JPH0455110A - 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、車体に作用する横加速度の大きさに応じ、その外輪
側の油圧アクチュエータの油圧を高くすることで、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、上述した車体のロール制御は、旋回時、車体
に作用する横加速度に基づいてなされることから、ロー
ル制御を実施するにあたっては、先ず、車体の横加速度
を横加速度センサで検出することになるが、しかしなが
ら、横加速度センサでは、車体が旋回を開始した後、実
際に車体に横加速度が作用し始めてからしか、その横加
速度にを検出することができない。

また、横加速度センサにて検出する横加速度の立上がり
は、横加速度センサ自体の車体に対する設置場所にも影
響を受け、例えば、車体の後部に横加速度センサを設置
した場合には、車体の前部に設置した場合に比べ、その
横加速度の立上がりは遅くなる。

従って、旋回時、横加速度センサから得た横加速度の大
きさに基づき、車体の姿勢を一定に維持すべく、油圧ア
クチュエータの油圧を制御しても、この油圧アクチュエ
ータの作動には遅れが生じることから、車体は一旦ロー
ルしてしまい、所謂、車体に初期ロールが発生ずること
になる。このような車体の初期ロールは、自動車が急旋
回すればする程、大きなものとなって、その操安性が損
なわれることになる。

この発明は、上述した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、旋回時での車体の初期ロール
を抑制して、操安性を向上することができる車両用アク
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、車体を支持する油圧支持手段と、車体に作用す
る実横加速度を検出する実横加速度検出手段と、実横加
速度の大きさから車体左右の実荷重移動量を検出する実
荷重移動量検出手段と、車両の車速を検出する車速検出
手段と、車両のステアリングハンドルの操舵状態を示す
操舵角及び操舵角速度を夫々検出するハンドル操舵検出
手段と、ステアリングハンドルの操舵角と車速とから車
体に作用しようする予測横加速度を算出する予測横加速
度算出手段と、予測横加速度の大きさから車体左右の予
測荷重移動量を算出する予測荷重移動量算出手段と、実
荷重移動量と予測荷重移動量とを所定の比率を存し加算
し、制御荷重移動量を算出する制御荷重移動量算出手段
と、制御荷重移動量に基づき、油圧支持手段に対する油
圧の給排を制御することにより、荷重移動量を打ち消し
て車体を一定の姿勢に維持する油圧制御手段とを備えて
構成されており、そして、この発明の場合、前記比率は
、ステアリングハンドルの操舵角速度の大きに応じ、制
御荷重移動量のうちで予測荷重移動量の占める割合が増
加するように連続的に可変されるようになっている。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、車体
の実横加速度から求めた実荷重移動量と、ステアリング
ハンドルの操舵角に基づき、車体に作用しようとする予
測荷重移動量を求めて、これら実荷重移動量と予測荷重
移動量とを所定の比率で加算して制御荷重移動量を算出
し、そして、上記の比率をステアリングハンドルの操舵
角速度に応じて連続的に可変するようにしであるから、
ステアリングハンドルが操舵された直後、即ち、ステア
リングハンドルの操舵角速度が大きくて、車両が旋回過
渡期にあるときには、制御荷重移動量のうち、予測荷重
移動量の占める割合が実荷重移動量に比べて大きくなり
、これに対し、操舵角速度が小さくなって、車両が定常
旋回に移行したときには、制御荷重移動量のうち、実荷
重移動量の占める割合が予測荷重移動量に比べて大きく
なる。

（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１
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２ｏ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１９が配設されており、この第１絞り１９
は、アキュムレータ２ｏ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２１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ｌ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ｌ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ｌｌ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３ｏ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
する実加速度を検出する実横加速度検出手段、つまり、
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）の操舵角を検出するハンドル操
舵検出手段、つまり、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検出手段としての
車速センサ３４等がある。

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。

先ず、自動車が旋回することにより、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、検出信号から得た車体７の実横加
速度Ｇｙが増幅回路４１に供給され、この増幅回路４１
に於いては、実横加速度ａｙに制御ゲインＫｌが乗算さ
れることで、車体７の左右でみた実荷重移動量ΔＷ１が
算出される。即ち、実荷重移動量ΔＷ１は、次式から、
実横加速度Ｇｙに基づいて算出することができる。

ΔＷ１＝に１・Ｇｙ ここで、制御ゲインに１は、自動車の旋回時、車体７の
実横加速度Ｇｙに起因した車体左右での荷重移動、即ち
、モーメント力を打ち消すべ（、左右輪に於ける油圧ア
クチュエータ１４内の油圧の制御量を実横加速度Ｇｙに
基づき求めるためのゲインであり、この制御ゲインに１
は、次式により算出することができる。

Ｋ１＝Ｍ−Ｈ／Ｌ 」二式に於いて、第３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、Ｌはトレ
ッドを夫々示している。尚、第３図は、自動車が左旋回
する場合での実荷重移動量ΔＷを示している。

増幅回路４１にて、実荷重移動量ΔＷ１が求められると
、この実荷重移動量ΔＷ１には、次に、演算回路４２に
て、配分比率γが乗算され、これにより、演算回路４２
からは、実荷重移動量ΔＷ１の配分量ΔＷａが出力され
る。尚、配分比率γに関しては後述する。

一方、ハンドル角センサ３３及び車速センサ３４からの
検出信号がコントローラ３０に入力されると、これら検
出信号からステアリングハンドルの操舵角θＩ］及び車
速■が求められる。これら操舵角θＨ及び車速Ｖは、演
算回路４３に供給され、この演算回路４３にて、車体７
の予測横加速度Ｇｋが次式に基づいて算出される。

Ｇｋ　＝１９Ｈ−Ｖ２／　Ｃ１−０（１＋に−Ｖ２））
ここで、ｌは車両のホイールベース、ρはステアリング
ギア比、ｋはスタビリテイファクタを夫々示している。

即ち、演算回路４３では、操舵角θ１１と車速Ｖとに基
づき、車体７に作用しようとする予測横加速度Ｇｋが算
出されることになる。このようにして算出された予測横
加速度Ｇｋには、次に、増幅回路４４にて、制御ゲイン
に２が乗算されて、車体７の予測荷重移動量ΔＷ２が算
出される。ここで、制御ゲインに２は、前述した制御ゲ
インに１と同様に、予測横加速度Ｇｋが車体７に作用し
た場合、この予測横加速度Ｇｋに起因した車体左右での
荷重移動を打ち消すべく、各油圧アクチュエータ１４の
油圧の制御量を求めるためのゲインである。

−１−述（またようにして算出された予測荷重移動量Δ
Ｗ２には、演算回路４５にて、実荷重移動量ΔＷ１での
配分比率γの残り部分、即ち、配分比率１γが乗算され
ることで、その配分量ΔＷｋが算出される。

このようにして算出された配分量ΔＷｋ及び配分量ΔＷ
ａは、加算点４６にて加算されることにより、制御荷重
移動量ΔＷが最終的に求められる。

次に、上述した配分比率γの算出に関して説明する。

先ず、車速Ｖは、前述した演算回路４３以外にも、演算
回路４７への入力となっており、この演算回路４７では
、第４図のマツプから車速■に基づいて、操舵角速度の
第１補正係数に３が算出される。ここで、第４図から明
らかなように、第１補正係数に３は、車速Ｖが０から所
定車速値■１までの間では０から徐々に増加し、そして
、所定車速７１以上では、その値が１に設定されている
。

演算回路４７にて算出された第１補正係数に３には、次
の演算回路４８にて、ステアリングハンドルの操舵角速
度が乗算されて、有効操舵角速度が算出されことになる
が、ここで、操舵角速度は、微分回路４９にて、操舵角
θＨを微分することで算出され、そして、演算回路５０
にて、操舵角速度δＨの絶対値ＩδＨ１をとることで得
ることができる。

上述した演算回路４８から出力される有効操舵角、即ち
、第２補正係数に４は、次に、演算回路５１に供給され
、この演算回路５１にて、前述した配分比率γが算出さ
れることになる。即ち、演算回路５１では、第５図のマ
ツプに基づき、第２補正係数に４の大きさから、配分比
率γが決定される。第５図から明らかなように、配分比
率γは、第２補正係数に４が大きくなる程、その値が１
から連続的に減少するような特性を有している。従って
、第２補正係数に４が小さい場合、つまり、操舵角速度
δＨが小さければ小さい程、配分比率γは大きな値をと
り、この場合、第２補正係数に４が０となると、配分比
率γはｌとなる。これに対し、操舵角速度δＨが大きけ
れば大きい程、配分比率γは小さな値となり、そして、
第２補正係数に４が所定値以上では配分比率γは０とな
る。

このようにして配分比率γが操舵角速度δＨの大きさに
基づいて決定されると、加算点４６から出力される制御
荷重移動量ΔＷのうちの配分量ΔＷａ及び配分量ΔＷｋ
の占める割合も同時に調整されることになる。

上述した如く、制御荷重移動量ΔＷが算出されると、こ
の制御荷重移動量ΔＷに基づき、各油圧アクチュエータ
１４と組をなす制御バルブ１７の駆動制御量、即ち、そ
の電流値が調整され、これにより、前後の右輪又左輪の
各油圧アクチュエータ１４の油圧が制御されることにな
る。

この点に関し、更に詳述すれば、今、自動車が左旋回し
ているとすると、この場合、前後の右輪の油圧アクチュ
エータ１４に関しては、その油圧が制御荷重移動量ΔＷ
に基づいて増圧され、これに対し、前後の左輪の油圧ア
クチュエータ１４に関しては、制御荷重移動量ΔＷに基
づき、その油圧が減圧されることになる。従って、この
ように各油圧アクチュエータ１４の油圧が制御されるこ
とにより、車体７の左右方向の荷重移動を打ち消して、
車体７のロールを防止することができる。

一方、自動車が右旋回する場合には、その制御荷重移動
量ΔＷに基づき、前後の右輪の油圧アクチュエータ１４
の油圧は減圧され、これに対し、前後の左輪の油圧アク
チュエータ１４の油圧は増圧されることになり、この場
合でも車体７の荷重移動を打ち消して、車体７のロール
を防止することができる。

そして、この発明に於いて、制御荷重移動量ΔＷを決定
する配分量ΔＷａ、ΔＷｋの夫々の割合は、ステアリン
グハンドルの操舵角速度δＨの大きさ、つまり、前述し
た第２補正係数に４に応じて決定されるようになってい
るから、第６図に示されているように、ステアリングハ
ンドルが操舵されて、その操舵角速度δＨが大きく、自
動車が旋回しようとしているときには、第５図から明ら
かなように、配分比率γは小さくなり、これに対して、
配分比率１−γの値は大きくなる。従って、この場合、
制御荷重移動量ΔＷのうち、配分量ΔＷｋ、即ち、予測
荷重移動量ΔＷ２の占める割合が増加することから、各
油圧アクチュエータ１４の油圧は、主として、予測荷重
移動量ΔＷ２に基づき制御されることになる。このよう
に自動車が旋回しようとするとき、つまり、その旋回過
渡期に於いては、その応答遅れが大きい実横加速度Ｇｙ
から求めた実荷重移動量ΔＷ１ではなく、操舵角θＨと
車速Ｖとから計算して求めた予測荷重移動量ΔＷ２に基
づき、各油圧アクチュエータ１４の油圧を制御するよう
にしたから、実際に、車体７に荷重移動が生じる前に、
各油圧アクチュエータ１４に於ける油圧制御を完了させ
ておくことができ、これにより、自動車が急旋回するよ
うな場合でも、車体７の初期ロールを効果的に防止する
ことができる。

また、この実施例では、有効操舵角速度、即ち、第２補
正係数に４を算出するにあたり、車速Ｖを考慮するよう
にしているから、第２補正係数に４に基づいて決定され
る配分比率γは、自動車の旋回状態にとってより適切な
値となり、車体７のロール制御を最適に実施できること
になる。

一方、第６図に示されているようにステアリングハンド
ルの操舵が保舵されている場合のように、その操舵角速
度が小さく、自動車が定常旋回に移行している場合には
、配分比率γが大きく、これに対し、配分比率１−γの
値は小さくなるから、この場合、各油圧アクチュエータ
１４の油圧は、主として実荷重移動量ΔＷｌに基づいて
制御されることになる。

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、油圧支持手段に
関しては、第１図に示したものに限らず、具体的な構成
はいろいろと変形できるものである。

（発明の効果） 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、車体の実横加速度から実荷重
移動量を求める一方、ステアリングハンドルの操舵角及
び車速とから予測横加速度を算出するとともに、この予
測横加速度から予測荷重移動量を算出するようにし、そ
して、各油圧支持手段の油圧を制御するにあたっては、
ステアリングハンドルの操舵角速度の大きさに応じて、
実荷重移動量及び予測荷重移動量の考慮すべき配分比率
を連続的に可変するようにしたから、定常旋回中での車
体のロールは勿論のこと、急旋回する場合にあっても、
車体の初期ロールを効果的に防止して、その操安性を向
」二できる等の効果を奏する。

【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構成図、第２図は、コン
トローラの作動を説明するブロック線図、第３図は、旋
回時、車体に発生する荷重移動を説明するための図、第
４図は、車速に対する第１補正係数を示すグラフ、第５
図は、第２補正係数に対する配分比率γを示すグラフ、
第６図は、ステアリングハンドルの操舵角及び操舵角速
度の時間に対する変化を示すグラフである。 ｌ・・・オイルポンプ、７・・・車体、８・・・車輪、
１４・・・油圧アクチュエータ、１７・・・制御バルブ
、３０・・・コントローラ、３１・・・横Ｇセンサ、３
２・・・車高センサ、３３・・・ハンドル角センサ、３
４・・・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 ■１ 牲 ■ 第２補正係数 簡明 に４

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、車体を支持する
   油圧支持手段と、車体に作用する実横加速度を検出する
   実横加速度検出手段と、実横加速度の大きさから車体左
   右の実荷重移動量を検出する実荷重量移動検出手段と、
   車両の車速を検出する車速検出手段と、車両のステアリ
   ングハンドルの操舵状態を示す操舵角及び操舵角速度を
   夫々検出するハンドル操舵検出手段と、ステアリングハ
   ンドルの操舵角と車速とから車体に作用しようする予測
   横加速度を算出する予測横加速度算出手段と、予測横加
   速度の大きさから車体左右の予測荷重移動量を算出する
   予測荷重移動量算出手段と、実荷重移動量と予測荷重移
   動量とを所定の比率を存し加算し、制御荷重移動量を算
   出する制御荷重移動量算出手段と、制御荷重移動量に基
   づき、油圧支持手段に対する油圧の給排を制御すること
   により、荷重移動量を打ち消して車体を一定の姿勢に維
   持する油圧制御手段とを備えてなり、前記比率は、ステ
   アリングハンドルの操舵角速度の大きに応じ、制御荷重
   移動量のうちで予測荷重移動量の占める割合が増加する
   ように連続的に可変される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。