KR970011089B1 - 노면상태의 식별방법 및 써스펜션의 제어 장치 - Google Patents

노면상태의 식별방법 및 써스펜션의 제어 장치 Download PDF

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기이찌 야마다
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
나까무라 히로까즈
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Abstract

내용 없음.

Description

노면 상태의 식별방법 및 써스펜션의 제어 장치
제1도는 에어 써스펜션을 도시한 개략도.
제2도는 제1도의 ECU 내의 일부를 도시한 블록도.
제3도는 양호한 노면(도로)의 경우 리니어(선형) 스트로크 센서의 출력을 주파수 분석한 결과를 도시하는 그래프.
제4도는 꾸불꾸불한 도면의 경우 리니어 스트로크 센서의 출력을 주파수 분석한 결과를 도시하는 그래프.
제5도는 물결형상 노면의 경우 리니어 스트로크 센서의 출력을 주파수 분석한 결과를 도시하는 그래프.
제6도는 베드 필링 노면의 경우 리니어 스트로크 센서의 출력을 주파수 분석한 결과를 도시하는 그래프.
제7도는 나쁜 노면의 경우 리니어 스트로크 센서의 출력을 주파수 분석한 결과를 도시하는 그래프.
제8도는 ECU로서 실행되는 노면 판정 루틴을 도시한 플로우챠트.
제9도는 ECU로서 실행되는 나쁜 도로 확정 루틴을 도시한 플로우챠트.
제10도는 제9도의 루틴에 있어서, 학습값과 나쁜 도로 플래그와의 관계를 도시한 그래프.
제11도는 감쇠력의 절환 영역을 도시한 그래프.
제12a도 내지 제12c도는 퍼지 추론의 룰 1을 도시한 그래프.
제13a도 내지 제13c도는 퍼지 추론의 룰 2를 도시한 그래프.
제14a도 내지 제14c도는 퍼지 추론의 룰 3을 도시한 그래프.
제15a도 내지 제15c도는 퍼지 추론의 룰 4를 도시한 그래프.
제16a도 내지 제16c도는 퍼지 추론의 룰 5를 도시한 그래프.
제17도는 감쇠력의 절환 영역을 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 에어 써스펜션 12 : 차체
14 : 앞차측 16 : 써스펜션 유니트
18 : 압축 코일 스프링 20 : 쇽크 업쇼버(흡수장치)
22 : 공압 실린더 24 : 제어 액츄에이터
26 : ECU 28 : 리니어 스트로크센서
30 : 링크 32 : 회전아암
34 : 전위차계
본 발명은 차량의 주행중 노면상태를 리얼타임(real-time)으로 식별하는 방법, 특히, 식별한 노면상태에 의해 차량의 써스펜션의 감쇠력을 절환하는 제어 장치에 관한 것이다.
차량의 주행중 노면상태에 따라서 써스펜션의 감쇠력을 자동적으로 절환하기 위해서는 먼저 노면상태가 식별되지 않으면 안된다. 이 식별은 예를 들면, 차고 높이를 검출하는 레벨 센서의 출력에 의거해서 실시가능하다.
구체적으로는 레벨 센서의 출력에서 자체가 상하방향으로 변동하는 스트로크 또는 스트로크의 속도가 연속적으로 구해진다면, 스트로크 또는 그 속도가 소정값 이상으로 되는 빈도수에 따라 노면이 나쁜가 아닌가의 식별이 가능해진다.
그러나, 이와 같은 식별 방법은 상기 빈도수의 산출에 시간이 걸리고 노면의 식별을 리얼타임으로 행할 수 없다. 또한, 빈도수만으로는 노면이 나쁜가의 여부를 식별할 수 없고 다양한 노면의 식별은 불가능하다.
이로 인하여, 상술한 식별 방법에서 얻은 결과에 의거해서 써스펜션의 감쇠력이 절환되어도, 이 감쇠력은 노면상태에 있어서 최적으로는 되지 않는다.
본 발명의 제1목적은 차량의 주행중 노면상태를 리얼타임으로 식별할 수 있는 식별 방법을 제공하는데에 있다. 또한, 본 발명의 제2목적은 상기 식별 방법에서 얻은 결과에 의거해서 써스펜션의 감쇠력을 제어하는 제어 장치를 제공하는데에 있다.
상기 제1목적은 본 발명의 식별 방법에 의해 달성되고, 이 식별 방법은 차체의 상하방향의 변동을 연속적으로 측정하여 변동 데이터를 출력하는 제1단계와; 상기 변동 데이터로부터 변동값의 주파수 스펙트럼을 작성하는 제2단계와; 상기 주파수 스펙트럼의 특정 주파수 영역의 특징값을 산출하는 제1프로세스와, 상기 특징값에 의거해서 상기 주파수 스펙트럼과 물결형상 도로, 평탄로, 파형상 노면 및 나쁜 도로 각각의 노면에서 특유의 스펙트럼 데이터중에 적어도 하나를 비교하여 비교 결과를 생성하는 제2프로세스와, 이 비교결과에 의거하여 노면상태를 특정하는 제3프로세스를 구비하는 제3단계로 이루어지며, 상술한 식별 방법에 의하면 차체의 변동 데이터로부터 작성된 주파수 스펙트럼에 의거하여 각종 노면이 리얼타임으로 특정된다.
상기 제2의 목적은 본 발명의 제어 장치에 의해 달성되고, 이 제어 장치는 차량의 상하방향의 변동을 연속적으로 측정하여 변동 데이터를 출력하는 제1수단과; 상기 변동 데이터로부터 변동값의 주파수 스펙트럼을 작성하는 제2수단과; 상기 주파수 스펙트럼의 특정 주파수 영역의 특징값을 산출하는 산출부와, 이 특징값에 의거하여 상기 주파수 스펙트럼과 물결형상 도로와 평탄로와 파형상 도로 및 나쁜 도로 각각의 노면에서 특유의 스펙트럼 데이터중 적어도 하나를 비교하여 비교 결과를 작성하는 비교부와, 이 비교 결과에 의거하여 노면상태를 특정하는 특정부는 구비한 제3수단과; 상기 특정된 노면상태에 따라서 상기 서스펜션의 감쇠력을 제어하는 제4수단으로 구성되며, 상술한 제어 장치에 의하면, 상기 식별 방법의 경우와 같이 각종 노면이 리얼타임으로 특정되고, 써스펜션의 감쇠력은 특정된 노면에 최적인 레벨로 조정된다.
본 발명의 상기 목적 및 장점은 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 상세하게 설명된다.
제1도를 참조하면, 한개의 에어 써스펜션(air suspension; 10)이 도시되어 있으며, 이 에어 써스펜션에는 차체(12)에 대해서 전륜(WF)이 매달려 있다. 에어 써스펜션은 차체(12)와 앞차축(14)과의 사이에 설치된 써스펜션 유니트(16)와, 이 써스펜션 유니트(16)를 감싸는 압축 코일 스프링(18)으로 구성되어 있다.
써스펜션 유니트(16)는 쇽크 업쇼버(20)와 쇽크 업쇼버(20)의 상부에 설치된 공압 실린더(22)를 포함하고 있다. 유니트(16)는 쇽크 업쇼버(20)의 감쇠력을 "하드", "미디엄", "소프트"의 3단계로 절환할 수가 있고, 공압 실린더(22)의 스프링 상수도 가변할 수 있다.
구체적으로는, 쇽크 업쇼버(20)는 그 내부에 규정된 오리피스와, 이 오리피스의 개방도를 조정하는 오리피스 밸브를 갖고 있다. 공압 실린더(22)는 메인 에어실과, 서브 에어실과, 이들 메인실과 서브실 사이의 유통량을 규제하는 에어 밸브를 갖고 있다.
써스펜션 유니트(16)는 또한 상기 감쇠력의 절환 및 스프링 상수의 변경 때문에, 그 정상부에서 제어 액츄에이터(24)를 포함하고 있다. 이 제어 액츄에이터(24)는 전자 제어 유니트(ECU; 26)에 전기적으로 접속되어 있으며, ECU(26)는 제어 액츄에이터(24)를 향해서 제어 신호(SD, SS)를 공급한다.
제어 액츄에이터(24)가 ECU(26)로부터 제어 신호(SD)를 받아들이면, 제어 액츄에이터(24)는 제어 신호(SD)에 따라 쇽크 업쇼버(20)의 오리피스 밸브를 구동한다. 따라서, 상기 오리피스의 개방도가 조정되고, 쇽크 업쇼버(20)의 감쇠력은 "하드", "미디엄", "소프트"중 하나로 절환된다.
또한, 제어 액츄에이터(24)는 ECU(26)에서 제어 신호(SS)를 받아들이면, 이 제어 신호(SS)에 의거하여 공압 실린더(22)의 에어 밸브를 구동한다. 따라서, 이 경우에는 메인 에어실과 서부 에어실 사이의 에어 유통량이 조정되고, 공기압 실린더(22)의 스프링 상수는 변화한다.
또한, 에어 써스펜션(10)은 리니어 스트로크 센서(28)를 구비하고 있으며, 리니어 스트로크 센서(28)는 제1도에 도시된 바와 같이, 링크(30), 회전아암(32) 및 회전식 전위차계(34)로 형성되어 있다. 링크(30)의 하단은 앞차축(14)측에 고정되어 있고, 링크(30)의 상단은 회전아암(32)의 선단에 회전가능하게 연결되어 있다. 회전아암(32)의 기단은 전위차계(34)의 회전축에 연결되어 있다. 이 전위차계(34)는 차체(12)측에 기계적으로 고정됨과 동시에 상기 ECU(26)에 전기적으로 접속되어 있다.
따라서, 전륜(WF)과 함께 앞차축(14)이 상하 방향으로 운동(이동)하면, 이 운동은 링크(30) 및 회전아암(32)을 거쳐서 전위차계(34)의 회전축을 정역회전시킨다. 이 결과, 전위차계(34)는 차체(12)와 전륜(WF)과의 사이에서 상대적인 운동 즉, 상하방향에 대해서만 상대적인 스트로크를 검출하고, 이 스트로크에 대응한 전압 신호를 ECU(26)에 연속적으로 출력한다.
ECU(26)는 리니어 스트로크 센서(28)의 출력에 기초해서 차량이 주행하고 있는 노면의 종별을 측정한다. 구체적으로는, 제2도의 블럭도로 도시되어 있는 바와 같이, ECU(26)는 분석 섹션(36)을 구비하고 있으며, 이 분석 섹션(36)은 리니어 스트로크 센서(28)로부터의 출력을 받아들일 수가 있다 분석 섹션(36)은 리니어 스트로크 센서(28)의 출력 즉, 스트로크를 주파수 분석(FFT)하여 이 분석 결과를 스펙트럼 분포로서 작성한다.
예를들면, ECU(26)는 리니어 스트로크 센서(28)의 출력을 30msec 마다 받아들이고, 분석 섹션(36)은 스펙트럼 분포를 60msec 마다 작성한다.
분석 섹션(36)에서 작성된 스펙트럼 분포는 추출/연산 섹션(38)에 공급된다. 이 추출/연산 섹션(38)은 스펙트럼 분포로부터 특정 노면에서 특유의 스펙트럼값을 추출하고, 추출한 스펙츠럼값에 기초해서 특징값을 연산한다.
여기에서, 제3도 내지 제7도에는 차량이 각종 노면 즉; 각종 모델 노면위를 주행한 경우의 실험 결과가 각각 도시되어 있으며, 각 실험 결과는 스트로크의 진폭과, 차량에 입력되는 진동의 주파수와의 사이의 관계를 나타내고 있다.
제3도는 모델 노면이 평탄하고 양호한 도로인 경우의 실험 결과를 도시하고 있다 이 경우, 스트로크의 진폭을 표시하는 특성곡선은 특정 주파수 영역에서 피크로되는 부분을 갖고 있지 않고, 따라서 스트로크의 진폭은 주파수의 전체 영역에 걸쳐서 적게된다.
제4도는 모델 노면이 꾸불꾸불한(swell) 도로인 경우인 실험 결과를 나타내고 있다. 꾸불꾸불한 도로란 파장이 긴 물결형상(wavy)을 표시하고 있다. 이 경우, 스트로크의 진폭을 표시하는 특성곡선은 1Hz 내지 2Hz(차량의 스프링의 공진점 부근)의 주파수 영역에서 피크로되는 부분을 갖고 있으며, 스트로크의 진폭은 다른 주파수 영역에서는 적다.
제5도는 모델 노면이 물결형상(undulatory) 도로인 경우의 실험 결과를 나타내고 있다. 물결형상 도로는 상술한 꾸불꾸불한 도로의 경우보다도 파장이 짧은 물결형상(wavy)의 노면을 도시하고 있다. 이 경우, 스트로크의 진폭을 도시하는 특성 곡선은 주파수가 11Hz 내지 14Hz의 영역에서 피크로되는 부분을 갖고 있으며, 스트로크의 진폭을 도시하는 특성 곡선은 주파수가 11Hz 내지 14Hz의 영역에서 피크로되는 부분을 갖고 있으며, 스트로크의 진폭은 다른 주파수 영역에서는 적다.
제6도는 모델 노면이 베드 필링(bad feeling) 도로인 경우의 실험 결과를 도시하고 있다. 베드 필링 도로는 스트로크의 진폭이 4Hz 내지 8Hz의 주파수 영역에서 커지는 특성 곡선을 가지고 있다. 여기에서 인간은 4Hz 내지 8Hz의 주파수를 느끼기 쉽기 때문에 차체의 주파수가 4Hz 내지 8Hz의 영역에 있으며 또한, 스트로크의 진폭이 크면 승객은 거친 승차감을 받는다.
또한, 제7도는 모델 노면이 나쁜 도로인 경우의 실험 결과를 도시하고 있다. 이 경우 나쁜 도로는 진동 주파수의 전체 영역에서 스트로크 진폭이 커지는 특성 곡선을 하고 있다.
상술한 주파수 분석(FFT)에 의해 얻어지는 스펙트럼 분포에 있어서, 그 스펙트럼값(SPE N(N=1∼31))과 차체의 진동과 주파수와의 관계는 이 실시예의 경우 다음표와 같이 정해져 있다.
[표]
그런 까닭에, 본 실시예의 경우 상기 꾸불꾸불한 도로에서 특유의 스펙트럼값(SPE N)은 제4도에서 명백한 바와 같이, 1Hz 내지 2Hz의 주파수에 포함되는 스펙트럼값(SPE 1, SPE 2)로 된다. 따라서, 꾸불꾸부한 도로를 표시하는 특징값(F1)은 스펙트럼값(SPE 1, SPE2, SPE 3)의 합의 이동 평균값 즉, 다음 식에서 구해진다.
F1=(1/p)·∑(SPE 1(i)+SPE 2(i)+SPE 3(i))
상기 물결형상의 도로에서 특유의 스펙트럼값(SPE N)은 제5도에서 명백한 바와 같이, 11Hz 내지 14Hz의 주파수 영역에 포함되는 SPE 20에서 SPE 26으로 된다. 따라서, 물결상태의 도로를 표시하는 특징값(F2)은 다음 식으로 표시되는 바와 같이, SPE 20에서 SPE 26까지의 합의 이동 평균값으로 나타난다.
F2=(1/p)·∑(SPE 20(i)+SPE 21(i)+…+SPE 26(i))
동일하게, 상기 베드 필링 도로에서 특유의 스펙트럼값(SPE N)은 제6도에서 명백한 바와 같이, 4Hz 내지 8Hz 주파수에 포함되는 SPE 7에서 SPE 14로 된다. 따라서, 베드 필링 도로를 표시하는 특징값(F3)은 다음 식으로 표시되는 바와 같이, SPE 7에서 SPE 14까지의 합의 이동 평균값으로 나타낸다.
F3=(1/p)·∑(SPE 7(i)+SPE 8(i)+…+SPE 14(i))
또한, 나쁜 도로에서 특유의 스펙트럼값(SPE N)은 제7도에서 명백한 바와 같이, 주파수의 전체 영역에 포함되는 스펙트럼값으로 된다. 그러나, 여기에서는 연산의 간략화를 도모하기 위해, SPE 6에서 SPE 31까지의 스펙트럼값이 대상으로 된다. 따라서, 나쁜 도로를 도시하는 특징값(F4)은 다음 식으로 표시되는 바와 같이 SPE 6에서 SPE 31까지의 합의 이동 평균값으로 나타난다.
F4=(1/p)·∑(SPE 6(i)+SPE 7(i)+…+SPE 31(i))
상기 4개의 식에 있어서, P는 스펙트럼값의 데이터 개수를 표시하고 있으며, 또한 i는 초기값 및 상환값는 n-p, n이다.
또한, 이 실시예의 경우, 산출된 특징값(F4)의 학습값(F4LN)이 다음 식에 의거해서 산출된다.
F4LN=(1/q)·∑(F4(i))
여기서 q는 데이터 개수를 표시하고 있으며, 이 경우, i의 초기값 n-q, n이다. q는 비교적 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하고 이 실시예의 경우, q=2p로 설정되어 있다.
특징값(F1, F2, F3, F4) 및 학습값(F4LN)이 산출되면, 이들은 추출/연산 섹션(38)으로부터 다음의 판정 섹션(40)에 공급된다. 이 판정 섹션(40)의 특징값 및 학습값에 의거해서 현재 차량이 주행중에 있는 노면의 종별을 특정한다. 구체적으로는, 판정 섹션(40)에서는 노면 판별 루틴이 실행된다. 이 노면 판별 루틴은 제8도에 도시되어 있다.
[노면 판정 루틴]
노면 판별 루틴을 실행함에 있어서, 각 특정값(F)을 얻을 수 있는 범위, 즉 그 최대값 및 최소값이 미리 구해져 있는 것에 유의해야 할 것이다. 예를 들면, 특징값(F1)의 최대값(F1max) 및 최소값(F1min)은 정밀도가 다른 몇개의 꾸불꾸불한 도로상에서 차량의 주행 시험을 행하고, 이 실험 결과로부터 구할 수가 있으며, 또한 다른 특징값에 관해서도 동일하게 하여 구할 수가 있다. 여기에서, 각 특징값(F)의 최대값과 최소값으로 규정되는 범위는 서로 오버랩하지 않도록 설정되어 있다.
먼저, 단계 S1에서, 각 특징값(F1, F2, F3, F4)이 입력된다. 그후, 단계 S2, S3, S4, S5 각각에서는 각 특징값(F)이 소정 설정범위 즉, 그 최대값과 최소값 사이에 수용되는지 아닌지가 판별된다.
특징값(F1)이 최대값(F1MAX)과 최소값(F1MIN) 사이에 있어서, 단계 S2의 판별 결과가 Yes로 되면, 다음 단계 S6에서 노면은 제4도에 도시된 바와 같은 꾸불꾸불한 도로로 특정지어진다.
특징값(F2)이 최대값(F2MAX)과 최소값(F2MIN) 사이에 있어서, 단계 S3의 판별 결과가 Yes로 되면, 다음 단계 S7에서 노면은 제5도에 도시된 바와 같은 물결형상 도로로 특정지어진다.
특징값(F3)이 최대값(F3MAX)과 최소값(F3MIN) 사이에 있어서, 단계 S4의 판별 결과가 Yes로 되면, 다음 단계 S8에서 노면은 제6도에 도시된 바와 같은 베드 필링 도로로 특정지어진다.
특징값(F4)이 최대값(F4MAX)과 최소값(F4MIN) 사이에 있어서, 단계 S5의 판별 결과가 Yes로 되면, 다음 단계 S9에서 노면은 제7도에 도시된 바와 같은 나쁜 도로로 특정지어진다.
상술한 단계 S2, S3, S4, S5의 판별 결과가 어느 것이나 No로 되는 경우, 단계 S10에서 노면은 제3도에 도시한 바와 같은 좋은 도로로 특정되어진다.
상술한 노면 판정 루틴은 소정 제어 싸이클로 되풀이 되고 이에 따라 노면의 특정으로 리얼타임으로 실행된다.
본 실시예의 경우, 노면 판정 루틴은 독립해서 제9도에 도시된 바와 같은 나쁜 도로 확정 루틴이 소정시간 간격마다(타이머 끼워넣기) 실행된다. 다음에는, 나쁜 도로 확정루틴에 대해서 설명한다.
[나쁜 도로 확정 루틴]
단계 S11에서는 상술한 학습값(F4LN)이 읽어 넣어진다. 그후, 다음 단계 S12에서는 노면이 좋은 도로인가 아닌가가 판별되고, 단계 S13에서는 노면이 나쁜 도로인가 아닌가가 판별된다. 이들 단계 S12, S13에서의 판별은 상술한 노면 판별 루틴의 결과에 의거해서 실시된다.
단계 S12의 판별 결과가 Yes인 경우에는, 단계 S14로 진행하고, 이 단계에서는 학습값(F4LN)이 소정값(K1) 이상인가 아닌가가 판별된다. 여기에서 판별결과가 Yes인 경우에는, 나쁜 도로 플래그(F5)에 1이 셋트되고(단계 S15), 판별 결과가 No인 경우에는, 나쁜 도로 플래그(F5)에 0이 셋트된다(단계 S16).
단계 S12의 판별 결과가 No인 경우에는, 단계 S13이 실행된다. 여기에서 판별 결과가 Yes인 경우에는, 학습값(F4LN)이 소정값(K2) 이하인가 아닌가가 판별된다(단계 S17). 여기에서, 소정값(K2)은 상기 소정값(K1)보다도 적게 설정되어 있다.
단계 S17의 판별 결과가 Yes인 경우에는 나쁜 도로 플래그(F5)에 0이 셋트되고(단계 S18), 판별 결과가 No인 나쁜 도로 플래그(F5)에 1이 셋트된다(단계 S19).
단계 S12, S13의 판별 결과가 어느 것이나 No인 경우에, 나쁜 도로 플래그(F5)는 셋트를 고칠 필요가 없고, 나쁜 도로 플래그(F5)값은 이전에 셋트된 값으로 유지된다.
상술한 나쁜 도로 확정 루틴이 노면 판정 루틴과 함께 실행되면, 노면이 나쁜 도로인가 아닌가의 판정이 보다 확실해진다. 즉, 노면 판정 루틴에서, 노면이 좋은 도로라고 특정되어도(단계 S12), 학습값(F4LN)이 소정값(K1) 이상이면, 노면은 좋은 도로일지라도 노면상에 단차나 요철등의 나쁜 도로 부분이 간헐적이고 또한 단속적으로 나타나고 있다고 판단된다. 따라서, 단계 S14의 판별 결과가 Yes로 되어 나쁜 도로 플래그 (F5)에 1이 셋트되면, 이 경우 1의 값을 갖는 나쁜 도로 플래그(F5)는 노면이 실질적으로 나쁜 도로임을 표시한다.
이에 대해서, 노면 판정 루틴에서 노면이 나쁜 도로라고 특정이 되어도(단계 S13), 학습값이 소정값(K2)보다 적으면, 노면상에 단차나 요철등의 나쁜 도로 부분이 일시적으로 나타난 것 뿐으로 판정된다. 따라서, 단계 S18의 판별 결과가 Yes로 되어 나쁜 도로 플래스(F5)에 0이 셋트되면, 이 경우 0의 값을 갖는 나쁜 도로 플래그(F5)는 노면이 실질적으로 좋은 도로임을 표시한다.
또한, 제10도에서 명백한 바와 같이, 나쁜 도로 플래그(F5)의 절환에는 소정값(K1)과 소정값(K2)의 상위에 의해 히스테리시스가 설치되어 있으므로, 나쁜 도로 플래그(F5)의 절환에 헌팅이 발생하는 일은 없다.
노면 판별 루틴에서, 노면의 종별이 특정되고 또한 나쁜 도로 확정 루틴에서 나쁜 도로 플래그가 설정 되면, 이들 결과는 제2도에 도시된 바와 같이 판정 섹션(40)으로부터 감쇠력 설정 섹션(42)에 공급된다. 이 설정 섹션(42)은 노면의 종류별 및 나쁜 도로 플래그에 의거하여 에어 써스펜션(10)의 감쇠력을 결정한다.
구체적으로는, 노면이 꾸불꾸불한 도로라고 특정된 경우에, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력은 특징값(F1)의 크기에 따라서 "하드" 또는 "미디엄"으로 결정된다. 따라서, 설정 섹션(42)으로부터 에어 써스펜션(10)의 제어 액츄에이터(24)에 그 감쇠력을 "하드" 또는 "미디엄"으로 절환하는 제어 신호(SD)가 공급되고, 제어 액츄에이터(24)가 실제로 작동된다.
차량의 주행중, 노면이 꾸불꾸불한 도로이고 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "소프트"이면, 에어 써스펜션(10)보다도 상부측에 있는 차체등의 상부 스프링 부재(sprung members)가 공진하기 쉽다. 그러나, 이와 같은 노면 상황에 있어서, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "하드" 또는 "미디엄"으로 절환되어 있으면, 차량의 상기 상부 스프링의 공진이 방지되고, 이 결과, 승객은 들뜬 기분의 승차감을 받는 일이 없다.
노면이 물결형상 도로라고 특정되어져 있는 경우에는, 특징값(F2)이 소정값 이상인 것을 조건으로 하고, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력은 예를 들어 1초간만 "미디엄"으로 절환된다. 그 후, 상기 조건이 만족되고 있는 한 에어 써스펜션(0)의 감쇠력은 매 1초간만 "미디엄"으로 유지된다. 상기 조건이 만족될 수 없게 되면, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력은 "소프트"로 절환된다.
이 경우, 에어 써스펜션(10) 보다도 하측에 있는 차륜등의 하부 스프링 부재(insprung members)의 공진이 억제되어 노면에 대한 차륜의 접지성이 충분히 확보된다.
노면의 필링이 나쁜 도로라고 특정된 경우, 에어 서스펜션(10)의 감쇠력은 "소프트"로 절환이 되고, 이에 의해 승객은 울렁울렁한 승차감을 받는 일이 없다.
노면이 나쁜 도로로 특정된 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력은 "하드"로 절환된다. 노면이 좋은 도로로 특정된 경우 에어 서스펜션의 감쇠력은 "소프트"로 절환된다.
또한, 노면이 나쁜 도로라고 특정되어 있어도, 나쁜 도로 플래그(F5)에 0이 셋트되어 있으면, 상술한 바와 같이 노면에 단차나 요철등의 나쁜 도로 부분이 일시적으로나타나 있다고 생각된다. 이 경우, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력은 예를 들면 2초간만 "하드"로 절환되고, 그후 "소프트"로 되돌려진다. 이와 같은 감쇠력의 절환이 실행이 되면, 차량이 단차나 요철등의 나쁜 도로부분을 통과하여도 차량의 상부 스프링의 공진을 효과적으로 억제할 수 가 있어 차량의 승차감이 크게 개선된다.
노면이 좋은 도로라고 특정되어여 있어도 나쁜 도로 플래그(F5)에 1로 셋트되어 있으면, 상술한 바와 같이 노면은 실질적으로 나쁜 도로라고 생각된다. 이 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력은 "하드"로 절환된다.
에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 본 실시예의 제어 루틴과는 별도의 제어 루틴으로 제어되고, 또한 이 별도의 제어 루틴에 자동 모드와 고정 모드가 설치되어 있는 시스템의 경우 본 실시예의 제어 루틴은 별도의 제어 루틴이 자동 모드로 선택되며, 또한 별도의 제어 루틴에 의한 감쇠력의 절환 제어가 실행되지 않는 것을 조건으로 하여 실행가능하다. 별도의 제어 루틴에 의한 감쇠력의 절환 제어로서는, 차체의 롤 제어, 브레이크 다이브 제어, 안티스크왓트 제어, 핏칭·바운싱 제어등이 있다. 또한, 본 실시예의 제어 루틴은 상술한 조건에 추가해서 차속이 소정값 이상에 있을 경우에 실행가능하다.
상술한 본 실시예에 의한 감쇠력의 절환 제어는 제11도에서도 명백하게 되어 있으며 도면중 H, M, S는 감쇠력이 각각 "하드", "미디엄" 및 "소프트"인 것을 도시하고 있다.
상술한 판정 섹션(40) 및 설정 섹션(42)은 산출한 특징값 및 나쁜 도로 플래그에 의거해서 에어 써스펜션(10)의 감쇠력을 결정하고 있으나, 이들 섹션(40, 42)은 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 추론 섹션(44)으로 대체할 수가 있고, 이 추론 섹션(44)은 예를 들면, 특징값(F1, F3)을 입력 변화수로한 퍼지 추론에 의거하여 에어 써스펜션(10)의 감쇠력을 결정한다.
상술한 설명에서 명백한 바와 같이, 특징값(F1)은 승객이 느끼는 울렁울렁하는 승차감 정도를 표시하고, 특징값(F3)은 승객이 느끼는 딱딱한 승차감 정도를 표시한다.
제12도 내지 제16도에는 퍼지 추론의 각 룰을 각각 나타내는 멤버쉽 함수가 도시되어 있으며, 각 룰은 다음과 같이 정해져 있다. 제12도 내지 제16도의 멤버쉽 함수에 있어서, 각 룰을 표시하는 영역에는 사선이 실시되어 있다.
[룰 1]
특징값(F3)의 크기에 불구하고 특징값(F1)이 적으면 에어 써스펜션(10)의 감쇠력(DF)은 "소프트"로 결정된다.
[룰 2]
특징값(F1)이 중간 정도이고 또한 특징값(F3)이 적으면, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력(DF)은 "하드"로 결정된다.
[룰 3]
특징값(F1) 및 특징값(F3)이 각각 중간 정도라면, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력(DF)은 "미디엄"으로 결정된다.
[룰 4]
특징값(F1)이 중간 정도이고 또한 특징값(F3)이 크면, 에어 써스펜션의 감쇠력(DF)은 "소프트"로 결정된다.
[룰 5]
특징값(F3)의 크기에 관계없이 특징값(F1)이 크면, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력(DF)은 "하드"로 결정된다.
룰 1에 적합한 노면이란 꾸불어짐이 없는 평판한 노면 즉, 좋은 도로로 표시하고 있으며, 이 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "소프트"라도 승객은 울렁울렁한 승차감을 받는 일이 없다.
룰 2에 적합한 노면이란 중간 정도의 꾸불꾸불한 도로를 표시하고 있으며, 이 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "하드"이면, 차량의 스프링상의 공진이 억제되고, 승객은 울렁울렁한 승차감을 받는 일이 없다. 또한, 꾸불꾸불한 도로의 경우에는, 특징값(F3)이 적으므로, 에어 서스펜션(10)의 감쇠력이 "하드"라도; 차체에서 인간이 느끼기 쉬운 진동이 부여되는 일은 없고 승객이 딱딱한 승차감을 받는 일도 없다.
룰 3에 적합한 노면은 중간 종도의 꾸불꾸불함과 적은 요철을 공유하고 있으며, 이 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "미디엄"이며, 승객이 받는 울렁울렁한 승차감이나 딱딱한 승차감이 동시에 저감된다.
룰 4에 적합한 노면은 중간 정도의 꾸불꾸불함과 비교적 큰 요철을 갖고 있으며, 이 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "소프트"이면, 요철에 기인한 차체로의 진동 입력이 효과적으로 억제되고, 승객은 딱딱한 승차감을 받는 일이 없다.
룰 5에 적합한 노면은 비교적 큰 꾸불꾸불함을 갖고 있으며, 이 경우 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 "하드"이면, 승객은 울렁울렁한 승차감을 받는 일이 없다.
특징값(F1, F3)이 산출되면 , 추론 섹션(44)에서는 특징값(F1, F3)에 대해서, 각 룰이 실행되고, 각 룰의 결과에 의거해서 에어 써스펜션(10)의 최종적인 목표 감쇠력이 결정된다. 구체적으로는, 각 룰의 결과를 표시하는 멤버쉽 함수의 사선 영역이 겹쳐지고 이 겹쳐진 사선 영역의 중심점에 가장 가까운 위치의 감쇠력이 선택된다.
상술한 감쇠력의 결정에 요구되는 추론 처리를 간략하게 하고 또한, 고속으로 실행하려면 ECU(26)에서 제17도에 도시된 바와 같은 맵을 구비하여 두는 것이 바람직하다. 제17도의 맵에는 특징값(F1, F3)에 의거하여 감쇠력의 레벨이 구분되어 표시되어 있다.
감쇠력의 절환 제어에 관해, 에어 써스펜션(10)의 감쇠력이 하드에서 스프트로 절환될 때에는, 먼저 감쇠력을 "하드"에서 "미디엄"으로 일단 절환하고, 이 상태를 1초간만 유지한후, 감쇠력을 "미디엄"에서 "소프트"로 절환하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 실시예에 제한되는 것은 아니고 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 자체의 상하방향의 거동을 검출하려면, 리니어 스트로크 센서에 대신해서 가속도 센서를 사용할 수도 있다.

Claims (8)

  1. 차량의 주행중에 노면상태를 식별하는 방법에 있어서, 차체의 상하방향의 변동의 연속적으로 측정하여 변동 데이터를 출력하는 제1단계와; 상기 변동 데이터로부터 변동값의 주파수 스펙트럼을 작성하는 제2단계와; 상기 주파수 스펙트럼의 특정 주파수 영역의 특징값을 산출하는 제1프로세스와, 상기 특징값에 의거해서 상기 주파수 스펙트럼과 물결형상 도로, 평탄로, 파형상 노면 및 나쁜 도로 각각의 노면에서 특유의 스펙트럼 데이터중에 적어도 하나를 비교하여 비교 결과를 생성하는 제2프로세스와, 이 비교 결과에 의거하여 노면상태를 특정하는 제3프로세스를 구비하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면상태 식별방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 나쁜 도로에서 특유의 스펙트럼 데이터로서 나쁜 도로 부분이 연속적으로 나타나는 바와 같은 노면으로서 제1나쁜 도로를 위한 스펙트럼 데이터와, 나쁜 도로 부분이 단속적으로 나타나는 바와 같은 노면으로서 제2나쁜 도로를 위한 스펙트럼 데이터를 갖는 것을 특징으로 하는 노면상태 식별 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는 상기 차체의 변동으로서 차체와 차륜과의 상대 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 노면상태 식별 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는 상기 차체의 변동으로서 차체의 상하방향의 가속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 노면상태 식별 방법.
  5. 차량의 써스펜션을 위한 제어 장치에 있어서, 차량의 상하방향의 변동을 연속적으로 측정하여 변동 데이터를 출력하는 제1수단과; 상기 변동 데이터로부터 변동값의 주파수 스펙트럼을 작성하는 제2수단과; 상기 주파수 스펙트럼의 특정 주파수 영역의 특징값을 산출하는 산출부와, 이 특징값에 의거하여 상기 주파수 스펙트럼과 물결형상 도로와 평탄로와 파형상 도로 및 나쁜 도로 각각의 노면에서 특유의 스펙트럼 데이터중 적어도 하나를 비교하여 비교 결과를 작성하는 비교부와, 이 비교 결과에 의거하여 노면상태를 특정하는 특정부를 구비한 제3수단과; 상기 특정된 노면상태에 따라서 상기 써스펜션의 감쇠력을 제어하는 제4수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 써스펜션 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 비교부는 상기 나쁜 도로에서 특유의 스펙트럼 데이터로서 나쁜 도로 부분이 연속적으로 나타나는 바와 같은 노면으로서 제1나쁜 도로를 위한 스펙트럼 데이터와, 나쁜 도로 부분이 단속적으로 나타나는 바와 같은 제2나쁜 도로를 위한 스펙트럼 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량의 써스펜션 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제4수단은 상기 써스펜션의 감쇠력을 최소한 2단계로 변화시키는 것을 특징으로 하는 차량의 써스펜션 제어 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 비교부는 물결향상 도로, 평탄로, 파형상 도로 및 나쁜 도로 각각의 노면에서 특유의 스펙트럼 데이터에 대한 상기 특징값의 적합도를 추론하고, 추론된 적합도를 비교 결과로서 출력하며, 상기 특정부는 추론된 적합도에 의거하여 노면상태를 특정하는 것을 특징으로 하는 차량의 써스펜션 제어 장치.
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