JP4935573B2 - Suspension characteristics estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、車両のサスペンション特性を推定するサスペンション特性推定装置に関する。 The present invention relates to a suspension characteristic estimation device for estimating a suspension characteristic of a vehicle.
一般に、車両の操縦安定性や乗心地を良くするためには、サスペンション特性である「減衰係数」、「タイヤ摩擦係数」、「車高」が重要な要因であることが知られている。これらのサスペンション特性は、使用条件によって変化するため、従来は、ばね下にセンサを取り付けて、各サスペンション特性を計測することが行われてきた。 In general, it is known that suspension characteristics such as “damping coefficient”, “tire friction coefficient”, and “vehicle height” are important factors for improving the steering stability and riding comfort of a vehicle. Since these suspension characteristics change depending on use conditions, conventionally, a suspension is attached to a sensor under the spring to measure each suspension characteristic.
一方、ばね下の状態値に基づき、各種のサスペンション特性を推定する装置も考え出されてきた。例えば、特許文献1では、車輪速の振動成分からばね上に対するばね下の相対速度から、目標減衰係数を算出し、更に、特許文献2では、目標減衰係数を算出するために、ばね上とばね下との相対変位及び相対速度と、ばね上の上下加速度とに基づき、経時劣化等に起因するショックアブソーバの減衰係数の変動量及びサスペンションのばね定数の変動量を推定している。
しかしながら、従来は、サスペンション特性の推定に際して、推定する複数のサスペンション特性を含み、且つ、これらのサスペンション特性が独立に影響する物理量が見つかっていなかったため、依然、複数のサスペンション特性を推定するためには、多数のセンサを用いなければならず、コストが高くなるという問題があった。 However, in the past, when estimating suspension characteristics, a plurality of suspension characteristics to be estimated were included, and physical quantities that these suspension characteristics influenced independently were not found. In this case, a large number of sensors must be used, which increases the cost.
そこで、本発明は、コストを低減しながら複数のサスペンション特性を推定することができるサスペンション特性推定装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a suspension characteristic estimation device that can estimate a plurality of suspension characteristics while reducing costs.
ここで、発明者らは、鋭意検討の結果、車両のばね下の上下方向の変位と、車両のばね下に入力される前後方向の力とから、この上下方向の変位から前後方向の力までの伝達関数を導き出すことに成功し、この上下方向の変位と前後方向の力との関係におけるゲイン及び位相が求められるとの知見に至った。 Here, as a result of intensive studies, the inventors have determined from the vertical displacement under the unsprung state of the vehicle and the longitudinal force input to the unsprung state of the vehicle, from this vertical displacement to the longitudinal force. Has succeeded in deriving the transfer function of the above, and has come to the knowledge that the gain and phase in the relationship between the vertical displacement and the longitudinal force are required.
また、発明者らは、上記ゲイン及び位相と各種のサスペンション特性との関係について研究したところ、サスペンション特性である減衰係数、タイヤ摩擦及び車高は、ゲイン及び位相との関係から、それぞれ独立した特徴が現れることを突き止めた。具体的には、車高が変化すると位相は略一定となるがゲインは変化し、減衰係数が減少するとゲインは略一定となるが位相は増加し、タイヤ摩擦が減少するとゲインは略一定となるが位相は減少することを突き止めた。 In addition, the inventors have studied the relationship between the gain and phase and various types of suspension characteristics. As a result, the damping coefficient, the tire friction, and the vehicle height, which are suspension characteristics, are independent of the relationship between the gain and phase. Found out. Specifically, when the vehicle height changes, the phase becomes substantially constant but the gain changes, and when the damping coefficient decreases, the gain becomes substantially constant but the phase increases, and when the tire friction decreases, the gain becomes substantially constant. Found that the phase decreased.
更に、発明者らは、このゲイン及び位相と各種のサスペンション特性との関係について更に研究したところ、タイヤ摩擦係数は、路面の状態やタイヤの磨耗程度によっては、タイヤ摩擦係数と位相との関係が逆転する場合があることを発見し、更に、異なる車速間における位相の差は、減衰係数とタイヤ摩擦係数とでは異なる性質を有することを突き止めた。具体的には、タイヤ摩擦が変化しても異なる車速間での位相の差は略一定であるのに対し、減衰係数が変化すると異なる車速間での位相の差が変化することを突き止めた。 Furthermore, the inventors further studied the relationship between the gain and phase and various suspension characteristics. The tire friction coefficient is related to the tire friction coefficient and the phase depending on the road surface condition and the degree of tire wear. It has been found that there is a possibility of reversal, and further, it has been found that the phase difference between different vehicle speeds has different properties between the damping coefficient and the tire friction coefficient. Specifically, it has been found that the phase difference between different vehicle speeds is substantially constant even when the tire friction changes, whereas the phase difference between different vehicle speeds changes as the damping coefficient changes.
本発明は、上記の発明者らによる知見に基づきなされたものであり、車両の複数のサスペンション特性を推定するサスペンション特性推定装置であって、前記車両のばね下の上下方向の変位を検出する上下変位検出手段と、前記車両のばね下に入力される前後方向の力を検出する前後力検出手段と、前記上下方向の変位から前記前後方向の力までの伝達関数に基づいてゲイン及び位相を求め、前記ゲイン及び前記位相に基づき前記複数のサスペンション特性を推定する推定手段と、を有し、前記推定手段は、前記複数のサスペンション特性として、減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高を推定することを特徴とする。なお、本発明において、車高とは、車両の車高を直接示す場合のほか、ばね下に対するばね上の変位や、車両側面視においてサスペンションの主軸が水平線から上方に傾く角度などをいう。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned findings by the inventors, and is a suspension characteristic estimation device that estimates a plurality of suspension characteristics of a vehicle. Gain and phase are obtained based on a displacement detection means, a longitudinal force detection means for detecting a longitudinal force input to the unsprung portion of the vehicle, and a transfer function from the vertical displacement to the longitudinal force. , have a, and estimating means for estimating a plurality of suspension characteristic based on the gain and the phase, said estimating means, a plurality of suspension characteristics, attenuation coefficient, to estimate the tire friction coefficient and the vehicle height Features. In the present invention, the vehicle height refers to a displacement on the spring with respect to the unsprung state, an angle at which the main shaft of the suspension tilts upward from the horizontal line in a side view of the vehicle, in addition to directly indicating the vehicle height of the vehicle.
このサスペンション特性推定装置によれば、ばね下の上下方向の変位を検出すると共にばね下に入力される前後方向の力を検出することで、この上下方向の変位と前後方向の力との関係におけるゲイン及び位相が求められ、更に、このゲイン及び位相に基づき複数のサスペンション特性が推定されるため、多数のセンサを用いることによるコスト増大を防止でき、コストを低減しながら複数のサスペンション特性を推定することができる。更に、このサスペンション特性推定装置によれば、減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高をそれぞれ計測するセンサを用いなくても、これらのサスペンション特性を推定することができる。 According to the suspension characteristic estimation device, the vertical displacement under the spring and the longitudinal force input to the unsprung force are detected, so that the relationship between the vertical displacement and the longitudinal force is detected. Since gain and phase are obtained, and multiple suspension characteristics are estimated based on the gain and phase, an increase in cost due to the use of a large number of sensors can be prevented, and multiple suspension characteristics can be estimated while reducing costs. be able to. Furthermore, according to this suspension characteristic estimation device, these suspension characteristics can be estimated without using sensors for measuring the damping coefficient, the tire friction coefficient, and the vehicle height.
更に、上記推定手段は、前記ゲインに基づき車高を推定し、前記位相が所定の設定値より増加した場合は前記位相に基づき減衰係数を推定し、前記位相が所定の設定値より減少した場合は前記位相に基づきタイヤ摩擦係数を推定することが好ましい。このサスペンション特性推定装置によれば、サスペンション特性である車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数は、それぞれ、ゲイン及び位相との関係において独立した特徴が現れるため、このゲイン及び位相との関係に基づき車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を推定することで、サスペンション特性の推定の信頼性を更に向上させることができる。 Further, the estimation means estimates a vehicle height based on the gain, and estimates an attenuation coefficient based on the phase when the phase increases from a predetermined set value, and reduces the phase from a predetermined set value. Preferably, the tire friction coefficient is estimated based on the phase. According to this suspension characteristic estimation device, the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient, which are suspension characteristics, have independent characteristics in relation to the gain and phase, respectively. By estimating the high, damping coefficient, and tire friction coefficient, the reliability of the estimation of the suspension characteristics can be further improved.
一方、上記推定手段は、前記ゲイン、前記位相、及び異なる車速間において求めた前記位相の差とに基づき、前記サスペンション特性を推定することが好ましい。このサスペンション特性推定装置によれば、上下方向の変位zと前後方向の力Fxとの関係におけるゲイン及び位相に加え、異なる車速間において求めた位相の差も考慮してサスペンション特性を推定することで、サスペンション特性の推定の信頼性を更に向上させることができる。 On the other hand, it is preferable that the estimation means estimates the suspension characteristics based on the gain, the phase, and the phase difference obtained between different vehicle speeds. According to this suspension characteristic estimation apparatus, in addition to the gain and phase in the relationship between the vertical displacement z and the longitudinal force Fx, the suspension characteristic is estimated in consideration of the phase difference obtained between different vehicle speeds. Further, the reliability of estimation of suspension characteristics can be further improved.
この場合、上記推定手段は、前記ゲイン、前記位相及び前記位相の差をそれぞれ所定の設定値と比較し、前記ゲインに基づき車高を推定し、前記位相が所定の設定値より増減した場合であって前記位相の差が所定の設定値より増減する場合は前記位相に基づき減衰係数を推定し、前記位相が所定の設定値より増減する場合であって前記位相の差が所定の閾値と略同じ場合は前記位相に基づきタイヤ摩擦係数を推定することが好ましい。このサスペンション特性推定装置によれば、サスペンション特性である車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数は、それぞれ、ゲイン、位相及び位相の差との関係において独立した特徴が現れるため、このゲイン、位相及び位相の差との関係に基づき車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を推定することで、路面の状態やタイヤの磨耗程度等によって、減衰係数及びタイヤ摩擦係数と位相との関係が類似するような場合であっても、サスペンション特性の推定の信頼性を更に向上させることができる。 In this case, the estimation means compares the gain, the phase and the phase difference with a predetermined set value, estimates the vehicle height based on the gain, and increases or decreases the phase from the predetermined set value. When the phase difference increases or decreases from a predetermined set value, an attenuation coefficient is estimated based on the phase, and when the phase increases or decreases from a predetermined set value, the phase difference is substantially equal to a predetermined threshold value. In the same case, it is preferable to estimate the tire friction coefficient based on the phase. According to this suspension characteristic estimation device, the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient, which are suspension characteristics, have independent characteristics in relation to the gain, phase, and phase difference. When the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient are estimated based on the relationship with the difference in the difference between the damping coefficient, the tire friction coefficient, and the phase depending on the road surface condition, the degree of tire wear, etc. Even so, it is possible to further improve the reliability of the estimation of the suspension characteristics.
本発明によれば、コストを低減しながら複数のサスペンション特性を推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate a plurality of suspension characteristics while reducing costs.
以下、図面を参照して、本発明に係るサスペンション特性推定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。 Hereinafter, a preferred embodiment of a suspension characteristic estimation device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[第1実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るサスペンション特性推定装置を模式的に示した図、図2は、本実施形態に係るサスペンション特性推定装置の機能構成を示した図である。図に示すように、本実施形態のサスペンション特性推定装置1は、車両2に搭載されており、車両2のばね下は、スプリング(不図示)が取り付けられたショックアブソーバ3と、トレーリングアーム4とにより構成されるトレーリングアーム式のサスペンションを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a suspension characteristic estimation apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the suspension characteristic estimation apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the suspension
この車両2には、各車輪の回転速度を検出することによって車両2の車速を計測する車速センサ5と、ばね下の上下方向の加速度を計測する上下加速度センサ6と、ばね下の前後方向の加速度を計測する前後加速度センサ7と、車両の各種制御を行うと共にサスペンション特性を推定するECU8と、が備えられている。なお、この上下加速度センサ6と前後加速度センサ7とは、サスペンションの同じ場所に取り付けられている。
The
また、車速センサ5、上下加速度センサ6及び前後加速度センサ7は、それぞれECU8に接続されており、各計測結果がECU8に送信される。
Further, the
ECU8は、車速センサ8から送信された車速と、上下加速度センサ6から送信されたばね下の上下方向の加速度と、前後加速度センサ7から送信されたばね下の前後方向の加速度とに基づき、サスペンション特性を推定する。例えば、上下方向の加速度及びばね下の前後方向の加速度からばね下の上下方向の変位とばね下に入力される前後方向の力を求め、このばね下の上下方向の変位とばね下に入力される前後方向の力との関係におけるゲイン及び位相から、サスペンション特性を推定することが好ましい。具体的には、ばね下の上下方向の変位からばね下に入力される前後方向の力までの伝達関数を求め、この伝達関数からゲイン及び位相を求め、サスペンションを推定することが好ましい。なお、ECU8は、例えば、CPU、ROM、RAMを含むコンピュータを主体として構成されている。
The ECU 8 determines suspension characteristics based on the vehicle speed transmitted from the
また、ECU8は、サスペンション特性を推定するために、ばね下の上下変位とばね下に入力される前後方向の力との関係におけるゲイン及び位相と、サスペンション特性である車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数との関係を示したマップを保持している。図3〜5は、マップの構成を示している。図3(a)は、車高−ゲインマップAを、図3(b)は、車高−位相マップBを示している。図4(a)は、減衰−ゲインマップCを、図4(b)は、減衰−位相マップDを示している。図5(a)は、タイヤ摩擦−ゲインマップEを、図5(b)は、タイヤ摩擦−位相マップFを示している。
Also, the
ここで、各マップで示されるゲイン及び位相を導き出す手法について説明する。 Here, a method for deriving the gain and phase indicated by each map will be described.
まず、下記に示す各諸元(図6参照)が含まれるように運動方程式を導く。すると、この運動方程式は、式(1)及び式(2)のようになる。 First, an equation of motion is derived so as to include the following specifications (see FIG. 6). Then, this equation of motion becomes as shown in Equation (1) and Equation (2).
m:ばね下の重量
z:ばね下の上下変位
Ktz:タイヤの上下剛性
C:ショックアブソーバの減衰係数
Ks:スプリングのばね定数
Fx:ばね下に入力される前後力
α:車両側面視においてショックアブソーバが鉛直線から前方に傾く前傾角
β:車両側面視においてサスペンション主軸が水平線から上方に傾く前後主軸上反角(車高)
Kx:サスペンションの前後剛性
W:車重
U:車速
u:1/f路面入力
P:ドライビングスティフネス(タイヤ摩擦係数)
ω:ホイール回転角速度
ε:タイヤ動荷重半径変化/タイヤ静荷重変化
ro:タイヤの半径
Iw:ホイールの慣性モーメント
Ktx:タイヤの前後剛性
Kx: Front and rear rigidity of suspension W: Vehicle weight U: Vehicle speed u: 1 / f Road surface input P: Driving stiffness (tire friction coefficient)
ω: wheel rotation angular velocity ε: tire dynamic load radius change / tire static load change ro: tire radius Iw: wheel inertia moment Ktx: tire longitudinal rigidity
次に、式(1)及び式(2)に示す運動方程式から、ばね下の上下変位zから前後力Fxまでの伝達関数G(jω)を求める。すると、伝達関数G(jω)は、式(3)のようになり、この伝達関数G(jω)のゲイン|G(jω)|及び位相∠G(jω)を求めることで、ばね下の上下変位とばね下に入力される前後方向の力との関係におけるゲイン及び位相が導かれる。
そして、このようにして導かれたゲイン及び位相を、車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数との関係についてパラメータスタディすることで、上記した図3〜5に示す各マップが生成される。 Each of the maps shown in FIGS. 3 to 5 is generated by performing a parameter study on the relationship between the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient for the gain and phase thus derived.
各マップの特性について説明すると、車高−ゲインマップA及び車高−位相マップBから分かるように、車高が変わるとゲインが変化するが、車高が変わっても位相は略一定となる。また、減衰−ゲインマップC及び減衰−位相マップDから分かるように、減衰係数が減少すると位相が増加するが、減衰係数が変わってもゲインは略一定となる。また、タイヤ摩擦−ゲインマップE及びタイヤ摩擦−位相マップFから分かるように、タイヤ摩擦係数が減少すると位相は減少する。つまり、これらのマップから、ゲインが変化すると車高が変化したことが分かり、位相が増加すると減衰係数が減少したことが分かり、位相が減少するとタイヤ摩擦係数が減少したことが分かる。 The characteristics of each map will be described. As can be seen from the vehicle height-gain map A and the vehicle height-phase map B, the gain changes when the vehicle height changes, but the phase becomes substantially constant even when the vehicle height changes. As can be seen from the attenuation-gain map C and the attenuation-phase map D, the phase increases as the attenuation coefficient decreases, but the gain remains substantially constant even when the attenuation coefficient changes. As can be seen from the tire friction-gain map E and the tire friction-phase map F, the phase decreases when the tire friction coefficient decreases. That is, it can be seen from these maps that the vehicle height has changed when the gain changes, the damping coefficient has decreased when the phase has increased, and the tire friction coefficient has decreased when the phase has decreased.
次に、図7を参照しながら、本実施形態に係るサスペンション特性推定装置1の、サスペンション特性の推定処理動作について説明する。図7は、ECUの動作を示すフローチャートである。
Next, the suspension characteristic estimation processing operation of the suspension
まず、サスペンション特性推定装置1が起動されると、車速センサ5、上下加速度センサ6及び前後加速度センサ7から、それぞれの計測結果である車速、ばね下の上下加速度及びばね下の前後加速度がECU8に送信される。
First, when the suspension
そして、ECU8は、ばね下の上下加速度を検出すると(ステップS1)、このばね下の上下加速度からばね下の上下変位を算出する(ステップS2)。なお、ばね下の上下加速度をazとした場合に、ばね下の上下変位zは、式(4)により算出される。
また、ECU8は、ばね下の前後加速度を検出すると(ステップS3)、このばね下の前後加速度からばね下に入力される前後力を算出する(ステップS4)。なお、ばね下の前後加速度をax、ばね下の重量をmとした場合に、ばね下に入力される前後力Fxは、式(5)により算出される。
そして、ECU8は、上記の式(3)を用いて、ステップS2で算出した上下変位zと、ステップS4で算出した前後力Fxと、車両2の車速とに基づき、上下変位zから前後力Fxまでの伝達関数G(jω)を算出し(ステップS5)、所定の周波数(ここでは、ばね下の共振周波数となる16Hzを用いる)における伝達関数G(jω)のゲイン|G(jω)|と位相∠G(jω)を算出する(ステップS6)。なお、伝達関数G(jω)は、上下変位z、前後力Fx及び車速Uが決まれば略一定の値となる。このため、上下変位z、前後力Fx及び車速Uが決まることで、伝達関数G(jω)を算出することができる。
Then, the
そして、ECU8は、車高−ゲインマップAを参照して、ステップS6で算出したゲインに対応する車高を求めると共に(ステップS7)、ステップS6で算出した位相と設定値とを比較し、この位相の増減を判断する(ステップS8)。なお、ゲイン及び位相の設定値は、出荷時の状態におけるゲイン及び位相が設定されており、図3〜図5におけるα1〜α3がゲインの設定値となり、図3〜図5におけるβ1〜β3が位相の設定となる。
The
ステップS8において、位相が増加していると判断すると(ステップS8:YES)、ECU8は、減衰−位相マップDを参照して、この位相に対応した減衰係数を求める(ステップS9)。一方、位相が増加しておらず(ステップS8:NO)、位相が減少していると判断すると(ステップS10:YES)、ECU8は、タイヤ摩擦−位相マップFを参照して、この位相に対応したタイヤ摩擦係数を求める(ステップS11)。なお、位相が増加も減少もしていないと判断すると(ステップS8:NO、ステップS10:NO)、ECU8は、減衰係数もタイヤ摩擦係数も変化しておらず、推定する必要がないと判断して、処理を終了する。
If it is determined in step S8 that the phase has increased (step S8: YES), the
このようにして、車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を求めることで、サスペンション特性推定装置1は、サスペンション特性である車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を推定する。
In this way, by determining the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient, the suspension
このように、第1の実施形態に係るサスペンション特性推定装置1によれば、上下加速度azからばね下の上下方向の変位zを検出すると共に、前後加速度axからばね下に入力される前後方向の力fxを検出することで、この上下方向の変位zと前後方向の力Fxとの関係におけるゲイン及び位相が求められ、更に、このゲイン及び位相に基づき減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高を推定することができるため、それぞれ減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高をそれぞれ計測するセンサを用いることによるコスト増大を防止でき、コストを低減しながらサスペンション特性である減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高を推定することができる。
As described above, according to the suspension
更に、車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数は、それぞれ、ゲイン及び位相との関係において独立した特徴が現れるため、このゲイン及び位相との関係に基づき車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を推定することで、サスペンション特性の推定の信頼性を向上させることができる。 Furthermore, since the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient have independent characteristics in relation to the gain and the phase, respectively, the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient are estimated based on the relation to the gain and the phase. As a result, the reliability of the estimation of the suspension characteristics can be improved.
[第2実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係るサスペンション特性推定装置11は、第1の実施形態に係るサスペンション特性推定装置1の構成と同じであり、ECU8が行うサスペンション特性の推定処理動作のみが異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The suspension characteristic estimation apparatus 11 according to the second embodiment is the same as the configuration of the suspension
つまり、路面の状態やタイヤの磨耗程度によっては、タイヤ摩擦係数と位相との関係が逆転する場合があり、タイヤ摩擦係数の減少により位相が増加する場合がある。そこで、第2の実施形態に係るサスペンション特性推定装置11では、位相が増減(増加)した場合に、設定値と比べて、減衰係数が変化(減少)したのかタイヤ摩擦係数が変化(減少)したのかを区別して、サスペンション特性を推定するようにしたものである。 That is, depending on the road surface condition and the degree of tire wear, the relationship between the tire friction coefficient and the phase may be reversed, and the phase may increase due to a decrease in the tire friction coefficient. Therefore, in the suspension characteristic estimation device 11 according to the second embodiment, when the phase increases or decreases (increases), the damping coefficient changes (decreases) or the tire friction coefficient changes (decreases) compared to the set value. Thus, the suspension characteristics are estimated.
図8は、ECUの動作を示すフローチャートである。図に示すように、第2の実施形態に係るサスペンション特性推定装置11は、第1の実施形態と同様に、ステップS1〜ステップS6までを行い、所定の周波数(ここでは、ばね下の共振周波数となる16Hzを用いる)における伝達関数G(jω)のゲイン|G(jω)|と位相∠G(jω)を算出する(ステップS6)。なお、第2の実施形態においては、ステップS1〜ステップS6を2度行い、異なる車速間(時速100kmと時速120km)における位相を算出する。そして、ECU8は、車高−ゲインマップAを参照して、ステップS6で算出したゲインに対応する車高を求める(ステップS7)。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the ECU. As shown in the figure, the suspension characteristic estimation device 11 according to the second embodiment performs steps S1 to S6 in the same manner as in the first embodiment, and performs a predetermined frequency (here, the unsprung resonance frequency). The gain | G (jω) | and the phase ∠G (jω) of the transfer function G (jω) are calculated (step S6). In the second embodiment, Steps S1 to S6 are performed twice to calculate phases between different vehicle speeds (100 km / h and 120 km / h). Then, the
その後、第2の実施形態では、ステップS6で算出した位相と設定値とを比較し、この位相の増減を判断する(ステップS21)。なお、第2の実施形態の設定値は、上記第1の実施形態の設定値と同様に、出荷時の状態におけるゲイン及び位相が設定されている。 Thereafter, in the second embodiment, the phase calculated in step S6 is compared with the set value, and an increase or decrease in this phase is determined (step S21). Note that the set values of the second embodiment are set to the gain and phase at the time of shipment, similarly to the set values of the first embodiment.
ステップS21において、位相が設定値と略同じであると判断すると(ステップS21:NO)、ECU8は、減衰係数もタイヤ摩擦係数も変化しておらず、推定する必要がないと判断して、処理を終了する。一方、ステップS21において、位相が変化していると判断すると(ステップS21:YES)、ECU8は、更に、異なる車速間において求めた位相の差が変化しているか否かを判断する(ステップS22)。
If it is determined in step S21 that the phase is substantially the same as the set value (step S21: NO), the
ここで、図9及び図10を参照して、異なる車速間において求めた位相の差について説明する。図9(a)は、車両2が時速100kmと時速120kmとで走行する場合の減衰係数と位相との関係を示した図であり、図9(b)は、図9(a)における位相の差を示した図である。また、図10(a)は、車両2が時速100kmと時速120kmとで走行する場合の減衰係数と位相との関係を示した図であり、図10(b)は、図10(a)における位相の差を示した図である。図9に示す減衰係数と図10に示すタイヤ摩擦係数とを対比すると、減衰係数は、異なる車速間での位相の差が変化しているのに対し、タイヤ摩擦係数は、異なる車速間での位相の差が略一定となることが分かる。
Here, with reference to FIG.9 and FIG.10, the difference of the phase calculated | required between different vehicle speeds is demonstrated. FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the damping coefficient and the phase when the
そこで、図8に示すように、ステップS22において、異なる車速間において求めた位相の差が変化していると判断すると(ステップS22:YES)、ECU8は、減衰係数が変化したと判断し、減衰−位相マップDを参照して、この位相に対応した減衰係数を求める(ステップS23)。一方、異なる車速間において求めた位相の差が略同じであると判断すると(ステップS22:NO)、ECU8は、タイヤ摩擦係数が変化したと判断し、タイヤ摩擦−位相マップFを参照して、この位相に対応したタイヤ摩擦係数を求める(ステップS24)。
Therefore, as shown in FIG. 8, when it is determined in step S22 that the phase difference obtained between different vehicle speeds has changed (step S22: YES), the
このようにして、車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を求めることで、第2の実施形態に係るサスペンション特性推定装置は、サスペンション特性である車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を推定する。 In this way, by obtaining the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient, the suspension characteristic estimation device according to the second embodiment estimates the vehicle height, the damping coefficient, and the tire friction coefficient, which are suspension characteristics.
このように、第2の実施形態に係るサスペンション特性推定装置11によれば、上下方向の変位zと前後方向の力Fxとの関係におけるゲイン及び位相に加え、異なる車速間において求めた位相の差も考慮してサスペンション特性である減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高を推定することで、サスペンション特性の推定の信頼性を更に向上させることができる。 Thus, according to the suspension characteristic estimation device 11 according to the second embodiment, in addition to the gain and phase in the relationship between the vertical displacement z and the longitudinal force Fx, the phase difference obtained between different vehicle speeds. In consideration of the above, by estimating the damping coefficient, the tire friction coefficient, and the vehicle height, which are suspension characteristics, the reliability of the estimation of the suspension characteristics can be further improved.
すなわち、車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数は、それぞれ、ゲイン、位相及び位相の差との関係において独立した特徴が現れるため、このゲイン、位相及び位相の差との関係に基づき車高、減衰係数及びタイヤ摩擦係数を推定することで、路面の状態やタイヤの磨耗程度等によって、減衰係数及びタイヤ摩擦係数と位相との関係が類似するような場合であっても、サスペンション特性の推定の信頼性を更に向上させることができる。 That is, the vehicle height, damping coefficient, and tire friction coefficient have independent characteristics in relation to the gain, phase, and phase difference, respectively. By estimating the coefficient and tire friction coefficient, even if the relationship between the damping coefficient and the tire friction coefficient and the phase is similar depending on the road surface condition and the degree of tire wear, etc. The property can be further improved.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、ばね下に入力される前後力Fxは、前後加速度センサ7で計測された前後加速度axを演算することで検出するように説明したが、例えば歪ゲージなどを用いて、前後力Fxを直接計測して検出するようにしてもよい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the longitudinal force Fx input to the unsprung portion has been described as being detected by calculating the longitudinal acceleration ax measured by the
また、上記実施形態では、ゲイン及び位相の観察容易性を考え、ばね下の共振領域である16Hzについてゲイン及び位相を用いて説明したが、他の周波数帯を用いてもよい。 In the above embodiment, the ease of observing the gain and phase has been described with reference to 16 Hz, which is the unsprung resonance region, using the gain and phase. However, other frequency bands may be used.
1…サスペンション特性推定装置、2…車両、6…上下加速度センサ(上下変位検出手段)、7…前後加速度センサ(前後力検出手段)、8…ECU(上下変位検出手段、前後力検出手段、推定手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記車両のばね下の上下方向の変位を検出する上下変位検出手段と、
前記車両のばね下に入力される前後方向の力を検出する前後力検出手段と、
前記上下方向の変位から前記前後方向の力までの伝達関数に基づいてゲイン及び位相を求め、前記ゲイン及び前記位相に基づき前記複数のサスペンション特性を推定する推定手段と、
を有し、
前記推定手段は、前記複数のサスペンション特性として、減衰係数、タイヤ摩擦係数及び車高を推定することを特徴とするサスペンション特性推定装置。 A suspension characteristic estimation device for estimating a plurality of suspension characteristics of a vehicle,
Vertical displacement detection means for detecting vertical displacement under the unsprung state of the vehicle;
A longitudinal force detecting means for detecting a longitudinal force input to the unsprung portion of the vehicle;
An estimation means for obtaining a gain and a phase based on a transfer function from the vertical displacement to the longitudinal force, and estimating the plurality of suspension characteristics based on the gain and the phase;
I have a,
The estimation means estimates a damping coefficient, a tire friction coefficient, and a vehicle height as the plurality of suspension characteristics .
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