JPH01311910A

JPH01311910A - 能動型サスペンション

Info

Publication number: JPH01311910A
Application number: JP14286788A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fukunaga; 由紀夫福永; Naoto Fukushima; 直人福島; Yosuke Akatsu; 赤津　洋介; Itaru Fujimura; 藤村　至; Masaharu Sato; 佐藤　正晴
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1989-12-15

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、と（に、車
体及び各車輪間に流体圧シリンダを各々介挿し、この各
流体圧シリンダの作動油圧を横加速度検出値又は推定値
に基づき制御し、これによリロール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、この種の能動型サスペンションとしては、例えば
本出願人が提案した特開昭６２−２９５７１４号記載の
ものが知られている。

このサスペンションは、車体側部材と各車輪側部材との
間に装備された流体圧シリンダと、この流体圧シリンダ
の各々の作動圧を指令値に応じて個別に制御する圧力制
御弁と、車体の横加速度又は前後加速度を検出するセン
サを要部とする加速度検出手段と、この加速度検出手段
の検出結果に基づいた指令値を演算し各圧力制御弁に出
力する制御手段とを有している。これにより、車体の左
右方向又は前後方向の姿勢変化を抑制するようになって
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような能動型サスペンションにあっては、
車両の旋回安定性を確保するために、後輪側に比較して
前輪側の油圧ロールトルク（ここでは、「ロールを抑制
するために発生させる油圧によるトルク」をいう）を大
きくし、アンダステア傾向とする必要があり、また、前
方にエンジンを配置する車両においては、前輪荷重の方
が後輪荷重より大きいため、前輪側の方がより大きなロ
ールトルクを必要とするから、油圧ロールトルクを発生
させる油圧源の最大油圧は、前輪側で必要とするトルク
をもって決定され、後輪側では使用されない油圧域があ
り、無駄を生じていた。つまり、油圧源の最大油圧を前
輪側に合わせて高い値に設定しなければならないから、
油圧源が大形化するとともに、また油圧源の消費馬力が
高くなり、省エネルギ化の要請に応え難いという未解決
の問題があった。

そこで、本発明は、このような未解決の問題に鑑みてな
されたもので、前、後輪側での必要とする油圧ロールト
ルクを充分に確保でき、且つ、流体圧シリンダに油圧を
供給する油圧供給システムの消費馬力の低減化及び該シ
ステムの小形化を図ることを、その解決しようとする課
題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明にあっては、車体及び
各車輪間に各々介挿された流体圧シリンダと、この各流
体圧シリンダに流体圧供給部から供給される作動油圧を
、変更可能な圧力指令値に応じて個別に制御する圧力制
御弁とを備え、車体の横方向の姿勢変化に基づき前記圧
力指令値を変更制御するようにした能動型サスペンショ
ンにおいて、前記各流体圧シリンダの受圧面積を、前輪
側と後輪側とで相異なる値に形成している。

〔作用〕

本発明においては、旋回走行等によって車体がロールし
ようとすると、各車輪位置の流体圧シリンダの作動油圧
が姿勢変化に抗する付勢力を発生するように変更制御さ
れる。つまり、油圧ロールトルクが発生し、車体のロー
ルが抑え込まれる。

このとき、前、後輪側の流体圧シリンダの受圧面積が異
なっているため、同一の油圧であっても、受圧面積の大
きい方がより大きい油圧ロールトルクを発生し、車体重
量を支持できる。つまり、例えば、前輪側の受圧面積を
後輪側のそれに比べて大きく形成しておくと、前輪側の
ロールトルクが後輪側よりも大きい値となる。また、こ
の場合、流体圧供給部の最大出力圧を後輪側の最大ロー
ルトルクに対応した値に設定できる。

〔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１図乃至第７図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。この実施例は、エンジンを車両前方に配置する構成
の車両に適用している。

まず、第１図において、ｌ０ＦＬ〜ｌ０ＲＲは前人〜後
右車輪、１２は車輪側部材、１４は車体側部材を各々示
し、１６は能動型サスペンションを示す。

能動型サスペンション１６は、車体側部材１４と各車輪
側部材１２との間に各別に装備された流体圧シリンダと
しての油圧シリンダ１８ＦＬ−１８ＲＲと、この油圧シ
リンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの作動油圧を各々調整する圧
力制御弁２０ＰＬ〜２０ＲＲと、本油圧系の油圧源２２
と、この油圧源２２及び圧力制御弁２０ＦＬ−ＲＲ間に
介挿された蓄圧用のアキュムレータ２４．２４と、車体
の横加速度を検出する横加速度センサ２６と、圧力制御
弁２０ＦＬ〜２０ＲＨの出力圧を個別に制御するコント
ローラ３０とを有している。また、この能動型サスペン
ション１６は、油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＨに対し
て車輪側部材１２及び車体部材１４間に個別に並列装備
されたコイルスプリング３６．・・・、３６と、油圧シ
リンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの後述する圧力室りに個別に
連通した絞り弁３２．・・・、３２及び振動吸収用のア
キュムレータ３４．・・・、３４とを含む。

各コイルスプリング３６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ようになっている。

油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＨの各々はシリンダチュ
ーブ１８ａを有し、このシリンダチューブ１８ａには、
ピストン１８ｃにより閉塞された上側圧力室りが形成さ
れている。そして、シリンダチューブ１８ａの上端が車
体側部材１４に取り付けられ・ピストンロッド１８ｂの
下端が車輪側部材１２に取り付けられている。この油圧
シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの内、前輪側油圧シリンダ
１８ＦＬ。

１８ＦＲの受圧有効面積Ａ、は、後輪側油圧シリンダ１
８ＲＬ、　　１８ＲＲの受圧有効面積Ａ、に比べて、Ａ
ｔ　＞Ａ、となるように異なる径をもって各々形成され
ている。

この理由を説明する。本実施例では、ロール剛性を車両
左右の油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの圧力差として
捉えている。そこで、第２図に示すように、Ｗ：前輪１
０ＦＬ、　　１０ＦＲ又は後輪１０ＲＬ。

１０ＲＲに掛かる車体重量、Ｈ：前輪１０ＦＬ、１０Ｆ
Ｒ又は後輪１０ＲＬ、　　１０ＲＲのロールセンタル重
心高、Ｔ：前輪１０ＦＬ、　　１０ＦＲ又は後輪１０Ｒ
Ｌ、１０ＲＲのトレッド、ε：前輪１０ＦＬ、　　１０
ＦＲ又は後輪１０ＲＬ、　　１０ＲＲのトレッドに対す
る油圧シリンダ１８ＦＬ、　　１８ＦＲ又は１８ＲＬ、
　　１８ＲＲの取付は幅の比、α：横加速度、Ａ：油圧
シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの受圧有効面積とすると、
油圧ロールトルクΔＰとの間には、 ε　・　Ｔ−Ａの関係式°が成り立つ。そこで、この関係式の各要素を
前輪側（添字ｒｆＪを付す）、後輪側（添字「ｒ」を付
す）に分けて考察すると、本実施例では、Ｗ、＞Ｗ、、
　　ｅｆ　Ｔｆζ８１−　Ｔ　Ｉ　、　Ｈｙ　−Ｈｙで
あるから、ロールをフラットにするためには、Δｐ、′
ｑΔＰ、となるようにしなければならないことから、前
述の如＜Ａｔ＞Ａｒとしている。

また、圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの各々は、円筒状
の挿通孔内に摺動可能に収容されたスプールを有する弁
ハウジングと、この弁ハウジングに一体に設けられた比
例ソレノイドとを有するパイロット操作形に形成されて
いる。この圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの作動油に対
する供給ポート及び戻りポートが油圧配管３８．３９を
介して油圧源２２の作動油供給側及び作動油戻り側に連
通され、出力ボートが油圧配管４０を介して油圧シリン
ダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの圧力室りの各々に連通されてい
る。

このため、比例ソレノイドの励磁コイルに供給する圧力
指令値としての励磁電流Ｉの値を制御することにより、
励磁電流Ｉに応じた出力圧Ｐを出力ボートから油圧シリ
ンダ１８ＦＬ（〜１８ＲＲ）の圧力室りに供給できるよ
うになっている。つまり、出力圧Ｐは、第３図に示す如
く、励磁電流Ｉがその最小値Ｉ　、４ＩＮから最大値Ｉ
　ＮＡＸまで変化させると、これに正比例して最小圧Ｐ
　ＨＩＭから最大圧ＰＷＡＸ　　（油圧源２２の供給圧
）まで直線的に変化する。この最大圧Ｐ□８は、後輪側
で必要とする最大ロールトルクに対応した値に設定され
ている。

ここで、油圧源２２はオイルタンク及びオイルポンプと
を含み、この油圧源２２．アキュムレータ２４，２４及
び配管３８．３９により流体圧供給部が構成されている
。

一方、横加速度センサ２６は、車両の所定位置（例えば
重心位置）に配設されており、この位置で車体に作用す
る横加速度を感知し、これに応じた電圧信号でなる横加
速度信号αをコントローラ３０に出力するようになって
いる。ここで、センサ２６は、直進走行状態からステア
リングを右操舵したときに正の信号α、左操舵したとき
に負の信号−αを出力する。

コントローラ３０は、第４図に示すように、入力する横
加速度信号αをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５２と、こ
の変換器５２の変換信号を読み込んで演算、制御を行う
マイクロコンピュータ５４と、このマイクロコンピュー
タ５４の出力制御信号ＳＣをアナログ化するＤ／Ａ変換
器５６Ａ〜５６Ｄと、この変換器５６Ａ〜５６Ｄの出力
信号に応じた励磁電流■を圧力制御弁２０ＦＬ〜２０Ｒ
Ｒに各々供給する駆動回路５８Ａ〜５８Ｄとを存してい
る。

この内、マイクロコンピュータ５４は、インターフェイ
ス回路６０．演算処理装置６２．記憶装置６４を少なく
とも含んで構成される。演算処理装置６２は、予め記憶
装置に格納されている所定プログラムに基づいて、検出
信号をインターフェイス回路６０を介して読み込み、所
定の処理（第７図参照）を行うとともに、必要に応じて
制御信号ＳＣをインターフェイス回路６ｏを介して出力
する。記憶装置６４は、演算処理装置６２の処理の実行
に必要なプログラム及び第５図に示すグラフに対応した
記憶テーブル等の固定データを記憶するとともに、演算
処理装置６２の処理結果を一次記憶可能になっている。

ここで、記憶テーブルの形で格納されている第５図のグ
ラフは、横加速度αの変化に対応して変化する圧力指令
値としての励磁電流■の値を定めたものである。つまり
、横加速度αが−α０≦α≦α。（α。は例えば１．０
　Ｇに相当する基準値）の範囲では、励磁電流は正の領
域で直線的に増減するとともに、−α。、α。を越える
と旋回限界を乗員に分かり易くするため飽和状態にして
いる。

このとき、横加速度αの変化に対して、左側圧力制御弁
２０ＦＬ、　　２０ＲＬに供給される励磁電流ｌは第５
図中の曲線ａに示す如く、右側圧力制御弁２０ＦＲ，２
０ＲＪ？に供給される励磁電流Ｉは同図中の曲線すに示
す如（、その左右で相互に反対向きに設定される。

そこで、このように設定される励磁電流■により油圧シ
リンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの作動圧Ｐが制御されたとき
の油圧ロールトルク特性は第６図に示すようになる。即
ち、前左側の油圧ロールトルクをΔｐｒｔ、前右側のそ
れをΔＰ　Ｆｌｌｌ後左側のそれをΔＰＩＩＬ＋後右側
のそれをΔＰＩＩＲとすると、左右の油圧ロールトルク
は、横加速度α＝０のときの値ΔＰ０を中心として任意
の横加速度αに対する増減方向が反対になる。また、前
、後輪側共、横加速度αが−α。≦α≦α。のときは、
最小ロールトルクΔＰＭＩＮ＋　ΔＰＨＩＮ　　′から
最大ロールトルクΔＰ　ＭＡＸ　ｒ　ΔＰ　ＭＡＸ　　
′まで直線的に変化し、横加速度αが−α。又はα。を
越えて変化するときは、ΔＰＮＩＮ　ｌ　ΔＰ　ＤＩＮ
　　′又はΔＰＭＡＸ＋　ΔＰに＾×　′を保持する。

さらに、前述したように、油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８
ＲＲの内、前輪側、後輪側でその受圧有効面積Ａ、＞Ａ
、としているため、横加速度αを変化させたときの前輪
側の最大ロールトルクΔＰ　ＷＡＸは、後輪側の最大ロ
ールトルクΔＰ　ＷＡＸ　　′に対してΔＰＭＡＸ　＞
ΔＰＭＡＸ　　′の関係にある。

次に、本実施例の動作を説明する。

イグニッションスイッチがオン状態になると、コントロ
ーラ３０のマイクロコンピュータ５４は所定のメインプ
ログラムを実行するとともに、この実行途中で第７図に
示すタイマ割込処理を所定時間（例えば２０ｍ５ｅｃ）
毎に行う。

第７図のステップ■では、演算処理装置６２は横加速度
信号αを読み込み、その値を横加速度として一次記憶し
、ステップ■に移行する。ステップ■では、前述した第
５図に対応する記憶テーブルを参照することにより、ス
テップ■で定めた横加速度αに対応した励磁電流Ｉを、
左側の圧力制御弁２０ＦＬ、　　２０ＲＬ及び右側の圧
力制御弁２０ＦＲ。

２０ＲＲ毎に設定する。次いでステップ■に移行し、設
定した励磁電流Ｉ、・・・、■の値に応じた制御信号Ｓ
ＣをＤ／Ａ変換器５６Ａ〜５６Ｄに出力し、この後、メ
インプログラムに復帰する。

Ｄ／Ａ変換器５６Ａ〜５６Ｄに出力された制御信号ＳＣ
は、アナログ信号に変換されて駆動回路５８Ａ〜５８Ｄ
に至り、前述の如く演算された値の励磁電流■、・・・
、■を対応する圧力制御弁２０ＦＬ〜２０１？Ｒの比例
ソレノイドに供給する。

続いて、全体的な作用を説明する。

いま、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、横加速度センサ２６の検出信号αの値
は略零となる。このため、コントローラ３０から第７図
の処理を経て出力される励磁電流■、・・・、■の値は
所定値ＩＮとなり、圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲから
所定の圧力Ｐ、４（第３図参照）が各油圧シリンダ１８
ＦＬ〜１８ＲＲの圧力室りに出力され、車体は所定の車
高値をもって平坦に支持される。

上述した直進走行状態から、例えば右旋回走行に移行し
たとすると、車体は後側からみて左下がりにロールしよ
うとする。このとき、横加速度センサ２６の検出する検
出信号αの値は正であり、この検出信号αに応じた励磁
電流Ｉ、・・・、■の値が第７図の処理にて設定される
。つまり、左側の圧力制御弁２０ＦＬ、　　２０ＲＬに
対する励磁電流■。

■は所定値■８より高い値に、右側の圧力制御弁２０Ｆ
Ｒ，２０ＲＲに対する励磁電流１．　　Ｉは■９より低
い値に各々設定される。

これによって、左側圧力制御弁２０ＦＬ、　　２０ＲＬ
の出力圧Ｐは所定値ＰＮより増加し、これに応じて左側
油圧シリンダ１８ＦＬ、　　１８ＲＬの圧力室りの圧力
が増加する。いま、油圧シリンダ１８ＦＬ、１８ＲＬは
ロールにより収縮しようとしているが、上述の圧力増加
によってその収縮力に抗するシリンダ付勢力が発生し、
アンチロール効果が発揮される。しかし、右側圧力制御
弁２０ＦＲ，２０ＲＲの出力圧Ｐは所定値ＰＭより低下
し、これに伴って右側油圧シリンダ１８ＦＲ，１８ＲＲ
のシリンダ圧が低下する。いま、これらのシリンダ１８
ＦＲ，１８ＲＲはロールにより伸長する状態にあるが、
シリンダ圧の低下によってその伸長力を助長しない付勢
力に制御される。

反対に、直進走行状態から左旋回走行した場合は、車体
は後側からみて右下がりにロールしようとする。しかし
、この場合は、上述とは反対に制御されて、アンチロー
ル効果が得られる。

本実施例では、このように油圧供給部の最大出力油圧を
、後輪側で必要な最大油圧ロールトルクΔＰ　ＮＡｌ１
　　′に対応した値に設定していながら、前輪側で必要
な後輪側より大きい最大油圧ロールトルクΔＰ　１４Ａ
Ｘに対する油圧ゲインは受圧面積で稼いでいる。このた
め、車両はアンダステア傾向となり、旋回安定性を確保
できるとともに、後輪側に比べて前輪荷重の方が大きい
場合でも、的確なロール抑制がなされる。また、油圧供
給部の消費馬力を低減でき、省エネルギ化が図られる。

さらに、油圧システムの耐圧性を低くできるため、油圧
源２２等によって代表される油圧ユニッＩ−の軽量化が
図られる。さらにまた、シール部のフリクションが低下
するため、油圧シリンダ１８ＦＬ〜１８ＲＲの摺動性が
良くなり、乗心地性能が向上する。

なお、前記実施例は、前輪側の油圧シリンダの受圧面積
を後輪側のそれに比べて大きく形成した場合を説明した
が、本発明では反対に、車両によっては後輪側の受圧面
積を大きくしてもよい。また、流体圧シリンダとしては
、油圧シリンダのみならず、空気圧シリンダ等を用いる
ーこともできる。

また、前記実施例はロール剛性制御を単独に行う場合に
ついて述べたが、ピッチ抑制制御、バウンス抑制制御を
適宜組み合わせて制御する場合であっても同様に実施で
きる。一方、横加速度の検出は、操舵角と車速により横
加速度を推定し、この推定値を用いる構成であってもよ
い。

さらに、前記実施例におけるコントローラ３０は、必ず
しもマイクロコンピュータを用いて構成する場合に限定
されることなく、横加速度に応じて第５図の励磁電流と
同様の信号を出力する関数発生器及び増幅器等の電子回
路を組み合わせて構　。

成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明では、各流体圧シリン
ダの受圧面積を、前輪側と後輪側とで相異なる値に形成
したため、例えば前輪側アクチュエータの受圧面積を後
輪側のそれよりも大きくすることにより、前輪側の油圧
ロールトルクを後輪側よりも大きくとることができ、こ
れによってアンダーステア傾向が得られ、旋回安定性を
確保することができるとともに、前輪荷重が後輪側より
も大きい場合でも、的確なロール抑制制御がなされると
いう効果がある。これとともに、前輪側に対しては受圧
面積の差で油圧ゲインを余計に稼ぐことができるから、
油圧供給部の最大出力圧は後輪側で必要な最大油圧ロー
ルトルクに対応した値に設定でき、これがため、その最
大出力圧を下げられるから、油圧供給部における消費馬
力が低減し、且つ、油圧供給部がより小さくなり、全体
の小形・軽量化を推進できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は油圧ロールトルクを説明するための前後方向からみた
車両説明図、第３図は圧力制御弁の励磁電流に対する出
力圧を示すグラフ、第４図はコントローラの構成を示す
ブロック図、第５図は記憶テーブルとして格納される横
加速度に対する励磁電流の変化を示すグラフ、第６図は
油圧ロールトルク特性を示すグラフ、第７図はコントロ
ーラにおいて実行されるタイマ割込処理を示す概略フロ
ーチャートである。図中、１２は車輪側部材、１４は車体側部材、１６は能
動型サスペンション、１８ＦＬ〜１８ＲＲは前座〜後右
油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、２０ＦＬ〜２０ＲＲ
は前人〜後右圧力制御弁、２２は油圧源、２４はアキュ
ムレータ、２６は横加速度センサ、３０はコントローラ
、３８．３９は油圧配管である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車体及び各車輪間に各々介挿された流体圧シリン
ダと、この各流体圧シリンダに流体圧供給部から供給さ
れる作動油圧を、変更可能な圧力指令値に応じて個別に
制御する圧力制御弁とを備え、車体の横方向の姿勢変化
に基づき前記圧力指令値を変更制御するようにした能動
型サスペンションにおいて、前記各流体圧シリンダの受圧面積を、前輪側と後輪側と
で相異なる値に形成したことを特徴とする能動型サスペ
ンション。