JP2019051781A - Unsprung vibration detection device and suspension control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ばね下振動検知装置およびサスペンション制御装置に関する。 The present invention relates to an unsprung vibration detection device and a suspension control device.
車両が走行中にばね下部材が路面の凹凸を乗り越えると、懸架ばねが伸縮して懸架ばねがばね上部材を支持する支持力が変動するため、ばね上部材が振動する。このばね上部材の振動を抑制するために、車両におけるばね下部材とばね上部材との間に介装されるアクチュエータを介装し、このアクチュエータが発揮する推力を制御して、ばね上部材の振動を抑制するサスペンション制御装置がある。 When the unsprung member climbs over the road surface unevenness while the vehicle is running, the suspension spring expands and contracts, and the support force by which the suspension spring supports the sprung member fluctuates, so the sprung member vibrates. In order to suppress the vibration of the sprung member, an actuator interposed between the unsprung member and the sprung member in the vehicle is interposed, and the thrust exerted by the actuator is controlled to There are suspension control devices that suppress vibrations.
このようなサスペンション制御装置には、車両におけるばね上部材の制振性を向上させるための制御が行われるだけではなく、ばね下部材の振動を抑制する制御を実施するものがあるする(たとえば、特許文献1参照)。 Such suspension control devices include not only a control for improving the damping performance of the sprung member in the vehicle, but also a control for suppressing the vibration of the unsprung member (for example, Patent Document 1).
従来のサスペンション制御装置では、ばね上部材の上下方向加速度とばね下部材の上下方向加速度とを検知し、ばね上加速度からばね上速度を求め、ばね下加速度からばね下速度を求めて、ばね上フィードバック制御とばね下フィードバック制御を行う。 In the conventional suspension control device, the vertical acceleration of the sprung member and the vertical acceleration of the unsprung member are detected, the sprung speed is obtained from the sprung acceleration, and the unsprung speed is obtained from the unsprung acceleration. Perform feedback control and unsprung feedback control.
また、従来のサスペンション制御装置では、ばね下部材の上下加速度からばね下速度を得るのに積分を実行するフィルタを用いているが、積分の性質上、得られるばね下速度には多くの低周波のノイズが含まれてしまう。 In addition, in the conventional suspension control device, a filter that performs integration is used to obtain the unsprung speed from the vertical acceleration of the unsprung member. However, due to the nature of the integration, the obtained unsprung speed has many low-frequency characteristics. The noise will be included.
よって、ばね上共振周波数帯域におけるばね下速度の検出精度が悪化するので、ばね上部材の制振制御に悪影響を与える可能性がある。 Therefore, since the detection accuracy of the unsprung speed in the sprung resonance frequency band is deteriorated, there is a possibility of adversely affecting the vibration control of the sprung member.
そこで、本発明は、ばね下部材の振動を精度良く検知することができるばね下振動検知装置および車体の振動抑制効果が向上し乗心地を向上できるサスペンション制御装置の提供を目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an unsprung vibration detection device that can accurately detect vibration of an unsprung member, and a suspension control device that can improve the vibration suppression effect of the vehicle body and improve riding comfort.
上記した目的を達成するために、本発明のばね下振動検知装置は、車両におけるばね下部材の振動情報を検知する振動情報検知部と、車両におけるばね上部材と路面との変位を検知する路面変位検知部と、振動情報検知部により検知された前記振動情報の高周波成分と、路面変位検知部により検知された路面変位から求められる振動情報の低周波成分とに基づいて、ばね下部材の振動情報を求める振動情報演算部とを備える。このように構成されたばね下振動検知装置によれば、低周波のノイズが含まれてしまう積分処理をせずにすむので、ノイズが含まれない振動情報を検知できる。 In order to achieve the above object, an unsprung vibration detection device of the present invention includes a vibration information detection unit that detects vibration information of an unsprung member in a vehicle, and a road surface that detects displacement between the sprung member and the road surface in the vehicle. Based on the displacement detection unit, the high-frequency component of the vibration information detected by the vibration information detection unit, and the low-frequency component of vibration information obtained from the road surface displacement detected by the road surface displacement detection unit, vibration of the unsprung member A vibration information calculation unit for obtaining information. According to the unsprung vibration detector configured in this way, it is not necessary to perform an integration process that includes low-frequency noise, so vibration information that does not include noise can be detected.
また、ばね下振動検知装置は、路面変位の低周波成分とばね下部材の振動情報の高周波成分とを加算してばね下部材の振動を求めてもよい。このように構成されたばね下振動検知装置は、全周波数帯域で高精度のばね下部材の振動情報を検知できる。 Further, the unsprung vibration detection device may obtain the vibration of the unsprung member by adding the low frequency component of the road surface displacement and the high frequency component of the vibration information of the unsprung member. The unsprung vibration detection device configured as described above can detect vibration information of the unsprung member with high accuracy in the entire frequency band.
ばね下振動検知装置は、加速度センサを用いてばね下部材の振動情報を検知してもよいし、ばね上部材とばね下部材との間に介装されるストロークセンサを用いて検知してもよいし、ばね上部材とばね下部材との間に介装されるストロークセンサおよびばね上部材の加速度を検知する加速度センサを用いてばね下部材の振動情報を検知してもよい。 The unsprung vibration detection device may detect vibration information of the unsprung member using an acceleration sensor, or may detect using a stroke sensor interposed between the sprung member and the unsprung member. Alternatively, vibration information of the unsprung member may be detected by using a stroke sensor interposed between the sprung member and the unsprung member and an acceleration sensor for detecting the acceleration of the sprung member.
さらに、ばね下振動検知装置は、ばね下共振周波数とばね上共振周波数の間のカットオフ周波数を持つローパスフィルタにより路面変位から求められる振動情報の低周波成分を抽出するとともに、ばね下共振周波数とばね上共振周波数の間のカットオフ周波数を持つハイパスフィルタにより振動情報検知部により検知された振動情報の高周波成分を抽出してもよい。このようにカットオフ周波数が設定されたローパスフィルタとハイパスフィルタを用いると、車体の振動を抑制するサスペンション制御装置に最適となる。 Further, the unsprung vibration detection device extracts a low frequency component of vibration information obtained from road surface displacement by a low-pass filter having a cutoff frequency between the unsprung resonance frequency and the unsprung resonance frequency, You may extract the high frequency component of the vibration information detected by the vibration information detection part by the high-pass filter with the cut-off frequency between the sprung resonance frequencies. The use of a low-pass filter and a high-pass filter with the cut-off frequency set in this way is optimal for a suspension control device that suppresses vibration of the vehicle body.
また、サスペンション制御装置は、ばね下部材の振動情報としてばね下部材の変位を求めるばね下振動検知装置と、ばね下部材の速度を求める速度演算部と、ばね下部材の変位と速度とを用いてばね上部材とばね下部材との間に介装されるアクチュエータに与える制御指令を生成する制御器とを備える。このように構成されたサスペンション制御装置によれば、ばね下の振動情報の低周波成分と高周波成分を含む全周波数帯を検知でき、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求め得る。 Further, the suspension control device uses an unsprung vibration detection device that obtains the displacement of the unsprung member as vibration information of the unsprung member, a speed calculation unit that obtains the speed of the unsprung member, and the displacement and speed of the unsprung member. And a controller for generating a control command to be given to an actuator interposed between the sprung member and the unsprung member. According to the suspension control device configured as described above, it is possible to detect all frequency bands including low frequency components and high frequency components of unsprung vibration information, and to control the influence of disturbance with high accuracy by cutting the influence of noise. Can seek power.
本発明のばね下振動検知装置によれば、ばね下部材の振動を精度良く検知できる。また、本発明のサスペンション装置によれば、車体の振動抑制効果が向上し、乗心地を向上できる。 According to the unsprung vibration detection device of the present invention, the vibration of the unsprung member can be accurately detected. Moreover, according to the suspension device of the present invention, the vibration suppression effect of the vehicle body is improved, and the riding comfort can be improved.
以下に、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1および図2に示すように、一実施の形態におけるばね下振動検知装置は、車体Bの制振するサスペンション制御装置Cに適用されている。サスペンション制御装置Cは、車両Vのばね下部材である車輪Wとばね上部材である車体Bとの間に懸架ばねSとともに介装されるアクチュエータAを制御して車体Bの振動を抑制する。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the unsprung vibration detection device according to one embodiment is applied to a suspension control device C for damping a vehicle body B. The suspension control device C controls the actuator A interposed with the suspension spring S between the wheel W, which is an unsprung member of the vehicle V, and the vehicle body B, which is a sprung member, to suppress vibration of the vehicle body B.
以下、各部について詳細に説明する。図1に示すように、システムである車両Vは、外周にタイヤTiを有する車輪Wと、車体Bと、車輪Wと車体Bとの間に介装されて車体Bを弾性支持する懸架ばねSとで構成されている。 Hereinafter, each part will be described in detail. As shown in FIG. 1, a vehicle V as a system includes a wheel W having a tire Ti on its outer periphery, a vehicle body B, and a suspension spring S that is interposed between the wheel W and the vehicle body B and elastically supports the vehicle body B. It consists of and.
車両Vは、タイヤTiをばね定数Ktのばねとし、車輪Wを質量M1のマスとし、懸架ばねSをばね定数KSのばねとし、車体Bを質量M2のマスとする二質点二自由度のばねマスシステムであり、図1に示すばねマスシステムのモデルで表現できる。また、外乱である路面の上下方向の変位をX0とし、車体Bの上下方向の変位をX1とし、車輪Wの上下方向の変位をX2とし、図1中で上向きを正としている。 Vehicle V, the tire Ti and spring of spring constant K t, the wheel W and the mass of the mass M 1, the suspension spring S and a spring of spring constant K S, two mass two to the vehicle body B and the mass of the mass M 2 This is a spring mass system having a degree of freedom, and can be expressed by a model of the spring mass system shown in FIG. Further, the vertical displacement of the road surface disturbance and X 0, the vertical displacement of the vehicle body B and X 1, the vertical displacement of the wheel W and X 2, are upward and positive in FIG.
サスペンション制御装置Cは、本例では、振動情報検知部1と路面変位検知部2と、振動情報演算部3と、アクチュエータAに与える制御指令fa_refを求める制御器4とを備えている。
In this example, the suspension control device C includes a vibration
サスペンション制御装置Cは、本例では、ばね下部材である車輪Wの振動情報として車輪Wの上下方向の変位X2を検知するために、振動情報検知部1と路面変位検知部2と、振動情報演算部3とを備えている。本例では、振動情報検知部1は、車輪Wの振動情報として車輪Wの上下方向の変位X2を検知するために、加速度センサ11と積分器12,13とを備えており、加速度センサ11で車輪Wの上下方向の加速度d2X2/dt2を検出して二回積分して車輪Wの上下方向の変位X2を検知して、振動情報演算部3へ入力する。
Suspension control device C, in this example, in order to detect the vertical displacement X 2 of the wheel W as the vibration information of the wheel W is unsprung member, the vibration
路面変位検知部2は、路面の上下方向の変位である路面変位X0を検知するために、路面と車体Bとの距離(相対変位)を検出する路面変位検知センサを備えている。路面変位検知部2は、路面と車体Bとの距離と車体Bの上下方向変位とに基づいて路面変位X0を検知し、振動情報演算部3へ入力する。
Road
振動情報演算部3は、図2に示すように、振動情報検知部1から入力される変位X2の高周波成分X2Hを抽出するハイパスフィルタ31と、路面変位検知部2が検知した路面変位X0の低周波成分を抽出するローパスフィルタ32と、ローパスフィルタ32で処理した路面変位X0から車輪Wの上下方向の変位X2を求める変位取得部33と、ハイパスフィルタ31が出力する車輪Wの変位X2の高周波成分X2Hと変位取得部33が出力する車輪Wの変位X2の低周波成分X2Lとを加算して車輪Wの上下方向の変位を求める加算部34とを備えている。
As shown in FIG. 2, the vibration
ハイパスフィルタ31は、本例では、カットオフ周波数が車輪Wの共振周波数帯であるばね下共振周波数(10Hz付近)と車体Bの共振周波数帯であるばね上共振周波数(1−2Hz付近)との間の周波数に設定されており、振動情報検知部1から入力される変位X2から車輪Wの共振周波数帯を含む高周波成分X2Hを抽出する。よって、本例におけるハイパスフィルタ31は、10Hz成分を含んだばね下部材におけるばね下変位、つまり、10Hz成分を含んだ車輪Wの上下方向の変位X2の高周波成分X2Hを出力する。このようにして車輪Wの上下方向の変位X2の高周波成分X2Hを得ると、積分処理による低周波のノイズを含まない車輪Wの上下方向の変位X2の高周波成分X2Hが得られる。
In this example, the high-
なお、ハイパスフィルタ31によって積分器12,13で積分する前の加速度d2X2/dt2の高周波成分を抽出し、その後に積分器12,13で積分して変位X2の高周波成分X2Hを得てもよい。また、積分器12と積分器13との間にハイパスフィルタ31を挿入してもよい。
The high-
ローパスフィルタ32は、本例では、カットオフ周波数が車輪Wの共振周波数帯であるばね下共振周波数(10Hz付近)と車体Bの共振周波数帯であるばね上共振周波数(1Hz付近)との間の周波数に設定されており、路面変位検知部2から入力される路面変位X0から車体Bの共振周波数帯を含む低周波成分を抽出する。
In this example, the low-
変位取得部33は、路面変位X0の低周波成分からばね下部材である車輪Wの変位までの伝達関数G(x)を用いて、車輪Wの変位X2の低周波成分X2Lを求める。変位取得部33は、ローパスフィルタ32が出力する路面変位X0の低周波成分を伝達関数G(x)に入力し、1Hz成分を含んだばね下部材におけるばね下変位、つまり、1Hz成分を含んだ車輪Wの上下方向の変位X2の低周波成分X2Lを出力する。このようにして車輪Wの上下方向の変位X2の低周波成分X2Lを得ると、積分処理をしていないので低周波のノイズを含まない車輪Wの上下方向の変位X2の低周波成分が得られる。なお、ローパスフィルタ32は、変位取得部33の後段に設けられてもよく、予め変位取得部33にて変位X2を得てからローパスフィルタ32で変位X2に含まれる低周波成分X2Lを抽出するようにしてもよい。
The
加算部34は、車輪Wの上下方向の変位X2の高周波成分X2Hと低周波成分X2Lとを加算してばね下部材のばね下変位、つまり、車輪Wの上下方向の変位X2を出力する。このようにして求められた車輪Wの上下方向の変位X2は、全周波数帯域でノイズを含まないばね下部材のばね下変位X2が得られるので、精度よくばね下変位X2を求められる。また、車輪Wは、車体Bに対してサスペンションアームによって上下方向に揺動可能に連結されており、車輪Wの上下動によってキャンバ角も変化するために、振動情報検知部1における加速度センサ11の出力中心がずれるドリフトが発生するので、加速度d2X2/dt2を積分すると低周波数帯域で正確な変位を求め難くなるが、このような問題も排除できる。
なお、本例では、ハイパスフィルタ31のカットオフ周波数とローパスフィルタ32のカットオフ周波数は、ばね上部材の共振周波数とばね下部材の共振周波数の中間付近(5〜6Hz付近)に設定されている。このように、ハイパスフィルタ31とローパスフィルタ32のカットオフ周波数を設定すると、車体Bの振動抑制制御に特に重要であるばね上部材である車体Bの共振周波数帯とばね下部材である車輪Wの共振周波数帯の振動情報の検知精度がより効果的に向上する。よって、このように構成されると、ばね下振動検知装置は、車体Bの振動を抑制するサスペンション制御装置Cへの適用に際して最適となる。ただし、ハイパスフィルタ31とローパスフィルタ32のカットオフ周波数は、必ずしも前述のように設定されなくともよく、サスペンション制御装置Cへの適用にも問題はない。また、ハイパスフィルタ31とローパスフィルタ32のカットオフ周波数は、特定の周波数帯域の振動情報を取り除きたい場合には、異なる値に設定されてもよい。
In this example, the cut-off frequency of the high-
また、本例におけるサスペンション制御装置Cでは、振動情報演算部3の他に、速度演算部5を備えている。速度演算部5は、振動情報演算部3が求めた変位X2を微分して速度dX2/dtを得る。速度演算部5は、振動情報演算部3が求めた高精度の変位X2から速度dX2/dtを求めるので、高精度の速度dX2/dtを求め得る。
In addition, the suspension control device C in this example includes a
制御器4は、ばね下部材である車輪Wの振動情報としての変位X2と速度dX2/dtに基づいて制御指令fa_refを生成してアクチュエータAへ入力する制御指令を求める。 The controller 4 generates a control command f a_ref based on the displacement X 2 and the speed dX 2 / dt as vibration information of the wheel W, which is an unsprung member, and obtains a control command to be input to the actuator A.
このように、制御器4は、高周波成分X2Hと低周波成分X2Lが加算されたばね下変位X2と速度dX2/dtからアクチュエータAへ与える制御指令fa_refを生成してアクチュエータAへ与える。制御指令fa_refは、アクチュエータAへ伸縮の方向と推力の大きさを指示する指令である。 In this way, the controller 4 generates the control command f a_ref to be given to the actuator A from the unsprung displacement X 2 and the speed dX 2 / dt obtained by adding the high frequency component X 2H and the low frequency component X 2L, and gives them to the actuator A. . The control command f a_ref is a command for instructing the actuator A the direction of expansion and contraction and the magnitude of the thrust.
アクチュエータAは、懸架ばねSに並列されて車体Bと車輪Wとの間に介装されており、たとえば、油圧や空圧を利用したテレスコピック型のシリンダや電動リニアアクチュエータ等とされており、動力源を有している。そして、アクチュエータAは、制御指令fa_refの入力により制御指令通りの方向と大きさの推力を発揮して伸縮し、車体Bおよび車輪Wを上下方向へ加振する。 The actuator A is arranged in parallel with the suspension spring S and interposed between the vehicle body B and the wheel W. For example, the actuator A is a telescopic cylinder or an electric linear actuator using hydraulic pressure or pneumatic pressure. Have a source. The actuator A expands and contracts in response to the input of the control command fa_ref by exerting a thrust in the direction and magnitude as in the control command, and vibrates the vehicle body B and the wheels W in the vertical direction.
そして、図1に示すように、路面変位をX0とし、車輪Wの上下方向の変位をX2とし、車体Bの上下方向の変位をX1とし、アクチュエータAの出力である推力をfaとし、上向きを正として考えると、ばね上部材である車体Bの上下方向の釣り合いから車体Bの運動方程式は、以下の式(1)のように示せる。 Then, as shown in FIG. 1, a road surface displacement and X 0, the vertical displacement of the wheel W and X 2, the vertical displacement of the vehicle body B and X 1, the thrust is the output of the actuator A f a Assuming that the upward direction is positive, the equation of motion of the vehicle body B can be expressed as the following equation (1) from the balance in the vertical direction of the vehicle body B that is a sprung member.
なお、式(1)では、KS(X2−X1)と推力faの値が異符号で数値が等しい関係となれば、車体Bには加速度が生じないことを示しているように思える。つまり、推力fa=−KS(X2−X1)とすればよいようにも思える。ところが、(X2−X1)は、車体Bと車輪Wの相対変位であり、相対変位の変化は、旋回、制動或いは加速による車体Bの姿勢変化や車体Bへの積載荷重の変化によるものか路面変位に起因するものか判別がつかない。たとえば、ピッチングによって車体Bの前方が沈み込んで懸架ばねSを縮める場合、fa=−KS(X2−X1)としてアクチュエータAに推力を発揮させると、車体Bの沈み込みを助長する方向に推力を発揮してしまう。車体Bが浮き上がる場合には、浮き上がりを助長してしまう。このように、車体Bと車輪Wの相対変位をフィードバックする制御では、車体Bの姿勢が安定せず、却って、車体Bの振動が発振してしまうモードが存在する。よって、アクチュエータAの推力faが車輪Wの変位X2によって懸架ばねSが発揮するばね力KS・X2を伝達力として、この伝達力を打ち消すように、アクチュエータAの推力faを求めればよい。以上を踏まえると、以下の式(5)が成り立てばよい。 In formula (1), if K S and (X 2 -X 1) and a value related numeric opposite sign equal thrust f a, as indicated that the acceleration does not occur in the vehicle body B I think. In other words, it seems like may be used as the thrust f a = -K S (X 2 -X 1). However, (X 2 −X 1 ) is a relative displacement between the vehicle body B and the wheel W, and the change in the relative displacement is caused by a change in the posture of the vehicle body B due to turning, braking or acceleration, and a change in the load on the vehicle body B. Whether it is caused by road surface displacement cannot be determined. For example, when reducing the suspension spring S sinks forward of the vehicle body B by pitching and exert a thrust to f a = -K actuator A as S (X 2 -X 1), to facilitate the sinking of the vehicle body B Will exert thrust in the direction. When the vehicle body B is lifted, the lift is promoted. As described above, in the control that feeds back the relative displacement between the vehicle body B and the wheel W, there is a mode in which the posture of the vehicle body B is not stable and the vibration of the vehicle body B oscillates. Accordingly, the spring force K S · X 2 thrust f a of the actuator A is the suspension spring S is exerted by the displacement X 2 of the wheel W as transmission force, so as to cancel the transmission power, and obtains a thrust f a of the actuator A That's fine. Considering the above, the following equation (5) may be established.
以上より、本実施の形態のサスペンション制御装置(ばね下振動検知装置)Cによれば、ノイズの影響をカットしたばね下の変位X2が求まる。よって、簡単な演算処理でアクチュエータAの応答遅れを補償しつつ外乱の影響を打ち消せるので、外乱入力である路面変位X0の変化による車体Bの振動を高精度に相殺でき、車体Bの振動抑制効果を向上できる。 As described above, according to the suspension control apparatus of the present embodiment (the unsprung vibration sensing device) C, is obtained displacement X 2 under spring cut the influence of noise. Thus, while compensating for the response delay of the actuator A by simple arithmetic processing so Uchikeseru the influence of disturbance, can offset the vibration of the vehicle body B due to changes in the road surface displacement X 0 is a disturbance input to a precision, vibration of the vehicle body B The suppression effect can be improved.
なお、加速度センサ11で検知されるばね下加速度d2X2/dt2のみを用いてばね下の振動情報を検知できるが、実用上、ばね下加速度を積分して振動情報を求めることになるため、積分の性質上、低周波のノイズが大きくなり、低周波のばね下変位とばね下加速度を精度良く検知することが困難である。また、センサノイズが発生してしまうため、ノイズカットのためのローパスフィルタを介在して低周波数帯の振動情報を検知することになり、検知精度が劣ってしまう。これに対して、本実施の形態のサスペンション制御装置Cによれば、ばね下の振動情報の低周波成分X2Lと高周波成分X2Hを含む全周波数帯を検知でき、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求めるので、車体Bの振動抑制効果が向上し、乗心地が向上する。
Although the unsprung vibration information can be detected using only the unsprung acceleration d 2 X 2 / dt 2 detected by the
なお、アクチュエータAが二次遅れの特性を備えている場合には、固有角周波数をωとし、減衰率をζとすると、ゲインをkとすると、制御指令fa_refから推力faまでの伝達関数は、以下の式(9)のように示される。 In the case where the actuator A is provided with a characteristic of the secondary delay, the natural angular frequency and omega, when the attenuation factor zeta, when the gain and k, the transfer function from the control command f A_ref to thrust f a Is expressed by the following equation (9).
また、図3に示すように、路面変位検知部2は、路面変位を検知するための路面変位検知センサの代わりに、車体Bに設置されて路面を撮像するためのカメラ21と、カメラ21で撮像された路面画像データを画像処理して路面変位X0を求める路面変位演算部22とを備えて構成されてもよい。
In addition, as shown in FIG. 3, the road surface
図3に示す構成でも、路面変位検知部2が直接に路面変位を検知して積分処理を行わないので、ノイズ等を含まないばね下部材である車輪Wの変位X2の低周波成分X2Lが得られる。よって、全周波数帯に亘って精度のよい車輪Wの変位X2が得られ、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求めるので、車体Bの振動抑制効果が向上し、乗心地が向上する。
Even in the configuration shown in FIG. 3, the road surface
また、図4に示すように、振動情報検知部1は、加速度センサ11の代わりに、車輪Wと車体Bとの間に懸架ばねSおよびアクチュエータAとともに介装されるストロークセンサ15を備える構成とされてもよい。ストロークセンサ15は、車輪Wと車体Bの相対変位X2−1を検知し、互いに離間する相対変位X2−1を正の値として検知するものとする。この相対変位X2−1をハイパスフィルタ17で濾波すれば車輪Wの変位X2を求め得る。ストロークセンサ15で検知する相対変位X2−1には、車輪Wのばね下共振周波数の振動成分が含まれており、ハイパスフィルタ17で濾波すれば、車輪Wの変位X2を抽出できる。なお、ストロークセンサ15で検知する相対変位X2−1には、車体Bのばね上共振周波数の振動成分が含まれている。よって、ハイパスフィルタ17のカットオフ周波数をばね下共振周波数とばね上共振周波数の間の周波数に設定すれば、相対変位X2−1から車輪Wの変位X2を抽出できる。
As shown in FIG. 4, the vibration
さらに、図5に示すように、振動情報検知部1は、加速度センサ11の代わりに、車体Bに車体Bの上下方向の加速度を検知する加速度センサ14と、車輪Wと車体Bとの間に懸架ばねSおよびアクチュエータAとともに介装されるストロークセンサ15と、変位演算部16とを備えていてもよい。ストロークセンサ15は、車輪Wと車体Bの相対変位X2−1を検知し、互いに離間する相対変位X2−1を正の値として検知するものとする。すると、変位演算部16は、加速度センサ14で検知された車体Bの上下方向の加速度d2X1/dt2を積分器12,13で二回積分して求めた変位X1からストロークセンサ15で検知される車輪Wと車体Bとの相対変位X2−1を差し引いて車輪Wの変位X2を求めればよい。
Further, as shown in FIG. 5, the vibration
振動情報演算部3は、車体Bの上下方向の加速度d2X1/dt2を二回積分して求めた変位X1からストロークセンサ15で検知した相対変位X2−1を差し引いて得た変位X2をハイパスフィルタ31で処理して、変位X2の高周波成分X2Hを求めて、変位X2の低周波成分X2Lに加算して変位X2を求めればよい。このように図4に示す構成によっても、ばね下の振動情報の低周波成分と高周波成分X2Hを含む全周波数帯を検知でき、ノイズの影響をカットして外乱の影響を高精度に打ち消す制御力を求めるので、車体Bの振動抑制効果が向上し、乗心地が向上する。
Vibration
また、前述したところでは、路面変位検知部2は、路面変位検知センサを用いているが低周波数のみの振動を検出できればよいので、サンプリング周期が早い高性能な路面変位検知センサを使用しなくて良い。
In addition, as described above, the road surface
また、前述したところでは、ばね下部材の振動情報を車輪Wの変位X2としているが、振動情報を車輪Wの加速度或いは速度としてもよい。たとえば、振動情報を加速度或いは速度とする場合には、振動情報検知部1は、ばね下部材の加速度を検知して、加速度を或いは加速度を積分して速度を得る。加速度或いは速度の高周波成分を得る。また、路面変位検知部2で検知した路面変位X0からばね下部材の加速度或いは速度までの伝達関数を用いて前記加速度或いは前記速度を求める。そして、振動情報演算部3は、振動情報検知部1で得た加速度或いは速度の高周波成分を抽出し、路面変位検知部2で得た加速度或いは速度の低周波成分を抽出し、これらから振動情報とする加速度或いは加速度を得れば、全周波数帯域でノイズもドリフトも含まれない高精度の加速度或いは速度が得られる。
Further, in the place where the aforementioned, the vibration information of the unsprung member although the displacement X 2 of the wheel W, may be acceleration or velocity of the vibration information wheel W. For example, when the vibration information is acceleration or speed, the vibration
なお、前述したところでは、ばね下振動検知装置をサスペンション装置Cとした場合を例に本発明を説明したが、ばね下振動検知装置は、車両Vのサスペンション装置C以外にも利用可能である。 In the above description, the present invention has been described by taking the case where the unsprung vibration detection device is the suspension device C as an example. However, the unsprung vibration detection device can be used other than the suspension device C of the vehicle V.
以上で、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but modifications, changes, and modifications can be made without departing from the scope of the claims.
1・・・振動情報検知部、2・・・路面変位検知部、3・・・振動情報演算部、11,14・・・加速度センサ、15・・・ストロークセンサ、31・・・ローパスフィルタ、32・・・ハイパスフィルタ、B・・・車体(ばね上部材)、V・・・車両、W・・・車輪(ばね下部材)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記車両におけるばね上部材と路面との変位を検知する路面変位検知部と、
前記振動情報検知部により検知された前記振動情報の高周波成分と、前記路面変位検知部により検知された路面変位から求められる前記振動情報の低周波成分とに基づいて、前記ばね下部材の振動情報を求める振動情報演算部と、
を備えることを特徴とするばね下振動検知装置。 A vibration information detector for detecting vibration information of an unsprung member in the vehicle;
A road surface displacement detector for detecting displacement between the sprung member and the road surface in the vehicle;
Based on the high frequency component of the vibration information detected by the vibration information detection unit and the low frequency component of the vibration information obtained from the road surface displacement detected by the road surface displacement detection unit, vibration information of the unsprung member Vibration information calculation unit for obtaining
An unsprung vibration detection device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のばね下振動検知装置。 The unsprung vibration detection device according to claim 1, wherein the vibration information calculation unit obtains the vibration of the unsprung member by adding a low frequency component of the vibration information and a high frequency component of the vibration information. .
ことを特徴とする請求項1または2に記載のばね下振動検知装置。 The unsprung vibration detection device according to claim 1, wherein the vibration information detection unit includes an acceleration sensor that detects an acceleration in a vertical direction of the unsprung member.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のばね下振動検知装置。 The unsprung vibration detection device according to claim 1, wherein the vibration information detection unit includes a stroke sensor interposed between the sprung member and the unsprung member.
ことを特徴とする請求項4に記載のばね下振動検知装置。 The unsprung vibration detection device according to claim 4, wherein the vibration information detection unit further includes an acceleration sensor that detects an acceleration of the sprung member.
前記ローパスフィルタと前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、前記ばね下部材のばね下共振周波数と前記ばね上部材のばね上共振周波数の間の周波数に設定される
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のばね下振動検知装置。 The vibration information calculation unit includes a low-pass filter that extracts a low-frequency component of the vibration information obtained from the road surface displacement, and a high-pass filter that extracts a high-frequency component of the vibration information detected by the vibration information detection unit. ,
The cut-off frequency of the low-pass filter and the high-pass filter is set to a frequency between the unsprung resonance frequency of the unsprung member and the unsprung resonance frequency of the sprung member. The unsprung vibration detection device according to any one of the above.
前記ばね下部材の速度を求める速度演算部と、
前記ばね下部材の変位と速度とを用いて前記ばね上部材と前記ばね下部材との間に介装されるアクチュエータに与える制御指令を生成する制御器とを備えた
ことを特徴とするサスペンション制御装置。 The unsprung vibration detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein a displacement of the unsprung member is obtained as vibration information of the unsprung member.
A speed calculator for determining the speed of the unsprung member;
Suspension control, comprising: a controller that generates a control command to be given to an actuator interposed between the sprung member and the unsprung member using the displacement and speed of the unsprung member. apparatus.
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