JPH02164610A

JPH02164610A - 能動型サスペンション

Info

Publication number: JPH02164610A
Application number: JP32003688A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsukamoto; 雅裕塚本; Hirokazu Wakao; 宏和若尾
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; KYB Corp
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1990-06-25

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、車両の姿勢変化を能動的に抑制制御するよ
うにした能動型サスペンションに係り、とくに、その抑
制制御を指令する指令値の供給経路に断線等の異常状態
が発生したとき、この異常状態を的確に回避可能なフェ
イルセーフ機能を備えた能動型サスペンションに関する
。

〔従来の技術］能動型サスペンションとしては、例えば、本出願人が先
に提案した特開昭６２−２９５７１４号記載のものがあ
る。

この従来技術は、車体側部材と各車輪側部材との間に介
挿された流体圧シリンダと、この流体圧シリンダの作動
圧を変更可能な励磁電流（指令値）に応じて個別に制御
するソレノイド制御形の圧力制御弁と、車体の横加速度
又は前後加速度を検出する加速度検出手段と、この加速
度検出手段からの検出値に応じた励磁電流を各圧力制御
弁の比例ソレノイドに出力する制御手段とを有し、これ
により車体の左右方向又は前後方向の姿勢変化を能動的
に抑制しようとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記能動型サスペンションでは、制御手
段から各圧力制御弁に至る励磁電流供給経路が単に一本
のハーネスによって各々構成され、その各ハーネスが各
圧力制御弁に向かって長く且つ複雑に車体内を引き回さ
れているため、振動等による結線部の緩み、接触不良及
び他部材上の長期間に渡る断続的な接触等に起因した断
線を生じ易いという状況にあり、仮に、このような異常
事態が生じると、上記構成のものでは直ちに励磁電流が
零となって、流体圧シリンダの作動圧が最低圧に急変し
、著しい車体姿勢変化及び操縦不安定化を招来し、場合
によっては走行不能に陥るという未解決の課題があった
。

この発明は、このような未解決の問題に鑑みてなされた
もので、車両姿勢変化抑制を指令する指令値の供給経路
に断線等の断絶状態が生じた場合でも、この断絶によっ
て指令値が供給停止になるという状態を確実に排除でき
るようにすることを、その解決しようとする課題として
いる。

〔課題を解決するための手段］上記課題を解決するため、この発明は、車体と車輪との
間に介挿された流体圧シリンダと、この流体圧シリンダ
の作動流体圧を変更可能な指令値である励磁電流に応じ
て制御するソレノイド制御形の圧力制御弁と、前記励磁
電流の値を車両の姿勢変化に応じて変更する姿勢変化抑
制制御手段とを備えた能動型サスペンションにおいて、
前記圧力制御弁のソレノイドを、該ソレノイド全体の駆
動力を分担する複数の副ソレノイドにより構成し、前記
姿勢変化抑制制御手段は、前記副ソレノイドの各々が分
担した駆動力に対応した励磁電流を当該副ソレノイドに
個別に供給するとともに、当該副ソレノイドの各々に対
する励磁電流供給経路の内、何れかが断絶等の異常状態
となったとき、正常状態にある供給経路側の励磁電流を
異常状態となった供給経路側の励磁電流の分だけ補償し
て供給するソレノイド駆動部を含むようにしている。

〔作用〕

この発明において、励磁電流供給経路に断絶等のない正
常状態の場合、姿勢変化抑制制御手段のソレノイド駆動
部は、各々の副ソレノイドが分担している駆動力に応じ
た制御電流を当該副ソレノイドに個別に供給し、これに
よって姿勢変化抑制制御動作が行われる。また、複数の
励磁電流供給経路の内、何れかが断絶等の異常状態にな
った場合、ソレノイド駆動部は、直ちに、正常状態にあ
る供給経路にかかる励磁電流を異常状態側の励磁電流の
分だけ増加（補償）して供給する。このため、圧力制御
弁のソレノイドの全体駆動力が変化することなく、正常
な姿勢変化抑制制御を継続させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図乃至第６図に基づき
説明する。この実施例は、車両の横方向の姿勢制御にか
かる能動型サスペンションを示す。

第１図において、ｌ０ＦＬ〜１０１？Ｉ？は前人〜後右
車輪を示し、１２は各車輪１０ＦＬ〜ｌ０ＲＲに連結さ
れた車輪側部材を示し、１４は車体側部材を示す。車輪
側部材１２．・・・、１２と車体側部材１４との間には
、油圧式の能動型サスペンション１６が装備されている
。

能動型サスペンション１６は、流体圧源としての油圧ｉ
ｔｓと、この油圧源１８の下流側に前輪側、後輪側に対
応して装備された蓄圧用のアキュムレータ２０．２０と
、このアキ・ユムレータ２０゜２０の下流側にあって車
輪１０ＦＬ〜１０１？Ｒに各々対応して装備された前人
〜後右側の圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＲＲと、車体側部
材１４と各車輪側部材１２との間に個別に介装された流
体圧シリンダとしての前人〜後右側の油圧シリンダ２６
ＦＬ〜２６Ｒ１？とを備えている。また、能動型サスペ
ンション１６は、横加速度センサ２８と、横加速度検出
信号に基づき圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＲＲを制御する
コントローラ３０とから成る姿勢変化抑制制御手段３１
を有している。さらに、前記油圧シリンダ２６ＦＬ〜２
６ＲＲの後述する圧力室りの各々は、路面側からのバネ
下共振周波数域の振動を吸収するために、絞り弁３２を
介してアキュムレータ３４に連通されている。一方、車
体側部材１４及び車輪側部材１２間には、比較的低いバ
ネ定数であって車体の静荷重を支持するコイルスプリン
グ３６゜・・・２３６が配設されている。

前記油圧ａ１８は、車両のエンジンを回転駆動源として
作動し、タンク内の作動油を加圧して吐出する油圧ポン
プを有しており、この油圧ポンプの吐出圧に基づき所定
ライン圧（例えば、１００（ｋ　ｇ　ｆ　７ｃｍ”　）
　）の作動油を出力する。

また、圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＩＩＲの各々は、ソレ
ノイド制御、パイロット操作形により第２図に示すよう
に構成されている。つまり、ハウジング５４に挿通孔５
５が設けられ、この挿通孔５５にはメインスプール５６
がその軸方向に摺動可能に配設されるとともに、その挿
通孔５５に連通する供給ポート５４Ｓ、出力ボート５４
Ｃ２戻りボート５４ｒが各々形成されている。そして、
供給ボート５４ｓは油圧配管を介して油圧源１８の作動
油供給側に接続され、戻りボート５４ｒは油圧配管を介
して油圧源１８のドレン側に接続され、さらに出カポ−
）５４ｃが油圧配管を介して前記油圧シリンダ２６ＦＬ
（〜２６１？Ｒ）の後述する圧力室Ｉ、に接続されてい
る。挿通孔５５の軸方向両端部にはフィードバック室Ｆ
ｕ、ＦＬが形成され、メインスプール５６の上下端は、
フィードバック室Ｆｌｊ、ＦＬに各々配設されたオフセ
ントスプリング５７Ｕ、５７Ｌによりそのオフセット位
置が規定されるようになっている。

メインスプール５６は、供給ボーｔ−５４ｓに対向する
ランド５６ａと、戻りポート５４ｒに対向するランド５
６ｂと、この両うンド５６ａ、５６ｂ間に形成された環
状溝状の圧力室５６ｃと、この圧力室５６ｃ及び下側の
フィードバック室Ｆ、−とを連通ずるフィードバック通
路５６ｄとにより形成されている。

また、ハウジング５４の第２図における上端部には、前
記挿通孔５５と同軸状の挿通孔６０が形成されている。

この挿通孔６０には、所定径の連通穴６１ａを有し挿通
孔６０を二分する隔壁６１が配設され、その内、メイン
スプール５６側がパイロット室ＰＲＩとなり、その反対
側にはポペット６２が摺動可能に装備されている。また
、パイロット室ＰＲＩは、前記固定絞り５８を介して上
側フィードバンク室Ｆ、に連通ずるとともに、パイロッ
ト通路ＰＰを介して供給ボート５４ｓに連通している。

挿通孔６０の戻り側は、ドレン通路ＤＰを介して戻りポ
ート５４ｒに連通している。

このため、ポペット６２の摺動位置を調整することによ
って連通穴６１ａの開口面積が変化し、供給ポート５４
ｓ、パイロット通路ＰＰ、パイロット室ＰＲ１，連通穴
６１ａ、ドレン通路ＤＰ、戻りボー）５４ｒを流通する
作動油の流量、即ちパイロット室ＰＲＩのパイロット圧
Ｐ、が調整される。

一方、前記比例ソレノイド６３は、ハウジング５４と一
体的に形成された円筒ハウジング５４Ａと、円筒ハウジ
ング５４Ａの挿通孔に摺動自在に設けられたプランジャ
６５と、このプランジャ６５をその軸方向に駆動させる
第１．第２の励磁コイル６６Ａ、６６Ｂとを存している
。この内、円筒ハウジング５４Ａ、第１の励磁コイル６
６Ａ。

プランジャ６５により第１の副ソレノイド６３ａが形成
され、円筒ハウジング５４Ａ、第２の励磁コイル６６Ｂ
２プランジヤ６５により第２の副ソレノイド６３ｂが形
成されている。

そして、第１．第２の励磁コイル６６Ａ、６６Ｂにはコ
ントローラ３０から指令値としての励磁電流ＩＳｌ＋　
　Ｉｓ□が各々供給される。第１．第２の副ソレノイド
６３ａ、６３ｂは励磁電流１．、、　１．２の値に応じ
て励磁されることから、プランジャ６５は第１．第２の
副ソレノイド６３ａ、６３ｂの合成された推力（駆動力
）によって第２図における下方に移動して前記ポペット
６２を付勢する。

そこで、励磁電流Ｉ３１＋　　１５２が共に零のときに
は、プランジャ６５が第２図における最上方位置にあり
、連通穴６１ａの開口面積が最大になってその流動抵抗
が殆ど零となり、パイロット圧Ｐ。

が最小値になる。この状態では、メインスプール５６が
同図における最上方位置に移動し、出カポ−）５４ｃと
戻りポー１−５４ｒが連通され、油圧シリンダ２６ＦＬ
（〜２６ＲＲ）からの作動油が油圧源１８に戻され、圧
力制御弁２２ＦＬ（〜２２ＲＲ）の出力圧Ｐｃ、即ち油
圧シリンダ２６ＦＬ（〜２６ＲＲ）の作動圧がその最小
値ＰＣＭＩＮに調圧される。

この状態から励磁電流Ｉｓ＋＋　１３２　（＝　Ｉｓ　
）を徐々に大きくしていくと、その値に応じてプランジ
ャ６５がポベント６２を第２図における下方に付勢し、
これによって連通穴６１ａの開口面積が小さくなり、そ
の流動抵抗が増大する。これに応じて、パイロット圧Ｐ
、も高くなって、スプール５６が下方に移動し、供給ボ
ート５４Ｓと出力ポート５４ｃとが連通し、出力ポート
５４ｃから出力される油圧Ｐ、が合成励磁電流Ｉ、に比
例して第３図に示す如く増大する。同図において、最大
出力圧Ｐ　ＣＭＡＸは油圧源１８からのライン圧に相当
する。

さらに、いま、上側、下側のフィードバック室ＦＵ、Ｆ
Ｌの圧力（即ち、パイロット圧ＰＦ及び出力圧ｐｃ）が
平衡している定常状態（第２図のスプール位置参照）に
あるとする。この状態で、比較的緩やかな凹凸路を通過
すること等により、路面側から油圧シリンダ２６ＦＬ（
〜２６ＲＩ？）を介して圧力制御弁２２ＦＬ（〜２２Ｒ
Ｒ）に入力するバネ上共振周波数域の振動は、メインス
プール５６が上方又は下方へ移動し、作動油が油圧ＦＸ
１８に戻され又は油圧源１日から供給されることによっ
て殆ど吸収され、車体側へ伝達される振動が減少する。

さらに、前記油圧シリンダ２６ＦＬ〜２６ＲＨの各々は
第１図に示すように、シリンダチューブ２６ａを有し、
このシリンダチューブ２６ａにはピストン２６ｃにより
隔設された下側圧力室りが形成されている。そして、シ
リンダチューブ２６ａの下端が車輪側部材１２に取り付
けられ、ピストンロッド２６ｂの上端が車体側部材１４
に取り付けられている。

一方、車両の重心位置より前方の所定位置には前述した
横加速度センサ２８が配設されており、この横加速度セ
ンサ２８は、車両に作用する横加速度を検出しこれに比
例したアナログ電圧信号でなる横加速度信号ｇｖをコン
トローラ３０に出力するようになっている。

前記コントローラ３ｏは、第４図に示すように、入力す
るアナログ量の横加速度信号ｇ、をデジタル量に変換す
るＡ／Ｄ変換器８８と、マイクロコンピュータ９０と、
このマイクロコンピュータ９０から出力されるデジタル
量の制御信号ＳＣ１・・・ＳＣをアナログ量に変換する
Ｄ／Ａ変換器９２Ａ〜９２Ｄと、このＤ／Ａ変換器９２
Ａ〜９２Ｄの出力に基づき指令値としての励磁電流Ｉ　
３１＋　　１３２を前記圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＲＲ
の各々の第１第２の励磁コイル６６Ａ、６６Ｂに個別に
出力するソレノイド駆動部としての駆動回路９４Ａ〜９
４Ｄとを有している。

この内、マイクロコンピュータ９０は、少なくともイン
ターフェイス回路９８と演算処理装置９９とＲＡＭ、Ｒ
ＯＭ等からなる記憶装置１００とを含んで構成されてい
る。演算処理装置９９は、インターフェイス回路９８を
介して横加速度検出信号ｇｖを読み込み、これらに基づ
き後述する演算その他の処理を行う。記憶装置１００は
、演算処理装置９９の処理の実行に必要な所定プログラ
ム及び固定データ等を予め記憶している。

また、駆動回路９４Ａ〜９４Ｄの各々は、第５図に示す
ように、Ｄ／Ａ変換器９２Ａ（〜９２Ｄ）の出力が非反
転入力端に且つフィードバック電圧が反転入力端に各々
供給される演算増幅器１０２と、この演算増幅器１０２
の出力側に並列接続された増幅用の第１．第２のトラン
ジスタ１０３Ａ。

１０３Ｂとを有している。そして、これらの第１第２の
トランジスタ１０３Ａ、１０３Ｂのコレクタは、各々、
前記圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＲＲ）の第１．第２の励
磁コイル６６Ａ、６６Ｂを介して電源に接続されている
。また、トランジスタ１０３Ａ、１０３Ｂのエミッタ電
位が抵抗Ｒ１，Ｒ２を個別に介して相互に平均され、こ
の平均値が演算増幅器１０２の反転入力端にフィードバ
ック電圧として印加されている。

このため、演算増幅器１０２は、Ｄ／Ａ変換出力にかか
る目標値から平均フィードバック電圧を引算し、この引
算値に所定のゲインを掛け、その演算出力をトランジス
タ１０３Ａ、１０３Ｂに供給する。このため、トランジ
スタ１０３Ａ、１０３Ｂでは、演算増幅器１０２の演算
出力を目標値としてそのコレクタ電流（即ち、１ｉＪｌ
］磁電流Ｉ、１゜■、２）が制御される。従って、比例
ソレノイド６３を作動させる全体の励磁電流Ｉｓ　　（
第３図参照）は、ｌ５−１ｓ＋＋Ｉｓｚとなり、正常作
動状態ではＩｓ＋＝Ｉｓｚとしている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

いま、前述したコントローラ３０の駆動回路９４Ａ〜９
４Ｄから圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＲＲに各々至るハー
ネスに断線等が生じていない正常状態にあるとする。

車両のイグニッションスイッチがオン状態となり、エン
ジンが回転駆動されると、油圧５１Ｂから所定値のライ
ン圧が圧力制御弁２２ＦＬ〜２２ＲＲの供給ポート５４
ｓに各々供給されるとともに、コントローラ３０のマイ
クロコンピュータ９０では所定のメインプログラムの処
理が実行開始され、その実行中に第６図に示すタイマ割
込み処理が所定時間（例えば２０ｍ５ｅｃ）毎に実行さ
れる。

即ち、第６図のステップ■では、演算処理装置９９は、
インターフェイス回路９８を介して、Ａ／Ｄ変換器８８
によりデジタル化された横加速度信号ｇ７を読み込み、
記憶テーブルを参照して横加速度Ｇｙを演算する。

次いで、ステップ■に移行し、横加速度Ｇ７に所定のゲ
イン定数ＫＶを乗じて励磁電流Ｉ、（＝Ｉｓ＋＋ｌ５ｚ
）の値を演算する。このとき、車両左側の圧力制御弁２
２ＰＬ、　　２２１？Ｌと右側の圧力制御弁２２ＦＲ，
２２ＲＲとでは、相互に反対の姿勢変化抑制力を発生す
る出力圧Ｐ。となるよう励磁電流■、の値が設定される
。

次いで、ステップ■に移行して、ステップ■で演算した
励磁電流Ｉ３の値に対応した制御信号ＳＣを、Ａ／Ｄ変
換器９２Ａ（〜９２Ｄ）に出力し、メインプログラムに
戻る。

このＡ／Ｄ変換器９２Ａ（〜９２Ｄ）では制御信号ＳＣ
がアナログ量に変換されて、この信号が対応する駆動回
路９４Ａ（〜９４Ｄ）に出力される。この駆動回路９４
Ａ（〜９４Ｄ）は、前述したように、励磁電流Ｉｓ　＝
　ＩＳＩ＋　１５２であって■ｓ＋＝ｒｓｚとなる励磁
電流Ｉ　ＳＩ＋　　Ｉ　ｓ２を第１．第２の励磁コイル
６６Ａ、６６Ｂに個別に出力する。

このため、比例ソレノイド６３全体の推力は励磁電流Ｉ
ｓ　＝　Ｉｓ＋＋　ｒｓｚにかかるものとなり、これに
比例してパイロット圧Ｐ、が設定され、結局、圧力制御
弁２２ＰＬ（〜２２１？Ｒ）の出力圧ＰＣは励磁電流■
、に応じた値をとる。この出力圧Ｐ、は、対応する油圧
シリンダ２６ＦＬ（〜２６ＲＲ）の圧力室りに供給され
る。これによって、油圧シリンダ２６ＦＬ（〜２６ＲＲ
）の作動圧は、通常、定速度の直進走行のときには中立
圧近傍の値とされ、また旋回時の沈み込み側にはそれよ
り高い圧力及び浮き上がり側にはそれより低い圧力とさ
れ、これにより車体のロール剛性が適宜抑制される。

このような正常作動状態において、いま、コントローラ
３０の駆動回路９４Ａ〜９４Ｄからパイロット弁２２Ｆ
Ｌ〜２２ＲＲに至る各々二重化されたハーネスの内、何
れかが、長期間の振動等に起因して脱落又は断線する等
の異常状態に陥ったとする。

この異常状態が、仮に、第１の副ソレノイド６３ａ側で
生じたとすると、これにより第１の励磁コイル６６Ａに
供給される励磁電流ＩＳＩが零に急変する。このため、
駆動回路９４Ａ（〜９４Ｄ）では、第１のトランジスタ
１０３Ａのエミッタ電圧が低下し、第２のトランジスタ
１０３Ｂのエミッタ電圧との平均値、つまり演算増幅器
１０２の反転入力が励磁電流ＩＳＩに応じた分だけ低下
する。

しかし、演算増幅器１０２の演算比ノＪは、励磁電流ｒ
ｓ＋に応じた分だけ直ちに増加（倍加）し、これにより
第２のトランジスタ１０３Ｂにかかる励磁電流１３２が
倍になって、励磁電流ＩＳＩが零になった分が補償され
る。つまり、比例ソレノイド６３全体としては、プラン
ジャ６５に対する推力には殆ど変化がなく、異常発生時
に設定していたパイロット圧ＰＰを保持できるとともに
、異常発生後も引き続いて油圧シリンダ２６ＦＬ（〜２
６ＲＲ）の作動圧を車体姿勢変化に応じて制御できる。

駆動回路９４Ａ（〜９４Ｄ）における以上の自動切換作
動は、第２の副ソレノイド６３Ｂ側に異常を生じた場合
にも同様である。

このように、本実施例では、指令値伝達経路を二重化し
ているため、断線等の異常状態が生じても、ロール剛性
制御には何ら支障を来さないという優れたフェイルセー
フ効果が得られる。通常、ハーネス等の指令値伝達経路
を複数化すれば、断線等の確率もその分増えるが、全て
の経路が同時に断線する確率は単一経路の場合に比べて
非常に低（なるから、上述したフェイルセーフ効果は非
常に有効なものとなる。

なお、前述した実施例は、指令値伝達経路を二重化する
場合について述べたが、必要に応じて三重化にしてもよ
いし、それ以上であってもよい。

また、この発明は、ロール抑制制御の能動型サスペンシ
ョンばかりでなく、ピッチ抑制制御、バウンス減衰制御
、及びこれらを合わせて行う車体変化抑制制御の場合に
も同様に適用でき、同等の作用効果が得られる。

またさらに、この発明では、流体圧シリンダとしては空
気圧シリンダ等であってもよい。

［発明の効果］この発明は以上のように構成され機能することから、何
れかの副ソレノイドへの励磁電流供給経路に異常が生じ
ても、この異常にかかる励磁電流の減少分が正常状態に
ある副ソレノイド側で直ちに補償されるため、ソレノイ
ド全体としては常に必要な励磁電流が確保され、したが
って、圧力制御弁は流体圧シリンダへの出ノＪ圧を指令
された値に継続して制御可能になり、異常発生状態であ
っても、車両の姿勢変化に対する抑制制御が不能に陥る
という好ましくない事態を確実に排除でき、これによっ
て、優れたフェイルセーフ効果を有する能動型サスペン
ションを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は圧力制御弁の概略を示す断面図、第３図は圧力制御弁
の励磁電流■、対出力圧ＰＣの関係を示すグラフ、第４
図はコントローラのブロック図、第５図は駆動回路と比
例ソレノイドを示す回路図、第６図はコントローラにお
いて実行されるロール抑制制御の概略フローチャートで
ある。図中、１２は車輪側部材、１４は車体側部材、１６は能
動型サスペンション、２２ＦＬ〜２２ＲＲは圧力制御弁
、２６ＦＬ〜２６ＲＲは油圧シリンダ、２８は横加速度
センサ、３０はコントローラ、３１は姿勢変化抑制制御
手段、６３はソレノイド、６３ａは第１の副ソレノイド
、６３ｂは第２の副ソレノイド、９０はマイクロコンピ
ュータ、９４Ａ〜９４Ｄは駆動回路である。第２図出粥図第図粥図と

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車体と車輪との間に介挿された流体圧シリンダと
、この流体圧シリンダの作動流体圧を変更可能な指令値
である励磁電流に応じて制御するソレノイド制御形の圧
力制御弁と、前記励磁電流の値を車両の姿勢変化に応じ
て変更する姿勢変化抑制制御手段とを備えた能動型サス
ペンションにおいて、前記圧力制御弁のソレノイドを、
該ソレノイド全体の駆動力を分担する複数の副ソレノイ
ドにより構成し、前記姿勢変化抑制制御手段は、前記副
ソレノイドの各々が分担した駆動力に対応した励磁電流
を当該副ソレノイドに個別に供給するとともに、当該副
ソレノイドの各々に対する励磁電流供給経路の内、何れ
かが断絶等の異常状態となったとき、正常状態にある供
給経路側の励磁電流を異常状態となった供給経路側の励
磁電流の分だけ補償して供給するソレノイド駆動部を含
むことを特徴とした能動型サスペンション。
（２）前記ソレノイドは、駆動力を相等しく分担する二
個の副ソレノイドから成る請求項（１）記載の能動型サ
スペンション。