JP6673228B2 - Suspension device - Google Patents

Description

本発明は、サスペンション装置に関する。   The present invention relates to a suspension device.

特許文献１には、モータを有する電磁式ショックアブソーバに関する技術が開示されている。   Patent Literature 1 discloses a technique related to an electromagnetic shock absorber having a motor.

特開２０１０−２２８５７９号公報JP 2010-228579 A

特許文献１にかかる技術は、モータの通電子間の抵抗値によって、ストローク速度（又は、モータの回転速度）と減衰力の関係が変化する。しかしながら、ストローク速度が比較的小さい領域において減衰力が最適になるように抵抗値を設定すると、ストローク速度が比較的大きい領域では、ストローク速度が大きくなるに従って、減衰力が小さくなるため、適切な減衰力が得られなくなるという問題点がある。   In the technique according to Patent Literature 1, the relationship between the stroke speed (or the rotation speed of the motor) and the damping force changes depending on the resistance value between the currents flowing through the motor. However, if the resistance value is set so that the damping force is optimal in a region where the stroke speed is relatively low, the damping force decreases as the stroke speed increases in a region where the stroke speed is relatively high. There is a problem that power cannot be obtained.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ストローク速度に応じて適切な減衰力を得るためのサスペンション装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a suspension device for obtaining an appropriate damping force according to a stroke speed.

本発明にかかるサスペンション装置は、上側部材と下側部材との間に挟まれたバネと、前記バネと並列に設けられ、前記上側部材と前記下側部材との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度に応じて電力を発生するモータと、前記モータにおいて発生する電力を消費する可変抵抗が挿入される第１の電気回路と、前記モータを駆動するように前記モータに電力を供給するバッテリが挿入される第２の電気回路と、前記モータに接続する回路として、前記第１の電気回路と前記第２の電気回路とのいずれかに切り替える切替部と、を備え、前記切替部は、前記第１の電気回路が前記モータに接続された状態で、前記可動速度が第１可動速度を超えた後に前記可動速度が第１可動速度より小さい第２可動速度を下回った場合に、前記モータに接続する回路を前記第１の電気回路から前記第２の電気回路に切り替える。   A suspension device according to the present invention includes a spring sandwiched between an upper member and a lower member, and a movable member provided in parallel with the spring and movable in accordance with a separating operation between the upper member and the lower member. A motor that generates electric power according to the moving speed of the shaft, a first electric circuit into which a variable resistor that consumes electric power generated in the motor is inserted, and supplies electric power to the motor so as to drive the motor A second electric circuit into which a battery is inserted, and a switching unit that switches to one of the first electric circuit and the second electric circuit as a circuit connected to the motor; In the state where the first electric circuit is connected to the motor, when the movable speed falls below a second movable speed smaller than the first movable speed after the movable speed exceeds the first movable speed, To the motor Switching the circuit to continue from the first electric circuit to the second electrical circuit.

本発明によれば、ストローク速度に応じて適切な減衰力を得るためのサスペンション装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a suspension device for obtaining an appropriate damping force according to a stroke speed.

電気式アブソーバを含むサスペンション装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a suspension device including an electric absorber. 本発明の実施の形態にかかる電気式アブソーバの構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the electric absorber concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかるアクティブ制御への切替タイミングを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a switching timing to active control according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかるアクティブ制御への切替処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a switching process to active control according to the embodiment of the present invention. 一般的な電気式アブソーバを含むサスペンション装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a suspension device including a general electric absorber. 一般的な電気式アブソーバと油圧式アブソーバとの減衰力特性を示す図である。It is a figure which shows the damping force characteristic of a general electric absorber and a hydraulic absorber.

以下では、上述した各態様を含む本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。   Hereinafter, specific embodiments to which the invention including the above-described aspects is applied will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be omitted as necessary to clarify the description.

まず、一般的な電気式アブソーバにおける課題を説明する。図５は、一般的な電気式アブソーバを含むサスペンション装置９の構成例を示す図である。サスペンション装置９は、バネ上１１とバネ下１２との間に挟まれたバネ１３と、バネ１３と並列に設けられたモータ９４及び減速器１５とを備える。つまり、通常のアブソーバの位置に（回転）モータ９４及び減速器１５を配置したものである。尚、減速器１５は、例えば、ボールねじである。また、モータ９４は、三相タイプのモータであるものとする。この場合、短絡回路は、図５に示すように抵抗Ｒを挿入することにより、減衰力が得られる。そして、抵抗Ｒは、減衰力特性の調整用の抵抗である。   First, problems in a general electric absorber will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a suspension device 9 including a general electric absorber. The suspension device 9 includes a spring 13 sandwiched between a sprung spring 11 and a unsprung spring 12, and a motor 94 and a speed reducer 15 provided in parallel with the spring 13. That is, the (rotation) motor 94 and the speed reducer 15 are arranged at the position of a normal absorber. The speed reducer 15 is, for example, a ball screw. The motor 94 is a three-phase motor. In this case, the short circuit can obtain a damping force by inserting the resistor R as shown in FIG. The resistance R is a resistance for adjusting the damping force characteristic.

ここで、図６は、一般的な電気式アブソーバと油圧式アブソーバとの減衰力特性を示す図である。ボールねじの減速比と短絡回路内の抵抗値を調整することで、油圧式アブソーバと同等の減衰力特性に調整することができる。図６に示すように、ストローク速度０．３ｍ／ｓまでの常用域においては、電気式アブソーバの減衰力特性が油圧式アブソーバの減衰力特性に近いことがわかる。   Here, FIG. 6 is a diagram illustrating damping force characteristics of a general electric absorber and a hydraulic absorber. By adjusting the reduction ratio of the ball screw and the resistance value in the short circuit, it is possible to adjust the damping force characteristics to be equal to those of the hydraulic absorber. As shown in FIG. 6, it can be seen that the damping force characteristic of the electric absorber is close to the damping force characteristic of the hydraulic absorber in a normal range up to a stroke speed of 0.3 m / s.

しかしながら、ストローク速度０．３ｍ／ｓ以上では、電気式アブソーバの減衰力特性が飽和しており、減少している。そのため、ストローク速度０．３ｍ／ｓ以上では、電気式アブソーバと油圧式アブソーバとで減衰力特性に乖離領域２０が存在する。このように、ストローク速度が高い領域においては、インダクタンスの影響で、減衰力の発生が低下する原理的な課題がある。   However, at a stroke speed of 0.3 m / s or more, the damping force characteristic of the electric absorber is saturated and decreases. Therefore, at a stroke speed of 0.3 m / s or more, a divergence region 20 exists in the damping force characteristics between the electric absorber and the hydraulic absorber. As described above, in a region where the stroke speed is high, there is a fundamental problem that the generation of the damping force is reduced due to the influence of the inductance.

そこで、乖離領域２０を解消するための実施の形態を以下に説明する。   Therefore, an embodiment for eliminating the divergence area 20 will be described below.

＜発明の実施の形態１＞
本発明の実施の形態では、上述した減衰力が不足する領域において、電力を使用してアクティブ力を発生させることで、解消するものである。 <First Embodiment of the Invention>
In the embodiment of the present invention, the above problem is solved by generating the active force using the electric power in the above-described region where the damping force is insufficient.

図１は、電気式アブソーバを含むサスペンション装置１の構成例を示す図である。サスペンション装置１は、バネ上１１と、バネ下１２と、バネ１３と、モータ１４と、減速器１５とを備える。バネ上１１は上側部材の一例であり、バネ下１２は下側部材の一例である。バネ１３は、バネ上１１とバネ下１２との間に挟まれている。モータ１４は、バネ１３と並列に設けられ、バネ上１１とバネ下１２との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度（ストローク速度）に応じて電力を発生する。モータ１４は、例えば、三相ブラシレスモータである。また、減速器１５は、例えば、ボールねじである。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a suspension device 1 including an electric absorber. The suspension device 1 includes a sprung portion 11, a unsprung portion 12, a spring 13, a motor 14, and a speed reducer 15. The sprung portion 11 is an example of an upper member, and the unsprung portion 12 is an example of a lower member. The spring 13 is sandwiched between an upper spring 11 and a lower spring 12. The motor 14 is provided in parallel with the spring 13 and generates electric power according to the moving speed (stroke speed) of a movable shaft that moves according to the separating operation between the sprung 11 and the unsprung 12. The motor 14 is, for example, a three-phase brushless motor. The speed reducer 15 is, for example, a ball screw.

図２は、本発明の実施の形態にかかる電気式アブソーバの構成例を示す図である。図２にかかる回路は、三相ブラシレスモータ、短絡回路及び抵抗Ｒに、バッテリＢＴ、スイッチＳＷＡ及びスイッチング回路ＳＷＢが付加されたものである。バッテリＢＴは、モータ１４をアクティブ制御するために用いられる電力を供給する。スイッチング回路ＳＷＢは、バッテリＢＴからの電力を用いてモータ１４をアクティブに回転させる。スイッチＳＷＡは、短絡（減衰力）（Ｘ）とアクティブ制御（Ｙ）との切替を行う。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an electric absorber according to the embodiment of the present invention. The circuit according to FIG. 2 is obtained by adding a battery BT, a switch SWA, and a switching circuit SWB to a three-phase brushless motor, a short circuit, and a resistor R. Battery BT supplies electric power used to actively control motor 14. The switching circuit SWB actively rotates the motor 14 using electric power from the battery BT. The switch SWA switches between short circuit (damping force) (X) and active control (Y).

言い換えると、図２に示す回路は、第１の電気回路と、第２の電気回路と切替部とを備える。第１の電気回路は、モータ１４において発生する電力を消費する可変抵抗が挿入された回路である。第２の電気回路は、モータ１４を駆動するようにモータ１４に電力を供給するバッテリＢＴが挿入された回路である。切替部は、モータ１４に接続する回路として、第１の電気回路と第２の電気回路とのいずれかに切り替えるスイッチＳＷＡである。   In other words, the circuit illustrated in FIG. 2 includes a first electric circuit, a second electric circuit, and a switching unit. The first electric circuit is a circuit in which a variable resistor that consumes electric power generated in the motor 14 is inserted. The second electric circuit is a circuit in which a battery BT that supplies power to the motor 14 so as to drive the motor 14 is inserted. The switching unit is a switch SWA that switches between a first electric circuit and a second electric circuit as a circuit connected to the motor 14.

ここで、切替部は、第１の電気回路がモータ１４に接続された状態で、可動速度が第１可動速度を超えた後に可動速度が第１可動速度より小さい第２可動速度を下回った場合に、モータ１４に接続する回路を第１の電気回路から第２の電気回路に切り替える。これにより、可動速度が第１可動速度より大きくなった後は、バッテリの電力により、モータをアクティブ制御することによって、適切な減衰力を得られる。   Here, the switching unit is configured to perform the operation when the movable speed falls below the second movable speed that is smaller than the first movable speed after the movable speed exceeds the first movable speed while the first electric circuit is connected to the motor 14. Then, the circuit connected to the motor 14 is switched from the first electric circuit to the second electric circuit. Thus, after the movable speed becomes higher than the first movable speed, an appropriate damping force can be obtained by actively controlling the motor with the electric power of the battery.

図３は、本発明の実施の形態にかかるアクティブ制御への切替タイミングを説明するための図である。また、図４は、本発明の実施の形態にかかるアクティブ制御への切替処理を示すフローチャートである。尚、当該切替処理は、制御回路（不図示）が行う。また、開始時は、スイッチＳＷＡは、Ｘを選択しているものとする。つまり、開始時は、抵抗Ｒを含む第１の電気回路がモータ１４と接続された状態とする。   FIG. 3 is a diagram for explaining a switching timing to the active control according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a switching process to the active control according to the embodiment of the present invention. The switching process is performed by a control circuit (not shown). At the start, it is assumed that the switch SWA has selected X. That is, at the start, the first electric circuit including the resistor R is connected to the motor 14.

まず、制御回路は、ストローク速度が０．３ｍ／ｓ（第１可動速度の一例）以上であるか否かを判定する（Ｓ１）。ストローク速度が０．３ｍ／ｓ未満の場合、所定時間経過後、再度、ステップＳ１の判定を行う。ステップＳ１において、ストローク速度が０．３ｍ／ｓ以上と判定された場合、制御回路は、ストローク速度が０ｍ／ｓ（第２可動速度の一例）となったか否かを判定する（Ｓ２）。すなわち、ストローク速度は、図３の下に示すように、正弦波で周期的に変化するため、一度０．３ｍ／ｓ以上となった後、ピークを迎え、その後、減少して０ｍ／ｓとなる。尚、ストローク速度が０ｍ／ｓ未満の場合、所定時間経過後、再度、ステップＳ２の判定を行う。   First, the control circuit determines whether or not the stroke speed is equal to or higher than 0.3 m / s (an example of a first movable speed) (S1). If the stroke speed is less than 0.3 m / s, the determination in step S1 is performed again after a predetermined time has elapsed. If it is determined in step S1 that the stroke speed is equal to or higher than 0.3 m / s, the control circuit determines whether the stroke speed has become 0 m / s (an example of the second movable speed) (S2). That is, as shown in the lower part of FIG. 3, the stroke speed periodically changes with a sine wave, so that the stroke speed once reaches 0.3 m / s or more, reaches a peak, and then decreases to 0 m / s. Become. If the stroke speed is less than 0 m / s, the determination in step S2 is performed again after a predetermined time has elapsed.

ステップＳ２において、ストローク速度が０ｍ／ｓと判定された場合、制御回路は、スイッチＳＷＡをＸからＹへ切り替え、アクティブ制御を実施する（Ｓ３）。つまり、バッテリＢＴを含む第２の電気回路がモータ１４と接続され、スイッチング回路ＳＷＢによりモータ１４がアクティブ制御される。   If it is determined in step S2 that the stroke speed is 0 m / s, the control circuit switches the switch SWA from X to Y and performs active control (S3). That is, the second electric circuit including the battery BT is connected to the motor 14, and the motor 14 is actively controlled by the switching circuit SWB.

その後、制御回路は、ストローク速度のピーク値の絶対値が０．３未満であるか否かを判定する（Ｓ４）。ストローク速度のピーク値の絶対値が０．３以上の場合、所定時間経過後、再度、ステップＳ４の判定を行う。ステップＳ４において、ストローク速度のピーク値の絶対値が０．３未満の場合、制御回路は、スイッチＳＷＡをＹからＸへ切り替える（Ｓ５）。   Thereafter, the control circuit determines whether or not the absolute value of the peak value of the stroke speed is less than 0.3 (S4). When the absolute value of the peak value of the stroke speed is 0.3 or more, the determination in step S4 is performed again after a predetermined time has elapsed. In step S4, when the absolute value of the peak value of the stroke speed is less than 0.3, the control circuit switches the switch SWA from Y to X (S5).

このように、本実施の形態では、上述した図６における乖離領域２０が発生するストローク速度０．３ｍ／ｓ以上において、アクティブ制御を実施できる。ここで、むやみに切り替えを実施してしまうと、アブソーバのストローク状態が不連続になり、車両性能の不自然さや不安定さを引き起こしかねない。そこで、本実施の形態では、アブソーバのストローク速度がゼロ（上死点又は下死点）のタイミングで切替を実施するものである。   As described above, in the present embodiment, active control can be performed at a stroke speed of 0.3 m / s or more where the above-described divergence region 20 in FIG. 6 occurs. Here, if the switching is performed unnecessarily, the stroke state of the absorber becomes discontinuous, which may cause unnatural or unstable vehicle performance. Therefore, in the present embodiment, switching is performed at the timing when the stroke speed of the absorber is zero (top dead center or bottom dead center).

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist.

１ サスペンション装置
１１ バネ上
１２ バネ下
１３ バネ
１４ モータ
１５ 減速器
２０ 乖離領域
ＳＷＡ スイッチ
ＳＷＢ スイッチング回路
Ｒ 抵抗
ＢＴ バッテリ
９ サスペンション装置
９４ モータ REFERENCE SIGNS LIST 1 suspension device 11 sprung 12 unsprung 13 spring 14 motor 15 reducer 20 divergence area SWA switch SWB switching circuit R resistance BT battery 9 suspension device 94 motor

Claims (1)

上側部材と下側部材との間に挟まれたバネと、
前記バネと並列に設けられ、前記上側部材と前記下側部材との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度に応じて電力を発生するモータと、
前記モータにおいて発生する電力を消費する可変抵抗が挿入される第１の電気回路と、
前記モータを駆動するように前記モータに電力を供給するバッテリが挿入される第２の電気回路と、
前記モータに接続する回路として、前記第１の電気回路と前記第２の電気回路とのいずれかに切り替える切替部と、を備え、
前記切替部は、前記第１の電気回路が前記モータに接続された状態で、前記可動速度が第１可動速度を超えた後に前記可動速度が第１可動速度より小さい第２可動速度を下回った場合に、前記モータに接続する回路を前記第１の電気回路から前記第２の電気回路に切り替える、
サスペンション装置。 A spring sandwiched between the upper member and the lower member,
A motor that is provided in parallel with the spring, and that generates electric power according to the moving speed of the movable shaft that moves in accordance with the separating operation between the upper member and the lower member,
A first electric circuit into which a variable resistor consuming power generated in the motor is inserted;
A second electrical circuit into which a battery that supplies power to the motor to drive the motor is inserted;
A switching unit that switches between the first electric circuit and the second electric circuit as a circuit connected to the motor,
The switching unit, in a state where the first electric circuit is connected to the motor, after the movable speed exceeds the first movable speed, the movable speed falls below a second movable speed smaller than the first movable speed. Switching the circuit connected to the motor from the first electric circuit to the second electric circuit,
Suspension device.

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