JP2794566B2 - Vibration control device - Google Patents

Vibration control device

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JP2794566B2
JP2794566B2 JP25476187A JP25476187A JP2794566B2 JP 2794566 B2 JP2794566 B2 JP 2794566B2 JP 25476187 A JP25476187 A JP 25476187A JP 25476187 A JP25476187 A JP 25476187A JP 2794566 B2 JP2794566 B2 JP 2794566B2
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俊一 土居
栄一 安田
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、建造物あるいは走行装置の支持装置におけ
る、外力または外乱(路面)の影響などにより生ずる振
動を抑制するための振動制御装置に関するものである。 (従来の技術およびその問題点) 従来より、振動制御装置としては、外力または外乱に
対してサスペンション外部より油圧源等の圧力を用いて
強制的に大きなエネルギーを与え振動を制御するアクテ
ィブ制御型装置や、振動状態を識別してその出力により
予め設定した2〜3段の設定減衰特性の中から適当なも
のを選択し、わずかなエネルギーを用いて減衰力特性を
変え、振動の抑制効果を制御するセミアクティブ制御型
装置や、外力または外乱等の状態に対して、必要に応じ
てサスペンション外部に設けた油圧源から一部のエネル
ギーを導いてバネ上振動を抑制するパートアクティブ制
御型装置がある。 しかしながら、これら従来の振動制御装置は、アクテ
ィブ制御型装置では常に油圧源の圧力を用いてサスペン
ションに作用する制御力を制御する必要があり、また油
圧源で消費するエネルギーが大きく、また油圧源を構成
するポンプ,タンク蓄圧アキュームレータ等の部品点数
の増加により大型になり、コストが高くなるという問題
があった。また、セミアクティブ制御型装置では、不連
続制御方式であるので、振動を抑制する効果はあっても
種々の外力または外乱を考慮した最適な目標制御力を作
用させて最適な減衰力特性制御力を作用させるために最
適な減衰力特性制御するものではなく、振動を充分に抑
制できないという問題があった。更に、パートアクティ
ブ制御型装置では、目標制御力の一部を外部から付加す
るにすぎないので、充分な信号制御が図れず、しかも不
連続制御であるため高い周波数の細かな振動に対しては
追従できないという問題があった。 要するに、従来装置の主たる問題点は、セミアクティ
ブ制御とパートアクティブ制御を用いた装置では振動抑
制のための全制御力を制御するものではなく、ねらいに
対して全制御力の一部である制御対象を不連続で制御す
るものであるため、完全に制御できなかったことであ
り、一方、アクティブ制御を用いた装置においてはねら
い通りに振動抑制に必要な制御力を直接制御できるが、
制御のために常時大動力が必要であり装置が大がかりに
なることであった。 本発明者は、かかる従来技術の問題点に鑑み、先に、
これら問題を解決した振動制御装置を開発した(特開昭
62−108319号)。この振動制御装置は、第2図に示す如
く、振動体を支えるサスペンションの特性に影響を与え
る物理量を検出するとともに、サスペンションの動きを
示す状態量を検出する状態検出手段Iと、状態検出手段
Iの出力である物理量および状態量からサスペンション
に働く外力または外乱を考慮して最適な目標制御力を演
算する目標制御力演算手段II1と、状態検出手段Iが検
出した物理量に対応した検出制御力を演算する検出制御
力演算手段II2と、目標制御力と検出制御力との偏差を
演算する偏差演算手段II3とからなる制御手段IIと、前
記制御手段IIの出力である両制御力の偏差信号をパワー
増幅する駆動手段IIIと、パワー増幅された出力に基づ
きサスペンションに働く外力または外乱を考慮した目標
制御力に対する現実の検出した制御力の偏差に応じた制
御力を等価的に発生すべくサスペンションの特性を連続
的に可変制御するアクチュエータ手段IVとを具備し、サ
スペンションに働く外力または外乱を考慮した目標制御
力と検出した制御力との差に応じた制御力を等価的に発
生するようにサスペンションの特性を連続的に可変制御
するので、結果的にサスペンションに目標制御力を等価
的に付加することにより振動を抑制するようにした振動
制御装置である。 この振動制御装置は、最適な目標制御力から物理量f
に関する力を抽出し、その物理量を制御することによ
り、従来の振動制御装置に比べ、外力または外乱を考慮
してきめ細かに物理量fが制御でき、かつエネルギー消
費をおさえ、構成を簡単にし、動力源,配管等の重量,
スペース,コストを低減するものである。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この装置では、サスペンション特性を
連続的に変えるための最適な目標制御力を得るために必
要なサスペンションの動きを示す状態量と、サスペンシ
ョン特性に影響を与える物理量を総て検出しなければな
らなかった。そのために、センサを多数必要とし、多数
の信号線を必要とするので信号線が長くなり、ノイズの
混入の可能性が大となって精度が低下する。また、それ
に伴うセンサの信頼性確保が要求され、コスト高になる
という不具合があった。また、センサの劣化や故障によ
って最適目標制御力が得られないまま制御が行なわれる
と、著しく乗心地や走行安定性が損なわれるという問題
があった。 そこで本発明では、上記の問題点を解決することを目
的とする。すなわち、最適目標制御力を算出するのに必
要な諸量を必要最小限の数の検出器により得て、構成の
簡単化をはかるとともに、信頼性を確保し、安定な制御
を行なうことを目的とする。 (問題点を解決するための手段) 本発明の振動制御装置は、第1図に示すように、少な
くともサスペンションに作用する制御力を発生させるア
クチュエータ手段IVの動きを示す状態量を含む振動体を
支えるサスペンションの動きを示す状態量を検出して、
状態量信号を出力する状態検出手段Iと、前記状態検出
手段Iが出力する、少なくともサスペンションに作用す
る制御力を発生させる前記アクチュエータ手段IVの動き
を示す状態量を含む状態量信号に基づいてサスペンショ
ンの特性に影響を与える物理量を前記アクチュエータ手
段の特性を考慮して推定すると共に、物理量の推定値に
対応した推定制御力を得て、推定制御力信号を出力する
制御力推定手段II2′と、状態量信号に基づき目標制御
力を得るのに必要な他の状態量を推定して、推定状態量
信号を出力する状態量推定手段II0と、状態量信号,推
定状態量信号及び推定制御力信号からサスペンションに
働く外力又は外乱を考慮して最適な目標制御力を演算
し、目標制御力信号を出力する目標制御力演算手段II1
と、目標制御力信号に対応する目標制御力と推定制御力
信号に対応する推定制御力との偏差を演算して、偏差信
号を出力する偏差演算手段II3とからなる制御手段II
と、偏差信号をパワー増幅する駆動手段IIIと、パワー
増幅された偏差信号に基づき目標制御力に対する推定制
御力の偏差に応じた制御力を等価的に発生すべくサスペ
ンションの特性を連続的に可変制御するアクチュエータ
手段IVとを具備し、目標制御力信号と推定制御力信号と
の差に応じた制御力を等価的に発生するようにサスペン
ションの特性を連続的に可変制御して、サスペンション
に目標制御力を等価的に付加することにより、振動を抑
制するものである。 (作用) 上記構成において、状態検出手段Iの出力である特定
の状態量、すなわちサスペンションに作用する制御力f
を発生させるアクチュエータ手段IVの動きを示す状態量
xsと制御力の種類に依存する状態量xの関数として、制
御力f(xs,x)が決まる。例えば、制御力がバネfkの場
合には、サスペンション変位をyとするとfk(xs,y)と
して表される。また、減衰力fcの場合には、サスペンシ
ョン速度をとするとfc(xs,)として表される。し
たがって、状態量としてxsとxが検出されれば、制御力
fを推定することができる。 また、状態検出手段Iで状態量として加速度を検出す
ることにより、1階積分により速度を、2階積分により
変位を推定できる。 以上のことから、前記目標制御力演算手段II1で求め
る最適目標制御力uの演算に必要な全ての状態量が状態
検出手段Iの出力である状態量xと、状態量推定手段II
0の出力である推定状態量として、また、制御力とし
て制御力推定手段II2′の出力である推定制御力とし
て得られるので、最適目標制御力uが演算できるわけで
ある。 最適目標制御力uが求まれば、II3で推定制御力との
偏差εを出力し、それを駆動手段IIIでパワー増幅し、
サスペンションに取付けてあるアクチュエータ手段IVを
駆動して、サスペンション特性を連続的に最適可変制御
する。 (発明の効果) 本発明は、状態検出手段で検出する状態量に基づい
て、目標制御力を得るのに必要な他の状態量を状態量推
定手段により推定して求めるとともに、サスペンション
特性に影響を与える物理量を制御力推定手段により推定
して求めているので、目標制御力を算出するのに必要な
状態量および物理量を得るためのセンサの数を大幅に減
少させることができる。そのため、センサとそれに接続
された信号線からのノイズの混入の可能性が少なくな
り、信頼性を著しく向上させることができる。また、構
成が簡単となり、コストを低減させることができる利点
がある。 〔第1の実施態様〕 構 成 本発明の第1の実施態様は、第1図の基本構成におけ
る制御力推定手段II2′が、第3図に示すように、前記
状態検出手段Iが出力するアクチュエータ手段の可動範
囲の動きを示す状態量出力信号に基づき物理量推定に必
要な2つの係数を設定する第1係数設定手段11および第
2係数設定手段12と、前記状態量出力信号を時間微分し
て状態変数を算出する状態変数演算手段13と、状態検出
手段Iが出力する状態量出力信号と前記第1係数設定手
段11および第2係数設定手段12が出力する2つの係数と
状態変数演算手段13が出力する状態変数により推定物理
量を演算する推定物理量演算手段14と、前記推定物理量
演算手段14が出力する推定物理量信号に対応した制御力
を得る推定制御力演算手段15とからなり、状態量推定手
段II0が、状態検出手段Iが出力する状態量出力信号を
時間積分する第1積分手段16と、前記第1積分手段16が
出力する信号を時間積分する第2積分手段17とからなっ
ている。 作 用 制御力推定手段II2′においては、状態検出手段Iが
出力する少なくともサスペンションに作用する制御力を
発生させるアクチュエータ手段IVの動きを示す広範な可
動範囲の状態量である状態量出力信号により、サスペン
ション特性に影響を与える物理量の推定値を得るため、
前記物理量の物理係数が各々状態量出力信号と非線形関
係を含む関数関係により設定されている2つの関数値
(物理係数)を第1係数設定手段および第2係数設定手
段より求め、更に、前記状態検出手段Iが出力する前記
振動体を支えるサスペンションの動きを示す状態量出力
信号を制御周期に応じて時間微分することにより推定し
ようとする物理量の状態変数を算出する状態変数演算手
段13より求め、都合前記第3者より推定物理量演算手段
14によりサスペンションの特性に影響を与える物理量の
推定値を得る。この推定物理量信号により、それに対応
する制御力を推定制御力演算手段15より求めるものであ
る。 状態量推定手段II0においては、状態検出手段Iが出
力する状態量出力信号により、第1および第2の積分手
段16,17によって第1および第2の状態量の推定値を得
て、これらの物理量および状態量の推定値と前記状態検
出手段Iの出力する状態量出力信号とから、目標制御力
を得るに必要な目標制御力演算手段II1への入力信号を
得る。 効 果 以上の構成,作用を有する本第1実施態様は、状態検
出手段Iの発生する状態量検出出力数を格段に減じるこ
とができ、従って、状態検出手段Iを設置する場合に必
ず生じる信号入力線におけるノイズ等の量が減少するの
で、本制御系を安定に作動させることができるとともに
安全に制御を続けることが可能となり、正確な制御が実
現できるできるという利点を有する。なお、上記第1の
実施態様の振動制御装置において、前記第1係数設定手
段および前記第2係数設定手段は、何れか一方が、推定
しようとする物理量に関係する状態変数の指数を前記ア
クチュエータ手段IVの動きを示す状態量の関数として設
定することが好ましい。これにより、前記物理量の大き
さに応じて正確にかつ安定に行うことができ、振動制御
装置の信頼性を大幅に向上させることができる。 〔第2の実施態様〕 構 成 本発明の第2の実施態様は、第1図の基本構成におけ
る制御力推定手段II0が、第4図に示すように、制御力
推定手段II2′に接続してなるとともに状態検出手段I
が出力する状態量出力信号が異常値であるかどうかを判
断する異常判定手段21と、前記異常判定手段21で状態量
出力信号が異常値であると判断された場合に前記制御力
推定手段II2′が出力する推定制御力を出力し、前記異
常判定手段21で状態量出力信号が異常値でないと判断さ
れた場合に状態量出力信号を出力する信号選択手段22
と、前記信号選択手段22が出力する信号に基づき目標制
御力を得るに必要な他の状態量を推定する状態量演算手
段23とからなる。 作 用 異常判定手段21では、状態検出手段Iの出力が異常値
であるか否かを判断し、その判定信号を出力する。信号
選択手段22は異常判定手段21の出力に基づき、正常状態
では状態検出手段Iの出力信号そのものに基づき、状態
量演算手段23による状態量推定演算を実施するように出
力信号を出力し、異常状態では前出物理量推定量に対応
した制御力を得る制御力推定手段II2′の出力信号を基
に、状態量演算手段23による状態量推定演算を実施する
ように出力信号を出力する。 状態量演算手段23においては、前記信号選択手段の出
力信号に応じて、その出力信号に基づき目標制御力を得
るに必要な他の状態量を推定演算する。 効 果 以上の構成,作用により本第2実施態様は、状態検出
手段Iの出力がたとえ異常値を示し、故障した場合にお
いても、目標とする制御力を演算することが可能とな
り、安定な制御を保証することができるとともに、状態
検知器の計測可能範囲外の状態が生じても安定に制御を
続けることが可能となり、確実な制御が実現できるとい
う利点を有する。 〔第3の実施態様〕 構 成 本発明の第3の実施態様は、前記本発明の振動制御装
置の第1図の基本構成における制御力推定手段手段I
I2′が、前記状態量信号に基づき前記物理量の推定に必
要な係数を設定する係数設定手段と、前記状態量信号を
時間微分して状態変数を算出する状態変数演算手段と、
前記状態量信号と前記係数と前記状態変数とにより推定
物理量を演算して、推定物理量信号を出力する推定物理
演算手段と、前記推定物理量信号に対応した制御力を得
る推定制御力演算手段とからなる。 作 用 上記構成において、状態検出手段Iの出力である特定
の状態量、すなわちサスペンションに作用する制御力f
を発生させるアクチュエータ手段IVの動きを示す状態量
xsとサスペンションの特性に影響を与える物理量Fの種
類に依存する状態量xの関数として、制御力F(xs,x)
が決まる。例えば、物理量がバネ力fkの場合には、サス
ペンション変位をyとすると、fk(xs,y)として表わさ
れる。また、減衰力fcの場合には、サスペンション速度
をとすると、fc(xs,)として表わされる。したが
って、状態量としてxsとxとが検出されれば、物理量F
を推定することができる。 具体的には、前記アクチュエータ手段の動きを示す状
態量xsの関数として設定してある前記物理量を決定する
ための物理係数を、前記状態量xsに基づき前記係数設定
手段より求めると共に、前記物理量の種類に依存する状
態変数を前記状態量信号に基づき前記状態変数演算手段
より求め、都合前記2者より前記推定物理量演算手段に
よりサスペンションの特性に影響を与える物理量の推定
値を得る。この推定物理量信号により、それに対応する
制御力fを推定制御力演算手段より求めるものである。 また、状態検出手段Iで状態量として加速度を検出す
ることにより、1階積分により速度を、2階積分により
変位を推定できる。 以上のことから、前記目標制御力演算手段II1で求め
る最適目標制御力uの演算に必要な全ての状態量が状態
検出手段Iの出力である状態と、状態量推定手段II0
の出力である推定状態量として、また、制御力として
制御力推定手段II2′の出力である推定制御力として
得られるので、最適目標制御力uが演算できるわけであ
る。 最適目標制御力uが求まれば、偏差算出手段II3で推
定制御力との偏差εを出力し、それを駆動手段IIIでパ
ワー増幅し、サスペンションに取り付けてあるアクチュ
エータ手段IVを駆動して、サスペンション特性を連続的
に最適可変制御する。 効 果 以上の構成,作用を有する本第3実施態様は、状態検
出手段で検出する状態量に基づいて、目標制御力を得る
のに必要な他の状態量を状態量推定手段により推定して
求めると共に、サスペンション特性に影響を与える物理
量をアクチュエータ手段の状態量xsとその物理量に依存
する状態変数xの関数として推定し、その推定物理量に
対応した推定制御力を制御力推定手段により推定して求
めているので、前記アクチュエータ手段で生じる前記物
理量の非線形特性が考慮され、実際の制御力に近い値が
得られる。そのため、目標制御力を算出するのに必要な
状態量および物理量を得るためのセンサの数を大幅に減
少させることができる。そのため、センサとそれに接続
された信号線からのノイズの混入の可能性が少なくな
り、信頼性を著しく向上させることができる。また、制
御力の推定精度が高くなったことにより、制御系の安定
性が向上し、乗り心地を損なうことなく、コストを低減
させることができる利点がある。 (具体的実施例) <第1実施例> 振動制御装置は、本発明を第5図(a)に示すよう
な、油圧シリンダ37と気液流体バネ38との間を連通させ
る油路または配管40の途中に可変オリフィス機構39を配
設した自動車の気液流体サスペンション装置に適用した
ものである。ここでは、代表的に車輪のサスペンション
について、第5図ないし第7図を用いて説明する。 本実施例の振動制御装置は、第6図に示すように、状
態検出手段Iと、制御手段IIと、駆動手段IIIと、アク
チュエータ手段IVとからなる。 その制御手段IIは、状態量推定手段II0と、目標制御
力演算手段II1と、制御力推定手段II2′と、偏差演算手
段II3とからなり、更に符号調整手段II4とを有してな
る。 状態検出手段Iは、第6図に示すように、サスペンシ
ョンの車輪34を回転可能に支持するサスペンションアー
ム32および車体フレーム33との間に挿置して相対変位を
検出するポテンショメータ31と、ポテンショメータ31に
接続され、自動車の走行時における車軸と車体との相対
変位yを表す信号を出力するアンプ41と、アンプ41の出
力する相対変位yを微分して相対速度を検出する微分
器42と、サスペンション直上の車体に取付けて加速度を
検出する加速度センサ43と、加速度センサ43に接続して
電圧信号に変換するアンプ44と、変位センサ45と、変位
を表す信号を出力するアンプ46とからなる。その変位セ
ンサ45は、第5図(b)に示すような、リニアアクチュ
エータ47とバルブボディ48とよりなるアクチュエータ手
段IVにおいて、油路40を連続に開閉して可変オリフィス
機構39とするスプール49の変位を永久磁石50とムービン
グコイル51とからなる磁気検出手段により検出するもの
である。 制御力推定手段II2′は、アンプ46から出力されるリ
ニアアクチュエータ47のスプール変位xsと相対速度よ
り推定減衰力を演算する演算器52からなっている。 推定減衰力は、可変オリフィス機構39の前後油路
の差圧ΔPに油圧シリンダ37のピストン断面積Aを掛け
合わせたものである。 =ΔPA ……(1) 圧力差ΔPは、可変オリフィス機構39を通過する流量
をQとすると、次式によって与えられる。 ここで、a(xs):可変オリフィス機構39のオリフィ
ス面積でスプール変位xsの関数,c:可変オリフィス部の
流量係数,ρ:油の密度である。 流量Qは、油圧シリンダ37のピストン速度、すなわち
車軸と車体との相対変位yを微分して得られる相対速度
を用いると、次式となる。 Q=A ……(3) したがって、推定減衰力は(1),(2),
(3)式より、次式として与えられる。 =K(xs ……(4) ここで、 である。 すなわち、スプール変位xsが一定値であるとき、推定
減衰力と相対速度とは相対速度の2乗という非
線形関係にある。しかも、実際の減衰力fcは、(5)式
の流量係数cが定数でなく、スプール変位xsに依存した
非線形要素である上、第5図に示すように、スプール49
とバルブボディ48の環状隙間から漏れる油によって実オ
リフィス面積が(5)式に示す設計値a(xs)よりも大
きくなると共に、寸法公差等もあるため、実オリフィス
面積を算出することは容易でなかった。それ故、可変オ
リフィス機構39による(5)式のゲインK(xs)を算定
することが難しく、従来は非線形特性の強い減衰力を小
さなレベルから大きなレベルまで広い範囲で推定するこ
とができなかった。 このような複雑な非線形特性を有する減衰力を推定す
るには、可変オリフィス機構39のアクチュエータ特性を
考慮した推定手段が不可欠である。そこで、可変オリフ
ィス機構39のアクチュエータであるリニアアクチュエー
タ47のスプール変位xsを検出して、そのスプール変位xs
と減衰力との関係を相対速度をパラメータとして実験
的に調べ、実験式を導くと、次式のようになる。 ここで、ゲインK(xs)と指数n(xs)との特性は、
オリフィス形状設計によって異なるもので、その一例を
第7図に示す。 第7図に示すように、ゲインK(xs)と指数n(xs
との特性は、スプール変位xsに対してそれぞれ非常に強
い非線形関係にある。ここで、演算器52によって、状態
検出手段Iで検出したスプール変位xsに対応した(6)
式のゲインK(xs)と指数n(xs)とをアクチュエータ
特性である第7図から求めた上、これらの値と、状態検
知手段Iで検出した車軸と車体との相対変位yを微分し
て得られた相対速度とを、(6)式に代入して演算す
ることにより、複雑な非線形特性を有する推定減衰力
を算出する。 状態量推定手段II0は、アンプ44の出力であるバネ上
加速度信号のDC成分を除去するハイパスフィルタ53
と、その出力を積分して推定バネ上速度 を演算する第1積分器54と、その出力を積分して推定バ
ネ上変位を演算する第2積分器55とからなる。 目標制御力演算手段II1は、予めアクティブ制御を前
提としたモデルより求めた最適ゲインG1〜G5と、それに
対応する状態信号より次式に従い最適目標制御力uを算
出するための5個の乗算器56〜60と、加算器61とからな
る。 偏差演算手段II3は、目標制御力演算手段II1より出力
される最適な目標制御力uに対して制御しようとする減
衰力fcとの偏差εを算出する偏差器62からなる。 符号調整手段II4は、偏差器62の出力εにサスペンシ
ョン相対速度を掛け合わせる乗算器63からなる。乗算
器63は、目標制御力uに対する偏差εに応じて減衰力制
御を行う上で、目標制御力に対する偏差εが減衰力によ
って制御できるか否かを判別し、かつ制御可能な場合に
は減衰力の増減方向を決める信号を出力し、また、制御
不能な場合には減衰力を減少させ、零に近付ける方向に
信号出力させることである。 表および第5図(a)を用いて、乗算器63による符号
調整機能を説明する。目標制御力uを車体に対して垂直
方向の上向きに正をとり、また、サスペンションの縮み
方向に正をとるとき、目標制御力uと相対速度がとも
に同方向、例えば油圧シリンダ37のピストンが上向き
(正方向)に動き、目標制御力uも上向き(正方向)で
ある場合には、油圧シリンダ37内の油が相対速度に比
例して可変オリフィス機構39を通り気液流体バネ38に流
に有するので、その可変オリフィス機構39の開度を制御信号
により変えることにより、油圧シリンダ37内の圧力、す
なわち減衰係数を上向き(正方向)の減衰力fcの大きさ
を変えることができるこの場合、偏差器62の出力εが正
(u>fc)ではオリフィス開度を閉方向とし、減衰係数
を大きくして減衰力を増加させ、εが負(u<fc)では
それを開方向とし、減衰係数を小さくして減衰力を減少
させるような制御信号を出力すればよい。また、油圧シ
リンダ37のピストンが下方向(負方向)に動き、目標制
御力uも下向き(負方向)である場合には、上記とは逆
に油が気液流体バネ38から可変オリフィス機構39を通り
油圧シリンダ37内に流入するので、同様にオリフィス開
度を制御することにより、下向き(負方向)の減衰力fc
の大きさを変えることができる。この場合にも、εが正
(−u>−fc)ではオリフィス開度を開方向とし、減衰
係数を小さくして減衰力を減少させ、εが負(−u<−
fc)ではそれを閉方向とし、減衰係数を大きくしてサス
ペンションに等価的に作用する減衰力を増加させるよう
な制御信号を出力すればよい。したがって、目標制御力
uとサスペンション相対速度が同方向の時は、目標制
御力uに基づいて減衰力fcを制御することができる。一
方、目標制御力uと相対速度が逆向き、例えば油圧シ
リンダ37のピストンが上向き(正方向)に動き、目標制
御力uが下向き(負方向)である場合には、油圧シリン
ダ37の油が可変オリフィス機構39を介して気液流体バネ
120に流入するので、オリフィス開度をある一定の開度
にしておく(制御をしない)と、相対速度とともに上
向き(正方向)の減衰力が作用することになり、目標制
御力uに基づいて減衰力を制御することができない。 そこで、オリフィス開度を制御信号により全開にし、
減衰係数を最小にしてサスペンションに等価的に作用す
る正方向の減衰力fcを小さくしてやれば、あたかも制御
をしない時の減衰力fcに対して目標制御力uの方向に力
を作用させ、それを小さくしたことに相当する。この時
の偏差器62の出力ε(=u−fc)は、目標制御力uが負
で減衰力fcが相対速度と同方向より正となるので、常
に負となる。また、油圧シリンダ37のピストンが下向き
(負方向)に動き、目標制御力uの方向が上向き(正方
向)である場合にも、上記と同様に目標制御力uに基づ
いて減衰力を制御することができないので、制御信号に
よりオリフィス開度を全開とし、減衰係数を最小にして
サスペンションに等価的に作用する減衰力を小さくする
のが望ましい。この時の偏差器62の出力ε(=u−fc
は、目標制御力uが正でfcが相対速度と同方向より負
となるので常に正となる。したがって、目標制御力uと
相対速度の向きが逆方向の時は、目標制御力uに基づ
いて減衰力の制御をすることができないので、制御信号
によりオリフィス開度を全開とし、減衰力を小さくすれ
ばよいことになる。 以上述べたように、各状態の偏差器62を出力εに対す
る減衰力およびオリフィス開度の制御方向をまとめる
と、表のようになる。このロジックを基本的に達成する
ためには、εの符号に減衰力fcと同方向であるサスペン
ション相対速度の符号を掛け合わせることにより、そ
の出力がオリフィス開度の制御方向と対応した制御信号
となる。ここでは、制御信号が減衰力の増減方向を決め
るものであればよく、また、目標制御力に対する偏差ε
信号に対するノイズの比、すなわちSN比をよくするため
に、乗算器63でεに直接相対速度を掛け合わせたε
を制御信号とした。 駆動手段IIIは、前記偏差器62の出力に対してアクチ
ュエータ手段IVのスプール変位信号をネガティブフィー
ドバックし、その偏差信号に比例した電流を出力する駆
動回路64からなる。 アクチュエータ手段IVは、第5図および第6図に示す
ように、サスペンションアーム32と車体フレーム33に取
り付けた気液流体サスペンションの油圧シリンダ37と一
体となしたバルブボディ48と、アキュームレータ38の油
室と油圧シリンダ37の油室とをバルブボディ48の中を通
して通過させる油路40と、その油路40を連続に開閉して
可変オリフィス機構39とするスプール49と、そのスプー
ルと一体と成したリニアアクチュエータ47のムービング
コイル51と、そのムービングコイルに流れる駆動回路64
の出力である電流に応じてそれに作用する力を与える永
久磁石50と、リニアアクチュエータ47に取り付けてムー
ビングコイルに作用する力を抑制するためにスプールの
変位を検出する変位センサ45と、変位を表わす信号を出
力するアンプ46とからなる。 上述の構成を有する第1実施例の作用は、次の通りで
ある。 自動車の走行状態において、直線型ポテンショメータ
で検出した相対変位量(サスペンション変位)yをアン
プ41で電圧信号に変換し、その出力を微分器42で微分し
て相対速度信号が得られる。一方、リニアアクチュエ
ータ47のスプール変位をインダクタンス形接触変位セン
サで検出し、アンプ46で電圧信号に変換してスプール変
位信号xsが得られる。この信号と先程求めた相対速度
をもとに、演算器52によって、スプール変位xsに対応し
た(6)式のゲインK(xs)と指数n(xs)とをアクチ
ュエータ特性である第7図から求めた上、これらの値と
相対速度とを(6)式に代入して演算することによ
り、複雑な非線形特性を有する推定減衰力が得られ
る。 バネ上加速度信号を積分して推定バネ上速度 さらに積分して推定バネ上変位を演算するに当た
り、アンプ44の出力にわずかなオフセット電位がある
と、2階積分した推定バネ上変位信号は大きなドリ
フトを生じるため、そのままその信号を用いて制御する
と、乗心地および操縦安定性に悪影響を及ぼす。そこ
で、第6図に示すように、アンプ44と第1積分器54の間
にハイパスフィルタ53を設けた。ハイパスフィルタ53の
次数は1次とし、そのカート周波数はサスペンション特
性に悪影響を及ぼさない周波数範囲として、0.1Hzに選
んだ。 上記で得られた相対変位y,相対速度,推定バネ上変
2,推定バネ上速度 複雑な非線形特性を有する推定減衰力の信号と最適
ゲインG1〜G5より、前記(2)式に基づいて最適な目標
制御力uを演算し、加算器61の出力として得られる。こ
の目標制御力uの出力に対して制御しようとする推定減
衰力との偏差εをとり、その偏差εに乗算器63で相
対速度を掛け合わせて減衰力の制御信号に変え、その
出力に応じて駆動回路64を移動させることにより、減衰
係数が変わり、減衰力fcを連続的に変えることができ
る。 第1実施例の利点は次のとおりである。加速度センサ
によって検出されたバネ上加速度信号より、バネ上速度
およびバネ上変位を演算する際に第1積分器54,第2積
分器55を一般に用いるが、アンプ44自身によるわずかな
出力電圧をドリフトがあると、2階積分したバネ上変位
演算では積分ゲインが高いために積分器の出力が飽和し
てしまうことがある。そこで、アンプ44の出力を周波数
が0.1Hzの1次ハイパスフィルタ53を通すことによっ
て、バネ上速度およびバネ上変位の出力を安定に推定す
ることができる。一方、複雑な非線形特性を有する減衰
力の推定においても、可変オリフィス機構39のアクチュ
エータ特性を考慮した実験式を用いることによって、小
さいレベルから大きいレベルまで広い範囲で、より正確
な減衰力を推定演算することができる。 これらの状態推定演算法を用いることによって安定な
出力が得られ、かつ実際の状態量変化とほぼ同じ状態量
変化の推定が可能となるので、乗心地や走行状態に適応
した減衰力制御ができる。その結果、車両の振動低減を
図り、乗心地や走行安定性等をはかるに向上させること
ができる。 <第2実施例> 第2実施例は、第6図に示す第1実施例と同様に、自
動車の気液流体サスペンション装置に具体化したもので
あり、第8図に示す如く構成されている。第6図の第1
実施例と大きく異なるところは、破線で囲った制御手段
IIをマイクロコンピュータ70に置き換え、油圧シリンダ
37に取り付けた油温センサ13で油の温度を検出し、推定
減衰力の温度補償を施した点と、減衰力を制御する
アクチュエータをパルスモータに置き換えた点である。 始めに、減衰力を制御するアクチュエータ手段IVにつ
いて、第8図,第9図を用いて説明する。サスペンショ
ンアーム32と車体フレーム33に取り付けた気液流体サス
ペンションの油圧シリンダ110内には、オリフィス112と
開閉プレート113と、その開閉プレート113と一体となっ
たロータリーシャフト114と、そのロータリーシャフト1
14と連結したパルスモータ80からなる。したがって、パ
ルスモータによりロータリーシャフト114を回転させる
と、開閉プレート113が回転し、オリフィス112の開口面
積を連続に可変することになり、可変オリフィスとな
る。 次に、状態検出手段Iは、第1実施例と同様に相対変
位を検出するポテンショメータ31と、ポテンショメータ
31の動きを電圧信号に変えるアンプ41と、サスペンショ
ン直上の車体に取り付けてバネ上加速度を検出する加速
度センサ43と、加速度センサ43に接続して電圧信号に変
換するアンプ44の他に、油温センサ81と、油温センサ81
と接続して電圧信号に変換するアンプ82とからなる。 制御手段IIは、状態量推定手段II0と、目標制御力演
算手段II1と、制御力推定手段II2′と、偏差演算手段II
3と、符号調整手段II4の機能を持った8ビットマイクロ
コンピュータ70を有する。このマイクロコンピュータ
は、相対変位yとバネ上加速度と、温度tを取り込
む入力部71と、それらの状態信号より制御手段IIの演算
を行なう演算処理部72と、その演算法を記憶している記
憶部73と、演算処理部72で演算した減衰力制御信号をパ
ルス信号と出力する出力部74より構成されている。ここ
で、マイクロコンピュータ70で行なう機能の詳細を、第
10図のフローチャートおよび第11図を用いて説明する。 P0で初期化した後、P1で相対変位yとバネ上加速度
と油温tのデータを取り込む。次に、P2ではP1で取り
込んだバネ上加速度をカット周波数が0.1Hzの1次
のハイパスフィルタを通した信号 にする。 1次のハイパスフィルターは、ラプラス演算子Sを用
いた伝達特性は次式となる。 ここで、T:時定数 (8)式より、ハイパスフィルターの出力式に変形す
ると、次式となる。 ただし、積分ゲインKは、 である。 したがって、1次ハイパスフィルタ出力の演算は、
(9)式に基づいて行なう。なお、カット周波数fcが0.
1Hzの時定数Tは、 よりT=1.59secとなる。 次に、P3ではP2で演算したハイパスフィルタ出力 を1階積分して推定バネ上速度 を、さらにそれを1階積分して推定バネ上変位を演
算する。 次に、P4ではP1で取り込んだ相対変位yを微分して相
対速度を演算する。 以上、P2〜P4は第4図に示した第1実施例のハイパス
フィルタ53,第1積分器54,第2積分器55および微分器42
によるアナログ演算をディジタル演算に置き換えただけ
である。 P5はP4で演算した相対速度とP1で取り込んだ油温t
およびオリフィス開口面積より、減衰力の推定演算を行
なう。ここで、オリフィス開口面積は、アクチュエータ
手段IVにパルスモータを用いているのでパルスモータ回
転角θの関数として表わされ、その回転角θはP9で出力
するパルスモータ回転角制御信号θと一致する。した
がって、オリフィス開口面積a(θ)が既知となるの
で、油温tの基準をt=tnとした時の推定減衰力
は、第1実施例で示した実験式(6)をθの関数とし
た次式によって求められる。 =K(θ)n(θ) ……(11) ここでは、予め相対速度と回転角θに対する減衰力
を(11)式に基づいて計算しておき、それをθとに関
してマップ化してある。 次に、油温が変化すると、油の密度ρが次のように変
化する。 ρ=ρ−kt ……(12) ただし、ρ:油温が0℃における油の密度 一例として油温に対する油の密度ρ変化を第11図に示
す。したがって、(11)式のゲインK(θ)は、(5)
式で示したように油の密度ρに比例するので、油温の変
化に応じて変わる。 そこで、油温tを検出し、(12)式より油の密度ρを
演算し、その値と基準油温における密度ρnとの密度比
ρ/ρnを(11)式で求めた推定減衰力を掛け合わ
せれば、油温変化に応じた減衰力′を演算すること
ができる。すなわち、′は次式となる。 P6では第1実施例で示した(7)式によって最適目標
制御力uを演算し、P7では最適目標制御力uに対して制
御しようとする減衰力、すなわちP5で求めた減衰力
′との偏差εを演算する。 次に、P8ではP7で求めた偏差εにP4で求めた相対速度
を掛け合わせ、εを演算し、それをパルスモータの
回転角制御信号θとする。これは第1実施例と同じ理
由なので、ここでは説明を省略する。 P9ではP8で求めたθの方向に応じてパルスモータの
右回転用CRあるいは左回転用CCRの信号線に切換えると
同時に、θの大きさに比例したパルスを出力する。 駆動手段IIIは、マイクロコンピュータ70より出力さ
れるCR,CCRの信号線に接続され、パルス信号に応じた電
流のパルスを出力する駆動回路64からなる。 上述の構成を有する第2実施例の作用は、次の通りで
ある。マイクロコンピュータはP0でイニシャライズした
後、P1で直線型ポテンショメータで検出した相対変位信
号yと、油圧シリンダに取り付けてある油温センサで検
出した油温信号t、および加続度センサで検出したバネ
上加速度信号のデータを、10msecごとにサンプリング
する。 P2でバネ上加速度の1次ハイパスフィルタの出力 を演算した後、P3で推定バネ上速度 および推定バネ上変位を演算する。 次に、P4で相対速度を演算した後、その出力と1刻
み前(10msec前)にP8で演算したパルスモータ回転角制
御信号θ(=θ)の大きさから予め記憶してあるマッ
プより、基準の油温tnにおる推定減衰力を読み出
す。そして、その値に検出した油温tにより求めた油の
密度変比ρ/ρnを掛け合わせ、温度補償を施した推定
減衰力′を求める。 次に、P6で最適目標制御力uを、P7で偏差を、P8でパ
ルスモータ回転角制御信号θを求める。そして最後
に、P8で求めた出力に応じた右回転用CRあるいは左回転
用CCRパルスを出力する。以上、P1〜P9までの実行を10m
sec内に終了し、再びP1に戻る。 マイクロコンピュータからの右回転用あるいは左回転
用パルス出力を駆動回路64でドライブし、パルスモータ
80を駆動する。パルスモータを回転させることにより、
オリフィス開口面積a(θ)を連続的に変える。すなわ
ち、減衰係数が変わり、減衰力を連続的に変えることが
できる。 第2実施例には次のような利点がある。即ち、第1実
施例の利点に加えて、油圧シリンダ内の油温tを検出
し、推定減衰力の温度補償を加えたことにより、実
際のサスペンションで発生している減衰力の推定が可能
となり、時々刻々変化する路面状態に応じた理由の最適
目標制御に近い制御力が得られるので、あらゆる走行状
態に適応した減衰力制御ができる。その結果、車両の振
動低減を図り、乗心地や走行安定性等をはるかに向上さ
せることができるという利点がある。 また、アクチュエータ手段にパルスモータを用いたた
めに、その回転角を検出してフィードバックするマイナ
ーループ制御が不要となり、回路構成を簡略化するがで
きる。 さらに、第6図に示した第1実施例の微分器42および
制御手段IIの演算を8ビットマイクロコンピュータで行
なっているため、アナログ演算に比べドリフトがなく正
確な制御ができるとともに、高価なアナログ乗算器が不
要となり、スペース、コストの低減をはかれるという利
点がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial applications)   The present invention relates to a support device for a building or a traveling device.
Vibration caused by external force or disturbance (road surface)
The present invention relates to a vibration control device for suppressing movement. (Conventional technology and its problems)   Conventionally, as a vibration control device,
On the other hand, using the pressure of the hydraulic source from outside the suspension
Actuate that forcibly gives large energy and controls vibration
The output of the active control device or the vibration
Appropriate among the preset two or three stages of attenuation characteristics
And use a small amount of energy to
Semi-active control type to control vibration and control the effect of vibration
As necessary for equipment and conditions such as external force or disturbance
From the hydraulic source installed outside the suspension
Active system that guides the energy and suppresses sprung vibration
There is a control device.   However, these conventional vibration control devices do not
In a passive control type device, the suspension is always
It is necessary to control the control force acting on the
The energy consumed by the pressure source is large, and it constitutes a hydraulic source
Pumps, tank accumulators, and other components
Increase in size and cost
was there. In the case of semi-active control devices,
Because it is a continuous control method, it has the effect of suppressing vibration
Optimal target control force considering various external forces or disturbances
To obtain the optimal damping force characteristic control force.
It does not control the appropriate damping force characteristics, but sufficiently suppresses vibration.
There was a problem that it could not be controlled. In addition, Part Acty
Control type device, a part of the target control force is externally applied.
Signal control is not sufficient, and
Because it is a continuous control,
There was a problem that they could not follow.   In short, the main problem with the conventional equipment is that
Vibration suppression in devices using active control and part active control
It does not control all control power for control, but
In contrast, the control target, which is part of the total control force, is controlled discontinuously.
Was completely out of control.
On the other hand, in devices using active control,
You can directly control the control force required for vibration suppression,
Large power is always required for control, and equipment is large
It was to become.   In view of the problems of the prior art, the present inventor has set forth
A vibration control device that solves these problems was developed.
62-108319). This vibration control device is as shown in FIG.
Affect the characteristics of the suspension supporting the vibrating body.
And the movement of the suspension
State detecting means I for detecting a state quantity shown, and state detecting means
Suspension from physical quantity and state quantity which are the output of I
Optimum target control force taking into account external force or disturbance acting on
Target control force calculation means II1State detection means I
Detection control that calculates the detection control force corresponding to the output physical quantity
Force calculation means IITwoAnd the deviation between the target control force and the detected control force
Deviation calculation means IIThreeControl means II consisting of
The deviation signal of both control forces, which is the output of
Based on the driving means III for amplifying and the power-amplified output
Target in consideration of external force or disturbance acting on the suspension
Control according to the deviation of the actual detected control force from the control force
Continuous suspension characteristics to generate power equivalently
Actuator means IV for variably controlling the
Target control considering external force or disturbance acting on the spence
Equivalently generates a control force according to the difference between the force and the detected control force.
Variable control of suspension characteristics continuously to produce
As a result, the target control force is equivalent to the suspension as a result
Vibration controlled by adding vibration
It is a control device.   This vibration control device calculates the physical quantity f from the optimal target control force.
By extracting the forces related to
External force or disturbance compared to conventional vibration control devices
The physical quantity f can be controlled finely and energy consumption can be reduced.
The cost is reduced, the structure is simplified, and the weight of the power source, piping, etc.,
This reduces space and cost. (Problems to be solved by the invention)   However, in this device, the suspension characteristics
In order to obtain the optimal target control force for continuous change,
The amount of state that indicates important suspension movement and the suspension
All physical quantities that affect the application characteristics must be detected.
I didn't. Therefore, many sensors are required and many
Signal line is required, so the signal line becomes longer and noise
The possibility of contamination increases and the accuracy decreases. Also it
Is required to ensure the reliability of the sensor, which increases the cost
There was a problem. In addition, sensor deterioration or failure
Control is performed without obtaining the optimal target control force
And the ride comfort and running stability are significantly impaired
was there.   Therefore, the present invention aims to solve the above problems.
Target. That is, it is necessary to calculate the optimal target control force.
The required quantities are obtained by the minimum number of detectors,
Simplified, reliable, stable control
The purpose is to do. (Means to solve the problem)   As shown in FIG. 1, the vibration control device of the present invention
At least, it generates control force acting on the suspension.
A vibrating body including a state quantity indicating the movement of the actuator
Detecting the state quantity indicating the movement of the supporting suspension,
State detecting means I for outputting a state quantity signal;
Means I output, acting at least on the suspension
Of the actuator means IV for generating a control force
Suspension based on a state quantity signal including a state quantity indicating
The physical quantity that affects the characteristics of the actuator
In addition to the estimation taking into account the characteristics of the stage,
Obtain the corresponding estimated control force and output the estimated control force signal
Control force estimation means IITwo′ And target control based on the state signal
Estimate the other state quantities necessary to obtain the force, and
State quantity estimating means for outputting a signal II0And the state signal,
Suspension from constant state signal and estimated control force signal
Calculates the optimal target control force in consideration of external force or disturbance
Target control force calculating means II for outputting a target control force signal1
And the target control force and the estimated control force corresponding to the target control force signal
Calculate the deviation from the estimated control force corresponding to the signal, and calculate the deviation signal.
Deviation calculation means II that outputs a signalThreeControl means II
And a driving means III for power amplifying the deviation signal, and a power
Estimation system for target control force based on amplified deviation signal
To generate a control force equivalent to the deviation of the control force.
Actuator that continuously and variably controls the characteristics of the
Means IV, the target control force signal and the estimated control force signal
Suspension so that a control force corresponding to the difference
The suspension characteristics are continuously variably controlled.
Vibration is suppressed by adding the target control force to
Control. (Action)   In the above configuration, the identification which is the output of the state detecting means I
, The control force f acting on the suspension
State quantity indicating the movement of the actuator means IV that generates the
xsControl as a function of the state quantity x depending on the type of control force
Your power f (xs, x) is determined. For example, if the control force is spring fkPlace
If the suspension displacement is y, then fk(Xs, y) and
It is expressed as The damping force fcIn the case of a suspension
Fc(Xs,). I
Therefore, the state quantity xsAnd x are detected, the control force
f can be estimated.   Further, the state detection means I detects acceleration as a state quantity.
Thus, the speed is obtained by the first-order integration and the speed is obtained by the second-order integration.
Displacement can be estimated.   From the above, the target control force calculating means II1Asked by
All the state quantities necessary for calculating the optimal target control force u
The state quantity x output from the detection means I and the state quantity estimation means II
0As the estimated state quantity, which is the output of
Control force estimation means IITwo′, The estimated control force
The optimal target control force u can be calculated.
is there.   If the optimal target control force u is found, IIThreeWith the estimated control power
Outputs the deviation ε, amplifies it by the driving means III,
Actuator means IV attached to the suspension
Drives, continuously and optimally controls suspension characteristics
I do. (The invention's effect)   The present invention is based on the state quantity detected by the state detecting means.
Other state variables necessary to obtain the target control force.
Estimated by means of
Estimate the physical quantities that affect the characteristics by the control force estimation means
Required to calculate the target control force.
Significantly reduced number of sensors for obtaining state and physical quantities
Can be reduced. Therefore, the sensor and its connection
The possibility of noise from the signal lines
Thus, the reliability can be significantly improved. Also,
Advantages of simplified configuration and reduced cost
There is. [First embodiment] Constitution   The first embodiment of the present invention is the same as the basic configuration shown in FIG.
Control force estimation means IITwo′, As shown in FIG.
Movable range of actuator means output by state detection means I
Necessary for estimating the physical quantity based on the state quantity output signal indicating the surrounding movement.
First coefficient setting means 11 for setting two important coefficients and
2 coefficient setting means 12 and time-differentiating the state quantity output signal
Variable calculating means 13 for calculating a state variable by using
A state quantity output signal output by the means I and the first coefficient setting means;
Two coefficients output by the stage 11 and the second coefficient setting means 12
Estimated physics based on the state variables output by the state variable calculation means 13
Estimated physical quantity calculating means 14 for calculating the quantity, the estimated physical quantity
Control force corresponding to the estimated physical quantity signal output by the calculating means 14
And an estimated control force calculating means 15 for obtaining
Stage II0Is a state quantity output signal output by the state detection means I.
A first integrating means 16 for performing time integration, and the first integrating means 16
And second integration means 17 for time-integrating the output signal.
ing. Action   Control force estimation means IITwo′, The state detecting means I
Output at least the control force acting on the suspension
Extensive indications of the movement of the actuator means IV to be generated
The suspension output signal that is the
In order to obtain an estimate of the physical quantity that affects the
The physical coefficient of the physical quantity is related to the state quantity output signal and the nonlinear function.
Two function values set by the function relation including the relation
(Physical coefficient) by the first coefficient setting means and the second coefficient setting means.
, And further output by the state detecting means I.
State quantity output indicating the movement of the suspension supporting the vibrating body
The signal is estimated by differentiating it with time according to the control cycle.
State variable operator that calculates the state variable of the physical quantity to be
Estimated physical quantity calculating means obtained from step 13 and conveniently from the third party
14 to determine the physical quantity that affects the characteristics of the suspension
Get an estimate. Corresponding to this estimated physical quantity signal
Control force to be obtained by the estimated control force calculating means 15.
You.   State quantity estimation means II0, The state detection means I
The first and second integrators are provided by the input state quantity output signal.
Stages 16 and 17 provide estimates of the first and second state variables.
The estimated values of these physical quantities and state quantities and the state
From the state quantity output signal output from the output means I, the target control force
Target control force calculation means necessary to obtain1Input signal to
obtain. Effect   In the first embodiment having the above configuration and operation, the state detection is performed.
The number of state quantity detection outputs generated by the output means I can be significantly reduced.
Therefore, when installing the state detecting means I,
The amount of noise etc. in the signal input line
This allows the control system to operate stably and
Control can be continued safely, and accurate control is realized.
It has the advantage that it can be realized. It should be noted that the first
In the vibration control apparatus according to the embodiment, the first coefficient setting means
One of the step and the second coefficient setting means is configured to estimate
The index of the state variable related to the physical quantity to be
It is set as a function of the state quantity indicating the movement of the actuator IV.
It is preferable to specify Thereby, the magnitude of the physical quantity
Vibration control can be performed accurately and stably according to
The reliability of the device can be greatly improved. [Second embodiment] Constitution   A second embodiment of the present invention is the same as the basic embodiment shown in FIG.
Control force estimation means II0However, as shown in FIG.
Estimation means IITwo'And state detecting means I
Judge whether the status output signal output by
Abnormality determination means 21 to be turned off,
If the output signal is determined to be an abnormal value, the control force
Estimation means IITwo′ Outputs the estimated control force,
The normal determination means 21 determines that the state quantity output signal is not an abnormal value.
Signal selecting means 22 for outputting a state quantity output signal when
And a target control based on the signal output by the signal selecting means 22.
State quantity calculator for estimating other state quantities necessary to obtain control
It consists of step 23. Action   In the abnormality determining means 21, the output of the state detecting means I is an abnormal value.
Is determined, and a determination signal is output. signal
The selection means 22 is in a normal state based on the output of the abnormality determination means 21.
Then, based on the output signal itself of the state detection means I, the state
To perform the state quantity estimation calculation by the quantity calculation means 23.
Outputs a force signal and responds to the estimated physical quantity in abnormal conditions
Control force estimating means to obtain controlled control force IITwo′ Output signal
Then, the state quantity estimation calculation by the state quantity calculation means 23 is performed.
Output signal as shown in FIG.   In the state quantity calculation means 23, the output of the signal selection means is output.
The target control force is obtained based on the output signal according to the force signal.
Estimate and calculate other state quantities necessary for the calculation. Effect   According to the second embodiment, the state detection
Even if the output of the means I shows an abnormal value and breaks down,
The target control force can be calculated.
And stable control can be guaranteed.
Stable control even if a condition outside the measurable range of the detector occurs
It will be possible to continue and achieve reliable control
Have the advantage. [Third embodiment] Constitution   A third embodiment of the present invention is a vibration control device according to the present invention.
Control force estimating means I in the basic configuration of FIG. 1
ITwo'Is necessary for estimating the physical quantity based on the state quantity signal.
Coefficient setting means for setting a necessary coefficient; and
State variable calculating means for calculating a state variable by differentiating with time;
Estimated by the state quantity signal, the coefficient, and the state variable
Estimated physics that calculates physical quantities and outputs estimated physical quantity signals
Calculating means for obtaining a control force corresponding to the estimated physical quantity signal;
Estimated control force calculating means. Action   In the above configuration, the identification which is the output of the state detecting means I
, The control force f acting on the suspension
State quantity indicating the movement of the actuator means IV that generates the
xsOf the physical quantity F that affects the characteristics of the suspension
As a function of the class dependent state quantity x, the control force F (xs, x)
Is determined. For example, if the physical quantity is the spring force fkIn the case of the suspension
If the displacement of the pension is y, fk(Xs, y)
It is. The damping force fcIn case of suspension speed
Then fc(Xs,). But
XsAnd x are detected, the physical quantity F
Can be estimated.   Specifically, a state indicating the movement of the actuator means
Attitude xsDetermine the physical quantity set as a function of
The physical coefficient for the state quantity xsThe coefficient setting based on
Means, and depending on the type of physical quantity
A state variable based on the state quantity signal;
From the two parties to the estimated physical quantity calculation means.
Estimation of physical quantities that affect suspension characteristics more
Get the value. With this estimated physical quantity signal, the corresponding
The control force f is obtained by the estimated control force calculation means.   Further, the state detection means I detects acceleration as a state quantity.
Thus, the speed is obtained by the first-order integration and the speed is obtained by the second-order integration.
Displacement can be estimated.   From the above, the target control force calculating means II1Asked by
All the state quantities necessary for calculating the optimal target control force u
The state which is the output of the detecting means I and the state quantity estimating means II0
As the estimated state quantity, which is the output of
Control force estimation means IITwo′ As the estimated control force
Therefore, the optimum target control force u can be calculated.
You.   If the optimum target control force u is obtained, the deviation calculating means IIThreeWith
The deviation ε from the constant control force is output, and this is
Actuator mounted on the suspension
Driving eta means IV to continuously adjust suspension characteristics
Optimum variable control. Effect   In the third embodiment having the above configuration and operation, the state detection is performed.
Obtain the target control force based on the state quantity detected by the output means
Estimate other state quantities necessary for
Physical properties that affect suspension characteristics
The quantity is the state quantity x of the actuator meanssAnd its physical quantity
Is estimated as a function of the state variable x
The corresponding estimated control force is estimated and estimated by the control force estimation means.
The object generated by the actuator means
The value close to the actual control force is
can get. Therefore, it is necessary to calculate the target control force.
Significantly reduced number of sensors for obtaining state and physical quantities
Can be reduced. Therefore, the sensor and its connection
The possibility of noise from the signal lines
Thus, the reliability can be significantly improved. Also,
Increased accuracy in estimating the control force stabilizes the control system
Performance and cost reduction without compromising ride comfort
There are advantages that can be made. (Specific examples) <First embodiment>   FIG. 5 (a) shows a vibration control device according to the present invention.
Communication between the hydraulic cylinder 37 and the gas-liquid fluid spring 38
Variable orifice mechanism 39 in the middle of the oil passage or pipe 40
Installed in a gas-liquid fluid suspension system of an installed car
Things. Here, representatively the wheel suspension
Will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.   As shown in FIG. 6, the vibration control device of this embodiment
State detecting means I, control means II, driving means III,
And tutor means IV.   The control means II includes state quantity estimation means II.0And target control
Force calculation means II1And control force estimation means IITwo′ And the deviation operator
Stage IIThreeSign adjustment means IIFourAnd have
You.   As shown in FIG. 6, the state detecting means I
Suspension arm that rotatably supports the vehicle's wheels 34
Between the body 32 and the body frame 33 to reduce the relative displacement.
The potentiometer 31 to be detected and the potentiometer 31
Connected and the relative position between the axle and
An amplifier 41 that outputs a signal representing the displacement y, and an output of the amplifier 41
Differentiation to detect relative velocity by differentiating the applied relative displacement y
And acceleration to the vehicle body just above the suspension
The acceleration sensor 43 to be detected and connected to the acceleration sensor 43
An amplifier 44 for converting to a voltage signal, a displacement sensor 45, and a displacement
And an amplifier 46 that outputs a signal representing The displacement cell
The sensor 45 is a linear actuator as shown in FIG.
Actuator hand consisting of eta 47 and valve body 48
In stage IV, the oil passage 40 is continuously opened and closed and the variable orifice
The displacement of the spool 49 as the mechanism 39
That is detected by magnetic detecting means comprising the coil 51
It is.   Control force estimation means IITwo′ Is the reset output from the amplifier 46.
Spool displacement x of near actuator 47sAnd relative speed
Estimated damping forcecIs calculated by a calculator 52.   Estimated damping forcecIs the oil passage before and after the variable orifice mechanism 39
Multiplied by the piston cross-sectional area A of the hydraulic cylinder 37
It is a combination.   c= ΔPA (1)   The pressure difference ΔP is the flow rate passing through the variable orifice mechanism 39
Let Q be Q, given by:   Where a (xs): Orifice of variable orifice mechanism 39
Spool displacement xsFunction, c: variable orifice part
Flow coefficient, ρ: density of oil.   The flow rate Q is determined by the piston speed of the hydraulic cylinder 37, that is,
Relative speed obtained by differentiating relative displacement y between axle and body
Is used, the following equation is obtained.   Q = A (3)   Therefore, the estimated damping forcecIs (1), (2),
From equation (3), it is given as the following equation.   c= K (xs)2                    …… (4)   here, It is.   That is, spool displacement xsIs constant when
Damping forcecAnd the relative speed are the square of the relative speed.
There is a linear relationship. Moreover, the actual damping force fcIs the formula (5)
Is not a constant and the spool displacement xsDepended on
In addition to being a non-linear element, as shown in FIG.
And oil leaking from the annular gap in the valve body 48
The design value a (xsGreater than)
The actual orifice
It was not easy to calculate the area. Therefore, the variable
The gain K (xs)
It is difficult to reduce the damping force with strong nonlinear characteristics.
Estimation from a small to a large level
And couldn't.   Estimating damping force with such complicated nonlinear characteristics
In order to achieve this, the actuator characteristics of the variable orifice
Estimation measures taken into account are essential. So, the variable orifice
Linear actuator which is the actuator of the disc mechanism 39
47 spool displacement xsAnd the spool displacement xs
Experiment on the relationship between vibration and damping force using relative speed as a parameter
The following equation is obtained by conducting an experimental study and deriving an empirical equation.   Here, the gain K (xs) And the index n (xs) And the characteristics
It depends on the design of the orifice shape.
As shown in FIG.   As shown in FIG. 7, the gain K (xs) And the index n (xs)
The characteristic is that the spool displacement xsVery strong against
Have a nonlinear relationship. Here, the state is calculated by the arithmetic unit 52.
Spool displacement x detected by detection means Is(6) corresponding to
The gain K (xs) And the index n (xs) And the actuator
These values were obtained from the characteristics shown in FIG.
Differentiate the relative displacement y between the axle and the car body detected by the
The relative velocity obtained by the above is substituted into equation (6) for calculation.
Estimated damping force with complicated nonlinear characteristics
cIs calculated.   State quantity estimation means II0Is the sprung output of the amplifier 44
acceleration2High-pass filter 53 that removes the DC component of the signal
And its output are integrated to estimate the sprung velocity And an output of the first integrator 54 for calculating the
Displacement2And a second integrator 55 that calculates   Target control force calculation means II1Before active control
Optimal gain G obtained from the proposed model1~ GFiveAnd it
Calculate the optimal target control force u from the corresponding state signal according to the following equation
And five adders 56 to 60 and an adder 61.
You.   Deviation calculation means IIThreeIs the target control force calculation means II1More output
To control for the optimal target control force u
Decay fcAnd a deviation unit 62 for calculating a deviation ε from the above.   Sign adjustment means IIFourIs the suspension of the output ε of the deviation unit 62.
And a multiplier 63 for multiplying the relative speed. Multiplication
The device 63 controls the damping force according to the deviation ε from the target control force u.
In control, the deviation ε from the target control force depends on the damping force.
To determine whether control is possible, and if control is possible,
Outputs a signal that determines the direction in which the damping force increases or decreases.
If this is not possible, reduce the damping force so that it approaches zero.
It is to output a signal.   Using the table and FIG.
The adjustment function will be described. Target control force u perpendicular to vehicle body
Direction positive and also the suspension shrinkage
When the direction is positive, the target control force u and the relative speed are both
In the same direction, for example, the piston of the hydraulic cylinder 37 is upward
(Positive direction) and the target control force u is also upward (positive direction).
In some cases, the oil in the hydraulic cylinder 37 is
For example, flow through the variable orifice mechanism 39 to the gas-liquid fluid spring 38
ToThe opening of the variable orifice mechanism 39 is controlled by a control signal.
The pressure inside the hydraulic cylinder 37,
In other words, the damping coefficient f is increased (positive direction).cSize of
In this case, the output ε of the deviation device 62 is positive.
(U> fcIn), the orifice opening is set to the closing direction and the damping coefficient
To increase the damping force, so that ε is negative (u <fc)
Opening it, reducing the damping coefficient and reducing the damping force
What is necessary is just to output the control signal which makes it do. Also, the hydraulic system
The piston of the Linda 37 moves downward (negative direction),
When the force u is also downward (negative direction), the above is reversed.
Oil from gas-liquid fluid spring 38 passes through variable orifice mechanism 39
Since it flows into the hydraulic cylinder 37, the orifice
By controlling the degree, the downward (negative) damping force fc
Can be changed in size. Again, ε is positive
(-U> -fcIn), the orifice opening is set to the open direction,
The coefficient is reduced to decrease the damping force, and ε becomes negative (−u <−
fcIn), the direction is closed, the damping coefficient is increased,
To increase the damping force acting equivalently on the pension
What is necessary is just to output a suitable control signal. Therefore, the target control force
When u and suspension relative speed are in the same direction, target
Damping force f based on your power ucCan be controlled. one
On the other hand, the target control force u and the relative speed are opposite,
The piston of the Linda 37 moves upward (positive direction) and the target is set.
When the power u is downward (negative direction), the hydraulic cylinder
The oil in the damper 37 is supplied to the gas-liquid fluid spring through the variable orifice mechanism 39.
As it flows into the 120, the orifice opening is kept at a certain
(Without control), together with the relative speed
The damping force in the direction (positive direction) acts,
The damping force cannot be controlled based on the control force u.   Therefore, the orifice opening is fully opened by the control signal,
Acts equivalently on suspension with minimal damping coefficient
Positive damping force fcControl is as if
Damping force f when notcForce in the direction of the target control force u
To make it smaller. At this time
Output ε (= u−f)c) Indicates that the target control force u is negative.
With damping force fcIs more positive than the same direction as the relative speed,
Negative. Also, the piston of the hydraulic cylinder 37 faces downward
(Negative direction) and the direction of the target control force u is upward (square
In the same manner as described above, based on the target control force u.
And the damping force cannot be controlled.
With the orifice opening fully open and the damping coefficient minimized
Reduce the damping force equivalent to the suspension
It is desirable. At this time, the output ε of the deviation device 62 (= u−fc)
Means that the target control force u is positive and fcIs more negative than the same direction as the relative speed
Is always positive. Therefore, the target control force u and
When the direction of the relative speed is the reverse direction, based on the target control force u,
Control signal cannot control the damping force.
To fully open the orifice opening to reduce the damping force.
It will be good.   As described above, the deviation unit 62 for each state is
Control direction of damping force and orifice opening
And it becomes like the table. Basically accomplish this logic
In order to obtain the damping force fcSuspension in the same direction as
Multiplied by the sign of the relative speed
Is a control signal corresponding to the control direction of the orifice opening.
Becomes Here, the control signal determines the direction in which the damping force increases or decreases.
And the deviation ε from the target control force.
To improve the signal-to-noise ratio, or signal-to-noise ratio
And the multiplier 63 directly multiplies ε by the relative speed.
Is a control signal.   The driving means III activates the output of the deviation device 62.
The negative displacement of the spool displacement signal of the
Drive to output a current proportional to the deviation signal.
It comprises a dynamic circuit 64.   The actuator means IV is shown in FIGS. 5 and 6.
To the suspension arm 32 and body frame 33.
With the hydraulic cylinder 37 of the gas-liquid fluid suspension
The valve body 48 and the accumulator 38 oil
Between the oil chamber of the hydraulic cylinder 37 and the oil chamber of the hydraulic cylinder 37.
Oil passage 40, and the oil passage 40 is opened and closed continuously.
A spool 49 serving as a variable orifice mechanism 39 and its spool
Moving linear actuator 47 integrated with
A coil 51 and a driving circuit 64 flowing through the moving coil
To give a force acting on it according to the current that is the output of
Attached to the permanent magnet 50 and the linear actuator 47
To reduce the force acting on the bing coil.
A displacement sensor 45 for detecting displacement and a signal indicating displacement are output.
And a power amplifier 46.   The operation of the first embodiment having the above configuration is as follows.
is there.   In the running state of the car, the linear potentiometer
The relative displacement (suspension displacement) y detected in
The voltage is converted to a voltage signal by a step 41, and the output is differentiated by a differentiator 42.
To obtain a relative speed signal. Meanwhile, the linear actuator
The spool displacement of the motor 47 is
Detected by the amplifier, converted to a voltage signal by the amplifier 46, and
Position signal xsIs obtained. This signal and the relative speed found earlier
Based on the calculation, the spool displacement xsCorresponding to
The gain K (xs) And the index n (xs) And acti
These values were obtained from FIG.
By substituting the relative speed into the equation (6) and calculating
Estimated damping force with complicated nonlinear characteristicscIs obtained
You.   Estimated sprung speed by integrating sprung acceleration signal Further integration and estimated sprung displacement2In calculating
And there is a slight offset potential at the output of amplifier 44
And the second-order integrated estimated sprung displacement signal2Is a big dolphin
Control using the signal as it is
This has an adverse effect on ride comfort and steering stability. There
6, between the amplifier 44 and the first integrator 54, as shown in FIG.
Provided with a high-pass filter 53. Of high-pass filter 53
The order is 1st order and the cart frequency is
0.1Hz as a frequency range that does not adversely affect
I do.   The relative displacement y, relative speed, and estimated sprung displacement obtained above
RankTwo, Estimated sprung speed Estimated damping force with complex nonlinear characteristicscThe best signal and
Gain G1~ GFiveFrom the above, the optimal target based on the above equation (2)
The control force u is calculated and obtained as the output of the adder 61. This
Of trying to control the output of the target control force u
WeaknesscAnd the multiplier 63 calculates the deviation ε
By multiplying by the speed, it changes to the damping force control signal,
By moving the drive circuit 64 according to the output, attenuation
The coefficient changes and the damping force fcCan be changed continuously
You.   The advantages of the first embodiment are as follows. Acceleration sensor
From the sprung acceleration signal detected by
And the first integrator 54, the second product
A divider 55 is generally used, but a slight
If the output voltage drifts, the sprung displacement obtained by integrating the second order
In the operation, the output of the integrator is saturated due to the high integration gain.
Sometimes. Therefore, the output of the amplifier 44
Is passed through a 0.1 Hz primary high-pass filter 53.
Stably estimate the output of sprung speed and sprung displacement.
Can be On the other hand, damping with complicated nonlinear characteristics
In estimating the force, the actuator of the variable orifice
By using empirical formulas that take into account eta characteristics,
Wider range from low level to high level, more accurate
A large damping force can be estimated and calculated.   By using these state estimation calculation methods,
Output is obtained and the state quantity is almost the same as the actual state quantity change
Changes can be estimated, adapting to riding comfort and driving conditions
Damping force control. As a result, vehicle vibration reduction
Plan to improve ride comfort and driving stability
Can be. <Second embodiment>   The second embodiment is similar to the first embodiment shown in FIG.
It is embodied in a gas-liquid fluid suspension device for a motor vehicle.
And it is configured as shown in FIG. First of FIG.
What is significantly different from the embodiment is the control means enclosed by a broken line.
II replaced with microcomputer 70, hydraulic cylinder
Oil temperature sensor 13 attached to 37 detects and estimates oil temperature
Damping forcecTemperature compensation point and damping force control
The point is that the actuator is replaced with a pulse motor.   First, the actuator means IV for controlling the damping force is described.
The description will be made with reference to FIGS. 8 and 9. Suspension
Gas-liquid suspension attached to the arm 32 and body frame 33
An orifice 112 is provided in the hydraulic cylinder 110 of the pension.
Opening / closing plate 113 and integrated with the opening / closing plate 113
Rotary shaft 114 and its rotary shaft 1
It consists of a pulse motor 80 connected to. Therefore,
Rotate the rotary shaft 114 with a loose motor
The opening and closing plate 113 rotates, and the opening surface of the orifice 112
The product is continuously variable, resulting in a variable orifice.
You.   Next, the state detecting means I performs the relative change as in the first embodiment.
Potentiometer 31 for detecting the position and potentiometer
An amplifier 41 that converts the movement of 31 into a voltage signal and a suspension
Acceleration that detects sprung acceleration by attaching it to the vehicle body directly above
Connected to the degree sensor 43 and the acceleration sensor 43 to convert to a voltage signal.
The oil temperature sensor 81 and the oil temperature sensor 81
And an amplifier 82 for converting the voltage signal into a voltage signal.   The control means II includes a state quantity estimating means II.0And the target control ability performance
Arithmetic means II1And control force estimation means IITwo'And deviation calculation means II
ThreeAnd sign adjustment means IIFour8-bit micro with the function of
It has a computer 70. This microcomputer
Is relative displacement y and sprung acceleration2And the temperature t
Operation of the control means II from the input unit 71 and their state signals.
Calculation unit 72 for performing
Storage unit 73 and the damping force control signal calculated by the arithmetic processing unit 72.
It comprises an output section 74 for outputting a pulse signal. here
The details of the functions performed by the microcomputer 70
This will be described with reference to the flowchart of FIG. 10 and FIG.   After initialization at P0, relative displacement y and sprung acceleration at P1
2And data of the oil temperature t. Next, in P2, take in P1
Embedded sprung acceleration2The primary frequency is 0.1Hz
High-pass filtered signal To   First order high-pass filter uses Laplace operator S
The transfer characteristics obtained are as follows.  Where T: time constant   From equation (8), transform to the output equation of the high-pass filter.
Then, the following equation is obtained.   Where the integral gain K is It is.   Therefore, the operation of the primary high-pass filter output is
This is performed based on equation (9). Note that the cut frequency fcIs 0.
The time constant T of 1 Hz is Therefore, T = 1.59 sec.   Next, in P3, the high-pass filter output calculated in P2 Estimated sprung velocity by integrating the first order And the first-order integration to estimate the sprung displacement2Act
Calculate.   Next, at P4, the relative displacement y captured at P1 is differentiated and calculated.
Calculate the speed.   As described above, P2 to P4 are the high-passes of the first embodiment shown in FIG.
Filter 53, first integrator 54, second integrator 55, and differentiator 42
Just replaces analog arithmetic with digital arithmetic
It is.   P5 is the relative speed calculated in P4 and the oil temperature t taken in P1
Calculation of damping force from the orifice opening area
Now. Here, the orifice opening area is
Since a pulse motor is used for means IV, the pulse motor rotation
Is expressed as a function of the turning angle θ, and the turning angle θ is output at P9
Pulse motor rotation angle control signal θcMatches. did
Therefore, the orifice opening area a (θ) becomes known.
And the estimated damping force when the reference for the oil temperature t is t = tn
cIs the empirical formula (6) shown in the first embodiment as a function of θ.
It is obtained by the following equation.   c= K (θ)n (θ)              …… (11)   Here, the damping force for the relative speed and the rotation angle θ
Is calculated based on equation (11), and it is related to θ.
It is mapped.   Next, when the oil temperature changes, the oil density ρ changes as follows.
Become   ρ = ρ0−kt …… (12)   Where ρ: density of oil at oil temperature of 0 ° C Fig. 11 shows the change in oil density ρ with respect to oil temperature as an example.
You. Therefore, the gain K (θ) in equation (11) is given by (5)
As shown in the equation, it is proportional to the oil density ρ,
It changes according to the change.   Therefore, the oil temperature t is detected, and the oil density ρ is calculated from the equation (12).
Calculate and calculate the density ratio between the value and the density ρn at the reference oil temperature.
Estimated damping force obtained by calculating ρ / ρn by equation (11)cMultiply by
The damping force according to the oil temperature changec'
Can be. That is,c'Becomes the following equation.   In P6, the optimal target is calculated by the equation (7) shown in the first embodiment.
Calculates the control force u and controls the optimum target control force u in P7.
The damping force to be controlled, that is, the damping force obtained in P5
c'Is calculated.   Next, in P8, the relative speed obtained in P4 is added to the deviation ε obtained in P7.
, Calculate ε, and use it for the pulse motor.
Rotation angle control signal θcAnd This is the same reason as in the first embodiment.
The explanation is omitted here.   In P9, θ obtained in P8cOf the pulse motor according to the direction of
If you switch to the signal line for CR for right rotation or CCR for left rotation
At the same time, θcOutput a pulse proportional to the magnitude of   The driving means III is output from the microcomputer 70.
Connected to the CR and CCR signal lines
It comprises a drive circuit 64 for outputting a current pulse.   The operation of the second embodiment having the above configuration is as follows.
is there. Microcomputer initialized at P0
The relative displacement signal detected by the linear potentiometer in P1
No. y and the oil temperature sensor attached to the hydraulic cylinder
The detected oil temperature signal t and the spring detected by the persistence sensor
Upper acceleration signal data is sampled every 10 ms
I do.   Output of primary high-pass filter of sprung acceleration at P2 After calculating, the estimated sprung speed at P3 And estimated sprung displacement2Is calculated.   Next, after calculating the relative speed in P4, the output and
Pulse motor rotation angle system calculated in P8 just before (10msec before)
Control signal θc(= Θ) from the previously stored
Estimated damping force at the standard oil temperature tncRead
You. Then, the value of the oil obtained from the oil temperature t
Estimated by multiplying by the density variation ratio ρ / ρn and applying temperature compensation
Damping forcec'.   Next, at P6 the optimal target control force u, at P7 the deviation and at P8 the
Loose motor rotation angle control signal θcAsk for. And last
In addition, CR for right rotation or left rotation according to the output obtained in P8
Output CCR pulse. Above, execution of P1 to P9 is 10m
Ends within sec and returns to P1 again.   Right or left rotation from microcomputer
Drive pulse output by the drive circuit 64
Drive 80. By rotating the pulse motor,
The orifice opening area a (θ) is continuously changed. Sand
The damping coefficient changes, and the damping force can be changed continuously.
it can.   The second embodiment has the following advantages. That is, the first actual
In addition to the advantages of the embodiment, detect the oil temperature t in the hydraulic cylinder
And the estimated damping forcecTemperature compensation,
To estimate the damping force generated by the suspension
Optimum for the reason according to the constantly changing road surface condition
Since a control force close to the target control can be obtained,
Damping force control suitable for the condition can be performed. As a result, the vehicle
The ride is reduced and the ride comfort and running stability are greatly improved.
There is an advantage that can be made.   Also, a pulse motor was used for the actuator means.
To detect the rotation angle and provide feedback
-Loop control is not required, simplifying the circuit configuration.
Wear.   Further, the differentiator 42 of the first embodiment shown in FIG.
Operation of control means II is performed by 8-bit microcomputer
Is less drift than analog arithmetic
Precise control is possible and expensive analog multipliers are not required.
To save space and cost.
There is a point.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の概略構成図、 第2図は従来技術を示す概略構成図、 第3図は本発明の第1実施態様を示す概略構成図、 第4図は本発明の第2実施態様を示す概略構成図、 第5図(a)は本発明の第1実施例の自動車気液流体サ
スペンションの概略構成図、同図(b)は第1実施例の
アクチュエータ手段の断面図、 第6図は第1実施例全体を示すシステム構成図、 第7図は気液流体バネにおけるスプール変位と減衰力と
の関係を示すもので、同図(a)はスプール変位とゲイ
ンとの関係、同図(b)はスプール変位と指数の関係を
示す図である。 第8図は第2実施例の構成を示すブロック図、 第9図(a)は第2実施例のアクチュエータ手段の断面
図、同図(b)は同図(a)におけるA−A断面図、 第10図は第2実施例の動作を説明するための動作フロー
図、 第11図は油温に対する油の密度の変化を示す図である。 I……状態検出手段、II……制御手段、II0……状態量
推定手段、II1……目標制御力演算手段、II2′……制御
力推定手段、II3……偏差演算手段、III……駆動手段、
IV……アクチュエータ手段、11……第1計数設定手段、
12……第2計数設定手段、13……状態変数演算手段、14
……推定物理量演算手段、15……推定制御力演算手段、
16……第1積分手段、17……第2積分手段。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional technique, FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. FIG. 5A is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 5A is a schematic configuration diagram of an automotive gas-liquid fluid suspension of the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the actuator means, FIG. 6 is a system configuration diagram showing the entire first embodiment, FIG. 7 shows the relationship between spool displacement and damping force in the gas-liquid fluid spring, and FIG. FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the displacement and the gain, and FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment, FIG. 9 (a) is a cross-sectional view of the actuator means of the second embodiment, and FIG. 8 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 10 is an operation flowchart for explaining the operation of the second embodiment, and FIG. 11 is a diagram showing a change in oil density with respect to oil temperature. I: state detecting means, II: control means, II 0 ... state quantity estimating means, II 1 ... target control force calculating means, II 2 '... control force estimating means, II 3 ... deviation calculating means, III …… Drive means,
IV ... actuator means, 11 ... first count setting means,
12 second counting setting means 13 state variable calculating means 14
…… Estimated physical quantity calculation means, 15 …… Estimated control force calculation means,
16... First integrating means, 17... Second integrating means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 栄一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 三戸 利泰 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−108319(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Eiichi Yasuda               Aichi-gun Aichi-gun Nagakute-machi               Address 1 Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyasu Mito               1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture               Dosha Co., Ltd.                (56) References JP-A-62-108319 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.少なくともサスペンションに作用する制御力を発生
させるアクチュエータ手段の動きを示す状態量を含む振
動体を支える前記サスペンションの動きを示す状態量を
検出して、状態量信号を出力する状態検出手段と、 前記状態検出手段が出力する、少なくともサスペンショ
ンに作用する制御力を発生させる前記アクチュエータ手
段の動きを示す状態量を含む状態量信号に基づいて前記
サスペンションの特性に影響を与える物理量を前記アク
チュエータ手段の特性を考慮して推定すると共に、前記
物理量の推定値に対応した推定制御力を得て、推定制御
力信号を出力する制御力推定手段と、前記状態量信号に
基づき目標制御力を得るのに必要な他の状態量を推定し
て、推定状態量信号を出力する状態量推定手段と、前記
状態量信号,前記推定状態量信号及び前記推定制御力信
号から前記サスペンションに働く外力又は外乱を考慮し
て最適な目標制御力を演算し、目標制御力信号を出力す
る目標制御力演算手段と、前記目標制御力信号に対応す
る目標制御力と前記推定制御力信号に対応する推定制御
力との偏差を演算して、偏差信号を出力する偏差演算手
段とからなる制御手段と、 前記偏差信号をパワー増幅する駆動手段と、 パワー増幅された偏差信号に基づき前記目標制御力に対
する前記推定制御力の偏差に応じた制御力を等価的に発
生すべく前記サスペンションの特性を連続的に可変制御
する前記アクチュエータ手段とを具備し、 前記目標制御力信号と前記推定制御力信号との差に応じ
た制御力を等価的に発生するように前記サスペンション
の特性を連続的に可変制御して、前記サスペンションに
前記目標制御力を等価的に付加することにより、振動を
抑制したことを特徴とする振動制御装置。 2.前記制御力推定手段は、前記状態量信号に基づき前
記物理量の推定に必要な係数を設定する係数設定手段
と、前記状態量信号を時間微分して状態変数を算出する
状態変数演算手段と、前記状態量信号と前記係数と前記
状態変数とにより推定物理量を演算して、推定物理量信
号を出力する推定物理量演算手段と、前記推定物理量信
号に対応した制御力を受ける推定制御力演算手段とから
なることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
振動制御装置。 3.前記制御力推定手段は、前記状態量検出手段が出力
するアクチュエータ手段の可動範囲の動きを示す状態量
信号に基づき前記物理量の推定に必要な2つの係数を設
定する第1係数設定手段及び第2係数設定手段と、前記
状態量信号を時間微分して状態変数を算出する状態変数
演算手段と、前記状態量信号と前記2つの係数と前記状
態変数により推定物理量を演算して、推定物理量信号を
出力する推定物理量演算手段と、前記推定物理量信号に
対応した制御力を受ける推定制御力演算手段とからな
り、 前記状態量推定手段は、前記状態量信号を時間積分する
第1積分手段と、前記第1積分手段が出力する信号を時
間積分する第2積分手段とからなる ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の振動
制御装置。 4.前記状態量推定手段が、前記制御力推定手段に接続
してなると共に、前記状態量信号が異常値であるかどう
かを判断する異常判定手段と、前記異常判定手段で前記
状態量信号が異常値であると判断された場合に前記推定
制御力を出力し、前記異常判定手段で前記状態量信号が
異常値でないと判断された場合に前記状態量信号を出力
する信号選択手段と、前記信号選択手段が出力する信号
に基づき目標制御力を得るのに必要な他の状態量を推定
する状態量演算手段とからなることを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載の振動制御装置。
(57) [Claims] State detecting means for detecting a state quantity indicating movement of the suspension supporting the vibrating body including a state quantity indicating movement of the actuator means for generating at least a control force acting on the suspension, and outputting a state quantity signal; Based on a state quantity signal output from the detection means and including a state quantity indicating a movement of the actuator means that generates at least a control force acting on the suspension, a physical quantity affecting the characteristics of the suspension is considered in consideration of the characteristics of the actuator means. Control force estimating means for obtaining an estimated control force corresponding to the estimated value of the physical quantity, and outputting an estimated control force signal; and a control force estimating means for obtaining a target control force based on the state quantity signal. State amount estimating means for estimating a state amount of the state signal and outputting an estimated state amount signal; A target control force calculating means for calculating an optimum target control force in consideration of an external force or a disturbance acting on the suspension from the amount signal and the estimated control force signal, and outputting a target control force signal; A control means comprising a deviation control means for calculating a deviation between the target control force to be performed and the estimated control force corresponding to the estimated control force signal, and a deviation calculation means for outputting a deviation signal; The actuator means for continuously variably controlling the characteristics of the suspension to generate a control force equivalent to a deviation of the estimated control force from the target control force based on the power-amplified deviation signal; The suspension characteristic is continuously variably controlled so that a control force corresponding to a difference between the target control force signal and the estimated control force signal is generated equivalently. By the to target control force adding equivalently to pension, vibration control apparatus characterized by suppressed vibration. 2. The control force estimating means, a coefficient setting means for setting a coefficient necessary for estimating the physical quantity based on the state quantity signal, a state variable calculating means for calculating a state variable by differentiating the state quantity signal with time, An estimated physical quantity calculating means for calculating an estimated physical quantity by using the state quantity signal, the coefficient and the state variable, and outputting an estimated physical quantity signal; and an estimated control force calculating means for receiving a control force corresponding to the estimated physical quantity signal. The vibration control device according to claim 1, wherein: 3. The control force estimating means includes a first coefficient setting means for setting two coefficients necessary for estimating the physical quantity based on a state quantity signal indicating a movement of a movable range of the actuator means outputted by the state quantity detecting means, Coefficient setting means, state variable calculating means for calculating a state variable by time-differentiating the state quantity signal, calculating an estimated physical quantity by the state quantity signal, the two coefficients and the state variable, and An estimated physical quantity calculating means for outputting, and an estimated control force calculating means for receiving a control force corresponding to the estimated physical quantity signal, wherein the state quantity estimating means integrates the state quantity signal over time; 2. The vibration control device according to claim 1, further comprising second integration means for integrating the signal output from the first integration means with time. 4. The state quantity estimating means is connected to the control force estimating means, and an abnormality determining means for determining whether the state quantity signal is an abnormal value. The abnormality determining means determines that the state quantity signal is an abnormal value. A signal selection unit that outputs the estimated control force when it is determined that the signal is not an abnormal value, and that outputs the state amount signal when the abnormality determination unit determines that the state amount signal is not an abnormal value; 3. The vibration control device according to claim 1, further comprising state quantity calculating means for estimating another state quantity necessary for obtaining a target control force based on a signal output from the means.
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JP2007302111A (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Honda Motor Co Ltd Suspension control device
JP5353271B2 (en) * 2009-01-30 2013-11-27 株式会社大林組 Building control apparatus and building control method
JP5428633B2 (en) * 2009-08-07 2014-02-26 いすゞ自動車株式会社 Internal combustion engine
JP5630131B2 (en) * 2010-08-03 2014-11-26 株式会社大林組 Control device for vibration isolation portion provided in building and control method for vibration isolation portion provided in building
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