JPH06320929A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 路面の状態、車速その他の走行状態の変化に
伴い減衰力の最適制御を可能とし、制御上の問題点を解
決する。 【構成】 バネ上部材の上下方向の加速度Ｚ１〜Ｚ３を
検出する加速度センサ１０Ａ〜１０Ｃを有し、バネ上速
度を計測するバネ上速度計測手段１と、バネ上部材の上
下方向の変位量Ｙ１〜Ｙ４を検出する変位センサ２０Ａ
〜２０Ｄを有し、バネ上−バネ下間の相対速度を計測す
る相対速度計測手段２と、バネ上速度および相対速度を
モード変換した後再びモード逆変換し、走行している路
面の状態を判別して、判別された路面状態に応じて逆変
換されたバネ上速度および相対速度の不感帯幅を制御し
て速度比を求めコントロール信号を出力するコントロー
ラ３と、コントロール信号に基づきサスペンション機構
のアブソーバ５０のシリンダピストン装置５１に連絡し
た可変絞り機構５３の開口面積を制御するアクチュエー
タ４とから成るサスペンション制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、路面状態、車速もしく
はその他の走行状態の少なくともいずれか１つに応じ
て、相対速度またはバネ上速度の不感帯幅を制御し、バ
ネ上速度と相対速度との比である速度比に基づくコント
ロール信号により減衰力を制御するサスペンション制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサスペンション制御装置（特開平
３−２７６８０６）は、各輪のバネ上部材の速度ｄＺ１
／ｄｔ〜ｄＺ４／ｄｔをバネ下部材のバネ上部材に対す
る相対的変位速度ｄＹ１／ｄｔ〜ｄＹ４／ｄｔで除算を
行うので、上記変位速度ｄＹ１／ｄｔ〜ｄＹ４／ｄｔが
「０」の場合もあり得るため、ＣＰＵがＲＯＭに記憶さ
れた図１３に示すテーブルに従って上記変位速度ｄＹ１
／ｄｔ〜ｄＹ４／ｄｔを補正するものであった。すなわ
ち、速度比のハンチングを防ぐために上記変位速度ｄＹ
１／ｄｔ〜ｄＹ４／ｄｔの絶対値が所定値より小さい場
合には、不感帯幅を一律に一定値ε、−εとするもので
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のサスペンシ
ョン制御装置は、一定の不感帯幅で制御するものである
ため、その不感帯幅を例えば良路に設定すると悪路で不
要な制御が行われ、逆に不感帯幅を悪路に設定すると良
路で必要な制御が行われないとか、車速に伴う問題が有
った。

【０００４】そこで本発明者らは、路面の状態、車速、
その他の走行状態に応じて相対速度またはバネ上速度の
不感帯幅を最適に制御するという本発明の技術的思想に
着眼し、更に研究開発を重ねた結果、路面の状態、車
速、その他の走行状態の変化に伴う制御上の問題点を解
決するという目的を達成する本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のサスペンション制御装置は、車輪支持部
材と車体との間に設けられ、駆動機構による駆動量に応
じて減衰力を制御するサスペンション制御装置におい
て、バネ上速度を計測するバネ上速度計測手段と、バネ
上−バネ下間の相対速度を計測する相対速度計測手段
と、路面状態、車速もしくはその他の走行状態の少なく
ともいずれか１つに応じて相対速度計測手段が出力する
相対速度の不感帯幅を制御し、バネ上速度と不感帯幅が
制御された相対速度との比である速度比に基づきコント
ロール信号を出力するコントローラとから成るものであ
る。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）のサ
スペンション制御装置は、車輪支持部材と車体との間に
設けられ、駆動機構による駆動量に応じて減衰力を制御
するサスペンション制御装置において、バネ上速度を計
測するバネ上速度計測手段と、バネ上−バネ下間の相対
速度を計測する相対速度計測手段と、路面状態、車速も
しくはその他の走行状態の少なくともいずれか１つに応
じてバネ上速度計測手段が出力するバネ上速度の不感帯
幅を制御し、不感帯幅が制御されたバネ上速度と相対速
度との比である速度比に基づきコントロール信号を出力
するコントローラとから成るものである。なお、相対速
度については、不感帯内においては正または負の一定値
をとる不感帯を設けるか、零の値をとり得ないように設
定されている。

【０００７】

【作用】上記構成より成る第１発明のサスペンション制
御装置は、路面状態車速もしくはその他の走行状態の少
なくともいずれか１つに応じて、相対速度計測手段が出
力する相対速度の不感帯幅を制御し、バネ上速度を不感
帯幅が制御された相対速度との比である速度比に基づき
コントローラがコントロール信号を出力し、このコント
ロール信号に基づき減衰力を制御するものである。

【０００８】上記構成より成る第２発明のサスペンショ
ン制御装置は、路面状態車速もしくはその他の走行状態
の少なくともいずれか１つに応じて、バネ上速度計測手
段が出力するバネ上速度の不感帯幅を制御し、不感帯幅
が制御されたバネ上速度を相対速度との比である速度比
に基づきコントローラがコントロール信号を出力し、こ
のコントロール信号に基づき減衰力を制御するものであ
る。

【０００９】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のサスペンシ
ョン制御装置は、路面状態、車速もしくはその他の走行
状態の少なくともいずれか１つに応じて相対速度の不感
帯幅を制御するので、路面の状態、車速その他の走行状
態の変化に伴い減衰力の最適制御を可能とし、制御上の
問題点を解決するという効果を奏する。

【００１０】上記作用を奏する第２発明のサスペンショ
ン制御装置は、路面状態、車速もしくはその他の走行状
態の少なくともいずれか１つに応じてバネ上速度の不感
帯幅を制御するので、路面の状態、車速その他の走行状
態の変化に伴い減衰力の最適制御を可能とし、制御上の
問題点を解決するという効果を奏する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１２】（第１実施例）第１実施例のサスペンショ
ン制御装置は、特開平３−２７６８０６に示されるよう
なスカイフック制御を行うもので、図１ないし図８に示
すようにバネ上部材の上下方向の加速度Ｚ１〜Ｚ３を検
出する加速度センサ１０Ａ〜１０Ｃを有し、バネ上速度
を計測するバネ上速度計測手段１と、バネ上部材の上下
方向の変位量Ｙ１〜Ｙ４を検出する変位センサ２０Ａ〜
２０Ｄを有し、バネ上−バネ下間の相対速度を計測する
相対速度計測手段２と、バネ上速度および相対速度をモ
ード変換した後再び逆変換し、走行している路面の状態
を判別して、判別された路面状態に応じて逆変換された
バネ上速度および相対速度の不感帯幅を制御して速度比
を求めコントロール信号を出力するコントローラ３と、
コントロール信号に基づきサスペンション機構のアブソ
ーバ５０のシリンダピストン装置５１とアキュームレー
タ５２間に配設された可変絞り機構５３の開口面積を制
御するアクチュエータ４とから成る。

【００１３】バネ上速度計測手段１は、図２に示すよう
な位置関係で左右前輪と左後輪のバネ上部材（図示せ
ず）に配設した加速度センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ
と、各加速度センサが検出した加速度信号のうち２０Ｈ
_Z 以下の周波数成分のみ出力するローパスフィルタ１１
と、ローパスフィルタ１１が出力した加速度信号を積分
してバネ上速度を出力する積分器１２とから成る。

【００１４】各加速度センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ
は、図４に示す様に一端を固着した片持梁構造の振動片
１０Ｅの他端に重錘１０Ｗを固着し、振動片１０Ｅの一
端に近い部分に貼着した歪ゲージ１０Ｇにより作用して
いる加速度に応じた重錘１０Ｗの動きに伴う歪を電気的
信号として出力するものである。左右前輪のセンサ１０
Ａ、１０Ｂおよび左後輪の加速度信号から右後輪の加速
度を推定して、加速度センサを１個省略する構成より成
る。

【００１５】相対速度計測手段２は、図２に示すような
位置関係で各輪のバネ上部材とバネ上部材との間に介挿
されたポテンショメータにより構成された変位センサ２
０Ａ〜２０Ｄと、各変位センサが検出した変位信号のう
ち２０Ｈ_Z 以下の周波数成分のみ出力するローパスフィ
ルタ２１と、ローパスフィルタ２１が出力した変位信号
の一定時間毎の差分を出力することにより、微分して相
対速度を出力する微分器２２とから成る。

【００１６】各変位センサ２０Ａ〜２０Ｄは、図５に模
式的に示すように、第１の部材２Ｆの上端２Ｕをバネ上
部材に固着し、第２の部材２Ｓの下端２Ｄをバネ上部材
に固着し、第１の部材２Ｆ内に配設されたロータリ型の
ポテンショメータで構成され、バネ上部材とバネ上部材
との間の間隔が変位すると、第１および第２の部材２
Ｆ、２Ｓの角度関係が変化し、ポテンショメータの接点
の位置が変化して、相対変位を電圧信号として出力する
ものである。

【００１７】コントローラ３は、図１に示すようにバネ
上速度をモード変換した後モード逆変換を行う第１のモ
ード変換回路３１と、相対速度をモード変換した後モー
ド逆変換を行う第２のモード変換回路３２と、第１のモ
ード変換回路３１から出力されるモード逆変換されたバ
ネ上速度に不感帯を設定する第１の不感帯設定回路３３
と、第２のモード変換回路３２から出力されるモード逆
変換された相対速度に不感帯を設定する第２の不感帯設
定回路３４と、第２のモード変換回路３２からの信号に
基づき走行している路面の状態を判別して第１および第
２の不感帯設定回路の不感帯幅を制御する信号を出力す
る路面状態判別回路３５と、不感帯の幅が路面の状態に
応じてそれぞれ制御されたバネ上速度と相対速度との比
を演算し、目標減衰力を演算する速度比回路３６と、路
面状態判別回路３５の出力に基づき路面状態に応じて目
標減衰力を決定するスカイフックゲインを調整するゲイ
ン回路３７と、車速センサ５からの車速信号に応じて段
階的な目標減衰力を出力する車速回路３８と、ゲイン回
路３７から出力されたスカイフックゲインを調整された
速度比に基づく目標減衰力と車速回路３８から出力され
る目標減衰力と大きい方の目標減衰力を出力する最大値
回路３９とから成るものである。

【００１８】第１のモード変換回路３１は、モード変換
回路３１Ａによりバネ上速度をヒーブ、ピッチ、ロー
ル、ワープの各モード成分にモード変換し、重み付け回
路３１Ｂにより各モードに適切な重み付けＫ_H 、Ｋ _P、
Ｋ_R 、Ｋ_W を付加した後、モード逆変換回路３１Ｃによ
りそれぞれ重み付けされたヒーブ、ピッチ、ロール、ワ
ープの各モード成分を逆変換して重み付けされたバネ上
速度を出力するものである。

【００１９】第２のモード変換回路３２は、モード変換
回路３２Ａにより相対速度をヒーブ、ピッチ、ロール、
ワープの各モード成分にモード変換し、第１のモード変
換回路と同様に各モード成分に適切な重み付けＫ_H 、Ｋ
_P、Ｋ_R 、Ｋ_W をした後、モード逆変換回路３２Ｃによ
りそれぞれ重み付けされたヒーブ、ピッチ、ロール、ワ
ープの各モード成分を逆変換して重み付けされた相対速
度を出力するものである。

【００２０】路面状態判別回路３５は、第２のモード変
換回路３２のモード変換回路３２Ａが出力する相対速度
のヒーブのモード成分の出力のうち３Ｈ_Z 以下の低周波
数成分を出力するローパスフィルタ３５Ａと、前記モー
ド変換回路３２Ａが出力する相対速度のワープのモード
成分のうち３Ｈ_Z 以上の高周波数成分を出力するハイパ
スフィルタ３５Ｂと、低周波および高周波成分がともに
しきい値を越えないときは良路、低周波成分のみがしき
い値を越えるときはうねり路、高周波成分のみがしきい
値を越えるときは悪路、低周波および高周波成分がとも
にしきい値を越えるときは複合路と、それぞれ判定し、
不感帯幅を制御する信号およびスカイフックゲイン信号
を出力する判定回路３５Ｃとから成るものである。

【００２１】第１の不感帯設定回路３３は、第１のモー
ド変換回路３１が出力する重み付けされたバネ上速度
に、路面状態判別回路３５の判定回路３５Ｃからの制御
信号に基づき図６中破線矢印で示すように制御された幅
の不感帯内は零の値をとる不感帯を設定するものであ
る。

【００２２】第２の不感帯設定回路３４は、第２のモー
ド変換回路が出力する重み付けされた相対速度に、路面
状態判別回路３５の判定回路３５Ｃからの制御信号に基
づき図７中破線で示すように制御された幅の不感帯内は
正または負の一定値をとる不感帯を設定するものであ
る。

【００２３】速度比回路３６は、上記第１および第２不
感帯設定回路により路面の状態に応じて制御された幅の
不感帯が設定されたバネ上速度をバネ上速度と相対速度
との差で除算して速度比を求めて目標減衰力を演算す
る。

【００２４】ゲイン回路３７は、速度比回路３６が出力
する速度比に基づく目標減衰力に対して、路面状態判別
回路３５が出力するスカイフックゲイン信号を乗算して
ゲインを調整するものである。

【００２５】最大値回路３９は、スカイフックゲインが
乗算された目標減衰力と、車速信号の大きさに基づき車
速回路３８が出力する段階的な目標減衰力とを比較し、
例えば大きい方のスカイフックゲインが乗算された目標
減衰力をコントロール信号として出力するものである。

【００２６】アクチュエータ４は、コントローラ３の最
大値回路３９からのコントロール信号を増幅する駆動回
路４１と、駆動回路４１からの駆動信号により減衰力を
決定する可変絞り機構５３の開口面積を制御する駆動部
４２とから成る。

【００２７】駆動部４２は、図８に示す様に各輪用のサ
スペンション機構のアブソーバ５０Ａ〜５０Ｄのシリン
ダピストン装置５１とアキュームレータ５２との間に配
置され、ケース本体内に配置された可変絞り機構５３の
弁部材５３Ｖと一体的に形成され、弁部材５３Ｖを回転
させることにより、内筒５３Ｉに円周方向に対向間隔が
変化するように形成されたオリフィス５３Ｏとの位置関
係を変化させることによって、開口面積を制御する構成
より成る。

【００２８】上記構成より成る第１実施例のサスペンシ
ョン制御装置は、図１に示すように加速度センサ１０
Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによりバネ上加速度を検出し、変位
センサ２０Ａ〜２０Ｄにより車高を検出し、バネ上速度
計測手段によりバネ上加速度を積分してバネ上速度を計
測し、相対速度計測手段により車高を微分して相対速度
を計測し、第１および第２のモード変換回路３１、３２
によりヒーブ、ピッチ、ロール、ワープの各モード成分
にモード変換してそれぞれ重み付けした後モード逆変換
して重み付けられたバネ上速度および相対速度に変換
し、路面状態判別回路３５により路面の状態が悪路、良
路、複合路、うねり路のいずれかを判別して不感帯幅制
御信号およびスカイフックゲイン信号を出力し、第１お
よび第２の不感帯設定回路３３、３４により前記不感帯
幅制御信号に基づく幅を有する不感帯をバネ上速度およ
び相対速度に設定し、速度比回路３６により路面の状態
に応じた幅の不感帯が設定されたバネ上速度をバネ上速
度と相対速度との差により除算して速度比を演算して目
標減衰力を求めるものである。

【００２９】本第１実施例装置は、さらにゲイン回路３
７により路面の状態に応じたスカイフックゲインが目標
減衰力に乗算され、最大値回路３９により車速回路３８
が出力する段階的な目標減衰力と比較され大きい方の目
標減衰力がコントロール信号として出力され、アクチュ
エータ４の駆動回路４１によりこのコントロール信号が
増幅されて駆動信号が出力され、この駆動信号により駆
動部が可変絞り機構５３の弁部材５３Ｖを回転させて開
口面積を制御して、アブソーバ５０の目標減衰力を実現
するものである。

【００３０】上記作用を奏する第１実施例のサスペンシ
ョン制御装置は、路面の状態に応じてバネ上速度および
相対速度の不感帯の幅を制御する、すなわち良路におい
ては不感帯の幅を狭め、悪路においては不感帯の幅を広
げるので、従来装置の様に悪路において不要な制御が行
われ、良路において必要な制御が行われない等の問題を
解消するという効果を奏する。

【００３１】また第１実施例装置は、バネ上速度におい
ては不感帯内の値を零とし、相対速度においては不感帯
内の値を正または負の一定値としたので、速度比が無限
大になることが無く、チャタリングを防止するという効
果を奏する。

【００３２】さらに第１実施例装置は、速度比回路３６
により決定された目標減衰力を決定する信号に路面状態
の判別結果に基づきゲイン回路３７によりスカイフック
ゲインを乗算して路面状態に応じた減衰力の設定を可能
にするとともに、車速によって決定される目標減衰力と
の比較を行い最大値を採用するので、速度比による目標
減衰力の設定より優先して車速による目標減衰力の設定
を可能にすることが出来るという効果を奏する。

【００３３】（第２実施例）第２実施例のサスペンショ
ン制御装置は、図９および図１０に示すように、車速に
応じてバネ上速度および相対速度の不感帯の幅を制御す
る点のみが第１実施例と相違するもので、低速において
は不感帯の幅を広げ高速においては不感帯の幅を狭める
ことが出来、低速における不要な制御を防止し、高速に
おける必要な制御を可能にするという効果を奏する。

【００３４】（第３実施例）第３実施例のサスペンショ
ン制御装置は、図１１および図１２に示すように路面状
態および車速の両者に応じてバネ上速度および相対速度
の不感帯の幅を制御する点のみが上述の実施例と相違す
るもので、路面状態もしくは車速のいずれか一方が制御
信号を出力したら不感帯の幅を制御することを可能にす
るとともに、路面状態および車速の両方が制御信号を出
力したら、その両方の制御信号に対応した大きな不感帯
の幅に制御することを可能にするという作用効果を奏す
る。

【００３５】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００３６】上述の第１実施例は、一例として説明した
もので、路面状態に基づきスカイフックゲインを乗算す
ることや、最大値回路において車速に基づく段階的な目
標減衰力と車速比較することは、本発明としては省略す
ることが可能である。

【００３７】また本発明は、上述の第１実施例に対して
車両に作用する横Ｇもしくは舵角に基づく目標減衰力を
演算する手段を付加し、最大値回路においてこの横Ｇも
しくは舵角に基づく目標減衰力が最大の場合は、これに
よりコントロール信号を決定することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置を示すブロック図であ
る。

【図２】第１実施例装置の車両における配設態様を示す
斜視図である。

【図３】第１実施例装置の主要制御フローを示すチャー
ト図である。

【図４】第１実施例装置の加速度センサを示す断面図で
ある。

【図５】第１実施例装置の変位センサを横式的に示す横
式図である。

【図６】バネ上速度の不感帯を示す線図である。

【図７】相対速度の不感帯を示す線図である。

【図８】第１実施例装置のアクチュエータを示す断面図
である。

【図９】第２実施例装置を示すブロック図である。

【図１０】第２実施例装置の主要制御フローを示すチャ
ート図である。

【図１１】第３実施例装置を示すブロック図である。

【図１２】第３実施例装置の主要制御フローを示すチャ
ート図である。

【図１３】従来装置の不感帯を示す線図である。

【符号の説明】

１ バネ上速度計測手段 ２ 相対速度計測手段 ３ コントローラ ４ アクチュエータ １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 加速度センサ １１、２１ ローパスフィルタ １２ 積分器 ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 変位センサ ２２ 微分器 ３１ 第１のモード変換回路 ３２ 第２のモード変換回路 ３３ 第１の不感帯の設定回路 ３４ 第２の不感帯の設定回路 ３５ 路面状態判別回路 ３６ 速度比回路 ３７ ゲイン回路 ３８ 車速回路 ３９ 最大値回路 ４１ 駆動回路 ４２ 駆動部 ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ アブソーバ ５１ シリンダピストン装置 ５２ アキュームレータ ５３ 可変絞り機構 ５３Ｉ 内筒 ５３Ｏ オリフィス ５３Ｖ 弁部材

フロントページの続き (72)発明者 小野沢 智 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 川原 邦裕 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪支持部材と車体との間に設けられ、
   駆動機構による駆動量に応じて減衰力を制御するサスペ
   ンション制御装置において、 バネ上速度を計測するバネ上速度計測手段と、 バネ上−バネ下間の相対速度を計測する相対速度計測手
   段と、 路面状態、車速もしくはその他の走行状態の少なくとも
   いずれか１つに応じて相対速度計測手段が出力する相対
   速度の不感帯幅を制御し、バネ上速度と不感帯幅が制御
   された相対速度との比である速度比に基づきコントロー
   ル信号を出力するコントローラとから成ることを特徴と
   するサスペンション制御装置。
2. 【請求項２】 車輪支持部材と車体との間に設けられ、
   駆動機構による駆動量に応じて減衰力を制御するサスペ
   ンション制御装置において、 バネ上速度を計測するバネ上速度計測手段と、 バネ上−バネ下間の相対速度を計測する相対速度計測手
   段と、 路面状態、車速もしくはその他の走行状態の少なくとも
   いずれか１つに応じてバネ上速度計測手段が出力するバ
   ネ上速度の不感帯幅を制御し、不感帯幅が制御されたバ
   ネ上速度と相対速度との比である速度比に基づきコント
   ロール信号を出力するコントローラとから成ることを特
   徴とするサスペンション制御装置。