JPH0481314A - 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、車両の旋回時又は制動時に於ける車体のロ
ール又はピッチングを低減して、その車体の姿勢を一定
に維持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していれば、例えば、
車両の旋回時には、車体に作用する横加速度及びロール
制御ゲインに応じて、油圧アクチュエータのロール制御
圧を算出し、そして、このロール制御圧に基づき各油圧
アクチュエータの油圧を制御すれば、車体のロールを低
減若しくは防止することができる。

具体的には、車両の旋回時、その旋回外輪側の油圧アク
チュエータの油圧に制御圧を加えて、その油圧を増圧す
る一方、旋回内輪側の油圧アクチュエータの油圧に関し
ては、制御正分だけ減圧することにより、車体のロール
を低減又は阻止して、車体の姿勢を一定に維持すること
か可能となる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述したロール制御ゲインは、車体重量、重
心高、トレッド及び油圧アクチュエータの有効受圧面積
から算出できるものであるが、重心高、トレッド及び油
圧アクチュエータの有効受圧面積の夫々は、車両の仕様
から一定値であるものの、車体重量に関しては、特に、
その乗員の増減によって大きく変動することになる。

このため、従来、ロール制御ゲインを算出するにあたっ
ては、車体重量を一定の基準値であると仮定してロール
制御ゲインを求めており、それ故、ロール制御ゲインは
、実際の車体重量に拘らず、常に一定値となっている。

このようにロール制御ゲインが一定であると、車体重量
に増減があっても、油圧アクチュエータのロール制御圧
は、車体の横加速度の大きさのみから算出されることに
なるので、車体重量が基準値から増加している場合には
制御圧の不足を招いて、車体にロールを発生させてしま
い、これに対し、車体重量か基準値から減少している場
合には、制御圧が過度になってしまうことになる。

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、車体重量の変動に拘らず、各
油圧アクチュエータに対する制御圧を適切に算出して、
車体の姿勢制御を最適に実施することのできる車両用ア
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、車体の加速度を検知する加
速度検知手段と、車体の姿勢変化を規制するため、加速
度と姿勢制御ゲインとに基づき油圧支持手段の制御圧を
算出する制御圧算出手段と、制御圧に基づき各油圧支持
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
えた車両用アクティブサスペンション装置に於いて、こ
の発明では、前記制御圧算出手段か各油圧支持手段内の
油圧を検出する圧力検出手段と、各油圧支持手段内の油
圧から車体重量を算出する車体重量算出手段と、車体重
量に基づき、姿勢制御ゲインを補正する補正手段とを備
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、各油
圧支持手段の油圧、即ち、車体の支持油圧を検出する圧
力検出手段を設けであるから、各油圧支持手段の支持油
圧と各油圧支持手段の有効受圧面積等から、実際の車体
重量を算出することができる。このようにして実車体重
量が算出されれば、この実車体重量に基づき、姿勢制御
ゲインを補正することができ、従って、この補正された
姿勢制御ゲインと車体の加速度とから、油圧支持手段の
制御圧を適切に算出して、この制御圧に基づき、各油圧
支持手段の油圧を制御することで、車体の姿勢を最適に
制御可能となる。

（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２ｏ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２ｏ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１９に比べ、そのオリフィス
径が大である。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１側から順にオイル
フィルタ９、チエツクバルブＩＯ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
ＩＯ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１１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、前述したリザーバタンク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
する横加速度Ｇｙを検出する横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、車両のステアリングハンドル（図示しない）の舵
角θＨ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等がある。

更に、コントローラ３０には、各油圧アクチュエータ１
４内の油圧の圧力を検出する圧力センサ３５及び車体７
の前後加速度を検出する前後Ｇセンサ３６からのセンサ
信号もまた入力されるようになっている。圧力センサ３
５は、この実施例の場合、油圧アクチュエータ１４と制
御バルブ１７との間を接続する油路１６に於いて、この
油路１６の油圧アクチュエータ１４側の部位から導かれ
る圧力を検出するようになっている。

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
ンユニツＨ２の作動、つまり、車体７の姿勢制御の１つ
であるロール制御に関し、第２図のブロック線図を参照
して説明する。

先ず、各圧力センサ３５から得た油圧ｐは、演算条件判
別部４０に供給される。ここで、この演算条件判別部４
０には、各油圧アクチュエータ１４と組をなす４個の圧
力センサ３５から得た油圧ｐ＋＋ｐｔ＋　　ｐ’ｌｌ　
　Ｉ）４が供給されることになり、これら油圧ｐｚ　　
ｐ２．１）３．　　ｐ４は、車体前後左右の油圧アクチ
ュエータ１４内の油圧を示しているまた、演算条件判別
部４０には、横Ｇセンサ３１で得た横加速度Ｇｙ及び前
後Ｇセンサ３６で得た前後加速度Ｇｆもまた夫々供給さ
れるようになっており、演算条件判別部４０では、横加
速度Ｇｙ及び前後加速度Ｇｆの大きさから演算条件を満
たしているか否かを判別する。この実施例の場合、横加
速度Ｇｙの絶対値ＩＧｙｌ及び前後加速度Ｇｆの絶対値
ＩＧｆｌの夫々が例えば０．１　Ｇ以下であるとき、演
算条件判別部４０は、次の演算部４１に向けて演算指令
信号Ｓを出力することとなる。

演算部４１では、圧力センサ３５で得た各油圧アクチュ
エータ１４内の油圧を、次式に基づき加算して、車体７
を支持する全支持油圧Ｐが算出される。

Ｐ＝Σｐ。

ここで、ｉは、油圧ｐの添字を表している。

演算部４１で算出された全支持油圧Ｐには、次に演算部
４２にて、アクチュエータ断面係数Ａが乗算され、これ
により、車体重量〜１か算出される。

ここで、アクチュエータ断面係数Ａは、各油圧アクチュ
エータ１４の有効受圧面積の合計と各サスペンションス
プリング１３の支持力の合計との夫々を考慮して設定さ
れている。

上述したようにして車体重量Ｍが各圧力センサ３５から
の油圧に基づいて演算される際には、前述した演算条件
判別部４０から演算指令信号Ｓが出力されていることか
ら、つまり、横加速度ＧＶの絶対値１Ｇｙｌ及び前後加
速度Ｇｆの絶対値ＩＧｆの夫々が０．１　Ｇ以下の場合
であるから、このような状況に於いては、車両はその走
行が停止された状態にあるか、又は、例え走行中であっ
ても安定した定速走行状態にある。従って、車両がこの
ような状態にあるときに、圧力センサ３５で得た各油圧
アクチュエータ１４内の油圧に基づき、車体重量Ｍを演
算して求めるようにすれば、算出された車体重量Ｍは、
正確な値となる。

演算部４２で得た車体重量Ｍは、次の演算部４３にて、
ロール制御ゲインＫＲを算出するために利用される。

ロール制御ゲインＫＲは、車両の旋回時、車体７の横加
速度Ｇｙに起因した車体左右での荷重移動、つまり、そ
のモーメント力を打ち消すための油圧アクチュエータ１
４の制御圧ΔＰを求めるためのものであって、次式から
算出することができる。

ＫＲ＝ＭｘＦ（／　（ｄｘａ） ここで、Ｍは前述したように車体重量を示しており、ま
た、第３図から明らかなように、Ｈは車体７の重心高、
ｄはトレッド、ａは油圧アクチュエータ１４の有効受圧
面積を示している。

算出されたロール制御ゲインＫＲは、次に、演算部４４
に供給され、また、この演算部４４には、前述した横加
速度Ｇｙもまた供給されるようになっている。従って、
演算部４４では、ロール制御ゲインＫＲと横加速度Ｇｙ
とから、次式で示されるように、油圧アクチュエータ１
４のロール制御圧ΔＰＲが算出されることになる。

ΔＰＲ＝ＫＲｘＧｙ このようにしてロール制御圧ΔＰＲが算出されると、コ
ントローラ３０からは、ロール制御圧ΔＰＲに対応した
バルブ制御信号か油圧アクチュエータ１４の制御バルブ
１７に供給されることにより、この制御バルブ１７の作
動が制御され、これにより、油圧アクチュエータＩ４内
の油圧は、ロール制御圧ΔＰＨに基づいて制御される。

具体的には、車両の旋回時、旋回外輪側の油圧アクチュ
エータ１４内の油圧は、ロール制御圧ΔＰＲに基づいて
増圧される一方、旋回内輪側の油圧アクチュエータ１４
内の油圧は、負のロール制御圧つまり一ΔＰＲに基づい
て制御されることになる。このようにして各油圧アクチ
ュエータ１４内の油圧が制御されれば、車両の旋回時、
車体７の横加速度に起因した車体左右での荷重移動、つ
まり、モーメント力をロール制御圧ΔＰＨによって打ち
消すことができ、車体７のロールを効果的に低減又は阻
止して、車体７の姿勢を一定に維持することが可能とな
る。

上述した実施例に於いては、ロール制御圧ΔＰＲを算出
するにあたり、ロール制御ゲインＫＲが実際に算出した
車体重量Ｍに基づいて補正されることから、算出された
ロール制御圧ΔＰＲは、車両の旋回時、車体７のロール
制御を実施する上で最適な値となる。従って、車両の乗
員数が変化して、車体重量Ｍが変動していても、車両の
旋回時、ロール制御圧ΔＰＲが不足したり、又は、過度
になったりすることはなく、車体７のロールを効果的に
低減又は阻止することができる。

また、車体重量Ｍは、車体７に作用する横加速度Ｇｙ及
び前後加速度Ｇｆが小さいとき、即ち、車両が停止状態
にあるか、又は、安定した定速走行状態にあるときに、
圧力センサ３５からのセンサ信号に基づいて算出される
から、算出した車体重量Ｍは正確な値となる。

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、一実施例では、
車体７に作用する横加速度ＧＹを横Ｇセンサ３１で検出
するようにしたが、これに限らず、横加速度ＧＹをハン
ドル角θＨと車速Ｖとに基づき、演算により算出するよ
うにしてもよい。即ち、横加速度Ｇｙは、次式から算出
することができる。

Ｇｙ＝θＨＸＶ２ ／　Ｃ（１＋Ｋｓ　ｘｙ２　）　ＸＩ　Ｘ　Ｏ〕ここで
、Ｋｓはスタビリテイファクタ、ρはハンドルギア比を
示している。

上式から横加速度ＧＹを計算により算出するようにすれ
ば、横Ｇセンサ３１か有する応答遅れの問題を解消する
ことができる。

また、一実施例では、この発明を車体７の姿勢制御の１
つであるロール制御に適用したが、このロール制御の他
に、車体７のピッチング制御についても、この発明を適
用できることは勿論である。

ピッチング制御の場合、ロール制御ゲインＫＲに相当す
るピッチ制御ゲインＫｐ及び油圧アクチュエータ１４に
於けるピッチ制御圧ΔＰｐの夫々は、次式から算出する
ことができる。

Ｋｐ　＝ＭｘＨ／　（ＬＸａ） Δｐｐ　＝Ｋｐ　ＸＧｆ ここで、Ｌは、第４図に示されるように車両のホイール
ベースを示している。

上記した２式から明らかなように、ピッチ制御圧ΔＰｐ
を算出するにあたっても、車体重量Ｍを圧力センサ３５
からのセンサ信号に基づいて算出し、そして、その算出
した車体重量Ｍからピッチ制御ゲインＫｐを求めておけ
ば、車両の制動時又は発進時等の加速時、車体重量Ｍの
変動に拘りなく、車体７のダイブ又はスフワットをピッ
チ制御圧Δｐｐにより最適に規制することができる。具
体的には、車両の制動時にあっても、車体前部の油圧ア
クチュエータ１４内の油圧がピッチ制御圧Δｐｐに基づ
いて増圧され、これに対し、車体後部の油圧アクチュエ
ータ１４に関しては、その油圧がピッチ制御圧に基づい
て減圧されることになる。尚、発進時等の車両の加速時
、各油圧アクチュエータ１４内の油圧は、制動時の場合
とは逆向きにピッチ制御圧ΔＰｐに基づき制御されるこ
とになる。

（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４゜ イブサスペンション装置によれば、各油圧支持手段の油
圧を圧力検出手段で検出するようにしたから、この圧力
検出手段で得た圧力、つまり、各油圧支持手段の油圧に
基づき、車体重量を算出することができる。従って、こ
のようにして実際に車体重量を算出すれば、乗員数が異
なって車体重量が変動しても、その実車体重量に基づき
、車体の姿勢制御ゲインを補正することが可能となるか
ら、この姿勢制御ゲインと車体の加速度とから算出され
る油圧支持手段の制御圧は、車体のロール制御又はピッ
チング制御等の姿勢制御を実施するにあたって最適な値
となり、この結果、車体の姿勢を一定に維持できる等の
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、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、コントローラにて実施される車体重量の算出を
説明するためのブロック線図、第３図は、旋回時、車体
のロールを打ち消すロール制御圧を説明するための図、
第４図は、制動時、車体のダイブを打ち消すピッチ制御
圧を説明するための図である。 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、３３・・・ハンドル角セン
サ、３４・・・車速センサ、３５・・・圧力センサ、３
６・・・前後Ｇ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３ 図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、車体の加速度を検知する加速度検知手段
   と、車体姿勢変化を規制するために、加速度と姿勢制御
   ゲインとに基づき油圧支持手段の制御圧を算出する制御
   圧算出手段と、制御圧に基づき各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た車両用ア
   クティブサスペンション装置に於いて、 前記制御圧算出手段は、各油圧支持手段の油圧を検出す
   る圧力検出手段と、各油圧支持手段の油圧から車体重量
   を算出する車体重量算出手段と、車体重量に基づき、姿
   勢制御ゲインを補正する補正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。