JPH08127214A - 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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JPH08127214A
JPH08127214A JP26552694A JP26552694A JPH08127214A JP H08127214 A JPH08127214 A JP H08127214A JP 26552694 A JP26552694 A JP 26552694A JP 26552694 A JP26552694 A JP 26552694A JP H08127214 A JPH08127214 A JP H08127214A
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道人 平原
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健 木村
Hideo Tohata
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Abstract

(57)【要約】 【目的】対象とする車輪での路面情報に基づいて当該車
輪側のサスペンションを有効に予見制御することを目体
としている。 【構成】マイクロコンピュータ44で、各車輪位置に設
けたストロークセンサ27FL〜27RR及び上下方向
加速度センサ28FL〜28RRによる各検出値に基づ
いて各車輪での振動入力を推定し、その振動入力のうち
減衰要素を介して車体側に伝達する振動入力成分に1よ
り小さな制御ゲインαを乗じ、その補正後の振動入力を
打ち消す予見制御力を算出する。そして、この予見制御
力に基づいて各圧力制御弁20FL〜20RRを制御し
て、油圧シリンダ18FL〜18RRで路面凹凸による
影響が車体側に伝達されることを防止し、良好な乗り心
地を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、検出した路面情報に基
づいて制御対象の車輪及び車体間に介装されたアクチュ
エータを予見制御するサスペンション制御装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来のサスペンション制御装置として
は、例えば、特開昭61−135811号公報や特開昭
61−166715号公報等に記載されているものがあ
る。上記特開昭61−135811号公報に記載された
サスペンション制御装置(以下、第1従来例と呼ぶ)
は、路面に沿って回転駆動される車輪と、該車輪と車体
とを所定ストロークで支持するスピンドル機構とを備
え、路面の凹凸に応じてスピンドル機構を駆動させる車
両のサスペンション装置に対して、上記制御対象の車輪
の走行前方に配設されて上記路面の凹凸を検出する非接
触型センサで構成される検出部と、該検出部の信号と走
行速度信号によって上記所定ストロークの伸縮を指令す
る制御部と、該指令によって上記スピンドル機構に油圧
を注入または排出するように電磁バルブを励磁するバル
ブ駆動機構とを備えて構成されている。
【0003】また、上記特開昭61−166715号公
報に記載されたサスペンション制御装置(以下、第2従
来例と呼ぶ)は、後輪側を制御対象の車輪としたサスペ
ンション制御装置であって、前輪に加わる少なくとも路
面とは垂直方向成分の加速度を検出する前輪加速度検出
手段と、その前輪加速度検出手段により検出された加速
度が所定範囲外であるか否かを判定する判定手段と、そ
の判定手段により加速度が所定範囲外であると判定され
ると、後輪のサスペンション特性,例えば空気バネ定数
等を変更する後輪サスペンション特性変更手段と、を備
えて構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のサスペンション制御装置において、第1従
来例にあっては、超音波センサや光センサ等の非接触型
センサで対象とする車輪の走行前方の路面情報を得てサ
スペンション制御を行う構成となっているが、該超音波
センサや光センサ等の非接触型センサは高価であり、こ
れによって制御装置のコスト高に繋がる。
【0005】さらに、上記非接触型センサは、埃,泥,
水滴,雪溜まり等によって誤差が生じ易く、このため対
象とする車輪側のサスペンション制御が不正確となる恐
れがある。これにより、目的とした乗り心地に改善され
なかったり、逆に、場合によっては余計が振動を引き起
こす可能性もある。また、上記第2従来例にあっては、
前輪のバネ下運動を検出することで前輪位置の路面の凹
凸状態を検出し、その検出値に基づいて後輪側のサスペ
ンション制御を行う構成であるため、上記のような非接
触型センサを使用していない。しかし、この制御を採用
すると、後輪側の振動だけが低減されて前輪側の振動は
そのままである。このため、後ろの座席での乗り心地は
改善されるが、前側の座席では後ろの座席ほど乗り心地
が向上しない。また、この制御では、車両のピッチング
挙動が大きくなり、乗員に不快感を感じさせる場合があ
る。
【0006】このとき、上記のような従来の制御手段を
利用し、例えば、前輪のバネ下運動を検出し、その検出
値に応じて前輪自身のサスペンション制御を実施するこ
とも考えられるが、コントローラの演算時間の遅れやア
クチュエータ系の応答遅れが問題となる。即ち、前輪側
で検出した路面情報によって後輪側の制御を行う場合に
は、情報の遅延時間を、対象路面のホィールベース通過
時間よりも短く設定することで、上記の制御系の遅れを
補償することができる。しかし、前輪での路面情報で前
輪側の制御や後輪での路面情報で後輪側の制御する場合
には、上記制御系の遅れを補償することができない。こ
のため、特に高周波域での制御力の位相遅れが大きくな
り、振動を十分に抑制できなかったり、余計な振動を引
き起こす結果に繋がる。
【0007】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、対象とする車輪での路面情報に基づい
て当該車輪側のサスペンションを有効に制御することを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項1に記載されたサスペンション
制御装置は、車輪と車体との間に介装されて制御信号に
よって該車輪と車体との上下ストロークを制御可能な制
御力を発生するアクチュエータと、路面からサスペンシ
ョンに伝達される振動入力を推定するバネ下運動推定手
段と、該バネ下運動推定手段の推定値に基づき、サスペ
ンションのバネ要素及び減衰要素を介してバネ下から車
体に伝達される各振動入力を算出する伝達力算出手段
と、該伝達力算出手段の各算出値に基づき、上記減衰要
素分の振動入力値に対して1より小さな制御ゲインを乗
じた後の振動入力値と上記バネ要素分の振動入力値との
和として得られる振動入力を打ち消す制御信号を上記ア
クチュエータに供給する制御手段と、を備えたことを特
徴としている。
【0009】また、本発明のうち請求項2に記載された
サスペンション制御装置は、車輪と車体との間に介装さ
れて制御信号によって該車輪と車体との上下ストローク
を制御可能な制御力を発生するアクチュエータと、路面
からサスペンションに伝達される振動入力を推定するバ
ネ下運動推定手段と、該バネ下運動推定手段の推定値に
基づき、サスペンションのバネ要素及び減衰要素を介し
てバネ下から車体に伝達される各振動入力を算出する伝
達力算出手段と、該伝達力算出手段の各算出値に基き、
バネ要素分の振動入力値をローパスフィルタ処理をした
後の振動入力値と上記減衰要素分の振動入力値との和と
して得られる振動入力を打ち消す制御信号を上記アクチ
ュエータに供給する制御手段と、を備えたことを特徴と
している。
【0010】また、本発明のうち請求項3に記載された
サスペンション制御装置は、車輪と車体との間に介装さ
れて制御信号によって該車輪と車体との上下ストローク
を制御可能な制御力を発生するアクチュエータと、路面
からサスペンションに伝達される振動入力を推定するバ
ネ下運動推定手段と、該バネ下運動推定手段の推定値に
基づき、サスペンションのバネ要素及び減衰要素を介し
てバネ下から車体に伝達される各振動入力を算出する伝
達力算出手段と、該伝達力算出手段が算出する各振動入
力値に基づいて、該振動入力を打ち消す制御力を上記ア
クチュエータに供給する制御手段と、を備え、上記制御
手段は、上記減衰要素分の振動入力値に対して1より小
さな制御ゲインを乗じた後の振動入力値とバネ要素分の
振動入力値のローパスフィルタ処理をした後の振動入力
値との和として得られる振動入力値を打ち消す制御信号
を供給することを特徴としている。
【0011】また、請求項1又は請求項3に記載された
構成に対して、請求項4に記載された発明は、上記減衰
要素分の振動入力に対する制御ゲインを車両の振動状態
に応じて変更する制御ゲイン可変手段を設けたことを特
徴としている。また、請求項2又は請求項3に記載され
た構成に対して、請求項5に記載された発明は、上記ロ
ーパスフィルタ処理のカットオフ周波数を車両の振動状
態に応じて変更するカットオフ周波数変更手段を設けた
ことを特徴としている。
【0012】
【作用】対象とする車輪における路面情報として、路面
から車輪を介してサスペンションに伝達された振動入力
を推定し、その推定値からサスペンションを介して車体
側に伝達される振動入力を算出し、その算出した振動入
力に基づいて車体へ伝達される実際の振動入力を打ち消
すための制御力を制御手段で算出し、上記算出した制御
力をアクチュエータで発生することで、車体に入力され
る振動を低減するように制御する。
【0013】このとき、対象とする車輪における路面情
報によって当該車輪のサスペンションを制御しているた
めに、このままでは、前記説明したように制御手段の演
算時間やアクチュエータの応答遅れによる影響が問題と
なる。この応答遅れの影響を確認するために、アクチュ
エータが油圧系によって駆動され、カットオフ周波数6
Z の一時遅れを持つ場合を想定してシミュレーション
を実施したところ、図10に示すような結果を得た。
【0014】図10は、路面変化に対する車体の上下変
化の伝達特性を示す図であり、点線が上記サスペンショ
ン制御をしない場合であり、実線が上記サスペンション
制御を実施した場合である。これにより、上記一時遅れ
を有したままの制御では、5〜6HZ 以上の周波数帯
(バネ下共振周波数域)で「制御なし」より特性が悪化
し、また、1〜2HZ近傍の周波数帯(バネ上共振周波
数域)では特性が改善されることが分かる。
【0015】しかし、高周波領域の振動は一般に人間の
感度も高いため、5HZ 以下の周波数帯の領域での効果
を落とさずに、6HZ 以上の周波数帯での悪影響を防ぐ
必要がある。そこで、上記サスペンションを介して車体
に伝達されると推定される振動入力のうち、バネ要素分
の振動入力だけの制振制御を実施した場合と、減衰要素
分の振動入力だけを制振制御した場合を求めて見たとこ
ろ、上記図10中、破線及び一点鎖線でそれぞれ示され
る結果を得た。
【0016】これから分かるように、5HZ 以下の領域
での制御効果を落とさないためには、バネ要素分の振動
入力の打ち消しは必要不可欠であり、高周波領域での悪
影響だけを取り除くには減衰要素分に対する制御力だけ
を弱めればよいことが分かる。これは、低周波域ではバ
ネ成分が、高周波域では減衰成分が支配的な力となるこ
とを考えれば当然の結論である。
【0017】これに鑑み、請求項1に記載された発明で
は、推定された減衰要素分の振動入力値を、推定した値
よりも小さな値の補正した後に、アクチュエータが発生
する制御力を求めることで、高周波領域での制御による
悪影響を抑えて、対象車輪位置での路面情報によって当
該車輪位置でのサスペンション制御をしても所定の制振
効果を得ることが可能となる。
【0018】例えば、制御ゲインを1よりも小さな0.
5に設定してシミュレーションを実施してみると、図1
1に示すような結果となり、6HZ 以上の高周波域での
上記制御による悪影響が小さくなっていることが分か
る。次に、請求項2に記載した発明の作用について説明
する。上記推定された減衰要素分の振動入力値に対する
制御ゲインを0〜1の間で変更してシミュレーションし
てみると、図12に示すような結果を得た。
【0019】この図12から分かるように、制御ゲイン
が1から0に近づくにつれて、6〜10HZ (バネ下共
振周波数領域)での悪影響を小さく抑えることができる
が、1〜5HZ (バネ上共振周波数領域)での制御効果
が小さくなる。但し、図11に示すようなサスペンショ
ン制御を実施しない場合に比べると、上記制御ゲインが
零となってもバネ上共振域付近での制御効果は十分に保
たれており、且つ、高周波域での悪影響は殆どなくすこ
とができる。
【0020】そこで、例えば、バネ上共振周波数域の振
動レベルが大きければ上記制御ゲインを1に近づけるな
ど、車両の振動状態に応じて制御ゲインを変化させるこ
とで、きめ細かなサスペンション制御が実施される。次
に、請求項3に記載した発明の作用について説明する。
本願発明の基本制御は、上記請求項1又は請求項2の発
明と同様であり、対象とする車輪における路面情報とし
て、路面から車輪を介してサスペンションに伝達された
振動入力を推定し、その推定値からサスペンションを介
して車体側に伝達される振動入力を算出し、その算出し
た振動入力に基づいて車体へ伝達される実際の振動入力
を打ち消すための制御力を制御手段で算出し、上記算出
した制御力をアクチュエータで発生することで、車体に
入力される振動を低減するように制御する。
【0021】このとき、上記図10に示すシミュレーシ
ョン結果から、推定されたバネ要素を介した車体への振
動入力、及び減衰要素を介した車体への振動入力の両方
の振動入力を打ち消すように制御するよりも、上記減衰
要素側の振動入力だけを打ち消すように制御した方が、
2.2HZ 付近から上の周波数帯域の振動成分に対する
制御特性が向上していることが分かる。即ち、上記2.
2HZ 付近から上の周波数帯域の車体の制振に対して
は、推定された上記バネ要素側の振動入力に対する制御
が逆に悪影響を及ぼしていることが分かる。
【0022】これに鑑み、請求項3の発明では、バネ要
素から車体に入力される推定された振動入力に対してロ
ーパスフィルタ処理を実施することで、該悪影響をもた
らす高周波成分をカットし、もって、バネ上共振周波数
域での制御効果を落とさずに、制御系の応答遅れによる
高周波数領域での悪影響を抑える。次に、請求項4に記
載された発明の作用を説明する。
【0023】上記請求項3に発明においては、ローパス
フィルタ処理をすることで、制御系の応答遅れによる高
周波数領域での悪影響を抑えるわけであるが、このと
き、該ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数の変化
による作用を確認するために、該ローパスフィルタのカ
ットオフ周波数を変化させてシミュレーションしたみた
ところ、図14に示すような結果が得られた。
【0024】この結果から、カットオフ周波数が高いと
き(7HZ )には1〜2HZ の振動低減効果が大きく、
また、カットオフ周波数が低いとき(3HZ )には3〜
7H Z の振動低減効果が大きいことが分かる。これに鑑
みで、請求項4に発明では、例えば、1〜2HZ の周波
数域の振動が大きいときにはカットオフ周波数を高くす
るなど、車両振動状態に応じて上記ローパスフィルタ処
理のカットオフ周波数を変化することで、きめ細かなサ
スペンション制御が実施される。
【0025】次に、請求項5に記載された発明の作用に
ついて説明する。請求項5に記載された発明は、上記説
明した請求項1に係る発明の作用と請求項3に係る発明
の作用を合わせた作用を得る。例えば、制御ゲインを
0.75、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を
3.0HZ (3〜7HZ 付近の振動低減を考えた場合)
で、シミュレーションを実施してみると、図15に示す
ような結果となり、「制御なし」に比べて、バネ上共振
周波数付近での制御効果を十分に保ちながら、8HZ
近での振動ピークが大きく下がることが分かる。
【0026】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1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はサスペンション制御装置を、それ
ぞれ示している。
【0027】サスペンション制御装置12は車体側部材
10と車輪11FL〜11RRの各車輪11FL〜11
RR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18FL〜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2
1Sを介して供給すると共に、圧力制御弁20FL〜2
0RR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20F
L〜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、各輪11FL〜
11RRの油圧シリンダ18FL〜18RRと並列に配
設されて各輪11FL〜11RRと車体との間の相対変
位を検出するストロークセンサ27FL〜27RRと、
各車輪11FL〜11RRにそれぞれ対応する位置にお
ける車体の上下方向加速度をそれぞれ個別に検出する上
下方向加速度センサ28FL〜28RR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ZGFL 〜ZGRR に基づいて各圧力制御弁20FL〜2
0RRを能動制御すると共に、各センサ27FL〜27
及び28FL〜28RRの検出値に基づき、各車輪11
FL〜11RRの運動状態に応じて対応する車輪11F
L〜11RRの圧力制御弁20FL〜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。
【0028】上記油圧シリンダ18FL〜18RRのそ
れぞれは、シリンダチューブ18aを有し、このシリン
ダチューブ18a内に、軸方向貫通孔を有するピストン
18cにより画成されて下側の圧力室LP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14に取り付けられ、ピストンロッド18
b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LP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18FL〜18RRの圧力室L
P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。
【0029】圧力制御弁20FL〜20RRのそれぞれ
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
してなる、従来から周知の3ポート比例電磁減圧弁(例
えば、特開昭64−74111号公報に記載のもの)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。
【0030】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(〜20R
R)の出力ポートから出力される制御圧Pとの関係は、
図3に示すように、ノイズを考慮した最小電流値iMIN
のときに最低制御圧PMIN となり、この状態から電流値
iを増加させると該電流値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2で、iN は中立指令電流、PN は中立制御圧であ
る。
【0031】ストロークセンサ27FL〜27RRのそ
れぞれは、図4に示すように、車高が予め設定された目
標車高に一致するときに零の中立電圧に、車高が目標車
高より高くなるとその偏差に応じた正の電圧に、車高が
目標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〜SRRを出力するように構成さ
れている。
【0032】上下方向加速度センサ28FL〜28RR
のそれぞれは、図5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。
【0033】コントローラ30は、図2に示されている
ように、各ストロークセンサ27FL〜27RRから入
力されるストローク検出値SFL〜SRRと各上下方向加速
度センサ28FL〜28RRから出力される車体上下方
向加速度検出値ZGFL 〜ZGR R とをそれぞれデジタル値
に変化するA/D変換器43と、A/D変換器43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45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〜iRR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〜46RRとを
備えている。
【0034】このコントローラ30は、イグニッション
キースイッチがオン状態に切り換わることで電源が投入
されて初期設定が実行される。上記マイクロコンピュー
タ44は、少なくとも、インターフェース回路44a、
演算処理装置44b及び記憶装置44cを有する。イン
ターフェース回路44aには、A/D変換器43の変換
出力が入力されると共に、演算処理装置44bからの各
圧力制御弁20FL〜20RRに対する圧力指令値PFL
〜PRRがD/A変換器45に出力される。
【0035】また、演算処理装置44bは、後述する処
理を実行して、所定のサンプリング時間TS (例えば2
0msec)毎に、対応する車輪11FL〜11RR毎にス
トローク検出値SFL〜SRR及び車体上下方向加速度検出
値ZGFL 〜ZGRR を読み込み、各車輪11FL〜11R
R位置における路面から車輪を介してサスペンションに
伝達される各バネ下入力速度を(dXFL/dt)〜(d
RR/dt)を推定し、その推定値に基づいて各車輪1
1FL〜11RRのアクチュエータとしての油圧シリン
ダ18FL〜18RRで発生する予見制御力UPFL 〜U
PRR を演算すると共に、加速度センサ28FL〜28R
Rからの各車体上下方向加速度検出値Z GFL 〜ZGRR
積分した車体上下速度ZVFL 〜ZVRR に基づいてスカイ
フックダンパ機能を発揮する各輪に対する能動制御用制
御力を算出し、さらに、両制御力を加算した値を、各圧
力制御弁20FL〜20RRに対する圧力指令値PFL
RRとしてD/A変換器45に出力する。
【0036】また、記憶装置44cは、予め演算処理装
置44b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、演算処理装置44bの演算過程で必要な演算
結果を逐次,記憶する。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44bの
処理手順を、図7のフローチャートに従って説明する。
【0037】図7の処理は、所定のサンプリング時間T
S (例えば20msec)毎のタイマ割り込み処理として実
行される。先ず、ステップS1で、各車輪11FL〜1
1RRに対応した各ストローク検出値SFL〜SRR及び車
体上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR をそれぞれ読み
込み、ステップS2に移行する。
【0038】このステップS2では、上記各車輪11F
L〜11RRに対応したストローク検出値SFL〜SRR
び車体上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR に基づい
て、路面形状に正確に追従した各車輪11FL〜11R
Rの路面変化の微分値、即ちバネ下入力速度(dXFL
dt)〜(dXRR/dt)を推定し、ステップS3に移
行する。
【0039】このバネ下入力速度の推定の処理は、スト
ローク検出値SFL〜SRRを微分してストローク速度(d
FL/dt)〜(dSRR/dt)を算出すると共に、車
体上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR を積分してバネ
上変位の微分値(dYFL/dt)〜(dYRR/dt)を
算出する。次に、上記ストローク速度とバネ上変位の微
分値とを加算することで、路面形状に正確に追従した各
輪の路面変位の微分値(dXFL/dt)〜(dXRR/d
t)が出力される。
【0040】即ち、ストロークセンサ27FL〜27R
Rから出力されるストローク検出値SFL〜SRRは、下記
(1)式から(4)式で表されるように、バネ下及びバ
ネ上間の相対変位を表すので、各車輪11FL〜11R
Rのバネ下変位XFL〜XRRから車体のばね上変位YFL
RRをそれぞれ減算した値となっている。 SFL =XFL − YFL ・・・(1) SFR =XFR − YFR ・・・(2) SRL =XRL − YRL ・・・(3) SRR =XRR − YRR ・・・(4) 従って、ストローク検出値SFL〜SRRを微分したストロ
ーク速度はそれぞれバネ下変位の微分値からバネ上変位
の微分値を減算した値となるため、これらと上下加速度
検出値ZGFL 〜ZGRR を成分したバネ上変位の微分値と
を加算することにより、バネ上変位の微分値を相殺して
路面変位に追従した真の路面変位の微分値(dXFL/d
t)〜(dXRR/dt)を得ることができる。
【0041】ステップS3では、上記算出した各車輪1
1FL〜11RRのバネ下入力速度を積分してバネ下の
変位(路面変位)XFL〜XRRを算出し、上記バネ下入力
速度及びバネ下の変位に基づき、下記(5)式から(1
2)式の演算をそれぞれ行う。これによって、各車輪1
1FL〜11RR位置における、サスペンションのバネ
要素であるコイルスプリング36等を介して車体へ伝達
されるバネ側振動入力FsFL〜FsRR、及び減衰要素で
あるショックアブソーバ18FL〜18RR等を介して
車体へ伝達される減衰側振動入力FdFL〜FdRRを算出
する。
【0042】FsFL=KFL・XFL ・・・(5) FsFR=KFR・XFR ・・・(6) FsRL=KRL・XRL ・・・(7) FsRR=KRR・XRR ・・・(8) FdFL=CFL・(dXFL/dt) ・・・(9) FdFR=CFR・(dXFR/dt) ・・・(10) FdRL=CRL・(dXRL/dt) ・・・(11) FdRR=CRR・(dXRR/dt) ・・・(12) ここで、CFL,CFR,CRL,CRRは、それぞれ各輪に対
応するショックアブソーバ18FL〜18RRの減衰係
数を表し、KFL,KFR,KRL,KRRは、それぞれ各輪1
1FL〜11RRに対応するサスペンションのバネ定数
を表している。
【0043】この振動入力FsFL〜FdRRの推定につい
て説明すると、本実施例では、個々の車輪11FL〜1
1RRのサスペンションを独立に制御しているので、各
車輪11FL〜11RRの運動モデルは、図6に示すよ
うになる。従って、各車輪11FL〜11RR位置にお
ける、ショックアブソーバの減衰係数をCFL,CFR,C
RL,CRR、サスペンションのバネ定数をKFL,KFR,K
RL,KRRとすると、減衰要素,及びバネ要素を介して車
体に伝達される振動入力は、上記(5)から(12)式
となる。
【0044】次いで、ステップS4に移行して、上記各
減衰要素側の振動入力に制御ゲインαを乗じ、下記(1
3)〜(16)式に基づき、各車輪11FL〜11RR
対応の制御すべき振動入力値FFL〜FRRを求める。 FFL =FsFL +α・FdFL ・・・(13) FFR =FsFR +α・FdFR ・・・(14) FRL =FsRL +α・FdRL ・・・(15) FRR =FsRR +α・FdRR ・・・(16) ここで、制御ゲインαは、例えば0.5等の1よりも小
さい値が設定されている。
【0045】次いで、下記(17)式から(20)式に
従って、各車輪11FL〜11RR位置に対応するバネ
下からの振動入力FFL〜FRRを打ち消す予見制御力U
PFL 〜UPRR を算出する。 UPFL =−FFL ・・・(17) UPFR =−FFR ・・・(18) UPRL =−FRL ・・・(19) UPRR =−FRR ・・・(20) ここで、説明上、(11)〜(16)式と(17)〜
(20)式とを別の演算式としているが、各1つの演算
式として処理しても構わない。
【0046】次いで、ステップS5に移行して、下記
(21)式から(24)式に従って、総合制御力を算出
する。 UFL=UN −KB ・ZVFL +UPFL ・・・(21) UFR=UN −KB ・ZVFR +UPFR ・・・(22) URL=UN −KB ・ZVRL +UPRL ・・・(23) URR=UN −KB ・ZVRR +UPRR ・・・(24) ここで、UN は車高を目標車高に維持するために必要な
制御力を示し、KB はバウンス制御ゲインである。
【0047】次いで、ステップS6に移行して、上記ス
テップS5で算出した各総合制御力UFL〜URRに応じた
値を圧力指令値PFL〜PRRとしてそれぞれD/A変換器
45に出力し、タイマ割り込み処理を終了して所定のメ
イプログラムに復帰する。ここで、上記構成においてス
トロークセンサ27FL〜27RR、上下方向加速度セ
ンサ28FL〜28RR、演算処理装置44bにおける
ステップS1〜ステップS2の処理までが、バネ下推定
手段を構成する。また、ステップS3の処理が、伝達力
算出手段を構成している。
【0048】次に、上記サスペンション制御装置の動作
を説明する。今、車両が平坦な良路を目標車高を維持し
て直進定速走行しているとする。この状態では、車両は
平坦な良路で目標車高を維持していることから、各車輪
11FL〜11RRに配設されたストロークセンサ27
FL〜27RRの各ストローク検出値SFL〜SRRは略零
となっている。また、車体側部材10に揺動が生じない
ので、各上下方向加速度センサ28FL〜28RRの加
速度検出値ZGFL 〜Z GRR も略零となっている。このた
め、演算処理装置44bで算出されるストローク微分値
やバネ上変位の微分値がそれぞれ略零であるため、バネ
上速度ZVFL 〜ZVRR も略零となる。
【0049】従って、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 毎に実施される図7の処理において、ステップ
S2で算出されるバネ下入力速度は零の状態となり、ス
テップS3で算出する振動入力FsFL〜FdRRもそれぞ
れ零の状態を継続するため、ステップS5で算出する総
合制御力UFL〜URRは目標車高に維持する中立圧制御力
N のみに対応した値となり、これらがインターフェー
ス回路44a及びD/A変換器45を介して駆動回路4
6FL〜46RRに出力される。
【0050】そして、各駆動回路46FL〜46RRで
圧力指令値PFL〜PRRに対応した指令電流iに変換され
て、それぞれ各車輪11FL〜11RRの圧力制御弁2
0FL〜20RRに供給される。この結果、圧力性制御
弁から目標車高を維持するために必要な中立圧が、各車
輪11FL〜11RRの油圧シリンダ18FL〜18R
Rにそれぞれ出力され、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との間の
各車輪位置でのストロークを目標車高に維持する推力が
発生する。
【0051】この良路直進走行状態で、例えば左右前輪
11FL,11FRが同時に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、左右前輪11F
L,11FRがバウンドし、これによって、前輪側のス
トロークセンサ27FL〜27RRのストローク検出値
FL〜SRRが零から正方向に急増すると共に、前輪側の
車体側部材10に上方向の加速度が発生し、左右前輪1
1FL,11FRの上下方向加速度センサ28FL〜2
8RRの加速度検出値ZGFL 〜ZGRR が正方向に増加す
る。
【0052】そして、これらストローク検出値SFL〜S
RRと上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR とが、マイク
ロコンピュータ44に入力され、マイクロコンピュータ
44で所定の処理が実施される。即ち、この時点では、
ステップS2で算出する後輪側のバネ下入力速度は零で
あるので、ステップS3で算出される後輪11RL,1
1RRに対する振動入力FsRL,FsRR,FdRL,Fd
RRは零の状態を維持する。一方、前輪側では、上記検出
されたストローク検出値SFL,SFR及び上下方向加速度
検出値ZGFL ,Z GFR に基づいて、ステップS2,及び
ステップS3の処理によって前輪側の予見制御力
PFL ,UPFR が算出される。
【0053】これによって、ステップS5で算出される
前輪側の総合制御力UFL,UFRは、段差乗り上げよる振
動入力FsFL,FsFR,FdFL,FdFRに応じて中立制
御力UN より低下され、これに応じて、前輪側の駆動回
路46FL,46FRから出力される指令値が低下す
る。そして、圧力制御弁20FL,20FRから出力さ
れる前輪側の制御圧Pが中立圧UN より低下して、前輪
側の油圧シリンダ18FL,18FRの推力が低下さ
れ、もって、前輪側のストロークが減少することによっ
て、前輪11FL,11FRの段差乗り上げによる車体
側部材10の揺動が抑制される。
【0054】さらに、車体側部材10に上方向の加速度
が生じると、ステップS6で、加速度検出値ZGFL 〜Z
GRR によるバネ上速度ZVFL 〜ZVRR に基づいてスカイ
フックダンパ機能が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る。このように、各油圧シ
リンダ18FL〜18RRに供給される油圧が制御され
て、路面凹凸に応じた振動入力FsFL〜FdRRが、該予
見制御力UPFL 〜UPRRによって打ち消される。このた
め、路面凹凸による影響が車体に殆ど伝達されずに、良
好な乗り心地が確保される。
【0055】このとき、前輪11FL,11FRで検出
した路面情報に基づいて前輪11FL,11FR側を制
御しているので、演算処理むだ時間やアクチュエータ系
の遅れ、特に油圧制御弁の応答遅れを有するために、推
定する振動入力等に位相遅れが有する。しかし、本実施
例では、1より小さな制御ゲインαで推定された減衰側
振動入力FsFL,FsFRを小さくし、その補正後の減衰
側振動入力に基づいて上記予見制御力UPFL 〜UPRR
求めているので、制御しない場合に比べて、5HZ 以下
(バネ上共振周波数域)での制振効果を十分保ちなが
ら、高周波数域での悪影響を小さく抑えられて、全体と
して制振効果を得ることができる。
【0056】さらに、車両が走行して後輪側が、上記ス
テップ状に上昇する段差を通過する状態となると、左右
後輪11RL,11RRの段差乗り上げによって、後輪
11RL,11RRがバウンドし、これによって、後輪
11RL,11RR側のストロークセンサ27RL,2
7RRのストローク検出値SRL,SRR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、左右後輪11RL,11RRの上下方向加速度セ
ンサ28RL,28RRの加速度検出値ZGRL,ZGRR
が正方向に増加する。
【0057】これによっても、上記と同様な制御が実施
されて、車体の揺動が抑制される。上記制御は、各車輪
11FL〜11RRを独立して実施しているので、各車
輪11FL〜11RRが個々に一過性の凸部に乗り上げ
た場合であっても、個々独立に上記制御が実施されて、
車体の揺動が抑制される。また、車輪11FL〜11R
Rが一過性に凹部に落ち込んだときには、上記と逆の制
御が実施されて車体の揺動が抑制され、さらに、一過性
の凹凸に限定されず不正路面等の連続的な凹凸路面を走
行する場合でも、各車輪11FL〜11RRが個別に制
御されて、車体の揺動が抑制される。
【0058】さらに、四輪を個別に且つ対象車輪11F
L〜11RRの路面情報を直接,使用してそれぞれ制御
しているので、車両が旋回するなど前輪11FL,11
FRと後輪11RL,11RRの軌跡がずれた場合であ
っても、各車輪11FL〜11RRでの車体に対する振
動入力を有効に抑制することが可能となる。このよう
に、本実施例では、路面情報を検出するのに、高価な非
接触型センサを使用することなく、後輪11RL,11
RR側ばかりか前輪11FL,11FR側も路面変位に
応じて有効に振動低減が可能となる。
【0059】また、四輪全輪を制御することで、後側の
座席ばかりか前側の座席に乗り心地も向上し、且つ、ピ
ッチング挙動の発生も抑えられて快適な乗り心地が確保
される。なお、上記実施例では、制御ゲインαを前後輪
11FL〜11RRに対して同じ値,例えば0.5に設
定しているように説明しているが、車両の特性に応じて
前輪11FL,11FRと後輪11RL,11RR側と
で、別の制御ゲイン値を使用するように設定しても構わ
ない。
【0060】また、上記実施例では、制御ゲインαを固
定として説明しているが、可変としてもよい。即ち、制
御ゲインαが1に近づくほど、1〜5HZ (バネ上共振
周波数域)での制振効果が大きくなる代わりに6〜10
Z (バネ下共振周波数域)の悪影響が生じ、また、制
御ゲインαが0に近づくほど、1〜5HZ (バネ上共振
周波数域)での制振効果が小さくなる代わりに6〜10
Z (バネ下共振周波数域)の悪影響が低減する。
【0061】これを考慮して、制御ゲインαとして、0
〜1の間で2種類の値をもつと共に、図示しないスイッ
チで選択可能としておき、乗員が、路面状態や走行状
態、更には乗員の好みによって上記スイッチを操作する
ようにしてもよい。上記2段階の制御ゲインαの値は、
例えば、0.2及び0.8等に設定する。または、上記
図示しないスイッチの代わりに図示しないつまみを設
け、該つまみを回転させることで、該制御ゲインが0〜
1の間で連続的に変化するように構成してもよい。
【0062】また、上記実施例では、車体側部材10に
設置した車体上下方向加速度センサ28FL〜28RR
による加速度検出値ZGFL 〜ZGRR 、及びストロークセ
ンサ27FL〜27RRによるストローク検出値SFL
RRによってバネ下入力速度を推定して車輪11FL〜
11RR側からの振動入力FFL〜FRRを推定している
が、車輪11FL〜11RR側(バネ下側)に上下加速
度センサを設置して、該上下加速度センサからの加速度
検出値によって、バネ下入力速度やバネ下変位(路面変
位)を算出するようにしてもよい。
【0063】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、及びバウンス
を抑制する制御信号を算出し、これらを前記圧力指令値
FL〜PRRに加減算してトータル制御を行うようにして
もよい。
【0064】また、上記実施例においては、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ても構わない。また、上記
実施例では、バネ下入力速度等の算出をマイクロコンピ
ュータ44で全ての演算処理を実施しているが、積分器
や微分器等から構成されるアナログ回路で、一旦、バネ
下入力速度等を算出してからA/D変換器43を介して
マイクロコンピュータ44に入力させてもよい。さらに
は、コントローラ30を、マイクロコンピュータ44を
使用せずに、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。
【0065】また、上記実施例では、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、これに限定さ
れず圧縮率の少ない流体であれば、任意の作動流体を適
用することができる。また、上記実施例では、アクチュ
エータとして能動型サスペンション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、減衰
力可変型ショックアブソーバ等のサスペンションの減衰
特性やバネ特性を変更し得るもので構成されていてもよ
い。
【0066】次に、第2実施例について説明する。な
お、上記第1実施例と同様な部材等については同一の符
号を附して説明する。第2実施例の構成は、上記第1実
施例と同様な構成を備えており、マイクロコンピュータ
におけるステップS3の処理とステップS4の処理の間
に、下記に説明する制御ゲイン可変手段が追加されてい
るだけである。
【0067】この制御ゲイン可変手段は、ステップS4
で使用する制御ゲインを、車両の振動状態に応じて自動
的に選択するための処理を行う。即ち、ステップS1で
入力した車輪毎の上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR
をそれぞれPSD(パワー・スペクトル・デンシティ
ー)処置することで、1〜5HZ (バネ上共振周波数
域)の周波数帯でのピークレベル値と、6〜10H
Z(バネ下共振周波数域)の周波数帯でのピークレベル
値とを求め、その両者のピークレベル値にそれぞれ所定
の重み係数を乗じた各ピークレベル値Pl,Phを算出
する。上記重み係数は、例えば1〜5HZ と6〜10H
Z での振動に対する人間の感度が考えられ、この感度を
基準とする場合には、一般に、1〜5HZ の振動よりも
6〜10HZ の振動での人間の感度が高いので、6〜1
0HZ 側の重み係数を大きくとる。
【0068】次に、これをそれぞれの周波数域での振動
レベルとみなして、上記PlとPhとを比較し、Pl
(バネ上共振周波数域)の方が大きければ、α=a1と
し、Ph(バネ下共振周波数域)の方が大きければ、α
=a2とする。これを各車輪対応に実施する。上記a
1,a2は、0≦a1≦a2≦1の関係を有し、例え
ば、a1=1、a2=0に設定しておく。
【0069】他の構成は、第1実施例と同じである。こ
の第2実施例では、路面変化によって、車輪11FL〜
11RRからサスペンションを介して車体側に伝達され
る振動入力の制御をする際に、各車輪位置での振動にお
いてバネ下共振周波数域の入力が大きいと判断された場
合には、制御ゲインαとして小さな値,例えば“0”が
選択されて、ショックアブソーバ18FL〜18RRを
介して車体に伝達される振動入力FdFR〜FdRRに応じ
た分の予見制御力が小さくなって、バネ上共振周波数域
に対する制振効果が低くなるが、バネ下共振周波数域で
の悪影響も小さく抑えられ、もって全体として所定の制
御効果を得ることができる。
【0070】一方、バネ上共振周波数域の入力が大きい
と判断された場合には、制御ゲインとして大きな値,例
えば“1”が設定されて、ショックアブソーバ18FL
〜18RRを介して車体に伝達される振動入力FdFR
FdRRに応じた分の制御も十分実施されて、バネ上共振
周波数に対する制御効果が大きくなる。このとき、バネ
下共振周波数域での悪影響も強調されるが、該バネ下共
振周波数域成分は小さいので、全体としてサスペンショ
ンを介して車体に伝達される振動入力は低減される。
【0071】このように、本実施例によれば、対象とす
る車輪11FL〜11RRでの路面情報で当該車輪11
FL〜11RR位置の制振制御を実施しても、車体の振
動状態に応じて自動的に最適な制振制御が可能となる。
他の作用・効果等は、上記第3実施例と同様である。な
お、上記実施例における制御ゲイン可変手段は、これに
限定されるものではなく、例えば、入力した上下加速度
検出値ZGFL 〜ZGRR に対して、1〜5HZのバンドパ
スフィルタ処理と6〜10HZ のバンドパスフィルタ処
理を行い、両処理における一定時間単位の出力の自乗積
分値をとり、さらに、それぞれに適当な重み係数を乗じ
た後に比較して、どちらの振動レベルが大きいかを判断
して、上記制御ゲインαのどちらを使用するか決定して
もよい。このとき、重み係数としては、前記説明した人
間の感度等によって決定する。
【0072】また、上記制御ゲインαの算出では、2つ
のゲイン値a1,a2の一方を選択するように説明して
いるが、制御ゲインαが0〜1の間で連続的に変化する
ように構成してもよい。例えば、加速度検出値ZGFL
GRR を、PSD処置することで、1〜5HZ(バネ上
共振周波数域)の周波数帯でのピークレベルと、6〜1
0HZ (バネ下共振周波数域)の周波数帯でのピークレ
ベルとを求め、その両者のピークレベルにそれぞれ所定
の重み係数を乗じて各ピークレベル値Pl,Phを算出
する。次に、これをそれぞれの周波数域での振動レベル
とみなして、下記(25)式に基づいて各車輪位置11
FL〜11RRでの制御ゲインαを決定する。
【0073】α=Pl/(Ph+Pl)・・・(25) 上記(25)式に基づけば、バネ上共振周波数域のピー
クレベルの方が大きくなるにつれて制御ゲインαは1に
近づき、バネ下共振周波数域のピークレベルの方が大き
くなるにつれて制御ゲインαは0に近づく。または、入
力した上下加速度検出値ZGFL 〜ZGRR に対して、1〜
5HZ のバンドパスフィルタ処理と6〜10HZ のバン
ドパスフィルタ処理を行い、両処理における一定時間単
位の出力の自乗積分値をとり、それぞれに適当な重み係
数を乗じた値を、それぞれJl,Jhとし、これをそれ
ぞれの周波数での振動レベルとみなして、下記(26)
式に基づいて制御ゲインαを決定する。
【0074】α=Jl/(Jh+Jl)・・・(26) 上記(26)式に基づけば、バネ上共振周波数域のピー
クレベルの方が大きくなるにつれて制御ゲインαは1に
近づき、バネ下共振周波数域のピークレベルの方が大き
くなるにつれて制御ゲインαは0に近づく。また、上記
2実施例では、バネ上共振周波数域の振動レベルとバネ
下共振周波数域の振動レベルとを比較して、相対的に、
バネ上共振周波数の入力が大きい、又は、バネ上共振周
波数の入力が大きいと判断して制御ゲインαを変化させ
ているが、一方の共振周波数域の振動レベルだけを検出
して、その振動レベルの絶対的な入力値の変化によって
上記制御ゲインαを変化するように構成してもよい。次
に、第3実施例のサスペンション制御装置について説明
する。なお、第1実施例と同様な部材等については同一
の符号を附して説明する。
【0075】第2実施例のサスペンション制御装置の基
本構成は、上記第1実施例と同様な構成を備えており、
図8に示すように、コントローラ30のマイクロコンピ
ュータ44の演算処理における第1実施例のステップS
4に対応するステップS14の処理が相違するだけであ
る。第2実施例では、マイクロコンピュータ44のステ
ップS14の処理で、バネ側した振動入力FdFL〜Fd
RRに対応した力を、上記算出したカットオフ周波数fc
FL〜fcRRでローパフィルタ処理を実施した後に予見制
御力UPFL 〜UPRRを算出している。
【0076】即ち、第2実施例のマイクロコンピュータ
44のマイクロコンピュータ44における演算処理装置
44bの処理手順を、図8のフローチャートに従って説
明すると、所定のサンプリング時間TS (例えば20ms
ec)毎のタイマ割り込み処理として実行され、先ず、ス
テップS11で、各車輪11FL〜11RRに対応した
ストローク検出値SFL〜SRR及び車体上下方向加速度検
出値ZGFL 〜ZGRR を読み込み、ステップS12に移行
する。
【0077】このステップS12では、上記各車輪11
FL〜11RRに対応したストローク検出値SFL〜SRR
及び車体上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR に基づい
て、路面形状に正確に追従した各車輪11FL〜11R
Rの路面変化の微分値、即ちバネ下入力速度を推定し、
ステップS13に移行する。このバネ下入力速度の推定
の処理は、上記第1実施例のステップ2の処理と同じで
ある。
【0078】次いで、ステップS13では、上記算出し
た各車輪11FL〜11RRのバネ下入力速度を積分し
てバネ下の変位(路面変位)XFL〜XRRを算出し、上記
バネ下入力速度及びバネ下の変位に基づき、前記(5)
式から(8)式の演算をそれぞれ行う。これによって、
各車輪11FL〜11RR位置における、サスペンショ
ンのバネ要素であるコイルスプリング36を介して車体
へ伝達されるバネ側振動入力FsFL〜FsRR、及び減衰
要素であるショックアブソーバ18FL〜18RRを介
して車体へ伝達される減衰側振動入力FdFL〜FdRR
算出する。このステップS13の処理は、第1実施例に
おけるステップS3の処理と同じである。
【0079】次いで、ステップS14に移行して、下記
(27)式〜(39)式に基づき、上記算出したバネ側
振動入力FsFL〜FsRRに対する力に対して、所定のカ
ットオフ周波数fc、例えば4HZ でローパスフィルタ
処理を実施した後、各車輪11FL〜11RR対応の制
御すべき振動入力値を求める。 FFL =f(FsFL)+FdFL ・・・(27) FFR =f(FsFR)+FdFR ・・・(28) FRL =f(FsRL)+FdRL ・・・(29) FRR =f(FsRR)+FdRR ・・・(30) ここでfは、ローパスフィルタを表す関数を示してい
る。
【0080】次いで、下記(31)式から(34)式に
従って、各車輪11FL〜11RR位置に対応するバネ
下からの振動入力FFL〜FRRを打ち消す予見制御力U
PFL 〜UPRR を算出する。 UPFL =−FFL ・・・(31) UPFR =−FFR ・・・(32) UPRL =−FRL ・・・(33) UPRR =−FRR ・・・(34) ここで、説明上、(27)〜(30)式と、(31)〜
(34)式とは別の演算式として説明しているが、一つ
の演算式であってもよい。
【0081】次いで、ステップS15に移行して、第1
実施例のステップS5の(21)式から(24)式に従
って、総合制御力UFL〜URRを算出する。次いで、ステ
ップS16に移行して、上記ステップS15で算出した
各制御力UFL〜URRを圧力指令値PFL〜PRRとしてそれ
ぞれD/A変換器45に出力し、タイマ割り込み処理を
終了して所定のメイプログラムに復帰する。
【0082】次に、上記サスペンション制御装置の動作
を説明する。今、車両が平坦な良路を目標車高を維持し
て直進定速走行しているとする。この状態では、車両は
平坦な良路で目標車高を維持していることから、各車輪
11FL〜11RRに配設されたストロークセンナのス
トローク検出値SFL〜SRRは略零となっている。また、
車体側部材10に揺動が生じないので、各上下方向加速
度センサ28FL〜28RRの加速度検出値ZGFL 〜Z
GRR も略零となっている。このため、演算処理装置44
bで算出されるストローク微分値やバネ上変位の微分値
がそれぞれ略零であるため、バネ上速度ZVFL 〜ZVRR
も略零となる。
【0083】従って、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 毎に実施される図8の処理において、ステッ
プS12で算出されるバネ下入力速度は零の状態とな
り、ステップS13で算出する振動入力FFL〜FRRも零
の状態を継続するため、ステップS15で算出する総合
制御力UFL〜URRは目標車高に維持する中立圧制御力U
N のみに対応した値となり、これらがインターフェース
回路44a及びD/A変換器45を介して駆動回路46
FL〜46RRに出力される。
【0084】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iに変換され
て、それぞれ各車輪11FL〜11RRの圧力制御弁2
0FL〜20RRに供給される。この結果、圧力制御弁
20FL〜20RRから目標車高を維持するために必要
な中立圧が各車輪11FL〜11RRの油圧シリンダ1
8FL〜18RRに出力され、これら油圧シリンダ18
FL〜18RRで車体側部材10及び車輪側部材14と
の間のストロークを目標車高に維持する推力を発生す
る。
【0085】この良路直進走行状態で、例えば前左右輪
が同時にランプステップ路を通過する状態となると、前
左右輪11FL,11FRの段差乗り上げによって、前
輪11FL,11FRがバウンドし、これによって、前
輪11FL,11FR側のストロークセンサ27FL〜
27RRのストローク検出値SFL〜SRR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、左右前輪11FL,11FRの上下方向加速度
センサ28FL,28FRの加速度検出値ZGF L ,Z
GFR が正方向に増加する。
【0086】そして、これらストローク検出値SFL〜S
RRと上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR とが、マイク
ロコンピュータ44に入力され、マイクロコンピュータ
44で所定の処理が実施される。即ち、この時点では、
後輪側では、ステップS12で算出するバネ下入力速度
やバネ下変位は零であるので、ステップS13で算出さ
れる後輪11RL,11RRに対する振動入力FRL,F
RRは零の状態を維持する。一方、前輪側では、上記検出
されたストローク検出値SFL,SFR及び上下方向加速度
検出値ZGFL ,Z GFR に基づいて、前輪11FL,11
FR側の予見制御力UPFL ,UPFR が算出される。
【0087】これによって、ステップS14で算出され
る前輪11FL,11FR側の総合制御力UFL,U
FRは、段差乗り上げよる振動入力FFL,FFRに応じて中
立制御力UN より低下され、これに応じて、前輪11F
L,11FR側の駆動回路46FL,46FRから出力
される指令値が低下し、これによって圧力制御弁20F
L,20FRから出力される前輪11FL,11FR側
の制御圧Pが中立圧UN より低下して、前輪11FL,
11FR側の油圧シリンダ18FL〜18RRの推力が
低下され、前輪11FL,11FR側のストロークが減
少することによって、前輪11FL,11FRの段差乗
り上げによる車体側部材10の揺動を抑制される。
【0088】さらに、車体側部材10に上方向の加速度
が生じると、ステップS6で、加速度検出値ZGFL 〜Z
GRR によるバネ上速度ZVFL 〜ZVRR に基づいてスカイ
フックダンパ機能が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る。このとき、前輪11F
L,11FRで検出した路面情報に基づいて前輪11F
L,11FRを制御しているので、演算処理時間やアク
チュエータ系の遅れ、特に油圧制御弁の応答遅れを有す
るために、位相遅れが発生する。この位相遅れは高周波
領域に顕著であることに鑑み、本実施例では、ステップ
S14において、バネ要素であるコイルスプリング36
を介して車体側に入力されると推定されるバネ側振動入
力のうち、高周波成分をローパスフィルタ処理によって
カットすることで、上記予見制御力UPFL 〜UPRR の高
周波の制御力の悪影響を抑えるので、高周波成分,例え
ば8HZ 付付近の車体振動の振動ピークをさげることが
可能となり、3〜8HZ 付近の振動によるひょこひょこ
感を抑えることができる。
【0089】他の構成、作用及び効果は上記第1実施例
と同様である。なお、上記実施例では、ローパスフィル
タ処理のカットオフ周波数fcを一定として説明してい
るが、可変としてもよい。即ち、上記カットオフ周波数
fcが低くなるほど、2.2HZ 付近から上の周波数で
の制振効果が大きくなる代わりに1〜2HZ 付近の周波
数域での制振効果が小さくなる。また、上記カットオフ
周波数fcが0に近づくほど、2.2HZ付近から上の
周波数での制振効果が小さくなる代わりに1〜2HZ
近の周波数域での制振効果が大きくなる。
【0090】これを考慮して、カットオフ周波数fcと
して2種類の値をもつと共に、予め図示しないスイッチ
で一方のカットオフ周波数fcを選択可能としておき、
乗員が、路面状態や走行状態により、更には乗員の好み
によって上記スイッチを操作することで変化するように
してもよい。上記2段階のカットオフ周波数の値は、例
えば、3HZ 及び7HZ 等に設定する。または、上記図
示しないスイッチの代わりに図示しないつまみを設け、
該つまみを回転させることで、該カットオフ周波数が3
〜7HZ の間で無段階的に変化するように構成してもよ
い。
【0091】次に、第4実施例について説明する。な
お、上記第3実施例と同様な部材等については同一の符
号を附して説明する。第4実施例の構成は、上記第3実
施例と同様な構成を備えており、マイクロコンピュータ
におけるステップS13の処理とステップS14の処理
の間に、下記に説明するカットオフ周波数可変手段が追
加されているだけである。
【0092】このカットオフ周波数可変手段は、ステッ
プS14のローパスフィルタ処理が適用するカットオフ
周波数を選択するための処理を行う。即ち、ステップS
11で入力した上下方向加速度検出値ZGFL 〜ZGRR
PSD処置することで、1〜2HZ の周波数帯でのピー
クレベル値と、3〜7HZ の周波数帯でのピークレベル
値とを求め、その両者のピークレベルにそれぞれ所定の
重み係数を乗じて補正後のピークレベル値Pl,Phを
算出する。上記重み係数は、例えば1〜5HZ と6〜1
0HZ での振動に対する人間の感度が考えられ、この感
度を基準とする場合には、一般に、1〜2HZ よりも3
〜7HZ での人間の感度が高いので、3〜7HZ 側の重
み係数を大きくとる。また、4〜7HZの方が幅が4
倍,広いので、さらに4:1程度の重み付けをする必要
がある。
【0093】次に、これをそれぞれの周波数域での振動
レベルとみなして、上記PlとPhとを比較し、Pl
(1〜2HZ )の方が大きければ、fc=7HZ とし、
Ph(3〜7)の方が大きければ、fc=3HZ とす
る。次いで、ステップS15に移行して、上記バネ下か
らの振動入力を打ち消す力に対して、上記ステップS1
4で算出したカットオフ周波数fcでローパスフィルタ
処理を実施してバネ要素分の推定した振動入力FsFR
FsRRに対する高周波成分を除去した後に各制御力U
PFL 〜UPRR を算出する。
【0094】本実施例では、ステップS14において、
3〜7HZ の振動入力が大きいと判断された場合には、
カットオフ周波数fcは小さな値に設定されて、1〜2
Zの振動に対する制御効果が低くなるが、3〜8HZ
の振動域での悪影響も小さく抑えられる。一方、1〜2
Z 域の入力が大きいと判断された場合には、カットオ
フ周波数fcは大きな値に設定されて、1〜2HZ の振
動域に対する制御効果が大きくなる。3〜8HZ の振動
域での悪影響も強調されるが、該3〜8HZ の振動域成
分は小さいので全体としてサスペンションを介して車体
に伝達される振動入力は低減される。
【0095】このように、本実施例によれば、対象とす
る車輪での路面情報で当該車輪の制振制御を実施して
も、車体の振動状態に応じて自動的な最適な制振制御が
可能となる。他の構成、作用及び効果は上記第3実施例
と同様である。なお、上記第4実施例におけるカットオ
フ周波数可変手段で処理するカットオフ周波数の算出手
段は、これに限定されるものではなく、例えば、入力し
た上下加速度検出値ZGFL 〜ZGRR に対して、1〜2H
Z のバンドパスフィルタ処理と3〜7HZ のバンドパス
フィルタ処理を行い、両処理における一定時間単位の出
力の自乗積分値をとり、それぞれに適当な重み係数を乗
じた後に比較して、どちらの振動レベルが大きいかを判
断して、上記カットオフ周波数fcを決定してもよい。
【0096】また、上記カットオフ周波数fcの算出で
は、2つの値の一方を選択するように説明しているが、
カットオフ周波数fcが車両振動状態に応じて連続的に
変化するように構成してもよい。例えば、加速度検出値
GFL 〜ZGRR を、PSD処置することで、1〜2HZ
の周波数帯でのピークレベルと、3〜7HZ の周波数帯
でのピークレベルとを求め、その両者のピークレベルに
それぞれ所定の重み係数を乗じて補正後のピークレベル
Pl,Phを算出する。次に、これをそれぞれの周波数
域での振動レベルとみなして、下式(35)式に基づい
てカットオフ周波数fcを決定する。
【0097】 fc=(3・Ph+7・Pl)/(Ph+Pl)・・・(35) 上記(35)式に基づけば、1〜2HZ 域のピークレベ
ルの方が大きくなるにつれてカットオフ周波数fcは3
Z に近づき、3〜7HZ 域のピークレベルの方が大き
くなるにつれてカットオフ周波数fcは7HZ に近づ
く。または、入力した上下加速度検出値ZGFL 〜ZGRR
に対して、1〜2HZ のバンドパスフィルタ処理と3〜
7HZ のバンドパスフィルタ処理を行い、両処理におけ
る一定時間単位の出力の自乗積分値をとり、それぞれに
適当な重み係数を乗じた値を、それぞれJl,Jhと
し、これをそれぞれの周波数での振動レベルとみなし
て、下記(36)式に基づいてカットオフ周波数fcFL
〜fcRRを決定する。
【0098】 fc=(3・Jh+7・Jl)/(Jh+Jl)・・・(36) 上記(36)式に基づけば、1〜2HZ 域のピークレベ
ルの方が大きくなるにつれてカットオフ周波数fcは7
Z に近づき、3〜7HZ 域のピークレベルの方が大き
くなるにつれてカットオフ周波数fcは3HZ に近づ
く。また、上記実施例では、1〜2HZ 域の振動レベル
と3〜7HZ 域の振動レベルとを比較して、相対的に、
1〜2HZ の入力が大きい、又は、1〜2HZ の入力が
大きいと判断してカットオフ周波数fcを変化させてい
るが、一方の周波数帯の振動レベルだけを検出して、そ
の振動レベルの絶対的な入力値の変化によってカットオ
フ周波数fcを変化するように構成してもよい。
【0099】さらに、上記第1実施例及び第2実施例で
は、サスペンションの減衰要素を介して車体に入力され
ると推定された振動入力FdFL〜FdRRに1より小さく
制御ゲインαを乗じた後に、路面からサスペンションを
介して車体に入力される振動入力FFL〜FRRを打ち消す
予見制御力UPFL 〜UPRR を求め、また、第3実施例及
び第4実施例では、サスペンションのバネ要素を介して
車体に入力されると推定された振動入力FsFL〜FsRR
に対してローパスフィルタ処理をした後に、路面からサ
スペンションを介して車体に入力される振動入力FFL
RRを打ち消す予見制御力UPFL 〜UPRR を求めている
が、両方の処理を同時に実施してもよい。
【0100】即ち、サスペンションの減衰要素を介して
車体に入力されると推定された振動入力FdFL〜FdRR
に1より小さく制御ゲインαを乗じると共に、サスペン
ションのバネ要素を介して車体に入力されると推定され
た振動入力FsFL〜FsRRに対してローパスフィルタ処
理を行い、その後の補正をした減衰側振動入力とバネ側
振動入力との和を、路面からサスペンションを介して車
体に入力される振動入力と見なして該振動入力FFL〜F
RRを打ち消す予見制御力UPFL 〜UPRR を求めるように
してもよい。
【0101】この場合には、両方の処理の両方の作用・
効果が発揮されて、制御を実施しない場合に比べて、バ
ネ上共振周波数域付近での制振効果を十分に保ちなが
ら、8HZ 付近の振動入力を小さく抑えることが可能と
なる。このとき、第2実施例や上記第4実施例で説明し
たように、制御ゲインαやカットオフ周波数fcを車両
の振動状態に応じて可変として、該車両の振動状態に応
じたきめ細かな振動低減のための制御を実施してもよ
い。
【0102】次に、第5実施例について説明する。上記
第1実施例と同様な部材については同一の符号を附して
説明する。上記全実施例においては、左右前輪11F
L,11FR及び左右後輪11RL,11RRに対し
て、各車輪11FL〜11RR位置での路面位置の情報
に基づいて、それぞれの車輪11FL〜11RR位置で
のサスペンション制御をそれぞれ個別に実施している。
【0103】これに対して、第5実施例では、前輪11
FL,11FR側に対するサスペンション制御について
は、上記第1実施例に説明したサスペンション制御を行
うが、後輪11RL,11RR側に対しては、前輪11
FL,11FR側で検出した路面情報に基づいてサスペ
ンション制御を行うものである。第5実施例のサスペン
ション制御装置の基本構成は、第1実施例の構成と同様
であり、コントローラ30による処理が相違していると
共に、車速を検出する車速センサが設けられ、車両速度
に応じた車速信号をコントローラ30に供給可能となっ
ている。但し、後輪11RL,11RR側では車輪11
RL,11RRと車体との間のストロークを検出する必
要がないので、後輪11RL,11RR側にはストロー
クセンサは設置されていない。
【0104】次に、第5実施例におけるコントローラ3
0について説明する。コントローラ30は、前輪11F
L,11FR側のストロークセンサ27FL,27FR
から入力されるストローク検出値SFL,SFRと各四輪1
1FL〜11RR位置での上下方向加速度センサ28F
L〜28RRから出力される車体上下方向加速度検出値
GFL 〜ZGRR とをそれぞれデジタル値に変化するA/
D変換器43と、A/D変換器43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変換値を介して供給され、これらを圧力制御弁
20FL〜20RRに対する駆動電流iFL〜iRR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〜46RRとを備えている。
【0105】上記マイクロコンピュータ44は、少なく
とも、インターフェース回路44a、演算処理装置44
b及び記憶装置44cを有する。インターフェース回路
44aには、A/D変換器43の変換出力が入力される
と共に、演算処理装置44bからの各圧力制御弁20F
L〜20RRに対する圧力指令値PFL〜PRRがD/A変
換器45に出力される。
【0106】また、演算処理装置44bは、後述する処
理を実行して、所定のサンプリング時間TS (例えば2
0msec)毎に、ストローク検出値SFL〜SRR及び車体上
下方向加速度検出を読み込み、各前輪11FL,11F
R位置におけるバネ下から車体に伝達する路面変位の微
分値に基づき前輪11FL,11FR側の振動入力をそ
れぞれ推定し、その推定値に基づいて各前車輪11FL
〜11RRのアクチュエータとしての油圧シリンダ18
FL〜18RRで発生する予見制御力UPFL 〜UPRR
演算する。
【0107】同時に、上記路面変位の微分値を車速検出
値に基づいて算出した前後輪11RL,11RR間の遅
延時間τと共に記憶装置44cに形成した所定段数のシ
フトレジスタに対応する記憶領域に順次シフトしながら
格納し、遅延時間τについてはシフトする際にサンプリ
ング時間TS を順次減算しながら格納し、遅延時間τが
零に達した路面変位の微分値に基づいて後輪11RL,
11RR側のアクチュエータとしての油圧シリンダ18
RL,18RRで発生する予見制御力UPRL, PRR を演
算する。さらに、各車輪11FL〜11RR位置での度
加速度センサ28FL〜28RRからの各車体上下方向
加速度検出値ZGFL 〜ZGRR を積分した車体上下速度Z
VFL 〜ZVRR に基づいてスカイフックダンパ機能を発揮
する各車輪11FL〜11RRに対する能動制御用制御
力を算出し、両制御力を加算した値を、各圧力制御弁2
0FL〜20RRに対する圧力指令値PFL〜PRRとして
D/A変換器45に出力する。
【0108】また、記憶装置44cは、予め演算処理装
置44b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 毎に読み込む路面
変位の微分値を遅延時間τと共に順次シフトしながら所
定数格納可能なシフトレジスタ領域を備え、さらに、演
算処理装置44bの演算過程で必要な演算結果を逐次,
記憶可能となっている。
【0109】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44bの処理手順
を、図9のフローチャートに従って説明する。図9の処
理は、所定のサンプリング時間TS (例えば20msec)
毎のタイマ割り込み処理として実行される。先ず、ステ
ップS21で、各前輪11FL,11FRに対応した各
ストローク検出値SFL,SFR及び車体上下方向加速度検
出値をそれぞれ読み込むと共に、車速センサによって検
出された現在の車速検出値を読み込み、ステップS22
に移行する。
【0110】このステップS22では、上記各前輪11
FL,11FRに対応したストローク検出値SFL,SFR
及び車体上下方向加速度検出値ZGFL ,ZGFR に基づい
て、路面形状に正確に追従した各前輪11FL,11F
R位置の路面変化の微分値、即ちバネ下入力速度を推定
し、ステップS23に移行する。このバネ下入力速度の
推定の処理は、ストローク検出値SFL,SFRを微分して
ストローク速度を算出すると共に、車体上下方向加速度
検出値ZGFL ,ZGFR を積分してバネ上変位の微分値を
算出する。次に、上記ストローク速度とバネ上変位の微
分値とを加算することで、路面形状に正確に追従した各
前輪11FL,11FR位置の路面変位の微分値が出力
される。
【0111】ステップS23では、上記算出した各前輪
11FL,11FRのバネ下入力速度を積分してバネ下
の変位(路面変位)XFL,XFRを算出し、上記バネ下入
力速度及びバネ下の変位に基づき、下記(37)式〜
(40)式の演算をそれぞれ行う。これによって、各前
輪11FL,11FR位置における、サスペンションの
バネ要素であるコイルスプリングを介して車体へ伝達さ
れるバネ側振動入力Fs FL,FsFR、及び減衰要素であ
るショックアブソーバを介して車体へ伝達される減衰側
振動入力FdFL,FdFRを算出する。
【0112】FsFL=KFL・XFL ・・・(37) FsFR=KFR・XFR ・・・(38) FdFL=CFL・(dXFL/dt) ・・・(39) FdFR=CFR・(dXFR/dt) ・・・(40) ここで、CFL,CFR,CRL,CRRは、それぞれ各輪に対
応するショックアブソーバの減衰係数を表し、KFL,K
FR,KRL,KRRは、それぞれ各輪に対応するサスペンシ
ョンのバネ定数を表している。
【0113】次いで、ステップS24に移行して、上記
各前輪位置における減衰要素側の振動入力に制御ゲイン
αを乗じ、下記(41)及び(42)式に基づき、各前
輪対応の制御すべき振動入力値を求める。 FFL =FsFL +α・FdFL ・・・(41) FFR =FsFR +α・FdFR ・・・(42) ここで、制御ゲインαは、例えば0.05等の1よりも
小さい値が設定されている。
【0114】次いで、ステップs25に移行して、下記
(43)式及び(44)式に従って、各前輪11FL,
11FR位置に対応するバネ下からの振動入力FFL,F
FRを打ち消す予見制御力UPFL 〜UPRR を算出する。 UPFL =−FFL ・・・(43) UPFR =−FFR ・・・(44) ここで、説明上、(41),(42)式と(43),
(44)式とを別の演算式として説明しているが、各一
つの演算式としてもよい。
【0115】次いで、ステップS26に移行して、上記
読み込んだ車速検出値Vをもとに下記(45)式の演算
を行って、前輪11FL,11FRが通過した路面に後
輪11RL,11RRが到達するまでの遅延時間τを算
出する。 τ = (L/V) −τS ・・・(45) ここで、Lはホィールベースを示し、τS は制御系の遅
れ時間であって、油圧系の応答遅れとコントローラ30
の演算むだ時間等の加算値で表される。
【0116】次いで、ステップ27に移行して、今回の
車速検出値V(n)からサンプリング時間TS だけ前の
前回の車速検出値V(n−1)との偏差でなる単位時間
s当たりの変化速度ΔVを算出し、ホィールベースL
を変化速度ΔVで除して遅延時間補正値Δτを算出す
る。次いで、ステップS28に移行して、上記算出した
路面変位の微分値(バネ下入力速度)と遅延時間τとを
記憶装置44cに形成したシフトレジスタ領域の先頭位
置に格納すると共に、前回までに格納されている路面変
化の微分値及び遅延時間τとを順次シフトする。このと
き、遅延時間τについてはシフトする際に、各シフト位
置の遅延時間τからサンプリング時間TS 及び上記算出
した遅延時間補正値Δτをそれぞれ減殺した新たな遅延
時間τとして更新して格納する。
【0117】次いで、ステップS29に移行して、シフ
トレジスタ領域に格納されている最古即ち遅延時間τが
零となった路面変化の微分値を読み出し、該読みだした
最古の路面変化の微分値及びそれに対する遅延時間τを
シフトレジスタ領域から消去する。次いで、ステップS
30に移行して、ステップS29で読み込んだ路面変化
の微分値を積分して路面変化を推定し、該路面変化の微
分値、及び路面変化に基づいて下記(46)式及び(4
7)式の演算に基づき、後輪11RL,11RR側で発
生するであろう後輪11RL,11RRからの振動入力
RL,FRRを算出する。
【0118】 FRL=CRL・(dXRL/dt)+KRL・XRL ・・・(46) FRR=CRR・(dXRR/dt)+KRR・XRR ・・・(47) ここで、CRL,CRRは、それぞれ各後輪11RL,11
RRに対応するショックアブソーバの減衰係数を表し、
RL,KRRは、それぞれ各後輪11RL,11RRに対
応するサスペンションのバネ定数を表している。
【0119】さらに、下記(48)式及び(49)式の
演算を実施して、後輪11RL,11RR側の圧力制御
弁20FL〜20RRに対する予見制御力UPRL ,U
PRR を算出する。 UPRL =−FRL ・・・(48) UPRR =−FRR ・・・(49) ここで、説明上、(46),(47)式と(48),
(49)式とを別の演算式として説明しているが、各一
つの演算式としてもよい。
【0120】次いで、ステップS31に移行して、下記
(50)式から(53)式に従って、各車輪11FL〜
11RRに対する総合制御力UFL〜URRを算出する。 UFL=UN −KB ・ZVFL +UPFL ・・・(50) UFR=UN −KB ・ZVFR +UPFR ・・・(51) URL=UN −KB ・ZVRL +UPRL ・・・(52) URR=UN −KB ・ZVRR +UPRR ・・・(53) ここで、UN は車高を目標車高に維持するために必要な
制御力を示し、KB はバウンス制御ゲインである。
【0121】次いで、ステップS32に移行して、上記
ステップS31で算出した各制御力UFL〜URRを圧力指
令値PFL〜PRRとしてそれぞれD/A変換器45に出力
し、タイマ割り込み処理を終了して所定のメイプログラ
ムに復帰する。次に、上記サスペンション制御装置の動
作を説明する。今、車両が平坦な良路を目標車高を維持
して直進定速走行しているとする。この状態では、車両
は平坦な良路で目標車高を維持していることから、各前
輪11FL,11FRに配設されたストロークセンサ2
7FL,27FRのストローク検出値SFL,SFRは略零
となっている。また、車体側部材10に揺動が生じない
ので、各上下方向加速度センサ28FL〜28RRの加
速度検出値ZGFL 〜ZGR R も略零となっている。このた
め、演算処理装置44bで算出されるストローク微分値
やバネ上変位の微分値がそれぞれ略零であるため、バネ
上速度ZVFL ,Z VFR も略零となる。
【0122】従って、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 毎に実施される図9の処理において、ステッ
プS22で算出されるバネ下入力速度は零の状態とな
り、ステップS23で算出する振動入力FFL,FFRも零
の状態が継続する。このため、ステップS26で算出さ
れる遅延時間τが経過した後の路面変位の微分値も零と
なっていてステップS30だ算出される後輪11RL,
11RR側の予見制御力UPRL ,UPRR も零となり、一
方バネ上速度ZVFL ,ZVFR も零であるので、ステップ
S31で算出される総合制御力UFL〜URRは目標車高に
維持する中立圧制御力UN のみに対応した値となり、こ
れらがインターフェース回路44a及びD/A変換器4
5を介して駆動回路46FL〜46RRに出力される。
【0123】このため、各駆動回路46FL〜46RR
で圧力指令値PFL〜PRRに対応した指令電流iに変換さ
れて、それぞれ各車輪11FL〜11RRの圧力制御弁
20FL〜20RRに供給される。この結果、圧力性制
御弁から目標車高を維持するために必要な中立圧が各車
輪11FL〜11RRの油圧シリンダ18FL〜18R
Rにそれぞれ出力され、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との間の
ストロークを目標車高に維持する推力が発生する。
【0124】この良路直進走行状態で、例えば左右前輪
11FL,11FRが同時にランプステップ路を通過す
る状態となると、左右前輪11FL,11FRの段差乗
り上げによって、前輪11FL,11FRがバウンド
し、これによって、前輪側に配置されたストロークセン
サ27FL,27FRのストローク検出値SFL,SFR
零から正方向に急増すると共に、前輪側の車体側部材1
0に上方向の加速度が発生し、左右前輪11FL,11
FRの上下方向加速度センサ28FL,28FRの加速
度検出値ZGFL ,ZGFR が正方向に増加する。
【0125】そして、これらストローク検出値SFL,S
FRと上下方向加速度検出値ZGFL ,ZGFR とが、マイク
ロコンピュータ44に入力され、マイクロコンピュータ
44で所定の処理が実施される。即ち、第1実施例にお
けるステップS1〜ステップ5と同様な処理である、ス
テップS21からステップS25までの処理が実施され
ることで、前輪11FL,11FR側に対して、上記検
出されたストローク検出値SFL,SFR及び上下方向加速
度検出値ZGFL ,ZGFR に基づき、予見制御力UPFL
PFR が算出される。
【0126】さらに、ステップS26の処理で、前輪1
1FL,11FRが通過した路面に後輪11RL,11
RRが到達する迄の遅延時間τを算出し、これと路面変
位の微分値とをシフトレジスタ領域の先頭領域に格納す
ると共に、前回までの零の路面変位の微分値と遅延時間
τとを順次1つずつシフトする。このとき、各遅延時間
τからサンプリング時間TS とステップS27で算出さ
れた遅延時間補正値Δτとを減算した値を新たな遅延時
間τとして更新する。
【0127】この時点では、シフトレジスタ領域に格納
されている前回までの各路面変位の微分値は零であるの
で、ステップS30で算出される後輪11RL,11R
Rに対する予見制御力UPRL , PRR は零の状態を維持
する。これによって、ステップS31で算出される前輪
11FL,11FR側の総合制御力UFL,UFRが、段差
乗り上げによる振動入力FFL,FFRに応じて中立制御力
N よりも低下され、これに応じて、前輪11FL,1
1FR側の駆動回路46FL〜46RRから出力される
指令値が低下し、これによって圧力制御弁20FL〜2
0RRから出力される前輪11FL,11FR側の制御
圧Pが中立圧P N よりも低下して、前輪11FL,11
FR側の油圧シリンダ18FL,18FRの推力が低下
され、前輪11FL,11FR側のストロークが減少す
ることによって、スカイフックダンパ機能が発揮して前
輪11FL,11FRの段差乗り上げによる車体側部材
10の揺動を抑制される。
【0128】その後、前輪11FL,11FRがランプ
ステップ路を通過し終わると、再度、前輪11FL,1
1FRについては目標車高を維持する総合制御力UFL
FRの値に復帰する。しかし、後輪11RL,11RR
については、ステップS26で算出した遅延時間τが零
となる時点、即ち、後輪11RL,11RRがランプス
テップ路を通過する時点で、ステップS29の処理で、
上記前輪11FL,11FRが段差乗り上げ時の路面変
化の微分値が読み出され、これらに基づいて後輪11R
L,11RRに対する予見制御力UPRL ,UPRR が算出
されるので、路面凹凸による影響が車体に殆ど伝達され
ずに、良好な乗り心地を確保することができる。
【0129】しかも、後輪11RL,11RR側の車体
側部材10に上下方向の加速度が生じたときには、この
加速度が、後輪11RL,11RR側の上下方向加速度
センサ28FL〜28RRで検出され、各後輪11R
L,11RR位置でのバネ上速度ZVRL , VRR が算出
されて、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揮され、これによ
って、圧力制御弁20RL, 20RRが制御されること
で、油圧シリンダ18RL,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。
【0130】なお、上記第5実施例では、ステップS2
4の処理のおいて、前輪11FL,11FR側での制御
すべき振動入力を算出する際に、第1実施例の処理に基
づき、固定した1より小さい制御ゲインを減衰側の振動
入力FdFL〜FdRRに乗じているが、第2実施例の処理
の基づき、車体の振動状態に応じて該制御ゲインを可変
に制御してもよい。また、第3実施例又は第4実施例に
基づき、推定されたサスペンションのバネ要素を介して
車体側に伝達される振動入力に対して所定のローパスフ
ィルタ処理を実施してさらに前輪側の制御を向上させる
ようにしてもよい。
【0131】また、上記第5実施例では、スカイフック
ダンパ機能の制御を実施するために、後輪11RL,1
1RR側にも上下方向加速度センサ28FL〜28RR
を設けているが、該スカイフックダンパ機能の制御を実
施しない場合には、後輪11RL,11RR側に上下方
向加速度センサ28RL,28RRを設ける必要がな
い。このように、後輪11RL,11RR側にストロー
クセンサ27RL,27RR及び上下方向加速度センサ
28RL,28RRが不要となる分だけ、上記第1実施
例または第2実施例よりもサスペンション制御装置のコ
ストが低減する。
【0132】また、上記全実施例において、各車輪に対
応して4つの上下方向加速度センサ28FL〜28RR
を配設しているが、車両に対して、相互に一直線上に並
ばない任意の位置に3個の上下方向度センサを配設し
て、この3つの上下方向加速度センサからの検出値によ
って各車輪位置の上下加速度を推定するようにしてもよ
い。
【0133】
【発明の効果】以上説明して来たように、本発明のサス
ペンション制御装置では、対象車輪位置の路面情報に基
づいて、当該対象車輪からサスペンションを介して車体
に入力される振動入力を有効に低減することが可能とな
るという効果がある。これによって、前輪・後輪の四輪
全輪に対する各サスペンション制御が、高価な非接触型
センサを使用することなく、また、バネ下から車体に入
力される振動入力によって制御することで、埃,泥,水
滴,雪溜まり等によって誤差の生じない安定して振動の
低減が実施される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例を示す概略構成図であ
る。
【図2】本発明に係る第1実施例のコントローラの一例
を示す概略構成図である。
【図3】本発明に係る実施例の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4】本発明に係る実施例のストロークセンサの出力
特性を示す特性線図である。
【図5】本発明に係る実施例の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6】1輪1自由度の車両モデルを示す説明図であ
る。
【図7】本発明に係る第1実施例のマイクロコンピュー
タの処理手順を示す流れ図である。
【図8】本発明に係る第3実施例のマイクロコンピュー
タの処理手順を示す流れ図である。
【図9】本発明に係る第5実施例のマイクロコンピュー
タの処理手順を示す流れ図である。
【図10】応答遅れの対策がない場合における、路面変
化に対する車体への伝達特性を示す特性線図である。
【図11】零より小さな制御ゲインを設定した場合にお
ける、路面変化に対する車体への伝達特性を示す特性線
図である。
【図12】制御ゲインを変化させた場合における、路面
変化に対する車体への伝達特性を示す特性線図である。
【図13】ローパスフィルタ処理をした場合における、
路面変化に対する車体への伝達特性を示す特性線図であ
る。
【図14】ローパスフィルタのカットオフ周波数を変化
させた場合における、路面変化に対する車体への伝達特
性を示す特性線図である。
【図15】制御ゲインを設定すると共にローパスフィル
タ処理を実施した場合における、路面変化に対する車体
への伝達特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
10 車体側部材 11FL〜11RR 車輪 18FL〜18RR 油圧シリンダ 20FL〜20RR 圧力制御弁 22 油圧源 27FL〜27RR ストロークセンサ 28FL〜28RR 上下方向加速度センサ 30 コントローラ 44 マイクロコンピュータ 46FL〜46RR 制御弁駆動回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輪と車体との間に介装されて制御信号
    によって該車輪と車体との上下ストロークを制御可能な
    制御力を発生するアクチュエータと、路面からサスペン
    ションに伝達される振動入力を推定するバネ下運動推定
    手段と、該バネ下運動推定手段の推定値に基づき、サス
    ペンションのバネ要素及び減衰要素を介してバネ下から
    車体に伝達される各振動入力を算出する伝達力算出手段
    と、該伝達力算出手段の各算出値に基づき、上記減衰要
    素分の振動入力値に対して1より小さな制御ゲインを乗
    じた後の振動入力値と上記バネ要素分の振動入力値との
    和として得られる振動入力を打ち消す制御信号を上記ア
    クチュエータに供給する制御手段と、を備えたことを特
    徴とするサスペンション制御装置。
  2. 【請求項2】 車輪と車体との間に介装されて制御信号
    によって該車輪と車体との上下ストロークを制御可能な
    制御力を発生するアクチュエータと、路面からサスペン
    ションに伝達される振動入力を推定するバネ下運動推定
    手段と、該バネ下運動推定手段の推定値に基づき、サス
    ペンションのバネ要素及び減衰要素を介してバネ下から
    車体に伝達される各振動入力を算出する伝達力算出手段
    と、該伝達力算出手段の各算出値に基き、バネ要素分の
    振動入力値をローパスフィルタ処理をした後の振動入力
    値と上記減衰要素分の振動入力値との和として得られる
    振動入力を打ち消す制御信号を上記アクチュエータに供
    給する制御手段と、を備えたことを特徴とするサスペン
    ション制御装置。
  3. 【請求項3】 車輪と車体との間に介装されて制御信号
    によって該車輪と車体との上下ストロークを制御可能な
    制御力を発生するアクチュエータと、路面からサスペン
    ションに伝達される振動入力を推定するバネ下運動推定
    手段と、該バネ下運動推定手段の推定値に基づき、サス
    ペンションのバネ要素及び減衰要素を介してバネ下から
    車体に伝達される各振動入力を算出する伝達力算出手段
    と、該伝達力算出手段が算出する各振動入力値に基づい
    て、該振動入力を打ち消す制御力を上記アクチュエータ
    に供給する制御手段と、を備え、 上記制御手段は、上記減衰要素分の振動入力値に対して
    1より小さな制御ゲインを乗じた後の振動入力値とバネ
    要素分の振動入力値のローパスフィルタ処理をした後の
    振動入力値との和として得られる振動入力値を打ち消す
    制御信号を供給することを特徴とするサスペンション制
    御装置。
  4. 【請求項4】 上記減衰要素分の振動入力に対する制御
    ゲインを車両の振動状態に応じて変更する制御ゲイン可
    変手段を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項3
    に記載されたサスペンション制御装置。
  5. 【請求項5】 上記ローパスフィルタ処理のカットオフ
    周波数を車両の振動状態に応じて変更するカットオフ周
    波数変更手段を設けたことを特徴とする請求項2又は請
    求項3に記載されたサスペンション制御装置。
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