JPH03164317A - 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に関し、特
に車体の姿勢制御に関する。

（従来の技術〉 従来、アクティブサスペンションの機能として車両旋回
時のロールを制御する姿勢制御機能が知られる。このよ
うな姿勢制御は、一般的に車両旋回時に旋回外輪側のア
クチニエー夕内の圧力を増圧すると昔に旋回内輪側のア
クチコエー夕内の減圧することにより、車体に生じるロ
ールをほぼゼロに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、上記のような制御を行うと車両の運動性
能が向上する反面、車両がスピンあるいはドリフトアウ
トを起こすような不安定な走行状態にある時まで車体に
生じるロールをほぼゼロにするような制御を実行すると
、車両の旋回性能の限界を運転者が体感することが困難
になり、安全性に問題を残す不都合がある。

（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、ステアリングホイールの操舵
角を検出する操舵角検出手段と、車速を検出する車速検
出手段と、車体に生じるヨーレートを検出するヨーレー
ト検出手段と、上記各検出手役の検出出力を受けて上記
各制御弁の作動を独立に制御し車両旋回時に旋回内輪側
のアクチュエータ内の圧力を減圧すると共に旋回外輪側
のアクチュエータ内の圧力を増圧するアンチロール制御
を実行するよう構戊された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、上記操舵角検出手段から検出される操舵角と上記
車速検出手段から検出される車速とに基づいて算出され
る基準ヨーレートと上記ヨーレート検出手段から検出さ
れる実ヨーレートとの偏差を算出し、同偏差が所定値以
上であることを検知すると上記アンチロール制御の制御
量を低下させるよう構或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、操舵角検出手段から検出される操舵角と車
速検出手段から検出される車速とに基づいて算出される
基準ヨーレートとヨーレートセンサから検出される実ヨ
ーレートとの偏差を算出し、同偏差が所定値辺上である
状態（車両の旋回状態が不安定な状態になっている状態
）を検知するとアンチロール制御の制御量を低下させる
よう構或されているでいるため、アンチロール効果が減
少して車体に生じるロールが大きくなるものであり、運
転者は的確に危険（旋回限界）を体感できるものである
。

（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１ｒｌ！Ｊ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ｌ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
のオイルポンブｌ近傍には、オイルボンプ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の下流側にはリリーフ油路７が接続され
ている。

このリリーフ油路７は、オイルクーラ２１が介装されて
リザーブタンク３に運通された排出油路６に接続されて
おり、ＩＪ　ＩＪ−フ油路７の途中にはリリーフバルブ
８が介装されている。そして、ＩＪ　ＩＪ一フバルブ８
の上流油圧が所定値以上になるとオイルポンプｌ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。さらに、供給油路４には、ＩＪ　ＩＪ−
フ油路７との接続部より下流側でオイルフィルタ９ｉ６
よびチェック弁１０が介装されており、チェック弁ｌＯ
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、チェック弁ｌＯ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４Ｆ，４Ｒはそれぞれアキュムレータｌ１Ｆ，Ｉ
ＩＲの下流側で各車輪毎の油路４ＦＬ及び４ＦＲ．４Ｒ
Ｌ及び４ＲＲ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｝１２ＰＬ，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。

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ッ｝　ｌ　２Ｆ
Ｌ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と単勤型の油圧アクチュエータｌ
４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ｌ４
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ｌ６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ｌ６は、供給油路４ＦＬ側からパ
イロット油路ｌ７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供給電流に
応じて制御する電磁弁により該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。このた
め、この制御弁ｌ６は供給される電流に比例して油圧ア
クチュエータｌ４内の圧力を制御できるものとなってい
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。

一方、上述した油路４には第１図に示すようにリリーフ
油路７の上流側で分岐してリザーブタンク３側へ連通す
るバイパス通路３０が接続されており、このバイパス通
路３０には電磁操作方式による２ボート２位置切換弁か
らなるバイパスバルブ３１が介装されている。このバイ
パスバルブ３１はスプリングにより閉弁位置に付勢され
た常閉型バルブにより構戊されている。

マタ、各サスペンションユニッ｝１２ＦＬ．１２ＦＲ，
１２ＲＬ．１２ＲＲにおける上記の油圧アクチュエータ
１４と制御弁１６とを接続する油路１５には、油圧アク
チュエータ１４側から制御弁１６側へのオイルの流通を
阻止する方向に配置されたパイロットチェック弁２９が
設けられている。そして、バイパス通路３０のバイパス
バルブ３ｌの上流側には各パイロットチェック弁２９に
接続されるパイロット通路３２が接続され、バイパスバ
ルブ３１の閉時にバイパスパルブ３ｌ上流に発生する油
圧により各パイロットチェック弁２９を開弁作動させる
ものとなっている。このため、バイパスバルブ３１が閉
じている時のみパイロットチェック弁２９が開弁作動し
、制御弁１６により油圧アクチュエータ１４の作動制御
が可能になるものとなっており、バイパスバルブ３１は
車高を一定の値に保持したままの状態にする場合に開弁
位置に駆動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
戊されるコントローラ３３により制御されるものとなっ
ている。このコントローラ３３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度θを検出
する操舵角センサ２６の検出出力、車体に作用する前後
左右方向の加速度Ｇを検出するＧセンサ２７の検出出力
、車両の走行速度Ｖを検出する車速センサ２８の検出出
力、及び車体に生じるヨーレートφを検出するヨーレー
トセンサ３４の検出出力が人力されるものとなっており
、コントローラ３３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ｌ４への油圧の給排を独
立にアクティブ制御するものとなっている。

第２図は、コントローラ３３内で行われる制御動作を示
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、まずステップＳｌにおいて初期設定と
してフラグがＯに設定される。このフラグは後述のロー
ル制御パターンに対応するもので、通常ロール制御の実
行時には０に設定され、中ロール制御の実行時には１に
設定されるものである。続くステップＳ２では、Ｇセン
サ２７から検出されるｔｊｌＧが０．１ｇ以上であるか
否かが判別され、横Ｇが０．　１ｇに満たない場合はス
テップＳ２の判別を繰り返す。ｔｊｌＧが０．　１ｇ以
上であると判別されるとステップＳ３に進み、車速セン
サ２８から検出される車速■が４０ｋｍ／ｈ以上である
か否かが判別され、４０ｋａ＋／ｈ以上でない場合は後
述のステップＳ７に進み、４０ｋｍ／ｈ以上である場合
はステップＳ４に進む。ステップＳ４では、捏舵センサ
２６から検出される操舵角θが６０゜以上であるか否か
が判別され、６０゜以上でない場合は後述のステップＳ
７に進み、６０゜以上である場合にはステップＳ５に進
む。

ステップＳ５では、車速センサ２８から検出される車速
■及び揉舵センサ２６から検出される操舵角θに基づい
て、簡易的に基準ヨーレトΦが、Φ＝ｆ　　（ｖ’）　
　・Ｖ−Ｋｓθ の算出式により算出される。ここでｆ（ｖ２）は車両の
諸元に基づいて定められる車速Ｖの二乗に比例する関数
で、Ｋｓはステアリングギャ比である。

続くステップＳ６では、ステップＳ５にて算出された基
準ヨーレトΦとヨーレートセンサ３４から検出される実
ヨーレートφとの偏差１Φ一φが所定値以上であるか否
かが判別され、偏差１Φ−φ１が所定値以上ではない場
合は、車両は正常な旋回状態にあるので、前述のステッ
プＳ７に進んで、通常のアンチロール制御が実行される
。

すなわち、上記ステップ３３及びＳ４からステップＳ７
に至る状態は車速Ｖが低いか操舵角θが小さい状態であ
り、車両の旋回に重大な異常が発生する可能性が少なく
車両が正常に旋回走行していると判断されるし、また上
記ステップＳ６からステップＳ７に至る状態は車体に生
じている実ヨーレートφに異常がなく車両が正常に旋回
走行していると判断されるので、車両旋回時に発生する
車体のロールを低減すべくステップＳ７以降の通常のア
ンチロール制御が実行される。

ステップＳ７では、Ｇセンサ２７から検出される横Ｇに
応じて第３図に示すマップから通常制御用の基準制御量
ΔＷＯが読み込まれ、続くステップＳ８では、前述のフ
ラグがＯであるか否かが判別される。この場合、フラグ
は０であるのでステップＳ９に進んで、コントローラ内
のタイマがオン状態か否かが判別される。この状態では
タイマはオンしていないので、ステップＳ１０に進んで
前述の基準制御量ΔＷＯが車両全体のロール制御量ΔＷ
として設定される。続いて、ステップＳ１ｌでは、前述
の車両全体のロール制御量ΔＷが以下の算出式に基づい
て前後輪に分配され、前輪の制御量Δｗｆ及び後輪の制
御量Δｗｒが算出される。（αは定数） Δｗ　ｆ　＝ΔＷ・α Δｗｒ＝ΔＷ・　（１−α） 続いてステップＳ１２に進むとステップＳ１ｌにて算出
されたΔｗｆ及びΔｗｒに応じて前輪及び後輪の制御バ
ルブ１６が独立に駆動制御され、旋回内輪側の制御量を
低下させると共に旋回外輪側の制御量を増加させて車体
にロールが殆ど発生しないように油圧アクチュエータ１
４が作動する。

そして、これにより横Ｇに対する応答性に優れるアンチ
ロール効果が得られて車体に生じるロールがほぼゼロに
抑えられ、車両旋回時の操縦安定性が向上し、ステップ
５１２を経過した後はステップＳ２に戻る。

一方、前述のステップＳ６において、基準ヨーレトΦと
実ヨーレートφとの偏差１Φ一φＩが所定値以上である
と判別された場合は、車体に生じている実ヨーレートφ
に異常があり車両の旋回状態が異常であると判断される
ので、車体に生じるロールをやや大きめにして運転者に
注意を促すべくステップ３１３以降の中ロール制御が実
行される。

ステップＳ１３では、Ｇセンサ２７から検出される横Ｇ
に応じて第３図に示すマップから中ロール制御用の基準
制御量ΔＷＯが読み込まれる。このステップ５１３で読
み込まれる中ロール制御用の基準制御量ΔＷＯは、第３
図から明らかなように前述のステップＳ７にて読み込ま
れる通常制御用の基準制御量ΔＷＯに比べて低い値のも
のとなる。続くステップ５１４では、フラグが１か否か
が判別され、前述の通常ロール制御を経由してきた場合
はフラグはＯに設定されているので、ステップＳ１５に
進んで、フラグが１に設定されると共にタイマがオンさ
れる。その後はステップＳ１６に進み、ステップＳ１６
では前述の基準制御量ΔＷＯが積分されて車両全体のロ
ール制御量ΔＷが、 Δｗ＝　　（１／ＣＲ）ｆΔＷＯｄｔ として算出される。このため、通常制御から中ロール制
御に切換えられた時には、第４図に示すように車両全体
のロール制御量ΔＷが漸減して中ロール制御用の基準制
御量ΔＷＯに徐々に近づくものとなる。その後のステッ
プＳ１７では車両全体のロール制御量ΔＷが、 Δｗｆ＝ΔＷ・β Δｗｒ＝ΔＷ・　（１−β） の算出式（βは定数）に基づいて、前後輪に分配されて
前輪の制御量Δｗｆ及び後輪の制御量ΔＷｒが算出され
る。この場合、βの値は前述のステップＳ８にて使用し
たαに比べて大きく設定されている。

ステップＳ１７を経過した後は、前述のステップＳ９に
進んで算出されたΔｗｆ及びΔｗｒに応じて前輪及び後
輪の制御バルブ１６が独立に駆動制御されて、旋回内輪
側の制御量を低下させると共に旋回外輪側の制御量を増
加させるように油圧アクチュエータ１４が作動するが、
この場合はロール制御量ΔＷが通常制御時より少ないこ
とにより通常制御の場合より大きなロールが発生するこ
とになる。また、中ロール制御時に使用される定数βの
値は、通常制御時に使用される定数αに比べて大きく設
定されていることから、中ロール制御時には後輪に対す
る前輪の制御量比率（ロール剛性比率）が通常制御時に
比べて大きくなり、車両のステア特性のアンダステア傾
向が強くなることになる。

また、一旦ステップＳ１５を経過した後、再びステップ
５１４に至った時にはステップ９１８に進んで、タイマ
がオンか否かが判別され、タイマがオンである間はステ
ップＳ１９にてタイマの出力Ｔが所定時間ＴＣより小さ
いか否かが判別される。タイマの出力Ｔが所定時間ＴＣ
より小さい間は、前述のステップ３１６に進んで積分処
理が実行され、制御量ΔＷの急激な変化（車体ロール量
の急激な変化）が抑制される。

そして、タイマの出力Ｔが所定時間ＴＣ以上になるとス
テップ３１９からステップ３２０に進んでタイマがオフ
され、ステップＳ２１に進む。ステップ３２１に進む場
合は前述の積分処理は実行されず、基準制御量ΔＷＯが
車両全体のロール制御量ΔＷとしてそのまま設定されて
前述のステップ５１７に進むことになる。また、ステッ
プＳ２０を経過した後、再びステップ３１８に進んだ場
合はそのままステップＳ２１に進むことになる。

このため、通常制御から中ロール制御に移行してから所
定時間ＴＣ以上経過すると、横Ｇに対応した基準制御量
ΔＷＯがそのままロール制御量ΔＷとして設定゛され応
答性の高い制御が実行されることになる。

一方、一旦ステップ５１３を経過して前述の中ロール制
御が実行された後、ステップＳ７に至って通常ロール制
御が実行される場合には、最初はフラグは１が設定され
ているので、前述のステップＳ８の判別からステップ５
２２に進み、ステッブＳ２２にてフラグが０に設定され
ると共にタイマがオンされる。その後はステップ３２３
に進んで前述の基準制御量ΔＷＯが積分されて車両全体
のロール制御量ΔＷが、 ΔＷ＝　（１／ＣＲ）ｆΔＷＯ　ｄｔ として算出される。このため、中ロール制御から通常ロ
ール制御に切換えられた時には、第４図に示した場合と
は逆に車両全体のロール制御量ΔＷが漸増して通常ロー
ル制御用の基準制御量ΔＷＯに徐々に近づくものとなる
。そして、このステップ５２３を経過した後は前述のス
テップＳｌｌを経由してステップＳ１２に至り、前述の
通常ロール制御が実行される。

また、一旦ステップＳ２２を経過した後、再びステップ
Ｓ８に至った時にはステップＳ９にてタイマがオンか否
かが判別され、タイマがオンである間はステップＳ２４
にてタイマの出力Ｔが所定時間ＴＣより小さいか否かが
判別される。タイマの出力Ｔが所定時間ＴＣより小さい
間は、前述のステップＳ２３に進んで積分処理が実行さ
れ、制御量ΔＷの急激な変化（車体ロール量の急激な変
化）が抑制される。

そして、タイマの出力Ｔが所定時間ＴＣ以上になるとス
テップ３２４からス′テップＳ２５に進んでタイマがオ
フされ、前述のステップＳｌＯに進むし、ステップ３２
５を経過した後、再びステップＳ９に進んだ場合はその
ままステップ３１０に進むことになる。このため、中ロ
ール制御から通常ロール制御に移行してから所定時間Ｔ
Ｃ以上経過すると、最初に説明して通常のロール制御に
戻り、横Ｇに対応した基準制御量ΔＷＯがそのままロー
ル制御量ΔＷとして設定されて応答性の高い制御が実行
されることになる。

なお、前述の所定時間ＴＣは制御パターンの変更による
ロール量の急変をステップＳ１６あるいは２３の積分処
理により吸収できる程度の時間に設定されている。

上記実施例によれば、車両の旋回状態が正常である場合
は、．通常のロール制御が実行されて車体に生じるロー
ルが効果的に低減され車両旋回時の損縦安定性が向上す
る効果が得られる。

また、車両旋回時の実ヨーレートφに異常があるような
不安定な旋回状態では、中ロール制御が実行されて車体
に生じるロールが通常ロール制御時に比べて大きくなる
ので、効果的に運転者に注意を促すことができる効果を
奏する。

更に、通常ロール制御から中ロール制御への移行、及び
中ロール制御から通常ロール制御への移行は積分処理を
経て行われるので、車両のロール量が急激に変化するこ
とがなく、運転者に不安を与えることがない効果もある
。また、ロール制御パータンの変更してから所定時間が
経過すると積分処理は中止されるので、車体に対するｔ
ｊｌＧに応じて応答性良く確実にロール制御効果を得る
ことができる。

また、実ヨーレートφに異常があると車両のステア特性
がアンダステア傾向を強くするので、ステア特性の変化
により迅速に運転者が不安定な旋回状態を認識すること
ができるし、急激なスピンも防止されて安全性に優れる
効果を奏する。

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、中ロール制御の実行時にチャイム等の警報を併用す
るものとしたり、積分処理やステア特性の切換えを廃止
してもよく、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、車両の実ヨーレートが異常になる不安定な旋
回走行時には、実ヨーレートに異常がない時に比べて車
体に生じるロールが増大するので、運転者が的確に不安
定状態（車両の旋回限界）を把握することができ、安全
性が向上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ｌ図は本発明の一実施例を示すシステム構或図、第２
図はコントローラ３３内の制御動作を示すフローチャー
ト図、第３図はアンチロール制御における横Ｇに対する
制御係数のマップ図、第４図は通常制御から弱ロール制
御に移行した場合のロール制御量ΔＷの変化を示す特性
図である。 １・・・オイルポンプ．１４・・・アクチ二エー夕．ｌ
６・・・制御弁，２６・・・操舵角センサ，２７・・・
Ｇセンサ，３３・・・コントローラ，３４・・・ヨーレ
ートセンサ

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、ステアリングホィールの操舵角を
   検出する操舵負検出手段と、車速を検出する車速検出手
   段と、車体に生じるヨーレートを検出するヨーレート検
   出手段と、上記各検出手段の検出出力を受けて上記各制
   御弁の作動を独立に制御し車両旋回時に旋回内輪側のア
   クチュエータ内の圧力を減圧すると共に旋回外輪側のア
   クチュエータ内の圧力を増圧するアンチロール制御を実
   行するよう構成された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
   、上記操舵角検出手段から検出される操舵角と上記車速
   検出手段から検出される車速とに基づいて算出される基
   準ヨーレートと上記ヨーレート検出手段から検出される
   実ヨーレートとの偏差を算出し、同偏差が所定値以上で
   あることを検知すると上記アンチロール制御の制御量を
   低下させ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