JPH04100717A - 車両用アクティブ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、そのばね力及び減衰力を可変することかで
きる車両用アクティブサスペンション装置に関する。

（従来の技術） この種のアクティブサスペンション装置は、車体と各車
輪との間の夫々に油圧シリンダからなる油圧アクチュエ
ータを介装し、これら油圧アクチユエータを介して、即
ち、油圧でもって車体を支持するようにしている。この
ように車体を油圧で支持していれば、例えば、車体と車
輪との相対変位に比例して、油圧アクチュエータの油圧
を制御することにより、この油圧アクチュエータをばね
として機能させることができ、また、車体と車輪との相
対速度に比例して、油圧アクチュエータの油圧を制御す
れば、この油圧アクチュエータをダンパとして機能させ
ることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、各油圧アクチュエータの油圧を上記相対変位
及び相対速度に比例して制御する際、夫々の比例定数、
即ち、ばね要素ゲイン及びダンパ要素ゲインの値を一定
とすると、この場合、サスペンションとしての強さ、つ
まり、その固さは一義的に決定されてしまい、好ましい
ものではない。

また、車両が悪路を走行するような場合にあっては、サ
スペンション自体が容易にフルバンプ又はフルリバウン
ドしてしまう虞もある。

よって、油圧アクチュエータを使用してサスペンション
装置を実現するに際しては、その固さを車輪と車体との
間の上下方向の相対変位や、また、その走行路面が悪路
か否かに応じて可変することができるアクティブサスペ
ンション装置が望まれている。

この発明は、上述した事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、車輪と車体との間の相対変位
及び走行路面が悪路か否かに基づき、サスペンションと
しての固さを適切に可変することができる車両用アクテ
ィブサスペンション装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明のアクティブサスペンション装置によれば、車
体と各車輪との間に夫々介装され、車体を支持する伸縮
可能な／Ｅｉ］ｒｌＥ支持手段と、油圧支持手段が伸縮
する際、その伸縮ストロークを検出するストローク検出
手段と、油圧支持手段の目標ストローク位置と伸縮スト
ロークとの間の偏差に基づき、ばね力に対応する油圧支
持手段の第１油圧制御量を求める手段と、油圧支持手段
のストローク速度を検知するストローク連間検知手段と
、ストローク速度に基づき、減衰力に対応する油圧支持
手段の第２油圧制御量を求める手段と、第１油圧制御量
及び第２油圧制御量を油圧支持手段の伸縮ストローク及
び車両の走行路面かＶ路か否かにに応じて制限する制限
手段と、制限手段により制限された第１及び第２油圧制
御量に基づき、油圧支持手段に対する油圧の給排を制御
する油圧制御手段とを備えて構成されている。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、ばね
力に対応した第１油圧制御量及び減衰力に対応した第２
油圧制御量に基づき、油圧支持手段に対する油圧の給排
を制御する際、これら第１及び第２油圧制御量を油圧支
持手段の伸縮ストローク及びその走行路面が悪路か否か
に応じて制限する制限手段を備えているから、そのサス
ペンションとしての固さを適切に可変できることになる
。

即ち、油圧支持手段に於ける伸縮ストロークの変位量が
小さい場合には、第１及び第２油圧制御量を大きく制限
して、油圧支持手段に対する油圧の給排を制御すれば、
サスペンションとしての固さを柔らかくでき、これに対
し、油圧支持手段に於ける伸縮ストロークの変位量が大
きい場合には、第１及び第２油圧制御量の制限を小さく
して、油圧支持手段に対する油圧の給排を制御すれば、
サスペンションとしての固さを固くすることが可能とな
る。また、走行路面が悪路と判断された場合にあっては
、上述した場合よりも、伸縮ストロークの変位量に対す
る第１及び第２油圧制御量の制限を更に小さくすること
で、サスペンションとしての固さをより固くてきること
になる。

（実施例） 第１図は、車両の油圧アクティブサスペンション装置の
構成を示す。この図には、各輪、即ち、左右前輪及び左
右後輪の夫々に設けられる油圧支持手段としてのサスペ
ンションユニットＩ２が示されており、このサスペンシ
ョンユニット１２のサスペンションスプリングＩ３及び
単動型の油圧シリンダからなる油圧アクチュエータ１４
は、車体７と車輪８との間に介装されている。尚、第１
図には、１つの車輪と組み合わされるサスペンションユ
ニットが代表して図示されている。

サスペンションユニット１２の制御バルブ１７は、油圧
アクチュエータ１４の油圧室１５に連通する油路１６と
、後述する供給油路１４及び排出油路６との間に介挿さ
れている。油路１６の途中には、分岐路１６ａの一端が
接続されており、分岐路１６ａの他端には、アキュムレ
ータ２０が接続されている。アキュムレータ２０内には
ガスが封入されており、カスの圧縮性により、所謂ガス
ばね作用が発揮される。そして、分岐路１６ａの途中に
は、絞り１９か配設されており、絞り１９は、アキュム
レータ２０と油圧アクチュエータ１４の油圧室１５との
間を流れる作動油の油量を規制し、これにより、所望の
振動減衰効果が発揮されることになる。

前述した供給油路４の他端は、オイルポンプ１の吐出側
に接続されており、オイルポンプ１の吸い込み側は、油
路２を介してリザーブタンク３内に連通している。従っ
て、オイルポンプ１が駆動されると、リサーブタンク３
内に貯留されている作動油は、供給油路４側に吐出され
る。供給油路４には、オイルポンプ１側から順にオイル
フィルタ９、チエツクバルブ１０及びライン圧保持用の
アキュムレータ１１か配設されている。チエツクバルブ
１０は、オイルポンプｌ側からサスペンションユニット
１２側に向かう作動油の流れのみを許容するものであり
、このチエツクバルブｌＯによりアキュムレータ１１内
に高圧の作動油を蓄えることかできる。

制御バルブ１７は、供給される電流値に比例して、その
弁開度を変化させるタイプのものであり、この弁開度に
応じて、供給油路４側と排出油路６側との間での油量の
給排、つまり、油圧アクチュエータ１４に対する油圧の
給排を制御することかできる。そして、制御バルブ１７
に供給される電流値が犬である程、油圧アクチュエータ
１４内の油圧、即ち、その発生する支持力が増大するよ
うに構成されている。制御バルブ１７から排出油路６側
に排出される作動油は、前述したりザーバタンク３に戻
される。

制御バルブＩ７は、コントローラ３０の出力側に電気的
に接続され、コントローラ３０からの駆動信号により、
その作動か制御されるようになっている。それ故、コン
トローラ３０の入力側には、各種のセンサが夫々接続さ
れており、これらセンサには、車体７に取付けられ、車
体７に作用する横加速度Ｇｙを検出する横Ｇセンサ３１
、車両のステアリングハンドル（図示しない）の舵角θ
Ｈを検出するハンドル角センサ３３、車両の車速Ｖを検
出する車速センサ３４等かある。

更に、コントローラ３０には、各車輪８毎に設けられる
車高センサ３２もまた電気的に接続されている。各車高
センサ３２は、車体７側に取付けられ、その車輪８のサ
スペンションアーム（図示しない）の変位量、つまり、
車輪８と車体７との相対変位から車高を検出するように
構成されている。これを換言すれば、車高センサ３２は
、サスペンションユニット１２、即ち、油圧アクチュエ
ータ１４の伸縮ストロークに対応する検出信号を出力す
ることになる。

次に、コントローラ３０により制御されるサスペンショ
ンユニット１２の作動に関し、第２図のブロック線図を
参照して説明する。

先ず、１つの車輪８と組をなす車高センサ３２から得た
油圧アクチュエータ１４の伸縮ストロークＳａは、減算
部４０に供給され、また、この減算部４０には、その油
圧アクチュエータ１４に於ける目標ストロークＳｏもま
た供給されるようになっている。

ここで、目標ストロークＳｏは、例えば、車速センサ３
４で得た車速Ｖ等に基ついて設定され、車両が高速域で
走行中にあるときには、その目標ストロークＳｏを低下
させて車高を低くするようにしている。

前述した減算部４０ては、目標ストロークＳ。

と伸縮ストロークＳａとの開の偏差△Ｓか算出され、そ
して、この偏差ΔＳは、次の第１油圧制御量算出部４１
に供給される。この第１油圧制御量算出部４１ては、減
算部４０で得た偏差ΔＳ、即ち、車輪８と車体７との相
対変位ΔＳに、所定のばね要素ゲインＫｓか乗算される
ことで、第１油圧制御量Ｐｓが算出されることになる。

従って、第１油圧制御量Ｐｓは、油圧アクチュエータ１
４の伸縮ストロークＳａに比例するサスペンションとし
ての等測的なばね力に相当する。

一方、減算部４０で得た偏差、即ち、前記相対変位ΔＳ
は、微分演算部４２にて微分処理され、これにより、微
分演算部４２からは、車輪８と車体７との間の相対速度
Ｘか出力されることになる。

この相対速度Ｘは、次に、第２油圧制御量算出部４３に
供給され、そして、この第２油圧制御量算出部４３では
、相対速度Ｘに所定のダンパ要素ゲインＫＤが乗算され
ることで、第２油圧制御量ＰＤか算出されることになる
。ここで、第２油圧制御量ＰＤは、油圧アクチュエータ
１４の伸縮ストローク速度に比例するようなサスペンシ
ョンとじての等測的な減衰力に相当するものとなる。

上述したようにして算出された第１及び第２油圧制御量
Ｐｓ、ＰＤは、加算部４４に供給されて相互に加算され
、合算油圧制御量Ｐ１が得られることになる。

このようにして合算油圧制御量ＰＩが算出されると、こ
の合算油圧制御量Ｐ１は、次の制限油圧制御量算出部４
５に供給され、この制限油圧制御量算出部４５にて、制
限油圧制御量Ｐ２が算出される。具体的には、合算油圧
制御量Ｐ１に所定の制限ゲインに１を乗算することで、
制限油圧制御量Ｐ２が算出されるようになっており、ま
た、この実施例の場合、制限ケインＫ１１ｔ、制限ゲイ
ン算出部４６にて算出されるものである。

制限ゲイン算出部４６には、車高センサ３２から得た油
圧アクチュエータ１４の伸縮ストロークＳａ及び悪路判
別部４７からの悪路判定信号か夫々供給されるようにな
っている。この実施例の場合、悪路判定部４７は、前記
微分演算部４２て求めた上下速度Ｘの変化動向から、そ
の走行路面か悪路であるか否かを判別するものとなって
いる。

この点に関して具体的に説明すれば、悪路判別部４７で
は、上下速度Ｘがある閾値を越えて変化する回数を計数
し、その計数値か所定時間当たりに一定回数以上となっ
たとき、悪路であると判別するようになっている。尚、
悪路判別部４７は、上下速度Ｘの変化動向から悪路か否
かを判別するものに限らず、車体７の上下加速度を検出
する上下Ｇセンサからのセンサ信号等に基づき、悪路か
否かを判別するものであってもよい。

そして、制限ゲイン算出部４６では、第３図のマツプか
ら、伸縮ストロークＳａの変化量に基ついて、制限ケイ
ンＫｌか設定され、そして、その制限ゲインＫｌが前述
した制限油圧制御量算出部４５に供給されるようになっ
ている。

ここで、第３図には、走行路面が悪路か良路かによって
、２つのマツプか示されており、第３図中実線は良路モ
ートを示し、これに対し、破線は悪路モートを示してい
る。良路モートでの制限ゲインに１は、伸縮ストローク
Ｓａの変化量が所定範囲６８１以内では０に設定され、
そして、変化量が所定範囲ΔＳ１を越えて変化したとき
には、その変化量の増加に従って大きくなるようように
なっている。そして、伸縮ストロークＳａの変化量が所
定範囲６８２以上となった場合、制限ゲインに１は、最
大値例えば１．０をとるようになっている。

一方、悪路モードでの制限ゲインに１は、第３図から明
らかなように、良路モードでの場合よりも、伸縮ストロ
ークＳａの変化量に対し、大きくなるように設定されて
いる。つまり、悪路モードでの制御ゲインに１は、伸縮
ストロークＳａの変化量か例え０であっても、例えば０
以上のある値をとるようになっており、そして、その伸
縮ストロークＳａの変化量の増加に伴い、更に増加する
ものとなっている。

従って、制限ゲイン算出部４６では、先ず、悪路判別部
４７にて判別された路面状態に応し、その路面が良路で
ある場合には、実線の良路モートから、伸縮ストローク
Ｓａの変化量に基づき、制限ゲインに１が算出されるこ
とになり、これに対し、悪路判別部４７にて、その路面
が悪路であると判別された場合にあっては、破線の悪路
モードから、伸縮ストロークＳａの変化量に基づき、制
限ゲインＫｌが算出されることになる。

尚、上述した制限ゲインＫｌの算出手順は、第４図のフ
ローチャートで簡単に示されるものとなる。このフロー
チャートに於いて、先ず、そのステップＳ１では、その
走行路面が悪路か否かが判別され、ここで、良路である
と判別された場合には、ステップＳ２に示されるように
、良路モードから制限ゲインＫｌが読み込まれ、これに
対し、ステップＳ１にて悪路と判別された場合には、ス
テップＳ３にて、その悪路モードから制限ゲインに１が
読み込まれることとなる。

制限油圧制御量算出部４５にて、前述した制限ゲインに
１を考慮して制限油圧制御量Ｐ２か算出されると、コン
トローラ３０は、制限油圧制御量Ｐ２に対応した制御信
号を制御バルブ１７に供給し、これにより、制御バルブ
１７の作動を介して、油圧アクチュエータ１４内の油圧
か制御されることとなる。つまり、油圧アクチュエータ
１４は、制限油圧制御量Ｐ２に基づき、サスペンション
としてのばね及びダンパの機能を夫々発揮することとな
る。

ここで、前述した第３図の明らかなように、その走行路
面か良路である場合、制限ゲインに１は、良路モードに
基ついて設定されるから、油圧アクチュエータＩ４の伸
縮ストロークＳａの変化量が小さいと、例え、合算油圧
制御量Ｐ１が算出されても、この場合、制限油圧制御量
Ｐ２は０か又は殆ど０に近い値となる。このため、油圧
アクチュエータ１４は、等価的なばね力及びダンバカを
発生することがなく、この場合、車輪８に対する車体７
の相対変位及び相対速度、即ち、車両の走行時、路面か
ら車体７に入力される僅かな振動は、第１図に示されて
いるように、サスペンションスプリング１３の存在、ま
た、油圧アクチュエータ１４の油圧室１５が絞り１９を
介してアキュムレータ２０に連通していることで、効果
的に吸収且つ減衰でき、その乗り心地を向上させること
ができる。

一方、良路の場合であっても、その伸縮ストロークＳａ
の変化量が大きくなると、変化量の増大に従い、制限ゲ
インに１も大きくなるから、つまり、合算油圧制御量Ｐ
２の制限率が小さくなるから、制限油圧制御量Ｐ２が大
きな値をとることになる。従って、この場合、油圧アク
チュエータ１４は、等価的なばね力及び減衰力をその伸
縮ストロークＳａの変化量及び変化速度に応じて大きく
発揮することとなる。伸縮ストロークＳａの変化量が更
に大きくなると、制限ゲインに１はその最大値１．０を
とることになり、このような状況に於いては、合算油圧
制御量Ｐ１と制限油圧制御量Ｐ２とか一致することにな
り、油圧アクチュエータ１４は、更に大きなばね力及び
減衰力を発揮することかできる。

一方、走行路面か悪路である場合、制限ゲインに１は、
第３図の悪路モートから読み込まれるから、伸縮ストロ
ークＳａの変化量が例え小さくても、この場合には、良
路の場合に比へて、その制限ケインに１は大きな値をと
る。従って、悪路を走行する場合にあっては、合算油圧
制御量Ｐ２の制限率か小さくなって、制限油圧制御量Ｐ
２が大きくなることから、油圧アクチュエータ１４は、
最初から大きなばね力及び減衰力を発揮することかでき
る。このように伸縮ストロールＳａの変化量が小さな領
域から、油圧アクチュエータ１４に大きなばね力及び減
衰力を発揮させるようにし、そして、その伸縮ストロー
クＳａの変化量の増大に伴い、そのばね力及び減衰力を
更に大きく発揮させるようにすれば、油圧アクチュエー
タ１４の伸縮ストロークを制限でき、そのフルハンプ及
びフルリバウンドの発生を効果的に抑制できることにな
る。

尚、上述の説明は、１つの車輪８と組をなすサスペンシ
ョンユニット１２に関してのものであるか、他のサスペ
ンションユニットＪ２に於いテモ、その油圧アクチュエ
ータ１４内の油圧が同様にして制御されることは勿論で
ある。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
く、例えば、アクティブサスペンション装置の具体的な
構成等は、第１図に示されているものに限らす、適宜変
更可能である。また、第１図ノコントローラ３０は、実
際上は、マイクロコンピュータを含む回路で実現できる
ものである。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の車両用アクティブサス
ペンション装置によれば、油圧支持手段の伸縮ストロー
ク、つまり、その伸縮ストロークの変化量とその走行路
面が悪路か否かに応じて、ばね力に対応する油圧支持手
段の第１油圧制御量及び減衰力に対応する第２油圧制御
量を制限するようにしであるから、走行路面が良路であ
り、且つ、上記変化量か小さいときには、その制限率を
大きくすることで、油圧支持手段が発揮する等測的なば
ね力及び減衰力を小さくして、その乗り心地を向上でき
、これに対し、上記変化量が大きな場合には、油圧支持
手段に大きなばね力及び減衰力を発揮させることができ
る。また、走行路面が悪路である場合には、例え、上記
伸縮ストロークの変化量か小さ（でも、第１油圧制御量
及び第２油圧制御量の制限率を小さくすることで、油圧
支持手段が発揮するばね力及び減衰力を最初から大きく
しておくことかでき、サスペンションのフルダンプ及び
フルリバウンドを効果的に抑制することができる。従っ
て、この発明のアクティブサスペンションによれば、油
圧支持手段の伸縮ストローク及び路面状況に応し、その
サスペンションとしての固さを弱い領域から固い領域ま
での全域に亙って、適切に可変できることから、その制
御自由度を大きく確保できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、アクテ
ィブサスペンション装置の概略構成図、第２図は、コン
トローラの作動を説明するためのブロック線図、第３図
は、油圧アクチュエータの伸縮ストロークの変化量に対
する制限ゲインを示したグラフ、第４図は、路面状態に
応した制御ゲインの設定手順を示すフローチャートであ
る。 ７・・・車体、８・・・車輪、■３・・・サスペンショ
ンスプリング、１４・・・油圧アクチュエータ、１７・
・・制御バルブ、２０・・・アキュムレータ、３０・・
・コントローラ、３２・・・車高センサ。 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 第１図 第２図 第３図 イ申縛ストローク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体と各車輪との間に夫々介装され、車体を支持する伸
   縮可能な油圧支持手段と、油圧支持手段が伸縮する際、
   その伸縮ストロークを検出するストローク検出手段と、
   油圧支持手段の目標ストローク位置と伸縮ストロークと
   の間の偏差に基づき、ばね力に対応する油圧支持手段の
   第１油圧制御量を求める手段と、油圧支持手段のストロ
   ーク速度を検知するストローク速度検知手段と、ストロ
   ーク速度に基づき、減衰力に対応する油圧支持手段の第
   ２油圧制御量を求める手段と、第１油圧制御量及び第２
   油圧制御量を油圧支持手段の伸縮ストローク及び車両の
   走行路面が悪路か否かに応じて制限する制限手段と、制
   限手段により制限された第１及び第２油圧制御量に基つ
   き、油圧支持手段に対する油圧の給排を制御する油圧制
   御手段とを具備したことを特徴とする車両用アクティブ
   サスペンション装置。