JP2512556Y2

JP2512556Y2 - 車両用サスペンションシステム

Info

Publication number: JP2512556Y2
Application number: JP1990028931U
Authority: JP
Inventors: 良昭山田; 修磯邉
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2005-03-20
Also published as: JPH03120207U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は車両用の油圧サスペンションシステムの改良
に関する。

（従来の技術）車両の一般的なサスペンション装置は、懸架ばねとシ
ョックアブソーバとを組み合わせて、所定のばね作用と
緩衝作用が働くように構成されているが、この場合には
サスペンション特性はほぼ一定のものになる。

しかし要求されるサスペンション特性は運転条件によ
って変化し、この要求に対応させるために、公表特許第
60-500662号公報に提案されたような、いわゆるアクテ
ィブサスペンションシステムがある。

これは、車輪を取付けた車軸を車体に対して油圧シリ
ンダを介して支持し、この油圧シリンダに供給する作動
油流量を走行状態に応じて制御することにより、油圧シ
リンダを伸縮させ、ばね機能と緩衝機能とを同時に発揮
させ、かつ、それぞれの機能を流量の制御特性に応じて
自由に変化させられるようにしたものである。

たとえば走行中に路面の凸面通過に伴い突き上げ振動
を受けると、油圧シリンダの圧力が基準値よりも上昇す
るため、これを検出して圧力を低下させるように作動油
を逃がし、油圧シリンダを収縮させることにより、車体
側に作用しようとする突き上げ振動を吸収し、逆に凹面
を通過するときは圧力が基準値よりも減少するので、作
動油を送り込んで油圧シリンダを伸ばし、落ち込みに伴
う振動を吸収する。

（考案が解決しようとする課題）ところで、この油圧サスペンションシステムにおける
ばね定数やダンパ定数などは、車両に要求されるサスペ
ンション特性に応じて、最適に設定することが望まし
い。

ところが従来は、ばね定数やダンパ定数は一定値に決
めていたため、走行時の車両の乗り心地や姿勢制御に関
して、最適な状態が得られるとは限らなかった。

そこで本考案は、予め所望のばね定数やダンパ定数を
設定しておき、油圧シリンダの変位や速度に基づいて、
ばね定数、ダンパ定数を選択しながら油圧シリンダの目
標ストローク値を演算することにより、その車両に最も
望ましいサスペンション特性を付与することを可能とし
た油圧サスペンションシステムを提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段）本考案は第１図に示すように、車体に対して車輪を指
示する油圧シリンダと、油圧シリンダに油圧源からの作
動油の給排を制御する流量制御弁と、油圧シリンダの作
用荷重を検出する手段と、この検出荷重と基準荷重との
比較から荷重変動分を演算する手段と、油圧シリンダの
ストローク量を検出する手段と、所望の模擬ばね定数を
設定した手段と、同じく模擬ダンパ定数を設定した手段
と、前記検出した油圧シリンダストローク変位とその変
位速度にもとづいて前記ばね定数とダンパ定数の設定手
段から選択したそのときのばね定数及びダンパ定数と前
記演算により求めた荷重変動分に応じて目標ストローク
値を演算する手段と、目標ストローク値に対応して流量
制御弁の制御信号を出力する手段と、前記検出したスト
ローク量が目標ストローク値と一致するように前記流量
制御弁の制御信号を補正する手段とを備える。

（作用）したがって、油圧サスペンションのばね定数やダンパ
定数は、そのときの油圧シリンダ変位量と変位速度に応
じて選択され、車両の走行条件等に応じて最適なサスペ
ンション特性を付与することができる。

（実施例）第２図〜第５図に本考案の実施例を示す。

第２図、第３図に示すように、前輪と後輪の各車輪11
は車軸12を介して、それぞれ油圧シリンダ13によって車
体10に支持する。油圧シリンダ13の伸縮により各車輪11
は互いに独立的に上下動し、走行中に路面から受ける振
動が車体側に伝達されないように吸収緩和する。

各油圧シリンダ13に対しては油圧源ユニット14からの
作動油が、それぞれに設けた流量制御弁15を介して供給
され、これによって各油圧シリンダ13のストローク位置
が制御される。

油圧源ユニット14は、ポンプ14a、タンク14b、リリー
フバルブ14c、アンローダバルブ14d、チェックバルブ14
e、メインアキュームレータ14f等から構成される。

各流量制御弁15はそれぞれ同一的に構成される電磁制
御弁からなり、コントロールユニット18からの信号にも
とづいてサーボアンプ19を介して作動が制御される。コ
ントロールユニット18は原則として各車輪毎に油圧シリ
ンダ13の作動を制御する。

油圧シリンダ13に作用する荷重を検出する手段とし
て、この実施例では、油圧シリンダ13の油室13aの圧力
を検出する圧力センサ20が設けられ、また、油圧シリン
ダ13の実際のストローク量を検出するためにストローク
センサ21が設けられる。圧力センサ20は流量制御弁15と
油圧シリンダ13との間の通路圧力を検出するようになっ
ている。

なお、16は補助的にばね作用を働かすガススプリング
で、オリフィス16aを介して油室16bが前記油圧シリンダ
13への通路に接続し、また、油室16bと共にガス室16cが
画成される。

第４図にも示すように、コントロールユニット18は、
前記ストロークセンサ21の出力をストローク信号に変換
して入力する手段18aと、このストローク信号からスト
ローク速度を演算する手段18cと、前記圧力センサ20の
出力を圧力信号に変換して入力する手段18bと、油圧シ
リンダ13の基準ストロークを設定する手段18dと、同じ
く基準圧力（基準荷重）を設定する手段18gと、第６図
（ａ）（ｂ）に示すような、油圧サスペンションの模擬
ばね定数とダンパ定数とを設定する手段18fと、これら
に基づいて後述するようにして、選択したばね定数とダ
ンパ定数に基づいて、基準圧力に対する圧力変動分に対
応した目標（ストローク）信号を演算する手段18eと、
この目標信号Srをサーボアンプ19に出力する手段18hと
を備える。

一方、サーボアンプ19には前記ストロークセンサ21か
らの信号も入力し、目標信号と実際のストローク信号と
が一致するように、流量制御弁15の開度がフィードバッ
ク制御される。

油圧シリンダ13を油圧サスペンションとして機能させ
るために、走行中に受ける路面からの振動等により油圧
シリンダ13にかかる荷重が変動すると、これに対応して
油圧シリンダ13を伸縮させ、振動が車体側に伝達されな
いように、吸収緩和するのであるが、このように油圧シ
リンダ13の動きを制御するために、油圧シリンダ13の作
用荷重の変化を検出する圧力センサ20の検出値を、予め
設定された基準圧力と比較し、目標（ストローク）信号
を演算するのである。

もし、基準圧力とそのときの検出圧力値が等しけれ
ば、車両が平坦路を定常走行している場合などで、油圧
シリンダ13のストローク位置は変化させる必要はない。

これに対して、路面の凸面を乗り越えるときなどは、
突き上げ力を受けて検出圧力値が基準圧力よりも増加す
るが、このときは油圧シリンダ13を収縮させ、逆に凹面
を通過するときは検出圧力値が低下し、このときは油圧
シリンダ13を伸長させ、このようにして走行路面の状況
に対応して油圧シリンダ13を適切に伸縮作動させ、振動
が車体側に伝達されないように吸収緩和するのである。

そして、このときの模擬ばね定数とダンパ定数とは、
油圧シリンダストローク変位と、その変位速度とに基づ
いて、予め所望の特性に設定してある値を、そのときど
きに選択することにより、これに基づいて油圧サスペン
ションとしての伸縮作動が、車両の要求特性に合致する
ように制御が行なわれるのである。

このため具体的には、目標信号演算手段18eは、第５
図に示すようにして、油圧シリンダ13の作動を制御する
信号Srを演算する。

ステップ１でストロークセンサ21のストローク信号Ｓ
と、圧力センサ20の圧力信号Ｐを読み取る。

次いで、ステップS2では、検出ストロークＳと基準ス
トロークS₀との偏差から、変位ΔＳをΔＳ＝S-S₀として
求め、さらにこのΔＳを微分して、Δ＝d/dt・ΔＳと
して変位速度を算出する。

ステップ３で、この算出した変位信号ΔＳに基づい
て、模擬ばね、ダンパ定数設定手段18fに設定される、
第６図（ａ）で示す模擬ばね定数ＫMをマップのテーブ
ルルックアップにより求める。

ステップ４では、変位速度信号Δに基づいて、同じ
く第６図（ｂ）で示す模擬ダンパ定数ＣMをテーブルル
ックアップにより求める。

次にステップ５に移行して、目標ストローク値を演算
するが、これは、基準ストローク設定手段18dによって
設定された基準ストロークS₀から、そのときの荷重変動
分に対応する変動ストローク分を差し引き、さらに、こ
れにダンピングストローク分を加えることにより求めら
れる。

ここで、油圧シリンダ13の有効受圧面積をＡとする
と、そのときの圧力Ｐと基準圧力P₀との差分（P-P₀）に
面積Ａを乗じたものが荷重変動分となり、これを前記し
た模擬ばね定数ＫMで割ったもの、つまり、（P-P₀）・A
/KMが、荷重変動に対応して変位させる変動ストローク
量となる。

また、模擬ダンパ定数CM及びばね定数ＫMと、油圧シ
リンダ変位速度Δとにより、ＣM/KM・Δとしてダン
ピングストローク量が求められる。

したがって、目標信号は、Sr＝S₀−（P-P₀）・A/KM＋
ＣM/KM・Δとして算出する。

なお、変動ストローク量の算出は、圧力Ｐから基準圧
力P₀を引いて求めるので、原則的には（ダンピングスト
ロークを除いて考えると）圧力Ｐが基準圧力P₀よりも高
いときは、変動ストローク値は正となり、このため目標
信号Srは基準ストロークS₀よりも小さくなり、油圧シリ
ンダ13は収縮方向に制御されるが、圧力Ｐが基準圧力P₀
よりも低いときは、変動ストローク値が負となるため、
目標信号Srは基準ストロークS₀よりも大きくなり、油圧
シリンダ13は伸長方向に制御されることになる。

そして、このような油圧シリンダ13の伸縮動作に対し
ては、実際には反対方向に制動をかけるように、ダンピ
ングストローク分が加えられることになり、走行に伴い
荷重変動を生じた原因が消失すれば、油圧シリンダ13の
振動は速やかに減衰していくのである。

このようにして演算された目標信号Srにより、サーボ
アンプ19を介して流量制御弁15の開度を制御することに
より、油圧シリンダ13を荷重変動に対応して伸縮させる
ことができるのであるが、実際のストローク量はストロ
ークセンサ21が検出しているので、この検出値が目標と
するストローク量と一致するように、検出値をサーボア
ンプ19にフィードバックし、制御信号を補正するのであ
る。

以上のように、この考案では、油圧サスペンションの
模擬的なばね定数とダンパ定数とは、車両の要求に応じ
て最適な特性にすることができ、また、複数の特性を設
定しておけば、運転条件の変化に対応してそのときどき
で、最適なものを選択することもできる。

なお、上記した実施例では荷重変動を検出するため
に、油圧シリンダ13の圧力を検出したが、この代わりに
油圧シリンダ13に作用する荷重を直接的に検出する荷重
センサを車体と油圧シリンダ13との間に介装してもよ
い。また、ガススプリングは除去してもよい。

（考案の効果）以上のように本考案は、油圧シリンダの変位や速度に
基づいて、ばね定数、ダンパ定数を選択しながら油圧シ
リンダの目標ストローク値を演算するようにしたので、
その車両に最も望ましいサスペンション特性を付与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成図、第２図は本考案の第１の実施
例の要部の構成図、第３図は全体的な概略構成図、第４
図は制御回路のブロック図、第５図は同じく制御動作の
フローチャート、第６図（ａ）（ｂ）は模擬ばね定数と
ダンパ定数の特性図である。 10……車体、11……車輪、13……油圧シリンダ、14……
油圧源ユニット、15……流量制御弁、18……コントロー
ルユニット、20……圧力センサ、21……ストロークセン
サ。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車体に対して車輪を支持する油圧シリンダ
と、油圧シリンダに油圧源からの作動油の給排を制御す
る流量制御弁と、油圧シリンダの作用荷重を検出する手
段と、この検出荷重と基準荷重との比較から荷重変動分
を演算する手段と、油圧シリンダのストローク量を検出
する手段と、所望の模擬ばね定数を設定した手段と、同
じく模擬ダンパ定数を設定した手段と、前記検出した油
圧シリンダストローク変位とその変位速度にもとづいて
前記ばね定数とダンパ定数の設定手段から選択したその
ときのばね定数及びダンパ定数と前記演算により求めた
荷重変動分に応じて目標ストローク値を演算する手段
と、目標ストローク値に対応して流量制御弁の制御信号
を出力する手段と、前記検出したストローク量が目標ス
トローク値と一致するように前記流量制御弁の制御信号
を補正する手段とを備えたことを特徴とする車両用サス
ペンションシステム。