[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6345724B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6345724B2
JP6345724B2 JP2016052878A JP2016052878A JP6345724B2 JP 6345724 B2 JP6345724 B2 JP 6345724B2 JP 2016052878 A JP2016052878 A JP 2016052878A JP 2016052878 A JP2016052878 A JP 2016052878A JP 6345724 B2 JP6345724 B2 JP 6345724B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sprung
unsprung
vehicle
required load
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016052878A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017165283A (ja
Inventor
豊平 朝弥
朝弥 豊平
貴史 加藤
貴史 加藤
智史 大野
智史 大野
米田 篤彦
篤彦 米田
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2016052878A priority Critical patent/JP6345724B2/ja
Priority to US15/595,284 priority patent/US10415664B2/en
Publication of JP2017165283A publication Critical patent/JP2017165283A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6345724B2 publication Critical patent/JP6345724B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/002Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising at least one fluid spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G15/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
    • B60G15/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G15/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
    • B60G15/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
    • B60G15/06Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
    • B60G15/062Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper
    • B60G15/065Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper characterised by the use of a combination of springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/021Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means the mechanical spring being a coil spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10Type of spring
    • B60G2202/15Fluid spring
    • B60G2202/152Pneumatic spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/30Spring/Damper and/or actuator Units
    • B60G2202/32The spring being in series with the damper and/or actuator
    • B60G2202/322The spring being in series with the damper and/or actuator the damper being controllable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40Type of actuator
    • B60G2202/41Fluid actuator
    • B60G2202/413Hydraulic actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40Type of actuator
    • B60G2202/41Fluid actuator
    • B60G2202/416Fluid actuator using a pump, e.g. in the line connecting the lower chamber to the upper chamber of the actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40Type of actuator
    • B60G2202/43Mechanical actuator
    • B60G2202/432Spring motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/10Damping action or damper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/30Height or ground clearance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/22Magnetic elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • F16F15/035Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means by use of eddy or induced-current damping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00Nature of movement
    • F16F2232/06Translation-to-rotary conversion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

本発明は、車両のサスペンション装置に関する。
車両のサスペンション装置として、ばね上部材とばね下部材との間に、推力を発生してばね上部材とばね下部材との相対変位を制御する推力発生装置と、ばね上部材とばね下部材との相対変位に対して減衰力を発生させるダンパとを並列に設けたものが公知である(例えば、特許文献1)。特許文献1における推力発生装置の制御では、ばね上部材の上下振動の抑制を目的としてばね上速度を0に近づけるスカイフック制御(乗り心地優先制御)に基づいてばね上制御指令値を演算し、車輪と路面との接地性の向上を目的としてばね下速度に応じて減衰力を変化させる減衰力制御(接地性優先制御)に基づいてばね下制御指令値を算出し、ばね上制御指令値とばね下制御指令値とを加算することによって推力発生装置の制御指令値を算出している。このような制御方法では、ばね上制御指令値とばね下制御指令値とが互いに打ち消し合う方向に設定されることがある。そのため、特許文献1に係る推力発生装置の制御では、ばね下制御指令値を算出するために使用するばね下速度を制御特性調整フィルタで処理し、ばね下部材の振動の周波数がばね下共振周波数より低い領域ではゲインを0に近づけ、減衰力制御を抑制している。これにより、ばね下共振周波数より低いばね上共振周波数の領域ではスカイフック制御が支配的となり、乗り心地が優先される。
特開2010−253989号公報
しかしながら、特許文献1に係る制御は、ばね下共振周波数領域より周波数が低い領域において減衰力制御が抑制されるため、車輪が単独の短い凸部を乗り上げるような振動的ではない瞬間的な入力(単突乗り上げ)が車輪(ばね下)に加わる場合の対策が必要になる。特に、電動機によって推進力及び減衰力を発生させる電磁ダンパ(電磁アクチュエータ)では、減衰力制御が抑制されると、単突乗り上げに抗することができないため、電磁ダンパに加えて油圧ダンパ(ショックアブソーバ)等を並列に設ける必要がある。このような追加のダンパが設けられる場合、電磁ダンパは、油圧ダンパが生じる減衰力に抗して推進力を与える必要が生じ、システムの大型化及び制御の複雑化が生じる。
本発明は、以上の背景を鑑み、電磁ダンパを有する車両のサスペンション装置において、サスペンション装置の小型化及び制御の簡素化を図ると共に、乗り心地及び車輪の路面追従性を向上させることを課題とする。
上記課題を解決するために本発明の一態様は、車両(1)のサスペンション装置(3)であって、前記車両のばね上部材(8)とばね下部材(9)との間に設けられ、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力及び減衰力を与える電磁ダンパ(7)と、前記電磁ダンパを制御する制御装置(10)とを有し、前記制御装置は、前記ばね下部材の上下振動を減衰させるようにばね下要求荷重(F1)を演算するばね下要求荷重演算部(54)と、前記ばね上部材の上下変位を抑制するようにばね上要求荷重(F2)を演算するばね上要求荷重演算部(56)と、前記ばね下要求荷重と前記ばね上要求荷重とに基づいて前記電磁ダンパの目標荷重を演算する目標荷重演算部(57)とを有し、前記ばね上要求荷重演算部は、前記ばね上部材の上下振動の周波数であるばね上周波数(FU)が前記ばね下部材の共振が発生するばね下共振周波数帯にあるときに、前記目標荷重演算部に出力する前記ばね上要求荷重の絶対値を減少させることを特徴とする。
この態様によれば、ばね上部材の振動の周波数がばね下共振周波数帯にあるときには、ばね上要求荷重が低下するため、ばね下要求荷重が目標荷重に与える影響が大きくなり、ばね下の振動が適切に抑制され、車輪の路面追従性が向上する。また、制御装置が、ばね上部材の上下振動の周波数に関わらず、ばね下要求荷重に基づいて目標荷重を演算するため、電磁ダンパは単突乗り上げに対しても適切な減衰力(荷重)を発生するため、他の付加的なダンパを設ける必要がない。そのため、電磁ダンパ及びサスペンション装置の小型化が可能になると共に、電磁ダンパの制御が簡素になる。
また、上記の態様において、前記ばね上要求荷重演算部は、前記ばね上周波数が所定の閾値周波数(FTH1、FTH2)以上の場合に、前記目標荷重演算部に出力する前記ばね上要求荷重の絶対値を減少させる補正を行うことによって、前記ばね周波数が前記ばね下共振周波数帯にあるときの前記ばね上要求荷重の絶対値を減少させる補正部(62)を有し、前記補正部は、前記車両のヨーレート(YR)に基づいて前記閾値周波数を変化させるとよい。
この態様によれば、ばね上周波数がばね下共振周波数帯にあるときに、車両の旋回状態に応じて、ばね上要求荷重が目標荷重に与える影響を変化させることができる。すなわち、車両の旋回状態に応じて、車輪の路面追従性と乗り心地のいずれを重視するか設定することができる。
また、上記の態様において、前記補正部は、前記ヨーレートが小さいほど前記閾値周波数を大きくするとよい。
この態様によれば、車両が直進状態であり、旋回状態よりも車輪の路面追従性が要求されない場合には、ばね上周波数がばね下共振周波数帯にあっても、ばね上要求荷重の目標荷重に与える影響が大きくなり、乗り心地が向上する。また、車両が旋回状態である場合には、ばね上要求荷重の目標荷重に与える影響が小さくなり、車輪の路面追従性が向上する。
また、上記の態様において、前記補正部は、前記ヨーレート及び前記車両の車速(V)に基づいて前記閾値周波数を変化させるとよい。
この態様によれば、車両の旋回状態及び車速に応じて、ばね上要求荷重が目標荷重に与える影響を変化させることができる。
また、上記の態様において、前記補正部は、前記ヨーレートが所定のヨーレート判定値(YR1)以下、又は前記車速が所定の車速判定値(V1)以下の場合に、前記ヨーレートが前記ヨーレート判定値より大きく、かつ前記車速が前記車速判定値より大きい場合よりも前記閾値周波数を大きくするとよい。
この態様によれば、車両が高速旋回状態でなく、高速旋回状態よりも車輪の路面追従性が要求されない場合には、ばね上周波数がばね下共振周波数帯にあっても、ばね上要求荷重の目標荷重に与える影響が大きくなり、乗り心地が向上する。また、車両が高速旋回状態である場合には、ばね上要求荷重の目標荷重に与える影響が小さくなり、車輪の路面追従性が向上する。
また、上記の態様において、前記補正部は、前記ヨーレートが前記ヨーレート判定値より大きく、かつ前記車速が前記車速判定値より大きい場合に、前記閾値周波数を3Hz以上6Hz以下にするとよい。
この態様によれば、10Hz程度にピークを有し、6Hz程度から振幅が大きくなるばね下共振周波数帯において、ばね上要求荷重の目標荷重に与える影響が適切に抑制され、車輪の路面追従性が向上する。
また、上記の態様において、前前記補正部は、前記ばね上周波数が前記閾値周波数より大きい範囲において、前記ばね上周波数の増加に応じて前記ばね上要求荷重を漸減させるとよい。
この態様によれば、ばね上部材の振動の周波数がばね下共振周波数のピークに近づくにつれて、ばね上要求荷重の目標荷重に与える影響が小さくなり、車輪の路面追従性が向上する。
また、上記の態様において、前記ばね下要求荷重演算部は、前記ばね上部材と前記ばね下部材との相対速度に基づいて前記ばね下要求荷重を演算し、前記ばね上要求荷重演算部は、前記ばね上部材の上下速度に基づいて前記ばね上要求荷重を演算するとよい。
以上の構成によれば、電磁ダンパを有する車両のサスペンション装置において、サスペンション装置の小型化及び制御の簡素化を図ると共に、乗り心地及び車輪の路面追従性を向上させることができる。
実施形態に係る車両の構成図 電磁ダンパを示す断面図 制御装置の機能ブロック図 ばね上周波数と補正係数との関係を示すグラフ ヨーレート及び車速と補正係数との関係を示すグラフ
以下、図面を参照して、本発明に係る車両システムを適用した各実施形態について説明する。
図1に示すように、実施形態に係る4輪自動車である車両1は、車両1の骨格をなす車体2と、車体2に支持されたサスペンション装置3と、サスペンション装置3に支持された車輪4とを有する。サスペンション装置3及び車輪4は、車体2の前右、前左、後右、及び後左の4組が設けられている。以下、サスペンション装置3の構成要素及び車輪4について、位置を特定する場合には各符号の後にFR(前右)、FL(前左)、RR(後右)、及びRL(後左)の添え字を付し、総称する場合には添え字を省略する。
各サスペンション装置3は、車体2に回動可能に支持され、ナックル(図示省略)を介して車輪4を支持するサスペンションアーム6と、車体2とサスペンションアーム6との間に介装された電磁ダンパ7とを有する。電磁ダンパ7を基準として一側(上側)に設けられる車体2をばね上部材8といい、他側(下側)に設けられるサスペンションアーム6及び車輪4をばね下部材9という。
電磁ダンパ7は、後述する制御装置10によって伸縮制御され、ばね上部材8とばね下部材9との相対移動に対して推進力及び減衰力を与える。すなわち、電磁ダンパ7は、能動的なアクチュエータとしても機能する。
図2に示すように、電磁ダンパ7は、円筒形の外筒12と、外筒12の内部に一端が挿入された円筒形の内筒13とを有する。内筒13は、外筒12と同軸に配置され、外筒12に対して軸線方向に変位可能となっている。外筒12及び内筒13は、図示しないストッパを有し、軸線方向に沿った相対変位範囲が所定の範囲に規制され、軸線を中心とした相対回転が規制されている。外筒12の内部には、外筒12と同軸にねじ軸14が配置されている。ねじ軸14は、内筒13と相反する側の端部において軸受15を介して外筒12に回転可能に支持されている。ねじ軸14の外周面には、複数のボール16を受容するねじ溝がらせん状の形成されている。内筒13の外筒12に挿入された端部にはボール16を介してねじ軸14と螺合するナット17が結合されている。ねじ軸14の内筒13側の端部は、ナット17を通過して内筒13の内部に位置している。ねじ軸14、ボール16、及びナット17は、ボールねじ18を構成する。
外筒12の外周部には、電動機20のハウジング21が支持されている。電動機20の出力軸22は、ねじ軸14と平行に配置されている。電動機20は、公知の様々なモータであってよく、例えば3相ブラシレスモータであってよい。ねじ軸14の内筒13側と相反する側の端部には第1プーリ24が結合され、電動機20の出力軸22には第2プーリ25が結合され、第1プーリ24及び第2プーリ25には無端状のベルト26が掛け渡されている。外筒12には、ベルト26が通過可能な通路が形成されている。
外筒12の外周部には径方向外方に突出した円板形の第1ばね受座28が設けられ、内筒13の外周部には径方向外方に突出した円板形の第2ばね受座29が設けられている。第1ばね受座28と第2ばね受座29との間に圧縮コイルばね30が介装されている。電磁ダンパ7は、圧縮コイルばね30によって伸び側に付勢されている。
外筒12の内筒13側と相反する端部には外筒取付部31が設けられ、内筒13の外筒12側と相反する端部には内筒取付部32が設けられている。本実施形態では、外筒取付部31がサスペンションアーム6に結合され、内筒取付部32が車体2に結合されている。
外筒12及び内筒13が軸線方向に相対変位すると、ねじ軸14及びナット17がねじ軸14の軸方向に相対変位してねじ軸14が回転する。ねじ軸14の回転は、第1プーリ24、ベルト26、第2プーリ25を介して電動機20の出力軸22に伝達され、電動機20が回転する。同様に、電動機20が回転すると、外筒12及び内筒13が軸線方向に相対変位する。このように、外筒12及び内筒13の軸線方向における相対変位、すなわち電磁ダンパ7の伸縮と、電動機20の回転とが連動している。電磁ダンパ7の伸縮によって電動機20が回転すると、誘導起電力が発生し、誘導起電力に応じた回転抵抗が発生し、電磁ダンパ7の伸縮に対して減衰力を発生する。また、外部から電力を受けて電動機20が回転すると、電磁ダンパ7は伸び方向及び縮み方向に推進力を発生し、伸縮する。電磁ダンパ7が発生する推進力及び減衰力は、電動機20に供給する電力によって制御される。
車両1は、各電磁ダンパ7の制御装置10として、1つのECU34(電子制御ユニット)と、ECU34に接続された4つのMDU35(モータ駆動ユニット)とを有している。各MDU35は各電磁ダンパ7に対応して1つずつ接続され、車体2に設けられたバッテリ36に接続されている。ECU34は、マイクロコンピュータやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されている。各MDU35は、ECU34からの指令によって作動し、各電磁ダンパ7に供給する電力を制御するスイッチング回路等から構成されている。
ECU34には、ストロークセンサ38、ばね上加速度センサ39、ばね下加速度センサ40、車速センサ41、及びヨーレートセンサ42から信号が入力される。
ストロークセンサ38は、各電磁ダンパ7に設けられ、外筒12及び内筒13の相対位置、すなわち電磁ダンパ7のストロークXS(伸縮状態、長さ)を検出するセンサであり、電磁ダンパ7のストロークXSに応じた信号をECU34に入力する。ばね上加速度センサ39は、ばね上部材8(車体2)の各車輪4に対応した部分の上下加速度であるばね上加速度GUを検出するセンサであり、ばね上加速度GUに応じた信号をECU34に入力する。ばね下加速度センサ40は、ばね下部材9(サスペンションアーム6)の上下加速度であるばね下加速度GLを検出するセンサであり、ばね下加速度GLに応じた信号をECU34に入力する。車速センサ41は、車速Vを検出するセンサであり、例えば車輪4の回転に応じた信号をECU34に入力する。ヨーレートセンサ42は、車両1のヨーレートYRを検出するセンサであり、ヨーレートYRに応じた信号をECU34に入力する。
ECU34は、各センサからの信号に基づいて、電磁ダンパ7毎に電磁ダンパ7の目標荷重FTを演算し、目標荷重FTに基づいて各電磁ダンパ7の電動機20に供給する目標電流値ITを演算する。各MDU35は、目標電流値ITに基づいてPWM制御等を行い、各電磁ダンパ7の電動機20に目標電流を供給する。
図3は、ECU34の機能ブロックの一例である。図3に示すように、ECU34は、各電磁ダンパ7を制御するべく電磁ダンパ7毎に構成された出力制御部51を有する。各出力制御部51は、ストローク速度演算部53、ばね下要求荷重演算部54、ばね上速度演算部55、ばね上要求荷重演算部56、目標荷重演算部57、及び目標電流演算部58を有する。
ストローク速度演算部53は、対応するストロークセンサ38から入力されるストロークXSを時間で微分することによって、電磁ダンパ7のストローク速度VSを演算する。ばね下要求荷重演算部54は、電磁ダンパ7の伸縮を減衰させることによって、ばね下部材9の振動を低減させるべく、ばね下要求荷重F1を演算する。ばね下要求荷重演算部54は、ストローク速度演算部53から出力されるストローク速度VSに基づいて所定のマップを参照し、ばね下要求荷重F1を設定する。マップは、ストローク速度VSに対するばね下要求荷重F1の関係を規定しており、ストローク速度VSが縮み方向に大きくなるほど電磁ダンパ7が伸び方向により大きな荷重を発生させ、ストローク速度VSが延び方向に大きくなるほど電磁ダンパ7が縮み方向により大きな荷重を発生させるように設定されている。すなわち、ストローク速度VSが大きくなるほど電磁ダンパ7が発生する減衰力(抵抗力)が大きくなるように設定されている。
ばね上速度演算部55は、対応するばね上加速度センサ39から入力されるばね上加速度GUを時間で積分することによって、ばね上部材8の上下速度であるばね上速度VUを演算する。
ばね上要求荷重演算部56は、スカイフック理論に基づいてばね上部材8の振動を抑制するようにばね上要求荷重F2を演算する。ばね上要求荷重演算部56は、ばね上要求荷重ベース値演算部61と、補正部62とを有する。ばね上要求荷重ベース値演算部61は、スカイフック理論に基づいてばね上速度VUを0にするように、ばね上要求荷重ベース値F2bを演算する。ばね上要求荷重ベース値演算部61は、ばね上速度演算部55から出力されるばね上速度VUに予め設定されたばね上ゲイン(スカイフックゲイン)Cを乗算することによって、ばね上要求荷重ベース値F2bを演算する。ばね上要求荷重ベース値F2bは、ばね上速度VUが上向きに大きくなるほど電磁ダンパ7が縮み方向により大きな荷重(推進力)を発生し、ばね上速度VUが下向きに大きくなるほど電磁ダンパ7が延び方向により大きな荷重(推進力)を発生するように設定される。
補正部62は、ばね上部材8の上下振動の周波数(以下、ばね上周波数FUという)がばね下部材9の共振が発生するばね下共振周波数帯にあるときに、ばね上要求荷重F2の絶対値を減少させる。ばね下共振周波数帯は、10Hz付近の周波数帯であり、6Hz〜15Hzである。補正部62は、ばね上要求荷重ベース値F2bに補正係数K(FU)を乗じることによってばね上要求荷重F2を演算する。図4に示すように、補正係数K(K1、K2)は、ばね上周波数FUに応じて変化し、所定の閾値周波数FTH(FTH1、FTH2)より小さい場合には1であり、閾値周波数FTH以上の場合に1以下の範囲においてばね上周波数FUの増加に応じて漸減するように設定されている。閾値周波数FTHは、3Hz以上10Hz以下の範囲に設定されている。そのため、ばね上周波数FUが閾値周波数FTH以上の場合には、ばね上要求荷重ベース値F2bに補正係数Kが乗じられることによって、ばね上要求荷重F2はばね上要求荷重ベース値F2bよりも小さい値に設定される。一方、ばね上周波数FUが閾値周波数FTHより小さい場合には補正係数Kが1であるため、ばね上要求荷重F2はばね上要求荷重ベース値F2bと同じ値に設定される。ばね上周波数FUは、補正部62においてばね上加速度GUに基づいて演算される。
補正係数Kの特性は、車両1が高速旋回状態である場合には、高速旋回状態以外の他の状態である場合に比べて閾値周波数FTHが低く設定される。図5に示すように、補正部62は、ヨーレートYRの絶対値及び車速Vの絶対値に基づいて、第1の補正係数K1及び第2の補正係数K2のいずれかを補正係数Kに設定する。補正部62は、ヨーレートYRの絶対値が所定のヨーレート判定値YR1より大きく、かつ車速Vが所定の車速判定値V1より大きい場合に、第1の補正係数K1を補正係数Kに設定し、ヨーレートYRの絶対値がヨーレート判定値YR1以下、又は車速Vが車速判定値V1以下の場合に、第2の補正係数K2を補正係数Kに設定する。ヨーレート判定値YR1は車両1が旋回状態であるか否かを判定するために用いられ、車速判定値V1は車両1が高速状態であるか否かを判定するために用いられている。
図4に示すように、第1の補正係数K1の閾値周波数FTH1は、第2の補正係数K2の閾値周波数FTH2よりも小さい値に設定されている。第1の補正係数K1の閾値周波数FTH1は、3Hz以上6Hz以下に設定されている。
目標荷重演算部57は、ばね下要求荷重演算部54から出力されるばね下要求荷重F1と、ばね上要求荷重演算部56から出力されるばね上要求荷重F2とを加算することによって、電磁ダンパ7の目標荷重FTを演算する。目標電流演算部58は、所定の目標荷重FTと目標電流値ITとの関係が規定されたマップを参照することによって、目標荷重FTに応じた目標電流値ITを演算し、目標電流値ITを対応するMDU35に出力する。MDU35は、目標電流値ITに基づいて、対応する電磁ダンパ7に目標電流値ITに対応した電流を供給する。MDU35は、例えば目標電流値ITにデューティ比を設定し、デューティ比に応じてスイッチング素子を制御する。
以上のように構成したサスペンション装置3の作用について説明する。実施形態に係るサスペンション装置3では、各電磁ダンパ7が、ばね下部材9の上下振動を抑制するためのばね下要求荷重F1と、ばね上部材8の上下変位を抑制するためのばね上要求荷重F2とに基づいて制御されるため、車輪4の路面追従性及び乗り心地の両方の向上が常時実現されている。
ばね下要求荷重F1とばね上要求荷重F2とは互いに逆向きに設定され、互いに打ち消し合うことがあるが、ばね下共振周波数帯にばね上周波数FUがあるときには、補正部62によってばね上要求荷重F2がばね上要求荷重ベース値F2bよりも小さく設定されるため、ばね上要求荷重F2が目標荷重FTに与える影響が小さくなり、ばね下要求荷重F1が目標荷重FTに与える影響が大きくなる。これにより、ばね下部材9の共振が発生するばね下共振周波数帯において、電磁ダンパ7がばね下部材9の振動を抑制するための荷重に適切に発生し、ばね下部材9の振動が抑制される。これにより、車輪4の路面追従性が向上する。なお、ばね上部材8の共振が発生するばね上共振周波数帯(1.5Hz付近)においては、ばね下部材9の振動は生じ難く、ばね下要求荷重F1は通常小さくなくなるため、ばね上要求荷重F2が目標荷重FTに与える影響が支配的となり、ばね上部材8の振動が適切に抑制される。
また、ばね上周波数FUに関わらず、目標荷重FTがばね下要求荷重F1に基づいて演算されるため、車輪4が単独の短い凸部を乗り上げるような振動的ではない瞬間的な入力(単突乗り上げ)がばね下部材9に加わる場合に対しても電磁ダンパ7は適切な減衰力(荷重)を発生させることができる。これにより、サスペンション装置3は、電磁ダンパ7に加えて、他の油圧ダンパ等の付加的なダンパを必要としない。付加的なダンパを設ける必要がないため、電磁ダンパ7に要求される推進力が小さくなり、電磁ダンパ7の小型化が可能になる。更に、電磁ダンパ7の小型化及び付加的なダンパの省略によって、サスペンション装置3の小型化が可能になる。また、付加的なダンパを設けないため、電磁ダンパ7の制御が簡素になる。
車両1の走行状態に応じて、補正係数Kが変更され、高速旋回状態以外の場合には高速旋回状態の場合に比べて、ばね上要求荷重F2の低下量が小さくなる。これにより、車両1が高速旋回状態の場合には、ばね上要求荷重F2が目標荷重FTに与える影響が小さくなることによって、ばね下要求荷重F1が目標荷重FTに与える影響が大きくなり、路面追従性が向上する。一方、車両1が、高速旋回状態以外の場合には、ばね上要求荷重F2が目標荷重FTに影響を与え、乗り心地が向上する。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、ばね上要求荷重演算部56は、ばね上要求荷重ベース値F2bに補正係数Kを乗じることによって、ばね下共振周波数帯においてばね上要求荷重F2をばね上要求荷重ベース値F2bより小さくしたが、他の実施形態では、ばね上要求荷重ベース値F2bに所定の補正量を減算することによって、ばね上要求荷重F2を演算してもよい。また、ばね上要求荷重演算部56は、ばね下共振周波数帯においてばね上速度VU及びばね上ゲインCの少なくとも一方を補正することによって、ばね上要求荷重F2を小さくしてもよい。これらのように、ばね上要求荷重演算部56は、ばね上周波数FUがばね下共振周波数帯にある場合に、他の場合に比べてばね上要求荷重F2の絶対値を減少させればよく、その手法は特に限定されない。
上記の実施形態では、ヨーレートYRと車速Vとに基づいて、第1の補正係数K1及び第2の補正係数K2のいずれかが補正係数Kに設定されるが、ヨーレートYRのみ又は車速Vのみに基づいて補正係数Kが設定されてもよい。また、上記の実施形態では、補正係数Kが2つの補正係数K1、K2の内から選択される構成であるが、補正係数Kは3以上の複数の補正係数の内から選択されてもよい。また、補正係数Kは、ヨーレートYRの増加に応じて、閾値周波数が漸減するように設定されてもよい。
1 :車両
2 :車体
3 :サスペンション装置
7 :電磁ダンパ
8 :ばね上部材
9 :ばね下部材
10 :制御装置
34 :ECU
35 :MDU
38 :ストロークセンサ
39 :ばね上加速度センサ
41 :車速センサ
42 :ヨーレートセンサ
51 :出力制御部
54 :ばね下要求荷重演算部
56 :ばね上要求荷重演算部
57 :目標荷重演算部
58 :目標電流演算部
61 :ばね上要求荷重ベース値演算部
62 :補正部

Claims (7)

  1. 車両のサスペンション装置であって、
    前記車両のばね上部材とばね下部材との間に設けられ、前記ばね上部材及び前記ばね下部材に推進力及び減衰力を与える電磁ダンパと、
    前記電磁ダンパを制御する制御装置とを有し、
    前記制御装置は、
    前記ばね下部材の上下振動を減衰させるようにばね下要求荷重を演算するばね下要求荷重演算部と、
    前記ばね上部材の上下変位を抑制するようにばね上要求荷重を演算するばね上要求荷重演算部と、
    前記ばね下要求荷重と前記ばね上要求荷重とに基づいて前記電磁ダンパの目標荷重を演算する目標荷重演算部とを有し、
    前記ばね上要求荷重演算部は、前記ばね上部材の上下振動の周波数であるばね上周波数が所定の閾値周波数以上の場合に、前記目標荷重演算部に出力する前記ばね上要求荷重の絶対値を減少させる補正を行うことによって、前記ばね上周波数が前記ばね下部材の共振が発生するばね下共振周波数帯にあるときの前記ばね上要求荷重の絶対値を減少させる補正部を有し、
    前記補正部は、前記車両のヨーレートに基づいて前記閾値周波数を変化させることを特徴とする車両のサスペンション装置。
  2. 前記補正部は、前記ヨーレートが小さいほど前記閾値周波数を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の車両のサスペンション装置。
  3. 前記補正部は、前記ヨーレート及び前記車両の車速に基づいて前記閾値周波数を変化させることを特徴とする請求項1に記載の車両のサスペンション装置。
  4. 前記補正部は、前記ヨーレートが所定のヨーレート判定値以下、又は前記車速が所定の車速判定値以下の場合に、前記ヨーレートが前記ヨーレート判定値より大きく、かつ前記車速が前記車速判定値より大きい場合よりも前記閾値周波数を大きくすることを特徴とする請求項3に記載の車両のサスペンション装置。
  5. 前記補正部は、前記ヨーレートが前記ヨーレート判定値より大きく、かつ前記車速が前記車速判定値より大きい場合に、前記閾値周波数を3Hz以上6Hz以下にすることを特徴とする請求項4に記載の車両のサスペンション装置。
  6. 前記補正部は、前記ばね上周波数が前記閾値周波数より大きい範囲において、前記ばね上周波数の増加に応じて前記ばね上要求荷重を漸減させることを特徴とする請求項1請求項5のいずれか1つの項に記載の車両のサスペンション装置。
  7. 前記ばね下要求荷重演算部は、前記ばね上部材と前記ばね下部材との相対速度に基づいて前記ばね下要求荷重を演算し、
    前記ばね上要求荷重演算部は、前記ばね上部材の上下速度に基づいて前記ばね上要求荷重を演算することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つの項に記載の車両のサスペンション装置。
JP2016052878A 2016-03-16 2016-03-16 車両のサスペンション装置 Active JP6345724B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016052878A JP6345724B2 (ja) 2016-03-16 2016-03-16 車両のサスペンション装置
US15/595,284 US10415664B2 (en) 2016-03-16 2017-05-15 Vehicle suspension system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016052878A JP6345724B2 (ja) 2016-03-16 2016-03-16 車両のサスペンション装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017165283A JP2017165283A (ja) 2017-09-21
JP6345724B2 true JP6345724B2 (ja) 2018-06-20

Family

ID=59912400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016052878A Active JP6345724B2 (ja) 2016-03-16 2016-03-16 車両のサスペンション装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10415664B2 (ja)
JP (1) JP6345724B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020011597A (ja) * 2018-07-18 2020-01-23 本田技研工業株式会社 車両のサスペンションシステム
US11511589B2 (en) * 2018-08-20 2022-11-29 Rassini Suspensiones, S.A. De C.V. Adjustable suspension mount assembly
JP6807975B2 (ja) * 2019-04-12 2021-01-06 本田技研工業株式会社 電動サスペンション装置
WO2022173802A1 (en) 2021-02-10 2022-08-18 Gene Hawkins Active suspension control system for a motor vehicle
DE102021129355B4 (de) * 2021-11-11 2023-05-25 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug
DE102021131065A1 (de) 2021-11-26 2023-06-01 Audi Aktiengesellschaft Aktive Fahrwerkregelung für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8328373D0 (en) * 1983-10-24 1983-11-23 Lotus Car Vehicle suspension device
JP2595238B2 (ja) * 1987-04-14 1997-04-02 日産自動車株式会社 能動型サスペンシヨン装置
US5097419A (en) * 1990-06-08 1992-03-17 Monroe Auto Equipment Company Method and apparatus for dynamic leveling
US5490068A (en) * 1991-07-30 1996-02-06 Atsugi Unisia Corporation Suspension control system for automotive vehicle including apparatus for controlling shock absorber damping force coefficient
JP3182019B2 (ja) * 1993-02-24 2001-07-03 株式会社ユニシアジェックス 車両懸架装置
JPH07205629A (ja) * 1994-01-26 1995-08-08 Nissan Motor Co Ltd 油圧アクティブサスペンション制御装置
JPH08310214A (ja) * 1995-05-16 1996-11-26 Nissan Motor Co Ltd 車両のサスペンション制御装置
US5983150A (en) * 1997-08-07 1999-11-09 Unisia Jecs Corporation Suspension systems for motor vehicles
AU1619800A (en) * 1998-11-11 2000-05-29 Kenmar Company Trust Enhanced computer optimized adaptive air spring suspension
GB9915709D0 (en) * 1999-07-05 1999-09-08 Guilden Ltd Vehicle suspension systems
JP3722127B2 (ja) * 2003-02-05 2005-11-30 日産自動車株式会社 車両用電磁サスペンション装置
JP2010253989A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Nissan Motor Co Ltd サスペンション制御装置及びサスペンション制御方法
WO2011158383A1 (ja) * 2010-06-17 2011-12-22 トヨタ自動車株式会社 電気式ショックアブソーバ
JP5746246B2 (ja) * 2013-03-13 2015-07-08 カヤバ工業株式会社 ダンパ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180156303A1 (en) 2018-06-07
US10415664B2 (en) 2019-09-17
JP2017165283A (ja) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6345724B2 (ja) 車両のサスペンション装置
CN109130754B (zh) 电磁悬架装置
JP6417443B1 (ja) 電磁サスペンション装置
JP4877240B2 (ja) 車両用サスペンションシステム
CN109130756B (zh) 电磁悬架装置
US20210031585A1 (en) Electric suspension device
JP2004237825A (ja) 車両用電磁サスペンション装置と車両用電磁サスペンション装置のモータ制御方法
CN110549808B (zh) 电磁悬架装置
JP6480983B2 (ja) 電磁サスペンション装置
JP2008238921A (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
JP6840185B2 (ja) 電動サスペンション装置
US11186134B2 (en) Electrically powered suspension system
CN111137096B (zh) 用于可变阻尼力阻尼器的控制系统
CN108725122B (zh) 电磁悬架装置
JP5429369B2 (ja) 車両用サスペンション装置
JP2011143770A (ja) サスペンション装置
JP2009241726A (ja) 車両のサスペンション装置
JP2011084164A (ja) サスペンション装置
JPH02208108A (ja) 能動型サスペンション
KR102093207B1 (ko) 액티브 롤 제어 장치 및 방법
JP2010143275A (ja) 車両用サスペンションシステム
JP2007153187A (ja) 可変減衰力ダンパの制御装置
JP2022149935A (ja) 電動サスペンション装置
JP2008247380A (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置
JP2009090753A (ja) 減衰力可変ダンパの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6345724

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150