JP6482789B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents
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Description
上記信号生成部は、第1の輪のばね下振動に関する第1の状態信号と、第2の輪のばね下振動に関する第2の状態信号とを生成する。
上記制御部は、上記第1および第2の状態信号に基づいて、上記第1の輪に設置された第1のダンパと、上記第2の輪に設置された第2のダンパとを相互に協調制御するための制御信号を生成する。
これにより、例えば、振動している一方の輪に対する制振制御の結果生じる反力に起因する、振動していない他方の輪のばね下振動の誘発が抑制され、上記反力による他方の輪への影響が低減される。
これにより、乗り心地を重視したサスペンション制御を実現することができる。
これにより、車体のロールを抑制し得るサスペンション制御を実現することができる。
これにより、減衰力可変タイプではないコンベンショナルな車両フィーリングを実現することができる。
例えば、上記制御部は、第1の制御指令演算部と、第2の制御指令演算部とを有する。
上記第1の制御指令演算部は、上記第1の状態信号と第1のゲインとの乗算値と、上記第2の状態信号と上記第1のゲインとは異なる第2のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、上記第1の制御指令を生成するように構成される。
上記第2の制御指令演算部は、上記第1の状態信号と上記第2のゲインと同一の第3のゲインとの乗算値と、上記第2の状態信号と上記第1のゲインと同一の第4のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、上記第2の制御指令を生成するように構成される。
乗り心地やロール抑制、車両フィーリングなどの制御の目的に応じて、第1〜第4のゲインの相関を決定することにより、ばね下振動が発生している輪を速やかに安定化させつつ、他の輪の振動やばね上の振動を効率よく制御することができる。
例えば、上記信号生成部は、上記第1の輪と前後反対の第3の輪のばね下振動に関する第3の状態信号と、上記第3の輪と左右反対の第4の輪のばね下振動に関する第4の状態信号とをさらに生成するように構成される。
この場合、第1の制御指令演算部は、上記第1の状態信号と上記第1のゲインとの乗算値と、上記第2の状態信号と上記第2のゲインとの乗算値と、上記第3の状態信号と第5のゲインとの乗算値と、上記第4の状態信号と上記第5のゲインとは異なる第6のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、上記第1の制御指令を生成するように構成される。
一方、第2の制御指令演算部は、上記第1の状態信号と上記第3のゲインとの乗算値と、上記第2の状態信号と上記第4のゲインとの乗算値と、上記第3の状態信号と上記6のゲインと同一の第7のゲインとの乗算値と、上記第4の状態信号と上記5のゲインと同一の第8のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、上記第2の制御指令を生成するように構成される。
これにより、例えば、車両の速度が高くなるに従って、乗り心地を重視したサスペンション制御からロール抑制を重視したサスペンション制御へ自動的に変更することが可能となる。
一方、制御部は、上記車両の速度が上記第1の速度域以上の第2の速度域においては、上記第2のゲインを上記第4のゲイン以上の値に設定し、かつ、上記車両の速度が高くなるに従って上記第2のゲインと前記第4のゲインとの差を大きくするように構成される。
上記リミッタ処理部は、複数の輪各々のばね下振動の大きさに応じて、減衰力特性が大きくなる方向の上限リミッタ値を各制御指令について個別に設定することが可能に構成される。
これにより、制御指令が必要以上に大きくなり過ぎるのを防止することが可能となる。あるいは、制御指令が、出力可能な電流値以上の制御指令(電流指令)になるのを防止することができる。
これにより、協調制御している輪の全てでばね下振動レベルが大きい場合に、不必要に上記全ての輪の制御指令が大きくなってしまうのを防止することができる。
これにより、車種や仕様、車速などに応じた車両フィーリングの調整幅を拡張することができる。
これにより、第1の状態信号の信頼性向上を図ることができる。
なお、第1の状態信号だけでなく、他の輪の状態信号の生成にも同様に適用可能である。
上記複数のばね下振動情報に基づいて、上記複数の輪各々に設置された複数のダンパを相互に協調制御するための制御信号が生成される。
第1の輪のばね下振動に関する第1のばね下振動情報と、上記第1の輪と左右反対の第2の輪のばね下振動に関する第2のばね下振動情報とを取得するステップと、
上記第1の状態信号と第1のゲインとの乗算値を演算し、上記第2の状態信号と記第1のゲインとは異なる第2のゲインとの乗算値を演算し、これら乗算値の中から選択される最大値に基づいて、上記第1の輪に設置された第1のダンパの振動減衰特性を電気的に制御する第1の制御指令を生成するステップと、
上記第1の状態信号と上記第2のゲインと同一の第3のゲインとの乗算値を演算し、上記第2の状態信号と上記第1のゲインと同一の第4のゲインとの乗算値を演算し、これら乗算値の中から選択される最大値に基づいて、上記第2の輪に設置された第2のダンパの振動減衰特性を電気的に制御する第2の制御指令を生成するステップと、を実行させる。
まず、セミアクティブサスペンション制御の概要について説明する。図1は、独立懸架式サスペンション装置の基本構成を示す概略図である。
図3は、本発明の一実施形態に係るサスペンション制御システムを示すブロック図である。本実施形態のサスペンション制御システム100は、車両、典型的には4輪自動車に採用され得る。
サスペンション制御システム100は、複数のセンサ類を含む検出部10と、サスペンション制御装置20と、各車輪に取り付けられた複数のダンパ30とを有する。
複数のばね上加速度センサは、例えば車体(シャーシ)の任意の個所にそれぞれ取り付けられ、各輪のばね上加速度または複数の輪に共通のばね上加速度を検出する。変位センサは、例えば車体とサスペンションアームの間に取り付けられ、これらの相対変位、つまり、ばね上とばね下との相対変位(サスペンション変位)を検出する。車輪速センサは、車輪の回転速度を検出し、例えばホイールハブに取り付けられる。
サスペンション制御装置20は、検出部10からの各種の検出値に基づいて各輪のばね下振動状態を判定し、これらの判定結果に基づいて各ダンパ30の減衰力あるいは減衰特性を制御するための制御信号(制御指令)を生成するように構成される。
以下、サスペンション制御装置20の詳細について説明する。
信号生成部40は、検出部10から各輪のばね下振動情報を含む検出信号を取得し、各輪のばね下振動状態を判定して、各輪のばね下振動に関する状態信号をそれぞれ生成する、「信号処理装置」を構成する。生成された各輪の状態信号は、制御部50へ出力される。
ここで、ばね下振動情報とは、ばね下振動に関する情報をいい、ばね下の振動状況を判定するための基になる信号である。ばね下振動情報は、何らかのセンサ信号そのものであってもよいし、センサ信号を加工した情報であってもよい。
なお、ばね下振動情報として、既にばね下振動レベルが情報として存在するのであれば、ばね下振動判定を省略することもできる。
制御部50は、信号生成部40から出力された各輪の状態信号に基づいて、各輪についてばね下制御指令(制御信号)をそれぞれ算出し、各輪に対応するダンパ30各々に出力するように構成される。
なお、各輪のばね下振動情報の具体的な取得方法については後述する。
ばね下振動判定部41〜44から出力される各輪のばね下振動レベル(状態信号)をそれぞれWFR、WFL、WRRおよびWRLとすると、FR輪ばね下制御指令演算部51は、ばね下振動レベルWFR、WFL、WRRおよびWRLにそれぞれ所定のゲインG1、G2、G3およびG4を乗算し、これらの乗算値(G1・WFR、G2・WFL、G3・WRR、G4・WRL)の中から最も大きい値を選択し(ハイセレクト処理)、選択した値に基づいてFR輪ばね下制御指令IFRを生成する。
以上のように、ばね下振動判定部41〜44の出力がON/OFF信号でも、変動する信号でも、FR輪ばね下制御指令演算部51としては同じ構成で対応することが可能である。
IFR=max(G11WFR、G12WFL、G13WRR、G14WRL)・・・(1)
IFL=max(G21WFR、G22WFL、G23WRR、G24WRL)・・・(2)
IRR=max(G31WFR、G32WFL、G33WRR、G34WRL)・・・(3)
IRL=max(G41WFR、G42WFL、G43WRR、G44WRL)・・・(4)
FL輪、RR輪およびRL輪ばね下制御指令演算部52〜54も同様に、上記(2)〜(4)式に基づいて、FL輪、RR輪およびRL輪に対するばね下制御指令IFL、IRR、IRLをそれぞれ生成する。
ばね下制御指令IFR、IFL、IRRおよびIRLは、それぞれ、FR輪、FL輪、RR輪およびRL輪のダンパ30を、目的とする減衰力(減衰特性)に設定するための電流値であり、本実施形態では、これら制御指令の値が大きいほど、高い減衰力(減衰特性)に調整される。ばね下制御指令IFR、IFL、IRRおよびIRLは、典型的には、図示しない電流制御回路およびパルス幅変調回路などを介して、電流値として各ダンパ30へ出力される。
信号生成部40は、検出部10から各種センサ信号を読み込み、各輪のばね下振動情報を取得する(ステップ101)。次に、信号生成部40は、取得した各輪のばね下振動情報を判定し、各輪についてのばね下振動に関する状態信号をそれぞれ生成し、これら状態信号を制御部50へ出力する(ステップ102)。
なお、ばね下振動情報の判定方法の詳細については後述する。
なお、左右の輪が相互に対称である場合とは、左右の輪に同一のばね下制御指令を出力したときに当該左右各輪の振動減衰特性がそれぞれ同等である場合をいう。
例えばFL輪のばね下が振動した場合、上述のように、FR輪のばね下やばね上も少なからず振動する。このときのFL輪およびFR輪のばね下制御指令である電流値をそれぞれIFL(第1の制御指令)、IFR(第2の制御指令)とすると、ゲインG11(第1のゲイン)、G12(第2のゲイン)、G21(第3のゲイン)、G22(第4のゲイン)との大小関係によって、以下のように異なる作用が得られる。
なお、ここではフロント(前輪)について説明するが、リア(後輪)についても同様となる。また、説明を分かり易くするため、この例では2行2列のゲインマトリクスを用いるものとする。各ゲイン(G11〜G22)の値、各ばね下振動レベル(WFR(第1の状態信号)、WFL(第2の状態信号))の値は、それぞれ単純な整数とするが、勿論これらに限られない。
図9Aは、本例におけるゲインマトリクスの一例を示し(G11=G22=10、G12=G21=1)、図9Bは、FL輪のばね下振動レベルWFLを一定とし、FR輪のばね下振動レベルWFRが段階的に増加したときの、各輪のばね下制御指令の変化を示している。
図10Aは、本例におけるゲインマトリクスの一例を示し(G11=G22=1、G12=G21=10)、図10Bは、FL輪のばね下振動レベルWFLを一定とし、FR輪のばね下振動レベルWFRが段階的に上昇したときの、各輪のばね下制御指令の変化を示している。
そこで、G12とG22との間に、G12>G22という相関をもたせることで、FR輪の動きを大きく抑制することができ、これによりロール挙動を抑制しやすくすることができる。G12とG22との差は特に限定されず、FL輪のばね下振動を抑制するためにIFLの値が0とならなければよい(ゲインG22が0でなければよい)。
また、両輪のばね下振動レベルが同一である場合は、上述の例と同様に、IFR=IFLの関係を満たすばね下制御指令が生成される。
図11Aは、本例におけるゲインマトリクスの一例を示し(G11=G12=G21=G22=10)、図11Bは、FL輪のばね下振動レベルWFLを一定とし、FR輪のばね下振動レベルWFRが段階的に上昇したときの、各輪のばね下制御指令の変化を示している。
また、本例では、各輪のばね下制御指令IFR、IFLの大きさは、各輪のばね下振動レベルのうち最も大きい値に基づいて算出されることになる。
このように自輪のダンパおよびその左右反対輪のダンパを相互に協調制御することにより、これら各輪のばね下振動を効率よく抑制したり、ロールを抑制したりすることが可能となり、所望とする車両フィーリングを実現することができる。また、各輪に対するばね下制御指令を同時に生成、出力するため、各輪のばね下制御を同時に実行することができ、これにより、各輪における制御タイムラグに起因する車両フィーリングの悪化を防止することができる。
FL輪ばね下が振動した場合、車両の重心位置にも依存するが、ばね上の動きはロールが励起されるとともに、相互に対角であるRR輪とFL輪とが大きく動くダイアゴナルな動きも比較的大きく励起されることになる。なお、FL輪のみが振動するような場合は、バウンスやピッチは、ばね上の他の振動と比較して励起されにくい。
このような状況も考慮すると、全輪同時に制御することが好ましく、その手法としては、以下のような例が考えられる。ここでも、ばね下振動輪はFL輪とする。また、説明を分かり易くするため、本例においても各ゲイン(G11〜G44)の値、各ばね下振動レベル(WFR、WFL、WRR、WRL)の値は、それぞれ単純な整数とするが、勿論これらに限られない。実際には、車体の重心位置や前後輪におけるトレッド幅、レバー比の相違などを考慮して各ゲインが設定される。
図12Aは、本例におけるゲインマトリクスの一例を、図12Bは、各輪のばね下制御指令の大きさの一例をそれぞれ示している。
FR輪およびFL輪ばね下制御指令演算部51,52は、上記(1)、(2)式により、FR輪およびFL輪に対するばね下制御指令IFR、IFLをそれぞれ生成する。
なお、本例においては、IFLおよびIRLは、同一の値とされるが、相互に異なる値であってもよい。
図13Aは、本例におけるゲインマトリクスの一例を、図13Bは、各輪のばね下制御指令の大きさの一例をそれぞれ示している。
この例によれば、ゲインG11〜G44の相関によって、IFL、IFR、IRLおよびIRRの間に、IFL>IFR、IRL<IRRという相関が与えられる。これは、乗り心地を悪化させずにフロントのばね下振動のみを抑制しつつ、ばね上のダイアゴナルな挙動を抑制することを狙いとする。この場合は、IRLの値が0であってもよい。
図14Aは、本例におけるゲインマトリクスの一例を、図14Bは、各輪のばね下制御指令の大きさの一例をそれぞれ示している。
この例によれば、ゲインG11〜G44の相関によって、IFL、IFR、IRLおよびIRRの間に、IFL<IFR、IRL≦IRRという相関が与えられる。これにより、ばね上のロールとダイアゴナルな挙動を優先的に抑制することができる。この場合も、IRLの値が0であってもよい。
IFL<IFR、IRL=IRRという相関が得られるゲインマトリクスの値および各輪の制御指令の大きさの一例を図14Cに示す。
また、各輪に対するばね下制御指令を同時に生成、出力するため、各輪のばね下制御を同時に実行することができ、これにより、各輪における制御タイムラグに起因する車両フィーリングの悪化を防止することができる。
本適用例についてFL輪が振動した場合を説明してきたが、適用例1と同様に、左右対称輪が振動した場合には考え方を逆にすればよい。
また、以上の説明では、主たる振動輪をフロント輪として説明したが、主たる振動輪がリア輪である場合には、ゲインG33、G34、G43、G44、あるいは、これらにゲインG13、G14、G23、G24を加えたそれぞれの相関を設定すればよい。
図15は、本発明の他の実施形態に係るサスペンション制御装置の概略ブロック図である。
一方、上記適用例1,2には、ばね上の動きを抑制するために、ばね下振動輪以外の輪の制御指令を大きく設定するケースが存在する。このような制御を適用した場合、各輪で大きな制御指令が選択されてしまい、乗り心地悪化というデメリットが顕在化するおそれがある。
上限リミッタ処理部60は、各輪のばね下振動の大きさに応じて、減衰力特性が大きくなる方向の上限リミッタ値を各制御指令について個別に設定することが可能に構成される。これにより、制御指令が必要以上に大きくなり過ぎるのを防止することが可能となる。あるいは、制御指令が、出力可能な電流値以上の制御指令(電流指令)になるのを防止することができる。
図示の例では、ばね下振動がある一定の範囲にあるときに上限リミッタ値を直線的に減少させている。このように上限値減少開始レベルを設定することで、目的とする車両挙動を確保しつつ、車両フィーリングの悪化防止を図ることができる。上限リミッタ値の減少特性は直線的なものに限られず、ステップ状であってもよいし、二次曲線的なものであってもよい。
信号生成部40は、検出部10から各種センサ信号を読み込み、各輪のばね下振動情報を取得する(ステップ201)。次に、信号生成部40は、取得した各輪のばね下振動情報を判定し、各輪についてのばね下振動に関する状態信号をそれぞれ生成し、これら状態信号を制御部50へ出力する(ステップ202)。
続いて、制御部50は、入力された各輪の状態信号に所定のゲインG11〜G44(図6)をそれぞれ乗算し、得られた各乗算値をハイセレクト演算する(ステップS203)。
そして、上限リミッタ処理部60は、各輪のばね下振動レベルを算出あるいは取得し(ステップ205)、ばね下振動レベルに応じた制御指令の上限リミッタ処理を実行した後、各輪についてのばね下制御指令を出力する(ステップ206)。
図18は、本発明の他の実施形態に係るサスペンション制御装置の概略ブロック図である。
車速は、典型的には、各輪に設置された車輪速センサの出力に基づいて算出され、車速検出部は、図示しない演算装置によって構成される。当該演算装置は、サスペンション制御装置の一部(例えば信号生成部40内)に構成されてもよいし、サスペンション制御装置とは異なる制御装置(例えばブレーキ制御装置)内に構成されてもよい。
一方、制御部50は、車両の速度が上記第1の速度域以上の第2の速度域においては、ゲインG12(第2のゲイン)をゲインG22(第4のゲイン)以上の値に設定し、かつ、車両の速度が高くなるに従ってゲインG12(第2のゲイン)とゲインG22(第4のゲイン)との差を大きくするように構成されてもよい。
これにより、車速が高くなるにつれて、車両フィーリングを乗り心地重視からロール対策重視に移行させることができる。
図19に示す可変制御例では、制御部50は、車速が高くなるに従ってゲインG12の値を上昇させつつ、ゲインG22の値を下降させるように構成される。これにより、第1の速度域V1においてはゲインG12とG22との差が小さくなり、第2の速度域V2においては、ゲインG12とG22との大きさの関係が逆転し、車速が高くなるに従って、ゲインG12とG22との差が大きくなる。
信号生成部40は、検出部10から各種センサ信号と運転モード情報とを読み込み、各輪のばね下振動情報を取得する(ステップ301,302)。次に、信号生成部40は、これらの情報を基に各輪のばね下振動情報を判定し、各輪についてのばね下振動に関する状態信号を生成し、これら状態信号を制御部50へ出力する(ステップ303)。
続いて、制御部50は、入力された各輪の状態信号に、車速や運転モードに応じて設定された所定のゲインG11〜G44をそれぞれ乗算し、得られた各乗算値をハイセレクト演算することで、各輪のばね下振動レベルを算出する(ステップS304〜306)。
そして、上限リミッタ処理部60は、各輪のばね下振動レベルや車速、運転モードを算出あるいは取得し、これらに応じた制御指令の上限リミッタ処理を実行した後、各輪についてのばね下制御指令を出力する(ステップ307,308)。
図22は、本発明の他の実施形態に係るサスペンション制御装置の概略ブロック図である。
なお、リア輪に共通のばね下制御指令(IRR/RL)が生成されてもよく、この場合のGマトリクスは3行3列で構成される。
[信号生成部の詳細]
続いて、信号生成部40の詳細について説明する。
まず、ばね下振動情報の取得方法について説明する。信号生成部40は、検出部10から取得したばね下振動情報に基づいて、各輪のばね下振動に関する状態信号をそれぞれ生成する(図3)。
なお、厳密には、ばね上の振動や路面成分も少なからず重畳し、さらにはサスペンションの前後左右の振動や高周波ノイズなども含まれるため、ばね下共振周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタ(BPF)を通過させると、ばね下振動情報としてのS/Nが更に向上する。
また、ばね下振動情報を得られればよいため、例えばスプリングS12の歪みを計測したり、エアばねであればエア圧を計測したり、ダンパS13では作動油の流量や内圧を計測したりすることでも、それらの計測信号からばね下振動情報を抽出することができる。
次に、信号生成部40で生成された状態信号の制御部50への入力形態について説明する。
所定以上の振動レベルを検出したときにON、それ以外のときにOFFとなるようにすることで、所定以上の振動レベルの有無を示すことができる。振動レベルの大きさは、例えば、ONの継続時間で示すことができる。
ONを1、OFFを0と設定すると、上述のように、制御部50における各輪のばね下制御指令の生成に必要なマトリクスパラメータが設定しやすくなる。なお、このON/OFF信号の変化率に制限を設けたり、フィルタを設けたりすることで、制御指令の急変防止を図ってもよい。
上限値を1、下限値を0と設定すると、上記と同様に、制御部50における各輪のばね下制御指令の生成に必要なマトリクスパラメータが設定しやすくなる。
ON/OFF信号ではなく、ばね下振動レベルに応じて変動する連続信号であるため、振動の大きさに応じてきめ細かな制御が可能となる。また、上下限値が設定されたとしても、その間は振動レベルに応じて変動することになるため、制御指令の急変を防止する役目も果たす。なお、上下限値のうち、どちらかだけが設定されてもよいし、必ずしも、0〜1に正規化される必要もない。
図27は、ばね下振動状態を検出するセンサ11〜14(図23)のいずれか1つの検出信号から、ばね下振動成分を抽出した波形の一例を示している。図28は、図27の絶対値波形である。図29は、図28の波形から、図24に示したようなON/OFF信号を生成するための方法を示したものである。
なお、ON/OFF判定結果の生成方法は、上記手法に限定されるものではない。
また、例えば図31に示すように、センサ検出値の振動レベルの大きさに応じて、制御部50へ入力される状態信号の振動レベルを補正することもできる。更にフィルタなどで、振動レベルを遅延させるなどしてもよい。
なお、絶対値波形を規定時間ピークホールドし、規定時間後にその値を漸減させ、これらの処理の途中で絶対値波形が上回れば、値が大きい方を採用するという手法も適用可能である。このような手法も、結局は振動の大きさを評価しているため、振動レベルと同じ概念である。
なお、アクティブ制御の場合は、プラスマイナス両方の電流値を制御するものである。
また、図6を参照して説明した制御部50のGマトリクス(G11〜G44)は、基本的に一定ゲインであるため、最終制御指令が片振幅であることを考慮すると、Wマトリクス(WFR、WFL、WRR、WRL)も片振幅に設定する必要がある。
したがって、上述したような振動波形の絶対値の包絡線で表された片振幅の振動レベル情報は、セミアクティブ制御指令を実行する上で、制御部50(ばね下制御指令演算部51〜54)へ入力される状態信号として好適な入力形態とされる。
なお、各状態信号は、両振幅であってもよく、この場合は、例えば、各ばね下制御指令演算部51〜54において片振幅に変換される。また、両振幅の状態信号を出力することで、例えば、アクティブ制御用のばね下制御指令の算出が可能となる。
続いて、ばね下振動情報を取得するセンサの種類や配置などを考慮した、信号生成部40における状態信号(WFR、WFL、WRR、WRLに相当)の生成方法について説明する。
ばね上加速度センサ14は、個々の輪のばね上に配置されてもよいし、FL輪とFR輪との間、あるいは、RL輪とRR輪との間に配置されてもよい。図中、ばね上加速度センサ14は6個示されているが、これらの位置は図示の例に限られず、各々破線で示した領域内のいずれかに配置されることが多い。更に、図示する6個のばね上加速度センサ14のうち、平面的に見て同一直線上にない任意の3個のばね上加速度センサ14が選択されることもある。なお後述するように、平面的に見て同一直線上にない任意の3個のばね上加速度センサ14がランダムに配置される場合についても検討する。
この例では、基本的には、ばね下加速度センサ11または変位センサ12の検出情報を用いて、各輪のばね下振動情報が算出され、その情報に基づいて、各輪について図24〜図26に示したような形態の状態信号がそれぞれ生成され、各ばね下制御指令演算部51〜54へ入力される(図4)。
なお、近年の車両のほとんどは、車輪速センサ13によって全輪の車輪速が検出されるため、これらの車輪速からもばね下振動情報を算出し、その情報に基づいて、各輪の状態信号を生成するようにしてもよい。
これに対して、複数のセンサ出力の平均をとって当該輪のばね下振動を判定する場合、失陥が生じたセンサの異常値も判定結果に反映されることになるため、例えば図34に示すように出力が半分になったり、性能劣化が生じたりして、適正なばね下振動判定を行うことが不可能となる。
図35に示すように、フロントには変位センサ12またはばね下加速度センサ11のどちらかが左右輪とも設置されており、リアにはこれらのセンサが設置されていない場合を考える。この例では、ばね上加速度センサ14は、図35に示すように、平面的に見てフロント左右輪の中間およびリア各輪の直上にそれぞれ設置される。
変位センサやばね下加速度センサが設置されていない場合は(車輪速センサの設置は任意)、図37に示すように、フロント各輪の直上およびリア左右輪の中間に計3つのばね上加速度センサ14が設置されるのが好ましい。
本例におけるセンサの配置例によって取得される各輪のばね下振動情報は、例えば、図22に示した制御部50を備えるサスペンション制御装置に適用可能である。
複数のばね上加速度センサが、各輪に対応して設置されるとは限られず、図38に示すように、車体上のランダムな位置に設置される場合がある(車輪速センサの設置は任意)。このときの各輪のばね下振動情報を取得方法について説明する。
一方、各々のばね上加速度センサ14は、各輪のばね上を通じて当該各輪のばね下振動情報を間接的に取得する。したがって、これらばね上加速度センサ14の出力と車輪速センサ13の出力とに基づいて、各輪のばね下振動情報を取得することも不可能ではないが、いずれの輪のばね下情報であるかを区別することができないため、以下に述べるように各輪共通のばね下振動情報として取得することが好ましい。
上述のように、本実施形態の信号生成部40(ばね下振動判定部41〜44)は、各輪の状態信号を生成するに際して、典型的には、車輪速センサ、ばね下加速度センサ、ばね上加速度センサ等の複数のセンサで検出されたばね下振動情報の最大値を選択するように構成される(図33参照)。このようなハイセレクト処理を信号レベルの時間変化が相互に異なる2つのセンサ信号に基づいて実行する例を図40を参照して説明すると、2つの信号A,Bが交差する時刻T0までの時間は信号Aの振動レベルが選択され、時刻T0以降の時間は信号Bの振動レベルが選択されることになる。
ここで、図40に示すように、時刻T0の前後で信号A,Bの振動レベルの変化率が過大に異なると、状態信号(およびこれに基づいて生成されるばね下制御指令)の急変を招き、ダンパに対する円滑な減衰力制御が困難になる結果、車両フィーリングが悪化するおそれがある。
このような問題を解消するため、例えば図41に概念的に示すように、平滑ハイセレクト処理を実行することが好ましい。
図41は、平滑ハイセレクト処理を説明する概念図である。この処理においては、図41に示すように、時刻T0の前後の所定時刻T1,T2の間に、信号A,Bの振動レベルの変化を平滑化する仮想信号線Scが設定され、時刻T1〜T2にハイセレクトされる振動レベルとして、仮想信号線Sc上の振動レベルが選択される。これにより、ハイセレクト処理による振動レベルの急変を防止し、ダンパに対する円滑な減衰力制御を実現することが可能となる。
信号Aと信号Bとの偏差をε、偏差εに対する平滑化閾値をδとすると、仮想信号線Scは、偏差εの絶対値が閾値δ以下の領域において、信号A,Bから選択される最大値に、図42に示す加算値αを加算することで設定される。図42に示す加算値αは、以下の式(9)によって表現できる。
α=(|ε|−δ)2/(4δ) ・・・(5)
ただし、加算値αは、上記式(5)で表される値に限定されず、適宜の値が採用されてもよい。
なお、当該平滑ハイセレクト処理は、信号生成部40に代えて、制御部50(ばね下制御指令演算部51〜54)に組み込まれてもよい。この場合、各輪の状態信号の中からハイセレクトすることで生成されるばね下制御指令の急変を抑制することができるため、上述と同様の作用効果を得ることができる。
これに対して上述の平滑ハイセレクト処理によれば、上記位相遅れの問題を解消でき、制御に遅れを生じさせることなく適正な制振制御を実現することが可能である。
図44より、LPFによる平滑化では、位相遅れを小さくしようとすると、平滑化の効果がほとんどないことがわかる。そして図45より、平滑化の効果を大きくしようとすると、位相遅れが大きくなってしまうことがわかる。
これにより、平滑ハイセレクト処理は、位相遅れを全く発生させずに、ハイセレクト時の急変を緩和(平滑化)することができるというメリットがあることがわかる。
11…ばね下加速度センサ
12…変位センサ
13…車輪速センサ
14…ばね上加速度センサ
20…サスペンション制御装置
30…ダンパ
40…信号生成部
41〜44…ばね下振動判定部
50…制御部
51〜54…ばね下制御指令演算部
60…上限リミッタ処理部
100…サスペンション制御システム
Claims (9)
- 第1の輪のばね下振動に関する第1の状態信号と、前記第1の輪と左右反対の輪である第2の輪のばね下振動に関する第2の状態信号とを生成する信号生成部と、
前記第1および第2の状態信号に基づいて、前記第1の輪に設置された第1のダンパと、前記第2の輪に設置された第2のダンパとを相互に協調制御するための制御信号を生成する制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記第1および第2の輪の少なくとも一方のばね下振動を検出したとき、前記制御信号として、前記第1のダンパの振動減衰特性を制御する第1の制御指令と、前記第2のダンパの振動減衰特性を制御する第2の制御指令とを生成する、サスペンション制御装置であって、
前記制御部は、
前記第1の状態信号と第1のゲインとの乗算値と、前記第2の状態信号と前記第1のゲインとは異なる第2のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、前記第1の制御指令を生成する第1の制御指令演算部と、
前記第1の状態信号と前記第2のゲインと同一の第3のゲインとの乗算値と、前記第2の状態信号と前記第1のゲインと同一の第4のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、前記第2の制御指令を生成する第2の制御指令演算部と、を有する
サスペンション制御装置。 - 請求項1に記載のサスペンション制御装置であって、
前記制御部は、前記第1の状態信号が前記第2の状態信号よりも大きいとき、前記第1のダンパの振動減衰特性が前記第2のダンパの振動減衰特性よりも大きくなるように、前記第1および第2の制御指令を生成する
サスペンション制御装置。 - 請求項1に記載のサスペンション制御装置であって、
前記制御部は、前記第1の状態信号が前記第2の状態信号よりも大きいとき、前記第1のダンパの振動減衰特性が前記第2のダンパの振動減衰特性よりも小さくなるように、前記第1および第2の制御指令を生成する
サスペンション制御装置。 - 請求項1に記載のサスペンション制御装置であって、
前記制御部は、前記第1の状態信号が前記第2の状態信号よりも大きいとき、前記第1のダンパの振動減衰特性と前記第2のダンパの振動減衰特性とが等しくなるように、前記第1および第2の制御指令を生成する
サスペンション制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載のサスペンション制御装置であって、
前記信号生成部は、前記第1の輪と前後反対の第3の輪のばね下振動に関する第3の状態信号と、前記第3の輪と左右反対の第4の輪のばね下振動に関する第4の状態信号とをさらに生成し、
前記第1の制御指令演算部は、
前記第1の状態信号と前記第1のゲインとの乗算値と、前記第2の状態信号と前記第2のゲインとの乗算値と、前記第3の状態信号と第5のゲインとの乗算値と、前記第4の状態信号と前記第5のゲインとは異なる第6のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、前記第1の制御指令を生成し、
前記第2の制御指令演算部は、
前記第1の状態信号と前記第3のゲインとの乗算値と、前記第2の状態信号と前記第4のゲインとの乗算値と、前記第3の状態信号と前記第6のゲインと同一の第7のゲインとの乗算値と、前記第4の状態信号と前記第5のゲインと同一の第8のゲインとの乗算値との中から選択される最大値に基づいて、前記第2の制御指令を生成する
サスペンション制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載のサスペンション制御装置であって、
前記第1および第2の輪は、左右の前輪である
サスペンション制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載のサスペンション制御装置であって、
前記第1および第2の輪は、左右の後輪である
サスペンション制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか1つに記載のサスペンション制御装置であって、
前記制御部は、車両の速度に応じて、前記第1〜第4のゲインの値を可変に制御する
サスペンション制御装置。 - 請求項8に記載のサスペンション制御装置であって、
前記制御部は、
前記車両の速度が第1の速度域においては、前記第2のゲインを前記第4のゲインよりも小さい値に設定し、かつ、前記車両の速度が高くなるに従って前記第2のゲインと前記第4のゲインとの差を小さくし、
前記車両の速度が前記第1の速度域以上の第2の速度域においては、前記第2のゲインを前記第4のゲイン以上の値に設定し、かつ、前記車両の速度が高くなるに従って前記第2のゲインと前記第4のゲインとの差を大きくする
。
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