JPH0450008A - 車両用アクティブサスペンション装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、旋回時に車体の姿勢、即ち、車体のロール
を制御する車両用アクティブサスペンション装置に関す
る。

（従来の技術） この種のアクティブサスペンション装置は、車体と各車
輪との間の夫々に油圧シリンダを含む油圧アクチュエー
タを介装し、これら油圧アクチュエータを介して、即ち
、油圧でもって車体を支持するようにしている。従って
、このように車体を油圧で支持するようにすれば、旋回
時、自動車に於ける外輪側の油圧アクチュエータの油圧
を大きくすることで、車体に発生するロールをなくすこ
とができ、これにより、旋回時でも、車体の姿勢を一定
に維持することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したように車体のロールを完全に阻止す
ると、運転者は、旋回時での自動車の走行状態、例えば
、その車速を把握し難くなり、過度な車速で旋回を実施
してしまう虞がある。

この発明の目的は、このような事情に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、運転者が過度の速度
で旋回しようとするのを防止して、走行の安全性を確保
することのできる車両用アクティブサスペンション装置
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、この発明の車両用アクティ
ブサスペンション装置は、車体と各車輪との間に夫々介
装され、走行時、車体の姿勢を油圧により一定に維持す
る油圧支持手段と、車体の横加速度を検出する横加速度
検出手段と、横加速度検出手段で得た横加速度の大きさ
が所定の大きさ以上になったときにのみ、横加速度の方
向に応じて車体にロールを発生させるべく、各油圧支持
手段への油圧の給排を制御する油圧制御手段とを備えて
構成されている。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、例え
ば、車両が左旋回して、車体の横加速度か所定の大きさ
以上となったときのみ、油圧制御手段は、右輪側の油圧
支持手段の油圧を例えば、基準圧よりも減圧させるよう
に、その油圧の給排を制御する。これにより、この場合
には、右輪側の油圧支持手段による車体の支持剛性が低
下することから、旋回時、左右輪での荷重移動に伴い、
車体にロールを発生させることができる。このようにし
て旋回時、車体の横加速度が大きいときには、車体にロ
ールが発生されることから、このロールにより、運転者
は、旋回の際、減速する等して危険を回避することがで
きる。

（実施例） 第１図は、自動車の油圧アクティブサスペンション装置
の構成を示す。この図には、各輪、即ち、左右前輪及び
左右後輪の夫々に設けられる油圧支持手段としてのサス
ペンションユニット１２が示されており、このサスペン
ションユニット１２のサスペンションスプリング１３及
び単動型の油圧シリンダからなる油圧アクチュエータＩ
４は、車体７と車輪８との間に介装されている。尚、第
１図には、１つの車輪と組み合わされるサスペンション
ユニットが代表して図示されている。

サスペンションユニット１２の制御バルブ１７は、油圧
アクチュエータ１４の油圧室１５に連通ずる油路１６と
、後述する供給油路１４及び排出油路６との間に介挿さ
れている。油路１６の途中には、分岐路１６ａの一端が
接続されており、分岐路１６ａの他端には、アキュムレ
ータ２０が接続されている。アキュムレータ２０内には
ガスが封入されており、ガスの圧縮性により、所謂ガス
ばね作用が発揮される。そして、分岐路１６ａの途中に
は、第１絞り】９が配設されており、この第１絞り１９
は、アキュムレータ２０と油圧アクチュエータ１４の油
圧室１５との間を流れる作動油の油量を規制し、これに
より、所望の振動減衰効果が発揮される。

油路１６とアキュムレータ２０との間には、第１絞り１
９をバイパスするバイパス路１６ｂが接続されており、
このバイパス路１６ｂには、第２絞り２１と切換バルブ
２２とが配設されている。

第２絞り２１は、第１絞り１９に比べ、そのオリフィス
径が大である。切換バルブ２２は、非通電時に閉弁状態
（図示状態）にあり、切換バルブ２２が開弁状態に切り
換えられると、作動油は、開弁状態にある切換バルブ２
２及び第２絞り２Ｉを介して、アキュムレータ２０と油
圧室１５との間を流れることができ、これにより、振動
減衰効果が弱まる。即ち、切換バルブ２２の開閉により
、サスペンションユニット１２のばね剛性が２段階に変
化することになる。

前述した供給油路４の他端は、オイルポンプ１の吐出側
に接続されており、オイルポンプ１の吸い込み側は、油
路２を介してリザーブタンク３内に連通している。従っ
て、オイルポンプ１が駆動されると、リザーブタンク３
内に貯留されている作動油は、供給油路４側に吐出され
る。供給油路４には、オイルポンプ１側から順にオイル
フィルタ９、チエツクバルブ１０及びライン圧保持用の
アキュムレータ１１が配設されている。チエツクバルブ
１０は、オイルポンプ１側からサスペンションユニット
１２側に向かう作動油の流れのみを許容するものであり
、このチエツクバルブ１ｏによりアキュムレータ１１内
に高圧の作動油を蓄えることができる。

制御バルブ１７は、供給される電流値に比例して、その
弁開度を変化させるタイプのものであり、この弁開度に
応じて、供給油路４側と排出油路６側との間での油量の
給排、つまり、油圧アクチュエータ１４に対する油圧の
給排を制御することができる。そして、制御バルブ１７
に供給される電流値が大である程、油圧アクチュエータ
１４内の油圧、即ち、その発生する支持力が増大するよ
うに構成されている。制御バルブ１７から排出油路６側
に排出される作動油は、前述したリザーバタンク３に戻
される。

制御バルブ１７及び切換バルブ２２は、油圧制御手段を
構成するコントローラ３０の出力側に電気的に接続され
、コントローラ３０からの駆動信号により、その作動が
制御されるようになっている。それ故、コントローラ３
０の入力側には、各種のセンサが夫々接続されており、
これらセンサには、車体７に取付けられ、車体７に作用
する横方向の加速度を検出する横加速度センサ（横Ｇセ
ンサ）３１、各車輪毎に設けられ、車輪のストローク量
を検出する車高センサ３２、自動車のステアリングハン
ドル（図示しない）のノ＼ンドル角を検出するハンドル
角センサ３３、自動車の走行速度、即ち、車速を検出す
る車速センサ３４等があり、ここで、横加速度センサ３
１、ハンドル角センサ３３、車速センサ３４は、横加速
度検出手段の一部を構成している。

従って、前述の制御バルブ１７及び切換バルブ２２は、
各センサの検出信号に基づき、コントローラ３０によっ
て、その作動が制御されることになる。

通常の走行時、切換バルブ２２は閉じられており、路面
から車体に入力される僅かな振動は、油圧アクチュエー
タ１４の油圧室１５が第１絞り１９を介してアキュムレ
ータ２０に連通していることにより、吸収且つ減衰され
る。

次に、コントローラ３０により制御されるサスペンショ
ンユニット１２の作動、つまり、車体７のロール制御に
関し、第２図のブロック線図を参照して説明する。尚、
この第２図は、主として右輪側のサスペンションユニッ
ト１２の作動に関して表したものであるが、左輪側のサ
スペンションユニット１２の作動に関するブロック線図
も実質的には同様なものである。

先ず、コントローラ３０に横Ｇセンサ３１からの検出信
号が供給されると、コントローラ３０内では、検出信号
から車体７の横加速度（横Ｇ）が求められ、そして、こ
の横Ｇから車体７に於ける旋回姿勢の補正量、即ち、旋
回時に於ける各輪の車高の補正量ＫＣＮが決定される。

この補正量ＫＣＮは、コントローラ３０内に予め記憶さ
れている第４図の旋回姿勢補正マツプに基づき、横Ｇの
大きさから決定されるが、ここで、第３図から明らかな
ように、補正量ＫＣＮは、横Ｇの大きさが所定値Ｇ１ま
では０であるが、この所定値Ｇ１を越えると、横Ｇの増
大に伴って、車高を低下させる側に増大するように設定
されている。

補正量ＫＣＮが決定されると、次には、この補正量ＫＣ
Ｎから車体７に於ける右輪及び左輪での車高、即ち、対
応する油圧アクチュエータ１４のストローク補正量ΔＳ
が算出される。

ここで、このストローク補正量ΔＳの算出にあたっては
、今、自動車が左旋回していて、その横Ｇが所定値Ｇｌ
を越えた場合を例にすると、この場合、右輪のストロー
ク補正量ΔＳは、第３図のマツプから得た補正量ＫＣＮ
の値となるが、しかしながら、左輪のストローク補正量
は、補正値ＫＣＮの符号を反転させた値をとることにな
る。即ち、左旋回の場合、右輪側のストローク補正量Δ
ＳＴは、車高を低くさせる側の値となり、これに対し、
左輪側のストローク補正量は、車高を高くさせる側の値
をとることになる。尚、自動車が右旋回する際には、上
述した場合と逆になることは勿論である。

右輪のストローク補正量ΔＳＴは、次に、減算点３５に
て、その車高基準目標値ＳＴＯと比較されて、その偏差
である補正目標ストロークＳＴＩが算出される。ここで
、車高基準目標値ＳＴＯは、車体７の車高を左右の側で
同一レベルに維持するための目標値を表している。そし
て、補正目標ストロークＳＴ１は、この後、更に、減算
点３６にて、車高センサ３２から得た実ストロークＳＴ
ａと比較され、その偏差に基づき、積分処理及び積分ゲ
イン補正を経て、右輪に於ける制御バルブ１７に向けて
、その駆動制御【が供給される。従って、制御バルブ１
７がその駆動制御量に応じた電流値で作動されることで
、右輪の油圧アクチュエータ１４に供給される作動油圧
量が制御され、これにより、右輪側の車高が調整される
ことになる。

ここで、前述したように、自動車が左旋回していて、そ
の横Ｇが所定値Ｇ１を越えた場合には、その横Ｇの大き
さに応じて、右輪側の車高は、車高基準目標値ＳＴＯよ
りも低く調整され、これに対し、左輪側の車高は、車高
基準目標値ＳＴＯよりも高く調整されることとなって、
旋回時、車体７に適度なロールか発生されることになる
。尚、自動車が右旋回していて、その横Ｇか所定値Ｇ１
を越える場合にあっても、横Ｇの大きさに応じ、同様に
して車体７に適度なロールを発生できることは勿論であ
る。また、前述した積分ゲイン補正は、車速に応じて、
車体前後での荷重が異なるために、その積分ゲインＫを
車速と目標ストロークに応じて補正するためのものであ
る。

一方、車速センサ３４及びノ１ンドル角センサ３３から
の検出信号がコントローラ３０に供給されると、コント
ローラ３０ては、これら検出信号から、車体７に作用す
ると予測される目標横加速度ＧＹＢが次式に基づいて算
出される。

ＧＹＢ＝Ｖ２　・θＨ／　［（１＋ＦＶ２）Ｌ−Ｐ］こ
こで、■は車速、θＨはハンドル角、Ｐはステアリング
ギア比、Ｆはスタビリテイファクタ、Ｌはホイールベー
スを夫々示している。

目標横加速度ＧＹＢが算出されると、次には、この目標
横加速度ＧＹＢに基づき、第４図のマツプから制御ゲイ
ンＫＲが補正される。ここで、制御ゲインＫＲは、自動
車の旋回時、車体７の横加速度に起因する左右輪での荷
重移動を補正するように、即ち、モーメント力を打ち消
すように、左右輪の油圧アクチュエータ１４内の油圧を
、横加速度に基づき制御するためのものであり、制御ゲ
インＫＲは、次式により算出することができる。

ＫＲ＝Ｍ−Ｈ／　（ｄ−Ａ） ここで、上式に於いて、第５図を参照すれば明らかであ
るように、Ｍは車体７の質量、Ｈは車体７の重心高、ｄ
はトレッド、Ａは油圧アクチュエータ１４の有効受圧面
積を示している。また、第５図に於いて、ΔＷは、横加
速度ＧＹに応じた荷重移動量を示している。

従って、荷重移動量ΔＷを打ち消すための油圧アクチュ
エータ１４の制御圧ΔＰは、次式より表すことができる
。

ΔＰ＝ΔＷ／Ａ＝ＫＲ−ＧＹ 尚、第５図は、自動車が左旋回する場合の例を示してい
る。

従って、各輪の油圧アクチュエータ１４の油圧を横加速
度ＧＹと制御ゲインＫＲとで決定される上記制御圧ΔＰ
に基づき制御すれば、自動車の旋回時でも、車体７にロ
ールを生じさせることなく、車体７を一定の姿勢に維持
できることになる。

しかしながら、この実施例では、前述した第４図のマツ
プから明らかなように、制御ゲインＫＲは、横加速度、
即ち、目標横加速度ＧＹＢが所定値Ｇｌを越えると、そ
の目標横加速度ＧＹＢが大きくなるに従って、その値が
減少されるように設定されている。

第４図のマツプから目標横加速度ＧＹＢに基づき、制御
ゲインＫＲが決定されると、次には、油圧アクチュエー
タ１４の制御圧△Ｐが下式に基づき算出される。

ΔＰ＝ＫＲ−ＧＹＢ そして、このようにして制御圧ΔＰが算出されると、次
には、自動車の右輪及び左輪に応じて、右輪側及び左輪
側の油圧アクチュエータ１４毎に、その制御圧ΔＰが決
定される。

即ち、自動車が左旋回しようとして、その目標加速度Ｇ
ＹＢが所定値Ｇ１を越えると、右輪側の油圧アクチュエ
ータ１４の制御圧には、上式で算出された制御圧ΔＰが
そのまま採用される。従って、この場合、右輪側の油圧
アクチュエータ１４の制御圧ΔＰは、車体７の右側の姿
勢を維持するのに要する基準制御圧に比べて減少した値
となる。

これに対し、左輪側の油圧アクチュエータ１４に於いて
は、車体７の左側の姿勢を維持するのに要する基準制御
圧に対し、右輪側での制御圧ΔＰの減少分だけ増加させ
た制御圧が採用されることになる。

上述したように右輪側の油圧アクチュエータ１４の制御
圧ΔＰが決定されると、この制御圧ΔＰを発生すべく、
その制御バルブ１７に向けて、その駆動制御量に対応し
た電流値が供給されることになり、また、左輪側の油圧
アクチュエータ１４にも、その制御圧を発生すべく、同
様にして対応する制御バルブ１７に向けて、その駆動制
御量に対応した電流値が供給されることになる。

従って、左旋回時、目標横加速度ＧＹＢが所定値Ｇ１を
越えるような場合にあっては、右輪側の油圧アクチュエ
ータ１４の油圧は、車体７の姿勢を維持するのに要する
油圧値よりも減少した値となり、また、逆に、左輪側の
油圧アクチュエータ１４の油圧は上記油圧値よりも増加
した値となるから、この場合、車体７に適度なロールを
発生させることができる。

尚、自動車が右旋回しようとして、その目標横加速度Ｇ
ＹＢが所定値Ｇ１を越えるような場合、左右輪に於ける
油圧アクチュエータ１４の制御圧ΔＰは、前述した場合
とは逆向き調整され、これにより、同様にして車体７に
適度なロールを発生できることは言うまでもない。

また、第２図に示されているように、右輪側の油圧アク
チュエータ１４の制御バルブ１７でみた場合、その駆動
制御量は、加算点３７にて、横Ｇセンサ３１側から算出
されるものと、車速センサ３４及びハンドル角センサ３
３側から算出されるものとを加算して求められるように
なっているので、自動車の旋回過渡期に、未だ、横Ｇセ
ンサ３３での応答遅れがあって、その検出した横Ｇが所
定値Ｇ１を越えていなくても、車速センサ３４と／’％
ンドル角センサ３３の検出信号から算出した目標横加速
度ＧＹＢが所定値Ｇ１を越えるような場合には、前述し
たように車体７に適度なロールを発生させるべく、制御
圧ΔＰに基づき各車輪の油圧アクチュエータ１４の油圧
が制御される。これに対し、自動車が定常旋回に移行し
た場合のように、目標横加速度ＧＹＢが所定値Ｇ１より
も小さくなっても、横Ｇセンサ３１で得た横Ｇが所定値
Ｇ１を越えているような場合にあっては、前述した補正
目標ストロークＳＴｌに基づき各車輪の油圧アクチュエ
ータ１４のストロークが制御され、この場合にも、車体
７に適度なロールを発生させることができる。

このように旋回時、車体７に作用しようとする横加速度
又は実際に作用する横加速度が所定の大きさ以上になっ
たとき２．各車輪の油圧アクチュエータ１４のストロー
ク又はその油圧を制御して、車体に適度なロールを発生
させることにより、運転者は、旋回時での実際の車両の
走行状態を把握することができ、これにより、旋回の際
でのスキッドの発生を防止し、その危険性を回避するこ
とができる。

更に、この実施例の場合、自動車の旋回過渡期に於いて
は、その目標横加速度ＧＹＢを車速センサ３４及びハン
ドル角センサ３３からの検出信号に基づき算出するよう
にしたから、自動車の旋回開始時、横Ｇセンサ３１から
求める場合に比べて、目標横加速度ＧＹＢを迅速に算出
して、制御バルブ１７、つまり、油圧アクチュエータ１
４の作動の遅れを防止することができる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、一実施例では、
旋回姿勢の補正量ＫＣＮを求めるに際して、横Ｇセンサ
３１から得た横Ｇを利用するようにしたが、この横Ｇを
車速センサ３４及びハンドル角センサ３３からの検出信
号から算出するようにしてもよいし、又は、目標横加速
度ＧＹＢを横Ｇセンサ３１の検出信号から求めるように
してもよい。−また、一実施例では、旋回姿勢の補正量
ＫＣＮ及び制御ゲインＫＲを横加速度の大きさに応じて
補正するにあたり、同一の値の０１を閾値としたが、こ
の閾値を異ならすようにしてもよい。更に、油圧支持手
段の具体的な構造に関しても、第１図に示したものに限
らず、適宜変更することができる。

（発明の効果） ４゜ 以上説明したように、この発明の車両用アクティブサス
ペンション装置によれば、通常は、車体の姿勢を一定に
維持しているが、旋回時、車体の横加速度が所定の大き
さ以上となった場合には、車体を支持する油圧支持手段
への油圧の給排を制御することで、車体にロールを発生
させるようにしたから、運転者は、このロールの発生に
より、車両の走行状態を容易に把握でき、これにより、
過度の車速で旋回するような虞がなく、この結果、走行
上中でき安全性を十分に確保できる等の優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、アクテ
ィブサスペンション装置の概略的な構成図、第２図は、
コントローラにて実施されるロール制御を説明するため
のブロック線図、第３図は、横Ｇに対する旋回姿勢の補
正量を示すグラフ、第４図は、目標横加速度に対する制
御ゲインを示すグラフ、第５図は、自動車の左旋回時、
横Ｇに起因する荷重移動を説明するための図である。 １・・・オイルポンプ、７・・・車体、８・・・車輪、
１５・・・油圧アクチュエータ（油圧支持手段）、１７
・・・制御バルブ（油圧制御手段）、３０・・・コント
ローラ（油圧制御手段）、３１・・・横Ｇセンサ、３２
・・・車高センサ、３３・・・ハンドル角センサ、３４
・・・車速センサ。 出願人　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 第１図 第３図 目お才黄−力り速度 ＹＢ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体と各車輪との間に夫々介装され、走行時、車体の姿
   勢を油圧により一定に維持する油圧支持手段と、車体の
   横加速度を検出する横加速度検出手段と、横加速度検出
   手段で得た横加速度の大きさが所定の大きさ以上になっ
   たときにのみ、横加速度の方向に応じて車体にロールを
   発生させるべく、各油圧支持手段への油圧の給排を制御
   する油圧制御手段とを具備したことを特徴とする車両用
   アクティブサスペンション装置。