JPH04224412A - 流体圧式アクティブサスペンション - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のサス
ペンションに係り、更に詳細には流体圧式のアクティブ
サスペンションに係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌の流体圧式のアクティブ
サスペンションの一つとして、例えば特開昭６１−８１
２１２号公報に記載されている如く、各車輪に対応して
設けられ作動流体室に対し作動流体が給排されることに
より対応する部位の車高を増減するアクチュエータと、
作動流体室に対し作動流体を給排する作動流体給排手段
と、車体の実横加速度を検出する横加速度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、操舵角速度を求める手
段と、車速及び操舵角速度より車体の推定横加速度の微
分値を演算し、推定横加速度の微分値及び実横加速度に
基く制御量にて作動流体給排手段を制御する制御装置と
を有する流体圧式アクティブサスペンションは既に知ら
れている。

【０００３】かかるアクティブサスペンションによれば
、車体の実横加速度及び車体の推定横加速度の微分値の
両方に基く制御量にて作動流体給排手段が制御されるの
で、車体の実横加速度のみに基く制御量にて作動流体給
排手段が制御される従来のアクティブサスペンションの
場合に比して、旋回過渡時の車体のロールを効果的に制
御することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし車輌の旋回条件
が限界旋回条件に近付くと、操舵角に対するタイヤのコ
ーナリングフォース及びコーナリングパワーは飽和傾向
を呈し、それ以上操舵角が増大されても実横加速度は殆
ど増大しないのに対し、車体の推定横加速度の微分値は
操舵角の増大率に対応して増大する。従って上述の如き
従来のアクティブサスペンションに於ては、車輌が限界
旋回条件近傍にて旋回している状態で追加操舵が行われ
ると、推定横加速度の微分値に基く制御量に相当する量
作動流体給排手段が過剰に制御され、そのため車体の不
自然な逆ロールが発生するという問題がある。

【０００５】本発明は、従来の流体圧式のアクティブサ
スペンションに於ける上述の如き問題に鑑み、車輌が限
界旋回条件近傍にて旋回している場合に追加操舵が行わ
れても不自然な車体の逆ロールが生じることがないよう
改良された流体圧式のアクティブサスペンションを提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、各車輪に対応して設けられ作動流体室に対
し作動流体が給排されることにより対応する部位の車高
を増減するアクチュエータと、前記作動流体室に対し作
動流体を給排する作動流体給排手段と、車体の実横加速
度を検出する横加速度検出手段と、車速を検出する車速
検出手段と、操舵角速度を求める手段と、車速及び操舵
角速度より車体の推定横加速度の微分値を演算し、前記
実横加速度及び前記微分値に応じて前記作動流体給排手
段を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は前記実
横加速度が所定値を越えると前記実横加速度の増大につ
れて前記作動流体給排手段の制御に対する前記微分値の
寄与度合を低減するよう構成された流体圧式アクティブ
サスペンションによって達成される。

【０００７】

【作用】上述の如き構成によれば、実横加速度が所定値
を越えると、即ち車輌が限界旋回条件近傍にて旋回して
いる場合には、実横加速度の増大につれて作動流体給排
手段の制御に対する推定横加速度の微分値の寄与度合が
低減される。従って車輌が限界旋回条件近傍にて旋回し
ている状態で追加操舵が行われ、そのため推定横加速度
の微分値が比較的高い値になっても、推定横加速度の微
分値に基く作動流体給排手段の制御に対する制御量は高
くはならないので、推定横加速度の微分値に基き作動流
体給排手段が過剰に制御されることが回避され、これに
より車体の不自然な逆ロールの発生が抑制若しくは防止
される。

【０００８】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明による流体圧式アクティブサス
ペンションの一つの実施例の流体回路を示す概略構成図
である。

【００１０】図１に於て、１０は作動流体としてのオイ
ルを貯容するリザーバを示している。リザーバ１０には
接続通路１２の一端及び作動流体排出通路１４の一端が
接続されている。接続通路１２の他端はエンジン１６に
より駆動されるポンプ１８の吸入側に接続されている。 ポンプ１８は図示の実施例に於ては可変容量ポンプであ
り、その吐出側には作動流体供給通路２０の一端が接続
されている。作動流体供給通路２０の他端及び作動流体
排出通路１４の他端は圧力制御弁２２のパイロット操作
型の３ポート３位置切換式の切換制御弁２４のＰポート
及びＲポートにそれぞれ連通接続されている。各作動流
体排出通路１４の途中には他の車輪よりの作動流体排出
通路との連通接続部１４ａよりも圧力制御弁２２の側に
逆止弁１５が設けられており、この逆止弁は圧力制御弁
２２よりリザーバ１０へ向かう作動流体の流れのみを許
すようになっている。

【００１１】圧力制御弁２２は切換制御弁２４と、作動
流体供給通路２０とリザーバ１０とを連通接続する接続
通路２６と、該通路の途中に設けられた固定絞り２８及
び可変絞り３０とよりなっている。切換制御弁２４のＡ
ポートには接続通路３２が接続されている。切換制御弁
２４は固定絞り２８と可変絞り３０との間の通路２６内
の圧力Ｐｐ　及び接続通路３２内のＰａ　をパイロット
圧力として取込むスプール弁であり、圧力Ｐｐ　が圧力
Ｐａ　より高いときにはポートＰとポートＡとを連通接
続する切換位置２４ａ　に切換わり、圧力Ｐｐ　及びＰ
ａ　が互いに等しいときには全てのポートの連通を遮断
する切換位置２４ｂ　に切換わり、Ｐｐ　が圧力Ｐａ　
より低いときにはポートＲとポートＡとを連通接続する
切換位置２４ｃに切換わるようになっている。また可変
絞り３０はそのソレノイドへ通電される電流を制御され
ることにより絞りの実効通路断面積を変化し、これによ
り固定絞り２８と共働して圧力Ｐｐ　を変化させるよう
になっている。

【００１２】接続通路３２の他端は車輪に対応して設け
られたアクチュエータ３６の作動流体室３８に連通接続
されている。図示の如くアクチュエータ３６は一種のシ
リンダーピストン装置であり、図には示されていないが
車輪を支持するサスペンション部材と車体との間に配設
され、作動流体室３８に対し作動流体が給排されること
により対応する部位の車高を増減するようになっている
。作動流体室３８には通路４０により気液ばね装置４２
が接続されており、通路４０の途中には絞り４４が設け
られている。かくして気液ばね装置４２はサスペンショ
ンスプリング又は補助的なサスペンションスプリングと
して作用し、絞り４４は減衰力を発生するようになって
いる。

【００１３】接続通路３２の途中には遮断弁４６が設け
られている。遮断弁４６はパイロット圧力制御装置４８
により制御されたパイロット圧力Ｐｃ　を取込み、パイ
ロット圧力Ｐｃ　が開弁所定値を越えると開弁し、パイ
ロット圧力が閉弁所定値以下になると閉弁するよう構成
されている。パイロット圧力制御装置４８は作動流体供
給通路２０とリザーバ１０とを連通接続する接続通路５
０と、該通路の途中に設けられた固定絞り５２及び可変
絞り５４とを含み、固定絞りと可変絞りとの間の圧力を
パイロット圧力Ｐｃ　として遮断弁４６へ供給するよう
になっている。

【００１４】作動流体供給通路２０の途中にはフィルタ
５６及びポンプ１８より圧力制御弁２２へ向う作動流体
の流れのみを許す逆止弁５８が設けられている。また逆
止弁５８より下流側の作動流体供給通路２０にはアキュ
ームレータ６０が連通接続されている。

【００１５】尚逆止弁１５、圧力制御弁２２、接続通路
３２、絞り４４、遮断弁４６、アクチュエータ３６、気
液ばね装置４２等は各車輪に対応して設けられている。 また図２に於ては右前輪、左前輪、右後輪、左後輪に対
応する圧力制御弁はそれぞれ２２ｆｒ、２２ｆｌ、２２
ｒｒ、２２ｒｌにて示されている。

【００１６】圧力制御弁２２は図２に示された電気式制
御装置６６により制御されるようになっている。電気式
制御装置６６はマイクロコンピュータ６８を含んでいる
。マイクロコンピュータ６８は図２に示されている如き
一般的な構成のものであってよく、中央処理ユニット（
ＣＰＵ）７０と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７２と
、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４と、入力ポー
ト装置７６と、出力ポート装置７８とを有し、これらは
双方性のコモンバス８０により互いに接続されている。

【００１７】入力ポート装置７６には図１には示されて
いない横加速度センサ６２より車体の横加速度Ｇｘ　（
車輌の左方を正とする）を示す信号、車速センサ６３よ
り車速Ｖを示す信号、操舵角センサ６４より操舵角θ（
右旋回方向を正とする）を示す信号が入力され、また車
高センサ、前後加速度センサの如き一群のセンサ６５よ
り車輌の走行状態に関する信号が入力されるようになっ
ている。入力ポート装置７６はそれに入力された信号を
適宜に処理し、ＲＯＭ７２に記憶されているプログラム
に基くＣＰＵ７０の指示に従い、ＣＰＵ及びＲＡＭ７４
へ処理された信号を出力するようになっている。ＲＯＭ
７２は制御プログラム、図４及び図５に示されたマップ
等を記憶している。ＣＰＵ７０は車体のロール制御に関
し図３に示されたシグナルフローに基き後述の如く種々
の演算及び信号の処理を行うようになっている。出力ポ
ート装置７８はＣＰＵ７０の指示に従い、駆動回路８４
を経てパイロット圧力制御装置４８の可変絞り５４へ制
御信号を出力し、駆動回路８６〜９２を経て圧力制御弁
２２ｆｒ、２２ｆｌ、２２ｒｒ、２２ｒｌの対応する可
変絞りへ制御信号を出力するようになっている。

【００１８】制御装置６６による制御は図には示されて
いないイグニッションスイッチの閉成により開始され、
イグニッションスイッチの開成により終了される。また
アクティブサスペンションの作動開始時にはパイロット
圧力制御装置４８が制御されることによりパイロット圧
力Ｐｃ　が漸増され、これにより遮断弁４６が全開状態
になるまで漸次開弁される。尚必要ならば、かかる制御
の詳細については例えば本願出願人の一方と同一の出願
人の出願にかかる特願平２−１９９８８３号明細書を参
照されたい。

【００１９】次に図３のシグナルフローチャート、図４
及び図５のマップを参照して図示の実施例の作動につい
て説明する。

【００２０】図３に示されている如く、横加速度センサ
６２により検出された車体の横加速度Ｇｘ　はローパス
フィルタ１００により高周波成分を除去され、フィルタ
リング後の横加速度Ｇｘｆは各輪変換器１０２によりそ
れぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪のアクチュエー
タ制御用の横加速度Ｇｆｒ、Ｇｆｌ、Ｇｒｒ、Ｇｒｌに
変換される。 この場合横加速度Ｇｆｒ、Ｇｆｌ、Ｇｒｒ、Ｇｒｌは例
えば前輪及び後輪のゲインをそれぞれＫｆ　、Ｋｒ　（
正の定数でＫｆ　＋Ｋｒ　＝１）とすると、Ｋｆ　・Ｇ
ｘｆ、−Ｋｆ　・Ｇｘｆ、Ｋｒ　・Ｇｘｆ、−Ｋｒ　・
Ｇｘｆとして演算される。更に横加速度Ｇｆｒ、Ｇｆｌ
、Ｇｒｒ、ＧｒｌはＰＤ補償演算器１０４によりそれ自
身周知の態様にてＰＤ補償される。

【００２１】一方操舵角センサ６４により検出された操
舵角θは微分器１０６により微分されて操舵角速度θｄ
ｏｔ　が演算され、この操舵角速度θｄｏｔ　及び車速
センサ６３により検出された車速Ｖに基き図４のグラフ
に対応するマップより推定器１０８によって車体の推定
横加速度の微分値Ｇｈｄが演算される。

【００２２】またフィルタリング後の横加速度Ｇｘｆに
基きゲイン演算器１１０により図５のグラフに対応する
マップより推定横加速度の微分値のゲインＫｇｘが演算
される。推定横加速度の微分値Ｇｈｄは乗算器１１２に
よりゲインＫｇｘと乗算され、積Ｋｇｘ・Ｇｈｄは各輪
変換器１０２による場合と同様の要領にて各輪変換器１
１４によりそれぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪の
アクチュエータ制御用の推定横加速度の微分値Ｇｈｄｆ
ｒ、Ｇｈｄｆｌ、Ｇｈｄｒｒ、Ｇｈｄｒｌに変換される
。

【００２３】更にＰＤ補償演算器１０４により演算され
たＰＤ補償後の横加速度Ｇｐｄｉ　（　ｉ＝ｆｒ、ｆｌ
、ｒｒ、ｒｌ）及び各輪変換器１１４により演算された
推定横加速度の微分値Ｇｈｄｉ　（　ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、
ｒｒ、ｒｌ）は加算器１１６により加算され、和Ｇｐｄ
ｉ　＋Ｇｈｄｉ　が圧力制御弁２２に対するロール制御
のフィードフォワード制御量として出力される。

【００２４】尚車輌の走行状態に応じて車体の姿勢や車
輌の乗り心地性を制御するための各アクチュエータの作
動流体室の目標圧力及びこれらの目標圧力を達成するた
めの圧力制御弁２２ｆｒ、２２ｆｌ、２２ｒｒ、２２ｒ
ｌの可変絞りのソレノイドへ供給される制御電流は、ロ
ール制御のフィードフォワード制御量Ｇｐｄｉ　＋Ｇｈ
ｄｉ　、前後加速度に基くピッチ制御のフィードフォワ
ード制御量、車高に基くフィードバック制御量等に応じ
て演算されてよいが、かかるアクティブ演算自体は本発
明の要旨をなすものではなく、車体のロールが低減又は
防止されるよう車体の横加速度及び車体の推定横加速度
の微分値に応じて圧力制御弁が制御される限り任意の態
様にて実施されてよく、例えば本願出願人の一方と同一
の出願人の出願にかかる特開平２−１７５４０５号公報
に記載されている如く行われてよい。

【００２５】尚図５のグラフに対応するマップに於て、
Ｇ２　は車輌が限界旋回条件にある場合に於ける車体の
実横加速度Ｇｘ　に実質的に等しい値に設定され、Ｇ１
　はＧ２　より小さい値に設定される。

【００２６】図６及び図７はそれぞれ上述の実施例及び
従来のアクティブサスペンションの作動を示すタイムチ
ャートである。

【００２７】図７より解る如く、推定横加速度の微分値
Ｇｈｄに基く制御量のゲインＫｇｘが一定である従来の
アクティブサスペンションに於ては、車輌の旋回条件が
限界旋回条件近傍にある状態で矢印Ａにて示されている
如く追加操舵が行われると、実横加速度は殆ど増大しな
いにも拘らず推定横加速度の微分値に基く制御量が比較
的高い値になるので、フィードフォワードによるロール
制御量が過大になることに起因して車体の逆ロールＢが
発生する。また矢印Ｃにて示されている如く追加操舵の
収束が比較的急激に行われると、推定横加速度の微分値
に基く制御量が絶対値が比較的高い負の値になるので、
フィードフォワードによるロール制御量が不足すること
に起因して車体のロールＤが発生する。

【００２８】これに対し図示の実施例によれば、図４に
示されている如く、実横加速度Ｇｘ　の絶対値がＧ１　
を越えるとＧｘ　の絶対値の増大につれてゲインＫｇｘ
が減小するので、これに対応して推定横加速度の微分値
Ｇｈｄに基く制御量Ｋｇｘ・Ｇｈｄも減小する。

【００２９】従って図６に示されている如く、車輌の旋
回条件が限界旋回条件近傍にある状態で追加操舵Ａが行
われても、推定横加速度の微分値に基く制御量は高い値
にならず、これにより車体の逆ロールの発生が回避され
る。また追加操舵の収束Ｃが比較的急激に行われても、
推定横加速度の微分値に基く制御量（負の値）の絶対値
が高い値になることはないので、ロール制御量が不足す
ることに起因する車体のロールの発生も回避される。

【００３０】尚上述の実施例に於ては、各アクチュエー
タの作動流体室内の圧力を制御する手段は圧力制御弁で
あるが、この手段は流量制御弁であってもよい。

【００３１】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、実横加速度が所定値を越えると、即ち車輌
が限界旋回条件近傍にて旋回している場合には、実横加
速度の増大につれて作動流体給排手段の制御に対する推
定横加速度の微分値の寄与度合が低減される。従って車
輌が限界旋回条件近傍にて旋回している状態で追加操舵
が行われ、そのため推定横加速度の微分値が比較的高い
値になっても、推定横加速度の微分値に基く作動流体給
排手段の制御に対する制御量は高くはならないので、推
定横加速度の微分値に基き作動流体給排手段が過剰に制
御されることを回避し、これにより車体の逆ロールが生
じることを効果的に抑制若しくは防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流体圧式アクティブサスペンショ
ンの一つの実施例の流体回路を示す概略構成図である。

【図２】図１に示された実施例の電気式制御装置を示す
ブロック線図である。

【図３】図２に示された電気式制御装置により達成され
る演算及び信号処理を示すシグナルフローチャートであ
る。

【図４】車速Ｖと操舵角速度θｄｏｔ　と車体の推定横
加速度の微分値Ｇｈｄとの間の関係を示すグラフである
。

【図５】フィルタリング後の車体の実横加速度Ｇｘｆと
そのゲインＫｇｘとの間の関係を示すグラフである。

【図６】図示の実施例の作動を示すタイムチャートであ
る。

【図７】従来の流体圧式アクティブサスペンションの実
施例の作動を示す図６と同様のタイムチャートである。

【符号の説明】

１０…リザーバ １６…エンジン １８…ポンプ ２０…作動流体供給通路 ２２…圧力制御弁 ３２…接続通路 ３６…アクチュエータ ３８…作動流体室 ４２…気液ばね装置 ４４…絞り ４６…遮断弁 ４８…パイロット圧力制御装置 ６０…アキュームレータ ６２…横加速度センサ ６３…車速センサ ６４…操舵角センサ ６５…一群のセンサ ６６…電気式制御装置 ６８…マイクロコンピュータ ７０…ＣＰＵ ７２…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７６…入力ポート装置 ７８…出力ポート装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各車輪に対応して設けられ作動流体室に対し作動流体が
   給排されることにより対応する部位の車高を増減するア
   クチュエータと、前記作動流体室に対し作動流体を給排
   する作動流体給排手段と、車体の実横加速度を検出する
   横加速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、
   操舵角速度を求める手段と、車速及び操舵角速度より車
   体の推定横加速度の微分値を演算し、前記実横加速度及
   び前記微分値に応じて前記作動流体給排手段を制御する
   制御装置とを有し、前記制御装置は前記実横加速度が所
   定値を越えると前記実横加速度の増大につれて前記作動
   流体給排手段の制御に対する前記微分値の寄与度合を低
   減するよう構成された流体圧式アクティブサスペンショ
   ン。