JPH0450015A - 車両用アクティブサスペンション装置 - Google Patents

車両用アクティブサスペンション装置

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JPH0450015A
JPH0450015A JP2160643A JP16064390A JPH0450015A JP H0450015 A JPH0450015 A JP H0450015A JP 2160643 A JP2160643 A JP 2160643A JP 16064390 A JP16064390 A JP 16064390A JP H0450015 A JPH0450015 A JP H0450015A
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vibration input
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switching valve
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JP2160643A
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Tadao Tanaka
田中　忠夫
Takao Morita
森田　隆夫
Akihiko Togashi
富樫　明彦
Hisahiro Kishimoto
岸本　尚浩
Hiroaki Yoshida
裕明 吉田
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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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、突起等乗り越し時の衝
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、車体の上下方向の振動を良好に抑制することがで
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、油圧支持手段の支持
剛性を小に変化させてやる必要がある。
しかしながら、入力する衝撃力があまりにも大きい場合
にも、同じように支持剛性を小にすると、サスペンショ
ンがフルストロークし、油圧アクチュエータのシリンダ
が車体に激しく衝突し、かえって乗り心地を悪化させる
ことになる。
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、衝撃のタイプに
応じて最適な油圧支持手段の油圧制御ができるよう図っ
た車両用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、油
圧の給排を制御することにより、支持剛性を変化させる
油圧支持手段と、車両前方の振動入力物体を検出し、振
動入力物体の大きさに応じた検出信号を出力する振動人
力検出手段と、前記振動入力検出手段が振動入力物体を
検出したとき、前記油圧支持手段の油圧の給排を変化さ
せる指令信号を出力して油圧支持手段の支持剛性を小に
させる一方、出力信号値が所定上限値を超えるとき、前
記指令信号の出力を禁止する油圧制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。
（作用） 油圧支持手段は、油圧制御手段からの指令信号により油
圧の給排を変化させて、車体の支持剛性を変化させるも
のであるが、衝撃の大きさが上限値を超える場合に油圧
支持手段の支持剛性を小に切す替えると、サスペンショ
ンユニットをフルストロークさせる。
油圧制御手段は、このサスペンションユニットのフルス
トロークを防止するために、振動入力検出手段の出力信
号値が所定上限値を超えるとき、油圧支持手段の支持剛
性を小に変化させることを禁止する。
（実施例） 以下、本発明の第１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Ｉ
４は、車体７と車輪８間に介装されている。
サスペンションユニット１２の制御ハルツ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
２ｏ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２ｏと油圧アクチュエータＩ４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１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１１
が配設されている。チエツク弁ＩＯは、オイルポン７’
　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
１０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。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３Ｉ、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
出し、突起等の大きさに応じた出力信号値を出力するプ
レビューセンサ３３、車両の走行速度を検出する車速セ
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２２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２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２０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Ｉ４に供給される作動油圧がＰＩ
Ｄ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。
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の出力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。詳細は後述するよ
うに、この際コントローラ３０は、プレビューセンサ３
３の出力信号値が、プレビュー制御を行うのに最適な所
定の範囲内にある場合にのみ、切替バルブ２２の切り替
えを行うための指令信号を出力する。
すなわち、第３図に示すように、プレビューセンサ３３
の出力信号には、常にノイズ成分が含まれているため、
全ての入力信号に対し、プレビュー制御を実施していた
のでは、必要以上にサスペンションユニット１２の支持
剛性を変化させることになる。これを防止するため、ノ
イズ成分を分離し、最適なプレビュー制御を行うための
下限のしきい値Ｖ１−を設定する。他方、衝撃力の大き
い突起等の場合にもサスペンションユニット１２の支持
剛性を小にすると、所謂サスペンションユニットのフル
ストローク現象を起こし、却って乗り心地を悪化させる
。これを防止するため、サスペンションユニット１２の
フルストロークが発生シない範囲において最適なプレビ
ュー制御を行うための上限のしきい値Ｖ！が設定される
。ここでＶ！は、車速に応して設定される待機時間ΔＴ
　（Ｖｌ計測後からＶ２を計測するまでの時間）経過後
の信号値として設定される。
これにより、コントローラ３０は、プレビューセンサ３
３の出力信号値が、ここで設定されたプレビュー制御領
域にある場合のみ切替バルブ２２の切り替えを行うため
の指令信号を出力する。
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かこの突起等を乗り越すまでの
時間遅れを予測し、車輪が突起等を乗り越すまでに切替
バルブ２２を開成して、突起等の乗り越し時には、サス
ペンションユニット１２の支持剛性を小に切り替える。
また突起等の乗り越し後、切替バルブ２２は再び閉じら
れる。
次に、コントローラ３０による突起等の乗り越し時にお
ける切替バルブ２２の制御（プレビュー制御）の手順を
第４図、第６図、第７図および第８図を参照して説明す
る。
まず、プレビュー制御の制御ルーチンが次のように実行
される（第４図）。
コントローラ３０は、プレビューセンサ３３の信号値を
常時監視しており、入力する超音波反射波の圧力信号値
■を読み込む（ステップ５ＩＯ）。
そして、読み込んだプレビューセンサ３３の出力信号値
が、前述したノイズ成分を分離するための下限のしきい
値Ｖ１を超えているか否かを判別する（ステップ５１２
）。
ステップＳ］２の判別結果が否定（Ｎｏ）の場合には、
ステップＳＩＯ，Ｓ１２が繰り返される。
ステップＳ１２における判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場
合には、前述の待機時間ΔＴを計時するためのタイマを
スタートさせる（ステップ５１４）。
次に、コントローラ３０は、プレビューセンサ３３の出
力信号値Ｖ、を読み込む（ステップ５１６）。
出力信号値Ｖ、が、しきい値Ｖ１を超えた時点以後に検
出された最大信号値Ｖ　ｍａｘを超えたか否かを判別す
る（ステップ５１８）。
ステップ３１８における判別が肯定（Ｙｅｓ）の場合に
は、ａカ信号値Ｖ６を最大信号値Ｖ　ｍａｘとして書き
換える（ステップ５２０）。
ステップＳ１８における判別が否定（Ｎｏ）の場合、又
は、ステップＳ２０における最大信号値Ｖｍａｘの書き
換えが完了した後、前述した待機時間ΔＴが経過したか
否かを判別する（ステップ５２２）。
ステップＳ２２における判別が否定（Ｎｏ）の場合には
、再びステップＳ１６．ＳＩ８．Ｓ２０が実行され、最
大信号値Ｖｍａｘの書き換えが行われる。
ステップＳ２２における判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場
合には、プレビューセンサ３３の出力信号値が下限のし
きい値Ｖ１を超えた時点がら待機時間△Ｔの経過までの
間に計測された最大信号値Ｖｍａｘが、サスペンション
ユニット１２のフルストロークを防止するために設定さ
れた上限のしきい値Ｖ２を超えているか否かを判別する
（ステップ５２４）。
ステップＳ２４における判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場
合、すなわち、検出された突起が小さく、この突起の乗
り越し時にサスペンションユニット１２の支持剛性を小
にしてもサスペンションユニット】２がフルストローク
しないと判別した場合には、切替バルブ２２を切り替え
るための指令信号を出力するステップＳ３０が実行され
る。
ステップＳ２４における判別結果が否定（ＮＯ）の場合
、すなわち、検出された突起が大きく、この突起の乗り
越し時にサスペンションユニット１２の支持剛性を小に
するとサスペンションユニットのフルストロークを発生
させると判別した場合は、前述したステップＳ３０のプ
レビュー出力は実行されず、タイマリセットとＶＩＩ］
ａＸの消去（ステップ５２６）が実行され当該ルーチン
を終了する。
そして、再びプレビューセンサ３３の出力信号値の監視
をスタートし、次の突起等の到来に備える（ステップ５
１０）。
ここで、第６図を参照して、検出される突起の種々の態
様を示すと、曲線Ａで示される出力信号の場合は、待機
時間ΔＴ経過時までの最大信号値Ｖｍａｘ　　（＝ＶＡ
＊）が上限のしきい値ｖ２を超えているため、ステップ
Ｓ３０のプレビュー出力は実行されない。又、曲線Ｂで
示される出力信号の場合では、待機時間ΔＴ経過時まで
の最大信号値Ｖｍａｘ　　（−ＶＡ２）が上限のしきい
値Ｖ２を超えていないため、ステップＳ３０のプレビュ
ー出力が実行される。
なお、待機時間ΔＴは、前述したとおり車速に応じて設
定されるものであるが、これは一定値であってもよい。
また、ΔＴ経過以後の出力信号値の大きさを評価の対象
としていないのは、所謂緩やかな突起等については、そ
の絶対値が大きくても、サスペンションユニット１２の
支持剛性を小に切り替えたことによるサスペンションユ
ニットのフルストロークが発生しないと予測されるため
である。
次に、前述の指令信号か出力された場合に実行されるプ
レビュー制御の出力ルーチンを第７図および第８図を参
照して説明する。
まず、遅延時間Ｔが演算される（ステップ５３２）。
この遅延時間は、前述の制御ルーチンより指令信号を受
けてから（第３図および第８図のｔ２時点）、車輪がそ
の突起を乗り越す直前に切替バルブ２２を開弁するタイ
ミングを計時するためのものであり、次式ｃＤ、　　（
２）により演算される。
Ｔ＝　（Ｌｌ　＋Ｌｔ　）／Ｕ−ΔＴ　　　　・・・（
１）Ｔ＝　（Ｌｌ　＋Ｌ！　＋ＬＷ　）／Ｕ−ΔＴ　・
・・（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。Ｌｌはセンサ３３と検出される突起
等間の最小検出距離、Ｌ２はセンサ３３と前輪間の距離
、Ｌｖは車輪間距離（ホイールベース）、Ｕは車速セン
サ３４により検出される車速である（第２図参照）。そ
して、ΔＴは前述の待機時間である。
次に、ステップＳ３４に進み、遅延タイマおよび保持タ
イマを、後述するタイマ値ＴおよびＴ′に各々セットし
て、これをスタートする。
この遅延タイマは、前述のステップＳ３２で設定した遅
延時間Ｔをカウントするためのもので、このタイマは、
前輪用および後輪用にそれぞれ用意されている。又、保
持タイマも前輪用および後輪用にそれぞれ準備されてお
り、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は切替バルブ２２を開弁状態に保持する保
持時間であり、例えば、Ｏ，１ｓｅｃに設定される。又
、Ｔは前式（１）又は（２）により演算された遅延時間
である。
そして、前者の遅延タイマは、セットされたタイマ値ま
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（第８図のｔ３時
点）で、対応する前輪側または後輪側の切替バルブ２２
が開弁される（ステップＳ３６および５３８）。これに
より、第１オリフイス１９に加え、第２オリフイス２１
も通状態となるため、サスペンションユニット１２の支
持剛性は小に切り替えられる。このため、車輪が突起等
を乗り越える際、サスペンションユニットのフルストロ
ークを起こさずに、適切に衝撃力の緩和が図れる状態に
なったことになる。
また、後者の保持タイマも、セットされたタイマ値Ｔ″
　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（第８図の１
４時点）で前輪側または後輪側の対応する切替バルブ２
２が閉じられ（ステップＳ４０および５４２）、当該ル
ーチンは終了する。これにより、プレビューセンサ３３
が、次に突起等の振動入力物体を検出し、かつ、コント
ローラ３０の制御ルーチンがプレビュー制御を実施する
のに最適であると判別するまで、サスペンションユニッ
ト１２の支持剛性は高の状態に保持される。
第５図は、前述したプレビュー制御ルーチン（第４図）
の判別手続を簡略化した第２実施例の判別手順を示すも
のである。
なお、前述した第１実施例における第１図の車両用アク
ティブサスペンション装置の構成の説明、第２図のプレ
ビューセンサ３３の説明、および第３図の切替バルブ２
２の制御領域の説明は、本実施例においても共通である
ため、その説明を省略する。
コントローラ３０は、プレビューセンサ３３の出力信号
値を常時監視しており、入力する超音波反射波の出力信
号値Ｖを読み込む（ステップ８１．０°）。
そして、読み込んだプレビューセンサ３３の出力信号値
が、前述したノイズ成分を分離するための下限のしきい
値Ｖ１を超えているか否かを判別する（ステップＳ　Ｉ
　２’）。
ステップ８１２′の判別結果が否定（ＮＯ）の場合には
、ステップＳｌＯ”、３１２’が繰り返される。
ステップ５１２′における判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の
場合には、前述の待機時間ΔＴを計時するためのタイマ
をスタートさせる（ステップＳ１４°）。
次に、待機時間ΔＴの経過を待ち（ステップ８２２′）
経過した時点でプレビューセンサ３３の出力信号値Ｖを
Ｖｔｔとして読み込む（ステップＳ２３°）。
そして、この出力信号値ｖｔ２が、サスペンションユニ
ットのフルストロークを防止するために設定された上限
のしきい値Ｖ２を超えているか否かを判別する（ステッ
プ３２４°）。
ステップ３２４°における判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の
場合、すなわち、検出された該突起等の乗り越シ時にサ
スペンションユニット■２の支持剛性ヲ小にしてもサス
ペンションユニットがフルストロークしないと判別した
場合には、切替バルブ２２を切り替えるための指令信号
を出力するステップＳ３０が実行される。
ステップ８２４′　における判別結果が否定（ＮＯ）の
場合、すなわち、検出された該突起等の乗り越し時にサ
スペンションユニット１２の支持剛性を小にするとサス
ペンションユニットのフルストロークを発生させると判
別した場合は、前述したステップＳ３０のプレビュー出
力は実行されず、タイマリセット（ステップＳ　２６’
）が実行され当該ルーチンを終了する。そして、再びプ
レビューセンサ３３の出力信号値の監視をスタートし、
次の突起等の到来に備える（ステップＳ　１０’）。
指令信号が出力されると、以下、前述した第１実施例に
おける第７図のプレビュー制御の出力ルーチンが実行さ
れる。
（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、車輪が振動入力物体を乗
り越したとき、衝撃力が過大なために油圧支持手段の支
持剛性を小にすると却って油圧支持手段のフルストロー
クを発生させると予測した場合には、支持剛性の変化を
禁止して適切に衝撃力を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図中のプレビューセンサ３３が突起等を検出し
た位置と車輪位置との関係を示す図、第３図は、第１図
中の切替バルブ２２０制御領域を説明するためのプレビ
ューセンサ３３の出力信号値の変化と時間変化を示すグ
ラフ、第４図は、コントローラ３０により実行されるプ
レビュー制御の制御ルーチンの手順を示すフローチャー
ト、第５図は、コントローラ３ｏにより実行される別の
態様のプレビュー制御の制御ルーチンの手順を示すフロ
ーチャート、第６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制御ルーチンを具体例によって説
明するためのプレビューセンサ３３の出力信号値の時間
変化を示すグラフ、第７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出力ルーチンの手順を示す
フローチャート、第８図は、切替バルブ２２に出力され
る切替信号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）、１９・・・第１オリフイス、２
０・・・アキュムレータ、２１・・・第２オリフイス、
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。 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４図 第２図 第３図 第５図 第６図 第８図 第７図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 車体と車輪間に介装され、油圧の給排を制御することに
    より支持剛性を変化させる油圧支持手段と、車両前方の
    振動入力物体を検出し、振動入力物体の大きさに応じた
    検出信号を出力する振動入力検出手段と、前記振動入力
    検出手段が振動入力物体を検出したとき、前記油圧支持
    手段の油圧の給排を変化させる指令信号を出力して油圧
    支持手段の支持剛性を小にさせる一方、出力信号値が所
    定上限値を超えるとき、前記指令信号の出力を禁止する
    油圧制御手段とを備え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。
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