KR920007861B1 - 서스펜션제어장치 - Google Patents

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KR920007861B1
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준이치 와다
시게키 오타가키
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
시키모리야
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Description

서스펜션제어장치
제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 서스펜션제어장치의 기본적 구성을 나타내는 불록도.
제2도는 본 발명의 서스펜션제어장치를 감쇠력의 질환에 적응시킨 경우의 실시예의 각 부재를 차량에 탑재시킨 배치관계의 투시도.
제3도는 제2도의 구성을 나타내는 블록도.
제4도 및 제5도는 제2조 및 제3도의 실시예에 있어서의 제어수단의 동작의 흐름을 나타내는 플로차트.
제6도는 자동차의 진동모델을 나타내는 등가모식도.
제7도는 스프링상부 부재의 공진특성을 나타내는 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차체 2 : 가속도 검출수단
4 : 감쇠력변경수단 5 : 차속검출수단
6 : 출입문 개폐검출수단 7 : 제어수단
본 발명은 자동차의 서스팬션의 스프링상부진동에 의한 공진을 억제하게하는 서스팬션제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 진동모델은 제 6도의 등가모델에 나타나있는 바와 같이, 차체(스프링상부)의 질량m1이 현가수단의 스프링 K1및 댐퍼 C1에 의해 지지되고, 또 차량 등의 스프링하부 질량 m2가 스프링(마이어) K2에 의해 지지되는 2자유도계진동(2自由度系振動)으로 표시된다.
이와 같은 진동모델에 있어서, 노면자극에 의한 스프링상부부재의 진동은, 제7도에 나타내어진 바와 같이 2개의 공진점을 갖고 있고, 주파수가 약1.5-2Hz인 공진점은 스프링상부부재의 공진에 기인하는 스프링상부공진점이고, 주파수가 약10-13HZ인 공진점은 스프링하부부재의 공진에 기인하는 스프링하부공진점이다. 이와 같은 공진점에 있어서의 스프링상부부재의 진동진품을 저감시켜 승차감을 좋게 하기위해서는, 제7도로부터 알수 있는 바와 같이 현가수단위 감쇠력(댐퍼 C의 감쇠계수)를 높이면 좋다는 것이 알려져 있다.
그러나, 현가수단의 감쇠력을 높이면, 공진점 이외에서는, 소위 탕탕거리는 충격이 전달되고, 오히려 승차감의 악화를 초래하는 결과가 된다. 이리하여, 현가수단의 감쇠력을 가변으로하여 스프링상부 또는 스프링하부의 공진주파수영역이 되었을 경우에는, 일시적으로 감쇠력을 높임으로써, 차체진동을 전주파수영역에 걸쳐서 유효하게 억제하고, 승차감의 형상을 도모한 것이 제안되고 있었다.(이 예로서, 일본국 특개소 59-227515호 공보)
일반적으로, 스프링상부공진의 감쇠는 감쇠계수비
Figure kpo00001
로 결정되고, 감쇠계수비가 1로 가까워질수록 스프링상부공진이 억제되나, 공진주파수 이외의 승차감을 생각해서 보통 0.2 : 0.3에 설정한다. 여기서, 승차인원 또는 화물이 증가함으로써 스프링상부질량 m1이 커지면 감쇠계수비 5는 상대적으로 작아지고, 스프링상부공진의 감쇠가 약해져, 진동이 지속되어 승차감이 나빠진다.
이 스프링상부공진을 검출해서, 일시적으로 감쇠력을 높여서, 감쇠계수비를 크게하여, 스프링상부공진을 억제하더라도, 감쇠력이 다시 원상을 되돌아가면, 스프링상부공진이 일어나기 쉽다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소시키기 위해 이루어진 것으로, 질량의 증가 등에 의해 스프링상부공진이 일어나기 쉽게 된 경우에는, 자동차가 정차해서 승차인원과 화물을 상하차시킬때까지 감쇠력을 높이 유지하고, 스프링상부공진을 억제하여 승차감의 향상을 도모할 수 있고, 또, 스프링상부질량의 증가에 따른 주행 안정성의 열화를 방지할 수 있는 서스펜션제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 서스펜션제어장치는, 차세의 상하방향의 가속도가 소정의 레벨 이상의 크기를 판정함과 동시에, 그 검출시점으로부터 진동주기를 계속해서, 서스펜션의 감쇠력을 최적치로 절환제어하는 제어수단을 갖춘 것이다.
또, 본 발명에 관한 서스펜션제어장치는, 차체의 상하 양방향의 소정이상의 레벨의 가속도를 판정하면, 그 가속도가 소정의 시간범위내에서 지속된 회수를 계측하여 그 회수가 소정치로 되면 감쇠력을 높게하는 지령을 출력하는 제어수단을 갖춘 것이다. 본 발명에 있어서는, 제어수단에 의해 차체의 상하방향의 가속도가 기준치에 대해서 소정 이상의 레벨이 검출되면, 그 검출시점으로부터 공진의 진동기간을 계측하고, 그 계측시간이 소정시간 이상으로 되면, 차량의 질량이 증가하고, 감쇠계수비가 작아짐에 따라 스프링상부공진이 용이해졌다고 판정하고, 감쇠력을 승차인원의 승하차나 화물의 상하차등이 있기까지 높이 유지하고, 스프링상부공진을 억제한다. 또, 본 발명에 있어서의 제어수단은 차체의 상하 양방향의 가속도가 기준위치에 대해 소정의 레벨 이상으로 되면, 소정의 시간 범위내에서 이 소정의 레벨 이상의 가속도가 지속되고 있는 회수를 계측하고, 이 회수가 소정치 이상이 되면, 차량의 증량이 증가하고, 감쇠계수비가 작게되었으므로, 스프링상부공진이 용이해졌다고 판정하고, 감쇠력을 승차인원의 승하차나 화물의 상하차가 있기까지 높게 유지하고, 스프링상부공진을 억제한다.
다음에는, 본 발명의 서스편션제어장치의 한 실시예에 대해 도면에 따라 설명한다. 제1도는 그 한실시예의 기본적 구성을 나타내는 블록도이고, 다음에 설명하는 구성요소에 의해 구성되어 있다. 즉, 차체(1)의 상하방향의 가속도를 검출하는 가속도검출수단(2)와, 차륜(3a),(3b)와 차체(1) 사이에 부착된 속어브소버의 감쇠력을 외부로부터의 지령에 따라 변경시키는 감쇠력변경수단(4)와, 차속검출수단(5)와, 출입문의 개폐를 검출하는 출입문개폐검출수단(6)과, 가속도의 크기와 진동주기를 판정해서 스프링상부공진을 검출하고, 이 스프링상부공진의 누적시간을 카운트하여, 이에 따라 감쇠력을 소망의 값으로 변경시키는 지령을 출력하고, 차속검출수단(5)의 출력을 카운트하는 차속카운터(도시생략) 및 출입문 개폐검출수단(6)의 신호에 따라 차량이 정지하여 인원의 승하차가 있었다고 추정되기까지 감쇠력을 높게 유지하는 지령을 감쇠변경수단(4)에 출력하는 제어수단(7)으로 구성되어 있다. 제2도는 본 발명을 감쇠력의 절환에 적용한 경우의 한 실시예의 구성을 나타내는 도면이고, 각 부재를 차량에 탑재시킨 상태의 투시도이고, 제3도는 그 구성을 나타내는 블록도이다.
이 제2도 및 제3도의 양 도면에 있어서, 11은 핸들의 조작상황을 검출하는 조향센서, 5는 상기 차속검출수단이고, 이후, 이 실시예에서는 차속센서(5)라 칭한다. 13은 차체(1)의 가감속조작을 검출하는 액셀러레이터개도센서, 14는 브레이크스위치이다. 또, 6은 출입문개폐검출수단으로서의 출입문스위치이고, 이 실시예에서는 이후 출입문스위치(6)라 칭하기도 한다. 또, 상기 가속도검출수단(2)는, 이 실시예에서는,앞으로 상하가속도센서라 칭한다. 이 상하가속도센서(2)는, 차체(1)의 상하방향의 가속도를 검출하는 것으로, 예를 들면, 압전체로 구성되는 가속도픽업, 또는 차동변압기식의 것, 또는 반도체스트레인게이지식의 자동차용가속도센서가 사용되고 있다.
이 실시예에서는, 상하가속도센서(2)의 장착장소는 차체(1)의 (重心)위치에 장착하였으나, 선단부에 장착시켜도 좋고, 전후 2개를 장착시켜도, 또 각 차륜마다의 서스펜션에 장착시켜도 좋다. 또, 이 상하가속도센서(2)는 영(0)가속도시의 출력레벨을 중심으로 하고 상하방향의 가속도를 아날로그전압으로 리니아하게 출력하는 것이다. 상기 조향센서(11), 차속센서(5), 엑셀러레이터개도센서(13), 브레이크스위치(14), 상하가속도센서(2), 출입문스위치(6), 선택스위치(15)위 출력은 각각 제3도에 나타나 있는 바와 같이 제어수단(7)로 출력하도록 되어 있다. 이 제어수단(7)에 의해, 감쇠력변경수단(4)이 감쇠력의 가변제어를 행하도록 되어 있음과 아울러, 지시기(16)을 구동하고, 이 감쇠력, 차속, 출입문스위치(6)의 개폐, 브레이크스위치(14)의 개폐, 엑셀러레이터개도센서(13)의 출력 등의 표시제어를 행하도록 되어 있다.
다음에는 동작에 대해 설명한다. 상하가속도센서(2)의 출력은 A/D 변환되어, 마이크로컴퓨터로 구성된 제어수단(7)로 입력되고, 상하가속도센서(2)의 신호레벨변화, 진동주기가 각각 연산된다. 다음에는 제어수단(7)의 처리수순을 제4도의 폴로차트에 따라 설명한다. 먼저, '시작'하여 S1단계에서 상하가속센서(2)의 신호를 판독하고, S2단계에서, 이 신호의 규정치 ±OG(가속도)를 경계로하여, 상하 양방향의 소정레벨이상의 가속도의 크기를 가각 판정한다.
다음에, S3단계에서는, 진동의 주기를 1주기 또는 반주기로써 판정한다. S2, S3단계의 판정결과를 기준하여 S4단계에서 스프링상부공진이 발생됐다고 판단되면, S5단계로 진행되고, S5단계에서 스프링상부공진이 지속되고 있는 동안, 스프링상부공진타이머의 카운트를 진행시킨다.
다음에는, S6단계로 진행한다. 이 S6단계에서 스프링상부공진타이머의 값을 판정하고, 타이머의 값이 소정치 이상, 즉, 스프링상부공진이 이루어지고 있는 시간의 누적시간이 소정시간 이상이면, S7단계로 진행하고, 감쇠력을 높여서 설정한다. 또, S4단계에 있어서, 스프링상부공진이 발생되고 있지 않으면, S6단계로 진행하고, 이 S6단계에서의 상기 처리를 행한다.
이 S6단계에서, 스프링상부공진이 이루어지고 있는 시간의 누적시간이 소정시간 이상이 아니면 S8단계로 진행하고, 이 S8단계에서는, 차량의 승차인원 또는 화물에 증감이 있는지 여부를 판정한다. 즉, 차속센서(5)가 차속 영(0)을 검지하여, 차량이 정지하고 있음이 검지하든가, 출입문스위치(6)이 출입문이 열려있음을 검지하면, 승차인원 또는 화물의 증감이 있다고 판정하고, S9단계로 진행한다. 이 S9단계에서는, 스프링상부공진타이머를 리세트시키고, 감쇠력이 높게 유지되고 있으면 소프트(Soft)로 복귀시킨다.
또, S8단계에서 ＂NO＂이면, 즉, 승차인원과 화물의 상하차가 없으면 현재의 상태를 변경시키지 않고 다음의 단계로 진행한다.
또, 상하가속센서(2)의 신호가 차체의 스프링상부공진에 가까운 주파수를 검출한 경우는, 서스팬션의 감쇠력을 한 단계 높혀서 정차할 때까지, 또는 출입문이 열리기까지 감쇠력을 유지하도록 해도 좋다.
또, 상하가속도센서(2)의 검출은 소정의 차속 이상에서 검출될 수 있게 해도 좋고, 이 상하가속도센서(2)의 출력이 규정치를 기준으로 하고, 1방향으로 판정레벨 이상의 가속도를 검출한 시점으로부터 가속도의 주기(주파수)계측을 개시하고, 일단 전번 회와는 반대방향으로 판정레벨 이상의 가속도를 검출하고, 제차 주기계측을 개시한 것과 동일방향으로 판별레벨 이상의 가속도를 검출하기까지의 경과 시간에 의해, 상하가속도센서(2)의 출력신호의 주파수를 계측하도록 해도 좋다. 또, 상하가속도센서(2)가 스프링상부공진에 가까운 주파수의 누적시간이 소정시간이상의 경우 서스펜션의 감쇠력을 높게 절환하도록 해도 좋다.
이하, 본 발명의 서스펜션제어장치의 다른 실시예에 대해 도면과 같이 설명한다. 이 실시예의 구성은 제1도-제3도와 거의 동일하므로, 같은 부분은 그 설명을 생략한다. 7은 제어수단으로, 가속도의 크기와, 이 가속도와 소정 이상의 크기로 지속된 시간을 판정하여, 스프링상부공진주파수를 추측하고, 이 지속시간의 회수를 카운트하여, 이 카운트치에 따라 감쇠력을 소망의 값으로 변경시키는 지령을 감쇠력변경수단(4)로 출력하고, 차속검출수단(5)와 출입문개폐검출수단(6)의 신호에 의해 차량이 정지하고, 승차인원 또는 화물의 상하차가 있다고 추정되기까지 감쇠력을 높게 유지시키는 지령을 감쇠력변경수단(4)로 출력한다.
다음에는 동작에 대해 설명한다. 상하가속도센서(2)의 출력은 A/D변화되어, 마이크로컴퓨터로 구성되는 제어수단(7)로 입력되어 상하가속도센서(2)의 신호레벨변화, 진동주기가 각각 연산된다. 다음에는 제어수단(7)로 입력되어 상하가속도센서(2)의 신호레벨변화, 진동주기가 각각 연산된다. 다음에는, 제어수단(7)로 입력되어 상하가속도센서(2)의 신호레벨변화 진동주기가 각각 연산된다. 다음에는, 제어수단(7)의 처리수순을 제5도의 플로차트와 같이 설명한다. 먼저, '시작'하고, S1단계에서 상하가속도센서(2)의 신호를 판독하고, S2단계에서 이 신호의 규정이 ±OG(가속도)를 경계로 해서, 상하 양방향의 소정레벨이상의 가속도의 크기를 각각 판정한다. S3단계에서는, 소정레벨 이상의 가속도의 지속시간을 판정한다.
S2단계 및 S3단계의 판정결과에 따라 S4단계에서 소정의 레벨 이상의 가속도의 지속시간이 소정범위 내, 즉 스프링상부공진이 발생했다고 판정되면, S5단계로 진행하고, S5단계에 카운트값을 하나 더 진행시킨다.
또, S4단계에 있어서, 소정레벨 이상의 가속도의 지속시간이 소정의 범위 내가 아니면 S6단계로 진행한다. 이 S6단계에 있어서, 카운트값을 판정하고, 카운트값이 소정치 이상, 즉 스프링상부공진이 발생한 회수가 소정회수 이상이면 S7단계로 진행하고, 감쇠력을 높게 설정한다. S6단계에서 스프링상부공진이 발생한 회수가 소정회수 이상이 아니면, S8단계로 진행한다. 이 S8단계에서는, 차량의 승차인원 또는 화물에 증감이 있는지 여부를 판정한다. 즉, 차속센서(5)의 검출출력이 영(0)이고, 차량이 정지해 있고, 출입문스위치(6)이 출입문이 열렸음을 검지하고 있으면 승차인원 또는 화물의 증감이 있었다고 판정하고 S9단계로 진행한다. S9단계에서는, 카운터를 리세트시키고, 감쇠력이 높게 유지되고 있으면, 소프트(Soft)로 복귀시킨다. S8단계에서 'NO＂이면, 즉 승차인원 또는 화물에 증감이 없으면, 현재의 상태를 변경시키지 않고 다음의 단계로 진행한다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 가속도검출수단의 출력신호가 소정 이상의 레벨로 된 시점으로부터 스프링상부진동의 주기를 계측하고, 스프링상부공진이 소정시간 계측되면 감쇠력을 높게 설정하도록 하였으므로, 또는, 소정의 레벨 이상의 차체의 상하 양방향의 가속도가 소정의 시간 범위내에서 지속된 회수가 소정의 값 이상으로 되면, 제어장치에 의해, 감쇠력변경수단에 대해 감쇠력을 최적상태로 변경시킬수 있도록 구성하였으므로 고가인 차중(車重)센서를 사용함이 없이 상하 G센서만으로 차체의 상하진동을 검출하고, 스프링상부공진의 빈도가 증가하면 차중이 크게 증가하여 스프링 상부공진이 발생하기 쉽게 되었다고 판단하고 감쇠력을 높게 절환함으로써 스프링상부공진을 억제시켜 승차감을 좋게하는 효과가 있다. 또, 한번 감쇠력을 높게 절환하면, 승차인원 또는 화물의 상하차가 있기까지 높게 감쇠력을 유지함으로써 스프링상부질양의 증가에 따른 주행 중의 스프링상부진동을 향상 저감시키고, 승차감을 높히는 동시에 적절히 감쇠력을 높힘으로써, 스프링상부질량의 증가에 따른 주행안정성의 악화를 방지하는 서스펜션제어장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 차체의 상하 방향의 가속도를 검출하는 가속도검출수단과, 차속을 검출하는 차속검출수단과, 출입문의 개폐를 검출하는 출입문스위치와, 차량의 차륜과 상기 차체 사이에 부착되고, 각각에 대응하는 차륜에 대해서 상기 차체를 지지하는 복수개의 서스팬션과, 이 서스팬션의 감쇠력을 변경시킬수 있는 감쇠력가변수단과, 상기 가속도검출수단으로부터의 출력신호가 규정치를 경계로하여 상하 양방향의 소정의 레벨 이상의 가속도의 크기를 판정함과 아울러 그 크기가 소정의 레벨 이상임을 검출한 시점에서부터 진동주기를 계측하여 상기 서스펜션의 감쇠력을 최적치로 절환하도록 상기 감쇠력가변수단을 제어하는 제어수단을 갖춘 서스편션제어장치.
  2. 차체의 상하방향의 가속도를 검출하는 가속도검출수단과, 차속을 검출하는 차속검출수단과, 출입문의 개폐를 검출하는 출입문개폐검출수단과, 차량의 차륜과 상기 차체 사이에 부착되고 각각 그에 대응하는 차륜에 대해 상기 차체를 지지하는 복수개의 서스펜션과, 이 서스펜션의 감쇠력을 변경시킬 수 있는 감쇠력변경수단과, 상기 가속도검출수단의 출력의 규정치를 경계로하여 상하 방향의 소정의 레벨 이상의 가속도의 크기를 판정하면 이 소정의 레벨 이상의 크기의 가속도의 소정시간 범위 내에서 지속된 회수가 소정치로 될 경우 상기 서스펜션의 감쇠력이 최적치가 되도록 상기 감쇠력변경수단을 제어하는 제어수단을 구비한 서스펜션제어장치.
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