JP3096048B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置

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JP3096048B2
JP3096048B2 JP02171194A JP17119490A JP3096048B2 JP 3096048 B2 JP3096048 B2 JP 3096048B2 JP 02171194 A JP02171194 A JP 02171194A JP 17119490 A JP17119490 A JP 17119490A JP 3096048 B2 JP3096048 B2 JP 3096048B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車両のサスペンション装置に関するものであ
る。
(従来技術) 車両のサスペンションは、一般にパッシブサスペンシ
ョンと呼ばれるように、油圧緩衝器とばね(一般にはコ
イルばね)とからなるダンパユニットを有して、あらか
じめ設定されたダンパユニットの特性によってサスペン
ション特性が一律に設定される。勿論、油圧緩衝器の減
衰力を可変にすることも行なわれているが、これによっ
てサスペンション特性が大きく変更されるものではな
い。
一方、最近では、アクティブサスペンションと呼ばれ
るように、サスペンション特性を任意に変更し得るよう
にしたものが提案されている、このアクティブサスペン
ションにあっては、基本的に、各車輪と車体との間にシ
リンダ装置が架設されて、該シリンダ装置に対する作動
液の供給と排出とを制御することによりサスペンション
特性が変更される(特開昭63−130418号公報参照)。
このアクティブサスペンションにおいては、外部から
の作動液の給排ということにより、車高制御、ロール制
御、ピッチ制御等種々の姿勢制御のためにサスペンショ
ン特性が大きく変更され得る。
(発明が解決しようとする問題点) 上述のようなアクティブサスペンションの実用化に向
けて種々研究した結果、駆動輪のレーシングすなわち駆
動輪が路面に対して空転するような状態が発生し易い、
ということが判明した。この点を詳述すると、姿勢制御
によってロール抑制を行なう場合、旋回内輪側の車高が
低くなるようにシリンダ装置から作動液が排出され、こ
の結果シリンダ装置の内圧が低下される。そして、この
ようなロールの抑制制御を行なっている際に、さらにシ
リンダ装置から作動液を排出するような姿勢制御が要求
されるような事態、例えば路面の凹所に駆動輪が落ち込
むことに起因する車高増大を抑制すべく作動液の排出が
さらに行なわれると、シリンダ装置の内圧が極端に低下
してレーシングを生じてしまうことになる。すなわち、
シリンダ装置の内圧というものはつまるところ車輪の接
地荷重を示すことになるが、駆動輪用のシリンダ装置の
内圧が極端に小さくなるとこの接地荷重が極端に小さく
なって、駆動輪にレーシングが生じることになる。
上述のレーシング現象は、各シリンダ装置に対して、
路面からの高周波振動吸収等のために例えばガスばねの
ようなアキュムレータを接続した形式のものにおいて顕
著となる。すなわち、ガスばねは、その配置スペースの
観点からその容量に制限を受ける一方、最小限の車高維
持を行なうためにはそのプリセット圧力としてかなり大
きい圧力(シリンダ装置の最低内圧)が要求される。こ
のように、最低限要求される圧力が大きいということ
は、圧力低下方向への制御にかなりの制約を受けること
になり、このため前述のレーシングを生じ易いものとな
る。
したがって、本発明の目的は、各車輪毎に設けたシリ
ンダ装置への作動液給排を制御して車体の姿勢制御を行
なうものにおいて、駆動輪のレーシングを防止し得るよ
うにした車両のサスペンション装置を提供することを目
的とする。
(発明の構成、作用) 上記目的を達成するため、本発明はその第1の構成と
して、次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲
における請求項1に記載のように、 車体と各車輪との間に架設され、作動液の給排に応じ
て車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、
対応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給
排制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御
する姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の
内圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下
となった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を
禁止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与え
る制限手段と、 前記制限手段が作動したときに、前記給排制御弁を制
御して、駆動輪側の車高を強制的に低下させる車高低下
手段と、 を備えた構成としてある。
上記目的を達成するため、本発明はその第2の構成と
して、次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲
における請求項2に記載のように、 車体と各車輪との間に架設され、作動液の給排に応じ
て車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、
対応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給
排制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御
する姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の
内圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下
となった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を
禁止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与え
る制限手段と、 前記制限手段が作動したときでかつ所定以上の旋回状
態となったときに、前記姿勢制御手段によるロール制御
用の制御ゲインを低下させる制御ゲイン低下手段と、 を備えた構成としてある。
上記目的を達成するため、本発明はその第3の構成と
して、次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲
における請求項3に記載のように、 車体と各車輪との間に架設され、作動液の給排に応じ
て車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、
対応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給
排制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御
する姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の
内圧を所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下
となった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を
禁止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与え
る制限手段と、 前記制限手段が作動したときに、前記内圧検出手段で
検出される内圧が所定幅内の圧力を維持するような制御
を行ないつつ、該内圧が所定値以下になるのを防止する
内圧制御手段と、 を備えた構成としてある。
上記目的を達成するため、本発明はその第4の構成と
して、次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲
における請求項4に記載のように、 車体と各車輪との間に架設され、作動液の給排に応じ
て車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、
対応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給
排制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御
する姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の
内圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下
となった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を
禁止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与え
る制限手段と、 前記制限手段が作動しているときでかつ内圧が前記所
定値以下となった駆動輪用シリンダ装置のリバウンド状
態が検出されたときに、該内圧が大きく低下しないよう
に内圧維持の制御を行なう内圧制御手段と、 を備えた構成としてある。
(発明の効果) 請求項1によれば、内圧が所定値以下となってレーシ
ングを生じる可能性のある状態となったときは、強制的
に車高を低下させることにより、内圧がさらに大きく低
下し過ぎるのを防止して、レーシング発生が防止され
る。
請求項2によれば、内圧が所定値以下となってレーシ
ングを生じる可能性のある状態となったときは、内圧低
下の原因となるロール抑制制御の制御ゲインを低下させ
ることにより、内圧がさらに大きく低下し過ぎるのを防
止して、レーシング発生が防止される。
請求項3によれば、内圧が所定値以下となってレーシ
ングを生じる可能性のある状態となったときは、内圧を
所定幅内とするための制御を積極的に行うことにより、
内圧がさらに大きく低下し過ぎるのを防止して、レーシ
ング発生が防止される。
請求項4によれば、内圧が所定値以下となってレーシ
ングを生じる可能性のある状態となったときは、レーシ
ングが生じる可能性が極めて高くなるリバウンドを検出
した時点で見込み的に内圧維持の制御を積極的に行うこ
とにより、内圧がさらに大きく低下し過ぎるのを防止し
て、レーシング発生が防止される。
(実施例) 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。なお、以下の説明で数字と共に用いる符号「F」は
前輪用、「R」は後輪用であり、また「FR」は右前輪
用、「FL」は左前輪用、「RR」は右後輪用、「RL」は左
後輪用を意味し、したがって、これ等を特に区別する必
要のないときはこれ等の識別符号を用いないで説明する
こととする。
作動液回路 第1図において、1(1FR、1FL、1RR、1RL)はそれぞ
れ前後左右の各車輪毎に設けられたシリンダ装置で、こ
れ等は、ばね下重量に連結されたシリンダ2と、該シリ
ンダ2内より延びてばね上重量に連結されたピストンロ
ッド3とを有する。シリンダ2内は、ピストンロッド3
と一体のピストン4によってその上方に液室5が画成さ
れているが、この液室5と下方の室とは連通されてい
る。これにより、液室5に作動液が供給されるとピスト
ンロッド3が伸長して車高が高くなり、また液室5から
作動液が排出されると車高が低くなる。
各シリンダ装置1の液室5に対しては、ガスばね6
(6FR、6FL、6RR、6RL)が接続されている。この各ガス
ばね6は、小径とされた4本のシリンダ状ばね7により
構成され、各シリンダ状ばね7は互いに並列にかつオリ
フィス8を介して液室5と接続されている。そして、こ
れ等4本のシリンダ状ばね7のうち、1本を除いて、残
る3本は、切換弁9を介して液室5と接続されている。
これにより、切換弁9を図示のような切換位置としたと
きは、4本のシリンダ状ばね7がそのオリフィス8を介
してのみ連通され、このときの減衰力が小さいものとな
る。また、切換弁9が図示の位置から切換わると、3本
のシリンダ状ばね7は切換弁9内に組込まれたオリフィ
ス10をも介して液室5と連通されることとなり、減衰力
が大きいものとなる。勿論、切換弁9の切換位置の変更
により、ガスばね6によるばね特性も変更される。そし
て、このサスペンション特性は、シリンダ装置1の液室
5に対する作動液の供給量を変更することによっても変
更される。
図中11はエンジンにより駆動されるポンプで、リザー
バタンク12よりポンプ11が汲上げた高圧の作動液が、共
通通路13に吐出される。共通通路13は、前側通路14Fと
後側通路14Rとに分岐されて、前側通路14Fはさらに右前
側通路14FRと、左前側通路14FLとに分岐されている。こ
の右前側通路14FRは、右前輪用シリンダ装置1FRの液室
5に接続され、また左前側通路14FLは、左前輪用シリン
ダ装置1FLの液室5に接続されている。この右前側通路1
4FRには、その上流側より、供給用流量制御弁15FR、遅
延弁としてのパイロット弁16FRが接続されている。同様
に、左前側通路14FLにも、その上流側より、供給用流量
制御弁15FL、パイロット弁16FLが接続されている。
右前側通路14FRには、両弁15FRと16FRとの間より右前
側通路用の第1リリーフ通路17FRが連なり、この第1リ
リーフ通路17FRは最終的に、前輪用リリーフ通路18Fを
経てリザーバタンク12に連なっている。そして、第1リ
リーフ通路17FRには、排出用流量制御弁19FRが接続され
ている。また、パイロット弁16FR下流の通路14FRは、第
2リリーフ通路20FRを介して第1リリーフ通路17FRに連
なり、これにはリリーフ弁21FRが接続されている。さら
に、シリンダ装置1FR直近の通路14FRには、フィルタ29F
Rが介設されている。このフィルタ29FRは、シリンダ装
置1FRとこの最も近くに位置する弁16FR、21FRとの間に
あって、シリンダ装置1FRの摺動等によってここから発
生する摩耗粉が当該弁16FR、21FR側へ流れるのを防止す
る。
なお、左前輪用の通路構成も右前輪用通路構成と同様
に構成されているので、その重複した説明は省略する。
前記共通通路13にはメインのアキュムレータ22が接続
され、また前輪用リリーフ通路18Fにもアキュムレータ2
3Fが接続されている。このメインのアキュムレータ22
は、後述するサブのアキュムレータ24と共に作動液の蓄
圧源となるものであり、シリンダ装置1に対する作動液
供給量に不足が生じないようにするためのものである。
また、アキュムレータ23Fは、前輪用のシリンダ装置1
内の高圧の作動液が低圧のリザーバタンク12へ急激に排
出されるのを防止、すなわちウオータハンマ現象を防止
するためのものである。
後輪用シリンダ装置1RR、1RLに対する作動液給排通路
も前輪用と同様に構成されているので、その重複した説
明は省略する。ただし、後輪用通路にあっては、パイロ
ット弁21FR、21FLに相当するものがなく、また後輪通路
14Rには、メインのアキュムレータ22からの通路長さが
前輪用のものよりも長くなることを考慮して、サブのア
キュムレータ24が設けられている。
前記共通通路13、すなわち前後輪用の各通路14F、14R
は、リリーフ通路25を介して、前輪用のリリーフ通路18
Fに接続され、該リリーフ通路25には、電磁開閉弁から
なる制御弁26が接続されている。
なお、第1図中27はフィルタ、28はポンプ11からの吐
出圧が所定の範囲内となるように調整するための調圧弁
であり、この調圧弁28は、実施例ではポンプ11を可変容
量型斜板ピストン式として構成して、該ポンプ11に一体
に組込まれたものとなっている(吐出圧120〜160kg/c
m2)。
前記パイロット弁16は、前後用の通路14Fあるいは14
R、したがって共通通路13の圧力とシリンダ装置1側の
圧力との差圧に応じて開閉される。このため、前輪用の
パイロット弁16FR、16FLに対しては、通路14Fより分岐
された共通パイロット通路31Fが導出され、該共通パイ
ロット通路31Fより分岐された2本の分岐パイロット通
路のうち一方の通路31FRがパイロット弁16FRに連なり、
また他方の通路31FLがパイロット弁16FLに連なってい
る。そして、上記共通パイロット通路31Fには、オリフ
ィス32Fが介設されている。なお、後輪用のパイロット
通路も同様に構成されている。
上記各パイロット弁16は、例えば第2図のように構成
されており、図示のものは右前輪用のものを示してあ
る。このパイロット弁16は、そのケーシング33内に、通
路14FRの一部を構成する主流路34が形成され、該主流路
34に対して、通路14FRが接続される。上記主流路34の途
中には弁座35が形成され、ケーシング33内に摺動自在に
嵌挿された開閉ピストン36がこの弁座35に離着座される
ことにより、パイロット弁16FRが開閉される。
上記開閉ピストン36は、弁軸37を介して制御ピストン
38と一体化されている。この制御ピストン38は、ケーシ
ング33内に摺動自在に嵌挿されて該ケーシング33内に液
室39を画成しており、該液室39は、制御用流路40を介し
て分岐パイロット通路31FRと接続されている。そして、
制御ピストン36は、リターンスプリング41により、開閉
ピストン36が弁座35に着座する方向、すなわちパイロッ
ト弁16FRが閉じる方向に付勢されている。さらに、制御
ピストン38には、連通口42を介して、液室39とは反対側
において、主流路34の圧力が作用される。これにより、
液室39内(共通通路13側)の圧力が、主流路34内(シリ
ンダ装置1FR側)の圧力の1/4以下となると、開閉ピスト
ン36が弁座35に着座してパイロット弁16FRが閉じられ
る。
ここで、パイロット弁16FRが開いている状態から、共
通通路13側の圧力が大きく低下すると、オリフィス32F
の作用によりこの圧力低下は遅延されて液室39に伝達さ
れ、したがって当該パイロット弁16FRは上記圧力低下か
ら遅延して閉じられることになる(実施例ではこの遅延
時間を約1秒として設定してある)。
次に、前述した各弁の作用について説明する。
切換弁9 切換弁9は、実施例では、旋回中においてのみ減衰力
が大きくなるように切換作動される。
リリーフ弁21 リリーフ弁21は、常時は閉じており、シリンダ装置1
側の圧力が所定値以上(実施例では160〜200kg/cm2)に
なると、開かれる。すなわちシリンダ装置1側の圧力が
異常上昇するのを防止する安全弁となっている。
勿論、リリーフ弁21は、後輪用のシリンダ装置1RR、1
RLに対しても設けることができるが、実施例では、重量
配分が前側の方が後側よりもかなり大きく設定された車
両であることを前提としていて、後輪側の圧力が前輪側
の圧力よりも大きくならないという点を勘案して、後輪
側にはリリーフ弁21を設けていない。
流量制御弁15、19 供給用および排出用の各流量制御弁15、19共に、電磁
式のスプール弁とされて、開状態と閉状態とに適宜切換
えられる。ただし、開状態のときは、その上流側と下流
側との差圧がほぼ一定となるような差圧調整機能を有す
るものとなっている(流量制御の関係上、この差圧を一
定にすることが要求される)。さらに詳しくは、流量制
御弁15、19は、供給される電流に比例してそのスプール
の変位位置すなわち開度が変化され、この供給電流は、
あらかじめ作成、記憶された流量−電流の対応マップに
基づいて決定される。すなわち、供給電流が、そのとき
の要求流量に対応している。
この流量制御弁15、19の制御によってシリンダ装置1
への作動液供給と排出とが制御されて、サスペンション
特性が制御されることになる。
これに加えて、イグニッションOFFのときは、このOFF
のときから所定時間(実施例では2分間)、車高を低下
させる方向の制御だけがなされる。すなわち、降車等に
起因する積載荷重の変化を勘案してして車高が部分的に
高くなってしまうのを防止する(基準車高の維持)。
制御弁26 制御弁26は、常時は励磁されることによって閉じら
れ、フェイル時に開かれる。このフェイル時としては、
例えば流量制御弁15、19の一部が固着してしまった場
合、後述するセンサ類が故障した場合、作動液の液圧が
失陥した場合、ポンプ11が失陥した場合等がある。
これに加えて実施例では、制御弁26は、イグニッショ
ンOFFのときから所定時間(例えば2分)経過した後に
開かれる。
なお、この制御弁26が開いたときは、パイロット弁16
が遅れて閉じられることは前述の通りである。
パイロット弁16 既に述べた通り、オリフィス32F、32Rの作用により、
共通通路13の圧力が低下してから遅延して開かれる。こ
のことは、例えば流量制御弁15の一部が開きっぱなしと
なったフェイル時に、制御弁26の開作動に起因するパイ
ロット圧低下によって通路14FR〜14RLを閉じて、シリン
ダ装置1FR〜1RL内の作動液を閉じこめ、車高維持が行な
われる。勿論、このときは、サスペンション特性はいわ
ゆるパッシブなものに固定される。
制御系 第3図は、第1図に示す作動液回路の制御系統を示す
ものである。
この第3図において、WFRは右前輪、WFLは左前輪、WR
Rは右後輪、WRLは左後輪であり、Uはマイクロコンピュ
ータを利用して構成された制御ユニットである。この制
御ユニットUには各センサ51FR〜51RL、52FR〜52RL、53
FR、53FL、53Rおよび61〜63からの信号が入力され、ま
た制御ユニットUからは、切換弁9、前記流量制御弁15
(15FR〜15RL)、19(19FR〜19RL)および制御弁26に対
して出力される。
上記センサ51FR〜51RLは、各シリンダ装置1FR〜1RLに
設けられてその伸び量、すなわち各車輪位置での車高を
検出するものである。センサ52FR〜52RLは、各シリンダ
装置1FR〜1RLの液室5の圧力を検出するものである(第
1図をも参照)。センサ53FR、53FL、53Rは、上下方向
の加速度を検出するGセンサである。ただし、車両Bの
前側については前車軸上でほぼ左対称位置に2つのGセ
ンサ53FR、53FLが設けられているが、車両Bの後部につ
いては、後車軸上において左右中間位置において1つの
Gセンサ53Rのみが設けられている。このようにして、
3つのGセンサによって、車体Bを代表する1つの仮想
平面が規定されているが、この仮想平面は略水平面とな
るように設定されている。上記センサ61は車速を検出す
るものである。上記センサ62はハンドルの操作速度すな
わち舵角速度を検出するものである。上記センサ63は、
車体に作用する横Gを検出するものである(実施例では
車体のZ軸上に1つのみ設けてある)。
制御ユニットUは、基本的には、第4A図、第4B図に概
念的に示すアクティブ制御、すなわち実施例では、車両
の姿勢制御(車高信号制御および車高変位速度制御)
と、乗心地制御(上下加速度信号制御)と、車両のねじ
り制御(圧力信号制御)とを行なう。そして、これ等各
制御の結果は、最終的に、流量調整手段としての流量制
御弁15、19を流れる作動液の流量として表われる。
アクティブ制御 さて次に、各センサの出力に基づいてサスペンション
特性をどのように制御するかの一例について、第4A図、
第4B図を参照しつつ説明する。
この制御の内容は、大別して、もっとも基本となる車
高センサの出力およびその微分値(車高変位速度)に基
づいて車体Bの姿勢制御を行なう制御系X1、X2と、Gセ
ンサの出力に基づいて乗心地制御を行なう制御系X3と、
圧力センサの出力に基づいて車体Bのねじれ抑制制御を
行なう制御系X4と、横Gセンサ63の出力に基づくロール
振動低減制御X5とからなり、以下に分説する。
制御X1(車高変位成分) この制御は、バウンスと、ピッチ(ピッチング)と、
ロールとを抑制する3つの姿勢側制御からなり、各制御
は、P制御(比例制御)によるフィードバック制御とさ
れる。
まず、符号70は、車高センサ51FR〜51RLのうち、左右
の前輪側の出力XFR,XFLを合計するとともに、左右の後
輪側の出力XRR,XRLを合計して、車両のバウンス成分を
演算するバウンス成分演算部である。符号71は、左右の
前輪側の出力XFR,XFLの合計値から、左右の後輪側の出
力XRR,XRLの合計値を減算して、車両のピッチ成分を演
算するピッチ成分演算部である。符号72は、左右の前輪
側の出力の差分XFR−XFLと、左右の後輪側の出力の差
分XRR−XRLとを加算して、車両のロール成分を演算す
るロール成分演算部である。
符号73は、前記バウンス成分演算部70で演算された車
両のバウンス成分、及び目標平均車高決定部91からの目
標車高信号THが入力され、ゲイン係数KB1に基づい
て、バウンス制御での各車輪の流量制御弁に対する制御
量を演算するバウンス制御部である。符号74は、ピッチ
成分演算部71で演算された車両のピッチ成分、および目
標ピッチ量決定部92からの目標ピッチ量Tpが入力され、
ゲイン係数KP1に基づいて、目標ピッチ量Tpに対応した
車高となるようにピッチ制御での各流量制御弁の制御量
を演算するピッチ制御部である。符号75は、ロール成分
演算部72で演算された車両のロール成分、及び目標ロー
ル量決定部93からの目標ロール量TRが入力され、ゲイ
ン係数KRF1,KRR1に基づいて、目標ロール量TRに対応
する車高になるように、ロール制御での各流量制御弁の
制御量を演算するロール制御部である。
そして、車高を目標車高に制御すべく、前記各制御部
73、74、75で演算された各制御量は、各車輪毎にその正
負が反転(車高センサ51FR〜51RLの車高変位信号の正負
とは逆になるように反転)させられ、その後、各車輪に
対するバウンス、ピッチ、ロールの各制御量が加算さ
れ、制御系X1において、対応する比例流量制御弁の流量
信号QFR1,QFL1,QRR1,QRL1が得られる。
ここで、目標車高THとしては、例えば車両の最低地
上高で示した場合例えば150mmというようにある一定値
のままとすることができる。また、目標車高THを変化
させることもでき、この場合は、例えば車高に応じて段
階的あるいは連続可変式にTHを変更することができる
(例えば車速が80km/h以上となったときに、最低地上高
を130mmにする)。
なお、目標ピッチ量Tp,目標ロール量TRについては後
述する。
制御系X2(車高変位速度成分) 制御系X2においては、ピッチ制御とロール制御とが行
われる。
先ず、ピッチ制御部78に対して、前記ピッチ成分演算
部71からのピッチ成分と、目標ピッチ量TPとが入力さ
れる。このピッチ制御部78は、目標ピッチ量TPから離
れる方向へのピッチ成分(車体前部の車高と車体後部の
車高との偏差となる)の変化速度、すなわち車高センサ
51FR〜51RLからの信号のサンプリング時間(実施例では
10msec)毎の変化量が求められる。そして、ピッチ量を
増大させる方向への変化速度が小さくなるように、制御
ゲインKP2を用いて、各流量制御弁に対する制御流量を
決定する。
また、ロール制御部79に対しては、前記ロール量演算
部72からのロール量(ロール角)と目標ロール量決定手
段からの目標ロール量TRとが入力される。このロール
制御部79は、左右前輪と左右後輪との各組毎に、目標ロ
ール量TRから離れる方向への実際のロール量の変化速
度が小さくなるように、制御ゲインKRF2あるいはKRR2
を用いて、各流量制御弁に対する制御流量を決定する。
上記各制御部78、79で決定された制御量は、それぞれ
の正負が反転された後、各流量制御弁(各シリンダ装置
1FR〜1RL)毎に加算されて、制御系X2における制御流量
QFR2,QFL2,QRR2,QRL2が決定される。なお、各制御部7
8、79において示す「S」は微分を示す演算子である。
制御系X3(上下加速度成分) 先ず、符号80は、3個の上下加速度センサ53FR、53F
L、53Rの出力GFR,GFL,GRを合計して、車両のバウンス
成分を演算するバウンス成分演算部である。符号81は、
3個の上下加速度センサ53FR、53FL、53Rのうち、左右
の前輪側の出力GFR,GFL,の各半分値の合計値から、後
輪側の出力GRを演算して、車両のピチ成分を演算する
ピッチ成分演算部である。符号82は、右側前輪側の出力
GFRから、左側前輪側の出力GFLを減算して、車両のロ
ール成分を演算するロール成分演算部である。
そして、符号83は、前記バウンス成分演算部80で演算
された車両のバウンス成分が入力され、ゲイン係数KB3
に基づいてバウンス制御での各車輪の流量制御弁に対す
る制御量を演算するバウンス制御部である。符号84は、
ピッチ成分演算部81で演算された車両のピッチ成分が入
力され、ゲイン係数KP3に基づいて、ピッチ制御での各
流量制御弁の制御量を演算するピッチ制御部である。符
号85は、ロール成分演算部82で演算された車両のロール
成分が入力され、ゲイン係数KRF3,KRR3に基づいて、ロ
ール制御での各流量制御弁の制御量を演算するロール制
御部である。
そして、車両の上下振動をバウンス成分、ピチ成分、
ロール成分で抑えるべく、前記各制御部83〜85で演算さ
れた各制御量は、各車輪毎にその正負が反転させられ、
その後、各車輪に対するバウンス、ピッチ、ロールの各
制御量が加算され、制御系X3において、対応する比例流
量制御弁の流量信号QFR3,QFL3,QRR3,QRL3が得られる。
制御系X4 先ず、ウオープ制御部90を備えて、これは前輪側の液
圧比演算部90aと、後輪側の液圧比演算部90bを備えてい
る。
上記前輪側の液圧比演算部90aは、前輪側の2個の液
圧センサ52FR、52FLの液圧信号PFR,PFLが入力されて、
前輪側の合計液圧(PFR+PFL)に対する左右の液圧差
(PFR−PFL)の比(PFR−PFL)/(PFR+PFL)を
演算する。また後輪側の液圧比演算部90bは、後輪側で
同様の液圧比(PRR−PRL)/(PRR+PRL)を演算す
る。
そして、後輪側の液圧比をゲイン係数ωFで所定倍し
た後、これを前輪側の液圧比から減算し、その結果を、
ゲイン係数ωFで所定倍すると共に、前輪側ではゲイン
係数ωCで所定倍し、その後、各車輪に対する制御量を
左右輪間で均一化すべく反転して、制御系X4において、
対応する流量制御弁の流量信号QFR4,QFL4,QRR4,QRL4が
得られる。
制御系X5(横G成分) 制御検出X5は、横Gセンサ63からの信号に基づいて、
車体に作用する横Gが大きくなるのを抑制して、ロール
振動低減のためにされる。この制御系X5では、制御部10
0で制御ゲインKGに基づいて得られた信号を、右側車輪
と左側車輪とで符号を反転して、対応する流量制御弁の
流量信号QFR5,QFL5,QRR5,QRL5が得られる。そして、前
側と後側とでの制御比率が、係数AGFによって変更され
る。
各制御系X1〜X4の総合 以上のようにして、各流量制御弁ごとに決定された流
量信号の車高変位成分QFR1,QFL1,QRR1,QRL1,車高変位
速度成分QFR2,QFL2,QRR2,QRL2,上下加速度成分QFR3,
QFL3,QRR3,QRL3,圧力成分QFR4,QFL4,QRR4,QRL4、横G
成分QRF5,QFL5,QRR5,QRL5は、最終的に加算され、最終
的なトータル流量信号QFR,QFL,QRR,QRLが得られる。
第4A図、第4B図で用いられた制御ゲイン等の具体的な
設定例を、次の第1表に示してある。
この第1表において、第4A図、第4B図において示され
ていない符号の意味するところは次の通りである。先
ず、XHは車高信号対応で、その不感帯設定用である。
GGは上下方向および横方向の各Gセンサ対応で、その
不感帯設定用である。QMAXは流入、流出についての最
大流量の制限設定用である。PMAXは流入圧力の制限設
定用であり、PMINは排出圧力の制限設定用である。
また、第1表において、モード1からモード7まで設
定されているが、各モードの設定特性は次の通りであ
る。先ず、モード1は、エンジンOFF後60秒間使用され
るもので、停車中の車高変位防止用である。モード2は
車速零のときに使用されるもので、車両姿勢の保持のた
めのものである。モード3ないしモード7は走行中に使
用されるもので、モード3は乗心地重視の設定であり、
モード4は逆ロール設定用であり、モード5は乗心地と
操縦安定性との両立を図るものであり、モード6は乗心
地と姿勢保持との両立を図るものであり、モード7は操
縦安定性を重視した設定である。これ等モード3〜モー
ド7の使用領域の設定は、第5図あるいは第6図に示す
ように車速と横Gとをパラメータとして切換えられ、第
5図と第6図の態様の切換えは別途設けたモード切換ス
イッチ64によってなされる(第3図参照)。なお、目標
車高THは所定の基準車高(例えば最低地上高で160mm相
当)を基準にして車速に応じて変更され、目標ロール車
高TRは横Gをパラメータとして変更される。
モード1〜モード7の間でのモード変更の際、高いモ
ードへの移行時例えばモード3からモード5あるいはモ
ード6への移行時等は、遅延を行なうことなく直ちに行
なわれる。これに対して、低モードへ移行時例えばモー
ド7からモード5あるいはモード3への移行時等は、モ
ードを1つつづく順次小さくしていくと共に、この1つ
のモード低下の際毎にそれぞれ所定の遅延時間が設定さ
れる。より具体的には、モード7からモード5へ移行す
る場合を考えると、モード7→遅延時間経過→モード6
→遅延時間経過→モード5というように変更される。
レーシング防止の制御 さて次に、第7図に示すフローチャートを参照しつ
つ、レーシング防止の制御について説明する。なお、以
下の説明でSはステップを示す。
先ず、S1において各シリンダ装置1の内圧のうちもっ
とも小さい内圧がP1として設定され、次いでS2において
最低圧P1が40kgf/cm2(最低車高を維持するのに必要な
プリセット圧に相当)以下であるか否かが判別される。
このS2の判別でYESのときは、S3において、最低圧P1
シリンダ装置が駆動輪用のものであるか否かが判別され
る。このS3の判別でNOのとき、および上記S2の判別でNO
のときは、いずれもレーシングレーシングの問題は生じ
ないときであるとして、S4において前述した通常のアク
ティブ制御が行なわれる。
S3の判別でYESのときは、S5において、ウオープ制御
用の制御ゲインωcが1.2に、また横加速度信号に基づ
く制御ゲインAGFが1.2というようにそれぞれ大きい値
に補正される。この制御ゲインの補正は、つまるところ
アンダステアリング傾向を強める方向の補正を行なっ
て、車両の安定性を向上させるためのものであり、した
がってこのようなアンダステアリング傾向を強めるもの
であれば、アクティブ制御用の他の適宜の制御ゲインを
補正してもよい。
S5の後、S6において、最低圧P1が30kgf/cm2以下であ
るか否かが判別される。このS6の判別でNOのときは、最
低圧P1が上昇する可能性が十分であるときであるとし
て、前回の制御をそのまま維持すべくリターンされる。
上記S6の判別でYESのときは、S7において、最低圧P1
となっているシリンダ装置からの作動液排出が禁止され
る。次いで、S8において、最低圧P1が25kgf/cm2以下で
あるか否かが判別される。このS8の判別でNOのときは、
S9において、駆動輪側の目標車高(実施例では後輪が駆
動輪なので車体後部)を、基準車高から強制的に20mm低
下させる制御が行なわれる。
S9の後、S10において、車体に作用する横Gが所定値
以上の大きい状態であるか否か、すなわち極端なレーシ
ングが生じる可能性の高い急旋回時であるか否かが判別
される。このS10の判別でNOのそのままリタン−される
が、S10の判別でYESのときは制御ゲインKRR1、KRR2お
よびKRR3をそれぞれ低下させて、ロール抑制制御の度
合が低下される。
前記S8の判別でYESのときは、S12において、最低圧P1
を30kgf/cm2とする制御を行なって、すなわち作動液の
供給制御を行なって、S8へ戻る。
ここで、駆動輪用シリンダ装置の最低圧P1が40kgf/cm
2以下となった時点で駆動輪にリバウンドが生じたと
き、特にリバウンド方向への車高変化の速度あるいは加
速度が大きいときは、即座にS7の処理を行なうと共に、
S12の処理を行ない、この後S9へ移行するような処理を
行なってもよい(最低圧P1が25kgf/cm2以下に低下する
前に、見込み制御的に25kgf/cm2以下とならないよう、
かつ所定圧力30kgf/cm2を維持するような制御の実
行)。
【図面の簡単な説明】
第1図はアクティブサスペンションの全体回路例を示す
図。 第2図は第1図中のパイロット弁の一例を示す断面図。 第3図は第1図に示す回路の制御系統を示す図。 第4A図、第4B図はアクティブ制御を行なうための一例を
示す全体系統図。 第5図、第6図は各モードの使用領域の設定例を示す
図。 第7図は本発明の制御例を示すフローチャート。 1FR〜1RL:シリンダ装置 15FR〜15RL:供給用制御弁 19FR〜19RL:排出用制御弁 51FR〜51RL:車高センサ U:制御ユニット 5:液室 7:ガスばね(アキュムレータ)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−266010(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60G 17/015

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車体と各車輪との間に架設され、作動液の
    給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、対
    応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
    と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給排
    制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御す
    る姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の内
    圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下と
    なった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を禁
    止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与える
    制限手段と、 前記制限手段が作動したときに、前記給排制御弁を制御
    して、駆動輪側の車高を強制的に低下させる車高低下手
    段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  2. 【請求項2】車体と各車輪との間に架設され、作動液の
    給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、対
    応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
    と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給排
    制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御す
    る姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の内
    圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下と
    なった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を禁
    止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与える
    制限手段と、 前記制限手段が作動したときでかつ所定以上の旋回状態
    となったときに、前記姿勢制御手段によるロール制御用
    の制御ゲインを低下させる制御ゲイン低下手段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  3. 【請求項3】車体と各車輪との間に架設され、作動液の
    給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、対
    応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
    と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給排
    制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御す
    る姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の内
    圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下と
    なった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を禁
    止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与える
    制限手段と、 前記制限手段が作動したときに、前記内圧検出手段で検
    出される内圧が所定幅内の圧力を維持するような制御を
    行ないつつ、該内圧が所定値以下になるのを防止する内
    圧制御手段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  4. 【請求項4】車体と各車輪との間に架設され、作動液の
    給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して設けられ、対
    応するシリンダ装置に対して常時連通されたガスばね
    と、 前記各シリンダ装置に対する作動液の給排を行なう給排
    制御弁と、 車体のロールを抑制するように前記給排制御弁を制御す
    る姿勢制御手段と、 前記シリンダ装置の内圧を検出する内圧検出手段と、 前記内圧検出手段によって駆動輪用のシリンダ装置の内
    圧が所定値以下となったときに、該内圧が所定値以下と
    なった駆動輪用のシリンダ装置からの作動液の排出を禁
    止して前記姿勢制御手段による姿勢制御に制限を与える
    制限手段と、 前記制限手段が作動しているときでかつ内圧が前記所定
    値以下となった駆動輪用シリンダ装置のリバウンド状態
    が検出されたときに、該内圧が大きく低下しないように
    内圧維持の制御を行なう内圧制御手段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
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