JP2928675B2 - 電子制御サスペンション - Google Patents
電子制御サスペンションInfo
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Description
耐久寿命の向上を図った電子制御サスペンションに関す
る。
れた金属ばねではなく、減衰力やばね定数などが可変の
空気ばねを用いるものがあり、走行条件に応じてばね特
性をマイコン制御する懸架装置は、一般に電子制御サス
ペンションと呼ばれている。この種の電子制御サスペン
ションは、サブ・エアチャンバへの空気流量を可変する
ことでばね定数を切り替えることができ、またショック
アブソーバ内部のオリフィスを通過するオイルの流量を
可変することで減衰力を切り替えることができようにな
っており、ソフトな乗り心地と高周波の振動遮断特性に
優れた緩衝性能が得られる。実際のばね定数切り替え機
構は、エアチャンバ内の上部サポート部分に大小2個の
エア通路を設け、アクチュエータにより駆動されるエア
・バルブによりエア通路を切り替えることでばね定数を
3段階に切り替える構成であり、また減衰力切り替え機
構は、アクチュエータにより駆動されるコントロール・
ロッドに一体のロータリ・バルブに3個のオリフィスが
形成してあり、ロータリ・バルブを回転することでオリ
フィスを開閉し、通過するオイルの流量を変化させて減
衰力を3段階に切り替える構成とされている。このた
め、減衰力切り替え機構のロータリ・バルブとばね定数
切り替え機構のエア・バルブを駆動するためのアクチュ
エータは、頻繁に変化する走行条件に追従できるよう、
起動電流が小さく、かつまた繰り返し作動ができるサー
ボモータを動力源としており、サーボモータに直結させ
たピニオン・ギヤが、セクタ・ギヤを介してこれと同軸
のロータリ・バルブ駆動用ギヤを回転駆動したときに、
ロータリ・バルブ駆動用ギヤに噛合するエア・バルブ駆
動用ギヤが回転し、アクチュエータが動作する構造とな
っている。
らの振動を検出する振動センサの出力の立ち上がりと立
ち下がりで、それぞれサーボモータに通電指令が発され
る構成であり、単発の振動に対して必ず2回の通電指令
が発されるため、アクチュエータの応答が過敏に過ぎる
ことがあり、小刻みの振動に対して余りに忠実に応答す
るためにかえって乗心地を悪くすることがあり、またサ
ーボモータの耐久寿命の点からも動作回数の頻発は好ま
しくないといった課題を抱えていた。そこで、振動セン
サが振動を検出したときに、その後一定の時間が経過す
るまでは振動センサの出力を黙殺してしまい、数回受け
た振動のうち何回かにだけアクチュエータを動作させる
ことで、乗心地とサーボモータの耐久性を向上させるよ
う配慮した電子制御サスペンションが登場するに至っ
た。
1は、振動センサ2が検出する路面からの振動を波形整
形回路3において波形整形し、まず一定レベルを越える
振動の山の部分について矩形波に整形する。次に、整形
された振動波形を波形拡幅回路4に送り込み、ここで振
動波形の後縁部を一定の振動予知期間τoだけ延長さ
せ、この振動予知期間τo内に発生する振動について
は、その前の振動に一括して1個の振動とみなすように
してある。従って、図5(A)〜(D)に示したよう
に、波形整形回路3の出力のうち、振動予知期間τoよ
りも短い間隔で近接する2個の振動については、あたか
も1個の振動とみなされ、懸架装置5内のサーボモータ
(図示せず)は波形拡幅回路4の出力を振動センサ2の
出力と見なして動作するため、懸架装置5内のサーボモ
ータへの通電回数が減り、また小刻みな応答動作が抑制
される分、乗心地の向上を図ることができる。
ンション1は、懸架装置5の動作回数を減らしたこと
で、耐久寿命の延命と乗心地の向上を図ることができる
が、振動予知期間τoが固定されているため、例えば仮
に振動予知期間τoを比較的短めに設定した場合は、単
位時間当たりの平均振動回数が少なく振動周期が長いと
きに、実際の振動回数に近い回数だけ懸架装置5が応答
動作してしまい、それだけ乗心地や寿命延長の効果が乏
しく、またその逆に振動予知期間τoを比較的長めに設
定した場合は、単位時間当たりの平均振動回数が少なく
振動周期が短いときに、小刻みの振動に対して懸架装置
5が殆ど応答しなくなるため、緩衝効果が薄れることで
乗心地を悪くすることがあり、振動予知期間τoが固定
されているために、あらゆる走行状況下において一定の
乗心地が維持できないといった課題を抱えていた。
解決したものであり、走行中の車両が路面から受ける振
動を検出する振動センサと、この振動センサの出力から
単位時間当たりの平均振動回数を計測する振動計測回路
と、この振動計測回路が出力する前記平均振動回数をも
って固定値を除算し、一定の確率で振動が連続発生する
期間を振動予知期間として算出する演算回路と、この演
算回路が算出した前記振動予知期間が経過するまで前記
振動センサの出力後縁部を延長する波形拡幅回路と、こ
の波形拡幅回路の出力を路面からの振動と見なして緩衝
動作する懸架装置とを具備することを第1の特徴とする
ものであり、さらに前記固定値として、振動の連続発生
確率をpとしたときに、トラヒック理論から−ln(1
−p)として導出される定数を用いることを第2の特徴
とするものである。
たりの平均振動回数を計数し、得られた平均振動回数を
もって固定値を除算し、一定の確率で振動が連続発生す
る期間を振動予知期間として算出するとともに、算出さ
れた振動予知期間が経過するまで振動センサの出力後縁
部を延長し、拡幅された振動波形を路面からの振動と見
なして緩衝動作させることにより、乗心地と懸架装置の
耐久寿命の向上を図る。また、固定値として、振動の連
続発生確率をpとしたときに、トラヒック理論から−l
n(1−p)として導出される定数を用いることによ
り、確率論に裏付けられた振動予知期間を採用し、最適
な緩衝制御を実現する。
し図3を参照して説明する。図1は、この発明の電子制
御サスペンションの一実施例を示す回路ブロック図、図
2は、図1に示した波形拡幅回路の回路図、図3は、図
1に示した回路各部の信号波形図である。
は、振動センサ2の出力波形を単位時間当たりの平均振
動回数に逆比例して拡幅し、拡幅された振動波形を振動
センサ2の出力と見なして懸架装置5内のサーボモータ
(図示せず)を動作させるよう構成したものである。こ
こでは、振動センサ2の出力は、一定の確率で振動が連
続発生すると予想した振動予知期間τだけ拡幅するよう
にしており、この振動予知期間τは単位時間当たりの平
均振動回数λをもって固定値を除算することで得られ
る。固定値としては、振動の連続発生確率をpとしたと
きに、トラヒック理論から−ln(1−p)として導出
される定数が用いられる。波形整形回路3には、平均振
動回数λを計測するための振動計測回路12と、振動予
知期間τを演算するための演算回路13が縦列接続して
ある。振動計測回路12は、単位時間当たりの平均振動
回数λを計測するため、隣接する振動の間で一定周期の
クロックを計数し、計数結果から割り出した振動周期の
逆数として平均振動回数λを算出する。演算回路13
は、前述の固定値−ln(1−p)を平均振動回数λで
除算するもので、除算演算により得られる−ln(1−
p)/λを振動予知期間τとして波形拡幅回路14に送
り込む。
に、波形整形回路3の出力の立ち下がりでトリガされ、
演算回路13の出力に応じた時間τだけ持続するパルス
を出力する単安定マルチバイブレータ15と、この単安
定マルチバイブレータ15の出力と波形整形回路3の出
力を論理和演算するオアゲート回路16からなる。この
ため、オアゲート回路16からは、波形整形回路3の出
力の後縁部を振動予知期間τだけ延長したパルスが得ら
れる。なお、単安定マルチバイブレータ15は、再トリ
ガが可能なリトリガラブル型が用いられる。また、波形
拡幅回路14の出力を受けた懸架装置5は、拡幅された
振動波形の立ち上がりと立ち下がりでサーボモータに対
して通電指令を発する。
もとで、振動が発生した後で90%の確率(p=0.
9)でもって再び振動が1回以上発生する時間間隔τを
用いるようにしており、ln10/λなる演算式に従っ
て割り出されたτが振動予知期間となる。
k回以上発生する確率Vk(τ)を、トラヒック理論に
基づいて導出する。ただし、トラヒック理論適用の前提
として、ここでは以下に示す3条件を採用するものとす
る。 1) 任意の微小時間Δτ内で、振動が発生する確率
は、Δτに比例する。 2) 任意の微小時間Δτ内で2回以上振動が発生する
確率は、(Δτ)の2乗以上の高次の微小量である。 3) 各振動は、互いに独立である。
Aとし、その確率をP(A)とし、時間τ内にk回振動
が発生する事象をBとし、その確率をP(B)とする
と、振動が終了した後で時間τ内に再び振動が発生する
条件付確率P(B|A)は、 P(B|A)=P(B,A)/P(A) である。ただし、P(B,A)は、事象AとBが同時に
発生する確率すなわち同時確率P(B,A)であり、振
動衝撃は互いに独立であるという前提から、 P(B,A)=P(B)・P(A) が成立する。このため、 P(B|A)=P(B)・P(A)/P(A)=P(B) となる。すなわち、求める確率P(B|A)は、任意の
時点よりτ秒間に振動がk回発生する確率であり、これ
をVk(τ)と表す。
する確率Vk(τ+Δτ)は、時間τでr個(r=0,
1,..k)、その後の時間Δτでk−r個の振動が発
生する場合の確率をrについて加え合わせればよい・す
なわち、 Vk(τ+Δτ)=V0(τ)・Vk(Δτ) +V1(τ)・Vk−1(Δτ) +V2(τ)・Vk−2(Δτ) ・・・・・・・・・・ +Vk−1(τ)・V1(Δτ) +Vk(τ)・V0(Δτ) すなわち、
確立Vj(Δτ)は、Δτの2乗以上の高次の微小量で
あるから、これらの微小量の総和を
りに発生する振動の平均回数であって、電子制御サスペ
ンション11の搭載車両が実際に走行するさいに得られ
るデータであるため、路面の状況に応じて変動する。
発生しない確率V0(Δτ)は、Δτ時間後に1回以上
振動衝撃が発生する確率を、1から差し引くことで得ら
れるので、
すなわちΔτ→0とすると dVk(τ)/dτ=λ{Vk−1(τ)−Vk(τ)} ただし、V−1(τ)=0,V0(0)=1,Vk
(0)=0である。
(τ)を求めるこができる。そこで、以下に示す確率母
関数U(τ,z)を導入する。
級数は演算の順序を交換できることを利用して変形する
と、
がk回発生する確率である。
回も発生しない確率は、
再び振動が1回以上発生する確率は、
上発生する時間間隔τは、
と言うことができる。従って、単位時間当たりの平均振
動回数λが与えられたときに、ln10/λの時間を単
位に懸架装置5を動作させることで、サーボモータの耐
久寿命を2倍以上に延命させることができるのである。
る振動予知期間τは、単位時間当たりの平均振動回数λ
に逆比例して可変されるため、図3(A)〜(E)に示
したように、単位時間当たりの平均振動回数λが多い場
合(図3の時間軸前半)は、振動予知期間τが短縮さ
れ、できるだけ多くの回数にわたって素早く路面の変化
に対応させるようにすることができ、またこれとは逆に
単位時間当たりの平均振動回数λが少ない場合(図3の
時間軸後半)は、振動予知期間τも長めとなり、乗心地
を損なわない範囲で懸架装置5を比較的緩慢に動作させ
ることで、耐久寿命の効果的な延命が可能であり、これ
により乗心地と緩衝装置の耐久寿命の両方を確実に向上
させることができる。
決定するさいに、90%の確率で再び振動衝撃が1回以
上発生する時間間隔τとして求めたが、一般にpの確率
で再び振動衝撃が1回以上発生する時間間隔τとして求
めることもでき、その場合、
センサの出力から単位時間当たりの平均振動回数を計数
し、得られた平均振動回数をもって固定値を除算し、一
定の確率で振動が連続発生する期間を振動予知期間とし
て算出するとともに、算出された振動予知期間が経過す
るまで振動センサの出力後縁部を延長し、拡幅された振
動波形を路面からの振動と見なして緩衝動作させる構成
としたから、振動センサが1回の振動を検出したとき
に、その振動が終了してから続く振動予知期間の間に発
生する複数の振動を最初の振動に包括して1個の振動と
見なすことができ、これにより振動ごとに懸架装置を動
作させる方式と異なり、小刻みな振動に対する乗心地の
向上が可能であり、同時にまた懸架装置の動作回数が減
る分だけその耐久寿命を効果的に延命させることがで
き、さらに振動予知期間は単位時間当たりの平均振動回
数に逆比例させて可変されるため、単位時間当たりの平
均振動回数が多い場合には振動予知期間を短縮し、でき
るだけ多くの回数にわたって素早く路面の変化に対応さ
せるようにすることができ、またこれとは逆に単位時間
当たりの平均振動回数が少ない場合は振動予知期間も長
めとし、乗心地を損なわない範囲で懸架装置を比較的緩
慢に動作させることで、耐久寿命の効果的な延命が可能
であり、これにより乗心地と緩衝装置の耐久寿命の両方
を確実に向上させることができる等の優れた効果を奏す
る。
連続発生確率をpとしたときに、トラヒック理論から−
ln(1−p)として導出される定数を用いるようにし
たので、例えば確率90%(p=0.9)で連続発生す
る振動を、ln10/λの期間内では、一括して1個の
振動として捕えることができ、これにより確率論に裏付
けられた振動予知期間を採用し、最適な緩衝制御を実現
することができる等の効果を奏する。
を示す回路ブロック図である。
路ブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 走行中の車両が路面から受ける振動を検
出する振動センサと、この振動センサの出力から単位時
間当たりの平均振動回数を計測する振動計測回路と、こ
の振動計測回路が出力する前記平均振動回数をもって固
定値を除算し、一定の確率で振動が連続発生する期間を
振動予知期間として算出する演算回路と、この演算回路
が算出した前記振動予知期間が経過するまで前記振動セ
ンサの出力後縁部を延長する波形拡幅回路と、この波形
拡幅回路の出力を路面からの振動と見なして緩衝動作す
る懸架装置とを具備することを特徴とする電子制御サス
ペンション。 - 【請求項2】 前記固定値は、振動の連続発生確率をp
としたときに、トラヒック理論から−ln(1−p)と
して導出される定数であることを特徴とする請求項1記
載の電子制御サスペンション。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3216592A JP2928675B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 電子制御サスペンション |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3216592A JP2928675B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 電子制御サスペンション |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05229327A JPH05229327A (ja) | 1993-09-07 |
JP2928675B2 true JP2928675B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12351334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3216592A Expired - Fee Related JP2928675B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 電子制御サスペンション |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2928675B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6794738B2 (ja) | 2016-09-26 | 2020-12-02 | セイコーエプソン株式会社 | 頭部装着型表示装置 |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP3216592A patent/JP2928675B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05229327A (ja) | 1993-09-07 |
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