JP2007302211A - Suspension system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁アブソーバによってばね上部材とばね下部材とを接近・離間させる力を発生させるサスペンション装置を備えたサスペンションシステムに関する。 The present invention relates to a suspension system provided with a suspension device that generates a force that causes an unsprung member and an unsprung member to approach and separate with an electromagnetic absorber.
電磁アブソーバは、例えば、電磁式モータ等の電磁アクチュエータの駆動力によってばね上部材とばね下部材とを制振する装置である。そのため、例えば、従来の流体抵抗式のショックアブソーバのようにばね上部材とばね下部材との相対動作を制動する向きの力を受動的に発生させるだけでなく、相対動作を駆動する向きの力をも発生させることが可能であり、より状況に適した制御を積極的に行うことができる。このような、電磁アクチュエータを有するサスペンション装置は、例えば、電磁サスペンション装置と呼ばれ、いわゆるスカイフックモデル制御等を実現するために、従来より検討されている。その電磁サスペンション装置の一例が、それぞれ下記特許文献1〜3に記載されている。また、電磁サスペンション装置は、例えば、車体(ばね上部材)と車輪等(ばね下部材)との間の振動(接近・離間による)を減衰させる力を電磁アクチュエータによって発生させることができるが、必ずしも常に電力を供給する必要はない。例えば、電磁アクチュエータに発電させることによっても上記減衰力を発生させることができる。下記特許文献1には、振動を減衰する際の電磁アクチュエータの発電によって電力がバッテリーに蓄電され易くし、つまり、電力が回生され易くすることにより、電力消費を低減する技術が記載されている。また、下記特許文献3には、電磁アクチュエータに供給する電力量と供給時間とに基づいて、車両が悪路を走行しているか否かを判定する技術が記載されている。
また、上記特許文献1には、車速が設定速度を超えた状態(例えば、高速道路走行時)において、旋回操舵や加減速が行われていないことを条件に、電磁アクチュエータが発生させる力を減少させて、電力消費を低減する技術が記載されている。しかしながら、車速が規定値以下となる場合(例えば、一般道路走行時)には電力消費を低減することができないという問題がある。また、電磁サスペンション装置の出力は、単にストローク速度(ばね上部材とばね下部材との相対速度)に基づいて決定されており、ばね上部材の制振とばね下部材の制振との重み付けを変えることができない。さらにまた、電磁サスペンション装置の出力を単純に下げることで電力消費の低減が図られており、乗り心地や車輪の接地性についての考慮がなされておらず改良の余地が残されている。上記特許文献2,3には、電磁アクチュエータによって発電することについての記載がなく、電磁アクチュエータを作動させる電力消費が問題となる。
Further, in
以上に述べた問題は、それぞれ従来のサスペンションシステムの実用性を向上させる上で障害となり得る問題の一例であり、サスペンションシステムには種々の観点からの改良の余地がある。すなわち、従来のサスペンションシステムに改良を施すことによって、実用性を向上させることが可能である。本発明は、そういった実情を鑑みてなされたものであり、より実用的なサスペンションシステムを得ることを課題としてなされたものである。 Each of the problems described above is an example of a problem that can be an obstacle to improving the practicality of the conventional suspension system, and there is room for improvement from various viewpoints in the suspension system. That is, it is possible to improve the practicality by improving the conventional suspension system. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to obtain a more practical suspension system.
上記課題を解決するために、本発明のサスペンションシステムは、サスペンション装置が備えた電磁アブソーバが、ばね上部材の変位速度に基づく減衰力成分である「ばね上減衰力成分」とばね下部材の変位速度に基づく減衰力成分である「ばね下減衰力成分」とを含む力を発生するように制御する制御装置を備え、その制御装置が、電磁アブソーバの制御を、「ばね下減衰力成分のゲイン」が設定値より大きくされた第1制御と、「ばね下減衰力成分のゲイン」が前記設定値以下にされた第2制御との間で切り換えるように構成されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the suspension system of the present invention is configured so that the electromagnetic absorber provided in the suspension device has a “sprung damping force component” that is a damping force component based on the displacement speed of the sprung member and the displacement of the unsprung member. And a control device that controls to generate a force including a “unsprung damping force component” that is a damping force component based on speed, and the control device controls the electromagnetic absorber with “unsprung damping force component gain”. "Is greater than the set value and switching is switched between the second control in which" the gain of the unsprung damping force component "is less than or equal to the set value.
本発明のサスペンションシステムによれば、例えば、状況に応じて、接地荷重変動率を少なくするのに適した第1制御と、電力消費を減少させるのに適した第2制御とを切り換えることができ、状況に応じて適切に電力消費を低減することができる。すなわち、本発明によれば、より実用的なサスペンションシステムが得られるのである。 According to the suspension system of the present invention, for example, it is possible to switch between the first control suitable for reducing the contact load fluctuation rate and the second control suitable for reducing power consumption according to the situation. The power consumption can be appropriately reduced according to the situation. That is, according to the present invention, a more practical suspension system can be obtained.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から一部の構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に、(2)項が請求項2に、(5)項と(6)項とを合わせたものが請求項3に、(9)項が請求項4に、(10)項が請求項5に、それぞれ相当する。
In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention. In each of the following paragraphs, (1) is in
(1)ばね上部材とばね下部材とを離間させる力を発生させるスプリングと、そのスプリングと併設されてばね上部材とばね下部材とを接近・離間させる力を発生させる電磁アブソーバとを含んで構成されたサスペンション装置と、
前記電磁アブソーバが、ばね上部材の変位速度に基づく減衰力成分であるばね上減衰力成分とばね下部材の変位速度に基づく減衰力成分であるばね下減衰力成分とを含む力を発生するように、前記電磁アブソーバを制御する制御装置と
を備えたサスペンションシステムであって、
前記制御装置が、
前記電磁アブソーバの制御を、前記ばね下減衰力成分のゲインが設定値よりも大きくされた第1制御と、前記ばね下減衰力成分のゲインが前記設定値以下の値にされた第2制御との間で切り換えるように構成されたことを特徴とするサスペンションシステム。
(1) A spring for generating a force for separating the sprung member and the unsprung member, and an electromagnetic absorber for generating a force for approaching and separating the sprung member and the unsprung member together with the spring. A constructed suspension device;
The electromagnetic absorber generates a force including a sprung damping force component that is a damping force component based on the displacement speed of the sprung member and an unsprung damping force component that is a damping force component based on the displacement speed of the unsprung member. And a suspension system comprising a control device for controlling the electromagnetic absorber,
The control device is
Control of the electromagnetic absorber includes first control in which the gain of the unsprung damping force component is larger than a set value, and second control in which the gain of the unsprung damping force component is set to a value equal to or less than the set value. Suspension system, characterized in that it is configured to switch between.
本項に記載のサスペンション装置によれば、例えば、スプリングによってばね上部材を弾性的に支持し、電磁アブソーバによってばね上部材およびばね下部材の振動を抑制することができる。本項の電磁アブソーバは、例えば、駆動力源として電磁式モータ(ブラシレス,ブラシ付等、モータの態様は特に制限されない)を有するものとすることができる。そして、従来の流体抵抗式のショックアブソーバのように、単純に、ばね上部材とばね下部材との相対速度(接近・離間速度)に応じた減衰力を発生させるだけではなく、ばね上部材とばね下部材との相対変位を助長する向きの力も発生させることができる。そのため、いわゆるスカイフックモデル制御等を行うのに適したサスペンション装置とされている。 According to the suspension device described in this section, for example, the sprung member can be elastically supported by the spring, and the vibration of the sprung member and the unsprung member can be suppressed by the electromagnetic absorber. The electromagnetic absorber of this section can have, for example, an electromagnetic motor (brushless, with brush, etc., the mode of the motor is not particularly limited) as a driving force source. And, like a conventional fluid resistance type shock absorber, not only simply generates a damping force according to the relative speed (approach / separation speed) between the sprung member and the unsprung member, A force in a direction that promotes relative displacement with the unsprung member can also be generated. Therefore, the suspension device is suitable for performing so-called skyhook model control and the like.
そのスカイフックモデル制御には、ばね上部材の上下振動のみを抑制し、ばね下部材の振動を抑制しない制御を行うモデルがあるが、乗り心地が良好である反面、車輪の接地性が悪いという欠点がある。それに対して、本項に記載の態様は、スカイフックモデル制御のうち、ばね上部材およびばね下部材の両者の上下振動を抑制する制御である。具体的には、ばね上減衰力成分のゲイン(以後、「ばね上ゲイン」と記載する)と、ばね下減衰力成分のゲイン(以後、「ばね下ゲイン」と記載する)との各々を個別に決定することで、ばね上部材の制振の度合いとばね下部材の制振の度合いとを個別に調節することができる。そのため、ばね上減衰力成分だけを変化させたり、ばね下減衰力成分だけを変化させたりすることができる。また、当然ながら、ばね上減衰力成分とばね下減衰力成分との両方を大きくしたり、小さくしたりすることもできる。そのため、ばね上ゲインとばね下ゲイン(以後、「2つのゲイン」と称する場合がある)を適切に設定することができ、接地性を良好に保つことや乗り心地を良好にすること等が可能である。 In the Skyhook model control, there is a model that controls only the vertical vibration of the sprung member and does not suppress the vibration of the unsprung member, but the riding comfort is good, but the grounding property of the wheel is bad. There are drawbacks. On the other hand, the aspect described in this section is control that suppresses vertical vibration of both the sprung member and the unsprung member in the skyhook model control. Specifically, the gain of the sprung damping force component (hereinafter referred to as “sprung gain”) and the gain of the unsprung damping force component (hereinafter referred to as “unsprung gain”) are individually set. Thus, the degree of vibration suppression of the sprung member and the degree of vibration suppression of the unsprung member can be individually adjusted. Therefore, only the sprung damping force component can be changed, or only the unsprung damping force component can be changed. Of course, both the sprung damping force component and the unsprung damping force component can be increased or decreased. Therefore, the sprung gain and unsprung gain (hereinafter sometimes referred to as “two gains”) can be set appropriately, and it is possible to keep the grounding property good and ride comfort. It is.
本項に記載の態様は、電磁アブソーバの制御を切り換えることによって、ばね下ゲインの大きさを変更することができる。逆にいえば、ゲインを変更することで制御の切り換えを行うことができる。第1制御において、ばね下ゲインが設定値よりも大きくされており、ばね下部材の制振の度合いが比較的高いため、車輪の「接地荷重変動率」が比較的小さく、接地性が良好である。しかしながら、ばね下部材の制振に費やすエネルギーが多くなるため、ばね下ゲインが設定値以下にされた第2制御と比較して電力消費が増大する。一方、第2制御において、ばね下ゲインが比較的小さくされており、「電磁アブソーバの電力消費」を低減することができる。しかしながら、第1制御と比較して、ばね下部材の制振の度合いが低下するため、例えば、悪路(詳細は後述する)走行時における接地性が低下する。つまり、悪路走行時の接地性と電力消費の低減とを両立させることは難しいのであるが、例えば、後述するように、路面状態,バッテリの蓄電量等に応じて適切に制御を切り換えることで、電力消費を適切に低減することができる。なお、設定値は、例えば、悪路走行時に接地性を良好に保つことができるばね下ゲインの下限値や、電力消費を効果的に低減することができるばね下ゲインの上限値等とすることができる。 In the aspect described in this section, the magnitude of the unsprung gain can be changed by switching the control of the electromagnetic absorber. Conversely, control can be switched by changing the gain. In the first control, the unsprung gain is set larger than the set value, and the degree of vibration suppression of the unsprung member is relatively high. Therefore, the “ground load variation rate” of the wheel is relatively small, and the grounding property is good. is there. However, since more energy is spent for damping the unsprung member, the power consumption increases compared to the second control in which the unsprung gain is set to a set value or less. On the other hand, in the second control, the unsprung gain is made relatively small, and “power consumption of the electromagnetic absorber” can be reduced. However, since the degree of vibration suppression of the unsprung member is reduced as compared with the first control, for example, the grounding property during traveling on a rough road (details will be described later) is reduced. In other words, it is difficult to achieve both grounding performance and reduction in power consumption when traveling on rough roads. However, as will be described later, for example, by appropriately switching the control according to the road surface condition, the amount of battery storage, etc. The power consumption can be appropriately reduced. Note that the set value is, for example, the lower limit value of the unsprung gain that can maintain good grounding performance on rough roads, the upper limit value of the unsprung gain that can effectively reduce power consumption, and the like. Can do.
本項に記載のサスペンションシステムによれば、例えば、状況に応じて、接地荷重変動率を小さくするのに適した第1制御と、電力消費を減少させるのに適した第2制御とを切り換えることができ、状況に応じて適切に電力消費を低減することができる。すなわち、本項に記載の態様によれば、より実用的なサスペンションシステムが得られるのである。 According to the suspension system described in this section, for example, depending on the situation, switching between the first control suitable for reducing the ground load fluctuation rate and the second control suitable for reducing power consumption is performed. It is possible to reduce power consumption appropriately according to the situation. That is, according to the aspect described in this section, a more practical suspension system can be obtained.
なお、本項に記載の態様における電力消費の低減には、電磁アブソーバに供給する電力を減少させることによって電磁アブソーバの電力消費を低減するだけでなく、電磁アブソーバによって発電された電力がバッテリに蓄電され易くすること、つまり、電力が回生され易くすることによってトータルとして電力消費を低減することも含まれる。なお、第1制御に比して、第2制御におけるばね下ゲインの値が小さいほど電力消費の低減量が大きくなる反面、悪路走行時の接地性が低下する。また、第2制御におけるばね下ゲインの値は、例えば、第1制御のばね下ゲインの2分の1程度、4分の1程度、8分の1程度等の大きさとすることができる。 Note that the power consumption in the embodiment described in this section is not limited to reducing the power consumption of the electromagnetic absorber by reducing the power supplied to the electromagnetic absorber, but also storing the power generated by the electromagnetic absorber in the battery. It also includes reducing the power consumption as a whole by facilitating the operation, that is, facilitating the regeneration of the electric power. Note that the amount of reduction in power consumption increases as the unsprung gain value in the second control is smaller than in the first control, but on the other hand, the grounding performance on rough roads decreases. Further, the value of the unsprung gain in the second control can be set to a magnitude of about one-half, about one-fourth, or about one-eighth of the unsprung gain in the first control, for example.
本項に記載のスプリングは、例えば、コイルスプリング,トーションスプリング,板ばね等のようにばね部材によって構成されたものとすることができる。また、例えば、エアスプリングのように、気体を収容するエアチャンバ(ガス室)を有し、車体と車輪との接近・離間に伴いそのエアチャンバの容積を変化させて弾性力を発生させるものとすることができる。本項に記載の電磁アブソーバは、例えば、回転型電磁式モータ等の回転式駆動力源とそれの回転運動を直線運動に変換する運動変換装置とを含むものとすることや、リニア型電磁式モータ等の直動式の駆動力源を有するものとすることができる。 The spring described in this section may be configured by a spring member such as a coil spring, a torsion spring, a leaf spring, or the like. Also, for example, an air chamber (gas chamber) that contains gas, such as an air spring, and generates elastic force by changing the volume of the air chamber as the vehicle body and wheels approach and separate from each other. can do. The electromagnetic absorber described in this section includes, for example, a rotary driving force source such as a rotary electromagnetic motor and a motion conversion device that converts the rotary motion thereof into a linear motion, a linear electromagnetic motor, or the like It is possible to have a direct-acting driving force source.
(2)前記制御装置が、
路面状態と、前記電磁アブソーバの電源であるバッテリの蓄電状態と、車両の走行状態とのうちの少なくとも1つに基づいて、前記電磁アブソーバの制御を切り換えるように構成された(1)項に記載のサスペンションシステム。
(2) The control device
Item (1) is configured to switch control of the electromagnetic absorber based on at least one of a road surface state, a storage state of a battery that is a power source of the electromagnetic absorber, and a traveling state of the vehicle. Suspension system.
(3)前記制御装置が、
ばね下部材の共振周波数域における振動強度が設定強度を超える路面状態である場合に前記第1制御を行い、ばね下部材の共振周波数域における振動強度が前記設定強度以下となる路面状態である場合に前記第2制御を行うように構成された(1)項または(2)項に記載のサスペンションシステム。
(3) The controller is
The first control is performed when the vibration intensity in the resonance frequency region of the unsprung member exceeds the set strength, and the vibration strength in the resonance frequency region of the unsprung member is in the road surface state that is equal to or less than the set strength. The suspension system according to item (1) or (2), which is configured to perform the second control.
(4)前記制御装置が、
前記バッテリの蓄電状態としての蓄電量が、設定量よりも多い場合に前記第1制御を行い、前記設定量以下の場合に前記第2制御を行うように構成された(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のサスペンションシステム。
(4) The controller is
Items (1) to (3) are configured to perform the first control when the storage amount of the battery as the storage state is larger than a set amount, and to perform the second control when the amount is less than the set amount. The suspension system according to any one of items 1).
上記3つの態様について説明する。第1制御と第2制御との切換は、路面状態,バッテリの蓄電状態,走行状態とのうちの少なくとも1つに基づいて決定することができる。路面状態は、例えば、比較的凹凸の小さい路面状態と、比較的凹凸の大きい路面状態との2段階に判別することや、3段階以上に判別することができる。路面状態を2段階に判別する場合は、例えば、比較的凹凸の小さい路面状態の道路を「良路」、比較的凹凸の大きい路面状態の道路を「悪路」とすることができる。具体的には、良路は、例えば、劣化が比較的少ない状態の一般的な舗装路とすることができ、高速道路は良路のうちでも極めて凹凸の少ない道路(極良路)といえる。悪路は、例えば、未舗装路や、舗装路であっても補修工事の継ぎ目が存在している路面、あるいは高温時の変形等による劣化が比較的多い道路とすることができる。路面状態に基づいて制御を切り換える場合には、例えば、悪路走行時には第1制御を行い、良路走行時には第2制御を行うことができる。すなわち、悪路走行時には、第1制御を行うことにより接地荷重変動率を小さくすることができ、一方、路面の凹凸が小さい良路を走行する際には、路面に起因する接地荷重の変動が小さくなるため、ばね下ゲインが小さくとも接地性が比較的良好に保たれやすく、第2制御を行うことにより電力消費を減少させることができるのである。 The above three aspects will be described. Switching between the first control and the second control can be determined based on at least one of a road surface state, a battery storage state, and a traveling state. The road surface state can be determined in two stages, for example, a road surface state having relatively small unevenness and a road surface state having relatively large unevenness, or can be determined in three or more stages. When the road surface state is determined in two stages, for example, a road with a relatively rough road surface can be a “good road” and a road with a relatively large road surface can be a “bad road”. Specifically, the good road can be, for example, a general paved road with relatively little deterioration, and the expressway can be said to be a road with very little unevenness (very good road) among good roads. The bad road can be, for example, an unpaved road, a road surface where a seam of repair work exists even on a paved road, or a road that is relatively deteriorated due to deformation at a high temperature. When the control is switched based on the road surface condition, for example, the first control can be performed when traveling on a rough road, and the second control can be performed when traveling on a good road. In other words, when traveling on rough roads, the first load control can reduce the ground load variation rate, while when traveling on a good road with small road surface irregularities, the ground load variation due to the road surface Therefore, even if the unsprung gain is small, the grounding property is easily maintained, and the power consumption can be reduced by performing the second control.
なお、路面状態の判定は、例えば、ばね下部材の共振周波数域(共振周波数およびその付近の周波数)における振動強度に基づいて行うことができる。ばね下部材は、それの共振周波数域において振動しやすく、その振動が大きいと比較的凹凸の大きい路面状態、つまり、悪路走行時であると判定することができる。振動強度は、例えば、ばね下部材の振動の加速度,振幅等に基づく値とすることができる。そして、例えば、設定時間内のうちで振動加速度が設定加速度を超えた時間の割合や、設定時間内のうちで振動の振幅が設定値を超えた回数等に基づいて、路面状態を判定することができる。このような方法で路面状態を判定することで、より実情に即した判定を行うことができる。具体的には、同じ道路であっても、例えば、走行速度等によってばね下部材の振動強度が変わる場合もあるが、そういった場合に振動強度が大きい場合に第1制御を行い、振動強度が小さい場合に第2制御を行うことができる。すなわち、本項の路面状態は、路面からの入力に起因するばね下部材の振動の度合い、といった意味合いも含まれているのである。 The determination of the road surface state can be made based on, for example, the vibration intensity in the resonance frequency region (resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof) of the unsprung member. The unsprung member is likely to vibrate in its resonance frequency range, and when the vibration is large, it can be determined that the road surface is relatively uneven, that is, when traveling on a rough road. The vibration intensity can be a value based on, for example, acceleration and amplitude of vibration of the unsprung member. And, for example, determining the road surface condition based on the ratio of the time during which the vibration acceleration exceeds the set acceleration within the set time, the number of times the amplitude of the vibration exceeds the set value within the set time, etc. Can do. By determining the road surface state by such a method, it is possible to make a determination in accordance with the actual situation. Specifically, even on the same road, for example, the vibration intensity of the unsprung member may change depending on the traveling speed, etc. In such a case, the first control is performed when the vibration intensity is high, and the vibration intensity is low. In some cases, the second control can be performed. In other words, the road surface condition in this section includes the meaning of the degree of vibration of the unsprung member due to the input from the road surface.
また、例えば、バッテリの蓄電状態に基づいて制御を切り換える場合には、例えば、バッテリの蓄電量が多い状態では電力消費を減少させる必要性が低いため接地荷重変動率の小さい第1制御を行い、バッテリの蓄電量が少ない状態では第2制御を行うことができる。さらに、路面状態とバッテリの蓄電状態との両方に基づいて制御を切り換える場合には、いずれの状態を優先させてもよい。制御の切換の態様は、例えば、悪路走行時かつ蓄電量が多い場合にのみ第1制御を行い、それ以外の状況(良路走行時や、悪路走行時であっても蓄電量が少ない状況)において第2制御を行うことにより、第2制御が行われる度合いを高めて一層の電力消費の低減を図る省電力型切換制御とすることができる。また、例えば、良路走行時かつ蓄電量が少ない場合にのみ第2制御を行い、それ以外の状況(悪路走行時や、良路走行時であっても蓄電量が多い状況)では第1制御を行うことにより、第1制御が行われる度合いを高めて可及的に接地性を良好に保つ接地性重視型切換制御等、種々の制御を行うことができる。すなわち、上記3つの態様によれば、走行速度が低い場合でも電力消費を低減することができるとともに、目的に応じてより適切に電力消費を低減することができるのである。 In addition, for example, when switching the control based on the battery storage state, for example, in the state where the battery storage amount is large, the necessity for reducing power consumption is low, so the first control with a small ground load fluctuation rate is performed, The second control can be performed in a state where the storage amount of the battery is small. Furthermore, when the control is switched based on both the road surface state and the battery storage state, either state may be prioritized. The mode of control switching is, for example, that the first control is performed only when traveling on a rough road and the amount of stored electricity is large, and other situations (even when traveling on a good road or traveling on a rough road, the amount of stored power is small. By performing the second control in (Situation), it is possible to achieve a power-saving switching control that increases the degree of the second control and further reduces the power consumption. In addition, for example, the second control is performed only when traveling on a good road and the amount of power storage is small, and in other situations (when the power storage amount is large even when traveling on a bad road or on a good road), the first control is performed. By performing the control, it is possible to perform various controls such as a grounding-oriented switching control that increases the degree of the first control and keeps the grounding as good as possible. That is, according to the above three aspects, power consumption can be reduced even when the traveling speed is low, and power consumption can be more appropriately reduced according to the purpose.
走行状態に基づいて制御を切り換える場合には、例えば、旋回状態や加減速状態(加速状態、減速状態)では、接地性を重視して第1制御を行い、車両が旋回や加減速を行っていないとみなせる走行状態(換言すれば、「概ね一定速度で直進走行しているとみなせる走行状態」と表現することもできる)である定常直進状態において第2制御を行うようにすることができる。また、比較的穏やかな旋回や加減速が行われている状態も定常直進状態とみなすことができる。なお、路面状態と、バッテリの蓄電状態と、走行状態とのうちの2つ以上に基づいて制御を切り換える場合には、いずれの状態を優先させてもよい。また、例えば、各状態を3段階以上に判別し、最も条件的に厳しいもの、例えば、路面状態が複数段階のうち最も悪い状態である場合は路面状態を優先させ、蓄電量が最低量である場合は蓄電状態を優先させ、走行状態が急加速状態や急旋回状態である場合は走行状態を優先させること等ができる。 When switching the control based on the running state, for example, in the turning state or acceleration / deceleration state (acceleration state, deceleration state), the first control is performed with emphasis on grounding, and the vehicle is turning or accelerating / decelerating. The second control can be performed in a steady straight traveling state that is a traveling state that can be regarded as non-existent (in other words, a traveling state that can be regarded as traveling substantially straight at a constant speed). In addition, a state in which relatively gentle turning or acceleration / deceleration is performed can be regarded as a steady straight traveling state. In the case where the control is switched based on two or more of the road surface state, the battery storage state, and the traveling state, any state may be prioritized. In addition, for example, each state is discriminated into three or more stages, and when the condition is severest, for example, when the road surface state is the worst among a plurality of stages, the road surface state is given priority, and the amount of power storage is the minimum amount. In this case, it is possible to give priority to the storage state, and to give priority to the traveling state when the traveling state is a sudden acceleration state or a sudden turning state.
(5)前記制御装置が、
前記第2制御における前記ばね上減衰力成分のゲインを、前記第1制御における値よりも小さくするように構成された(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のサスペンションシステム。
(6)前記制御装置が、
前記第2制御において、前記ばね下減衰力成分のゲインに対する前記ばね上減衰力成分のゲインの比率を前記第1制御における前記比率よりも大きくするように構成された(5)項に記載のサスペンションシステム。
(5) The control device
The suspension system according to any one of (1) to (4), wherein a gain of the sprung damping force component in the second control is configured to be smaller than a value in the first control.
(6) The control device
The suspension according to item (5), wherein in the second control, a ratio of a gain of the sprung damping force component to a gain of the unsprung damping force component is made larger than the ratio in the first control. system.
上記2つの態様について説明する。第2制御において、ばね下ゲインとともに、ばね上ゲインを減少させることにより、より一層の電力消費の低減を図ることができる。なお、例えば、良路走行時には、比較的ばね上の振動が少ないため、ばね上ゲインを小さくしても乗り心地が比較的良好に保たれやすい傾向にある。また、第2制御において、ばね下ゲインに対するばね上ゲインの比率を、第1制御における比率よりも大きくすることにより、例えば、乗り心地を良好に保ちやすくなる。なお、乗り心地は、例えば、路面状態が同じである場合、路面から入力された振動がばね上部材に伝達される比率(以後、「ばね上伝達比」、「ばね上伝達率」等と称する場合がある)によって評価することができる。特に、ばね上部材の共振周波数域(共振周波数およびその付近の周波数)の振動のばね上伝達比を用いて乗り心地を評価することが望ましい。なお、「ばね上ゲインの減少割合」は、例えば、ばね上ゲインの減少量を、第1制御におけるばね上ゲインの値で除したものとすることができる。 The two aspects will be described. In the second control, the power consumption can be further reduced by decreasing the sprung gain together with the unsprung gain. Note that, for example, when traveling on a good road, the vibration on the spring is relatively small, so that the riding comfort tends to be kept relatively good even if the sprung gain is reduced. In the second control, for example, by making the ratio of the sprung gain to the unsprung gain larger than the ratio in the first control, for example, it becomes easy to maintain a good riding comfort. For example, when the road surface condition is the same, the ride comfort is a ratio (hereinafter referred to as “sprung transmission ratio”, “sprung transmission ratio”, etc.) in which vibration input from the road surface is transmitted to the sprung member. May be evaluated). In particular, it is desirable to evaluate the ride comfort using the sprung transmission ratio of vibrations in the resonance frequency region (resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof) of the sprung member. In addition, the “decrease rate of the sprung gain” can be, for example, a value obtained by dividing the amount of decrease in the sprung gain by the value of the sprung gain in the first control.
(7)前記制御装置が、
前記第2制御における前記ばね上減衰力成分のゲインを、前記第1制御における前記ばね上減衰力成分のゲインよりも小さく、かつ、路面から入力されるばね上部材の共振周波数域の振動がばね上部材へ伝達される比率であるばね上伝達比が前記第1制御における前記ばね上伝達比よりも大きくなることを抑制し得る値にするように構成された(1)項ないし(6)項のいずれかに記載のサスペンションシステム。
(7) The control device
The gain of the sprung damping force component in the second control is smaller than the gain of the sprung damping force component in the first control, and the vibration in the resonance frequency range of the sprung member input from the road surface is a spring. Items (1) to (6) are configured to suppress a sprung transmission ratio, which is a ratio transmitted to the upper member, from becoming larger than the sprung transmission ratio in the first control. The suspension system according to any one of the above.
ばね上ゲインを、ばね下ゲインとともに減少させる場合には、ばね上部材の共振周波数域(共振周波数およびその付近の周波数)の振動のばね上伝達比が増加しにくい傾向がある。その傾向に基づけば、例えば、ばね上部材の共振周波数域の振動のばね上伝達比を増加させずに、第2制御におけるばね上ゲインを減少させることができる。また、例えば、振動のばね上伝達比の増加を小さなもの(例えば、増加した割合が2割以下、4割以下等)にとどめながら第2制御におけるばね上ゲインを減少させることができる。そのためには、例えば、第2制御におけるばね下ゲインに対するばね上ゲインの比率を、第1制御における比率よりも大きくすることが望ましい。すなわち、第1制御から第2制御に切り換える際に、ばね上ゲインの減少割合をばね下ゲインの減少割合よりも小さくすることが望ましいのである。なお、ゲインの減少割合は、例えば、ばね上ゲインの減少量を、第1制御におけるばね上ゲインの値で除したものとすることができる。また、ばね下ゲインの減少量についても同様なものとすることができる。本項に記載の制御装置は、ばね上部材の共振周波数域の振動のばね上伝達比の増加を抑制しつつ、つまり、乗り心地の悪化を抑制しつつばね上ゲインを減少させて電力消費を低減させることができる。 When the sprung gain is decreased together with the unsprung gain, the sprung transmission ratio of vibrations in the resonance frequency region (resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof) of the sprung member tends not to increase. Based on this tendency, for example, the sprung gain in the second control can be reduced without increasing the sprung transmission ratio of vibration in the resonance frequency region of the sprung member. Further, for example, the sprung gain in the second control can be reduced while keeping the increase in the sprung transmission ratio of vibration small (for example, the increased rate is 20% or less, 40% or less, etc.). For that purpose, for example, it is desirable to make the ratio of the sprung gain to the unsprung gain in the second control larger than the ratio in the first control. That is, when switching from the first control to the second control, it is desirable to make the reduction ratio of the sprung gain smaller than the reduction ratio of the unsprung gain. The gain reduction rate can be, for example, a value obtained by dividing the reduction amount of the sprung gain by the value of the sprung gain in the first control. The same can be applied to the amount of decrease in the unsprung gain. The control device described in this section suppresses an increase in the sprung transmission ratio of vibration in the resonance frequency region of the sprung member, that is, reduces the sprung gain while suppressing deterioration of the ride comfort, thereby reducing power consumption. Can be reduced.
(8)前記制御装置が、
前記第2制御における前記ばね下減衰力成分のゲインを、前記設定値よりも小さく、かつ、悪路走行時の接地性が不足する値にするように構成された(1)項ないし(7)項のいずれかに記載のサスペンションシステム。
(8) The control device
The gain of the unsprung damping force component in the second control is set to a value that is smaller than the set value and that is insufficient for ground contact when traveling on rough roads (1) to (7) The suspension system according to any one of the items.
ばね下ゲインはばね下部材の制振の度合いを左右するため、接地荷重変動率に対する影響が大きい。そして、ばね下ゲインの減少により、接地荷重変動率が増大し、例えば、悪路走行時の接地性の低下を招くこととなる。しかしながら、例えば、路面の凹凸が比較的小さい良路を走行する際には、ばね下ゲインが小さくとも接地荷重の変動が比較的小さくなるため、第2制御を行うことにより、接地性を比較的良好に保ちつつ電力消費を低減することができる。すなわち、敢えて悪路走行時の接地性を犠牲にし、第2制御におけるばね下ゲインを接地荷重変動率が比較的大きくなるまで減少させることにより、電力消費を効果的に低減することができるのである。なお、良路走行時において良好な接地性が得られることが望ましい。
本項の接地荷重は、例えば、ばね下部材が路面から受ける荷重とすることができる。また、本項の接地荷重変動率は、例えば、車両が走行している状態においてばね下部材が上下振動しながら路面に接地する際の接地荷重の変動量(例えば、接地荷重の減少量の最大値、減少量の平均的な値等)の、車両が静止した状態における接地荷重に対する比率とすることができる。なお、本項に記載の態様が上記(7)項に掛かる場合には、第2制御において、第1制御と比較して、ばね上伝達比の増加を抑制しつつ、悪路走行時の接地性の不足を許容することにより、乗り心地を比較的良好に保ちつつ効果的に電磁アブソーバの電力消費を低減することができる。
Since the unsprung gain affects the degree of vibration suppression of the unsprung member, it has a large influence on the ground load variation rate. Then, the decrease in unsprung gain increases the contact load variation rate, which causes, for example, a decrease in contact performance when traveling on rough roads. However, for example, when traveling on a good road with relatively small road surface irregularities, the ground load variation is relatively small even if the unsprung gain is small. Power consumption can be reduced while maintaining good. In other words, the power consumption can be effectively reduced by deliberately reducing the unsprung gain in the second control until the ground load variation rate becomes relatively large at the expense of grounding performance when traveling on rough roads. . In addition, it is desirable that a good grounding property is obtained when traveling on a good road.
The ground load in this section can be, for example, a load that the unsprung member receives from the road surface. Also, the rate of change in the ground load in this section is, for example, the amount of change in the ground load when the unsprung member grounds on the road surface while vibrating vertically (for example, the maximum amount of decrease in the ground load). Value, average value of reduction amount, etc.) to the ground load when the vehicle is stationary. In addition, when the mode described in this section is applied to the above section (7), in the second control, compared to the first control, the increase in the sprung transmission ratio is suppressed, and the grounding when traveling on a rough road. By allowing the lack of performance, the power consumption of the electromagnetic absorber can be effectively reduced while keeping the ride comfort relatively good.
(9)前記制御装置が、
前記第2制御において、前記ばね上減衰力成分のゲインと前記ばね下減衰力成分のゲインとの各々の値を、前記電磁アブソーバによる電力の回生に適した範囲の値にするように構成された(1)項ないし(8)項のいずれかに記載のサスペンションシステム。
(9) The control device
In the second control, each value of the gain of the sprung damping force component and the gain of the unsprung damping force component is set to a value suitable for power regeneration by the electromagnetic absorber. The suspension system according to any one of (1) to (8).
ばね上ゲインとばね下ゲインとの両者を減少させると電力が回生され易くなる傾向があり、路面状態や制御態様によっては、電磁アブソーバの発電によってバッテリの蓄電量を増加させることができる。本項に記載の態様では、ばね上ゲインとばね下ゲインとの両者が、比較的電力の回生に適した値にされるため、電力消費を低減する効果が高くなる。電力の回生に適した値は、例えば、ばね上ゲインとばね下ゲインとを、それぞれ電磁アブソーバに電力がほとんど供給されない状態(電力が全く供給されない状態を含む)で、電磁アブソーバの発電によって減衰力が発生する値およびその付近の値とすることができる。すなわち、電磁アブソーバが、ばね上部材とばね下部材との接近・離間に応じて受動的に作動させられて、減衰力を発生する状態に可及的に近づけるのである。なお、乗り心地と接地性との少なくとも一方を向上させる場合は、ばね上ゲインとばね下ゲインとの少なくとも一方を、上記回生に適した範囲の値であって比較的大きな値にすることが望ましい。 When both the sprung gain and the unsprung gain are decreased, electric power tends to be easily regenerated, and depending on the road surface state and the control mode, the amount of electricity stored in the battery can be increased by power generation of the electromagnetic absorber. In the aspect described in this section, since both the sprung gain and the unsprung gain are set to values that are relatively suitable for power regeneration, the effect of reducing power consumption is enhanced. Values suitable for power regeneration include, for example, a sprung gain and an unsprung gain, respectively, in a state where almost no power is supplied to the electromagnetic absorber (including a state where no power is supplied). It can be set to a value at which occurs and a value near it. In other words, the electromagnetic absorber is passively operated according to the approach / separation between the sprung member and the unsprung member, and as close as possible to a state in which a damping force is generated. In addition, when improving at least one of riding comfort and ground contact property, it is desirable to set at least one of the sprung gain and the unsprung gain to a relatively large value within a range suitable for the regeneration. .
(10)当該サスペンションシステムが、複数のばね下部材の各々に対応する前記サスペンション装置を備え、
前記制御装置が、
前記複数のサスペンション装置の各々の電磁アブソーバの制御を、個別に、前記第1制御と前記第2制御との間で制御を切り換えるように構成された(1)項ないし(9)項のいずれかに記載のサスペンションシステム。
(10) The suspension system includes the suspension device corresponding to each of the plurality of unsprung members,
The control device is
Any one of the items (1) to (9), wherein the control of the electromagnetic absorber of each of the plurality of suspension devices is individually switched between the first control and the second control. Suspension system described in.
通常、車両には複数(例えば、4つ)のばね下部材が設けられている。本項に記載の態様では、それら複数のばね下部材の各々が、本項のサスペンション装置によってばね上部材と連結されている。なお、本項に記載の態様において、車体が複数のばね上部材を含んで構成され、それら複数のばね上部材の各々に対応するばね下部材が、それに対応するサスペンション装置によってばね上部材と連結されるようにすることができる。 Usually, a vehicle is provided with a plurality of (for example, four) unsprung members. In the aspect described in this section, each of the plurality of unsprung members is connected to the sprung member by the suspension device of the present section. In the aspect described in this section, the vehicle body includes a plurality of sprung members, and the unsprung members corresponding to each of the plurality of sprung members are connected to the sprung members by the corresponding suspension device. Can be done.
本項に記載の制御装置は、複数のサスペンション装置の各々の電磁アブソーバの制御を、個別に切り換えることができる。そのため、例えば、4つのサスペンション装置のうちの1〜3のものを第1制御によって制御し、残りのものを第2制御によって制御することができる。このように、サスペンション装置毎に制御を切り換えることにより、例えば、車両の左右の一方の車輪が通過する路面の状態が悪く、他方の車輪が通過する路面の状態が良好な場合に、左右の一方に位置するサスペンション装置については第1制御を行い車輪の接地性を良好に保つとともに、左右の他方のサスペンション装置については第2制御を行い電力消費を低減することができる。また、例えば、悪路走行時であっても、バッテリの蓄電量が少ない場合には、複数のサスペンション装置のうちの一部のものについて第2制御を行い、電力消費を低減させることもできる。 The control device described in this section can individually switch the control of the electromagnetic absorbers of the plurality of suspension devices. Therefore, for example, one to three of the four suspension devices can be controlled by the first control, and the remaining ones can be controlled by the second control. Thus, by switching the control for each suspension device, for example, when the road surface through which one of the left and right wheels of the vehicle passes is bad and the road surface through which the other wheel passes is good, The suspension device located in the first position can be subjected to the first control to keep the wheel grounding well, and the left and right suspension devices can be subjected to the second control to reduce power consumption. For example, even when the vehicle is traveling on a rough road, if the amount of power stored in the battery is small, the second control can be performed on some of the plurality of suspension devices to reduce power consumption.
以下、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、決して下記の実施例に限定されるものではなく、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is by no means limited to the following examples, and in addition to the following examples, there are various types based on the knowledge of those skilled in the art including the aspects described in the above [Aspect of the Invention] section. It can implement in the various aspect which gave the change and improvement of these.
1. サスペンション装置.
図1に、請求可能発明の一実施例であるサスペンションシステムが備えるサスペンション装置10を概略的に示す。本サスペンションシステムには、本サスペンション装置10が複数(本実施例において4つ)設けられており、1つを代表的に説明する。本サスペンション装置10は、ばね上部材(車体)を弾性的に支持するための圧縮コイルスプリング16(以後、「スプリング」と略記する)と、電磁的な駆動力によってばね上部材(車体の一部)とばね下部材(車輪、車軸、ステアリングナックル等)とを接近・離間させる力を発生させる電磁アブソーバ20とを備えている。
1. Suspension device.
FIG. 1 schematically shows a
電磁アブソーバ20は、伸縮可能なシリンダ22と、そのシリンダ22を伸縮させる力を発生させる電磁的な駆動力源たる電磁式モータ24(以後、「モータ」と略記する場合がある)とを備えている。シリンダ22は、下端部が開口したアウタチューブ30と、そのアウタチューブ30の内側に下方から挿入されたインナチューブ32とを含んで構成されている。それらアウタチューブ30とインナチューブ32との間には設定されたクリアランスが確保され、それらが滑らかに相対移動できるようにされることでシリンダ22が伸縮可能にされている。アウタチューブ30の上部には、車体の一部36がマウントされる被マウント部材40が取り付けられている。その被マウント部材40の上部にモータ24が固定されている。そのモータ24のモータ軸42は下方に延び出しており、大径部44の上下において軸受46を介して回転可能かつ軸方向に移動不能にされている。
The
モータ軸42の大径部44の下方の部分は、外周部にベアリングボールが嵌り込むねじ溝48が形成されたボールねじ軸部50とされている。そのボールねじ軸部50は、アウタチューブ30を貫通してインナチューブ32の内側まで延びる長さとされている。一方、インナチューブ32の上端部の内周にはベアリングボールを保持するボールナット52が固定されており、そのボールナット52とボールねじ軸部50とがベアリングボールを介して螺合させられている。すなわち、モータ24によってボールねじ軸部50に回転駆動力が付与されると、ボールナット52を軸方向に移動させる力が発生するようにされているのである。なお、本実施例において、ボールねじ軸部50とボールナット52とを含んで、「運動変換装置」の一種であるボールねじ機構が構成されている。
A portion below the large-
インナチューブ32の外周には、スプリング16の下端部を支持する下部保持部材56が取り付けられている。そして、スプリング16は、被マウント部材40に設けられたフランジ58と下部保持部材56とに狭持されて、車体の一部36を弾性的に支えるようにされている。インナチューブ32の下端部は、車輪を保持する部材を支持するロアアーム(図示を省略)に連結されており、インナチューブ32が車輪とともに車体に対して上下動するようにされている。以上に述べた構成によって、ばね上部材とばね下部材とが弾性的に連結されるとともに、モータ24の駆動力によってばね上部材とばね下部材とを接近・離間させる力が発生するようにされている。
A lower holding
被マウント部材40の上部には、ばね上部材の上下加速度を検出する加速度センサ60(Gs)が配設され、インナチューブ32の下部には、ばね下部材の上下加速度を検出する加速度センサ62(Gg)が配設されている。これら2つのセンサ60,62の検出値に基づいて、ばね上部材およびばね下部材の上下方向の変位速度が取得される。
An acceleration sensor 60 (Gs) for detecting the vertical acceleration of the sprung member is disposed above the mounted
2. 電子制御装置.
本サスペンション装置10の電磁アブソーバ20は、図2に示すように、自身が備える電子制御ユニット100(ECU、以下、単に「ECU100」という場合がある)によって制御される。ECU100は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されている。そのECU100には、横加速度センサ110,車速センサ112,ばね上部材の加速度センサ60(Gs),ばね下部材の加速度センサ62(Gg),車両に搭載されたバッテリ120の電圧を計測する電圧計122等の各種センサが接続されている。また、ECU100にはバンドパスフィルタ126が接続されており、加速度センサ62(Gg)の信号がバンドパスフィルタ126を介して取得できるようにされている。そのため、本実施例における「ばね下部材202の共振周波数域の振動」である10Hz域(10Hzおよびその付近の周波数)の振動の加速度を取得することができる。なお、図示を省略するが、上記各種のセンサは必要に応じてローパスフィルタ等のフィルタを介して接続され、ノイズ等の高周波成分が除去されるようにされている。また、ECU100には、インバータ130が接続され、ECU100からインバータ130に各種の制御指令が送信されると、インバータ130から、電磁アブソーバ20のモータ24に駆動電力が供給される。なお、インバータ130には、バッテリ120から電力が供給される。
2. Electronic control unit.
As shown in FIG. 2, the
本実施例において、電磁式モータ24は、3相DCブラシレスモータとされ、インバータ130によって通電制御される。インバータ130は、図3に回路図を示すような一般的なものであり、高電位側,低電位側のそれぞれに対応し、かつ、モータの3つの相(U,V,W)のそれぞれに対応する6つのスイッチング素子UHC,ULC,VHC,VLC,WHC,WLCを備えている。コントローラCNTは、モータ24に設けられた3つのホール素子Hの検出信号によりモータ回転位相(電気角)を判断し、そのモータ回転位相に基づいて各スイッチング素子をON/OFFさせ、各コイルの通電・非通電を切り換えることによって回転トルクを発生させる。なお、モータ24の回転トルクの方向に応じて通電パターンが切り換わるようにされている。また、インバータ130は、PWM(pulse width modulation)制御によって、コントローラCNTがデューティ(duty)比(通電パルスのオンオフ時間比)を変更することで、モータ24に通電する電流を変化させ、回転トルクの大きさを変更する。例えば、デューティ比が大きくされることで、通電電流量が大きくされ、モータ24の発生する回転トルクは大きくなる。なお、ECU100から、モータ24の回転方向およびトルクの大きさの情報を含む指令信号がインバータ130に送信される。インバータ130の各スイッチング素子には、還流ダイオードが並列的に設けられている。電磁アブソーバ20によって発電された電力が回生される際には、その還流ダイオードを通じて電力がバッテリ120に充電される。
In this embodiment, the
なお、図2には、ECU100の各種の機能部が記載されている。ECU100の構成が図に示すように明確に分かれるわけではないが、ECU100の機能の理解を容易にするためにこのような図とした。ECU100は、ROM,RAM等を含んで構成された「記憶部140」を備えており、その記憶部140には、後述する減衰力制御プログラム,路面状態判定プログラム等の各種のプログラムおよび各種のデータが記録されている(詳細は後述する)。また、ECU100は、各電磁アブソーバ20が発生する減衰力を制御する「減衰力制御部150」を備えている。その減衰力制御部150は、ばね上部材の変位速度に基づく減衰力成分のゲインとばね下部材の変位速度に基づく減衰力成分のゲインとを決定する「ゲイン決定部152」を備えている。また、ECU100は、ゲインを決定する際に参照される各種の状態についての情報を取得する「参照情報取得部160」を備えている。その参照情報取得部160は、路面状態の良否を判定する「路面状態判定部162」と、バッテリ120の蓄電量が十分か否かを判定する「蓄電量判定部164」と、車両が旋回状態と加減速状態との少なくとも一方の状態であるか、旋回や加減速を行っていないとみなせる走行状態である定常直進状態であるかを判定する「走行状態判定部166」とを有している。以上の機能部の詳細については、減衰力制御の説明とともに述べることとする。
In FIG. 2, various functional units of the ECU 100 are illustrated. Although the configuration of the ECU 100 is not clearly divided as shown in the figure, such a diagram is used in order to facilitate understanding of the function of the ECU 100. The ECU 100 includes a “storage unit 140” configured to include a ROM, a RAM, and the like. The storage unit 140 includes various programs such as a damping force control program and a road surface condition determination program, which will be described later, and various data. Is recorded (details will be described later). The ECU 100 also includes a “damping force control unit 150” that controls the damping force generated by each
3. 電磁アブソーバの制御.
3.1. 減衰力について.
ECU100による電磁アブソーバ20の制御について説明する。まず、図4に、上下方向の振動を考慮した2自由度モデルを示す。この図において、ばね上部材200とばね下部材202とは、1の車輪に対応するものであり、車両は、複数の車輪(例えば、4つ)に対応する複数のばね上部材200と複数のばね下部材202とを含んで構成されている。そして、車体は、複数のばね上部材200を含んで構成されることとなる。また、ばね下部材202は、車輪、車軸、アクスルキャリヤ等を含んで構成されている。
3. Control of electromagnetic absorber.
3.1. About damping force.
The control of the
本実施例において、ばね上部材200とばね下部材202との間に、スプリング16と電磁アブソーバ20とが並列に配設されている。そして、ばね上部材200とばね下部材202との間には、スプリング16の弾性力と電磁アブソーバ20の接近・離間力とが作用する。なお、電磁アブソーバ20の接近・離間力は、ばね上部材200とばね下部材202との各々の振動を減衰させるための力であるため、単に「減衰力」と呼ぶ場合がある。その減衰力の目標値Fは次の式によって求められる。
[式1] F=Cs・Xv2−Cg・Xv1
なお、「Xv2」は、ばね上部材200の変位速度、「Xv1」は、ばね下部材202の変位速度である。また、「Cs」は、ばね上部材200の振動を減衰させる減衰力成分のゲイン、つまり、「ばね上ゲイン」であり、「Cg」は、ばね下部材202の振動を減衰させる減衰力成分のゲイン、つまり、「ばね下ゲイン」である。なお、図中のX0は、路面の変位である。
In the present embodiment, the
[Formula 1] F = Cs · Xv2−Cg · Xv1
“Xv2” is the displacement speed of the sprung member 200, and “Xv1” is the displacement speed of the unsprung member 202. “Cs” is a gain of a damping force component that attenuates the vibration of the sprung member 200, that is, “sprung gain”, and “Cg” is a damping force component that attenuates the vibration of the unsprung member 202. Gain, or “unsprung gain”. In addition, X0 in a figure is a displacement of a road surface.
ばね上部材200およびばね下部材202の変位速度Xv2,Xv1は、それぞれ加速度センサ60(Gs),62(Gg)の検出値に基づいて取得される。なお、ばね下部材202の変位速度Xv1の取得に際して、バンドパスフィルタ126を通過しない加速度センサ62(Gg)の検出値が用いられる。上記式1によれば、ばね上ゲインCs、ばね下ゲインCgを決定すれば、変位速度Xv2,Xv1に応じて電磁アブソーバ20が発生すべき減衰力の目標値である減衰力目標値を求めることができる。
The displacement speeds Xv2 and Xv1 of the sprung member 200 and the unsprung member 202 are acquired based on the detection values of the acceleration sensors 60 (Gs) and 62 (Gg), respectively. Note that when the displacement speed Xv1 of the unsprung member 202 is acquired, the detected value of the acceleration sensor 62 (Gg) that does not pass through the bandpass filter 126 is used. According to the
3.2. ゲインと、電力消費、接地性および乗り心地について.
まず、ばね下ゲイン(Cg)と、電力消費および接地性との関係について説明する。図5に、ばね下ゲインと電力消費との関係を模式的に示す。この図から、ばね下ゲインを大きくすると電力消費が増大し、ばね下ゲインを小さくすると電力消費が減少する傾向が認められる。また、ばね下ゲインを0にした場合に電力消費が最小になるわけではなく、0より大きな値で電力消費が極小となる傾向が認められる。本実施例において、電力消費を効果的に低減するために、図に示す電力消費目標ラインで示す値よりも電力消費を小さくすることが目標とされている。そして、ばね下ゲインCgを、それがCg-max以下となる領域である電力消費低減領域内の値(Cg≦Cg-max)にすることにより、電力消費を電力消費目標ライン以下の値にすることができる。なお、Cg-maxは、電力消費を効果的に低減するために設定された範囲、つまり、電力消費低減領域において、ばね下ゲインが取り得る最大値を表している。したがって、電力消費を効果的に低減する必要がない場合は、ばね下ゲインを電力消費低減領域外の値、つまり、Cg-maxよりも大きな値にすることもできる。
3.2. Gain, power consumption, grounding and ride comfort.
First, the relationship between unsprung gain (Cg), power consumption, and grounding will be described. FIG. 5 schematically shows the relationship between unsprung gain and power consumption. From this figure, it is recognized that when the unsprung gain is increased, the power consumption increases, and when the unsprung gain is decreased, the power consumption tends to decrease. Further, when the unsprung gain is set to 0, the power consumption is not minimized, and a tendency that the power consumption is minimized at a value larger than 0 is recognized. In this embodiment, in order to effectively reduce the power consumption, the target is to make the power consumption smaller than the value indicated by the power consumption target line shown in the figure. Then, the unsprung gain Cg is set to a value within the power consumption reduction region (Cg ≦ Cg-max), which is a region where the unsprung gain Cg is less than or equal to Cg-max, thereby reducing the power consumption to a value less than or equal to the power consumption target line. be able to. Cg-max represents the maximum value that the unsprung gain can take in the range set for effectively reducing power consumption, that is, in the power consumption reduction region. Therefore, when there is no need to effectively reduce the power consumption, the unsprung gain can be set to a value outside the power consumption reduction region, that is, a value larger than Cg-max.
図6に、ばね下ゲインとばね下部材202の接地荷重変動率(接地性に関連する)との関係を模式的に示す。この図から、ばね下ゲインを大きくすると接地荷重変動率が小さくなり、ばね下ゲインを小さくすると接地荷重変動率が大きくなることが分かる。なお、接地荷重変動率が小さいほど、ばね下部材202の制振の度合いが大きく、路面状態が同じであれば接地性が向上する。本実施例において、接地荷重変動率は、次の式で求められる。
[式2]接地荷重変動率=1−ばね下共振時の最小接地荷重/静止時の接地荷重
(ばね下共振時の最小接地荷重=
タイヤ縦ばね係数×ばね下共振時のタイヤたわみ量の最小値)
(静止時の接地荷重=タイヤ縦ばね係数×静止時のタイヤたわみ量)
FIG. 6 schematically shows the relationship between the unsprung gain and the ground load variation rate (related to grounding property) of the unsprung member 202. From this figure, it can be seen that when the unsprung gain is increased, the ground load variation rate decreases, and when the unsprung gain is decreased, the ground load variation rate increases. Note that the smaller the grounding load variation rate, the greater the degree of vibration suppression of the unsprung member 202, and the grounding performance is improved if the road surface condition is the same. In this embodiment, the contact load fluctuation rate is obtained by the following equation.
[Formula 2] Grounding load fluctuation rate = 1-minimum grounding load at unsprung resonance / grounding load at rest (minimum grounding load at unsprung resonance =
Tire longitudinal spring coefficient x minimum value of tire deflection at unsprung resonance)
(Static contact load at rest = Tire longitudinal spring coefficient x Tire deflection at rest)
ここで、ばね下ゲインが図5の電力消費低減領域内の値(例えば、Cga)であるとすると、接地荷重変動率が比較的大きいため、ばね下部材202の制振の度合いは低く、比較的凹凸の多い悪路走行時には接地性が不足しやすくなる。本実施例において、悪路走行時の接地性を良好に保つために、ばね下部材202の接地荷重変動率が接地性目標ラインより小さくなるようにばね下ゲインを大きくすることが望ましい(例えば、Cgb)。そのばね下ゲインの値Cgbは、ばね下部材202の制振度合いが、従来の流体抵抗式ショックアブソーバを用いた場合の制振度合いと同程度になるように設定されている(例えば、接地荷重変動率が0.15前後)。なお、Cgbは、電力消費低減領域を超えた値(Cgb>Cg-max)にされているため、電力消費を効果的に低減することが困難になる。すなわち、電力消費の低減を優先すると悪路走行時の接地性が低下し、接地性を優先すると電力消費が増加するため、電力消費の低減と悪路走行時の接地性とを両立させることが難しいと考えられる。しかしながら、比較的凹凸の少ない良路走行時には、ばね下部材202の振動が小さいため、ばね下部材202の制振の度合いが低くとも比較的良好な接地性が得られる傾向にある。 Here, if the unsprung gain is a value within the power consumption reduction region of FIG. 5 (for example, Cga), the degree of vibration suppression of the unsprung member 202 is low because the ground load variation rate is relatively large. When driving on rough roads with many irregularities, the grounding property tends to be insufficient. In this embodiment, in order to maintain good grounding performance when traveling on rough roads, it is desirable to increase the unsprung gain so that the ground load variation rate of the unsprung member 202 is smaller than the grounding target line (for example, Cgb). The unsprung gain value Cgb is set so that the degree of damping of the unsprung member 202 is approximately the same as the degree of damping when a conventional fluid resistance type shock absorber is used (for example, ground load) The fluctuation rate is around 0.15). Since Cgb is set to a value (Cgb> Cg−max) that exceeds the power consumption reduction region, it is difficult to effectively reduce power consumption. In other words, if reduction of power consumption is prioritized, the grounding performance on rough roads will decrease, and if grounding performance is prioritized, power consumption will increase. Therefore, it is possible to achieve both reduction of power consumption and grounding performance on rough roads. It seems difficult. However, when traveling on a good road with relatively few irregularities, the vibration of the unsprung member 202 is small, and therefore relatively good grounding tends to be obtained even if the degree of vibration suppression of the unsprung member 202 is low.
以上のことから、悪路走行時には、ばね下ゲインを大きくして接地性重視領域内の値(Cgb)にすることによって接地性を良好にする一方、良路走行時には、ばね下ゲインを小さくして電力消費低減領域内の値(Cga)にすることによって電力消費を低減することが望ましいと考えられる。なお、本実施例において、電力消費低減領域(ばね下ゲインCg≦Cg-max)と接地性重視領域(Cg>Cg-max)とが隣接し、ばね下ゲインがCg-maxとなる1つの境界線で区画されている(図6)。しかし、条件によっては、例えば、ばね下ゲインとばね下の制振度合いとの関係を示す曲線、電力消費低減領域の最大値Cg-max、および、接地性目標ライン等の変化によって位置関係が変化する場合があるため、上述のように必ずしも電力消費低減領域と接地性重視領域とが1つの境界線によって区画されるとは限らない。例えば、図14に示すように、電力消費低減領域(ばね下ゲインCg≦Cg-max)と接地性重視領域(Cg≧Cg-min)とが、それら2つの領域のいずれにも属さない第三の領域(Cg-max<Cg<Cg-min)を挟んで離間して位置し、それら2つの領域が異なる2つの境界線(Cg=Cg-max、Cg=Cg-min)によって区画される場合もある。なお、図14中のCg-minは、接地性重視領域の下限値を示している。いずれにしても、電力消費を効果的に低減するためには悪路走行時の接地性の低下を免れることは難しく、同様に、悪路走行時の接地性を良好にするためには電力消費の増加を免れることは難しいのである。 From the above, when traveling on rough roads, the unsprung gain is increased to a value (Cgb) in the grounding priority area to improve the grounding performance, while when traveling on good roads, the unsprung gain is decreased. Therefore, it is considered desirable to reduce the power consumption by setting the value (Cga) in the power consumption reduction region. In this embodiment, the power consumption reduction region (unsprung gain Cg ≦ Cg-max) and the grounding importance region (Cg> Cg-max) are adjacent to each other, and one boundary where the unsprung gain is Cg-max. It is demarcated by a line (FIG. 6). However, depending on conditions, for example, a curve indicating the relationship between the unsprung gain and the degree of damping of the unsprung mass, the maximum value Cg-max of the power consumption reduction region, the grounding target line, and the like change the positional relationship. Therefore, as described above, the power consumption reduction area and the grounding importance area are not necessarily partitioned by one boundary line. For example, as shown in FIG. 14, the power consumption reduction region (unsprung gain Cg ≦ Cg-max) and the grounding-oriented region (Cg ≧ Cg-min) do not belong to any of these two regions. Are located apart from each other (Cg-max <Cg <Cg-min), and these two regions are separated by two different boundary lines (Cg = Cg-max, Cg = Cg-min) There is also. Note that Cg-min in FIG. 14 indicates the lower limit value of the grounding-oriented region. In any case, in order to effectively reduce power consumption, it is difficult to avoid a decrease in grounding performance when driving on rough roads. Similarly, power consumption is required to improve grounding performance on rough roads. It is difficult to escape the increase.
次に、ばね上ゲイン(Cs)と、電力消費および乗り心地との関係について説明する。図7には、ばね上ゲインと電力消費との関係を模式的に示す。この図から、ばね上ゲインと電力消費との関係は、上記ばね下ゲインと電力消費との関係とほぼ同様であることが分かる。図8に、ばね下ゲイン(Cg)が電力消費低減領域内の値(Cga≦Cg-max)である場合、つまり、ばね下ゲインが小さい場合の、ばね上ゲインとばね上部材200の制振の度合い(乗り心地に関連する)との関係を模式的に示す。なお、この図において、ばね上部材200の制振の度合いは、概ね、ばね上伝達比の逆数となるようにされている。そのばね上伝達比は、路面から車輪に入力される振動がばね上部材200に伝達される比率である。そして、路面状態が同じである場合、ばね上伝達比が小さいほど乗り心地が向上する。また、ばね上伝達比は、本実施例において、「ばね上部材200の共振周波数域の振動」の一例である1Hz域(1Hzおよびその付近)の振動のばね上伝達比とされている。そのばね上伝達比は、次式によって求められる。
[式3]ばね上伝達比=
ばね上部材の1Hz域の振動の加速度/路面から入力される1Hz域の振動の加速度
Next, the relationship between sprung gain (Cs), power consumption, and riding comfort will be described. FIG. 7 schematically shows the relationship between the sprung gain and the power consumption. From this figure, it can be seen that the relationship between the sprung gain and the power consumption is substantially the same as the relationship between the unsprung gain and the power consumption. In FIG. 8, when the unsprung gain (Cg) is a value within the power consumption reduction region (Cga ≦ Cg−max), that is, when the unsprung gain is small, the sprung gain and the vibration suppression of the sprung member 200 are illustrated. The relationship with the degree (related to ride comfort) is schematically shown. In this figure, the degree of vibration suppression of the sprung member 200 is approximately the inverse of the sprung transmission ratio. The sprung transmission ratio is a ratio at which vibration input from the road surface to the wheel is transmitted to the sprung member 200. And when a road surface state is the same, riding comfort improves, so that a sprung transmission ratio is small. The sprung transmission ratio is a sprung transmission ratio of vibration in the 1 Hz region (1 Hz and its vicinity), which is an example of “vibration in the resonance frequency region of the sprung member 200” in the present embodiment. The sprung transmission ratio is obtained by the following equation.
[Formula 3] Sprung transmission ratio =
Acceleration of vibration in 1 Hz region of sprung member / Acceleration of vibration in 1 Hz region input from road surface
この図から、ばね上ゲインを大きくすると制振の度合いが向上し、ばね上ゲインを小さくすると制振の度合いが低下することが分かる。本実施例において、ばね上の制振度合いが、図に示す乗り心地目標ラインの上方になる場合には、ばね上伝達比が小さくなり、比較的乗り心地が良好となる。したがって、ばね上ゲインを、図において、Cs-min以上の領域である乗り心地良好領域内の値にすることにより、乗り心地を良好にすることができる。一方、ばね上ゲインを、図において、Cs-max以下の領域である電力消費低減領域内の値にすることにより、電力消費を効果的に低減することができる。以上のことから、ばね上ゲインを、乗り心地良好領域と電力消費低減領域とが重なる領域(Cs-min≦Cs≦Cs-max)の値Csaにすることにより、乗り心地を良好にするとともに、電力消費を効果的に低減することができる。すなわち、上記悪路走行時の接地性と電力消費の低減との関係とは異なり、ばね上ゲインCsを適切に設定することにより、乗り心地(つまり、ばね上の制振)と電力消費の低減とを両立させることができるのである。なお、ばね上ゲインの値Csaは、ばね上部材200の制振度合いが、従来の液体式ショックアブソーバを用いた場合の制振度合いと同程度になるように設定されている(例えば、ばね上伝達比が0.5前後)。また、ばね上部材200の共振により、ばね上制振度合いが0付近になると、ばね上伝達比は1より大きくなる。 From this figure, it can be seen that increasing the sprung gain increases the degree of vibration suppression, and decreasing the sprung gain decreases the degree of vibration suppression. In the present embodiment, when the degree of vibration suppression on the spring is above the ride comfort target line shown in the figure, the sprung transmission ratio is small, and the ride comfort is relatively good. Accordingly, the ride comfort can be improved by setting the sprung gain to a value within the ride comfort good region which is the region of Cs-min or more in the drawing. On the other hand, power consumption can be effectively reduced by setting the sprung gain to a value in the power consumption reduction region which is a region of Cs-max or less in the drawing. From the above, by setting the sprung gain to the value Csa of the region where the riding comfort favorable region and the power consumption reduction region overlap (Cs-min ≦ Cs ≦ Cs-max), the riding comfort is improved, Power consumption can be effectively reduced. In other words, unlike the relationship between the grounding property and the reduction of power consumption when traveling on rough roads, by appropriately setting the sprung gain Cs, the ride comfort (that is, vibration suppression on the spring) and the power consumption are reduced. It is possible to achieve both. The sprung gain value Csa is set so that the vibration suppression degree of the sprung member 200 is approximately the same as the vibration suppression degree when a conventional liquid shock absorber is used (for example, the sprung mass (Transmission ratio is around 0.5). Further, when the sprung mass damping degree becomes close to 0 due to resonance of the sprung member 200, the sprung transmission ratio becomes larger than 1.
図9に、ばね下ゲイン(Cg)が接地性重視領域内の値(Cgb≧Cg-max)である場合、つまり、ばね下ゲインが大きい場合の、ばね上ゲイン(Cs)とばね上部材200の制振の度合い(乗り心地に関連する)との関係を模式的に示す。また、ばね下ゲインが小さい場合の関係を、二点鎖線で示す。ばね下ゲインが大きい場合には、小さい場合に比べて、ばね上の制振の度合いを示すグラフの傾きが小さくなる傾向が認められる。つまり、ばね上ゲインが同じであっても、ばね下ゲインの増大によってばね上の制振の度合いが低下する傾向が認められる。それは、本電磁アブソーバ20は、ばね上部材200とばね下部材202とを接近・離間させる力を発生させるものであり、例えば、両部材に同じ向き(例えば、下向き)の力を同時に付与する等、両部材に個別に減衰力を付与することができないことが一因であると考えられる。そして、電磁アブソーバ20の減衰力のうち、ばね下に対する減衰力成分が大きくなると、ばね上に対する減衰力成分の大きさが変化しなくとも、例えば、ばね下に対する減衰力成分によってばね上に対する減衰力成分が打ち消され易くなること等により、ばね上に対する制振効果が低下すると推察される。なお、前出の図6には、ばね上ゲインが小さい場合(Csa)におけるばね下ゲインとばね下部材202の制振の度合いとの関係が示されている。また、ばね上ゲインがCsaからCsbに増大した場合のばね上ゲインとばね下部材202の制振の度合いとの関係は、上述のばね上ゲインとばね上部材200の制振の度合いとの関係と同様に、ばね下ゲインが同じであっても、ばね上ゲインの増大によってばね下の制振の度合いが低下する傾向が認められる。
In FIG. 9, when the unsprung gain (Cg) is a value (Cgb ≧ Cg−max) within the grounding-oriented region, that is, when the unsprung gain is large, the unsprung gain (Cs) and the unsprung member 200. The relationship with the degree of vibration suppression (related to ride comfort) is schematically shown. The relationship when the unsprung gain is small is indicated by a two-dot chain line. When the unsprung gain is large, it is recognized that the slope of the graph indicating the degree of vibration suppression on the spring tends to be smaller than when the unsprung gain is small. That is, even if the sprung gain is the same, a tendency that the degree of vibration suppression on the spring decreases due to the increase of the unsprung gain is recognized. That is, the
本実施例において、ばね下ゲインが大きい場合には、ばね上部材200の制振の度合いを、ばね下ゲインが小さい場合と同程度にするために、ばね上ゲインが大きくされる(Csb>Cs-min2>Csa)。なお、上述の現象を逆に解釈すれば、ばね下ゲインを減少させるとともにばね上ゲインを減少させた場合には、ばね上部材200の制振の度合いが低下しにくく、乗り心地が悪化しにくい傾向にあるといえる。なお、本実施例において、ばね下ゲインCgに対するばね上ゲインCsの比率Cs/Cgは、2つのゲインが電力消費低減重視の値にされた場合の方が、接地性重視の値にされた場合よりも大きくなるようにされている(Csa/Cga>Csb/Cgb)。そのため、乗り心地が良好に保たれやすくされている。 In this embodiment, when the unsprung gain is large, the sprung gain is increased in order to make the degree of vibration suppression of the sprung member 200 the same as when the unsprung gain is small (Csb> Cs). -min2> Csa). If the above phenomenon is interpreted in reverse, when the unsprung gain is decreased and the sprung gain is decreased, the degree of vibration suppression of the sprung member 200 is unlikely to decrease and the ride comfort is unlikely to deteriorate. It can be said that there is a tendency. In the present embodiment, the ratio Cs / Cg of the sprung gain Cs to the unsprung gain Cg is the case where the two gains are set to values with an emphasis on grounding when the two gains are set to values with an emphasis on reducing power consumption. (Csa / Cga> Csb / Cgb). For this reason, the ride comfort is easily maintained.
また、本実施例において、乗り心地は、路面の凹凸による振動がばね上部材200に伝達される比率(つまり、ばね上伝達比)によって評価されているが、路面状態が同じであることが条件である。そのため、乗員にとっては、ばね上伝達比が同じであっても、良路を走行する方が、悪路を走行するよりもばね上の振動が小さく、快適となる。したがって、例えば、悪路走行時の乗り心地を向上させるために、ばね上ゲインCsを図に示したCsbよりも大きくしてばね上の制振度合いを高めることができる。また、例えば、逆に、良路走行時の電力消費を低減する効果を高めるために、ばね上ゲインCsを図に示したCsaよりも小さくしてばね上の制振度合いを低める余地もある。 Further, in this embodiment, the ride comfort is evaluated by the ratio (that is, the sprung transmission ratio) at which the vibration due to the road surface unevenness is transmitted to the sprung member 200, but the road surface condition is the same. It is. Therefore, even if the sprung transmission ratio is the same for the occupant, traveling on a good road is less comfortable on the spring than traveling on a bad road and is comfortable. Therefore, for example, in order to improve the riding comfort when traveling on a rough road, the sprung gain Cs can be made larger than Csb shown in the drawing to increase the degree of vibration suppression on the spring. For example, conversely, in order to increase the effect of reducing power consumption when traveling on a good road, there is room for lowering the degree of vibration on the spring by making the sprung gain Cs smaller than Csa shown in the figure.
以上の説明から分かるように、電力消費を低減する場合には、2つのゲインCs,Cgは電力消費低減領域内の値Csa,Cgaに決定される。一方、悪路走行時の接地性を良好にする場合には、2つのゲインCs,Cgは、大きくされてCsb,Cgbに決定される。 As can be understood from the above description, when the power consumption is reduced, the two gains Cs and Cg are determined to be values Csa and Cga in the power consumption reduction region. On the other hand, in order to improve the ground contact property when traveling on a rough road, the two gains Cs and Cg are increased and determined as Csb and Cgb.
3.3. 電力の回生について.
電磁アブソーバ20は、前述のように電磁式モータ24(以後、「モータ」と略記する場合がある)を備えており、そのモータ24に電力が供給されると減衰力が発生する。また、電磁アブソーバ20は、ばね上部材200とばね下部材202との接近・離間に応じて受動的にモータ24が回転させられると、そのモータ24が発電することによって減衰力が発生する。そして、モータ24に供給される電力よりも発電される電力の方が多い場合には、発電された電力の一部がバッテリ120に蓄電される。図10に、ばね上部材200とばね下部材202との相対変位速度ΔXv(=Xv2−Xv1)と、電磁アブソーバ20が発生させる接近・離間力Fvとの関係を模式的に示す。この図において、第1,第3象限は、制動領域であり、相対変位を制動する向きに接近・離間力Fvが発生する。一方、第2,第4象限は、加速領域であり、相対変位を加速する向きに接近・離間力Fvが発生する。
3.3. About regeneration of electric power.
The
第1,第3象限(制動領域)には、短絡特性線が示されている。その短絡特性線は、モータ24の各相を互いに短絡させた場合に生ずる接近・離間力Fvの大きさとされている。その短絡特性線と横軸とに挟まれた領域は、接近・離間力Fvが比較的小さく、相対変位速度ΔXvが比較的大きく、電磁アブソーバ20によって発電された電力がバッテリ120に蓄電される回生領域とされている。本実施例において、ばね上ゲイン(Cs)とばね下ゲイン(Cg)とを電力消費低減領域内の値Csa,Cgaに設定することにより、ばね上部材200とばね下部材202とが接近・離間する際に、相対変位速度ΔXvと接近・離間力Fvとが回生領域内の値になる可能性が増大する。つまり、電力が回生されやすくなり、電磁アブソーバ20によって発電された電力がバッテリ120に蓄電されやすくなる。すなわち、本実施例において、ばね上ゲインとばね下ゲインとを電力消費低減領域内の値に設定することにより、モータ24への電力供給量を減少させることだけでなく、電力が回生されやすくなることによって、電力消費を効果的に低減させることができるのである。
A short-circuit characteristic line is shown in the first and third quadrants (braking region). The short-circuit characteristic line indicates the magnitude of the approach / separation force Fv generated when the phases of the
3.4. 減衰力制御プログラム.
図11に、減衰力制御プログラムのフローチャートを示し、電磁アブソーバ20の制御について詳細に説明する。本減衰力制御プログラムは、4つの電磁アブソーバ20の各々が発生させる減衰力の目標値を決定し、各インバータ130に指令を送信するものである。そしてこの減衰力制御プログラムが、ECU100のコンピュータによって、極短時間毎に繰り返し実行されて前述のECU100の減衰力制御部150の機能が発揮され、各電磁アブソーバ20が個別に制御される。
3.4. Damping force control program.
FIG. 11 shows a flowchart of the damping force control program, and the control of the
ステップ11(以後、ステップ11を「S11」と略記し、他のステップについても同様とする)において、各車輪が通過する路面の状態、バッテリ120の蓄電量、車両の走行状態(旋回状態、加減速状態等)が取得される。路面状態は、前述の路面状態判定部162の機能により、各加速度センサ62の検出値に基づく各ばね下部材202の上下加速度Ggに基づいて取得される。なお、本実施例において、路面状態の判定は、後述する路面状態判定プログラムの実行によって行われる。蓄電量は、前述の蓄電量判定部164の機能により、電圧計122によって検出されるバッテリ120の電圧Eに基づいて判定される。具体的には、電圧Eが設定電圧以下の場合は蓄電量が比較的少ないと判定され、設定電圧を超えていれば蓄電量が比較的多いと判定される。走行状態は、前述の走行状態判定部166の機能により、横加速度センサ110の検出値に基づく横加速度Gyと、車速センサ112の検出値に基づく車速Vとに基づいて取得される。具体的には、例えば、横加速度Gyの絶対値が設定加速度を超えている場合には旋回状態であると判定され、車速Vの変化の度合いの絶対値が設定値を超えると加減速状態(加速状態,あるいは減速状態)であると判定される。
In step 11 (hereinafter, step 11 is abbreviated as “S11”, and the same applies to other steps), the road surface state through which each wheel passes, the charged amount of the
S12において、各車輪について、ばね上部材200とばね下部材202との各々の変位速度Xv2,Xv1が取得される。それら変位速度Xv2,Xv1は、それぞれ上下加速度センサ60,62の検出値(ばね下の加速度センサ62についてはバンドパスフィルタ126を通過していない検出信号に基づく検出値)が積分された値とされる。S13において、各車輪に対応する電磁アブソーバ20の減衰力目標値Fを取得するためのばね上ゲイン(Cs),ばね下ゲイン(Cg)を決定する「ゲイン決定処理」が行われる。そのゲイン決定処理では、路面状態,蓄電量および走行状態に基づいて、各電磁アブソーバ20の2つのゲインが、前述のCsa,CgaまたはCsb,Cgbに決定される。なお、ゲイン決定処理の詳細は後述する。S14において、各車輪に対応する電磁アブソーバ20の各々について、決定された2つのゲインと、変位速度Xv2,Xv1とを式1に代入して演算することによって減衰力目標値Fが決定される。S15において、各電磁アブソーバ20に減衰力目標値Fに応じた接近・離間力を発生させるように、各インバータ130に電力供給指令がなされる。なお、減衰力目標値Fは、接近・離間力そのものの大きさを示す値とすることができるが、例えば、モータ24の出力トルクの大きさを示す値とすることや、接近・離間力、出力トルクを設定された係数で除した値(つまり、減衰力目標値Fに設定された係数を乗じることによって接近・離間力、出力トルクの大きさを示す値となる)とすること等が可能である。
電力供給指令を受けた各インバータ130は、指令に応じてデューティ比を決定し、適切な大きさの電力を各電磁アブソーバ20のモータ24に供給することにより、ばね上部材200およびばね下部材202の変位が抑制される。そして、例えば、2つのゲインが大きくされていた場合(Csb,Cgb)には、悪路走行時の乗り心地と接地性とが良好に保たれる。また、状況に応じて2つのゲインが小さくされ(Csa,Cga)、電力の供給量の減少および電力の回生によって電磁アブソーバ20の電力消費の低減が図られる。
In S12, the displacement speeds Xv2 and Xv1 of the sprung member 200 and the unsprung member 202 are acquired for each wheel. These displacement velocities Xv2 and Xv1 are values obtained by integrating detection values of the
Each
3.5. ゲイン決定処理 .
図12に、上記S13の「ゲイン決定処理」のフローチャートを示す。上述のように、ゲイン決定処理は、路面状態,蓄電量および走行状態に基づいて、各電磁アブソーバ20のゲインを決定する処理である。S21の判定において、走行状態が旋回状態と加減速状態との少なくとも一方である場合に判定がYESとなり、S22において、全ての車輪の各々に対応する電磁アブソーバ20のゲインCs,Cgが、接地性重視の値Csb、Cgbにされる。全ての電磁アブソーバ20のゲインが接地性重視の値にされることにより、各輪の接地性が良好に保たれるように各減衰力目標値Fが決定され、電力が供給される(上記S14,S15)。すなわち、全ての電磁アブソーバ20について接地性を重視する減衰力制御である「接地性重視制御」が行われるのである。その結果、旋回,加速,減速(制動)が行われる際に安定したグリップ力が得られる。なお、本実施例において、走行状態が路面状態や蓄電量よりも優先されたゲインの決定がなされている。また、各種のゲイン(Csa,Cga,Csb,Cgb)は記憶部140に記憶されており、その記憶された各種のゲインに対応する値が読み出されることによってゲインが決定される。
3.5. Gain determination process
FIG. 12 shows a flowchart of the “gain determination process” in S13. As described above, the gain determination process is a process of determining the gain of each
一方、S21の判定がNOとなる場合、つまり、走行状態が、概ね一定速度で直進走行しているとみなせる走行状態(換言すると、「旋回や加減速を行っていないとみなせる走行状態」)である定常直進状態である場合には、S23,S24において、S11で取得された路面状態に基づいて、(i)全ての車輪が悪路上にあるか、(ii)一部の車輪が悪路上にあり、残りの車輪が良路上にあるか、(iii)全ての車輪が良路上にあるか、場合分けがなされる。さらに、S25,S26において、S11で取得された蓄電量に基づいて、バッテリ120の蓄電量が比較的多いか否かによって場合分けがなされる。そして、以下(a)〜(e)のようにゲインが決定される。
(a)「全ての車輪が悪路上にあり、かつ、蓄電量が比較的多い場合」には、S22において、全ての電磁アブソーバ20のゲインCs,Cgが、接地性重視の値Csb、Cgbにされる。その結果、悪路走行時の接地性を良好にすることができる。この場合、電力消費が大きくなるが、バッテリ120の蓄電量が比較的多いため、特に問題はない。
On the other hand, if the determination in S21 is NO, that is, the traveling state is a traveling state in which it can be regarded that the vehicle is traveling straight at a substantially constant speed (in other words, “the traveling state in which it is regarded that turning or acceleration / deceleration is not performed”). If the vehicle is in a certain steady straight state, in S23 and S24, based on the road surface condition acquired in S11, (i) all wheels are on a bad road, or (ii) some wheels are on a bad road. There are cases where the remaining wheels are on a good road, or (iii) all the wheels are on a good road. Further, in S25 and S26, cases are classified based on whether or not the amount of power stored in the
(a) When “all wheels are on a bad road and the amount of stored electricity is relatively large”, the gains Cs and Cg of all the
(b)「全ての車輪が悪路上にあり、かつ、蓄電量が比較的少ない場合」には、S23において、3つの電磁アブソーバ20のゲインが、接地性重視の値にされるとともに、残りの1つの電磁アブソーバ20のゲインが省電力重視の値Csa、Cgaにされる。その結果、3つの車輪について悪路走行時の接地性が良好になり、全体としてみれば定常直進走行状態であれば良好な接地性が得られる。その一方で、1つの電磁アブソーバ20の減衰力目標値Fは比較的小さくなり、供給電力が減少するとともに電力が回生されやすくなる(上記S14,S15)。すなわち、上記1つの電磁アブソーバ20については、電力消費低減を重視する減衰力制御である「省電力型制御」が行われるのである。そのため、上記1つの電磁アブソーバ20の電力消費が低減され、場合によっては、その1つの電磁アブソーバ20の発電によって電力が回生される。電力の回生は、図10に示したように、相対変位速度ΔXvと減衰力目標値F(図において、接近・離間力Fv)とが、前述の回生領域内の値となる場合に行われる。また、本実施例において、電力消費低減を重視するゲインは、前述のように、相対変位速度ΔXvと減衰力目標値Fとが回生領域内の値になりやすいように設定されている。さらに、悪路走行時には、ばね下部材202の振動が激しくなって相対変位速度ΔXvが大きくなることから、比較的回生される電力が多くなると考えられる。以上のように、4つの電磁アブソーバ20全体として、電力消費の増大を抑制しながら悪路走行時の接地性を確保することができる。
なお、本実施例において、省電力型制御が行われる電磁アブソーバ20は、後輪に対応する2つのもののうち、ばね下部材202の変位速度Xv1の平均的な値が大きい方とされる。また、新たなゲインが決定される前の状態において、後輪に対応する2つの電磁アブソーバ20のうち、一方について接地性重視制御がなされ、他方について省電力型制御がなされていた場合は、その状態が継続するようにされる。
(b) If “all wheels are on a bad road and the amount of stored electricity is relatively small”, the gains of the three
In the present embodiment, the
上記S23,S25,S22,S27の処理におけるゲインの決定では、S27において、接地性重視制御がなされる3つの電磁アブソーバ20については、蓄電量よりも路面状態が優先されたゲインの決定がなされ、省電力制御がなされる1の電磁アブソーバ20については、路面状態より蓄電量が優先されたゲインの決定がなされていることとなる。なお、本実施例において、旋回時には全て接地性重視制御を行うこととされているが、例えば、旋回時であっても、比較的負担の小さい旋回内輪後方側の電磁アブソーバ20について省電力型制御を行い、電力消費の増加を抑制することも可能である。
In the determination of the gain in the processing of S23, S25, S22, and S27, in S27, for the three
(c)「一部の車輪が悪路上にあり、残りの車輪が良路上にある場合」には、バッテリ120の蓄電量は判定されず、S28において、悪路上の車輪に対応する電磁アブソーバ20のゲインが接地性重視の値にされ、良路上の車輪に対応する電磁アブソーバ20のゲインが省電力重視の値にされる。その結果、悪路上の車輪の接地性は良好に保たれるとともに、良路上の車輪に対応する電磁アブソーバ20の電力消費が低減されてバッテリ120の蓄電量の減少が抑制される。なお、一部の車輪が悪路上にあり、残りの車輪が良路上にある場合とは、例えば、水道工事等によって道路の片側に補修跡が残されている場合等が該当する。このS28の処理において、全ての電磁アブソーバ20について、走行状態と路面状態とに基づいてゲインが決定されている。
(c) When “some wheels are on a bad road and the remaining wheels are on a good road”, the charged amount of the
(d)「全ての車輪が良路上にあり、かつ、バッテリ120の蓄電量が比較的多い場合」には、S29において、1つの電磁アブソーバ20のゲインが接地性重視の値にされ、3つの電磁アブソーバ20のゲインが省電力重視の値にされる。その結果、仮に3つの電磁アブソーバ20によって効率よく発電されて電力が回生される状態であったとしても、1つの電磁アブソーバ20によって電力が消費され、バッテリ120が過度に充電されることを抑制することができる。なお、接地性重視制御が行われる電磁アブソーバ20は、前輪に対応する2つのもののうち、ばね下部材202の変位速度Xv1の平均的な値が大きい方とされる。また、新たなゲインが決定される前の状態において、前輪に対応する2つの電磁アブソーバ20のうち、一方が接地性重視制御、他方が省電力型制御をなされていた場合は、その状態が継続される。
(d) “When all wheels are on a good road and the amount of power stored in the
(e)「全ての車輪が良路上にあり、かつ、バッテリ120の蓄電量が比較的少ない場合」には、S30において、全ての電磁アブソーバ20のゲインが省電力重視の値にされる。その結果、電力消費が効果的に低減され、場合によっては、電磁アブソーバ20の発電によって電力が回生され、バッテリ120の蓄電量の減少が抑制され、あるいは、バッテリ120の蓄電量を増加させることができる。
上記S24,S26,S29,S30の処理におけるゲインの決定では、S29において、接地性重視制御がなされる1つの電磁アブソーバ20については、路面状態より蓄電量が優先されたゲインの決定がなされ、省電力制御がなされる3つの電磁アブソーバ20については、蓄電量よりも路面状態が優先されたゲインの決定がなされていることとなる。
(e) When “all wheels are on a good road and the amount of power stored in the
In determining the gain in the processing of S24, S26, S29, and S30, in S29, for one
以上の説明のように、ゲイン決定処理によって、走行状態、路面状態、蓄電量に応じて適切なゲインが決定される。その結果、悪路走行時の接地性を比較的良好に保ちつつ、良路走行時に電力消費低減を図る等、状況に応じて効果的に電力消費を低減することができる。
なお、旋回状態と加減速状態との少なくとも一方の状態において全て接地性重視制御を行うことは、必須の条件ではなく、例えば、旋回状態と加減速状態との少なくとも一方の状態であっても、一部の電磁アブソーバ20について接地性重視制御を行い、残りの電磁アブソーバ20について省電力型制御を行うことが可能である。
As described above, an appropriate gain is determined by the gain determination process in accordance with the traveling state, the road surface state, and the storage amount. As a result, it is possible to effectively reduce the power consumption according to the situation, such as reducing the power consumption when driving on a good road while maintaining a relatively good grounding property when driving on a rough road.
Note that it is not an essential condition to perform grounding-oriented control in at least one of the turning state and the acceleration / deceleration state, for example, in at least one state of the turning state and the acceleration / deceleration state, It is possible to perform grounding-oriented control for some of the
本実施例において、ばね上ゲインCs、ばね下ゲインCgを接地性重視の値Csb,Cgbにして減衰力目標値を決定する接地性重視制御が「第1制御」に該当し、2つのゲインを省電力重視の値Csa,Cgaにして減衰力目標値Fを決定する省電力制御が「第2制御」に該当する。また、電力消費低減領域と接地性重視領域との境界のばね下ゲインの値Cg-maxが「設定値」に該当し、第1制御のばね下ゲインの接地性重視の値Cgbが設定値より大きく、第2制御のばね下ゲインの省電力重視の値Cgaが設定値以下にされている。なお、電力消費低減領域の最大値と接地性重視領域の最小値とが異なる場合は、例えば、それらのいずれか1つを「設定値」とすることができる。また、例えば、図14に示したように、第1制御のばね下ゲインを接地性重視領域の最小値(Cg-min)より大きくし、第2制御のばね下ゲインを電力消費低減領域の最大値(Cg-max)以下とすることもできる。さらに、本実施例において、2つのゲインを接地性重視の値にするか、省電力重視の値にするかを切り換えることで、減衰力制御の切り換え、つまり、「第1制御と第2制御との切り換え」が行われている。 In this embodiment, the grounding emphasis control that determines the damping force target value by setting the sprung gain Cs and the unsprung gain Cg to values Csb and Cgb emphasizing grounding corresponds to the “first control”, and two gains are set. The power saving control in which the damping force target value F is determined using the power saving priority values Csa and Cga corresponds to the “second control”. Further, the unsprung gain value Cg-max at the boundary between the power consumption reduction region and the grounding importance region corresponds to the “set value”, and the grounding value Cgb of the unsprung gain of the first control is smaller than the setting value. Largely, the value Cga of the second control unsprung gain emphasizing power saving is set below the set value. When the maximum value of the power consumption reduction region and the minimum value of the grounding-oriented region are different, for example, any one of them can be set as a “set value”. Further, for example, as shown in FIG. 14, the unsprung gain in the first control is made larger than the minimum value (Cg-min) in the grounding-oriented region, and the unsprung gain in the second control is set to the maximum in the power consumption reduction region. The value (Cg-max) or less can also be set. Furthermore, in the present embodiment, switching between damping gain control, that is, “first control and second control” is performed by switching between two gains, which are grounding-oriented values or power-saving-oriented values. Is switched.
3.6. 路面状態判定プログラム .
図13に、路面状態の良否、つまり、走行している道路が良路であるか悪路であるかを判定する「路面状態判定プログラム」のフローチャートを示す。本路面状態判定プログラムがECU100のコンピュータによって極短時間毎に繰り返し実行されることによって路面状態判定部162の機能が発揮され、路面状態の判定がなされる。なお、本路面状態判定プログラムは、4つの車輪のうちの1つに対応するものであり、4つの路面状態判定プログラムが時分割処理によって並行に実行されて、各車輪が通過する路面の状態が取得される。なお、4つの路面状態判定プログラムは互いに同様なものであるため、1つのプログラムについて代表的に説明することとする。また、4つの路面状態判定プログラムは、時分割処理により減衰力制御プログラムと並行に実行される。
3.6. Road surface condition judgment program
FIG. 13 shows a flowchart of a “road surface state determination program” for determining whether the road surface state is good or not, that is, whether the running road is a good road or a bad road. The road surface state determination program is repeatedly executed every extremely short time by the computer of the ECU 100, whereby the function of the road surface state determination unit 162 is exhibited and the road surface state is determined. This road surface condition determination program corresponds to one of the four wheels, and the four road surface condition determination programs are executed in parallel by the time division process, so that the state of the road surface through which each wheel passes is determined. To be acquired. Since the four road surface condition determination programs are similar to each other, only one program will be described representatively. Further, the four road surface condition determination programs are executed in parallel with the damping force control program by time division processing.
S41において、ばね下部材202の10Hz域の振動加速度(G-10Hz)が取得される。なお、10Hz域の振動加速度は、バンドパスフィルタ126通過後のばね下の加速度センサ62の検出信号に基づいて取得される。S42において、省電力制御がなされているか否かが判定される。それは、省電力制御と接地性重視制御とでは、ばね下ゲイン(Cg)の大きさが異なるため、路面状態が同じであったとしても、ばね下部材202の振動加速度の大きさが異なるためである。省電力制御がなされている場合は、ばね下ゲイン(Cg)が小さく、ばね下部材202の振動加速度が比較的大きくなることから、S43において、悪路判定のためのしきい加速度が比較的大きくされる(しきい加速度=G−high)。逆に、接地性重視制御がなされている場合には、S44において、しきい加速度が比較的小さくされる(しきい加速度=G−low)。そして、ばね下部材202の振動加速度の絶対値が、しきい加速度よりも大きい場合にカウンタCに1が加算され(S45,S46)、しきい加速度以下の場合には加算されない。その後、カウンタNに1が加算される(S47)。
In S41, the vibration acceleration (G-10 Hz) in the 10 Hz region of the unsprung member 202 is acquired. The vibration acceleration in the 10 Hz region is acquired based on the detection signal of the
以上に述べたS41〜S47の処理が設定回数N1繰り返されると、S48の判定がNOとなり、S49以下の処理が実行される。S49において、カウンタCの値を記憶するための変数C1,C2,C3の値が更新されるとともに、それら変数C1,C2,C3の総和Csumが求められ、カウンタC,Nが0にリセットされる。なお、変数C1,C2,C3には、番号の若いものほど新しい値が記憶されている。本実施例において、設定回数N1の値を小さくして路面状態を判定する間隔を短くするために、カウンタCの値が記憶されるようにされている。具体的には、例えば、路面状態を判定するためにA回分のデータが必要であるとすると、カウンタCを記憶しない場合は設定回数N1はAとなるが、カウンタCを記憶することにより設定回数N1をAの3分の1程度に減少させることができる。そのため、より短い時間間隔で路面状態の判定結果を更新することができる。 When the processes of S41 to S47 described above are repeated N1 times, the determination of S48 is NO and the processes of S49 and subsequent steps are executed. In S49, the values of the variables C1, C2, and C3 for storing the value of the counter C are updated, the sum Csum of these variables C1, C2, and C3 is obtained, and the counters C and N are reset to 0. . In the variables C1, C2, and C3, newer values are stored as the numbers are smaller. In this embodiment, the value of the counter C is stored in order to shorten the interval for determining the road surface condition by decreasing the value of the set number N1. Specifically, for example, if data for A times is required to determine the road surface state, the set number N1 is A when the counter C is not stored, but the set number of times is stored by storing the counter C. N1 can be reduced to about one third of A. Therefore, the road surface condition determination result can be updated at shorter time intervals.
S50の判定において、総和Csumが、設定数C0よりも大きい場合は、路面の入力によってばね下部材202の振動加速度が大きくなった状態、つまり、走行中の路面状態が悪路であると判定され、路面状態を示すフラグRxがONにされる。一方、総和Csumが、設定数C0以下の場合は、路面状態が良路であると判定され、路面状態を示すフラグRxがOFFにされる。その路面状態を示すフラグRxは、前述の「減衰力制御プログラム(図11)」のS11の処理において参照され、「ゲイン決定処理(図12)」におけるS23,S24の判定処理で用いられる。なお、フラグRxの「x」には、いずれの電磁アブソーバ20に対応するかを示す番号(1〜4)が入力されている。すなわち、S11の処理において、4つの路面状態判定プログラムの各々の路面状態を示すフラグRx(R1〜R4)が参照され、各車輪についての路面状態が取得されるのである。
In the determination of S50, when the total sum Csum is larger than the set number C0, it is determined that the vibration acceleration of the unsprung member 202 is increased by the road surface input, that is, the road surface state during traveling is a bad road. The flag Rx indicating the road surface state is turned ON. On the other hand, when the total sum Csum is equal to or less than the set number C0, it is determined that the road surface state is a good road, and the flag Rx indicating the road surface state is turned OFF. The flag Rx indicating the road surface state is referred to in the process of S11 of the aforementioned “damping force control program (FIG. 11)”, and is used in the determination processes of S23 and S24 in the “gain determination process (FIG. 12)”. Note that a number (1 to 4) indicating which
本実施例において、路面状態が、単に、悪路か良路かの2段階に判別されていたが、路面状態を3段階以上に判別することもできる。また、蓄電状態や走行状態についても3段階以上に判別することができる。例えば、路面状態を3段階以上に判別し、良路と悪路との中間の路面を走行する場合に、2つの車輪について接地性重視制御を行うとともに、残りの2つの車輪について省電力制御を行うといったことも可能である。また、例えば、走行状態を3段階以上に判別し、良路走行時、かつ、急激な旋回・加減速が行われていない場合に、1以上の電磁アブソーバ20について省電力制御を行うことができる。
In the present embodiment, the road surface condition is simply determined in two stages, that is, a bad road or a good road, but the road surface condition can also be determined in three or more stages. Further, the power storage state and the running state can be determined in three or more stages. For example, when the road surface condition is determined in three or more stages and traveling on a road surface intermediate between a good road and a bad road, the grounding-oriented control is performed for the two wheels, and the power saving control is performed for the remaining two wheels. It is also possible to do it. In addition, for example, when the traveling state is determined in three or more stages and the vehicle is traveling on a good road and when sudden turning / acceleration / deceleration is not performed, power saving control can be performed on one or more
また、本実施例において、2つのゲインは接地性重視の値がCsb,Cgbに、省電力重視の値がCsa,Cgaに設定されていたが、ばね上部材200やばね下部材202の振動の激しさ、走行状態、路面状態、蓄電状態等に応じて増減させることができる。例えば、ばね上部材200の振動が比較的激しい場合にばね上ゲインをCsa,Csbよりも大きな値にすることや、ばね下部材202の振動が比較的激しい場合にばね下ゲインをCga,Cgbよりも大きな値にすることができる。また、例えば、蓄電状態が少ない場合に2つのゲインの少なくとも一方を小さくすることができる。なお、悪路走行時においてばね下ゲインをCgbよりも小さくする場合には、ばね下ゲインが接地性重視領域内の値(Cg>Cg-max)であってCgbよりも小さな値であることが望ましい。さらにまた、例えば、悪路走行時、かつ、旋回状態である場合には、ばね下ゲインをCgbよりも大きくするといったことも可能である。さらにまた、例えば、路面状態や走行状態を3段階以上に判別し、路面から入力される振動の激しさ、あるいは、旋回・加減速の激しさに応じて2つのゲインの値を増減させることができる。 In the present embodiment, the two gains are set to Csb and Cgb for grounding values and Csa and Cga for power saving. However, the vibrations of the sprung member 200 and the unsprung member 202 have been set. The number can be increased or decreased according to the intensity, running state, road surface state, power storage state, and the like. For example, when the vibration of the sprung member 200 is relatively intense, the sprung gain is set to a value larger than Csa and Csb, and when the vibration of the unsprung member 202 is relatively intense, the unsprung gain is determined from Cga and Cgb. Can also be large. In addition, for example, when the power storage state is low, at least one of the two gains can be reduced. When the unsprung gain is made smaller than Cgb when traveling on rough roads, the unsprung gain may be a value within the ground contact importance range (Cg> Cg-max) and smaller than Cgb. desirable. Furthermore, for example, when driving on a rough road and in a turning state, the unsprung gain can be made larger than Cgb. Furthermore, for example, the road surface state and the traveling state can be discriminated in three or more stages, and the two gain values can be increased or decreased depending on the intensity of vibration input from the road surface or the intensity of turning / acceleration / deceleration. it can.
なお、本実施例において、路面状態、蓄電量、走行状態の全てに基づいてゲインが決定されていたが、いずれか1つまたは2つに基づいてゲインを決定することもできる。しかしながら、接地性重視制御は悪路走行に適しており、省電力制御は悪路走行に適していないことから、少なくとも路面状態に基づく制御を行うことが望ましい。また、本実施例において、省電力制御の際に2つのゲインがCsa,Cgaに設定されていたが、インバータ120に電力の供給を停止させる指令を行うことで、電力供給量を0にするとともに電力が回生されやすくし、電力消費を効果的に低減することもできる。
In the present embodiment, the gain is determined based on all of the road surface state, the charged amount, and the traveling state. However, the gain can be determined based on any one or two of them. However, since ground contact-oriented control is suitable for rough road travel and power saving control is not suitable for rough road travel, it is desirable to perform control based on at least the road surface condition. In the present embodiment, the two gains are set to Csa and Cga at the time of power saving control. However, by giving a command to stop the power supply to the
本実施例において、サスペンション装置10に「スプリング」の一態様である圧縮コイルスプリング16が設けられていたが、圧縮コイルスプリング16に代えて、または、圧縮コイルスプリング16とともに、サスペンション装置10に「スプリング」の一態様であるエアスプリングを設けることもできる。エアスプリングは、例えば、ばね上部材200とばね下部材202との接近に応じて容積が減少させられてばね上部材200とばね下部材202とを離間させる向きの弾性力を発生させるガス室(例えば、エアチャンバ)を備えたものとすることができる。また、電磁式モータ24は、ブラシレスモータとされていたが、例えば、ブラシ付モータとすることもできる。また、電磁式モータ24は、永久磁石と電力の供給を受けて磁力を発生させる電磁石とを備えているが、その電磁石を、例えば、コイルおよびそのコイルを巻回するコア(例えば、鉄心等)を有するものとすることや、コイルを有するがコアを有しないものとすることができる。
In this embodiment, the
本実施例において、電磁アブソーバ20が発生させる力は減衰力成分を含んでいたが、減衰力成分に加え、変位量に基づいて振動を抑制する力を発生させることもできる。その場合には、例えば、[式1]の右辺に、ばね上部材200の変位量X2にゲインKsを乗じた項と、ばね下部材202の変位量X1にゲインKgを乗じた項とを加えることができる。
[式4] F=Cs・Xv2−Cg・Xv1+Ks・X2−Kg・X1
なお、ゲインKs,Kgの値が小さい方が電力消費を低減する効果が高くなる。したがって、接地性重視制御を行う場合にはゲインKs,Kgを比較的大きくし、省電力制御を行う場合にはゲインKs,Kgを比較的小さくする(あるいは0にする)ことができる。
In the present embodiment, the force generated by the
[Formula 4] F = Cs.Xv2-Cg.Xv1 + Ks.X2-Kg.X1
Note that the smaller the values of the gains Ks and Kg, the higher the effect of reducing power consumption. Therefore, the gains Ks and Kg can be made relatively large when performing grounding-oriented control, and the gains Ks and Kg can be made relatively small (or set to 0) when performing power saving control.
10:サスペンション装置 20:電磁アブソーバ 22:シリンダ 24:電磁式モータ 36:車体の一部 60:ばね上加速度センサ 62:ばね下加速度センサ 100:電子制御ユニット[ECU](制御装置) 120:バッテリ(電源) 122:電圧計 130:インバータ 140:記憶部 150:減衰力制御部 152:ゲイン決定部 160:参照情報取得部 162:路面状態判定部 164:蓄電量判定部 166:走行状態判定部 200:ばね上部材 202:ばね下部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Suspension apparatus 20: Electromagnetic absorber 22: Cylinder 24: Electromagnetic motor 36: A part of vehicle body 60: Sprung acceleration sensor 62: Unsprung acceleration sensor 100: Electronic control unit [ECU] (control apparatus) 120: Battery ( 122): Voltmeter 130: Inverter 140: Storage unit 150: Damping force control unit 152: Gain determination unit 160: Reference information acquisition unit 162: Road surface state determination unit 164: Charge amount determination unit 166: Travel state determination unit 200: Sprung member 202: Unsprung member
Claims (5)
前記電磁アブソーバが、ばね上部材の変位速度に基づく減衰力成分であるばね上減衰力成分とばね下部材の変位速度に基づく減衰力成分であるばね下減衰力成分とを含む力を発生するように、前記電磁アブソーバを制御する制御装置と
を備えたサスペンションシステムであって、
前記制御装置が、
前記電磁アブソーバの制御を、前記ばね下減衰力成分のゲインが設定値よりも大きくされた第1制御と、前記ばね下減衰力成分のゲインが前記設定値以下にされた第2制御との間で切り換えるように構成されたことを特徴とするサスペンションシステム。 A spring for generating a force for separating the sprung member and the unsprung member, and an electromagnetic absorber for generating a force for approaching and separating the sprung member and the unsprung member together with the spring. A suspension device;
The electromagnetic absorber generates a force including a sprung damping force component that is a damping force component based on the displacement speed of the sprung member and an unsprung damping force component that is a damping force component based on the displacement speed of the unsprung member. And a suspension system comprising a control device for controlling the electromagnetic absorber,
The control device is
The electromagnetic absorber is controlled between a first control in which the gain of the unsprung damping force component is greater than a set value and a second control in which the gain of the unsprung damping force component is less than or equal to the set value. Suspension system characterized by being configured to switch at
路面状態と、前記電磁アブソーバの電源であるバッテリの蓄電状態と、車両の走行状態とのうちの少なくとも1つに基づいて、前記電磁アブソーバの制御を切り換えるように構成された請求項1に記載のサスペンションシステム。 The control device is
The control of the electromagnetic absorber according to claim 1, wherein the control of the electromagnetic absorber is switched based on at least one of a road surface state, a storage state of a battery that is a power source of the electromagnetic absorber, and a traveling state of the vehicle. Suspension system.
前記第2制御において、前記ばね上減衰力成分のゲインを、前記第1制御における値よりも小さくするとともに、前記ばね下減衰力成分のゲインに対する前記ばね上減衰力成分のゲインの比率を前記第1制御における前記比率よりも大きくするように構成された請求項1または2に記載のサスペンションシステム。 The control device is
In the second control, the gain of the sprung damping force component is made smaller than the value in the first control, and the ratio of the gain of the sprung damping force component to the gain of the unsprung damping force component is set to the first control. The suspension system according to claim 1, wherein the suspension system is configured to be larger than the ratio in one control.
前記第2制御において、前記ばね上減衰力成分のゲインと前記ばね下減衰力成分のゲインとの各々の値を、前記電磁アブソーバによる電力の回生に適した範囲の値にするように構成された請求項1ないし3のいずれかに記載のサスペンションシステム。 The control device is
In the second control, each value of the gain of the sprung damping force component and the gain of the unsprung damping force component is set to a value suitable for power regeneration by the electromagnetic absorber. The suspension system according to any one of claims 1 to 3.
前記制御装置が、
前記複数のサスペンション装置の各々の電磁アブソーバの制御を、個別に、前記第1制御と前記第2制御との間で制御を切り換えるように構成された請求項1ないし4のいずれかに記載のサスペンションシステム。
The suspension system includes the suspension device corresponding to each of a plurality of unsprung members,
The control device is
The suspension according to any one of claims 1 to 4, wherein the control of the electromagnetic absorber of each of the plurality of suspension apparatuses is individually switched between the first control and the second control. system.
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