JPH04151316A - 能動型懸架装置のための制御方法 - Google Patents

能動型懸架装置のための制御方法

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JPH04151316A
JPH04151316A JP2275752A JP27575290A JPH04151316A JP H04151316 A JPH04151316 A JP H04151316A JP 2275752 A JP2275752 A JP 2275752A JP 27575290 A JP27575290 A JP 27575290A JP H04151316 A JPH04151316 A JP H04151316A
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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】 ［発明の目的コ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、主にばね上の静的荷重を支持するためのばね
並びにストロークの能動的な制御を行なうための液圧ア
クチュエータを車輪と車体との間に備える能動型懸架装
置のための制御方法に関するものである。
〈従来の技術〉 路面状況や車体の挙動に応じて発生する車輪と車体との
間の上下方向ストロークを、油圧にて往復直線運動を行
なうアクチュエータが自ら発生するストロークにて能動
的に制御しようとする能動型懸架装置が種々提案されて
いる。このような能動型懸架装置の一形式として、アク
チュエータと在来のコイルばねとを並列に設け、ばね上
系の振動の吸収は専らコイルばねに受は持たせ、ばね上
系の振動の吸収をアクチュエータの油圧制御にて行なう
ようにしたものが知られている（特開昭６２−２８９４
２０号公報参照）。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、路面入力によるコイルばねの変位は、当然な
がらばね上系にも影響を及ぼす。また、アクチュエータ
を駆動する作動油の流動抵抗、なかんずく油圧制御弁の
絞り作用に起因する減衰力の影響は、ばね上系の振動吸
収に悪影響を及ぼす。
このような外乱に対するばね上糸のための制振制御の方
法として、ばね上糸の上下方向の絶対速度に比例した力
をアクチュエータに発生させ、あたかも空中の固定点と
車体との間に設けられた仮想的なダンパが減衰力を発生
するかのようにしたスカイフックダンパ制御が知られて
いる（上記公報参照）。これの場合、ばね上糸の絶対速
度を直接的に検出することが困難なため、上下加速度セ
ンサから得た信号の積分値の関数に基づいてアクチュエ
ータの制御を行なうようにすれば良いが、低周波数域（
ＩＨｚ以下）においては、ゲインが高くなるために加速
度センサの入力を積分回路で処理した出力がドリフトす
ることから、実際には制御が成立し得ない。そこで、近
似する特性を有する１次遅れフィルタ（１／１＋Ｔ−８
）にて加速度センサの信号を処理した指令値に基づいて
アクチュエータの制御が行なわれている。つまり積分を
することができないために低周波数域ではスカイフック
ダンパ制御は実質的に実現し得ない。
また、上記した１次遅れフィルタを用いての制御域をよ
り低周波数域側へ広げようとすると、制御の不安定化を
招くきらいがあった。
本発明は、このような不都合を改善すべく案出されたも
のであり、その主な目的は、比較的容易に高い応答性を
もって得られる信号に基づいてより一層安定的なばね上
糸の制振効果を得ることができるように改良された能動
型懸架装置のための制御方法を提供することにある。
［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、圧力制御弁にてス
トローク制御される往復運動アクチュエータと、該アク
チュエータと並列に設けられたコイルばねとを車輪と車
体との間に有する能動型懸架装置におけるアクチュエー
タの出力制御が、車輪と車体との間の距離を検知するス
トロークセンサの信号を１次進みフィルタ回路にて処理
した指令値に基づいてなされるようにすることによって
達成される。
〈作用〉 このような構成によれば、比較的容易にリアルタイムで
検出し得る車体と車輪との間の相対距離に基づいてアク
チュエータの制御を行なうことができ、ばね力と制御弁
の減衰力との影響を、高い応答性をもって的確に打ち消
すことができる。
〈実施例〉 以下に添付の図面に示された具体的な実施例に基づいて
本発明の構成について詳細に説明する。
第１図は、本発明が適用された能動型懸架装置の要部の
概略構成を示している。車輪１は、上下のサスペンショ
ンアーム２・３により、車体４に対して上下動可能に支
持されている。そして下サスペンションアーム３と車体
４との間には、圧縮コイルばね５と油圧アクチュエータ
６とが並列に設けられている。
油圧アクチュエータ６は、シリンダ／ピストン式のもの
であり、シリンダ内に挿入されたピストンの下側の空室
７に可変容量型ポンプ８から作動油圧が直接供給され、
上側の空室９に同じく作動油圧が圧力制御弁１０を介し
て供給されるようになっている。そしてピストン両側の
受圧面１１ａ・ｌｌｂにピストンロッド１２の断面積分
だけ面積差があるため、ピストン下室７とピストン上室
９との圧力差と、これが作用するピストン受圧面の面積
差とに応じてピストンロッド１２に推力が生じ、これに
よってピストンロッド１２が上下方向に往復直線運動を
行ない、車輪１と車体４との間の相対距離を変化させる
ようになっている。
可変容量型ポンプ８からのポンプ吐出油は、減圧弁１３
にて所定の一定圧力に調節されると共に、メインアキュ
ムレータ１４によってポンプ脈動が除去されたうえて圧
力制御弁１０を介して油圧アクチュエータ６に供給され
る。また圧力制御弁１０は、公知形式のりニアソレノイ
ド弁からなり、そのソレノイドに与える電流に比例して
油圧アクチュエータ６のピストン上室９に与える油圧が
連続的に変化するようになっている。
油圧アクチュエータ６のピストン上室９には、リリーフ
弁１５が接続されている。このリリーフ弁１５は、その
一方１６ａにピストン上室９の内圧が直接作用し、その
他方１６ｂに同じくピストン上室９の内圧がオリフィス
１７を介して作用するポペット弁からなっている。そし
てポペットの各受圧面に作用する油圧の差圧がポペット
を閉弁付勢するコイルばね１９のばね定数で規定された
ある所定値を超えると、一方１６ａ側に作用している油
圧、すなわちピストン上室９の内圧がリザーバタンク２
０へ抜けるようになっている。
これに加えて、オリフィス１７を経て他方１６ｂ側にピ
ストン上室９の内圧を与える通路には、他方１６ｂ側へ
の油圧の伝達率をオリフィス１７と協働して周波数の増
大に比例して低下させるためのアキュムレータ２１が接
続されている。なお、この場合のアキュムレータ２１は
、油圧の上昇に応じて容積が拡大するようなものであれ
ば良く、場合によっては、アキュムレータ２１に代えて
オリフィス１７と他方１６ｂとの間の通路を弾性に富む
材料で形成しても良い。
このリリーフ回路により、ピストン上室９内圧の所定周
波数、所定振幅を超える変動が好適に吸収される。
油圧アクチュエータ６に供給する作動油の方向および圧
力は、油圧アクチュエータ６と車体４との連結部に設け
られたロードセル２２や、車体４と車輪１との間に設け
られたストロークセンサ２３などの検出信号を制御回路
２４にて処理した制御信号に基づいて、圧力制御弁１０
によって制御される。
この懸架装置は、第２図の工学的モデル図にて表すこと
ができるが、ここでばね上質量をｍ１車体４と車輪１と
の間に設けたコイルばね５のばね定数をＫ、圧力制御弁
１０の減衰係数をＣｖ、ばね下糸重心の絶対位置をＸｌ
、ばね上糸重心の絶対位置をＸ２、ばね上質量ｍ（車体
４）に加わる力をＦ、油圧アクチュエータ６の出力をｆ
とすると、ばね上系の運動方程式は次式で表される。
Ｆ＝ｍ父　＝−Ｃｖ（文２−文１） −Ｋ　（Ｘ２−Ｘ、）＋ｆ 従って、 ｆ　＝Ｋ　（Ｘ　　　Ｘ　　）　＋　ＣＶ　（Ｘ２−文
１）とおけば、この場合のばね上質量ｍに加わる力Ｆを
０にすることができる。実際には、Ｆ＝Ｏとすることは
、制御系が極めて不安定となるので、上式のＫおよびＣ
ｖに対応する係数を適宜に定め、油圧アクチュエータ６
の出力ｆを制御すれば良い。
次に上記制御則のブロック図を第３図に示す。
第３図の一点鎖線から上の部分が、圧力制御弁１０に発
生する減衰力−Ｃｖ　　（文、−文１）と、コイルばね
５の発生するばねカーＫ（Ｘ２−Ｘｌ）とを表しており
、ばね上系に入力する、いわばノイズ成分とも言える力
である。従って、ばね上質量ｍに加わる力Ｆを小さくす
るためには、このノイズ成分を打消す力を油圧アクチュ
エータ６に発生させれば良いことが分る。
油圧アクチュエータ６の出力制御は、車体４と車輪１と
の間の相対変位量をストロークセンサ２３にて電気的に
検出し、この出力を、所定の係数Ｋｒ、Ｃｒをもつ１次
進みフィルタ回路（Ｋｒ　＋Ｃｒ−８）にて処理した指
令値に基づいて圧力制御弁１０を制御することによって
行なわれる。これにより、制御弁１０に発生する減衰力
およびコイルばね４の力を打ち消すような力ｆを油圧ア
クチュエータ６が発生し、効果的なばね上制振が達成さ
れる。なお、１次進みのフィルタ回路は、油圧システム
の制御限界周波数まで安定系となるため、要求される全
周波数領域において安定制御が行なえる。
一方、上記したノイズ除去制御のみによると、圧力制御
弁１０の開度によって減衰係数Ｃｖが非線形に変化する
ことや、油圧アクチュエータ６のフリクションの影響ま
でもは除去できないうえ、制御系の安定性を確保するう
えには、上記係数Ｃ「・Ｋｒの値をあまり大きくはでき
ないという問題がある。そこで、上記した制御に加え、
懸架装置とばね上質量ｍとの間に取付けられたロードセ
ル２２の出力を基に得たばね上角速度値をフィードバッ
クゲイン調節器にて適宜に調節した信号（２点鎖線で囲
まれた部分）を圧力制御弁１０の制御信号にフィードバ
ックすることにより、より一層安定した制振効果を得る
ことができる。無論このフィードバック信号は、ばね上
町速度センサにて得ることも可能であり、この場合には
、第３図における１　／　ｍの処理は不要となる。
これに加えて、Ｋｒ十Ｃｒ−８の項を横加速度や前後加
速度の入力に応じて変えることにより、車体の姿勢変化
を抑制することもできる。
この結果、第４図に示すように、在来形式に見られるＩ
Ｈｚ付近の共振が完全に打消されることが分かる。
［発明の効果］ このように、比較的簡単に応答遅れを生ずることなく検
出し得る車体と車輪との間の相対ストローク検出信号を
１次進みフィルタ回路で処理した指令値に基づいてアク
チュエータの出力制御を行なうという本発明の制御によ
れば、従来の懸架装置では得られないような低ばね、低
減衰のサスペンション特性が、要求される全周波数域に
わたって得られ、ばね上糸への路面からの入力を略完全
に除去することが可能となる。また、車体の姿勢変化の
抑制と接地性とを考慮した減衰力およびばね定数を通常
のサスペンション特性として操縦性を確保しつつ接地性
を高めることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明が適用された能動型懸架装置の要部構
成図であり、第２図は、その工学的モデル図であり、第
３図は、その制御則のブロック図であり、第４図は、路
面入力に対するばね上質量の振動伝達率を示すグラフで
ある。 １・・・車Ｌ　２・３・・・サスペンションアーム、４
・・・車体、５・・・圧縮コイルばね、６・・・油圧ア
クチュエータ、７・・・ピストン下室、８・・・可変容
量型ポンプ、９・・・ピストン上室、１０・・・圧力制
御弁、１１ａ・１１ｂ・・・受圧面、１２・・・ピスト
ンロッド、１３・・・減圧弁、１４・・・アキュムレー
タ、１５・・・リリーフ弁、１６ａ・・・一端、１６ｂ
・・・他端、１７・・・オリフィス、１９・・・コイル
ばね、２０・・・リザーバタンク、２１・・・アキュム
レータ、２２・・・ロードセル、２３・・・ストローク
センサ、２４・・・制御回路時　許　出　願　人　本田
技研工業株式会社代　　　理　　　人　弁理士　大島陽
−（外１名）第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）制御弁にて制御される液圧変化に応じてストロー
    ク制御される往復運動アクチュエータと、該アクチュエ
    ータと並列に設けられたばねとを車輪と車体との間に有
    する能動型懸架装置のための制御方法であって、 前記アクチュエータの出力が、車輪と車体との間の距離
    を検知するストロークセンサの信号を１次進みフィルタ
    回路にて処理した指令値に基づいて制御されることを特
    徴とする能動型懸架装置のための制御方法。
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