JPH02279409A - 車両用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」 この発明は、アクティブ制御方式による車両用サスペン
ション装置に係り、特に、自動車に適用して好ａな車両
用サスペンション装置に関する。

「従来の技術」 自動車用のサスペンション装置の良否は、その制振機能
の良否で決定されるといっていい。ここで、制振機能と
は車体の上下自由振動を抑え、かつ路面から車体への振
動伝達率を低くする機能のことである。

従来、この種の効果的な制振方法として、小体の上下絶
対速度を検出し、それに負の定数を掛けた値を油圧シリ
ンダの発生力として制振する方法が知られている（Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｏｒ　ｔｈｅ　ＡＳＭＥ、Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　　ｒｏｒ
　　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ、Ｐ６１９′６２６　　Ｍａｙ＋
９７４）。しかし、この場合、走行中の車体の上下絶対
速度を直接検出することはできないので、車体の上下加
速度の検出値から絶対速度を求め、求められた推定絶対
速度に基づいて油圧シリンダを制御して制振を行うよう
にしている。第７図は従来のアクティブ・サスペンショ
ン装置の原理的構成を示すブロック図である。この図に
おいて、符号１００は質量ｍの車体、１０１は車体１０
０の上下方向の加速度を検出するための加速度センサで
ある。また、１０２は油圧シリンダと油圧源と流量制御
弁とを含むプロ、りである。上記油圧シリンダは油圧に
より車体１００を支持している。

また、上記流量制御弁は油圧源から油圧７１Ｊン夕へ（
またはこの逆方向へ）流出する油量を調節制御する弁で
ある。上記油圧源には上記油圧シリンダに送油するため
の油圧ポンプが設けられている。

＋０３は衝撃を吸収緩和するためのアキュムレータ（ば
ね定数Ｋ。）である。Ｈｌは加速度センサ１、０１から
の検出信号に基づいて流量制御弁の開閉量を制御する制
御回路である。制御回路Ｈ１においては、ＩＪ１１速度
センサ１０１から入力された加速度−Ｃ１を伝達要素Ｂ
１において積分し、これにより車体１００の上下方向の
推定速度■、を算出している。このとき、伝達要素Ｂ１
から出力された？ＩＣ定速度ｎ、はフィードバック要素
Ｂ３においてに４倍されて加合点Ｊｌを経由して伝達要
素Ｂ１にフィードバックされるようになっている。この
ようにして算出された推定速度り、は伝達要素Ｂ１から
乗算要素Ｂ２に伝達され、そこで−に３倍されて、ブロ
ック１０２に伝達される。かくして、制御回路［］１か
らブロック１０２へ伝達された制振信号に３・Ｆ、に基
づいて、制振動作がなされるようになっている。

また、第８図は、第７図に示したアクティブ・サスペン
ション装置の制振動作時における（入力車軸変位Ｘ１か
ら車体変位Ｘ、の出力までの）信号伝達の様子を示すブ
ロック線図である。車軸変位Ｘ、が加合わせ点Ｊ２で反
転されて乗算要素Ｂ４に人力される。乗算要素Ｂ４は車
軸変位Ｘ１の供給を受けると、これをＫＧ倍（ＫＧはア
キュムレータ１０３のばね定数）シて、除算要素Ｂ５へ
伝達する。

除算要素Ｂ５は伝達された信号を車体１００の質ａｍで
割り、車体１００の上下方向の加速度で。

を算出する。算出された加速度■、は制御回路Ｈ１に伝
達されて、第７図において上述したように、積分処理、
乗算処理がなされ、これらの処理の結果、得られた信号
は、加合わせ点Ｊ３を経由して除算要素Ｂ５にフィード
バックされる。このようにして、算出された加速度目、
は除算要素Ｂ５から伝達要素Ｂ６に伝達され、そこで２
目積分されて車体変位Ｘ、が出力される。なお、出力さ
れた車体変位Ｘ２は、加合わせ点Ｊ２を経由して、乗算
要素Ｂ４にフィードバックされるようになっている。

「発明が解決しようとする課題Ｊ ところで、上記従来技術の推定絶対速度に基づいて油圧
シリンダを制御する方法では、加速度から速度を推定す
る推定手段が４輪分必要である。

これにより、制御回路の演算処理時間が増大するため、
動作処理が遅延するという問題があった。

また、加速度センサの検出値に大きな誤差が発生し、そ
の誤差が正方向あるいは負方向のいずれかに大きく偏る
場合には、その積分値（推定速度）が正あるいは負の方
向に大きく偏移してしまうという問題があった。このた
め、加速度センサか不良の場合には、良好な制振特性が
得られないという弊害があった。

さらに、従来、アキュムレータは使用するものの、油圧
シリンダと有機的に結合して使用されていたわけではな
かったので、衝撃に対する充分な緩衝効果を期待するこ
とができなかった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、安定か
つ良好な制振特性を得ることかできると共に、制御回路
の簡易化を図ることにより、迅速応答性に優れる車両用
サスペンション装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段Ｊ 上記課題を解決するために、この発明は、車体車軸間の
距離の変動に応じて容積が増減する油圧シリンダと、前
記油圧シリンダに接続され、内部に気体および出入り可
能な油を含むアキュムレータと、前記車体車軸間の距離
を検出する車高センサと、当該車体の上下加速度を検出
する加速度センサとを有し、前記車高センサの検出信号
と第１の定数とを乗算して得られる第１の流量制御信号
および前記加速度センサの検出信号と第２の定数とを乗
算して得られる第２の流量制御信号に基づいて、前記油
圧シリンタおよび１１ｉ記アキユムレータに対して給排
油を行う流量制御弁を制御する制御部を備えることを特
徴とする。

「作用−１ ト記構成において、アキュムレータには加速度に比例し
た流量で油が給排される。そして、アキュムレータに溜
まった油量値を車体上下方向の推定速度とする。アキュ
ムレータは車両用サスペン７ヨン装置の気体バネの働き
をなすので、上記推定速度となる浦流値は、直接、油圧
シリンダの発生力として取り出される。一方、上記第１
の流量制御信号および第２の流量制御信号に基づいて、
流１制御弁の流出入量が制御される。そして、この流出
入量がフィードバック量として」二記アキュムレータに
加えられる。

このようにすれば、上記第２の流量制御信号が誤差を含
み、正方向あるいは負方向への著しい偏りが生じた場合
でも、良好で、かつ安定した制振特性を得ることができ
る。

また、４輪の絶対速度を４輪の１ｊ口速度から個々に推
定演算するという従来の繁雑な処理が不要となる。これ
により、制御回路の構成の簡易化を図ることができ、こ
れにより、迅速応答性の向上を図ることができる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例である車両用サスペンショ
ン（以下、単にサスペンションと称する）の構成を示す
ブロック図である。第１図において、符号１は車体く質
１ｍ）　、２は車軸、３はタイヤ、４は一端を車体１に
他端を車軸２に各々軸支されたアームである。これらは
車両の一部である。第１図の車両に搭載されるサスペン
ションの機械的構成は次の通りである。まず、符号５は
車軸２に設けられた油圧シリンダ（受圧面積Ａ）であっ
て、車体ｌを支持している。油圧ンリンダ５は、車体１
および車軸２間の上下方向の相対変位（以下、上下相対
変位という）（ｘ、−Ｘｌ）に応じて伸び縮みし、それ
に応じて、配管Ｌ３を通じて浦か出入りするようになっ
′Ｃいる。ここでＸ、は車軸２の、Ｘ、は車体１の各々
高さ方向の基阜点からの変位を表している。また、６は
エンジンＥを駆動源とする油圧ポンプ、７は内部に気体
を含み、ガスばねの働きをするアキュムレータ、８は油
を貯蔵するリザーバタンクである。これら、油圧ポンプ
６、アキュムレータ７およびリザーバタンク８から油圧
装置（油圧源）が構成されている。また、９は浦庄／リ
ンダ５に対する給排油■を調節する１・走置制御弁であ
る。この流量制御弁９は配管Ｌ　ｌを介して油圧ポンプ
６に接続され、配管し２を介してＪサーバタンク８に接
続され、配管し３を介して油圧シリンダ５に接続されて
する（流量制御弁９については、後述する）。また、油
圧シリンダ５と流量制御弁９とを接続する配管Ｌ３の中
点には、内部に気体を有するアキュムレータ（ばね定数
Ｋｃ、）１３が備えられている。さらに、配管し３の中
点とアキュムレータ１３との間には、減衰係数Ｃの絞り
が設けられている。この絞り１４は、流量制御弁９が作
動しなくなった場合に、自由振動を抑制する配管抵抗と
して機能するものである。１０は車体１および車軸２間
の上下（１１対変位（×。

ｘ＋）を表す車高信号を検出する車高センサ、１１は車
体１の上下方向の加速度（以下、ｊ用速度という）で、
を検出する加速度セッサ、１２は中高セッサ１０からの
車高信す（Ｘ、　２−　Ｘ、　Ｊ　１　および加速度セ
ンサ１１からの加速度信号で、のｇ６給を受け、これら
の信号にに基づいて、後述する流ｒｉ１制机弁９の給油
側ソレノイド９Ｐおよび排油側ソレノイド９尺の移動頃
（シたがって、給排油量）を制御する制御回路である。

次に、流量制御弁９について詳述する。ｔハしｒＴｔ制
御弁９は、２つのソレノイド（給油側ソレノイド９　Ｐ
　、ｔＪＦ　；Ｔｉｌ側ソレノイド９Ｒ）と、出入力ボ
ート９ａと、これらのソレノイド９Ｐ、９Ｒによって、
出入力ボート９ａに各々切換え接続される３つのボート
（接続口）、すなわち、給油ボート９ｂ。

保持ボート９ｃ、排油ボート９ｄとからなっている。出
入力ボート９ａは配管し３に接続されている。ここで、
制御回路１２から給油側ソレノイド９Ｐに電流ＩＰが通
電されれば、給油ボート９ｂと出入力ボート９ａとか開
弁状態になると共に、油圧ポンプ６か作動して、リザー
バタンク８から油圧シリンダ５およびアキュムレータ１
３へ給油が行われ、これにより油圧シリンダ５に加圧力
が発生するようになっている。一方、制御回路１２から
排油側ソレノイド９Ｒに電流ＩＲが通電されれば、排油
ボー１−９ｄと出入力ボート９ａとが開弁状態となり、
これにより油圧シリンダ５およびアキュムレータ１３か
らリザーバタンク８へ排油され減圧されるようになって
いる。なお、制御回路１２が、給油側ソレノイド９Ｐお
よびＤＦ　ｒｔｔ＋ソレノイド９Ｒのいずれにも通電し
ない場合には、保持ボー）９ｃと出入力ボート９ａとが
接続され、これにより、給琲浦側を停止状態にして、油
圧シリンダ５内の油を保持するようにしている。第２図
は流１制御弁９の電流−流出入量特性を示し、０％　、
１１１側ンレ／イド９Ｐ、排油側ソレノイド９尺の各々
に流す電流値ｒ　Ｐ＋　Ｉ　ｌｌに対して流出入ｆｆ１
ｑが変化する様子を示す特性図である。第２図から明ら
かなように、流量制御弁９は、電流値１　ｐ、　Ｉ　Ｒ
に応じて流出入ｍｑが、一定の関数的条件に従って単調
に増加するようになっている。

次に、第３図を参照して、制御回路１２の機能について
説明する。第３図は制御回路１１の働きを示すブロック
線図である。この図において、車高センサ１０は、車高
信号（、ＸＩ−ＸＩ）を検出すると、この車高信号（Ｋ
２−Ｘｌ）を制御回路１２へ供給する。同様に、加速度
センサ１１は、加速度信号で、を検出すると、この加速
度信号で、を制御回路１２へ供給する。制御回路１２は
、供給された車高信号（ｘｙ　　ｘ＋）および加速度信
号で。

の供給を受けると、増幅要素Ｂ１において、車高信号（
ｘ２ｘ＋）を−に２倍して、　Ｋ　＋”　（Ｘ　２Ｘ１
）とし、また、増幅要素Ｂ２において、加速度信号で、
に−に、を掛けて−に、・て、とし、これらの増幅され
た信号を加合せ点Ｊ１において加合わせる。そして、加
合せにより得られ・た流量信号ｑ（Ｑ＝　　ＫＩ”（Ｘ
、　ＸＩ）　　Ｋｚ・Ｃｔ）を伝達要素Ｂ３に人力し、
流量制御弁９の流量が流量信号ｑの値となるように原遺
制御弁特性の逆変換（第３図参照）を行い、給油側ソレ
ノイド９Ｐまたは排油側ツレ／イド９Ｒに通電する。こ
のとき、流量信号ｑが正のときは、次の場合である。

（１）中高信号（Ｘ、−Ｘ、）、加速度Ｃ７のいずれも
負の場合 （２）車高信号（Ｘ　、−Ｘ　、）か正の場合でも、加
速度Ｃ，か負であって、−に、・て、〉Ｋ１・（Ｋ２　
　ｘｌ）の条件を満たす場合 （３）、＋ＪＩ１１速度Ｃ１が正の場合でも、車高信号
（Ｘ、〜Ｘ）か負テアッテ、−Ｋ　、・（Ｘ　ｔ−Ｘ　
、）＞　Ｋ　、＋Ｑ　２（Ｄ条件を満たす場合 ７Ｉｌｔ　！、１信号信号圧のときは、制御回路１２は
給油側ツレ／イド９Ｐに流量をｑに設定する電流ＩＰを
流す。

一方、信号ｑが負のときは、次の場合である。

（１，）車高信号（ＸＩ　　ｘｌ）、加速度Ｃ２のいず
れら正の場合 （２）車高信号（Ｘ　＊−Ｘ　、）が負の場合でも、加
速度て、が正であって、Ｋ、・てｔ＞　　ＫＩ・（Ｘ、
−Ｘ、）の条件を満たす場合 （３）加速度Ｃ−ｔが負の場合でも、車高信号（Ｘ、−
Ｘ）が正であって、Ｋ１・（Ｘ、−Ｘ、）＞−に、・Ｃ
２の条件を満たす場合 ｄｔ量信号ｑが負のときは、制御回路１２は排油側ソレ
ノイド９Ｒに流量をｑに設定する電流Ｉ。

を流す。

次に、第４図のブロック線図を参照して、この例のサス
ペンションの制御動作時における信号伝達の様子を説明
する。

（１）加合わせＪ２ まず、加合わせ点Ｊ２において、車軸２の変位信号Ｘｌ
の反転信号−Ｘ、と車体１の変位信号Ｘ。

とを加合わせて、車高信号＜Ｘ＝Ｘ、）を得る。

このようにして、形成された車高信号（Ｘ、−Ｘ、）は
伝達要素Ｂ４に人力される。

（２）微分動作Ｂ４ 伝達要素Ｂ４は、車高信号（Ｘ　、−Ｘ　、）の供給を
受けると、これを時間微分する。そして、この微分値Ｓ
に１１η圧ンリンダ５の受圧面積へを乗算して、油圧シ
リンダ５からアキュムレータ１３への流量Ｓ−Ａを導く
。

（３）積分動作Ｂ５ 伝達要素Ｂ５において、アキュムレータ１３への流１１
ｓ−Ａを時間積分かなされる。この積分値１／Ｓは、ア
キュムレータ１３に溜まった油量を意味している。次に
、この積分値１／Ｓに、ばね定数に６を掛けて、受圧面
積Ａで割る処理を行う。

得られた値（］／Ｓ）・（Ｋ　、／Ａ　＞は、油圧シリ
ンダ５か発生する力を意味している。このようにして、
求められた力を車体１の質Ｊｉｍで割る。こうして、車
体の加速度で、が求められる。

（４）２回積分処理Ｂ６ 伝達要素Ｂ５で求められた車体ｌの加速度Ｃ！は伝達要
素Ｂ６に伝達され、２回積分されることにより、虫体１
の上下変位Ｘ、か求められる。

（５）加合わせＪ３ 一方、流量制御弁９からアキュムレータ１３へ制御回路
１２から供給される通電壊１ｐ、Ｉａに基づいて、流ｆ
ｆ１ｑがＪＪＯえられる。図中２点鎖線で囲んだ部分Ｈ
１は、制御回路１１および切換弁５の作動を示している
。伝達要素Ｂ５において求められた加速度−ｄ、は、ま
た、フィードバック要素Ｂ７へも伝達される。フィード
バック要素Ｂ７は、加速度信号で、の供給を受けると、
この供給を受けた加速度信号で、を−に７倍し、これに
より得られた流量値−に１・で、をアキュムレータ１３
への流ｆｆｉに７ＪＯえる。これは、アキュムレータ１
３の油量として積分され、油圧シリンダ５が発生する力
となり、結果的に速度（絶対速度）Ｄ２を車体にかかる
力としてフィードバックしたのと同じことになる。一方
、加合わせ点Ｊ２からの出力される車高信号（Ｘ、−Ｘ
＋）は、また、増幅要素Ｂ８へも伝達される。伝達要素
Ｂ８は、上下相対変位の供給を受けると、この供給を受
けた車高信号（Ｘ。

Ｘ、）を−に２倍し、これにより得られた流量値に、・
（Ｘ、−Ｘ、）をアキュムレータ１３への流量に加える
。これは、通常の油圧サスペンション装置の車高調整作
動に相当するが、上記加速度Ｕ、がフィードバックされ
る作動において、加速度ｄ、に倉まれる誤ｋが積分され
て増大するこ七を防いでいる。

第５図はこの例のサスペンション装置の制振機能の特性
を示す特性曲線図で、第・１図に示す信号（公達のブロ
ック線図から算出したものである。第５図において、横
軸は車体ｌに加えられる振動数ｆと固有振動Ｉｆ。との
比を示し、縦軸は車体ｌの振幅Ｘ、と車軸２の振幅Ｘ１
との比、いわゆる振幅比を示している。この特性曲線の
結果は、従来のく加速度センサ１１の誤差が少ない場合
の）アクティブ・サスペン／ジンのそれとほぼ同様であ
る。第６図は、従来におけるばねとダンパとからなるパ
ッシブ・サスペンション装置の制振特性を示すものであ
る。第５図（アクティブ・サスペンション装置）と第６
図（パッシブ・サスペンション装置）とを比較すると、
第５図（アクティブ・サスペンション装置）の方が、固
有振動数付近の振動が良く抑えられ、かつ、固有振動数
以上の周波数ではダンパの減衰力がゼロのときと同程度
にまで低くなっており、優れた制振機能を持っているこ
とがわかる。

このように上記構成によれば、アキュムレータ１３に加
速度に比例した流量で油を給排し、アキュムレータ１３
に溜まった油量値を推定速度とすることができる。アキ
ュムレータ１３はサスペンション装置の気体バネの働き
をなすので、その推定速度となる浦流値は、直接、油圧
ンリンタの発生力として取り出すことができる。

また、上下加速度信号のフィードバックに加えて車高信
号をもフィードバックして流量制御弁９に加えるように
しているので、上下加速度信号に基づ＜（アキュムレー
タ１３への）フィードバンク量に正方向か負方向のいず
れかに、過大に偏った誤差が発生した場合でも、車高信
号に基づく（アキュムレータ１３への）フィードバック
量により補正されるため、常に、良好で安定した制振特
性を得ることができる。

さらに、上下加速度と車高とに比例した流量をアキュム
レータ１３にフィードバックすることにより、絶対速度
に対応した給排油を行うことができるので、４輪の絶対
速度を４輪の加速度がら個々に推定演算するという従来
の繁雑な処理が不要となる。このため、制御回路の構成
を簡易化することかできるとともに、迅速応答性の向上
を図ることができる。

さらに、流量制御弁の作動が停止した場合でも、アキュ
ムレータの働きにより、通常のバノンブ・サスペンショ
ン装置として機能することができるので、流量制御弁が
故障した場合でも、一定の制振機能を維持することがで
きる。

［発明の効果Ｊ 以上説明したように、この発明は、車体型軸間の距離の
変動に応じて容積が増減する。ｌｉｔ＋圧／リンダと、
前記油圧シリンダに接続され、内部に気体および出入り
可能なＭ）を含むアキュムレータと、前記車体車軸１７
７５の距離を検出する車高センサと、当該重体の上下相
速度を検出する加速度センサとを有し、前記車高センサ
の検出信号と第１の定数とを乗算して得られる第１の流
量制御信号および前記加速度センサの検出信号と第２の
定数とを乗算して得られる第２の流量制御信号に基づい
て、前記油圧シリンダおよび前記アキュムレータに対し
て給排油を行う流量制御弁を制御する制御部を備えたも
のであるので、−段と良好でかつ安定した制振特性を得
ることができる。

また、従来のように、４輪の絶対速度を４輪の加速度か
ら個々に推定演算するという繁雑な処理が不要となる。

これにより、制御回路の構成を一段と簡易化することが
できると共に、迅速な制振応答性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例である車両用サスペンシ
ョン装置の構成を示すブロック図、第２図は同車両用サ
スペンション装置に適用される流１制御弁の電流−浦流
出入星特性を示す特性曲線図、第３図は同車両用サスベ
ンジクン装置に適用される制御装置の働きを示すブロッ
ク線図、第４図は同車両用サスペンション装置の制振動
作時における信号伝達の様子を示すブロック線図ミ・第
５図は同車両用サスペンション装置の制振特性を示ス図
、第６図は従来のパッシブ・サスペンション装置の制振
特性を示す図、第７図は従来のアクティブ・サスペンシ
ョン装置の原理的構成を示すブロック図、第８図は第７
図のアクティブ・サスペンション装置の制振動作時にお
ける信号伝達の様子を示すブロック線図である。 ）・・・・・・１ｇ体、２・・・・・・１Ｆ軸、５・・
・・・・浦ＬＨＨンリンタ、９・・・・・・流ｍ制御弁
、９Ｐ・・・・・・給油側フレ／イド、９Ｒ・・・・・
・排油側ソレノイド、ｌＯ・・・・・・車高センサ、１
１・・・・・・加速度センサ、１２・・・・・・制御部
（制御回路）、１３・・・・・・アキュムレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体車軸間の距離の変動に応じて容積が増減する油圧シ
   リンダと、 前記油圧シリンダに接続され、内部に気体および出入り
   可能な油を含むアキュムレータと、前記車体車軸間の距
   離を検出する車高センサと、当該車体の上下加速度を検
   出する加速度センサとを有し、 前記車高センサの検出信号と第１の定数とを乗算して得
   られる第１の流量制御信号および前記加速度センサの検
   出信号と第２の定数とを乗算して得られる第２の流量制
   御信号に基づいて、前記油圧シリンダおよび前記アキュ
   ムレータに対して給排油を行う流量制御弁を制御する制
   御部を備えたことを特徴とする車両用サスペンション装
   置。