JPH04126621A - 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、車両発進時および車両制動時の車体の姿勢
、すなわち、スフワット（後輪の沈み込み）およびダイ
ブ（前輪の沈み込み）を制御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） この種のアクティブサスペンション装置は、車体と各車
輪間に夫々油圧シリンダを含む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、油圧により
車体を支持するようにしている。

そして、発進時および制動時には、各々、車体に作用す
る前方向および後方向の加速度について、共に同一値の
制御ゲインを乗算して荷重移動量を求め、これに基き、
前輪側および後輪側の油圧アクチコエータの油圧に対し
、前輪側および後輪側の油圧アクチュエータの油圧を各
々相対的に高めることで、車体姿勢を一定に維持するも
のである。

（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、車両発進時に発生するスフワットと車両制動時に
発生するダイブとを、共に同時には充分抑制することが
できないという問題がある。

すなわち、車両発進時のスフワットを最適に制御できる
ように上述した制御ゲインを設定すると、車両制動時の
ダイブに対し過大制御となる一方、車両制動時のダイブ
を最適に制御できるように上述した制御ゲインを設定す
ると、車両発進時のスフワットを充分抑制することがで
きないという問題である。

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、車両発進時に発生するスフワットと車両制動時に発
生するダイブとを、共に最適に油圧制御できるように図
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、車体と各車輪間に夫々介装さ
れ、油圧の給排を制御することにより車体の支持力を変
化させる油圧支持手段と、車体の前方向及び後方向の加
速度を検出する前後加速度検出手段と、前記前後加速度
検出手段か検出した加速度値に基き、車体前後の荷重移
動量を算出し、算出した荷重移動量を打ち消すように油
圧支持手段の油圧の給排を変化させて車体を一定の姿勢
に維持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、前記油圧制御手段は、前記
前後加速度検出手段が前方向の加速度を検出したとき、
検出した加速度値と第１の制御ゲインとを乗算して求め
た第１の荷重移動量に基き、油圧支持手段の油圧の給排
を制御する一方、前後加速度検出手段が後方向の加速度
を検出したとき、検出した加速度値と第１の制御ゲイン
より小の第２の制御ゲインとを乗算して求めた第２の荷
重移動量に基き、油圧支持手段の油圧の給排を制御する
ことを特徴とする。

（作用） 上述した車両用アクティブサスペンション装置によれば
、油圧制御手段は、車体に前方向の加速度が発生したと
き、該加速度値と第１の制御ゲインとを乗算して求めた
荷重移動量に基き、油圧アクチュエータの油圧の給排を
制御して、スフワットを最適に抑制する一方、車体に後
方向の加速度が発生したとき、該加速度値と第１の制御
ゲインより小の第２の制御ゲインとを乗算して求めた荷
重移動量に基き、油圧アクチュエータの油圧の給排を制
御して、ダイブを最適に抑制する。

（実施例） 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、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の制御ハルツ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■６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
、第１絞り１９が配設されており、この第１絞り１９は
、アキュムレータ２ｏと油圧アクチュエータ１４の油圧
室Ｉ５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。

油路１６とアキュムレータ２ｏとの間には、第１絞り１
９をバイパスするバイパス路１６ｂが接続されており、
このバイパス路１６ｂには、第２絞り２１と切替バルブ
２２とか配設されている。

切替バルブ２２は、非通電時に閉弁状態（図示状態）に
あり、切替バルブ２２か開弁状態に切り替えられると、
作動油は、開弁状態にある切替バルブ２２及び第２絞り
２１を介して、アキュムレータ２０と油圧室１５との間
を流れることができ、これにより、振動減衰効果が弱ま
る。即ち、切替バルブ２２の開閉により、サスペンショ
ンユニット１２の振動減衰力が２段階に変化することに
なる。

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。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ＩＯ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
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１７から排出油路６側
に排出される作動油は、前述したりザーバタンク３に戻
される。

制御バルブ１７及び切替バルブ２２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３
０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
する前後方向の加速度を検出する前後加速度検出手段、
つまり、前後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、自動車のス
テアリングハンドル（図示しない）のハンドル角を検出
するハンドル角センサ３３、自動車の走行速度、即ち、
車速を検出する車速センサ３４等がある。

従って、前述の制御バルブ１７及び切替バルブ２２は、
各センサの検出信号に基き、コントローラ３０によって
、その作動が制御されることになる。

通常の走行時、切替バルブ２２は閉じられており、路面
から車体に入力される僅かな振動は、油圧アクチュエー
タ１４の油圧室１５が第１絞り１９を介してアキュムレ
ータ２０に連通していることにより、吸収且つ減衰され
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、すなわち、車両発進時のスフワ
ット防止のためのスフワット制御および車両制動時のダ
イブ防止のためのダイブ制御について、第２図のブロッ
ク線図を参照して説明する。

まず、車両発進時のスフワット制御について説明する。

車両が発進し、あるいは単に加速し、コントローラ３０
に前後Ｇセンサ３１からの検出信号が供給されると、コ
ントローラ３０内では、検出信号から得た車体７の前後
加速度Ｇ（この場合は前方向の加速度となる。）に基き
、演算回路４１にて、次式（１）により、車体７の前後
方向の荷重移動量ΔＷ（この場合は後方向の荷重移動と
なる。）が算出される。

ΔＷ＝ＫＧ−Ｇ　　　　　　　・・・（１）ここでＫ。

は、車両発進時に、車体７の前後加速度Ｇに起因した車
体前後方向の荷重移動、すなわち、モーメント力を打ち
消すように、前後輪における油圧アクチュエータ１４内
の油圧を、前後加速度Ｇに基き制御するための制御ゲイ
ンであり、この制御ゲインに６は、従来、次式（２）に
より算出されていた。これを以下、理論制御ゲインと呼
ぶことにする。

Ｋｃ　＝　（Ｍ−Ｈ）／Ｌ　　　　・・・（２）ここに
、Ｍは車体７の質量、Ｈは車体７の重心高およびＬは車
体７の前後輪間距離（ホイールベース）である。

しかしながら、スフワット制御において、前後Ｇセンサ
３１から検出された前後加速度Ｇと、上述した理論制御
ゲインＫ。とを乗算して求めた荷重移動量ΔＷにより、
油圧アクチュエータ１４に加わる油圧の増減を制御した
のでは、制御量が不足し、発進時のスフワットを充分抑
制することかできないという問題がある。

このためスフワット制御では、第４図に示されるように
、後述するダイブ制御における制御ゲインに、（理論制
御ゲイン）に補正量Ｋｏを加えた制御ゲインＫＧを設定
し、これに前後Ｇセンサ３１から検出された前後加速度
Ｇを、演算回路４１にて乗算して、荷重移動量Δ■′を
算出してやる必要かある。

このようにして荷重移動量ΔＷか算出されると、油圧ア
クチュエータＩ４に加わる油圧の増（プラス）減（マイ
ナス）を指定するため、ます、この荷重移動量ΔＷには
、演算回路４２にてマイナス１（−１）か乗算されて前
輪制御量ΔＷ、が算出される。他方、後輪の場合は符号
の反転か不要であるため、前述した荷重移動量ΔＷかそ
のまま後輪制御量ΔＷ、として算出される。

前輪制御量ΔＷ、および後輪制御量ΔＷ、か算出される
と、これら制御量に基き、各油圧アクチュエータ１４と
組をなす制御バルブ１７の駆動制御量、即ち、その電流
値が設定され、これにより、前輪側油圧アクチュエータ
１４の油圧は前輪制御量ΔＷ、に相当する圧力だけ減圧
され、又、後輪側油圧アクチュエータ１４の油圧は後輪
制御量ΔＷＲに相当する圧力だけ増圧される。

以上のようにして、車両発進時におけるスフワットが充
分抑制されるので、車体姿勢を一定に保つことができる
。

次に、車両制動時のダイブ制御について説明する。

ダイブ制御は、前述したスフワット制御の場合と比べ、
前後加速度Ｇとそれに基くモーメント力の発生方向が逆
である点を除き、その制御形態は基本的に同一である。

従って、スフワット制御で詳述した前後加速度Ｇと荷重
移動量ΔＷにマイナス（負）概念を導入することにより
、ダイブ制御は全て理解することができるので、第２図
のブロック線図の説明は省略する。

但し、前述したスフワット制御の場合と異なり、前後Ｇ
センサ３１により検出された前後加速度Ｇと、前述の（
２）式により算出した理論制御ゲインＫｃとを乗算して
求めた荷重移動量ΔＷに基き、油圧アクチュエータ１４
に加わる油圧の増減を制御することで、制動時のダイブ
をよく抑制することができる。従って、ダイブ制御では
、制御ゲインＫ。とじて、（２）式で算出された理論制
御ゲインＫ。が演算回路４１における演算に用いられる
。

このようにして算出された前輪制御量ΔＷ、と後輪制御
量ΔＷＲに基き、コントローラ３０は、制御バルブ１７
を駆動制御して、前輪側油圧アクチュエータ１４の油圧
を前輪制御量ΔＷ、に相当する圧力だけ増圧し、又、後
輪側油圧アクチュエータ１４の油圧を後輪制御量ΔＷ、
に相当する圧力だけ減圧する。

これにより、車両制動時におけるダイブを抑制すること
ができ、車体姿勢を一定に保つことかできる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、油圧支持手段に
関しては、第１図に示したものに限らず、具体的な構成
はいろいろと変形することができる。

また、上述の実施例では、スフワット制御における制御
ゲインＫｃとダイブ制御における制御ゲインＫ。とを、
第４図の実線で示されるように、共に一定値とし、又、
前後加速度値Ｇがセロのときは不連続なものとして設定
しているが、第４図の破線の一実施例で示されるように
、両者を連続させるように設定してもよい。

更には、上述の実施例では、ダイブ制御における制御ゲ
インＫ。とじて、（２）式で算出される理論制御ゲイン
を用いているが、よりよくダイブを抑制するために、ス
フワット制御における制御ゲインＫ。よりは小の、理論
制御ゲインとは異なる制御ゲインを設定し、これを荷重
移動量ΔＷの算出に用い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、本発明の車両用アクティブ
サスペンション装置によれば、油圧制御手段は、車体に
前方向の加速度が発生したとき、該加速度値と第１の制
御ゲインとを乗算して求めた荷重移動量に基き、油圧ア
クチュエータの油圧の給排を制御して、スフワットを効
果的に抑制する一方、車体に後方向の加速度が発生した
とき、該加速度値と第１の制御ゲインより小の第２の制
御ゲインとを乗算して求めた荷重移動量に基き、油圧ア
クチュエータの油圧の給排を制御して、ダイブを効果的
に抑制するので、ピッチングモーメントを打ち消して車
体姿勢を一定に保つことかできる。

【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ブロック線図、第３図は、車
両発進時に車体に発生する荷重移動を説明するための図
、第４図は、前後加速度Ｇと制御ゲインに６との関係を
示すグラフである。 ｌ・・・オイルポンプ、７・・・車体、８・・・車輪、
１４・・・油圧アクチュエータ（油圧支持手段）、１７
・・・制御バルブ、３０・・・コントローラ（油圧制御
手段）、３１・・・前後Ｇセンサ（前後加速度検出手段
）。 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　閂　侃　二 第１図 第２図 第３図 ・タ、５１Ｒ子の成、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体と各車輪間に夫々介装され、油圧の給排を制御する
   ことにより車体の支持力を変化させる油圧支持手段と、
   車体の前方向及び後方向の加速度を検出する前後加速度
   検出手段と、前記前後加速度検出手段が検出した加速度
   値に基き、車体前後の荷重移動量を算出し、算出した荷
   重移動量を打ち消すように油圧支持手段の油圧の給排を
   変化させて車体を一定の姿勢に維持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
   、 前記油圧制御手段は、前記前後加速度検出手段が前方向
   の加速度を検出したとき、検出した加速度値と第１の制
   御ゲインとを乗算して求めた第１の荷重移動量に基き、
   油圧支持手段の油圧の給排を制御する一方、前後加速度
   検出手段が後方向の加速度を検出したとき、検出した加
   速度値と第１の制御ゲインより小の第２の制御ゲインと
   を乗算して求めた第２の荷重移動量に基き、油圧支持手
   段の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。