JPH04176723A - 車両用サスペンション制御装置 - 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サスペンション
制御装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来、例えば、特公平２−４０５２２号公報に示される
もののように、非接触型の路面センサを使用して車輪前
方の路面の凹凸を予見し、車輪が該凹凸を通過するタイ
ミングに合わせてサスペンション特性を柔らかく変更す
るサスペンション制御装置が知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例のように路面センサを車両の
前端に下方に向けて配置した場合は、車輪が路面の凹凸
に到達するまでの時間を比較的正確に検出できるものの
、車輪の僅か前方の路面凹凸を検出するものに過ぎない
ため、高速走行時には路面の凹凸を検出してから車輪が
該凹凸に達するまでの時間が極めて短くなって制御を実
行することが困難になり、路面凹凸の予見制御による効
果を受けられる車速領域が極めて限定されてしまう問題
がある。

このため、路面センサとして車両前方における路面の凹
凸の有無を検出するものを使用することが考えられるが
、このような路面センサを使用するとある所定前方距離
範囲内における凹凸の有無を検出することになるので路
面凹凸検出時における路面凹凸と車輪との距離にばらつ
きが生じ易く、車輪が凹凸を通過する時点を高い精度で
検知することは困難となる。このため、検出誤差を考慮
に入れた上でサスペンション特性を柔らかくする時間を
ある程度長く設定せざるを得ない。

そして、このような設定を行うと、車輪が路面凹凸の通
過した後もサスペンション特性が柔らかい状態が比較的
長く続くことがあり、このような場合は振動の減衰性が
悪化して却って乗心地が悪化してしまう問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の点に鑑みて創案されたもので、車輪を
車体に支持するサスペンションの減衰力を変更可能な減
衰力変更手段と、車両前方における路面の凹凸の有無を
検出する路面センサと、車両の走行速度を検出する車速
センサと、上記車輪近傍における車体の上下方向加速度
を検出する上下Ｇセンサと、上記各センサの検出出力に
基づいて上記減衰力変更手段の作動を制御する制御手段
とを有し、同制御手段は、上記路面センサにより路面の
凹凸を検出すると上記車速センサの出力に基づいて上記
車輪が上記凹凸に到達する時点を演算し同時点において
上記減衰力が低下するよう上記減衰力制御手段を作動さ
せ、その後は上記上下Ｇセンサの出力に所定の変動があ
ったことを検知してから所定時間後に上記減衰力変更手
段の作動を復帰させるよう構成されていることを特徴と
する車両用サスペンション制御装置である。

（作用） 本発明によれば、車両前方における路面の凹凸の有無を
検出する路面センサを使用することにより比較的広い車
速領域において路面凹凸の予見することができ、凹凸通
過時に減衰力を低下することにより衝撃的な振動人力を
効率良く吸収して凹凸通過時の乗心地を良好にすること
ができる。

特に、本発明においては、減衰力を低下させた後の減衰
力変更手段の復帰作動を、車輪が凹凸を通過したことを
上下Ｇセンサの畠カにより直接検出してから所定時間後
に行うものとしているので、減衰力の復帰タイミングが
車輪の凹凸通過時から大幅に遅れることがなく、車体振
動の収れん性にも優れるものである。また、上下Ｇセン
サを使用するので車体の振動を直接検出することができ
効率良く車体振動の収れん性を向上させることができる このように本発明によれば、路面センサ及び車速センサ
の出力により車輪の路面凹凸の通過を予見して減衰力を
低下させるタイミングを制御する一方、減衰力を復帰さ
せるタイミングは車輪が凹凸を通過したことを上下Ｇセ
ンサの出力により直接検出して制御するものであり、予
見制御を行うことができる領域を拡大して乗心地を向上
すると同時に凹凸通過後の安定性も向上できるものであ
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本実施例のシステム構成図である。

第１図において、オイルポンプ１は油路２を介してリザ
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１０が介装されて
おり、チエツク弁１０は下流側から上流側へのオイルの
流れを禁止するものとなっている。供給油路４のチエツ
ク弁１０下流にはライン圧保持用の゛アキュムレータ１
１が接続されており、アキュムレータ１１の下流側には
、サスペンションユニット１２が接続されている。第１
図には一つのサスペンションユニット１２を代表して示
したが、サスペンションユニット１２は各車輪毎に設け
られるものとなっており、各サ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。

各サスペンションユニット１２は、同−構ｉを有するも
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と供給油路４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１
４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内の圧力を制御
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の発生す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を介してアキュムレータ２
０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２１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、切換バルブ２２は減
衰力変更手段をなすものであり、通常時はオフされて図
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
知するた袷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の検出出力が人
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左右輪毎
に設けられている。

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器３６にてＫＩ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に人力され、コン）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内で行われる各輪毎の切換バル
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、初期設定としてカウンタＮ
及び各フラグＡ−Ｄが０に設定され、続くステップＳ２
では各センサ３１〜３４の出力が読み込まれる。その後
はステップＳ３に進んでプレビューセンサ３３の出力か
ら車両前方に突起あるいは段差（以下、単に突起と記載
）があるか否かが判別され、突起がないと判別された場
合はステップＳ４でカウンタＮが０であるか否かが判別
されるが、最初はカウンタＮがＯであるので、この場合
はステップＳ２に戻る。

一方、前述のステップＳにおいて突起があると判別され
ると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５ではカウンタ
Ｎが０であるか否かが判別されるが、最初はカウンタＮ
がＯであるのでステップＳ６に進んで車速センサ３２の
出力に基づいて車輪が路面の突起に到達されるまでの遅
延時間Ｔ。が演算される。すなわち、この遅延時間Ｔ。

は、第４図に示すように、車両前方の路面に存在する突
起と車輪までの距離（前輪の場合はり、後輪の場合はＬ
＋ｆ）と、車速センサ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、プレビューセンサ３
３は車体前方の所定距離における突起の有無を検出する
ものとなっており、上記のＬ値は固定値となる。そして
、ステップＳ６で車輪が突起に達するまでの時間Ｔ。が
演算された後は、ステップＳ７に進んでフラグＡが１に
設定され、続くステップＳ８ではタイマＴ、がリセット
される。そしてステップＳ９に進むとカウンタＮの値に
１が加算され、最初はカウンタＮは０であるのでカウン
タＮは１になる。ステップＳ９を経過するとステップ５
１０に進んで、タイマＴ１の記憶値に演算周期ＩＮＴが
加算されてタイマＴ１の値が書き換えられる。続くステ
ップＳＩＯにおいては、タイマＴ１の計数値が前述のス
テップＳ６で演算された遅延時間Ｔ、以上か否かが判別
され、タイマＴ、の値がＴ。に満だない場合はステップ
Ｓ２に戻る。

上記処理を経てステップＳ２に戻った後、プレビューセ
ンサ３３が突起の存在を検出し続けていた場合には、ス
テップＳ３からステップＳ５に進むが、カウンタＮは１
となっているので、ステップＳ１２に進みフラグ八が０
か否かが判別される。

この場合は前述のステップＳ７においてフラグＡは１と
なっているので、前述のステップＳ１０゜１１の処理が
行われる。

更に、タイマＴ、の値がＴ。に達する前に、プレビュー
センサ３３からの突起の検出信号が無くなると、ステッ
プＳ３からステップＳ４に進むが、この時カウンタＮは
１となっているので、ステップＳ１３に進んでフラグＡ
を０に設定した後、前述のステップ５１０．１１の処理
が行われる。

また、タイマＴ、の値がＴ。に達する前に、プレビュー
センサ３３からの突起の検出信号が一旦無くなった後に
検出信号が再び発生したとすると、ステップＳ３．５を
経てステップ５１２に進んでフラグＡがＯか否かが判別
されるが、この時は前述のステップ５１３でフラグＡは
Ｏとなっているので、ステップ３１４に進んでフラグ八
が１に設定される。その後は前述のステップＳにてカウ
ンタＮに１が加算されてカウンタＮが２となった後、前
述のステップ５１０．１１の処理が行われる。

そして、タイマＴ１の値がＴ。に達するまでは上記の処
理が繰り返されることになるが、新しい突起が検出され
るたびにカウンタＮが増加し、カウント値Ｎの値は車両
前方に存在する突起の数のカウント値となる。なお、フ
ラグＡは同じ突起を何度もカウントしないために設けら
れるものである。

プレビューセンサ３３により最初の突起が検出されてか
らの経過時間Ｔ、が、車輪が突起に到達達する時間Ｔ。

に達すると、ステップＳｌｌからステップＳ１５に進む
。このステップ３．１５では、切換バルブ２２がオンさ
れて第２オリフイイス２１とアキュムレータ２０とが切
換バルブ２２を介して連通され、油圧アクチュエータ１
４とアキュムレータ２０との連通関度が増大することか
らサスペンションの減衰特性が柔らかくなり、突起乗り
越し時の振動吸収特性が効率良く向上する。

ステップＳ１５の経過後は、ステップＳ１６で切換バル
ブ２２が開放状態であることを表すフラグＢが１である
か否かが判別され、最初は０であるのでステップＳ１７
に進んでフラグＢが１に設定される。続くステップＳ１
８では、カウンタＮに１が加算され、これによりカウン
タＮの値は通過することが予測される突起数より１多い
数となる。その後は、ステップＳ１９にてタイマＴ、が
リセットされ、ステップＳ１９の経過後及び前述のステ
ップ５１６にてフラグＢが１であると判別された場合は
、ステップＳ２０にてタイマＴ３の記憶値に演算周期Ｉ
ＮＴが加算されてタイマＴ３の値が書き換えられる。タ
イマＴ３は切換バルブ２２の連続開放時間を計数するた
約のものであり、ステップＳ２０の経過後は、ステップ
Ｓ２１において、タイマＴ３の計数値が予め設定される
最大連続開放時間Ｔ、、、（０，５秒程度）より大きい
か否かが判別される。

最初はタイマＴ３の計数値はＴ　ｌｌａ　Ｍより小さい
ので、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、カウ
ンタＮの値が１であるか否かが判別されるが、ステップ
３９．１８の処理によって最初はカウンタＮの値が２以
上となっているので、ステップＳ２３に進む。ステップ
Ｓ２３ではばね上Ｇセンサ３１から検出される上下Ｇの
値が所定値Ｇ。以上であるか否かが判別され、Ｇｏ以上
の時すなわち車輪８が突起を通過して車体に所定以上の
振動が発生した時には、ステップＳ２４に進んで、フラ
グＤが１であるか否かが判別される。この場合、最初は
フラグＤがＯであるのでステップＳ２５に進んでフラグ
Ｄを１に設定した後、ステップＳ２６においてカウンタ
Ｎの値から１が減算され、ステップＳ２に戻る。また、
上下Ｇの値が上記所定値Ｇ。以上である状態のまま、再
びステップＳ２４に到った場合は、既にフラグＤは１と
なってし）るので、そのままステップＳ２に戻り、ステ
ップ３２６における減算は実行されない。更に、上下Ｇ
の値が所定値Ｇ。以上でない場合は、ステップＳ２３か
らステップＳ２７に進んでフラグＤが０に設定されてス
テップＳ２に戻るので、その後再び上下Ｇの値が所定値
Ｇ。以上になるとステップＳ２６におけるカウンタＮの
減算が実行されることになる。

このように、ステップ３２３〜２７の処理によると、車
輪が突起を乗り越して車体に所定値Ｇ。

以上の上下Ｇが発生する度にカウンタＮの値が減算され
ることになるので、プレビューセンサ３３により検出し
た数だけの突起を乗り越すとカウンタＮの値は１になる
ことになる。

そして、カウンタＮの値が１になると、ステップＳ２２
からステップＳ２８に進んでフラグＣが１であるか否か
が判別され、最初は０であるのでステップＳ２９にてフ
ラグＣが１に設定される。

続くステップ５３０では、タイマＴ２がリセットされ、
ステップＳ３０の経過後及び前述のステップ５２８にて
フラグＣが１であると判別された場合は、ステップＳ３
１にてタイマＴ２の記憶値に演算周期ＩＮＴが加算され
てタイマＴ２の値が書き換えられる。タイマＴ２は車輪
が最後の突起を乗り越す時からの経過時間を計数するた
めのものであり、ステップ５３１の経過後は、ステップ
Ｓ３２において、タイマＴ２の計数値が予め設定される
所定時間Ｔ。（０，１秒程度）より大きいか否かが判別
される。

ステップＳ３２において、タイマＴ２の計数値がＴ。以
下の場合は、ステップＳ２に戻るが、タイマＴ２の計数
値がＴ。より大きくなると、ステップＳ３３に進んで切
換バルブ２２を閉じることによりサスペンションの減衰
性能を通常の状態に戻して車体の振動の収れん性が高め
られる。そして、ステップＳ３３の経過後は、ステップ
Ｓ３４において、初期設定と同様にカウンタＮ及び各フ
ラグＡ−Ｄが０に設定されて、前述のステップＳ２以降
の処理が繰り換えされる。

また、ステップＳ３２を経由する処理は、車輪が実際に
突起を乗り越して所定以上の上下Ｇが発生しカウンタＮ
が１にならないと実行されないが、実際の走行状態にお
いてはプレビューセンサによる誤検出や、進路の変更に
より実際には突起を乗り越さない場合もあるので、前述
の最大連続開放時間Ｔつ、Ｘが設定されている。このた
約、切換バルブ２２を開放してからＴ　＊ａ　ｘ時間以
内に上記ステップＳ３２を経由する切換バルブ２２を閉
じる制御が実行されなければ、前述のステップＳ２１に
おいてタイマＴ、の値がＴ　ｌｌａ　Ｘ以上であると判
別されて、ステップＳ２１からステップＳ３３に直接進
むことにより、強制的に切換バルブ２２が閉じられる。

続いて上記実施例の作用について説明する。

上記構成によれば、第５図に示すように、突起が車両前
方の路面に存在することを検出してからＴｏ時間後（車
輪８の突起通過時）に切換バルブ２２が開放される。こ
れにより第２オリフイス２１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
幅に小さくなると同時に車体への振動伝達力も小さくな
るので、突起乗り越し時の突き上げ感を大幅に低減する
ことができる。

また、車輪が突起を乗り越してＧ。以上の上下加速度が
発生してからＴｃ時間が経過すると、切換バルブ２２が
閉じる。これにより第２オリフイス２１が閉じて第１オ
リフイス１９のみが油圧アクチュエータ１４とアキュム
レータ２０との間に介在することになるので、油圧アク
チュエータ１４の変動に対するオリフィスの流通抵抗が
増大し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ができる。第６図は突起乗
り越し後に切換バルブ２２を閉じた場合と開いたままの
場合の上下Ｇの変化を示す特性図であるが突起乗り越し
後に切換バルブ２２を閉じた場合の方が上下Ｇの変動が
小さくなり車体振動の収れん性を向上できることは明ら
かである。

なお、切換バルブ２２を閉じるのはプレビューセンサ３
３により検出した最後の突起を通過した後であり、例え
ば第５図に破線で示すように２つの突起を検出した場合
には２度目のＧ。以上の上下加速度の発生からＴ。時間
後に切換バルブ２２が閉じることになる。

また、誤検出等により突起を通過しなかった時の対策と
して最大開放継続時間Ｔ□。が設定してあり、切換バル
ブ２２の開放時間がＴ　ｌｌａ　Ｍを越えると強制的に
切換バルブ２２は閉じられるものとなっている。

更に、上記のような切換バルブ２２の制御に加えて、車
高センサや上下Ｇセンサの出力に基づく制御バルブ１７
の制御も実行されるので、この制御によっても良好な乗
心地が得られる。

上記実施例によれば、車両前方の突起等を検出して突起
等の通過時に事前にサスペンションの減衰力を低下させ
ることができるので、突起等の通過時に車体に発生する
振動を低減できるし、突起等の通過を直接的に検知して
減衰力の高するものであるので、突起等の通過後に比較
的早く減衰力の高めることができ車体振動の収れん性を
向上して安定性が向上する効果を奏する。

すなわち、プレビューセンサ３３の出力は切換バルブ２
２の開放タイミングに関して使用されているため、比較
的誤差が大きくても突起等の通過時より前に切換バルブ
２２を開放させさえすれば特に大きな問題はなく検出距
離を長く設定して制御可能な車速領域を拡大することが
可能であるし、切換バルブ２２を閉じるタイミングを上
下Ｇにより設定しているので突起等の通過後における車
体振動の収れん性を確実に向上できる利点がある。

さらに、切換バルブ２２に対して最大開放継続時間Ｔ□
８を設定しているので、上記のような設定を用いても誤
検出時などに大きな不都合が発生することなく信頼性に
優れる利点がある。

また、上記のような制御を所謂アクティブサスペンショ
ンに付加しているため、広範な走行条件に対して快適な
乗心地を得ることができる。

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、アクティブサスペンションではなく通常の
サスペンションにおけるショックアブソーバ制御に適用
しても良いし、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い。いずれにせ
よ、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、路面センサ及び車速センサの出力により車輪の
路面凹凸の通過を予見して減衰力を低下させるタイミン
グを制御する一方、減衰力を復帰させるタイミングは車
輪が凹凸を通過したことを上下Ｇセンサの出力により直
接的に検出して制御するものであり、予見制御を行うこ
とにより凹凸通過時乗心地を向上すると同時に凹凸通過
後の収れん性を確実に向上でき、信頼性に優れる予見制
御を実現できる効果を奏する。

【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図は切換バルブ２２の作動
タイミングチャート図、第６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
。 １７・・・制御バルブ、１９・・・第１オリフイス２０
・・・アキュムレータ、２１・・・第２オリフイス２２
・・・切換ハル１．３０−・・コントローラ３１・・・
ばね上Ｇセンサ、３２・・・車高センサ３３・・・プレ
ビューセンサ、３０・・・車速センサ第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車輪を車体に支持するサスペンションの減衰力を変更
   可能な減衰力変更手段と、車両前方における路面の凹凸
   の有無を検出する路面センサと、車両の走行速度を検出
   する車速センサと、上記車輪近傍における車体の上下方
   向加速度を検出する上下Ｇセンサと、上記各センサの検
   出出力に基づいて上記減衰力変更手段の作動を制御する
   制御手段とを有し、同制御手段は、上記路面センサによ
   り路面の凹凸を検出すると上記車速センサの出力に基づ
   いて上記車輪が上記凹凸に到達する時点を演算し同時点
   において上記減衰力が低下するよう上記減衰力制御手段
   を作動させ、その後は上記上下Ｇセンサの出力に所定の
   変動があったことを検知してから所定時間後に上記減衰
   力変更手段の作動を復帰させるよう構成されていること
   を特徴とする車両用サスペンション制御装置