KR910007992Y1 - 액티브 서스펜션 제어 장치 - Google Patents

액티브 서스펜션 제어 장치 Download PDF

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슌이찌 와다
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미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤
시끼 모리야
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Abstract

내용 없음.

Description

액티브 서스펜션 제어 장치
제1도는 본 고안의 1실시예에 의한 액티브 서스펜션 제어 장치의 구성도.
제2a도는 동상 실시예에 있어서 3방향 밸브의 솔레노이드 밸브 및 밸브 구동시의 상태 도시도.
제2b도는 동상 3방향 솔레노이드 밸브 및 밸브의 비구동시의 상태 도시도.
제3a도는 동상 실시예에 있어서 2방향의 솔레노이드 밸브의 구동시의 상태 도시도.
제3b도는 동상 2방향 솔레노이드 밸브의 구동시의 상태 도시도.
제4도는 동상 실시예에 있어서 G센서의 좌선회, 중립, 우선회시의 출력 전압의 관계 도시도.
제5도는 동상 실시예에 의한 롤 제어시의 실행시의 동작의 흐름을 도시하는 플로우 챠트.
제6도는 동상 실시예에 있어서 제어 유니트에 기억되는 G 센서의 중립점으로 부터의 편차치를 도시하는 맵.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스트러트형 완충기 4 : 피스톤 로드
5 : 감쇠력 전환 밸브 5a : 작동기
33 : 압력 스위치 34 : 차고 센서
35 : 하부 아암 36 : 측면 로드
37 : 제어 유니트 38 : 차속 센서
39 : G센서 46 : 압력 스위치
SRL : 에어 서스펜션 유니트
본 고안은 차폭 방향의 좌우의 가속도를 검출하는 센서의 신호에 따라 차체의 롤을 제어하는 액티브 서스펜션 제어 장치에 관한 것이다.
종래의 액티브 서스펜션 제어 장치로서는, 예를들면, 일본국 특허공개 소화62-34808호 공보, 실용신안공개 소화 61-163710호 공보등에 제안되어 있다. 이 종래예의 액티브 서스펜션 제어 장치에 있어서는, 차륜과 차체사이에, 예컨대, 공기 스프링 실과 같은 유체 스프링실을 개장하여, 이 유체 스프링 실로의 압축 공기의 급배를 제어함으로써, 차체의 롤을 억제하도록 한 서스펜션 장치가 고려되고 있다.
이 경우, 예를들자면, 선회시에 선회 방향과 역측의 서스펜션 유니트가 축소하고, 선회 방향의 서스펜션 유니트가 신장하려 하나, 이것을 억제하기 위해, 축소측의 서스펜션 유니트의 유체 스프링실에 설정량만큼 압축 공기를 공급하여, 신장측의 서스펜션 유니트의 유체 스프링실로부터 설정량만큼 압축 공기를 배출하여 차체의 경사를 역방향으로 되돌려서 자체를 수평으로 유지하고 있다. 이와 같이 하여, 유체 스프링 실로의 유체의 급배에 의해 롤방향과 역방향으로 차체를 되돌리도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 롤의 억제 제어를 가속도(이하, G라함)센서의 중립 G에서의 우측 혹은 좌측으로의 G의 편차에 따라 롤 발생 데이타를 검출하여, 이 롤 발생 상태에 대응한 롤 제어량을 기억하여, 기억된 제어량에 따라 롤 제어를 행한 경우에, G의 값이 중립 G에서 우측 및 좌측으로 빠른 주기로 전환한 경우에, 제어 지연에 의한 제어의 불합리함의 발생이나, 작동기의 불필요한 작동에 의한 내구성 열화등의 불합리함이 발생하는 결점이 있다.
또한, 소정의 주파수 이상의 G의 변화가 있는 경우에 제어를 돌연 정지해버려서는 차선 변화나 긴급 회피시에 롤 제어의 효과가 상실될 우려가 2차적으로 발생한다.
본 고안은, 이러한 문제점을 해결하기 위해 행해진 것으로, 롤 제어의 위상 지연에 의한 차량의 불안정 작동을 제어하고, 또한 작동기의 불필요한 작동을 금지하고, 작동기의 내구성를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 차선 변경이나 긴급 회피등의 필요 불가결한 작동에는 대응할 수 있는 액티브 서스펜션 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 고안에 따른 액티브 서스펜션 제어 장치는, 가속도 검출 신호의 방향 전환 주파수가 소정의 주파수 이상의 고속으로 이루어진 경우에 차륜에 대해서 차체를 지지하는 복수개의 작동기의 유체 스프링실로의 유체의 흡배에 의한 액티브 제어의 동작을 정지시키는 수단을 설치한 것이다.
본 고안에 있어서는, 차체의 폭방향의 중립점에서 좌측과 우측의 방향으로의 가속도의 전환 상황을 검출하고, 이 가속도 검출 신호의 방향 전환 주파수가 소정의 주파수 이상으로 되면 액티브 제어를 최초의 1주기 이후 금지하고, 작동기의 동작을 정지시켜, 제어의 불안정성을 억제한다.
이하, 본 고안의 액티브 서스펜션 제어 장치의 실시예에 대해서 설명한다. 제1도는 그 일 실시예의 전체구성을 도시하는 도면이다. 이 제1도에 있어서, 에어 서스펜션 유니트(FS1, FS2, RS1, RS2)는 각각 거의 동일한 구조를 하고 있으므로 이하, 프론트용과, 리어용을 특별히 구별하여 설명하는 경우를 제외하고 에어 서스펜션 유니트는 부호 SRL을 사용해서 설명한다.
즉, 에어 서스펜션 유니트(SRL)는 스트러트형 완충기(1)를 내장한 것이며, 이 완충기(1)는 전륜 또는 후륜쪽에 부착된 부착된 실린더(2)와, 이 실린더(2)내에 있어서 접동 자유롭게 끼워넣어진 피스톤(3)을 구비하고, 차륜의 상하 이동에 따라 실린더(2)가 피스톤 로드(4)에 대하 상하 이동함으로써, 충격을 효과적으로 흡수할 수 있도록 되어 있다.
(5)는 감쇠력 전환 밸브로서, 감쇠력 전환 밸브(5)의 회전은 작동기(5a)에 의해서 제어되는 것으로, 제1감쇠실(6a)과 제2감쇠실(6b)이 구멍 a1 만을 거쳐서 연통(하드 상태)되거나, 또는 구멍(a1 및 a2)의 양쪽을 거쳐 연통(소프트 상태)되느냐가 선택된다.
또한, 상기 작동기(5a)의 구동은 후술하는 제어 유니트(37)에 의해 제어된다.
그런데, 이 완충기(1)의 상부에는, 피스톤 로드(2)와 동축적으로 차고조정용 유체실을 겸하는 주 공기 스프링실(7)이 설치되어 있으며, 이 주 공기 스프링실(7)의 일부에는 벨로우즈(8)로 형성되어 있으므로, 피스톤 로드(4)내에 설치된 통로(4a)를 거치는 주 공기 스프링실(7) 로의 에의어 급배에 의하여 피스톤 로드(5)의 승강을 허용할 수 있도록 되어 있다.
또한, 완충기(1)의 외벽부에는, 상방으로 향한 스프링받침(9a)이 설치되어 있으며, 주공기 스프링실(7)의 외벽부에는 하방으로 향한 스프링 받침(9b)이 형성되어 있어서, 이들 스프링 받침(9a, 9b) 사이에는 코일스프링(10)이 장전된다.
(11)은 압축기이다. 이 압축기(11)는 공기 정화기(12)에서 송출된 대기를 압축하여 건조기(13)로 공급하도록 되어 있으며, 건조기(13)의 실리카겔 등에 의해 건조된 압축 공기는 체크 밸브(14)를 거쳐서, 저장탱크(15)내의 고압측 저장 탱크(15a)에 저장된다.
이 저장 탱크(15)에는, 저압측 저장 탱크(15b)가 설치되어 있다. 상기 저장 탱크(15a, 15b) 사이에는 압축기 릴레이(17)에 해여 구동되는 압축기(16)가 설치되어 있다.
또한, 상기 저압측 저장 탱크(15b)의 압력이 대기압보다 커지면 온되는 압력 스위치(18)가 설치되어 있다. 그래서, 상기 압력 스위치(18)가 온되면, 상기 압축기 릴레이(17)가 구동된다.
이에 따라, 저장 탱크(15b)는 항상 대기압 이하로 보존된다. 그래서, 상기 고압측 저장 탱크(15a)로 부터 서스펜션 유니트(S)에 압축 공기가 공급되는 경로는 실선화살표로 표시되고 있다.
즉, 상기 저장 탱크(15a)로 부터의 압축공기는 후술하는 3방향 밸브로 형성되는급기 유량 제어 밸브(19), 전륜용 급기 솔레노이드 밸브(20), 첵크 밸브(21), 프론트 우측용의 솔레노이드 밸브(22), 프론트 좌측용의 솔레노이드 밸브(23)를 거쳐서 프론트 우측용의 서스펜션 유니트(FS2), 프론트 좌측용의 서스펜션 유니(FS)로 보내진다.
또한 마찬가지로, 상기 저장 탱크(15a)로 부터의 압축 공기는 후술하는 3방향 밸브로 형성되는 급기 유량 제어밸브(19), 후륜용 급기 솔레노이드 밸브(24), 첵크 밸브(25), 리어 우측용의 솔레노이드 밸브(26), 리어 좌측용의 솔레노이드 밸브(27)을 거쳐서 리어 우측용의 서스펜션 유니트(RS2), 리어 좌측용의 서스펜션 유니트(RS1) 보내진다.다.
또한, 상기 첵크 밸브(21)의 하류와 상기 체크 밸브(25)의 하류는 첵크 밸브 (211)를 거쳐서 연결된다.
한편, 서스펜션 유니트(RSL)로 부터의 배기 경로는 파선 화살표로 도시해 둔다. 즉, 서스펜션 유니트(RS1, RS2)로 부터의 배기는 솔레노이드 밸브(22, 23), 프론트 배기 밸브(28), 잔압 밸브(29)를 거쳐서 상기 저압측 저장 탱크(15b)로 보내진다.
또다시, 서스펜션 유니트(RS1, RS2)로 부터의 배기는 솔레노이드 밸브(22, 23), 프론트 배기 밸브(28), 건조기(13), 배기 솔레노이드 밸브(30), 공기 정화기(12)를 거쳐서 대기로 해방된다.
또한, 서스펜션 유니트(RS1, RS2)로 부터의 배기는 솔레노이드 밸브(26, 27), 리어 배기 밸브(31), 배기 밸브(32)를 거쳐서 상기 저압측 저장 탱크(15b)로 보내진다.
또한, 상기한 저장 탱크(15b)의 압력이 주공기 스프링실(3)의 압력보다 적으면, 상기 잔압 밸브(29, 32)는 열린 상태로 되어, 저장 탱크(15b)의 압력이 주공기 스프링실(3)의 압력보다 크면 상기 잔압 밸브(29, 32)는 닫힌 상태로 된다.
또다시, 서스펜션 유니트(RS1, RS2) 로부터의 배기는 솔레노이드 밸브(26, 27) 리어 배기 밸브(31), 건조기(13), 배기 솔레노이드 밸브(30), 공기 정화기(12)를 거쳐서 대기로 해방된다.
또한, (33)은 리어의 주공기 스프링실(3)을 연통하는 연통로에 설치된 압력 스위치로서, 그 조작 신호는 후술하는 제어 유니트로에 출력된다.
(34)는 차고 센서로, 이 차고 센서(34)는 자동차의 앞부분 후측 서스펜션의 하부 아암(35)에 부착되어서 자동차의 앞부분 차고를 검출하는 프론트 차고 센서(34F)와 자동차의 뒷부분 좌측 서스펜션의 측면로드(36)에 부착되어 자동차의 뒷부분 차고를 검출하는 리어 차고 센서(34R)를 구비하여 구성되어 있어서, 이들 차고 센서(34F, 34R)에서 제어 유니트(37)로 검출 신호가 공급된다.
차고 센서(34)에 있어서 각 센서(34F, 34R)는 보통의 차고 레벨 및 저차고 레벨 혹은 고차고 레벨로 부터의 거리를 각각 검출하도록 되어 있다.
또다시, 스피드 측정기에는 차속 센서(38)가 내장되어 있으며, 이 센서(38)는 차속을 검출하여, 그 검출 신호를 상기 제어 유니트(37)로 공급하도록 되어 있다.
또한, 차체의 자세 변화를 검출하는 차체 자세 센서로서의 예컨대, 차동 트래지스형 G센서(39)와 같은 좌우 방향의 가속도를 검출하는 가속도 센서가 설치되어 있다.
이 G 센서(39)는 우선회시에는 출력 전압이 높아져, 좌우 G의 중림점에서 2.5V, 좌선회시에 출력 전압은 낮아진다. 이 출력 전압의 한예를 제4도에 도시한다. 또한, 전압 V의 시간 미분치는 핸들 각 속도에 비례하는 값으로 된다.
(41)은 자동차 핸들(42)의 회전 속도, 즉 조타 속도를 검출하는 조타 센서로서, 그 검출 신호는 상기 제어 유니트(37)로 보내진다.
또다시, (44)는 도시하지 않은 엔진의 액셀 페달의 밟는 각을 검출하는 액셀 개도 센서로서, 그 검출 신호는 상기 제어를 유니트(37)로 보내진다.
(45)는 상기 압축기(11)를 구동하기 위한 압축기 릴레이로서 이 압축기 릴레이 (45)는 상기 제어 유니트(37)로 부터의 제어 신호에 의하여 제어된다.
또다시, (46)은 저장 탱크(15a)의 압력이 소정치 이하로 되면, 온하는 압력 스위치로서, 그 출력 신호는 상기 제어 유니트(37)로 출력된다.
즉, 저장 탱크(15a)의 압력이 소정치 이하로 되면, 상기 압력 스위치(46)는 온하여, 제어 유니트(37)의 제어에 의하여 압축기 릴레이(45)가 작동된다. 이것에 의해 압축기(11)가 구동되어서 탱크(15a)에 압축 공기가 보내어져, 저장 탱크(15a)내의 압력이 소정치 이상으로 된다.
또한, 상기 솔레노이드 밸브(20, 22, 23, 24, 26, 27, 30) 및 밸브(19, 28, 31)의 개폐 제어는 상기 제어 유니트(37)에서 제어 신호에 의해 행해진다.
상기 솔레노이드(22, 23, 26, 27) 및 밸브(19, 28, 31)는 3방향 밸브로 형성되며, 그 2개의 상태에 대해서는 제2도에 도시되어 있다. 제2a도는 3방향 밸브가 구동된 상태를 도시하고 있으며, 이 상태에서 화살표 A로 도시하는 경로로 압축 공기가 이동한다.
한편, 제2b도는 3방향 밸브가 구동되지 아니한 상태를 도시하고 있으며, 이 상태에서는 화살표 B로 도시하난 경로로 압축 공기가 이동한다.
또한, 솔레노이드 밸브(20, 24, 30)는 2방향 밸브로 형성이 되며, 그 2개의 상태에 대해서는 제3a 및 3b도에 도시 되어 있다. 제3a도는 솔레노이드 밸브가 구동된 상태를 도시하고 있으며, 이 상태에서는 화살표 C 방향으로 압축 공기가 이동된다. 한편, 솔레노이드 밸브가 구동되지 않는 경우에는 제3b도에 도시하는 바와 같이되며, 이 경우에는 압축 공기의 유통은 없다.
다음에, 상기하는 바와 같이 구성된 본 고안의 한실시예의를 제어 동작을 제5도의 플로우챠트를 병용하여 설명한다. 먼저, G센서(39)로 부터의 출력 전압 V가 제어 유니트(37)에 입력되어, 그 중립 G 로부터의 편차(즉 좌우 G)의 값 △V(=V-2.5)가 산출된다(스텝 S11). 그래서, 스텝 (S30)으로 나아가, △V의 값이 제어판정치 이상으로 또한 G의 방향이 역전되었는가 아닌가를 판정하여, 역전하고 있으면 역전의 주기를 판정하여, G의 역전의 주기가 주파수 0.8Hz 이상에 해당하는가 아닌가를 판정을 행하여, 0.8Hz 이하의 느린 G의 방향 판정되면, 스텝(S31)으로 나아가, 0.8Hz 이상으로 제어한 회수를 0으로 클리어시켜서 스텝 (S12)으로 진행된다.
방향 반전의 주파수가 0.8Hz 이상이면, 스텝(S30)에서 스텝(S32)으로 나아가, 0.8Hz 이상으로 제어한 회수의 메모리 카운터를 판정하여, 2 이상이면, 스텝 (S34)으로 행하고, 이후의 롤 제어를 금지하여 리턴한다. 롤 제어를 금지하여도 감쇠력의 전환이나, 제1표의 ⑥ 좌우 연통폐의 제어는 금지하는 것은 아니다.
제어의 회수가 2 미만이면, 스텝 (S33)으로 행하고, 회수를 1가산하여 스텝 (S12)으로 진행한다. 그래서, 제어 유니트(37)에 기억되는 제6도와 같은 △V맵이 참조되어서(스텝 S12a), 밸브 구동시간 Tp이 구해진다.
다음으로, 스텝(S21)으로 진행한다. 이 스텝 (S21)에 있어서, 제어 시간 T=Tp-Tm이 산축된다. 이 Tm은 맵 메모리에 기억되는 것으로, 이미 밸브의 구동된시간을 나타내고 있다. 따라서, 최초로 이 스텝 (S21)으로 진행해온 경우에는, Tm=0이다. 즉, T=Tp로 된다.
다음으로, 스텝 (S22)으로 진행하여 T의 값이 0보다 큰가 아닌가가 판정된다. 이 스텝(S22)에 있어서, T〉0이라고 판정되면, 이 제어 시간 T의 밸브 제어가 행해진다 (스텝 S23).
이 경우에 있어서, 어느 밸브르 여느냐는 다음의 제1표에 표시되어 있다.
[표 1a]
[표 1b]
이 제1표에 있어서, 「○」는 통전을 표시하고, 「X」는 비통전을 표시하고 있다.
예컨대, △V〉0의 우선회시에는 차체의 우측이 올라가려하고, 차체의 좌측이 내려가려 하나, 이것을 제어하기 위해서 제1표의 우선회의 「0」표의 밸브가 제어시간 T만큼 구동되어서 (스텝 S23a, S23b), 고압측 저장 탱크(15a)의 압축 공기가 급기 유량 제어 밸브(19), 프론트 및 리어 급기 밸브(20, 24) 솔레노이드밸브(23, 27)를 거쳐서 프론트 및 리어 좌측의 서스펜션 유니트(FS1, RS1)의 주공기 스프링실(7)로 공급되어서 차체의 좌측 차고가 높아지는 방향으로 부가된다.
한편, 프론트 및 리어 우측의 서스펜션 유니트(FS2, RS2)의 주공기 스프링실(7)의 압축 공기는 프론트 및 리어 배기 밸브(28, 31)를 거쳐서 저압축 저장 탱크(15b)에 배출된다.
이에 따라, 차체 우측의 차체가 내려가는 방향으로 부가된다.
이상과 같이하여, 우선회시에 차체 우측이 올라가며, 좌측이 내려가려는 것을 억제하고 있다. 그래서, 상기 제어시간 T의 제어가 종료하면, 프론트 급기 밸브(20) 및 리어 급기 밸브(24)가 오프되어서, 주공기 스프링실(7)로의 압축 공기의 공급은 정지된다.
또한, 동시에, 프론트 및 리어 배기 밸브(28, 31)가 온되어서, 주공기 스프링실 (7)로 부터의 배기가 정지된다(스텝 S24). 이에 따라, 자세 제어한 상태가 유지된다.
다음에, 맵 메모리의 갱신이 행해진다(스텝 S25). 즉, 밸브가 구동된시간 Tp가 Tm에 기억된다(Tm=Tp). 그래서, 스텝 (S26)으로 진행하여 △V가 소정치 이하인가 아닌가가 판정된다.
예컨대, 선회중으로 △V가소정치보다 큰 경우에는 다음의 스텝 (S27)으로 행해지는 자세 제어의 해제가 스킵되어서 상기스텝 (S11)으로 되돌아간다.
한편, 이 스텝 (S26)의 판정으로, 「YES」로 판정되면, 밸브가 모두 오프되어서 상기 스텝(S24)으로 유지되어 있던 자세 제어가 해제된다. 이하, 스텝 (S11)으로 되돌아가 스텝 (S12)에 있어서, Tp가 구해진다.
상기 실시예에서는, △V의 값으로만이, 롤 억제 제어를 행하는 경우에 대해서 상술하였으나, △V의 방향과, 차속 센서(38)에 의해 얻어지는 차속의 값과, 조타센서 (41)에서 얻어지는 조타각 속도의 값에 의해 상기 Tp를 별도의 전용 멥으로서 연산하여, 상기와 같은 롤 억제 제어를 하는 것도 가능하며, 이 연산의 스텝은 상기 제5도의 스텝(S12)에 해당된다.
이 경우에도, 제어의 복귀 판정은 스텝(S26)과 같아진다.
이상의 실시예에 있어서, 제어 개시, 제어 종료에 중요한 것은, △V의 값이며, △V는 G 센서(39)의 출력 V에서 중립 G에 해당하는 2.5V를 감산함으로써 연산한다.
본 고안은 이상으로 설명한 바와 같이, G의 방향과, G의 중립 G로부터의 어떠한 크기 △V를 판정하여 롤 제어의 조건이 성립해고 있어도, 제어의 역전 주파수가 소정의 주파수 이상에서는 롤 제어를 중지하도록 구성하였으므로, 롤 제어의 위상 지연에 의한 차량의 불안정 작동을 억제하여, 또한, 제어 작동기의 불필요한 작동을 금지하고, 작동기의 내구성 향상을 도모할 수가 있다.
부연하여, 상기한 소정의 주파수 이상이라도 우와 좌의 최초의 1사이클만은 제어를 가능하게 함으로써, 차선 변경이나 긴급 회피등의 필요 불가결한 작동에 대응할 수있도록 하는 효과도 있다.

Claims (2)

  1. 차량의 각 차륜과 차체와의 사이에 설치되며, 각각 대응하는 차륜에 대해 상기 차체를 지지하는 복수개의 작동기(1)와, 상기 차체의 폭방향의 가속도를 검출하는 차폭 방향 가속도 검출 수단(39)과, 상기 차량의 주행 속도를 검출하는 차속 검출 수단(41) 과, 상기 차폭 방향 가속도 검출수단(39)으로 검출된 가속도 검출 신호 및 상기 차속 검출 수단(38)으로 검출된 차속 검출 신호 및 상기 조타 상황 검출 수단(41)으로 검출된 조타 상황 검출 신호에서 상기 차체의 폭방향의 가속에 기인하는 차량의 롤 상황을 연산하고, 이 연산 결과에 기준하여 상기 작동기(1)를 거쳐서 대응하는 차륜과 상기 차체와의 사이에 작용하는 힘을 증감해서 차체의 자세를 액티브로 제어하는 제어 유니트(37)를 구비한 액티브 서스펜션 제어 장치에 있어서, 상기 제어 유니트는 가속도 검출 신호의 방향의 전환 주파수가 소정의 주파수 이상의 고속으로 되었을 경우에 상기 작동기(1)의 작동을 정지토록 한 것을 특징으로 하는 액티브 서스펜션 제어 장치.
  2. 제2항에 있어서, 제어 유니트(37)는, 상기한 소정의 주파수 이상의 조건을 만족한 시점에서 최초의 좌우 1주기만의 제어를 행하고, 그 이후의 액티브 제어 동작을 정지하는 것을 특징으로하는 액티브 서스펜션 제어 장치.
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