JPH08207543A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の横加速度に応じたロール制御を行うサ
スペンション装置において、横加速度の中立点（水平
値）を正確に補正する。 【構成】 サスペンション特性を切り替えるためのアク
チュエータａと、車両の横加速度を検出する手段ｂと、
その検出信号に基づきロールを抑制するようにサスペン
ション特性切り替え用のアクチュエータを制御する手段
ｃと、車高を変更するためのアクチュエータｄと、車高
変更の指令信号を出力する手段ｅと、その信号に応じて
車高変更用のアクチュエータを制御する手段ｆと、横加
速度の検出信号の中立点を学習補正する手段ｇと、その
補正値をもとにロール制御の入力信号としての横加速度
を補正する手段ｈと、車高変更時の学習補正をキャンセ
ルする手段ｉを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両のサスペンション
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の乗心地と操安性を高いレベルで両
立させるため、エアスプリングのばね定数およびショッ
クアブソーバの減衰力を、通常はソフトの状態に保つ一
方で、旋回時など操安性が重視される走行状況でハード
に切り替えるようにした電子制御サスペンションが知ら
れている（三菱自動車・テクニカル レビュー・１９９
３ NO.5『大型バス用電子制御サスペンションの開発』
参照）。

【０００３】このうち、ロール制御においては、車両の
横加速度を検出するため、車体に加速度センサが設けら
れるが、センサの特性や取付精度およびエアスプリング
のレベリング誤差などにより、停車時のセンサ出力が水
平にならないので、センサ出力の中立点（水平値）を補
正する何らかの機能が必要になる。そこで、センサ出力
をフィルタリング処理して中立点を学習補正する手法が
考えられる（特開昭６４ー３２９１８号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エアサスペ
ンション式の大型バスでは、サスペンションのエアスプ
リングを利用して、ニーリング（車両前部の車高を下げ
る）やフェリーボート（乗船時に車両全体の車高を下げ
る）および前後の軸重調整といった各種の車高変更を行
うので、停車時に限定してセンサ出力の水平値を学習補
正しても、必ずしも正確な補正値が得られず、適切なロ
ール制御を損なう可能性があった。

【０００５】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図５の
ようにサスペンション特性を２段階以上に切り替えるた
めのアクチュエータａと、車両の横加速度を検出する手
段ｂと、その検出信号に基づき車体のロールを抑制する
ようにサスペンション特性切り替え用のアクチュエータ
を制御する手段ｃと、車高を変更するためのアクチュエ
ータｄと、人為操作に基づく車高変更の指令信号を出力
する手段ｅと、その指令信号に応じて車高変更用のアク
チュエータを制御する手段ｆと、横加速度の検出信号に
基づきその検出信号の中立点を学習補正する手段ｇと、
その補正値をもとにロール制御の入力信号としての横加
速度を補正する手段ｈと、車高変更時の学習補正をキャ
ンセルする手段ｉを備える。

【０００７】第２の発明では、図５において横加速度の
検出信号の中立点を学習補正する手段ｇは、車速を検出
する手段ｊと、その検出信号から停車状態を判定すると
横加速度の検出信号の所定時間における平均値を計算す
る手段ｋと、この平均値をもとに横加速度の検出信号の
中立点としての学習補正値を求める手段ｍと、その新た
な補正値にこれまでの学習補正値を書き換える手段ｎを
備える。

【０００８】第３の発明では、図の学習補正値を求める
手段ｍは、横加速度の検出信号の平均値に重み係数Ｗ
を、これまでの学習補正値に１−Ｗの重みをそれぞれ掛
け、これらを足し合わせる演算処理を行う。

【０００９】

【作用】第１の発明によれば、ニーリングなど車高変更
時は、横加速度の学習補正を行わないため、学習補正値
の高い確度が得られる。その結果、横加速度の検出信号
に基づくロール制御が適切に行なわれ、車体のロールを
精度よく抑制することが可能になる。

【００１０】第２の発明によれば、横加速度の学習補正
は車高変更時を除く停車状態を条件に行われる。この場
合、横加速度の検出信号の所定時間における平均値が計
算され、この平均値をもとに学習補正値が求められ、こ
れまでの学習補正値が新たな補正値に書き換えられる。
そのため、横加速度の学習補正を走行時や車高変更時に
行わないので、正確な学習補正値が安定的に得られる。

【００１１】第３の発明によれば、学習補正値は横加速
度の検出信号の平均値をそのままでなく、重み係数Ｗを
用いてこれまでの学習補正値を１−Ｗの重み分だけ加味
するため、停車状態で車体が傾斜する状況においても、
学習補正値がこれまでの値と大きく変化することはな
く、ロール制御の安定化を確保できる。

【００１２】

【実施例】図１，図２において、２０は車両のばね上系
としての車体、１ａ〜１ｄは車両の各ばね下系としての
タイヤ、これらにエアスプリング２ａ〜２ｆとショック
アブソーバ７ａ〜７ｆが介装される。ショックアブソー
バ７ａ〜７ｆは図示しないが、ピストンのオリフィスを
開閉することで、ハードとソフトの２段階に切り替わる
減衰力可変機構（アクチュエータを含む）を備える。

【００１３】エアスプリング２ａ〜２ｆはそれぞれ所望
の車高を保つようにエアの給排気を制御するレベリング
バルブ４ａ〜４ｃを介してエアリザーバ３に接続され
る。後輪側はレベリングバルブ４ｃが１つのため、後部
左右のエアスプリング２ｃ，２ｅと２ｄ，２ｆが連通し
ているので、旋回時などにロール剛性を高める上から、
各々の配管に開閉弁８ａ，８ｂが設けられる。

【００１４】各エアスプリング２ａ〜２ｆにそれぞれ切
換弁６ａ〜６ｆを介してサブタンク５ａ〜５ｄが接続さ
れ、弁６ａ〜６ｆの開閉を制御すると、実質的な空気容
積が変化するため、エアスプリング２ａ〜２ｆのばね定
数は２段階（ハードとソフト）に切り替わるようになっ
ている。図１は全体のシステム構成図、図２は車輪１つ
分のサスペンションを代表する前輪側の構成図である。

【００１５】車両の走行状況に応じた各種制御を行うの
に必要な検出手段として、車両の走行速度を検出する車
速センサ１７と、車体の横加速度を検出する横加速度セ
ンサ１４と、車体の上下加速度を検出する上下加速度セ
ンサ１５ａ，１５ｂ（この場合、前輪側の車軸中央を挟
む左右の対称位置に配設される）と、ハンドルの操舵角
を検出する操舵角センサ１１と、車両の制動状態を検出
するフットブレーキスイッチ１２およびバックランプス
イッチ１６とサイドブレーキスイッチ１３と、手動制御
と自動制御を選択するためのモード切り替えスイッチ１
０が設けられる。

【００１６】ここで、横加速度センサ１４は差動トラン
ス式で、ボビン外周の差動トランス型コイルとマグネッ
トで構成され、ボビン内のボールが慣性力で移動する
と、差動トランス型コイルの電圧が変動し、その値から
加速度を検出するようになっている。この場合、センサ
１４の取付精度やエアスプリングのレベリング誤差など
により、必ずしも停車時のセンサ出力の中立点が水平に
ならないから、後述のようにセンサ出力の中立点を学習
補正する必要が生じるのである。

【００１７】これらセンサやスイッチからの入力信号に
基づいて、車体のロールやブレーキダイブおよびピッチ
ング・バウンジングなどを制御するのがコントローラ９
で、その外部に運転室での人為操作に伴う変更指令に応
じた車高変更を行うべくエアスプリング２ａ〜２ｆのレ
ベリングバルブ４ａ〜４ｃを制御する車高変更ユニット
１８が設けられる。車高変更ユニット１８については、
人為操作に基づく車高変更を指令する手段を外部（運転
席）に残し、その指令信号に応じた車高変更を制御する
手段はコントローラ９の内部に納めても良い。

【００１８】コントローラ９のロール制御系における機
能的なブロック構成を表すと、図３のように横加速度セ
ンサ１４の検出信号を入力処理する手段３１と、車速セ
ンサ１７の検出信号を入力処理する入力手段３２と、車
高変更ユニット１８の変更信号を入力処理する手段３３
と、車速信号から停車状態を判定すると横加速度信号の
中立点（水平値）を学習補正する手段３４と、横加速度
信号に基づきこれを学習補正値で補正しながらロール制
御の要否を判定する手段３５と、その判定結果からエア
スプリング２ａ〜２ｆの切換弁６ａ〜６ｆに制御信号を
出力する手段３６と、同じくショックアブソーバ７ａ〜
７ｆの減衰力可変機構に制御信号を出力する手段３７
と、車高変更信号の入力を受けると横加速度の学習補正
をキャンセルする手段３８を備える。

【００１９】図４はロール制御を説明するフローチャー
トで、所定の制御周期で繰り返し実行される。まず、ス
テップ１で各種初期化を行った後、ステップ２で横加速
度センサ１４の検出信号Ｇｙと車速センサ１７の検出信
号Ｖと車高変更ユニット１８の変更信号Ｈをぞれぞれ読
み取る。ステップ３で車速信号Ｖから車両の走行中か否
かを判定し、停車状態（Ｖ＝０）のときはステップ１０
へ進む。

【００２０】走行中はロール制御を行うため、ステップ
４で横加速度の検出信号Ｇｙと学習補正値Ｇｏから制御
用の加速度信号Ｇｃを計算する。ステップ５でＧｃの絶
対値を制御閾値Ｇｔと比較し、｜Ｇｃ｜＞Ｇｔのとき
は、ステップ６およびステップ７でエアスプリング２ａ
〜２ｆの切換弁６ａ〜６ｆを『閉』、ショックアブソー
バ７ａ〜７ｆの減衰力可変機構を『ハード』の状態に切
り替える。｜Ｇｃ｜＞Ｇｔでないときは、ステップ８お
よびステップ９でエアスプリング２ａ〜２ｆの切換弁６
ａ〜６ｆを『開』、ショックアブソーバ７ａ〜７ｆの減
衰力可変機構を『ソフト』の状態に保持する。

【００２１】停車中は横加速度の検出信号Ｇｙの中立点
（水平値）を学習補正するため、ステップ１０で車高変
更信号ＨがＯＮでないときにのみ、ステップ１１〜ステ
ップ１３で停車状態の継続が所定時間Ｔ₁（停車に伴う
車体の揺れが収まるに必要な時間）を達した時点から、
所定時間Ｔ₂が経過するまでの間における横加速度の検
出信号Ｇｙの平均値Ｇａを計算する。

【００２２】そして、ステップ１４で平均値Ｇａに重み
係数Ｗを掛け、これまでの学習補正値Ｇｏに１−Ｗを掛
け、これらを足し合わせた値を新たな学習補正値Ｇｏと
してメモリの書き換えを行うのであり、ステップ１０で
車高変更信号ＨがＯＮのときは、ニーリングや軸重調整
などの車高変更中と判定し、横加速度センサ１４の中立
点の学習補正を行わず、そのままステップ２にリターン
する。

【００２３】このような構成により、車両の走行中や車
高変更時は、横加速度の学習補正を行わないため、正確
な学習補正値Ｇｏが得られ、横加速度の検出信号Ｇｙに
基づくロール制御が適切に行なわれ、車体のロールを精
度よく抑制することが可能になる。

【００２４】学習補正値Ｇｏは横加速度の検出信号Ｇｙ
の平均値Ｇａのままでなく、重み係数Ｗを用いてこれま
での学習補正値Ｇｏを１−Ｗの重み分だけ加味して計算
するため、停車状態で車体が傾斜する状況においても、
学習補正値Ｇｏがこれまでの値と大きく変化することは
なく、ロール制御の安定化が適切に図れる。

【００２５】なお、車高変更時の学習補正をキャンセル
すれば、直進走行中に横加速度の学習補正を行うように
しても良い。

【００２６】

【発明の効果】第１の発明によれば、サスペンション特
性を２段階以上に切り替えるためのアクチュエータと、
車両の横加速度を検出する手段と、その検出信号に基づ
き車体のロールを抑制するようにサスペンション特性切
り替え用のアクチュエータを制御する手段と、車高を変
更するためのアクチュエータと、人為操作に基づく車高
変更の指令信号を出力する手段と、その指令信号に応じ
て車高変更用のアクチュエータを制御する手段と、横加
速度の検出信号に基づきその検出信号の中立点を学習補
正する手段と、その補正値をもとにロール制御の入力信
号としての横加速度を補正する手段と、車高変更時の学
習補正をキャンセルする手段を備えるので、ニーリング
など車高変更時は横加速度の学習補正を行わないため、
学習補正値の高い確度が得られ、ロール制御を適切に行
うことが可能になる。

【００２７】第２の発明によれば、横加速度の検出信号
の中立点を学習補正する手段は、車速を検出する手段
と、その検出信号から停車状態を判定すると横加速度の
検出信号の所定時間における平均値を計算する手段と、
この平均値をもとに横加速度の検出信号の中立点として
の学習補正値を求める手段と、その新たな補正値にこれ
までの学習補正値を書き換える手段を備えるので、横加
速度の学習補正は車高変更時を除く停車状態を条件に行
われるため、正確な学習補正値が安定的に得られる。

【００２８】第３の発明によれば、学習補正値を求める
手段は、横加速度の検出信号の平均値に重み係数Ｗを、
これまでの学習補正値に１−Ｗの重みをそれぞれ掛け、
これらを足し合わせる演算処理を行うので、停車状態で
車体が傾斜する状況においても、学習補正値がこれまで
の値と大きく変化することはなく、安定したロール制御
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すシステム全体の構成図
である。

【図２】車輪１つ分のサスペンションを表す構成図であ
る。

【図３】コントロールユニットの一部分を表す機能的な
ブロック図である。

【図４】コントロールユニットの制御内容を説明するフ
ローチャートである。

【図５】この発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ タイヤ ２ａ〜２ｆ エアスプリング ４ａ〜４ｃ レベリングバルブ ５ａ〜５ｄ サブタンク ６ａ〜６ｆ 切換弁 ７ａ〜７ｆ ショックアブソーバ ９ コントローラ １４ 横加速度センサ １７ 車速センサ １８ 車高変更ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 正美 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サスペンション特性を２段階以上に切り
   替えるためのアクチュエータと、車両の横加速度を検出
   する手段と、その検出信号に基づき車体のロールを抑制
   するようにサスペンション特性切り替え用のアクチュエ
   ータを制御する手段と、車高を変更するためのアクチュ
   エータと、人為操作に基づく車高変更の指令信号を出力
   する手段と、その指令信号に応じて車高変更用のアクチ
   ュエータを制御する手段と、横加速度の検出信号に基づ
   きその検出信号の中立点を学習補正する手段と、その補
   正値をもとにロール制御の入力信号としての横加速度を
   補正する手段と、車高変更時の学習補正をキャンセルす
   る手段を備えることを特徴とするサスペンション装置。
2. 【請求項２】 横加速度の検出信号の中立点を学習補正
   する手段は、車速を検出する手段と、その検出信号から
   停車状態を判定すると横加速度の検出信号の所定時間に
   おける平均値を計算する手段と、この平均値をもとに横
   加速度の検出信号の中立点としての学習補正値を求める
   手段と、その新たな補正値にこれまでの学習補正値を書
   き換える手段を備えることを特徴とする請求項１に記載
   のサスペンション装置。
3. 【請求項３】 学習補正値を求める手段は、横加速度の
   検出信号の平均値に重み係数Ｗを、これまでの学習補正
   値に１−Ｗの重みをそれぞれ掛け、これらを足し合わせ
   る演算処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のサ
   スペンション装置。