JP2025124308A - Suspension control device and suspension control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車高の昇降を可能とするサスペンション装置を駆動させるサスペンション制御装置及びサスペンション制御方法に関する。 The present invention relates to a suspension control device and suspension control method that drives a suspension device that allows the vehicle height to be raised or lowered.
従来、車両の車体と車輪との間に設けられるサスペンション装置であって、減衰機構と、モータを動力源とするアクチュエータが並列に設けられ、前記アクチュエータは連結部を介して前記モータにより駆動機構を駆動するように構成され、前記連結部はクラッチ機構を備えたサスペンション装置と、前記車両の走行状態や路面状態に関する情報を入力して前記クラッチ機構と前記モータに制御指令を出力する制御装置を備え、前記制御装置は前記車両の走行状態や路面状態に応じて前記クラッチ機構の接続と非接続を切り替える制御指令を出力するサスペンションシステムが知られている。 A known suspension system is a suspension device installed between the vehicle body and wheels, which includes a damping mechanism and an actuator powered by a motor arranged in parallel, with the actuator configured to drive a drive mechanism via the motor via a connecting section, the connecting section including a suspension device equipped with a clutch mechanism, and a control device that inputs information regarding the vehicle's running state and road surface conditions and outputs control commands to the clutch mechanism and the motor, and the control device outputs a control command to switch the clutch mechanism between engagement and disengagement depending on the vehicle's running state and road surface conditions.
このようなサスペンションシステムによれば、クラッチ機構の接続と非接続を切り替えることで、流体を用いた減衰機構による減衰力をサスペンション装置に作用させる状態と、前記流体を用いた減衰機構による減衰力及びアクチュエータによる減衰力を同時にサスペンション装置に作用させる状態とを選択可能とすることができ、低消費電力で車体の姿勢を安定させることができる。 With this type of suspension system, by switching between connecting and disconnecting the clutch mechanism, it is possible to select between a state in which the damping force of the fluid-based damping mechanism is applied to the suspension device, and a state in which the damping force of the fluid-based damping mechanism and the damping force of the actuator are simultaneously applied to the suspension device, thereby stabilizing the vehicle body posture with low power consumption.
一般に、車高の昇降を可能とするサスペンション装置の制御方法として、旋回中の車両においては、車体に発生するロール方向の回転に対応して、旋回の外側に位置するサスペンション装置は車体を押し上げる方向に、旋回の内側に位置するサスペンション装置は車体を押し下げる方向に、夫々駆動する制御方法が知られている。以下、本明細書において、このような車体に発生するロール方向の回転に対応するサスペンション装置の制御を、逆ロール制御という。 A commonly known method of controlling suspension systems that allows for raising and lowering vehicle height involves driving the suspension systems located on the outside of a turning vehicle in a direction that pushes the vehicle up, and the suspension systems located on the inside of a turning vehicle in a direction that pushes the vehicle down, in response to the roll rotation that occurs in the vehicle body during a turn. Hereinafter, in this specification, control of suspension systems that responds to such roll rotation that occurs in the vehicle body is referred to as reverse roll control.
逆ロール制御において、旋回の外側に位置するサスペンション装置は、電力を消費してアクチュエータを駆動させ、サスペンション装置の全長が延びるように制御される。一方、旋回の内側に位置するサスペンション装置は、サスペンション装置の全長が縮むように制御されるが、このときアクチュエータに備わるモータを発電機として機能させて回生力を発生させる。このため、旋回内側のサスペンション装置に係るアクチュエータは回生制御され、モータにかかる回転エネルギーは電力に変換される。 In reverse roll control, the suspension device located on the outside of the turn consumes power to drive its actuator, controlling it so that its overall length increases. Meanwhile, the suspension device located on the inside of the turn is controlled so that its overall length decreases, with the motor attached to the actuator functioning as a generator to generate regenerative power. As a result, the actuator associated with the suspension device on the inside of the turn is controlled regeneratively, and the rotational energy applied to the motor is converted into electricity.
従来のサスペンション制御方法では、旋回の外側と内側に位置するサスペンション装置に係るモータを、図9(a)に示すように、同じタイミングで同じ回転数で駆動させた場合、図9(b)に示すように、回生制御により発生する電力が、消費電力を上回ってしまうことがある。またこのような場合には、図9(c)に示すように、モータを駆動させるインバータ電源電圧が規定値である上限保護電圧を超えて上昇してしまうという課題があった。インバータ電源電圧が上限保護電圧を上回ると、インバータにフェールセーフが作動し、旋回中の車両の挙動が悪化する原因となってしまう。 With conventional suspension control methods, if the motors associated with the suspension devices located on the outside and inside of a turn are driven at the same time and at the same rotation speed, as shown in Figure 9(a), the power generated by regenerative control may exceed the power consumed, as shown in Figure 9(b). In such cases, there is an issue where the inverter power supply voltage driving the motor rises above the specified upper protection voltage, as shown in Figure 9(c). When the inverter power supply voltage exceeds the upper protection voltage, the inverter's failsafe is activated, causing the vehicle's behavior during turns to deteriorate.
また、このようなインバータ電源電圧の上昇に電気回路を対応させるためには、電源ケーブルやコネクタ等の構成部品を高電圧用に大型化する必要があり、製造コストが高くなってしまうという課題がある。 Furthermore, in order to adapt electrical circuits to such increases in inverter power supply voltage, components such as power cables and connectors must be enlarged for higher voltages, which poses the problem of higher manufacturing costs.
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、サスペンション装置の昇降方向によりアクチュエータの駆動速度を切り替え、車両旋回時等におけるインバータ電源電圧を安定化することができるサスペンション制御装置及びサスペンション制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a suspension control device and suspension control method that can switch the actuator drive speed depending on the lifting direction of the suspension device, thereby stabilizing the inverter power supply voltage when the vehicle is cornering, etc.
上記課題を解決するサスペンション制御装置は、車高を昇降可能とするために、サスペンション装置の全長を伸縮駆動させるアクチュエータを備えた前記サスペンション装置を制御するサスペンション制御装置において、運転者による車両の操作状態を検出する操作状態検出部と、前記操作状態検出部により取得された情報に基づいて前記サスペンション装置の目標駆動ストローク量を算出する駆動ストローク演算部と、前記サスペンション装置の全長を伸縮させる目標駆動速度を決定する駆動速度決定部と、前記目標駆動速度で前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部とを備えることを特徴とする。 A suspension control device that solves the above problem controls a suspension device equipped with an actuator that drives the suspension device to extend and retract its entire length so that the vehicle height can be raised and lowered. The suspension control device is characterized by comprising an operation state detection unit that detects the vehicle operation state by the driver, a drive stroke calculation unit that calculates a target drive stroke amount for the suspension device based on information acquired by the operation state detection unit, a drive speed determination unit that determines a target drive speed at which the suspension device extends and retracts its entire length, and an actuator control unit that controls the actuator at the target drive speed.
また、上記課題を解決するサスペンション制御方法は、車高を昇降可能とするために、サスペンション装置の全長を伸縮駆動させるアクチュエータを備えた前記サスペンション装置を制御するサスペンション制御方法において、運転者による車両の操作状態を検出する操作状態検出工程と、前記操作状態検出工程により取得された情報に基づいて前記サスペンション装置の目標駆動ストロークを算出する駆動ストローク演算工程と、前記サスペンション装置の全長を伸縮させる目標駆動速度を決定する駆動速度決定工程と、前記目標駆動速度で前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程とを備えることを特徴とする。 A suspension control method that solves the above problem controls a suspension device equipped with an actuator that drives the suspension device to extend and retract its entire length so that the vehicle height can be raised and lowered, and is characterized by comprising: an operation state detection process that detects the vehicle operation state by the driver; a drive stroke calculation process that calculates a target drive stroke of the suspension device based on information acquired by the operation state detection process; a drive speed determination process that determines a target drive speed at which the entire length of the suspension device is extended and retracted; and an actuator control process that controls the actuator at the target drive speed.
本発明に係るサスペンション制御装置及びサスペンション制御方法によれば、サスペンション装置の昇降方向によりアクチュエータの駆動速度を切り替えて、インバータ電源電圧を安定させることができ、逆ロール制御において逆ロールの変化速度を向上し、運転者の操作速度に追従した制御を可能とすると共に、電気回路を構成する部品のコストを抑制することができる。 The suspension control device and suspension control method of the present invention can stabilize the inverter power supply voltage by switching the actuator drive speed depending on the lifting direction of the suspension device, improving the rate of change in reverse roll during reverse roll control, enabling control that tracks the driver's operating speed, and reducing the cost of components that make up the electrical circuit.
以下、本発明に係るサスペンション制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Embodiments of a suspension control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the following embodiments do not limit the inventions according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention.
図1は、本発明の実施形態に係るサスペンション制御装置を備える車両の構成を示す概要図であり、図2は、本発明の実施形態に係るサスペンション装置を説明するための概要図であり、図3は、本発明の実施形態に係る駆動速度決定部の構成を示す概要図であり、図4は、本発明の実施形態に係るアクチュエータ制御装置に接続される電源の一例を示す概要図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle equipped with a suspension control device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram for explaining a suspension device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a drive speed determination unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a schematic diagram showing an example of a power supply connected to an actuator control device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施形態に係るサスペンション制御装置を備える車両1は、車両1の前後左右に配置された車輪2と、サスペンション装置3とを有する。また、車輪2は、サスペンションアームを介して、車体に対し上下に移動可能に取り付けられる。 As shown in FIG. 1, a vehicle 1 equipped with a suspension control device according to an embodiment of the present invention has wheels 2 arranged at the front, rear, left, and right of the vehicle 1, and a suspension device 3. The wheels 2 are attached to the vehicle body via suspension arms so that they can move up and down.
先ず、本発明に係るサスペンション装置3について説明を行う。 First, we will explain the suspension device 3 related to the present invention.
サスペンション装置3は、図2に示すように、各車輪2と車体との間に取り付けられ、路面から入力される振動や衝撃をやわらげ、走行安定性を確保する。サスペンション装置3は、スプリング4と、ショックアブソーバ5と、アクチュエータ6とを有する。 As shown in Figure 2, the suspension device 3 is attached between each wheel 2 and the vehicle body to absorb vibrations and shocks input from the road surface and ensure driving stability. The suspension device 3 has a spring 4, a shock absorber 5, and an actuator 6.
スプリング4は、圧縮コイルばねであって、車重を支えると共に、ばねの固さによって走行中に発生する前後左右の車体の傾き量を決定する。スプリング4は、路面の凹凸にあわせて伸縮し、車輪2が路面から離れないように維持する。 Spring 4 is a compression coil spring that supports the vehicle weight and determines the amount of tilt of the vehicle body that occurs in the front, rear, left, and right directions while driving, depending on the spring's stiffness. Spring 4 expands and contracts in accordance with the unevenness of the road surface, keeping wheel 2 from leaving the road surface.
ショックアブソーバ5は、振幅するスプリング4の動きを抑制する。ショックアブソーバ5は、スプリング4の内側であって、スプリング4と同心に配置される。本実施形態においてショックアブソーバ5は、一例として、ショックアブソーバ5内部に充填される作動油と、作動油内で上下移動可能なピストンとにより減衰力を発生させる構造であっても構わない。 The shock absorber 5 suppresses the movement of the oscillating spring 4. The shock absorber 5 is positioned inside the spring 4 and concentric with it. In this embodiment, the shock absorber 5 may be configured to generate a damping force using hydraulic oil filled inside the shock absorber 5 and a piston that can move up and down within the hydraulic oil, as an example.
アクチュエータ6は、サスペンション装置3の全長を伸縮させることにより、各車輪2と車体との間の間隔を変化させ、地上からの車体の高さを調整する。アクチュエータ6は、一例として、駆動装置7と、ねじ軸8と、ナット9とを有する。 The actuator 6 adjusts the height of the vehicle body from the ground by expanding or contracting the entire length of the suspension device 3, thereby changing the distance between each wheel 2 and the vehicle body. The actuator 6 includes, for example, a drive device 7, a screw shaft 8, and a nut 9.
駆動装置7は、後述するアクチュエータ制御部40からの信号によって制御されるモータ7aと、モータ7aの動力をねじ軸8に伝達する歯車装置とを有する。 The drive unit 7 includes a motor 7a controlled by a signal from the actuator control unit 40 (described later), and a gear device that transmits the power of the motor 7a to the screw shaft 8.
ねじ軸8は、ショックアブソーバ5の軸心と連結し同軸方向に延びるように配置される。ねじ軸8は、一例として、外面に台形ねじ等の雄ねじが形成される。また、ねじ軸8は、回り止め機構によってアクチュエータ6の本体に対して回転不能かつ軸方向に移動可能に支持される。 The screw shaft 8 is positioned so that it connects to the axis of the shock absorber 5 and extends coaxially. As an example, the screw shaft 8 has a male thread, such as a trapezoidal thread, formed on its outer surface. Furthermore, the screw shaft 8 is supported by a rotation prevention mechanism so that it cannot rotate relative to the body of the actuator 6 but can move axially.
ナット9は、ねじ軸8を囲むように配置される。ナット9は、一例として、内面にねじ軸8の雄ねじと螺合可能な台形ねじ等の雌ねじが形成される。ナット9は、歯車装置を介し駆動装置7のモータ7aの動力が伝達され、軸中心に回転する。ナット9は、軸受け等を介してねじ軸8の軸中心に回転自在に取り付けられると共に、車体に対して上下方向に移動不能に取り付けられる。 The nut 9 is arranged to surround the screw shaft 8. As an example, the nut 9 has an internal thread such as a trapezoidal thread formed on its inner surface that can be threaded with the external thread of the screw shaft 8. The nut 9 receives power from the motor 7a of the drive unit 7 via a gear device, causing it to rotate about its axis. The nut 9 is rotatably attached to the axis of the screw shaft 8 via a bearing or the like, and is attached so that it cannot move vertically relative to the vehicle body.
このように構成されるサスペンション装置3は、以下に説明する動作によって全長を伸縮させることができる。 The suspension device 3 configured in this manner can extend and retract its overall length through the operations described below.
アクチュエータ制御部40からの信号によって、駆動装置7に備わるモータ7aを回転させると、モータ7aの出力軸に連結された歯車装置によって、ナット9が回転する。ナット9に螺合するねじ軸8は、回り止め機構によって回転不能に支持されているので、ナット9の回転方向に従って軸方向に上下に移動する。ねじ軸8に連結されたショックアブソーバ5は、ねじ軸8と共に上下に移動し、サスペンション装置3の全長が伸縮される。 When a signal from the actuator control unit 40 rotates the motor 7a provided in the drive unit 7, the nut 9 rotates due to a gear device connected to the output shaft of the motor 7a. The screw shaft 8 that threads onto the nut 9 is supported non-rotatably by a rotation-prevention mechanism, and moves up and down in the axial direction according to the direction of rotation of the nut 9. The shock absorber 5 connected to the screw shaft 8 moves up and down together with the screw shaft 8, expanding and contracting the overall length of the suspension unit 3.
なお、ねじ軸8とナット9は、台形ねじ等によって螺合されるとして説明を行ったが、ねじ軸8とナット9の構成はこれに限らず、ねじ軸8のねじ溝とナット9のねじ溝との間に転がり運動可能に多数のボールを介在させた、ボールねじの構成としても構わない。 In the above description, the screw shaft 8 and nut 9 are threaded together using a trapezoidal screw or the like, but the configuration of the screw shaft 8 and nut 9 is not limited to this. They may also be configured as a ball screw, with multiple balls interposed between the screw groove of the screw shaft 8 and the screw groove of the nut 9 so that they can roll.
また、ショックアブソーバ5はねじ軸8に連結され、ナット9を回転させてねじ軸8を上下移動させ、サスペンション装置3の全長を伸縮させる構造について説明を行ったが、サスペンション装置3の全長を伸縮させる構造はこれに限らない。例えば、ショックアブソーバ5がナット9に連結され、ねじ軸8を駆動装置7により回転させてナット9を上下移動させるような、サスペンション装置3の全長を伸縮させる構造であっても構わない。この場合、ナット9は、回り止め機構によって軸中心に回転不能かつねじ軸8の軸方向に移動可能に支持され、ねじ軸8は、軸受け等を介してナット9の軸中心に回転可能かつ車体に対して上下方向に移動不能に支持される。 In addition, while the shock absorber 5 is connected to the threaded shaft 8 and the nut 9 is rotated to move the threaded shaft 8 up and down, thereby expanding and contracting the overall length of the suspension device 3, the structure for expanding and contracting the overall length of the suspension device 3 is not limited to this. For example, the shock absorber 5 may be connected to the nut 9 and the threaded shaft 8 may be rotated by the drive unit 7 to move the nut 9 up and down, thereby expanding and contracting the overall length of the suspension device 3. In this case, the nut 9 is supported by a rotation prevention mechanism so that it cannot rotate around its axis but can move axially along the threaded shaft 8, and the threaded shaft 8 is supported via a bearing or the like so that it can rotate around the axis of the nut 9 but cannot move vertically relative to the vehicle body.
また、駆動装置7は、歯車装置を備えモータ7aの動力を伝達させてねじ軸8またはナット9を回転させる構造について説明を行ったが、ねじ軸8またはナット9を回転させる構造はこれに限らず、中空モータによりねじ軸8またはナット9を直接回転させても構わない。 Furthermore, the drive unit 7 has been described as having a gear device and transmitting power from the motor 7a to rotate the screw shaft 8 or the nut 9, but the structure for rotating the screw shaft 8 or the nut 9 is not limited to this, and the screw shaft 8 or the nut 9 may also be rotated directly by a hollow motor.
次に、このようなサスペンション装置3を駆動させるサスペンション制御装置について説明を行う。図1に示すように、本実施形態に係るサスペンション制御装置は、操作状態検出部10と、駆動ストローク演算部20と、運動状態検出部60と、サスペンション制御部100とを備える。なお、サスペンション制御部100は、車両1の前後左右に備わる各サスペンション装置3に対応してそれぞれ設置される。図1においては、左前方に設置されるサスペンション装置3に対応するサスペンション制御部100のみ構成要素を図示し、その他のサスペンション制御部100の構成要素については図示を省略する。 Next, we will explain the suspension control device that drives such a suspension device 3. As shown in Figure 1, the suspension control device according to this embodiment includes an operation state detection unit 10, a drive stroke calculation unit 20, a motion state detection unit 60, and a suspension control unit 100. The suspension control units 100 are installed corresponding to each of the suspension devices 3 installed on the front, rear, left, and right sides of the vehicle 1. Figure 1 shows only the components of the suspension control unit 100 corresponding to the suspension device 3 installed on the front left, and the other components of the suspension control unit 100 are not shown.
操作状態検出部10は、運転者による車両1の操作状態に関する情報を検出する。本明細書において、運転者による車両1の操作状態とは、一例として、ステアリングホイールに対する運転者の操舵角や、アクセルペダルに対する運転者の踏み込み量等の運転者による所定の行為をいう。操作状態検出部10は、例えば、ハンドル角センサやアクセルストロークセンサ等を備える。操作状態検出部10は、検出した信号を駆動ストローク演算部20に出力する。 The operation state detection unit 10 detects information related to the operation state of the vehicle 1 by the driver. In this specification, the operation state of the vehicle 1 by the driver refers to, for example, predetermined actions by the driver, such as the steering angle of the steering wheel or the amount of depression of the accelerator pedal by the driver. The operation state detection unit 10 includes, for example, a steering wheel angle sensor and an accelerator stroke sensor. The operation state detection unit 10 outputs the detected signal to the drive stroke calculation unit 20.
駆動ストローク演算部20は、操作状態検出部10、運動状態検出部60及び後述する荷重測定部50から入力された信号に基づいて、車両1の前後左右それぞれに備わるサスペンション装置3の伸縮量を算出する。なお、具体的な算出方法については後述する。本明細書において、駆動ストローク演算部20にて算出されるサスペンション装置3の適切な伸縮量を目標駆動ストローク量と称する。駆動ストローク演算部20は、目標駆動ストローク量をサスペンション制御部100に出力する。 The drive stroke calculation unit 20 calculates the amount of extension and contraction of the suspension devices 3 provided on the front, rear, left, and right sides of the vehicle 1 based on signals input from the operation state detection unit 10, the motion state detection unit 60, and the load measurement unit 50 (described later). Specific calculation methods will be described later. In this specification, the appropriate amount of extension and contraction of the suspension devices 3 calculated by the drive stroke calculation unit 20 is referred to as the target drive stroke amount. The drive stroke calculation unit 20 outputs the target drive stroke amount to the suspension control unit 100.
運動状態検出部60は、走行中の車両1の運動状態を検出する。運動状態検出部60は、例えば、車速を検出する車速センサ、車体の前後左右方向における加速度を検知する加速度センサ、車体に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサ等を備える。運動状態検出部60は、検出した情報を駆動ストローク演算部20に出力する。 The motion state detection unit 60 detects the motion state of the vehicle 1 while it is moving. The motion state detection unit 60 includes, for example, a vehicle speed sensor that detects vehicle speed, an acceleration sensor that detects acceleration in the front, rear, left, and right directions of the vehicle body, and a yaw rate sensor that detects the yaw rate generated in the vehicle body. The motion state detection unit 60 outputs the detected information to the drive stroke calculation unit 20.
サスペンション制御部100は、駆動速度決定部30と、アクチュエータ制御部40と、荷重測定部50とを備える。 The suspension control unit 100 includes a drive speed determination unit 30, an actuator control unit 40, and a load measurement unit 50.
駆動速度決定部30は、サスペンション装置3の全長を伸縮させる際の適切な駆動速度を決定する。本明細書において、駆動速度決定部30によって決定するサスペンション装置3の駆動速度を目標駆動速度と称する。駆動速度決定部30は、図3に示すように、駆動方向判定装置31と、下降回転数演算装置32と、上昇回転数演算装置33と、切替スイッチ34とを備える。 The drive speed determination unit 30 determines an appropriate drive speed when extending or retracting the overall length of the suspension unit 3. In this specification, the drive speed of the suspension unit 3 determined by the drive speed determination unit 30 is referred to as the target drive speed. As shown in FIG. 3, the drive speed determination unit 30 includes a drive direction determination device 31, a descending rotation speed calculation device 32, an ascending rotation speed calculation device 33, and a selector switch 34.
駆動方向判定装置31は、駆動ストローク演算部20から入力された目標駆動ストローク量に基づいて、サスペンション装置3を縮める方向に作動させるか、または伸ばす方向に作動させるか、伸縮方向について判定する。駆動方向判定装置31は、サスペンション装置3の伸縮方向についての判定結果を切替スイッチ34に出力する。 The drive direction determination device 31 determines the extension/contraction direction of the suspension unit 3, i.e., whether to operate in the contraction direction or extension direction, based on the target drive stroke amount input from the drive stroke calculation unit 20. The drive direction determination device 31 outputs the determination result regarding the extension/contraction direction of the suspension unit 3 to the selector switch 34.
下降回転数演算装置32は、車高を下降させる際にサスペンション装置3を適切な駆動速度で縮めるため、モータ7aを駆動させるのモータ回転数を算出する。また、下降回転数演算装置32には、荷重測定部50及び運動状態検出部60により検出した情報に基づいて、適切なモータ回転数を算出しても構わない。なお、具体的な算出方法については後述する。本明細書において、下降回転数演算装置32より算出されるモータ回転数を下降モータ回転数と称する。 The lowering rotation speed calculation device 32 calculates the motor rotation speed at which the motor 7a is driven in order to retract the suspension device 3 at an appropriate drive speed when lowering the vehicle height. The lowering rotation speed calculation device 32 may also calculate an appropriate motor rotation speed based on information detected by the load measurement unit 50 and the motion state detection unit 60. Specific calculation methods will be described later. In this specification, the motor rotation speed calculated by the lowering rotation speed calculation device 32 is referred to as the lowering motor rotation speed.
上昇回転数演算装置33は、車高を上昇させる際にサスペンション装置3を適切な駆動速度で伸ばすため、モータ7aを駆動させるのモータ回転数を算出する。また、上昇回転数演算装置33には、荷重測定部50及び運動状態検出部60により検出した情報に基づいて、適切なモータ回転数を算出しても構わない。なお、具体的な算出方法については後述する。本明細書において、上昇回転数演算装置33に記憶されているモータ回転数を上昇モータ回転数と称する。 The increase rotation speed calculation device 33 calculates the motor rotation speed at which the motor 7a is driven in order to extend the suspension device 3 at an appropriate drive speed when raising the vehicle height. The increase rotation speed calculation device 33 may also calculate an appropriate motor rotation speed based on information detected by the load measurement unit 50 and the motion state detection unit 60. Specific calculation methods will be described later. In this specification, the motor rotation speed stored in the increase rotation speed calculation device 33 is referred to as the increase motor rotation speed.
切替スイッチ34は、駆動方向判定装置31による伸縮方向についての判定結果に基づいて、下降モータ回転数または上昇モータ回転数の何れか一方をアクチュエータ制御部40に出力する。本明細書において、切替スイッチ34によって出力されるモータ7aのモータ回転数を目標回転数と称する。目標回転数は、サスペンション装置3の目標駆動速度に対応するモータ7aのモータ回転数となる。 The selector switch 34 outputs either the lowering motor rotation speed or the ascending motor rotation speed to the actuator control unit 40 based on the determination result of the extension/contraction direction by the drive direction determination device 31. In this specification, the motor rotation speed of the motor 7a output by the selector switch 34 is referred to as the target rotation speed. The target rotation speed is the motor rotation speed of the motor 7a that corresponds to the target drive speed of the suspension device 3.
アクチュエータ制御部40は、駆動ストローク演算部20から入力された信号と、駆動速度決定部30の切替スイッチ34から入力された信号とに基づいて、モータ7aを目標回転数で回転させて、サスペンション装置3が目標駆動速度で目標駆動ストローク量の伸縮をするように制御をおこなう。 The actuator control unit 40 controls the motor 7a to rotate at the target rotation speed based on the signal input from the drive stroke calculation unit 20 and the signal input from the selector switch 34 of the drive speed determination unit 30, and controls the suspension device 3 to expand or contract the target drive stroke amount at the target drive speed.
また、アクチュエータ制御部40は、図4に示すように、アクチュエータ6を駆動させるための電源が接続されている。アクチュエータ制御部40に接続される電源は、一例として、走行用バッテリ41からの直流電圧をDC/DCコンバータ42により降圧した電源と、補助バッテリ43からの電源等、複数備えると好適である。このように電源を複数備えることで、一時的に大きな電力が消費される場合でも、安定してアクチュエータ6に電力を供給することができる。 As shown in FIG. 4, the actuator control unit 40 is also connected to a power source for driving the actuator 6. It is preferable to have multiple power sources connected to the actuator control unit 40, such as a power source obtained by stepping down the DC voltage from the driving battery 41 using a DC/DC converter 42, and a power source from an auxiliary battery 43. By providing multiple power sources in this way, it is possible to supply power to the actuator 6 stably even when a large amount of power is consumed temporarily.
アクチュエータ制御部40は、内部にインバータ回路を有し、走行用バッテリ41または補助バッテリ43からモータ7aへ供給する電流の出力電圧を制御する。なお、本明細書において、アクチュエータ制御部40に備わるインバータ回路に係る電圧をインバータ電源電圧という。 The actuator control unit 40 has an internal inverter circuit and controls the output voltage of the current supplied to the motor 7a from the driving battery 41 or auxiliary battery 43. Note that in this specification, the voltage related to the inverter circuit provided in the actuator control unit 40 is referred to as the inverter power supply voltage.
荷重測定部50は、それぞれのサスペンション装置3にかかる荷重を検出する。当該荷重の検出は、センサ等によりアクチュエータ6に負荷される荷重を測定することにより行われると好適である。また、当該荷重を検出する方法はこれに限らず、例えば、サスペンション装置3と車体との間に取付けられた圧力センサ等、種々の方法によって、サスペンション装置3にかかる荷重を検出して構わない。荷重測定部50は、検出した荷重を駆動ストローク演算部20に出力する。 The load measurement unit 50 detects the load applied to each suspension device 3. This load detection is preferably performed by measuring the load applied to the actuator 6 using a sensor or the like. However, the method for detecting this load is not limited to this; the load applied to the suspension device 3 can be detected using various methods, such as a pressure sensor attached between the suspension device 3 and the vehicle body. The load measurement unit 50 outputs the detected load to the drive stroke calculation unit 20.
次に、本発明のサスペンション制御装置を用いてサスペンション装置3の昇降を制御する方法について、以下の実施形態をもとに説明を行う。 Next, a method for controlling the elevation and lowering of the suspension device 3 using the suspension control device of the present invention will be described based on the following embodiment.
[第1の実施形態]
図5は、第1の実施形態に係るサスペンション制御方法の制御例を示すフローチャートである。以下に、本制御方法について、車両1が旋回する状態を一例に挙げて説明を行う。
[First embodiment]
5 is a flowchart showing a control example of the suspension control method according to the first embodiment. Hereinafter, this control method will be described using an example in which the vehicle 1 is turning.
ステップS1では、操作状態検出部10において、ステアリングホイールに対する運転者の操舵角や、アクセルペダルに対する運転者の踏み込み量等の運転者による車両1の操作状態を検出する。本実施形態において、ステップS1における工程を操作状態検出工程と定義する。 In step S1, the operation state detection unit 10 detects the operation state of the vehicle 1 by the driver, such as the steering angle of the steering wheel and the amount of depression of the accelerator pedal by the driver. In this embodiment, the process in step S1 is defined as the operation state detection process.
ステップS2では、駆動ストローク演算部20において、ステップS1で検出された運転者による車両1の操作状態に基づいて、車両1の左右それぞれに配置されるサスペンション装置3について目標駆動ストローク量を算出する。運転者によりステアリングホイールが操舵され車両1が旋回する状態においては、車体の旋回外側を上昇させると共に、車体の旋回内側を下降させて、各サスペンション装置3の制御が逆ロール制御となるように、目標駆動ストローク量を算出する。 In step S2, the drive stroke calculation unit 20 calculates the target drive stroke amount for each suspension device 3 located on the left and right sides of the vehicle 1 based on the driver's operation of the vehicle 1 detected in step S1. When the driver is steering the steering wheel and the vehicle 1 is turning, the target drive stroke amount is calculated so that the outside of the turning side of the vehicle body is raised and the inside of the turning side of the vehicle body is lowered, thereby controlling each suspension device 3 to perform reverse roll control.
また、このような旋回状態においては、ステップS1で検出されたステアリングホイールの操舵角と共に、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、旋回時における車両の加減速に対応して各サスペンション装置3の目標駆動ストローク量を算出しても構わない。本実施形態において、ステップS2における工程を駆動ストローク演算工程と定義する。 Furthermore, in such a turning state, the target drive stroke amount of each suspension device 3 may be calculated in response to the acceleration or deceleration of the vehicle during turning based on the steering wheel angle detected in step S1 as well as the accelerator pedal depression amount. In this embodiment, the process in step S2 is defined as the drive stroke calculation process.
ステップS3では、下降回転数演算装置32及び上昇回転数演算装置33において、下降モータ回転数及び上昇モータ回転数を算出する。本実施形態において、上昇モータ回転数は、下降モータ回転数よりも高速であると好適である。すなわち、車高を上昇させる際にはサスペンション装置3を早い駆動速度で伸ばし、車高を下降させる際にはサスペンション装置3を遅い駆動速度で縮めると好適である。また、上昇モータ回転数及び下降モータ回転数は、固定値であっても構わない。本実施形態において、ステップS3における工程を回転数演算工程と定義する。 In step S3, the descent motor rotation speed calculation device 32 and the ascent motor rotation speed calculation device 33 calculate the descent motor rotation speed and the ascent motor rotation speed. In this embodiment, it is preferable that the ascent motor rotation speed is faster than the descent motor rotation speed. That is, it is preferable that the suspension device 3 be extended at a fast drive speed when raising the vehicle height, and that the suspension device 3 be retracted at a slow drive speed when lowering the vehicle height. Furthermore, the ascent motor rotation speed and the descent motor rotation speed may be fixed values. In this embodiment, the process in step S3 is defined as a rotation speed calculation process.
ステップS4では、駆動方向判定装置31において、ステップ2で算出された目標駆動ストローク量に基づいて、サスペンション装置3の伸縮方向の判定を行う。車両1が旋回する状態においては、旋回外側に係る目標駆動ストローク量は、車体を上昇させるため、サスペンション装置3を伸ばす方向の駆動であると判定する。また、旋回内側に係る目標駆動ストローク量は、車体を下降させるため、サスペンション装置3を縮める方向の駆動であると判定する。本実施形態において、ステップS4における工程を駆動方向判定工程と称する。 In step S4, the drive direction determination device 31 determines the extension/contraction direction of the suspension device 3 based on the target drive stroke amount calculated in step S2. When the vehicle 1 is turning, the target drive stroke amount for the outside of the turn is determined to be drive in the direction that extends the suspension device 3 in order to raise the vehicle body. Furthermore, the target drive stroke amount for the inside of the turn is determined to be drive in the direction that retracts the suspension device 3 in order to lower the vehicle body. In this embodiment, the process in step S4 is referred to as the drive direction determination process.
ステップS5では、ステップS4で判定した結果に基づいて、切替スイッチ34を切り替えて、下降モータ回転数または上昇モータ回転数の何れか一方を目標回転数として決定する。車両1が旋回する状態においては、サスペンション装置の全長を伸ばす駆動速度が、前記サスペンション装置の全長を縮める駆動速度よりも高速となるように目標回転数を決定する。すなわち、旋回外側に係る目標回転数が上昇モータ回転数となり、旋回内側に係る目標回転数が下降モータ回転数となるように、それぞれのサスペンション装置3に対応する目標回転数を決定する。本実施形態において、ステップS5における工程を駆動速度決定工程と定義する。 In step S5, based on the result of the determination in step S4, the selector switch 34 is switched to determine either the descent motor rotation speed or the ascent motor rotation speed as the target rotation speed. When the vehicle 1 is turning, the target rotation speed is determined so that the drive speed that extends the overall length of the suspension device is faster than the drive speed that shortens the overall length of the suspension device. In other words, the target rotation speeds corresponding to each suspension device 3 are determined so that the target rotation speed for the outside of the turn becomes the ascent motor rotation speed, and the target rotation speed for the inside of the turn becomes the descent motor rotation speed. In this embodiment, the process in step S5 is defined as the drive speed determination process.
ステップS6では、アクチュエータ制御部40において、ステップS2で算出された目標駆動ストローク量と、ステップS5にて決定された目標回転数に基づいて、駆動装置7に指令値を出力し、モータ7aを作動させる。本実施形態において、ステップ6における工程をアクチュエータ制御工程と定義する。 In step S6, the actuator control unit 40 outputs a command value to the drive device 7 based on the target drive stroke amount calculated in step S2 and the target rotation speed determined in step S5, thereby operating the motor 7a. In this embodiment, the process in step 6 is defined as the actuator control process.
このような第1の実施形態に係るサスペンション制御方法によって、アクチュエータ制御部40からの信号を受けたモータ7aは、目標回転数で回転してアクチュエータ6を駆動させる。サスペンション装置3は、アクチュエータ6の駆動により、目標駆動速度によって目標駆動ストローク量の伸縮を行う。 In this suspension control method according to the first embodiment, the motor 7a receives a signal from the actuator control unit 40 and rotates at the target rotation speed to drive the actuator 6. By driving the actuator 6, the suspension device 3 expands or contracts the target drive stroke amount at the target drive speed.
[第2の実施形態]
以上説明したように、第1の実施形態に係るサスペンション制御方法は、ステアリングホイールの操舵角や、アクセルペダルの踏み込み量等の運転者による車両1の操作状態に基づいて、各サスペンション装置3の駆動方向と目標回転数を決定し、各サスペンション装置3を目標駆動速度で目標駆動ストローク量の伸縮を制御する方法であった。次に説明する第2の実施形態に係るサスペンション制御方法は、第1の実施形態とは異なるサスペンション制御方法について説明を行う。
Second Embodiment
As explained above, the suspension control method according to the first embodiment determines the drive direction and target rotation speed of each suspension device 3 based on the driver's operation of the vehicle 1, such as the steering angle of the steering wheel and the amount of depression of the accelerator pedal, and controls the extension and contraction of the target drive stroke amount of each suspension device 3 at a target drive speed. Next, a suspension control method according to a second embodiment will be explained, which is different from the first embodiment.
一般に車両1は、車種によって前後左右の重量バランスが異なる。例えば、車両1が乗用車である場合とトラックである場合では車両重量や重量バランスが大きく異なり、同じトラックであっても積載量によっては車両総重量や重量バランスが異なる場合がある。このように、車両1の前後左右の重量バランスが異なる場合には、車体に発生するロール方向の回転の大きさが旋回方向によって異なり、例えば右旋回時の際に駆動させる各サスペンション装置3の駆動量及び駆動速度と、左旋回時の際に駆動させる各サスペンション装置3の駆動量及び駆動速度とを同じにしてしまうと、乗り心地が悪化してしまうおそれがある。 Generally, the weight balance of a vehicle 1 varies from front to back and from side to side depending on the vehicle model. For example, the vehicle weight and weight balance vary greatly between a passenger car and a truck, and even for the same truck, the total vehicle weight and weight balance may differ depending on the load. When the weight balance of a vehicle 1 varies from front to back and from side to side, the magnitude of the roll direction rotation occurring in the vehicle body varies depending on the turning direction. For example, if the drive amount and drive speed of each suspension unit 3 driven when turning right are the same as the drive amount and drive speed of each suspension unit 3 driven when turning left, ride comfort may be adversely affected.
第2の実施形態に係るサスペンション制御方法は、上記課題を解決するための制御方法であって、運転者による車両1の操作状態と共に、車両1の前後左右の重量バランスに基づいて、各サスペンション装置3を目標駆動速度で目標駆動ストローク量の伸縮を制御し、運転者に違和感を与えることのない好適な車両制御をすることができるサスペンション制御方法を提供することを目的とする。なお、上述した第1の実施形態と同一または類似する工程については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 The suspension control method according to the second embodiment is a control method for solving the above-mentioned problems, and aims to provide a suspension control method that controls the extension and contraction of each suspension device 3 by a target drive stroke amount at a target drive speed based on the vehicle 1's front-rear and left-right weight balance as well as the vehicle 1's operating state by the driver, thereby enabling suitable vehicle control that does not cause the driver to feel uncomfortable. Note that steps that are the same as or similar to those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
図6は、第2の実施形態に係るサスペンション制御方法の制御例を示すフローチャートである。以下に、本制御方法について、車両1が旋回する状態を一例に挙げて説明を行う。 Figure 6 is a flowchart showing an example of a suspension control method according to the second embodiment. Below, this control method will be explained using an example in which the vehicle 1 is turning.
ステップS1の工程は、第1の実施形態と同一である。 Step S1 is the same as in the first embodiment.
ステップS11では、荷重測定部50において、前後左右のサスペンション装置3にかかる荷重を検出する。本実施形態において、ステップS11における工程を荷重分布検出工程と定義する。 In step S11, the load measurement unit 50 detects the loads applied to the front, rear, left, and right suspension devices 3. In this embodiment, the process in step S11 is defined as the load distribution detection process.
ステップS21では、駆動ストローク演算部20において、ステップS1で検出された運転者による車両1の操作状態と共に、ステップS11で検出された車両1の前後左右それぞれのサスペンション装置3にかかる荷重に基づいて、各サスペンション装置3の目標駆動ストローク量を算出する。 In step S21, the drive stroke calculation unit 20 calculates the target drive stroke amount for each suspension device 3 based on the driver's operation of the vehicle 1 detected in step S1, as well as the loads acting on the front, rear, left, and right suspension devices 3 of the vehicle 1 detected in step S11.
車両1が旋回する状態においては、車体の旋回外側を上昇させると共に、車体の旋回内側を下降させるように、各サスペンション装置3について目標駆動ストローク量を算出する。 When the vehicle 1 is turning, the target drive stroke amount is calculated for each suspension device 3 so that the outside of the turning vehicle body is raised and the inside of the turning vehicle body is lowered.
また、車両1の前後左右の重量バランスに応じて、負荷がより大きくかかっているサスペンション装置3については駆動量を大きくする等、適切な駆動量となるように目標駆動ストローク量を算出する。本実施形態において、ステップS21における工程は、ステップS2における工程と同様に駆動ストローク演算工程と定義する。 In addition, the target drive stroke amount is calculated to provide an appropriate drive amount, such as increasing the drive amount for suspension devices 3 that are under a greater load, depending on the front-rear and left-right weight balance of the vehicle 1. In this embodiment, the process in step S21 is defined as a drive stroke calculation process, similar to the process in step S2.
ステップS31では、下降回転数演算装置32及び上昇回転数演算装置33において、ステップS11で検出された荷重に基づいて下降モータ回転数及び上昇モータ回転数を算出する。 In step S31, the descent rotation speed calculation device 32 and the ascent rotation speed calculation device 33 calculate the descent motor rotation speed and the ascent motor rotation speed based on the load detected in step S11.
本実施形態において、上昇モータ回転数は、下降モータ回転数よりも高速であると好適である。すなわち、車高を上昇させる際にはサスペンション装置3を早い駆動速度で伸ばし、車高を下降させる際にはサスペンション装置3を遅い駆動速度で縮めると好適である。 In this embodiment, it is preferable that the rotational speed of the raising motor be faster than the rotational speed of the lowering motor. In other words, it is preferable that the suspension device 3 be extended at a high drive speed when raising the vehicle height, and that the suspension device 3 be retracted at a slow drive speed when lowering the vehicle height.
また、車両1の前後左右の重量バランスに応じて、負荷がより大きくかかっているサスペンション装置3については駆動速度を上げるためモータ回転数を速くする等、適切なサスペンション装置3の駆動速度となるように下降モータ回転数及び上昇モータ回転数を算出する。本実施形態において、ステップS31における工程は、ステップS3における工程と同様に回転数演算工程と定義する。 In addition, depending on the front-rear and left-right weight balance of the vehicle 1, the lowering motor rotation speed and the ascent motor rotation speed are calculated to achieve an appropriate suspension device 3 drive speed, such as by increasing the motor rotation speed to increase the drive speed for suspension devices 3 that are under a greater load. In this embodiment, the process in step S31 is defined as a rotation speed calculation process, similar to the process in step S3.
ステップS4からステップS6の工程は、第1の実施形態と同一である。 Steps S4 to S6 are the same as in the first embodiment.
このような第2の実施形態に係るサスペンション制御方法によって、アクチュエータ制御部40からの信号を受けたモータ7aは、車両1の重量バランスに応じた目標回転数で回転してアクチュエータ6を駆動させる。サスペンション装置3は、アクチュエータ6の駆動により、目標駆動速度によって目標駆動ストローク量の伸縮を行う。 In this suspension control method according to the second embodiment, the motor 7a receives a signal from the actuator control unit 40 and drives the actuator 6 by rotating at a target rotation speed according to the weight balance of the vehicle 1. By driving the actuator 6, the suspension device 3 expands or contracts the target drive stroke amount according to the target drive speed.
[第3の実施形態]
以上説明したように、第2の実施形態に係るサスペンション制御方法は、運転者による車両1の操作状態と共に車両1の前後左右の重量バランスに応じて、各サスペンション装置3の駆動方向と目標回転数を決定し、各サスペンション装置3を目標駆動速度で目標駆動ストローク量の伸縮を制御する方法であった。次に説明する第3の実施形態に係るサスペンション制御方法は、第1及び第2の実施形態とは異なるサスペンション制御方法について説明を行う。
[Third embodiment]
As explained above, the suspension control method according to the second embodiment determines the drive direction and target rotation speed of each suspension device 3 according to the operation state of the vehicle 1 by the driver as well as the front-rear and left-right weight balance of the vehicle 1, and controls the extension and contraction of the target drive stroke amount of each suspension device 3 at the target drive speed. Next, a suspension control method according to the third embodiment will be explained, which is different from the first and second embodiments.
車体に発生するロール方向の回転に対しては、上述のように逆ロール制御により、運転者が車内で感じる旋回外向きの加速度が軽減され、乗り心地の改善が図られる。しかしながら、車両1の加速時には車体の前側が上方向に、減速時には下方向に力が発生し、このようなピッチ方向の回転によっても乗り心地が悪化してしまうおそれがある。 As described above, reverse roll control reduces the outward acceleration felt by the driver inside the vehicle when rolling in response to roll rotation of the vehicle body, improving ride comfort. However, when vehicle 1 accelerates, an upward force is generated at the front of the vehicle body, and when it decelerates, a downward force is generated, and such pitch rotation may also worsen ride comfort.
第3の実施形態に係るサスペンション制御方法は、上記課題を解決するための制御方法であって、運転者による車両1の操作状態と共に、車両1の加減速等の運動状態に基づいて、各サスペンション装置3を目標駆動速度で目標駆動ストローク量の伸縮を制御し、運転者に違和感を与えることのない好適な車両制御をすることができるサスペンション制御方法を提供することを目的とする。なお、上述した第1及び第2の実施形態と同一または類似する工程については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 The suspension control method according to the third embodiment is a control method for solving the above-mentioned problems, and aims to provide a suspension control method that controls the extension and contraction of each suspension device 3 by a target drive stroke amount at a target drive speed based on the vehicle 1's operating state by the driver as well as the vehicle's motion state, such as acceleration and deceleration, thereby providing suitable vehicle control that does not cause discomfort to the driver. Note that steps that are the same as or similar to those in the first and second embodiments described above are designated by the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
図7は、第3の実施形態に係るサスペンション制御方法の制御例を示すフローチャートである。以下に、本制御方法について、車両1が加速または減速しながら旋回する状態を一例に挙げて説明を行う。 Figure 7 is a flowchart showing an example of a suspension control method according to the third embodiment. Below, this control method will be explained using an example in which the vehicle 1 is turning while accelerating or decelerating.
ステップS1の工程は、第1の実施形態と同一である。 Step S1 is the same as in the first embodiment.
ステップS12では、運動状態検出部60において、走行中の車両1の加減速等の運動状態を検出する。本実施形態において、ステップS12における工程を運動状態検出工程と定義する。 In step S12, the motion state detection unit 60 detects the motion state, such as acceleration or deceleration, of the vehicle 1 while it is running. In this embodiment, the process in step S12 is defined as the motion state detection process.
ステップS22では、駆動ストローク演算部20において、ステップS1で検出された運転者による車両1の操作状態と共に、ステップS12で検出された車両1の加減速等の運動状態に基づいて、各サスペンション装置3について目標駆動ストローク量を算出する。 In step S22, the drive stroke calculation unit 20 calculates the target drive stroke amount for each suspension device 3 based on the driver's operation of the vehicle 1 detected in step S1, as well as the vehicle's motion state, such as acceleration and deceleration, detected in step S12.
車両1が加速しながら旋回する状態においては、車体の旋回外側を上昇させると共に、車体の旋回内側を下降させるように、各サスペンション装置3について目標駆動ストローク量を算出する。 When the vehicle 1 is accelerating while turning, the target drive stroke amount is calculated for each suspension device 3 so that the outside of the turning vehicle body is raised and the inside of the turning vehicle body is lowered.
また、走行中の車両1の速度や加速度に応じて、前方のサスペンション装置3の目標駆動ストローク量と後方のサスペンション装置3の目標駆動ストローク量の大きさを適宜変化させる。例えば、車両1が加速している状態においては、車両1の前方が浮き上がるように力が発生するため、前方よりも後方のサスペンション装置3の駆動量を大きくする等、適切な駆動量となるように目標駆動ストローク量を算出する。本実施形態において、ステップS22における工程は、ステップS2における工程と同様に駆動ストローク演算工程と定義する。 The target drive stroke amount of the front suspension unit 3 and the target drive stroke amount of the rear suspension unit 3 are also changed appropriately depending on the speed and acceleration of the vehicle 1 while it is traveling. For example, when the vehicle 1 is accelerating, a force is generated that causes the front of the vehicle 1 to lift up, so the target drive stroke amount is calculated to provide an appropriate drive amount, such as by increasing the drive amount of the rear suspension unit 3 compared to the front. In this embodiment, the process in step S22 is defined as a drive stroke calculation process, similar to the process in step S2.
ステップS32では、下降回転数演算装置32及び上昇回転数演算装置33において、ステップS12で検出された走行中の車両1の加減速等の運動状態に基づいて下降モータ回転数及び上昇モータ回転数を算出する。 In step S32, the descent rotation speed calculation device 32 and the ascent rotation speed calculation device 33 calculate the descent motor rotation speed and the ascent motor rotation speed based on the motion state of the traveling vehicle 1, such as acceleration and deceleration, detected in step S12.
本実施形態において、上昇モータ回転数は、下降モータ回転数よりも高速であると好適である。すなわち、車高を上昇させる際にはサスペンション装置3を早い駆動速度で伸ばし、車高を下降させる際にはサスペンション装置3を遅い駆動速度で縮めると好適である。 In this embodiment, it is preferable that the rotational speed of the raising motor be faster than the rotational speed of the lowering motor. In other words, it is preferable that the suspension device 3 be extended at a high drive speed when raising the vehicle height, and that the suspension device 3 be retracted at a slow drive speed when lowering the vehicle height.
また、走行中の車両1の加減速等の運動状態に応じて、駆動量がより大きくなるサスペンション装置3については駆動速度を上げるためモータ回転数を速くする等、適切なサスペンション装置3の駆動速度となるように下降モータ回転数及び上昇モータ回転数を算出する。本実施形態において、ステップS32における工程は、ステップS3における工程と同様に回転数演算工程と定義する。 In addition, depending on the motion state of the vehicle 1 during travel, such as acceleration and deceleration, the lowering motor rotation speed and the ascending motor rotation speed are calculated to achieve an appropriate drive speed for the suspension device 3, such as by increasing the motor rotation speed to increase the drive speed for suspension devices 3 with larger drive amounts. In this embodiment, the process in step S32 is defined as a rotation speed calculation process, similar to the process in step S3.
ステップS4からステップS6の工程は、第1の実施形態と同一である。 Steps S4 to S6 are the same as in the first embodiment.
このような第3の実施形態に係るサスペンション制御方法によって、アクチュエータ制御部40からの信号を受けたモータ7aは、走行中の車両1の運動状態に応じた目標回転数で回転してアクチュエータ6を駆動させる。サスペンション装置3は、アクチュエータ6の駆動により、目標駆動速度によって目標駆動ストローク量の伸縮を行う。 In this suspension control method according to the third embodiment, the motor 7a receives a signal from the actuator control unit 40 and drives the actuator 6 by rotating at a target rotation speed that corresponds to the motion state of the vehicle 1 while it is in motion. By driving the actuator 6, the suspension device 3 expands or contracts the target drive stroke amount according to the target drive speed.
次に、本発明のサスペンション制御方法によって伸縮するサスペンション装置3の動きと、インバータ電源電圧との関係について、車両1が旋回する状態を一例に挙げて説明を行う。 Next, the relationship between the movement of the suspension device 3, which expands and contracts using the suspension control method of the present invention, and the inverter power supply voltage will be explained using an example of the vehicle 1 turning.
図8は、本発明のサスペンション制御方法によりサスペンション装置を制御した場合の効果を示す図であって、(a)はサスペンション装置の駆動ストローク量、(b)はバッテリ消費電力、(c)はインバータ電源電圧である。 Figure 8 shows the effect of controlling a suspension device using the suspension control method of the present invention, where (a) shows the drive stroke of the suspension device, (b) shows battery power consumption, and (c) shows the inverter power supply voltage.
上述したように、本実施形態のサスペンション制御方法によれば、車高を上昇させる際にはサスペンション装置3を速い駆動速度で伸ばし、車高を下降させる際にはサスペンション装置3を遅い駆動速度で縮めるように目標駆動速度が設定される。このため、図8(a)に示すように、車体を上昇させる側に配置されるサスペンション装置3の方が、車体を下降させる側に配置されるサスペンション装置3よりも早く目標駆動ストローク量に到達するように駆動する。 As described above, according to the suspension control method of this embodiment, the target drive speed is set so that the suspension unit 3 extends at a high drive speed when raising the vehicle height, and retracts at a slow drive speed when lowering the vehicle height. Therefore, as shown in Figure 8(a), the suspension unit 3 arranged on the side that raises the vehicle body is driven to reach the target drive stroke amount more quickly than the suspension unit 3 arranged on the side that lowers the vehicle body.
また、車体を上昇させる側では、電力を消費してアクチュエータ6を駆動させ、サスペンション装置3の全長が延びるように制御されるが、車体を下降させる側では、サスペンション装置3の全長が縮むように制御され、アクチュエータ6に備わるモータ7aを発電機として機能させて回生力を発生させる。 In addition, when raising the vehicle body, power is consumed to drive the actuator 6, and the suspension device 3 is controlled to extend its overall length, while when lowering the vehicle body, the suspension device 3 is controlled to shorten its overall length, causing the motor 7a provided on the actuator 6 to function as a generator and generate regenerative power.
このため、車両1の旋回時において、旋回外側と内側に備わるサスペンション装置3係る消費電力と回生電力との関係は、図8(b)に示すように、車体上昇時に一時的に電力消費が大きくなるが、その後は回生制御により緩やかに電力が発生し補助バッテリ43等に蓄電される。 For this reason, when the vehicle 1 is turning, the relationship between the power consumption and regenerative power of the suspension devices 3 on the outside and inside of the turn is as shown in Figure 8(b), where power consumption temporarily increases when the vehicle body rises, but thereafter power is gradually generated by regenerative control and stored in the auxiliary battery 43, etc.
このような消費電力と回生電力との関係によれば、従来のサスペンション制御方法と異なり、回生電力が消費電量力を上回ることがなく、図8(c)に示すように、インバータ電源電圧を安定化させることができる。 This relationship between power consumption and regenerative power means that, unlike conventional suspension control methods, the regenerative power does not exceed the power consumption, and the inverter power supply voltage can be stabilized, as shown in Figure 8 (c).
このように、本発明に係るサスペンション制御方法によれば、車両1の旋回時において、インバータ電源電圧を安定化することができるため、旋回中の車両1の挙動の悪化を防ぐことができる。また、サスペンション装置3の回生電力に起因するインバータ電源電圧の上昇を防ぐことができるため、電源ケーブルやコネクタ等の小型化を図ることが可能となり、製造コストを抑えることができる。 As such, the suspension control method of the present invention can stabilize the inverter power supply voltage when the vehicle 1 is turning, thereby preventing deterioration in the behavior of the vehicle 1 while turning. Furthermore, because it is possible to prevent an increase in the inverter power supply voltage due to regenerative power from the suspension device 3, it is possible to reduce the size of power cables, connectors, etc., thereby reducing manufacturing costs.
なお、本発明に係るサスペンション制御方法について、第2の実施形態に係るサスペンション制御方法と第3の実施形態に係るサスペンション制御方法について説明を行ったが、これらの制御方法は、各制御方法をそれぞれ独立して用いてもよく、各制御方法を組み合わせて用いても構わない。また、本発明に係るサスペンション制御装置及びサスペンション制御方法は、乗用車やトラック等の運転者が乗車する車両1に搭載される場合について説明を行ったが、これに限らず、運転者は乗車せずに外部から操作するような配送ロボット等の車両に適用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Note that while the suspension control method according to the present invention has been described in terms of the second embodiment and the third embodiment, these control methods may be used independently or in combination. Furthermore, the suspension control device and suspension control method according to the present invention have been described as being installed in a vehicle 1 with a driver, such as a passenger car or truck, but this is not limiting and the device may also be applied to vehicles such as delivery robots that are operated from the outside without a driver inside. It is clear from the claims that such modified or improved forms are also within the technical scope of the present invention.
1 車両、 3 サスペンション装置、 6 アクチュエータ、 7a モータ、 10 操作状態検出部、 11 ハンドル角センサ、 20 駆動ストローク演算部、 30 駆動速度決定部、 31 駆動方向判定装置、 34 切替スイッチ、 40 アクチュエータ制御部、 50 荷重測定部、 60 運動状態検出部。 1 Vehicle, 3 Suspension device, 6 Actuator, 7a Motor, 10 Operation state detection unit, 11 Steering wheel angle sensor, 20 Drive stroke calculation unit, 30 Drive speed determination unit, 31 Drive direction determination device, 34 Changeover switch, 40 Actuator control unit, 50 Load measurement unit, 60 Motion state detection unit.
Claims (5)
運転者による車両の操作状態を検出する操作状態検出部と、
前記操作状態検出部により取得された情報に基づいて前記サスペンション装置の目標駆動ストローク量を算出する駆動ストローク演算部と、
前記サスペンション装置の全長を伸縮させる目標駆動速度を決定する駆動速度決定部と、
前記目標駆動速度で前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備えることを特徴とするサスペンション制御装置。 1. A suspension control device for controlling a suspension device having an actuator that drives the suspension device to extend and retract an entire length of the suspension device so as to be able to raise and lower a vehicle height,
an operation state detection unit that detects an operation state of the vehicle by the driver;
a drive stroke calculation unit that calculates a target drive stroke amount of the suspension device based on information acquired by the operation state detection unit;
a drive speed determination unit that determines a target drive speed at which the entire length of the suspension device is extended or contracted;
an actuator control unit that controls the actuator at the target drive speed.
前記アクチュエータは、モータを備え、
前記駆動速度決定部は、前記目標駆動速度に対応する前記モータの目標回転数を決定することを特徴とするサスペンション制御装置。 2. The suspension control device according to claim 1,
the actuator comprises a motor;
The suspension control device is characterized in that the drive speed determination unit determines a target rotation speed of the motor corresponding to the target drive speed.
前記駆動速度決定部は、車高の昇降方向を判定する駆動方向判定装置と、
前記駆動方向判定装置により判定された車高の昇降方向に基づいて前記目標回転数を切り替える切替スイッチとを備えることを特徴とするサスペンション制御装置。 3. The suspension control device according to claim 2,
the drive speed determination unit includes a drive direction determination device that determines a direction in which the vehicle height is raised or lowered;
A suspension control device comprising: a changeover switch that switches the target rotation speed based on the direction of raising or lowering the vehicle height determined by the drive direction determination device.
運転者による車両の操作状態を検出する操作状態検出工程と、
前記操作状態検出工程により取得された情報に基づいて前記サスペンション装置の目標駆動ストロークを算出する駆動ストローク演算工程と、
前記サスペンション装置の全長を伸縮させる目標駆動速度を決定する駆動速度決定工程と、
前記目標駆動速度で前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程と、を備えることを特徴とするサスペンション制御方法。 1. A suspension control method for controlling a suspension device having an actuator that drives the suspension device to extend and retract an entire length thereof so as to enable raising and lowering of a vehicle height, comprising:
an operation state detection step of detecting an operation state of the vehicle by the driver;
a drive stroke calculation step of calculating a target drive stroke of the suspension device based on the information acquired in the operation state detection step;
a drive speed determination step of determining a target drive speed at which the entire length of the suspension device is extended or contracted;
an actuator control step of controlling the actuator at the target drive speed.
前記駆動速度決定工程は、前記サスペンション装置の全長を伸ばす駆動速度が、前記サスペンション装置の全長を縮める駆動速度よりも高速となるように前記目標駆動速度を決定することを特徴とするサスペンション制御方法。 5. The suspension control method according to claim 4,
a drive speed determining step of determining the target drive speed so that a drive speed that extends the overall length of the suspension device is faster than a drive speed that shortens the overall length of the suspension device;
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