JPS63188511A - 能動型サスペンシヨン - Google Patents

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〕 この発明は、能動型サスペンションに係り、特に、車体
側部材と車輪側部材との間に介装された流体圧シリンダ
等のアクチュエータを備え、この流体圧シリンダ等のア
クチュエータを備え、このアクチュエータの作動を横加
速度センサ等の車両挙動センサの検出値に基づき制御す
ることにより、車体の姿勢変化を抑制するようにした能
動型サスペンションに関する。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンションとしては、例えば、特開昭
５２−７９４３８号及び特開昭６１−１８１７１２号記
載のものが知られている。

この内、前者は、車体と車輪との間のストロークをスト
ロークセンサで検出し、この検出値に基づいて車両の姿
勢を制御するのに対し、後者は、車両に作用する横加速
度を横加速度センサにより検出し、アンチロール制御を
行っている。

〔発明が解決しようとした問題点〕

しかしながら、上記各従来例の何れにあっても、車両の
挙動情報としてのストローク情報、横加速度情報を検出
するストロークセンサ、横加速度センサの故障等の異常
状態におけるフェイルセーフ手段が設けられていないた
め、例えばセンサが異常状態になりセンサ検出値が異常
値を出力した場合には、正確な車両姿勢を確保すること
ができないという問題点があり、とくに、後者の公報記
載の技術にあっては、車両が直進中であるにもかかわら
ず、センサ異常により大きな横加速度検出値が出力され
ると、車体のロール抑制制御が過剰に行われ、安定走行
に支障を来すという問題点があった。

そこで、この発明は、このような従来技術の問題点に着
目してなされたもので、車両挙動センサの出力情報によ
り該センサが所定の異常状態になった場合を検出し、こ
の場合には挙動情報の値を所定値に固定してアクチュエ
ータを制御するとし、これにより、上記問題点を解決す
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明は、第１図の基本構
成図に示すように、車体側部材と車輪側部材との間に介
装され該部材間の相対変位を調整可能なアクチュエータ
と、車両の挙動を検出しこれに応じた挙動情報を出力す
る車両挙動センサと、この車両挙動センサによる挙動情
報に基づき前記アクチュエータを制御する制御手段とを
備えた能動型サスペンションにおいて、前記車両挙動セ
ンサの所定の異常状態を該センサが出力する挙動情報に
基づき検出するセンサ異常検出手段と、このセンサ異常
検出手段により前記車両挙動センサが異常状態であると
検出されたときに、挙動情報の値を所定値に固定する挙
動情報値固定手段とを備えたことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、車両挙動センサの所定の異常状態
が、センサ異常検出手段により、当該センサが出力する
挙動情報に基づき検出される。そして、車両挙動センサ
が異常状態であると検出されたときには、挙動情報値固
定手段により、挙動情報の値が所定値に固定される。従
って、制御手段によるアクチュエータの作動も所定の相
対変位をもって固定される、このため、挙動情報の固定
値を適宜な値に設定しておくことにより、例えば車体の
ロールによって安定走行に支障をきたす等の事態が確実
に排除されるため、フェイルセーフ機能の向上が図られ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図乃至第６図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。本実施例は、車両の挙動としてのロールを、挙動情
報としての車速及び操舵角から求められる推定横加速度
に基づいてサスペンション制御する場合を示している。

第２図において、１０は車体側部材を示し、ＩＩＦＬ〜
ＩＩＲＲは各車輪を示し、１２は能動型サスペンション
を示す。この能動型サスペンション１２は、車体側部材
１０と車輪１１ＦＬ〜ＩＩＲＲの車輪側部材１３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
１５ＦＬ〜１５ＲＲと、この油圧シリンダ１５ＦＬ〜１
５ＲＲの作動圧を各々制御する圧力制御弁１７ＦＬ−１
７ＲＲと、この圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲに所定の
）旨令値を出力するコントローラ１９と、このコントロ
ーラ１９に車両の挙動に伴う挙動情報を出力する車両挙
動センサとしての車速センサ２０及び操舵角センサ２２
と、前記圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲに対する圧力源
としてのポンプ２４及びタンク２６とを備えている。

この内、油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５ＲＨの各々は、第
２図に示す如く、前左車輪１１ＦＬ、前右車輪ｌＩ　Ｐ
Ｒ，後左車輪１１ＲＬ、後右車輪１１ＲＩ？に各々対応
して独立駆動するように配設されている。そして、油圧
シリンダ１５ＦＬ−１５ＲＲの各々は、そのシリンダチ
ューブ１５ａが車輪側部材１３に取り付けられ、ピスト
ンロッド１５ｂが車体側部材１０に取り付けられている
。そして、ピストン１５Ｃによって閉塞された下側圧力
室Ｂは、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの各々の入出力
ボートに油圧配管３０を介して連通されており、これに
よって、圧力室Ｂ内の作動油圧が、圧力制御弁１７ＦＬ
〜１７ＲＲによって各々制御されるようになっている。

ここで、３２はシリンダチューブ１５ａと車体側部材１
０との間に配設されたコイルスプリングであって、車体
の静荷重を支持するようになっている。

また、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの各々は、圧力制
御室を有する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おり、比例ソレノ
イドの励磁コイルにコントローラ１９から後述する指令
値としての励磁電流ｌが供給されるように構成されてい
る。これによって弁ハウジング内のスプールが励磁電流
Ｉに応じて移動制御され、弁ハウジングの圧力制御室の
圧力が、ポンプ２４によってタンク２６に戻され又はタ
ンク２６から供給されることにより制御される。

ここで、励磁電流■と圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの
入出力ボートから出力される作動油圧Ｐとの関係は、例
えば第３図に示すようになっている。

これを詳述すれば、励磁電流Ｉが零であるときに、所定
のオフセット圧力Ｐ０が出力され、この状態から励磁電
流Ｉが正方向に増加するとこれに所定の比例ゲインＫＩ
をもって作動圧力Ｐを増加させるとともに、ポンプ２４
の出力圧力Ｐ２に達すると飽和する。また、励磁電流■
が負の方向に増加すると、これに比例して作動圧力Ｐが
減少する。

このため、励磁電流Ｉが零になると、油圧シリンダ１５
ＦＬ〜１５ＲＲの油圧室Ｂに対して所定のオフセット油
圧Ｐ０が供給され、ピストン１５ｃが所定初期位置に制
御される。また、励磁電流■が正の方向に増加すると、
油圧室Ｂの圧力が上昇し、これに付勢されてピストン１
５ｃの位置が初期位置から上昇し、油圧シリンダ１５Ｐ
Ｌ−１５ＲＲが伸長する。一方、励磁電流■が負の方向
に増加すると、上述とは反対に動作し、油圧シリンダ１
５ＦＬ〜１５ＲＲが収縮する。

ここで、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの各入力ボート
と油圧源のポンプ２４との間の油圧配管３４の途中には
、図示しない高圧側アキュムレータが配設され、圧力制
御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲと油圧シリンダ１５ＦＬ〜１５
ＲＲとの間の油圧配管３０には、図示しない絞り弁及び
これに連通された低圧側アキュムレータが配設されてい
る。また、３５は圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲの各出
力ボートとポンプ２４とを連通させる油圧配管である。

一方、車体の所定位置には、前述した車速センサ２０、
操舵角センサ２２、及びコントローラ１９が設けられて
いる。この内、車速センサ２０は、本実施例では、変速
機の出力軸の回転数を光学方式にて検出し、これに対応
した周期のパルス信号でなる車速信号ＤＶをコントロー
ラ１９に出力するようになっている。また、操舵角セン
サ２２は、本実施例では、ステアリングシャフトの回転
方向及び回転角として光学方式にて検出し、これに対応
するパルス信号でなる操舵角信号Ｄθをコントローラ１
９に出力するようになっている。

また、コントローラ１９は、第４図に示すように、制御
用のマイクロコンピュータ４０と、このマイクロコンピ
ュータ４０からのデジタル量の制御信号ＳＣに応じて励
磁電流■を前記圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲに出力す
る駆動回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ，４２Ｄとを有して
構成されている。

この内、マイクロコンピュータ４０は、少なくともイン
ターフェイス回路４４と演算処理装置４６とＲＡＭ、Ｒ
ＯＭ等からなる記憶装置４８とを含んで構成され、イン
ターフェイス回路４４は■１０ボート等から構成されて
いる。

また、演算処理装置４６は、インターフェイス回路４４
を介して前述した車速信号ＤＶ及び操舵角信号Ｄθを順
次読み込み、これらに対応した車速■及び操舵角θを演
算するとともに、これらの各データに基づいて後述する
演算その他の処理を行う。さらに、記憶装置４８は、演
、算処理装置４６の実行に必要な所定のプログラム、固
定データ、及び記憶テーブル等を予め格納しているとと
もに、演算処理装置４６の処理結果等を逐次記憶可能に
なっている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオン状態
になると、本装置による制御が開始される。即ち、車速
センサ２０及び操舵角センサ２２による検出が開始され
、各検出データがコントローラ１９に供給される。そし
て、コントローラ１９のマイクロコンピュータ４０では
、所定のメインプログラムを実行しつつ、所定時間（例
えば２Ｑｍｓ　ｅ　ｃ）毎のタイマ割込み処理として第
５図に示す処理がなされ、サスペンション制御が行われ
る。

まず、第５図のステップ■において、演算処理装置４６
は、割込み処理毎に、入力する車速信号ＤＶ及び操舵角
信号Ｄθを所定時間づつ順次読み込み、ステップ■に移
行する。

次いで、ステップ■では、検出信号ＤＶに対して、これ
を単位時間計数するか又はパルス間隔を算出して対応す
る車速Ｖを演算し、また操舵角信号Ｄθに対して、これ
を単位時間計数して対応する操舵角θを演算する。

次いで、ステップ■では、演算処理装置４８は車速セン
サ２０が故障等の異常状態か否かを判断する。この判断
は、第６図（１）に示すように、時間ΔＴｖ＋（ｓｅｅ
）の間に、車速■がΔＶ、（ｋｍ／ｈ）以上変化（増加
又は減少）する場合、又は、時間ΔＴｖ□（ｓ　ｅ　ｃ
）の間に車速■が変化せず且つその値がΔＶ　ｚ　　（
ｋ　ｍ　／　ｈ　）以上である場合を基準としている。

そして、この判断基準に合致しない場合は、車速センサ
２０が正常に動作しているとしてステップ■に移行する
。

次いで、ステップ■では、操舵角センサ２２が故障等の
異常状態か否かを判断する。この判断は、第６図（２）
に示すように、時間ΔＴＡｔ（ｓｅｃ）の間に、操舵角
θが１ΔθＩ　ｌ　　（ｋｍ／ｈ）以上変化（増加又は
減少）する場合、又は、時間ΔＴ　Ａ　２（ｓｅｃ）の
間に操舵角θが変化せず且つその値が１Δθｚ　　ｌ　
　（ｋｍ／ｈ）以上である場合を基準としている。そし
て、この判断基準に合致しない場合は、操舵角センサ２
２が正常に動作しているとしてステップ■に移行する。

次いで、ステップ■に移行し、ステップ■で設定された
車速Ｖ及び操舵角θにに基づいて横加速度ＧＶの演算を
以下のようにして行う。

まず、ステップ■で演算された操舵角θをオーバーオー
ルギヤ比Ｎで割算して実舵角δを算出する。そして、こ
の実舵角δと車速■とにより、下記（１）式の演算を行
って横加速度ＧＶを算出する。

ここで、ｌはホイールベース、Ｋ、はスタビリテイファ
クタであり、このスタビリテイファクタに、は下記（２
）式で表される。

ここで、ｃ、、Ｃ２は前後輪タイヤのコーナリングパワ
ー、Ｍは車両の質量、１１゛は前輪及び重心間の距離、
１２は後輪及び重心間の距離である。

次いで、演算処理装置４６は、ステップ■にその処理を
移行し、ステップ■で演算した横加速度Ｇｖに応じた励
磁電流Ｉを、横加速度Ｇｖと所定ゲインＫｙとの積に基
づいて演算する。

次いでステップ■に移行し、演算処理装置４６は、ステ
ップ■で演算した励磁電流Ｉの値に相当した制御信号Ｓ
Ｃをインターフェイス回路４４を介して該当する駆動回
路４２Ａ（〜４２Ｄ）に出力する。

このため、駆動回路４２Ａ（〜４２Ｄ）は、入力する制
御信号ＳＣに付勢され前述したステップ■で演算した値
に対応する励磁電流Ｉを圧力制御弁１７ＦＬ（〜１７Ｒ
Ｒ）の比例ソレノイドの励磁コイルに供給する。従って
、励磁電流Ｉに対応する作動油圧Ｐが圧力制御弁１７Ｆ
Ｌ（〜１７ＲＲ）からが油圧シリンダ１５ＦＬ（〜１５
ＲＲ）の油圧室Ｂに出力され、ピストン１５ｃの位置が
これに対応した位置に更新される。この制御は所定時間
毎に且つ各車輪毎に順次実行され、ステップ■において
推定される横加速度Ｇｖに応じて油圧シリンダ１５ＦＬ
〜１５ＲＲの伸長及び伸縮が制御される。

例えば、所定の車速■で走行している状態において、ス
テアリングホイールを右切りとし右旋回とした場合（操
舵角θは正とした）、例えば車体が右下がり（車体前方
からみて）となる横加速度が発生したする。この場合に
、左側車輪１１ＦＬ。

１１ＲＬに対して前記第（１）式から推定される横加速
度は正の値となり、右側車輪１１ＦＲ，ｌ　ＩＲＲに対
してのそれは負の値となる。従って、コントローラ１９
から出力される励磁電流Ｉは、圧力制御弁１７’ＦＬ、
　　１７ＲＬに対しては正、圧力制御弁１７ＰＲ。

１７ＲＲに対しては負となる。そこで、前述したように
、左側の油圧シリンダ１５ＦＬ、　　１５ＲＬは上昇し
、右側の油圧シリンダ１５ＦＲ，１５ＲＲは下降し、こ
れによってアンチロール効果が発揮される。また、左旋
回とした場合には、上述とは反対に作用する。

一方、前述したステップ■の判断において、前述した判
断基準に合致する場合は、何らかの原因により車速セン
サ２０が故障したか、ノイズ混入により検出値が通常と
り得ることのない値を呈したか、又は断線が生じた等の
異常状態であるとしてステップ■及び■に移行する。

そして、ステップ■では、演算処理袋Ｗ４６は、前記ス
テップ■で演算した車速Ｖを強制的に零にセットし、ま
た引き続いてステップ■では、前記ステップ■で演算し
た操舵角θを強制的に零にセットし、前記ステップ■に
移行する。

このため、ステップ■、■、■を介するタイマ割込み処
理の場合、ステップ■での車速■、操舵角θが零になり
、ステップ■の横加速度Ｇ７の値が零になる（前記（１
）　（２）式参照）。従って、ステップ■における励磁
電流１の値が零になり、ステップ■では制御信号ＳＣは
出力されない。つまり、駆動回路４２Ａ（〜４２Ｄ）か
ら出力される励磁電流Ｉは零であり、前述したように、
圧力制御弁１７ＦＬ（〜１７ＲＲ）から油圧シリンダ１
５ＦＬ（〜１５ＲＲ）に出力される作動油圧Ｐはオフセ
ット圧力ｐ　ｏとなり、ピストン１５ｃはその初期位置
に固定される。

更に、前述したステップ■の判断において、前述した判
断基準に合致する場合も、車速センサ２０の場合と同様
に、異常状態であるとして前記ステップ■に移行する。

従って、この場合も、横加速度Ｇｖ、励磁電流Ｉ共に零
となり、前述と同様の制御となる。

このように、本実施例では、車両挙動センサとしての車
速センサ２０又は操舵角センサ２２の異常状態を的確に
検出し、異常状態の場合には、各センサの検出値を零（
所定値）に強制的に固定させている。このため、この固
定する値を適宜なものに予め設定しておくことにより、
センサ値の異常による車両姿勢の不安定さを招来すると
いう事態を確実に排除でき、従って、フェイルセーフ機
能の向上を図ることができ、安定した走行状態を得るこ
とができる。

ここで、圧力制御弁１７ＦＬ〜１７ＲＲ、ポンプ２４、
タンク２６等、及び第５図のステップ■、■。

■〜■の処理により制御手段が形成され、同図のステッ
プ■〜■の処理によりセンサ異常検出手段が形成され、
同図のステップ■、■の処理により挙動情報値固定手段
が形成されている。

なお、上記実施例では、各センサめ検出値を零に固定す
るとしたが、必ずしもこれに限定されることなく、他の
適宜な値としてもよい。

次に、この発明のその他の実施例を第７図に基づいて説
明する。

この実施例は、車速センサ２０又は操舵角センサ２２の
異常状態が検出された場合には、その制御を直ちに中止
するようにしたもので、その構成は前述した実施例と同
一になっている。

第７図（前述した第５図と同一の処理を示すステップに
は同一の符号を用いる）では、ステップ■又は■の判断
において、異常状態が検出された場合、ステップ［相］
に移行して横加速度Ｇ７の値を零としたことにより、励
磁電流Ｉを零にするようになっている。なお、本実施例
では、ステップ［相］が挙動情報値固定手段に対応する
ものである。

従って、この実施例によっても、その作用効果は、前述
した実施例と同様のものが得られる。

なお、前述した各実施例では、車両の挙動としてのロー
ルの原因となる横加速度を車速センサと操舵角センサの
検出値に基づいて推定（演算）し、これによりサスペン
ション制御を行うとしたが、本発明は必ずしもこれに限
定されることがない。

例えば、前述した従来例の内、前者の特開昭５２−７９
４３８号公報記載の場合には、ストロークセンサの異常
状態を検出し、これに基づいて車両の挙動としての車体
変動の原因となる車輪・車体間のストロークを的確に制
御してもよい。また、後者の特開昭６１−１８１７１２
号公報記載の場合には、横加速度センサ又は荷重センサ
の異常状態を検出し、これに基づいて車両の挙動として
のロール等を的確に抑制するとしてもよい。更に、これ
らの他、上下加速度センサ又は前後加速度センサ等にも
容易に適用することかできる。

また、前記各実施例では、センサ異常検出手段により車
両挙動センサの異常検出状態を検出したときには、警報
ブザー又は警報ランプ等を作動させて、運転者等にその
旨告知せしめる構成としてもよい。

更に、前記各実施例での判断基準に対する設定の仕方は
、必ずしも前述したもの（第６図（１）　！２１参照）
に限定されることな（、任意である。

更に、前記各実施例では、アクチュエータとして油圧シ
リンダを適用してなる場合について説明したが本発明は
これに限定されることなく、例えば空気圧シリンダ等の
他の流体圧シリンダであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、車両挙動
センサの出力情報により該センサが所定の異常状態にな
った場合を検出し、この場合には挙動情報の値を所定値
に固定してアクチュエータを制御するとしたため、固定
する挙動情報の値を適宜に設定しておくことにより、車
両挙動センサが故障した場合でも車両の安定走行を的確
に確保することができるとともに、車両の姿勢制御に対
するフェイルセーフ機能が飛躍的に向上し、サスペンシ
ョン装置全体の一層の信頼性向上が図られるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示す基本構成図、第２図はこ
の発明の一実施例を示す概略構成図、第３図は第２図の
実施例の圧力制御弁に対する励磁電流■とその出力圧力
Ｐとの関係を示すグラフ、第４図は第２図の実施例のコ
ントローラの構成を示すブロック図、第５図は第４図の
コントローラの処理手順を示すフローチャート、第６図
（１１（２）は各々第２図の実施例における異常状態に
対する判断基準を説明するための説明図、第７図はこの
発明のその他の実施例における処理手順を示すフローチ
ャートである。 図中、１０は車体側部材、１２は能動型サスペンション
、１３は車輪側部材、１５ＦＬ〜１５ＲＲは油圧シリン
ダ、１７ＦＬ〜１７ＲＲは圧力制御弁、２０は車速セン
、す、２２は操舵角センサである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体側部材と車輪側部材との間に介装され該部材
   間の相対変位を調整可能なアクチュエータと、車両の挙
   動を検出しこれに応じた挙動情報を出力する車両挙動セ
   ンサと、この車両挙動センサによる挙動情報に基づき前
   記アクチュエータを制御する制御手段とを備えた能動型
   サスペンションにおいて、 前記車両挙動センサの所定の異常状態を該センサが出力
   する挙動情報に基づき検出するセンサ異常検出手段と、
   このセンサ異常検出手段により前記車両挙動センサが異
   常状態であると検出されたときに、挙動情報の値を所定
   値に固定する挙動情報値固定手段とを備えたことを特徴
   とした能動型サスペンション。
2. （２）前記挙動情報値固定手段は、前記アクチュエータ
   の作動を強制的に停止させる値に固定する手段であるこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の能動型サス
   ペンション。