JPH0490913A - 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、そのばね力及び減衰力を可変することがで
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からなる油圧アクチュエ
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。この
ように車体を油圧で支持するようにしていれば、例えば
、車体と車輪との相対変位に比例して、油圧アクチュエ
ータの油圧を制御することで、この油圧アクチュエータ
をばねとして機能させることができ、また、車体と車輪
との相対速度に比例して、油圧アクチュエータの油圧を
制御すれば、この油圧アクチュエータをダンパとして機
能させることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、各油圧アクチュエータの油圧を上記相対変位
及び相対速度に比例して制御する際、夫々の比例定数、
即ち、ばね要素ゲイン及びダンパ要素ゲインの値を一定
とすると、この場合、サスペンションとしての強さ、つ
まり、その固さは一義的に決定されてしまい、好ましい
ものではない。

よって、油圧エクチュエータを使用してサスペンション
装置を実現する場合には、その固さを車輪と車体との間
の上下方向の相対変位に応じて可変することができるア
クティブサスペンション装置が望まれている。

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、車輪と車体との間の相対変位
に基づき、サスペンションとしての固さを可変すること
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） この発明のアクティブサスペンション装置によれば、車
体と各車輪との間に夫々介装され、車体を支持する伸縮
可能な油圧支持手段と、油圧支持手段が伸縮する際、そ
の伸縮ストロークを検出するストローク検出手段と、油
圧支持手段の目標ストローク位置と伸縮ストロークとの
間の偏差に基つき、ばね力に対応する油圧支持手段の第
１油圧制御量を求める手段と、油圧支持手段のストロク
速度を検知するストローク速度検知手段と、ストローク
速度に基つき、減衰力に対応する油圧支持手段の第２油
圧制御量を求める手段と、第１油圧制御量及び第２油圧
制御量を油圧支持手段の伸縮ストロークに応じて制限す
る制限手段と、制限手段により制限された第１及び第２
油圧制御量に基つき、油圧支持手段に対する油圧の給排
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、ばね
力に対応した第１油圧制御量及び減衰力に対応した第２
油圧制御量に基づき、油圧支持手段に対する油圧の給排
を制御する際、これら第１及び第２油圧制御量を油圧支
持手段の伸縮ストロークに応じて制限する制限手段を備
えているから、そのサスペンションとしての固さを可変
できることになる。即ち、油圧支持手段に於ける伸縮ス
トロークの変位量か小さい場合には、第１及び第２油圧
制御量を大きく制限して、油圧支持手段に対する油圧の
給排を制御すれば、サスペンションとしての固さを柔ら
かくでき、これに対し、油圧支持手段に於ける伸縮スト
ロークの変位量が大きい場合には、第１及び第２油圧制
御量の制限を小さくして、油圧支持手段に対する油圧の
給排を制御すれば、サスペンションとしての固さを固く
することが可能となる。

（実施例） 第１図は、車両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１４
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に連通する油路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
ガスか封入されており、ガスの圧縮性により、所謂カス
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
径か犬である。切換バルブ２２は、非通電時に閉弁状朝
（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のばね剛性か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１０によりアキュムレータＩＩ内
に高圧の作動油を蓄える口止かできる。

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か増大するよ
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、前述したりサーバタンク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ａ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、各種のセンサか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
する横加速度ｃｙを検出する横Ｇセンサ３１、車両のス
テアリングハンドル（図示しない）の舵角θＨを検出す
るハンドル角センサ３３、車両の車速Ｖを検出する車速
センサ３４等がある。

更に、コントローラ３０には、各車輪８毎に車高センサ
３２が取付けられている。車高センサ３２は、車体７側
に取付けられ、その車輪８のサスペンションアーム（図
示しない）の変位量、つまり、車輪８と車体７との相対
変位から車高を検出するように構成されている。これを
換言すれば、車高センサ３２は、サスペンションユニッ
ト１２、即ち、油圧アクチュエータ１４の伸縮ストロー
クに対応する検出信号を圧力することになる。

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。

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の作動に関し、第２図のブロック線図を
参照して説明する。

先ず、１つの車輪８と組をなす車高センサ３２から得た
油圧アクチュエータ１４の伸縮ストロークＳａは、減算
部４０に供給され、また、この減算部４０には、その油
圧アクチュエータ１４に於ける目標ストロークＳｏもま
た供給されるようになっている。

ここで、目標ストロークＳｏは、車速センサ３４で得た
車速Ｖや路面状態等に基づいて設定されるようになって
おり、例えば、車速Ｖに関しては、車両が高速域で走行
中にあるときには、その目標ストロークＳｏを低下させ
て車高を低くし、また、車両が悪路を走行している場合
には、目標ストロークＳｏを大きくして、その車高を高
く設定するようにしている。

前述した減算部４０では、目標ストロークＳ。

と伸縮ストロークＳａとの間の偏差ΔＳが算出され、そ
して、この偏差ΔＳは、次の第１油圧制御量算出部４１
に供給される。この第１油圧制御量算出部４１では、減
算部４０で得た偏差ΔＳ、即ち、車輪８と車体７との相
対変位ΔＳに、所定のばね要素ゲインＫｓが乗算される
ことで、第１油圧制御量Ｐｓが算出されることになる。

従って、第１油圧制御量Ｐｓは、油圧アクチュエータ１
４の伸縮ストロークＳａに比例するサスペンションとし
ての等価的なばね力に相当する。

一方、減算部４０て得た偏差、即ち、前記相対変位ΔＳ
は、微分演算部４２にて微分処理され、これにより、微
分演算部４２からは、車輪８と車体７との間の相対速度
Ｘが出力されることになる。

この相対速度Ｘは、次に、第２油圧制御量算出部４３に
供給され、そして、この第２油圧制御量算出部４３では
、相対速度Ｘに所定のダンパ要素ゲインＫＤが乗算され
ることで、第２油圧制御量ＰＤが算出されることになる
。ここで、第２油圧制御量ＰＤは、油圧アクチュエータ
１４の伸縮ストローク速度に比例するようなサスペンシ
ョンとしての等価的な減衰力に相当するものとなる。

そして、上述したようにして算ａされた第１及び第２油
圧制御量Ｐｓ、ＰＤは、加算部４４に供給されて相互に
加算され、合算油圧制御量ＰＩか得られることになる。

このようにして合算油圧制御量ＰＬが算出されると、こ
の合算油圧制御量Ｐ１は、次の制限油圧制御量算出部４
５に供給され、この制限油圧制御量算出部４５にて、制
限油圧制御量Ｐ２か算出される。具体的には、合算油圧
制御量Ｐ１に所定の制限ゲインに１を乗算することで、
制限油圧制御量Ｐ２が算出されるようになっており、ま
た、この実施例の場合、制限ゲインＫｌは、制限ゲイン
算出部４６にて算出されるようになっている。

即ち、制限ゲイン算出部４６には、車高センサ３２から
得た油圧アクチュエータ１４の伸縮ストロークＳａが供
給されるようになっており、そして、制限ゲイン算出部
４６では、第３図のマツプから、伸縮ストロークＳａの
変化量に基づいて、制限ゲインに１が設定され、そして
、その制限ケインに１が前述した制限油圧制御量算出部
４５に供給されるようになっている。ここで、第３図か
ら明らかなように、制限ゲインに１は、伸縮ストローク
Ｓａの変化量か所定範囲５８１以内ではＯに設定され、
そして、変化量が所定範囲ΔＳ１を越えて変化したとき
には、その変化量の増加に従って大きくなるようように
なっている。そして、伸縮ストロークＳａの変化量が所
定範囲６８２以上となった場合、制限ゲインＫｌは、最
大値例えば１．０をとるようになっている。

前述したようにして制限油圧制御量算出部４５にて、制
限油圧制御量Ｐ２が算出されると、コントローラ３０は
、制限油圧制御量Ｐ２に対応した制御信号を制御バルブ
１７に供給し、これにより、制御バルブ１７の作動を介
して、油圧アクチュエータ１４内の油圧が制御される。

つまり、油圧アクチュエータ１４は、制限油圧制御量Ｐ
２に基づき、サスペンションとしてのばね及びダンパの
機能を夫々発揮することとなる。

ここで、前述した第３図のマツプから明らかなように、
油圧アクチュエータ１４の伸縮ストロークＳａの変化量
が小さいと、例え、合算油圧制御量ＰＩが算出されても
、この場合、制限油圧制御量Ｐ２はＯか又は殆ど０に近
い値となる。このため、油圧アクチュエータ１４は、等
価的なばね力及びダンバカを発生することかなく、この
場合、車輪８に対する車体７の相対変位及び相対速度、
即ち、車両の走行時、路面から車体７に入力される僅か
な振動は、第１図に示されているように、サスペンショ
ンスプリングＩ３の存在、また、油圧アクチュエータＩ
４の油圧室Ｉ５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で、効果的に吸収且つ減衰でき
、その乗り心地を向上させることができる。

一方、油圧アクチュエータＩ４に於いて、その伸縮スト
ロークＳａの変化量が大きくなるに従い、制限ゲインに
１も大きくなるから、合算油圧制御量Ｐ２の制限率も小
さくなって、制限油圧制御量Ｐ２が大きな値をとること
になる。従って、この場合、油圧アクチュエータ１４は
、等価的なばね力及び減衰力をその伸縮ストロークＳａ
の変化量及び変化速度に応じて発揮することとなる。　
また、伸縮ストロークＳａの変化量が更に太きくなると
、制限ゲインに１はその最大値１．０をとることになり
、このような状況に於いては、合算油圧制御量ＰＩ　と
制限油圧制御量Ｐ２とか一致することになるので、油圧
アクチュエータ１４は、大きなばね力及び減衰力を発揮
し、これにより、サスペンションユニット１２のフルバ
ンプ及びフルリバウンドを防止することができる。

尚、上述の説明は、１つの車輪８と組をなすサスペンシ
ョンユニット１２に関してのものであるが、他のサスペ
ンションユニット１２に於いても、その油圧アクチュエ
ータ１４内の油圧が同様にして制御されることは勿論で
ある。

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、例えば、アクティブサスペンション装置の具体的な
構成等は、第１図に示されているものに限らず、適宜変
更可能である。また、第１図のコントローラ３０は、実
際上は、マイクロコンピュータを含む回路で実現できる
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、油圧支持手段の伸縮ストロー
ク、つまり、その伸縮ストロークの変化量に応じて、ば
ね力に対応する油圧支持手段の第１油圧制御量及び減衰
力に対応する第２油圧制御量を制限するようにしである
から、上記変化量が小さいときに、その制限率を大きく
することで、油圧支持手段が発揮する等価的なばね力及
び減衰力を小さくし、これに対し、上記変化量が大きな
場合には、油圧支持手段に大きなばね力及び減衰力を発
揮させることができる。従って、この発明のアクティブ
サスペンションによれば、油圧支持手段の伸縮ストロー
クに応じて、そのサスペンションとしての固さを弱い領
域から固い領域までの全域に亙って可変できることから
、その制御自由度を大きく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構成図、第２図は、コン
トローラの作動を説明するためのブロック線図、第３図
は、油圧アクチュエータの伸縮ストロークの変化量に対
する制限ゲインを示したグラフである。 ７・・・車体、訃・・車輪、１３・・・サスペンション
スプリング、１４・・・油圧アクチュエータ、１７・・
・制御バルブ、２０・・・アキュムレータ、３０・・・
コントローラ、３２・・・車高センサ。 第１図 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二

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、車体を支持する伸
   縮可能な油圧支持手段と、油圧支持手段が伸縮する際、
   その伸縮ストロークを検出するストローク検出手段と、
   油圧支持手段の目標ストローク位置と伸縮ストロークと
   の間の偏差に基づき、ばね力に対応する油圧支持手段の
   第１油圧制御量を求める手段と、油圧支持手段のストロ
   ーク速度を検知するストローク速度検知手段と、ストロ
   ーク速度に基づき、減衰力に対応する油圧支持手段の第
   ２油圧制御量を求める手段と、第１油圧制御量及び第２
   油圧制御量を油圧支持手段の伸縮ストロークに応じて制
   限する制限手段と、制限手段により制限された第１及び
   第２油圧制御量に基づき、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。