(57)【要約】【課題】  車輪の摩擦力を最大限活用して車両の運動状態に応じた車両の安定化を図る。【解決手段】  サスペンション装置は、油圧シリンダ装置１１〜１４、制御シリンダ装置１６，１７、アクチュエータ１８、ポンプ２１および電動モータ２２を備えている。マイクロコンピュータ３１は、荷重センサ３３〜３６によって検出された各車輪の検出接地荷重を用いて、各車輪の目標接地荷重と、検出接地荷重から計算した平均接地荷重との差の平方和が最小になるように、対角位置（右前と左後）にある目標接地荷重の和を計算する。この目標接地荷重の和に応じて電動モータ２２を制御してポンプ２１を回転させる。アクチュエータ１８のピストン１８ｂ、制御シリンダ装置１６，１７のピストン１６ａ，１７ａの変位により油圧シリンダ１１ａ〜１４ａ内の圧力が制御される。各車輪の接地荷重のばらつきが小さくなることで、車輪の摩擦力が最大限活用され、車両の安定化が図られる。【選択図】  図１
2005047443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪位置にそれぞれ配置されていて、各車輪と車体との間に介装された複数のシリンダと、
前記複数のシリンダに流体を給排して同複数のシリンダ内の流体圧を制御する流体給排装置と、
複数の車輪の接地荷重をそれぞれ検出する複数の荷重センサと、
前記複数の荷重センサによって検出された各車輪の検出接地荷重を用いて、各車輪の目標接地荷重と、前記検出接地荷重から計算した平均接地荷重との差の平方和が最小になるように、一対角位置にある車輪の目標接地荷重の和を計算する計算手段と、
前記計算手段によって計算された目標接地荷重の和に応じて前記流体給排装置を制御して、前記複数のシリンダ内の流体圧を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車両のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のシリンダ内の流体圧を制御することによって各車輪の接地荷重を変更可能な車両のサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のサスペンション装置として、例えば下記特許文献１に記載されているように、車両の急制動時に後輪側シリンダ内に作動油を給排して後輪の接地荷重を増大させることにより制動距離を短くするようにしたサスペンション装置は知られている。
【特許文献１】特開平１０−２７８５３１号公報
【０００３】
車両の接地荷重は、一般に加減速時、旋回時など車両の運動状態によって変動すると考えられるが、上記特許文献１に記載された装置においては、急制動以外の要因、例えば旋回により車両の運動状態が変化した場合には、各車輪の接地荷重を変更することができないので、車両の運動状態に応じて車両の安定化を適切に図ることができないという問題がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両の運動状態に応じて効果的に車両の安定化を図ることが可能なサスペンション装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、複数の車輪位置にそれぞれ配置されていて、各車輪と車体との間に介装された複数のシリンダと、複数のシリンダに流体を給排して同複数のシリンダ内の流体圧を制御する流体給排装置と、複数の車輪の接地荷重をそれぞれ検出する複数の荷重センサと、複数の荷重センサによって検出された各車輪の検出接地荷重を用いて、各車輪の目標接地荷重と、検出接地荷重から計算した平均接地荷重との差の平方和が最小になるように、一対角位置にある車輪の目標接地荷重の和を計算する計算手段と、計算手段によって計算された目標接地荷重の和に応じて流体給排装置を制御して、複数のシリンダ内の流体圧を制御する制御手段とを備えたことにある。
【０００６】
これによれば、計算手段が、複数の荷重センサによって検出された各車輪の検出接地荷重を用いて、各車輪の目標接地荷重と、検出接地荷重から計算した平均接地荷重との差の平方和が最小になるように、一対角位置にある車輪の目標接地荷重の和を計算する。そして、この計算された目標接地荷重の和に応じて、制御手段が流体給排装置を制御して複数のシリンダ内の流体圧を制御する。すなわち、車両の運動状態に応じて車両の安定化を図るためには、各車輪の路面に対する摩擦力を高めることが有効である。この場合、車輪の摩擦力は車輪の接地荷重に対して飽和特性を有するので、接地荷重が既に高い状態にある車輪の接地荷重を増大させるよりも、各車輪の接地荷重配分を制御して各車輪の接地荷重のばらつきを小さくすることで車輪全体としての摩擦力が高められることになる。したがって、本発明によれば、各車輪の接地荷重のばらつきが小さくなるので、車輪に生じる摩擦力が最大限活用されて、車両の安定化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は同実施形態に係るサスペンション装置の全体を表す概略図である。このサスペンション装置は、サスペンション機構ＳＰ、流体給排装置ＬＫおよび電気制御装置ＥＬを備えている。
【０００８】
サスペンション機構ＳＰは、左右前後の各車輪Ｗ１〜Ｗ４位置にそれぞれ配置されていて各車輪Ｗ１〜Ｗ４と車体ＢＤとの間に介装された油圧シリンダ装置１１〜１４を備えている。各油圧シリンダ装置１１〜１４は、油圧シリンダ１１ａ〜１４ａ、ピストン１１ｂ〜１４ｂおよびピストンロッド１１ｃ〜１４ｃを備えていて、油圧シリンダ１１ａ〜１４ａの底面にてばね下部材ＬＡに連結されるとともに、ピストンロッド１１ｃ〜１４ｃの上端にて車体ＢＤを支持している。これらの油圧シリンダ１１ａ〜１４ａの下油室は、それぞれ油路Ｐ１〜Ｐ４を介して流体給排装置ＬＫに接続されている。
【０００９】
流体給排装置ＬＫは、各油圧シリンダ装置１１〜１４に作動油を供給しおよび排出させて各油圧シリンダ１１ａ〜１４ａ内の油圧を制御するものであり、制御シリンダ装置１６，１７とアクチュエータ１８を備えている。各制御シリンダ装置１６，１７は、共通のピストンロッド１９に固定されたピストン１６ａ，１７ａによってそれぞれ左右油室１６ｂ，１６ｃおよび１７ｂ，１７ｃに区画されている。制御シリンダ装置１６の左油室１６ｂは、油路Ｐ１を介して油圧シリンダ１１ａの下油室に連通している。各々制御シリンダ装置１６の右油室１６ｃ、制御シリンダ装置１７の左右油室１７ｂ，１７ｃは、それぞれ油路Ｐ２，Ｐ４，Ｐ３を介して油圧シリンダ１２ａ，１４ａ，１３ａの下油室に連通している。
【００１０】
アクチュエータ１８は、制御シリンダ装置１６，１７に作動力を付与するものであり、作動油の給排を制御されるシリンダ１８ａと、シリンダ１８ａ内に往復動可能に組み付けられたピストン１８ｂと、ピストン１８ｂと一体的に軸線方向に移動するとともに一端部にて連結ロッド１９に連結されたロッド１８ｃを備えている。シリンダ１８ａ内には、ピストン１８ｂによって油室Ｒ１，Ｒ２がそれぞれ形成されている。
【００１１】
アクチュエータ１８の各油室Ｒ１，Ｒ２には、それぞれ油路Ｈ１，Ｈ２を介して作動油を供給可能な正逆回転可能なポンプ２１が接続されている。このポンプ２１は、正逆回転可能な電動モータ２２によって駆動される。この電動モータ２２の作動は、電気制御装置ＥＬにより制御されるようになっている。
【００１２】
電気制御装置ＥＬは、電動モータ２２の作動を制御するマイクロコンピュータ３１と、電動モータ２２に電流を供給する駆動回路３２を備えている。マイクロコンピュータ３１は、イグニッションスイッチのオン後の所定時間ごとに図２の接地荷重偏差最小制御プログラムを繰り返し実行し、その制御結果に応じて駆動回路３２を介して電動モータ２２の作動を制御する。このマイクロコンピュータ３１には、駆動回路３２に加えて、荷重センサ３３〜３６、油圧センサ３７，３８が接続されている。
【００１３】
各荷重センサ３３〜３６は、各車輪Ｗ１〜Ｗ４の接地荷重を検出するものであり、各ピストンロッド１１ｃ〜１４ｃと車体ＢＤとの間にそれぞれ介装されている。各油圧センサ３７，３８は、アクチュエータ１８の各油室Ｒ１，Ｒ２内の油圧を検出するものであり、シリンダ１８ａにそれぞれ組み付けられている。
【００１４】
上記のように構成した実施形態に係るサスペンション装置の作動を説明する。乗員がイグニッションキーを操作してイグニッションスイッチがオンすると、マイクロコンピュータ３１は、図２の接地荷重偏差最小制御プログラムを所定時間ごとに繰り返し実行し始める。
【００１５】
この接地荷重偏差最小制御プログラムの実行はステップ１００にて開始され、ステップ１０２にて、荷重センサ３３〜３６によって検出された各車輪Ｗ１〜Ｗ４の接地荷重Ｗfl（左前輪接地荷重），Ｗfr（右前輪接地荷重），Ｗrl（左後輪接地荷重），Ｗrr（右後輪接地荷重）をそれぞれ入力する。ステップ１０２の処理後、ステップ１０４にて、下記式（１）を用いて接地荷重の総和Ｗsを計算する。
Ｗs＝Ｗfl＋Ｗfr＋Ｗrl＋Ｗrr     …（１）
この接地荷重総和Ｗsの計算後、ステップ１０６にて、下記式（２）を用いて前輪接地荷重Ｗfを計算する。
Ｗf＝Ｗfl＋Ｗfr                 …（２）
この前輪接地荷重Ｗfの計算後、ステップ１０８にて、下記式（３）を用いて左輪接地荷重Ｗlを計算する。
Ｗl＝Ｗfl＋Ｗrl                 …（３）
この左輪接地荷重Ｗlの計算後、ステップ１１０にて、下記式（４）を用いて平均接地荷重Ｗaveを計算する。
Ｗave＝Ｗs／４                …（４）
【００１６】
この平均接地荷重Ｗaveの計算後、ステップ１１２にて、各車輪の目標接地荷重Ｗ(i)と、平均接地荷重Ｗaveとの差の平方和が最小になるように、対角位置（右前と左後）にある車輪Ｗ２，Ｗ３の目標接地荷重の和（右前―左後対角輪接地荷重Ｗt）を計算する。この平方和は、下記式（５）を用いて計算される。この場合、各車輪の目標接地荷重Ｗ(i)は、下記式（６）〜（９）を用いて計算される。
平方和＝Σ（Ｗ(i)−Ｗave）2（ｉ＝1〜4）         …（５）
左前輪接地荷重Ｗ(1)＝（Ｗf＋Ｗl−Ｗt）／２       …（６）
右前輪接地荷重Ｗ(2)＝（Ｗf−Ｗl＋Ｗt）／２       …（７）
左後輪接地荷重Ｗ(3)＝（−Ｗf＋Ｗl＋Ｗt）／２     …（８）
右後輪接地荷重Ｗ(4)＝Ｗs−（Ｗf＋Ｗl＋Ｗt）／２  …（９）
【００１７】
ステップ１１２の処理後、ステップ１１４にて、計算された右前―左後対角輪接地荷重Ｗtに応じて、マイクロコンピュータ３１は、駆動回路３２を介して電動モータ２２に電流を供給してポンプ２１を回転させる。そして、荷重センサ３４，３５によってそれぞれ検出された接地荷重Ｗfr，Ｗrlの和が右前―左後対角輪接地荷重Ｗtになるようにアクチュエータ１８のピストン１８ｂ、制御シリンダ装置１６，１７のピストン１６ａ，１７ａを変位させて、各油圧シリンダ１１ａ〜１４ａ内の油圧を制御する。
【００１８】
具体的には、マイクロコンピュータ３１は、検出された接地荷重Ｗfr，Ｗrlの和と、右前―左後対角輪接地荷重Ｗtとの差に応じて、その差を解消するに必要なアクチュエータ１８の各油室Ｒ１，Ｒ２間の目標差圧を決定する。そして、各油圧センサ３７，３８によって検出された各油室Ｒ１，Ｒ２間の実際の差圧が前記目標差圧になるまで電動モータ２２を回転させ続ける。
【００１９】
この場合、電動モータ２２の駆動方向は、検出された接地荷重Ｗfr，Ｗrlの和と、右前―左後対角輪接地荷重Ｗtとの大きさによって異なる。例えば、検出された接地荷重Ｗfr，Ｗrlの和が右前―左後対角輪接地荷重Ｗtよりも小さい場合には、ポンプ２１によって作動油がアクチュエータ１８の油室Ｒ１に供給されるとともに、油室Ｒ２から排出されるように電動モータ２２が駆動される。このときには、ピストン１８ｂ，１６ａ，１７ａが図１中右方へ移動し、制御シリンダ装置１６，１７の右油室１６ｃ，１７ｃ内の作動油がそれぞれ油圧シリンダ１２ａ，１３ａ内へ供給されて同シリンダ１２ａ，１３ａ内の圧力が高められ、対角位置にある右前輪Ｗ２および左後輪Ｗ３の接地荷重が高められる。
【００２０】
一方、検出された接地荷重Ｗfr，Ｗrlの和が右前―左後対角輪接地荷重Ｗtよりも大きい場合には、ポンプ２１によって作動油がアクチュエータ１８の油室Ｒ２に供給されるとともに、油室Ｒ１から排出されるように電動モータ２２が駆動される。このときには、ピストン１８ｂ，１６ａ，１７ａが図１中左方へ移動し、油圧シリンダ１２ａ，１３ａ内の作動油がそれぞれ制御シリンダ装置１６，１７の右油室１６ｃ，１７ｃ内へ排出されて油圧シリンダ１２ａ，１３ａ内の圧力が低められ、対角位置にある右前輪Ｗ２および左後輪Ｗ３の接地荷重が低められる。
【００２１】
上記のようにこの実施形態によれば、ステップ１０２〜１１２の処理により、各荷重センサ３３〜３６によって検出された各車輪Ｗ１〜Ｗ４の接地荷重Ｗfl（左前輪荷重），Ｗfr（右前輪荷重），Ｗrl（左後輪荷重），Ｗrr（右後輪荷重）を用いて、各車輪の目標接地荷重Ｗ(1) （左前輪荷重），Ｗ(2) （右前輪荷重），Ｗ(3) （左後輪荷重），Ｗ(4) （右後輪荷重）と、検出接地荷重Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrから計算した平均接地荷重Ｗaveとの差の平方和が最小になるように、対角位置（右前と左後）にある車輪Ｗ２，Ｗ３の目標接地荷重の和（右前―左後対角輪接地荷重Ｗt）を計算する。そして、この計算された目標接地荷重の和Ｗtに応じて、ステップ１１４の処理により、マイクロコンピュータ３１が電動モータ２２を制御して各油圧シリンダ１１ａ〜１４ａ内の油圧を制御する。
【００２２】
すなわち、車両の運動状態に応じて車両の安定化を図るためには、各車輪の路面に対する摩擦力を高めることが有効であり、この摩擦力は車輪の接地荷重に対して飽和特性を有する関係にある。このため、車輪の摩擦力を高めるためには、各車輪の接地荷重のばらつきを小さくすること（接地荷重の均等化）が有効である。したがって、上記実施形態によれば、各車輪の接地荷重のばらつきが小さくなるので、車輪全体としての摩擦力が高められる。その結果、車輪に生じる摩擦力が最大限活用されて、車両の安定化を図ることができ、車両の運動限界を向上させることも可能となる。
【００２３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００２４】
例えば、各車輪の目標接地荷重を、対角位置（左前と右後）にある車輪Ｗ１，Ｗ４の接地荷重の和（左前―右後対角輪接地荷重）を用いて表し、各車輪の目標接地荷重と、平均接地荷重との差の平方和が最小になるように、目標接地荷重の和を計算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンション装置の全体を表す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係り、マイクロコンピュータによって実行される接地荷重偏差最小制御プログラムを示すフローチャートである。
【００２６】
ＢＤ…車体、ＬＡ…ばね下部材、ＳＰ…サスペンション機構、ＬＫ…流体給排装置、ＥＬ…電気制御装置、１１〜１４…油圧シリンダ装置、１１ａ〜１４ａ…油圧シリンダ、１６，１７…制御シリンダ装置、１８…アクチュエータ、２１…ポンプ、２２…電動モータ、３１…マイクロコンピュータ、３２…駆動回路、３３〜３６…荷重センサ、３７，３８…油圧センサ
【図１】
2005047443.tif 000003
【図２】
2005047443.tif 000004