JP5109883B2 - Electronically controlled suspension device, step-out correction method - Google Patents

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Description

本発明は、減衰力が可変な電子制御式サスペンション装置に関し、特に、指令値の減衰力と実際の減衰力の脱調を修正可能な電子制御式サスペンション装置及び脱調修正方法に関する。   The present invention relates to an electronically controlled suspension apparatus having a variable damping force, and more particularly to an electronically controlled suspension apparatus and a step-out correcting method capable of correcting a step-out between a command value damping force and an actual damping force.

減衰力が可変な電子制御式サスペンションは、ばね上部材とばね下部材の車両上下方向における相対変位の方向、及び、相対速度の方向が一致する場合には加振方向にあるとして減衰力を低減し、一致しない場合には制振方向にあるとして減衰力を増加するなど、走行状況に応じて減衰力を可変に制御する。   The electronically controlled suspension with variable damping force reduces the damping force, assuming that the direction of relative displacement of the sprung member and unsprung member in the vertical direction of the vehicle and the direction of relative speed are in the excitation direction. If they do not match, the damping force is variably controlled in accordance with the traveling condition, for example, the damping force is increased because it is in the vibration damping direction.

減衰力を可変にするため、ショックアブソーバの絞り弁の開度をアクチュエータにより制御して作動油が絞り弁を通過する速度を調整する構造を用いることが多い。このため、マイコン等により所望の減衰力となるようにアクチュエータを駆動するが、フィードバック制御でなくオープン制御が用いられると、指示した減衰力と実際の減衰力が一致しない脱調と呼ばれる状態に陥る。いったん脱調すると、以後は指示する減衰力と実際の減衰力がずれた状態が継続するため、乗り心地が悪化してしまう。   In order to make the damping force variable, a structure is often used in which the opening of the throttle valve of the shock absorber is controlled by an actuator to adjust the speed at which the hydraulic oil passes through the throttle valve. For this reason, the actuator is driven by a microcomputer or the like so as to obtain a desired damping force. However, when open control is used instead of feedback control, the instructed damping force and the actual damping force do not coincide with each other. . Once out of step, the instructed damping force and the actual damping force continue to deviate from each other.

そこで、脱調を未然に防止したり脱調を解消する技術が考えられている(例えば、特許文献1、2参照。)。特許文献1には、推定されたショックアブソーバのピストン速度が所定値以上の場合、脱調状態となるおそれがあると判定し、ステップモータを原点となるストッパに当接するまで回転させる脱調の解消方法が記載されている。   Therefore, techniques for preventing step-out and eliminating step-out have been considered (for example, refer to Patent Documents 1 and 2). In Patent Document 1, if the estimated piston speed of the shock absorber is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that there is a possibility of a step-out state, and the step-out that causes the step motor to rotate until it comes into contact with the stopper serving as the origin is eliminated. A method is described.

また、特許文献2には、所定時間経過した場合や減衰力の変更を所定回数以上行った場合に、ステップモータを制振又は加振それぞれの基準位置となるストッパに当接するまで回転させる脱調の解消方法が記載されている。
特開平7−186658号公報 特開平5−38919号公報
Further, in Patent Document 2, when a predetermined time elapses or when the damping force is changed a predetermined number of times or more, the step motor rotates until it abuts against a stopper serving as a reference position for vibration suppression or vibration. The solution method of is described.
JP 7-186658 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-38919

しかしながら、特許文献1又は2記載の脱調の解消方法では、脱調の解消動作中はストッパに当接するまでアクチュエータが駆動されるので乗り心地や操作安定性に違和感が生じるという問題がある。また、いったん、ストッパに当接してから所望の減衰力が得られる位置まで再度ステップモータを回転駆動するので、解消動作に時間がかかるという問題もある。   However, the step-out elimination method described in Patent Document 1 or 2 has a problem in that an uncomfortable feeling occurs in ride comfort and operational stability because the actuator is driven until the stopper contacts the stopper during the step-out elimination operation. Further, since the step motor is rotationally driven again to a position where a desired damping force can be obtained once contacted with the stopper, there is also a problem that it takes time for the canceling operation.

本発明は、上記課題に鑑み、脱調の解消中に乗員が感じる乗り心地の違和感を最小限に抑制し、かつ、短時間で脱調の解消が完了する電子制御式サスペンション装置及び脱調修正方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention minimizes the discomfort of riding comfort felt by the occupant during the resolution of step-out, and completes the step-out cancellation in a short time and the step-out correction. It aims to provide a method.

上記課題に鑑み、本発明は、流路により2室が連通したショックアブソーバと、流路の実行流路面積を調整する絞り弁と、絞り弁を駆動する電気モータと、電気モータの回転範囲を規制する一対の回転規制手段と、車体の上下方向の運動状態を検出するセンサと、車体の上下方向の変動を抑制するショックアブソーバの減衰力を算出する減衰力算出手段と、を有し、減衰力に対応する電機モータの指示前回転位置への回転量を該電機モータに出力して、オープンループ制御する電子制御式サスペンション装置において、指示前回転位置が、回転範囲の上限又は下限に相当するものである場合、指示前回転位置まで回転する回転量に追加回転量を加えて前記電機モータに出力する、ことを特徴とする。   In view of the above problems, the present invention provides a shock absorber in which two chambers communicate with each other by a flow path, a throttle valve that adjusts the effective flow path area of the flow path, an electric motor that drives the throttle valve, and a rotation range of the electric motor. A pair of rotation restricting means for restricting, a sensor for detecting a vertical motion state of the vehicle body, and a damping force calculating means for calculating the damping force of the shock absorber that suppresses fluctuations in the vertical direction of the vehicle body. In an electronically controlled suspension device that outputs the amount of rotation of the electric motor corresponding to the force to the pre-instruction rotation position to the electric motor and performs open loop control, the pre-instruction rotation position corresponds to the upper limit or lower limit of the rotation range. If it is, the additional rotation amount is added to the rotation amount rotating to the pre-instruction rotation position, and the resultant is output to the electric motor.

脱調の解消中に乗員が感じる乗り心地の違和感を最小限に抑制し、かつ、短時間で脱調の解消が完了する電子制御式サスペンション装置及び脱調修正方法を提供することができる。   It is possible to provide an electronically controlled suspension device and a step-out correction method that can minimize the uncomfortable feeling of riding comfort felt by the occupant during step-out cancellation and that complete step-out cancellation in a short time.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の電子制御式サスペンション装置100は、脱調状態か否かを特に判定することなく(判定してもよい)、減衰力の指令値が所定値になると、脱調しているか否かに関わりなく、脱調の解消動作を実行する(以下、イニシャライズという)。以下では、サスペンションECU14(electronic control unit)が指示する減衰力の制御値を指令段といい、ステップモータ15の実際の制御位置(回転位置)を実制御段という。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
Whether or not the electronically controlled suspension apparatus 100 of the present embodiment is out of step when the command value of the damping force reaches a predetermined value without particularly determining whether or not it is in a step out state (may be determined). Regardless of the step, the step-out elimination operation is executed (hereinafter referred to as initialization). Hereinafter, the control value of the damping force indicated by the suspension ECU 14 (electronic control unit) is referred to as a command stage, and the actual control position (rotational position) of the step motor 15 is referred to as an actual control stage.

具体的には、指令段が最低段又は最高段である場合、最低段又は最高段までステップモータ15を回転させる以上の回転量をステップモータ15に指示する。このイニシャライズにより、それまで脱調しているか否かに関わらず実制御段が必ず最低段又は最高段に一致するので、指令段と実制御段が一致することになり、脱調が解消される。   Specifically, when the command stage is the lowest stage or the highest stage, the step motor 15 is instructed to rotate more than the step motor 15 is rotated to the lowest stage or the highest stage. By this initialization, the actual control stage always matches the lowest or highest stage regardless of whether or not it has stepped out until then, so that the command stage and the actual control stage match, and the step-out is eliminated. .

指令段が最低段又は最高段である場合、実制御段も最低段又は最高段と一致するか近い状態にあると考えてよいので、イニシャライズによる乗り心地の変化を最低限に抑制できる。また、実制御段は最低段又は最高段に近く、最低段又は最高段が指令段になるので、極めて短時間でイニシャライズを完了することができる。   When the command stage is the lowest stage or the highest stage, it may be considered that the actual control stage is also in a state that is coincident with or close to the lowest stage or the highest stage, so that a change in riding comfort due to initialization can be suppressed to a minimum. Further, since the actual control stage is close to the lowest stage or the highest stage and the lowest stage or the highest stage becomes the command stage, the initialization can be completed in a very short time.

図1は、電子制御式サスペンション装置100のブロック図の一例を示す。ショックアブソーバ20の減衰力は、サスペンションECU14により制御され、ECUにはCAN(Controller Area Network)などの車載LANや専用線を介してバネ上加速度センサ11、相対変位センサ12、車速センサ13、及び、ステップモータ15が接続されている。また、図示右側は、バネ下部材である車輪19とバネ上部材である車体16の力学構造を模式的に示したもので、ダンパ18とバネ17がショックアブソーバ20を表す。   FIG. 1 shows an example of a block diagram of an electronically controlled suspension device 100. The damping force of the shock absorber 20 is controlled by the suspension ECU 14, and the ECU includes a sprung acceleration sensor 11, a relative displacement sensor 12, a vehicle speed sensor 13, and the like via an in-vehicle LAN such as a CAN (Controller Area Network) or a dedicated line. A step motor 15 is connected. Further, the right side of the figure schematically shows the dynamic structure of the wheel 19 as an unsprung member and the vehicle body 16 as an unsprung member, and the damper 18 and the spring 17 represent the shock absorber 20.

サスペンションECU14は、CPU,ROM、RAM、NVRAM、入出力インターフェイス及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を備えたコンピュータを実体とする。例えばROMには、予め脱調をイニシャライズするためのプログラムが記憶されており、RAMには直前に指示した指令段が記憶されている。   The suspension ECU 14 is a computer having a CPU, ROM, RAM, NVRAM, input / output interface, ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like. For example, the ROM stores in advance a program for initializing the step-out, and the RAM stores the command stage instructed immediately before.

サスペンションECU14は、ASIC等のハードウェア回路又はCPUがプログラムを実行することで実現される減衰力算出部41、指令段決定部42、判定部43、及び、回転量追加部44を有する。   The suspension ECU 14 includes a damping force calculation unit 41, a command stage determination unit 42, a determination unit 43, and a rotation amount addition unit 44 that are realized by a hardware circuit such as an ASIC or a CPU executing a program.

サスペンションECU14の減衰力算出部41は、例えばスカイフック理論に基づき、車体16の上下方向の加速度及び車体16と車輪19の相対速度から減衰力を算出する。バネ上加速度センサ11は、各車輪19ごとに設けられておりそれぞれ車体16の上下方向の加速度を検出する。相対変位センサ12は、各車輪19ごとに、車体16と車輪19との相対変位量を検出する、例えばバネ17の伸長量を検出するセンサである。車速センサ13は、各輪の回転速度を検出してそれから車両の車速を出力するセンサである。   The damping force calculation unit 41 of the suspension ECU 14 calculates the damping force from the vertical acceleration of the vehicle body 16 and the relative speed between the vehicle body 16 and the wheels 19 based on, for example, the skyhook theory. The sprung acceleration sensor 11 is provided for each wheel 19 and detects the acceleration in the vertical direction of the vehicle body 16. The relative displacement sensor 12 is a sensor that detects the amount of relative displacement between the vehicle body 16 and the wheel 19 for each wheel 19, for example, the amount of extension of the spring 17. The vehicle speed sensor 13 is a sensor that detects the rotational speed of each wheel and then outputs the vehicle speed of the vehicle.

バネ上加速度センサ11の出力値は、積分回路により積分され車体16の上下方向の速度Vzが検出可能になっており、また、相対変位センサ12の出力値は微分回路により微分され、車体16と車輪19の相対速度Vが得られるようになっている。   The output value of the sprung acceleration sensor 11 is integrated by an integration circuit so that the vertical speed Vz of the vehicle body 16 can be detected, and the output value of the relative displacement sensor 12 is differentiated by a differentiation circuit. The relative speed V of the wheel 19 is obtained.

スカイフック理論について簡単に説明する。図2は、スカイフック理論を適用したショックアブソーバ20の力学モデルを模式的に説明する図の一例である。空中に固定したスカイフックダンパ18’を仮想して、仮想の減衰力をスカイフックダンパ18’にて発生させることを仮定する。   Briefly explain Skyhook theory. FIG. 2 is an example of a diagram schematically illustrating a dynamic model of the shock absorber 20 to which the skyhook theory is applied. It is assumed that the skyhook damper 18 'fixed in the air is virtually generated and a virtual damping force is generated by the skyhook damper 18'.

バネ上部材(車体16)とバネ下部材(車輪19)の相対速度をV,相対変位量をLとすれば、図1の実際の力学モデルでは、車体16の運動方程式は次式で現すことができる。ただし、mは、車体16の質量、aは車体16の上下方向の加速度、Cはダンパ18による減衰係数であり、fはバネ17のばね定数である。
m・a=−C・V−f・L
一方、図2に示す仮想のスカイフックダンパ18’を備えたショックアブソーバ20においては、車体16の運動方程式は次式で現すことができる。ただし、Csは仮想のスカイフックダンパ18’の減衰係数である。
m・a=−Cs・VZ−f・L
両式から、
C = −Cs・Vz/V=−Cs・Vz/(Vz−Vx)
となる。Vxは車輪19の上下方向の速度である。
If the relative speed of the sprung member (vehicle body 16) and the unsprung member (wheel 19) is V and the relative displacement amount is L, the equation of motion of the vehicle body 16 in the actual dynamic model of FIG. Can do. Where m is the mass of the vehicle body 16, a is the acceleration in the vertical direction of the vehicle body 16, C is a damping coefficient by the damper 18, and f is the spring constant of the spring 17.
m.a = -C.Vf.L
On the other hand, in the shock absorber 20 provided with the virtual skyhook damper 18 ′ shown in FIG. 2, the equation of motion of the vehicle body 16 can be expressed by the following equation. Here, Cs is an attenuation coefficient of the virtual skyhook damper 18 ′.
m · a = −Cs · V Z −f · L
From both formulas,
C = −Cs · Vz / V = −Cs · Vz / (Vz−Vx)
It becomes. Vx is the speed of the wheel 19 in the vertical direction.

したがって、スカイフックされたショックアブソーバ20の減衰係数Csを適宜決定することで、実際のショックアブソーバ20による減衰力Cを制御することと等価となる。減衰力算出部41は、車体16の上下方向の加速度等の上下方向の運動状態、車両の旋回操作などの車両の状態に応じて、スカイフックされた車体16の変位量等が最小になる右辺のCsを推定する。そして、バネ上加速度センサ11により車体16の上下方向の速度VZを、相対変位センサ12により相対速度(VZ−VX)を、検出して、実際のショックアブソーバ20の減衰力Cを算出する。 Therefore, by appropriately determining the damping coefficient Cs of the shock absorber 20 that is skyhooked, it is equivalent to controlling the damping force C by the actual shock absorber 20. The damping force calculation unit 41 has a right side that minimizes the amount of displacement of the skyhooked vehicle body 16 in accordance with the vertical movement state of the vehicle body 16 such as vertical acceleration and the vehicle state such as the turning operation of the vehicle. Is estimated. Then, the vertical velocity V Z of the vehicle body 16 is detected by the sprung acceleration sensor 11, and the relative velocity (V Z −V X ) is detected by the relative displacement sensor 12, and the actual damping force C of the shock absorber 20 is calculated. To do.

スカイフック理論により、図1の実際のダンパ18をソフト状態(加振状態)に固定した場合に1〜2Hzの車体16の共振周波数付近にて、車体16の上下加速度が大きくなること、また実際のダンパ18をハード状態(制振状態)に固定した場合に4〜8Hzのゴツゴツ感領域にて車体16の上下加速度が大きくなることを低減できる。   According to the skyhook theory, when the actual damper 18 of FIG. 1 is fixed in a soft state (vibration state), the vertical acceleration of the vehicle body 16 increases in the vicinity of the resonance frequency of the vehicle body 16 of 1 to 2 Hz. When the damper 18 is fixed in the hard state (vibration suppression state), it is possible to reduce the vertical acceleration of the vehicle body 16 from increasing in the rugged feeling region of 4 to 8 Hz.

図3はショックアブソーバ20の断面図の一例を示す。ショックアブソーバ20は、シリンダ21にピストン27が摺動可能に嵌合されて構成されている。ピストン27によってシリンダ21内の油室がシリンダ上室とシリンダ下室とに仕切られており、これら両室間における作動油の流通はピストン27等に形成された狭い流路29により許されている。   FIG. 3 shows an example of a cross-sectional view of the shock absorber 20. The shock absorber 20 is configured such that a piston 27 is slidably fitted to a cylinder 21. The piston 27 divides the oil chamber in the cylinder 21 into a cylinder upper chamber and a cylinder lower chamber, and the flow of hydraulic oil between these chambers is permitted by a narrow flow passage 29 formed in the piston 27 and the like. .

ピストン27からはロッド22が同心軸に延出している。本実施形態のショックアブソーバ20は、流路29の実効流路面積が絞り弁28により変化させられることによって減衰力が変化する。絞り弁28の開度の調整は、ステップモータ15の回転運動が直進運動を変化させられることで実現される。   A rod 22 extends from the piston 27 to a concentric shaft. In the shock absorber 20 of the present embodiment, the damping force changes as the effective flow area of the flow path 29 is changed by the throttle valve 28. The adjustment of the opening degree of the throttle valve 28 is realized by changing the linear motion by the rotational motion of the step motor 15.

本実施形態では絞り弁28にスプール弁が適用されており、流路29の途中に配置されたスプール弁は、ハウジングとして機能するロッド22の一部にスプール26が摺動可能に嵌合されて構成されている。スプール26は、その軸方向の位置に応じて、流路29の実行流路面積を変化させる。   In this embodiment, a spool valve is applied to the throttle valve 28, and the spool valve disposed in the middle of the flow path 29 has a spool 26 slidably fitted to a part of the rod 22 that functions as a housing. It is configured. The spool 26 changes the effective flow path area of the flow path 29 according to the position in the axial direction.

スプール弁は回転軸シャフト33を介して軸方向のステップモータ15と連結されている。ステップモータ15は、ロータ24とステータ34とを有し、ロータ24には永久磁石(不図示)、ステータ34には電磁石25がそれぞれ固定されて構成されている。電磁石25にパルス信号を供給することで決まって角度だけロータ24を回転させることができる。ロータ24を上方平面から見て、右回転するとロータ24が下方向に移動し、左方向に回転するとロータ24は上方向に移動する。   The spool valve is connected to the axial step motor 15 via the rotary shaft 33. The step motor 15 includes a rotor 24 and a stator 34, and a permanent magnet (not shown) is fixed to the rotor 24, and an electromagnet 25 is fixed to the stator 34. By supplying a pulse signal to the electromagnet 25, the rotor 24 can be rotated by an angle. When the rotor 24 is viewed from above, the rotor 24 moves downward when rotated to the right, and the rotor 24 moves upward when rotated to the left.

ロータ24が回転すると、運動変換機構23により回転運動がスプール26の直線運動に変換される。点線で示した運動変換機構23は、ボールねじ機構として実装されており、ロータ24と共に回転するめねじ部材(不図示)と、これに複数のボールを介して螺合されたおねじ部材(不図示)とを有し、おねじ部材を回転阻止状態で軸方向摺動可能に支持することで、めねじ部材の回転運動をおねじ部材の直線運動に変換するように構成されている。したがって、ロータ24の回転によりスプール26が軸方向に移動するので、流路29の実行流路面積を制御することができる。   When the rotor 24 rotates, the motion conversion mechanism 23 converts the rotational motion into a linear motion of the spool 26. The motion conversion mechanism 23 indicated by a dotted line is mounted as a ball screw mechanism, and includes a female screw member (not shown) that rotates together with the rotor 24 and a male screw member (not shown) that is screwed to this via a plurality of balls. ) And is configured to convert the rotational motion of the female screw member into the linear motion of the male screw member by supporting the male screw member so as to be slidable in the axial direction in a rotation-prevented state. Therefore, since the spool 26 moves in the axial direction by the rotation of the rotor 24, the effective flow path area of the flow path 29 can be controlled.

そして、本実施形態のショックアブソーバ20は、固定ストッパ31と固定ストッパ31に当接する係止部材32とを備えている。図4は、固定ストッパ31と係止部材32の平面図の一例を示す。固定ストッパ31は、回転軸シャフト33と同心円の平面に、リング状の円周部と、円周部から半径方向に延設された1対の扇形状の凸部31a、31bを有する。   The shock absorber 20 of the present embodiment includes a fixed stopper 31 and a locking member 32 that contacts the fixed stopper 31. FIG. 4 shows an example of a plan view of the fixed stopper 31 and the locking member 32. The fixed stopper 31 has a ring-shaped circumferential portion and a pair of fan-shaped convex portions 31a and 31b extending in a radial direction from the circumferential portion on a plane concentric with the rotating shaft 33.

また、係止部材32は回転軸シャフト33の半径方向に突出して固定されている。したがって、係止部材32はロータ24と一体に回転する。なお、係止部材32の径方向の長さは、固定ストッパ31の扇形状の凸部31a、31bの先端から回転軸シャフト33の表面までの間隔、よりも長い。   The locking member 32 protrudes in the radial direction of the rotary shaft 33 and is fixed. Therefore, the locking member 32 rotates integrally with the rotor 24. The radial length of the locking member 32 is longer than the distance from the tips of the fan-shaped convex portions 31 a and 31 b of the fixed stopper 31 to the surface of the rotary shaft 33.

固定ストッパ31と係止部材32は、ロータ24の回転方向の最小回転位置と最大回転位置を共働して定めるものであり、係止部材32と固定ストッパ31の凸部31aが当接するとロータ24はその最小回転位置で停止する。同様に、ロータ24が最小回転位置から回転し、係止部材32と固定ストッパ31の凸部31bと当接すると、ロータ24はその最大回転位置で停止する。   The fixed stopper 31 and the locking member 32 determine the minimum rotation position and the maximum rotation position in the rotation direction of the rotor 24 together. When the locking member 32 and the convex portion 31a of the fixed stopper 31 come into contact with each other, the rotor 24 stops at its minimum rotational position. Similarly, when the rotor 24 rotates from the minimum rotation position and contacts the locking member 32 and the convex portion 31b of the fixed stopper 31, the rotor 24 stops at the maximum rotation position.

最小回転位置では、スプール26が最も開いた位置(上方向)にあるので、ショックアブソーバ20の減衰力は最小となる。脱調していない場合、最小回転位置におけるステップモータ15の指令段は最低段である「1」である。一方、最大回転位置では、スプール26が最も流路29を狭めた位置(下方向)にあるので、ショックアブソーバ20の減衰力は最大となる。脱調していない場合、最大回転位置におけるステップモータ15の指令段は最高段である「10」である。すなわち、このショックアブソーバ20は10段階に減衰力を制御できる。   At the minimum rotation position, the spool 26 is in the most open position (upward), so that the damping force of the shock absorber 20 is minimum. When not stepping out, the command stage of the step motor 15 at the minimum rotational position is “1” which is the lowest stage. On the other hand, at the maximum rotational position, the damping force of the shock absorber 20 is maximized because the spool 26 is at the position where the flow path 29 is most narrowed (downward). When not stepping out, the command stage of the step motor 15 at the maximum rotation position is “10” which is the highest stage. That is, the shock absorber 20 can control the damping force in 10 steps.

図1の指令段決定部42は、減衰力に対応する指令段を1〜10の範囲で決定する。1〜10の指令段に基づき回転量をステップモータ15に指示すると、ステップモータ15は指令された回転量だけロータ24を回転させる。しかしながら、作動油の粘度が高い場合や、流路29を通過する作動油の流速が速い場合など、ロータ24の回転に対し作動油が大きな回転抵抗を示すと、指令段と実制御段が一致しない脱調状態となる。オープン制御では、実制御段をフィードバックせず、直前の指令段からの目標の指令段までの差分の回転量を指示するので、一度、脱調すると脱調状態が解消される可能性は低い。   The command stage determination unit 42 in FIG. 1 determines a command stage corresponding to the damping force within a range of 1 to 10. When the rotation amount is instructed to the step motor 15 based on the command steps 1 to 10, the step motor 15 rotates the rotor 24 by the commanded rotation amount. However, if the hydraulic oil exhibits a large rotational resistance with respect to the rotation of the rotor 24, such as when the viscosity of the hydraulic oil is high or when the flow speed of the hydraulic oil passing through the flow path 29 is high, the command stage and the actual control stage match. Do not step out. In the open control, the actual control stage is not fed back, and the rotation amount of the difference from the immediately preceding command stage to the target command stage is instructed.

図5(a)は、脱調状態を模式的に説明する図である。図では、時間[秒]を横軸に、指令段(点線)と実制御段(実線)を縦軸に示した。時刻T1まで指令段と実制御段は一致している。なお、サスペンションECU14がオープン制御によりステップモータ15を制御する場合、指令段と実制御段が一致するか否かは不明であるが、減衰力の算出過程で推定する車両の状態と、センサの検出値から脱調を推測することもできる。   FIG. 5A is a diagram schematically illustrating the step-out state. In the figure, time [second] is shown on the horizontal axis, and the command stage (dotted line) and the actual control stage (solid line) are shown on the vertical axis. The command stage and the actual control stage coincide with each other until time T1. When the suspension ECU 14 controls the step motor 15 by open control, it is unclear whether the command stage and the actual control stage match, but the vehicle state estimated in the damping force calculation process and sensor detection Step out can also be estimated from the value.

そして、時刻T1で脱調が発生すると以降はその状態が継続されている。図では、指令段よりも実制御段が大きいので、算出された最適な減衰力よりも実際の減衰力が高い状態となっている。すなわち、乗り心地が悪化した状態が継続してしまうことになる。   And when step-out occurs at time T1, the state is continued. In the figure, since the actual control stage is larger than the command stage, the actual damping force is higher than the calculated optimum damping force. That is, the state where riding comfort deteriorates continues.

そこで、本実施形態の電子制御式サスペンション装置100は、指令段が最低段の時、最小回転位置に到達するよりも多くロータ24が回転するようにステップモータ15に回転量を指示する。また、同様に、指令段が最高段の時、最大回転位置に到達するよりも多くロータ24が回転するようにステップモータ15に回転量を指示する。換言すると、指令段が最低段の場合、直前の指令段と最低段までの差分の回転角度に、所定の回転角を追加してステップモータ15を回転させ、指令段が最高段の場合、直前の指令段と最高段までの差分の回転角度に、所定の回転角を追加してステップモータ15を回転させる。   Therefore, the electronically controlled suspension apparatus 100 of this embodiment instructs the step motor 15 to rotate the rotation amount so that the rotor 24 rotates more than when it reaches the minimum rotation position when the command stage is the lowest stage. Similarly, when the command stage is the highest stage, the rotation amount is instructed to the step motor 15 so that the rotor 24 rotates more than reaching the maximum rotational position. In other words, when the command stage is the lowest stage, the step motor 15 is rotated by adding a predetermined rotation angle to the rotation angle of the difference between the immediately preceding command stage and the lowest stage, and when the command stage is the highest stage, The step motor 15 is rotated by adding a predetermined rotation angle to the difference rotation angle between the command stage and the highest stage.

図5(b)は、脱調状態の解消を模式的に説明する図の一例である。図5(a)と同様に時刻T1で脱調が発生している。その後、時刻T2まで指令段と実制御段が異なった状態が継続するが、時刻T2で指令段が最低段となる。図1の判定部43はこれを検知して、回転量追加部44は、最小回転位置に到達するよりも大きくロータ24が回転するように、ステップモータ15に指示する回転量を追加する。例えば、時刻T2の指令段が3であるのに対し実制御段が6の場合、従来であれば「3−1=2」段分の回転指示をロータ24に要求するが、図5(a)に示すように、これでは実制御段は「6−2=4」段までしか到達しない。   FIG. 5B is an example of a diagram for schematically explaining the elimination of the step-out state. Similar to FIG. 5A, the step-out occurs at time T1. Thereafter, the state in which the command stage and the actual control stage are different continues until time T2, but the command stage becomes the lowest stage at time T2. The determination unit 43 in FIG. 1 detects this, and the rotation amount addition unit 44 adds a rotation amount that instructs the step motor 15 so that the rotor 24 rotates more than reaching the minimum rotation position. For example, when the command stage at time T2 is 3 and the actual control stage is 6, conventionally, a rotation instruction for “3-1 = 2” stages is requested to the rotor 24, but FIG. In this case, the actual control stage reaches only “6-2 = 4” stage as shown in FIG.

本実施形態のサスペンションECU14は、指令段が3の状態で最低段を指令段とする場合、「3−1=2」段分+追加段数αの回転指示をステップモータ15に要求する。   The suspension ECU 14 of the present embodiment requests the step motor 15 to give a rotation instruction of “3-1 = 2” steps + additional step number α when the command step is 3 and the lowest step is the command step.

追加段数αは、「実制御段と指令段の差分」以上であればよいが、実制御段は不明であるので、脱調して生じうる「実制御段と指令段の差分の最大値」となる。したがって、指令段が10段ある場合、追加段数αを「10−1=9」段とすることで、実制御段と指令段がどれだけずれていても、脱調を解消することができる。   The additional stage number α may be greater than or equal to the “difference between the actual control stage and the command stage”, but since the actual control stage is unknown, the “maximum value of the difference between the actual control stage and the command stage” that can occur out of step. It becomes. Therefore, when there are 10 command stages, the step-out can be eliminated by setting the number of additional stages α to “10-1 = 9”, no matter how much the actual control stage and the command stage are deviated.

過分な追加段数は、係止部材32と固定ストッパ31が当接した後も回転力を印可するため発熱をもたらしたり、大きな当接音の発生を生じさせるおそれがある。そこで、追加段数αを、最後に指令段をイニシャライズしてからの経過時間の関数により決定してもよい。経過時間が長いほど、脱調する可能性及び実制御段と指令段の差が大きくなると考えられるので、時間に比例して大きくなるように追加段数αを定める。
追加段数α=c・t c:一定の係数 t:時間
また、指令段の変更回数が多いほど、脱調する可能性及び実制御段と指令段の差が大きくなると考えられるので、最後にイニシャライズしてからの指令段の変更回数に比例して大きくなるように追加段数αを定めてもよい。
追加段数α=d・n d:一定の係数 n:変更回数
また、脱調は上記のように作動油の粘度や流路29の流速に依存する場合があるので、定数c、dを作動油の粘度や一度の変更段の関数にしてもよい。
追加段数α=c(粘度)・t
追加段数α=d(一度の変更段)・n
c(粘度)はcが粘度の関数であることを、d(一度の変更段)はdが一度の変更段の関数であることをそれぞれ示す。
An excessive number of additional steps may generate heat or generate a loud contact sound because the rotational force is applied even after the locking member 32 and the fixed stopper 31 contact each other. Therefore, the additional stage number α may be determined by a function of an elapsed time from the last initialization of the command stage. The longer the elapsed time, the greater the possibility of step-out and the greater the difference between the actual control stage and the command stage. Therefore, the additional stage number α is determined so as to increase in proportion to the time.
The number of additional stages α = c · t c: constant coefficient t: time Also, as the number of changes in the command stage increases, the possibility of step-out and the difference between the actual control stage and the command stage increase. Then, the additional stage number α may be determined so as to increase in proportion to the number of times the command stage is changed.
Number of additional stages α = d · nd d: constant coefficient n: number of changes Also, the step-out may depend on the viscosity of the hydraulic oil or the flow velocity of the flow path 29 as described above. It may be a function of the viscosity and the change stage at one time.
Additional stage number α = c (viscosity) · t
Additional stage number α = d (changed once) ・ n
c (viscosity) indicates that c is a function of viscosity, and d (one change stage) indicates that d is a function of one change stage.

図6は、サスペンションECU14が脱調をイニシャライズする手順を示すフローチャート図の一例である。図6のフローチャート図はイグニッションオンによりスタートし、以後は所定のサイクル時間毎に繰り返し実行される。   FIG. 6 is an example of a flowchart showing a procedure for the suspension ECU 14 to initialize the step-out. The flowchart shown in FIG. 6 starts when the ignition is turned on, and is thereafter repeatedly executed at predetermined cycle times.

まず、減衰力算出部41は、バネ上加速度センサ11からバネ上加速度を、相対変位センサ12から車体16と車輪19の相対変位量を読み出す(S10)。そして、減衰力算出部41は、これらの検出値、検出値の微分値や積分値、指令段の減衰力を用いて、車体16の状態を推定する(S20)。   First, the damping force calculation unit 41 reads the sprung acceleration from the sprung acceleration sensor 11 and the relative displacement amount of the vehicle body 16 and the wheel 19 from the relative displacement sensor 12 (S10). And the damping force calculation part 41 estimates the state of the vehicle body 16 using these detected values, the differential value and integral value of a detected value, and the damping force of a command stage (S20).

そして、減衰力算出部41は、推定された車体16の状態から例えばスカイフック理論を用いて好ましい減衰係数Csを算出し、これと車体16の上下方向の速度Vz及び相対変位速度Vから実際のショックアブソーバ20の減衰力(減衰係数C)を決定する(S30)。指令段決定部42は、この減衰力に対応した指令段を決定する。   Then, the damping force calculation unit 41 calculates a preferable damping coefficient Cs from the estimated state of the vehicle body 16 by using, for example, the Skyhook theory, and calculates the actual velocity from the vertical speed Vz and the relative displacement speed V of the vehicle body 16. The damping force (damping coefficient C) of the shock absorber 20 is determined (S30). The command stage determination unit 42 determines a command stage corresponding to this damping force.

ついで、判定部43は、指令段が最低段「1」か否か又は最高段「10」か否かを判定する(S40)。最低段でなく、最高段でもない場合(S40のNo)、決定した指令段がそのまま指令段となる(S50)。サスペンションECU14は、直前の指令段から目標の指令段からまでの差分に応じて、ステップモータ15の回転量(回転角)を演算する(S70)。   Next, the determination unit 43 determines whether the command stage is the lowest stage “1” or the highest stage “10” (S40). When it is neither the lowest stage nor the highest stage (No in S40), the determined command stage becomes the command stage as it is (S50). The suspension ECU 14 calculates the rotation amount (rotation angle) of the step motor 15 according to the difference from the immediately preceding command stage to the target command stage (S70).

一方、指令段が最低段又は最高段の場合(S40のYes)、回転量追加部44は、現在の指令段と最低段又は最高段までの差分に、追加段数αを加える(S60)。   On the other hand, when the command stage is the lowest stage or the highest stage (Yes in S40), the rotation amount adding unit 44 adds the additional stage number α to the difference between the current command stage and the lowest or highest stage (S60).

そして、サスペンションECU14は、現在の指令段から最低段又は最高段までの差分に、追加段数αを加えた段数に応じて、ステップモータ15の回転量(回転角)を演算する(S70)。これにより、現在の回転位置から最小回転位置まで、又は、最大回転位置までよりも大きく回転する制御信号をステップモータ15に指示できる。   Then, the suspension ECU 14 calculates the rotation amount (rotation angle) of the step motor 15 according to the number of steps obtained by adding the additional step number α to the difference from the current command step to the lowest step or the highest step (S70). Thereby, it is possible to instruct the step motor 15 of a control signal that rotates from the current rotational position to the minimum rotational position or to a larger rotational position than the maximum rotational position.

サスペンションECU14は、ステップS70で算出されたステップモータ15の回転量をステップモータ15に指示するので(S80)、ステップモータ15が回転し(S90)、減衰力を変化させることができる(S100)。   Since the suspension ECU 14 instructs the rotation amount of the step motor 15 calculated in step S70 to the step motor 15 (S80), the step motor 15 rotates (S90), and the damping force can be changed (S100).

以上説明したように、本実施形態の電子制御式サスペンション装置100は、指令段が最低段又は最高段の時に脱調をイニシャライズすることで、イニシャライズによる乗り心地の変化を最低限に抑制し、かつ、極めて短時間でイニシャライズを完了することができる。また、ハードウェアの追加はほとんど必要なく、ソフトウェア上のロジックの追加も最小限でよいのでコスト増を抑制できる。   As described above, the electronically controlled suspension device 100 according to the present embodiment minimizes a change in ride comfort due to initialization by initializing step-out when the command stage is the lowest or highest stage, and The initialization can be completed in a very short time. In addition, almost no additional hardware is required, and the addition of logic on the software can be minimized, thereby suppressing an increase in cost.

電子制御式サスペンション装置のブロック図の一例である。It is an example of the block diagram of an electronically controlled suspension apparatus. スカイフック理論を適用したショックアブソーバの力学モデルを模式的に説明する図の一例である。It is an example of the figure which illustrates typically the dynamic model of the shock absorber to which skyhook theory is applied. ショックアブソーバの断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of a shock absorber. 固定ストッパと係止部材の平面図の一例である。It is an example of the top view of a fixed stopper and a locking member. 脱調状態を模式的に説明する図、脱調状態の解消を模式的に説明する図のそれぞれ一例である。FIG. 3 is an example of a diagram that schematically illustrates a step-out state and a diagram that schematically illustrates cancellation of the step-out state. サスペンションECUが脱調をイニシャライズする手順を示すフローチャート図の一例である。It is an example of the flowchart figure which shows the procedure in which suspension ECU initializes a step-out.

符号の説明Explanation of symbols

11 バネ上加速度センサ
14 サスペンションECU
15 ステップモータ
16 車体(バネ上部材)
19 車輪(バネ下部材)
20 ショックアブソーバ
22 ロッド
24 ロータ
27 ピストン
28 絞り弁
31 固定ストッパ
32 係止部材
100 電子制御式サスペンション装置
11 Sprung acceleration sensor 14 Suspension ECU
15 Step motor 16 Car body (spring member)
19 Wheel (Unsprung member)
20 Shock absorber 22 Rod 24 Rotor 27 Piston 28 Throttle valve 31 Fixed stopper 32 Locking member 100 Electronically controlled suspension device

Claims (3)

流路により2室が連通したショックアブソーバと、
前記流路の実行流路面積を調整する絞り弁と、
前記絞り弁を駆動する電気モータと、
前記電気モータの回転範囲を規制する一対の回転規制手段と、
車体の上下方向の運動状態を検出するセンサと、
車体の上下方向の変動を抑制する前記ショックアブソーバの減衰力を算出する減衰力算出手段と、を有し、
前記減衰力に対応する前記電機モータの指示前回転位置への回転量を該電機モータに出力して、オープンループ制御する電子制御式サスペンション装置において、
前記指示前回転位置が、前記回転範囲の上限又は下限に相当するものである場合、前記指示前回転位置まで回転する回転量に追加回転量を加えて前記電機モータに出力する、
ことを特徴とする電子制御式サスペンション装置。
A shock absorber in which two chambers communicate with each other by a flow path;
A throttle valve that adjusts the effective flow path area of the flow path;
An electric motor for driving the throttle valve;
A pair of rotation restricting means for restricting the rotation range of the electric motor;
A sensor for detecting the vertical movement state of the vehicle body;
Damping force calculation means for calculating the damping force of the shock absorber that suppresses fluctuations in the vertical direction of the vehicle body,
In the electronically controlled suspension device that outputs the rotation amount to the pre-instruction rotation position of the electric motor corresponding to the damping force to the electric motor and performs open loop control,
When the pre-instruction rotation position corresponds to the upper limit or the lower limit of the rotation range, an additional rotation amount is added to the rotation amount that rotates to the pre-instruction rotation position and is output to the electric motor.
An electronically controlled suspension device.
前記追加回転量は、
脱調により生じた前記指示前回転位置と実際の回転位置のずれに対応した回転量以上である、
ことを特徴とする請求項1記載の電子制御式サスペンション装置。
The amount of additional rotation is
More than the rotation amount corresponding to the deviation between the pre-instruction rotation position caused by the step-out and the actual rotation position,
The electronically controlled suspension device according to claim 1.
流路により2室が連通したショックアブソーバと、
前記流路の実行流路面積を調整する絞り弁と、
前記絞り弁を駆動する電気モータと、
前記電気モータの回転範囲を規制する一対の回転規制手段と、
車体の上下方向の運動状態を検出するセンサと、
車体の上下方向の変動を抑制する前記ショックアブソーバの減衰力を算出する減衰力算出手段と、を有し、
前記減衰力に対応する前記電機モータの指示前回転位置への回転量を該電機モータに出力して、オープンループ制御する電子制御式サスペンション装置の脱調修正方法において、
前記指示前回転位置が、前記回転範囲の上限又は下限に相当するものである場合、前記指示前回転位置まで回転する回転量に追加回転量を加えて前記電機モータに出力する、
ことを特徴とする電子制御式サスペンション装置の脱調修正方法。
A shock absorber in which two chambers communicate with each other by a flow path;
A throttle valve that adjusts the effective flow path area of the flow path;
An electric motor for driving the throttle valve;
A pair of rotation restricting means for restricting the rotation range of the electric motor;
A sensor for detecting the vertical movement state of the vehicle body;
Damping force calculation means for calculating the damping force of the shock absorber that suppresses fluctuations in the vertical direction of the vehicle body,
In the step-out correction method for the electronically controlled suspension device that outputs to the electric motor a rotation amount to the pre-instruction rotation position of the electric motor corresponding to the damping force, and performs open loop control.
When the pre-instruction rotation position corresponds to the upper limit or the lower limit of the rotation range, an additional rotation amount is added to the rotation amount that rotates to the pre-instruction rotation position and is output to the electric motor.
A step-out correction method for an electronically controlled suspension device.
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