JPH07251620A - 車両用サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の能動型サスペンションと比較して、路面
振動入力の高周波領域における制振効果が高い車両用サ
スペンションを提供する。 【構成】サスペンションメンバ１Ｒの左右端部にアッパ
ーメンバ１４ＲＬ，１４ＲＲを設け、このアッパーメン
バ１４ＲＬ，１４ＲＲとロアアーム（１５Ｌ）との間に
ショックアブソーバ２２とコイルスプリング２１を介装
した。また、サスペンションメンバ１Ｒの左右前後端部
と図示されない車体との間に、油圧シリンダ２３ＲＬＦ
〜２３ＲＲＲを設置した。各油圧シリンダ２３ＲＬＦ〜
２３ＲＲＲは、車体の各車輪上部に設置された上下方向
加速度センサによる加速度検出値に応じて、車体に入力
される振動を抑制するように動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用サスペンション
に関するものであり、特に、高周波数帯域の路面からの
振動入力に対しても車体の制振性に優れたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用サスペンションとしては、
例えば、図１４に示すようなマルチリンク式リヤサスペ
ンションがある。このサスペンションにおいては、サス
ペンションメンバ１Ｒが、四隅に設けられたインシュレ
ータ３９ＲＬＦ〜３９ＲＲＲを介して図示されない車体
側部材に連結され、このサスペンションメンバ１Ｒの左
右端部とナックルスピンドル２のナックル部との間が
（例えば右側についてはアッパーアーム１３ＲＬ，１３
ＦＬとロアアーム１５Ｌとで）揺動可能に連結され、シ
ョックアブソーバ２２の下端部は、車輪側部材すなわち
ナックルスピンドル２のナックル部と図示されない位置
で連結され、上端部はコイルスプリングバネ２１の上端
部とともに、インシュレータ３８を介して図示されない
車体側部材に連結されている。

【０００３】このような従来の車両用サスペンションで
は、車輪を介して路面から入力されたサスペンションメ
ンバに対する上下方向の振動を、インシュレータにより
吸収して車体に伝達しないようにしているが、インシュ
レータによる車体の制振作用は全ての路面振動入力周波
数帯域で十分なものではないため、車体の振動の抑制効
果が一部の領域で低く、高級仕様車等にあっては乗り心
地のさらなる向上が望まれていた。

【０００４】これに対し、高い制振効果を得ることので
きるサスペンションとして、例えば特開昭６２−２８９
４２０号公報に記載されているように、車体と車輪側部
材との間に、ショックアブソーバおよびバネの代わりに
流体圧シリンダ等のアクチュエータを各輪別に介装し
て、車体に入力された振動を抑制する制御力を各アクチ
ュエータに与えることにより、車体の振動を抑える能動
型サスペンションも採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような能動型サスペンションで、車体と車輪側部材との
間にアクチュエータとして流体圧シリンダが介装されて
いる場合には、車輪の上下動に伴って当該流体圧シリン
ダのピストンが上下動するが、当該流体圧シリンダは高
圧シールされているためフリクションが生じやすく、特
に、路面からの振動入力のうち高周波帯域においては、
このフリクションの影響で当該流体圧シリンダが必要な
制御力を発揮できずに、十分な制振効果が得られないと
いう問題点がある。

【０００６】すなわち、従来の能動型サスペンションで
は、図１５に示すように、質量（ｍ ₂ ＋ｍ₃ ）のばね上
部材と質量ｍ₁ のばね下部材との間に、フリクションの
パラメータｆが介在するため、フリクションが大きくて
アクチュエータＡが作動しない場合には、図１６に示す
ように、質量（ｍ₂ ＋ｍ₃ ）のばね上部材と質量ｍ₁の
ばね下部材とが一体に動作し、これらがすべてタイヤの
堅いばねＢ_T （縦ばね定数が小さい）で支えられること
になるため、路面から入力された振動の大部分がばね上
すなわち車体側に伝達される。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、従来の能動型サスペンシ
ョンと比較して高周波帯域での制振効果がより高い車両
用サスペンションを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車輪を回転自在に支持する車輪側部材
と、車体に対し相対変位可能に支持される車体側部材
と、前記車輪側部材と前記車体側部材とを揺動可能に連
結する連結部材と、上端部が前記車体側部材に支持さ
れ、下端部が前記車輪側部材または前記連結部材のいず
れかに支持された緩衝手段およびばね手段と、前記車体
側部材と車体との間に介装されたアクチュエータと、車
輪を介して路面から車体へ入力される振動を検出する振
動入力検出手段と、前記振動入力検出手段からの振動入
力検出値に基づいて、車体に入力される振動を抑制する
制御力を発生させるための制御指令値を前記アクチュエ
ータに出力する制御指令値出力手段とを備えたことを特
徴とする車両用サスペンションを提供する。

【０００９】

【作用】本発明の車両用サスペンションによれば、車輪
に入力された路面からの振動は、緩衝手段およびばね手
段により吸収される。そして、この緩衝手段およびばね
手段により吸収しきれない振動が車体側部材を介して車
体に伝達されるが、車体側部材と車体との間に介装され
たアクチュエータにより、後述のようにして、車体に伝
達され得る振動を吸収する。

【００１０】すなわち、上下加速度センサ等の振動入力
検出手段により、車輪を介して路面から車体へ入力され
る振動が検出され、制御指令値出力手段で、前記振動入
力検出手段からの上下加速度検出値等の振動入力検出値
に基づいて、車体に入力される振動を抑制するための制
御指令値がアクチュエータに出力され、当該アクチュエ
ータが前記制御指令値に応じた制御力を発生し、車体側
部材が車体に対して相対的に移動する。このとき、緩衝
手段とばね手段とが車体に直接支持されていないため、
車体に振動が伝達されることなくアクチュエータにより
相殺される。

【００１１】また、本発明の車両用サスペンションで
は、車体側部材と車体との間にアクチュエータを介装し
ているため、フリクションを考慮した振動モデルは例え
ば図１のように示される。すなわち、ばね上質量が車体
側部材分ｍ₂ と車体分ｍ₃ とに分けられ、質量ｍ₂ の車
体側部材Ｍ_S と質量ｍ₃ の車体Ｔとの間にアクチュエー
タＡのフリクションのパラメータｆが介在し、質量ｍ₂
の車体側部材と質量ｍ₁のばね下部材との間に、ばね手
段Ｂ_S と緩衝手段Ｄとからなる通常のサスペンションが
設けられ、ばね下部材と路面との間にはタイヤ縦ばねＢ
_T が存在する。そして、路面の上下方向変位ｘ₀ により
車輪から入力された振動が、ばね下の上下方向変位
ｘ₁ 、車体側部材の上下方向変位ｘ₂ 、車体の上下方向
変位ｘ₃ をもたらす。なお、図１において、Ｋは振動入
力検出手段を示し、Ｃは制御指令値出力手段を示す。

【００１２】したがって、フリクションが大きくてアク
チュエータが作動しない場合には、図２に示すように、
質量ｍ₂ の車体側部材と質量ｍ₃ の車体とが一体に動作
し、車体側部材とばね下部材との間に設けられた、ばね
手段Ｂ_S と緩衝手段Ｄとからなる通常のサスペンション
により路面から入力された振動が吸収される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。先ず、この実施例における車両用サスペンション
の構成を、図３〜図９により説明する。図３はリヤサス
ペンションを示す斜視図であり、図４は全体の概略構成
を示す平面模式図である。

【００１４】図３から分かるように、このリヤサスペン
ションのサスペンションメンバ（車体側部材）１Ｒは、
図示されない車体の幅方向に延び、前後方向に所定間隔
を開けて対向して配置されたクロスメンバ１１，１２
と、前側のクロスメンバ１１の左右両側部に一体に設け
られて車体前方に延びるサイドメンバ１１ＦＲ，１１Ｆ
Ｌと、前側のクロスメンバ１１の左右両側部に一体に設
けられて車体後方に延び、フロントアッパーアーム１３
ＦＬ，１３ＦＲ（図３には示されない）の一端が連結さ
れるサイドメンバ１１ＲＲ，１１ＲＬと、後側のクロス
メンバ１２の左右両側部に一体に設けられて左右方向に
延び、リヤアッパーアーム１３ＲＬ，１３ＲＲの一端が
連結されるサイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌと、サイドメン
バ１１ＲＬと１２Ｌとの間を連結し、フロントアッパー
アーム１３ＦＬとリヤアッパーアーム１３ＲＬとの間に
外向きに舌状に延設された左側のアッパーメンバ１４Ｒ
Ｌと、サイドメンバ１１ＲＲと１２Ｒとの間を連結し、
フロントアッパーアーム１３ＦＲとリヤアッパーアーム
１３ＲＲとの間に外向きに舌状に延設された右側のアッ
パーメンバ１４ＲＲとで構成される。

【００１５】このサスペンションメンバ１Ｒのサイドメ
ンバ１１ＲＬ，１２Ｌ，１１ＲＲ，１２Ｒの先端と、ス
ピンドル部で車輪を回転自在に支持しているナックルス
ピンドル（車輪側部材）２のナックル上部とが、それぞ
れアッパーアーム１３ＦＬ，１３ＲＬ，１３ＦＲ（図３
には示されない），１３ＲＲにより連結されている。ま
た、左側のサスペンションメンバについては、サイドメ
ンバ１１ＦＬおよびサイドメンバ１２Ｌの下端部とナッ
クル下部とがＡアームからなるロアアーム（連結部材）
１５Ｌで連結され、右側のサスペンションメンバの下部
も、同様にしてナックル下部とロアアームで連結されて
いる。

【００１６】そして、左側のアッパーメンバ１４ＲＬと
ロアアーム１５Ｌの面とは対向して配置され、両者間
に、通常のサスペンションに使用されるものと同等また
はほぼ同等のコイルスプリング（ばね手段）２１および
ショックアブソーバ（緩衝手段）２２が介装されてい
る。すなわち、コイルスプリング２１およびショックア
ブソーバ２２の上端がアッパーメンバ１４ＲＬに固定さ
れ、下端がロアアーム１５Ｌの面に固定されている。右
側のアッパーメンバ１４ＲＲと図示されないロアアーム
との間にも同様にして、コイルスプリングおよびショッ
クアブソーバが介装されている。

【００１７】また、前側の前方に延びるサイドメンバ１
１ＦＬ，１１ＦＲの先端上部と、後側のクロスメンバ１
２の両端上部には、アクチュエータとして、油圧シリン
ダ２３ＲＬＦ，２３ＲＲＦ，２３ＲＬＲ，２３ＲＲＲが
それぞれ配設してある。さらに、図４から分かるよう
に、フロントサスペンションもこのようなリヤサスペン
ションと同様に構成され、前述のサスペンションメンバ
１Ｒと同様のサスペンションメンバ１Ｆが配置され、同
様の位置に各油圧シリンダ２３ＦＬＦ〜２３ＦＲＲが配
設してある。そして、これらの各油圧シリンダ２３ＲＬ
Ｆ〜２３ＲＲＲ，２３ＦＬＦ〜２３ＦＲＲの上部に図示
されない車体が固定されている。

【００１８】これらの各油圧シリンダ２３ＦＬＦ〜２３
ＲＲＲは、図５に示すように、車体３との取り付け用フ
ランジ３２を上側に一体に形成したシリンダチューブ２
３ａを有し、内部をピストン２３ｂにより隔離された上
側に圧力室２３ｃが形成され、ピストンロッド２３ｄの
下端にシリンダチューブ２３ａと同じ直径の円板状部材
２５が固定され、サスペンションメンバ１Ｆ，１Ｒ側の
取り付け部材である取り付け軸２６が、前記円板状部材
２５の下面にピストンロッド２３ｄと軸線を合わせて固
定されている。この取り付け軸２６が、インシュレータ
２７を介してサスペンションメンバ１Ｆ，１Ｒに固定さ
れている。

【００１９】また、前記圧力室２３ｃは、油圧配管２９
を介して対応する圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの出力
ポートに接続されている。さらに、シリンダチューブ２
３ａ内のピストンロッド２３ｄ側には、ピストン２３ｂ
とシリンダチューブ２３ａの下面との間に、車体の静荷
重を支持するための比較的低いばね定数のコイルスプリ
ング３３が配設されている。

【００２０】ここで、図４から分かるように、前左輪側
に配設された油圧シリンダ１３ＦＬＦ，２３ＦＬＲは前
左輪用の圧力制御弁２０ＦＬに接続され、両油圧シリン
ダ１３ＦＬＦ，２３ＦＬＲは圧力制御弁２０ＦＬにより
同等の油圧が供給されるように制御される。前右輪側に
配設された油圧シリンダ１３ＦＲＦ，２３ＦＲＲは前右
輪用の圧力制御弁２０ＦＲに接続され、両油圧シリンダ
１３ＦＲＦ，２３ＦＲＲは圧力制御弁２０ＦＲにより同
等の油圧が供給されるように制御される。後左輪側に配
設された油圧シリンダ１３ＲＬＦ，２３ＲＬＲは後右輪
用の圧力制御弁２０ＲＬに接続され、両油圧シリンダ１
３ＲＬＦ，２３ＲＬＲは圧力制御弁２０ＲＬにより同等
の油圧が供給されるように制御される。後右輪側に配設
された油圧シリンダ１３ＲＲＦ，２３ＲＲＲは後右輪用
の圧力制御弁２０ＲＲに接続され、両油圧シリンダ１３
ＲＲＦ，２３ＲＲＲは圧力制御弁２０ＲＲにより同等の
油圧が供給されるように制御される。

【００２１】この車体内にはまた、図４から分かるよう
に、図示されないエンジン等により駆動し、前記各圧力
制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲに所定圧力の作動油を供給側
配管３４Ｓを介して供給するとともに、各圧力制御弁２
０ＦＬ〜２０ＲＲからの戻り油を戻り配管３４Ｒを通じ
て回収する油圧源３５が備えてあり、この油圧源３５お
よび各圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲ間の供給側配管３
４Ｓには、図示されない蓄圧用のアキュムレータが介装
されている。

【００２２】前記各圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲは、
スプールを摺動自在に内装した円筒状の弁ハウジングと
これに一体に設けられた比例ソレノイドとを有する、従
来周知の３ポート比例電磁減圧弁（例えば特開昭６４−
７４１１１号参照）で構成されている。そして、比例ソ
レノイドの励磁コイルに供給する指令電流ｉ（指令値）
を調整することにより、弁ハウジング内に収容されたポ
ペットの移動距離、すなわちスプールの位置を制御し、
供給ポートおよび出力ポートまたは出力ポートおよび戻
りポートを介して、油圧源３５と油圧シリンダ２３ＦＬ
Ｆ〜２３ＲＲＲとの間で流動する作動油を制御できるよ
うになっている。

【００２３】ここで、励磁コイルに加えられる指令電流
ｉ（：ｉ_FL〜ｉ_RR）と圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲの
出力ポートから出力される制御圧Ｐとの関係は、図６に
示すように、ノイズを考慮した最小電流値ｉ_MIN のとき
には最低制御圧Ｐ_MIN となり、この状態から電流値ｉを
増加させると電流値ｉに比例して直線的に制御圧Ｐが増
加し、最大電流値ｉ_MAX のときには油圧源３５の設定ラ
イン圧に相当する最高制御圧Ｐ_MAX となる。この図６
で、ｉ_N は中立指令電流、Ｐ_N は中立制御圧である。

【００２４】この車体にはさらに、図４から分かるよう
に、各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの配設位置付近に、各対
応する位置での車体の上下方向加速度を個別に検出する
上下方向加速度センサ（振動入力検出手段）２８ＦＬ〜
２８ＲＲが配設されている。これらの上下方向加速度セ
ンサ２８ＦＬ〜２８ＲＲは、図７に示すように、上下方
向加速度Ｇ_FL〜Ｇ_RRが“０”であるときに“０”の電
圧、上方向の加速度Ｇ _FL〜Ｇ_RRを検出したときにはその
加速度値に応じた正のアナログ電圧、下方向の加速度Ｇ
_FL〜Ｇ_RRを検出したときにはその加速度値に応じた負の
アナログ電圧でなる車体の上下方向加速度検出値Ｚ_GFR
〜Ｚ_GRR を出力するように構成されている。ここでは、
上下方向加速度Ｇ_FL〜Ｇ_RRに対して上下方向加速度検出
値Ｚ_GFR〜Ｚ_GRR は何らの係数も介さない（すなわち、
係数が“１”である）リニアな関数であるとして、この
上下方向加速度検出値Ｚ_GFR 〜Ｚ_GRR を上下方向加速度
Ｇ _FL〜Ｇ_RRと同等のものとして採用するものとする。

【００２５】そして、前記各上下方向加速度センサ２８
ＦＬ〜２８ＲＲからの上下方向加速度検出値Ｚ_GFR 〜Ｚ
_GRR に基づいて、対応する前記各圧力制御弁２０ＦＬ〜
２０ＲＲへの出力を個別に制御するコントローラ（制御
指令値出力手段）３０が車体に設置されている。このコ
ントローラ３０は、図８に示すように、上下方向加速度
センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲから出力される上下方向加速
度検出値Ｚ_GFR 〜Ｚ_GRR が入力されるマイクロコンピュ
ータ４４と、このマイクロコンピュータ４４からＤ／Ａ
変換されて出力される圧力指令値Ｕ_FL〜Ｕ_RRが供給され
て、これらを各圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲに対する
駆動電流ｉ_FL〜ｉ_RRに変換する、例えばフローティング
形定電圧回路で構成される駆動回路４６ＦＬ〜４６ＲＲ
とを備えている。

【００２６】ここで、マイクロコンピュータ４４は、少
なくともＡ／Ｄ変換機能を備えた入力側インターフェー
ス回路４４ａ、Ｄ／Ａ変換機能を備えた出力側インター
フェース回路４４ｂ、演算処理装置４４ｃ、および記憶
装置４４ｄを有するものである。そして、入力側インタ
ーフェース回路４４ａには、各上下方向加速度センサ２
８ＦＬ〜２８ＲＲから各上下方向加速度検出値Ｚ_GFR 〜
Ｚ_GRR が入力され、出力側インターフェース回路４４ｂ
からは各圧力制御弁２０ＦＬ〜２０ＲＲに対する制御指
令値Ｕ_FL〜Ｕ_RRが出力される。

【００２７】また、図９は前記マイクロコンピュータ４
４に構築されたブロック図であり、具体的には、既知の
ようにマイクロコンピュータ４４内に組み込まれた前記
記憶装置４４ｄに、所定の演算処理を実行可能なプログ
ラミングを予め記憶し、このプログラミングを前記演算
処置装置４４ｃが読み込んで演算処置を実行することに
よで成立する。

【００２８】このブロック図は、上下方向加速度センサ
２８ＦＬ〜２８ＲＲで検出された上下方向加速度検出値
Ｚ（：Ｚ_GFR 〜Ｚ_GRR ）を積分して上下方向速度Ｖ（：
Ｖ_FR〜Ｖ_RRを算出出力する積分器５と、この積分器５か
ら出力された上下方向速度Ｖ（：Ｖ_FR〜Ｖ_RR）に所定の
制御ゲインＧ_C を乗じて制御力Ｇ_C Ｖを算出出力するア
ンプ６と、このアンプ６から出力された制御力Ｇ_C Ｖ
を、車高を目標車高に維持するために必要な制御指令値
Ｕ_N から減じて、各駆動回路４６ＦＬ〜４６ＲＲへ制御
指令値Ｕ（：Ｕ_FL〜Ｕ_RR）を出力する加減算器７とを備
えている。ここでは、伝達関数Ｈ（Ｓ）が、一次遅れ系
であることを示す下記（１）式で表されるローパスフィ
ルタを前記積分器５として用いており、 Ｈ（Ｓ）＝１／（１＋Ｔ・Ｓ） ……（１） （但し、Ｔは時定数、Ｓはラプラス演算子である。） この積分器５のゲインは１／Ｓと考えられる。

【００２９】次に、この実施例における車両用サスペン
ションの基本原理について、図１０に示す一輪の振動モ
デルにより説明する。この図に示す振動モデルでは、ば
ね下および各インシュレータの影響は小さいため無視
し、車体３の質量の一輪分をｍ₃ 、フロントおよびリヤ
の各サスペンションメンバ１Ｆ，１Ｒの質量の半分をｍ
₂ 、油圧シリンダ２３ＦＬＦ〜２３ＲＲＲ内のコイルス
プリング３３のばね定数をｋ₁ 、ショックアブソーバ２
２の減衰定数をｃ、サスペンションメンバ１Ｆ，１Ｒと
ロアアームとの間に介装されたコイルスプリング２１の
ばね定数をｋ₂ 、路面の上下方向の変位をｘ₀ 、サスペ
ンションメンバの上下方向の変位をｘ₂ 、車体の上下方
向の変位をｘ₃ としている。

【００３０】これにより、この系に路面から入力された
振動がサスペンションメンバに対して作用する力Ｆ₁ は
下記の（２）式で表されるため、 Ｆ₁ ＝ｍ₂ ｘ"₂＋ｋ₁(ｘ₂ −ｘ₁)＋ｃ₁(ｘ'₂−ｘ'₁) ＋ｋ₂(ｘ₂ −ｘ₃) ……（２） この力Ｆ₁ が車体に伝達されないように、力Ｆ₁ を打ち
消すような力Ｆ（＝−Ｆ ₁ ）をアクチュエータ（対応す
る各油圧シリンダ）に与える。そして、ここでは、この
力Ｆを、下記の（３）式に示すように、減衰系の制御ゲ
インＧ_C と車体に生じる上下方向速度ｘ'₃とから算出す
る。

【００３１】Ｆ＝Ｇ_C ｘ'₃ ……（３） この力Ｆがアクチュエータに加わることにより、車体に
対してはその反力Ｆ₂（＝−Ｆ₁ ＝Ｆ）が生じ、この力
Ｆ₂ は車体に対して、下記の（４）式で示されるように
作用する。 Ｆ₂ ＝ｍ₃ ｘ"₃＋ｋ₂(ｘ₃ −ｘ₂ ） ……（４） したがって、路面からの振動入力に対する車体の上下方
向加速度の伝達特性は、前記（２）〜（４）式によりラ
プラス変換して得られる下記の（５）式に示す伝達関数
（ｘ₃ ／ｘ₀ ）により求めることができる。

【００３２】

【数１】

【００３３】次に、以上の基本原理に基づいて、サスペ
ンションメンバと車体との間に介装された油圧シリンダ
に所定の制御力を与えるために前記演算処理装置４４ｃ
内で行われる処理を図９のブロック図に従って説明す
る。すなわち、積分器５において、上下方向加速度セン
サ２８ＦＬ〜２８ＲＲで検出された上下方向加速度検出
値Ｚ（：Ｚ_GFR 〜Ｚ_GRR ）を積分して上下方向速度
Ｖ（：Ｖ_FR〜Ｖ_RR）を算出出力し、アンプ６において、
前記積分器５から出力された上下方向速度Ｖ（：Ｖ_FR〜
Ｖ_RR）に所定の制御ゲインＧ_C を乗じて制御力Ｇ
_C Ｖ（：Ｇ_C Ｖ_FR〜Ｇ_C Ｖ_RR）を算出出力し、加減算器
７において、前記アンプ６から出力された制御力Ｇ_C Ｖ
（：Ｇ_C Ｖ_FR〜Ｇ_C Ｖ_RR）を、車高を目標車高に維持す
るために必要な制御指令値Ｕ_N から減じて、各駆動回路
４６ＦＬ〜４６ＲＲへ制御指令値Ｕ（：Ｕ_FL〜Ｕ_RR）を
出力する。

【００３４】次に、この実施例の車両用サスペンション
による作用を説明する。車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲ入力さ
れた路面からの振動は、先ず、サスペンションメンバ１
Ｆ，１Ｒのアッパーメンバとロアアームとの間に介装さ
れたショックアブソーバ２１およびコイルスプリング２
２により吸収される。そして、このショックアブソーバ
２１およびコイルスプリング２２により吸収されない分
がサスペンションメンバ１Ｆ，１Ｒに伝達され、このサ
スペンションメンバ１Ｆ，１Ｒに伝達された振動が車体
３に伝達されるが、車体３に伝達された振動を各上下方
向加速度センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲにおいて検出し、後
述のようにして、サスペンションメンバ１Ｆ，１Ｒと車
体３との間に介装された油圧シリンダ２３ＦＬＦ〜２３
ＲＲＲを作動させることにより、サスペンションメンバ
１Ｆ，１Ｒに伝達される振動を吸収する。

【００３５】すなわち、各上下方向加速度センサ２８Ｆ
Ｌ〜２８ＲＲにおいて検出された上下方向加速度検出値
Ｚ_GFR 〜Ｚ_GRR がコントローラ３０内の積分器５に入力
され、この積分器５において、入力された各上下方向加
速度検出値Ｚ_GFR 〜Ｚ_GRR が積分されて上下方向速度Ｖ
_FR〜Ｖ_RRが算出され、算出された上下方向速度Ｖ_FR〜Ｖ
_RRがアンプ６に出力され、アンプ６において、前記各上
下方向速度Ｖ_FR〜Ｖ_RRに所定の制御ゲインＧ_C が乗じら
れて各制御力Ｇ_C Ｖ_FR〜Ｇ_C Ｖ_RRが算出され、算出され
た各制御力Ｇ_C Ｖ_FR〜Ｇ_C Ｖ_RRが加減算器７に出力さ
れ、加減算器７において、前記各制御力Ｇ_C Ｖ_FR〜Ｇ_C
Ｖ_RRが、車高を目標車高に維持するために必要な制御指
令値Ｕ_N から減じられて、各駆動回路４６ＦＬ〜４６Ｒ
Ｒへ各制御指令値Ｕ_FL〜Ｕ_RRが出力される。

【００３６】これに伴って、駆動回路４６ＦＬ〜４６Ｒ
Ｒで、制御指令値Ｕ_FL〜Ｕ_RRはこれらに対応した指令電
流ｉ_FL〜ｉ_RRに変換されて、各圧力制御弁２０ＦＬ〜２
０ＲＲに供給される。この結果、圧力制御弁２０ＦＬか
ら指令電流ｉ_FLに応じた制御圧Ｐ_FLが左前輪側の油圧シ
リンダ２３ＦＬＦ，２３ＦＬＲに出力され、圧力制御弁
２０ＦＲから指令電流ｉ_FRに応じた制御圧Ｐ_FRが左前輪
側の油圧シリンダ２３ＦＲＦ，２３ＦＲＲに出力され、
圧力制御弁２０ＲＬから指令電流ｉ_RLに応じた制御圧Ｐ
_RLが左前輪側の油圧シリンダ２３ＲＬＦ，２３ＲＬＲに
出力され、圧力制御弁２０ＲＲから指令電流ｉ_RRに応じ
た制御圧Ｐ_RRが左前輪側の油圧シリンダ２３ＲＲＦ，２
３ＲＲＲに出力される。

【００３７】すなわち、前左輪側の油圧シリンダ２３Ｆ
ＬＦ，２３ＦＬＲには、前左輪側の上下方向速度Ｖ
_FL（＝ｘ'₃）に応じた前記（３）式で表される制御力
が、前右輪側の油圧シリンダ２３ＦＲＦ，２３ＦＲＲに
は、前右輪側の上下方向速度Ｖ_FR（＝ｘ'₃）に応じた前
記（３）式で表される制御力が、油圧シリンダ２３ＲＬ
Ｆ，２３ＲＬＲには、後左輪側の上下方向速度Ｖ_RL（＝
ｘ'₃）に応じた前記（３）式で表される制御力が、油圧
シリンダ２３ＲＲＦ，２３ＲＲＲには、後右輪側の上下
方向速度Ｖ_RR（＝ｘ'₃）に応じた前記（３）式で表され
る制御力が、振動入力の向きと反対向きに与えられる。
これにより、車体に入力される振動を抑制するように、
サスペンションメンバが車体に対して相対的に移動す
る。

【００３８】ここで、前輪または後輪の左右輪のうち一
方だけが上下動した場合には、他方の油圧シリンダには
前記（３）式で表される制御力が与えられないことにな
るが、この実施例ではサスペンションメンバが左右一体
に形成されているため、一方の油圧シリンダの動作に伴
うサスペンションメンバの左右方向の傾きを許容する動
作を他方の油圧シリンダが行うように、左右の制御ゲイ
ンを相関させておく必要がある。

【００３９】図１１のグラフは、本発明のサスペンショ
ン、従来の能動型サスペンション、従来の通常サスペン
ション（受動型サスペンション）について、路面振動入
力の周波数変化による路面から車体への振動伝達関数
（ｘ₃ ／ｘ₀ ）の変化を比較したものであり、Ｌ_H は本
発明のサスペンションの伝達特性曲線、Ｌ_A は従来の能
動型サスペンションの伝達特性曲線、Ｌ_P は従来の受動
型サスペンションの伝達特性曲線を示す。この図から分
かるように、従来の能動型サスペンションによっても、
受動型サスペンションに比べてばね上共振点のピーク値
を低くすることができるが、高周波数領域においては、
前述のようなフリクションの影響によって、受動型サス
ペンションよりも振動吸収性が悪くなる。これに比べて
本発明のサスペンションでは、高周波数領域においても
振動吸収性は悪化しない。

【００４０】また、前記（５）式で表される伝達関数に
従って算出された、この実施例における、振動入力の周
波数に対する振動伝達ゲインの特性を示すゲイン線図を
図１２に、振動入力の周波数に対する振動伝達位相の特
性を示す位相線図を図１３にそれぞれ示す。図１２から
分かるように、高周波数領域において、従来の能動型サ
スペンションに前述のようなフリクションの影響によっ
て見られる振動吸収性の低下が見られない。また、制御
ゲインＧ_C が大きくなるほど、振動伝達ゲイン｜ｘ₃ ／
ｘ₀ ｜のピーク値が小さくなって制振効果が高くなる。
また、図１３から分かるように、制御ゲインＧ_C が大き
くなるほど、周波数の変化による位相の変化が小さく、
全体としてゆったりとした乗り心地が得られることにな
る。したがって、この実施例における車両用サスペンシ
ョンは、高周波数領域での制振効果が高いとともに、制
御ゲインＧ_C を適切な値に設定することにより、低周波
数領域においてもより高い制振効果を得ることができ
る。

【００４１】なお、上記実施例では、アクチュエータと
して油圧シリンダを用いているが、本発明のアクチュエ
ータはこれに限定されるものでなく、空気圧シリンダや
電気的に制御される比例ソレノイドを用いてもよい。ま
た、上記実施例では車体とサスペンションメンバとの間
の四か所にアクチュエータとしての油圧シリンダを設け
ているが、アクチュエータの設置数はこれに限定され
ず、左右一か所ずつでもよいし、四か所より多く設けて
もよい。

【００４２】また、本発明の振動入力検出手段として
は、上下方向加速度センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲの代わり
に、車体に生じた上下方向速度を直接検出する上下方向
速度センサや、車体に生じた上下方向変位を検出するス
トロークセンサを用いてもよい。さらに、各演算処理装
置をマイクロコンピュータのプログラミングによって構
成する代わりに、図９に示すブロック図と同等の演算処
理装置を論理回路等のハードウェアによって構成しても
よい。

【００４３】さらに、上記実施例では、緩衝手段である
ショックアブソーバとばね手段であるコイルスプリング
とを並列に配置しているが、本発明における緩衝手段お
よびばね手段の配置方法はこれに限定されず、両者を同
軸上に配置してもよい。また、上記実施例では、緩衝手
段であるショックアブソーバ２２とばね手段であるコイ
ルスプリング２１の下端部を、本発明の連結部材に相当
するロアアーム１５に連結しているが、前記下端部が支
持される部材はこれに限定されず、例えばナックルスピ
ンドル２に連結してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の車両
用サスペンションによれば、車輪に入力された路面から
の振動のうち、緩衝手段およびばね手段により吸収しき
れない分が車体側部材を介して車体に伝達されるが、前
記吸収しきれない分の振動が車体側部材と車体との間に
介装されたアクチュエータにより吸収されるため、従来
の能動型サスペンションと同様の高い制振効果が得られ
るとともに、フリクションが大きくアクチュエータが作
動しない場合にも、車体側部材と車輪側部材または連結
部材との間に介装された緩衝手段およびばね手段により
振動を吸収することができるため、従来の能動型サスペ
ンションに見られるような、路面振動入力の高周波帯域
における振動吸収性の悪化が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明するための、フリクション
を考慮した振動モデルを示す模式図である。

【図２】本発明の作用を説明するための振動モデル（フ
リクションが大きい場合）を示す模式図である。

【図３】本発明の車両用サスペンションの一実施例にお
けるリヤサスペンションを示す斜視図である。

【図４】本発明の車両用サスペンションの一実施例にお
ける概略構成を示す平面模式図である。

【図５】この実施例において使用された油圧シリンダの
構成を示す側断面図である。

【図６】この実施例において使用された圧力制御弁の、
指令電流に対する制御圧の関係を示す特性線図である。

【図７】この実施例において使用された上下方向加速度
センサの出力特性を示す特性線図である。

【図８】この実施例におけるコントローラの一例を示す
ブロック図である。

【図９】この実施例においてマイクロコンピュータに構
築された、制御指令値を算出するためのブロック図であ
る。

【図１０】この実施例における車両用サスペンションの
基本原理を説明するための振動モデルを示す模式図であ
る。

【図１１】本発明のサスペンション、従来の能動型サス
ペンション、および従来の通常サスペンション（受動型
サスペンション）について、路面振動入力の周波数変化
による路面から車体への振動伝達関数（ｘ₃ ／ｘ₀ ）の
変化を比較したグラフであり、Ｌ_H は本発明のサスペン
ションの伝達特性曲線、Ｌ_A は従来の能動型サスペンシ
ョンの伝達特性曲線、Ｌ_P は従来の受動型サスペンショ
ンの伝達特性曲線を示す。

【図１２】この実施例における伝達関数に従って算出さ
れた、振動入力の周波数に対する振動伝達ゲインの特性
を示すゲイン線図である。

【図１３】この実施例における伝達関数に従って算出さ
れた、振動入力の周波数に対する振動伝達位相の特性を
示す位相線図である。

【図１４】従来の車両用サスペンションの一例を示す斜
視図である。

【図１５】従来の能動型サスペンションについて、フリ
クションを考慮した振動モデルを示す模式図である。

【図１６】従来の能動型サスペンションについて、フリ
クションが大きい場合の振動モデルを示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１Ｆ，１Ｒ サスペンションメンバ（車体側部材） ２ ナックルスピンドル（車輪側部材） ３ 車体 ５ 積分器 ６ アンプ ７ 加減算器 １０ＦＬ〜１０ＲＲ 車輪 １１，１２ クロスメンバ １１ＦＬ〜１１ＲＲ サイドメンバ １３ＦＬ，１３ＦＲ フロントアッパーアーム １２Ｒ，１２Ｌ サイドメンバ １３ＲＬ，１３ＲＲ リヤアッパーアーム １４ＲＲ，１４ＲＬ アッパーメンバ １５Ｌ ロアアーム（連結部材） ２０ＦＬ〜２０ＲＲ 圧力制御弁 ２１ コイルスプリング（ばね手段） ２２ ショックアブソーバ（緩衝手段） ２３ＦＬＦ〜２３ＲＲＲ 油圧シリンダ ２８ＦＬ〜２８ＲＲ 上下方向加速度センサ ３０ コントローラ（制御指令値出力手段） ３５ 油圧源 ４６ＦＬ〜４６ＲＲ 駆動回路 Ａ アクチュエータ Ｂ_S ばね手段 Ｂ_T タイヤ縦ばね Ｃ 制御指令値出力手段 Ｄ 緩衝手段 Ｋ 振動入力検出手段 Ｍ_S 車体側部材 Ｔ 車体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪を回転自在に支持する車輪側部材
   と、車体に対し相対変位可能に支持される車体側部材
   と、前記車輪側部材と前記車体側部材とを揺動可能に連
   結する連結部材と、上端部が前記車体側部材に支持さ
   れ、下端部が前記車輪側部材または前記連結部材のいず
   れかに支持された緩衝手段およびばね手段と、前記車体
   側部材と車体との間に介装されたアクチュエータと、車
   輪を介して路面から車体へ入力される振動を検出する振
   動入力検出手段と、前記振動入力検出手段からの振動入
   力検出値に基づいて、車体に入力される振動を抑制する
   制御力を発生させるための制御指令値を前記アクチュエ
   ータに出力する制御指令値出力手段とを備えたことを特
   徴とする車両用サスペンション。