JPH04231205A - 能動型サスペンション - 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、能動型サスペンション
に係り、特に、車体に発生する横加速度に応じてアンチ
ロール制御を行うと共に、アンチロールモーメントの前
後輪配分比を変更してステア特性を変更するようにした
能動型サスペンションに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の能動型サスペンションとしては、
例えば特開昭６２−３４８０８号公報に記載されている
ものがある。この従来例は、車体と各車輪との間に介挿
された流体シリンダの流体圧を車体に生じる横加速度に
応じて増減することによりアンチロールモーメントを発
生して、車体のロールを抑制すると共に、そのアンチロ
ールモーメントの前後配分比を車速の増加に応じて前輪
側に変更することにより、低車速域での回頭性と、高車
速域での操縦安定性との両立を図るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の能動型サスペンションにあっては、高速走行時にお
いては、常時強いアンダーステア特性となるように調整
されているため、直進安定性は優れているものの、定常
旋回ではアンダーステアが強過ぎて旋回限界速度が低下
することとなり、特に旋回時のオンザレール感が重要視
されるスポーツカーにおいては非常に操縦感覚が鈍いも
のとなってしまうという未解決の課題があった。

【０００４】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、アンチロールモー
メントの前後配分により決定される車両基本ステア特性
を、車速によらず弱アンダーステアに固定すると共に、
車両にヨー各加速度が発生した時にステア特性をアンダ
ーステア側に変更することにより、上記課題を解決する
ことができる能動型サスペンションを提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明に係る能動型サスペンションは、図１に示すよ
うに、車体と各車輪との間に介挿した流体シリンダと、
該流体シリンダに対する作動流体を個別に制御する制御
弁と、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、該横加速度検出手段の横加速度検出値に応じて
車体のロールを抑制するアンチロールモーメントを発生
するように指令値を前記制御弁に出力するロール抑制手
段と、該ロール抑制手段の前後輪配分比を変更するステ
ア特性制御手段とを備えた能動型サスペンションにおい
て、車体のヨー角加速度を検出するヨー角加速度検出手
段を備え、前記ステア特性制御手段は、ステア特性を前
記ヨー角加速度検出手段のヨー角加速度検出値の増加に
応じてアンダーステア側に変更することを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】本発明においては、車体にヨー角加速度（ヨー
ジャーク）が発生したか否かをヨー角加速度検出手段で
検出し、このヨー角加速度検出値に応じてステア特性制
御手段でステア特性を変更するようにしている。このた
め、ヨー角加速度が略零である直進走行状態において、
車両のステア特性を弱アンダーステア特性に設定してお
くことにより、車両の操縦安定性を確保し、この状態か
らヨー角加速度が発生したときに、このヨー角加速度検
出値に応じてステア特性補正手段によってステア特性制
御手段によるステア特性をアンダーステア側に変更する
ことにより、旋回開始時の回頭性を良好に維持しながら
旋回限界速度の低下を補償することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は本発明の一実施例を示す概略構成図である
。図中、１０ＦＬ〜１０ＲＲは前左〜後右車輪，１２は
車輪側部材，１４は車体側部材を各々示し、１６は能動
型サスペンションを示す。

【０００８】能動型サスペンション１６は、車体側部材
１４と各車輪側部材１２との間に各別に装備された流体
シリンダとしての油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲと、
この油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの作動油圧を各々
調整する圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲと、本油圧系の
油圧源２２と、この油圧源２２及び圧力制御弁２０ＦＬ
〜２０ＲＲ間に介挿された蓄圧用のアキュムレータ２４
，２４と、車体の横方向に作用する横加速度を検出する
第１の横加速度センサ２６ａ及び第２の横加速度センサ
２６ｂと、圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの出力圧を個
別に制御するコントローラ３０とを有している。また、
この能動型サスペンション１６は、油圧シリンダ１８Ｆ
Ｌ〜１８ＲＲに対して車輪側部材１２及び車体部材１４
間に個別に並列装備されたコイルスプリング３６，…，
３６と、油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの後述する圧
力室Ｌに個別に連通した絞り弁３２及び振動吸収用のア
キュムレータ３４とを含む。ここで、各コイルスプリン
グ３６は、比較的低いバネ定数であって車体の静荷重を
支持するようになっている。

【０００９】油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの各々は
、シリンダチューブ１８ａを有し、このシリンダチュー
ブ１８ａには、ピストン１８ｃにより閉塞された上側圧
力室Ｌが形成されている。そして、シリンダチューブ１
８ａの上端が車体側部材１４に取り付けられ、ピストン
ロッド１８ｂの下端が車輪側部材１２に取り付けられて
いる。

【００１０】また、圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの各
々は、円筒状の挿通孔内に摺動可能に収容されたスプー
ルを有する弁ハウジングと、この弁ハウジングに一体に
設けられた比例ソレノイドとを有するパイロット操作形
に形成されている。この圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲ
の作動油に対する供給ポート及び戻りポートが油圧配管
３８，３９を介して油圧源２２の作動油供給側及び作動
油戻り側に連通され、出力ポートが油圧配管４０を介し
て油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの圧力室Ｌの各々に
連通されている。

【００１１】このため、比例ソレノイドに供給する励磁
電流ｉの値を制御することにより、この励磁電流ｉによ
る推力と出力ポート側の制御圧に基づき形成されたフィ
ードバック圧とを平衡させて調圧し、結局、励磁電流ｉ
に応じた制御圧Ｐを出力ポートから油圧シリンダ１８Ｆ
Ｌ（〜１８ＲＲ）の圧力室Ｌに供給できるようになって
いる。制御圧ＰＣ　は、図３に示す如く、励磁電流ｉ＝
０のときに所定の中立圧ＰＮ　となり、この状態から励
磁電流ｉの値を正側，負側に増加させると、これに比例
して制御圧ＰＣ　が変化するようになっている。

【００１２】また、第１，第２の横加速度センサ２６ａ
，２６ｂは、図４に示すように、車両の重心点ＣＧを通
る前後方向軸線上の、重心点位置及びこれより前方の所
定位置に各々配設されている。各横加速度センサ２６ａ
及び２６ｂは図５に示す如く、直進走行状態から右操舵
したときに正となり、反対に左操舵したときに負となる
横加速度に比例した電圧値でなる横加速度検出値Ｇａ　
及びＧｂ　を出力するようになっている。

【００１３】ここで、車体座標系（車体前方を「＋ｘ」
軸，車体左横方向を「＋ｙ」軸とする）と横加速度セン
サ２６ａ，２６ｂの位置とを示す図５を参照すると（但
し、左転舵初期時に共に正の横加速度Ｇ，ヨー角加速度
Ψが発生するとする）、各横加速度センサ２６ａ，２６
ｂで検出される横加速度検出値Ｇａ，Ｇｂ　には下記数
式１の関係が成立する。

【００１４】

【数１】Ｇａ　＝Ｇｂ　＋Ｌ×Ψ 但し、Ｌは重心から横加速度センサ２６ｂまでの距離で
ある。コントローラ３０は、図６に示すように、第１，
第２の横加速度センサ２６ａ，２６ｂの検出信号Ｇａ　
，Ｇｂ　が入力されてこれらに基づいてヨー角加速度Ψ
を演算するヨー角加速度演算回路５２と、第１の横加速
度センサ２６ａの検出信号Ｇａ　が入力されてこれに前
輪側ロール抑制制御ゲインＫＦ　及び後輪側ロール抑制
制御ゲインＫＲ　を乗算してロール抑制制御信号ＬＣＦ
　及びＬＣＲ　を出力する前輪側及び後輪側可変ゲイン
調整器５４及び５６とを有し、前輪側及び後輪側可変ゲ
イン調整器５４及び５６のロール抑制制御ゲインＫＦ　
及びＫＲ　がステア特性制御手段を構成するステア特性
制御回路５８から出力されるロール抑制制御ゲインの前
輪側配分ＤＦ　及び後輪側配分及びＤＲ　によって変更
される。但し、前後輪のトータルゲインＫ（＝ＫＦ　＋
ＫＲ　）は一定値に設定され、通常、ロールフラットが
得られるように設定される。

【００１５】ここで、ヨー角加速度演算回路５２は、前
記数式１を変形した下記数式２の演算を行ってヨー角加
速度Ψを算出し、このヨー角加速度Ψの絶対値｜Ψ｜を
出力し、このヨー角加速度演算回路５２と２つの横加速
度センサ２６ａ，２６ｂとでヨー角加速度検出手段が構
成されている。

【００１６】

【数２】Ψ＝（Ｇａ　−Ｇｂ　）／Ｌ また、ステア特性制御回路５８は、ヨー角加速度の絶対
値｜Ψ｜及び車速センサ６０から入力される車速検出値
Ｖをもとに図７に示す関数ＤＦ　＝ｆ（｜Ψ｜，Ｖ））
で表されるロール抑制制御ゲインＫの前輪側配分ＤＦ　
を算出すると共に、算出された前輪側配分ＤＦ　をもと
に下記数式３の演算を行って後輪側配分ＤＲ　を算出し
、これら前輪側配分ＤＦ　及び後輪側配分ＤＲ　を可変
ゲイン調整器５４及び５６に出力する。

【００１７】

【数３】ＤＲ　＝１−ＤＦ　 図７の特性は、ヨー角加速度の絶対値｜Ψ｜が零から設
定値Ａに達するまでの間は、前輪側配分ＤＦ　が例えば
弱アンダーステアとなる値ＤＦ０に設定され、設定値Ａ
以上となるとヨー角加速度の絶対値｜Ψ｜の増加に応じ
て所定ゲインＫＤ　をもって増加する。そして、ゲイン
ＫＤ　は車速検出値Ｖに応じて大きくなるように選定さ
れている。

【００１８】また、前輪側可変ゲイン調整器５４から出
力される前輪側制御信号ＣＳＦ　が直接前右側駆動回路
６２ＦＲに供給されると共に、反転器６４Ｆを介して前
左側駆動回路６２ＦＬに供給され、同様に後輪側可変ゲ
イン調整器５６から出力される後輪側制御信号ＣＳＲ　
が直接後右側駆動回路６２ＲＲに供給されると共に、反
転器６４Ｒを介して後左側駆動回路６２ＲＬに供給され
る。

【００１９】そして、各駆動回路６２ＦＬ〜６２ＲＲか
ら出力される励磁電流ｉが指令値として各圧力制御弁２
０ＦＬ〜２０ＲＲに個別に入力される。駆動回路６２Ｆ
Ｌ〜６２ＲＲの各々は、入力する電圧信号を指令値とし
ての励磁信号ｉに変換し、これを前左〜後右圧力制御弁
２０ＦＬ〜２０ＲＲの比例ソレノイドに供給する。

【００２０】次に、上記実施例の動作を説明する。今、
車両が凹凸の無い良路を直進走行しているものとする。 この直進走行状態では車体に横方向の加速度が生じてい
ないので、第１，第２の横加速度センサ２６ａ，２６ｂ
の検出信号Ｇａ　，Ｇｂ　は略零である。このため、コ
ントローラ３０の演算回路５２で算出されるヨー角加速
度の絶対値｜Ψ｜も零となるから、ステア特性補正回路
５８から出力される前輪側配分ＤＦ　が設定値ＤＦ０と
なる。

【００２１】このため、前輪側可変ゲイン調整器５４の
ロール抑制制御ゲインＫＦ　が後輪側可変ゲイン調整器
５６のロール抑制制御ゲインＫＲ　に比較してやや大き
な値に設定される。しかしながら、このときの横加速度
検出信号Ｇａ，Ｇｂ　が略零であるので、各可変ゲイン
調整器５４，５６から出力されるロール抑制制御指令値
ＬＣＦ，ＬＣＲ　も略零となることにより、各駆動回路
６２ＦＬ〜６２ＲＲに供給される圧力指令信号ＳＰＦＬ
〜ＳＰＲＲが略等しい中立圧力指令値ＰＮ　となり、こ
の中立圧力指令値ＰＮ　に応じた中立電流ｉＮが駆動回
路６２ＦＬ〜６２ＲＲから圧力制御弁２０ＦＬ〜２０Ｒ
Ｒに出力される。

【００２２】したがって、各圧力制御弁２０ＦＬ〜２０
ＲＲから出力される制御圧ＰＣ　が中立圧ＰＣＮとなり
、各油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの推力が中立圧Ｐ
ＣＮに対応した値となるので、車両のステア特性は略ニ
ュートラルステアに維持される。この直進走行状態から
、定常円旋回状態に移行すると、車体に横加速度が発生
することなるが、ヨー角加速度Ψは略零を維持するので
、ステア特性補正回路５８から出力される前輪側配分Ｄ
Ｆ　は設定値ＤＦ０を維持することになる。

【００２３】このとき、定常円旋回状態であり、車体に
横加速度が発生しているので、横加速度センサ２６ａか
ら横加速度に応じた正（又は負）の横加速度検出値Ｇａ
　が出力され、これが前輪側及び後輪側可変ゲイン調整
器５４，５６に入力される結果、これらゲイン調整器５
４，５６から横加速度検出値Ｇａ　にロール抑制制御ゲ
インＫＦ　及びＫＲ　を乗じた値でなるロール抑制指令
値ＬＣＦ　及びＬＣＲ　が出力される。これらロール抑
制指令値ＬＣＦ　及びＬＣＲ　は、ロール抑制制御ゲイ
ンＫの前輪側配分ＤＦ０が弱アンダーステア特性となる
ように選定されていることから、前輪側ロール抑制制御
ゲインＫＦ　が後輪側ロール抑制制御ゲインＫＲ　に比
較して僅かに大きな値となり、これに応じて前輪側ロー
ル抑制指令値ＬＣＦ　も後輪側ロール抑制指令値ＬＣＲ
　に比較して僅かに大きな値となる。

【００２４】この結果、推力が増加する外輪側の油圧シ
リンダ１８ＦＬ，１８ＲＬ（又は１８ＦＲ，１８ＲＲ）
のうち前輪側の油圧シリンダ１８ＦＬ（又は１８ＦＲ）
の推力が後輪側のそれに比較して高くなり、且つ推力が
減少する内輪側の油圧シリンダ１８ＦＲ，１８ＲＲ（又
は１８ＦＬ，１８ＲＬ）のうち前輪側の油圧シリンダ１
８ＦＲ（又は１８ＦＬ）の推力が後輪側のそれに比較し
て低下することにより、前輪側における左右の荷重移動
量が後輪側における左右の荷重移動量に比較して僅かに
大きくなり、車両のステア特性が弱アンダーステア特性
に設定される。

【００２５】このように、定常円旋回状態では、車体に
生じるヨー角角速度Ψが零に近い値であって、設定値Ａ
を越えることがないので、ステア特性補正回路５８で算
出されるロール抑制制御ゲインの前輪側配分ＤＦ　が設
定値ＤＦ０を維持することにより、車両のステア特性は
車速にかかわらず弱アンダーステア特性を維持し、限界
走行速度を向上させてオンザレール感を向上させること
ができる。

【００２６】また、直進状態から旋回状態に移行した時
に車体に生じるヨー角加速度の絶対値｜Ψ｜が設定値Ａ
よりも大きくなって、過度のヨー角加速度が発生した場
合には、図７に示すように、前輪側配分ＤＦ　が設定値
ＤＦ０より大きくなることにより、前輪側ロール抑制指
令値ＬＣＦ　が後輪側ロール抑制指令値ＬＣＲ　に対し
てより大きな値となり、これによって前輪側の左右の荷
重移動量が後輪側の左右の荷重移動量に対してより大き
くなるので、車両のステア特性が弱アンダーステア特性
からよりアンダーステア側に遷移することになり、車両
の操縦安定性を強めることができる。このように、ヨー
角加速度の絶対値｜Ψ｜が設定値Ａを越える状態となる
と、ロール抑制制御ゲインの前輪側配分ＤＦ　が車速検
出値Ｖの増加に応じて増加することになるので、高速走
行状態での操舵時の安定性は従来例と同様に確保するこ
とができる。

【００２７】なお、上記実施例においては、コントロー
ラ３０として電子回路を適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュ
ータを適用して演算処理するようにしてもよい。また、
上記実施例においては、制御弁として圧力制御弁を適用
して圧力制御を行う場合について説明したが、これに限
らず流量制御弁を適用して流量制御を行うようにしても
よい。

【００２８】さらに、上記実施例においては、車速検出
値に応じてヨー角加速度の絶対値｜Ψ｜とロール抑制制
御ゲインの前輪側配分ＤＦ　との関係を表す図７のゲイ
ンＫＤ　を変更する場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、図７における設定値Ａをも車速
検出値に応じて変更するようにしてよい。さらにまた、
上記実施例においては、作動流体として作動油を適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、他の圧縮性の低い流体を適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る能動
型サスペンションによれば、ヨー角加速度検出手段で車
体に発生するヨー角加速度を検出し、このヨー角加速度
の増加に伴ってステア特性制御手段で、車両のステア特
性をアンダーステア側に変更するように構成したので、
ヨー角加速度が大きい高速走行時における過渡旋回時に
はアンダーステア傾向を強めて安定性を確保し、ヨー角
加速度が発生しない定常円旋回時には車両のステア特性
を車速にかかわらず弱アンダーステアに固定することが
可能となり、限界速度を向上させてオンザレール感を強
めることができ、スポーツカー等の限界性能を重視する
車両に好適なステア特性を得ることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す基本構成図である。

【図２】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明に適用し得る圧力制御弁の出力特性線図
である。

【図４】本発明に適用し得る横加速度センサの出力特性
線図である。

【図５】車体の座標軸を示す説明図である。

【図６】本発明に適用し得るコントローラの一例を示す
ブロック図である。

【図７】本発明に適用し得るステア特性補正回路の出力
特性線図である。

【符号の説明】

１０ＦＬ〜１０ＲＲ　　　　車輪 １２　　　　車輪側部材 １４　　　　車体側部材 １６　　　　能動型サスペンション １８ＦＬ〜１８ＲＲ　　　　油圧シリンダ２０ＦＬ〜２
０ＲＲ　　　　圧力制御弁２６ａ，２６ｂ　　　　第１
，第２の横加速度センサ３０　　　　コントローラ ５２　　　　ヨー角加速度演算回路 ５４　　　　前輪側可変ゲイン調整器 ５６　　　　後輪側可変ゲイン調整器 ５８　　　　ステア特性制御回路 ６２ＦＬ〜６２ＲＲ　　　　駆動回路 ６４Ｆ，６４Ｒ　　　　反転器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車体と各車輪との間に介挿した流体シ
   リンダと、該流体シリンダに対する作動流体を個別に制
   御する制御弁と、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、該横加速度検出手段の横加速度検出
   値に応じて車体のロールを抑制するアンチロールモーメ
   ントを発生するように指令値を前記制御弁に出力するロ
   ール抑制手段と、該ロール抑制手段の前後輪配分比を変
   更するステア特性制御手段とを備えた能動型サスペンシ
   ョンにおいて、車体のヨー角加速度を検出するヨー角加
   速度検出手段を備え、前記ステア特性制御手段は、ステ
   ア特性を前記ヨー角加速度検出手段のヨー角加速度検出
   値の増加に応じてアンダーステア側に変更することを特
   徴とする能動型サスペンション。