JP2963150B2 - 油圧システムの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車輛の懸架系としてのアクティブサスペ
ンションシステムへの利用に最適な油圧システムの制御
方法に関する。

〔従来技術とその課題〕

油圧システムたる車輛の懸架系としてのアクティブサ
スペンションシステムとしては、従来から種々提案され
ているが、一般には、第６図に示すような構造とされて
いる。

即ち、この種アクティブサスペンションシステムは、
車輛１の四輪各部における車体1aと車軸たるサスペンシ
ョンアーム1bとの間に懸架ばね２の介在下に配設された
単動型の油圧シリンダ３有してなり、該各油圧シリンダ
３におけるそれぞれの油室3aに油圧源４からの油圧を制
御弁５を介して供給することで上記各油圧シリンダ３に
おけるシリンダ圧力を上昇させ、あるいは、上記各油室
3aからの油圧を制御弁４を介してタンク６に排出するこ
とで上記各油圧シリンダ３におけるシリンダ圧力を低下
させるように構成されていて、上記シリンダ圧力の高低
調整で車輛１の四輪各部における車高を調整し得るとし
ている。

そして、上記アクティブサスペンションシステムは、
油圧シリンダ３と制御弁５との間の油路７に油圧シリン
ダ３におけるシリンダ圧力を検出する圧力センサ7aを有
してなると共に、車体1aに車輛１の状況を検出する車輛
センサ1cを有してなるほか、さらには、図示しないが、
四輪各部における車高を検出する車高センサ、車輛１の
ローリングを検出する横加速度センサ及び車輛１のピッ
チングを検出する前後加速度センサを有してなるとして
いる。

その結果、上記圧力センサ7a及び車輛センサ1cからの
各検出信号は勿論のこと、さらには、車高センサ、横加
速度センサ及び前後加速度センサからの各検出信号がコ
ントローラ８に入力され、該コントローラ８からの電気
信号たる制御指令ｉが制御弁５に入力されて、該制御弁
５が車輛１の走行状況に応じて所謂アクティブに制御さ
れることにんなる。

尚、上記油路７には、減衰バルブとしての絞り7bと、
該絞り7bを介してのガスばね7cと、が配設されてなり、
油圧シリンダ３がその伸縮時に所謂ショックアブソーバ
として機能するように配慮されている。

それ故、上記従来例としてのアクティブサスペンショ
ンシステムにあっては、制御弁５が車輛１の走行状況に
応じて所謂アクティブに制御されることから、車輛１の
乗り心地が改善されると共に、車輛１のローリング及び
ピッチングが適正に制御されることになる。

しかしながら、この種アクティブサスペンションシス
テムにおける上記のような各種センサは、基本的には、
第７図に示すような構造に形成されている。

即ち、この種センサは、図中において左右で一対とさ
れるスプリングS,Sと、該一対のスプリングS,Sの間に釣
合状態に配設される質量ｍと、を有してなり、例えば、
図中で右方向に加速度が作用するとき、逆の左方向に慣
性力が発生して質量ｍが図中左方向に変位することにな
るので、該変位量を検出することで所謂センサとして機
能するように形成されてなる。

そこで、上記構造の各種センサを車輛１の車体1aに配
設して車輛１のローリング及びピッチングを検出し、こ
れに基いた制御弁５のアクティブな制御で、上記車輛１
におけるロール制御及びピッチ制御を可能にし得るが、
車輛１のローリングを検出する横加速度センサ及び車輛
１のピッチングを検出する前後加速度センサの実車への
装備にあっては、これを車体1aのロールセンタあるいは
ピッチセンタに配設することは殆ど不可能で、実際には
車体1aにおける重心位置やその近傍等の所謂離れた位置
に配設されている。

それ故、車輛１が殆ど平坦路に近い凹凸路あるいは平
坦路を走行する場合であっても、ステアリング操作や加
減速による車速変化で車体1aにローリングあるいはピッ
チングが招来されるのが常態であるから、この限りにお
いても、上記各種センサが所謂作動してロール制御やピ
ッチ制御のための制御弁５の作動が発現され油圧シリン
ダ２におけるシリンダ圧力が変更されることになる。

その結果、上記車輛１の通常走行時におけるローリン
グ及びピッチングが直ちに制御されなくなって車輛１の
安定した走行を期待できないだけでなく、さらには、上
記ローリング及びピッチングが増長されて却って車輛１
の走行が危険になる危惧さえある。

そこで、従来では、上記のような通常走行時に招来さ
れるローリング及びピッチングによる不都合を回避する
ために、その際の油圧シリンダ２の伸縮作動時における
発生減衰力を大きくする等して対処するとしている。

しかしながら、この減衰力を高く調整する方策の場合
には、全体としての減衰力が高くなる傾向になり、従っ
て、車輛における乗り心地を改善し得なくなる不都合が
ある。

この発明は、前記した事情に鑑みて、創案されたもの
であって、その目的とするところは、油圧シリンダの伸
縮作動時における発生減衰力を全体的に大きくする等せ
ず、横加速度センサや前後加速度センサが車体のロール
センタあるいはピッチセンタから離れた車体の重心位置
やその近傍等に配設されるとしても、車輛の通常走行時
に招来されるローリングやピッチングを直ちに制御で
き、しかも、該通常走行時におけるローリングやピッチ
ングが増長されないようにして、車輛の懸架系としての
アクティブサスペンションシステムへの利用に最適とな
る油圧システムの制御方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、車両の
四輪各部の車体と車軸との間に配設された油圧シリンダ
のシリンダ圧力を油圧源からの油圧の供給で上昇させる
と共に上記油圧シリンダからの油圧のタンクへの排出で
上記シリンダ圧力を低下させ、更に車両のローリング時
における横加速度センサからの横加速度信号と車両のピ
ッチング時における前後加速度センサからの前後加速度
信号に比例したシリンダ圧力を上記油圧シリンダに発生
させるようにした油圧システムの制御方法において、車
体のピッチセンタから車輪寄りに上下加速度センサを設
け、この上下加速度センサからの上下加速度信号を演算
してロール角加速度信号とピッチ角加速度信号を求め、
更にロール角加速度信号にロールセンタと横加速度セン
サとの間の距離に基づく比例定数を乗じた信号と、ピッ
チ角加速度信号にピッチセンタと前後加速度センサとの
間の距離に基づく比例定数を乗じた信号とをそれぞれ横
加速度センサからの横加速度信号と前後加速度センサか
らの前後加速度信号とに加減算させて横加速度信号と前
後加速度信号を補正するようにしたことを特徴とするも
のである。

〔作 用〕

それ故、油圧システムの作動時には、車輛における横
加速度信号及び前後加速度信号が車体からの上下加速度
信号を演算処理して求められた車体のロール角加速度信
号及びピッチ角加速度信号に比例定数を乗じたもので補
正されると共に、該補正された横加速度信号及び前後加
速度信号が車高センサからの車高信号に加減されて四輪
各部における各制御弁への所定の電気信号たる制御指令
として出力される。

これによって、四輪各部の各油圧シリンダにおけるそ
れぞれのシリンダ圧力が所定の値になるように油圧制御
され四輪各部における車輛車高が調整されると共に、車
輛の通常走行時のステアリング操作によるローリングや
加減速操作によるピッチングを直ちに制御することが可
能になると共に、その増長を防止し得ることになる。

そして、例えば、左側の前後輪における油圧シリンダ
の油圧が上昇傾向に調整されると共に右側の前後輪にお
ける油圧シリンダの油圧が下降傾向に調整されること
で、車輛の右急旋回等による左側へのローリングが制御
され、また、例えば、フロント側の左右輪における油圧
シリンダの油圧が上昇傾向に調整されると共にリヤ側の
左右輪における油圧シリンダの油圧が下降傾向に調整さ
れることで、車輛の急制動時等のノーズダイブによるピ
ッチングが制御されることになる。

尚、車輛の左急旋回等による右側へのローリングの制
御は、上記左側へのローリングの制御と逆になる各油圧
シリンダへの油圧制御で実現され、車輛の急発進時等の
スクウォートによるピッチングが制御も、上記ノーズダ
イブによるピッチングの制御と逆になる各油圧シリンダ
への油圧制御で実現されることになる。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基いて、この発明を詳細に説
明する。

尚、この発明の実施に際して利用される油圧システム
としては、前記従来例としての第６図に示す構造のアク
ティブサスペンションシステムで足りるが、このアクテ
ィブサスペンションシステムの構成については既に説明
したので、その説明を省略して以降はその符号の利用の
みに止め、以下には、該アクティブサスペンションシス
テムの制御方法についての説明を通じてこの発明に係る
油圧システムの制御方法を説明する。

先ず、この発明の一実施例としての油圧システムたる
アクティブサスペンションシステムの制御方法は、第１
図に示すように、横加速度信号Ｓ及び前後加速度信号Ｆ
がそれぞれ車高保持信号Ｈと加減される（図中符号11乃
至14部分参照）前に、横加速度信号Ｓにあってはロール
角加速度信号αに比例定数HRを乗じた（図中符号15部分
参照）ものが加減され（図中符号16部分参照）、前後加
速度信号Ｆにあってはピッチ角加速度信号βに比例定数
HPを乗じた（図中符号17部分参照）ものが加減されて
（図中符号18部分参照）、それぞれが補正されるように
構成されてなるとする。

そして、上記ロール角加速度信号α及びピッチ角加速
度信号βは、第２図に示すように車輛１における車体1a
のピッチセンタＰを座標原点とするように平面位置の三
箇所に配設された三つの上下加速度センサa,b,cからの
各信号Za,Zb,Zcが、加速度演算部19で演算されて上下加
速度信号Ｚと共に求められるもので、該ロール角加速度
信号α，ピッチ角加速度信号β及び上下加速度信号Ｚ
は、バウンス制御演算部20で演算されて四輪各部の各制
御弁５へのバウンス制御出力とされる。

また、上記横加速度信号Ｓ及び前後加速度信号Ｆは、
それぞれ比例定数HP及びHRを乗じたロール角加速度信号
α及びピッチ角加速度信号βで減算されて補正された後
ではあるが、それぞれ車輛のフロント側及びリヤ側にそ
れぞれ細分化されて（図中符号21乃至24部分参照）処理
され、爾後、車高保持信号Ｈと加減されて、所定の電気
信号たる制御指令ｉとして四輪各部の各制御弁５へ出力
される。

ところで、上記ロール角加速度信号α及びピッチ角加
速度信号βが乗算される比例定数HP及びHRは、第３図に
示すように車輛１のロールセンタＲと横加速度センサｓ
の配設位置との間の距離Hrに基き、第４図に示すように
車輛１のピッチセンタＰと前後加速度センサｆの配設位
置との間の距離Hpに基くものである。

即ち、車輛１が加速する際の前後加速度信号Ｆを正、
車輛１が右旋回する際の右方向からの加速度たる横加速
度信号Ｓを正、車体1aが下方に動く際の上下加速度信号
Ｚを正、車輛１の後方から見て車輛１のロールセンタＲ
を中心とする時計方向回りのロール角加速度信号α（第
３図参照）を正、車輛１の右側から見て車輛１のピッチ
センタＰを中心とする時計方向回りのピッチ角加速度信
号β（第４図参照）を正、と定める。

一方、横加速度センサｓが第３図に示すようにロール
センタＲから上方に距離Hrの位置に及び前後加速度セン
サｆが第４図に示すようにピッチセンタＰ上方に距離Hp
の位置にそれぞれ装着されているとすると、上記横加速
度センサｓに働く加速度Gr及び上記前後加速度センサｆ
に働く加速度Gpは、下式（１）（２）となる。

Gr＝Ｓ＋Hr×α …（１） Gp＝Ｆ＋Hp×β …（２） そして、車輛１の旋回時のローリング防止や車輛１の
加減速時のピッチング防止のための制御に必要な加速度
信号は、本来、横加速度信号Ｓ及び前後加速度信号Ｆで
あるので、前記加速度演算部19からの出力たるロール角
加速度信号αに上記距離Hrに相当する定数HRを乗じたも
のを減算することで横加速度Ｓが補正されると共に、上
記加速度演算部19からの出力たるピッチ角加速度信号β
に上記距離Hpに相当する定数HPを乗じたものを減算する
ことで前後加速度Ｆが補正されることになる。

従って、上記補正された値に基いてロール制御及びピ
ッチ制御を行うとすれば、車輛１が通常の路面走行を行
う際に路面入力等によって車輛１にローリングやピッチ
ングが招来される事態になっても、該回転性の振動の影
響が事前に除去されることになる。

尚、前記三つの上下加速度センサa,b,cからの各信号Z
a,Zb,Zcに基く上下加速度信号Z,ロール角加速度信号α
及びピッチ角加速度信号βは、加速度演算部19で下式
（３）乃至（５）のように演算される。

Za＝Ｚ＋xa×α＋ya×β …（３） Zb＝Ｚ＋xb×α＋yb×β …（４） Zc＝Ｚ＋xc×α＋yc×β …（５） そして、上記（３）乃至（５）式から、α，β,zは、
下式（６）乃至（８）となる。

α＝C11・Za＋C12・Zb＋C13・Zc …（６） β＝C21・Za＋C22・Zb＋C23・Zc …（７） ｚ＝C31・Za＋C32・Zb＋C33・Zc …（８） ここで、 C11＝（yc−yb）／Δ C12＝（ya−yc）／Δ C13＝（yb−ya）／Δ C21＝（xb−xc）／Δ C22＝（xc−xa）／Δ C23＝（xa−xb）／Δ C31＝（xc・yb−xb・yc）／Δ C32＝（xa・yc−xc・ya）／Δ C33＝（xb・ya−xa・yb）／Δ Δ＝xa（yc−yb）＋xb（ya−yc）＋xc（yb−ya） である。

そして、加速度演算部19での演算は、第５図に示すブ
ロック線図の如くとなる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、横加速度センサ及
び前後加速度センサからの各検出信号が車輛に招来され
るローリングやピッチングに基く加速度で一定の比例定
数の乗算下に加減されて補正され、爾後、車高保持信号
と加減されて制御弁への制御指令とされるように構成さ
れてなるので、上記横加速度センサや前後加速度センサ
が車体のロールセンタあるいはピッチセンタから離れた
車体の重心位置やその近傍等に配設された結果、車輛の
通常走行時のステアリング操作によるローリングや加減
速操作によるピッチングが招来される事態になっても、
油圧シリンダにおける発生減衰力を全体的に大きくする
等することなく、上記ローリングやピッチングの制御を
直ちに実行できると共に、上記通常走行時におけるロー
リングやピッチングが増長されないようにすることが可
能になり、車輛の懸架系としてのアクティブサスペンシ
ョンシステムへの利用に最適となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る油圧システムの制御方法を示す
制御則図、第２図は三つの上下加速度センサの配設状態
を示す概略平面図、第３図はローリング時の概略状況
図、第４図はピッチング時の概略状況図、第５図は加速
度演算部での演算を示すブロック線図、第６図は従来例
としての油圧システムたるアクティブサスペンションシ
ステムを示す回路図、第７図はセンサの構造の一例を示
す概略図である。 〔符号の説明〕 １……車両、1a……車体、1b……車軸たるサスペンショ
ンアーム、３……油圧シリンダ、４……油圧源、６……
タンク、Ｆ……前後加速度信号、HP,HR……比例定数、
Ｓ……横加速度信号、Za,Zb,Zc……上下加速度センサか
らの信号、α……ロール角加速度信号、β……ピッチ角
加速度信号、a,b,c……上下加速度センサ、ｓ……横加
速度センサ、ｆ……前後加速度センサ、Hr……距離、Hp
……距離、Ｐ……ピッチセンタ、Ｒ……ロールセンタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の四輪各部の車体と車軸との間に配設
   された油圧シリンダのシリンダ圧力を油圧源からの油圧
   の供給で上昇させると共に上記油圧シリンダからの油圧
   のタンクへの排出で上記シリンダ圧力を低下させ、更に
   車両のローリング時における横加速度センサからの横加
   速度信号と車両のピッチング時における前後加速度セン
   サからの前後加速度信号に比例したシリンダ圧力を上記
   油圧シリンダに発生させるようにした油圧システムの制
   御方法において、車体のピッチセンタから車輪寄りに上
   下加速度センサを設け、この上下加速度センサからの上
   下加速度信号を演算してロール角加速度信号とピッチ角
   加速度信号を求め、更にロール角加速度信号にロールセ
   ンタと横加速度センサとの間の距離に基づく比例定数を
   乗じた信号と、ピッチ角加速度信号にピッチセンタと前
   後加速度センサとの間の距離に基づく比例定数を乗じた
   信号とをそれぞれ横加速度センサからの横加速度信号と
   前後加速度センサからの前後加速度信号とに加減算させ
   て横加速度信号と前後加速度信号を補正するようにした
   ことを特徴とする油圧システムの制御方法。