JPS61268509A - 能動型サスペンシヨン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サスペンションを制御することにより、車
体の揺動を能動的に抑制する能動型サスペンション制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンション制御装置としては、例えば
、特開昭５８−７９４３８号公報に記載されているよう
なものがある（第１従来例）。

その装置は、概略構成を第３図（ａ）に示すように、車
輪側部材に複動式油圧シリンダ１のシリンダチューブ１
ａが取付けられ、この油圧シリンダ１のピストンロッド
１ｂが車体側部材２に取付けられ、且つシリンダチュー
ブｌａと車体側部材２との間にはコイルスプリング３が
装着されていて、このコイルスプリングにより車体側部
材２を支持している。油圧シリンダ１の上下両圧力室Ａ
及びＢは、センタバイパス型の電磁式方向切換弁４を介
して油圧ａ！Ｘ５に接続されていると共に、両圧力室Ａ
。

Ｂ間にはオリフィス６が接続されている。

他の従来例としては、１９８３年９月ｌＯ日に英国で発
行された「オートカー（Ａｕｔｏｃａｒ　）　Ｊ　　（
ｌｌａｙｍａｒｋｅｔ　ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｌｔｄ
、社発行）に記載されているようなものもある（第２従
来例）。

その装置は、概略構成を第３図［ｂ）に示すように、単
動式油圧シリンダ１のシリンダチューブ１ａが車体側部
材２に取付けられていると共に、ピストンロッド１ｂが
車輪側部材に取付けられ、且つ車体側部材２がガス・ス
プリング７により支持されていて、このガス・スプリン
グ７と油圧シリンダｌの圧力室とがオリフィス８を介し
て連通されている。

而して、第１従来例及び第２従来例の電磁式方向切換弁
４を、バネ下とバネ上との間の相対変位（ストローク）
を検出するストロークセンサ９で検出し、そのストロー
ク検出信号に基づき制御装置ｌＯで方向切換弁４を切換
制御することにより、車体のストローク変動が小さくな
るように制御している。

この場合の制御方法は、第４図に模式的に示すように、
車両に姿勢変化を生じる要因となるステアリングホイー
ルの操舵、アクセルペダルの踏込み、ブレーキペダルの
踏込み等を行うとくブロック■）、これらに応じて車体
に横加速度又は前後加速度が生じ（ブロック■）、これ
により車体にローリング、ピッチング、バウンシング等
の比較的低周波（略３Ｈｚ以下）の姿勢変化を生じる（
ブロック■）。このように、車体に姿勢変化を生じると
、これがストロークセンサ９で検出されることになり（
ブロック■）、そのストローク検出値と予め設定した目
標ストローク（車両の姿勢変化を伴わない通常状態では
零に設定される。）との偏差を算出し、その偏差に応じ
て電磁式方向切換弁４を切換制御して（ブロック■）ア
クチュエータ１を制御しくブロック■）、これにより、
車体の姿勢変化を小さくするように制御する。

一方、路面の凹凸によるばね下からの突上刃に起因する
比較的高周波（１０〜３０Ｈｚ）の振動入力が加えられ
ると（ブロック■）、その路面入力が、第１従来例では
コイルスプリング３から（ブロック■）車体に入力され
ると共に、両圧力室Ａ。

Ｂ間に設けたオリフィス６の絞り作用に基づいてピスト
ンロッド１ｂから（ブロック■）も車体に入力される。

また、第２従来例では、ガス・スプリング７のばね作用
（ブロック■）及びガス・スプリング７と圧力室との間
に設けたオリフィス８の絞り作用に基づいて、シリンダ
チューブ１ａから車体に人力される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の能動型サスペンション制御装
置にあっては、第１従来例及び第２従来例が共に一定特
性のオリフィスで減衰力を発生させているので、比較的
高周波（１０〜３０１１ｚ）の路面人力に対してアクチ
ュエータ１が従来のショックアブソーバと同様に作用し
、バネ下からの加振力がオリフィスを通して車体に入力
されるため、その加振力を積極的に低減させることがで
きず、車両の乗心地の向上が足りないという問題点があ
ったＯ そこで、この発明は、上記従来の問題点に着目してなさ
れたものであり、流体圧シリンダから車体に加わる荷重
と該流体圧シリンダのストロークとに基づき方向切換弁
を作用させ、振動入力が低減するよう流体圧シリンダの
上下両圧力室の流体圧力を荷重制御系とストローク制御
系との２系統で制御することにより、上記問題点を解決
することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、車両のバネ上及びバネ下間に介装されて
車輪側から車体側へ向かう振動入力を吸収する流体圧シ
リンダを備え、この流体圧シリンダの上下両圧力室の圧
力を制御弁で制御するようにした能動型サスペンション
制御装置において、前記流体圧シリンダから車体に伝達
される荷重に応じた荷重検出信号を出力する荷重検出手
段と、この荷重検出手段からの荷重検出信号に基づき前
記伝達荷重を低減するよう前記切換弁を制御する第１の
弁制御回路と、前記流体圧シリンダの実ストロークに応
じたストローク検出信号を出力するストローク検出手段
と、このストローク検出手段からのストローク検出信号
に基づき実ストロークを目標ストロークに一致させるよ
う前記切換弁を制御する第２の弁制御回路と、を有する
ことを特徴としている。

〔作用〕

而して、この発明では、車両のバネ上及びバネ上間に介
装された流体圧シリンダから車体に伝達される荷重を荷
重検出手段で検出すると共に、該流体圧シリンダのスト
ロークをストローク検出手段で検出し、ストローク検出
手段のストローク検出信号に基づき方向切換弁を制御し
て比較的低周波（約３８Ｚ以下）の車体振動を制振する
と共に、荷重検出手段の荷重検出信号に基づき該方向切
換を制御して比較的高周波（１０〜３０Ｈｚ）の車体振
動を制振することにより、比較的低周波の振動入力ばか
りでなく比較的高周波の振動入力をも確実に吸収するこ
とができるようにする。

〔実施例〕

以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。第１図において、従来装置と同一部分には同一の符
合を付す。

まず、構成を説明すると、第１図に示す１が、車両のバ
ネ下及びバネ上間に介装された流体圧シリンダとしての
油圧シリンダであり、そのシリンダチューブ１ａの下端
が、車輪１１を回転可能に支持する図示しない車輪側部
材に回動可能に取付けられていると共に、ピストンロッ
ド１ｂの上端が車体側部材２に回動可能に取付けられて
いる。

そして、シリンダチューブｌａと車体側部材２との間に
は、ピストンロッド１ｂと同心的にコイルスプリング３
が介装されている。

上記油圧シリンダ１のシリンダチューブ１ａは、その内
部に延在するピストンロッド１ｂの下端に取付けられた
ピストンｌｃによって下圧力室Ａと下圧力室Ｂとに画成
されていて、上下両圧力室Ａ。

Ｂを４ポ一ト３位置の電磁式方向切換弁４を介して流体
圧源としての油圧源５に連通している。方向切換弁４の
中立位置はセンタバイパス型をなしており、その電磁ソ
レノイドに供給される制御装置１０からの制御信号によ
って切換制御される。

また、シリンダチューブ１ａと車体側部材３との間には
、例えば、ポテンショメータにより構成されて各車輪位
置におけるバネ上及びバネ上間の相対変位（ストローク
）を検出するストローク検出手段であるストロークセン
サ９が装着されていて、このストロークセンサ９が、各
車輪位置における中立状態からのストロークに応じた電
圧でなるストローク検出信号を出力する。さらに、ピス
トンロッド１ｂには、例えば、圧電素子により構成され
た荷重検出手段である荷重センサ１２を設け、この荷重
センサ１２で、ピストンロッド１ｂを介して車体側部材
２に伝達される伝達荷重の大きさに応じた電圧でなる荷
重検出信号を出力する。

前記ストロークセンサ９のストローク検出信号及び荷重
センサ１２の荷重検出信号は、第１の弁制御回路と第２
の弁制御回路とを備えた前記制御装置１０に供給される
。第１の弁制御回路は、荷重センサ１２からの荷重検出
信号を受けてその信号のうち、例えば３Ｈｚ未満の周波
数成分をカットするバイパスフィルタを有し、そのバイ
パスフィルタを゛通過した周波数成分の大きさに応じた
制御信号が、この第１の弁制御回路から前記方向切換弁
４に送出される。また、第２の弁制御回路は、ストロー
クセンサ９からのストローク検出信号を受けてその信号
成分のうち、例えば３１１ｚ以上の周波数成分をカット
するローパスフィルタと、このローパスフィルタを通過
した信号成分に対応する実ストロークを各車輪位置にお
ける目標ストローク（車両の姿勢変化を伴わない通常状
態では零）と比較する比較回路とを有し、その比較結果
としての差に応じた制御信号が、この第２の弁制御回路
から方向切換弁４に送出される。

而して、方向切換弁４には、第１の弁制御回路からの制
御信号の大きさに対応した励磁電流の値に、第２の弁制
御回路からの制御信号の大きさに対応した励磁電流の値
を加算した総励磁電流が供給され、その総励磁電流の大
きさに応じて方向切換弁４が切換制御される。

次に、第２図に基づいて動作を説明する。

今、車両が平坦な良路を定速直進走行していて、路面か
ら車輪に入力される振動入力が殆どないものとし、且つ
、車体にはローリング、ピッチング、バウンシング等の
姿勢変化が生じていないものとすると、この状態では、
各車輪と車体との間に介装された油圧シリンダ１のバネ
上及びバネ下間の相対変位、すなわちストロークが目標
ストローク（通常は零に設定される。）と略一致してい
る。

そのため、ストロークセンサ９から制御装置１０に送出
されるストローク検出信号は、実ストロークが目標スト
ロークと略一致していることを表す信号であるため、そ
のストローク検出信号によっては制御装置１０は制御信
号を出力しない。また、車輪側から油圧シリンダ１を介
して車体側部材２に伝達される振動人力もないので、荷
重センサ１２から制御装置１０に送出される荷重検出信
号は、荷重に変動がなくて略一定の値を示す信号である
ため、その荷重検出信号によっては制御装置１０は制御
信号を出力しない。

従って、方向切換弁４は当初の中立位置に保持され、油
圧シリンダｌの上下両圧力室Ａ及びＢと油圧源５との間
が遮断された状態に保持されるので、上下両圧力室Ａ及
びＢが別個独立に且つ略等しい圧力に維持される。

この状態から、車両に姿勢変化を生じさせる要因となる
ステアリングホイールの操舵、ブレーキペダルやアクセ
ルペダルの踏込み等を行うと（ブロック［相］）、これ
らの動作に応じて車体に横加速度や前後加速度が生起さ
れ（ブロック■）、これにより、車体にローリング、ピ
ッチング、バウンシング等の比較的低周波の振動（３１
１ｚ以下、通常はＩＨｚ付近で共振する。）が発生して
（ブロック＠）、車両に姿勢変化が生じる。

このように、車両に姿勢変化が生じると、油圧シリンダ
１のストロークがストロークセンサ９によって検出され
（ブロック０）、その実ストロークに応じたストローク
検出信号が出力される。そのストローク検出信号は、制
御装置１０の一部を構成する第２の弁制御回路のローパ
スフィルタ（例えばカットオフ周波数が３Ｈｚ以上）に
供給され（ブロック■）、ここで３１１ｚ以上の比較的
高周波の振動成分が除去されて３Ｈｚ未満の比較的低周
波の振動成分のみが通過し、その低周波振動成分に基づ
いて第２の弁制御回路が方向切換弁４に制御信号を出力
する。

すなわち、例えば、ステアリングホイールを右回転させ
て右旋回状態に移行すると、車体にローリングが生起さ
れ、前左輪及び後左輪を各懸架する油圧シリンダ１がそ
れぞれ収縮して前後の左輪位置における車高が低くなる
と共に、前右輪及び後右輪を各懸架する油圧シリンダ１
がそれぞれ伸張して前後の右輪位置における車高が高く
なる。

このように、車体に姿勢変化が生じると、それが各車輪
に関連設置された４個のストロークセンサ９により検出
され、そのストローク検出信号が制御装置１０の第２の
弁制御回路に供給される。そのため、第２の弁制御回路
が、前後の右輪側油圧シリンダｌに対しては、油圧源５
の油圧を下圧力室Ａに導入しつつそれに見合う油圧を下
圧力室Ｂから排出させるよう方向切換弁４を、第１図に
おいて上位置に切り換える（ブロック［相］）ると共に
、前後の一左輪側油圧シリンダ１に対しては、油圧源５
の油圧を下圧力室Ｂに導入しつつそれに見合う油圧を下
圧力室Ａから排出させるよう方向切換弁４を、第１図に
おいて下位置に切り換える（ブロック０）。

その結果、前後の右輪側油圧シリンダ１では、油圧源５
の吐出側と下圧力室Ａとが連通され、該油圧源５からの
油圧により下圧力室Ａの油圧が上昇すると共に下圧力室
Ｂの油圧が低下してピストンロッド１ｂが押し下げられ
るため（ブロック［相］）、前後の右輪位置における車
高が低くなる。これとは逆に、前後の左輪側油圧シリン
ダ１では、油圧源５の吐出側と下圧力室Ｂとが連通され
、該油圧源５からの油圧により下圧力室Ｂの油圧が上昇
すると共に下圧力室Ａの油圧が低下してピストンロッド
１ｂが押し下げられるため（ブロック［相］）、前後の
左輪位置における車高が高くなる。従って、このような
油圧シリンダ１の作用により、前後の右輪位置における
車高増加を押さえる一方、前後の左輪位置における車高
低下を押さえることができ、このよう”にして、ローリ
ング等の車体の揺動を押えて、車両の姿勢変化を効果的
に抑制することができる。

また、車両が平坦な良路を定速直進走行している状態で
、路面の凸部乗り越えによる加振力が車輪１１から油圧
シリンダ１に入力される（ブロックＯ）と、これにより
油圧シリンダ１が上方に押圧され、その加振力が、一方
ではシリンダチューブ１ａから上下両圧力室Ａ、Ｂ内の
作動油及びピストンロッドｌｂを介して（ブロック［相
］）車体側部材２に伝達されると共に、他方ではシリン
ダチューブ１ａからコイルスプリング３を介して（ブロ
ック［相］）車体側部材２に伝達される。

このように、路面からの加振力が油圧シリンダ１に入力
されると、ピストンロッド１ｂを介して車体側部材２に
伝達される荷重が荷重センサ１２によって検出され（ブ
ロック＠）、その荷重に応じたストローク検出信号が出
力される。その何重検出信号は、制御装置１０の一部を
構成する第一１の弁制御回路のバイパスフィルタ（例え
ばカットオフ周波数が３Ｈｚ未満）に供給され（ブロッ
ク［相］）、ここで３１１ｚ未満の比較的低周波の振動
成分が除去されて３Ｈｚ以上の比較的高周波の振動成分
のみが通過し、その高周波振動成分に基づいて第１の弁
制御回路が方向切換弁４に制御信号を出力する。

すなわち、例えば、車輪１１が道路の凸部に乗り上がる
と、ピストンロッド１ｂを介して車体側部材２に伝達さ
れる荷重が路面入力に応じて増加し、それが荷重センサ
１２により検出され、その荷重検出信号が制御装置１０
の第１の弁制御回路に供給される。そのため、第１の弁
制御回路が、油圧源５の油圧を下圧力室Ｂに導入すると
共にそれに見合う油圧を下圧力室Ａから排出させるよう
方向切換弁４を、第１図において下位置に切り換える（
ブロック■）。

これにより、油圧源５の吐出側と下圧力室Ｂとが連通さ
れ、該油圧源５からの油圧により下圧力室Ｂの油圧が上
昇すると共に下圧力室Ａの油圧が低下してピストンロッ
ド１ｂが押し上げられるため（ブロック＠）、各車輪位
置における車高が高くなる。従って、このような油圧シ
リンダ１の作用によって上下両圧力室Ａ、Ｂの圧力差が
小さく制御され、このようにして車体への振動人力（３
Ｈｚ以上、特に１０〜３０Ｈｚに共振点を持つ。）が低
減される。

その結果、路面から車体側部材２への振動入力のうち、
ピストンロッド１ｂをへて伝達される荷重が前述したよ
うに低減され、コイルスプリング３から伝達される荷重
のみが車体側部材２に伝達されるので、従来のものに比
べてその伝達力を大幅に低減させることができる。

而して、この発明では、比較的低周波の車体の姿勢変化
や揺動に対しては、ストロークセンサ９からのストロー
ク検出信号に基づくストローク制御系によって押えると
共に、比較的高周波の路面入力に対しては、荷重センサ
１２からの荷重検出信号に基づく伝達力制御系によって
低減することができる。従って、上記制御を行うことに
より、車両に姿勢変化を生じさせる車体の揺動を押さえ
ることができるばかりでなく、路面の凹凸によるバネ下
からの突上刃を積極的に低減させることができるので、
車両の乗心地と運転フィーリングとを共に大幅に向上さ
せることができる。

なお、上記実施例の場合、ストローク制御系の制御ルー
プと伝達力制御系のループとを、カットオフ周波数が３
１１２のローパスフィルタ及びバイパスフィルタで分割
するようにしたため、再制御系間の相互干渉を防止する
ことができる。

また、上記実施例においては、流体圧シリンダとして作
動油等を用いた油圧シリンダ１を適用した例について説
明したが、これに限定されるものではなく、空気圧等の
他の流体圧力によって作動される流体圧シリンダを適用
できることはもちろんである。さらに、上記実施例では
、ストローク検出手段としてポテンショメータでなるス
トロークセンサを適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、差動トランス等の任意の
相対変位検出手段を適用することができる。

さらにまた、荷重検出手段として圧電素子を適用した場
合について説明したが、これに限定されるものではなく
、ロードセルやストレーンゲージ等の任意の荷重検出手
段を適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、車両のバ
ネ上及びバネ下間に介装されて車輪側から車体側へ向か
う振動入力を吸収する流体圧シリンダを備え、この流体
圧シリンダの上下両圧力室の圧力を切換弁で制御するよ
うにした能動型サスペンション制御装置において、流体
圧シリンダから車体に伝達される荷重に応じた荷重検出
信号を出力する荷重検出手段と、この荷重検出手段から
の荷重検出信号に基づき前記伝達荷重を低減するよう切
換弁を制御する第１の弁制御回路と、流体圧シリンダの
ストロークに応じたストローク検出信号を出力するスト
ローク検出手段と、このストローク検出手段からのスト
ローク検出信号に基づき実ストロークを目標ストローク
に一致させるよう切換弁を制御する第２の弁制御回路と
、を有して能動型サスペンション制御装置を構成するよ
うにした。そのため、比較的低周波の振動入力に基づく
車体の姿勢変化や横動を押さえることができるばかりで
なく、従来の装置では達成できなかった、荒れた路面や
突起等を乗り越す際、車両に入力されるバネ下からの路
面入力に基づく車体側への伝達力を積極的に低減させる
ことができ、これにより、車両の乗心地と運転フィーリ
ングとを共に向上させることができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明に係わる制御方法の説明に供する説明図、第３図
（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来装置の構成図、第４図
は従来の制御方法の説明に供する説明図である。 １・・・・・・油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、１ａ
・・・・・・シリンダチューブ、１ｂ・・・・・・ピス
トンロッド、２・・・・・・車体側部材、３・・・・・
・コイルスプリング、４・・・・・・方向切換弁、５・
・・・・・油圧源（流体圧源）、９・・・・・・ストロ
ークセンサ（ストローク検出手段）、１０・・・・・・
制御装置、１２・・・・・・荷重センサ（荷重検出手段
）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両のバネ上及びバネ下間に介装されて車輪側から車体
   側へ向かう振動入力を吸収する流体圧シリンダを備え、
   この流体圧シリンダの上下両圧力室の圧力を制御弁で制
   御するようにした能動型サスペンション制御装置におい
   て、前記流体圧シリンダから車体に伝達される荷重に応
   じた荷重検出信号を出力する荷重検出手段と、この荷重
   検出手段からの荷重検出信号に基づき前記伝達荷重を低
   減するよう前記切換弁を制御する第１の弁制御回路と、
   前記流体圧シリンダの実ストロークに応じたストローク
   検出信号を出力するストローク検出手段と、このストロ
   ーク検出手段からのストローク検出信号に基づき実スト
   ロークを目標ストロークに一致させるよう前記切換弁を
   制御する第２の弁制御回路と、を有することを特徴とす
   る能動型サスペンション制御装置。