JP2007161100A - Suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪のサスペンション装置に係り、特に電磁力により車体の上下振動に対する減衰力を発生させる電磁アクチュエータを備えたサスペンション装置に関する。 The present invention relates to a suspension device for a wheel of an automobile or the like, and more particularly to a suspension device including an electromagnetic actuator that generates a damping force against vertical vibration of a vehicle body by electromagnetic force.
従来から、電磁力により減衰力を発生させるいわゆる電磁サスペンション装置が知られている。この電磁サスペンション装置は、車体側と車輪側の一方側に磁石部材を、他方側にコイル部材を設け、車輪の上下方向の力を受けてコイル部材と磁石部材とが相対的変位することにより生じる電磁力によって減衰力を発生させる。また、コイル部材に流れる電流量によって、その減衰力を調整することが可能になっている。
こうした電磁サスペンション装置では、バッテリ電源を使って積極的にコイル部材に電流を流すことで、更に大きな減衰力を得ることができる。この場合、バッテリの電力消費が問題となる。そこで、特許文献1の電磁サスペンション装置では、車速が大きいときには、バッテリの消費電力が少なくなるようにコイル部材への通電量を少なくなるように制御している。
In such an electromagnetic suspension device, an even greater damping force can be obtained by positively flowing a current through the coil member using a battery power source. In this case, the power consumption of the battery becomes a problem. Therefore, in the electromagnetic suspension device of
しかしながら、特許文献1のものでは、単に車速に応じてコイル部材への通電量を減らすものであって、バッテリの状態については一切考慮されていない。
このため、バッテリ残容量の程度にかかわらず車速のみに応じて消費電力を抑制するため、例えば、バッテリ残容量が十分あるのに、振動抑制制御が抑えられて乗心地が悪化したり、逆に、バッテリ残容量が少ないのに、そのまま振動抑制制御を行ってバッテリの消耗を早めたりしていた。特に、最近では、消費電力量の大きな電気制御システムが車両に搭載されることから、こうしたバッテリ残容量が大きく低下した場合には、各制御システムの本来の性能が得られなくなってしまうという問題があった。
However, in the thing of
For this reason, in order to suppress power consumption according to only the vehicle speed regardless of the degree of remaining battery capacity, for example, although there is sufficient remaining battery capacity, vibration suppression control is suppressed and riding comfort deteriorates. Even though the remaining battery capacity is low, vibration suppression control is performed as it is to expend the battery. In particular, since an electric control system with a large amount of power consumption has recently been installed in a vehicle, when the remaining battery capacity is greatly reduced, the original performance of each control system cannot be obtained. there were.
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、車載電源装置の電源供給能力に応じて減衰力を制御することにより電源装置の消耗を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to cope with the above-described problem, and an object of the present invention is to suppress the consumption of the power supply device by controlling the damping force according to the power supply capability of the in-vehicle power supply device.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車輪側に接続される車輪側部材と車体側に接続される車体側部材とを備え、車輪の上下方向の力を受けて上記車輪側部材と上記車体側部材とが相対移動することにより電磁力を発生させて減衰力を得る一方、車載電源装置からの通電により上記車輪側部材と上記車体側部材との相対移動力を発生させて減衰力を調整する電磁サスペンションと、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、上記走行状態検出手段の検出信号に基づいて、上記電磁サスペンションへの通電量を制御して減衰力を調整する減衰力制御手段とを備えたサスペンション装置において、上記車載電源装置の状態を検出する電源状態検出手段を備え、上記減衰力制御手段は、上記車載電源装置の状態が所定レベルより悪化した場合、上記電磁サスペンションへの通電制御量を減らす側に補正することにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a wheel side member connected to the wheel side and a vehicle body side member connected to the vehicle body side are provided, and the wheel side member receives the force in the vertical direction of the wheel. And a relative movement between the vehicle body side member and the vehicle body side member generate an electromagnetic force to obtain a damping force. On the other hand, an energization from the in-vehicle power supply device generates a relative movement force between the wheel side member and the vehicle body side member to attenuate. An electromagnetic suspension for adjusting the force, a running state detecting means for detecting the running state of the vehicle, and an attenuation for adjusting the damping force by controlling the amount of current supplied to the electromagnetic suspension based on the detection signal of the running state detecting means A suspension device including force control means, comprising power supply state detection means for detecting the state of the in-vehicle power supply device, wherein the damping force control means has the state of the in-vehicle power supply device deteriorated from a predetermined level. If is to correct the side to reduce the current control amount to the electromagnetic suspension.
上記のように構成した本発明によれば、電磁サスペンションが車輪の上下方向の力を受けると車輪側部材と車体側部材との相対移動により電磁力を発生し、この電磁力により車輪車体間の上下振動に対する減衰力が得られる。例えば、車輪側部材の上下動にあわせて変位する磁石部材(又はコイル部材)と、車体側部材に設けられるコイル部材(又は磁石部材)とを設け、車輪側部材と車体側部材との相対移動により電磁力を発生させる。
この場合、車両走行状態に応じてコイル部材に流れる電流を制御することで電磁力を変化させて減衰力を制御できる。また、車載電源装置の電源によりコイル部材に通電することで電磁力により車輪側部材と車体側部材との相対移動力を発生させて減衰力を調整することもできる。
このように電磁サスペンションの通電制御により所望の減衰力が得られ車両の振動抑制を図ることができる。
そして、車載電源装置の状態(電源供給能力:例えば、電源電圧、バッテリ残容量等)が所定レベルより悪化した場合、電磁サスペンションへの通電制御量(例えば、目標電流値あるいは目標電力値)を減らす側に補正する。つまり、車載電源装置の状態が所定レベル以上にある場合に比べて電磁サスペンションへの通電量を減らす。
この結果、電磁サスペンションの消費電力が抑えられる。しかも、車輪車体間の上下振動に対する減衰力が低下するため、車輪側部材と車体側部材との相対移動が盛んになり、これにより発生する電磁力(起電力)が増大して、発電された電力を車載バッテリ側に回生する回生効率が向上する。
この結果、車載電源装置の電力消耗を抑えることが可能となる。
According to the present invention configured as described above, when the electromagnetic suspension receives a force in the vertical direction of the wheel, an electromagnetic force is generated by a relative movement between the wheel side member and the vehicle body side member, and the electromagnetic force generates a force between the wheel vehicle body. Damping force against vertical vibration is obtained. For example, a magnet member (or coil member) that is displaced in accordance with the vertical movement of the wheel side member and a coil member (or magnet member) provided on the vehicle body side member are provided, and relative movement between the wheel side member and the vehicle body side member is provided. To generate electromagnetic force.
In this case, the damping force can be controlled by changing the electromagnetic force by controlling the current flowing through the coil member according to the vehicle running state. Also, the damping force can be adjusted by generating a relative moving force between the wheel side member and the vehicle body side member by electromagnetic force by energizing the coil member with the power source of the in-vehicle power supply device.
Thus, a desired damping force can be obtained by energization control of the electromagnetic suspension, and the vibration of the vehicle can be suppressed.
When the state of the in-vehicle power supply (power supply capability: for example, power supply voltage, remaining battery capacity, etc.) deteriorates below a predetermined level, the energization control amount (for example, target current value or target power value) to the electromagnetic suspension is reduced. Correct to the side. That is, the energization amount to the electromagnetic suspension is reduced as compared with the case where the state of the in-vehicle power supply device is at a predetermined level or higher.
As a result, the power consumption of the electromagnetic suspension can be suppressed. In addition, since the damping force against the vertical vibration between the wheel bodies decreases, the relative movement between the wheel side member and the vehicle body side member becomes active, thereby increasing the generated electromagnetic force (electromotive force) and generating electric power. Regenerative efficiency for regenerating power to the in-vehicle battery is improved.
As a result, it is possible to suppress power consumption of the in-vehicle power supply device.
また、本発明の他の特徴は、上記電磁サスペンションは、上記車輪側部材と上記車体側部材とが相対移動することにより発電する電動モータを備えるとともに、上記減衰力制御手段による上記電動モータへの通電制御により上記車輪側部材と上記車体側部材との間に発生する相対移動力が可変され、上記減衰力制御手段は、上記車載電源装置の状態が所定レベルより悪化した場合、上記電動モータの制御ゲインを減らすことにある。 Another feature of the present invention is that the electromagnetic suspension includes an electric motor that generates electric power when the wheel side member and the vehicle body side member move relative to each other, and the damping force control means applies the electric motor to the electric motor. When the relative movement force generated between the wheel side member and the vehicle body side member is varied by the energization control, and the damping force control means deteriorates the state of the in-vehicle power supply device from a predetermined level, the electric motor It is to reduce the control gain.
これによれば、車載電源装置の状態が所定レベルより悪化した場合に、電動モータの制御ゲインを減らすことで、車輪車体間の上下振動に対する減衰力が低下するため、車輪側部材と車体側部材との相対移動が盛んになり、これにより電動モータのコイルに発生する電磁力(起電力)が増大して、発電された電力を車載バッテリ側に回生する回生効率が向上する。つまり、モータコイルに発生した起電力が電動モータの通電制御量を上回って車載バッテリ側に電力を戻す回生状態の発生率が増大する。
この結果、車載電源装置の電力消耗を抑えることが可能となる。
尚、電動モータは、車輪側部材と車体側部材との相対移動により回転して発電するモータや直進移動により発電するリニアモータなど種々のものを採用することができる。
According to this, when the state of the in-vehicle power supply device is deteriorated from a predetermined level, the damping force for the vertical vibration between the wheel bodies is reduced by reducing the control gain of the electric motor. As a result, the electromagnetic force (electromotive force) generated in the coil of the electric motor increases, and the regeneration efficiency for regenerating the generated power to the in-vehicle battery is improved. That is, the rate of occurrence of the regenerative state in which the electromotive force generated in the motor coil exceeds the energization control amount of the electric motor and the power is returned to the in-vehicle battery side increases.
As a result, it is possible to suppress power consumption of the in-vehicle power supply device.
Various electric motors such as a motor that generates electric power by rotating by a relative movement between the wheel side member and the vehicle body side member, and a linear motor that generates electric power by linear movement can be adopted.
本発明の他の特徴は、上記車載電源装置の状態が所定レベル以上に回復した場合には、上記制御ゲインを増大することにある。 Another feature of the present invention is that the control gain is increased when the state of the in-vehicle power supply apparatus recovers to a predetermined level or more.
これによれば、車載電源装置の状態が回復すれば、電動モータの制御ゲインを増大するため所望の減衰力が得られるようになり、乗心地を回復することができる。 According to this, when the state of the in-vehicle power supply device is recovered, the control gain of the electric motor is increased, so that a desired damping force can be obtained and the riding comfort can be recovered.
以下、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置について図面を用いて説明する。図1は、同実施形態に係るサスペンション装置のシステム構成を概略的に示している。 Hereinafter, a suspension device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the system configuration of the suspension device according to the embodiment.
このサスペンション装置は、各車輪WFL、WFR、WRL、WRRと車体Bとの間にそれぞれ設けられる4組のサスペンション本体10FL、10FR、10RL、10RRと、各サスペンション本体10FL、10FR、10RL、10RRの作動を制御するサスペンション制御装置50とから構成される。
以下、4組のサスペンション本体10FL、10FR、10RL、10RRおよび車輪WFL、WFR、WRL、WRRについては、特に前後左右を区別する場合を除いて、単にサスペンション本体10および車輪Wと総称する。
This suspension device includes four sets of suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, 10RR provided between the wheels WFL, WFR, WRL, WRR and the vehicle body B, and the operations of the suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, 10RR. And a
Hereinafter, the four sets of the suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, and 10RR and the wheels WFL, WFR, WRL, and WRR are simply collectively referred to as the
サスペンション本体10は、図2に示すように、車輪Wを支持するロアアームLAと車体Bとの間に設けられ、空気の弾性(圧縮性)を利用して路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車両の重量を弾性支持するエアばね装置20と、エアばね装置20の上下振動に対して減衰力を発生させるショックアブソーバとして機能する電磁アクチュエータ30(本発明の電磁サスペンションに相当する)とからなる。
以下、エアばね装置20により支えられる側、つまり車体B側を「ばね上」と呼び、エアばね装置20を支持する側、つまり車輪W側を「ばね下」と呼ぶ。
As shown in FIG. 2, the
Hereinafter, the side supported by the
電磁アクチュエータ30は、同軸状に配置されるアウタシリンダ31およびインナシリンダ32と、インナシリンダ32の内側に設けられるボールねじ機構35と、ボールねじ機構35を動作させる電動モータ40とを備える。本実施形態においては、電動モータ40として、三相DCブラシレスモータが用いられる。
アウタシリンダ31とインナシリンダ32とは、同軸異径パイプで構成され、インナシリンダ32の外周に軸方向へ摺動可能にアウタシリンダ31が設けられる。図中、符号33,34は、アウタシリンダ31内にインナシリンダ32を摺動可能に支持する軸受である。
The
The
ボールねじ機構35は、電動モータ40の回転動作により回転するボールねじ36と、ボールねじ36に形成された雄ねじ部分37に螺合する雌ねじ部分38を有するボールねじナット39とからなる。ボールねじナット39は、図示しない回り止めにより、その回転運動ができないように規制されている。従って、このボールねじ機構35においては、ボールねじ36の回転運動がボールねじナット39の上下軸方向の直線運動に変換され、逆に、ボールねじナット39の上下軸方向の直線運動がボールねじ35の回転運動に変換される。
The
ボールねじナット39の下端は、アウタシリンダ31の底面に固着されており、電動モータ40の回転によりボールねじナット39が上下動するとアウタシリンダ31を下方に押し下げ又は上方に引き上げる。逆に、ボールねじ36に対してアウタシリンダ31を軸方向に相対移動させようとする外力が加わると、ボールねじ36が回転して電動モータ40を回転させる。このとき電動モータ40は、そのロータに設けた永久磁石がステータに設けた電磁コイルCL1〜CL3(図3参照)を横切ることによって、電磁コイルCL1〜CL3に起電力を発生させて発電機として働く。
The lower end of the
インナシリンダ32の上端は、取付プレート41に固定される。この取付プレート41は、電動モータ40のモータケーシング42に固定されるとともに、その中央に形成した貫通孔43にボールねじ36が挿通される。ボールねじ36は、モータケーシング42内においてモータ軸と連結されるとともに、インナシリンダ32内の軸受44によって回転可能に支持される。
The upper end of the
車両が走行中に車輪Wが上下動する場合は、インナシリンダ32に対してアウタシリンダ31が軸方向に摺動し、ボールねじナット39がボールねじ36に対して上下動してボールねじ36を回転させる。このため、電動モータ40は、回転して電磁力を発生し発電機として作用する。従って、この発電のために生じる抵抗力により減衰力が発生する。
また、電源装置70により電動モータ40へ通電することでボールねじ機構35を伸縮させてアウタシリンダ31に推進力(インナシリンダ32とアウタシリンダ31とのあいだの相対移動力)を与え、車体Bの上下振動に対して所定の減衰力を発生させることもできる。いずれの場合も、電動モータ40に流れる電流の大きさを調整することで減衰力の調整が可能となる。
尚、アウタシリンダ31やボールねじナット39が本発明の車輪側部材に相当し、インナシリンダ32やボールねじ36が本発明の車体側部材に相当する。
When the wheel W moves up and down while the vehicle is running, the
Further, when the
The
エアばね装置20は、この電磁アクチュエータ30の外周に設けられるもので、モータケーシング42の外周を囲む円筒状の上部ケース21と、アウタシリンダ31の外周面を囲む下部ケース22と、両ケース21,22を気密状態で連結するゴムを主成分としたダイアフラム23とを備え、これらのケース21,22とダイアフラム23とによりアウタシリンダ31、インナシリンダ32、モータケーシング42の外周に空気室24を形成する。上部ケース21および下部ケース22は、それぞれモータケーシング42およびアウタシリンダ31の外周面に気密的に溶接固定されることで、空気室24を密閉状態にする。
The
上部ケース21には、この空気室24内に空気を供給したり排気したりする給排口としてのノズル25が設けられる。このノズル25には、図1に示すように、サスペンション制御装置50により制御される給排装置80からの高圧空気流路となる給排気管81が接続され、ノズル25からの給排気により空気室24内の空気圧が調整されるようになっている。
このように構成されたサスペンション本体10は、上部ケース21の上面で弾性材料からなるアッパーサポート26を介して車体Bに取り付けられる。
The
The
次に、サスペンション本体10の作動を制御するサスペンション制御装置50について説明する。
図3はサスペンション制御装置50の機能を表すブロック構成図である。
Next, the
FIG. 3 is a block diagram showing the function of the
サスペンション制御装置50は、ショックアブソーバとしての電磁アクチュエータ30を駆動制御する減衰力制御装置51(本発明の減衰力制御手段に相当する)と、エアばね装置20を駆動制御して車両の車高を所定値に維持する車高調整制御装置52とからなり、各制御装置51,52は主要部がマイクロコンピュータにより構成される。
また、サスペンション制御装置50は、バッテリ71および発電機であるオルタネータ72からなる電源装置70により電源供給される。
The
The
次に、サスペンション制御装置50が各種の制御を行うために使用するセンサ類について説明する。以下、各車輪Wごとに設けられるセンサについては、それらを特別区別する必要がないため同一の符号を付して説明する。
Next, sensors used for the
サスペンション制御装置50には、各車輪Wごとに設けられるセンサとして、ばね上の上下方向の加速度を検出するばね上加速度センサ61(以下、ばね上Gセンサ61と呼ぶ)と、ばね下の上下方向の加速度を検出するばね下加速度センサ62(以下、ばね下Gセンサ62と呼ぶ)と、車高を例えばばね下に対するばね上の上下方向の相対位置から検出する車高センサ63と、エアばね装置20への高圧給気回路内の圧力を検出する圧力センサ82とが接続される。
また、減衰力制御装置51は、電源装置70の状態を検出する電源状態検出手段としての機能を備え、その出力電圧(電源電圧Vx)を常時モニタするように構成される。
The
Further, the damping
サスペンション制御装置50は、こうした各種のセンサの検出信号に基づいて、電磁アクチュエータ30を駆動制御するモータ駆動回路55と、圧縮空気をエアばね装置20に供給する給排装置80とを接続する。
The
電磁アクチュエータ30の電動モータ40を駆動制御するモータ駆動回路55は、3相インバータ回路を構成するもので、電動モータ40の3相の電磁コイルCL1、CL2、CL3にそれぞれ対応したスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32を有する。これらのスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32は、本実施形態ではMOSFETにて構成され、減衰力制御装置51からの信号によりオン・オフ制御される。また、モータ駆動回路55には、電動モータ40に流れる電流値を検出する電流センサ56a、56b、56cが各相に設けられる。以下、この3つの電流センサ56a、56b、56cを合わせて電流センサ56と呼ぶ。
The
このモータ駆動回路55では、スイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32のパルス幅を制御することにより(PWM制御)、電源装置70から電動モータ40への通電量や電動モータ40からバッテリ71側へ送られる回生電力の電流量を制御する。
In this
給排装置80は、空気を圧縮して高圧空気を作る図示しないコンプレッサ等を備える。また、この給排装置80から各エアばね装置20への高圧空気の給排路となる給排気管81には、流路を開閉する電磁弁83および流路内の圧力を検出する圧力センサ82が設けられる。車高調整制御装置52は、この給排装置80のコンプレッサや電磁弁83の作動を制御することで、エアばね装置20の空気室24内の圧力を調整して目標位置に車高を維持する。
The supply /
次に、減衰力制御装置51の実行する乗心地制御および車高調整制御装置52の実行する車高制御について説明する。
図4は、減衰力制御装置51の実行する乗心地制御ルーチンを表し、図5は車高調整制御装置52の実行する車高制御ルーチンを表す。各制御ルーチンは、それぞれ各制御装置の図示しない記憶素子内に制御プログラムとして記憶されている。
Next, ride comfort control performed by the damping
4 shows a riding comfort control routine executed by the damping
減衰力制御装置51は、車両の上下振動を抑制するように電磁アクチュエータ30の制御量Fを算出する論理演算部で、ばね下Gセンサ62、ばね上Gセンサ61からの上下加速度信号を各車輪ごとに入力し(S1)、各加速度信号を積分処理するとともに(S2)、ノイズとなる低周波振動分をハイパスフィルタ処理によりカットして(S3)ばね下速度V1とばね上速度V2とを求める(S4)。そして、ばね下速度V1に制御ゲインCgを乗じた値(Cg・V1)と、ばね上速度V2に制御ゲインCsを乗じた値(Cs・V2)との和(F=Cg・V1+Cs・V2)を乗心地制御量として算出する(S5)。
この乗心地制御量Fは、電動モータ40によりボールねじ機構35を伸縮させてアウタシリンダ31に与える推進力(インナシリンダ32とアウタシリンダ31とのあいだの相対移動力)であり、電動モータ40の通電制御量に相当し、各車輪Wごとに独立して算出される。
The damping
This riding comfort control amount F is a propulsive force (relative moving force between the
この場合、この制御量に応じたパルス幅でモータ駆動回路55のスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32が開閉されるが、電動モータ40からの発電電流が目標通電量に対して多ければ、その差分だけバッテリ71側に回生電流が流れ、逆に、電動モータ40からの発電電流が目標通電量に対して少なければ、その差分だけバッテリ71から電動モータ40に通電される。
In this case, the switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, and SW32 of the
また、車高調整制御装置52においては、PID制御により車高制御を行なう。つまり、図5に示すように、予め設定された目標車高H0を読み込むとともに(S10)、車高センサ63により実際の車高Hxを検出し(S13)、この目標車高H0と検出車高Hxとの偏差ΔHに制御ゲインCh(ここでは、比例項、微分項、積分項の各制御ゲインをChと総称する)を乗じ(S11)、その値Ch・ΔHに応じて給排装置80の電磁弁83を開閉する(S12)。
Further, the vehicle height
こうしたサスペンション制御装置50によれば、エアばね装置20により路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車体Bを所定の車高位置に支持する一方、エアばね装置20の上下振動に対する減衰力を電磁アクチュエータ30により調整して車両の上下振動を抑制する。
According to such a
次に、減衰力制御装置51の実行するモータ制御ゲイン補正処理について説明する。図6は、減衰力制御装置51にて実行されるモータ制御ゲイン補正制御ルーチンを表し、減衰力制御装置51内の図示しない記憶素子内に制御プログラムとして記憶されている。
この制御ルーチンは、電源装置70の電源供給能力の低下に応じて電動モータ40の制御ゲインを切り替えるもので、図示しないイグニッションスイッチがオンされているあいだ、所定の速い周期で繰り返し実行される。
Next, motor control gain correction processing executed by the damping
This control routine switches the control gain of the
まず、電源装置70の状態を診断するために電源電圧Vxを検出する(S20)。続いて、検出した電源電圧Vxが基準電圧V0を下回っているかを判断する(S21)。この基準電圧V0は、電源装置70の電源供給能力が所定レベル以上か否かを判断するための基準値である。
そして、電源電圧Vxが基準値V0以上であれば(S21:NO)、電源装置70の状態は良好であると判断して、ステップS22,S23を経て本ルーチンを一旦抜ける。
このステップS22,23は、後述するフラグFの状態を判断するものであるが、本制御ルーチンの起動時においてはフラグFはF=0に設定されているため、各ステップS22,S23の判断は「NO」となり、そのまま本ルーチンを一旦抜ける。
First, the power supply voltage Vx is detected to diagnose the state of the power supply device 70 (S20). Subsequently, it is determined whether the detected power supply voltage Vx is lower than the reference voltage V0 (S21). The reference voltage V0 is a reference value for determining whether or not the power supply capability of the
If the power supply voltage Vx is equal to or higher than the reference value V0 (S21: NO), it is determined that the state of the
Steps S22 and S23 are for determining the state of the flag F, which will be described later. Since the flag F is set to F = 0 at the start of this control routine, the determinations of steps S22 and S23 are as follows. “NO”, and the routine is temporarily exited.
本ルーチンは繰り返し実行されることから、電源装置70の状態が常時検出されることとなる。そして、電源装置70の能力が低下してきて電源電圧Vxが基準電圧V0を下回ると(S21:YES)、ばね下振動を制御するばね下制御ゲインCgを1ランク低減し(S25)、フラグFをF=1に設定する(S26)。
この場合、ばね下制御ゲインCgは、その最小値Cgminが予め設定されており(S24)、電源電圧Vxが基準電圧V0より低い状態が続けば、最小値Cgminに達するまで、繰り返し1ランクづつ低減される。
こうしてばね下制御ゲインCgを低減することにより、電動モータ40の通電制御量が低減されるだけでなく、バネ下(車輪側)の振動抑制力が少なくなって減衰力が低減され、ばね下の振動が増加する。このため、ばね下振動によるボールねじ機構35の伸縮が盛んになり、電動モータ40の発電量が増える。
Since this routine is repeatedly executed, the state of the
In this case, the minimum value Cgmin of the unsprung control gain Cg is preset (S24). If the power supply voltage Vx continues to be lower than the reference voltage V0, the unsprung control gain Cg is repeatedly reduced by one rank until it reaches the minimum value Cgmin. Is done.
By reducing the unsprung control gain Cg in this way, not only the energization control amount of the
この場合、電源装置70から電動モータ40に供給する通電制御量が、外力(上下振動)による電動モータ40の発電量を上回っていれば、その差分の電力が電源装置70から引き出されるが、発電量が通電制御量を上回れば、その差分の電力が電源装置70のバッテリ71に回生される。
従って、回生状態になる頻度が高くなり電源装置70からの消費電力を抑えることができる。また、回生状態が継続する場合には、電源装置70のバッテリ71を充電して電源供給能力を向上させることができる。
In this case, if the energization control amount supplied from the
Therefore, the frequency of the regenerative state is increased, and the power consumption from the
こうしたばね下制御ゲインCgの低減補正を繰り返し(S20〜S26)、その値が最小値Cgminにまで達してもまだ電源装置70の電源電圧Vxが基準電圧V0を下回る場合には、ステップS24の判断が「YES」となり、今度は、ばね上振動を制御するばね上制御ゲインCsを1ランク低減し(S28)、フラグFをF=2に設定する(S29)。
この場合、ばね上制御ゲインCsは、その最小値Csminが予め設定されており(S27)、電源電圧Vxが基準電圧V0より低い状態が続けば、最小値Csminに達するまで、繰り返し1ランクづつ低減される。
Such reduction correction of the unsprung control gain Cg is repeated (S20 to S26), and even if the value reaches the minimum value Cgmin, if the power supply voltage Vx of the
In this case, the minimum value Csmin of the sprung control gain Cs is preset (S27). If the power supply voltage Vx continues to be lower than the reference voltage V0, the sprung control gain Cs is repeatedly reduced by one rank until reaching the minimum value Csmin. Is done.
従って、ばね上制御ゲインCsを低減することにより、更に電動モータ40の通電制御量が低減されるだけでなく、バネ上(車体側)の振動抑制力が少なくなって減衰力が低減され、ばね上の振動が増加する。このため、ばね下振動に加えてばね上振動によるボールねじ機構35の伸縮が盛んになり、電動モータ40の発電量が一層増加する。
この結果、回生状態になる頻度が更に高くなり電源装置70からの消費電力を抑えることができる。また、回生状態が継続する場合には、電源装置70のバッテリ71を充電して電源供給能力を向上させることができる。
Accordingly, by reducing the sprung control gain Cs, not only the energization control amount of the
As a result, the frequency of the regenerative state is further increased, and the power consumption from the
こうした電動モータ40の制御ゲイン低減の実施中において、電源装置70の状態が回復して電源電圧Vxが基準電圧V0を上回ると、今度は、制御ゲインを増大させる処理を行う。
例えば、ばね下制御ゲインGgのみが低減補正されている状態で電源電圧Vxが基準電圧V0以上に復帰すると、ステップS21の判断が「NO」となり、次に、フラグFの状態が判断される。この場合、フラグFはF=1に設定されていることから、ステップS22の判断は「NO」、ステップS23の判断は「YES」となり、ステップS30の処理に移行する。
While the control gain of the
For example, when only the unsprung control gain Gg is corrected for reduction and the power supply voltage Vx returns to the reference voltage V0 or higher, the determination in step S21 is “NO”, and then the state of the flag F is determined. In this case, since the flag F is set to F = 1, the determination in step S22 is “NO”, the determination in step S23 is “YES”, and the process proceeds to step S30.
このステップS30では、ばね下制御ゲインCgを1ランクだけ増大補正する。そして、電源電圧Vxが基準電圧V0以上である間は増大補正を繰り返し、補正されたばね下制御ゲインCgが最大値Cgmaxに達したら(S31:YES)、フラグFをF=0に設定し(S32)、増大補正を行わないようにする。この最大値Cgmaxは、ばね下制御ゲインCgの初期値(図4に示す補正前のばね下制御ゲインCg)である。
つまり、電源装置70の状態が基準レベルに達している場合には、ばね下制御ゲインCgを初期値にまで増大するのである。
In this step S30, the unsprung control gain Cg is corrected to increase by one rank. Then, the increase correction is repeated while the power supply voltage Vx is equal to or higher than the reference voltage V0. When the corrected unsprung control gain Cg reaches the maximum value Cgmax (S31: YES), the flag F is set to F = 0 (S32). ) Do not perform increase correction. This maximum value Cgmax is the initial value of the unsprung control gain Cg (the unsprung control gain Cg before correction shown in FIG. 4).
That is, when the state of the
一方、ばね下制御ゲインCgだけでなくばね上制御ゲインCsまでも低減補正されている状態において電源電圧Vxが基準電圧V0以上に復帰した場合には、そのときのフラグFはF=2に設定されていることから、ステップS22の判断は「YES」となり、ステップS33の処理に移行する。
このステップS33では、ばね上制御ゲインCsを1ランクだけ増大補正する。そして、電源電圧Vxが基準電圧V0以上である間はこの増大補正を繰り返し、補正されたばね上制御ゲインCsが最大値Csmaxに達したら(S34:YES)、フラグFをF=1に設定する(S35)。従って、その後は、上述したようなばね下制御ゲインCgの増大補正処理に移行することとなる。
尚、最大値Csmaxは、ばね上制御ゲインCsの初期値(図4に示す補正前のばね上制御ゲインCs)である。
On the other hand, when the power supply voltage Vx returns to the reference voltage V0 or higher in a state where not only the unsprung control gain Cg but also the sprung control gain Cs is corrected, the flag F at that time is set to F = 2. Thus, the determination in step S22 is “YES”, and the process proceeds to step S33.
In step S33, the sprung control gain Cs is increased and corrected by one rank. The increase correction is repeated while the power supply voltage Vx is equal to or higher than the reference voltage V0. When the corrected sprung control gain Cs reaches the maximum value Csmax (S34: YES), the flag F is set to F = 1 (S34: YES). S35). Therefore, after that, the process proceeds to the increase correction processing of the unsprung control gain Cg as described above.
The maximum value Csmax is the initial value of the sprung control gain Cs (the sprung control gain Cs before correction shown in FIG. 4).
このように電源電圧Vxの状態レベルが復帰した場合には、低減された制御ゲインCg、Csを徐々に増大して初期値に近づけることで、減衰力を増大して乗心地を向上させる。 Thus, when the state level of the power supply voltage Vx returns, the reduced control gains Cg and Cs are gradually increased to approach the initial values, thereby increasing the damping force and improving the riding comfort.
以上説明した本実施形態によれば、電磁アクチュエータ30の駆動制御量(電動モータ40の通電制御量に相当する)を、ばね下速度V1にばね下制御ゲインCgを乗じた値(Cg・V1)と、ばね上速度V2にばね上制御ゲインCsを乗じた値(Cs・V2)との和(F=Cg・V1+Cs・V2)により求め、電源装置70の状態(電源電圧Vx)が所定レベルより悪化した場合には、この制御ゲインCgあるいはCsを段階的に減らすように補正する。
従って、電磁アクチュエータ30の車輪車体間の上下振動に対する減衰力が徐々に低下するため、電磁アクチュエータ30の伸縮動作が盛んになり、これにより電動モータ40のコイルCL1〜CL3に発生する電磁力(起電力)が増大して、発電された電力をバッテリ71に回生する回生効率が向上する。
この結果、電源装置70の電力消費を抑えることが可能となる。
According to the present embodiment described above, the drive control amount of the electromagnetic actuator 30 (corresponding to the energization control amount of the electric motor 40) is a value obtained by multiplying the unsprung speed V1 by the unsprung control gain Cg (Cg · V1). And the sum of the sprung speed V2 and the sprung control gain Cs (Cs · V2) (F = Cg · V1 + Cs · V2), and the state of the power supply device 70 (power supply voltage Vx) is below a predetermined level. When it gets worse, the control gain Cg or Cs is corrected so as to decrease stepwise.
Accordingly, since the damping force of the
As a result, the power consumption of the
しかも制御ゲインを低減補正するに当たっては、乗心地への影響の少ないばね下制御ゲインCgを先に低減補正し、それでも電源装置70の状態が回復しなければ、次に、ばね上制御ゲインCsを低減補正するため、電力消費低減と乗心地性確保とを良好にバランスさせることができる。
また、電源装置70の状態が回復すれば、電動モータ40の制御ゲインを増大するため所望の減衰力が得られるようになり、乗心地を回復することができる。
In addition, when the control gain is reduced and corrected, the unsprung control gain Cg that has little influence on the riding comfort is first reduced and corrected. If the state of the
Further, when the state of the
以上、本実施形態のサスペンション装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、電磁アクチュエータ30の制御量は、上述した制御量F=Cg・V1+Cs・V2に限らず、別の走行状態検出データに基づいて算出しても良いし、上述した制御量Fに更に別のパラメータを加えたものであってもよい。
また、本実施形態では、電源装置70をバッテリ71とオルタネータ72とで構成したが、バッテリ71だけの構成であってもよい。
また、電源状態の検出に当たっては、電源電圧だけでなく、電源装置70から引き出される電流値を測定して電源電圧とあわせて電源装置70を診断するようにしてもよい。例えば、電源装置70から所定電流を引き出したときの電圧降下量を測定し、その電圧降下量が多いほど電源装置70の劣化レベルが高いと判断するようにしてもよい。
Although the suspension device of the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
For example, the control amount of the
Further, in the present embodiment, the
In detecting the power supply state, not only the power supply voltage but also the current value drawn from the
また、本実施形態では、電動モータ40によりボールねじ36を回転させてボールねじナット39を軸方向に上下動させる回転−直動変換機構を採用しているが、リニアソレノイドタイプの直動型モータを用いた電磁アクチュエータを採用してもかまわない。この直動型モータは、例えば、アウタシリンダの内周面に電磁コイルを設けるとともに、インナシリンダの外周面に電磁コイルと向かい合う永久磁石を配置し、電磁コイルに通電することによって、インナシリンダとアウタシリンダとの間に軸方向の推力を発生させ、また、インナシリンダに対するアウタシリンダの軸方向相対運動により電磁コイルに起電力を発生させて、電磁コイルへの通電および発電により減衰力を発生させるものである。
In this embodiment, a rotation-linear motion conversion mechanism is employed in which the
10…サスペンション本体、20…エアばね装置、30…電磁アクチュエータ(電磁サスペンション)、40…電動モータ、50…サスペンション制御装置、51…減衰力制御装置、52…車高調整制御装置、55…モータ駆動回路、61…ばね上Gセンサ、62…ばね下Gセンサ、70…電源装置、71…バッテリ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
上記走行状態検出手段の検出信号に基づいて、上記電磁サスペンションへの通電量を制御して減衰力を調整する減衰力制御手段と
を備えたサスペンション装置において、
上記車載電源装置の状態を検出する電源状態検出手段を備え、
上記減衰力制御手段は、上記車載電源装置の状態が所定レベルより悪化した場合、上記電磁サスペンションへの通電制御量を減らす側に補正することを特徴とするサスペンション装置。 A wheel side member connected to the wheel side and a vehicle body side member connected to the vehicle body side, and receiving the force in the vertical direction of the wheel, the wheel side member and the vehicle body side member move relative to each other to generate electromagnetic force. An electromagnetic suspension that adjusts the damping force by generating a relative moving force between the wheel side member and the vehicle body side member by energization from the in-vehicle power supply device,
Traveling state detecting means for detecting the traveling state of the vehicle;
A suspension device comprising: damping force control means for adjusting the damping force by controlling the amount of current supplied to the electromagnetic suspension based on the detection signal of the running state detection means;
Power supply state detection means for detecting the state of the in-vehicle power supply device,
The suspension device according to claim 1, wherein the damping force control means corrects the energization control amount to the electromagnetic suspension when the state of the in-vehicle power supply device is deteriorated from a predetermined level.
上記減衰力制御手段は、上記車載電源装置の状態が所定レベルより悪化した場合、上記電動モータの制御ゲインを減らすことを特徴とする請求項1記載のサスペンション装置。 The electromagnetic suspension includes an electric motor that generates electric power when the wheel side member and the vehicle body side member relatively move, and the wheel side member and the vehicle body are controlled by energization control of the electric motor by the damping force control means. The relative moving force generated between the side members is variable,
The suspension device according to claim 1, wherein the damping force control means reduces the control gain of the electric motor when the state of the in-vehicle power supply device is deteriorated from a predetermined level.
3. The suspension device according to claim 2, wherein the control gain is increased when the state of the in-vehicle power supply device recovers to a predetermined level or more.
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