JPH04123914A - 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、自動車等の車両に使用され、油圧アクチュ
エータにより、突起等乗り越し時の衝撃力を緩和する車
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） 従来、車両の上下振動を吸収、緩和する所謂アクティブ
サスペンション装置が提案されている。

このアクティブサスペンション装置は、各車輪毎に、車
輪と車体間に油圧アクチュエータを介装し、この油圧ア
クチュエータの油圧室をオリフィスを介してアキュムレ
ータに接続すると共に、オイルポンプから各油圧アクチ
ュエータの油圧室に作動油を供給する油路の途中に、比
例電磁弁からなる制御弁を配置して構成されている。そ
して、このアクティブサスペンションにより、車両の上
下振動を制御する場合には、車高センサやはね」−Ｇセ
ンサからの振動人ツノ情報に基ついて、コントローラに
より上述の制御弁の作動を制御し、車体に発生する振動
を低減する一方、制御弁が追従できないような比較的周
波数の高い振動に対しては、オリフィスの作用により振
動を減衰させるようにしている。

例えば、車高センサにより車輪と車体との相対距離、す
なわち車高が目標車高より小、すなわち沈み込もうとし
たとき、油圧アクチュエータの油圧室から沈み込み量に
応して作動油を排出し、逆にバンプ時にはバンプ爪に応
して作動油を押し込むと、油圧アクチュエータにばね機
能をイ・］与することができる。このように、車高変化
に対して作動油の給排量を調整すると、等測的にはね定
数を制御することができる。

（発明が解決しようとする課題） このような従来のアクティブサスペンション装置におい
ては、路面のうねりにより発生する車体の上下方向の振
動を良好に抑制することかできる。

しかし、上述のアクティブサスペンション装置は、路面
にうねりがあるときのみならず、突起乗り越し時や舗装
の継ぎ目走行時においても発生する衝撃的振動か入力し
た場合にも、油圧アクチュエータがフルストロークして
油圧アクチュエータのシリンダと車体が激突してしまう
事態を防止できるように、ザスペンンヨンユニットのば
ね定数を予め硬目に設定し、悪路を含む比較的広範囲な
路面状況に対し良好な乗り心地か確保できるように設定
されている。

このために、突起乗り越し等の衝撃的振動の入力がない
ような良好路面（良路）におｉ：ｌる乗り心地が、逆に
、十分満足されるものとはなっていない。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、良路走行時における油圧支持手段の油圧の給排を最
適に制御して、乗り心地の向上を図った車両用アクティ
ブサスペンション装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本発明の車両用アクティ
ブサスペンション装置は、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、各油圧支持手
段への油圧の給排を制御して、車輪から車体への振動伝
達を抑制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おいて、車両前方の振動入力物体
を検出する振動入力検出手段を備え、前記油圧制御手段
は、前記振動入力検出手段か所定の大きさの振動入力物
体を検出しないとき、油圧支持手段の等価ばね定数を下
げ、ストローク量を助長させるように油圧の給排を制御
することを特徴とする。

（作用） 上述のアクティブサスペンション装置によれば、振動入
力検出手段が突起等の振動入力物体を検出しない良路に
おいて、油圧制御手段は、油圧支持手段の等価ばね定数
を積極的に小に変化させて、ゆったりとしたソフトな乗
り心地感にさせる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基ついて詳細に説明する
。

第１図は、自動車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、すなわち、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ク１
３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１４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に連通ずる油路１６と
、後述する供給油路４及び排出油路６との間に介装され
ている。油路１６の途中には、分岐路１．６　ａ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■５
との間を流れる作動油の油量を規制し、これにより、所
望の振動減衰効果が発揮される。

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。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ｌＯ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Ｉ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、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。

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１７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。

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、ザ
スペンンヨンユニット１２を制御するための各種センサ
、例えば、各車輪毎に設けられ、車体に作用する上下方
向の加速度を検出するばね上Ｇセンサ３１、各車輪毎に
設けられ、サスペンションユニット１２のストローク呈
を検出する車高センサ３２、振動入力検出手段を構成し
、車両前方の路面の突起等を検出して突起等の大きさに
応じた出力信号値を出力するプレビューセンサ３３、車
両の走行速度を検出する車速センサ３４、車両の舵角を
検出する舵角センサ３５等が接続されている。

なお、プレビューセンサ３３としては、例えば、超音波
センサが使用され、このセンサ３３は、車体前部に、車
体前方で且つ斜め下方に向けて取付けられる（第２図参
照）。

さて、前述した制御バルブ１７は、詳細は後述するよう
に、各センサの検出信号に基づき、コントローラ３０に
よってその作動が制御され、これにより油圧アクチュエ
ータ１４への油圧の給排が制御される。そして、この油
圧アクチュエータト１への油圧の給排制御と相まって、
路面から車体に入力される振動は、油圧アクチュエータ
１４の油圧室１５が絞り１９を介してアキュムレータ２
０に連通していることにより、吸収且つ減衰されるよう
になっている。

次に、走行状態に応じた本実施例に係る車両用アクティ
ブザスペンションの機能について、第３図、第４図、第
５図および第６図を参照して説明する。

一連の制御は、第３図のステップＳＩＯで、コントロー
ラ３０か、プレビューセンサ３３から入力される超音波
反射波の出力信号を読み込むことから開始される。

次にコントローラ３０は、ステップＳＩＯで読み込んだ
プレヒユーセンサ３３の出力信号から、所定の大きさの
突起等が検出されたか否かを判別する（ステップ５１２
）。

ステップＳ　１．２の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合
は、次に定義されるステップ８３０のノーマル制御が実
行されて当該ルーチンは終了し、リターンされる。

本実施例においてノーマル制御とは、後のステップＳ２
６で詳述する逆ばね制御と対比される制御で、外力によ
り車体振動が発生した場合に、その振動が収斂するよう
な制御系である。これを第１図に示されるアクティブサ
スペンション装置で具体化すると、悪路を含む比較的広
範囲な路面状況に対応できるように、サスペンションユ
ニット１２の等価ばね定数を、逆ばね制御における等価
ばね定数と比較して硬目に、制御バルブ１７によって油
圧制御することである。

次に、ステップＳ１２の判別結果か否定（１’Ｊｏ）の
場合は、車速センサ３４か検出した車速Ｖと、舵角セン
サ３５か検出した舵角θ１．の読み込みか実行される（
ステップ５１４）。

そしてコントローラ３０は、車速Ｖおよび舵角θ、の絶
対値１θＩＩＩが、第４図に示される逆ばね制御領域内
にあるか否かの判別を実行する（ステップ８１６）。

上記判別は、高速走行時と舵角操作時の逆ばね制御を禁
止して、走行安定性の低下を防止するために実行される
ものである。

また、」＝述の逆ばね制御領域とは、車速Ｖと舵角絶対
値１θＨ１とによって規定される逆ばね制御を禁止する
ための領域で、車速Ｖが値０（ゼロ）から車速の上限値
■。まで、舵角絶対値］θＮ１が、値θ０から値θ。と
値Ｏ（ゼロ）との間の値θ１まで一定率で減少する直線
と、Ｖ＝ＶＯより成る直線とによって囲まれる領域であ
る。

ステップ３１６の判別結果が否定の場合は、前述したス
テップＳ３０のノーマル制御が実行されて当該ルーチン
は終了し、リターンされる。

ステップ３１．６の判別結果が肯定の場合は、次にステ
ップ８１８に進み、車高センサ３２が検出したサスペン
ションストローク量りの読み込みが実行される。

ここで、サスペンションストローク量りの読み込みが行
なわれる理由は、後に詳述するように、逆ばね制御が所
謂発散系の制御であるために、逆ばね制御の実行によっ
て助長されるザスペンションストロークＭＬを監視して
、その作動に一定の制御を設け、系全体かそれ以上発散
しないようにするためである。

次に、上記サスペンションストローク量りが、所定の微
小ストローク量■、。以内であるか否かの判別が実行さ
れる（ステップ５２０）。

ステップＳ２０の判別結果が否定の場合は、ステップＳ
３０のノーマル制御が実行されて当該ルーチンは終了し
、リターンされる。従って、新たな外力の入力がない限
り、その時点で発生していた車体振動は、ノーマル制御
で機能する振動減衰効果により、そのまま減衰していく
。

ステップＳ２０の判別結果が肯定の場合は、次にステッ
プＳ２２の逆ばね制御が実行される。このときコントロ
ーラ３０内では、第５図に示されるようなストロークフ
ィードバック系の等価回路が構成されている。すなわち
、目標ストローク量Ｉ、＋と実ストロークＲＬＡとの差
分が減算回路３０ａで演算され、これに増幅回路３０ｂ
で制御ゲインＫが乗算されて、制御バルブ１７の油圧制
御が実行されるのである。この等価回路は、発散系の制
御を構成することを特徴とさせるために、制御ゲインに
は、最低限サスペンションユニット】２のもつフリクシ
ョンを打ち消す分たけ、等測的にばね定数を下げるよう
に設定することが必要である。

上記を実際のサスペンションユニッ［２の作動で説明す
ると、油圧アクチュエータ１４が縮むときは、ノーマル
制御で止まる位置（最下点）を越えて更に縮み、また、
油圧アクチュエータ１４が伸びるときは、ノーマル制御
で止まる位置（最上点）を越えて更に伸びるような作動
、すなわち、ザスペンションストロークを助長するよう
な作動が行なわれる。

なお、制御を発散系とするので、系の作動に一定の制限
を設けることが当然必要となる。これが、ステップＳ２
０の判別で実行されたサスペンションストローク量りの
所定上限値り。による制限である。

このようにして算出された制御量に基づき、コントロー
ラ３０は制御バルブ１７を駆動する電流値を変化させて
油圧アクチュエータ１４に加わる油圧の給排を制御し、
サスペンションユニット１２の等価ばね定数を極めてや
わらかいものに変化させるのである。

このときに生ずる効果は、第６図によって示すことがで
きる。すなわち、サスペンションユニット１２の等価ば
ね定数を小に変化させることで、サスペンションストロ
ーク量りが大きくなり、又、振動周期も大きくなって、
ゆったりとしたソフトな乗り心地感を得ることができる
。

以上により当該ルーチンは終了し、リターンされる。

なお、」二連の実施例によれば、車速■と舵角絶対値Ｉ
ｅＨ１が、車速Ｖと舵角絶対値１θＨ１により規定され
る所定領域内にあるときにのみ逆ばね制御が実行される
か、これに代わり、車速Ｖおよび舵角絶対値１θＨ１に
対し、各々独立した所定−］二限値を設定し、逆ばね制
御を制限するようにしてもよい。さらには、車速Ｖにつ
いて下限値を設定し、逆ばね制御の効果が薄い超低速域
、例えば、毎時３キロメートル未満における逆ばね制御
を禁止するようにしてもよい。

また、上述の実施例によれば、発散を制限させるために
、サスペンションストローク量Ｉ、に所定」限値値Ｌ０
を設定し、■、が■、。を超えるときに逆ばね制御を禁
止するようにしているか、発散を制限する手段としては
、」二連したものに限定されるものではなく、他の変数
に制限を設ける等の手段によって行ってよいことは勿論
である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明のアクティブザスペ
ンション装置よれば、振動入力検出手段が突起等を検出
しない良路において、油圧制御手段は、油圧支持手段の
等価はね定数を積極的に小に変化させて、制御系を所謂
逆ばね制御と称され４゜ る発散系とし、ゆったりとしたソフトな乗り心地感にさ
せるので、良路における乗り心地を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両用アクティブザスペンショ
ン装置の概略構成を説明するだめのブロック図、第２図
は、第１図中のプレビューセンサ３３が突起等を検出す
る状況を示す図、第３図は、第１図中のコントローラ３
０により実行される逆ばね制御の手順を示すフローチャ
ート、第４図は、車速と舵角絶対値とによって規定され
る逆ばね制御領域を示すグラフ、第５図は、第１図に示
すコントローラ３０内の逆ばね制御における等価回路の
構成を示すブロック図、第６図は、第１図に示す車高セ
ンサ３２が検出した車高変動の時間変化を示すグラフで
ある。 ７・・・車体、８・・・車輪、１２・・・サスペンショ
ンユニット（油圧支持手段）、１４・・・油圧アクチュ
エータ、１７・・・制御バルブ、２０・・・アキュムレ
ータ、３０・・・コントローラ（油圧制御手段）、３１
・・ばね上上下Ｇセンザ、３２・・・車高センサ、レビ
ューセンサ（振動入）Ｊ検出手段）、速センサ、３５・
・・舵角センサ。 ３３・・・プ ３４・ 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 柑呵突款埠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、各油圧支持手段への油圧の給排を制御し
   て、車輪から車体への振動伝達を抑制する油圧制御手段
   とを備えた車両用アクティブサスペンション装置におい
   て、車両前方の振動入力物体を検出する振動入力検出手
   段を備え、前記油圧制御手段は、前記振動入力検出手段
   が所定の大きさの振動入力物体を検出しないとき、油圧
   支持手段の等価ばね定数を下げ、ストローク量を助長さ
   せるように油圧の給排を制御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。