JPH02182520A - サスペンション制御装置 - 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） 本発明はサスペンションを制御して輪荷重移動を行うこ
とにより車両全体としての特性の限界を最大限まで確保
するようにしたサスペンション制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） この種の従来のサスペンション制御装置としては、例え
ば本願出願人が先に出願した特開昭６２−２７５８１４
号公報に記載されたものがある。

この装置は車体と車輪との間に、輪荷重を支持するメカ
ニカルなスプリングと、所望の減衰力を発生して振動を
吸収するショックアブソーバとしての油圧シリンダとを
、並列に配置して輪荷重調整機構となすアクティブサス
ペンション装置において、走行状態に応じて荷重移動を
行うことにより車輪のコーナリングフォース（以下ＣＦ
と称す）を適正値に制御するものである。すなわちこの
装置は、上記走行状態として用いる制動・駆動力や横加
速度（以下槽Ｇと称す）に応じて、この走行状態の変化
に伴うヨーモーメントの変化を抑える方向に輪荷重配分
を変更して、車輪のＣＦの変化を補正するように所望の
荷重移動を実現することにより車両特性の向上を達成す
るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来のサスペンション制御装置に
おいては、単に走行状態としての制動・駆動力や横Ｇの
変化に対して車輪のＣＦの変化を補正するような制御を
行っているだけであり、走行中左右前輪、左右後輪の何
れか一輪が特性の限界に達するのを防止するような制御
を行っていないため、以下の問題を生ずる。

すなわち、走行中荷重移動等により成る車輪の輪荷重が
、輪荷重Ｗに対するＣＦの特性図（第５図参照）のＡ点
（線形領域）から、Ｂ点（非線形領域）、Ｂ点から０点
、０点からＤ点へと増加すると、荷重移動量ΔＷに対す
る、ＣＦの増加分ΔＣＦの変化率である八ＣＦ／ΔＷは
輪荷重Ｗの増加につれて減少する。このΔＣＦ／ΔＷの
減少傾向は非線形領域はど著しくなり、限界（Ｄ点）付
近では極めて０に近い小さい値となる。したがって輪荷
重の増加による左右輪間のアンバランスによりＣＦ合計
量が減少して成る車輪が特性の限界に達すると、この車
輪と対をなす左（または右）車輪はまだ特性の限界に達
していないにも拘らず、車両全体としての特性の限界が
不所望に低下してしまう。

本発明は成る車輪が特性の限界に達するような輪荷重の
アンバランスが発生したとき、所定車輪の輪荷重を変更
して特性の限界に達するのを防止する制御を行うことに
より上述した問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明のサスペンション制御装置は、左
右輪間における荷重移動量と前後輪間における荷重配分
量との内の少くとも一方を調整可能な輪荷重調整機構を
有するサスペンション制御装置において、各輪の輪荷重
または輪荷重相当量を検出する輪荷重検出手段と、各輪
の駆動力または駆動力相当量を検出する駆動力検出手段
と、得られた輪荷重または輪荷重相当量と、駆動力また
は駆動力相当量とに基づき、荷重移動量に対するコーナ
リングフォース変化率を各輪について求めるコーナリン
グフォース変化率決定手段と、得られたコーナリングフ
ォース変化率に基づき、前記輪荷重調整機構により所定
車輪の輪荷重を変更する輪荷重変更手段とを設けたこと
を特徴とするものであり、この場合例えば前記輪荷重変
更手段による輪荷重の変更は、得られたコーナリングフ
ォース変化率が最小な駆動輪の輪荷重を減少させるよう
になすものとする。

（作　用） 車両走行中、輪荷重検出手段は各輪の輪荷重または輪荷
重相当量を検出し、駆動力検出手段は各種の駆動力また
は駆動力相当量を検出し、コーナリングフォース変化率
決定手段は得られた輪荷重または輪荷重相当量と、駆動
力または駆動力相当量とに基づき、荷重移動量に対する
コーナリングフォース変化率を求めている。

ところで走行中成る車輪が特性の限界に達するような輪
荷重のアンバランスが発生すると、この車輪と対をなす
左（または右）車輪はまだ特性の限界に達していないに
も拘らず、車輪全体としての特性の限界が不所望に低下
してしまう。

そこで輪荷重変更手段は、得られたコーナリングフォー
ス変化率に基づき、輪荷重調整機構により所定車輪の輪
荷重を変更する。なおこの輪荷重の変更は、例えばコー
ナリングフォース変化率が最小な車輪について、その輪
荷重を減少させるような制御により行う。

これにより左右輪の輪荷重差の減少により輪荷重のアン
バランスが解消されるから、左右輪の０１合計量確保に
より当該車輪が特性の限界に達するのを防止することが
でき、車両全体としての特性の限界を最大限まで確保す
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明のサスペンション制御装置の第１実施例
の構成を示す線図であり、この例では油圧シリンダを用
いたアクティブサスペンションを採用している。図中１
０ＦＬ、　ｌ０ＰＲ，ｌ０ＲＬ、　ｌ０ＲＲは夫り左右
前後輪の油圧シリンンダである。

油圧シリンダｌ０ＦＬ、　ｌ０ＦＲ，ｌ０ＲＬ、　ｌ０
ＲＲは図示上端を車体側に支持されるとともに図示下端
を車輪側に支持されるように装着してあり、図示しない
各車輪を夫々独立懸架する。油圧シリンダのボート１０
ａにはショックアブソーバ機能を有する、絞り弁１１お
よびアキュムレータエ２の直列回路を接続し、ボー）　
１０ｂには後述する油圧制御回路より制御圧Ｐｅ（Ｐｃ
ｌ、ＰＣＺ、Ｐｃ３．Ｐｃ４）を供給する。これら油圧
シリンダはボート１０ｂに制御圧Ｐ、を供給すると、こ
の制御圧Ｐ、がシリンダ１０ｃの連通孔１０ｄを経て油
室１０ｅに供給されるとともに連通孔１０ｆを経て油室
１０ｇに供給されるため、受圧面積の大小によりシリン
ダ１０ｃを図示上方に移動させる力が働き、そのとき車
体に加わる荷重ΔＷによりシリンダ１０ｃを図示下方に
移動させる力が働くため、シリンダ１０ｃはこれらの力
がつり合う位置で停止する。アキュムレータ１１および
絞り弁１２は車体振動等の荷重Δ讐の急激な変動時、絞
り弁１２が振動を減衰させ、アキュムレータ１１かばね
作用をなすことによりショックアブソーバ機能を発揮す
る。なお上記油圧シリンダおよび以下の油圧制御回路は
全体として輪荷重調整機構を構成する。

次に油圧制御回路を説明する。１３は油圧ポンプであり
、チエツク弁１４．１５．１６、アキュムレータ１７、
アンロード弁１８、オイルクーラ１９、タンク２０およ
びシャットオフ弁（フェールセーフ弁）２１とともに油
圧供給回路を構成する。すなわち、油圧ポンプ１３より
油圧の供給を開始すると、アキュムレータ１７の内圧が
高まるとともに、アンロード弁１８およびシャットオフ
弁２１が加圧される。ここでシャットオフ弁２１はイグ
ニッションキーＯＦＦによるエンジン停止時図示のしゃ
断位置となって元圧の供給をしゃ断して車両の姿勢変化
を防止し、イグニッションキーＯＮ時連通位置となって
元圧を各輪個別に供給する。なおアキュムレータ１７の
内圧が所定値以上になるとアンロード弁１８が連通位置
となってオイルクーラ１９を介して油圧をタンク２０に
ドレンする。

イグニッションキーＯＮ時、シャットオフ弁２１を経た
元圧は各輪個別に、例えば左（右）前輪の場合、アキュ
ムレータ２２Ｆ、圧力制御弁２３ＦＬ　（２３ＦＲ）を
介して油圧シリンダｌ０ＦＬ　（ＩＯＰＲ）に制御圧Ｐ
ｃｔ（Ｐ、りとして供給される（左右後輪の場合も同様
である）。電磁比例式圧力制御弁２３ＦＬ、　２３ＦＲ
，２３ＲＬ。

２３ＲＩ？は元圧供給時図示の連通状態となって各油圧
シリンダに制御圧の供給を行うが、この際元圧に応じた
圧力がフィードバックされる。このフィードバック圧が
所定値以上になると圧力制御弁はドレン状態となって油
圧シリンダの油圧をオリフィス２４Ｌ、　２４Ｒ，２５
Ｌまたは２５Ｒ１シヤツトオフ弁２１゜チエツク弁１６
およびオイルクーラ１９を経てタンク２０にドレンする
。

上記フィードバック圧を圧力制御弁のソレノイド２３ａ
の駆動電流１＋、Ｉｚ、　１３．１４により制御するこ
とにより制御圧Ｐｃ＋〜Ｐｃ４の制御を行う。このソレ
ノイド駆動電流制御のためコントローラ２６を設け、コ
ントローラ２６にはスロットルセンサ２７、シフト位置
センサ２８、輪荷重センサ２９〜３２より夫々スロット
ル開度Ｔ）ｌを表わす信号、自動変速機のシフト位置Ｓ
を表わす信号、輪荷重ＷＦＬ、　ｌ（□ｒ　ＷＩＬ＋−
□を表わす信号を入力する。なお本例では前記制御圧ｐ
ｃ＋〜Ｐｃ４が輪荷重に比例することに着目して、輪荷
重センサとして例えば圧力センサを用いるが、これに限
定されるものではなく、前後Ｇや横Ｇ等輪荷重移動を推
定できるパラメータを検出するセンサを用いてもよい。

コントローラ２６は第４図の制御プログラムを実行して
本発明のサスペンション制御を行う。

すなわちまずステップ１０１でセンサ２７〜３２よりス
ロットル開度ＴＨ、シフト位置Ｓ、輪荷重Ｗ（誓ＦＬ、
−□、　Ｗｅｔ、　Ｗ＊＋＋）を読込み、ステップ１０
２でＴＨ，Ｓより各輪の駆動力Ｑを決定する。

次のステップ１０３では駆動力Ｑ、輪荷重Ｗより各輪の
コーナリングフォースＣＦを決定し、ステップ１０４で
コーナリングフォースＣＦ、輪荷重Ｗより各輪のコーナ
リングフォース変化率ΔＣＦ／ΔＷを決定する。

ステップ１０５では、このようにして得られた各輪のΔ
ＣＦ／Δ−を比較してその値が最小となる車輪を決定す
る。この決定に基づき、次のステップ１０６で当該車輪
の輪荷重が減少するようなサスペンション制御を行う。

なおこの輪荷重の減少量は、例えば当該車輪のΔＣＦ／
Δ−の大きさに応じて定めるようにすればよい。

上記制御の作用について以下に詳細に説明する。

一般に油圧アクティブサスペンションにおいては、各車
輪の輪荷重を夫々独立に制御することができるが、その
際車両の姿勢変化を生じさせないためには一つの車輪に
対し前後方向および左右方向の輪荷重差を等しくしてモ
ーメント変化をな（す必要がある（例えば右前輪の輪荷
重を△Ｗだけ増加させた場合、他の車輪の輪荷重は一義
的に定まり、左後輪を＋△匈、左前輪および右後輪を八
−として対角線上の車輪の輪荷重移動量を等しくする）
。

ところで車輪のコーナリングフォースＣＦは、駆動カ一
定のとき輪荷重Ｗに対して第５図のような関係を示すと
ともに、輪荷重一定のとき駆動力Ｑに対して第６図のよ
うな関係を示す。つまりＣＦはＷ、Ｑの関数として求め
ることができる。したがって第４図の制御プログラムの
ステップ１０３を実行するに際し、図示しないメモリに
上記Ｗ−ＣＦ特性およびＱ−ＣＦ特性のマツプを夫々複
数記憶しておけば、これらのマツプよりＣＦを読取るこ
とができ、さらにステップ１０４でこのＣＦから荷重移
動量に対するコーナリングフォース変化率ΔＣＦ／Δ−
を求めることができる。

このようにして求めた各輪のΔＣＦ／ΔＷをステップ１
０５で比較してΔＣＰ／Δ―の最小の車輪を決定し、ス
テップ１０６でこの車輪の輪荷重を減少させるから、左
右車輪の輪荷重差を減少させて輪荷重のアンバランスを
効果的に解消して当該車輪が特性の限界に達するのを防
止することができ、車両全体としての特性の限界を最大
限まで確保することができる。

第２図は本発明のサスペンション制御装置の第２実施例
の構成を示す線図であり、この例ではエアサスペンショ
ンを採用している。なお第１実施例と同一の部分には同
一符号を用いる。

５０はモータ、５１はコンプレッサであり、モータ５０
により駆動されたコンプレッサ５１はフィルタ５２より
取り入れた空気を圧縮して空圧を発生する。

この空圧はドライヤ５３を経た後、チエツク弁５４を介
してメインタンク５５に蓄えられるとともに、給排気弁
５６ＰＬ、　５６ＦＲ，５６ＲＬ、　５６ＲＲを介して
各輪個別に供給される。ここでチエ７り弁５４と並列に
メインバルブ５７を設ける。このメインバルブ５７はメ
インタンク５５内の圧力を一定値に保持するとともに、
所望に応じてメインタンク５５より空圧を供給するもの
である。

給排気弁５６ＦＬ、５６ＦＲ，５６ＲＬ、５６ＲＲはし
ゃ断、連通、排気の３位置を取り得る３位置切換弁であ
る。すなわち図示の常態（ａ）で空圧源とサスペンショ
ン装置との間をしゃ断し、ソレノイド５６ａの駆動時図
示（ｂ）位置で連通して空圧源からサスペンション装置
に空圧を供給し、ソレノイド５６ｂの駆動時図示（Ｃ）
位置でサスペンション装置の空圧を排気するとともに空
圧供給をしゃ断する。

給排気弁を経た空圧は夫々サスペンシゴン装置５８ＦＬ
、　５８ＦＲ，５８ＲＬ、　５８ＲＲの空気室５８ａに
供給されるとともにその空圧を監視するために設けた圧
力センサ５９に供給され、さらにカットバルブ６０を介
してサブタンク６１に供給される。これらサスペンショ
ン装置は空気室５８ａに供給された空圧Ｐｃ＋＋ＰＣ２
゜ＰＣ３＋ＰＣ４に応じて車高調整を行うものであり、
ショックアブソーバ機能を有している。またサスペンシ
ョン装置にはそのストロークを検出するためにストロー
クセンサ６２が設けられている。カットバルブ６０は空
気室５８ａとサブタンク６１とを連通またはしゅ断する
ことにより空圧制御を行い、サスペンション装置のバネ
定数を切換えるものである。

上記空圧を給排気弁、メインバルブおよびカットバルブ
の各ソレノイド駆動電流により制御する。

このソレノイド駆動電流制御のため、コン）０−ラ２６
を設ける。なおコントローラ２６への入力は第１実施例
と同様に、前述した各センサ２７〜３２からのスロット
ル開度ＴＨ、シフト位置Ｓ、輪荷重ＷＦＬ＋　ＷＦＲ＋
　ＷＲＬ＋　ＷＲＲを用いる０コントローラ２６は第１
実施例と同様に、第４図の制御プログラムを実行して本
発明のサスペンション制御を行う。

本例においては、この制御の作用は第１実施例と同様で
あるが、具体的な輪荷重制御方法が若干異なる。例えば
右後輪の輪荷重を一へ一とする場合には、給排気弁５６
ＲＲを排気位置にして右後輪のサスペンション装置の空
圧を大気開放することにより−へ弱の輪荷重を得ること
により実行する（この〜へＨの数量的な制御は前記圧力
センサ５９のフィードバックにより行う）。

これにより本例においても第１実施例と同様な効果を得
ることができ、さらにシステム構成の簡略化によりシス
テムの軽量化およびコストダウンを図ることができる。

第３図は本発明のサスペンション制御装置の第３実施例
の原理的構成を示す線図であり、この例では可変スタビ
ライザを用いる。

図中７０．７１は夫々前後輪の油圧シリンダであり、図
示上方（シリンダチューブ）を車体側に支持し、下方（
ピストンロンド）を車輪側に支持する。油圧シリンダ７
０の油室７０ａと油圧シリンダ７１の油室７１ｂとを油
路７２により接続し、油路７２にアキュムレータ７３を
設ける。同様に油室７０ｂと７１ａとを接続する油路７
４にアキュムレータ７５を設ける。

次に作用を説明する。いま前輪側より加わる力△Ｆｔに
より油圧シリンダ７０のピストン７０ｃがΔＸｔだけス
トロークしたとすると、後輪側の油圧シリンダ７１のピ
ストン７１ＣのストロークへＸＦが０であれば、ピスト
ン７１ｃを図示上方に押上げようとする力Δｆ（−ΔＦ
、　）が働き、スタビライズ効果を得ることができる。

ここで輪荷重増加時について考察すると、油圧シリンダ
７０．７１を図示上方より押付けようとする力が増加す
るから、車両系全体として見ると相対的に車輪側より加
わるカムＦ、または△Ｆ、と逆方向の力が加わる場合と
同様になる。

したがって第３図の機構を左前後輪系および右前後輪系
に夫々設けるとともに第１、第２実施例と同様にコント
ローラ２６、スロットルセンサ２７、シフト位置センサ
２８、輪荷重センサ２９〜３２を設けた車両においては
、前述した第４図の制御プログラムに基づき、夫々上記
左・右前後輪系についてアキュムレータ圧ΔＰｆ＋　Δ
Ｐ、の一方または双方を制御する能動的な輪荷重移動制
御を行えば、第１実施例と同様な効果を得ることができ
、さらに第２実施例のシステムの軽量化およびコストダ
ウンの効果をも得ることができる。

（発明の効果） かくして本発明のサスペンション制御装置は上述の如く
、成る車輪が特性の限界に達するような輪荷重のアンバ
ランスが発生したとき、所定車輪の輪荷重を変更して特
性の限界に達するのを防止する制御を行ったから、輪荷
重のアンバランスを効果的に解消して車両全体としての
特性の限界を最大限まで確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサスペンション制御装置の第１実施例
の構成を示す線図、 第２図は同じく第２実施例の構成を示す線図、第３図は
同じく第３実施例の原理的構成を示す線図、 第４図は第１、第２および第３実施例におけるコントロ
ーラの制御プログラムを示すフローチ十−ト、 第５図は輪荷重に対するコーナリングフォースの特性を
示す特性図、 第６図は駆動力に対するコーナリングフォースの特性を
示す特性図である。 １０ＦＬ、　ｌ０ＰＲ，ｌ０ＲＬ、　ｌ０ＲＲ・・・油
圧シリンダ１１・・・アキュムレータ　　１２・・・絞
り弁１３・・・油圧ポンプ　　　　２１・・・シャット
オフ弁２３ＦＬ、　２３ＦＲ，２３ＲＬ、　２３ＲＲ・
・・圧力制御弁２６・・・コントローラ　　　２７・・
・スロットルセンサ２８・・・シフト位置センサ　２９
〜３２・・・輪荷重センサ５０・・・モータ　　　　　
　５１・・・コンプレッサ５５・・・メインタンク ５６ＦＬ、５６ＦＲ，５６ＲＬ、５６ＲＲ・・・給排気
弁５７・・・メインバルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、左右輪間における荷重移動量と前後輪間における荷
   重配分量との内の少くとも一方を調整可能な輪荷重調整
   機構を有するサスペンション制御装置において、 各輪の輪荷重または輪荷重相当量を検出する輪荷重検出
   手段と、 各輪の駆動力または駆動力相当量を検出する駆動力検出
   手段と、 得られた輪荷重または輪荷重相当量と、駆動力または駆
   動力相当量とに基づき、荷重移動量に対するコーナリン
   グフォース変化率を各輪について求めるコーナリングフ
   ォース変化率決定手段と、得られたコーナリングフォー
   ス変化率に基づき、前記輪荷重調整機構により所定車輪
   の輪荷重を変更する輪荷重変更手段とを設けたことを特
   徴とするサスペンション制御装置。 ２、前記輪荷重変更手段による輪荷重の変更は、得られ
   たコーナリングフォース変化率が最小な駆動輪の輪荷重
   を減少させるようになすことを特徴とする請求項１記載
   のサスペンション制御装置。