JP2002321513A - Suspension control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車両
などの車両に用いられるサスペンション制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a suspension control device used for a vehicle such as an automobile and a railway vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のサスペンション制御装置の一例と
して、非反転型のショックアブソーバを備えたものがあ
る。このサスペンション制御装置では、伸び側減衰力及
び伸び側減衰力とも大きい値にして、伸縮行程でバラン
スよくばね下振動を抑制できる。ところで、サスペンシ
ョン制御装置では、いわゆるスカイフックダンパ理論に
基づく制御方法を用いれば伸び側及び縮み側の減衰特性
を略理想的に制御することが知られている。そして、こ
のようなスカイフックダンパ理論に基づく制御方法を実
現することが望まれている。2. Description of the Related Art As an example of a conventional suspension control device, there is a suspension control device having a non-reversing type shock absorber. In this suspension control device, both the extension side damping force and the extension side damping force are set to large values, and the unsprung vibration can be suppressed in a well-balanced manner during the expansion / contraction stroke. By the way, it is known that a suspension control device controls a damping characteristic on an extension side and a contraction side substantially ideally by using a control method based on a so-called skyhook damper theory. It is desired to realize a control method based on such a skyhook damper theory.
【０００３】しかしながら、上記従来技術では、スカイ
フックダンパ理論に基づいて忠実に制御することは難し
く、これに代えて、減衰特性反転型のショックアブソー
バを備え、スカイフックダンパ理論に基づく制御方法に
近似させて減衰特性の制御を行えるようにしたサスペン
ション制御装置が用いられるようになってきている。こ
のようなサスペンション制御装置の一例として特開平６
−２７０６３２号公報に示すものがある。However, in the above prior art, it is difficult to perform faithful control based on the skyhook damper theory. Suspension control devices capable of controlling the damping characteristics by using such devices have been used. An example of such a suspension control device is disclosed in
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. -270632 discloses an example.
【０００４】減衰特性反転型のショックアブソーバを備
えたサスペンション制御装置の一例を図１０及び図１１
に基づいて説明する。図１０において、自動車（車両）
を構成する車体１（ばね上）と４個（図には一つのみを
示す。）の車輪２（ばね下）との間には、ばね３と減衰
特性を調整可能な減衰特性反転型のショックアブソーバ
４とが並列に介装されており、これらが車体１を支持し
ている。FIGS. 10 and 11 show an example of a suspension control device provided with a shock absorber of a damping characteristic inversion type.
It will be described based on. In FIG. 10, an automobile (vehicle)
Between a vehicle body 1 (spring-up) and four (only one is shown in the figure) wheels 2 (unsprung), a spring 3 and a damping characteristic inversion type capable of adjusting a damping characteristic. The shock absorber 4 is interposed in parallel, and supports the vehicle body 1.
【０００５】車体１上には、車体１の絶対座標系に対す
る上下方向の加速度（ばね上加速度）ａを検出する加速
度センサ６(ばね上振動検出手段)が取り付けられてい
る。加速度センサ６が検出したばね上加速度Ｍａ（検出
信号）はコントローラ７（制御手段）に供給される。な
お、ショックアブソーバ４及びばね３は、４個の車輪２
に対応してそれぞれ４個設けられているが、便宜上その
うち一つのみを図示している。５はアクチュエータであ
る。ショックアブソーバ４は、伸び側ハードの場合、縮
み側ソフトとなり、伸び側ソフトの場合、縮み側ハード
となる減衰力特性を有し、前記減衰特性反転型のもの
（図３参照）になっている。An acceleration sensor 6 (spring-spring vibration detecting means) for detecting vertical acceleration (spring-up acceleration) a of the vehicle body 1 with respect to the absolute coordinate system is mounted on the vehicle body 1. The sprung acceleration Ma (detection signal) detected by the acceleration sensor 6 is supplied to a controller 7 (control means). In addition, the shock absorber 4 and the spring 3 are composed of four wheels 2
Are provided for each of the three, but only one of them is shown for convenience. 5 is an actuator. The shock absorber 4 has a damping force characteristic that becomes a contraction side soft in the case of the extension side hardware and a contraction side hardware in the case of the extension side software, and is of the above-mentioned damping characteristic inversion type (see FIG. 3). .
【０００６】このサスペンション制御装置では、上述し
たスカイフックダンパ理論に基づく制御方法に近似させ
た制御（後述する）を行うようにしている。この減衰特
性反転型のショックアブソーバを備えたサスペンション
制御装置では、車速に応じて減衰力を伸び側ハードに移
行させて固定し（縮み側の減衰力はソフトになる。）、
伸び側の減衰力（ハード）、路面からの高周波入力時に
おけるばね下の暴れを抑制するようにしている。In this suspension control device, control (to be described later) approximated to a control method based on the above-described skyhook damper theory is performed. In the suspension control device provided with the shock absorber having the inverted damping characteristic, the damping force is shifted to the extension side hard according to the vehicle speed and fixed (the contraction side damping force becomes soft).
The damping force on the extension side (hard) and the unsprung swing during high frequency input from the road surface are suppressed.
【０００７】ここで、上述したスカイフック近似制御に
ついて、以下に説明する。前記スカイフックダンパ理論
では、 Ｖ：車体（ばね上）の上下絶対速度 Ｘ：車軸（ばね下）の上下絶対速度 ＣZ：絶対座標系との間に設けたショックアブソーバ
（ダンパ）の減衰係数とした場合、 車体と車軸との間に設けたショックアブソーバ（ダン
パ）の減衰係数Ｃ1を次のように得るようにしている。Here, the above-described skyhook approximation control will be described below. In the skyhook damper theory, V: the vertical absolute speed of the vehicle body (spring up) X: the vertical absolute speed of the axle (unsprung) C Z : the damping coefficient of the shock absorber (damper) provided between the vehicle and the absolute coordinate system If you have a damping coefficient C 1 of the shock absorbers disposed between the vehicle body and the axle (damper) so as to obtain as follows.
【０００８】すなわち、Ｖ（Ｖ−Ｘ）＞０であるなら、 Ｃ1 ＝ＣZ Ｖ／（Ｖ−Ｘ） … （１） としている。That is, if V (V−X)> 0, C 1 = C Z V / (V−X) (1)
【０００９】また、Ｖ（Ｖ−Ｘ）＜０であるなら、 Ｃ1 ＝０ … … … （２） としている。If V (V−X) <0, then C 1 = 0 (2).
【００１０】これに対して、前記スカイフック近似制御
を行う従来のサスペンション制御装置では、ストローク
センサを用いずに、車体に設けた上下加速度センサのみ
を用いてばね上の上下加速度を検出し、この上下加速度
に基づいて以下のように減衰係数Ｃ1を決定するように
している。そして制御則によって、前記式（１）中のば
ね上とばね下との実際の相対速度（Ｖ−Ｘ）は、相対速
度（Ｖ−Ｘ）を平均的な一定値（Ｍ）とみなし、以下の
ような制御則によって近似している。前記スカイフック
近似制御を行う従来のサスペンション制御装置では、前
記スカイフックダンパ理論に基づいて、以下のように減
衰係数Ｃ1を得るようにしている。On the other hand, in the conventional suspension control device for performing the skyhook approximation control, the vertical acceleration on the spring is detected using only the vertical acceleration sensor provided on the vehicle body without using the stroke sensor. based on the vertical acceleration are adapted to determine the attenuation coefficient C 1 as follows. According to the control law, the actual relative speed (VX) between the unsprung and unsprung in the above equation (1) is determined by regarding the relative speed (VX) as an average constant value (M). Is approximated by a control rule such as In the conventional suspension control apparatus for performing the skyhook approximation control, based on the skyhook damper theory, so as to obtain the damping coefficient C 1 as follows.
【００１１】すなわち、Ｖ（Ｖ−Ｘ）＞０であるなら、 Ｃ1 ＝Ｋv Ｖ／Ｍ … … （１ａ） また、Ｖ（Ｖ−Ｘ）＜０であるなら、 Ｃ1 ＝Ｃmin（小さい値） … … （２ａ） としている。前記式（１ａ）、（２ａ）において、
Ｋv：定数〔Ｋv ＝ＣZ／（Ｖ−Ｘ）〕、Ｃmin≠０であ
る。That is, if V (V−X)> 0, C 1 = K v V / M (1a) If V (V−X) <0, C 1 = C min ( (Small value) ... (2a) In the formulas (1a) and (2a),
K v : constant [K v = C Z / (V−X)], C min ≠ 0.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、減衰特性反
転型のショックアブソーバを備え、スカイフック近似制
御を行うようにした従来技術では、上述したように、ば
ね下振動を抑制する際、車速に応じて減衰力を伸び側ハ
ードに移行させて固定するようにしているが、この際、
縮み側の減衰力はソフトの状態であり、例えば図１１に
示すように伸び側の減衰力は大きいのに対して縮み側の
減衰力は小さくなる。このため、伸縮行程で振動の低減
に差があり、乗り心地の向上を図る上で改善が望まれて
いた。例えば、図３において、伸び側ソフト／縮み側ソ
フトのポジション〔これに対応する指令電流の値はＩ２
である〕から、伸び側ハードに移行させて固定する場
合、従来技術では指令電流を値Ｉ１にするのみであり、
伸縮行程で振動の低減に差が生じていた。By the way, in the prior art provided with the shock absorber of the damping characteristic inversion type and performing the skyhook approximation control, as described above, when suppressing the unsprung vibration, it depends on the vehicle speed. The damping force is shifted to the extension side hard to fix it.
The compression-side damping force is in a soft state. For example, as shown in FIG. 11, the expansion-side damping force is large, while the compression-side damping force is small. For this reason, there is a difference in the reduction of vibration during the expansion and contraction strokes, and improvement has been desired in order to improve ride comfort. For example, in FIG. 3, the position of the extension side software / the contraction side software [the value of the corresponding command current is I2
Therefore, in the case of shifting to the extension side hardware and fixing the same, the conventional technique only sets the command current to the value I1, and
There was a difference in the reduction of vibration during the expansion and contraction process.
【００１３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ばね下振動の抑制を的確に果たすことができるサス
ペンション制御装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a suspension control device capable of accurately suppressing unsprung vibration.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両のばね上とばね下との間に介装され、アクチュエー
タへの指令電流に応じて減衰特性を調整可能な減衰特性
反転型のショックアブソーバと、車両のばね上の速度を
検出するばね上速度検出手段と、該ばね上速度検出手段
が検出した検出信号から得られる指令電流に基づいて前
記ショックアブソーバの減衰特性を制御する制御手段
と、を備えたサスペンション制御装置であって、前記シ
ョックアブソーバのピストン速度を検出するピストン速
度検出手段を有し、前記制御手段は、前記ピストン速度
検出手段が検出したピストン速度の周波数がばね下共振
周波数近傍の値であるとき、前記ばね上速度に基づく制
御に換えて所定の指令電流範囲でピストン速度に応じた
大きさの指令電流に基づいて減衰特性を制御することを
特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
構成において、前記ピストン速度検出手段に換えて、前
記ばね上速度検出手段の検出信号から推定ピストン速度
を求めるピストン速度推定手段を設け、前記ばね上速度
に基づく制御に換えて行う減衰特性制御に関して、前記
ピストン速度に換えて、前記推定ピストン速度に応じて
行うことを特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項
１または請求項２に記載の構成において、ピストン速度
検出手段が検出したピストン速度のうち、ばね下共振周
波数近傍の成分を通すように、所定のカットオフ周波数
に設定されたバンドパスフィルタを設けたことを特徴と
する。請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３ま
でのいずれかに記載の構成において、ばね上速度に基づ
く制御に換えて行う減衰特性制御時に、減衰特性の可変
幅に制限を加えることを特徴とする。According to the first aspect of the present invention,
A damping characteristic inversion type shock absorber interposed between a sprung and unsprung part of the vehicle and capable of adjusting a damping characteristic according to a command current to the actuator, and a sprung speed detecting a sprung speed of the vehicle. A suspension control device comprising: a detection unit; and a control unit configured to control a damping characteristic of the shock absorber based on a command current obtained from a detection signal detected by the sprung speed detection unit. A piston speed detecting means for detecting a piston speed, wherein the control means performs control based on the sprung speed when the frequency of the piston speed detected by the piston speed detecting means is a value near the unsprung resonance frequency. Instead, the damping characteristic is controlled based on a command current having a magnitude corresponding to the piston speed in a predetermined command current range. According to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, a piston speed estimating means for obtaining an estimated piston speed from a detection signal of the sprung speed detecting means is provided in place of the piston speed detecting means, The damping characteristic control performed in place of the control based on the upper speed is performed in accordance with the estimated piston speed instead of the piston speed. According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, a predetermined cutoff frequency is set so that a component near the unsprung resonance frequency of the piston speed detected by the piston speed detecting means passes. , And a band-pass filter set to (1) is provided. According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, the variable width of the damping characteristic is limited when the damping characteristic is controlled in place of the control based on the sprung speed. It is characterized by.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施の形態に
係るサスペンション制御装置を図１ないし図４に基づい
て説明する。なお、図１０および図１１に示す部分と同
等の部分は、同一の符号で示し、その説明は適宜、省略
する。この第１実施の形態は、前記従来技術（図１０お
よび図１１）に比して、図１及び図２に示すように、車
高を検出する変位センサ８を設けたこと、前記コントロ
ーラ７に換えて、後述する演算を行なうコントローラ７
Ａを設けたことが主に異なっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A suspension control device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Parts equivalent to those shown in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In the first embodiment, a displacement sensor 8 for detecting a vehicle height is provided as shown in FIGS. 1 and 2 as compared with the prior art (FIGS. 10 and 11). Instead, a controller 7 that performs an operation described later
The main difference is that A is provided.
【００１６】コントローラ７Ａは、加速度センサ６が検
出した車体の上下加速度Ｍａを積分して上下方向の速度
（絶対速度）Ｖを求める積分回路９と、速度Ｖに所定の
大きさの制御ゲインＫを掛けて信号Ｃを求める増幅回路
１０と、増幅回路１０が求めた信号Ｃに対応する大きさ
の指令電流Ｉａ〔ひいては目標減衰力〕を求めこの指令
電流Ｉａ（制御信号）をアクチュエータ５に通電させて
ショックアブソーバ４の減衰力を調整する指令信号出力
部１１（制御信号出力部）とを備え、自動車（車両）の
制振制御を行い、良好な乗り心地及び操縦安定性を確保
するようにしている。アクチュエータ５には、ステッピ
ングモータを用いてもよいし、指令電流にあわせて減衰
力が連続的に変化する比例ソレノイドを用いてもよい。The controller 7A integrates the vertical acceleration Ma of the vehicle body detected by the acceleration sensor 6 to obtain a vertical speed (absolute speed) V, and a control gain K of a predetermined magnitude for the speed V. An amplifier circuit 10 for multiplying the signal C to obtain a command current Ia (and a target damping force) having a magnitude corresponding to the signal C obtained by the amplifier circuit 10 is supplied to the actuator 5 with the command current Ia (control signal). And a command signal output unit 11 (control signal output unit) for adjusting the damping force of the shock absorber 4 to control the vibration of the automobile (vehicle) so as to ensure good ride comfort and steering stability. I have. As the actuator 5, a stepping motor may be used, or a proportional solenoid whose damping force continuously changes according to the command current may be used.
【００１７】さらに、コントローラ７Ａは、変位センサ
８が検出する車高データを微分してピストン速度Ｖ２を
求める微分回路１２と、ピストン速度Ｖ２に所定の大き
さの制御ゲインＫａを掛けることにより、アクチュエー
タ５に対する指令電流Ｉｂ（制御信号）〔ひいては目標
減衰力〕を生成する増幅回路１３と、指令信号出力部１
１からの指令電流Ｉａ又は増幅回路１３からの指令電流
Ｉｂを後述するように選択してアクチュエータ５に出力
〔指令電流Ｉａ又はＩｂ（図２ではＩｘで示す）を出
力〕する選択回路１４とを備えている。指令信号出力部
１１からの指令電流Ｉａがアクチュエータ５に出力され
ることにより、スカイフック近似制御が行われるように
なっている。本実施の形態では、変位センサ８及び微分
回路１２によりピストン速度検出手段が構成されてい
る。Further, the controller 7A differentiates the vehicle height data detected by the displacement sensor 8 to obtain a piston speed V2, and multiplies the piston speed V2 by a control gain Ka of a predetermined magnitude, thereby obtaining an actuator. An amplification circuit 13 for generating a command current Ib (control signal) [and a target damping force] for the control signal 5 and a command signal output unit 1
And a selection circuit 14 for selecting the command current Ia from 1 or the command current Ib from the amplifier circuit 13 and outputting the command current Ia or Ib (shown as Ix in FIG. 2) to the actuator 5 as described later. Have. When the command current Ia from the command signal output unit 11 is output to the actuator 5, skyhook approximation control is performed. In the present embodiment, the displacement sensor 8 and the differentiating circuit 12 constitute a piston speed detecting means.
【００１８】選択回路１４は、ピストン速度Ｖ２の周波
数ｆがばね下共振周波数（約１０Ｈｚの高周波振動。な
お、うねり周波数は約１Ｈｚ）近傍の値であるか否かの
判定を予め定めた周波数しきい値（選択回路１４に移動
されている）と比較して行い、否（ピストン速度Ｖ２の
周波数がばね下共振周波数近傍の値でない）と判定する
と、減衰特性の制御のために、指令信号出力部１１から
の指令電流Ｉａをアクチュエータ５に出力する。この場
合、図３に示すように、例えば伸び側ソフト／縮み側ソ
フトのポジション〔図３に示す例では、これに対応する
指令電流の値はＩ２である〕から、伸び側及び縮み側ハ
ードにそれぞれ移行する場合、指令電流がＩｍｉｎから
Ｉｍａｘの範囲でＩａが決定されスカイフック近似制御
を行うようにしている。The selection circuit 14 uses a predetermined frequency to determine whether or not the frequency f of the piston speed V2 is near the unsprung resonance frequency (high-frequency vibration of about 10 Hz; the swell frequency is about 1 Hz). If the determination is made (the frequency of the piston speed V2 is not a value near the unsprung resonance frequency), the command signal is output for controlling the damping characteristic. The command current Ia from the unit 11 is output to the actuator 5. In this case, as shown in FIG. 3, for example, from the position of the extension side software / the contraction side software (in the example shown in FIG. 3, the value of the command current corresponding to this is I2), the extension side and the contraction side hardware are switched. In the case of each shift, Ia is determined in the range of the command current from Imin to Imax, and the skyhook approximation control is performed.
【００１９】一方、前記判定処理で、ピストン速度Ｖ２
の周波数ｆがばね下共振周波数近傍の値であると判定し
た場合には、増幅回路１３からの指令電流Ｉｂが選択さ
れてアクチュエータ５に出力されて減衰特性の制御が行
われる。この減衰特性の制御は、例えば図３に示すよう
に、例えば伸び側ソフト／縮み側ソフトのポジション
（指令電流Ｉ２）から、伸び側ハードに移行する場合、
伸び側ハードに対応する指令電流の範囲〔電流Ｉ３〜Ｉ
２（Ｉ３＜Ｉ１＜Ｉ２)〕で可変とし、また、縮み側ハ
ードに移行する場合、縮み側ハードに対応する指令電流
の範囲〔電流Ｉ２〜Ｉ４（Ｉ２＜Ｉ４)〕で可変となる
ようにピストン速度Ｖ２に応じた大きさの指令電流Ｉｂ
を決定する。なお、ピストン速度Ｖ２が伸び方向である
場合には、伸び側ハードに対応する側の電流Ｉ３〜Ｉ２
の範囲で指令電流が定められ、ピストン速度Ｖ２が縮み
方向である場合には、縮み側ハードに対応する側の電流
Ｉ２〜Ｉ４の範囲で指令電流Ｉｂが定められる。On the other hand, in the determination processing, the piston speed V2
Is determined to be a value near the unsprung resonance frequency, the command current Ib from the amplifier circuit 13 is selected and output to the actuator 5 to control the damping characteristic. This damping characteristic is controlled, for example, as shown in FIG. 3, when shifting from the extension side soft / retraction side software position (command current I2) to the extension side hardware.
The range of the command current corresponding to the extension side hardware [currents I3 to I3
2 (I3 <I1 <I2)], and when shifting to the contraction side hardware, it is made variable in the command current range [currents I2 to I4 (I2 <I4)] corresponding to the contraction side hardware. Command current Ib of magnitude corresponding to piston speed V2
To determine. When the piston speed V2 is in the extension direction, the currents I3 to I2 on the side corresponding to the extension-side hardware
When the piston speed V2 is in the contraction direction, the command current Ib is determined in the range of the currents I2 to I4 on the side corresponding to the contraction side hardware.
【００２０】上述したように減衰力ポジションを移行さ
せる際に、指令電流Ｉａにより減衰力を可変する制御
を、以下、便宜上、スカイフック制御といい、これと区
別するために、指令電流Ｉｂにより減衰力を可変する制
御を電流範囲規制制御という。The control for varying the damping force by the command current Ia when shifting the damping force position as described above is hereinafter referred to as skyhook control for convenience, and in order to distinguish it from the control, the damping force is controlled by the command current Ib. Control for varying the force is called current range regulation control.
【００２１】このコントローラ７Ａは、上述したように
選択回路１４により、ピストン速度Ｖ２の周波数ｆがば
ね下共振周波数近傍の値であるとき、上述したようにス
カイフック制御に換えて電流範囲規制制御を行う（ピス
トン速度に応じて伸び側及び縮み側の減衰特性を制御す
る）ようにしている。When the frequency f of the piston speed V2 is close to the unsprung resonance frequency by the selection circuit 14 as described above, the controller 7A performs the current range regulation control instead of the skyhook control as described above. (The damping characteristics on the extension side and the contraction side are controlled in accordance with the piston speed).
【００２２】以上にように構成された第１実施の形態で
は、指令電流を電流値Ｉ２として伸び側ソフト／縮み側
ソフトのポジションに設定した状態で車両が走行してい
る際に、ピストン速度Ｖ２の周波数ｆがばね下共振周波
数近傍の値であると、前記スカイフック制御に換えて電
流範囲規制制御を行う。この際、ピストンが伸び方向で
あると、伸び側ハードに対応する指令電流の範囲〔電流
Ｉ３〜Ｉ２（Ｉ３＜Ｉ１＜Ｉ２)〕の電流値でピストン
速度Ｖ２に応じた大きさの値の指令電流Ｉｂが選択さ
れ、減衰特性が制御される。また、この際、ピストンが
縮み方向であると、縮み側ハードに対応する指令電流の
範囲〔電流Ｉ２〜Ｉ４〕の電流値でピストン速度Ｖ２に
応じた大きさの値の指令電流Ｉｂが選択され、減衰特性
が制御される。In the first embodiment configured as described above, when the vehicle is running with the command current set to the expansion side soft / retraction side soft position as the current value I2, the piston speed V2 If the frequency f is near the unsprung resonance frequency, the current range regulation control is performed instead of the skyhook control. At this time, if the piston is in the extension direction, a command having a value corresponding to the piston speed V2 with a current value in the range of the command current [currents I3 to I2 (I3 <I1 <I2)] corresponding to the extension side hardware. The current Ib is selected, and the attenuation characteristics are controlled. At this time, if the piston is in the contracting direction, the command current Ib having a value corresponding to the piston speed V2 is selected with a current value in the command current range [currents I2 to I4] corresponding to the contraction side hardware. , The attenuation characteristics are controlled.
【００２３】上述したように、ピストン速度Ｖ２の周波
数ｆがばね下共振周波数近傍の値であると、スカイフッ
ク制御に換えて電流範囲規制制御を行うことにより、図
４の太線両端に示すように、伸縮行程共に減衰力を大き
くすることができる。従来技術においては、ばね下振動
を抑制する際、減衰力を伸び側ハードに移行させるもの
の、縮み側の減衰力はソフトの状態であり、伸縮行程で
振動の低減に差があった。これに対して、本実施の形態
によれば、ピストン速度Ｖ２の周波数ｆがばね下共振周
波数近傍の値であると、上述したようにスカイフック制
御に換えて電流範囲規制制御を行い、指令電流Ｉｂを電
流Ｉ３〜Ｉ４の範囲から選択し得るようになり、これに
より伸縮行程共に減衰力を大きくし、操縦安定性及び乗
り心地の向上を図ることができる。As described above, when the frequency f of the piston speed V2 is a value near the unsprung resonance frequency, the current range regulation control is performed instead of the skyhook control, as shown at both ends of the thick line in FIG. In addition, the damping force can be increased in both the expansion and contraction strokes. In the related art, when the unsprung vibration is suppressed, the damping force is shifted to the extension side hard, but the compression side damping force is in a soft state, and there is a difference in the reduction of the vibration in the expansion and contraction process. On the other hand, according to the present embodiment, if the frequency f of the piston speed V2 is a value near the unsprung resonance frequency, the current range regulation control is performed instead of the skyhook control as described above, and the command current is controlled. Ib can be selected from the range of currents I3 to I4, whereby the damping force can be increased in both the expansion and contraction strokes, and steering stability and ride comfort can be improved.
【００２４】次に本発明の第２実施の形態を図５及び図
６に基づいて説明する。この第２実施の形態では、第１
実施の形態で用いた変位センサ８を用いずに、前記加速
度センサ６を利用してショックアブソーバ４のピストン
速度を推定して推定ピストン速度Ｖ２１を得、変位セン
サ８から得たピストン速度Ｖ２に換えてこの推定ピスト
ン速度Ｖ２１を用いて減衰力制御を行うようにしてい
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the first
Without using the displacement sensor 8 used in the embodiment, the piston speed of the shock absorber 4 is estimated by using the acceleration sensor 6 to obtain an estimated piston speed V21, which is replaced with the piston speed V2 obtained from the displacement sensor 8. Damping force control is performed using the estimated piston speed V21.
【００２５】ここで、推定ピストン速度を得るためのピ
ストン速度推定モデルを図５に示す。路面接地点１５と
質量ｍ1のばね下質量体１６との間には、タイヤ（車輪
２）などのばね力を表すばね１７が存在する。このばね
１７のばね定数をｋ1とする。ばね下質量体１６と車体
１を含む質量ｍ2のばね上質量体１８との間には前記ば
ね３（ばね定数をｋ2とする）およびショックアブソー
バ４（減衰係数をｃとする）が介装されている。そし
て、路面入力をｘ0、ばね下質量体１６の変位をｘ1、ば
ね上質量体１８の変位をｘ2とすると、次の運動方程式
で示される関係がある。FIG. 5 shows a piston speed estimation model for obtaining the estimated piston speed. Between the unsprung mass 16 in the road surface ground point 15 and the mass m 1, the spring 17 representing the spring forces of such a tire (wheel 2) is present. The spring constant of the spring 17 to k 1. Between the unsprung mass body 16 and the sprung mass body 18 of mass m 2 including the vehicle body 1, the spring 3 (spring constant is k 2 ) and the shock absorber 4 (damping coefficient is c) are interposed. Is equipped. If the road surface input is x 0 , the displacement of the unsprung mass body 16 is x 1 , and the displacement of the sprung mass body 18 is x 2 , there is a relationship expressed by the following equation of motion.
【００２６】 ｍ1・ｘ1″＋ｃ（ｘ1′−ｘ2′）＋ｋ2（ｘ1−ｘ2） ＋ｋ1（ｘ1−ｘ0）＝０ … （３） ｍ2・ｘ2″＋ｃ（ｘ2′−ｘ1′）＋ｋ2（ｘ2−ｘ1）＝０ … （４）M 1 · x 1 ″ + c (x 1 ′ −x 2 ′) + k 2 (x 1 −x 2 ) + k 1 (x 1 −x 0 ) = 0 (3) m 2 · x 2 ″ + c (X 2 ′ −x 1 ′) + k 2 (x 2 −x 1 ) = 0 (4)
【００２７】上記（３）、(４)から、ラプラス変換を行
い、「ｘ2″」 → 「ｘ2′−ｘ1′」の伝達関数を求める
と、 （ｘ2′−ｘ1′）／ｘ2″＝（−ｍ2・ｓ）／（ｃ・ｓ＋ｋ2） … （５） 但し、ｓ：ラプラス演算子 を得る。第２実施の形態ではこの式（５）を用いた演算
を行うようにしている。From the above (3) and (4), a Laplace transform is performed to obtain a transfer function from “x 2 ″” → “x 2 ′ −x 1 ′”. Then, (x 2 ′ −x 1 ′) / x 2 ″ = (− m 2 · s) / (cs · k 2 ) (5) where s: Laplace operator is obtained. In the second embodiment, an operation using this equation (5) is performed. I have to.
【００２８】すなわち、この第２実施の形態のコントロ
ーラ７ｂは、図６に示すように、式（５）の伝達関数を
有する推定ピストン速度演算部２０を備えている。推定
ピストン速度演算部２０は、加速度センサ６からの加速
度に対して前記式（５）の伝達関数による演算を行なっ
て、推定ピストン速度Ｖ２１を求めるようにしている。
推定ピストン速度演算部２０の出力側には、推定ピスト
ン速度Ｖ２１に所定の大きさの制御ゲインＫｂを掛ける
ことにより、アクチュエータ５に対する指令電流Ｉｃ
（制御信号）〔ひいては目標減衰力〕を生成する増幅回
路２１が接続されている。この第２の実施の形態のコン
トローラ７ｂも、第１実施の形態と同様に選択回路１４
を含むものになっており、スカイフック制御に換えてピ
ストン速度Ｖ２に相当する推定ピストン速度Ｖ２１（推
定ピストン速度）を用いて減衰力制御を行うようにして
いる。That is, as shown in FIG. 6, the controller 7b of the second embodiment includes an estimated piston speed calculator 20 having the transfer function of the equation (5). The estimated piston speed calculation unit 20 calculates the estimated piston speed V21 by performing a calculation on the acceleration from the acceleration sensor 6 using the transfer function of the equation (5).
By multiplying the estimated piston speed V21 by a control gain Kb of a predetermined magnitude, the command current Ic to the actuator 5 is output to the output side of the estimated piston speed calculation unit 20.
An amplification circuit 21 for generating a (control signal) [and a target damping force] is connected. The controller 7b of the second embodiment also has a selection circuit 14 similar to the first embodiment.
The damping force control is performed using an estimated piston speed V21 (estimated piston speed) corresponding to the piston speed V2 instead of the skyhook control.
【００２９】第２実施の形態では、第１実施の形態と同
様にして、ピストン速度Ｖ２の周波数ｆ′がばね下共振
周波数近傍の値であると、スカイフック制御（指令電流
Ｉａによる制御）に換えて推定ピストン速度Ｖ２１（推
定ピストン速度）を用いた電流範囲規制制御（指令電流
Ｉｃによる制御）を行い、図４に示すように、伸縮行程
共に減衰力を大きくすることができる。このため、操縦
安定性及び乗り心地の向上を図ることができる。また、
第２実施の形態では、第１実施の形態に比して変位セン
サ８を設けずに済み、その分、部品数が少なくなり、構
成を簡易なものにできる。In the second embodiment, similarly to the first embodiment, if the frequency f 'of the piston speed V2 is a value near the unsprung resonance frequency, the skyhook control (control by the command current Ia) is performed. Instead, current range regulation control (control by the command current Ic) using the estimated piston speed V21 (estimated piston speed) is performed, and as shown in FIG. 4, the damping force can be increased in both the expansion and contraction strokes. For this reason, steering stability and riding comfort can be improved. Also,
In the second embodiment, the displacement sensor 8 does not need to be provided as compared with the first embodiment, and accordingly, the number of parts is reduced and the configuration can be simplified.
【００３０】また、前記第１実施の形態に代えて、図７
に示すように構成したコントローラ７ｃを用いるように
してもよい（本発明の第３実施の形態）。このコントロ
ーラは、増幅回路１３に代えて設けられた制御ゲインＫ
ｃの増幅回路２３を有し、微分回路１２と増幅回路２３
との間にバンドパスフィルタ２４（所定のカットオフ周
波数に設定されたフィルタ）を介装し、増幅回路２３の
出力側に減衰力飽和要素ブロック２５を備えている。増
幅回路２３からは信号ＰＤが出力され、減衰力飽和要素
ブロック２５から指令電流Ｉｄが出力される。なお、コ
ントローラ７ｃは、後述する選択回路１４ａを含むもの
になっており、スカイフック制御（指令電流Ｉａによる
制御）に換えてピストン速度Ｖ２を用いて減衰力制御
（指令電流Ｉｄによる制御）を行うようにしている。In place of the first embodiment, FIG.
(The third embodiment of the present invention). This controller has a control gain K provided in place of the amplifier circuit 13.
c, the differential circuit 12 and the amplifying circuit 23
, A band-pass filter 24 (a filter set to a predetermined cutoff frequency) is interposed, and a damping force saturation element block 25 is provided on the output side of the amplifier circuit 23. The signal PD is output from the amplifier circuit 23, and the command current Id is output from the damping force saturation element block 25. The controller 7c includes a later-described selection circuit 14a, and performs damping force control (control by the command current Id) using the piston speed V2 instead of skyhook control (control by the command current Ia). Like that.
【００３１】バンドパスフィルタ２４は、伝達関数がＴ
ｓ／（１＋Ｔｓ）〔Ｔ：時定数〕のバンドパス第１フィ
ルタ２４ａと、これに直列接続され伝達関数が１／（１
＋Ｔｓ）のバンドパス第２フィルタ２４ｂとから構成さ
れており、ばね下周波数成分を抽出するようにしてい
る。そして、選択回路１４ａは、バンドパスフィルタ２
４で抽出されたばね下周波数成分に基づいて判定制御を
行うようにしており、バンドパスフィルタ２４を通過し
た信号を検知して当該信号を検知した際に指令電流Ｉｄ
を選択する。減衰力飽和要素ブロック２５は、信号ＰＤ
に略比例する大きさの指令電流Ｉｄを出力するが、この
ブロック２５の枠（図７）中のグラフに示すように、信
号ＰＤの大きさが一定以上の大きさになると、指令電流
Ｉｄ、ひいては減衰力（減衰特性）が一定の大きさとな
るようになっており、これにより減衰力（減衰特性）の
可変幅〔図７ブロック２５を示す枠中のグラフの縦軸方
向〕に制限を加えるようにしている。なお、この可変幅
は、車速等の車両の走行状態を示す信号に応じて可変と
なるようにしてもよい。The band-pass filter 24 has a transfer function of T
a band-pass first filter 24a of s / (1 + Ts) [T: time constant], and a transfer function connected in series to the filter and having a transfer function of 1 / (1
+ Ts) and extracts the unsprung frequency component. Then, the selection circuit 14a includes the bandpass filter 2
The determination control is performed on the basis of the unsprung frequency component extracted in step 4, the signal passing through the band-pass filter 24 is detected, and when the signal is detected, the command current Id
Select The damping force saturation element block 25 receives the signal PD.
Is output in proportion to the command current Id, as shown in the graph in the frame (FIG. 7) of the block 25, when the magnitude of the signal PD becomes larger than a certain value. As a result, the damping force (damping characteristic) has a constant magnitude, thereby limiting the variable width of the damping force (damping characteristic) (the vertical axis of the graph in the frame showing the block 25 in FIG. 7). Like that. The variable width may be made variable in accordance with a signal indicating a running state of the vehicle such as a vehicle speed.
【００３２】第３実施の形態では、第１実施の形態と同
様にして、ピストン速度Ｖ２の周波数ｆ″がばね下共振
周波数近傍の値であると、スカイフック制御（指令電流
Ｉａによる制御）に換えてピストン速度Ｖ２に基づく制
御を用いた電流範囲規制制御を行うことにより、図４に
示すように、伸縮行程共に減衰力を大きくすることがで
きる。このため、操縦安定性及び乗り心地の向上を図る
ことができる。また、第３実施の形態では、バンドパス
フィルタ２４を設けており、ばね下周波数成分を抽出し
て、その抽出値に基づいて判定制御を行うことにより、
ばね下共振振動の抑制をより精度高く行うことができる
ようになる。また、減衰力飽和要素ブロック２５を設
け、信号ＰＤの大きさが一定以上の大きさになると、指
令電流Ｉｄを一定の大きさとし、減衰力（減衰特性）の
可変幅に制限を加えるようにしているので、過剰な振動
抑制の防止を図ることができる。In the third embodiment, similarly to the first embodiment, if the frequency f ″ of the piston speed V2 is a value near the unsprung resonance frequency, the skyhook control (control by the command current Ia) is performed. Instead, by performing the current range regulation control using the control based on the piston speed V2, it is possible to increase the damping force in both the expansion and contraction strokes as shown in Fig. 4. Therefore, the steering stability and the riding comfort are improved. Further, in the third embodiment, the band-pass filter 24 is provided, the unsprung frequency component is extracted, and the determination control is performed based on the extracted value.
The unsprung resonance vibration can be suppressed with higher accuracy. Further, the damping force saturation element block 25 is provided, and when the magnitude of the signal PD becomes a certain value or more, the command current Id is made constant, and the variable width of the damping force (damping characteristic) is limited. Therefore, it is possible to prevent excessive vibration suppression.
【００３３】上記第３実施の形態のバンドパスフィルタ
２４及び減衰力飽和要素ブロック２５は、前記第２実施
の形態に用いるようにしてもよい。The band-pass filter 24 and the damping force saturation element block 25 of the third embodiment may be used in the second embodiment.
【００３４】また、スカイフック制御等を用いたセミア
クティブ／アクティブシステムにおいては、図８に示す
構成（本発明の第４実施の形態）としたり、あるいは図
９に示す構成（本発明の第５実施の形態）としてもよ
い。第４、第５実施の形態は、上述した選択回路１４を
廃止し、これに代えて、通常のスカイフック制御で得ら
れる指令電流Ｉａに電流範囲規制制御で得られる指令電
流Ｉｅ又はＩｆを加え合せる加算部３０を備えている。
第４、第５実施の形態では、通常のスカイフック制御で
得られる指令電流Ｉａに電流範囲規制制御で得られる指
令電流Ｉｅ又はＩｆを加え合せ、ばね上共振振動及びば
ね下共振振動の低減を同時に成立させるようにすること
ができる。In a semi-active / active system using skyhook control or the like, the configuration shown in FIG. 8 (fourth embodiment of the present invention) or the configuration shown in FIG. Embodiment). In the fourth and fifth embodiments, the above-described selection circuit 14 is eliminated, and instead, a command current Ie or If obtained by current range regulation control is added to a command current Ia obtained by normal skyhook control. An adder 30 is provided.
In the fourth and fifth embodiments, the command current Ie or If obtained by the current range regulation control is added to the command current Ia obtained by the normal skyhook control to reduce the sprung resonance vibration and the unsprung resonance vibration. It can be established at the same time.
【００３５】上記実施の形態では、サスペンション制御
装置が用いられる車両が自動車である場合を例にした
が、これに代えて、車体の上下加速度を鉄道車両の車体
の左右加速度に置き換え、車体の上下絶対速度を車体の
左右絶対速度、車軸を台車に置き変えることにより、鉄
道車両に用いることもできる。In the above embodiment, the case where the vehicle in which the suspension control device is used is an automobile is described as an example. Alternatively, the vertical acceleration of the vehicle body is replaced with the lateral acceleration of the vehicle body of the railway vehicle, By replacing the absolute speed with the left and right absolute speeds of the vehicle body and the axle as a bogie, the vehicle can be used for railway vehicles.
【００３６】[0036]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ピストン
速度検出手段が検出したピストン速度の周波数がばね下
共振周波数近傍の値であるとき、ばね上速度に基づく制
御に換えて所定の指令電流範囲でピストン速度に応じた
大きさの指令電流に基づいて減衰特性を制御するので、
ばね下共振周波数入力時に伸縮行程共に減衰力を大きく
し、ばね下振動の抑制を的確に果たすことができ、操縦
安定性及び乗り心地の向上を図ることができる。According to the first aspect of the present invention, when the frequency of the piston speed detected by the piston speed detecting means is a value near the unsprung resonance frequency, a predetermined command is issued instead of the control based on the sprung speed. Since the damping characteristic is controlled based on the command current of the magnitude corresponding to the piston speed in the current range,
When the unsprung resonance frequency is input, the damping force is increased in both the expansion and contraction strokes, the unsprung vibration can be suppressed accurately, and the steering stability and riding comfort can be improved.
【００３７】請求項２記載の発明によれば、ピストン速
度検出手段を廃止して部品数を低減して構成を簡素化す
ることができる。請求項３記載の発明によれば、ピスト
ン速度検出手段が検出したピストン速度のうちばね下共
振周波数近傍成分を通すように、所定のカットオフ周波
数に設定されたバンドパスフィルタを設けたので、ばね
上速度に基づく制御に換えて行う減衰特性制御を精度高
いものにすることができる。請求項４記載の発明によれ
ば、ばね上速度に基づく制御に換えて行う減衰特性制御
時に、減衰特性の可変幅に制限を加えるので、過剰な振
動抑制の防止を図ることができる。According to the second aspect of the present invention, the piston speed detecting means can be eliminated, the number of parts can be reduced, and the configuration can be simplified. According to the third aspect of the present invention, since the band-pass filter set to the predetermined cutoff frequency is provided so as to pass a component near the unsprung resonance frequency in the piston speed detected by the piston speed detecting means, The attenuation characteristic control performed in place of the control based on the upper speed can be made highly accurate. According to the fourth aspect of the present invention, the variable width of the damping characteristic is limited during the damping characteristic control performed in place of the control based on the sprung speed, so that excessive vibration suppression can be prevented.
【図１】本発明の第１実施の形態に係るサスペンション
制御装置を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a suspension control device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１のコントローラを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the controller of FIG. 1;
【図３】図１のショックアブソーバの電流−減衰力特性
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a current-damping force characteristic of the shock absorber of FIG.
【図４】図１のショックアブソーバの電流−ピストン速
度、減衰力特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing current-piston speed and damping force characteristics of the shock absorber of FIG. 1;
【図５】本発明の第２実施の形態を説明するためのサス
ペンション制御装置を模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a suspension control device for explaining a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２実施の形態で用いるコントローラ
のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a controller used in a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３実施の形態で用いるコントローラ
のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a controller used in a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第４実施の形態で用いるコントローラ
のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a controller used in a fourth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第５実施の形態で用いるコントローラ
のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a controller used in a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】従来のサスペンション制御装置の一例を模式
的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a conventional suspension control device.
【図１１】図１０のショックアブソーバの電流−減衰力
特性を示す図である。11 is a diagram showing current-damping force characteristics of the shock absorber of FIG.
４ ショックアブソーバ ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、 コントローラ ８ 変位センサ １２ 微分回路 １４ 選択回路 4 Shock absorber 7A, 7B, 7C, controller 8 Displacement sensor 12 Differentiating circuit 14 Selection circuit
Claims (4)
れ、アクチュエータへの指令電流に応じて減衰特性を調
整可能な減衰特性反転型のショックアブソーバと、車両
のばね上の速度を検出するばね上速度検出手段と、該ば
ね上速度検出手段が検出した検出信号から得られる指令
電流に基づいて前記ショックアブソーバの減衰特性を制
御する制御手段と、を備えたサスペンション制御装置で
あって、 前記ショックアブソーバのピストン速度を検出するピス
トン速度検出手段を有し、 前記制御手段は、前記ピストン速度検出手段が検出した
ピストン速度の周波数がばね下共振周波数近傍の値であ
るとき、前記ばね上速度に基づく制御に換えて所定の指
令電流範囲でピストン速度に応じた大きさの指令電流に
基づいて減衰特性を制御することを特徴とするサスペン
ション制御装置。A damping characteristic inversion type shock absorber interposed between a sprung portion and a unsprung portion of a vehicle and capable of adjusting a damping characteristic according to a command current to an actuator; A suspension control device comprising: a sprung speed detecting means for detecting; and a control means for controlling a damping characteristic of the shock absorber based on a command current obtained from a detection signal detected by the sprung speed detecting means. And a piston speed detecting means for detecting a piston speed of the shock absorber, wherein the control means is configured to detect the piston speed when the frequency of the piston speed detected by the piston speed detecting means is a value near the unsprung resonance frequency. Instead of speed-based control, damping characteristics are controlled based on a command current of a magnitude corresponding to the piston speed within a predetermined command current range Suspension control device for.
ストン速度検出手段に換えて、前記ばね上速度検出手段
の検出信号から推定ピストン速度を求めるピストン速度
推定手段を設け、前記ばね上速度に基づく制御に換えて
行う減衰特性制御に関して、前記ピストン速度に換え
て、前記推定ピストン速度に応じて行うことを特徴とす
るサスペンション制御装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: piston speed estimating means for obtaining an estimated piston speed from a detection signal of said sprung speed detecting means, in place of said piston speed detecting means. A suspension control device according to claim 1, wherein the damping characteristic control performed in place of the control based on the estimated piston speed is performed instead of the piston speed.
おいて、ピストン速度検出手段が検出したピストン速度
のうち、ばね下共振周波数近傍の成分を通すように、所
定のカットオフ周波数に設定されたバンドパスフィルタ
を設けたことを特徴とするサスペンション制御装置。3. The configuration according to claim 1, wherein a predetermined cut-off frequency is set so that a component near the unsprung resonance frequency of the piston speed detected by the piston speed detecting means passes. A suspension control device comprising a bandpass filter provided.
記載の構成において、ばね上速度に基づく制御に換えて
行う減衰特性制御時に、減衰特性の可変幅に制限を加え
ることを特徴とするサスペンション制御装置。4. The damper according to claim 1, wherein a variable width of the damping characteristic is limited when damping characteristic control is performed in place of control based on sprung speed. Suspension control device.
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