JPH0781358A - 流体圧式アクティブサスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回時、特に旋回過渡時に於ける車体の姿勢
を従来に比して適切に制御する。 【構成】 各アクチュエータＭ１の作動流体室内の圧力
を調整する圧力調整装置Ｍ２と、少くとも車高検出装置
Ｍ３により検出される車高に基づくフィードバック制御
量を演算する演算装置Ｍ５と、加速度検出装置Ｍ４によ
り検出される車体の加速度に基づくフィードフォワード
制御量を演算する演算装置Ｍ６と、二つの制御量に基づ
き圧力調整装置を制御する制御装置Ｍ７とを有する。横
力検出装置Ｍ８により路面より各車輪に作用する横力を
検出し、リンク反力演算装置Ｍ９により横力に基づき各
車輪の上下方向のリンク反力を演算し、補正装置Ｍ１０
によりリンク反力に基づきフィードフォワード制御量を
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２−１７５
４０５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
応する車輪の支持荷重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、各車輪に
対応する部位の車高を検出する車高検出手段と、車体の
加速度を検出する加速度検出手段と、車高に基づくフィ
ードバック制御量を演算するフィードバック制御量演算
手段と、車体の慣性外乱に起因する車体の姿勢変化を零
に抑制するための車体の加速度に基づくフィードフォワ
ード制御量を演算するフィードフォワード制御量演算手
段と、フィードバック制御量及びフィードフォワード制
御量に基づき圧力調整手段を制御する制御手段とを有す
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、圧力調整手段、従って各アクチュエータの作動流体
室内の圧力は各車輪に対応する部位の車高に基づくフィ
ードバック制御量及び車体の加速度に基づくフィードフ
ォワード制御量の両者に基づき制御されるので、車輌の
良好な乗り心地性を確保すると共に、加減速走行時や旋
回時に車体に作用する慣性外乱に起因する車体の姿勢変
化を効果的に防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
のアクティブサスペンションに於ては、車輌の旋回時に
車輪に作用する横力に起因して車輪に上下方向に作用す
るリンク反力については考慮されていないため、旋回時
に於ける車体の姿勢変化、即ちロールを必ずしも適切に
制御することができないだけでなく、所謂ジャッキアッ
プ現象と呼ばれる車体の上昇現象が生じる。かかる現象
はアクティブサスペンション搭載車に限らず例えばスタ
ビライザ等によりロール剛性のみが極端に高く設定され
た通常のパッシブサスペンション搭載車に於ても生じ
る。

【０００５】本願出願人及び他の一の出願にかかる特開
平４−３３１６１６号公報には定常旋回時に於ける旋回
横加速度に応じた釣合いジャッキアップモーメント分を
ヒーブ方向（車輌上下方向）の制御量としてフィードフ
ォワード制御量に付加し、これにより車輌の旋回時に於
けるジャッキアップ現象を抑制するよう構成されたアク
ティブサスペンションが記載されている。しかしこの先
の提案にかかるアクティブサスペンションに於ても解決
されるべき二つの問題点が存在する。

【０００６】まず第一に、ロール方向に関する制御量に
ロールモーメント配分成分とリンク反力成分、即ちアン
チロールモーメント成分とが混在していることである。
一般に乗用車等の車輌のサスペンションに於ては、その
ジオメトリにより決定されるアントロール率は前輪側と
後輪側とでは互いに異っており、ロール方向に関する制
御量にロールモーメント配分成分とリンク反力成分とが
混在している場合には、例えばロールモーメントの前後
配分を変更することによって接地荷重の制御を行おうと
すると、全ロールモーメント（前輪側及び後輪側のロー
ルモーメントの和）を変化させることなく前後配分比を
正確に制御することが困難である。そのため「接地荷重
配分を変更したら車体のロールが大きくなった」という
ようなロール姿勢制御性能と接地荷重制御性能との制御
干渉が生じ易い。

【０００７】また第二に、上述の先の提案にかかる制御
に於ては、旋回横加速度に応じたジャッキアップ抑制制
御量が考慮されているが、この制御量は定常旋回時には
実際のジャッキアップモーメント分に対応しているが、
旋回過渡時には実際のジャッキアップモーメント分に対
応しない。定常旋回の場合には旋回内輪及び旋回外輪に
生じる横力の和は前輪側及び後輪側の何れに於ても車輌
の横加速度にほぼ比例するが、旋回過渡時には車輌にヨ
ー角速度が生じることにより旋回内輪及び旋回外輪の横
力の和は前輪側及び後輪側の何れに於ても横加速度に比
例しなくなる。そのため上述の先の提案にかかるアクテ
ィブサスペンションに於ては、旋回過渡時に於ける各輪
の横力に起因するリンク反力成分を正確に把握すること
ができず、従って旋回過渡時に於ける車体の姿勢変化を
適切に抑制することができない。

【０００８】本発明は、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、車輌の旋回時、特に旋回
過渡時に於ける車体の姿勢を従来に比して適切に制御す
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。

【０００９】

【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
対応する車輪の支持荷重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Ｍ
２と、各車輪に対応する部位の車高を検出する車高検出
手段Ｍ３と、車体の加速度を検出する加速度検出手段Ｍ
４と、少くとも前記車高に基づくフィードバック制御量
を演算するフィードバック制御量演算手段Ｍ５と、前記
車体の加速度に基づくフィードフォワード制御量を演算
するフィードフォワード制御量演算手段Ｍ６と、前記フ
ィードバック制御量及び前記フィードフォワード制御量
に基づき前記圧力調整手段を制御する制御手段Ｍ７とを
有する流体圧式アクティブサスペンションに於て、路面
より各車輪に作用する横力を検出する横力検出手段Ｍ８
と、前記横力に基づき各車輪の上下方向のリンク反力を
演算するリンク反力演算手段Ｍ９と、前記リンク反力に
基づき前記フィードフォワード制御量を補正する補正手
段Ｍ１０とを有することを特徴と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。

【００１０】

【作用】上述の如き構成によれば、フィードバック制御
量演算手段Ｍ５により演算される少なくとも車高に基づ
くフィードバック制御量及びフィードフォワード制御量
演算手段Ｍ６により演算される車体の加速度に基づくフ
ィートフォワード制御量に基づき制御手段Ｍ７によって
圧力調整手段Ｍ２が制御され各アクチュエータＭ１の作
動流体室内の圧力が増減制御される流体圧式アクティブ
サスペンションに於て、横力検出手段Ｍ８により路面よ
り各車輪に作用する横力が検出され、リンク反力演算手
段Ｍ９により横力に基づき各車輪の上下方向のリンク反
力が演算され、補正手段Ｍ１０によりリンク反力に基づ
きフィードフォワード制御量が補正される。

【００１１】従って車輌の定常旋回時及び旋回過渡時の
何れについても車輪に作用する横力に起因して車輪に上
下方向に作用するリンク反力が考慮された各輪の接地荷
重の変動に応じてアクチュエータの発生力が制御される
ので、従来に比して旋回時、特に旋回過渡時に於ける車
体の姿勢を適切に制御することが可能になる。

【００１２】

【課題を解決するための手段の補足説明】車輌の旋回時
に車輪に作用する横力は、例えば各車輪のホイールに歪
みゲージの如き車輪に発生する力を検出する手段を設け
ることにより検出可能であるが、車輌の横加速度等の状
態量に基づき以下の如く演算により推定することも可能
である。

【００１３】図１４に示されている如く車輌の質量をＭ
とし、車輌の横加速度をＧy とし、前二輪の横力の和を
Ｆf とし、後二輪の横力の和をＦr とし、車輌の重心Ｏ
g と前輪の接地点との間の車輌前後方向の距離をａと
し、車輌の重心Ｏg と後輪の接地点との間の車輌前後方
向の距離をｂとし、車輌のヨー慣性モーメントをＩと
し、車輌のヨー角加速度をγd とすると、車輌の旋回時
に於ける車輌横方向及びヨー方向の力の釣合いより下記
の数１及び数２が成立する。

【数１】Ｍ・Ｇy ＝Ｆf ＋Ｆr

【数２】Ｉ・γd ＝ａ・Ｆf −ｂ・Ｆr

【００１４】数１及び数２より、前二輪の横力の和Ｆf
及び後二輪の横力の和Ｆr はそれぞれ下記の数３及び数
４により求めることができる。

【数３】 Ｆf ＝（ｂ・Ｍ・Ｇy ＋Ｉ・γd ）／（ａ＋ｂ）

【数４】 Ｆr ＝（ａ・Ｍ・Ｇy −Ｉ・γd ）／（ａ＋ｂ）

【００１５】上記数３及び数４に於て、車輌の横加速度
Ｇy は横加速度検出手段により検出可能であり、ヨー角
加速度γd はヨーレートセンサの如き検出手段により検
出されるヨーレートγの微分値として求めることが可能
である。また車輌の質量Ｍ、各距離ａ及びｂ、ヨー慣性
モーメントＩはそれぞれ推定値Ｍhat 、ａhat 、ｂhat
、Ｉhat として下記の数５〜数８により求められる。

【００１６】

【数５】

【数６】

【数７】

【数８】Ｉhat ＝Ｋmy・Ｍhat

【００１７】尚上記各式に於て、ｇは重力加速度であ
り、また例えば左前輪、右前輪、左後輪、右後輪に対応
する記号をそれぞれ i＝１、２、３、４として、Ｍw は
各輪のばね下質量Ｍwiの総和であり、Ｋziは各輪の等価
アーム比であり、Ｆcoi は各アクチュエータの軸力の初
期値、即ち車輌の静止状態に於ける各アクチュエータの
支持荷重であり、Ｌはホイールベースであり、Ｋmyはヨ
ー慣性モーメント係数である。アクチュエータの軸力の
初期値Ｆcoi は荷重センサの如き検出手段により検出可
能であり、また各アクチュエータの作動流体室内の圧力
Ｐi をアクチュエータの受圧面積Ａi にて除算すること
によっても求められる。

【００１８】次に上述の数３及び数４により求められる
横力の和Ｆf 及びＦr を旋回内輪及び旋回外輪に分配す
る。まず解析的に計算によって横力の和を旋回内輪及び
旋回外輪に分配することができるよう、各車輪に発生す
る横力Ｆyiは車輪のスリップ角βi 、車輪のスリップ率
ｓi 、車輪の接地荷重Ｆzi、路面の摩擦係数μi により
決定され、下記の数９に示される如くこれらのファクタ
の関数ｆ_β（βi ）、ｆ_s （ｓi ）、ｆ_Fz（Ｆzi）、ｆ
_μ（μi ）の積の形に分離可能であるものと仮定する。
また各関数はそれぞれ図８〜図１１に示されている如く
表現されるものであり、旋回内輪及び旋回外輪の間に於
てスリップ角及び路面の摩擦係数は互い等しく、従って
ｆ_s （ｓ1 ）＝ｆ_s （ｓ2 ）、ｆ_s （ｓ3 ）＝ｆ_s （ｓ
4 ）であるものと仮定する。

【数９】Ｆyi＝ｆ_β（βi ）・ｆ_s （ｓi ）・ｆ_Fz（Ｆ
zi）・ｆ_μ（μi ）

【００１９】数９より、各輪の横力Ｆy1〜Ｆy4は下記の
数１０にて表されるので、数３及び数４に従って前二輪
の横力の和Ｆf 及び後二輪の横力の和Ｆr が求められ、
各車輪のスリップ率ｓi 及び接地荷重Ｆziが求められれ
ば、各輪の横力を求めることができる。

【数１０】

【００２０】数１０に於ける各輪の接地荷重Ｆziは、車
輌の静止状態に於ける各輪の接地荷重をＦzoi とし、車
輌の重心高をＨとし、トレッドをＴr とし、ロールモー
メントの前輪配分比をＫf とすると、ロール方向の力の
釣合い及びロールモーメント配分、ピッチモーメント配
分の概念から下記の数１１により求められる。

【００２１】

【数１１】Ｆz1＝Ｆzo1 ＋Ｍhat ・Ｇy ・Ｈ・Ｋf ／Ｔ
r ＋Ｍhat ・Ｇx ・Ｈ／２Ｌ Ｆz2＝Ｆzo2 −Ｍhat ・Ｇy ・Ｈ・Ｋf ／Ｔr ＋Ｍhat
・Ｇx ・Ｈ／２Ｌ Ｆz3＝Ｆzo3 ＋Ｍhat ・Ｇy ・Ｈ・（１−Ｋf ）／Ｔr
−Ｍhat ・Ｇx ・Ｈ／２Ｌ Ｆz4＝Ｆzo4 −Ｍhat ・Ｇy ・Ｈ・（１−Ｋf ）／Ｔr
−Ｍhat ・Ｇx ・Ｈ／２Ｌ

【００２２】尚数１１に於て、接地荷重Ｆzoi は下記の
数１２により求められ、各輪の車高Ｘi が標準車高であ
る場合に於ける車輌の重心高をＨo として車輌の重心高
Ｈは下記の数１３により求められる。

【数１２】Ｆzoi ＝Ｋzi・Ｆcoi ＋Ｍwi・ｇ

【数１３】Ｈ＝Ｈo ＋（Ｘ1 ＋Ｘ2 ＋3 ＋Ｘ4 ）／４

【００２３】またＶi を各輪の対地速度とし、ωi を各
輪の回転速度とし、Ｖを車速（車輌の対地速度）とする
と下記の数１４が成立し、各輪の半径により定まる係数
をＫwiとすると各車輪のスリップ率ｓi は下記の数１５
により求められる。

【数１４】Ｖ1 ＝Ｖ3 ＝Ｖ＋２γ／Ｔr Ｖ2 ＝Ｖ4 ＝Ｖ−２γ／Ｔr

【数１５】ｓi ＝（Ｖi −Ｋwi・ωi ）／Ｖi

【００２４】従って数３及び数４により前二輪の横力の
和Ｆf 及び後二輪の横力の和Ｆr を演算し、数１１及び
図１０に従って各車輪の接地荷重の関数値ｆ_Fz（Ｆzi）
を演算し、数１５及び図９に従って各車輪のスリップ率
の関数値Ｆ_s （ｓi ）を演算し、上記数１０に従って演
算を行うことにより各車輪の横力Ｆyiを求めることがで
きる。

【００２５】また図１５に示されている如く、例えばサ
スペンションがダブルウィッシュボーン式のサスペンシ
ョンである場合にはキャリア５００の瞬間中心Ｏはアッ
パアーム５０２の軸線５０４とロアアーム５０６の軸線
５０８との交点として求められ、車輪５１０の接地点Ｐ
に作用する横力Ｆyiを上下方向の力、即ちリンク反力Ｆ
lki と接地点Ｐと瞬間中心Ｏとを結ぶ線分５１２に沿う
成分とに分解することができる。この場合横力Ｆyiをリ
ンク反力Ｆlki に変換する際の変換係数はサスペンショ
ンのジオメトリにより変化し、例えば図１２に示されて
いる如く各輪の車高Ｘi に依存し車高Ｘi の関数である
と考えてよい。即ち下記の数１６が成立し、各輪のリン
ク反力Ｆlki は下記の数１７にて表される。

【数１６】Ｋlki ＝ｆlk（Ｘi)

【数１７】Ｆlki ＝Ｋlki ・Ｆyi

【００２６】従って本発明の実施例によれば、車輌の横
加速度Ｇy 、ヨーレートγ、各車輪の回転速度ωi 、車
速Ｖ、各車輪の車高Ｘi 、各アクチュエータの軸力Ｆci
が検出され、これらに基づき推定演算によって各輪の横
力Ｆyiが求められ、これらの横力に基づき各車輪の上下
方向のリンク反力Ｆlki が演算される。

【００２７】尚以上の説明に於ては旋回内輪及び旋回外
輪の横力の和は関数の積の形に近似することによって求
められるようになっているが、横力の和は例えばニュー
ラルネットワーク等によりマルチパラメータの非線形写
像として推定されてもよい。ニューラルネットワークに
よる推定の利点はバックパブリケーション法による学習
を比較的適用し易いことであるが、この場合には入力パ
ラメータの一つとして路面の摩擦係数μを検出する必要
がある。

【００２８】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。

【００２９】

【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。

【００３０】図２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。

【００３１】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。

【００３２】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、対応する車輪の支
持荷重を増減すると共に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４０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４
２は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。

【００３３】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。

【００３４】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。更にアクチュエ
ータ３６と遮断弁４６との間の接続通路３２には作動流
体室３８内の圧力Ｐを検出する圧力センサ６２が設けら
れている。

【００３５】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に於ては左前輪、右前輪、左後輪、右後輪に対
応する圧力制御弁はそれぞれ２２fl、２２fr、２２rl、
２２rrにて示されている。

【００３６】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３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
は双方向性のコモンバス８０により互いに接続されてい
る。

【００３７】入力ポート装置７６には図２には示されて
いないが各輪に対応して設けられた車高センサ８２fl〜
８２rrより各輪に対応する部位の車高Ｘ1 〜Ｘ4 を示す
信号、各輪に対応して設けられた圧力センサ６２fl〜６
２rrより各アクチュエータの作動流体室内の圧力Ｐ1 〜
Ｐ4 を示す信号、車速センサ８４より車速Ｖを示す信
号、車輌の運転者により操作される車高制御スイッチ８
６より車高制御モードＨＭ（ハイモード又はノーマルモ
ード）を示す信号、前後加速度センサ８８より車輌の前
後加速度Ｇx を示す信号、横加速度センサ９０より車輌
の横加速度Ｇy を示す信号、ヨーレートセンサ９４より
車輌のヨーレートγを示す信号、車輪速センサ９６fl〜
９６rrより各輪の回転速度ω1 〜ω4 を示す信号が入力
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、ＲＯＭ７２に記憶され
ているプログラムに基くＣＰＵ７０の指示に従い、ＣＰ
Ｕ及びＲＡＭ７４へ処理された信号を出力するようにな
っている。

【００３８】ＲＯＭ７２は図４〜図６に示された制御プ
ログラム及び図７、図９、図１０、図１２に示されたグ
ラフに対応するマップを記憶している。ＣＰＵ７０は図
４に示されたシグナルフローチャート及び図５、図６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９１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９２fl〜９２rrを経て圧力制御弁２２
fl、２２fr、２２rl、２２rr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。

【００３９】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
人の出願にかかる特願平２−１９９８８３号明細書を参
照されたい。

【００４０】次に図４に示されたシグナルフローチャー
トを参照して図示の実施例の作動について説明する。尚
図４に於て、１００、２００、３００はそれぞれ車高フ
ィードバック制御演算部、フィードフォワード制御量演
算部、リンク反力演算部を示している。

【００４１】車高フィードバック制御量演算部１００の
モード変換ブロック１０２に於ては、車高センサ８２fl
〜８２rrにより検出された車高Ｘ1 〜Ｘ4 に基づき下記
の数１８に従って変位モード変換の演算が行われること
によりヒーブ量ＨＸ、ピッチ量ＰＸ、ロール量ＲＸが演
算され、これらは加算器１０４のマイナス端子へ入力さ
れる。また姿勢目標演算ブロック１０６に於ては、車速
センサ８４により検出された車速Ｖ及び車高制御スイッ
チ８６により設定された車高制御モードＨＭに基づき例
えば図７に示されたグラフに対応するマップよりヒーブ
目標値Ｈxreqが演算され、またピッチ目標値Ｐxreq及び
ロール目標値Ｒxreq（何れも０であってよい）が設定さ
れ、これらの目標値は加算器１０４のプラス端子へ入力
される。

【数１８】ＨＸ＝（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４）／４ ＰＸ＝（Ｘ１＋Ｘ２−Ｘ３−Ｘ４）／４ ＲＸ＝（Ｘ１−Ｘ２＋Ｘ３−Ｘ４）／４

【００４２】加算器１０４により演算されたヒーブモー
ドの変位偏差Ｅhx（＝Ｈxreq−ＨＸ）、ピッチモードの
変位偏差Ｐpx（＝Ｐxreq−ＰＸ）、ロールモードの変位
偏差Ｅrx（＝Ｒxreq−ＲＸ）はモード変換ブロック１０
８及び１１８へ入力される。モード変換ブロック１０８
に於ては、例えばＫhx、Ｋpx、Ｋrxを係数として下記の
数１９に従って各モードの変位偏差がＰＤ補償用の各輪
の車高偏差Ｅx1〜Ｅx4に逆変換され、各輪の車高偏差に
基づきＰ項（比例項）演算ブロック１１２及びＤ項（微
分項）演算ブロック１１４に於てＰＤ補償値が演算さ
れ、加算器１１６へ入力される。

【数１９】Ｅx1＝Ｋhx・Ｅhx＋Ｋpx・Ｅpx＋Ｋrx・Ｅrx Ｅx2＝Ｋhx・Ｅhx＋Ｋpx・Ｅpx−Ｋrx・Ｅrx Ｅx3＝Ｋhx・Ｅhx−Ｋpx・Ｅpx＋Ｋrx・Ｅrx Ｅx4＝Ｋhx・Ｅhx−Ｋpx・Ｅpx−Ｋrx・Ｅrx

【００４３】モード変換ブロック１１８に於ては、下記
の数２０に従って各モードの変位偏差がＩ補償用の各輪
の車高偏差Ｅxi1 〜Ｅxi4 に逆変換され、各輪の車高偏
差に基づきＩ項（積分項）演算ブロック１２０に於てＩ
補償値が演算され、加算器１１６へ入力される。加算器
１１６の出力、即ち車高フィードバック制御量Ｉx1〜Ｉ
x4は加算器４００へ入力される。

【数２０】Ｅxi1 ＝Ｅhx＋Ｅpx＋Ｅrx Ｅxi2 ＝Ｅhx＋Ｅpx−Ｅrx Ｅxi3 ＝Ｅhx−Ｅpx＋Ｅrx Ｅxi4 ＝Ｅhx−Ｅpx−Ｅrx

【００４４】またフィードフォワード制御量演算部２０
０に於ては、まず後述のリンク反力演算部３００の車輌
質量演算ブロック３０２に於て演算される車輌の推定質
量Ｍhat 及びリンク反力演算ブロック３０４に於ける途
中演算値として演算される車輌の重心高Ｈに基づき、そ
れぞれ下記の数２１及び数２２に従って係数Ｋx 及びＫ
y が演算される。

【数２１】Ｋx ＝Ｍhat ・Ｈ／Ｔr

【数２２】Ｋy ＝Ｍhat ・Ｈ／２Ｌ

【００４５】これらの係数Ｋx 及びＫy はそれぞれ係数
器２０４及び２０６により前後加速度センサ８８により
検出された車輌の前後加速度Ｇx 及び横加速度センサ９
０により検出された車輌の横加速度Ｇy に対し乗算さ
れ、係数器２０４及び２０６により演算された積はＫf
を前輪側のロールモーメント配分比として分配ブロック
２０８により下記の数２３に従って各輪の制御量Ｅg1〜
Ｅg4に分配され、これらの制御量は加算器２１０へ入力
される。

【数２３】Ｅg1＝Ｋx ・Ｇx ＋Ｋf ・Ｋy ・Ｇy Ｅg2＝Ｋx ・Ｇx −Ｋf ・Ｋy ・Ｇy Ｅg3＝−Ｋx ・Ｇx ＋（１−Ｋf ）・Ｋy ・Ｇy Ｅg4＝−Ｋx ・Ｇx ＋（Ｋf −１）・Ｋy ・Ｇy

【００４６】リンク反力演算部３００の車輌質量演算ブ
ロック３０２に於ては、後に図５を参照して詳細に説明
する如く車輌の質量Ｍhat 、距離ａhat 及びｂhat 、車
輌の静止状態に於ける各輪の接地荷重Ｆzoi が推定によ
り演算され、リンク反力演算ブロック３０４に於ては、
後に図６を参照して詳細に説明する如く車輌の質量Ｍha
t 、横加速度Ｇy 等に基づき各輪の横力Ｆy1〜Ｆy4が演
算されると共に各輪のリンク反力Ｆlk1 〜Ｆlk4 が演算
され、これらのリンク反力は加算器２１０へ入力され
る。

【００４７】加算器２１０の出力はＰＤ補償演算ブロッ
ク２１２へ入力され、ＰＤ補償演算ブロック２１２によ
りＰＤ補償演算され、その演算結果には係数器２１４に
より各輪の等価アーム比Ｋziが乗算され、それらの積は
フィードフォワード制御量Ｉg1〜Ｉg4として加算器４０
０へ入力される。加算器４００の出力、即ちＩxi＋Ｉgi
（ i＝１、２、３、４）は制御信号Ｉ1 〜Ｉ4 として駆
動回路９２fl〜９２rrへ出力される。

【００４８】次に図５に示されたフローチャートを参照
して図４の車輌質量演算ブロック３０２に於ける車輌の
推定質量Ｍhat の演算について説明する。尚この演算ル
ーチンは所定時間毎の割込みにより実行される。

【００４９】まずステップ３１０に於ては車速センサ８
４により検出された車速Ｖ及び圧力センサ６２fl〜６２
rrにより検出された各アクチュエータの作動流体室内の
圧力Ｐ1 〜Ｐ4 の読込みが行われ、ステップ３１５に於
ては車速Ｖが０であるか否かの判別、即ち車輌が静止状
態にあるか否かの判別が行われ、Ｖ＝０ではない旨の判
別が行われたときにはステップ３１０へ戻り、Ｖ＝０で
ある旨の判別が行われたときにはステップ３２０に於て
下記の数２４に従って車輌の推定質量Ｍhat が演算さ
れ、ステップ３２５及び３３０に於てそれぞれ下記の数
２５及び数２６に従ってａhat 及びｂhat が演算され、
ステップ３３０に於て下記の数２７に従って車輌の静止
状態に於ける各輪の接地荷重Ｆzo1 〜Ｆzo4 が演算さ
れ、しかる後ステップ３１０へ戻る。

【００５０】

【数２４】Ｍhat ＝（Ｋz1・Ｐ1 ／Ａ1 ＋Ｋz2・Ｐ2 ／
Ａ2 ＋Ｋz3・Ｐ3 ／Ａ3＋Ｋz4・Ｐ4 ／Ａ4 ）／ｇ＋Ｍw

【数２５】ａhat ＝（Ｋz3・Ｐ3 ／Ａ3 ＋Ｋz4＋Ｐ4 ／
Ａ4 ）／（Ｍhat −Ｍw ）ｇ

【数２６】ｂhat ＝（Ｋz1・Ｐ1 ／Ａ1 ＋Ｋz2＋Ｐ2 ／
Ａ2 ）／（Ｍhat −Ｍw ）ｇ

【数２７】Ｆzo1 ＝Ｋz1・Ｐ1 ＋Ｍw1 Ｆzo2 ＝Ｋz2・Ｐ2 ＋Ｍw2 Ｆzo3 ＝Ｋz3・Ｐ3 ＋Ｍw3 Ｆzo4 ＝Ｋz4・Ｐ4 ＋Ｍw4

【００５１】次に図６に示されたフローチャート及び図
１２のマップを参照して図４のリンク反力演算ブロック
３０４に於ける各輪のリンク反力Ｆlk1 〜Ｆlk4 の演算
について説明する。

【００５２】ステップ３５０に於ては車輌質量演算ブロ
ック３０２に於て演算された車輌の推定質量Ｍhat 、推
定距離ａhat 及びｂhat 、車輌の静止状態に於ける各輪
の接地荷重Ｆzoi が読込まれると共に、横加速度センサ
９０により検出された車輌の横加速度Ｇy 、車高センサ
８２fl〜８２rrにより検出された車高Ｘ1 〜Ｘ4 、ヨー
レートセンサ９４により検出された車輌のヨーレート
γ、車輪速センサ９６fr〜９６rlにより検出された各車
輪の回転速度ω1 〜ω４読込みが行われる。

【００５３】ステップ３５５に於ては上記数８に従って
車輌の推定ヨー慣性モーメントＩhat が演算され、ヨー
レートγの時間微分値としてヨー角加速度γd が演算さ
れ、更にそれぞれ下記の数２８及び２９に従って前二輪
の横力の和Ｆf 及び後二輪の横力の和Ｆr が演算され、
ステップ３６０に於ては上記数１３に従って車輌の重心
高Ｈが演算される。

【数２８】Ｆf ＝（ｂhat ・Ｍhat ・Ｇy ＋Ｉhat ・γ
d ）／（ａhat ＋ｂhat ）

【数２９】Ｆr ＝（ａhat ・Ｍhat ・Ｇy −Ｉhat ・γ
d ）／（ａhat ＋ｂhat ）

【００５４】ステップ３６５に於ては上記数１１に従っ
て各車輪の接地荷重Ｆz1〜Ｆz4が演算され、ステップ３
７０に於ては上記数１５に従って各車輪のスリップ率ｓ
1 〜ｓ4 が演算され、ステップ３７５に於ては図１０に
示されたグラフに対応するマップより接地荷重Ｆziの関
数値Ｆ_Fz（Ｆzi）が演算され、図９に示されたグラフに
対応するマップよりスリップ率ｓi の関数値Ｆ_s （si）
が演算され、更に上記数１０に従って各車輪の横力Ｆy1
〜Ｆy4が演算される。

【００５５】ステップ３８０に於ては各車輪の車高Ｘi
に基づき図１２に示されたグラフに対応するマップより
変換係数Ｋlk1 〜Ｋlk4 が演算され、ステップ３８５に
於ては上記数１７に従って各車輪の横力Ｆy1〜Ｆy4に起
因するリンク反力Ｆlk1 〜Ｆlk4 が演算される。

【００５６】かくして図示の実施例によれば、フィード
フォワード制御量演算部２００の各輪分配ブロック２０
８に於て、車輌の前後加速度Ｇx 及び横加速度Ｇy に基
づき車輌の制動や旋回等により生じる慣性外乱力による
車体の姿勢変化を０にするためのフィードフォワード制
御量Ｅg1〜Ｅg4が演算され、リンク反力演算部３００に
於て車輌の旋回時に各輪に作用する横力に起因して生じ
るリンク反力Ｆlf1 〜Ｆlk4 が演算され、加算器２１０
に於て制御量Ｅg1〜Ｅg4がリンク反力Ｆlf1 〜Ｆlk4 に
より補正され、この補正された制御量に基づき車体の加
速度に基づくフィードフォワード制御量Ｉg1〜Ｉg4が演
算される。また車高フィードバック制御量演算部１００
に於て、各輪の車高Ｘ1 〜Ｘ4 等に基づきフィードフォ
ワード制御量による制御エラーを補償するための車高フ
ィードバック制御量Ｉx1〜Ｉx4が演算される。

【００５７】従って車輌の旋回時に車体に作用する慣性
力と車輪に作用する横力に起因するリンク反力とを明確
に分離せずに車体の加速度に基づくフィードフォワード
制御量が演算される従来のアクティブサスペンションの
場合に比して、フィードフォワード制御量を各輪の実際
の接地荷重の変化に正確に対応して演算することがで
き、これにより車輌の定常旋回のみならず旋回過渡時に
於ける車体の姿勢変化、即ちロールを適切に且効果的に
制御することができる。

【００５８】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、本発明は上述の実施例に限定され
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。

【００５９】例えば図示の実施例に於ては、車輌の旋回
時に車輪に作用する横力Ｆyiは車輌の横加速度Ｇy 等に
基づき推定により演算されるようになっているが、各横
力は前述の如く各車輪のホイールに歪みゲージの如き検
出素子を内蔵する車輪発生力検出装置により検出されて
もよい。同様に図示の実施例に於ては車輌のヨー角速度
γd はヨーレートセンサ９４により検出されるヨーレー
トγの時間微分値として演算されるようになっている
が、ヨー角加速度は車輌の重心に対し車輌前後方向に互
いに隔置された一対の横加速度センサにより検出される
横加速度の差に基づき演算されてもよい。

【００６０】また図示の実施例に於ては、等価アーム比
Ｋziは定数として取扱われているが、等価アーム比はキ
ングピン傾角の変化によって変化し、車高の関数として
車高の変化に依存するので、例えば図１３に示されてい
る如く車高Ｘi をパラメータとするマップより演算され
てもよい。

【００６１】また図示の実施例に於ては、車輌の前後加
速度Ｇx 及び横速度Ｇy はそれぞれ前後加速度センサ８
８及び横加速度センサ９０により検出されるようになっ
ているが、前後加速度は例えばブレーキ油圧の微分値と
して推定により検出されてもよく、横加速度は車速及び
操舵角より推定により検出されてもよい。

【００６２】また図示の実施例に於ては、フィードバッ
ク制御量は車高に基づくフィードバック制御量のみであ
るが、ばね上及びばね下の上下加速度に基づくフィード
バック制御量が演算され、その制御量が加算器４００に
於て他の制御量と加算されてもよい。

【００６３】更に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。

【００６４】

【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、車輌の定常旋回時及び旋回過渡時の何れに
ついても車輪に作用する横力に起因して車輪に上下方向
に作用するリンク反力が考慮された各輪の接地荷重の変
動に応じてアクチュエータの発生力が制御されるので、
従来に比して旋回時、特に旋回過渡時に於ける車体の姿
勢を適切に制御することができる。

【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
るシグナルフローを示すフローチャートである。

【図５】図４に示された車輌重量演算ブロックに於ける
推定重量等の演算ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】図４に示されたリンク反力演算ブロックに於け
るリンク反力演算ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】車速Ｖと車高制御モードとヒーブ目標値Ｈreq
との間の関係を示すグラフである。

【図８】車輪のスリップ角βi の関数を示すグラフであ
る。

【図９】車輪のスリップ率ｓi の関数を示すグラフであ
る。

【図１０】車輪の接地荷重Ｆziの関数を示すグラフであ
る。

【図１１】路面の摩擦係数μi の関数を示すグラフであ
る。

【図１２】車高Ｘi と変換係数Ｋlki との間の関係を示
すグラフでである。

【図１３】車高Ｘi と等価アーム比Ｋziとの間の関係を
示すグラフである。

【図１４】車輌の旋回時に車輌に作用する力を示す説明
図である。

【図１５】旋回外輪に下向きに作用するリンク反力を示
す説明図である。

【符号の説明】

１８…ポンプ 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 ６２fl〜６２rr…圧力センサ ６６…電気式制御装置 ６８…マイクロコンピュータ ８２fl〜８２rr…車高センサ ８４…車速センサ ８６…車高制御スイッチ ８８…前後加速度センサ ９０…横加速度センサ ９４…ヨーレートセンサ ９６fl〜９６rr…車輪速センサ １００…車高フィードバック制御量演算部 ２００…フィードフォワード制御量演算部 ３００…リンク反力演算部

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車輪の支持荷重を増減するアク
   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、各車輪に対応する部位の車高を検出する車
   高検出手段と、車体の加速度を検出する加速度検出手段
   と、少くとも前記車高に基づくフィードバック制御量を
   演算するフィードバック制御量演算手段と、前記車体の
   加速度に基づくフィードフォワード制御量を演算するフ
   ィードフォワード制御量演算手段と、前記フィードバッ
   ク制御量及び前記フィードフォワード制御量に基づき前
   記圧力調整手段を制御する制御手段とを有する流体圧式
   アクティブサスペンションに於て、路面より各車輪に作
   用する横力を検出する横力検出手段と、前記横力に基づ
   き各車輪の上下方向のリンク反力を演算するリンク反力
   演算手段と、前記リンク反力に基づき前記フィードフォ
   ワード制御量を補正する補正手段とを有することを特徴
   とする流体圧式アクティブサスペンション。