JPH01195109A - Active suspension - Google Patents

Active suspension

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JPH01195109A
JPH01195109A JP1888588A JP1888588A JPH01195109A JP H01195109 A JPH01195109 A JP H01195109A JP 1888588 A JP1888588 A JP 1888588A JP 1888588 A JP1888588 A JP 1888588A JP H01195109 A JPH01195109 A JP H01195109A
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damping
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vertical
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Yosuke Akatsu
赤津 洋介
Naoto Fukushima
直人 福島
Yukio Fukunaga
由紀夫 福永
Atsushi Namino
淳 波野
Masaharu Sato
佐藤 正晴
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Nissan Motor Co Ltd
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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10Acceleration; Deceleration
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    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20Speed
    • B60G2400/206Body oscillation speed; Body vibration frequency

Abstract

PURPOSE:To reduce sprung vibration by interposing a damping mechanism between a wheel side member and a car body side member parallel to an active suspension for controlling a hydraulic cylinder by vertical acceleration and vertical speed. CONSTITUTION:Active suspensions 1FL-1RR respectively comprising hydraulic cylinders 5FL-5RR, coil springs 6FL-6RR, pressure control valves 8FL-8RR and shock absorbers 7FL-7RR as damping mechanisms are interposed between a wheel side member 4 and a car body side member. In this arrangement, according to detection signals of vertical acceleration detectors 29FL-29RR of the respective wheels, a control device 30 obtains vertical acceleration and vertical speed of each wheel and controls pressure control valves 8FL-8RR to control working pressure. Simultaneously, the interposed shock absorbers 7FL-7RR function to reduce sprung vibration without increasing a damping ratio of a hydraulic cylinder.

Description

【発明の詳細な説明】 C産業上の利用分野〕 この発明は、車両の各車輪及び車体間にそれぞれ流体圧
シリンダを介装し、この流体圧シリンダの作動圧を指令
値のみに応じて変化可能な圧力制御弁を制御することに
より、車体の姿勢変化を制御するようにした能動型サス
ペンションの改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] C. Industrial Field of Application] This invention provides a system in which a fluid pressure cylinder is interposed between each wheel and the vehicle body of a vehicle, and the operating pressure of this fluid pressure cylinder is changed only according to a command value. The present invention relates to an improvement of an active suspension that controls changes in the attitude of a vehicle body by controlling a pressure control valve.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の能動型サスペンションとしては、本出願人が先に
出願した特開昭62−289420号公報に記載されて
いるものがある。
As a conventional active type suspension, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-289420, which was previously filed by the present applicant.

この先行技術は、各車輪と車体との間に流体圧シリンダ
を介装させ、この流体圧シリンダの作動圧を、上下加速
度センサと上下速度センサとの出力に応じて制御するこ
とにより、車体の姿勢変化に対して良好な制御を行うよ
うにしたものである。
In this prior art, a fluid pressure cylinder is interposed between each wheel and the vehicle body, and the operating pressure of this fluid pressure cylinder is controlled according to the outputs of a vertical acceleration sensor and a vertical speed sensor. This provides good control over changes in posture.

このような制御系の一形態をブロック図に表すと、第8
図のようになり、この制御系の伝達関数は、下記の式の
ようになる。
If one form of such a control system is represented in a block diagram, the eighth
As shown in the figure, the transfer function of this control system is as shown in the following equation.

なお、ξ、は流体圧シリンダの減衰比(アクティブ減衰
比)であり、ω。は共振点における固有円振動数で各車
輪位置のばね上等価質量をm、コイルバネのばね定数を
kとすれば(m / k) l /lとなり、また、S
はラプラス演算子である。
Note that ξ is the damping ratio (active damping ratio) of the hydraulic cylinder, and ω. is the natural circular frequency at the resonance point, and if m is the equivalent mass of the sprung mass at each wheel position and k is the spring constant of the coil spring, it becomes (m / k) l / l, and S
is the Laplace operator.

したがって、上−記(1)式の等価モデルを示すと、第
9図のように、コイルバネのばね定数k、各車輪位置に
おける等価質量m及び流体圧シリンダの減衰定数03と
を直列に接続した関係となる。
Therefore, an equivalent model of the above equation (1) is shown in Figure 9, where the spring constant k of the coil spring, the equivalent mass m at each wheel position, and the damping constant 03 of the fluid pressure cylinder are connected in series. It becomes a relationship.

そして、この伝達関数の振幅比(ゲイン)は、IG(i
ω)l=1/2ξ1 となる。
Then, the amplitude ratio (gain) of this transfer function is IG(i
ω)l=1/2ξ1.

〔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、ばね上の速度に比例した力を発生させる制御方法
となっていたため、ばね上共振を低減させるために、消
費馬力が大きくなってしまうという未解決の課題があっ
た。
[Problem to be solved by the invention] However, in the conventional active suspension described above, the control method was to generate a force proportional to the speed on the spring, so in order to reduce the sprung mass resonance, the consumption There was an unresolved issue that the horsepower would increase.

また、ばね上達度を検出する手段として、ばね上顎速度
を積分器で積分する方法を用いている。
Furthermore, as a means of detecting the degree of spring improvement, a method is used in which the spring maxillary velocity is integrated using an integrator.

そのため、ばね上共振を低減させるためには、積分器の
ゲインを大きくしなければならないが、ドリフト等によ
る上下加速度センサのDCオフセットを検出してしまう
ことがあるから、ばね上共振を大幅に低減することが困
難であるという未解決の課題もあった。
Therefore, in order to reduce sprung mass resonance, the gain of the integrator must be increased, but since the DC offset of the vertical acceleration sensor due to drift etc. may be detected, it is necessary to significantly reduce sprung mass resonance. There were also unresolved issues that it was difficult to do.

そこで、この発明は、従来の能動型サスペンションに加
えて、−各車輪側部材と車体側部材との間に減衰機構を
介装させることにより、ばね上共振を大幅に低減させ、
上記従来技術の課題を解決することを目的とする。
Therefore, in addition to the conventional active suspension, this invention significantly reduces sprung resonance by interposing a damping mechanism between each wheel side member and the vehicle body side member,
The purpose of this invention is to solve the problems of the above-mentioned prior art.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、この発明の能動型サスペン
ションは、各車輪側部材と車体側部材との間に介装した
流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの作動圧を指令値
にのみ応じて変化させることが可能な圧力制御弁と、車
体の各車輪の略真上部における上下加速度をそれぞれ検
出する上下加速度検出手段と、上記各位置における上下
速度を検出する上下速度検出手段と、前記上下加速度検
出手段の上下加速度検出値及び前記上下速度検出手段の
検出値に基づき前記圧力制御弁に対する指令値を演算す
る制御手段と、各車輪側部材と車体側部材との間に前記
流体圧シリンダと並列に介装した減衰機構とを備えた。
In order to achieve the above object, the active suspension of the present invention includes a fluid pressure cylinder interposed between each wheel side member and a vehicle body side member, and an operating pressure of the fluid pressure cylinder that is controlled only according to a command value. a pressure control valve that can be varied; a vertical acceleration detection means that detects the vertical acceleration approximately directly above each wheel of the vehicle body; a vertical speed detection means that detects the vertical speed at each of the positions; and the vertical acceleration. a control means for calculating a command value for the pressure control valve based on the vertical acceleration detection value of the detection means and the detection value of the vertical speed detection means, and a control means parallel to the fluid pressure cylinder between each wheel side member and the vehicle body side member. A damping mechanism is provided.

〔作用〕[Effect]

車体の各車輪に対応する位置での上下加速度及び上下速
度をそれぞれ上下加速度検出手段及び上下速度検出手段
で検出し、これらの検出値に基づいて、制御装置が流体
圧シリンダの作動圧を制御するため、ロール、ピッチ、
バウンス等の姿勢変化に対して、各車輪において、良好
な抑制制御を行うことができる。
The vertical acceleration and vertical speed at positions corresponding to each wheel of the vehicle body are detected by the vertical acceleration detection means and the vertical speed detection means, respectively, and the control device controls the operating pressure of the fluid pressure cylinder based on these detected values. For, roll, pitch,
Good suppression control can be performed for each wheel against posture changes such as bounce.

また、各車輪側部材と車体側部材との間には、最適な減
衰定数に設定されている減衰機構が介装されているため
、従来の能動型サスペンションに比べて、振動伝達率を
共振点を含めて大幅に低減することができる。
In addition, a damping mechanism with an optimal damping constant is installed between each wheel side member and the vehicle body side member, so compared to conventional active suspensions, the vibration transmission rate is lowered to the resonance point. can be significantly reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図乃至第7図は、本発明の一実施例を示したもので
ある。
1 to 7 show an embodiment of the present invention.

第1図において、IFL、  IFR,IRL、  I
RRは、それぞれ車体側部材2と各車輪3FL、  3
FR,3RL。
In Figure 1, IFL, IFR, IRL, I
RR is the vehicle body side member 2 and each wheel 3FL, 3, respectively.
FR, 3RL.

3RRを個別に支持する車輪側部材4との間に介装され
た能動型サスペンションであって、それぞれアクチュエ
ータとしての油圧シリンダ5FL〜5RR、コイルスプ
リング6FL〜6 RR,減衰機構としてのショックア
ブソーバ7FL〜7 RR,及び油圧シリンダ5FL〜
5RHに対する作動油圧を、後述する制御装置30から
の指令値にのみ応動して制御する圧力制御弁8FL〜8
RRとを備えている。
It is an active suspension that is interposed between the wheel side member 4 that individually supports 3RR, and includes hydraulic cylinders 5FL to 5RR as actuators, coil springs 6FL to 6RR, and shock absorbers 7FL to 7FL as damping mechanisms. 7 RR, and hydraulic cylinder 5FL~
Pressure control valves 8FL to 8 that control the hydraulic pressure for 5RH only in response to a command value from a control device 30, which will be described later.
It is equipped with RR.

ここで、油圧シリンダ5FL〜5RHのそれぞれは、そ
のシリンダチューブ5aが車輪側部材4に取付けられ、
ピストンロッド5bが車体側部材2に取付けられ、ピス
トン5cによって閉塞された圧力室19内の作動油圧が
圧力制御弁?FL〜7RRによって制御される。また、
車体側部材2と車輪側部材4との間には、油圧シリンダ
5FL〜5RRと平行に、車体の静荷重を支持している
コイルスプリング6FL〜6RRと、減衰機構としての
ショックアブソーバ7PL〜7RRとが装着されている
Here, each of the hydraulic cylinders 5FL to 5RH has its cylinder tube 5a attached to the wheel side member 4,
The piston rod 5b is attached to the vehicle body side member 2, and the working oil pressure in the pressure chamber 19 closed by the piston 5c is controlled by the pressure control valve? Controlled by FL~7RR. Also,
Between the vehicle body side member 2 and the wheel side member 4, coil springs 6FL to 6RR supporting the static load of the vehicle body and shock absorbers 7PL to 7RR as damping mechanisms are provided in parallel with the hydraulic cylinders 5FL to 5RR. is installed.

また、圧力制御弁8FL〜8RRのそれぞれは、第2図
に示すように、円筒上の弁ハウジング11と、これに一
体的に設けられた比例ソレノイド12とを有している。
Moreover, each of the pressure control valves 8FL to 8RR has a cylindrical valve housing 11 and a proportional solenoid 12 integrally provided therein, as shown in FIG.

弁ハウジング11の中央部には、所定径の弁座11aを
有する隔壁11Aにより画成された、第2図における上
側の挿通孔11Uと下側の挿通孔11Lとが同軸上に形
成されている。
In the center of the valve housing 11, an upper insertion hole 11U and a lower insertion hole 11L in FIG. 2, which are defined by a partition wall 11A having a valve seat 11a of a predetermined diameter, are coaxially formed. .

また、挿通孔11Lの上部であって隔壁11Aに所定路
離隔てた下方位置には、固定絞り13が設けられ、これ
によって固定絞り13と隔壁11Aとの間にパイロット
室Cが形成されている。また、挿通孔ILLにおける固
定絞り13の下側には、メインスプール14がその軸方
向に摺動可能に配設され、このメインスプール14の上
方及び下方にはフィードバック室F、及びFtがそれぞ
れ形成されると共に、メインスプール14の上下端はフ
ィードバック室Fu、Ftに各々配設されたオフセント
スプリング15A、15Bにより規制される。そして、
挿通孔11Lに入力ポート111゜制御ボー)1 in
及びドレンボート11oがこの順に連通形成され、入カ
ポ−)11iは油圧配管25を介して油圧源24の作動
油供給側にに接続され、ドレンボー)11oは油圧配管
26を介して油圧源24のドレン側に接続され、さらに
、制御ボー)1 inが油圧配管27を介して油圧シリ
ンダ5FL〜5RRの圧力室19に接続されている。
Further, a fixed throttle 13 is provided at a lower position above the insertion hole 11L and spaced a predetermined distance from the partition wall 11A, thereby forming a pilot chamber C between the fixed throttle 13 and the partition wall 11A. . Further, a main spool 14 is disposed below the fixed throttle 13 in the insertion hole ILL so as to be slidable in the axial direction thereof, and feedback chambers F and Ft are formed above and below the main spool 14, respectively. At the same time, the upper and lower ends of the main spool 14 are regulated by offset springs 15A and 15B disposed in the feedback chambers Fu and Ft, respectively. and,
Input port 111° control baud) 1 in through hole 11L
and a drain boat 11o are connected to each other in this order, and the input port 11i is connected to the hydraulic oil supply side of the hydraulic power source 24 via the hydraulic piping 25, and the drain port 11o is connected to the hydraulic fluid supply side of the hydraulic power source 24 via the hydraulic piping 26. It is connected to the drain side, and a control bow (1 inch) is further connected to the pressure chambers 19 of the hydraulic cylinders 5FL to 5RR via a hydraulic pipe 27.

メインスプール14は、入力ポートlliに対向するラ
ンド14aと、ドレンボートlloに対向するランド1
4bと、これら両ランド14a。
The main spool 14 has a land 14a facing the input port lli and a land 1 facing the drain boat llo.
4b, and both of these lands 14a.

14b間に形成された環状溝でなる圧力室14cと、こ
の圧力室14c及び下側のフィードバック室FLとを連
通ずるパイロット通路14dとを備えている。
It includes a pressure chamber 14c formed of an annular groove formed between the pressure chambers 14b and a pilot passage 14d that communicates the pressure chamber 14c with the lower feedback chamber FL.

また、上側の挿通孔11Uには、ポペット16が弁部を
弁座11aに対向させて軸方向に摺動自在に配設されて
おり、このポペット16により挿通孔11Uをその軸方
向の2室に画成すると共に、前記弁座11aを流通する
作動油の流量、即ちパイロット室Cの圧力を調整できる
ようになっている。
In addition, a poppet 16 is disposed in the upper insertion hole 11U so as to be slidable in the axial direction with the valve portion facing the valve seat 11a. The flow rate of the hydraulic oil flowing through the valve seat 11a, that is, the pressure in the pilot chamber C can be adjusted.

さらに、前記入力ポートlliはパイロット通路11s
を介してパイロット室Cに連通され、前記ドレンボート
110はドレン通路litを介して前記挿通孔11Uに
連通されている。
Furthermore, the input port lli is a pilot passage 11s.
The drain boat 110 is communicated with the insertion hole 11U via a drain passage lit.

一方、前記比例ソレノイド12は、軸方向に摺動自在な
プランジャ17と、このプランジャ17のポペット16
側に固設された作動子17Aと、プランジャ17をその
軸方向に駆動させる励磁コイル18とを有しており、こ
の励磁コイル18は制御装置30からの直流電流でなる
指令値Iによって適宜制御される。これによって、プラ
ンジャ17の移動が作動子17Aを介して前記ポペット
16の位置を制御して、連通孔11Aを通過する流量を
制御する。そして、比例ソレノイド12により押圧力が
ポペット16に加えられている状態で、フィードバック
室FL、FDの両者の圧力が釣り合っていると、スプー
ル14は中立位置にあって制御ボート1 inと入力ポ
ートlli及びドレンボートlloとの間が遮断されて
いる。
On the other hand, the proportional solenoid 12 includes a plunger 17 that is slidable in the axial direction, and a poppet 16 of the plunger 17.
It has an actuator 17A fixed to the side and an excitation coil 18 that drives the plunger 17 in its axial direction, and this excitation coil 18 is appropriately controlled by a command value I made of a direct current from a control device 30. be done. Thereby, movement of the plunger 17 controls the position of the poppet 16 via the actuator 17A, thereby controlling the flow rate passing through the communication hole 11A. Then, when the pressure in both the feedback chambers FL and FD is balanced with the pressing force being applied to the poppet 16 by the proportional solenoid 12, the spool 14 is in the neutral position and the control boat 1 in and the input port lli and the drain boat llo are cut off.

ここで、指令値■と制御ボートI Inから出力される
制御油圧P、との関係は、第3図に示すように、指令値
Iが零付近であるときにP。1Hを出力し、この状態か
ら指令値Iが正方向に増加すると、これに所定の比例ゲ
インに、をもって制御油圧P、が増加し、油圧源24の
圧力PLで飽和する。
Here, the relationship between the command value ■ and the control oil pressure P output from the control boat I In is P when the command value I is around zero, as shown in FIG. 1H, and when the command value I increases in the positive direction from this state, the control oil pressure P increases with a predetermined proportional gain, and is saturated with the pressure PL of the oil pressure source 24.

なお、第1図において、28Hは圧力制御弁8FL〜8
RRと油圧源24との間の油圧配管25の途中に接続し
た高圧側アキュムレータ、28Lは圧力制御弁8FL〜
8RRと油圧シリンダ5FL〜5RRとの間の油圧配管
27に絞り28Vを介して連通した低圧側アキュムレー
タである。
In addition, in FIG. 1, 28H indicates pressure control valves 8FL to 8.
The high pressure side accumulator 28L is connected to the middle of the hydraulic piping 25 between the RR and the hydraulic power source 24, and the pressure control valve 8FL~
This is a low-pressure side accumulator that communicates with the hydraulic pipe 27 between the hydraulic cylinder 8RR and the hydraulic cylinders 5FL to 5RR via a throttle 28V.

一方、車体には、各車輪3FL、  3FR,3RL、
  3RRの直上部に4個の上下加速度検出手段として
の上下加速度検出器29FL、  29FR,29RL
、  29RRが配設され、これら上下加速度検出器2
9FL〜29RRの上下加速度検出信号が制御装置30
に入力される。
On the other hand, each wheel 3FL, 3FR, 3RL,
There are four vertical acceleration detectors 29FL, 29FR, 29RL as vertical acceleration detection means directly above 3RR.
, 29RR are arranged, and these vertical acceleration detectors 2
Vertical acceleration detection signals from 9FL to 29RR are sent to the control device 30.
is input.

制御装置30は、第1図に示すように、各上下加速度検
出信号Se、L−聞□がそれぞれ個別に入力される制御
部31FL〜31RRを有する。各制御部31FL〜3
1RRは、第4図に示すように、上下加速度検出信号父
に所定のゲインKmを乗算するゲイン調整部32と、上
下加速度検出信号父の積分値に所定のゲインKnを乗算
する上下速度検出手段としての演算部33と、ゲイン調
整部32と演算部33との出力を加算する制御手段とし
ての加算部34とを備えており、加算部34の加算出力
が圧力制御弁8FL〜8RHの指令値I 4FL〜I 
4RIIとして各圧力制御弁8に供給される。
As shown in FIG. 1, the control device 30 has control units 31FL to 31RR to which the vertical acceleration detection signals Se and L-2 are individually input. Each control unit 31FL~3
1RR, as shown in FIG. 4, includes a gain adjustment unit 32 that multiplies the vertical acceleration detection signal by a predetermined gain Km, and a vertical speed detection unit that multiplies the integral value of the vertical acceleration detection signal by a predetermined gain Kn. and an addition section 34 as a control means that adds the outputs of the gain adjustment section 32 and the calculation section 33, and the addition output of the addition section 34 corresponds to the command value of the pressure control valves 8FL to 8RH. I 4FL~I
4RII is supplied to each pressure control valve 8.

次に、上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

今、車両が凹凸のない平坦な良路を定速直進走行してお
り、車高値も適正範囲内にあるものとすると、この状態
では、車体のピッチ、ロール、バウンス等の揺動を生じ
ないので、各上下加速度検出器29FL〜29RRの上
下加速度検出信号M !FL〜′i2□は、零となって
いる。この検出信号5ezy、〜′it□が制御装置3
0に入力されるので、そのゲイン調整部32と演算部3
3との出力がそれぞれ零となり、加算部34の加算出力
即ち指令値I 4FL〜■4□も零となっている。
Assuming that the vehicle is currently traveling straight at a constant speed on a flat road with no irregularities, and the vehicle height is within the appropriate range, in this condition, the vehicle body will not experience any vibrations such as pitch, roll, or bounce. Therefore, the vertical acceleration detection signal M! of each vertical acceleration detector 29FL to 29RR is FL~'i2□ is zero. This detection signal 5ezy, ~'it□ is the control device 3
0, so the gain adjustment section 32 and calculation section 3
3 and 3 are respectively zero, and the addition output of the adder 34, that is, the command value I4FL~■4□, is also zero.

この状態で、ステアリングホイール(図示せず)を時計
方向に操舵して右旋回状態とすると、そのときの車速及
び操舵角に応じて車体に横加速度が生じ、これにより車
体が左下がりに傾斜するロールが生じる。このように車
両がロール状態となると、そのロール開始時点で、車体
の右側の車輪3FR,3RRに対応する位置が上方に、
左側の車輪3FL、  3RLに対応する位置が下方に
それぞれ変位することになり、これら位置に配設された
上下加速度検出器29FR,29RRから正の上下加速
度検出信号!、、I、  !□が出力され、上下加速度
検出器29FL、29RLから負の上下加速度検出信号
M、い父、が出力され、これらが制御装置3.0に供給
される。
In this state, if you turn the steering wheel (not shown) clockwise to make a right turn, lateral acceleration will occur in the vehicle body depending on the vehicle speed and steering angle at that time, causing the vehicle body to tilt downward to the left. A roll occurs. When the vehicle enters a roll state in this way, at the start of the roll, the positions corresponding to the wheels 3FR and 3RR on the right side of the vehicle body are upwardly moved.
The positions corresponding to the left wheels 3FL and 3RL are respectively displaced downward, and positive vertical acceleration detection signals are received from the vertical acceleration detectors 29FR and 29RR disposed at these positions! ,,I,! □ is output, and negative vertical acceleration detection signals M and 2 are output from the vertical acceleration detectors 29FL and 29RL, and these are supplied to the control device 3.0.

このため、制御装置30の各制御部30FL〜30RR
におけるゲイン調整部32及び演算部33で・夫々上下
加速度検出値父、L−5!□にゲインKmを乗算すると
共に、上下加速度検出値’!rt−父□の積分値でなる
上下速度検出値5′i、Ldt−5父11dtに所定の
ゲインKnを乗算し、両者を加算部34で加算して右側
の車輪3FR,3RRに対応する油圧シリンダ5FR,
5RHに対しては比較的小さな指令値■4□+IJRR
を出力し、左側の車輪3FL、  3RLに対応する油
圧シリンダ5FL、  5RLに対しては比較的大きな
指令値r4rt l  14RLを出力する。
For this reason, each control unit 30FL to 30RR of the control device 30
In the gain adjustment section 32 and calculation section 33, respectively, the vertical acceleration detection value is L-5! □ is multiplied by the gain Km, and the vertical acceleration detected value'! Vertical speed detection value 5'i, which is an integral value of rt-father □, and Ldt-5 father 11dt are multiplied by a predetermined gain Kn, and both are added in addition section 34 to obtain oil pressure corresponding to right wheels 3FR and 3RR. cylinder 5FR,
Relatively small command value for 5RH■4□+IJRR
A relatively large command value r4rtl14RL is outputted to the hydraulic cylinders 5FL and 5RL corresponding to the left wheels 3FL and 3RL.

したがって、右側の油圧シリンダ5FR,5RRは、そ
の比例ソレノイド12の励磁電流が減少するので、その
作動子17aが上昇する一方、左側の油圧シリンダ5F
L、  5RLは、その比例ソレノイド12の励磁電流
が増加するので、その作動子17aが下降する。このた
め、右側の油圧シリンダ5FR。
Therefore, in the right hydraulic cylinders 5FR, 5RR, the excitation current of the proportional solenoid 12 decreases, so the actuator 17a rises, while the left hydraulic cylinder 5F
As for L and 5RL, the excitation current of the proportional solenoid 12 increases, so the actuator 17a lowers. For this reason, the right hydraulic cylinder 5FR.

5RRが収縮方向となり、左側の油圧シリンダ5 FL
5RR is the contraction direction, and the left hydraulic cylinder 5FL
.

5RLが伸長方向となるので、アンチロール効果を発揮
することができる。
Since 5RL is the stretching direction, an anti-roll effect can be exhibited.

ところで、上記アンチロール効果を発揮するための制御
態様は、各車輪位置におけるばね上質量をM1コイルス
プリング6のバネ定数をに1油圧シリンダ5の圧力室1
9の圧力をP、ピストン5Cの受圧面積をA、制御装置
30の指令値をI4、車高目標値をI、、この車高目標
値1.と指令値■4との偏差量を13、圧力制御弁8の
ゲインをKI、ショックアブソーバ7の減衰定数をCC
+バネ下の変位量をX、及びバネ上の変位量をI2とす
ると、各車輪に対応する制御装置30を含むフィードバ
ック系は、等測的に第5図に示すように表される。
By the way, the control mode for exerting the above-mentioned anti-roll effect is such that the spring mass at each wheel position is changed to the spring constant of the M1 coil spring 6 by 1 to the pressure chamber 1 of the hydraulic cylinder 5.
9 pressure is P, the pressure receiving area of the piston 5C is A, the command value of the control device 30 is I4, the vehicle height target value is I, and this vehicle height target value 1. The deviation amount between the command value ■4 is 13, the gain of the pressure control valve 8 is KI, and the damping constant of the shock absorber 7 is CC.
+ Let the amount of displacement under the spring be X, and the amount of displacement on the spring be I2, then the feedback system including the control device 30 corresponding to each wheel is expressed isometrically as shown in FIG.

ここで、車体の有する慣性抵抗MS(2は、コイルスプ
リング6の抵抗分とショックアブソーバ7の抵抗分と油
圧シリンダ5の抵抗分との和でなる下記(1)式で表す
ことができる。
Here, the inertial resistance MS (2) of the vehicle body can be expressed by the following equation (1), which is the sum of the resistance of the coil spring 6, the resistance of the shock absorber 7, and the resistance of the hydraulic cylinder 5.

MS!、 =k (x、 −x、 ) 十CC・fc 
、 −* 、 ) + P−A  −−(1)また、偏
差量■、は、下記(2)式で表すことができる。
MS! , =k (x, -x, ) 1CC・fc
, -*, ) + P-A --(1) Also, the deviation amount ■ can be expressed by the following equation (2).

13冨1+   Is・・・・・・(2)さらに、上側
油圧室Aの圧力Pは、制御装置30の出力■3にゲイン
に1を乗算することにより、下記(3)式で表される。
13F1+Is...(2) Furthermore, the pressure P in the upper hydraulic chamber A is expressed by the following equation (3) by multiplying the output ■3 of the control device 30 by the gain. .

P=に、  ・■、 ・・・・・・(3)さらに、制御
装置300指令値■4は、前述したように、下記(4)
式で表すことができる。
P=, ・■, ......(3) Furthermore, the control device 300 command value ■4 is as described below (4)
It can be expressed by the formula.

14=Km Mz +Kn 文、 ・・・・−(4)し
たがって、(11式に(2)弐〜(4)式を代入するこ
とにより、 M Se z=k(x+  xz) +Cc(文1−大
、)+KI(Vl−Km又z−Kn太2)^= −(K
+KmA X 2+に、KnA文z+Kxz)+Cc*
、 −Cc太z + kxt + KIAVI・・・・
・・・・・・・・(5) となる。
14=Km Mz +Kn sentence, ...-(4) Therefore, by substituting formulas (2) to (4) into formula 11, M Se z=k(x+ xz) +Cc(sentence 1- Large, )+KI(Vl-Kmalsoz-Knta2)^=-(K
+KmA X 2+, KnA sentence z+Kxz)+Cc*
, -Ccfatz + kxt + KIAVI...
・・・・・・・・・(5)

この(5)式をラプラス演算子Sで置換すると、MS”
xz  =   (K+KmAS”Xz+に+KnAS
Xz+CC5Xz+kXz)+CC5X++kX++に
+AV+ ・・・・・・・・・・・・(6) となり、車高目標値I、を零即ち上下加速度のみを対象
とし、左右加速度を考慮しないものとして前記(6)式
を整理して伝達特性式Xz/X+を算出すると、 Xz        CcS十k L     (M+に+KmA)S”  +(K+Kn
A+Cc)S  +K・・・・・・・・・・・・(7) となる。ここで、(K、に、A)は油圧シリンダ5の減
衰定数C1であり、車輪位置におけるばね上等価質量(
M+KI K、A)をmとすれば、上記(7)式の等測
的モデルは、第6図に示されるようになる。
If we replace this equation (5) with the Laplace operator S, we get MS”
xz = (K+KmAS”Xz++KnAS
Xz + CC5 When we rearrange the equation and calculate the transfer characteristic formula Xz/X+, we get:
A + Cc) S + K (7). Here, (K, to, A) is the damping constant C1 of the hydraulic cylinder 5, and the sprung equivalent mass at the wheel position (
If M+KI K,A) is set to m, the isometric model of the above equation (7) will be as shown in FIG.

したがって、上記(7)式は、 XI rnS” + (C−+Cc )S+にイルスプ
リング6のばね定数に=ω。2m、ショクアブソーバ7
の減衰比(コンベンショナル減衰比)ξo=Cc/ (
2(mk) I′t )、流体圧シリンダ5の減衰比(
アクティブ減衰比)ξ、=C,/ (2(mk)”” 
)であることカラ、上記(8)式は、 X2      2ξゎω。S+ω。′・・・・・・・
・・・・・(9) となる。
Therefore, the above equation (7) is expressed as follows:
damping ratio (conventional damping ratio) ξo=Cc/ (
2(mk) I′t ), the damping ratio of the hydraulic cylinder 5 (
active damping ratio) ξ, = C, / (2(mk)""
), the above equation (8) is X2 2ξゎω. S+ω. '・・・・・・・・・
...(9) becomes.

なお、ショックアブソーバ7の減衰比Ccは、下記の0
0)式が成立するように設定されている。
Note that the damping ratio Cc of the shock absorber 7 is 0 below.
0) is set so that the formula holds true.

ここで、前記(9)式の振幅比(ゲイン)を求めると、 続いて、上記09式が最小となる両減衰比の関係を算出
するべく、上記01式に基づいて、下記の評価関数を設
定し、この評価関数について解析を行う。
Now, when the amplitude ratio (gain) of the above equation (9) is determined, the following evaluation function is then calculated based on the above equation 01 in order to calculate the relationship between both damping ratios that minimizes the above equation 09. and perform analysis on this evaluation function.

即ち、コンペショナル減衰比ξ。を変数とし、下記の(
転)式を設定する。
That is, the competitive damping ratio ξ. as a variable, and write the following (
(conversion) formula.

そして、上記(2)式を解析し、極値(下に凸)を求め
てみると、 となり、このξ。のときに、上記(2)式、即ち、上記
aυが最小値をとることがわかる。
Then, when we analyze the above equation (2) and find the extreme value (convex downward), we get this ξ. It can be seen that when , the above equation (2), that is, the above aυ takes the minimum value.

この両減衰比の関係から、ショックアブソーバ7の減衰
定数と流体圧シリンダ5の減衰定数との最適な関係を求
めてみると、C(= m k / 4 Caとなり、こ
れは、本実施例における両減衰定数の関係を表す前記0
1式と一致する。
From the relationship between these two damping ratios, the optimal relationship between the damping constant of the shock absorber 7 and the damping constant of the fluid pressure cylinder 5 is found to be C (= m k / 4 Ca, which is The above 0 represents the relationship between both damping constants.
Matches formula 1.

また、上記α環式の関係から、上記01式の最小値は下
記04式のように変形できる。
Further, from the relationship of the α ring, the minimum value of the above equation 01 can be transformed as shown in the following equation 04.

2 (ξ、′+ξ1 ξC) ・・・・・・・・・・・・αa ここで、(ξ、” +1/4)≧ξ、であることから、
上記041式の値は、前記従来例において算出した振幅
比(1/2ξ1)よりも常に小さな値であることがわか
る。したがって、第7図に示すように、本実施例におい
ては、流体圧シリンダの減衰比をそれほど大きくするこ
となく、共振点における振幅比を低減することができる
。即ち、本実施例では、流体圧シリンダを備える能動型
サスペンションにおいて、各車輪側部材と車体側部材と
の間に減衰機構を介装させると共に、その減衰機構の減
衰定数と流体圧シリンダの減衰定数との関係を、前記0
0式のような関係としたため、従来の能動型サスペンシ
ョンよりも、更にばね主振動を低減させることができる
2 (ξ, ′+ξ1 ξC) ・・・・・・・・・・・・αa Here, since (ξ, ”+1/4)≧ξ,
It can be seen that the value of the above equation 041 is always a smaller value than the amplitude ratio (1/2ξ1) calculated in the conventional example. Therefore, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the amplitude ratio at the resonance point can be reduced without increasing the damping ratio of the hydraulic cylinder so much. That is, in this embodiment, in an active suspension equipped with a fluid pressure cylinder, a damping mechanism is interposed between each wheel side member and the vehicle body side member, and the damping constant of the damping mechanism and the damping constant of the fluid pressure cylinder are The relationship with the above 0
Since the relationship is as shown in Equation 0, the main spring vibration can be further reduced than in the conventional active suspension.

なお、上記実施例においては、車両がロールする場合の
サスペンション制御について説明したが、車両が前後方
向にピッチする場合及び上下方向にバウンスする場合に
もそのときの車体姿勢変化を上下加速度検出器29FL
〜29RRで検出することができるので、これらによる
車体の姿勢変化を抑制することができる。
In the above embodiment, suspension control when the vehicle rolls has been described, but when the vehicle pitches in the longitudinal direction or bounces in the vertical direction, the vertical acceleration detector 29FL detects changes in the vehicle body posture at that time.
~29RR can be detected, so changes in the posture of the vehicle body due to these can be suppressed.

また、上記実施例においては、車体の各車輪の略真上に
発生する上下速度を、上下加速度センサの検出値を積分
することにより求めているが、これに限定されることな
く、例えば、ポテンショメータとしてのストロークセン
サを車体の各車輪の略真上に設置し、このストロークセ
ンサの検出値を微分することにより上下速度を算出する
ようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the vertical velocity generated almost directly above each wheel of the vehicle body is obtained by integrating the detected value of the vertical acceleration sensor, but the present invention is not limited to this, and for example, a potentiometer can be used. A stroke sensor may be installed approximately directly above each wheel of the vehicle body, and the vertical speed may be calculated by differentiating the detected value of this stroke sensor.

さらに、上記実施例においては、全車輪に対応して上下
加速度検出器を配設した場合について説明したが、これ
に代えて、例えば、3つの車輪に対応して3個の上下加
速度検出器を配設し、これら検出器の検出値に基づいて
他の1つの車輪に対応する上下加速度を推定するように
してもよいし、また、左側(又は右側)の車輪に対応す
る2個の上下加速度検出器を配設すると共に、各車輪の
対角線の交叉位置にロールレート検出器を配設し、上下
加速度検出器の検出値とロールレート検出器の検出値と
に基づいて、右側(又は左側)の2つの車輪に対応する
上下加速度を推定するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which vertical acceleration detectors are provided corresponding to all wheels, but instead of this, for example, three vertical acceleration detectors are provided corresponding to three wheels. Alternatively, the vertical acceleration corresponding to the other wheel may be estimated based on the detected values of these detectors, or the vertical acceleration of the two wheels corresponding to the left (or right) wheel may be estimated. At the same time, a roll rate detector is installed at the intersection of the diagonal lines of each wheel, and based on the detected value of the vertical acceleration detector and the detected value of the roll rate detector, the right side (or left side) The vertical acceleration corresponding to the two wheels may be estimated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、′本発明の能動型サスペンション
においては、各車輪側部材と車体側部材との間に流体圧
シリンダを備え、車体の上下加速度及び上下速度に応じ
て該流体圧シリンダの作動圧を制御すると共に、各車輪
側部材と車体側部材との間に減衰機構を介装したため、
流体圧シリンダの減衰比をそれほど大きくする必要がな
く、従来の能動型サスペンションと比べて大幅にばね主
振動を低減することができ、該サスペンションの消費馬
力を低減できる、という効果を得られる。
As explained above, in the active suspension of the present invention, a fluid pressure cylinder is provided between each wheel side member and the vehicle body side member, and the fluid pressure cylinder is operated according to the vertical acceleration and vertical speed of the vehicle body. In addition to controlling the pressure, a damping mechanism was interposed between each wheel side member and the vehicle body side member, so
It is not necessary to increase the damping ratio of the fluid pressure cylinder so much, and the main vibration of the spring can be significantly reduced compared to a conventional active suspension, thereby achieving the effect that the horsepower consumption of the suspension can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は圧力制御
弁の一例を示す断面図、第3図は第2図の圧力制御弁の
特性を示すグラフ、第4図は制御装置の制御部を示すブ
ロック図、第5図は制御系のブロック図、第6図はこの
実施例の等価モデルを示すブロック図、第7図は本実施
例と従来例との特性を比較したグラフ、第8図は従来例
の制御系のブロック図、第9図は従来例の等価モデルを
示すブロック図である。 IFL、  IFR,IRL、  IRR・・・能動型
サスペンション、3FL、  3FR,3RL、  3
Rト・・車輪、5FL、  5FR。 5RL、  5RR・・・油圧シリンダ、7FL、  
7FR,7RL。 7RR・・・ショックアブソーバ(減衰機構)、8FL
。 8FR,8RL、  8RR・・・圧力制御弁、29F
L、  29PR。 29RL、  291?R・・・上下加速度検出器、3
0・・・制御装置。
Fig. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing an example of a pressure control valve, Fig. 3 is a graph showing the characteristics of the pressure control valve shown in Fig. 2, and Fig. 4 is a control FIG. 5 is a block diagram showing the control section of the device, FIG. 5 is a block diagram of the control system, FIG. 6 is a block diagram showing an equivalent model of this embodiment, and FIG. 7 compares the characteristics of this embodiment and a conventional example. 8 is a block diagram of a conventional control system, and FIG. 9 is a block diagram showing an equivalent model of the conventional example. IFL, IFR, IRL, IRR...active suspension, 3FL, 3FR, 3RL, 3
R...Wheels, 5FL, 5FR. 5RL, 5RR...Hydraulic cylinder, 7FL,
7FR, 7RL. 7RR...Shock absorber (damping mechanism), 8FL
. 8FR, 8RL, 8RR...Pressure control valve, 29F
L, 29PR. 29RL, 291? R...Vertical acceleration detector, 3
0...control device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)各車輪側部材と車体側部材との間に介装した流体
圧シリンダと、該流体圧シリンダの作動圧を指令値にの
み応じて変化させることが可能な圧力制御弁と、車体の
各車輪の略真上部における上下加速度をそれぞれ検出す
る上下加速度検出手段と、上記各位置における上下速度
を検出する上下速度検出手段と、前記上下加速度検出手
段の上下加速度検出値及び前記上下速度検出手段の検出
値に基づき前記圧力制御弁に対する指令値を演算する制
御手段と、各車輪側部材と車体側部材との間に前記流体
圧シリンダと並列に介装した減衰機構とを備えたことを
特徴とする能動型サスペンション。
(1) A fluid pressure cylinder interposed between each wheel side member and the vehicle body side member, a pressure control valve that can change the operating pressure of the fluid pressure cylinder only according to a command value, and a Vertical acceleration detection means for detecting the vertical acceleration at substantially directly above each wheel; Vertical speed detection means for detecting the vertical speed at each position; and the vertical acceleration detection value of the vertical acceleration detection means and the vertical speed detection means. The vehicle is characterized by comprising: a control means for calculating a command value for the pressure control valve based on a detected value; and a damping mechanism interposed in parallel with the fluid pressure cylinder between each wheel side member and the vehicle body side member. Active suspension.
(2)前記減衰機構の減衰定数をC_c、前記流体圧シ
リンダに発生する減衰定数をC_a、各車輪位置におけ
るばね上等価質量をm、コイルバネのばね定数をkとし
た場合、前記減衰機構の減衰定数C_cを、C_c=m
×k/C_aに設定してなる請求項1記載の能動型サス
ペンション。
(2) When the damping constant of the damping mechanism is C_c, the damping constant generated in the fluid pressure cylinder is C_a, the sprung equivalent mass at each wheel position is m, and the spring constant of the coil spring is k, the damping of the damping mechanism Let the constant C_c be C_c=m
The active suspension according to claim 1, wherein the active suspension is set to xk/C_a.
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JPS5455913A (en) * 1977-08-26 1979-05-04 Daimler Benz Ag Active vibration damping method and its device
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