JPH06106948A - 路面センサの作動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 路面センサによるサスペンション特性の切換
制御において、路面センサを車体に移動または角度変化
可能に装着し、走行全域で制御系全体の遅れに対して常
にサスペンション特性を最適タイミングで切換える。 【構成】 前輪２と後輪３にそれぞれ減衰力を可変制御
するサスペンション５，５’を配設し、車体１のフロン
トボデー４５における前輪前方のフェンダエプロン４６
の下部にセンサ作動装置６０を吊下げて取付け、このセ
ンサ作動装置６０に路面の凹凸を検出する路面センサ１
０を装着する。そして特に中高速時には、センサ作動装
置６０により路面センサ１０自体をスカート５４の前方
に突出移動して路面検出位置を、車速と制御系全体の遅
れ時間で進む距離からセンサ最短前後距離を減算した位
置に移動し、少なくとも前輪２が路面検出位置に達する
タイミングと、制御系の遅れ時間を加味して前輪サスペ
ンション５の減衰力が切換えられるタイミングとを常に
略一致する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の各車輪に設けら
れて、路面の凹凸状態に応じてサスペンション特性を切
換えるサスペンション制御装置において、路面状態を検
出する路面センサの作動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、サスペンションはスプリングと
ショックアブソーバを有して車両の各車輪の車体と車軸
との間に設けられ、路面からの衝撃をスプリングで吸収
し、その跳ね返りの持続振動をショックアブソーバによ
り減衰して、衝撃等を緩和するものである。このためシ
ョックアブソーバの減衰力が大きいと、車体のロール等
を抑えて車両姿勢の安定性を向上できるが、路面の凹凸
に対して敏感に反応するためゴツゴツした乗り心地にな
る。逆に減衰力が小さいと、路面からの振動入力が低減
してソフトな乗り心地になる。このため近年、ショック
アブソーバに減衰力可変装置を付加して、サスペンショ
ン特性の減衰力を、良路と悪路の路面状態、制動、発
進、旋回等の走行状態に応じて制御し、操安性と乗り心
地を両立することを可能にした、セミアクティブサスペ
ンション装置が出現している。

【０００３】ここで、路面の凹凸に対してサスペンショ
ン特性を切換える制御では、車体前部に路面の凹凸を検
出する超音波方式等の路面センサが設けられる。この場
合に路面センサを固定したままに保つと、路面センサに
よる路面検出位置に車輪が実際に達する時間が、車速に
より変化する。またセンサ系、制御系、アクチュエータ
系には固有の遅れ時間があり、この制御系全体の遅れ時
間を考慮すると、或る車速以上になると路面センサで検
出した路面情報を、サスペンション特性の変更制御に用
いるための時間的な余裕が無くなって、最適なタイミン
グでの変更ができなくなる。そこで車両の走行全域で、
車輪が路面検出位置に達するタイミングと、制御系全体
の遅れ時間を加味してサスペンション特性が変更される
タイミングを常に一致するように制御することが要求さ
れる。

【０００４】従来、上記路面の凹凸に対するサスペンシ
ョン特性切換制御に関しては、例えば特開平３−１８２
８２５号公報の先行技術がある。ここで車体の前端下部
に路面凹凸センサを設け、このセンサ出力に基づいてサ
スペンション特性を切換えることが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、路面凹凸センサが車体に固定して
設けられ、常に前輪の前方一定距離だけ離れた路面を検
出する構成であるから、高速時には制御系全体の遅れ時
間によりサスペンション特性を、最適なタイミングで切
換えることができないことがある。

【０００６】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、路面センサによるサスペンション特性の切換制御に
おいて、路面センサを車体に移動または角度変化可能に
装着し、走行全域で制御系全体の遅れに対して常にサス
ペンション特性を最適タイミングで切換えることを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、車輪に減衰力を切換制御するサスペンシ
ョンを配設した車両において、車体のフロントボデーに
おける前輪前方のフェンダエプロンの下部に、制御ユニ
ットからの電気信号により作動するセンサ作動装置を吊
下げて取付け、このセンサ作動装置に路面の凹凸を検出
する路面センサを、スカートの内部の最短前後距離の位
置から前方へ突出して、路面検出位置を順次前方へ移動
することが可能に装着するものである。

【０００８】

【作用】上記構成に基づき、車体の前輪前方のフェンダ
エプロンの下部に、路面センサがセンサ作動装置により
装着されることで、常に前輪の前方の路面が正確に検出
され、この路面センサによる路面情報でサスペンション
の減衰力が切換制御される。そして例えば中高速時に
は、センサ作動装置により路面センサ自体がスカートの
前方に突出移動して路面検出位置が、車速と制御系全体
の遅れ時間で進む距離からセンサ最短前後距離を減算し
た位置に移動される。そこで少なくとも前輪が路面検出
位置に達するタイミングと、制御系の遅れ時間を加味し
て前輪サスペンションの減衰力が切換えられるタイミン
グとが常に略一致したものになり、こうして走行全域で
車両姿勢を確実に安定化することが可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、車両のサスペンション制御系の概
略について説明する。符号１は車体であり、前輪２と後
輪３の車軸４と車体１との間に、サスペンション５，
５’がそれぞれ介設されている。前輪サスペンション５
は、車体１と車軸４との間にスプリング６と減衰力可変
式ショックアブソーバ２０を並列的に設け、ショックア
ブソーバ２０の上部に減衰力を切換制御するアクチュエ
ータとして電動式のモータ７を設けて構成される。後輪
サスペンション５’も同一の構成であり、同一部分には
同一の符号にダッシュを付して説明を省略する。

【００１０】また車体１の前輪２の直前方には、路面の
凹凸を検出する路面センサ１０がセンサ作動装置６０に
装着して、路面検出位置を変化することが可能に設けら
れる。また走行状態を検出するため車速センサ１３を有
する。そして路面センサ１０と車速センサ１３の信号は
制御ユニット１４に入力し、制御ユニット１４の出力信
号で前後輪サスペンション５，５’のモータ７，７’
と、センサ作動装置６０を作動するように構成される。

【００１１】制御ユニット１４は、路面情報に応じた減
衰力切換信号を選択し、更に制御系の遅れに対して減衰
力切換信号の出力タイミングや、路面検出位置を制御す
る。即ち、車速をＶ、制御系全体の遅れ時間をΔｔ、セ
ンサとタイヤ中心との最短前後距離をＬｏ、センサ移動
量をΔＬ、路面凹凸情報を制御に使用する際に調整され
るディレイ時間をΔＴとすると、次式が成立する。 （Ｌｏ＋ΔＬ）／Ｖ＝Δｔ＋ΔＴ そこで車速Ｖが設定車速Ｖｓ（Ｌｏ／Δｔ）以下の低速
時には、ΔＬ＝０のセンサ固定状態でディレイ時間ΔＴ
を、ΔＴ＝Ｌｏ／Ｖ−Δｔ、により定めて、減衰力切換
信号を前後輪サスペンション５，５’に出力する。また
車速Ｖが設定車速Ｖｓ以上で、ディレイ時間算出不能な
中高速時には、ΔＴ＝０とする。そしてセンサ移動量Δ
Ｌを、ΔＬ＝Ｖ・Δｔ−Ｌｏ、により定めて、移動信号
をセンサ作動装置６０に出力する。

【００１２】図２において、減衰力可変式ショックアブ
ソーバ２０の具体的構成について説明する。ショックア
ブソーバ２０は、車軸４側のシリンダ２１に車体１側の
ロッド２２がピストン２３を有して移動可能に挿入さ
れ、このピストン２３により上部室２４と下部室２５に
区画してオイルＯが充填される。ピストン２３には伸び
側のメイン通路２６とメインバルブ２６ａが、縮み側の
メイン通路２７とメインバルブ２７ａがそれぞれ設けら
れる。そしてロッド上昇で伸びる際には、一方のメイン
バルブ２６ａが開き上部室２４からオイルＯがメイン通
路２６を介して下部室２５に流れ、逆にロッド下降で縮
む場合は、他方のメインバルブ２７ａが開き下部室２５
からオイルＯがメイン通路２７を介して上部室２４に流
れる。ここで各メイン通路２６，２７のオリフィス口径
は小さく設定され、これにより伸び側と縮み側でハード
な減衰力を生じる。

【００１３】またロッド２２の内部には、減衰力可変装
置３０が設けられている。この減衰力可変装置３０は、
ロッド２２の中心に連通孔３１が下端を下部室２５に連
通して設けられ、この連通孔３１が伸び側のサブ通路３
２とサブバルブ３２ａ、縮み側のサブ通路３３とサブバ
ルブ３３ａ、及び両者兼用のサブ通路３４を介して上部
室２４に連通する。また連通孔３１にはモータ７からの
シャッタ３５が連結ロッド３６を介して回転可能に挿入
され、このシャッタ３５の円周上に３種類の孔３８，３
９，４０が所定の回転角度づつ変位して設けられる。

【００１４】そこで、モータ７によりシャッタ３５が所
定の角度回転位置して、孔３８のみがサブ通路３２に連
通すると、ロッド下降で縮む場合は、サブバルブ３２ａ
が閉じる。またロッド上昇で伸びると、そのサブバルブ
３２ａも開き上部室２４のオイルＯがサブ通路３２にも
流れてオリフィス口径を増すことになり、これにより伸
び側がソフトで縮み側がハードな図３の第１モードの減
衰力特性になる。次いでモータ７により他の孔３９がサ
ブ通路３３に連通すると、この場合には、上述と逆にロ
ッド下降で縮む場合にのみ、サブバルブ３３ａも開いて
オリフィス口径を増すことになり、このため伸び側がハ
ードで縮み側がソフトな図３の第２モードの減衰力特性
になる。更に、モータ７により他の孔４０がサブ通路３
４に連通すると、この場合はサブ通路３４に常時オイル
Ｏが流れてオリフィス口径を増すため、伸び側と縮み側
共にややソフトな図３の第３モードの減衰特性になる。
こうしてモータ７により３種類のモードの減衰特性を得
ることが可能になる。

【００１５】図４と図５において、路面センサ１０の取
付け構造について説明する。モノコックボデーの車体１
においてフロントボデー４５は、左右のフェンダエプロ
ン４６が適宜屈曲して形成され、このフェンダエプロン
４６の下部をサイドメンバー４７に結合し、前部をクロ
スメンバ４８とラジエータサポート４９に結合して、エ
ンジンルーム５０が構成される。そしてフェンダエプロ
ン４６、ラジエータサポート４９にフロントフェンダ５
１、バンパ５２、ヘッドランプ５３、スカート５４、フ
ード５５等が装着され、ホイールハウス５６に前輪２が
収容され、エンジンルーム５０内部にエンジン５７及び
種々の部品が搭載されている。ここでフェンダエプロン
４６の前輪直前の部分は、上部のフード受け部４６ａか
ら垂直部４６ｂ、水平部４６ｃを介して下部の垂直部４
６ｄに屈曲形成され、水平部４６ｃの内部にはバッテ
リ、エアクリーナ等の部品５８が設置されている。水平
部４６ｃと垂直部４６ｄは前後方向に比較的長いことか
ら、これらの外側のスペースを利用してセンサ作動装置
６０が装着されている。

【００１６】センサ作動装置６０は、フェンダエプロン
４６の垂直部４６ｄの外側にＬ字形断面の取付け板６６
が水平に固着され、この取付け板６６とラジエータサポ
ート４９の前方にブラケット６１が吊設される。また長
い直線的なレール６２の先端に路面センサ１０が、真下
に向いて路面凹凸状態を検出するように固着され、この
レール６２がブラケット６１にローラ６３を介して取付
けられる。一方、レール６２のラック６２ａにモータ６
４のピニオン６５が噛合い、スカート５４において路面
センサ１０と一致する箇所の一部に切欠き５４ａが設け
られる。こうして路面センサ１０をスカート５４の内部
に収容した最短前後距離から、モータ駆動によりスカー
ト５４の前方に順次突出して水平移動するように構成さ
れる。

【００１７】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず設定車速Ｖｓ以下の低速時には、制御ユニット
１４からの信号でセンサ作動装置６０のモータ６４によ
り路面センサ１０が、ΔＬ＝０として、スカート５４の
内部に引っ込んだ最短前後距離Ｌｏの位置に固定され
る。これにより路面センサ１０で常に前輪２の直前の路
面が正確に検出される。また路面センサ１０による路面
情報は制御ユニット１４に入力し、その凹凸に適した減
衰力特性を定めて、その減衰力切換信号が前後輪サスペ
ンション５，５’のショックアブソーバ２０，２０’の
モータ７，７’に同時に出力される。

【００１８】この場合に減衰力切換信号の出力タイミン
グは、前輪２が車速Ｖに応じて路面検出位置（Ｌｏ）に
達する時間Ｌｏ／Ｖから、制御系全体の遅れ時間Δｔを
減算したディレイ時間ΔＴで、図６（ａ）のように調整
される。このため車速Ｖが低くて、前輪２が路面センサ
１０の路面検出位置に比較的遅く達する場合は、これに
対応して長いディレイ時間ΔＴにより減衰力切換信号が
遅く出力される。従って少なくとも前輪２が路面検出位
置に達するのと略一致した最適タイミングで、前輪サス
ペンション５の減衰力可変装置３０が適正な減衰力に切
換わる。

【００１９】そこで図７のように、路面センサ１０が凸
部Ａを検出すると、図３の第２モードの減衰力切換信号
がモータ７，７’に出力して、前輪サスペンション５の
減衰力可変装置３０がその特性に切換わる。このため前
輪２が実際に凸部Ａを走行して上方移動する際に、減衰
力可変装置３０は縮み側がソフトで伸が側がハードに減
衰作用する。次いで後輪３がその凸部Ａを走行する際に
は、既に後輪サスペンション５’が同一の特性に切換わ
っているため、同様に減衰作用して車体１の上方移動が
抑えられる。

【００２０】一方、路面センサ１０が凹部Ｂを検出する
と、今度は図３の第１モードの減衰力切換信号がモータ
７，７’に出力し、前輪２と後輪３が実際に凹部Ｂを走
行して下方移動する際に、前後輪サスペンション５，
５’の減衰力可変装置３０は、伸び側がソフトで縮み側
がハードに減衰作用して、車体１の下方移動が抑えられ
る。こうして車両の車体１は、路面の凹凸部Ａ，Ｂに対
して上下動の少ない姿勢を保つように確実に制御され
る。

【００２１】次に、設定車速Ｖｓ以上でディレイ時間算
出不能な中高速時には、制御ユニット１４においてディ
レイ時間ΔＴを、ΔＴ＝０として固定する。この場合
は、車速Ｖと制御系全体の遅れ時間Δｔに応じて進む距
離Ｖ・Δｔから、センサ前後最短距離Ｌｏを減算するこ
とにより、センサ移動量ΔＬが図６（ｂ）のように算出
され、この移動信号がセンサ作動装置６０のモータ６４
に出力する。そこでモータ６４のピニオン６５とラック
６２ａによりレール６２が移動して、路面センサ１０自
体がスカート５４の前方に順次水平に突出して、路面検
出位置がセンサ移動量ΔＬだけ前輪２の前方へ移るよう
になる。

【００２２】こうして車速Ｖの上昇により前輪２が路面
検出位置に速く達する場合には、これに対応して路面セ
ンサ１０自体の移動で路面検出位置が車体の前方に遠ざ
かるように制御され、これにより常に制御系全体の遅れ
時間Δｔが確保される。このため制御系の遅れの後に路
面情報に応じた減衰力切換信号が、上述と同様に前後輪
サスペンション５，５’のショックアブソーバ２０，２
０’のモータ７，７’に出力しても、少なくとも前輪２
が路面検出位置に達するのと略一致した最適タイミング
で、前輪サスペンション５の減衰力可変装置３０が適正
な減衰力に切換わる。そこでこの中高速時にも前輪２と
後輪３が路面の凹凸部Ａ，Ｂに達する際に、前後輪サス
ペンション５，５’が減衰作用して、車両姿勢が確実に
安定制御される。

【００２３】図８において、本発明の第２の実施例とし
て、センサ移動すると共に角度変化する場合について説
明する。この実施例ではセンサ作動装置６０において、
路面センサ１０がレール６２の先端にピン７０を支点と
して前方に角度変化するように取付けられる。またレー
ル６２の先端には他のモータ７１が設置され、このモー
タ７１がリンク７２を介して路面センサ１０に連結され
る。そこでこの場合には、中高速時にセンサ作動装置６
０のモータ６４に移動信号が出力して路面センサ１０が
所定量前方移動し、更に車速が高い条件では他のモータ
７１に角度信号が出力する。このためモータ７１とリン
ク７２により路面センサ１０は、真下に向いた状態から
徐々に前方へ傾くように角度変化される。これにより高
速時に、路面センサ１０の突出を抑えた状態で路面検出
位置を更に前方へ移動して、サスペンション特性を最適
タイミングで切換えることが可能になる。

【００２４】図９において、本発明の第３の実施例とし
て、センサ移動と角度変化を同時に制御する場合につい
て説明する。この実施例ではセンサ作動装置６０におい
て、路面センサ１０を有するレール７３が湾曲して形成
され、円弧運動可能に案内される。そこでこの場合は、
中高速時にセンサ作動装置６０のモータ６４に制御信号
が出力して駆動すると、レール７３が円弧運動して路面
センサ１０は徐々に前方移動すると共に前方への傾き角
も増すように制御され、少ない変位で路面検出位置を有
効に前方移動することが可能になる。

【００２５】以上、本発明の実施例としてセミアクティ
ブサスペンション装置について説明したが、アクティブ
サスペンション装置、車両挙動特性変更手段にも適応す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車体に路面センサを設け、路面の凹凸状態に応じてサス
ペンションの特性を切換える制御において、フロントボ
デーにおける前輪前方のフェンダエプロンの下部に、路
面センサがセンサ作動装置により装着されるので、常に
前輪の前方の路面を正確に検出することができ、センサ
作動装置の組付性も良い。特に中高速時には、センサ作
動装置により路面センサを水平前後移動または角度変化
し、車速と制御系全体の遅れ時間により進む距離に基づ
いて路面検出位置を車体前方へ移すように制御されるの
で、制御系の遅れに対して常に最適タイミングでサスペ
ンション特性を切換えることができ、走行全域で確実に
車両姿勢を安定化することが可能になる。

【００２７】第１の実施例の路面センサを水平前後移動
する方式では、路面検出の精度が高い。第２の実施例の
路面センサの角度変化する方式では、路面センサの移動
を少なくして、更に高速域まで適応することができる。
第３の実施例の路面センサの移動と角度変化を同時に制
御する方式では、路面検出位置の変更を効率良く行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る路面センサの作動制御装置の実施
例を示す全体の構成図である。

【図２】減衰力可変式ショックアブソーバを示す断面図
である。

【図３】サスペンションの減衰力特性を示す図である。

【図４】センサ作動装置の取付け状態と構成を示す断面
図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】ディレイ時間とセンサ移動量の調整状態を示す
図である。

【図７】路面の凹凸状態を示す略図である。

【図８】センサ作動装置の第２の実施例を示す要部の側
面図である。

【図９】センサ作動装置の第３の実施例を示す要部の側
面図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 前輪 ３ 後輪 ５，５’ サスペンション １０ 路面センサ １４ 制御ユニット ４５ フロントボデー ４６ フェンダエプロン ５４ スカート ６０ センサ作動装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪に減衰力を切換制御するサスペンシ
   ョンを配設した車両において、車体のフロントボデーに
   おける前輪前方のフェンダエプロンの下部に、制御ユニ
   ットからの電気信号により作動するセンサ作動装置を吊
   下げて取付け、このセンサ作動装置に路面の凹凸を検出
   する路面センサを、スカートの内部の最短前後距離の位
   置から前方へ突出して、路面検出位置を順次前方へ移動
   することが可能に装着することを特徴とする路面センサ
   の作動制御装置。
2. 【請求項２】 センサ作動装置は、特に中高速時に制御
   系のディレイ時間を零とし、車速と制御系全体の遅れ時
   間により進む距離からセンサ最短前後距離を減算した車
   体前方の位置に路面検出位置を移動するように作動制御
   されることを特徴とする請求項１記載の路面センサの作
   動制御装置。
3. 【請求項３】 センサ作動装置は、フロントエプロンの
   下部にブラケットを介して比較的長いレールが、直線的
   または円弧状に前後移動するように装着され、このレー
   ルに電気信号により駆動するモータが連結され、レール
   の先端に路面センサが、固定または前方傾き角を変化す
   ることが可能に取付けられることを特徴とする請求項１
   記載の路面センサの作動制御装置。