JPH023511A - 能動型サスペンション - Google Patents

能動型サスペンション

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JPH023511A
JPH023511A JP63142866A JP14286688A JPH023511A JP H023511 A JPH023511 A JP H023511A JP 63142866 A JP63142866 A JP 63142866A JP 14286688 A JP14286688 A JP 14286688A JP H023511 A JPH023511 A JP H023511A
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Naoto Fukushima
直人 福島
Yosuke Akatsu
赤津　洋介
Itaru Fujimura
藤村　至
Masaharu Sato
佐藤　正晴
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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、能動型サスペンションに係り、とくに、車
体及び各車輪間に流体圧シリンダを各々介挿し、この各
流体圧シリンダの作動油圧を制御してロールを卯ニジ１
す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、車両のロールを抑制する能動型サスペンションと
しては、例えば本出願人により特開昭６２−２９５７１
４号において提案された構成のものがある。
この従来例は、車体側部材と各車輪側部材との間に装備
された流体圧シリンダと、この流体圧シリンダの各々の
作動圧を圧力指令値に応じて個別に制御する圧力制御弁
と、車体の横加速度を検出するセンサを要部とする加速
度検出手段と、この加速度検出手段の検出結果に基づき
、左右のシリンダ作動が逆相となる圧力指令値を演算し
これを圧力制御弁に各々出力する制御手段とを有してい
る。これにより、各流体圧シリンダの作動圧は、直進時
には中立圧に、旋回時には外輪側が中立圧より増圧、内
輪側が減圧され、これにより、横加速度に対向するロー
ルモーメントを生じさせてロールをゼロ若しくは小さく
抑えている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような従来の能動型サスペンションにあっ
ては、横加速度検出値をゲイン倍して圧力指令値を演算
する増幅器からなるゲイン調整器の特性は、路面状態の
如何に関わらず常に一定であったため、例えば氷雪路走
行時でも乾燥路走行時でも前後輪のロールモーメントの
比率は殆ど固定された状態となり、これがため、氷雪路
等の低μ路走行における限界旋回性能や操舵応答性能が
低い状態で放置されていた。
本発明は、このような状況に鑑み、低μ路走行を的確に
判断し、この判断後は、前輪側のロールモーメントに対
する後輪側のロールモーメントを小さくし、これにより
、低μ路走行における限界旋回性能等を向上させ、走行
安定性を図ることを、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、本発明では、車体及び各車輪
間に各々介挿された流体圧シリンダと、この各流体圧シ
リンダの作動流体圧を変更可能な圧力指令値に応じて個
別に制御する圧力制御弁とを備え、車体の横方向の加速
度に対応して定めた比例ゲインと当該加速度とに基づき
前記圧力指令値を変更制御するようにした能動型サスペ
ンションにおいて、走行路面が低摩擦係数路であるか否
かを判断する低摩擦係数路判断手段と、この低摩擦係数
路判断手段の判断結果が低摩擦係数路であるとした場合
に、前輪のロールモーメントに対する後輪のロールモー
メントの比率を小さくするよう前記比例ゲインを設定し
た比例ゲイン設定手段とを備えている。
〔作用〕
本発明は、例えば氷雪路などの低摩擦係数路における走
行では、発生する横加速度が一般に小さいこと、駆動輪
にスリップが生じて非駆動輪よりも回転速度が上がるこ
と等に着目して、低摩擦係数路判断手段が、路面が低摩
擦係数路であるか否かを判断する。この低摩擦係数路が
判断された場合、比例ゲイン設定手段は、前輪のロール
モーメントに対する後輪のロールモーメントの比率を小
さく制御する。これにより、旋回時に後輪の荷重移動量
が前輪側のそれよりも相対的に小さくなり、後輪の横方
向のグリップ力を充分確保でき、低摩擦係数路での走行
安定性を向上させる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例） 第１図乃至第７図は、この発明の第１実施例を示す図で
ある。この実施例は、後輪駆動車に適用している。
まず、第１図において、ｌ０ＦＬ〜ｌ０ＲＲは前人〜後
右車輪、１２は車輪側部材、１４は車体側部材を各々示
し、１６は能動型サスペンションを示す。
能動型サスペンション１６は、車体側部材１４と各車輪
側部材１２との間に各別に装備された流体圧シリンダと
しての油圧シリンダ１８ＦＬ−１８Ｒ１）と、この油圧
シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの作動油圧を各々調整する
圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲと、本油圧系の油圧源２
２と、この油圧源２２及び圧力制御弁２０ＦＬ−ＲＲ間
に介挿された蓄圧用のアキュムレータ２４．２４と、車
体の横加速度を検出する横加速度センサ２６と、圧力制
御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの出力圧を個別に制御するコン
トローラ３０とを有している。また、この能動型サスペ
ンション１６は、車輪側部材１２及び車体部材１４間に
個別、に並列袋０ｔｆｆされたコイルスプリング３６゜
・・・、３６と、油圧シリンダ１ｓｐｔ、〜１８ＲＲの
後述する圧力室りに個別に連通した絞り弁３２．・・・
３２及び振動吸収用のアキュムレータ３４．・・・３４
とを含む。各コイルスプリング３６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ようになっている
。
横加速度センサ２６は、車両の所定位置（例えば重心位
置）に配設されており、この位置で車体に作用する横加
速度を感知し、これに応じたアナログ電圧信号でなる横
加速度信号αをコントローラ３０に出力するようになっ
ている。このとき、センサ２６は、第２図に示すように
、直進走行状態からステアリングを右操舵したときに生
じる横加速度に対して正の信号αを６左操舵したときに
生じる横加速度に対して負の信号−αを出力する。
コントローラ３０は、第３図に示すように、前。
後輪側に各々対応して設けられて入力する横加速度信号
αをゲイン（Ｋｆ、Ｋｒ）倍するゲイン調整器４２ｆ、
４２ｒと、このゲイン調整器４２ｆ。
４２ｒの各出力端の内、前古、後右側の出力端に接続さ
れて信号値に−１を乗算し逆相信号を形成する符号反転
器４４ｆ、４４ｒと、この符号反転器４４ｆ、４４ｒ及
びゲイン調整器４２ｆ、４２ｒによる前方〜後右側の各
出力端に接続され電力増幅により圧力Ｉ旨令値としての
励磁電流１．・・・１を前人〜後右圧力制御弁２０ＦＬ
〜２０ＲＲに出力する増幅器４６ＦＬ〜４６ＲＲとを有
する。
上記増幅器４６ＦＬ〜４６ＲＲは、前輪側の増幅器４６
ＦＬ、　　４６ＦＲと後輪側の増幅器４６ＲＬ、　　４
６ＲＲとで、その比例ゲインが異なり、横加速度に対す
る励磁電流Ｉが第４図に示す特性を有するように構成さ
れている。つまり、後輪側の増幅器４６ＲＬ。
４６ＲＲの比例ゲインＫｒ゛は、前輪側の増幅器の４６
ＲＬ、　　４６ＲＲの比例ゲインＫｆ’に対して小さく
設定され、この結果、出力される励磁電流Ｉの傾きが緩
やかになっている。ここで、励磁電流■に、その上限値
１．．１．′及び下限値１ｂ、Ｉｂを持たせているのは
、旋回限界を乗員に分かり易くするためである。
また、圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの各々は、円筒状
の挿通孔内に摺動可能に収容されたスプールを有する弁
ハウジングと、この弁ハウジングに一体に設けられた比
例ソレノイドとを有するパイロット操作形に形成されて
いる。この圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの作動油に対
する供給ポート及び戻りポートが油圧配管４８．４９を
介して油圧源２２の作動油供給側及び作動油戻り側に連
通され、出力ポートが油圧配管５０を介して油圧シリン
ダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの圧力室りの各々に連通されてい
る。
このため、比例ソレノイドの励磁コイルに供給する圧力
指令値としての励磁電流Ｉの値を制御することにより、
励磁電流１に応じた出力圧Ｐを出力ポートから油圧シリ
ンダ１８ＦＬ（〜１８ＲＲ）の圧力室りに供給できる。
つまり、出力圧Ｐは、第５図に示す如く、励磁電流Ｉが
その最小値ＩＨ１８から最大値Ｉ　ＮＡＸまで変化させ
ると、これにほぼ比例して最小圧Ｐ□、から最大圧ＰＨ
４イ　（油圧源２２の供給圧）まで直線的に変化する。
ところで、走行路面が低摩擦係数路である場合、発生す
る横加速度は比較的小さい（例えば０．２〜０．３Ｇ以
下の値）ことから、横力■速度の大小により路面状態の
判断が可能となる。そこで本実施例では、横加速度セン
サ２６の検出値がロール制御のみならず、低摩擦係数路
判断に用いられている。
つまり、横加速度センサ２６が低摩擦係数路判断手段と
して兼用され、増幅器４６ＦＬ〜４６ＲＲが比例ゲイン
設定手段として兼用されている。
次に、本実施例の動作を説明する。
いま、車両が平坦な良路を直進走行しているものとする
と、この状態では、車体にロールが生じていないので、
横加速度センサ２６の検出信号αの値は略零となる。こ
のため、コントローラ３０では、増幅器４６ＦＬ〜４６
ＲＲが中立電流値１゜（第４図参照）を出力する。そこ
で、圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲから所定の中立圧力
ＰＭ　　（第５図参照）が各油圧シリンダ１８ＦＬ〜１
８Ｒｒｌの圧力室りに出力され、車体は所定の車高値を
もって平坦に支持される。
この直進走行状態から、例えば右旋回走行に移行したと
すると、車体は後側からみて左下がりにロールしようと
する。このとき、横加速度センサ２６の検出する検出信
号αは例えば横加速度Ｇ１に応じた正値α１となる（第
２図参照）。このため、コントローラ３０では、検出信
号α１がゲイン調整器４２ｆ、４２ｒで比例ゲインＫｒ
、Ｋｒ倍された後、前古、後右側の信号に対しては符号
反転器４４ｆ、４４ｒで符号反転され、増幅器４６Ｆ＋
、〜４６ＲＲで増幅されて励磁電流■、・・・、■が出
力される。この各励磁電流Ｉの値は、前人、後左側では
Ｉｔ、　　＋’（＞ＩＮ）となり、前古。
■ 後右側ではＩｚ　、Ｉｔ　　’　　Ｃ＜Ｉｓ　）となる
（第４図参照）。これに対応して、前人、後左側の油圧
シリンダー　８ＦＬ、　１８ＲＬのシリンダ圧はＰ、、
Ｐ。
（＞ＰＭ）となり、前布、後右側の油圧シリンダ１８Ｆ
Ｒ，ｌ　８ＲＲのシリンダ圧はＰｔ、Ｐｔ　　’　（＜
ＰＮ）となる（第４図参照）。ここで、前、後輪間では
、圧力の比例ゲインに差があるため、Ｐ。
＞　Ｐ　＋　　”　＞　Ｐ　ｚ　　’　＞　Ｐ　ｚであ
る。
これによって、いま、油圧シリンダー８ＦＬ、１８ＲＬ
はロールにより収縮しようとしているが、上述の圧力増
加によってその収縮力に抗するシリンダ付勢力が発生し
、アンチロール効果が発揮される。しかし、右側圧力制
御弁２０ＦＲ，２０ＲＲの出力圧Ｐは所定値ＰＭより低
下し、これに伴って右側油圧シリンダ１　ＢＰＲ，１８
ＲＲのシリンダ圧が低下する。いま、これらのシリンダ
１８ＦＲ，１８ＲＲはロールにより伸長しようとする状
態にあるが、シリンダ圧の低下によってその伸長力を助
長しない付勢力に制御される。
反対に、直進走行状態から左旋回走行に移行した場合は
、車体は後側からみて右下がりにロールしようとする。
しかし、この場合は、上述と反対に制御され、アンチロ
ール効果が得られる。
上述のように動作する中で、氷雪路などの低μ路を旋回
走行しているとすると、例えば同じ旋回であっても発生
する横加速度は小さい（通常、０゜２〜０．３Ｇ位まで
）り、油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの作動圧の立ち
上がりは、前輪側に対して後輪側の方が小さくなる。こ
のため、後輪の油圧ロールモーメント（ここでは、「ロ
ールを抑制するために発生させる油圧によるモーメント
」をいう）即ちロールモーメントは前輪側のそれより小
さくなり、後輪の荷重移動が前輪のそれより小さくなる
。したがって、後輪１０ＲＬ、　　１０ＲＲのタイヤの
横方向グリップ力が充分に確保され、旋回安定性が増加
する。
このことは、タイヤで一般に発生する横力Ｆ。
と制駆動力Ｆ、との関係を規定する摩擦円を用いて説明
できる。第６図（ａｌは乾燥路（高μ路）における摩擦
円を、同図（ｂｌは氷雪路（低μ路）における摩擦円を
示す。氷雪路では乾燥路に比べてＦＪ擦同円半径小さく
、同一の駆動力Ｆ、が作用している場合の横力Ｆ３は氷
雪路の方が低下割合が大きい。このため、とくに、後輪
駆動車では旋回時に後輪の横滑りが発生してスピンし易
くなり、走行安定性が悪くなっていた。
旋回時の左右タイヤを合計して一個の摩擦円と考えると
、左右方向の荷重移動が小さいほど摩擦円の半径が大き
くなることは、タイヤ特性からみて明らかである。従っ
て、本実施例のようにして低μ路の旋回走行時に荷重移
動を小さくすれば、後輪の横方向のグリップ力が大きく
なり、横力余裕が増え、走行安定性が向上することにな
る。
なお、上記第１実施例では、横加速度に対する励磁電流
ｉが第４図の如（設定されるよう増幅器４６ＦＬ〜４６
ＲＲの特性が規定されていたが、この第４図に替わる特
性としては、第７図（ａｌ　（ｂ）のようであってもよ
い。つまり、同図（ａｌで、前輪側の励磁電流Ｉは、中
立値！、から横加速度に応じて下限値！ゎ及び上限値に
接近すると、それまでの直線的変化から、なだらかな変
化に移行し、一定値以後では飽和する。また後輪側の励
磁電流Ｉは、中立値■８近傍の低横加速度領域（例えば
±０．２Ｇ内の領域）では、その横加速度の増加に対す
る比例ゲインの増加が極端に小さく、横加速度がその領
域より大きくなったときは、前輪側と同様の傾向（但し
、比例ゲインは前輪側よりも小）を辿る。また、同図（
ｂ）では、前輪側は前記第１実施例のように、後輪側は
同図（ａ）でのように各々設定したものである。以上の
ように設定することによっても、第１実施例と同様の作
用効果が得られるほか、横加速度の小さい領域における
油圧立ち上がりを著しく小さくして、低μ路における後
輪側の油圧ロールトルクを格段に小さくできるから、走
行安定性の確実に向上させることができる。
また、前記実施例においては、後輪の油圧ロールモーメ
ントの制御を、横加速度に応じてゲイン調整器４２ｒの
比例ゲインを可変するようにして行ってもよい。
（第２実施例） 次に、第２実施例を第８図乃至第１０図を参照しながら
説明する。この第２実施例において、第１実施例と同一
の構成については、同一符号を用いてその説明を簡略化
又は省略する。
この第２実施例は、低摩擦係数路を後輪（駆動輪）と前
輪（非駆動輪）との回転差に基づき判断するようにした
ものである。
つまり、第８図に示すように、前輪１０ＦＬ（又はｌ０
ＰＲ）及び後輪１０ＲＬ（又はｌ０ＲＲ）の所定位置に
は、回転角速度センサ５０ｆ及び５０ｒが各々設けられ
ている。このセンサ５０ｆ、５０ｒの各々は、円周に一
定ピッチの歯を有し車輪軸と一体に回転する円板と、こ
れに対抗して設置された電磁ビックアンプとにより構成
され、車輪軸の回転に比例した周波数のパルス信号Ｐ「
（Ｐｒ）をコントローラ３０に出力する。
また、コントローラ３０には、前記パルス信号Ｐｆ、Ｐ
ｒをその周波数に比例したアナログ電圧信号ω１．ω、
に変換する周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換器５１ｆ、５２
ｒと、電圧信号ω１．ω、についてωｆ／ω、の比を演
算しこれに応じた信号を出力する割算器５４と、この割
算器５４の出力信号に応じて第９図に示す係数信号にω
を出力する係数発生器５６と、第１実施例と同一の後輪
側ゲイン調整器４２ｒ（一定の比例ゲインＫｒ＝に「）
の出力信号〔α・Ｋｒ）に係数信号にωを掛け、〔α・
Ｋ「・ＫＯ３に応じた信号を後輪側の増幅器４６ＲＬ、
符号反転器４４ｒに出力する乗算器５８とが付加されて
いる。
この内、係数発生器５６で発生する係数信号にωは、第
９図の如く、回転角速度比（ωｆ／ωｒ）≧所定値Ｓ（
＜１）のとき「１」をとり、（ω。
／ω、）＜Ｓの範囲ではｒｌ、より小さく且つ（ωｔ／
ωｒ）の変化に比例する値となっている。
ここで、回転角速度センサ５０ｆ、５０ｒ、Ｆ／■変換
器５２ｆ、５２ｒ、割算器５４及び係数発生器５６によ
り低摩擦係数路判断手段が構成され、乗算器５８が比例
ゲイン設定手段として機能している。
その他の構成は、第１実施例を同一である。
このため、本第２実施例において、車両が高μ路を走行
しているときは、駆動輪１０ＲＬ、　　１０ＲＲのスリ
ップが少ないから、回転角速度比ωｆ／ω、が所定値Ｓ
又はこれ以上となる。このため、係数発生器５６から出
力される係数信号にωが「１」となり、ゲイン調整器４
２ｒの出力は、その値が減少されることなく、後輪側指
令値１．Ｉが演算され、前後輪の油圧ロールモーメント
は同じになる。
しかし、氷雪路等の低μ路を走行し、駆動輪１ＯＲＩ、
、　　１０ＲＲがスリップしながら走行している状態で
は、回転角速度ω１が大となり、回転角速度比ωｆ／ω
、が所定値Ｓを下回ると、係数信号にωが「１」以下に
なる。この状態で演算される励磁電流■は、例えば第１
０図に示すように後輪側が前輪側より小さくなり、従っ
て、後輪側の油圧ロールモーメントは前輪側より小さく
なり、第１実施例と同等の作用効果が得られる。また、
この第２実施例では、第１実施例のように低μ路である
ことを横加速度から間接的に推測するのとは異なり、低
μ路判断をより確実に行うことができ、さらに、所定値
Ｓを適宜調整しておくことにより、かかる制御に移行す
るタイミングを調整でき、より精密なロールモーメント
の比率配分を行うことができる。
なお、本発明の流体圧シリンダとしては、油圧シリンダ
のみならず、空気圧シリンダ等を用いることもできる。
また、前記各実施例はロールモーメント制御を単独に行
う場合について述べたが、ピッチ抑制制御、バウンス抑
制制御を適宜組み合わせて制御する場合であっても同様
に実施できる。
また、コントローラ３０は、同様の機能を有するマイク
ロコンピュータを用いて構成してもよい。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明では、走行路面が低摩
擦係数路であることを判断する低摩擦係数路判断手段と
、この低摩擦係数路判断手段により低摩擦係数路が判断
された場合に、前輪のロールモーメントに対して後輪の
ロールモーメントを小さくする比例ゲイン設定手段とを
設けるとしたため、例えば氷雪路などの低Ｆ’Ｊ擦係数
路を走行すると、前輪側のロールモーメントに対する後
輪側のロールモーメントの比率を小さくすることから、
後輪の荷重移動が前輪よりも小さくなり、横方向のグリ
ップ力が充分に確保されて、旋回限界性能が向上する等
、低摩擦係数路における走行安定性が格段に向上すると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例を示す概略構成図、第２
図は横加速度センサの検出特性を示すグラフ、第３図は
第１実施例のコントローラの構成を示すブロック図、第
４図は第１実施例の横加速度に対する励磁電流特性を示
すグラフ、第５図は圧力制御弁の励磁電流に対する出力
圧特性を示すグラフ、第６図（ａｌ　（ｂ）は各々摩擦
用を示す図、第７図（ａｌ　（ｂ）は各々第１実施例に
おける横加速度に対する励磁電流特性のその他の例を示
すグラフ、第８図はこの発明の第２実施例におけるコン
トローラのブロック図、第９図は第２実施例の前後輪の
回転角速度比に対する係数特性を示すグラフ、第１０図
は第２実施例の横加速度に対する励磁電流特性を示すグ
ラフである。 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、１８ＦＬ〜１８１律は前人〜後右
油圧シリンダ、２０Ｆ＋、〜２ＱＲＲは前人〜後右圧力
制御弁、２６は横加速度センサ、３０はコントローラ、
４６ＦＬ〜４６ＲＲは増幅器、５０ｒ、５０ｒは回転角
速度センサ、５２ｆ、５２ｒはＦ／Ｖ変換器、５４は割
算器、５６は係数発生器、５８は乗算器である。 第１匹

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車体及び各車輪間に各々介挿された流体圧シリン
    ダと、この各流体圧シリンダの作動流体圧を変更可能な
    圧力指令値に応じて個別に制御する圧力制御弁とを備え
    、車体の横方向の加速度に対応して定めた比例ゲインと
    当該加速度とに基づき前記圧力指令値を変更制御するよ
    うにした能動型サスペンションにおいて、 走行路面が低摩擦係数路であるか否かを判断する低摩擦
    係数路判断手段と、この低摩擦係数路判断手段の判断結
    果が低摩擦係数路であるとした場合に、前輪のロールモ
    ーメントに対する後輪のロールモーメントの比率を小さ
    くするよう前記比例ゲインを設定した比例ゲイン設定手
    段とを備えたことを特徴とする能動型サスペンション。
  2. （２）前記低摩擦係数路判断手段は、車体に作用する横
    加速度を検出する手段を有し、該検出値が低摩擦係数路
    での走行に対応する小さい値の場合に低摩擦係数路であ
    ると判断する請求項１記載の能動型サスペンション。
  3. （３）前記低摩擦係数路判断手段は、駆動輪と非駆動輪
    との回転数を検出する手段を有し、該検出値に基づき低
    摩擦係数路を判断する請求項１記載の能動型サスペンシ
    ョン。
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