JPH04306115A - サスペンションシステムの不快衝撃度を最小にする周波数成形方法 - Google Patents

サスペンションシステムの不快衝撃度を最小にする周波数成形方法

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JPH04306115A
JPH04306115A JP3352901A JP35290191A JPH04306115A JP H04306115 A JPH04306115 A JP H04306115A JP 3352901 A JP3352901 A JP 3352901A JP 35290191 A JP35290191 A JP 35290191A JP H04306115 A JPH04306115 A JP H04306115A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、能動懸架シ
ステムに関し、特に不快衝撃度を減少する周波数成形特
性を有する能動車両懸架システムの装置および方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】能動懸架システムは妨害周波数の広帯域
幅の懸架装置制御を示すものとして当業者に知られてい
る。これらの従来技術の能動懸架システムは、通常最初
の受動の相対物システムよりも実質的に不快な衝撃特性
を示す。これは特に、車両のような懸架システムを組込
んでいる機械装置が急な妨害にあうときに機械装置に伝
送された力が大きく、受動のシステムが組み込まれた場
合に機械装置に伝送されるものよりも高い周波数成分を
示すことを意味する。それ故車両において高い安定性お
よび操作のような能動システムの知られている利点と受
動システムの減少した不快衝撃度の間に妥協が存在する
。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】車両の能動懸架システ
ムの不快衝撃度を減少する技術に知られる１つの方法は
、ハブあるいは車輪制動を減少することである。あいに
くこれは通常受動システムに匹敵する不快衝撃度特性が
達成される前に良好に車輪を制動できなくする。この関
係は特定な能動および受動の懸架システムについて図１
に示されている。図１の横軸は、車輪が道路の凹凸に遭
遇した後の振動を止めるために要する時間のディメンシ
ョンのない関係としてハブ制動を示す。見られるように
、ハブ制動が高くなるほど良好な車輪制御が得られ、車
両の操作を良好にする。ハブ制動が減少すると、車輪の
弾みが増加し、車両の制御および操作がさらに困難で危
険となる。縦軸は、懸架システムからの車両に伝送され
る力の量である最高値から最高値までのボディ負荷を示
す。ボディ負荷における増加は道路の凹凸の衝撃の不快
衝撃度の増加に変換される。
【０００４】実線Ａは、能動懸架システムを有する特定
の車両のボディ負荷とハブ制動の間の関係を示す。破線
Ｂは、受動懸架システムを有する特定の車両のハブ制動
とボディ負荷の間の関係を示す。見られるように、ハブ
制動の減少は特定の道路の妨害の不快衝撃度を減少する
。しかしながら、ハブ制動が過度の車輪の弾みの領域に
なる前の受動システムのものと比較できる不快衝撃度を
達成するために能動システムに十分に減少されないこと
が曲線ＡおよびＢから明らかにされる。不当なホイール
バウンスがドライバーの不快さおよび、または車両制御
の損失の要因として定められているため、ハブ制動を減
少するこの方法は限られた成功に適している。
【０００５】能動懸架システムの不快衝撃度を減少する
ための別の方法は、図２に示されるようにソフトな隔離
体ブッシングの使用である。図面において、車輪制動を
誘導するための２つの装置は、ばね支持質量１０とばね
駆動側質量１２の間に示される。図に示すためにばね支
持質量は特定の車両のボディであり、ばね駆動側質量は
車両の車輪の１つである。２つの車輪制動装置は、可変
制御制動器１６および能動アクチュエーター１８である
。制動器１６は受動あるいは能動システムに組込まれ、
アクチュエーター１８は能動システムに通常使用される
。スプリング１４は懸架装置制御をさらに増加するため
に受動あるいは能動システムの両方に使用される。２０
で示される２つのソフトな隔離体ブッシングは、ばね支
持質量１０とばね駆動側質量１２の間の制動器１６およ
び能動アクチュエーター１８と共に組込まれる。
【０００６】ソフトな隔離体ブッシング２０は、余りに
小さくて車輪制動装置１６および１８によって制動され
ない道路妨害の高周波数（雑音）伝送と同様に小さい衝
撃のため不快衝撃度が減少するのを助ける。しかしなが
ら、ソフトな隔離体ブッシング２０を有する懸架システ
ムに適当な車輪制動を維持するため、より高い最高値の
制動力が要求される。図１に関して上記されるように、
高い制動力は大きい単一の道路妨害の増加した伝送に生
じ、増加した不快衝撃度に生ずる。加えて、ソフトな隔
離体ブッシングは負荷を非常に低く限定するブッシング
移動が生じないようにブッシングを保護するために実質
的なブッシング移動を必要とする。さらに、隔離体ブッ
シングは、懸架システムの残りの部分の上下移動から時
間的にずらされた制動器の上下移動のために制動器に位
相遅延が誘導されるブッシングを生成する。しかしなが
ら、実際的な問題として、隔離体ブッシングは車両シャ
シーに雑音妨害を減少するための受動および能動懸架シ
ステムに対してが必要とされ、両システムの隔離体ブッ
シングから生ずる性能特性は同様である。
【０００７】能動懸架システムの不快衝撃度を減少し、
さらに位相遅延が誘導されるブッシングを含みハブ制動
および高周波伝送特性の独立な制御を可能にしている隔
離体ブッシングおよび他のシステム力学の好ましくない
効果を補正するための装置および方法が必要である。そ
れ故本発明の目的は、このような方法および装置を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、急激な妨害に
よって生じられる不快衝撃度を減少するための手段を有
する能動懸架システムを組み込むための方法および装置
を提供する。システムはハブ加速度計である運動センサ
を含むが、それに限定はされない。運動センサはばね駆
動側質量の運動を感知し、マイクロプロセッサにこの運
動を示す周波数信号を伝送する。マイクロプロセッサは
符号化した周波数成形アルゴリズムを含み、それはセン
サからの周波数信号を変更した位相および大きさの成分
を有する信号に成形する。成形した信号は、適当な制動
を提供するために能動水圧支柱あるいはダンパーのよう
な能動制御部品に送られる。成形された信号は、不快衝
撃度を最小にする値まで制動を調整するように能動制動
部品に指令する。
【０００９】この発明によって自動車、トラック、バス
、タンク、航空機、あるいはオートバイのような車両の
個々の車輪は高い安定度および性能を与えられ、さらに
急激な道路の凹凸による不快衝撃度の量を減少するため
にためにそれぞれ制御される。加えて、隔離体ブッシン
グおよび別のシステム力学による誘導された位相遅延は
補正される。
【００１０】本発明の付加的な目的、利点および特徴は
添付図面と共に以下の説明および特許請求の範囲から明
らかにされるであろう。
【００１１】
【実施例】本発明の好ましい実施例の以下の説明は単な
る例示であり、使用あるいは適用を限定するための方法
におけるものではない。
【００１２】図３は、本発明の好ましい実施例の特定な
使用の概略図を表す。図において、３０は能動的に制御
される車両の懸架システムである。３２はばね駆動側質
量である車両のタイヤを表す。３４はばね支持質量であ
る車両のボディを表す。ばね駆動側質量とばね支持質量
の間の関係は、上記のように図２で示される。各ばね駆
動側質量３２はセンサ３６およびアクチュエーター３８
を有する。センサ３６はばね駆動側質量３２の加速を測
定するためのハブ加速度計である。しかしながら、セン
サ３６は加速度計に限定されず、速度計のようなハブの
運動を測定する別の装置でもよい。アクチュエーター３
８は能動的に制御され、ハブに広い制動範囲を与える。 アクチュエーター３８は能動的に制御されるオリフィス
を有する水力学的な支柱あるいは制動器であるが、これ
らの装置に限定はされない。センサ３６およびアクチュ
エーター３８は、実質的に技術において知られている適
当な部品でよい。
【００１３】システム３０は、マイクロプロセッサ４０
あるいはその他の適当な計算装置をさらに含む。マイク
ロプロセッサ４０内には、周波数応答成形ネットワーク
４２が設けられている。周波数応答成形ネットワーク４
２は、各センサ３６から得られた入力ライン４４を有す
る。さらにマイクロプロセッサ４０は、それぞれのアク
チュエーター３８に接続される出力ライン４６を有する
。それぞればね駆動側質量３２は周波数応答成形ネット
ワーク４２への同様の出力ライン４４を含み、さらに各
アクチュエーター３８はマイクロプロセッサからの入力
ライン４６を含む。通常、各アクチュエーターおよびセ
ンサは車両の各ハブに対して同一であるが、異なるシス
テムは所望な異なるセンサおよびアクチュエーターを必
要とし、それ故異なるアクチュエーターおよびセンサは
各車輪が車両のシャシーに関連した道路状態に別々に応
じる時に使用される。
【００１４】動作において、センサ３６はばね駆動側質
量３２の運動を感知する。この運動はシステム３０の上
下運動である。この運動を示す周波数信号は、周波数応
答成形ネットワーク４２にライン４４に沿って送られる
。周波数応答成形ネットワーク４２はライン４４上の周
波数信号を受信し、位相および大きさの成分を考慮して
分析する。周波数応答ネットワーク４２は位相および大
きさのこれらの個々の成分を受信し、マイクロプロセッ
サ４０に蓄えられる予め決められたアルゴリズムによっ
てそれらを成形する。周波数応答成形ネットワーク４２
からの成形された信号は、アクチュエーター３８に適当
な制動特性を与えるためにライン４６に沿って出力する
ためにマイクロプロセッサ４０の出力を供給される。故
に、アクチュエーター３８はばね駆動側質量３２の運動
を考慮したばね駆動側質量３２に所望の適当な制動を適
用する。成形された制動応答は、センサを反応させる道
路の凹凸による不快衝撃度が最小にされるようにばね駆
動側質量３２に適用される。
【００１５】図４を参照すると、全体を５０で示される
本発明の好ましい実施例に従っているシステム３０に使
用されるような能動懸架装置の機能的なブロック図であ
る。 ブロック５４は、道路の凹凸によって作用される車両の
個々の部分の力を表す。これらの力は懸架装置、車両の
シャシーおよび車輪の力を含むが、それに限定はされな
い。ライン５２はシステム５０への入力を表し、通常、
道路の穴あるいはそのようなものによって生じられるよ
うな入力である。ライン５６は、力学ブロック５４の出
力ラインを表す。ライン５６上の出力は図３のセンサ３
６からの出力であり、車両のシャシーの応答を示す周波
数信号を送り、懸架装置および車輪は入力ライン５２上
の信号の大きさに関連する。ライン５６上の周波数信号
は、ブロック５８によって表される周波数応答成形ネッ
トワークに適用される。周波数応答成形ブロック５８は
ライン５６上の周波数信号を受け、上記のような振幅お
よび位相成分を考慮して分析する。これらの成分はライ
ン５６上の位相および振幅の入力成分に対して予め決め
られた応答周波数信号に周波数信号の位相および大きさ
を変形および成形する予め決められたアルゴリズムに適
用される。この応答は、基本懸架装置制御法則ブロック
６４への線６０上に出力される。制御法則ブロック６４
は車両の異なる動力学的制御法則を含む。さらブロック
５４からの力学的情報は、ライン６２上の入力として制
御法則ブロック６４に供給される。制御法則ブロック６
４はブロック５４からの力学応答信号を得て、不快衝撃
度を減少するためにハブの適当な減衰を決定するブロッ
ク５８から変更された周波数信号を供給する。周波数応
答成形ネットワークおよび基本懸架制御法則は、マイク
ロプロセッサ４０に蓄えられる。マイクロプロセッサ４
０は、車両の力学の制御法則から知られている特性に適
当な応答を計算する。適当な制動を示す信号は、ライン
６６上のブロック６８によって表されるアクチュエータ
ーに供給される。ブロック６８によって表されるような
アクチュエーターはライン７０に沿ってブロック５４の
車両の力学に付勢作用を供給する。これによって、車輪
の運動は入力ライン５２上に表される衝撃に応じて不快
衝撃度を最小にするように制御される。
【００１６】図５は、車両の能動懸架システム８０の特
定な構成を表し、それにおいてハブ加速度計出力は既知
能動懸架システムに対して通常の利得増幅ネットワーク
に代って加速度フィルタ８４によって表される周波数応
答成形ネットワークに適用される。システム８０は、１
／４の車両力学ブロック８２を有し、それは車両の１つ
の車輪の運動感知および制御を含む。ブロック８２の出
力は負荷セルラインＦａ　を含み、それは懸架システム
上の力の測定を表し、ハブ加速度計ラインは車輪の上下
運動の加速度を表し、ＬＶＤＴセンサラインＸａ　はシ
ャシーに対する車輪の位置を表す。負荷セルＦａ　から
の出力、周波数応答成形ネットワークＸｕ’を表してい
る加速度フィルタ８４、および位置センサＸａ　は懸架
システムの異なる部分の力学に周波数成形信号を供給す
るための基本制御法則ブロック８８に適用される。
【００１７】残りの部品および機能は知られている能動
懸架装置制御システムと同じであり、単に例示として組
込まれている。別のシステムおよび方法も使用可能であ
る。ブロック８８の出力Ｘｃ　はブロック９０に示され
る伝達関数によって表されるハイパスフィルタブロック
９０に適用される。ハイパスフィルタブロック９０の出
力Ｘｍｏｄ　はバンプストップ９４に、そして示される
ように２次フィルタ９６に供給される。ブロック９２に
よって決定されるラインＸａ　上の位置および所望の位
置の結合、および制御法則ブロック８８からの出力（ハ
イパスおよび２次フィルタによって瀘波された後）は和
接合９７に供給され、ブロック９８によって表されるア
クチュエーター補正ネットワークにライン９９を介して
供給される。ブロック９８は命令に応じて改善するアク
チュエーター力学の補正を決定する。アクチュエーター
補正ブロック９８の出力はラインＩｃ上を力学ブロック
８２に適用される。それ故アクチュエーターは不快衝撃
度を最小にするように車輪に適当な制動を与えるように
適当に調整される。
【００１８】ハブ加速度計の周波数出力を成形する加速
度フィルタ８４として組込まれた周波数応答成形ネット
ワークは、所望の制動を実行するために周波数応答特性
を成形する最良の手段の１つを提供する。加速度フィル
タブロック８４による周波数信号を瀘波する１つの方法
は、二重ブロック形式で図６に示される。ハブ加速度計
からのライン１０４　上の入力は、ブロック内に示され
るような特定の伝達関数を有するブロック１００　およ
び１０２　に供給される。この実施例において、Ｋｖ　
は定数であり、Ｓはラプラス変数であり、Ｚは位相リー
ド期間の遮断周波数であり、ｐ１　およびｐ２　は位相
遅延期間の遮断周波数であり、γは位相リード期間の遮
断周波数の逆数であり、ωは自然周波数であり、ξは２
次オーダーロールオフの制動率である。これらの伝達関
数は、マイクロプロセッサ４０に蓄積される。別の所望
の周波数成形特性のための別の伝達関数は、マイクロプ
ロセッサ４０に蓄えられる。 ブロック１００　および１０２　の出力は出力１０６　
を成形するために結合され、それは図５の制御法則ブロ
ック８８に供給される。
【００１９】車両制御法の力学的な式にこれらの周波数
成形特性を適用することは、さらに所望な不快衝撃度を
有する図１に示されるようにハブ制動およびボディ負荷
間の特性曲線を与える。図１に見られるように、ライン
Ｃは剛性の隔離体ブッシング２０が組込まれている本発
明の好ましい実施例に従った懸架システムのハブ制動お
よびボディ負荷の間の応答曲線を表す。明らかであるよ
うにシステムの不快衝撃度は、ラインＡによって示され
るような従来技術の能動懸架システムから減少される。 より剛性の、受動の懸架装置ブッシングに匹敵する隔離
体ブッシング（ラインＣよりも５０％堅い）の結合は、
ラインＤ上に示されるように性能特性を実現できる。明
らかであるように、不快衝撃度はラインＢによって表さ
れる受動システムよりもずっと小さい度合いまで減少さ
れる。
【００２０】以上は、本発明の単に例示的な実施例を説
明し記載したものである。当業者は、このような論議添
付図面および特許請求の範囲から様々な変化、変更が特
許請求の範囲に定められる本発明の技術的範囲から逸脱
することなく行われることができることを容易に理解す
るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】特定の懸架システムのハブ制動に対するボディ
負荷の特性図。
【図２】ばね支持質量とばね駆動側質量に関連して示さ
れる懸架装置部品の模式図。
【図３】本発明の第１の好ましい実施例の部品の概略図
。
【図４】本発明の第１の好ましい実施例の動作のフロー
チャート。
【図５】本発明の好ましい実施例に従った懸架システム
の特定の動作のフローチャート。
【図６】本発明の好ましい実施例の１成分のフローチャ
ートの模式図。
【符号の説明】
３０，５０，８０…能動制御懸架システム、３２…車両
車輪、３６…ハブセンサ、３８…能動アクチュエーター
、４２…周波数応答成形ネットワーク。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ばね駆動側質量の運動を測定するため
    の運動センサと、運動センサからの信号を受信する周波
    数成形ネットワークと、この周波数成形ネットワークか
    らの信号を受信する能動制御アクチュエーターとを具備
    し、アクチュエーターが周波数成形ネットワークからの
    成形された信号に基づいてばね駆動側質量の運動を制御
    することを特徴とするばね支持質量に対してばね駆動側
    質量の運動を能動的に制御するシステム。
  2. 【請求項２】　　隔離体ブッシングをさらに具備し、隔
    離体ブッシングおよびアクチュエーターがばね駆動側質
    量およびばね支持質量の間に位置されている請求項１記
    載のシステム。
  3. 【請求項３】　　運動センサが車両のシャシーに対する
    車輪の運動を測定し、この運動を示す周波数出力を生成
    するためのハブセンサである請求項１記載のシステム。
  4. 【請求項４】　　ハブセンサが車輪の加速度を測定する
    ためのハブ加速度計である請求項３記載のシステム。
  5. 【請求項５】　　周波数成形ネットワークが位相および
    振幅成分の観点で運動センサからの周波数信号を分析し
    、予め決められた応答アルゴリズムに基づいて位相およ
    び振幅成分を成形する請求項１記載のシステム。
  6. 【請求項６】　　能動制御されたアクチュエーターが能
    動制御されたオリフィスを有する制動器である請求項１
    記載のシステム。
  7. 【請求項７】　　周波数成形ネットワークがマイクロプ
    ロセッサに含まれている請求項１記載のシステム。
  8. 【請求項８】　　マイクロプロセッサが特定の車両力学
    の基本的な制御法則を含む請求項７記載のシステム。
  9. 【請求項９】　　ばね駆動側質量の運動を感知し、運動
    を示す周波数信号を供給し、周波数成形ネットワークに
    おいて周波数信号を成形し、ばね駆動側質量の運動を能
    動的に制御するための制動装置に成形された周波数信号
    を供給するステップを具備していることを特徴とするば
    ね支持質量を能動的に制御する方法。
  10. 【請求項１０】　　車両の車輪の運動を感知し、この運
    動を示す周波数信号を供給し、周波数成形ネットワーク
    において周波数信号を成形し、車輪の運動を能動的に制
    御するためのアクチュエーターに成形された周波数信号
    を供給するステップを具備している車両の懸架システム
    を能動的に制御する方法。
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