JP3029477B2 - 自動車用アクティブサスペンション制御装置 - Google Patents
自動車用アクティブサスペンション制御装置Info
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- JP3029477B2 JP3029477B2 JP3110640A JP11064091A JP3029477B2 JP 3029477 B2 JP3029477 B2 JP 3029477B2 JP 3110640 A JP3110640 A JP 3110640A JP 11064091 A JP11064091 A JP 11064091A JP 3029477 B2 JP3029477 B2 JP 3029477B2
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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
- B60G17/016—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 characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
- B60G17/0165—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 characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用アクティブサ
スペンション制御装置、特に車体前方の路面状況を予め
予見してサスペンションのストロークを制御することの
できる、改良されたアクティブサスペンション制御装置
に関する。
スペンション制御装置、特に車体前方の路面状況を予め
予見してサスペンションのストロークを制御することの
できる、改良されたアクティブサスペンション制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のサスペンションのストロークを
路面状況に応じて変化させ、乗り心地及び操縦安定性を
改善するアクティブサスペンション装置が知られてお
り、自動車の走行中に得られる各種の測定値を用いて、
サスペンションシリンダの油室に供給される作動油の供
給排出を制御して所望のストローク特性が得られてい
る。このようなアクティブサスペンション装置の構造
は、例えば特開昭６４−９０８１１号等として知られて
いる。
路面状況に応じて変化させ、乗り心地及び操縦安定性を
改善するアクティブサスペンション装置が知られてお
り、自動車の走行中に得られる各種の測定値を用いて、
サスペンションシリンダの油室に供給される作動油の供
給排出を制御して所望のストローク特性が得られてい
る。このようなアクティブサスペンション装置の構造
は、例えば特開昭６４−９０８１１号等として知られて
いる。
【０００３】このようなアクティブサスペンションによ
れば、車体の上下方向加速度、車速あるいは操舵角度等
の検出情報からマイクロコンピュータを用いてサスペン
ションの最適剛性を設定することができ、種々の走行状
況に応じて最適な乗り心地を得、また悪路あるいはカー
ブ走行時においても操縦安定性を高めることができると
いう利点がある。
れば、車体の上下方向加速度、車速あるいは操舵角度等
の検出情報からマイクロコンピュータを用いてサスペン
ションの最適剛性を設定することができ、種々の走行状
況に応じて最適な乗り心地を得、また悪路あるいはカー
ブ走行時においても操縦安定性を高めることができると
いう利点がある。
【０００４】しかしながら、従来のアクティブサスペン
ション装置においては、走行状況を検出し、データ処理
を行ってからシリンダ等のアクチュエータを作動させる
ので、各部の遅れによって最適な制御が行えないという
問題があった。従って、従来装置においては、このよう
な制御遅れを補償するために予め定められた推定演算等
が行われていたが、この場合にも実際の走行状態と推定
状態とが一致しない場合が多く、かえって乗り心地及び
操縦安定性を劣化させてしまうという問題があった。
ション装置においては、走行状況を検出し、データ処理
を行ってからシリンダ等のアクチュエータを作動させる
ので、各部の遅れによって最適な制御が行えないという
問題があった。従って、従来装置においては、このよう
な制御遅れを補償するために予め定められた推定演算等
が行われていたが、この場合にも実際の走行状態と推定
状態とが一致しない場合が多く、かえって乗り心地及び
操縦安定性を劣化させてしまうという問題があった。
【０００５】従来における改良された装置として、前記
制御遅れを解消するために、車体前方の路面状況を測定
する改良されたアクティブサスペンション制御装置が提
案されており、例えば特開昭６０−９２９１６号として
知られている。
制御遅れを解消するために、車体前方の路面状況を測定
する改良されたアクティブサスペンション制御装置が提
案されており、例えば特開昭６０−９２９１６号として
知られている。
【０００６】この改良された制御装置によれば、車両前
方の路面状況に係る情報を早い時期に得ることができる
ので、サスペンション制御を正確に行うことができる。
方の路面状況に係る情報を早い時期に得ることができる
ので、サスペンション制御を正確に行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置においては、走行中に得られる情報、特に車体
前方の路面変位を正確に得られず、このために最適なサ
スペンションストロークを得ることができないという問
題があった。すなわち従来において、車両前方における
路面状況、特にその凹凸の度合いを示す路面変位は、車
体に設けられた変位計で測定され、このとき車体が上下
動なくほぼ水平状態を保ちながら走行していれば、前記
得られた測定変位が正しく路面の状態を示すが、実際上
は、このような車体の水平移動はほとんどなく、通常の
路面走行においても車体自体が多かれ少なかれ上下動し
ており、これが前記路面測定値に対して無視できない誤
差を生じさせていた。また、特にカーブ走行時あるいは
現在の走行路面が悪路であったような場合には、車体自
体に大きな上下動、あるいは揺れが生じ、これによっ
て、せっかく車両前方の路面変位を測定していても、測
定値自体に大きな誤差が含まれるという問題があった。
来の装置においては、走行中に得られる情報、特に車体
前方の路面変位を正確に得られず、このために最適なサ
スペンションストロークを得ることができないという問
題があった。すなわち従来において、車両前方における
路面状況、特にその凹凸の度合いを示す路面変位は、車
体に設けられた変位計で測定され、このとき車体が上下
動なくほぼ水平状態を保ちながら走行していれば、前記
得られた測定変位が正しく路面の状態を示すが、実際上
は、このような車体の水平移動はほとんどなく、通常の
路面走行においても車体自体が多かれ少なかれ上下動し
ており、これが前記路面測定値に対して無視できない誤
差を生じさせていた。また、特にカーブ走行時あるいは
現在の走行路面が悪路であったような場合には、車体自
体に大きな上下動、あるいは揺れが生じ、これによっ
て、せっかく車両前方の路面変位を測定していても、測
定値自体に大きな誤差が含まれるという問題があった。
【０００８】従って、従来装置においては、前方路面変
位の予見測定を行っても、最適なサスペンションストロ
ークが設定できない場合がしばしば生じていた。
位の予見測定を行っても、最適なサスペンションストロ
ークが設定できない場合がしばしば生じていた。
【０００９】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、車体自体の上下動による路
面変位測定誤差を効果的に除去して正確な路面変位を求
め、最適なサスペンションストロークを設定可能な改良
されたアクティブサスペンション制御装置を提供するこ
とにある。
たものであり、その目的は、車体自体の上下動による路
面変位測定誤差を効果的に除去して正確な路面変位を求
め、最適なサスペンションストロークを設定可能な改良
されたアクティブサスペンション制御装置を提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車両前方の路面変位を予見測定しなが
ら、かつ、この路面変位測定値に含まれる車体自体の変
位を簡単な演算によって除去して、車両前方の路面変位
の絶対値を正確に求めたことを特徴とする。
に、本発明は、車両前方の路面変位を予見測定しなが
ら、かつ、この路面変位測定値に含まれる車体自体の変
位を簡単な演算によって除去して、車両前方の路面変位
の絶対値を正確に求めたことを特徴とする。
【００１１】すなわち、本発明によれば、車両前方の路
面変位は、自動車の前輪より予見距離Ｌだけ前方の車体
部分に装着された変位計で、まず車体と走行路面との相
対変位ｙを測定する。そして、本発明において特徴的な
ことは、前記変位計近傍に加速度計を設け、車体の上下
方向加速度ｚ（‥）を測定することにある。この加速度
ｚ（‥）は、前記相対変位ｙを測定する変位計の上下方
向加速度を示しており、本発明においては、この加速度
ｚ（‥）を積分回路によって２階積分して変位計部分の
上下方向変位ｚが求められる。
面変位は、自動車の前輪より予見距離Ｌだけ前方の車体
部分に装着された変位計で、まず車体と走行路面との相
対変位ｙを測定する。そして、本発明において特徴的な
ことは、前記変位計近傍に加速度計を設け、車体の上下
方向加速度ｚ（‥）を測定することにある。この加速度
ｚ（‥）は、前記相対変位ｙを測定する変位計の上下方
向加速度を示しており、本発明においては、この加速度
ｚ（‥）を積分回路によって２階積分して変位計部分の
上下方向変位ｚが求められる。
【００１２】従って本発明においては、自動車の前輪よ
り予見距離Ｌだけ前方位置における車体と走行路面との
相対変位ｙと、車体の上下方向変位ｚとが求められたこ
とになり、本発明によれば、次に減算回路を用いて前記
両変位から走行路面自体の絶対変位ｘを求める。
り予見距離Ｌだけ前方位置における車体と走行路面との
相対変位ｙと、車体の上下方向変位ｚとが求められたこ
とになり、本発明によれば、次に減算回路を用いて前記
両変位から走行路面自体の絶対変位ｘを求める。
【００１３】以上の結果、本発明によれば、前述した車
両前方位置での路面変位を、そのときの車速から、車両
位置に到達したときの変位として適当な遅延、その他の
処理を加え、これによって何らの遅れもなく、かつ車両
前方の路面絶対変位からサスペンションのストロークを
設定することができる。
両前方位置での路面変位を、そのときの車速から、車両
位置に到達したときの変位として適当な遅延、その他の
処理を加え、これによって何らの遅れもなく、かつ車両
前方の路面絶対変位からサスペンションのストロークを
設定することができる。
【００１４】
【作用】従って本発明によれば、車輪前方の路面変位を
予見測定してアクティブサスペンション制御を行うとと
もに、前記路面変位の測定値に車体の上下方向変位を含
ませることなく、路面変位の絶対値を簡単な演算のみか
ら求めることが可能となったので、極めて正確なサスペ
ンション制御を行い得るという利点がある。
予見測定してアクティブサスペンション制御を行うとと
もに、前記路面変位の測定値に車体の上下方向変位を含
ませることなく、路面変位の絶対値を簡単な演算のみか
ら求めることが可能となったので、極めて正確なサスペ
ンション制御を行い得るという利点がある。
【００１５】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。
を説明する。
【００１６】図１には、本発明に係るアクティブサスペ
ンション制御装置の好適な実施例が示されている。
ンション制御装置の好適な実施例が示されている。
【００１７】路面上を走行する自動車の前輪１０Ｆ及び
後輪１０Ｒはそれぞれ、アクティブサスペンション装置
１１Ｆ，１１Ｒによって、車体１２を支えており、この
アクティブサスペンション装置１１Ｆ，１１Ｒの各シリ
ンダには、油圧駆動回路１３からの制御信号が供給さ
れ、車体１２の走行状態に適合した圧力油の供給あるい
は排出が行われ、所望のサスペンションストロークを設
定することによって最適な乗り心地あるいは運転操縦性
を得ることができる。
後輪１０Ｒはそれぞれ、アクティブサスペンション装置
１１Ｆ，１１Ｒによって、車体１２を支えており、この
アクティブサスペンション装置１１Ｆ，１１Ｒの各シリ
ンダには、油圧駆動回路１３からの制御信号が供給さ
れ、車体１２の走行状態に適合した圧力油の供給あるい
は排出が行われ、所望のサスペンションストロークを設
定することによって最適な乗り心地あるいは運転操縦性
を得ることができる。
【００１８】前記油圧駆動回路１３に所望の制御信号を
供給するために、制御回路１４が設けられており、本実
施例においては、後述するように車両前方における走行
路面の変位を予見しながら、更にサスペンション装置１
１のバネ上変位を一定に保つための補正が行われた路面
変位に基づいて所望の制御信号を前記油圧駆動回路１３
に供給する。
供給するために、制御回路１４が設けられており、本実
施例においては、後述するように車両前方における走行
路面の変位を予見しながら、更にサスペンション装置１
１のバネ上変位を一定に保つための補正が行われた路面
変位に基づいて所望の制御信号を前記油圧駆動回路１３
に供給する。
【００１９】この制御回路には、車体１２の各部に設け
られたセンサから必要な制御信号が供給されており、本
実施例においては、車体１２の車速Ｖを検出する車速計
１５、車体１２の走行路面との相対変位ｙを測定する変
位計１６、そして車体１２の上下方向加速度ｚ（‥）を
測定する加速度計１７を含む。
られたセンサから必要な制御信号が供給されており、本
実施例においては、車体１２の車速Ｖを検出する車速計
１５、車体１２の走行路面との相対変位ｙを測定する変
位計１６、そして車体１２の上下方向加速度ｚ（‥）を
測定する加速度計１７を含む。
【００２０】また、本実施例においては、前記制御回路
１４に車体１２の各部の状態が電気的な信号として供給
されており、前記サスペンション装置１１からは、ポテ
ンショメータ１８によって車輪１０と車体１２との相対
変位がシリンダストロークｙ1 として検出され、また圧
力計１９からはサスペンションシリンダの圧力Ｐが検出
される。また、車両の操舵機構からは角度センサ２０に
よってステアリング操作角θが検出され、またこのとき
の操舵速度ωが操舵速度センサ２１から検出される。
１４に車体１２の各部の状態が電気的な信号として供給
されており、前記サスペンション装置１１からは、ポテ
ンショメータ１８によって車輪１０と車体１２との相対
変位がシリンダストロークｙ1 として検出され、また圧
力計１９からはサスペンションシリンダの圧力Ｐが検出
される。また、車両の操舵機構からは角度センサ２０に
よってステアリング操作角θが検出され、またこのとき
の操舵速度ωが操舵速度センサ２１から検出される。
【００２１】更に本実施例においては、車体１２の加速
度を正確に知るために、車体１２の重心位置における上
下方向加速度ｇ1 、前後方向加速度ｇ2 、そして横方向
加速度ｇ3 がそれぞれ加速度計２２，２３，２４により
測定され、また、車輪１０の近傍における上下方向加速
度ｇ4 が加速度計２５によって検出されている。前述し
たサスペンション装置及び車輪から検出される各種の信
号は、必要に応じて各車輪毎に取り出すことが好適であ
る。
度を正確に知るために、車体１２の重心位置における上
下方向加速度ｇ1 、前後方向加速度ｇ2 、そして横方向
加速度ｇ3 がそれぞれ加速度計２２，２３，２４により
測定され、また、車輪１０の近傍における上下方向加速
度ｇ4 が加速度計２５によって検出されている。前述し
たサスペンション装置及び車輪から検出される各種の信
号は、必要に応じて各車輪毎に取り出すことが好適であ
る。
【００２２】本実施例において特徴的なことは、路面状
況を知るために路面変位を車輪１０より前方位置におい
て検出する予見測定が行われることと、このようにして
得られた予見測定値からサスペンション装置１１のバネ
上変位を除去することにある。まず、路面変位を予見測
定するため、本実施例においては、前記変位計１６が車
両の前方位置、すなわち車体１２の前輪１０Ｆより予見
距離Ｌだけ前方の車***置に装着されており、これによ
って、路面変位が車輪１０Ｆに対して実際に影響を与え
るよりも予見距離Ｌだけ事前に検出することを可能とし
ている。本実施例において、この変位計１６は、三角測
量の原理を利用したレーザ測長器からなるが、もちろん
本実施例においてこのような変位計１６自体は、他の任
意の例えば電磁波測長器から形成してもよい。いずれの
測長器においても、変位計１６からは路面と車体１２と
の予見位置における相対変位ｙを検出し、これによって
事前に路面状況を把握することができるが、このとき車
体１２が必ずしも水平に移動していることなく、路面の
凹凸による上下動、あるいはロール等によって変位し、
従来においては、この車体１２の変位が大きな誤差要因
となっていたが、本実施例においては以下に説明するよ
うにこの車体変位を簡単に除去して正確な路面変位を求
めることができる。
況を知るために路面変位を車輪１０より前方位置におい
て検出する予見測定が行われることと、このようにして
得られた予見測定値からサスペンション装置１１のバネ
上変位を除去することにある。まず、路面変位を予見測
定するため、本実施例においては、前記変位計１６が車
両の前方位置、すなわち車体１２の前輪１０Ｆより予見
距離Ｌだけ前方の車***置に装着されており、これによ
って、路面変位が車輪１０Ｆに対して実際に影響を与え
るよりも予見距離Ｌだけ事前に検出することを可能とし
ている。本実施例において、この変位計１６は、三角測
量の原理を利用したレーザ測長器からなるが、もちろん
本実施例においてこのような変位計１６自体は、他の任
意の例えば電磁波測長器から形成してもよい。いずれの
測長器においても、変位計１６からは路面と車体１２と
の予見位置における相対変位ｙを検出し、これによって
事前に路面状況を把握することができるが、このとき車
体１２が必ずしも水平に移動していることなく、路面の
凹凸による上下動、あるいはロール等によって変位し、
従来においては、この車体１２の変位が大きな誤差要因
となっていたが、本実施例においては以下に説明するよ
うにこの車体変位を簡単に除去して正確な路面変位を求
めることができる。
【００２３】車体１２の上下方向の変位を求めるため、
本実施例においては、前記加速度計１７が前記変位計１
６の近傍に装着され、まず車体１２の上下方向加速度ｚ
（‥）が測定される。この加速度計１７は、実施例にお
いて圧電型加速度計から成るが、もちろん本実施例にお
いて他の任意の、例えば歪ゲージ式加速度計等から構成
することも可能である。
本実施例においては、前記加速度計１７が前記変位計１
６の近傍に装着され、まず車体１２の上下方向加速度ｚ
（‥）が測定される。この加速度計１７は、実施例にお
いて圧電型加速度計から成るが、もちろん本実施例にお
いて他の任意の、例えば歪ゲージ式加速度計等から構成
することも可能である。
【００２４】以上のようにして本実施例によれば、変位
計１６と加速度計１７をともに車体１２の前輪１０Ｆよ
り予見距離Ｆだけ前方の予見位置に装着し、この両測定
器から得られた相対変位ｙと加速度ｚ（‥）とから予見
位置における路面の絶対変位ｘを求め、この路面変位ｘ
を前述した制御回路１４に路面情報として供給する。以
下に、両信号から路面変位ｘを求める構成を説明する。
計１６と加速度計１７をともに車体１２の前輪１０Ｆよ
り予見距離Ｆだけ前方の予見位置に装着し、この両測定
器から得られた相対変位ｙと加速度ｚ（‥）とから予見
位置における路面の絶対変位ｘを求め、この路面変位ｘ
を前述した制御回路１４に路面情報として供給する。以
下に、両信号から路面変位ｘを求める構成を説明する。
【００２５】車体１２の上下方向加速度ｚ（‥）は、ま
ず積分回路３０に供給され、積分回路３０において加速
度ｚ（‥）が２階積分される。従って、この積分回路３
０によって前記上下方向加速度ｚ（‥）は、車体１２の
上下方向変位ｘに変換されることとなる。本実施例にお
いて２階積分回路３０は、デジタル積分器で形成されて
いるが、もちろん本実施例においてこの積分回路３０を
低いカットオフ周波数をもった２次のローパスフィルタ
によって近似することも可能である。
ず積分回路３０に供給され、積分回路３０において加速
度ｚ（‥）が２階積分される。従って、この積分回路３
０によって前記上下方向加速度ｚ（‥）は、車体１２の
上下方向変位ｘに変換されることとなる。本実施例にお
いて２階積分回路３０は、デジタル積分器で形成されて
いるが、もちろん本実施例においてこの積分回路３０を
低いカットオフ周波数をもった２次のローパスフィルタ
によって近似することも可能である。
【００２６】そして、前記求められた車体１２の上下方
向変位ｚと前記変位計１６から得られた相対変位ｙとは
減算回路３１に供給され、（ｙ−ｚ）の差演算が行われ
る。従ってこの差演算により、減算回路３１からは予見
位置における路面の絶対変位ｘが求められ、これが前記
制御回路１４に供給されることが理解される。
向変位ｚと前記変位計１６から得られた相対変位ｙとは
減算回路３１に供給され、（ｙ−ｚ）の差演算が行われ
る。従ってこの差演算により、減算回路３１からは予見
位置における路面の絶対変位ｘが求められ、これが前記
制御回路１４に供給されることが理解される。
【００２７】以上のようにして本実施例によれば、車両
の走行中、車両前方の所定予見位置における路面変位ｘ
を求めることができ、制御回路１４はこの路面変位ｘと
前述した各車体の状態特性を示す検出信号から、所望の
サスペンション制御信号を出力する。
の走行中、車両前方の所定予見位置における路面変位ｘ
を求めることができ、制御回路１４はこの路面変位ｘと
前述した各車体の状態特性を示す検出信号から、所望の
サスペンション制御信号を出力する。
【００２８】すなわち、本実施例において路面変位ｘは
予見測定されており、これによって回路の演算遅れある
いはサスペンション装置の制御遅れを十分に考慮した遅
れのない最適制御が可能であり、前記既知の予見距離Ｌ
と車速Ｖとから、Ｌ／Ｖの演算により前輪１０Ｆが予見
位置に到達する時間を求めることができる。
予見測定されており、これによって回路の演算遅れある
いはサスペンション装置の制御遅れを十分に考慮した遅
れのない最適制御が可能であり、前記既知の予見距離Ｌ
と車速Ｖとから、Ｌ／Ｖの演算により前輪１０Ｆが予見
位置に到達する時間を求めることができる。
【００２９】また、本実施例において、前記路面変位ｘ
は、更に掛算器３３によって所定のゲインが乗算され
る。実際上、このゲインは車体１２の質量その他によっ
て予め定められており、前記路面変位ｘとの乗算によっ
て、当該路面から車体１２が受けるサスペンションスト
ロークに応じた量を予測することができる。
は、更に掛算器３３によって所定のゲインが乗算され
る。実際上、このゲインは車体１２の質量その他によっ
て予め定められており、前記路面変位ｘとの乗算によっ
て、当該路面から車体１２が受けるサスペンションスト
ロークに応じた量を予測することができる。
【００３０】一方、各車輪１０が予見距離に到達するま
での遅れ時間が車速Ｖから求められ、本実施例において
制御回路１４は第１演算回路３４、第２演算回路３５そ
して遅延回路３６を含む。
での遅れ時間が車速Ｖから求められ、本実施例において
制御回路１４は第１演算回路３４、第２演算回路３５そ
して遅延回路３６を含む。
【００３１】前記第１演算回路３４は予見距離Ｌと車体
１２の特有値であるホイールベース値に車速Ｖを演算し
て、予見位置で検出した路面が前輪１０Ｆ及び後輪１０
Ｒに達するまでの時間を求める演算を行う。そして、第
２演算回路３５は前記到達時間と、制御回路及びアクチ
ュエータの動作遅れ時間を用いて、各制御タイミング毎
に前記掛算器３３の出力に与えられる遅延時間を定め
る。更に、このようにして求められた遅延時間は遅延回
路３６に供給され、前記路面から車体に与えられる力が
各車輪１０Ｆ、１０Ｒに対して最適なタイミングで出力
される。前記遅延回路３６は、本実施例において、例え
ばメモリ回路から構成され、前記掛算器３３の出力を一
旦記憶し、その読出しタイミングを前記第２演算回路３
５の出力によって制御する。
１２の特有値であるホイールベース値に車速Ｖを演算し
て、予見位置で検出した路面が前輪１０Ｆ及び後輪１０
Ｒに達するまでの時間を求める演算を行う。そして、第
２演算回路３５は前記到達時間と、制御回路及びアクチ
ュエータの動作遅れ時間を用いて、各制御タイミング毎
に前記掛算器３３の出力に与えられる遅延時間を定め
る。更に、このようにして求められた遅延時間は遅延回
路３６に供給され、前記路面から車体に与えられる力が
各車輪１０Ｆ、１０Ｒに対して最適なタイミングで出力
される。前記遅延回路３６は、本実施例において、例え
ばメモリ回路から構成され、前記掛算器３３の出力を一
旦記憶し、その読出しタイミングを前記第２演算回路３
５の出力によって制御する。
【００３２】遅延回路３６の出力は更に加算回路３７に
よって前述した車体１２の各部から得られた検出信号と
共に演算され、更にローパスフィルタ３８を通りＤＡ変
換器３９からアナログ信号として前記油圧駆動回路１３
に出力される。この油圧駆動回路１３はサーボアンプを
含み、各アクティブサスペンション装置１１に設けられ
ているサーボ弁に所望の制御信号を与え、各サスペンシ
ョンシリンダの油圧の供給及び排出を制御し、そのスト
ロークを最適値に設定する。
よって前述した車体１２の各部から得られた検出信号と
共に演算され、更にローパスフィルタ３８を通りＤＡ変
換器３９からアナログ信号として前記油圧駆動回路１３
に出力される。この油圧駆動回路１３はサーボアンプを
含み、各アクティブサスペンション装置１１に設けられ
ているサーボ弁に所望の制御信号を与え、各サスペンシ
ョンシリンダの油圧の供給及び排出を制御し、そのスト
ロークを最適値に設定する。
【００３３】図２には本実施例に係るアクティブサスペ
ンション制御装置のサスペンション制御部の要部構成が
示されており、前記図１と同一部材には同一符号を付し
て説明を省略する。図２において、減算回路３１からの
路面変位ｘが前輪１０Ｆ及び後輪１０Ｒ用に分岐されて
各アクティブサスペンション装置に送られる。また、図
２においては加速度計１７から得られた車体１２の上下
方向加速度ｚ（‥）はローパスフィルタ４０、ハイパス
フィルタ４１、ローパスフィルタ４２からなる近似され
た２階積分回路３０にて積分され、ローパスフィルタ４
０、４２がそれぞれ一次及び二次積分を行い、ハイパス
フィルタ４１が定常分のカットを行っている。更に、変
位計１６から得られた相対変位ｙは、減算回路４３によ
って、車体が定常状態で平坦路面に静止している時の変
位計１６にて検出される車体１２と路面間の基準相対変
位ｙ0 と差演算された後、減算回路３１に供給されてい
る。 アクティブサスペンション装置は図示の如く油圧
シリンダ４４Ｆ、４４Ｒを含み、それぞれサーボ弁４５
Ｆ、４５Ｒによって油圧の供給排出が制御されている。
ンション制御装置のサスペンション制御部の要部構成が
示されており、前記図１と同一部材には同一符号を付し
て説明を省略する。図２において、減算回路３１からの
路面変位ｘが前輪１０Ｆ及び後輪１０Ｒ用に分岐されて
各アクティブサスペンション装置に送られる。また、図
２においては加速度計１７から得られた車体１２の上下
方向加速度ｚ（‥）はローパスフィルタ４０、ハイパス
フィルタ４１、ローパスフィルタ４２からなる近似され
た２階積分回路３０にて積分され、ローパスフィルタ４
０、４２がそれぞれ一次及び二次積分を行い、ハイパス
フィルタ４１が定常分のカットを行っている。更に、変
位計１６から得られた相対変位ｙは、減算回路４３によ
って、車体が定常状態で平坦路面に静止している時の変
位計１６にて検出される車体１２と路面間の基準相対変
位ｙ0 と差演算された後、減算回路３１に供給されてい
る。 アクティブサスペンション装置は図示の如く油圧
シリンダ４４Ｆ、４４Ｒを含み、それぞれサーボ弁４５
Ｆ、４５Ｒによって油圧の供給排出が制御されている。
【００３４】減算回路３１から求められた路面変位ｘ
は、前輪及び後輪に対して予見距離、ホイールベース値
そして車速Ｖから求められた指令出力時間ＴaF，ＴaR遅
延され、記録テーブルから読み出される。掛算器３３に
おいては、前輪及び後輪に対してそれぞれゲインＫF 、
ＫR が与えられ、更に、フィードバックされたアクティ
ブサスペンション装置の特性値が加算回路３７にて加算
される。
は、前輪及び後輪に対して予見距離、ホイールベース値
そして車速Ｖから求められた指令出力時間ＴaF，ＴaR遅
延され、記録テーブルから読み出される。掛算器３３に
おいては、前輪及び後輪に対してそれぞれゲインＫF 、
ＫR が与えられ、更に、フィードバックされたアクティ
ブサスペンション装置の特性値が加算回路３７にて加算
される。
【００３５】図において、サスペンション装置の特性値
はサスペンションシリンダのストロークｙ1 とシリンダ
圧力Ｐであり、それぞれ所望のストローク値ＸREQ 、Ｐ
REQ と減算器４６、４７にて差演算されている。このよ
うにして得られたストローク偏差はストロークに関する
フィードバックゲインＫBSが乗算され、またストローク
偏差の積分値に対してはフィードバックゲインＫBSI が
掛けられ、両者が加算器４８において加算される。一
方、圧力Ｐ偏差にはフィードバックゲインＫBPが掛けら
れ、これも加算器４９において、前記ストローク偏差結
果と加算され、この両者が前述した加算回路３７に供給
される。以上のようにして、前輪１０Ｆ及び後輪１０Ｒ
に対してそれぞれ最適なサーボ指令信号が供給され、刻
々変化する走行状況に応じた最適なサスペンションスト
ロークの制御が行われる。
はサスペンションシリンダのストロークｙ1 とシリンダ
圧力Ｐであり、それぞれ所望のストローク値ＸREQ 、Ｐ
REQ と減算器４６、４７にて差演算されている。このよ
うにして得られたストローク偏差はストロークに関する
フィードバックゲインＫBSが乗算され、またストローク
偏差の積分値に対してはフィードバックゲインＫBSI が
掛けられ、両者が加算器４８において加算される。一
方、圧力Ｐ偏差にはフィードバックゲインＫBPが掛けら
れ、これも加算器４９において、前記ストローク偏差結
果と加算され、この両者が前述した加算回路３７に供給
される。以上のようにして、前輪１０Ｆ及び後輪１０Ｒ
に対してそれぞれ最適なサーボ指令信号が供給され、刻
々変化する走行状況に応じた最適なサスペンションスト
ロークの制御が行われる。
【００３６】図３には本実施例の制御フローチャートが
示されている。
示されている。
【００３７】システムのイニシャライズが完了すると
（１０１）、各データ、本実施例においては車速Ｖ、相
対変位ｙ、車体加速度ｚ（‥）、シリンダ圧力Ｐ、シリ
ンダストロークｙ1 のデータが取り込まれる（１０
２）。まず、車体の上下方向加速度ｚ（‥）から２階積
分によって車体変位ｚが求められる（１０３）。そし
て、相対変位ｙから基準相対変位ｙ0 を差演算し、更に
前記ステップ１０３にて求められた車体変位ｚが差演算
され、予見位置における路面変位ｘが求められる（１０
４）。次にステップ１０５において、車速Ｖが制御指令
を遅延制御するか否かが判定され、すなわち車速Ｖが所
定値以上になると車輪が予見位置に到達するまでの時間
が制御遅れに必要な時間以下となり、このときには遅延
制御を行うことなくそのまま前記路面変位ｘを用いた後
述する制御に移行する。一方、車速Ｖが所定値未満であ
るときには遅延制御が必要となるので、ステップ１０６
で示されるように、取り込まれた路面変位ｘが一旦スト
アされる。前記ステップ１０５において、車速Ｖを比較
するために、前輪から予見位置までの予見距離Ｌと前輪
に対する処理遅れ時間ＴdFが用いられている。
（１０１）、各データ、本実施例においては車速Ｖ、相
対変位ｙ、車体加速度ｚ（‥）、シリンダ圧力Ｐ、シリ
ンダストロークｙ1 のデータが取り込まれる（１０
２）。まず、車体の上下方向加速度ｚ（‥）から２階積
分によって車体変位ｚが求められる（１０３）。そし
て、相対変位ｙから基準相対変位ｙ0 を差演算し、更に
前記ステップ１０３にて求められた車体変位ｚが差演算
され、予見位置における路面変位ｘが求められる（１０
４）。次にステップ１０５において、車速Ｖが制御指令
を遅延制御するか否かが判定され、すなわち車速Ｖが所
定値以上になると車輪が予見位置に到達するまでの時間
が制御遅れに必要な時間以下となり、このときには遅延
制御を行うことなくそのまま前記路面変位ｘを用いた後
述する制御に移行する。一方、車速Ｖが所定値未満であ
るときには遅延制御が必要となるので、ステップ１０６
で示されるように、取り込まれた路面変位ｘが一旦スト
アされる。前記ステップ１０５において、車速Ｖを比較
するために、前輪から予見位置までの予見距離Ｌと前輪
に対する処理遅れ時間ＴdFが用いられている。
【００３８】ステップ１０７は、車速に応じて前輪及び
後輪が予見位置に達するまでの時間ＴpF，ＴpRを求める
ステップであり、このために予見距離Ｌと後輪から予見
位置までの距離ＬpRそして車速Ｖが用いられている。こ
のようにして、各車輪毎の予見位置への到達時間ＴpF，
ＴpRが求まると、次に前記処理遅れ時間ＴdF、ＴdRとが
差演算され（１０８）、このようにして得られた出力制
御時間ＴaF、ＴaRによって前記ストアされた路面変位ｘ
が取り出される（１０９）。
後輪が予見位置に達するまでの時間ＴpF，ＴpRを求める
ステップであり、このために予見距離Ｌと後輪から予見
位置までの距離ＬpRそして車速Ｖが用いられている。こ
のようにして、各車輪毎の予見位置への到達時間ＴpF，
ＴpRが求まると、次に前記処理遅れ時間ＴdF、ＴdRとが
差演算され（１０８）、このようにして得られた出力制
御時間ＴaF、ＴaRによって前記ストアされた路面変位ｘ
が取り出される（１０９）。
【００３９】そして、次にこの路面変位ｘと前輪及び後
輪のゲインＫF 、ＫR とが掛算されて路面変位に基づく
制御指令ＱPF、ＱPRが求められる（１１０）。ステップ
１１１は、前記路面変位ｘ以外のアクティブサスペンシ
ョン装置内での制御指令ＱBP、ＱBSそしてＱBSI が求め
られ、それぞれ前述したように、シリンダ圧力偏差（Ｐ
REQ −Ｐ）がフィードバックゲインＫBPと乗算され、ま
たストローク偏差（ＸREQ −ｙ1 ）にフィードバックゲ
インＫBSが掛けられ、更にストローク偏差積分値Σ（Ｘ
REQ −ｙ1 ）にフィードバックゲインＫBSI が掛けられ
て求められる。
輪のゲインＫF 、ＫR とが掛算されて路面変位に基づく
制御指令ＱPF、ＱPRが求められる（１１０）。ステップ
１１１は、前記路面変位ｘ以外のアクティブサスペンシ
ョン装置内での制御指令ＱBP、ＱBSそしてＱBSI が求め
られ、それぞれ前述したように、シリンダ圧力偏差（Ｐ
REQ −Ｐ）がフィードバックゲインＫBPと乗算され、ま
たストローク偏差（ＸREQ −ｙ1 ）にフィードバックゲ
インＫBSが掛けられ、更にストローク偏差積分値Σ（Ｘ
REQ −ｙ1 ）にフィードバックゲインＫBSI が掛けられ
て求められる。
【００４０】そして、前記路面変位ｘ及びサスペンショ
ン装置内の特性から求められた制御指令がステップ１１
２において加算され、最終的な前輪及び後輪の制御指令
ＱF 、ＱR として求められる。この制御指令ＱF 、ＱR
はステップ１１３においてローパスフィルタを通り、サ
ーボアンプへ出力される（１１４）。そして、この制御
が所定の繰返し周期毎に行われ、車両の走行中、常時ア
クティブサスペンションを最適制御することができる。
ン装置内の特性から求められた制御指令がステップ１１
２において加算され、最終的な前輪及び後輪の制御指令
ＱF 、ＱR として求められる。この制御指令ＱF 、ＱR
はステップ１１３においてローパスフィルタを通り、サ
ーボアンプへ出力される（１１４）。そして、この制御
が所定の繰返し周期毎に行われ、車両の走行中、常時ア
クティブサスペンションを最適制御することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両前方の路面変位を予見測定し、制御遅れに対して十
分な余裕を持つと共に、車体と路面との相対変位から車
体の上下方向加速度情報を用いて路面変位のみを取り出
し、アクティブサスペンションのストロークを最適制御
するので、測定誤差のない正確な最適制御を可能とす
る。
車両前方の路面変位を予見測定し、制御遅れに対して十
分な余裕を持つと共に、車体と路面との相対変位から車
体の上下方向加速度情報を用いて路面変位のみを取り出
し、アクティブサスペンションのストロークを最適制御
するので、測定誤差のない正確な最適制御を可能とす
る。
【図１】本発明に係る自動車用アクティブサスペンショ
ン制御装置の好適な実施例を示す全体構成図である。
ン制御装置の好適な実施例を示す全体構成図である。
【図２】本発明におけるサスペンション制御装置の要部
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明に係る制御システムのフローチャートで
ある。
ある。
１０ 車輪 １２ 車体 １３ 油圧制御回路 １４ 制御回路 １５ 車速計 １６ 変位計 １７ 加速度計 ３０ 積分回路 ３１ 減算回路 ３６ 遅延回路 ｙ 車体と路面との相対変位 ｚ（‥） 車体の上下方向加速度 ｚ 車体変位 ｘ 路面変位
フロントページの続き (72)発明者 庄野 彰一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 平岩 信男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−63219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−41224（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60G 23/00 B60G 17/015
Claims (1)
- 【請求項１】自動車の走行状態に応じてサスペンション
のストロークを制御する自動車用アクティブサスペンシ
ョン制御装置において、 自動車の前輪より予見距離Ｌだけ前方の車体部分に装着
され、車体と走行路面との相対変位ｙを測定するレーザ
測長器または電磁波測長器からなる変位計と、 前記変位計の近傍に装着され、車体の上下方向加速度ｚ
（‥）を測定する加速度計と、 前記加速度ｚ（‥）を２階積分して変位計の装着されて
いる車体部分の上下方向変位ｚを求める積分回路と、 前記相対変位ｙから車体変位ｚを差演算して路面の絶対
変位ｘを求める減算回路と、 自動車の車速Ｖを検出する車速計と、 前記路面の絶対変位ｘと車速Ｖに基づいて車体が予見距
離Ｌだけ走行した後の路面の絶対変位ｘに適したサスペ
ンションストロークを設定する制御回路と、を含み、 予見される路面変位から最適なサスペンションストロー
クを制御することを特徴とした自動車用アクティブサス
ペンション制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3110640A JP3029477B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 自動車用アクティブサスペンション制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3110640A JP3029477B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 自動車用アクティブサスペンション制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339010A JPH04339010A (ja) | 1992-11-26 |
| JP3029477B2 true JP3029477B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=14540842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3110640A Expired - Lifetime JP3029477B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 自動車用アクティブサスペンション制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3029477B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9503739B2 (en) | 2004-08-18 | 2016-11-22 | Qualcomm Incorporated | Encoder-assisted adaptive video frame interpolation |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10356402B4 (de) * | 2003-12-03 | 2005-12-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zur Bestimmung der Absolutposition von einem beweglichen Bauteil |
| DE102006039353A1 (de) | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Daimler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Beeinflussung der Federkraftcharakteristik eines aktiven Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs |
| JP7314869B2 (ja) | 2020-06-24 | 2023-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用制振制御装置及び方法 |
| JP7314902B2 (ja) * | 2020-10-29 | 2023-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御方法及び制御装置 |
| CN114523951A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种自适应悬架控制方法、自动驾驶***及其工作方法 |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP3110640A patent/JP3029477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9503739B2 (en) | 2004-08-18 | 2016-11-22 | Qualcomm Incorporated | Encoder-assisted adaptive video frame interpolation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04339010A (ja) | 1992-11-26 |
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