JPH04237616A - 流体圧式アクティブサスペンション - Google Patents

流体圧式アクティブサスペンション

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JPH04237616A
JPH04237616A JP3014739A JP1473991A JPH04237616A JP H04237616 A JPH04237616 A JP H04237616A JP 3014739 A JP3014739 A JP 3014739A JP 1473991 A JP1473991 A JP 1473991A JP H04237616 A JPH04237616 A JP H04237616A
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working fluid
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匠二 稲垣
Shinichi Tagawa
真一 田川
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

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、実横加速度に基く制御量及び推定横加速
度の微分値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】しかし車輌が路面の摩
擦係数μが非常に低い走行路(以下低μ路という)を走
行中に旋回する場合には、操舵により操舵角が変化され
ると推定横加速度の微分値は比較的大きく変化するのに
対し実横加速度は殆ど変化しないので、推定横加速度の
微分値に基く制御量分車体のロール制御量が過剰になっ
て車体の逆ロールが発生したり、推定横加速度の微分値
に基く制御量の変化と実横加速度の変化との間のずれに
起因して車体の不自然なロール変化が発生したりすると
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、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だけ
でなく、車輌が低μ路走行中に旋回する場合にも車体の
逆ロールや不自然なロール変化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Gx を検出する横加速度検出手段と、車速Vを検出
する車速検出手段と、操舵角θを検出する操舵角検出手
段と、操舵角より操舵角速度θdot を演算して車速
及び操舵角速度より車体の推定横加速度の微分値Ghd
を演算し、前記実横加速度に基く制御量及び前記微分値
に基く制御量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、前記制御装置は所定時間毎に所定の
時間区間内の操舵角の最小値θmin及び最大値θma
x 及び車速の最小値Vmin を演算すると共に実横
加速度の最小値Gxmin及び最大値Gxmaxを演算
し、操舵角の最小値θmin 、最大値θmax 及び
車速の最小値Vmin より推定横加速度ギャップGh
gapを演算すると共に実横加速度の最小値Gxmin
及び最大値Gxmaxより実横加速度ギャップGxga
pを演算し、推定横加速度ギャップGhgapに対する
実横加速度ギャップGxgapの比が基準値以下のとき
には前記微分値に基く制御量を0と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】車輌が低μ路を走行中に旋回する場合には、操
舵により操舵角が変化されると推定横加速度の微分値は
比較的大きく変化するのに対し実横加速度は殆ど変化し
ないので、推定横加速度ギャップGhgapに対する実
横加速度ギャップGxgapの比は小さくなる。上述の
如き構成によれば、推定横加速度ギャップGhgapに
対する実横加速度ギャップGxgapの比が基準値以下
のときには推定横加速度の微分値に基く制御量が0とさ
れるので、車体のロール制御量が過剰になって車体の逆
ロールが発生したり、推定横加速度の微分値に基く制御
量の変化と実横加速度の変化との間のずれに起因して車
体の不自然なロール変化が発生したりすることが回避さ
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後しばらくして終了され
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はそれ自身周知の態様にてPD補償を
行うPD補償演算器104へ入力される。
【0021】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θdot
 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】また操舵角センサ64により検出された操
舵角θは演算器110へ入力される。演算器110は図
5に示されている如く、現在よりN+nサイクル前から
Nサイクル前までの区間に於ける操舵角θの最小値θm
in 及び最大値θmax を演算し、その演算結果は
演算器112へ入力される。
【0023】尚図5及び後述の図7に於ては、N及びn
がそれぞれ3である場合の例が図示されている。
【0024】演算器112は演算器110より入力され
た信号に基き、操舵角θの最大値と最小値との間の偏差
として操舵角ギャプθgap を演算し、その演算結果
は演算器114へ入力される。
【0025】また車速センサ63により検出された車速
Vは演算器116へ入力される。演算器116は、図5
に示されている如く、現在よりN+nサイクル前からN
サイクル前までの区間に於ける車速Vの最小値Vmin
 を演算し、その演算結果は演算器114へ入力される
【0026】演算器114は演算器112より入力され
る操舵角ギャプθgap 及び演算器116より入力さ
れる車速の最小値Vmin に基き、図6に示されたグ
ラフに対応するマップより推定横加速度ギャップGhg
apを演算し、その演算結果は演算器118へ入力され
る。
【0027】更に横加速度センサ62により検出され、
ローパスフィルタ100により高周波成分を除去された
横加速度Gxfは演算器120へ入力される。演算器1
20は図7に示されている如く、現在よりN+nサイク
ル前からNサイクルまでの区間に於ける横加速度の最小
値Gxmin及び最大値Gxmaxをそれぞれn=0,
1,2,……,n−1,nの合計でn+1個演算し、そ
れらの演算結果は演算器122へ入力される。
【0028】演算器122は演算器120より入力され
たそれぞれn+1個のGxmin及びGxmaxに基き
、それぞれ互いに対応する横加速度の最大値と最小値と
の間の偏差Gxgapn ( n=0,1,2,……,
n)を演算し、これらの演算結果は演算器118へ入力
される。
【0029】演算器118は演算器114より入力され
た推定横加速度ギャップGhgap及び演算器122よ
り入力された横加速度ギャップGxgapn ( n=
0,1,2,……,n)に基き、これらの比Gxgap
n/Ghgapが予め設定された基準値以下であるか否
かを判定し、これらn+1個のいずれの比も基準値より
高い値である場合には推定横加速度の微分値Ghdのゲ
インKを1に設定し、n+1個の比Gxgapn /G
hgapが一つでも基準値以下である場合には、走行路
面の摩擦係数μが非常に小さい値であるとしてゲインK
を0に設定し、かくして設定されたゲインは係数器12
4へ入力される。
【0030】尚演算器118は、一旦ゲインKが0に設
定されると、n+1個のいずれの比も基準値より高い値
である旨の判別がN0 サイクル以上継続して行われた
場合にゲインKを1に戻すようになっている。
【0031】推定器108により推定された車体の推定
横加速度の微分値Ghdは係数器124によりゲインK
(1又は0)を乗算され、その演算結果は各輪変換器1
26へ入力される。
【0032】係数器124の出力は各輪変換器126へ
入力され、各輪変換器102による場合と同様の要領に
て各輪変換器126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Ghdfr、Ghdfl、Ghdrr、Ghdr
lに変換される。
【0033】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 及び各輪変換器12
6の出力Ghdi ( i=fr、fl、rr、rl)
は加算器128により加算され、和Gpdi +Ghd
i 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。
【0034】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。
【0035】図8及び図9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。尚これらの図に於て破線は実横加速度の
微分値を示している。
【0036】図9より解る如く、従来のアクティブサス
ペンションに於ては、車輌が低μ路を走行中に操舵操作
が行われると、推定横加速度の微分値が実横加速度の微
分値よりも大きくなり、これらの間に比較的大きい偏差
が生じるので、車体の逆ロールが発生し、また限界横加
速度条件下にて旋回中にカウンタステアが行われると、
推定横加速度の微分値と実横加速度の微分値との間の比
較的大きい偏差が正負繰返し生じるので、車体の不自然
なロール変化が発生する。
【0037】これに対し上述の実施例によれば、図8に
示されている如く、車輌が低μ路を走行中に操舵操作が
行われることにより推定横加速度が実横加速度よりも大
きく変化し、そのためn+1個の比Gxgapn /G
hgapのうちの一つでも基準値以下になると、ゲイン
Kが0に設定され、これにより各輪変換器126より加
算器128へ入力される推定横加速度の微分値Ghdi
が0にされる。
【0038】従って図8に示されている如く、車輌が低
μ路を走行中に操舵操作が行われることにより、推定横
加速度の微分値が実横加速度の微分値よりも大きくなり
、これらの間に比較的大きい偏差が生じても、推定横加
速度の微分値に基くフィードフォワード制御量は0であ
るので、車体の逆ロールは発生せず、また限界横加速度
条件下にて旋回中にカウンタステアが行われても、車体
の不自然なロール変化は発生しない。
【0039】尚上述の実施例に於ては、演算器118は
、一旦ゲインKが0に設定されるとn+1個のいずれの
比も基準値より高い値である旨の判別がN0サイクル以
上継続して行われた場合にゲインKを1に戻すようにな
っているが、推定横加速度ギャップGhgapが所定値
以上であり且n+1個のいずれの比Gxgapn /G
hgapも基準値より高い値である旨の判別がN0 サ
イクル以上継続して行われた場合にのみゲインKを1に
戻すよう構成されてもよい。
【0040】即ち前者の場合には図10に示されている
如く、ゲインKが1に戻された後再度0に設定されるま
でに異常ロールが生じる場合があるのに対し、後者の修
正された実施例の場合には図11に示されている如く、
ゲインKが0に設定された状態が継続されるので、かか
る場合に於ける異常ロールの発生が回避される。
【0041】また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。
【0042】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。
【0043】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、推定
横加速度ギャップGhgapに対する実横加速度ギャッ
プGxgapの比が基準値以下のときには推定横加速度
の微分値に基く制御量が0とされるので、車輌が低μ路
を走行中に旋回する場合に車体のロール制御量が過剰に
なって車体の逆ロールが発生したり、推定横加速度の微
分値に基く制御量の変化と実横加速度の変化との間のず
れに起因して車体の不自然なロール変化が発生したりす
ることを防止することができる。また推定横加速度ギャ
ップGhgapに対する実横加速度ギャップGxgap
の比が基準値を越えているときには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、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。
【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】操舵角の最小値θmin 及び最大値θmax
 、車速の最小値Vmin を演算する要領を示す説明
図である。
【図6】車速の最小値Vmin と操舵角ギャップθg
ap と推定横加速度ギャップGhgapとの間の関係
を示すグラフである。
【図7】実横加速度の最小値Gxmin及び最大値Gx
maxを演算する要領を示す説明図である。
【図8】図示の実施例の作動を示すタイムチャートであ
る。
【図9】従来の流体圧式アクティブサスペンションの作
動を示す図8と同様のタイムチャートである。
【図10】走行路が低μ路である旨の判定が断続的に行
われる場合に於ける図示の実施例の作動を示すタイムチ
ャートである。
【図11】図10の場合と同一の状況に於ける修正され
た実施例の作動を示す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Gx を検
    出する横加速度検出手段と、車速Vを検出する車速検出
    手段と、操舵角θを検出する操舵角検出手段と、操舵角
    より操舵角速度θdot を演算して車速及び操舵角速
    度より車体の推定横加速度の微分値Ghdを演算し、前
    記実横加速度に基く制御量及び前記微分値に基く制御量
    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、前記制御装置は所定時間毎に所定の時間区間内の
    操舵角の最小値θmin 及び最大値θmax 及び車
    速の最小値Vmin を演算すると共に実横加速度の最
    小値Gxmin及び最大値Gxmaxを演算し、操舵角
    の最小値θmin 、最大値θmax 及び車速の最小
    値Vmin より推定横加速度ギャップGhgapを演
    算すると共に実横加速度の最小値Gxmin及び最大値
    Gxmaxより実横加速度ギャップGxgapを演算し
    、推定横加速度ギャップGhgapに対する実横加速度
    ギャップGxgapの比が基準値以下のときには前記微
    分値に基く制御量を0と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。
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