JPH0450016A - 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、旋回時に車体の姿勢、即ち、車体のロール
を制御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） 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を含む油圧アクチュエー
タを介装し、これら油圧アクチュエータを介して、即ち
、油圧でもって車体を支持するようにしている。従って
、このように車体を油圧で支持するようにすれば、旋回
時、車体に作用する横加速度の大きさに応じ、その外輪
側の油圧アクチュエータの油圧を高くすることで、車体
に発生するロールをなくすことができ、これにより、旋
回時でも、車体の姿勢を一定に維持することが可能とな
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した車体のロール制御は、旋回時、車体
に作用する横加速度に基づいてなされることから、ロー
ル制御を実施するにあたっては、先ず、車体の横加速度
を横加速度センサで検出することになるが、しかしなが
ら、横加速度センサでは、車体が旋回を開始した後、実
際に車体に横加速度が作用し始めてからしか、その横加
速度にを検出することができない。

また、横加速度センサにて検出する横加速度の立上がり
は、横加速度センサ自体の車体に対する設置場所にも影
響を受け、例えば、車体の後部に横加速度センサを設置
した場合には、車体の前部に設置した場合に比べ、その
横加速度の立上がりは遅くなる。

従って、旋回時、横加速度センサから得た横加速度の大
きさに基づき、車体の姿勢を一定に維持すべく、油圧ア
クチュエータの油圧を制御しても、この油圧アクチュエ
ータの作動には遅れが生じることから、車体は一旦ロー
ルしてしまい、所謂、車体に初期ロールが発生すること
になる。このような車体の初期ロールは、自動車が急旋
回すればする程、大きなものとなって、その操安性が損
なわれることになる。

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、旋回時での車体の初期ロール
を抑制して、操安性を向上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） 上述の目的を達成するため、この発明は、車体と各車輪
との間に夫々介装され、車体を支持する油圧支持手段と
、車体の横加速度を検出する横加速度検出手段と、この
横加速度検出手段で得た横加速度の大きさから車体左右
の荷重移動量を検出する荷重移動検出手段と、荷重移動
量に基づき、油圧支持手段に対する油圧の給排を制御す
ることにより、荷重移動量を打ち消して車体を一定の姿
勢に維持する油圧制御手段とを備えた車両用アクティブ
サスペンション装置に於いて、車両のステアリングハン
ドルの操舵状態を検出するハンドル操舵検出手段と、車
両の走行速度を検出する車速検出手段とを更に備えるこ
とにより、前記油圧制御手段にて、ステアリングハンド
ルの操舵状態及び車速から所定の旋回条件が満たされた
とき、上記荷重移動量に旋回開始時に予測される荷重移
動の予測量を付加して、油圧支持手段に対する油圧の給
排を制御するようにしている。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、ステ
アリングハンドルの操舵状態と車速から車両が旋回しよ
うとしていると判断したとき、車体左右の荷重移動を予
測した予測量を横加速度から算出して得た荷重移動量に
加え−１この合計量に基づき、油圧支持手段に対する油
圧の給排を制御するようにしたから、車両が実際に旋回
される際には、既に、油圧支持手段の油圧制御を完了さ
せておくことができる。

（実施例） 第１図は、自動車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Ｉ
４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に連通ずる油路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Ｉ６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、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、第１絞り１９が配設されており、この第１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。

油路１６とアキュムレータ２０との間には、第１絞り１
９をバイパスするバイパス路１６ｂが接続されており、
このバイパス路１６ｂには、第２絞り２１と切換バルブ
２２とが配設されている。

第２絞り２１は、第１絞りＩ９に比べ、そのオリフィス
径が犬である。切換バルブ２２は、非通電時に閉弁状態
（図示状態）にあり、切換バルブ２２が開弁状態に切り
換えられると、作動油は、開弁状態にある切換バルブ２
２及び第２絞り２１を介して、アキュムレータ２０と油
圧室１５との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。即ち、切換バルブ２２の開閉により
、サスペンションユニット１２のばね剛性が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、リザーブタンク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ｌ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が配設されている。チエツクバルブ
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
、このチエツクバルブ１０によりアキュムレータＩｌ内
に高圧の作動油を蓄えることができる。

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ができる。そして、制御バルブ１７
に供給される電流値が大である程、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１７及び切換バルブ２２は、油圧制御手段を
構成するコントローラ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、その作動が
制御されるようになっている。それ故、コントローラ３
０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
する横方向の加速度を検出する横加速度検出手段、つま
り、横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、自動車のステアリ
ングハンドル（図示しない）のハンドル角を検出するハ
ンドル操舵検出手段、つまり、ハンドル角センサ３３、
自動車の走行速度、即ち、車速を検出する車速検出手段
としての車速センサ３４等がある。

従って、前述の制御バルブ１７及び切換バルブ２２は、
各センサの検出信号に基づき、コントローラ３０によっ
て、その作動が制御されることになる。

通常の走行時、切換バルブ２２は閉じられており、路面
から車体に入力される僅かな振動は、油圧アクチュエー
タ１４の油圧室１５が第１絞り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、吸収且つ減衰され
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、つまり、車体７のロール制御に
関し、第２図のブロック線図を参照して説明する。

先ず、自動車が旋回することにより、コントローラ３０
に横Ｇセンサ３１からの検出信号が供給されると、コン
トローラ３０内では、検出信号から得た車体７の横加速
度Ｇｙに基づき、演算回路４１にて、次式から車体７の
左右でみた荷重移動量ΔＷが算出される。

ΔＷ＝Ｋ　−ｃｙ ここで、Ｋは、自動車の旋回時、車体７の横加速度に起
因した車体左右での荷重移動、即ち、モーメント力を打
ち消すように、左右輪に於ける油圧アクチュエータ１４
内の油圧を、横加速度に基づき制御するための制御ゲイ
ンであり、この制御ゲインには、次式により算出するこ
とができる。

Ｋ＝Ｍ−Ｈ／Ｌ 上式に於いて、第３図を参照すれば明らかであるように
、Ｍは車体７の質量、Ｈは車体７０重心高、Ｌはトレッ
ドを夫々示している。尚、第３図は、自動車が左旋回す
る場合の荷重移動量△Ｗを示している。

上述したようにして、荷重移動量ΔＷが算出されると、
この荷重移動量ΔＷには、演算回路４２にて、前輪制御
比率αが乗算され、これにより、前輪側荷重移動量ΔＷ
Ｆが算出される。これに対し、演算回路４２では、荷重
移動量ΔＷに後輪制御比率（１−α）が乗算されて、後
輪側荷重移動量ΔＷＲが算出される。

ここで、前輪制御比率α、即ち、前後配分率は、自動車
のアンダステア及びオーバステアを制御するためのもの
で、αは、０くα〈ｌの範囲で実験により決定される値
をとる。

前輪側荷重移動量ΔＷＦ及び後輪側荷重移動量ΔＷＲが
算出されると、これら荷重移動量に基つき、各油圧アク
チュエータ１４と組をなす制御バルブ１７の駆動制御量
、即ち、その電流値が設定され、これにより、各油圧ア
クチュエータ１４の油圧が制御されることになる。この
点に関し、更に詳述すれば、今、自動車が左旋回してい
るとすると、この場合、右前輪の油圧アクチュエータ１
４に関しては、前輪側荷重移動量ΔＷＦ、即ち、ＦＲ制
御量に基づいて、その油圧が制御されるが、しかしなが
ら、左前輪の油圧アクチュエータ１４に関しては、前輪
側荷重移動量△ＷＦの符号を反転して得たＦＬ制御量に
基づき、その油圧が制御されることになる。それ故、第
２図に於いては、演算回路４４にて、前輪側荷重移動量
△ＷＦに−１を乗算することで、ＦＬ制御量が算出され
るようになっている。従って、この場合、右前輪の油圧
アクチエータ１４の油圧は、前輪側荷重移動量ΔＷＦに
相当する圧力だけ増圧され、これに対し、左前輪の油圧
アクチエータ１４の油圧は、前輪側荷重移動量△ＷＦに
相当する圧力だけ減圧されることになる。

一方、後輪側に於いては前輪側と同様に、右後輪の油圧
アクチュエータ１４は、後輪側荷重移動量ΔＷＲ、即ち
、ＲＲ制御量に基づいて、その油圧が制御されるが、し
かしながら、左後輪の油圧アクチュエータ１４に関して
は、演算回路４５にて、後輪側荷重移動量ΔＷＲの符号
を反転して得たＲＬ制御量に基づき、その油圧が制御さ
れることになる。従って、前輪側の場合と同様に、右後
輪の油圧アクチエータ１４の油圧は、後輪側荷重移動量
ΔＷＲに相当する圧力だけ増圧され、これに対し、左後
輪の油圧アクチエータＩ４の油圧は、後輪側荷重移動量
ΔＷＲに相当する圧力だけ減圧されることになる。

上述したように自動車が左旋回している場合、その車体
７に作用する横加速度ＧＹの大きさに応じて、前後の右
輪の油圧アクチュエータ１４内の油圧は増圧され、また
、逆に、前後の左輪の油圧アクチュエータ１４内の油圧
は減圧され、これにより、車体７の左右方向の荷重移動
を打ち消して、車体７のロールを防止することができる
。

尚、第２図中、加算点４６．　４７．　４８．　４９に
は、Ａ、　　Ｂ、　Ｃ，Ｄからの他の制御量が供給され
るようになっており、他の制御量としては、例えば、車
高センサ３２からの検出信号に基づいて実施される車高
調整のための制御量等がある。

上述した車体７のロール制御では、横Ｇセンサ３１から
の横加速度ＧＶの大きさに基づき、各油圧アクチュエー
タ１４の油圧を制御するようにしているが、しかしなが
ら、この実施例の場合には、横加速度ＧＹのみならず、
ハンドル角センサ３３及び車速センサ３４からの検出信
号に基ついても、車体７のロール制御が実施されるよう
になっている。

即ち、ハンドル角センサ３３からの検出信号がコントロ
ーラ３０に供給されると、このコントローラ３０内では
、先ず、その検出信号から操舵角θＨが求められると同
時に、その操舵角速度δＨが算出される。この操舵角速
度δＨは、操舵角θＨを微分することで算出することが
できる。

そして、操舵角θＨ及び操舵角速度δＨは、第２図に示
されるように、旋回判断回路５０に供給され、この旋回
判断回路５０にて、自動車が旋回しようとしているか否
かが判断される。即ち、操舵角θＨが±θｌ　（例えば
、θ１−５°）の範囲を越えて操舵され、且つ、操舵角
速度δＨもまた、±δｌ　（例えば、δＩ　＝　５０　
ｄｅｇ／ｓｅｃ　）の範囲を越えるような場合には、旋
回判断回路５０から、自動車の旋回を予測する旋回信号
が出力される。

この旋回信号は、次に、車速判定回路５１に入力され、
この車速判定回路５１では、車速センサ３４から得た車
速Ｖに基づき、旋回信号を出力するか否かを判定する。

この場合、車速判定回路５１では、車速Ｖか所定速Ｖｌ
（例えば、Ｖ　１　＝　５０　ｋｍ／ｈ）を越えたとき
、その旋回信号を出力するようになっている。

車速判定回路５１から旋回信号が出力されると、この場
合、スイッチ回路５２が閉成されるようになっており、
これにより、記憶回路５３に記憶されている荷重移動の
予測量Δｗｙが加算点５４に供給されることとなって、
この加算点５４にて、前述した演算回路４１からの荷重
移動量ΔＷに予測量Δｗｙが加算される。

ここで、予測量Δｗｙは、旋回判断回路５０及び車速判
定回路５１を経て旋回信号が出力されたとき、車体７に
発生する荷重移動を予め予測して得た値である。

従って、旋回信号がスイッチ回路５２に供給された場合
にあっては、この後の各油圧アクチュエータ１４の油圧
は、演算回路４１からの荷重移動量ΔＷに予測量Δｗｙ
を加算した合計量に基づいて制御されることになる。

上述した車体７のロール制御ルーチンは、第４図のフロ
ーチャートで示される。このフローチャートから明らか
なように、ステップＳｌ、Ｓ２では、先ず、操舵角θＨ
１操舵角速度δＨが夫々判別され、次のステップＳ３で
は、車速Ｖが判別ささる。そして、ステップＳ１．、Ｓ
２．Ｓ３での判別に於いて、何れかが否（Ｎｏ　）であ
る場合には、ステップＳ４に進み、このステップにて、
荷重移動量△Ｗが演算され、そして、次のステップＳ５
にて、その荷重移動量ΔＷに基づき、各油圧アクチュエ
ータ１４の油圧が制御されることになる。

しかしながら、ステップＳｌ、Ｓ２．Ｓ３での判別が何
れも正（Ｙ　ｅｓ）となる場合には、ステップＳ６にて
、荷重移動量ΔＷが演算され、そして、次のステップ＄
７では、荷重移動量△Ｗに予測量△Ｗｙを加算した予測
の荷重移動量ΔＷを求め、そして、ステップ＄５では、
予測量ΔＷｙを考慮して荷重移動量ΔＷに基づき、各油
圧アクチュエータ１４の油圧が制御されることになる。

従って、この発明では、ステアリングハンドルの操舵角
θＨ１操舵角速度δＨ及び車速Ｖに基づいて、自動車が
旋回しようとする状況にあるか否かを判断し、そして、
今、自動車が左旋回しようする状況では、演算回路４１
にて算出した荷重移動量ΔＷに予測量Δｗｙを加算して
、荷重移動量ΔＷを補正するようにしたから、この場合
、未だ、演算回路４１にて算出される荷重移動量ΔＷが
０であるか又は小さくても、各車輪の油圧アクチュエー
タ１４の油圧は、実質的に予測量Δｗｙに基づき、自動
車が左旋回を実施する前に制御されることになる。。即
ち、この場合、自動車が実際に左旋回する前に、前述の
説明から明らかなように前後右輪の油圧アクチュエータ
１４の油圧は増圧され、これに対して、前後左輪の油圧
アクチュエータ１４の油圧は減圧されることとなり、こ
の結果、自動車の旋回過渡期での初期ロールを効果的に
防止することができる。この後、定常旋回に移行した場
合にあっては、第２図のスイッチ回路５２が開成するこ
とになるが、この場合には、横Ｇセンサ３１にて、既に
車体７に作用している横加速度Ｇｙ、即ち、実際の荷重
移動量ΔＷに基づいて、各油圧アクチュエータ１４の油
圧が制御されることにより、車体７のロールが防止され
ることになる。

尚、上述の説明及び第２図のブロック線図では、自動車
が左旋回する場合を例にしたが、自動車が右旋回しよう
とする場合にあっては、上述の場合とは逆となる。即ち
、この場合には、予測量ΔＷｙを考慮して、前後右輪の
油圧アクチュエータ１４の油圧が減圧され、これに対し
て、前後左輪の油圧アクチュエータ１４の油圧が増圧さ
れることで、自動車の旋回過渡期での初期ロールが防止
されることになる。この点に関し、自動車が右旋回する
場合、第２図の演算回路４Ｉにて算出される荷重移動量
ΔＷの符号が負になるから、この場合には、予測量ΔＷ
ｙもまた負の値をとることになる。

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、種々の変形が可能である。例えば、油圧支持手段に
関しては、第１図に示したものに限らず、具体的な構成
はいろいろと変形することができる。また、旋回判断回
路５０及び車速判定回路５１での判断又は判定基準とな
る値、即ち、旋回条件を表す値に関しても、一実施例中
の値は単に一例として示してもので、その値に制約され
るものではない。

（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、ステアリングハンドルの操舵
状態と車速とから、自動車が旋回しようとしているか否
かを判別するようにし、そして、今、自動車が旋回を実
施しようとしているときには、車体左右での荷重移動の
予測量を、車体に作用する横加速度から得た車体左右の
荷重移動量に付加した合計量に基づき、各油圧支持手段
の油圧を制御するようにしたから、自動車が実際に旋回
する前に、各油圧支持手段の油圧制御を実施しておくこ
とができる。この結果、自動車の旋回過渡期での車体の
初期ロールを効果的に防止し、その操安性を向上できる
等の効果を奏する。

【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ブロック線図、第３図は、旋
回時、車体に発生する荷重移動を説明するための図、第
４図は、車体のロール制御ルーチンを示すフローチャー
トである。 ｌ・・・オイルポンプ、７・・・車体、８・・・車輪、
１４・・・油圧アクチュエータ、１７・・・制御バルブ
、３０・・・コントローラ、３１・・・横Ｇセンサ、３
２・・・車高センサ、３３・・・ハンドル角センサ、３
４・・・車速センサ。 第１図 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 左旋回の場合 第４図

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、車体を支持する油
   圧支持手段と、車体の横加速度を検出する横加速度検出
   手段と、この横加速度検出手段で得た横加速度の大きさ
   から車体左右の荷重移動量を検出する荷重移動検出手段
   と、荷重移動量に基づき、油圧支持手段に対する油圧の
   給排を制御することにより、荷重移動量を打ち消して車
   体を一定の姿勢に維持する油圧制御手段とを備えた車両
   用アクティブサスペンション装置に於いて、車両のステ
   アリングハンドルの操舵状態を検出するハンドル操舵検
   出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段とを
   更に具備し、前記油圧制御手段は、ステアリングハンド
   ルの操舵状態及び車速から所定の旋回条件が満たされた
   とき、上記荷重移動量に旋回開始時に予測される荷重移
   動の予測量を付加して、油圧支持手段に対する油圧の給
   排を制御す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。