JP2898854B2 - 減衰力制御装置 - Google Patents

減衰力制御装置

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JP2898854B2 JP5220034A JP22003493A JP2898854B2 JP 2898854 B2 JP2898854 B2 JP 2898854B2 JP 5220034 A JP5220034 A JP 5220034A JP 22003493 A JP22003493 A JP 22003493A JP 2898854 B2 JP2898854 B2 JP 2898854B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の電子制御方式の減
衰力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の緩衝器の発生減衰力を走行状態に
応じて適確かつ応答よく制御するために、緩衝器の減衰
力を電子制御する機構が、例えば自動車技術会学術講演
会前刷集862 昭和61−10 No.86209
2、あるいは実開平5−26521号公報等に開示され
ている。
【0003】これらは、緩衝器の内部にソレノイドによ
り駆動される減衰弁(電磁弁)をもち、走行状態に応じ
てマイコンからの信号でソレノイドを励磁し、発生減衰
力を切換えるもので、車両のばね上上下加速度を検出す
る加速度センサと、ばね上下間相対変位を検出する変位
センサを備え、これら出力の積分値と微分値とから各速
度を求め、これらばね上上下速度とばね上下間相対速度
から目標減衰力を算出している。
【0004】ばね上上下速度は車体変位の速度をあらわ
し、変位速度と方向に対応して減衰力を調整することに
より、車体の上下動を抑制しつつ、緩衝器の加振作用を
弱め、さらには上下間相対速度に対応して、ばね下から
の加振を吸収するのに適正な減衰力に制御するのであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この場合、
原則的には車両のばね上に取付けた加速度センサが検出
する上下加速度は、車両が急激かつ一方的な上方向また
は下方向の運動をしない限り、その値を積分するとゼロ
に収束する。しかし、積分器の入力すなわちデジタル化
された加速度センサ出力には、加速度センサがもってい
る非直線性、ヒステリシス、信号の伝送路から受ける雑
音(ノイズ)、A/D変換時に発生する量子化誤差とい
った加速度以外の成分が含まれており、これら外乱を含
んだ信号を長周期積分すると積分器が飽和することがあ
る。
【0006】このように積分器が飽和状態になってしま
うと、適正な減衰力の制御が不能、もしくは著しく混乱
したりする。
【0007】これに対して積分周期を短くとり、各周期
毎に積分器をゼロに初期化する方法も考えられるが、こ
の場合には、積分結果として得られるばね上上下速度の
精度や信頼性が悪くなる。
【0008】本発明はこのような問題を解決、すなわ
ち、加速度信号に含まれている外乱成分を除去し、常に
適正な減衰力制御を維持することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこでこの発明は、図1
に示すように、車両のばね上上下加速度を検出する手段
(5)と、この加速度信号の振動周期を検出する手段
(17,18)と、所定の周期内での加速度信号の平均
値を算出する手段(20)と、前記加速度信号からこの
平均値を減じて補正加速度を算出する手段(15)と、
この補正加速度を積分する積分手段(21)と、少なく
ともこの積分値に基づいて目標減衰力を設定する手段
(24)と、目標減衰力となるように発生減衰力を可変
制御する電磁弁(7)とを備える。
【0010】
【作用】加速度信号には車両の上下加速度以外にも種々
の外乱が含まれているが、所定の周期内での加速度の平
均値を、いわゆる重力加速度として、検出加速度から減
じることより、外乱成分が除去される。上下加速度(上
下振動)の平均値は外乱がなければゼロ(または停止状
態での初期値)に収束し、この平均値は外乱成分を意味
する。
【0011】このようにして外乱成分を含まない補正加
速度を積分するので、積分手段が外乱要素等により飽和
することがなく、したがって常に精度の良い、信頼性の
高い目標減衰力の設定ができ、これに基づいて適正な減
衰力制御を可能とする。
【0012】
【実施例】図2の実施例において、図中1は車体2と車
輪(車軸)3との間に介装した減衰力可変式の緩衝器で
あり、車体側にはばね上側の上下加速度を検出する加速
度センサ5が、また車体2と車輪3との間にはばね上下
間相対変位を検出する変位センサ6がそれぞれ設置され
る。
【0013】そして緩衝器1には減衰力制御のための電
磁弁7が設けられ、コントローラ10からの励磁電流を
電磁弁7に流すことにより、電磁弁開度が変化し、緩衝
器1の発生減衰力が変化する。
【0014】コントローラ10は車両の走行状態に応じ
て目標減衰力を設定し、かつこの減衰力となるように電
磁弁7の開度を制御するもので、このため、図3にも示
すように、前記変位センサ6の信号Pを入力回路11a
を介して入力し、この入力信号のうち高周波成分をロー
パスフィルタ12で除去し、ローパスフィルタ12の出
力を微分回路13によって微分して上下間相対速度信号
Sを求める。
【0015】さらに、前記加速度センサ5から加速度信
号Aを入力回路11b、ローパスフィルタ16を介して
微分回路17と、平均時間算出回路18に入力する。
【0016】平均時間算出回路18は、ローパスフィル
タ16の出力の振動周期から、加速度の平均値(重力加
速度)を求めるための平均時間を算出するもので、図5
にもあるように、予め設定した最小平均時間と最大平均
時間との間において、最小平均時間を越えた後、加速度
信号Aの振動周期の1周期が終了するときの、つまり算
出された重力加速度値を2回クロスするときまでの時間
Tを平均時間として求める。
【0017】このため、加速度信号Aが重力加速度値を
クロスしたときにフラグ=0とし、また前記微分回路1
7の出力から微分信号の符号が変わったときを加速度信
号Aのピーク値として、フラグ=1をたて、ピーク検出
フラグが2回、1となったらセンサ信号Aの周期をカウ
ントする。
【0018】19の積分回路では、カウントの開始と共
に加速度信号Aの積分を開始し、前記した平均時間Tと
なるまで積分を継続する。この積分結果をVとすると、
加速度信号の平均値算出回路20によって、加速度平均
値(重力加速度)GをG=V/Tとして算出する。な
お、最小平均時間を経過後、加速度信号の1周期が終了
する前に最大平均時間に達したときは、そのときのVを
最大平均時間で割って、加速度平均値Gとする。
【0019】車体のばね上に取付けた加速度センサ5が
検出する上下加速度は、車体が急激かつ一方的な上方向
または下方向の運動をしない限り、つまり、車体が振動
中立点を中心にして上下に均等に振動するとすれば、そ
の値を積分するとゼロに収束する。したがって、この加
速度の平均値Gは、もし検出した上下加速度に外乱成分
が含まれていなければ、原則的にはゼロに収束する。し
たがってゼロでないときは、外乱成分によるものと考え
てよい。
【0020】そして、上下加速度算出回路15におい
て、この加速度平均値Gと前記加速度信号Aとの差を算
出、つまり、上下加速度Bを、B=A−Gとして算出す
る。このようにして算出された上下加速度Bは、加速度
センサ5からの信号のうち、ノイズ等の外乱成分を除去
したもので、この信号Bを積分回路21において積分し
て、ばね上上下速度信号Cに変換する。この速度信号C
については、補正値算出回路22において一定時間毎の
平均をとり、これを積分誤差Rとして、補正回路23に
より、上下速度信号C=C−Rとして積分値を最終的に
補正する。
【0021】減衰力設定回路24は、前記ばね上下間相
対速度信号Sと、この補正されたばね上上下速度信号C
とから、そのときの最適な減衰力を算出し、これを出力
回路25を介して電磁弁7に出力する。
【0022】このようにしてコントローラ10では加速
度信号Aから加速度平均値を差し引き、外乱成分を除去
した補正加速度を求め、この補正加速度を積分すること
により、常に走行状態を正しく反映したばね上上下速度
を演算することができ、この結果、これとばね上下間相
対速度とに基づいて適正な減衰力の設定を行うことがで
きる。
【0023】次に図4のフローチャートにしたがって、
コントローラ10で実行される制御動作について、さら
に説明する。
【0024】ステップS1ですべての制御系の内部変数
を車両停止状態の変数に初期化したら、まず、ステップ
S2でばね上下相対変位信号Pと、ばね上上下加速度信
号Aを読み取る。
【0025】ステップS3でローパスフィルタを通過さ
せた変位信号Pを読み、これを微分して上下間相対速度
信号Sを求める(ステップS4)。
【0026】次に、ステップS5でローパスフィルタを
通過させた加速度信号Aを読み、ステップS6でこれを
微分し、この符号の変化から加速度信号Aのピークを求
め、ピーク検出フラグを1とする。また、ステップS7
で加速度信号Aが後述する算出された重力加速度(平均
加速度)をクロスしたときのピーク検出フラグを0とす
る。
【0027】そして、ステップS8でピーク検出フラグ
が2回、1となったら、加速度の振動周期を1周期とし
てカウントする。ステップS9で加速度信号Aを積分し
ていき、その積分結果をVとすると共に、この積分時間
Tをカウントする。
【0028】次に、ステップS10において、この積分
時間Tが予め設定してある最小平均時間を越え、かつ最
初の加速度信号の振動周期(1周期)の終わりに達した
かどうかを判断し、達したときは、ステップS13に移
り、重力加速度の更新値Gを、G=V/Tとして算出す
る。
【0029】一方、ステップS10において、最小平均
時間を越えても、加速度信号の振動周期が、1周期の終
わりに達しないときは、ステップS11でTが予め設定
してある最大平均時間に達したかどうかを判断し、この
最大平均時間に達したときは、この最大平均時間をTと
して、重力加速度の更新値Gを、G=V/T(最大平均
時間)として算出する(ステップS12)。
【0030】このように重力加速度Gを更新したら、ス
テップS14で前記積分値Vをクリアしておき、そし
て、ステップS15で、上下加速度の補正加速度Bを、
B=A−Gとして算出する。
【0031】この補正加速度Bは加速度信号から外乱成
分等を除去したノイズの無い、車両の上下加速度を正し
く反映した信号となる。
【0032】そして、ステップS16でこの補正加速度
信号Bを積分して上下速度信号Cに変換する。さらに、
この積分結果Cの一定時間での平均値Rを求め、速度信
号C=C−Rとして、積分結果を補正する。これはコン
ピュータの演算上の誤差等を除去するためで、次いでこ
の速度信号Cと、前記上下間相対速度信号Sとから目標
とする減衰力の設定値を算出し、これをステップS20
で出力手段を介して電磁弁7の駆動信号として出力す
る。
【0033】これにより、電磁弁7の開度が変化し、緩
衝器1の発生減衰力がそのときの車両の振動を吸収、緩
和するのに最適な状態に制御される。
【0034】このようにして周期的に検出した加速度信
号から外乱成分を取り除くので、積分器が飽和すること
がなく、常に適正な減衰力制御を続行することができ
る。
【0035】また、誤差や雑音等の外乱を除去できるた
め、精度の低い安価な加速度センサを用いても、信頼性
の高い制御が可能となり、さらに信号の伝送路における
雑音や、制御装置の量子化誤差、切り捨て誤差等に対す
る演算精度が向上するので、より精度の高い制御が実現
できる。
【0036】なお、本発明は2段以上の可変減衰力特性
をもった緩衝器にも適用することができ、またキャブサ
スペンションを装備した車両においても、そのフロント
サスペンションの緩衝器に対して適用することが可能で
ある。
【0037】
【発明の効果】以上のように本発明は、車両のばね上上
下加速度を検出する手段と、この加速度信号の振動周期
を検出する手段と、所定の周期内での加速度信号の平均
値を算出する手段と、前記加速度信号からこの平均値を
減じて補正加速度を算出する手段と、この補正加速度を
積分する積分手段と、少なくともこの積分値に基づいて
目標減衰力を設定する手段と、目標減衰力となるように
発生減衰力を可変制御する電磁弁とを備えたため、加速
度の検出信号に含まれている車両の上下加速度以外の種
々の外乱成分を除去することができ、外乱のない補正加
速度を積分することにより積分手段が外乱要素等により
飽和することがなく、したがって安価な積分手段等を用
いても、常に精度の良い、信頼性の高い目標減衰力の設
定ができ、これに基づいて適正な減衰力制御が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す構成図である。
【図2】本発明の実施例の全体構成を示す概略構成図で
ある。
【図3】同じくコントローラのブロック図である。
【図4】減衰力の制御動作を示すフローチャートであ
る。
【図5】加速度平均値(重力加速度)を算出する平均時
間の説明図である。
【符号の説明】
1 緩衝器 5 加速度センサ 6 変位センサ 7 電磁弁 10 コントローラ 13 微分回路 15 補正加速度算出回路 17 微分回路 18 平均時間算出回路 20 加速度平均値算出回路 21 積分回路 24 減衰力設定回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のばね上上下加速度を検出する手段
    と、この加速度信号の振動周期を検出する手段と、所定
    の周期内での加速度信号の平均値を算出する手段と、前
    記加速度信号からこの平均値を減じて補正加速度を算出
    する手段と、この補正加速度を積分する積分手段と、少
    なくともこの積分値に基づいて目標減衰力を設定する手
    段と、目標減衰力となるように発生減衰力を可変制御す
    る電磁弁とを備えたことを特徴とする減衰力制御装置。
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