JPH02182525A - 車両のサスペンション装置 - 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、車両における車体（ばね上）と各車輪（ばね
下）との間に架設された流体シリンダの流体室に流体を
給排してサスペンション特性を制御するようにしたサス
ペンション装置に関し、特に、その制御の応答性の向上
等を図る対策に関する。

（従来の技術） 従来より、この種車両のサスペンション装置の一例とし
て、例えば特公昭５９−１４３６５号公報に開示される
ように、車体と各車輪との間に液圧シリンダを配設する
とともに、該液圧シリンダにガスばねを接続することに
より、そのガスばねにおけるガスの圧縮性によりサスペ
ンションの上下荷重を吸収するようにしたいわ゛ゆるハ
イドロニューマチックサスペンション装置と呼ばれるも
のは知られている。

一方、シリンダに接続されるガスばねがなく、該シリン
ダの流体室に流体通路を介してポンプ等の圧力源を連通
させるとともに、その流体通路の途中にシリンダ流体室
に対する流体の給排を制御する制御バルブを配設し、こ
の制御バルブの制御により各シリンダの流体室に対し流
体を給排してサスペンション特性を変更することにより
、乗り心地向上と車体姿勢の安定化とを両立できるよう
にしたアクティブサスペンション装置が知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のアクティブサスペンション装置におい
て、各車輪に対応する制御バルブをＣＰＵによって作動
制御する場合、通常、ＣＰＵを内蔵した１つの制御手段
を使用し、その制御手段から各制御バルブに制御信号を
出力することにより、制御バルブを制御することが行わ
れる。

しかし、この制御方法では、制御手段に対し車両ばね上
の変位と、各車輪に対応するばね下の変位との双方の信
号を入力し、その両者の信号によって各車輪に最適の制
御量を演算により求めた後、その制御信号を各制御バル
ブに出力する制御手順が採用される。このため、制御手
段における制御手順が複雑になり、しかも記憶容量も増
大するので、高価なＣＰＵが必要になってコストアップ
を招くという問題があった。

また、１つの制御手段のＣＰＵにより全ての演算処理を
行うので、その制御手段から各制御バルブに制御信号を
出力するまでに時間を要し、制御バルブに対する高速制
御を行うのに限度がある。

さらに、万一、制御手段のＣＰＵに故障等の異常が発生
した場合には、シリンダの流体室に対する流体の給排が
不能になるので、サスペンション装置の機能が完全に停
止するのは避けられ得ない。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、制御手段を車体の姿勢安定化を得るだ
めの制御手段と、乗り心地の向上を目的とする制御手段
とに機能分担して複数設けることにより、各制御手段の
制御手順を簡素化して低価格のＣＰＵを使用できるよう
にし、かつ各制御手段の機能分担により高速制御を可能
とするとともに、制御手段の故障発生時でもアクティブ
サスペンション装置の最低限の制御を確保できるように
することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の解決手段は、第
１図に示すように、上記の如く車両のばね上とばね下と
の間に架設された伸縮可能な流体シリンダ３を備え、該
流体シリンダ３の流体室４゜５に対し流体を給排してサ
スペンション特性を変更調整するようにしたサスペンシ
ョン装置において、上記ばね上の変位を検出するばね上
変位検出手段２９と、各車輪２Ｆ、２Ｒに対応するばね
下の変位を検出するばね下変位検出手段２３とを設ける
。

また、各車輪２Ｆ、２Ｒに対応して、上記ばね下変位検
出手段２３からの信号によりばね下への入力荷重を低下
させるように各車輪２Ｆ、２Ｒの流体シリンダ３の流体
室４，５への流体の給排を制御する複数の第１の制御手
段２２．２２．・・・を設ける。

さらに、上記ばね上変位検出手段２９からの信号により
車体１の姿勢を一定に保つように上記第１の制御手段２
２．　２２．・・・の各々に補正信号を出力する１つの
第２の制御手段２５を設けたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、車両における各車輪２
Ｆ、２Ｒのばね下変位が該車輪２Ｆ、２Ｒに対応するば
ね下変位検出手段２３により検出され、この各ばね下変
位検出手段２３からの信号により対応する第１の制御手
段２２が作動して、各車輪２Ｆ、２Ｒのばね下への入力
荷重が低下するように各流体シリンダ３の流体室４．５
への流体の給排が制御される。

一方、車両のばね上変位はばね上変位検出手段２９によ
り検出され、この検出手段２９の出力信号により第２の
制御手段２５が作動して、車体１の姿勢が一定に保たれ
るように第２の制御手段２５から上記第１の制御手段２
２．　２２．・・・の各々に補正信号が出力される。

このように第１の制御手段２２．　２２．・・・の各々
においては、対応するばね下変位検出手段２３の出力に
基づいて該車輪２Ｆ、２Ｒのばね下への入力荷重を低下
させる制御を行い、第２の制御手段２５においては、車
体姿勢を一定にするための補正信号を第１の制御手段２
２に出力するので、各制御手段２２．２５の役割分担に
よりその各々における制御手順が簡略化され、記憶容量
も小さくて済み、そのＣＰＵは低価格のものを使用でき
、よってコストの上昇を抑えることができる。

また、この各制御手段２２．２５の機能の役割分担によ
り、制御信号を出力するまでの時間も短くなり、よって
制御を高速で実行することができる。

さらに、基本的に、第１の制御手段２２により各車輪２
Ｆ、２Ｒの流体シリンダ３の流体室４゜５への流体の給
排を制御しているので、第２の制御手段２５に異常が発
生しても、その第２の制御手段２５から第１の制御手段
２２に出力される車体姿勢の安定化に関する補正信号が
停止されるだけである。このため、第１の制御手段２２
に異常を来たさないかぎり、該第１の制御手段２２のば
ね下への入力荷重を低下させる制御は確保され、よって
その制御により乗り心地のアクティブ制御を確保するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図は本発明の実施例に係るサスペンション装置の全
体構成を概略的に示す。図中、１は車両のばね上部分を
構成する車体、２Ｆは前輪、２Ｒは後輪であって、これ
らの各車輪２Ｆ、２Ｒは車軸等の車輪支持部材（図示せ
ず）に支持されており、この各車輪２Ｆ、２Ｒ及び車輪
支持部材によりばね下部分が構成されている。

上記車体１つまりばね上部分と、各車輪２Ｆ。

２Ｒを含むばね下部分との間には伸縮可能な油圧シリン
ダ３が架設されている。この各シリンダ３は、第３図に
示すように、上記車輪支持部材（車輪２Ｆ、２Ｒ）に連
結固定されたシリンダボディ３ａと、該シリンダボディ
３ａ内に往復動可能に嵌装され、シリンダボデイ３ａ内
部を上側及び下側油圧室４．５に区画形成するピストン
３ｂとを備えている。このピストン３ｂには上方に延び
るピストンロッド３Ｃが一体結合され、該ピストンロッ
ド３Ｃの上端は、サスペンションに加わる荷重を検出す
るための荷重センサ２１を介して車体１に連結固定され
ている。

また、上記各シリンダ３の上側及び下側油圧室４．５は
それぞれオイル通路６，７を介して、図外の車載エンジ
ンにより駆動されるオイルポンプ８及びリザーブタンク
９に連通されている。上記オイル通路６．７の途中には
シリンダ３の油圧室４．５に対するオイルの給排を制御
する。車輪２Ｆ、２Ｒと同数（４つ）の制御バルブ１０
，１０゜・・・が配設されている。この各制御バルブ１
０は３つの切換位置を有する比例電磁弁からなり、その
切換位置を制御（ＰＩＤｊｔｌＪ御）することで各シリ
ンダ３の油圧室４，５に対するオイルの給排を制御する
ものである。

上記各制御バルブ１０は各車輪２Ｆ、２Ｒに対応して設
けたＣＰＵ内蔵のサブコントローラ２２によって作動制
御されるようになされている。上記各サブコントローラ
２２には、上記荷重センサ２１の検出信号と、車輪２Ｆ
、２Ｒに対応するばね上及びばね下問のストロークＸ（
シリンダ３の伸縮ストローク）を検出するストロークセ
ンサ２３の検出信号と、車速センサ２４から出力される
車速Ｖの信号とが入力されている。上記ストロークセン
サ２３は、車体１に固定されたセンサ本体２３ａと、該
本体２３ａ内に摺動可能に嵌挿された可動部２３ｂとを
有する。上記可動部２３ｂは対応するシリンダ３のボデ
ィ３ａにロッド２３ｃを介して連結されており、シリン
ダ３の伸縮動作に伴って変化する可動部２３ｂの変位に
よりシリンダ３の伸縮ストロークを検出する。そして、
本実施例では上記ストロークセンサ２３により、各車輪
２ｐ、２Ｒのばね下部の変位を検出するばね下変位検出
手段が構成されている。

さらに、２５は上記各サブコントローラ２２に信号の授
受可能に接続されたＣＰＵ内蔵の１つのメインコントロ
ーラである。このメインコントローラ２５には、上記車
速センサ２４から出力される車速信号と、車体１（ばね
上部）に作用する前後方向の加速度ｇＦＲを検出する前
後ｇセンサ２６の検出信号と、同様に左右方向の加速度
ｇＲＬを検出する左右ｇセンサ２７の検出信号と、各車
輪２Ｆ、２Ｒのばね下部に作用する上下方向の加速度ｇ
ｕｏを検出する４つのばね下ｇセンサ２８゜２８、・・
・の検出信号とが入力されている。そして、本実施例で
は上記前後ｇセンサ２６、左右ｇセンサ２７及び各ばね
下ｇセンサ２８により、ばね上部たる車体１の変位を検
出するばね上変位検出手段２９が構成されている。

ここで、上記各シリンダ３の油圧室４．５に対するオイ
ルの給排に関する制御について説明するに、その制御は
基本的に以下の０式に基づいた荷重制御とする。

Ｆｒ−Ｆ□　＋Ｋ　・（Ｈ−ｘ）　＋ａ　　　−■ａ−
Ｋａ　φｇＦＲ＋Ｋｂ　１１ｇＲＬ＋Ｋａ”ｇＵＤ　　
　　　　　　　　・・・■Ｆ「：目標荷重 Ｆｏ：静荷重 に；ばね定数に相当する係数 Ｋａ、ｋｂ、Ｋｃ　：係数 Ｈ：基準車高 α：補正量 すなわち、この荷重制御は、静荷重ＦＯ及び基準車高Ｈ
を設定しておき、各ストロークセンサ２３の検出値に基
づいて実ストロークＸを求め、基準車高Ｈと実ストロー
クＸとの差に係数Ｋを乗じた値Ｋ・（Ｈ−ｘ）、静荷重
ＦＯ及び補正量αの総和量を目標荷重Ｆｒとし、荷重セ
ンサ２１により検出された実際の荷重が上記目標荷重Ｆ
「になるように制御バルブ１０を切換制御してシリンダ
３の上下油圧室４．５にオイルを給排させるものである
。

そして、上記メインコントローラ２５では、上記の■式
に示される補正量αを求める演算を行い、その補正量α
に対応する補正信号を各サブコントローラ２２に出力す
るようになされている。一方、各サブコントローラ２２
では、このメインコントローラ２５からの補正信号を入
力して、その補正量αを基に上記０式により制御を行う
ようにしている。

具体的に、上記メインコントローラ２５及び各サブコン
トローラ２２のＣＰＵにおいて行われる信号処理の手順
について説明すると、メインコントローラ２５では第４
図に示すフローチャート図に沿って処理される。まず、
スタート後のステップＳ１でイニシャライズした後、ス
テップＳ２で各センサ２４，２６〜２８からの信号を検
出し、さらにステップＳ３に進んで補正量αを演算する
。

この補正量αは各車輪２Ｆ、２Ｒ毎に異なるので、その
演算は例えば各車輪２Ｆ、２Ｒ毎について行う。次いで
ステップＳ４においてその車輪２Ｆ。

２日毎の補正量αの信号（補正信号）を対応する各サブ
コントローラ２２に出力する。さらにステップＳｓでメ
インコントローラ２５の正常な作動を示す動作状態信号
（例えば一定のパルス信号等）を各サブコントローラ２
２に出力し、しかる後、上記ステップＳ２に戻ってその
後のステップＳ３゜Ｓ４＋　・・・を実行する。

これに対し、各サブコントローラ２２では、第５図に示
すように１、ステップＳ＋＋でイニシャライズした後、
ステップＳ１２で制御切換フラグＣをＣ−０に、メイン
コントローラ異常フラグＩをＩ−０にそれぞれセットす
る。上記メインコントローラ異常フラグＩは、メインコ
ントローラ２５の暴走や故障等の作動異常を識別するも
ので、Ｉ−１のときに作動異常と判定される。また、制
御切換フラグＣは、上記の０式による通常の荷重制御の
実行と、車両の停車状態（極低迷走行状態を含む）で静
荷重Ｆ、や基準車高Ｈ等の基準値を設定するためのスト
ローク制御の実行とを識別するもので、Ｃ−１のときに
は荷重制御を行わせる。尚、上記ストローク制御は、実
ストロークＸが基準車高Ｈになるように各制御バルブ１
０を制御するものである。

そして、ステップＳ＋３で各センサ２１．２３゜２４か
らの信号を検出し、さらにステップＳ＋４に進んで上記
メインコントローラ２５からの補正量ａを入力する。次
いで、ステップＳＩ５でメインコントローラ２５からの
動作状態信号を入力し、ステップＳ＋６で上記メインコ
ントローラ異常フラグｌが！−１か否かを判定する。メ
インコントローラ２５から動作状態信号が出力されてい
るときには、この判定がＮＯとなるのでステップＳＩ８
に進む。一方、動作状態信号が出力されていないとき。

つまり該メインコントローラ２５の作動異常時には同フ
ラグＩが１−１となるので、ステップＳ＋７において補
正量αをα−〇にセットした後、ステップ５ｌｌｌに進
む。このステップＳ１８では、上記制御切換フラグＣが
Ｃ−１かどうかを判定し、この判定がＣ−０のＮｏのと
きには、ステップＳ＋９において車速Ｖが第１の設定値
ａよりも高いか否かを判定する。この判定がＶ≦ａのと
き、すなわち停車状態ないし極低速走行時には、ステッ
プ５ｅｌｌに進んで制御切換フラグＣをＣ−０にセット
し、ステップＳ２１においてストローク制御状態とし、
ステップＳ２２で静荷重ＦＯや基準車高Ｈ等の基準値を
計測した後、ステップＳ１３に戻ってそれ以後のステッ
プＳ１４．ＳＩＳ、・・・を繰り返す。従って、車両の
停車状態で静荷重Ｆ、や基準車高Ｈ等を求めるようにし
ている。

一方、上記ステップＳ、ｇでの判定がＶｉａのＹＥＳの
ときには、車両が通常の状態で走行していると判定され
、ステップＳ２４に進んで上記制御切換フラグＣをＣ−
１に、メインコントローラ異常フラグＩを１−０にそれ
ぞれセットし、ステップＳ２５に進んで上記０式に基づ
く荷重制御状態とした後に、ステップＳＩ３に戻る。

また、上記ステップＳｔ、でＣ■１のＹＥＳと判定され
ると、ステップＳ２３において車速Ｖが第２の設定値ｂ
（この設定値すは上記第１の設定値ａよりも低い）より
も低いかどうかを判定し、この判定がｖ＜ｂのＹＥＳの
ときには上記ステップＳｔに、またＶ≧ｂのＮＯのとき
にはステップＳ２４にそれぞれ進む。このステップＳ１
８．　　Ｓ２３．　　Ｓ２＠のフローは、車両が走行状
態から停車するとき、車速Ｖが第１の設定値ａよりも低
い第２の設定値すよりも下がると、荷重制御からストロ
ーク制御に切り換えるもので、この切換車速にヒステリ
シスを設けることにより、制御のハンチングを防いでい
る。

以上の構成により、本実施例では、各車輪２ｒ−。

２Ｒに対応して設けられた各サブコントローラ２２によ
り、上記ストロークセンサ２３（ばね下変位検出手段）
からの信号によりばね下への入力荷重を低下させるよう
に各車輪２Ｆ、２Ｒの油圧シリンダ３の油圧室４，５へ
のオイルの給排をｒ＃ｑ御する第１の制御手段が構成さ
れている。

また、メインコントローラ２５により、上記ばね上変位
検出手段２９（前後ｇセンサ２６、左右ｇセンサ２７及
び各ばね下ｇセンサ２８）からの信号により車体１の姿
勢を一定に保つように上記サブコントローラ２２（第１
の制御手段）の各々に補正信号を出力する第２の制御手
段が構成されている。

次に、上記実施例の作用について説明する。

車両走行時、メインコントローラ２５に対し前後ｇセン
サ２６、左右ｇセンサ２７、各ばね下ｇセンサ２８及び
車速センサ２４の各出力信号が入力される。そして、該
メインコントローラ２５で前後加速度ｇＦＲ，左右加速
度ｇＲＬｓばね下止下加速度ｇｕ口及び車速Ｖから補正
量αが上記０式に基づいて演算により各車輪２ｐ、２Ｒ
毎に求められ、その補正量αは信号として該車輪２Ｆ。

２Ｒに対応するサブコントローラ２２に出力される。ま
た、同時に、メインコントローラ２５から該メインコン
トローラ２５の正常な作動を示す動作状態信号も各サブ
コントローラ２２に出力される。

これに対し、各サブコントローラ２２では、上記メイン
コントローラ２５から信号入力された補正量αと、車両
の低車中に計測された静荷重Ｆ。

及び基準車高Ｈと、ストロークセンサ２３により検出さ
れた実ストロークＸとに基づき、上記の０式により目標
荷重Ｆｒが求められる。また、その目標荷重Ｆｒと各車
輪２Ｆ、２Ｒに対応する荷重センサ２１の検出した荷重
とが比較され、その検出荷型が目標荷重Ｆｒになるよう
に各制御バルブ１０が作動制御されて各シリンダ３の浦
圧室４５に対してオイルが給排される。

その場合、メインコントローラ２５では制御式■の一部
の要素たる補正量αを演算し、各車輪２ｒ：、２Ｒに対
応するサブコントローラ２２で制御式■に基づいて荷重
制御を行うため、両者を全て１つのコントローラで行う
場合に比べ、メインコントローラ２５及び各サブコント
ローラ２２のＣＰＵの制御手順が簡略となり、その記憶
容量も少なくて済み、よって安価なＣＰＵを使用するこ
とができてコストダウンを図ることができる。しかも、
両コントローラ２２．２５で別々の制御が実行されるの
で、各コントローラ２２．２５については制御速度が速
くなり、その分、制御を高速で行って制御の応答性を高
めることができる。

そして、上記メインコントローラ２５に暴走や故障等の
異常が生じたときには、メインコントローラ２５から各
サブコントローラ２セヘ出力されている動作状態信号が
跡切れる。このことに伴い、各サブコントローラ２２で
は上記補正量αがα−０とされ、実質的に上記０式から
右辺の補正項を除いた式、 Ｆｒ　−Ｆ□　＋Ｋ・　（Ｈ−ｘ）　　　　　・・・■
に基づいて荷重制御が行われる。

その場合、上記補正量αは、例えば加減速時のピッチン
グ、旋回走行時のロール、路面変位が大きいときの車体
振動の抑制等、主として車体１（ばね上部）の姿勢変化
を抑制するための要素であるので、上記０式の制御によ
り、車両の乗り心地に関するアクティブ制御については
そのまま実行することができ、よってメインコントロー
ラ２５の異常時であっても車両の乗り心地を良好に確保
することができる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によると、車両のばね上とばね下と
の間の流体シリンダの流体室に流体を給排してサスペン
ション特性を変更するようにしたアクティブサスペンシ
ョン装置において、ばね上変位及び各車輪のばね上変位
をそれぞれ検出して、各車輪に対応した第１の制御手段
によりばね下の変位に基づいて各ばね下への入力荷重を
低下させるように各車輪の流体シリンダの流体室への流
体の給排を制御する一方、１つの第２の制御手段により
ばね上変位に基づいて車体の姿勢を一定に保つように上
記第１の制御手段の各々に補正信号を出力するようにし
たことにより、各制御手段の機能の役割分担によって安
価なＣＰＵを使用しかつ制御を高速で実行でき、コスト
ダウン及び制御の応答性の向上を図ることができるとと
もに、第２の制御手段の異常時にも第１の制御手段の乗
り心地に関するアクティブ制御機能を確保して、車両の
乗り心地の向上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図である。第２図以下の図
面は本発明の実施例を示し、第２図はその全体構成を示
す説明図、第３図は制御系の構成を示すシステム図、第
４図はメインコントローラでの信号処理手順を示すフロ
ーチャート図、第５図はサブコントローラの各々での信
号処理手順を示すフローチャート図である。 １・・・車体、２Ｆ、２Ｒ・・・車輪、３・・・油圧シ
リンダ（流体シリンダ）、４．５・・・油圧室（流体室
）、１０・・・制御バルブ、２１・・・荷重センサ、２
２・・・サブコントローラ（第１の制御手段）、２３・
・・ストロークセンサ（ばね上変位検出手段）、２５・
・・メインコントローラ（第２の制御手段）、２９・・
・ばね上変位検出手段。 代理人弁理士前１）弘（１ム水ケ硫） １・・・車体、２Ｆ、２Ｒ・・・車輪、３・・・油圧シ
リンダ（流体シリンダ）、４．５・・・油圧室（流体室
）、１０・・・制御バルブ、２１・・・荷重センサ、２
２・・・サブコントローラ（第１の制御手段）、２３・
・・ストロークセンサ（ばね上変位検出手段）、２５・
・・メインコントローラ（第２の制御手段）、２９・・
・ばね上変位検出手段。 第４［！１ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両のばね上とばね下との間に架設された伸縮可
   能な流体シリンダを備え、該流体シリンダの流体室に対
   し流体を給排してサスペンション特性を変更調整するよ
   うにしたサスペンション装置において、上記ばね上の変
   位を検出するばね上変位検出手段と、各車輪に対応する
   ばね下の変位を検出するばね下変位検出手段と、各車輪
   に対応して設けられ、上記ばね下変位検出手段からの信
   号によりばね下への入力荷重を低下させるように各車輪
   の流体シリンダの流体室への流体の給排を制御する複数
   の第１の制御手段と、上記ばね上変位検出手段からの信
   号により車体の姿勢を一定に保つように上記第１の制御
   手段の各々に補正信号を出力する１つの第２の制御手段
   とを備えたことを特徴とする車両のサスペンション装置
   。