JPH089287B2 - 電子制御サスペンション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車輌のサスペンションに係り、
更に詳細には車体の姿勢を制御する電子制御サスペンシ
ョン装置に係る。

［従来の技術］ 自動車等の車輌の乗り心地性や操縦安定性等を向上さ
せるべく車体の姿勢を制御する種々の装置が従来より提
案されている。例えば特開昭61−193907号公報に記載さ
れている如く、車輌の横加速度若しくは前後加速度の検
出値と運転者の好みに応じて設定される設定値とに基き
目標数式モデルに従って車体の姿勢変化応答量を算出
し、この姿勢変化応答量に応じて車輌のばね下及びばね
上間の目標ストローク（目標車高）を算出し、この目標
ストロークと実際のストロークの検出値との偏差に応じ
て各車輪に対応して設けられたアクチュエータを制御す
るよう構成されたサスペンション装置が既に提案されて
いる。

かかるサスペンション装置によれば、車体の加速度に
応じて車体の目標姿勢変化量が設定されるので、車体の
加速度に応じて車体の姿勢が制御され、従って車輌の旋
回時や加減速時にも車体の姿勢を安定した姿勢に維持す
ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし上述の61−193907号公報に記載されている如き
従来の電子制御サスペンション装置に於ては、非常に急
激な旋回や加減速が行われる場合にも車体の姿勢がそれ
ほど変化しないような姿勢制御が行われると、車輌の旋
回や加減速の条件が限界走行条件になっても運転者はそ
のことを認識することができず、そのため車輌の旋回や
加減速の条件が限界走行条件を越えた段階でドリフトの
如き車輌の急激な挙動変化を生じる虞れがある。

本発明は、従来の電子制御サスペンション装置に於け
る上述の如き問題に鑑み、旋回や加減速が非常に急激で
はない場合には車体の姿勢を安定した姿勢に維持するこ
とができると共に、旋回や加減速が非常に急激に行われ
その条件が限界走行条件に近づくと運転者が車体の姿勢
変化によりそのことを適確に認識することができるよう
改良された電子制御サスペンション装置を提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、第１図の基本的
構成図に例示されている如く、各車輪M1に対応して設け
られ作動流体が給排されることにより対応する部位の車
高を増減する流体アクチュエータM2と、前記流体アクチ
ュエータに対し作動流体を給排する流体給排手段M3と、
車体の加速度を検出若しくは推定する走行状態検出手段
M4と、前記走行状態検出手段により推定若しくは検出さ
れた加速度に応じて前記車体の目標姿勢変化量を設定す
る目標姿勢変化量設定手段M5と、前記車体の姿勢変化量
を検出若しくは推定する姿勢変化量検出手段M6と、前記
車体の姿勢変化量と前記目標姿勢変化量との偏差に基づ
き前記車体の姿勢変化量が前記目標姿勢変化量に一致す
るよう前記流体給排手段を制御する制御手段M7とを有す
る電子制御サスペンション装置に於て、前記制御手段は
前記走行状態検出手段により検出若しくは推定された加
速度の大きさが所定値を越えたときには加速度の大きさ
が前記所定値以下の場合に比して加速度に対する目標姿
勢変化量の比が高くなるよう目標姿勢変化量を設定する
よう構成されていることを特徴とする電子制御サスペン
ション装置によって達成される。

［発明の作用］ 上記の如き構成によれば、制御手段M7は走行状態検出
手段M4により推定若しくは検出された加速度の大きさが
所定値以下のときには加速度に応じて車体の目標姿勢変
化量を設定し、加速度の大きさが所定値を越えたときに
は加速度の大きさが所定値以下の場合に比して加速度に
対する目標姿勢変化量の比が高くなるよう目標姿勢変化
量を設定するよう構成されている。

従って旋回や加減速が非常に急激には行われず加速度
の大きさが所定値以下のときには、旋回時や加減速時に
於ける車体の姿勢が安定した姿勢に維持され、また旋回
や加減速が非常に急激に行われ加減速の大きさが所定値
を越えると、加速度の大きさが所定値以下の場合に比し
て加速度に対する目標姿勢変化量の比が高くされること
により、車体の姿勢がロールやピッチングが大きくなる
目標姿勢に制御され、その結果車体の比較的大きい姿勢
変化が生じるので、車輌の旋回や加減速の条件が限定走
行条件に近づいていることを運転者に認識させることが
できる。

［課題を解決するための補足説明］ 本発明の一つの実施例によれば、電子制御サスペンシ
ョン装置は更に、走行状態検出手段により推定若しくは
検出された加速度の変化率に応じて車体の姿勢の目標変
化率を設定する目標変化率設定手段と、車体の姿勢の変
化率を検出若しくは推定する姿勢変化率検出手段とを有
し、制御手段は車体の姿勢変化量と目標姿勢変化量との
偏差に基づき車体の姿勢変化量が目標姿勢変化量に一致
するよう、また車体の姿勢の変化率と目標変化率との偏
差に基づき車体の姿勢の変化率が目標変化率に一致する
よう流体給排手段を制御すると共に、走行状態検出手段
により検出もしくは推定された加速度の大きさが所定値
を越えたときには加速度の大きさが所定値以下の場合に
比して加速度に対する目標姿勢変化量の比が高くなるよ
う目標姿勢変化量を設定し、走行状態検出手段により検
出若しくは推定された加速度の変化率の大きさが所定値
を越えたときには加速度の変化率の大きさが所定値以下
の場合に比して加速度の変化率に対する目標変化率の比
が高くなるよう目標変化率を設定するよう構成される。

かかる構成によれば、車輌が比較的急激に旋回や加減
速する場合にも車体の姿勢が応答遅れなく確実に制御さ
れ、また車輌が非常に急激に旋回や加減速する場合にも
車体の加速度の大きさ及びその変化率に応じて車体の姿
勢変化を生じさせ、これにより車輌の旋回や加減速の条
件が限界走行条件に近づいていることを運転者に更に一
層的確に認識させることができる。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例につい
て詳細に説明する。

［実施例］ 第２図は本発明による電子制御サスペンション装置の
一つの実施例を示す概略構成図、第３図は第１図に示さ
れた実施例の空気回路図である。

図示の実施例の電子制御サスペンション装置は、空気
回路ACに接続されたそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪、
右後輪用のサペンション1FL、1FR、1RL、1RRを有し、こ
れらのサスペンションにはそれぞれ気体ばね2FL、2FR、
2RL、2RR及びシッョクアブソーバ3FL、3FR、3RL、3RRが
設けられている。

第３図に示されている如く、気体ばね2FL、2FR、2R
L、2RRはそれぞれ主気体室4FL、4FR、4RL、4RRと副気体
室5FL、5FR、5RL、5RRとを有し、主気体室の一部はそれ
ぞれダイヤフラム6FL、6FR、6RL、6RRにより形成されて
いるので、主気体室4FL、4FR、4RL、4RRに対し空気を給
排することにより対応する部位の車高を調整することが
できるようになっており、従って各サスペンションは第
１図の流体アクチュエータM2を構成している。

気体ばね2FL、2FR、2RL、2RRはそれぞればね定数切換
え用のアクチュエータ7FL、7FR、7RL、7RRを有し、これ
らのアクチュエータを駆動することにより対応する主気
体室と副気体室との間の連通若しくはそれらの連通度合
を切換え制御し、これによりばね定数を「低」、
「中」、「高」の三段階に変更することができるように
なっている。またショックアブソーバ3FL、3FR、3RL、3
RRはそれぞれ減衰力切換え用のアクチュエータ8FL、8F
R、8RL、8RRを有し、これらのアクチュエータを駆動す
ることによりピストン3a、3b、3c、3dに設けられた図に
は示されていないオリフィスの実効通路断面積を制御
し、これによりシリンダ3e、3f、3g、3h内のオイルがオ
リフィスを経て流れる際の流通抵抗を変化させ、これに
より減衰力を「低」、「中」、「高」の三段階に変更す
ることができるようになっている。

空気回路ACには各気体ばねへ供給される圧縮空気の供
給源としてのコンプレッサ10が設けられている。コンプ
レッサ10はモータ９により駆動されるようになってお
り、その吐出側は逆流を防止する逆止弁12を介してエア
ドライヤ14及び排気用の開閉弁16に接続されている。エ
アドライヤ14内にはそれを通過する圧縮空気中の水分を
除去するシリカゲルの如き乾燥剤が封入されている。エ
アドライヤ14は固定絞り18及び逆流を防止する逆止弁20
を介して供給用の開閉弁22及び接続用の開閉弁24に接続
されている。開閉弁22は所定の圧力に設定されたリリー
フ弁25に接続され、高圧リザーバ用の開閉弁26を介して
前輪用の高圧リザーバ28に接続され、また高圧リザーバ
用の開閉弁30を介して後輪用の高圧リザーバ32に接続さ
れている。これらのリザーバ28及び32にはそれぞれ対応
するリザーバ内の空気の圧力を検出する圧力センサ34及
び36と、所定の圧力に設定されたリリーフ弁38及び40と
が設けられている。また供給用の開閉弁22はそれぞれ給
気用の開閉弁42、44、46、48を介して主気体室4FL、4F
R、4RL、4RRと接続されている。主気体室4FL、4FR、4R
L、4RRにはそれぞれ内部の空気の圧力を検出する圧力セ
ンサ50、52、54、56が接続されている。

左右前輪用の主気体室4FL及び4FRはそれぞれ排気用の
開閉弁58及び60を介して前輪用の低圧リザーバ62に接続
されている。同様に左右後輪用の主気体室4RL及び4RRは
それぞれ排気用の開閉弁64及び66を介して後輪用の低圧
リザーバ68に接続されている。前輪用及び後輪用の低圧
リザーバ62及び68は常に互いに連通接続されている。ま
たこれらのリザーバ62及び68にはそれぞれ対応するリザ
ーバ内の空気の圧力を検出する圧力センサ70及び72が接
続されており、特にリザーバ62には所定の圧力に設定さ
れたリリーフ弁74が設けられている。更にリザーバ62及
び68は接続用の開閉弁24に接続されており、また吸入用
の開閉弁76を介してコンプレッサ10の吸入側に接続され
ている。コンプレッサ10の吸入側には大気よりコンプレ
ッサへ至る空気の流れのみを許す逆止弁78が設けられて
いる。

かくして空気回路ACは第１図の流体給排手段M3を構成
している。

尚空気回路ACは逆止弁78が省略されることにより完全
な閉回路として構成されてよく、その場合には空気回路
内に空気又は窒素ガスの如き他の気体が封入されてよ
い。また図示の実施例に於ては開閉弁16、22、24、26、
30、42〜48、58〜66、76は常閉型の開閉弁であるが、こ
れらの開閉弁は常開型の開閉弁であってもよい。更に図
示の実施例に於ては、前輪用及び後輪用に個別に高圧リ
ザーバ28、32及び低圧リザーバ62、68が設けられている
が、前輪用及び後輪用に共通のそれぞれ一個の高圧リザ
ーバ及び低圧リザーバが設けられてもよい。

第２図に示されている如く、左前輪、右前輪、左後
輪、右後輪に対応する位置にはそれぞれ対応する部位の
車高を検出する車高センサ80、82、84、86が設けられて
いる。これらの車高センサは所定の基準車高に対する実
際の車高の偏差として車高信号を出力するようになって
いる。またステアリングホイール88の操舵角を検出する
操舵角センサ90、車体の横方向及び前後方向の加速度を
検出する加速度センサ92、図には示されていない変速機
の出力軸の回転速度より車速を検出する車速センサ93、
車輌のドア毎に設けられドアの閉状態を検出するドアス
イッチ94、変速機のシフト位置がニュートラルであるこ
とを検出するニュートラルスイッチ95、図には示されて
いない内燃機関の吸入空気量を制御するスロットルバル
ブの開度を検出するスロットル開度センサ96が各々設け
られている。また車輌の乗員により操作されそれぞれ目
標車高を車速に応じて「高」又は「中」及び「中」又は
「低」に指示する車高ハイスイッチ97及び車高ロースイ
ッチ98が設けられている。

尚操舵角センサ90、加速度センサ92、車速センサ93は
第１図の走行状態検出手段M4を構成しており、車高セン
サ80〜86は車高ハイスイッチ97及び車高ロースイッチ98
と共働して第１図の姿勢変化量検出手段M6を構成してい
る。

次に第４図に示されたブロック図を参照して図示の実
施例の電気系統について説明する。

上述の空気回路AC及び各サスペンション1FL、1FR、1R
L、1RRは電子制御回路100により制御される。第４図に
示されている如く、電子制御回路100は周知のCPU102、R
OM104、RAM106を論理演算回路の中心素子として構成さ
れており、これらの素子はアクチュエータ駆動回路10
8、弁駆動回路110、センサ入力回路112、レベル入力回
路114とコモンバス116により相互に接続されている。

CPU102は、圧力センサ34、36、50〜56、70、72、車高
センサ80〜86、操舵角センサ90、加速度センサ92、車速
センサ93、スロットル開度センサ96よりの信号をセンサ
入力回路112を経て入力し、またドアスイッチ94、ニュ
ートラルスイッチ95、車高ハイスイッチ97及び車高ロー
スイッチ98よりの信号をレベル入力回路114を経て入力
するようになっている。またCPU102はこれらの信号及び
ROM104、RAM106内のデータに基いてアクチュエータ駆動
回路108を経てコンプレッサ用モータ９、ばね定数切換
え用アクチュエータ7FL、7FR、7RL、7RR、減衰力切換え
用アクチュエータ8FL、8FR、8RL、8RRへ駆動信号を出力
し、また弁駆動回路110を経て排気用開閉弁16、供給用
開閉弁22、接続用開閉弁24、高圧リザーバ用開閉弁26及
び30、給気用開閉弁42〜48、排気用開閉弁58〜66、吸入
用開閉弁76へ駆動信号を出力し、これにより各サスペン
ション1FL、1FR、1RL、1RRを制御するようになってい
る。

尚ROM104には後述の如く第10図乃至第21図に示された
グラフに対応するマップ記憶されている。また後に詳細
に説明する如く、電子制御回路100は第１図の目標変化
量設定手段M5及び制御手段M7を構成している。

次に第５図乃至第９図に示されたフローチャート及び
第10図乃至第21図に示されたグラフを参照して上述の電
子制御回路100に於て行われる種々の処理について説明
する。

第５図は本発明によるサスペンション装置の制御の一
例を示すゼネラルフローチャートであり、第６図乃至第
９図はそれぞれ第５図に示されたフローチャートのステ
ップ200、400、500、600に於て行われる処理の詳細を示
すフローチャートである。

第５図に示されたフローチャートによる制御は図には
示されていないイグニッションスイッチによるメインリ
レーの閉成により開始され、メインリレーの開成により
各開閉弁が閉弁された状態で終了する。

まず最初のステップ105に於ては、RAM106に記憶され
ているデータの如き変数の初期設定が行われ、次のステ
ップ110に於ては上述の各センサよりの信号の読込みが
行われる。

次のステップ200に於ては、車体のロールに対処して
行われるサスペンション1FL、1FR、1RL、1RRの気体ばね
2FL、2FR、2RL、2RRに対する空気の給排制御のうち、第
６図に示されたフローチャートに従ってフィードフォワ
ード制御の演算処理が実行される。このフィードフォワ
ード制御は車速及び操舵角より車体の横加速度ＧRLMを
推定によって演算し、その推定された横加速度ＧRLMに
応じて気体ばね2FL、2FR、2RL、2RRの気圧を調整し、こ
れにより車体のロールを未然に防止し或いは抑制せんと
するものである。

次のステップ400に於ては、気体ばねに対する空気の
給排制御のうち、第７図に示されたフローチャートに従
ってフィードバック制御の演算処理が実行される。この
フィードバック制御は車体の実際の加速度に基き気体ば
ねの気圧を調整することにより車体の姿勢を安定化させ
んとするものである。

次のステップ500に於ては、各サスペンションに対す
る総圧力制御量、即ちステップ200及び400に於て演算さ
れた圧力制御量の和が演算される（第８図参照）。

次のステップ600に於ては、ステップ500に於て演算さ
れた総圧力制御量に基き高圧リザーバ用開閉弁26及び3
0、給気用開閉弁42〜48、排気用開閉弁58〜66、吸入用
開閉弁76のうち必要な開閉弁を開閉するための駆動デュ
ーティが演算される（第９図参照）。

次にステップ200〜600に於ける各処理について更に詳
細に説明する。

第６図はステップ200に於て実行されるフィードフォ
ワード制御の演算処理を示すフローチャートである。

まずステップ210に於ては、各信号のフィルタリング
処理が実行される。即ち今回読込まれたデータをＸ
（ｎ）とし、前回のフィルタリング処理後の値をＹ（ｎ
−１）とし、フィルタリング定数をIf（＝１〜256）と
すると、フィルタリング処理による出力Ｙ（ｎ）は次式
にて表される。

尚この処理は検出されたデータのノイズ成分を相殺し
たり、所定値以上の周波数のデータの振れを平均化する
ための処理である。

次のステップ220に於ては、車輌のドアスイッチ94よ
りの信号に基き全てのドアが閉状態であるか否かの判定
が行われ、ステップ230に於ては、ニュートラルスイッ
チ95よりの信号に基き変速機がニュートラル状態にある
か否かが判定され、ステップ240に於ては、スロットル
開度センサ96よりの信号に基きスロットルバルブが全閉
状態にあるか否かが判定され、ステップ250に於ては、
サスペンション制御用開閉弁のうち特に高圧リザーバ用
開閉弁26及び30、給気用開閉弁42〜48、排気用開閉弁5
8、66によりサスペンションに対する車高制御が行われ
ているか否かが判定され、ステップ260に於ては、車速
センサ93よりの信号に基き車速Ｖが所定値V₀以下である
か否かの判定が行われる。

かくしてステップ220、230、240、260に於ては車体の
姿勢を変化させる要因（例えばそれぞれ乗員の乗降のた
めのドアの開閉、タイヤへの駆動力の伝達状態を示す変
速機のシフト位置、内燃期間の出力に対応するその吸入
空気量、車輌の走行状態を示す変数の一つである車速）
の判定が行われ、ステップ250に於ては気体ばねの気圧
を調整するための空気の給排が行われていないか否かの
判定が行われる。

これらのステップ220〜260に於ける判定が全ての肯定
の判定である場合には、車体の姿勢が安定な状態にあ
り、気体ばね2FL、2FR、2RL、2RRの圧力は大きい変動を
生じておらず安定しているものと推定することができる
ので、次のステップ270に於て各圧力センサ50〜56によ
り検出された圧力がそれぞれ基準圧力ＰFLA、ＰFRA、Ｐ
RLA、ＰRRAとして設定され、RAM106に記憶される。

尚これらの圧力がステップ210に於けるフィルタリン
グの周波数よりも低い周波数、例えば5Hzのローパスフ
ィルタにてフィルタリングされた値となるよう、ステッ
プ210に於けるフィルタリング定数Ifが設定される。

ステップ220〜260の何れかに於て否定の判定が行われ
ると、ステップ270は実行されず、従って基準圧力ＰFL
A、ＰFRA、ＰRLA、ＰRRAは更新されず、逆に220〜260,
の全ての条件が成立している限り必ず基準圧力の更新が
行われる。

ステップ270が完了した後又はステップ220〜260の何
れかに於て否定の判定が行われると、次のステップ280
に於て車速Ｖ及び操舵角θより第10図に示されたグラフ
に対応するマップに基き車体の推定横加速度RLが演算
される。

次のステップ290に於ては、車速Ｖ及び操舵角θの微
分値である操舵角速度より第11図に示されたグラフに
対応するマップに基き車体の推定横加速度の変化率RL
が演算される。この場合操舵角速度は所定の時間の間
に於ける操舵角θの差分値であってもよい。

尚第10図及び第11図のグラフに於てはそれぞれ２本及
び８本の折線のみが図示されているが、それぞれ２本及
び８本以上の折線が設定されていてよく、各折線の間の
値は補間計算により演算される。

次のステップ300に於ては、下記の式に従って予測横
加速度ＧRLMが演算される。

ここにｍ及びｈは定数であり、それぞれ車体のロール
を予測するために例えば実験により求められてよい値で
ある。

次のステップ310に於ては、ステップ300に於いて演算
された予測横加速度ＧRLMより第12図に示されたグラフ
に対応するマップに基き、各気体ばね2FL、2FR、2RL、2
RRの圧力が横加速度に起因して変化すると推定される予
測圧力変化量ΔＰFLM、ΔＰFRM、ΔＰRLM、ΔＰRRMが演
算される。

第12図に示されている如く、予測圧力変化量は下記の
如く表される。

ΔＰFLM＝ａ・ＧRLM ΔＰFRM＝−ａ・ＧRLM ΔＰRLM＝ｂ・ＧRLM ΔＰRRM＝−ｂ・ＧRLM ここにａ及びｂはサスペンションの諸特性のばらつき
を補正する係数であり、それぞれ以下の如く表される。

ここにＷはばね上重量であり、Ｈは重心高さであり、
Tf及びTrはそれぞれ前輪及び後輪のトレッドであり、Rf
及びRrはそれぞれ前輪及び後輪のアーム比であり、Af及
びArはそれぞれ前輪及び後輪のサスペンションのピスト
ンの受圧面積であり、Ｌはホイールベースであり、Lrは
後輪と重心との間の距離である。またKfは（L/Lr）＞Kf
≧1.0の範囲にて設定される任意の定数である。このKf
は前輪の分担荷重比率を表し、この値を変化させること
により車輌のステア特性を任意に設定することができ
る。例えばKfが1.0であるときには前輪の分担荷重比率
は50％となる。

また第12図に示されている如く、計算値の振れ、検出
誤差、ノイズ等に起因して微小な調整が繰返し行われる
ことを防止すべく、−ｉ≦ＧRLM≦ｉ（ｉは正の定数）
である場合には予測圧力変化量ΔＰFLM、ΔＰFRM、ΔＰ
RLM、ΔＰRRMが０に設定される不感帯が設けられてい
る。

次のステップ320に於ては、ステップ270及び310に於
ける演算結果に基き、各気体ばねの目標圧力ＰFLM、ＰF
RM、ＰRLM、ＰRRMが下記の式に従って演算される。

ＰFLM＝ΔＰFLM＋ＰFLA ＰFRM＝ΔＰFRM＋ＰFRA ＰRLM＝ΔＰRLM＋ＰRLA ＰRRM＝ΔＰRRM＋ＰRRA 次のステップ330に於ては、各圧力の偏差ＥFL、ＥF
R、ＥRL、ＥRRが下記の式に従って演算される。

ＥFL＝ＰFLM−ＰFL ＥFR＝ＰFRM−ＰFR ＥRL＝ＰRLM−ＰRL ＥRR＝ＰRRM−ＰRR 尚上記式におけるＰFL、ＰFR、ＰRL、ＰRRはそれぞれ
主気体室4FL、4FR、4RL、4RRに設けられた圧力センサ50
〜56により検出された圧力であってフィルタリング処理
された後の値である。

次のステップ340に於ては、ステップ330於て演算され
た各圧力の偏差を制御量に変換すべく、次のステップ35
0に於て実行されるフィードフォワード制御の演算のゲ
インk1が例えば第13図に於て破線にて示されたグラフに
対応するマップに基き、予測横加速度ＧRLMと実際の横
加速度ＧRLとの差に応じて演算される。

この場合第13図に示されている如く、絶対値|GRLM＋
ＧRL｜がｑ以下のときにはk1は０であり、Ｑ以上のとき
にはk1はＴであり、これらの間に於ては|GRLM＋Gr1|の
増大についてk1が漸次増大するようになっている。従っ
て予測横加速度ＧRLMと実際の横加速度ＧRLとの差が大
きければ大きいほど各サスペンションへの制御に対する
フィードフォワード制御の寄与度合が高くなる。

次のステップ350に於ては、ステップ330に於いて演算
された各圧力の偏差ＥRL、ＥFR、ＥRL、ＥRR及びステッ
プ340に於て演算されたゲインk1に基き、下記の式に従
って各サスペンション1RL、1FR、1RL、1RRに対するフィ
ードフォワードによる圧力制御量Ｃ1FL、Ｃ1FR、Ｃ1R
L、Ｃ1RRが演算される。

Ｃ1FL＝k1・ＥFL Ｃ1FR＝k1・ＥFR Ｃ1RL＝k1・ＥRL Ｃ1RR＝k1・ＥRR 第７図はステップ400に於て実行されるフィードバッ
クの制御の演算処理を示すフローチャートである。

まずステップ410に於ては、車高センサ80〜86により
検出された左前輪、右前輪、左後輪、右後輪に対応する
部位の車高ＸFL、ＸFR、ＸRL、ＸRRに基き、下記の式に
従って車体のヒーブ量（上下変位量）ＸH、ピッチ量Ｘ
P、ロール量ＸR、ねじれ量ＸWが演算される。

ＸH＝（ＸFR＋ＸFL）＋（ＸRR＋ＸRL） ＸP＝（ＸFR＋ＸFL）−（ＸRR＋ＸRL） ＸR＝（ＸFR−ＸFL）＋（ＸRR−ＸRL） ＸW＝（ＸFR−ＸFL）−（ＸRR−ＸRL） 次のステップ420に於ては、ステップ410に於て演算さ
れた各モード量ＸH、ＸP、ＸR、ＸWに基き、下記の式に
従って各モード量の偏差ＥH、ＥP、ＥR、ＥWが演算され
る。

ＥH＝ＸHM−ＸH ＥP＝ＸPM−ＸP ＥR＝ＸRM−ＸR ＥW＝ＸWM−ＸW 尚上記式に於てＸHMは目標ヒーブ量であり、車速及び
車高ハイスイッチ97により設定されたモード（Ｈ−AUT
O）又は車高ロースイッチ98により設定されたモード
（Ｎ−AUTO）より第14図に示されたグラフに対応するマ
ップに基き演算される。またＸPM及びＸRMはそれぞれ目
標ピッチ量及び目標ロール量であり、それぞれ加速度セ
ンサ92により検出された実際の横加速度ＧFR、及び実際
の横加速度ＧRLより第15図及び第16図に示されたグラフ
に対応するマップに基き演算される。またＸWMは目標ね
じれ量であり、０であってよい。

次のステップ430に於ては、各モード量ＸH、ＸP、Ｘ
R、ＸWの微分値H、P、R、Wに基き、下記の式に
従って各モード量の変化率の偏差H、P、R、Wが
演算される。

尚、H、P、R、WはそれぞれＸH、ＸP、ＸR、
ＸWの所定の時間の間に於ける差分値であってもよい。

H＝HM−H P＝PM−P R＝RM−R W＝WM−W ここにHMはヒーブ量の目標変化率であり、０であっ
てよい。PM及びRMはそれぞれピッチ量の目標変化率
及びロール量の目標変化率であり、それぞれ前後加速度
の変化率FR及び横加速度の変化率RLより第17図及び
第18図に示されたグラフに対応するマップに基き演算さ
れる。またWMはねじれ量の目標変化率であり、０であ
ってよい。

尚第15図乃至第18図に示されている如く、目標ピッチ
量ＸPMは車体の実際の前後加速度ＧFRが第一の所定値ｇ
frr1（負の定数）と第二の所定値ｇfrr2（負の定数）と
の間及び第一の所定値ｇfrf1（正の定数）と第二の所定
値ｇfrf2（正の定数）との間に於ては、実際の前後加速
度ＧFRがそれぞれ第一の所定値ｇfrr1以上、第一の所定
値ｇfrf1以下の場合に比して実際の前後加速度ＧFRに対
する目標ピッチ量ＸPMの比が高くなるよう設定されてお
り、目標ロール量ＸPMも車体の実際の横加速度ＧRLが第
一の所定値ｇrll1（負の定数）と第二の所定値ｇrll2
（負の定数）との間及び第一の所定値ｇrlr1（正の定
数）と第二の所定値ｇrlr2（正の定数）との間に於て
は、実際の横加速度ＧRLがそれぞれ第一の所定値ｇrll1
以上、第一の所定値ｇrlr1以下の場合に比して実際の横
加速度ＧRLに対する目標ロール量ＸRMの比が高くなるよ
う設定されている。

同様にピッチ量の目標変化率PM及びロール量の目標
変化率RMもそれぞれ第一の所定値ｇpmr1（負の定
数）、ｇrml1（負の定数）と第二の所定値ｇpmr2（負の
定数）、ｇrml2（負の定数）との間及び第一の所定値ｇ
pmf1（正の定数）、ｇrmr1（正の定数）と第二の所定値
ｇpmf2（正の定数）、ｇrmr2（正の定数）との間に於て
は、ピッチ量の目標変化率PM及びロール量の目標変化
率RMがそれぞれ第一の所定値ｇpmr1、ｇrml1以上、第
一の所定値ｇpmf1、ｇrmr1以下の場合に比して、それぞ
れ実際の前後加速度の変化率FRに対するピッチ量の目
標変化率PMの比、実際の横加速度の変化率RLに対す
るロール量の目標変化率RMの比が高くなるよう設定さ
れている。

また目標ピッチ量ＸPMは車体の実際の前後加速度ＧFR
が第二の所定値ｇfrr2より小さくなるにつれて、或いは
第二の所定値ｇfrf2より大きくなるにつれてその絶対値
が漸次減少し、それぞれ第三の所定値ｇfrr3、ｇfrf3に
於て０になるよう設定されており、目標ロール量ＸRMの
車体も実際の横加速度ＧRLが第二の所定値ｇrll2より小
さくなるなるにつれて、或いは第二の所定値ｇrlr2より
大きくなるにつれてその絶対値が漸次減少し、それぞれ
第三の所定値ｇrll3、ｇrlr3に於て０になるよう設定さ
れている。

同様にピッチ量の目標変化率PM及びロール量の目標
変化率RMもそれぞれ第二の所定値ｇpmr2、ｇrmr2より
小さくなるにつれて、或いは第二の所定値憂ｇpmf2、ｇ
rmf2より大きくなるにつれてそれらの絶対値が漸次減少
し、それぞれ第三の所定値ｇpmr3及びｇpmf3、ｇrmr3及
びｇrmf3に於て０になるよう設定されている。

更に図示の実施例に於ては、第三の所定値ｇfrr3及び
ｇrll3は加速度センサ92の出力信号を伝達する図には示
されていないワイヤハーネスが断線した場合等に於て電
子制御回路100へ入力される異常信号の値に実質的に等
しい値に設定され、第三の所定値ｇfrf3及びｇrlf3はワ
イヤハーネスが短絡した場合等に於て電子制御回路へ入
力される異常信号の値に実質的に等しい値に設定されて
いる。同様に第三の所定値ｇpmr3及びｇrml3はワイヤハ
ーネスが断線した場合等に於て電子制御回路へ入力され
た加速度の異常値に基き演算された瞬時値としての異常
な加速度の変化率、或いはRAM106等の異常により制御範
囲を逸脱した異常な加速度の変化率に対応する値に設定
され、第三の所定値ｇpmf3及びｇrmr3はワイヤハーネス
が断線した場合等に於て電子制御回路へ入力された加速
度の異常値に基き演算された瞬時値としての異常な加速
度の変化率、或いはRAM106等の異常により制御範囲を逸
脱した異常な加速度の変化率に対応する値に設定されて
いる。

ステップ430の次に行なわれるステップ440に於ては、
各モードの偏差を制御量に変換するために次のステップ
450に於て実行される演算の演算式に於けるフィードバ
ックゲインｋ2H、ｋ2P、ｋ2R、ｋ2W（k2と総称する）及
びｋ3H、ｋ3P、ｋ3R、ｋ3W（k3と総称する）が第13図の
実線にて示されたグラフに対応するマップに基き予測横
加速度ＧRLMと実際の横加速度ＧRLとの差に応じて演算
される。

この場合第13図に示されている如く、絶対値|GRLM−
ＧRL｜がｑ以下のときにはk2及びk3はＴであり、Ｑ以上
のときにはk2及びk3はｔであり、これらの間に於ては絶
対値|GRLM−Gr1|の増大に応じてk2及びk3が漸次減少す
るようになっている。従って予測横加速度ＧRLMと実際
の横加速度ＧRLとの差が小さければ小さいほど各サスペ
ンションへの制御に対するフィードバック制御の寄与度
合が高くなる。

次のステップ450に於ては、ステップ420に於て演算さ
れた各モード量の偏差ＥH、ＥP、ＥR、ＥW及びステップ
430に於て演算された各モード量の変化率の偏差H、
P、R、Wより、下記の式に従って各モードのフィー
ドバック量ＤH、ＤP、ＤR、ＤWが演算される。

ＤH＝ｋ2H・ＥH＋ｋ3H・H＋ｋ4H ＤP＝ｋ2P・ＥP＋ｋ3P・P＋ｋ4P ＤR＝ｋ2R・ＥR＋ｋ3R・R＋ｋ4R ＤW＝ｋ2W・ＥW＋ｋ3W・W＋ｋ4W ここにｋ4H、ｋ4P、ｋ4R、ｋ4Wはそれぞれ定数であ
る。

次のステップ460に於ては、ステップ450に於て演算さ
れた各モードのフィードバック量ＤH、ＤP、ＤR、ＤWに
基き、下記の式に従って各サスペンション1FL、1FR、1R
L、1RRに対するフィードバック制御量ＤFL、ＤFR、ＤR
L、ＤRRが演算される。

ＤFL＝1/4（ｋOH・ＤH＋2k OP・Lf・ＤP −ｋOR・ＤR＋ｋOW・ＤW） ＤFR＝1/4（ｋOH・ＤH＋2k OP・Lf・ＤP ＋ｋOR・ＤR＋ｋOW・ＤW） ＤRL＝1/4（ｋOH・ＤH＋2k OP・（１−Lf） ・ＤP−ｋOR・ＤR＋ｋOW・ＤW） ＤRR＝1/4（ｋOH・ＤH＋2k OP・（１−Lf） ・ＤP−ｋOR・ＤR＋ｋOW・ＤW） ここにｋOH、ｋOP、ｋOR、ｋOWは一定の係数であり、
Lfはホイールベース内に於ける車体の重心位置を考慮し
た前後輪間の分配係数である。

次のステップ470に於ては、ステップ460に於て演算さ
れたフィードバック制御量ＤFL、ＤFR、ＤRL、ＤRRに基
き、下記の式に従ってフィードバックによる圧力制御量
Ｃ2FL、Ｃ2FR、Ｃ2RL、Ｃ2RRが演算される。

Ｃ2FL＝ＰFL・ａ2FL・ＤFL Ｃ2FR＝ＰFR・ａ2FR・ＤFR Ｃ2RL＝ＰRL・ａ2RL・ＤRL Ｃ2RR＝ＰRR・ａ2RR・ＤRR 尚上記式に於てＰFL、ＰFR、ＰRL、ＰRRは主気体室4F
L、4FR、4RL、4RRに設けられた圧力センサ50〜56により
検出された圧力であってフィルタリング処理された値で
ある。またａ2FL、ａ2FRえ、ａ2RL、ａ2RRは一定の係数
である。

第８図に示されたステップ510に於ては、ステップ350
に於て演算されたフィードフォワードによる圧力制御量
Ｃ1FL、Ｃ1FR、Ｃ1RL、Ｃ1RR及びステップ470に於て演
算されたフィードバックによる圧力制御量Ｃ2FL、Ｃ2F
R、Ｃ2RL、Ｃ2RRに基き、下記の式に従って各サスペン
ションに対する総圧力制御量ＣFL、ＣFR、ＣRL、ＣRRが
演算される。

ＣFL＝Ｃ1FL＋Ｃ2FL ＣFR＝Ｃ1FR＋Ｃ2FR ＣRL＝Ｃ1RL＋Ｃ2RL ＣRR＝Ｃ1RR＋Ｃ2RR 第９図は第５図に示されたフローチャートのステップ
600に於て行われる開閉弁制御量の演算処理を示すフロ
ーチャートである。

ステップ610に於ては、ステップ510に演算された総圧
力制御量ＣFL、ＣFR、ＣRL、ＣRRに基き主気体室４FL、
４FR、４RL、４RR内の圧力を調整すべく、高圧リザーバ
用開閉弁26及び30、給気用開閉弁42〜48又は排気用開閉
弁58〜66の開弁時間（開弁状態に維持される時間）ＴF
L、ＴFR、ＴRL、ＴRRが下記の式に従って演算される。

圧力上昇用の開閉弁、即ち高圧リザーバ用開閉弁26、
30及び給気用開閉弁42〜48の場合 ＴFL＝（ａF／φ）・（ＣFL/PFH） ＴFR＝（ａF／φ）・（ＣFR/PFH） ＴRL＝（ａR／φ）・（ＣRL/PRH） ＴRR＝（ａR／φ）・（ＣRR/PRH） 圧力低下用の開閉弁、即ち排気用開閉弁58〜66の場合 ＴFL＝（ｂF／φ）・（ＣFL/PFH） ＴFR＝（ｂF／φ）・（ＣFR/PFH） ＴRL＝（ｂR／φ）・（ＣRL/PRH） ＴRR＝（ｂR／φ）・（ＣRR/PRH） 上記各式に於て、ａF／φ及びａR／φは高圧リザーバ
内の圧力のP1（＝ＰFH又はＰRH）と該リザーバより空気
の供給を受ける対応する主気体室内の圧力P2と比P1/P2
より第19図に示されたグラフに対応するマップに基き演
算される。またｂF／φ及びｂR／φは対応する主気体室
内の圧力P2と該主気体室より排出される空気を受ける低
圧リザーバ内の圧力P3との比P2/P3より第20図に示され
たグラフに対応するマップに示されたグラフに対応する
マップに基き演算される。

次のステップ620に於ては、ステップ610に於て演算さ
れた開弁時間に基き、下記の式に従って実際に開閉弁が
開弁される時間（実開弁時間）ＴFLU、ＴFRU、ＴRLU、
ＴRRU（圧力上昇の場合）及びＴFLD、ＴFRD、ＴRLD、Ｔ
RRD（圧力低下の場合）が演算される。

圧力上昇用の開閉弁の場合 ＴFLU＝αF・ＴFL＋βFL ＴFRU＝αF・ＴFR＋βFR ＴRLU＝αR・ＴRL＋βRL ＴRRU＝αR・ＴRR＋βRR 圧力低下用の開閉弁の場合 ＴFLD＝γF・ＴFL＋δFL ＴFRD＝γF・ＴFR＋δFR ＴRLD＝γR・ＴRL＋δRL ＴRRD＝γR・ＴRR＋δRR 尚上記各式に於けるαF、γF、αR、γR、βFL、βF
R、βRL、βRR、δFL、δFR、δRL、δRRは一定の定数
である。

次のステップ630に於ては、ステップ620に於て演算さ
れた各開閉弁の実開弁時間ＴFLU、ＴFRU、ＴRLU、ＴRRU
（ＴUと総称する）又はＴFLD、ＴFRD、ＴRLD、ＴRRD
（ＴDと総称する）のガード処理が行われる。この処理
は開閉弁の開閉が繰返し頻繁に行われることを防止し、
これにより開閉弁を保護するために行われるものであ
る。例えば第21図に示されている如く、デューティが30
％未満となる実開弁時間ＴU又はＴDが演算された場合に
は、実開弁時間ＴU、ＴDは０に設定され、デューティが
80％を越える実開弁時間ＴU又はＴDが演算された場合に
は、実開弁時間ＴU、ＴDはデューティ80％に相当する開
弁時間に固定的に設定される。

次のステップ640に於ては、ステップ630に於てガード
処理された後の実開弁時間ＴU又はＴDにて開閉弁26、3
0、42〜48、58〜62の開弁時間を表す駆動デューティが
設定される。

かくして図示の実施例によれば、車体の姿勢の目標変
化量である目標ピッチ量ＸPM及びロール量ＸRM、車体の
姿勢の目標変化率であるピッチ量の目標変化率PM及び
ロール量の目標変化率RMは、加速度センサ92よりの加
速度信号の値が第一の所定値を越えると加速度の増大と
ともに比較的急激に増大する。

従って車体の加速度が第一の所定値を越えると、加速
度が第一の所定値以下の場合に比して車輌のロール剛性
やピッチ剛性が低減されることにより車体の比較的小さ
い姿勢変化が生じるので、運転者は車輌の旋回や加減速
の条件が限界走行条件になったことを確実に認識するこ
とができる。

また図示の実施例によれば、目標ピッチＸPM、ロール
量ＸRM、ピッチ量の目標変化率PM、ロール量の目標変
化率RMは、加速度センサ92よりの加速度信号の値が第
二の所定値と第三の所定値との間の異常値となったとき
には、各目標変化量の絶対値が低い値に低減補正され、
加速度信号の値が第三の所定値異常の異常値となったと
きには各目標変化量は０に設定される。従って加速度セ
ンサ92よりの加速度信号の値が異常値になっても車体の
姿勢制御自体は続行され、これにより異常な値に基く車
体の姿勢制御が回避されることにより車体の姿勢が大き
く悪化することが防止されると共に、車体が低減補正さ
れ又は０に設定された目標変化量に基く姿勢、即ち車体
が路面に対し実質的に平行な姿勢）に制御される。

また第一乃至第三の所定値は上述の如く設定されてい
るので、第15図乃至第18図で見て第一の所定値と第二の
所定値との間の傾斜を急激な傾斜に設定することがで
き、これにより車輌の旋回や加減速の条件が限界走行条
件に近づいたことを運転者に確実に認識させることがで
きる。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかでろう。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかである如く、本発明によれば、
旋回や加減速が非常に急激には行われず加速度の大きさ
が所定値以下のときには、旋回時や加減速時に於ける車
体の姿勢を安定した姿勢に維持し、これにより車輌の良
好な操縦安定性を確保することができ、また旋回や加減
速が非常に急激に行われ加速度の大きさが所定値を越え
ると、加速度の大きさが所定値以下の場合に比して加速
度に対する目標姿勢変化量の比が高くされることによ
り、車体の姿勢がロールやピッチングが大きくなる目標
姿勢に制御され、その結果車体の比較的大きい姿勢変化
が生じるので、運転者は車輌の旋回や加減速の条件が限
界走行条件に近づいていることを確実に認識することが
でき、これによりドリフトの如き車輌の急激な挙動変化
が生じることを未然に防止することができる。

また本発明によれば、加速度の大きさが所定値を越え
たときには加速度の大きさが所定値以下の場合に比して
加速度に対する目標姿勢変化量の比が高くなるよう目標
姿勢変化量が設定され、目標姿勢変化量自体が高い値に
設定される訳ではないので、加速度の大きさが所定値を
越えた段階に於て車体の姿勢が急激に変化すること及び
これに起因して車輌の操縦安定性が急激に悪化すること
を確実に防止することができる。

更に本発明によれば、車速や操舵角などより車輌の旋
回や加減速の条件が限界走行条件に近づいているか否か
が判定されるのではなく、車体の実際の加速度の大きさ
が所定値を越えている否かにより旋回や加減即の条件が
限界走行条件に近づいているか否かが判定されるので、
路面の摩擦係数、タイヤの摩耗状況、車輌の積載荷重な
どに拘らず車輌の走行状態が限界走行条件に近づいてい
るか否かを正確に判定し、その正確な判定結果を車体の
姿勢変化として運転者に認識させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子制御サスペンション装置の基
本的構成図、第２図は本発明による電子制御サスペンシ
ョン装置の一つの実施例を示す概略構成図、第３図は第
１図に示された実施例の空気回路図、第４図は第１図及
び第２図に示された実施例の電気系統を示すブロック
図、第５図は第４図に示された電子制御回路に於て実行
される制御ルーチンのゼネラルフローチャート、第６図
は第５図に示されたフローチャートのステップ200に於
て行われるフィードフォワードの演算処理を示すフロー
チャート、第７図は第５図に示されたフローチャートの
ステップ400に於て行われるフィードバック制御の演算
処理を示すフローチャート、第８図は第５図に示された
フローチャートのステップ500に於て行われる総圧力制
御量の演算処理を示すフローチャート、第９図は第５図
に示されたフローチャートのステップ600に於て行われ
る開閉弁制御量の演算処理を示すフローチャート、第10
図は操舵角θ及び車速Ｖより推定横加速度RLを演算す
るために使用されるマップに対応するグラフ、第11図は
操舵角速度及び車速Ｖより推定横加速度の変化率 を演算するために使用されるマップに対応するグラフ、
第12図は予測横加速度ＧRLMより予測圧力変化量ΔＰFL
M、ΔＰFRM、ΔＰRLM、ΔＰRRMを演算するために使用さ
れるマップに対応するグラフ、第13図は予測横加速度Ｇ
RLMと実際の横加速度ＧRLとの差に基いてフィードフォ
ワードゲインk1及びフィードバックゲインk2、k3を演算
するために使用されるマップに対応するグラフ、第14図
は車速Ｖ及び車高制御モードに基き目標ヒーブ量ＸHMを
演算するために使用されるマップに対応するグラフ、第
15図は実際の前後加速度ＧFRに基き目標ピッチ量ＸPMを
演算するために使用されるマップに対応するグラフ、第
16図は実際の横加速度ＧRLに基き目標ロール量ＸRMを演
算するために使用されるマップに対応するグラフ、第17
図は実際の前後加速度の変化率FRに基きピッチ量の目
標変化率PMを演算するために使用されるマップに相当
するグラフ、第18図は実際の横加速度の変化率RLに基
きロール量の目標変化率RMを演算するために使用され
るマップに対応するグラフ、第19図は高圧リザーバ内の
圧力P1と該リザーバより空気を受ける主気体室内の圧力
P2との比P1/P2に基き係数ａF／φ、ａR／φを演算する
ために使用されるマップに相当するグラフ、第20図は主
気体室内の圧力P2と該主気体室より空気を受ける低圧リ
ザーバ内の圧力P3との比P2/P3に基き係数ｂF／φ、ｂR
／φを演算するために使用されるマップに対応するグラ
フ、第21図は実開弁時間ＴU、ＴDに基き出力デューティ
を演算するために使用されるマップに相当するグラフで
ある。 M2……流体アクチュエータ,M4……走行状態検出手段,M5
……姿勢の目標変化量設定手段,M6……異常時制御手
段、1FL、1FR、1RL、1RR……サスペンション,2FL、2F
R、2RL、2RR……気体ばね,26、30……高圧リザーバ用開
閉弁,34、36、50、52、54、56、70、72……高圧力セン
サ,42〜48……給気用開閉弁,58〜66……排気用開閉弁,8
0〜86……車高センサ,90……操舵角センサ,92……加速
度センサ,93……車速センサ,94……ドアスイッチ,95…
…ニュートラルスイッチ,96……スロットル開度センサ,
100……電子制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米川 隆 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 武田 修 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 土居 俊一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平１−95926（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−69709（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−10321（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各車輪に対応して設けられ作動流体が給排
   されることにより対応する部位の車高を増減する流体ア
   クチュエータと、前記流体アクチュエータに対し作動流
   体を給排する流体給排手段と、車体の加速度を検出若し
   くは推定する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手
   段により推定若しくは検出された加速度に応じて前記車
   体の目標姿勢変化量を設定する目標姿勢変化量設定手段
   と、前記車体の姿勢変化量を検出若しくは推定する姿勢
   変化量検出手段と、前記車体の姿勢変化量と前記目標姿
   勢変化量との偏差に基づき前記車体の姿勢変化量が前記
   目標姿勢変化量に一致するよう前記流体給排手段を制御
   する制御手段とを有する電子制御サスペンション装置に
   於て、前記制御手段は前記走行状態検出手段により検出
   若しくは推定された加速度の大きさが所定値を越えたと
   きには加速度の大きさが前記所定値以下の場合に比して
   加速度に対する目標姿勢変化量の比が高くなるよう目標
   姿勢変化量を設定するよう構成されていることを特徴と
   する電子制御サスペンション装置。