JPH07195923A - バネ下状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バネ下の状態をバネ下加速度計を用いること
なく検出することで、部品点数の削減、装置の信頼性を
高める。 【構成】 推定器１０１は、シリンダ圧力センサ９１で
検出されるアクチュエータのシリンダ内の圧力と、サス
ペンション変位センサ３１で検出されるサスペンション
の変位と、ＥＣＵからアクチュエータへ出力されるサー
ボ弁電流信号ｉv1と、第１ないし第３の上下加速度セン
サ３６，３７，３８で検出される車体の右ドア部、重心
部およびリアトランク部における上下加速度とに基づい
て、バネ下である車輪の上下速度を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アクティブ型のサス
ペンションを備える車両におけるバネ下の状態を検出す
るバネ下状態検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクティブ制御を自動車のサスペ
ンションに応用したアクティブサスペンションが現実の
ものとなっている。このアクティブサスペンションは、
車体と車輪との間に油圧シリンダを設け、その油圧を油
圧サーボバルブによって制御するもので、積極的な制振
を実現することができる。

【０００３】このアクティブサスペンションでは、乗り
心地と車体姿勢の向上を主な目的としてフィードバック
コントローラの設計がなされている。フィードバックコ
ントローラでは、車両の状態量が全て観測可能であるな
らば、それら状態量を用いて、次式に示す状態フィード
バック； ｕ＝Ｋｘ …（１） を行なうことで、操作エネルギの制約範囲内で設計者の
希望する任意の制御性能を得ることができる。（１）式
において、ｘが状態量に相当し、ｕが操作量である。な
お、アクティブサスペンションの制御系は、可変制御で
あると考える。

【０００４】上記状態量ｘとしては、サスペンション変
位やタイヤたわみ等の相対変位項、車体と各車輪に関す
る絶対速度項、および油圧シリンダの幾つかの状態量が
ある。このアクティブサスペンションでは、これら状態
量の内の車体の絶対速度項を用いて上述した（１）式に
従うフィードバック制御を行なうことで、スカイフック
ダンパの理論に従う制御を実現して、乗り心地を向上す
ることができる。また、相対変位項であるサスペンショ
ン変位を用いてフィードバック制御を行なうことで、車
体姿勢を向上することができる。

【０００５】ところで、現在のアクティブサスペンショ
ンは、前述してきた乗り心地と車体姿勢の向上が主な目
的であり、接地性の向上を積極的に狙うものではない。
これに対して、近年、操安性を高める上で、接地性の向
上の要求が高まっており、接地性の向上のためには、車
輪の絶対速度項のフィードバック制御が不可欠であっる
ことが、最近の現代制御理論に基づく研究から明らかに
なりつつある。

【０００６】従って、接地性の向上を図るには、車輪の
絶対速度項を検出する手段が必要となるが、これは、車
輪の重心点に加速度計を装着し、それを用いて車輪の上
下加速度を直接計測することで実現できる。そのような
技術が特開昭６３−２５８２０７号公報に開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
速度計（バネ下上下加速度計）の使用は、部品点数が増
え構成が複雑化する問題を招いた。さらに、配線の取り
回しによって断線したり、振動等の悪影響を受け易いと
いうように、バネ下上下加速度計の配置において環境的
な条件が厳しいといった問題もあった。

【０００８】この発明は、バネ下の状態によるサスペン
ション制御を行なうことで接地性の向上を図れるという
新たな知見に基づいてなされたものであり、バネ下の状
態をバネ下上下加速度計を用いることなく検出すること
で、前述した問題点を解消することを、その目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のバネ下状態検出
装置は、発明の基本的構成を例示するブロック図である
図１に示すように、車両のバネ下部材とバネ上部材との
間に介装された流体圧アクチュエータＭ１と、該流体圧
アクチュエータＭ１の作動圧を所定の指令信号に応じて
調整可能な圧力制御弁Ｍ２とを備えた能動型のサスペン
ションＳＣ１を備える車両におけるバネ下の状態を検出
するバネ下状態検出装置であって、前記流体圧アクチュ
エータＭ１のシリンダ内の圧力を検出するシリンダ圧力
検出手段Ｍ３と、前記サスペンションＳＣ１の変位を検
出するサスペンション変位検出手段Ｍ４と、前記圧力制
御弁Ｍ２から前記流体圧アクチュエータＭ１へ流れる流
体の流量を検出する流量検出手段Ｍ５と、車体ＢＤのロ
ール角速度を検出するロール角速度検出手段Ｍ６と、前
記車体ＢＤのピッチ角速度を検出するピッチ角速度検出
手段Ｍ７と、前記車体ＢＤの上下方向の速度を検出する
バネ上上下速度検出手段Ｍ８と、前記各検出手段Ｍ３，
Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８で検出された各検出結果
に基づき車輪ＷＨの状態を推定するバネ下状態推定手段
Ｍ９とを備えたことを要旨とする。

【００１０】なお、この発明のバネ下状態検出装置にお
いて、前記流量検出手段Ｍ５は、前記圧力制御弁Ｍ２に
入力する指令信号に基づいて前記流量を演算により求め
る演算部を備えた構成としてもよい。

【００１１】

【作用】以上のように構成された本発明のバネ下状態検
出装置は、検出手段Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ
８で検出された流体圧アクチュエータＭ１のシリンダ内
の圧力と、サスペンションＳＣ１の変位と、圧力制御弁
Ｍ２から流体圧アクチュエータＭ１へ流れる流体の流量
と、車体ＢＤのロール角速度と、車体ＢＤのピッチ角速
度と、車体ＢＤの上下方向の速度とに基づき、バネ下状
態推定手段Ｍ９により車輪ＷＨの状態を推定する。この
ため、バネ下状態を検出するセンサを用いずに、車輪Ｗ
Ｈの状態の推定がなされる。

【００１２】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。

【００１３】１．サスペンション制御装置のハードウェ
ア構成 図２は、一実施例としてのサスペンション制御装置を搭
載する車両における各部材の配置を示す説明図である。
この図に示すように、車両１０のアクティブサスペンシ
ョンには、油圧によって作動するアクチュエータ２１，
２２，２３，２４を、左右前後のバネ下部材１１，１
２，１３，１４の各車輪１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４
ａに配置している。そして、アクティブサスペンション
には、センサ群として、バネ下部材１１ないし１４のバ
ネ上部材１６に対する相対的な変位（アクチュエータ２
１ないし２４が取り付けられている部位における変位）
を検出するサスペンション変位センサ３１，３２，３
３，３４と、バネ上部材１６の一部である車体１６ａの
右ドア部、重心部およびリアトランク部にそれぞれ設け
られた第１ないし第３の上下加速度センサ３６，３７，
３８と、イグニッションスイッチ４１（図４）等を備え
る。

【００１４】図３は、アクティブサスペンションの流体
回路の概略構成図である。この図に示すように、この流
体回路には、作動流体としてのオイルを貯留するリザー
バ５０を備える。リザーバ５０には接続通路５２の一端
と、作動流体を排出する排出通路５４の一端とが接続さ
れている。接続通路５２の他端はエンジン４０により駆
動されるポンプ５６の吸入側に接続されている。

【００１５】ポンプ５６は可変容量ポンプであり、その
吐出側には作動流体を供給する供給通路５８の一端が接
続されている。供給通路５８の他端および排出通路５４
の他端は、圧力制御弁である３ポート３位置切換式のサ
ーボ弁６０のＰポートおよびＲポートにそれぞれ連通接
続されている。排出通路５４の途中には他の車輪よりの
連通接続部５４ａが設けられており、その連通接続部５
４ａよりもサーボ弁６０の側に逆止弁６２が設けられて
いる。この逆止弁６２はサーボ弁６０よりリザーバ５０
へ向かう作動流体の流れのみを許すようになっている。

【００１６】サーボ弁６０のＶポートには接続通路７０
が接続されている。こうしたサーボ弁６０は、外部から
の電気信号を受けて、ＰポートとＶポートとを連通接続
する切換位置６０ａと、全てのポートの連通を遮断する
切換位置６０ｂと、ＲポートとＶポートとを連通接続す
る切換位置６０ｃとに切替わるようになっている。

【００１７】接続通路７０の他端は車輪１１ａないし１
４ａに対応して設けられた前記アクチュエータ２１ない
し２４のシリンダ２１ａ（図３には、左前のバネ下部材
１１に対応する部分のみ表示）に連通接続されている。
アクチュエータ２１ないし２４は一種のシリンダ−ピス
トン装置であり、車輪１１ａを支持するロアアーム４２
ａと車体１６ａとの間に配設され、シリンダ２１ａに対
し作動流体が給排されることにより対応する部位の車高
を増減するようになっている。なお、バネ下部材１１と
は、車輪１１ａ、ロアアーム４２ａ、さらにアッパアー
ム４２ｂ等を含むものである。

【００１８】シリンダ２１ａには通路７４により気液バ
ネ装置（ガスばね）７６が接続されており、通路７４の
途中には減衰弁７８が設けられている。これらによりガ
スばね７６はサスペンションスプリングまたは補助的な
サスペンションスプリングとして作用し、減衰弁７８
は、開口面積が一定の絞りからなり、減衰力を発生する
ようになっている。

【００１９】供給通路５８の途中には、フィルタ８０
と、ポンプ５６よりサーボ弁６０へ向かう作動流体の流
れのみを許す逆止弁８２とが設けられている。さらに、
逆止弁８２より下流側の供給通路５８にはアキュームレ
ータ８４が連通接続されている。なお、アキュームレー
タ８４よりもサーボ弁６０側の構成部品、即ち、サーボ
弁６０、接続通路７０、減衰弁７８、アクチュエータ２
１およびガスばね７６等は、各車輪に対応して車輪毎に
それぞれ設けられており、アキュームレータ８４に接続
される供給通路５８に、それら構成部品は並列に接続さ
れている。

【００２０】なお、各アクチュエータ２１，２２，２
３，２４のシリンダ２１ａには、その内圧を検出するシ
リンダ圧力センサ９１，９２，９３，９４（９２〜９４
については図４参照）が各輪に対応してそれぞれ設けら
れている。

【００２１】図４に示すように、前述してきたセンサ
群、即ち、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）４１、
サスペンション変位センサ３１，３２，３３，３４、第
１ないし第３の上下加速度センサ３６，３７，３８、シ
リンダ圧力センサ９１，９２，９３，９４等は、サスペ
ンションコントロール装置１００に電気的に接続されて
いる。

【００２２】サスペンションコントロール装置１００
は、各センサ群からの信号を取り込んで各車輪１１ａ，
１２ａ，１３ａ，１４ａの上下方向の速度を推定する第
１ないし第４の推定器１０１，１０２，１０３，１０４
と、各センサ群からの信号に加えてそれらの推定結果を
取り込んでアクチュエータ２１ないし２４のサーボ弁６
０（各輪に対応するサーボ弁を６０ＦＬ，６０ＦＲ，６
０ＲＬ，６０ＲＲで示す）を駆動制御する電子制御ユニ
ット（以下、単にＥＣＵと呼ぶ）１０６とを備える。Ｅ
ＣＵ１０６は、マイクロコンピュータを中心とする論理
演算回路として構成されるもので、周知のＣＰＵ１０６
ａ，ＲＯＭ１０６ｂ，ＲＡＭ１０６ｃ等を備えている。

【００２３】２．推定器の構成 推定器１０１ないし１０４について次に説明する。この
推定器１０１ないし１０４は、サスペンションの接地性
を決めるのに重要な車輪１１ａないし１４ａの上下方向
の速度を、前述した各センサで観測可能な物理量から正
確に推定するもので、所定の数学モデルからその推定を
行なっている。以下、その数学モデルについて詳しく説
明する。

【００２４】このサスペンションの油圧系を構成する各
デバイスの運動方程式は、次の（２）ないし（５）式で
表わされる。ここでは、各車輪１１ａないし１４ａのう
ちの任意の一輪を第ｋ（ｋ＝１，２，３，４）輪と呼ん
で、その第ｋ輪の運動方程式についてのみ示した。な
お、これら各デバイスの非線形特性は、動作点近傍で線
形化されている。

【００２５】

【数１】

【００２６】ここで、各定数、各変数は次の意味を持
つ。

【数２】

【００２７】上記（２）式で示されるサーボ弁６０に関
する運動方程式がどのようにして求められたかを、次に
詳しく説明する。サーボ弁６０の詳しい構成を図５に示
した。図５に示すように、サーボ弁６０は、スリーブ２
０１とスプール２０３とを備えている。スリーブ２０１
には窓状のポートが３つ設けられており、Ｐポート２０
１ａにポンプ５６側の供給通路５８が、Ｒポート２０１
ｂにドレンへの排出通路５４が、Ｖポート２０１ｃにシ
リンダ２１ａへの接続通路７０がそれぞれつながれてい
る。

【００２８】上記スリーブ２０１にはソレノイド２０５
が一体的に付設されており、このソレノイド２０５に電
流ｉｖを流すことにより、ロッド２０７を介してスプー
ル２０３を図中、左右方向に移動する。この結果、スプ
ール２０３は、オフセット位置と左右両側の作動位置と
の間で移動制御される。こうした構成のサーボ弁６０に
ついての運動方程式は次式（６）で表わされる。

【数３】

【００２９】ここで、ｘv はスプール２０３の移動量で
あり、Ｋv はゲイン定数で、Ｔv は時定数である。
（２）式によれば、ソレノイド２０５に電流ｉｖを流す
と、スプール２０３は一次遅れにて移動することがわか
る。この移動を受けて、スプール２０３の位置により決
まる弁体の開口面積ａv は次式（７）で示される大きさ
となる。

【００３０】

【数４】 ここで、Ｄv はスプール２０３の径である。

【００３１】スプール２０３がｘv の正方向（図５中、
右方向）に移動したとき、即ち、（７）式で求まる弁体
の開口面積ａv が値０以上であるとき、スプール２０３
は左側の作動位置（前述した切換位置６０ａ）に移動
し、供給通路５８と接続通路７０とが連通する。このと
き、作動流体は供給通路５８から接続通路７０へ流れる
が、この流量はベルヌイの式より次式（８）に示すよう
に求まる。

【００３２】

【数５】 ここで、ｐp は供給通路５８内の圧力、ｐv は接続通路
７０内の圧力、Ｃv は定数である。

【００３３】一方、スプール２０３がｘv の負方向（図
５中、左方向）に移動したとき、即ち、弁体の開口面積
ａv が値０より小さいとき、スプール２０３は右側の作
動位置に移動し、排出通路５４と接続通路７０とが連通
する。このとき、作動流体は接続通路７０から排出通路
５４へ次式（９）に基づく流量ｑciだけ流れる。

【００３４】

【数６】 ここで、ｐr は排出通路５４内の圧力である。

【００３５】（８）式，（９）式を線形化すると、次式
（１０）が求まる。

【数７】

【００３６】（７）式および（１０）式の内容を（６）
式に代入すると次のようになる。

【数８】

【００３７】その結果、サーボ弁６０の運動方程式は次
式（１１）で示すように求まる。

【数９】 この（１１）式は、前述した（２）式に相当する。

【００３８】次に、（３）式で表わされるアクチュエー
タ２１の運動方程式について説明する。アクチュエータ
２１の概略構成を図６に示した。図６に示すように、ア
クチュエータ２１は、一種のシリンダ−ピストン装置で
あり、このシリンダ２１ａから流れ出るオイルの流量ｑ
cok とシリンダ２１ａへ流れ込む流量ｑcik との差が、
ピストン２１ｂの上下方向の速度、即ち、サスペンショ
ンの変位速度とシリンダの圧力ｐckとを掛けたものとな
る。この関係を示したのが（３）式で表わされるアクチ
ュエータ２１の運動方程式である。

【００３９】次に、（４）式で表わされる減衰弁７８の
運動方程式について説明する。この減衰弁７８は、前述
したように開口面積が一定となる固定絞りであり、流量
が差圧に対して比例する関係を持つ。この関係を示した
のが（４）式で表わされる減衰弁７８の運動方程式であ
る。

【００４０】次に、（５）式で示されるガスばね７６の
運動方程式がどのようにして求められたかを説明する。
ガスばね７６は、図７に示すように、アキュムレータ２
２０内をダイヤフラム２２２により上室２２０ａと下室
２２０ｂとにより分けて、その上室２２０ａに窒素ガス
を封入して、その窒素ガスの圧縮性をばねとして利用す
るものである。上室２２０ａは断熱変化するものとする
と、そのガスばね７６では次式（１２）の関係が成立す
る。

【００４１】

【数１０】

【００４２】（１２）式において、Ｐg0は窒素ガスの初
期封入圧を、Ｖg0は窒素ガスの初期封入体積をそれぞれ
示し、Ｐairは大気圧を示す。また、上室２２０ａの内
圧ｐgと下室２２０ｂの内圧ｐa とはダイヤフラム２２
２を介して釣り合っていることから、次式（１３）の関
係が成立する。

【数１１】

【００４３】さらに、ガスばね７６においては、シリン
ダ２１ａからガスばね７６へ供給されるオイルの流量ｑ
coが、下室２２０ｂの体積ｖa の増加側への変化速度と
上室２２０ａの体積ｖg の減少側への変化と一致するこ
とから、次式（１４）の関係が成立する。

【００４４】

【数１２】

【００４５】（１２）式を線形化して（１３）式に代
入、その後、両辺を微分後、（１４）式を代入すると、
次式（１５）の関係が成立する。

【００４６】

【数１３】 この関係を示したのが（５）式で示されるガスばね７６
の運動方程式である。

【００４７】（３）式および（５）式の積分値を（４）
式に代入することで、ｑcok，ｐakを消去し、ｐckで展
開すれば、第ｋ輪のシリンダ２１ａの圧力は次式（１
６）で示される。

【００４８】

【数１４】 但し、ｖcik は、サーボ弁６０からシリンダ２１ａへの
流入体積である。

【００４９】次に、車両の動きを解析するべく、車両の
等価モデルを図８に示した。一般に、車体１６ａは、左
右、前後、上下の３方向と、各方向を回転軸とする３つ
の回転方向とに自由な剛体であるが、サスペンションの
アクチュエータ２１〜２４により車体１６ａの振動制御
を行なう場合、左右、前後の方向と上下方向周りの回転
方向はその動きを調節することができないことから、車
体１６ａは、その他の上下方向ｚと、前後方向周りの回
転方向θと、左右方向周りの回転運動ψとに自由な剛体
と考えることができる。

【００５０】一方、車輪１１ａ〜１４ａは、上下方向に
自由な質点と考えることができる。今回は考慮していな
いが、各バネ下部材１１〜１４はタイヤ１１ｂ〜１４ｂ
を備えている。また、アクチュエータ２１〜２４は、車
体１６ａと車輪１１ａ〜１４ａとを拘束する条件と考え
ることができる。こうした車両の等価モデルの幾何学的
関係から、車体１６ａと各車輪１１ａ〜１４ａとの相対
的な変位速度、即ち、各サスペンション変位速度は、次
の（１７）ないし（２０）式で表わされる。

【００５１】

【数１５】

【００５２】ここで、各定数、各変数は次の意味を持
つ。

【数１６】

【００５３】上記（１７）ないし（２０）式で示される
関係式がどのようにして求められたかを、次に詳しく説
明する。ここでは、左前輪１１ａ側を例に挙げて説明す
る。図９に示すように、車体１６ａと車輪１１ａとの間
にはアクチュエータ２１が設けられている。その車輪１
１ａの上下方向の変位ｚw1と、車体１６ａのアッパーサ
ポート部の上下方向の変位ｚus1 との差は、アクチュエ
ータ２１の取り付けられた部位におけるロアアーム４２
ａと車体１６ａの相対変位（本実施例におけるサスペン
ション変位）ｚlus1とアーム比λf （＝ｓ２／ｓ１）と
を用いて次式（２１）で表わされる。

【数１７】

【００５４】また、車体１６ａのアッパーサポート部の
上下方向の変位ｚus1 は、車体１６ａの重心点の上下方
向の変位ｚと、その重心点のθ方向の回転角度変位と、
ψ方向の回転角度変位とを用いて次式（２２）で表わさ
れる。

【数１８】

【００５５】なお、前記変位ｚ、回転角度変位θ，ψの
各時間微分値は、次の（２３）ないし（２５）式に示す
ように、車体上下速度ｖz ，車体ロール角速度ｐ，車体
ピッチ角速度ｑを示すものである。

【００５６】

【数１９】

【００５７】（２１）式を微分して、変形すると次式
（２６）となる。

【数２０】

【００５８】また、（２２）式を微分して、（２３）な
いし（２５）式を代入すると、次式（２７）の関係が成
り立つ。

【数２１】

【００５９】（２６）式に（２７）式を代入することに
より、前述した（１７）式が成立することが判る。な
お、左前輪１１ａ以外のその他の部位のサスペンション
変位速度を表わす（１８）ないし（２０）式について
も、その幾何学的関係から同様にして求めることができ
る。

【００６０】そして、（１７）ないし（２０）式を（１
６）式に代入することでサスペンション変位速度の項を
消去し、バネ下部材１１〜１４の上下速度で展開するこ
とにより、第ｋ輪の車輪上下速度は次式（２８）のよう
になる。

【数２２】

【００６１】（２８）式によれば、第ｋ輪の車輪上下速
度は、第ｋ輪についてのシリンダ圧力ｐckと、サスペン
ション変位ｚluskと、サーボ弁６０からシリンダ２１ａ
への流量ｑcik と、その流入体積ｖcik と、車体ロール
角速度ｐと、車体ピッチ角速度ｑと、車体上下速度ｖz
とから推定できることが判る。

【００６２】第ｋ輪についてのシリンダ圧力ｐckは、シ
リンダ圧力センサ９１ないし９４により直接検出するこ
とができ、サスペンション変位ｚluskは、サスペンショ
ン変位センサ３１ないし３４により直接検出することが
できる。サーボ弁６０からシリンダ２１ａへの流量ｑci
k および流入体積ｖcik は、ＥＣＵ１０６からサーボ弁
６０へ出力される制御電流ｉvkに基づいて間接的に求め
ることができる。即ち、その制御電流ｉvkを前述した
（２）式に代入することで、サーボ弁６０からシリンダ
２１ａへの流量ｑcik を求めることができる。また、流
入体積ｖcik については、その流量ｑcik を積分するこ
とで算出することができる。

【００６３】車体ロール角速度ｐ，車体ピッチ角速度ｑ
および車体上下速度ｖz は、第１ないし第３の上下加速
度センサ３６，３７，３８の検出値に基づいて間接的に
それぞれ検出することができる。即ち、第１ないし第３
の上下加速度センサ３６，３７，３８の検出値を次の
（２９），（３０）式に代入することで、ロール角加速
度およびピッチ角加速度を求め、両角加速度と前記車体
上下加速度ｖz を積分することにより、車体ロール角速
度ｐ，車体ピッチ角速度ｑおよび車体上下速度ｖz を求
めることができる。

【００６４】

【数２３】

【００６５】したがって、シリンダ圧力センサ９１〜９
４，サスペンション変位センサ３１〜３４および第１な
いし第３の上下加速度センサ３６〜３８の検出信号と、
ＥＣＵ１０６から出力されるサーボ弁電流ｉv1とから、
シリンダ圧力ｐck，サスペンション変位ｚlusk，シリン
ダ２１ａへの流量ｑcik ，その流入体積ｖcik ，車体ロ
ール角速度ｐ，車体ピッチ角速度ｑおよび車体上下速度
ｖz をそれぞれ算出することができ、これらの変数を
（２８）式に代入することにより、車輪上下速度を推定
することができる。これをディスクリートな電子回路で
構成したのが図１０に示す第１および第２の推定器１０
１，１０２である。

【００６６】図１０に示すように、第１の推定器１０１
は、（２９），（３０）式で示す変換を実行する第１の
行列変換器１０１ａと、（２）式で示す変換を実行する
第２の行列変換器１０１ｂと、（２８）式で示す変換を
実行する第３の行列変換器１０１ｃと、２つの積分器１
０１ｄ、１０１ｅとを備えている。第１ないし第３の上
下加速度センサ３６〜３８から出力される各検出信号が
第１の行列変換器１０１ａに入力され、その第１の行列
変換器１０１ａの出力信号が第１の積分器１０１ｄに入
力される。

【００６７】ＥＣＵ１０６から出力されるサーボ弁電流
信号ｉv1が第３の行列変換器１０１ｃに入力され、その
第３の行列変換器１０１ｃの出力信号が第２の積分器１
０１ｅに入力される。両積分器１０１ｄ，１０１ｅの出
力信号と、第２の行列変換器１０１ｂの出力信号と、左
前輪１１ａ側のサスペンション変位センサ３１およびシ
リンダ圧力センサ９１の検出信号とがそれぞれ第３の行
列変換器１０１ｃに入力される。こうした構成の推定器
１０１により、左前輪１１ａの上下速度を推定すること
ができる。

【００６８】一方、第２の推定器１０２は、前記第２の
行列変換器１０１ｂ，第２の積分器１０１ｅ，第３の行
列変換器１０１ｃと同じ構成の行列変換器１０２ｂ，積
分器１０２ｅおよび行列変換器１０２ｃから構成され
る。前記第１の推定器１０１と比べると、第１の行列変
換器１０１ａと第１の積分器１０１ｄとに相当する構成
がなく、第１の積分器１０１ｄの出力信号をこの第２の
推定器１０２まで渡して行列変換器１０２ｃに入力して
いる。

【００６９】第２の推定器１０２においては、ＥＣＵ１
０６から出力されるサーボ弁電流信号ｉv2が行列変換器
１０２ｃに入力され、その行列変換器１０２ｃの出力信
号が積分器１０２ｅに入力される。積分器１０２ｅの出
力信号と、右前輪１２ａ側のサスペンション変位センサ
３２およびシリンダ圧力センサ９２の検出信号と、前記
第１の推定器１０１側からの出力信号とがそれぞれ行列
変換器１０２ｃに入力される。こうした構成の推定器１
０２により、右前輪１２ａの上下速度を推定することが
できる。

【００７０】なお、第３および第４の推定器１０３，１
０４についてはここでは詳しい説明は省略するが、両推
定器１０３，１０４は、前記第２の推定器と同じ構成に
より、左右後輪１３ａ，１４ａの上下速度をそれぞれ推
定することができる。

【００７１】３．ＥＣＵによるアクティブ制御 第１ないし第４の推定器１０１〜１０４の各出力信号
は、ＥＣＵ１０６に入力される。ＥＣＵ１０６は、前述
してきたセンサ群から出力される信号と第１ないし第４
の推定器１０１〜１０４から出力される信号を取り込ん
で、これらに基づいてサーボ弁６０を制御する処理を実
行する。

【００７２】以下、図１１のフローチャートに沿ってそ
のサーボ弁６０を制御する処理について説明する。ＥＣ
Ｕ１０６は、処理が開始されると、まず、ＩＧＳＷ４
１、サスペンション変位センサ３１，３２，３３，３
４、第１ないし第３の上下加速度センサ３６，３７，３
８およびシリンダ圧力センサ９１，９２，９３，９４か
ら各検出信号を読み込む（ステップＳ１）。次いで、第
１ないし第４の推定器１０１〜１０４から出力される車
輪の上下速度を読み込む（ステップＳ２）。

【００７３】続いて、ステップＳ１で読み込んだセンサ
群の内のＩＧＳＷの信号がオフ状態であるか否かを判別
する（ステップＳ３）。ここで、オフ状態でないと判別
されると、ステップＳ１，Ｓ２で読み込んだセンサ群の
検出信号と車輪上下速度とを用いてフィードバック制御
の演算を行ない（ステップＳ４）、その演算結果により
サーボ弁６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲを駆
動する（ステップＳ５）。ステップＳ５の実行後、ステ
ップＳ１に戻りステップＳ１ないしＳ５の処理を繰り返
し実行する。一方、ステップＳ３でＩＧＳＷの信号がオ
フ状態であると判別されると、「エンド」に抜けてこの
処理を終える。

【００７４】４．実施例の効果 以上、詳述した実施例のバネ下状態検出装置によれば、
バネ下である車輪の上下速度を、シリンダ圧力センサ９
１ないし９４で検出されるアクチュエータ２１〜２４の
シリンダ内の圧力と、サスペンション変位センサ３１な
いし３４で検出されるサスペンションの変位と、ＥＣＵ
１０６からサーボ弁６０へ出力されるサーボ弁電流信号
ｉv1と、第１ないし第３の上下加速度センサ３６，３
７，３８で検出される車体１６ａの右ドア部、重心部お
よびリアトランク部における上下加速度と、に基づいて
正確に推定することができる。

【００７５】したがって、バネ下状態を直接検出するバ
ネ下加速度計等のセンサを用いる必要がないことから、
部品点数を削減して構成の簡略化を図ることができる。
さらに、配線の取り回しによって断線したり、振動等の
悪影響を受け易いというように、検出手段の配置におい
て環境的な条件が厳しいといったこともなく、装置の信
頼性を高めることができる。

【００７６】更に、このサスペンション制御装置におい
ては、その推定結果である車輪の上下速度からフィード
バック制御によりサスペンションの制振を適切に行なう
ことができ、接地性の向上を図ることができる。

【００７７】特に、本実施例では、車輪の上下速度の算
出に要する全てのセンサ群を、従来のアクティブサスペ
ンションに使用されるセンサ群と共用しているため、従
来のアクティブサスペンション搭載の車両に適用するに
際し、部品点数や組み付け工数、コストの低減を図るこ
とができる。また、本実施例では、ＥＣＵ１０６からサ
ーボ弁６０へ出力される制御電流ｉvkに基づいて間接的
にシリンダ２１ａへの流量ｑcik を算出することによ
り、流量検出手段Ｍ５を構成していることから、より部
品点数やコストの低減を図ることができる。

【００７８】本実施例で示される車両を実際に車速５０
km/hで悪路を走行させた場合の第１ないし第４の推定器
１０１〜１０４の推定結果を、図１２に示した。図１２
中、実線は、第１ないし第４推定器１０１〜１０４で検
出された車輪の上下速度を示し、破線は、バネ下加速度
計の測定値から求めた車輪の上下速度を示す。図１２か
ら判るように、各輪における上下速度の推定値の変動
は、バネ下加速度計から求めた値の変動と非常に良く一
致している。この実験からも、第１ないし第４推定器１
０１〜１０４は、車輪の上下速度を高精度に検出してい
ることが判る。

【００７９】なお、前記実施例では、流量検出手段Ｍ５
を、制御電流ｉvkから演算により間接的に流量ｑcik を
求める構成としていたが、これに換えて、サーボ弁６０
とシリンダ２１ａとを接続する接続通路７０にその流量
を検出するフローメータを設け、そのフローメータによ
り直接流量ｑcik を検出する構成としてもよい。

【００８０】また、前記実施例では、バネ下状態推定手
段Ｍ９として車輪の上下方向の速度を推定していたが、
これに換えて、車輪の上下方向の加速度等、他の車輪状
態を推定するものであってもよい。

【００８１】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明のバネ下状態
検出装置によれば、バネ下である車輪の状態を、流体圧
シリンダ内の圧力と、サスペンションの変位と、圧力制
御弁から流体圧シリンダへ流れる流体の流量と、車体の
ロール角速度と、車体のピッチ角速度と、車体の上下方
向の速度とに基づいて正確に推定することができる。し
たがって、バネ下状態を直接検出するバネ下加速度計等
のセンサを用いる必要がないことから、部品点数を削減
して構成の簡略化を図ることができる。さらに、配線の
取り回しによって断線したり、振動等の悪影響を受け易
いというように、検出手段の配置において環境的な条件
が厳しいといったこともなく、装置の信頼性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバネ下状態検出装置の基本的構成を例
示するブロック図である。

【図２】本発明の一実施例としてのサスペンション制御
装置を搭載する車両における各部材の配置を示す説明図
である。

【図３】アクティブサスペンションの流体回路の概略構
成図である。

【図４】サスペンションコントロール装置１００を中心
とする電気的な構成を示すブロック図である。

【図５】サーボ弁６０の縦断面図である。

【図６】アクチュエータ２１の概略構成図である。

【図７】ガスばね７６の縦断面図である。

【図８】車両の等価モデルを示す説明図である。

【図９】左前輪１１ａ側におけるアクチュエータ２１等
の幾何学的配置を示す説明図である。

【図１０】推定器１０１，１０２の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】ＥＣＵ１０６で実行されるサスペンション制
御を示すフローチャートである。

【図１２】第１ないし第４推定器１０１〜１０４で推定
された車輪の上下速度を、バネ下加速度計からの値と比
較して示すグラフである。

【符号の説明】

ＢＤ…車体 ＷＨ…車輪 ＳＣ１…サスペンション Ｍ１…流体圧シリンダ Ｍ２…圧力制御弁 Ｍ３…シリンダ圧力検出手段 Ｍ４…サスペンション変位検出手段 Ｍ５…流量検出手段 Ｍ６…ロール角速度検出手段 Ｍ７…ピッチ角速度検出手段 Ｍ８…バネ上上下速度検出手段 Ｍ９…バネ下状態推定手段 １１，１２，１３，１４…車輪 ２１，２２，２３，２４…アクチュエータ ２１ａ…シリンダ ２１ｂ…ピストン ３１，３２，３３，３４…サスペンション変位センサ ３６，３７，３８…第１ないし第３の上下加速度センサ ４０…エンジン ４２…ロアアーム ５０…リザーバ ５６…ポンプ ６０…サーボ弁 ６２…圧力制御弁 ７６…ガスばね ８０…フィルタ ８４…アキュームレータ ９１，９２，９３，９４…シリンダ圧力センサ １００…サスペンションコントロール装置 １０１，１０２，１０３，１０４…推定器 １０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ…行列変換器 １０１ｄ，１０１ｅ…積分器 １０６…ＥＣＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のバネ下部材とバネ上部材との間に
   介装された流体圧アクチュエータと、 該流体圧アクチュエータの作動圧を所定の指令信号に応
   じて調整可能な圧力制御弁とを備えた能動型のサスペン
   ションを備える車両におけるバネ下の状態を検出するバ
   ネ下状態検出装置であって、 前記流体圧アクチュエータのシリンダ内の圧力を検出す
   るシリンダ圧力検出手段と、 前記サスペンションの変位を検出するサスペンション変
   位検出手段と、 前記圧力制御弁から前記流体圧アクチュエータへ流れる
   流体の流量を検出する流量検出手段と、 車体のロール角速度を検出するロール角速度検出手段
   と、 前記車体のピッチ角速度を検出するピッチ角速度検出手
   段と、 前記車体の上下方向の速度を検出するバネ上上下速度検
   出手段と、 前記各検出手段で検出された各検出結果に基づき車輪の
   状態を推定するバネ下状態推定手段とを備えたバネ下状
   態検出装置。