JPH04108014A - 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
、ステアリングハンドルの操舵に対する旋回性を安定化
させることができる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、車体のロール剛性が車体前後で変化する
ことから、これにより、車両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、車両の旋回状態に応じて、
制御圧の配分を適切に制御し、そのステアリングハンド
ルの操舵に対する車両の曲がり具合、即ち、その旋回性
を一定に維持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、車両の旋回時、車体のロール
制御を実施すると同時に、車両の旋回性を一定に制御す
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装され、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、この発明のア
クティブサスペンション装置では、車両のステアリング
ハンドルの舵角を検出する舵角検出手段と、車両の車速
を検出する車速検出手段と、舵角及び車速に基づき、車
体の計算ヨーレートを算出する計算ヨーレート算出手段
と、車体の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手
段と、計算ヨーレートと実ヨーレートとの間の偏差に基
つき、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構成されている。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、ステ
アリングハンドルの舵角及び車速から車体の計算ヨーレ
ートを算出するとともに、車体の実ヨーレートを検出す
ることで、これらの偏差を求めるようにしであるから、
この偏差に基つき、運転者の操舵に対する車両の実際の
旋回性、即ち、実際の車両の曲がり具合を判断すること
ができる。

つまり、計算ヨーレートに対して実ヨーレートが小さい
場合には、操舵及び車速に基づき運転者が期待する車両
の曲がり具合に比べて、実際の曲がり具合が小さいと判
断でき、これに対し、計算ヨーレートに対して実ヨーレ
ートが大きな場合には、運転者が期待する車両の曲がり
具合に比へて実際の曲がり具合が大きいと判断すること
ができる。

従って、期待する曲がり具合よりも実際の曲がり具合が
小さい場合にあっては、後輪側の油圧支持手段に対する
制御圧の配分を大きくして、車両の旋回特性をオーバス
テアとし、これにより、車両の実際の曲がり具合か大き
くなるように補正することができ、一方、逆の場合、つ
まり、期待する曲がり具合よりも実際の曲がり具合が大
きな場合にあっては、前輪側の油圧支持手段に対する制
御圧の配分を大きくすることで、車両の旋回特性をアン
ダステアとして、実際の曲がり具合を抑制するように補
正することができる。

（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ベ
ンンヨンユニット１２が示されており、このサスベンノ
ヨンユニット１２のサスペン／コンスプリング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ベンンヨンユ
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１６の途中には、分岐路１６ａの一端が
接続されており、分岐路１６ａの他端には、アキュムレ
ータ２ｏが接続されている。アキュムレータ２ｏ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ｌ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１ｏ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ｌＯ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１０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、前述したリ
ザーバタンク３に戻されることになる。

制御バルブ１７は、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、車高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θ
Ｈ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等があり、更に、この実施例の場
合には、車体７の実ヨーレートを検圧するヨーレートセ
ンサ３５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
び車両の旋回性制御に関し、第２図乃至第４図を参照し
て説明する。

先ず、走行中、ステアリングハンドルが操舵されると、
ハンドル角センサ３３で得た舵角θＨは、コントローラ
３０内の演算部４０に供給され、また、この演算部４０
には、車速センサ３４で得た車速Ｖも供給される。

演算部４０では、舵角θＨと車速Ｖとから車体７の計算
ヨーレートγｋか算出されるが、具体的には、この計算
ヨーレートγには、次式に基ついて演算される。

γに＝Ｖ・θＨ／（（１＋ＡＶ２）　　・ｌ・ρ））こ
こで、上式に於いて、Ａはスタビリテイファクタ、ｌは
車両のホイールベース、ρはステアリングギヤ比を夫々
示している。

演算部４０で算出された計算ヨーレートγには、フィル
タ処理部４１にてフィルタ処理された後、減算部４２に
供給される。

一方、ヨーレートセンサ３５にて得た実ヨーレートγａ
もまた、フィルタ処理部４３にてフィルタ処理された後
、減算部４２に供給される。

ここで、フィルタ処理部４１．４３は、演算部４０から
の計算ヨーレートγにとヨーレートセンサ３５からの実
ヨーレートγａとの位相特性を合わせるためのものであ
る。

上述した減算部４２に於いては、次式に基づき、計算ヨ
ーレートγにと実ヨーレートγａとの間の偏差Δγが演
算される。

Δγ＝γに一γａ 減算部４２で得た偏差Δγは、次に、ロール制御に於け
る制御圧ΔＰの配分率設定部４４に供給され、この設定
部４４にて、制御圧ΔＰを前輪側の油圧アクチュエータ
１４に配分するための配分率、即ち、前輪配分率α（Ｏ
≦α≦１）が設定される。尚、後輪側の油圧アクチュエ
ータ１４に対する制御圧ΔＰの配分率を前輪配分率αで
表すと、■−αとなる。

前輪配分率αの設定に関して、具体的に説明する前に、
ロール制御の制御圧ΔＰについて説明する。

制御圧ΔＰは、車体７０ロール制御を実施する際、各油
圧アクチュエータ１４の油圧の制御量を表すもので、具
体的には、制御圧ΔＰは、次式に基づき演算にて算出す
ることができる。

ΔＰ−に−Ｇｙ ここで、Ｋは、制御ゲインを示しており、この制御ゲイ
ンには、車両の旋回時、車体７の横加速度ＧＹに起因し
て、第３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、モーメント力に対し、そのモ
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、制御ゲインに自体は、次式から予め算出しておく
ことができる。

Ｋ＝Ｍ−Ｈ／　（ｄ−Ａ） ここで、第３図から明らかなように、Ｍは車体７の重量
、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
。

従って、第２図に示されているように、横Ｇセンサ３１
で得た横加速度ｃｙを演算部４５に供給し、この演算部
４５にて、横加速度Ｇｙに制御ゲインＫを乗算すること
で、制御圧ΔＰが算出されるようになっている。

前述した設定部４４にて設定される前輪配分率αは、具
体的には、第４図のマツプに基づき、前述した偏差Δγ
から求められるもので、第４図のマツプから明らかなよ
うに、偏差Δγか０のとき、前輪配分率αは、例えば車
両の旋回特性をニュートラルステアとするような所定の
値に設定されている。そして、偏差Δγが０から正の方
向に増加すると、前輪配分率αは偏差Δγの増加に伴っ
て小さくなり、偏差Δγが所定値６７１以上となったと
き、前輪配分率αは０に設定されるようになっている。

一方、偏差Δγが０から負の方向に増加する場合には、
前輪配分率αは偏差−Δγの増加に伴って大きくなり、
そして、偏差Δγが所定値−Δγ２以下となったとき１
に設定されるようになっている。

前述した設定部４４にて、前輪配分率αが設定されると
、この前輪配分率αは、次に、制御圧配分部４６に供給
され、また、この制御圧配分部４６には、前述した制御
圧ΔＰもまた供給されるようになっている。従って、制
御圧配分部４６に於いては、前輪配分率αと制御圧ΔＰ
とから、前輪側の油圧アクチュエータ１４に対する制御
圧配分ΔＰＦ及び後輪側の油圧アクチュエータ１４に対
する制御圧配分ΔＰＲを夫々算出することができき、具
体的には、制御圧配分ΔＰＦ、ΔＰＲの夫々は次式によ
って算出される。

ΔＰＦ−ΔＰ・α ΔＰＲ＝八Ｐ（へ−α） このようにして制御圧配分ΔＰＦ、ΔＰＲが算出される
と、これら制御圧配分ΔＰＦ、ΔＰＲに基づき、各油圧
アクチュエータ１４内の油圧が制御されることになるが
、ここで、今、原画が右旋回しているとすると、前輪左
側の油圧アクチュエータ１４の油圧は、制御圧配分ΔＰ
ＦＬ（−ΔＰＦ）に基づいて制御され、これに対し、前
輪右側の油圧アクチュエータ１４の油圧は、制御圧配分
−ΔＰＦＲ（＝−ΔＰＦ）に基づいて制御されることに
なる。

即ち、この場合、第３図でみて、旋回外輪となる前輪の
油圧アクチュエータ１４、つまり、前輪左側の油圧アク
チュエータ１４に関しては、制御圧配分ΔＰＦがそのま
ま制御圧配分ΔＰＦＬとなって、この制御圧配分ΔＰＦ
Ｌに基づき、その油圧が増圧され、これにより、制御圧
配分ΔＰＦＬは、その荷重移動量ΔＷに対抗するものと
なる。

これに対し、旋回内輪となる前輪の油圧アクチュエータ
１４、つまり、前輪右側の油圧アクチュエータ１４に関
しては、制御圧配分ΔＰＰが符号反転部４７に供給され
て、その符号が反転され、そして、その符号を反転した
得た制御圧配分−ΔＰＦＲだけ減圧されることとなり、
これにより、制御圧配分−ΔＰＦＲは、その荷重移動量
−ΔＷを打ち消すものものとなる。ここで、符号反転部
４７は、具体的には、制御圧配分ΔＰＦに−１を乗算し
て、制御圧配分−ΔＰＦＲを得るものとなっている。

また、後輪側の左右の油圧アクチュエータ１４に関して
も、前輪側の油圧アクチュエータ１４の場合と同様に制
御されることになる。つまり、旋回外輪となる後輪の油
圧アクチュエータ１４、つまり、後輪左側の油圧アクチ
ュエータ１４に関しては、制御圧配分ΔＰＲがそのまま
、制御圧配分ΔＰＲＬとなって、この制御圧配分ΔＰＲ
Ｌだけ、その油圧が増圧されて、荷重移動量ΔＷに対抗
するものととなり、これに対し、旋回内輪となる後輪の
油圧アクチュエータ１４、つまり、後輪右側の油圧アク
チュエータ１４に関しては、符号反転部４８にて、制御
圧配分ΔＰＲの符号を反転して得た制御圧配分−ΔＰＲ
Ｒにだけ、その油圧が減圧されて、その荷重移動量−Δ
Ｗを打ち消すことになる。

尚、前述した制御圧配分に従って、各油圧アクチュエー
タ１４の油圧を制御するにあたり、具体的には、その油
圧アクチュエータ１４と組をなす制御バルブ１７に対し
、コントローラ３０から制御圧配分に応じた制御電流が
供給され、この制御バルブ１７の作動制御を介して、油
圧アクチュエータ１４内の油圧が制御されることとなる
。

上述したように、この実施例のアクティブサスペンショ
ン装置に於いては、車両が旋回する際、その車体７に作
用する横加速度Ｇｙに基つき、ロール制御の制御圧ΔＰ
を求め、そして、この制御圧ΔＰに基づき、左右車輪に
於ける油圧アクチュエータ１４の油圧を制御するように
したので、旋回時に発生する車体７のロールを制御圧Δ
Ｐによって効果的に抑制し且つ低減することができる。

また、この実施例の場合、制御圧ΔＰは、前輪配分率α
に基づいて、前輪側及び後輪側の油圧アクチュエータ１
４に配分されるか、この際、前輪配分率αは、計算ヨー
レートγにと実ヨーレートγａとの間の偏差Δγに応し
、第４図のマツプから設定されるようになっているので
、偏差Δγに基づき、車両の旋回特性を適切に可変する
ことで、その旋回性を一定に維持することができる。即
ち、偏差Δγが正の値で且つ大きな状況にあっては、運
転者が期待するヨーレートよりも実ヨーレートが小さく
、従って、車両の曲がり具合が期待する度合よりも少な
いことを意味しているから、この場合、第４図のマツプ
に示されるように、前輪配分率αをその偏差Δγの大き
さに応じて小さく設定することで、前輪側の油圧アクチ
ュエータ１４に対する制御圧配分ΔＰＦを減少させる一
方、後輪側の油圧アクチュエータ１４に対する制御圧配
分ΔＰＨについては増加させることができる。この結果
、このようにして制御圧配分ΔＰＦ、ΔＰＲが制御され
ると、車両の旋回特性は、偏差Δγに応したオーバステ
ア傾向となって、車両の曲がり具合が大きくなり、これ
により、車両の曲がり難さを解消することできる。

一方、偏差Δγが負の値で且つその絶対値が大きくなる
ような状況にあっては、運転者か期待するヨーレートよ
りも実ヨーレートが大きく、従って、車両の曲がり具合
が期待するものよりも過度になっていることを意味して
いるから、この場合には、第４図のマツプに示されるよ
うに、前輪配分率αをその偏差△γの大きさに応じて大
きく設定して、前輪側の油圧アクチュエータ１４に対す
る制御圧配分ΔＰＦを増加させる一方、後輪側の油圧ア
クチュエータ１４に対する制御圧配分ΔＰＲを減少させ
ることができる。この場合、車両の旋回特性は、偏差Δ
γに応じたアンダステア傾向となって、車両は曲がり難
くなり、これにより、車両の過度の曲がりを規制するこ
とができることになる。

従って、前述の説明から明らかなように、この実施例の
アクティブサスペンション装置によれば、ステアリング
ハンドルの操舵に対する車両の曲がり具合、即ち、その
旋回性が常に一定なものとなり、車両の操縦性を良好に
することができる。これを換言すれば、車両の旋回特性
を表すスタビリテイファクタＳＦは、第５図及び第６図
に示されているように、車速Ｖの変化や車体重量Ｍの変
化（例えば乗員数の変化）によって変動することになる
が、しかしながら、この発明のアクティブサスペンショ
ン装置では、車速Ｖ及び車体重量Ｍに拘らず、スタビリ
テイファクタＳＦを一定にすることができることになる
。

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できるものである。

以上説明したように、この発明の車両用アクティブサス
ペンション装置によれば、車両の旋回時、車体に作用す
る横加速度に基づき、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
御するようにしたから、車体のロールを効果的に抑制且
つ低減することができる。また、この発明のアクティブ
サスペンション装置は、単に車体のロール制御を実施す
るだけではなく、そのステアリングハンドルの舵角及び
車速から算出した車体の計算ヨーレートと実ヨーレート
との間の偏差に基づき、前輪側及び後輪側の油圧支持手
段に対して、上記制御圧を適切な配分率でもって配分す
るようにしたから、運転者の操舵によって期待される車
両の曲がり具合に対し、実際の車両の曲がり具合を一致
させるように、つまり、車両の旋回性が一定となるよう
に制御して、車両の操縦性を向上できる等の優れた効果
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、コン
トローラの作動を説明するためのブロック線図、第３図
は、車両の旋回時での荷重移動を説明するための図、第
４図は、計算ヨーレートと実ヨーレートとの間の偏差と
前輪配分率との間の関係を示すグラフ、第５図は、車速
に対するスタビリテイファクタの変化を示すグラフ、第
６図は、車体重量に対するスタビリテイファクタの変化
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、３５・・・ヨーレートセン
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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体と各車輪との間に夫々介装され、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を検出する舵角検出
   手段と、車両の車速を検出する車速検出手段と、舵角及
   び車速に基づき、車体の計算ヨーレートを算出する計算
   ヨーレート算出手段と、車体の実ヨーレートを検出する
   実ヨーレート検出手段と、計算ヨーレートと実ヨーレー
   トとの間の偏差に基づき、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たこと
   を特徴とする車両用アクティブサスペンション装置。