JP2658511B2

JP2658511B2 - 車両用アクティブサスペンション装置

Info

Publication number: JP2658511B2
Application number: JP2160645A
Authority: JP
Inventors: 和彦青野; 喜一山田; 裕明吉田; 尚浩岸本; 隆夫森田; 明彦富樫; 忠夫田中
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1997-09-30
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: JPH0450008A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、旋回時に車体の姿勢、即ち、車体のロー
ルを制御する車両用アクティブサスペンション装置に関
する。

（従来の技術）この種のアクティブサスペンション装置は、車体と各
車輪との間の夫々に油圧シリンダを含む油圧アクチュエ
ータを介装し、これら油圧アクチュエータを介して、即
ち、油圧でもって車体を支持するようにしている。従っ
て、このように車体を油圧で支持するようにすれば、旋
回時、自動車に於ける外輪側の油圧アクチュエータの油
圧を大きくすることで、車体に発生するロールをなくす
ことができ、これにより、旋回時でも、車体の姿勢を一
定に維持することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述したように車体のロールを完全に阻止
すると、運転者は、旋回時での自動車の走行状態、例え
ば、その車速を把握し難くなり、過度な車速で旋回を実
施してしまう虞がある。

この発明の目的は、このような事情に基づいてなされ
たもので、その目的とするところは、運転者が過度の速
度で旋回しようとするのを防止して、走行の安全性を確
保することのできる車両用アクティブサスペンション装
置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上述の目的を達成するため、この発明の車両用アクテ
ィブサスペンション装置は、車体と各車輪との間に夫々
介装され、車体を油圧により支持する油圧支持手段と、
各油圧支持手段に発生させるべき油圧を制御する油圧制
御手段と、車体の横加速度を検出する横加速検出手段と
を備えており、そして、その油圧制御手段は、横加速検
出手段により検出された車体の横加速度に基づき、車両
旋回時の車体のロールを低減し、車体を水平に維持すべ
く各油圧支持手段の油圧を制御する一方、検出された車
体の横加速度の大きさが所定値以上の場合には、車体を
水平に維持するための各油圧支持手段の油圧制御を、車
体のロールが発生する方向に補正するものとなってい
る。

（作用）上述したアクティブサスペンション装置によれば、例
えば、車両が左旋回して、車体の横加速度が所定の大き
さ以上となったときのみ、油圧制御手段は、右輪側の油
圧支持手段の油圧を例えば、基準圧よりも減圧させるよ
うに、その油圧を制御する。これにより、この場合に
は、右輪側の油圧支持手段による車体の支持剛性が低下
することから、旋回時、左右輪での荷重移動に伴い、車
体に適度なロールを積極的に発生させることができる。
このようにして旋回時、車体の横加速度が大きいときに
は、車体に積極的にロールが発生されることから、この
ロールにより、運転者は、旋回の際、減速する等して危
険を回避することができる。

（実施例）第１図は、自動車の油圧アクティブサスペンション装
置の構成を示す。この図には、各輪、即ち、左右前輪及
び左右後輪の夫々に設けられる油圧支持手段としてのサ
スペンションユニット12が示されており、このサスペン
ションユニット12のサスペンションスプリング13及び単
動型の油圧シリンダからなる油圧アクチュエータ14は、
車体７と車輪８との間に介装されている。尚、第１図に
は、１つの車輪との組み合わされるサスペンションユニ
ットが代表して図示されている。

サスペンションユニット12の制御バルブ17は、油圧ア
クチュエータ14の油圧室15に連通する油路16と、後述す
る供給油路４及び排出油路６との間に介挿されている。
油路16の途中には、分岐路16aの一端が接続されてお
り、分岐路16aの他端には、アキュムレータ20が接続さ
れている。アキュムレータ20内にはガスが封入されてお
り、ガスの圧縮性により、所謂ガスばね作用が発揮され
る。そして、分岐路16aの途中には、第１絞り19が配設
されており、この第１絞り19は、アキュムレータ20と油
圧アクチュエータ14の油圧室15との間を流れる作動油の
油量を規制し、これにより、所望の振動減衰効果が発揮
される。

油路16とアキュムレータ20との間には、第１絞り19を
バイパスするバイパス路16bが接続されており、このバ
イパス路16aには、第２絞り21と切換バルブ22とが配設
されている。第２絞り21は、第１絞り19に比べ、そのオ
リフィス径が大である。切換バルブ22は、非通電時に閉
弁状態（図示状態）にあり、切換バルブ22が開弁状態に
切り換えられると、作動油は、開弁状態にある切換バル
ブ22及び第２絞り21を介して、アキュムレータ20と油圧
室15との間を流れることができ、これにより、振動減衰
効果が弱まる。即ち、切換バルブ22の開閉により、サス
ペンションユニット12のばね剛性が２段階に変化するこ
とになる。

前述した供給油路４の他端は、オイルポンプ１の吐出
側に接続されており、オイルポンプ１の吸い込み側は、
油路２を介してリザーブタンク３内に連通している。従
って、オイルポンプ１が駆動されると、リザーブタンク
３内に貯留されている作動油は、供給油路４側に吐出さ
れる。供給油路４には、オイルポンプ１側から順にオイ
ルフィルタ９、チェックバルブ10及びライン圧保持用の
アキュムレータ11が配設されている。チェックバルブ10
は、オイルポンプ１側からサスペンションユニット12側
に向かう作動油の流れのみを許容するものであり、この
チェックバルブ10によりアキュムレータ11内に高圧の作
動油を蓄えることができる。

制御バルブ17は、供給される電流値に比例して、その
弁開度を変化させるタイプのものであり、この弁開度に
応じて、供給油路４側と排出油路６側との間での油量の
給排、つまり、油圧アクチュエータ14に対する油圧の給
排を制御することができる。そして、制御バルブ17に供
給される電流値が大である程、油圧アクチュエータ14内
の油圧、即ち、その発生する支持力が増大するように構
成されている。制御バルブ17から排出油路６側に排出さ
れる作動油は、前述したリザーバタンク３に戻される。

制御バルブ17及び切換バルブ22は、油圧制御手段を構
成するコントローラ30の出力側に電気的に接続され、コ
ントローラ30からの駆動信号により、その作動が制御さ
れるようになっている。それ故、コントローラ30の入力
側には、各種のセンサが夫々接続されており、これらセ
ンサには、車体７に取付けられ、車体７に作用する横方
向の加速度を検出する横加速度センサ（横Ｇセンサ）3
1、各車輪毎に設けられ、車輪のストローク量を検出す
る車高センサ32、自動車のステアリングハンドル（図示
しない）のハンドル角を検出するハンドル角センサ33、
自動車の走行速度、即ち、車速を検出する車速センサ34
等があり、ここで、横加速度センサ31、ハンドル角セン
サ33、車速センサ34は、横加速度検出手段の一部を構成
している。

従って、前述の制御バルブ17及び切換バルブ22は、各
センサの検出信号に基づき、コントローラ30によって、
その作動が制御されることになる。

通常の走行時、切換バルブ22は閉じられており、路面
から車体に入力される僅かな振動は、油圧アクチュエー
タ14の油圧室15が第１絞り19を介してアキュムレータ20
に連通していることにより、吸収且つ減衰される。

次に、コントローラ30により制御されるサスペンショ
ンユニット12の作動、つまり、車体７のロール制御に関
し、第２図のブロック線図を参照して説明する。尚、こ
の第２図は、主として右輪側のサスペンションユニット
12の作動に関して表したものであるが、左輪側のサスペ
ンションユニット12の作動に関するブロック線図も実質
的には同様なものである。

先ず、コントローラ30に横Ｇセンサ31からの検出信号
が供給されると、コントローラ30内では、検出信号から
車体７の横加速度（横Ｇ）が求められ、そして、この横
Ｇから車体７に於ける旋回姿勢の補正量、即ち、旋回時
に於ける各輪の車高の補正量KCNが決定される。この補
正量KCNは、コントローラ30内に予め記憶されている第
３図の旋回姿勢補正マップに基づき、横Ｇの大きさから
決定されるが、ここで、第３図から明らかなように、補
正量KCNは、横Ｇの大きさが所定値G1までは０である
が、この所定値G1を越えると、横Ｇの増大に伴って、車
高を低下させる側に増大するように設定されている。

補正量KCNが決定されると、次には、この補正量KCNか
ら車体７に於ける右輪側及び左輪側での車高、即ち、対
応する油圧アクチュエータ14のストローク補正量ΔＳが
算出される。

ここで、このストローク補正量ΔＳの算出にあたって
は、今、自動車が左旋回していて、その横Ｇが所定値の
G1を越えた場合を例にすると、この場合、右輪のストロ
ーク補正量ΔＳには、第３図のマップから得た補正量KC
Nの値となるが、しかしながら、左輪のストローク補正
量は、補正値KCNの符号を反転させた値をとることにな
る。即ち、左旋回の場合、右輪側のストローク補正量Δ
STは、車高を低くさせる側の値となり、これに対し、左
輪側のストローク補正量は、車高を高くさせる側の値を
とることになる。尚、自動車が右旋回する際には、上述
した場合と逆になることは勿論である。

右輪のストローク補正量ΔSTは、次に、減算点35に
て、その車高基準目標値ST0と比較されて、その偏差で
ある補正目標ストロークST1が算出される。ここで、車
高基準目標値ST0は、車体７の車高を左右の側で同一レ
ベルに維持するための目標値を表している。そして、補
正目標ストロークST1は、この後、更に、減算点36に
て、車高センサ32から得た実ストロークSTaと比較さ
れ、その偏差に基づき、積分処理及び積分ゲイン補正を
経て、右輪に於ける制御バルブ17に向けて、その駆動制
御量が供給される。従って、制御バルブ17がその駆動制
御量に応じた電流値で作動されることで、右輪の油圧ア
クチュエータ14に供給される作動油圧量が制御され、こ
れにより、右輪側の車高が調整されることになる。

ここで、前述したように、自動車が左旋回していて、
その横Ｇが所定値G1を越えた場合には、その横Ｇの大き
さに応じて、右輪側の車高は、車高基準目標値ST0より
も低く調整され、これに対し、左輪側の車高は、車高基
準目標値ST0よりも高く調整されることとなって、旋回
時、車体７に適度なロールが発生されることになる。
尚、自動車が右旋回していて、その横Ｇが所定値G1を越
える場合にあっても、横Ｇの大きさに応じ、同様にして
車体７に適度なロールを発生できることは勿論である。
また、前述した積分ゲイン補正は、車速に応じて、車体
前後での荷重が異なるために、その積分ゲインＫを車速
と目標ストロークに応じて補正するためのものである。

一方、車速センサ34及びハンドル角センサ33からの検
出信号がコントローラ30に供給されると、コントローラ
30では、これら検出信号から、車体７に作用すると予測
される目標横加速度GYB次式に基づいて算出される。

GYB＝V²・θH/〔（１＋FV²）Ｌ・Ｐ〕ここで、Ｖは車速、θＨはハンドル角、Ｐはステアリ
ングギア比、Ｆはスタビリティファクタ、Ｌはホイール
ベースを夫々示している。

目標横加速度GYBが算出されると、次には、この目標
横加速度GYBに基づき、第４図のマップから制御ゲインK
Rが補正される。ここで、制御ゲインKRは、自動車の旋
回時、車体７の横加速度に起因する左右輪での荷重移動
を補正するように、即ち、モーメント力を打ち消すよう
に、左右輪の油圧アクチュエータ14内の油圧を、横加速
度に基づき制御するためのものであり、制御ゲインKR
は、次式により算出することができる。

KR＝Ｍ・H/（ｄ・Ａ）ここで、上式に於いて、第５図を参照すれば明らかで
あるように、Ｍは車体７の質量、Ｈは車体７の重心高、
ｄはトレッド、Ａは油圧アクチュエータ14の有効受圧面
積を示している。また、第５図に於いて、ΔＷは、横加
速度GYに応じた荷重移動量を示している。

従って、荷重移動量ΔＷを打ち消すための油圧アクチ
ュエータ14の制御圧ΔＰは、次式より表すことができ
る。

ΔＰ＝ΔW/A＝KR・GY 尚、第５図は、自動車が左旋回する場合の例を示して
いる。

従って、各輪の油圧アクチュエータ14の油圧を横加速
度GYと制御ゲインKRとで決定される上記制御圧ΔＰに基
づき制御すれば、自動車の旋回時でも、車体７にロール
を生じさせることなく、車体７を一定の姿勢に維持でき
ることになる。

しかしながら、この実施例では、前述した第４図のマ
ップから明らかなように、制御ゲインKRは、横加速度、
即ち、目標横加速度GYBが所定値G1を越えると、その目
標横加速度GYBが大きくなるに従って、その値が減少さ
れるように設定されている。

第４図のマップから目標横加速度GYBに基づき、制御
ゲインKRが決定されると、次には、油圧アクチュエータ
14の制御圧ΔＰが下式に基づき算出される。

ΔＰ＝KR・GYB そして、このようにして制御圧ΔＰが算出されると、
次には、自動車の右輪及び左輪に応じて、右輪側及び左
輪側の油圧アクチュエータ14毎に、その制御圧ΔＰが決
定される。

即ち、自動車が左旋回しようとして、その目標加速度
GYBが所定値G1を越えると、右輪側の油圧アクチュエー
タ14の制御圧には、上式で算出された制御圧ΔＰがその
まま採用される。従って、この場合、右輪側の油圧アク
チュエータ14の制御圧ΔＰは、車体７の右側の姿勢を維
持するのに要する基準制御圧に比べて減少した値とな
る。

これに対し、左輪側の油圧アクチュエータ14に於いて
は、車体７の左側の姿勢を維持するのに要する基準制御
圧に対し、右輪側での制御圧ΔＰの減少分だけ増加させ
た制御圧が採用されることになる。

上述したように右輪側の油圧アクチュエータ14の制御
圧ΔＰが決定されると、この制御圧ΔＰを発生すべく、
その制御バルブ17に向けて、その駆動制御量に対応した
電流値が供給されることになり、また、左輪側の油圧ア
クチュエータ14にも、その制御圧を発生すべく、同様に
して対応する制御バルブ17に向けて、その駆動制御量に
対応した電流値が供給されることになる。

従って、左旋回時、目標横加速度GYBが所定値G1を越
えるような場合にあっては、右輪側の油圧アクチュエー
タ14の油圧は、車体７の姿勢を維持するのに要する油圧
値よりも減少した値となり、また、逆に、左輪側の油圧
アクチュエータ14の油圧は上記油圧値よりも増加した値
となるから、この場合、車体７に適度なロールを発生さ
せることができる。

尚、自動車が右旋回しようとして、その目標横加速度
GYBが所定値G1を越えるような場合、左右輪に於ける油
圧アクチュエータ14の制御圧ΔＰは、前述した場合とは
逆向き調整され、これにより、同様にして車体７に適度
なロールを発生できることは言うまでもない。

また、第２図に示されているように、右輪側の油圧ア
クチュエータ14の制御バルブ17でみた場合、その駆動制
御量は、加算点37にて、横Ｇセンサ31側から算出される
ものと、車速センサ34及びハンドル角センサ33側から算
出されるものとを加算して求められるようになっている
ので、自動車の旋回過渡期に、未だ、横Ｇセンサ33での
応答遅れがあって、その検出した横Ｇが所定値G1を越え
ていなくても、車速センサ34とハンドル角センサ33の検
出信号から算出した目標横加速度GYBが所定値G1を越え
るような場合には、前述したように車体７に適度なロー
ルを発生させるべく、制御圧ΔＰに基づき各車輪の油圧
アクチュエータ14の油圧が制御される。これに対し、自
動車が定常旋回に移行した場合のように、目標横加速度
GYBが所定値G1よりも小さくなっても、横Ｇセンサ31で
得た横Ｇが所定値G1を越えているような場合にあって
は、前述した補正目標ストロークST1に基づき各車輪の
油圧アクチュエータ14のストロークが制御され、この場
合にも、車体７に適度なロールを発生させることができ
る。

このように旋回時、車体７に作用しようとする横加速
度又は実際に作用する横加速度が所定の大きさ以上にな
ったとき、各車輪の油圧アクチュエータ14のストローク
又はその油圧を制御して、車体に適度なロールを発生さ
せることにより、運転者は、旋回時での実際の車両の走
行状態を把握することができ、これにより、旋回の際で
のスキッドの発生を防止し、その危険性を回避すること
ができる。

更に、この実施例の場合、自動車の旋回過渡期に於い
ては、その目標横加速度GYBを車送センサ34及びハンド
ル角センサ33からの検出信号に基づき算出するようにし
たから、自動車の旋回開始時、横Ｇセンサ31から求める
場合に比べて、目標横加速度GYBを迅速に算出して、制
御バルブ17、つまり、油圧アクチュエータ14の作動遅れ
を防止することができる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば、一実施例で
は、旋回姿勢の補正量KCNを求めるに際して、横Ｇセン
サ31から得た横Ｇを利用するようにしたが、この横Ｇを
車速センサ34及びハンドル角センサ33からの検出信号か
ら算出するようにしてもよいし、又は、目標横加速度GY
Bを横Ｇセンサ31の検出信号から求めるようにしてもよ
い。また、一実施例では、旋回姿勢の補正量KCN及び制
御ゲインKRを横加速度の大きさに応じて補正するにあた
り、同一の値のG1を閾値としたが、この閾値を異ならす
ようにしてもよい。更に、油圧支持手段の具体的な構造
に関しても、第１図に示したものに限らず、適宜変更す
ることができる。

（発明の効果）以上説明したように、この発明の車両用アクティブサ
スペンション装置によれば、通常は、車体の姿勢を水平
に維持すべく制御しているが、旋回時、車体の横加速度
が所定の大きさ以上になった場合には、車体を支持する
各油圧支持手段の油圧を制御し、車体に適度なロールを
積極的に発生させるようにしたから、運転者は、このロ
ールの発生により、車両の走行状態を容易に把握でき、
これにより、過度の車速で旋回するような虞がなく、こ
の結果、走行上中でき安全性を十分に確保できる等の優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、アクテ
ィブサスペンション装置の概略的な構成図、第２図は、
コントローラにて実施されるロール制御を説明するため
のブロック線図、第３図は、横Ｇに対する旋回姿勢の補
正量を示すグラフ、第４図は、目標横加速度に対する制
御ゲインを示すグラフ、第５図は、自動車の左旋回時、
横Ｇに起因する荷重移動を説明するための図である。１……オイルポンプ、７……車体、８……車輪、15……
油圧アクチュエータ（油圧支持手段）、17……制御バル
ブ（油圧制御手段）、30……コントローラ（油圧制御手
段）、31……横Ｇセンサ、32……車高センサ、33……ハ
ンドル角センサ、34……車速センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸本尚浩東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者森田隆夫東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者富樫明彦東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者田中忠夫東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開平１−240313（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−203516（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−59412（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と各車輪との間に夫々介装され、車体
を油圧により支持する油圧支持手段と、各油圧支持手段
に発生させるべき油圧を制御する油圧制御手段とを備え
た車両用アクティブサスペンション装置において、車体の横加速度を検出する横加速度検出手段を備え、上記油圧制御手段は、上記検出された横加速度に基づい
て旋回時の車体のロールを低減し、車体を水平に維持す
べく上記各油圧支持手段の上記油圧を制御する一方、上
記検出された横加速度の大きさが所定値以上の場合に
は、運転者が感知できるロールを車体に発生させるべく
上記各油圧支持手段の上記油圧を制御することを特徴と
する車両用アクティブサスペンション装置。