JPH0641845Y2

JPH0641845Y2 - 能動型サスペンション装置

Info

Publication number: JPH0641845Y2
Application number: JP4279588U
Authority: JP
Inventors: 一信川畑
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1994-11-02
Anticipated expiration: 2003-03-30
Also published as: JPH01145705U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、能動型サスペンション装置に係り、とく
に、車体及び車輪間の相対変位を制御するサスペンショ
ンを備え、走行中にはサスペンション制御を行うが、停
車中にはサスペンション制御を中止するようにした能動
型サスペンション装置に関する。

〔従来の技術〕

能動型サスペンション装置としては、例えば本出願人が
先に提案した特願昭62-60591号記載のものがある。

この先願にかかる装置は、車速を検出する車速センサを
含む車速検出手段を有し、ロール制御を行うための変更
可能なゲインを、車速検出手段による車速値に基づき調
整するようにし、これにより停車時又は極低速走行時の
車両横方向の自励振動を回避するようになっている。と
くに、車速が零のときには、ゲインを零にしてロール制
御を行わないようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記先願記載の技術にあっては、車速を
検出するための車速センサが単独に搭載されるという構
成であるため、例えば、走行中に断線等によって車速セ
ンサの検出値が零になるという異常状態が生じると、制
御装置は車両が停車したものと誤判断し、ロール制御を
直ちに中止してしまうことから、とくに旋回走行中にお
いてこのような事態に至った場合、車両がロールした状
態での走行を余儀無くされる等、乗員に不安感を与える
のみならず、安定した走行ができなくなるという未解決
の問題点があった。

そこで、この考案は、このような未解決の問題点に鑑み
てなされたもので、車速を検出するための車速センサを
複数搭載してその冗長系を構成し、これらの複数の車速
センサの検出値により当該センサの何れかが故障と判断
された場合には、これらの検出値の内、最も高い方の値
を強制的に車速値として設定し、この車速値に応じてサ
スペンション制御を行うことにより、前記未解決の問題
点を解決することを、その解決しようとする課題として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、この考案は、上記課題を解決するために、第１
図の基本構成図に示す如く、車体及び車輪間の相対変位
を変更可能な指令値に応じて制御するサスペンション
と、車体の姿勢変化に応じた姿勢変化情報を検出する姿
勢変化検出手段とを備え、前記姿勢変化情報に基づき前
記指令値を変更制御するようにした能動型サスペンショ
ン装置において、複数の車速センサを具備した車速検出
手段と、この車速検出手段の検出値に基づき何れかの車
速センサが故障状態か否かを判断する故障判断手段と、
この故障判断手段の判断結果が故障状態でない場合には
前記車速検出手段による検出値を車速値として設定し、
且つ、当該判断結果が故障状態である場合には前記複数
の車速センサによる検出値の内、最高値を強制的に車速
値として設定する車速設定手段と、この車速設定手段に
より設定された車速値に基づき車両が走行状態か又は停
車状態かを判断する運転状態判断手段と、この運転状態
判断手段により走行状態であると判断された場合には前
記姿勢変化情報に応じて前記指令値を変更制御し、且
つ、停車状態であると判断された場合には前記指令値の
制御を中止する指令値制御手段とを備えている。

〔作用〕この考案では、車体に姿勢変化情報は姿勢変化検出手段
により検出される一方、車速は車速検出手段により検出
され、この検出値に基づき故障判断手段により車速セン
サが故障状態か否かが判断される。これによって、各車
速センサが正常状態であると判断された場合、車速設定
手段は車速検出手段の検出値をそのまま車速値として設
定し、運転状態判断手段は、設定された車速値に基づき
車両が走行状態か又は停車状態かを判断する。そして、
指令値制御手段は、車両が走行状態にあると判断された
場合には、検出された姿勢変化情報に応じてサスペンシ
ョンを作動させるための指令値を変更制御し、且つ、車
両が停車状態にあると判断された場合には、その指令値
の制御を中止する。

一方、故障判断手段により車速センサの何れかが故障状
態であると判断された場合、車速設定手段は各車速セン
サの内の最も高い値を運転状態判断手段に供する車速値
として設定する。そして、運転状態判断手段は、この強
制的に設定された車速値に基づいて停車状態か走行状態
かを判断し、指令値制御手段は上述と同様に作動する。
このため、複数の車速センサの内、一度に全部が故障す
る確率は低く、またその内の一部が故障しても他の正常
作動しているセンサの検出値によって補完されるから、
センサを単独に搭載した場合に比べて、運転状態の誤判
断の可能性が著しく減少し、的確なサスペンション制御
が行われる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図乃至第６図は、この考案の一実施例を示す図であ
る。この実施例はロール制御の場合を示す。

まず、第２図において、10は車体側部材を示し、11FL〜
11RRは前左〜後右車輪を示し、12は能動型サスペンショ
ン装置を示す。

能動型サスペンション装置12は、各車輪11FL〜11RRに対
応して個別に装備された油圧式のサスペンション14FL〜
14RRと、このサスペンション14FL〜14RRに対する油圧源
16と、この油圧源16及びサスペンション14FL〜14RR間に
介挿された蓄圧用のアキュムレータ18,18と、車速を検
出する第1,第２車速センサ19A,19Bと、横加速度センサ2
0と、この横加速度センサ20の検出値に応じてサスペン
ション14FL〜14RRを個別に制御するコントローラ22と、
このコントローラ22の指令の元に車速センサ19A（又は1
9B）の故障を警報する警報器23とを有している。

この内、サスペンション14FL〜14RRの各々は、車体側部
材10と車輪11FL〜11RRの各車輪側部材24との間に各々介
装された流体圧シリンダとしての油圧シリンダ26FL〜26
RRと、この油圧シリンダ26FL〜26RRの作動油圧を各々調
整する圧力制御弁28FL〜28RRとを有し構成されている。
また、油圧シリンダ26FL〜26RRの後述する圧力室Ｌの各
々は、図示のように、絞り弁32を介して振動吸収用のア
キュムレータ34に連設されている。さらに、油圧シリン
ダ26FL〜26RRの各々の車体，車輪間には、比較的低いバ
ネ定数であって車体の静荷重を支持するコイルスプリン
グ36が配設されている。

前記油圧シリンダ26FL〜26RRの各々はシリンダチューブ
26aを有し、このシリンダチューブ26aには、ピストン26
cにより隔設された下側の圧力室Ｌが形成されている。
そして、シリンダチューブ26aの下端が車輪側部材24に
取り付けられ、ピストンロッド26bの上端が車体側部材1
0に取り付けられている。また、圧力室Ｌは、油圧配管3
8を介して圧力制御弁28FL〜28RRの出力ポートに連通さ
れ、これによって圧力室Ｌ内の作動油圧が制御され得る
ようになっている。ここで、52,54は油圧源16と圧力制
御弁28FL〜28RRとの間の作動油送り用，戻り用の配管で
ある。

また、圧力制御弁28FL〜28RRの各々は、円筒状の弁ハウ
ジング内に収容されたスプール弁とこれに一体に設けら
れた比例ソレノイドとを有するパイロット方式の比例電
磁減圧弁で形成されている。そして、比例ソレノイドの
励磁コイルに供給する指令値としての制御電流Ｉの値を
調整することにより、出力ポートから油圧シリンダ26FL
（〜26RR）に出力する制御圧P_Cを第３図に示す如く調整
できるようになっている。つまり、制御電流Ｉがその中
立値I_Nのときに制御圧P_Cはその中立圧P_CNとなり、制御
電流Ｉが中立値I_Nよりその最大値I_MAX方向に増加又はそ
の最小値I_MIN方向に減少すると、その値Ｉに比例した制
御圧P_Cとなる。ここで、P_CMAXは油圧源16の飽和出力圧
である。

一方、前記第1,第２車速センサ19A,19Bの内、第１車速
センサ19Aは車軸の回転数を検出できる位置に、第２車
速センサ19Bは変速機の出力軸の回転数を検出できる位
置に各々装備されている。これらの第1,第２車速センサ
19A,19Bは何れも光学方式で形成され、回転数に応じた
周期のパルス信号でなる車速信号D1,D2をコントローラ2
2に出力するようになっている。

また、車両の重心位置より僅か前方の所定位置には、前
述した横加速度センサ20が装備されている。この横加速
度センサ20は、車体に発生する横加速度G_Yを検出しこれ
に比例したアナログ電圧信号でなる横加速度信号g_Yをコ
ントローラ22に出力するようになっている。つまり、横
加速度信号g_Yは、第４図に示すように、横加速度G_Yが零
のときに正の所定中立値g_YNとなり、正の横加速度＋G_Y
が発生したときに中立値g_YNから増大し、負の横加速度
−G_Yが発生したときに中立値g_YNから減少するように設
定されている。ここで、車両の右旋回時に作用する横加
速度G_Yを正とし、車両の左旋回時に作用する横加速度G_Y
を負としている。

更に、前記コントローラ22は、第５図に示すように、マ
イクロコンピュータ70と、入力するアナログ量の横加速
度信号g_Yをデジタル量に変換してマイクロコンピュータ
70に出力するA/D変換器71と、マイクロコンピュータ70
から出力されるデジタル量の制御信号SCをアナログ量に
変換するD/A変換器73A〜73Dと、このD/A変換器73A〜73D
の出力に応じた制御電流Ｉを前記圧力制御弁28FL〜28RR
に個別に出力する駆動回路74A〜74Dとを有している。

この内、マイクロコンピュータ70は、少なくともインタ
ーフェイス回路76と演算処理装置78とRAM,ROM等からな
る記憶装置80とを含んで構成され、インターフェイス回
路76はI/Oポート等を含んで形成されている。また、演
算処理装置78は、インターフェイス回路76を介して横加
速度信号g_Y，車速信号D1,D2を読み込み、これらに基づ
き後述する第６図に示した演算その他の処理を行う。記
憶装置80は、演算処理装置78の処理の実行に必要な所定
プログラム及び固定データ等を予め記憶しているととも
に、演算処理装置78の処理結果を記憶可能になってい
る。

また、警報器23はLEDから成り、マイクロコンピュータ7
0に接続されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、コ
ントローラ22の電源も投入され、マイクロコンピュータ
70は所定のメインプログラムの処理を実行するととも
に、所定時間（例えば20msec）毎に割込みをかけ、第６
図に示す処理を実行する。

まず、第６図のステップにおいて、マイクロコンピュ
ータ70の演算処理装置78は、パルス信号でなる車速信号
v1,v2を各々読み込み、ステップに移行する。ステッ
プでは、読み込んだ車速信号v1,v2の単位時間当たり
のパルス数又はパルス間隔を演算することによって、各
々、車速V1,V2を算出してこれを一時記憶する。

次いでステップでは、車速V1,V2に対して、車速セン
サ19A,19Bの故障をチェックするために、|V1−V2|＞α
か否かを判断する。ここで、αは、車速センサ19A,19B
の検出値のばらつきに対して、何れか一方の検出値が例
えば零になる等、その正常，異常（故障）を弁別でき得
る所定車速値に設定されている。このステップの判断
において|V1−V2|≦αの場合には、両方のセンサ19A,19
Bの検出値の差は単なるばらつきに起因するもので大差
がなく、両者とも正常に作動していると判断し、ステッ
プ〜の処理に移行する。

まず、ステップでは車速V1,V2の平均値V_AVを算出し、
ステップでは平均値V_AVを車速値Ｖにセットする。次
いで、ステップにおいて車速値Ｖが零か否かを判断
し、零でない場合には走行中であるとして、ステップ
〜にかかるロール制御を行う。

つまり、ステップにおいて演算処理装置78は横加速度
信号g_Yを読み込み、ステップにおいて記憶テーブルを
参照して、横加速度信号g_Yに応じた横加速度G_Yを設定す
る。次いで、ステップでは制御電流Ｉを、Ｉ＝G_Y・K_Y
（K_Yは所定のゲイン定数）の演算により求め、ステップ
では求めた制御電流Ｉに対応した制御信号SCをD/A変
換器73A〜73Dに個別に出力し、メインプログラムにリタ
ーンする。

また、前記ステップにおいてＶ＝０であると判断した
場合、停車中であるとして、ロールの自励振動等を回避
するため、ステップ〜を行わずにメインプログラム
にリターンする。

一方、前記ステップにおいて|V1−V2|＞αと判断され
た場合は、第1,第２車速センサ19A,19Bの内、何れか一
方に断線等の故障が生じて、その検出値v1（又はv2）が
零となり、差値の絶対値|V1−V2|が基準値αを越えた状
態である。そこで、直ちにステップに移行し、車速セ
ンサ故障の警報発令を行うように警報器23に指令した
後、ステップ〜に移行する。

ステップでは、車速値の大きさを比較するため、|V1|
＞|V2|か否かを判別する。そして、|V1|＞|V2|の場合に
は、ステップに移行して車速値Ｖに第１車速センサ19
Aにかかる値V1をセットし、|V1|≦|V2|の場合には、ス
テップに移行して車速値Ｖに第２車速センサ19Bにか
かる値V2をセットし、この後、何れの場合でも前述した
ステップ〜の処理に付される。この結果、走行中に
おいて、仮に、第１車速センサ19Aが故障であり車速値V
1が零の場合、第２車速センサ19Bにかかる車速値V2が車
速値Ｖに強制的にセットされる。反対に第２車速センサ
19Bが故障の場合、車速値V1が車速値Ｖにセットされ
る。

ところで、上述の如く、ステップにおいて出力された
制御信号SC,…,SCは、D/A変換器73A〜73Dで個別にアナ
ログ量に変換された後、駆動回路74A〜74Dに出力され
る。そして、この駆動回路74A〜74Dから前左〜後右圧力
制御弁28FL〜28RRに前述の如くステップで設定した値
の制御電流Ｉが各々供給される。

次に、第1,第２の車速センサ19A,19Bが両方とも正常な
場合について、全体的な動作を説明する。

車両が停車している状態では、前述した第６図のステッ
プにおいて車速値Ｖ＝０となるから、ステップ〜
にかかるロール剛性制御が行われない。このため、ロー
ル制御の自励振動等が発生しないこととなる。

また、車両が定格荷重で平坦な良路を定速走行している
状態では、車両に発生する横加速度G_Yが零である。この
とき、前述した第６図のステップ〜の処理を経て設
定される制御電流Ｉは、ほぼその中立値I_Nとなる。した
がって、圧力制御弁28FL〜28RRの出力する制御圧P_C，即
ち油圧シリンダ26FL〜26RRの圧力室Ｌの圧力がほぼその
中立値P_CNとなる。これにより、サスペンション14FL〜1
4RRではその中立状態が維持され、車高値も適正に保持
される。

一方、車両が例えば右旋回して正の横加速度が発生し、
車両後側からみて車両左側が沈み込むようにロールした
とする。この状態では、前述した第６図の処理により設
定される制御電流Ｉは、その外輪側の圧力制御弁28FL,2
8RLの出力する制御圧P_Cが中立圧P_CNより上昇し、内輪側
の圧力制御弁28FR,28RRのそれが中立圧P_CNより減少す
る。これによって、外輪側の油圧シリンダ26FL,26RLは
車体の沈み込みに抗する付勢力を発生し、且つ、内輪側
の油圧シリンダ26FR,26RRは車体の浮き上がりを助長し
ないようにし、車体の横方向の姿勢変化が的確に抑制制
御される。これは、車両が左旋回した場合も同様であ
る。

次に、第1,第２車速センサ19A,19Bの内、何れか一方
（仮に、センサ19A）に断線等の異常が発生したとす
る。この場合には、検出値V1が零となって、第６図のス
テップ〜，〜及び〜を介して処理されるか
ら、車速値Ｖには正常作動している第２車速センサ19B
にかかる値V2がセットされる。このため、演算処理装置
78は、一方のセンサ19Aが故障しても、他方のセンサ19B
による検出値によって補完され、車両状態は正確に走行
状態であると判断される。つまり、前述した未解決の問
題点のように運転状態が誤判断されることなく、ロール
制御（第６図のステップ〜）が中止されることもな
い。

このように、本実施例では、二個の車速センサ19A,19B
を用いて車速検出系を冗長系にしているため、両方のセ
ンサ19A,19Bが同時に故障する可能性は非常に少なくな
る。これによって例えば旋回走行中に前述したセンサ異
常が生じても、代替的に設定される車速に基づきロール
制御が確実に行われ、急激な姿勢変化の排除は勿論のこ
と、継続したロール制御が行われ、乗員に与える不安感
も排除されるというフェイルセーフ機能が発揮される。
また本実施例では、車速センサ異常にかかる事態が発生
すると直ちに警報が発令されるから、保守が容易とな
る。

ここで、横加速度センサ20,A/D変換器71及び第６図のス
テップ，の処理により姿勢変化検出手段が形成さ
れ、第1,第２車速センサ19A,19B及び同図のステップ
，の処理によって車速検出手段が形成され、同図の
ステップの処理によって故障判断手段が形成され、同
図のステップ〜，〜の処理によって車速設定手
段が形成され、同図のステップの処理により運転状態
判断手段が形成され、同図のステップ，の処理及び
D/A変換器73A〜73D、駆動回路74A〜74Dによって指令値
制御手段が形成されている。

なお、前述実施例においては、姿勢変化抑制制御を怠る
と走行に最も大きく支障を来すと想定されるロール剛性
制御の場合について説明したが、この考案は必ずしもこ
れに限定されることなく、例えば、前後加速度を検出し
てピッチ剛性を制御する場合、上下加速度を検出してバ
ウンス減衰制御を行う場合又は車体・車輪間の相対変位
を用いて抑制制御を行う場合であってもよく、さらにこ
れらを適宜組み合わせて制御する場合であってもよい。

また、車速検出手段に含める車速センサの数は、必ずし
も前述した実施例の二個に限定されるものではなく、場
合によっては三個以上であってもよい。

さらに、前述した故障判断手段を構成する第６図のステ
ップの処理では、個々の車速の平均値の求め、この平
均値と個々のセンサの検出値との差を演算し、この差値
が所定値を越えているか否かによって車速センサの断
線，大きな検出誤差等の異常を判断するようにしてもよ
い。

さらにまた、前記実施例では、サスペンションとして油
圧シリンダを搭載した場合について説明したが、これは
空気圧シリンダでもよい。

さらにまた、前記実施例におけるコントローラ22は、そ
の全体をカウンタ，比較器，増幅器等の電子回路により
構成することもできる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案によれば、車速検出
手段に冗長系を構成する複数の車速センサを具備させ、
車速検出手段の正常時にはその検出値に基づきサスペン
ション制御を行い、且つ、車速検出手段の故障等の異常
時には複数の車速センサによる各検出値の内、最高値を
車速値として設定し、これに基づきサスペンション制御
を行うようにしたため、何れかの車速センサが故障して
その検出値が零になる等の事態が発生しても、その故障
にかかる検出値は確実に除外され、正常に検出された車
速値によってサスペンション制御が継続されることか
ら、とくに旋回走行中においてそのような故障が生じた
場合、車体姿勢が急変することがなく、安定したサスペ
ンション制御が継続可能になり、また乗員に与える不安
感も排除される等の効果が得られ、これによって、フェ
イルセーフ機能が一層充実し、安定した姿勢変化抑制制
御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の概要を示す実用新案登録請求の範囲
との対応図、第２図はこの考案の一実施例を示す概略構
成図、第３図は圧力制御弁に供給する制御電流とその出
力する制御圧との関係を示すグラフ、第４図は横加速度
センサの検出特性を示すグラフ、第５図はコントローラ
を示すブロック図、第６図はコントローラにおいて実行
される処理手順を示すフローチャートである。図中、10は車体側部材、12は能動型サスペンション装
置、14FL〜14RRはサスペンション、19A,19Bは第1,第２
車速センサ（車速センサ）、20は横加速度センサ、22は
コントローラ、24は車輪側部材、26FL〜26RRは前左〜後
右油圧シリンダ、28FL〜28RRは前左〜後右圧力制御弁で
ある。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車体及び車輪間の相対変位を変更可能な指
令値に応じて制御するサスペンションと、車体の姿勢変
化に応じた姿勢変化情報を検出する姿勢変化検出手段と
を備え、前記姿勢変化情報に基づき前記指令値を変更制
御するようにした能動型サスペンション装置において、複数の車速センサを具備した車速検出手段と、この車速
検出手段の検出値に基づき何れかの車速センサが故障状
態か否かを判断する故障判断手段と、この故障判断手段
の判断結果が故障状態でない場合には前記車速検出手段
による検出値を車速値として設定し、且つ、当該判断結
果が故障状態である場合には前記複数の車速センサによ
る検出値の内、最高値を強制的に車速値として設定する
車速設定手段と、この車速設定手段により設定された車
速値に基づき車両が走行状態か又は停車状態かを判断す
る運転状態判断手段と、この運転状態判断手段により走
行状態であると判断された場合には前記姿勢変化情報に
応じて前記指令値を変更制御し、且つ、停車状態である
と判断された場合には前記指令値の制御を中止する指令
値制御手段とを備えたことを特徴とする能動型サスペン
ション装置。