KR20200103787A - 서스펜션 제어 장치 - Google Patents

서스펜션 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200103787A
KR20200103787A KR1020207021868A KR20207021868A KR20200103787A KR 20200103787 A KR20200103787 A KR 20200103787A KR 1020207021868 A KR1020207021868 A KR 1020207021868A KR 20207021868 A KR20207021868 A KR 20207021868A KR 20200103787 A KR20200103787 A KR 20200103787A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
force
calculation unit
unit
acceleration
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020207021868A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102414888B1 (ko
Inventor
겐타로 가스야
노부유키 이치마루
류스케 히라오
Original Assignee
히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 filed Critical 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Publication of KR20200103787A publication Critical patent/KR20200103787A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102414888B1 publication Critical patent/KR102414888B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0165—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/30—Spring/Damper and/or actuator Units
    • B60G2202/31—Spring/Damper and/or actuator Units with the spring arranged around the damper, e.g. MacPherson strut
    • B60G2202/312—The spring being a wound spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/62—Adjustable continuously, e.g. during driving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
    • B60G2400/102—Acceleration; Deceleration vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20—Speed
    • B60G2400/202—Piston speed; Relative velocity between vehicle body and wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/25—Stroke; Height; Displacement
    • B60G2400/252—Stroke; Height; Displacement vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60—Load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/10—Damping action or damper
    • B60G2500/104—Damping action or damper continuous

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

본 발명은, 노면 입력에 의한 상대 변위와 드라이버의 차량 조작에 의한 상대 변위를 분리함으로써, 스프링 위 속도의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다. 본 발명에 따른 서스펜션 제어 장치는, 감쇠력 조정식 완충기의 각각의 감쇠 특성을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 물리량 추출부로부터 출력되는 물리량으로부터 차체에 작용하는 총 외력을 산출하는 외력 산출부와, 차량 조작에 의한 하중 이동에 따라 감쇠력 조정식 완충기의 각각에 가해지는 조작기 인력을 산출하는 조작력 산출부와, 외력 산출부에서 산출한 총 외력으로부터 조작력 산출부에서 산출한 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구하는 차량 거동 추출 수단을 구비한다.

Description

서스펜션 제어 장치
본 발명은 예컨대 자동차 등의 차량에 탑재되어, 차량의 진동을 제어하는 서스펜션 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 등의 차량에 탑재된 서스펜션 제어 장치로서, 차체와 각 차축 사이에 감쇠력을 조정 가능한 감쇠력 조정식 완충기를 마련하며, 상기 완충기에 의한 감쇠력 특성을, 차고(車高) 센서로부터의 검출 신호에 기초하여 가변으로 제어하는 구성으로 한 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성5-38922호 공보
그런데, 특허문헌 1의 종래 기술에는, 차고 센서의 정보와 차량 CAN 신호로부터 스프링 위 상태량을 추정하는 구성이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우의 스프링 위 상태량은, 드라이버의 조작으로 발생하는 스프링 위 변위(조타, 제동)와, 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위가 혼합한 값이 된다. 이 때문에, 스프링 위 상태량은, 추정 정밀도가 저하할 우려가 있다.
본 발명의 목적은 노면 입력에 의한 상대 변위와 드라이버의 차량 조작에 의한 상대 변위를 분리할 수 있어, 승차감 제어에서 기여율이 높은 스프링 위 속도의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 서스펜션 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 서스펜션 제어 장치가 제공된다. 이 서스펜션 제어 장치는, 차량의 차체와 차륜의 각각 사이에 각각 배치되어, 외부로부터의 지령에 따라 감쇠 특성이 변화하는 감쇠력 조정식 완충기와, 상기 차체와 상기 차륜의 각각 사이의 상대 변위에 기초한 물리량을 검출 또는 추정하는 물리량 추출부와, 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각의 감쇠 특성을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 물리량 추출부로부터 출력되는 상기 물리량으로부터 상기 차체에 작용하는 총 외력을 산출하는 외력 산출부와, 차량 조작에 의한 하중 이동에 따라 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각에 가해지는 조작기 인력(因力)을 산출하는 조작력 산출부와, 상기 외력 산출부에서 산출한 상기 총 외력으로부터 상기 조작력 산출부에서 산출한 상기 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구하는 차량 거동 추출 수단을 구비한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 외력 산출부에서 산출한 총 외력으로부터 조작력 산출부에서 산출한 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구할 수 있다. 바꾸어 말하면, 예컨대 차고 센서 등의 물리량 추출부에 의해 검출, 추정되는 차체와 차륜 사이의 상대 변위(물리량)로부터, 드라이버의 조작에 기인한 관성력에 의해 생기는 상대 변위를 감산함으로써, 노면 입력에 의한 상대 변위와 드라이버 조작에 의한 상대 변위를 분리할 수 있어, 승차감 제어에서 기여율이 높은 스프링 위 속도의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치가 적용된 자동차를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동차에 있어서 상태 추정부의 설계에 이용하는 차량 모델을 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 자동차의 승차감 제어를 행하는 컨트롤러의 제어 블록도이다.
도 4는 도 3 중 상태 추정부를 구체화하여 나타내는 제어 블록도이다.
도 5는 횡가속도에 의한 자동차의 하중 이동을 나타내는 설명도이다.
도 6은 전후 가속도에 의한 자동차의 하중 이동을 나타내는 설명도이다.
도 7은 서스펜션 장치의 동작 원리를 나타내는 모식도이다.
도 8은 4륜 각각의 상대 변위를 타임 차트로 나타내는 특성선도이다.
도 9는 자동차의 조타각, 스프링 위 변위, 스프링 위 속도 및 지령 전류의 특성을 타임 차트로 나타내는 특성선도이다.
도 10은 자동차의 스프링 위에 있어서의 상하 가속도의 진동 주파수에 대한 특성을 나타내는 특성선도이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 상태 추정부를 구체화하여 나타내는 제어 블록도이다.
도 12는 제3 실시형태에 따른 상태 추정부의 일부를 구체화하여 나타내는 제어 블록도이다.
도 13은 제4 실시형태에 따른 상태 추정부의 일부를 구체화하여 나타내는 제어 블록도이다.
도 14는 도 13 중 댐퍼 응답 지연 연산부를 구체화하여 나타내는 제어 블록도이다.
도 15는 제4 실시형태에 따른 응답 지연을 고려한 감쇠력의 특성을 나타내는 특성선도이다.
도 16은 제5 실시형태에 따른 제어 지령 응답 지연 연산부를 나타내는 제어 블록도이다.
도 17은 제5 실시형태에 따른 제어 지령의 응답 지연을 고려한 전류값의 특성을 나타내는 특성선도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를, 4륜 자동차에 적용한 경우를 예로 들어, 첨부 도면에 따라 상세하게 설명한다.
또한, 설명의 번잡화를 피하기 위해, 차량의 각 차륜 위치 등에는, 좌전(FL), 우전(FR), 좌후(RL), 우후(RR)를 나타내는 첨자를, 부호에 붙여 설명한다. 좌전, 우전, 좌후, 우후를 총칭할 때에는, 부호로부터 첨자를 생략하고 설명한다. 마찬가지로, 전(F), 후(R)를 나타내는 첨자를, 부호에 붙여 설명한다. 전, 후를 총칭할 때에는, 부호로부터 첨자를 생략하고 설명하는 것으로 한다.
도면 중, 차체(1)는 차량(자동차)의 보디를 구성하고 있다. 차체(1)의 하측에는, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이, 좌전륜(2FL), 우전륜(2FR), 좌후륜(2RL), 우후륜(2RR)[이하, 총칭하여 차륜(2)이라고 함]이 마련되어 있다. 차륜(2)은, 타이어(3)를 포함하여 구성되어 있다. 타이어(3)는, 예컨대 노면의 미세한 요철을 흡수하는 스프링으로서 작용한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 좌전륜(2FL)과 우전륜(2FR) 사이에는, 차체(1)의 롤 억제 등을 행하기 위해 스태빌라이저(4F)가 마련되어 있다. 좌후륜(2RL)과 우후륜(2RR) 사이에도, 마찬가지로 스태빌라이저(4R)가 마련되어 있다. 이 스태빌라이저(4)는, 차량에 마련된 스태빌라이저 기구이다. 스태빌라이저(4)는, 좌우로 이격된 한 쌍의 장착 부시 등을 통해 차체(1)에 장착되어 있다. 전측의 스태빌라이저(4F)는, 롤 또는, 좌전륜(2FL)과 우전륜(2FR) 사이에서 상하 움직임의 차가 발생함으로써, 비틀림 강성에 의한 스태빌라이저 반력을 발생한다. 마찬가지로, 후 측의 스태빌라이저(4R)는, 롤 또는, 좌후륜(2RL)과 우후륜(2RR) 사이에서 상하 움직임의 차가 발생함으로써, 비틀림 강성에 의한 스태빌라이저 반력을 발생하는 것이다.
전륜측의 서스펜션 장치(5)는, 차체(1)와 차륜(2)[좌전륜(2FL), 우전륜(2FR)] 사이에 개재되어 있다. 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 서스펜션 장치(5)는, 현가 스프링으로서의 코일 스프링(6)과, 상기 코일 스프링(6)과 병렬로 되어 차체(1)와 2개의 차륜(2)[좌전륜(2FL), 우전륜(2FR)] 사이에 각각 개재된 감쇠력 조정식 완충기로서의 감쇠력 조정식 댐퍼[이하, 댐퍼(7)라고 함]에 의해 구성되어 있다. 후륜측의 서스펜션 장치(8)는, 차체(1)와 차륜(2)[좌후륜(2RL), 우후륜(2RR)] 사이에 개재되어 있다. 서스펜션 장치(8)는, 현가 스프링으로서의 코일 스프링(9)과, 상기 코일 스프링(9)과 병렬로 되어 차체(1)와 차륜(2)[좌후륜(2RL), 우후륜(2RR)] 사이에 마련된 댐퍼(7)를 구비하고 있다.
또한, 전, 후륜측의 서스펜션 장치(5, 8)는, 현가 스프링으로서의 코일 스프링(6, 9) 대신에, 예컨대 에어 서스펜션의 에어 스프링(도시하지 않음)을 이용하는 구성이어도 좋다. 이 경우는, 좌전륜(2FL), 우전륜(2FR), 좌후륜(2RL), 우후륜(2RR)측의 각 에어스프링에 대하여, 작동 유체(압축 에어)를 공급 또는 배출함으로써, 차륜(2)과 차체(1) 사이의 거리인 차고를 조정할 수 있다.
여기서, 전, 후륜측의 서스펜션 장치(5, 8)는, 각각의 댐퍼(7)가 예컨대 세미 액티브 댐퍼 등의 감쇠력 조정식의 유압 완충기를 이용하여 구성되어 있다. 이들 댐퍼(7)에는, 발생 감쇠력의 특성(감쇠 특성)을 하드한 특성[경특성(硬特性)]으로부터 소프트한 특성[연특성(軟特性)]으로 조정하기 위해, 감쇠력 조정 밸브 등을 포함하는 액추에이터(7A)가 부설되어 있다. 각 댐퍼(7)는, 외부로부터의 지령에 따라 액추에이터(7A)가 구동되고, 작동 유체의 흐름이 가변으로 제어됨으로써 감쇠 특성이 변화한다. 구체적으로는, 댐퍼(7)는, 차체(1)와 차륜(2) 사이의 상대 속도 및 목표 감쇠 계수(보정 감쇠 계수)에 따라 그 감쇠력 특성(즉, 감쇠 특성)이 조정된다. 즉, 컨트롤러(11)는, 상대 속도 및 목표 감쇠 계수에 따른 지령 전류(i)(도 3 참조)를 출력한다. 댐퍼(7)는, 컨트롤러(11)로부터 출력되는 지령 전류(i)에 따른 감쇠력을 발생시킨다.
차고 센서(10)는, 차체(1)의 각 바퀴[좌전륜(2FL), 우전륜(2FR), 좌후륜(2RL), 우후륜(2RR)]측에 합계 4개 마련되어 있다. 이들 차고 센서(10)는, 차고 검출 장치이며, 서스펜션 장치(5, 8)의 신장 또는 축소에 따른 차고를, 각 차륜(2)측의 차고로서 개별로 검출한다. 합계 4개의 차고 센서(10)는, 각각의 차고의 검출 신호를 컨트롤러(11)에 출력한다. 이들 차고 센서(10)는, 차체(1)와 각 차륜(2) 사이의 상대 변위에 기초한 물리량(즉, 상하방향의 힘 및/또는 상하 위치)을 검출, 추정하는 물리량 추출부를 구성하고 있다. 단, 일반적으로 상대 변위를 구하는 가속도 센서 등은, 물리량 추출부에 포함되지 않는다. 물리량 추출부의 구체예로서는, 차고 센서 외에, 예컨대 각 바퀴측의 하중 센서여도 좋다. 그 외에도, 레이저식 센서를 이용한 시스템 구성이어도 상대 변위를 산출할 수 있으면 적용할 수 있다.
컨트롤러(11)는, 마이크로 컴퓨터 등을 포함하며, 댐퍼(7)의 감쇠 특성을 제어하는 제어 장치를 구성하고 있다. 컨트롤러(11)의 입력측은, 차고 센서(10)에 접속되며, 차량의 가감속, 차속, 조타각으로 대표되는 각종 차량 정보가 전송되는 CAN(12)(Controller Area Network)에 접속되어 있다. 컨트롤러(11)는, CAN(12)을 통해 차량의 가감속, 차속, 조타각 등의 정보를 취득할 수 있다. 또한, 컨트롤러(11)의 출력측은, 댐퍼(7)의 액추에이터(7A)에 접속되어 있다. 컨트롤러(11)는, 상기 차고, 가감속, 차속 및 조타각 등의 정보에 기초하여 차체(1)의 스프링 위 속도를 추정한다. 컨트롤러(11)는, 추정한 스프링 위 속도에 기초하여 댐퍼(7)가 발생해야 하는 감쇠 특성을 연산한다. 컨트롤러(11)는, 연산 결과에 의한 감쇠 특성에 따른 지령 전류(i)를 액추에이터(7A)에 출력하여, 댐퍼(7)의 감쇠 특성을 제어한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(11)는, 차량의 상태를 추정하는 상태 추정부(13)와, 상태 추정부(13)에 의한 추정 결과에 기초하여 감쇠 특성[즉, 지령 전류(i)]을 구하는 연산부(14)를 구비하고 있다. 이 연산부(14)는, 상태 추정부(13)에 의한 추정 결과로서의 후술하는 노면 외란 상대 변위로부터 상기 스프링 위 속도를 추정하고, 추정한 스프링 위 속도에 기초하여 댐퍼(7)가 발생해야 하는 감쇠 특성을 구한다. 또한, 컨트롤러(11)의 연산부(14)는, 상기 감쇠 특성에 따른 지령 전류(i)를 액추에이터(7A)에 출력하고, 댐퍼(7)의 감쇠 특성을 가변으로 제어한다.
컨트롤러(11)의 상태 추정부(13)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 차고 센서(10)로부터 출력되는 차고 센서값(즉, 물리량 추출부에 의한 물리량)과 CAN 정보로부터 차체(1)에 작용하는 총 외력(예컨대, 노면 입력과 드라이버 기인 입력을 포함함)을 산출하는 외력 산출부로서의 외력 산출부(15)와, CAN(12)으로부터의 신호를 처리하는 신호 처리부(16)와, 차체(1)의 상하력을 구하는 상하력 산출부로서의 상하력 산출부(17)와, 댐퍼 감쇠력 추정부(18), 전륜 스프링력 추정부(19), 드라이버 입력에 의해 스프링 위에 발생하는 힘의 합력으로부터 드라이버 입력 기인의 상하 상대 가속도를 산출하는, 상하의 상대 가속도 산출부(20), 또한 상대 속도 산출부(21), 상대 변위 산출부(22) 및 노면 외란 상대 변위 산출부로서의 차량 거동 추출부(23)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 물리량 추출부에 의한 물리량으로서 차고 센서값을 이용한 경우, 외력 산출부(15)로부터 출력되는 값은, 총 외력에 따른 차고 변화분을 포함하는 총 차고값이 된다.
상기 신호 처리부(16)는, CAN(12) 또는 컨트롤러(11)가 계측한 실지령값으로부터의 신호에 기초하여 FB(피드백) 제어 지령을 출력하는 FB 제어 지령부(16A)와, CAN(12)으로부터의 신호(예컨대, 차량의 조타각 신호 및 차속 신호 등)에 기초하여 차량에 작용하는 횡가속도(Ay)를 산출하는 횡가속도 산출부(16B)와, 스프링 위 질량 산출부(16C)와, 전후 가속도 산출부(16D)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 전후 가속도 산출부(16D)는, CAN(12)으로부터의 신호(예컨대, 차량의 가속 신호 및/또는 감속 신호 등)에 기초하여 차량에 작용하는 전후 가속도(Ax)를 산출하는 것이다. 상기 스프링 위 질량 산출부(16C)는, CAN(12)으로부터의 신호에 따라 차체(1)의 질량[스프링 위 질량(M)]을 추정하는 것이다. 이 경우, 차체(1)의 질량[스프링 위 질량(M)]은, 미리 결정된 값을 이용하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 차고 센서의 값(차고값)을 이용하여 산출하여도 좋다.
상태 추정부(13)의 상하력 산출부(17)는, 예컨대 전륜 잭업력 추정부(17A), 횡가속도(Ay)에 의한 하중 변화 산출부(17B), 전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C) 및 전후 가속도(Ax)에 의한 하중 변화 산출부(17D)를 포함하여 구성되어 있다. 상하력 산출부(17)는, 댐퍼 감쇠력 추정부(18) 및 전륜 스프링력 추정부(19)와 함께 외력 산출부를 구성하고 있다. 이 외력 산출부는, 차량 조작(드라이버에 의한 운전 조작, 드라이버 없는 자동 운전 조작을 포함함)에 의한 하중 이동에 따라 각 바퀴의 댐퍼(7)(감쇠력 조정식 완충기)에 가해지는 조작기 인력을 산출하는 것이다.
전륜 잭업력 추정부(17A)는, 횡가속도 산출부(16B)에서 구한 횡가속도(Ay)에 기초하여, 후술하는 수학식 10~17에 따라, 잭업·다운력(JFFL, JFFR, JFRL, JFRR)을 추정 연산하여 구한다. 횡가속도(Ay)에 의한 하중 변화 산출부(17B)는, 스프링 위 질량 산출부(16C)에 의한 스프링 위 질량(M)과 상기 횡가속도(Ay)에 기초하여, 후술하는 수학식 3~7에 따라, 각 차륜(2)에 가해지는 하중(ΔW)[즉, 바퀴 하중(ΔWFL, ΔWFR, ΔWRL, ΔWRR)]의 변화를 산출한다.
전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C)는, 전후 가속도 산출부(16D)에서 구한 전후 가속도(Ax)에 기초하여, 후술하는 수학식 22~29에 따라, 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)을 추정 연산하여 구한다. 전후 가속도(Ax)에 의한 하중 변화 산출부(17D)는, 스프링 위 질량 산출부(16C)에 의한 스프링 위 질량(M)과 상기 전후 가속도(Ax)에 기초하여, 후술하는 수학식 18, 19에 따라, 전후 가속도(Ax)로 각 바퀴에 생기는 하중(ΔWAx)의 변화를 산출한다.
상태 추정부(13)의 댐퍼 감쇠력 추정부(18)는, FB 제어 지령부(16A)로부터의 지령과 후술하는 상대 속도 산출부(21)(스프링 위 속도 추정부)에 의해 구한 추정 스프링 위 속도로서의 상대 속도(ΔX21offset/dt)에 기초하여 각 바퀴의 댐퍼(7)의 감쇠 특성을 구하는 감쇠 특성 판단부를 구성하고 있다. 바꾸어 말하면, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)는 댐퍼 감쇠력(Fda)을 하기의 수학식 2와 같이, 추정 연산에 의해 구한다. 이 중, 계수(c)는 감쇠 계수이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
전륜 스프링력 추정부(19)는, 후술하는 상대 변위 산출부(22)에 의해 구한 상대 변위(ΔX21offset)에 기초하여 전륜[좌전륜(2FL), 우전륜(2FR)]에 작용하는 스프링력(Fsp)을, 전륜 스프링력(Fsp=kΔX21offset)으로서 추정 연산하는 기능을 가지고 있다. 계수(k)는 스프링 정수이다. 댐퍼 감쇠력 추정부(18)와 상대 속도 산출부(21) 사이에는, 지연 연산자(24)가 마련되어 있다. 또한, 전륜 스프링력 추정부(19)와 상대 변위 산출부(22) 사이에는, 다른 지연 연산자(25)가 마련되어 있다.
상하의 상대 가속도 산출부(20)는, 상하력 산출부(17)에서 산출한 상하력[즉, 전륜 잭업력 추정부(17A)에서 구한 잭업·다운력(JFFL, JFFR, JFRL, JFRR), 하중 변화 산출부(17B)에서 산출한 각 차륜(2)에 가해지는 하중(ΔW)의 변화, 전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C)에서 구한 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR) 및 하중 변화 산출부(17D)에서 산출한 하중(ΔWAx)의 변화]과, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에서 구한 상기 수학식 2에 따른 댐퍼 감쇠력(Fda)과, 전륜 스프링력 추정부(19)에서 구한 전륜 스프링력(Fsp=kΔX21offset)을 후술하는 수학식 34와 같이 합계하고, 각각의 힘(ΔW, ΔWAx, JF, GF)을 모두 합하여 조작기 인력의 합력(Mα)을 구하고, 이 합력(Mα)을 질량(M)으로 나눔으로써 상대 가속도(α)를 산출한다.
Figure pct00003
Figure pct00004
도 4에 나타내는 상대 속도 산출부(21)는, 상대 가속도 산출부(20)에서 산출한 상대 가속도(α)를 적분하여 상대 속도(ΔX21offset/dt)를 산출한다. 상대 변위 산출부(22)는, 상대 속도 산출부(21)에서 산출한 상대 속도(ΔX21offset/dt)를 적분하여 상대 변위(ΔX21offset)를 산출한다.
차량 거동 추출부(23)는, 상기 외력 산출부(15)에서 산출한 상기 총 외력으로부터 상기 조작력 산출부에서 산출한 상기 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구하는 차량 거동 추출부를 구성하고 있다. 바꾸어 말하면, 차량 거동 추출부(23)는, 드라이버 조작에 의한 상대 변위(ΔX21offset)를, 차고 센서(10)에 의한 센서값으로부터 뺌으로써, 노면 외란에 의한 상대 변위(즉, 노면 외란 상대 변위)를 산출하는 것이다.
바꾸어 말하면, 컨트롤러(11)(제어 장치)의 상태 추정부(13)는, 차체(1)의 상하력을 구하는 상하력 산출부로서의 상하력 산출부(17)와, 상하력 산출부(17)에 의해 구한 상하력으로부터 가속도(α)를 산출하는 가속도 산출부로서의 상대 가속도 산출부(20)와, 상대 가속도 산출부(20)에 의해 산출한 가속도(α)로부터 차체(1)의 스프링 위 속도로서의 상대 속도(ΔX21offset/dt)를 추정하는 스프링 위 속도 추정부로서의 상대 속도 산출부(21)와, 상대 속도 산출부(21)에 의해 구한 상대 속도(ΔX21offset/dt)에 기초하여 각 바퀴의 댐퍼(7)의 감쇠 특성을, 상기 수학식 2에 따른 댐퍼 감쇠력(Fda)으로서 구하는 댐퍼 감쇠력 추정부(18)(감쇠 특성 판단부)를 포함하여 구성되어 있다.
이 중, 상하력 산출부(17)[예컨대, 전륜 잭업력 추정부(17A), 횡가속도(Ay)에 의한 하중 변화 산출부(17B), 전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C) 및 전후 가속도(Ax)에 의한 하중 변화 산출부(17D)]는, 댐퍼 감쇠력 추정부(18) 및 전륜 스프링력 추정부(19)와 함께, 차량 조작(드라이버에 의한 운전 조작, 드라이버 없는 자동 운전 조작을 포함함)에 의한 하중 이동에 따라 각 바퀴의 댐퍼(7)(감쇠력 조정식 완충기)에 가해지는 조작기 인력을 산출하는 외력 산출부를 구성하고 있다.
예컨대, 차량의 주행 중에 드라이버의 조작에 의해 생기는 상대 변위는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 횡가속도(Ay)에 의해 생기는 하중 이동과 잭업·다운력과, 도 6에 나타내는 바와 같이, 전후 가속도(Ax)에 의해 생기는 하중 이동과 리프트업·다운력으로부터 산출된다. 도 5와 도 6은, 이들 힘이 가해지는 상황의 이미지도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 차체(1)와 차륜(2) 간에 있어서, 횡가속도(Ay)에 의해 생기는 상대 변위를 ΔX21offset으로 하면, 승차감 제어용의 상대 변위(X21left, X21right)는, 하기의 수학식 5, 6에 나타내는 바와 같이, 차고 센서(10)의 검출값[상대 변위(X21)]으로부터 가감산함으로써 산출된다.
Figure pct00005
Figure pct00006
다음에, 각 차륜(2)에 가해지는 하중(ΔW)[즉, 바퀴 하중(ΔWFL, ΔWFR, ΔWRL, ΔWRR)]은, 스프링 위 무게 중심(G)의 높이를 hg[m]로 하고, 횡가속도를 Ay[m/s2], 롤에 의해 발생하는 롤각을 θroll[deg], 차량 중량으로서의 스프링 위 질량을 M[㎏], 차량폭을 T[m]로 하면, 하기의 수학식 7~10에 따라 산출할 수 있다. 도 2에 나타내는 차량폭(T)의 반폭(T/2)은, 수학식 7~10 중의 폭(TFl, TFr, TRl, TRr)에 해당하는 치수이다. 이 경우, 롤각(θroll)은, 간략화하기 위해, 하기의 수학식 11과 같이, 각도를 영(θroll=0)으로 하여 계산하여도 좋다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
상기 수학식 7~10에 따라 산출되는 횡가속도(Ay)에 의해 생기는 각 바퀴의 하중(ΔW)[즉, 바퀴 하중(ΔWFL, ΔWFR, ΔWRL, ΔWRR)]의 변화는, 하기의 수학식 12, 13으로 나타내는 바와 같이, 상대 가속도(αy)에 각 바퀴의 스프링 위 질량(M)을 곱한 값과 같아지기 때문에, 각 바퀴에 생기는 하중(ΔW)으로부터 상대 가속도(αy)를 산출할 수 있고, 이 값을 적분함으로써 상대 변위(ΔX21offset)가 산출된다.
Figure pct00012
Figure pct00013
또한, 잭업·다운력(JFFL, JFFR, JFRL, JFRR)은, 횡가속도(Ay)가 플러스(Ay＞0)인 경우에 하기의 수학식 14~17로 나타낼 수 있다. 이 중, 계수(PCFl, NCFr, PCRl, NCRr)는 비례 계수이다.
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
횡가속도(Ay)가 영 이하(Ay≤0)인 경우에, 잭업·다운력(JFFL, JFFR, JFRL, JFRR)은, 하기의 수학식 18~21로 산출된다. 이 중, 계수(NCFl, PCFr, NCRl, PCRr)는 비례 계수이다.
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
한편, 도 6에 나타내는 바와 같이, 전후 가속도(Ax)에 의해 생기는 상대 변위를 ΔX21Offset으로 하고, 스프링 위 무게 중심(G)의 높이(hg), 휠 베이스의 치수(Lwbs)로 하며, 전후 가속도를 Ax[m/s2], 피치에 의해 발생하는 피치각을 θpitch[deg], 차량 중량으로서의 스프링 위 질량을 M[㎏]으로 하면, 전후 가속도(Ax)에 의해 각 바퀴에 생기는 하중(ΔWAx)의 변화는, 하기의 수학식 22에 따라 산출할 수 있다. 또한, 간략화를 위해 생기는 피치각(θpitch)은, 하기의 수학식 23과 같이, 영과 거의 같은 값(θpitch≒0)으로 한다.
Figure pct00022
Figure pct00023
전후 가속도(Ax)에 의해 생기는 상대 가속도(αx)는, 하기의 수학식 24로서 나타낼 수 있고, 전후 가속도(Ax)에 의해 각 바퀴에 생기는 하중(ΔWAx)의 변화는, 하기의 수학식 25로서 나타낼 수 있다.
Figure pct00024
Figure pct00025
전후 가속도(Ax)에 의해 생기는 다이브·스쿼트에 의해, 차체(1)측의 스프링 위에 서스펜션 지오메트리에 의한 리프트업·다운력[즉, 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)]이 발생한다. 이 힘(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)은, 전후 가속도(Ax)와의 비례 관계가 있다. 이 때문에, 전후 가속도(Ax)가 정(Ax＞0)인 경우는, 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)을, 하기의 수학식 26~29에 따라 산출할 수 있다. 이 중, 계수(ACFl, ACFr, ACRl, ACRr)는, 차량 가속 시의 비례 계수이다.
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
전후 가속도(Ax)가 영 이하(Ax≤0)인 경우는, 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)을, 하기의 수학식 30~33에 따라 산출할 수 있다. 이 중, 계수(DCFl, DCFr, DCRl, DCRr)는, 차량 감속 시의 비례 계수이다.
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
도 4에 나타내는 상하의 상대 가속도 산출부(20)는, 상기 수학식 14~21에 따라 전륜 잭업력 추정부(17A)에서 구한 잭업·다운력(JFFL, JFFR, JFRL, JFRR)과, 상기 수학식 7~13에 따라 하중 변화 산출부(17B)에서 산출한 각 차륜(2)에 가해지는 하중(ΔW)의 변화와, 상기 수학식 26~33에 따라 전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C)에서 구한 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)과, 하중 변화 산출부(17D)에서 산출한 하중(ΔWAx)의 변화와, 상기 수학식 26~33에 따라 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에서 구한 댐퍼 감쇠력(Fda)과, 전륜 스프링력 추정부(19)에서 구한 전륜 스프링력(kΔX21offset)을 후술하는 수학식 34와 같이 합계하고, 각각의 힘(ΔW, ΔWAx, JF, GF)을 모두 합하여 조작기 인력의 합력(Mα)을 구한다. 더 나아가, 상하의 상대 가속도 산출부(20)는, 합력(Mα)을 질량(M)으로 나눔으로써, 상기 수학식 3, 4와 같이 상대 가속도(α)를 산출한다.
Figure pct00034
제1 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치는, 전술과 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에, 그 제어 동작에 대해서 설명한다.
컨트롤러(11)의 상태 추정부(13)는, 각 차고 센서(10)의 차고 정보와 CAN(12)으로부터의 신호에 기초하여 스프링 위 상태량을 추정한다. 그러나, 이 경우의 스프링 위 상태량은, 예컨대 도 7에 나타내는 서스펜션 장치(5, 8)의 동작 원리도와 같이, 드라이버의 조작으로 발생하는 스프링 위 변위(조타, 제동)와, 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위를 분리하지 않는 한, 스프링 위 상태량은, 추정 정밀도가 저하할 우려가 있다.
그래서, 제1 실시형태에서는, 상태 추정부(13)의 상하의 상대 가속도 산출부(20)에 있어서, 전륜 잭업력 추정부(17A)에서 구한 잭업·다운력(JFFL, JFFR, JFRL, JFRR)과, 하중 변화 산출부(17B)에서 산출한 각 차륜(2)에 가해지는 하중(ΔW)의 변화와, 전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C)에서 구한 전륜 안티 다이브 스쿼트력(GFFL, GFFR, GFRL, GFRR)과, 하중 변화 산출부(17D)에서 산출한 하중(ΔWAx)의 변화와, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에서 구한 상기 수학식 2에 따른 댐퍼 감쇠력(Fda)과, 전륜 스프링력 추정부(19)에서 구한 전륜 스프링력(Fsp=kΔX21offset)을 상기 수학식 34와 같이 합계하여 조작기 인력의 합력(Mα)을 구한다. 그리고, 이 합력(Mα)을 질량(M)으로 나눔으로써 상대 가속도(α)를 산출한다.
다음에, 상대 속도 산출부(21)는, 상대 가속도 산출부(20)에 의해 산출한 상대 가속도(α)로부터 차체(1)의 스프링 위 속도로서의 상대 속도(ΔX21offset/dt)를 추정 연산하고, 상대 변위 산출부(22)는, 상기 상대 속도(ΔX21offset/dt)를 적분하여 상대 속도(ΔX21offset/dt)를 산출한다. 즉, 상대 변위 산출부(22)는, 드라이버의 조작에 기인한 관성력이나, 잭업·다운이나 리프트업·다운 등의 서스펜션 지오메트리에 의해 생기는 힘으로부터 생기는 상대 변위(ΔX21offset)를, 차량 관성 영향 상대 변위로서 산출한다.
더 나아가, 차량 거동 추출부(23)는, 외력 산출부(15)에서 산출한 총 외력으로부터 상기 조작력 산출부에서 산출한 상기 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구한다. 바꾸어 말하면, 차량 거동 추출부(23)는, 드라이버 조작에 의한 상대 변위(ΔX21offset)를, 차고 센서(10)에 의한 센서값으로부터 뺌으로써, 노면 외란에 의한 상대 변위(즉, 노면 외란 상대 변위)를 산출한다.
이리하여, 제1 실시형태에 따르면, 노면 입력에 의한 상대 변위[차고 센서(10)에 의한 센서값]와 드라이버 조작에 의한 상대 변위(ΔX21offset)를 분리하여, 노면 외란에 의한 상대 변위만을 노면 외란 상대 변위로서 산출할 수 있다. 이에 의해, 승차감 제어에서 기여율이 높은 스프링 위 속도의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있어, 노면 입력에 대응한 효과적인 승차감 제어를 행할 수 있다.
바꾸어 말하면, 차량 주행 시의 가감속이나 조타라고 하는 드라이버 조작에 의해 생기는 관성력이나, 잭업·다운이나 리프트업·다운 등의 서스펜션 지오메트리에 의해 생기는 힘으로부터 생기는 상대 변위를, 각 차고 센서(10)에 의해 계측된 센서값으로부터 제거함으로써, 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위 신호(즉, 노면 외란 상대 변위)를 도 3에 나타내는 연산부(14)에 입력할 수 있다.
더 나아가, 연산부(14)는, 상태 추정부(13)에 의한 추정 결과로서의 노면 외란 상대 변위로부터 상기 스프링 위 속도를 추정하고, 추정한 스프링 위 속도에 기초하여 댐퍼(7)가 발생해야 하는 감쇠 특성을 구하고, 이 감쇠 특성에 따른 지령 전류(i)를 액추에이터(7A)에 출력하여, 댐퍼(7)의 감쇠 특성을 가변으로 제어할 수 있다.
그래서, 본 실시형태에 따른 차량 상태 추정의 유효성을 검증하기 위해, 본 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를 실제의 차량에 탑재하고, 굴곡로를 주행하는 주행 시험을 행하였다. 도 8~도 10은 그 시험 결과의 특성을 나타내고 있다. 이 경우, 주행 패턴은 굴곡로에 선회를 수반하여 진입, 탈출을 반복하는 것으로, 굴곡로에 의한 노면 입력과, 조타에 의한 스프링 위의 거동의 복합적인 영향을 평가할 수 있다.
도 8 중에 실선으로 나타내는 특성선(31)은, 우전륜(2FR)측에서의 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위 신호(즉, 노면 외란 상대 변위)의 특성을 나타내고 있다. 이에 비하여, 점선으로 나타내는 특성선(32)은, 우전륜(2FR)측의 차고 센서(10)에 의해 계측된 센서값의 특성을 나타내고 있다. 다음에, 도 8 중에 실선으로 나타내는 특성선(33)은, 좌전륜(2FL)측에서의 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위 신호(즉, 노면 외란 상대 변위)의 특성을 나타내고 있다. 이에 비하여, 점선으로 나타내는 특성선(34)은, 좌전륜(2FL)측의 차고 센서(10)에 의해 계측된 센서값의 특성을 나타내고 있다.
도 8 중에 실선으로 나타내는 특성선(35)은, 우후륜(2RR)에서의 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위 신호(즉, 노면 외란 상대 변위)의 특성을 나타내고 있다. 이에 비하여, 점선으로 나타내는 특성선(36)은, 우후륜(2RR)측의 차고 센서(10)에 의해 계측된 센서값의 특성을 나타내고 있다. 다음에, 도 8 중에 실선으로 나타내는 특성선(37)은, 좌후륜(2RL)측에서의 노면 입력에 의해 생기는 상대 변위 신호(즉, 노면 외란 상대 변위)의 특성을 나타내고 있다. 이에 비하여, 점선으로 나타내는 특성선(34)은, 좌후륜(2RL)측의 차고 센서(10)에 의해 계측된 센서값의 특성을 나타내고 있다.
도 8 중에 실선으로 나타내는 본 실시형태의 특성선(31, 33, 35, 37)(노면 외란 상대 변위)은, 점선으로 나타내는 특성선(32, 34, 36, 38)[차고 센서(10)의 센서값]과 비교하여, 상대적으로 매끄러운 변위의 특성으로 되어 있어, 승차감 성능이 향상되어 있다고 평가할 수 있다.
도 9에 실선으로 나타내는 특성선(39)은, 굴곡로의 선회 주행 시로서, 본 실시형태에 있어서의 조타각의 특성을 나타내고 있다. 도 9 중에 점선으로 나타내는 특성선(40)은, 종래 기술(즉, 드라이버 조작에 의한 상대 변위와 노면 입력에 의한 상대 변위를 분리하지 않은 경우)의 조타각의 변화를 나타내고 있다. 또한, 실선으로 나타내는 특성선(41)은, 본 실시형태(즉, 드라이버 조작에 의한 상대 변위와 노면 입력에 의한 상대 변위를 분리한 경우)의 스프링 위 변위의 특성을 나타내고 있다. 이에 비하여, 점선으로 나타내는 특성선(42)은, 종래 기술의 스프링 위 변위의 특성을 나타내고 있다.
다음에, 도 9에 실선으로 나타내는 특성선(43)은, 굴곡로의 선회 주행 시로서, 본 실시형태에 있어서의 스프링 위 속도의 특성을 나타내고 있다. 이에 비하여, 점선으로 나타내는 특성선(44)은, 종래 기술의 스프링 위 속도의 특성을 나타내고 있다. 또한, 실선으로 나타내는 특성선(45)은, 본 실시형태(즉, 드라이버 조작에 의한 상대 변위와 노면 입력에 의한 상대 변위를 분리한 경우)의 지령 전류의 특성을 나타내고 있다. 점선으로 나타내는 특성선(46)은, 종래 기술의 지령 전류의 특성을 나타내고 있다.
도 9에 나타내는 특성선(40~46)에 의해, 조타 입력과 굴곡로 입력이 복합하여 발생하는 타이밍[예컨대, 도 9 중 시간(t1~t2)]에는, 점선으로 나타내는 종래 기술의 특성선(46)과 같이, 지령 전류가 오지령(誤指令)으로서 내려져 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 종래 기술에서는, 이 오지령에 의해 승차감이 전체적으로 악화하고 있다고 고려된다. 즉, 종래 기술에서는, 드라이버 입력에 의해 생기는 스프링 위 변위를, 노면 입력에 기인한 변위라고 판단하여, 잘못된 제어를 행하고 있었다고 고려된다.
도 10에 실선으로 나타내는 특성선(47)은, 본 실시형태에 있어서의 스프링 위 가속도의 PSD값을 진동 주파수와의 관계로 나타내고 있다. 도 10 중에 점선으로 나타내는 특성선(48)은, 종래 기술(즉, 드라이버 조작에 의한 상대 변위와 노면 입력에 의한 상대 변위를 분리하지 않음)의 스프링 위 가속도의 PSD값을 나타내고 있다. 특성선(47)(본 실시형태의 스프링 위 가속도의 PSD값)으로부터도, 종래 기술[특성선(48)]과 비교하여 차량의 승차감이 전체적으로 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 제1 실시형태에 따르면, 드라이버 조작에 의한 상대 변위와 노면 입력에 의한 상대 변위를 분리하는 제어를 행함으로써, 스프링 위 추정 정밀도의 향상을 행할 수 있어, 승차감 성능을 향상시키는 것이 가능하다. 바꾸어 말하면, 종래 기술과 같은 오지령이 줄기 때문에, 도 10에 실선으로 나타내는 특성선(47)과 같이, 고주파 영역에서의 승차감을 개선할 수 있다.
따라서, 제1 실시형태에 따르면, 드라이버의 가감속이나 조타에 의한 스프링 위 거동의 영향에 따른 승차감 제어용의 스프링 위 속도 추정의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해져, 예컨대 도 1, 도 2에 나타내는 차량(자동차)의 승차감 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 서스펜션 지오메트리에 기인한 드라이버 조작에 의해 생기는 잭업·다운력이나 리프트업·다운력을 고려함으로써, 서스펜션의 형식이나 사양으로 생기는 상대 변위의 추정값의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 실시형태에 따르면, 드라이버 조작에 의한 상대 변위와 노면 입력에 의한 상대 변위를 분리함으로써, 선회 시나 가감속 시에 있어서의 승차감 제어의 오제어를 저감할 수 있어, 승차감 성능을 향상시킬 수 있다. 더구나, 차고 센서(10)만으로도, 종래의 스프링 위 가속도 센서를 이용한 시스템과 동등한 승차감 성능을 실현할 수 있어, 차고 센서(10)를 이용한 세미 액티브 서스펜션 시스템의 시장 가치를 높일 수 있다.
다음에, 도 11은 제2 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 물리량 추출부(차고 센서)로부터 산출되는 변위 등으로부터 스프링 위 질량을 추정하여, 차량의 탑승자수나 적재 중량이 변화한 경우에도, 스프링 위 질량의 증감에 따른 상대 변위값의 추정 정밀도의 로버스트성을 향상시키는 것에 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 상기 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
제2 실시형태에서 채용한 상태 추정부(13)의 신호 처리부(51)는, 상기 제1 실시형태에서 서술한 신호 처리부(16)와 마찬가지로, CAN(12)으로부터의 신호에 기초하여 FB(피드백) 제어 지령을 산출하는 FB 제어 지령부(51A)와, CAN(12)으로부터의 신호(예컨대, 차량의 조타각 신호 및 차속 신호 등)에 기초하여 차량에 작용하는 횡가속도(Ay)를 산출하는 횡가속도 산출부(51B)와, 스프링 위 질량 산출부(51C)와, 전후 가속도 산출부(51D)를 포함하여 구성되어 있다.
그러나, 신호 처리부(51)의 스프링 위 질량 산출부(51C)는, CAN(12)으로부터의 신호[예컨대, 각 차고 센서(10)의 센서값을 포함하는 신호 등]에 기초하여 차체(1)의 질량[스프링 위 질량(M)]을 추정하여 산출하는 기능을 가지고 있다. 이 경우의 스프링 위 질량 산출부(51C)는, 차고 센서(10)를 이용한 질량 추정 논리로부터 추정한 질량값을 이용함으로써, 스프링 위 질량(M)의 증감에 의한 상대 변위값의 추정 정밀도의 로버스트성을 향상시킬 수 있다.
이리하여, 이와 같이 구성되는 제2 실시형태에 따른면, 횡가속도(Ay)에 의한 하중 변화 산출부(17B)에 있어서, 스프링 위 질량 산출부(51C)에 의한 스프링 위 질량(M)과 횡가속도(Ay)에 기초하여, 상기 수학식 3~7에 따라 각 차륜(2)에 가해지는 하중(ΔW)[즉, 바퀴 하중(ΔWFL, ΔWFR, ΔWRL, ΔWRR)]의 변화를 산출할 때에, 질량(M)을 변수로 하여, 차고 센서(10)를 이용한 질량 추정 논리로부터 추정한 질량값을 이용할 수 있다.
또한, 전후 가속도(Ax)에 의한 하중 변화 산출부(17D)에 있어서도, 스프링 위 질량 산출부(51C)에 의한 스프링 위 질량(M)과 전후 가속도(Ax)에 기초하여, 상기 수학식 18, 19에 따라 전후 가속도(Ax)로 각 바퀴에 생기는 하중(ΔWAx)의 변화를 산출할 때에, 질량(M)을 변수로 하여, 차고 센서(10)를 이용한 질량 추정 논리로부터 추정한 질량값을 이용할 수 있다.
또한, 상하의 상대 가속도 산출부(20)(가속도 산출부)는, 상하력 산출부(17) 등에서 구한 상하력(조작기 인력)과, 스프링 위 질량 산출부(51C)(질량 산출부)에 의한 스프링 위 질량(M)을 이용하여, 상대 가속도(α)를 상기 수학식 3, 4와 같이 산출할 수 있다.
이 때문에, 상기 수학식 13, 25에 따라, 드라이버의 조타에 의한 횡가속도, 전후 가속도로부터 상대 변위의 오프셋량을 도출할 때에, 차고 센서(10)를 이용한 질량 추정 논리로부터 추정한 질량값을 이용하여 제산(除算)을 행할 수 있어, 스프링 위 질량(M)의 증감에 따른 상대 변위값의 추정 정밀도의 로버스트성을 향상시키는 것이 가능해진다.
따라서, 제2 실시형태에 따르면, 탑승자수나 적재 중량이 변화하여도, 물리량 추출부[예컨대, 차고 센서(10)]로부터 산출되는 변위 등으로부터 추정한 스프링 위 질량을 이용하여 가속도를 산출할 수 있기 때문에, 스프링 위 질량(M)의 변화에 따른 영향을 직접적으로 고려할 수 있다. 이 결과, 중량 변화 시의 추정 정밀도를 개선할 수 있어, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 12는 제3 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 드라이버의 조작에 기인한 관성력이나, 서스펜션 지오메트리에 의해 생기는 힘으로서, 상기 잭업·다운력(JF), 리프트업·다운력(GF) 외에, 댐퍼가 발생하는 힘인 가스 반력(KGas), 프릭션(KFriction), 유압(KOil), 감쇠력 응답(Tdelay) 등도 고려하는 구성으로 한 것에 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 상기 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
상하의 상대 가속도 산출부(20)의 입력측에는, 상하력 산출부(17)[즉, 전륜 잭업력 추정부(17A), 하중 변화 산출부(17B), 전륜 안티 다이브 스쿼트력 추정부(17C) 및 하중 변화 산출부(17D)]와, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)와, 전륜 스프링력 추정부(19)가 접속되어 있다. 그러나, 제3 실시형태에 있어서는, 상하의 상대 가속도 산출부(20)의 입력측에, 또한 스태빌라이저 스프링력 추정부(61), 댐퍼 가스 압력 추정부(62), 댐퍼 마찰 추정부(63), 댐퍼 오일 탄성력 추정부(64) 및 서스펜션 부시력 추정부(65)가 접속되어 있다.
스태빌라이저 스프링력 추정부(61)는, 도 2에 나타내는 전륜측의 스태빌라이저(4F)의 비틀림 강성에 의한 스태빌라이저 반력을, 롤 또는, 좌전륜(2FL)과 우전륜(2FR) 사이에서 상하 움직임의 차로부터 추정 연산한다. 또한, 도 2에 나타내는 후륜측의 스태빌라이저(4R)에 대해서도, 마찬가지로 비틀림 강성에 의한 스태빌라이저 반력을, 롤 또는, 좌후륜(2RL)과 우후륜(2RR) 사이에서 상하 움직임의 차로부터 추정 연산한다.
댐퍼 가스 압력 추정부(62)는, 전, 후륜측의 서스펜션 장치(5, 8)에 있어서, 도 1, 도 2에 나타내는 코일 스프링(6, 9) 대신에, 에어 서스펜션의 에어 스프링(도시하지 않음)을 이용하는 구성으로 하고, 좌전륜(2FL), 우전륜(2FR), 좌후륜(2RL), 우후륜(2RR)측의 각 에어 스프링에 대하여, 공급 또는 배출되는 작동 유체(압축 에어)의 가스 반력(KGas)을, 댐퍼 가스 압력으로서 추정 연산한다.
댐퍼 마찰 추정부(63)는, 각 댐퍼(7)의 슬라이딩부에 있어서의 마찰 저항을, 마찰(KFriction)로서 추정 연산한다. 댐퍼 오일 탄성력 추정부(64)는, 각 댐퍼(7) 내에 봉입된 작동 유체(오일)의 유압(KOil)을, 댐퍼 오일 탄성력으로서 추정 연산한다. 서스펜션 부시력 추정부(65)는, 서스펜션의 구성 요소로서 각 댐퍼(7)에 마련된 부시와 마운트를 등가 스프링 정수(KBushing)로서 추정 연산하는 것이다.
또한, 전, 후륜측의 서스펜션 장치(5, 8)에 있어서의 감쇠력 응답(Tdelay)에 대해서도, 추정 정밀도를 올리는 요소로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 하기의 수학식 35에는, 전, 후륜측의 스태빌라이저(4F, 4R)에 의한 스태빌라이저 반력을 가산하는 것도 가능하다.
하기의 수학식 35는, 제3 실시형태에 있어서의 서스펜션 장치의 운동 방정식을 나타내고 있다. 이 중, 감쇠력(Fd)은 하기의 수학식 36에 따라, 감쇠력 응답(Tdelay)으로 구하고, 감쇠력(Fc)은 하기의 수학식 37에 따라, 감쇠 계수(c)에 기초하여 구한다.
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
이리하여, 이와 같이 구성되는 제3 실시형태에서는, 상하의 상대 가속도 산출부(20)의 입력측에, 전륜 스프링력 추정부(19) 등의 외에, 스태빌라이저 스프링력 추정부(61), 댐퍼 가스 압력 추정부(62), 댐퍼 마찰 추정부(63), 댐퍼 오일 탄성력 추정부(64) 및 서스펜션 부시력 추정부(65) 등을 추가하여 접속하는 구성으로 하고 있다. 이 때문에, 상기 수학식 35의 우측란에 기재된 각 항목을, 예컨대 상기 수학식 34의 좌측란에 추가하여 가산함으로써, 도 12에 나타내는 상하의 상대 가속도 산출부(20)에 있어서, 질량(M)으로 나누기 전의 합력(Mα)의 산출(추정) 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 13 내지 도 15는 제4 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태에서는, 상기 제3 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다. 그러나, 제4 실시형태의 특징은, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)와 상하의 상대 가속도 산출부(20) 사이에, 댐퍼 응답 지연 연산부(71)를 마련하는 구성으로 한 것에 있다.
여기서, 댐퍼 응답 지연 연산부(71)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 증가측의 일차 지연 요소(72) 및 감소측의 일차 지연 요소(73)와, 최소값 선택부(74)를 포함하여 구성되어 있다. 최소값 선택부(74)는, 증가측의 일차 지연 요소(72)를 통해 연산 출력되는 댐퍼 감쇠력[도 15 중에 점선으로 나타내는 특성선(75)]과, 감소측의 일차 지연 요소(73)를 통해 연산 출력되는 댐퍼 감쇠력[도 15 중에 2점 쇄선으로 나타내는 특성선(76)] 중, 작은 쪽의 댐퍼 감쇠력을 선택한다.
이에 의해, 댐퍼 응답 지연 연산부(71)의 최소값 선택부(74)로부터는, 도 15 중에 실선으로 나타내는 특성선(77)과 같이 댐퍼 응답 지연을 고려한 감쇠력을, 상하의 상대 가속도 산출부(20)에 대하여 출력할 수 있다. 또한, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에는, CAN(12)으로부터의 신호에 기초하여 FB 제어 지령부(16A)에서 산출된 FB(피드백) 제어 지령과, 상대 속도 산출부(21)로부터 지연 연산자(24)를 통해 출력되는 상대 속도의 신호가 입력된다.
상기 수학식 35 중의 감쇠력(Fd)은, 각 댐퍼(7)의 기구에 의존한 응답 특성을 가지고 있고, 각 댐퍼(7)의 응답 특성에는, 신장(신장 행정)과 축소(축소 행정)의 상대 속도에 기인한 것과, 지령 전류에 기인한 것이 있다. 상기 수학식 36과 같이, 이들을 고려함으로써 추정 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 예컨대, 도 14에 나타내는 댐퍼 응답 지연 연산부(71)는, 일차 지연 요소(72, 73)를 조합하여 구성되어 있다.
이리하여, 이와 같이 구성되는 제4 실시형태에서는, 도 15에 실선으로 나타내는 특성선(77)과 같이 응답 지연을 고려한 감쇠력을 추정하여 연산하고, 그 연산 결과에 따른 감쇠력(Fd)을 상하의 상대 가속도 산출부(20)에서 출력할 수 있다. 이 때문에, 드라이버 조작 기인에 의한 상대 변위 오프셋의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 16 및 도 17은 제5 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태에서는, 상기 제3 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다. 그러나, 제5 실시형태의 특징은, FB 제어 지령부(16A)와 댐퍼 감쇠력 추정부(18) 사이에, 제어 지령 응답 지연 연산부(81)를 마련하는 구성으로 한 것에 있다.
여기서, 제어 지령 응답 지연 연산부(81)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 증가측의 일차 지연 요소(82) 및 감소측의 일차 지연 요소(83)와, 최소값 선택부(84)를 포함하여 구성되어 있다. 최소값 선택부(84)는, FB 제어 지령부(16A)로부터 증가측의 일차 지연 요소(82)를 통해 출력되는 제어 지령의 전류값[도 17 중에 점선으로 나타내는 특성선(85)]과, FB 제어 지령부(16A)로부터 감소측의 일차 지연 요소(83)를 통해 출력되는 제어 지령의 전류값[도 17 중에 2점 쇄선으로 나타내는 특성선(86)] 중, 작은 쪽의 전류값을 선택한다.
이에 의해, 제어 지령 응답 지연 연산부(81)의 최소값 선택부(84)로부터는, 도 17 중에 실선으로 나타내는 특성선(87)과 같이 응답 지연을 고려한 제어 지령의 전류값을, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에 대하여 출력할 수 있다. 또한, 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에는, 제어 지령 응답 지연 연산부(81)[최소값 선택부(84)]로부터 출력되는 응답 지연을 고려한 제어 지령과, 상대 속도 산출부(21)로부터 지연 연산자(24)를 통해 출력되는 상대 속도의 신호가 입력된다.
컨트롤러(11)가 산출한 목표 감쇠력으로부터 산출되는 지령 전류(제어 지령의 전류값)와, 실제로 회로에 흐르는 전류는 솔레노이드의 온도나 트랜지스터의 온도 증가에 의해, 지령 전류의 증가가나 감소에 영향을 끼친다. 제어 지령 응답 지연 연산부(81)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 일차 지연 요소(82, 83)를 조합함으로써, 지령 전류값의 응답 특성을 도 17에 나타내는 바와 같이, 전류의 증가, 감소를 고려함으로써, 실제로 발생하는 감쇠력을 확실하게 추정할 수 있어, 드라이버 조작 기인에 의한 상대 변위 오프셋의 추정 정밀도의 향상이 가능하다.
이리하여, 이와 같이 구성되는 제5 실시형태에서는, 도 17에 실선으로 나타내는 특성선(87)과 같이 응답 지연을 고려한 제어 지령의 전류값을 추정하여 연산하고, 그 연산 결과에 따른 전류값을 댐퍼 감쇠력 추정부(18)에 출력할 수 있다. 이 때문에, 드라이버 조작 기인에 의한 상대 변위 오프셋의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 각 바퀴측에 마련한 차고 센서(10)에 의해 차체(1)와 각 차륜(2) 사이의 상대 변위에 기초한 물리량(즉, 상하 방향의 힘 및/또는 상하 위치)을 검출, 추정하는 물리량 추출부를 구성하는 경우를 예로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 각 바퀴측의 하중 센서에 의해 물리량 추출부를 구성하여도 좋다. 단, 일반적으로 상대 변위를 구하는 가속도 센서 등은, 물리량 추출부에는 포함되지 않는 것으로 한다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 상태 추정부(13)에 있어서, 스태빌라이저를 삽입한 차량 모델에 의해 차체의 상태를 추정하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 스태빌라이저를 생략한 차량 모델에 의해 차체의 상태를 추정하여도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 세미 액티브 댐퍼를 포함하는 감쇠력 조정식 댐퍼(7)로 감쇠력 조정식 완충기를 구성하는 경우를 예로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 액티브 댐퍼(전기 액추에이터, 유압 액추에이터 중 어느 하나)를 이용하여 감쇠력 조정식 완충기를 구성하도록 하여도 좋다.
이상 설명한 실시형태에 기초한 서스펜션 제어 장치로서, 예컨대 이하에 서술하는 양태의 것이 고려된다.
제1 양태로서는, 서스펜션 제어 장치는, 차량의 차체와 차륜의 각각 사이에 각각 배치되어, 외부로부터의 지령에 따라 감쇠 특성이 변화하는 감쇠력 조정식 완충기와, 상기 차체와 상기 차륜의 각각 사이의 상대 변위에 기초한 물리량을 검출 또는 추정하는 물리량 추출부와, 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각의 감쇠 특성을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 물리량 추출부로부터 출력되는 상기 물리량으로부터 상기 차체에 작용하는 총 외력을 산출하는 외력 산출부와, 차량 조작에 의한 하중 이동에 따라 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각에 가해지는 조작기 인력을 산출하는 조작력 산출부와, 상기 외력 산출부에서 산출한 상기 총 외력으로부터 상기 조작력 산출부에서 산출한 상기 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구하는 차량 거동 추출 수단을 구비한다.
제2 양태로서는, 상기 제1 양태에 있어서, 상기 조작기 인력은, 상기 차량의 가감속 및 조타에 의해 생기는 관성력, 또는 서스펜션 지오메트리에 의해 생기는 힘을 포함한다. 제3 양태로서는, 상기 제1 양태에 있어서, 상기 물리량 추출부는 차고 센서를 구비한다.
제4 양태로서는, 상기 제1 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 차체의 상하력을 구하는 상하력 산출부와, 상기 상하력 산출부에 의해 구한 상기 상하력으로부터 가속도를 산출하는 가속도 산출부와, 상기 가속도 산출부에 의해 산출한 상기 가속도로부터 상기 차체의 스프링 위 속도를 추정하는 스프링 위 속도 추정부와, 상기 스프링 위 속도 추정부에 의해 구한 상기 스프링 위 속도에 기초하여 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각의 감쇠 특성을 구하는 감쇠 특성 판단부를 구비한다. 제5 양태로서는, 상기 제4 양태에 있어서, 상기 서스펜션 제어 장치는, 상기 물리량 추출부로부터 산출되는 변위로부터 상기 차체의 질량을 구하는 질량 산출부를 더 구비하고, 상기 가속도 산출부는, 상기 상하력 산출부에 의해 구한 상기 상하력과, 상기 질량 산출부에 의해 구한 상기 질량을 이용하여 상기 가속도를 산출한다.
이 제5 양태에 따르면, 상하력 산출부에 의해 구한 상하력을, 질량 산출부에 의해 구한 질량으로 나눔으로써, 가속도를 산출할 수 있다. 이 때문에, 탑승자수나 적재 중량이 변화하여도, 물리량 추출부(차고 센서)로부터 산출되는 변위 등으로부터 추정한 스프링 위 질량을 이용하여 가속도를 산출할 수 있기 때문에, 스프링 위 질량 변화에 따른 영향을 직접적으로 고려할 수 있다. 이 결과, 중량 변화 시의 추정 정밀도를 개선할 수 있어, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 전술한 발명의 실시형태는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하는 일 없이, 변경, 개량될 수 있으며, 본 발명에는 그 균등물이 포함된다. 또한, 전술한 과제 중 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과 중 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 청구범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
본원은 2018년 3월 27일 출원된 일본특허 출원번호 2018-060017호에 기초하는 우선권을 주장한다. 2018년 3월 27일 출원된 일본특허 출원번호 2018-060017호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 본원에 삽입된다.
1 : 차체 2 : 차륜
4 : 스태빌라이저(스태빌라이저 기구) 5, 8 : 서스펜션 장치
7 : 감쇠력 조정식 댐퍼(감쇠력 조정식 완충기)
10 : 차고 센서(물리량 추출부) 11 : 컨트롤러(제어 장치)
13 : 상태 추정부 14 : 연산부
15 : 외력 산출부(외력 산출부) 16 : 신호 처리부
17 : 상하력 산출부(상하력 산출부, 조작력 산출부)
18 : 댐퍼 감쇠력 추정부(감쇠 특성 판단부, 조작력 산출부)
19 : 전륜 스프링력 추정부(조작력 산출부)
20 : 상하의 상대 가속도 산출부(가속도 산출부)
21 : 상대 속도 산출부(스프링 위 속도 추정부)
22 : 상대 변위 산출부
23 : 차량 거동 추출부(차량 거동 추출부)
51C : 스프링 위 질량 산출부(질량 산출부)

Claims (5)

  1. 서스펜션 제어 장치로서,
    차량의 차체와 차륜의 각각 사이에 각각 배치되어, 외부로부터의 지령에 따라 감쇠 특성이 변화하는 감쇠력 조정식 완충기와,
    상기 차체와 상기 차륜의 각각 사이의 상대 변위에 기초한 물리량을 검출 또는 추정하는 물리량 추출부와,
    상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각의 감쇠 특성을 제어하는 제어 장치
    를 포함하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 물리량 추출부로부터 출력되는 상기 물리량으로부터 상기 차체에 작용하는 총 외력을 산출하는 외력 산출부와,
    차량 조작에 의한 하중 이동에 따라 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각에 가해지는 조작기 인력을 산출하는 조작력 산출부와,
    상기 외력 산출부에서 산출한 상기 총 외력으로부터 상기 조작력 산출부에서 산출한 상기 조작기 인력을 분리하여, 노면 입력에 기인하는 외력을 구하는 차량 거동 추출 수단을 구비하는 것인 서스펜션 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조작기 인력은, 상기 차량의 가감속 및 조타에 의해 생기는 관성력, 또는 서스펜션 지오메트리에 의해 생기는 힘을 포함하는 것인 서스펜션 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 물리량 추출부는 차고(車高) 센서를 구비하는 것인 서스펜션 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 차체의 상하력을 구하는 상하력 산출부와,
    상기 상하력 산출부에 의해 구한 상기 상하력으로부터 가속도를 산출하는 가속도 산출부와,
    상기 가속도 산출부에 의해 산출한 상기 가속도로부터 상기 차체의 스프링 위 속도를 추정하는 스프링 위 속도 추정부와,
    상기 스프링 위 속도 추정부에 의해 구한 상기 스프링 위 속도에 기초하여 상기 감쇠력 조정식 완충기의 각각의 감쇠 특성을 구하는 감쇠 특성 판단부를 구비하는 것인 서스펜션 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 물리량 추출부로부터 산출되는 변위로부터 상기 차체의 질량을 구하는 질량 산출부를 더 구비하고,
    상기 가속도 산출부는, 상기 상하력 산출부에 의해 구한 상기 상하력과, 상기 질량 산출부에 의해 구한 상기 질량을 이용하여 상기 가속도를 산출하는 것인 서스펜션 제어 장치.
KR1020207021868A 2018-03-27 2018-09-21 서스펜션 제어 장치 KR102414888B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-060017 2018-03-27
JP2018060017 2018-03-27
PCT/JP2018/034983 WO2019187223A1 (ja) 2018-03-27 2018-09-21 サスペンション制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200103787A true KR20200103787A (ko) 2020-09-02
KR102414888B1 KR102414888B1 (ko) 2022-07-01

Family

ID=68060089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207021868A KR102414888B1 (ko) 2018-03-27 2018-09-21 서스펜션 제어 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210023904A1 (ko)
JP (1) JP6979512B2 (ko)
KR (1) KR102414888B1 (ko)
CN (1) CN111886146B (ko)
DE (1) DE112018007347B4 (ko)
WO (1) WO2019187223A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11433731B2 (en) * 2017-11-28 2022-09-06 Volvo Truck Corporation Method for determining a functional status of a vehicle shock absorber arrangement
DE102018130002A1 (de) * 2018-11-27 2020-05-28 General Dynamics European Land Systems - Mowag Gmbh Verfahren und Baugruppe zur Energieabsorption zum Schutz vor Schäden bei einem Überlastereignis
JP6840185B2 (ja) * 2019-04-16 2021-03-10 本田技研工業株式会社 電動サスペンション装置
DE102019209406A1 (de) * 2019-06-27 2020-12-31 Robert Bosch Gmbh Identifikation von Fahrzeugparametern zur Anpassung eines Fahrverhaltens
JP7059341B1 (ja) 2020-11-26 2022-04-25 日立Astemo株式会社 サスペンション制御装置、車両およびサスペンション制御方法
CN112572086A (zh) * 2020-12-22 2021-03-30 华为技术有限公司 车辆、车辆悬架的控制方法及其相关设备
JP2022109385A (ja) * 2021-01-15 2022-07-28 オムロン株式会社 駆動システム、制御方法および制御プログラム
JP2022109384A (ja) * 2021-01-15 2022-07-28 オムロン株式会社 駆動システム、制御方法および制御プログラム
JP2022109386A (ja) * 2021-01-15 2022-07-28 オムロン株式会社 製造装置、制御方法および制御プログラム
CN113427962B (zh) * 2021-07-07 2024-02-23 常熟理工学院 一种带能量回收装置的车辆悬挂系统控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0538922A (ja) 1991-08-06 1993-02-19 Fuji Heavy Ind Ltd 自動車用アクテイブサスペンシヨンの制御方法及び装 置
JPH06344743A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Aisin Seiki Co Ltd サスペンションのスカイフック制御装置
JPH08200430A (ja) * 1995-01-30 1996-08-06 Isuzu Motors Ltd 緩衝器
JP2000103218A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Isuzu Motors Ltd 車両懸架機構の制御装置
JP2008260439A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Toyota Motor Corp 車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法
JP2015123895A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 車両状態推定装置、車両状態推定方法および車両制御装置
JP2016203920A (ja) * 2015-04-28 2016-12-08 本田技研工業株式会社 サスペンション制御装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3037716B2 (ja) * 1990-04-24 2000-05-08 マツダ株式会社 車両のサスペンション装置
JPH05614A (ja) * 1991-04-17 1993-01-08 Mazda Motor Corp 車両のサスペンシヨン装置
JP2001001732A (ja) * 1999-06-16 2001-01-09 Toyota Motor Corp 荷重検出装置及び減衰力調整装置
JP2006192946A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Toyota Motor Corp 車輌の車輪接地荷重推定装置
EP2132051A1 (en) * 2007-03-12 2009-12-16 Firestone Industrial Products Company, LLC Vehicle suspension system and method of operating same
US8175770B2 (en) * 2008-11-17 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Height sensing system for a vehicular suspension assembly
JP2012136111A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Toyota Motor Corp 車両制御システムおよび制御装置
JP6052405B2 (ja) * 2013-05-30 2016-12-27 トヨタ自動車株式会社 車両用サスペンションシステム
JP2015058914A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション装置
KR102253162B1 (ko) * 2014-12-02 2021-05-18 현대모비스 주식회사 차량 서스펜션 감쇠력 제어 장치 및 차량 서스펜션 감쇠력 제어 방법
JP6252456B2 (ja) * 2014-12-08 2017-12-27 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2017109676A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
DE102016216008A1 (de) 2016-08-25 2018-03-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Ansteuerung der Schwingungsdämpfer einer Radaufhängung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0538922A (ja) 1991-08-06 1993-02-19 Fuji Heavy Ind Ltd 自動車用アクテイブサスペンシヨンの制御方法及び装 置
JPH06344743A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Aisin Seiki Co Ltd サスペンションのスカイフック制御装置
JPH08200430A (ja) * 1995-01-30 1996-08-06 Isuzu Motors Ltd 緩衝器
JP2000103218A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Isuzu Motors Ltd 車両懸架機構の制御装置
JP2008260439A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Toyota Motor Corp 車両挙動制御装置及び車両挙動制御方法
JP2015123895A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 車両状態推定装置、車両状態推定方法および車両制御装置
JP2016203920A (ja) * 2015-04-28 2016-12-08 本田技研工業株式会社 サスペンション制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6979512B2 (ja) 2021-12-15
KR102414888B1 (ko) 2022-07-01
CN111886146B (zh) 2024-05-17
WO2019187223A1 (ja) 2019-10-03
DE112018007347B4 (de) 2024-04-25
CN111886146A (zh) 2020-11-03
JPWO2019187223A1 (ja) 2020-12-03
DE112018007347T5 (de) 2020-12-24
US20210023904A1 (en) 2021-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102414888B1 (ko) 서스펜션 제어 장치
CN109715421B (zh) 悬架控制装置
JP4972440B2 (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
US7340334B2 (en) Control device of variable damping force damper
US8855856B2 (en) Vehicle roll control method using controllable friction force of MR dampers
JP5370494B2 (ja) 車両制御装置
JP7489367B2 (ja) アクティブサスペンション装置、及びアクティブサスペンション装置を備える車両
WO2009055841A1 (en) Stability control for a vehicle
JP2020117196A (ja) 車両運動状態推定装置
JP5093507B2 (ja) サスペンション制御装置
JP2011016382A (ja) 車両の減衰力制御装置
JP5162283B2 (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置および制御方法
CN117999176A (zh) 悬架系统以及控制器
JP5144289B2 (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
JP4486979B2 (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
JP4960715B2 (ja) 減衰力可変式ダンパ装着車両
JP4435303B2 (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
US11279195B2 (en) Individual active torsional springs
JP2009137342A (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
WO2024009702A1 (ja) 電子制御サスペンションの制御装置および制御方法
JP3411429B2 (ja) 積載状態判断装置
JP4664759B2 (ja) ストロークセンサの異常判定装置
WO2010109672A1 (ja) 車両の減衰力制御装置
CN117642297A (zh) 车辆控制装置以及车辆控制系统
JP2023079384A (ja) 振動情報推定装置およびサスペンション装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant