JP6638703B2 - サスペンション制御システム - Google Patents
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Description
前記サスペンション制御システムは、
前記車両の車輪に対して設けられ、制御量に応じて減衰力が変動するサスペンションと、
前記制御量を決定して前記減衰力を制御する制御装置と
を備える。
前記制御装置は、
前記制御量のベース値であるベース制御量を算出するベース算出処理と、
前記ベース制御量に補正制御量を組み合わせて前記制御量を決定する制御量補正処理と
を行う。
ベース減衰力は、前記ベース制御量に相当する前記減衰力である。
ストローク速度は、前記サスペンションを介して互いに連結されたばね上構造体とばね下構造体との間の相対速度である。
要求減衰方向は、前記ばね上構造体の振動を抑えるために要求される前記減衰力の向きである。
前記要求減衰方向が上向きである場合、前記制御装置は、前記ストローク速度にかかわらず前記減衰力が前記ベース減衰力よりも小さくなるように、前記制御量補正処理を行う。
前記要求減衰方向が下向きである場合、前記制御装置は、前記ストローク速度にかかわらず前記減衰力が前記ベース減衰力よりも大きくなるように、前記制御量補正処理を行う。
前記ストローク速度の圧側と伸側を比較したとき、前記制御量の変動に対する前記減衰力の変動幅は、前記圧側よりも前記伸側の方が大きい。
ばね上速度は、前記ばね上構造体の上下速度である。
前記ばね上速度が上向きの場合、前記要求減衰方向は下向きである。
前記ばね上速度が下向きの場合、前記要求減衰方向は上向きである。
前記サスペンション制御システムは、前記ばね上構造体の上下加速度を検出するばね上加速度センサを更に備える。
前記制御装置は、前記ばね上加速度センサによって検出された前記上下加速度に基づいて、前記ばね上構造体の振動を抑えるために要求される要求制御量を前記補正制御量として算出する。
前記要求減衰方向が上向きか下向きかに依って前記補正制御量の符号は異なる。
前記制御装置は、前記補正制御量と前記ベース制御量とを組み合わせることによって、前記要求減衰方向が上向きか下向きかを判定することなく前記制御量補正処理を行う。
前記サスペンション制御システムは、前記ばね上構造体の上下加速度を検出するばね上加速度センサを更に備える。
前記制御装置は、前記ばね上加速度センサによって検出された前記上下加速度に基づいて、前記要求減衰方向が上向きか下向きかを判定する。
1−1.可変減衰力サスペンション
図1は、本発明の実施の形態に係る車両1を説明するための概略図である。車両1は、車輪2とサスペンション3を備えている。車輪2は、右前輪2−1、左前輪2−2、右後輪2−3、及び左後輪2−4を含んでいる。サスペンション3は、各車輪2に対して設けられている。具体的には、第1サスペンション3−1、第2サスペンション3−2、第3サスペンション3−3、及び第4サスペンション3−4が、それぞれ、右前輪2−1、左前輪2−2、右後輪2−3、及び左後輪2−4に対して設けられている。
まず、比較例として、上記の特許文献1(特開2016−002778号公報)に開示されている方法を考える。比較例によれば、制御量Faをベース制御量Fbから増加させるか減少させるかは、「ばね上速度Va」と「ストローク速度Vst」との関係によって決定される。
次に、本実施の形態に係る制御量補正処理について説明する。本実施の形態によれば、制御量Faをベース制御電流Fbから増加させるか減少させるかの判定において、ストローク速度Vstの符号は考慮されない。つまり、ストローク速度Vstが伸側と圧側との間で反転したとしても、制御量Faの増減(UP/DOWN)は切り替えられない。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、制御量Faをベース制御量Fbから増加あるいは減少させる制御量補正処理において、ストローク速度Vstは考慮されない。制御量補正処理は、ストローク速度Vstには基づかず、要求減衰方向DRに基づいて行われる。従って、ストローク速度Vstが伸側と圧側との間で反転するときに、制御量Faの増減(UP/DOWN)を切り替える必要はない。制御量Faの増減の切り替えが発生するのは、要求減衰方向DRの向きが反転するときだけである。
2−1.構成例
図11は、本実施の形態に係るサスペンション制御システム100の構成例を示すブロック図である。サスペンション制御システム100は、車両1に搭載されており、サスペンション3の減衰力を可変に制御する。このサスペンション制御システム100は、サスペンション3、ばね上加速度センサ10、車速センサ20、及び制御装置30を備えている。
図12は、本実施の形態に係るサスペンション制御システム100(制御装置30)による減衰力制御処理を示すフローチャートである。図12に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
制御装置30は、各ばね上加速度センサ10−i(i=1〜4)から、ばね上加速度の検出値の情報を取得する。また、制御装置30は、車速センサ20から、車速の検出値の情報を取得する。
制御装置30は、各制御量Faiのベース値であるベース制御量Fbを算出するベース算出処理を行う。例えば、ベース制御量Fbは車速に依存し、車速が高くなるにつれて大きくなる。制御装置30は、予め作成されたマップ等を参照し、車速に応じたベース制御量Fbを算出する。このベース制御量Fbに相当する減衰力が、ベース減衰力である。
制御装置30は、上記の制御量補正処理を行う。つまり、制御装置30は、ベース制御量Fbに補正値を加算する、あるいは、ベース制御量Fbから補正値を減算することによって、各サスペンション3−i(i=1〜4)に関する制御量Faiを決定する。各サスペンション3−iに関するベース制御量Fbからの補正量は、補正制御量Fciである。つまり、制御量Faiは、ベース制御量Fbと補正制御量Fciの組み合わせで表される。制御装置30は、ベース制御量Fbに補正制御量Fciを組み合わせることによって、最終的な制御量Faiを決定する。より詳細には、ステップS30は、次のステップS40〜S70を含む。
制御装置30は、各サスペンション3−i(i=1〜4)について、補正制御量Fciを算出する。補正制御量Fciは、ばね上構造体4の振動を抑えるために各サスペンション3−iに対して要求される要求制御量に相当する。ばね上構造体4の振動は、上下振動、ロール振動、及びピッチ振動のうち少なくとも1つである。ばね上構造体4の振動を抑えるアルゴリズムは、例えば、スカイフックダンパ制御理論に基づく。制御装置30は、ステップS10で取得したばね上加速度に基づいて、ばね上構造体4の振動を抑えるために要求される要求制御量を補正制御量Fciとして算出する。
制御装置30は、各サスペンション3−i(i=1〜4)について、要求減衰方向DRiが上向きか下向きかを判定する。要求減衰方向DRiは、ばね上構造体4の振動を抑えるために各サスペンション3−iにおいて要求される減衰力の向きである。ばね上構造体4の振動は、上下振動、ロール振動、及びピッチ振動のうち少なくとも1つである。ばね上構造体4の振動を抑えるアルゴリズムは、例えば、スカイフックダンパ制御理論に基づく。制御装置30は、ステップS10で取得したばね上加速度に基づいて、要求減衰方向DRiが上向きか下向きかを判定する。
制御装置30は、ストローク速度Vstにかかわらず、制御量Faiをベース制御量Fbよりも補正制御量Fciの分だけ小さくする(制御量DOWN)。これにより、制御量Faiに相当する減衰力は、ベース制御量Fbに相当するベース減衰力よりも小さくなる。つまり、制御装置30は、ストローク速度Vstにかかわらず減衰力がベース減衰力よりも小さくなるように、制御量補正処理を行う。
制御装置30は、ストローク速度Vstにかかわらず、制御量Faiをベース制御量Fbよりも補正制御量Fciの分だけ大きくする(制御量UP)。これにより、制御量Faiに相当する減衰力は、ベース制御量Fbに相当するベース減衰力よりも大きくなる。つまり、制御装置30は、ストローク速度Vstにかかわらず減衰力がベース減衰力よりも大きくなるように、制御量補正処理を行う。
制御装置30は、制御量補正処理(ステップS30)によって得られた各制御量Faiに従って、各サスペンション3−iの減衰力を制御する。つまり、制御装置30は、各制御量Faiに従って、各サスペンション3−iのショックアブソーバ3Aのアクチュエータを作動させる。これにより、各サスペンション3−iにおいて所望の減衰力が得られる。
図13は、本実施の形態に係る制御量補正処理(ステップS30)の具体例を示すフローチャートである。上述の通り、ステップS30は、ステップS40〜S70を含んでいる。図13に示される例では、補正制御量Fciを算出するステップS40は、次のステップS41〜S44を含んでいる。
図14は、ステップS41を説明するための概念図である。X方向は、車両1の進行方向である。Y方向は、車両1の横方向であり、X方向と直交する。Z方向は、X方向及びY方向と直交する。第iばね上加速度センサ10−i(i=1〜4)のX方向位置及びY方向位置は、それぞれ、Li及びWiである。ばね上重心位置GCのX方向位置及びY方向位置は、それぞれ、Lg及びWgである。これらのパラメータ(Li、Wi、Lg、Wg)は、予め取得され、制御装置30のメモリに格納されている。
続いて、制御装置30は、各モード加速度(上下加速度Zg''、ロール加速度Φg''、及びピッチ加速度Θg'')を積分することによって、ばね上重心位置GCの各モード速度(上下速度Zg'、ロール速度Φg'、及びピッチ速度Θg')を算出する。ばね上重心位置GCの上下速度Zg'、ロール速度Φg'、及びピッチ速度Θg'は、それぞれ、次の式(5)〜(7)で表される。
続いて、制御装置30は、ばね上重心位置GCの各モード振動(上下振動、ロール振動、ピッチ振動)を抑えるために要求される要求制御量を算出する。要求制御量は、上下振動を抑えるための上下要求制御量Fz、ロール振動を抑えるためのロール要求制御量Mr、及びピッチ振動を抑えるためのピッチ要求制御量Mpを含む。ここで、上下要求制御量Fzは、上向きの減衰力が要求される場合に正であるとする。ロール要求制御量Mrは、右下がり左上がりの減衰モーメントが要求される場合に正であるとする。ピッチ要求制御量Mpは、前輪下がり後輪上がりの減衰モーメントが要求される場合に正であるとする。
続いて、制御装置30は、ばね上重心位置GCにおける要求制御量(Fz、Mr、Mp)を、各車輪2−iの位置における要求制御量に換算(変換)する。各車輪2−iの位置における要求制御量が、各サスペンション3−iにおいて要求される補正制御量Fciに相当する。
上記式(11)によって得られる補正制御量Fciの符号は、要求減衰方向DRiの符号(向き)と一致している。具体的には、要求減衰方向DRiが上向きの場合(DRi>0)、補正制御量FCiの符号は正である(FCi>0)。一方、要求減衰方向DRiが下向きの場合(DRi<0)、補正制御量FCiの符号は負である(FCi<0)。この場合、制御量Faiは、次の式(12)で表される。
2 車輪
2−1 右前輪
2−2 左前輪
2−3 右後輪
2−4 左後輪
3 サスペンション
3−1 第1サスペンション
3−2 第2サスペンション
3−3 第3サスペンション
3−4 第4サスペンション
3A ショックアブソーバ
3S ばね
4 ばね上構造体
5 ばね下構造体
10 ばね上加速度センサ
10−1 第1ばね上加速度センサ
10−2 第2ばね上加速度センサ
10−3 第3ばね上加速度センサ
10−4 第4ばね上加速度センサ
20 車速センサ
30 制御装置
100 サスペンション制御システム
DR 要求減衰方向
Fa 制御量
Fb ベース制御量
Fc 補正制御量
Va ばね上速度
Vst ストローク速度
Claims (6)
- 車両に搭載されるサスペンション制御システムであって、
前記車両の車輪に対して設けられ、制御量に応じて減衰力が変動するサスペンションと、
前記制御量を決定して前記減衰力を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記制御量のベース値であるベース制御量を算出するベース算出処理と、
前記ベース制御量に補正制御量を組み合わせて前記制御量を決定する制御量補正処理と
を行い、
ベース減衰力は、前記ベース制御量に相当する前記減衰力であり、
ストローク速度は、前記サスペンションを介して互いに連結されたばね上構造体とばね下構造体との間の相対速度であり、
要求減衰方向は、前記ばね上構造体の振動を抑えるために要求される前記減衰力の向きであり、
前記要求減衰方向が上向きである場合、前記制御装置は、前記ストローク速度にかかわらず前記減衰力が前記ベース減衰力よりも小さくなるように、前記制御量補正処理を行い、
前記要求減衰方向が下向きである場合、前記制御装置は、前記ストローク速度にかかわらず前記減衰力が前記ベース減衰力よりも大きくなるように、前記制御量補正処理を行う
サスペンション制御システム。 - 請求項1に記載のサスペンション制御システムであって、
前記ストローク速度の圧側と伸側を比較したとき、前記制御量の変動に対する前記減衰力の変動幅は、前記圧側よりも前記伸側の方が大きい
サスペンション制御システム。 - 請求項1又は2に記載のサスペンション制御システムであって、
ばね上速度は、前記ばね上構造体の上下速度であり、
前記ばね上速度が上向きの場合、前記要求減衰方向は下向きであり、
前記ばね上速度が下向きの場合、前記要求減衰方向は上向きである
サスペンション制御システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のサスペンション制御システムであって、
前記ばね上構造体の上下加速度を検出するばね上加速度センサを更に備え、
前記制御装置は、前記ばね上加速度センサによって検出された前記上下加速度に基づいて、前記ばね上構造体の振動を抑えるために要求される要求制御量を前記補正制御量として算出する
サスペンション制御システム。 - 請求項4に記載のサスペンション制御システムであって、
前記要求減衰方向が上向きか下向きかに依って前記補正制御量の符号は異なり、
前記制御装置は、前記補正制御量と前記ベース制御量とを組み合わせることによって、前記要求減衰方向が上向きか下向きかを判定することなく前記制御量補正処理を行う
サスペンション制御システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のサスペンション制御システムであって、
前記ばね上構造体の上下加速度を検出するばね上加速度センサを更に備え、
前記制御装置は、前記ばね上加速度センサによって検出された前記上下加速度に基づいて、前記要求減衰方向が上向きか下向きかを判定する
サスペンション制御システム。
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