路であるか否かを判定す
る(ステップS22)。ステップS22で路面状態が普通
路である(Yes)と判定すると、ステップS23の演
算を行ない、図20のメインルーチンに戻る。
【0063】ステップS22で路面状態が普通路でない
(No)と判定すると、路面状態が悪路であるか否かを
判定する(ステップS24)。ステップS24で路面状態
が悪路(加速度Mの低周波成分が大きい)である(Ye
s)と判定すると、ステップS25の演算を行ない、図
20のメインルーチンに戻る。ステップS24で路面状
態が悪路でない(No)と判定すると、ステップS26
の演算を行ない、図20のメインルーチンに戻る。
【0064】ステップS23では、相対速度推定部16
(位相調整フィルタ13及びゲイン調整フィルタ14)
のフィルタ定数(ゲイン、位相)について、時定数を変
更することにより、普通路フィルタ状態に設定する。ス
テップS25では、同様に相対速度推定部16のフィル
タ定数について、時定数を変更することにより、悪路フ
ィルタ状態に設定する。ステップS26では、同様に相
対速度推定部16のフィルタ定数について、時定数を変
更することにより、うねり路フィルタ状態に設定する。
【0065】ステップS23で行う普通路フィルタ状態
の設定は、図22線分T1に示すように車体共振点付近
20(ばね上共振周波数付近)における信号Cひいては
信号D(推定相対速度に相当する。)のゲインDが小さ
くなるように、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を
決定して行う。この場合、時定数T3=1/(2πf3
に関して、f3=0.5Hzとし、また、時定数T4=1
/(2πf4)に関して、f4=2.0Hzとして定めて
いる。
【0066】ステップS25で行う悪路フィルタ状態の
設定は、図22線分T3に示すように車体共振点付近2
0(ばね上共振周波数付近)を含め全周波数領域におい
て信号Cひいては信号D(推定相対速度に相当する。)
のゲインDが、線分T1(普通路フィルタ状態)に比し
て大きくなるように、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4
各値を決定して行う。この場合、時定数T3=1/(2
πf3)に関して、f3=0.6Hzとし、また、時定数
4=1/(2πf4)に関して、f4=1.5Hzとし
て定めている。
【0067】ステップS26で行ううねり路フィルタ状
態の設定は、図22線分T2に示すように車体共振点付
近20(ばね上共振周波数付近)を含め全周波数領域に
おいて信号Cひいては信号D(推定相対速度に相当す
る。)のゲインDが、線分T1(普通路フィルタ状態)
に比して大きくなるように、時定数T1 ,T2 ,T3
4 の各値を決定して行う。この場合、時定数T3=1
/(2πf3)に関して、f3=0.3Hzとし、また、
時定数T4=1/(2πf4)に関して、f4=3.0H
zとして定めている。
【0068】上述したように構成した第4実施の形態で
は、路面状態が悪路である場合には、悪路フィルタ状態
の設定を行い(ステップS25)、上述したように時定
数T 1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定する〔ひいては
ゲイン、位相(調整パラメータ)の大きさを調整する〕
ので、信号D(推定相対速度に相当する。)のゲインD
が、図22線分T3に示すように線分T1(普通路フィ
ルタ状態)に比して大きくなる。このため、信号Dを分
母とする割り算回路9で得られる補正信号Eひいては指
令電流I(最終的な目標減衰力に直接影響する信号)に
関して、その値が小さくなり、乗り心地の向上を図るこ
とができる。
【0069】また、路面状態が普通路又はうねり路であ
る場合には、うねり路フィルタ状態の設定を行い(ステ
ップS26)、上述したように時定数T1 ,T2
3 ,T 4 の各値を決定する〔ひいてはゲイン、位相
(調整パラメータ)の大きさを調整する〕ので、信号D
(推定相対速度に相当する。)のゲインDが、図22線
分T2に示すように線分T1(普通路フィルタ状態)に
比して小さくなる。このため、信号Dを分母とする割り
算回路9で得られる補正信号Eひいては指令電流I(最
終的な目標減衰力に直接影響する信号)に関して、その
値が大きくなり、乗り心地の向上を図ることができる。
【0070】上述したように路面状態に応じて、普通路
フィルタ状態、悪路フィルタ状態又はうねり路フィルタ
状態の設定を行い(ステップS23又はステップS2
6)、上述したように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4
各値を決定する〔ひいてはゲイン、位相(調整パラメー
タ)の大きさを調整する〕ので、各路面状態に応じて信
号D(推定相対速度に相当する。)のゲインDが調整さ
れる。このため、調整結果に応じて指令電流I(最終的
な目標減衰力に直接影響する信号)が生成されて、各路
面状態に応じてサスペンション制御が行われ、乗り心地
の向上を図ることができる。
【0071】上記第4実施の形態では、加速度センサ6
が検出する加速度Mを路面判定に用いる場合を例にした
が、これに代えて、車高センサ又は非接触路面センサを
設け、その検出情報を路面判定に用いるようにしてもよ
い。
【0072】上記第4実施の形態では、普通路、悪路の
判定を行い、この結果、路面状態を普通路、悪路及びう
ねり路の3つに分ける場合を例にしたが、これに代え
て、路面状態をさらに細かく分けて判定し、制御精度の
向上を図るようにしてもよい。
【0073】前記第4実施の形態では、加速度センサ6
が検出する加速度Mに基づいて路面状態を判定し、その
判定結果に応じて時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値
〔ひいてはフィルタ定数(ゲイン、位相)〕を調整する
場合を例にしたが、これに代えて次のように構成しても
よい。すなわち、車両のピッチ、バウンス及びロールな
どの車両の状態を検出するように前記加速度センサ6に
加えて、さらに図示しない加速度センサを設け、加速度
センサ6及び図示しない加速度センサの検出情報を複数
のモードに分離し、モードに応じて時定数T1 ,T2
3 ,T4 の各値〔ひいてはフィルタ定数(ゲイン、位
相)〕を調整するようにしてもよい。
【0074】このように構成した例(本発明の第5実施
の形態)を、図23に基づいて説明する。なお、前記第
1〜第4実施の形態(図1〜図22)と同等の部分につ
いての図示及び説明は、適宜省略する。この第5実施の
形態は、上述したように加速度センサ6及び図示しない
加速度センサの検出情報をピッチ、バウンス及びロール
のモードに分離する。
【0075】そして、バウンス、ピッチ、ロールモード
の場合には、周波数−ゲイン特性がそれぞれ図23線分
T4,T5,T6になるように、すなわち、バウンス、
ピッチ、ロールモードのそれぞれの共振周波数における
ゲインが小さくなるように、時定数T1 ,T2 ,T3
4 の各値を決定して、ゲインを調整するようにしてい
る。
【0076】この場合、バウンス、ピッチ、ロールモー
ドのそれぞれの共振周波数は、この順に大きくなってい
る。そして、バウンスモード(線分T4)では、その共
振周波数以下の領域で他のモードに比してゲインが小さ
く、その共振周波数以上の領域で他のモードに比してゲ
インが大きくなるように、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T
4 の各値が決定される。また、ピッチモード(線分T
5)では、その共振周波数以下の領域でゲインは他のモ
ードにおけるゲイン特性の間になり、その共振周波数以
上の領域で他のモードにおけるゲイン特性の間になるよ
うに、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が決定され
る。
【0077】上述したように構成した第5実施の形態で
は、加速度センサ6及び図示しない加速度センサの検出
情報をピッチ、バウンス及びロールのモードに分離し、
そのバウンス、ピッチ、ロールモードに応じて時定数T
1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が決定され、上述したよう
に、各共振周波数付近のゲインが小さくされる。このた
め、バウンス、ピッチ、ロールモードの場合には、周波
数−ゲイン特性がそれぞれ図23線分T4,T5,T6
になるように、すなわち、バウンス、ピッチ、ロールモ
ードのそれぞれの共振周波数におけるゲインが小さくな
るように、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定
する〔ひいてはゲイン、位相(調整パラメータ)の大き
さを調整する〕。この結果、信号Dを分母とする割り算
回路9で得られる補正信号Eひいては指令電流I(最終
的な目標減衰力に直接影響する信号)に関して、その値
が大きくなり、乗り心地の向上を図ることができる。
【0078】上記第5実施の形態では、バウンス、ピッ
チ、ロールモード毎に時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4
各値を一定の値としているが、車速又は車重に応じて各
時定数の大きさを変えるようにしてもよい。
【0079】次に、本発明の第6実施の形態を図24〜
図28に基づいて説明する。なお、前記第1〜第5実施
の形態(図1〜図23)と同等の部分についての図示及
び説明は、適宜省略する。この第6実施の形態は、前記
第2実施の形態に比して、次の(イ)〜(ハ)に示す事
項が主に異なっている。 (イ) 図24及び図25に示すように、ばね上質量セ
ンサ17に代えてステアリング操作速度センサ17Bを
設けステアリング操作速度R11を検出すること。 (ロ) コントローラ7が、加速度センサ6からの加速
度M(検出信号)の位相調整を、相対速度推定部16の
フィルタ定数(ゲイン、位相)〔加速度Mに対する調整
パラメータ〕に基づいて行い、フィルタ定数(ゲイン、
位相)の変更を、前記ステアリング操作速度R11に応
じて時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定して行
うようにしたこと。 (ハ) 図10及び図11の時定数決定サブルーチン
(ステップS7)に代えて、図26及び図27に示す時
定数決定サブルーチン(ステップS7C)を設けたこ
と。
【0080】コントローラ7には、ステアリング操作速
度センサ17Bが検出するステアリング操作速度R11
と比較するためのステアリング操作速度基準値R10が
格納されており、後述するように比較演算を行なうよう
になっている。ここで、コントローラ7の演算制御内容
を図26及び図27に基づいて説明する。図26におい
て、コントローラ7は、電源の投入により制御ソフトウ
ェアの実行を開始し(ステップS1)、まず、初期設定を
行なう(ステップS2)。
【0081】ステップS7C(時定数決定サブルーチ
ン)では、図27に示すように、ステアリング操作速度
R11がステアリング操作速度基準値R10以下である
か否かを判定する(ステップS10C)。ステップS10
Cでステアリング操作速度R11がステアリング操作速
度基準値R10以下である(Yes)と判定すると、ス
テップS11Cで操作速度小設定(線分T10)の演算
を行ない、メインルーチンに戻る。ステップS10Cで
ステアリング操作速度R11がステアリング操作速度基
準値R10を超えている(No)と判定すると、ステッ
プS12Cで操作速度大設定(線分T11)の演算を行
ない、メインルーチンに戻る。
【0082】ステップS11Cの操作速度小設定(線分
T10)演算では、図28線分T10に示すように、信
号Cひいては信号D(推定相対速度に相当する。)のゲ
インDが、車体共振点付近20(ばね上共振周波数付
近)においては小さくなるように、時定数T1 ,T2
3 ,T4 の各値を決定する〔ひいてはゲイン、位相
(調整パラメータ)の大きさを調整する〕ようにしてい
る。この場合、時定数T3=1/(2πf3)に関して、
3=0.5Hzとし、また、時定数T4=1/(2πf
4)に関して、f4=2.0Hzとして定めている。
【0083】また、ステップS12Cの操作速度大設定
(線分T11)演算では、図28線分T11に示すよう
に、信号Cひいては信号D(推定相対速度に相当す
る。)のゲインDが、車体共振点付近20(ばね上共振
周波数付近)においては小さくなるように、時定数
1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定する〔ひいてはゲ
イン、位相(調整パラメータ)の大きさを調整する〕よ
うにしている。ステップS12Cの操作速度大設定(線
分T11)演算では、ステップS11Cの操作速度小設
定(線分T10)演算の場合に比して、全周波数領域で
ゲインが小さくなるようにしている。この場合、時定数
3=1/(2πf3)に関して、f3=0.3Hzと
し、また、時定数T4=1/(2πf4)に関して、f4
=3.0Hzとして定めている。
【0084】この第6実施の形態では、ステアリング操
作速度R11がステアリング操作速度基準値R10以下
である場合、ステップS11Cのフィルタ第1設定(線
分T10)演算を行い、時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4
の各値を決定する〔ひいてはゲイン、位相(調整パラメ
ータ)の大きさを調整する〕ので、車体共振点付近20
(ばね上共振周波数付近)において信号DのゲインDは
大きくなり、乗り心地の向上を図ることができる。ま
た、ステアリング操作速度R11がステアリング操作速
度基準値R10を超えている場合、ステップS12Cの
フィルタ第2設定(線分T11)演算を行い、上記ステ
ップS11Cの場合に比して、全周波数領域で信号Dの
ゲインDは小さくなり、制御量を大きくでき、操縦安定
性及び乗り心地の向上を図ることができる。
【0085】この第6実施の形態では、フィルタ第1設
定及びフィルタ第2設定の2段階に相対速度推定部16
のフィルタ定数を変更するようにしているが、これに限
らず、3段階以上あるいは連続的にフィルタ定数を変更
するようにしてもよい。このことは後述する各実施の形
態にも同様に言えることである。
【0086】第6実施の形態では、ステアリング操作速
度R11がステアリング操作速度基準値R10を超えて
いる場合、上記ステップS11C(ステアリング操作速
度R11がステアリング操作速度基準値R10以下)の
場合に比して、全周波数領域で信号DのゲインDは小さ
くなるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決
定する〔ひいてはゲイン、位相(調整パラメータ)の大
きさを調整する〕場合を例にしたが、これに代えて図2
9に示すようにしてもよい(本発明の第7実施の形
態)。
【0087】すなわち、この第7実施の形態では、ステ
アリング操作速度R11がステアリング操作速度基準値
R10以下である(ステップS10CでYes)と判定
した際に行うフィルタ第1設定の演算は、ゲイン特性が
図29の線分T12とされるように、また、ステアリン
グ操作速度R11がステアリング操作速度基準値R10
を超えている(ステップS10CでNo)と判定した際
に行うフィルタ第2設定演算は、ゲイン特性が図29の
線分T13とされるように、時定数T1 ,T2,T3
4 の各値を決定する〔ひいてはゲイン、位相(調整パ
ラメータ)の大きさを調整する〕ようにしている。フィ
ルタ第1設定演算(線分T12)及びフィルタ第2設定
演算(線分T13)に関して、車体共振点付近20(ば
ね上共振周波数付近)よりわずかに大きい周波数を超え
る領域で信号DのゲインDは同等の大きさとされてい
る。
【0088】また、線分T12(フィルタ第1設定演
算)では、時定数T3=1/(2πf3)に関して、f3
=0.5Hzとし、時定数T4=1/(2πf4)に関し
て、f4=2.0Hzとして定めている。また、線分T
13(フィルタ第2設定演算)では、時定数T3=1/
(2πf3)に関して、f3=0.3Hzとし、時定数T
4=1/(2πf4)に関して、f4=2.0Hzとして
定めている。
【0089】この第7実施の形態では、ステアリング操
作速度R11がステアリング操作速度基準値R10を超
えている場合、高周波領域のゲインが大きくてこれに伴
い高周波領域で制御量を大きくすることなく、低周波領
域で大きな制御量を確保できる。このため、いわゆるふ
わふわとした振動を低減することが可能となる。
【0090】この第7実施の形態では、ステアリング操
作速度センサ17Bが検出するステアリング操作速度に
基づいてフィルタ定数を変えるようにしているが、これ
に代えてステアリング操作角度に用いるようにしてもよ
いし、横加速度または横加速度変化率を用いてフィルタ
定数を変えるようにしてもよい。
【0091】また、ステアリング操作速度センサ17B
に代えてブレーキスイッチを設け、そのブレーキ情報に
基づいて相対速度推定部16のフィルタ定数を変えるよ
うにしてもよい(本発明の第8実施の形態)。この第8
実施の形態では、例えば、ブレーキが作動されていない
場合には、ゲイン特性が図28の線分T10になるよう
に時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定する〔ひ
いてはゲイン、位相(調整パラメータ)の大きさを調整
する〕。一方、ブレーキが作動された場合には、ゲイン
特性が図28の線分T11になるように時定数T1 ,T
2 ,T3 ,T4の各値を決定する〔ひいてはゲイン、位
相(調整パラメータ)の大きさを調整する〕。
【0092】この第8実施の形態では、ブレーキが作動
された場合、第7実施の形態と同様にして、高周波領域
で制御量を大きくすることなく、低周波領域で大きな制
御量を確保でき、いわゆるふわふわとした振動を低減す
ることが可能となる。なお、上述したように相対速度推
定部16のフィルタ定数の変更をブレーキ情報に基づい
て行うのに代えて、(1)車両の減速度情報、(2)該
減速度情報及び前記ブレーキ情報、(3)前後加速度、
又は(4)前後加速度変化率に基づいて行うようにして
もよい。
【0093】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えて、路車間情報又は車車間情報を用いて相対
速度推定部16のフィルタ定数を変更するようにしても
よい(本発明の第9実施の形態)。この第9実施の形態
では、例えば、路車間情報又は車車間情報の内容が車間
距離が短いことを示していたり、あるいは危険状態にあ
ること(危険情報)を示している場合、ゲイン特性が図
28の線分T10から線分T11になるように、時定数
1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定する〔ひいてはゲ
イン、位相(調整パラメータ)の大きさを調整する〕よ
うにしている。
【0094】この第9実施の形態では、車間距離が基準
値より短くなったり、あるいは危険情報が示された場合
には、時定数が決定されてゲイン特性が図28の線分T
11となるように制御されることから、ブレーキ操作時
に発生するばね上の振動を低減し、操縦安定性を向上さ
せることができる。この場合、図29の線分T13とな
るように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値を決定す
る〔ひいてはゲイン、位相(調整パラメータ)の大きさ
を調整する〕ことにより、高周波領域で制御量を大きく
することなく、低周波領域で大きな制御量を確保でき、
いわゆるふわふわとした振動を低減することが可能とな
る。
【0095】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えてスポーツモード、普通モードなどの車両特
性切替スイッチの情報(ユーザ選択情報)に基づいて相
対速度推定部16のフィルタ定数を変更するようにして
もよい(本発明の第10実施の形態)。この第10実施
の形態では、例えば、普通モードが選択された場合に
は、ゲイン特性が図28の線分T10となるように、ま
た、スポーツモードが選択された場合には、ゲイン特性
が図28の線分T11となるように時定数T1 ,T2
3 ,T4 の各値が決定される。
【0096】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えてスロットルの開度を示すスロットル開度情
報に基づいて相対速度推定部16のフィルタ定数を変更
するようにしてもよい(本発明の第11実施の形態)。
この第11実施の形態では、例えば、スロットルの開度
が小さい場合には、ゲイン特性が図28の線分T10と
なるように、また、スロットルの開度が大きい場合に
は、ゲイン特性が図28の線分T11となるように時定
数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が決定される。なお、
スロットルの開度情報に代えて、(1)スロットルの開
速度情報、(2)車速変化率、(3)車速変化率及びス
ロットルの開度情報を用いるようにしてもよい。
【0097】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えてヘッドライトのオン、オフを示すヘッドラ
イト情報に基づいて相対速度推定部16のフィルタ定数
を変更するようにしてもよい(本発明の第12実施の形
態)。この第12実施の形態では、例えば、ヘッドライ
トがオフの場合には、ゲイン特性が図28の線分T10
となるように、また、ヘッドライトがオンの場合には、
ゲイン特性が図28の線分T11となるように時定数T
1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が決定される。ここで、夜
間走行時(すなわちヘッドライトがオンされる場合)、
車体振動によりヘッドライトの光が変わるため、振動を
視覚として感じやすい。又、夜間においては、昼間と比
較して、情報量が少ないことから、急ブレーキ、急ハン
ドルへの対応が必要な場合もあると考えられることか
ら、上述にしたように設定したものである。
【0098】この第12実施の形態では、ヘッドライト
がオンの場合には、ゲイン特性が図28の線分T11と
なるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が決定
されるので、全周波数領域で制御量を増加させることが
可能となり、夜間走行時の振動を抑制することができ
る。なお、ヘッドライト情報に代えて、(1)時計情
報、(2)時計情報(時間)及びカレンダICの情報
(月、日にち)、(3)光量検出センサの検出情報(日
照情報)を用いるようにしてもよい。
【0099】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えて路面に対するタイヤの摩擦係数を検出する
センサからの検出情報(摩擦係数情報)に基づいて相対
速度推定部16のフィルタ定数を変更するようにしても
よい(本発明の第13実施の形態)。この第13実施の
形態では、例えば、摩擦係数が小さい場合には、ゲイン
特性が図28の線分T10となるように、また、摩擦係
数が大きい場合には、ゲイン特性が図28の線分T11
となるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が決
定される。
【0100】ここで、天候、路面状態により摩擦係数が
小さいときには、タイヤの摩擦係数が小さくなるため容
易に制御量を大きくすると、タイヤの接地力変動によ
り、車両が不安定な状態になる。そこで、摩擦係数が小
さいときには、サスペンション特性(制御量)が弱くな
るように、ゲインを小さく(ゲイン特性が図28の線分
T10のゲイン特性)するようにしている。なお、摩擦
係数情報に代えて、(1)車輪側の変化率、(2)ワイ
パの操作情報、(3)雨滴センサの検出情報を用いるよ
うにしてもよい。
【0101】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えて車両のダイブ検出情報に基づいて相対速度
推定部16のフィルタ定数を変更するようにしてもよい
(本発明の第14実施の形態)。この第14実施の形態
では、例えば、ダイブが検出されない場合には、ゲイン
特性が図28の線分T10となるように、また、ダイブ
が検出された場合には、ゲイン特性が図28の線分T1
1となるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4 の各値が
決定される。
【0102】また、第6実施の形態のステアリング操作
速度に代えて車両のスクォット情報に基づいて相対速度
推定部16のフィルタ定数を変更するようにしてもよい
(本発明の第15実施の形態)。この第15実施の形態
では、例えば、スクォットが検出されない場合には、ゲ
イン特性が図28の線分T10となるように、また、ス
クォットが検出された場合には、ゲイン特性が図28の
線分T11となるように時定数T1 ,T2 ,T3 ,T4
の各値が決定される。
【0103】次に、本発明の第16実施の形態を図30
〜図36に基づいて説明する。なお、前記第1〜第7実
施の形態(図1〜図29)と同等の部分についての図示
及び説明は、適宜省略する。この第16実施の形態は、
前記第6実施の形態に比して、次の(イ)〜(ハ)に示
す事項が主に異なっている。 (イ) 図30に示すように、コントローラ7にマップ
選択部18Aを設けたこと。 (ロ)前記第6実施の形態が時定数T1 ,T2 ,T3
4 の各値を決定する〔ひいては相対速度推定部16の
フィルタ定数(ゲイン、位相)を変更する〕のに対し
て、絶対値算出手段15のマップの変換用線分60の要
素(不感帯高さH1、不感帯幅W、制限値H2等)を変
更するようにしたこと。 (ハ) 図26及び図27の時定数決定サブルーチン
(ステップS7C)に代えて、図31及び図32に示す
マップ選択サブルーチン(ステップS7D)を設けたこ
と。
【0104】絶対値算出手段15は、信号Cを横軸、ゲ
インDを縦軸とした変換用線分60をマップ形式で格納
し、この変換用線分60は各要素(不感帯高さH1、不
感帯幅W、制限値H2、傾斜角度β)〔変換特性〕を変
更できるようにされている。この変更をマップ選択部1
8Aが行うようにしている。変換用線分60は、図30
の絶対値算出手段15を示す枠の内部及び図35に示す
ように、信号Cが「0」に近い値(「0」を含む)の場
合には、ゲインDを一定の大きさとしている。当該部分
を以下、便宜上、不感帯といい、不感帯における一定の
大きさのゲインDを不感帯高さH1という。また、不感
帯における信号Cの最小値(左側)から最大値(右側)
までの幅を不感帯幅W〔変換特性〕という。
【0105】また、信号Cが不感帯を超えた+(プラ
ス)側の領域(図35右側の領域)及び不感帯以下の−
(マイナス)側の領域(図35左側の領域)では、変換
用線分60は所定の傾斜角度(変化率)β〔変換特性〕
となっている。また、信号Cが+側の領域で所定の大き
さ以上になったり、または+側の領域で所定の大きさよ
り小さくなるとゲインDを一定の大きさ(以下、制限値
H2という。)〔変換特性〕になるような特性を有して
いる。
【0106】ステップS7D(マップ選択サブルーチ
ン)では、図32に示すように、ステアリング操作速度
R11がステアリング操作速度基準値R10以下である
か否かを判定する(ステップS10D)。ステップS10
Dでステアリング操作速度R11がステアリング操作速
度基準値R10以下である(Yes)と判定すると、ス
テップS11Dでマップ第1線分60a(図34の表
2)設定の演算を行ない、メインルーチンに戻る。ステ
ップS10Dでステアリング操作速度R11がステアリ
ング操作速度基準値R10を超えている(No)と判定
すると、ステップS12Dでマップ第2線分60b(図
34の表2)設定の演算を行ない、メインルーチンに戻
る。
【0107】前記変換用線分60(マップ第1線分60
a及びマップ第2線分60b)の各要素(不感帯高さH
1、不感帯幅W、制限値H2、傾斜角度β)〔変換特
性〕は、その値の大小に応じて、図33の表1に示すよ
うに制御量(指令電流I)の大きさが変わるようになっ
ている。本実施の形態では、図34の表2に示すように
各要素の大きさを設定し、マップ第1線分60aでは制
御量が小さく、マップ第2線分60bでは制御量が大き
くなるようにしている。
【0108】上述したように構成した第16実施の形態
では、ステアリング操作速度R11がステアリング操作
速度基準値R10を超えた場合、マップ第2線分60b
(図32の表2)を設定する(ステップS12D)。こ
のため、制御量(指令電流I)が大きくなり、操縦安定
性及び乗り心地の向上を図ることができる。又、変換用
線分60(マップ第1線分60a及びマップ第2線分6
0b)の各要素(不感帯高さH1、不感帯幅W、制限値
H2、傾斜角度β)〔変換特性〕は変更可能であり、こ
れにより制御量(指令電流I)が変更されて精度高い減
衰特性制御を確保することができる。
【0109】前記第16実施の形態では、変換用線分6
0(マップ第1線分60a及びマップ第2線分60b)
の各要素(不感帯高さH1、不感帯幅W、制限値H2、
傾斜角度β)の全てについて変更する場合を例にした
が、これに代えて各要素(不感帯高さH1、不感帯幅
W、制限値H2、傾斜角度β)のうち、一つ、二つある
いは三つを変更するようにしてもよい。
【0110】例えば、図35の実線及び図36の点線で
示すマップ第1線分60aに対して、不感帯高さH1及
び不感帯幅Wのみ変更して、図36の実線で示すマップ
第2線分60bを設定するようにしてもよい。ここで、
マップ第1線分60a及びマップ第2線分60bに関
し、その制限値H2及び傾斜角度βは同等に設定されて
いる。不感帯高さH1又、不感帯幅Wについては、マッ
プ第1線分60aに比してマップ第2線分60bの方が
短くなっている。図36に示すように不感帯部分を変更
することにより、推定相対速度が大きいときの特性を変
えずに小さいときのみの制御量を変更することができ、
これにより微振動の抑制を図ることが可能となる。
【0111】第16実施の形態の形態では、変換用線分
60(マップ第1線分60a及びマップ第2線分60
b)の各要素の変更をステアリング操作速度に基づいて
行っているが、これに代えて、ステアリング操作角度を
用いるようにしてもよい。さらに、変換用線分60(マ
ップ第1線分60a及びマップ第2線分60b)の各要
素の変更を、以下に示す情報を用いて行うようにしても
よい。 (1) ブレーキ情報(ブレーキスイッチの検出信号、
減速度、減速度及びブレーキスイッチ、前後加速度、前
後加速度変化率)。 (2) 路車間情報、車車間情報。 (3) スポーツモード、普通モードなどの車両特性切
替スイッチの情報(ユーザ選択情報)。 (4) スロットル情報(スロットル開度情報、スロッ
トル開速度、車速変化率、車速変化率及びスロットル開
度情報) (5) 時間情報(ヘッドライト情報、時計情報、時計
及びカレンダICの検出情報、光量検出センサ)。 (6) 路面に対するタイヤの摩擦係数(車輪速の変化
率、ワイパの操作情報、雨滴センサの検出情報)。 (7) 路面状態情報(加速度、車高センサの検出情
報、非接触路面センサの検出情報) (8) 車両モード(バウンス、ピッチ、ロール) (9) 車速情報(車速、車輪速、ギヤポジション情報
及びエンジン回転数の情報、GPSの情報) (10) 車両重量情報(シートスイッチ情報、エアサ
スの内圧情報、ショックアブソーバのシリンンダの内圧
情報、ガソリンメータの計測情報、シートベルトの着脱
信号、ライトの光軸調整情報)
【0112】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、以上説明したよ
うに構成されたサスペンション制御装置であるから、ば
ね上共振周波数帯域における推定ピストン速度に対する
振動データの加速度の位相差がなくなり、スカイフック
理論に基づく制御で期待される減衰力に、より近い大き
さの減衰力を発生させることができ、制御性の向上を図
ることができる。さらに、高周波領域では、制御量を積
極的に小さくさせることができ、制御遅れなどにより惹
起する乗り心地の低下を抑制し、良好な乗り心地を確保
することができる。また、減衰特性反転型のショックア
ブソーバを用いることにより、車高センサが不要であ
り、高性能を低コストで達成することができる。
【0113】請求項2または請求項3に記載の発明によ
れば、検出信号の位相調整を検出信号に対する調整パラ
メータに基づいて行い、かつ前記調整パラメータの特性
を変更するので、制御量(制御信号)が調整パラメータ
の特性変更により調整可能となり、精度高い減衰特性制
御を確保することができる。請求項2または請求項3に
記載の発明によれば、相対速度推定手段で得られた相対
速度を所定の変換特性に基づいて制御信号の生成のため
の信号に変換し、前記変換特性に関して、車両の状態ま
たは/及び路面状態に応じて変更するので、制御量(制
御信号)を車両の状態または/及び路面状態に応じて変
更することができ、その分、減衰特性制御を精度高いも
のにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態に係るサスペンション
制御装置を模式的に示す図である。
【図2】図1のショックアブソーバの減衰力特性を示す
図である。
【図3】図1のコントローラの構成を模式的に示すブロ
ック図である。
【図4】図2の位相調整フィルタの周波数―位相特性を
示す図である。
【図5】図2のゲイン調整フィルタの周波数―ゲイン特
性を示す図である。
【図6】図1のサスペンション制御装置で得られる減衰
力特性を、従来例及び理論値と比較して示す図である。
【図7】自動車に代えて対象とされる鉄道車両を模式的
に示す図である。
【図8】本発明の第2実施の形態に係るサスペンション
制御装置を模式的に示す図である。
【図9】図8のコントローラの構成を模式的に示すブロ
ック図である。
【図10】図8のコントローラのメインルーチンを示す
フローチャートである。
【図11】図10の時定数決定サブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図12】図9の相対速度推定部の周波数―位相特性に
ついて、時定数決定部による補正を行なう場合と行わな
い場合と比較して示す図である。
【図13】図9の相対速度推定部の周波数―ゲイン特性
について、時定数決定部による補正を行なう場合と行わ
ない場合と比較して示す図である。
【図14】本発明の第3実施の形態に係るサスペンショ
ン制御装置を模式的に示す図である。
【図15】図14のコントローラの構成を模式的に示す
ブロック図である。
【図16】図15のコントローラが実行する時定数決定
サブルーチンを示すフローチャートである。
【図17】図15の相対速度推定部の周波数―位相特性
について、時定数決定部による補正を行なう場合と行わ
ない場合と比較して示す図である。
【図18】図15の相対速度推定部の周波数―ゲイン特
性について、時定数決定部による補正を行なう場合と行
わない場合と比較して示す図である。
【図19】本発明の第4実施の形態に係るサスペンショ
ン制御装置のコントローラの構成を模式的に示すブロッ
ク図である。
【図20】図19のコントローラのメインルーチンを示
すフローチャートである。
【図21】図20の時定数決定サブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図22】図19の相対速度推定部16における周波数
を変えた際の周波数―ゲイン特性を示す図である。
【図23】本発明の第5実施の形態の相対速度推定部に
おける周波数を変えた際の周波数―ゲイン特性を示す図
である。
【図24】本発明の第6実施の形態に係るサスペンショ
ン制御装置を模式的に示す図である。
【図25】図24のコントローラの構成を模式的に示す
ブロック図である。
【図26】図24のコントローラのメインルーチンを示
すフローチャートである。
【図27】図26の時定数決定サブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図28】図25の相対速度推定部における周波数を変
えた際の周波数―ゲイン特性を示す図である。
【図29】本発明の第7実施の形態の相対速度推定部に
おける周波数を変えた際の周波数―ゲイン特性を示す図
である。
【図30】本発明の第16実施の形態に係るサスペンシ
ョン制御装置のコントローラを示すブロック図である。
【図31】図30のコントローラのメインルーチンを示
すフローチャートである。
【図32】図31のマップ選択サブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図33】図30のコントローラの制御演算に用いる変
換用線分の各要素と制御量との関係を表1として示す図
である。
【図34】図30のコントローラの制御演算に用いる変
換用線分、マップ第1線分、マップ第2線分及び制御量
の対応関係を表2として示す図である。
【図35】図30のコントローラのマップの例を示す図
である。
【図36】図30のコントローラのマップの例を示す図
である。
【図37】車重に対応した周波数−ゲイン特性を示す図
である。
【図38】ばね上運動の方向とショックアブソーバの行
程との関係を表形式で示す図である。
【図39】従来技術における車体上下加速度と上下相対
速度との位相差を示す波形図である。
【符号の説明】
7 コントローラ 8 積分回路 9 割り算回路 10 増幅回路 12 絶対値算出回路 13 位相調整フィルタ 14 ゲイン調整フィルタ 16 相対速度推定部(相対速度推定手段) 15 指令信号出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 正明 神奈川県川崎市川崎区富士見1丁目6番3 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 小林 隆英 神奈川県川崎市川崎区富士見1丁目6番3 号 トキコ株式会社内 Fターム(参考) 3D001 AA02 BA01 CA01 DA17 EA34 EB26 EC07 ED02 ED09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のばね上とばね下との間に介装さ
    れ、減衰特性を調整可能なショックアブソーバと、 車両のばね上の振動を検出するばね上振動検出手段と、 該ばね上振動検出手段が検出した検出信号からばね上振
    動の絶対速度を求め、該絶対速度に応じて前記ショック
    アブソーバの減衰特性を制御する制御手段と、を備え、 該制御手段は、前記ばね上振動検出手段が検出した検出
    信号の位相を調整して前記ばね上とばね下との実相対速
    度を推定する相対速度推定手段と、該相対速度推定手段
    で得られた推定相対速度に基づいて前記ショックアブソ
    ーバの減衰特性を制御する制御信号を生成し、該制御信
    号を前記ショックアブソーバに出力する制御信号出力部
    と、を有し、 前記相対速度推定手段は、ばね上共振周波数帯域におけ
    る実相対速度に対する前記検出信号の位相差が少なくな
    るように、前記検出信号の位相を調整することを特徴と
    するサスペンション制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の構成において、前記検
    出信号の位相調整は前記検出信号に対する調整パラメー
    タに基づいて行い、かつ前記調整パラメータの特性を、
    車両の状態に応じて変更することを特徴とするサスペン
    ション制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の構成において、前記制
    御手段は、前記ばね上振動検出手段の検出信号に基づい
    て路面状態を判定し、前記検出信号の位相調整は前記検
    出信号に対する調整パラメータに基づいて行い、かつ前
    記調整パラメータの特性を、前記路面状態の判定内容に
    応じて変更することを特徴とするサスペンション制御装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の構成において、前記制
    御手段は、前記相対速度推定手段で得られた相対速度を
    所定の変換特性に基づいて前記制御信号の生成のための
    信号に変換し、前記変換特性に関して、車両の状態また
    は/及び路面状態に応じて変更することを特徴とするサ
    スペンション制御装置。
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