JPH0542810A - 車両用サスペンシヨン装置 - Google Patents

車両用サスペンシヨン装置

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JPH0542810A
JPH0542810A JP3026551A JP2655191A JPH0542810A JP H0542810 A JPH0542810 A JP H0542810A JP 3026551 A JP3026551 A JP 3026551A JP 2655191 A JP2655191 A JP 2655191A JP H0542810 A JPH0542810 A JP H0542810A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体車軸間に油圧シリンダを備えたアクティ
ブ型の車両用サスペンション装置において、通常の路面
走行においては路面変化を吸収し車体の姿勢を安定的に
保ち、しかも大きな凹凸のある路面走行においては油圧
シリンダがフルストローク動作することによるフルリバ
ウンドあるいはフルバンプを防止する。 【構成】 車高センサ１０の検出値にこの検出値の増加
に応じて増加する車高制御増幅率Ｋ1を乗算して得られ
る車高制御量ｑ1と、車高センサ１０の検出値を微分し
たものｖ21に速度制御増幅率Ｋ2を乗算して得られる速
度制御量ｑ2とを加え合わせ、この加え合わせにより得
られた流量信号ｑに基づいて油圧シリンダへの流量を制
御して車体車軸間距離を中立状態に戻すとともに車体車
軸間の相対速度を抑制する。そして、車高センサ１０の
検出値が車体車軸間距離の中立状態を示す値の付近にあ
るときには速度制御増幅率Ｋ2の値を０とし、それ以外
では０より大きな値として、前記流量の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車体車軸間に油圧シリ
ンダを備えた車両用サスペンション装置に係わり、特に
通常の路面走行においては路面変化を吸収し車体の姿勢
を安定的に保つことができ、しかも大きな凹凸のある路
面走行においては前記油圧シリンダがフルストローク動
作することによるフルリバウンドあるいはフルバンプが
起こり難い車両用サスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車体車軸間に油圧シリンダを備
え、車体の上下速度を検知してこれに負の定数を乗算し
た値に応じて前記油圧シリンダの発生力を制御して車体
の振動を防止するアクティブ制御方式の車両用サスペン
ション装置が知られている。ところが、このサスペンシ
ョン装置は、各車輪毎に設けられた加速度センサの出力
値を積分することにより各車輪位置における車体の上下
速度を算出しなければならず、この車輪毎の積分計算に
時間がかかり応答性が悪いという短所を有するととも
に、前記加速度センサの誤差が拡大されるので加速度セ
ンサに僅かでも誤差があると良好な制振特性が得られな
いという問題を有していた。
【０００３】そこで、出願人は特願平1ー100590により
上記問題点が解消されたサスペンション装置を提案し
た。すなわち、車体車軸間の距離の変動に応じて変位し
て作動室の容積が増減する油圧シリンダと、該油圧シリ
ンダの作動室に接続され内部に気体及び出入り可能な油
を含むアキュームレータと、該アキュームレータ及び前
記シリンダに対して給排油を行う流量制御弁と、前記車
体車軸間の距離を検出する車高センサと、車体の上下加
速度を検出する加速度センサとを備え、前記車高センサ
の検出信号に第一の増幅率を乗算して得られる第一の流
量制御信号と、前記加速度センサの検出信号に第二の増
幅率を乗算して得られる第二の流量制御信号とに基づい
て前記流量制御弁を制御する制御部が設けられたもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このサスペンション装
置は、良好な制振特性を有するとともに、前述のような
積分演算を必要としないため応答性も高いという優れた
ものであるが、緩やかな路面変化をも吸収し車体の姿勢
を安定させるためには前記第一の増幅率を小さく設定せ
ざるを得ないので、油圧シリンダがストロークエンド付
近にあっても制御量が小さくフルリバウンドあるいはフ
ルバンプし易いという問題を有していた。なおここで、
フルリバウンドとは前記油圧シリンダがストロークエン
ドまで伸びて衝撃的に車体が跳ね返る現象であり、フル
バンプとは前記油圧シリンダがストロークエンドまで縮
んでピストンがシリンダエンドに衝撃的に突き当たる現
象である。
【０００５】本発明は上記従来の問題点に鑑みなされた
ものであって、通常の路面走行においては路面変化を吸
収し車体の姿勢を安定的に保つことができ、しかも大き
な凹凸のある路面走行においては前記油圧シリンダがフ
ルストローク動作することによるフルリバウンドあるい
はフルバンプが起こり難い車両用サスペンション装置を
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】本発明の車両用サスペン
ション装置は、車体車軸間の距離の変動に応じて変位し
て作動室の容積が増減する油圧シリンダと、該油圧シリ
ンダの作動室に接続され内部に気体及び出入り可能な油
を含むアキュームレータと、該アキュームレータ及び前
記シリンダに対して給排油を行う流量制御弁と、前記距
離の変動を検出する車高センサとを備え、前記車高セン
サの検出値に該検出値の増加に応じて増加する車高制御
増幅率を乗算して得られる車高制御量と、前記車高セン
サの検出値を微分したものに速度制御増幅率を乗算して
得られる速度制御量とを加え合わせ、この加え合わせに
より得られた流量信号に基づいて前記流量制御弁を制御
して前記距離を中立状態に戻すとともに車体車軸間の相
対速度を抑制する制御部が設けられ、該制御部は、前記
車高センサの検出値が前記距離の中立状態を示す値を含
む所定範囲内にあるときには前記速度制御増幅率の値を
所定値以下とし、前記車高センサの検出値が前記所定範
囲から外れると前記所定値より大きな値として、前記流
量制御弁の制御を行うことを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明のサスペンション装置によれば、油圧シ
リンダがフルストローク近く作動するような大きな車高
変化が発生した場合には、制御部において車高制御増幅
率が増加するとともに速度制御増幅率が所定値より大き
な値となり流量信号が急増するので、車高をもとに戻す
油圧シリンダの力が急増し、油圧シリンダがフルストロ
ーク作動することによるフルリバウンドやフルバンプの
発生が防止される。すなわち、本発明のサスペンション
装置は、車体車軸間の距離をフィードバック制御してこ
の距離が中立状態から離れていればいるほど大きな力で
これを中立状態に戻すとともに、車体車軸間の速度もフ
ィードバック制御してこれを抑制する（サスペンション
減衰係数を大きくする）ので、フルリバウンド等を極め
て確実に防止できる。
【０００８】しかも、車体車軸間の距離が中立状態付近
にある時(通常の路面走行時)には速度制御増幅率が所定
値以下とされて前記フィードバック制御の制御量が小さ
くなるか又は前記フィードバック制御が行われなくなる
とともに、車高制御増幅率は油圧シリンダがフルストロ
ークに近い範囲でのみ増加させられる。このため、車両
の乗り心地が悪くなりがちな速度フィードバックを採用
しながら、通常の路面走行においては、サスペンション
減衰係数を小さく維持し車高変化に対して車高を戻す動
作を緩やかに行って、良好な車両の乗り心地を確保する
ことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図５により説
明する。図１は、本発明の車両用サスペンション装置の
構成を示すブロック図である。図１において、符号１で
示すものは車体、符号２は車軸、符号３はタイヤ、符号
４は一端を車体１に他端を車軸２に各々軸支されたアー
ムであり、これらは車両の一部である。
【００１０】図１の車両に搭載されるサスペンション装
置の構成は次のとおりである。まず、符号５で示すもの
は車軸２に設けられた油圧シリンダであって、車体１を
支持している。油圧シリンダ５は、車体１及び車軸２間
の上下方向の相対変位（以下、車高という）（Ｘ2ー
Ｘ1）に応じて伸び縮みし、それに応じて、配管Ｌ３を
通じて油が出入りするようになっている。ここでＸ1は
車軸２の、Ｘ2は車体１の各々高さ方向の基準点からの
変位を表している。また、油圧シリンダ５は、そのピス
トン５ａの両側に油室が形成されピストン５ａには両側
の油室を連通させる貫通孔が形成されたもので、その受
圧面積はロッド５ｂの断面積に等しいものである。
【００１１】また、符号６で示すものはエンジンＥを駆
動源とする油圧ポンプ、符号７は内部に気体を含んでガ
スばねの働きをするアキュームレータ、符号８は油を貯
蔵するリザーバタンクである。これら、油圧ポンプ６、
アキュームレータ７及びリザーバタンク８から油圧装置
（油圧源）が構成されている。また、符号９で示すもの
は油圧シリンダ５に対する給排油量を調節する制御弁で
ある。この流量制御弁９は配管Ｌ１を介して油圧ポンプ
６に接続され、配管Ｌ２を介してリザーバタンク８に接
続され、配管Ｌ３を介して油圧シリンダ５に接続されて
いる。
【００１２】また、油圧シリンダ５と流量制御弁９とを
接続する配管Ｌ３の中点には、内部に気体を有するアキ
ュームレータ１３が設けられている。さらに、配管Ｌ３
の中点とアキュームレータ１３との間には、絞り１４が
設けられている。この絞り１４は、流量制御弁９が作動
しなくなった場合に、自由振動を抑制する配管抵抗（減
衰力）として機能するものである。符号１０は車高を検
出する車高センサ、符号１２は車高センサ１０からの車
高信号(Ｘ2ーＸ1）の供給を受け、これらの信号に基づ
いて、後述する流量制御弁９の給油側ソレノイド９Ｐ及
び排油側ソレノイド９Ｒの移動量（したがって、給排油
量）を制御する制御回路である。
【００１３】つぎに、流量制御弁９について詳述する。
流量制御弁９は、２つのソレノイド（給油側ソレノイド
９Ｐ、排油側ソレノイド９Ｒ）と、出入力ポート９ａ
と、これらのソレノイド９Ｐ，９Ｒによって、出入力ポ
ート９ａに各々切換接続される３つのポート、すなわち
給油ポート９ｂ、保持ポート９ｃ、排油ポート９ｄとか
らなっている。出入力ポート９ａは配管Ｌ３に接続され
ている。
【００１４】ここで、制御回路１２から給油側ソレノイ
ド９Ｐに電流ＩPが通電されれば、給油ポート９ｂと出
入力ポート９ａとが開弁状態になるとともに、油圧ポン
プ６が作動して、リザーバタンク８から油圧シリンダ５
及びアキュームレータ１３へ給油が行われ、これにより
油圧シリンダ５に加圧力が発生するようになっている。
一方、制御回路１２から排油側ソレノイド９Ｒに電流Ｉ
Rが通電されれば、排油ポート９ｄを出入力ポート９ａ
とが開弁状態となり、これにより油圧シリンダ５及びア
キュームレータ１３からリザーバタンク８へ排油され減
圧されるようになっている。
【００１５】なお、制御回路１２が、給油側ソレノイド
９Ｐ及び排油ソレノイド９Ｒのいずれにも通電しない場
合には、保持ポート９ｃと出入力ポート９ａとが接続さ
れ、これにより、給排油側を停止状態にして、油圧シリ
ンダ５内の油を保持するようにしている。この流量制御
弁９は、図２に示すように、電流値ＩP，ＩRに応じて流
出入量ｑの絶対値が、一定の関数的条件に従って単調に
増加するようになっている。
【００１６】つぎに、図３を参照して、制御回路１２の
構成及び機能について説明する。図３は制御回路１２の
構成及び機能を示すブロック図である。この図におい
て、車高センサ１０は、この車高信号（Ｘ2ーＸ1）を制
御回路１２へ供給する。
【００１７】この制御回路１２は、供給された車高信号
（Ｘ2−Ｘ1）の供給を受けると、増幅要素Ｂ７におい
て、この車高信号（Ｘ2−Ｘ1）に車高制御増幅率Ｋ
1（詳細後述する）を乗算し、車高制御量ｑ1（ｑ1＝Ｋ1
・(Ｘ2ーＸ1)）として出力する。また、微分要素Ｂ８に
おいて車高信号（Ｘ2ーＸ1）を微分して車高速度信号Ｖ
21を出力するとともに、要素Ｂ１０において車高信号
（Ｘ2ーＸ1）を受けてこれに応じた速度制御増幅率Ｋ2
（詳細後述する）を出力する。そして、微分要素Ｂ８の
出力Ｖ21と要素Ｂ１０の出力Ｋ２とを乗算要素Ｂ１１に
おいて掛け合わせて得られる速度制御量ｑ2と、前記車
高制御量ｑ1とを、加え合わせ点ｅにおいて加え合わせ
る。
【００１８】そして、この加え合わせにより得られた流
量信号ｑ(ｑ＝ｑ1−ｑ2)を伝達要素Ｂ９に入力し、流量
制御弁９の流量が流量信号ｑの値となるように流量制御
弁特性の逆変換を行い、給油側ソレノイド９Ｐ又は排油
側ソレノイド９Ｒに通電する。すなわち、制御回路１２
は、流量信号ｑが正の場合には給油側ソレノイド９Ｐに
流量ｑに対応する電流ＩPを流し、流量信号ｑが負の場
合には排油側ソレノイド９Ｒに流量ｑに対応する電流Ｉ
Rを流す。
【００１９】ここで、前記車高制御増幅率Ｋ1は、図４
に示すように、各範囲で下記（１）〜（３）の如く設定
されている。 (１)ｈBST＜Ｘ2ーＸ1＜ｈRSTの場合（だだし、Ｘ2ーＸ1
≒０を除く） これは、車両が通常の路面を走行している場合であっ
て、車高(Ｘ2ーＸ1)が、油圧シリンダ５が伸び側にフル
ストローク動作する少し手前にある状態の車高である常
用最大車高ｈRSTと、油圧シリンダ５が縮み側にフルス
トローク動作する少し手前にある状態の車高である常用
最小車高ｈBSTとの間にある場合である。そして、この
場合Ｋ1は、サスペンション装置の車高を中立位置（Ｘ2
−Ｘ1≒０となる位置）に戻す機能に支障をきたさない
限り極力小さな一定値−ｋ10（ｋ10＞０）に設定されて
いる。
【００２０】(２)Ｘ2−Ｘ1≧ｈRSTの場合 これは、油圧シリンダ５が常用最大車高ｈRSTに対応す
る位置を超えて伸びた状態にある場合で、この場合、例
えばＫ1＝−ｋ10・(Ｘ2ーＸ1)／ｈRSTと設定されること
により、車高（Ｘ2ーＸ1）の増加に対して車高制御量ｑ
1が高次関数的に低下するようになっている。
【００２１】(３)Ｘ2−Ｘ1≦ｈBSTの場合 これは、油圧シリンダ５が常用最小車高ｈBSTに対応す
る位置を超えて縮んだ状態にある場合で、この場合、例
えばＫ＝ｋ10・(Ｘ2ーＸ1)／ｈBSTと設定されることに
より、車高（Ｘ2ーＸ1）の減少に対して流量信号ｑ1が
高次関数的に上昇するようになっている。
【００２２】また前記速度制御増幅率Ｋ2は、第５図に
示すように、各範囲で下記の如く設定されている。 (４)ｈBD＜Ｘ2ーＸ1＜ｈRDの場合 車両が通常の路面を走行している場合であって、車高
(Ｘ2ーＸ1)が中立位置を含む所定範囲内にある場合であ
るが、この場合、Ｋ2＝０の所定値に設定されている。
なおここで、ｈBST＜ｈBD，ｈRD＜ｈRSTである。
【００２３】(５)Ｘ2−Ｘ1≦ｈBD又はＸ2−Ｘ1≧ｈRDの
場合 これは、油圧シリンダ５が中立位置付近を離れて伸びた
状態又は縮んだ状態にある場合で、この場合、Ｋ2は所
定値０より大きな一定値ｋ2（ｋ2＞０）に設定されてい
る。
【００２４】以上のように構成された、サスペンション
装置によれば、油圧シリンダ５がフルストローク近く作
動するような大きな車高変化が発生した場合には、制御
部において車高制御増幅率Ｋ1が増加するとともに速度
制御増幅率Ｋ2が大きな値Ｋ20となり流量信号ｑの絶対
値が急増するので、車高をもとに戻す油圧シリンダ５の
力が急増し、油圧シリンダ５がフルストローク作動する
ことによるフルリバウンドやフルバンプの発生が防止さ
れる。
【００２５】すなわち、上記サスペンション装置は、車
体車軸間の距離をフィードバック制御してこの距離が中
立状態から離れていればいるほど大きな力でこれを中立
状態に戻すとともに、車体車軸間の速度もフィードバッ
ク制御してこれを抑制する（サスペンション減衰係数を
大きくする）ので、フルリバウンド等を極めて確実に防
止できる。
【００２６】しかも、車高が中立状態付近にある時（通
常の路面走行時）には速度制御増幅率Ｋ2が０とされて
前記速度フィードバック制御が行われなくなるととも
に、車高制御増幅率Ｋ1は油圧シリンダがフルストロー
クに近い範囲でのみ増加させられる。このため、車両の
乗り心地が悪くなりがちな速度フィードバックを採用し
ながら、通常の路面走行においては、サスペンション減
衰係数を小さく維持し車高変化に対して車高を戻す動作
を緩やかに行って、良好な車両の乗り心地を確保するこ
とができる。
【００２７】つまり、通常走行時における車高の変化は
このサスペンション装置により緩和され路面の変化がそ
のまま車体に伝達されて車体の姿勢が不安定になること
がない。一方、大きなうねりのような凹凸が路面にあっ
て大きな車高変化が発生した場合には、流量信号ｑは前
述のように急激に増加し、車高をもとに戻す油圧シリン
ダ５の力が急増するので、油圧シリンダ５がフルストロ
ーク作動することによるフルリバウンドやフルバンプの
発生が極めて確実に防止される。
【００２８】なお、本発明は上記実施例に限られるもの
ではない。例えば、図６に示すように、速度制御増幅率
Ｋ2が、（Ｘ2−Ｘ1）＝ｈBD，ｈRDにおいてなめらかに
変化するように設定されているとなお良い。図７は、こ
の場合の、車高（Ｘ2−Ｘ1），車体の上下相対速度
Ｖ21，車高制御量ｑ1，速度制御量ｑ2の時系列のデータ
を示した図であるが、速度制御量ｑ2が緩やかに立ち上
がっており、制御の不連続がないことがわかる。さら
に、図８に示すように、速度制御増幅率Ｋ2を、ｈBD＜
Ｘ2ーＸ1＜ｈRDの範囲において正の小さな値Ｋ21（一点
鎖線で示す）として速度フィードバックの制御量を小さ
くするようにしてもよく、これとは逆に速度制御増幅率
Ｋ2を負の値Ｋ22（Ｋ22＜０）とすれば、さらに柔らか
い車両の乗り心地を得ることができる。
【００２９】また、図９，図１０に示すように、車高速
度信号Ｖ21の正負によって、所定領域（ｈBST＜Ｘ2ーＸ
1＜ｈRST）外における車高制御増幅率Ｋ1を切替えるよ
うにしてもよい。すなわち、車高制御増幅率Ｋ1を、各
範囲で下記(４)〜(６)の如く設定してもよい。 (４)ｈBST＜Ｘ2ーＸ1＜ｈRSTの場合（だだし、Ｘ2ーＸ1
≒０を除く） 極力小さな一定値−ｋ10（ｋ10＞０）に設定する。
【００３０】(５)Ｘ2−Ｘ1≧ｈRSTの場合 速度信号Ｖ21≦０の場合には、Ｋ1＝−ｋ10とし、速度
信号Ｖ21＞０の場合には、例えばＫ1＝−ｋ10・(Ｘ2ー
Ｘ1)／ｈRSTと設定することにより、車高（Ｘ2ーＸ1）
の増加に対して車高制御量ｑ1が高次関数的に低下する
ようにする。
【００３１】(６)Ｘ2−Ｘ1≦ｈBSTの場合 速度信号Ｖ21≧０の場合には、Ｋ1＝−ｋ10とし、速度
信号Ｖ21＜０の場合には、例えばＫ＝ｋ10・(Ｘ2ーＸ1)
／ｈBSTと設定することにより、車高(Ｘ2ーＸ1)の減少
に対して流量信号ｑ1が高次関数的に上昇するようにす
る。
【００３２】このようにすれば、通常の車高変化を越え
た場合でも、その時点の車高変化の向きが油圧シリンダ
５がフルストローク動作する向きでなければ、増幅率Ｋ
1は極力小さな一定値−ｋ10とされ、中立位置への戻り
は緩やかに行なわれる。このため、さらに広い範囲で柔
らかい車両の乗り心地を得ることができる。
【００３３】なお、この場合、増幅要素Ｂ７に車高速度
信号Ｖ21を入力する必要があるが、例えば、微分要素Ｂ
８の出力を分岐させてここに入力させればよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明のサスペンション装置によれば、
フルリバウンドやフルバンプの発生が極めて確実に防止
され、しかも、通常の路面を走行する際の車高変化に対
しては、車高を戻す動作が緩やかに行われて路面の変化
がそのまま車体に伝達されて乗り心地が悪くなることが
ないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】サスペンション装置の全体構成を示すブロック
図である。
【図２】流量制御弁の特性を示す図である。
【図３】制御部の構成及び機能を示すブロック線図であ
る。
【図４】車体車軸間距離と車高制御量との関係を示す図
である。
【図５】車体車軸間距離と速度制御増幅率との関係を示
す図である。
【図６】車体車軸間距離と速度制御増幅率との関係を示
す図である。
【図７】車体車軸間距離，車体の相対速度，車高制御
量，速度制御量の時系列のデータを示した図である。
【図８】車体車軸間距離と速度制御増幅率との関係を示
す図である。
【図９】車体車軸間距離と車高制御増幅率との関係を示
す図である。
【図１０】車体車軸間距離と車高制御量との関係を示す
図である。
【符号の説明】
１ 車体 ２ 車軸 ９ 流量制御弁 １０ 車高センサ １２ 制御部 １３ アキュームレータ Ｘ2−Ｘ1 車体車軸間距離（車高） Ｋ1 車高制御増幅率 Ｋ2 速度制御増幅率 ｑ1 車高制御量 ｑ2 速度制御量 ｑ 流量信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体車軸間の距離の変動に応じて変位し
    て作動室の容積が増減する油圧シリンダと、該油圧シリ
    ンダの作動室に接続され内部に気体及び出入り可能な油
    を含むアキュームレータと、該アキュームレータ及び前
    記シリンダに対して給排油を行う流量制御弁と、前記距
    離の変動を検出する車高センサとを備え、前記車高セン
    サの検出値に該検出値の増加に応じて増加する車高制御
    増幅率を乗算して得られる車高制御量と、前記車高セン
    サの検出値を微分したものに速度制御増幅率を乗算して
    得られる速度制御量とを加え合わせ、この加え合わせに
    より得られた流量信号に基づいて前記流量制御弁を制御
    して前記距離を中立状態に戻すとともに車体車軸間の相
    対速度を抑制する制御部が設けられ、該制御部は、前記
    車高センサの検出値が前記距離の中立状態を示す値を含
    む所定範囲内にあるときには前記速度制御増幅率の値を
    所定値以下とし、前記車高センサの検出値が前記所定範
    囲から外れると前記所定値より大きな値として、前記流
    量制御弁の制御を行うことを特徴とする車両用サスペン
    ション装置。
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