JP5088014B2 - 車両用サスペンションシステム - Google Patents
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Description
それら複数のアクチュエータの各々のアクチュエータ力に関する制御目標値を決定するとともに、それらの制御目標値とそれらの各々に付随してそれらの各々が前記複数のアクチュエータのいずれに対応するものかを識別するための識別子とを含む制御情報を出力する統括制御装置と、
その統括制御装置が接続され、その統括制御装置から出力された前記制御情報が送信される通信ラインと、
前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、それぞれが、前記通信ラインに接続されてその通信ラインから前記制御情報を受信するとともに、(a)それぞれが電源の高電位側端子と低電位側端子とのいずれにも接続可能であり、それら高電位側端子と低電位側端子とへの接続のパターンが、前記複数のアクチュエータのうちの自身に対応するものに対応するパターンとなるように接続された所定数の接続端子と、(b)前記制御情報に含まれる制御目標値のうちから、前記複数のアクチュエータのうちの自身に対応するものに対応する制御目標値を、前記所定数の接続端子の接続のパターンに基づいて識別する制御目標値識別部と、(c)その制御目標値識別部によって識別された制御目標値に基づいて、前記複数のアクチュエータのうちの自身に対応するものの作動を制御する作動制御部とを有する複数の個別制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステム。
前記複数の個別制御装置が同じ構成のものとされ、前記複数の個別制御装置についての前記所定数の接続端子の接続のパターンが互いに異なるように構成された(1)項に記載の車両用サスペンションシステム。
前記所定数の接続端子が接続されたパターンが、前記複数のアクチュエータに対応して設定された複数のパターンのうちいずれに一致するかによって、前記複数のアクチュエータのうちから、自身を有する前記個別制御装置に対応するアクチュエータを認識し、その認識したアクチュエータに対応する制御目標値を識別するものである(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
前記所定数の接続端子のうちいずれの1つのものの接続を高電位側端子と低電位側端子とで入れ換えた場合であっても、その場合のパターンが、他のアクチュエータに対応するパターンのいずれとも異なるように設定された(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
それら4つの個別制御装置の各々が、前記接続端子を少なくとも2つ有するものである(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
ばね上部に連結されるばね上部側ユニットと、ばね下部に連結されてばね上部とばね下部との接近・離間に応じた前記ばね上部側ユニットとの相対移動が可能なばね下部側ユニットとを有し、前記電磁式モータの力に依拠して前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対する力を発生させる電磁式のショックアブソーバである(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
図1に、請求可能発明の実施例である車両用サスペンションシステム10を模式的に示す。本サスペンションシステム10は、前後左右の車輪12の各々に対応する独立懸架式の4つのサスペンション装置を備えており、それらサスペンション装置の各々は、サスペンションスプリングとショックアブソーバとが一体化されたスプリング・アブソーバAssy20を有している。車輪12,スプリング・アブソーバAssy20は総称であり、4つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、図に示すように、車輪位置を示す添え字として、左前輪,右前輪,左後輪,右後輪の各々に対応するものにFL,FR,RL,RRを付す場合がある。
本サスペンションシステム10では、4つのスプリング・アブソーバAssy20の各々を独立して制御することが可能となっている。それらスプリング・アブソーバAssy20の各々において、アクチュエータ26のアクチュエータ力が独立して制御されて、車体および車輪12の振動、つまり、ばね上振動およびばね下振動を減衰するための制御(以下、「振動減衰制御」という場合がある)が実行される。また、車両の旋回に起因する車体のロールを抑制するための制御(以下、「ロール抑制制御」という場合がある),車両の加減速に起因する車体のピッチを抑制するための制御(以下、「ピッチ抑制制御」という場合がある)が実行される。上記振動減衰制御,ロール抑制制御,ピッチ抑制制御は、各制御ごとのアクチュエータ力の成分である振動減衰成分,ロール抑制成分,ピッチ抑制成分を合計して目標アクチュエータ力が決定され、アクチュエータ26がその目標アクチュエータ力を発生させるように制御されることで、総合的に実行される。なお、以下の説明において、アクチュエータ力およびそれの成分は、ばね上部とばね下部とを離間させる方向(リバウンド方向)の力に対応するものが正の値,ばね上部とばね下部とを接近させる方向(バウンド方向)の力に対応するものが負の値となるものとして扱うこととする。
振動減衰制御では、車体および車輪12の振動を減衰するためにその振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力を発生させるべく、アクチュエータ力の振動減衰成分FVが決定される。つまり、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御と、擬似的なグランドフック理論に基づいた制御との両者を行う制御である。具体的には、車体のマウント部24に設けられたばね上縦加速度センサ176によって検出されるばね上縦加速度から計算される車体のマウント部24の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね上速度Vsと、ロアアーム22に設けられたばね下縦加速度センサ178によって検出されるばね下縦加速度から計算される車輪12の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね下速度Vgとに基づいて、次式に従って、振動減衰成分FVが演算される。
FV=Cs・Vs−Cg・Vg
ここで、Csは、車体のマウント部24の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのゲインであり、Cgは、車輪12の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのゲインである。つまり、Cs,Cgは、いわゆるばね上,ばね下絶対振動に対する減衰係数と考えることができる。
車両の旋回時においては、その旋回に起因するロールモーメントによって、旋回内輪側のばね上部とばね下部とが離間させられるとともに、旋回外輪側のばね上部とばね下部とが接近させられる。ロール抑制制御では、その旋回内輪側の離間および旋回外輪側の接近を抑制すべく、旋回内輪側のアクチュエータ26にバウンド方向のアクチュエータ力を、旋回外輪側のアクチュエータ26にリバウンド方向のアクチュエータ力を、それぞれ、ロール抑制力として発生させる。具体的に言えば、まず、車体が受けるロールモーメントを指標する横加速度として、ステアリングホイールの操舵角δと車速vとに基づいて推定された推定横加速度Gycと、横加速度センサ174によって実測された実横加速度Gyrとに基づいて、制御に利用される横加速度である制御横加速度Gy*が、次式に従って決定される。
Gy*=K1・Gyc+K2・Gyr (K1,K2:ゲイン)
そのように決定された制御横加速度Gy*に基づいて、ロール抑制成分FRが、次式に従って決定される。
FR=K3・Gy* (K3:ゲイン)
車体の制動時等、減速時に発生する車体のノーズダイブに対しては、そのノーズダイブを生じさせるピッチモーメントによって、前輪側のばね上部とばね下部とが接近させられるとともに、後輪側のばね上部とばね下部とが離間させられる。また、車体の加速時に発生する車体のスクワットに対しては、そのスクワットを生じさせるピッチモーメントによって、前輪側のばね上部とばね下部とが離間させられるとともに、後輪側のばね上部とばね下部とが接近させられる。ピッチ抑制制御では、それらの場合の接近・離間距離を抑制すべく、アクチュエータ力をピッチ抑制力として発生させる。具体的には、車体が受けるピッチモーメントを指標する前後加速度として、前後加速度センサ172によって実測された実前後加速度Gxが採用され、その実前後加速度Gxに基づいて、ピッチ抑制成分FPが、次式に従って決定される。
FP=K4・Gx (K4:ゲイン)
なお、ピッチ抑制制御は、スロットルセンサ180によって検出されるスロットルの開度、あるいは、ブレーキ圧センサ182によって検出されるマスタシリンダ圧が、設定された閾値を超えることをトリガとして実行される。
アクチュエータ26の制御は、それが発生させるべきアクチュエータ力である目標アクチュエータ力に基づいて行われる。詳しく言えば、上述のようにして、アクチュエータ力の振動減衰成分FV,ロール抑制成分FR,ピッチ抑制成分FPが決定されると、それらに基づき、次式に従って制御目標値である目標アクチュエータ力F*が決定される。
F*=FV+FR+FP
そして、ECU140は、上述のように決定された目標アクチュエータ力F*を含む制御情報をバス146に送信し、4つのEDU144は、それら制御情報をバス146から受信する。その制御情報は、図4に示すようなものであり、目標アクチュエータ力と、それが4つのアクチュエータ26のいずれに対応するものであるかを識別するための識別子(ID)とを含んで構成されたものである。4つのEDU144は、それら制御情報に含まれる目標アクチュエータ力のうちから、自身に対応するアクチュエータ26に対応する目標アクチュエータ力を識別して、その識別された目標アクチュエータ力F*に基づいて目標となるデューティ比が決定される。EDU144は、その適切なデューティ比の下、インバータ190の備えるスイッチング素子の開閉が制御されて、目標アクチュエータ力を発生させるようにモータ54を制御するのである。なお、EDU144において目標となるデューティ比を決定する際には、ECU140からの制御目標値である目標アクチュエータ力F*に応じた目標となる通電電流が演算され、通電電流センサ196によって検出された実通電電流の目標通電電流に対する偏差に基づくフィードバック制御が行われるようになっている。
4つのEDU144は、同一の構成のもので、いずれのアクチュエータ26にも対応可能なものである。そのため、4つのEDU144の各々は、上述したように、4つのアクチュエータ29の各々の制御情報に含まれる目標アクチュエータ力のうちから、自身に対応するアクチュエータ26に対応する目標アクチュエータ力を識別可能とされている。その識別方法について、以下に、詳しく説明する。
上述したEDU144の各々が自身に対応するアクチュエータ26を識別する制御は、図7にフローチャートを示す対応アクチュエータ識別プログラムが、イグニッションスイッチ160がON状態とされた後に、EDU144により実行されることによって行われる。また、先に述べたようなアクチュエータ26の制御は、図8にフローチャートを示すアクチュエータ制御プログラムが、イグニッションスイッチ160がON状態とされている間、短い時間間隔(例えば、数msec〜数十msec)をおいてECU140により繰り返し実行されるとともに、図9にフローチャートを示すモータ制御プログラムが、アクチュエータ制御プログラムと同じ期間、EDU144により繰り返し実行されることによって行われる。以下に、それら制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、それらの制御プログラムは、4つの車輪12にそれぞれ設けられたスプリング・アブソーバAssy20のアクチュエータ26の各々に対して実行される。以降の説明においては、説明の簡略化に配慮して、1つのアクチュエータ26に対しての本プログラムによる処理について説明する。
EDU144において実行される対応アクチュエータ識別プログラムにおいては、まず、ステップ1(以下、「S1」と略す、他のステップも同様である)において、識別用端子220,222,224が接続されたパターン(接続パターン)が検出される。EDU144は、識別用端子の各々が、高電位(例えば、10〜15V)か低電位(例えば、0〜5V)かを認識できるようになっており、接続のパターンが検出されるように構成されている。次いで、S2〜S5において、S1において検出された接続パターンが、4つのアクチュエータ26に対応して設定された図6に示す4つのパターン(アクチュエータ対応パターン)に一致するか否かが判定される。それらアクチュエータ対応パターンのいずれかに一致した場合には、S6〜S9において、そのパターンの一致したアクチュエータ26に対応するIDがコントローラ192に記憶される。また、アクチュエータ対応パターンのいずれにも一致しない場合には、例えば、識別用端子と高電位側端子との間の断線等により、自身に対応するアクチュエータを認識できない失陥が生じているため、エラー信号がバス146に送信される。以上の一連の処理の後、対応アクチュエータ識別プログラムの実行が終了する。
ECU140において実行されるアクチュエータ制御プログラムにおいては、S11〜S13において、先に説明したような手法で、振動減衰成分FV,ロール抑制成分FR,ピッチ抑制成分FPが決定され、S14において、それら3つの成分を足し合わせて、制御目標値である目標アクチュエータ力F*が決定される。そして、S15において決定された目標アクチュエータ力F*と、4つのアクチュエータ26のいずれに対応するものであるかを識別するためのIDとを含んだ制御情報が、バス146に送信される。以上の一連の処理の後、アクチュエータ制御プログラムの1回の実行が終了する。
EDU144において実行されるモータ制御プログラムにおいては、まず、S21において、ECU140から送信された制御情報をバス146から受信したか否かが判定される。制御情報を受信した場合には、S22において、その制御情報に含まれる目標アクチュエータ力F*が自身に対応するアクチュエータ26に対応するものであるか否かが判定される。具体的には、対応アクチュエータ識別プログラムにおいて、コントローラ192に記憶されたIDと、受信した制御情報に含まれるIDとが一致するか否かによって判定される。それらが一致する場合には、その目標アクチュエータ力F*が、自身に対応するものと識別され、S23以下において、その目標アクチュエータ力F*に基づいて、インバータ190の作動制御のための目標デューティ比が決定される。詳しくは、その識別された目標アクチュエータ力F*に応じてモータ54の目標通電電流i*が演算され、インバータ190内に設けられた通電電流センサ196によって取得された実通電電流irの目標通電電流i*に対する偏差Δi(=i*−ir)が認定される。そして、その偏差Δiに基づくフィードバック制御によって目標デューティ比が決定され、その目標デューティ比に基づいた指令がインバータ190に送信される。以上の一連の処理の後、モータ制御プログラムの1回の実行が終了する。
上述のアクチュエータ制御プログラムを実行するECU140、および、対応アクチュエータ識別プログラム,モータ制御プログラムを実行するEDU144は、それらのプログラムに従う各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図10に示すように、ECU140は、S11の処理を実行して振動減衰成分FV決定する機能部として、振動減衰制御部300を、S12の処理を実行してロール抑制成分FRを決定する機能部として、ロール抑制制御部302を、S13の処理を実行してピッチ抑制成分FPを決定する機能部として、ピッチ抑制制御部304を、それぞれ有している。また、それら振動減衰制御部300,ロール抑制制御部302,ピッチ抑制制御部304を含み、S14の処理を実行して制御目標値を決定するとともに、S15の処理を実行して制御目標値と識別子とを含む制御情報を出力する機能部として、制御情報出力部306が構成されている。
上記実施例のサスペンションにシステム10においては、4つのEDU144に、それぞれ3つの識別用端子が設けられていたが、図11,図12に示す本変形例のシステムのように、識別用端子は2つであってもよい。図11は、本変形例のシステムにおいて、4つのEDU144が有する識別用端子が、高電位側端子と低電位側端子とへ接続された状態を示す概略図であり、図12は、本変形例のシステムにおける4つのアクチュエータ26に対応して設定された4つの接続のパターン(アクチュエータ対応パターン)を示す表である。本変形例におけるEDU144が有する2つの識別用端子は、前後の車輪で高電位側端子とグランドとへの接続が分けられた第1識別用端子220、左右の車輪で高電位側端子とグランドとへの接続が分けられた第2識別用端子222である。本変形例のシステムでは、識別用端子の数が、4つのアクチュエータ26に対応する制御目標値を識別するために必要最小限の数とされているため、比較的シンプルな構成のものとなっている。
Claims (7)
- 複数の車輪に対応して設けられ、それぞれが、電磁式モータを有し、その電磁式モータが発生させる力に依拠してばね上部とばね下部とに対してそれらが接近・離間する向きの力であるアクチュエータ力を発生可能な複数のアクチュエータと、
それら複数のアクチュエータの各々のアクチュエータ力に関する制御目標値を決定するとともに、それらの制御目標値とそれらの各々に付随してそれらの各々が前記複数のアクチュエータのいずれに対応するものかを識別するための識別子とを含む制御情報を出力する統括制御装置と、
その統括制御装置が接続され、その統括制御装置から出力された前記制御情報が送信される通信ラインと、
前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、それぞれが、前記通信ラインに接続されてその通信ラインから前記制御情報を受信するとともに、(a)それぞれが電源の高電位側端子と低電位側端子とのいずれにも接続可能であり、それら高電位側端子と低電位側端子とへの接続のパターンが、前記複数のアクチュエータの各々に対応して互いに異なるように設定されたパターンのうちの、それら複数のアクチュエータのうちの自身に対応するものに対応するパターンとなるように接続された所定数の接続端子と、(b)前記制御情報に含まれる制御目標値のうちから、前記複数のアクチュエータのうちの自身に対応するものに対応する制御目標値を、前記所定数の接続端子の接続のパターンに基づいて識別する制御目標値識別部と、(c)その制御目標値識別部によって識別された制御目標値に基づいて、前記複数のアクチュエータのうちの自身に対応するものの作動を制御する作動制御部とを有する複数の個別制御装置と
を備えた車両用サスペンションシステム。 - 前記複数の個別制御装置が、同じ構成のものとされた請求項1に記載の車両用サスペンションシステム。
- 前記所定数の接続端子が、前記制御目標値識別部による制御目標値の識別のためだけに設けられた請求項1または請求項2に記載の車両用サスペンションシステム。
- 前記制御目標値識別部が、
前記所定数の接続端子が接続されたパターンが、前記複数のアクチュエータに対応して設定された複数のパターンのうちいずれに一致するかによって、前記複数のアクチュエータのうちから、自身を有する前記個別制御装置に対応するアクチュエータを認識し、その認識したアクチュエータに対応する制御目標値を識別するものである請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。 - 前記複数のアクチュエータに対応する前記所定数の接続端子の接続のパターンの各々が、
前記所定数の接続端子のうちいずれの1つのものの接続を高電位側端子と低電位側端子とで入れ換えた場合であっても、その場合のパターンが、他のアクチュエータに対応するパターンのいずれとも異なるように設定された請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。 - 当該車両用サスペンションシステムが、前後左右の車輪に対応して、4つの前記アクチュエータと、4つの前記個別制御装置とを含んで構成され、
それら4つの個別制御装置の各々が、前記接続端子を少なくとも2つ有するものである請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。 - 前記4つの個別制御装置の各々が、前記接続端子を3つ有するものである請求項6に記載の車両用サスペンションシステム。
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