JPH07186671A - サスペンション制御装置 - Google Patents

サスペンション制御装置

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JPH07186671A
JPH07186671A JP33701393A JP33701393A JPH07186671A JP H07186671 A JPH07186671 A JP H07186671A JP 33701393 A JP33701393 A JP 33701393A JP 33701393 A JP33701393 A JP 33701393A JP H07186671 A JPH07186671 A JP H07186671A
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JP
Japan
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road surface
vehicle height
value
vehicle
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Application number
JP33701393A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kawazoe
寛 川添
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】流体圧シリンダを使用して予見制御を行う場合
に、車高変化に伴うホイールベース長変化を補償して、
最適な予見制御を行う。 【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の路面推定値x0i′(i=FL,FR)
を算出し、且つ車高値を設定する車高切換スイッチ29
のスイッチ信号SWで検出し、マイクロコンピュータ44
でスイッチ信号SWによって設定車高値に応じたホイー
ルベース長を算出し、これに基づいて前輪が通過する路
面を後輪が通過するまでの遅延時間τR を算出すると共
に、遅延時間τR 前の路面推定値x0i′をもとに予見制
御力Upj(j=RL,RR) を算出することにより、車高変化に
伴うホイールベース長変化を補償して最適時点で適切な
制御力を発生させる。

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
御するサスペンション制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の予見制御を行うサスペンション制
御装置としては、実開平4−20809号公報に記載さ
れているものがある。この従来例は、車体と車輪との間
に介装され、油圧の給排を制御することにより支持剛性
を変化させる油圧支持手段と、車両前方の振動入力物体
を検出する振動入力検出手段と、車速を検出する車速検
出手段と、前記振動入力検出手段が振動入力物体を検出
した時点から車輪に振動が入力する時点までの時間遅れ
を、前記車速検出手段が検出する車速により予測し、予
測した時間遅れに基づき前記油圧支持手段の油圧の給排
を変化させる指令信号を出力して油圧支持手段の支持剛
性を小にさせる油圧制御手段とを備え、前記油圧制御手
段は、前記指令信号を、少なくとも、該指令信号の出力
後油圧支持手段の支持剛性が実際に小になるに要する作
動遅れ時間分だけ、前記予測した時間遅れに対して早め
に出力することを特徴としている。
【0003】
【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、車両前方の振
動入力物体を検出した時点から車輪に振動が入力する時
点までの時間遅れを、車速によって予測すると共に、油
圧制御系の作動遅れを補償するようにしているが、後輪
に対する時間遅れを算出するには、前輪及び後輪間のホ
イールベースをもとに算出するようにしているため、車
輪がトレーリングアームに回転自在に支持されている場
合には、車高変化によってホイールベースが変化するこ
とになり、後輪に対する時間遅れを正確に算出すること
ができず、後輪での制御力を発生するタイミングがずれ
て、十分な乗心地向上効果を発揮することができないと
いう未解決の課題がある。
【0004】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、ホイールベース変化
にかかわらず良好な予見制御を行って十分な乗心地向上
効果を発揮す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。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るサスペンション制御装置は、図1の基
本構成図に示すように、少なくとも前後方向の一端が車
体側に回動自在に支持されたサスペンションアームに支
持された後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、前輪位置又は前輪より
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算出した前
記圧力制御弁に対する圧力指令値を当該前方路面情報検
出手段で検出した路面に後輪が到達するまでの遅延時間
経過時点で当該圧力制御弁に出力する予見制御手段とを
備えたサスペンション制御装置において、車速を検出す
る車速検出手段と、車高を検出する車高検出手段と、該
車高検出手段で検出した車高検出値に基づいてホイール
ベースを算出するホイールベース算出手段と、少なくと
も前記車速検出手段の車速検出値と前記ホイールベース
算出手段で算出したホイールベースとに基づいて前記遅
延時間を算出する遅延時間算出手段とを備えたことを特
徴としている。
【0006】
【作用】本発明においては、車高を車高検出手段で検出
し、これに基づいてトレーリングアーム等の回動による
ホイールベース変化を正確に算出し、算出したホイール
ベースと車速とに基づいて前方路面情報検出手段で検出
した路面に後輪が到達するまでの遅延時間を算出するこ
とにより、ホイールベース変化に正確に追従した遅延時
間を算出し、後輪の流体圧シリンダで最適時点で適切な
制御力を発生させる。
【0007】
【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。
【0008】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、前輪側の油圧シリンダ18FL,18FRと並列に配設
されて前輪11FL,11FRと車体との間の車高即ちスト
ロークを検出するストロークセンサ27FL,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、目標車高を高低2段階に設定
するための低車高を選択したときにオフ状態、高車高を
選択したときにオン状態となるスイッチ信号SWを出力
する車高切換スイッチ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ZGF L 〜ZGRR
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,27RR及び28FL〜2
8FR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。
【0009】前輪側の車輪側部材14は、例えばマクフ
ァーソン式サスペンションで構成され、後輪側の車輪側
部材14は、図3に示すように、前端が車体側部材10
に回動自在に支持されたトレーリングアーム14aで構
成され、その後端側に後輪11RL,11RRが回転自在に
支持されており、車高変化に応じて後輪支持中心点Oが
前後方向に変化する。
【0010】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。
【0011】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。
【0012】ここで、励磁コイルに加えられる指令電流
i(:iFL〜iRR)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4に
示すように、ノイズを考慮した最小電流値iMIN のとき
には最低制御圧PNIM 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iMAX 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PMAX となる。この図4
で、iN は中立指令電流,PCNは中立制御圧である。
【0013】ストロークセンサ27FL及び27FRの夫々
は、図5に示すように、車高が予め設定された高車高に
一致するときに零の中立電圧VS 、車高が高車高より高
くなるとその偏差に応じた正の電圧、車高が高車高より
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SFL及びSFRを出力するように構成されている。
【0014】上下方向加速度センサ28FL〜28RLの夫
々は、図6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ZGFL 〜ZGRR を出力する
ように構成されている。
【0015】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27FRから入力されるスト
ローク検出値SFL及びSFRから後述するマイクロコンピ
ュータ44から出力される車高補正値SA を減算して車
高設定値に対応した真のストローク検出値SFL及びSFR
を出力する加算器40a及び40bと、加算器40a及
び40bから出力されるストローク検出値SFL及びSFR
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ZGFL 及びZGFR 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
面変位の微分値でなる路面推定値x1FL′及びx1FR
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 〜ZGFR を積分してばね上速度ZVFL 〜ZVRR 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〜4
2RR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x0FL ′及びx0FR ′、積分回路42FL〜42
RRから出力されるばね上速度ZVFL 〜ZVRR 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、車高切換スイッチ29のスイ
ッチ信号SW及び各A/D変換器43a〜43f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PFL〜PRR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iFL〜iFR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。
【0016】ここで、振動入力推定回路41は、図7に
示すように、加算器40a及び40bから出力されるス
トローク検出値SFL及びSFRを微分してストローク速度
VF L 及びSVFR 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fHC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
41b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ZGFL 及びZGFR を積分してば
ね上変位の微分値xFL′及びxFR′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fLC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
41bから出力されるストローク速度SVFL 及びSVFR
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xFL′及びxFR′とを加算する加算器41
e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
路面変位の微分値でなる路面推定値x0FL ′及び
0FR ′が出力される。
【0017】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SFL及びSFR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11
FRのばね下変位x0FL 及びx 0FR から車体側のばね上変
位xFL及びxFRを減算した値となる。 SFL=x0FL −xFL …………(1) SFR=x0FR −xFR …………(2) したがって、ストローク検出値SFL及びSFRを微分回路
41a及び41bで微分したストローク速度SVFL 及び
VFR は夫々ばね下変位の微分値x0FL ′及びx0FR
からばね上変位の微分値xFL′及びxFR′を減算した値
となるため、これらと上下加速度検出値ZGFL 及びZ
GFR を積分したばね上変位の微分値xFL′及びxFR′と
を加算することにより、ばね上変位の微分値xFL′及び
FR′を相殺して路面変位に追従した真の路面変位の微
分値でなる路面推定値x0FL ′及びx0FR ′を得ること
ができる。
【0018】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、車高切換スイッチ信号SW及びA/D変
換器43a〜43f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〜20
RRに対する圧力指令値PFL〜PRR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7の処理を実行して、所定サンプリング時間
S (例えば20msec)毎に、車速検出値V、車体上下
速度ZVFL 〜ZVRR 及び車高切換スイッチ信号SWを読
込むと共に、路面推定値x0FL ′,x0FR ′を記憶装置
44dに形成したシフトレジスタ領域に順次シフトしな
がら格納し、車高切換スイッチ信号SWに基づいて現在
の車高を判断して、当該車高に応じたホイールベースL
を選択すると共に、選択したホイールベースLと車速検
出値Vに基づいて前後輪間の遅延時間τR を算出し、且
つシフトレジスタ領域から遅延時間τR だけ前の路面推
定値x0FL ′,x0FR ′を読出し、これらに基づいて後
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URL,U RRを演算
し、積分回路42FL〜42RRからの車体上下速度ZVFL
〜ZVRR に基づいて算出したスカイフックダンパ機能を
発揮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。
【0019】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TS 毎に読込む路面
推定値x0FL ′,x0FR ′を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、さらに演算
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。
【0020】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7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TS (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) が予め設定された車速設定値VS 以上であるか否か
を判定し、V(n) <VS であるときには、そのままタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰
し、V(n) ≧VS であるときにはステップS3に移行す
る。
【0021】このステップS3では、車高切換スイッチ
29のスイッチ信号SWを読込み、次いでステップS4
に移行して、スイッチ信号SWがオン状態であるか否か
を判定し、スイッチ信号SWがオン状態であるときに
は、車高が高車高に設定されているものと判断して、ス
テップS5に移行し、加算器40a及び40bに出力す
るストローク補正値SA を“0”に設定すると共に、後
述する車高目標値に応じた中立制御力UN を高車高設定
値SH に応じた値UNHに設定し、両設定値を記憶装置4
4dの所定記憶領域に更新記憶し、次いでステップS6
に移行して、ホイールベースLとして高車高時即ち図3
の実線図示の状態における予め設定されたホイールベー
スLH を選択し、これを記憶装置44dに形成したホイ
ールベース記憶領域に更新記憶してからステップS9に
移行し、スイッチ信号SWがオフ状態であるときには、
車高が低車高に設定されているものと判断し、ステップ
S7に移行して、減算器40a及び40bに出力するス
トローク補正値SA として高車高設定値SH と低車高設
定値SL との偏差ΔSを設定すると共に、中立制御U N
として、低車高設定値SL に応じた高車高設定値SH
の値UNHより低い値U NLに設定し、両設定値を記憶装置
44dの所定記憶領域に更新記憶し、次いでステップS
8に移行して、高車高時のホイールベースLH にトレー
リングアーム14aの回動による増加分ΔLを加算した
値をホイールベースLとしてホイールベース記憶領域に
更新記憶してからステップS9に移行する。
【0022】このステップS9では、振動入力推定回路
41からの路面推定値x0FL ′,x 0FR ′及び積分回路
42FL〜42FRからの車体上下速度ZVFL 〜ZVRR を読
込み、車体上下速度ZVFL 〜ZVRR は該当する記憶領域
に更新記憶するが、路面推定値x0FL ′,x0FR ′につ
いては記憶装置44dに形成したシフトレジスタ領域に
順次シフトさせながら格納する。
【0023】次いで、ステップS10に移行して、ホイ
ールベース記憶領域に更新記憶されているホイールベー
スLを読出し、これと車速検出値Vとに基づいて下記
(3)式に従って前輪が通過した路面に後輪が達するま
での遅延時間τR を算出する。 τR =(L/V)+τ1 +τ2 +τ3 …………(3) ここで、τ1 は予め設定された油圧系の応答遅れ時間、
τ2 は予め設定されたコントローラ演算むだ時間、τ3
は予め設定されたフィルタによる位相遅れ時間である。
【0024】次いで、ステップS11に移行して、シフ
トレジスタ領域に格納されている遅延時間τR だけ前の
路面推定値x0FL ′,x0FR ′を読出して、これらをも
とに下記(4)式及び(5)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UpRL
及びUpRR を算出する。 UpRL =−〔Cp +{1/(ω1 +s)}Kp 〕x0FL ′ ………(4) UpRR =−〔Cp +{1/(ω1 +s)}Kp 〕x0FR ′ ………(5) ただし、Cp は減衰定数、Kp はばね定数であって、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Cp ≦C,Kp ≦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UpRL 及びUpRR を上
記(4)式及び(5)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 ………(6) で表すことができる。この(6)式をばね上変位Xにつ
いて解くと、 となる。
【0027】例えば前記(4)式において、x0FL ′=
sx0FL であるので、この(4)式をω1 =0,Cp
C、Kp =Kとして上記(7)式に代入すると、(7)
式は、 となる。
【0028】この(8)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 −x0FL )≒0となるので、(8)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S12に移行して、上記
ステップS11で算出した予見制御力UpRL 及びUpRR
と前記ステップS9で読込んだ車体上速度ZVFL 〜Z
VRR とに基づいて下記(10)〜(13)式に従って、
総合制御力UFL〜URRを算出する。 UFL=UN −KB ・ZVFL …………(10) UFR=UN −KB ・ZVFR …………(11) URL=UN −KB ・ZVRL +UpRL …………(12) URR=UN −KB ・ZVRR +UpRR …………(13) ここで、UN は車高を目標車高に維持するために必要な
制御力、KB はバウンス制御ゲインである。
【0030】次いで、ステップS13に移行して、上記
ステップS12で算出した各制御力UFL〜URRに対応す
る圧力指令値PFL〜PRRを夫々D/A変換器45FL〜4
5RR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。この図8の処理において、
ステップS3及びS4の処理と車高切換スイッチ29で
車高検出手段に対応し、ステップS6及びS8の処理が
ホイールベース算出手段にいた王し、ステップS1の処
理が遅延時間算出手段に対応し、ステップS11〜ステ
ップS13の処理が予見制御手段に対応している。
【0031】したがって、今、車両が平坦な良路を車高
切換スイッチ29で設定した高車高を維持して設定車速
S 以上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、車高切換スイッチ信号SWがオン状態とな
っていることから、図8の処理が実行されたときにステ
ップS4からステップS5に移行して、“0”のストロ
ーク補正値SA を加算器40a,40bに出力すると共
に、ステップS6に移行して通常ホイールベースLH
ホイールベースLとしてホイールベース記憶領域に更新
記憶する。
【0032】一方、車両が平坦な良路で高車高を維持し
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SFL及びSFR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〜28RRの加速度
検出値ZGFL 〜ZGRR は略零となっている。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SVFL 及びSVFR 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xFL′及びxFR′とが夫々略零となるので、加算器4
1e及び41fから出力される路面推定値x0FL ′及び
0FR ′も略零となる。一方、上下方向加速度検出値Z
GFL 〜ZGRR 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ZVFL 〜ZVRR も略零とな
っている。
【0033】そして、路面変位の微分値x0FL ′及びx
0FR ′と、ばね上速度ZVFL 〜ZVR R とが車速検出値V
と共にマイクロコンピュータ44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TS 毎に
実行される図8の処理において、ステップS9で順次シ
フトレジスタ領域に格納される路面推定値x0FL ′及び
0FR ′が零の状態を継続するので、ステップS10で
算出される遅延時間τR だけ前の路面推定値x0FL ′及
びx0FR ′も零となっており、一方車体上下速度ZVFL
〜ZVRR も零であるので、ステップS12で算出される
総合制御力UFL〜URRは高車高に維持する中立圧制御力
NH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。
【0034】このため、駆動回路46FL〜46RRで圧力
指令値PFL〜PRRに対応した指令電流iFL〜iRR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から設定され
た高車高を維持するために必要な中立圧PCNが前輪側及
び後輪側の油圧シリンダ18FL,18FR及び18RL,1
8RR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間のストロークを高
車高設定値SH に維持する推力を発生する。
【0035】このように、良路を高車高状態を維持して
走行しているときには、通常のホイールベースLH をも
とに遅延時間τが算出されるが、もともと路面推定値x
0FL′及びx0FR ′が零であるので、予見制御力UpRL
及びUpRR は零となり、目標とする高車高状態を維持す
ることができる。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SFL及びSFR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2
8FL及び28FRの加速度検出値ZGFL 及びZGFR が正方
向に増加する。
【0036】そして、これらストローク検出値SFL及び
FRと、上下方向加速度検出値ZGF L 及びZGFR 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
推定値x0FL ′及びx0FR ′がマイクロコンピュータ4
4に出力されて、そのシフトレジスタ領域に順次シフト
しながら格納される。
【0037】したがって、マイクロコンピュータ44で
は、ステップS11で、シフトレジスタ領域に格納され
ているステップS10で算出される車速検出値V及びホ
イールベースLに基づいて算出される遅延時間τだけ前
の路面推定値x0FL ′及びx 0FR ′即ち良路走行時の零
の路面推定値x0FL ′及びx0FR ′をもとに前記(4)
式及び(5)式に従って算出するので、算出される予見
制御力UpRL 及びUpR R は零を維持し、後輪側の制御力
RL及びURRは中立制御力UN を維持するが、前輪11
FL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ZGFL 及びZGFR が正方向に増加
しているので、ステップS12で算出される前輪側の総
合制御力UFL及びUFR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UN より低下され、これに応じて
駆動回路46FL及び46FRから出力される指令電流iFL
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PC が中立圧PCNより低下して、油
圧シリンダ18FL及び18FR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。
【0038】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UFL及びUFRに復
帰するが、後輪11RL及び11RRについては、これらが
ランプステップ路を通過する時点で、ステップS11で
シフトレジスタ領域に格納されているステップS10で
算出された遅延時間τR 前の路面推定値x0FL ′及びx
0FR ′が前輪11FL及び11FRが段差乗り上げ時の値と
なるので、これに基づいて算出された後輪側の予見制御
力は負の値となり、これらに基づいて後輪に対する総合
制御力URL及びURRが算出されるので、これら総合制御
力URL及びURRが中立圧制御力UN 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(9)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ZVRL 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S12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。
【0039】この状態から、車両を停車させて、車高切
換スイッチ29を操作して低車高を選択すると、これに
応じて車高切換スイッチ信号SWがオフ状態となり、図
8の処理が実行されたときに、ステップS4からステッ
プS7に移行する。このため、車高値の低下に応じたス
トローク補正値SA が加算器40a,40bに出力され
るため、加算器40a,40bの出力は目標車高が低車
高に調整された段階で零となる。これと同時に中立制御
力UN が低車高に応じた設定値UNLに設定され、且つス
テップS8でホイールベースLが高車高時のホイールベ
ースLH に車高の低下によるトレーリングアーム14a
の回動による増加分ΔLを加算した値に設定される。
【0040】したがって、ステップS12で算出される
総合制御力UFL〜URRが低車高値S L に応じた中立制御
力UNLとなるので、車高が目標とする低車高値SL に低
下され、これに応じてストローク補正値SA が入力され
ている加算器40a,40bから出力されるストローク
検出値SFL〜SRRが零となる。そして、この状態で車両
を発進させて走行を開始すると、ホイールベースLが低
車高時のホイールベースLH +ΔLに設定されることに
なるため、ステップS10で算出される遅延時間τR
ホイールベース長の変化に対応して変更され、前輪位置
での路面推定値x0FL ′及びx0FR ′に基づいて正確な
後輪予見制御力UpRL 及びUpRR を算出することがで
き、極めて正確な予見制御を継続することができる。
【0041】ところで、前述した(4)式及び(5)式
でω1 =0として制御力UpRL 及びUpRR を算出する
と、制御力UpRL 及びUpRR の路面変位(車輪変位)x
0FL 及びx0FR に対する定常ゲイン(s=0とした場合
のゲイン)がKとなるため、一過性の凹凸については問
題がないが、前述したランプステップ路のように路面変
位X0FL (≒x0FL )及びX0FR (≒x0FR )が変化し
たまま戻らないような路面を走行した場合、平坦な路面
に出ても制御力UpRL 及びUpRR が“0”とならず、制
御力UpRL 及びUpRR とサスペンションのばね定数Kが
つり合うだけストロークしたままとなり、車高がもとに
復帰しない状態即ち車高の初期値をhとすると、(X0
−x0 )−h=U/K≠0となる状態となる。したがっ
て、このような路面を走行した後、平坦な路面に出たと
きに車高がもとに戻るようにするためには、制御力U
pRL 及びUpRR の車輪上下速度推定値x0 に対する定常
ゲインが“0”となるように、(4)式及び(5)式で
ω1 >0に選定すればよい。
【0042】一方、前輪11FL,11FRの何れか一方例
えば前左輪11FLのみが一過性の凸部に乗り上げた場合
には、左輪側の油圧シリンダ18RLについてのみ上記予
見制御が行われ、凸部乗り上げを生じない右輪側の油圧
シリンダ18RRについては、中立圧を維持する制御が行
われる。また、前輪11FL、11FRが一過性の凹部に落
ち込んだときには、上記と逆の制御を行って車体の揺動
を抑制することができ、さらに一過性の凹凸に限らず不
整路面等の連続的な凹凸路面を走行する場合でも前輪の
挙動に応じて後輪を予見制御することができる。
【0043】なお、上記実施例においては、車高検出手
段として、車高切換スイッチSWを適用して、そのスイ
ッチ信号SWに基づいて車高値を推定する場合について
説明したが、これに限定されるのではなく、後輪側にも
ストロークセンサを設けて、そのストローク検出値から
車高変化を検出するようにしてもよく、この場合には、
車高が連続的に変化した場合にも対応することができ
る。
【0044】また、車高検出手段としては、ストローク
センサに限らず、超音波距離計、レーザ距離計等の非接
触式の距離計を適用し得る他、トレーリングアームの回
動角を検出し、これに基づいて車高値を算出するように
してもよい。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、路面推定値x 0FL ′及びx0FR
をシフトレジスタ領域に順次シフトしながら格納する場
合について説明したが、路面推定値x0FL ′及び
0FR ′に基づいて後輪予見制御力UpRL 及びUpRR
算出し、これをシフトレジスタ領域に順次シフトしなが
ら格納するようにしてもよく、さらには路面推定値x
0FL ′及びx0FR ′又は予見制御力UpRL 及びUpRR
遅延時間τR 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τR についてはシフトする毎に
サンプリング時間を減算して、遅延時間が零となった路
面推定値x0FL ′及びx0FR ′又は予見制御力U pRL
びUpRR をもとに総合制御力URL及びURRを算出するよ
うにしてもよい。
【0045】なおさらに、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。
【0046】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、他の横方向加速度センサ、前後方向加速度センサ等
の加速度検出値に基づくロール、ピッチ、バウンスを抑
制する制御信号を算出し、これらを前記圧力指令値PFL
〜PRRに加減算してトータル制御を行うようにしてもよ
い。
【0047】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。
【0048】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。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るサス
ペンション制御装置によれば、車高変化に伴うホイール
ベース変化を検出し、これに基づいて前輪が通過した路
面を公園が通過するまでの遅延時間を算出するようにし
たので、車高変化に伴ってホイールベース長が変化した
場合でも、これに正確に追従して、正確な遅延時間を算
出することができ、後輪側で最適時点で適切な予見制御
力を発生させることができ、優れた乗心地向上効果を発
揮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る。
【図2】本発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図3】車両を側面からみた模式図である。
【図4】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5】ストロークセンサの出力特性を示す特性線図で
ある。
【図6】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。
【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,28FR 上下方向加速度センサ 29 車高切換スイッチ 30 コントローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも前後方向の一端が車体側に回
    動自在に支持されたサスペンションアームに支持された
    後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、前輪位置又は前輪より前方の路
    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算出した前記圧力制
    御弁に対する圧力指令値を当該前方路面情報検出手段で
    検出した路面に後輪が到達するまでの遅延時間経過時点
    で当該圧力制御弁に出力する予見制御手段とを備えたサ
    スペンション制御装置において、車速を検出する車速検
    出手段と、車高を検出する車高検出手段と、該車高検出
    手段で検出した車高検出値に基づいてホイールベースを
    算出するホイールベース算出手段と、少なくとも前記車
    速検出手段の車速検出値と前記ホイールベース算出手段
    で算出したホイールベースとに基づいて前記遅延時間を
    算出する遅延時間算出手段とを備えたことを特徴とする
    サスペンション制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1000983C2 (nl) * 1995-08-15 1997-02-18 Adrianus Theodorus Johannes Be Automatische niveauregeling voor een voertuig.
JP2008049972A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Advics:Kk ホイールベース長設定装置
JP2014189242A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Fuji Heavy Ind Ltd サスペンション装置及び車両

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