JP2520553Y2 - 自動車のエアサスペンション制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、自動車の車体を支持するエアサスペンショ
ンの制御装置に関し、特にバス等の大型自動車に用いて
好適のエアサスペンション制御装置に関する。

［従来の技術］ 最近の自動車、例えば、乗用車の中には、コイルスプ
リングの代わりにエアスプリングを使用したエアサスペ
ンション装置を、車体と各車軸との間にそなえたものが
ある。このようなエアサスペンション装置を使用すれ
ば、走行時における車体の運動状態に応じて、エアスプ
リング内の空気圧を調整することにより、このエアスプ
リングのばね定数を調整することができる。例えば、乗
用車が急旋回する際などのように、その車体が大きく横
揺れ（ローリング）しようとする時には、すべてのエア
スプリングのばね定数を大きくすれば、車体のローリン
グを抑えることができる。

また、このようなエアサスペンション装置では、従来
より、各エアスプリングとエア供給源との間に、レベリ
ングバルブをそなえ、車体の車高を一定に保持すること
が行なわれている。ここで、レベリングバルブは、車体
の上下動に伴って開閉動作して各エアスプリングへのエ
ア供給量を制御することにより、車体の車高を一定の高
さに調整する機能を有するもので、このようなレベリン
グバルブの配置方式としては、従来、３点方式と、４点
方式とがある。

３点方式は、自動車の停止中における重量合わせ（車
高合わせ）に適したもので、前側左右の各車軸用の２
つのレベリングバルブと後側の左右いずれかの車軸用の
１つのレベリングバルブとをそなえる場合と、後側左
右の各車軸用の２つのレベリングバルブと前側の左右い
ずれかの車軸用の１つのレベリングバルブとをそなえる
場合との２パターンがある。

４点方式は、自動車の走行中のローリング抑制に適し
たもので、前後左右の各車軸に対応して４つのレベリン
グバルブがそなえられている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来のエアサスペンショ
ン装置であって、３点方式のものでは、停止中における
重量合わせに適していても、前側の両車軸もしくは後側
の両車軸を１つのレベリングバルブで共通に高さ調整す
るために、走行中のローリングを抑制することが難し
い。また、４点方式のものでは、走行中のローリング抑
制に適していても、前後左右の各車軸を独立した４つの
レベリングバルブで高さ調整するために、停止中におけ
る重量合わせを確実に行なうことが難しくなっている。
つまり、従来の装置では、停止中の重量合わせと走行中
のローリング制御とをどちらも確実に行なうことはでき
なかった。

本考案は、上述のような課題を解決しようとするもの
で、停止中の重量合わせ時には３点方式を、走行中には
４点方式を選択できるようにして、停止中の重量合わせ
および走行中のローリング制御をいずれも確実に行なえ
るようにした、自動車のエアサスペンション制御装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、本考案の自動車のエアサスペンション制御
装置は、自動車の車体と前後左右の各車軸との間に少な
くとも１個ずつ設けられ前記車体を支持するエアスプリ
ングと、前記エアスプリングにエアを供給するエア供給
源と、前記前後左右の各車軸に対応して前記のエア供給
源と各エアスプリングとの間に介装された４つのレベリ
ングバルブと、前記車体における前後左右部の車高をそ
れぞれ検出する４つの車高センサと、前記自動車の停止
中における重量合わせ時には前記４つの車高センサの検
出結果に基づき前記４つのレベリングバルブのうちの３
つを選択して動作させる一方で前記自動車の走行中には
前記４つのレベリングバルブのすべてを動作させる制御
手段とをそなえたことを特徴としている。

［作用］ 上述の本考案の自動車のエアサスペンション制御装置
では、自動車の停止中の重量合わせ時には、４つの車高
センサにより前後左右部の車高が検出され、その検出結
果に基づいて、制御手段により、前後左右の各車軸ごと
にそなえられた４つのレベリングバルブのうちの適当な
３つが選択されて動作し、重量合わせが行なわれる。一
方、自動車の走行中には、４つのレベリングバルブのす
べてが動作して、ローリング制御が行なわれる。

［実施例］ 以下、図面により本考案の一実施例としての自動車の
エアサスペンション制御装置を説明すると、第１図はそ
の空圧回路および制御系を示す構成図、第２図は本実施
例の装置をそなえたバスを示す斜視図、第3,4図はその
動作を説明するためのフローチャートである。本実施例
では、本考案のエアサスペンション制御装置を、第２図
に示すような大型自動車（バス）に適用した場合につい
て説明する。

本実施例のエアサスペンション制御装置は、第１図に
示すように、前車軸側サスペンション部１と後車軸側サ
スペンション部２とをそなえている。

まず、前車軸側サスペンション部１から説明すると、
この前車軸側サスペンション部１は、左右の前車軸に対
応して一対のエアスプリング3L,3Rを有しており、これ
らのエアスプリング3L,3Rは、各前車軸と車体27（第２
図参照）との間に配設されて、車体27を支持するもので
ある。エアスプリング3L,3Rには、接続管路４を介して
補助エアタンク５がそれぞれ接続され、各接続管路４に
は、常開型のオンオフ制御弁からなる電磁弁６が介挿さ
れており、この電磁弁６により、互いに組をなすエアス
プリング3L,3Rと各補助エアタンク5,5との間の連通を断
続できるようになっている。

電磁弁６と各エアスプリング3L,3Rとの間の接続管路
４には、分岐供給管路７を介して主供給管路８が接続さ
れており、この主供給管路８は、エア供給源９に接続さ
れている。このエア供給源９は、バスのエンジンにより
駆動されるエアコンプレッサ（図示せず）をそなえて構
成されており、所定圧力のエアをエアスプリング3L,3R
に向けて供給可能になっている。さらに、各分岐供給管
路７には、レベリングバルブ10および電磁弁24が介挿さ
れている。

各レベリングバルブ10は、車体27の上下動に伴って開
閉作動して、エアスプリング3L,3Rへのエアの供給量を
制御することにより、車体27の車高を一定の高さに調整
する機能を有している。なお、各レベリングバルブ10に
は、このレベリングバルブ10からエアを排出すべく外気
に開放された排気管11が設けられている。

各電磁弁24は、電磁弁６と同様に、常開型のオンオフ
制御弁からなるもので、この電磁弁24により、互いに組
をなすエアスプリング3L,3Rとレベリングバルブ10,10と
の間の連通を断続できるようになっている。

また、各補助エアタンク５には、そのエア圧を検出す
る圧力センサ20が設けられるとともに、各エアスプリン
グ3L,3R近傍には、車体27における前側左右部の車高を
検出する車高センサ25,25がそれぞれ設けられている。

上述した前車軸側サスペンション部１に対し、後車軸
側サスペンション部２もまた同様な構成であるが、この
後車軸側サスペンション部２の場合には、左右の後車軸
にそれぞれ一対のエアスプリング12L,12L;12R,12Rが設
けられており、各エアスプリング12L,12Rにも、それぞ
れ補助エアタンク13および電磁弁６が組み合わされてい
る。また、前車軸側サスペンション部１と同様に、電磁
弁６と各エアスプリング12L,12Rとの間の接続管路４に
は、分岐供給管路７を介して主供給管路８が接続され、
この主供給管路８にエア供給源９が接続されている。さ
らに、左右の各分岐供給管路７には、レベリングバルブ
10および電磁弁24が１個ずつ介挿されるとともに、各エ
アスプリング12L,12R近傍には、車体27における後側左
右部の車高を検出する車高センサ25,25がそれぞれ設け
られている。なお、第１図において、後車軸側サスペン
ション部２の補助エアタンク13は、左右の後車軸に１個
ずつしか図示されていないが、この補助エアタンク13内
は、２つのエアタンク室、即ち、２つの補助エアタンク
5,5に分離されているものであり、各補助エアタンク５
には、そのエア圧を検出する圧力センサ20が設けられて
いる。

前車軸側サスペンション部１および後車軸側サスペン
ション部２の各電磁弁６は、破線で示した信号線および
この信号線に介挿されたリレー14を介して電子コントロ
ーラ15に接続されており、この電子コントローラ15から
の制御信号により、開閉駆動されるようになっている。
なお、停車時やエンジン停止時には制御信号が電磁弁６
に供給されず、開状態に放置される。

同様に、前車軸側サスペンション部１および後車軸側
サスペンション部２の各電磁弁24も、信号線24a〜24dを
介して電子コントローラ15に接続されており、この電子
コントローラ15からの制御信号により開閉駆動されるよ
うになっている。

一方、各電磁弁6,24の切換動作をなすために、電子コ
ントローラ15には、各種のセンサからの検出信号が入力
されている。センサとしては、前述した圧力センサ20,
車高センサ25のほかに、車速センサ16と、ステアリング
が回された際の角速度を検出するステアリング角速度セ
ンサ17と、フットブレーキスイッチ18と、バックアップ
ランプスイッチ19と、車体27の横揺れ即ちローリングを
検出するローリングセンサ21と、電子コントローラ15に
よる電磁弁６の開閉制御を自動または手動制御に切り換
えるオート／ハード選択スイッチ22とが設けられてい
る。

ここで、バックアップスイッチ19は、バスの前後進を
検出するもので、トランスミッションが後退位置に切り
換えられたときにオン信号を出力するものである。圧力
センサ20は。各補助エアタンク５に取り付けられている
が、その検出信号は、信号線20a〜20fを通じて電子コン
トローラ15に入力されるようになっている。同様に、車
高センサ25による検出信号は、信号線25a〜25dを通じて
電子コントローラ15に入力されるようになっている。ま
た、オード／ハード選択スイッチ22は、第２図に示すよ
うに、バスの運転席に配置されて、運転者により操作さ
れるものである。さらに、ローリングセンサ21は、車体
27のローリングとそのローリング方向を検出する差動ト
ランス型の変位検出センサからなり、第２図に示すよう
に、車体27のルーフの中央部、好ましくはホイールベー
ス中央に対応する部位に取り付けられている。

そして、本実施例の電子コントローラ15は、第３図に
より後述するごとく、停車中における重量合わせ時に
は、４つの車高センサ25の検出結果に基づき４つのレベ
リングバルブ10のうちの３つを選択して動作させるべ
く、４つの電磁弁24うちの１つを閉鎖駆動制御する一方
で、走行中には、４つのレベリングバルブ10のすべてを
動作させるべく、４つの電磁弁24をすべて開放制御する
制御手段としての機能を有している。

なお、第１図には、前後左右の各車軸にそれぞれ１個
ずつ取り付けられたショックアブソーバ23が概略的に示
されており、これらのショックアブソーバ23は、公知の
手段により、電子コントローラ15から信号線23a〜23dを
通じて与えられる制御信号にて、その減衰力がハードま
たはソフトに変更できるように構成されている。

また、第２図において、符号26はバスの運転席に設け
られ各種センサによる検出結果等を表示するインジケー
タを示しているほか、第２図では、車高センサ25の配設
位置を明確にするためにタイヤ等が透視して示されてい
る。

次に、第3,4図に示したフローチャートを参照して、
上述した各種のセンサからの検出信号に基づく、電子コ
ントローラ15の制御動作について説明する。

まず、第４図により電子コントローラ15によるエアサ
スペンション制御動作について説明する。

エンジンが始動されて電子コンローラ15の作動が開始
されると、まず、ステップS1において、電子コントロー
ラ15は、各圧力センサ20からの圧力信号を信号線20a〜2
0fから受け取り、各補助エアタンク５内のエア圧が所定
レベルにあるか否かを検出し、もし、いずれかの補助エ
アタンク５内のエア圧が所定レベル以下の場合には、対
応する電磁弁６を開作動させたままに放置し、当該補助
エアタンク５内のエア圧が所定レベルに達するまで待機
する。このとき、４つの電磁弁24はすべて開状態に保持
されており、補助エアタンク５内のエア圧が所定レベル
以下であるから車高が低く、対応するレベリングバルブ
10が作動し、エア供給源９から電磁弁24,レベリングバ
ルブ10,電磁弁６を介して補助エアタンク５にエアが充
填される。このように、電子コントローラ15は、補助エ
アタンク５のエア圧が所定レベルに達するまで待機して
から、以下の制御動作を実行する。

すべての補助エアタンク５のエア圧が所定レベルにあ
れば、電子コントローラ15の初期化、いわゆるイニシャ
ライズが実施される（ステップS2）。なお、特に言及し
ない限り、ショックアブソーバ23は、すべてハードに切
り換えられているものとする。

そして、オート／ハード選択スイッチ22がハードに切
り換えられているか否かを判断し（ステップS3）、ハー
ドに切り換えられている場合には、ステップS4へ進む。
このステップS4では、すべての電磁弁６が閉位置に切換
駆動される。従って、各エアスプリング3L,3R;12L,12R
と各種補助エアタンク５との連通が断たれ、エア室の容
積が小となり、すべてのエアスプリング3L,3R;12L,12R
のばね定数が大となる。

一方、ステップS3において、オート／ハード選択スイ
ッチ22がオートに切り換えられているとすると、ステッ
プS5に進み、バックアップランプスイッチ19がオンにな
っているか否かが判断される。ここで、バックアップラ
ンプスイッチ19がオンであると判断した場合、車体27は
後進しようとしているので、ステップS6へ進み、前車軸
側の左右の電磁弁６を開位置にする一方、後車軸側の左
右の電磁弁６が閉位置に切換駆動される。これにより、
後車軸側のすべてのエアスプリング12L,12Rのばね定数
が大となるので、この後、ブレーキングされてその後退
が停止されても、車体27のノーズアップを抑制すること
ができる。

ステップS5において、バックアップランプスイッチ19
がオンではなく、車体27が前進しようとしていると判断
されたときには、車速が計算される（ステップS7）。こ
の車速は、車速センサ16からの検出信号に基づいて計算
される。

そして、ステップS8においては、ステップS7にて求め
た車速に基づいてハードにすべきか否かを判断する。即
ち、車速が０〜30km/h,80km/h以上にあるか、または、
これ以外にあるかが判断され、もし０〜30km/h,70km/h
以上にあると判断された場合には、前述したステップS4
に進み、すべてのエアスプリング3L,3R;12L,12Rのばね
定数を大とする。これにより、低速時での車体27のロー
リングを防止し、拘束時の直進性を向上することができ
る。

一方、ステップS8において、その車速が０〜30km/h,8
0km/h以上の範囲にないと判断された場合には、ブレー
キング時か否かが判断される（ステップS9）。この判断
は、フットブレーキスイッチ18からの検出信号に基づい
てなされる。ここで、フットブレーキ（図示せず）が踏
み込まれているとすると、フットブレーキスイッチ18が
オンであり、ブレーキング時であると判断して、ステッ
プS10に進む。

このステップS10においては、前車軸側の電磁弁６の
すべてが閉位置に切換駆動される一方、後車軸側の電磁
弁６はすべて開位置にある。これにより、前車軸側のエ
アスプリング3L,3Rのばね定数が大に切り換えられるこ
とから、この後の前進停止時での車体27のノーズダイブ
を抑制することが可能になる。

ステップS9において、フットブレーキスイッチ18がオ
フでブレーキング時ではないと判断された場合には、ス
テアリングがどのような角速度で回されているか、その
角速度の大きさが判断される（ステップS11）。この判
断は、ステアリング角速度センサ17からの検出信号に基
づいて、ステアリング角速度が所定判別値よりも大、即
ち、車体27が急旋回しようとしていると判断された場合
には、前述したステップS4へ進む。このステップS4で
は、すべてのエアスプリング3L,3R;12L,12Rのばね定数
が大に切り換えられるので、急旋回時の車体27のローリ
ングを抑制できる。なお、前記所定判別値は車速に応
じ、車速の増大に伴って小さい値に設定するようにして
もよい。

一方、ステップS11でステアリング角速度が所定判別
値以下と判断された場合には、車体27が実際にローリン
グしているか否かが判断される（ステップS12）。この
判断は、ローリングセンサ21からの検出信号、つまり、
ローリング信号に基づいてなされ、車体27にローリング
が生じていると判断されたとき、即ち、ローリングセン
サ21がオンとなって場合には、前述したステップS4に進
むことになるが、本実施例では、ステップS12とステッ
プS4との間に、必要に応じて、ステップS13が追加され
ている。このステップS13では、ローリングセンサ21で
のオン作動が設定時間継続しているか否かが判断され、
この条件を満たすときに、ステップS4に進み、すべての
エアスプリング3L,3R;12L,12Rのばね定数を大に切り換
え、車体27のローリングを抑制する。一方、ローリング
センサ21のオン作動が設定時間を満たす前に終了する
か、または、ステップS12にてローリングセンサ21の作
動がオフであると判断された場合には、ステップS14へ
進む。

このステップS14では、左前車軸側の電磁弁６および
右後車軸側の電磁弁６が開位置となるのに対し、右前車
軸側の電磁弁６および左後車軸側の電磁弁６が閉位置に
切換駆動される。即ち、車体27において対角線上に位置
する前後車軸の一方側のエアスプリングは、そのばね定
数が大となり、他方側のエアスプリングのばね定数が小
となる。従って、この場合には、ステップS4のようにす
べてのエアスプリング3L,3R;12L,12Rのばね定数を大に
切り換えた場合と、すべてのエアスプリング3L,3R;12L,
12Rのばね定数を小に切り換えた場合との中間の状態を
得ることができる。また、このステップS14では、各エ
アスプリング3L,3R;12L,12Rのばね定数に対応するよう
に、ショックアブソーバ23の減衰力をも切り換える。な
お、ステップS4,S6,S10,S14からは、ステップS1に戻
り、上述した作動を繰り返すことになる。

ところで、本実施例の電子コントローラ15では、上述
のような第４図のフローチャートに従うエアスプリング
3L,3R;12L,12Rのばね定数の切換制御動作（エアサスペ
ンション制御動作）と並行して、第３図に示すフローチ
ャートに従う制御動作も実行される。

エンジンが始動されて電子コントローラ15の作動が開
始されると、第４図のステップS2による電子コントロー
ラ15のイニシャライズが終了したか否かを判断し（ステ
ップA1）、イニシャライズが終了するまで待機する。イ
ニシャライズが終了した時点では、第４図のステップS1
による各補助エアタンク５の充填も終了している。

ステップA1によりイニシャライズが終了した判断され
ると、停車中の重量合わせが終了しているか否かを判断
する（ステップA2）。重量合わせが終了していない場合
には、電子コントローラ15は、４つの車高センサ25によ
る前後左右部の車高検出結果に基づいて、前後左右の各
車軸ごとにそなえられた４つのレベリングバルブ10のう
ちの適当な３つを選択する（ステップA3）。このとき、
選択されなかったレベリングバルブ10については、該当
レベリングバルブ10に連通する電磁弁24を閉位置に切換
駆動することにより、該当レベリングバルブ10が動作し
ないようにする。このようにして、適当な３つのレベリ
ングバルブ10を選択することにより、３点方式による重
量合わせが行なわれる（ステップA4）。上述したステッ
プA4までの重量合わせは、車体27が走行を開始するまで
の間に行なわれる。

重量合わせの終了後には、車体27が走行中になったか
否かを判断し（ステップA5）、走行中であれば、電磁弁
24をすべて開放し、４つのレベリングバルブ10をすべて
動作させて、ローリング制御が行なわれる（ステップA
6）。

このように、本実施例のエアサスペンション制御装置
によれば、停車中の重量合わせ時には、その重量合わせ
に適した３点方式が選択され、適当な３つのレベリング
バルブ10による重量合わせが実行される一方、走行中に
は、ローリング制御に適した４点方式に自動的に切り換
えられ、４つのレベリングバルブ10によるローリング制
御が実行されることになるので、停車中の重量合わせお
よび走行中のローリング制御がいずれも確実に行なわれ
るのである。

また、本実施例によれば、第４図にて説明した通り、
車体27の状態、つまり、前進／後進，車速条件，ブレー
キング，急旋回，ローリング状態に応じて、各エアスプ
リング3L,3R;12L,12Rのハード／ソフトの切換制御が行
なわれるので、車体27の揺れ（ノーズアップ，ノーズダ
ウン，ローリング）が有効に抑止することができる。

なお、上述した実施例では、本考案の装置をバスに適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、本考案の装置は、バス以外の自動車にも同様
に適用され、上述した実施例と同様の作用効果が得られ
る。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案の自動車のエアサスペン
ション制御装置によれば、自動車の車体と前後左右の各
車軸との間に少なくとも１個ずつ設けられ前記車体を支
持するエアスプリングと、前記エアスプリングにエアを
供給するエア供給源と、前記前後左右の各車軸に対応し
て前記のエア供給源と各エアスプリングとの間に介装さ
れた４つのレベリングバルブと、前記車体における前後
左右部の車高をそれぞれ検出する４つの車高センサと、
前記自動車の停止中における重量合わせ時には前記４つ
の車高センサの検出結果に基づき前記４つのレベリング
バルブのうちの３つを選択して動作させる一方で前記自
動車の走行中には前記４つのレベリングバルブのすべて
を動作させる制御手段とをそなえるという極めて簡素な
構成により、停車中の重量合わせ時にはその重量合わせ
に適した３点方式が選択される一方、走行中には、ロー
リング制御に適した４点方式に自動的に切り換えられ、
停車中の重量合わせおよび走行中のローリング制御をい
ずれも確実に行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案の一実施例としての自動車のエアサ
スペンション制御装置を示すもので、第１図はその空圧
回路および制御系を示す構成図、第２図は本実施例の装
置をそなえたバスを示す斜視図、第3,4図はその動作を
説明するためのフローチャートである。 １……前車軸側サスペンション部、２……後車軸側サス
ペンション部、3L,3R……エアスプリング、４……接続
管路、５……補助エアタンク、６……電磁弁、７……分
岐供給管路、８……主供給管路、９……エア供給源、10
……レベリングバルブ、12L,12R……エアスプリング、1
3……補助エアタンク、15……電子コントローラ、16…
…車速センサ、17……ステアリング角速度センサ、18…
…フットブレーキスイッチ、19……バックアップランプ
スイッチ、20……圧力センサ、21……ローリングセン
サ、22……オート／ハード選択スイッチ、23……ショッ
クアブソーバ、24……電磁弁、25……車高センサ、27…
…車体。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の車体と前後左右の各車軸との間に
   少なくとも１個ずつ設けられ前記車体を支持するエアス
   プリングと、前記エアスプリングにエアを供給するエア
   供給源と、前記前後左右の各車軸に対応して前記のエア
   供給源と各エアスプリングとの間に介装された４つのレ
   ベリングバルブと、前記車体における前後左右部の車高
   をそれぞれ検出する４つの車高センサとがそなえられる
   とともに、前記自動車の停止中における重量合わせ時に
   は前記４つの車高センサの検出結果に基づき前記４つの
   レベリングバルブのうちの３つを選択して動作させる一
   方で前記自動車の走行中には前記４つのレベリングバル
   ブのすべてを動作させる制御手段がそなえられたことを
   特徴とする、自動車のエアサスペンション制御装置。