JPH0481315A - 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、特に、旋回初期に於ける車
体の初期ロールを防止する上で好適した車両用アクティ
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支持手段、つまり、油圧シリンダ
からなる油圧アクチュエータを介装し、主として、これ
ら油圧アクチュエータが発生する油圧でもって、車体を
支持するようにしている。従って、上述したように車体
を油圧アクチュエータを介して支持していれば、車体の
姿勢変化に対応し、この車体の姿勢変化を打ち消すよう
に各油圧アクチュエータの油圧を制御することで、車体
の姿勢を水平姿勢に維持でき、その乗り心地を向上する
ことができる。例えば、車両が凹凸路を走行するような
場合、１つの車輪に着目してみれば、その車輪が路面の
凸部に乗り越して車体か突き上げられるときには、車輪
と組をなす油圧アクチュエータの油圧を減圧し、これに
対し、その車輪が凹部に落ち込んで車体が沈み込むよう
な場合には、その油圧アクチュエータの油圧を増圧する
ことで、車体を水平に維持することかできる。

また、車両が旋回するような場合には、旋回外側の車輪
と組をなす油圧アクチュエータの油圧を増圧し、これに
対し、旋回内側の車輪と組をなす油圧アクチュエータの
油圧を減圧することで、旋回時に於ける車体のロールを
防止し、車体を水平に維持することができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、車両の旋回時、車体のロールを防止して車体
の姿勢を水平に維持するにあたり、各油圧アクチュエー
タの油圧、即ち、その制御圧は、車体に作用する横加速
度に基づいて決定されるため、姿勢制御の実施には先ず
車体の横加速度を検出する必要がある。車体の横加速度
は、加速度センサで検出することが可能であるが、しか
しなから、加速度センサでは、車体が実際に運動し、車
体に横加速度が作用し始めてからしか検出することがで
きない。このため、車両が旋回を開始してから、車体の
横加速度に基づき、各油圧アクチュエータの油圧を制御
しても２．各油圧アクチュエータの作動は遅れたものと
なる。このため、車両の旋回過渡期での車体に初期ロー
ルが発生し、この初期ロールは、車両の操縦安定性を維
持する上で好ましいものではない。

また、上下加速度センサは、各車輪の部位での車体に夫
々設置されるものであるが、しかしながら、横加速度セ
ンサは、通常、車体に１個しか設置されないため、車体
に対する設置場所に太き影響を受けることになる。つま
り、車両の旋回時、車体に作用する横加速度の立ち上が
りは、車体の前部の方が後部に比べて早く、このため、
横加速度センサが車体の後部の近くに設置されていれば
いる程、横加速度センサの応答遅れが大となって、車体
の初期ロールもまた大となる。

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、車両の旋回過渡期、車体の初
期ロールを抑制して、操縦安定性を向上することのでき
る車両用アクティブサン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、各油圧支持手段の部位での
車体の上下速度を検出し、上下速度と制御ゲインから決
定される各油圧支持手段の制御圧に基づき、対応する油
圧支持手段への油圧の給排を制御して、車体の姿勢を水
平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、前述した目的を達成する
ため、この発明のアクティブサスペンション装置では、
車体の車速を検出する車速検出手段と、ステアリングハ
ンドルのハンドル角を検出するノ＼ンドル角検出手段と
、前記車速と前記ハンドル角とから、車体の予測横加速
度に対応した前記制御ゲインの補正量を求める補正量算
出手段と、補正量に基つき、前記制御ゲインに補正を加
える補正手段とを備えて構成されており、これにより、
補正が加えられた制御ゲインに基づき、車体左右の油圧
支持手段の油圧を制御することで、車両の旋回過渡期で
の車体の初期ロールを防止することが可能となる。

（作用） 上述したアクティブサスペンション装置によれば、例え
ば、車両が右に旋回すべく、そのステアリングハンドル
が操舵されたとき、ハンドル角と車速とから、車体に作
用しようにする予測横加速度に対応して、制御ゲインの
補正量が算出される。

ここで、制御ゲインは、各油圧支持手段、つまり、車輪
の部位での車体の上下加速度に基づき、各油圧支持手段
の制御圧を決定するためのものである。

従って、車両が右旋回しようとする場合には、予測横加
速度に対応した補正量に基づき、車体の左側に位置する
油圧支持手段の制御圧を増圧し、これに対し、車体の右
側に位置する油圧支持手段の制御圧を減圧するように、
各油圧支持手段の制御ゲインが補正されることになる。

このように旋回時、予測横加速度に対応した補正量に基
づき、制御ゲインを補正して、各油圧支持手段の制御圧
を予め増減しておけば、車両の旋回過渡期に於ける車体
の初期ロールを効果的に防止することができる。

（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１
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
ガスか封入されており、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、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ｌ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ｌ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
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ｌｌ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３ｏ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
する実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、各車輪の部位での
車体７に取付けられ、車体７の上下加速度を検出する上
下Ｇセンサ３２と、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角センサ３
３と、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。ここで、第１
図に於いては、１個の上下Ｇセンサ３２のみを代表して
示しである。また、各車輪の部位の車体７の上下加速度
を夫々検出するにあたっては、各車輪毎に上下Ｇセンサ
３２を配置しなくとも、３個の上下Ｇセンサ３２のみを
配置するだけでもよい。即ち、上下Ｇセンサ３２が配置
されていない車輪の部位の車体７の上下加速度は、車体
７が剛体と見做せるから、３個の上下Ｇセンサ３２から
の上下加速度に基づいて算出することができる。

前述した制御バルブ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が、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ようになっている
。

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、制御バルブ１７の作動
による車体７の姿勢制御に関し、第２図のブロック線図
を参照して説明する。

１つの車輪８と組をなす上下Ｇセンサ３２から得た上下
加速度Ｇｊは、積分器４０にて積分され、これにより、
その車輪８の部位での車体７の上下速度Ｘが算出される
。この上下速度Ｘは、次の演算部４１に供給され、この
演算部４１では、次式に基づいて油圧アクチュエータ１
４の制御圧ΔＰが算出される。

ΔＰ＝ＫｊｘＡ ここで、Ｋｊは、所謂、乗り心地制御のための制御ゲイ
ンを示しており、また、Ａは、後述するように制御ゲイ
ンＫｊの補正量を示している。

今、補正量Ａの値が１であると仮定すると、制御ゲイン
Ｋｊは、車体７の上下速度Ｘから油圧アクチュエータ１
４の制御圧ΔＰを決定するためのもので、この制御圧Δ
Ｐに基づき、油圧アクチュエータ１４内の油圧が制御バ
ルブ１７によって制御されることにより、車体７の上下
運動を阻止することができる。

この点に関して具体的に説明すれば、今、車輪８が窪み
に落ち込む等して、車体７に下向きの正の加速度Ｇｊが
作用するような場合にあっては、車体７の上下速度Ｘと
制御ゲインＫｊとの積から算出された制御圧ΔＰもまた
正の値をとり、これにより、その油圧アクチュエータ１
４内の油圧は、上下速度Ｘに応じて増圧される。油圧ア
クチュエータ１４内の油圧の増圧は、結果的に車体７の
沈み込みに対する抵抗となり、車体７を水平に維持する
こととなる。これに対し、車輪８が突起を乗り越して、
車体７に上向きの負の加速度Ｇｊが作用するような場合
には制御圧ΔＰもまた負の値となるから、この場合、油
圧アクチュエータ１４内の油圧は、上下速度Ｘに応じて
減圧される。油圧アクチュエータ１４内の油圧の減圧は
、結果的に車体７の浮き上がりを低減することになる。

従って、車体７の上下速度Ｘに応じて制御圧ΔＰを制御
すれば、車体７の沈み込み及び突き上げを防止して、車
体７を水平に維持することができる。このような油圧ア
クチュエータ１４の油圧制御は、スカイフックダンパ制
御として知られている。

そして、前述した補正量Ａは、この実施例の場合、横Ｇ
センサ３Ｉ、ハンドル角センサ３３及び車速センサ３４
から夫々得た横加速度Ｇｙ、ハンドル角θＨ及び車速Ｖ
に基づいて算出されることになる。

即ち、横Ｇセンサ３Ｉからの横加速度ＧＶは、先ず、演
算部４２に供給され、この演算部４２にて、その絶対値
が演算される。そして、横加速度ＧＶの絶対値は、次に
、演算部４３に供給され、この演算部４３にて、１Ｇｙ
ｌに基づき、補正値Ｋｌが算出される。この補正値Ｋｌ
は、具体的には第３図のマツプから算出されるものであ
り、このマツプから明らかなように、補正値Ｋｌは、横
加速度ＧＹの絶対値ＩＧｙｌがＯから所定値Ｇｙ１まで
の間は１．Ｏに維持され、そして、所定値Ｇｙｌから所
定値Ｇｙ２までの間に於いては、その絶対値Ｇｙ　　ｌ
の増加に伴い増加し、更に、所定値ＧＶ２以上に達した
場合には、一定値ａをとるようになっている。

一方、ハンドル角センサ３３からのハンドル角θＨもま
た、演算部４４にて、その絶対値１θＨかとられた後、
演算部４５にて、絶対値１θＨに基づき、補正値に２が
算出される。この補正値に２もまた、第４図のマツプか
ら算出されるもので、このマツプから明らかなように、
補正値に２は、ハンドル角θＨの絶対値が所定値θ旧ま
での間は１．０に維持され、そして、所定値θＨ１から
所定値θＨ２までの間に於いては、その絶対値１θＨの
増加に伴い増加し、更に、所定値θＨ２以上に達した場
合には、一定値すをとるようになっている。

更に、車速センサ３４からの車速Ｖは、演算部４６に供
給され、この演算部４６にて車速Ｖに基づき、補正値に
３が算出される。ここでも、補正値に３は、第５図のマ
ツプから算出され、このマツプでは、補正値に３は、車
速Ｖが所定値■１に達するまでは１．０に維持され、そ
して、所定値Ｖ１から所定値Ｖ２までの間に於いては、
車速■の上昇に伴って増加する。車速Ｖが所定値ｖ２以
上に達すると、所定値Ｖ３までの間は、補正値に３は一
定値Ｃに維持されるか、所定値７３以上となった場合に
は、車速Ｖの上昇に伴って一定値Ｃから減少されるよう
になっている。

前述した演算部４３．４５．４６にて算出された補正値
Ｋｌ、に２．に３は、次に、演算部４７に夫々供給され
、この演算部４７にて、次式に基づき補正量Ａが算出さ
れる。

Ａ＝ＫＩ　ＸＫ２　ＸＫ３ 演算部４７で算出された補正量Ａは、前述した演算部４
１に供給され、これにより、車体７の上下速度Ｘに基づ
き、油圧アクチュエータ１４の制御圧ΔＰを算出するに
あたっては、補正量Ａが考慮されることになる。これを
換言すれば、横加速度Ｇｙ、ハンドル角θＨ及び車速Ｖ
に基づき、制御ゲインＫｊが補正されることになる。

ここで、補正量Ａは、前式から明らかなように補正値Ｋ
ｌ、に２．に３を乗算して算出されるものであるから、
ステアリングハンドルか操舵されたとき、ハンドル角θ
Ｈが所定値θ器量上であると、補正値に２の値は１．０
よりも大きな値をとり、これにより、補正量Ａもまた１
、０よりも大きな値に増加されることになる。従って、
この場合、制御ゲインＫｊの値を大きくするように、こ
の制御ゲインＫｊが補正されるから、油圧アクチュエー
タ１４の制御圧ΔＰは、上下速度Ｘのみから算出される
場合に比べて、補正量Ａの増加分だけ増圧されることに
なる。

また、このとき、車速Ｖもまた、所定値ｖ１以上に上昇
していれば、補正値に３の値もまた１、０よりも大きな
値をとることは明らかである。従って、このような状況
にあっては、補正量Ａは、補正値に３の増加によっても
大きく増加し、これにより、制御ゲインＫｊ　も更に大
きな値に補正されることになる。

従って、この発明によれば、ステアリングハンドルの操
舵に伴って車両が旋回されるとき、例え、横加速度Ｇｙ
の立上がりに遅れがあっても、ハンドル角θＨと車速Ｖ
とに応じ、つまり、ハンドル角θＨと車速Ｖとに基つく
車体７の予測横加速度を示す補正値に２．に３に応じて
、制御ゲインＫｊを大きくする方向に補正するようにし
たから、この補正された制御ゲインＫｊから算出される
制御圧ΔＰに基づき、油圧アクチュエータ１４の油圧を
制御することができる。具体的には、車両の旋回でみて
、旋回外輪側の油圧アクチュエータ１４内の油圧を補正
された制御ゲインＫｊから求まる制御圧ΔＰに基づき増
圧する一方、旋回内輪側の油圧アクチュエータ１４にあ
っては、その油圧を制御圧−ΔＰに基づき制御すること
で、車両の旋回過渡期に於ける車体の初期ロールを効果
的に防止することができる。

また、この実施例の場合、補正量Ａの算出にあたっては
、横加速度Ｇｙもまた考慮されているから、車両が既に
定常旋回に移行して、横Ｇセンサ３１から横加速度Ｇｙ
が出力され、そして、この横加速度Ｇｙが所定値０７１
以上であると、前述した補正値Ｋｌの値もまた１、０以
上の値をとることから、補正量Ａ、即ち、制御ゲインＫ
ｊは更に大きな値に補正されることになる。よって、車
両か定常旋回に移行しても、算出された制御圧ΔＰに基
づき、各油圧アクチュエータ１４内の油圧を制御するこ
とで、定常旋回中での車体７のロールをも防止すること
ができる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
い。例えば、アクティブサスペンション装置の構成は、
第１図に示したものに限らず、その具体的な構成は種々
に変形可能であり、また、コントローラに関しては、実
際上、マイクロコンピュータを含む回路から構成される
ものである。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明は、車体の上下速度と制
御ゲインから、各油圧支持手段の制御圧を求め、そして
、この制御圧に基づき、各油圧支持手段の油圧を制御し
て、車体を水平姿勢に維持するようにした車両用アクテ
ィブサスペンション装置に於いて、車速とステアリング
ハンドルのハ４゜ ンドル角とから車体の予測横加速度に対応した制御ゲイ
ンの補正量を算出し、そして、この補正量に基つき、制
御ゲインを補正するようにしたから、車両が旋回しよう
にするときには、補正が加えられた制御ゲインに基つき
、各油圧支持手段の油圧を予め制御して、車体の初期ロ
ールを効果的に低減できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５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、制御ゲインの補正量の算出を説明するためのブ
ロック線図、第３図は、横加速度の絶対値に対する補正
値に１を示すグラフ、第４図は、ハンドル角の絶対値に
対する補正値に２を示すグラフ、第５図は、車速に対す
る補正値に３を示すグラフである。 ７・・・車体、８・・・車輪、１４・・・油圧アクチュ
エータ、Ｉ７・・・制御バルブ、３０・・・コントロー
ラ、３Ｉ・・・横Ｇセンサ、３２・・・上下Ｇセンサ、
３３・・・ハンドル角センサ、３４・・・車速センサ。 第 図 第２ 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、各油圧支持手段の部位での車体の上下速
   度を検出し、上下速度と制御ゲインから決定される各油
   圧支持手段の制御圧に基づき、対応する油圧支持手段へ
   の油圧の給排を制御して、車体の姿勢を水平に維持する
   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、 車体の車速を検出する車速検出手段と、ステアリングハ
   ンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
   前記車速と前記ハンドル角とから車体の予測横加速度に
   対応した前記制御ゲインの補正量を求める補正量算出手
   段と、補正量に基づき、前記制御ゲインに補正を加える
   補正手段とを具備し、この補正手段により補正が加えら
   れた制御ゲインに基づき、車体左右の油圧支持手段の油
   圧を制御して、車両の旋回過渡期での車体の初期ロール
   を防止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。