JP2573193B2 - 車両のサスペンシヨン装置 - Google Patents
車両のサスペンシヨン装置Info
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- JP2573193B2 JP2573193B2 JP61252007A JP25200786A JP2573193B2 JP 2573193 B2 JP2573193 B2 JP 2573193B2 JP 61252007 A JP61252007 A JP 61252007A JP 25200786 A JP25200786 A JP 25200786A JP 2573193 B2 JP2573193 B2 JP 2573193B2
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- pitching
- control unit
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
- B60G17/0182—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method involving parameter estimation, e.g. observer, Kalman filter
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両のサスペンション装置に関する。
（従来技術およびその問題点） 車両のサスペンション装置になかには、欧州（EPC）
出願公開番号0 114 757で特定される明細書に見られる
ように、車体と各車輪との間に液体シリンダを架設し、
この液体シリンダに対して作動液体を供給、排出するこ
とにより、サスペンションの特性を可変に制御するよう
にした、いわゆるアクティブサスペンションが知られて
いる。
出願公開番号0 114 757で特定される明細書に見られる
ように、車体と各車輪との間に液体シリンダを架設し、
この液体シリンダに対して作動液体を供給、排出するこ
とにより、サスペンションの特性を可変に制御するよう
にした、いわゆるアクティブサスペンションが知られて
いる。
ところで、車両のサスペンション装置に対して要求さ
れる特性のひとつにロール剛性あり、このロール剛性の
決定因子としては、サスペンションのジオメトリ、ある
いはばね特性等が挙げられる。
れる特性のひとつにロール剛性あり、このロール剛性の
決定因子としては、サスペンションのジオメトリ、ある
いはばね特性等が挙げられる。
例えば、サスペンションのばね定数を大きくして、ロ
ール角を小さくすることは、車両の操縦性、安定性を高
める上で有効である。しかしその反面乗心地を損なうと
いう問題がある。
ール角を小さくすることは、車両の操縦性、安定性を高
める上で有効である。しかしその反面乗心地を損なうと
いう問題がある。
このため、乗心地の面からそれぞれ望ましい前後輪の
ばね定数を与える一方、スタビライザを付設して、前後
輪のサスペンションロール剛性の相対的な大きさを設定
するようにされている。すなわち、スタビライザはサス
ペンション装置に対する補助ばねとしてローリングの際
にのみサスペンションのばね定数を高める機能をもつ。
ばね定数を与える一方、スタビライザを付設して、前後
輪のサスペンションロール剛性の相対的な大きさを設定
するようにされている。すなわち、スタビライザはサス
ペンション装置に対する補助ばねとしてローリングの際
にのみサスペンションのばね定数を高める機能をもつ。
ところで、前輪側のサスペンションロール剛性と後輪
側のサスペンションロール剛性との相対的な大きさ、つ
まり前輪と後輪とのロール剛性比は、車両の走行性に大
きな影響を及ぼす。ステアリング特性を例に説明すれ
ば、前輪側のサスペンションロール剛性を強めた場合に
は、アンダステアの傾向が高まり、またロール角が小さ
くなる傾向がある。一方、後輪側のサスペンションロー
ル剛性を強めた場合には、アンダステアが弱まる傾向に
ある。このため、従来のサスペンション装置にあって
は、車種に見合ったロール剛性比を設定しているのが現
状である。
側のサスペンションロール剛性との相対的な大きさ、つ
まり前輪と後輪とのロール剛性比は、車両の走行性に大
きな影響を及ぼす。ステアリング特性を例に説明すれ
ば、前輪側のサスペンションロール剛性を強めた場合に
は、アンダステアの傾向が高まり、またロール角が小さ
くなる傾向がある。一方、後輪側のサスペンションロー
ル剛性を強めた場合には、アンダステアが弱まる傾向に
ある。このため、従来のサスペンション装置にあって
は、車種に見合ったロール剛性比を設定しているのが現
状である。
一方、車両のステアリング特性は、車両前後方向の荷
重変化を受けて変化する傾向がある。例えば、後輪側の
荷重が増大したような場合には、オーバステアの方向に
ステアリング特性が変化し、車両の旋回性が敏感となる
傾向がある。
重変化を受けて変化する傾向がある。例えば、後輪側の
荷重が増大したような場合には、オーバステアの方向に
ステアリング特性が変化し、車両の旋回性が敏感となる
傾向がある。
ところで、最近では、サスペンション特性を任意に変
更できるようにしたアクティブサスペンション装置が種
々提案されており、一部の車両においては既に実用化さ
れている。このアクティブサスペンション装置において
は、車体のロールを抑制するロール制御、車体のピッチ
ングを抑制するピッチング制御等が行われる。特開昭58
-206409号公報には、積載荷重に応じて前輪側と後輪側
とのロール剛性比を変更して、旋回特性を最適化するも
のが提案されている。特開昭61-193908号公報には、車
体に作用する横加速度に応じて、前輪側と後輪側との荷
重移動量つまりロール剛性を最適化するものが提案され
ている。さらに、特開昭61-181713号公報には、前輪側
の車高調整用アクチュエータと後輪側車高調整用アクチ
ュエータとに対する作動液の分配量を変更することによ
り、旋回時における旋回特性を、ニュートラル特性、オ
ーバステアリング特性あるいはアンダステアリング特性
の任意の１つを選択できるようにしたものが提案されて
いる。
更できるようにしたアクティブサスペンション装置が種
々提案されており、一部の車両においては既に実用化さ
れている。このアクティブサスペンション装置において
は、車体のロールを抑制するロール制御、車体のピッチ
ングを抑制するピッチング制御等が行われる。特開昭58
-206409号公報には、積載荷重に応じて前輪側と後輪側
とのロール剛性比を変更して、旋回特性を最適化するも
のが提案されている。特開昭61-193908号公報には、車
体に作用する横加速度に応じて、前輪側と後輪側との荷
重移動量つまりロール剛性を最適化するものが提案され
ている。さらに、特開昭61-181713号公報には、前輪側
の車高調整用アクチュエータと後輪側車高調整用アクチ
ュエータとに対する作動液の分配量を変更することによ
り、旋回時における旋回特性を、ニュートラル特性、オ
ーバステアリング特性あるいはアンダステアリング特性
の任意の１つを選択できるようにしたものが提案されて
いる。
前述したアクティブサスペンション装置においては、
ロール制御およびピッチング制御を行う場合、ピッチン
グに起因して前輪側と後輪側との間で荷重変化が生じ、
この前後方向における荷重変化が、前述したようにサス
ペンション特性の変化をもたらしてしまうことになり、
好ましくないものとなる。
ロール制御およびピッチング制御を行う場合、ピッチン
グに起因して前輪側と後輪側との間で荷重変化が生じ、
この前後方向における荷重変化が、前述したようにサス
ペンション特性の変化をもたらしてしまうことになり、
好ましくないものとなる。
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもの
で、その目的は、ロールを抑制するロール制御とピッチ
ンクを抑制するピッチング制御とを行うアクティブサス
ペンション装置において、ピッチングに起因してロール
剛性比が悪化するのを防止できるようにしたサスペンシ
ョン装置を提供することにある。
で、その目的は、ロールを抑制するロール制御とピッチ
ンクを抑制するピッチング制御とを行うアクティブサス
ペンション装置において、ピッチングに起因してロール
剛性比が悪化するのを防止できるようにしたサスペンシ
ョン装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、 車体と車輪との間に架設された液体シリンダに対する
作動液体の供給、排出を制御弁を介して行うことにより
サスペンション特性を制御するようにした車両のサスペ
ンション装置において、 車体のロール変化に関連した信号を出力するロール変
化検出手段と、 車体のピッチング変化に関連した信号を出力するピッ
チング変化検出手段と、 前記ロール変化検出手段からの信号を入力し、車体の
ロール変化を防止するよう前記液体シリンダへ給排する
液体の制御量を演算するロール制御部と、 前記ピッチング変化検出手段からの信号を入力し、車
体のピッチング変化を防止するよう前記液体シリンダへ
給排する液体の制御量を演算するピッチング制御部と、 前記ロール制御部が演算した制御量に対して所定の係
数値を付加して前後輪への制御量を変更して、前後輪の
ロール剛性比を所定の関係とするロール剛性制御部と、 前記ロール剛性制御部と前記ピッチング制御部からの
信号を入力し、該両制御部の制御量を加算して各液体シ
リンダに対し液体を給排制御する給排制御手段と、 前記ロール剛性制御部の前記係数値を、前記ピッチン
グ制御部の制御量が大きくなるにしたがって、前輪のロ
ール剛性が後輪のロール剛性に比して小さくなるように
補正する補正部と、 を備えた構成としてある。
な構成としてある。すなわち、 車体と車輪との間に架設された液体シリンダに対する
作動液体の供給、排出を制御弁を介して行うことにより
サスペンション特性を制御するようにした車両のサスペ
ンション装置において、 車体のロール変化に関連した信号を出力するロール変
化検出手段と、 車体のピッチング変化に関連した信号を出力するピッ
チング変化検出手段と、 前記ロール変化検出手段からの信号を入力し、車体の
ロール変化を防止するよう前記液体シリンダへ給排する
液体の制御量を演算するロール制御部と、 前記ピッチング変化検出手段からの信号を入力し、車
体のピッチング変化を防止するよう前記液体シリンダへ
給排する液体の制御量を演算するピッチング制御部と、 前記ロール制御部が演算した制御量に対して所定の係
数値を付加して前後輪への制御量を変更して、前後輪の
ロール剛性比を所定の関係とするロール剛性制御部と、 前記ロール剛性制御部と前記ピッチング制御部からの
信号を入力し、該両制御部の制御量を加算して各液体シ
リンダに対し液体を給排制御する給排制御手段と、 前記ロール剛性制御部の前記係数値を、前記ピッチン
グ制御部の制御量が大きくなるにしたがって、前輪のロ
ール剛性が後輪のロール剛性に比して小さくなるように
補正する補正部と、 を備えた構成としてある。
（発明の効果） 本発明にあっては、ロール抑制制御とピッチング抑制
制御との姿勢制御を行って車体姿勢を好適にしつつ、ピ
ッチング抑制のための制御量に応じて前輪と後輪とのロ
ール剛性比をも適切なものとして好適な操安性をも得ら
れるものとなる。
制御との姿勢制御を行って車体姿勢を好適にしつつ、ピ
ッチング抑制のための制御量に応じて前輪と後輪とのロ
ール剛性比をも適切なものとして好適な操安性をも得ら
れるものとなる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１実施例 第１図において、１はサスペンション装置で、以下こ
のサスペンション装置１に含まれる要素の説明では、当
該要素を総称するときには数字によって識別し、各車輪
用として区別するときには、「FR」（右前輪用）、「F
L」（左後輪用）、「RR」（右後輪用）、「RL」（左後
輪用）の符号を付加して識別するものとする。
のサスペンション装置１に含まれる要素の説明では、当
該要素を総称するときには数字によって識別し、各車輪
用として区別するときには、「FR」（右前輪用）、「F
L」（左後輪用）、「RR」（右後輪用）、「RL」（左後
輪用）の符号を付加して識別するものとする。
サスペンション装置１は、車体と各車輪（図示省略）
との間に架設されたシリンダ2FR、2FL、2RR、2RLを有
し、各シリンダ２は、既知のように、シリンダ２内に摺
動自在に嵌挿され、ピストンロッド３に一体とされたピ
ストン４によりシリンダ液室６が画成されている。各シ
リンダ液室６はガスばね8FR、8FL、8RR、8RLと油路10F
R、10FL、10RR、10RLを介して連通され、各油路10には
オリフィス12FR、12FL、12RR、12RLが設けられている。
上記各ガスばね８は、夫々、同一構成とされ、可動隔壁
としてのダイヤフラム14により画成されたガス室16と液
室18とを有し、この液室18が上記油路10に連通されてい
る。このようなシリンダ２、ガスばね８並びにオリフィ
ス12の組合わせからなるユニット20は、ガスばね８の緩
衝作用とオリフィス12の減衰作用とでサスペンションと
しての基本的な機能を備えることとなる。そして、この
サスペンションユニット20の特性は、ガスばね８の弾性
率（ばね係数）とオリフィス12の絞り抵抗とによって一
律に決定される。
との間に架設されたシリンダ2FR、2FL、2RR、2RLを有
し、各シリンダ２は、既知のように、シリンダ２内に摺
動自在に嵌挿され、ピストンロッド３に一体とされたピ
ストン４によりシリンダ液室６が画成されている。各シ
リンダ液室６はガスばね8FR、8FL、8RR、8RLと油路10F
R、10FL、10RR、10RLを介して連通され、各油路10には
オリフィス12FR、12FL、12RR、12RLが設けられている。
上記各ガスばね８は、夫々、同一構成とされ、可動隔壁
としてのダイヤフラム14により画成されたガス室16と液
室18とを有し、この液室18が上記油路10に連通されてい
る。このようなシリンダ２、ガスばね８並びにオリフィ
ス12の組合わせからなるユニット20は、ガスばね８の緩
衝作用とオリフィス12の減衰作用とでサスペンションと
しての基本的な機能を備えることとなる。そして、この
サスペンションユニット20の特性は、ガスばね８の弾性
率（ばね係数）とオリフィス12の絞り抵抗とによって一
律に決定される。
一方、上記シリンダ２には、外部配管22が接続され、
この外部配管22により形成される給排通路を通して、シ
リンダ２内すなわちシリンダ液室６に対する油液の供
給、排出がなされるようになっている。
この外部配管22により形成される給排通路を通して、シ
リンダ２内すなわちシリンダ液室６に対する油液の供
給、排出がなされるようになっている。
このシリンダ２に対する油圧回路について説明する
と、第１図中、符号30はエンジンにより駆動されるポン
プで、該ポンプ30によってリザーバタンク32から汲み上
げられた作動油液は供給通路33を通って各輪用シリンダ
２に供給されるようになっている。すなわち、供給通路
33は上流側が共通通路34とされ、この共通通路34は、前
輪用通路35と後輪用通路36に分岐され、上記前輪用通路
35が右前輪用通路38FRと左前輪用通路38FLとに分岐さ
れ、上記後輪用通路36が右後輪用通路40RRと左後輪用通
路40RLとに分岐されて、これら各輪用通路38FR、38FL、
40RR、40RLは、各輪用シリンダ２に通じる給排通路22F
R、22FL、22RR、22RLに、夫々、接続されている。そし
て、上記共通通路34には、上流側から順に切換弁42、逆
止弁44、アキュームレータ46が設けられ、このアキュー
ムレータ46は上記ガスばね８と同一の構成とされて、蓄
圧機能を奏するものとされている。一方、各輪用通路3
8、40と上記給排通路22との間には、夫々、流量制御弁4
8が介装されて、単位時間当りに通る作動油液の量、つ
まり作動油液の流速を調整するものとされている。
と、第１図中、符号30はエンジンにより駆動されるポン
プで、該ポンプ30によってリザーバタンク32から汲み上
げられた作動油液は供給通路33を通って各輪用シリンダ
２に供給されるようになっている。すなわち、供給通路
33は上流側が共通通路34とされ、この共通通路34は、前
輪用通路35と後輪用通路36に分岐され、上記前輪用通路
35が右前輪用通路38FRと左前輪用通路38FLとに分岐さ
れ、上記後輪用通路36が右後輪用通路40RRと左後輪用通
路40RLとに分岐されて、これら各輪用通路38FR、38FL、
40RR、40RLは、各輪用シリンダ２に通じる給排通路22F
R、22FL、22RR、22RLに、夫々、接続されている。そし
て、上記共通通路34には、上流側から順に切換弁42、逆
止弁44、アキュームレータ46が設けられ、このアキュー
ムレータ46は上記ガスばね８と同一の構成とされて、蓄
圧機能を奏するものとされている。一方、各輪用通路3
8、40と上記給排通路22との間には、夫々、流量制御弁4
8が介装されて、単位時間当りに通る作動油液の量、つ
まり作動油液の流速を調整するものとされている。
一方、還流通路50は、各流量制御弁48から各輪用還流
通路52、共通還流通路54を経てリザーバタンク32に至る
ものとされ、この共通還流通路54には、上記切換弁42か
らの切換弁用還流通路56が接続されている。
通路52、共通還流通路54を経てリザーバタンク32に至る
ものとされ、この共通還流通路54には、上記切換弁42か
らの切換弁用還流通路56が接続されている。
さて次に、上記油圧回路の作用について説明する。先
ず、流量制御弁48が閉じられると、サスペンションユニ
ット20はオリフィス12の絞り抵抗及びガスばね８の弾性
率に基づく特性を呈することとなる。すなわち、シリン
ダ２に加わる荷重変化量をΔＦ、ピストン４の変位量を
Δｘで示すと、ΔF/Δｘで定義される動ばね定数Ｋは、
オリフィス12の絞り抵抗及びガスばね８の弾性率とで規
定されることとなり、したがって系として閉じられたサ
スペンションユニット20は、いわゆるパッシブ（passiv
e）系を形成することとなる。
ず、流量制御弁48が閉じられると、サスペンションユニ
ット20はオリフィス12の絞り抵抗及びガスばね８の弾性
率に基づく特性を呈することとなる。すなわち、シリン
ダ２に加わる荷重変化量をΔＦ、ピストン４の変位量を
Δｘで示すと、ΔF/Δｘで定義される動ばね定数Ｋは、
オリフィス12の絞り抵抗及びガスばね８の弾性率とで規
定されることとなり、したがって系として閉じられたサ
スペンションユニット20は、いわゆるパッシブ（passiv
e）系を形成することとなる。
一方、流量制御弁48が開かれると、例えばピストンロ
ッド３が短縮する方向に変位しているときに、シリンダ
２内へ作動油液が供給されると、この供給された作動油
液によって、ピストンロッド３の短縮動が抑えられる結
果、上記動ばね定数Ｋが大となる方向に変化することと
なる。換言すれば、シリンダ２内の作動油液を給排する
ことにより、オリフィス12の絞り抵抗及びガスばね８の
弾性率を可変にしたのと同じ作用が得られ、したがっ
て、系として開かれたサスペンションユニット20は、い
わゆるアクティブ（active）系を形成することとなる。
ッド３が短縮する方向に変位しているときに、シリンダ
２内へ作動油液が供給されると、この供給された作動油
液によって、ピストンロッド３の短縮動が抑えられる結
果、上記動ばね定数Ｋが大となる方向に変化することと
なる。換言すれば、シリンダ２内の作動油液を給排する
ことにより、オリフィス12の絞り抵抗及びガスばね８の
弾性率を可変にしたのと同じ作用が得られ、したがっ
て、系として開かれたサスペンションユニット20は、い
わゆるアクティブ（active）系を形成することとなる。
上記流量制御弁48は、マイクロコンピュータで構成さ
れるコントロールユニット60からの制御信号により作動
され、この制御信号を生成すべくコントロールユニット
60には、各シリンダ２内の圧力をピックアップする圧力
センサ62からの信号が入力されて、この圧力センサ62か
らの圧力信号は、コントロールユニット60内のハイパス
フィルタ64（微分フィルタの一種）によってフィルタリ
ング処理した後、制御回路66に入力されるようになって
いる。また、コントロールユニット60には、共通通路34
に設けられた圧力センサ68からの圧力信号が入力され
て、油圧回路の圧力が所定圧以上となったときには、切
換弁42を切換えて、ポンプ30により汲み上げられた作動
油液を還流通路56、54を通ってリザーバタンク32に還流
するようにされている。一方、油圧回路の圧力が所定圧
より小さくなったときには、切換弁42を切換えてポンプ
30により汲み上げられた作動油液を供給通路33に流すよ
うにされて、これにより油圧回路内の圧力を所定圧に維
持するようになっている。
れるコントロールユニット60からの制御信号により作動
され、この制御信号を生成すべくコントロールユニット
60には、各シリンダ２内の圧力をピックアップする圧力
センサ62からの信号が入力されて、この圧力センサ62か
らの圧力信号は、コントロールユニット60内のハイパス
フィルタ64（微分フィルタの一種）によってフィルタリ
ング処理した後、制御回路66に入力されるようになって
いる。また、コントロールユニット60には、共通通路34
に設けられた圧力センサ68からの圧力信号が入力され
て、油圧回路の圧力が所定圧以上となったときには、切
換弁42を切換えて、ポンプ30により汲み上げられた作動
油液を還流通路56、54を通ってリザーバタンク32に還流
するようにされている。一方、油圧回路の圧力が所定圧
より小さくなったときには、切換弁42を切換えてポンプ
30により汲み上げられた作動油液を供給通路33に流すよ
うにされて、これにより油圧回路内の圧力を所定圧に維
持するようになっている。
次にアクティブ制御の概要を説明する。先ず、制御の
基本モデルは、各輪毎のシリンダ２内の油圧変化に応じ
て、目標流量を決定し、この目標流量に基づいて各シリ
ンダ２に対する作動油液の供給、排出を行なうようにな
っている。この基本モデルに加えて、各輪用の圧力セン
サ62からの信号を合成することにより、バウンド、ピッ
チ、ロール、ワープの４つの車体入力モードを検出し、
これら車体入力モードを抑える方向の制御を行なうよう
になっている。また、車体がローリングしている状態で
車体に対してワープモーメントを付加することは、とり
もなおさずロール剛性を負荷することとなるから、上記
車体入力モートのうち、ロールモーメント検出値に基づ
いて目標のワープモーメントを決定し、ロールに応じた
ワープモーメントを付与するようになっており、この目
標ワープモーメントの演算に対して上記ピッチモーメン
トを付加して、前輪と後輪との荷重比に応じた目標ワー
プモーメントを決定することにより、この荷重比に応じ
てロール剛性比を変更するようになっている。このよう
な制御系をブロック線図で表わすと、第２図のようにな
る。本図において、上記モード目標流量を演算する回路
は伝達関数GB（Ｓ）、GP（Ｓ）、GR（Ｓ）、KWで示して
あり、ここにGB（Ｓ）はバウンド、GP（Ｓ）はピッチ、
GR（Ｓ）はロール、KWはワープに対するものである。ま
た、RWはワープモーメント目標値演算回路の伝達特性、
KPはピッチモーメントに対するフィルタの伝達特性を示
す。
基本モデルは、各輪毎のシリンダ２内の油圧変化に応じ
て、目標流量を決定し、この目標流量に基づいて各シリ
ンダ２に対する作動油液の供給、排出を行なうようにな
っている。この基本モデルに加えて、各輪用の圧力セン
サ62からの信号を合成することにより、バウンド、ピッ
チ、ロール、ワープの４つの車体入力モードを検出し、
これら車体入力モードを抑える方向の制御を行なうよう
になっている。また、車体がローリングしている状態で
車体に対してワープモーメントを付加することは、とり
もなおさずロール剛性を負荷することとなるから、上記
車体入力モートのうち、ロールモーメント検出値に基づ
いて目標のワープモーメントを決定し、ロールに応じた
ワープモーメントを付与するようになっており、この目
標ワープモーメントの演算に対して上記ピッチモーメン
トを付加して、前輪と後輪との荷重比に応じた目標ワー
プモーメントを決定することにより、この荷重比に応じ
てロール剛性比を変更するようになっている。このよう
な制御系をブロック線図で表わすと、第２図のようにな
る。本図において、上記モード目標流量を演算する回路
は伝達関数GB（Ｓ）、GP（Ｓ）、GR（Ｓ）、KWで示して
あり、ここにGB（Ｓ）はバウンド、GP（Ｓ）はピッチ、
GR（Ｓ）はロール、KWはワープに対するものである。ま
た、RWはワープモーメント目標値演算回路の伝達特性、
KPはピッチモーメントに対するフィルタの伝達特性を示
す。
上記伝達関数GB（Ｓ）等は以下のようにして求められ
る。以下の説明において、理解を容易なものとするた
め、本制御の基本単位である一輪のみの基本制御に基づ
いて説明を加える。したがって、以下の説明では、上記
伝達関数GB（Ｓ）、GP（Ｓ）等をＧ（Ｓ）で総称すると
共に、上記モード分析を省略した基本モデルに基づいて
伝達関数Ｇ（Ｓ）を誘導することとする。
る。以下の説明において、理解を容易なものとするた
め、本制御の基本単位である一輪のみの基本制御に基づ
いて説明を加える。したがって、以下の説明では、上記
伝達関数GB（Ｓ）、GP（Ｓ）等をＧ（Ｓ）で総称すると
共に、上記モード分析を省略した基本モデルに基づいて
伝達関数Ｇ（Ｓ）を誘導することとする。
先ず、前記制御系での各要素の伝達特性は、下記の関
係式で示される。
係式で示される。
ΔＰ＝ΔF/A …（１） ここに、ΔF:シリンダ２に対する荷重変化量 A:ピストン４の受圧面積 ΔP:シリンダ２内の液圧変化量 ΔPN＝ΔＰ−ΔPC …（２） ここに、ΔPC:液体ばね８の圧力変化量 ΔPN:オリフィス12での絞り圧力差の変化量 QN＝ΔPN/KN …（３） ここに、KN:オリフィス12の絞り抵抗 QN:オリフィス12を通過する油液の流量 ΔVC＝QN/S …（４） ここに、ΔVC:流体ばね８の体積変化量 ΔPC＝KC・ΔVC …（５） ここに、KC:流体ばね８の弾性率 Δｅ＝Ke・ΔＦ …（６） ここに、Ke:圧力センサ62のセンサ特性 Δe:圧力センサ62の出力 Δｉ＝Ｇ（Ｓ）・Δｅ …（７） ここに、Δi:制御回路66から出力される流量制御弁48
の目標流量に相当する制御電流 QV:流量制御弁48を流れる油液の流量 ΔVL:QT/S …（９） ここに、ΔVL:シリンダ２内の油液の変化量 ΔＶ＝ΔVC−ΔVL …（10） ここに、ΔV:シリンダ２（シリンダ液室６）の容積変
化量 Δｘ＝ΔV/A …（11） ここに、Δx:ピストン４の変位量 次に、前記制御系での目標特性、つまり動ばね定数の
周波数特性を第３図に示すものに設定すると、その目標
特性は下記の式で示される。
の目標流量に相当する制御電流 QV:流量制御弁48を流れる油液の流量 ΔVL:QT/S …（９） ここに、ΔVL:シリンダ２内の油液の変化量 ΔＶ＝ΔVC−ΔVL …（10） ここに、ΔV:シリンダ２（シリンダ液室６）の容積変
化量 Δｘ＝ΔV/A …（11） ここに、Δx:ピストン４の変位量 次に、前記制御系での目標特性、つまり動ばね定数の
周波数特性を第３図に示すものに設定すると、その目標
特性は下記の式で示される。
ここに、S:ラプラス演算子 T:時定数 上記（12）式を置き換えると、 ところで、流体ばね８の体積変化量ΔVCは、上記
（１）〜（５）式から、 ΔVC＝QN/S＝ΔPN/（KN・Ｓ） ＝（ΔＰ−ΔPC）／（KN・Ｓ） ＝（ΔＰ−KCΔVC）／（KN・Ｓ） ＝（ΔF/A−KC・ΔVC）／（KN・Ｓ） で表される。
（１）〜（５）式から、 ΔVC＝QN/S＝ΔPN/（KN・Ｓ） ＝（ΔＰ−ΔPC）／（KN・Ｓ） ＝（ΔＰ−KCΔVC）／（KN・Ｓ） ＝（ΔF/A−KC・ΔVC）／（KN・Ｓ） で表される。
また、シリンダ２内の油液の変化量ΔVLは、上記
（６）〜（９）式から、 で表わされる。
（６）〜（９）式から、 で表わされる。
また、ピストン４の変化量Δｘは、上記（10）〜（1
5）式から、 したがって、この（16）式を置き換えると、 となる。この（17）式と制御目標を示す前記（13）式と
の対比において、（17）式中、 K1＝A2・KC …（18） K2＝A2・KN …（19） Ｔ＝Ｎ・TV …（20） と置いて、これら（18）〜（20）式を（13）式に代入す
ると、 となる。
5）式から、 したがって、この（16）式を置き換えると、 となる。この（17）式と制御目標を示す前記（13）式と
の対比において、（17）式中、 K1＝A2・KC …（18） K2＝A2・KN …（19） Ｔ＝Ｎ・TV …（20） と置いて、これら（18）〜（20）式を（13）式に代入す
ると、 となる。
したがって、上記（17）式と（21）式とから、Δx/Δ
Ｆを消去して、伝達関数Ｇ（Ｓ）を求めると、 となり、第４図に示す特性となる。すなわち、上記（2
2）式、あるいは第４図で示される伝達関数Ｇ（Ｓ）を
与えることで、第３図に示す動ばね特性ΔF/Δｘとな
る。このような伝達関数Ｇ（Ｓ）はハイパスフィルタと
等価である。つまり各輪のサスペンション装置１はその
動ばね定数Ｋが周波数に応じて可変とされ、サスペンシ
ョン装置１に作用する荷重をピックアップするだけで周
波数に応答するサスペンション装置１とされる。また、
サスペンション装置１は、第３図に示すように、低周波
数領域ではアクティブ系のサスペンション装置とされる
ため、低周波域での大きな動ばね定数Ｋ（ハード）を実
現することができ、したがって、この領域で問題となる
ロール、ピッチ等の車体の姿勢変化が小さく抑えられる
こととなる。比較のため、第３図において、パッシブ制
御のみの特性を破線で示してある。換言すれば、高周波
域では流量制御弁48が閉とされてパッシブ系が形成され
るため、ベースとなるパッシブ系の動ばね定数を低く抑
えて（例えばガスばね８のばね定数を小さくする）、軟
かいサスペンションの下で高周波域での乗心地を向上す
ることが可能とされる。また、流量制御弁48は高周波域
での応答性が要求されないため、簡便なもので済むとい
う利点がある。更に、油圧回路に故障があったときに
は、流量制御弁48を閉じるようにしておくことにより、
サスペンションの基本的な機能がアクティブ系で維持さ
れるため故障に対する安全性を損なうことはない。
Ｆを消去して、伝達関数Ｇ（Ｓ）を求めると、 となり、第４図に示す特性となる。すなわち、上記（2
2）式、あるいは第４図で示される伝達関数Ｇ（Ｓ）を
与えることで、第３図に示す動ばね特性ΔF/Δｘとな
る。このような伝達関数Ｇ（Ｓ）はハイパスフィルタと
等価である。つまり各輪のサスペンション装置１はその
動ばね定数Ｋが周波数に応じて可変とされ、サスペンシ
ョン装置１に作用する荷重をピックアップするだけで周
波数に応答するサスペンション装置１とされる。また、
サスペンション装置１は、第３図に示すように、低周波
数領域ではアクティブ系のサスペンション装置とされる
ため、低周波域での大きな動ばね定数Ｋ（ハード）を実
現することができ、したがって、この領域で問題となる
ロール、ピッチ等の車体の姿勢変化が小さく抑えられる
こととなる。比較のため、第３図において、パッシブ制
御のみの特性を破線で示してある。換言すれば、高周波
域では流量制御弁48が閉とされてパッシブ系が形成され
るため、ベースとなるパッシブ系の動ばね定数を低く抑
えて（例えばガスばね８のばね定数を小さくする）、軟
かいサスペンションの下で高周波域での乗心地を向上す
ることが可能とされる。また、流量制御弁48は高周波域
での応答性が要求されないため、簡便なもので済むとい
う利点がある。更に、油圧回路に故障があったときに
は、流量制御弁48を閉じるようにしておくことにより、
サスペンションの基本的な機能がアクティブ系で維持さ
れるため故障に対する安全性を損なうことはない。
上記基本モデルに対して、車体入力モードの検出は、
以下のようにして行われる。
以下のようにして行われる。
（１）リバウンド バウンドは車体上下方向の運動モードであり、したが
って４輪の運動方向は全て同一となる。このことから、
バウンドの検出は下記の式に拠る。
って４輪の運動方向は全て同一となる。このことから、
バウンドの検出は下記の式に拠る。
ΔeB＝ΔeFR＋ΔeFL＋ΔeRR＋ΔeRL …（23） ここに、Δe:バウンドモードの圧力変化量に相当する
バウンド検出値 ΔeFR:右前輪用圧力センサ62FRの出力 ΔeFL:左前輪用圧力センサ62FLの出力 ΔeRR:右後輪用圧力センサ62RRの出力 ΔeRL:左後輪用圧力センサ62RLの出力 （２）ピッチ ピッチは車体前部の運動方向と車体後部の運動方向と
が逆位相となる運動モード（前上がりあるいは前下がり
運動）であり、このことから、ピッチの検出は下記の式
に拠る。
バウンド検出値 ΔeFR:右前輪用圧力センサ62FRの出力 ΔeFL:左前輪用圧力センサ62FLの出力 ΔeRR:右後輪用圧力センサ62RRの出力 ΔeRL:左後輪用圧力センサ62RLの出力 （２）ピッチ ピッチは車体前部の運動方向と車体後部の運動方向と
が逆位相となる運動モード（前上がりあるいは前下がり
運動）であり、このことから、ピッチの検出は下記の式
に拠る。
Δep＝（ΔeFR＋ΔeFL）−（ΔeRR＋ΔeRL） …（22） ここに、Δep:ピッチモードの圧力変化量に相当する
ピッチ検出値 （３）ロール ロールは車体右側部の運動方向と車体左側部の運動方
向とが逆位相となる運動モード（車体前後方向に伸びる
軸を中心とする回転運動）であり、このことから、ロー
ルの検出は下記の式に拠る。
ピッチ検出値 （３）ロール ロールは車体右側部の運動方向と車体左側部の運動方
向とが逆位相となる運動モード（車体前後方向に伸びる
軸を中心とする回転運動）であり、このことから、ロー
ルの検出は下記の式に拠る。
ΔeR＝（ΔeFR−ΔeFL）＋（ΔeRR−ΔeRL） …（25） ここに、ΔeR:ロールモードの圧力変化量に相当する
ロール検出値 （４）ワープ 車体に作用するねじれモーメントで、右前輪（FR）と
左後輪（RL）とが同一の成分となり、他の組合せ（FL、
RR）とは逆方向となる。このことから、ワープの検出は
下記の式に拠る。
ロール検出値 （４）ワープ 車体に作用するねじれモーメントで、右前輪（FR）と
左後輪（RL）とが同一の成分となり、他の組合せ（FL、
RR）とは逆方向となる。このことから、ワープの検出は
下記の式に拠る。
ΔeW＝（ΔeFR−ΔeFL）−（eRR−ΔeRL） …（26） ここに、ΔeW:ワープモードの圧力変化量に相当する
ワープ検出値 このようにして求められた、各モードにおける目標流
量ΔiB、ΔiP等は、上記モード分析と同様の手法で分配
されて、各流量制御弁48FR、FL、RR、RLの目標流量ΔiF
R、ΔiFL、ΔiRR、ΔiRLに変換される。
ワープ検出値 このようにして求められた、各モードにおける目標流
量ΔiB、ΔiP等は、上記モード分析と同様の手法で分配
されて、各流量制御弁48FR、FL、RR、RLの目標流量ΔiF
R、ΔiFL、ΔiRR、ΔiRLに変換される。
すなわち、バウンド目標流量ΔiBは各流量制御弁48に
同一符号で分配され、ピッチ目標流量ΔiPは前輪と後輪
とでは逆符号の下で分配され、ロール目標流量ΔiRは右
輪と左輪とでは逆符号の下で分配され、ワープ目標流量
ΔiWは車体対角線に位置する車輪の組合せで各組合せを
単位に逆符号の下で分配される。これを各輪の目標流量
ΔiER、ΔiFL、ΔiRR、ΔiRLの側から示せば、以下の式
で表わされる。
同一符号で分配され、ピッチ目標流量ΔiPは前輪と後輪
とでは逆符号の下で分配され、ロール目標流量ΔiRは右
輪と左輪とでは逆符号の下で分配され、ワープ目標流量
ΔiWは車体対角線に位置する車輪の組合せで各組合せを
単位に逆符号の下で分配される。これを各輪の目標流量
ΔiER、ΔiFL、ΔiRR、ΔiRLの側から示せば、以下の式
で表わされる。
ΔiFR＝ΔiB＋ΔiP＋ΔiR＋ΔiW …（27） ΔiFL＝（ΔiB＋ΔiP）−（ΔiR＋ΔiW） …（28） ΔiRR＝（ΔiB−ΔiP）＋（ΔiR−ΔiW） …（29） ΔiB＝（ΔiB−ΔiP）−（ΔiR−ΔiW） …（30） すなわち、これにより、上記基本モデルに対して、車
体入力モードに応じて、各モードのモーメントを抑える
方向の制御が付加される。また、車体がローリングして
いるときには、目標ワープモーメントが決定され、この
結果、所定のロール剛性比が付与されることとなる。そ
して、例えば乗員の数、荷物の積載量の大小に伴う前輪
と後輪との荷重比の変化、あるいは加減速、揚力、路面
勾配、燃料の量の変化に伴う前記荷重比の変化が、前記
目標ワープモーメントに反映される結果、これら荷重比
の変化に応じて前輪と後輪とのロール剛性比が変更され
る。
体入力モードに応じて、各モードのモーメントを抑える
方向の制御が付加される。また、車体がローリングして
いるときには、目標ワープモーメントが決定され、この
結果、所定のロール剛性比が付与されることとなる。そ
して、例えば乗員の数、荷物の積載量の大小に伴う前輪
と後輪との荷重比の変化、あるいは加減速、揚力、路面
勾配、燃料の量の変化に伴う前記荷重比の変化が、前記
目標ワープモーメントに反映される結果、これら荷重比
の変化に応じて前輪と後輪とのロール剛性比が変更され
る。
すなわち、目標ワープモーメント演算回路の伝達特性
RWの大きさをKRWとすると、このKRWは、ピッチモーメン
ト（Ｘ）に対して、KRW＝Ａ−BXで表わされる。
RWの大きさをKRWとすると、このKRWは、ピッチモーメン
ト（Ｘ）に対して、KRW＝Ａ−BXで表わされる。
したがって、ピッチモーメント（Ｘ）が大、つまり前
輪側の荷重比が大きくなり、アンダステアの傾向が強く
なると、これに応じてKRWが小とされて、目標ワープモ
ーメントが小さな値に変更され、この結果、前輪側のサ
スペンションロール剛性が相対的に小さな値に変更され
て、アンダステアの傾向が弱められることとなる。逆に
後輪側の荷重比が大きくなり、オーバステアの傾向が強
くなると、目標ワープモーメントが大きな値に変更さ
れ、後輪側のサスペンションロール剛性が相対的に小さ
な値に変更されて、オーバステアの傾向が弱められるこ
ととなる。
輪側の荷重比が大きくなり、アンダステアの傾向が強く
なると、これに応じてKRWが小とされて、目標ワープモ
ーメントが小さな値に変更され、この結果、前輪側のサ
スペンションロール剛性が相対的に小さな値に変更され
て、アンダステアの傾向が弱められることとなる。逆に
後輪側の荷重比が大きくなり、オーバステアの傾向が強
くなると、目標ワープモーメントが大きな値に変更さ
れ、後輪側のサスペンションロール剛性が相対的に小さ
な値に変更されて、オーバステアの傾向が弱められるこ
ととなる。
ここで、実施例では、第２図のKWで示されるワープ制
御を利用して、前輪と後輪との間のロール剛性比が変更
されるが、このロール剛性比を決定する係数値が、第２
図の伝達特性のRWとなる（ロール剛性制御部に対応）。
そして、この係数値としての伝達特性RWが、ピッチング
抑制の制御量に対応した第２図のKPで補正されることに
なる（補正部に対応）。
御を利用して、前輪と後輪との間のロール剛性比が変更
されるが、このロール剛性比を決定する係数値が、第２
図の伝達特性のRWとなる（ロール剛性制御部に対応）。
そして、この係数値としての伝達特性RWが、ピッチング
抑制の制御量に対応した第２図のKPで補正されることに
なる（補正部に対応）。
第１図は実施例における全体系統図、 第２図は実施例におけるブロック線図、 第３図は実施例における目標動ばね特性図、 第４図は伝達関数の特性図である。 1:サスペンション装置 2:シリンダ 8:ガスばね 30:ポンプ 46:アキュームレータ 48:流量調整弁 60:コントロールユニット 62:荷重センサ 64:ハイパスフィルタ（微分フィルタ） 66:制御回路 68:圧力センサ
フロントページの続き (72)発明者 上村 昭一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−64014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−206409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−193908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−181713（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−163104（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】車体と車輪との間に架設された液体シリン
ダに対する作動液体の供給、排出を制御弁を介して行う
ことによりサスペンション特性を制御するようにした車
両のサスペンション装置において、 車体のロール変化に関連した信号を出力するロール変化
検出手段と、 車体のピッチング変化に関連した信号を出力するピッチ
ング変化検出手段と、 前記ロール変化検出手段からの信号を入力し、車体のロ
ール変化を防止するよう前記液体シリンダへ給排する液
体の制御量を演算するロール制御部と、 前記ピッチング変化検出手段からの信号を入力し、車体
のピッチング変化を防止するよう前記液体シリンダへ給
排する液体の制御量を演算するピッチング制御部と、 前記ロール制御部が演算した制御量に対して所定の係数
値を付加して前後輪への制御量を変更して、前後輪のロ
ール剛性比を所定の関係とするロール剛性制御部と、 前記ロール剛性制御部と前記ピッチング制御部からの信
号を入力し、該両制御部の制御量を加算して各液体シリ
ンダに対し液体を給排制御する給排制御手段と、 前記ロール剛性制御部の前記係数値を、前記ピッチング
制御部の制御量が大きくなるにしたがって、前輪のロー
ル剛性が後輪のロール剛性に比して小さくなるように補
正する補正部と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252007A JP2573193B2 (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 車両のサスペンシヨン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252007A JP2573193B2 (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 車両のサスペンシヨン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63106128A JPS63106128A (ja) | 1988-05-11 |
| JP2573193B2 true JP2573193B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17231268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61252007A Expired - Lifetime JP2573193B2 (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 車両のサスペンシヨン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573193B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2508830B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1996-06-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌のステア特性制御装置 |
| JPH0764174B2 (ja) * | 1989-03-04 | 1995-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 流体圧式アクティブサスペンション |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58206409A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-01 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車高調整装置 |
| JPS61181713A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-14 | Toyota Motor Corp | 車輛用アクテイブサスペンシヨン |
| JPS61193908A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Nissan Motor Co Ltd | 能動型サスペンション制御装置 |
-
1986
- 1986-10-24 JP JP61252007A patent/JP2573193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63106128A (ja) | 1988-05-11 |
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