JPS63284012A

JPS63284012A - 車体制御方法

Info

Publication number: JPS63284012A
Application number: JP11790087A
Authority: JP
Inventors: Hisami Kato; 久美加藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1988-11-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車体制御方法に関し、更に詳しくは車両の四
輪における各エアサスペンションからなる能動制御サス
ペンションを用いて、一つの制御弁で乗心地及び姿勢制
御と車高調整とを行なうことの出来る制御１段に特徴を
有するものである。

（従来の技術）周知の如く、車両におけるサスペンション制御は、乗心
地と操安性との両立か要求される。

即ち、路面からの振動入力に対してはサスペンションの
状態を柔らかくして、乗心地を確保し、他方、車両の急
加減速成いは曲線走行などに伴う車体慣性力に対しては
サスペンションの状態を硬くして姿勢変化を抑制するこ
とが必要である。

然るに、これ等乗心地の確保と姿勢変化の抑制のための
サスペンション制御は、本来相反する制御態様であるた
めに、サスペンション制御機構としては、これ等の両立
を計ることか技術上の最大の問題となる。

そこて、かかるサスペンション機構の一例として、アク
ティブサスペンション制御手段か用いられる。即ち、サ
スベンジ吾ンのバネと並列にフォースアクチュエータ（
油圧シリンダ）を配近し、その圧力を検出しながらこれ
か一定（［１標値）になるように制御する。

従って、この制御は凹凸路面による車輪の上下方向の変
位入力に対して常時行われ、これによって、車体に働く
力の変化を少なくして車体の上下加速度を抑制する。

これに対して姿勢制御は、車体の姿勢変化を抑制する向
きの制御であり、そのためのフォースアクチュエータに
おける制御動作（圧力可変動作）は前述の乗心地制御の
場合とは逆向きとなる。

即ち、車体の姿勢変化を横加速度センサー等により検出
し、そのときの変化？若しくはその予測１＆に応してフ
オームアクチュエータの目標圧カイｔ４を変え、この圧
力を保つように制御する。

勿論、この姿勢制御は先の乗心地制御と背反するもので
あるので、姿勢制御作動中は乗心地制御が中断され、姿
勢変化の検出信号がなくなったときに姿勢制御動作か中
止される。

そして、この種サスペンション機構の今一つの手段とし
て、車高調整を可能にしたニアサスベンジ１ン制御手段
がある。

周知の如く、この制御手段では、車軸と車体との間の距
離即ち路面からの車体高さ位置を検出する車高センサー
を備えたエアサスペンションと減衰力調整用アクチュエ
ータを有するダンパーとを並設し、車高センサーにより
常に車高位置を監視しながら、車高がその高さ位置の目
標値からはずれると、エアサスペンションの空気バネ室
への空気給排を行って、これによる車体の上昇降下を計
って車高調整を行うものである。

ちなみに、荷重変化に伴う車高変化はこれを検出する前
記車高センサーからの信号に基き、先の目標値に向けて
補正し、その他に、マニュアル操作による車高の選択及
び車速応答等による車高調整をこれ等選択並びに車速情
報の信号に応して車高の目標値を変え、前記目標値への
車高調整を追従させるようにシステム構成されている。

従って、このようなシステム構成下て、走行中の路面か
らの振動入力で車体が上下動する短周期の車高変化に対
しては、車高制御を行わせないために、この制御動作の
開始に遅延時間を設けて置き、車高の目標値からのずれ
が一定時間以上続いたときにのみに限って、１ｔＩ述の
車高調整のための制御動作を行うようになしてあり、し
かも、車体の姿勢変化時にはこの車高制御を行うことを
防ぐために、姿勢変化の情報信号か発せられたとき車高
調整動作を禁止する構成か採用されている。そして、こ
れ等車高制御動作時の前記空気バネ室への空気給排はそ
れぞれ吸気弁と排気弁との二個のソレノイドバルブを目
標値に達するまで開放することによって行なわれていた
。

（発明か解決しようとする問題点）ところで、上述のような各サスペンション機構において
は、夫々一長一短が有り、特に、アクティブサスペンシ
ョン機構では、乗心地制御を走行時中宮に作動させるた
めに、その制御に要するエネルギー源として比較的大容
量の油圧源を必要とし、かつ、その駆動力を必要とする
構造上の問題点に加えて、センサー及びセンサー出力信
号を゛心気的に処理するコントローラ、該コントローラ
からの電流出力て作動するソレノイドパルプ等からなる
制御弁とフォースアクチュエータとで構成される油圧制
御系か、車体の高周波振動域（５乃至１０　ＩＩ　ｚ以
上）で応動性か悪くなり、そのために制御動作に位相ｄ
れ生して逆に乗心地を損なうことになると共に、バネ下
の共撤点（１２乃至＋１０ＩＺ）付近の制御か出来ない
状況下では、これを抑えるためにタンバーの並設か不可
欠である。

また、この制御システムか乗心地制御を基本動作とする
ために仮に姿勢制御の検出系に故障か発生すると、乗心
地制御モードで姿勢変化に対処することになり、そのと
きの姿勢変化を益々助長する向きの車体制御がなされて
危険である等の不都合かある。

他方、エアサスペンション機構では、当該システムにお
ける姿勢制御が空気バネの剛性を高めると共にダンパー
減衰力を高くして車体の沈みを少なくする制御であるた
めに、姿勢変化の程度を小さく抑制することは出来るか
、その変化分を完全に補正することは出来ない。

そのために、姿勢変化（これによるサスペンションのジ
オメト変化）か残り、その結果、姿勢変化時の操安性を
十分に改善することか出来ない。

しかも、かかる姿勢制御中には前記空気バネ及びダンパ
ーか硬くなるのて１この状況下で凹凸路面に侵入すると
、路面からの加振か直接車体に伝わり、乗心地か非常に
悪くなる傾向にある。

このようなサスペンション機構の現状において本発明に
おける第１の目的は、サスペンション制御のための消費
エネルギーか少なく、高周波数振動域においても乗心地
を損なわず、加えて、走行中の誤動作による危険な姿勢
変化を生しない簡便なエア式四輪アクティブサスペンシ
ョン制御方法を提供することである。

さらに、本発明の第２の目的は、前記制御モードに応じ
た空気バネ室への空気給排のために、−”つの制御弁に
よる合理的な制御り段を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

しかして、この目的は、本発明によれば、エアサスペン
ション機構において、圧力センサーによる空気バネ室内
圧の監視下に、予め決定した１」標値になるように諸室
の空気を給排する制御弁機構と、車高調整或いは乗心地
制御及び姿勢制御等の車体制御の目的に応じて前記目標
値を修正する計算機構とを有し、特定の制御時期信号の
入来下に給排制御弁の開度を制御して、車高センサーで
検出した車高変化から算出した補正分に基ずく修正目標
値に向けて緩速制御する車高制御手段と、走行中におけ
る車体の姿勢変化またはその予測（６に対応して各車輪
に働く力から算出した補正分に基ずく修正目標値に向け
て、前記制御弁の開度制御Ｆに急速修正する姿勢制御手
段と、路面からの低周波域の振動入力に対してはこれに
よる空気バネ室の内圧を前記制御弁の開閉操作下に目標
値に向けて制御し、高周波域の振動入力に対しては前記
制御弁の開成下にサスペンション自体のバネ性により受
動的に吸収するようになした制御方法によって、達成す
ることか出来る。

そして、車高制御を行う時期を決定する前述の特定の信
号として、停車状ｙ６を判知する信号か有効てあり、ま
た、前記空気バネ室と制御弁との接続間に介在させたＩ
Ｆめ弁を、前記制御弁と同期させて開閉制御するように
構成して、該制御弁の閉成時における空気漏れをなくし
て機構の安定化を計るして有効であり、更に、上記手段
は補助バネを有するエアサスペンション機構にも適用す
ることか出来る。

（作　用）Ｌ述の本発明における手段によれば、車高調整は特定の
制御時期信号によってのみその制御動作か行われる。即
ち、この特定の制御時期信号か車両の停止−信号である
とき、停車中における人の乗降或いは荷物の積み下ろし
て車重量か変わった際に、車高センサーにより検出した
このときの車高変化分を補うに必要な空気バネ室の内圧
を算出機構で算出し、この算出値を補正分として通常の
内圧目標値に加減算した修正目標値に向けて、制御弁制
御して空気の給排を行なう。

しかも、このときの空気給排動作は、先の制御弁の開度
を小さくした状態下ての緩速動作によって、行なわれる
。

また、前記特定の制御時期信号として、＋ｉ＋述の停止
信号の他にマニュアルによる車高の選択信号及び重速応
答等による車高調整信号等がある。

即ち、運転者のスイッチ操作て、車高を人為的に変更す
る場合に、該操作により空気バネ室の内圧［Ｊ標値を修
正すると同時に、該信号の入来をトリガーとして制御動
作か修正された新たな目標イめに向けて開始され、同様
に重速応答等を意図するスイッチ操作で、この目標値か
車速等に応答して自動的に修正されると同時に、先の制
御動作が開始される。

従って、特定の信号入来時のみ行なわれる車高調整は、
走行中の路面からの加振入力に対してはその制ｇ４＠作
か行われず、そのときの乗心地と操安性か確保されると
共に、前記制御弁操作で、この東高制御動作を給排する
空気流量の少ない緩速動作の下で行うことにより、前記
目標値に向けて安定した制ｇ４動作を行うことが出来る
。

この車高制御におけるエアサスペンションの空気バネ室
への空気給排を基本動作として、姿勢制御手段では、車
体の姿勢変化か運転者の操縦によって生じるため、この
操作を検知する信号なトリガーとして制御動作を開始さ
せる。

例えば、運転操作の加速時のアクセル開度検知や、減速
時のブレーキランプスイッチ連動及びカーラ走行時の操
舵角と車速との組み合せ状況検知等が前記トリガー信号
として適用される。

そして、このときの制御動作は、計算機構中に車体姿勢
の計算モデルを設定しておき、姿勢変化を与える前記信
号から前記モデルとの対比下に各車軸に慟〈力を算出し
、この算出値に対応する圧力分を加減して前記内圧目標
値を修正して、この修正目標値に近づける向きに、各空
気バネ室への圧搾空気の給排を行う。

このとき、圧搾空気の給排を制御する弁動作は前述の車
高調整時とは異なりその開度を大きくしての大流量下で
、姿勢制御を応答性に優れた高速制御するように作用す
る。

そして、車両がカーブ走行中に凹凸路面に突入する場合
も有り、このときは姿勢変化中に路面からの振動入力か
生じる。このような場合に本発明の手段では、制御動作
が姿勢変化に対応してのみ行われる。

即ち、空気バネ室と制御弁とからなる制御系では、その
振動応答特性が２又は３１１Ｚと低い周波数域である（
或いは積極的にこの帯域に応答特性を設定する）ため、
制御動作か姿勢変化には十分に追従して作動するが、高
周波数振動域の振動入力に対しては追従しない。

そして、このような振動入力に対しては、前記空気バネ
室か受動的な空気バネとし°Ｃ作用し、車体への振動伝
播を吸収する。

即ち、姿勢制御は姿勢変化による各車軸における沈み込
み分或いは浮きＥり分を修正する空気バネ室内の圧力制
御てあり、その作動は空気バネ室への空気の出し入れの
みであるので、空気バネ作用及びダンパーも制御時に特
に硬くなるようなことかないから、路面からの加振によ
るショック感は小さくて十分な乗心地が得られる。

一方、本発明における手段ては、低周波数域の振動入力
に対しては、前記姿勢制御時と同様に能動的に作用する
。即ち、路面突起により車輪か押上げられて、その車軸
の空気バネ室の内圧か目標値を越えるときに、制御弁を
排気状態にして該バネ室内の空気を抜いて目標値を保ち
、逆に路面の窪みにより車輪か下かって空気バネ室の内
圧か目標値より下がるときには、制御弁を給気状態にし
て該バネ室内へ空気を送り込んで目標値を保つことによ
り空気バネ室の圧力を一定に保ち、車体に働く力を略一
定になして、車体に作用する加速度が小さい良好な乗心
地を（することか可能となる。

（実施例）次に１本発明の好ましい実施の態様を添附図面を参照し
て説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す系統図で、車体ｌと車
輪２との間に減衰力調整用アクチュエタ３゛付きのダン
パー３を備えたエアサスペンションを配し、これに補助
バネ４を並設すると共に、その空気バネ室５への空気給
排によって該室５内の圧力を調整し得るように構成しで
ある。

そして、この圧力は常時圧力センサー６によつて検出す
るようになしである。

７は制御弁で、前記空気バネ室５と空圧源８との間の空
気供給路中に挿入されて、該弁７の開閉制御によって前
述の空気給排を行うようになしである。

更に、該制御弁７と空気バネ室５との間の空気路中には
止め弁９か挿入されており、常閉型の該弁９を先の制御
弁７の動作と同期して開放するように構成しである。

そして、これ等制御弁７及び止め弁９の作動を管理する
コントローラＩＯを設け、該コントローラ１０からの電
流出力によって前記止め弁９を開放すると共に、その極
性並びに強弱によって前記制御弁７の供給及び排気用の
各ボートの開度を規制するようになす一方、該コントロ
ーラｌＯにおける先の電流出力を決定する入力情報要素
として、前記圧力センサー６からの信号に加えて、車高
センサー１１による車高状態信号並びに車高制御時期信
号としての停車信号、マニュアル東高選択及び車速。

応答等車高調整信号、更に、姿勢制御用信号及び姿勢変
化検出信号としてのアクセル開度、ブレーキスイッチ、
車速及び操舵角の各信号か該コントローラｌＯにかえら
れる。

勿論、これ等エアサスペンション４、車高センサー６、
制御弁７等からなる制御系は、四輪ｊｌｉの各車輪に夫
々独立して設置される。

そして、前記空気バネ室５への空気給排を制御する＝記
制御弁７は、その構成の一例を第２図に示す如く、空気
バネ室５と接続した給排ボート１２と前記空圧源８に接
続する供給ボート１３及び大気中への放出口となる排気
ボート１４とを周壁に人々開穿したシリンタＩＳ中に、
−木のロット１７に間隔を置いて取付けた一対のピスト
ン＋６ａ及び＋６ｂを摺動自在に配置しである。

このピストン１６ａ及び＋６ｂはこれ等とシリンダ１５
の両端壁との間に配在せしめたセンタリンクスプリング
１８ａ及び１８ｂによる釣合下の通常占位位置で、前記
供給ボート１３と排気ボート１４とを夫々閉鎖する位置
にある。

そして、前記ロット１７の両速長端と一体の永久磁石ロ
ッド１９ａ及び１９ｂに作用する各ソレノイド２０ａ又
は２０ｂへの通電による励磁力で、前記センタリングス
プリング１８ａ又はＨｌｂの拡圧力に抗して、該ロット
１７を同図上布又は左側に移動させ、各ボート１３又は
１４を開くと共に、該ロッド１７の移動嵯即ち、前記ソ
レノイド２０ａ又は２０ｂへの電流縫に比例する励磁力
とセンタリング−スプリング１８ａ又は１８ｂの拡圧力
との釣合で決まる各ピストン＋６ａ及び＋６ｂの移動占
位位置に基〈ボート開度を制御するようになしである。

従って、車両停車時の停車信号がコントローラ１０に入
来すると、そのときの車高センサー６からの情報が通常
の車高に対して低い状態である場合には、制御弁７のソ
レノイド２０ａに前記車高の低下分（ΔＲ）を補うに必
要な空気バネ室５の内圧補正分（ΔＰ）が次式による計
算下に加算された内圧目標値の修正か行なわれる。

ΔＰ＝ｋＸΔＲ／Ａ但し、ｋは補助バネ定数、Ａは空気バネ室の受圧面積そして、圧力センサー６か検出する現状での空気バネ室
５の内圧か前記補正分ΔＰの修正を受けた目標値と差か
あると、コントローラＩＯから止め弁９への開放電流信
号が発せられると共に、制御弁７のソレノイド２０ａに
比較的弱い電圧か享えられる結果、該弁７はそのロット
１７が第２図上右方向に移動して供給ボート１３を稍少
なめに開いて給排ボート１２とシリンダ内て連通させて
、空圧ＩＲ８からの圧搾空気を開放した止め弁９を通し
て空気バネ室５に徐々に供給する。

これによって、空気バネ室５は車体ｌを押し−Ｌげなか
ら延びて、この状況を逐次検出する圧力センサー６から
の目標値到達信号てＬ記動作を終了する。

終了と同時にＩしめ弁９か閉鎖されるので、爾後の制御
弁７における空気バネ室５からの空気漏れを防いで、調
整状態を安定に確保出来る。

そして、車高制御時の車高か前記目標値よりも高い場合
には、そのときの制御動作は先の場合の動作と逆動作と
なって、空気バネ室５の空気な排気ボート１４から大気
中に徐々に排出しながら、数基５の内圧がそのときの修
正目標値に達した際に終了する。

また、マニュアル選択、車速応答等車高調整時には、運
転者の指示操作によって、前記目標値を変更し或いは車
速等に応じて自動的に変更されると同時に、変更された
目標値に向けて上述の制御動作が行われる。

そして、姿勢制御に際しては、曲線路に侵入するとき又
は急停止及び急発進時のアクセル開度２ブレーキスイツ
チ、車速及び操舵角の各信号の発生により、コントロー
ラｌＯでのこれ等各信号に甚く演算処理を経て、このと
きに生じる重体の姿勢変化を予測し、車体働く遠心力又
は慣性力に起因する四輪への偏荷重に対処して、各車輪
におけるエアサスペンションの空気バネ室５の内圧目標
値を修正し、この修正された目標値に向けて、コントロ
ーラｌＯからの高電圧により前記制御弁７の開度大きく
制御しての空気の急速給排を行う。

更に、走行中の路面からの低周波数振動入力に対しては
、前記姿勢制御と同様に能動的に作用する一方、高周波
数振動入力に対しては、制御弁７が追従動作出来ず、閉
鎖状１ムとなる。

従って、この状態ではエアサスペンションへの空気の出
入かなくなり、補助バネ９と空気バネ室５とを合成した
バネ剛性となる。なお、必要に応して走行状態（例えば
車速と車体の上下加速度）により、ダンパー３の減衰力
調整用アクチュエータ３°を操作してその減衰力を切り
替えることにより乗心地を制御することが好ましい。

即ち、各制御時の各輪における各エアサスペンションへ
の空気給排作動を第３図に示す。

（発明の効果）コノヨうに、本発明方法によれば、エアサスペンション
機構を用いて、空気バネ室の内圧を検出しながらその圧
力を予め設定した目標値に向けて修正し、該修正値に向
けて空気の給排を一つの制御弁によって行う手段を基本
として、車高調整を停車信号等の特定の制御時期信号の
発生時にのみ行い、乗心地制御並びに姿勢制御を走行中
の姿勢変化に対する制御系の低周波応答特性の下て行う
のて、これ等車高調整並びに乗心地制御の一部と姿勢制
御か能動的な積極制御動作であるのに対して、乗心地制
御の高周波振動入力に対する非応答性の下で加振衝撃を
空気バネにより吸収する受動的制御であるので、乗心地
と操安性の両立性か良く、しかも、高レベルの制御機構
の構成が実現４地である。

そして、本発明方法ては乗心地制御の高周波数振動入力
に対して能動的に行わないので、これに要する制御動作
のための消費エネルギーが少なくて良い他に、故障等に
より姿勢制御か出来ない場合ても機構機能としては通常
のエアサスペンション作用に戻るだけであるので、この
場合の逆向修正などによる危険性を無くすことか出来る
。

しかも１本発明方法によれば、低周波数振動域ての乗心
地制御動作か各車輪における空気バネ室内圧を一定に保
つ向きの修正であるので、その終ｒ時に各輪の空気バネ
圧かアンバランスになるようなことかなくて安定走行ｌ
−極めて有効であると共に、従来のエアサスペンション
における空気バネをそのまま使用することが出来るので
、本発明方法からなる制御機構の車体への装着性が良く
かつ簡単に行い得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法よりなるエアサスペンション機構の
制御系を示す構成図、第２図は第１図示構成に用いる制
御弁の一例を示す縦断面図、第３図は本発明方法よりな
る制御動作時の空気給排特性図である。（符号説明）ｌ・・・車　体　　　　　２・・・車　輪３・・・タン
バー　　　　４・・・エアサスペンション５・・・空気
バネ室　　　６・・・圧力センサー７・・・制御弁　　
　　　８・・・空圧源９・・・止め弁　　　　　１０・
・・コントローラ１１・・・車高センサー　　２０・・
・補助バネ１　°ｉ、″

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エアサスペンション機構において、圧力センサー
による空気バネ室内圧の監視下に予め決定した目標値に
なるように該室の空気を給排する制御弁機構と、車高調
整或いは乗心地制御及び姿勢制御等の車体制御の目的に
応じて前記目標値を修正する計算機構とを有し、特定の
制御時期信号の入来下に給排制御弁の開度を制御して、
車高センサーで検出した車高変化から算出した補正分に
基ずく修正目標値に向けて緩速制御する車高制御手段と
、走行中における車体の姿勢変化またはその予測値に対
応して各車輪に働く力から算出した補正分に基ずく修正
目標値に向けて、前記制御弁の開度制御下に急速修正す
る姿勢制御手段と、路面からの低周波域の振動入力に対
してはこれによる空気バネ室の内圧を前記制御弁の開閉
操作下に目標値に向けて制御し、高周波域の振動入力に
対しては前記制御弁の閉成下にサスペンション自体のバ
ネ性により受動的に吸収するようになしたことを特徴と
する車体制御方法。
（２）前記特定の制御時期信号の一つが、車両の停車信
号であるところの特許請求の範囲第１項記載の車体制御
方法。
（３）前記空気バネ室と制御弁との接続間に止め弁を介
在させて、該止め弁を前記制御弁と同期させて開閉制御
するところの特許請求の範囲第１項記載の車体制御方法
。
（４）エアサスペンション機構が補助バネを有するとこ
ろの特許請求の範囲第１項記載の車体制御方法。