KR20230012029A - 제어 장치 - Google Patents

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KR1020227044087A
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요시후미 가와사키
마코토 마츠우라
류스케 히라오
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히다치 아스테모 가부시키가이샤
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Abstract

제어 장치로서의 컨트롤러는, 차량에 설치되는 전륜측의 스프링하 가속도 센서에 의한 검출값에 기초하여, 스프링하 가속도 센서 검출 대상부(전륜)보다 후방에 있는 제어 대상륜(후륜)의 완충기를 제어한다. 이 경우, 컨트롤러는, 스프링하 가속도 센서의 검출값과 제어 주기마다의 차속으로부터, 검출 대상부(전륜)로부터의 이동 거리(지연 거리)를 구하여, 후방에 있는 제어 대상륜(후륜)의 완충기를 제어한다.

Description

제어 장치
본 개시는 예컨대, 자동차 등의 차량에 탑재되어, 감쇠력 조정식 완충기 등의 힘 발생 기구를 제어하는 제어 장치에 관한 것이다.
예컨대, 특허문헌 1-4에는, 노면 상황, 차량 거동량 등의 검출 데이터를 이용하여, 검출 위치보다 뒤의 위치의 완충기의 제어를 행하는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제4-342612호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평성 제9-136522호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2009-119947호 공보 특허문헌 4: 일본 특허 공개 제2011-183919호 공보
상기 특허문헌 1 내지 4의 기술에 의하면, 차속이 느린 경우에, 추정값의 정밀도가 나빠져, 승차감이 저하될 우려가 있다. 또한, 차속이 변화하는 경우에, 제어를 추종할 수 없어, 승차감이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 일 실시형태의 목적은, 승차감을 향상시킬 수 있는 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 차량에 설치되는 적어도 하나의 차량 거동 검출부에 의한 검출값에 기초하여, 상기 차량 거동 검출부의 검출 대상부보다 후방에 있는 제어 대상륜의 힘 발생 기구를 제어하는 제어 장치로서, 상기 검출값과 제어 주기마다의 차속으로부터, 상기 검출 대상부로부터의 이동 거리를 구하여, 상기 후방에 있는 제어 대상륜의 상기 힘 발생 기구를 제어한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 승차감을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 의한 제어 장치가 탑재된 4륜 자동차를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 도 1 중의 제어 장치(ECU), 힘 발생 기구(감쇠력 가변 댐퍼) 등을 도시한 블록도이다.
도 3은 오차 경감 처리를 도시한 블록도이다.
도 4는 제2 실시형태에 의한 제어 장치 등을 도시한 블록도이다.
도 5는 제3 실시형태에 의한 제어 장치 등을 도시한 블록도이다.
이하, 실시형태에 의한 제어 장치를, 차량으로서의 자동차(보다 구체적으로는, 4륜 자동차)에 이용하는 경우를 예로 들어, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 내지 도 3은 제1 실시형태를 도시한다. 도 1에서, 자동차인 차량(1)의 보디를 구성하는 차체(2)의 하측에는, 예컨대 좌우의 전륜(3)과 좌우의 후륜(4)(한쪽만 도시)의 합계 4개의 차륜(3, 4)이 설치된다. 좌우의 전륜(3)과 차체(2) 사이에는, 각각 전륜측의 서스펜션(5, 5)[이하, 전륜 서스펜션(5)이라고 함]이 개재되어 설치된다. 전륜 서스펜션(5)은, 현가 스프링(6)[이하, 스프링(6)이라고 함], 및 스프링(6)과 병렬로 설치되는 감쇠력 조정식 완충기(7)[이하, 완충기(7)라고 함]를 구비한다.
좌우의 후륜(4)과 차체(2) 사이에는, 각각 후륜측의 서스펜션(8, 8)[이하, 후륜 서스펜션(8)이라고 함]이 개재되어 설치된다. 후륜 서스펜션(8)은, 현가 스프링(9)[이하, 스프링(9)이라고 함], 및 스프링(9)과 병렬로 설치되는 감쇠력 조정식 완충기(10)[이하, 완충기(10)라고 함]를 구비한다. 완충기(7, 10)는, 예컨대, 감쇠력의 조정이 가능한 유압식의 실린더 장치(감쇠력 가변식 쇼크 업소버)가 되는 세미액티브 댐퍼에 의해 구성된다. 즉, 차량(1)에는, 감쇠력 가변식 쇼크 업소버를 이용한 세미액티브 서스펜션 시스템이 탑재된다.
여기서, 완충기(7, 10)는, 차량(1)의 차체(2)와 차륜(3, 4) 사이에 설치되는 힘 발생 기구이다. 보다 구체적으로는, 완충기(7, 10)는, 감쇠력 가변형의 감쇠력 발생 장치(감쇠력 가변형 완충기)이다. 완충기(7, 10)는, 후술하는 컨트롤러(21)에 의해 발생 감쇠력의 특성(감쇠력 특성)이 가변으로 제어된다. 이 때문에, 완충기(7, 10)에는, 감쇠력 특성을 하드한 특성[경특성(硬特性)]으로부터 소프트한 특성[연특성(軟特性)]으로 연속적(내지 다단계)으로 조정하기 위해서, 감쇠력 조정 밸브 및 솔레노이드 등을 포함하는 액추에이터(도시하지 않음)가 부설된다. 완충기(7, 10)는, 컨트롤러(21)로부터 액추에이터에 공급되는 지령 전류(제어 신호)에 따라 감쇠력 특성이 가변으로 조정된다.
또한, 감쇠력 조정 밸브로서는, 감쇠력 발생 밸브의 파일럿압을 제어하는 압력 제어 방식이나 통로 면적을 제어하는 유량 제어 방식 등, 종래부터 알려져 있는 구조를 이용할 수 있다. 또한, 완충기(7, 10)는, 감쇠력을 연속적(내지 다단계)으로 조정할 수 있으면 되고, 예컨대, 공압(空壓) 댐퍼나 전자 댐퍼, 전기 점성 유체 댐퍼(ER 댐퍼), 자성 유체 댐퍼 등의 힘 발생 기구여도 좋다. 또한, 완충기(7, 10)는, 에어 스프링(공기 스프링)을 이용한 에어 댐퍼(에어 서스펜션), 전후 좌우의 유압 실린더를 배관으로 접속한 유압 댐퍼, 좌우의 차륜의 움직임에 대해 힘을 부여하는 스태빌라이저 등의 힘 발생 기구여도 좋다.
또한, 완충기(7, 10)는, 추력(推力)을 발생시킬 수 있는 힘 발생 기구, 즉, 액압식 액추에이터, 전동식 액추에이터 또는 기압식 액추에이터에 의해 구성되는, 풀 액티브 댐퍼여도 좋다. 환언하면, 차량(1)에는, 풀 액티브 댐퍼를 이용한 풀 액티브 서스펜션 시스템을 탑재해도 좋다. 즉, 완충기(7, 10)는, 차량(1)의 차체(2)측과 차륜(3, 4)측 사이에서 발생하는 힘을 조정할 수 있는, 힘 발생 기구이며, 예컨대, 감쇠력 가변형 유압 댐퍼, 전기 점성 유체 댐퍼, 공압 댐퍼, 전자 댐퍼, 액압식 액추에이터, 전동식 액추에이터, 기압식 액추에이터 등, 각종의 힘 발생 기구를 채용할 수 있다.
다음으로, 차량(1)의 상태를 검출하는 각종의 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)에는, 차속 센서(11), 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C), 및 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)가 설치된다. 실시형태에서는, 차체(2)측에 3개의 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)가 설치되어 있고, 전륜(3)측에 2개의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)가 설치되어 있다.
차속 센서(11)는, 예컨대 차량(1)에 탑재되는 변속 장치의 출력축(도시하지 않음)에 설치된다. 차속 센서(11)는, 차량(1)[차체(2)]의 속도인 차속(차체 속도)을 검출한다. 차속 센서(11)의 검출 정보(차속에 대응하는 신호)는, 예컨대 차내 LAN 통신 등의 통신선을 통해 후술하는 컨트롤러(21)로 출력된다. 또한, 차속은, 차륜(3, 4)의 회전 속도를 검출하는 차륜속 센서(도시하지 않음)의 검출 정보(차륜속에 대응하는 신호)로부터 산출할 수도 있다.
스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)는, 예컨대 차량(1)의 스프링 상측이 되는 차체(2)에 설치된다. 실시형태에서는, 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)는, 좌측의 전륜(3)에 대응하는 위치와, 우측의 전륜(3)에 대응하는 위치와, 좌우의 후륜(4) 중 어느 한쪽의 후륜(4)[예컨대, 우측의 후륜(4)]에 대응하는 위치에, 각각 설치되어 있다. 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)는, 각각의 위치에서, 차량(1)[차체(2)]의 상하 방향의 가속도를 검출한다. 즉, 좌측 전륜(3)측에 설치된 좌측 앞 스프링상 가속도 센서(12A)는, 차체(2)의 좌측 전측의 상하 가속도(좌측 앞 스프링상 가속도)를 검출한다.
우측 전륜(3)측에 설치된 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)는, 차체(2)의 우측 전측의 상하 가속도(우측 앞 스프링상 가속도)를 검출한다. 우측 후륜(4)측에 설치된 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)는, 차체(2)의 우측 후측의 상하 가속도(우측 뒤 스프링상 가속도)를 검출한다. 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)의 검출 정보(상하 가속도에 대응하는 신호)는, 예컨대 차내 LAN 통신 등의 통신선을 통해 후술하는 컨트롤러(21)로 출력된다. 또한, 차체(2)의 좌측 후측의 상하 가속도는, 3개의 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)의 상하 가속도를 이용하여 컨트롤러(21)로 추정한다.
스프링하 가속도 센서(13A, 13B)는, 예컨대 차량(1)의 스프링 하측이 되는 차륜(3)측에 설치된다. 실시형태에서는, 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)는, 좌측의 전륜(3)측과 우측의 전륜(3)측에 각각 설치되어 있다. 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)는, 각각의 위치에서, 스프링 하측이 되는 전륜(3, 3)의 상하 방향의 가속도를 검출한다. 즉, 좌측 전륜(3)측에 설치된 좌측 앞 스프링하 가속도 센서(13A)는, 좌측 전륜(3)측의 스프링 아래의 상하 가속도(좌측 앞 스프링하 가속도)를 검출한다.
우측 전륜(3)측에 설치된 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)는, 우측 전륜(3)측의 스프링 아래의 상하 가속도(우측 앞 스프링하 가속도)를 검출한다. 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출 정보(상하 가속도에 대응하는 신호)는, 예컨대 차내 LAN 통신 등의 통신선을 통해 후술하는 컨트롤러(21)로 출력된다. 후술하는 바와 같이, 좌측 후륜측의 스프링 아래의 상하 가속도와 우측 후륜(4)측의 스프링 아래의 상하 가속도는, 2개의 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 상하 가속도와 이동 거리(지연 거리)를 이용하여 컨트롤러(21)로 추정한다.
여기서, 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C) 및 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)는, 차량의 거동을 검출하는 차량 거동 검출부의 일부를 구성한다. 차량 거동 검출부는, 가속도 센서에 한하지 않고, 예컨대, 차고(車高) 센서, 스트로크 센서, 변위 센서, 프리뷰 센서 등에 의해 구성해도 좋다. 차고 센서는, 예컨대, 차량의 차고에 대응하는 서스펜션 아암의 변위량을 검출하는 센서이다. 스트로크 센서, 변위 센서는, 예컨대, 완충기(7, 10)의 스트로크량(신장량, 축소량)을 검출하는 센서이다. 프리뷰 센서는, 예컨대, 차량(1) 주위의 상태(예컨대, 노면의 상태)를 인식하는 외계 인식 센서이다.
외계 인식 센서는, 차량(1) 주위의 물체의 위치(예컨대, 노면의 상하 변위)를 계측한다. 외계 인식 센서는, 예컨대, 스테레오 카메라, 싱글 카메라 등의 카메라(예컨대, 디지털 카메라), 및/또는, 레이저 레이더, 적외선 레이더, 밀리파 레이더 등의 레이더(예컨대, 반도체 레이저 등의 발광 소자 및 그것을 수광하는 수광 소자), 라이더(LiDAR), 소나(sonar)를 이용할 수 있다. 또한, 외계 인식 센서는, 카메라, 레이더, 라이더, 소나에 한하지 않고, 차량(1)의 주위가 되는 외계의 상태를 인식(검출)할 수 있는 각종의 센서(검출 장치, 계측 장치, 전파 탐지기)를 이용할 수 있다. 외계 인식 센서는, 예컨대, 차량(1)의 프론트 글라스의 상측에 대응하는 위치, 차량의 전측의 범퍼 등에 설치할 수 있다.
다음으로, 완충기(7, 10)를 제어하는 컨트롤러(21)에 대해 설명한다.
컨트롤러(21)는, 마이크로 컴퓨터, 전원 회로, 구동 회로를 포함하여 구성되는 제어 장치이며, ECU(Electronic Control Unit: 전자 제어 유닛)라고도 불린다. 컨트롤러(21)는, 서스펜션 시스템용의 제어 장치, 즉, 서스펜션용 ECU(완충기용 ECU)이다. 컨트롤러(21)는, 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B) 등에 의해 검출되는 센서 정보에 기초하여, 완충기(7, 10)를 제어(감쇠력을 조정)한다.
이 때문에, 컨트롤러(21)의 입력측은, 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)와 접속된다. 컨트롤러(21)에는, 차속 센서(11)가 검출하는 차속에 대응하는 신호, 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)가 검출하는 스프링 위의 상하 가속도에 대응하는 신호, 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)가 검출하는 스프링 아래의 상하 가속도에 대응하는 신호가 입력된다. 한편, 컨트롤러(21)의 출력측은, 제어 댐퍼인 완충기(7, 10)에 접속된다. 컨트롤러(21)는, 완충기(7, 10)의 액추에이터(예컨대, 감쇠력 조정 밸브의 밸브 개방압을 조정하는 솔레노이드)에 제어 신호(지령 전류)를 출력한다.
컨트롤러(21)는, CPU(연산 처리 장치) 등의 연산 처리를 행하는 컨트롤부(21A)(도 1 참조), 및 ROM, RAM, 불휘발성 메모리 등의 메모리를 포함하는 기억부(21B)(도 1 참조)를 구비한다. 기억부(21B)에는, 각 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)의 정보(입력 신호)로부터 차량 상태(차량 운동, 차량 거동)를 연산(추정)하는 처리 프로그램이 저장된다.
보다 구체적으로는, 기억부(21B)에는, 각 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)의 정보(입력 신호)로부터 각 완충기(7, 10)의 위치에서의 스프링상 속도 및 상대 속도(스트로크 속도)를 연산(추정)하는 처리 프로그램이 저장된다. 또한, 기억부(21B)에는, 각 완충기(7, 10)의 위치에서의 스프링상 속도 및 상대 속도(스트로크 속도)로부터 완충기(7, 10)에서 발생해야 할 감쇠력을 연산하는 처리 프로그램, 발생해야 할 감쇠력에 대응하는 제어 신호를 출력하는 처리 프로그램 등도 저장된다.
완충기(7, 10)의 감쇠력을 연산하는 제어칙(制御則)(승차감의 제어칙, 조종 안정성의 제어칙)으로서는, 예컨대, 스카이훅 제어칙, BLQ 제어칙(쌍선형 최적 제어칙) 또는 H∞ 제어칙 등을 이용할 수 있다. 컨트롤러(21)는, 예컨대, 스프링 위가 되는 차체(2)의 운동(거동)을 완충기(7, 10)의 감쇠력에 의해 감속시키는 경우에는, 완충기(7, 10)의 감쇠력을 크게 하고, 스프링 위가 되는 차체(2)의 운동(거동)을 완충기(7, 10)의 감쇠력에 의해 가속시키는 경우에는, 완충기(7, 10)의 감쇠력을 억제한다. 감쇠력 가변 댐퍼인 완충기(7, 10)는, 감쇠력을 가변시켜 적절히 각 차륜(3, 4)의 상하 이동을 감쇠시킴으로써, 차체(2)의 진동을 억제하는 기능을 갖는다.
그런데, 전술한 특허문헌 1에는, 차속에 따른 시닝율에 의해 제어 정보로서의 노면 변위량을 기억하여, 쓸데없는 메모리 용량을 요하지 않고 프리뷰 제어를 실행할 수 있는 액티브 서스펜션 제어 장치가 개시되어 있다. 즉, 특허문헌 1의 액티브 서스펜션 제어 장치는, 차속에 따라 샘플링한 데이터를 시닝함으로써, 저속 시에 있어서도, 다대한 메모리 소비를 억제할 수 있다. 그러나, 이 기술의 경우, 시닝율을 차속에 따라 변경하기 위한 처리가 필요해져, 처리가 복잡화하는 것 외에, 출력까지를 지연 시간으로 카운트하기 때문에, 차속 변화에는 추종을 할 수 없을 가능성이 있다.
한편, 전술한 특허문헌 2에는, 제어 정보의 기억 영역이 차속 범위에 따라 분할된 메모리를 이용하여 프리뷰 제어하는 프리뷰 제어 방법이 개시되어 있다. 이 프리뷰 제어에서는, 차속이 큰 범위에 대응하는 분할 영역에 기억하는 노면 변위량의 데이터 샘플링 주기가, 차속이 작은 범위에 대응하는 분할 영역에 기억하는 노면 변위량의 데이터 샘플링 주기보다 짧아지도록, 각각의 영역마다 샘플링 주기가 설정된다. 또한, 차속이 큰 범위에 대응하는 분할 영역에 기억(보존)되는 데이터수가, 차속이 작은 범위에 대응하는 분할 영역에 기억되는 데이터수보다 많아지도록, 각 분할 영역이 구성된다. 이에 의해, 전체 차속에 대해 균일하게 노면 변위량이 기록된다.
또한, 전술한 특허문헌 3에는, 차량에 설치된 센서 검출값에 기초하여, 센서의 검출 대상부보다 후방에 있는 제어 대상륜의 서스펜션을 제어하는 서스펜션 제어 장치가 개시되어 있다. 이 서스펜션 제어 장치는, 센서의 검출 대상부와 제어 대상륜 사이의 전후 방향의 거리와, 차량의 주행 속도로 결정되는 여유 시간이, 제어 지연 시간으로 결정되는 제1 설정 시간보다 짧은 경우에, 제1 설정 시간 이상의 경우보다, 서스펜션의 제어에 사용되는 게인을 작게 하는 게인 결정부를 포함하여 구성되어 있다.
또한, 전술한 특허문헌 4에는, 프리뷰 센서에 의해 센서 거리가 검출되었을 때에 검출 대상으로 된 노면 위치를 나타내는 프리뷰 위치에 기초하여, 그 프리뷰 위치에서의 노면 변위량을 기억하기 위한 데이터 기억 위치를 연산하는 작동 제어 장치가 개시되어 있다. 이 작동 제어 장치는, 기억 장치의 기억 영역 중 연산된 데이터 기억 위치에 의해 나타나는 기억 장소에 노면 변위량을 기록한다.
그러나, 이들 종래 기술에 의하면, 차속이 느린 경우에, 추정값의 정밀도가 나빠져, 승차감이 저하될 우려가 있다. 즉, 후륜의 서스펜션 제어의 추정값을 구할 때에, 전륜의 상황과 지연 시간으로부터 추정하면, 차속이 느린 경우에, 메모리의 데이터량이 많아질 우려가 있다. 그리고, 종래 기술과 같이, 데이터를 시닝하면, 추정값의 정밀도가 저하되어, 승차감이 저하될 우려가 있다.
또한, 종래 기술에 의하면, 차속이 변화하는 경우에, 제어를 추종할 수 없어, 승차감이 저하될 우려도 있다. 즉, 후륜측의 서스펜션의 추정 제어 시에, 지연 시간을 고려하는 기술이 알려져 있으나, 예컨대 전륜 스프링하 가속도의 값(검출값)을 받아들인 순간에 차속과 휠베이스로부터 지연 시간을 산출하면, 지연 시간이 경과하기까지의 사이에 차속의 변화가 있었던 경우에, 제어를 추종할 수 없어, 승차감이 저하될 우려가 있다.
그래서, 실시형태에서는, 컨트롤러(21)의 제어 주기(예컨대, 2 ㎳)마다 차속으로부터 이동 거리를 구함으로써, 차속 변화에 대응할 수 있도록 한다. 즉, 실시형태에서는, 매 제어 주기의 차속과 제어 주기로부터 이동 거리를 산출하고, 스프링하 가속도 센서가 받아들이고 나서의 총 이동 거리가 휠베이스가 된 타이밍에서 스프링하 가속도 신호를 출력한다. 이에 의해, 극저속 시에도, 소비하는 메모리 용량을 휠베이스로 결정되는 일정한 값으로 할 수 있다. 또한, 이와 함께, 매 주기의 이동 거리를 산출하기 때문에, 차속 변화에의 추종도 가능해진다.
이하, 실시형태의 컨트롤러(21)에 대해, 도 2 및 도 3도 참조하면서 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치(서스펜션 제어 장치)로서의 컨트롤러(21)는, 각 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)와 접속된다. 컨트롤러(21)는, 각 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)의 검출 신호에 기초하여, 감쇠력 가변 댐퍼인 완충기(7, 10)를 제어한다. 실시형태에서는, 컨트롤러(21)는, 차량(1)에 설치된 전륜(3, 3)의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)에 의한 검출값에 기초하여, 이 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출 대상부[전륜(3, 3)]보다 후방에 있는 제어 대상륜[후륜(4)]의 완충기(10, 10)를 제어한다.
즉, 컨트롤러(21)는, 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출값에 대응하는 입력 신호를 지연시켜, 이 검출값을 검출한 위치와는 다른 개소[후륜(4)측]의 제어를 행한다. 구체적으로는, 컨트롤러(21)는, 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출값과 제어 주기마다의 차속으로부터, 검출 대상부[전륜(3, 3)]로부터의 이동 거리(지연 거리)를 구하여, 후방에 있는 제어 대상륜[후륜(4)]의 완충기(10, 10)를 제어한다. 환언하면, 컨트롤러(21)는, 제어 주기마다의 차속으로부터 검출 대상부[전륜(3, 3)]로부터의 이동 거리를 구하고, 이 이동 거리와 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출값에 기초하여, 후방에 있는 제어 대상륜[후륜(4)]의 완충기(10, 10)를 제어한다. 제1 실시형태에서는, 컨트롤러(21)는, 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)로부터 직접 취득한 「스프링상 가속도」와 거리 지연을 가미한 전륜(3, 3)측의 「스프링하 가속도」를 이용하여, 후륜(4)측의 서스펜션 거동을 추정한다.
이 때문에, 컨트롤러(21)는, 차량 상태량 산출부(22)와, 서스펜션 제어부(23)를 구비한다. 차량 상태량 산출부(22)에는, 차속 센서(11)로부터 「차속」이 입력되고, 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)로부터 「좌측 앞 스프링상 가속도」, 「우측 앞 스프링상 가속도」, 「우측 뒤 스프링상 가속도」가 입력되며, 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)로부터 「좌측 앞 스프링하 가속도」, 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다.
차량 상태량 산출부(22)는, 3개의 스프링상 가속도(스프링상 상하 가속도)와 2개의 스프링하 가속도(스프링하 상하 가속도)에 기초하여, 「좌측 앞 스프링상 속도」, 「우측 앞 스프링상 속도」, 「좌측 뒤 스프링상 속도」, 「우측 뒤 스프링상 속도」, 「좌측 앞 상대 속도」, 「우측 앞 상대 속도」, 「좌측 뒤 상대 속도」, 「우측 뒤 상대 속도」를 산출한다. 차량 상태량 산출부(22)는, 산출한 「좌측 앞 스프링상 속도」, 「우측 앞 스프링상 속도」, 「좌측 뒤 스프링상 속도」, 「우측 뒤 스프링상 속도」, 「좌측 앞 상대 속도」, 「우측 앞 상대 속도」, 「좌측 뒤 상대 속도」, 「우측 뒤 상대 속도」를 서스펜션 제어부(23)로 출력한다.
여기서, 스프링상 속도는, 스프링 상측의 상하 방향의 속도, 즉, 차체(2)의 대응하는 위치에서의 상하 방향의 속도이다. 「좌측 앞 스프링상 속도」는, 좌측 전륜(3)에 대응하는 위치의 차체(2)의 상하 속도이며, 「좌측 앞 스프링상 가속도」로부터 산출할 수 있다. 「우측 앞 스프링상 속도」는, 우측 전륜(3)에 대응하는 위치의 차체(2)의 상하 속도이며, 「우측 앞 스프링상 가속도」로부터 산출할 수 있다.
「우측 뒤 스프링상 속도」는, 우측 후륜(4)에 대응하는 위치의 차체(2)의 상하 속도이며, 「우측 뒤 스프링상 가속도」로부터 산출할 수 있다. 「좌측 뒤 스프링상 속도」는, 좌측 후륜에 대응하는 위치의 차체(2)의 상하 속도이며, 「좌측 앞 스프링상 가속도」와 「우측 앞 스프링상 가속도」와 「우측 뒤 스프링상 가속도」로부터, 또는, 「좌측 앞 스프링상 속도」와 「우측 앞 스프링상 속도」와 「우측 뒤 스프링상 속도」로부터 추정(산출)할 수 있다.
또한, 상대 속도는, 스프링 상측과 스프링 하측 사이의 상하 방향의 상대 속도, 즉, 대응하는 위치에서의 차륜[3(4)]과 차체(2) 사이의 상대 속도이다. 「좌측 앞 상대 속도」는, 차체(2)의 좌측 전측과 좌측 전륜(3) 사이의 상하 상대 속도이며, 「좌측 앞 스프링상 가속도」와 「좌측 앞 스프링하 가속도」로부터 산출할 수 있다. 「우측 앞 상대 속도」는, 차체(2)의 우측 전측과 우측 전륜(3) 사이의 상하 상대 속도이며, 「우측 앞 스프링상 가속도」와 「우측 앞 스프링하 가속도」로부터 산출할 수 있다.
「우측 뒤 상대 속도」는, 차체(2)의 우측 후측과 우측 후륜(4) 사이의 상하 상대 속도이며, 「우측 뒤 스프링상 가속도」와 「우측 뒤 스프링하 가속도」로부터 산출(산출)할 수 있다. 이 경우, 「우측 뒤 스프링하 가속도」는, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」 중 현시점으로부터 거슬러 올라간 값, 구체적으로는, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 휠베이스분의 거리를 이동하기 전의 시점에서 검출된 값을 이용한다.
「좌측 뒤 상대 속도」는, 차체(2)의 좌측 후측과 좌측 후륜 사이의 상하 상대 속도이며, 「좌측 뒤 스프링상 가속도」와 「좌측 뒤 스프링하 가속도」로부터 산출(산출)할 수 있다. 이 경우, 「좌측 뒤 스프링상 가속도」는, 「좌측 앞 스프링상 가속도」와 「우측 앞 스프링상 가속도」와 「우측 뒤 스프링상 가속도」로부터 추정(산출)할 수 있다. 「좌측 뒤 스프링하 가속도」는, 좌측 앞 스프링하 가속도 센서(13A)가 검출한 「좌측 앞 스프링하 가속도」 중 현시점으로부터 거슬러 올라간 값, 구체적으로는, 좌측 앞 스프링하 가속도 센서(13A)가 휠베이스분의 거리를 이동하기 전의 시점에서 검출된 값을 이용한다.
또한, 도 2는 차량(1)의 우측의 제어, 즉, 우측 전측의 완충기(7) 및 우측 후측의 완충기(10)의 제어를 도시하고 있다. 즉, 도 2에서는, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출한 「우측 앞 스프링상 가속도」와 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출한 「우측 뒤 스프링상 가속도」와 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」에 기초하여, 「우측 앞 스프링상 속도」, 「우측 뒤 스프링상 속도」, 「우측 앞 상대 속도」, 「우측 뒤 상대 속도」를 산출하는 경우를 도시하고 있다. 차량(1)의 좌측의 제어, 즉, 좌측 전측의 완충기(7) 및 좌측 후측의 완충기(10)의 제어에 대해서는, 좌측 뒤 스프링상 가속도가 검출값이 아니라 추정값인 점에서 상이한 것 이외에는, 우측의 제어와 동일하다. 이 때문에, 이하, 주로 차량(1)의 우측의 완충기(7, 10)의 제어에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량 상태량 산출부(22)는, 제1 적분부(22A)와, 제1 감산부(22B)와, 제2 적분부(22C)와, 거리 산출부(22D)와, 거리 지연 출력 처리부(22E)와, 제2 감산부(22F)와, 제3 적분부(22G)를 구비한다. 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)에서 검출된 「우측 앞 스프링상 가속도」와 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)에서 검출된 「우측 뒤 스프링상 가속도」는, 제1 적분부(22A)에 입력된다. 또한, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)에서 검출된 「우측 앞 스프링상 가속도」는, 제1 감산부(22B)에 입력되고, 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)에서 검출된 「우측 뒤 스프링상 가속도」는, 제2 감산부(22F)에 입력된다. 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)에서 검출된 「우측 앞 스프링하 가속도」는, 제1 감산부(22B)와 거리 지연 출력 처리부(22E)에 입력된다. 차속 센서(11)에서 검출된 「차속」은, 거리 산출부(22D)에 입력된다.
제1 적분부(22A)에는, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출한 「우측 앞 스프링상 가속도」와 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출한 「우측 뒤 스프링상 가속도」가 입력된다. 제1 적분부(22A)는, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출한 「우측 앞 스프링상 가속도」를 적분함으로써, 「우측 앞 스프링상 속도」를 산출한다. 또한, 제1 적분부(22A)는, 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출한 「우측 뒤 스프링상 가속도」를 적분함으로써, 「우측 뒤 스프링상 속도」를 산출한다. 제1 적분부(22A)는, 산출한 「우측 앞 스프링상 속도」 및 「우측 뒤 스프링상 속도」를 서스펜션 제어부(23)로 출력한다.
제1 감산부(22B)에는, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출한 「우측 앞 스프링상 가속도」와 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다. 제1 감산부(22B)는, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출한 「우측 앞 스프링상 가속도」로부터 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」를 감산함으로써, 「우측 앞 상대 가속도」를 산출한다. 제1 감산부(22B)는, 산출한 「우측 앞 상대 가속도」를 제2 적분부(22C)로 출력한다.
제2 적분부(22C)에는, 제1 감산부(22B)에서 산출된 「우측 앞 상대 가속도」가 입력된다. 제2 적분부(22C)는, 제1 감산부(22B)에서 산출된 「우측 앞 상대 가속도」를 적분함으로써, 「우측 앞 상대 속도」를 산출한다. 제2 적분부(22C)는, 산출한 「우측 앞 상대 속도」를 서스펜션 제어부(23)로 출력한다.
거리 산출부(22D)에는, 차속 센서(11)가 검출한 「차속」이 입력된다. 거리 산출부(22D)는, 차속과 시간[컨트롤러(21)의 제어 주기]을 승산(乘算)함으로써, 차량(1)의 이동 거리를 산출한다. 거리 산출부(22D)는, 산출한 이동 거리를 거리 지연 출력 처리부(22E)로 출력한다.
거리 지연 출력 처리부(22E)에는, 거리 산출부(22D)에서 산출한 이동 거리가 입력된다. 즉, 거리 지연 출력 처리부(22E)에는, 제어 주기마다 차량(1)의 이동 거리가 입력된다. 또한, 거리 지연 출력 처리부(22E)에는, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다. 즉, 거리 지연 출력 처리부(22E)에는, 제어 주기(샘플링 주기)마다 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다. 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 제어 주기마다 이동 거리와 대응하는 「우측 앞 스프링하 가속도」를 기억(저장)한다. 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 이동 거리에 따른 지연을 가미한 타이밍에서, 「우측 앞 스프링하 가속도」를 「우측 뒤 스프링하 가속도」로서 출력한다. 즉, 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 거리 지연을 가미한 타이밍에서 「우측 앞 스프링하 가속도」를 「우측 뒤 스프링하 가속도」로서 출력하는, 출력 타이밍 제어(지연 거리 제어)를 행한다.
여기서, 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 다음의 표 1에 나타내는 테이블을 구비한다. 이 테이블은, 컨트롤러(21)의 기억부(21B)(메모리)에 저장된다. 테이블에는, 이동 거리(지연 거리)에 대응하는 인덱스마다 「우측 앞 스프링하 가속도」가 저장(기억)된다. 또한, 표 1의 테이블에서는, 차량(1)의 휠베이스를 2.6 m로 하고, 피치폭을 5 ㎝로 하고 있다.
Figure pct00001
거리 지연 출력 처리부(22E)는, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)로부터 우측 앞 스프링하 가속도를 취득하여, 내부 메모리[컨트롤러(21)의 기억부(21B)]에 보존한다. 다음 제어 주기(샘플링 타이밍)에서는, 새로운 우측 앞 스프링하 가속도를 취득하고, 현재의 차속과 제어 주기로부터 산출된 이동 거리에 기초하여, 사전에 받아들이고 있던 우측 앞 스프링하 가속도의 테이블을 이동 거리분 시프트한다. 그리고, 시프트 후에 총 이동 거리가 휠베이스가 되는 우측 앞 스프링하 가속도의 값을, 우측 뒤 스프링하 가속도로서 출력한다. 즉, 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 이동 거리에 기초하여 출력 타이밍이 조정(제어)된 우측 앞 스프링하 가속도를, 우측 뒤 스프링하 가속도로서 제2 감산부(22F)로 출력한다.
이와 같이, 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 테이블의 인덱스를 지연 거리에 연결시키고, 일정한 거리 진행한 경우에, 테이블의 인덱스가 1 진행되도록 한다. 상기 표 1의 테이블에서는, 차량(1)의 휠베이스를 2.6 m로 하고, 피치폭을 5 ㎝로 하고 있으며, 5 ㎝ 진행함으로써, 인덱스가 1 시프트한다. 이와 같이 구성함으로써, 내부에서 유지하는 데이터량(메모리의 총량)을 절약하는 것이 가능해진다. 또한, 피치폭을 짧게 함으로써, 제어 성능을 향상시킬 수 있다. 피치폭은, 필요한 성능과 메모리량(기억 용량)에 따라 설정할 수 있다.
도 3은 피치폭 이하의 이동 거리에 의한 오차를 경감하기 위한 처리를 도시한다. 이 도 3에서는, 거리 지연 출력 처리부(22E)는, 제산부(除算部; 22E1)와, 가산부(22E2)를 구비한다. 제산부(22E1)는, 이동 거리를 피치폭으로 제산한다. 제산부(22E1)는, 제산 결과의 몫을 인덱스로서 출력한다. 또한, 제산부(22E1)는, 제산 결과의 잉여를 가산부(22E2)로 출력한다. 가산부(22E2)는, 거리 산출부(22D)에서 산출한 이동 거리와 제산부(22E1)로부터 출력되는 제산 결과의 잉여를 가산한다. 이와 같이, 피치폭 이하의 이동 거리를, 다음 번 이동 거리에 가산하여, 인덱스로 변환함으로써, 오차의 저감이 가능해진다.
제2 감산부(22F)에는, 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출한 「우측 뒤 스프링상 가속도」와 거리 지연 출력 처리부(22E)로부터 출력된 「우측 뒤 스프링하 가속도」가 입력된다. 제2 감산부(22F)는, 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출한 「우측 뒤 스프링상 가속도」로부터 거리 지연 출력 처리부(22E)에서 추정된 「우측 뒤 스프링하 가속도」를 감산함으로써, 「우측 뒤 상대 가속도」를 산출한다. 제2 감산부(22F)는, 산출한 「우측 뒤 상대 가속도」를 제3 적분부(22G)로 출력한다.
제3 적분부(22G)에는, 제2 감산부(22F)에서 산출되는 「우측 뒤 상대 가속도」가 입력된다. 제3 적분부(22G)는, 제2 감산부(22F)에서 산출되는 「우측 뒤 상대 가속도」를 적분함으로써, 「우측 뒤 상대 속도」를 산출한다. 제3 적분부(22G)는, 산출한 「우측 뒤 상대 속도」를 서스펜션 제어부(23)로 출력한다.
서스펜션 제어부(23)는, 차량 상태량 산출부(22)로부터 「좌측 앞 스프링상 속도」, 「우측 앞 스프링상 속도」, 「좌측 뒤 스프링상 속도」, 「우측 뒤 스프링상 속도」, 「좌측 앞 상대 속도」, 「우측 앞 상대 속도」, 「좌측 뒤 상대 속도」, 「우측 뒤 상대 속도」가 입력된다. 또한, 도 2에서는, 차량(1)의 우측의 제어를 도시하고 있다. 이 때문에, 도 2에서는, 서스펜션 제어부(23)에는, 차량 상태량 산출부(22)로부터 「우측 앞 스프링상 속도」, 「우측 뒤 스프링상 속도」, 「우측 앞 상대 속도」, 「우측 뒤 상대 속도」가 입력된다.
서스펜션 제어부(23)는, 이들의 입력에 따라, 완충기(7, 10)에서 발생해야 할 감쇠력을 산출한다. 예컨대, 서스펜션 제어부(23)는, 스카이훅 제어칙 등의 제어칙에 기초하여 완충기(7, 10)에서 발생해야 할 감쇠력을 산출한다. 그리고, 서스펜션 제어부(23)는, 완충기(7, 10)에서 발생해야 할 감쇠력에 따른 제어 신호(지령 전류)를 제어 댐퍼인 완충기(7, 10)로 출력한다. 즉, 서스펜션 제어부(23)는, 댐퍼 지령값에 대응하는 지령 전류(제어 신호)를 완충기(7, 10)의 액추에이터(예컨대, 감쇠력 조정 밸브의 밸브 개방압을 조정하는 솔레노이드)로 출력한다.
제1 실시형태에 의한 제어 장치는, 전술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음으로 그 작동에 대해 설명한다.
차량(1)의 주행 등에 따라 차량(1)의 거동(상태)이 변화하면, 그 거동의 변화는, 차량(1)에 탑재된 차속 센서(11), 3개의 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C), 2개의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)에 의해 검출되어, 완충기(7, 10)를 제어하는 컨트롤러(21)에 입력된다. 컨트롤러(21)는, 각 센서(11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B)의 검출값(검출 신호)에 기초하여 완충기(7, 10)의 감쇠력을 제어하는 제어 신호(지령 전류)를 완충기(7, 10)로 출력한다.
여기서, 제1 실시형태에서는, 컨트롤러(21)는, 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출값과 컨트롤러(21)의 제어 주기마다의 차속으로부터, 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출 대상부가 되는 전륜(3, 3)으로부터의 이동 거리를 구하여, 이것보다 후방에 있는 후륜(4)측의 완충기(10, 10)를 제어한다. 이 때문에, 컨트롤러(21)는, 「전륜(3, 3)으로부터의 이동 거리」와 「전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)의 검출값」으로부터 추정되는 「후륜(4)측의 스프링하 가속도」에 기초하여, 후륜(4)측의 완충기(10, 10)를 제어할 수 있다. 환언하면, 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」 중 현시점으로부터 거슬러 올라간 값, 구체적으로는, 전륜(3, 3)측의 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)가 휠베이스분의 거리를 이동하기 전의 시점에서 검출된 값을 이용하여, 후륜(4)측의 완충기(10, 10)를 제어할 수 있다.
이 때문에, 차속에 상관없이 이동 거리(예컨대, 휠베이스와 피치폭)에 의해 메모리량을 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 극저속 시의 다대한 메모리 소비를 피할 수 있고 설계 단계에서의 메모리 소비량의 어림이 용이해진다. 또한, 제어 주기마다 이동 거리를 구함으로써, 차속 변화에의 추종이 용이해진다. 이에 의해, 정밀도 좋게 출력 타이밍을 제어하는 것이 가능해지고, 타이밍의 어긋남에 의한 성능의 저하를 억제할 수 있다. 이 결과, 추정값[예컨대, 거리 지연 출력 처리부(22E)로부터 출력되는 값]의 정밀도와 제어의 추종성을 확보할 수 있고, 승차감을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 4는 제2 실시형태를 도시한다. 제2 실시형태의 특징은, 차속에 따라 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 전환하는 구성으로 한 것에 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
제2 실시형태에서는, 제1 실시형태의 제어(지연 거리 제어)와 종래의 제어(지연 시간 제어)를 조합한다. 전술한 제1 실시형태에서는, 차속이 올라가, 하나의 샘플링 주기 동안에 인덱스가 2개 이상 시프트하는 경우에, 샘플링할 수 없는 점이 발생해 버린다. 그래서, 제2 실시형태에서는, 인덱스가 2개 이상 시프트하는 것과 같은 차속이 된 경우에 지연 시간 제어로 전환하여, 지연 시간 제어로 후륜(4)측의 서스펜션 거동을 추정한다. 인덱스가 2개 이상 시프트하는 것과 같은 차속에서는, 지연 시간도 커지지 않고, 차속 변동의 비율도 작아지기 때문에, 지연 시간 제어의 과제가 현재화하기 어려워, 유효하다. 또한, 인덱스가 2개 이상 시프트하는 것과 같은 차속, 즉, 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 전환하는 속도(전환 속도)는, 예컨대, 제어 주기(샘플링 주기)가 2 ㎳이고 피치폭이 5 ㎝라고 하면, 시속 90 ㎞가 된다.
이와 같이 제2 실시형태에서는, 차속에 따라 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 전환한다. 이 때문에, 차량 상태량 산출부(22)는, 제1 적분부(22A)와, 제1 감산부(22B)와, 제2 적분부(22C)와, 거리 산출부(22D)와, 거리 지연 출력 처리부(22E)와, 제2 감산부(22F)와, 제3 적분부(22G)에 더하여, 지연 시간 산출부(31)와, 시간 지연 출력 처리부(32)와, 선택부(33)를 구비한다. 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)에서 검출된 「우측 앞 스프링하 가속도」는, 제1 감산부(22B)와 거리 지연 출력 처리부(22E)와 시간 지연 출력 처리부(32)에 입력된다. 차속 센서(11)에서 검출된 「차속」은, 거리 산출부(22D)와 지연 시간 산출부(31)에 입력된다.
지연 시간 산출부(31)는, 차속 센서(11)가 검출한 「차속」이 입력된다. 지연 시간 산출부(31)는, 차량(1)의 휠베이스[즉, 전륜(3)과 후륜(4)의 축간 거리]를 차속으로 제산함으로써, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 휠베이스분 이동하는 데 요하는 시간, 즉, 지연 시간을 산출한다. 지연 시간 산출부(31)는, 산출한 지연 시간을, 시간 지연 출력 처리부(32)로 출력한다.
시간 지연 출력 처리부(32)에는, 지연 시간 산출부(31)에서 산출한 지연 시간이 입력된다. 즉, 시간 지연 출력 처리부(32)에는, 제어 주기(샘플링 주기)마다 지연 시간, 즉, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 휠베이스분 이동하는 데 요하는 시간이 입력된다. 또한, 시간 지연 출력 처리부(32)에는, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다. 즉, 시간 지연 출력 처리부(32)에는, 제어 주기(샘플링 주기)마다 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다.
시간 지연 출력 처리부(32)는, 제어 주기마다 「우측 앞 스프링하 가속도」와 지연 시간을 기억(저장)한다. 시간 지연 출력 처리부(32)는, 지연 시간을 가미한 타이밍에서, 「우측 앞 스프링하 가속도」를 「우측 뒤 스프링하 가속도」로서 출력한다. 즉, 시간 지연 출력 처리부(32)는, 시간 지연을 가미한 타이밍에서 「우측 앞 스프링하 가속도」를 「우측 뒤 스프링하 가속도」로서 출력하는 출력 타이밍 제어(지연 시간 제어)를 행한다.
여기서, 시간 지연 출력 처리부(32)는, 다음의 표 2에 나타내는 테이블을 구비한다. 이 테이블은, 컨트롤러(21)의 기억부(21B)(메모리)에 저장된다. 테이블에는, 인덱스마다(제어 주기마다) 「우측 앞 스프링하 가속도」가 지연 시간과 함께 저장(기억)된다. 또한, 이 저장은, 예컨대, 차속이 시속 5 ㎞ 이상(바람직하게는, 10 ㎞ 이상)일 때에 행할 수 있다. 또한, 메모리 소비를 보다 억제하기 위해서, 지연 거리 제어와 지연 시간 제어의 전환 속도에 가까워졌을 때, 예컨대, 전환 속도의 1/2 내지 2/3 이상의 속도일 때에 행하도록 할 수도 있다.
Figure pct00002
시간 지연 출력 처리부(32)는, 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)로부터 우측 앞 스프링하 가속도를 취득하여, 내부 메모리[컨트롤러(21)의 기억부(21B)]에 보존한다. 시간 지연 출력 처리부(32)는, 지연 시간이 경과했을 때에 우측 앞 스프링하 가속도의 값을, 우측 뒤 스프링하 가속도로서 출력한다. 즉, 시간 지연 출력 처리부(32)는, 지연 시간에 기초하여 출력 타이밍이 조정(제어)된 우측 앞 스프링하 가속도를, 우측 뒤 스프링하 가속도로서 선택부(33)로 출력한다.
선택부(33)에는, 시간 지연 출력 처리부(32)로부터 「우측 뒤 스프링하 가속도」가 입력된다. 또한, 선택부(33)에는, 거리 지연 출력 처리부(22E)로부터 「우측 뒤 스프링하 가속도」가 입력된다. 또한, 선택부(33)에는, 차속 센서(11)가 검출한 「차속」이 입력된다. 선택부(33)는, 차속에 따라, 시간 지연 출력 처리부(32)로부터 입력된 「우측 뒤 스프링하 가속도」를 출력할지, 거리 지연 출력 처리부(22E)로부터 입력된 「우측 뒤 스프링하 가속도」를 출력할지를 선택한다. 선택부(33)는, 입력된 「차속」이 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 전환하는 전환 속도(예컨대, 시속 90 ㎞)보다 낮을 때에는, 거리 지연 출력 처리부(22E)로부터 입력된 「우측 뒤 스프링하 가속도」를 제2 감산부(22F)로 출력한다. 선택부(33)는, 입력된 「차속」이 전환 속도 이상일 때에는, 시간 지연 출력 처리부(32)로부터 입력된 「우측 뒤 스프링하 가속도」를 제2 감산부(22F)로 출력한다.
제2 실시형태는, 전술한 바와 같은 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 차속에 따라 전환하는 것으로, 그 기본적 작용에 대해서는, 전술한 제1 실시형태에 의한 것과 각별히 차이는 없다. 특히, 제2 실시형태에서는, 차속이 낮을 때에 지연 거리 제어를 행하고, 차속이 높을 때에 지연 시간 제어를 행할 수 있다. 이 때문에, 차속에 상관없이(차속이 빨라도 느려도), 정밀도가 좋은 추정값(검출 대상부보다 후방의 상태량)을 이용하여 완충기(7, 10)를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 5는 제3 실시형태를 도시한다. 제3 실시형태의 특징은, 일정한 이동 거리마다 차량 거동 검출부의 샘플링이 가능한 구성으로 한 것에 있다. 또한, 제3 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
제3 실시형태에서는, 제2 실시형태와 마찬가지로, 인덱스가 2개 이상 시프트하는 것과 같은 고속 주행 시(예컨대, 시속 90 ㎞ 이상으로 주행하고 있을 때)의 성능의 향상을 목적으로 하고 있다. 제3 실시형태에서는, 차속과 내부 타이머로부터 이동 거리를 산출하고, 일정한 이동 거리가 되는 타이밍에서, 스프링하 가속도의 센서값을 취득하며, 내부 메모리의 인덱스를 하나 시프트한다. 이와 같이 구성함으로써, 항상 일정한 거리마다 샘플링이 가능해지고, 테이블의 시프트량이 일정해진다. 이에 의해, 제3 실시형태에서도, 제2 실시형태와 마찬가지로, 고차속에도 대응이 가능해진다.
이러한 제3 실시형태에서는, 차량 상태량 산출부(22)는, 제1 적분부(22A)와, 제1 감산부(22B)와, 제2 적분부(22C)와, 거리 산출부(22D)와, 거리 지연 출력 처리부(22E)와, 제2 감산부(22F)와, 제3 적분부(22G)에 더하여, 샘플링부(41)를 구비한다. 샘플링부(41)에는, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출하는 「우측 앞 스프링상 가속도」와 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출하는 「우측 뒤 스프링상 가속도」와 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출하는 「우측 앞 스프링하 가속도」가 입력된다. 또한, 샘플링부(41)에는, 거리 산출부(22D)로부터 이동 거리가 입력된다. 샘플링부(41)는, 일정한 이동 거리(예컨대, 5 ㎝)가 되는 타이밍에서, 우측 앞 스프링상 가속도 센서(12B)가 검출한 「우측 앞 스프링상 가속도」와 우측 뒤 스프링상 가속도 센서(12C)가 검출한 「우측 뒤 스프링상 가속도」와 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)가 검출한 「우측 앞 스프링하 가속도」를 출력한다.
제3 실시형태는, 전술한 바와 같은 샘플링부(41)를 구비한 것으로, 그 기본적 작용에 대해서는, 전술한 제1 실시형태에 의한 것과 각별히 차이는 없다. 특히, 제3 실시형태에서는, 일정한 이동 거리가 된 타이밍에서, 스프링하 가속도의 센서값을 취득하고, 내부 메모리의 인덱스를 하나 시프트할 수 있다. 이 때문에, 차속이 높을 때에도, 완충기(7, 10)를 정밀도 좋게 제어할 수 있다.
또한, 전술한 제1 실시형태에서는, 차량 거동 검출부가 스프링하 가속도 센서(13A, 13B)인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 차량 거동 검출부로서, 차고 센서, 스트로크 센서, 변위 센서, 프리뷰 센서를 이용해도 좋다. 프리뷰 센서는, 예컨대, 차량(1)의 노면의 상태(노면의 변위)를 검출하는 외계 인식 센서이다. 외계 인식 센서(프리뷰 센서)는, 예컨대, 스테레오 카메라, 싱글 카메라 등의 카메라(예컨대, 디지털 카메라), 및/또는, 레이저 레이더, 적외선 레이더, 밀리파 레이더 등의 레이더(예컨대, 반도체 레이저 등의 발광 소자 및 그것을 수광하는 수광 소자), 라이더(LiDAR), 소나를 이용할 수 있다. 또한, 외계 인식 센서(프리뷰 센서)는, 카메라, 레이더, 라이더, 소나에 한하지 않고, 차량(1)의 주위가 되는 외계의 상태를 인식(검출)할 수 있는 각종의 센서(검출 장치, 계측 장치, 전파 탐지기)를 이용할 수 있다. 외계 인식 센서(프리뷰 센서)는, 예컨대, 차량의 프론트 글라스의 상측에 대응하는 위치, 차량의 전측의 범퍼 등에 설치할 수 있다.
차량 거동 검출부를 프리뷰 센서에 의해 구성한 경우에는, 제어 장치(컨트롤러)는, 프리뷰 센서의 검출값과 제어 주기마다의 차속으로부터, 검출 대상부(예컨대, 전방의 노면)로부터의 이동 거리를 구하여, 후방에 있는 제어 대상륜(전륜 및/또는 후륜)의 힘 발생 기구(완충기)를 제어한다. 환언하면, 제어 장치는, 제어 주기마다의 차속으로부터 검출 대상부로부터의 이동 거리를 구하고, 이 이동 거리와 프리뷰 센서의 검출값에 기초하여, 후방에 있는 제어 대상륜(전륜 및/또는 후륜)의 힘 발생 기구(완충기)를 제어한다.
이 경우에는, 「검출 대상부로부터의 이동 거리」와 「프리뷰 센서의 검출값」으로부터 추정되는 「검출 대상부보다 후방의 거동량(상태량)」에 기초하여, 힘 발생 기구를 제어할 수 있다. 검출 대상부로서는, 예컨대, 차량의 전방, 차량의 전측의 범퍼 등을 들 수 있다. 즉, 차량 거동 검출부는, 예컨대, 차량의 전방의 노면과 차체 사이의 변위량(거동량, 상태량), 차량의 전측의 범퍼 바로 아래의 노면과 차체 사이의 변위량(거동량, 상태량) 등을 검출할 수 있다. 이러한 점들은, 제2 실시형태, 제3 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.
제1 실시형태에서는, 스프링상 가속도 센서(12A, 12B, 12C)를 차체(2)의 좌측 전측과 우측 전측과 우측 후측의 3개소에 설치한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 스프링상 가속도 센서를 차체의 좌측 전측과 우측 전측과 좌측 후측의 3개소, 또는, 좌측 전측과 좌측 후측과 우측 후측의 3개소에 설치해도 좋다. 즉, 스프링상 가속도 센서는, 차체를 강체라고 생각한 경우에 그 면의 3점의 상하 이동으로부터 남은 1점의 상하 이동을 추정하기 위해서, 차체의 3개소에 설치하는 구성으로 할 수 있다. 이러한 점들은, 제2 실시형태, 제3 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.
제1 실시형태에서는, 좌측 전륜(3)측의 좌측 앞 스프링하 가속도 센서(13A)의 검출값과 우측 전륜(3)측의 우측 앞 스프링하 가속도 센서(13B)의 검출값에 기초하여, 좌측 후륜(도시하지 않음)측의 완충기(10)와 우측 후륜(4)측의 완충기(10)를 제어하는 구성으로 한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 좌우의 후륜 중 한쪽의 후륜측에 스프링하 가속도 센서를 설치함으로써, 한쪽의 후측의 완충기는 후륜측의 스프링하 가속도 센서의 검출값에 기초하여 제어를 행하고, 다른쪽의 후측의 완충기는 전륜측의 스프링하 가속도 센서의 검출값(과 이동 거리)에 기초하여 제어를 행하는 구성으로 해도 좋다. 즉, 차량에 설치된 적어도 하나의 차량 거동 검출부에 의한 검출값에 기초하여, 상기 차량 거동 검출부의 검출 대상부보다 후방에 있는 제어 대상륜의 힘 발생 기구를 제어하는 구성으로 할 수 있다. 이러한 점들은, 제2 실시형태, 제3 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 각 실시형태는 예시이며, 다른 실시형태에서 나타낸 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
이상 설명한 실시형태에 기초한 제어 장치로서, 예컨대 하기에 서술하는 양태의 것이 생각된다.
제1 양태로서는, 차량에 설치되는 적어도 하나의 차량 거동 검출부에 의한 검출값에 기초하여, 상기 차량 거동 검출부의 검출 대상부보다 후방에 있는 제어 대상륜의 힘 발생 기구를 제어하는 제어 장치로서, 상기 검출값과 제어 주기마다의 차속으로부터, 상기 검출 대상부로부터의 이동 거리를 구하여, 상기 후방에 있는 제어 대상륜의 상기 힘 발생 기구를 제어한다.
이 제1 양태에 의하면, 「검출 대상부로부터의 이동 거리」와 「차량 거동 검출부의 검출값」으로부터 추정되는 「검출 대상부보다 후방의 위치의 상태량(거동량)」에 기초하여, 힘 발생 기구를 제어할 수 있다. 이 때문에, 차속에 상관없이 이동 거리에 의해 메모리량을 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 극저속 시의 다대한 메모리 소비를 피할 수 있고, 설계 단계에서의 메모리 소비량의 어림이 용이해진다. 또한, 제어 주기마다 이동 거리를 구함으로써, 차속 변화에의 추종이 용이해진다. 이에 의해, 정밀도 좋게 출력 타이밍을 제어하는 것이 가능해지고, 타이밍의 어긋남에 의한 성능의 저하를 억제할 수 있다. 이 결과, 추정값의 정밀도와 제어의 추종성을 확보할 수 있어, 승차감을 향상시킬 수 있다.
제2 양태로서는, 제1 양태에 있어서, 상기 차량 거동 검출부는, 프리뷰 센서이다. 이 제2 양태에 의하면, 「검출 대상부로부터의 이동 거리」와 「프리뷰 센서의 검출값」으로부터 추정되는 「검출 대상부보다 후방의 위치의 상태량(거동량)」에 기초하여, 힘 발생 기구를 제어할 수 있다.
제3 양태로서는, 제1 양태에 있어서, 상기 차량 거동 검출부는, 전륜의 스프링하 가속도 센서이다. 이 제3 양태에 의하면, 「전륜으로부터의 이동 거리」와 「전륜의 스프링하 가속도 센서의 검출값」으로부터 추정되는 「전륜보다 후방의 위치의 상태량(예컨대, 가속도)」에 기초하여, 힘 발생 기구를 제어할 수 있다.
제4 양태로서는, 제1 양태 내지 제3 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 차속에 따라 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 전환한다. 이 제4 양태에 의하면, 차속이 낮을 때에 지연 거리 제어를 행하고, 차속이 높을 때에 지연 시간 제어를 행할 수 있다. 이 때문에, 차속에 상관없이(차속이 빨라도 느려도), 정밀도가 좋은 추정값(검출 대상부보다 후방의 상태량)을 이용하여 힘 발생 기구를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형예가 포함된다. 예컨대, 상기한 실시형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 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 대해, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
본원은 2020년 7월 28일자 출원의 일본국 특허 출원 제2020-127319호에 기초한 우선권을 주장한다. 2020년 7월 28일자 출원의 일본국 특허 출원 제2020-127319호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면, 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 본원에 전체로서 편입된다.
1: 차량 3: 전륜(검출 대상부)
4: 후륜(제어 대상륜) 7, 10: 완충기(힘 발생 기구)
13A, 13B: 스프링하 가속도 센서(차량 거동 검출부)
21: 컨트롤러(제어 장치)

Claims (4)

  1. 차량에 설치되는 적어도 하나의 차량 거동 검출부에 의한 검출값에 기초하여, 상기 차량 거동 검출부의 검출 대상부보다 후방에 있는 제어 대상륜의 힘 발생 기구를 제어하는 제어 장치로서,
    상기 검출값과 제어 주기마다의 차속으로부터, 상기 검출 대상부로부터의 이동 거리를 구하여, 상기 후방에 있는 제어 대상륜의 상기 힘 발생 기구를 제어하는 것인, 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 거동 검출부는, 프리뷰 센서인 것인, 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량 거동 검출부는, 전륜의 스프링하 가속도 센서인 것인, 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차속에 따라 지연 거리 제어와 지연 시간 제어를 전환하는 것인, 제어 장치.
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