JPH0450014A - 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、自動車等の車両に使用され、油圧アクチュ
エータ（油圧支持手段）により、突起乗り越し時の衝撃
力を緩和す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） 従来、車両の上下振動を吸収、緩和する所謂アクティブ
サスペンション装置が提案されている。

このアクティブサスペンション装置は、各車輪毎に、車
輪と車体間に油圧アクチュエータを介装し、この油圧ア
クチュエータの油圧室をオリフィスを介してアキュムレ
ータに接続すると共に、オイルポンプから各油圧アクチ
ュエータの油圧室に作動油を供給する油路の途中に、比
例電磁弁からなる制御弁を配置して構成されている。そ
して、このアクティブサスペンションにより、車両の上
下振動を制御する場合には、ばね上Ｇセンサからの振動
入力情報に基づいてコントローラにより上述の制御弁の
作動を制御し、車体に発生する比較的低周波の振動を低
減するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） このような従来のアクティブサスペンション装置におい
ては、車体上下方向の比較的低周波の振動を良好に押さ
えることができるが、突起乗り越し時や舗装の継ぎ目走
行時において発生する衝撃的な振動を充分に抑制するこ
とができなかった。

このような衝撃的な振動を抑制するためには、入力する
衝撃力を充分に吸収できるように、油圧アクチュエータ
の油圧の給排を制御する必要がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、入力する衝撃的な振動に対して、適格に油圧支持
手段の油圧制御ができるよう図ったアクティブサスペン
ション装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本発明の車両用アクティ
ブサスペンション装置は、車体と車輪間に介装され、供
給される油圧の大きさに応じて支持荷重を変化させる油
圧支持手段と、油圧源から該油圧支持手段に供給する油
圧の大きさを制御する油圧制御手段と、車両前方の振動
入力物体を検出する振動入力検出手段とを備え、前記油
圧制御手段は、前記振動入力検出手段が振動入力物体を
検出したとき、車輪が該振動入力物体を通過する迄に、
前記油圧支持手段の油圧を、車高変化が生じない油圧値
を限度に下げることを特徴とする。

（作用） 油圧支持手段は、油圧制御手段から供給される油圧に応
じて、車体の支持荷重を変化させるものであるが、前記
油圧支持手段の構成部品間の摩擦力により、その摩擦力
より僅かに小さい値に対応する油圧分だけ油圧を減じて
も油圧支持手段は伸縮せず車高は一定に保たれることに
なる。

油圧制御手段はこの摩擦力を考慮し、遅くとも車輪が突
起等の振動入力物体通過時までに、油圧支持手段の構成
部品間の摩擦力相殺分、すなわち、車高変化が生じない
油圧値を限度に予め油圧支持手段の油圧を減圧しておく
と、振動入力物体を車輪が乗り越した時点で、油圧支持
手段の油圧が急増しようとするとき、この減圧分だけ衝
撃力が緩和されることになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明に係る自動車の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、各軸層に設けられ
るサスペンションユニット（一つの車輪のサスペンショ
ンユニットが代表して図示されている）１２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１３および単動型の油圧アクチュエータ１
４は、車体７と車輪８間に介装されている。

油圧アクチュエータ１４は、シリンダ１４ａと、シリン
ダ１４ａ内を液密に、上下方向に摺動するピストン１４
ｂとを備え、シリンダ１４ａとピストン１４ｂとで油圧
室１５が画成されている。

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に連通ずる油路１６と
、後述する供給油路４および排出油路６との間に介装さ
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、ガスの圧縮性により、いわゆるガス
ばね作用が発揮される。そして、分岐路１６ａの途中に
は絞り（第１のオリフィス）１９が配設されており、ア
キュムレータ２０と油圧アクチュエータ１４の油圧室１
５との間を流れる作動油の油量を規制することにより、
振動減衰効果が発揮される。

油路１６とアキュムレータ２０間にはオリフィス１９を
バイパスするバイパス路１６ｂが接続され、このバイパ
ス路１６ｂには第２のオリフィス２１と切替バルブ２２
が配設されている。第２のオリフィス２１は第１のオリ
フィス１９よりオリフィス径が大であり、切替バルブ２
２は非通電時にはオフ状態（図示状態）にあり、切替バ
ルブ２２が開成すると、作動油は、開成された切替バル
ブ２２およびオリフィス２１を介してアキュムレータ２
０と圧力室１５間を流れることができ、これにより振動
減衰効果が弱まる。すなわち、切替バルブ２２のオンオ
フによりサスペンションユニット１２の支持剛性が２段
階に変化することになる。

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の吸入側は油路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ｌが作動するとリザーブタンク３内に貯留され
ている作動油が供給油路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
ツク弁１０およびライン圧保持用のアキュムレータ］１
が配設されている。チエツク弁１０は、オイルポンプ１
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、このチエツク弁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
が出来る。

制御バルブ１７は、供給される電流値に比例して弁開度
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側から排出油路６側に流出する油量を制御
することにより油圧アクチュエータ１４に作用する圧力
を制御するものである。そして、制御バルブ１７に供給
される電流値が大であるほど、油圧アクチュエータ１４
の発生する支持力（支持荷重）が増大するように構成さ
れている（第２図参照）。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リザーブタンク３に
戻される。

制御バルブ１７および切替バルブ２２はコントローラ３
０の出力側に電気的に接続されており、コントローラ３
０からの駆動信号により作動制御される。コントローラ
３０の入力側には、サスペンションユニット１２を制御
するための各種センサ、例えば、各車輪毎に設けられ、
車体に作用する上下方向の加速度を検出するばね上Ｇセ
ンサ３１、各車輪毎に設けられ、車輪のストローク量を
検出する車高センサ３２、車両前方の路面の突起等を検
出するためのプレビューセンサ３３、車両の走行速度を
検ａする車速センサ３４等が接続されている。車輪毎に
配設された、前述の制御バルブ１７および切替バルブ２
２は、これらのセンサの検出信号に基づいて作動制御さ
れる。

なお、プレビューセンサ３３としては、例えば、超音波
センサが使用され、このセンサ３３は、車体前部に、車
体前方で且つ斜め下方に向けて取付けられる（第３図参
照）。

通常の走行時には、切替バルブ２２は閉じられており、
路面から車体に入力する僅かな振動は、油圧アクチュエ
ータ１４の油圧室１５がオリフィス１９を介してアキュ
ムレータ２ｏに連通していることにより吸収され、減衰
される。また、制御バルブ１７には、ばね上Ｇセンサ３
１等の出力信号に応じて所要の大きさの電流が供給され
、油圧アクチュエータ１４に供給される作動油圧がＰ’
ｌＤ制御され、これにより、車体の上下振動が抑制され
る。

一方、プレビューセンサ３３により車体前方に突起等の
振動入力物体を検出した場合、コントローラ３０は切替
バルブ２２を切り替えてサスペンションユニット１２の
支持剛性を低下させると共に、詳細は後述するように制
御バルブ１７の供給電流値を所定値だけ下げて油圧アク
チュエータ１４の油圧を低下させる。

切替バルブ２２の切り替えによる支持剛性の制御につき
、より具体的に説明すると、コントローラ３０は、プレ
ビューセンサ３３がら入力する信号値を常時監視してお
り、この信号値の変化から突起等を検出する。そして、
車速センサ３４が検出する車速に応じ、突起等を検出し
た時点から車輪がこの突起を乗り越すまでの時間遅れを
予測し、車輪が突起を乗り越す迄に切替バルブ２２を開
成し、突起乗越時には、支持剛性を小に切り替える。

突起乗越後に、切替バルブ２２は再び閉じられる。

次に、コントローラ３Ｇによる突起乗り越し時等におけ
る油圧アクチュエータ１４の油圧制御（プレビュー制御
）の手順を第４Ａ図、第４Ｂ図および第５図を参照して
説明する。

まず、コントローラ３０はプレビューセンサ３３がらの
検出信号値を読み込む（ステップＳ１．０）。

そして、読み込んだプレビューセンサ３３の検出信号値
から車両前方に突起等が存在するが否かを判別する（ス
テップ５１２）。ステップＳ１２の判別結果が否定（Ｎ
Ｏ）の場合には、ステップＳ１４において後述するフラ
グ値ＦＬＧＰＶを判定し、このフラグ値ＦＬＧＰＶかｌ
でないことを確認して当該ルーチンを終了する。

ステップＳＩ２における判別が肯定（Ｙｅｓ）の場合に
は、遅延時間Ｔが演算される（ステップ５１６）。この
遅延時間は、突起等を検出した時点から、車輪がその突
起等を乗り越す直前に所定の油圧に切り替えるべく制御
バルブ１７を制御するタイミングを計測するためのもの
であり、次式（１）、　　（２）により演算される。

Ｔ”　（Ｌｌ　＋Ｌ２　）　／Ｖ　　　　　　・・・（
１）Ｔ−（Ｌ　＋　＋　Ｌｘ　＋　Ｌｖ　）　／　Ｖ　
　　・・・（２）ここに、（１）式は前輪に対する遅延
時間を求めるものであり、（２）式は後輪に対する遅延
時間を求めるものである。Ｌ工はセンサ３３と検出され
る突起等間の最小検出距離、Ｌ、はセンサ３３と前輪間
の距離、Ｌｗは車輪間距離（ホイールベース）、■は車
速センサ３４により検出される車速である（第３図参照
）。

次に、ステップ３１８に進み、保持タイマを後述するタ
イマ値Ｔ′にセットしてこれをスタートさせる。このタ
イマは、前輪用および後輪用にそれぞれ用意されており
、セットされるタイマ値下までカウントアツプするとオ
ン信号を出力するアップカウンタであり、カウントアツ
プした時点で、前輪側または後輪側の対応する制御バル
ブ１７の電流値が、後述するように元の値に戻される。

セットされるタイマ値Ｔ′　は次式（３）により演算さ
れる。

Ｔ’　　＝Ｔ＋ＴＯ・・・　（３） ここに、Ｔｏは制御バルブ１７の電流値を所定値だけ低
下させた状態に保持する保持時間であり、例えば、０．
１ｓｅｃに設定される。なお、制御バルブ１７の電流に
関する所定値は、実験等により求められ、サスペンショ
ンユニット構成部品間の摩擦力相当分の支持荷重より僅
かに小さい値に対応する電流値に設定される。この所定
値だけ低い電流値で制御バルブ１７を作動させ、油圧ア
クチュエータＩ４の圧力室１５の油圧を減圧させた場合
、サスペンションユニット１２の構成部品間の摩擦力に
より油圧アクチュエータ１４のストローク量は変化せず
、車高は一定に保持される。又、Ｔは前式（１）又は（
２）により演算された遅延時間である。

次いで、フラグ値ＦＬＧＰＶが１であるか否かを判別す
る（ステップ５２０）。このフラグＦＬＧＰＶは、プレ
ビュー制御が実行されていることを示すためのプログラ
ム変数である。突起等の検出後に初めてこのステップを
実行する場合にはその値は０であり、ステップＳ２２に
進んで、遅延タイマに上述のタイマ値Ｔをセットしてス
タートさせると共に、フラグ値ＦＬＧＰＶを１にセット
する（第５図のｔｏ時点）。遅延タイマは前述のステッ
プＳ１６で設定した遅延時間Ｔをカウントするためのも
ので、このタイマも、前輪用および後輪用にそれぞれ準
備されている。そして、セットされるタイマ値までカウ
ントアツプするとオン信号を出力するアップカウンタで
あり、カウントアツプした時点で、対応する前輪側また
は後輪側の制御バルブ１７の電流値が所定値だけ下げら
れる。

遅延タイマをスタートさせると、ステップＳ２４に進み
、この遅延タイマがカウントアツプしたか否かを判別す
る。このステップが遅延タイマをスタートさせた直後に
実行された場合には、この判別結果は勿論否定であり、
当該ルーチンを終了する。そして、新たな突起を検出し
ない限り、この遅延タイマがカウントアツプし終わるま
で、ステップ３１２，８１４．Ｓ２４が繰り返し実行さ
れることになる。

遅延タイマがカウントアツプし終えると（第５図に示す
ｔ２時点）、ステップ３２６に進み、前述した保持タイ
マがカウントアツプしたか否かを判別する。遅延タイマ
がカウントアツプされた直後の時点では保持タイマはい
まだカウント中であり（判別結果が否定）、このような
場合にはステップＳ２８に進み、制御バルブＩ７の電流
値を所定値だけ下げ、当該ルーチンを終了する。

これにより、油圧アクチュエータ１４の圧力室１５の作
動油圧は、下げられた所定電流領分に対応して減圧され
る。

ステップＳ２６における判別結果が肯定になるまで（第
５図のｔ３時点）、すなわち、保持タイマがカウントア
ツプし終えるまで、ステップ８２８が引き続き実行され
、油圧アクチュエータ１４の圧力室１５の作動油圧は減
圧状態に保持される。

この間、油圧アクチュエータ１４の圧力室１５の作動油
圧が減圧されるため、サスペンションスプリング１３．
オリフィス１９．２１およびアキュムレータ２０により
構成されるサスペンションユニット全体のもつバネ定数
を減少させ、衝撃力に対し適格な緩和が図られることに
なる。

ステップＳ２６の判別結果が肯定になると、ステップＳ
３０が実行され、制御バルブの電流値を上げて油圧アク
チュエータＩ４の圧力室１５の作動油圧を元の油圧値に
戻すと共に、フラグ値ＦＬＧＰＶが０にリセットされて
、当該ルーチンを終了する（第５図のｔ３時点）。

ところで、プレビュー制御中に別の突起等を検出したよ
うな場合（例えば、第５図のｔ１時点において別の突起
等を検出した場合）には、ステップＳ１２の判別結果が
再び肯定となり、遅延時間Ｔの演算（ステップ８１６）
および保持タイマの再スタート（ステップ８１８）が実
行される。

一方、フラグ値ＦＬＧＰＶの判別により遅延タイマの再
スタートは行われないので、油圧アクチュエータ１４の
圧力室１５の作動油圧を元の油圧値に戻すための制御バ
ルブの電流値を上げるタイミングが、保持タイマを再ス
タートさせることにより、第５図中破線で示すｔ４時点
まで遅れることになり、この間、初めに検出した突起等
および後で検出した突起等による衝撃力が緩和されるこ
とになる。

上記実施例では、遅延時間Ｔを前輪又は後輪の突起等の
通過時に合わせ（１）又は（２）式により設定している
が、本発明は上述の実施例に限定されることなく、突起
等の通過迄に制御バルブ１７を油圧低の状態に切り替え
ればよく、例えば、プレビューセンサ３３により振動入
力物体を検出すると同時に、油圧を切り替えるようにし
てもよい。但し、この場合は保持時間Ｔ０を、少なくと
も前輪または後輪が突起等を完全に通過するに必要な時
間に設定することが本発明の効果を得る上で必要である
。

また、上記実施例では、車高に変化が生じない油圧値を
限度として、制御バルブ１７の電流値を下げ、油圧アク
チュエータ１４の圧力室１５の油圧を減圧させているが
、本発明は上述の実施例に限定されることなく、車高が
多少下降することを許容するならば、減圧する油圧の大
きさは、前述した摩擦力に相当する値よりも大きくても
よい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の車両用アクティブ
サスペンション装置によれば、センサ手段が振動入力物
体を検出したとき、車輪に振動が入力する時点までに、
油圧制御手段が前記油圧支持手段の油圧の給排を変化さ
せて、車高に変化が生じない油圧値を限度に、油圧支持
手段の支持荷重を小にさせることにより、油圧支持手段
の構成部品間の摩擦力を相殺し、車輪が振動入力物体を
乗り越す際の衝撃力を充分に吸収させるので、乗り心地
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両用アクティブサスペンショ
ン装置の概略構成を説明するためのブロック図、第２図
は、第１図に示す制御バルブＪ７に供給される電流値■
と、その電流値■により制御バルブ１７の吐出側に発生
するアクチュエータ圧力との関係を示すグラフ、第３図
は、プレビューセンサ３３が突起を検出した位置と車輪
位置との関係を示す図、第４Ａ図および第４Ｂ図は、コ
ントローラ３０により実行されるプレビュー制御の手段
を示すフローチャート、第５図は、プレビューセンサ３
３が突起を検出したタイミングと、制御バルブ１７に供
給される電流値の時間変化を示すグラフである。 １・・・オイルポンプ、７・・・車体、８・・・車輪、
１２・・・サスペンションユニット（油圧支持手段）、
１３・・・サスペンションスプリング、１４・・・油圧
アクチュエータ、１５・・・油圧室、１７・・・制御バ
ルブ（油圧制御手段）、２２・・・切替バルブ、３０・
・・コントローラ（油圧制御手段）、３３・・・プレビ
ューセンサ （振動入力検出手段） ３４・・・車速センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体と車輪間に介装され、供給される油圧の大きさに応
   じて、支持荷重を変化させる油圧支持手段と、油圧源か
   ら該油圧支持手段に供給する油圧の大きさを制御する油
   圧制御手段と、車両前方の振動入力物体を検出する振動
   入力検出手段とを備え、前記油圧制御手段は、前記振動
   入力検出手段が振動入力物体を検出したとき、車輪が該
   振動入力物体を通過する迄に、前記油圧支持手段の油圧
   を、車高変化が生じない油圧値を限度に下げることを特
   徴とする車両用アクティブサスペンション装置。