KR940000332B1 - 서스펜션(Suspension) 제어장치 - Google Patents

서스펜션(Suspension) 제어장치 Download PDF

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KR940000332B1
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쥼이찌 와다
요시히로 쓰다
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
시키모리야
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Abstract

내용 없음.

Description

서스펜션(Suspension) 제어장치
제1도 내지 제6도는 이 발명의 한 실시예를 나타낸 것으로서,
제1도는 기본적 구성을 나타낸 결선도.
제2도는 제어장치의 각 부분을 차량에 탑재시킨 경우의 배치관계를 나타낸 투시사시도.
제3도는 제2도의 결선도.
제4도는 동작의 흐름을 나타낸 플로차트도.
제5도 및 제6도는 각 동작을 설명하기 위한 시간에 대한 차체의 상하진동을 나타내는 파형도.
제7도는 종래의 서스펜션제어장치의 결선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차체 2 : 차체 상하가속도검출장치
3 : 상하가속도미분치 계측수단 4 : 주기판정수단
5 : 제1감쇄력 내지 스프링정수결정수단
6 : 제2감쇄력 내지 스프링정수결정수단
7 : 전륜스프링정수 내지 감쇄력 변경수단
8 : 후륜 스프링정수 내지 감쇄력변경수단
101 : 전룬완충장치 102 : 전륜
103 : 후륜완충장치 104 : 후륜
이 발명은 서스펜션제어장치에 관한 것으로서, 특히 자동차 주행시 노면의 凹凸 때문에 생기는 단발적인 쇼크 및 그후의 차체진동의 억제에 유효한 서스펜션제어장치에 관한 것이다.
종래의 차량용 서스펜션제어장치로서는 일본국 특개소 61-166715호 공보에 기재된 것이 있다. 이것을 제7도를 참조하여 설명하면, 전륜(M1)에 가해지는 노면과 수직방향성분의 가속도를 검출하는 전륜가속도 검출수단(M2)와, 전륜가속도 검출수단(M2)에 의하여 검출된 가속도가 소정범위외인지의 여부를 판정하는 판정수단(M3)과, 판정수단(M3)에 의하여 가속도가 소정범위외인 것을 판정하면, 후륜(M4)의 서스펜션특성을 변경시키는 후륜서스펜션 특성 변경수단(M5)을 갖추어서 된 것이다.
전륜가속도검출수단(M2)에 의하여, 노면에 대한 수직방향성분의 가속도가 검출되고, 이 가속도에 따라 노면의 凹凸의 정도가 판정수단(M2)에 의하여 판정된다. 이 판정결과는, 후륜서스펜션 특성변경수단(M5)에 전달된다.
이때 노면의 凹凸이 소정범위를 넘을 정도로 큰 경우, 후륜서스펜션 특성변경수단(M5)에 의하여 후륜(M4)에 있어서의 진동의 저하 또는 조종성, 안정성을 확보할 수 있다는 것이었다.
이상과 같은 종래의 서스펜션제어장치는 장애물을 가속도의 레벨만으로 검지하여 후륜을 제어하고 후륜통과를 차속도로서 판단하여 감쇠력을 되돌리는 방식이기 때문에 장애물의 검지가 어려워 불확실해지는 결점이 있었다.
또 장애물이 예컨대 고속도로의 노면의 이음새와 같이 주기적으로 반복하는 경우, 차체의 진동에 불구하고, 노면에 동기하여 빈번하게 서스펜션을 변경하지 않으면 안되며, 확실하게 노면의 이음새를 검지할 수 없을 뿐만 아니라, 차체와의 공전을 유효하게 억제하여 노면으로부터의 충격을 부드럽게하는 점에서 불충분한 점이 있었다.
또한 장애물이 빈번하게 반복하는 경우, 차체의 공진이 발생하여도 감쇠력이나 서스펜션을 HARD로 하는 시간이 없는 결점이 있었다.
여기에 더하여, 장애물의 신호만으로는 차체가 정말로 유해한 진동을 발생시킨다는 보장이 없었다.
이 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 차체의 공진을 유효하게 억제하고 또 노면으로부터의 충격을 부드럽게 할 수 있는 서스펜션 제어장치를 얻는데 그 목적이 있다.
이 발명의 서스펜션제어장치는 차체의 상하방향 가속도검출수단과, 차체의 서스펜션의 스프링정수 내지 감쇄력 중 적어도 한쪽을 전륜, 후륜 독립으로 적어도 2단계, 다단으로 가변시키는 스프링정수, 감쇄력변경수단과, 가속도검출수단의 출력신호의 미분치를 계측하는 수단과, 이 미분치계측수단이 출력에 의하여 상기 스프링정수, 감쇠력 중 적어도 한쪽을 소정시간만큼 내지는 연속하여 전후륜 동시 내지는 후륜만을 부드러운 설정으로 변경시켜 유지하는 제1의 감쇄력 내지 스프링정수 결정수단과, 제1의 감쇠력 내지 스프링정수 결정수단의 동작중, 가속도 검출수단의 출력신호에서 차체의 진동주기를 판정하는 수단과, 이 진동주기 판정수단에 따라 상기 스프링정수, 감쇠력 중 적어도 한쪽을 전후륜 동시에 소망의 레벨로 변경시켜 소정시간 유지하는 제2의 감쇠력 내지 스프링정수 변경, 유지결정수단등을 구비하고 있다.
이 발명에 있어서는, 차체가 큰 돌기물을 넘을때 발생하는 초기의 큰 차체충격이나 큰차체의 자세변화를 적절하게 제어하는 경우, 차체진동억제제어의 응답성을 높이기 위하여 차체 상하방향의 가속도 검출수단의 출력신호 미분치에 따라 제1의 소정시간 내지는 연속하며 전후륜 동시 내지는 후륜측만을 제2의 소망의 레벨로 낮추어 후륜이 돌기물을 타고 넘을때의 차체의 충격을 부드럽게 한다.
또 그동안, 차체의 상하방향진동주기를 계측하여 불필요한 차체진동을 검출한후, 전후륜동시에 스프링정수 내지는 감쇠력을 소망의 레벨로 변경시켜 소정시간 내지 연속하여 유지함으로서 차체의 상하방향진동을 억제한다.
이 발명의 한 실시예에 관하여 제1도 내지 제6도에 따라 설명한다.
제1도에 있어서, 차체의 상하방향 가속도를 검출하는 가속도검출수단(2)과, 전륜(102), 후륜(104)와 차체의 사이에 설치된 전륜완충장치(101), 후륜완충장치(103) 및 상하방향가속도의 미분치를 계측하는 수단(3)과 상하방향가속도의 신호에서 차체의 진동주기를 판정하는 수단(4)과 이들에 의하여 감쇠력 내지 스프링정수를 변경 또는 유지하는 제2감쇠력 내지 스프링정수 결정수단(6)과, 제1감쇠력 내지 스프링정수 결정수단(5)을 포함한 제어장치(9)를 갖추고 있다.
또한 전륜스프링정수 내지 감쇠력변경수단(7), 후륜스프링정수 내지 감쇠력변경수단(8)에 의하여 구성되어 있다.
다음에 제2도, 제3도에 있어서, 차체(1)에 핸들의 조작상황을 검출하는 스티어링센서(11), 차속도검출수단으로서의 차속센서(12), 차체(1)의 가감속의 조작을 검출하는 스티어링센서(11), 차속도검출수단으로서의 차속센서(12), 차체(1)의 가감속의 조작을 검출하는 액셀러레이터계도센서(13), 브레이크스위치(14), 세렉트스위치(15), 인디케이더(indicator)(16)를 갖추고 있다.
이들의 스테어링센서(11), 차속센서(12), 액셀러레이터개도센서(13), 브레이크스위치(14) 및 선택스위치(15)의 출력을 제어장치(9)에 입력되도록 되어 있으며, 이 제어장치(9)에 의하여 인디케이터(16)와 감쇠력변경수단(7a)(7b)이 제어되도록 되어 있다.
가속도검출수단(2)은 차체(1)의 상하방향가속도를 검출하는 상하가속도센서(이하, 상하 G센서라 한다)로서 압전소자를 이용한 가속도 피크엄 또는 차동트랜지스터의 것 혹은 반도체 왜곡 게이지식자동차용 가속도센서등이 사용된다.
이 실시예에서는, 상하 G센서(2)의 장착장소는 차체(1)의 중심위치에 장착하였지만, 선단위치에 1개 또는 전후 2개를 장착하여도 각 차량의 서스펜션마다 설치하여도 무방하다.
또 상하 C센서(2)는 영가속도시의 출력레벨을 중심으로, 상하방향의 가속도를 아날로그전압으로서 리니어로 출력하는 것이며, 상하 G센서 (2)의 출력은(A/D 아날로그/디지탈) 변환되어 마이크로컴퓨터로 구성된 제어장치(9)에 입력되고 상하 G센서(2)의 신호레벨변화, 가속도미분치, 진동주기를 각각 연산한다.
다음에 제어장치(9)의 처리수순을 제4도의 플로차트와 제5도의 상하 G센서(2)의 출력파형에 의하여 설명한다.
제5도 (a)는 차체(1)가 큰 돌기물을 타고 넘은후, 주기적 진동이 있는 경우의 전륜의 상하 G센서(2)의 출력파형이며 제5도 (b), 제5도 (c)는 이 경우의 전륜, 후륜의 각 감쇠력제어의 일예이다.
우선, 시점 (t0)에서는, 전륜이 돌기물을 넘기전의 경우인데, 제4도의 스텝(S1)에서 상하 G센서(2)의 출력을 판독한 후 스텝(S2)에서 상하 G센서(2)의 출력레벨의 미분치를 계측한다.
다음에, 스텝(S3)에서 상하 G센서(2)의 출력에서 차체(1)의 진동주기를 계측한다. 시점(t0)에서는 소망의 크기이상의 진폭은 검출되고 있지 않기 때문에 스텝(S4)에서 스텝(S6)으로 다시 스텝(S8)으로 진행한다.
스텝(S8)에서는 세렉트스위치(15)에 의하여 선택된 감쇠력의 모드를 판정한다. 즉 오토모드이면, 통상시의 감쇠력은 전후륜모두 소프트(soft)이며 스포츠모드이면 통상시의 감쇠력은 전후모두 미디움(Medium)이다.
여기에서는 오토모드로서 스텝(S9)으로 진행한다. 스텝(S9)에서는 이미 스텝(S2)에서 판정하고 있는 상하 G센서(2)의 가속도의 미준치에 의하여 소정의 크기 이상의 미분치인지의 여부가 판정된다.
시점(to)에서는, 소정의 크기 이상의 미준치는 검출되지 않으므로 스텝(S16)으로 진행한다. 스텝(S16)~(S25)에서는 전륜, 후륜 독립으로 HARD, MEDIUM, SOFT의 조건을 판정하여 각 감쇠력을 설정한다.
다음에, 시점(t1)에서의 제어장치(9)의 처리수순을 설명한다.
스텝(S1)에서 상하 G센서(2)의 신호를 판독한 후 스텝(S2)에서 상하방향의 가속도미분치가 소정의 크기인지의 여부를 계측한다. 스텝(S3)에서는 소망의 크기 이상의 진동은 아니기 때문에 주기 판정은 없으며 스텝(S4)으로 진행한다.
주기 판정은 하지 않기 때문에 스텝(S4)에서 스텝(S6), 스텝(S8)으로 진행한다. 스텝(S8)에서는 오토모드로서 스텝(S9)으로 진행한다. 스텝(S9)에서의 상하방향의 가속도미분치가 소정의 크기를 넘었다고 판정하여 스텝(S10)으로 진행한다. 스텝(S10)에서는 전륜의 감쇠력을 MEDIUM, 후륜의 감쇠력을 SOFT로 유지타이머를 세트시킨 후 스텝(S16)으로 진행한다. 스텝(S16)∼ (S25)에서는 스텝(S10)에서 판정한 것과 같이 전륜의 감쇠력을 MEDIUM, 후륜의 감쇠력을 SOFT로 제어한다.
다음에, 시점(t2)에서 차체(1)가 돌기물을 타고 넘은후에, 차체가 주기적진동을 개시하였을때의 제어장치(9)의 처리수순을 설명한다. 스텝(S1)에서 상하방향의 가속도센서(2)의 신호를 판독한후, 스텝(S2)에서 가속도미분치를 계측한다. 스텝(S3)에서는 진동의 주기를 계측하여 시점(t2)에서는 소망의 크기이상의 진동으로서 주기를 계측한다.
다음에, 스텝(S4)으로 진행하여 시점(t2)에서 차체(1)의 진동의 크기 및 주기가 차체자세의 억제를 필요로 하는 것으로 판정되면 스텝(S9)으로 진행하여 전후륜감쇠력을 HARD로 유지하는 타이머를 세트시켜 스텝(S8)으로 진행한다. 오토모드로서 스텝(S9)으로 진행한후 시점(t2)에서는 가속도의 미분치가 소정치보다 적기 때문에 스텝(S16)으로 진행한다.
스텝(S16)∼(S25)에 있어서, 전후륜의 감쇠력을 제어하지만, 시점(t2)에서는 스텝(S5)에서 설정된 HARD 유지타이머에 의하여 전후륜모두가 소정시간, 시점(t2)에서 시점(t3)까지 감쇠력을 HARD로 하여 차체(1)의 진동을 억제한다.
다음에, 제6도 (a)는 차체가 돌기물을 타고 넘은후, 차체의 진동이 적든가, 또는 소망의 진동주기를 되지 않을때의 전문의 상하 G센서(2)의 출력파형이다.
제6도 (b) (c)는 이 경우의 전륜, 후륜의 감쇠력 제어의 일예이다.
제4도의 플로차트에 의하여 설명한다.
시점(t0)에서 시점(t1)까지는 제5도 (a)의 경우와 같은 제어를 한다.
즉 시점(t1)에서는 상하가속도의 미분치가 소정이상이기 때문에 스텝(S9)의 판정에 의하여 스텝(S10)으로 진행하여, 전륜감쇠력을 MEDIUN, 후륜감쇠력을 SOFT로 유지하는 타이머를 세트시켜 스텝(S16)으로 진행한다
스텝(S16) 이후에서는 스텝(S10)에서 세트시킨 전륜감쇠력을 MEDIUM, 후륜을 SOFT로 유지하는 타이머에 의하여 전륜감쇠력을 MEDIUM, 후륜감쇠력을 SOFT로 제어한다.
시점(t2) 이후는 차체(1)의 상하진동이 작기 때문에 스텝(S3)에서 소망의 크기 이상의 주기 판정은 하지 않는다.
따라서 스텝(S4), (S6)에서는 전후륜의 HARD, MEDIUM의 유지타이머는 모두 세트하지 않고 스텝(S16)으로 진행한다. 스텝(S16)∼(S25)에서는 스텝(S10)에서 설정된 전륜 MEDIUM, 후륜 SOFT의 유지타이머가 없어질때까지 그 제어를 계속한다.
이상의 수순에 의하여 서스펜션제어의 처리를 끝마친다.
또 상기 실시예에서는 감쇠력을 3단으로 절환하였지만. 다단이라도 무방하며, 혹은 스프링정수와 동시에 절환하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것은 말할 나이 없다.
이상에서 설명한 것과 같이 이 발명에 의하면, 차체가 큰 돌기물을 타고 넘을때 G센서에 의하여 확실하게 그 진동을 검출하여 상하 G센서의 미분치가 큰 경우는 미분치이므로 조기에 검지할 수 있어 예를들어 전륜측은 서스펜션 특성을 HARD로 함으로서, 차체의 조종성, 안정성을 향상시킴과 동시에 양륜 내지 후륜의 서스펜션특성을 SOFT로 하여 후륜이 돌기물을 넘을때 쇼크를 완화시킬 수 있다.
또 전후륜이 함께 돌기물을 타고 넘은후 차체가 주기적 진동을 개시한 경우는 상하 G센서에 의하여 차체의 상하진동을 검출하여 전후륜의 서스펜션특성을 HARD로 하여 차체의 진동을 억제시켜 조종성, 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한 차체가 돌기물을 타고 넘은 후에도 차체가 소망의 주기적진동을 하지 않는 경우는, 전후륜의 감쇠력을 절환하지 않고 소정시간, 전후륜 감쇠력 내지는 후륜감쇠력을 SOFT로 하는 제어를 계속하여 함으로서 노면의 다음의 이홈새를 넘을때의 충격의 발생을 저감할 수 있는 효과가 있음과 동시에 상기 소정의 시간을 길게 설정하여도 진동의 주기로부터 조금 빠르게 HARD로 하는 경우, 원래의 특성으로 되돌리는 경우는 용이하게 서스펜션의 특성을 변경할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 차체의 상하방향 가속도를 검출하는 차체 상하가속도 검출수단(2)과 ; 상기 차체 상하가속도 검출수단(2)의 출력신호 미분치를 계측하는 상하가속도 미분치 계측수단(3)과 ; 상기 상하 가속도 미분치 계측수단(2)의 출력신호에 의하여 상기 차체의 서스펜션의 스프링정수와 감쇄력 중 적어도 한쪽을 전후륜(102) (104)에 동시에, 소정시간 후륜(104)에만, 또는 연속하여 후륜(104)에만 다단 중 하나로 설정하여 유지하는 제1감쇄력 내지 스프링정수 결정수단(5)과 ; 상기 제1감쇄력 내지 스프링정수 결정수단(5)의 작동 중 상기 차체 상하가속도 검출수단(2)의 출력신호에 기준하여 상기 차체의 진동주기를 판정하는 주기판정수단(4)과 ; 상기 주기판정수단(4)의 출력신호에 의하여 상기 스프링정수와 감쇄력 중 적어도 한쪽을 전후륜(102) (104)에 대하여 동시 또는 독립적으로 상기 다단 중 소망하는 단계로 소정시간 설정하여 유지하는 제2감쇄력 내지 스프링정수 결정수단(6)과 ; 상기 제1 및 제2의 감쇄력 내지 스프링정수 결정수단(5) (6)의 출력에 의하여 상기 차체 서스펜션의 상기 스프링정수와 감쇄력 중 적어도 한쪽을 가변제어하는 스프링정수 내지 감쇄력 변경수단(7) (8)으로 구성된 것을 특징으로 하는 서스펜션제어장치.
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