WO2025239121A1 - 減衰力制御装置および減衰力制御システム - Google Patents
減衰力制御装置および減衰力制御システムInfo
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- WO2025239121A1 WO2025239121A1 PCT/JP2025/015195 JP2025015195W WO2025239121A1 WO 2025239121 A1 WO2025239121 A1 WO 2025239121A1 JP 2025015195 W JP2025015195 W JP 2025015195W WO 2025239121 A1 WO2025239121 A1 WO 2025239121A1
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- damping force
- unit
- control device
- force control
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
Definitions
- the present invention relates to a damping force control device and a damping force control system.
- shock absorbers with adjustable damping force are comprised of a shock absorber body that is interposed between the vehicle's sprung and unsprung members and expands and contracts, and a damping valve that provides resistance to the flow of fluid filled within the shock absorber body and is driven by a solenoid to adjust the generated damping force.
- the solenoid is controlled by a damping force control device that is specialized for controlling shock absorbers installed on the vehicle.
- the damping force control device In order to optimize the damping force of the shock absorber according to the vehicle's driving conditions, the damping force control device, as disclosed in JP2024-015541A, for example, is equipped with sensors that obtain various information to recognize driving conditions such as vehicle speed, sprung acceleration, and unsprung acceleration, and a calculation device that calculates the damping force that the shock absorber should generate based on the information from the sensors, and supplies current to the solenoid of the damping valve so that the shock absorber generates the calculated damping force.
- a damping force control device configured in this way is not originally included with the vehicle, and when the user installs it on the vehicle, a so-called retrofit damping force control device, it is used separately from the vehicle V's system, and therefore cannot transmit the information it obtains to the user; to do so requires dedicated equipment, which is costly.
- the present invention therefore aims to provide a damping force control device and damping force control system that can be retrofitted to a vehicle, yet still be able to transmit information to the user and reduce costs.
- the damping force control device of the present invention comprises a sensor unit that detects vibrations of the vehicle body, a control unit that controls the damping force of an adjustable shock absorber installed between the vehicle body and wheels based on vibration information detected by the sensor unit, and a communication unit capable of wireless communication with a mobile terminal, and transmits warning information obtained based on the vibration information from the communication unit to the mobile terminal.
- damping force control device configured in this manner, warning information can be transmitted to the user via the user's mobile device when a warning is necessary, without the need to connect to equipment installed in the vehicle or have dedicated equipment for transmitting warning information to the user. Therefore, the damping force control device of this embodiment can be retrofitted to the vehicle V, can transmit information it has obtained to the user, and can also reduce costs.
- the damping force control system also includes a damping force control device and a mobile terminal having a display and a speaker and capable of wireless communication with the damping force control device, and upon receiving warning information from the damping force control device, the mobile terminal may display the warning information on the display and/or output a warning sound from the speaker.
- a damping force control system configured in this manner can transmit warning information to the user via the mobile terminal when a warning is necessary, without having to connect to equipment installed in the vehicle or have dedicated equipment for transmitting warning information to the user. Therefore, the damping force control system of this embodiment can be retrofitted to a vehicle, can transmit information it has obtained to the user itself, and can reduce costs.
- FIG. 1 is a diagram showing a damping force control system and a damping force control device according to an embodiment of the present invention, which are applied to a vehicle.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the shock absorber.
- FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a damping force control device according to one embodiment.
- FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the current control unit in the damping force control device.
- FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a mobile terminal in the damping force control system according to one embodiment.
- FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for controlling the damping force by the damping force control device in the damping force control system according to one embodiment.
- FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for generating warning information of the damping force control device in the damping force control system according to one embodiment.
- a damping force control device 1 in one embodiment comprises a sensor unit 2 that detects vibrations of the body B of the vehicle V, a control unit 3 that controls the damping force of an adjustable shock absorber D installed between the body B of the vehicle V and the wheels W based on vibration information detected by the sensor unit 2, and a communication unit 5 that can wirelessly communicate with a mobile terminal 30.
- a damping force control system S in one embodiment comprises the damping force control device 1 and the mobile terminal 30.
- the damping force control device 1 in this embodiment controls four shock absorbers D that are installed between the body B of the vehicle V and the front, rear, left and right wheels W of the body B, respectively.
- the shock absorber D which is the object of control by the damping force control device 1.
- the shock absorber D comprises a cylindrical cylinder 6, a piston 7 slidably inserted into the cylinder 6, a rod 8 inserted axially movably into the cylinder 6 and connected to the piston 7, an extension-side chamber R1 and a compression-side chamber R2 separated by the piston 7 within the cylinder 6 and filled with a liquid such as hydraulic oil, an intermediate cylinder 9 covering the outer periphery of the cylinder 6 and forming an annular gap between it and the cylinder 6, and an outer cylinder 10 covering the outer periphery of the intermediate cylinder 9 and forming an annular reservoir R filled with gas and liquid between it and the intermediate cylinder 9.
- the shock absorber D is equipped with a rectifying passage 11 that connects the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2 and allows liquid to flow only from the compression-side chamber R2 to the expansion-side chamber R1 with almost no resistance; a suction passage 12 that connects the expansion-side chamber R2 to the reservoir R and allows liquid to flow from the reservoir R to the expansion-side chamber R2 with almost no resistance; a damping passage 13 that connects the expansion-side chamber R1 to the reservoir R via the gap between the cylinder 6 and the intermediate tube 9; and a damping force adjustment unit 15 that can adjust the damping force generated by the shock absorber D in response to a command from the damping force control device 1.
- the damping force adjustment unit 15 is a solenoid valve provided midway through the damping passage 13.
- the damping force adjustment unit 15 is configured, for example, with a valve body 15a provided midway through the damping passage 13, a spring 15b that biases the valve body 15a so as to block the damping passage 13, and a solenoid 15c that generates a thrust force that counteracts the spring 15b when current is applied, and the valve opening pressure can be changed according to the amount of current supplied to the solenoid 15c.
- the damping force adjustment unit 15 increases the amount of current supplied to the solenoid 15c can increase the thrust generated by the solenoid 15c. Therefore, when the amount of current supplied to the solenoid 15c is maximized, the valve opening pressure in the damping force adjustment unit 15 is minimized, and conversely, when no current is supplied to the solenoid 15c at all, the valve opening pressure in the damping force adjustment unit 15 is maximized.
- the damping force adjustment unit 15 may be configured to maximize the valve opening pressure when the amount of current to the solenoid 15c is maximized.
- the damping force adjustment unit 15 is capable of adjusting the valve opening pressure, but it may also be capable of adjusting the flow path area by applying thrust generated by the solenoid 15c to the valve body 15a.
- the damping force adjustment unit 14 only needs to be able to adjust the damping force generated by the shock absorber D by changing the resistance to the flow of liquid passing through the damping passage 13 in response to a command from the damping force control device 1. Therefore, in addition to a solenoid valve, it may be a valve using a stepping motor.
- the liquid filled in the shock absorber D is an electrorheological fluid, magnetorheological fluid, or electromagnetic rheological fluid, it may also be equipped with a device that applies an electric field or magnetic field to the liquid passing through the damping passage 13 to adjust the resistance to the flow of liquid passing through the damping passage 13.
- the damping force adjustment unit 15 may be capable of adjusting the damping force when the shock absorber D is extended and retracted, or it may be capable of adjusting the damping force when either the shock absorber D is extended or retracted.
- the pressure in the extension-side chamber R1 becomes higher than the pressure in the compression-side chamber R2 by the valve opening pressure of the solenoid valve 15, and the shock absorber D generates a damping force that impedes the extension operation. Furthermore, since the valve opening pressure of the solenoid valve 15 varies depending on the amount of current supplied to the solenoid 15c, the damping force when the shock absorber D is extended can be adjusted according to the amount of current supplied to the solenoid 15c.
- shock absorber D generates a damping force that suppresses contraction. Furthermore, since the valve opening pressure of the solenoid valve 15 varies depending on the amount of current supplied to the solenoid 15c, the damping force of the shock absorber D during contraction can be adjusted according to the amount of current supplied to the solenoid 15c.
- shock absorber D is one example and is not limited to the above configuration. Any configuration is possible as long as the damping force adjustment unit 15 is able to generate a damping force that applies resistance to the flow of liquid and prevents the extension and contraction of shock absorber D. Therefore, the shock absorber D of this embodiment is configured as a uniflow type that is equipped with a reservoir R and in which liquid circulates one-way through the expansion-side chamber R1, the compression-side chamber R2, and the reservoir R in that order, but it may also be configured as a biflow type in which liquid flows back and forth between the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2 during expansion and contraction.
- shock absorber D is configured as a biflow type
- the damping passage connecting the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2 allows the flow of liquid from the expansion-side chamber R1 to the compression-side chamber R2 and the flow of liquid from the compression-side chamber R2 to the expansion-side chamber R1
- a damping force adjustment device can be provided in the damping passage.
- a damping force adjuster may be provided in both the extension side damping passage and the compression side damping passage, or a damping force adjuster may be provided in only one of the extension side damping passage or the compression side damping passage.
- the cylinder 6 is attached to the knuckle or suspension arm that holds the wheel W and is connected to the wheel W as an unsprung member, and the rod 8 is connected to the body B as a sprung member, so that the shock absorber D is interposed between the body B and the wheel W of the vehicle V.
- the shock absorber D expands and contracts in response to vibrations input from the road surface while the vehicle V is traveling, generating a damping force that suppresses vibrations in the body B.
- the damping force control device 1 includes a sensor unit 2 that detects vibrations of the vehicle body B of the vehicle V, a control unit 3 that calculates a target damping force based on vibration information detected by the sensor unit 2, a current control unit 16 that controls the current supplied to the damping force adjustment unit 15 in the shock absorber D based on the target damping force calculated by the control unit 3, and a communication unit 5 that can wirelessly communicate with a mobile terminal 30.
- the sensor unit 2, control unit 3, communication unit 5, and current control unit 16 are housed in a single housing 20 and are installed in the passenger compartment of the vehicle V.
- the sensor unit 2 is an inertial measurement device that detects angular velocities around the three axes of vehicle body B (forward/backward, left/right, and up/down) - that is, the three angular velocities in the roll, pitch, and yaw directions of vehicle body B - and accelerations around the three axes of vehicle body B (forward/backward, left/right, and up/down) - as vibration information at a predetermined position on vehicle body B.
- the sensor unit 2 is housed in a housing 20 and installed together with the housing 20 on vehicle body B.
- the sensor unit 2 may detect only the acceleration of vehicle body B in the up/down direction. Furthermore, although the sensor unit 2 is housed in the housing 20 in the damping force control device 1 of this embodiment, it may also be installed on vehicle body B separately from the housing 20.
- the housing 20 is box-shaped and houses the sensor unit 2, control unit 3, and communication unit 5 inside.
- the characters "front” and “rear” are displayed near two opposing sides in the front-to-back direction of the rectangular top surface of the housing 20, indicating directions corresponding to the vicinity of the two opposing sides in the left-to-right direction of the rectangular top surface, and the characters "right” and “left” are displayed near two opposing sides in the left-to-right direction of the rectangular top surface.
- the sensor unit 2 is housed within the housing 20 so that the detection axis for acceleration in the front-to-back direction coincides with the front-to-back direction of the housing 20, the detection axis for acceleration in the left-to-right direction coincides with the left-to-right direction of the housing 20, the detection axis for acceleration in the up-to-down direction coincides with the up-to-down direction of the housing 20, the direction of the detected roll angular velocity coincides with the direction of rotation about the front-to-back direction of the housing 20 as an axis, the direction of the detected pitch angular velocity coincides with the direction of rotation about the left-to-right direction of the housing 20 as an axis, and the direction of the detected yaw angular velocity coincides with the direction of rotation about the up-to-down direction of the housing 20 as an axis.
- the sensor unit 2 can detect three angular velocities in the roll direction, pitch direction, and yaw direction at the installation position where the housing 20 is installed relative to vehicle body B, as well as accelerations in the three axes of front, rear, left, right, and top and bottom of vehicle body B.
- the installation position of the sensor unit 2 may not match the predetermined position of vehicle body B, and the installation posture of the sensor unit 2 may not be horizontal when the vehicle V is stopped on a horizontal road surface.
- calibration can be performed to correct the angular velocities and accelerations detected by the sensor unit 2 so that they match the angular velocities and accelerations at the actual predetermined position of vehicle body B.
- the predetermined position of the sensor unit 2 is the center of gravity of the vehicle body B, and is calibrated to detect the three-axial angular velocity and three-axial acceleration at the center of gravity of the vehicle body B.
- the sensor unit 2 detects the angular velocity and acceleration at the center of gravity of the vehicle body B in order to control the damping force of the shock absorbers D installed on each of the four wheels, grasp the overall vibration of the vehicle body B, and suppress the vibration of the vehicle body B; however, the predetermined position may be set at a position other than the center of gravity as long as it is suitable for control by the damping force control device 1.
- the indication of front, rear, left, and right on the housing 20 may be made by engraving, pasting pieces of paper with the indication, printing, or the like. If the housing 20 is manufactured by injection molding or the like using synthetic resin, the indication of front, rear, left, and right may be formed using a mold. Furthermore, since it is only necessary to identify the front, rear, left, and right of the housing 20, only one of the characters for front, rear, left, and right may be displayed instead of all the characters for front, rear, left, and right. Symbols or numbers may also be displayed instead of the characters for front, rear, left, and right. If the shape of the housing 20 makes it possible to distinguish front, rear, left, right, and up and down, the indication of characters or symbols may be omitted.
- the indication on the housing 20 may be omitted because the angular velocities and accelerations detected by the sensor unit 2 are corrected by the calibration. However, it is preferable to have the indication on the housing 20 because, when the user installs the housing 20 in the direction of the vehicle body B according to the indication, the detection axis of the sensor unit 2 will roughly coincide with the front, rear, left, right, and up and down of the vehicle body B.
- the communication unit 5 is equipped with an antenna unit (not shown) and is capable of two-way communication with the mobile terminal 30.
- wireless communication conforming to the IEEE 802.15 standard is performed, but as long as communication with the mobile terminal 30 is possible, in addition to wireless communication conforming to this standard, wireless LAN (Local Area Network) communication conforming to the IEEE 802.11 standard may also be performed.
- the mobile terminal 30 is a highly portable terminal such as a smartphone or tablet PC, and includes an inertial measurement unit 30b housed within the housing 30a and capable of detecting triaxial angular velocity and triaxial acceleration; a touch panel 30c mounted on the housing 30a as a display unit for displaying images and receiving operator input; a transceiver 30d housed within the housing 30a as a communication unit capable of wireless communication with external devices; a memory 30e housed within the housing 30a as a storage unit; a processing unit 30f housed within the housing 30a that controls the various components of the mobile terminal 30 by executing programs; a GPS (Global Positioning System) receiver 30g; a speaker 30h; and a bus 30i that communicatively connects these components, enabling the mobile terminal 30 to obtain its own location information.
- GPS Global Positioning System
- the inertial measurement unit 30b may also detect only triaxial acceleration without detecting triaxial angular velocity. Additionally, instead of the GPS receiver 30g, the mobile terminal 30 may be equipped with a receiver that receives signals that can be used for positioning, such as GNSS (Global Navigation Satellite System).
- GNSS Global Navigation Satellite System
- the mobile terminal 30 and the damping force control device 1 can exchange information with each other via the transceiver 30d and the communication unit 5.
- the mobile terminal 30 becomes capable of communicating with the damping force control device 1, and parameters for the damping force control device 1 can be set.
- the control unit 3 includes an acceleration calculation unit 3a that calculates the vertical acceleration directly above the four wheels W of the vehicle body B from the three angular velocities and three accelerations of the vehicle body B detected by the sensor unit 2, a target damping force calculation unit 3b that calculates a target damping force from the vertical accelerations of the four locations on the vehicle body B calculated by the acceleration calculation unit 3a, and a warning information generation unit 3c that generates warning information based on the vibration information obtained from the three angular velocities and three accelerations of the vehicle body B detected by the sensor unit 2.
- the acceleration calculation unit 3a calculates the vertical acceleration directly above the four wheels W of the vehicle body B from the three angular velocities and three accelerations detected by the sensor unit 2 at the installation position of the vehicle body B. Because the detection axes that detect the acceleration of the three axes of the sensor unit 2 may not be perfectly aligned with the front-to-back, left-to-right, and up-to-down directions of the vehicle body B and the sensor unit 2 may not be installed on the vehicle body B in line with the center of gravity of the vehicle body B, the acceleration calculation unit 3a corrects the three angular velocities and accelerations detected by the sensor unit 2 to calculate the vertical acceleration directly above the four wheels W of the vehicle body B, and calculates the three angular velocities and accelerations at the center of gravity of the vehicle body B.
- the acceleration calculation unit 3a corrects the three angular velocities and accelerations detected by the sensor unit 2 to determine the three angular velocities and accelerations at the center of gravity of the vehicle body B, and then determines the vertical acceleration directly above the four wheels W of the vehicle body B from these determined angular velocities and accelerations.
- acceleration calculation unit 3a calculates the vertical acceleration directly above the four wheels W of vehicle body B from information on the tread and wheelbase of vehicle V and the center of gravity of vehicle body B. If the positions directly above the four wheels W of vehicle body B and the center of gravity are known, the vertical acceleration directly above the four wheels W of vehicle body B can be calculated from the three angular velocities and acceleration at the center of gravity of vehicle body B.
- acceleration calculation unit 3a can calculate the vertical acceleration directly above the four wheels W of vehicle body B from information on the tread and wheelbase of vehicle V, the center of gravity of vehicle body B, and the three angular velocities and acceleration at the center of gravity of vehicle body B.
- the tread and wheelbase of vehicle V and the position of the center of gravity of body B can be obtained from the specification information of vehicle V, and the tread and wheelbase of vehicle V on which the damping force control device 1 is mounted and the position of the center of gravity of body B can be input from a mobile terminal 30 described below. Since users who are not familiar with vehicle V may find it difficult to access the specification information of vehicle V, it may be possible to select the manufacturer and model of vehicle V in an application program for setting the parameters of the damping force control device 1 executed by the mobile terminal 30 described below, and then send that information from the mobile terminal 30 to the damping force control device 1.
- the application program can be executed to receive input of information about the vehicle model and body type of the vehicle V from the mobile terminal 30, and the damping force control device 1 can select the tread, wheelbase, and center of gravity position that match the input manufacturer and vehicle model, and the acceleration calculation unit 3a can use the selected tread, wheelbase, and center of gravity position to calculate the vertical acceleration directly above the four wheels W of the vehicle body B.
- the acceleration calculation unit 3a can also calculate three angular velocities and accelerations at the center of gravity position of the vehicle body B using predetermined information about the tread, wheelbase, and center of gravity position of the vehicle body B, and then use the calculated angular velocities and accelerations to calculate the vertical acceleration directly above the four wheels W of the vehicle body B.
- the target damping force calculation unit 3b integrates or filters the vertical acceleration of the vehicle body B directly above the four wheels W calculated by the acceleration calculation unit 3a to calculate the vertical velocity of the vehicle body B directly above the four wheels W, and multiplies each of the vertical velocities of the vehicle body B directly above the four wheels W by a skyhook damping coefficient to calculate the skyhook damping force that should be generated by each of the four shock absorbers D interposed between each wheel W and the vehicle body B.
- the target damping force calculation unit 3b multiplies the angular velocity in the roll direction of the vehicle body B at the center of gravity position of the vehicle body B by the roll suppression gain to obtain a roll suppression force that suppresses roll, and multiplies the angular velocity in the pitch direction by the pitch suppression gain to obtain a pitch suppression force that suppresses pitch.
- the target damping force calculation unit 3b calculates a ride comfort damping force based on ride comfort control aimed at improving ride comfort in the vehicle V by adding the roll suppression force and pitch suppression force to be output by each of the four shock absorbers D to the skyhook damping force for each wheel W of the vehicle body B.
- the target damping force calculation unit 3b multiplies the longitudinal acceleration of the center of gravity position of the vehicle body B by the longitudinal acceleration gain to obtain a longitudinal attitude change suppression force aimed at suppressing nose dive and squat of the vehicle body B during sudden acceleration or braking, and multiplies the lateral acceleration of the center of gravity position of the vehicle body B by the lateral acceleration gain to obtain a lateral attitude change suppression force aimed at suppressing roll of the vehicle body B during cornering, and adds the longitudinal attitude change suppression force and lateral attitude change suppression force to be output by each of the four shock absorbers D to obtain a damping force for driving performance based on driving performance improvement control aimed at stabilizing the attitude of the vehicle body B of the vehicle V.
- the target damping force calculation unit 3b performs high select processing, which selects the larger absolute value of the ride comfort damping force value and the driving performance damping force value, and calculates this larger value as the composite damping force. Note that when calculating the composite damping force, the target damping force calculation unit 3b may add the ride comfort damping force and the driving performance damping force in a predetermined distribution.
- the target damping force calculation unit 3b may take a value between 0 and 1, and use a ride comfort control gain that determines the distribution of ride comfort damping force based on ride comfort control and a driving performance control gain that determines the distribution of driving performance damping force based on driving performance improvement control, and calculate the composite damping force by adding together the value obtained by multiplying the ride comfort damping force by the ride comfort distribution gain and the value obtained by multiplying the driving performance damping force by the driving performance distribution gain.
- the target damping force calculation unit 3b multiplies the composite damping force by a speed gain proportional to the traveling speed of the vehicle V to calculate the target damping force to be generated by the four shock absorbers D.
- the speed gain is calculated by multiplying the speed of the vehicle V by a speed sensitivity coefficient, and is a gain that increases in value in proportion to the traveling speed.
- the damping force control device 1 obtains the speed of the vehicle V from the mobile terminal 30.
- the mobile terminal 30 is equipped with a GPS receiver 30g, which detects the mobile terminal 30's own position information at a predetermined sampling period.
- the calculation processing device 30f calculates the travel distance from the current position information and the position information obtained at the previous sampling period, and divides the calculated travel distance by the sampling period to calculate the traveling speed of the mobile terminal 30.
- the mobile terminal 30 uses wireless communication according to the standard described above and can only communicate with the damping force control device 1 over short distances. Therefore, when moving together with the vehicle V, it can transmit the speed information of the vehicle V to the damping force control device 1 via wireless communication. As described above, when the mobile terminal 30 and the damping force control device 1 are capable of wireless communication, the mobile terminal 30 continuously transmits speed information of the vehicle V to the damping force control device 1.
- the damping force control device 1 When the damping force control device 1 receives an input of the speed of the vehicle V from the mobile terminal 30, it multiplies the speed by a speed sensitivity coefficient to calculate a speed gain, and multiplies the speed gain by the composite damping force to calculate a target damping force. Therefore, the damping force control device 1 of this embodiment can obtain the speed information of the vehicle V and calculate a target damping force appropriate for the speed, even without being connected to the CAN bus of the vehicle V. Note that, because speed changes of the vehicle V are sufficiently slower than changes in acceleration, etc. detected by the sensor unit 2, obtaining the speed information of the vehicle V from the mobile terminal 30 by the damping force control device 1 and using it to control the target damping force does not adversely affect the control of the damping force.
- the damping force control device 1 is equipped with the sensor unit 2, and can obtain the acceleration and angular velocity of the vehicle body B at a short sampling period to control the shock absorber D with good responsiveness.
- the damping force control device 1 may also obtain only position information from the mobile terminal 30 at regular intervals, calculate the speed of the vehicle V, and use the calculated speed to determine the speed gain.
- the target damping forces of the four shock absorbers D calculated in this manner are input to a current control unit 16, which controls the current supplied from the control unit 3 to the damping force adjustment unit 15 of each shock absorber D.
- the current control unit 16 supplies current to the solenoid 15c in the damping force adjustment unit 15 of each shock absorber D so that the damping force generated by the shock absorber D matches the target damping force.
- the current control unit 16 is configured to include a control calculation unit 16a that generates a current command for controlling the damping force adjustment unit 15, and a drive circuit 16b that supplies current to the solenoid 15c in accordance with the current command generated by the control calculation unit 16a.
- Four drive circuits 16b are provided corresponding to the damping force adjustment units 15 of the four shock absorbers D.
- the current control unit 16 receives power via a power line connected to a battery (not shown) of the vehicle V.
- the current command calculation unit 16a1 stores in advance a map that shows the relationship between the damping force generated by the shock absorber D and the amount of current supplied to the solenoid 15c of the damping force adjustment unit 15, and calculates the amount of current to be supplied to the solenoid 15c of the damping force adjustment unit 15 from the target damping force input from the control unit 3 by map calculation. Note that the current command calculation unit 16a1 uses a map to determine the amount of current, but if the relationship between the target damping force and the amount of current can be expressed as a function, the current amount may also be determined using a function. In this way, the current command calculation unit 16a1 generates a current command that indicates the determined amount of current.
- the PWM signal generating unit 16a2 calculates the deviation between the current command calculated by the current command calculating unit 16a1 and the actual amount of current being supplied to the solenoid 15c, performs PI compensation or PID compensation on the deviation to calculate the target current, and outputs a PWM signal that causes the drive circuit 16b to supply current to the solenoid 15c of the damping force adjusting unit 15 in accordance with the target current.
- the PWM signal generating unit 16a2 controls the damping force adjusting unit 15 by current feedback control.
- the PWM signal generating unit 16a2 obtains information on the current flowing through the solenoid 15c from a current sensor provided in the drive circuit 16b.
- the drive circuit 16b is connected to the solenoid 15c in the damping force adjustment unit 15 via wiring 17, and to adjust the amount of current supplied to the solenoid 15c, it is equipped with a switching element (not shown in detail) that can connect and disconnect the solenoid 15c from a power source (not shown), and turns the switching element on and off at a duty ratio indicated by the PWM signal received from the PWM signal generation unit 16a2, adjusting the amount of current supplied to the solenoid 15c to the target current.
- a switching element not shown in detail
- the configuration of the current control unit 16 is merely an example, and the current control unit 16 may supply current to the damping force adjustment unit 15 so that the shock absorber D generates a damping force in accordance with the target damping force indicated by the control command output by the control unit 3.
- the target damping force calculation unit 3b in the control unit 3 uses various parameters, such as the skyhook damping coefficient, roll suppression gain, pitch suppression gain, longitudinal acceleration gain, lateral acceleration gain, and speed sensitivity coefficient, to determine the target damping force.
- the parameters are set in advance and used for control, and are the parameters used to calculate the target damping force.
- the damping force control device 1 executes ride comfort control aimed at improving ride comfort and driving performance improvement control aimed at improving driving performance, and the parameters used for these controls can be set using the mobile terminal 30.
- the damping force control device 1 when the damping force control device 1 does not perform the above control and causes the shock absorber D to function as a passive damper that generates a predetermined damping force in response to the extension/contraction speed, it allows the damping coefficient of the shock absorber D to be set using the mobile terminal 30 as a parameter. Furthermore, when the damping force control device 1 causes the shock absorber D to function as a passive damper, the control unit 3 provides a fixed current command corresponding to the damping coefficient to the current control unit 16, causing the shock absorber D to generate a damping force with the predetermined damping coefficient.
- the warning information generation unit 3c then compares the three accelerations (front/back, left/right, and up/down) at the center of gravity of vehicle body B, calculated by the acceleration calculation unit 3a through correction from the three angular velocities and three accelerations detected by the sensor unit 2, with warning thresholds set for each of these accelerations and three angular velocities in the roll, pitch, and yaw directions.
- the warning information generation unit 3c If any one of the three accelerations (front/back, left/right, and up/down) or the three angular velocities in the roll, pitch, and yaw directions at the center of gravity of vehicle body B exceeds the corresponding warning threshold, the warning information generation unit 3c generates warning information including the direction and value of the acceleration or angular velocity that exceeded the threshold, and the value obtained by subtracting the threshold from that value, and transmits a warning signal to the mobile device 30 via the communication unit 5, causing the warning information to be displayed on the touch panel 30c of the mobile device 30.
- the warning information generation unit 3c generates warning information using a warning threshold value, but it may also generate a warning signal that includes the three accelerations (front/back, left/right, and up/down) at the center of gravity of the vehicle body B as warning information, and also includes a command to display the warning information on the touch panel 30c of the mobile terminal 30.
- the warning signal is then sent to the mobile terminal 30 via the communication unit 5, and the vibration status of the vehicle body B is displayed in real time on the touch panel 30c of the mobile terminal 30.
- the warning information may also include the target damping force or the actual damping force being output in the four shock absorbers D.
- the warning information generation unit 3c determines that some problem is preventing the shock absorbers D from outputting damping force in accordance with the target damping force and therefore from suppressing vibration in the vehicle body B, and generates abnormality information notifying that an abnormality has occurred, and transmits an abnormality signal to the mobile terminal 30 via the communication unit 5, causing the abnormality information to be displayed on the touch panel 30c of the mobile terminal 30.
- the warning information generation unit 3c in the control unit 3 also functions as an abnormality detection unit that detects abnormalities in the damping force control device 1.
- the warning information generation unit 3c generates self-abnormality information notifying the user of the abnormality and transmits a self-abnormality signal to the mobile device 30 via the communication unit 5, causing the self-abnormality information to be displayed on the touch panel 30c of the mobile device 30.
- the warning information generation unit 3c monitors whether the current control unit 16 is properly supplying current to the solenoid valve 15, and determines that an abnormality has occurred if the current supply is inappropriate.
- the warning information generation unit 3c in the control unit 3 also functions as a self-diagnosis unit that detects abnormalities in the damping force control device 1.
- the above-described example of self-diagnosis is just one example.
- the warning information generation unit 3c may generate self-abnormality information when it detects a break in the wiring 17 and determines that a break has occurred, or may determine that an abnormality has occurred when a predetermined number of errors occur during processing in the control unit 3.
- the control unit 3 and the control calculation unit 16a in the current control unit 16 are not shown as hardware, but each includes a CPU (Central Processing Unit), memory, an interface, and a bus that connects these devices so that they can communicate with each other. Therefore, the damping force control device 1 is capable of two-way communication with a mobile terminal 30 external to the damping force control device 1 via the communication unit 5, and can supply current from the drive circuit 16b to the damping force adjustment unit 15.
- a CPU Central Processing Unit
- the CPU executes the operating system and other programs to perform the calculations of the acceleration calculation unit 3a, target damping force calculation unit 3b, and warning information generation unit 3c in the control unit 3 of the damping force control device 1, as well as the calculations of the control calculation unit 16a of the current control unit 16, and controls the communication unit 5.
- the memory includes RAM (Random Access Memory) and flash memory, which provide the storage area necessary for the CPU's calculations, and the programs used for the CPU's calculations are stored in the ROM. Note that the programs used for the CPU's calculations may also be stored in a storage device other than the memory.
- the damping force control device 1 configured in this manner operates by receiving power from a battery (not shown) in the vehicle V, and is activated when the ignition switch is turned on, starting the process of controlling the damping force of the shock absorber D.
- the process of the damping force control device 1 that controls the damping force of the shock absorber D and the process of the mobile terminal 30 are described below.
- the control unit 3 in the damping force control device 1 corrects the three-axial angular velocities and three-axial accelerations input from the sensor unit 2 at a predetermined sampling period to determine the three-axial angular velocities and three-axial accelerations at the center of gravity of the vehicle body B (step S101).
- the control unit 3 determines the vertical acceleration and vertical velocities directly above the four wheels W of the vehicle body B from the three-axial angular velocities and three-axial accelerations at the center of gravity of the vehicle body B (step S102).
- control unit 3 multiplies the vertical velocity of the vehicle body B directly above the four wheels W by the skyhook damping coefficient to determine the skyhook damping force (step S103).
- the control unit 3 also multiplies the angular velocity in the roll direction of the vehicle body B at the center of gravity position of the vehicle body B by the roll suppression gain to determine the roll suppression force that suppresses the roll, and multiplies the angular velocity in the pitch direction by the pitch suppression gain to determine the pitch suppression force that suppresses the pitch (step S104).
- control unit 3 calculates the damping force for ride comfort by adding the roll suppression force and pitch suppression force to be output by each of the four shock absorbers D to the skyhook damping force for each wheel W of the vehicle body B (step S105). Furthermore, the control unit 3 calculates the longitudinal attitude change suppression force by multiplying the longitudinal acceleration of the center of gravity of the vehicle body B by the longitudinal acceleration gain, and calculates the lateral attitude change suppression force by multiplying the lateral acceleration of the center of gravity of the vehicle body B by the lateral acceleration gain (step S106), and calculates the damping force for driving performance by adding the longitudinal attitude change suppression force and the lateral attitude change suppression force (step S107).
- control unit 3 performs a high select process, which adopts the larger absolute value of the ride comfort damping force value and the driving performance damping force value, to determine the combined damping force (step S108). Furthermore, the control unit 3 multiplies the speed of the vehicle V by the speed sensitivity coefficient to determine the speed gain, and multiplies the combined damping force by the speed gain to determine the target damping forces to be generated by the four shock absorbers D (step S109).
- the control unit 3 outputs a current command indicating the target damping force to the current control unit 16 (step S110).
- the damping force control device 1 repeatedly executes the processes from step S101 to step S110 to control the damping force of the shock absorber D.
- the damping force control device 1 uses the speed of the vehicle V, and therefore executes a process to determine the speed of the vehicle V from the position input from the mobile terminal 30, separate from the process of controlling the damping force.
- the damping force control device 1 When the damping force control device 1 is started up and is able to establish communication with the mobile terminal 30, it requests the mobile terminal 30 to transmit the position of the vehicle V, and once the mobile terminal 30 receives a GPS signal with the GPS receiver 30g and determines the position, it inputs the determined position to the damping force control device 1.
- the position output by the mobile terminal 30 is input to the damping force control device 1 as coordinates.
- the damping force control device 1 calculates three accelerations (front/rear, left/right, and up/down) and three angular velocities (roll, pitch, and yaw) at a predetermined position of the vehicle body B in the acceleration calculation unit 3a from the three angular velocities and three accelerations detected by the sensor unit 2 (step S201).
- the damping force control device 1 determines whether one of the three accelerations (front/rear, left/right, and up/down) and three angular velocities (roll, pitch, and yaw) at the center of gravity position of the vehicle body B exceeds a warning threshold value set for each (step S202).
- the damping force control device 1 determines whether one or more of the target damping forces of the four shock absorbers D have exceeded a predetermined threshold for a predetermined period of time (step S203).
- step S201 If all three accelerations (front/back, left/right, and up/down) or all three angular velocities (roll, pitch, and yaw) at the center of gravity of vehicle body B are below the corresponding warning thresholds, the process returns to step S201, and the angular velocity and acceleration detected by sensor unit 2 in the next sampling period are corrected to determine the angular velocity and acceleration at the center of gravity of vehicle body B.
- the damping force control device 1 determines whether one or more of the target damping forces of the four shock absorbers D have exceeded a predetermined threshold for a predetermined period of time (step S203).
- the damping force control device 1 If none of the target damping forces of the four shock absorbers D exceeds the predetermined threshold value for a predetermined time, the damping force control device 1 generates warning information and transmits the warning information to the mobile terminal 30 (step S204). Then, if one or more of the target damping forces of the four shock absorbers D exceed a predetermined threshold value for a predetermined period of time, the damping force control device 1 generates abnormality information and transmits the abnormality information to the mobile terminal 30 (step S205).
- the damping force control device 1 stops controlling the damping force of the shock absorber D (step S206) and does not execute the process of controlling the damping force until the next time the ignition switch is turned on after being turned off.
- the mobile device 30 When the mobile device 30 receives a warning signal, it displays on the touch panel 30c the direction and numerical value of the angular velocity and acceleration that have exceeded the warning threshold as warning information, as well as the extent to which the numerical value has exceeded the warning threshold. When the mobile device 30 receives a warning signal, it may output a warning sound from the speaker 30h, or, if equipped with a vibrator, may activate the vibrator for a short period of time.
- the mobile terminal 30 when the mobile terminal 30 receives abnormality information, it causes the touch panel 30c to display the abnormality information in the damping force control device 1, and causes the speaker 30h to output a warning sound or voice to notify the user that an abnormality has occurred. Furthermore, if the mobile terminal 30 is equipped with a vibrator, it may activate the vibrator when it receives an abnormality signal. The damping force control device 1 continues to generate warning information while it is controlling the shock absorber D and no abnormality signal is being generated.
- the damping force control device 1 When the ignition switch is turned on and the damping force control device 1 starts up, it performs a self-diagnosis to check for any abnormalities. If the self-diagnosis finds an abnormality, it generates abnormality information, transmits the abnormality information to the mobile terminal 30, suspends control of the damping force of shock absorber D, and does not execute the process of controlling the damping force until the next time the ignition switch is turned on after being turned off.
- the mobile terminal 30 receives the self-abnormality information generated when the self-diagnosis finds an abnormality, it causes the touch panel 30c to display the self-abnormality information for the damping force control device 1 and causes the speaker 30h to output a warning sound or voice to notify the user that an abnormality has occurred.
- the touch panel 30c may also display which part of the damping force control device 1 has an abnormality as a result of the self-diagnosis.
- the current control unit 16 no longer supplies current to the solenoid valve 15, but shock absorber D functions as a passive shock absorber that maximizes damping force, thereby suppressing vibration of the vehicle body B.
- the damping force control device 1 of this embodiment comprises a sensor unit 2 that detects vibrations of the body B of the vehicle V, a control unit 3 that controls the damping force of an adjustable shock absorber D provided between the body B and the wheels W of the vehicle V based on vibration information detected by the sensor unit 2, and a communication unit 5 that can wirelessly communicate with a mobile terminal 30, and transmits warning information obtained based on the vibration information from the communication unit 5 to the mobile terminal 30.
- the damping force control device 1 configured in this manner, warning information can be transmitted to the user via the user's mobile terminal 30 when a warning is necessary, without the need to connect to equipment installed in the vehicle V or to have dedicated equipment for transmitting warning information to the user. Therefore, the damping force control device 1 of this embodiment can be retrofitted to the vehicle V, and can transmit information that the device has obtained to the user, thereby reducing costs.
- the warning information may be information based on vibration information, such as information such as angular velocity or acceleration exceeding a warning threshold, or information on the angular velocity or acceleration of the vehicle body B itself.
- the vibration information also includes the target damping force and the actually generated damping force of the shock absorber D. Therefore, the warning information may be the target damping force and the actually generated damping force of the shock absorber D.
- the damping force control device 1 of this embodiment also has a warning information generation unit (abnormality detection unit) 3c that detects abnormalities based on vibration information, and when the warning information generation unit (abnormality detection unit) 3c detects an abnormality, the abnormality information may be transmitted as warning information from the communication unit 5 to the mobile terminal 30.
- a damping force control device 1 configured in this manner, when some abnormality is detected from the vibration information, the user can be made aware of the abnormality in a timely manner.
- the damping force control device 1 of this embodiment also includes a housing 20 that houses the sensor unit 2, control unit 3, and communication unit 5.
- a damping force control device 1 configured in this manner, installation of the sensor unit 2 that detects vibration information of the vehicle body B can be completed simply by installing the housing 20 on the vehicle body B, making installation on the vehicle V easy.
- the sensor unit 2 is housed within the housing 20, and by installing the housing 20 near the center of gravity of the vehicle body B, vibration information of the vehicle body B can be detected with high accuracy, achieving good controllability when controlling the damping force of the shock absorber D.
- the damping force control device 1 of this embodiment houses the sensor unit 2, control unit 3, communication unit 5, and current control unit 16 in a single housing 20.
- a damping force control device 1 configured in this manner, if the power supply is connected only to the housing 20, wiring to supply power from the vehicle V to each shock absorber D is not required, making it easier to install the damping force control device 1 on the vehicle V.
- the current control unit 16 may be installed on the shock absorber D side, or the drive circuit 16b of the current control unit 16 may be installed on the shock absorber D side.
- an acceleration sensor that detects the acceleration of the wheel W is installed on the shock absorber D to obtain vibration information of the wheel W
- the damping force control device 1 may use the vibration information of the wheel W to perform fine-tuned damping force control.
- the damping force control device 1 of this embodiment has a warning information generation unit (self-diagnosis unit) 3c that detects an abnormality in itself, and when the warning information generation unit (self-diagnosis unit) 3c detects an abnormality in itself, it transmits self-abnormality information as warning information from the communication unit 5 to the mobile terminal 30.
- the damping force control device 1 configured in this way, when an abnormality in itself is detected, the user can be made aware of the abnormality in the device in a timely manner.
- the damping force control system S of this embodiment also includes the damping force control device 1 and a mobile terminal 30 having a touch panel (display) 30c and a speaker 30h and capable of wireless communication with the damping force control device.
- the mobile terminal 30 receives warning information from the damping force control device 1, it displays the warning information on the touch panel (display) 30c and/or outputs a warning sound from the speaker 30h.
- the damping force control system S configured in this manner, warning information can be transmitted to the user via the mobile terminal 30 when a warning is necessary, without the need to connect to equipment installed in the vehicle V or to have dedicated equipment for transmitting warning information to the user. Therefore, the damping force control system S of this embodiment can be retrofitted to the vehicle V, can transmit information it has obtained to the user, and can reduce costs.
- 1 Damping force control device
- 2 Sensor unit
- 3 Control unit
- 3c Warning information generation unit (abnormality detection unit, self-diagnosis unit)
- 5 Communication unit
- 20 Housing
- 30 Mobile terminal
- 30c Touch panel (display unit)
- 30h Speaker
- B Vehicle body
- D Shock absorber
- S Damping force control system
- V Vehicle
- W Wheel
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
本発明の減衰力制御装置(1)は、減衰力制御装置(1)は、車両(V)の車体(B)の振動を検知するセンサ部(2)と、車両(V)の車体(B)と車輪(W)との間に設けられる減衰力調整可能な緩衝器(D)の減衰力をセンサ部(2)で検知した振動情報に基づいて制御する制御部(3)と、携帯端末(30)と無線通信可能な通信部(5)とを備え、振動情報に基づいて得た警告情報を通信部(5)から携帯端末(30)へ送信する。
Description
本発明は、減衰力制御装置および減衰力制御システムに関する。
従来、減衰力を調節可能な緩衝器は、車両のばね上部材とばね下部材との間に介装されて伸縮する緩衝器本体と、緩衝器本体内に充填される流体の流れに抵抗を与えるとともにソレノイドで駆動されて発生減衰力を調整する減衰弁とを備えて構成され、ソレノイドに対する制御は、車両に搭載された緩衝器の制御に特化した減衰力制御装置によって行われる。
減衰力制御装置は、緩衝器の減衰力を車両の走行状態に応じて最適なものとするため、たとえば、JP2024-015541Aに開示されているように、車両の速度、ばね上加速度やばね下加速度といった走行状態を認識するための各種情報を得るセンサと、当該センサからの情報を基に緩衝器が発生すべき減衰力を求める演算装置とを備えており、緩衝器に求めた減衰力を発生させるように減衰弁のソレノイドへ電流供給する。
このように構成された減衰力制御装置は、元々車両に付属しておらず車両に対してユーザーが減衰力制御装置を設置する場合、所謂、減衰力制御装置を後付けするような場合、車両Vのシステムと切り離されて使用されるので、自ら得た情報をユーザーに対して伝達できず、伝達するには専用の機器が必要でコストがかかってしまう。
そこで、本発明は、車両へ後付けを可能としつつもユーザーに情報の伝達が可能であってコストを低減できる減衰力制御装置および減衰力制御システムの提供を目的としている。
上記した目的を達成するため、本発明の減衰力制御装置は、車両の車体の振動を検知するセンサ部と、車両の車体と車輪との間に設けられる減衰力調整可能な緩衝器の減衰力をセンサ部で検知した振動情報に基づいて制御する制御部と、携帯端末と無線通信可能な通信部とを備え、振動情報に基づいて得た警告情報を通信部から携帯端末へ送信する。
このように構成された減衰力制御装置によれば、車両に設置された機器へ接続したり、ユーザーに対して警告情報を伝達するための専用機器を有したりしなくても、ユーザーに対して警告が必要な場合にユーザーの携帯端末を介して警告情報を伝達できる。したがって、本実施の形態の減衰力制御装置によれば、車両Vに対して後付けが可能となるとともに、ユーザーに対して自らが得た情報を伝達可能で、コストも低減できる。
また、減衰力制御システムは、減衰力制御装置と、表示部およびスピーカを有して減衰力制御装置と無線通信可能な携帯端末とを備え、携帯端末は、減衰力制御装置から警告情報を受信すると表示部への警告情報の表示とスピーカーからの警告音の出力との一方または両方を実行してもよい。このように構成された減衰力制御システムによれば、車両に設置された機器へ接続したり、ユーザーに対して警告情報を伝達するための専用機器を有したりしなくても、ユーザーに対して警告が必要な場合に携帯端末を介して警告情報を伝達できる。したがって、本実施の形態の減衰力制御システムによれば、車両に対して後付けが可能となるとともに、ユーザーに対して自らが得た情報を伝達可能で、コストも低減できる。
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1に示すように、一実施の形態における減衰力制御装置1は、車両Vの車体Bの振動を検知するセンサ部2と、車両Vの車体Bと車輪Wとの間に設けられる減衰力調整可能な緩衝器Dの減衰力をセンサ部2で検知した振動情報に基づいて制御する制御部3と、携帯端末30と無線通信可能な通信部5とを備えて構成されている。また、一実施の形態における減衰力制御システムSは、減衰力制御装置1と携帯端末30とを備えて構成されている。なお、本実施の形態の減衰力制御装置1は、車両Vの車体Bと車体Bの前後左右の車輪Wとの間にそれぞれ介装された4つの緩衝器Dを制御する。
まず、減衰力制御装置1の制御対象である緩衝器Dについて説明する。緩衝器Dは、図2に示すように、筒状のシリンダ6と、シリンダ6内に摺動自在に挿入されるピストン7と、シリンダ6内に軸方向へ移動可能に挿入されるとともにピストン7に連結されるロッド8と、シリンダ6内にピストン7で区画されるとともに作動油等の液体が充填される伸側室R1と圧側室R2と、シリンダ6の外周を覆ってシリンダ6との間に環状の隙間を形成する中間筒9と、中間筒9の外周を覆って中間筒9との間に気体と液体とが充填される環状のリザーバRを形成する外筒10と、伸側室R1と圧側室R2とを連通するとともに圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れのみを殆ど抵抗を与えずに許容する整流通路11と、圧側室R2とリザーバRとを連通するとともにリザーバRから圧側室R2へ向かう液体の流れに殆ど抵抗を与えずに許容する吸込通路12と、シリンダ6と中間筒9との間の隙間を介して伸側室R1とリザーバRとを連通する減衰通路13と、減衰力制御装置1からの指令によって緩衝器Dが発生する減衰力を調整可能な減衰力調整部15とを備えている。
本実施の形態では、減衰力調整部15は、減衰通路13の途中に設けられたソレノイドバルブとされている。
減衰力調整部15は、たとえば、図示したように、減衰通路13の途中に設けた弁体15aと、減衰通路13を遮断するように弁体15aを付勢するばね15bと、通電時にばね15bに対抗する推力を発生するソレノイド15cとを備えて構成されており、ソレノイド15cに供給される電流量に応じて開弁圧を変更可能である。
そして、弁体15aに作用する減衰通路13の上流の伸側室R1内の圧力が減衰力調整部15のリリーフ圧(開弁圧)を超えると、この圧力とソレノイド15cとの弁体15aを押す力が、弁体15aを付勢するばね15bの力に打ち勝つようになり、弁体15aがばね15bを押し縮めて減衰力調整部15が減衰通路13を開放する。
また、減衰力調整部15にあっては、ソレノイド15cに供給する電流量を増大させると、ソレノイド15cが発生する推力を増大できる。よって、ソレノイド15cに供給する電流量を最大とすると減衰力調整部15における開弁圧が最小となり、反対に、ソレノイド15cに全く電流を供給しないと減衰力調整部15における開弁圧が最大となる。なお、減衰力調整部15は、ソレノイド15cへの電流量を最大とした場合に開弁圧を最大とする構成を採用してもよい。
減衰力調整部15は、前述したところでは、開弁圧の調節を可能としているが、ソレノイド15cが発生する推力を弁体15aに作用させて流路面積の調節を可能とするものであってもよい。このように、減衰力調整部14は、減衰力制御装置1からの指令によって、減衰通路13を通過する液体の流れに与える抵抗を変化させて緩衝器Dが発生する減衰力を調整可能であればよいので、ソレノイドバルブ以外にも、ステッピングモータを利用したバルブとされてもよいし、緩衝器D内に充填される液体が電気粘性流体、磁気粘性流体或いは電磁粘性流体である場合には減衰通路13を通過する液体に電界或いは磁界を作用させて減衰通路13を通過する液体の流れに与える抵抗を調節可能な装置を備えてもよい。また、減衰力調整部15は、緩衝器Dの伸長時と収縮時との減衰力の調整が可能であってもよいし、伸長時或いは収縮時のいずれか一方の減衰力の調整が可能であってもよい。
このように構成された緩衝器Dでは、シリンダ6に対してロッド8が図2中上方へ移動する緩衝器Dの伸長作動時には、シリンダ6内を上昇するピストン7によって圧縮される伸側室R1から減衰通路13およびソレノイドバルブ15を介してリザーバRへ液体が移動する。よって、伸側室R1内の圧力は、上昇してソレノイドバルブ15の開弁圧に等しくなる。また、緩衝器Dの伸長作動時には、シリンダ6内で上昇するピストン7によって容積が拡大される圧側室R2内にリザーバRから吸込通路12を介して液体が供給されるため、圧側室R2内の圧力はリザーバR内の圧力と略等しくなる。よって、伸側室R1内の圧力が圧側室R2内の圧力よりもソレノイドバルブ15の開弁圧だけ高くなり、緩衝器Dは、伸長作動を妨げる減衰力を発生する。そして、ソレノイドバルブ15の開弁圧がソレノイド15cへ供給する電流量によって変化するので、緩衝器Dの伸長作動時の減衰力をソレノイド15cへ供給する電流量に応じて高低調整できる。
他方、シリンダ6に対してロッド8が図2中下方へ移動する緩衝器Dの収縮作動時には、シリンダ6内を下降するピストン7によって圧縮される圧側室R2から整流通路11を介して拡大する伸側室R1へ液体が移動する。緩衝器Dの収縮作動時には、シリンダ6内に侵入するロッド8の体積分の液体がシリンダ6内で過剰となるため、過剰分の液体がシリンダ6内から減衰通路13およびソレノイドバルブ15を介してリザーバRへ排出される。よって、シリンダ6内の伸側室R1内および圧側室R2内の圧力は、ともに上昇してソレノイドバルブ15の開弁圧と等しくなるが、圧側室R2に面するピストン7の受圧面積がロッド8の断面積分だけピストン7の伸側室R1に面するピストン7の受圧面積よりも大きいため、緩衝器Dは収縮を抑制する減衰力を発生する。そして、ソレノイドバルブ15の開弁圧がソレノイド15cへ供給する電流量によって変化するので、緩衝器Dの収縮作動時の減衰力をソレノイド15cへ供給する電流量に応じて高低調整できる。
なお、緩衝器Dの構成は一例であって、前記した構成に限られず、減衰力調整部15で液体の流れに抵抗を与えて緩衝器Dの伸長および収縮を妨げる減衰力を発生可能である構成となっていればよい。よって、本実施の形態の緩衝器Dは、リザーバRを備えて液体が伸側室R1、圧側室R2およびリザーバRを順に一方通行で循環するユニフロー型に設定されているが、伸縮時に伸側室R1と圧側室R2とで液体が行き来するバイフロー型に設定されていてもよい。緩衝器Dがバイフロー型に設定される場合、伸側室R1と圧側室R2とを連通する減衰通路が伸側室R1から圧側室R2へ向かう液体の流れと圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れとを許容する場合、当該減衰通路に減衰力調整装置を設ければよい。また、緩衝器Dがバイフロー型に設定される場合であって、伸側室R1から圧側室R2へ向かう液体の流れのみを許容する伸側減衰通路と圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れのみを許容する圧側減衰通路とが緩衝器Dに設けられる場合、伸側減衰通路と圧側減衰通路との双方にそれぞれ減衰力調整装置を設けてもよいし、伸側減衰通路と圧側減衰通路との一方にのみ減衰力調整装置を設けてもよい。
このように構成された緩衝器Dは、シリンダ6が車輪Wを保持するナックルやサスペンションアームに取り付けられてばね下部材としての車輪Wに連結されるとともに、ロッド8がばね上部位材としての車体Bに連結されて、車両Vの車体Bと車輪Wとの間に介装される。そして、緩衝器Dは、車両Vの走行中に路面から入力される振動によって伸縮しつつ車体Bの振動を抑制する減衰力を発生する。
つづいて、減衰力制御装置1について説明する。減衰力制御装置1は、図3に示すように、車両Vの車体Bの振動を検知するセンサ部2と、センサ部2で検知した振動情報に基づいて目標減衰力を求める制御部3と、制御部3が求めた目標減衰力に基づいて緩衝器Dにおける減衰力調整部15に供給する電流を制御する電流制御部16と、携帯端末30と無線通信可能な通信部5とを備えている。また、本実施の形態の減衰力制御装置1は、センサ部2、制御部3、通信部5および電流制御部16が1つの筐体20内に収容されて、車両Vの車室内に設置されている。
以下、減衰力制御装置1の各部について詳細に説明する。センサ部2は、本実施の形態では、車体Bの前後、左右、上下の3軸回りの角速度、つまり、車体Bのロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度と、車体Bの前後、左右、上下の3軸の加速度とを車体Bの所定位置における振動情報として、当該振動情報を検知する慣性計測装置とされており、筐体20内に収容されて車体Bに筐体20とともに設置される。なお、センサ部2は、減衰力制御装置1が減衰力の制御で必要な車体Bの振動情報を検知できればよい。よって、たとえば、減衰力制御装置1が車体Bの上下方向の加速度のみを必要とする場合には、センサ部2は、車体Bの上下方向の加速度のみを検知するものであってもよい。また、本実施の形態の減衰力制御装置1では、センサ部2は、筐体20に収容されているが、筐体20とは個別に車体Bに設置されてもよい。
筐体20は、箱型で内部にセンサ部2、制御部3および通信部5を収容している。図示はしないが、筐体20における長方形の上面の前後方向で対向する二辺の近傍に対応する方向を示す「前」と「後」との文字が表示され、長方形の上面の左右方向で対向する二辺の近傍に対応する方向を示す「右」と「左」との文字が表示されている。そして、センサ部2は、前後方向の加速度の検知軸が筐体20の前後方向に一致し、左右方向の加速度の検知軸が筐体20の左右方向に一致し、上下方向の加速度の検知軸が筐体20の上下方向に一致し、検知するロール方向の角速度の方向が筐体20の前後方向を軸とした回転方向に一致し、検知するピッチ方向の角速度の方向が筐体20の左右方向を軸とした回転方向に一致し、検知するヨー方向の角速度の方向が筐体20の上下方向を軸とした回転方向に一致するように、筐体20内に収容される。
よって、減衰力制御装置1のユーザーが筐体20を車室内の車体中心付近に筐体20の上面の「前」、「後」、「左」および「右」の表示を頼りに、筐体20の前後左右および上下を車体Bの前後左右および上下にそれぞれ合わせて設置すると、センサ部2は、車体Bに対して筐体20が設置される設置位置におけるロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度と、車体Bの前後、左右、上下の3軸の加速度とを検知できる。実際には、センサ部2の設置位置が車体Bの所定位置に一致せず、車両Vが水平な路面に停止した状態でセンサ部2の設置姿勢が水平になっていないことがあるが、その場合、キャリブレーションによってセンサ部2が検知する各角速度および各加速度が実際の車体Bの所定位置における各角速度および各加速度に一致するように補正すればよい。なお、本実施の形態の減衰力制御装置1では、センサ部2は、所定位置を車体Bの重心位置としており、車体Bの重心位置の3軸の角速度と3軸の加速度とを検知できるようにキャリブレーションされる。本実施の形態の減衰力制御装置1では、4輪各輪に設置される緩衝器Dの減衰力を制御して、車体Bの全体の振動を把握して、車体Bの振動を抑制するため、センサ部2で車体Bの重心位置の角速度と加速度とを検知するようにしているが、減衰力制御装置1での制御に適するように所定位置を定めればよいので所定位置は重心位置以外に設定されてもよい。
なお、筐体20に表示される前後左右の表記は、筐体20に対して刻印、前後左右を表記した紙片の貼付、印刷等によって付せばよく、筐体20が合成樹脂を射出成型等によって製造される場合、前後左右の文字を型によって形成してもよい。また、筐体20の前後左右が分かればよいので、前後左右の全ての文字を表示することに代えて前後左右の文字のいずれか一字のみを表示してもよく、また、前後左右の文字に替えて記号や数字を表示してもよいし、筐体20の形状によって前後左右および上下の判別が可能であれば文字や記号による表示も省略できる。なお、前記キャリブレーションによってセンサ部2が検知する各角速度および各加速度を補正するため、筐体20への前記表記は、省略されてもよい。ただし、筐体20に前記表示をしておくと、ユーザーが筐体20を前記表示通りに車体Bの方向に合わせて設置するとセンサ部2の検知軸が大まかではあるが車体Bの前後左右および上下に一致するので好ましい。
通信部5は、図示しないアンテナユニットを備えており、携帯端末30と双方向の通信が可能であって、本実施の形態では、IEEE802.15規格の無線通信を行うが、携帯端末30との通信が可能であればよいので、前記規格の無線通信の他、IEEE802.11規格の無線LAN(Local Area Network)通信等を行ってもよい。
携帯端末30は、図5に示すように、スマートフォンやタブレットPCといった可搬性に優れる端末であって、筐体30a内に収容される3軸の角速度と3軸の加速度を検知可能な慣性計測ユニット30bと、筐体30aに設置されて画像等の表示と操作者の操作入力を受け付ける表示部としてのタッチパネル30cと、筐体30a内に収容されて外部機器との無線通信が可能な通信部としての送受信機30dと、筐体30a内に収容される記憶部としてのメモリ30eと、筐体30a内に収容されてプログラムの実行によって携帯端末30を構成する各部の制御を行う演算処理装置30fと、GPS(Global Positioning System)受信機30gと、スピーカー30hと、これら各部を通信可能に接続するバス30iとを備えており、自身の位置情報を得ることができる。なお、慣性計測ユニット30bは、3軸の角速度については検知せず3軸の加速度のみを検知するものであってもよい。また、携帯端末30は、GPS受信機30gに代えて、GNSS(Global Navigation Satellite System)に類する測位に利用可能な信号を受信する受信機を備えてもよい。
携帯端末30と減衰力制御装置1とは、互いに送受信機30dおよび通信部5を介して互いに情報のやり取りが可能である。携帯端末30は、操作者の操作によって減衰力制御装置1のパラメータの設定を行うアプリケーションプログラムが起動されると、減衰力制御装置1と通信が可能な状態となり、減衰力制御装置1におけるパラメータの設定を行うことができる。
制御部3は、センサ部2が検知した車体Bの3つの角速度および3つの加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求める加速度演算部3aと、加速度演算部3aが求めた車体Bの4箇所の上下方向の加速度とから目標減衰力を求める目標減衰力演算部3bと、センサ部2で検知した車体Bの3つの角速度および3つの加速度を振動情報として当該振動情報に基づいて得た警告情報を生成する警告情報生成部3cとを備えている。
加速度演算部3aは、センサ部2が検知した車体Bの前記設置位置における3つの角速度および3つの加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求める。加速度演算部3aは、センサ部2の3軸の加速度を検知する検知軸がそれぞれ車体Bの前後、左右および上下の各方向に完全に一致するとともにセンサ部2が車体Bの重心に一致して車体Bに設置されない場合があるため、車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向加速度を求めるために、センサ部2が検知する3つの角速度および加速度を補正し、車体Bの重心位置の3つの角速度および加速度を求める。
また、加速度演算部3aは、センサ部2が検知する3つの角速度および加速度を補正して車体Bの重心位置における3つの角速度および加速度を求めた後、求めたこれらの角速度および加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求める。
具体的には、加速度演算部3aは、車両Vのトレッドおよびホイールベースと、車体Bの重心位置の情報から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求める。車体Bの4つの車輪Wの直上の位置と重心位置とが既知であれば、車体Bの重心位置における3つの角速度および加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求めることができる。車体Bの重心位置と車両Vのトレッドおよびホイールベースが既知であれば、車体Bの重心位置と車体Bの4つの車輪Wの直上の位置との関係を把握できるので、加速度演算部3aは、車両Vのトレッドおよびホイールベースと、車体Bの重心位置の情報と、車体Bの重心位置における3つの角速度および加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求めることができる。
車両Vのトレッドおよびホイールベースと車体Bの重心位置は、車両Vの諸元情報から得ることができ、後述する携帯端末30から減衰力制御装置1が搭載される車両Vのトレッドおよびホイールベースと車体Bの重心位置とを入力を受ければよい。車両Vに詳しくないユーザーは、車両Vの諸元情報にアクセスすることが難しい場合があるので、後述する携帯端末30によって実行される減衰力制御装置1のパラメータを設定するためのアプリケーションプログラムで車両Vのメーカーおよび車種の選択によって、トレッドおよびホイールベースと車体Bの重心位置の情報を得た携帯端末30から当該情報を減衰力制御装置1に送信できるようにしてもよい。また、車種や車体タイプに応じた諸元情報を減衰力制御装置1が制御部3を構成するハードウェアにおける後述のメモリに予め保有している場合には、前記アプリケーションプログラムを実行して携帯端末30から車両Vの車種や車体タイプの情報の入力を受けて、減衰力制御装置1が入力されたメーカーおよび車種に適合するトレッド、ホイールベースおよび重心位置を選択し、加速度演算部3aが選択されたトレッド、ホイールベースおよび重心位置を利用して車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求めてもよい。さらに、加速度演算部3aは、多少不正確になるが、予め決められたトレッド、ホイールベースおよび車体Bの重心位置の情報を用いて車体Bの重心位置における3つの角速度および加速度を求めた後、求めたこれらの角速度および加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度を求めてもよい。
目標減衰力演算部3bは、本実施の形態では、スカイフック制御を行うため、加速度演算部3aが求めた4つの車輪Wの直上の車体Bの上下方向の加速度を積分或いはフィルタ処理して4つの車輪Wの直上の車体Bの上下方向の速度を求め、4つの車輪Wの直上の車体Bの上下方向の速度にそれぞれスカイフック減衰係数を乗じて、各車輪Wと車体Bとの間に介装された4つの緩衝器Dのそれぞれが発生すべきスカイフック減衰力を求める。
また、目標減衰力演算部3bは、車体Bの重心位置における車体Bのロール方向の角速度にロール抑制ゲインを乗じてロールを抑制するロール抑制力を求めるとともに、ピッチ方向の角速度にピッチ抑制ゲインを乗じてピッチを抑制するピッチ抑制力を求める。
さらに、目標減衰力演算部3bは、車体Bの各車輪W毎のスカイフック減衰力に4つの緩衝器D毎が出力すべきロール抑制力およびピッチ抑制力を加算して車両Vにおける乗心地の向上を目的とした乗心地制御に基づく乗心地用減衰力を求める。
また、目標減衰力演算部3bは、車体Bの重心位置の前後方向の加速度に前後加速度用ゲインを乗じて急加速や急制動時の車体Bのノーズダイブおよびスクォートの抑制を目的とした前後方向姿勢変化抑制力を求めるとともに、車体Bの重心位置の横方向の加速度に横加速度用ゲインを乗じて旋回時の車体Bのロールの抑制を目的とした横方向姿勢変化抑制力を求めて、4つの緩衝器D毎が出力すべき前後方向姿勢変化抑制力と横方向姿勢変化抑制力とを加算して車両Vの車体Bの姿勢の安定を目的とした走行性向上制御に基づく走行性用減衰力を求める。
そして、目標減衰力演算部3bは、乗心地用減衰力の値と走行性用減衰力の値とのうち、絶対値が大きな値を採用するハイセレクト処理を行って、当該大きな値を合成減衰力として求める。なお、合成減衰力を求めるにあたって、目標減衰力演算部3bは、乗心地用減衰力と走行性用減衰力とを決められた配分で加算して求めてもよい。たとえば、目標減衰力演算部3bは、0以上1以下の値を採って、乗心地制御に基づく乗心地減衰力の配分を決定する乗心地制御ゲインと走行性向上制御に基づく走行性用減衰力の配分を決定する走行性制御ゲインとを用い、乗心地用減衰力に乗心地配分ゲインを乗じた得た値と、走行性用減衰力に走行性配分ゲインを乗じて得た値とを合算して合成減衰力を求めればよい。
最後に、目標減衰力演算部3bは、合成減衰力に車両Vの走行速度に比例する速度ゲインを乗じて4つの緩衝器Dが発生すべき目標減衰力を求める。速度ゲインは、車両Vの速度に速度感応係数を乗じた値となっており、走行速度に比例して大きな値を採るゲインとなっている。減衰力制御装置1は、車両Vの速度を携帯端末30から入手する。携帯端末30は、前述した通り、GPS受信機30gを備えており、GPS受信機30gで携帯端末30自身の位置情報を所定のサンプリング周期で検知しており、演算処理装置30fは、現在の位置情報と1つ前のサンプリング周期で得られた位置情報とから移動距離を求めるとともに求めた移動距離をサンプリング周期で除算して携帯端末30の移動速度を求める。携帯端末30は、前述した通りの規格の無線通信を行うため、減衰力制御装置1と近距離でしか通信できないため、車両Vとともに移動している場合に無線通信によって減衰力制御装置1に車両Vの速度情報を送信できる。このように、携帯端末30と減衰力制御装置1とが無線通信できる状態であると、携帯端末30は、車両Vの速度情報を減衰力制御装置1に継続的に送信し、減衰力制御装置1は、携帯端末30から車両Vの速度の入力を受けると、速度に速度感応係数を乗じて速度ゲインを求め、速度ゲインを合成減衰力に乗じて目標減衰力を求める。よって、本実施の形態の減衰力制御装置1では、車両VのCANバスに接続されずとも、車両Vの速度情報を得て、速度に適した目標減衰力を求め得る。なお、車両Vの速度変化は、センサ部2で検知する加速度等の変化よりも十分に遅いため、携帯端末30から車両Vの速度情報を減衰力制御装置1で入手して目標減衰力の制御に利用しても減衰力の制御に悪影響を与えることはない。他方、減衰力制御装置1は、センサ部2を備えており、短いサンプリング周期で車体Bの加速度と角速度とを得て緩衝器Dを応答性良く制御できる。なお、減衰力制御装置1は、携帯端末30から位置情報のみを一定の周期で入手して、車両Vの速度を演算して、求めた速度を利用して速度ゲインを求めてもよい。
前述したところでは、制御部3における目標減衰力演算部3bは、携帯端末30から位置情報を取得して車両Vの速度を演算しているが、携帯端末30から位置情報を得られない場合、センサ部2が検知した加速度から速度を求めて、これを車両Vの速度として取り扱って、目標減衰力を求めてもよい。また、制御部3における目標減衰力演算部3bは、携帯端末30から位置情報を取得できる場合であって、車両Vがトンネル内を走行中でGPS受信機30gが衛星からの信号を受信できない場合等、携帯端末30からの位置情報が途切れた際に、センサ部2が検知した加速度から速度を求めて、これを車両Vの速度として取り扱って、目標減衰力を求めてもよい。
このようにして求められた4つの緩衝器Dの各目標減衰力は、制御部3から各緩衝器Dの減衰力調整部15へ供給する電流を制御する電流制御部16に入力される。電流制御部16は、緩衝器Dが発生する減衰力が目標減衰力通りになるように各緩衝器Dの減衰力調整部15におけるソレノイド15cに電流を供給する。
電流制御部16は、本実施の形態では、図4に示すように、減衰力調整部15を制御するための電流指令を生成する制御演算部16aと、制御演算部16aが生成した電流指令通りにソレノイド15cへ電流供給する駆動回路16bとを備えて構成されている。駆動回路16bは、4つの緩衝器Dの減衰力調整部15に対応して4つ設けられている。なお、電流制御部16は、車両Vの図外のバッテリに接続される電源ラインを通じて電力供給を受けている。
制御演算部16aは、制御部3から得た目標減衰力を指示する制御指令に基づいて目標電流を求める。具体的には、制御演算部16aは、制御指令が指示する目標減衰力から減衰力調整部15のソレノイド15cへ与える電流量を指示する電流指令を生成する電流指令演算部16a1と、電流指令演算部16a1から電流指令を受け取ると駆動回路16bへPWM信号を出力するPWM信号生成部16a2とを備えている。
電流指令演算部16a1は、緩衝器Dが発生する減衰力と減衰力調整部15のソレノイド15cに供給される電流量との関係を予めマップとして保有しており、制御部3から入力される目標減衰力からマップ演算によって減衰力調整部15のソレノイド15cへ供給すべき電流量を求める。なお、電流指令演算部16a1は、マップを利用して電流量を求めているが、前記目標減衰力と前記電流量との関係を関数表現できる場合には関数を用いて電流量を求めてもよい。このように、電流指令演算部16a1は、求めた電流量を指示する電流指令を生成する。
PWM信号生成部16a2は、電流指令演算部16a1が求めた電流指令と、ソレノイド15cへ供給している実際の電流量との偏差を求め、偏差をPI補償やPID補償を行って目標電流を求め、駆動回路16bが目標電流通りに減衰力調整部15のソレノイド15cへ電流供給を行うためのPWM信号を出力する。つまり、PWM信号生成部16a2は、電流フィードック制御によって減衰力調整部15を制御する。なお、PWM信号生成部16a2は、ソレノイド15cに流れる電流の情報を駆動回路16bが備える電流センサから得る。駆動回路16bは、配線17を通じて減衰力調整部15におけるソレノイド15cに接続されており、ソレノイド15cに与える電流量を調節するため、詳しくは図示しないが、ソレノイド15cと図外の電源との接続と遮断とが可能なスイッチング素子を備えており、PWM信号生成部16a2から受け取るPWM信号が指示するデューティ比でスイッチング素子をオンオフ動作させ、ソレノイド15cの電流量を目標電流通りに調節する。
なお、電流制御部16の構成は一例であって、電流制御部16は、制御部3が出力する制御指令が指示する目標減衰力通りに緩衝器Dに減衰力を発生させるように減衰力調整部15に電流供給するものであればよい。
前述した通り、制御部3における目標減衰力演算部3bでは、目標減衰力を決定するために、スカイフック減衰係数、ロール抑制ゲイン、ピッチ抑制ゲイン、前後加速度用ゲイン、横加速度用ゲインおよび速度感応係数といった各種のパラメータを利用している。このように、パラメータは、予め設定されて制御に利用されるものであって、目標減衰力を演算するために利用されるパラメータのことである。そして、本実施の形態では、減衰力制御装置1は、乗り心地の向上を目的とした乗心地制御と走行性の向上を目的とした走行性向上制御とを実行しており、携帯端末30を利用して当該制御に利用されるパラメータの設定が可能となっている。
また、減衰力制御装置1は、前記制御を行わず緩衝器Dが伸縮速度に対して予め決められた減衰力を発生するパッシブダンパとして機能させる場合には、緩衝器Dにおける減衰係数をパラメータとして携帯端末30の利用による当該減衰係数の設定を許容する。なお、減衰力制御装置1が緩衝器Dをパッシブダンパとして機能させる場合、制御部3は、減衰係数に対応した固定の電流指令を電流制御部16へ与えて、緩衝器Dが所定の減衰係数で減衰力を発生するようにする。
つづいて、警告情報生成部3cは、センサ部2で検知した3つの角速度および3つの加速度から加速度演算部3aが補正して求めた車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度とロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度とに対してそれぞれ設定される警告閾値とを比較する。そして、車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度或いはロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度のいずれか1つが対応する警告閾値を超える場合、警告情報生成部3cは、閾値を超えた加速度或いは角速度の方向と値、当該値から閾値を差し引いた値を含む警告情報を生成し、通信部5を通じて携帯端末30のタッチパネル30cに警告情報を表示させる警告信号を携帯端末30に送信する。
なお、警告情報生成部3cは、警告閾値を用いて警告情報を生成しているが、車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度とロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度の値をそのまま警告情報として、当該警告情報を含むとともに、携帯端末30のタッチパネル30cに警告情報を表示させる指令を含む警告信号を生成し、通信部5を通じて当該警告信号を携帯端末30に送信し、携帯端末30のタッチパネル30cに車体Bの振動状況をリアルタイムに表示させるようにしてもよい。また、警告情報には、4つの緩衝器Dにおける目標減衰力或いは実際の出力している減衰力の値を含めることができる。
また、警告情報生成部3cは、4つの緩衝器Dにおける目標減衰力のうち1つ以上が所定の閾値を所定時間継続して超え、かつ、車体Bの重心位置における3つの加速度が警告閾値を超える場合、何らかの問題で緩衝器Dが減衰力を目標減衰力通りに出力できず車体Bにおける振動を抑制できなくなっていると判断し、異常が発生している状態であることを知らせる異常情報を生成して、通信部5を通じて携帯端末30のタッチパネル30cに異常情報を表示させる異常信号を携帯端末30に送信する。このように制御部3における警告情報生成部3cは、減衰力制御装置1の異常を検知する異常検知部としても機能している。
さらに、警告情報生成部3cは、自己診断を行って減衰力制御装置1に異常がある場合は、自己に異常があることを知らせる自己異常情報を生成して、通信部5を通じて携帯端末30のタッチパネル30cに自己異常情報を表示させる自己異常信号を携帯端末30に送信する。なお、本実施の形態では警告情報生成部3cにおける自己診断では、警告情報生成部3cは、ソレノイドバルブ15に電流制御ユニット16から適切に電流供給が行われているかを監視し、電流供給が不適切である場合に異常ありと判断する。このように制御部3における警告情報生成部3cは、減衰力制御装置1の異常を検知する自己診断部としても機能している。前述の自己診断の例は一例であって、警告情報生成部3cは、前述の自己診断の例に加えて、或いは前述の自己診断の例に代えて、配線17の断線を検知して断線していると判断すると自己異常情報を生成してもよいし、制御部3における処理中のエラーが所定回数以上発生すると異常と判断してもよい。
制御部3および電流制御部16における制御演算部16aは、ハードウェアとしては図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、インターフェースと、これら装置を互いに通信可能に接続するバスとを備えている。よって、減衰力制御装置1は、通信部5を介して減衰力制御装置1外の携帯端末30と双方向の通信が可能であるとともに、駆動回路16bから減衰力調整部15へ電流を供給できる。
CPUは、オペレーティングシステムおよび他のプログラムの実行によって減衰力制御装置1における制御部3における加速度演算部3a、目標減衰力演算部3bおよび警告情報生成部3cにおける各部の演算処理を実現するとともに、電流制御部16の制御演算部16aの演算処理を実現し、通信部5を制御する。メモリは、ROM(Read Only Memory)の他に、CPUの演算処理に必要な記憶領域を提供するRAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等を備えており、CPUの演算処理に使用されるプログラムをROMに格納している。なお、CPUの演算処理に使用されるプログラムは、メモリ以外の記憶装置に格納されていてもよい。
このように構成された減衰力制御装置1は、車両Vにおける図外のバッテリから電源供給を受けて作動し、イグニッションスイッチのオンで起動し、緩衝器Dの減衰力を制御する処理を開始する。以下に、緩衝器Dの減衰力を制御する減衰力制御装置1の処理および携帯端末30の処理について説明する。
減衰力制御装置1における制御部3は、図6に示すように、センサ部2から所定のサンプリング周期で入力される3軸の角速度および3軸の加速度を補正して、車体Bの重心位置における3軸の角速度および3軸の加速度を求める(ステップS101)。つづいて、制御部3は、車体Bの重心位置における3軸の角速度および3軸の加速度から車体Bの4つの車輪Wの直上の上下方向の加速度および上下方向の速度を求める(ステップS102)。
さらに、制御部3は、本実施の形態では、スカイフック制御を行うため、4つの車輪Wの直上の車体Bの上下方向の速度にスカイフック減衰係数を乗じてスカイフック減衰力を求める(ステップS103)。また、制御部3は、車体Bの重心位置における車体Bのロール方向の角速度にロール抑制ゲインを乗じてロールを抑制するロール抑制力を求めるとともに、ピッチ方向の角速度にピッチ抑制ゲインを乗じてピッチを抑制するピッチ抑制力を求める(ステップS104)。
つづいて、制御部3は、車体Bの各車輪W毎のスカイフック減衰力に4つの緩衝器D毎が出力すべきロール抑制力およびピッチ抑制力を加算して乗心地用減衰力を求める(ステップS105)。さらに、制御部3は、車体Bの重心位置の前後方向の加速度に前後加速度用ゲインを乗じて前後方向姿勢変化抑制力を求めるとともに、車体Bの重心位置の横方向の加速度に横加速度用ゲインを乗じて横方向姿勢変化抑制力を求め(ステップS106)、前後方向姿勢変化抑制力と横方向姿勢変化抑制力とを加算して走行性用減衰力を求める(ステップS107)。
そして、制御部3は、乗心地用減衰力の値と走行性用減衰力の値とのうち、絶対値が大きな値を採用するハイセレクト処理を行って合成減衰力を求める(ステップS108)。さらに、制御部3は、車両Vの速度に速度感応係数を乗じて速度ゲインを求め、合成減衰力に速度ゲインを乗じて4つの緩衝器Dが発生すべき目標減衰力を求める(ステップS109)。
このように目標減衰力を求めたら制御部3は、目標減衰力を指示する電流指令を電流制御部16へ出力する(ステップS110)。減衰力制御装置1は、ステップS101からステップS110の処理を繰り返し実行し、緩衝器Dの減衰力を制御する。
また、目標減衰力の演算処理にあたり、減衰力制御装置1は、車両Vの速度を用いているので、減衰力の制御を実行する処理とは別に、携帯端末30から入力される位置から車両Vの速度を求める処理を実行する。減衰力制御装置1は、起動すると携帯端末30と通信を確立できる場合、携帯端末30に車両Vの位置の送信を要求し、携帯端末30は、GPS受信機30gでGPS信号を受信して位置を求めたら、求めた位置を減衰力制御装置1に入力する。携帯端末30が出力する位置は、座標として減衰力制御装置1に入力される。
つづいて、減衰力制御装置1における警告情報の生成の処理と警告情報の入力を受けた携帯端末30の処理について説明する。減衰力制御装置1は、図7に示すように、センサ部2が検知した3つの角速度および3つの加速度から加速度演算部3aにて車体Bの所定位置における前後左右および上下の3つの加速度とロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度を求める(ステップS201)。さらに、減衰力制御装置1は、車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度とロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度の一つが、それぞれに設定される警告閾値を超えているか否かを判断する(ステップS202)。
そして、車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度或いはロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度のいずれか1つが対応する警告閾値を超える場合、減衰力制御装置1は、4つの緩衝器Dにおける目標減衰力のうち1つ以上が所定の閾値を所定時間継続して超えているか否かを判断する(ステップS203)。
車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度或いはロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度の全てが対応する警告閾値以下である場合、ステップS201の処理に戻って、センサ部2が次のサンプリング周期で検知する角速度および加速度を補正して車体Bの重心位置における角速度および加速度を求める。
他方、車体Bの重心位置における前後左右および上下の3つの加速度或いはロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の3つの角速度のいずれか1つが対応する警告閾値を超える場合、減衰力制御装置1は、4つの緩衝器Dにおける目標減衰力のうち1つ以上が所定の閾値を所定時間継続して超えているか否かを判断する(ステップS203)。
4つの緩衝器Dにおける目標減衰力のうち1つも所定の閾値を所定時間継続して超えていない場合、減衰力制御装置1は、警告情報を生成して、当該警告情報を携帯端末30へ送信する(ステップS204)
そして、4つの緩衝器Dにおける目標減衰力のうち1つ以上が所定の閾値を所定時間継続して超えている場合、減衰力制御装置1は異常情報を生成して、当該異常情報を携帯端末30へ送信する(ステップS205)。
そして、4つの緩衝器Dにおける目標減衰力のうち1つ以上が所定の閾値を所定時間継続して超えている場合、減衰力制御装置1は異常情報を生成して、当該異常情報を携帯端末30へ送信する(ステップS205)。
減衰力制御装置1は、警告情報生成部3dが異常情報を生成すると、緩衝器Dの減衰力の制御を中止して(ステップS206)、次回にイグニッションスイッチがオフされた後にオンされるまで減衰力の制御を行う処理を実行しない。
携帯端末30は、警告信号を受け取ると、警告情報としてタッチパネル30cに警告閾値を超えた角速度、加速度の方向と数値を表示させるとともに、当該数値が警告閾値をどの程度超えたのかを値にして表示させる。携帯端末30は、警告信号を受け取ると、スピーカー30hから警告音を出力してもよいし、バイブレータを備えている場合、バイブレータを短時間動作させてもよい。
また、携帯端末30は、異常情報を受け取ると、タッチパネル30cに減衰力制御装置1に異常情報を表示させ、スピーカー30hから異常が生じたことをユーザーに知覚させるための警告音や音声を出力させる。また、携帯端末30は、バイブレータを備えている場合、異常信号を受け取るとバイブレータを動作させてもよい。減衰力制御装置1は、異常信号が生成されずに緩衝器Dを制御している間は警告情報の生成の処理を継続して行う。
なお、減衰力制御装置1は、イグニッションスイッチがオンされて起動すると、自身に異常が発生していないか自己診断を行い、自己診断の結果、異常を認めると異常情報を生成して、携帯端末30に異常情報を送信し、緩衝器Dの減衰力の制御を中止し、次回にイグニッションスイッチがオフされた後にオンされるまで減衰力の制御を行う処理を実行しない。携帯端末30は、自己診断で異常を認める場合に生成される自己異常情報を受け取ると、タッチパネル30cに減衰力制御装置1に自己異常情報を表示させ、スピーカー30hから異常が生じたことをユーザーに知覚させるための警告音や音声を出力させるが、自己診断の結果、減衰力制御装置1のいずれに異常があるのかをタッチパネル30cに表示させてもよい。このように減衰力制御装置1が制御を中止すると、電流制御ユニット16からソレノイドバルブ15に電流供給が行われなくなるが、緩衝器Dは減衰力を最大とするパッシブな緩衝器として機能して車体Bの振動を抑制できる。
以上、本実施の形態の減衰力制御装置1は、車両Vの車体Bの振動を検知するセンサ部2と、車両Vの車体Bと車輪Wとの間に設けられる減衰力調整可能な緩衝器Dの減衰力をセンサ部2で検知した振動情報に基づいて制御する制御部3と、携帯端末30と無線通信可能な通信部5とを備え、振動情報に基づいて得た警告情報を通信部5から携帯端末30へ送信する。
このように構成された減衰力制御装置1によれば、車両Vに設置された機器へ接続したり、ユーザーに対して警告情報を伝達するための専用機器を有したりしなくても、ユーザーに対して警告が必要な場合にユーザーの携帯端末30を介して警告情報を伝達できる。したがって、本実施の形態の減衰力制御装置1によれば、車両Vに対して後付けが可能となるとともに、ユーザーに対して自らが得た情報を伝達可能で、コストも低減できる。なお、警告情報は、前述した通り、振動情報に基づく情報であればよく、警告閾値を超えた角速度或いは加速度といった情報の他にも、車体Bの角速度或いは加速度の情報そのものであってもよいし、車体Bが振動した結果、減衰力制御装置1に制御される緩衝器Dが発生する減衰力も振動に起因するものであるから、当該緩衝器Dの目標減衰力や実際に発生する減衰力も振動情報に含まれる。よって、警告情報は、緩衝器Dの目標減衰力や実際に発生する減衰力であってもよい。
また、本実施の形態の減衰力制御装置1は、振動情報に基づいて異常を検知する警告情報生成部(異常検知部)3cを有し、警告情報生成部(異常検知部)3cが異常を検知すると通信部5から携帯端末30へ警告情報として異常情報を送信してもよい。このように構成された減衰力制御装置1によれば、振動情報から何らかの異常を検知するとユーザーに異常をタイムリーに知覚させることができる。
また、本実施の形態の減衰力制御装置1は、センサ部2、制御部3および通信部5を収容する筐体20を備えている。このように構成された減衰力制御装置1によれば、筐体20を車体Bに設置するだけで、車体Bの振動情報を検知するセンサ部2の設置も完了するので、車両Vへの設置が容易である。また、本実施の形態の減衰力制御装置1によれば、筐体20内にセンサ部2が収容されているので、筐体20を車体Bの重心位置付近に設置することによって、精度よく車体Bの振動情報を検知でき、緩衝器Dの減衰力の制御に際して良好な制御性を実現できる。
なお、本実施の形態の減衰力制御装置1は、センサ部2、制御部3、通信部5および電流制御部16を1つの筐体20内に収容している。このように構成された減衰力制御装置1によれば、電源を筐体20のみに接続すれば各緩衝器Dに対して車両Vから電力供給する配線が不要になるので、減衰力制御装置1の車両Vへの設置が容易となる。ただし、電流制御部16を緩衝器D側に設置してもよいし、電流制御部16の駆動回路16bを緩衝器D側に設置してもよい。また、緩衝器Dに車輪Wの加速度を検知する加速度センサを設けて車輪Wの振動情報を得られるようにする場合、減衰力制御装置1は、車輪Wの振動情報を利用してきめ細かな減衰力の制御を行ってもよい。
さらに、本実施の形態の減衰力制御装置1は、自己の異常を検知する警告情報生成部(自己診断部)3cを有し、警告情報生成部(自己診断部)3cが自己の異常を検知すると通信部5から携帯端末30へ警告情報として自己異常情報を送信する。このように構成された減衰力制御装置1によれば、自己の異常を検知するとユーザーに自己の異常をタイムリーに知覚させることができる。
また、本実施の形態の減衰力制御システムSは、減衰力制御装置1と、タッチパネル(表示部)30cおよびスピーカー30hを有して前記減衰力制御装置と無線通信可能な携帯端末30とを備え、携帯端末30は、減衰力制御装置1から警告情報を受信するとタッチパネル(表示部)30cへの警告情報の表示とスピーカー30hからの警告音の出力との一方または両方を実行する。このように構成された減衰力制御システムSによれば、車両Vに設置された機器へ接続したり、ユーザーに対して警告情報を伝達するための専用機器を有したりしなくても、ユーザーに対して警告が必要な場合に携帯端末30を介して警告情報を伝達できる。したがって、本実施の形態の減衰力制御システムSによれば、車両Vに対して後付けが可能となるとともに、ユーザーに対して自らが得た情報を伝達可能で、コストも低減できる。
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。
1・・・減衰力制御装置、2・・・センサ部、3・・・制御部、3c・・・警告情報生成部(異常検知部、自己診断部)、5・・・通信部、20・・・筐体、30・・・携帯端末、30c・・・タッチパネル(表示部)、30h・・・スピーカー、B・・・車体、D・・・緩衝器、S・・・減衰力制御システム、V・・・車両、W・・・車輪
Claims (5)
- 減衰力制御装置であって、
車両の車体の振動を検知するセンサ部と、
前記車両の前記車体と車輪との間に設けられる減衰力調整可能な緩衝器の減衰力を前記センサ部で検知した振動情報に基づいて制御する制御部と、
携帯端末と無線通信可能な通信部とを備え、
前記振動情報に基づいて得た警告情報を前記通信部から前記携帯端末へ送信する
減衰力制御装置。 - 請求項1に記載の減衰力制御装置であって、
前記振動情報に基づいて異常を検知する異常検知部を有し、
前記異常検知部が異常を検知すると前記通信部から前記携帯端末へ前記警告情報として異常情報を送信する
減衰力制御装置。 - 請求項1に記載の減衰力制御装置であって、
前記センサ部、前記制御部および前記通信部の全てを収容する筐体を備えた
減衰力制御装置。 - 請求項1に記載の減衰力制御装置であって、
前記制御部は、自己の異常を検知する自己診断部を有し、
前記自己診断部が自己の異常を検知すると前記通信部から前記携帯端末へ前記警告情報として自己異常情報を送信する
減衰力制御装置。 - 減衰力制御システムであって、
車両の車体の振動を検知するセンサ部と、前記車両の前記車体と車輪との間に設けられる減衰力調整可能な緩衝器の減衰力を前記センサ部で検知した振動情報に基づいて制御する制御部と、無線通信可能な通信部とを有する減衰力制御装置と、
表示部およびスピーカを有して前記減衰力制御装置と無線通信可能な携帯端末とを備え、
前記携帯端末は、前記減衰力制御装置から前記警告情報を受信すると前記表示部への前記警告情報と前記スピーカーからの警告音の出力との一方または両方を実行する
減衰力制御システム。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2024-081253 | 2024-05-17 | ||
| JP2024081253A JP7741929B1 (ja) | 2024-05-17 | 2024-05-17 | 減衰力制御装置および減衰力制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025239121A1 true WO2025239121A1 (ja) | 2025-11-20 |
Family
ID=97061831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/015195 Pending WO2025239121A1 (ja) | 2024-05-17 | 2025-04-18 | 減衰力制御装置および減衰力制御システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| WO (1) | WO2025239121A1 (ja) |
Citations (5)
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| JP2006062550A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Kayaba Ind Co Ltd | 減衰特性制御システムおよび減衰特性制御システムの制御方法 |
| JP2007118879A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toyota Motor Corp | 車両用盗難防止装置 |
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| KR20200143786A (ko) * | 2019-06-17 | 2020-12-28 | 임빈 | 쇽업소버의 감쇠력 조절 제어시스템 |
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-
2024
- 2024-05-17 JP JP2024081253A patent/JP7741929B1/ja active Active
-
2025
- 2025-04-18 WO PCT/JP2025/015195 patent/WO2025239121A1/ja active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025174721A (ja) | 2025-11-28 |
| JP7741929B1 (ja) | 2025-09-18 |
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