JPH0478487B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車の前後方向の浮き沈み（ピツ
チング）を防止するサスペンシヨン制御装置に関
する。

一般に、自動車の車体（ボデイ）と車輪（タイ
ヤ）との間には、衝撃吸収用のシヨツクアブソー
バとスプリングとが介在されている。このような
衝撃吸収機構は、前輪左右及び後輪左右の各輪毎
に設けられるもので、特にスプリングは路面の凹
凸による車体の突き上げ等を吸収し、また、シヨ
ツクアブソーバは上記突き上げ等により変化した
車高を素速く定位置に戻すように作用するもので
ある。しかしながら上記のような衝撃吸収機構で
は、発進加速時において後輪側に継続的な荷重が
加わつた場合には、車体が前後方向にピツチング
するようになる。この場合、乗心地や操縦安定性
に悪影響を及ぼすようになり好ましくない。

この発明は上記のような問題点に鑑みなされた
もので、加速時における車体の前後方向のピツチ
ングを抑制し最適な姿勢制御を行うことができる
サスペンシヨン制御装置を提供することを目的と
し、車輪と車体との間に介装された流体ばね室
と、上記流体ばね室内の流体の給排を制御する流
体給排装置と、車両原動機のアクセルの状態を検
出するアクセルセンサと、駆動系の回転数を検出
する駆動系センサと、上記流体給排装置に制御信
号を出力する制御装置とを備え、上記制御装置
は、上記アクセルセンサにより検出されたアクセ
ルの開速度が設定値以上になつたときに車両の加
速に起因する車体の姿勢変化を相殺する方向の付
勢力を上記流体ばね室に生じせしめるように設定
目標値に沿う流体の給排を行いその状態を保持す
べく上記流体給排装置を制御する第１制御手段
と、同第１制御手段により制御が開始された後に
上記駆動系センサにより検出された上記駆動系の
回転数を基に求めたその角加速度が設定値以下に
なつたときに上記流体ばね室内の流体を上記第１
制御手段による制御の開始前の状態に戻すように
流体の給排を行うべく上記流体給排装置を制御す
る第２制御手段とを具備したことを特徴とするサ
スペンシヨン制御装置である。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例に係
るサスペンシヨン制御装置について説明する。第
１図において、S_FRは自動車の右側前輪用サスペ
ンシヨンユニツト、S_FLは左側前輪用サスペンシ
ヨンユニツト、S_RRは右側後輪用サスペンシヨン
ユニツト、S_RLは左側後輪用サスペンシヨンユニ
ツトである。各サスペンシヨンユニツトS_FR，
S_FL，S_RL，S_RRは同一構造であるため、サスペン
シヨンユニツトS_RLのみその構造を示しておく。
サスペンシヨンユニツトS_RLは主空気ばね室１１
及び副空気ばね室１２より成る空気ばね１０、シ
ヨツクアブソーバ１３、補助ばねとして用いられ
るコイルばね（図示せず）から構成されている。
シヨツクアブソーバ１３は減衰力をハードあるい
はソフトに切換えるための減衰力切換弁１３ａを
有している。１４は同減衰力切換弁１３ａを作動
するアクチユエータ、１５はベロースである。な
お、アクチユエータ１４により、主空気ばね室１
１と副空気ばね室１２の連通、非連通の制御がな
され、空気ばね１０のばね定数のハード／ソフト
の切換えも同時に行なわれる。

また、１６はエアクリーナであり、同エアクリ
ーナ１６から送り込まれた大気は外気遮断用ソレ
ノイドバルブ１７を介してドライヤ１８に送られ
る。このドライヤ１８により乾燥された大気はコ
ンプレツサ１９により圧縮されてチエツクバルブ
２０を介してリザーブタンク２１に貯められる。
なお、１９１はコンプレツサ用リレーで、このリ
レー１９１は後述するコントローラ３６からの信
号により制御される。そして、リザーブタンク２
１は供給用ソレノイドバルブ２２１〜２２４が介
装される供給用配管２３を介して各サスペンシヨ
ンユニツトS_RL〜S_FLの主、副空気ばね室１１，１
２に接続される。また、サスペンシヨンユニツト
S_RL及びS_RRの主、副空気ばね室１１，１２は連通
用ソレノイドバルブ２４１が介装された連通用配
管２５により連結され、サスペンシヨンユニツト
S_FL及びS_FRの主、副空気ばね室１１，１２は連通
用ソレノイドバルブ２４２が介装された連通用配
管２６により連結される。また、各サスペンシヨ
ンユニツトS_RL〜S_FLの主、副空気ばね室１１，１
２は排出用ソレノイドバルブ２７１〜２７４が介
装される排出用配管２８、チエツクバルブ２９、
ドライヤ１８、ソレノイドバルブ１７、エアクリ
ーナ１６を介して大気に解放される。供給用配管
２３には供給側流路選択用ソレノイドバルブ３０
が介装される配管３１が並設されており、同ソレ
ノイドバルブ３０が閉のときはリザーブタンク２
１から各サスペンシヨンユニツトに向けて小径の
通路３１ａのみを介しエアが供給され、ソレノイ
ドバルブ３０が開のときはリザーブタンク２１か
ら各サスペンシヨンユニツトに向けて通路３１ａ
及び大径の通路３１の両方を介しエアが供給され
る。さらに、排出用配管２８には排出側流路選択
用ソレノイドバルブ３２が介装される配管３３が
並設されており、同ソレノイドバルブ３２が閉の
ときは各サスペンシヨンユニツトからドライヤ１
８に向けて小径の通路３３ａのみ介してエアが排
出され、ソレノイドバルブ３２が開のときは各サ
スペンシヨンユニツトからドライヤ１８に向けて
通路３３ａ及び大径の通路３３の両方を介しエア
が排出される。供給用配管２３と各アクチユエー
タ１４との間にはハード／ソフト切換用ソレノイ
ドバルブ３４が介装されている。また、リザーブ
タンク２１に貯められる圧縮空気の圧力は圧力ス
イツチ３５により検出され、この圧力スイツチ３
５の検出信号はコントローラ３６に送られる。３
７は連通用配管２５に連結され、後輪のサスペン
シヨンユニツトS_RR，S_RLの主、副空気ばね室１
１，１２の内圧を検出する圧力スイツチであり、
この圧力スイツチ３７の検出信号はコントローラ
３６に送られる。３８Ｆは自動車の前部右側のロ
アアーム３９に取付けられて自動車の前部車高
（フロント車高）を検出するフロント車高センサ、
３８Ｒは自動車の後部左側のラテラルロツド４０
に取付けられて後部車高（リヤ車高）を検出する
リヤ車高センサである。これら車高センサ３８
Ｆ，３８Ｒから出力される車高検出信号はコント
ローラ３６に入力される。センサ３８Ｆ，３８Ｒ
はホールIC素子及び磁石の一方を車輪側、他方
を車体側に取付けられて、ノーマル車高レベル及
び低車高あるいは高車高レベルからの距離をそれ
ぞれ検出している。４１は車速を検出する車速セ
ンサで、この車速センサ４１から出力される検出
信号はコントローラ３６に入力される。４２はハ
ンドル４３の操舵角を検出するハンドル操舵角セ
ンサで、このセンサ４２はハンドル操舵角検出信
号をコントローラ３６に出力している。また４４
は車体に作用する加速度を検出する加速度Ｇセン
サであり、この加速度センサ４４は自動車ばね上
におけるピツチ、ロール及びヨーの車体姿勢変化
を検出できるようになつている。例えば、加速度
がないときには、おもりが垂下された状態とな
り、発光ダイオードからの光は遮蔽板によつて遮
ぎられて、フオトダイオードへ到達しないことに
より、加速度がないことが検出される。そして、
加速度が前後、左右ないし上下に作用するとおも
りが傾斜したり、移動したりすることによつて、
車体に作用する加速度が検出される。さらに、４
５は車高を高車高（HIGH）低車高（LOW）、自
動車高調整（AUTO）に設定する車高選択スイ
ツチ、４６は自動車のロールを防止する姿勢制御
を行なうことを選択する姿勢制御選択スイツチで
あり、これらスイツチ４５，４６の信号はコント
ローラ３６に入力される。４８はブレーキの踏み
込み及び踏み込み量を検出するブレーキセンサ
で、その検出信号はコントローラ３６に入力され
る。４９はアクセルの開度を検出するアクセル開
度センサで、このセンサ４９から出力されるアク
セル開度信号はコントローラ３６に入力される。
５０はエンジン回転数を検出するエンジン回転数
センサで、このセンサ５０はエンジン回転数信号
をコントローラ３６に出力する。５１はイグニツ
シヨンキースイツチで、その操作信号はコントロ
ーラ３６に出力される。５２は変速段を検出する
変速段センサで、このセンサ５２は変速段信号を
コントローラ３６に出力する。

なお、各ソレノイドバルブ１７，２２１〜２２
４，２７１〜２７４，３０，３４は常閉のバル
ブ、各ソレノイドバルブ２４１及び２４２は常開
のバルブである。

第２図は、第１図に示される各ソレノイドバル
ブの各モードにおける開閉状態を示すもので、図
中〇印はON、×印はOFFである。なお、同各ソ
レノイドバルブは、第３図ａ及び第３図ｂに示す
ように、ON（通電状態）のときに開、OFF（非通
電状態）のときに閉となるよう構成されている。

第２図につき各モードを順に説明する。

通常モードにおいてはフロント及びリヤの各左
右連通用ソレノイドバルブ２４２及び２４１のみ
が開制御され、これにより左右各サスペンシヨン
ユニツトの空気ばね１０が連通されて同空気ばね
１０の容積が実質的に大きくなるので、ばね定数
が低下して乗心地が向上する。

車高調整モードは、車高センサ３８Ｆ及び３８
Ｒにより検出された車高信号と車高選択スイツチ
４５により設定された目標車高とを比較して、目
標車高に向けて制御が行われるもので、上げ制御
において所要の供給用ソレノイドバルブが、下げ
制御において所要の排出用ソレノイドバルブが開
制御される。なお、この車高調整モードにおいて
は、左右連通用ソレノイドバルブ２４２及び２４
１が開制御されて良好な乗心地に保たれる。また
供給側流路選択用ソレノイドバルブ３０及び排出
側流路選択用ソレノイドバルブ３２はこの車高調
整モードでは閉制御されており、車高調整がゆつ
くりと行われて乗員に異和感を与えないように構
成されている。

ロール制御は、左右方向において沈み込む側の
空気ばね１０に所要量給気すると共に他側の空気
ばね１０から所要量排気する開始モードと、その
開始モードにより得た状態を保持する保持モード
と、ロールの要因がなくなるときに左右の空気ば
ね１０を互いに同圧に保つ復帰モードとから成つ
ている。開始モードにおいては、所要とする供給
用ソレノイドバルブ及び排出用ソレノイドバルブ
を設定時間開制御すると共に、各流路選択用ソレ
ノイドバルブ３０及び３２を開制御して速やかに
姿勢制御が行われる。保持モードにおいて各流路
選択用ソレノイドバルブのみが開制御を継続され
ており、これにより、例えば旋回走行中に車体に
作用する横加速度がより増大する状況になつたと
きに片側の空気ばね１０への給気と他側の空気ば
ね１０からの排気を追加して行う必要が生じる
が、この追加制御を可及的速やかに行うことがで
きる。復帰モードにおいては各左右連通用ソレノ
イドバルブ２４１及び２４２のみが開制御され、
これは通常モードと同じ状態である。

制動時制御（ノーズダイブ制御）は、フロント
側の空気ばね１０に所要量給気すると共にリヤ側
の空気ばね１０から所要量排気する開始モード
と、その開始モードにより得た保持する保持モー
ドと、制動によるフロントの沈み込みがなくなる
状況になつたときにフロント側の空気ばね１０か
ら所要量排気すると共にリヤ側の空気ばね１０へ
所要量給気して開始モードの開始前の状態に戻す
復帰モードとから成つている。開始モードにおい
てはフロント側の供給用ソレノイドバルブ２２
３，２２４及びリヤ側の排出用ソレノイドバルブ
２７１，２７２を設定時間開制御すると共に各流
路選択用ソレノイドバルブを開制御する。保持モ
ードは上述したロール制御と同様に各流路選択用
ソレノイドバルブのみが開制御を継続される。復
帰モードにおいては、フロント側の排出用ソレノ
イドバルブ２７３，２７４及びリヤ側の供給用ソ
レノイドバルブ２２１，２２２が設定時間開制御
されると共に各流路選択用ソレノイドバルブ３
０，３２の開制御が継続される。

加速時制御（スクオウト制御）は、フロント側
の空気ばね１０から所要量排気すると共にリヤ側
の空気ばね１０に所要量給気する開始モードと、
その開始モードにより得た状態を保持する保持モ
ードと、加速によるリヤの沈み込みがなくなる状
況になつたときにリヤ側の空気ばね１０から所要
量排気すると共にフロント側の空気ばね１０へ所
要量給気して開始モードの開始前の状態に戻す復
帰モードとから成つている。開始モードにおいて
はフロント側の排出用ソレノイドバルブ２７３，
２７４及びリヤ側の供給用ソレノイドバルブ２２
１，２２２を設定時間開制御すると共に各流路選
択用ソレノイドバルブを開制御する。保持モード
は上述したロール制御と同様に各流路選択用ソレ
ノイドバルブのみが開制御を継続される。復帰モ
ードにおいては、フロント側の供給用ソレノイド
バルブ２２３，２２４及びリヤ側の排出用ソレノ
イドバルブ２７１，２７２が設定時間開制御され
ると共に各流路選択用ソレノイドバルブ３０，３
２の開制御が継続される。そして、以上述べた第
２図に示される各モードは、コントローラ３６に
設定された第４図に示されるフローチヤートに従
つて制御される。同第４図において、イグニツシ
ヨンキー・オンでスタートして先ずステツプＡで
各データ及びフラグが記憶される各メモリが初期
設定され、次いでステツプＢで車高調整フロー、
ステツプＣでロール制御ロー、ステツプＤでノー
ズダイブ制御フロー、ステツプＥでスクオウト制
御フローを経て、ステツプＦでイグニツシヨンキ
ーがオフか否かを判断し、オフでなければ、再び
ステツプＢに戻り、オフであれば制御を終了す
る。

車高調整フロー（ステツプＢ）は、各車高セン
サ３８Ｆ及び３８Ｒから出力された車高検出信号
と車高選択スイツチ４５から出力された信号に基
づき、第２図に示される車高調整制御の所要モー
ドに合う制御を行う。

ロール制御フロー（ステツプＣ）は、車速セン
サ４１、ハンドル操舵角センサ４２、加速度セン
サ４４等の出力から車体に作用する横加速度の状
態を予知または検知し、それに基づき、第２図に
示されるロール制御の所要モードに合う制御を行
う。ノーズダイブ制御フロー（ステツプＤ）は、
加速度センサ４４、ブレーキセンサ４８等の出力
から車体に作用する前後方向加速度の状態を予知
または検知し、それに基づき、第２図に示される
制動時制御の所要モードに合う制御を行う。

スクオウト制御フロー（ステツプＥ）は、アク
セル開度センサ４９、変速段センサ５２、車速セ
ンサ４１等の出力から車体に作用する前後方向加
速度の状態を予知または検知し、それに基づき、
第２図に示される加速時制御の所要モードに合う
制御を行う。

次に、同スクオウト制御フロー（ステツプＥ）
の詳細を第５図に従つて詳細に説明する。

先ず、ステツプS₁においてアクセル開速度セン
サ４９、変速段センサ５２及び車速センサ４１か
らデータを読込み、アクセル開速度、車速、変速
段をメモリする。次いでステツプS₂で変速段が１
速または２速等の低速段にあるか否か判定する。
そして、このステツプS₂で「NO」と判定される
と後述するステツプS₈へ進む。これは変速段が１
速または２速になければ、車体に前後方向の大き
な加速度が作用せず、姿勢制御の必要がないため
である。ステツプS₂で「YES」と判定された場
合は、ステツプS₃においては車速がVoKm／ｈ（例
えば、３Km／ｈ）以上であるか判定し、「NO」
と判定されるとステツプS₈に進む。これは、例え
ば停車中の如く車速３Km／ｈ未満においては発進
に際して変速段を１速にしてクラツチを接続しな
い状態でアクセルペダルを踏み込む場合があり、
この場合に実際に車体がスクオウトしないのに、
姿勢制御が開始されてしまう不具合が生じてしま
うからである。ステツプS₃で「YES」と判定さ
れた場合はステツプS₄においてはアクセル開速度
がVam／ｓ（例えば0.2m／ｓ）以上であるか判定
し、「NO」と判定されるとステツプS₈に進む。
これは、アクセル開速度が例えば0.2m／ｓ未満
の小さい値であれば、車体に前後方向の大きな加
速度が生じることがなく、姿勢制御の必要がない
ためである。なお、このアクセル開速度の設定値
Va（ｍ／ｓ）は、車種によつてアクセル特性も異
なり、また各ソレノイドバルブの大きな時間遅れ
等も異なるため、これらを考慮して最も大きな加
速度が車体に作用する時と姿勢制御による車体を
戻そうとする力が作用する時とが合致するように
適宜設定される。ステツプS₄で「YES」と判定
されると、車体に前後方向の大きな加速度が作用
して車体がスクオウトしようとするので、制御開
始のためにステツプS₅へ進む。ステツプS₅では制
御フラグが“１”であるか判定する。制御フラグ
は後述するが、同制御フラグが“１”であるとき
は既に開始されたスクオウト制御が未だ復帰され
ていない状態にあり、“１”でないときはその時
点で未だスクオウト制御が開始されていないかま
たは開始されたスクオウト制御が既に復帰した状
態にあることを示す。よつて、ステツプS₅で
「YES」と判定されるとステツプS₈へ進み、また
同ステツプS₅で「NO」と判定されると、次のス
テツプS₆に移り制御が開始される。ステツプS₆で
は制御開始指令が出され、流路選択用ソレノイド
バルブ３０，３２が開制御されると共に、前輪側
排出用ソレノイドバルブ２７３，２７４及び後輪
側供給用ソレノイドバルブ２２１，２２２を設定
時間（例えば0.15sec）開制御した後、これらソ
レノイドバルブ２７３，２７４，２２１，２２２
を閉制御する。このステツプS₆の制御開始指令と
共にステツプS₇では制御フラグ“１”が立てられ
る。次にステツプS₈で車速の変化率が減少したか
判定する。これは既に開始されて保持状態にある
姿勢制御を復帰するか否かを判定するためのもの
で、このステツプS₈で「NO」と判定されるとそ
れ以下のステツプをパスしてリターン、つまりは
ステツプS₁に戻る。ステツプS₈で「YES」と判
定された場合、復帰制御を行う必要があるので、
次のステツプS₉で制御が保持状態にあるか、つま
り制御フラグが“１”であるか判定する。そし
て、同ステツプS₉で「YES」と判定された場合、
ステツプS₁₀で制御復帰指令が出され、それに基
づき、流路選択用ソレノイドバルブ３０，３２の
閉が確認されると共に、前輪側供給用ソレノイド
バルブ２２３，２２４及び後輪側排出用ソレノイ
ドバルブ２７１，２７２を設定時間開制御し、そ
の後これら各ソレノイドバルブ２２３，２２４，
２７１，２７２及び３０，３２を閉制御する。他
方ステツプS₁₀の指令と共にステツプS₁₁で制御フ
ラグが“０”に戻される。なお、ステツプS₉で
「NO」であれば、復帰制御の必要がないので、
ステツプS₁₀及びS₁₁でパスしてリターンつまりは
ステツプS₁に戻る。

上記構成によれば、急加速により車体前後方向
の大きな加速度が作用したときに車体の前部が浮
上する所謂スクオウトに対して最適なタイミング
でもつて前輪側の空気ばね１０から設定時間排気
されると共に後輪側の空気ばね１０へ圧縮空気が
設定時間供給されるので、該スクオウトを効果的
に低減できる。そして、該加速度が弱まり始める
ときにタイミングを合わせて、前輪側の空気ばね
１０へ圧縮空気が設定時間供給されると共に後輪
側の空気ばね１０から設定時間排気されるので、
車体加速度が弱まつたときには前後の各空気ばね
１０がほぼ元通りの圧力に復帰される。

特に本実施例においては、復帰制御開始のタイ
ミングを、第５図のステツプS₈に明らかなよう
に、車速の変化率が減少したことにより、行つて
いるので、加速により車体に作用する加速度が弱
まり始めるタイミングに遅れることなく、好適な
タイミングをもつて復帰制御を行うことができ、
これにより復帰制御により乗員が感じる異和感を
ほとんどなくすことができるという効果を奏す
る。

なお、上記実施例の第５図に示すフローチヤー
トでは、ステツプS₃において車速がV₀Km／ｈ以
上か否かを判定しているが、これは上述した如く
マニユアルトランスミツシヨンを備えた自動車で
は変速段が１速であつても、クラツチを接続しな
い状態でアクセルを踏み込む所謂空吹かし時に無
用な姿勢制御が行われないようにするためのもの
であり、例えばこの代わりに、ステツプS₃にクラ
ツチが接続されているか否かの判定を用いること
も可能である。

またオートマチツクトランスミツシヨンを備え
た自動車においてはクラツチに相当する流体継手
が常に接続されているから、アクセルを急激に踏
み込むことが即急加速を意味することになり、し
たがつてステツプS2及びS3の判定は不要である。

第６図は変形例を示すもので、ステツプS8で
車速の変化率を判定する代わりに、同ステツプS₈
でエンジン回転数の変化率が減少したか判定する
ように構成されており、この変形例においても上
述した実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、この変形例においては、ステツプS₈でエン
ジン回転数の変化率について判定するために、ス
テツプS₁でエンジン回転数センサ５０からエンジ
ン回転数を読込むように構成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体図、第２
図は同第１図の各バルブの各モードにおける開閉
状態を示す図、第３図ａは第１図に示される各バ
ルブがONのときの状態を示す説明図、第３図ｂ
は同各バルブがOFFのときの状態を示す説明図、
第４図は上記一実施例における制御のメインフロ
ーを示すフローチヤート図、第５図は第４図のス
クオウト制御フローＥの詳細を示すフローチヤー
ト図、第６図は変形例を示すフローチヤート図で
ある。 S_FR，S_FL…前輪用サスペンシヨンユニツト、
S_RR，S_RL…後輪用サスペンシヨンユニツト、１０
…空気ばね、２１…リザーブタンク、２２１〜２
２４…給気用ソレノイドバルブ、２４１〜２４２
…連通用ソレノイドバルブ、２５，２６…連通用
配管、２７１〜２７４…排出用ソレノイドバル
ブ、３０…供給側流路選択用ソレノイドバルブ、
３２…排出側流路選択用ソレノイドバルブ、３６
…コントローラ、４９…アクセル開度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車輪と車体との間に介装された流体ばね室
   と、上記流体ばね室内の流体の給排を制御する流
   体給排装置と、車両原動機のアクセルの状態を検
   出するアクセルセンサと、駆動系の回転数を検出
   する駆動系センサと、上記流体給排装置に制御信
   号を出力する制御装置とを備え、上記制御装置
   は、上記アクセルセンサにより検出されたアクセ
   ルの開速度が設定値以上になつたときに車両の加
   速に起因する車体の姿勢変化を相殺する方向の付
   勢力を上記流体ばね室に生じせしめるように設定
   目標値に沿う流体の給排を行いその状態を保持す
   べく上記流体給排装置を制御する第１制御手段
   と、同第１制御手段により制御が開始された後に
   上記駆動系センサにより検出された上記駆動系の
   回転数を基に求めたその角加速度が設定値以下に
   なつたときに上記流体ばね室内の流体を上記第１
   制御手段による制御の開始前の状態に戻すように
   流体の給排を行うべく上記流体給排装置を制御す
   る第２制御手段とを具備したことを特徴とするサ
   スペンシヨン制御装置。