JPH05319069A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体圧シリンダを使用して予見制御と姿勢変化
抑制制御とを行う場合に、姿勢変化抑制制御を優先させ
て操縦安定性を向上させる。 【構成】前方路面情報検出手段としての振動入力推定回
路４１で前輪11FL,11FRの路面変位の微分値ｘ_0i′(i=F
L,FR) を算出し、且つ上下加速度センサ28FL〜28FRの加
速度検出値を積分回路42FL〜42FRで積分してばね上速度
Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR を算出し、且つ横加速度センサ29で横加
速度を検出し、これらに基づいてマイクロコンピュータ
44で微分値ｘ_0i′をもとに路面状態を判断し、悪路走行
時には予見制御ゲインＧを低下させて、姿勢変化抑制制
御を優先させ、操縦安定性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御対象車輪より前方
位置で検出した路面情報に基づいて制御対象車輪及び車
体間に介挿した流体圧シリンダの作動流体圧力を予見制
御を行うと共に、車体の姿勢変化を検出してこれを抑制
するように能動制御を行うサスペンション制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサスペンション制御装置として
は、特開昭５６−３１８６１号公報（以下、第１従来例
と称す）及び特開昭６１−１３５８１１号公報（以下、
第２従来例と称す）に記載されているものがある。第１
従来例は、車両の振動を検出し該検出結果によって車体
の振動を抑制する流体作動機構及び該流体作動機構の制
御回路を有する車両の振動予見制御装置において、車速
を検出する速度検出器を設けるとともに車両の進行方向
前側に振動検出器を設け、前記速度検出器の検出結果お
よび前記振動検出器から車両進行方向後側の流体作動機
構までの距離により、該流体作動機構および制御回路の
位相遅れを補償して前記振動検出器の検出結果を前記制
御回路に伝達する予見回路を設けると共に、水平方向加
速度検出器を設けて車体の姿勢変化を抑制するようにし
た構成を有する。

【０００３】第２従来例は、車輪の走行前方に配設され
て路面凹凸を検出する検出部と、この検出部の信号と走
行速度信号とによって所定車輪及び車体間の間隔の伸縮
を指令する制御部と、車高を検出する車高検出器と、前
記制御部の指令及び車高検出器の車高検出値に基づいて
車輪及び車体間に介挿されたスピンドル機構に供給する
油圧を制御する電磁バルブを駆動するバルブ駆動部とを
有し、検出部による予見制御と、車高検出器による姿勢
制御とを行うように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のサスペンション制御装置にあっては、制御対象車輪
の前方の路面情報に基づく予見制御と、車体の姿勢変化
検出値に基づく姿勢変化抑制制御との双方を行うように
しているが、両制御を互いに関連性を持たせずに独立さ
せて行うと共に、油圧エネルギには一定の限度があるこ
とから、例えば悪路を走行する場合のように、予見制御
を行うための油圧エネルギが過大となったときには、車
体に姿勢変化を生じたときにこれを補正するための油圧
エネルギが不足する場合が生じるという未解決の課題が
ある。

【０００５】そこで、本発明は上記従来例の未解決の課
題に着目してなされたものであり、姿勢変化抑制制御を
予見制御に優先させて行うことにより、車両の操縦安定
性を向上させることができるサスペンション制御装置を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るサスペンション制御装置は、図１
(a) の基本構成図に示すように、制御対象車輪と車体と
の間に介装された流体圧シリンダと、該流体圧シリンダ
の圧力室に連通されてその作動流体圧力を制御する圧力
制御弁と、車体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段
と、前記制御対象車輪より前方の路面情報を検出する前
方路面情報検出手段と、該前方路面情報検出手段の路面
情報に基づいて当該前方路面情報検出手段で検出した路
面に制御対象車輪が到達する時点で前記圧力制御弁に対
する予見制御指令値を形成する予見制御手段と、前記姿
勢変化検出手段の姿勢変化検出値に基づいて車体の姿勢
変化を抑制する指令値を形成する能動制御手段とを備え
たサスペンション制御装置において、前記前方路面情報
検出手段の路面情報に基づいて路面状態を判定し、当該
路面状態に応じて前記予見制御手段の制御ゲインを制御
するゲイン制御手段を備えたことを特徴としている。

【０００７】また、請求項２に係るサスペンション制御
装置は、図１(b) の基本構成図に示すように、制御対象
車輪と車体との間に介装された流体圧シリンダと、該流
体圧シリンダの圧力室に連通されてその作動流体圧力を
制御する圧力制御弁と、車体の姿勢変化を検出する姿勢
変化検出手段と、前記制御対象車輪より前方の路面情報
を検出する前方路面情報検出手段と、該前方路面情報検
出手段の路面情報に基づいて当該前方路面情報検出手段
で検出した路面に制御対象車輪が到達する時点で前記圧
力制御弁に対する予見制御指令値を形成する予見制御手
段と、前記姿勢変化検出手段の姿勢変化検出値に基づい
て車体の姿勢変化を抑制する指令値を形成する能動制御
手段とを備えたサスペンション制御装置において、前記
姿勢変化検出手段の姿勢変化検出値が設定値以上である
ときに前記予見制御手段の制御ゲインを低下させるゲイ
ン制御手段を備えたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１に係るサスペンション制御装置におい
ては、前方路面情報検出手段で検出した路面情報から路
面状態を判定し、例えば悪路走行のように、能動制御手
段及び予見制御手段の制御力が増大する場合に予見制御
手段の制御ゲインを減少させて能動制御手段による車体
姿勢変化抑制制御を優先させる。

【０００９】また、請求項２に係るサスペンション制御
装置においては、車体姿勢変化検出手段の姿勢変化検出
値に基づいて車体の姿勢変化が大きいときに予見制御手
段の制御ゲインを低下させて、能動制御手段による姿勢
変化抑制制御を優先させる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は、本発明の一実施例を示す概略構成図であ
り、図中、１０は車体側部材を、１１FL〜１１RRは前左
〜後右車輪を、１２は能動型サスペンションを夫々示
す。

【００１１】能動型サスペンション１２は、車体側部材
１０と車輪１１FL〜１１RRの各車輪側部材１４との間に
各々介装されたアクチュエータとしての油圧シリンダ１
８FL〜１８RRと、これら油圧シリンダ１８FL〜１８RRの
作動圧を個別に調整する圧力制御弁２０FL〜２０RRと、
これら圧力制御弁２０FL〜２０RRに所定圧力の作動油を
供給側配管２１Ｓを介して供給すると共に、圧力制御弁
２０FL〜２０RRからの戻り油を戻り側配管２１Ｒを通じ
て回収する油圧源２２と、この油圧源２２及び圧力制御
弁２０FL〜２０RR間の供給圧側配管２１Ｓに介挿された
蓄圧用のアキュムレータ２４Ｆ，２４Ｒと、車速を検出
してこれに応じたパルス信号を出力する車速センサ２６
と、前輪側油圧シリンダ１８FL及び１８FRと並列に配設
されて前輪１１FL及び１１FRと車体との間の相対変位を
検出するストロークセンサ２７FL及び２７FRと、各車輪
１１FL〜１１RRに夫々対応する位置における車体の上下
方向加速度を夫々個別に検出する上下方向加速度センサ
２８FL〜２８RRと、車体に生じる横加速度を検出する横
加速度センサ２９と、各上下方向加速度センサ２８FL〜
２８RRの上下方向加速度検出値Ｚ_GFL 〜Ｚ_GRR 及び横加
速度センサ２９の横加速度検出値Ｙ_G に基づいて各圧力
制御弁２０FL〜２０RRを能動制御すると共に、各センサ
２６、２７FL，２７FR、２８FL〜２８FR及び２９の検出
値に基づき前輪の運動状態に応じて後輪側の圧力制御弁
２０RL及び２０RRの出力圧を個別に予見制御するコント
ローラ３０とを備えている。

【００１２】油圧シリンダ１８FL〜１８RRの夫々は、シ
リンダチューブ１８ａを有し、このシリンダチューブ１
８ａには、軸方向貫通孔を有するピストン１８ｃにより
隔設された下側の圧力室Ｌが形成され、ピストン１８ｃ
の上下面の受圧面積差と内圧に応じた推力を発生する。
そして、シリンダチューブ１８ａの下端が車輪側部材１
４に取り付けられ、ピストンロッド１８ｂの上端が車体
側部材１０に取り付けられている。また、圧力室Ｌの各
々は、油圧配管３８を介して圧力制御弁２０FL〜２０RR
の出力ポートに接続されている。また、油圧シリンダ１
８FL〜１８RRの圧力室Ｌの各々は、絞り弁３２を介して
バネ下振動吸収用のアキュムレータ３４に接続されてい
る。また、油圧シリンダ１８FL〜１８RRの各々のバネ
上，バネ下相当間には、比較的低いバネ定数であって車
体の静荷重を支持するコイルスプリング３６が配設され
ている。

【００１３】圧力制御弁２０FL〜２０RRの夫々は、スプ
ールを摺動自在に内装した円筒状の弁ハウジングとこれ
に一体的に設けられた比例ソレノイドとを有する、従来
周知の３ポート比例電磁減圧弁（例えば特開昭６４−７
４１１１号参照）で構成されている。そして、比例ソレ
ノイドの励磁コイルに供給する指令電流ｉ（指令値）を
調整することにより、弁ハウジング内に収容されたポペ
ットの移動距離、即ちスプールの位置を制御し、供給ポ
ート及び出力ポート又は出力ポート及び戻りポートを介
して油圧源２２と油圧シリンダ１８FL〜１８RRとの間で
流通する作動油を制御できるようになっている。

【００１４】ここで、励磁コイルに加えられる指令電流
ｉ（：ｉ_FL〜ｉ_RR）と圧力制御弁２０FL（〜２０RR）の
出力ポートから出力される制御圧Ｐとの関係は、図３に
示すように、ノイズを考慮した最小電流値ｉ_MIN のとき
には最低制御圧Ｐ_NIM となり、この状態から電流値ｉを
増加させると、電流値ｉに比例して直線的に制御圧Ｐが
増加し、最大電流値ｉ_MAX のときには油圧源２２の設定
ライン圧に相当する最高制御圧Ｐ_MAX となる。この図３
で、ｉ_N は中立指令電流，Ｐ_CNは中立制御圧である。

【００１５】ストロークセンサ２７FL及び２７FRの夫々
は、図４に示すように、車高が予め設定されした目標車
高に一致するときに零の中立電圧Ｖ_S 、車高が目標車高
より高くなるとその偏差に応じた正の電圧、車高が目標
車高より低くなるとその偏差に応じた負の電圧でなるス
トローク検出値Ｈ_FL及びＨ_FRを出力するように構成され
ている。

【００１６】上下方向加速度センサ２８FL〜２８RLの夫
々は、図５に示すように、上下方向加速度が零であると
きに零の電圧、上方向の加速度を検出したときにその加
速度値に応じた正のアナログ電圧、下方向の加速度を検
出したときに、その加速度値に応じた負のアナログ電圧
でなる上下方向加速度検出値Ｚ_GFL 〜Ｚ_GRR を出力する
ように構成されている。

【００１７】横加速度センサ２９は、図６に示すよう
に、横加速度が零であるときに零の電圧、右方向の加速
度を検出したときにその加速度値に応じた正のアナログ
電圧を、左方向の加速度を検出したときに、その加速度
値に応じた負のアナログ電圧でなる横加速度検出値Ｙ_G
を出力するように構成されている。コントローラ３０
は、図７に示すように、ストロークセンサ２７FL及び２
７FRから入力されるストローク検出値Ｓ_FL及びＳ_FRと上
下方向加速度センサ２８FL〜２８RRのうち前輪側に対応
する加速度センサ２８FL及び２８FRから出力される車体
上下方向加速度検出値Ｚ_GFL 及びＺ_GFR とに基づいて路
面形状に正確に追従した前輪１１FL及び１１FRの路面変
位の微分値ｘ_1FL ′及びｘ_1FR ′を出力する振動入力推
定回路４１と、上下方向加速度センサ２８FL〜２８FRか
ら入力される上下加速度検出値Ｚ_GFL 〜Ｚ_GFR を積分し
てばね上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR を算出する例えばばね上共
振周波数近傍の周波数を通過させるバンドパスフィルタ
で構成される積分回路４２FL〜４２RRと、振動入力推定
回路４１から出力される路面変位の微分値ｘ_0FL ′及び
ｘ_0FR ′、積分回路４２FL〜４２RRから出力されるばね
上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR 及び横加速度センサ２９から出力
される横加速度検出値Ｙ_Gをディジタル値に変換するＡ
／Ｄ変換器４３ａ〜４３ｇと、車速センサ２６の車速検
出値Ｖ及び各Ａ／Ｄ変換器４３ａ〜４３ｇのＡ／Ｄ変換
出力が入力されるマイクロコンピュータ４４と、このマ
イクロコンピュータ４４から出力される圧力指令値Ｐ_FL
〜Ｐ_RRがＤ／Ａ変換器４５FL〜４５RRを介して供給さ
れ、これらを圧力制御弁２０FL〜２０RRに対する駆動電
流ｉ_FL〜ｉ_FRに変換する例えばフローティング形定電圧
回路で構成される駆動回路４６FL〜４６FRとを備えてい
る。

【００１８】ここで、振動入力推定回路４１は、図７に
示すように、ストロークセンサ２７FL及び２７FRのスト
ローク検出値Ｓ_FL及びＳ_FRを微分してストローク速度Ｓ
_VFL及びＳ_VFR を算出する例えばばね下共振周波数の２
倍近傍（約２０Hz）のカットオフ周波数ｆ_HCに設定され
たハイパスフィルタで構成される微分回路４１ａ及び４
１ｂと、上下方向加速度センサ２８FL及び２８FRの車体
上下方向加速度検出値Ｚ_GFL 及びＺ_GFR を積分してばね
上変位の微分値ｘ_FL′及びｘ_FR′を算出する例えばばね
上共振周波数の１／６近傍（約０．０２Hz）のカットオ
フ周波数ｆ_LCに設定されたローパスフィルタで構成され
る積分回路４１ｃ及び４１ｄと、微分回路４１ａ及び４
１ｂから出力されるストローク速度Ｓ_VFL 及びＳ_VFR と
前記積分回路４１ｃ及び４１ｄから出力されるばね上変
位の微分値ｘ_FL′及びｘ_FR′とを加算する加算器４１ｅ
及び４１ｆとを備えており、加算器４１ｅ及び４１ｆか
ら路面形状に正確に追従した前輪１１FL及び１１FRの路
面変位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′が出力される。

【００１９】すなわち、ストロークセンサ２７FL及び２
７FRから出力されるストローク検出値Ｓ_FL及びＳ_FRは、
下記(1) 式及び(2) 式で表されるように、ばね下及びば
ね上間の相対変位を表すので、前輪１１FL及び１１FRの
ばね下変位ｘ_0FL 及びｘ_0FRから車体のばね上変位ｘ_FL
及びｘ_FRを減算した値となる。 Ｓ_FL＝ｘ_0FL −ｘ_FL …………(1) Ｓ_FR＝ｘ_0FR −ｘ_FR …………(2) したがって、ストローク検出値Ｓ_FL及びＳ_FRを微分回路
４１ａ及び４１ｂで微分したストローク速度Ｓ_VFL 及び
Ｓ_VFR は夫々ばね下変位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′
からばね上変位の微分値ｘ_FL′及びｘ_FR′を減算した値
となるため、これらと上下加速度検出値Ｚ_GFL 及びＺ
_GFR を積分したばね上変位の微分値ｘ_FL′及びｘ_FR′と
を加算することにより、ばね上変位の微分値ｘ_FL′及び
ｘ_FR′を相殺して路面変位に追従した真の路面変位の微
分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′を得ることができる。

【００２０】また、マイクロコンピュータ４４は、少な
くとも入力側インタフェース回路４４ａ、出力側インタ
フェース回路４４ｂ、演算処理装置４４ｃ及び記憶装置
４４ｄを有する。入力インタフェース回路４４ａには、
車速検出値Ｖ及びＡ／Ｄ変換器４３ａ〜４３ｇの変換出
力が入力され、出力側インタフェース回路４４ｂからは
各圧力制御弁２０FL〜２０RRに対する圧力指令値Ｐ_FL〜
Ｐ_RRがＤ／Ａ変換器４５FL〜４５RRに出力される。ま
た、演算処理装置４４ｃは、後述する図８の処理を実行
して、所定サンプリング時間Ｔ_S （例えば２０msec）毎
に、車速検出値Ｖ、路面変位の微分値ｘ_0FL ′，
ｘ_0FR ′、車体上下速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR 及び横加速度検
出値Ｙ_G を読込み、車速検出値Ｖに基づいて前後輪間の
遅延時間τ_R を算出すると共に、路面変位の微分値ｘ
_0FL ′，ｘ_0FR ′を時間平均した値が予め設定し基準値
以上であるときに悪路走行と判断して、予見制御用制御
ゲインＧを低下させ、且つ路面変位の微分値ｘ_0FL ′，
ｘ_0FR ′に基づいて後輪側のアクチュエータとしての油
圧シリンダ１８RL及び１８RRで発生する予見制御用制御
力Ｕ_RL，Ｕ_RRを演算し、算出した予見制御用制御力Ｕ
_pRL,Ｕ_pRR を補正した遅延時間τ_R と共に記憶装置４４
ｄに形成下所定段数のシフトレジスタに対応する記憶領
域に順次シフトしながら格納し、遅延時間τ_R について
はシフトする際にサンプリング時間Ｔ_S を順次減算しな
がら格納し、遅延時間τ_R が零に達した予見制御用制御
力Ｕ_RL，Ｕ_RRと、積分回路４２FL〜４２RRからの車体上
下速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR 及び横加速度センサ２９からの横
加速度検出値Ｙ_G に基づいて算出した車体姿勢変化を抑
制する能動制御用制御力とを加算した値を各圧力制御弁
２０FL〜２０RRに対する圧力指令値としてＤ／Ａ変換器
４５FL〜４５RRに出力する。

【００２１】さらに、記憶装置４４ｄは、予め演算処理
装置４４ｃの演算処理に必要なプログラムが記憶されて
いると共に、所定サンプリング時間Ｔ_S 毎に算出される
補正予見制御用制御力Ｕ_pRL,Ｕ_pRR を補正遅延時間τ_R
と共に順次シフトさせながら所定数格納するシフトレジ
スタ領域が形成されていると共に、演算処理装置４４ｃ
の演算過程で必要な演算結果を逐次記憶する。

【００２２】次に、上記実施例の動作をマイクロコンピ
ュータ４４における演算処理装置４４ｃの処理手順を示
す図８のフローチャートを伴って説明する。すなわち、
図７の処理は所定サンプリング時間Ｔ_S （例えば２０ms
ec）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステッ
プＳ１で、現在の車速センサ２６の車速検出値Ｖ(n) を
読込み、次いでステップＳ２に移行して車速検出値Ｖ
(n) が予め設定された下限車速設定値Ｖ_L 及び上限車速
設定値Ｖ_H の制御対象車速範囲内であるか否かを判定
し、Ｖ(n) ＜Ｖ_L 又はＶ(n) ＞Ｖ_R であるときには、ス
テップＳ３に移行して、予見制御用制御ゲインＧを
“０”に設定してから後述するステップＳ１２に移行
し、Ｖ_L ≦Ｖ(n) ≦Ｖ_H であるときにはステップＳ４に
移行する。

【００２３】このステップＳ４では、振動入力推定回路
４１からの路面変位の微分値ｘ_0FL′，ｘ_0FR ′を読込
み、次いでステップＳ５に移行して、路面変位の微分値
ｘ_0FL ′，ｘ_0FR ′を例えばローパスフィルタ処理を行
うことにより、移動平均値ｘ _MFL ｘ_MFR を算出し、次い
でステップＳ６に移行して、移動平均値ｘ_MFL,ｘ_MFRが
予め設定された基準値ｘ_S 以上であるか否かを判定し、
ｘ_MFL,ｘ_MFR ≦ｘ_S であるときには、ステップＳ７に移
行して予見制御用制御ゲインＧを最大値Ｇ_MAXに設定し
てからステップＳ９に移行し、ｘ_MFL,ｘ_MFR ＞ｘ_S であ
るときには、予見制御用制御ゲインＧとして最大値Ｇ
_MAX より小さい制御ゲインＧ_L を設定してからステップ
Ｓ９に移行する。

【００２４】このステップＳ９では、路面変位の微分値
ｘ_0FL ′，ｘ_0FR ′をもとに下記(3) 式及び(4) 式の演
算を行って、後輪の圧力制御弁２０RL及び２０RRに対す
る予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR を算出する。 Ｕ_pRL ＝−〔Ｃ_p ＋｛１／（ω₁ ＋ｓ）｝Ｋ_p 〕ｘ_0FL ′ …………(3) Ｕ_pRR ＝−〔Ｃ_p ＋｛１／（ω₁ ＋ｓ）｝Ｋ_p 〕ｘ_0FR ′ …………(4) ただし、Ｃ_p は減衰力制御ゲイン、Ｋ_p はばね力制御ゲ
イン、ω₁ は制御上のカットオフ周波数ｆ_C に２πを乗
じた値であって、実際のサスペンションの 減衰定数Ｃ
及びばね定数Ｋに対してＣ_p ≦Ｃ，Ｋ_p ≦Ｋに設定さ
れ、且つω₁ ≧０に設定される。

【００２５】ここで、予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR を上
記(3) 式及び(4) 式に従って算出する理由は、通常の能
動型サスペンションのように、ばね下共振周波数領域に
対しては能動制御を行わず、５Hz以下の主にばね上共振
周波数領域の振動抑制を図る場合には、１輪の運動モデ
ルは図９に示すように、路面にばね要素Ｋ、減衰要素Ｃ
及び制御要素Ｕとが並列に配置され、これらの上方にば
ね上質量Ｍが配置され、このばね上質量Ｍに外力Ｆが作
用する１自由度モデルとして考えることができる。な
お、図９において、Ｘ₀ は路面変位、Ｘはばね上変位で
ある。

【００２６】この１輪１自由度モデルの運動方程式は、 Ｍ″Ｘ₀ ＝Ｃ（Ｘ₀ ′−Ｘ′）＋Ｋ（Ｘ₀ −Ｘ）−Ｆ＋Ｕ …………(5) で表すことができる。この(5) 式をばね上変位Ｘについ
て解くと、 となる。

【００２７】例えば前記(3) 式において、ｘ_0FL ′＝ｓ
ｘ_0FL であるので、この(3) 式をω₁ ＝０，Ｃ_p ＝Ｃ、
Ｋ_p ＝Ｋとして上記(6) 式に代入すると、(6) 式は、 となる。

【００２８】この(7) 式で路面入力推定回路４１による
路面変位の推定精度は前述したように充分高いので、
（Ｘ₀ −ｘ_0FL ）≒０となるので、(7) 式は、 となり、路面凹凸による影響が車体に殆ど伝達されず、
良好な乗心地を得ることができる。

【００２９】次いで、ステップＳ１０に移行して、車速
検出値Ｖをもとに下記(9) 式の演算を行って、前輪１１
FL及び１１FRが通過した路面に後輪１１RL及び１１RRが
到達する迄の遅延時間τ_R を算出する。 τ_R ＝（Ｌ／Ｖ）−τ_S …………(9) ただし、Ｌはホイールベース、τ_S は制御系の応答遅れ
時間であって、予め油圧系の応答遅れ時間、コントロー
ラの演算むだ時間及びフィルタの応答遅れ時間の和とし
て設定されている。

【００３０】次いで、ステップＳ１１に移行して、前記
ステップＳ９で算出した予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR と
上記ステップＳ１０で算出した遅延時間τ_R とを記憶装
置４４ｄに形成したシフトレジスタ領域の先頭位置に格
納すると共に、前回までに格納されている補正予見制御
力Ｕ_pRL,Ｕ_pRR 及び遅延時間τ_R とを順次シフトする。
このとき、遅延時間τ_R についてはシフトする際に、各
シフト位置の遅延時間τ_R からサンプリング時間Ｔ_S を
夫々減算した値を新たな遅延時間τ_R として更新して格
納する。

【００３１】次いで、ステップＳ１２に移行して、積分
回路４２FL〜４２RRからのばね上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR と
横加速度センサ２９からの横加速度検出値Ｙ_G を読込
み、次いでステップＳ１３に移行して、シフトレジスタ
領域に格納されている最古すなわち遅延時間τ_R が零と
なった補正予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR を読出し、これ
らと上記ステップＳ１２で読込んだばね上速度Ｚ_VFL 〜
Ｚ_VRR 及び横加速度検出値Ｙ_G とに基づいて下記(10)〜
(13)式に従って、総合制御力Ｕ_FL〜Ｕ_RRを算出し、且つ
読出した最古の補正予見制御力値Ｕ_pRL,Ｕ_pRR 及びこれ
に対する遅延時間τ_R をシフトレジスタ領域から消去す
る。

【００３２】 Ｕ_FL＝Ｕ_N −Ｋ_B ・Ｚ_VFL −Ｋ_R ・Ｙ_G ………(10) Ｕ_FR＝Ｕ_N −Ｋ_B ・Ｚ_VFR ＋Ｋ_R ・Ｙ_G ………(11) Ｕ_RL＝Ｕ_N −Ｋ_B ・Ｚ_VRL −Ｋ_R ・Ｙ_G ＋Ｇ・Ｕ_pRL …………(12) Ｕ_RR＝Ｕ_N −Ｋ_B ・Ｚ_VRR ＋Ｋ_R ・Ｙ_G ＋Ｇ・Ｕ_pRR …………(13) ここで、Ｕ_N は車高を目標車高に維持するために必要な
制御力、Ｋ_B はバウンス制御ゲイン、Ｋ_R はロール制御
ゲイン、Ｇは予見制御ゲインである。

【００３３】次いで、ステップＳ１４に移行して、上記
ステップＳ１３で算出した各制御力Ｕ_FL〜Ｕ_RRを圧力指
令値として夫々Ｄ／Ａ変換器４５FL〜４５RRに出力して
からタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラム
に復帰する。したがって、今、車両が平坦な良路を目標
車高を維持して制御対象車速範囲内（Ｖ_L ≦Ｖ(n) ≦Ｖ
_H ）の車速で直進定速走行しているものとする。この状
態では、車両が平坦な良路で目標車高を維持しているこ
とから、前輪側に配設されたストロークセンサ２７FL及
び２７FRのストローク検出値Ｓ_FL及びＳ_FRは略零となっ
ており、且つ車体側部材１０に揺動を生じないので、各
上下方向加速度センサ２８FL〜２８_RRの加速度検出値Ｚ
_GFL 〜Ｚ_GRR 及び横加速度センサ２９の横加速度検出値
Ｙ_G は共に略零となっている。このため、振動入力推定
回路４１の微分回路４１ａ及び４１ｂから出力されるス
トローク微分値Ｓ_VFL 及びＳ_VFR と、積分回路４１ｃ及
び４１ｄから出力されるばね上変位の微分値ｘ_FL ′及
びｘ_FR′とが夫々略零となるので、加算器４１ｅ及び４
１ｆから出力される路面変位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ
_0FR ′も略零となる。一方、上下方向加速度検出値Ｚ
_GFL 〜Ｚ_GRR が略零であるので、積分回路４２FL〜４２
RRから出力されるばね上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR も略零とな
っている。

【００３４】そして、路面変位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ
_0FR ′と、ばね上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR 及び横加速度検出
値Ｙ_G とが車速検出値Ｖと共にマイクロコンピュータ４
４に入力される。このように、平坦な良路走行を継続し
ている状態では、マイクロコンピュータ４４で、所定サ
ンプリング時間Ｔ_S 毎に実行される図８の処理におい
て、ステップＳ１１で順次シフトレジスタ領域に格納さ
れる予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR が零の状態を継続する
ので、遅延時間τ_R が経過した後の予見制御力Ｕ_pRL 及
びＵ_pRR も零となっており、一方ばね上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ
_VRR 及び横加速度検出値Ｙ_Gも零であるので、ステップ
Ｓ１３で算出される総合制御力Ｕ_FL〜Ｕ_RRは目標車高に
維持する中立圧制御力Ｕ_N のみに対応した値となり、こ
れらが出力側インタフェース回路４４ｂ及びＤ／Ａ変換
器４５FL〜４５RRを介して駆動回路４６FL〜４６RRに出
力される。

【００３５】このため、駆動回路４６FL〜４６RRで圧力
指令値Ｐ_FL〜Ｐ_RRに対応した指令電流ｉ_FL〜ｉ_RRに変換
されて前輪側の圧力制御弁２０FL〜２０RRに供給され
る。この結果、圧力制御弁２０FL〜２０RRから目標車高
を維持するために必要な中立圧Ｐ_CNが前輪側及び後輪側
の油圧シリンダ１８FL，１８FR及び１８RL，１８RRに出
力され、これら油圧シリンダ１８FL〜１８RRで車体側部
材１０及び車輪側部材１４間のストロークを目標車高に
維持する推力を発生する。

【００３６】このように、良路走行状態で、路面変位の
微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′が零であるときには、ステ
ップＳ５で算出される移動平均値ｘ_MFL,ｘ_MFR も零とな
るので、ステップＳ６でｘ_MFL,ｘ_MFR ＜ｘ_S となり、ス
テップＳ７に移行して、予見制御用ゲインＧが最大値Ｇ
_MAX に設定される。したがって、この良路直進走行状態
で、例えば前左右輪１１FL及び１１FRが同時に路面がス
テップ状に上昇する段差でなる所謂ランプステップ路を
通過する状態となると、前左右輪の段差乗り上げによっ
て前輪１１FL及び１１FRがバウンドし、これによってス
トロークセンサ２７FL及び２７FRのストローク検出値Ｓ
_FL及びＳ_FRが零から正方向に急増すると共に、車体側部
材１０に上方向の加速度が発生し、前左右輪の上下方向
加速度センサ２８FL及び２８FRの加速度検出値Ｚ_GFL及
びＺ_GFR が正方向に増加する。

【００３７】そして、これらストローク検出値Ｓ_FL及び
Ｓ_FRと、上下方向加速度検出値Ｚ_GFL 及びＺ_GFR とが振
動入力推定回路４１に入力されるので、この振動入力推
定回路４１で、前述したように車体側部材１０の上下動
に影響されない真に路面形状に応じた正の値となる路面
変位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′がマイクロコンピュ
ータ４４に出力される。

【００３８】したがって、マイクロコンピュータ４４で
は、ステップＳ９の処理で路面変位の微分値ｘ_0FL ′及
びｘ_0FR ′をもとに前記(3) 式及び(4) 式に従って算出
される予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR が負となり、これら
予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRRがステップＳ１０で算出さ
れる前輪１１FL及び１１FRが通過した路面に後輪１１RL
及び１１RRが到達する迄の遅延時間τ_R と共にシフトレ
ジスタ領域の先頭位置に格納すると共に、前回までの零
の予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR と遅延時間τ_R とを順
次１つずつシフトし、このとき各遅延時間τ_R からサン
プリング時間Ｔ_S を減算した値を新たな遅延時間τ_R と
して更新する。

【００３９】この時点では、シフトレジスタ領域に格納
されている前回までの各予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR は
零であるので、後輪側の制御力Ｕ_RL及びＵ_RRは中立制御
力Ｕ_N を維持するが、前輪１１FL及び１１FR位置での上
下方向加速度センサ２８FL及び２８FRの加速度検出値Ｚ
_GFL 及びＺ_GFR が正方向に増加しているので、ステップ
Ｓ１３で算出される前輪側の総合制御力Ｕ_FL及びＵ_FRが
段差乗り上げによる車体上昇速度に応じて中立制御力Ｕ
_N より低下され、これに応じて駆動回路４６FL及び４６
FRから出力される指令電流ｉ_FLが低下し、これによって
圧力制御弁２０FL及び２０FRから出力される制御圧Ｐ_C
が中立圧Ｐ_CNより低下して、油圧シリンダ１８FL及び１
８FRの推力が低下され、前輪側のストロークを減少させ
ることにより、スカイフックダンパ機能を発揮して前輪
１１FL及び１１FRの段差乗り上げによる車体側部材１０
の揺動を抑制することができる。

【００４０】その後、前輪１１FL及び１１FRがランプス
テップ路を通過し終わると、再度前輪１１FL及び１１FR
については目標車高を維持する制御力Ｕ_FL及びＵ_FRに復
帰するが、後輪１１RL及び１１RRについては、ステップ
Ｓ１０で算出した遅延時間τ_R が零となる時点即ち後輪
１１RL及び１１RRがランプステップ路を通過する時点
で、ステップＳ１３で前輪１１FL及び１１FRが段差乗り
上げ時に算出した負の予見制御力Ｕ_pFL 及びＵ_pRR が読
出され、このとき予見制御ゲインＧが最大値Ｇ_MAX に設
定されているので、これらに基づいて算出される総合制
御力Ｕ_RL及びＵ_RRが中立圧制御力Ｕ_N より低下すること
になり、後輪１１RL及び１１RRの段差乗り上げ時の衝撃
力を大幅に緩和することができ、前述した(8) 式で表さ
れるように、路面凹凸による影響が車体に殆ど伝達され
ずに、良好な乗心地を確保することができる。しかも、
後輪１１RL及び１１RRの段差乗り上げによって、後輪側
の車体側部材１０に上方向の加速度が生じたときには、
この加速度が上下方向加速度センサ２８RL及び２８RRで
検出され、積分回路４２RL及び４２RRで積分されたばね
上速度Ｚ_VRL 及びＺ_VRR がマイクロコンピュータ４４に
入力されるので、ステップＳ１３でスカイフックダンパ
機能を発揮して車体側部材１０の上昇を抑制する能動制
御力が発生され、これによって、圧力制御弁２０RL及び
２０RRが制御されることにより、油圧シリンダ１８RL及
び１８RRに供給される油圧が制御されて、車体の揺動が
抑制される。

【００４１】ところが、車両が悪路を走行する状態とな
ると、図１０に示すように、路面入力推定回路４１から
出力される路面変位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′が大
きな値で連続することになるので、これららの移動平均
値ｘ_MFL,ｘ_MFR も大きな値となって基準値ｘ_S 以上とな
る。このため、ステップＳ６からステップＳ８に移行し
て、予見制御ゲインが小さい値Ｇ_L に設定されることか
ら、ステップＳ１３で算出される後輪側の総合制御力Ｕ
_RL及びＵ_RRのうち予見制御力が占める割合が低下され、
ばね上速度Ｚ_VRL,Ｚ_VRR 及び横加速度検出値Ｙ_G による
バウンス制御力及びロール制御力は通常状態に維持され
るので、悪路走行時には能動制御による姿勢変化抑制制
御が予見制御より優先されることになり、操縦安定性を
確保することができる。

【００４２】一方、直進走行状態から旋回状態に移行す
ると、旋回外輪側が沈み込み、旋回内輪側が浮き上がる
ロールを生じることになるが、この状態では、横加速度
検出値Ｙ_G が大きな値となることから、旋回外輪側に対
しては大きな圧力指令値が算出され、逆に旋回内輪側に
対しては小さな圧力指令値され、これらが圧力制御弁２
０FL〜２０RRに出力されることから、通常の能動型サス
ペンションと同様に油圧シリンダ１８FL〜１８RRでロー
ルによる姿勢変化を抑制する推力を発生させることがで
きる。

【００４３】なお、上記実施例においては、路面推定振
動入力の大きさの移動平均値を基準値と比較して路面状
態を判定する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、路面入力推定回路４１からの路面変位
の微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR′を演算処理装置４４ｃで
フーリエ変換し、これを図１１に示すように基準信号レ
ベルと比較して基準信号レベルを越えているか否かによ
って悪路判断するようにしてもよい。この場合の基準レ
ベルの設定方法としては、能動型サスペンションに用い
られるアクチュエータは図１２に示すように、カットオ
フ周波数ｆ_C を持ち、これ以上の周波数領域では応答性
が低下するという特性を有している。このアクチュエー
タにおけるエネルギ消費は発生する推力Ｆとストローク
速度Ｓ_Vとの積Ｓ×Ｆで表され、ストローク速度は図１
３に示すように周波数に正比例する。このことから、能
動型サスペンションの制御は、図１４に示すように、高
周波数でゲインを下げて、エネルギ消費を抑制するよう
にするのが一般的となっている。したがって、アクチュ
エータにおけるエネルギ消費は、図１５に示すように、
カットオフ周波数ｆ_C 付近の周波数の入力に対するエネ
ルギ消費が大きくなる。この結果、振動入力にカットオ
フ周波数ｆ_C 付近の周波数成分が多い場合には予見制御
のゲインを下げるように基準レベルを設定する。このよ
うに路面入力の周波数特性に応じて悪路判断を行うこと
により、油圧ポンプの油圧供給能力に応じて適切にゲイ
ン設定を行うことができる利点がある。

【００４４】また、上記実施例においては、路面入力推
定値に基づいて予見制御ゲインＧを調整する場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、図１６
に示すように、予め記憶装置４４ｄにばね上速度Ｚ_VFL
〜Ｚ_VRR や横加速度検出値Ｙ_G と予見制御ゲインＧとの
関係を表すゲイン管理マップを記憶させてお、このマッ
プを参照して、ばね上速度Ｚ_VFL 〜Ｚ_VRR や横加速度検
出値Ｙ_G が大きくなるにつれて姿勢変化抑制のための制
御力が大きくなると判断して、予見制御ゲインＧを徐々
に低下させて姿勢変化抑制制御を予見制御より優先させ
るようにしてもよい。このように姿勢変化検出値に基づ
いて予見制御ゲインＧを低下させることにより、悪路走
行状態でも車体の姿勢変化が少ないときには、予見制御
ゲインを大きくして十分な予見制御を行うことができ、
悪路での乗心地を向上させることができる利点がある。

【００４５】さらに、上記実施例においては、マイクロ
コンピュータ４４で、予見制御力Ｕ_pRL 及びＵ_pRR を遅
延時間τ_R と共にシフトレジスタ領域に順次シフトしな
がら格納し、遅延時間τ_R が零となった予見制御力Ｕ
_pRL 〜Ｕ_pRR に基づいて予見制御を行う場合について説
明したが、これに限らず路面変位の微分値ｘ_0FL ′及び
ｘ_0FR ′を遅延時間τ_R と共にシフトレジスタ領域に順
次シフトしながら格納し、遅延時間が零となった路面変
位の微分値ｘ_0FL ′及びｘ_0FR ′をもとに予見制御力Ｕ
_pRL 及びＵ_pRR を算出するようにしてもよい。

【００４６】さらにまた、上記実施例においては、前輪
位置のストロークセンサ２７FL，２７FR、上下方向加速
度センサ２８FL，２８FR及び振動入力推定回路４１で前
方路面情報検出手段を構成した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、前輪１１FL及び１
１FRより前方位置に超音波距離センサ、レーザ距離セン
サ等の非接触式距離センサを配置し、この非接触式距離
センサの距離検出値に基づいて前輪側油圧シリンダ１８
FL及び１８FRと後輪側油圧シリンダ１８RL及び１８RRと
を予見制御することもできる。

【００４７】また、上記実施例においては、サスペンシ
ョンの能動制御を上下方向加速度及び横加速度に基づい
てのみ行う場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、他の前後方向加速度センサの加速度検出
値に基づいてピッチを抑制する制御信号を算出し、これ
らを前記圧力指令値Ｐ_FL〜Ｐ_RRに加減算してトータル制
御を行うようにしてもよい。

【００４８】さらに、上記各実施例においては、制御弁
として圧力制御弁２０FL〜２０RRを適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、他の流
量制御型サーボ弁等を適用し得るものである。また、上
記実施例においては、コントローラ３０をマイクロコン
ピュータ６２で構成した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、シフトレジスタ、演算回路
等の電子回路を組み合わせて構成するようにしてもよい
ことは言うまでもない。

【００４９】さらに、上記実施例においては、作動流体
として作動油を適用した場合について説明したが、これ
に限らず圧縮率の少ない流体であれば任意の作動流体を
適用し得る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るサ
スペンション制御装置によれば、路面情報に基づいて予
見制御の制御ゲインを制御するようにしたので、悪路走
行状態のようにアクチュエータのエネルギ消費量が多く
なるときには予見制御ゲインを低下させることにより、
予見制御のエネルギ消費分を減少させて姿勢変化抑制制
御を優先させて行うことができ、車両の操縦安定性を確
保することができるという効果が得られる。

【００５１】また、請求項２に係るサスペンション制御
装置によれば、車体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出
手段の姿勢変化検出値が基準値より大きいときに予見制
御ゲインを低下させるように構成したので、車体の姿勢
変化を抑制するための制御力が不足することを確実に防
止することができ、車両の操縦安定性をより確保するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図であって、(a) は請求項１
に対応し、(b) は請求項２に対応している。

【図２】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】圧力制御弁の指令電流に対する制御圧の関係を
示す特性線図である。

【図４】ストロークセンサの出力特性を示す特性線図で
ある。

【図５】上下方向加速度センサの出力特性を示す特性線
図である。

【図６】横加速度センサの出力特性を示す特性線図であ
る。

【図７】コントローラの一例を示すブロック図である。

【図８】マイクロコンピュータの処理手順の一例を示す
フローチャートである。

【図９】１輪１自由度モデルを示す説明図である。

【図１０】路面振動レベル変化を示す特性線図である。

【図１１】周波数に対する路面振動入力及び基準レベル
の関係を示す特性線図である。

【図１２】アクチュエータの周波数に対するゲイン特性
を示す特性線図である。

【図１３】アクチュエータの周波数に対するストローク
速度の関係を示す特性線図である。

【図１４】能動型サスペンションの周波数に対するゲイ
ン特性を示す特性線図である。

【図１５】周波数に対するエネルギ消費の関係を示す特
性線図である。

【図１６】加速度検出値に対する予見制御ゲインの関係
を示す特性線図である。

【符号の説明】

１０ 車体側部材 １１FL〜１１RR 車輪 １４ 車輪側部材 １８FL〜１８RR 油圧シリンダ ２０FL〜２０RR 圧力制御弁 ２２ 油圧源 ２６ 車速センサ ２７FL，２７FR ストロークセンサ ２８FL〜２８RR 上下方向加速度センサ ２９ 横加速度センサ ３０ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤津 洋介 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象車輪と車体との間に介装された
   流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの圧力室に連通さ
   れてその作動流体圧力を制御する圧力制御弁と、車体の
   姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、前記制御対象
   車輪より前方の路面情報を検出する前方路面情報検出手
   段と、該前方路面情報検出手段の路面情報に基づいて当
   該前方路面情報検出手段で検出した路面に制御対象車輪
   が到達する時点で前記圧力制御弁に対する予見制御指令
   値を形成する予見制御手段と、前記姿勢変化検出手段の
   姿勢変化検出値に基づいて車体の姿勢変化を抑制する指
   令値を形成する能動制御手段とを備えたサスペンション
   制御装置において、前記前方路面情報検出手段の路面情
   報に基づいて路面状態を判定し、当該路面状態に応じて
   前記予見制御手段の制御ゲインを制御するゲイン制御手
   段を備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 【請求項２】 制御対象車輪と車体との間に介装された
   流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの圧力室に連通さ
   れてその作動流体圧力を制御する圧力制御弁と、車体の
   姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、前記制御対象
   車輪より前方の路面情報を検出する前方路面情報検出手
   段と、該前方路面情報検出手段の路面情報に基づいて当
   該前方路面情報検出手段で検出した路面に制御対象車輪
   が到達する時点で前記圧力制御弁に対する予見制御指令
   値を形成する予見制御手段と、前記姿勢変化検出手段の
   姿勢変化検出値に基づいて車体の姿勢変化を抑制する指
   令値を形成する能動制御手段とを備えたサスペンション
   制御装置において、前記姿勢変化検出手段の姿勢変化検
   出値が設定値以上であるときに前記予見制御手段の制御
   ゲインを低下させるゲイン制御手段を備えたことを特徴
   とするサスペンション制御装置。