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JP2013049394A - Suspension control device - Google Patents

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JP2013049394A
JP2013049394A JP2011189638A JP2011189638A JP2013049394A JP 2013049394 A JP2013049394 A JP 2013049394A JP 2011189638 A JP2011189638 A JP 2011189638A JP 2011189638 A JP2011189638 A JP 2011189638A JP 2013049394 A JP2013049394 A JP 2013049394A
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JP
Japan
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speed information
control
gps
signal
damping force
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Pending
Application number
JP2011189638A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Yamahata
将敏 山畑
Osayuki Ichimaru
修之 一丸
Ryusuke Hirao
隆介 平尾
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.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suspension control device which controls a shock absorber on the basis of speed without an integral error.SOLUTION: A GPS sensor 9 calculates vertical speed information by using a GPS signal from a GPS receiver 8. The riding comfort controller 12 of a controller 10 outputs a control command value based on riding comfort control by using the vertical speed information from the GPS sensor 9 as speed V1 on a spring. Meanwhile, the undulation suppression control part 14 of controller 10 outputs a control command value that suppresses a pitch on the basis of a vehicle state signal which is output by another controller 16. A command value switching part 15 selects and outputs one of the control command value by the riding comfort controller 12 and the control command value by the undulation suppression control part 14, according to the reception state of the GPS receiver 8.

Description

本発明は、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられるサスペンション制御装置に関する。   The present invention relates to a suspension control device preferably used for buffering vibration of a vehicle.

一般に、自動車等の車両には、車体と各車軸との間に減衰力調整式緩衝器が設けられ、制御指令に応じて該緩衝器による減衰力特性を可変に制御する構成としたサスペンション制御装置が搭載されている(例えば、特許文献1〜3参照)。   2. Description of the Related Art Generally, in a vehicle such as an automobile, a suspension control device having a configuration in which a damping force adjustment type shock absorber is provided between a vehicle body and each axle, and a damping force characteristic by the shock absorber is variably controlled according to a control command. Is mounted (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

この種の従来技術によるサスペンション制御装置では、例えば加速度センサを用いて車体の上,下方向の振動を検出し、この検出した振動等に応じた減衰力を発生させるように緩衝器に対して制御指令を出力するように構成している。   In this type of conventional suspension control device, for example, an acceleration sensor is used to detect vibrations in the upper and lower directions of the vehicle body, and the damper is controlled to generate a damping force corresponding to the detected vibrations. It is configured to output a command.

特開2009−83614号公報JP 2009-83614 A 特開2009−83641号公報JP 2009-83641 A 特開2009−262926号公報JP 2009-262926 A

ところで、従来技術によるサスペンション制御装置では、例えば加速度センサから得られる加速度を積分することによって速度を演算し、この速度を用いて緩衝器を制御していた。しかし、この方法で得られた速度は積分が行われるため、累積されたセンサ誤差が積分誤差として加わってしまうという問題がある。また、路面が傾斜している場合には、この傾斜によって加速度自体にオフセット誤差が生じてしまうため、このオフセット誤差をハイパスフィルタによって除去している。しかし、ハイパスフィルタでも全ての誤差を除去することはできないため、積分時に累積誤差になってしまう。さらに、ハイパスフィルタを用いることによって、信号に位相ずれが生じるという問題もある。   By the way, in the suspension control device according to the prior art, for example, the speed is calculated by integrating the acceleration obtained from the acceleration sensor, and the buffer is controlled using this speed. However, since the speed obtained by this method is integrated, there is a problem that the accumulated sensor error is added as an integration error. Further, when the road surface is inclined, an offset error is generated in the acceleration itself due to the inclination. Therefore, the offset error is removed by a high-pass filter. However, since all errors cannot be removed even with a high-pass filter, a cumulative error occurs during integration. Furthermore, there is a problem that a phase shift occurs in the signal by using a high-pass filter.

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、積分誤差のない速度に基づいて緩衝器の制御を行うことができるようにしたサスペンション制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a suspension control device capable of controlling a shock absorber based on a speed without an integration error. It is in.

上述した課題を解決するため、請求項1に係る発明は、車体に設けられGPS衛星からの信号を受信するGPS受信機と、該GPS受信機からの信号を用いて前記車体の上,下方向の運動状態を算出する車体上下運動算出手段と、該車体上下運動算出手段の運動状態に基づいて減衰力調整式緩衝器を制御する制御手段とを備える構成としたことを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a GPS receiver that is provided in a vehicle body and receives a signal from a GPS satellite, and an upward and downward direction of the vehicle body using a signal from the GPS receiver. The vehicle body vertical motion calculation means for calculating the motion state of the vehicle body, and the control means for controlling the damping force adjustment type shock absorber based on the motion state of the vehicle body vertical motion calculation means.

本発明によれば、GPS受信機からの信号を用いて車体の上,下方向の運動状態を算出することができ、積分誤差のない速度に基づいて緩衝器の制御を行うことができる。   According to the present invention, the motion state of the vehicle body in the upward and downward directions can be calculated using the signal from the GPS receiver, and the buffer can be controlled based on the speed without an integration error.

本発明の第1の実施の形態によるサスペンション制御装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the suspension control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 図1中のコントローラを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the controller in FIG. 図1中のコントローラによる制御内容を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the control content by the controller in FIG. 図3中の制御演算実行の内容を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the content of control calculation execution in FIG. 本発明の第2の実施の形態による制御演算実行の内容を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the content of control calculation execution by the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態によるサスペンション装置を、例えば4輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。   Hereinafter, a suspension device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking as an example a case where the suspension device is applied to a four-wheeled vehicle.

まず、図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態を示している。車体1は、車両のボディを構成する。車体1の下側には、例えば左,右の前輪と左,右の後輪(以下、総称して車輪2という)が設けられ、該車輪2はタイヤ3を含んで構成されている。このとき、タイヤ3は、路面の細かい凹凸を吸収するばねとして作用する。   First, FIG. 1 to FIG. 4 show a first embodiment of the present invention. The vehicle body 1 constitutes a vehicle body. Below the vehicle body 1, for example, left and right front wheels and left and right rear wheels (hereinafter collectively referred to as wheels 2) are provided. The wheels 2 include tires 3. At this time, the tire 3 acts as a spring that absorbs fine irregularities on the road surface.

サスペンション装置4は、車体1と車輪2との間に介装して設けられる。このサスペンション装置4は、懸架ばね5(以下、ばね5という)と、ばね5と並列になって車体1と車輪2との間に設けられた減衰力調整式緩衝器(以下、緩衝器6という)とにより構成されている。なお、図1中では1組のサスペンション装置4を、車体1と車輪2との間に設けた場合を例示している。しかし、サスペンション装置4は、例えば4輪の車輪2と車体1との間に個別に独立して合計4組設けられるもので、このうちの1組のみを図1では模式的に図示している。   The suspension device 4 is provided between the vehicle body 1 and the wheel 2. The suspension device 4 includes a suspension spring 5 (hereinafter referred to as a spring 5) and a damping force adjustment type shock absorber (hereinafter referred to as a shock absorber 6) provided between the vehicle body 1 and the wheel 2 in parallel with the spring 5. ). FIG. 1 illustrates a case where a set of suspension devices 4 is provided between the vehicle body 1 and the wheels 2. However, for example, a total of four suspension devices 4 are individually provided between the four wheels 2 and the vehicle body 1, and only one of these is schematically illustrated in FIG. 1. .

ここで、サスペンション装置4の緩衝器6は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。そして、この緩衝器6には、発生減衰力の特性(減衰力特性)をハードな特性(硬特性)からソフトな特性(軟特性)に連続的に調整するため、減衰力調整バルブ等からなるアクチュエータ7が付設されている。なお、減衰力調整バルブは、減衰力特性を連続的でなくとも、2段階又は複数段階に調整可能なものであってもよい。   Here, the shock absorber 6 of the suspension device 4 is configured using a damping force adjusting hydraulic shock absorber. The shock absorber 6 includes a damping force adjusting valve or the like for continuously adjusting the generated damping force characteristic (damping force characteristic) from a hard characteristic (hard characteristic) to a soft characteristic (soft characteristic). An actuator 7 is attached. Note that the damping force adjusting valve may be capable of adjusting the damping force characteristic in two steps or a plurality of steps without being continuous.

GPS受信機8は、車体1に設けられ、GPS(Global Positioning System)衛星からの信号(以下、GPS信号という)を受信する。このGPS受信機8には、車体上下運動算出手段としてのGPSセンサ9が併設されている。このGPSセンサ9は、車体1の上,下方向の運動状態として、GPS受信機8の受信信号に基づいて垂直方向速度情報や高度情報を算出する。このとき、垂直方向速度情報は、GPS受信機8(車体1)の垂直方向の移動速度を示し、例えばGPS信号のドップラー効果を利用して求めることができる。また、高度情報は、車体1の標高を示し、例えば複数のGPS衛星からの信号に基づいてGPS受信機8の3次元位置を決定することによって求めることができる。そして、GPSセンサ9は、垂直方向速度情報や高度情報をサスペンション装置4用のコントローラ10に出力する。さらに、GPSセンサ9は、GPS受信機8がGPS信号を受信可能か否かを判別し、この判別結果に応じた信号もコントローラ10に出力する。   The GPS receiver 8 is provided in the vehicle body 1 and receives a signal (hereinafter referred to as a GPS signal) from a GPS (Global Positioning System) satellite. The GPS receiver 8 is provided with a GPS sensor 9 as vehicle body vertical motion calculation means. The GPS sensor 9 calculates vertical speed information and altitude information based on the reception signal of the GPS receiver 8 as the upward and downward movement states of the vehicle body 1. At this time, the vertical velocity information indicates the vertical movement velocity of the GPS receiver 8 (vehicle body 1), and can be obtained by using, for example, the Doppler effect of the GPS signal. The altitude information indicates the altitude of the vehicle body 1 and can be obtained by determining the three-dimensional position of the GPS receiver 8 based on signals from a plurality of GPS satellites, for example. The GPS sensor 9 then outputs vertical speed information and altitude information to the controller 10 for the suspension device 4. Further, the GPS sensor 9 determines whether or not the GPS receiver 8 can receive a GPS signal, and also outputs a signal corresponding to the determination result to the controller 10.

コントローラ10は、例えばマイクロコンピュータ等からなり、GPSセンサ9からの垂直方向速度情報に基づいて緩衝器6を制御する制御手段を構成している。このコントローラ10は、その入力側がGPSセンサ9や後述する他のコントローラ16に接続され、出力側が緩衝器6のアクチュエータ7等に接続されている。また、コントローラ10は、ROM、RAM等からなる記憶部10Aを有しており、この記憶部10Aには、図3および図4に示す後述の処理プログラム等が格納されている。   The controller 10 is composed of, for example, a microcomputer and constitutes a control means for controlling the shock absorber 6 based on the vertical speed information from the GPS sensor 9. The controller 10 has an input side connected to the GPS sensor 9 and another controller 16 described later, and an output side connected to the actuator 7 of the shock absorber 6 and the like. The controller 10 has a storage unit 10A composed of a ROM, a RAM, and the like, and the storage unit 10A stores processing programs and the like described later shown in FIGS.

ここで、コントローラ10は、図2に示すように、相対速度推定部11、乗り心地制御部12、ピッチレート推定部13、うねり抑制制御部14、指令値切換部15等を備えている。   Here, as shown in FIG. 2, the controller 10 includes a relative speed estimation unit 11, a riding comfort control unit 12, a pitch rate estimation unit 13, a swell suppression control unit 14, a command value switching unit 15, and the like.

相対速度推定部11は、例えば現代制御理論を適用したカルマンフィルタ(オブザーバ)を含んで構成され、GPSセンサ9から出力される垂直方向速度情報をばね上速度V1として取得し、このばね上速度V1等に基づいて車体1と車輪2との間の上,下方向の相対速度V2を演算する。なお、相対速度V2は、相対速度推定部11にフィードバックされる。   The relative speed estimation unit 11 includes, for example, a Kalman filter (observer) to which modern control theory is applied, and acquires vertical speed information output from the GPS sensor 9 as a sprung speed V1, and the sprung speed V1 and the like. Based on the above, the upward and downward relative speed V2 between the vehicle body 1 and the wheel 2 is calculated. The relative speed V2 is fed back to the relative speed estimation unit 11.

乗り心地制御部12は、GPSセンサ9から出力されるばね上速度V1(垂直方向速度情報)と相対速度推定部11から出力される相対速度V2とを用いて、予め定められたスカイフック制御理論に基づいて制御指令としての制御指令値を出力する。   The riding comfort control unit 12 uses a sprung speed V1 (vertical speed information) output from the GPS sensor 9 and a relative speed V2 output from the relative speed estimation unit 11 to determine a predetermined skyhook control theory. A control command value as a control command is output based on

具体的には、乗り心地制御部12は、例えばばね上速度V1と目標減衰力Fとの関係を示すスカイフック制御理論によるゲインマップと、目標減衰力F、相対速度V2と制御指令値との関係を示す減衰力マップとを備えている。   Specifically, the ride comfort control unit 12 includes, for example, a gain map based on the skyhook control theory indicating the relationship between the sprung speed V1 and the target damping force F, the target damping force F, the relative speed V2, and the control command value. And a damping force map indicating the relationship.

このため、乗り心地制御部12は、GPSセンサ9から出力される垂直方向速度情報をばね上速度V1として取得し、ゲインマップを用いて、ばね上速度V1から緩衝器6に発生させる目標減衰力Fを算出する。このとき、目標減衰力Fがばね上速度V1に比例して増加または減少するように、ばね上速度V1にゲインを乗算した値を目標減衰力Fとして出力する。   Therefore, the ride comfort control unit 12 acquires the vertical speed information output from the GPS sensor 9 as the sprung speed V1, and uses the gain map to generate the target damping force that is generated in the shock absorber 6 from the sprung speed V1. F is calculated. At this time, a value obtained by multiplying the sprung speed V1 by a gain is output as the target damping force F so that the target damping force F increases or decreases in proportion to the sprung speed V1.

目標減衰力Fを算出すると、乗り心地制御部12は、減衰力マップを用いて、目標減衰力Fと相対速度V2とに基づいて、緩衝器6の減衰力特性を可変に制御する例えば電流指令値のような制御指令値を出力する。これにより、緩衝器6の発生減衰力は、アクチュエータ7に供給された制御指令値に従ってハードとソフトとの間で連続的、または複数段で可変に制御(調整)される。   When the target damping force F is calculated, the riding comfort control unit 12 variably controls the damping force characteristic of the shock absorber 6 based on the target damping force F and the relative speed V2 using the damping force map, for example, a current command. A control command value such as a value is output. As a result, the generated damping force of the shock absorber 6 is controlled (adjusted) between hardware and software continuously or variably in multiple stages according to the control command value supplied to the actuator 7.

ピッチレート推定部13は、後述するコントローラ16から出力される車両状態信号として、例えば車輪速、車速、エンジントルク、ギア位置、ブレーキマスタシリンダ液圧等に基づいて、車両のピッチ運動を推定し、ピッチレートを算出する。   The pitch rate estimator 13 estimates the pitch motion of the vehicle based on, for example, wheel speed, vehicle speed, engine torque, gear position, brake master cylinder hydraulic pressure, and the like as a vehicle state signal output from the controller 16 described later. Calculate the pitch rate.

うねり抑制制御部14は、ピッチレート推定部13から出力されるピッチレートに基づいて、ピッチを抑えるための制御指令値を演算し、出力する。具体的には、例えば特開2010−83329号公報に記載された加速度センサを用いないシステムを前提とし、このシステムにおいて、車両状態信号から推定したピッチレートに基づいて、ピッチを抑える制御指令値を出力する。   The swell suppression control unit 14 calculates and outputs a control command value for suppressing the pitch based on the pitch rate output from the pitch rate estimation unit 13. Specifically, assuming a system that does not use an acceleration sensor described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-83329, in this system, a control command value for suppressing the pitch is set based on the pitch rate estimated from the vehicle state signal. Output.

指令値切換部15は、例えばGPS受信機8の受信状態に応じて、乗り心地制御部12から出力される制御指令値とうねり抑制制御部14から出力される制御指令値のうち、いずれか一方を選択して、アクチュエータ7に向けて出力する。具体的には、GPS受信機8がGPS信号を受信できるときには、指令値切換部15は、乗り心地制御部12から出力される制御指令値を選択する。一方、GPS受信機8がGPS信号を受信できないときには、指令値切換部15は、うねり抑制制御部14から出力される制御指令値を選択する。   The command value switching unit 15 is, for example, one of a control command value output from the ride comfort control unit 12 and a control command value output from the swell suppression control unit 14 according to the reception state of the GPS receiver 8. Is output to the actuator 7. Specifically, when the GPS receiver 8 can receive a GPS signal, the command value switching unit 15 selects a control command value output from the riding comfort control unit 12. On the other hand, when the GPS receiver 8 cannot receive a GPS signal, the command value switching unit 15 selects a control command value output from the swell suppression control unit 14.

他のコントローラ16は、例えば車両の振動制御以外の用途に用いられる各種のセンサに接続され、エンジン、ブレーキ等のサスペンション装置4以外の制御に使用される他の制御手段を構成している。このコントローラ16は、車両状態信号として、例えば車輪速、車速、エンジントルク、ギア位置、ブレーキマスタシリンダ液圧等を出力する。そして、コントローラ16は、CAN(Controller Area Network)等を通じてコントローラ10に接続される。このため、コントローラ10は、CANを通じて車両状態信号を取得する。   The other controller 16 is connected to various sensors used for applications other than vehicle vibration control, for example, and constitutes other control means used for control other than the suspension device 4 such as an engine and a brake. The controller 16 outputs, for example, a wheel speed, a vehicle speed, an engine torque, a gear position, a brake master cylinder hydraulic pressure, and the like as a vehicle state signal. The controller 16 is connected to the controller 10 through a CAN (Controller Area Network) or the like. For this reason, the controller 10 acquires a vehicle state signal through CAN.

なお、上述の実施の形態では4輪とも同じ減衰力指令の制御になるが、ピッチレート推定部13のピッチレートと、コントローラ16からロールレートを推定、または検出して求めて乗り心地制御部12に入力することにより、4輪を個々に制御することができる。つまり、GPS受信機8のGPS信号を、例えば特開2009−262926号公報に記載された1個の加速度センサで4輪それぞれの加速度を推定するシステムを前提とし、4輪それぞれの制御指令値を求めることができる。   In the above-described embodiment, the same damping force command control is performed for all four wheels. However, the ride rate controller 12 estimates and detects the pitch rate of the pitch rate estimator 13 and the roll rate from the controller 16. The four wheels can be controlled individually. That is, assuming that the GPS signal of the GPS receiver 8 is a system that estimates the acceleration of each of the four wheels with one acceleration sensor described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-262926, Can be sought.

本実施の形態による車両用サスペンション制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ10を用いて緩衝器6の減衰力特性を可変に制御する処理について説明する。   The vehicle suspension control apparatus according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, processing for variably controlling the damping force characteristic of the shock absorber 6 using the controller 10 will be described.

まず、図3に示す制御処理が車両のエンジン始動に伴う電力供給を受けて開始されると、ステップ1でコントローラ10の初期設定を行う。そして、ステップ2では、例えば5〜10ms程度の制御周期に達したか否かを判定し、「NO」と判定する間は制御周期に達するまで待機する。一方、ステップ2で「YES」と判定し、制御周期に達したときには、次なるステップ3に移って前回の制御周期で演算された制御指令値をアクチュエータ7に出力し、緩衝器6のアクチュエータ7を駆動する。その後、ステップ4では、ランプ等のその他のポート出力を行う。   First, when the control process shown in FIG. 3 is started upon receiving power supply accompanying the engine start of the vehicle, the controller 10 is initially set in step 1. Then, in step 2, it is determined whether or not a control cycle of, for example, about 5 to 10 ms has been reached, and the process waits until the control cycle is reached while determining “NO”. On the other hand, if “YES” is determined in step 2 and the control cycle is reached, the process proceeds to the next step 3 to output the control command value calculated in the previous control cycle to the actuator 7, and the actuator 7 of the shock absorber 6. Drive. Thereafter, in step 4, other port outputs such as lamps are performed.

次に、ステップ5では、GPSセンサ9からばね上速度V1として垂直方向速度情報を読込むと共に、他のコントローラ16から通信によって入力される車両状態信号としての車速、車輪速等の情報を読込む。そして、次のステップ6では、得られた情報から乗り心地制御の制御演算と、うねり抑制制御の制御演算とを行い、それぞれの制御での制御指令値(電流指令値)を求めると共に、GPS受信機8の受信状態に応じていずれか一方の制御指令値を選択する。   Next, in step 5, the vertical speed information is read from the GPS sensor 9 as the sprung speed V1, and information such as the vehicle speed and the wheel speed as a vehicle state signal input from another controller 16 by communication is read. . Then, in the next step 6, a control calculation for ride comfort control and a control calculation for swell suppression control are performed from the obtained information to obtain a control command value (current command value) for each control, and GPS reception is performed. One of the control command values is selected according to the reception state of the machine 8.

そして、ステップ6で選択された制御指令値は、前記ステップ2で「YES」と判定される制御周期に達する度毎に、次なるステップ3の処理で、緩衝器6のアクチュエータ7を駆動制御するために用いられる。これにより、緩衝器6の減衰力特性は、ハードな特性(硬特性)とソフトな特性(軟特性)との間で可変となって連続的に制御されるものである。   The control command value selected in step 6 drives and controls the actuator 7 of the shock absorber 6 in the next step 3 every time the control cycle determined as “YES” in step 2 is reached. Used for. Thereby, the damping force characteristic of the shock absorber 6 is continuously controlled by being variable between a hard characteristic (hard characteristic) and a soft characteristic (soft characteristic).

次に、図4に示す制御演算実行の処理について説明する。この制御演算実行の処理では、ステップ11で、GPS受信機8がGPS信号を受信可能か否かを判定する。そして、ステップ11で「YES」と判定したときには、GPS受信機8がGPS信号を受信できるから、ステップ12に移行して、乗り心地制御部12から出力される制御指令値を選択し、リターンする。   Next, the control calculation execution process shown in FIG. 4 will be described. In this control calculation execution process, it is determined in step 11 whether the GPS receiver 8 can receive a GPS signal. If it is determined as “YES” in step 11, the GPS receiver 8 can receive the GPS signal. Therefore, the process proceeds to step 12 to select a control command value output from the riding comfort control unit 12 and return. .

一方、ステップ11で「NO」と判定したときには、GPS受信機8がGPS信号を受信できないから、ステップ13に移行して、うねり抑制制御部14から出力される制御指令値を選択し、リターンする。   On the other hand, if “NO” is determined in step 11, the GPS receiver 8 cannot receive a GPS signal, so the process proceeds to step 13, selects a control command value output from the swell suppression control unit 14, and returns. .

以上のように、本実施の形態によれば、GPSセンサ9はGPS信号を用いて車体1の上,下方向の運動状態として垂直方向速度情報を算出するから、コントローラ10は、この垂直方向速度情報をばね上速度V1として用いることによって、車両の乗り心地を向上させる乗り心地制御を行う。このため、乗り心地制御に用いるばね上速度V1は、従来技術のように加速度の積分によって生成することがなく、GPS信号から直接的に生成することができ、積分誤差がなくなる。   As described above, according to the present embodiment, the GPS sensor 9 uses the GPS signal to calculate the vertical speed information as the motion state of the vehicle body 1 in the upward and downward directions, so that the controller 10 By using the information as the sprung speed V1, ride comfort control for improving the ride comfort of the vehicle is performed. For this reason, the sprung speed V1 used for ride comfort control is not generated by integrating the acceleration as in the prior art, but can be generated directly from the GPS signal, and there is no integration error.

さらに、コントローラ10は、GPS受信機8がGPS信号を受信できないときには、他のコントローラ16からの車輪速情報に基づいて緩衝器6を制御する構成とした。このため、例えばトンネル内に車両が進入したときのように、GPS受信機8がGPS信号を受信できず、垂直方向速度情報が得られないときでも、車輪速情報等に基づいてピッチレートを推定し、ピッチを抑制するうねり抑制制御を行うことができる。   Further, the controller 10 is configured to control the shock absorber 6 based on the wheel speed information from the other controller 16 when the GPS receiver 8 cannot receive the GPS signal. For this reason, the pitch rate is estimated based on the wheel speed information even when the GPS receiver 8 cannot receive the GPS signal and the vertical speed information cannot be obtained, for example, when a vehicle enters the tunnel. In addition, it is possible to perform swell suppression control that suppresses the pitch.

次に、図5は本発明の第2の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、コントローラは、GPS受信機がGPS信号を受信できる場合であっても、他のコントローラによる車速情報とGPS信号に基づいて演算した車速情報との誤差が予め決められた閾値よりも大きいときには、他のコントローラによる車輪速情報に基づいて緩衝器を制御する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the controller has a predetermined error between the vehicle speed information calculated by another controller and the vehicle speed information calculated based on the GPS signal even if the GPS receiver can receive the GPS signal. When it is larger than the threshold value, the shock absorber is controlled based on wheel speed information from another controller. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

ここで、第2の実施の形態では、GPSセンサ9は、垂直方向速度情報に加えて、GPS信号に基づいて車速情報Vgpsとしての水平方向速度情報も算出する。このとき、水平方向速度情報は、GPS受信機8(車体1)の水平方向の移動速度を示し、例えばGPS信号のドップラー効果を利用して求めることができる。なお、水平方向速度情報は、GPS信号によって求めた水平位置情報を時間微分することによって求めることもできる。   Here, in the second embodiment, the GPS sensor 9 calculates horizontal speed information as vehicle speed information Vgps based on the GPS signal in addition to the vertical speed information. At this time, the horizontal speed information indicates the moving speed of the GPS receiver 8 (vehicle body 1) in the horizontal direction, and can be obtained using, for example, the Doppler effect of the GPS signal. The horizontal speed information can also be obtained by time differentiation of the horizontal position information obtained from the GPS signal.

次に、図5に示す制御演算実行の処理について説明する。この制御演算実行の処理では、ステップ21で、GPS受信機8がGPS信号を受信可能か否かを判定する。そして、ステップ21で「YES」と判定したときには、GPS受信機8がGPS信号を受信できるから、ステップ22に移行して、コントローラ16による車速情報VconとGPS信号に基づく車速情報Vgpsとの誤差ΔV(ΔV=Vcon−Vgps)を演算し、この誤差ΔVが予め決められた閾値C0よりも小さい(ΔV<C0)か否かを判定する。   Next, the control calculation execution process shown in FIG. 5 will be described. In this control calculation execution process, it is determined in step 21 whether or not the GPS receiver 8 can receive a GPS signal. If “YES” is determined in step 21, the GPS receiver 8 can receive the GPS signal. Therefore, the process proceeds to step 22 and an error ΔV between the vehicle speed information Vcon by the controller 16 and the vehicle speed information Vgps based on the GPS signal. (ΔV = Vcon−Vgps) is calculated, and it is determined whether or not the error ΔV is smaller than a predetermined threshold value C0 (ΔV <C0).

そして、ステップ22で「YES」と判定したときには、誤差ΔVが閾値C0よりも小さく、車速情報Vgpsが高精度の状態に保持されているから、ステップ23に移行して、乗り心地制御部12から出力される制御指令値を選択し、リターンする。   If “YES” is determined in step 22, the error ΔV is smaller than the threshold value C 0 and the vehicle speed information Vgps is held in a highly accurate state. Select the output control command value and return.

一方、ステップ22で「NO」と判定したときには、誤差ΔVが閾値C0以上となって、車速情報Vgpsの精度が低下しているから、ステップ24に移行して、うねり抑制制御部14から出力される制御指令値を選択し、リターンする。   On the other hand, when “NO” is determined in step 22, the error ΔV is equal to or greater than the threshold value C 0, and the accuracy of the vehicle speed information Vgps is lowered. Select the control command value to be returned and return.

また、ステップ21で「NO」と判定したときには、GPS受信機8がGPS信号を受信できないから、ステップ24に移行して、うねり抑制制御部14から出力される制御指令値を選択し、リターンする。   If it is determined as “NO” in step 21, the GPS receiver 8 cannot receive a GPS signal. Therefore, the process proceeds to step 24 to select a control command value output from the swell suppression control unit 14 and return. .

以上のように、本実施の形態によれば、コントローラ16による車速情報VconとGPS信号に基づく車速情報Vgpsとの誤差ΔVが予め決められた閾値C0よりも大きくなるときには、コントローラ16による車輪速情報に基づいて緩衝器6を制御する構成とした。このため、GPS受信機8がGPS信号を受信可能な場合でも、例えばGPS信号の受信状態が劣化して、車速情報Vgpsの精度が低下するときには、コントローラ16による車輪速情報に基づいて緩衝器6を制御することができる。この結果、精度が低下した車速情報Vgpsを用いて緩衝器6を制御することがなく、適切な振動制御を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, when the error ΔV between the vehicle speed information Vcon by the controller 16 and the vehicle speed information Vgps based on the GPS signal becomes larger than the predetermined threshold value C0, the wheel speed information by the controller 16 is obtained. The buffer 6 is controlled based on the above. For this reason, even when the GPS receiver 8 can receive a GPS signal, for example, when the reception state of the GPS signal deteriorates and the accuracy of the vehicle speed information Vgps decreases, the buffer 6 based on the wheel speed information by the controller 16. Can be controlled. As a result, it is possible to perform appropriate vibration control without controlling the shock absorber 6 using the vehicle speed information Vgps with reduced accuracy.

なお、前記各実施の形態では、サスペンション装置4は、所謂セミアクティブダンパと呼ばれる減衰力調整式の油圧緩衝器からなる緩衝器6を備える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば空圧や油圧のアクティブサスペンションのように、流体を供給または排出して内部の圧力を増減させることによって輪荷重を調整可能な圧力シリンダを用いる構成としてもよい。また、流体を利用するサスペンション装置に限らず、ボールネジ式や電磁式のアクティブサスペンション等にも適用することができる。   In each of the above-described embodiments, the suspension device 4 is configured to include the shock absorber 6 formed of a damping force adjustment type hydraulic shock absorber called a so-called semi-active damper. However, the present invention is not limited to this, and a configuration using a pressure cylinder capable of adjusting the wheel load by increasing or decreasing the internal pressure by supplying or discharging fluid, such as an active suspension of pneumatic pressure or hydraulic pressure, may be used. Good. Further, the present invention can be applied not only to a suspension device using a fluid but also to a ball screw type or electromagnetic type active suspension.

また、前記各実施の形態では、GPSセンサ9はGPS信号のドップラー効果を利用して垂直方向速度情報を算出するものとしたが、例えば高度情報を時間微分することによって、垂直方向速度情報を算出してもよい。   In each of the above embodiments, the GPS sensor 9 calculates the vertical velocity information using the Doppler effect of the GPS signal. For example, the vertical velocity information is calculated by differentiating the altitude information with respect to time. May be.

また、前記各実施の形態では、スカイフック制御理論に基づく乗り心地制御部12はGPSセンサ9からのばね上速度V1と相対速度推定部11からの相対速度V2とを用いて制御指令値を算出し、非反転式のサスペンション装置4に適用するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば減衰力反転型(伸び側と縮み側の減衰力の変化の大小が反転している)のショックアブソーバを用いた場合には、相対速度V2のデータは不要である。   In each of the above embodiments, the riding comfort control unit 12 based on the skyhook control theory calculates the control command value using the sprung speed V1 from the GPS sensor 9 and the relative speed V2 from the relative speed estimation unit 11. In addition, the present invention is applied to the non-inverted suspension device 4. However, the present invention is not limited to this. For example, when a shock absorber of the damping force reversal type (the magnitude of the change in the damping force on the expansion side and the contraction side is reversed) is used, the data on the relative speed V2 is It is unnecessary.

さらに、前記各実施の形態では、スカイフック理論に基づいてサスペンション装置4の緩衝器6を制御するコントローラ10に適用した場合を例に挙げて説明したが、例えばH∞制御や現代制御理論を用いた制御を行うコントローラに適用する構成としてもよい。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the controller 10 that controls the shock absorber 6 of the suspension device 4 based on the Skyhook theory has been described as an example. For example, H∞ control or modern control theory is used. It is good also as a structure applied to the controller which performs control which was performed.

次に、前記各実施の形態に含まれる発明について記載する。即ち、本発明によれば、車体に設けられGPS衛星からの信号を受信するGPS受信機と、該GPS受信機からの信号を用いて前記車体の上,下方向の運動状態を算出する車体上下運動算出手段と、該車体上下運動算出手段の運動状態に基づいて減衰力調整式緩衝器を制御する制御手段とを備える構成とした。これにより、車体上下運動算出手段はGPS信号を用いて車体の上,下方向の運動状態として垂直方向速度情報を算出するから、制御手段は、この垂直方向速度情報を用いることによって、減衰力調整式緩衝器を制御することができる。このため、垂直方向速度情報は、従来技術のように加速度の積分によって生成することがなく、GPS信号から直接的に生成することができ、積分誤差がなくなる。   Next, the invention included in each of the embodiments will be described. That is, according to the present invention, a GPS receiver that is provided on a vehicle body and receives a signal from a GPS satellite, and a vehicle body up-and-down direction that calculates an upward and downward movement state of the vehicle body using a signal from the GPS receiver. The motion calculation means and control means for controlling the damping force adjusting shock absorber based on the motion state of the vehicle body vertical motion calculation means are provided. As a result, the vehicle body vertical motion calculation means calculates vertical speed information as the upward and downward movement states of the vehicle body using GPS signals, so that the control means adjusts the damping force by using this vertical speed information. The type shock absorber can be controlled. For this reason, the vertical velocity information is not generated by integration of acceleration as in the prior art, but can be generated directly from the GPS signal, and there is no integration error.

また、本発明によれば、車輪の回転速度に応じた車輪速情報を出力する他の制御手段を備え、前記制御手段は、前記GPS受信機がGPS衛星からの信号を受信できないときには、前記他の制御手段からの車輪速情報に基づいて前記減衰力調整式緩衝器を制御する構成とした。このため、GPS受信機がGPS信号を受信できず、垂直方向速度情報が得られないときでも、例えば車輪速情報等に基づいてピッチレートを推定し、ピッチを抑制するうねり抑制制御を行うことができる。   Further, according to the present invention, there is provided another control means for outputting wheel speed information corresponding to the rotational speed of the wheel, and the control means is configured to output the other information when the GPS receiver cannot receive a signal from a GPS satellite. The damping force adjusting shock absorber is controlled based on wheel speed information from the control means. For this reason, even when the GPS receiver cannot receive the GPS signal and the vertical speed information cannot be obtained, the pitch rate is estimated based on the wheel speed information, for example, and the swell suppression control for suppressing the pitch can be performed. it can.

また、本発明によれば、前記他の制御手段は、前記車輪速情報に加えて、車両の速度に応じた車速情報を出力し、前記制御手段は、前記GPS受信機がGPS衛星からの信号を受信できる場合であって、前記他の制御手段による車速情報と前記GPS受信機からの信号に基づいて演算した車速情報との誤差が予め決められた閾値よりも大きくなるときには、前記他の制御手段による車輪速情報に基づいて前記減衰力調整式緩衝器を制御する構成とした。このため、GPS受信機がGPS信号を受信可能な場合でも、例えばGPS信号の受信状態が劣化して、GPS信号に基づく車速情報の精度が低下するときには、他の制御手段による車輪速情報に基づいて減衰力調整式緩衝器を制御することができる。この結果、精度が低下したGPS信号に基づく車速情報を用いて減衰力調整式緩衝器を制御することがなく、適切な振動制御を行うことができる。   According to the present invention, the other control means outputs vehicle speed information corresponding to the speed of the vehicle in addition to the wheel speed information, and the control means receives the signal from the GPS satellite by the GPS receiver. When the error between the vehicle speed information by the other control means and the vehicle speed information calculated based on the signal from the GPS receiver is greater than a predetermined threshold, the other control The damping force adjustment type shock absorber is controlled based on wheel speed information obtained by the means. For this reason, even when the GPS receiver can receive the GPS signal, for example, when the reception state of the GPS signal is deteriorated and the accuracy of the vehicle speed information based on the GPS signal is lowered, it is based on the wheel speed information by other control means. Thus, the damping force adjusting type shock absorber can be controlled. As a result, it is possible to perform appropriate vibration control without controlling the damping force adjusting shock absorber using vehicle speed information based on GPS signals with reduced accuracy.

1 車体
2 車輪
4 サスペンション装置
6 減衰力調整式緩衝器
7 アクチュエータ
8 GPS受信機
9 GPSセンサ(車体上下運動算出手段)
10 コントローラ(制御手段)
16 コントローラ(他の制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body 2 Wheel 4 Suspension device 6 Damping force adjustment type shock absorber 7 Actuator 8 GPS receiver 9 GPS sensor (vehicle body vertical motion calculation means)
10 Controller (control means)
16 Controller (Other control means)

Claims (3)

車両の車体と車輪との間に介装され、制御指令に応じて減衰力特性が可変に制御される減衰力調整式緩衝器を備えたサスペンション制御装置において、
前記車体に設けられGPS衛星からの信号を受信するGPS受信機と、該GPS受信機からの信号を用いて前記車体の上,下方向の運動状態を算出する車体上下運動算出手段と、該車体上下運動算出手段の運動状態に基づいて前記減衰力調整式緩衝器を制御する制御手段とを備える構成としたことを特徴とするサスペンション制御装置。
In a suspension control device including a damping force adjustment type shock absorber that is interposed between a vehicle body and wheels of a vehicle and whose damping force characteristic is variably controlled according to a control command,
A GPS receiver provided on the vehicle body for receiving a signal from a GPS satellite; a vehicle body vertical motion calculating means for calculating an upward and downward movement state of the vehicle body using a signal from the GPS receiver; A suspension control device comprising: control means for controlling the damping force adjusting shock absorber based on the motion state of the vertical motion calculation means.
前記車輪の回転速度に応じた車輪速情報を出力する他の制御手段を備え、
前記制御手段は、前記GPS受信機がGPS衛星からの信号を受信できないときには、前記他の制御手段からの車輪速情報に基づいて前記減衰力調整式緩衝器を制御する構成としてなる請求項1に記載のサスペンション制御装置。
Other control means for outputting wheel speed information according to the rotational speed of the wheel,
2. The control unit according to claim 1, wherein when the GPS receiver cannot receive a signal from a GPS satellite, the control unit controls the damping force adjusting buffer based on wheel speed information from the other control unit. The suspension control device described.
前記他の制御手段は、前記車輪速情報に加えて、車両の速度に応じた車速情報を出力し、
前記制御手段は、前記GPS受信機がGPS衛星からの信号を受信できる場合であって、前記他の制御手段による車速情報と前記GPS受信機からの信号に基づいて演算した車速情報との誤差が予め決められた閾値よりも大きくなるときには、前記他の制御手段による車輪速情報に基づいて前記減衰力調整式緩衝器を制御する構成としてなる請求項2に記載のサスペンション制御装置。
The other control means outputs vehicle speed information corresponding to the vehicle speed in addition to the wheel speed information,
The control means is a case where the GPS receiver can receive a signal from a GPS satellite, and there is an error between the vehicle speed information by the other control means and the vehicle speed information calculated based on the signal from the GPS receiver. The suspension control device according to claim 2, wherein the damping force adjusting type shock absorber is configured to be controlled based on wheel speed information by the other control means when it becomes larger than a predetermined threshold value.
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