JPH0696363B2

JPH0696363B2 - 能動型サスペンシヨン

Info

Publication number: JPH0696363B2
Application number: JP61134218A
Authority: JP
Inventors: 直人福島; 博嗣山口; 洋介赤津; 淳波野; 一信川畑
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: EP0249209B1; EP0249209A3; DE3766010D1; US5089966A; EP0249209A2; JPS62289420A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、車両の各車輪及び車体間にそれぞれ流体圧
シリンダを介装し、この流体圧シリンダの作動圧を指令
値のみに応じて変化可能な圧力制御弁を制御することに
より、車体の姿勢変化を抑制するようにした能動型サス
ペンションの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンションとしては、例えば英国機械
学会論文集（Proceeding Institution of Mechanical E
ngineering）の185巻の558頁のFig.8に記載されている
ものがある。

この従来例は、第24図に示すように、ロードホイール及
びタイヤで構成される車輪１と車体２との間に油圧シリ
ンダ３及びコイルバネ４を介装し、油圧シリンダ３のピ
ストンによって画成される油圧室の作動油圧を流量制御
型サーボバルブ５で制御し、このサーボバルブ５を車体
２の上下加速度を検出する上下加速度検出器６の検出信
号が供給されたコントローラ７で制御することにより、
車輪及び車体間の振動の伝達率を制御するようにしてい
る。

この場合、バネ下からの振動入力X₁によって油圧シリン
ダ３が伸縮すると、各油圧室内の作動油は、サーボバル
ブ５の絞り部を通じて外部に排出されるため、その差圧
が減衰力として油圧シリンダの両端に発生し、このた
め、伝達関数X₂／X₁の形は、従来のサスペンションと何
等変化がないものであった。

〔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にあっ
ては、油圧制御用として流量制御型のサーボバルブを使
用しているので、その開度制御となるため、圧力を制御
するのに流量は圧力によって変化することになり、複雑
な伝達関数としないと正確な制御を行うことができず、
車載可能なマイクロコンピュータ等では、演算の応答も
不充分となると共に、前述したようにバネ下からの振動
入力X₁による油圧シリンダの伸縮に伴う減衰力が発生
し、バネ上共振周波数付近での振動伝達率の低減を充分
行うことができないという問題点があった。しかも、従
来例においては、１つの車輪モデルで特性を論じている
のみであり、実車では、車体はピッチ，ロール，バウン
スの各振動モードを有しており、仮に重心点に１個の上
下加速度検出器を配置して、その検出信号によって各車
輪位置の油圧シリンダを制御しても、特に、ロールやピ
ッチを抑制することができないという問題点もあった。

そこで、この発明の目的は、上記従来例の問題点に着目
してなされたものであり、車体の各車輪位置に対応して
上下加速度検出手段及び上下速度検出手段を配置するこ
とにより、実車に適した上下加速度及び上下速度を検出
することにより、各振動モードの制振を確実に行うと共
に、各車輪位置に対応する車体上下速度を検出する場合
に車体上下加速度を積分して行うときに、ノイズの混入
や坂道走行時等で実際の車体上下加速度が略零であるに
もかかわらず車体上下加速度検出値が検出されたときに
は、車体上下速度が変動しているものとして誤検出され
ることになるが、積分器の蓄積データを車体の振動が少
ないときにリセットすることにより、上下速度の誤検出
を防止することが可能な能動型サスペンションを提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、各車輪側部材
と車体側部材との間に介装した流体圧シリンダと、該流
体圧シリンダの作動圧を指令値のみに応じて変化させる
ことが可能な圧力制御弁と、該圧力制御弁に指令値を出
力する制御装置とを備えた能動型サスペンションにおい
て、各車輪の略直上部における車体上下加速度をそれぞ
れ検出する車体上下加速度検出手段と、該車体上下加速
度検出手段の車体上下加速度検出値を積分器で積分して
上記各位置における車体上下速度を検出する車体上下速
度検出手段とを有し、前記制御装置は、前記車体上下加
速度検出手段の車体上下加速度検出値及び前記車体上下
速度検出手段の車体上下速度検出値の内少なくとも車体
上下速度検出手段の車体上下速度検出値に基づき車体上
下速度を抑制する方向に前記流体圧シリンダの作動圧を
変化させる前記圧力制御弁の指令値を演算し、前記車体
上下速度検出手段は、前記上下加速度検出値が予め設定
した設定値よりも小さい状態が予め設定した期間以上継
続したときに前記積分器の蓄積データをリセットするこ
とを特徴としている。ここで、車体上下加速度検出手段
及び車体上下速度検出手段の検出信号の増幅度を外部信
号に応じて変化させてもよい。

〔作用〕

この発明においては、車体の各車輪に対応する位置での
車体上下加速度及び車体上下速度をそれぞれ車体上下加
速度検出手段及び車体上下速度検出手段で検出し、これ
らの車体上下加速度検出値及び車体上下速度検出値に基
づき制御装置で、指令値のみに応動する圧力制御弁に対
する指令値を出力することにより、流体圧シリンダの両
端で車輪側からの振動入力によって減衰力を発生するこ
とがなく、しかも路面からの振動入力に対する等価モデ
ルを、コイルバネのバネ定数、車体の質量及び流体圧シ
リンダの減衰定数とを直列に接続した関係とすることが
でき、振動伝達率を共振点を含めて大幅に低減すること
ができ、さらに、車両の各車輪に対応して車体上下加速
度検出手段を設けるので、車両のロール、ピッチ、バウ
ンス等の姿勢変化に対しても良好な抑制制御を行うこと
ができる。

しかも、車体上下速度検出手段に設けた車体上下加速度
検出値を積分する積分器の蓄積データを、車体上下加速
度検出値が一定期間設定値以下のとき即ち車体の振動幅
が少ないときにリセットすることにより、ノイズの混入
時，坂道走行時等に車体上下加速度検出手段の車体上下
加速度検出値に実際の上下加速度以外の成分が含まれて
いるときにその影響を除去することができる。

また、車体上下加速度検出手段及び車体上下速度検出手
段の検出信号の増幅度を外部信号に応じて変化させるこ
とにより、乗心地向上のための制御性能を格段に向上さ
せることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第６図はこの発明の第１実施例を示す図であ
る。

第１図において、11FL,11FR,11RL,11RRは、それぞれ車
体側部材12と各車輪13FL,13FR,13RL,13RRを個別に支持
する車輪側部材14との間に介装された能動型サスペンシ
ョンであって、それぞれアクチュエータとしての油圧シ
リンダ15FL〜15RR、コイルスプリング16FL〜16RR及び油
圧シリンダ15FL〜15RRに対する作動油圧を、後述する制
御装置30からの指令値にのみ応動して制御する圧力制御
弁17FL〜17RRとを備えている。

ここで、油圧シリンダ15FL〜15RRのそれぞれは、そのシ
リンダチューブ15aが車体側部材12に取付けられ、ピス
トンロッド15bが車輪側部材14に取付けられ、ピストン1
5cによって閉塞された上側圧力室Ｂ内の作動油圧が圧力
制御弁17FL〜17RRによって制御される。また、コイルス
プリング16FL〜16RRのそれぞれは、車体側部材12と車輪
側部材14との間に油圧シリンダ15FL〜15RRと並列に装着
されて車体の静荷重を支持している。なお、これらコイ
ルスプリング16FL〜16RRは、車体の静荷重を支えるのみ
の低いバネ定数のものでよい。

また、圧力制御弁17FL〜17RRのそれぞれは、第２図に示
すように、円筒状の弁ハウジング18と、この弁ハウジン
グ18に設けた挿通孔18aに摺動可能に配設されたスプー
ル19及びロッド20と、このスプール19及びロッド20間に
介在されたスプリング21と、ロッド20を介してスプリン
グ21の押圧力を制御してスプール19をオフセット位置と
その両端側の作動位置との間に移動制御する比例ソレノ
イド22とを有する。ここで、弁ハウジング18には、それ
ぞれ一端が前記挿通孔18aに連通され、他端が油圧源24
の作動油供給側に油圧配管25を介して接続された入力ポ
ート18bと、油圧源24のドレン側に油圧配管26を介して
接続された出力ポート18cと、油圧配管27を介して油圧
シリンダ15FL〜15RRの上側圧力室Ｂと連通する入出力ポ
ート18dとが設けられている。そして、出力ポート18cに
は、これとスプール19の上端及び下端との間に連通する
ドレン通路18e,18fが連通されている。

また、スプール19には、入力ポート18bに対向するラン
ド19a及び出力ポート18cに対向するランド19bが形成さ
れていると共に、両ランド19a,19bよりも小径のランド1
9cが下端部に形成され、ランド19aとランド19cとの間に
圧力制御室Ｃが形成されている。この圧力制御室Ｃは、
パイロット通路18gを介して入出力ポート18dに接続され
ている。

さらに、比例ソレノイド22は、軸方向に摺動自在の作動
子22aと、これを駆動する励磁コイル22bとからなり、後
述する制御装置30から出力される駆動電流でなる指令値
V₃（V_3FL〜V_3RR）によって駆動制御される。ここで、指
令値V₃と出力ポート18dから出力される作動油圧Ｐとの
関係は、第３図に示すように、指令値V₃が零であるとき
に、所定のオフセット圧力P₀を出力し、この状態から指
令値V₃が正方向に増加するとこれに所定の比例ゲインK₁
をもって作動圧力Ｐが増加し、指令値V₃が負方向に増加
するとこれに比例して作動圧力Ｐが減少し、油圧源24の
圧力P₂に達すると飽和する。

そして、圧力制御弁17FL〜17RRは、比例ソレノイド22に
よる押圧力がスプリング21を介してスプール19に加えら
れており、且つスプリング21の押圧力と圧力制御室Ｃの
圧力とが釣り合っている状態で、車輪に、例えば路面の
凸部通過による上向きの振動入力（又は凹部通過による
下向きの振動入力）が伝達されると、これにより油圧シ
リンダ15FL〜15RRのピストンロッド15bが上方（又は下
方）に移動しようとし、上側圧力室Ｂの圧力が上昇（又
は減少）する。このように、上側圧力室Ｂの圧力が上昇
（又は減少）すると、これに応じて圧力室Ｂと油圧配管
27、入出力ポート18d及びパイロット通路18gを介して連
通された圧力制御室Ｃの圧力が上昇（又は下降）し、ス
プリング21の押圧力との均衡が崩れるので、スプール19
が上方（又は下方）に移動し、入力ポート18bと入出力
ポート18dとの間が閉じられる方向（又は開かれる方
向）に、且つ出力ポート18cと入出力ポート18dとの間が
開かれる方向（又は閉じられる方向）に変化するので、
上側圧力室Ｂの圧力の一部が入出力ポート18dから出力
ポート18c及び油圧配管26を介して油圧源24に排出され
（又は油圧源24から入力ポート18b、入出力ポート18d及
び油圧配管27を介して上側圧力室Ｂに油圧が供給され）
る。その結果、油圧シリンダ15FL〜15RRの上側圧力室Ｂ
の圧力が減圧（又は昇圧）され、上向きの振動入力によ
る上側圧力室Ｂの圧力上昇（又は下向きの振動入力によ
る上側圧力室Ｂの圧力減少）が抑制されることになり、
車体側部材14に伝達される振動入力を低減することがで
きる。このとき、圧力制御弁17FL〜17RRの出力ポート18
cと油圧源24との間の油圧配管26に絞りが設けられてい
ないので、上向きの振動入力を抑制する際に、減衰力を
発生することがない。なお、第１図において、28Hは圧
力制御弁17FL〜17RRと油圧源24との間の油圧配管25の途
中に接続した高圧側アキュムレータ、28Lは圧力制御弁1
7FL〜17RRと油圧シリンダ15FL〜15RRとの間の油圧配管2
7に絞り弁28Vを介して連通した低圧側アキュムレータで
ある。

一方、車体には、各車輪13FL,13FR,13RL,13RRの直上部
に４個の車体上下加速度検出手段としての車体上下加速
度検出器29FL,29FR,29RL,29RRが配設され、これら車体
上下加速度検出器29FL〜29RRの車体上下加速度検出信号
_FL〜_RRが制御装置30に入力される。

制御装置30は、第１図に示すように、各上下加速度検出
信号_FL〜_RRがそれぞれ個別に入力される制御部31FL
〜31RRを有する。各制御部31FL〜31RRは、第４図に示す
ように、車体上下加速度検出信号に所定のゲインKmを
乗算するゲイン調整部32と、所定のゲインKnと車体上下
加速度検出信号の積分値∫dtとを乗算する車体上下速度
算出兼ゲイン調整部33と、両ゲイン調整部32,33の出力
を加算する加算部34とを備えており、加算部34の加算出
力が圧力制御弁17FL〜17RRの指令値V_4FL〜V_4RRとして各
圧力制御弁17に供給される。

制御部31FL〜31RRの具体的構成は、第５図に示すよう
に、車体上下加速度検出器29FL〜29RRの車体上下加速度
検出値_2FL〜_2RRが積分器51に供給され、その積分値
でなる車体上下速度検出値_2FL〜_2RRが所定の増幅度
Knが設定された増幅器52で増幅される。一方、車体上下
加速度検出値_2FL〜_2RRは所定の増幅度Kmに設定され
た増幅器53に供給されて増幅され、増幅器52及び53の増
幅出力が加算器54に入力されて加算される。さらに、車
体上下加速度検出値_2FL〜_2RRは、例えばウインドコ
ンパレータの構成を有する比較器55にも供給され、この
比較器55で上下加速度検出値_2FL〜_2RRが所定の上限
値及び下限値内に収まっているときに例えば論理値“1"
の比較出力が出力され、この比較出力がタイマ回路56に
供給される。このタイマ回路56は、論理値“1"の比較出
力が所定時間継続しているか否かを判定し、所定時間継
続している場合に、論理値“1"のリセット信号RSを積分
器51に出力し、積分器51の蓄積データをリセットする。

次に、上記第１実施例の動作を説明する。今、車両が凹
凸のない平坦な良路を定速直進走行しており、車高値も
適正範囲内にあるものとすると、この状態では、車体ピ
ッチ、ロール、バウンス等の揺動を生じないので、各車
体上下加速度検出器29FL〜29RRの車体上下加速度検出信
号_2FL〜_2RRは、零となっている。この検出信号
_2FL〜_2RRが制御装置30に入力されるので、そのゲイン
調整部32,33の出力がそれぞれ零となり、加算部33の加
算出力即ち指令値V_4FL〜V_4RRも零となっている。このと
き、圧力制御弁17の比例ソレノイド22の励磁コイル22b
には所定のオフセット電流が供給されて励磁状態にあ
り、スプール19が所定の中立位置に設定され、油圧シリ
ンダ15の上側油圧室Ａに対して所定のオフセット油圧P₀
を与えている。

この状態では、スプール19が圧力調整スプリング21の押
圧力と圧力制御室ｃの圧力（即ち油圧シリンダ15FL〜15
RRの上側油圧室Ａの圧力に相当する）とが釣り合う位置
に停止され、路面からの細かな凹凸による振動入力に応
じて変動する油圧シリンダ15FL〜15RRの上側油圧室Ａの
小さな圧力変動に応じてスプール19が微動して振動入力
が車体側に伝達されることを抑制している。

この状態で、ステアリングホイール（図示せず）を時計
方向に操舵して右旋回状態とすると、そのときの車速及
び操舵角に応じて車体に横加速度が生じ、これにより車
体が左下がりに傾斜するロールが生じる。このように車
両がロール状態となると、そのロール開始時点で、車体
の右側の車輪13FR,13RRに対応する位置が上方に、左側
の車輪13FL,13RLに対応する位置が下方にそれぞれ変位
することになり、これら位置に配設された車体上下加速
度検出器29FR,29RRから正の上下加速度検出信号_FR，
_RRが出力され、車体上下加速度検出器29FL,29RLから
負の車体上下加速度検出信号_FL，_RLが出力され、こ
れらが制御装置30に供給される。

このため、制御装置30の各制御部31FL〜31RRにおけるゲ
イン調整部32,33でそれぞれ車体上下加速度検出値_FL
〜_RRにゲインKmを乗算すると共に、車体上下加速度検
出値_FL〜_RRの積分値でなる車体上下速度検出値∫
_FLdt〜∫_RRdtに所定のゲインKnを乗算し、両者を加算
部34で加算して右側の車輪13FR,13RRに対応する油圧シ
リンダ15FR,15RRに対しては負の指令値V_4FR，V_4RRを出
力し、左側の車輪13FL,13RLに対応する油圧シリンダ15F
L,15RLに対しては正の指令値V_4FL，V_4RLを出力する。

したがって、右側の油圧シリンダ15FR,15RRは、その比
例ソレノイド22の励磁電流が減少するので、その作動子
22aが上昇し、これに応じてスプール19が上昇して、入
出力ポート18dを出力ポート18cに連通させ、左側の油圧
シリンダ15FL,15RLは、その比例ソレノイド22の励磁電
流が増加するので、その作動子22aが下降し、これに応
じてスプール19が下降して、入出力ポート18dを入力ポ
ート18bに連通させる。このため、右側の油圧シリンダ1
5FR,15RRが収縮方向となり、左側の油圧シリンダ15FL,1
5RLが伸長方向となるので、アンチロール効果を発揮す
ることができる。

ところで、上記アンチロール効果を発揮するための制御
態様は、車体の質量をＭ、コイルスプリング16のバネ定
数をＫ、油圧シリンダ15の上側油圧室Ａの圧力をＰ、ピ
ストン15cの受圧面積をＡ、制御装置30の指令値をV₄、
車高目標値をV₁、この車高目標値V₁と指令値V₄との偏差
量をV₃、圧力制御弁17のゲインをK₁、バネ下の変位量を
X₁及びバネ上の変位量をX₂とすると、各車輪に対応する
制御装置30を含むフィードバック系は、等価的に第６図
に示すように表される。

ここで、車体の有する慣性抵抗Ｍ₂は、コイルスプリ
ング16の抵抗分と油圧シリンダ15の抵抗分との和でなる
下記（１）式で表すことができる。

Ｍ₂＝Ｋ（X₁−X₂）＋Ｐ・Ａ ……（１）また、偏差量V₃は、下記（２）式で表すことができる。

V₃＝V₁−V₄ ……（２）さらに、上側油圧室Ａの圧力Ｐは、制御装置30の出力V₃
にゲインK₁を乗算することにより、下記（３）式で表さ
れる。

Ｐ＝K₁・V₃ ……（３）さらに、制御装置30の指令値V₄は、前述したように、下
記（４）式で表すことができる。

V₄＝Km₂＋Kn₂ ……（４）したがって、（１）式に（２）式〜（４）式を代入する
ことにより、Ｍ₂＝Ｋ（X₁−X₂）＋K₁（V₁−Km₂−Kn₂）Ａ＝−（K₁KmA₂＋K₁KnA₂＋Kx₂）＋Kx₁＋K₁AV₁ …
…（５）となる。

この（５）式をラプラス演算子ｓで置換すると、 MS²x₂＝−（K₁KmAS²x₂＋K₁KnASx₂＋Kx₂）＋Kx₁＋K₁AV₁
……（６）となり、車高目標値V₁を零即ち車体上下加速度のみを対
象とし、左右加速度を考慮しないものとして前記（６）
式を整理して伝達特性式X₂／X₁を算出すると、となる。

したがって、上記（７）式の等価モデルを示すと、第７
図に示すようになる。

この第７図の等価モデルから明らかなように、制御装置
30で車体上下加速度検出値_2FL〜_2RRとこれを積分し
た車体上下速度検出値_2FL〜_2RRとに基づき圧力制御
弁17FL〜17RRを制御する指令値V_4FL〜V_4RRを出力するこ
とにより、第８図に示すような通常のバネ及びショック
アブソーバを使用した受動型サスペンション或いは第24
図に示す能動型サスペンションにおけるバネ上質量Ｍが
コイルスプリングのバネ定数Ｋと、これと並列に油圧シ
リンダ15の減衰定数Ｃとによって支持される等価モデル
と異なり、油圧シリンダ15FL〜15RRの減衰係数K₁K_nAが
バネ上等価質量（Ｍ＋K₁KmA）と固定部との間に介装さ
れる所謂スカイフックダンパ構成となるので、油圧シリ
ンダ15の圧力Ｐを制御することにより、直接バネ上等価
質量（Ｍ＋K₁KmA）を制御することができ、周波数ωに
対する振動伝達特性X₂／X₁を、第９図の特性曲線l₁で示
す如く、従来の受動型サスペンションの特性曲線l₂、従
来の能動型サスペンションの特性曲線l₃に比較して、バ
ネ共振点（第８図で示す1Hz近辺）を含めて全体的に低
下させて大幅に改善することができる。

ここで、バネ上等価質量（Ｍ＋K₁KmA）のうち、Ｍは純
粋な車体質量であるが、これに付加されているK₁KmA
は、車両の乗心地を向上させるための疑似的な付加質量
であって、この付加質量が大きくなるに従って全体のバ
ネ上等価質量が大きくなることから、車体のピクピクし
た急峻な挙動を防止して乗心地を向上させることができ
る。

したがって、もともと車体質量が大きい車両では、付加
質量を必要としないが、車体質量の小さい車両では、付
加質量（K₁KmA）を大きな値に設定することにより、よ
りソフトな乗心地を要求される上級車種と同等の乗心地
を得ることができる。

なお、上述においては車両がロールする場合のサスペン
ション制御について説明したが、車両が前後方向にピッ
チする場合及び上下方向にバウンスする場合にもそのと
きの車体姿勢変化を上下加速度検出器29FL〜29RRで検出
することができるので、これらによる車体の姿勢変化を
抑制することができる。

一方、制御部31FL〜31RRでは、前述したように車両が凹
凸のない平坦な良路を走行している状態では、車体が揺
動することがないので、車体上下加速度検出器29FL〜29
RRの車体上下加速度検出値_FL〜_RRは第10図で点線図
示の如く略零であり、この状態では、積分器51の積分出
力も実線図示のように略零となる。一方、比較器55から
は車体上下加速度検出値_FL〜_RRが上限値及び下限値
内に収まるので、論理値“1"の比較出力が出力されてお
り、これがタイマ回路56に供給されて、このタイマ回路
56で論理値“1"の比較出力が所定時間継続するか否かを
判定し、所定時間継続している場合には、論理値“1"の
リセット信号RSを積分器51に出力して、その間に積分器
51に蓄積されている蓄積データをリセットし、論理値
“1"の比較出力が所定時間に達していないときには、リ
セット信号RSが論理値“0"を維持する。

その後、時点t₁で車両が凸部を通過する状態となると、
この時点t₁で車体が上方に変位を開始することになるの
で、前輪側の車体上下加速度検出器29FL,29FRから正方
向に増加する車体上下加速度検出値_FL，_RLが出力さ
れる。このため、積分器51の積分出力も時点t₁から所定
の遅延時間後に第10図で実線図示の如く増加する。

このように、車体上下加速度検出値_FL，_RLが正方向
に増加し、その値が上限値を越えると比較器55の比較出
力が論理値“0"となって、タイマ回路56のタイマ機能が
クリアされ、リセット信号RSは出力されることがなく、
積分器51がリセットされないので、車体の変位時に制振
効果が損なわれることがない。したがって、車体上下加
速度検出値_FL，_RLの積分値∫_FLdt，∫_RLdtが増
幅器52でその増幅度Knに応じて増幅されるので、その増
幅出力はKn ∫_FLdt,Kn ∫_RLdtとなり、一方、増幅
器53の出力はKm _FL,Kn _RLとなるので、両者を加算
器54で加算するので、その加算出力はKm _FL＋Kn ∫
_FLdt,Kn _RL＋Kn ∫_RLdtとなり、これが圧力制御弁1
7FL〜17RRに指令値として供給される。このため、上記
前述したと同様の制振作用が得られる。

その後、時点t₂で車両の動揺が収まり、加速度検出値
_FL，_RLが比較器55の上限値及び下限値内に収まる状態
となると、この時点t₂で比較器55の出力が論理値“1"に
反転し、タイマ回路56がタイマ動作を開始する。そし
て、所定時間T_sの間比較出力が論理値“1"を継続する
と、その時点でタイマ回路56から論理値“1"のリセット
信号RSが出力され、これにより積分器51がリセットされ
る。したがって、この間に車体加速度検出値に外部から
ノイズが混入してこれが積分器51に蓄積されているもの
としてもこれがリセットされるので、積分器51でノイズ
の影響によりドリフトが生じ、積分値の変動を除去する
ことができ、車体が傾斜して乗員に不安定感を与えた
り、乗心地が悪化することを防止することができる。

同様に、車両が平坦路から上り坂にさしかかると、第11
図に示すように、上り始めの時点t₁で点線図示の如く前
輪側の車体上下加速度検出器29FL,29FRの車体上下加速
度検出値_FL，_RLが増加し、これに応じて積分器51の
積分出力が実線図示の如く増加することになり、前述し
たように車体の揺動を抑制する制御が行われることにな
る。その後、時点t₂で車両が後輪も上り坂に移行すると
加速度検出値_FL，_RLが略零となる。しかしながら、
積分器51の積分出力は、それまでの積分値を維持するこ
とになるが、この時点t₂で比較器55の比較出力が論理値
“1"に反転するので、タイマ回路56がタイマ作動を開始
し、所定時間経過後に論理値“1"のリセット信号RSを積
分器51に出力することになり、積分器51の蓄積データが
リセットされ、積分値が平坦路を走行している場合の積
分値に復帰する。

このように、坂道走行時に、その坂道にさしかかった時
点での車体の揺動を抑制する制御を継続して車体が傾い
たままとなることを防止し、乗員に不安定感を与えた
り、車軸が伸びきったりして乗心地が悪化することがな
い。

なお、上記第１実施例においては、車体の大きな揺動が
所定時間なく車体が安定しているときに、積分器51を瞬
時にリセットする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、積分器51を瞬時にリセットする
と、制御装置30の圧力制御弁17FL〜17RRに対する指令値
の変動を伴うので、圧力制御弁17FL〜17RRの制御圧力変
動が大きくなり、車高が急変するおそれがあり、これを
解決するためには、第12図に示すように、積分器51の積
分出力を積分器51の入力側に設けた比較部57に増幅して
フィードバックする増幅器58を設け、この増幅器58をタ
イマ回路56の論理値“1"のリセット信号RSによってトリ
ガされる単安定回路59の出力によって所定時間作動状態
とし、これによって積分器51の蓄積データを徐々に書き
換えながらリセットすると、車高の急変を防止して安定
したサスペンション制御を行うことができる。

次に、この発明の第２実施例を第13図について説明す
る。

この第２実施例は、制御装置30のゲイン調整器のゲイン
を任意に変更可能とすることにより、乗心地を向上する
ための制御性能を格段に向上させることができるもので
ある。

すなわち、第13図に示すように、車体上下加速度検出器
29FL〜29RRの車体上下加速度検出値_FL〜_RRをゲイン
Kmを変化させることが可能な増幅度可変増幅器40及び積
分器41に供給し、積分器41の積分出力をゲインKnを変化
させることが可能な増幅度可変増幅器42に供給し、増幅
器40及び42の増幅出力を加算器43で加算して指令値V₄を
出力するようにしてもよい。ここで、各増幅度可変増幅
器40及び42の増幅度は、運転席近傍に配設されたゲイン
設定器44,45による等価質量制御信号Zm,減衰定数制御信
号Znの値を変更して第14図及び第15図に示す如く任意に
ゲインKm,Knを変更する。

このように、第２実施例においては、車両の等価的な質
量と車両自体の移動速度でなる絶対速度に対する減衰定
数を外部信号により連続的且つ広範囲に応答性よく制御
できるため、ロール，ピッチ，バウンスを抑制して乗心
地向上のための制御性能を格段に向上させることができ
る。しかも、減衰定数を変更するための制御信号を、運
転席に設けたゲイン設定器44,45を運転者が操作するこ
とによって任意に設定することができ、運転者の好みに
応じた特性を容易に設定することができる。

次に、この発明の第３実施例を第16図について説明す
る。

この第３実施例においては、主共振系の共振周波数（例
えば、車体重量と車体支持部のバネ定数で決まる固有振
動数）付近の周波数域についてのみ車体の上下速度信号
に応じた指令値を出力するようにしたものである。

すなわち、第16図において、制御装置30の加算部44から
出力される圧力制御弁17FL〜17RRの指令値V_4FL〜V_4RRが
共振周波数域（0.5Hz〜3Hz）を通過させるバンドパスフ
ィルタ47を介して圧力制御弁17FL〜17RRに供給されるこ
とを除いては前記第４図と同様の構成を有し、第４図と
の対応部分には、同一符号を付して示す。

この第３実施例によると、制御装置30の加算部44から出
力される圧力制御弁17FL〜17RRの指令値V_4FL〜V_4RRがバ
ンドパスフィルタ47によって第17図に示すように、主共
振系の共振周波数域に対応した信号成分のみが通過さ
れ、それ以外の低周波数域又は高周波数域の振動成分に
対してはゲインが低下されるので、上下加速度検出器29
FL〜29RRのオフセット，ドリフトのような低周波数成分
に対してはゲインが小さくなり、これらによって圧力制
御弁17FL〜17RRが作動されることを極力防止することが
でき、車高の大幅な変動を抑制することができる。他
方、高周波数域では、もともとバネ下変位に対するバネ
上変位のゲインは、低下しているので、あまり車両の乗
心地に悪影響が生じることがなく、制御装置30が圧力制
御弁17FL〜17RRに対する指令値V_3FL〜V_3RRを出力しなく
なることによって、消費馬力も少なくすることができ
る。

なお、上記各実施例においては、各車輪13FL〜13RRに対
応して車体上下加速度検出器29FL〜29RRを配設した場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
第18図、第20図及び第22図に示す如く、一部或いは全て
の上下加速度を推定値を算出して検出するようにしても
よい。

すなわち、第18図は、３つの車輪例えば車輪13FL,13FR
及び13RLに対応して３個の車体上下加速度検出器29FL,2
9FR及び29RLを配設し、車輪13RRに対応する車体上下加
速度_RRを、各車体上下加速度検出器29FL,29FR及び29R
Lの車体上下加速度検出値_FL，_FR及び_RLに基づき
演算回路60で推定するようにしたものである。

ここで、演算回路60は、第19図に示す如く、車体上下加
速度検出値_RL及び_FRを加算する加算部61とこの加算
部61の加算出力に加速度検出値_FLを減算する減算部62
とを有し、この減算部62の減算出力を車体上下加速度検
出値_RRの推定値として制御装置30に出力する。

このように車体上下加速度_RRを推定することにより、
例えば車体にピッチングを生じて前輪側が上方に、後輪
側が下方に変位しているものとすると、前輪側の車体上
下加速度検出器29FL及び29FRからはそれぞれ正方向の検
出値が得られ、後輪側の車体上下加速度検出器29RLから
は負方向の検出値が得られることになり、このため、演
算部60の減算部62から下記（８）式に示すように、所定
の車体上下加速度推定値を算出する。_RR ＝_RL＋_FR−_FL ……（８）このとき、車体上下加速度検出値_FL及び_FRが正方向
であり、車体上下加速度検出値_RLが負方向であるの
で、車体上下加速度検出値_FL及び_FRが等しいものと
すると、これらが互いに相殺され、車体上下加速度検出
値_RLに等しい車体上下加速度推定値_RRを得ることが
できる。

同様に、ステアリングホイール（図示せず）を左切り
（又は右切り）して車両が右側（又は左側）にローリン
グしているときには、右側（又は左側）の車輪13FR（又
は13FL,13RL）に対応する車体上下加速度検出器29FR
（又は29FL,29RL）から負（又は正）の車体上下加速度
検出値_FR（又は_FL，_RL）が得られ、車体上下加速
度検出値_RLから正（又は負）の車体上下加速度検出値
_RLが得られ、結局車輪13RRの車体上下加速度推定値
_RRは車体上下加速度検出値_FLの符号を反転した値とな
る。

また、第20図に示す実施例は、左側車輪13FL,13RLに対
応する２つの車体上下加速度検出器29FL,29RLを配設す
ると共に、各車輪13FL〜13RRの対角線の交叉位置にロー
ルレート検出器65を配設し、このロールレート検出器65
のロールレイト検出信号と車体上下加速度検出器29F
L,29RLの検出信号をそれぞれ演算回路66に供給し、この
演算回路66から車体の右側車輪13FR及び13RRに対応する
車体上下加速度_FR，_RRを推定するようにしたもので
ある。

この場合の演算回路66は、第21図に示すように、車体上
下加速度検出器29FL,29RLの検出信号_FL，_RLにそれ
ぞれロールレート検出器65のロールレイト検出信号
に、その微分値d/dtと車体上下加速度検出器29FL及び
29FRを配設する場合の両者間の距離Ｌとを乗算する演算
部67と、この演算部67の乗算出力をそれぞれ車体上下加
速度検出器29FL及び29RLから減算する減算部68,69とか
ら構成されている。

したがって、右側車輪13FR及び13RRに対応する車体上下
加速度検出値_FR，_RRの推定値は、それぞれ下記
（９）及び（10）式で算出することができる。_FR ＝_FL−Ｌd/dt ……（９）_RR ＝_RL−Ｌd/dt ……（10）さらに、第22図に示す実施例は、車体の各車輪13FL〜13
RRの対角線の交差位置即ち重心位置にロールレート検出
器65、車体上下加速度検出器29及びピッチレート検出器
70を配設し、各検出器65,29,70の検出信号，，を
それぞれ演算回路71に出力する。

この場合、演算回路71は、第23図に示すように、重心点
を通る前後方向線l₁とこの前後方向線l₁と左右車輪直上
部までの距離をL₁、重心点を通る左右方向線l₁と前後の
車輪直上部までの距離をL₂とすると、ロールレート検出
器65の検出信号の微分値d/dt（＝φ）に距離L₁を乗
算する演算部72と、ピッチレート検出器70の検出信号
の微分値d/dt（＝ψ）に距離L₂を乗算する演算部73
と、前記車体上下加速度検出器29の検出信号₂と上記
演算部73の演算出力とを減算する減算器74と、その減算
値に演算部72の演算出力を加算する加算部75と、前記車
体上下加速度検出器29の検出信号₂と上記演算部73の
演算出力とを減算する減算器66と、その減算値に演算部
72の演算出力を減算する減算部77と、前記車体上下加速
度検出器29の検出信号₂と上記演算部73の演算出力と
を加算する加算器78と、その加算値に演算部72の演算出
力を加算する加算部79と、前記上下加速度検出器29の検
出信号₂と上記演算部73の演算出力とを加算する加算
器80と、その加算値に演算部72の演算出力を減算する減
算部81とを備えており、各加算器75,79及び減算器77,81
の出力をそれぞれ車体上下加速度検出値_FL，_RL及び
_FR，_RRとして圧力制御弁17FL〜17RRに出力される。

したがって、各車輪直上部の車体上下加速度検出値_FL
〜_RRは、下記（11）〜（14）式によって算出すること
により推定することができる。_FL ＝₀−L₂＋L₁ ……（11）_FR ＝₀−L₂−L₁ ……（12）_RL ＝₀＋L₂＋L₁ ……（13）_RR ＝₀＋L₂−L₁ ……（14）また、上記各実施例においては、流体圧シリンダとして
油圧シリンダ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、空気圧シリンダ等の他の流
体圧シリンダを適用し得ることは言うまでもない。

さらに、上記第1,18,20図に示した各実施例において
は、車体上下加速度検出器29FL〜29RRを各車輪13FL〜13
RRの直上部の車体に設け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、各車輪を結ぶ対角線上の
車体側に設け、その配設位置に応じてゲインを変更する
ようにしても上記実施例と同様の作用を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、車両の各車輪
位置に対応した車体にそれぞれ車体上下加速度検出手段
を設けると共に、その車体上下加速度検出値を積分器で
積分して車体上下速度を検出する車体上下速度検出手段
を設け、これら車体上下加速度検出手段及び車体上下速
度検出手段の検出値に基づき、各車輪及び車体間に介装
した流体圧シリンダの作動流体圧を制御し且つ指令信号
のみに応動する圧力制御弁を制御すると共に、車体上下
速度検出手段で車体上下加速度検出値を積分する際に、
車体の揺動が少ない所定期間毎に積分器の蓄積データを
リセットするように構成したので、路面側からの振動入
力の振動伝達率を低減させ、且つ車体のロール，ピッ
チ，バウンス等の各振動モードを全て抑制することがで
き、安定した走行フィーリングを得ることができ、しか
も車体上下加速度検出手段の車体上下加速度検出値にノ
イズが混入したり、坂道走行時のように実際の車体変動
がないにもかかわらず車体変動を生じているものと判断
されることを防止することができ、乗員に不安定感を与
えることがなく且つ乗心地を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図はこの発明の第１実施例を示す構成図、第２図は
この発明に適用し得る圧力制御弁の一例を示す断面図、
第３図は第２図の圧力制御弁の特性を示すグラフ、第４
図は制御装置の制御部を示すブロック線図、第５図は制
御部の具体例を示す回路図、第６図はフィードバック系
のブロック線図、第７図は第１実施例の動作の説明に供
する等価モデルを示す説明図、第８図は従来のサスペン
ションにおける等価モデルを示す説明図、第９図は周波
数ωに対する振動伝達特性X₂／X₁の関係を示すグラフ、
第10図及び第11図はそれぞれ制御部の動作の説明に供す
る時間に対する車体上下加速度及びその積分値の関係を
示すグラフ、第12図は第１実施例の変形例を示す回路
図、第13図はこの発明の第２実施例を示すブロック線
図、第14図及び第15図はそれぞれゲインと制御信号との
関係を示すグラフ、第16図はこの発明の第３実施例を示
すブロック図、第17図はバンドパスフィルタのゲインと
周波数との関係を示すグラフ、第18図はこの発明に適用
し得る車体上下加速度検出手段の他の実施例を示すブロ
ック線図、第19図は第18図の演算回路の具体的構成を示
すブロック線図、第20図は車体上下加速度検出手段のさ
らに他の実施例を示すブロック線図、第21図は第20図の
演算回路の具体的構成を示すブロック線図、第22図は車
体上下加速度検出手段のさらに他の実施例を示すブロッ
ク線図、第23図は第22図の演算回路の具体的構成を示す
ブロック線図、第24図は従来の能動型サスペンションを
示すブロック図である。図中、11FL,11FR,11RL,11RRは能動型サスペンション、1
3FL,13FR,13RL,13RRは車輪、15FL〜15RRは油圧シリン
ダ、16FL〜16RRはコイルスプリング、17FL〜17RRは圧力
制御弁、19はスプール、22は比例ソレノイド、29FL〜29
RRは車体上下加速度検出器、30は制御装置、31FL〜31RR
は制御部、32はゲイン調整部、33は車体上下速度算出兼
ゲイン調整部、40,42は増幅度可変増幅器、41は積分
器、44,45はゲイン設定器、47はバンドパスフィルタ、5
1は積分器、52,53は増幅器、54は加算器、55は比較器、
56はタイマ回路、58は増幅器、59は単安定回路、60,66,
71は演算回路である。

フロントページの続き (72)発明者波野淳神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者川畑一信神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭60−176805（ＪＰ，Ａ) 特表昭61−500957（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各車輪側部材と車体側部材との間に介装し
た流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの作動圧を指令
値のみに応じて変化させることが可能な圧力制御弁と、
該圧力制御弁に指令値を出力する制御装置とを備えた能
動型サスペンションにおいて、各車輪の略直上部におけ
る車体上下加速度をそれぞれ検出する車体上下加速度検
出手段と、該車体上下加速度検出手段の車体上下加速度
検出値を積分器で積分して上記各位置における車体上下
速度を検出する車体上下速度検出手段とを有し、前記制
御装置は、前記車体上下加速度検出手段の車体上下加速
度検出値及び前記車体上下速度検出手段の車体上下速度
検出値の内少なくとも車体上下速度検出手段の車体上下
速度検出値に基づき車体上下速度を抑制する方向に前記
流体圧シリンダの作動圧を変化させる前記圧力制御弁の
指令値を演算し、前記車体上下速度検出手段は、前記上
下加速度検出値が予め設定した設定値よりも小さい状態
が予め設定した期間以上継続したときに前記積分器の蓄
積データをリセットすることを特徴とする能動型サスペ
ンション。
【請求項２】前記制御装置は、上下加速度検出手段及び
上下速度検出手段の検出信号の増幅度を外部信号に応じ
て変化させる増幅器を有する特許請求の範囲第１項記載
の能動型サスペンション。