JP6045211B2 - Suspension control device and vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両のサスペンションを制御す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 that controls a suspension of a vehicle.
従来から、アクチュエータを備えたアクティブサスペンションの制御として、スカイフック制御又はピッチング制御が行われている。 Conventionally, skyhook control or pitching control is performed as control of an active suspension provided with an actuator.
スカイフック制御は、スカイフック理論に基づいたサスペンションの制御方法であり、車両に搭載された上下加速度計が検出した上下加速度に基づいて、車両の動きと逆方向の力を加えるように、各輪のアクチュエータを独立に制御するものである（例えば、特許文献１，２参照）。 Skyhook control is a suspension control method based on the Skyhook theory. Each wheel is controlled so as to apply a force in the opposite direction to the vehicle movement based on the vertical acceleration detected by the vertical accelerometer mounted on the vehicle. These actuators are controlled independently (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
ピッチング制御は、車両に搭載されたレートジャイロが検出した角速度に基づいて、ピッチレートと逆方向のモーメントを加えるように、各輪のアクチュエータを独立に制御するものである（例えば、特許文献３，４参照）。 Pitching control is to independently control the actuator of each wheel so as to apply a moment in the direction opposite to the pitch rate based on the angular velocity detected by the rate gyro mounted on the vehicle (for example, Patent Document 3). 4).
しかしながら、走行条件によって励起されやすい振動モードが変化するため、スカイフック制御及びピッチング制御の何れか一方のみを実行しても、走行条件によって変化する振動モードに対して適切に対応することができない。 However, since the vibration mode that is likely to be excited varies depending on the traveling condition, even if only one of the skyhook control and the pitching control is executed, it is not possible to appropriately cope with the vibration mode that varies depending on the traveling condition.
一方、スカイフック制御及びピッチング制御の双方を実行するために、スカイフック制御値とピッチング制御値とを単純に合算してサスペンション制御を行うと、制御値が過大となるため、却って振動を増幅させる可能性もある。 On the other hand, if suspension control is performed by simply adding the skyhook control value and the pitching control value in order to execute both skyhook control and pitching control, the control value becomes excessive, so the vibration is amplified instead. There is a possibility.
そこで、本発明は、走行状況によって変化する振動モードに適切に対応したサスペンション制御を行うことができるサスペンション制御装置及びこのサスペンション制御装置を備えた車両を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a suspension control device capable of performing suspension control appropriately corresponding to a vibration mode that changes depending on a traveling situation, and a vehicle including the suspension control device.
本発明に係るサスペンション制御装置は、上下加速度検出手段と、角速度検出手段と、車速検出手段と、を備えた車両のサスペンションを制御するサスペンション制御装置であって、上下加速度検出手段で検出された上下加速度に基づいてサスペンションの第一制御を行うための第一制御値を算出する第一制御値算出部と、角速度検出手段で検出された角速度に基づいてサスペンションの第二制御を行うための第二制御値を算出する第二制御値算出部と、車速検出手段で検出された車速に基づいて第一制御及び第二制御の配分割合を算出する配分割合算出部と、第一制御値算出部で算出された第一制御値と第二制御値算出部で算出された第二制御値とを配分割合算出部で算出された配分割合で合算した合算値を、サスペンションの制御値として決定する制御値決定部と、を有する。 A suspension control device according to the present invention is a suspension control device that controls a vehicle suspension including a vertical acceleration detection unit, an angular velocity detection unit, and a vehicle speed detection unit, the vertical control detected by the vertical acceleration detection unit. A first control value calculation unit for calculating a first control value for performing the first control of the suspension based on the acceleration, and a second for performing the second control of the suspension based on the angular velocity detected by the angular velocity detecting means. A second control value calculator for calculating a control value, a distribution ratio calculator for calculating a distribution ratio of the first control and the second control based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detector, and a first control value calculator The sum of the calculated first control value and the second control value calculated by the second control value calculation unit at the distribution ratio calculated by the distribution ratio calculation unit is used as the suspension control value. And a control value determining unit for determining.
本発明に係るサスペンション制御装置によれば、上下加速度に基づいた第一制御及び角速度に基づいた第二制御を行うことで、様々な振動モードに対応することができる。しかも、振動モードは、車速の走行条件に応じて変化するが、車速に応じて第一制御と第二制御との配分割合を算出し、この算出した配分割合に応じて第一制御値と第二制御値とを合算した合算値をサスペンションの制御値として決定するため、サスペンションの制御値が過大になるのを抑制しつつ、車速によって変化する振動モードに適切に対応したサスペンション制御を行うことができる。 According to the suspension control device of the present invention, it is possible to cope with various vibration modes by performing the first control based on the vertical acceleration and the second control based on the angular velocity. In addition, the vibration mode changes according to the traveling condition of the vehicle speed, but the distribution ratio between the first control and the second control is calculated according to the vehicle speed, and the first control value and the first control are determined according to the calculated distribution ratio. Since the combined value of the two control values is determined as the suspension control value, suspension control appropriately corresponding to the vibration mode that changes depending on the vehicle speed can be performed while suppressing the suspension control value from becoming excessive. it can.
この場合、第一制御は、スカイフック制御であり、第二制御は、ピッチング制御であることが好ましい。このようにすることで、車速によって変化する振動モードに対応してスカイフック制御及びピッチング制御を適切に行うことができる。 In this case, the first control is preferably skyhook control, and the second control is preferably pitching control. By doing in this way, skyhook control and pitching control can be appropriately performed corresponding to the vibration mode which changes with vehicle speed.
本発明に係る車両は、上記のサスペンション制御装置を備えるものである。本発明に係る車両によれば、上記のサスペンション制御装置を備えるため、上記と同様の作用効果を奏することができる。 A vehicle according to the present invention includes the above suspension control device. Since the vehicle according to the present invention includes the suspension control device described above, the same operational effects as described above can be achieved.
本発明によれば、走行状況によって変化する振動モードに適切に対応したサスペンション制御を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform suspension control that appropriately corresponds to a vibration mode that changes depending on a traveling situation.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図１は、実施形態に係る車両の概略構成を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、トラックやバスなどの大型車であって、タイヤ２ａ〜２ｄと、アクティブサスペンション３ａ〜３ｄと、加速度計４ａ〜４ｄと、レートジャイロ５と、車速計６と、サスペンション制御装置７と、を備えている。 FIG. 1 is a plan view illustrating a schematic configuration of a vehicle according to the embodiment. As shown in FIG. 1, a vehicle 1 according to this embodiment is a large vehicle such as a truck or a bus, and includes tires 2 a to 2 d, active suspensions 3 a to 3 d, accelerometers 4 a to 4 d, and a rate gyro 5. A vehicle speedometer 6 and a suspension control device 7.
タイヤ２ａは、右側の前輪であり、タイヤ２ｂは、左側の前輪であり、タイヤ２ｃは、右側の後輪であり、タイヤ２ｄは、左側の後輪である。なお、以下の説明において、特に明記する場合を除き、タイヤ２ａ〜２ｄを、単に「タイヤ２」と表記する。 The tire 2a is a right front wheel, the tire 2b is a left front wheel, the tire 2c is a right rear wheel, and the tire 2d is a left rear wheel. In the following description, tires 2a to 2d are simply referred to as “tire 2” unless otherwise specified.
アクティブサスペンション３ａ〜３ｄは、各タイヤ２ａ〜２ｄに対応して設けられたサスペンションである。アクティブサスペンション３ａは、タイヤ２ａに対応して設けられ、アクティブサスペンション３ｂは、タイヤ２ｂに対応して設けられ、アクティブサスペンション３ｃは、タイヤ２ｃに対応して設けられ、アクティブサスペンション３ｄは、タイヤ２ｄに対応して設けられている。このアクティブサスペンション３ａ〜３ｄは、それぞれ、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄと、を備えており、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄにより、アクティブサスペンション３ａ〜３ｄの特性を変更させることが可能となっている。アクティブサスペンション３ａ〜３ｄの特性変更は、例えば、アブソーバの減衰力やスプリングのばね乗数などを変更制御することにより行うことができる。そして、アクティブサスペンション３ａ〜３ｄの各アクチュエータ３１ａ〜３１ｄは、サスペンション制御装置７と電気的に接続されており、サスペンション制御装置７による制御が可能となっている。なお、以下の説明において、特に明記する場合を除き、アクティブサスペンション３ａ〜３ｄ及びアクチュエータ３１ａ〜３１ｄを、単に「アクティブサスペンション３」及び「アクチュエータ３１」と表記する。 The active suspensions 3a to 3d are suspensions provided corresponding to the tires 2a to 2d. The active suspension 3a is provided corresponding to the tire 2a, the active suspension 3b is provided corresponding to the tire 2b, the active suspension 3c is provided corresponding to the tire 2c, and the active suspension 3d is connected to the tire 2d. Correspondingly provided. The active suspensions 3a to 3d include actuators 31a to 31d, respectively, and the characteristics of the active suspensions 3a to 3d can be changed by the actuators 31a to 31d. The characteristics of the active suspensions 3a to 3d can be changed by changing and controlling the damping force of the absorber and the spring multiplier of the spring, for example. The actuators 31a to 31d of the active suspensions 3a to 3d are electrically connected to the suspension control device 7, and can be controlled by the suspension control device 7. In the following description, unless otherwise specified, the active suspensions 3a to 3d and the actuators 31a to 31d are simply referred to as “active suspension 3” and “actuator 31”.
加速度計４ａ〜４ｄは、各タイヤ２ａ〜２ｄの車両上下方向上方のばね上質量部に設けられて、車両上下方向の加速度（上下加速度）を検出するものである。加速度計４ａは、タイヤ２ａの上方に設けられ、加速度計４ｂは、タイヤ２ｂの上方に設けられ、加速度計４ｃは、タイヤ２ｃの上方に設けられ、加速度計４ｄは、タイヤ２ｄの上方に設けられている。そして、加速度計４ａ〜４ｄは、サスペンション制御装置７と電気的に接続されており、検出した上下加速度をサスペンション制御装置７に送信することが可能となっている。なお、以下の説明において、特に明記する場合を除き、加速度計４ａ〜４ｄを、単に「加速度計４」と表記する。 The accelerometers 4a to 4d are provided on the sprung mass portions of the tires 2a to 2d above the vehicle in the vertical direction, and detect acceleration (vertical acceleration) in the vehicle vertical direction. The accelerometer 4a is provided above the tire 2a, the accelerometer 4b is provided above the tire 2b, the accelerometer 4c is provided above the tire 2c, and the accelerometer 4d is provided above the tire 2d. It has been. The accelerometers 4 a to 4 d are electrically connected to the suspension control device 7, and can transmit the detected vertical acceleration to the suspension control device 7. In the following description, unless otherwise specified, the accelerometers 4a to 4d are simply referred to as “accelerometer 4”.
レートジャイロ５は、車両１のばね上質量部に設けられており、車両１の角速度を検出するものである。なお、このレートジャイロ５が検出する角速度は、ピッチレートとも言う。そして、レートジャイロ５は、サスペンション制御装置７と電気的に接続されており、検出したピッチレートをサスペンション制御装置７に送信することが可能となっている。 The rate gyro 5 is provided in the sprung mass portion of the vehicle 1 and detects the angular velocity of the vehicle 1. The angular velocity detected by the rate gyro 5 is also referred to as a pitch rate. The rate gyro 5 is electrically connected to the suspension control device 7, and can transmit the detected pitch rate to the suspension control device 7.
車速計６は、車両１の後部に設けられており、車両１の車速を検出するものである。この車速は、車両１が走行する路面に対する絶対速度となる。そして、車速計６は、サスペンション制御装置７と電気的に接続されており、検出した車速をサスペンション制御装置７に送信することが可能となっている。 The vehicle speed meter 6 is provided at the rear of the vehicle 1 and detects the vehicle speed of the vehicle 1. This vehicle speed is an absolute speed with respect to the road surface on which the vehicle 1 travels. The vehicle speed meter 6 is electrically connected to the suspension control device 7 and can transmit the detected vehicle speed to the suspension control device 7.
サスペンション制御装置７は、加速度計４ａ〜４ｄから送信された上下加速度と、レートジャイロ５から送信されたピッチレートと、車速計６から送信された車速と、に基づいて、アクティブサスペンション３ａ〜３ｄのアクチュエータ３１ａ〜３１ｄに対してスカイフック制御（第一制御）及びピッチング制御（第二制御）を行うものである。サスペンション制御装置７は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により実現することができる。 The suspension control device 7 controls the active suspensions 3a to 3d based on the vertical acceleration transmitted from the accelerometers 4a to 4d, the pitch rate transmitted from the rate gyro 5, and the vehicle speed transmitted from the vehicle speed meter 6. Skyhook control (first control) and pitching control (second control) are performed on the actuators 31a to 31d. The suspension control device 7 can be realized by, for example, an ECU (Electronic Control Unit).
図２は、サスペンション制御装置の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、サスペンション制御装置７は、スカイフック制御値算出部７１と、ピッチング制御値算出部７２と、配分割合算出部７３と、制御値決定部７４と、制御実行部７５と、の機能を有している。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the suspension control device. As shown in FIG. 2, the suspension control device 7 includes a skyhook control value calculation unit 71, a pitching control value calculation unit 72, a distribution ratio calculation unit 73, a control value determination unit 74, a control execution unit 75, It has the function of
スカイフック制御値算出部７１は、アクチュエータ３１に対してスカイフック制御を行うためのスカイフック制御値（第一制御値）を算出する機能を備えている。スカイフック制御は、スカイフック理論に基づいたアクティブサスペンション３の制御方法であり、加速度計４ａ〜４ｄで検出された上下加速度に基づいて、車両１の動きと逆方向の力を加えるように、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄを独立に制御するものである。 The skyhook control value calculation unit 71 has a function of calculating a skyhook control value (first control value) for performing skyhook control on the actuator 31. Skyhook control is a control method of the active suspension 3 based on the skyhook theory, and an actuator is applied so as to apply a force in a direction opposite to the movement of the vehicle 1 based on the vertical acceleration detected by the accelerometers 4a to 4d. It controls 31a-31d independently.
アクチュエータ３１ａ〜３１ｄを制御するための制御値Ｆｓは、以下の式（１）で表される。定数Ｋｓは、任意に設定することができ、例えば、事前の実験などによりスカイフック制御が最も効果的に表れる値に設定しておいてもよく、後発的に変更を許可するものとしてもよい。
ピッチング制御値算出部７２は、アクチュエータ３１に対してピッチング制御を行うためのピッチング制御値（第二制御値）を算出する機能を備えている。ピッチング制御は、レートジャイロ５で検出されたピッチレートに基づいて、ピッチレートと逆方向のモーメントを加えるように、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄを独立に制御するものである。
Control value F s for controlling the actuator 31a~31d is expressed by the following equation (1). The constant K s can be arbitrarily set. For example, the constant K s may be set to a value at which the skyhook control appears most effectively by a prior experiment or the like, and may be changed later. .
The pitching control value calculation unit 72 has a function of calculating a pitching control value (second control value) for performing pitching control on the actuator 31. The pitching control is to independently control the actuators 31 a to 31 d so as to apply a moment in the direction opposite to the pitch rate based on the pitch rate detected by the rate gyro 5.
アクチュエータ３１ａ〜３１ｄを制御するための制御値Ｆｐは、以下の式（２）で表される。定数Ｋｐは、任意に設定することができ、例えば、事前の実験などによりピッチング制御が最も効果的に表れる値に設定しておいてもよく、後発的に変更を許可するものとしてもよい。
配分割合算出部７３は、車速計６で検出された車速に基づいて、スカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出する機能を備えている。
Control value F p for controlling the actuator 31a~31d is expressed by the following equation (2). Constant K p can be arbitrarily set, for example, due to preliminary experiments may be set in the most effectively appears value pitching control may be what allows the late changed.
The distribution ratio calculation unit 73 has a function of calculating the distribution ratio of skyhook control and pitching control based on the vehicle speed detected by the vehicle speedometer 6.
具体的に説明すると、配分割合算出部７３は、まず、車速計６で検出された車速に基づいて、現在励起されやすいと考えられる振動モードを判断する。振動モードの判断では、まず、車両１のホイールベース及びピッチング周波数から、車両１が走行している路面の凹凸によりピッチングが励起されやすい車速を基準車速として計算する。なお、車両１のホイールベース及びピッチング周波数は、車両１諸元によって特定される値である。そして、車速計６で検出された車速が基準車速に近いほど、ピッチングが励起されやすい振動モード、又は、上下振動に比べて相対的にピッチングが励起されやすい振動モードであると判断し、車速計６で検出された車速が基準車速から遠いほど、ピッチングが励起されにくい振動モード、又は、ピッチングに比べて相対的に上下振動が励起されやすい振動モードであると判断する。 More specifically, the distribution ratio calculation unit 73 first determines a vibration mode that is considered to be easily excited based on the vehicle speed detected by the vehicle speedometer 6. In determining the vibration mode, first, from the wheel base of the vehicle 1 and the pitching frequency, a vehicle speed at which pitching is likely to be excited by unevenness of the road surface on which the vehicle 1 is traveling is calculated as a reference vehicle speed. The wheel base and pitching frequency of the vehicle 1 are values specified by the specifications of the vehicle 1. Then, it is determined that the closer the vehicle speed detected by the vehicle speedometer 6 is to the reference vehicle speed, the vibration mode in which pitching is more easily excited, or the vibration mode in which pitching is relatively more easily excited than vertical vibration. It is determined that the vibration mode in which pitching is less likely to be excited as the vehicle speed detected in 6 is farther from the reference vehicle speed, or the vibration mode in which vertical vibration is relatively easier to be excited compared to pitching.
そして、配分割合算出部７３は、この判断した振動モードが、ピッチングが励起されやすい振動モード、又は、上下振動よりもピッチングが励起されやすい振動モードであるほど、ピッチング制御の配分割合を高くし、ピッチングが励起されにくい振動モード、又は、ピッチングよりも上下振動が励起されやすい振動モードであるほど、スカイフック制御の配分割合を高くする。 The distribution ratio calculation unit 73 increases the distribution ratio of the pitching control as the determined vibration mode is a vibration mode in which pitching is easily excited or a vibration mode in which pitching is more easily excited than vertical vibration. The higher the vibration mode in which pitching is less likely to be excited or the vibration mode in which vertical vibration is more likely to be excited than pitching, the higher the distribution ratio of skyhook control.
このようなスカイフック制御及びピッチング制御の配分割合の算出は、配分割合算出部７３が行ってもよいが、図３に示すような配分割合テーブルを参照して行うことが好ましい。以下に、配分割合テーブルを参照してスカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出する方法について説明する。 The calculation of the distribution ratio of the skyhook control and the pitching control may be performed by the distribution ratio calculation unit 73, but it is preferable to perform the calculation by referring to a distribution ratio table as shown in FIG. Hereinafter, a method for calculating the distribution ratio of the skyhook control and the pitching control with reference to the distribution ratio table will be described.
上述したように、車両１のホイールベース及びピッチング周波数は、車両１の諸元によって特定される値であることから、事前に、ピッチングが励起されやすい基準車速を求めることができる。 As described above, since the wheel base and pitching frequency of the vehicle 1 are values specified by the specifications of the vehicle 1, a reference vehicle speed at which pitching is likely to be excited can be obtained in advance.
そこで、事前に、この基準車速からスカイフック制御及びピッチング制御の配分割合と車速との関係を算出して、図３に示すような配分割合テーブルを作成し、この配分割合テーブルをサスペンション制御装置７などに記憶させておく。そして、配分割合算出部７３は、記憶されている配分割合テーブルを参照して、車速計６で検出された車速に対応するスカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出する。なお、スカイフック制御の配分割合とピッチング制御の配分割合との合計値は１となる。 Therefore, in advance, the relationship between the distribution ratio of the skyhook control and the pitching control and the vehicle speed is calculated from the reference vehicle speed, a distribution ratio table as shown in FIG. 3 is created, and this distribution ratio table is used as the suspension control device 7. Remember it. Then, the distribution ratio calculation unit 73 refers to the stored distribution ratio table, and calculates the distribution ratio of skyhook control and pitching control corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speedometer 6. The total value of the distribution ratio of the skyhook control and the distribution ratio of the pitching control is 1.
制御値決定部７４は、スカイフック制御値算出部７１で算出されたスカイフック制御値とピッチング制御値算出部７２で算出されたピッチング制御値とを配分割合算出部７３で算出された配分割合で合算した合算値を、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄの制御値として決定する機能を備えている。例えば、配分割合算出部７３で算出された配分割合が、スカイフック制御がα（α／（α＋β））、ピッチング制御がβ（β／（α＋β））であった場合について考える。この場合、スカイフック制御値算出部７１で算出されたスカイフック制御値にαを掛けた値と、ピッチング制御値算出部７２で算出されたスカイフック制御値にβを掛けた値とを、足し合わせた値が、上記の合計値となる。 The control value determination unit 74 uses the distribution ratio calculated by the distribution ratio calculation unit 73 to calculate the skyhook control value calculated by the skyhook control value calculation unit 71 and the pitching control value calculated by the pitching control value calculation unit 72. It has a function of determining the summed value as a control value for the actuators 31a to 31d. For example, consider a case where the distribution ratio calculated by the distribution ratio calculation unit 73 is α (α / (α + β)) for the skyhook control and β (β / (α + β)) for the pitching control. In this case, the value obtained by multiplying the skyhook control value calculated by the skyhook control value calculating unit 71 by α and the value obtained by multiplying the skyhook control value calculated by the pitching control value calculating unit 72 by β are added. The combined value is the above total value.
なお、制御値決定部７４は、スカイフック制御値算出部７１に、設定された係数Ｋｓにαを掛け合わせてスカイフック制御値を算出させ、ピッチング制御値算出部７２に、設定された係数Ｋｐにβを掛け合わせてピッチング制御値を算出させ、この算出されたスカイフック制御値とピッチング制御値とを足し合わせた値を、上記の合算値とすることもできる。 The control value determination unit 74, the skyhook control value calculation unit 71, by multiplying α to set the coefficient K s is calculated skyhook control value, the pitching control value calculating unit 72, is set coefficients K and p in by multiplying the β is calculated pitching control value, a value obtained by adding the the calculated skyhook control value and the pitching control value may be a sum of the.
制御実行部７５は、制御値決定部７４で決定された合計値を、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄへの制御指令値として、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄに送信する機能を備えている。 The control execution unit 75 has a function of transmitting the total value determined by the control value determination unit 74 to the actuators 31a to 31d as a control command value to the actuators 31a to 31d.
次に、図４を参照して、サスペンション制御装置７によるスカイフック制御の方法について説明する。図４は、サスペンション制御装置によるサスペンション制御を説明するための図である。 Next, a skyhook control method by the suspension control device 7 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining suspension control by the suspension control device.
図４に示すように、サスペンション制御装置７は、まず、加速度計４ａ〜４ｄから送信された上下加速度に基づいてスカイフック制御値を算出し（ステップＳ１）、レートジャイロ５から送信されたピッチレートに基づいてピッチング制御値を算出する（ステップＳ２）。 As shown in FIG. 4, the suspension control device 7 first calculates the skyhook control value based on the vertical acceleration transmitted from the accelerometers 4a to 4d (step S1), and the pitch rate transmitted from the rate gyro 5 Based on the above, a pitching control value is calculated (step S2).
そして、サスペンション制御装置７は、車速計６から送信された車速に基づいてスカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出し（ステップＳ３）、ステップＳ１で算出されたスカイフック制御値とステップＳ２で算出されたピッチング制御値とをステップＳ３で算出された配分割合で合算した合算値を、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄの制御値として決定する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３では、図３に示すような配分割合テーブルを参照して、スカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出することが好ましいが、このような配分割合テーブルを参照せずにスカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出してもよい。 Then, the suspension control device 7 calculates the distribution ratio of skyhook control and pitching control based on the vehicle speed transmitted from the vehicle speedometer 6 (step S3), and the skyhook control value calculated in step S1 and step S2. A total value obtained by adding the calculated pitching control value and the distribution ratio calculated in step S3 is determined as a control value for the actuators 31a to 31d (step S4). In step S3, it is preferable to calculate the distribution ratio of the skyhook control and the pitching control with reference to the distribution ratio table as shown in FIG. 3, but the skyhook is not referred to such a distribution ratio table. The distribution ratio of control and pitching control may be calculated.
そして、サスペンション制御装置７は、ステップＳ４で決定した制御値に基づいて、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄのサスペンション制御を実行する（ステップＳ５）。 Then, the suspension control device 7 performs suspension control of the actuators 31a to 31d based on the control value determined in step S4 (step S5).
ここで、図５及び図６を参照して、速度に応じたサスペンション制御の効果について説明する。図５は、車速がある速度（以下「車速１」という。）である時の上下加速度のパワースペクトル密度と周波数との関係を示したグラフである。図６は、車速が車速１とは異なる車速（以下「車速２」という。）である時の上下加速度のパワースペクトル密度と周波数との関係を示したグラフである。なお、図５及び図６に示すグラフは、大型バスを車両モデルとして算出したものである。 Here, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the effect of suspension control according to speed will be described. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the power spectral density of the vertical acceleration and the frequency when the vehicle speed is a certain speed (hereinafter referred to as “vehicle speed 1”). FIG. 6 is a graph showing the relationship between the power spectral density of the vertical acceleration and the frequency when the vehicle speed is different from the vehicle speed 1 (hereinafter referred to as “vehicle speed 2”). The graphs shown in FIGS. 5 and 6 are calculated using a large bus as a vehicle model.
図５及び図６に示すように、サスペンション制御を行わないと、周波数が１Ｈｚ近傍の低周波数域において上下加速度のパワースペクトル密度が高くなる。そして、車速が車速１である場合は、ピッチング制御よりもスカイフック制御の方が、上下加速度のパワースペクトル密度の低下割合が大きくなる。これに対して、車速が車速２である場合は、スカイフック制御よりもピッチング制御の方が、上下加速度のパワースペクトル密度の低下割合が大きくなる。 As shown in FIGS. 5 and 6, if suspension control is not performed, the power spectrum density of the vertical acceleration increases in a low frequency region where the frequency is near 1 Hz. When the vehicle speed is 1, the skyhook control has a higher rate of decrease in the power spectrum density of the vertical acceleration than the pitching control. On the other hand, when the vehicle speed is the vehicle speed 2, the rate of decrease in the power spectral density of the vertical acceleration is greater in the pitching control than in the skyhook control.
このように、車速によって、スカイフック制御とピッチング制御との効果が変わってくるため、車速に応じてスカイフック制御とピッチング制御とを適切に選択することで、車速によって変化する振動モードに適切に対応したサスペンション制御を行うことができる。 As described above, the effects of skyhook control and pitching control change depending on the vehicle speed. Therefore, by appropriately selecting skyhook control and pitching control according to the vehicle speed, the vibration mode that changes depending on the vehicle speed can be appropriately selected. Corresponding suspension control can be performed.
以上説明したように、本実施形態によれば、スカイフック制御及びピッチング制御のサスペンション制御を行うことで、上下振動が励起されやすい振動モード及びピッチングが励起されやすい振動モードの双方の振動モードに対応することができる。 As described above, according to the present embodiment, by performing suspension control of skyhook control and pitching control, both vibration modes in which vertical vibration is likely to be excited and vibration modes in which pitching is likely to be excited are supported. can do.
しかも、本実施形態によれば、車速に応じてスカイフック制御とピッチング制御との配分割合に応じてスカイフック制御値とピッチング制御値とを合算した合算値をアクチュエータ３１ａ〜３１ｄの制御値として決定するため、アクチュエータ３１ａ〜３１ｄの制御値が過大になるのを抑制しつつ、上下振動よりもピッチングが励起されやすい振動モードからピッチングよりも上下振動が励起されやすい振動モードまで、車速によって変化する振動モードに適切に対応したサスペンション制御を行うことができる。 Moreover, according to the present embodiment, a total value obtained by adding the skyhook control value and the pitching control value according to the distribution ratio of the skyhook control and the pitching control according to the vehicle speed is determined as the control value of the actuators 31a to 31d. Therefore, vibration that varies depending on the vehicle speed is controlled from a vibration mode in which pitching is more likely to be excited than vertical vibration to a vibration mode in which vertical vibration is more likely to be excited than pitching while suppressing an excessive control value of actuators 31a to 31d. Suspension control appropriately corresponding to the mode can be performed.
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。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、サスペンション制御として、スカイフック制御とピッチング制御のサスペンション制御を行うものとして説明したが、上下加速度に基づいて行うサスペンション制御と角速度に基づいて行うサスペンション制御であれば、他のサスペンション制御を採用してもよい。 For example, in the above embodiment, the suspension control is described as performing the suspension control of the skyhook control and the pitching control. However, if the suspension control is performed based on the vertical acceleration and the suspension control is performed based on the angular velocity, Suspension control may be employed.
また、上記実施形態では、スカイフック制御の配分割合とピッチング制御の配分割合との合計が１であるものとして説明したが、走行条件や車両条件によっては、この合計を、１より小さくしてもよく、１より大きくてもよい。 In the above embodiment, the total of the distribution ratio of the skyhook control and the distribution ratio of the pitching control has been described as 1. However, depending on the traveling conditions and the vehicle conditions, the total may be smaller than 1. It may be greater than 1.
また、上記実施形態では、スカイフック制御値及びピッチング制御値を算出した後、スカイフック制御値及びピッチング制御値を配分割合に応じて合算するものとして説明したが、例えば、まず、配分割合を算出し、この配分割合に応じてスカイフック制御値及びピッチング制御値を算出し、この算出したスカイフック制御値及びピッチング制御値を合算するものとしてもよい。この手法は、例えば、スカイフック制御値を算出するための係数Ｋｓとピッチング制御値を算出するための係数Ｋｐとに、配分割合を掛け合わせることにより行うことができる。 In the above embodiment, the skyhook control value and the pitching control value are calculated, and then the skyhook control value and the pitching control value are summed according to the distribution ratio. For example, first, the distribution ratio is calculated. Then, the skyhook control value and the pitching control value may be calculated according to the distribution ratio, and the calculated skyhook control value and the pitching control value may be added together. This approach, for example, can be performed by the coefficient K p for calculating the coefficient K s and pitching control value for calculating the skyhook control value, multiplying the allocation ratio.
１…車両、２（２ａ〜２ｄ）…タイヤ、３（３ａ〜３ｄ）…アクティブサスペンション（サスペンション）、３１…アクチュエータ（サスペンション）、４（４ａ〜４ｄ）…加速度計（上下加速度検出手段）、５…レートジャイロ（角速度検出手段）、６…車速計（車速検出手段）、７…サスペンション制御装置、７１…スカイフック制御値算出部（第一制御値算出部）、７２…ピッチング制御値算出部（第二制御値算出部）、７３…配分割合算出部、７４…制御値決定部、７５…制御実行部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 (2a-2d) ... Tire, 3 (3a-3d) ... Active suspension (suspension), 31 ... Actuator (suspension), 4 (4a-4d) ... Accelerometer (vertical acceleration detection means), 5 ... rate gyro (angular velocity detection means), 6 ... vehicle speedometer (vehicle speed detection means), 7 ... suspension control device, 71 ... skyhook control value calculation unit (first control value calculation unit), 72 ... pitching control value calculation unit ( (Second control value calculation unit), 73 ... distribution ratio calculation unit, 74 ... control value determination unit, 75 ... control execution unit.
Claims (4)
前記上下加速度検出手段で検出された上下加速度に基づいて、前記サスペンションのスカイフック制御を行うためのスカイフック制御値を算出するスカイフック制御値算出部と、
前記角速度検出手段で検出された角速度に基づいて、前記サスペンションのピッチング制御を行うためのピッチング制御値を算出するピッチング制御値算出部と、
前記車速検出手段で検出される車速に基づいて、スカイフック制御及びピッチング制御の配分割合を算出する配分割合算出部と、
前記スカイフック制御値算出部で算出されたスカイフック制御値と前記ピッチング制御値算出部で算出されたピッチング制御値とを前記配分割合算出部で算出された配分割合で合算した合算値を、前記サスペンションの制御値として決定する制御値決定部と、を備え、
前記配分割合算出部は、ピッチングが励起されやすい基準車速から前記車速検出手段で検出される車速が遠いほど前記スカイフック制御の前記配分割合を高くする、サスペンション制御装置。 A suspension control device for controlling a suspension of a vehicle comprising vertical acceleration detection means, angular velocity detection means, and vehicle speed detection means,
A skyhook control value calculation unit that calculates a skyhook control value for performing skyhook control of the suspension based on the vertical acceleration detected by the vertical acceleration detection unit;
A pitching control value calculation unit that calculates a pitching control value for performing the pitching control of the suspension based on the angular velocity detected by the angular velocity detection unit;
Based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means, a distribution ratio calculation unit that calculates a distribution ratio of skyhook control and pitching control,
The total value obtained by adding the skyhook control value calculated by the skyhook control value calculation unit and the pitching control value calculated by the pitching control value calculation unit by the distribution ratio calculated by the distribution ratio calculation unit, A control value determining unit that determines the control value of the suspension ,
The distribution ratio calculation unit is a suspension control device that increases the distribution ratio of the skyhook control as the vehicle speed detected by the vehicle speed detection unit is farther from a reference vehicle speed at which pitching is likely to be excited.
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