JP2002331817A - 電気的に調節可能なセミアクティブダンパの制御 - Google Patents

電気的に調節可能なセミアクティブダンパの制御

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JP2002331817A
JP2002331817A JP2002072652A JP2002072652A JP2002331817A JP 2002331817 A JP2002331817 A JP 2002331817A JP 2002072652 A JP2002072652 A JP 2002072652A JP 2002072652 A JP2002072652 A JP 2002072652A JP 2002331817 A JP2002331817 A JP 2002331817A
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Stefan Sommer
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Jorg Grotendorst
イエルク・グロテンドルスト
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】スカイフック方法に従って調整可能なダンパの
制御を改良する。 【解決手段】車両の車輪のサスペンションの１つ又は多
数の振動ダンパが、減衰力装置を有する。この減衰力装
置は、制御範囲内でダンパ特性を調整する制御信号を標
準的な制御方法にしたがって算定する。制御範囲の上限
が上がるか若しくは下がることによって、及び／又は制
御範囲の下限が上がるか若しくは下がることによって、
ダンパ力の制御範囲が、特定の走行状況中に変化する。
特に車両の縦方向の遅延又は車両の横加速度の変化を知
らせるか又は示す信号に応じて、ダンパの柔らかい位置
が限定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１，１１の
上位概念に記載の車両の車輪のサスペンションの１つ又
は多数の振動ダンパに対する減衰力を制御又は調整する
方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】走行の安全性の理由から、ダンパの制御
が制御装置の故障のために突然停止しても、又は電流が
突然止まっても、走行の安全性が保証されるように、車
両のダンパを電気的に制御することが好ましい。走行の
より大きな安全性は、より柔らかい減衰によるよりもよ
り硬い減衰によってより容易に得られるので、基本的に
は、制御が突然停止したときでも、より硬いダンパ特性
が作用するように、この制御は実行されなければならな
い。その一方で、減衰は、電気的な制御によってより柔
らかく、すなわちより快適に応答する。
【０００３】セミアクティブダンパをスカイフック方法
にしたがって制御することが公知である。このスカイフ
ック方法では、車体速度 (Aufbaugeschwindigkeit)に比
例する目標減衰力が算定される。電気的に調節可能なダ
ンパの場合、目標電流が、一般に反対のダンパ特性によ
ってこの目標減衰力と算出されたダンパ速度とから算定
される。電気弁が、この目標電流によってダンパ内の減
衰力を可変する。受動ダンパの特性のために、ダンパ速
度と必要な減衰力とが互いに反対の符号であるときに、
最も悪影響の少ない減衰力だけが、すなわち可能な限り
小さい減衰量だけが設定される。
【０００４】スカイフック制御装置のパラメータ、特に
比例係数が、又は一般的には、特性領域のパラメータ
が、例えば車両の操縦のように、通常、僅かな車体の起
動と僅かな車輪の負荷の変動とその他の固有の基準とに
関していろいろな側項操作(Fahrmanoever)の評価に基づ
いて最適化されて一定に設定される。車体速度が、この
比例係数によって評価される。車体速度が、この特性領
域のパラメータによって評価される。一定に設定する場
合は、乗り心地と車両の操縦特性との間で常に妥協しな
ければならない。制御系が所定の走行操作を認識する
と、重要な特性利得(Qualitaetsgewinn)が得られる。こ
れらの所定の走行操作では、ダンパの基本調整 (Grunda
bstimmung)が利用されるのではなくて、最適な減衰量
が、−この所定の側項操作に応じて合わせられて−適切
に設定される。この明細書中では、このことは、例え
ば、車体速度の比例係数を可変することによって実行さ
れる。
【０００５】スカイフック制御装置には、減衰力がダン
パ速度に依存して硬いと柔らかいとの間で絶え間なく切
換えられるという欠点がある。このことは、例えば音響
問題(Akustikproblemen)を引き起こしうる。スカイフッ
ク制御装置のもう１つの欠点は、車体速度が不十分な場
合に、ダンパが「柔らかい」に自動的に設定される点に
ある。例えば、車両速度又は制動操作及び／若しくはハ
ンドル操作が速い場合、このことは、望まない車体運動
を引き起こし、これによって乗り心地を悪くさせうる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、望ま
なく発生する車体運動が、上述した走行状況で可能な限
り早期に少なくとも十分に抑えられるように、標準的に
制御可能な方法、特にスカイフック方法にしたがって調
整可能なダンパの制御を改良することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このことは、請求項１に
したがって、制御量の最大値が個別に前もって規定した
走行状況で減少し、かつ制御量の最小値が増大するよう
に、制御を制限することだけによって実行されるのでは
なくて、請求項１にしたがって制御範囲の広狭が検出さ
れる。車体速度が零である走行状況を考慮するため、車
両のダンパが、柔らかいに設定されていて（すなわち、
制御範囲が、範囲零によって設定されていて）、車体加
速度が走行状況に起因して発生するときに、その制御範
囲がこの走行状況から出発して広げられる。さらに、も
う１つ別の制御範囲が狭くなるという可能性が、請求項
１にしたがって存在する。
【０００８】したがって、本発明の主旨は、ダンパの制
御範囲が実際の走行状況に適合される点に認められる、
つまり（例えば、ブレーキペダルを操作する際に）この
走行状況が予測されるときに、ダンパの制御範囲が実際
の走行状況に既に適合される点に認められる。
【０００９】これらの信号に依存したスカイフック・ア
ルゴリズムの制御範囲の変化によって、車体速度とダン
パ速度に依存したこのスカイフック・アルゴリズムによ
って生成される減衰力が、それぞれのダンパの技術的な
可能性の範囲内で危険な走行状況の期間に起こりうる柔
らかい位置 (Weichstellung)又は起こりうる硬い位置(H
artstellung)に対して変化する。
【００１０】最大値又は最小値の変化が、好適な実施形
にしたがって走行動的な値に関連している。すなわち、
制御範囲の変化が、或る特定の値にプリセットされた車
両測定値に関連しうる。
【００１１】車両の縦減速度の変化、例えばブレーク圧
力の変化，ブレーキ光信号の変化を知らせるか又は示す
信号は、運転者が希望するトルク，エンジン駆動トルク
又はアクセル位置である。
【００１２】車両の横加速度の変化、例えば測定された
横加速度等の変化を知らせるか又は示す信号は、ハンド
ル角度と車両速度から算定された横加速度である。
【００１３】対応するセンサに接続されているセンサ／
制御電子機器によって操作必要量 (Handlungsbedarf)を
確定する場合は、ダンパの硬い位置又はダンパの柔らか
い位置方向の制御量を、重要度に応じて徐々に又は遅延
させて、すなわち緩やかに設定してもよい。
【００１４】特に縦方向と横方向の加速過程時の車体速
度の減衰が、本発明の制御範囲の限定によって明らかに
改善される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の装置の構造と動
作を実施の形態に基づいて詳しく説明する。この場合、
本発明の方法は、当業者によってこの装置の動作から推
定される。
【００１６】スカイフック方法の基本概念は、車体が車
両に依存しない基準点（「スカイフック」）に対して減
衰するという仮定のもとにある。このことから、 FSky = v A * k Sky FSky = スカイフックの減衰力， vA = 車体速度， k
Sky = 減衰係数 に相当する理想化された減衰力が得られる。
【００１７】このことは、実現不可能である。何故な
ら、一方ではこのような依存しない基準点は与えられて
おらず、他方では大多数の車両のダンパは、車輪と車体
に連結されていて、その結果その車体に対する車輪の相
対速度にしか影響を及ぼし得ない。セミアクティブダン
パでは、減衰力が、ｋmin とｋmax との間の減衰係数に
よって例えば電気的に又は空気式に調整され得る。この
減衰力は、ダンパ速度と設定された減衰係数とから得ら
れる（特性領域参照）。多くの場合、FSky と vD = dx
A /dt - dxR /dt とが同じ符号を有する場合は、理想的
なスカイフック力： FD = vA * kSky が設定され、FSky と vD = dxA /dt - dxR /dt とが違
う符号を有する場合は、スカイフックの開始点に可能な
限り近づく減衰力： FD = vA * kmin が設定されるように、このスカイフック方法の実際の推
移 (Umsetzung)が示されている。
【００１８】図３中に示されたブロック図は、本発明の
ダンパ電子機器の実施の形態を示す。入力側では、縦加
速度と横加速度の算定及び道路の起伏度の算定に必要な
センサ（図示せず）が、回路の入力側に付加されてい
る。これらのセンサによって生成されたデータ（実際
値）が、プリセットされた目標値と比較される。この実
際値がこのプリセットされた目標値を超えると、−ダン
パ特性領域が逆になる結果−ダンパに作用する電子弁を
操作する電流が低下する。これによって、ダンパ特性が
方向「硬い」に移動する。
【００１９】これとは別に、減衰力調整部が、道路状況
の認識を担うセンサに関連して作動する。感知した道路
の起伏度がプリセットされた限界値を超えると、徐々に
大きくした電流ｉ又は最大電流ｉが、電磁弁に向かって
出力される。このことは、減衰力ＦD の減少を意味す
る。
【００２０】加速度等を算定するセンサは、ここでは詳
しく立ち入らない。何故なら、これらのセンサは、本発
明の対象ではないからである。同様に、ダンパに作用す
るアクチュエータも詳しく立ち入らない。この場合、電
磁的に作動する弁が使用され得るか、又は、空気弁(Pne
umatik) が使用され得る。本発明の制御／調整方法、又
はこの方法を実行するために設けられた本発明の制御／
調整装置を用いてその都度の走行状況に応じてダンパを
作用させることが、本発明において重要な点である。
【００２１】減衰力の技術的に可能な限界値と限界値
（すなわち、最小値と最大値）との間の切換えが、従来
の技術にしたがって実行されることが、図４中に示され
たグラフから分かる。
【００２２】本発明では、上の限界値と下の限界値の双
方が変化しうる（図５）。したがって、制御範囲が可変
されるだけではなくて、減衰力のその都度の絶対値 (ab
solute Betrag)も設定され得る。
【００２３】基底レベル(Grundzustand)が、最小の減衰
量（柔らかい）によって与えられている。
【００２４】特定の走行状況では、減衰量の制御範囲が
広げられる。この制御範囲の拡大は、まさに車両速度に
依存して、例えば 60 〜130 km/h，特に 90 〜110 km/h
の速度範囲に対して実行される。いかなる場合でも、ダ
ンパ力の制御範囲の可変性が、本発明において重要であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】車輪のサスペンションの基本構造を示す。
【図２】力／速度のグラフである。
【図３】本発明のダンパ調整のブロック図である。
【図４】従来の技術によるダンパ力のグラフである。
【図５】本発明のダンパ力のグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 シユテフアン・ゾンマー ドイツ連邦共和国、ガルプゼン、シユトラ ルズンダーストラーセ、13 (72)発明者 イエルク・グロテンドルスト ドイツ連邦共和国、ガルプゼン、ロルトツ インガーストラーセ、２ Ｆターム(参考） 3D001 AA02 DA03 DA17 EA02 EA07 EA08 EA22 EA34 EA36 EB32 EC06 ED04 ED09

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項０１】 −ダンパの減衰力に対する制御範囲の
    限界内でダンパの減衰特性を少なくとも１つの入力信号
    に断続的に又は連続的に適合させる減衰力装置を有し、 −この場合、弾性体としての車体の一部の垂直速度を示
    す信号が検出され、 −非弾性体の車輪の垂直車輪速度を示す別の信号が生成
    され、 −これに基づいて、ダンパ特性を調整する制御信号が、
    制御範囲内で標準的な制御方法にしたがって算定され
    る、車両の車輪のサスペンションの１つ又は多数の振動
    ダンパに対する減衰力を制御又は調整する方法におい
    て、 この制御範囲の上限が上がるか若しくは下がることによ
    って、及び／又は、この制御範囲の下限が上がるか若し
    くは下がることによって、この制御範囲が所定の走行状
    況中に変化することを特徴とする方法。
  2. 【請求項０２】 ダンパの柔らかい位置が、車両の縦方
    向の遅延の変化を知らせるか又は示す信号に応じて限定
    されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項０３】 ダンパの柔らかい位置が、車両の横加
    速度の変化を知らせるか又は示す信号に応じて限定され
    ることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項０４】 大きな起伏のある車道が、適応アルゴ
    リズム又は自己学習方法によって認識されるときは、ダ
    ンパの硬い位置が限定されることを特徴とする請求項１
    〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項０５】 ダンパの硬い位置が、車体速度に応じ
    て認識され、この場合、車体速度が大きいときは、制御
    範囲がダンパを硬くする方向に広げられ、車体速度が小
    さいときは、制御範囲がダンパを柔らかい方向に限定さ
    れることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
    載の方法。
  6. 【請求項０６】 制御範囲のダンパを硬くする方向への
    限定は、ダンパを柔らかくする位置方向への限定よりも
    常に優先されることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
    か１項に記載の方法。
  7. 【請求項０７】 誤りが制御・調整アルゴリズム内で確
    認されたときは、制御量が、−その誤りの重さに応じて
    −ダンパの柔らかい位置方向に段階的に限定されること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方
    法。
  8. 【請求項０８】 ダンパの制御範囲は、その都度の実際
    の走行状況に適合されることを特徴とする請求項１〜７
    のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項０９】 その都度の実際の走行状況が予測され
    ると、ダンパの制御範囲が常に適合されることを特徴と
    する請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 標準的な制御方法は、スカイフック方
    法であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項
    に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 −ダンパの減衰力に対する制御範囲の
    限界内でダンパの減衰特性を少なくとも１つの入力信号
    に断続的に又は連続的に適合させる減衰力装置を有し、 −この場合、弾性体としての車体の一部の垂直速度を示
    す信号が検出され、 −非弾性体の車輪の垂直車輪速度を示す別の信号が生成
    され、 −これに基づいて、ダンパ特性を調整する制御信号が、
    制御範囲内で標準的な制御方法にしたがって算定可能で
    ある、１つ又は多数の車両の車輪のサスペンション用の
    請求項１に記載の方法を実行する装置において、 車両の所定の走行状況で制御範囲を可変する手段を備
    え、これによって、この制御範囲の上限を上げることが
    可能であるか若しくは下げることが可能であるか、及び
    ／又は、この制御範囲の下限を上げることが可能である
    か若しくは下げることが可能であることを特徴とする装
    置。
  12. 【請求項１２】 車両の縦方向の遅延の変化を知らせる
    か又は示す信号に応じてダンパの柔らかい位置を限定す
    る手段を特徴とする請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 車両の横加速度の変化を知らせるか又
    は示す信号に応じてダンパの柔らかい位置を限定する手
    段を特徴とする請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 車道の大きな起伏が、適応アルゴリズ
    ム回路又は自己学習装置によって認識されたときに、ダ
    ンパを硬くする位置を限定する手段を特徴とする請求項
    １１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 車体速度に応じてダンパを硬い位置に
    する手段を備え、この場合、車体速度が大きいときは、
    制御範囲をダンパを硬くする方向に広げることが実現可
    能であり、この場合、車体速度が小さいときは、制御範
    囲をダンパを硬くする方向に限定することが可能である
    ことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記
    載の装置。
  16. 【請求項１６】 制御範囲をダンパを硬くする方向に限
    定する手段を備え、この場合、ダンパを柔らかくする位
    置方向に限定するよりも常に優先されることを特徴とす
    る請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 誤りが制御・調整アルゴリズム内で確
    認されたときに、制御範囲をダンパを柔らかくする位置
    方向に段階的に限定する手段を特徴とする請求項１１〜
    １６のいずれか１項に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 制御範囲をその都度予測される実際の
    走行状況に適合させる手段を特徴とする請求項１１〜１
    ７のいずれか１項に記載の装置。
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DE (2) DE10120918B4 (ja)

Cited By (3)

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