JPH03224815A - Suspension controller - Google Patents

Suspension controller

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Publication number
JPH03224815A
JPH03224815A JP1865290A JP1865290A JPH03224815A JP H03224815 A JPH03224815 A JP H03224815A JP 1865290 A JP1865290 A JP 1865290A JP 1865290 A JP1865290 A JP 1865290A JP H03224815 A JPH03224815 A JP H03224815A
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JP
Japan
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damping force
shock absorber
acceleration
detected
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP1865290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Tsutsumi
康裕 堤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To control damping force, and to suppress the vibration of a car body with good response by controlling the damping force to a smaller level at the time of excitation, while to a larger level at the time of damping, based on the direction of a damping force calculated from a rate of damping force change as well as of spring upper acceleration. CONSTITUTION:The generation pattern of the damping force at a shock absorber SA provided between a wheel WH and a car body US is controlled, and the vibration of a car is suppressed. A rate of damping force change at the shock absorber SA is detected by a damping force rate of change detection means M1. The detected damping force rate of change is integrated, so as to estimate the damping force that works on the shock absorber SA by a damping force estimation means M2. Vertical acceleration of the car body is detected by a spring upper acceleration detection means M3. When the direction of the estimated damping force and that of the detected acceleration are identical, the damping force of the shock absorber SA is controlled to be lower level, while higher level on the contrary occasion, by a damping force controller M4.

Description

【発明の詳細な説明】 聚肌Ω旦豹 [産業上の利用分野] 本発明はサスペンション制御装置に関し、詳しくは減衰
力の発生パターンを可変し得るショックアブソーバを備
えたサスペンション制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a suspension control device, and more particularly to a suspension control device equipped with a shock absorber that can vary the generation pattern of damping force.

[従来の技術] 従来、この種のサスペンション制御装置として、応答性
に優れた圧電素子を駆動源とするアクチュエータをショ
ックアブソーバに組み込み、圧電素子を用いた荷重セン
サからの減衰力変化率の信号に基づいて、ショックアブ
ソーバの減衰力特性を切り替えるものが知られている(
例えば特開昭64−67407号公報)。
[Prior art] Conventionally, this type of suspension control device incorporates an actuator whose drive source is a piezoelectric element with excellent responsiveness into a shock absorber, and uses a signal of the rate of change in damping force from a load sensor using a piezoelectric element. It is known to switch the damping force characteristics of a shock absorber based on
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-67407).

[発明が解決しようとする課題] かかるサスペンション制御装置は、路面の状況を捉えて
減衰力特性の設定を切り換えることができ、乗り心地を
良好とする優れたものであるが、減衰力変化率の信号で
は、車体の上下方向の振動、即ちばね上の絶対的な加速
度については、対応できないため、減衰力の発生パター
ンの設定が最適にならない場合が考えられた こうした問題に対して、ばね上−ばね下の相対変位速度
とばね上の絶対的な上下方向の変位速度とを検出し、両
変位速度の符号に基づき、サスペンションが加振状態に
あるか制振状態にあるかを判断して、減衰力の設定を切
り換えるものが提案されている(例えば実開昭61−1
27007号公報)。かかる技術では、ばね上−ばね下
の相対変位速度とばね上の絶対的な上下方向の変位速度
を、ばね上 ばね下の変位として検出しそれを微分して
得ている。このため、応答速度(制御性)を向上しよう
としてサンプリングタイムを上げると検出変位量は小さ
くなってノイズとの判別が困難になってしまう。従って
、かかる構成では応答速度向上には限界があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Such a suspension control device can change the setting of the damping force characteristics based on the road surface condition, and is excellent in improving ride comfort. However, the damping force change rate is Signals cannot deal with the vertical vibration of the vehicle body, that is, the absolute acceleration of the sprung mass, so the setting of the damping force generation pattern may not be optimal. The system detects the relative displacement speed of the unsprung portion and the absolute vertical displacement speed of the sprung portion, and determines whether the suspension is in an excitation state or a vibration suppression state based on the sign of both displacement speeds. Devices that switch the damping force setting have been proposed (for example, Utility Model Application No. 61-1
Publication No. 27007). In this technique, the relative displacement speed between the sprung mass and the unsprung mass and the absolute vertical displacement velocity of the sprung mass are detected as the displacement between the sprung mass and the unsprung mass, and the detected displacement is obtained by differentiating the detected displacement. For this reason, if the sampling time is increased in an attempt to improve the response speed (controllability), the detected displacement amount becomes smaller, making it difficult to distinguish it from noise. Therefore, with this configuration, there is a limit to the improvement in response speed.

本発明のサスペンション制御装置は上記課題を解決し、
ばね上−ばね下の動きを的確に捉えて、3− 応答性良くショックアブソーバの減衰力を制御すること
を目的とする。
The suspension control device of the present invention solves the above problems,
The purpose is to accurately capture the movement between the sprung mass and the unsprung mass, and to control the damping force of a shock absorber with good response.

楚胆辺構成 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。
The structure of the present invention that achieves the above object will be described below.

[課題を解決するための手段] 本発明のサスペンション制御装置は、第1図に例示する
ように、 車輪WHと車体USとの間に設けられたショックアブソ
ーバSAの減衰力の発生パターンの設定を制御して、車
両の振動を抑制する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SAの減衰力変化率を検出する
減衰力変化率検出手段M1と、該検出された減衰力変化
率を積分して、ショックアブソーバSAに作用する減衰
力を推定する減衰力推定手段M2と、 前記車体USの上下方向の加速度を検出するばね上前速
度検出手段M3と、 前記推定された減衰力と前記検出された加速度4 との方向が同一の場合には、前記ショックアブソーバS
Aの減衰力の設定を低い側に制御し、両者の方向が逆の
場合には、該減衰力の設定を高い側に制御する減衰力制
御手段M4と を備えたことを要旨とする。
[Means for Solving the Problems] As illustrated in FIG. 1, the suspension control device of the present invention sets the damping force generation pattern of the shock absorber SA provided between the wheel WH and the vehicle body US. A suspension control device for controlling vibrations of a vehicle, comprising a damping force change rate detecting means M1 for detecting a damping force change rate of the shock absorber SA, and a damping force change rate detecting means M1 for integrating the detected damping force change rate. , damping force estimating means M2 that estimates the damping force acting on the shock absorber SA; sprung front speed detecting means M3 that detects the vertical acceleration of the vehicle body US; and the estimated damping force and the detected damping force. If the direction of the acceleration 4 is the same, the shock absorber S
The main feature is that the damping force control means M4 controls the setting of the damping force of A to the lower side, and controls the setting of the damping force to the higher side when the two directions are opposite.

[作用] 上記構成を有する本発明のサスペンション制御装置は、
車輪Wl−1と車体USとの間に設けられたショックア
ブソーバSAの減衰力の発生パターンの設定を、ショッ
クアブソーバSAに作用する減衰力(減衰力変化率検出
手段M1により検出した減衰力変化率を減衰力推定手段
M2が積分して推定)と車体US上下方向の加速度(ば
ね上前速度検出手段M3により検出)とに基づいて、次
のように制御し、車両の振動を抑制する。即ち、この推
定された減衰力方向と検出された加速度の方向が同一の
場合には、減衰力制御手段M4により、ショックアブソ
ーバSAの減衰力の設定を低い側に制御し、両者の方向
が逆の場合には、減衰力の設定を高い側に制御するので
ある。
[Function] The suspension control device of the present invention having the above configuration has the following features:
The setting of the generation pattern of the damping force of the shock absorber SA provided between the wheel Wl-1 and the vehicle body US is determined by the damping force acting on the shock absorber SA (the damping force change rate detected by the damping force change rate detection means M1). is integrated and estimated by the damping force estimating means M2) and the acceleration in the vertical direction of the vehicle body US (detected by the sprung front speed detecting means M3), and the vibration of the vehicle is controlled as follows. That is, when the estimated damping force direction and the detected acceleration direction are the same, the damping force control means M4 controls the setting of the damping force of the shock absorber SA to the lower side, and the two directions are reversed. In this case, the damping force setting is controlled to be high.

ここで、減衰力はショックアブソーバSAに作用する力
として推定されているから、減衰力方向とばね上に対す
るばね下の相対的な移動方向とは致する。即ち、推定さ
れた減衰力の方向からショックアブソーバSAの動いて
いる方向を判断することができ、これがばね上の動きと
同一方向である加振状態ではショックアブソーバSAの
減衰力は低い側に設定さ札 ショックアブソーバSAの
動きとばね上の動きとが逆方向の制振状態ではその減衰
力は大きな側に設定さねう結果的に車両の振動は抑制さ
れる。しかも、ショックアブソーバSAの動きを、車体
振動を結果する路面の状態や加減速の側面から(即ち、
減衰力変化率から)求めているので、高応答性・高精度
な制御が可能となる。
Here, since the damping force is estimated as a force acting on the shock absorber SA, the direction of the damping force and the direction of relative movement of the unsprung part with respect to the sprung part coincide. That is, the direction in which the shock absorber SA is moving can be determined from the direction of the estimated damping force, and in an excitation state where this is the same direction as the movement on the spring, the damping force of the shock absorber SA is set to the low side. In a damping state where the movement of the shock absorber SA and the movement of the spring are in opposite directions, the damping force is not set to a large side, and as a result, the vibration of the vehicle is suppressed. Moreover, the movement of the shock absorber SA can be determined from the aspects of road surface conditions and acceleration/deceleration that result in vehicle body vibration (i.e.,
(from the rate of change in damping force), enabling highly responsive and highly accurate control.

[実施例] 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明のサスペンション制御装置の好適な実
施例について説明する。
[Examples] In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, preferred embodiments of the suspension control device of the present invention will be described below.

第2図はこのサスペンション制御装置1全体の構成を表
わす概略構成図であり、第3図(A)はショックアブソ
ーバを一部破断した断面図であり、第3図(B)はショ
ックアブソーバの要部拡大断面図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of this suspension control device 1, FIG. 3(A) is a partially cutaway sectional view of the shock absorber, and FIG. 3(B) is a main part of the shock absorber. FIG.

第2図に示すように、本実施例のサスペンション制御装
置1は、減衰力を2段階に変更可能なショックアブソー
バ2FL、  2FR,2RL、  2RRと、これら
各ショックアブソーバに接続されその減衰力を制御する
電子制御装置4とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the suspension control device 1 of the present embodiment includes shock absorbers 2FL, 2FR, 2RL, and 2RR that can change the damping force in two stages, and is connected to each of these shock absorbers to control the damping force. It is composed of an electronic control unit 4 that performs the following operations.

各ショックアブソーバ2FL、  2FR,2RL、 
 2RRは、夫々、左右前後輪5FL、  5FR,5
RL、  5RRのサスペンションロワーアーム6FL
、  6FR,6RL、  6RRと車体7との間に、
コイルスプリング8FL、  8FR。
Each shock absorber 2FL, 2FR, 2RL,
2RR has left and right front and rear wheels 5FL, 5FR, 5 respectively.
RL, 5RR suspension lower arm 6FL
, between 6FR, 6RL, 6RR and the vehicle body 7,
Coil springs 8FL, 8FR.

8RL、  8RRと共に併設されている。It is located alongside 8RL and 8RR.

ショックアブソーバ2FL、  2FR,2RL、  
2RRは、後述するように、ショックアブソーバ2FL
、  2FR。
Shock absorber 2FL, 2FR, 2RL,
2RR is a shock absorber 2FL as described later.
, 2FR.

2RL、  2RRに作用する力を検出するピエゾ荷重
センサと、ショックアブソーバ2FL、  2FR,2
RL。
A piezo load sensor that detects the force acting on 2RL and 2RR, and shock absorbers 2FL, 2FR, and 2
R.L.

2RRにおける減衰力の発生パターンの設定を切り換え
るピエゾアクチュエータとを各々−組ずつ内7− 蔵している。
Each of the 2RRs has 7 sets of piezo actuators for switching the setting of the damping force generation pattern in the 2RR.

次に、上記各ショックアブソーバ2FL、  2FR。Next, each of the above shock absorbers 2FL and 2FR.

2RL、  2RRの構造を説明するが、上記各ショッ
クアブソーバ2FL、  2FR,2RL、  2RR
の構造は総て同一であるため、ここでは左前輪5FL側
のショックアブソーバ2FLを例にとり説明する。また
、以下の説明では、各車輪に設けられた各部材の符号に
は、必要に応じて、左前輪5 FL、右前輪5 FR。
The structure of 2RL and 2RR will be explained, but each of the above shock absorbers 2FL, 2FR, 2RL, 2RR
Since all of the structures are the same, the shock absorber 2FL on the left front wheel 5FL side will be explained here as an example. In addition, in the following description, the reference numerals of each member provided on each wheel include front left wheel 5 FL and front right wheel 5 FR, as necessary.

左後輪5 RL、右後輪5RRに対応する添え字FL、
  FR。
Subscript FL corresponding to left rear wheel 5RL, right rear wheel 5RR,
F.R.

RL、  RRを付けるものとし、各輪に関して差異が
ない場合には、添え字を省略するものとする。
RL and RR shall be added, and if there is no difference regarding each wheel, the subscripts shall be omitted.

ショックアブソーバ2は、第3図(A)に示すように、
シリンダ11内の下端にて車軸側部材]1aを介してサ
スペンションロワーアーム6に固定さね一方、シリンダ
]1に貫挿されたロッド13の上端にて、ベアリング7
a及び防振ゴム7bを介して車体7にコイルスプリング
8と共に固定されている。
The shock absorber 2, as shown in FIG. 3(A),
The lower end of the cylinder 11 is fixed to the suspension lower arm 6 via the axle side member 1a, while the bearing 7 is fixed at the upper end of the rod 13 inserted through the cylinder 1.
It is fixed together with a coil spring 8 to the vehicle body 7 via a vibration-proof rubber 7b.

シリンダ11内部には、ロッド13の下端に連接された
内部シリンダ]5.連結部材16および8− 筒状部材17と、シリンダ11内周面にそって摺動自在
なメインピストン]8とが、配設されている。ショック
アブソーバ2のロッド]3に連結された内部シリンダ1
5には、ピエゾ荷重センサ25とピエゾアクチュエータ
27とが収納されている。
Inside the cylinder 11 is an internal cylinder connected to the lower end of the rod 13]5. Connecting members 16 and 8 - A cylindrical member 17 and a main piston 8 that is slidable along the inner peripheral surface of the cylinder 11 are provided. Shock absorber 2 rod] Internal cylinder 1 connected to 3
5 houses a piezo load sensor 25 and a piezo actuator 27.

メインピストン18は、筒状部材]7に外嵌されており
、シリンダ]1に嵌合する外周にはシル材19が介装さ
れている。従って、シリンダ11内は、このメインピス
トン18により第1の液室21と第2の液室23とに区
画されている。筒状部材17の先端にはバックアップ部
材28が螺合されており、筒状部材17との間に、メイ
ンピ、ストン18と共に、スペーサ29とリーフバルブ
30を筒状部材17側に、リーフバルブ31とカラー3
2をバックアップ部材28側に、それぞれ押圧・固定し
ている。また、リーフバルブ31ととバックアップ部材
28との間には、メインバルブ34とばね35が介装さ
れており、リーフバルブ31をメインピストン18方向
に付勢している。
The main piston 18 is fitted onto the outside of the cylindrical member [7], and a sill material 19 is interposed on the outer periphery that fits into the cylinder [1]. Therefore, the inside of the cylinder 11 is divided into a first liquid chamber 21 and a second liquid chamber 23 by the main piston 18. A backup member 28 is screwed onto the tip of the cylindrical member 17, and between the cylindrical member 17 and the main piston 18, a spacer 29 and a leaf valve 30 are placed on the cylindrical member 17 side. and color 3
2 are pressed and fixed to the backup member 28 side. Further, a main valve 34 and a spring 35 are interposed between the leaf valve 31 and the backup member 28, and urge the leaf valve 31 in the direction of the main piston 18.

これらリーフバルブ30.31は、メインピストン18
が停止している状態では、メインピストン]8に設けら
れた伸び側及び縮み細通路18a。
These leaf valves 30, 31 are connected to the main piston 18.
When the main piston is stopped, the extension side and the contraction narrow passage 18a provided in the main piston]8.

18bを、各々片側で閉塞しており、メインピストン1
8が矢印AもしくはB方向に移動するのに伴って片側に
開く。従って、両液室21.23に充填された作動油は
、メインピストン18の移動に伴って、両通路18a、
18bのいずれかを通って、両液室21,23間を移動
する。このように両液室21,23間の作動油の移動が
両通路18a、18bに限られている状態で(よ ロッ
ド13の動きに対して発生する減衰力は大きく、サスペ
ンションの特性はハードとなる。
18b are each closed on one side, and the main piston 1
8 opens to one side as it moves in the direction of arrow A or B. Therefore, as the main piston 18 moves, the hydraulic oil filled in both the liquid chambers 21 and 23 flows through both passages 18a and 23.
18b, and moves between the two liquid chambers 21 and 23. In this state, where the movement of hydraulic oil between the two liquid chambers 21 and 23 is limited to both passages 18a and 18b, the damping force generated against the movement of the rod 13 is large, and the suspension characteristics are hard. Become.

内部シリンダ15の内部に収納されピエゾ荷重センサ2
5及びピエゾアクチュエータ27は、第3図(A)、 
 (B)に示すように、圧電セラミックスの薄板を電極
を挟んで積層した電歪素子積層体である。ピエゾ荷重セ
ンサ25の各電歪素子は、ショックアブソーバ2に作用
する力、即ち減衰力によって分極する。従って、ピエゾ
荷重センサ20− 5の出力を所定インピーダンスの回路により電圧信号と
して取り出せば、減衰力の変化率を検出することができ
る。
A piezo load sensor 2 is housed inside the internal cylinder 15.
5 and the piezo actuator 27 are shown in FIG. 3(A),
As shown in (B), this is an electrostrictive element laminate in which thin plates of piezoelectric ceramics are stacked with electrodes in between. Each electrostrictive element of the piezo load sensor 25 is polarized by the force acting on the shock absorber 2, that is, the damping force. Therefore, by extracting the output of the piezo load sensor 20-5 as a voltage signal through a circuit with a predetermined impedance, the rate of change in damping force can be detected.

ピエゾアクチュエータ27は、高電圧が印加されると応
答性良く伸縮する電歪素子を積層してその伸縮量を大き
くしたものであり、直接にはピストン36を駆動する。
The piezo actuator 27 is made by stacking electrostrictive elements that expand and contract with good response when a high voltage is applied to increase the amount of expansion and contraction, and directly drives the piston 36 .

ピストン36が第3図(B)矢印B方向に移動されると
、油密室33内の作動油を介してプランジャ37及びH
字状の断面を有するスプール41も同方向に移動される
。こうして第3図(B)に示す位置(原点位置)にある
スプール41が図中B方向に移動すると、第1の液室2
1につながる副流路16cと第2の液室23につながる
ブツシュ39の副流路39bとが連通されることになる
。この副流路39bは、更にプレートバルブ45に設け
られた油穴45aを介して筒状部材17内の流路17a
とが連通されているので、スプール41が矢印B方向に
移動すると、結果的に、第7の液室21と第2の液室2
3との間を流動する作動油流量が増加する。つまり、シ
1 ョックアブソーバ2は、ピエゾアクチュエータ27が高
電圧印加により伸張すると、その減衰力特性を減衰力大
(ハード)の状態から減衰力小(ソフト)側に切り換え
、電荷が放電されて収縮すると減衰力特性を減衰力大(
ハード)の状態に復帰させる。
When the piston 36 is moved in the direction of arrow B in FIG. 3(B), the plunger 37 and H
The spool 41, which has a letter-shaped cross section, is also moved in the same direction. When the spool 41 in the position shown in FIG. 3(B) (origin position) moves in the direction B in the figure, the first liquid chamber 2
The sub-flow path 16c connected to the liquid chamber 1 and the sub-flow path 39b of the bushing 39 connected to the second liquid chamber 23 are communicated with each other. This sub-flow path 39b is further connected to the flow path 17a in the cylindrical member 17 via an oil hole 45a provided in the plate valve 45.
As a result, when the spool 41 moves in the direction of arrow B, the seventh liquid chamber 21 and the second liquid chamber 2
The flow rate of the hydraulic oil flowing between 3 and 3 increases. In other words, when the piezo actuator 27 expands due to the application of a high voltage, the shock absorber 2 switches its damping force characteristic from a high damping force (hard) state to a low damping force (soft) state, and when the electric charge is discharged and the shock absorber 2 contracts. Change the damping force characteristics to large damping force (
hard) state.

尚、メインピストン18の下面に設けられたリーフバル
ブ31の移動量は、バネ35により、リーフバルブ30
と較べて規制されている。また、プレートバルブ45に
は、油穴45aより大径の油穴45bが、油穴45aよ
り外側に設けられており、プレートバルブ45がばね4
6の付勢力に抗してブツシュ39方向に移動すると、作
動油は、油穴45bを通って移動可能となる。従って、
スプール4]の位置の如何を問わず、メインピストン1
8が矢印B方向に移動する場合の作動油流量は、メイン
ピストン18が矢印A方向に移動する場合より大きくな
る。即ち、メインピストン18の移動方向によって減衰
力を変え、ショックアブソーバとしての特性を一層良好
なものとしている2− のである。また、油密室33と第1の液室21との間に
は作動油補給路38がチエツク弁38aと共に設けられ
ており、油密室33内の作動油流量を一定に保っている
The amount of movement of the leaf valve 31 provided on the lower surface of the main piston 18 is controlled by a spring 35.
It is regulated compared to Further, the plate valve 45 is provided with an oil hole 45b having a larger diameter than the oil hole 45a on the outside of the oil hole 45a.
When it moves in the direction of the bush 39 against the urging force of 6, the hydraulic oil becomes movable through the oil hole 45b. Therefore,
Regardless of the position of the spool 4], the main piston 1
8 moves in the direction of arrow B, the flow rate of hydraulic oil becomes larger than when the main piston 18 moves in the direction of arrow A. That is, the damping force is changed depending on the moving direction of the main piston 18, thereby improving the characteristics as a shock absorber. Further, a hydraulic oil supply path 38 is provided between the oil-tight chamber 33 and the first liquid chamber 21, together with a check valve 38a, to keep the flow rate of the hydraulic oil in the oil-tight chamber 33 constant.

次に、上記したショックアブソーバ2の減衰力の発生パ
ターンを切換制御する電子制御装置4について、第4図
を用いて説明する。
Next, the electronic control device 4 that switches and controls the generation pattern of the damping force of the shock absorber 2 described above will be explained using FIG. 4.

この電子制御装a4には、車両の走行状態を検出するた
めのセンサとして、各ショックアブソーバ2のピエゾ荷
重センサ25のイ包  図示しないステアリングの操舵
角を検出するステアリングセンサ50と、車両の走行速
度を検出する車速センサ51と、図示しない変速機のシ
フト位置を検出するシフト位置センサ52と、図示しな
いブレーキペダルの操作を検出するストップランプスイ
ッチ53と、車体の上下方向の加速度αを検出する加速
度センサ54等が接続されている。
This electronic control unit a4 includes a piezo load sensor 25 for each shock absorber 2 as a sensor for detecting the running state of the vehicle, a steering sensor 50 for detecting the steering angle of a steering wheel (not shown), and a steering sensor 50 for detecting the steering angle of the steering wheel (not shown), and a steering sensor 50 for detecting the steering angle of the steering wheel (not shown). A shift position sensor 52 detects the shift position of a transmission (not shown), a stop lamp switch 53 detects the operation of a brake pedal (not shown), and an acceleration sensor 51 detects the vertical acceleration α of the vehicle body. A sensor 54 etc. are connected.

これら検出信号等に基づき上述したピエゾアクチュエー
タ27に制御信号を出力する電子制御装置4は、周知の
CPLI61.ROM62.RAM64を中心に算術論
理演算回路として構成さね、これらとコモンバス65を
介して相互に接続された入力部67及び出力部68によ
り外部との入出力を行なう。
The electronic control device 4 that outputs control signals to the piezo actuator 27 described above based on these detection signals etc. is a well-known CPLI61. ROM62. It is configured as an arithmetic and logic operation circuit centered around the RAM 64, and input/output with the outside is performed through an input section 67 and an output section 68 which are connected to these circuits via a common bus 65.

電子制御装置4には、このほかピエゾ荷重センサ25の
接続された減衰力変化率検出回路70、ステアリングセ
ンサ50および車速センサ51の接続された波形整形回
路73、各ピエゾアクチュエータ27に接続される高電
圧印加回路75、イグニッションスイッチ76を介して
バッテリ77から電源の供給を受はピエゾアクチュエー
タ駆動用の駆動電圧を出力するいわゆるスイッチングレ
ギュレータ型の高電圧電源回路79、バッテリ77の電
圧を変圧して電子制御装置4の作動電圧(5v)を発生
する定電圧電源回路80等が備えられている。各ピエゾ
荷重センサ25.シフト位置センサ52.ストップラン
プスイッチ53.加速度センサ54.減衰力変化率検出
回路70.波形整形回路73は入力部671こ、一方、
高電圧印加回路75.高電圧電源回路79は出力部68
にそれぞれ接続されている。
In addition, the electronic control device 4 includes a damping force change rate detection circuit 70 to which the piezo load sensor 25 is connected, a waveform shaping circuit 73 to which the steering sensor 50 and vehicle speed sensor 51 are connected, and a high voltage sensor connected to each piezo actuator 27. A voltage application circuit 75 receives power from a battery 77 via an ignition switch 76, and a so-called switching regulator-type high voltage power supply circuit 79 outputs a drive voltage for driving a piezo actuator. A constant voltage power supply circuit 80 and the like that generate an operating voltage (5V) for the control device 4 are provided. Each piezo load sensor 25. Shift position sensor 52. Stop lamp switch 53. Acceleration sensor 54. Damping force change rate detection circuit 70. The waveform shaping circuit 73 has an input section 671;
High voltage application circuit 75. The high voltage power supply circuit 79 is the output section 68
are connected to each.

減衰力変化率検出回路70は各ピエゾ荷重センサ25 
FL、 FR,RL、 RRに対応して設けられた4個
の検出回路からなり、おのおのの検出回路は、路面から
ショックアブソーバ2が受ける作用力に応じてピエゾ荷
重センサ25を含む回路から出力される電圧信号Vを、
ショックアブソーバ2の減衰力変化率としてCPU61
に出力するよう構成されている。また、波形整形回路7
3(友 ステアリングセンサ50や車速センサ51から
の検出信号を、CPU61における処理に適した信号に
波形整形して出力する回路である。従って、CPU61
は、この減衰力変化率検出回路70と波形整形回路73
とからの出力信号、更にはストップランプスイッチ53
等からの信号等に基づき、車両の走行状態を判別するこ
とができる。CPU61はかかる処理に基づいて各車輪
に対応して設けられた高電圧印加回路75に制御信号を
出力する。
The damping force change rate detection circuit 70 is connected to each piezo load sensor 25.
It consists of four detection circuits provided corresponding to FL, FR, RL, and RR, and each detection circuit receives an output from a circuit including the piezo load sensor 25 according to the acting force that the shock absorber 2 receives from the road surface. The voltage signal V that
CPU61 as damping force change rate of shock absorber 2
It is configured to output to . In addition, the waveform shaping circuit 7
3 (Friend) This is a circuit that shapes and outputs the detection signals from the steering sensor 50 and the vehicle speed sensor 51 into signals suitable for processing in the CPU 61. Therefore, the CPU 61
are the damping force change rate detection circuit 70 and the waveform shaping circuit 73.
and the output signal from the stop lamp switch 53.
The driving state of the vehicle can be determined based on signals from etc. Based on this processing, the CPU 61 outputs a control signal to the high voltage application circuit 75 provided corresponding to each wheel.

この高電圧印加回路75は、高電圧電源回路79から出
力される+500ボルトもしくは一]O15− 0ボルトの電圧を、CPU61からの制御信号に応じて
、ピエゾアクチュエータ27に印加する回路である。従
って、この減衰力切換信号によって、ピエゾアクチュエ
ータ27が伸張(+500ボルト印加時)もしくは収縮
(−100ボルト印加時)し、作動油流量が切り換えら
れて、ショックアブソーバ2の減衰力特性がソフトもし
くはハードに切り換えられる。即ぢ4 各ショックアブ
ソーバ2の減衰力特性は、高電圧を印加してピエゾアク
チュエータ27を伸張させたときには、既述したスプー
ル4] (第3図(B))により、ショックアブソーバ
2内の第1の液室21と第2の液室23と間を流動する
作動油の流量が増加するため減衰力の小さな状態となり
、負の電圧により電荷を放電させてピエゾアクチュエー
タ27を収縮させたときには、作動油流量が減少するた
め減衰力の大きな状態となるのである。尚、ピエゾアク
チュエータ27に蓄積された電荷が一旦放電されてしま
えば、負の電圧を取り除いても、ピエゾアクチュエータ
27は収縮した状態のままとなり、ショッ6− クアブソーバ2は減衰力の大きな状態を維持する。
This high voltage application circuit 75 is a circuit that applies a voltage of +500 volts or 1]O15-0 volts output from the high voltage power supply circuit 79 to the piezo actuator 27 in response to a control signal from the CPU 61. Therefore, in response to this damping force switching signal, the piezo actuator 27 expands (when +500 volts is applied) or contracts (when -100 volts is applied), and the hydraulic oil flow rate is switched to change the damping force characteristics of the shock absorber 2 from soft to hard. can be switched to 4. The damping force characteristic of each shock absorber 2 is such that when a high voltage is applied to extend the piezo actuator 27, the damping force characteristic of the shock absorber 2 is As the flow rate of the hydraulic oil flowing between the first liquid chamber 21 and the second liquid chamber 23 increases, the damping force becomes small, and when the piezo actuator 27 is contracted by discharging the electric charge with a negative voltage, Since the hydraulic oil flow rate decreases, the damping force becomes large. Note that once the charge accumulated in the piezo actuator 27 is discharged, the piezo actuator 27 will remain in a contracted state even if the negative voltage is removed, and the shock absorber 2 will remain in a state with a large damping force. maintain.

次に、上記した構成を備える本実施例のサスペンション
制御装置1が行なう減衰力制御について、第5図のフロ
ーチャートに基づき説明する。尚、この処理は、各車輪
5 FL、 FR,RL、 RRのショックアブソーバ
2 FL、 FR,RL、 RRについて各々独立に実
行されるものであるが、各車輪5についての処理に変わ
りはないので、特に区別せずに説明する。
Next, the damping force control performed by the suspension control device 1 of this embodiment having the above-described configuration will be explained based on the flowchart of FIG. 5. Note that this process is executed independently for the shock absorbers 2 FL, FR, RL, and RR of each wheel 5 FL, FR, RL, and RR, but the process for each wheel 5 remains the same. , will be explained without making any particular distinction.

第5図に示した減衰力切換制御ルーチンを起動すると、
まず入力部67を介して減衰力変化率検出回路70から
ショックアブソーバ2に作用する減衰力の変化率Vを検
出する処理を行ない(ステップ100)、この減衰力変
化率Vに基づいて、減衰力Uを算出する処理を行なう(
ステップ110)。本実施例では、ショックアブソーバ
2に作用する力を検出するのに、圧電セラミックスを用
いたピエゾ荷重センサ25を用いており、このピエゾ荷
重センサ25の出力を所定インピーダンスの回路で検出
することにより、路面の状態を極めて応答性良く検出す
る減衰力変化率Vの信号を得ることができる。そこで、
この減衰力変化率Vを、荷重平均処理などソフトウェア
により構成された所定周波数のローパスフィルタで処理
した後、積分することにより減衰力Uを算出することが
できる。尚、本実施例では、減衰力Uの算出をソフトウ
ェアにより行なったが、ディスクリートな積分回路等に
より行なうものとしてもよい。
When the damping force switching control routine shown in Fig. 5 is started,
First, a process is performed to detect the rate of change V of the damping force acting on the shock absorber 2 from the damping force change rate detection circuit 70 via the input section 67 (step 100), and based on this damping force change rate V, the damping force Perform processing to calculate U (
Step 110). In this embodiment, a piezo load sensor 25 made of piezoelectric ceramics is used to detect the force acting on the shock absorber 2, and by detecting the output of the piezo load sensor 25 with a circuit of a predetermined impedance, It is possible to obtain a signal of the damping force change rate V that detects the road surface condition with extremely good responsiveness. Therefore,
After this damping force change rate V is processed by a low-pass filter of a predetermined frequency configured by software, such as weighted average processing, the damping force U can be calculated by integrating. In this embodiment, the damping force U was calculated by software, but it may be calculated by a discrete integrating circuit or the like.

次に、入力部67を介して加速度センサ54から、車体
振軌即ちばね上の加速度αを読み込む処理を行ない(ス
テップ]20)、この加速度αの方向について判別する
(ステップ]30)。更に、ステップ110で算出した
減衰力Uの方向を併せ判別する(ステップ140,14
5)。この結果、第6図に示すように、サスペンション
に関し、次の四つの状態が区別され、それらに応じてシ
ョックアブソーバ2の特性が制御される。
Next, a process is performed to read the vehicle body vibration trajectory, that is, the acceleration α on the spring from the acceleration sensor 54 via the input unit 67 (Step 20), and the direction of this acceleration α is determined (Step 30). Furthermore, the direction of the damping force U calculated in step 110 is also determined (steps 140 and 14).
5). As a result, as shown in FIG. 6, the following four states of the suspension are distinguished, and the characteristics of the shock absorber 2 are controlled accordingly.

ばね上の加速度αが上向きでかつショックアブソーバ2
に作用する減衰力の方向が縮み側の場合、あるいは加速
度αが下向きでかつ減衰力Uの方向が伸び側の場合(即
ち、加速度αと減衰力Uの方18− 向が同一の場合)には、サスペンションは加振状態にあ
るとして、高電圧印加回路75から+500ボルトの高
電圧をピエゾアクチュエータ27に印加して、ショック
アブソーバ2の減衰力の設定を小さな状態(ソフト)に
制御しくステップ]50)、 rN E X TJに抜
けて本ルーチンを一旦終了する。
The acceleration α on the spring is upward and the shock absorber 2
When the direction of the damping force acting on is the contraction side, or when the acceleration α is downward and the direction of the damping force U is the expansion side (that is, when the directions of the acceleration α and the damping force U are the same) Assuming that the suspension is in an excitation state, a high voltage of +500 volts is applied from the high voltage application circuit 75 to the piezo actuator 27 to control the damping force setting of the shock absorber 2 to a small state (soft)] 50), exit to rNEXTJ and temporarily end this routine.

一方、ばね上の加速度αが上向きでかつショックアブソ
ーバ2に作用する減衰力の方向が伸び側の場合、あるい
は加速度αが下向きでかつ減衰力Uの方向が縮み側の場
合(即ち、加速度αと減衰力Uの方向が相反する場合)
には、ショックアブソーバ2の減衰力の設定を大きな状
態(ハード)に制御しくステップ160)、 rN E
 X TJに抜けて本ルーチンを一旦終了する。ショッ
クアブソーバ2をハードに制御するのは、ショックアブ
ソーバ2の減衰力の設定がソフトからハードに切り換え
られた直後であれば、出力部68からの制御信号により
高電圧印加回路75から一100ボルトをピエゾアクチ
ュエータ27に印加してこれを9− 縮小し、既にピエゾアクチュエータ27が縮んだ状態で
あればそのままに保持することによりなされる。
On the other hand, if the acceleration α on the spring is upward and the direction of the damping force acting on the shock absorber 2 is the extension side, or if the acceleration α is downward and the direction of the damping force U is the contraction side (that is, the acceleration α (When the directions of damping force U are opposite)
In step 160), the damping force setting of the shock absorber 2 is controlled to a large state (hard).
Exit to XTJ and end this routine once. The reason for hard control of the shock absorber 2 is to apply 1100 volts from the high voltage application circuit 75 using the control signal from the output section 68 immediately after the damping force setting of the shock absorber 2 is switched from soft to hard. This is done by applying a voltage to the piezo actuator 27 and contracting it by 9-, and if the piezo actuator 27 is already in a contracted state, it is held as it is.

以上の構成を有する本実施例のサスペンション制御装置
]では、サスペンションが加振状態、即ちばね上の動き
とショックアブソーバ2の動き(ばね上−ばね下の相対
的な動き)とが同一方向の場合には、ショックアブソー
バ2の減衰力の設定を小さくし、制振状態、即ちばね上
の動きとショックアブソーバ2の動きとが逆方向の場合
には、ショックアブソーバ2の減衰力の設定を大きくす
る。この結果、減衰力の制御としては最も本質的な制御
が行なわ札悪路走行における車体の振動を速やかに抑制
することができる。また、段差の乗り越し等に対しても
、最適なショックアブソバ2の減衰力制御を実現し、乗
り心地を向上することができる。しかも、ばね上とばね
下の相対的な動きを、減衰力変化率Vの信号を積分した
減衰力Uの方向から判断しているので、応答性の遅れが
なく、外乱等による誤判断のおそれもない。従20一 つて、本実施例のサスペンション制御装置]によれば、
ショックアブソーバ2の減衰力特性の制御を、精度良く
かつ応答性良く行なって、乗り心地を格段に向上するこ
とができる。
In the suspension control device of this embodiment having the above configuration, when the suspension is in an excited state, that is, the movement of the sprung mass and the movement of the shock absorber 2 (relative movement between the sprung mass and the unsprung mass) are in the same direction. In this case, the damping force of the shock absorber 2 is set to a small value, and when the vibration is suppressed, that is, the movement of the spring and the movement of the shock absorber 2 are in opposite directions, the damping force of the shock absorber 2 is set to a large value. . As a result, the most essential control of damping force is performed, and vibrations of the vehicle body when traveling on rough roads can be quickly suppressed. Moreover, it is possible to realize optimal damping force control of the shock absorber 2 even when riding over a step, etc., thereby improving riding comfort. Moreover, since the relative movement between the sprung mass and the unsprung mass is judged from the direction of the damping force U, which is the integral of the signal of the damping force change rate V, there is no delay in response, and there is no risk of misjudgment due to external disturbances, etc. Nor. According to the suspension control device of this embodiment,
The damping force characteristics of the shock absorber 2 can be controlled with high precision and responsiveness, and ride comfort can be significantly improved.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に何等限定されるものではなく、例えば減衰
力制御を各輪独立に行なうのではなく左右輪あるいは前
後輪−組として制御する制御する構成など、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得
ることは勿論である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments in any way. For example, the damping force is not controlled independently for each wheel, but is controlled as a combination of left and right wheels or front and rear wheels. It goes without saying that the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention, such as a configuration in which:

発明の効果 以上詳述したように、本発明のサスペンション制御装置
によれば、減衰力変化率から算出した減衰力とばね上の
加速度との方向に基づいて、加振状態ではショックアブ
ソーバの減衰力の設定を小さい側に制御し、制振状態で
はその設定を大きい側に制御するから、減衰力の制御を
応答性良く最適に行なうことができるという極めて優れ
た効果を奏する。従って、悪路走行時等における車体振
動を速やかに抑制でき、乗り心地が格段に改善される。
Effects of the Invention As detailed above, according to the suspension control device of the present invention, the damping force of the shock absorber is adjusted in the excitation state based on the direction of the damping force calculated from the damping force change rate and the acceleration on the spring. Since the setting is controlled to the small side, and the setting is controlled to the large side in the damping state, the damping force can be optimally controlled with good responsiveness, which is an extremely excellent effect. Therefore, vibrations of the vehicle body, such as when driving on rough roads, can be quickly suppressed, and ride comfort is significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図は本発明の一実施例としてのサスペンション制御装
置の全体構成を表わす概略構成図、第3図(A)はショ
ックアブソーバ2の構造を示す部分断面図、第3図(B
)はショックアブソーバ2の要部拡大断面医第4図は本
実施例の電子制御装置4の構成を表わすブロック図、第
5図は減衰力切換制御ルーチンを示すフローチャート、
第6図はばね上前速度αと減衰力Uの方向の組み合わせ
を示す説明図、である。 1・・・サスペンション制御装置 2 FL、 FR,RL、 RR・・・ショックアブソ
ーバ4・・・電子制御装置 25 FL、 FR,RL、 RR−・・ピエゾ荷重セ
ンサ27 FL、 FR,RL、 RR・・・ピエゾア
クチュエータ50・・・ステアリングセンサ 51・・
・車速センサ70・・・減衰力変化率検出回路
FIG. 1 is a block diagram illustrating the basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a suspension control device as an embodiment of the present invention, and FIG. 3 (A) is a shock absorber 2 Fig. 3 (B) is a partial cross-sectional view showing the structure of
) is an enlarged cross-sectional view of the main part of the shock absorber 2. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the electronic control device 4 of this embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the damping force switching control routine.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a combination of the directions of the sprung front speed α and the damping force U. 1...Suspension control device 2 FL, FR, RL, RR...Shock absorber 4...Electronic control device 25 FL, FR, RL, RR-...Piezo load sensor 27 FL, FR, RL, RR・... Piezo actuator 50 ... Steering sensor 51 ...
・Vehicle speed sensor 70... damping force change rate detection circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 車輪と車体との間に設けられたショックアブソーバ
の減衰力の発生パターンの設定を制御して、車両の振動
を抑制するサスペンション制御装置であつて、 前記ショックアブソーバの減衰力変化率を検出する減衰
力変化率検出手段と、 該検出された減衰力変化率を積分して、ショックアブソ
ーバに作用する減衰力を推定する減衰力推定手段と、 前記車体の上下方向の加速度を検出するばね上加速度検
出手段と、 前記推定された減衰力と前記検出されたばね上加速度と
の方向が同一の場合には、前記ショックアブソーバの減
衰力の設定を低い側に制御し、両者の方向が逆の場合に
は、該減衰力の設定を高い側に制御する減衰力制御手段
と を備えたサスペンション制御装置。
[Scope of Claims] 1. A suspension control device that suppresses vehicle vibration by controlling the setting of a damping force generation pattern of a shock absorber provided between a wheel and a vehicle body, comprising: damping force change rate detection means for detecting a force change rate; damping force estimating means for integrating the detected damping force change rate to estimate a damping force acting on the shock absorber; and vertical acceleration of the vehicle body. When the direction of the estimated damping force and the detected sprung mass acceleration is the same, the damping force of the shock absorber is controlled to a lower side, and the damping force of the shock absorber is controlled to be lower. A suspension control device comprising a damping force control means for controlling the setting of the damping force to a higher side when the direction is reversed.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61135810A (en) * 1984-12-07 1986-06-23 Nissan Motor Co Ltd Shock absorber controller
JPS636238A (en) * 1986-06-25 1988-01-12 Nippon Soken Inc Damping force control device of shock absorber
JPS6467407A (en) * 1987-09-04 1989-03-14 Nippon Denso Co Shock absorber control device

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