JPH0781357A - 流体圧式アクティブサスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輌の制動時や加速時に於ける車体の姿勢変
化を従来に比して適切に制御する。 【構成】 各アクチュエータＭ１の作動流体室内の圧力
を調整する圧力調整装置Ｍ２と、少くとも車高検出装置
Ｍ３により検出される車高に基づくフィードバック制御
量を演算する演算装置Ｍ５と、加速度検出装置Ｍ４によ
り検出される車体の加速度に基づくフィードフォワード
制御量を演算する演算装置Ｍ６と、二つの制御量に基づ
き圧力調整装置を制御する制御装置Ｍ７とを有する。前
後力検出装置Ｍ８により路面より各車輪に作用する前後
力を検出し、リンク反力演算装置Ｍ９により前後力に基
づき各車輪のリンク反力を演算し、補正装置Ｍ１０によ
りリンク反力に基づきフィードフォワード制御量を補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のサス
ペンションに係り、更に詳細には流体圧式のアクティブ
サスペンションに係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌の流体圧式のアクティブ
サスペンションの一つとして、例えば特開平２−１７５
４０５号公報に記載されている如く、各車輪に対応して
設けられ作動流体室内の圧力が増減されることにより対
応する車輪の支持荷重を増減するアクチュエータと、作
動流体室内の圧力を調整する圧力調整手段と、各車輪に
対応する部位の車高を検出する車高検出手段と、車体の
加速度を検出する加速度検出手段と、車高に基づくフィ
ードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算
手段と、車体の慣性外乱に起因する車体の姿勢変化を零
に抑制するための車体の加速度に基づくフィードフォワ
ード制御量を演算するフィードフォワード制御量演算手
段と、フィードバック制御量及びフィードフォワード制
御量に基づき圧力調整手段を制御す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が既に知られてい
る。

【０００３】かかるアクティブサスペンションによれ
ば、圧力調整手段、従って各アクチュエータの作動流体
室内の圧力は各車輪に対応する部位の車高に基づくフィ
ードバック制御量及び車体の加速度に基づくフィードフ
ォワード制御量の両者に基づき制御されるので、車輌の
良好な乗り心地性を確保すると共に、加減速走行時や旋
回時に車体に作用する慣性外乱に起因する車体の姿勢変
化を効果的に防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
のアクティブサスペンションに於ては、車輌の制動時や
加速時に車輪に作用する前後力に起因して車輪に上下方
向に作用するリンク反力については考慮されていないた
め、制動時や加速時に於ける車体の姿勢変化、即ちピッ
チングを必ずしも適切に制御することができない。

【０００５】例えば車輌の制動時について見ると、前後
輪間の制動力配分比が一定の場合には、前輪側及び後輪
側のアクチュエータの作動流体室に対する増減圧の度合
を決定するゲインを調整すればよいが、前輪側のブレー
キ油圧の大小に応じて前後輪間のブレーキ油圧の比が非
線形に変化するＰバルブ付きブレーキシステムや前後輪
の制動力配分をアクティブに制御する電子制御ブレーキ
システムを備えた車輌に於ては、制動状況に応じて前後
輪間の制動力配分が変動する。

【０００６】かかる車輌、例えばＰバルブ付きブレーキ
システムを備えた車輌に於て急制動時に於ける制動力配
分が前輪寄りに設定されていると、アクチュエータの作
動流体室内の圧力が車輌の前後加速度に応じて線形的に
フィードフォワード制御される従来のアクティブサスペ
ンションの場合には、急制動時に前輪側に於てはアンチ
ピッチ力が過剰となって車高が増大し後輪側に於てはア
ンチピッチ力が不足して同じく車高が増大し、結果的に
四輪の全ての車高が増大するというフィーリング上及び
車輌の運動力学上何れの点からも好ましくない現象が生
じる。かかる好ましからざる現象を防止すべくアンチピ
ッチ力を発生させるゲインを低減すると、前輪側の車高
については一度車高が低下してから増大するという制動
抜けと錯覚するような不具合な現象が生じる。

【０００７】また車輌の加速時について見ると、例えば
駆動力配分制御システムを備えた車輌に於ては制動時の
場合と同様の現象が生じる。更に二輪駆動式の車輌の場
合にも、駆動力配分は前輪側又は後輪側の配分比が１０
０％であるので、従来のアクティブサスペンションに於
てアンチピッチ力のゲインが制動時について最適に設置
されても、そのゲインは加速時については不適切なもの
となり、逆にアンチピッチ力のゲインが車輌の加速時に
合せて最適に設定されても、そのゲインは車輌の制動時
については不適切なものとなる。

【０００８】本発明は、従来のアクティブサスペンショ
ンに於ける上述の問題に鑑み、車輌の制動時や加速時に
於ける車体の姿勢変化を従来に比して適切に制御するこ
とができるよう改良された流体圧式のアクティブサスペ
ンションを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、各車輪に対応し
て設けられ作動流体室内の圧力が増減されることにより
対応する車輪の支持荷重を増減するアクチュエータＭ１
と、前記作動流体室内の圧力を調整する圧力調整手段Ｍ
２と、各車輪に対応する部位の車高を検出する車高検出
手段Ｍ３と、車体の加速度を検出する加速度検出手段Ｍ
４と、少くとも前記車高に基づくフィードバック制御量
を演算するフィードバック制御量演算手段Ｍ５と、前記
車体の加速度に基づくフィードフォワード制御量を演算
するフィードフォワード制御量演算手段Ｍ６と、前記フ
ィードバック制御量及び前記フィードフォワード制御量
に基づき前記圧力調整手段を制御する制御手段Ｍ７とを
有する流体圧式アクティブサスペンションに於て、路面
より各車輪に作用する前後力を検出する前後力検出手段
Ｍ８と、前記前後力に基づき各車輪の上下方向のリンク
反力を演算するリンク反力演算手段Ｍ９と、前記リンク
反力に基づき前記フィードフォワード制御量を補正する
補正手段Ｍ１０とを有す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によって達成される。

【００１０】

【作用】上述の如き構成によれば、フィードバック制御
量演算手段Ｍ５により演算される少なくとも車高に基づ
くフィードバック制御量及びフィードフォワード制御量
演算手段Ｍ６により演算される車体の加速度に基づくフ
ィートフォワード制御量に基づき制御手段Ｍ７によって
圧力調整手段Ｍ２が制御され各アクチュエータＭ１の作
動流体室内の圧力が増減制御される流体圧式アクティブ
サスペンションに於て、前後力検出手段Ｍ８により路面
より各車輪に作用する前後力が検出され、リンク反力演
算手段Ｍ９により前後力に基づき各車輪の上下方向のリ
ンク反力が演算され、補正手段Ｍ１０によりリンク反力
に基づきフィードフォワード制御量が補正される。

【００１１】従って車輌の制動時や加速時に車輪に作用
する前後力に起因して車輪に上下方向に作用するリンク
反力が考慮された各輪の接地荷重の変動に応じてアクチ
ュエータの発生力が制御されるので、従来に比して制動
時や加速時に於ける車体の姿勢変化を適切に制御するこ
とが可能になる。

【００１２】

【課題を解決するための手段の補足説明】車輌の質量を
Ｍとし、車輌の前後加速度をＧx （車輌前方を正とす
る）とし、前二輪及び後二輪の制動力をそれぞれＦbf、
Ｆbr（車輌後方を正とする）とすると、車輌の制動時に
於ける車輌前後方向の力の釣合いより下記の数１が成立
し、また車輌の加速時に於ける前二輪及び後二輪の駆動
力をそれぞれＦtf、Ｆtr（車輌前方を正とする）とする
と、車輌の加速時に於ける車輌前後方向の力の釣合いよ
り下記の数２が成立する。

【００１３】

【数１】−Ｍ・Ｇx ＝２Ｆbf＋２Ｆbr

【数２】Ｍ・Ｇx ＝２Ｆtf＋２Ｆtr

【００１４】数１及び数２より、車輌の質量、前後輪間
に於ける制動力の配分比及び駆動力の配分比が解れば、
車輌の前後加速度Ｇx を検出することにより、前輪の制
動力Ｆbf、後輪の制動力Ｆbr、及び前輪の駆動力Ｆtf、
後輪の駆動力Ｆtrを求めることができることが解る。

【００１５】従って本発明の実施例によれば、前後力検
出手段Ｍ８は車輌の質量Ｍ、車輌の前後加速度Ｇx 、制
動力又は駆動力の前後輪配分比より各輪に作用する前後
力を演算するよう構成される。

【００１６】また図１６に示されている如く、車輪５０
０を回転可能に支持する図には示されていないキャリア
の瞬間中心をＯとすると、瞬間中心Ｏは例えばサスペン
ションがダブルウィッシュボーン式のサスペンションの
場合にはアッパアーム５０２の車体側の枢軸線５０４と
ロアアーム５０６の車体側枢軸線５０８との交点であ
る。車輪５００の接地点Ｐに制動力Ｆb が作用すると、
車輪には上向きのリンク反力Ｆlkが作用する。瞬間中心
Ｏと車輪の接地点Ｐとを結ぶ線分５１０と路面５１２と
の成す角をφとすると、アンチダイブ率は tanφである
ので、リンク反力Ｆlkは下記の数３にて表される。

【数３】Ｆlk＝Ｆb ・ tanφ

【００１７】同様に図１７に示されている如く、車輌の
加速時に車輪５００の接地点Ｐに作用する駆動力をＦt
とすると、車輪には下向きのリンク反力Ｆlkが作用し、
この場合のアンチスクォット率は tanφであるので、リ
ンク反力Ｆlkは下記の数４にて表される。

【数４】Ｆlk＝Ｆt ・tan φ

【００１８】従って本発明の実施例によれば、リンク反
力演算手段Ｍ９は前後力検出手段Ｍ８により検出若しく
は演算される各輪の前後力とアンチダイブ率又はアンチ
スクォット率との積としてリンク反力が演算されるよう
構成される。

【００１９】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。

【００２０】

【実施例】図２はＰバルブ付きブレーキシステムを備え
た後輪駆動車に適用された本発明による流体圧式アクテ
ィブサスペンションの第一の実施例の流体回路を示す概
略構成図である。

【００２１】図２に於て、１０は作動流体としてのオイ
ルを貯容するリザーバを示している。リザーバ１０には
接続通路１２の一端及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１２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は図示の実施例に於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の他端及び作動流体
排出通路１４の他端は圧力制御弁２２のパイロット操作
型の３ポート３位置切換式の切換制御弁２４のＰポート
及び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寄りの作動流体排出
通路との連通接続部１４ａよりも圧力制御弁２２の側に
逆止弁１５が設けられており、この逆止弁は圧力制御弁
２２よりリザーバ１０へ向かう作動流体の流れのみを許
すようになっている。

【００２２】圧力制御弁２２は切換制御弁２４と、作動
流体供給通路２０とリザーバ１０とを連通接続する接続
通路２６と、該通路の途中に設けられた固定絞り２８及
び可変絞り３０とよりなっている。切換制御弁２４のＡ
ポートには接続通路３２が接続されている。切換制御弁
２４は固定絞り２８と可変絞り３０との間の通路２６内
の圧力Ｐp 及び接続通路３２内のＰa をパイロット圧力
として取込むスプール弁であり、圧力Ｐp が圧力Ｐa よ
り高いときにはポートＰとポートＡとを連通接続する切
換位置２４a に切換わり、圧力Ｐp 及びＰa が互いに等
しいときには全てのポートの連通を遮断する切換位置２
４b に切換わり、Ｐp が圧力Ｐa より低いときにはポー
トＲとポートＡとを連通接続する切換位置２４ｃに切換
わるようになっている。また可変絞り３０はそのソレノ
イドへ通電される電流を制御されることにより絞りの実
効通路断面積を変化し、これにより固定絞り２８と共働
して圧力Ｐp を変化させるようになっている。

【００２３】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−ピストン装置であり、図には示されていないが
車輪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、作動流体室３８に対し作動流体が給排され作動流
体内の圧力が増減されることにより、対応する車輪の支
持荷重を増減すると共に対応する部位の車高を増減する
ようになっている。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。かくして気液ばね装置４
２は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。

【００２４】接続通路３２の途中には遮断弁４６が設け
られている。遮断弁４６は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 を取込み、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よう構成され
ている。パイロット圧力制御装置４８は作動流体供給通
路２０とリザーバ１０とを連通接続する接続通路５０
と、該通路の途中に設けられた固定絞り５２及び可変絞
り５４とを含み、固定絞りと可変絞りとの間の圧力をパ
イロット圧力Ｐc として遮断弁４６へ供給するようにな
っている。

【００２５】作動流体供給通路２０の途中にはフィルタ
５６及びポンプ１８より圧力制御弁２２へ向う作動流体
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。更にアクチュエ
ータ３６と遮断弁４６との間の接続通路３２には作動流
体室３８内の圧力Ｐを検出する圧力センサ６２が設けら
れている。

【００２６】尚逆止弁１５、圧力制御弁２２、接続通路
３２、絞り４４、遮断弁４６、アクチュエータ３６、気
液ばね装置４２等は各車輪に対応して設けられている。
また図４に於ては左前輪、右前輪、左後輪、右後輪に対
応する圧力制御弁はそれぞれ２２fl、２２fr、２２rl、
２２rrにて示されている。更に図２には示されていない
が図３に示された特性を有するＰバルブ付きブレーキシ
ステムが搭載されている。

【００２７】圧力制御弁２２は図４に示された電気式制
御装置６６により制御されるようになっている。電気式
制御装置６６はマイクロコンピュータ６８を含んでい
る。マイクロコンピュータ６８は図４に示されている如
き一般的な構成のものであってよく、中央処理ユニット
（ＣＰＵ）７０と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７２
と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４と、入力ポ
ート装置７６と、出力ポート装置７８とを有し、これら
は双方向性のコモンバス８０により互いに接続されてい
る。

【００２８】入力ポート装置７６には図２には示されて
いないが各輪に対応して設けられた車高センサ８２fl〜
８２rrより各輪に対応する部位の車高Ｘ1 〜Ｘ4 を示す
信号、各輪に対応して設けられた圧力センサ６２fl〜６
２rrより各アクチュエータの作動流体室内の圧力Ｐ1 〜
Ｐ4 を示す信号、車速センサ８４より車速Ｖを示す信
号、車輌の運転者により操作される車高制御スイッチ８
６より車高制御モードＨＭ（ハイモード又はノーマルモ
ード）を示す信号、前後加速度センサ８８より車輌の前
後加速度Ｇx を示す信号、横加速度センサ９０より車輌
の横加速度Ｇy を示す信号が入力されるようになってい
る。入力ポート装置７６はそれに入力された信号を適宜
に処理し、ＲＯＭ７２に記憶されているプログラムに基
くＣＰＵ７０の指示に従い、ＣＰＵ及びＲＡＭ７４へ処
理された信号を出力するようになっている。

【００２９】ＲＯＭ７２は図５〜図８に示された制御プ
ログラム及び図９〜図１２に示されたグラフに対応する
マップを記憶している。ＣＰＵ７０は図４及び図５に示
されたシグナルフローチャートに基き後述の如く種々の
演算及び信号の処理を行うようになっている。出力ポー
ト装置７８はＣＰＵ７０の指示に従い、駆動回路９１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、駆動回路９２fl〜９２rrを経て圧力制御
弁２２fl、２２fr、２２rl、２２rrの対応する可変絞り
へ制御信号を出力するようになっている。

【００３０】図９に示されたグラフに対応するマップは
車輌の前後加速度Ｇx より制動時に前輪に作用する前後
力（前輪の制動力）Ｆxf及び後輪に作用する前後力（後
輪の制動力Ｆxr）を求めるためのマップであり、図３に
示されたブレーキシステムの特性から以下の如く求めら
れ設定されたものである。

【００３１】車輌の推定質量をＭhat とし、前輪及び後
輪のブレーキ油圧をそれぞれＰbf及びＰbrとし、前輪及
び後輪のブレーキ油圧−制動力比をそれぞれＫbf及びＫ
brとすると、車輌の制動時の前後方向の力の釣合いから
下記の数５が成立する。

【数５】−Ｍhat ・Ｇx ＝２Ｐbf・Ｋbf＋２Ｐbr・Ｋbr

【００３２】図３の特性曲線の折れ点油圧ＰbfがＰv
（定数）であり、油圧ＰbfがＰv 以下の領域の特性曲線
の傾きがａであるとすると、折れ点の後輪ブレーキ油圧
Ｐbrは下記の数６にて表される。

【数６】Ｐbr＝ａ・Ｐbf＝ａ・Ｐv

【００３３】数６を数５に代入すると −Ｍhat ・Ｇx ＝２Ｐv ・Ｋbf＋２ａ・Ｐv ・Ｋbr＝２
（Ｋbf＋ａ・Ｋbr）Ｐv 従って図３の特性曲線の折れ点に相当する車輌の前後加
速度Ｇv は下記の数７にて表される。

【数７】Ｇv ＝−２Ｐv （Ｋbf＋ａ・Ｋbr）／Ｍhat

【００３４】車輌の前後加速度Ｇx がＧv 以上のときに
はＰbr＝ａ・Ｐbfであるので、これを数５に代入する
と、 −Ｍhat ・Ｇx ＝２Ｐbf（Ｋbf＋ａ・Ｋbr） ∴Ｐbf＝−Ｍhat ・Ｇx ／２（Ｋbf＋ａ・Ｋbr）

【００３５】よって前輪の制動力Ｆbfは下記の数８にて
表され、後輪の制動力Ｆbrは下記の数９にて表される。

【数８】Ｆbf＝Ｐbf・Ｋbf＝−Ｋbf・Ｍhat ・Ｇx ／２
（Ｋbf＋ａ・Ｋbr）

【数９】Ｆbr＝ａ・Ｐbf・Ｋbr＝−ａ・Ｋbr・Ｍhat ・
Ｇx ／２（Ｋbf＋ａ・Ｋbr）

【００３６】また車輌の前後加速度Ｇx がＧv 未満のと
き（制動加速度が−Ｇv を越えるとき）には、油圧Ｐbf
がＰv 以上の領域の特性曲線の傾きがｂであるとする
と、Ｐbr＝ｂ・（Ｐbf−Ｐv ）＋ａ・Ｐv であるので、
これを数５に代入すると、 −Ｍhat ・Ｇx ＝２Ｐbf・Ｋbf＋２｛ｂ・Ｐbf＋（ａ−
ｂ）・Ｐv ｝・Ｋbr ∴Ｍhat ・Ｇx ／２＋（ａ−ｂ）・Ｐv ・Ｋbr＝−（Ｋ
bf＋ｂ・Ｋbr）Ｐbf

【００３７】よって前輪の制動力Ｆxfは下記の数１０に
て表され、後輪の制動力Ｆbrは下記の数１１にて表され
る。

【数１０】Ｆbf＝Ｐbf・Ｋbf＝−Ｋbf・Ｍhat ・Ｇx ／
２（Ｋbf＋ｂ・Ｋbr）−Ｋbf・Ｋbr（ａ−ｂ）・Ｐv ／
（Ｋbf＋ｂ・Ｋbr）

【数１１】Ｆbr＝−Ｍhat ・Ｇx ／２−Ｆbf＝−ｂ・Ｋ
br・Ｍhat ・Ｇx ／２（Ｋbf＋ｂ・Ｋbr）−Ｋbf・Ｋbr
（ａ−ｂ）・Ｐv ／（Ｋbf＋ｂ・Ｋbr）

【００３８】数８及び数９、数１０及び数１１より、前
輪の制動力Ｆbf及び後輪の制動力Ｆbrは推定される車輌
の質量Ｍhat 及び車輌の前後加速度Ｇx の関数であり、
車輌の重量は乗員の乗降りや積載荷物の積み下しにより
変動するので、図９に示されたグラフに対応するマップ
は車輌の質量に応じて複数設定されており、車輌の質量
に応じてマップが選定される。

【００３９】制御装置６６による制御は図には示されて
いないイグニッションスイッチの閉成により開始され、
イグニッションスイッチの開成後しばらくして終了され
る。またアクティブサスペンションの作動開始時にはパ
イロット圧力制御装置４８が制御されることによりパイ
ロット圧力Ｐc が漸増され、これにより遮断弁４６が全
開状態になるまで漸次開弁される。尚必要ならば、かか
る制御の詳細については例えば本願出願人と同一の出願
人の出願にかかる特願平２−１９９８８３号明細書を参
照されたい。

【００４０】次に図４に示されたシグナルフローチャー
トを参照して図示の実施例の作動について説明する。尚
図４に於て、１００、２００、３００はそれぞれ車高フ
ィードバック制御演算部、フィードフォワード制御量演
算部、リンク反力演算部を示している。

【００４１】車高フィードバック制御量演算部１００の
モード変換ブロック１０２に於ては、車高センサ８２fl
〜８２rrにより検出された車高Ｘ1 〜Ｘ4 に基づき下記
の数１２に従って変位モード変換の演算が行われること
によりヒーブ量ＨＸ、ピッチ量ＰＸ、ロール量ＲＸが演
算され、これらは加算器１０４のマイナス端子へ入力さ
れる。また姿勢目標演算ブロック１０６に於ては、車速
センサ８４により検出された車速Ｖ及び車高制御スイッ
チ８６により設定された車高制御モードＨＭに基づき例
えば図９に示されたグラフに対応するマップよりヒーブ
目標値Ｈxreqが演算され、またピッチ目標値Ｐxreq及び
ロール目標値Ｒxreq（何れも０であってよい）が設定さ
れ、これらの目標値は加算器１０４のプラス端子へ入力
される。

【数１２】 ＨＸ＝（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４）／４ ＰＸ＝（Ｘ１＋Ｘ２−Ｘ３−Ｘ４）／４ ＲＸ＝（Ｘ１−Ｘ２＋Ｘ３−Ｘ４）／４

【００４２】加算器１０４により演算されたヒーブモー
ドの変位偏差Ｅhx（＝Ｈxreq−ＨＸ）、ピッチモードの
変位偏差Ｐpx（＝Ｐxreq−ＰＸ）、ロールモードの変位
偏差Ｅrx（＝Ｒxreq−ＲＸ）はモード変換ブロック１０
８及び１１８へ入力される。モード変換ブロック１０８
に於ては、例えばＫhx、Ｋpx、Ｋrxを係数として下記の
数１３に従って各モードの変位偏差がＰＤ補償用の各輪
の車高偏差Ｅx1〜Ｅx4に逆変換され、各輪の車高偏差に
基づきＰ項（比例項）演算ブロック１１２及びＤ項（微
分項）演算ブロック１１４に於てＰＤ補償値が演算さ
れ、加算器１１６へ入力される。

【数１３】 Ｅx1＝Ｋhx・Ｅhx＋Ｋpx・Ｅpx＋Ｋrx・Ｅrx Ｅx2＝Ｋhx・Ｅhx＋Ｋpx・Ｅpx−Ｋrx・Ｅrx Ｅx3＝Ｋhx・Ｅhx−Ｋpx・Ｅpx＋Ｋrx・Ｅrx Ｅx4＝Ｋhx・Ｅhx−Ｋpx・Ｅpx−Ｋrx・Ｅrx

【００４３】モード変換ブロック１１８に於ては、下記
の数１４に従って各モードの変位偏差がＩ補償用の各輪
の車高偏差Ｅxi1 〜Ｅxi4 に逆変換され、各輪の車高偏
差に基づきＩ項（積分項）演算ブロック１２０に於てＩ
補償値が演算され、加算器１１６へ入力される。加算器
１１６の出力、即ち車高フィードバック制御量Ｉx1〜Ｉ
x4は加算器４００へ入力される。

【数１４】 Ｅxi1 ＝Ｅhx＋Ｅpx＋Ｅrx Ｅxi2 ＝Ｅhx＋Ｅpx−Ｅrx Ｅxi3 ＝Ｅhx−Ｅpx＋Ｅrx Ｅxi4 ＝Ｅhx−Ｅpx−Ｅrx

【００４４】またフィードフォワード制御量演算部２０
０に於ては、まず後述のリンク反力演算部３００の車輌
質量演算ブロック３０２に於て演算される車輌の質量Ｍ
hat及び車高センサ８２fl〜８２rrにより検出された車
高Ｘ1 〜Ｘ4 に基づき、後に図６を参照して詳細に説明
する如く、係数演算ブロック２０２により係数Ｋx 及び
Ｋy が演算され、それぞれ前後加速度センサ８８により
検出された車輌の前後加速度Ｇx 及び横加速度センサ９
０により検出された車輌の横加速度Ｇy に対し係数器２
０４及び２０６により係数Ｋx 及びＫy が乗算される。
係数器２０４及び２０６により演算された積はＫf を前
輪側のロールモーメント配分比として分配ブロック２０
８により下記の数１５に従って各輪の制御量Ｅg1〜Ｅg4
に分配され、これらの制御量は加算器２１０へ入力され
る。

【数１５】 Ｅg1＝Ｋx ・Ｇx ＋Ｋf ・Ｋy ・Ｇy Ｅg2＝Ｋx ・Ｇx −Ｋf ・Ｋy ・Ｇy Ｅg3＝−Ｋx ・Ｇx ＋（１−Ｋf ）・Ｋy ・Ｇy Ｅg4＝−Ｋx ・Ｇx ＋（Ｋf −１）・Ｋy ・Ｇy

【００４５】リンク反力演算部３００の車輌質量演算ブ
ロック３０２に於ては、後に図７を参照して詳細に説明
する如く車輌の質量Ｍhat が推定により演算され、リン
ク反力演算ブロック３０４に於ては、後に図８を参照し
て詳細に説明する如く車輌の質量Ｍhat 及び前後加速度
Ｇx に基づき各輪の制動力又は駆動力が演算されると共
に各輪のリンク反力Ｆlk1 〜Ｆlk4 が演算され、これら
のリンク反力は加算器２１０へ入力される。

【００４６】加算器２１０の出力はＰＤ補償演算ブロッ
ク２１２へ入力され、ＰＤ補償演算ブロック２１２によ
りＰＤ補償演算され、その演算結果には係数器２１４に
より各輪の等価アーム比Ｋziが乗算され、それらの積は
フィードフォワード制御量Ｉg1〜Ｉg4として加算器４０
０へ入力される。加算器４００の出力、即ちＩxi＋Ｉgi
（ i＝１、２、３、４）は制御信号Ｉ1 〜Ｉ4 として駆
動回路９２fl〜９２rrへ出力される。

【００４７】次に図６に示されたフローチャート及び図
１０、図１１のマップを参照して、図５の係数演算ブロ
ック２０２に於ける係数Ｋx 及びＫy の演算について説
明する。

【００４８】まずステップ２５０に於ては車輌質量演算
ブロック３０２により演算された車輌の推定質量Ｍhat
及び車高Ｘ1 〜Ｘ4 の読込みが行われ、ステップ２６０
に於てはＨo を各輪の車高が０であるときの車体の重心
高として下記の数１６に従って車体の重心高Ｈが演算さ
れる。

【数１６】Ｈ＝Ｈo ＋（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４）／４

【００４９】ステップ２７０に於ては車体の推定質量Ｍ
bhat及び車体の重心高Ｈg に基づきそれぞれ図１０及び
図１１に示されたグラフに対応するマップより車輌の前
後加速度Ｇx 及び横加速度Ｇy に対する係数Ｋx 及びＫ
y が演算され、しかる後ステップ２５０へ戻る。

【００５０】次に図７に示されたフローチャートを参照
して図５の車輌質量演算ブロック３０２に於ける車輌の
推定質量Ｍhat の演算について説明する。尚この演算ル
ーチンは所定時間毎の割込みにより実行される。

【００５１】まずステップ３１０に於ては車速センサ８
４により検出された車速Ｖ及び圧力センサ６２fl〜６２
rrにより検出された各アクチュエータの作動流体室内の
圧力Ｐ1 〜Ｐ4 の読込みが行われ、ステップ３１５に於
ては車速Ｖが０であるか否かの判別、即ち車輌が停止状
態にあるか否かの判別が行われ、Ｖ＝０ではない旨の判
別が行われたときにはステップ３１０へ戻り、Ｖ＝０で
ある旨の判別が行われたときにはステップ３２０に於て
下記の数１７に従って車輌の推定質量Ｍhat が演算さ
れ、しかる後ステップ３１０へ戻る。尚数１７に於てＫ
z1〜Ｋz4は各輪の等価アーム比であり、Ａ1 〜Ａ4 は各
アクチュエータの受圧面積であり、ｇは重力加速度であ
る。

【数１７】Ｍhat ＝（Ｋz1・Ｐ1 ／Ａ1 ＋Ｋz2・Ｐ2 ／
Ａ2 ＋Ｋz3・Ｐ3 ／Ａ3＋Ｋz4・Ｐ4 ／Ａ4 ）／ｇ

【００５２】次に図８に示されたフローチャート及び図
１２のマップを参照して図５のリンク反力演算ブロック
３０４に於ける各輪のリンク反力Ｆlk1 〜Ｆlk4 の演算
について説明する。

【００５３】ステップ３５０に於ては車輌質量演算ブロ
ック３０２に於て演算された車輌の推定質量Ｍhat 及び
前後加速度センサ８８により検出された車輌の前後加速
度Ｇx の読込みが行われ、ステップ３５５に於ては前後
加速度Ｇx が負であるか否かの判別、即ち車輌が制動状
態にあるか否かの判別が行われ、Ｇx ＜０ではない旨の
判別が行われたときにはステップ３７０へ進み、Ｇx ＜
０である旨の判別が行われたときにはステップ３６０へ
進む。

【００５４】ステップ３６０に於ては前後加速度Ｇx に
基づき図１２に示されたグラフに対応するマップより前
輪の制動力Ｆbf及び後輪の制動力Ｆbrが演算され、ステ
ップ３６５に於ては左右前輪のリンク反力Ｆlk1 、Ｆlk
2 及び左右後輪のリンク反力Ｆlk3 、Ｆlk4 がそれぞれ
下記の数１８及び１９に従って演算される。尚数１８及
び数１９に於てφf 及びφr はそれぞれ前輪及び後輪の
車高が標準車高である場合に於ける図１６に示された角
度φを示している。

【００５５】

【数１８】Ｆlk1 ＝Ｆlk2 ＝Ｆbf・ tanφf

【数１９】Ｆlk3 ＝Ｆlk4 ＝Ｆbr・ tanφr

【００５６】ステップ３７０に於ては下記の数２０に従
って後輪の駆動力Ｆtrが演算され、ステップ３７５に於
てはそれぞれ下記の数２１及び数２２に従って左右前輪
のリンク反力Ｆlk1 、Ｆlk2 及び左右後輪のリンク反力
Ｆlk3 、Ｆlk4 が演算される。

【００５７】

【数２０】Ｆtr＝Ｍhat ・Ｇx ／２ｇ

【数２１】Ｆlk1 ＝Ｆlk2 ＝０

【数２２】Ｆlk3 ＝Ｆlk4 ＝−Ｆtr・ tanφr

【００５８】図１３は電子制御ブレーキシステムを備え
た四輪駆動車に適用された本発明による流体圧式アクテ
ィブサスペンションの第二の実施例の電気式制御装置を
示すブロック線図、図１４は図１３に示された電気式制
御装置により達成されるシグナルフローを示すフローチ
ャートである。

【００５９】尚図１３及び図１４に於てそれぞれ図４及
び図５に示された部分に対応する部分にはこれらの図に
於て付された符号と同一の符号が付されている。またこ
の第二の実施例の流体回路は第一の実施例の流体回路と
同一であるので、その図示を省略する。

【００６０】この実施例に於ては電気式制御装置６６の
入力ポート装置７６には電子制御ブレーキシステム９４
の制御装置より前輪に対する後輪の制動力比Ｋb （＝Ｆ
br／Ｆbf）を示す信号が入力され、また四輪駆動システ
ム９６の制御装置より前輪に対する後輪の駆動力比Ｋt
（＝Ｆar／Ｆtf）が入力されるようになっている。

【００６１】前述の数１より下記の数２３が成立し、Ｆ
br＝Ｋb ・Ｆbfであるので前輪の制動力Ｆbf及び後輪の
制動力Ｆbrはそれぞれ下記の数２４及び数２５により求
められる。

【００６２】

【数２３】−Ｍhat ・Ｇx ＝２Ｆbf＋２Ｆbr

【数２４】Ｆbf＝−Ｍhat ・Ｇx ／２（１＋Ｋb ）

【数２５】Ｆbr＝−Ｋb ・Ｍhat ・Ｇx ／２（１＋Ｋb
）

【００６３】また車輌の加速時には前述の数２より下記
の数２６が成立し、後輪の駆動力Ｆar＝Ｋt ・Ｆtfであ
るので、前輪の駆動力Ｆtf及び後輪の駆動力Ｆtrはそれ
ぞれ下記の数２７及び２８により求められる。

【数２６】Ｍhat ・Ｇx ＝２Ｆtf＋２Ｆtr

【数２７】Ｆtf＝Ｍhat ・Ｇx ／２（１＋Ｋt ）

【数２８】Ｆtr＝Ｋt ・Ｍhat ・Ｇx ／２（１＋Ｋt ）

【００６４】従ってこの実施例のリンク反力演算部３０
０のリンク反力演算ブロック３０４に於ては、図１５に
示されたフローチャートに従って各輪のリンク反力Ｆlk
１〜Ｆlk４が演算される。尚図１５に於て図８に示され
たフローチャートのステップに対応するステップには図
８に於て付されたステップ番号と同一のステップ番号が
付されている。

【００６５】図１５に示されたフローチャートのステッ
プ３５５に於てイエスの判別が行われると、ステップ３
５９に於て電子制御ブレーキシステム９４の制御装置よ
り入力される制動力比Ｋb が読込まれ、ステップ３６０
に於て上述の数２４及び数２５に従って前輪の制動力Ｆ
bf及び後輪の制動力Ｆbrが演算される。

【００６６】またステップ３５５に於てノーの判別が行
われると、ステップ３６９に於て四輪駆動システム９６
の制御装置より入力される駆動力比Ｋt が読込まれ、ス
テップ３７０に於て上述の数２７及び数２８に従って前
輪の駆動力Ｆaf及び後輪の駆動力Ｆtrが演算される。

【００６７】かくして図示の第一及び第二の実施例によ
れば、フィードフォワード制御量演算部２００の各輪分
配ブロック２０８に於て、車輌の前後加速度Ｇx 及び横
加速度Ｇy に基づき車輌の制動や旋回等により生じる慣
性外乱力による車体の姿勢変化を０にするためのフィー
ドフォワード制御量Ｅg1〜Ｅg4が演算され、リンク反力
演算部３００に於て車輌の制動時又は加速時に於ける各
輪のリンク反力Ｆlf1〜Ｆlk4 が演算され、加算器２１
０に於て制御量Ｅg1〜Ｅg4がリンク反力Ｆlf1〜Ｆlk4
により補正され、この補正された制御量に基づき車体の
加速度に基づくフィードフォワード制御量Ｉg1〜Ｉg4が
演算される。また車高フィードバック制御量演算部１０
０に於て、各輪の車高Ｘ1 〜Ｘ4 等に基づきフィードフ
ォワード制御量による制御エラーを補償するための車高
フィードバック制御量Ｉx1〜Ｉx4が演算される。

【００６８】従って車輌の制動時や加速時に車体に作用
する慣性力と車輪に作用する制動力や駆動力に起因する
リンク反力とを明確に分離せずに車体の加速度に基づく
フィードフォワード制御量が演算される従来のアクティ
ブサスペンションの場合に比して、フィードフォワード
制御量を各輪の実際の接地荷重の変化に正確に対応して
演算することができ、これにより加速度に基づくフィー
ドフォワード制御の制御ゲインを比較的自由に設定する
ことができ、これにより車輌の制動時や加速時に於ける
車体の姿勢変化を適切に且効果的に制御することができ
る。

【００６９】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００７０】例えば図示の各実施例に於ては、前輪及び
後輪のアンチダイブ率（アンチスクォット率） tanφf
及び tanφr は一定であるとして各輪のリンク反力が演
算されるようになっているが、 tanφf 及び tanφr は
例えばマップ演算により対応する車輪の車高Ｘ1 〜Ｘ4
に応じて増減されてもよい。

【００７１】また図示の実施例に於ては、等価アーム比
Ｋziは定数として取扱われているが、等価アーム比は車
輪のバウンド、リバウンドによって変化し、車高の関数
として車高の変化に依存するので、例えば車高Ｘi をパ
ラメータとするマップより演算されてもよい。

【００７２】また図示の各実施例に於ては、車輌の前後
加速度Ｇx 及び横速度Ｇy はそれぞれ前後加速度センサ
８８及び横加速度センサ９０により検出されるようにな
っているが、前後加速度は例えばブレーキ油圧の微分値
として推定により検出されてもよく、横加速度は車速及
び操舵角より推定により検出されてもよい。

【００７３】また図示の各実施例に於ては、フィードバ
ック制御量は車高に基づくフィードバック制御量のみで
あるが、ばね上及びばね下の上下加速度に基づくフィー
ドバック制御量が演算され、その制御量が加算器４００
に於て他の制御量と加算されてもよい。

【００７４】更に上述の各実施例に於ては、各アクチュ
エータの作動流体室内の圧力を調整する圧力調整手段は
圧力制御弁であるが、この手段は作動流体室内の圧力を
増減調整することができる限り流量制御弁の如き他の手
段であってもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、車輌の制動時や加速時に車輪に作用する前
後力に起因して車輪に上下方向に作用するリンク反力が
考慮された各輪の接地荷重の変動に応じてアクチュエー
タの発生力が制御されるので、従来に比して制動時や加
速時に於ける車体の姿勢変化を適切に制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流体圧式アクティブサスペンショ
ンの構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明
図である。

【図２】Ｐバルブ付きブレーキシステムを備えた後輪駆
動車に適用された本発明による流体圧式アクティブサス
ペンションの第一の実施例の流体回路を示す概略構成図
である。

【図３】Ｐバルブ付きブレーキシステムの特性を示すグ
ラフである。

【図４】図２に示された実施例の電気式制御装置を示す
ブロック線図である。

【図５】図４に示された電気式制御装置により達成され
るシグナルフローを示すフローチャートである。

【図６】図５に示された係数演算ブロックに於ける係数
演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】図５に示された車輪の前後力演算ブロックに於
ける前後力演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】図５に示されたリンク反力演算ブロックに於け
るリンク反力演算ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図９】車速Ｖと車高制御モードとヒーブ目標値Ｈreq
との間の関係を示すグラフである。

【図１０】車体の推定質量Ｍbhatと車体の重心高Ｈと係
数Ｋx との間の関係を示すグラフである。

【図１１】車体の推定質量Ｍbhatと車体の重心高Ｈと係
数Ｋy との間の関係を示すグラフである。

【図１２】車輌の前後加速度Ｇx と前輪の制動力Ｆbf及
び後輪の制動力Ｆbrとの間の関係を示すグラフである。

【図１３】電子制御ブレーキシステムを備えた四輪駆動
車に適用された本発明による流体圧式アクティブサスペ
ンションの第二の実施例の電気式制御装置を示すブロッ
ク線図である。

【図１４】図１３に示された電気式制御装置により達成
されるシグナルフローを示すフローチャートである。

【図１５】図１４に示されたリンク反力演算ブロックに
於けるリンク反力演算ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１６】車輌の制動時に車輪に上向きに作用するリン
ク反力を示す説明図である。

【図１７】車輌の加速時に車輪に下向きに作用するリン
ク反力を示す説明図である。

【符号の説明】

１８…ポンプ ２２…圧力制御弁 ３６…アクチュエータ ３８…作動流体室 ４２…気液ばね装置 ４６…遮断弁 ４８…パイロット圧力制御装置 ６２fl〜６２rr…圧力センサ ６６…電気式制御装置 ６８…マイクロコンピュータ ８２fl〜８２rr…車高センサ ８４…車速センサ ８６…車高制御スイッチ ８８…前後加速度センサ ９０…横加速度センサ ９４…ブレーキシステム ９６…四輪駆動システム １００…車高フィードバック制御量演算部 ２００…フィードフォワード制御量演算部 ３００…リンク反力演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各車輪に対応して設けられ作動流体室内の圧力が増減さ
   れることにより対応する車輪の支持荷重を増減するアク
   チュエータと、前記作動流体室内の圧力を調整する圧力
   調整手段と、各車輪に対応する部位の車高を検出する車
   高検出手段と、車体の加速度を検出する加速度検出手段
   と、少くとも前記車高に基づくフィードバック制御量を
   演算するフィードバック制御量演算手段と、前記車体の
   加速度に基づくフィードフォワード制御量を演算するフ
   ィードフォワード制御量演算手段と、前記フィードバッ
   ク制御量及び前記フィードフォワード制御量に基づき前
   記圧力調整手段を制御す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に於て、路面より各車輪に作
   用する前後力を検出する前後力検出手段と、前記前後力
   に基づき各車輪の上下方向のリンク反力を演算するリン
   ク反力演算手段と、前記リンク反力に基づき前記フィー
   ドフォワード制御量を補正する補正手段とを有すること
   を特徴とする流体圧式アクティブサスペンション。