JPH0474208B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、走行状態に応じて懸架特性を可変制
御する自動車のサスペンシヨン制御装置に関す
る。

（従来技術） 自動車のサスペンシヨンを構成するバネのバネ
特性やダンパの減衰率、即ち懸架特性は、当該自
動車の乗心地や車体姿勢に著しく影響し、例えば
懸架特性がハードであると通常走行時の乗心地が
悪くなり、またソフトであると乗心地は良好であ
るが、旋回時に車体の外側部が沈む所謂ロール現
象が著しくなる等、車体姿勢が不安定となる。

このような問題に対しては、例えば特開昭58−
30818号公報で「車両のアンチロール装置」に関
する発明が開示されている。これは、車速とステ
アリング角に応じてシヨツクアブゾーバのオリフ
イス制御ソレノイドを動作させて、旋回時に上記
シヨツクアブゾーバの減衰率を大きくするように
したものである。これによれば、通常走行時には
懸架特性がソフトとされて良好な乗心地が得ら
れ、また旋回時には懸架特性がハードとされて車
体のロールが防止されることになる。

しかし、この発明は、車速とハンドル角から車
体のロールを検出している間だけシヨツクアブゾ
ーバの減衰率を大きくするものであるから、旋回
後のハンドルの切り返しと同時に懸架特性がソフ
トの状態に戻されることになり、そのためハンド
ル切り返し後に生じる車体の揺れ戻しを防止する
ことができない。

また、自動車の車体姿勢は、サスペンシヨンを
構成するバネやダンパのうち、特にバネのバネ特
性に大きく左右され、このため、旋回時における
ロール等を抑制して車体姿勢を安定させようとす
る場合には、上記バネ特性のセツテイングが極め
て重要となる。

（発明の目的） そこで本発明は、サスペンシヨンのバネ特性を
可変制御するサスペンシヨン制御装置において、
通常走行時には懸架特性をソフトにして良好な乗
心地を確保する一方、車両が旋回状態にある時は
バネ特性をハードにして車体姿勢の安定を図ると
共に、このハードの状態を上記旋回状態の終了後
も所定時間保持することにより、旋回後のハンド
ル切り返しに伴う揺れ戻しを効果的に防止する。

特に、本発明においては、上記旋回状態終了後
のハード状態保持時間を高速時には長く、低速時
には高速時に比べて短くすることにより、特に高
速時に著しい旋回後の揺れ戻しを確実に防止する
と共に、低速時には懸架特性を徒らに長時間ハー
ドにすることによる乗心地の悪化を防止する。

（発明の構成） 本発明に係る自動車のサスペンシヨン制御装置
は、上記目的達成のため次のように構成される。

即ち、サスペンシヨンのバネ特性を可変制御す
るサスペンシヨン制御装置において、車両の旋回
状態を検出する旋回状態検出手段と、車両の走行
速度を検出する車速検出手段と、これらの検出手
段の出力を受け、車両が旋回状態にある時に上記
サスペンシヨンのバネ特性をハードにすると共
に、このハードの状態を上記旋回状態の終了後所
定時間だけ保持し、且つこのハード状態の保持時
間を高速時には長く、低速時には高速時に比べて
短く設定する制御手段とを備える。上記旋回状態
検出手段は、例えば車体のロールを検出するロー
ル検出手段であつて、この場合、旋回によるロー
ルの開始時からロール停止後所定時間が経過する
までサスペンシヨンのバネ特性がハードとされる
と共に、ロール停止後のハード状態保持時間が高
速時には長く、低速時には高速時に比べて短くさ
れることになる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

第１図に示すように、前後左右の車輪１…１に
は車体を懸架するサスペンシヨン２…２が備えら
れている。これらのサスペンシヨン２…２は、い
ずれもダンパ３と、コイルバネ４と、エアバネ室
５とを有すると共に、ダンパ３にはその減衰率を
大小２段階に切換えるステツプモータ６が具備さ
れている。また、エアバネ室５はパイプ７を介し
てアキユームレータ８に接続されていると共に、
該エアバネ室５とアキユームレータ８との間には
両者を連通、遮断する電磁弁９が介設され、該電
磁弁９の開閉によつてバネとして作用するエア量
が増減されることにより、エアバネのバネ定数が
大小２段階に切換えられるようになつている。

一方、各サスペンシヨン２…２におけるステツ
プモータ６と電磁弁９とに駆動信号Ａ，Ｂを送出
するコントローラ１０が備えられているが、この
コントローラ１０にはハンドルの操舵角を検出す
るハンドル角センサ１１からの信号Ｃと、車両の
走行速度を検出する車速センサ１２からの信号Ｄ
とが入力されるようになつている。

ここで、第２図により上記サスペンシヨン２の
具体的構造を説明すると、該サスペンシヨン２は
弾性体２１を介して車体に取付けられる上部ケー
ス２２と、該ケース２２に対して相対的に上下動
可能とされ且つブラケツト２３を介して車輪に取
付けられる下部ケース２４とを有すると共に、上
部ケース２２の下端部と下部ケース２４の上端部
とがローリングダイヤフラム２５を介して連結さ
れ、且つ両ケース２２，２４内がシール部材２６
によつて仕切られて、上部ケース２２内が密閉さ
れたエアバネ室５とされている。このエアバネ室
５は上記のようにパイプ７及び電磁弁９を介して
アキユムレータ８に接続されており、また上部ケ
ース２２と下部ケース２４とには夫々バネ受け部
材２７，２８が固設されて上記のコイルバネ４が
装着されている。

また、下部ケース２４は外筒２９と内筒３０と
から構成され、内筒３０内に上部ケース２２から
垂下されたピストンロツド３１が上下摺動可能に
挿通されて、該ロツド３１の下端に設けられたメ
インバルブ３２により該内筒３０内が上部油室３
３と下部油室３４とに仕切られている。更に、内
筒３０の下端部にはボトムバルブ３５が設けられ
ていると共に、該内筒３０と外筒２９との間の空
間がリザーバ室３６とされている。

更に上記メインバルブ３２は、第３図に拡大し
て示すように逆止弁３７によつて上部油室３３か
ら下部油室３４側にのみ作動流体を通過させるよ
うにされた伸び側オリフイス３８と、逆止弁３９
によつて下部油室３４から上部油室３３側にのみ
作動流体を通過させるようにされた縮み側オリフ
イス４０とを有すると共に、更にスリーブ４１と
弁体４２とからなるオリフイス弁４３を有する。
このオリフイス弁４３は、弁体４２が上記ピスト
ンロツド３１内に挿通されたコントロールロツド
４４を介して第１，２図に示すステツプモータ６
により回動され、図示のようにスリーブ４１にお
ける通孔４１ａと弁体４２における通孔４２ａと
が一致した時に上記上部油室３３と下部油室３４
とを連通させるようになつている。これにより、
上部油室３３、下部油室３４及びメインバルブ３
２によつて構成されるダンパ３が、ステツプモー
タ６の作動により、上記両室３３，３４がオリフ
イス３８又は４０によつてのみ連通された減衰率
の大きい状態と、これらに加えてオリフイス弁４
３によつても連通された減衰率の小さい状態とに
切換えられる。

一方、第１図に示すコントローラ１０は第４図
に示すように構成されている。即ち、該コントロ
ーラ１０は、ハンドル角センサ１１からの信号Ｃ
が入力されて車両旋回中におけるロールを判定し
た時に「Ｈ」レベルのロール信号Ｅを出力するロ
ール判定回路５１と、該ロール信号Ｅが夫々入力
される第１タイマ回路５２及び第２タイマ回路５
３と、上記車速センサ１２からの信号Ｄが入力さ
れて高速時に「Ｈ」レベルの信号Ｆを出力する車
速判定回路５４とを有する。上記第１、第２タイ
マ回路５２，５３はオフデイレイ機能を有する回
路であつて、第５図ｂ〜ｄに示すようにロール判
定回路５１からのロール信号Ｅの入力と同時に
「Ｈ」レベルの信号G₁，G₂を夫々出力するが、信
号Ｅの入力停止時には夫々遅れ時間T₁，T₂（T₁
＞T₂）の経過後に信号G₁，G₂の出力を停止する。
そして、第１タイマ回路５２の出力信号G₁と上
記車速判定回路５４の出力信号Ｆとが第1AND回
路５５に入力され、また第２タイマ回路５３の出
力信号G₂と、車速判定回路５４の出力信号Ｆが
反転器５６によつて反転された信号F′とが第
2AND回路５７に入力されると共に、該第１、第
2AND回路５５，５７の出力信号Ｈ，ＩがOR回
路５８を介して増幅回路５９に入力され、上記各
信号Ｈ，Ｉのいずれか１つが「Ｈ」レベルの時に
該増幅回路５９から上記各ステツプモータ６及び
電磁弁９に対して駆動信号Ａ，Ｂが出力される。
ここで、駆動信号Ａはダンパ３におけるオリフイ
ス弁４３が閉じるようにステツプモータ６を駆動
し、また駆動信号Ｂは電磁弁９を閉動させる。従
つて、これらの信号Ａ，Ｂの出力時にダンパの減
衰率及びバネのバネ定数がともに大きくされ、サ
スペンシヨン２の懸架特性がハードとなる。

尚、上記ロール判定回路５１は例えばマイクロ
コンピユータによつて第６図に示すように構成さ
れる。即ち、ハンドル角センサ１１からの信号Ｃ
が増幅器６１及びＡ−Ｄ変換器６２を介して入力
される演算回路６３と該演算回路６３に接続され
た記憶回路６４とから構成される。そして、演算
回路６３は第７図のフローチヤートに従つて、先
ず、信号Ｃによつて現在のハンドル角θを読み取
ると共に（ステツプS₁）、このハンドル角θと、
記憶装置６４に記憶されている前回の演算によつ
て求められた前回までのハンドル角の加重平均値
θ₀′とによつて今回の加重平均値θ₀を求め（ステ
ツプS₂）、然る後、この平均値θ₀と今回読み取つ
たハンドル角θとを比較し、その差―θ−θ₀―が
一定値Ｒを超えた時に上記第１、第２タイマ回路
５２，５３にロール信号Ｅを出力する（ステツプ
S₃，S₄）。ここで、第７図の例においては、前回
までの平均値θ₀′と今回の読み取りハンドル角θ
とから今回の平均値θ₀を求めるときに、両者θ₀′，
θの重みを異ならせるために１より大きい定数Ｋ
が用いられている。

次に上記実施例の作用を説明する。

先ず、通常の直進走行時においては、コントロ
ーラ１０から各サスペンシヨン２…２のステツプ
モータ６及び電磁弁９に対して懸架特性をハード
にする駆動信号Ａ，Ｂが出力されていない。その
ため、各サスペンシヨン２においては、ダンパ３
におけるオリフイス弁４３が第３図に示すように
上部油室３３と下部油室３４とを連通させている
と共に、エアバネ室５とアキユームレータ８とが
連通されていて、該ダンバ及びバネがともにソフ
トの状態とされている。一方、自動車を旋回させ
るべくハンドルを回動させた場合は、ハンドル角
センサ１１から信号Ｃが入力されるコントローラ
１０のロール判定回路５１においては、演算回路
６３が第７図のフローチヤートに従つて作動し
て、先ずハンドル角の加重平均値θ₀を算出する。
この平均値θ₀は、第５図ａに示すようにハンドル
角θの変化に対して遅れて且つ滑かに変化する。
そして、その時のハンドル角θとその時点までの
平均値θ₀との差が一定値Ｒを超えた時、即ち、平
均値θ₀に一定値Ｒを加えた値を超えたハンドル角
θで旋回操作された時、換言すれば車体のロール
を判定した時に該演算回路６３（ロール判定回路
５１）から第１、第２タイマ回路５２，５３に対
してロール信号Ｅが出力され、これに伴つて第
１、第２タイマ回路５２，５３が第１、第2AND
回路５５，５７の一方のゲートに夫々信号G₁，
G₂を出力する。この時、第１、第2AND回路５
５，５７の他方のゲートには車速判定回路５４か
らの高速時に「Ｈ」レベルとなる信号Ｆと、低速
時に「Ｈ」レベルとなる信号F′とが夫々入力され
ているから、高速時には第1AND回路５５から第
１タイマ回路５２の出力信号G₁と同じ信号Ｈが
出力され、また低速時には第2AND回路５７から
第２タイマ回路５３の出力信号G₂と同じ信号Ｉ
が出力されることになる。その場合に、第１、第
２タイマ回路５２，５３の出力信号G₁，G₂は第
５図ｂ〜ｄに示すように入力信号ＥのONと同時
に夫々立上るが、第１タイマ回路５２の出力信号
G₁は入力信号ＥのOFF後、比較的長い時間T₁の
経過後に、また第２タイマ回路５３の出力信号
G₂は比較的短い時間T₂の経過後に夫々OFFにな
る。その結果、高速時には第1AND回路５５の出
力信号Ｈに基づいて増幅回路５９からステツプモ
ータ６及び電磁弁９に対して、ロールを判定して
から判定終了後比較的長い時間T₁が経過するま
で駆動信号Ａ，Ｂが出力され、また低速時には第
2AND回路５７の出力信号Ｉに基づいて、ロール
を判定してから判定終了後比較的短い時間T₂が
経過するまで駆動信号Ａ，Ｂが出力されることに
なる。

このようにして、高速時及び低速時のいずれの
場合にも旋回時にロールの判定と同時に各サスペ
ンシヨン２…２におけるダンパ３のオリフイス弁
４３が閉じられ且つエアバネ室５とアキユームレ
ータ８とが遮断されて懸架特性がハードとされる
と共に、ロールの判定終了後も車速に対応した設
定時間T₁又はT₂の間だけハードの状態が保持さ
れて、ロール停止後の揺れ戻しが防止される。そ
の場合に、高速時には上記のハード状態保持時間
T₁が長いので、特に高速時に著しい揺れ戻しな
いしハンチングが確実に防止されると共に、低速
時にはハード状態保持時間T₂が短いので、揺れ
戻し防止のために乗心地を犠牲にする時間が必要
最小限の時間とされる。特に、車体姿勢を大きく
左右するエアバネのバネ特性がハードとされるこ
とになるので、旋回時における車体ロールがより
効果的に抑制されて車体姿勢が安定することにな
る。

ここで、この実施例においては、コントローラ
１０のロール判定回路５１は、ハンドル角θと該
ハンドル角の当該時点までの平均値θ₀との差が一
定値Ｒを超えた時にロールを判定するように構成
されているから、ハンドルの遊び程度の回動によ
つて煩雑にロール信号Ｅが出力されることがな
く、またハンドル角θが一定角度に保持される定
常旋回状態に移行すれば上記信号Ｅの出力が停止
される。つまり、ハンドル角が一定以上の急激さ
で変化して車体が現にロール運動している場合に
のみロール信号Ｅが出力され、該信号Ｅの出力中
とその出力停止後の所定時間T₁又はT₂の間サス
ペンシヨンがハードとされると共に、定常旋回状
態に移行して上記時間T₁又はT₂が経過すれば再
びソフトに戻される。そして、第５図に示すよう
に定常旋回状態から直進走行状態に復帰する際に
おいて再びハンドル角が一定以上の急激さで変化
した時に改めてロール信号Ｅが出力され、その出
力中と出力停止後の所定時間T₁又はT₂の間、再
びサスペンシヨンがハードとなる。

尚、ハンドル角θの平均値θ₀を求める計算式と
しては、第７図のフローチヤートに示す計算式の
他、制御開始から当該時点までのＮ個のハンドル
角θ_oの値の単純平均値、即ち、θ₀＝（_N 〓ⁿ⁼¹ θ_o）／Ｎ、
或いは制御開始から当該時点までのＮ個のハンド
ル角θ_oの値のうち、該時点の直前のＭ個の値の平
均値、即ち、θ₀＝（_N 〓^n=N-M+1 θ_o）／Ｍ、等を用いて
もよい。

また、コントローラ１０における旋回中のロー
ルを判定するロール判定回路を第８図に示すよう
にアナログ回路５１′によつて構成してもよい。
即ち、ハンドル角センサ１１からの信号Ｃが示す
現在の舵角θを増幅器７１を介して差動増幅器７
２に、一方は直接、他方は積分回路７３によつて
第５図ａに示す如き平均値θ₀として入力させ、該
差動増幅器７２から両者の差（θ−θ₀）を出力さ
せる。そして、この差を比較器７４に入力して一
定電圧Ｒと比較し、差（θ−θ₀）がＲより大きい
時に上記ロール信号Ｅを出力するように構成す
る。このような構成によつても、上記実施例と同
様の作用が得られる。

尚、以上の実施例においては、懸架特性の制御
はエアバネ及びダンパの両者について行つている
が、その車体姿勢の安定化に大きな影響を与える
エアバネについてのみ制御するようにしてもよ
く、また旋回時に外側となる車輪のサスペンシヨ
ンに対してのみ制御するようにしてもよい。更に
ハード状態保持時間を車速に応じて３段階以上に
或いは無段階に変化させるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、旋回状態で、サ
スペンシヨンを構成するダンパとバネのうち、特
に車体の変位を抑制して車体姿勢の安定化に大き
な影響を与えるバネのバネ特性をハードにすると
共に、このハードの状態を旋回状態の終了後も所
定時間だけ保持し、且つこのハード状態保持時間
を高速時には長く、低速時には高速時に比べて短
くするようにしたから、車両の旋回に伴う車体の
ロールやその揺れ戻しが、特に著しくなる高速時
には確実に、また低速時には必要以上に乗心地を
犠牲にすることなく防止され、車体の姿勢安定化
が図られる。

尚、上述の実施例は、旋回時における定常旋回
状態に移行した時に懸架特性を一旦ソフトに戻す
場合の例であるが、この定常旋回状態もロール状
態と判定し、直進走行状態に復帰した時にハード
状態保持時間を設けてソフトに戻すようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
制御システム図、第２図はサスペンシヨンの具体
的構成を示す縦断面図、第３図はその要部拡大
図、第４図はコントローラの構成を示すブロツク
図、第５図は作用を示すタイムチヤート図、第６
図は上記コントローラにおけるロール判定回路の
一具体例を示すブロツク図、第７図は該判定回路
の作用を示すフローチヤート図、第８図はロール
判定回路の他の具体例を示す回路図である。 ２……サスペンシヨン、３……ダンパ、５……
エアバネ室、７……パイプ、８……アキユムレー
タ、９……電磁弁、１０……制御手段（コントロ
ーラ）、１１，５１，５１′……旋回状態検出手段
（１１……ハンドル角センサ、５１，５１′……ロ
ール判定回路）、１２……車速検出手段（車速セ
ンサ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サスペンシヨンのバネ特性を可変制御するサ
   スペンシヨン制御装置であつて、車両の旋回状態
   を検出する旋回状態検出手段と、車両の走行速度
   を検出する車速検出手段と、これらの検出手段の
   出力を受け、車両が旋回状態にある時に上記サス
   ペンシヨンのバネ特性をハードにすると共に、こ
   のハードの状態を上記旋回状態の終了後所定時間
   だけ保持し、且つこのハード状態の保持時間を高
   速時には長く、低速時には高速時に比べて短く設
   定する制御手段とを備えたことを特徴とする自動
   車のサスペンシヨン制御装置。 ２ 旋回状態検出手段は、車体のロールを検出す
   るロール検出手段であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の自動車のサスペンシヨン制
   御装置。