JPH02151515A - 車両用アクティブサスペンション - Google Patents

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） 本発明は、車両用アクティブサスペンションの改良に関
する。

（従来の技術） 従来、車体に生じるロールをアクティブ制御するサスペ
ンションとして、例えば特開昭６１−１８１７１３号公
報に示されるものがある。

そして、この従来例では車体に作用する横Ｇに応じて各
車輪毎に設けられるアクチュエータに作用する油圧を制
御することにより、車体に生じるロールを低減するもの
となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来装置のように、車体に作用する
横Ｇに応じてロール制御を実行する方法を用いたもので
は、例えば直進走行中に路面外乱等によって比較的低い
横Ｇが発生しても、この横Ｇに対してロールを抑えよう
とする制御力が発生することになり、乗心地我人幅に悪
化してしまう惧れがあった。また、車両旋回中に行われ
るロール制御（特に悪路走行時）においても同様に乗心
地が極端に悪化し易い欠点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために創案されたもの
で、流体圧源と、同流体圧源から供給される流体圧を受
けて作動し車高を調整するよう各車輪と車体との間にそ
れぞれ設けられたアクチュエータと、同各アクチュエー
タと上記流体圧源との間にそれぞれ介装され上記アクチ
ュエータへの流体圧の給排を行うよう各アクチュエータ
毎に設けられた制御弁と、各車輪毎の車高および車高変
化速度を検出するよう設けられた車高情報検出手段と、
車体に作用する横Ｇを検出するよう設けられた横Ｇ検出
手段と、上記車高情報検出手段および横Ｇ検出手段の検
出値に応じて上記各制御弁の作動を独立に制御するコン
トローラとを備えた車両用アクティブサスペンションに
おいて、上記コントローラは、検出される横Ｇに応じた
ロール制御出力と、検出される車高および車高変化速度
に応じた乗心地制御出力とを算出し、上記ロール制御出
力と乗心地制御出力とを各車輪毎に加算した駆動制御出
力に応じて上記各制御弁を独立に作動させて上記各アク
チュエータへの流体圧の給排を制御するよう構成されて
いることを特徴とする車両用アクティブサスペンション
である。

（作用） 本発明によれば、各制御弁の作動を独立に制御するコン
トローラが、検出される横Ｇに応じたロール制御出力と
、検出される車高および車高変化速度に応じた乗心地制
御出力とを算出し、上記ロール制御出力と乗心地制御出
力とを各車輪毎に加算した駆動制御出力に応じて各制御
弁を独立に作動させて各アクチュエータへの流体圧の給
徘を制御するよう構成されているため、横Ｇに応じたロ
ール制御に車高および車高変化速度に応じた乗心地制御
が加味されてアクチュエータへの流体圧の給排が制御さ
れ、乗心地にも優れるロール姿勢制御が実現されるもの
である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本実施例のシステム構成図である。第１図に
おいて、オイルポンプ１は油路２を介してリザーブタン
ク３内に貯溜されるオイルを吸入して供給油路４にオイ
ルを吐出するよう設けられている。供給油路４のオイル
ポンプ１近傍には、オイルポンプ１による供給油圧の脈
動を吸収するアキュムレータ５が接続され、アキュムレ
ータ５の下流側には、オイルクーラ２１が介装さ九てリ
ザーブタンク３に連通された排出油路６と、供給油路４
とを連通ずるリリーフ油路７が設けられている。このリ
リーフ油路７には、リリーフバルブ８が介装されており
、リリーフバルブ８の上流油圧が所定値以上になるとオ
イルポンプ１から吐出されるオイルがリザーブタンク３
側へ排出されるものとなっている。供給油路４には、Ｉ
Ｊ　ＩＪ−フ油路７との接続部より下流側でオイルフィ
ルタ９およびチエツク弁１０が介装されており、チエツ
ク弁１０は下流側から上流側へのオイルの流れを禁止す
るものとなっている。供給油路４は、チエツク弁１０下
流で前輪側油路４Ｆと後輪側油路４Ｒとに分岐しており
、各油路４Ｆ、４Ｒにはそれぞれライン圧保持用のアキ
ュムレータ１１Ｆ、１１Ｒが接続されている。各油路４
Ｆ、４Ｒはそれぞれアキュムレータ１１Ｆ、１１Ｒの下
流側で各車輪毎の油路４ＦＬ及び４ＦＲ，４ＲＬ及び４
ＲＲに分岐されており、各油路４ＦＬ、４ＦＲ，４ＲＬ
。

４ＲＲには、それぞれ各車輪毎に設けられるサスペンシ
ョンユニット１２ＦＬ、１２ＰＲ，１２ＲＬ、１２ＲＲ
が接続されており、この各サスペンションユニットには
排出油路６も接続されている。

このため、この制御弁１６は指令されるデユーティ率に
比例して油圧アクチュエータ１４内の圧力を制御できる
ものとなっている。

各サスペンションユニットは、同一構造を有するもので
あるため、左前輪のサスペンションユニツ）１２ＰＬに
ついて説明すると、車体と車輪との間にはサスペンショ
ンスプリング１３と単動型の油圧アクチュエータ１４と
が設けられ、油圧アクチュエータ１４の油圧室に連通す
る油路１５と供給油路４ＦＬ及び排出油路６との間に介
装された制御弁１６により油圧アクチュエータ１４の油
圧室への油圧の給排が制御されるものとなっている。

制御弁１６としては、比例電磁弁が使用されている。す
なわち、この制御弁１６は、供給油路４ＦＬ側からパイ
ロット油路１７を介して作用する油圧をパイロット圧と
して導入するもので、パイロット圧室から油路１８を介
して排出油路６側に流出するオイル流量をデユーティ制
御される電磁弁により制御することによりパイロット圧
を制御して、弁開度をコントロールするものとなってい
る。

また、油圧アクチュエータ１４の油圧室に連通ずる油路
１５には絞り１９を介してアキュムレータ２０が接続さ
れており、絞り１９により振動減衰効果が発揮されると
共に、アキュムレータ２０内にはガスが封入されてガス
ばね作用を発揮するものとなっている。

各制御弁１６の作動は、マイクロコンピュータにより構
成されるコントローラ３０により制御されるものとなっ
ている。このコントローラ３０には、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２２〜２５
の検出出力、ステアリングホイールの操舵角速度を検出
する操舵センサ２６の検出出力、車体に作用する前後左
右方向の加速度を検出するＧセンサ２７の検出出力、及
び車両の走行速度を検出する車速センサ２８の検出出力
が入力されるものとなっており、コントローラ３０は、
これらのセンサの検出出力に基づいて各制御弁１６の作
動状態を各車輪毎に制御することにより各油圧アクチュ
エータ１４への油圧の給排第２図は、コントローラ３０
内で行われる各車輪毎の制御動作を示すものである。

第２図において、イグニッションキーのオン信号と共に
制御が開始され、ステップＳ１において車速センサ２８
から検出される車速Ｖが読み込まれた後、ステップＳ２
で車高センサの出力からサスペンションストロークＸが
読み込まれるが、ステップＳ３におけるストロークＸは
基準車高に対する偏差として読み込まれるものとなって
いる。その後ステップＳ３では車速Ｖが３　ｋ＋＋＋　
／　ｈ以下であるか否かが判別され、３　ｋｍ　／　ｈ
以下である場合はステップＳ４に進んで姿勢制御力指令
値ＦＦＳおよび乗心地制御力指令値ＦＦＵをそれぞれ０
にリセットするものとなっているが、これらＦＦＳおよ
びＦＦＵについては後述する。

そして、ステップＳ５でサスペンションストロークＸを
積分して平均車高（基準車高に対する偏差の平均値）ｘ
＋を算出した後、ステップＳ６では車高調整力指令値Ｆ
ＦＨ＝に＋　　・Ｘｉが算出される。ここでステップＳ
５の積分処理は車高制御の出力が変動を繰り返すことを
防止するため比較的時定数を大きく設定しており、また
ステップＳ６におけるＦＦＨは車高を基準車高に保持す
るための油圧アクチュエータ１４内油圧の補正量に相当
するもので、平均車高ｘｔが０（既に基準車高に保たれ
ている場合）にはＦＦＨ＝Ｏとなり、平均車高Ｘ、の正
負に応じて増圧指令あるいは減圧指令となるものである
。なお、ここでｋｌはサスペンションユニット１２のば
ね定数および減衰力の特性を等価的に制御に組み込んだ
定数である。特にこのステップＳ６における処理は乗員
や積載吻の変動による車両の積載条件の変化に対して車
高を一定に保つためのものである。

その後ステップＳ７では、第３図に示したマツプに基づ
きステップＳ６で算出したＦＦＨに対応した車重補正係
数ｋｌ）ＩＴを読み込んで記憶する。この車重補正係数
に１□アはロール制御のための補正係数で前後輪間の荷
重配分が変化してもステア特性を一定に保つためのもの
である。なお、前輪と後輪とでは分担荷重が異なるため
、補正係数ｋｌｌ＋７を求める際には前輪と後輪とで異
なるマツプが使用されているが、同一マツプを使用して
読み込まれる値を前輪および後輪に固有の係数により補
正することにより求めても良い。ステップＳ８では、液
圧指令値ＣＦ＝ＦＦＨ＋に＋ｘｔ　・ＦＦＳ＋ＦＦＵが
算出されるが、停車中はＦＦＳおよびＦＦＵが共にＯで
あるので、液圧指令値ＣＦは車高調整力指令値ＦＦＨと
なり、液圧指令値ＣＦに応じた駆動デユーティで制御弁
１６が作動して、各サスペンションユニットが基準車高
に保たれる。

なお、制御弁１６の作動制御において、液圧指令値ＣＦ
が０である場合は、５０％の駆動デユーティが出力され
、ＣＦの正負の大きさに応じて出力される駆動デユーテ
ィが増減されるものとなっている。

一方、ステップＳ３において車速Ｖが３　ｋｍ　／　ｈ
以下でないと判別された場合には、ステップＳ９に進み
Ｇセンサから検出される横Ｇを読み込むと共に、第４図
に示したマツプに基づいて検出される横Ｇに対応したロ
ール制御用の制御ゲインＧＧを求める。本実施例では、
第４図から明らかなように、極低Ｇ域の不感帯域以上で
まず正方向のロールが設定され、検出される横Ｇの増加
と共に、正方向のロールが減少しやがて逆方向のロール
に反転して逆方向のロールが増大してゆくが、１ｊｌＧ
が所定の値に達した後は逆方向のロールが減少して再び
正方向のロールに反転し正方向のロールが増大してゆく
ような制御マツプが使用されている。

すなわち、比較的横Ｇが低い領域では逆ロールを発生さ
せて車両の旋回フィーリングを向上すると共に、横Ｇが
高い領域では正ロールを発生させて運転者がコーナリン
グ限界を体感し易いものとする設定になっている。なお
、このロール制御用のゲインＧＧは旋回内輪側の車輪と
旋回外輪側の車輪とによりその正負が当然逆転するもの
となっている。その後ステップＳＩＯで操舵センサ２６
の検出値からステアリングホイールの操舵角速度θ□が
読み込まれてステップＳｌｌへ進み、第５図に示すマツ
プに基づいて操舵角速度θ□に対応する操舵角速度補正
係数にθが求められる。この補正係数に°θはステップ
Ｓ９で求めたロール制御用のゲインＧＧを補正するもの
で、操舵角速度θＨが速い時にロール制御用のゲインＧ
Ｇを低減させて発生ロール量を正方向側に補正するもの
となっている。さらに、ステップＳ１２に進むと第６図
に示すマツプに基づいて車速Ｖに対応する車速補正係数
に、が求められる。この補正係数ｋｖはステップＳ９で
求めたロール制御用のゲインＧＧを補正するもので、車
速Ｖが速い時にロール制御用のゲインＧＧを低減させて
発生ロール量を正方向側に補正するものとなっている。

そして、ステップＳ１３では、各ステップＳ９．Ｓ１１
．　ｓ１２で求められたＧＧ、にθ＋ｋＶに基づいてロ
ール制御のための姿勢制御力指令値ＦＦ５＝ＧＧ−にθ
・ｋｖが求められる。この姿勢制御力指令値ＦＦＳは、
ばね上糸に作用する姿勢変化入力に対抗する力の制御値
であり、すなわちロール制御のための油圧アクチュエー
タ１４内油圧の補正量に相当するもので、車体に作用す
る横Ｇ、ｔｆｆｉ舵角速度θ、及び車速■に応じたロー
ル制御が指令されるものである。

その後ステップ３１４に進むと、車高センサにより検出
されるサスペンションストロークＸに基づいてストロー
ク変化速度灸が演算され、ステップ３１５では、サスペ
ンションストロークＸ及びストローク変化速度ｋに基づ
いて乗心地制御力指令値ＦＦＵ＝に、　・ｘ＋ｋｎｎ’
　ｘが算出される。ここで、ｋＩ、及びｋＤＤは定数で
、ｋｏはサスペンションユニット１２のばね定数より若
干少ないゲインであ’ｌ、ｋｎｎはサスペンションユニ
ット１２の減衰率及び抵抗より若干少ないゲインである
。この乗心地制御力指令値ＦＦＵは、ばね下糸に人力さ
れる振動を吸収する力の制御値であり（すなわち路面人
力により発生する車輪のストローク変化を抑制するだめ
の油圧アクチュエータ１４内油圧の補正量に相当するも
ので、車体振動を防止する作用を発揮するためのもので
ある。

ステップＳ１５の処理が終了すると、前述したステップ
８５〜７の処理が行われるが、走行中に行われるこれら
の処理は、車両走行時に車体に作用する空気抵抗により
発生するリフト力や坂路走行により生じる分担荷重の変
化に対抗して車高を一定に保つための車高調整力指令値
ＦＦＨおよびＦＰＨに対応したｋ　ＩＩＩＴを算出する
ものとなっており、もちろん状況変化がなければ停車時
に求められたＦＦＨおよびｋ　＋１１７と同じ値が得ら
れる。

そして、車両走行中にステップＳ８に進むと前述したよ
うに液圧指令値ＣＦ＝ＦＦＨ＋に＋ｘｔ　　・ＦＦＳ＋
ＦＦＵが算出されるが、この場合はＦＦＳおよびＦＦＬ
Ｊが０ではないので、油圧アクチュエータ内圧を調整す
る制御弁の駆動デユーティを指令する液圧指令値ＣＦは
、基準車高を維持するための指令値ＦＦＨに、ロール制
御を実行するための指令値ｋｚ＋ｒ’ＦＦｓと、路面入
力により発生する車輪のストローク変化を抑制して車体
振動を抑制する指令値ＦＦＵとが加算されたものとなり
、各サスペンションユニット１２の動作が各輪毎に求め
られた液圧指令値ＣＦに基づいてそれぞれ独立に制御さ
れることにより、良好な乗心地を確保しながら車体のロ
ール姿勢が積極的に制御されるものとなる。特にロール
制御を実行するだめの指令値ｋ　＋＋＋ｔ　・ＦＦＳは
、姿勢制御力指令値ＦＦＳに対して各車輪の分担荷重の
変化に対応する補正係数ｋ　ｌｌｌ’ｒによる補正がな
されているため、各車輪の分担荷重が変化に関わらず安
定したロール制御が得られ、ロール制御の指令値に対し
て一定のステア特性が得られるものとなっている。

なお、ステップＳ８を経過した後はステップＳ１上記実
施例によれば、横Ｇ、操舵角速度および車速に応じたロ
ール制御指令値ＦＦＳに、サスペンションのストローク
およびストローク変化速度に応じた乗心地制御指令値Ｆ
ＦＴＪが加味されて、油圧アクチュエータ１４内の油圧
が制御されるので、良好な乗心地を確保しながら積極的
なロール制御を行うことができ、姿勢制御と乗心地制御
を高次元でバランスさせた制御を実現することができる
もので、特に悪路走行中の姿勢制御時における乗心地が
格段に向上する。

また、ロール制御のための指令値ＦＦＳは、横Ｇに対応
する第４図のマツプ、操舵角速度に対応する第５図のマ
ツプ、ふよび車速に対応する第６図のマツプを参照して
決定されるものであるため、比較的低い横Ｇ領域でしか
も車速が中低速域にあり定常旋回に近い状態（通常のカ
ーブ走行）では、逆ロール制御が実行されることになり
、旋回性が向上する。すなわち、逆ロールが実行される
ことにより、乗員に作用する横Ｇの一部が乗員にとって
上下方向に体感されるようになり、体感上の乗心地（フ
ィーリング）が向上すると共に、ステア特性もオーバス
テア特性を示すようになり（一般的な独立サスペンショ
ンでは、そのキャンバ変化特性により逆ロールが発生す
ると車輪が旋回内方に倒れることになり、オーバステア
気味となる）、車両旋回時の運転が容易になって操縦性
が向上する。しかもこの逆ロールは比較的小さい領域で
のみ行われるので、限界コーナリング時に車体が逆ロー
ルすることはなく、車両の安定性および安全性に優れる
。

また、逆ロール側への制御ゲインが出力される横Ｇ領域
であっても、操舵角速度が速い場合（急操舵時）および
高速走行時は、逆ロール側への制御ゲインが低下する（
車体に生じるロールは正ロール方向に補正される）こと
になり、ステア特性がアンダステア側に補正されて（上
記したキャンバ変化特性による）安全性および安定性が
確保される。

更に、検出される横Ｇが高い領域では逆ロール側への制
御ゲインを低下させて正ロールを発生させるものとなっ
ているため、車両の安定性が確保されると共に運転者に
コーナリング限界を体感させることができ、この点でも
安全性にも優れる。

特に、操舵角速度が速い場合には逆ロール側への制御ゲ
インが低下する（ＩＧ人力に対抗するロール制御力を低
減する）ので、スラローム走行時（一般的に操舵角速度
が速い）のロール制御が発散する（制御動作の遅れによ
り車体が加振される）惧れもなく、制御エネルギの浪費
を防ぐことができ、制御安定性に優れ制御エネルギを効
率良く利用できる利点がある。

また、ロ−ル制御力ための指令値ＦＦＳは、車高調整力
指令値ＦＦＨ（分担荷重の変化に対応している）に対応
して変化する補正係数ｋ　ＩＮＴにより補正されるもの
であるため、積載荷重の変化（前後輪間の荷重配分の変
化）等に対しそ！”占−ル制御時のステア特性（ＵＳ１
０Ｓ特性）を一定に保つことができ、操安性に優れる利
点がある。

加えて、前記従来例の如く各車輪に荷重センサを設ける
ものとはなっておらず、また各車輪毎に上下Ｇセンサを
設けるものともなっていないので、システムの構成が簡
素で安価である利点もある。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、各車輪に上下Ｇセンサを設けてこの上下Ｇセンサに
よりサスペンションのストローク変化速度（車高変化速
度）を直接検出するものとしても良いし、また横Ｇに対
する制御ゲインマツプとして第４図中のゼロロールライ
ンに合致したものを使用しても良く、第７図や第８図に
示した制御ゲインマツプを使用しても良い。更に各車輪
のストローク（車高）を絶対値として検出して基準車高
と比較するものとしても良＜、操舵角を検出するセンサ
を設けて検出される操舵角から操舵角速度を算出するも
のとしても良い。このほか、本発明の要旨を変えない範
囲内で種々の変形実施が可能であることは言うまでもな
い。

（発明の効果） 以上、実施例とともに具体的に説明したように、本発明
によれば、良好な乗心地を確保しながら横Ｇに応じたロ
ール制御が実現され、乗心地制御と姿勢制御とが高い次
元で両立する車両用アクティブサスペンションを提供す
る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図はコントローラ３０内の制御動作を示すフローチャー
ト図、第３図は車高調整力指令値ＦＦＨに対する車重補
正係数ｋｌｌ＋７のマツプ図、第４図は横Ｇに対する制
御係数ＧＧのマツプ図、第５図は操舵角速度θ８に対す
る摸舵角速度補正係数にθのマツプ図、第６図は車速Ｖ
に対する車速補正係数ｋｖのマツプ図、第７図はその他
の実施例を示す第４図対応図、第８図は更にその他の実
施例を示す第４図対応図である。 １・・・オイルポンプ、１４・・・アクチュエータ。 １６・・・制御弁、２２〜２５・・・車高センサ。 ７・・・Ｇセンサ。 ０・・・コントローラ 出願人三菱自工）卓工業抹大会社 第 図 第 図 左グ← 蹟ｑ →右Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体圧源と、同流体圧源から供給される流体圧を受けて
   作動し車高を調整するよう各車輪と車体との間にそれぞ
   れ設けられたアクチュエータと、同各アクチュエータと
   上記流体圧源との間にそれぞれ介装され上記アクチュエ
   ータへの流体圧の給排を行うよう各アクチュエータ毎に
   設けられた制御弁と、各車輪毎の車高および車高変化速
   度を検出するよう設けられた車高情報検出手段と、車体
   に作用する横Ｇを検出するよう設けられた横Ｇ検出手段
   と、上記車高情報検出手段および横Ｇ検出手段の検出値
   に応じて上記各制御弁の作動を独立に制御するコントロ
   ーラとを備えた車両用アクティブサスペンションにおい
   て、上記コントローラは、検出される横Ｇに応じたロー
   ル制御出力と、検出される車高および車高変化速度に応
   じた乗心地制御出力とを算出し、上記ロール制御出力と
   乗心地制御出力とを各車輪毎に加算した駆動制御出力に
   応じて上記各制御弁を独立に作動させて上記各アクチュ
   エータへの流体圧の給排を制御するよう構成されている
   ことを特徴とする車両用アクティブサスペンション