JPH04100715A - 車両用アクティブサスペンション装置 - 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） この発明は、旋回時、車体のロールを低減すると同時に
、操安性を向上させる上で好適した車両用アクティブサ
スペンション装置に関する。

（従来の技術） この種のアクティブサスペンション装置は、車体と各車
輪との間の夫々に油圧シリンダからなる油圧アクチュエ
ータを介装し、これら油圧アクチュエータを介して、即
ち、油圧でもって車体を支持するようにしている。従っ
て、このように車体を油圧で支持していれば、車両の旋
回時、車体に作用する横加速度の大きさに応じて、油圧
アクチュエータの制御圧を算出し、そして、この制御圧
に基づいて各油圧アクチュエータの油圧を制御するよう
にすれば、上記制御圧でもって、車体の口−ルを打ち消
すことができる。具体的には、車両の旋回時、その旋回
外輪側の油圧アクチュエータの油圧に制御圧を加えて、
その油圧を増圧する一方、旋回内輪側の油圧アクチュエ
ータの油圧に関しては、制御圧の分だけ減圧することに
より、車体のロールを低減して、車体の姿勢を一定に維
持することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、車両の旋回時、車体前後の油圧アクチュエー
タに対し、制御圧を均等に配分するのではなく、制御圧
の配分率を車体前後の油圧アクチュエータで異ならせる
ようにすれば、車体のロール剛性を車体前後で変化させ
て、その旋回特性を可変できることが知られている。従
って、従来から、車両の旋回時、車体のロール制御と同
時に、そのステアリングハンドルの操舵状況に応して、
制御圧の配分率を適切に制御し、その操安性の改善を図
ることが望まれている。

この発明は、上述した事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、車体のロール制御を実施する
際、その操安性をも確保することができる車両用アクテ
ィブサスペンション装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明は、車体と各車輪との間に夫々介挿され、車体
を支持する油圧支持手段と、車体に作用する横加速度を
検出する横加速度検出手段と、横加速度に基づき、車体
のロールに対抗する油圧支持手段の制御圧を算出する制
御圧算出手段と、制御圧に基づき各油圧支持手段に対す
る油圧の給排を制御する油圧制御手段とを備えた車両用
アクティブサスペンション装置に於いて、車両のステア
リングハンドルの舵角速度を検出する舵角速度検出手段
と、舵角速度とステアリングハンドルの操舵方向に応じ
、車体前後の油圧支持手段に対し前記制御圧を配分する
ための配分手段とを備えており、そして、この配分手段
は、ステアリングハンドルの切り込み時か且つ舵角速度
が速い場合に前輪側の油圧支持手段に対する制御圧の配
分率を大きくし、これに対し、ステアリングハンドルの
切り戻し時で且つ舵角速度か速い場合に後輪側の油圧支
持手段に対する制御圧の配分率を大きくするものとなっ
ている。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、その
ステアリンクハンドルの切り込み時、その舵角速度が速
い場合には、前輪側の油圧支持手段に対する制御圧の配
分率か大きく可変されるから、この場合、車両の旋回特
性は、アンダステアとなる。一方、ステアリングハンド
ルの切り戻し時にあって、その舵角速度が速い場合には
、前述の場合とは逆に、後輪側の油圧支持手段に対する
制御圧の配分率が大きく可変されるから、この場合には
、車両の旋回特性がオーバステアに可変されることにな
る。

（実施例） 第１図は、車両の油圧アクティブサスペンション装置の
構成を示す。この図には、各輪、即ち、左右前輪及び左
右後輪の夫々に設けられる油圧支持手段としてのサスペ
ンションユニット１２が示されており、このサスペンシ
ョンユニット１２のサスペンションスプリンタ１３及び
単動型の油圧ンリンダからなる油圧アクチュエータＩ４
は、車体７と車輪８との間に介装されている。尚、第１
図には、１つの車輪と組み合わされるサスペンションユ
ニットが代表して図示されている。

サスペンションユニットＩ２の制御バルブ１７は、油圧
アクチュエータＩ４の油圧室Ｉ５に連通する油路１６と
、後述する供給油路Ｉ４及び排出油路６との間に介挿さ
れている。油路■６の途中には、分岐路１６ａの一端か
接続されており、分岐路１６ａの他端には、アキュムレ
ータ２０が接続されている。アキュムレータ２０内には
ガスが封入されており、ガスの圧縮性により、所謂ガス
ばね作用が発揮される。そして、分岐路１６ａの途中に
は、絞り１９が配設されており、この絞り１９は、アキ
ュムレータ２０と油圧アクチュエータ１４の油圧室１５
との間を流れる作動油の油量を規制し、これにより、所
望の振動減衰効果を発揮することができる。

前述した供給油路４の他端は、オイルポンプ１の吐出側
に接続されており、オイルポンプ１の吸い込み側は、油
路２を介してリザーブタンク３内に連通している。従っ
て、オイルポンプ１が駆動されると、リザーブタンク３
内に貯留されている作動油は、供給油路４側に吐出され
ることになる。

供給油路４には、オイルポンプｌ側から順にオイルフィ
ルタ９、チエツクバルブ１０及びライン圧保持用のアキ
ュムレータ１１が配設されている。

チエツクバルブＩＯは、オイルポンプｌ側からサスペン
ションユニッ［２側に向かう作動油の流れのみを許容す
るものであり、このチエツクバルブ１０によりアキュム
レータ１１内に高圧の作動油を蓄えることができる。

制御バルブ１７は、この実施例の場合、供給される電流
値に比例して、その弁開度を変化させるタイプのもので
あり、この弁開度に応じて、供給油路４側と排出油路６
側との間での油量の給排、つまり、油圧アクチュエータ
１４に対する油圧の給排を制御することができる。そし
て、制御バルブ１７に供給される電流値が大である程、
油圧アクチュエータ１４内の油圧、即ち、その発生する
支持力か増大するように構成されている。制御バルブ１
７から排出油路６側に排出される作動油は、前述したり
サーバタンク３に戻されることになる。

制御バルブ１７は、油圧制御手段を構成するコントロー
ラ３０の出力側に電気的に接続され、コントローラ３０
からの駆動信号により、その作動が制御されるようにな
っている。それ故、コントローラ３０の入力側には、各
種のセンサが夫々接続されており、これらセンサには、
車体７に取付けられ、車体７に作用する横加速度ＧＹを
検出する横Ｇセンサ３１、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３２、車両のステア
リングハンドル（図示しない）の舵角θＨを検出するハ
ンドル角センサ３３、車両の車速Ｖを検出する車速セン
サ３４等がある。

次に、コントローラ３０により制御されるサスペンショ
ンユニット１２の作動、つまり、車体７のロール制御及
び車両の旋回特性制御に関して説明する。

先ず、車両のステアリングハンドルが操舵されることで
、車両か旋回すると、この旋回によって車体７に作用す
る横加速度ＧＹが横Ｇセンサ３１にて検出され、この検
出した横加速度ｃｙとコントローラ３０に供給される。

コントローラ３０内に於いては、横加速度ＧＹの大きさ
に基づき、車体７のロール制御を実施する際の各油圧ア
クチュエータ１４の制御圧ΔＰが算出される。即ち、こ
の制御圧△Ｐは、次式から算出されるものである。

△Ｐ＝ＫＲ−Ｇｙ ここで、ＫＲは、制御ゲインを示しており、この制御ゲ
インＫＲは、車両の旋回時、車体７の横加速度ＧＶに起
因して、第２図に示される如く発生する車体左右での荷
重移動量ΔＷ、−△Ｗ、即ち、そのモーメント力に対し
、このモーメント力に対抗する油圧アクチュエータ１４
の制御圧ΔＰを横加速度Ｇｙに基づき得るためのゲイン
である。

即ち、制御ゲインＫＲ自体は、次式から予め算出してお
くことができる。

ＫＲ＝Ｍ−Ｈ／　（Ｌ−Ａ） ここで、第２図に示されているように、Ｍは車体７の質
量、Ｈは車体７の重心高、ｄはトレッド、そして、Ａは
油圧アクチュエータ１４の有効受圧面積を夫々示してい
る。

一方、コントローラ３０は、横Ｇセンサ３１で検出した
横加速度Ｇｙから各油圧アクチュエータ１４の制御圧Δ
Ｐを算出する以外に、算出された制御圧ΔＰを車体前後
の油圧アクチュエータ１４に関して配分する配分手段を
も含んで構成されており、以下には、制御圧ΔＰの配分
率の設定について説明する。

ハンドル角センサ３３で得た舵角θＨは、第３図に示さ
れているように、コントローラ３ｏに供給され、そして
、このコントローラ３ｏ内で微分処理されて、舵角速度
δＨが得られる。一方、舵角θＨは、ステアリングハン
ドルの切り込み及び切り戻しの判別部４３にも供給され
ており、この判別部４３では、舵角θＨと舵角速度δＨ
とから、ステアリングハンドルが切り込み状態にあるか
、又は、切り戻し状態にあるかを判別する。

具体的には、ハンドル角センサ３３は、ステアリングハ
ンドルか中立位置にある場合を０″とし、そして、その
操舵方向に正負の符号を付して、舵角θＨを検出するタ
イプのものであり、従って、判別部４３では、舵角θＨ
と舵角速度δＨとの積の符号をみることで、つまり、そ
の積の符号が正である場合には、ステアリングハンドル
が切り込み状態にあると判別でき、これに対し、前記積
の符号が負の場合には、ステアリングハンドルが切り戻
し状態にあると判別することができる。

そして、判別部４３からのステアリングハンドルの操舵
状態を示す判別信号Ｓ及び舵角速度δＨはともに、制御
圧ΔＰの前輪配分率設定部４４に供給され、ここで、前
輪側の油圧アクチュエータ１４に対する制御圧ΔＰの配
分率、つまり、前輪配分率α（Ｏ≦α≦１）か算出され
ることになる。

尚、この場合、後輪側の油圧アクチュエータ１４に対す
る制御圧ΔＰの配分率、つまり、後輪配分率は、ｌ−α
で表される。

前輪配分率αは、具体的には、第４図のマツプから、舵
角速度δＨに基づき求められるもので、このマツプから
明らかなように、舵角速度δＨが０を中心として所定の
不感帯領域Ｆ内にあるとき、前輪配分率αは、車両の旋
回特性かニュートラルステアとなるような値に設定され
ている。そして、上記不感帯領域Ｆを越えて、舵角速度
δＨかステアリングハンドルの切り込み方向に大きくな
ると、前輪配分率αは、その舵角速度δＨの増加に伴っ
て大きくなり、舵角速度δＨが所定値δ旧恩上となると
、一定値に維持されるようになっている。

これに対し、舵角速度δＨがステアリングハンドルの切
り戻し方向に不感帯領域Ｆを越えて大きくなると、前輪
配分率αは、その舵角速度δＨの増加に伴って小さくな
り、舵角速度δＨが所定値δＨ２以上となると、一定値
に維持されるようになっている。

ステアリングハンドルが切り込み状態にあるか、又は、
切り戻し状態にあるかは、前述した第３図の判別部４３
から出力される判別信号Ｓに基づいて判別でき、具体的
には、ステアリングハンドルか切り込み状態にある場合
には、第４図の右側領域から、その舵角速度δＨに基づ
いて、前輪配分率αが決定され、これに対し、ステアリ
ングハンドルが切り戻し状態にある場合には、第４図の
左側領域から、その舵角速度δＨに基ついて前輪配分率
αか決定されることになる。

上述したようにして前輪配分率αが決定されると、制御
圧ΔＰは、前輪配分率αに基ついて、車体前後の油圧ア
クチュエータ１４に配分される。

つまり、前輪側の油圧アクチュエータ１４に対しては、
制御圧ΔＰに前輪配分率αを乗算して得た制御圧配分へ
ＰＦ　　（−ΔＰ・α）が与えられ、これに対し、後輪
側の油圧アクチュエータ１４には、制御圧ΔＰに後輪配
分率１−αを乗算して得た制御圧配分ΔＰＲ（＝ΔＰ・
（１−α））が与えられることになる。

前述したようにして、前輪側及び後輪側の油圧アクチュ
エータ１４の制御圧配分△ＰＦ、△ＰＲが夫々算出され
ると、コントローラ３０からは、制御圧配分ΔＰＦ、Δ
ＰＲに対応した制御信号が制御バルブ１７に向けて出力
され、これにより、前輪側及び後輪側の油圧アクチュエ
ータ１４内の油圧がその制御圧配分に基づき制御される
ことになる。

この点に関して詳述すれば、第２図に示されているよう
に、車両か右旋回するような場合、基本的には、旋回外
輪側の油圧アクチュエータ１４内の油圧は、制御圧ΔＰ
に基づき増圧され、これに対し、旋回内輪側の油圧アク
チュエータ１４内の油圧は制御圧−ΔＰに基づき減圧さ
れることになる。このように各油圧アクチュエータ１４
内の油圧か制御されれば、車両の旋回に起因した荷重移
動によるモーメント力を打ち消すことかでき、これによ
り、車体７のロールを低減して、その姿勢を一定に維持
することが可能となる。

また、この発明のアクティブサスペンション装置では、
車両の旋回時、ステアリングハンドルの舵角速度δＨと
、その操舵状態、つまり、ステアリングハンドルが切り
込み状態にあるか、又は、切り戻し状態にあるかに応じ
て、車体前後の油圧アクチュエータ１４に関し、その制
御圧ΔＰの配分率を可変するにしたので、前述したロー
ル制御に加えて、車両の旋回特性をも適切に制御するこ
とが可能となる。

即ち、第５図に示されるように、ステアリングハンドル
が切り込み状態にあって、しかも、その舵角速度δＨが
不感帯領域Ｆを越えるような場合にあっては、第４図か
ら明らかなように、前輪配分率αが大きく可変されるこ
とから、前輪側の油圧アクチュエータ１４の制御圧配分
ΔＰＦは増加されることとなり、この場合、第５図中右
下かりの斜線を施して示すように、車両の旋回特性は、
アンダステア（ＵＳ）となる。これに対し、ステアリン
グハンドルか切り戻し状態にあって、その舵角速度δＨ
が不感帯領域Ｆを越えている場合には、前輪配分率αが
小さく可変される、即ち、後輪側でみた場合には、後輪
配分率（１−α）か太き（なるから、後輪側の油圧アク
チュエータ１４の制御圧配分ΔＰＲが増加されることに
なり、この場合、第５図中左下がりの斜線を施して示す
ように、車両の旋回特性はオーバステア（Ｏ８）となる
。

尚、ステアリングハンドルの舵角θＨの符号とその舵角
速度δ）（の符号との関係から、車両の旋回特性を表せ
ば、第６図に示されるものとなる。

このように、この発明のアクティブサスペンション装置
では、車両の旋回時、車体に作用する横加速度ＧＶに応
して、各油圧アクチュエータ１４の制御圧ΔＰを算出す
る一方、この制御圧ΔＰの前輪配分率αをステアリング
ハンドルの舵角速度δＨとその切り込み又は切り戻し状
態に応じて可変するようにしであるので、旋回時に於け
る車体のロールを低減できるのは勿論のこと、旋回初期
には、その旋回特性をアンダステアとし、これに対し、
ステアリングハンドルの切り戻し時、即ち、旋回終了時
には、その旋回特性をオーバステアとすることができる
。

ステアリングハンドルの切り込み時、つまり、旋回初期
に於いて、その旋回特性がアンダステアに設定されると
、この場合、操舵に対して、ヨー方向の応答周波数か高
くなり、また、横加速度Ｇｙの位相遅れが小さくなるこ
とから、車両の旋回初期、その旋回方向への向きか速く
変わり、操舵に対する車両の応答を高めることかできる
。

また、車両か高速走行中、ステアリンクハンドルの舵角
速度δＨが大きな場合にあっては、その旋回特性をアン
ダステアとして、車両の操舵特性を安全側にもたらすこ
とかでき、車両の操安性をも向上できることになる。

一方、ステアリングハンドルの切り戻し時、つまり、旋
回終了時に於いては、その旋回特性かオーバステアとな
るから、この場合、ヨ一方向の減衰が向上し、車両のヨ
一方向の収まりを改善することができる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
い。例えば、アクティブサスペンション装置の構成は、
第１図に示したものに限らず、種々の変形が可能であり
、また、コントローラ３０に関しては、実際上、マイク
ロコンピュータを含む回路で構成することかできる。更
に、制御圧ΔＰの前輪配分率αを設定するにあたっては
、ステアリングハンドルの舵角速度δＨの他に、車速セ
ンサ３４にて得られる車速を考慮し、この車速に応して
前輪配分率αを補正するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の車両用アクティブサン
ペンション装置によれば、車両の旋回時、車体に作用す
る横加速度の大きさに応して、油圧支持手段の制御圧を
求め、そして、この制御圧に基づき、各油圧支持手段の
油圧を制御することで車体のロールを低減できるのは勿
論のこと、ステアリングハンドルの舵角速度か切り込み
方向に大きな場合には、制御圧の配分率を前輪側の油圧
支持手段で大きくして、車両の旋回特性をアンダステア
とし、これに対し、舵角速度が切り戻し方向で大きな場
合には、制御圧の配分率を後輪側の油圧支持手段で大き
くして、その旋回特性をオーバステアにすることができ
るから、ステアリングハンドルの操舵に対して、車両の
操舵応答性及び安４゜ 定性を改善できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、アクテ
ィブサスペンション装置の概略構成図、第２図は、旋回
時、車体左右での荷重移動を説明するための図、第３図
は、制御圧の前輪配分率を設定するための手順を示すブ
ロック線図、第４図は、舵角速度及び操舵状態に対する
前輪配分率を示すグラフ、第５図は、時間に対する舵角
、舵角速度及び前輪配分率の変化を示すグラフ、第６図
は、舵角及び舵角速度の符号によって決定される旋回特
性を示すグラフである。 ７・・・車体、８・・・車輪、１４・・・油圧アクチュ
エータ、１７・・・制御バルブ、３０・・・コントロー
ラ、３１・・・横Ｇセンサ、３３・・・ハンドル角セン
サ、３４・・・車速センサ。 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 第２図 第３図 第１ 第４図 舵角勅■＋（ｄｅｇ／ｓ） 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体と各車輪との間に夫々介挿され、車体を支持する油
   圧支持手段と、車体に作用する横加速度を検出する横加
   速度検出手段と、横加速度に基づき、車体のロールに対
   抗する油圧支持手段の制御圧を算出する制御圧算出手段
   と、制御圧に基づき各油圧支持手段に対する油圧の給排
   を制御する油圧制御手段とを備えた車両用アクティブサ
   スペンション装置に於いて、 車両のステアリングハンドルの舵角速度を検出する舵角
   速度検出手段と、舵角速度とステアリングハンドルの操
   舵方向に応じ、車体前後の油圧支持手段に対し前記制御
   圧を配分するための配分手段とを備え、この配分手段は
   、ステアリングハンドルの切り込み時で且つ舵角速度が
   速い場合に前輪側の油圧支持手段に対する制御圧の配分
   率を大きくし、これに対し、ステアリングハンドルの切
   り戻し時で且つ舵角速度が速い場合に後輪側の油圧支持
   手段に対する制御圧の配分率を大きくすることを特徴と
   する車両用アクティブサスペンション装置。