JPH05286331A

JPH05286331A - 車両の振動低減装置

Info

Publication number: JPH05286331A
Application number: JP9565192A
Authority: JP
Inventors: Shin Takehara; 伸竹原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】車体の振動、特に車輪のばね定数及びばね下
質量により決定される振動周波数のときの路面入力に対
する車体の振動加速度の伝達関数としての，いわゆる不
動点を低減しつつ、車体振動を広い周波数帯域に亘って
低減する。【構成】車両の車体１側（ばね上）に補助質量体７を
配置すると共に、該補助質量体７を加振する加振器８を
設ける。車体１と車輪２ＦＬとの間の相対変位及びばね
上加速度を相対変位センサ１５及び上下加速度センサ１
６で検出し、該各検出信号をハイパスフィルタ３０，３
２で高周波成分のみを濾波し、該濾波した信号に基づ
き、車体振動に対抗するように加振器８を用いて補助質
量体７を加振する。同時に、上記センサ１５，１６の検
出信号をローパスフィルタ２９，３１にて低周波成分の
みを濾波し、この信号に基いてサスペンション装置の流
体シリンダ３に対して作動油の給排を行ってサスペンシ
ョン特性を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の振動低減装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の振動低減装置として、
例えば特開昭６３−１３０４１８号公報に開示されるよ
うに、いわゆるアクティブサスペンション装置が知られ
ている。このサスペンション装置は、車両のばね上とば
ね下との間に流体シリンダを設けると共に、車両に加わ
る上下方向加速度や車高、上記流体シリンダ内の流体圧
力等を検出し、これ等検出信号に基いて上記流体シリン
ダへの流体の給排流量を制御することにより、車両の運
転状態の如何に拘らず車両のバウンス、ピッチング及び
ロールの各振動を低減している。

【０００３】また、車体の振動、特に車両のばね下共振
に伴う振動は、いわゆるブルブルした不快な振動である
ため、従来、これを低減すべく、ばね下重量を軽減して
ばね下共振周波数を高周波側に移行させたり、サスペン
ション装置のダンパーの減衰特性を調整して最適化する
方法が取られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
アクティブサスペンション装置や、構成を簡易にしてダ
ンパーの減衰力のみを可変としたセミアクティブサスペ
ンション装置、又はサスペンション特性が変化しない通
常のサスペンション装置を備えた車両は、一般に図８に
示すように、ばね下質量ｍ1 とばね上質量ｍ2 との２自
由度モデルで表現できる。

【０００５】今、図８の２自由度モデルにおいて、タイ
ヤばね定数をＫT 、路面変位をＸ0、ばね下変位をＸ1
、ばね上変位をＸ2 、サスペンション装置の反力をＦ
とすれば、運動方程式は次式で示される。

【０００６】

【数１】

【数２】上記式に基づけば、路面から車体への振動の伝達特性(d
²Ｘ2/dt²) ／Ｘ0 は図９に示すグラフとなる。

【０００７】次に、上記式（１），（２）を加え、反力
Ｆを消去すると、

【数３】が得られ、この式をラプラス変換し、Ｓ＝ｊωを代入す
ると、次式（３）が得られる。

【数４】次に、車体の振動伝達特性をＨ (S)とし、Ｈ (S)＝Ｘ2
(S)・Ｓ²／Ｘ0(S)と置くと、上記（３）式において、
ωａ＝√（ＫT ／ｍ1 ）のときの振動数の伝達関数Ｈ
（ωａ）は、

【数５】となる。上記式（４）において、ＫT ，ｍ2 及びωａ²
は定数であるので、図１０に示すように、ωａ＝√（Ｋ
T ／ｍ1 ）である１０Ｈｚ近傍のときの振動数の伝達関
数Ｈ（ωａ）はサスペンション装置の形式に拘らず一義
的に一定値に決定されてしまい、このため、上記従来の
ようにばね下重量の軽減やダンパー調整、又はアクティ
ブサスペンション装置におけるばね定数等の変更制御を
如何に適切に行っても、ωａ＝√（ＫT ／ｍ1 ）のとき
の振動数の伝達関数Ｈ（ωａ）を小さく改善し得ず、そ
の結果、車両振動の低減にも限界があった。以上の事情
は、例えば日本機械学会の講習会教材（'91-7.18,19 の
体験・振動制御）の第７３頁〜第８２頁記載の「６．ア
クティブサスペンションの設計法」の第７８頁において
も開示されており、上記ωａ＝√（ＫT ／ｍ1 ）のとき
の振動数の伝達関数Ｈ（ωａ）を不動点と指称してい
る。尚、本説明においても以下、この伝達関数Ｈ（ω
ａ）を不動点と称す。

【０００８】そこで、例えば不動点Ｈ（ωａ）を小さく
改善すべく、上記（４）式から理論的に、タイヤのばね
定数ＫT を小さく制限したり、ばね上質量ｍ2 を重くす
ること、又はばね下にダイナミックダンパーを設定する
等の対応策が考えられるが、何れの考えも抜本的な解決
手段でなく、また車両の走行性や耐久性の低下を招く欠
点を有する。

【０００９】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、特に高層ビル等で補助質量体を使用して強風によ
る振動を抑制する制振装置の構成に着目した。この制振
装置は、例えば日本機械学会の講習会教材（'91-7.18,1
9 の体験・振動制御）の第１頁〜第２０頁記載の「１．
アクティブ振動制御系設計の指針」に開示されるよう
に、単独に並立して建てられた２つの高層ビルの間を通
路等で繋ぎ、該通路を補助質量体として加振することに
より、２つの高層ビルの振動を抑制するものである。

【００１０】そこで、本発明者は、車両において補助質
量体を別途設けて車両をばね上、ばね下及び補助質量体
との３自由度モデルで表現した場合を考察した。即ち、
図１１に示す車両の３自由度モデルにおいて、ｍ3 をば
ね上に配置した補助質量体の質量、Ｋs をサスペンショ
ン装置のばね定数、Ｃs をサスペンション装置の減衰係
数、Ｕを補助質量体に加えるべき加振力とすれば、次の
３式が成立する。

【数６】

【数７】

【数８】ここで、上記式（６）において、

【数９】即ち、

【数１０】となるように補助質量体ｍ3 への加振力Ｕを制御すれ
ば、計算上は如何なる路面入力に対しても、ばね上加速
度を常に零値に保持でき、不動点Ｈ（ωａ）を解消でき
ることが判った。

【００１１】従って、一般的にＫ1 ，Ｋ2 を制御ゲイン
と定めて、

【数１１】と置き、ゲインＫ1 ，Ｋ2 をサスペンション装置のばね
定数Ｋs 及び減衰係数Ｃs に等しく，又は所定値に設定
すれば、ばね上加速度を低減できて不動点Ｈ（ωａ）を
小さく改善できることが判った。

【００１２】今、上記の（８）式の制御を実施した場合
の補助質量体の変位量を図１２に示す。同図から判るよ
うに、２Ｈｚ近傍の周波数以下の低周波成分領域では補
助質量体の変位量が急増し、過大になる。従って、上記
制御は上記の２Ｈｚ近傍以下の低周波成分領域を越える
高周波成分領域で使用することが実用的である。

【００１３】以上の点から、本発明の目的は、車両に補
助質量体を設け、該補助質量体を上記式（８）に基いて
適宜加振する構成を採用し、該構成による制御によって
例えば２Ｈｚを越える高周波成分領域の車体振動を低減
する構成として、２Ｈｚ以下の低周波成分領域では上記
従来例に示したアクティブサスペンション装置又はセミ
アクティブサスペンション装置等を使用して、不動点を
小さく改善し得る構成としつつ、車両の振動を広い周波
数領域で低減することにある。

【００１４】その場合、２つの振動制御系を備えること
になるので、共通の構成要素を共用して、構成の簡易化
を図ると共に、２つの制御系が同時動作する関係から消
費エネルギーが大になり、所望の制御を行い得ない場合
がある点を考慮して、車両の状態に応じて必要となる一
方の振動制御系を優先することにより、車両の状態を良
好に確保して、車両の乗心地や旋回性能等の車両走行性
を向上させることをも本発明の目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明の具体的な解決手段は、図１に
示すように、車両のばね上部分又はばね下部分に配置さ
れた補助質量体７、該補助質量体７を加振する加振手段
８、及び車体振動に関する信号に基いて上記加振手段８
により補助質量体７を加振制御する制御手段２８ａを備
えた第１の制御系５０と、車両のサスペンション装置の
サスペンション特性を変更する特性変更手段１１を有
し、車両の状態に応じてサスペンション特性を変更する
第２の制御系５１とを設けるとともに、車体振動の高周
波成分領域で車体振動を低減するよう上記第１の制御系
５０を動作させ、車体振動の低周波成分領域で車体振動
を低減するよう第２の制御系５１を動作させる動作領域
設定手段５３を設ける構成とする。

【００１６】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の第１の制御系５０と第２の制御系５１
とで、油圧源及びセンサを共用する構成としている。

【００１７】更に、請求項３記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の構成に加えて、車両の状態を検出する
車両状態検出手段と、該車両状態検出手段により検出さ
れた車両の状態に応じて第１の制御系５０と第２の制御
系５１との間の制御ゲイン比率を変更する制御ゲイン比
率変更手段とを追加する構成とする。

【００１８】加えて、請求項４記載の発明では、上記請
求項３記載の発明の車両状態検出手段及び制御ゲイン比
率変更手段を特定して、車両状態検出手段を、車速を検
出するもので構成し、制御ゲイン比率変更手段を、車両
の設定値以上の高車速時に第１の制御系の制御ゲインを
大きく変更するもので構成する。

【００１９】また、請求項５記載の発明では、上記請求
項４記載の発明の構成に代えて、車両状態検出手段を、
車両の横加速度を検出するもので構成し、制御ゲイン比
率変更手段を、車両の横加速度が設定値以上に大きいと
き第２の制御系の制御ゲインを大きく変更するもので構
成している。

【００２０】更に、請求項６記載の発明では、車両状態
検出手段を、車両の上下加速度を検出するもので構成
し、制御ゲイン比率変更手段を、車両の上下加速度が設
定値以上に大きいときに第２の制御系の制御ゲインを大
きく変更するもので構成している。

【００２１】加えて、請求項７記載の発明では、車両状
態検出手段を、車両のステアリング舵角を検出するもの
で構成すると共に、制御ゲイン比率変更手段を、車両の
ステアリング舵角が設定値以上に大きいとき第２の制御
系の制御ゲインを大きく変更するもので構成している。

【００２２】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
第１の制御系５０の補助質量体７が制御手段２８ａによ
り加振制御されて、車体振動に対抗するように変位量の
小さな範囲で振動するので、例えば２Ｈｚを越えて１０
Ｈｚ近傍の不動点の周波数を含む高周波成分領域での車
体振動が有効に低減される。これに対し、アクティブ又
はセミアクティブサスペンション装置等の第２の制御系
５１が車体振動の低周波成分領域でサスペンション特性
を変更するので、車体振動の低周波成分領域での車体振
動が従来と同様に有効に低減される。

【００２３】また、請求項２記載の発明では、油圧源又
はセンサが共用されているので、その分、構成を簡易に
できる。

【００２４】更に、請求項３ないし請求項７記載の発明
では、車両の状態、例えば設定値以上の高車速の状態で
は、第１の制御系５０の制御ゲインが大きく変更され
て、補助質量体７の加振制御が第２の制御系５１に優先
するので、補助質量体７の振動動作が確保されて、不動
点を含む１０Ｈｚ近傍の周波数を含む高周波成分の車体
振動が有効に低減され、車両の乗心地が向上する。ま
た、例えば車両の横加速度やステアリング舵角が設定値
以上の旋回状態では、第２の制御系５１の制御ゲインが
大きく変更されて、サスペンション装置のサスペンショ
ン特性の変更が確保されるので、車両の姿勢制御が確実
に行われて、車両は安定性の良い良好な姿勢で旋回す
る。更に、例えば車両の上下加速度が設定値以上の悪路
走行時等では、同様に第２の制御系５１の制御ゲインが
大きく変更されて、サスペンション特性の変更の確保に
よって車両の姿勢制御が確実に行われるので、車両の悪
路等での姿勢が良好に確保される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明の車両の振動低減装置によれば、補助質量体を加振制
御する第１の制御系を車体振動の高周波成分領域で車体
振動を低減するよう動作させ、アクティブサスペンショ
ン装置等の第２の制御系を車体振動の低周波成分領域で
車体振動を低減するよう動作させたので、不動点の１０
Ｈｚ近傍の周波数の車体振動を有効に低減しつつ、車体
振動の低周波成分領域から高周波成分領域に亘る広い周
波数範囲で車体振動を効果的に低減することができる。

【００２６】また、請求項２記載の発明によれば、第１
の制御系と第２の制御系とで油圧原及びセンサを共用し
たので、構成の簡易化を図ることができる。

【００２７】更に、請求項３ないし請求項７記載の発明
によれば、車両の状態に応じて第１の制御系と第２の制
御系との間の制御ゲイン比率を変更したので、車両の状
態に応じて車両の振動制御又は車両の姿勢制御を重点的
に行うことができ、車両の乗心地を良好にできると共
に、車両の旋回時や悪路走行時での車両姿勢を適切に確
保できる効果を奏する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。

【００２９】図２は本発明に係る車両の振動低減装置の
概略構成を示す。同図においては車体の左側のみを図示
するが、車体の右側も同様に構成されている。同図にお
いて、１は車体、２ＦＬは左前輪、２ＦＲは左後輪であ
って、車体１と左前輪２ＦＬとの間、及び車体１と右後
輪２ＦＲとの間には、各々流体シリンダ３が介設されて
いる。

【００３０】更に、車体１，つまり車両のばね上部分の
前後方向中央部には補助質量体７が配置されると共に、
該補助質量体７の近傍には、該補助質量体７を加振する
加振手段としての加振器８が配置される。該加振器８の
構成は、図３に示すように、車体１に取付固定されるケ
ーシング８ａ内に、円筒状の補助質量体７が車体上下方
向に摺動可能に配置されて、該補助質量体７の上下に油
圧室８ｂ，８ｃが形成されると共に、該補助質量体７の
上下をケーシング８ａに弾性支持する２個のサポートス
プリング８ｄ，８ｄと、該補助質量体７の上下に配置さ
れ該補助質量体７の最大変位量を規制するストッパー８
ｅ，８ｅとを備える。上記サポートスプリング８ｄ，８
ｄの支持ばね特性は、そのばね定数をＫｄとし、補助質
量体７の質量をｍｄとすると、車体振動の例えば２Ｈｚ
以上の高周波成分を低減し得るように、２＞１／２π√
（Ｋｄ／ｍｄ）に設定されている。また、ケーシング８
ａの上下には各油圧室８ｂ，８ｃに各々連通する給排口
８ｆ，８ｆが形成され、該各給排口８ｆ，８ｆには油パ
イプ８ｇ，８ｇが接続されていると共に、該両油パイプ
８ｇ，８ｇは流量又は圧力制御弁８ｈを介して油圧源９
及び油タンク８ｉが連通接続されていて、上記制御弁８
ｈの切換制御により、上側油圧室８ｂ又は下側油圧室８
ｃに作動油を交互に供給して、補助質量体７を上下に振
動させて加振するようにした第１の制御系５０を構成し
ている。

【００３１】一方、図２において、流体シリンダ３は、
アクティブサスペンション装置を構成するように、シリ
ンダ本体３ａ内に嵌挿されたピストン３ｂの下方に油圧
室３ｃが形成され、該ピストン３ｂはピストンロッド３
ｄを介して車体１に連結されると共に、シリンダ本体３
ａは左前輪２ＦＬ又は左後輪２ＦＲに各々連結されてい
る。また、上記各流体シリンダ３にはガスばね４が接続
されている。該ガスばね４は、連通路５を介して流体シ
リンダ３の油圧室３ｃに連通する油圧室４ａと、ガスが
封入されたガス室４ｂとに区画されている。更に、上記
各流体シリンダ３には上記油圧源９が連通路１０を介し
て接続されていて、油圧源９を補助質量体７加振用と流
体シリンダ３作動用とに共用している。

【００３２】更に、上記各流体シリンダ３の連通路１０
には、該流体シリンダ３に供給する油量を制御してサス
ペンション装置のサスペンション特性を変更する特性変
更手段としての圧力補償機能付きの比例流量制御弁１１
が介設されていて、該各比例流量制御弁１１から各流体
シリンダ３…への作動油の給排によりサスペンション特
性を変更制御するようにした第２の制御系５１を構成し
ている。

【００３３】また、油圧源９には油の吐出圧を検出する
吐出圧計１２が配置されると共に、各流体シリンダ３の
油圧室３ｃの油圧を検出する油圧センサ１３が配置され
ている。

【００３４】加えて、左前輪２ＦＬ及び左後輪２ＦＲの
流体シリンダ３，３の近傍には、各々対応する流体シリ
ンダ３のシリンダストローク量の検出でもって車体１と
左前輪２ＦＬとの間、及び車体１と左後輪２ＦＲとの間
の変位，即ち車両のばね上とばね下との間の相対変位を
各々検出する相対変位センサ１５，１５が配置されてい
ると共に、車体１には各流体シリンダ３の上方の位置に
て該車体１の上下加速度を検出する上下加速度センサ１
６が配置されている。

【００３５】更に、上記補助質量体７の近傍には、振動
する補助質量体７と車体１との間のストローク量を検出
するストロークセンサ１７が配置されると共に、車体１
の重心位置には、車体１に作用する横方向の加速度を検
出する横加速度センサ１８が配置される。また、車速を
検出する車速センサ１９及びステアリング舵角を検出す
る舵角センサ２０が設けられる。上記車速センサ１９，
横加速度センサ１８、上下加速度センサ１６及び舵角セ
ンサ２０により、車両の状態を検出する車両状態検出手
段２１を構成している。

【００３６】そして、上記各センサ１２〜２０の検出信
号は、内部にＣＰＵ等を有するコントローラ２５に入力
されていて、該コントローラ２５により補助質量体７を
加振制御すると共に、所望のサスペンション特性となる
ように比例流量制御弁１１を制御する構成である。

【００３７】次に、上記コントローラ２５の内部構成を
図４のブロック図に基いて説明する。尚，各車輪に対す
る構成は同一であるので、同図は１車輪に対してのみ図
示している。同図において、２８は駆動回路であって、
該駆動回路２８への相対変位センサ１５の検出信号の入
力系には、車体１と左前輪２ＦＬ間の相対変位信号の例
えば２Ｈｚ以下の低周波数帯のみを濾波するローパスフ
ィルタ２９と、逆に２Ｈｚを越える高周波数帯のみを濾
波するハイパスフィルタ３０とが配置され、相対変位信
号を２Ｈｚを境に低周波数成分と高周波数成分と区分し
ている。

【００３８】同様に、駆動回路２８への上下加速度セン
サ１６の検出信号の入力系にも、上記と同様のローパス
フィルタ３１及びハイパスフィルタ３２が備えられる。

【００３９】更に、駆動回路２８の内部には、上記２個
のハイパスフィルタ３０，３２からの高周波成分のみの
相対変位信号及び上下加速度信号を入力し、これ等信号
に基いて補助質量体７の加振制御を後述する図５の制御
フローに基いて行う制御手段としての加振制御部２８ａ
と、上記２個のローパスフィルタ２９，３１からの低周
波成分のみの相対変位信号及びばね上加速度信号を入力
し、これ等信号に基いて各流体シリンダ３への流量の給
排によりサスペンション特性を適宜変更させるサスペン
ション特性変更部２８ｂとが備えられる。

【００４０】上記サスペンション特性変更部２８ｂは、
車高制御、車高変位速度制御、車両の上下振動の抑制制
御、車体のねじれの抑制制御、及び車両の横方向の振動
の抑制制御を行うものである。上記車高制御は、各相対
変位センサ１５…の相対偏位信号から車両のバウンス成
分、ピッチング成分、及び車両のロール成分を演算し、
これ等に基いて車高及びロール量を目標値に制御すると
共にピッチングを抑制する制御である。また、車高変位
速度制御は、各相対変位センサ１５の相対偏位信号を微
分して相対変位速度を演算すると共に、そのピッチ成分
及びロール成分を演算して、ピッチ制御を行うと共に目
標ロール量に向って速度制御するものである。更に、車
両の上下振動の抑制制御は、各上下加速度センサ１６…
の検出信号の上記バウンス、ピッチング及びロールの３
成分を演算し、これ等に基いて上下振動を抑制する制御
である。加えて、車体のねじれの抑制制御は、各油圧セ
ンサ１３…の左右の前輪側流体シリンダ３，３の油圧比
と左右の後輪側流体シリンダ３，３の油圧比との偏差に
基いてウォープ制御するものである。また、車両の横方
向の振動の抑制制御は、横加速度センサ１８の出力信号
に基いて横方向の振動を抑制する制御である。

【００４１】そして、上記２個のハイパスフィルタ３
０，３２により、車体１と車輪２ＦＬの間の相対変位信
号及び車体１の上下加速度信号の２Ｈｚ以下の低周波成
分を除去し、２Ｈｚを越える車体振動の高周波成分領域
で車体振動を低減するように補助質量体７を加振するよ
うに第１の制御系５０を動作させると共に、２個のロー
パスフィルタ２９，３１により、車体１と車輪２ＦＬの
間の相対変位信号及び車体１の上下加速度信号の上記高
周波成分を除去して、２Ｈｚ以下の車体振動の低周波成
分領域で車体振動を低減するように各流体シリンダ３…
への作動油の給排制御によりサスペンション特性を変更
するように第２の制御系５１を動作させるようにした動
作領域設定手段５２を構成している。

【００４２】続いて、上記コントローラ２５による補助
質量体７の加振制御及び各流体シリンダ３への作動油の
給排制御によるサスペンション特性の変更制御を図５に
示す制御フローに基いて説明する。

【００４３】同図において、スタートし、ステップＳ１
で車速センサ１９の車速Ｖ信号の値を判別すると共に、
ステップＳ２で横加速度センサ１８の横加速度ｇｓ信号
の値を判別、更にステップＳ３，Ｓ４で上下加速度セン
サ１６の上下加速度ｇａ信号の値、及び舵角センサ１９
のステアリング舵角θ信号の値を各々判別する。そし
て、車速Ｖ≧Ｖｏの高車速時には、ステップＳ５で補助
質量体７を加振制御する第１の制御系５０の制御ゲイン
Ｇ１を通常値の「０．５」値よりも大きい「０．７」値
に設定すると共に、サスペンション特性を変更制御する
第２の制御系５１の制御ゲインＧ２を通常値の「０．
５」値よりも小さい「０．３」値に設定する。

【００４４】一方、ステップＳ２で車両の横加速度ｇｓ
がｇｓ≧ｇｏの大きい場合には車両の旋回走行時等と判
断すると共に、ステップＳ３で車両の上下加速度ｇａが
ｇａ≧ｇ１の大きい場合には車両の悪路走行時と判断
し、更にステップＳ４でステアリング舵角θがθ≧θｏ
の大きい場合には旋回走行時等と判断して、各々ステッ
プＳ６で今度は上記とは逆に第１の制御系５０の制御ゲ
インＧ１を「０．３」値に通常値よりも小さく設定する
と共に、第２の制御系５１の制御ゲインＧ２を「０．
７」値に通常値よりも大きく設定する。

【００４５】これに対し、上記ステップＳ１〜Ｓ５の判
断が何れもＮＯの場合には、ステップＳ７で第１の制御
系５０の制御ゲインＧ１及び第２の制御系５１の制御ゲ
インＧ２を共に通常値の「０．５」値に設定する。

【００４６】その後は、ステップＳ８で上記低周波成分
域又は高周波成分域を濾波された各センサ１２〜２０か
らの信号を入力した後、上記サスペンション特性変更部
２８ｂによるサスペンション特性の変更制御を行う。

【００４７】更に、ステップＳ１０で相対変位センサ１
５からの低周波成分を濾波された検出信号Ｘ2 −Ｘ1 を
微分して車体１と左前輪２ＦＬとの間の相対速度信号 d
Ｘ2／dt− dＸ1 ／dtを演算し、更にステップＳ１１で
上記車体１と左前輪２ＦＬ間の相対速度 dＸ2 ／dt− d
Ｘ1 ／dt信号に基いた加振器８の制御弁８ｈに対する制
御信号値Ｉ1 を下記式

【数１２】に基いて演算すると共に、ステップＳ１２で上記車体１
と左前輪２ＦＬ間の相対変位Ｘ2 −Ｘ1 信号に基いた加
振器８に対する制御信号値Ｉ2 を下記式

【数１３】に基いて演算する。ここに、上記各式でＡ1 ，Ａ2 は各
々位相係数である。

【００４８】その後は、ステップＳ１３で上下加速度セ
ンサ１６からのばね上加速度 d²Ｘ2 ／dt²信号に基い
た加振器８に対する制御信号値Ｉ3 を、Ｉ3 ＝（ d²Ｘ2 ／dt²）・Ｇ１にて演算すると共に、ステップＳ１４で上下加速度セン
サ１６からのばね上加速度 d²Ｘ₂／dt²信号を積分
し、ばね上速度 dＸ2 ／dt信号を得た後、該ばね上速度
信号に基いた加振器８に対する制御信号値Ｉ4 を、Ｉ4 ＝（ dＸ2 ／dt）・Ｇ１にて演算する。

【００４９】そして、ステップＳ１４で上記各制御信号
値Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 及びＩ4 を加算して合計制御信号値
Ｉを算出し、該信号値Ｉを加振器８に出力して、リター
ンする。

【００５０】よって、上記図５の制御フローにおいて、
ステップＳ１〜Ｓ７により、車両状態検出手段２１によ
って検出された車速Ｖ、車両の横加速度ｇｓ、上下加速
度ｇａ、及びステアリング舵角θに応じて、Ｖ≧Ｖｏの
高車速時には第１の制御系５０の制御ゲインＧ１を
「０．５」値の通常値よりも大きい「０．７」値に設定
すると共に第２の制御系５１の制御ゲインＧ２を通常値
よりも小さい「０．３」値に設定し、一方、車両の横加
速度ｇｓ、上下加速度ｇａ、及びステアリング舵角θが
各々、ｇｓ≧ｇｏ、ｇａ≧ｇ１、θ≧θｏの場合には、
第２の制御系５１の制御ゲインＧ２を通常値よりも大き
い「０．７」値に設定すると共に第１の制御系５０の制
御ゲインＧ１を通常値よりも小さい「０．３」値に設定
するよう、第１の制御系５０と第２の制御系５１との間
の制御ゲイン比率を変更するようにした制御ゲイン比率
変更手段５３を構成している。

【００５１】したがって、上記実施例においては、車体
１と左前輪２ＦＬとの間の相対変位Ｘ2 −Ｘ1 信号及び
車体１の上下加速度 d²Ｘ2 ／dt²信号が各々ハイパス
フィルタ３０，３２にて高周波成分のみが濾波された
後、該相対変位信号と、該相対変位信号を微分した相対
速度 dＸ2 ／dt− dＸ1 ／dt信号とに基づく各制御信号
Ｉ1 ，Ｉ2 が演算されると共に、該上下加速度信号と、
該信号を積分した車体１の上下速度 dＸ2 ／dt信号とに
基づく各制御信号Ｉ3 ，Ｉ4 が演算されて、これ等信号
を合計した制御信号値Ｉでもって加振器８の制御弁８ｈ
が制御される。このため、補助質量体７には、次式で示
される加振力Ｕが作用して、

【数１４】車体１の振動の高周波成分と相殺するので、車体１の振
動のうち高周波成分が効果的に低減されることになる。

【００５２】また、上記補助質量体７の加振制御と同時
に、車体１と左前輪２ＦＬとの間の相対変位Ｘ2 −Ｘ1
信号及びばね上加速度 d²Ｘ2 ／dt²信号が各々ローパ
スフィルタ２９，３１にて低周波成分のみが濾波された
後、該低周波成分のみの相対変位Ｘ2 −Ｘ2 信号に基い
て各流体シリンダ３…への作動油の給排が行われるの
で、車体１の車高及びロール量が目標値に制御されると
共に、車体１のピッチングの低周波成分が有効に抑制さ
れる。更に、これと同時に、上下加速度センサ１６…か
らのばね上加速度信号 d²Ｘ2 ／dt²に基いて各流体シ
リンダ３…への作動油の給排制御が行われるので、車体
１の上下振動の低周波成分が有効に抑制されることにな
る。

【００５３】その結果、図６に示すように、２Ｈｚを越
えて１０Ｈｚ近傍の不動点の周波数を含む高周波領域で
の車体振動が、補助質量体７の加振制御による第１の制
御系５０によって効果的に低減されると共に、２Ｈｚ以
下の低周波領域での振動が、流体シリンダ３…への作動
油の給排制御によるサスペンション特性の変更制御（第
２の制御系５１）によって効果的に低減できて、不動点
を解消しながら、車体振動を有効に低減できる。

【００５４】更に、油圧源９がアクティブサスペンショ
ン制御としての第２の制御系５１の各流体シリンダ３…
への作動油の供給と、補助質量体７を加振する第１の制
御系５０の加振器８の各油圧室８ｂ，８ｃへの作動油の
給排制御とに共用されていると共に、相対変位センサ１
５及び上下加速度信号１６とが第１の制御系５０と第２
の制御系５１とで共用されているので、その分、構成を
簡易にできる。

【００５５】加えて、上記の通り車体１の振動に対して
各流体シリンダ３…への作動油の給排制御と補助質量体
７の加振器８への作動油の給排制御とが同時に行われる
関係上、油圧源９からの作動油量に不足が生じる場合が
懸念される。しかし、車速Ｖが設定値Ｖｏ以上の高車速
時、例えば高速道路等での走行時には、振動の高周波成
分の除去による車両の乗心地の向上が望まれる状況であ
って、この状況では、加振器８の制御弁８ｈに対する制
御信号Ｉの制御ゲインＧ１が通常値（「０．５」値）よ
りも大値の「０．７」値に変更される一方、各流体シリ
ンダ３…に対する制御信号の制御ゲインＧ２が「０．
３」値に小さく変更されるので、加振器８による補助質
量体７の加振制御が重点的に行われ、その結果、車体１
の振動の高周波成分が確実に低減されて、車両の乗心地
が向上する。また、車両に作用する横加速度やステアリ
ング舵角が大きい際は車両の旋回走行時であり、また車
両に作用する上下加速度が大きい際は車両の悪路走行時
であって、これ等走行時は車両の姿勢制御が車両の振動
の低減よりも重要視される状況であって、この状況で
は、各流体シリンダ３…に対する制御信号の制御ゲイン
Ｇ２が通常値（「０．５」値）よりも大値の「０．７」
値に変更され、加振器８の制御弁８ｈに対する制御信号
Ｉの制御ゲインＧ１が通常値よりも小値の「０．３」値
に変更されるので、流体シリンダ３に対する給排制御に
よる車両の姿勢制御が確保されて、車両の旋回走行時や
悪路走行時での操縦安定性が及び安全性が向上する。

【００５６】尚、上記実施例では、補助質量体７を車体
１（ばね上）に配置したが、ばね下に配置してもよい。
この場合には、図７に示すようにサスペンション装置５
のダンパ４下部に補助質量体７及び加振器８を内蔵する
形式にすることができる。この場合の加振器８´の構成
を説明すると、該加振機８´は電気式にて構成され、車
体１に取付固定されるカバー８ａ´内に、中空の補助質
量体７´が支持軸８ｂ´に遊嵌されていると共に、該補
助質量体７´の上下をカバー８ａ´に弾性支持する２個
のサポートスプリング８ｄ´，８ｄ´と、該補助質量体
７´の中空部内周に配置固定された中空円筒状の磁石８
ｅ´と、カバー８ａ´の底部から延びて上記磁石８ｅ´
の中空部に配置され、磁石８ｅ´を電磁力で移動させる
コイル８ｆ´と、カバー８ａ´の上面部及び底面部に各
々配置されて上記補助質量体７´の最大移動量を設定値
に規制する弾性ストッパー８ｇ´とを備えて成り、コイ
ル８ｆ´への交流電流の振幅及び位相に応じて磁石８ｅ
´及び補助質量体７を上下に振動させるよう加振するよ
うに構成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】全体概略構成を示す図である。

【図３】加振器の具体的構成を示す図である。

【図４】コントローラ内部のブロック構成図である。

【図５】振動の低減制御を示すフローチャート図であ
る。

【図６】請求項１記載の発明の効果の程度を示す図であ
る。

【図７】加振器をばね下に配置する場合の具体的構成図
である。

【図８】車両の２自由度モデルを示す図である。

【図９】従来のサスペンション装置の乗心地特性を示す
図である。

【図１０】不動点の説明図である。

【図１１】車両の３自由度モデルを示す図である。

【図１２】車体振動の周波数に対する補助質量体の変位
量特性を示す図である。

【符号の説明】

１車体２ＦＬ，２ＦＲ車輪７，７´ 補助質量体８，８´ 加振器（加振手段）９油圧源１１比例流量制御弁（特性変更手段）１５相対変位センサ（車両状態検出手
段）１６上下加速度センサ（車両状態検出手
段）１８横加速度センサ（車両状態検出手
段）１９車速センサ（車両状態検出手段）２０舵角センサ（車両状態検出手段）２５コントローラ２８駆動回路２８ａ加振制御部２８ｂサスペンション特性変更部５０第１の制御系５１第２の制御系５２動作領域設定手段５３制御ゲイン比率変更手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のばね上部分又はばね下部分に配置
された補助質量体、該補助質量体を加振する加振手段、
及び車体振動に関する検出信号に基いて上記加振手段に
より補助質量体を加振制御する制御手段を備えた第１の
制御系と、車両のサスペンション装置のサスペンション
特性を変更する特性変更手段を有し、車両の状態に応じ
てサスペンション特性を変更する第２の制御系とを備え
るとともに、車体振動の高周波成分領域で車体振動を低
減するよう上記第１の制御系を動作させ、車体振動の低
周波成分領域で車体振動を低減するよう第２の制御系を
動作させる動作領域設定手段を備えたことを特徴とする
車両の振動低減装置。
【請求項２】第１の制御系と第２の制御系とは、油圧
源及びセンサを共用していることを特徴とする請求項１
記載の車両の振動低減装置。
【請求項３】車両の状態を検出する車両状態検出手段
と、該車両状態検出手段により検出された車両の状態に
応じて第１の制御系と第２の制御系との間の制御ゲイン
比率を変更する制御ゲイン比率変更手段とを備えたこと
を特徴とする請求項１記載の車両の振動低減装置。
【請求項４】車両状態検出手段は車速を検出するもの
であり、制御ゲイン比率変更手段は車両の設定値以上の
高車速時に第１の制御系の制御ゲインを大きく変更する
ものであることを特徴とする請求項３記載の車両の振動
低減装置。
【請求項５】車両状態検出手段は車両の横加速度を検
出するものであり、制御ゲイン比率変更手段は車両の横
加速度が設定値以上に大きいとき第２の制御系の制御ゲ
インを大きく変更するものであることを特徴とする請求
項３記載の車両の振動低減装置。
【請求項６】車両状態検出手段は車両の上下加速度を
検出するものであり、制御ゲイン比率変更手段は車両の
上下加速度が設定値以上に大きいとき第２の制御系の制
御ゲインを大きく変更するものであることを特徴とする
請求項３記載の車両の振動低減装置。
【請求項７】車両状態検出手段は車両のステアリング
舵角を検出するものであり、制御ゲイン比率変更手段は
車両のステアリング舵角が設定値以上に大きいとき第２
の制御系の制御ゲインを大きく変更するものであること
を特徴とする請求項３記載の車両の振動低減装置。