JPH04100716A - 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
、車両の旋回応答性を改善す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ノ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、車体のロールを打ち消
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、制
御圧の配分率を適切に制御して、車両の旋回応答性を改
善す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、車両の旋回応答性をも改善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、舵角速度に応し、車体前後の油圧支持手段に対する
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
込み及び切り戻しのいずれの状態にあっても、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
分率を大きく可変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
ステアリングハンドルか操舵されたとき、その切り込み
又は切り戻しに拘らず、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が大きく
可変されるから、この場合、車両の旋回特性は、ステア
リングハンドルの切り込み及び切り戻し状態で、一定の
特性、つまり、アンダステア傾向となる。

（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が示すしており、このサスペンシ
ョンユニッ１−１２のサスペンションスプリング１３及
び単動型の油圧シリンダからなる油圧アクチュエータ１
４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１２の制御バルブ１７は、油圧
アクチュエータ１４の油圧室１５に連通する油路Ｉ６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１６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か接続されている。アキュムレータ２０内には
カスか封入されており、カスの圧縮性により、所謂カス
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か配設されており、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かできる。

前述した供給油路４の他端は、オイルポンプｌの吐出側
に接続されており、オイルポンプｌの吸い込み側は、油
路２を介してリサーブタンク３内に連通している。従っ
て、オイルポンプｌ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１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か配設されている。

チエツクバルブ１０は、オイルポンプｌ側からサスペン
ションユニット１２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ＩＯによりアキュ
ムレータｌｌ内に高圧の作動油を蓄えることかできる。

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かできる。そし
て、制御バルブ１７に供給される電流値が犬である程、
油圧アクチュエータ１４内の油圧、即ち、その発生する
支持力が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
種のセンサか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θｌ（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か操舵されることで
、車両が旋回すると、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ＧＹ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ΔＰ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、この制御ケ
インＫＲは、車両の旋回時、車体７の横加速度ＧＹ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、−ΔＷ、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△Ｐ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△Ｐを車体前後
の高圧アクチュエータ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、制都圧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て得た舵角θＨは、コントローラ
３０に供給され、そして、このコントローラ３０内では
、舵角θＨが微分処理されて、舵角速度δＨか得られる
。このようにして舵角速度δＨが得られると、次には、
この舵角速度δＨに基ついて、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、つまり、前輪配分
率α（０≦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３図のマツプに基づき
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、車両の旋回特性がニュートラ
ルステア又は若干オ−バステアとなるような一定値に設
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がステ
アリングハンドルの切り込み方向又は切り戻し方向に大
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か切り込み方向で所
定値δ旧恩上、また、切り戻し方向で所定値δＨ２以上
となると、前輪配分率αは夫々一定値に維持されるよう
になっている。

尚、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、舵角θＨを検出する際に
、その操舵方向に応じた符号を舵角θＨに付し、そして
、舵角θＨと舵角速度δＨとの積の符号をみることで識
別することができる。

即ち、上記積の符号が正の場合は、ステアリングハンド
ルが切り込み状態であると判別でき、これに対し、上記
積の符号が負の場合には、ステアリングハンドルか切り
戻し状態であると判別することかできる。

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Δ
ＰＦ　　（＝△Ｐ・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Ｉ４の制御圧配分ΔＰＦ、ΔＰＲが夫々算出され
ると、コントローラ３０からは、制御圧配分△ＰＦ、Δ
ＰＨに対応した制御信号か制御バルブ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、車両が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。

マタ、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が
その不感帯領域Ｆを越えで大きくなると、車体前後の油
圧アクチュエータ１４に関して、その制御圧ΔＰの配分
率をその舵角速度δＨに応じて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４図に示されるように、ステアリングハンドル
が操舵されると、その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３図がら明らかなように、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４図中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。また、ステアリ
ングハンドルが切り戻し状態にあり、その舵角速度δＨ
か不感帯領域Ｆを越える場合にも、前述した場合と同様
に、前輪配分率αは大きく可変されるから、前輪側の油
圧アクチュエータ１４の制御圧配分ΔＰＲは増加され、
この場合でも、第４図中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Ｇｙに応
じて、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△Ｐの前輪配分率αをステアリング
ハンドルの舵角速度δＨに応し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、その舵角速度δＨが大きく場合には、その
旋回特性をアンダステアとすることかできる。

上述したように、ステアリングハンドルの舵角速度δＨ
が大きい場合にあっては、その切り込み状態及び切り戻
し状態に拘らず、その旋回特性は、アンダステア傾向と
なるから、この場合、第５図中破線で示されているよう
に、操舵に対して、ヨ一方向の応答周波数か高（なり、
また、横加速度Ｇｙの位相遅れが小さくなることから、
車両の旋回に対し、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性を高めることが可能となる
。

しかも、舵角速度δＨか大きいような急操舵時にあって
も、その旋回特性かアンダステアであると、車両の旋回
挙動が急激に変化したりするようなこ七もないので、車
両の操舵に対する安定性をも十分に確保することか可能
となる。

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す、種々の変形か可能であり
、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ができる。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
ペンンヨン装置によれば、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が大きな場
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傾向にするよう
にしであるから、操舵に対しての車両の応答特性を向上
できるばかりでなく、ステアリングハンドルの急激な操
舵に対しても、車両の旋回挙動が急激に変化することが
ないので、操舵に対する安全性をも向上できる等の効果
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、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４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５図は、車両の旋回特性に対する各要因
の変化を示すグラフである。 ７・・・車体、訃・・車輪、１４・・・油圧アクチュエ
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。 第１図 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

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、舵角速度に応じ、車体前後の油圧支持
   手段に対する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
   み及び切り戻しのいずれの状態にあっても、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
   率を大きく可変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。