JPH06183241A - 車両の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 走行中の車体の姿勢変化を抑える各懸架機構
の姿勢制御力が、各懸架機構が吸収し得るエネルギから
求まるバンプストツプ力を超えないようにし、懸架機構
の作動部材がストツパに当る時の衝撃を緩和する。 【構成】 各車輪の懸架機構１９の上下変位量から走行
中の外力に対応する姿勢制御力を求め、姿勢制御力に対
応して各懸架機構１９の油量を加減する。一方、低高周
波瀘波器５１，５１ａを各別に通過させた車高センサ２
８の検出信号から各懸架機構１９の各上下変位量を求
め、各懸架機構１９の各上下変位量と支持荷重から各懸
架機構１９の吸収可能の各エネルギを求める。各エネル
ギに対応する各懸架機構１９の各速度限界を求め、各速
度限界から各懸架機構１９の各バンプストツプ力を求
め、姿勢制御力が各バンプストツプ力を超えないように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の姿勢制御装置、特
に油空圧式懸架機構の作動部材がフルバンプ量またはフ
ルリバウンド量（動作限界）に達してストツパに当る時
の衝撃を緩和する、車両の姿勢制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】油空圧式懸架機構（以下、これを単に懸
架機構という）において、路面からの入力に対し車体の
姿勢変化を抑え、乗り心地の改善と車両の安定性を図る
ものとして、特開昭64-30816号公報に開示されるものが
ある。しかし、上述の懸架機構では車体の姿勢を抑える
ことを優先するあまり、懸架機構が吸収できるエネルギ
を超えるような大きくかつ急激な路面入力（突上げ力ま
たは突下げ力）を受けると、懸架機構がフルバンプまた
はフルリバウンドし、懸架機構を上下動させるアクチユ
エータが破損する恐れがある。懸架機構のフルバンプま
たはフルリバウンドによるアクチユエータの破損は、機
械的なストツパ（動作制限部材）により防止できるが、
作動部材がストツパに当つた時の衝撃が大きく、乗り心
地を著しく低下させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、各懸架機構が吸収し得るエネルギから各懸
架機構へ与えるバンプストツプ力を求め、走行中の車体
の姿勢変化を抑える姿勢制御力がバンプストツプ力を超
えないようにし、懸架機構の作動部材がストツパに当る
時の衝撃を緩和する、車両の姿勢制御装置を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は各車輪の懸架機構の上下変位量から
走行中の外力に対応する姿勢制御力を求め、姿勢制御力
に対応して各懸架機構の油量を加減する車両の姿勢制御
装置において、低周波瀘波器と高周波瀘波器を各別に通
過させた車高センサの検出信号から懸架機構の各上下変
位量を求め、懸架機構の各上下変位量と支持荷重からそ
れぞれ懸架機構の吸収可能の各エネルギをそれぞれ求
め、各エネルギに対応する懸架機構の各速度限界をそれ
ぞれ求め、各速度限界から懸架機構の各バンプストツプ
力をそれぞれ求め、姿勢制御力が各バンプストツプ力を
超えないようにしたものである。

【０００５】

【作用】各懸架機構の油圧と、低周波瀘波器と高周波瀘
波器を各別に通した後の各上下変位量とから、懸架機構
が吸収し得る各エネルギをそれぞれ求め、各エネルギか
ら懸架機構へ与える各バンプストツプ力をそれぞれ求
め、走行中の車体の姿勢変化を抑える制御力が各バンプ
ストツプ力を超えないようにし、懸架機構の作動部材が
ストツパに当る時の衝撃を緩和する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明に係る車体の姿勢制御装置の油
圧回路図である。機関により駆動される油圧ポンプ４
は、油槽２から油を吸い込み、管５から逆止弁６を経て
管７の蓄圧器８へ供給する。管７への油圧を所定値に保
つために、油圧監視手段Ａが備えられる。つまり、管５
の油圧を検出する主油圧センサ９の検出値が所定値を超
えると、切換弁１２が切り換わり、管５の圧油の一部が
管１０、切換弁１２、管１３、フイルタ２７を経て油槽
２へ戻される。また、油圧ポンプ４の吐出口の油圧が異
常に高くなると、管５の圧油の一部が公知の逃し弁２
６、管１３、フイルタ２７を経て油槽２へ戻される。

【０００７】管７の圧油は左右の前輪と左右の後輪２５
（図１には左前輪だけを代表して示す）の各懸架機構１
９へそれぞれ供給される。懸架機構１９はシリンダ２３
にピストン２２を嵌装してなるアクチユエータ１９ａを
有し、ピストン２２から上方へ突出するロツド２４を車
体２０に結合する一方、シリンダ２３から下方へ突出す
るロツドを車輪２５のナツクルに連結してなる。シリン
ダ２３の壁部と車体２０との間に懸架ばね２１が介装さ
れる。車体２０とナツクルとの間に、車体２０と車輪２
５との相対的上下変位量を検出する車高センサ２８が配
設される。各懸架機構１９の車体支持荷重を検出するた
めに、各懸架機構１９に例えば歪抵抗ゲージなどからな
る荷重センサ２９（図５参照）が配設される。

【０００８】管７の圧油は逆止弁１４、一般的な中立位
置閉鎖型の電磁比例圧力制御弁からなる油量制御弁１
６、絞り１８ａを経て蓄圧器１８へ供給され、さらに懸
架機構１９のシリンダ２３の下端室へ供給される。シリ
ンダ２３の下端室へ供給される油圧は、油圧センサ１７
により検出される。油量制御弁１６が切り換わると、シ
リンダ２３の下端室の油は油量制御弁１６、逆止弁１
５、管１３、フイルタ２７を経て油槽２へ戻される。

【０００９】前後左右の車輪を支持する各懸架機構１９
は独立に、逆止弁１４，１５、油量制御弁１６、絞り１
８ａ、蓄圧器１８、油圧センサ１７、車高センサ２８、
荷重センサ２９を備えられる。車体のほぼ重心位置に車
体の横、前後、上下の各加速度を検出する加速度センサ
３１，３２，３３（図５）が、それぞれ備えられる。な
お、左右の前輪、左右の後輪の各懸架機構１９を特定す
る場合は、FL,FR,RL,RR の添字を付すことにする。

【００１０】まず、車両の走行中（停車時も含む）の姿
勢制御について説明する。いま、車体２０の各車輪支持
部の車軸（車輪）に対する相対車高、すなわち、各車高
センサ２８により検出された懸架機構１９の車高をｈFL
〜ｈRRとすると、各懸架機構１９の上下変位量ｘは、次
の式（１）で表される。

【００１１】 ｘFL＝ｈFL−ｈoFL ｘFR＝ｈFR−ｈoFR ｘRL＝ｈRL−ｈoRL ｘRR＝ｈRR−ｈoRR ……（１） ただし、ｈoFL 〜ｈoRR ：車体の各車輪支持部の標準車
高 車体２０と車軸の相対的ロール変位量（角）Δφ、車体
２０と車軸の相対的ピツチ変位量（角）Δθ、車体２０
と車軸の相対的上下変位量Δｘは、それぞれ次の式
（２）で表される。

【００１２】 Δφ＝ｋ11（ｘFL−ｘFR）＋ｋ12（ｘRL−ｘRR） Δθ＝ｋ21（ｘFL＋ｘFR）−ｋ22（ｘRL＋ｘRR） Δｘ＝ｋ31（ｘFL＋ｘFR）＋ｋ32（ｘRL＋ｘRR） ……（２） ただし、ｋ11，ｋ21，ｋ31：車両諸元により決まる定数 ｋ12，ｋ22，ｋ32：車両諸元により決まる定数 車体（ばね上）のロール変位量φ、車体（ばね上）のピ
ツチ変位量θ、車体（ばね上）の上下変位量ｘは、次の
式（３）で表される。

【００１３】 φ＝φ1 ＋Δφ θ＝θ1 ＋Δθ ｘ＝ｘ1 ＋Δｘ ……（３） ただし、φ1 ：車軸と路面の相対的ロール変位量 θ1 ：車軸と路面の相対的ピツチ変位量 ｘ1 ：車軸と路面の相対的上下変位量 車両の等速直進走行時の、路面入力に対する車体２０の
ロール、ピツチ、上下変位の各運動は、次の運動方程式
（４）で表すことができる。

【００１４】 ＩX （ｄ^２φ／ｄｔ^２）＝−ｋ1 Δφ−ｋ2 Δφ' ＋Ｆ12 ＩY （ｄ^２θ／ｄｔ^２）＝−ｋ3 Δθ−ｋ4 Δθ' ＋Ｆ22 ｍ2 （ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）＝−ｋ5 Δｘ−ｋ6 Δｘ' ＋Ｆ32 ……（４） ただし、ＩX ：車体のロールに対する慣性モーメント ＩY ：車体のピツチに対する慣性モーメント ｋ1 〜ｋ6 ：定数 ｍ2 ：車体質量 Δφ' ：車体のロール変位速度 Δθ' ：車体のピツチ変位速度 Δｘ' ：車体の上下変位速度 Ｆ12：車体のロール制御力（トルク） Ｆ22：車体のピツチ制御力（トルク） Ｆ32：車体の上下変位制御力 そこで、車体２０の運動の過渡特性を考慮して、等速直
進走行時の路面入力に対し車体２０をフラツトに保つた
めに、各懸架機構１９が車体２０に与えるべきロール制
御力Ｆ12、ピツチ制御力Ｆ22、上下制御力Ｆ32を、次の
式（５）のように決定する。

【００１５】 Ｆ12＝ｋ1 Δφ＋ｋ2 Δφ' ＋ｋ7 ΣΔφｄｔ Ｆ22＝ｋ3 Δθ＋ｋ4 Δθ' ＋ｋ8 ΣΔθｄｔ Ｆ32＝ｋ5 Δｘ＋ｋ6 Δｘ' ＋ｋ9 ΣΔｘｄｔ ……（５） ただし、ｋ7 〜ｋ9 ：定数 Σ：都合により積分記号（▲◆▼）を表すことにする 式（５）の右辺の第１項は車体２０のロール変位量Δ
φ、ピツチ変位量Δθ、上下変位量Δｘに関連する懸架
ばねの抗力、第２項は車体２０のロール変位速度Δφ'
、ピツチ変位速度Δθ' 、上下変位速度Δｘ' に関連
する粘性抗力、第３項は定常偏差を取り除く積分項であ
る。

【００１６】上述の制御力Ｆ12，Ｆ22，Ｆ32は路面入力
による車体２０の姿勢変化（ロール、ピツチ、上下動）
を抑えるものであり、車両の旋回走行時の遠心力と加減
速走行時の慣性力による車体２０の姿勢変化に対応した
制御力（トルク）を加算することにより、制御精度と応
答性を向上できる。

【００１７】車両が凹凸のない平坦な路面を走行してい
る時は、車体２０のロールとピツチの各運動に関し、次
の運動方程式（６）が成り立つ。

【００１８】 ＩX （ｄ^２φ／ｄｔ^２）＝ｍ2 ｇ1 ｈR ＋ｍ2 ｇｈR φ−ｋs1φ＋Ｆ11 ＩY （ｄ^２θ／ｄｔ^２）＝ｍ2 ｇ2 ｈP ＋ｍ2 ｇｈP θ−ｋs2θ＋Ｆ21 ……（６） ただし、ｇ1 ：横加速度 ｇ2 ：前後加速度 ｇ：重力の加速度 ｈR ：車体重心とロール中心の高低差 ｈP ：車体重心とピツチ中心の高低差 Ｆ11：旋回走行時のロール制御力 Ｆ21：加減速時のピツチ制御力 ｋs1：懸架ばね２１のロール剛性係数 ｋs2：懸架ばね２１のピツチ剛性係数 式（６）において、右辺の第１項は車体重心に作用する
横加速度ｇ1 （前後加速度ｇ2 ）が車体２０をロール
（ピツチ）させるモーメント、第２項は車体２０のロー
ル（ピツチ）に伴う車体重心に作用する重力加速度ｇが
車体２０をロール（ピツチ）させるモーメントｍ2 ｇ・
ｈR sin φ（ｍ2 ｇ・ｈP sin θ）、第３項は懸架ばね
２１の反力が車体２０に及ぼすロール復元力（ピツチ復
元力）である。

【００１９】そこで、凹凸のない平坦な路面ではφ＝Δ
φ，θ＝Δθとし、旋回走行時のロール制御力Ｆ12、加
減速走行時のピツチ制御力Ｆ22を、次の式（７）のよう
に決定する。

【００２０】 Ｆ11＝−ｍ2 ｇ1 ｈR −ｍ2 ｇｈR Δφ＋ｋs1Δφ Ｆ21＝−ｍ2 ｇ2 ｈP −ｍ2 ｇｈP Δθ＋ｋs2Δθ ……（７） 以上の結果から、車両の走行中の外力に対抗する油圧を
各懸架機構１９へ与えるために、次式（８）で表される
制御電圧ＶFL〜ＶRRを油量制御弁１６へ加えれば、車体
の姿勢を路面とほぼ平行に保つことができる。

【００２１】 ＶFL＝−ｋV1Ｆ12−ｋV2Ｆ22＋ｋV5Ｆ32−ｋV7Ｆ11−ｋV9Ｆ21 ＶFR＝＋ｋV1Ｆ12−ｋV2Ｆ22＋ｋV5Ｆ32＋ｋV7Ｆ11−ｋV9Ｆ21 ＶRL＝−ｋV3Ｆ12＋ｋV4Ｆ22＋ｋV6Ｆ32−ｋV8Ｆ11＋ｋV0Ｆ21 ＶRR＝＋ｋV3Ｆ12＋ｋV4Ｆ22＋ｋV6Ｆ32＋ｋV8Ｆ11＋ｋV0Ｆ21 …（８） ただし、ｋV0〜ｋV9：定数 本発明では、上述の姿勢制御により、例えば車軸への過
大な低周波（例えば１〜１０Ｈｚ）と高周波（例えば５
〜２０Ｈｚ）の各路面入力に対し、懸架機構１９のピス
トン２２がシリンダ２３の端壁に衝突しないように、懸
架機構１９の動作量を制限する。このため、次のバンプ
ストツプ制御を行う。

【００２２】低周波の振動に限れば、各車輪の懸架機構
１９は図２に示すモデルのように、車体２０がアクチユ
エータ１９ａと懸架ばね２１を介して路面に固定されて
いると考えてよい。速度ｖで上方へ移動する車体質量ｍ
2 の運動エネルギＵ2 は次の式（９）で表される。

【００２３】 Ｕ2 ＝ｍ2 ｖ^２／２ ……（９） これに対し、車体２０の質量ｍ2 が最大上方移動量（フ
ルバンプ量）ｘLmに達するまでに、懸架機構１９である
アクチユエータ１９ａと懸架ばね２１とが吸収可能なエ
ネルギＵL は次の式（１０）で表される。

【００２４】 ＵL ＝−（ＦLm−ＦL)( ｘLm−ｘL ）＋ｋ（ｘLm^２−ｘL ^２）／２ ……（１０） ただし、ＦL ：中立位置（平坦路停車）での懸架機構の
支持力 ＦLm：アクチユエータが発生し得る最大力 ｘL ：懸架機構の上下変位量 ｘLm：最大上方移動量 ｋ：懸架ばねのばね定数 Ｕ2 ≦ＵL であるためには、速度ｖが次の条件（範囲）
を満さなければならない。

【００２５】 ｖ≦ｖLT ｖLT＝（２ＵL ／ｍ2 ）^1/2 （ｖ≧０の時） ｖ＞ｖLT ｖLT＝−（２ＵL ／ｍ2 ）^1/2 （ｖ＜０の時） ただし、ｖLT：速度限界 ……（１１） 速度ｖが式（１１）の条件を満さない（範囲外）場合、
つまり、ｖ−ｖLT≧０（ｖ≧０），ｖ−ｖLT＜０（ｖ＜
０）の場合は、式（１１）の条件を満すように、アクチ
ユエータ１９ａにバンプストツプ力ＦL を発生させれ
ば、連続したうねりの大きな路面からの低周波の入力に
対し、懸架機構１９の作動部材がストツパに当る時の衝
撃を緩和できる。

【００２６】アクチユエータ１９ａに必要なバンプスト
ツプ力ＦL は、運動量ｍ2*ｖの時間的変化率から求ま
り、制御周期をΔｔ（例えば１０msec）とすると、次の
式（１２）で表される。

【００２７】 ＦL ＝−ｍ2(ｖ−ｖLT）／Δｔ ＝−ｍ2(ｘL'−ｘLT')／Δｔ ……（１２） ただし、ｖ＝ｘL'＝ｄｘL ／ｄｔ ｘL ：車体の上下移動量 また、高周波の振動に限れば、各車輪の懸架機構１９は
図３に示すモデルのように、懸架機構１９であるアクチ
ユエータ１９ａと懸架ばね２１が不動の車体に懸架され
ていると考えてよい。速度ｖで上方へ移動する懸架機構
１９の質量ｍ1の運動エネルギＵ1 は次の式（９ａ）で
表される。

【００２８】 Ｕ1 ＝ｍ1 ｖ^２／２ ……（９ａ） これに対し、懸架機構１９の質量ｍ1 が最大上方移動量
（フルバンプ量）ｘHmに達するまでに、懸架機構１９で
あるアクチユエータ１９ａと懸架ばね２１とが吸収可能
なエネルギＵH は次の式（１０ａ）で表される。

【００２９】 ＵH ＝−（ＦHm−ＦH)( ｘHm−ｘH ）＋ｋ（ｘHm^２−ｘH ^２）／２ ……（１０ａ） ただし、ＦH ：中立位置での懸架機構の支持力 ＦHm：アクチユエータが発生し得る最大力 ｘH ：懸架機構の上下変位量 ｘHm：最大上方移動量 Ｕ1 ≦ＵH であるためには、速度ｖが次の条件（範囲）
を満さなければならない。

【００３０】 ｖ≦ｖHT ｖHT＝（２ＵH ／ｍ1 ）^1/2 （ｖ≧０の時） ｖ＞ｖHT ｖHT＝−（２ＵH ／ｍ1 ）^1/2 （ｖ＜０の時） ただし、ｖHT：速度限界 ……（１１ａ） 速度ｖが式（１１ａ）の条件を満さない（範囲外）場
合、つまり、ｖ−ｖHT≧０（ｖ≧０），ｖ−ｖHT＜０
（ｖ＜０）の場合は、式（１１ａ）の条件を満すよう
に、アクチユエータ１９ａにバンプストツプ力ＦH を発
生させれば、連続する石畳み道路などの路面からの高周
波の入力に対し、懸架機構１９の作動部材がストツパに
当る時の衝撃を緩和できる。

【００３１】アクチユエータ１９ａに必要なバンプスト
ツプ力ＦH は、運動量ｍ1*ｖの時間的変化率から求ま
り、制御周期をΔｔ（例えば１０msec）とすると、次の
式（１２ａ）で表される。

【００３２】 ＦH ＝−ｍ1(ｖ−ｖHT）／Δｔ ＝−ｍ1(ｘH'−ｘHT')／Δｔ ……（１２ａ） ただし、ｖ＝ｘH'＝ｄｘH ／ｄｔ ｘH ：車体の上下移動量 図５に示すように、本発明は上述の原理に基づき、走行
中の姿勢制御とバンプストツプ制御を行う。すなわち、
各車輪２５に対応する車高センサ２８により各懸架機構
１９の車高ｈFL〜ｈRRを検出し、各加速度センサ３１，
３２により車体の横加速度ｇ1 、前後加速度ｇ2 を検出
する。相対変位量算出手段３４により、車軸に対する車
体２０の相対的なロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δ
θ、上下変位量Δｘを求める。車体変位速度算出手段３
４ａにより車軸に対する車体２０の相対的なロール変位
速度Δφ' 、ピツチ変位速度Δθ' 、上下変位速度Δｘ
' を求める。

【００３３】姿勢制御力算出手段３８により、横加速度
ｇ1 、前後加速度ｇ2 と、ロール変位量Δφ、ピツチ変
位量Δθ、上下変位量Δｘと、ロール変位速度φ' 、ピ
ツチ変位速度θ' 、上下変位速度ｘ' とから、車体２０
の姿勢制御力、すなわちロール制御力（トルク）Ｆ11,
Ｆ12、ピツチ制御力（トルク）Ｆ21, Ｆ22、上下制御力
Ｆ32を求める。

【００３４】次いで、姿勢制御電圧算出手段３９によ
り、ロール制御力Ｆ11，Ｆ12、ピツチ制御力Ｆ21, Ｆ2
2、上下制御力Ｆ32に対応する各油量制御弁１６の制御
電圧ＶFL〜ＶRRを求める。

【００３５】一方、低周波振動に対するバンプストツプ
制御を行うために、車高センサ２８による検出信号を低
周波瀘波器５１（図４の破線を参照）へ通して、上下変
位量算出手段５３により各懸架機構１９の上下変位量ｘ
LFL 〜ｘLRR を求め、荷重センサ２９による検出荷重Ｗ
LsFL〜ＷLsRRから荷重算出手段５２により各懸架機構１
９の車体支持荷重（荷重変化量）ＷLFL 〜ＷLRR を求め
る。各懸架機構１９の上下変位量ｘLFL 〜ｘLRR と車体
支持荷重ＷLFL 〜ＷLRR から、エネルギ算出手段５４に
より各懸架機構１９が吸収し得るエネルギＵLFL 〜ＵLR
R を求め、エネルギＵLFL 〜ＵLRR から速度限界算出手
段５５により、フルバンプおよびフルリバウンドを阻止
する速度限界ｖLTFL〜ｖLTRR（ｘLTFL' 〜ｘLTRR')とバ
ンプストツプ力ＦLFL 〜ＦLRR を求め、バンプストツプ
電圧算出手段５６によりバンプストツプ力ＦLFL 〜ＦLR
R に対応するバンプストツプ電圧ＶSTLFL 〜ＶSTLRR を
求める。

【００３６】同様に、高周波振動に対するバンプストツ
プ制御を行うために、車高センサ２８による検出信号を
高周波瀘波器５１ａ（図４の実線を参照）へ通して、上
下変位量算出手段５３により各懸架機構１９の上下変位
量ｘHFL 〜ｘHRR を求め、荷重センサ２９による検出信
号ＷHsFL〜ＷHsRRから荷重算出手段５２により各懸架機
構１９の車体支持荷重ＷHFL 〜ＷHRR を求める。各懸架
機構１９の上下変位量ｘHFL 〜ｘHRR と車体支持荷重Ｗ
HFL 〜ＷHRR から、エネルギ算出手段５４により各懸架
機構１９が吸収し得るエネルギＵHFL 〜ＵHRR を求め、
エネルギＵHFL〜ＵHRR から速度限界算出手段５５によ
り、フルバンプおよびフルリバウンドを阻止する速度限
界ｖHTFL〜ｖHTRR（ｘHTFL' 〜ｘHTRR')とバンプストツ
プ力ＦHFL 〜ＦHRR を求め、バンプストツプ電圧算出手
段５６によりバンプストツプ力ＦHFL 〜ＦHRR に対応す
るバンプストツプ電圧ＶSTHFL 〜ＶSTHRR を求める。な
お、低周波振動に対するバンプストツプ制御における符
号には添字L を、高周波振動に対するバンプストツプ制
御における符号には添字H を付した。

【００３７】最後に、式（１１），（１１ａ）の条件外
（範囲外）で、制御電圧ＶFL〜ＶRRに代えて、バンプス
トツプ電圧ＶSTFL〜ＶSTRRを各油量制御弁１６の制御電
圧ＶcFL 〜ＶcRR とし、アクチユエータ駆動手段４０に
より各油量制御弁１６をフイードバツク制御し、各懸架
機構１９を駆動する。

【００３８】図６〜１５はマイクロコンピユータからな
る電子制御装置により、上述の制御を行う制御プログラ
ムの流れ図である。本制御プログラムは所定時間ごとに
繰り返し実行する。ｐ11〜ｐ46，ｐ51〜ｐ56，ｐ401 〜
ｐ414 ，ｐ501 〜ｐ520 ，ｐ71〜ｐ82，ｐ91〜ｐ101 ，
ｐ111 〜ｐ136 ，ｐ141 〜ｐ147 は制御プログラムの各
ステツプを表す。ｐ11で制御プログラムを開始し、ｐ12
で初期化を行い、ｐ13で車両のエンジンが回転中か否か
を判別する。エンジンが停止している場合はｐ15へ進
み、エンジンが回転している場合は、ｐ14でフラグＳを
ONとし、ｐ15で図９に示す主油圧監視レーチンで油圧ポ
ンプ４の出力油圧ｐm を所定値ｐc に保つ。

【００３９】ｐ16で車高センサ２８から車輪の相対車高
ｈFL〜ｈRRを、各加速度センサ３１，３２から車体の横
加速度ｇ1 、前後加速度ｇ2 をそれぞれ読み込み、ｐ17
で各車輪２５の車高変化量ｘFL〜ｘRRを求める。ｐ18で
車体２０のロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δθ、上下
変位量Δｘを求め、ｐ19で車体２０のロール変位速度Δ
φ' 、ピツチ変位速度Δθ' 、上下変位速度Δｘ' を求
める。

【００４０】ｐ20でロール変位量Δφ、ピツチ変位量Δ
θ、上下変位量Δｘと、ロール変位速度Δφ' 、ピツチ
変位速度Δθ' 、上下変位速度Δｘ' と、横加速度ｇ1
、前後加速度ｇ2 とから、旋回走行時のロール制御力
Ｆ11、加減速時のピツチ制御力Ｆ21を求める。ｐ21でロ
ール変位量Δφ、ピツチ変位量Δθ、上下変位量Δｘ
と、ロール変位速度Δφ' 、ピツチ変位速度Δθ' 、上
下変位速度Δｘ' とから、直進走行時のロール制御力Ｆ
12、ピツチ制御力Ｆ22、上下変位制御力Ｆ32を求める。
ｐ22で車体２０をフラツトに保つための各油量制御弁１
６の姿勢制御電圧ＶFL〜ＶRRを求める。

【００４１】ｐ23でフラグＳがONか否かを判別する。フ
ラグＳがONの場合はｐ25へ進み、フラグＳがOFF の場合
は、ｐ24で各懸架機構１９の上下変位量ｘL1FL〜ｘL1RR
を０とする。ｐ25で各車輪の車高を低周波瀘波器５１を
通した後の車高ｈLFL 〜ｈLRR を読み込み、ｐ26で各車
輪の上下変位量ｘLFL 〜ｘLRR （ｘL2FL〜ｘL2RR）を求
め、ｐ27で上下変位速度ｘLFL'〜ｘLRR'を求める。

【００４２】ｐ28で図１０に示す定数設定ルーチンによ
り各定数を設定し、ｐ29で図１１に示すアクチユエータ
荷重算出ルーチンにより各車輪の車体支持荷重ＷFL〜Ｗ
RRを求め、ｐ30で図１２に示す速度限界算出ルーチンに
より速度限界ｖLTFL〜ｖLTRRを求め、ｐ31で図１３に示
すバンプストツプ電圧算出ルーチンによりバンプストツ
プ電圧ＶSTLFL 〜ＶSTLRR を求める。ｐ32でｐ26で求め
た各車輪の上下変位量ｘLFL 〜ｘLRR （ｘL2FL〜ｘL2R
R）を制御周期Δｔ時間前の値ｘL1FL〜ｘL1RRに変更す
る。

【００４３】ｐ33でフラグＳがONか否かを判別する。フ
ラグＳがONの場合はｐ35へ進み、フラグＳがOFF の場合
は、ｐ34で各懸架機構１９の上下変位量ｘH1FL〜ｘH1FL
を０とする。ｐ35で各車輪の車高を高周波瀘波器５１ａ
を通した後の車高ｈHFL 〜ｈHRR を読み込み、ｐ36で各
車輪の上下変位量ｘHFL 〜ｘHRR （ｘH2FL〜ｘH2RR）を
求め、ｐ37で上下変位速度ｘHFL'〜ｘLRR'を求める。

【００４４】ｐ38で定数設定ルーチン（図１０参照）に
より各定数を設定し、ｐ39でアクチユエータ荷重算出ル
ーチン（図１１参照）により各車輪の車体支持荷重ＷFL
〜ＷRRを求め、ｐ40で速度限界算出ルーチン（図１２参
照）により速度限界ｖHTFL〜ｖHTRRを求め、ｐ41でバン
プストツプ電圧算出ルーチン（図１３参照）によりバン
プストツプ電圧ＶSTHFL 〜ＶSTHRR を求める。ｐ42でｐ
36で求めた各車輪の上下変位量ｘHFL 〜ｘHRR （ｘH2FL
〜ｘH2RR）を制御周期Δｔ時間前の値ｘH1FL〜ｘH1RRに
変更する。

【００４５】ｐ43でバンプストツプ電圧ＶSTLFL 〜ＶST
LRR とバンプストツプ電圧ＶSTHFL〜ＶSTHRR から、ト
ータルバンプストツプ電圧ＶSTFL〜ＶSTRRを求め、ｐ44
で図１４に示すトータル制御電圧算出ルーチンにより油
量制御弁１６へ加える制御電圧ＶcFL 〜ＶcRR を求め、
ｐ45で図１５に示すアクチユエータ駆動ルーチンにより
各懸架機構１９のアクチユエータ１９ａの油量ＱFL〜Ｑ
RRを加減し、ｐ46で終了する。

【００４６】図９に示すように、主油圧監視ルーチンは
ｐ51で開始し、ｐ52で油圧ポンプ４の出力油圧ｐm を読
み込み、ｐ53で出力油圧ｐm が所定値ｐc よりも大きい
否かを判別する。出力油圧ｐm が所定値ｐc よりも小さ
い場合は、ｐ54で切換弁１２を閉じ、ｐ56へ進む。出力
油圧ｐm が所定値ｐc よりも大きい場合は、ｐ55で切換
弁１２を開いて出力油圧ｐm を下げ所定値ｐc に保ち、
ｐ56で本プログラムへ戻る。

【００４７】図１０に示すように、定数設定ルーチンは
ｐ401 で開始し、ｐ402 で左前輪の上下変位速度ｘLFL'
が正か否か（変位方向が上向きか否か）を判別する。左
前輪の上下変位速度ｘLFL'が負の場合は、ｐ403 でアク
チユエータ１９ａの制御可能の最大力ＦLmFLをフルバン
プ量により定まる定数ＦbmF に設定し、アクチユエータ
１９ａの最大上方移動量ｘLmFLをフルバンプ量により定
まる定数ｘbmF に設定し、さらに後述する力の上下方向
により定まる符号ＳLFL を負とし、ｐ405 へ進む。ｐ40
2 で左前輪の上下変位速度ｘLFL'が正の場合は、ｐ404
でアクチユエータ１９ａの制御可能の最大力ＦLmFLをフ
ルリバウンド量により定まる定数ＦreFに設定し、アク
チユエータ１９ａの最大下方移動量ｘLmFLをフルリバウ
ンド量により定まる定数ｘreF に設定し、さらに後述す
る力の上下方向により定まる符号ＳLFL を正とし、ｐ40
5 へ進む。以下同様に、ｐ405 〜ｐ413 で右前輪、左後
輪、右後輪の各上下変位速度ｘLFR'，ｘLRL'，ｘLRR'に
ついて同様の処理をし、ｐ414 で本プロクラムへ戻る。

【００４８】図１１に示すように、アクチユエータ荷重
算出ルーチンはｐ501 で開始し、ｐ502 で各荷重センサ
２９から各アクチユエータ１９ａの検出荷重ＷLsFL〜Ｗ
LsRRを読み込み、ｐ503 で検出荷重ＷLsFL〜ＷLsRRと中
立位置での荷重ＷLoFL〜ＷLoRRとから、各アクチユエー
タ１９ａの荷重ＦLFL 〜ＦLRR を求める。

【００４９】ｐ504 で左前輪のアクチユエータ１９ａの
制御可能の最大力ＦLmFLが正か否かを判別する。左前輪
のアクチユエータ１９ａの制御可能の最大力ＦLmFLが負
の場合は、ｐ505 で左前輪のアクチユエータ１９ａの制
御可能の最大力ＦLmFLと荷重ＦLFL との差が負か否かを
判別する。左前輪のアクチユエータ１９ａの制御可能の
最大力ＦLmFLと荷重ＦLFL との差が正の場合はｐ506 へ
進み、左前輪のアクチユエータ１９ａの制御可能の最大
力ＦLmFLと荷重ＦLFL との差が負の場合はｐ508 へ進
む。

【００５０】ｐ504 で左前輪のアクチユエータ１９ａの
制御可能の最大力ＦLmFLが正の場合は、ｐ507 で左前輪
のアクチユエータ１９ａの制御可能の最大力ＦLmFLと荷
重ＦLFL との差が正か否かを判別する。左前輪のアクチ
ユエータ１９ａの制御可能の最大力ＦLmFLと荷重ＦLFL
との差が負の場合は、ｐ506 で荷重ＦLFL を最大力ＦLm
FLとし、ｐ508 へ進む。左前輪のアクチユエータ１９ａ
の制御可能の最大力ＦLmFLと荷重ＦLFL との差が正の場
合はｐ508 へ進む。以下同様に、ｐ508 〜ｐ519 で右前
輪、左後輪、右後輪の各アクチユエータ１９ａの荷重Ｆ
LFR ，ＦLRL ，ＦLRR について同様の処理をし、ｐ520
で本プロクラムへ戻る。

【００５１】図１２に示すように、速度限界算出ルーチ
ンはｐ71で開始し、ｐ72で各懸架機構１９が吸収し得る
運動エネルギＵLFL 〜ＵLRR を求める。ｐ73で左前輪の
懸架機構１９が吸収し得る運動エネルギＵLFL 〜ＵLRR
が負か否か（アクチユエータ１９ａの油圧を高める必要
があるか否か）を判別する。ｐ73で左前輪の懸架機構１
９が吸収し得る運動エネルギＵLFL が正の場合はｐ75へ
進み、左前輪の懸架機構１９が吸収し得る運動エネルギ
ＵLFL が負の場合は、ｐ74で左前輪の懸架機構１９が吸
収し得る運動エネルギＵLFL を０とし、ｐ75へ進む。以
下同様に、ｐ75，ｐ76で右前輪の、ｐ77，ｐ78で左後輪
の、ｐ79，ｐ80で右後輪の、各懸架機構１９が吸収し得
る運動エネルギＵLFR ，ＵLRL ，ＵLRR について同様の
処理をし、ｐ81で速度限界ｘLTFL' 〜ｘLTRR' （ｍFL〜
ｍRRは標準車高での各車輪の分担荷重）を求め、ｐ82で
本プログラムへ戻る。

【００５２】図１３に示すように、バンプストツプ電圧
算出ルーチンはｐ91で開始し、ｐ92で左前輪の懸架機構
１９の上下変位速度ｘLFL'が正（上向き）か否かを判別
する。左前輪の懸架機構１９の上下変位速度ｘLFL'が正
（上向き）の場合はｐ94へ進み、左前輪の懸架機構１９
の上下変位速度ｘLFL'が負（下向き）の場合は、ｐ93で
左前輪の懸架機構１９の上下変位速度ｘLFL'を左前輪の
懸架機構１９の速度限界値ｘLTFL' とし、ｐ94へ進む。
以下同様に、ｐ94〜ｐ99で右前輪、左後輪、右後輪の各
懸架機構１９の上下変位速度ｘLFR'，ｘLRL'，ｘLRR'に
ついて同様の処理をし、ｐ100 で各懸架機構１９の上下
変位速度ｘLFL'〜ｘLRR'と速度限界ｘLTFL' 〜ｘLTRR'
から各懸架機構１９のバンプストツプ電圧ＶSTLFL 〜Ｖ
STLRR を求め、ｐ101 で本プログラムへ戻る。

【００５３】高周波瀘波器５１ａを通した後の車高変化
ｈHFL 〜ｈHRR からバンプストツプ力ＦHFL 〜ＦHRR を
得るために、ｐ38で行う定数設定ルーチン、ｐ39で行う
アクチユエータ荷重算出ルーチン、ｐ40で行う速度限界
算出ルーチン、ｐ41で行うバンプストツプ電圧算出ルー
チンは、図１０〜１３で説明した低周波瀘波器５１を通
した後の車高変化ｈLFL 〜ｈLRR からバンプストツプ力
ＦLFL 〜ＦLRR を得るためのプログラムと同様であるの
で説明を省略する。

【００５４】図１４に示すように、トータル制御電圧算
出ルーチンはｐ111 で開始し、ｐ112 で左前輪の懸架機
構１９のバンプストツプ電圧ＶSTFLが正か否かを判別す
る。左前輪の懸架機構１９のバンプストツプ電圧ＶSTFL
が負の場合は、ｐ113 で左前輪の懸架機構１９の姿勢制
御電圧ＶFLとバンプストツプ電圧ＶSTFL＋ＶoFL （ＶoF
L は標準車高での電圧）との差が負か否かを判別する。
左前輪の懸架機構１９の姿勢制御電圧ＶFLとバンプスト
ツプ電圧ＶSTFL＋ＶoFL との差が負の場合はｐ114 へ進
み、左前輪の懸架機構１９の姿勢制御電圧ＶFLとバンプ
ストツプ電圧ＶSTFL＋ＶoFL との差が正の場合は、ｐ11
5 で姿勢制御電圧ＶFLを油量制御弁１６へ加える制御電
圧ＶcFL とし、ｐ118 へ進む。

【００５５】ｐ112 で左前輪の懸架機構１９のバンプス
トツプ電圧ＶSTFLが正の場合は、ｐ116 で左前輪の懸架
機構１９の姿勢制御電圧ＶFLとバンプストツプ電圧ＶST
FL＋ＶoFL との差が正か否かを判別する。左前輪の懸架
機構１９の姿勢制御電圧ＶFLとバンプストツプ電圧ＶST
FL＋ＶoFL との差が正の場合は、ｐ114 でバンプストツ
プ電圧ＶSTFL＋ＶoFL を油量制御弁１６へ加える制御電
圧ＶcFL とし、ｐ118へ進む。ｐ116 で左前輪の懸架機
構１９の姿勢制御電圧ＶFLとバンプストツプ電圧ＶSTFL
＋ＶoFL との差が負の場合は、姿勢制御電圧ＶFLを油量
制御弁１６へ加える制御電圧ＶcFL とし、ｐ118 へ進
む。以下同様に、ｐ118 〜ｐ135 で右前輪、左後輪、右
後輪の各懸架機構１９のバンプストツプ電圧ＶSTFR，Ｖ
STRL，ＶSTRRについて同様の処理をし、ｐ136 で本プロ
グラムへ戻る。

【００５６】図１５に示すように、アクチユエータ駆動
ルーチンはｐ141 で開始し、ｐ142で各油圧センサ１７
から各アクチユエータ１９ａの油圧ｐFL〜ｐRRを読み込
み、ｐ143 で油圧ｐFL〜ｐRRをフイードバツク電圧ＶsF
L 〜ＶsRR に変換する。ｐ144 で前述の制御電圧ＶcFL
〜ＶcRR とフイードバツク電圧ＶsFL 〜ＶsRR から各油
量制御弁１６の励磁電圧ＶeFL 〜ＶeRR を求める。ｐ14
5 で油量制御弁１６を励磁し、各アクチユエータ１９ａ
への油量ＱFL〜ＱRRを加減し、ｐ146 によりアクチユエ
ータ１９ａを駆動し、ｐ147 で本プログラムへ戻る。図
１６に示すように、各アクチユエータ１９ａへの油量Ｑ
FL〜ＱRRは、各油量制御弁１６の励磁電圧ＶeFL 〜ＶeR
R により加減される。

【００５７】以上により、路面から車体への過大な入力
に対する懸架機構１９の制御動作量が、フルバンプまた
はフルリバウンド（動作限界）を超えるようなものであ
つても、油圧懸架機構１９の動作量は所定範囲内に抑え
られるので、懸架機構１９の破損を防止できる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は上述のように、各車輪の懸架機
構の上下変位量から走行中の外力に対応する姿勢制御力
を求め、姿勢制御力に対応して各懸架機構の油量を加減
する車両の姿勢制御装置において、低周波瀘波器と高周
波瀘波器を各別に通過させた車高センサの検出信号から
懸架機構の各上下変位量を求め、懸架機構の各上下変位
量と支持荷重からそれぞれ懸架機構の吸収可能の各エネ
ルギをそれぞれ求め、各エネルギに対応する懸架機構の
各速度限界をそれぞれ求め、各速度限界から懸架機構の
各バンプストツプ力をそれぞれ求め、姿勢制御力が各バ
ンプストツプ力を超えないようにしたから、路面から車
軸へ過大な入力が作用しても、懸架機構へ加えられる制
御油量が所定値以下に制限され、懸架機構が動作限界を
超えることはない。

【００５９】つまり、過大な路面入力に対して制御油量
が制限されるので、懸架機構におけるピストンのシリン
ダ端壁への衝突による衝撃が解消され、通常の路面入力
に対しては制御油量が連続的に加減されるので違和感が
なく、車両の乗り心地が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の姿勢制御装置の油圧回路図
である。

【図２】路面からの低周波入力に対する懸架機構の模式
図である。

【図３】路面からの高周波入力に対する懸架機構の模式
図である。

【図４】低高周波瀘波器の特性線図である。

【図５】本発明に係る車両の姿勢制御装置のブロツク図
である。

【図６】同制御装置の制御プログラムの流れ図である。

【図７】同制御装置の制御プログラムの流れ図である。

【図８】同制御装置の制御プログラムの流れ図である。

【図９】同制御プログラムの主油圧監視ルーチンの流れ
図である。

【図１０】同制御プログラムの定数設定ルーチンの流れ
図である。

【図１１】同制御プログラムのアクチユエータ荷重算出
ルーチンの流れ図である。

【図１２】同制御プログラムの速度限界算出ルーチンの
流れ図である。

【図１３】同制御プログラムのバンプストツプ電圧算出
ルーチンの流れ図である。

【図１４】同制御プログラムのトータル制御電圧算出ル
ーチンの流れ図である。

【図１５】同制御プログラムのアクチユエータ駆動ルー
チンの流れ図である。

【図１６】油量制御弁の特性線図である。

【符号の説明】

１６：油量制御弁 １７：油圧センサ １９：懸架機構
１９ａ：アクチユエータ ２８：車高センサ ２９：
荷重センサ ３８：姿勢制御力算出手段 ３９：姿勢制
御電圧算出手段 ４０：アクチユエータ駆動手段 ５
１：低周波瀘波器 ５１ａ：高周波瀘波器 ５２：荷重算出手段 ５３：上
下変位量算出手段 ５４：エネルギ算出手段 ５５：速
度限界算出手段 ５６：バンプストツプ電圧算出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各車輪の懸架機構の上下変位量から走行中
   の外力に対応する姿勢制御力を求め、姿勢制御力に対応
   して各懸架機構の油量を加減する車両の姿勢制御装置に
   おいて、低周波瀘波器と高周波瀘波器を各別に通過させ
   た車高センサの検出信号から懸架機構の各上下変位量を
   求め、懸架機構の各上下変位量と支持荷重からそれぞれ
   懸架機構の吸収可能の各エネルギをそれぞれ求め、各エ
   ネルギに対応する懸架機構の各速度限界をそれぞれ求
   め、各速度限界から懸架機構の各バンプストツプ力をそ
   れぞれ求め、姿勢制御力が各バンプストツプ力を超えな
   いようにしたことを特徴とする、車両の姿勢制御装置。