JPH06206416A - 流体圧式アクティブサスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過渡旋回時に於ける車高低減制御の応答性を
確保しつつスラローム走行時等に於ける車体の不必要な
ハンチング上下動を効果的に防止する。 【構成】 加速度検出装置Ｍ３により横加速度の大きさ
を検出し、制御装置Ｍ４により横加速度の大きさに基づ
く制御量に応じて圧力調整装置Ｍ２を制御しアクチュエ
ータＭ１の作動流体室内の圧力を増減することにより車
高を増減する。変化率演算装置Ｍ５により横加速度の大
きさの変化率を演算し、該変化率に基づき旋回判定装置
Ｍ６により切り増し旋回か否かを判定し、切り増し旋回
の判定が行われたときには補正装置Ｍ７により横加速度
の大きさの減小過程に於て圧力調整手段に対する制御量
を増大補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のサス
ペンションに係り、更に詳細には流体圧式のアクティブ
サスペンションに係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌の流体圧式のアクティブ
サスペンションの一つとして、例えば特開平３−９２４
１２号公報に記載されている如く、各車輪に対応して設
けられ作動流体室内の圧力が増減されることにより対応
する部位の車高を増減するアクチュエータと、作動流体
室内の圧力を調整する圧力調整手段と、車輌の横加速度
の大きさを検出する加速度検出手段と、横加速度の大き
さに応じて圧力調整手段を制御することにより定速直進
走行時に比して車高を低減する制御装置とを有する流体
圧式アクティブサスペンションが既に知られている。

【０００３】かかるアクティブサスペンションによれ
ば、車輌の横加速度の大きさに応じて圧力調整手段が制
御されることにより定速直進走行時に比して車高が低減
され、これにより車輌の旋回時には車輌の横加速度の大
きさに応じて車高が低減されるので、従来の一般的なア
クティブサスペンションに於ては旋回時にも車体のロー
ルによる車高変化が生じないことに起因して車輌の乗員
が却って不安感を覚えるという問題を解消することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし所謂スラローム
走行時の如く運転者により旋回方向が繰返し変更された
ときには車輌の横加速度の大きさが繰返し増減するた
め、それに対応して旋回方向の逆転周期の倍の周期にて
車体が不必要にハンチング上下動し、車輌の乗員が違和
感や不安感を覚えるという問題がある。

【０００５】また例えば高速旋回が行われている状態に
於てハンドルが比較的急激に切り戻されるような場合に
は、横加速度の大きさが高い値より急激に減小するた
め、これに対応して旋回終期に於て車高が比較的急激に
増大し、接地荷重の減小、重心高の増大、バンプステア
の変化の如き車輌の運動力学上好ましくない変化をきた
し、そのため車輌の操縦安定性が悪化し易いという問題
がある。

【０００６】更にこれらの問題に対処すべく、例えば横
加速度の大きさ検出手段により検出された横加速度の大
きさを示す信号をローパスフィルタ処理しその変化を平
滑化することが考えられるが、その場合には横加速度の
大きさの変化に対するアクティブサスペンションの応答
性が低下するため、横加速度が比較的大きく変動する過
渡旋回時に横加速度の大きさの変化に対応して車高を応
答性よく低減することができなくなるという問題があ
る。

【０００７】本発明は、上記公開公報に記載されている
如き従来のアクティブサスペンションに於ける上述の問
題に鑑み、過渡旋回時に於ける車高低減制御の応答性を
犠牲にすることなく、スラローム走行時等に於て車体が
不必要にハンチング上下動することを効果的に防止する
ことができるよう改良された流体圧式のアクティブサス
ペンションを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、各車輪に対応し
て設けられ作動流体室内の圧力が増減されることにより
対応する部位の車高を増減するアクチュエータＭ１と、
前記作動流体室内の圧力を調整する圧力調整手段Ｍ２
と、車輌の横加速度の大きさを検出する横加速度検出手
段Ｍ３と、横加速度の大きさに基づく制御量に応じて前
記圧力調整手段を制御することにより車高を低減する制
御手段Ｍ４と、横加速度の大きさの変化率を演算する変
化率演算手段Ｍ５と、横加速度の大きさの変化率に基づ
き切り戻し旋回か否かを判定する旋回判定手段Ｍ６と、
切り戻し旋回の判定が行われたときには横加速度の大き
さの減小過程に於て前記制御量を増大補正する補正手段
Ｍ７とを有する流体圧式アクティブサスペンションによ
って達成される。

【０００９】

【作用】上述の如き構成によれば、横加速度検出手段Ｍ
３により検出された横加速度の大きさに基づく制御量に
応じて制御手段Ｍ４により圧力調整手段Ｍ２が制御され
アクチュエータＭ１の作動流体室内の圧力が低減される
ことにより車高が低減されるだけでなく、変化率演算手
段Ｍ５により演算される横加速度の大きさの変化率に基
づき旋回判定手段Ｍ６により切り戻し旋回か否かが判定
され、切り戻し旋回の判定が行われたときには補正手段
Ｍ７により横加速度の大きさの減小過程に於て圧力調整
手段Ｍ２に対する制御量が増大補正される。

【００１０】従って急旋回やハンドルの切り増しが行わ
れる場合には、横加速度の大きさに基づく制御量に応じ
て制御手段Ｍ４により圧力調整手段Ｍ２が応答性よく制
御されアクチュエータＭ１の作動流体室内の圧力が高応
答にて低減されることにより車高が横加速度の大きさに
応じて速応性よく低減され、またスラローム走行や急激
なハンドルの切り戻しが行われる場合には、横加速度の
大きさの減小過程に於て圧力調整手段Ｍ２に対する制御
量が増大補正されることにより車高の低減量が急激に減
小して車高が急激に増大することが確実に防止される。

【００１１】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。

【００１２】

【実施例】図２は本発明による流体圧式アクティブサス
ペンションの一つの実施例の流体回路を示す概略構成図
である。

【００１３】図１に於て、１０は作動流体としてのオイ
ルを貯容するリザーバを示している。リザーバ１０には
接続通路１２の一端及び作動流体排出通路１４の一端が
接続されている。接続通路１２の他端はエンジン１６に
より駆動されるポンプ１８の吸入側に接続されている。
ポンプ１８は図示の実施例に於ては可変容量ポンプであ
り、その吐出側には作動流体供給通路２０の一端が接続
されている。作動流体供給通路２０の他端及び作動流体
排出通路１４の他端は圧力制御弁２２のパイロット操作
型の３ポート３位置切換式の切換制御弁２４のＰポート
及びＲポートにそれぞれ連通接続されている。各作動流
体排出通路１４の途中には他の車輪寄りの作動流体排出
通路との連通接続部１４ａよりも圧力制御弁２２の側に
逆止弁１５が設けられており、この逆止弁は圧力制御弁
２２よりリザーバ１０へ向かう作動流体の流れのみを許
すようになっている。

【００１４】圧力制御弁２２は切換制御弁２４と、作動
流体供給通路２０とリザーバ１０とを連通接続する接続
通路２６と、該通路の途中に設けられた固定絞り２８及
び可変絞り３０とよりなっている。切換制御弁２４のＡ
ポートには接続通路３２が接続されている。切換制御弁
２４は固定絞り２８と可変絞り３０との間の通路２６内
の圧力Ｐp 及び接続通路３２内のＰa をパイロット圧力
として取込むスプール弁であり、圧力Ｐp が圧力Ｐa よ
り高いときにはポートＰとポートＡとを連通接続する切
換位置２４a に切換わり、圧力Ｐp 及びＰa が互いに等
しいときには全てのポートの連通を遮断する切換位置２
４b に切換わり、Ｐp が圧力Ｐa より低いときにはポー
トＲとポートＡとを連通接続する切換位置２４ｃに切換
わるようになっている。また可変絞り３０はそのソレノ
イドへ通電される電流を制御されることにより絞りの実
効通路断面積を変化し、これにより固定絞り２８と共働
して圧力Ｐp を変化させるようになっている。

【００１５】接続通路３２の他端は車輪に対応して設け
られたアクチュエータ３６の作動流体室３８に連通接続
されている。図示の如くアクチュエータ３６は一種のシ
リンダ−ピストン装置であり、図には示されていないが
車輪を支持するサスペンション部材と車体との間に配設
され、作動流体室３８に対し作動流体が給排され作動流
体内の圧力が増減されることにより対応する部位の車高
を増減するようになっている。作動流体室３８には通路
４０により気液ばね装置４２が接続されており、通路４
０の途中には絞り４４が設けられている。かくして気液
ばね装置４２はサスペンションスプリング又は補助的な
サスペンションスプリングとして作用し、絞り４４は減
衰力を発生するようになっている。

【００１６】接続通路３２の途中には遮断弁４６が設け
られている。遮断弁４６はパイロット圧力制御装置４８
により制御されたパイロット圧力Ｐc を取込み、パイロ
ット圧力Ｐc が開弁所定値を越えると開弁し、パイロッ
ト圧力が閉弁所定値以下になると閉弁するよう構成され
ている。パイロット圧力制御装置４８は作動流体供給通
路２０とリザーバ１０とを連通接続する接続通路５０
と、該通路の途中に設けられた固定絞り５２及び可変絞
り５４とを含み、固定絞りと可変絞りとの間の圧力をパ
イロット圧力Ｐc として遮断弁４６へ供給するようにな
っている。

【００１７】作動流体供給通路２０の途中にはフィルタ
５６及びポンプ１８より圧力制御弁２２へ向う作動流体
の流れのみを許す逆止弁５８が設けられている。また逆
止弁５８より下流側の作動流体供給通路２０にはアキュ
ームレータ６０が連通接続されている。

【００１８】尚逆止弁１５、圧力制御弁２２、接続通路
３２、絞り４４、遮断弁４６、アクチュエータ３６、気
液ばね装置４２等は各車輪に対応して設けられている。
また図３に於ては右前輪、左前輪、右後輪、左後輪に対
応する圧力制御弁はそれぞれ２２fr、２２fl、２２rr、
２２rlにて示されている。

【００１９】圧力制御弁２２は図３に示された電気式制
御装置６６により制御されるようになっている。電気式
制御装置６６はマイクロコンピュータ６８を含んでい
る。マイクロコンピュータ６８は図２に示されている如
き一般的な構成のものであってよく、中央処理ユニット
（ＣＰＵ）７０と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７２
と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４と、入力ポ
ート装置７６と、出力ポート装置７８とを有し、これら
は双方性のコモンバス８０により互いに接続されてい
る。

【００２０】入力ポート装置７６には図２には示されて
いない横加速度センサ６２より車輌の横加速度の大きさ
Ｇy （車輌の右方向を正とする）を示す信号が入力さ
れ、また前後加速度センサ、各輪に対応して設けられた
車高センサの如き一群のセンサ６４より車輌の走行状態
に関する信号が入力されるようになっている。入力ポー
ト装置７６はそれに入力された信号を適宜に処理し、Ｒ
ＯＭ７２に記憶されているプログラムに基くＣＰＵ７０
の指示に従い、ＣＰＵ及びＲＡＭ７４へ処理された信号
を出力するようになっている。

【００２１】ＲＯＭ７２は図４に示された制御プログラ
ム及び図５に示されたマップを記憶している。ＣＰＵ７
０は図４に示されたフローチャートに基き後述の如く種
々の演算及び信号の処理を行うようになっている。出力
ポート装置７８はＣＰＵ７０の指示に従い、駆動回路８
２を経てパイロット圧力制御装置４８の可変絞り５４へ
制御信号を出力し、駆動回路８４〜９０を経て圧力制御
弁２２fr、２２fl、２２rr、２２rlの対応する可変絞り
へ制御信号を出力するようになっている。

【００２２】制御装置６６による制御は図には示されて
いないイグニッションスイッチの閉成により開始され、
イグニッションスイッチの開成後しばらくして終了され
る。またアクティブサスペンションの作動開始時にはパ
イロット圧力制御装置４８が制御されることによりパイ
ロット圧力Ｐc が漸増され、これにより遮断弁４６が全
開状態になるまで漸次開弁される。尚必要ならば、かか
る制御の詳細については例えば本願出願人と同一の出願
人及び他の一の出願人との共同出願にかかる特開平４−
８５１２９号公報を参照されたい。

【００２３】次に図４に示されたフローチャート及び図
５のマップを参照して図示の実施例の作動について説明
する。

【００２４】まずステップ１０に於ては横加速度センサ
６２により検出された車輌の横加速度の大きさＧy を示
す信号等の読込みが行われ、ステップ２０に於ては横加
速度Ｇy を示す信号に対しローパスフィルタ処理が行わ
れることにより高周波ノイズが除去される。ステップ３
０に於てはローパスフィルタ処理された後の横加速度Ｇ
ylp に基づき図５に示されたグラフに対応するマップよ
り車輌の横加速度の大きさＧyhが演算される。

【００２５】ステップ４０に於ては例えばＧyh(n) を現
サイクルの横加速度の大きさとし、Ｇyh(n-k) をｋサイ
クル前の横加速度の大きさとし、Δｔをｋサイクル前と
現在との時間差として、下記の数１に従って横加速度の
大きさＧyhを示す信号について時間微分の演算が行われ
ることにより横加速度の大きさの変化率ＤＧy が演算さ
れる。

【数１】ＤＧy ＝（Ｇyh(n) −Ｇyh(n-k) ）／Δｔ

【００２６】ステップ５０に於ては横加速度の大きさの
変化率ＤＧy が０以上であるか否かの判別、即ち切り増
し旋回が行われているか否かの判別が行われる。ＤＧy
≧０である旨の判別、即ち切り増し旋回が行われている
旨の判別が行われたときにはステップ６０に於て横加速
度の大きさＧyhが前サイクルの補正後の横加速度の大き
さＡＧyh以上であるか否かの判別が行われる。Ｇyh≧Ａ
Ｇyhである旨の判別が行われたときにはステップ７０に
於て補正後の横加速度の大きさＡＧyhがステップ３０に
於て演算された横加速度の大きさＧyhにセットされ、Ｇ
yh≧ＡＧyhではない旨の判別が行われたときにはステッ
プ８０に於て補正後の横加速度の大きさＡＧyhが前サイ
クルに於て演算された補正後の横加速度の大きさＡＧyh
にセットされる。

【００２７】ステップ５０に於てＤＧy ≧０ではない旨
の判別、即ち切り戻し旋回が行われている旨の判別が行
われたときには、ステップ９０に於て横加速度の大きさ
Ｇyhが前サイクルの補正後の横加速度の大きさＡＧyh以
上であるか否かの判別が行われる。Ｇyh≧ＡＧyhである
旨の判別が行われたときにはステップ１００に於て補正
後の横加速度の大きさＡＧyhが前サイクルに於て演算さ
れた補正後の横加速度の大きさＡＧyhに対し所定値ΔＧ
（正の定数）インクリメントされ、Ｇyh≧ＡＧyhではな
い旨の判別が行われたときにはステップ１１０に於て補
正後の横加速度の大きさＡＧyhがステップ３０に於て演
算された横加速度の大きさＧyhにセットされる。

【００２８】ステップ７０、８０、１００、１１０が完
了した後には、ステップ１２０に於て前後加速度センサ
の如き一群のセンサ６４により検出された車輌の走行状
態に応じて車体の姿勢制御及び車輌の乗り心地制御を行
うためのアクティブ制御量Ｐai（ｉ＝fr、fl、rr、rl）
が演算され、ステップ１３０に於ては各圧力制御弁へ出
力される制御電流Ｉi が下記の数２に従って演算され、
ステップ１４０に於ては各圧力制御弁の可変絞りへ制御
電流Ｉi （ｉ＝fr、fl、rr、rl）が出力され、これによ
り各アクチュエータ３６の作動流体室３８がそれぞれ対
応する制御電流Ｉi に応じて制御される。

【数２】Ｉi ＝Ｋai・Ｐai＋Ｋyi・ＡＧyh ここに係数Ｋai及びＫyi（ｉ＝fr、fl、rr、rl）は正の
定数である

【００２９】尚ステップ１２０に於て行われるアクティ
ブ制御量Ｐaiの演算自体は本発明の要旨をなすものでは
なく、車体の姿勢変化が低減されると共に車輌の乗り心
地性が向上されるよう任意の態様にて実施されてよく、
例えば本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特開平
２−１７５４０５号公報に記載されている如く行われて
よい。

【００３０】かくして図示の実施例によれば、ステップ
２０に於て横加速度の大きさＧy を示す信号に対しロー
パスフィルタ処理が行われ、ステップ３０に於てローパ
スフィルタ処理された後の横加速度の大きさＧylp に基
づき車輌の横加速度の大きさＧyhが演算され、ステップ
４０に於て横加速度の大きさの変化率ＤＧy が演算され
る。そしてステップ５０に於て横加速度の大きさの変化
率ＤＧy に基づき切り増し旋回が行われているか否かの
判別が行われると共に、ステップ６０及び９０に於て横
加速度の大きさＧyhが前サイクルの補正後の横加速度の
大きさＡＧyh以上であるか否かの判別が行われる。

【００３１】切り増し旋回中であり且横加速度の大きさ
Ｇyhが前サイクルの補正後のＡＧyh以上であるときに
は、ステップ７０に於て補正後の横加速度の大きさＡＧ
yhが横加速度の大きさＧyhにセットされ（制御モード
１）、切り増し旋回中であるが横加速度の大きさＧyhが
ＡＧyh未満であるときには、ステップ８０に於て補正後
の横加速度の大きさＡＧyhが前サイクルの補正後の横加
速度の大きさＡＧyhにセットされる（制御モード２）。
一方、切り戻し旋回中であるが横加速度の大きさＧyhが
ＡＧyh以上であるときには、ステップ１００に於て補正
後の横加速度の大きさＡＧyhが所定値ΔＧ増大補正され
（制御モード３）、切り戻し旋回中であり且横加速度の
大きさＧyhがＡＧyh未満であるときには、ステップ１１
０に於て補正後の横加速度の大きさＡＧyhが横加速度の
大きさＧyhにセットされる（制御モード４）。

【００３２】即ちステップ５０〜１１０に於ては、車輌
の横加速度の大きさＧyhが非線形フィルタの要領にて補
正されることにより、旋回開始時には補正後の横加速度
の大きさＡＧyhが車輌の横加速度の大きさＧyhの増大に
応じて増大されるが、ハンドル切り戻し時には補正後の
横加速度の大きさＡＧyhの減小率が制限され、旋回方向
逆転後のハンドル切り増し時には補正後の横加速度の大
きさＡＧyhが一定値に維持される。

【００３３】従って図６に示されている如く、スラロー
ム走行が行われ車輌の横加速度の大きさＧyhが繰返し増
減する場合には、上述の特開平３−９２４１２号公報に
記載されたアクティブサスペンションに於ては目標車高
は横加速度の大きさＧyhの増減に応じて変動し、これに
より車体がハンチング上下動するのに対し、図示の実施
例に於ては旋回開始時には横加速度の大きさＧyhの増大
に即応して目標車高が低下するが、横加速度の大きさＧ
yhが増減変動しても目標車高は僅かしか変動せず、車体
が不自然にハンチング上下動することはない。

【００３４】尚上述の実施例に於ては、ステップ１００
に於ける補正後の横加速度の大きさＡＧyhのインクリメ
ント量ΔＧは正の一定値であるが、このインクリメント
量ΔＧは例えば横加速度の大きさの変化率ＤＧy の絶対
値が高いほど高い値になるよう横加速度の大きさの変化
率に応じて増減されてもよい。

【００３５】また上述の実施例に於ては、各アクチュエ
ータの作動流体室内の圧力を調整する圧力調整手段は圧
力制御弁であるが、この手段は作動流体室内の圧力を増
減調整することができる限り流量制御弁の如き他の手段
であってもよい。

【００３６】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、急旋回やハンドルの切り増しが行われる場
合には、横加速度の大きさに基づく制御量に応じて制御
手段Ｍ４により圧力調整手段Ｍ２を応答性よく制御しア
クチュエータＭ１の作動流体室内の圧力を高応答にて低
減することにより車高を横加速度の大きさに応じて速応
性よく低減することができ、またスラローム走行や急激
なハンドルの切り戻しが行われる場合には、横加速度の
大きさの減小過程に於て圧力調整手段Ｍ２に対する制御
量が増大補正されるので、車高の低減量が急激に減小し
て車高が急激に増大することを確実に防止し、これによ
り車体が不必要に上下動することを効果的に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流体圧式アクティブサスペンショ
ンの構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明
図である。

【図２】本発明による流体圧式アクティブサスペンショ
ンの一つの実施例の流体回路を示す概略構成図である。

【図３】図２に示された実施例の電気式制御装置を示す
ブロック線図である。

【図４】図３に示された電気式制御装置により達成され
る制御フローを示すフローチャートである。

【図５】ローパスフィルタ処理後の車体の横加速度Ｇyl
p と車輌の横加速度の大きさＧyhとの間の関係を示すグ
ラフである。

【図６】スラローム走行が行われる場合の図示の実施例
に於ける目標車高の変化を従来の場合との対比にて示す
グラフである。

【符号の説明】

１０…リザーバ １８…ポンプ ２０…作動流体供給通路 ２２…圧力制御弁 ３６…アクチュエータ ３８…作動流体室 ４２…気液ばね装置 ４６…遮断弁 ４８…パイロット圧力制御装置 ６０…アキュームレータ ６２…横加速度センサ ６６…電気式制御装置 ６８…マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各車輪に対応して設けられ作動流体室内の圧力が増減さ
   れることにより対応する部位の車高を増減するアクチュ
   エータと、前記作動流体室内の圧力を調整する圧力調整
   手段と、車輌の横加速度の大きさを検出する横加速度検
   出手段と、横加速度の大きさに基づく制御量に応じて前
   記圧力調整手段を制御することにより車高を低減する制
   御手段と、横加速度の大きさの変化率を演算する変化率
   演算手段と、横加速度の大きさの変化率に基づき切り戻
   し旋回か否かを判定する旋回判定手段と、切り戻し旋回
   の判定が行われたときには横加速度の大きさの減小過程
   に於て前記制御量を増大補正する補正手段とを有する流
   体圧式アクティブサスペンション。