JPH03182827A - 車両用アクティブサスペンション - 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） 本発明は、自動車等の車両に使用される車両用アクティ
ブザスペンションの改良に関する。

（従来の技術） 従来、例えば、特開昭６３−８００９号公報に示される
車両用アクティブサスペンションが知られている。

この従来例は、油圧源と油圧シリンダとの間に介装され
た圧力制御弁の作動により、比較的低周波の車体振動を
吸収する一方、油圧シリンダの油圧室に絞り弁を介して
アキュムレータを接続して、比較的高周波の振動に対し
ては油圧シリンダの油圧室の圧力変動を絞り弁より減衰
することにより振動を吸収するものとなっている。すな
わち、圧力制御弁は周波数応答に限界があることから比
較的高周波の振動に対して圧力制御弁を制御しても十分
な振動吸収を行えないので、比較的高周波の振動に対し
ては絞り弁の作用により振動を減衰しようとするものと
なっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、−１，記従来例のように高周波の振動を
油汗シリンダの油圧室とアキュｌ、レークとの開に介装
した絞りブｐの作用により減衰しようどすると、高周波
の振動を効率良く吸収するために減衰力を小さく設定す
る必要がある。そして、減衰力を小さく設定するために
は、絞り弁の径を比較的大きく設定しなければならず、
絞り弁の径を大きく設定すると、圧力制御弁により油圧
シリンダに給排される作動油が絞り弁を介してアキュト
レーク内に作用し易くなる。このことは、圧力制御弁に
よる制御時に絞り弁を通過する作動油の象徴が増大する
ことになるので、比較的低周波域の振動に対して確実な
制御を行うためには、大流量の圧力制御弁が必要となる
問題がある１、すなわち、上記のように絞り弁の径を大
きく設定することは一γクヂュエータ側の応答性を低下
させる原因になり、このような問題を解決するためには
、犬流早の制御弁を使用しなければならず、コスト高の
原因になるし、大流量の油圧ポンプも必要となるので、
動力損失を増大させる原因にもなる。

（課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の点に黒みて創案されたもので、車両の
ばね−ｈ　部＋、Ｉとばね下部材との間に配置され作動
油の給排状態に応じて上記ばね下部材を車両１−”Ｆ方
向に変位させるよう設けられたアクチュエータと、−に
記アクチュエータに対する作動油の給排制御を行うよう
設けられた制御バルブと、上記アタチュエー夕の油圧室
に接続されたアキュｌ、レークと、同アキュｌ、レータ
と上記抽ｒＥ室との間に介装されたｎＪ変Ｊリフイス手
段と、車体に入力される振動の状態を検出する振動入力
検出手段と、上記振動入力検出手段の検出出力に応じて
Ｊ二足制御バルブの（’Ｉ動を制御するとト８記可変オ
リフィス手段の状態を制御する制御手段とををし、Ｌ記
制御手段は、上記振動入力検出手段の検出信号が高周波
路面に対応したものである場合に、高周波路面に対応し
たものではない場合に比べてＬ記ｉｉＪ変メ゛リフイス
手段のオリフィス径を増大させるよう構成されているこ
とを特徴とする車両用アクディブヅスペンションである
。

（作用） 本発明によれば、振動入力検出手段の検出信号が高周波
路面に対応したものである場合には、高周波路面に対応
したものではむい場合に比べて、アキ３１・レークとア
クチュエータの油圧室との間に介装された可変〕リフイ
ス手段のオリフィス径を増大さげるものとなっているた
め、制御バルブに周波数応答の限界が生じるような高周
波の振動入力に伴うアクチュエータの油圧室の圧力変動
に対して、可変オリフィス手段は小さな減衰力を発（１
１することになり、小体の振動を柔らかく減衰できるも
のである。

また、低周波の振動入力に対しては振動入力検出下段の
検出出力に応じて作動する制御バルブにより制御される
アクチュエータの作用によりト分な振動吸収効果が得ら
れ、この時の可変オリフィス径「段のオリフィス径は小
さくなっているので、可能となるものである。

（実施例〉 以下、本発明の一実施例を添付１ツ１面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、本実施例のシスデｌ、構成図である３゜第１
図において、メイルポンプ１は油路２吃介してリザーブ
タンク３内に貯留されるオイルを吸入して供給油路４に
オイルを吐出するよう設けられている。供給油路４には
オイルフィルタ９及びチエツク弁ｌＯが介装されており
、チエツク弁１０はド流側から上流側への」イルの流れ
を禁止するものとなっている。供給剤１路４のチエツク
弁ｌＯ下流にはライン圧保持用のアキエム１ノータ１１
が接続されており、アキュトレータ１１の下流側には、
サスベンジ三１ンユニット１２が接続されている。第１
１ｍＬ：！ｉ−つのサスペンシコンコニット１２を代表
して示したが、ガスベンジ三１ンユニットＩ２は各車輪
毎に設けられるものとなっており、各ザスペンションユ
ニットにはリザーバタンク３に連通される排出油路６も
接続されている。

各リスペンションユニット１２は、同一４Ｙｆ　＆　ヲ
有するものとなっており、車体７と車輪８との間にはサ
スペンションスプリング１３と単動型の油圧アクチュエ
ータ１４とが設けられ、油圧アクチュエータ１４の油圧
室１５に連通する油路１６と供給油ｖ６４及び排出油路
６との間に介装された制御バルブ１７により油圧アクチ
ュエータ１４の油圧室１５への油圧の給排が制御される
ものとなっている。制御バルブ１７は、供給油路４側か
ら排出油路６側に流出するオイル流量を制御することに
より油圧アクチュエータ１４に作用する圧力を制御し、
供給される電流値に応じて弁開度がコントロールされる
ものとなっている。このため、この制御バルブ１７は供
給される電流値に比例して油圧アクチュエータ１４内の
圧ツノを制御できるものとなっており、供給される電流
値が大きいほど油圧アクチュエータ１４の発生ずる支持
力が増大するものとなっている。

また、油圧アクチュエータ１４の油圧室に連通ずる油路
１５には第１オリフイス１９を介してアキ５１、レータ
２０が接続されており、第１オリフイス１９により振動
減衰効果が発揮されると共に、アキュムレータ２０内に
はガスが封入されてガスばね作用を発揮するものとなっ
ている。更に、アキュムレータ２０と油路１５との間に
は、第１オリフイス１９と並列に第２オリフイス２１が
設けられており、この第２オリフイス２Ｉとアキュムレ
ータ２０との間には切換バルブ２２が設けられ、第２オ
リフイス２１とアキュムレータ２０との連通及び遮断を
切り換えるものとなっている。そして、これらの第１オ
リフィス１９．第２オリフイス２１及び切換バルブ２２
は、可変オリフィス手段を構成するものであり、第２オ
リフイス２１は第１オリフイス１９よりオリフィス径が
大きなものが使用されている。また、切換ノくルブ２２
は通常時はオフされており、図示されている遮断状態に
ある。

制御バルブ１７及び切換バルブ２２の作動は、マイクロ
コンピュータにより構成されるコントローラ３０により
制御されるものとなっている。このコントローラ３０に
は、車体に作用する上下方向の加速度を各車輪に対応し
て検出するばね上Ｇセンサ３１の検出出力、各車輪毎に
設けられ車輪のストローク量を検出する車高センサ３２
の検出出力、車両前方の路面に突起が存在することを検
知するためのプレビューセンサ３３の検出出力、及び車
両の走行速度を検出する車速センサ２８の検出出力が入
力されるものとなっており、コントローラ３０は、これ
らのセンサの検出出力に基づいて各制御バルブ１７及び
各切換バルブ２２の作動状態を各車輪毎に制御するもの
となっている。

そして、このコントローラ３０は制御手段に相当する構
成を有するものとなっている。

なお、プレビューセンサ３３としては、超音波センサを
車体前方で且つ下方に傾斜して配置したものが使用され
ており、ばね上Ｇセンサ３１．車高センサ３２．プレビ
ューセンサ３３は振動入力検出手段をなすものである。

。 コントローラ３０内で行われる制御バルブ１７用の制御
動作は、第２図に示した制御ブロック線図により表され
る。すなわち、ばね上Ｇセンサ３１の出力は積分器３５
にて積分されたのち増幅２ｇ３６にてＫ１倍され、また
車高センサ３２の出力は微分器３７にて微分されたのち
増幅器３８にてＫＰ倍される。そして増幅器３６．３８
の出力は加算器３９に入力され、コントローラ３０内で
記憶あるいは演算された車高保持用の制御量に加算され
、加算器３９の出力がバルブ駆動部４０を介して制御バ
ルブ１７に出力されて、制御バルブ１７の作動が制御さ
れ、これにより入力振動を吸収するよう油圧アクチュエ
ータ１４が伸縮作動して柔らかい乗心地が得られるもの
となっている。

一方、コントローラ３０内で行われる切換バルブ２２の
制御動作は、第３図に示した制御フローチャート図によ
り表される。

第３図に示したフローチャート図について説明すると、
先ずステップＳ１において、車高センサ３２の出力の変
動周波数が演算され、続くステッブ２では演算された変
動周波数が高周波路面に対応するものであるか否かが判
別され、高周波路面に対応すると判別された場合にはス
テップＳ３に進んで切換バルブ２２がオンした後リター
ンされる。

また、ステップＳ２にて変動周波数が高周波路面に対応
しないと判別された時には、ステップＳ４に進み、プレ
ビューセンザ３３の出力に）よ−５いて車両前方の路面
に突起あるいは段差があるか否かが判別される。ステッ
プＳ４で突起あるいは段差がないと判別された場合には
、ステップＳ５で切換バルブ２２がオフした後リターン
されろ。

方、ステップＳ４にて突起あるいは段差があると判別さ
れた場合は、ステップＳ５に進んで車輪が突起あるいは
段差に達するまでの時間が演算される。この時間は、′
！５４図に示すように、車両前方の路面に突起あるいは
段差と車輪までの距離（前輪の場合はＩ５．後輪の場合
はＬ＋ｊ））と、車速センヅ３４から検出される車速Ｖ
とから演算されるものである。この場合、プレビューセ
ンザ３３が車体開方の所定距離における突起あるいは段
差の有無を検出するものであれば、上記の１．値は固定
値となるし、突起あるいは段差までの距離が検出できる
ものであれば上記のり、　’ｓ’ｆ　ｌよ測定（ｌｌ’
ｉとなる。

そして、ステップＳ６で車輪が突起あるいは段差に達す
るまでの時間が演算された後は、ステップＳ７に進んで
、ステップＳ　ｆｉで演算された時間が経過したか否か
が判別され、経過していない場合はこの判別が繰り逗さ
れて、車輪が突起あるいは段差に達する時間になるとス
テップＳ８に進む１、そしてステップＳ８では、所定時
間ｆの間、切換バルブ２２がオンされて第２オリフイイ
ス２１とアキ：、ｌ・レータ２０とが切換バルブ２２を
介して連通され、所定時間ｔの経過後は切換バルブ２２
がオフ状態に戻り、その後はりターンされる。

続いてＬ記実施例の作用について説明する。

走行路面が高周波路ではない通常の状！１４（上記の変
動周波数が所定値よりも小さくまた突起あるいは段差も
検出されない状態）では、前述のように１ 切換バルブ２２はメ゛フして第２オリフイイス２１どア
キュムレータ２ｏとの連通は遮断されている。

この状態ではコントローラ３ｏにより駆動される制御バ
ルブ１７によりｈ１１圧アクチュエータ１４内の圧力が
制御されて油圧アクチュエータ１４の作動に３よって車
輪８に入力される振動が吸収されて乗心地が向りする。

そして、この状態ではアキュムレータ２０と油圧アクチ
ュエータ１４とはオリフィス径の小さい第１オリフイス
のみにより連通されているので、制御バルブ１７により
制御されて油路１９を流れる作動ｈｈカｆ第１オリフィ
ス１９を通過する量は少なく、制御バルブ１７として比
較的小流量のものを使用しても十分な制御を行うことが
できる。

ところで、制御バルブ１７の作動を制御することにより
得られる上述のような振動吸収作用は、高周波の振動に
対しては十分な効果を発抹することができない。これは
、第５図に示すように制御バルブ１７の周波数応答に限
界があることに起因するもので、制御バルブ１７の周波
数応答に限界２ がある以上、油圧アクチュエータ１４を高周波の振動に
追従して作動させることはできない。

このため、上記実施例は高周波の振動をオリイスとア”
！”　ｚ　Ａレータ２０（ガスばね）とにより減衰する
ものとなっている。これは路面入力による車輪８の−Ｌ
下動に伴う抽圧アクチュエータ１４の圧力室１５内の圧
力変動をオリフィスの流通抵抗により減衰しようとする
ものであるが、ｒｇに第１オリフイス１９とアキュムレ
ータ２ｏとを用いただけでは、第６図に実線でホずよう
に路面入力による圧力室１５内の圧力変動に対するＪｉ
ｉ体への伝達力が、高周波の振動になるほど増大してし
まうので、突起乗り越し時のような高周波穴入力の振動
が入力される場合には、特に−ｄｉ体に大きな振動が伝
達されて乗員に大きな突き上げ感を与えてしまうことに
なる。このため−）二足実施例は第１オリフイス１９と
並列に第２オリフイス２１を設けた構成を用いており、
切換バルブ２２の作動を制御することにより、第２オリ
フイス２１の効果を制御するものとなっている。

すなわち、上記実施例では、車高センサ出力の変動周波
数が所定値以」二である場合（連続的に高周波の振動が
入力される場合）には切換バルブをオンさせる一方、ま
た突起乗り越し時（単発的に高周波の振動が入力される
場合）には所定時間ｔだけ切換バルブ２２がオンするも
のどなっている。

そして、切換バルブ２２をオンさせることにより第２オ
リフイスが開放され、第２オリフイス２１のオリフィス
径が第１オリフイス１９より大きいこともあって、油圧
アクチュエータ１４とアキュムレータ２０との間に介在
する実質的なオリフィス径は大きく増大する。これによ
り、高周波振動に対する減衰力は大幅に小さくなり、第
６図に示すように車体への振動伝達力も小さくなるので
、効率良く高周波の振動入力を減衰することができる。

特に、突起乗り越し時には突き上げ感を大幅に低減する
ことができ、所定時間ｔの経過後は切換バルブ２２が再
びオフされて減衰力が増大することから、突起乗り越し
後の振動を効率良く収束することかできる。第７図は突
起乗り越し時の車体に発生ずる上下加速度を示すもので
あり、上記のような切換えを行うことにより乗心地が向
上したことが明らかである。

上記実施例によれば、抽圧アクチュエータ１４の作動に
より比較的低周波の振動を効率良く吸収することができ
ると同時に、高周波の振動が入力される時には第１およ
び第２オリフィス１９，２１の作用により効率良く入力
振動を減衰できる効果を奏する。しかも制御バルブ１７
として比較的小流量のものが使用できるので、コストを
増大させることなく高周波の振動入力に対しても良好な
乗心地を確保することができる利点がある。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、例えば、切換バルブ２２の制御を、車高センサの変
動周波数によるもののみとしたり、プレビューセンサ３
３を利用した突起あるいは段差通過時における制御のみ
としたりしてもよい。

また、可変オリフィス手段としてオリフィス径を連続的
に変化させることができる可変オリフィスを使用しても
良く、入力される振動の周波数に応じてオリフィス径を
連続的に変化させたり、制御バルブ１７の制御方法とし
て他の形態のものを使用したり、ばね下に上下方向のＧ
セン号を設けてばね下拙速度の変動周波数から高周波路
面を判別するものとしても良く、このほか本発明の要旨
を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能であること
は言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明に
よれば、アクチュエータの作動により比較的低周波の振
動を効率良く吸収することができると同時に、高周波の
振動が入力される時には可変オリフィス手段の作用によ
り効率良く入力振動を減衰できる効果を奏するし、しか
も制御バルブとして比較的小流量のものが使用できるの
でコストが大幅に増大することもない利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は制御バルブ１７の制御動作を示す制御ブロック線図
、第３図は切換バルブ２２の制御動作を示すフローチャ
ート図、第４図はプレビューセンサ３３を使用した突起
乗り越し検出の原理図、第５図は制御バルブの周波数応
答特性図、第６図は入力振動周波数に対する車体への振
動伝達力の特性図、第７図は突起乗り越し時に車体に発
生する上下加速度の特性図である。 １・・・オイルポンプ、１４・・・油圧アクチュエータ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両のばね上部材とばね下部材との間に配置され作動油
   の給排状態に応じて上記ばね下部材を車両上下方向に変
   位させるよう設けられたアクチュエータと、上記アクチ
   ュエータに対する作動油の給排制御を行うよう設けられ
   た制御バルブと、上記アクチュエータの油圧室に接続さ
   れたアキュムレータと、同アキュムレータと上記油圧室
   との間に介装された可変オリフィス手段と、車体に入力
   される振動の状態を検出する振動入力検出手段と、上記
   振動入力検出手段の検出出力に応じて上記制御バルブの
   作動を制御すると上記可変オリフィス手段の状態を制御
   する制御手段とを有し、上記制御手段は、上記振動入力
   検出手段の検出信号が高周波路面に対応したものである
   場合に、高周波路面に対応したものではない場合に比べ
   て上記可変オリフィス手段のオリフィス径を増大させる
   よう構成されていることを特徴とする車両用アクティブ
   サスペンション