JPH085043Y2 - 車両用サスペンション - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車両用サスペンションに関し、特に、車
体と各車輪との間に介装された流体圧シリンダを好適に
制御することにより、安定した車両特性を得られるよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

従来の技術としては、例えば、本出願人が先に提案し
た、特開昭62−295714号公報に記載されているものがあ
る。

このものは、車体と各車輪との間に流体圧シリンダを
介装し、この流体圧シリンダを、車体に発生している横
加速度に基づいて算出された指令によって制御すること
により、車体のロールやピッチ等を抑制し、車両の安全
性や安定性等を向上できるようにしたものであった。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の技術にあっては、車体に発
生している横加速度を一つの横加速度検出手段により検
出するような構成であったため、各車輪に発生している
実際の横加速度に基づいた制御ではなく、車両の前後輪
全てに対して、同じ検出値に基づいて算出された指令値
によって制御をしていた。

ここで、前後輪に発生する横方向の力は、一般に下記
の（１），（２）式によって表される。

F_f＝C_f×（β_f＋γ×l_f/V−δ） …（１） F_r＝C_r×（β_r＋γ×l_r/V） …（ ２） 但し、F_f，F_rは前後輪に発生する横方向の力、C_f，C_r
は前後輪のコーナリングパワー、β_f，β_rは前後輪の横
滑り角、γはヨーレイト、δは操舵角、l_f，l_rは車体の
重心から前後車軸までの距離である。

このように、上記（１），（２）式によると、例えば
ヨーイングが増加する旋回開始時には、前輪に発生する
横方向の力F_fの方が、後輪に発生する横方向の力F_rより
大きくなっていることが判る。

従って、重心位置等において検出された一つの横加速
度に基づいて全ての流体圧シリンダを制御する従来の技
術では、該重心位置の横加速度に比例した信号を前後輪
の圧力制御弁に与えるから、例えば前記ヨーイング増加
時には、後輪側への配分が相対的に大きくなったことに
なり、そのため、後輪のロール剛性が上がったのと等価
となるので、車両がオーバーステア傾向になるという問
題点があった。

そこで、この考案は上記従来技術の問題点に着目して
なされたものであり、車両の前後輪位置における横加速
度を求め、これら横加速度に基づいて前後輪の流体圧シ
リンダの作動圧を制御することにより、車両の安定性を
向上できる車両用サスペンションを提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この考案の車両用サスペ
ンションにおいては、車体と各車輪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作動流体圧を指
令値にのみ応じて制御する圧力制御弁と、車両前後方向
に離間して配置された少なくとも二つの横加速度検出手
段と、該横加速度検出手段の横加速度検出値を受けこれ
ら検出値に基づいて前記指令値を演算し前記圧力制御弁
に出力する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記
横加速度検出手段の検出値に基づいて前輪車軸位置及び
後輪車軸位置における横加速度を演算しその演算結果に
基づいて前記指令値を演算するものである。

〔作用〕

この考案においては、車体に発生している横加速度
を、車両前後方向に離間して配置された少なくとも二つ
の横加速度検出手段により検出すると共に、制御装置
が、それら横加速度検出値に基づいて指令値を算出し、
この指令値により流体圧シリンダを制御する。

つまり、この考案では、車両前後方向に離隔して配置
された少なくとも二つの横加速度検出手段から供給され
る検出値に基づき、制御装置は、前輪車軸位置及び後輪
車軸位置における横加速を演算し、その演算結果に基づ
いて指令値を演算して圧力制御弁に出力する。すると、
前後輪に発生している横方向の力に応じた圧力によって
各流体圧シリンダが作動することになり、安定した車両
特性が実現される。この場合、少なくとも二つの横加速
度検出手段によって車両前後方向の少なくとも二位置に
おける横加速度が検出されるから、適宜直線補間を行え
ば、前輪車軸位置及び後輪車軸位置における横加速度が
演算される。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図は、本考案における一実施例を示し
ている。

第１図において、1FL,1FR,1RL,1RRは、それぞれ車体
側部材２と各車輪3FL,3FR,3RL,3RRを個別に支持する車
輪側部材４との間に介装された能動型サスペンションで
あって、それぞれ流体圧シリンダとしての油圧シリンダ
5FL〜5RR、コイルスプリング6FL〜6RR及び油圧シリンダ
5FL〜5RRに対する作動油圧を、後述する制御装置30から
の指令値のみに応動して制御する圧力制御弁7FL〜7RRと
を備えている。

ここで、油圧シリンダ5FL〜5RRのそれぞれは、そのシ
リンダチューブ5aが車輪側部材４に取付けられ、ピスト
ンロッド5bが車体側部材２に取付られ、ピストン5cによ
って閉塞された圧力室19内の作動油圧が圧力制御弁7FL
〜7RRによって制御される。また、コイルスプリング6FL
〜6RRのそれぞれは、車体側部材２と車輪側部材４との
間に油圧シリンダ5FL〜5RRと並列に装着されて車体の静
荷重を支持している。なお、コイルスプリング6FL〜6RR
は、車体の静荷重を支えるのみの低バネ定数のものでよ
い。

圧力制御弁7FL〜7RRは、車両の横加速度に基づき、車
体の姿勢変化を抑制する指令値を出力する制御装置30か
らの指令値Ia〜Idが供給され、これら指令値Ia〜Idに応
じた制御出力をそれぞれ出力し、これらが各車輪と車体
との間に介挿された能動型サスペンションを構成する油
圧シリンダ5FL〜5RRに個別に供給されて車体の姿勢変化
に抗する付勢力を発生させる。この圧力制御弁７の具体
的構成は、第２図に示すように、円筒状の弁ハウジング
11と、これに一体的に設けられた比例ソレノイド12とを
有している。弁ハウジング11の中央部には、所定径の弁
座11aを有する隔壁11Aにより画成された第２図における
上側の挿通孔11Uと同図における下側の挿通孔11Lとが同
軸上に形成されている。また、挿通孔11Lの上部であっ
て隔壁11Aに所定距離隔てた下方位置には、固定絞り13
が設けられ、これによって固定絞り13と隔壁11Aとの間
にパイロット室Ｃが形成されている。また、挿通孔11L
における固定絞り13の下側には、メインスプール14がそ
の軸方向に摺動可能に配設され、このメインスプール14
の上方及び下方にはフィードバツク室F_U及びF_Lが夫々形
成されると共に、メインスプール14の上下端はフィード
バック室F_U，F_Lに各々配設されたオフセットスプリング
15A,15Bにより規制される。そして、挿通孔11Lに入力ポ
ート11i,制御ポート11n及びドレンポート11oがこの順に
連通形成され、入力ポート11iは油圧配管25を介して油
圧源24の作動油供給側に接続され、ドレンポート11oは
油圧配管26を介して油圧源24のドレン側に接続され、さ
らに制御ポート11nが油圧配管27を介して油圧シリンダ7
FL〜7RRの圧力室19に接続されている。

メインスプール14は、入力ポート11iに対向するラン
ド14aと、ドレンポート11oに対向するランド14bと、こ
れら両ランド14a,14b間に形成された環状溝でなる圧力
室14cと、この圧力室14c及び下側のフィードバック室F_L
とを連通するパイロット通路14dとを備えている。

また、上側の挿通孔11Uには、ポペット16が弁部を弁
座11aに対向させて軸方向に摺動自在に配設されてお
り、このポペット16により挿通孔11Uをその軸方向の２
室に画成すると共に、前記弁座11cを流通する作動油の
流量、即ちパイロット室Ｃの圧力を調整できるようにな
っている。

さらに、前記入力ポート11iはパイロット通路11sを介
してパイロット室Ｃに連通され、前記ドレンポート11o
はドレン通路11tを介して前記挿通孔11Uに連通されてい
る。

一方、前記比例ソレノイド12は、軸方向に摺動自在な
プランジャ17と、このプランジャ17のポペット16側に固
設された作動子17Aと、プランジャ17をその軸方向に駆
動させる励磁コイル18とを有しており、この励磁コイル
18は制御装置30からの直流電流でなる指令値Ｉによって
適宜励磁される。これによって、プランジャ17の移動が
作動子17Aを介して前記ポペット16の位置を制御して、
連通孔11Aを通過する流量を制御する。そして、比例ソ
レノイド12による押圧力がポペット16に加えられている
状態で、フィードバック室F_L，F_Uの両者の圧力が釣り合
っていると、スプール14は中立位置にあって制御ポート
11nと入力ポート11i及びドレンポート11oとの間が遮断
されている。

ここで、指令値Ｉと制御ポート11nから出力される制
御油圧P_Cとの関係は、第３図に示すように、指令値Ｉが
零近傍であるときにP_MINを出力し、この状態から指令値
Ｉが正方向に増加すると、これに所定の比例ゲインK₁を
もって制御出力P_Cが増加し、油圧源24のライン圧P_Lで飽
和する。

なお、第１図において、28Hは圧力制御弁7FL〜7RRと
油圧源24との間の油圧配管25の途中に接続した高圧側ア
キュムレータ、28Lは圧力制御弁7FL〜7RRと油圧シリン
ダ5FL〜5RRとの間の油圧配管27に絞り弁28Vを介して連
通した低圧側アキュムレータである。

一方、車体には、車体に発生している横加速度を検出
する横加速度検出器29f,29rが、車両前後方向に離間し
て設けられており、これら横加速度検出器29f,29rの横
加速度検出値_a，_bが、前記制御装置30に供給される
ようになっている。

制御装置30は、その機能構成を表すブロック図である
図４に示すようになっている。即ち、制御装置30は、横
加速度検出値_a，_bが供給される補間演算部30aを有
していて、この補間演算部30aは、それら横加速度検出
値_a，_bに基づき下記の（３），（４）式に従って、
前輪車軸位置における横加速度_f及び後輪車軸位置に
おける横加速度_rを演算してこれを出力するようにな
っている。

但し、第５図に示すように、l_a，l_bは、重心を通り車
体の左右方向に延長した直線から各横加速度検出器29f,
29rまでの距離l_f，l_rは同直線から前後輪の車軸までの
距離である。また、上記（３）及び（４）式の第１項
は、車体の重心位置における横加速度を表し、同第２項
は、横加速度検出値_a，_bから算出された傾きに車体
重心から車軸位置までの距離（l_f又はl_r）を乗じた補正
量を表している。つまり、第６図に示すように、検出値
_a，_bから求められた傾きに基づいて直線補間を行
い、各車軸位置における横加速度_f，_rを算出するも
のである。

また、制御装置30は、第４図に示すように、補間演算
部30aからの横加速度_fを受け、所定のゲインKyfを与
える前輪側ゲイン調整器31fと、補間演算部30aからの横
加速度_rを受け、所定のゲインKyrを与える後輪側ゲイ
ン調整器31rとを備え、これらゲイン調整器31f,31rの出
力をそれぞれ圧力制御弁7FL,7RLに出力すると共に、こ
れらゲイン調整器31f,31rの出力を符号反転器36f,36rを
介して圧力制御弁7FR,7RRに出力するように構成されて
いる。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両が路面
に凹凸がなく平坦な良路を直進走行しているものとする
と、この状態では、車体にロールが生じていないので、
横加速度検出器29f,29rの横加速度検出信号_a，_bは
略零となる。このため、制御装置30のゲイン調整器31f,
31rから出力される指令値Vf,Vrも略零となり、各圧力制
御弁7FL〜7RRの圧力室19には、圧力P_MINが与えられてい
る。

したがって、この状態では、路面から車輪3FL〜3RRを
介して入力される比較的低周波数の振動入力に対して
は、圧力制御弁7FL〜7RRのフィードバック室F_L，F_Uの圧
力変動によるスプール14の移動によって吸収し、路面の
細かな凹凸によるバネ下共振周波数に対応する比較的高
周波数の振動入力に対しては、絞り弁28Vによって吸収
され、車体への振動伝達率を低減させて良好な乗心地を
確保することができる。

この直進状態から、例えば、ステアリングホイールを
右切りして右旋回状態に移行すると、車体が前側からみ
て右下がりに傾斜するロールが生じる。すると、前記
（１）式及び（２）式に示されるように、前輪及び後輪
にはそれぞれ異なった横加速度が発生し、車両にスピン
モーメントが生じる。

しかしながら、この実施例においては、横加速度検出
値_a，_bを検出し、それら横加速度検出値_a，_bに
基づいて前輪及び後輪車軸位置における横加速度_f，
_rを演算し、この演算値に基づいて各圧力制御弁7FL〜
7RRを適宜制御しているから、前後輪に発生するそれぞ
れの横方向の力に対応したサスペンションの剛性配分が
可能となる。そのため、常に前後輪に発生している横方
向の力に応じた圧力によって各油圧シリンダ5FL〜5RRが
作動されるから、車両に発生するスピンモーメントが打
ち消されるので、例えば車両がオーバーステア傾向にな
りすぎること等が防止され、安定した車両特性が実現さ
れる。なお、左方向に旋回する場合においても、上記右
方向に旋回する場合と同様であるので説明は省略する。

なお、この実施例においては、車両前後方向の別位置
に配置された二つの横加速度検出器から前後輪の車軸位
置における横加速度を算出しているが、これに限定され
るものではなく、例えば、三つ以上の横加速度検出器を
設置し、これら検出器の検出値から前後輪の車軸位置に
おける横加速度を算出するようにしてもよい。

また、上記実施例においては、制御装置30のゲイン調
整器31f,31rのゲインKyf,Kyrを定数としているが、例え
ば、車両運転席等に設けた操作器で該ゲインを調整可能
とし、好みに応じたサスペンション特性を実現できるよ
うにしてもよい。

〔考察の効果〕

以上説明したように、本考案の車両用サスペンション
によれば、車両前後方向に離間して配置された少なくと
も二つの横加速度検出手段の検出値から前輪車軸位置及
び後輪車軸位置における横加速度を演算することによ
り、前後輪車軸位置における横加速度を求め、それら前
後輪車軸位置における横加速度に基づいて前後輪に対し
て個別の指令値を算出し、この指令値により圧力制御弁
を制御して油圧シリンダを作動させるような構成とした
ため、前後輪に発生する横方向の力に対応したサスペン
ションの剛性配分が可能となるから、常に前後輪に発生
している横方向の力に応じた圧力によって各流体圧シリ
ンダが作動するので、ロール時等においても、車両にス
ピンモーメントが発生しにくくなり、安定した車両特性
が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成図、第２図は圧力制御
弁の一例を示す断面図、第３図は第２図の圧力制御弁の
指令値と出力圧力との関係を示すグラフ、第４図は制御
装置の一例を示すブロック図、第５図は横加速度検出器
の配置関係を図示した説明図、第６図は検出値から前後
輪の車軸位置における横加速度を算出する補間方法の説
明図である。 1FL〜IRR……能動型サスペンション、２……車体側部
材、3FL〜3RR……車輪、5FL〜5RR……油圧シリンダ、6F
L〜6RR……コイルスプリング、7FL〜7RR……圧力制御
弁、29f,29r……横加速度検出器、30……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 赤津 洋介 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)考案者 佐藤 正晴 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−181713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−244670（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−153578（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車体と各車輪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作動流体圧を指令値にの
   み応じて制御する圧力制御弁と、車両前後方向に離間し
   て配置された少なくとも二つの横加速度検出手段と、該
   横加速度検出手段の横加速度検出値を受けこれら検出値
   に基づいて前記指令値を演算し前記圧力制御弁に出力す
   る制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記横加速度
   検出手段の検出値に基づいて前輪車軸位置及び後輪車軸
   位置における横加速度を演算しその演算結果に基づいて
   前記指令値を演算することを特徴とする車両用サスペン
   ション。