JPH0939541A - 空気ばね式懸架機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール制御中に横加速度センサまたは操舵速
度センサが失陥しても、暫時ロール制御を継続すること
により、車体の急激な姿勢変化を抑える。 【解決手段】 車体８と各アクスルとの間に空気ばね
３，１３と減衰力可変式油圧緩衝器１０とを各別に介装
し、各空気ばね３，１３と副空気槽４，１４との間にば
ね定数を可変とする電磁開閉弁５，１５を挿入接続す
る。車速センサ２２と横加速度センサ２３と操舵速度セ
ンサ２４の各信号に基づき車体のロール制御を判定し、
この判定結果に応じて空気ばね３，１３のばね定数と油
圧緩衝器１０の減衰力を加減する。ロール制御中に例え
ば横加速度センサ２３の失陥が検出されても暫時ロール
制御を継続し、操舵角が所定値以下になつてから所定時
間経過した後にロール制御を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の空気ばね式懸
架機構、特にバスの走行状態に応じて空気ばねのばね特
性と油圧緩衝器の減衰力を加減する空気ばね式懸架機構
の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭63-145114 号公報に開示さ
れるように、小型乗用車では車速、横加速度、操舵速度
が予め定めた条件を満した時に、旋回時の車体のロール
量を小さくするように懸架機構の硬さを調整する電子制
御式懸架機構が実用化されている。

【０００３】上述の電子制御式懸架機構を空気ばねを備
えた大型バスに採用した時には、小型乗用車に比べて、
懸架機構のばね定数が小さく車両の重心が高いために、
ロール制御中に横加速度センサまたは操舵速度センサが
故障ないし失陥した時、ロール制御を直ちに中止すると
車両の姿勢が急激に変化し、操縦安定性が損われる恐れ
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、ロール制御中に横加速度センサ、操舵速度
センサまたは操舵角センサが失陥ないし故障した時にも
ロール制御を継続し、操舵角または横加速度が所定値以
下になつてから所定時間経過した後にロール制御を中止
するようにし、車両の急激な姿勢変化を抑止する、空気
ばね式懸架機構の制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は車体と各アクスルとの間に空気ばね
と減衰力可変式油圧緩衝器とを各別に介装し、各空気ば
ねと副空気槽との間にばね定数を加変とする電磁開閉弁
を挿入接続し、車速センサと横加速度センサと操舵速度
センサとを備え、各センサの信号に基づき車体のロール
を判別し、ロールの判別結果に応じて空気ばねのばね定
数と油圧緩衝器の減衰力を加減する空気ばね式懸架機構
の制御装置において、ロール制御中に横加速度センサの
失陥が検出された時はロール制御を継続し、操舵角が所
定値以下になつてから所定時間経過後にロール制御を中
止することを特徴とする。

【０００６】また、本発明の構成は車体と各アクスルと
の間に空気ばねと減衰力可変式油圧緩衝器とを各別に介
装し、各空気ばねと副空気槽との間にばね定数を加変と
する電磁開閉弁を挿入接続し、車速センサと横加速度セ
ンサと操舵速度センサとを備え、各センサの信号に基づ
き車体のロールを判別し、ロールの判別結果に応じて空
気ばねのばね定数と油圧緩衝器の減衰力を加減する空気
ばね式懸架機構の制御装置において、ロール制御中に操
舵速度センサの失陥が検出された時はロール制御を継続
し、横加速度が所定値以下になつてから所定時間経過後
にロール制御を中止することを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明はロール制御中に横加速度
センサまたは操舵速度センサ（操舵角センサでもよい）
が失陥した時、ロール制御を直ちに中止するのではな
く、所定の条件が整つてからロール制御を中止し、これ
により車両の急激な姿勢変化を回避し、車両の操縦安定
性を確保する。

【０００８】つまり、ロール制御中に横加速度センサの
失陥が検出された時は、ロール制御をしばらく継続し、
操舵角が所定値以下になつてから所定時間経過後にロー
ル制御を中止する。また、ロール制御中に操舵速度セン
サ（操舵角センサでも同じ）の失陥が検出された時は、
ロール制御をしばらく継続し、横加速度が所定値以下に
なつてから所定時間経過後にロール制御を中止する。

【０００９】

【実施例】図１，２に示すように、大型バスにおける前
輪２の空気ばね式懸架機構は懸架腕３ａを空気ばね３に
より車枠８に支持され、空気ばね３は電磁開閉弁５を経
て副空気槽４に接続される。また、空気ばね３は図示し
てない主空気槽から加圧空気を公知のレベリング弁を経
て供給されるか、空気ばね３の空気をレベリング弁を経
て外部へ排出されるようになつている。後輪１２の空気
ばね式懸架機構は後輪１２を支持する前後方向のビーム
１３ａの端部を、前後１対の空気ばね１３により車枠８
に支持される。１対の空気ばね１３は電磁開閉弁１５を
経て副空気槽１４に接続される。また、空気ばね１３は
図示してない主空気槽から加圧空気を公知のレベリング
弁を経て供給されるか、空気ばね１３の空気をレベリン
グ弁を経て外部へ排出されるようになつている。各空気
ばね３，１３のばね定数は、電磁開閉弁５，１５を閉じ
ると大きく（硬く）なり、電磁開閉弁５，１５を開くと
小さく（軟かく）なる。

【００１０】前輪２を支持する懸架腕３ａと車体の間に
油圧緩衝器１０が接続され、同様に後輪１２を支持する
ビーム１３ａの各端部と車体の間に油圧緩衝器１０が接
続される。各油圧緩衝器１０は減衰力をソフト、ミデア
ム、ハードの３段階に加減する回転型の減衰力制御弁を
一体に備えており、減衰力制御弁はアクチユエータ５１
により正逆回転駆動される。

【００１１】図３，４に示すように、各車輪を懸架する
油圧緩衝器１０はシリンダ４１にピストン４４を嵌挿し
て室４３と室４５を区画し、ピストン４４から上方外部
へ突出するロツド４２を車体に、シリンダ４１を懸架部
材にそれぞれ連結して構成される。油圧緩衝器１０はピ
ストン４４の内部に減衰力制御弁５０を備えられる。即
ち、ピストン４４の内部に弁室４６が設けられ、弁室４
６の内部に逆カツプ形の弁体４７が嵌挿される。弁体４
７は上方へ突出するロツド４２ａを結合される。ロツド
４２ａは中空のロツド４２に嵌挿され、かつロツド４２
の上端部に配設した電動機またはアクチユエータ５１に
より回動される時、室４３と室４５を結ぶ通路４８の面
積を加減し、油圧緩衝器１０の減衰力を加減するように
構成される。

【００１２】このため、図４に示すように減衰力制御弁
５０の弁室４６は径外方へ延びる１対の通路４８を室４
３へ連通される一方、弁室４６の下端を室４５へ連通さ
れる。弁室４６に嵌挿される弁体４７は、周壁に通路４
８と連通可能の大孔径の通孔ｓと中程度の孔径の通孔ｍ
と小孔径の通孔ｈとを備えており、通孔ｓが通路４８に
連通する図示の状態から、弁体４７を反時計方向へ回動
すると通孔ｍが通路４８に連通し、逆に弁体４７を時計
方向へ回動すると通孔ｈが通路４８に連通する。

【００１３】図５に示すように、本発明では車速センサ
２２、横加速度センサ２３、操舵速度センサ２４の各信
号に基づく電子制御装置２１の出力により、各電磁開閉
弁５，１５を駆動して空気ばね３，１３のばね定数を加
減し、また、アクチユエータ５１を駆動して各油圧緩衝
器１０の減衰力を加減する。つまり、車速センサ２２、
横加速度センサ２３、操舵速度センサ２４の各信号は波
形整形回路５３を経て電子制御回路２１へ入力され、各
センサ２２〜２４の信号に基づく電子制御装置２１の信
号が駆動回路５５，５５ａへ送られ、駆動回路５５によ
り各車輪の電磁開閉弁５，１５が、駆動回路５５ａによ
り各車輪のアクチユエータ５１がそれぞれ駆動される。
各駆動回路５５，５５ａには断線検出回路５５ｂが備え
られ、断線検出回路５５ｂの信号は電子制御装置２１へ
入力される。

【００１４】本発明は横加速度センサ２３または操舵速
度センサ２４が失陥した時、ロール制御を直ちに中止す
るのではなく、所定の条件が整つてからロール制御を中
止し、これにより車両の急激な姿勢変化を回避し、車両
の操縦安定性を維持するものである。

【００１５】図６，８〜１０は上述の制御をマイクロコ
ンピユータからなる電子制御装置２１により行う制御プ
ログラムの流れ図である。図６のｐ１１〜ｐ１８と図８
のｐ２１〜ｐ３４と図９，１０のｐ４１〜ｐ６７は制御
プログラムの各ステツプを表す。ｐ１１で制御プログラ
ムを開始し、１２で演算部を初期化し、ｐ１３で横加速
度センサ２３により横加速度を読み込む。ｐ１４で横加
速度センサ２３の失陥を検出する。ｐ１５で失陥対策処
理ルーチンを行い、ｐ１６でロール制御判定ルーチンを
行い、ｐ１７で油圧緩衝器１０の減衰力を加減するアク
チユエータ５１を駆動し、ｐ１８でｐ１３へ戻り、以下
同様のプログラムを繰返し実行する。

【００１６】図７に示すように、横加速度センサ２３は
検出値が−２ｇから＋２ｇに相当する例えば電圧であ
り、検出値が−２ｇ以下か＋２ｇ以上に相当する値の時
は、図６の制御プログラムのｐ１４で横加速度センサ２
３が失陥したものと判定する。操舵速度センサ２４の失
陥についても、図６に示す横加速度センサ２３の場合と
同様に行う。

【００１７】図８に示すように、車速センサ２２、横加
速度センサ２３、操舵速度センサ２４、電磁開閉弁５，
１５またはアクチユエータ５１が失陥した場合の失陥対
策ルーチンはｐ２１で開始し、ｐ２２でアクチユエータ
５１が失陥しているか否かを判別する。アクチユエータ
５１が失陥している場合は、ｐ２３で電磁開閉弁５，１
５が失陥しているか否かを判別する。電磁開閉弁５，１
５が失陥している場合はｐ３４へ進み、電磁開閉弁５，
１５が失陥していない場合は、ｐ２４で空気ばね３，１
３のばね特性をソフトにし、ｐ３４へ進む。

【００１８】ｐ２２でアクチユエータ５１が失陥してい
ない場合は、ｐ２５で電磁開閉弁５，１５が失陥してい
るか否かを判別する。ｐ２５で電磁開閉弁５，１５が失
陥している場合は、ｐ２６でロール制御中か否かを判別
する。ロール制御中の場合は車速が０か否かを判別し、
車速が０の場合はｐ２９へ進み、車速が０でない場合は
ｐ２８で油圧緩衝器１０の減衰力をハードにし、ｐ３４
へ進む。ｐ２６でロール制御中でない場合は、ｐ２９で
油圧緩衝器１０の減衰力をミデアムにし、ｐ３４へ進
む。

【００１９】ｐ２５で電磁開閉弁５，１５が失陥してい
ない場合は、ｐ３０で車速センサ２２が失陥しているか
否かを判別する。車速センサ２２が失陥している場合は
ｐ３１へ進み、車速センサ２２が失陥していない場合
は、ｐ３２で横加速度センサ２３が失陥しているか否か
を判別する。横加速度センサ２３が失陥している場合は
ｐ３１へ進み、横加速度センサ２３が失陥していない場
合は、ｐ３３で操舵速度センサ２４が失陥しているか否
かを判別する。操舵速度センサ２４が失陥している場合
は、ｐ３１で空気ばね３，１３のばね特性をソフトに
し、かつ油圧緩衝器１０の減衰力をミデアムにし、ｐ３
４へ進む。ｐ３３で操舵速度センサ２４が失陥していな
い場合は、ｐ３４で本プログラムへ戻る。

【００２０】図９に示すように、横加速度センサ２３が
失陥した時のロール制御判定ルーチンはｐ４１で開始
し、ｐ４２でアクチユエータ５１が失陥しているか否か
を判別する。アクチユエータ５１が失陥している場合は
ｐ６７へ進み、アクチユエータ５１が失陥していない場
合は、ｐ４３でロール制御フラグが１か否かを判別す
る。ｐ４３でロール制御フラグが１の場合は、ｐ４４で
車速が０か否かを判別する。ｐ４４で車速が０の場合
は、ｐ４５でロール制御フラグをクリアしてｐ５９へ進
む。ｐ４４で車速が０でない場合は、ｐ４６で横加速度
センサ２３が失陥しているか否かを判別する。横加速度
センサ２３が失陥している場合は、ｐ４７で操舵角が所
定値以下になつてから所定時間経過したか否かを判別す
る。操舵角が所定値以下になつてから所定時間経過して
いない場合はｐ５９へ進み、操舵角が所定値以下になつ
てから所定時間経過した場合はｐ４８でロール制御フラ
グをクリアし、ｐ５９へ進む。この際、操舵角は操舵速
度センサ２４の出力を積分することにより求める。

【００２１】ｐ４６で横加速度センサ２３が失陥してい
ない場合は、ｐ４９で横加速度の絶対値がしきい値−１
よりも小さいか否かを判別する。横加速度の絶対値がし
きい値−１よりも小さい場合はｐ４５へ進み、横加速度
の絶対値がしきい値−１よりも大きい場合は、ｐ５０で
横加速度の向きが変つたか否かを判別する。横加速度の
向きが変つた場合はｐ４５へ進む。つまり、例えば制御
開始の時（フラグをセツトした時）に右旋回中であつて
も、現時点で左旋回に変るとロールがより大きくなり、
車両が不安定になるから、ロール制御を中止する。ｐ５
０で横加速度の向きが変つていない場合はｐ５９へ進
む。

【００２２】ｐ４３でロール制御フラグが１でない場合
は、ｐ５１で横加速度センサ２３が失陥しているか否か
を判別する。横加速度センサ２３が失陥している場合は
ｐ５９へ進み、横加速度センサ２３が失陥していない場
合は、ｐ５２で車速が１５ｋｍ／ｈ未満か否かを判別す
る。車速が１５ｋｍ／ｈ未満の場合はｐ５９へ進み、車
速が１５ｋｍ／ｈ以上の場合は、ｐ５３で操舵速度が所
定値δよりも小さいか否かを判別する。操舵速度が所定
値δよりも小さい場合はｐ５９へ進み、操舵速度が所定
値δよりも大きい場合は、ｐ５４で操舵方向が横加速度
から求まる旋回方向と逆か否かを判別する。操舵方向が
横加速度から求まる旋回方向と逆の場合はｐ５９へ進
み、操舵方向が横加速度から求まる旋回方向と同じ場合
は、ｐ５５で横加速度の絶対値がしきい値−２よりも小
さいか否かを判別する。

【００２３】ｐ５５で横加速度の絶対値がしきい値−２
よりも小さい場合はｐ５９へ進み、ｐ５５で横加速度の
絶対値がしきい値−２よりも大きい場合は、ｐ５６で操
舵方向が左か否かを判別する。操舵方向が左の場合はｐ
５７で左旋回ロール制御フラグをセツトし、ｐ５９へ進
む。ｐ５６で操舵方向が右の場合は、ｐ５８で右旋回ロ
ール制御フラグをセツトし、ｐ５９でロール制御フラグ
が１か否かを判別する。ロール制御フラグが１でない場
合はｐ６７へ進み、ロール制御フラグが１の場合は、ｐ
６０で右旋回ロールフラグが１か否かを判別する。

【００２４】ｐ６０で右旋回ロールフラグが１の場合
は、ｐ６１で横加速度の絶対値がしきい値−３よりも大
きい（等しい場合を含む）か否かを判別する。横加速度
の絶対値がしきい値−３よりも大きい場合は、ｐ６２で
右旋回ロール制御２にフラグをセツトし、左右車輪のば
ね特性をハードに、左右車輪の減衰力をハードにし、ｐ
６７へ進む。ｐ６１で横加速度の絶対値がしきい値−３
よりも小さい場合は、ｐ６３で右旋回ロール制御１にフ
ラグをセツトし、左車輪のばね特性をハードに、右車輪
のばね特性をソフトにし、左右車輪の減衰力をミデアム
にし、ｐ６７へ進む。

【００２５】ｐ６０で右旋回ロールフラグが１でない場
合は、ｐ６４で横加速度の絶対値がしきい値−３よりも
大きい（等しい場合を含む）か否かを判別する。横加速
度の絶対値がしきい値−３よりも大きい場合は、ｐ６５
で左旋回ロール制御２にフラグをセツトし、左右車輪の
ばね特性をハードに、左右車輪の減衰力をハードにし、
ｐ６７へ進む。ｐ６４で横加速度の絶対値がしきい値−
３よりも小さい場合は、ｐ６６で左旋回ロール制御１に
フラグをセツトし、左車輪のばね特性をソフトに、右車
輪のばね特性をハードにし、左右車輪の減衰力をミデア
ムにし、ｐ６７で本プログラムへ戻る。

【００２６】図１０に示すように、操舵角センサ（操舵
速度センサ２４でもよい）が失陥した時のロール制御判
定ルーチンはステツプｐ４６〜ｐ４９（ステツプｐ５０
はなし）が、図９に示す横加速度センサ２３が失陥した
時のロール制御判定ルーチンのステツプｐ４６〜ｐ５０
に入れ替る点で異なる。図１０の実施例では、操舵角セ
ンサにより操舵角を直接検出しているが、操舵速度セン
サ２４の出力を積分して操舵角を求めるようにしてもよ
いことは言うまでもない。

【００２７】図１１に示すように、横加速度のしきい値
は各センサ２２〜２４、電磁開閉弁５，１５およびアク
チユエータ５１に応じて決め、３段階のロール制御を行
う。図１２に示すように、上述の制御において、操舵速
度のしきい値は車速に応じて線６０で示すように設定す
る。

【００２８】図１３に示すように、本発明によれば、各
センサ２２〜２４および駆動部が正常な状態では、操舵
角が線６１に示すように変化すると、操舵速度が線６２
で示すようなしきい値に設定される。また、横加速度が
線６３で示すようにしきい値−１よりも大きくなつた
時、線６４で示すようにロール制御を行う。つまり、電
磁開閉弁５，１５によりばね定数を、アクチユエータ５
１により減衰力をそれぞれ制御する。横加速度がしきい
値−１よりも小さくなれば、所定時間taだけ遅れて、電
磁開閉弁５，１５とアクチユエータ５１を中立の位置へ
戻す。

【００２９】一方、ロール制御中に例えば横加速度セン
サ２３が線６３ａで示すように失陥すると、直ちにロー
ル制御を中止するのではなく、線６４ａで示すように操
舵角が０になつてから所定時間tbだけ遅れて、ロール制
御を中止ないし終了する。

【００３０】なお、従来のロール制御では、図１３で線
６４ｂで示すように、横加速度センサ２３が失陥したこ
とを判別するための時間tcだけ遅れてロール制御が中断
されるので、車体に急激な姿勢変化が生じ、操縦安定性
が損なわれる恐れがある。

【００３１】ロール制御を途中で変更するためのロール
制御の判定は、図６に述べた制御に限らず、例えば横加
速度センサ２３が故障した場合と、操舵速度センサ２４
が失陥した場合とについて、それぞれ別々に制御するよ
うにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述のように、ロール制御中に
横加速度センサまたは操舵速度センサが失陥しても、ロ
ール制御を直ちに中止するものではないので、車体の姿
勢が急激に変化し、操縦安定性が損われる恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気ばね式懸架機構を備えた大型
バスの斜視図である。

【図２】同空気ばね式懸架機構の空圧回路図である。

【図３】同空気ばね式懸架機構の油圧緩衝器の側面断面
図である。

【図４】同平面断面図である。

【図５】同空気ばね式懸架機構の制御装置を表すブロツ
ク図である。

【図６】同制御装置のマイクロコンピユータによる制御
プログラムの流れ図である。

【図７】同制御に使用されるセンサの動作特性を説明す
る線図である。

【図８】同制御プログラムの流れ図である。

【図９】同制御プログラムの流れ図である。

【図１０】同制御プログラムの流れ図である。

【図１１】同制御装置の制御内容を説明する線図であ
る。

【図１２】同制御装置の制御内容を説明する線図であ
る。

【図１３】同制御装置の制御内容を説明する線図であ
る。

【符号の説明】

２：前輪 ３：空気ばね ３ａ：懸架腕 ４：副空気槽
５：電磁開閉弁 ８：車枠 １０：油圧緩衝器 １
２：後輪 １３：空気ばね １３ａ：ビーム １４：副
空気槽 １５：電磁開閉弁 ２１：電子制御装置 ２
２：車速センサ ２３：横加速度センサ ２４：操舵速
度センサ ５１：アクチユエータ ５３：波形整形回路
５５：駆動回路 ５５ａ：駆動回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体と各アクスルとの間に空気ばねと減衰
   力可変式油圧緩衝器とを各別に介装し、各空気ばねと副
   空気槽との間にばね定数を加変とする電磁開閉弁を挿入
   接続し、車速センサと横加速度センサと操舵速度センサ
   とを備え、各センサの信号に基づき車体のロールを判別
   し、ロールの判別結果に応じて空気ばねのばね定数と油
   圧緩衝器の減衰力を加減する空気ばね式懸架機構の制御
   装置において、ロール制御中に横加速度センサの失陥が
   検出された時はロール制御を継続し、操舵角が所定値以
   下になつてから所定時間経過後にロール制御を中止する
   ことを特徴とする、空気ばね式懸架機構の制御装置。
2. 【請求項２】車体と各アクスルとの間に空気ばねと減衰
   力可変式油圧緩衝器とを各別に介装し、各空気ばねと副
   空気槽との間にばね定数を加変とする電磁開閉弁を挿入
   接続し、車速センサと横加速度センサと操舵速度センサ
   とを備え、各センサの信号に基づき車体のロールを判別
   し、ロールの判別結果に応じて空気ばねのばね定数と油
   圧緩衝器の減衰力を加減する空気ばね式懸架機構の制御
   装置において、ロール制御中に操舵速度センサの失陥が
   検出された時はロール制御を継続し、横加速度が所定値
   以下になつてから所定時間経過後にロール制御を中止す
   ることを特徴とする、空気ばね式懸架機構の制御装置。
3. 【請求項３】前記操舵速度センサの代りに操舵角センサ
   を備えた、請求項１，２のいずれかに記載の空気ばね式
   懸架機構の制御装置。