KR20210116659A - 서스펜션 제어 장치 - Google Patents

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류스케 히라오
노부유키 이치마루
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히다치 아스테모 가부시키가이샤
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Abstract

서스펜션 제어 장치는, 가변 댐퍼와, 클라우드로부터 다이나믹 맵을 수신하는, 차량의 내부에 마련되는 통신 유닛과, 가변 댐퍼의 발생력을 조정하는 컨트롤러를 구비하고 있다. 컨트롤러는, 차량의 내부에 마련되어, 차량의 운동을 검출하는 상태 추정부와, 상태 추정부로부터 출력되는 내부 정보에 기초하여 가변 댐퍼로의 AFB 지령값을 산출하는 조종 안정성 제어부와, 통신 유닛으로부터 수신한 다이나믹 맵에 기초하여 가변 댐퍼로의 FF 지령값을 산출하는 다이나믹 맵 제어부를 갖는다. 컨트롤러는, AFB 지령값과 FF 지령값으로부터, 가변 댐퍼로의 지령값을 결정한다.

Description

서스펜션 제어 장치
본 발명은 예컨대 자동차 등의 차량에 탑재되는 서스펜션 제어 장치에 관한 것이다.
차량 상태를 검출 또는 추정하고, 그 결과에 따라 서스펜션을 제어하는 서스펜션 제어 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 카메라 등의 외계 인식 센서에 의해 차량 전방의 노면 상황을 취득하고, 취득한 노면 상황에 따라 서스펜션을 제어(프리뷰 제어)하는 서스펜션 제어 장치가 알려져 있다(특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2014-069759호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평성11-42918호 공보
그런데, 차량 상태에 따라 서스펜션을 제어하는 경우에는, 차량 상태를 취득하기 위해, 각종 센서가 필요하게 된다. 이 때문에, 예컨대 가속도 센서, 차고 센서, 외계 인식 센서 등과 같은 센서의 수가 증가하면, 시스템이 복잡화하며, 제조비용이 비싸다.
또한, 프리뷰 제어를 하는 경우는, 차량 전방의 한정된 범위밖에 검출할 수 없어, 검출 범위가 좁다. 이 때문에, 제어 가능한 조건이, 예컨대 저차속 시 또는 화상 인식이 가능한 날씨가 좋은 대낮 등으로 한정되어 버린다.
또한, 종래기술에서는, 제어 로직의 파라미터는, 일정한 조건 하에서 최적화된 파라미터로 되어 있다. 이 때문에, 모든 노면에서 알맞은 지령값이 얻어진다고는 할 수 없다.
본 발명의 목적은, 외계 인식 센서를 구비하지 않고 프리뷰 제어가 가능하며, 모든 노면에 대하여 알맞은 지령값을 얻을 수 있는 서스펜션 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치는, 차량의 차체측과 차륜측 사이에 마련되어 발생하는 힘을 조정 가능한 힘 발생 기구와, 상기 차량의 외부에 마련되는 외부 데이터베이스로부터 외부 정보를 수신하는, 상기 차량의 내부에 마련되는 수신부와, 상기 차량의 내부에 마련되어, 상기 힘 발생 기구의 발생력을 조정하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 차량의 내부에 마련되어, 상기 차량의 운동을 검출하는 운동 검출부와, 상기 운동 검출부로부터 출력되는 내부 정보에 기초하여 상기 힘 발생 기구로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부와, 상기 수신부로부터 수신한 상기 외부 정보에 기초하여 상기 힘 발생 기구로의 제2 지령값을 산출하는 외부 지령 산출부를 가지고, 상기 제1 지령값과 상기 제2 지령값으로부터, 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치에 따르면, 외계 인식 센서를 구비하지 않고 프리뷰 제어가 가능하며, 모든 노면에 대하여 알맞은 지령값을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를 나타내는 전체 구성도이다.
도 2는 노면 상하 변위, 노면 곡률 및 다이나믹 맵에 따른 지령값의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 3은 시뮬레이션에 이용한 노면 형상의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 4는 감쇠력 가변 액츄에이터에 공급하는 전류값, 스프링상 가속도 및 스프링상 변위의 시간 변화를 나타내는 특성선도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를 나타내는 전체 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를 나타내는 전체 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를 나타내는 전체 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를, 4륜 자동차에 적용한 경우를 예로 들어, 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, 차량의 보디를 구성하는 차체(1)의 하측에는, 예컨대 좌, 우의 전륜과 좌, 우의 후륜(이하, 총칭하여 차륜(2)이라고 함)이 마련되어 있다. 이들 차륜(2)은, 타이어(도시하지 않음)를 포함하여 구성되어 있다. 이 타이어는, 노면의 미세한 요철을 흡수하는 용수철로서 작용한다.
차속 센서(3)는, 예컨대 차륜(2)(즉, 타이어)의 회전수를 검출하고, 이것을 차속(차량의 주행 속도) 정보로서 후술하는 컨트롤러(11)에 출력한다. 컨트롤러(11)는, 차속 센서(3)로부터의 차속 정보에 기초하여, 차량 속도를 취득한다. 이때, 차속 센서(3)는, 차량 속도를 검출 또는 추정하는 차량 속도 검출부를 구성한다. 또한, 컨트롤러(11)는, 차속 센서(3)로부터의 차속 정보로부터 차량 속도를 취득하는 것에 한정되지 않고, 예컨대 CAN(10)(Controller Area Network) 등으로부터 차량 속도를 취득하여도 좋다.
서스펜션 장치(4)는, 차체(1)와 차륜(2) 사이에 개재하여 마련되어 있다. 서스펜션 장치(4)는, 현가 용수철(5)(이하, 스프링(5)이라고 함)과, 스프링(5)과 병렬 관계를 이루어 차체(1)와 차륜(2) 사이에 마련된 감쇠력 조정식 완충기(이하, 가변 댐퍼(6)라고 함)에 의해 구성된다. 또한, 도 1은 1조의 서스펜션 장치(4)를, 차체(1)와 차륜(2) 사이에 마련한 경우를 모식적으로 도시하고 있다. 4륜 자동차의 경우, 서스펜션 장치(4)는, 4개의 차륜(2)과 차체(1) 사이에 개별적으로 독립하여 합계 4조 마련된다.
여기서, 서스펜션 장치(4)의 가변 댐퍼(6)는, 차체(1)측과 차륜(2)측 사이에 마련되어, 발생하는 힘을 조정 가능한 힘 발생 기구이다. 가변 댐퍼(6)는, 감쇠력 조정식의 유압 완충기를 이용하여 구성되어 있다. 가변 댐퍼(6)에는, 발생 감쇠력의 특성(즉, 감쇠력 특성)을 하드한 특성(경특성)으로부터 소프트한 특성(연특성)으로 연속적으로 조정하기 위해, 감쇠력 조정 밸브 등을 포함하는 감쇠력 가변 액츄에이터(7)가 부설되어 있다. 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에는, 컨트롤러(11)로부터 지령값에 따른 지령 전류(지령 신호)가 입력된다. 감쇠력 가변 액츄에이터(7)는, 지령값에 따라 가변 댐퍼(6)가 발생하는 감쇠력을 조정한다.
또한, 감쇠력 가변 액츄에이터(7)는, 감쇠력 특성을 반드시 연속적으로 조정하는 구성이 아니어도 좋고, 예컨대 2단계 이상의 복수 단계에서 감쇠력을 조정 가능한 것이어도 좋다. 또한, 가변 댐퍼(6)는, 압력 제어 타입이어도 좋고, 유량 제어 타입이어도 좋다.
GPS 수신기(8)는, 차체(1)에 마련되어, GPS(Global Positioning System) 위성으로부터의 신호(이하, GPS 신호라고 함)를 수신한다. GPS 수신기(8)는, GPS 신호에 기초하여 차량의 현재 위치를 산출한다. GPS 수신기(8)는, 현재 위치의 정보를 컨트롤러(11)에 출력한다. 또한, 차량의 현재 위치는, GPS 수신기(8)로부터 취득하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 차속 센서, 자이로, 지도와의 매칭 등의 기술에 의해 추정하여도 좋다.
통신 유닛(9)은, 차량의 내부에 마련되는 수신부이다. 통신 유닛(9)은, 차량의 외부에 마련되는 외부 데이터베이스가 되는 클라우드(C)로부터 외부 정보로서의 다이나믹 맵을 수신한다. 클라우드(C)(클라우드·컴퓨팅)는, 네트워크를 경유하여 사용자에게 서비스를 제공한다. 통신 유닛(9)은, 차체(1)에 마련되어, 외부의 클라우드(C)와 통신한다. 예컨대 차량측에서 목적지를 설정하면, 통신 유닛(9)은, 목적지 및 현재 위치의 정보를 클라우드(C)에 송신한다. 클라우드(C)는, 현재 위치로부터 목적지까지의 주행 경로를 결정하고, 경로를 주행하는 차속 계획을 산출한다. 통신 유닛(9)은, 산출된 경로 및 차속을 포함하는 경로 계획과, 위치, 차속에 따른 서스펜션 장치(4)(가변 댐퍼(6))로의 지령값을 포함하는 현재 위치 근방의 다이나믹 맵을 클라우드(C)로부터 수신(다운로드)한다. 다운로드된 다이나믹 맵은, 컨트롤러(11)의 다이나믹 맵 보존부(14A)에 보존된다. 이때, 다이나믹 맵은, 정적인 고정밀도 지도에, 정체 정보나 통행 규제 등의 동적인 위치 정보를 조합한 디지털 지도이다. 다이나믹 맵은, 지도상의 위치와 차속에 따른 알맞은 지령값도 포함하고 있다.
CAN(10)은, 차체(1)에 마련되어 있다. CAN(10)에는, 전후 가속도, 횡가속도, 요우 레이트, 조타각 등과 같은 각종 차량 상태량을 포함하는 CAN 정보가 전송되어 있다. CAN(10)는, 컨트롤러(11)에 접속되어 있다. CAN(10)는, 컨트롤러(11)에 CAN 정보를 출력한다.
컨트롤러(11)는, 차량의 내부에 마련되어, 가변 댐퍼(6)의 발생력을 조정하는 제어 장치이다. 컨트롤러(11)는, 상태 추정부(12)와, 조종 안정성 제어부(13)와, 다이나믹 맵 제어부(14)와, 최대값 선택부(15)를 구비하고 있다.
상태 추정부(12)는, 차량의 내부에 마련되어, 차량의 운동을 검출하는 운동 검출부이다. 상태 추정부(12)는, CAN(10)으로부터의 CAN 정보와 차속 센서(3)로부터의 차속에 기초하여 차량의 상태를 추정한다. 또한, 차속은, 차속 센서(3)로부터 직접적으로 취득할 필요는 없고, CAN(10)를 경유하여 취득하여도 좋다.
이때, CAN 정보는, 예컨대, 차량의 전후 가속도, 횡가속도, 요우 레이트, 조타각 등과 같은 각종 차량 상태량을 포함하고 있다. 그러나, 이 차량 상태량은, 지연 시간이나 노이즈가 포함되어 있다. 그래서, 상태 추정부(12)는, CAN 정보 등에 의해 취득한 차량 상태량에 기초하여, 전후 좌우 병진, 요우와 같은 차량의 상태를 추정한다. 상태 추정부(12)는, 추정한 차량의 상태에 기초하여, 취득한 차량 상태량으로부터 지연 시간을 보상하며, 노이즈를 제거한다. 상태 추정부(12)는, 지연 시간의 보상 등이 행해진 차량 상태량(예컨대, 전후 가속도, 횡가속도, 요우 레이트 등)을 산출하고, 산출한 차량 상태량을 포함하는 내부 정보를 조종 안정성 제어부(13)에 출력한다.
조종 안정성 제어부(13)는, 상태 추정부(12)(운동 검출부)로부터 출력되는 차량 상태량(내부 정보)에 기초하여 가변 댐퍼(6)(힘 발생 기구)로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부이다. 조종 안정성 제어부(13)는, 예컨대 횡가속도가 커짐에 따라, 가변 댐퍼(6)의 감쇠력 특성이 하드가 될 수 있는 조종 안정성 피드백 지령값(이하, AFB 지령값이라고 함)을 산출한다. 이때, AFB 지령값은, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 차량 상태량에 기초하여 산출되는 제1 지령값이다.
다이나믹 맵 제어부(14)는, 통신 유닛(9)으로부터 수신한 다이나믹 맵(외부 정보)에 기초하여 가변 댐퍼(6)로의 제2 지령값을 산출하는 외부 지령 산출부이다. 다이나믹 맵 제어부(14)는, 차량의 현재 위치와 차속에 따라, 다이나믹 맵에 의해, 가변 댐퍼(6)의 감쇠력 특성이 하드 또는 소프트가 될 수 있는 피드 포워드 지령값(이하, FF 지령값이라고 함)을 산출한다. 이때, FF 지령값은, 통신 유닛(9)으로부터 수신한 다이나믹 맵에 기초하여 산출되는 제2 지령값이다.
다이나믹 맵 제어부(14)는, 다이나믹 맵 보존부(14A), 현재지 차속·지령 테이블 출력부(14B) 및 지령값 산출부(14C)를 구비하고 있다. 다이나믹 맵 보존부(14A)는, 노면의 위치 정보와 차속에 최적화된 제어지령값을 포함하는 다이나믹 맵을, 현재 위치에 따라 다운로드하여, 경로 계획상의 데이터를 일시적으로 보존한다.
현재지 차속·지령 테이블 출력부(14B)는, 현재 위치를 기초로 다이나믹 맵으로부터 현재 위치의 차속·지령 테이블을 읽어내어 출력한다. 만약, 현재 위치가 다이나믹 맵에 없는 경우는, 현재지 차속·지령 테이블 출력부(14B)는, 미리 결정된 일정한 지령값(예컨대, 소프트에 고정, 하드에 고정 또는 소프트와 하드의 중간값에 고정)이 되는 차속·지령 테이블을 출력한다.
지령값 산출부(14C)는, 현재지 차속·지령 테이블 출력부(14B)로부터 출력된 차속·지령 테이블로부터 현재의 차속에 따른 FF 지령값을 산출한다. 지령값 산출부(14C)는, FF 지령값을 최대값 선택부(15)에 출력한다.
최대값 선택부(15)는, 조종 안정성 제어부(13)로부터 출력된 AFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터 출력된 FF 지령값을 비교하여, 하드측(큰 값)이 되는 쪽을 최종적인 지령값으로서 선택한다. 이에 의해, 컨트롤러(11)는, AFB 지령값과 FF 지령값으로부터, 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 결정한다. 최대값 선택부(15)는, 선택한 지령값에 따른 지령 신호(지령 전류)를 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에 출력한다. 이에 의해, 컨트롤러(11)는, 가변 댐퍼(6)의 발생 감쇠력을 지령값에 따라 제어한다.
본 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치는, 전술과 같은 구성을 갖는 것이며, 다음에, 그 작동에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다.
먼저, 차량측으로부터 목적지 설정을 행하면, 통신 유닛(9)은, 차량의 현재 위치와 목적지를 클라우드(C)에 송신한다. 클라우드(C)는, 현재 위치로부터 목적지까지의 주행 경로를 결정하고, 경로를 주행하는 차속 계획을 산출한다. 산출된 경로 계획(경로, 차속)과 위치, 차속에 따른 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 포함한 현재지 근방의 다이나믹 맵은, 클라우드(C)로부터 컨트롤러(11)에 다운로드된다.
차량이 주행을 개시하면, 컨트롤러(11)의 다이나믹 맵 제어부(14)는, 현재 위치와 차속에 따라, 다이나믹 맵에 기초하여, 4륜의 가변 댐퍼(6)의 FF 지령값을 산출한다. 컨트롤러(11)는, FF 지령값을 이용함으로써, 클라우드(C)상에 보존되어 있는 노면 요철이나 커브에 따라, 가변 댐퍼(6)의 발생 감쇠력을 피드 포워드 제어할 수 있다. 이에 의해, 차량의 승차감이나 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.
단, 신호나 주차 차량 등에 의해 경로 계획대로는 주행할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 컨트롤러(11)는, CAN 정보(전후 가속도, 횡가속도, 요우 레이트, 조타각)에 기초하여, 가변 댐퍼(6)로의 AFB 지령값을 산출한다. 컨트롤러(11)는, AFB 지령값을 이용함으로써, 가변 댐퍼(6)의 발생 감쇠력을 피드백 제어한다. 이에 의해, 본 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치는, 경로 계획에서는 발생할 수 없는 차량 거동에 대응할 수 있다.
다음에, 도 2에 다이나믹 맵에 보존되는 노면 변위, 노면 곡률, 지령값(제2 지령값), 위치, 차속의 관계예를 나타낸다. 이 다이나믹 맵에는, 클라우드(C)로부터 다운로드된 지령값, 위치, 차속의 맵이 보존되어 있다. 다이나믹 맵에 기초하여, 현재의 위치와 차속에 기초한 지령값이 결정된다. 도 2에 나타내는 예는, 주행 경로에 파장이 다른 A 노면과 B 노면이 포함되는 경우를 상정하고 있다.
차속이 낮은 경우(저차속의 경우)에는, A 노면과 B 노면 중 어느 쪽이나, 노면 입력 주파수가 스프링상 공진 주파수보다 낮아져, 스프링상이 진동하지 않는다. 이 때문에, 다이나믹 맵의 지령값은, 가변 댐퍼(6)를 소프트로 하는 지령(소프트 지령)으로 일정해진다.
차속이 저차속보다 높고 고차속보다 낮은 경우(중차속의 경우)에는, A 노면의 입력 주파수가 공진 주파수 부근이 된다. 이 때문에, A 노면만 가변 댐퍼(6)를 하드로 하는 제어를 행하기 위해, 다이나믹 맵의 지령값은, A 노면의 위치에서, 소프트 지령으로부터 하드 지령(가변 댐퍼(6)를 하드로 하는 지령)으로 전환한다.
차속이 중차속보다 높은 경우(고차속의 경우)에는, B 노면의 입력 주파수가 공진 주파수 부근이 된다. 이 때문에, B 노면만 가변 댐퍼(6)를 하드로 하는 제어를 행하기 위해, 다이나믹 맵의 지령값은, B 노면의 위치에서, 소프트 지령으로부터 하드 지령으로 전환한다.
또한, 고차속의 경우는, 노면 곡률에 따라 미리 결정된 값 이상의 횡가속도가 발생한다. 즉, 차속이 높은 경우에만 횡가속도가 커진다. 이 때문에, 다이나믹 맵의 지령값은, 노면 곡률에 따라 횡가속도가 커지는 위치에서, 소프트 지령으로부터 하드 지령으로 전환한다.
다음에, 본 실시형태에 따른 서스펜션 장치의 효과를 확인하기 위해, 클라우드(C)가 없는 종래와 같은 피드백 제어를 행한 경우와, 클라우드(C)로부터의 다이나믹 맵에 기초한 피드 포워드 제어를 행한 경우에 대해서, 각각의 지령값을 비교하였다. 또한, 피드 포워드 제어의 지령값은, 사전에 노면의 위치에 맞추어 결정한다.
시뮬레이션 조건은, E 세그멘트의 세단을 상정한 차량 제원으로 하였다. 시뮬레이션 모델은, 스프링상과 스프링하 질량을 고려한 1/4 차량 모델을 이용하였다. 노면은, 기본적인 스프링상의 제진 성능을 확인하기 위해, 도 3에 나타내는 물결로로 하였다. 차량이 80 ㎞/h로 주행하는 경우에 대해서, 시뮬레이션을 행하였다.
피드백 제어칙은, 스카이 훅 제어로 하였다. 클라우드(C)를 이용한 피드 포워드 제어는, 스카이 훅 제어 지령을 위치에 따라 기억시킨 제어칙이다. 시뮬레이션 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 다이나믹 맵 정보에 맞춘 피드 포워드 제어에 의한 전류값(지령값)은, 비교예로서 나타내는 종래의 피드백 제어에 의한 전류값(지령값)과 거의 일치한다. 이에 더하여, 도 4 중의 스프링상 가속도 및 스프링상 변위는, 비교예와 본 실시형태에서, 거의 일치한다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 다이나믹 맵 정보에 맞춘 피드 포워드 제어는, 비교예로서 나타내는 종래의 피드백 제어와 동등한 성능인 것을 알았다. 이에 의해, 센서무의 위치 정보에 맞춘 피드 포워드 제어라도, 종래의 피드백 제어와 동등한 제진 성능이 실현되어, 비용을 저감하면서, 동등한 성능을 실현할 수 있는 것을 알았다.
이리하여, 본 실시형태에 따르면, 서스펜션 제어 장치는, 차량의 차체(1)측과 차륜(2)측 사이에 마련되어 발생하는 힘을 조정 가능한 가변 댐퍼(6)(힘 발생 기구)와, 차량의 외부에 마련되는 클라우드(C)(외부 데이터베이스)로부터 다이나믹 맵(외부 정보)을 수신하는 차량의 내부에 마련되는 통신 유닛(9)(수신부)과, 차량의 내부에 마련되어, 가변 댐퍼(6)의 발생력을 조정하는 컨트롤러(11)(제어 장치)를 구비하고 있다.
이에 더하여, 컨트롤러(11)는, 차량의 내부에 마련되어, 차량의 운동을 검출하는 상태 추정부(12)(운동 검출부)와, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 차량 상태량(내부 정보)에 기초하여 가변 댐퍼(6)로의 AFB 지령값(제1 지령값)을 산출하는 조종 안정성 제어부(13)(내부 지령 산출부)와, 통신 유닛(9)으로부터 수신한 다이나믹 맵에 기초하여 가변 댐퍼(6)로의 FF 지령값(제2 지령값)을 산출하는 다이나믹 맵 제어부(14)(외부 지령 산출부)를 가지고, AFB 지령값과 FF 지령값으로부터, 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 결정한다.
이에 의해, 통신 유닛(9)만 가지고 있으면, 컨트롤러(11)는, 차량의 현재 위치나 차속 등에 따른 FF 지령값을, 다운로드할 수 있다. 이 때문에, 예컨대 외계 시인 센서가 없는 상태라도, 가변 댐퍼(6)를 프리뷰 제어할 수 있게 되어, 승차감이나 조종 안정성 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 컨트롤러(11)는, 조종 안정성 제어부(13)에 의한 피드백 제어를 행하는 AFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(14)에 의한 피드 포워드 제어를 행하는 FF 지령값을 조합하여 가변 댐퍼(6)를 제어한다. 이 때문에, FF 지령값에 의해 노면 통과 전에 제어 지령을 변경할 수 있는 것에 더하여, AFB 지령값에 의해 차량 상태에 따른 가변 댐퍼(6)의 제어도 가능하다. 이 결과, 차량의 제진 효과를 높일 수 있다.
컨트롤러(11)는, 다이나믹 맵 제어부(14)에 의한 피드 포워드 제어를 행하는 FF 지령값을 이용하여, 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 결정한다. 이 때문에, 이제부터 주행하는 노면 정보에 기초하여, 제어 지령값이 최적화되도록, 컨트롤러(11)는, 가변 댐퍼(6)에 대한 지령값을 결정할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(11)는, 모든 노면에 있어서 알맞은 지령값을 결정할 수 있다.
또한, 조종 안정성 제어부(13)는, 차량에 마련되는 CAN 정보에 기초하여 AFB 지령값을 산출한다. 이 때문에, 서스펜션 제어를 행하기 위해서만 가속도 센서 등의 새로운 센서를 마련할 필요가 없어, 시스템을 간략화하고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 다이나믹 맵은, 노면과 차속에 따라 정한 가변 댐퍼(6)로의 FF 지령값이다. 이 때문에, 다이나믹 맵 제어부(14)는, 다이나믹 맵에 기초하여, 차량이 주행하는 노면과, 그때의 차속에 따른 FF 지령값을 산출할 수 있다.
다음에, 도 5는 제2 실시형태를 나타내고 있다. 제2 실시형태의 특징은, 피드백 제어에 승차감 제어를 추가한 것에 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
제2 실시형태에 따른 컨트롤러(21)는, 제1 실시형태에 따른 컨트롤러(11)와 거의 동일하게 구성되며, 차량의 내부에 마련되어, 가변 댐퍼(6)의 발생력을 조정하는 제어 장치이다. 컨트롤러(21)는, 예컨대 마이크로 컴퓨터를 이용하여 구성되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(21)는, 상태 추정부(12)와, 조종 안정성 제어부(13)와, 승차감 제어부(22)와, 다이나믹 맵 제어부(14)와, 지령값 보정부(23)와, 최대값 선택부(24)를 구비하고 있다.
승차감 제어부(22)는, 상태 추정부(12)(운동 검출부)로부터 출력되는 차량 상태량(내부 정보)에 기초하여 가변 댐퍼(6)(힘 발생 기구)로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부이다. 승차감 제어부(22)는, 쌍선형 최적 제어부(22A)(이하, BLQ(22A)라고 함)와, 감쇠 계수 제한부(22B)와, 감쇠력 맵(22C)을 구비하고 있다. 승차감 제어부(22)는, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 스프링상 속도를 포함하는 차량 상태량과, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 스프링상(차체(1))과 스프링하(차륜(2)) 사이의 상대 속도에 기초하여, 스프링상의 상하 진동을 저감하기 위한 승차감 피드백 지령값(이하, BFB 지령값이라고 함)을 출력한다. 이때, BFB 지령값은, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 차량 상태량에 기초하여 산출되는 제1 지령값이다.
BLQ(22A)에는, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 차량 상태량이 입력되는 것에 더하여, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 스프링상(차체(1))과 스프링하(차륜(2)) 사이의 상대 속도가 입력된다. BLQ(22A)는, 쌍선형 최적 제어 이론에 기초하여, 상태 추정부(12)로부터의 차량 상태량과 상대 속도로부터, 스프링상의 상하 진동을 저감하기 위한 가변 댐퍼(6)의 감쇠 계수(목표 감쇠 계수)를 산출한다.
감쇠 계수 제한부(22B)에는, BLQ(22A)로부터 출력되는 감쇠 계수와, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 상대 속도가 입력된다. 감쇠 계수 제한부(22B)는, 감쇠 계수의 최대값을 정의 값과 부의 값으로 각각 독립적으로 제한한다. 감쇠 계수 제한부(22B)는, 차체(1)와 차륜(2) 사이의 상하 방향의 상대 속도에 기초하여, 감쇠 계수의 최대값에 제한을 가한다.
감쇠력 맵(22C)에는, 감쇠 계수 제한부(22B)로부터 출력되는 감쇠 계수와, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 상대 속도가 입력된다. 감쇠력 맵(22C)은, 목표로 하는 감쇠 계수와 지령값의 관계를, 상대 속도에 따라 가변으로 설정한 맵이다. 감쇠력 맵(22C)은, 감쇠 계수 제한부(22B)로부터 출력되는 감쇠 계수와, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 상대 속도에 기초하여, 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에 출력하는 BFB 지령값(제1 지령값)을 산출한다.
지령값 보정부(23)에는, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터 출력되는 FF 지령값과, GPS 수신기(8)로부터 출력되는 차량의 현재 위치가 입력된다. 지령값 보정부(23)는, 클라우드(C)에 의해 결정된 경로 계획과 현재 위치를 비교한다. 지령값 보정부(23)는, 현재 위치가 경로 계획에 따르고 있다고 판단한 경우에는, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터 출력되는 FF 지령값을 그대로 출력한다. 한편, 지령값 보정부(23)는, 현재 위치가 경로 계획으로부터 벗어났다고 판단한 경우에는, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터 출력되는 FF 지령값을 제로로 보정한다. 이 경우, FF 지령값보다, 조종 안정성 제어부(13)로부터의 AFB 지령값 또는 승차감 제어부(22)로부터의 BFB 지령값 쪽이 큰 값(하드측의 값)이 된다. 이 때문에, 다이나믹 맵에 의한 피드 포워드 제어의 지령(제2 지령값)보다, 차량 상태량에 기초한 피드백 제어의 지령(제1 지령값)이 우선하여 선택된다.
최대값 선택부(24)는, 조종 안정성 제어부(13)로부터 출력된 AFB 지령값과, 승차감 제어부(22)로부터 출력된 BFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터 출력되어 지령값 보정부(23)에 의해 보정된 FF 지령값을 비교하여, 가장 하드측(큰 값)이 되는 것을 최종적인 지령값으로서 선택한다. 이에 의해, 컨트롤러(21)는, 제1 지령값인 AFB 지령값 및 BFB 지령값과, 제2 지령값인 FF 지령값으로부터, 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 결정한다. 최대값 선택부(24)는, 선택한 지령값에 따른 지령 신호(지령 전류)를 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에 출력한다. 이에 의해, 컨트롤러(21)는, 가변 댐퍼(6)의 발생 감쇠력을 지령값에 따라 제어한다.
이리하여, 제2 실시형태에서도, 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 승차감 제어부(22)에 의한 피드백 제어를 추가하였기 때문에, 다이나믹 맵 제어부(14)에 의한 피드 포워드 제어를 할 수 없는 경우라도, 차체(1)의 상하 방향의 진동을 억제하여, 승차감을 개선할 수 있다.
또한, 컨트롤러(21)는, 제1 지령값인 AFB 지령값 및 BFB 지령값을 우선하여 선택하고, 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 결정한다. 구체적으로는, 컨트롤러(21)는, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터의 FF 지령값을 보정하는 지령값 보정부(23)를 구비하고 있다. 이 때문에, 지령값 보정부(23)는, 경로 계획과 현재 위치를 비교하여, 경로 계획으로부터 벗어났다고 판단한 경우에, 불확실한 제어를 방지하기 위해, FF 지령값을 제로로 한다. 이에 의해, 경로 계획으로부터 벗어난 경우에는, 조종 안정성 제어부(13) 및 승차감 제어부(22)에 의한 피드백 제어가 우선적으로 실행된다. 이 결과, 예컨대 클라우드(C)상의 정보가 오래되어, 실제의 노면 상태는 공사, 사고 등에 의해, 노면 요철, 차속, 곡률이 상정외인 경우에도, 컨트롤러(21)는, 조종 안정성 제어부(13) 및 승차감 제어부(22)에 의해, 가변 댐퍼(6)를 피드백 제어할 수 있다. 따라서, 예컨대 클라우드(C)와의 통신이 끊어진 경우라도, 가변 댐퍼(6)를 적절하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 제2 실시형태에서는, 승차감 제어부(22)는, 쌍선형 최적 제어에 의한 제어칙에 따라 목표 감쇠 계수를 산출하는 것으로 하였다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 승차감 제어부는, 예컨대 스카이 훅 제어, H∞ 제어 등의 피드백 제어에 의해, 목표 감쇠 계수나 목표 감쇠력을 구하여도 좋다.
다음에, 도 6는 제3 실시형태를 나타내고 있다. 제3 실시형태의 특징은, 차량의 운동을 검출하기 위해, 상하 방향의 가속도 센서가 차량에 부착되어 있는 것에 있다. 또한, 제3 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일의 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
스프링상 가속도 센서(31) 및 스프링하 가속도 센서(32)는, 차량에 부착되는 상하 가속도 검출부이다. 스프링상 가속도 센서(31) 및 스프링하 가속도 센서(32)는, 운동 검출부에 포함된다.
스프링상 가속도 센서(31)는, 차량의 차체(1)측에 마련되어 있다. 스프링상 가속도 센서(31)는, 용수철 상측이 되는 차체(1)측에서 상하 방향의 진동 가속도를 검출하고, 그 검출 신호를 후술하는 컨트롤러(33)에 출력한다.
스프링하 가속도 센서(32)는, 차량의 차륜(2)측에 마련되어 있다. 스프링하 가속도 센서(32)는, 용수철 하측이 되는 차륜(2)측에서 상하 방향의 진동 가속도를 검출하고, 그 검출 신호를 후술하는 컨트롤러(33)에 출력한다.
제3 실시형태에 따른 컨트롤러(33)는, 제1 실시형태에 따른 컨트롤러(11)와 거의 동일하게 구성되며, 차량의 내부에 마련되어, 가변 댐퍼(6)의 발생력을 조정하는 제어 장치이다. 컨트롤러(33)는, 예컨대 마이크로 컴퓨터를 이용하여 구성되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(33)는, 적분기(34, 36), 감산기(35)를 구비하고 있다. 적분기(34)는, 스프링상 가속도 센서(31)로부터의 검출 신호를 적분함으로써, 차체(1)의 상하 방향에 대한 속도가 되는 스프링상 속도를 연산한다. 적분기(34)는, 스프링상 속도를 출력한다.
감산기(35)는, 스프링상 가속도 센서(31)로부터의 검출 신호로부터 스프링하 가속도 센서(32)로부터의 검출 신호를 감산하여, 스프링상 가속도와 스프링하 가속도의 차분을 연산한다. 이때, 이 차분값은, 차체(1)와 차륜(2) 사이의 상대 가속도에 대응한다.
적분기(36)는, 감산기(35)로부터 출력된 상대 가속도를 적분하여, 차체(1)와 차륜(2) 사이의 상하 방향의 상대 속도를 연산한다. 적분기(36)는, 상대 속도를 출력한다.
또한, 컨트롤러(33)는, 상태 추정부(12)와, 조종 안정성 제어부(13)와, 승차감 제어부(37)와, 다이나믹 맵 제어부(14)와, 최대값 선택부(38)를 구비하고 있다.
승차감 제어부(37)는, 제2 실시형태에 따르 승차감 제어부(22)와 동일하게 구성되어 있다. 승차감 제어부(37)는, 스프링상 가속도 센서(31) 및 스프링하 가속도 센서(32)로부터 출력되는 스프링상 가속도 및 스프링하 가속도(내부 정보)에 기초하여, 가변 댐퍼(6)(힘 발생 기구)로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부이다. 구체적으로는, 승차감 제어부(37)는, 적분기(34)로부터 출력되는 스프링상 속도와, 적분기(36)로부터 출력되는 스프링상(차체(1))과 스프링하(차륜(2)) 사이의 상대 속도에 기초하여, 스프링상의 상하 진동을 저감하기 위한 BFB 지령값(제1 지령값)을 출력한다. 승차감 제어부(37)는, 제2 실시형태에 따른 BLQ(22A), 감쇠 계수 제한부(22B), 감쇠력 맵(22C)과 동일한, 쌍선형 최적 제어부(37A)(이하, BLQ(37A)라고 함), 감쇠 계수 제한부(37B), 감쇠력 맵(37C)을 구비하고 있다.
BLQ(37A)는, 쌍선형 최적 제어 이론에 기초하여, 적분기(34)로부터 출력되는 스프링상 속도와, 적분기(36)로부터 출력되는 상대 속도로부터, 스프링상의 상하 진동을 저감하기 위한 가변 댐퍼(6)의 감쇠 계수(목표 감쇠 계수)를 산출한다. 감쇠 계수 제한부(37B)는, 차체(1)와 차륜(2) 사이의 상하 방향의 상대 속도에 기초하여, 감쇠 계수의 최대값에 제한을 가한다. 감쇠력 맵(37C)은, 감쇠 계수 제한부(22B)로부터 출력되는 감쇠 계수와, 적분기(36)로부터 출력되는 상대 속도에 기초하여, 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에 출력하는 제1 지령값으로서의 BFB 지령값을 산출한다.
최대값 선택부(38)는, 조종 안정성 제어부(13)로부터 출력된 AFB 지령값과, 승차감 제어부(37)로부터 출력된 BFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(14)로부터 출력된 FF 지령값을 비교하여, 가장 하드측(큰 값)이 되는 것을 최종적인 지령값으로서 선택한다. 이에 의해, 컨트롤러(33)는, 제1 지령값인 AFB 지령값 및 BFB 지령값과, 제2 지령값인 FF 지령값으로부터, 가변 댐퍼(6)로의 지령값을 결정한다. 최대값 선택부(38)는, 선택한 지령값에 따른 지령 신호(지령 전류)를 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에 출력한다. 이에 의해, 컨트롤러(33)는, 가변 댐퍼(6)의 발생 감쇠력을 지령값에 따라 제어한다.
이리하여, 제3 실시형태에서도, 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제3 실시형태에 따른 서스펜션 제어 장치는, 차량에 부착되는 스프링상 가속도 센서(31) 및 스프링하 가속도 센서(32)를 구비하고 있다. 컨트롤러(33)는, 스프링상 가속도 센서(31) 및 스프링하 가속도 센서(32)로부터의 신호를 적분 연산함으로써, 스프링상 속도와 상대 속도를 산출한다. 이 때문에, 차량 거동을 직접 검지할 수 있기 때문에, 예컨대 승차감 제어와 같은 피드백 제어의 효과를 높일 수 있다.
또한, 조종 안정성 제어부(13)가 상대 속도를 이용하여 AFB 지령값을 산출하는 경우에는, 상태 추정부(12)로부터의 차량 상태량에 기초하여 상대 속도를 취득하는 대신에, 적분기(36)로부터 출력되는 상대 속도를 이용하여도 좋다.
다음에, 도 7은 제4 실시형태를 나타내고 있다. 제4 실시형태의 특징은, 다이나믹 맵 제어부 및 승차감 제어부가 감쇠 계수를 포함하는 지령값을 산출하며, 컨트롤러는, 이들 지령값의 크기를 제한하여 가변 댐퍼로의 지령값을 결정하는 것에 있다. 또한, 제4 실시형태에서는, 전술한 제3 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
제4 실시형태에 따른 컨트롤러(41)는, 제3 실시형태에 의한 컨트롤러(33)와 거의 마찬가지로 구성되어, 차량의 내부에 설치되고, 가변 댐퍼(6)의 발생력을 조정하는 제어 장치이다. 컨트롤러(41)는, 예컨대 마이크로 컴퓨터를 이용하여 구성되어 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(41)는, 적분기(34, 36), 감산기(35)를 구비하고 있다. 또한, 컨트롤러(41)는, 상태 추정부(12)와, 다이나믹 맵 제어부(42)와, 조종 안정성 제어부(43)와, 승차감 제어부(44)와, 가산기(45)와, 감쇠력 맵(46)을 구비하고 있다.
다이나믹 맵 제어부(42)는, 통신 유닛(9)으로부터 수신한 다이나믹 맵(외부 정보)에 기초하여 가변 댐퍼(6)로의 제2 지령값을 산출하는 외부 지령 산출부이다. 다이나믹 맵 제어부(42)는, 제1 실시형태에 따른 다이나믹 맵 제어부(14)와 동일하게 구성되어 있다. 단, 다이나믹 맵 제어부(42)는, 차량의 현재 위치와 차속에 따라, 다이나믹 맵에 의해, 조종 안정성 피드 포워드 지령값(이하, AFF 지령값이라고 함)으로서, 조종 안정성을 향상시키기 위한 목표 감쇠 계수를 산출한다. 이에 더하여, 다이나믹 맵 제어부(42)는, 차량의 현재 위치와 차속에 따라, 다이나믹 맵에 의해, 승차감 피드 포워드 지령값(이하, BFF 지령값이라고 함)으로서, 승차감을 향상시키기 위한 목표 감쇠 계수를 산출한다. AFF 지령값 및 BFF 지령값은, 통신 유닛(9)으로부터 수신한 다이나믹 맵에 기초하여 산출되는 제2 지령값이다.
조종 안정성 제어부(43)는, 상태 추정부(12)(운동 검출부)로부터 출력되는 차량 상태량(내부 정보)에 기초하여 가변 댐퍼(6)(힘 발생 기구)로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부이다. 조종 안정성 제어부(43)는, 예컨대 횡가속도가 커짐에 따라, 가변 댐퍼(6)의 감쇠력 특성이 하드가 될 수 있는 감쇠 계수(목표 감쇠 계수)를 포함하는 AFB 지령값을 산출한다. AFB 지령값은, 상태 추정부(12)로부터 출력되는 차량 상태량에 기초하여 산출되는 제1 지령값이다.
승차감 제어부(44)는, 스프링상 가속도 센서(31) 및 스프링하 가속도 센서(32)로부터 출력되는 스프링상 가속도 및 스프링하 가속도(내부 정보)에 기초하여, 가변 댐퍼(6)(힘 발생 기구)로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부이다. 구체적으로는, 승차감 제어부(44)는, 적분기(34)로부터 출력되는 스프링상 속도와, 적분기(36)로부터 출력되는 스프링상(차체(1))과 스프링하(차륜(2)) 사이의 상대 속도에 기초하여, 스프링상의 상하 진동을 저감하기 위한 감쇠 계수(목표 감쇠 계수)를 포함하는 BFB 지령값(제1 지령값)을 산출한다. 승차감 제어부(44)는, 산출한 BFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(42)로부터 입력되는 BFF 지령값에 기초하여, 승차감을 향상시키기 위한 B 지령값을 출력한다. 승차감 제어부(44)는, 쌍선형 최적 제어부(44A)(이하, BLQ(44A)라고 함)와, 가산기(44B)와, 감쇠 계수 제한부(44C)를 구비하고 있다.
BLQ(37A)는, 쌍선형 최적 제어 이론에 기초하여, 적분기(34)로부터 출력되는 스프링상 속도와, 적분기(36)로부터 출력되는 상대 속도로부터, BFB 지령값으로서, 스프링상의 상하 진동을 저감하기 위한 가변 댐퍼(6)의 감쇠 계수(목표 감쇠 계수)를 산출한다.
가산기(44B)는, BLQ(37A)로부터 출력되는 감쇠 계수를 포함하는 BFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(42)로부터 출력되는 감쇠 계수를 포함하는 BFF 지령값을 가산한다. 가산기(44B)는, 가산한 감쇠 계수를, 감쇠 계수 제한부(44C)에 출력한다.
감쇠 계수 제한부(44C)는, 감쇠 계수의 최대값을 정의 값과 부의 값으로 각각 독립적으로 제한한다. 감쇠 계수 제한부(44C)는, 차체(1)와 차륜(2) 사이의 상하 방향의 상대 속도에 기초하여, 감쇠 계수의 최대값에 제한을 가한다. 이에 의해, 승차감 제어부(44)는, 승차감을 향상시키기 위해, 최대값이 제한된 감쇠 계수를 포함하는 B 지령값을 출력한다.
가산기(45)는, 조종 안정성 제어부(43)로부터 출력되는 감쇠 계수를 포함하는 AFB 지령값과, 승차감 제어부(44)로부터 출력되는 감쇠 계수를 포함하는 B 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(42)로부터 출력되는 감쇠 계수를 포함하는 AFF 지령값을 가산한다. 가산기(44B)는, 가산한 감쇠 계수를, 감쇠력 맵(46)에 출력한다.
감쇠력 맵(46)에는, 가산기(45)로부터 출력되는 감쇠 계수와, 적분기(36)로부터 출력되는 상대 속도가 입력된다. 감쇠력 맵(46)은, 목표로 하는 감쇠 계수와 지령값의 관계를, 상대 속도에 따라 가변으로 설정한 맵이다. 감쇠력 맵(46)은, 가산기(45)로부터 출력되는 감쇠 계수와, 적분기(36)로부터 출력되는 상대 속도에 기초하여, 감쇠력 가변 액츄에이터(7)에 출력하는 지령값을 산출한다.
이리하여, 제4 실시형태에서도, 제1, 제3 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제4 실시형태에서는, 다이나믹 맵 제어부(42)는, 감쇠 계수를 포함하는 AFF 지령값 및 BFF 지령값을 출력한다. 승차감 제어부(44)는, 스프링상 속도와 상대 속도에 기초하여 산출한 감쇠 계수를 포함하는 BFB 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(42)로부터의 BFF 지령값을 가산한 후에, 감쇠 계수 제한을 부여한 B 지령값을 출력한다. 컨트롤러(41)는, 조종 안정성 제어부(43)로부터 출력되는 AFB 지령값과, 승차감 제어부(44)로부터 출력되는 B 지령값과, 다이나믹 맵 제어부(42)로부터 출력되는 AFF 지령값을 가산한 목표 감쇠 계수와 상대 속도를 감쇠력 맵(46)에 입력하여, 최종적인 지령값을 산출한다. 컨트롤러(41)는, 이 최종적인 지령값에 기초하여 가변 댐퍼(6)를 제어한다. 이에 의해, 승차감 제어를 행하는 B 지령값에는 감쇠 계수 제한을 부여하여, 급격한 감쇠력 변화를 억제한다. 이에 대하여, 조종 안정성 제어를 행하는 AFB 지령값 및 AFF 지령값은, 제한이 없는 지령값으로 한다. 이에 의해, 조종 안정성 제어 지령의 상승을 유지하여, 조종 안정성 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 제4 실시형태에서는, 목표 감쇠 계수의 지령값(AFB 지령값, AFF 지령값, BFB 지령값, BFF 지령값)을 이용하는 것으로 하였다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 목표 감쇠력의 지령값을 이용하여도 좋다. 이 경우, 감쇠력 맵은, 목표 감쇠력, 상대 속도 및 지령값의 관계를 나타내는 맵이 된다. 컨트롤러는, 이 감쇠력맵에 기초하여, 지령값을 산출하여도 좋다.
또한, 제4 실시형태에서는, 다이나믹 맵으로부터 출력되는 지령값(AFF 지령값, BFF 지령값)은, 차량 제원에 따라 감쇠비를 일정하게 유지하도록 지령으로 함으로써, 차량 제원을 지령값의 크기의 차이를 흡수한다. 감쇠비
Figure pct00001
는, 스프링상 질량 m, 서스펜션 스프링 정수 k, 서스펜션 감쇠 계수 c로 하면, 이하의 수학식 1의 식으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00002
이에 의해, 감쇠비
Figure pct00003
를 일정하게 하기 위해서는, 서스펜션의 감쇠 계수 c를, 감쇠비
Figure pct00004
, 스프링상 질량 m, 서스펜션 스프링 정수 k에 따라 수학식 2의 식과 같이 설정하면 좋다.
Figure pct00005
여기서, 기본 설정에 대하여 보정하도록 구성하는 경우는, 목표의 감쇠 계수 c에 대하여 기본 설정을 1, 현재의 차량을 2, 보정 계수를 G로 하면, 이하의 수학식 3의 식으로 나타낼 수 있다. 이에 의해, 기본 설정의 목표 감쇠 계수(목표 감쇠력)에 보정 계수 G를 곱함으로써, 제원 차이에 따른 지령값의 크기 차이를 흡수할 수 있다.
Figure pct00006
또한, 고유 진동수에 따라 적절한 제어 타이밍이 다르기 때문에, 클라우드상에서 사전에 차량의 제원 정보를 차량측으로부터 송신하여, 제원에 따른 지령이 클라우드로부터 출력됨으로써, 대응할 수 있다. 기본적으로는, 차량의 고유 진동수가 높을수록 지령의 타이밍이 빠르고, 고유 진동수가 낮을수록 지령의 타이밍이 늦어진다.
상기 각 실시형태에서는, 차체(1)측과 차륜(2)측 사이에서 조정 가능한 힘을 발생하는 힘 발생 기구를, 감쇠력 조정식의 유압 완충기를 포함하는 가변 댐퍼(6)에 의해 구성하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한하는 것이 아니며, 예컨대 힘 발생 기구를 액압 완충기 외에, 에어 서스펜션, 스태빌라이저(키네틱 서스펜션), 전자 서스펜션 등에 의해 구성하여도 좋다.
상기 각 실시형태에서는, 외부 데이터베이스로서 클라우드(C)를 예로 들어 설명하였다. 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 차량의 외부에 마련된 서버 컴퓨터의 데이터베이스여도 좋다. 또한, 외부 정보는, 다이나믹 맵에 한정되지 않고, 위치, 차속에 따른 가변 댐퍼로의 지령값을 포함하는 정보이면 좋다.
상기 각 실시형태에서는, 4륜 자동차에 이용하는 서스펜션 제어 장치를 예로 들어 설명하였다. 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 2륜, 3륜 자동차, 또는 작업 차량, 운반 차양인 트랙, 버스 등에도 적용할 수 있는 것이다.
상기 각 실시형태는 예시이며, 다른 실시형태에서 나타낸 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것은 물론이다.
다음에, 상기 실시형태에 포함되는 서스펜션 제어 장치로서, 예컨대, 이하에 서술하는 양태의 것이 생각된다.
제1 양태의 서스펜션 제어 장치는, 차량의 차체측과 차륜측 사이에 마련되어 발생하는 힘을 조정 가능한 힘 발생 기구와, 상기 차량의 외부에 마련되는 외부 데이터베이스로부터 외부 정보를 수신하는, 상기 차량의 내부에 마련되는 수신부와, 상기 차량의 내부에 마련되어, 상기 힘 발생 기구의 발생력을 조정하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 차량의 내부에 마련되어, 상기 차량의 운동을 검출하는 운동 검출부와, 상기 운동 검출부로부터 출력되는 내부 정보에 기초하여 상기 힘 발생 기구로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부와, 상기 수신부로부터 수신한 상기 외부 정보에 기초하여 상기 힘 발생 기구로의 제2 지령값을 산출하는 외부 지령 산출부를 가지고, 상기 제1 지령값과 상기 제2 지령값으로부터, 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
제2 양태로서는, 제1 양태에 있어서, 상기 내부 지령 산출부는, 상기 차량에 마련되는 CAN 정보에 기초하여 상기 제1 지령값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
제3 양태로서는, 제1 또는 제2 양태에 있어서, 상기 운동 검출부는, 상기 차량에 부착되는 상하 가속도 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제4 양태로서는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 지령값을 우선하여 선택하고, 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
제5 양태로서는, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 외부 정보는, 노면과 차속에 따라 정한 상기 힘 발생 기구로의 상기 제2 지령값인 것을 특징으로 한다.
제6 양태로서는, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 제1 지령값 및 상기 제2 지령값은 감쇠 계수이고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 지령값의 감쇠 계수와 상기 제2 지령값의 감쇠 계수의 크기를 제한하여 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 여러 가지 변형예가 포함된다. 예컨대, 상기한 실시형태는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시형태의 구성의 일부를 다른 실시형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시형태의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시형태의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
본원은 2019년 3월 27일자 출원의 일본국 특허 출원 제2019-060489호에 기초한 우선권을 주장한다. 2019년 3월 27일자 출원의 일본국 특허 출원 제2019-060489호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 전체 개시 내용은, 참조에 의해 본원에 전체로서 포함된다.
1 : 차체 2 : 차륜
3 : 차속 센서 4 : 서스펜션 장치
6 : 가변 댐퍼(힘 발생 기구) 7 : 감쇠력 가변 액츄에이터
8 : GPS 수신기 9 : 통신 유닛(수신부)
10 : CAN 11, 21, 33, 41 : 컨트롤러(제어 장치)
12 : 상태 추정부(운동 검출부)
13, 43 : 조종 안정성 제어부(내부 지령 산출부)
14, 42 : 다이나믹 맵 제어부(외부 지령 산출부)
15, 24, 38 : 최대값 선택부
22, 37, 44 : 승차감 제어부(내부 지령 산출부)
31 : 스프링상 가속도 센서(상하 가속도 검출부)
32 : 스프링하 가속도 센서(상하 가속도 검출부)

Claims (6)

  1. 서스펜션 제어 장치로서, 이 서스펜션 제어 장치는,
    차량의 차체측과 차륜측 사이에 마련되어 발생하는 힘을 조정 가능한 힘 발생 기구와,
    상기 차량의 외부에 마련되는 외부 데이터베이스로부터 외부 정보를 수신하는, 상기 차량의 내부에 마련되는 수신부와,
    상기 차량의 내부에 마련되어, 상기 힘 발생 기구의 발생력을 조정하는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 차량의 내부에 마련되어, 상기 차량의 운동을 검출하는 운동 검출부와,
    상기 운동 검출부로부터 출력되는 내부 정보에 기초하여 상기 힘 발생 기구로의 제1 지령값을 산출하는 내부 지령 산출부와,
    상기 수신부로부터 수신한 상기 외부 정보에 기초하여 상기 힘 발생 기구로의 제2 지령값을 산출하는 외부 지령 산출부
    를 가지고,
    상기 제1 지령값과 상기 제2 지령값으로부터, 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 지령 산출부는, 상기 차량에 마련되는 CAN 정보에 기초하여 상기 제1 지령값을 산출하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 운동 검출부는, 상기 차량에 부착되는 상하 가속도 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 지령값을 우선하여 선택하고, 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 정보는, 노면과 차속에 따라 정한 상기 힘 발생 기구로의 상기 제2 지령값인 것을 특징으로 하는 서스펜션 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 지령값 및 상기 제2 지령값은 감쇠 계수이고,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 지령값의 감쇠 계수와 상기 제2 지령값의 감쇠 계수의 크기를 제한하여 상기 힘 발생 기구로의 지령값을 결정하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 제어 장치.
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