JPS63106130A

JPS63106130A - 車両のサスペンシヨン装置

Info

Publication number: JPS63106130A
Application number: JP25200986A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kamimura; 上村　昭一; Kenichi Watanabe; 憲一渡辺; Shin Takehara; 伸竹原; Akihiko Miyoshi; 三好　晃彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1988-05-11
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JP2510169B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両のサスペンション装置に関する。

（従来技術及びその問題点）車両のサスペンション装置のなかには、欧州（ＥＰＣ）
出願公開番号０　１１４　７５７で特定される明細書に
見られるように、車体と車輪との間に架設された液体シ
リンダに対し、流量制御弁を介して作動液体の供給、排
出を行なうことにより、サスペンション特性を制御する
ようにした、いわゆるアクティブサスペンションが知ら
れている。

すなわち、この種の装置を原理的に説明すれば、例えば
上記シリンダが縮み方向に作動しているときに、該シリ
ンダに対して作動液体が供給されると、この供給された
作動液体によってシリンダの短縮動が抑えられる結果、
サスペンション装置をハードに設定したのと同様の効果
が得られることとなる。つまり、このシステムによれば
、車体と車輪との間に架設された液体シリンダに対して
作動液体を供給、排出することにより、サスペンション
特性を硬軟自在に制御し得ることとなる。

しかしながら、このようなアクティブサスペンションで
は、何らかの原因でシステムに異常が発生したような場
合、サスペンション特性の制御が正確に行なわれなくな
る結果、逆に車両の走行性を阻害し、安全性を該する恐
れがある。

そこで１本発明の目的は、上記アクティブサスペンショ
ンのシステムに異常が発生したときの安全対策を施すよ
うにした車両のサスペンション装置を提供することにあ
る、。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、車体
と車輪との間に架設された液体シリンダに対する作動液
体の供給、排出を流量制御手段を介して行なうことによ
り、サスペンション特性を制御するようにした車両のサ
スペンション装置、つまり、いわゆるアクティブサスペ
ンションを前提として、このようなシステムにおいて問題となる異常状態のひと
つに、システム液圧が挙げられる点に着目し、このシス
テム液圧の状態が異常となったときには作動液体の流量
制御における制御特性を変更するようにして、その安全
性を保障するようにしである。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１はサスペンション装置で、以下この
サスペンション装置１に含まれる要素の説明では、当該
要素を総称するときには数字によって識別し、各車輪用
として区別するときには、ｒＦＲＪ　　（右前輪用）、
ｒＦＬＪ　　（左後輪用）、ｒＲＲＪ　　（右後輪用）
、ｒＲＬＪ　　（左後輪用）の符号を付加して識別する
ものとする。

サスペンション装置１は、車体と各車輪（図示省略）と
の間に架設されたシリンダ２ＦＲ１２ＦＬ、２ＲＲ２２
ＲＬを有し、各シリンダ２は、既知のように、シリンダ
２内に摺動自在に嵌挿され、ピストンロッド３に一体と
されたピストン４によりシリンダ液室６が画成されてい
る。各シリンダ液室６はガスばね８ＦＲ１８ＦＬ、８Ｒ
Ｒ１８ＲＬと油路１０ＦＲ，ｌ０ＦＬ、ｌ０ＲＲ１１０
ＲＬを介して連通され、各油路１０にはオリフィス１２
ＦＲ１１２ＦＬ、１２ＲＲ１１２ＲＩ。

が設けられている。上記各ガスばね８は、夫々、同一構
成とされ、可動隔壁としてのダイヤフラム１４により画
成されたガス室１６と液室１８とを有し、この液室１８
が上記油路１０に連通されている。このようなシリンダ
２）ガスばね８並びにオリフィス１２の組合わせからな
る二二ッ）２０は、ガスばね８の緩衝作用とオリフィス
１２の減衰作用とでサスペンシゴンとしての基本的な機
能を備えることとなる。そして、このサスペンションユ
ニット２０の特性は、ガスばね８の弾性率（ばね係数）
とオリフィス１２の絞り抵抗とによって一律に決定され
る。

一方、上記シリンダ２には、外部配管２２が接続され、
この外部配管２２により形成される給排通路を通して、
シリンダ２内すなわちシリンダ液室６に対する油液の供
給、排出がなされるようになっている。

このシリンダ２に対する油圧回路について説明すると、
第１図中、符号３０はエンジンにより駆動されるポンプ
で、該ポンプ３０によってリザーバタンク３２から汲み
上げられた作動油液は供給通路３３を通って各輪周シリ
ンダ２に供給されるようになっている。すなわち、供給
通路３３は上流側が共通通路３４とされ、この共通通路
３４は、前輪用通路３５と後輪用通路３６に分岐され、
上記前輪用通路３５が右前輪用通路３８ＦＲと左前輪用
通路３８ＦＬとに分岐され、上記後輪用通路３６が右後
輪用通路４０ＲＲと左後輪用通路４０ＲＬとに分岐され
て、これら各幅用通路３８ＦＲ１３８ＦＬ、４０ＲＲ１
４０ＲＬは、各幅用シリンダ２に通じる給排通路２２Ｆ
Ｒ１２２ＦＬ、２２ＲＲ１２２ＲＬに、夫々、接続され
ている。そして、上記共通通路３４には、上流側から順
に切換弁４２）逆止弁４４、アキュームレータ４６が設
けられ、このアキュームレータ４６は上記ガスばね８と
同一の構成とされて、蓄圧機能を奏するものとされてい
る。一方、各幅用通路３８．４０と上記給排通路２２と
の間には、夫々、流量制御弁４８が介装されて、単位時
間当りに通る作動油液の量、つまり作動油液の流速を調
整するものとされている。

一方、還流通路５０は、各流量制御弁４８から各幅用還
流通路５２）共通還流通路５４を経てリザーバタンク３
２に至るものとされ、この共通還流通路５４には、上記
切換弁４２からの切換弁用量流通路５６が接続されてい
る。

さて次に、上記油圧回路の作用について説明する。先ず
、流量制御弁４８が閉じられると、サスペンションユニ
ット２０はオリフィス１２の絞り抵抗及びガスばね８の
弾性率に基づく特性を呈することとなる。すなわち、シ
リンダ２に加わる荷重変化量をΔＦ、ピストン４の変位
量をΔＸでリフイス１２の絞り抵抗及びガスばね８の弾
性率とで規定されることとなり、したがって系として閉
じられたサスペンションユニット２０は、いわゆるパッ
シブ（ｐａｓｓｉｖｅ　）制御系を形成することとなる
。

一方、流量制御弁４８が開かれると、例えばピストンロ
ッド３が短縮する方向に変位しているときに、シリンダ
２内へ作動油液が供給されると、この供給された作動油
液によって、ピストンロッド３の短縮動が抑えられる結
果、上記動ばね定数Ｋが大となる方向に変化することと
なる。換言すれば、シリンダ２内の作動油液を給排する
ことにより、オリフィス１２の絞り抵抗及びガスばね８
の弾性率を可変にしたのと同じ作用が得られ、したがっ
て、系として開かれたサスペンションユニット２０は、
いわゆるアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）制御系を形成する
こととなる。

上記流量制御弁４８は、マイクロコンピュータで構成さ
れるコントロールユニット６０からの制御信号により作
動され、この制御信号を生成すべくコントロールユニッ
ト６０には、各シリンダ２内の圧力をピックアップする
圧力センサ６２からの信号が入力されて、この圧力セン
サ６２からの圧力信号は、コントロールユニット６０内
のバイパスフィルタ６４（微分フィルタの一種）によっ
てフィルタリング処理した後、制御回路６６に入力され
るようになっている。また、コントロールユこツ）６０
には、共通通路３４に設けられた圧力センサ６８からの
供給圧信号が入力されて、作動油液の供給圧が所定圧以
上となったときには、切換弁４２を切換えて、ポンプ３
０により汲み上げられた作動油液を還流通路５６．５４
を通ってリザーバタンク３２に還流するようにされてい
る。一方、作動油圧の供給圧が所定圧より小さくなった
ときには、切換弁４２を切換えてポンプ３０により汲み
上げられた作動油液を供給通路３３に流すようにされて
、これにより作動油液の供給圧を所定圧に維持するよう
になっている。そして、本実施例にあっては作動油液の
供給圧が何らかのａ因で所定圧より低下した場合には、
この供給圧に応じて上記流量制御弁４８の制御特性を変
更する流量制御補正手段が講じられている。

上記流量制御弁４８の制御信号を生成する制御回路５６
の伝達関数をＨ（Ｓ）で示すと、前記制御系は、第２図
に示すブロック線図で表され、ここに上記伝達関数Ｈ（
Ｓ）は以下のようにして求められる。

先ず、前記制御系での各要素の伝達特性は、下記の関係
式で示される。

ΔＰ＝ΔＦ／Ａ　　・・−（１）ここに、ΔＦ＝シリンダ２に対する荷重変化量Ａ：ピス
トン４の受圧面積 ΔＰニジリンダ２内の液圧変化峻 ΔＰＮ　＝ΔＰ−ΔＰＣ命・−（２）ここに、ΔＰＣ：液体ばね８の圧力変化量ΔＰＮニオリ
フイス１２での絞り圧力差の変化量ＱＮ　＝ΔＰＮ／ＫＮ　　＠−・（３）ここに、ＫＮニ
オリフイス１２の絞り抵抗ＱＮニオリフイス１２を通過
する油液の流量 ΔｖＣ＝ＱＮ／Ｓ　ｅ・・　（４）ここに、ΔｖＣ：流体ばね８の体積変化量ΔＰｃ＝Ｋｃ
＊ΔＶｃ　　＠＠１１（５）ここに、ＫＣ：流体ばね８
の弾性率 Δｅ＝Ｋｅ　ｍΔＦ　　＊　ｅ　＊　（８）ここに、Ｋ
ｅ：圧力センサ６２のセンサ特性Δｅ：圧カセンサ６２
の出力 Δ１＝Ｈ（Ｓ）―Δｅ　・・・（７）ここに、Δｉ：制御回路６６から出力される流量制御弁
４８の制御電流 ΔｖＬ＝ＱＴ／Ｓ　　　・・＠　（９）ここに、ΔｖＬ
ニジリンダ２内の油液の変化量ΔＶ＝ΔＶｃ　　−ΔＶ
Ｌ　　　＊　　＊　　＊　　（１０）ここに、ΔＶニジ
リンダ２（シリンダ液室６）の容積変化量 Δ　ｘ＝　　ΔＶ／Ａ　　　　　　　＊　　＊　　ｅ　
　　（１１）ここに、ΔＸ：ピストン４の変位量法に、前記制御系での目標特性、っまり動ばね定数の周
波数特性を第３図に示すものに設定すると、その目標特
性は下記の式で示される。

・・・（１２）ここに、Ｓニラプラス演算子Ｔ：時定数上記（１２）式を置き換えると、ところで、流体ばね８の体積変化量ΔＶＣは、上記（１
）〜（５）式から、 ΔＶｃ　＝ＱＮ　／Ｓ＝ΔＰＮ　／　（ＫＮ　　−Ｓ）
＝　（ΔＰ−ΔＰＣ）／（ＫＮ−Ｓ）＝　（ΔＰ−ＫＣΔＶＣ）／（ＫＮ　　＠Ｓ）＝　　（
ΔＦ／Ａ−ＫＣ−ΔＶｃ　）／　（ＫＮ　　１１Ｓ）で
表される。

また、シリンダｚ内の油液の変化量ΔＶＬは、上記（８
）〜（８）式から、・・・　（１５）で表わされる。

また、ピストン４の変化量ΔＸは、上記（１０）〜（１
５）式から、 △Ｘ＝Δｖ／Ａ＝（ΔＶＣ−Δ■Ｌ）／Ａしたがって、
この（］６）式を置き換えると、ΔＦ　　　　Ａ２（Ｋ
Ｏ＋ＫＮ　Ｓ）　（１＋ＴＶ　Ｓ）　Ｓ・・・（１７）となる。この（１７）式と制御目標を示す前記（１３）
式との対比において、（１７）式中、Ｋｌ　＝Ａ２・Ｋ
Ｃ・−・（１日）Ｋ２＝Ａ２　　・ＫＮ　　　・・・　（１９）Ｔ　　　
＝Ｎ−ＴＶ　　　　　−−−（２０）と置いて、これら
（１８）〜（２０）式を（１３）式に代入すると、 ΔＦ　　　ＮＡ　２　　（ＫＧ　　＋ＫＶ　　−５）（
１＋ＴＶ　　−Ｓ）・・・（２１）となる。

したがって、上記（１７）式と（２１）式とから、（）
＋ＴＶ−３） −ＡＫＶ　Ｋｅ　（ＫＧ　＋ＫＮ　ｅＳ）Ｈ（Ｓ）／Ｓ
となり、第４図に示す特性となる。すなわち、上記（２
２）式、あるいは第４図で示される伝達関数Ｈ（Ｓ）を
備えた制御回路６６を用いることで、なる、このような
伝達関数Ｈ（Ｓ）はバイパスフィルタと等価である。

このことから、サスペンション装置１の動ばね定数Ｋが
周波数に応じて可変とされ、サスペンション装置ｌに作
用する荷重をピックアップするだけで周波数に応答する
サスペンション装Ｈｉとすることができる。また、本実
施例にあっては、第３図に示すように、低周波領域では
アクティブ系のサスペンション装置とされるため、低周
波域での大きな動ばね定数Ｋを実現することができ、し
たがってこの領域で問題となるロール、ピッチ等の車体
の姿勢変化を小さくすることができる。

比較のため、第３図において、パッシブ制御のみの特性
を破線で示しである。換言すれば、高周波域では流量制
御弁４８が閉とされてパッシブ系が形成されるため、ベ
ースとなるパッシブ系の動ばね定数を低く抑えて（例え
ばガスばね８のばね定数を小さくする）、軟かいサスペ
ンジオンの下で高周波域での乗心地を向上することが可
能となる。また、流量制御弁４８は高周波域での応答性
が要求されないため、簡便なもので済むという利点があ
る。

次に、前記流量制御補正手段について説明する。

圧力センサ６８で形成される作動油液の供給圧が所定値
（正常値）より低下したときには、これに応じて第５図
中、一点鎖線で示すように、流量制御弁４８の流量制御
ゲインを徐々に低下させると共にカットオフ周波数ｆを
低周波側に変更するようにされている。

これにより、例えば、ポンプ３０の作動不良、供給通路
３３を形成するパイプの破損、エンジン停止等により作
動油液の供給圧が低下したような場合、流量制御弁４８
の開度が絞り込まれて、シリンダ２に対する作動油液の
供給、排出量が絞り込まれ、またその供給、排出もゆっ
くりと行なわれることとなる。特にシリンダ２に対して
作動油液を供給する場合には、供給源の作動油液の節約
がなされることとなる。したがって、供給圧が所定圧（
正常値）を下回ったときには、直ちに流量制御弁４８を
閉じるとした場合に比べて、少なくともアクティブサス
ペンションとしての機能を維持することが可能とされる
。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はこれに
限定されることなく、以下の変形例を包含するものであ
る。

（１）本発明は、ガスばね８の無いものに対しても適用
することができる。

（２）上記実施例において、供給圧が異常状態にあると
きには、制御ゲインを低下させる、あるいはカットオフ
周波数ｆを低周波側に変更させる、のいずれか一方を行
なうようにしてもよい。

（３）作動液体の供給圧がほぼ零となったときには、直
ちに流量制御弁４８を閉弁させて、アクティブ制御を停
止するようにしてもよい。

（４）作動液体の供給圧が圧力センサ６２で検出される
シリンダ２内の圧力より下回ったときには、直ちに流量
制御弁４８を閉弁させて、作動油液の逆流を防止するよ
うにしてもよい。

（５）作動油液の供給圧とシリンダ２の圧力との差圧が
所定圧より、下回ったときには、前記第１実施例あるい
は上記変形例（１）と同様に制御特性を変更するように
してもよい、これにより、供給作動油圧の蓄圧中あるい
は油洩れに対して、供給作動油液の節約が可能とされる
。

（６）シリンダ２内の圧力が所定値より下回ったような
場合、例えばフルリバウンド状態で穴に落ったような場
合には、直ちにシリンダ２に対して作動油圧を所定量供
給するようにしてもよい、これにより、シリンダ２の負
圧発生が防止され、シリンダ２の損傷が防止されること
となる。

（７）逆にシリンダ内に圧力が所定圧より上回ったよう
な場合、例えばフルバンプ状態で突起に乗り上げたよう
な場合には、直ちに流量制御弁４８を閉じて油圧回路の
損傷を防止する、あるいは、シリンダ２内の作動油液を
排出させて、シリンダ２の損傷を防止するようにしても
よい。

（８）シリンダ２内の圧力変化速度（ｉ３）が、シリン
ダ２の伸長側ではシくＯとなったときには、流量制御ゲ
インを大きくする、あるいは短縮例ではＰ≧Ｏとなった
ときには、流量制御ゲインを小さくするようにして、車
輪の接地性を向上するようにしてもよい。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明にょれば、シス
テム液圧に異常が表われたときには、それに応じて、流
量制御特性が変更されるため、液圧系の異常に対するバ
ックアップとして。アクティブサスペンションの安全性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の全体系統図。第２図は、実施例のブロック線図、第３図は、実施例での目標動ばね特性図、第４図は、実
施例での伝達関数の特性図、第５図は、流量制御特性の
変更を示す特性図である。ｌ：す°スペンション装置２ニジリンダ８：ガスばね３０：ポンプ４６：７キユームレータ４８：流量調整弁６０：コントロールユニット６２：圧力センサ６４：バイパスフィルタ（微分フィルタ）６６二制御回
路６８：圧カセンサｆ（側板数）ｆ　ＣＭ−ＪＪｔ、）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車体と車輪との間に架設された液体シリンダに対
する作動液体の供給、排出を流量制御手段を介して行な
うことにより、サスペンション特性を制御するようにし
た車両のサスペンション装置において、システム液圧を検出する液圧検出手段と、該液圧検出手段からの信号を受け、システム液圧の状態
に応じて、前記流量制御手段の制御特性を変更する流量
制御補正手段と、を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
置。
（２）特許請求の範囲第１項に記載のものにおいて、前記液圧検出手段が前記作動液体シリンダの液圧を検出
するもの。
（３）特許請求の範囲第１項に記載にものにおいて、前記液圧検出手段が前記作動液体の供給圧を検出するも
の。
（４）特許請求の範囲第１項に記載のものにおいて、前記液圧検出手段が前記液体シリンダの液圧と前記作動
液体の供給圧との差圧を検出するもの。