JPH07232537A - 流体圧式アクティブサスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積載荷重の増減に拘らず車高維持制御と姿勢
制御との両立を図る。 【構成】 車高維持制御および姿勢制御を行なうアクチ
ュエータへのオイルの供給量（圧力制御弁の制御量）を
定めるに際し、車両荷重Ｗを算出し（ステップＳ１０
０）、車速Ｖが所定速度以上の通常走行時であれば、車
体の目標姿勢に基づくヒーブ目標値Ｒxh（目標変位量）
を、車両荷重Ｗが増大するほど小さな値となるよう算出
する（ステップＳ１０４）。例えば、乗車人員が２人か
ら４人となると、ヒーブ目標値Ｒxh（ステップＳ１０
４）は小さくなり、このヒーブ目標値Ｒxhの低減によ
り、これを用いた変位モード偏差演算値（ステップＳ１
２０），補正後の目標圧力Ｐai等の制御量も低減し、こ
の制御量の低減を通して車両荷重Ｗが大きくなるほど目
標車高は低下する。よって、制御量が低減した分だけ車
高維持制御のためのポンプからのオイル供給に余裕を持
たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車体を懸架する流体圧
アクチュエータを介して車体の車高維持を図る流体圧式
アクティブサスペンションに関する。

【０００２】

【従来の技術】流体圧アクチュエータを有する流体圧式
アクティブサスペンションでは、車体を懸架する流体圧
アクチュエータへの作動流体の給排を行なうことで車体
の車高を調節できることから、乗車人員や荷物が増減し
た場合でも、次のようにして、車体の車高を目標とする
車高に維持することができる。

【０００３】車高が目標車高Ｈ0 にある場合、乗車人員
が増加すれば、例えば２人から４人に増加すれば車体は
積載荷重の増加により沈み込み、車高は目標車高Ｈ0 か
ら△Ｈだけ低下する。しかし、流体圧アクチュエータへ
作動流体を供給することで車高を上昇させ、この車体低
下分（△Ｈ）車体を持ち上げる。こうして、積載荷重の
増減に拘らず、車高は目標車高Ｈ0 に維持されている。
この場合、特許出願公表６０−５００６６２では、目標
車高Ｈ0 と積載荷重の増減に伴う実車高との偏差の積分
値に応じて流体圧アクチュエータの制御弁へ通電する電
流量（制御量）を調整し、流体圧アクチュエータへの作
動流体の給排を行なう技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報で提案された流体圧式アクティブサスペンションで
は、次のような問題点が残されている。

【０００５】乗車人員や荷物が極端に増加して積載荷重
が増大したときには、目標車高Ｈ0と実車高との偏差の
積分値も増大し、これに応じて制御弁の制御量の増大を
招く。ところで、流体圧アクチュエータは、既述したよ
うに車高を調節することができることから、車高維持制
御のためばかりではなく、車両旋回時や発進・加速時等
の車体のロールやピッチを抑制し車体の姿勢を水平に維
持する姿勢制御にも用いられている。また、この流体圧
アクチュエータに作動流体を供給する供給源、例えばポ
ンプは、その吐出容量の能力に制約を受ける。このた
め、目標車高Ｈ0への車高維持のために制御弁の制御量
を増大させた場合には、ポンプの能力の大部分が車高維
持制御のために費やされ、姿勢制御が有効に行なえなく
なる。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、積載荷重の増減に拘らず車高維持制御と姿勢制御
との両立を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項１記載の流体圧式アクティブサスペンション
の採用した手段は、車両のばね下とばね上との間に介装
されて車体を懸架し、作動流体の給排により該車体の車
高を調節する流体圧アクチュエータと、該流体圧アクチ
ュエータに作動流体を供給する供給源と、該供給源と前
記流体圧アクチュエータとの間に設けられ作動流体の給
排を行なう制御弁を制御し、前記流体圧アクチュエータ
を介して車体の車高維持を図る制御手段とを有する流体
圧式アクティブサスペンションであって、前記車両の積
載荷重を検出する荷重検出手段と、該検出した積載荷重
が増大するほど前記制御手段による車高維持のための前
記制御弁の制御量が低減する側に、前記積載荷重に応じ
て前記制御弁の制御量を変更する制御量変更手段とを備
えることをその要旨とする。

【０００８】この場合、請求項２記載の流体圧式アクテ
ィブサスペンションでは、前記流体圧アクチュエータの
受ける荷重を分担するよう、前記ばね下とばね上との間
に車体を懸架する懸架ばねを介装させた。

【０００９】また、請求項３記載の流体圧式アクティブ
サスペンションでは、前記車両の速度を検出する車速検
出手段を備え、前記制御量変更手段を、前記積載荷重に
応じた制御量の変更を該検出した車速が所定速度以上の
時にのみ行なうものとした。

【００１０】

【作用】上記構成を有する請求項１記載の流体圧式アク
ティブサスペンションでは、制御手段により流体アクチ
ュエータと作動流体の供給源との間の制御弁を制御して
流体圧アクチュエータへの作動流体の給排を行ない、車
体の車高を維持する。

【００１１】このような制御弁の制御を通した車高維持
を行なっている最中に、荷重検出手段が積載荷重を検出
し当該荷重が増減すると、制御弁の制御量を、積載荷重
が増大するほど制御手段による車高維持のための制御弁
の制御量が低減する側に、制御量変更手段により変更す
る。このため、積載荷重が増大すれば、制御弁の制御量
の低減を通して維持車高を低くし、車高維持のための供
給源からの作動流体の供給を維持車高の低下分だけ少な
くする。よって、供給源からの作動流体の供給に余裕を
持たせて、他の制御のための作動流体の供給能力を確保
することができる。

【００１２】請求項２記載の流体圧式アクティブサスペ
ンションでは、流体圧アクチュエータへの作動流体の給
排を通して車高維持を図る際に、懸架ばねにより、流体
圧アクチュエータの受ける荷重を分担する。よって、積
載荷重の増大時に制御弁の制御量を低減するに当たり、
懸架ばねの分担する荷重が増加する分だけ制御量の低減
量を大きくすることが可能となり、他の制御のための作
動流体の供給能力をより確保することができる。

【００１３】また、請求項３記載の流体圧式アクティブ
サスペンションでは、車速検出手段の検出した車速が所
定速度以上の時にのみ、制御量変更手段による上記した
積載荷重に応じた制御量の変更を行なうので、車速が所
定速度を下回る低速走行時には、維持車高を高くしたま
まとする。このため、路肩や駐車帯等に乗り入れること
がある低速走行時には、車体を高い車高に維持すること
を通して、車体下面と路面上の縁石等との接触を回避で
きる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に係る流体圧式アクティブサス
ペンションの好適な実施例について、図面に基づき説明
する。図１は、実施例の流体圧式アクティブサスペンシ
ョン１０の流体回路を示す概略構成図である。図示する
ように、流体圧式アクティブサスペンション１０は、作
動流体としてのオイルを貯容するリザーバ１１を備え、
このリザーバ１１には、接続通路１２の一端および作動
流体排出通路１４の一端が接続されている。接続通路１
２の他端はエンジン１６により駆動されるポンプ１８の
吸入側に接続されている。ポンプ１８は図示の実施例に
おいては可変容量ポンプであり、その吐出側には作動流
体供給通路２０の一端が接続されている。作動流体供給
通路２０の他端および作動流体排出通路１４の他端は、
圧力制御弁２２を構成するパイロット操作型の３ポート
３位置切換式の切換制御弁２４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。各作動流体排出通路
１４の途中には、他の車輪についての作動流体排出通路
が合流する連通接続部１４ａよりも圧力制御弁２２の側
に逆止弁１５が設けられている。このため、作動流体排
出通路１４においては、この逆止弁１５により、圧力制
御弁２２からリザーバ１１へ向かう作動流体の流れのみ
が許容される。

【００１５】圧力制御弁２２は、切換制御弁２４と、作
動流体供給通路２０から分岐してリザーバ１１に至る分
岐通路２６と、当該通路の途中に設けられた固定絞り２
８および分岐通路２６の実効通路断面積を内蔵するソレ
ノイドにより変化させる可変絞り３０とを備える。この
圧力制御弁２２の可変絞り３０は、後述の電子制御装置
１００と接続されており、電子制御装置１００によりソ
レノイドへの電流制御がなされると固定絞り２８と共働
して固定絞り２８と可変絞り３０との間の分岐通路２６
内の圧力Ｐｐを変更する。切換制御弁２４のＡポートに
は、車体と車輪との間に介装され車体を懸架するアクチ
ュエータ３６に至る接続通路３２が接続されている。圧
力制御弁２２の切換制御弁２４は、上記した圧力Ｐｐを
固定絞り２８，可変絞り３０を介して、接続通路３２内
の圧力Ｐａを当該通路の絞り３４を介してパイロット圧
力として取り込むスプール弁であり、圧力Ｐｐと圧力Ｐ
ａとの均衡によりオイルの流れの向きを切り換え、アク
チュエータ３６へのオイルの給排を行なう。

【００１６】接続通路３２の他端は、車輪に対応して設
けられたアクチュエータ３６の作動流体室３８に連通接
続されている。図示の如くアクチュエータ３６は、一種
のシリンダーピストン装置であり、車輪Ｗｈを支持する
サスペンション部材と車体との間に配設されて車体を懸
架し、作動流体室３８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次のようにして増減するよ
うになっている。

【００１７】通常、可変絞り３０は電子制御装置１００
によりそのソレノイドが制御されて分岐通路２６の実効
通路断面積を変化させる。いま、分岐通路２６の実効通
路断面積がある値のとき、分岐通路２６内の圧力Ｐｐと
接続通路３２内の圧力Ｐａが等しければ、切換制御弁２
４は全てのポートの連通を遮断する切換位置２４ｂをと
る。

【００１８】そして、圧力Ｐｐが低くなるよう可変絞り
３０が電子制御装置１００により制御されると、圧力Ｐ
ａは圧力Ｐｐより高くなるので、切換制御弁２４はポー
トＲとポートＡとを連通接続する切換位置２４ｃに切り
換わり、圧力Ｐａと圧力Ｐｐが等しくなるまでこの位置
をとる。このため、アクチュエータ３６の作動流体室３
８からはオイルが排出され、アクチュエータ３６により
車高は低くなる。一方、圧力Ｐｐが高くなるよう可変絞
り３０が制御されると、圧力Ｐａは圧力Ｐｐより低くな
るので、切換制御弁２４はポートＰとポートＡとを連通
接続する切換位置２４ａに切り換わり、圧力Ｐａと圧力
Ｐｐが等しくなるまでこの位置をとる。このため、アク
チュエータ３６の作動流体室３８にはポンプ１８からオ
イルが供給され、アクチュエータ３６により車高は高く
なる。

【００１９】作動流体室３８には、通路４０により気液
ばね装置４２が接続されており、通路４０の途中には絞
り４４が設けられている。この気液ばね装置４２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、絞り４４は減衰力を発生するよ
うになっている。また、アクチュエータ３６には、作動
流体室３８内のオイル圧力を検出する圧力センサ３７が
設けられている。このほか、車輪Ｗｈを支持するサスペ
ンション部材と車体との間には、車体の車高を検出する
車高センサ１１８が配設されている。

【００２０】また、接続通路３２の途中には、パイロッ
ト操作型の遮断弁４６が設けられており、この遮断弁４
６は、後述のパイロット圧力制御装置４８により制御さ
れたパイロット圧力Ｐc を取り込む。そして、遮断弁４
６は、パイロット圧力Ｐc が開弁所定値を越えると開弁
し、パイロット圧力が閉弁所定値以下になると閉弁す
る。作動流体供給通路２０とリザーバ１１とを連通接続
する接続通路５０には、パイロット圧力制御装置４８が
設けられており、このパイロット圧力制御装置４８は、
該通路の途中に設けられた固定絞り５２と接続通路５０
の実効通路断面積を内蔵するソレノイドにより変化させ
る可変絞り５４とを備える。この可変絞り５４は、後述
の電子制御装置１００と接続されており、電子制御装置
１００によりソレノイドへの電流制御がなされると固定
絞り５２と共働して固定絞り５２と可変絞り５４との間
の接続通路５０内の圧力Ｐc を変更する。従って、パイ
ロット圧力制御装置４８は可変絞り５４によりパイロッ
ト圧力Ｐc を変えて遮断弁４６へ供給し、遮断弁４６
は、このパイロット圧力Ｐc に応じて接続通路３２を開
通或いは遮断する。

【００２１】更に、作動流体供給通路２０の途中には、
フィルタ５６およびポンプ１８より圧力制御弁２２へ向
かう作動流体の流れのみを許す逆止弁５８が設けられて
いる。また、逆止弁５８より下流側の作動流体供給通路
２０には、アキュームレータ６０が連通接続されてい
る。

【００２２】上記した圧力制御弁２２，接続通路３２，
絞り４４，アクチュエータ３６，圧力センサ３７，気液
ばね装置４２等は各車輪に対応して設けられている。な
お、各輪（右前輪，左前輪，右後輪および左後輪）のこ
れら構成部材は、それぞれ符号ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ
を付加して表わされ、例えば圧力制御弁２２は、２２Ｆ
Ｒ，２ＦＬ，２２ＲＲおよび２２ＲＬと記すこととす
る。

【００２３】次に、流体圧式アクティブサスペンション
１０の電気的な構成について説明する。図２に示すよう
に、パイロット圧力制御装置４８や圧力制御弁２２ＦＲ
〜２２ＲＬは、それぞれ電子制御装置１００と接続され
ており、パイロット圧力制御装置４８と各圧力制御弁が
備える可変絞り５４および可変絞り３０は電子制御装置
１００により制御される。電子制御装置１００は、中央
処理ユニット（ＣＰＵ）１０４を中心に構成されたマイ
クロコンピュータ１０２を備える。このマイクロコンピ
ュータ１０２は、周知のようにＣＰＵ１０４と、リード
オンメモリ（ＲＯＭ）１０６と、ランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）１０８と、入力ポート装置１１０と、出力
ポート装置１１２とを有し、これらは双方性のコモンバ
ス１１４により互いに接続されている。

【００２４】入力ポート装置１１０には、種々のスイッ
チやセンサとして、イグニッションスイッチ（ＩＧＳ
Ｗ）１１６と各輪の車高センサ１１８ＦＬ，１１８Ｆ
Ｒ，１１８ＲＬ，１１８ＲＲと、各輪の圧力センサ３７
ＦＬ，３７ＦＲ，３７ＲＬ，３７ＲＲと、車速を検出す
る車速センサ１２０と、車体の前後方向の加速度を検出
する前後Ｇ（加速度）センサ１２２と、車体の横方向の
加速度を検出する横Ｇセンサ１２４と、ハンドルの操舵
角を検出する操舵角センサ１２６と、車高制御のモード
をハイモードとローモードのいずれかに設定する車高設
定スイッチ１２８とが接続されている。そして、電子制
御装置１００は、これらスイッチやセンサから種々の信
号、具体的には、イグニッションスイッチがオン状態に
あるか否かを示す信号、各輪（左前輪，右前輪，左後輪
および右後輪）に対応する部位の車高Ｘi （i ＝1，2，
3，4）を示す信号、各輪のアクチュエータ３６における
作動流体室３８内のオイル圧力Ｐi （i ＝1，2，3，4）
を示す信号、車速Ｖを示す信号、車体の前後加速度Ｇx
を示す信号、車体の横加速度Ｇy を示す信号、ハンドル
の操舵角θを示す信号、車高制御のモードがハイモード
であるかローモードであるかを示す信号等を入力する。

【００２５】入力ポート装置１１０は、上記した入力信
号を適宜に処理し、ＲＯＭ１０６に記憶されているプロ
グラムに基づくＣＰＵ１０４の指示に従いＣＰＵおよび
ＲＡＭ１０８へ処理された信号を出力するようになって
いる。ＲＯＭ１０６は、図３〜図５に示された制御フロ
ーや図示しない制御フローのほか、図６〜図１３に示さ
れたマップを記憶しており、ＣＰＵは各制御フローに基
づく信号の処理を行うようになっている。出力ポート装
置１１２は、ＣＰＵ１０４の指示に従い、駆動回路１３
０を経てパイロット圧力制御装置４８の可変絞り５４へ
制御信号を出力し、また駆動回路１３２〜１３８を経て
圧力制御弁２２ＦＲ〜２２ＲＬの可変絞り３０へ制御信
号を出力するようになっている。

【００２６】次に、本実施例の流体圧式アクティブサス
ペンション１０が行なうサスペンション制御について、
図３以降のフローチャートを参照して説明する。図示す
るサスペンション制御は、イグニッションスイッチ１１
６がオンされることにより開始され、イグニッションス
イッチのオフ後しばらくして終了される。

【００２７】まず最初のステップＳ１０においては、パ
イロット圧力制御装置４８の可変絞り５４のソレノイド
に制御信号を出力して可変絞りの実効通路断面積を漸次
低減させ、これによりパイロット圧力Ｐｐを漸次増大す
る。この過程において遮断弁４６は開弁され、作動流体
供給通路２０内の作動流体の圧力が所定の圧力になりか
つ遮断弁４６が全開状態になった段階、即ちアクチュエ
ータ３６へのオイルの給排が断たれた状態で次のステッ
プＳ２０へ進む。

【００２８】ステップＳ２０においては、イグニッショ
ンスイッチ１１６や各輪についての車高センサ１１８，
圧力センサ３７のほか、車速センサ１２０，前後Ｇセン
サ１２２，横Ｇセンサ１２４，操舵角センサ１２６およ
び車高設定スイッチ１２８等をスキャンし、それぞれの
スイッチやセンサから該当する信号を読み込み、しかる
後、ステップＳ３０へ進む。つまり、このステップＳ２
０では、イグニッションスイッチ１１６がオン状態にあ
るか否かを示す信号、各輪の車高Ｘi を示す信号、車速
Ｖを示す信号、車体の前後加速度Ｇx を示す信号、横加
速度Ｇy を示す信号、ハンドルの操舵角θを示す信号、
設定されたモードがハイモードであるかローモードであ
るかを示す信号等の種々の信号を読み込む。

【００２９】ステップＳ２０に続くステップＳ３０にお
いては、車体の車高維持制御や姿勢制御および車輌の乗
心地制御を行なうべく、ステップＳ２０において読み込
んだ各種の信号に基づきアクティブ演算を行ない、各圧
力制御弁によって制御される各アクチュエータ３６内の
目標圧力Ｐｕｉを演算する。そして、しかる後にステッ
プＳ４０へ進む。なお、目標圧力Ｐｕｉを演算するアク
ティブ演算については、図８ないし図１２を参照して詳
細に後述する。

【００３０】ステップＳ４０においては、それぞれ図６
および図７に示されたグラフに対応するマップに基づ
き、前輪の各輪のアクチュエータ３６の作動流体室３８
内の目標圧力に対する補正値△Ｐｆおよび後輪の各輪の
アクチュエータ３６の作動流体室３８内の目標圧力に対
する補正値△Ｐｒが演算され、しかる後ステップＳ５０
へ進む。

【００３１】ここで、図６および図７に示す圧力補正値
△Ｐｆ，△Ｐｒと横加速度Ｇy との関係について、簡単
に説明する。車両旋回時には、車輪のコーナリングフォ
ースに起因して車体に上下方向の力が作用する。車体に
上向きに作用する力、即ちジャッキアップ力Ｆj は車体
の横加速度Ｇy を変数として表わされ、ジャッキアップ
力Ｆj と横加速度Ｇy との間には、図１３に示すような
関係がある。つまり、車輪のコーナリングフォースに起
因して車体に作用する上向きの力（ジャッキアップ力Ｆ
j ）は、横加速度Ｇy の絶対値が所定値Ｇy1未満のとき
には実質的に０であり、横加速度Ｇy の絶対値がＧy1以
上で所定値Ｇy2未満のときには横加速度の増大につれて
漸次増大する。そして、横加速度Ｇy の絶対値がＧy2の
ときには車輪のコーナーリングフォースはタイヤの限界
近傍にある。このことから、図６および図７に示されて
いるごとく、目標圧力の補正値△Ｐf および△Ｐr は、
横加速度Ｇy の絶対値がＧy1未満のときには０であり、
横加速度Ｇy の絶対値がＧy1以上Ｇy2未満のときには横
加速度の増大につれて漸次増大し、横加速度Ｇy の絶対
値がＧy2以上のときには一定値になるよう設定されてい
る。

【００３２】ステップＳ５０においては、ステップＳ４
０において演算された補正値△Ｐfおよび△Ｐr に基づ
き、下記の式に従って補正後の目標圧力Ｐaiを演算し、
しかる後ステップＳ６０へ進む。

【００３３】Ｐai＝Ｐui＋△Ｐf （i ＝1，2） Ｐai＝Ｐui＋△Ｐr （i ＝3，4）

【００３４】ステップＳ６０においては、ステップＳ５
０において演算された補正後の目標圧力Ｐaiに基づき各
圧力制御弁２２の可変絞り３０へ通電される目標電流Ｉ
i を演算し、しかる後ステップＳ７０へ進む。

【００３５】ステップＳ７０においては、ステップＳ６
０において演算された目標電流Ｉiを各圧力制御弁２２
における可変絞り３０のソレノイドへ出力して各圧力制
御弁２２を駆動し、これにより各アクチュエータ３６内
の圧力を補正後の目標圧力Ｐaiに制御する。そして、し
かる後ステップＳ８０へ進む。

【００３６】ステップＳ８０においては、イグニッショ
ンスイッチ１１６がＯＮよりＯＦＦへ切り換えられたか
否かを判断し、イグニッションスイッチがＯＮよりＯＦ
Ｆへ切り換えられてはいないと判断したときにはステッ
プＳ２０へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、イグ
ニッションスイッチがＯＮよりＯＦＦへ切り換えられた
と判断したときには、ステップＳ９０へ進む。

【００３７】ステップＳ９０においては、パイロット圧
力制御装置４８における可変絞り５４のソレノイドへ制
御信号を出力して、接続通路５０における可変絞りの実
効通路断面積を漸次増大させる。この過程において、遮
断弁４６のパイロット圧力Ｐc はオイルの流量の漸次増
大により漸次低下をきたして遮断弁４６は閉弁され、こ
れによりアクチュエータ３６に対する作動流体の給排は
終了する。

【００３８】次に、図８ないし図１２を参照して、ステ
ップＳ３０において行なわれるアクティブ演算の一例に
ついて説明する。

【００３９】図４に示すように、ステップＳ２０に続く
ステップＳ１００においては、読み込んだ各輪の作動流
体室３８内のオイル圧力Ｐi （i ＝1，2，3，4）と前輪
についての圧力／荷重変換係数Ｋpf，後輪についての圧
力／荷重変換係数Ｋprとから、次式より車両荷重Ｗを算
出する。

【００４０】 Ｗ＝（Ｐ1 ＋Ｐ2 ）・Ｋpf＋（Ｐ3 ＋Ｐ4 ）・Ｋpr

【００４１】次のステップＳ１０２では、車速Ｖが所定
の速度ＳＰ1 （例えば、２０ｋｍ／ｈ）以上であるか否
か判断し、肯定判断すればステップＳ１０４に進み、否
定判断すればステップＳ１０６に進む。車速Ｖが２０ｋ
ｍ／ｈ以上の通常走行時であれば、車両旋回等の車両挙
動により車体には横加速度等が作用する機会が増え、車
高維持制御に加えて車両を水平に維持する姿勢制御の実
行頻度が高くなる。一方、車速Ｖが２０ｋｍ／ｈを下回
る低速走行時又は停車時であれば、車両挙動により車体
に作用する横加速度等は車速が低いことから小さく車体
の姿勢変化も少ないので、姿勢制御をあまり必要としな
い。

【００４２】従って、このステップＳ１０２で肯定判断
（車速Ｖ≧２０ｋｍ／ｈ）した場合には、ステップＳ１
０４にて、車体の目標姿勢に基づくヒーブ目標値Ｒxhを
図８に示されたグラフに対応するマップに基づき演算
し、しかる後ステップＳ１１０に進む。つまり、通常走
行時であれば、ヒーブ目標値Ｒxhは、図８に示すよう
に、車両荷重Ｗが増大するほど小さい値として求められ
る。なお、図中Ｗ2 は、乗車人員が２人の場合の車両荷
重を、Ｗ4 は、乗車人員が４人の場合の車両荷重を示
す。この場合、車両の乗車定員が５人を上回るいわゆる
ワンボックスタイプのバンやリムジン等の車両であれ
ば、それぞれの乗車定員内の乗車人員数でヒーブ目標値
Ｒxhを細分化することも可能である。また、図８におけ
る実線は、車高設定スイッチ１２８により設定された車
高制御モードがノーマルモードである場合のパターンを
示し、点線はハイモードである場合のパターンを示して
いる。

【００４３】更に、この図８に示されたグラフに対応す
るマップは、２０ｋｍ／ｈ以上の車速Ｖごとに用意され
ているので、ステップＳ１０４では、ヒーブ目標値Ｒxh
は、２０ｋｍ／ｈ以上の車速Ｖごとに車両荷重Ｗに応じ
て求められる。

【００４４】一方、ステップＳ１０２で否定判断（車速
Ｖ＜２０ｋｍ／ｈ）した場合には、ステップＳ１０６に
て、ヒーブ目標値Ｒxhを図９に示されたグラフに対応す
るマップに基づき演算し、しかる後ステップＳ１１０に
進む。つまり、低速走行時又は停車時であれば、ヒーブ
目標値Ｒxhは、図９に示すように、車両荷重Ｗに拘らず
一定の値として求められる。なお、図９にあっても図８
と同様、図中の実線は車高制御モードがノーマルモード
である場合のパターンを示し、点線はハイモードである
場合のパターンを示している。また、図９に示されたグ
ラフに対応するマップは、２０ｋｍ／ｈ以上の車速の場
合の図８と異なり一つしか用意されていない。

【００４５】ステップＳ１０４，ステップＳ１０６に続
くステップＳ１１０においては、ステップＳ２０におい
て読み込まれた左前輪、右前輪、左後輪、右後輪に対応
する位置の車高Ｘ1 〜Ｘ4 に基づき、下記の式に従って
ヒーブ（Ｘxh）、ピッチ（Ｘxp）、ロール（Ｘxr）、ワ
ープ（Ｘxw）についての変位モード変換の演算を行な
い、しかる後ステップＳ１２０へ進む。

【００４６】Ｘxh＝（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）＋（Ｘ3 ＋Ｘ4 ） Ｘxp＝−（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）＋（Ｘ3 ＋Ｘ4 ） Ｘxr＝（Ｘ1 −Ｘ2 ）＋（Ｘ3 −Ｘ4 ） Ｘxw＝（Ｘ1 −Ｘ2 ）−（Ｘ3 −Ｘ4 ）

【００４７】ステップＳ１２０においては、下記の式に
従って変位モードの偏差の演算を行ない、しかる後ステ
ップＳ１３０に進む。この変位モードの偏差演算に際し
ては、上記したように車速Ｖおよび車両荷重Ｗに応じて
ステップＳ１０４，ステップＳ１０６で算出したヒーブ
目標値Ｒxhが用いられる。

【００４８】Ｅxh＝Ｒxh−Ｘxh Ｅxp＝Ｒxp−Ｘxp Ｅxr＝Ｒxr−Ｘxr Ｅxw＝Ｒxw−Ｘxw

【００４９】この場合、ピッチ目標値Ｒxpおよびロール
目標値Ｒxrは０であってもよい。また、ワープ目標値Ｒ
xwも０であってよく、或いはアクティブサスペンション
の作動開始直後にステップＳ１１０において演算された
Ｘxw又は過去の数サイクルにおいて演算されたＸxwの平
均値であってよい。なお、Ｅxwの絶対値（｜Ｅxw｜）≦
Ｗ1 （正の定数）の場合にはＥxw＝０とされる。

【００５０】ステップＳ１３０においては、下記の数式
に従って変位フィードバック制御のＰＩＤ補償演算を行
ない、しかる後ステップＳ１４０へ進む。

【００５１】 Ｃxh＝Ｋpxh ・Ｅxh＋Ｋixh ・Ｉxh(n) ＋Ｋdxh ｛Ｅxh(n) −Ｅxh(n-n1)｝ Ｃxp＝Ｋpxp ・Ｅxp＋Ｋixp ・Ｉxp(n) ＋Ｋdxp ｛Ｅxp(n) −Ｅxp(n-n1)｝ Ｃxr＝Ｋpxr ・Ｅxr＋Ｋixr ・Ｉxr(n) ＋Ｋdxr ｛Ｅxr(n) −Ｅxr(n-n1)｝ Ｃxw＝Ｋpxw ・Ｅxw＋Ｋixw ・Ｉxw(n) ＋Ｋdxw ｛Ｅxw(n) −Ｅxw(n-n1)｝

【００５２】なお、上記各式において、Ｅj(n)（j ＝x
h，xp，xr，xw）は現在のＥj であり、Ｅj (n-n1)はn1
サイクル前のＥj である。また、Ｉj(n)およびＩj(n-1)
をそれぞれ現在および１サイクル前のＩj とすれば、Ｉ
j(n)は、Ｔx を時定数として次のように記述できる。

【００５３】Ｉj(n)＝Ｅj(n)＋Ｔx Ｉj(n-1)

【００５４】この場合、Ｉj の絶対値（｜Ｉj ｜）は、
Ｉjmaxを所定値として｜Ｉj ｜≦Ｉjmaxである。さら
に、係数Ｋpj、ＫdjおよびＫij（j ＝xh，xp，xr，xw）
はそれぞれ比例定数、微分定数および積分定数である。

【００５５】ステップＳ１４０においては、下記の式に
従って、変位モードの逆変換の演算を行ない、しかる
後、図５に示すステップＳ１５０へ進む。

【００５６】 Ｐx1＝１／４・Ｋx1（Ｃxh−Ｃxp＋Ｃxr＋Ｃxw） Ｐx2＝１／４・Ｋx2（Ｃxh−Ｃxp−Ｃxr−Ｃxw） Ｐx3＝１／４・Ｋx3（Ｃxh＋Ｃxp＋Ｃxr−Ｃxw） Ｐx4＝１／４・Ｋx4（Ｃxh＋Ｃxp−Ｃxr＋Ｃxw）

【００５７】なお、上記の各式におけるＫX1，ＫX2，Ｋ
X3，ＫX4は比例定数である。

【００５８】ステップＳ１５０においては、それぞれ車
輌の前後方向および横方向について図１０および図１１
に示されたグラフに対応するマップに基づき、目標圧Ｐ
gx、Ｐgyを演算し、しかる後ステップＳ１６０へ進む。

【００５９】ステップＳ１６０においては、下記の式に
従ってピッチ（Ｃgp）およびロール（Ｃgr）についてＧ
フィードバック制御のＰＤ補償の演算を行ない、しかる
後ステップＳ１７０へ進む。

【００６０】 Ｃgp＝Ｋpgp ・Ｐgx＋Ｋdgp ｛Ｐgx(n) −Ｐgx(n-n1)｝ Ｃgr＝Ｋpgr ・Ｐgy＋Ｋdgr ｛Ｐgy(n) −Ｐgy(n-n1)｝

【００６１】なお、上記各式において、Ｐgx(n) および
Ｐgy(n) はそれぞれ現在のＰgxおよびＰgyであり、Ｐgx
(n-n1)およびＰgy(n-n1)はそれぞれn1サイクル前のＰgx
およびＰgyである。また、Ｋpgp およびＫpgr は比例定
数であり、Ｋdgp およびＫdgr は微分定数である。

【００６２】ステップＳ１７０においては、現在の操舵
角をθn とし１サイクル前のサスペンション制御でのス
テップＳ２０において読み込まれた操舵角をθn-1 とし
て、次式に従い操舵角速度θ′を演算する。そして、こ
の演算した操舵角速度θ′と、ステップＳ２０において
読み込まれた車速Ｖと、ステップＳ２０において読み込
まれた車速Ｖにより図１２グラフに対応するマップに基
づき、予測横Ｇの変化率Ｇypr を演算し、しかる後ステ
ップＳ１８０へ進む。

【００６３】θ′＝θn −θn-1

【００６４】ステップＳ１８０においては、下記の式に
従って、Ｇモードの逆変換の演算を行ない、しかる後ス
テップＳ１９０へ進む。

【００６５】 Ｐg1＝Ｋg1／４・（−Ｃgp＋Ｋ2f・Ｃgr＋Ｋ1f・Ｇypr ） Ｐg2＝Ｋg2／４・（−Ｃgp−Ｋ2f・Ｃgr−Ｋ1f・Ｇypr ） Ｐg3＝Ｋg3／４・（Ｃgp＋Ｋ2r・Ｃgr＋Ｋ1r・Ｇypr ） Ｐg4＝Ｋg4／４・（Ｃgp−Ｋ2r・Ｃgr−Ｋ1r・Ｇypr ）

【００６６】なお、上記各式におけるＫg1，Ｋg2，Ｋg
3，Ｋg4はそれぞれ比例定数であり、Ｋ1fおよびＫ1r、
Ｋ2fおよびＫ2rはそれぞれ前後輪間の分配ゲインとして
の定数である。

【００６７】ステップＳ１９０においては、ＲＯＭに記
憶されている各アクチュエータ３６の作動流体室３８内
の標準圧力Ｐbi（車輌が停車状態にあるときの作動流体
室３８内の圧力）およびステップＳ１４０，ステップＳ
１８０において演算された結果に基づき、次式に従って
各圧力制御弁２２の制御目標圧力Ｐuiを演算し、しかる
後、図３のステップＳ４０へ進む。

【００６８】 Ｐui＝Ｐxi＋Ｐgi＋Ｐbi （i ＝1，2，3，4）

【００６９】このステップＳ１９０で演算される制御目
標圧力Ｐuiは、車速Ｖが所定速度以上であれば、ステッ
プＳ１０４での車両荷重Ｗに応じたヒーブ目標値Ｒxhの
演算，ステップＳ１２０での変位モードの偏差演算等を
受けて、車両荷重Ｗが大きくなるほど小さな値となる。
よって、ステップＳ５０で演算される補正後の目標圧力
Ｐaiは小さくなり、ステップＳ６０では各圧力制御弁２
２の可変絞り３０へ通電される目標電流Ｉi （制御量）
が小さな値として演算される。この目標電流Ｉi が小さ
くなる分は、車高を目標車高に維持する車高維持制御の
ものに外ならない。

【００７０】以上説明したように、本実施例の流体圧式
アクティブサスペンション１０では、荷重検出手段の一
態様であるステップＳ１００において車両の積載荷重を
検出し、その荷重に応じて、制御量変更手段の一態様で
あるステップＳ１０４にて制御弁の制御量が低減する側
に変更される。即ち、種々のセンサの検出結果に基づい
たアクチュエータ３６の作動流体室３８内の目標圧力Ｐ
uiの演算（ステップＳ３０）を、車速Ｖが所定速度以上
であれば車両荷重Ｗが大きくなるほど小さな値となるよ
うにする。このため、目標圧力Ｐuiの低減を通して車高
維持制御の際の目標車高を低くし、目標車高を低くした
分だけ車高維持制御のためのポンプ１８からのオイル供
給に余裕を持たせることができる。この結果、本実施例
の流体圧式アクティブサスペンション１０によれば、車
高を目標車高に維持する車高維持制御を余裕を持って行
なうことができるとともに、車高維持のため以外の姿勢
制御にポンプ１８からのオイル供給を費やすことができ
るので、車高維持制御と姿勢制御との両立を図ることが
できる。

【００７１】また、本実施例の流体圧式アクティブサス
ペンション１０では、車両荷重Ｗに応じた目標圧力Ｐui
の低減に加え、図６および図７に示されたそれぞれのグ
ラフに対応するマップに基づいた各輪のアクチュエータ
３６の作動流体室３８内の目標圧力に対する補正値△Ｐ
f および△Ｐr の演算（ステップＳ４０），前輪および
後輪についての目標圧力Ｐuiへの補正値△Ｐf ，△Ｐr
の加算補正を経た目標圧力Ｐaiの演算（ステップＳ５
０）を実行し、求めた目標圧力Ｐaiに各アクチュエータ
３６の作動流体室３８内の圧力が一致するよう、各輪に
ついてのアクチュエータ３６を制御する。

【００７２】この場合、図６および図７に示されている
ごとく、補正値△Ｐf ，△Ｐr は横加速度Ｇy の絶対値
がＧy1未満のときには０であるが、横加速度Ｇy の絶対
値がＧy1以上Ｇy2未満のときには横加速度の増大につれ
て漸次増大するよう設定されている。このため、横加速
度Ｇy の絶対値がＧy1以上のＧy2未満の範囲において
は、横加速度が大きいほど高い補正量にて圧力制御弁２
２に対する制御量が低減補正されて、車体に作用する上
向きの力を低減又は相殺することができる。この結果、
車体に作用する上向きの力に起因する車体の上方への変
位の低減又は抑制を通して、車輌の旋回時における車体
のヒーブアップやヒーブダウンを効果的に低減又は抑制
することができる。

【００７３】更に、本実施例の流体圧式アクティブサス
ペンション１０では、車速Ｖが所定速度以上である場合
にのみ、車両荷重Ｗに応じた目標圧力Ｐuiの低減を行な
うので、低速走行時や停車時には維持車高を高くしたま
まとする。このため、路肩や駐車帯等に乗り入れること
がある低速走行時には、車体を高い車高に維持すること
を通して、車体下面と路面上の縁石等との接触を回避で
きる。

【００７４】また、車両荷重Ｗに応じた目標圧力Ｐuiの
低減を行なうに当たり、２０ｋｍ／ｈ以上の車速Ｖごと
に用意した図８のグラフに対応するマップを用いている
ので、乗員が増加して車両荷重Ｗが増大した場合に、車
速Ｖが増加するほど目標圧力Ｐuiを低下させ、目標車高
をより低くすることができる。よって、本実施例の流体
圧式アクティブサスペンション１０によれば、車両荷重
Ｗの増大と車速Ｖの増加とに応じた目標車高の低下を通
して重心を低くし、乗員増加時と高速走行時における走
行安定性を向上させることができる。

【００７５】次に、第２の実施例について説明する。こ
の第２の実施例の流体圧式アクティブサスペンション
は、上記の実施例に懸架ばね３９を設けた点でその構成
が異なる。即ち、アクチュエータ３６の外周には、その
シリンダ部を取り巻くよう、コイルスプリングからなる
懸架ばね３９が車輪Ｗｈを支持するサスペンション部材
と車体との間に配設されており、この懸架ばね３９によ
っても車体を懸架する。そして、この懸架ばね３９は、
積載荷重の増減や車両旋回時等に車体に作用する力など
による荷重を、アクチュエータ３６と分担して受ける。

【００７６】従って、この懸架ばね３９により積載荷重
の増大時の当該荷重をアクチュエータ３６と分担するこ
とができるので、懸架ばね３９が荷重を分担する分だ
け、目標圧力Ｐuiの演算値をより小さな値として制御量
の低減分を大きくすることができる。このため、車高維
持制御のためのポンプ１８からのオイル供給に余裕を持
たせて、姿勢制御のためのポンプ１８からのオイル供給
量を確保し、車高維持制御と姿勢制御との両立をより確
実に図ることができる。

【００７７】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの様な実施例になんら限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。

【００７８】例えば、上述の実施例では、車輪のコーナ
リングフォースに起因して車体に上向きの力が作用する
車輌に適用されるよう構成したが、本発明は車輪のコー
ナリングフォースに起因して車体に下向きの力が作用す
る車輌に適用されるよう構成することもできる。この場
合には、目標圧力の補正値△Ｐf および△Ｐr を、図６
および図７において横加速度軸に対し対称に反転された
グラフに対応するマップに基づき演算すればよい。

【００７９】また、サスペンション部材と車体との間に
配設されて積載荷重の増減や車両旋回時等に車体に作用
する力などによる荷重をアクチュエータ３６と分担して
受ける懸架ばね３９として、アクチュエータ３６の外周
に配設されたコイルスプリングを例に採り説明したがこ
れに限るわけではない。つまり、このようなコイルスプ
リングの他に、棒状のトーションバースプリングや板状
のリーフスプリング、或いは流体を封入して形成した流
体ばね等を、車体を懸架するよう配設してもよいことは
勿論である。

【００８０】また、上述の実施例においては、アクティ
ブ演算、すなわち各アクチュエータ３６の作動流体室３
８内の目標圧力Ｐuiの演算を種々のセンサの検出結果に
基づき特定の態様にて行なうよう構成したが、目標圧力
Ｐuiの演算の態様は、車輌の走行状態に応じて各アクチ
ュエータ３６の作動流体室３８内の目標圧力を制御する
ことにより車体の車高やその姿勢，車輌の乗り心地性を
良好に制御し得る演算である限り、任意の態様を採るこ
とができる。

【００８１】更に、本実施例においては、制御弁を接続
通路３２および分岐通路２６における圧力を直接導入し
て切換を行なう圧力制御弁２２として構成したが、この
制御弁を、作動流体室３８内の圧力を圧力センサにより
検出し、その検出値に基づきソレノイド等により電気的
に切り換えられる流量制御弁として構成してもよいこと
は勿論である。

【００８２】また、上述の実施例においては、ステップ
Ｓ９０の演算に供される各アクチュエータ３６の作動流
体室３８内の標準圧力Ｐbiは定数であるが、この圧力は
制御開始後所定時間が経過した時点において圧力センサ
により検出された各作動流体室３８内の圧力Ｐi や、制
御開始後所定時間が経過するまでの間において圧力セン
サにより検出された圧力Ｐi の平均値であってもよい。

【００８３】更に、上述の実施例においては、ステップ
Ｓ１００での車両荷重Ｗを各輪のオイル圧力Ｐi （i ＝
1，2，3，4），圧力／荷重変換係数Ｋpfおよび圧力／荷
重変換係数Ｋprとから、既述した算術式を用いて算出し
たが、次のようにすることもできる。

【００８４】即ち、各輪についての圧力制御弁２２の目
標電流値Ｉi （i ＝1，2，3，4）と前輪についての電流
／荷重変換係数Ｋif，後輪についての電流／荷重変換係
数Ｋirとから、次式より車両荷重Ｗを算出することもで
きる。このように構成すれば、各輪についての圧力セン
サ３７が不要となり、部品点数の低減を通してその構成
の簡略化を図ることができる。

【００８５】 Ｗ＝（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）・Ｋif＋（Ｉ3 ＋Ｉ4 ）・Ｋir

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１記載の流体
圧式アクティブサスペンションでは、流体アクチュエー
タと作動流体の供給源との間の制御弁を制御して流体圧
アクチュエータへの作動流体の給排を行ない、車体の車
高を目標車高に維持するに当たり、車高維持のための制
御弁の制御量を低減する側に変更し、積載荷重が増大す
るほど維持車高を低くする。このため、積載荷重が増大
しても車高維持制御のための供給源からの作動流体の供
給に余裕を持たせることができる。この結果、請求項１
記載の流体圧式アクティブサスペンションによれば、車
高維持のため以外の姿勢制御、例えば車両旋回時や発進
・加速時等の車体のロールやピッチを抑制し車体の姿勢
を水平に維持する姿勢制御に供給源からの作動流体供給
を費やすことができるので、車高維持制御と姿勢制御と
の両立を図ることができる。

【００８７】請求項２記載の流体圧式アクティブサスペ
ンションでは、積載荷重の増大時に制御弁の制御量を低
減変更するに当たり、懸架ばねの分担する荷重が増加す
る分だけその低減量を大きくすることができる。よっ
て、請求項２記載の流体圧式アクティブサスペンション
によれば、車高維持のため以外の姿勢制御のための供給
源からの作動流体供給能力を確実に確保することができ
るので、車高維持制御と姿勢制御との両立をより確実に
図ることができる。

【００８８】また、請求項３記載の流体圧式アクティブ
サスペンションでは、積載荷重の増大に伴った制御量の
低減変更を車速が所定速度以上の時にのみ行なうので、
車速が所定速度を下回る低速走行時には、維持車高を高
くしたままとする。このため、請求項３記載の流体圧式
アクティブサスペンションによれば、路肩や駐車帯等に
乗り入れることがある低速走行時や停車時には、車体を
高い車高に維持することを通して、車体下面と路面上の
縁石等との接触を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車輪のコーナリングフォースに起因して車体に
上向きの力が作用する車輌に適用された本発明による作
動流体供給装置の一つの実施例を、流体圧式アクティブ
サスペンションと共に示す概略構成図である。

【図２】図１に示されたパイロット圧力制御装置および
圧力制御弁を制御する電子制御装置を示すブロック線図
である。

【図３】図２に示された電子制御装置により達成される
サスペンション制御フローを示すゼネラルフローチャー
トである。

【図４】図３に示されたフローチャートのステップＳ３
０において行われるアクティブ演算のルーチンの一部を
示すフローチャートである。

【図５】図３に示されたフローチャートのステップＳ３
０において行われるアクティブ演算のルーチンの残りを
示すフローチャートである。

【図６】横加速度Ｇy と前輪のアクチュエータ３６内圧
力の補正値△Ｐf との間の関係を示すグラフである。

【図７】横加速度Ｇy と後輪のアクチュエータ３６内圧
力の補正値△Ｐr との間の関係を示すグラフである。

【図８】通常走行時における車両荷重Ｗと目標変位量Ｒ
xh との間の関係を示すグラフである。

【図９】低速走行時又は停車時における車両荷重Ｗと目
標変位量Ｒxh との間の関係を示すグラフである。

【図１０】前後加速度Ｇx と目標圧Ｐgxとの間の関係を
示すグラフである。

【図１１】横加速度Ｇy と目標圧Ｐgyとの間の関係を示
すグラフである。

【図１２】車速Ｖおよび操舵角速度θ′と予測横加速度
の変化率Ｇypr との間の関係を示すグラフである。

【図１３】車体の横加速度の絶対値｜Ｇy ｜とジャキア
ップ力Ｆj との間の関係を示すグラフである。

【図１４】第２の実施例における作動流体供給装置の一
つの実施例を、流体圧式アクティブサスペンションと共
に示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０…流体圧式アクティブサスペンション １２…接続通路 １４…作動流体排出通路 １６…エンジン １８…ポンプ ２０…作動流体供給通路 ２２…圧力制御弁 ２４…切換制御弁 ２４ａ…切換位置 ２４ｂ…切換位置 ２４ｃ…切換位置 ２６…分岐通路 ２８…固定絞り ３０…可変絞り ３２…接続通路 ３４…絞り ３６…アクチュエータ ３７…圧力センサ ３８…作動流体室 ３９…懸架ばね ４６…遮断弁 ４８…制御装置 ５０…接続通路 ５２…固定絞り ５４…可変絞り ６０…アキュームレータ １００…電子制御装置 １０２…マイクロコンピュータ １１８…車高センサ １２０…車速センサ １２８…車高設定スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のばね下とばね上との間に介装され
   て車体を懸架し、作動流体の給排により該車体の車高を
   調節する流体圧アクチュエータと、 該流体圧アクチュエータに作動流体を供給する供給源
   と、 該供給源と前記流体圧アクチュエータとの間に設けられ
   作動流体の給排を行なう制御弁を制御し、前記流体圧ア
   クチュエータを介して車体の車高維持を図る制御手段と
   を有する流体圧式アクティブサスペンションであって、 前記車両の積載荷重を検出する荷重検出手段と、 該検出した積載荷重が増大するほど前記制御手段による
   車高維持のための前記制御弁の制御量が低減する側に、
   前記積載荷重に応じて前記制御弁の制御量を変更する制
   御量変更手段とを備えることを特徴とする流体圧式アク
   ティブサスペンション。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流体圧式アクティブサス
   ペンションであって、 前記流体圧アクチュエータの受ける荷重を分担するよ
   う、前記ばね下とばね上との間に介装されて車体を懸架
   する懸架ばねを有する流体圧式アクティブサスペンショ
   ン。
3. 【請求項３】 請求項１記載の流体圧式アクティブサス
   ペンションであって、 前記車両の速度を検出する車速検出手段を備え、 前記制御量変更手段は、前記積載荷重に応じた制御量の
   変更を該検出した車速が所定速度以上の時にのみ行なう
   ものである流体圧式アクティブサスペンション。