JPH04362411A - 自動車用アクティブサスペンション制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用アクティブサ
スペンション制御装置、特に車体前方の路面状況を予め
予見してサスペンションの力を制御することのできる、
改良されたアクティブサスペンション制御装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】自動車のサスペンションのストロークを
路面状況に応じて変化させ、乗り心地及び操縦安定性を
改善するアクティブサスペンション装置が知られており
、自動車の走行中に得られる各種の測定値を用いて、サ
スペンションシリンダの油室に供給される作動油の供給
排出を制御して所望のストローク特性が得られている。 このようなアクティブサスペンション装置の構造は、例
えば特開昭６４−９０８１１号等として知られている。

【０００３】このようなアクティブサスペンションによ
れば、車体の上下方向加速度、車速あるいは操舵角度等
の検出情報からマイクロコンピュータを用いてサスペン
ションの最適剛性を設定することができ、種々の走行状
況に応じて最適な乗り心地を得、また悪路あるいはカー
ブ走行時においても操縦安定性を高めることができると
いう利点がある。

【０００４】しかしながら、従来のアクティブサスペン
ション装置においては、走行状況を検出し、データ処理
を行ってからシリンダ等のアクチュエータを作動させる
ので、各部の遅れによって最適な制御が行えないという
問題があった。従って、従来装置においては、このよう
な制御遅れを補償するために予め定められた推定演算等
が行われていたが、この場合にも実際の走行状態と推定
状態とが一致しない場合が多く、かえって乗り心地及び
操縦安定性を劣化させてしまうという問題があった。

【０００５】従来における改良された装置として、前記
制御遅れを解消するために、車体前方の路面状況を測定
する改良されたアクティブサスペンション制御装置が提
案されており、例えば特開昭６０−９２９１６号として
知られている。

【０００６】この改良された制御装置によれば、車両前
方の路面状況に係る情報を早い時期に得ることができる
ので、サスペンション制御を正確に行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置においては、走行中に得られる情報、特に車体
前方の路面から車体に与えられる力を正確に得られず、
このために最適なサスペンション力を得ることができな
いという問題があった。すなわち従来において、車両前
方における路面状況、特にその凹凸の度合いを示す路面
変位は、車体と路面間の相対変位として測定されるが、
この従来装置では、単に車体と路面間の相対変位のみに
よってサスペンション制御が行われていたので、センサ
で検出される信号は路面変位ばかりではなく、車体自体
の固有振動あるいは走行中に発生する振動が複合され、
正しく路面から車体に与えられる力を用いた最適制御が
行えないという問題があった。このため、このとき車体
が上下動なくほぼ水平状態を保ちながら走行していれば
、前記得られた測定値が正しく路面の状態を示すが、実
際上は、このような車体の水平移動はほとんどなく、通
常の路面走行においても車体自体が多かれ少なかれ上下
動しており、これが前記路面測定値に対して無視できな
い誤差を生じさせていた。また、特にカーブ走行時ある
いは現在の走行路面が悪路であったような場合には、車
体自体に大きな上下動、あるいは揺れが生じ、これによ
って、せっかく車両前方の振動加速度を測定していても
、測定値自体に大きな誤差が含まれるという問題があっ
た。

【０００８】従って、従来装置においては、前方路面で
の振動加速度の予見測定を行っても、最適なサスペンシ
ョン特性が設定できない場合がしばしば生じていた。

【０００９】更に、従来においては、予見された路面状
況にてそのままアクティブサスペンションの制御が行な
われていたので、路面の凹凸が激しい場合、特にこのよ
うな細かい凹凸面を高速走行する場合などには、サスペ
ンション装置に対して高い応答性を求める場合に、サス
ペンション装置自体の応答が追従できずに、高い周波数
帯域において無駄なエネルギを消費してしまうという問
題があった。このような応答性は、制御回路の応答性あ
るいは周波数特性とサスペンション装置の応答性あるい
は周波数特性とを合致させることによって最適な組み合
わせを得ることができるが、実際上路面の凹凸具合とこ
のときの車速によって必要な応答性が著しく相違するの
で、静止状態でこのような最適値を設定することは従来
において不可能であった。

【００１０】従って、前述したように、制御回路の要求
する制御応答性が高い場合には、凹凸の激しい路面を高
速走行するときにはサスペンション装置の追従が追い付
かず、無駄にエネルギを浪費してしまうという問題があ
った。また、制御応答性を低く設定した場合には、平坦
路面における走行では適切な制御が行われるが、凹凸の
ある路面の走行では十分な制御が行われず、乗り心地を
著しく低下させてしまうという問題があった。

【００１１】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、車体自体の上下動による測
定誤差を効果的に除去して正確な路面加速度を求め、路
面から車体に与えられる力に基づいて最適なサスペンシ
ョン力を設定可能にすると共に、路面変位あるいは車体
と路面との相対変位の周波数特性に応じて制御応答性を
適応制御することにより、走行状態に最適な応答特性を
設定可能な改良されたアクティブサスペンション制御装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車両前方の路面と車体との相対加速度を
予見測定しながら、かつ、この測定値に含まれる車体自
体の加速度を簡単な演算によって除去して、車両前方の
路面加速度の絶対値を正確に求めたことを特徴とする。

【００１３】すなわち、本発明によれば、車両前方の路
面変位は、自動車の前輪より予見距離Ｌだけ前方の車体
と走行路面との相対変位ｙを変位計で測定する。また、
前記変位計近傍に加速度計を設け、車体の上下方向加速
度ｚ（‥）を測定する。この加速度ｚ（‥）は、前記相
対変位ｙを測定する車体部分の上下方向加速度を示して
いる。

【００１４】本発明において特徴的なことは、前記相対
変位ｙに対して２次の高域瀘波処理を行い車体と走行路
面との相対加速度ｙ（‥）を求めるハイパスフィルタを
含むことであり、更に、この相対加速度ｙ（‥）から車
体加速度ｚ（‥）を差演算して路面から車体に与えられ
る力を路面加速度ｘ（‥）として求める。

【００１５】従って本発明においては、自動車の前輪よ
り予見距離Ｌだけ前方位置における走行路面の絶対加速
度ｘ（‥）が求められる。

【００１６】以上の結果、本発明によれば、前述した車
両前方位置での路面加速度ｘ（‥）を、そのときの車速
から、車両位置に到達したときの加速度として適当な遅
延、その他の処理を加え、これによって何らの遅れもな
く、かつ車両前方の路面から車体に与えられる力に基づ
いてサスペンション力を設定することができる。

【００１７】更に、本発明によれば、前記相対変位ｙを
周波数分析してこの周波数が高いときには前記ハイパス
フィルタの周波数特性を高域側に制御し、逆に低いとき
には低域側に制御する周波数制御回路を設け、これによ
って、走行状態に応じた最適な制御周波数を設定可能で
ある。

【００１８】本発明において、前記ハイパスフィルタに
加えて、前記相対変位ｙ、相対加速度ｙ（‥）及び相対
速度ｙ（・）のうち少なくとも一つに対して低域瀘波処
理を行うローパスフィルタを設けることも可能であり、
この結果、所定の高周波領域におけるノイズをカットす
ることができる。

【００１９】更に、本発明によれば、前記ハイパスフィ
ルタを２階微分回路で構成し、２次以上のローパスフィ
ルタとの組み合わせによって相対変位ｙの周波数に応じ
て最適な周波数特性を与えることが可能となる。

【００２０】

【作用】従って本発明によれば、車輪前方の路面状況を
予見測定してアクティブサスペンション制御を行うとと
もに、前記路面変位の測定値から路面と車体との相対加
速度を求め、車体自体の上下方向加速度を含ませること
なく、路面加速度の絶対値を簡単な演算のみから求める
ことが可能となったので、極めて正確なサスペンション
制御を行い得るという利点がある。

【００２１】すなわち、自動車がその静止中であっても
車体を支えるサスペンション装置にはある力が生じてお
り、この状態を走行中も安定して保てば、極めて良好な
乗り心地を得ることが可能となる。前述したように本発
明によれば、予め前輪より予見距離Ｌだけ前方の路面状
況を路面の加速度として検出し、この加速度から路面に
よって車体に与えられる力を予測し、この力によってア
クティブサスペンション力を制御すれば、刻々変化する
路面状況に対しても、常に前記静止状態にあると同様の
サスペンション力で車体を支えることができ、乗員に対
する振動のない安定した走行状態が保たれることになる
。

【００２２】更に、本発明によれば、前記相対変位から
相対加速度を求めるハイパスフィルタの周波数特性を、
検出された相対変位の周波数によって変更することを特
徴とする。すなわち、凹凸の激しい路面を高速で走行す
るときには、ハイパスフィルタの周波数特性を高域側に
設定することにより、路面から車両に入力される力をサ
スペンション装置の応答限界まで求め、この力に対する
適切な制御力を発生させることが可能となる。逆に、凹
凸の少ない路面を低速で走行する場合、あるいはゆっく
りとしたうねりのある路面を低速で走行する場合などに
は、高い周波数の制御力を必要としないことが明らかで
ある。そこで、このような低速走行時には、ハイパスフ
ィルタの周波数特性を低域側に設定することにより、低
周波数領域のゲインを上げ、路面から車両に入力される
低い周波数の制御力を有効に作用させることによって、
サスペンション装置を有効に稼動させて最適な乗り心地
を提供可能とする。

【００２３】また、本発明において、前記ハイパスフィ
ルタとともにローパスフィルタを組合わせることによっ
て、高周波領域のノイズをカットして安定した制御を可
能とする。

【００２４】更に、本発明によれば、前記ハイパスフィ
ルタを２階微分回路とし、これに対応して２次以上のロ
ーパスフィルタを設け、両微分回路及びローパスフィル
タの周波数特性を相対変位の周波数に対応して制御する
ことによって、常に路面状況に応じた周波数帯域の制御
を可能とする。

【００２５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。

【００２６】図１には、本発明に係るアクティブサスペ
ンション制御装置の好適な第１実施例が示されている。

【００２７】路面上を走行する自動車の前輪１０Ｆ及び
後輪１０Ｒはそれぞれ、アクティブサスペンション装置
１１Ｆ，１１Ｒによって、車体１２を支えており、この
アクティブサスペンション装置１１Ｆ，１１Ｒの各シリ
ンダには、油圧駆動回路１３からの制御信号が供給され
、車体１２の走行状態に適合した圧力油の供給あるいは
排出が行われ、所望のサスペンション力を設定すること
によって最適な乗り心地を得ることができる。

【００２８】前記油圧駆動回路１３に所望の制御信号を
供給するために、制御回路１４が設けられており、本実
施例においては、後述するように車両前方における走行
路面の状態を予見しながら、サスペンション装置１１の
サスペンション力を一定に保つための制御信号を前記油
圧制御回路１３に供給する。

【００２９】この制御回路には、車体１２の各部に設け
られたセンサから必要な制御信号が供給されており、本
実施例においては、車体１２の車速Ｖを検出する車速計
１５、車体１２の走行路面との相対変位ｙを測定する変
位計１６、そして車体１２の上下方向加速度ｚ（‥）を
測定する加速度計１７を含む。

【００３０】また、実施例においては、前記制御回路１
４に車体１２の各部の状態が電気的な信号として供給さ
れており、前記サスペンション装置１１からは、ポテン
ショメータ１８によって車輪１０と車体１２との相対変
位がシリンダストロークｙ１　として検出され、また圧
力計１９からはサスペンションシリンダの圧力Ｐが検出
される。また、車両の操舵機構からは角度センサ２０に
よってステアリング操作角θが検出され、またこのとき
の操舵速度ωが操舵速度センサ２１から検出される。

【００３１】更に本実施例においては、車体１２の加速
度を正確に知るために、車体１２の重心位置近傍におけ
る上下方向加速度ｇ１　、前後方向加速度ｇ２　、そし
て横方向加速度ｇ３　がそれぞれ加速度計２２，２３，
２４により測定され、また、車輪１０の近傍における上
下方向加速度ｇ４　が加速度計２５によって検出されて
いる。前述したサスペンション装置及び車輪から検出さ
れる各種の信号は、必要に応じて各車輪毎に取り出すこ
とが好適である。

【００３２】本実施例において特徴的なことは、路面状
況を知るために、車体加速度及び路面変位を車輪１０よ
り前方位置において検出する予見測定が行われることと
、このようにして得られた予見測定値からサスペンショ
ン力を常に一定に制御することにある。

【００３３】まず、路面変位を予見測定するため、本実
施例においては、前記変位計１６が車両の前方位置、す
なわち車体１２の前輪１０Ｆより予見距離Ｌだけ前方の
路面を検出するような車体位置に装着されており、これ
によって、車体と路面との相対変位が車輪１０に対して
実際に影響を与えるよりも予見距離Ｌだけ事前に検出す
ることを可能としている。本実施例において、この変位
計１６は、三角測量の原理を利用したレーザ測長器から
なるが、もちろん本実施例においてこのような変位計１
６自体は、他の任意の例えば超音波測長器あるいは電磁
波測長器から形成してもよい。いずれの測長器において
も、変位計１６からは路面と車体１２との予見位置にお
ける相対変位ｙを検出し、これによって事前に路面状況
を把握することができる。そして、本実施例において特
徴的なことは、前記相対変位ｙに対して２次の高域瀘波
処理を行うことによって車体１２と路面との制御対象の
周波数領域を限定した相対加速度ｙ（‥）が得られるこ
とであり、更にこの相対加速度ｙ（‥）から車体自体の
加速度を除去することによって、予見位置における路面
の加速度を得ることが可能となる。

【００３４】このように本実施例では、車体と路面間の
相対加速度ｙ（‥）を求めてから、車体の加速度ｚ（‥
）が減じられて、絶対路面加速度ｘ（‥）を求めている
が、車体の加速度ｚ（‥）を２階積分して変位ｚを求め
、これを検出した車体と路面間の相対変位ｙから減じて
路面の絶対変位ｘを求めた後、これを２階微分処理によ
って路面の絶対加速度ｘ（‥）とすることもできる。

【００３５】車体１２の上下方向の加速度を求めるため
、本発明においては、前記加速度計１７が前記変位計１
６の近傍に装着され、車体１２の上下方向加速度ｚ（‥
）が測定される。この加速度計１７は、本実施例におい
て圧電型加速度計から成るが、もちろん本発明において
他の任意の、例えば歪ゲージ式加速度計等から構成する
ことも可能である。

【００３６】以上のようにして本実施例によれば、変位
計１６と加速度計１７をともに車体１２の前輪１０Ｆよ
り予見距離Ｌだけ前方の路面を検出できる位置に装着し
、この両測定器から得られた相対変位ｙと加速度ｚ（‥
）とから予見位置における路面の絶対加速度ｘ（‥）を
求め、この路面加速度ｘ（‥）を前述した制御回路１４
に路面情報として供給する。

【００３７】以下に、両信号から路面加速度ｘ（‥）を
求める構成を説明する。

【００３８】車体１２と路面との相対変位ｙは、まずハ
イパスフィルタ３０に供給され、ハイパスフィルタ３０
において相対変位ｙに対して２次の高域瀘波処理が行な
われる。従って、このハイパスフィルタ３０によって前
記相対変位ｙは、車体１２と路面との近似的な相対加速
度ｙ（‥）に変換されることとなる。

【００３９】そして、前記求められた車体１２の上下方
向加速度ｚ（‥）と前記ハイパスフィルタ３０から得ら
れた相対加速度ｙ（‥）とは減算回路３１に供給され、
ｙ（‥）−ｚ（‥）の差演算が行われる。従ってこの差
演算により、減算回路３１からは予見位置における路面
の絶対加速度ｘ（‥）が求められ、これが前記制御回路
１４に供給されることが理解される。

【００４０】更に、本実施例によれば、前記ハイパスフ
ィルタ３０のカットオフ周波数を路面及び走行状態に応
じて変化させることを特徴とする。

【００４１】図１において、前記相対変位ｙはファスト
フーリエ変換回路などからなるＤＳＰ（デジタルシグナ
ルプロセッサ）３２に供給され、本実施例においてこの
ＤＳＰ３２は周波数制御回路を形成している。そして、
周波数制御回路３２は入力された相対変位ｙを周波数分
析し、この周波数が高いときには前記ハイパスフィルタ
３０のカットオフ周波数を高くし、一方周波数が低いと
きにはカットオフ周波数を低く制御する作用を行う。

【００４２】従って、相対変位ｙが高周波数成分を多数
含む場合、すなわち、路面の凹凸が激しくかつ車両が高
速走行している場合には、前記２次の高域瀘波処理を行
うハイパスフィルタ３０の瀘波周波数を高域側に設定し
て、制御周波数を上げ、これによって、サスペンション
装置に与えられる制御周波数を上げることが可能となる
。この結果、サスペンション装置の周波数特性に合わせ
て、無駄のない制御を行うことが可能となる。すなわち
、一般的なアクティブサスペンション装置のシステムと
しての応答性は約７Ｈｚ程度であり、この７Ｈｚ以上の
制御周波数入力を与えても、実際上、車体の振動あるい
は上下動を押さえることは困難となり、せっかくサスペ
ンション装置に制御入力を与えてもこれが全く無駄に浪
費されるだけでなく、逆に振動を励起する力となるとい
う結果となるが、本実施例によれば、前述したように、
車両の走行状態及び路面状況に合わせて２次の高域瀘波
作用を行うハイパスフィルタの周波数特性すなわちカッ
トオフ周波数を変化させるので、前述した無駄なエネル
ギ浪費を確実に除去可能である。

【００４３】また、平坦路走行におけるゆっくりとした
うねりに対しては、相対変位ｙの周波数も低くなり、こ
の場合には本実施例におけるハイパスフィルタ３０のカ
ットオフ周波数を低く設定して、前記うねりなどに対し
て十分な応答性かつ大きなエネルギーでこのようなうね
りを吸収させるサスペンションの力制御が可能となる。 　　もちろん、このようなうねりに対しても、サスペン
ション装置の応答性が改善されるわけはないが、大きな
エネルギを集中的に供給することによって、車体のうね
りによる変動を著しく低下させ、これによって乗り心地
に著しい改善を与えることができる。

【００４４】以上のようにして本実施例によれば、車両
の走行中、車両前方の所定予見位置における路面加速度
ｘ（‥）を求めることができ、制御回路１４はこの路面
加速度ｘ（‥）と前述した各車体の状態特性を示す検出
信号から、所望のサスペンション制御信号を出力し、更
に、この制御を路面状況及び走行状態から得られる周波
数分析によって前記ハイパスフィルタのカットオフ周波
数を制御することによって、走行状態に合わせたエネル
ギ効率の高い最適制御が可能となる。

【００４５】本実施例において路面加速度ｘ（‥）は予
見測定されており、これによって回路の演算遅れあるい
はサスペンション装置の制御遅れを十分に考慮した遅れ
のない最適制御が可能であり、前記既知の予見距離Ｌと
車速Ｖとから、Ｌ／Ｖの演算により前輪１０Ｆが予見位
置に到達する時間を求めることができる。

【００４６】また、本実施例において、前記路面加速度
ｘ（‥）は、更に掛算器３３によって所定のゲインが乗
算される。実際上、このゲインは車体１２の質量その他
によって予め定められており、前記路面加速度ｘ（‥）
との乗算によって、当該路面から車体１２が受ける力を
予測することができる。

【００４７】一方、各車輪１０が予見距離に到達するま
での遅れ時間が車速Ｖから求められ、実施例において制
御回路１４は第１演算回路３４、第２演算回路３５そし
て遅延回路３６を含む。

【００４８】前記第１演算回路３４は予見距離Ｌと車体
１２の特有値であるホイールベース値と車速Ｖを基に、
予見位置で検出した路面が前輪１０Ｆ及び後輪１０Ｒに
達するまでの時間を求める演算を行う。そして、第２演
算回路３５は前記到達時間と、制御回路及びアクチュエ
ータの動作遅れ時間を用いて、各制御タイミング毎に前
記掛算器３３の出力に与えられる遅延時間を定める。更
に、このようにして求められた遅延時間は遅延回路３６
に供給され、前記路面から車体に与えられる力が各車輪
１０Ｆ、１０Ｒに対して最適なタイミングで出力される
。前記遅延回路３６は、本実施例において、例えばメモ
リ回路から構成され、前記掛算器３３の出力を一旦記憶
し、その読出しタイミングを前記第２演算回路３５の出
力によって制御する。

【００４９】遅延回路３６の出力は更に加算回路３７に
よって前述した車体１２の各部から得られた検出信号と
共に演算され、更にローパスフィルタ３８を通りＤＡ変
換器３９からアナログ信号として前記油圧駆動回路１３
に出力される。この油圧駆動回路１３はサーボアンプを
含み、各アクティブサスペンション装置１１に設けられ
ているサーボ弁に所望の制御信号を与え、各サスペンシ
ョンシリンダの油圧の供給及び排出を制御し、そのサス
ペンション力を最適値に設定する。

【００５０】図２には前述した第１実施例における制御
周波数特性図が示されている。第１実施例において、こ
の周波数特性は専らハイパスフィルタ３０によって定ま
り、本発明において特徴的なことは、相対変位ｙの周波
数によりハイパスフィルタ３０の周波数特性が順次変更
されることであり、この状態がゲイン特性図に明瞭に示
されている。すなわち、図２のゲイン特性図によれば、
ハイパスフィルタ３０は実線、破線及び鎖線で示される
３本の代表的な特性で例示され、これら３本の特性はそ
れぞれ相対変位ｙの周波数に応じて３ｄＢカットオフ周
波数が２Ｈｚ、８Ｈｚ及び１６Ｈｚに設定されている。 従って、相対変位ｙの周波数が増加するにしたがってハ
イパスフィルタ３０のカットオフ周波数も増加すること
が理解される。

【００５１】そして、このような周波数特性により、サ
スペンション力の制御に有効なゲインは通常０．０１以
上であることからそれぞれの周波数特性において、０．
２Ｈｚ、０．８Ｈｚそして１．６Ｈｚがそれぞれ制御可
能な最低周波数となることが理解される。

【００５２】しかしながら、このようなハイパスフィル
タ３０の周波数特性を変更した場合、その位相特性も同
時に変化してしまい、図２の位相特性でこのような位相
の変化が示される。一般的に、位相１８０°を理想的な
制御位相とした場合、１３５°以下の位相変化領域では
、サスペンション制御が良好に働かなくなり、この結果
、図２の矢印領域で示されるように、実際上３本の特性
上で制御可能な領域がそれぞれ０．２〜０．９Ｈｚ、０
．８〜３．５Ｈｚそして１．６〜６．５Ｈｚに制約され
ることが理解される。

【００５３】従って、図２の特性から明らかなように、
相対変位ｙの変化がゆっくりな場合には、０．２Ｈｚ程
度の低域周波数領域でも十分な制御が行われ、一方、相
対変位ｙが高周波になったときには６．５Ｈｚまで制御
可能な領域が上昇し、これによって路面状況に最適な周
波数特性を与えることが可能となる。

【００５４】図３には本発明に係るアクティブサスペン
ション制御装置の第２実施例におけるサスペンション制
御部の要部構成が示されており、前記図１と同一部材に
は同一符号を付して説明を省略する。図３において、減
算回路３１からの路面加速度ｘ（‥）が前輪１０Ｆ及び
後輪１０Ｒ用に分岐されて各アクティブサスペンション
装置に送られる。また、図３において、変位計１６から
得られた相対変位ｙは、減算回路４０によって、車体が
定常状態で平坦路面に静止している時の変位計１６にて
検出される車体１２と路面間の基準相対変位ｙ０　と差
演算された後、フィルタ回路３０に供給されている。そ
して、変位（ｙ−ｙ０　）に対してはハイパスフィルタ
４１，ローパスフィルタ４２，ハイパスフィルタ４３に
よって２次の高域瀘波処理が行なわれ、ハイパスフィル
タ４１，４３がそれぞれ一次及び二次微分を行い、ロー
パスフィルタ４２が高周波部分のカットを行っている。

【００５５】周波数制御回路３２の出力は前記ハイパス
フィルタ４１，４３に供給されており、それらのカット
オフ周波数を路面状況及び車両の走行状況に合わせて変
化させる。従って、前述したように、相対変位の周波数
成分が高周波成分を含む場合にはサスペンション装置の
応答性がこれに追従できないために、制御周波数を高く
抑制して路面から与えられる力を制御によって有効に低
化させ、無駄なエネルギ浪費を防止している。

【００５６】一方、相対変位ｙの周波数成分が低域であ
るときには、制御周波数を低くしてうねりなどを確実に
除去し、効率が良く、かつ応答性の良い制御を与えてい
る。アクティブサスペンション装置は図示の如く油圧シ
リンダ４４Ｆ、４４Ｒを含み、それぞれサーボ弁４５Ｆ
、４５Ｒによって油圧の供給排出が制御されている。 　　減算回路３１から求められた路面加速度ｘ（‥）は
、前輪及び後輪に対して予見距離、ホイールベース値そ
して車速Ｖから求められた指令出力時間ＴａＦ，ＴａＲ
遅延され、記録テーブルから読み出される。掛算器３３
においては、前輪及び後輪に対してそれぞれゲインＫＦ
　、ＫＲ　が与えられ、更に、フィードバックされたア
クティブサスペンション装置の特性値が加算回路３７に
て加算される。

【００５７】図において、サスペンション装置の特性値
はサスペンションシリンダのストロークｙ１　とシリン
ダ圧力Ｐであり、それぞれ所望のストローク値ＸＲＥＱ
　、ＰＲＥＱ　と減算器４６、４７にて差演算されてい
る。このようにして得られたストローク偏差はストロー
クに関するフィードバックゲインＫＢＳが乗算され、ま
たストローク偏差の積分値に対してはフィードバックゲ
インＫＢＳＩ　が掛けられ、両者が加算器４８において
加算される。一方、圧力Ｐの偏差にはフィードバックゲ
インＫＢＰが掛けられ、これも加算器４９において、前
記ストローク偏差結果と加算され、この両者が前述した
加算回路３７に供給される。以上のようにして、前輪１
０Ｆ及び後輪１０Ｒに対してそれぞれ最適なサーボ指令
信号が供給され、刻々変化する走行状況に応じた最適な
サスペンションの制御が行われる。

【００５８】図４には第２実施例の周波数特性が示され
ており、前述した第１実施例と異なり、この第２実施例
においては、２次のハイパスフィルタ４１，４３に加え
てローパスフィルタ４２が設けられているので、前者が
相対変位ｙの周波数に応じてカットオフ周波数を変え、
後者は固定カットオフ、周波数実施例においては１６Ｈ
ｚの３ｄＢカットオフ周波数を有し、これらの組合わせ
によって図示のようなゲイン及び位相周波数特性が実現
されている。

【００５９】従って、この第２実施例によれば、図示し
た実線、破線、一点鎖線及び二点鎖線の４本の代表的な
特性に対し、それぞれ位相進みが１３５°以上であり、
かつゲインが０．０１以上となる制御周波数範囲はそれ
ぞれ０．２〜０．８Ｈｚ、０．８〜２．６Ｈｚ、１．６
〜４．０Ｈｚそして３．２〜７．０Ｈｚとなる。

【００６０】従って、この第２実施例によれば、高周波
領域の制御を抑制して、ノイズなどによる誤動作を確実
に防止することが可能となる。

【００６１】図５には本発明の第３実施例が示され、図
３とほぼ同一であるが、周波数制御回路３２の信号がロ
ーパスフィルタ４２に対しても供給されており、これに
よってローパスフィルタ４２も相対変位ｙに応じてその
周波数特性が制御されていることを特徴とする。

【００６２】図６には第３実施例の周波数特性が示され
、ローパスフィルタの周波数特性を変化することによっ
て、各特性の高域において著しく減衰が生じていること
が認められ、これによって高周波側でのノイズ抑制が効
果的に機能していることが理解される。

【００６３】図７には本発明の第３実施例における制御
フローチャートが示されている。

【００６４】システムのイニシャライズが完了すると（
１００）、各データ、本実施例においては車速Ｖ、相対
変位ｙ、車体加速度ｚ（‥）、シリンダ圧力Ｐ、シリン
ダストロークｙ１　のデータが取り込まれる（１０１）
。まず、相対変位ｙから周波数分析によってハイパスフ
ィルタ４１，４３及びローパスフィルタ４２に最適なカ
ットオフ周波数ｆＣＯ，ｆＣ１が求められる（１０２）
。そして、次に車体と路面の相対変位ｙから高域瀘波処
理及び低域瀘波処理によって制御対象となる周波数領域
の相対加速度ｙ（‥）が求められる（１０３）。そして
、相対加速度ｙ（‥）から車体加速度ｚ（‥）が差演算
され、予見位置における路面加速度ｘ（‥）が求められ
る（１０４）。次にステップ１０５において、車速Ｖが
制御指令を遅延制御するか否かが判定され、すなわち車
速Ｖが所定値以上になると車輪が予見位置に到達するま
での時間が制御遅れに必要な時間以下となり、このとき
には遅延制御を行うことなくそのまま前記路面加速度ｘ
（‥）を用いた後述する制御に移行する。一方、車速Ｖ
が所定値未満であるときには遅延制御が必要となるので
、ステップ１０６で示されるように、取り込まれた路面
加速度ｘ（‥）が一旦ストアされる。前記ステップ１０
５において、車速Ｖを比較するために、前輪から予見位
置までの予見距離Ｌと前輪に対する処理遅れ時間ＴｄＦ
が用いられている。

【００６５】ステップ１０７は、車速に応じて前輪及び
後輪が予見位置に達するまでの時間ＴｐＦ，ＴｐＲを求
めるステップであり、このために予見距離Ｌと後輪から
予見位置までの距離ＬｐＲそして車速Ｖが用いられてい
る。このようにして、各車輪毎の予見位置への到達時間
ＴｐＦ，ＴｐＲが求まると、次に前記処理遅れ時間Ｔｄ
Ｆ，ＴｄＲとが差演算され（１０８）、このようにして
得られた出力制御時間ＴａＦ，ＴａＲによって前記スト
アされた路面加速度ｘ（‥）が取り出される（１０９）
。

【００６６】そして、次にこの路面加速度ｘ（‥）と前
輪及び後輪のゲインＫＦ　，ＫＲ　とが乗算されて路面
変位に基づく制御指令ＱＰＦ、ＱＰＲが求められる（１
１０）。 ステップ１１１は、前記路面加速度ｘ（‥）以外のアク
ティブサスペンション装置内での制御指令ＱＢＰ，ＱＢ
ＳそしてＱＢＳＩ　が求められ、それぞれ前述したよう
に、シリンダ圧力偏差（ＰＲＥＱ　−Ｐ）がフィードバ
ックゲインＫＢＰと乗算され、またストローク偏差（Ｘ
ＲＥＱ　−ｙ１　）にフィードバックゲインＫＢＳが掛
けられ、更にストローク偏差積分値Σ（ＸＲＥＱ　−ｙ
１　）にフィードバックゲインＫＢＳＩ　が掛けられて
求められる。

【００６７】そして、前記路面加速度ｘ（‥）及びサス
ペンション装置内の特性から求められた制御指令がステ
ップ１１２において加算され、最終的な前輪及び後輪の
制御指令ＱＦ　，ＱＲ　として求められる。この制御指
令ＱＦ　，ＱＲ　はステップ１１３においてローパスフ
ィルタを通り、サーボアンプへ出力される（１１４）。 そして、この制御が所定の繰返し周期毎に行われ、車両
の走行中、常時アクティブサスペンションを最適制御す
ることができる。

【００６８】前述した実施例においては、相対変位ｙか
ら相対加速度ｙ（‥）を求めるためにハイパスフィルタ
が用いられているが、本発明においては、相対変位ｙに
対して２階微分を行う微分回路によって相対加速度ｙ（
‥）を求めることができる。この時には、協働するロー
パスフィルタは２次フィルタとして構成し、本発明によ
れば、前記微分回路及び２次ローパスフィルタの両者に
対して相対変位ｙによる周波数制御すなわち微分回路に
対しては微分ゲインの制御そして２次ローパスフィルタ
に対してはカットオフ周波数の制御を行うことが好適で
ある。

【００６９】図８にはこのような２階微分回路と２次ロ
ーパスフィルタとの組合わせによる本発明の第４実施例
の周波数特性が示されている。

【００７０】この特性から明らかなように、第４実施例
によれば、３本の代表的に示される特性はそれぞれ０．
１４〜１Ｈｚ、０．６〜４Ｈｚそして１．２〜８Ｈｚの
周波数制御帯域を有する。

【００７１】以上のように本発明の実施例においてロー
パスフィルタを用いる場合、前記実施例中に示される次
数に限ることなく、１次あるいは２次以上のローパスフ
ィルタを用いることも可能である。この場合、高次のロ
ーパスフィルタを用いることによって高周波域のゲイン
低下が急激となり、効果的に高周波のノイズ除去ができ
るという利点がある。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両前方の路面加速度を予見測定し、制御遅れに対して
十分な余裕を持つと共に、路面の絶対加速度から車体に
路面から与えられる力を求め、サスペンション力を一定
にするようにアクティブサスペンションの力を最適制御
するので、正確な最適制御を可能とする。更に、本発明
によれば、前記路面加速度を求めるときに２次の高域瀘
波処理を行うハイパスフィルタのカットオフ周波数を路
面状況及び走行状態から最適制御することによって、エ
ネルギロスの少ないかつうねりなどを確実に除去可能な
特に乗り心地を重視したサスペンション制御が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車用アクティブサスペンショ
ン制御装置の好適な第１実施例を示す全体構成図である
。

【図２】第１実施例における相対変位ｙの周波数に応じ
て変化する周波数特性図である。

【図３】第２実施例におけるサスペンション制御装置の
第２実施例の要部説明図である。

【図４】第２実施例における周波数特性図である。

【図５】本発明に係るアクティブサスペンション制御装
置の好適な第３実施例を示す要部説明図である。

【図６】第３実施例の周波数特性図である。

【図７】本発明に係る第３実施例の制御システムのフロ
ーチャートである。

【図８】本発明に係るサスペンション制御装置の第４実
施例における周波数特性図である。

【符号の説明】

１０　　車輪 １２　　車体 １３　　油圧制御回路 １４　　制御回路 １５　　車速計 １６　　変位計 １７　　加速度計 ３０　　フィルタ回路 ３１　　減算回路 ３２　　周波数制御回路 ３６　　遅延回路 ４１，４３　　ハイパスフィルタ ４２　　微分回路 ｘ（‥）　　加速度 ｚ（‥）　　車体の上下方向加速度 ｙ　　車体と路面との相対変位

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の走行状態に応じてサスペンション
   の力を制御する自動車用アクティブサスペンション制御
   装置において、自動車の車輪より予見距離Ｌだけ前方の
   車体と走行路面との相対変位ｙを測定する変位計と、前
   記変位計の近傍に装着され、車体の上下方向加速度ｚ（
   ‥）を測定する加速度計と、前記相対変位ｙに対して２
   次の高域瀘波処理を行い車体と走行路面との相対加速度
   ｙ（‥）を求めるハイパスフィルタと、前記相対変位ｙ
   を周波数分析して、この周波数が高いときには前記ハイ
   パスフィルタの周波数特性を高域側に制御し、低いとき
   には低域側に制御する周波数制御回路と、前記相対加速
   度ｙ（‥）から車体加速度ｚ（‥）を差演算して路面か
   ら車体に与えられる力を路面加速度ｘ（‥）として求め
   る減算回路と、自動車の車速Ｖを検出する車速計と、前
   記路面加速度ｘ（‥）と車速Ｖに基づいて車体が予見距
   離Ｌだけ走行した後の路面から車体に与えられる力に適
   したサスペンション力を設定する制御回路と、を含み、
   予見される路面からの力に応じた最適なサスペンション
   力を制御することを特徴とした自動車用アクティブサス
   ペンション制御装置。
2. 【請求項２】自動車の走行状態に応じてサスペンション
   の力を制御する自動車用アクティブサスペンション制御
   装置において、自動車の車輪より予見距離Ｌだけ前方の
   車体と走行路面との相対変位ｙを測定する変位計と、前
   記変位計の近傍に装着され、車体の上下方向加速度ｚ（
   ‥）を測定する加速度計と、前記相対変位ｙに対して２
   次の高域瀘波処理を行い車体と走行路面との相対加速度
   ｙ（‥）を求めるハイパスフィルタと、前記相対変位ｙ
   、前記相対加速度ｙ（‥）及びこれら変位又は加速度か
   ら得られる相対速度ｙ（・）のうち少なくとも１つに対
   して低域瀘波処理を行うローパスフィルタと、前記相対
   変位ｙを周波数分析して、この周波数が高いときには前
   記ハイパスフィルタの周波数特性を高域側に制御し、低
   いときには低域側に制御する周波数制御回路と、前記低
   域瀘波処理後の相対加速度ｙ（‥）から車体加速度ｚ（
   ‥）を差演算して路面から車体に与えられる力を路面加
   速度ｘ（‥）として求める減算回路と、自動車の車速Ｖ
   を検出する車速計と、前記路面加速度ｘ（‥）と車速Ｖ
   に基づいて車体が予見距離Ｌだけ走行した後の路面から
   車体に与えられる力に適したサスペンション力を設定す
   る制御回路と、を含み、予見される路面からの力に応じ
   た最適なサスペンション力を制御することを特徴とした
   自動車用アクティブサスペンション制御装置。
3. 【請求項３】自動車の走行状態に応じてサスペンション
   の力を制御する自動車用アクティブサスペンション制御
   装置において、自動車の車輪より予見距離Ｌだけ前方の
   車体と走行路面との相対変位ｙを測定する変位計と、前
   記変位計の近傍に装着され、車体の上下方向加速度ｚ（
   ‥）を測定する加速度計と、前記相対変位ｙに対して２
   階微分を行い車体と走行路面との相対加速度ｙ（‥）を
   求める微分回路と、前記相対変位ｙ、前記相対加速度ｙ
   （‥）及びこれら変位又は加速度から得られる相対速度
   ｙ（・）のうち少なくとも１つに対して低域瀘波処理を
   行うローパスフィルタと、前記相対変位ｙを周波数分析
   して、この周波数が高いときには前記微分回路及びロー
   パスフィルタの周波数特性を高域側に制御し、低いとき
   には低域側に制御する周波数制御回路と、前記相対瀘波
   処理後の相対加速度ｙ（‥）から車体加速度ｚ（‥）を
   差演算して路面から車体に与えられる力を路面加速度ｘ
   （‥）として求める減算回路と、自動車の車速Ｖを検出
   する車速計と、前記路面加速度ｘ（‥）と車速Ｖに基づ
   いて車体が予見距離Ｌだけ走行した後の路面から車体に
   与えられる力に適したサスペンション力を設定する制御
   回路と、を含み、予見される路面からの力に応じた最適
   なサスペンション力を制御することを特徴とした自動車
   用アクティブサスペンション制御装置。