KR970000619B1 - 유체액티브서스펜션장치 및 그 작동제어방법 - Google Patents

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야스타카 타니구치
타카오 모리타
타다오 타나카
켄지 하야세
마사노리 타니
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미쯔비시지도오샤고오교오 가부시기가이샤
나까무라 유이찌
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Description

유체액티브서스펜션장치 및 작동제어방법
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 서스펜션작동제어방법이 적용되는 공압액티브서스펜션장치의 요부를 표시한 도면.
제2도는 제1도에 제어유닛에 의해 실행되는 서스펜션작동제어방법으로서의 승차감제어의 순서의 일부를 나타낸 순서도.
제3도는 제2도에 표시한 승차감제어의 순서의 나머지부를 표시한 순서도.
제4도는 제1실시예에 있어서 승차감제어의 스프링상의 상하가속도의 진동주파수의 산출방법 및 급배기제어의 실행타이밍을 표시한 그래프.
제5도는 제1실시예에 있어서의 승차감제어에 사용되는 급배기시간맵을 예시하는 그래프.
제6도는 공압서스펜션장치의 작동지연의 표시한 그래프.
제7도는 공압스펜션장치의 작동지연을 보상가능한 스프링상 상하가속도에 의거한 힘의 발생타이밍을 표시한 도면.
제8도는 제3도에 표시한 급배기제어처리를 상세하게 나타낸 순서도.
제9도는 본 발명의 제2실시예에 의한 공압액티브서스펜션장치의 작동제어방법의 개념도.
제10도는 제2실시예에 작동제어방법에 있어서의 승차감제어의 순서의 일부를 나타낸 순서도.
제11도는 제2실시예에 있어서의 승차감제어에 사용되는 지연시간맵을 예시하는 그래프.
제12도는 본 발명의 제3실시예의 작동제어방법에 적용되는 공압액티브서스펜션장치의 제어정보발생장치를 표시한 개략회로도.
제13도는 제3실시예의 작동제어방법에 있어서의 승차감제어의 순서의 일부를 나타낸 선서도.
제14도는 제13도에 표시한 승차감제어의 순서를 나머지부를 표시한 순서도.
제15도는 제3실시예에 있어서의 승차감의 제어정보(상하상대속도) Zv의 진동주파수의 산출방법, 및 급배기제어의 실행타이밍을 표시한 그래프.
제16도는 제3실시예에 있어서의 승차감제어에 사용되는 급배기시간맵을 예시하는 그래프.
제17도는 본 발명의 제4실시예의 작동제어방법에 있어서의 승차감제어의 순서의 일부를 나타낸 순서도.
제18도는 제17도에 표시한 승차감제어의 순서의 나머지부를 표시한 순서도.
제19도는 제4실시예에 있어서의 승차감제어에 사용되는 급배기시간맵을 예시하는 그래프.
제20도는 제1실시예에 의한 액티브서스펜션작동제어방법을 실시한 경우의 시간경과에 대한 서스펜션트로크, 스프링상 상하가속도 및 스프링상-스프링하 상대속도의 변화를 표시한 그래프.
제21도는 종래의 공압액티브서스펜션에 있어서, 스트로트신호에 의한 제어를 사용한 경우의 시간경과에 대한 서스펜션스트로크, 스프링상 상하가속도 및 스프링상-스프링하 상대속도의 변화를 표시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 충격흡수기 2 : 피스톤로드
3 : 공기스프링실 4 : 벨로즈
5 : 제어로드 6 : 작동기
11 : 압축기 12 : 에어클리너
12 : 건조기 14,21,25,29,33,46 : 체크벨브
15a : 고압리저브뱅크 15b : 저압리저브뱅크
16 : 리턴펌프 17 : 리턴펌프릴레이
18 : 저압압력스위치 19 : 급기유량제어밸브
20,22,23,24,26,27 : 솔레노이드밸브 28 : 배기방향절환밸브
31 : 배기솔레노이드 35 : 로어암
36 : 제어유닛 36a : 프로세서
36b : 메모리 37 : 래터럴로드
38 : 속도계 40 : 조타센서
41 : 스티어링휠 42 : 액셀개방도센서
43 : 압축기릴레이 44 : 고압압력스위치
52 : 횡가속도센서 53 : 전후가속도센서
60 : 속도정보발생부 61 : 변위센서
62 : 저주파통과필터회로 63 : 미분회로
64 : 게인조정회로 FS1,FS2,RS1,RS2 : 서스펜션유닛
본 발명은, 압축성유체를 작동매체로서 사용하는 유체액티브서스펜션장치, 및 그 작동제어방법에 관한 것이다.
종래, 노면으로부터의 입력진동에 대해서, 압축성유체를 급배해서 적극적으로 행하는 액티브서스펜션이 공지이다. 예를 들면 미국특허 제4,856,815,호에는, 스트로크센서의 출력이 소정치이상이 된 경우에, 공기스프링이 신장방향에 있을때에 소정시간동안 급기밸브를 개방해서 적극적으로 급기하고, 공기스프링이 축소방향에 있을때에 소정시간동안 배기밸브를 개방해서 적극적으로 배기하는 구성이 개시되어 있다. 상기 기술은, 차량이 물결형상로와 같은 노면을 주행하고 있을때에 차체의 수평을 유지하고자 하는 것이며, 스트로크센서의 출력에 의거해서 유체를 급배하여 서스펜션의 스트로량을 제어한다. 이때, 이 스트로크량은 차량의 스프링상과 스프링하의 상대변위량이기 때문에, 노면의 상하운동에 추종하는 스프링하에 대해서 스프링상은 항상 수평을 유지하게 된다.
그러나, 이와 같은 상태에서는 차체의 상하운동은 억제되나, 반드시 상하운동시키려고 하는 힘 자체를 저감하는 것은 아니기 때문에 특히 스프링상의 공지하는 조건이 성립되고 있을때에는 승객이 기묘한 불쾌감을 받는다는 불편이 있다.
이 기묘한 불쾌감 즉 스프링상 공진영역에서의 바운싱운동을 저감하는 제어기술로서, 스카이훅댐퍼이론이 이 공지이다. 스카이훅댐퍼이론은, 차체의 상하속도에 비례한 힘을 발생시켜 동 상하속도를 상쇄하는 방향으로 가함으로써 노면으로부터의 진동전달에 의해 발생하는 차체의 진동을 제어하고자 하는 것이며, 종래 비압축성유체를 작동매체로서 사용한 액티브서스펜션에 의해서 실현되고 있다. 예를 들면, 미국특허 5,089,966호에서 표시되는 바와 같이 유압액티브서스펜션에서는, 차체의 상하가속도를 검출한 후 동 상하가속도를 적분해서 상하속도를 산출하고, 이 상하속도에 비례한 유압을 발생시켜 작동기에 공급함으로써 차체의 진동제어를 행하고 있다.
그러나, 상기와 같은 유압액티브서스펜션에서는, 펌프, 리저버탱크 및 펌핑맥동을 제거하기 위한 펌프어큐물레이터를 포함한 유압원과, 작동기, 작동기에 유압원으로부터의 오일을 임의의 압력으로 공급하는 비례제어밸브, 및 비례제어밸브와 작동기의 사이에 개장되고 유압을 축적하기 위한 메인어큐물에이터를 포함한 유압제어계와, 동 유압제어계를 제어하는 제어기를 필수로 하고, 또한 상기 비례제어밸브에는 고정밀도 및 고응답성이 요구되는 것이므로, 비용이 높아지는 불편이 있다. 또, 작동유체가 오일이므로, 유압원이 대형이 되고, 중량적으로도 차량에의 탑재성에도 불리하다는 불편도 있다. 또, 상기한 유압액티브서스펜션에서는, 제어정보를 차체에 장착된 3개 내지 4개의 가속도센서로부터 얻고 있으나, 이 가속도센서는 고가이며, 또한 일반적으로 센서배설수가 증대하며 샌서의 장착, 센서출력의 온도보상, 센서고장의 이중안전장치의 구축동에 의해 많이 배려를 요한다. 따라서 이것도 비용상승을 초래해 버린다.
또 상기한 공압액티브서스펜션에서는, 유압액티브펜션에 비해서, 장치구성의 비용에서는 유리하나, 작동유체가 압축성을 가지므로 비례제어밸브에 의한 제어가 곤란하고, 또한 응답성이 뒤떨어지므로 작동기구등의 타이밍을 바람직한 것으로 하는 것이 곤란하기 때문에 스카이훅댐퍼이론에 의한 진동제어가 실현되고 있지 않았다.
본 발명은 상기 종래기술이 가진 결점에 비추어서 이루어진 것이며, 그 하나의 목적은, 스카이훅댐퍼이론에 의한 액티브제어를 압축성유체를 작동유체로서 사용해서 실형가능하게 하는 유체액티브서스펜션장치 및 그 작동제어방법을 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은, 고가의 센서계를 사용하는 일없이 생성한 제어정보를 사용해서 스카이훅댐퍼이론에 의한 액티브제어를 저코스트로 실현가능하게 하는 유체액티브서스펜션장치 및 그 작동제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 하나의 태양에 의한 압축성유체의 급매에 의해 차체의 현가특성을 능동적으로 변화시키는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법은, 미리 설정된 복수의 급배제어패턴을 가지는 동시에, 스프링상 상하운동요소를 검지하고 동 스프링상운동요소의 크기에 따라서 상기 급배기제어패턴을 선택하는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직하게, 상기 스프링상 상하운동요소가, 스프링상에 설치된 상하가속도센서에 의해서 검출된 스프링상 상하가속도이다. 혹은, 상기 스프링상 상하운동요소가, 스프링상과 스프링하의 사이에 개장된 스트로크센서에 의해서 검출된 상대변위량에 의거해서 산출된 상대변위속도의 위상을, 스프링상 상하가속도의 위상에 가까운 위상으로 변환한 제어정보이다.
본 발명의 다른 태양에 의하면, 압축성유체의 급배에 의해서 차체의 현가특성을 능동적으로 변화시키는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법은, 유체액티브서스펜션장치의 작동제어방법에 의하면, 미리 설정된 복수의 급배제어 패턴을 가지는 동시에 스프링상 상하운동요소를 검지하고, 급배제어의 제어횟수를 계측하고, 상기 스프링상 운동요소의 크기와 상기 제외횟수에 따라서 상기 급배제어패턴을 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 태양에 유체액티브서스펜션장치는, 압축성유체에 공급하기 위한 공급원과, 차량의 전륜쪽 및 후륜쪽에 있어서 차량의 스프링상과 스프링하의 사이에 각각 개장되는 유체작동기와, 상기 유체작동기와 상기 공급원을 접속하는 공급관로의 도중에 설치되고 상기 압축성유체를 상기 유체작동에 공급하는 공급용 밸브와, 상기 작동에 연통하는 배출관로의 도중에 설치되고, 상기 압축성유체를 상기 유체작동기로부터 배출하는 배출용 밸브와, 차량의 스프링상 상하운동 파라미터를 검지하는 스프링상 상하운동파라미터검지수단과, 복수의 급배제어패턴을 격납한 기억수단을 구비하는 동시에 상기 스프링상운동파라미터검지수단의 출력에 따라서 상기 복수의 급배제어패턴중에서 적합한 급배제어패턴을 선택하고 동 선택한 급배제어패턴에 의거해서 상기 공급용밸브 및 상기 배출용밸브를 능동적으로 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유체액티브서스펜션장치 및 그 작동제어방법의 이점은, 작동유체로서 압축성유체(예를 들면 공기)를 사용한 경우에도, 스카이훅댐퍼이론에 의한 액티브제어를 실현할 수 있는데 있다. 또 상기 스카이훅댐퍼이론에 의한 액티브제어를 저코스트로 실현가능하게 하는데 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 의한 작동제어방법이 적용되는 공압액티브서스펜션장치를 설명한다.
서스펜셩장치는, 이것이 탑재되는 4륜자동차의 차높이제어 및 차체자세제어에 추가해서, 차체(스프링상)의 상하진동에 따라서 탑승자가 느끼는 기묘한 불쾌감(이하, 둥둥뜬 느낌이라고 함)을 억제하기 위한, 스카이훅댐퍼이론에 의거한 본 발명에 고유의 승차감제어를 행하는 것을 주로 기도하고 있다. 이 때문에, 미국특허 제4,856,815호의 것과 마찬가지로, 본 서스펜션장치는, 자동차의 4개의 차륜의 각각에 설치한 서스펜션유닛과, 4개의 서스펜션유닛의 공기스프링실에서의 공기의 공급 및 배출을 위한 공기회로를 구비하고 공기회로에 설치한 각종 밸브를 개폐작동시켜서 4개의 공기스프링실에의 공기의 급배를 별개독립적으로 제어해서, 각각의 공기스프링실의 내압을 여러 가지로 변화가능하게 하고 있다. 또, 서스펜션장치는, 급배기제어를 위한 제어정보로서의 스프링상(차체)의 상하가속도를 바람직하게는 4륜의 각각의 근처에 있어서 검출하기 위하여, 바람직하게는 4개의 상하가속도센서를 구비하고 있다.
상세하게는, 제1도에 표시한 바와 같이, 서스펜션장치는 프로세서(36a), 메모리(36b), 입출력회로등을 가진 제어유닛(36)을 구비하고 있다.
제어유닛(36)은 서스펜션장치의 제어부로서 기능하는 동시에, 자동차의 각종작동부를 구동제어하는 기능도 구비한다. 메모리(36b)에 내장된 제어프로그램에 따라서 각종제어를 병행해서 실행하도록 되어 있다.
또, 서스펜션장치는, 자동차의 좌전륜쪽, 우전륜쪽, 좌후륜쪽 및 우후륜쪽에 각각 설치한 서스펜션유닛(FS1)(FS2)(RS1) 및 (RS2)을 구비하고 있다. 4개의 서스펜션유닛은 서로 동일 구성이며, 이러한 설명에 있어서 부호 S를 붙여서 일괄해서 표시하고, 또 부호 (FS1)∼(RS2)를 붙여서 서로 구별하여 표시한다.
각 서스펜션유닛 S는, 차체와 차륜의 사이에 배설되고 감쇠력가변의 충격흡수기(1)를 구비하고 있다. 충격흡수기(1)는, 차륜쪽에 장착된 실린더와, 그 내부에 접동자재하게 끼워 장착된 피스톤을 가지는 동시에 상단부에 있어서 차체쪽에 장착된 피스톤로드(2)를 포함하고, 피스톤로드(2)내에 배설된 제어로드(5)를 개재해서 작동기(6)에 의해 밸브(5a)를 구동해서 감쇠력을 조정하도록 되어 있다.
서스펜션유닛 S는, 충격흡수기(1)와 일체적으로 설치한 공기스프링실(3)을 또 구비하고 있다. 공기 스프링실(3)은, 충격흡수기(1)의 상부에 있어서 피스톤로드(2)와 동일축에 배치되고, 그 일부가 벨로즈(4)에 의해 형성되어 있다. 공기스프링실(3)은 피스톤로드(2)내에 형성한 통로(2a)를 개재해서 공기회로에 연통하고 이에 의해 공기스프링실(3)에의 공기의 급배를 행할 수 있도록 되어 있다.
서스펜션장치의 공기회로는, 서스펜션유닛 S에 압축공기를 공급하기 위한 고압리저탱크(15a)와, 서스펜션유닛 S로부터 배출된 공기를 받아들이기 위한 저압리저브탱크(15b)를 구비하고 있다. 고압리저브탱크(15a)에 관련해서 공기회로에는 에어클리너(27)로부터 도입된 대기를 압축하기 위한 압축기(11)와, 실리카겔등의 건조재가 충진된 건조기(13)와, 체크밸브(14)가 배설되고, 압축·건조된 공기가 고압리저브뱅크(15a)에 축적되도록 되어 있다.
공기회로는 흡입쪽 및 토출쪽이 저압 및 고압리저브탱크(15b),(15a)에 각각 접속된 리턴펌프(16)와, 펌프전력의 공급 및 공급차단을 위한 리턴펌프릴레이(17)와, 저압리저브탱크(15b)의 내압을 검출하기 위한 저압압력스위치(18)를 또 구비하고, 저압리저브탱크(15b)의 내압을 제1소정압력(예를 들어 평방 cm 당 0.6kg)이하로 유지하도록 하고 있다. 즉, 저압리저브탱크(15b)의 내압이 제1소정압력이상이 되면 압력스위치(18)이 ON 작동하고, 이 스위치작동에 응동하는 제어뉴닛으로부터 송출되는 제어신호에 따라서 리턴펌프릴레이(17)가 ON작동해서 리턴펌프(16)가 구동한다. 또, 압력스위치(18)가 OFF작동하면, 펌프(16)가 구동정지한다.
또, 고압리저브탱크(15a)의 내압을 검출하기 위한 고압압력스위치(44)와, 압축기(11)에의 전력공급을 위한 압축릴레이(43)가 설치되고, 고압리저브탱크(15a)의 내압을 제2소정압력(예를 들면 평방 cm 당 9.5kg)이상으로 유지하도록 하고 있다. 즉 고압리저브탱크(15a)의 내압이 제2소정압력이상일때에 압력스위치(44)가 ON작동하고, 이 스위치작동에 응동하는 제어유닛(36)으로부터 송출되는 제어신호에 따라서 압축기릴레이(43)가 ON작동해서 압축기(11)가 구동되는 한편, 압력스위치(44)가 OFF작동하면, 압축기(11)가 구동정지한다. 단, 리턴펌프(16)의 구동중에는, 압축기(11)의 구동이 금지된다.
공기회로의 급기쪽관로는, 고압리저브탱크(15a)으로부터 급기유량제어밸브(19)에 뻗어 있다. 밸브(19)는 ON작동시에 오리피스(도시생략)를 개재해서 소량의 공기를 유통시키는 한편, OFF작동시에 오리피스 및 대직경의 통로(도시생략)를 개재해서 대량의 공기를 유통시키도록 되어 있다. 급기쪽관로는, 밸브(19)의 하류에 있어서 2개로 분기하고 있다. 밸브(19)의 하류로부터 전륜쪽서스펜션유닛(FS1) 및 (FS2)에 이르는 한쪽의 분기관로에는, 프린트용급기솔레노이드밸브(20) 및 체크밸브(21)가 설치되고, 체크밸브(21)의 하류에 있어서 또 2개의 부관로로 분기하고 있다. 한쪽의 분기부관로는, 3포오트절환밸브로 이루어진 프런트왼쪽용솔레노이드밸브(22)를 개재해서 좌전륜서스펜션유닛(FS1)까지 뻗고, 또, 다른쪽의 분기부관로는, 밸브(22)와 마찬가지의 프린트오른쪽용 솔레노이드밸브(23)를 개재해서 우전륜서스펜션유닛(FS2)까지 뻗어있다. 밸브(20)는 ON 작동시에 공기의 유통을 허용하는 한편, OFF 작동시에 공기의 유통을 금지하고, 또 밸브(22)(23)는 OFF 작동시에 상기한 급기경로를 연통시키는 동시에 후술의 배기통로를 차단하는 한편, ON 작동시에 급기경로를 차단하고 또한 배기경로를 연통시키도록 되어 있다.
마찬가지로 밸브(19)의 하류로부터 후륜쪽서스펜션유닛(RS1) 및 (RS2)에 이르는 다른쪽의 분기관로에는 ,밸브(20)와 마찬가지의 리어용급기솔레노이드밸브(24)와 체크밸브(25)가 설치되고 체크밸브(25)의 하류에 있어서 또 2개의 부관로로 분기하고 있다. 한쪽의 분기부관로는 밸브(22)(23)와 마찬가지의 리어왼쪽용솔레노이드밸브(26)를 개재해서 좌후륜서스펜션유닛(RS1)까지 뻗고, 다른쪽의 분기부관로는 밸브(26)와 마찬가지의 리어오른쪽 솔레노이드밸브(27)를 개재해서 우후륜서스펜션유닛(RS2)까지 뻗어있다.
공기회로의 배기쪽관로는, 서스펜션유닛(FS1)∼(RS2)로부터 솔레노이드밸브(22)(23)(26) 및 (27)까지 각각 뻗고 급기쪽관로와 공통의 부분기관로를 포함하고, 전륜쪽서스펜션유닛(FS1)(FS2)에 대응하는 1쌍의 부분기관로는 솔레노이드밸브(22)(23)의 하류에 있어서 합류하고, 3포오트절환밸브로 이루어진 배기방향절환밸브(23)를 개재해서 저압리저브탱크(15b)에 접속되어 있다. 마찬가지로 후륜쪽 서스펜션유닛(RS1)(RS2)에 대응하는 1쌍의 부분기관로는 솔레노이드(26)(27)의 하류에 있어서 합류하고, 밸브(28)의 마찬가지의 배기방향전환밸브(32)를 개재해서 저압리저브탱크(15b)에 접속되어 있다.
밸브(28)(32)의 제1출구포오트는 상기와 같이 탱크(15b)에 연통하고, 또, 제2출구포오트는 체크밸브(29)(33)와, 밸브(28)(32)의 제1출구포오트와 탱크(15b)를 접속하는 관로보다도 소직경의 관로 L을 개재해서, 건조기(13)에 접속되어 있다. 밸브(28)(32)는, ON작동시에 입구포오트와 제1출구포오트가 연통하고, OFF작동시에 입구 포오트와 제2출구포오트가 연통하도록 되어 있다. 그리고, 건조기(13)와 에어클리너(12)사이에는, 양 요소(12)(13)와 협동해서 공기회로의 배기쪽의 일부를 이루는 배기솔레노이드(31)와 체크밸브(46)가 설치되고, 공기를 에어클리너(12)를 개재해서 배출가능하게 되어 있다.
또, 서스펜션장치는, 제어유닛(36)에 접속되는 각종 센서를 가지고 있다. 즉 자동차의 앞부분 오른쪽 서스펜션의 로어암(35)과 차체의 사이에는 앞부분 차높이를 검출하기 위한 센서(34F)가 장착되고, 또 뒷부분왼쪽서스펜션의 래터럴로드(37)와 차체의 사이에는 뒷부분차높이를 검출하기 위한 센서(34R)가 장착되어 있다.
속도계에는 차속센서(38)가 내장되고, 또, 차체의 적소에는 차체에 작용하는 상하방향가속도, 가로방향가속도 및 전후방향가속도를 각각 검출하기 위한 상하가속도센서(4개중의 하나를 부호(51)로 표시한다), 횡가속도센서(42) 및 전후방향가속도(53)가 설치되어 있다. 참조부호(40)은, 스티어링휠(41)의 회전속도 즉 조타각속도를 검출하기 위한 조타센서를 표시하고, (42)는 액셀페달의 답입각을 검출하기 위한 액셀개방도센서를 표시한다.
이하, 상기 구성의 액티브서스펜션장치의 작동을 설명한다.
상기와 같이, 서스펜션장치는, 차높이제어, 차체자세제어 및 스카이훅댐퍼에 의한 승차감제어를 행하도록 되어 있다.
차높이제어에 있어서, 제어뉴닛(36)의 프로세서(36a)는 차높이센서(34F)(34R)이 출력에 의거해서 적정차 높이인지 아니지를 판별한다. 차높이가 적정차높이보다도 낮을 때, 프로세서(36a)의 제어하에서, 프린트 및 리어급기솔레노이드밸브(20)(24)가 ON작동해서 고압리저브밸브(15a)으로부터의 압축공기가 서스펜션유닛 S의 공기스프링실(3)에 공급된다. 그리고, 적정차높이가 되면, 밸브(20)(24)가 OFF 작동해서 공기공급이 정지지된다. 한편, 차높이가 적정차높이보다도 높을때에는, 솔레노이드밸브(22)(23),(26) 및 (27) 및 배기방향절환밸브(28)(32)가 ON 작동해서, 공기 스프링실(3)내의 압축공기가 저압리저브밸브(15b)에 배출되고, 적정차높이가 되면 공기배출이 정된다. 또한, 차량이 선회상태에 있을 때 등에는 차높이 조정은 금지된다.
차체자세유닛중 롤제어에 있어서, 스티어링휠(41)이 오른쪽으로 조타되어 차체가 왼쪽으로 회전하려고 하면, 제어유닛(36)은 급기솔레노이드밸브(20)(24)를 설정시간에 걸쳐서 ON 작동시키는 동시에 우륜쪽솔레노이드밸브(23)(27)를 ON시키고, 또, 설정시간경과후에 배기방향절환밸브(32)를 ON시킨다. 이 결과, 왼쪽의 서스펜션유닛(FS1),(RS1)의 공기스프링실(3)에 고압리저브탱크(15a)로부터 압축공기가 설정량만큼 공급되고, 또, 오른쪽의 서스펜션유닛(FS2)(RS2)의 공기스프링실(3)로부터 저압리저브탱크(15b)에 압축공기가. 설정량만큼 배출된다. 이에 의해, 차체의 왼쪽으로의 회전이 억제된다. 그후 조타센서(40)의 출력에 의거해서 스티어링휠(41)이 중립위치로 복귀된 것을 판별하고 혹은, 횡가속도센서(52)의 출력에 의거해서 가로방향가속도가 감소한 것을 판별하면, 제어유닛(36)의 프로세서(36a)는 선회주행으로부터 직진주행으로 이행했다고 판별한다. 이 판별작후 프로세서(36a)는 솔레노이드밸브(23)(27)를 OFF시키는 동시에 배기방향절환밸브(32)를 OFF시키고 이에 의해 좌우서스펜션유닛의 공기스프링실(3)의 내압이 동일압력이 된다.
스티어링휠(41)이 왼쪽으로 조타된 경우, 상기한 경우와 유사한 순서로 오른쪽의 서스펜션유닛(FS2)(RS2)의 공기스프링실(3)에 압축공기가 공급되고, 또 왼쪽의 서스펜션유닛(FS1)(RS1)의 공기스프링실(3)로부터 압축공기가 배출되고, 차체의 오른쪽회전이 억제된다.
앞머리하강방지제어장치에서는, 브레이크작동등에 기인해서 전후가속도센서(53)의 출력에 의거해서 부의 가속도가 설정치이상이 되면, 프로세서(36a)의 제어하에서, 급기솔레노이드밸브(20)가 설정시간에 걸쳐서 ON작동하는 동시에 후륜쪽의 솔레노이드밸브(26)(27)가 ON작동하고, 또 설정시산경과후에 배기방향절환밸브(32)가 ON한다. 이 결과, 고압리저브밸브(15a)로부터 전륜쪽의 서스펜션유닛(FS1)(FS2)에 설정량의 압축공기가 공급되고, 또, 후륜쪽의 서스펜션유닛(RS1)(RS2)으로부터 저압리저브밸브(15b)에 설정량의 압축공기가 배출되고, 이에 의해 차체의 앞머리하강이 억제된다. 그후, 부의 가속도가 감소하면, 급기솔레노이드밸브(22)(23)가 설정시간에 걸쳐서 ON하는 동시에 후륜쪽의 솔레노이드밸브(26)(27)가 OFF하고, 전륜쪽서스펜션유닛(FS1)(FS2)으로부터 압축공기가 배출되는 동시에 후륜쪽 서스펜션유닛(RS1)(RS2)에 압축공기가 공급되고, 4개의 공기스프링실(3)의 내압이 제어개시전의 값으로 복귀한다.
차량의 발진가속시등에 있어서의 차체의 앞부분의 들뜸을 방지하기 위한 안티스쿼트제어에 있어서, 액셀개방도센서(43)등의 출력에 의거해서 급가속상태를 검츨하면, 제어유닛(36)의 프로세서(36a)는, 급　솔레노이드밸브(24)를 설정시간에 걸쳐서 ON시키는 동시에 전륜쪽솔레노이드밸브(22)(23)를 ON시키고, 또, 설정시간경과후에 배기방향절환밸브(32)를 ON시킨다. 이에 의해 전륜쪽서스펜션유닛(FS1)(FS2)으로부터 압축공기가 배출되는 동시에 후륜쪽어스펜션유닛(RS1)(RS2)에 압축공기가 공급된다. 급가속상태가 해소되면, 급기솔레노이드밸브(20) 및 후륜쪽솔레노이드밸브(26)(27)를 ON시키고 또한 전륜쪽솔레노이드밸브(22)(23)를 OFF시키고, 4개의 공기스프링실(3)의 내압을 제어개시전의 상태로 복귀시킨다.
이하, 상기한 공압액티브서스펜션장치에 있어서의 스카이훅댐퍼에 의한 승자감제어를 설명한다.
운전자가 자동차의 점화키를 ON 조작하면, 제어유닛(36)의 프로세서(36a)는, 상기한 차높이제어 및 자체자세제어 및 종래 공지의 엔진제어를 포함한 각종제어와 병행해서 주기적으로 실행되는 제2도 및 제3도에 표시한 승차감제어를 개시한다.
승차감제어는, 바람직하게 4개의 상하가속도센서의 출력릉 제어정보로서 사용해서 4개의 서스펜션유닛의 S의 공기스프링실(3)의 내압을 별개 독립적으로 제어함으로써 행해진다. 이 때문에, 제2도 및 제3도에 표시한 제어순서가 각 서스펜션유닛 S마다 실행된다. 이하 설명의 간략화를 위하여 1개의 서스펜션유닛에 대한 제어순서를 설명한다.
승차감제어의 각각의 제어사이클에 있어서 프로세서(36a)는 먼저, 프로세서에 내장된 레지스터에 기억할 플래그 F의 값이 승차감제어에 있어서의 급배기제어처리(스탭 S12)의 실행중을 나타내는인지 아닌지를 판별한다(스텝 S1).
플래그 F의 값이이 아니면, 프로세서(36a)는 차속센서(38)의 출력을 판독해 넣고, 차속 V가, 운전자에게 둥둥뜬 느낌을 주기 쉬운 차속영역의 하한을 표시하는 소정차속 V0 예를 들면 70km/h 이상인지 아닌지를 판별한다(스텝 2). 차속 V가 소정자속 V0을 하회하고 있어 둥둥뜬 느낌이 생기기 어려운 차속영역에 있다고 판별하면, 프로세서(36a)는, 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클의 승차감제어를 종료한다.
한편, 차속 V가 소정차속 V0이상이라고 스탭 S2에서 판별하면, 프로세서(36a)는 승차감제어이외의 급배기제어를 수반한 액티브제어(이하 간단히 액티브제어라고 함) 예를 들면 상기한 차체자세제어가 실행되고 있는지 아닌지를 판별한다(스탭 S3). 액티브제어기 실행되고 있으면, 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다. 즉, 승차감제어보다도 우선해서 액티브제어를 행한다.
액티브제어의 실행중이 아니라고 스텝 S3에서 판별하면, 프로세서(36a)는 급배제어대상으로서의 1개의 서스펜션유닛 S에 대응하는 상하가속도센서(51)의 출력을 판독해넣고, 상하가속도의 절대치 |ZG|가, 둥둥뜬 느낌의 발생을 나타내는 소정레벨 ZG0 예를 들면 0.15G이상인지 아닌지를 판별한다(스텝 S4). 그리고 상하가속도의 절대치|ZG|가 소정레벨 ZG0이상이 아니면, 프로세서(36a)는 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다.
한편, 상하가속도의 절대치 |ZG|가 소정레벨 ZG0이상이라고 스텝 S4에서 판별하면, 프로세서(36a)는, 상하가속도센서출력을 감시해서 그 최대치 ZGmax를 검출하고, 이 검출치 ZGmax를 메모리(36b)에 격납한다(스탭 S5). 다음에, 프로세서(36a)는 상하가속도 ZG의 진동주파수 fn을 산출한다(스텝 S6). 이 때문에 , 예를 들어, 프로세서(36a)는 스텝 S5의 처리의 실행전에 있어서, 상하가속도센서(51)의 출력이, 소정세렙 ZG0와 동일 또는 이보다 큰 크기를 가진 정 또는 부의 임계치 ZG(+) 또는 ZG(-)를 가로지른 시점으로부터, 스텝 S5의 처리의 실행후에 동센서 출력이 또는 정의 임계치를 가로지른 시점까지의 경과시간 TINT(+) 또는 TINT(-)를 도시하지 않은 타이머에 개시시키고, 이 계시시간의 역수의 2분의 1과 동등한 값(1/2 TINT(+) 또는 1/2TINT(-))를 진동주파수 fn으로서 산출된다(제4도 참조).
다음에, 프로세서(36a)는 이렇게 산출한 진동주파수 fn이 스프링상(자체)의 공진주파수를 포함한 소정주파수영역의 하한치fnL(예를 들면 0.8Hz)이상이고 또한 상한치fnH(예를 들면 1.2Hz)이하인지 아닌지를 판별함으로써, 산출주파수fn이 소정주파수 영역내에 들어 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 S7). 차체의 상하가속도 ZG의 진동주파수 fn이 차체의 공진주파수근처에 없고, 둥둥뜬 느낌이 생기기 어렵다고 판별되면, 프로세서(36a)는 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다. 이 경우, 메모리(36b)내에 기억되어 있는 상하가속도의 최대치 ZGmax는 클리어된다.
한편, 차체가속도주파수 fn이 차체공진주파수근처에 있다고 스텝 S7에서 판별하면, 제어유닛(36)의 메모리(36b)에 격납한 급배기시간맵을 참조해서, 프로세서(36a)는 상하가속도의 최대치 ZGmax에 대응한 급배기제어시간 Tcon을 결정한다(스텝 S8). 바람직하게, 제1회째의 급배기제어장치(스텝 S1에서의 판별결과가 부정(F=0)이 되는 제어사이클에서의 급배기제어처리)를 위한 급배기 제어시간 Tcon으로해서, 스텝 S8에서 결정된 값 Tcon과 소정치 예를 들면 0.7과의 곱 0.7Tcon이 사용되고, 이에 의해 제1회째 및 그 이후의 급배기제어처리에 의한 급기량과 배기량의 합치하도록 한다.
급배기시간맵은 제5도에 표시한 바와 같이 설정된다. 즉 스프링상 상하가 속도의 절대치 |ZG|가 급배기제어개시를 위한 가속도의 임계치 |ZG0|와 동등하면, 급배기시간 Tcon은 제1소정시간 Tcon1로 설정되고, 소정치 ZG2이상이면 제2소정시간 Tcon2로 설정된다. 또 절대치 |ZG|가 임계치 |ZG0|로부터 소정치 |ZG2|까지의 범위내이면, 급배기 시간 Tcon은 절대치 |ZG|의 증대에 따라서 제1소정시가 Tcon1로부터 제2소정시간 Tcon2까지 직선적으로 증대한다.
그리고, 급배기제어가 일단개시되어 스프링상 가속도가 감속한 후에서의 (제2회째이후의 급배기제어용의) 급배기시간 Tcon의 결정을 위한 임계치로서는, 제어개시시의 임계치 ZGV, -ZG0보다도 크기가 작은 값 ZG1,-ZG1이 사용된다.
스텝 S8에서 급배기시간 Tcon을 결정한 후, 프로세서(3A)는 액티브제어가 실행되고 있는지 아닌지를 재차 판별하고 스텝(S9), 액티브제어가 실행되고 있으면, 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다. 한편 액티브제어의 실행중이 아니면, 플래그 F가 승차감제어에 있어서의 급배기제어처리의 실행중을 나타내는 값인지 아닌지를 다시 판별한다(스텝 S10).
여기서는 급배기제어처리가 아직 실행되고 있지 않아서 플래그 F의 값이이 아니므로, 프로세서(36a)는 플래그 F를 값로 세트하고(스텝 S11), 이어서 급배기제어처리를 실행한다(스텝 S12).
제18도에 표시한 바와 같이, 이 급배기제어처리에 있어서, 프로세서(36a)는 스텝 S5에서 검출한 스프링상 상하가속도늬 최대치 ZGmax의 부호가 정(+)인지 아닌지를 먼저 판별한다(스텝 S81). 이 판별결과가 긍정적이고, 최대치 ZGmax의 부호가 정(+)이면, 프로세서(36a)는 급기솔레노이드밸브(20)(24)의 한쪽 (4개의 서스펜션유닛 S중의, 본 명세서에서의 설명대상인 1개의 서스펜션유닛에 대응한다)을 ON작동시킨다(스텝 S82). 이 결과, 고압리저브탱크(15a)로부터 동서스펜션유닛 S의 공기스프링실(3)에의 압축공기공급이 개시된다.
스텝 S83에 있어서, 프로세서(36a)는 급기솔레노이드밸브(20) 또는 (24)가 ON작동한 시점으로부터의 경과시간을 개시하기 위한 타이머 예를 들면 다운카운터(도시생략)에, 스텝 S8에서 결정한 소정시간 Tcon을 초기치로서 세트하고, 다운카운터를 개시시킨다. 다음에 프로세서(36a)는 다운카운터의 카운트치가0인지 아닌지를 판별함으로써, 급기솔레노이드밸브 ON 작동시점으로부터 설정시간 Tcon이 경과했는지 아닌지를 판별한다(스텝 S84). 급기솔레노이드밸브(20) 또는 (24)가 ON 작동한 직후에는, 이 판별결과는 부정이 되고 스탭 S84의 판별이 반복실행된다. 그후, 설정시간 Tcon이 경과했다고 스텝 S84에서 판별하면, 프로세서(36a)는 스텝 S82에서 ON작동시킨 급기솔레노이드밸브(20) 또는 (24)를 OFF작동시켜(스텝 S85), 제1회째의 급배기제어처리를 종료하고, 제2도 및 제3도에 표시한 메인루틴의 스텝 S13을 이행한다.
제1회째의 급배기제어처리가 상기와 같이 행해지는 결과, 리저브탱크(15a)로부터 서스펜션유닛 S의 공기스프링실(3)에 압축공기가 설정시간 Tcon에 걸쳐서 공급된다. 이와 같이 해서 공기스프링실(3)의 소정량의 압축공기가 공급되면, 공기스프링실 내압이 증대하고, 이에 의해 내압증대분에 대응하는 크기로 또한 하향의 스프링상 속도를 소거하는 방향으로 작용하는 힘이 발생한다.
금회사이클에서 급배기제어처리를 종료하면, 상기가속도센서출력의 최대치를 재차 판별해서 이것을 기억하고, 다음에 최대가속도의 절대치 |ZGmax|가 둥둥뜬 느낌이 생기고 있지 않은 것을 나타내는 소정치 ZG3 예를 들면 0.05G이하가 되었는지 아닌지를 판별한다(스텝 S13). 여기서는, 제1회째의 급배기제어처리를 종료했을뿐이므로, 일반적으로 스텝 S13에서의 판별결과는 부정이 된다.
이 경우, 본 프로그램은 스텝 S8로 이행해서 스텝 S8이후의 순서를 재차 실행한다. 또한 스텝 S10에서 플래그 F값이1이라고 판별되므로, 스텝 S11을 경유하지 않고 스텝 S10으로부터 스텝 S12로 곧바로 이행해서, 제2회째의 급배기제어처리가 개시된다.
제1회째의 급배기제어처리에 관련하는 스프링상 상하가속도의 최대치 ZGmax의 부호가 상기와 같이 정(+)이었을 경우에는, 제2회째의 급배기제어장치에 관련하는 메인루틴실행사이클의 스텝 S13에서 검출되는 최대치 ZGmax는 부(-)의부호를 가지고, 따라서 제8도의 스텝 S81에서의 판별결과가 부정이 된다.
이 경우, 프로세서(36a)는 솔레노이드밸브(22)(23)(26) 및 (27) 및 배기방향절환밸브(28)(32)의 대응하는 것을 ON 작동시킨다(스텝 S86). 이결과 서스펜션유닛 S의 공기스프링실(3)로부터 저압리저브탱크(15b)에의 압축공기배출이 개시된다.
스텝 S87에 있어서, 프로세서(36a)는 솔레노이드밸브 및 배기방향절환밸브의 대응하는 것이 ON작동한 시점으로부터의 경과시간을 계시하기 위한 타이머 예를 들면 다운카운터(도시생략)에, 스텝 S8에서 결정한 설정시간 Tcon을 초기치로서 세트하고, 다운카운터를 개시시킨다. 다음에, 프로세서(36a)는, 밸브 ON 작동시점으로부터 설정시간 Tcon이 경과했는지 아닌지를 판별한다(스텝 S88).
밸브 ON 작동직후에는, 이 판별결과는 부정이 되고, 스텝 S88의 판별이 반복실행된다. 그후, 설정시간 Tcon이 경과했다고 스텝 S88에서 판별하면, 프로세서(36a)는 스텝 S86에서 ON작동시킨 밸브를 OFF작동시켜(스텝 S89), 제2회째의 급배기제어처리를 종료하고, 제2도 및 제3도에 표시한 메인루틴의 스텝 S13으로 이행한다.
제2회째의 급배기제어처리가 상기와 같은 행해지는 결과, 공기스프링실(3)내의 압축공기가 설정시간 Tcon에 걸쳐서 저압리저브탱크(15b)에 배출된다. 이와 같이 해서 공기스프링실(3)로부터 설정량 압축공기가 배출되면, 공기스프링실내압이 감소하고, 이에 의해 내압감소분해에 대응하는 크기로 또한 상향의 스프링상 속도를 소거하는 방향으로 작용하는 힘이 발생한다.
그후, 스프링상 상하가속도의 최대치의 절대치 |ZGmax|가 소정치 ZG3이하가 될때까지 제1회째의 급배기제어처리의 경우와 마찬가지의 압축공기공급과, 제2회째의 급배기제어처리의 경우와 마찬가지의 압축공기배출이 교호로 행해진다.
또한, 상기한 경우와는 달리, 제1회째의 급배기제어처리에 관련하는 스프링상 상하가속도의 최대치 ZGmax의 부호가 부(-)이면, 제1회째의 급배기제어처리에 압축공기배출이 행해지고, 이어서, 압축공기공급과 압축공기배출이 교호로 행해지게 된다.
상기 급배기제어에 관해서 제4도를 참조해서 다시 설명하면, 스프링상 상하가속도의 최대치 ZGmax에 의해 대략 절반주기후의 급·배기시간이 결정된다. 즉, 값 ZGmax가 정이면 대략 절반주기후의 급기시간이 결정되고, 한편, 값ZGmax가 부이면 대략 절반주기후의 배기시간이 결정된다. 환언하면, 스프링상 상하가속도의 최대치 ZGmax의 부호가 정이면 당해 최대치 ZGmax의 발생시점으로부터 스프링상 상하가속도변화주기의 대략 절반에 상당하는 시간이 경과한 시점에서 급기제어가 개시되고, 최대치 ZGmax의 부호가 부이면 당해 최대치 ZGmax의 발생시점으로부터 대략 절반주기가 경과한 시점에서 배기제어가 개시된다.
제4도 및 제6도에 표시한 바와 같이, 상기 일련의 스텝S1내지 S11에서의 신호처리, 이 신호처리의 결과에 따른 공기회로의 밸브의 작동 및 밸브작동에 의한 상기의 힘의 발생에는 시간을 요한다. 환언하면, 공압서스펜션장치에는 작동지연이 있다. 특히 작동매체가 압축성이 있는 공기이기 때문에, 유압장치에 비해서 공압장치에서는 밸브작동이 완료된 후 힘이 실제로 발생할 때까지 상당히 오랜시간을 요한다. 그리고, 종래의 유압액티브서스펜션장치의 경우와 마찬가지로 스프링상속도에 따라서 힘을 발생시키려고 하면, 힘발생에 있어서의 스프링상속도에 대한 위상지연은 전형적으로는 약 90o가 되고(제6도 및 제7도), 힘의 발생타이밍이 부적정하게 된다.
본 실시예에서는, 상기와 같이, 종래장치에 있어서의 스프링상 속도에 대신해서, 스프링상속도보다도 위상이 90o전진하고 있는 스프링상 가속도에 의거해서 급배기제어의 필요여부를 판별하고 또한 급배기시간을 결정하고 있다. 즉, 급배기제어의 필요여부판별을 포함한 신호처리가 완료한 후 실제로 힘이 발생할때까지 시간을 요하는 공압장치에 있어서, 본 실시예에 의하면, 공압장치의 작동지연에 상당하는 분만큼 빠른 타이밍에서 급배기제어가 개시된다. 결과로서, 공압장치의 작동지연이 실질적으로 해소되고, 스프링상 속도를 억제하기 위한 힘이 소요타이밍에서 발생한다.
그리고, 그후의 어떤 메인루틴실행사이클의 스텝 S13에 있어서, 최대 상하가속도의 절대치 |ZGmax|가 소정치 ZG3이하가 되고, 따라서 둥둥뜬 느낌이 생기고 있지 않다고 판별하면, 프로세서(36a)는 플래그 F를 일련의 급배기제어처리의 종료를 나타내는 값0으로 리세트해서(스텝 S14), 제2도 및 제3도의 승차감제어를 종료한다.
그리고, 공기스프링실(3)에 대한 압축공기의 공급 및 배출을 급기회로와 배기횟수가 동일하게 되도록 실행된다. 이 때문에 일련의 급배기제어처리를 홀수만큼 실행한 상태에서 승차감제어를 종료해야 한다고 스텝 S13에서 판별한 경우에는, 제2도 및 제3도의 승차감제어에 계속해서 제2도 및 제3도에 표시하지 않은 보조적인 급배기제어처리로 이행해서 제2도 및 제3도의 제어에 있어서 최후의 압축공기공급을 행한 경우에는 배기를 행하고, 또, 압축공기배출을 행한 경우에는 급기를 행한다.
상기의 설명에 관한 1개의 서스펜션유닛 S이외의 3개의 서스펜션유닛 S에 관해서도 상기 보조적인 급배기제어처리가 행해져서, 승차감제어개시전과 동일한 차높이로 복귀된다.
제20도 및 제21도는 본 실시예의 방법 및 미국특허 제4,856,815호에 개시된 타입의 종래법을 서스펜션장치에 각각 적용한 경우에 있어서의 경과시간에 대한 서스펜션스트로크, 스프링상 상하가속도 및 서스펜션속도의 변화를 표시한다.
제20도 및 제21도로부터 명백한 바와 같이, 본 실시예 방법에 의하면, 차체진동을 양호하게 감쇠시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 대한 유체액티브서스펜션장치의 작동제어방법을 설명한다.
본 실시예의 방법은, 전륜쪽 및 후륜쪽 작동기에 대한 작동매체의 급배를, 스프링상의 전륜쪽에 설치한 1개의 상하운동 파라미터검출센서의 출력에 의거해서 제어가능하게 하고, 이에 의해 복수의 센서의 배설을 불필요하게 해서 장치비용을 저감가능하게 한 점에 특징이 있다.
또, 본 실시예의 방법은, 상기 제1실시예의 방법을 실시하기 위하여 사용되고 제1도에 표시한 공압액티브서스펜션장치와 대략 동일 구성의 장치에 의해 실시가능하고, 따라서, 장치설명을 생략한다. 단 4개의 상하가속도센서를 사용하는 제1 실시예와는 달리, 본 실시예에 관한 공압서스펜션장치는 승차감제어를 위한 제어정보로서의 스프링상(차체)상하가속도를 검출하기 위하여, 전륜쪽에 배치된 1개의 상하가속도센서(보다 일반적으로는 상하운동파라미터 검출센서)만을 구비하고 있다.
이 세스펜션장치에 의한 차높이제어 및 차체자세제어는, 제1실시예의 경우와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
이하, 서스펜션장치에 있어서의 스카이훅댐퍼에 의한 승차감제어를 설명한다.
제9도에 개념적으로 표시한 바와 같이, 본 실시예의 승차감제어에서는, 스프링상으로서의 차체 C이 전륜D쪽에 배설된 1개의 상하가속도센서(51)에 의해 스프링상 상하운동파라미터로서 검출된 스프링상 상하가속도가 제어정보로서 사용된다.
그리고, 상하가속도센서(51)출력을 입력하는 제어유닛(36)의 제어하에서, 제1도의 서스펜션유닛(FS1)(FS2)의 공기스프링실(3)에 대응하는 전륜쪽의 2개의 작동기 A에 관련하는 벨브(제1도의 밸브(20)등)가 작동해서 이 양작동기 A에 대한 급배기가 통합제어되고, 이에 의해 전륜폭에서의 스프링상 상하속도(보다 일반적으로 스프링상 상하운동)가 억제된다. 다음에, 전륜쪽의 통합제어에 대하여 차속V,휠베이스 L등에 의해 결정되는 지연시간만큼 지연되고, 서스펜션유닛(RS1)(RS2)에 대응하는 후륜 E쪽의 2개의 작동기 B에 관련하여 밸브(제1도의 밸브(24)등)가 작동해서 이 약작동기 B에 급배기가 통합제어되고, 후륜쪽에서의 스프링상 상하속도가 억제된다.
복수의 센서로부터의 출력에 의거해서 각 차륜의 작동기를 별개 독립적으로 제어하는 서스펜션장치작동제어방법에 비해서, 1개의 센서로부터의 출력에 의거해서 전륜쪽의 2개의 작동기 A의 통합제어와 후륜쪽의 2개의 작동기 B의 통합제어를 행하는 본 실시예의 방법에 의하면, 대각 차륜끼리사이의 혹은 전륜끼리사이에서의 제어간섭이 생기는 일이 없고, 차량주행상의 거동이 자연스런운 것이 된다. 또 제어간섭을 초래하는 쓸데없는 제어가 행해지지 않으므로, 작동기 구동상의 에너지소비가 적어진다.
이하, 본 실시예의 승차감제어에 대해서 상세하게 설명한다.
운전자가 자동차의 점화키(도시생략)을 ON조작하면, 제어유닛(36)의 프로세서(36a)는 각종제어와 병행해서 주기적으로 실행되고 제10도에 일부를 표시한 승차감제어를 개시한다.
제1실시예의 경우와 마찬가지로, 승차감제어의 각 제어사이클에 있어서, 프로세서(36a)는 제2도의 스텝S1∼S7에서의 처리에 대응하는 일련의 판별처리(도시생략)를 순차 실행한다. 그리고, 차속 V가 소정차속 V0보다 작거나, 승차감제어 이외의 액티브제어의 실행중이거나, 상하가속도의 절대치 |ZG|가 소정레벨 ZG0보다도 작거나 혹은 상하가속도 ZG의 진동주파수 fn이, 소정주파수영역이외이면, 프로세서(36a)는 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다.
한편, 플래그 F의 값이1이 아니고, 차속 V가 소정차속 V0이상이고, 액티브제어의 실행중이 아니고, 상하 가속도의 절대치 |ZG|가 소정레벨 ZG0이상이고, 또한 상하가속도 ZG의 진동주파수 fn이 소정주파수영역내에 들어있으면, 혹은 플래그 F의 값이1이면, 프로세서(36a)는 제어유닛(36)의 메모리(36b)에 격납한 전륜쪽 및 후륜쪽 급배기시간맵(도시생략)을 참조해서, 상하가속도의 최대치 ZGmax에 대응한 전륜쪽 및 후륜쪽 급배기제어시간 Tcon,Tcon'를 결정한다(스텝 S208). 전륜쪽의 급배기시간맵은 제1실시예의 설명에서 참조한 제5도에 표시한 바와 같이 설정되어 있다. 또 후륜쪽의 급배기시간맵은 전륜쪽의 맵과 마찬가지로 설정되어 있다. 단 전륜쪽 맵에서의 제1,제2소정시간 Tcon1,Tcon2에, 대응하는 후륜쪽 맵에서의 제1,제2소정시간 Tcon1',Tcon2'는 일반적으로는 값 Tcon1,Tcon2와 다른 값으로 설정된다(단, 동일치로 설정가능하다)
환언하면, 급배기제어게인은, 일반적으로는 전륜쪽과 후륜쪽에서 다르다. 또한 차량의 뒷자석의 탑승자들이 존재하는지 아닌지에 따라서 후륜쪽의 급배기제어게인을 선택가능하게 해도 된다. 이 경우, 뒷좌석쪽에서의 탑승상태검출을 위한 하중센서등을 배설하고, 당해 센서의 출력에 따라서 복수의 후륜쪽맵중 대응하는 1개를 선택하도록 한다.
스텝 S208에서 전륜쪽 및 후륜쪽의 급배기시간 Tcon,Tcon'를 결정한 후, 프세서(36a)는 액테브제어가 실행되고 있는지 아닌지를 재차 판별하고(스텝 S209), 액티브제어의 실행중이 아니면, 플래그 F의 값이1인지 아닌지를 또 판별한다(스텝 S210). 이 판별결과가 부정이면, 프로세서(36a)는 플래그 F를 값1로 세트하고(스텝 S211), 이어서, 제1 실시예에서의 급배기제어처리(제3도의 스텝 S12)에 대응하는 전륜쪽의 급배기제어처리를 실행한다(스텝 S212).
다음에, 프로세서(36a)는 제11도에 표시한 바와 같이 설정된 지연시간맵을 참조해서, 차속 V에 대응하는 지연시간 LST를 설정한다(스텝 S213). 이 지연시간 LST는 휠베이스를 차속 V로 나눈값으로부터 리어응답지연 DT를 빼서 얻은 값 ((L/V)-DT)과 동응하다. 리어응답지연 DT는, 전륜쪽에 배치된 고압리저브탱크(15a)로부터 훈륜쪽서스펜션유닛(RS1),(RS2)에의 압축공기공급상의 지연을 보상하기 위한 정수이다. 그리고 , 프로세서(36a), 스텝 S212에서의 전륜쪽의 급배기제어처리개시시로부터 스텝 S213에서 설정한 지연시간이 경과했다고 판별하면, 후륜쪽의 급배기제어처리를 개시한다(스텝 S214).
그리고, 금회사이클에서의 훈륜쪽의 급배기제어를 종료하면, 프로세서(36a)는 상하가속도센서출력의 최대치를 재차 판별해서 이것을 기억하고, 다음에, 최대가속도의 절대치 |ZGmax|가 둥둥뜬 느낌이 생기고 있지 않는 것을 나타내는 소정치 ZG3이하가 되었는지 아닌를 판별한다(스텝 S215). 이 판별결과가 부정이면 스텝 S207이후의 처리를 재차 실행한다. 이 경우 스텝 S210에서 플래그 F의 값이1이라고 판별되므로, 스텝 S211을 경유하지 않고 스텝 S210으로부터 스텝 S212의 전륜쪽 급배기제어처리로 곧바로 이행한다.
그후의 어떤 사이클의 스텝 S15에서 최개상하가속도의 절대치 |ZGmax|가 소정치 ZG3이하가 되고, 둥둥뜬 느낌이 생기고 있지 않다고 판별하면, 프로세서(36a)는 플래그 F를 일련의 급배기제어처리의 종료를 나타내는 값0으로 리세트해서(스텝 S216), 승차감제어를 종료한다.
그리고, 전륜쪽 및 후륜쪽의 각각에 있어서의 공기스프링실(3)에 대한 급기횟수와 배기횟수가 서로 동일하게 되도록 프로세서(36a)는 도시하지 않은 보조적인 급배기제어처리를 필요에 따라서 실행하고, 이에 의해 승차감제어개시전과 동일한 차높이로 복귀시킨다.
이하 본 발명은 제3실시예에 의한 공압액티브서스펜션장치의 작동제어방법을 설명한다.
본 실시예의 방법은 3개 또는 4개의 상하가속도센서를 사용하는 액티브서스펜션장치가 코스트가 높은 한편, 액티브제어가 적용되는 자동차등에는, 통상, 차높이제어 혹은 차체자세제어에 사용하는 차높이 센서 혹은 스트로크센서등의 변위센서가 장비되어 있는 점에 착안해서 창안한 것으로서, 스프링상 상하운동의 억제를 위한 액티브제어에 사용되는 제어정보를, 전용센서를 사용하지 않고, 저코스트의 제어정보발생장치에 의해 발생하도록 한 점에 특징이 있다.
이 때문에 본 실시예의 방법이 적용되는 서스펜션장치는, 상기 제1실시예에 관한 서스펜션장치와 마찬가지의 기본구성을 가지는 동시에, 승차감제어를 위한 제어정보를 발생시키기 위한, 뒤에서 상세히 설명하는 제어정보발생장치를 구비하고 있다. 또한 서스펜션장치는 자동차의 앞부분왼쪽 및 뒷부분오른쪽에 각각 배설되고, 센서(34F) 및 (34R)과 마찬가지의 도시하지 않은 차높이센서(이하, 부호(34)를 붙여서 차높이센서를 서로 구별하지 않고 표시한다)를 구비하고 있다.
세스펜션장치의 제어정보발생장치는 ,발마직하게는 4개의 차륜의 각각의 대응하고 서로 동일구성의 4개의 속도정보발생부를 포함하고(제12도에 1개의 속도정보발생부를 부호(60)을 붙여서 발생한다),각각의 속도정보발생부(60)는, 승차감제어를 위한, 스프링상과 스프링하의 상하속도정보 ZV를 발생하도록 되어 있다.
그리고 속도정보 ZV가 소정레벨이상이고 또한 그 주파수가 소정주파수 영역에 들어간다는 소정조건을 만족하는 것이 제어유닛(36)의 프로세서(36a)에 의해 판별되었을 때, 속도정보 ZV가 급배기제어정보로서 사용된다. 즉 제어정보장치는, 4개의 속도정보발생부(60)의 상기 판별기능을 가진 프로세서(36a)로 이루어진다.
상세하게는, 각각의 속도정보발생부(60)는 이것에 대응하는 차륜쪽에서의 스르링상과 스프링하의 상대변위를 검출하기 위한 변위센서(스트로크센서)(61)를, 본 실시예에서는, 통상은 차높이제어에 사용되는 차높이센서(34)를 변위센서(61)로서 사용하고 있다. 속도정보발생부(60)는, 급배기제어상 불필요한 센서출력성분을 예를 들면 차량의 노면돌기를 타고넘었을때에 발생하는 센서출력에 포함되는 고주파성분을 제거하기 위한 저주파통과필터회로(62)와, 이 필터회로출력을 미분하기 위한 미분회로(63)는, 반전증폭회로로 이루어지고 위상조정에 의한 게인저하를 보상하기 위한 게인조정회로(64)를 더 포함하고 있다. 그리고, 변위센서(61)의 출력쪽은 필터회로(62)의 입력쪽에 접속되고, 필터회로(62)의 출력쪽은 미분회로(63)를 개재해서 게인조정회로(64)에 접속되고, 또, 게인조정회로(64)는 제어유닛(36)에 접속되어 있다.
필터회로(62)는 저주파통과필터기능에 추가해서, 센서출력의 위장지연조정 혹은 위상전진조정을 행하는 기능을 구비하고, 미분회로(63)와 협동해서, 스프링상 상하가속도의 위상에 가까운 위상을 가지고 스프링상과 스프링하의 상대속도를 나타내는 속도정보 ZV를 생성하도록 되어 있다. 환언하면 필터회로(62)를 구성하는 저항기의 저항치 및 콘덴서의 용량은, 필터회로(62)가 이러한 위상조정(위상보상)기능을 가질 수 있도록 선택되고 있다. 일반적으로는 넓은 주차수영역에 있어서 저주파통과필터기능과 위상조정기능을 아울러 가지는 필터회로를 실현가능하도록 회로정수를 선택하는 것은 곤란하다. 그런 한편, 본 실시예의 승차감제어가 대상으로 하는 스프링상 상하진동주파수영역(스프링상 공진주파수영역)에 있어서는 양기능을 구비한 필터회로(62)를 실현가능하게 하는 필터회로정수의 선택은 가능하다.
또한, 위상지연조정을 행하도록 필터회로(62)를 구성한 경우에는, 속도정보 ZV가 스프링상 진동과 동일주기중이 아니고, 다음의 스프링상 지동주기에 발생한다.
그러나, 차체중량 및 서스펜션의 스프링정수에 의헤 결정되고 실질상 일정한 스프링상 공진주파수 영역에 대응하는 진동검출대상영역에서는, 스프링상 진동주파수는 시간축상에서 대략 일정하고 시간 경과에 따른 변화를 발생하지 않으므로, 변위센서출력을 위산지연조정에서 얻은 속도정보 ZV를 승차감제어에 사용해도 지장은 생기지 않는다.
상기와 같이, 속도정보 ZV는, 스프링상 상하가 위상에 가까운 위상을 가지고 있다. 이것은 승차감제어를 제1도에 표시한 공압액티브 서스펜션장치에 의해서 실행하는데 있어서 유용하다. 즉 일반적으로 공압액티브서스펜션은 염가의 제어밸브를 사용할 수 있어 장치비용을 저감할 수 있다는 이점을 가지는 한편, 압축성을 가진 공기를 작동매체로서 사용하므로 유압액티브서스펜션에 비해서 작동응답성이 부족하다는 결점이 있다. 즉, 속도정보 ZV에 따라서 제어유닛(36)으로부터 송출되는 제어신호에 응동하는 각종 밸브를 개재해서 작동기(서스펜션유닛 S의 공기스프링실(3))에 대한 공기의 급배기가 행해져서, 노면으로부터의 상하진동압력을 소거가능하게 하는 힘이 실제로 발생할때까지 시간을 요하고, 힘이 바람직한 타이밍에서 발생하는 것은 일반적으로는 곤란하다. 한편, 본 실시예의 장치가 발생하는 속도정보 ZV는, 스프링상 상하가속도의 위상에 가까운 위상을 가지고, 즉 스프링상 상하속도보다도 위상이 전진하고 있다. 이러한 속도정보 ZV에 의하면, 작동기에 대한 급배기제어를 빠른 타이밍에서 실행가능하고, 공압장치의 작동지연을 해소 가능하게 된다.
제어정보발생장치의 미분회로(63)에 관련해서 또 설명하자면, 서스펜션유닛 S에 있어서의 프리쿠션등의 영향으로, 차높이센서(34)의 출력이, 서스펜션스트로크방향(보다 일반적으로 스프링상과 스프링하의 상대변위의 방향)에 대한 의존성을 가지는 경우와 같다. 즉, 센서출력이 스트로크방향에 따라서 값을 취하는 경우가 있다. 따라서, 변위센서(61)로서의 차높이센서(34)의 출력, 즉 스트로크정보를 승차감제어를 위한 제어정보로서 직접 사용하면, 불편을 초래할 염려가 있다.
그런한편, 본 실시예장치에서는, 변위센서(61)로서의 차높이센서(34)의 출력을 미분회로(63)에 있어서 미분해서 속도정보를 얻고 있으며, 이 속도정보는 서스펜션 스트로크변화(보다 일반적으로는, 스프링상과 스프링하의 상대변위의 변화)를 충실히 반영하는 동시에 스트로크방향에 대한 의존성이 없다는 점에서 제어정보로서의 적격성이 풍부하다.
이 서스펜션장치에 의한 차높이제어 및 차체자세제어는, 제1실시예의 경우와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
또, 본 실시예의 승차감제어는, 스프링상의 스프링하의 상하상대속도를 나타내는 속도정보발생부(60)의 출력 ZV를, 스프링상 상하가속도 ZG에 대신해서 제어정보로서 사용하는 점을 제외하고는, 제1실시예에서의 승차감제어(제2도 및 제3도)와 동일하다. 따라서 이하 본 실시예의 승차감제어에 대해서 간략하게 설명한다.
제13도 및 제14도에 표시한 바와 같이, 승차감제어에 있어서, 프로세서(36a)는, 제2도의 스텝 S1∼S7에서의 처리에 대응하는 일련의 판별처리를 순차실행한다(스텝 S301∼S307). 그리고, 차속 V가 소정차속 V0보다 작거나, 승차감제어외의 액티브제어의 실행중이거나, 속도정보발생부(60)로부터 송출되는 제어정보의 절대치 |ZV|가 소정레벨 ZV0보다도 작거나 혹은 제어정보 ZV의 진동주파수 fn이, 소정주파수영역이외이면, 프로세서(36a)는 실질적인 제어를 행하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다.
또한, 제어정보 ZV의 진동주파수 fn은, 제어정보 ZV가 정 또는 부의 임계치 ZV(+) 또는 ZV(-)를 가로지른 시점으로부터 부 또는 정의 임계치를 가로지는 시점까지의 경과시간 TINT(+) 또는 TINT(-)에 의거해서 검출된다(제15도 참조).
한편, 플래그 F의 값이1이 아니고, 차속 V가 소정차속 V0이상이고, 액티브제어의 실행중이 아니고, 제어정보의 절대치 |ZV|가 소정레벨 ZV0이상이고, 또한 제어정보 ZV의 진동주파수 fn이 소정주파수영역내에 들어 있으면, 혹은 플래그 F의 값이1이면, 프로세서(36a)는 제어유닛(36)의 메모리(36b)에 격납한 급배기시간맵을 참조해서, 제어정보 ZV의 최대치 ZVmax에 대응한 급배기제어시간 Tcon를 결정한다(스텝 S308). 바람직하게는 제1회째의 급배기제어처리를 위한 급배기제어시간 Tcon으로서는, 스텝 S308에서 결정한 값 Tcon과 소정치 예를 들면 0.7과의 곱 0.7Tcon이 사용된다.
제16도에 표시한 바와 같이, 급배기시간맵은 제5도에 표시한 맵과 마찬가지로 설정되고 있다. 즉 제어정보의 절대치 |ZV|가 급배기제어개시를 위한 속도의 임계치 |ZV0|와 동등하면, 급배기시간 Tcon은 제1소정시간 Tcon31로 설정되고, 소정치 ZV2이상이면 제2소정시간 Tcon32로 설정된다. 또 절대치 |ZV|가 임계치 |ZV0|로부터 소정치 |ZV2|까지의 범위내이면, 급배기시간 Tcon은 절대치 |ZV|의 증대에 따라서 제1소정시간 Tcon31로부터 제2소정시간 Tcon32까지 직선적으로 증대한다. 그리고, 급배기제어가 일단 개시되어 상하상대속도 ZV가 감소한 후에서의 급배기시간 Tcon의 결정을 위한 임계치로서는, 제어개시시의 임계치 ZV0,-ZV0보다도 크기가 작은 값 ZV1,-ZV1이 사용된다. 이에 의해 제어정보 ZV의 감소후에 있어서의 승차감제어에서의 제어성이 확보된다.
스텝 S309에서 액티브제어의 실행중이 아니라고 판별하면, 프로세서(36a)는 플래그 F의 값이1인지 아닌지를 또 판별한다(스텝 S310). 그리고 이 판별결과가 부정이면, 플래그 F를 값1로 세트해서(스텝 S311), 급배기제어처리를 제1실시예의 경우와 마찬가지로 실행하고(스텝 S312), 또 제어정보의 최대치의 절대치 |ZVmax|가 소정치 ZV3 예를 들면 0.02m/s 이하가 되었는지 아닌지를 판별한다(스텝 S313).
그후, 절대치 |ZVmax|가 소정치 ZV3이하가 될때까지, 스텝 S308이후의 처리를 반복실행한다. 그리고, 절대치 |ZVmax|가 소정치 ZV3이하가 되면, 프로세서(36a)는 플래그 F를0으로 리세트해서(스텝 S314), 승차감제어를 종료한다.
상기와 같이 본 실시예에서는, 종래장치에 있어서의 스프링상 속도에 대신해서, 스프링상속도보다도 위상이 90o전진하고 있는 스프링상 가속도의 위상에 가까운 위상을 가지고 스프링상과 스프링하의 상대상하속도를 나타내는 제어정보 ZV에 의거해서 급배기제어의 필요여부를 판별하고 또한 급배기시간을 결정하고 있다.
따라서, 제1실시예의 경우와 마찬가지로 급배기제어의 필요여부판별을 포함한 신호처리가 완료한 후 실제로 힘이 발생할까지 시간을 요하는 공압장치에 있어서, 본 실시예에 의하면, 공압장치의 작동지연에 상당하는 분만큼 빠른 타이밍에서 급배기제어가 개시된다. 결과로서, 공압장치의 작동지연이 실질적으로 해소되고, 스프링상 속도를 억제하기 위한 힘이 소요타이밍에서 발생한다.
이하, 본 발명의 제4 실시예에 의한 공압액티브서스펜션장치의 작동제어방법을 설명한다.
본 실시예의 방법은, 제3 실시예와 마찬가지로 액티브제어가 적용되는 자동차등에 통상 장비되는 변위센서를 스카이훅댐퍼에 의한 서스펜션제어에 이용하는 것을 기도한 점에 추가해서, 액티브제어의 실행에 의한 차체와 차륜의 상하상태변위량의 감소에 따른 변위센서의 검출감도저하에 기인하는 변위센서출력에 따라서 적정한 액티브제어를 행하는 점의 곤란성을 근복하는 것을 기도한 점에 특징이 있다.
본 실시예에 관한 서스펜션장치는, 기본적으로 제3 실시예에 관한 장치와 동일구성이고, 제12도에 표시한 제어정보발생부장치(60)를 구비하고, 또 상기 특징과 관련해서 미리 설정한 복수의 제어패턴중에서 제어정보에 따라서 선택한 1개의 제어패턴에 따라서 급배기제어를 적정하게 하도록 되어 있다.
이하, 제17도 및 제18도를 참조해서 본 실시예의 승차감제어를 설명한다. 승차감제어에 있어서, 프로세서(36a)는 제13도에 표시한 스텝 S301∼S307에 대응하는 일련의 처리를 순차실행한다(스텝 S401∼S407). 그리고 플래그 F의 값이1이 아니고, 차속 V가 소정차속 V0이고, 액티브제어의 실행중이 아니고, 제어정보의 절대치1가 소정레벨 ZV0이상이고, 또한 제어정보 ZV의 진동주파수 fn이 소정주파수영역내에 들어있으면, 혹은 플래그 F의 값이1이면, 프로세서(36a)는 제어유닛(36)의 메모리(36b)에 격납한 급배기시간맵을 참조해서, 제어정보 ZV의 최대치 ZVmax와 급배기제어의 실행횟수 N에 대응한 급배기제어시간 Tcon를 결정한다(스텝 S408).
급배기시간맵은 제19도에 표시한 바와같이 설정되어 있다. 즉, 급배기시간 맵은, 스텝 S405에서 검출한 제어정보의 최대치 ZVmax의 절대치 |ZVmax|에 의해 예를 들면 3개로 구분한 제1,제2 및 제3속도영역에 각각 대응하고 또한 급배기제어실행횟수 N-급기시간 Tcon곡선에 의해서 각각 표시되는 3개의 제어패턴 P1,P2 및 P3을 합하고 있다. 제1속도영역은 절대치 |ZVmax|가 상기 소정레벨 ZV0 예를 들면 0.05m/s이상이고 또한 제1소정치 ZV1 예를 들면 0.07m/s미만인 영역이며, 제2속도영역은 절대치가 제1소정치 ZV1이상이고 또한 제2소정치 ZV2 예를 들면 0.1m/s미만인 영역이며, 또 제3속도영역은 절대가 제2소정치 ZV2이상인 영역이다. 그리고, 각각의 제어패턴는, 4개의 급배기제어시간 Tcon41 내지 Tcon44가 이 순서로 서서히 작은 값을 취하도록 설정되고, 각 이 제어팬턴에 따라서 급기제어와 배기제어를 교호로 2호씩, 합계 4회의 급배기제어를 행하도록 하고 있다. 일반적으로 말하자면, 제어패턴은 급배기제어에 의한 스프링상 상하운동의 감쇠특성에 적정한 급배기량을 나타내고 환언하면, 급배기제어개시후의 시간경화에 따른 적합한 적정한 급배기량을 나타내고 있다.
스텝 S408에서 급배기시간 Tcon을 결정한 후, 프로세서(36a)는 액티브제어가 실행되고 있는지 아닌지를 재차 판별하고(스텝 S409), 액티브제어의 실행중이 아니면, 플래그 F가 승차감제어에 있어서의 급배기제어의 실행중을 표시하는 값1인지 아닌지를 또 판별한다(스텝 S410). 여기서는 급배기제어가 아직 실행되고 있지 않고 플래그 F의 값은1이 아니므로, 플래그 F를 값1세트하고(스텝 S411), 이어서, 급배기제어처리를 제1실시예의 경우와 마찬가지로 실행한다(스텝 S412).
금회사이클에서의 급배기제어처리를 종료하면, 제어실행횟수 N을1만큼 인크리멘트하고(스텝 S413), 인크리멘트후의 제어실행횟수 N이4이상인지 아닌지를 판별한다(스텝 S414). 여기서는 급배기제어를 개시했을뿐이므로, 스텝 S414에서의 판별결과는 부정이 되고, 따라서 플래그 F를 급배기제어를 종료를 나타내는 값1으로 변경하지 않고 금회사이클에서의 승차감제어를 종료한다.
따라서, 다음 사이클의 스텝 S401에서의 플래그 F가 값1라고 판별되므로, 스텝 S401로부터 스텝 S408로 이행해서 스텝 S408 이후의 순서를 재차 실행한다.
또한, 스텝 S410에서 플래그 F의 값이1이라고 판별되므로, 스텝 S411을 경유하지 않고 스텝 S410으로부터 스텝 S412의 급배기제어로 곧바로 이행한다. 그후의 어떤 사이클의 스텝 S414에서 제어실행횟수 N이4이상이되고, 합계 4회의 급배기제어가 종료했다고 판별하면, 프로세서(36a)는 플래그F를 급배기제어의 종료를 나타내고 값0으로 리세트하는 동시에 제어실행횟수 N을 값0으로 리세트해서(스텝 S415), 제17도 및 제18도의 승차감제어를 종료한다.
이상과 같이 해서 노면으로부터의 진동입력이 있을때마다, 급기제어 및 배기제어가 교호로 예를 들면 2회씩, 합계 예를 들면 4회의 급배기제어가 통상은 실행되고, 스프링상 상하진동이 서서히 억제된다. 그리고, 각각의 급배기제어에 있어서 급배기제어가 행해지는 결과로서 서서히 감쇠하는 스프링상 상하진동에 적합한 양의 공기가 서스펜션유닛 S의 공기 스프링실(3)에 공급되고, 혹은 공기스프링실(3)로부터 배출된다. 이 결과, 급배기제어의 실행에 따른 스프링상과 스프링하의 상대변위량이 감소해서 변위센서(61)의 검출감도가 저하해도, 제어패턴에 따라서 급배기제어가 계속해서 강제적으로 행해진다. 즉, 급배기제어개시 시점으로부터의 시간경과에 따른 적정량의 공기의 공급 및 배출이 주기적으로 행해진다. 고속도로 주행등에 있어서는, 노면으로부터의 진동압력이 연속하는 일은 적으므로, 상기와 같이, 진동입력시에 선택한 제어패턴에 따라서 진동압력시와 그 이후의 급배기제어량을 미리 결정해서 급배기제어를 행하여도, 통상을 대부분의 스프링상 상하진동을 억제가능하게 된다.
본 발명은, 상기 제1∼제4실시예에 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 제2실시예에서는 상하가속도센서(51)에서 검출한 스프링상 상하가속도를 제어정보로서 사용한 급배기제어에 의해 스프링상 상하속도를 억제하는 공압액티브서스펜션에 대해서 설명했으나, 본 발명은, 전후륜쪽 작동기에 관해서 급배제어를 행함으로써, 스프링상 상하운동(상하이동위치, 상하속도, 상하가속도)에 억제하는 각종 서스펜션에 적용가능하다. 일반적으로 말하자면, 본 발명의 급배기제어는, 스프링상의 전륜쪽에 설치한 1개의 센서에 의해서 검출한 스프링상 상하운동파라미터(상하운동위치, 속도, 가속도)에 의거해서 행해진다. 또 특징적으로는 예를 블면, 공압장치에 비해서 작동지연이 적은 유압장치에서는, 상하가속도센서(51)에 의해 검출되는 스프링상 상하가속도, 혹은 스프링상 상하가속도를 적분해서 얻은 스프링상 상하속도를 제어정보로서, 스프링상 상하가속도 혹은 스프링상 상하속도가 저감하도록 급배제어를 행한다.
제3 및 제4실시예에서는, 스프링상 상하속도를 억제하는 공압액티브서스펜션에 대해서 설명했으나, 본 발명은, 작동기와 급배기제어를 행함으로써 스프링상 상하운동(상하이동위치, 상하속도, 상하가속도)을 억제하는, 유압서스펜션을 포함한 각종서스펜션에 적용가능하다. 또한 작동응답성 좋은 유압서스펜션에 본 발명을 적용한 경우, 제어정보발생부(60)를 변형해도 되고, 예를 들면 미분회로(63)를 제거가능하다.
또, 상기 제3 및 제4 실시예에서는 차높이센서(34)를 변위센서(61)로서 사용했으나, 차높이센서(34)와는 별도로 설치한 스트로크센서 등을 사용한다.
또, 제3 및 제4 실시예의 승차감제어에서는, 각 차륜마다 설치한 속도정보발생부로부터의 속도정보에 의거해서 각 차륜의 작동기(서스펜션유닛 S의 공기스프링실(3))에 대한 급배제어를 행하도록 했으나, 전륜쪽 및 후륜쪽 1개씩 배설한 2개의 변위센서에 대응하는 2개의 속도정보발생부를 설치하고, 전륜쪽 및 후륜쪽의 각각에 있어서의 2개의 작동기의 급배제어를 양작동기에 공통의 1개의 속도정보발생부로부터의 속도정보에 따라서 통합적으로 행하도록 해도 된다. 이 경우 센서배설비용을 더욱 저감할 수 있다.
또, 제4 실시예에서는, 진동입력이 있을때마다 합계 4회의 급배제어를 행하도록 했으나, 급배제어횟수는 이것에 한정되지 한고, 예를 즐면 합계 2회의 급배제어를 행하여도 된다.
본 발명에 의하면, 이하에 열거하는 이점을 얻을 수 있다.
(i) 압축성유체를 작동매체로서 사용하는 유체액티브서스펜션에 있어서, 본 발명은 스프링상의 상하가속도를 검출하고, 스프링상의 상하속도가 소거되도록 서스펜션에 대한 압축성 유체의 급배를 검출가속도에 의거해서 제어하도록 했으므로, 유체액티브서스펜션의 작동지연을 보상해서 스프링상의 상하운동을 억제할 수 있는 동시에 장치비용을 저감가능하다.
(ii) 검출가속도가 스프링상 공진주파수근처에 있을때에 급배제어를 행하므로, 둥둥뜬 느낌의 발생을 방지할 수 있다.
(iii) 작동매체에 공기를 사용한 공압서스펜션에 본 발명에 적용한 경우, 장치구성이 용이하게 되고 저코스트화할 수 있다.
(iv) 전륜쪽 및 후륜쪽 작동기에 대해서 작동매체를 급배해서 전륜쪽 및 후륜쪽에서의 스프링상 상하운동을 억제하는 힘을 발생하는 액티브서스펜션의 구동방법에 있어서, 본 발명은, 스프링상의 전륜쪽에 설치한 1개의 스프링상 상하운동파라미터검출센서의 출력에 의거해서, 전륜쪽 및 후륜쪽 작동기에 관한 급배제어를 행하는 동시에, 후륜쪽작동기에 관한 급배제어를, 전륜쪽작동기에 관한 급배제어에 대해서 차속에 대응하는 지역시간만큼 지연되어 행하도록 했으므로, 복수의 센서를 배설할 필요가 없고, 장치비용을 저감가능하다.
(v) 본 발명의 방법을 압축성유체를 작동매체로서 사용하는 액티브서스펜션에 적용되는 경우, 1개의 상하가속도센서에 의해서 검출한 전륜쪽에서의 스프링상 상하가속도자체에 의거해서, 전륜쪽 및 후륜쪽 작동기 관한 급배제어를 행하므로, 서스펜션의 작동지연이 보상되고 스프링상의 상하진동을 확실히 억제할 수 있다.
(vi) 작동기에 대한 작동매체의 급배를 제어해서 스프링상 상하운동을 억제하는 액티브서스펜션의 제어정보발생장치에 있어서, 본 발명은 스프링상의 스프링하의 상대변위량을 검출하기 위한 변위센서와 위상조정수단과 변위센서출력에 따라서 상대변위속도를 연산하기 위한 상대변위속도연산수단을 구비하고, 위상조정수단 및 상대변위속도연산수단의 한쪽의 입력쪽 및 출력쪽을 변위센서 및 다른쪽의 수단에 각각 접속하고, 스프링상 상하가속도의 위상에 가까운 위상을 가지고 스프링상과 스프링하의 상대변위속도에 대응하는 제어정보를 발생하도록 했으므로, 전용센서를 사용하지 않고, 스프링상 상하운동의 억제를 위한 엑티브제어에 사용되는 제어정보를 발생가능하다.
제어정보는, 스프링상과 스프링하의 상대변위의 변화를 충실히 반영하는 것으로서, 변위센서의 주변기구에서의 프리쿠션등에 기인해서 변위센서출력이 스프링상과 스프링하의 상대변위의 방향에 대한 의존성을 가진 경우에도, 이러한 방향의존성을 가지는 일이 없어, 제어에 사용하는데 있어서의 적격성이 풍부하다.
(vii) 제어정보(상하상대속도)의 주파수가 스프링상공진주파수영역에 들어갈때에 급배제어를 행하는 경우에는, 검출대상의 진동의 주파수영역을 좁게할 수 있으므로, 위상조정기능 및 필터기능의 쌍방을 구비한 필터회로(위상조정수단)를 실현하기 쉽게 된다.
(viii) 작동기에 대한 작동매체의 급배를 제어해서 스프링상상하운동을 억제하는 액티브서스펜션의 구동방법에 있어서, 본 발명은, 급배제어에 의한 스프링상상하운동의 감쇠특성에 적합한 작동매체급배량을 나타내는 복수의 제어패턴을 미리 설정하고, 스프링상과 스프링하의 상대변위량을 검출하기 위한 변위센서로부터의 출력에 의거해서 제어정보를 발생시키고, 제어정보에 의거해서 선택한 1개의 제어패턴에 따라서 작동기에 관한 급배제어를 행하도록 했으므로, 변위센서출력에 의서해서 발생시킨 제어정보에 의거해서, 스프링상 상하운동의 억제를 위한 액티브제어를 적정하개 행할 수 있다.

Claims (5)

  1. 압축성유체의 급배에 의해 차체의 현가특성을 능동적으로 변화시키는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법에 있어서, 미리 설정된 복수의 급배제어패턴을 가지는 동시에, 스프링상 상하운동요소를 검지하고 동스프링상 운동요소의 크기에 따라서 상기 급배제어패턴을 선택하는 것을 특징으로 하는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스프링상 상하운동요소가, 스프링상에 설치된 상하가속도센서에 의해서 검출된 스프링상 상하가속도인 것을 특징으로 하는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스프링상 상하운동요소가, 스프링상과 스프링하의 사이에 개장된 스트로크센서에 의해서 검출된 상대변위량에 의거해서 산출된 상대변위속도의 위상을, 스프링상 상하가속도의 위상에 가까운 위상으로 변환한 제어정보인 것을 특징으로 하는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법.
  4. 압축성유체의 급배에 의해 차체의 현가특성을 능동적으로 변화시키는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법에 있어서, 미리 설정된 복수의 급배제어패턴을 가지는 동시에, 스프링상 상하운동요소를 검지하고, 급배제어의 제어횟수를 계측하고, 상기 스프링상 룬동요소의 크기와 상기 제어횟수에 따라 상기 급배제어패턴을 선택하는 것을 특징으로 하는 유체액티브서스펜션의 작동제어방법.
  5. 압축성유체를 공급하기 위한 공급원과 차량의 전륜쪽 및 후륜쪽에 있어서 차량의 스프링상과 스프링하의 사이에 각각 개장되는 유체작동기와, 상기 유체작동기와 상기 공급원을 접속하는 공급관로의 도중에 설치되고 상기 압축성유체를 상기 유체작동기에 공급하는 공급용밸브와, 상기 작동기에 연통하는 배출관로의 도중에 설치되고, 상기 압축성유체를 상기 유체작동기로부터 배출하는 배출용밸브와, 차량의 스프링상 상하운동 파라미터를 검지하는 스프링상 상하운동 파라미터검지수단과, 복수의 급배제어패턴을 격납한 기억수단을 구비하는 동시에 상기 스프링상운동 파라미터검지수단의 출력에 따라서 상기 복수의 급배제어패턴중에서 적합한 급배제어패턴을 선택하고 동선택한 급배제어패턴에 의거해서 상기 공급용밸브 및 상기 배출용밸브를 능동적으로 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유체액티브서스펜션장치.
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