JPH0195925A

JPH0195925A - 能動型サスペンション

Info

Publication number: JPH0195925A
Application number: JP62255743A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fukunaga; 由紀夫福永; Naoto Fukushima; 直人福島; Yosuke Akatsu; 赤津　洋介; Atsushi Namino; 淳波野; Masaharu Sato; 佐藤　正晴
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-04-14
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: EP0311114A3; EP0311114B1; DE3886333T2; DE3886333D1; EP0311114A2; JP2625445B2; US4934732A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔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、車体の姿勢変化を抑制するようにした能動型サス
ペンションの改良に関し、特に、各車輪の上下加速度検
出値及び上下速度検出値に基づいて前記指令値を演算す
るとともに、上下速度検出値の増幅度を車速に応じて変
化させるようにして指令値を演算するようにし、もって
、低速走行時にソフトな乗心地を得るととも虻、高速走
行時に安定した走行が得られるようにした能動型サスペ
ンションに関する。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンションとしては、例えば、特願昭
６１−１３４２１８号明細書の特に第１図〜第３図及び
第９図〜第１１図に記載されたものがある。

この従来の能動型サスペンションは、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
の上下加速度検出値及び上下速度検出値に基づき制御装
置で、指令値のみに応動する圧力制御弁に対する指令値
を出力することにより、車両のロール、ピッチ、バウン
ス等の姿勢変化に対しても良好な抑制制御を行っている
。

この場合に、上下加速度検出値をゲイン（増幅度）Ｋｍ
を変化させることが可能な増幅度可変増幅器及び積分器
に供給し、積分器の積分出力をゲインＫｎを変化させる
ことが可能な増幅度可変増幅器に供給し、両地幅器の増
幅出力を加算器で加算して指令値を出力するようにし、
さらに、両地幅器のゲインをそれぞれ運転席の近傍に配
設されたゲイン設定器により運転者の好みに応じて設定
するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、このような従来の能動型サスペンション
にあっては、制御装置の上下速度のゲインを変化させる
増幅度可変増幅器のゲインを運転席近傍に設けたゲイン
設定器により運転者の好みに応じて調整する構成となっ
ていたため、例えば、ソフトな乗心地を得るために上下
速度のゲインＫｎを小さくして走行すると、高速では路
面のうねり等により車体の揺動が発生し、タイヤ接地圧
変化が大きくなって方向安定性が失われる恐れがあると
いう問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、低速ではソフトな乗心地が得られるとともに
、高速で安定した走行が可能となる能動型サスペンショ
ンを提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、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、
その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、その圧力制御弁に指
令値を出力する制御装置と、車体の各車輪の略直上部に
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
検出手段とを備え、制御手段が、上下加速度検出手段の
上下加速度検出値及び上下速度検出手段の上下速度検出
値に基づいて増幅度を外部信号に応じて変化させる増幅
器により増幅して指令値を演算するものである能動型サ
スペンションにおいて、車速を検出する車速検出手段を
備えるとともに、上下速度検出値を増幅する増幅器の増
幅度をその車速検出手段の検出信号に応じて変化させる
ことを特徴とするものである。

〔作用〕

車速検出手段により車速か検出され、その車速検出値に
応じて上下速度検出値を増幅する増幅器の増幅度が変え
られ、上下速度検出手段により検出された上下速度検出
値はその増幅器により増幅される。

一方、加速度検出手段により検出された上下加速度検出
値はもう１個の増幅器により増幅され、これらの増幅さ
れた上下加速度検出値と上下速度検出値に基づいて指令
値が演算され、その指令値に応じて圧力制御弁により各
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
ダの作動圧が変化し、車体姿勢の変化が抑制されるとと
もに、車速検出値に応じて上下速度検出値の増幅度が変
化するので、低速ではソフトな乗心地が得られるととも
に、高速走行では安定した走行が可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず第１実施例の構成を説明する。

第１図において、１１ＦＬ、　　１１ＦＲ，１１ＲＬ、
　　ＩＩＲＲは、それぞれ車体側部材１２と各車輪１３
ＦＬ。

１３ＦＲ，１３ＲＬ、　　１３ＲＲを個別に支持する車
輪側部材１４との間に介装された能動型のサスペンショ
ン装置であって、それぞれアクチュエータとしての油圧
シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲと、コイルスプリング１６
ＦＬ〜１６ＲＲと油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲに対
する作動油圧を後述する制御装置３３からの指令値にの
み応動して制御する圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲとを
備えている。

ここで、油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＨのそれぞれは
、そのシリンダチューブ１５ａが車体側部材１２に取付
けられ、ピストンロッド１５ｂが車輪側部材１４に取付
けられ、ピストン１５ｃによって閉塞された上側圧力室
Ｂ内の作動油圧が圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲによっ
て制御される。また、コイルスプリング１６ＰＬ〜１６
ＲＲのそれぞれは、車体側部材１２と車輪側部材１４と
の間に油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲと並列に装着さ
れて車体の静荷重を支持している。なお、これらコイル
スプリング１６ＦＬ−１６ＲＲは、車体の静荷重を支え
るのみの低いバネ定数のものでよい。

また、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲのそれぞれは、第
２図に示すように、円筒状の弁ハウジング１８と、この
弁ハウジング１８に設けた挿通孔１８ａに摺動可能に配
設されたスプール１９及びロッド２０と、このスプール
１９及びロッド２０間に介在されたスプリング２１と、
ロッド２０を介してスプリング２１の押圧力を制御して
スプール１９をオフセット位置とその両端側の作動位置
との間に移動制御する比例ソレノイド２２とを有する。

ここで、弁ハウジング１８には、それぞれ一端が前記挿
通孔１８ａに連通され、他端が油圧源２４の作動油供給
側に油圧配管２５を介して接続された入力ポート１８ｂ
と、油圧源２４のドレン側に油圧配管２６を介して接続
された出力ポート１８Ｃと、油圧配管２７を介して油圧
シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＨの上側圧力室Ｂとを連通ず
る入出力ポート１８ｄとが設けられている。そして、出
力ポート１８ｃには、これとスプール１９の上端及び下
端との間に連通するドレン通路１８ｅ、１８ｆが連通さ
れている。

また、スプール１９には、入力ポート１８ｂに対向する
ランド１９ａ及び出カポ−）１８Ｃに対向するランド１
９ｂが形成されているとともに、両ランド１９ａ、１９
ｂよりも小径のランド１９Ｃが下端部に形成され、ラン
ド１９ａとランド１９ｃとの間に圧力制御室Ｃが形成さ
れている。この圧力制御室Ｃは、パイロット通路１８ｇ
を介して入出力ポート１８ｄに接続されている。

さらに、比例ソレノイド２２は、軸方向に摺動自在の作
動子２２ａと、これを駆動する励磁コイル２２ｂとから
なり、後述する制御装置３３から出力される駆動電流で
なる指定値Ｖ３　　（Ｖ３ＦＬ〜■、ｌｌ、Ｉ）によっ
て駆動制御される。ここで、指令値■３と入出力ボート
１８ｄから出力される作動油圧Ｐとの関係は、第３図に
示すように、指令値ｖ３が零であるときに、所定のオフ
セット圧力ＰＯを出力し、この状態から指令値■、が正
方向に増加するとこれに所定の比例ゲインに１をもって
作動圧力Ｐが増加し、指令値Ｖ、が負方向に増加すると
これに比例して作動圧力Ｐが減少し、油圧源２４の圧力
Ｐ２に達すると飽和する。。

そして、圧力制御弁１７ＰＬ−１７ＲＲは、比例ソレノ
イド２２による押圧力がスプリング２１を介してスプー
ル１９に加えられており、かつスプリング２１の押圧力
と圧力制御室Ｃの圧力とが釣り合っている状態で、車輪
に、例えば路面の凸部通過による上向きの振動入力（又
は四部通過による下向きの振動入力）が伝達されると、
これにより油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＲのピストン
ロッド１５ｂが上方（又は下方）に移動しようとし、上
側圧力室Ｂの圧力が上昇（又は減少）する。このように
、上側圧力室Ｂの圧力が上昇（又は減少）すると、これ
に応じて圧力室Ｂと油圧配管２７、入出力ポート１８ｄ
及びパイロット通路１８ｇを介して連通された圧力制御
室Ｃの圧力が上昇（又は下降）し、スプリング２１の押
圧力との均衡が崩れるので、スプール１９が上方（又は
下方）に移動し、入カポ−）１８ｂと入出力ポート１８
ｄとの間が閉じられる方向（又は開かれる方向）に、か
つ出カポ−）１８ｃと入出力ポート１８ｄとの間が開か
れる方向（又は閉じられる方向）に変化するので、上側
圧力室Ｂの圧力の一部が入出力ポート１８ｄから出力ポ
ート１８ｃ及び油圧配管２６を介して油圧源２４に排出
され（又は油圧源２４から入カポ−）１８ｂ、入出力ポ
ート１８ｄ及び油圧配管２７を介して上側圧力室Ｂに油
圧が供給され）る。その結果、油圧シリンダ１５ＦＬ〜
１５ＲＨの上側圧力室Ｂの圧力が減圧（又は昇圧）され
、上向きの振動入力による上側圧力室Ｂの圧力上昇（又
は下向きの振動入力による上側圧力室Ｂの圧力減少）が
抑制されることになり、車輪側部材１４に伝達される振
動入力を低減することができる。このとき、圧力制御弁
１７ＦＬ〜１７ＲＲの出力ボート１８ｃと油圧源２４と
の間の油圧配管２６に絞りが設けられていないので、上
向きの振動人力°を抑制する際に、減衰力を発生するこ
とがない。なお、第１図において、２８Ｈは圧力制御弁
１７ＦＬ〜１７ＲＲ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１７ＦＬ−１７ＲＲと油圧シリンダ１５ＦＬ〜１
５ＲＲとの間の油圧配管２７に絞り弁２８Ｖを介して連
通した低圧側アキュムレータである。

一方、車体には、各車輪１３ＦＬ、　、１３ＦＲ，１３
ＲＬ、１３ＲＲ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３０ＦＬ、　　３０ＦＲ，３０
ＲＬ、３０ＲＲが配設される。また、３１は車速を検出
する車速検出器であり、３２は後述する制御装置３３の
各制御部３４ＦＬ〜３４ＲＲの増幅度可変型増幅器３５
のゲインを設定する、運転席の近傍に配設されたゲイン
設定器である。これらの上下加速度検出器３０ＦＬ〜３
０ＲＲからの加速度検出信号Ｍ　２ＦＬ　””　Ｍ　２
１１１　、車速検出器３１からの車速検出信号Ｖ及びゲ
イン設定器３２からのゲイン設定信号Ｚｍは、それぞれ
制御装置３３の各制御部３４ＦＬ〜３４ＲＲに供給され
る。

各制御部３４ＦＬ〜３４ＲＲは、第４図に示すように、
各上下加速度検出器３０ＦＬ〜３０ＲＲからの上下加速
度検出信号Ｍ　２ＦＬ　−Ｍ　２ＲＲをゲインＫｍで増
幅する増幅度可変型増幅器３５と、その上下加速度検出
信号Ｍ　２ＦＬ　−Ｍ　ｚｔａを積分じて上下速度値を
算出する積分器３６と、その積分値をゲインＫｎで増幅
する増幅度可変型増幅器３７と、両地幅器３５及び３７
の出力信号を加算して出力信号■４を出力する加算器３
８と、目標車高値に対応する基準値Ｖ１とその出力信号
ｖ４との偏差をとり指令値■３を各圧力制御弁１７ＦＬ
〜１７ＲＲに出力する比較器３９とを含む。

そして、増幅度可変型増幅器３５のゲインＫｍは、ゲイ
ン設定器３２からのゲイン設定信号Ｚｍにより例えば第
５図に示すように比例定数αｍをもって設定され、また
、増幅度可変型増幅器３７のゲインＫｎは、車速検出器
３１からの車速検出信号■に応じて、例えば第６図に示
すように、車速値■の増加に従って比例的に増加するよ
うに設定される。

次に上記第１実施例の動作を説明する。

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３０ＦＬ〜３０ＲＲの上
下加速度検出信号Ｍ　ｚｖＬ〜Ｓ！２□は、零となって
いる。この検出信号′ｉ！Ｆ、〜Ｓｔ　ｚｔａが制御装
置３３に入力されるので、その増幅度可変型増幅器３５
．３７の出力がぞれぞれ零となり、加算器３８の加算出
力Ｖ　４ＦＬ〜Ｖ４１１えも零となり、比較器３９から
目標車高値ＶＩＦＬ〜Ｖに等しい指令値Ｖ　３ＦＬ　”
”　Ｖ　３ＲＩＩが出力される。

このとき、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの比例ソレノ
イド２２の励磁コイル２２ｂには所定のオフセント電流
が供給されて励磁状態−二あり、スプール１９が所定の
中立位置に設定され、油圧シリンダ１５ＦＬ〜１’　５
　ＲＲの上側油圧室Ａに対して所定のオフセット圧力Ｐ
０を与えている。この状態では、スプール１９がスプリ
ング２１の押圧力と圧力制御室Ｃの圧力（すなわち油圧
シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＨの上側油圧室Ａの圧力に相
当する）とが釣り合う位置に停止され、路面からの細か
な凹凸による振動入力に応じて変動する油圧シリンダ１
５ＦＬ〜１５ＲＲの上側油圧室Ａの小さな圧力変動に応
じてスプール１９が微動して振動入力が車体側に伝達さ
れることを抑制している。

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１３ＦＲ，１３ＲＲに対応する位置が上方
に、左側の車輪１３ＦＬ、　　１３ＲＬ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３０ＦＲ，３０ＲＲから正の
上下加速度検出信号Ｍｚｒ＊＊５１ｚ□が出力され、上
下加速度検出器３０ＦＬ、　　３９ＲＬから負の上下加
速度検出信号Ｓ！２ＦＬ　＋　　Ｓ！！ＩＬが出力され
、これらが制御装置３３に供給される。

このため、制御装置３３の各制御部３４ＰＬ〜３４ＲＲ
における増幅度可変型増幅器３５．３７でそれぞれ上下
加速度検出値Ｓ！！１〜Ｓ！　！ＩＩＩにゲインＫｍを
乗算するとともに、上下加速度検出値Ｓ！２゜、〜Ｓ！
□、の積分値でなる上下速度検出値ＪＳ！ｚｒＬ　ｄｔ
−Ｊ　Ｍ　ｚ＊ｌｄｔに車速値■に応じて設定されたゲ
インＫｎを乗算し、両者を加算器３８で加算し、その加
算値Ｖ　４ＦＬ　”’　Ｖ　４１１を比較器３９で目標
車高値Ｖ　Ｉ　Ｆ　Ｌ　””　Ｖ　１□と比較して、右
側の車輪１３ＦＲ，１３ＲＲに対応する油圧シリンダ１
５ＦＲ，１５ＲＨに対しては負の指令値ｖ３□＋　Ｖ３
＋１１を出力し、左側の車輪１３ＦＬ、　　１３ＲＬに
対応する油圧シリンダ１５ＦＬ、　　１５ＲＬに対して
は正の指令値Ｖ：ｌＦＬ＋Ｖ　３１１Ｌを出力する。

従って、右側の油圧シリンダ１５ＦＲ，１５ＲＲは、そ
の比例ソレノイド２２の励磁電流が減少するので、その
作動子２２ａが上昇し、これに応じてスプール１９が上
昇して、入出カポ−）１８ｄを出力ポート１８ｃに連通
させ、左側の油圧シリンダ１５ＦＬ、　　１５ＲＬは、
その比例ソレノイド２２の励磁電流が増加するので、そ
の作動子２２ａが下降し、これに応じてスプールＩ９が
下降して、入出カポ−）１８ｄを入力ボート１８ｂに連
通させる。

このため、右側の油圧シリンダ１５ＦＲ，１５ＲＲが収
縮方向となり、左側の油圧シリンダ１５ＦＬ、１５ＲＬ
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。

左旋回の場合も同様であるとともに、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３０ＦＬ〜３
０ＲＲ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。

このような定速直進走行あるいは旋回走行において、制
御装置３３の各制御部３４ＦＬ〜３４ＲＲの積分器３６
から出力される上下速度値＊　！ＦＬ−文２Ｒ１１を増
幅する増幅度可変型増幅器３７のゲインＫｎが、第６図
に示すように、車速検出器３１からの車速検出値Ｖに応
じて変化し、車速検出値Ｖの増加に応じてゲインＫｎが
増加するので、低速では比較的小さいゲインで、多少車
体の揺動は発生するもののソフトな乗心地が得られると
ともに、車速か高くなるに従って、上下減衰のゲインが
大きくなり、ソフトな乗心地は若干損なわれるが、車体
の揺動は抑え込まれ、良好な接地性を保って安定した走
行が可能となる。

次に第２実施例を説明する。

まず構成を説明すると、第７図において、車速検出器３
１からの車速検出信号Ｖを、運転席の近傍に配設したゲ
イン設定器４０を介して増幅度可変型増幅器３７に入力
させ、ゲイン設定器４０の出力Ｚｎを、第８図に示すよ
うに、車速値Ｖの増加に応じて増加するように設定する
とともに、そのゲイン設定器４０を運転者が好みに応じ
て調整するようにして、増幅度可変型増幅器３７のゲイ
ンＫｎを、ゲイン設定値Ｚｎに応じて、第９図に示すよ
うに、その比例定数αｎを調整して、設定するように構
成する。

この第２実施例の動作は、制御装置３３の各制御部３４
ＦＬ〜３４ＲＲの増幅度可変型増幅器３７のゲインＫｎ
が、車速検出器３１からの車速検出値■の増加に応じて
増加するとともに、ゲイン設定器４０によりゲインＫｎ
を運転者が任意に設定する。

ｑのため、低速走行時の乗心地をソフトにするとともに
、高速走行時の安定性を向上させ、さらに、上下減衰の
程度従ってその乗心地性能を運転者の好みに応じて任意
に設定することができる。

なお、上述した実施例では、流体圧シリンダとして油圧
シリンダを適用した場合について説明したが、この発明
はこれに限定されるものではなく、空気圧シリンダ等の
他の流体圧シリンダを適用できることは言うまでもない
。

また、ゲインは車速値に比例するものを例朱したが、こ
れには限定されず、低速で小さく高速で大きければよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の能動型サスペンション
によれば、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、その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、
その圧力制御弁に指令値を出力する制御装置と、車体の
各車輪の略直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を備え、制御手段が、上
下加速度検出手段の上下加速度検出値及び上下速度検出
手段の上下速度検出値に基づいて増幅度を外部信号に応
じて変化させる増幅器により増幅して指令値を演算する
ものである能動型サスペンションにおいて、車速を検出
する車速検出手段を備えるとともに、上下速度検出値を
増幅する増幅器の増幅度をその車速検出手段の検出信号
に応じて変化させることを特徴とする構成としたため、低速ではソフトな乗心地が得られるとともに、高速では
安定した走行が可能となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の能動型サスペンションの第１実施例
を示す構成図、第２図はこの発明に適用し得る圧力制御
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図は第１図に示す制御装置の詳
細を示すブロック図、第５図は第４図の増幅器の設定信
号とゲインとの関係を示すグラフ、第６図は第４図の増
幅器の車速値とゲインとの関係を示すグラフ、第７図は
この発明の第２実施例の制御装置の詳細を示す第４図と
同様のブロック図、第８図は第７図のゲイン設定器の車
速値とゲイン設定値との関係を示すグラフ、第９図は第
７図の増幅器のゲイン設定値とゲインとの関係を示すグ
ラフである。１１ＦＬ、　　１１ＦＲ，１１ＲＬ、　　１１ＲＲ・・
・サスペンション装置、１３ＦＬ、　　１３ＦＲ，１３
ＲＬ、　　１３ＲＲ・・・車輪、１５ＦＬ〜１５ＲＲ・
・・油圧シリンダ、１６ＦＬ〜１６ＲＲ・・・コイルス
プリング、１７ＦＬ〜１７ＲＲ・・・圧力制御弁、２２
・・・比例ソレノイド、３０ＦＬ〜３０ＲＲ・・・上下
加速度検出器、３１・・・車速検出器、３２・・・ゲイ
ン設定器、３３・・・制御装置、３４ＦＬ〜３４ＲＲ・
・・制御部、３５．３７・・・増幅度可変型増幅器、３
６・・・積分器、４０・・・ゲイン設定器。

Claims

【特許請求の範囲】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、該圧力制御弁
に指令値を出力する制御装置と、車体の各車輪の略直上
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
速度検出手段とを備え、前記制御手段が、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
段の上下速度検出値に基づいて増幅度を外部信号に応じ
て変化させる増幅器により増幅して前記指令値を演算す
るものである能動型サスペンションにおいて、車速を検出する車速検出手段を備えるとともに、前記上
下速度検出値を増幅する前記増幅器の増幅度を該車速検
出手段の検出信号に応じて変化させることを特徴とする
能動型サスペンション。