JP2621552B2 - 能動型サスペンション - Google Patents

能動型サスペンション

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JP2621552B2 JP2054402A JP5440290A JP2621552B2 JP 2621552 B2 JP2621552 B2 JP 2621552B2 JP 2054402 A JP2054402 A JP 2054402A JP 5440290 A JP5440290 A JP 5440290A JP 2621552 B2 JP2621552 B2 JP 2621552B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車体と各車輪との間に流体アクチュエー
タを介装し、この流体アクチュエータに供給する流体を
圧力制御弁等の制御弁で制御することにより、車両の車
高、ロール，ピッチ等の姿勢変化を制御する能動型サス
ペンション装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来の能動型サスペンションとしては、本出願人等が
先に提案した特開昭62−292517号公報に記載されている
ものがある。
この従来例は、車体側部材及び車輪側部材間に介装し
た流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの圧力室に連通
されてその作動流体圧力を制御する圧力制御弁と、前記
流体圧シリンダの圧力室に絞りを介して連通するアキュ
ムレータと、車体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手
段と、該姿勢変化検出手段の姿勢変化検出値に基づき前
記圧力制御弁を制御する制御装置とを備え、前記圧力制
御弁を含む第１の流体圧系の減衰力を、前記流体圧シリ
ンダに伝達される振動入力が所定周波数以上のときに前
記絞り弁及びアキュムレータで構成される第２の液体圧
系の減衰力以上となるように設定された構成を有し、車
両の姿勢変化を伴うばね上共振周波数近傍の比較的低周
波数の振動入力による流体圧シリンダの圧力変動に対し
ては圧力制御弁を作動させて車体の姿勢変化を抑制し、
ばね下共振周波数近傍の比較的高周波数の振動入力に対
しては絞り弁で減衰力を与えながらアキュムレータによ
り振動入力を吸収するようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の能動型サスペンションにあ
っては、流体圧シリンダとアキュムレータとの間に介装
されている絞り弁が固定絞り特性であり、その絞り特性
はばね下共振周波数近傍の振動入力による流体圧シリン
ダの圧力変動の減衰に必要な特性に設定されていると共
に、圧力制御弁を含む第１の流体圧系の流動抵抗が、放
物線特性とされて振動入力の周波数が車両のばね上共振
周波数及びばね下共振周波数の境界周波数f0未満となる
ばね上共振周波数域では絞り弁の流動抵抗より対さく、
境界周波数f0以上となるばれ下共振周波数域では絞り弁
の流動抵抗より大きくなるように選定されているので、
操縦安定性能に係わるロール制御及びピッチ制御のよう
なばね上共振周波数域の振動入力を抑制するための圧力
制御応答性を高めるには一定の限度があるという未解決
の課題があった。
そこで、この発明は、上記従来例の未解決の課題に着
目してなされたものであり、操縦安定性能に係わる車両
の揺動抑制制御を高応答性をもって行うことができる能
動型サスペンションを提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、この発明に係る能動型サ
スペンションは、第１図の基本構成図に示すように、各
車輪と車体との間に介装された流体アクチュエータと、
該流体アクチュエータに供給される流体供給装置からの
作動流体を制御する制御弁と、車両の姿勢変化に応じて
前記制御弁を当該姿勢変化を抑制するように制御する姿
勢変化抑制制御手段とを備えた能動型サスペンションに
おいて、前記車体の加速度を検出する加速度検出手段
と、この加速度検出手段で検出された加速度検出値の変
化量を演算する変化量演算手段と、この変化量演算手段
で演算された変化量に基づいて車両の過渡的な揺動状態
を検出する揺動状態検出手段と、前記流体アクチュエー
タ及び制御弁間の流体通路に接続された車両のばね下振
動成分の圧力変動を吸収する蓄圧手段と、該蓄圧手段及
び流体通路間に介装された可変絞りと、前記揺動状態検
出手段で車両の過渡的な揺動状態が検出されたときに前
記可変絞りの絞り開度を小さく制御する絞り特性制御手
段とを備えたことを特徴としている。
〔作用〕
この発明においては、揺動状態検出手段で車両の過渡
的な揺動状態を検出していないときには、絞り特性制御
手段によって流体アクチュエータと蓄圧手段との間に介
装した可変絞りの絞り開度を大きくして、路面からのバ
ネ下共振周波数域の比較的高周波数の振動入力による流
体アクチュエータの圧力変動を可変絞りによって減衰さ
せると共に蓄圧手段によって吸収する。また、車両がロ
ール状態、ピッチ状態となって、揺動状態検出手段で車
両の過渡的な揺動状態を検出したときには、絞り特性制
御手段によって可変絞りの絞り開度を小さくすることに
より、蓄圧手段側への作動流体移動を制限して、制御弁
による制御応答性を向上させる。
そして、本発明にあっては、加速度検出手段で検出さ
れた加速度の変化量が変化量演算手段で演算され、その
変化量に基づき揺動状態検出手段が車両の過渡的な揺動
状態を検出するようにしている。
従って、車体に加速度が生じている場合であっても、
それが略一定値である定常状態のときには、加速度の変
化量は零又は極小さいから、可変絞りの絞り開度は小さ
くならない。つまり、加速度がほとんど変化しない定常
状態のときには、流体アクチュエータの圧力を積極的に
増減させる必要はなく、応答性は問題にはならないか
ら、可変絞りの絞り開度は大きいままとし、路面からの
バネ下共振周波数域の比較的高周波の振動入力による流
体アクチュエータの圧力変動を減衰・吸収し、バネ上へ
の振動伝達を抑えて、車両乗り心地を良好にすることが
できる。
これに対し、加速度が変化する状態では、流体アクチ
ュエータの圧力を積極的に増減させる必要があるから、
可変絞りの絞り開度を小さくして、上記のように制御応
答性を向上させているのである。
つまり、本発明であれば、路面からのバネ下共振周波
数域の比較的高周波の振動入力を低減するために設けた
蓄圧手段を、最大限に活用しつつ、制御応答性が必要な
状況では確実にそれを達成できるのである。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図はこの発明の第１実施例を示す油圧回路図であ
る。
図中、FSは流体圧供給装置であって、回転駆動源とし
てのエンジン２の出力軸2aに連結されて回転駆動され、
吸込側がオイルタンク３に接続された油圧ポンプ１と、
その吐出側に逆止弁４を介して接続された供給側配管５
と、オイルタンク３にオイルクーラー６を介して接続さ
れた戻り側配管７とを備え、供給側配管５には脈動吸収
用のアキュムレータ８が接続されていると共に、アキュ
ムレータ８の下流側にフィルタ９が介挿されている。フ
ィルタ９には、これと並列にフィルタ７の目詰まり時の
バイパス流路が形成され、このバイパス流路に逆止弁10
が介挿されている。
そして、供給側配管５及び戻り側配管７の他端が圧力
保持部11、開閉弁としてのフェイルセーフ弁12を介して
各車輪に対応する圧力制御弁13FL〜13RRの入力ポート及
び戻りポートに接続されている。
圧力保持部11は、供給側配管５に介挿された逆止弁14
と、供給側配管５及び戻り側配管７間に介挿された、通
常状態のライン圧PH（kg/cm2）を設定する通常ライン圧
設定用リリーフ弁15と、フェイルセーフ弁12の下流側即
ち圧力制御弁13FL〜13RR側のライン圧がパイロット圧PP
として供給されるパイロット操作形逆止弁16とを備えて
いる。ここで、パイロット操作形逆止弁16は、パイロッ
ト圧PPが予め設定された所定の中立圧PN以上であるとき
には、逆止弁機能を解除してその戻り側配管７を連通状
態とする開状態となり、パイロット圧PPが中立圧PN未満
であるときには、逆止弁機能が作用して、その戻り側配
管７を遮断する閉状態となる。
フェイルセーフ弁12は、スプリングオフセット形の４
ポート２位置電磁開閉弁で構成され、圧力保持部11の逆
止弁14の下流側に接続されたＰポートと、パイロット操
作形逆止弁16の入力ポート16iに接続されたＲポート
と、圧力制御弁13FL〜13RRの入力ポート21iに接続され
たＡポートと、戻りポート21oに接続されたＢポートと
を有し、ソレノイド12aに後述する制御装置38から供給
される制御信号CSがオフ状態であり、リターンスプリン
グ12bによって切換えられたノーマル切換位置でＰポー
ト及びＲポートが遮断され且つＡポート及びＢポートが
互いに連通される状態となる、ソレノイド12aに供給さ
れる制御信号CS1がオン状態となってオフセット切換位
置でＰポート及びＡポートを直接連通する連通路と、Ｒ
ポート及びＢポート間を直接連通する連通路とが形成さ
れる。また、フェイルセーフ弁12のＲポート及びＢポー
ト間が、外部の固定絞り12cを介して連通されている。
圧力制御弁13FL〜13RRのそれぞれは、入力ポート21
i、戻りポート21o及び制御圧ポート21cを有すると共
に、制御圧ポート21cと入力ポート21i及び戻りポート21
oとを遮断状態に又は制御圧ポート21cと入力ポート21i
及び戻りポート21oの何れか一方とを連通させる連通状
態に切換えるスプールを有し、このスプールの両端に供
給圧と制御圧とがパイロット圧として供給され、さらに
供給圧側に比例ソレノイド21sによって制御されるポペ
ット弁が配設された構成を有し、制御圧ポート21cの圧
力が常に比例ソレノイド21sに後述する制御装置38から
供給される励磁電流IFL〜IRRに応じた圧力となるように
制御される。
そして、入力ポート21iはフェイルセーフ弁12のＡポ
ートに接続され、戻りポート21oはフェイルセーフ弁12
のＢポートに接続され、さらに制御ポート21cが油圧シ
リンダ19FL〜19RRの圧力室20に接続されている。
ここで、励磁電流IFL〜IRRと制御ポート21cから出力
される制御油圧PCとの関係は、第３図に示すように、励
磁電流IFL〜IRRが零近傍であるときにPMINを出力し、こ
の状態から指令値IFL〜IRRが正方向に増加すると、これ
に所定の比例ゲインK1をもて制御油圧PCが増加し、圧力
保持部11の設定ライン圧PHで飽和する。
そして、圧力制御弁13FL及びFRの戻りポート21o及び
フェイルセーフ弁12のＢポート間を連通する戻り側配管
30Fには、背圧吸収用アキュムレータ31Fが接続され、圧
力制御弁13RL及びRRの戻りポート21o及びフェイルセー
フ弁12のＢポート間を連通する戻り側配管30Rには、背
圧吸収用アキュムレータ31Rが接続され、これらによっ
て戻り側配管30F及び30Rを流れる圧力油の管路抵抗等に
よって発生する背圧を吸収している。
また、各油圧シリンダ19FL〜19RRの油圧室20には、可
変絞り31を介して蓄圧手段としてのアキュムレータ34が
接続されている。
可変絞り31は、第４図に示すように、ばね下共振周波
数域の圧力変動を減衰させる固定減衰特性を有する減衰
バルブ32と、ノーマル位置で連通状態に、オフセット位
置で所定の減衰特性を有するオリフィスが介装される２
位置切換弁で構成される可変絞り弁33とが直列に接続さ
れた構成を有する。ここで、減衰バルブ32は、第４図に
示すように、両端に入出ポート32a及び32bを夫々形成し
た円筒状ハウジング32c内に固定された中心軸32dに、オ
リフィス32e,32fを形成した円板32gが、その軸方向の両
端部側に夫々ディスクバルブ32h,32i及び座金32j,32kを
配置した関係でオリフィスナット32lによって固定され
た構成を有し、その絞り特性がばね下共振周波数域の振
動入力による油圧シリンダ19FL〜19RRの圧力変動に対し
て十分な減衰力を発生するように選定されている。
また、可変絞り弁33は、第４図に示すように、円筒状
ハウジング33a内に半径方向に貫通して穿設された油路3
3bの途中にオリフィス33cが形成されていると共に、軸
方向に穿設された中心開口33d内に右端側にランド33eを
形成したスプール33fが摺動自在に配設され、このスプ
ール33fの左端に形成された円筒部33g及び円筒状ハウジ
ング33a間にリターンスプリング33hが介装されていると
共に、スプール33fの右端がオン・オフ制御されるソレ
ノイド33iの作動子33jに当接されており、さらに、スプ
ール33fの33aのランド33e及び円筒部33g間の小径部に対
向する円筒状ハウジング33aに入出ポート33kが形成され
ていると共に、ランド33eに対応する位置に入出ポート3
3lが形成された構成を有する。そして、油路33bの一方
の端部及び入出ポート33kが固定絞り32の入出ポート32b
に連通され、油路33bの他方の端部及び入出ポート33lが
アキュムレータ34に連通されている。したがって、ソレ
ノイド33iを非通電状態とすることにより、スプール33f
がリターンスプリング33hによって右方に付勢されて入
出ポート33k及び33l間即ち固定絞り32及びアキュムレー
タ34間がオリフィス33cを介さずに連通状態となる一
方、ソレノイド33iを通電状態とすることにより、スプ
ール33fが第４図に示すように、そのランド33eによって
入出ポート33lを閉塞して固定絞り32及びアキュムレー
タ34間がオリフィス33cを介して連通状態となり流動抵
抗が増加される。
なお、35Fはフェイルセーフ弁12のＡポート及び圧力
制御弁13FL,13FRの入力ポート21i間の油圧配管に接続さ
れた蓄圧用のアキュムレータ、35Rはフェイルセーフ弁1
2のＡポート及び圧力制御弁13RL,13RRの入力ポート21i
間の油圧配管に接続された蓄圧用のアキュムレータ、36
F,36Rは戻り側配管７の異常高圧発生時に、この異常高
圧を供給側配管５側に逃がす逆止弁、37は戻り側配管7,
30F,30Rの背圧を常に数kgf/cm2に保つことにより、戻り
側配管７の油柱分離を防止するための絞りである。
また、制御弁13FL〜13RRの比例ソレノイド21sの異常
や電源装置の異常を検出する異常検出装置39が設けられ
ていると共に、車体には、姿勢変化検出手段を構成する
横加速度に応じた電圧の横加速度検出値YGを出力する横
加速度センサ40及び前後加速度に応じた電圧の前後加速
度検出値XGを出力する前後加速度センサ41が配設され、
これら異常検出装置39から出力される異常検出信号AS並
びに各センサ40及び41から出力される横加速度検出値YG
及び前後加速度検出値XGが制御装置42に入力される。こ
こで、横加速度センサ40は車両に対する横加速度が零で
あるときに零の電圧を、車両の進行方向に対して右側の
横加速度が生じたときに加速度に応じた正の電圧を、左
側の横加速度が生じたときに加速度に応じた負の電圧を
夫々横加速度検出値YGとして出力し、前後加速度センサ
41は、車両に対する前後加速度が零であるときに零の電
圧を、車両が加速状態であるときに加速度に応じた正の
電圧を、車両が減速状態あるときに減速度に応じた負の
電圧を夫々前後加速度検出値XGとして出力する。
制御装置42は、第５図に示すように、横加速度センサ
40から出力される横加速度検出値YG及び前後加速度セン
サ41から出力される前後加速度検出値XGを個別にディジ
タル値に変換するA/D変換器43A及び43Bと、マイクロコ
ンピュータ44と、このマイクロコンピュータ44から出力
される各圧力制御弁13FL〜13RRに対する指令値がD/A変
換器45FL〜45RRを介して供給される駆動回路46FL〜46RR
と、マイクロコンピュータ44から出力される切換弁33の
ソレノイド33iに対する制御信号が供給される駆動回路4
7とを備えており、各駆動回路46FL〜46RRから出力され
る励磁電流IFL〜IRRが各圧力制御弁13FL〜13RRの比例ソ
レノイド21sに供給され、且つ駆動回路47から出力され
る励磁電流ISが切換弁33のソレノイド33iに供給され
る。ここで、マイクロコンピュータ44は、インタフェー
ス回路44a、演算処理装置44b及び記憶装置44cを少なく
とも備え、インタフェース回路44cの入力側にディジタ
ル化された横加速度検出値YG及び前後加速度検出値XGが
入力されると共に、出力側から圧力制御弁13FL〜13RRに
対する指令値及び可変絞り33に対する制御信号が出力さ
れる。また、演算処理装置44bは、横加速度検出値YG及
び前後加速度検出値XGに基づいて第６図の姿勢変化抑制
処理を行って圧力制御弁13FL〜13RRに対して車体のロー
ル、ピッチ等の姿勢変化を抑制する指定値IFL〜IRRを出
力すると共に、第７図に示す絞り特性制御処理を実行し
て横加速度検出値YG及び前後加速度検出値XGに基づいて
車両の過渡的な揺動状態を判断して可変絞り31の切換弁
33に対する制御信号CSを出力する。さらに、記憶装置44
cは、演算処理処理44bの処理に必要なプログラムを記憶
していると共に、演算処理処理44bの処理結果を必要に
応じて記憶する。
次に、上記実施例の動作を演算処理装置の姿勢変化抑
制処理手順を示す第６図及び絞り制御処理手順を示す第
７図のフローチャートを伴って説明する。
イグニッションスイッチをオン状態とすることによ
り、制御装置42に電源が投入され、この制御装置42で第
６図に示す姿勢変化抑制処理と第７図に示す絞り特性制
御処理とが実行開始される。
このとき、所定のメインプログラムの初期化処理によ
って、フェイルセーフ弁12に対する制御信号CSFが論理
値“1"に制御され、且つ第７図の絞り特性制御処理にお
ける前回記憶値YG0及びXG0が零に設定される。
第６図の姿勢変化抑制処理は、所定時間（例えば10ms
ec）毎のタイマ割込処理として実行され、先ずステップ
で横加速度センサ40の横加速度検出値YGを読込み、次
いでステップに移行してこの横加速度検出値YGに所定
のゲインKYを乗算してロール抑制圧力指令値PYGを算出
し、これを記憶装置44cのロール抑制圧力指令値記憶領
域に更新記憶してからステップに移行する。
このステップでは、前後加速度センサ41の前後加速
度検出値XGを読込み、次いでステップに移行して前後
加速度検出値XGに所定のゲインKXを乗算してピッチ抑制
圧力指令値PXGを算出し、これを記憶装置44cのピッチ抑
制圧力指令値記憶領域に更新記憶してからステップに
移行する。
このステップでは、記憶装置44cのロール抑制圧力
指令値記憶領域及びピッチ抑制圧力指令値記憶領域に夫
々記憶されている各圧力指令値PYG及びPXGを読出し、こ
れらに基づいて下記（１）式〜（４）式の演算を行って
各圧力制御弁13FL〜13RRに対する圧力指令値PFL〜PRRを
算出する。
PFL＝PN−PYG−PXG ……（１） PFR＝PN＋PYG−PXG ……（２） PRL＝PN−PYG＋PXG ……（３） PRR＝PN＋PYG＋PXG ……（４） ここで、PNは標準車高を維持するために必要な圧力に
対応する定数である。
次いで、ステップに移行して、上記ステップで算
出した圧力指令値PFL〜PRRをD/A変換器45FL〜45RRに出
力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプロ
グラムに復帰する。
ここで、上記第６図のステップ〜の処理が姿勢変
化抑制制御手段に対応している。
また、第７図の絞り特性制御処理では、先ずステップ
で横加速度検出値YG及び前後加速度検出値XGを読込
み、次いでステップに移行して下記（５）式及び
（６）式に従って各加速度検出値YG及びXGの変化速度
Ｇ及びＧを算出する。Ｇ ＝|YG−YG0|TS ……（５）Ｇ ＝|XG−XG0|TS ……（６） ここでTSはタイマ割込周期時間である。
次いで、ステップに移行して、横加速度変化速度
Ｇが予め設定した設定値GSを越えているか否かを判定
し、Ｇ≦GSであるときには、ステップに移行し
て、前後加速度変化速度Ｇが予め設定した設定値GS
を越えているか否かを判定し、Ｇ≦GSであるときに
は、ステップに移行して可変絞り31における切換弁33
のオン・オフソレノイド33iに対する励磁電流ISをオフ
状態とする論理値“0"の制御信号CS2を駆動回路47に出
力し、次いでステップに移行して横加速度検出値YG及
び前後加速度検出値XGを前回値YG0及びXG0として更新記
憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプロ
グラムに復帰する。
一方、ステップの判定結果がＧ＞GSであるとき
及びステップの判定結果がＧ＞GSであるときに
は、ステップに移行して励磁電流ISをオン状態とする
論理値“1"の制御信号CS2を駆動回路47に出力してから
前記ステップに移行する。
ここで、前述した横加速度センタ40,前後加速度セン
サ41及び第７図のステップの処理が加速度検出手段に
対応し、ステップの処理が変化量検出手段に対応し、
ステップ及びの処理が揺動状態検出手段に対応し、
ステップ〜の処理が絞り特性制御手段に対応してい
る。
したがって、イグニッションスイッチをオン状態とし
てから車両が停止状態を継続している場合には、横加速
度検出値YG及び前後加速度検出値YGが共に零であるの
で、第６図の姿勢変化抑制処理が実行されたときに、ス
テップ及びステップで算出されるロール抑制圧力指
令値PYG及びピッチ抑制圧力指令値PXGも零となるので、
ステップで算出される各圧力制御弁13FL〜13RRに対す
る圧力指定値PFL〜PRRは、標準車高を維持する中立圧力
指令値PNとなり、これがD/A変換器45FL〜45RRに出力さ
れる。このため、駆動回路46FL〜46RRから中立圧力指令
値PNに応じた中立励磁電流IFL〜IRRが各圧力制御弁13FL
〜13RRの比例ソレノイド21sに出力され、これら圧力制
御弁13FL〜13RRの制御圧ポート21cから第３図に示す中
立圧PMが油圧シリンダ19FL〜19RRに出力されて車高が標
準車高に維持される。
一方、第７図の絞り特性制御処理が実行されると、ス
テップで算出される横加速度変化速度Ｇ及び前後加
速度変化速度Ｇも零となる結果、ステップからステ
ップを経てステップに移行し、論理値“0"の制御信
号CS2を駆動回路47に出力する。このため、駆動回路47
で切換弁33のソレノイド33iに対する励磁電流ISの出力
が停止されるので、切換弁33のスプール33fがリターン
スプリング33hによって右方に摺動したノーマル位置と
なり、入出ポート33k及び33l間が連通状態となり、油圧
シリンダ19FL〜19RRとアキュムレータ35との間には減衰
バルブ32のみが介装された状態となる。
この停止状態から車両を発進させると、前後加速度が
発生することから、前後加速度センサ41から前後加速度
に応じて前後加速度検出値XGが正方向に増加する。この
ため、第６図の姿勢変化抑制処理において、ステップ
で算出したピッチ抑制圧力指令値PXGが正と値となるこ
とから、ステップで算出する前輪側の圧力指令値PFL,
PFRが中立圧指令値PNよりピッチ抑制圧力指令値PXG分小
さな値となると共に、後輪側の圧力指令値PRL,PRRが中
立圧指令値PNよりピッチ抑制圧力指令値PXG分大きな値
となる。このため、前輪側の油圧シリンダ19FL及び19FR
の圧力室の圧力が低下し、後輪側の油圧シリンダ19RL及
び19RRの圧力室の圧力が上昇することにより、後輪側が
沈み込む所謂スカット現象を抑制することができる。
このとき、第７図の絞り特性制御処理においては、車
両の発進状態が緩発進状態であるときには前後加速度検
出値XGが小さい値となるため、第７図の処理において、
ステップで算出される前後加速度変化速度Ｇが小さ
い値となり、ステップでの判定結果がＧ≦GSとな
るので、ステップに移行し論理値“0"の制御信号CSの
出力を継続する。このため、油圧シリンダ19FL〜19RRと
アキュムレータ35との間に減衰バルブ32のみが介装され
た状態を継続することになるので、路面の細かな凹凸に
より、車輪側からばね下共振周波数域に対応する比較的
高周波数の振動入力が油圧シリンダ19FL〜19RRに入力さ
れてこれらの圧力室20の圧力変動が生じたとして、この
圧力変動分が減衰バルブ32及び切換弁33を通ってアキュ
ムレータ35に伝達される。このため、減衰バルブ32で発
生する減衰力によって吸収されて良好な乗心地を確保す
ることができる。
一方、停止状態から車両を急発進状態とすると、前後
加速度センサ41で検出される前後加速度検出値YGがステ
ップ状に大きな値となり、これに応じて第６図の姿勢変
化抑制処理によって、前述したように、車両の後輪側が
沈み込むスカット現象を抑制する処理が実行される。
このように、過渡的な揺動状態となると、第７図の絞
り特性制御装置が実行されたときにステップで読込む
前後加速度検出値XGが大きな値となり、これに応じてス
テップで前記（６）式に従って算出される前後加速度
変化速度Ｇが大きな値となり、ステップからステッ
プに移行したときにＧ＞GSとなるので、ステップ
に移行して制御信号CS2を論理値“1"に反転させる。
このため、駆動回路47から所定値の励磁電流ISが切換弁
33のソレノイド33iに出力され、このソレノイド33iが励
磁状態となることにより、作動子33jによってスプール3
3fがリターンスプリング33hに抗してオフセット位置に
左動され、これに応じてランド33eによって入出ポート3
3lが閉塞されることになり、入出ポート33k及び33l間が
遮断状態となる。このため、油圧シリンダ19FL〜19RRと
アキュムレータ34との間に減衰バルブ32と切換弁33のオ
リフィス33cとが直列に介装されることになって、これ
ら間の流動抵抗が大きくなり、アキュムレータ34に流入
する作動流体量が制限される。この結果、前述したよう
に、前後加速度センサ41の加速度検出値XGに基づいて実
行される第６図の姿勢変化抑制処理によって、後輪側の
圧力制御弁13RL,13RRに対して増圧側の指令値が出力さ
れて、駆動回路45RL,45RRから圧力制御弁13RL,13RRの比
例ソレノイド21sに指令値に応じた励磁電流が供給さ
れ、その制御ポート21cから出力される作動油圧が上昇
し、これに応じて油圧シリンダ19RL,19RRの内圧が上昇
する際に、油圧シリンダ19RL,19RRの圧力室20に接続さ
れているアキュムレータ34に流入する作動油量が制限さ
れることから、油圧シリンダ19RL,19RRの圧力上昇が迅
速に行われ、スカット現象による後輪側の沈み込みを高
応答性をもって抑制することができる。
そして、過渡状態を過ぎると、前後加速度検出値XGの
変化分が少なくなるので、ステップで算出される前後
加速度変化速度Ｇが小さな値となり、ステップから
ステップに移行して論理値“0"の制御信号CSが出力さ
れ、これに応じて切換弁33がノーマル位置に復帰し、こ
れに応じて流動抵抗が減少することにより、路面の凹凸
による振動入力が油圧シリンダ19FL〜19RRに伝達され
て、これらの圧力室20に比較的高周波数の圧力変動を生
じたときに、これを減衰バルブ32によって減衰させるこ
とができる。
また、車両が走行状態から制動状態に移行した場合
も、第６図の姿勢変化抑制処理によって前輪側が沈み込
む所謂ノーズダイブ現象を抑制し、このときの前後加速
度検出値XGに応じて、上記と同様に第７図の絞り特性制
御によって過渡状態の姿勢変化抑制制御を高応答性をも
って行うことができる。
さらに、車両が定速走行状態で、ステアリングホイー
ルを操舵して右旋回状態又は左旋回状態とすると、車両
に横加速度が発生することになるので、横加速度センサ
40から発生した横加速度に応じた横加速度検出値YGが出
力される。このとき、低速走行状態での旋回又は高速走
行状態での旋回半径の大きい旋回では横加速度検出値YG
が小さい値となるので、ステップで算出される横加速
度変化速度Ｇも小さい値となり、ステップからステ
ップに移行し、定速走行状態であって前後加速度検出
値XGが略零であるので、ステップに移行して論理値
“0"の制御信号CS2を出力し、これによって切換弁33を
ノーマル位置の連通状態に制御する。
しかしながら、高速走行状態で急操舵すると、横加速
度検出値YGがステップ状に大きくなり、このためステッ
プで算出される横加速度変化速度Ｇも大きな値とな
って、ステップでＧ＞GSとなるので、ステップ
に移行して、前述したように論理値“1"の制御信号CS2
を出力して切換弁33をオフセット位置に切換え、減衰バ
ルブ32及びアキュムレータ34間にオリフィス33cを介装
した状態に制御する。したがって、この場合も、急操舵
による横加速度検出値YGの増加に基づいて第６図の姿勢
変化抑制処理によって外輪側の圧力制御弁13FL,13RL
（又は13FR,13RR）に対して圧力増加を指示する指令値
が出力され、これに応じて圧力制御弁13FL,13RL（又は1
3FR,13RR）の制御圧が急増し、外輪側の油圧シリンダ19
FL,19RL（又は19FR,19RR）の内圧が上昇させて車体のロ
ールを抑制する。このとき、油圧シリンダ19FL,19RL
（又は19FR,19RR）をアキュムレータ34との間に減衰バ
ルブ32及び切換弁33のオリフィス33cとが直列に介装さ
れて流動抵抗の増加により作動油の流入出が制限される
ので、圧力制御弁13FL,13RL（又は13FR,13RR）の圧力上
昇分が油圧シリンダ19FL,19RL（又は19FR,19RR）に有効
に伝達され、急操舵による過渡的なロールを高応答性を
もって制御することができる。
そして、過渡状態を過ぎると、横加速度検出値YGの変
化分が少なくなるので、ステップで算出される横加速
度変化速度Ｇが小さい値となり、ステップからステ
ップを経てステップに移行して論理値“0"の制御信
号CS2が出力され、これに応じて切換弁33が連通状態に
制御され、路面の凹凸による振動入力が油圧シリンダ19
FL〜19RRに伝達されて、これらの圧力室20に比較的高周
波の圧力変動を生じたときに、これを減衰バルブ32によ
って減衰させることができる。
このような、車両がピッチ、ロール等の揺動状態とな
ると、そと過渡期に油圧シリンダ19FL〜19RRのアキュム
レータ34との間に減衰バルブ32と直列に切換弁33のオリ
フィス33cが介装されて流動抵抗が大きくなることによ
り、油圧シリンダ19FL〜19RR及びアキュムレータ34間の
作動油の移動が制限されるので、圧力制御弁13FL〜13RR
による姿勢変化抑制制御を高応答性をもって行うことが
できる。
このことは、制御装置42にステップ状の横加速度検出
値YG又は前後加速度検出値XGを入力したときの実験結果
を表す第８図及び第９図によって確認された。
すなわち、第８図は時間に対する圧力制御弁13FL〜13
RRの制御ポート21cから出力される制御圧力（kgf/cm2）
の変化を表したものであり、従来例のように油圧シリン
ダ19FL〜19RR及びアキュムレータ34間に固定絞り特性の
減衰バルブ32のみを介装した場合の破線図示の特性曲線
l1より油圧シリンダ19FL〜19RR及びアキュムレータ34間
に減衰バルブ32と直列に切換弁33のオリフィス33cを介
装した場合の実線図示の特性曲線l2の方が制御圧力の立
ち上がりが急峻となり、制御圧力のステップ応答特性が
向上していることが確認された。
また、第９図は時間に対する圧力制御弁13FL〜13RRの
制御ポート21cにおける制御流量（/min）の変化を表
したものであり、従来例のように減衰バルブ32のみを介
装した場合には、破線図示の特性曲線l3で示すように、
過渡的にアキュムレータ34への流入量が多くなるため制
御流量が多くなるが、減衰バルブ32と直列に切換弁33の
オリフィス33cを介装したときには、実線図示の特性曲
線l4で示すように、過渡的にアキュムレータ34への流入
量が抑制されるため制御流量が少なくて済み必要エネル
ギを低減することができる。
なお、車両を停止状態として、イグニッションスイッ
チをオフ状態とすることにより、エンジン２が停止して
流体圧供給装置FSの作動油圧が低下したときには、フェ
イルセーフ弁12と圧力制御弁13FL〜13RRとの間の作動油
圧がパイロット操作形逆止弁16の設定圧力以下となった
ときに、このパイロット操作形逆止弁16が全閉状態とな
って、圧力制御弁13FL〜13RR及び油圧シリンダ19FL〜19
RRを含む制御系が閉回路となって圧力保持状態となり、
車両の姿勢変化の急変を防止することができる。
また、車両の姿勢制御実行時に、圧力制御弁13FL〜13
RRに対する制御系に断線、ショート等の異常状態が発生
したときには、これが異常状態検出器39で検出され、こ
の異常状態検出信号ASがオン状態となるので、これに基
づいて制御装置42から出力される制御信号CS1がオフ状
態となり、フェイルセーフ弁12が閉状態に復帰し、圧力
制御弁13FL〜13RRの入力ポート21i及び戻りポート21oが
連通状態となってパイロット操作形逆止弁16のパイロッ
ト圧PPが低下することになり、圧力保持部11による保持
状態に移行し、車高の低下を防止して、フェイルセーフ
機能を発揮することができる。
なお、上記第１実施例においては、オン・オフ形の切
換弁33を適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、後述するように供給される励磁電
流に応じて絞り特性を徐々に大きくする可変絞り弁を適
用し、この可変絞り弁の絞り開度を横加速度検出値YG及
び前後加速度検出値XG又は横加速度変化速度Ｇ及び前
後加速度変化速度Ｇに応じて制御するようにしてもよ
い。
次に、この発明の第２実施例を第10図及び第11図につ
いて説明する。
この第２実施例は、油圧シリンダ19FL〜19RRとアキュ
ムレータ34との間に介装した可変絞り31を減衰バルブ32
とにこれ並列に接続された絞り開度を連続的に変更可能
な可変絞り弁33とで構成するようにしたものである。
すなわち、可変絞り弁33は、第10図に示すように、ス
プール33fが、第10図に示すように、ランド33eの左端側
に左下がりのテーパー部33mが形成され、このテーパー
部33mが入出ポート33kに連通して形成された環状溝33n
の右端側に対向され、且つスプール33fが供給された励
磁電流の比例した付勢力を発生する比例ソレノイド33o
によって摺動制御される構成とされ、減衰バルブ32の入
出ポート32aと可変絞り弁33の入出ポート33kとが互いに
接続されて油圧シリンダ19FL〜19RRの圧力室20に接続さ
れ、減衰バルブ32の入出ポート32bと可変絞り弁33の入
出ポート33lとが互いに接続されてアキュムレータ34に
接続されていることを除いては、前記第４図と同様の構
成を有し、第４図との対応部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明はこれを省略する。
そして、減衰バルブ32の減衰特性が第１実施例におけ
る減衰特性より高く選定され、且つ可変絞り弁33の比例
ソレノイド33oが非励磁状態即ちスプール33fがリターン
スプリング33hによって右方に摺動されている状態で、
減衰バルブ32及び可変絞り弁33の合成絞り特性が前述し
た第１実施例の減衰バルブの絞り特性と一致するように
選定されている。
一方、制御装置42の演算処理装置44bでは、第７図の
絞り特性制御処理に代えて第11図に示す絞り特性制御処
理が実行される。
この第11図の絞り特性制御処理は、ステップ及び
の処理については前述した第７図の絞り特性制御処理の
ステップ及びに対応する処理を行って、横加速度変
化速度Ｇ及び前後加速度変化速度Ｇを算出し、次い
でステップに移行して両加速度変化速度Ｇ及びＧ
に基づいて下記（７）式の演算を行って可変絞り弁33の
比例ソレノイド33oに対する指定値Vdを算出する。
Vd＝K1×Ｇ＋K2×Ｇ ……（７） ここで、K1及びK2は定数である。
次いで、ステップに移行して、算出した指令値Vdを
2/A変換器を介して駆動回路47に出力し、次いでステッ
プに移行して横加速度検出値YG及び前後加速度検出値
XGを新たな前回値YG0及びXG0として記憶装置44cの所定
記憶領域に更新記憶してからタイマ割込処理を終了して
所定のメインプログラムに復帰する。
この第２実施例によると、車両が停止状態又は定速直
進走行状態では、前後加速度検出値XG及び横加速度検出
値YGが略零であるので、ステップで算出される横加速
度変化速度Ｇ及び前後加速度変化速度Ｇも略零とな
り、これに応じてステップで算出する可変絞り弁33に
対する指令値Vdの値も略零となる。このため、駆動回路
47から出力される励磁電流ISが略零となり、可変絞り弁
33の比例ソレノイド33oの付勢力が略零となるため、ス
プール33fがリターンスプリング33hによって右方に摺動
され、テーパー部33mと環状溝33nとの間の絞り開度が比
較的大きくなり、この可変絞り弁33の絞り特性と減衰バ
ルブ32の絞り特性とを合成した絞り特性が前述した第１
実施例の減衰バルブ32の絞り特性と一致する状態とな
る。このため、車両が定速直進走行状態である場合に路
面の凹凸による比較的高周波数の振動入力による油圧シ
リンダ19FL〜19RRの圧力室20の圧力変動を減衰バルブ32
と可変絞り弁33とによって減衰させて良好な乗心地を確
保することができる。
一方、車両が加速状態又は制動状態となって、前後加
速度センサ41から前後加速度検出値XGが出力される状態
となると、この加速度検出値XGに応じて第11図のステッ
プで算出される前後加速度変化速度Ｇが大きくなっ
て、ステップで算出される指令値Vdも大きな値とな
り、これが駆動回路47に出力されるので、この駆動回路
47から出力される励磁電流ISが加速度変化速度Ｇに対
応した値となる。このため、可変絞り弁33の比例ソレノ
イド33oが励磁状態となり、その作動子33pによってスプ
ール33fがリターンスプリング33hに抗して左動されて、
そのテーパー部33mと環状溝33nとの間の絞り開度が小さ
くなる。したがって、この可変絞り弁33の絞り特性と減
衰バルブ32の絞り特性との合成絞り特性が第１実施例に
おける減衰バルブ32の絞り特性より大きくなって油圧シ
リンダ19FL〜19RR及びアキュムレータ34間の流動抵抗が
増加し、前述した第６図の姿勢変化抑制制御によって圧
力制御弁13FL〜13RRの制御圧を制御する際のステップ応
答性を向上させることができる。しかも、この場合に
は、前後加速度変化速度Ｇに応じて可変絞り弁33の絞
り特性が連続的に変更されるので、車両の加速度及び減
速度が大きくなるほど圧力制御弁13FL〜13RRによる姿勢
変化抑制制御のステップ応答性を高めることができ、操
舵安定性をより向上させることができる。
同様に、車両が旋回状態となって、車体にロールを生
じる状態となったときにも、ステップで算出される横
加速度変化速度Ｇが大きくなることにより、ステップ
で算出される可変絞り弁33の比例ソレノイド33oに対
する指令値Vdが大きくなり、これに応じて上記と同様に
可変絞り31の絞り特性が高められて流動抵抗が増加し、
姿勢変化抑制処理による圧力制御弁13FL〜13RRのステッ
プ応答性を向上させることができる。
ここで、この第２実施例では、横加速度センサ40,前
後加速度センサ41及び第11図のステップの処理が加速
度検出手段に対応し、ステップ及びの処理が変化量
検出手段に対応し、ステップの処理が揺動状態検出手
段に対応し、ステップの処理が絞り特性制御手段に対
応している。
なお、上記実施例においては、車両の加速度検出手段
として横加速度センサ40及び前後加速度センサ41を適用
した場合について説明したが、車両の横加速度について
は、例えばステアリングホイールの回転角を検出すると
共に、車速を検出してこれらから横加速度を推定するよ
うにしてもよい。
また、上記各実施例においては、横加速度センサ40及
び前後加速度センサ41の双方を設けた場合について説明
したが、これに限らず何れか一方を省略して、車両のロ
ール又はピッチの何れか一方についてのみ絞り特性制御
を行うようにしてもよい。
さらに、上記各実施例においては、可変絞り31を減衰
バルブ32と可変絞り弁33とで構成した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、連続的に絞り
開度を変更する可変絞り弁33のみで構成するようにして
もよい。
なおさらに、上記各実施例においては、制御装置42に
マイクロコンピュータ44を適用した場合について説明し
たが、これに限らず演算回路、比較回路等の電子回路を
組み合わせて構成するようにしてもよいことは言うまで
もない。
また、上記各実施例においては、各圧力制御弁に対し
て共通の圧力保持部11及びフェイルセーフ弁12を設けた
場合について説明したが、これに限らず圧力保持部11及
びフェイルセーフ弁12を個別に設けるようにしてもよ
い。
さらに、上記実施例においては、油圧ポンプ１の回転
駆動力をエンジン２から得るようにした場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ
等の回転駆動源を適用し得ることは言うまでもない。
またさらに、油圧サスペンションの制御弁としては上
記圧力制御弁13FL〜13RRに限定されるものではなく、他
の流量制御型サーボ弁等を適用し得るものである。
なおさらに、上記実施例においては、作動流体として
作動油を適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、圧縮率の少ない流体であれば任意
の作動流体を適用し得る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明に係る能動型サスペン
ションによれば、各車輪と車体との間に介装された流体
アクチュエータにばね下振動による圧力変化を吸収する
蓄圧手段を可変絞りを介して接続し、この可変絞りの絞
り特性を、車体の加速度の変化量に基づいて車両の揺動
が検出されたときに高めるように構成したので、過渡的
な揺動状態では、流体アクチュエータと蓄圧手段との間
の流動抵抗を増加させて、制御弁による姿勢変化抑制制
御の応答性をより高めて操舵安定性をより向上させるこ
とができ、さらに、過渡的な揺動状態が検出されたとき
に、可変絞りの絞り特性を高めるので、定常的な走行状
態では、流体アクチュエータ及び蓄圧手段間の流動抵抗
を小さくしてばね下振動による流体アクチュエータの圧
力変動を可変絞りによって有効に減衰させることがで
き、乗心地の悪化を招くことはない等の効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の基本構成を示す概略構成図、第２図
はこの発明の第１実施例を示す油圧回路図、第３図は圧
力制御弁の指令電流に対する制御圧の関係を示す特性線
図、第４図は可変絞りの一例を示す断面図、第５図は制
御装置の一例を示すブロック図、第６図及び第７図は夫
々制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート、第
８図は時間に対する制御圧力の関係を示す特性線図、第
９図は時間に対する制御流量の関係を示す特性線図、第
10図はこの発明の第２実施例における可変絞りの他の実
施例を示す断面図、第11図は第２実施例における制御装
置の処理手順に示すフローチャートである。 図中、FSは流体圧供給装置、11は圧力保持部、12はフェ
イルセーフ弁、13FL〜13RRは圧力制御弁、19FL〜19RRは
油圧シリンダ（流体アクチュエータ）、31は可変絞り、
32は減衰バルブ、33は可変絞り弁、34はアキュムレー
タ、40は横加速度センサ、41は前後加速度センサ、42は
制御装置である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各車輪と車体との間に介装された流体アク
    チュエータと、該流体アクチュエータに供給される流体
    供給装置からの作動流体を制御する制御弁と、車両の姿
    勢変化に応じて前記制御弁を当該姿勢変化を抑制するよ
    うに制御する姿勢変化抑制制御手段とを備えた能動型サ
    スペンションにおいて、 前記車体の加速度を検出する加速度検出手段と、この加
    速度検出手段で検出された加速度検出値の変化量を演算
    する変化量演算手段と、この変化量演算手段で演算され
    た変化量に基づいて車両の過渡的な揺動状態を検出する
    揺動状態検出手段と、前記流体アクチュエータ及び制御
    弁間の流体通路に接続された車両のばね下振動成分の圧
    力変動を吸収する蓄圧手段と、該蓄圧手段及び流体通路
    間に介装された可変絞りと、前記揺動状態検出手段で車
    両の過渡的な揺動状態が検出されたときに前記可変絞り
    の絞り開度を小さく制御する絞り特性制御手段とを備え
    たことを特徴とする能動型サスペンション。
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