JPH0492703A - 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、車体を油圧アクチュエータによって支持す
るようにしたアクティブサスペンション装置に係わり、
特に、車体の振動及び姿勢変化を効果的に抑制すること
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、各車輪と車
体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。従っ
て、このように車体を油圧で支持していれば、各油圧ア
クチュエータ内の油圧を適切に制御することで、車体の
振動や姿勢変化を抑制することかできる。

油圧アクチュエータ内の油圧制御は、車体の振動や姿勢
変化に応じて、その油圧アクチュエータに対する油圧の
給排をなすことで実施され、この油圧の給排制御には、
圧力制御弁が使用されるものとなっている。

ここで、圧力制御弁の作動に関して具体的に述べれば、
先ず、車体の振動量又はその姿勢変化量と制御ゲインと
から、油圧アクチュエータの制御圧が求められ、そして
、この制御圧に基づき、圧力制御弁は、油圧アクチュエ
ータ内の油圧を増減させることとなる。

（発明が解決しようとする課題） 油圧アクチュエータの制御圧を算出するにあたり、例え
ば、車体の姿勢制御の１つのである車体のロール制御を
例にして説明すると、制御圧は、制御ゲインと車体に作
用する横加速度とを乗算することで算出され、また、こ
こでは、制御ゲインは、車体重量、車体の重心高、トレ
ッド及び油圧アクチュエータの有効受圧面積から求めら
れるものである。

ところで、制御ゲインを算出する要素のうち、車体重量
以外は一定値であるものの、車体重量は、その乗員数や
積荷等によって大きく変化することになる。従って、車
体のロール制御を実施するにあたり、その制御圧を正確
に算出するには、その時点での車体重量に基づき制御ゲ
インを補正する必要がある。

しかしながら、従来、制御ゲインは、車体重量を一定と
して算出しであるため、車体重量が大きく変化すればす
る程、算出される制御圧をまた、その適切な値から大き
くずれることとなり、このため、車体のロール制御を実
施する際、油圧アクチュエータの制御圧に過不足か生じ
てしまうことになる。

このようなことから、各油圧アクチュエータに、その油
圧を検出する圧力センサを夫々設け、これら圧力センサ
からのセンサ信号に基づき、その時点での車体重量を算
出することも考えられるが、この場合には、各油圧アク
チュエータ毎に圧力センサを付加的に必要とするため、
アクティブサスペンション装置自体の構成が複雑化する
ばかりでなく、そのコストも高くなってしまう。

この発明は、上述した事情に基ついてなされたもので、
その目的とするところは、付加低な構成を必要とせず、
且つ、安価にして、油圧アクチュエータの油圧を最適に
制御可能となる車両用アククチイ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） この発明は、車体と各車輪との間に夫々介装され、車体
を油圧で支持する油圧アクチュエータと、各油圧アクチ
ュエータ毎に設けられ、油圧アクチュエータに対する作
動油の給排をなして、駆動指令信号に対応した圧力を油
圧アクチュエータ内に発生させる圧力制御弁と、車体の
振動や姿勢変化を示す変化量及び制御ゲインから油圧ア
クチュエータの制御圧を求め、この制御圧に基づき圧力
制御弁を作動させて油圧アクチュエータ内の油圧を制御
する油圧制御手段とを備えた車両用アクティブサスペン
ション装置に於いて、この発明のアクティブサスペンシ
ョン装置では、更に、車体か安定した状態にあるとき、
各圧力制御弁に供給されている駆動指令信号に基づき、
各油圧アクチュエータ内の圧力を算出するとともに、こ
れら圧力から車体の支持油圧を算出する支持油圧算出手
段と、油圧制御手段によって油圧アクチュエータの油圧
が制御される際、算出された支持油圧に基づき、前記制
御ゲインを補正する補正手段とを備えて構成されている
。

（作用） 上述した車両用アクティブサスペンション装置は、圧力
制御弁の駆動指令信号と、この駆動指令信号によって圧
力制御弁が作動されたときに、その油圧アクチュエータ
内の油圧とが対応した関係にあることに着目したもので
あり、これにより、各圧力制御弁に対する駆動指令信号
から、その油圧アクチュエータ内の圧力を算出すること
ができる。従って、駆動指令信号に基づいて得られる各
油圧アクチュエータの圧力を合計することで、車体を支
持する支持油圧を算出することができ、更に、この支持
油圧と全油圧アクチュエータの有効受圧断面積等とから
、その時点での車体重量を算出して、この車体重量に基
づき、制御ゲインを補正することができる。

（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サスペンションユニット１２
が示されている。このサスペンションユニット１２は、
サスペンションスプリング１３と、単動型の油圧シリン
ダからなる油圧アクチュエータ１４とを備えて構成され
、これらサスペンションスプリング１３及び油圧アクチ
ュエータ１４は、車体７と車輪８との間に夫々介装され
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と組をなす圧力制御弁１７
は、油圧アクチュエータ１４の油圧室Ｉ５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か接続されている。アキュムレータ２
０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、非通電時に閉弁状態
（図示状態）にあり、切換バルブ２２か開弁状態に切り
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１０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。

圧力制御弁１７は、この実施例の場合、比例電磁弁から
なり、油圧制御手段を構成するコントローラ３０から供
給される駆動指令信号、例えば、駆動電圧Ｖに比例して
、その弁開度を変化させるタイプのものである。つまり
、圧力制御弁１７は、供給される駆動電圧Ｖによって決
定される弁開度に応じ、供給油路４側と排出油路６側と
の間で作動油を給排して、つまり、油圧アクチュエータ
１４に対する作動油の給排をなして、油圧アクチュエー
タ１４内に駆動電圧信号に比例した圧力を発生可能とな
っている。より具体的には、駆動電圧信号の値が太きけ
れば大きい程、油圧アクチュエータ１４内の油圧、即ち
、油圧アクチュエータ１４が発生する支持力か増大する
ようになっている。

尚、圧力制御弁１７から排出油路６側に排出される作動
油は、この排出油路６を通じて前述したりサーバタンク
３に戻されることになる。

圧力制御弁１７は、上述したように駆動電圧Ｖに基づい
て作動されるものに限らず、駆動電流に基づき作動され
るタイプのものであってもよい。

また、前述した切換バルブ２２もまた、コントローラ３
０に電気的に接続されており、切換バルブ２２もまた、
コントローラ３０からの駆動指令信号を受けることで、
切換作動されるようになっている。

コントローラ３０から圧力制御弁１７に向けて出力され
る駆動電圧Ｖは、各種センサからのセンサ信号に基づい
て決定され、このため、コントローラ３０には、各種セ
ンサが電気的に接続されている。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ＧＹを検
出する横Ｇセンサ３１、同じく車体７に取付けられ、車
体に作用する前後加速度Ｇｆを検出する前後Ｇセンサ３
２、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。

尚、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
されるようになっている。

次に、コントローラ３０により実施される車体重量の算
出、また、この算出された車体重量に基づき実施される
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、横Ｇセンサ３１で得た横加速度Ｇｙ及び前後Ｇセ
ンサ３２で得た前後加速度Ｇｆは、演算条件判別部４０
に供給される。この演算条件判別［４０では、横加速度
Ｇｙ及び前後加速度Ｇｆの大きさから、車体重量の演算
条件を満たしているか否かが判別される。この実施例の
場合、横加速度Ｇｙの絶対値１Ｇｙｌ及び前後加速度Ｇ
ｆの絶対値ＩＧｆｌの夫々が例えば０．１Ｇ以下である
とき、演算条件判別部４０は、次の演算部４１に向けて
演算指令信号Ｓを出力することとなる。

また、演算部４１には、第２図に示されているように、
各油圧アクチュエータ１４と組をなす圧力制御弁１７に
対し、コントローラ３０から出力される駆動電圧Ｖ＋　
、Ｖ２　、Ｖｓ　、Ｖ４が夫々供給されており、演算部
４１に於いては、演算条件判別部４０から演算指令信号
Ｓを受は取ったとき、次式に基づいて、車体７の支持油
圧Ｐを算出する。

Ｐ＃ΣＣ−Ｖｉ ここで、Ｋは、１つの油圧アクチュエータ１４に着目し
たとき、第３図に示されるように、その圧力制御弁１７
の駆動電圧Ｖと油圧アクチュエータ圧ｐとの間の比例定
数である。

演算部４１で算出された支持油圧Ｐは、全ての油圧アク
チュエータ１４が発生する油圧の合計値であり、従って
、次の演算部４２にて、支持油圧Ｐに、全油圧アクチュ
エータ１４の有効受圧面積及び全サスペンションスプリ
ング１３の支持力を考慮して決定された定数Ａを乗算す
ることにより、車体重量Ｍを算出することができる。

このようにして得られた車体重量Ｍは、次に、制御ゲイ
ンの補正手段である制御ゲイン算出部４３に供給され、
この制御ゲイン算出部４３では、車体重量に基づいて、
ロール制御のための制御ゲインＫが算出される。

ここで、制御ゲインには、車両の旋回時、車体７に作用
する横加速度Ｇｙに対し、車両左右の車輪に発生する荷
重移動、即ち、モーメント力を打ち消すのに要する油圧
アクチュエータ１４の制御圧を算出するためのものであ
り、それ故、制御ゲインには、次式から算出することが
できる。

Ｋ＝Ｍ−Ｈ／　（ｄ　−ａ） ここで、Ｍは前述した車体重量を示し、また、第４図に
示しであるように、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。

従って、この発明に於いては、制御ゲインＫを算出する
にあたり、その時点での車体重量Ｍを考慮するようにし
であるから、例え、乗員や積荷に変動があっても、制御
ゲインには、常時補正されることで、最適な値となる。

また、この実施例の場合、車体重量Ｍは、各油圧アクチ
ュエータ１４と組をなす圧力制御弁１７への駆動電圧Ｖ
から各油圧アクチュエータ１４内の油圧を求めるように
したから、各油圧アクチュエータ１４内の油圧を検出す
るための圧力センサを必要とせず、アクティブサスペン
ション装置として、その構成か複雑化することもないし
、コスト高を招くこともない。

更に、各圧力制御弁１７の駆動電圧Ｖから車体７の支持
油圧Ｐを演算するにあたっては、演算条件判別部４０に
て、車両が安定した状態にあるか否か、つまり、車体７
に作用する横加速度ＧＹ、前後加速度Ｇｆが共に小さい
か否かが前もって判別されているから、算出される支持
油圧Ｐもまた安定した値をとり、従って、この支持油圧
Ｐに基づき算出される車体重量Ｍもまた正確な値となる
。

制御ゲイン算出部４３にて、ロール制御のための制御ゲ
インＫが算出されると、この制御ゲインにと車体７に作
用する横加速度ＧＹとから、油圧アクチュエータ１４の
制御圧ΔＰか次式に基づき算出される。

ΔＰ＝に−Ｇｙ 制御圧ΔＰが算出されると、コントローラ３０は、旋回
外輪側の油圧アクチュエータ１４内の油圧を制御圧ΔＰ
だけ増圧するように、その圧力制御弁１７の作動を制御
し、これに対し、旋回内輪側の油圧アクチュエータ１４
内の油圧に関しては、制御圧△Ｐだけ減圧するように、
その圧力制御弁１７の作動を制御する。このようにして
、各油圧アクチユニーク１４内の油圧か制御圧ΔＰに基
づき増減圧されると、この制御圧ΔＰによって、第４図
に示されている車体左右での荷重移動量ΔＷ、つまり、
そのモーメント力を打ち消すことかでき、車体７のロー
ルを効果的に抑制することかできる。

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、
車体重量からロール制御の制御ゲインを算出するように
したが、この制御ゲイン以外に、車体重量を考慮して決
定されるへき他の制御ケイン、例えば、車体のピッチン
グ制御のための制御ゲイン等の算出にあっても、この発
明を適用して算出することができる。

（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、油圧アクチュ４゜ エータと組をなす圧力制御弁の駆動指令信号から、その
油圧アクチュエータ内の圧力を求めるようにしたので、
圧力センサを使用することなく、油圧アクチュエータ内
の圧力を検出することができる。

従って、アクティブサスペンション装置として、その構
成か複雑化することもないし、また、コスト高を招くよ
うなこともなく、油圧アクチュエータ内の油圧を検出す
ることができる。そして、各油圧アクチュエータ内の油
圧を合計して求めた車体の支持油圧から車体重量を算出
し、この算出した車体重量に基づき、制御ゲインを適切
に補正することができるから、油圧アクチュエータが発
生する制御圧により、車体の振動や姿勢変化を効果的に
抑制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、圧力制御弁の駆動電圧と油圧アクチュエータ内の油
圧との関係を示すグラフ、第４図は、車両の旋回時、車
体左右の荷重移動を説明するだめの図である。 ７・・・車体、８・・車輪、１４・・・油圧アクチュエ
ータ、１７・・・圧力制御弁、３０・・・コントローラ
、３１・・横Ｇセンサ、３２・・・前後Ｇ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 ］ム 第 図 第４ 図 ′：：Ｉ５策回の賜金

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体と各車輪との間に夫々介装され、車体を油圧で支持
   する油圧アクチュエータと、各油圧アクチュエータ毎に
   設けられ、油圧アクチュエータに対する作動油の給排を
   なして、駆動指令信号に対応した圧力を油圧アクチュエ
   ータ内に発生させる圧力制御弁と、車体の振動や姿勢変
   化を示す変化量及び制御ゲインから油圧アクチュエータ
   の制御圧を求め、この制御圧に基づき圧力制御弁を作動
   させて油圧アクチュエータ内の油圧を制御する油圧制御
   手段とを備え、これにより、車体の振動及び姿勢変化を
   抑制するようにした車両用アクティブサスペンション装
   置に於いて、 車体が安定した状態にあるとき、各圧力制御弁に供給さ
   れている駆動指令信号に基づき、各油圧アクチュエータ
   内の圧力を算出するとともに、これら圧力から車体の支
   持油圧を算出する支持油圧算出手段と、油圧制御手段に
   よって油圧アクチュエータの油圧が制御される際、算出
   された支持油圧に基づき、前記制御ゲインを補正する補
   正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。