JP2571359B2 - 電子制御サスペンシヨン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は旋回走行時に発生する車体のロールを低減す
るようにした電子制御サスペンション装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、ショックアブソーバの減衰力や空気ばねのばね
定数を電子的に制御して乗心地や操縦安全性を向上させ
るようにした電子制御サスペンション装置が考えられて
いる。そして、このような電子制御サスペンション装置
においてはハンドルを操舵して旋回するときに生じる車
体のロール変位をより効果的に抑制することが望まれて
いる。

そこで、例えば米国特許第3,124,368号に示されるよ
うに、各輪毎に流体シリンダ機構を設け、車体に作用す
る姿勢変化の大きさに応じて縮み側のシリンダ機構を伸
長させる方向に伸び側のシリンダ機構を縮小させる方向
に付勢することにより車体の姿勢変化を抑制するサスペ
ンション装置が知られている。ところが、この米国特許
に示される装置は、上記シリンダ機構の制御には精密な
フィードバック制御を行っているため、コストが嵩むば
かりでなくその保守整備作業も極めて難しく、このため
の一般車に採用するには不向きであった。

［発明の目的］ この目的は、上述した精密なフィードバック制御を用
いることなく、かつ急旋回時のみならず定回転半径で旋
回する定旋回走行時のどちらでも確実に車体のロールを
低減できる電子制御サスペンション装置を提供すること
にある。

［発明の概要］ 各輪毎に設けられ夫々流体ばね室を有するサスペンシ
ョンユニットと、 各サスペンションユニットの各流体ばね室に夫々供給
用制御弁を介して流体を供給する流体供給装置と、 各サスペンションユニットの各流体ばね室から夫々排
出用制御弁を介して流体を排出する流体排出装置と、 ステアリングホイールの回転方向および操舵角速度を
検出する操舵状態検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 車体に作用する左右方向の加速度を検出する加速度検
出手段と、 上記各検出手段により検出された値に基づき車体のロ
ールを検出して所要の上記供給用制御弁および排出用制
御弁を設定制御時間の間開いて車体のロールを低減する
ロール制御を実行する制御装置を備え、 上記制御装置は、操作角速度および車速の大きさに応
じて制御時間を設定された第１の制御時間記憶手段と、 車体に作用する左右方向の加速度に応じて制御時間を
設定された第２の制御時間記憶手段とを有し、 上記操舵状態検出手段により検出された回転方向およ
び上記加速度検出手段により検出された加速度の向きを
基に上記ステアリングホイールが切り込み側であると判
定したときに、上記操舵状態検出手段により検出された
操舵角速度が設定操舵角速度以上である場合には同検出
された操舵角速度および上記車速検出手段により検出さ
れた車速に基づき上記第１の制御時間記憶手段を参照し
て求められた制御時間に沿って上記ロール制御を実行す
ると共に、上記検出された操作角速度が上記設定操舵角
速度より小さい場合には上記加速度検出手段により検出
された加速度に基づき上記第２の制御時間記憶手段を参
照して求められた制御時間に沿って上記ロール制御を実
行するように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である。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係わる電子
制御サスペンション装置について説明する。第１図にお
いて、エアサスペンションユニットFS1,FS2,RS1,RS2は
それぞれほぼ同様の構造をしているので、以下、フロン
ト用と、リヤ用とを特別に区別して説明する場合を除い
てエアサスペンションユニットは符号Ｓを用いて説明す
る。

すなわち、エアサスペンションユニットＳはストラッ
ト型ショックアブソーバ１を組込んだものであり、この
ショックアブソーバ１は前輪あるいは後輪側に取付けら
れたシリンダ２と、このシリンダ２内において摺動自在
に嵌挿されたピストン３をそなえ、車輪の上下動に応じ
シリンダ２がピストンロッド４に対し上下動することに
より、ショックを効果的に吸収できるようになってい
る。ところで、５は減衰力切換弁で、この減衰力切換弁
５の回転はアクチュエータ5aにより制御されるもので、
第１の減衰室6aと第２の減衰室6bとがオリフィスa1のみ
を介して連通される（ハード状態）か、またはオリフィ
スa1及びa2の両方を介して連通される（ソフト状態）か
が選択される。なお、上記アクチュエータ5aの駆動は後
述するコントロールユニット37により制御される。

ところで、このショックアブソーバ１の上部には、ピ
ストンロッド２と同軸的に車高調整用流体室を兼ねる主
空気ばね室７が配設されており、この主空気ばね室７の
一部にはベローズ８で形成されているので、ピストンロ
ッド４内に設けられた通路4aを介する主空気ばね室７へ
のエアの給排により、ピストンロッド４の昇降を許容で
きるようになっている。

また、ショックアブソーバ１の外壁部には、上方へ向
いたばね受け9aが設けられており、主空気ばね室７の外
壁部には下方へ向いたばね受け9bが形成されていて、こ
れらばね受け9a,9b間にはコイルばね10が装填される。

しかして、11はコンプレッサである。このコンプレッ
サ11はエアクリーナ12から送り込まれた大気を圧縮して
ドライヤ13へ供給するようになっており、ドライヤ13の
シリカゲル等によって乾燥された圧縮空気はチェックバ
ルブ14を介してリザーブタンク15内の高圧側リザーブタ
ンク15aに貯められる。このリザーブタンク15には低圧
側リザーブタンク15bが設けられている。上記リザーブ
タンク15a,15b間にはコンプレッサリレー17により駆動
されるコンプレッサ16が設けられている。また、上記低
圧側リザーブタンク15bの圧力が大気圧より大きくなる
とオンする圧力スイッチ18が設けられている。そして、
上記圧力スイッチ18がオンすると上記コンプレッサリレ
ー17が駆動される。これにより、上記リザーブタンク15
bは常に大気圧以下に保たれる。そして、上記高圧側リ
ザーブタンク15aからサスペンションユニットＳに圧縮
空気が供給される経路は実線矢印で示しておく。つま
り、上記リザーブタンク15aからの圧縮空気は後述する
３方向弁よりなる給気流量制御バルブ19,前輪用給気ソ
レノイドバルブ20,チェックバルブ21,フロント右用のソ
レノイドバルブ22,フロント左用のソレノイドバルブ23
を介してフロント右用のサスペンションユニットFS2,フ
ロント左用のサスペンションユニットFS1に送られる。
また、同様に上記リザーブタンク15aからの圧縮空気は
後述する３方向弁よりなる給気流量制御バルブ19,後輪
用給気ソレノイドバルブ24,チェックバルブ25,リヤ右用
のソレノイドバルブ26,リヤ左用のソレノイドバルブ27
を介してリヤ右用のサスペンションユニットRS2,リヤ左
用のサスペンションユニットRS1に送られる。なお、上
記チェックバルブ21の下流と上記チェックバルブ25の下
流はチェックバルブ211を介して連結される。一方、サ
スペンションユニットＳからの排気経路は破線矢印で示
しておく。つまり、サスペンションユニットFS1,FS2か
らの排気はソレノイドバルブ22,23、フロント排気バル
ブ28、残圧弁29を介して上記低圧側リザーブタンク15b
に送られる。さらに、サスペンションユニットFS1,FS2
からの排気はソレノイドバルブ22,23、フロント排気バ
ルブ28、ドライヤ13,排気ソレノイドバルブ30,エアクリ
ーナ12を介して大気に開放される。また、サスペンショ
ンユニットRS1,RS2からの排気はソレノイドバルブ26,2
7、リヤ排気バルブ31、残圧弁32を介して上記低圧側リ
ザーブタンク15bに送られる。なお、上記リザーブタン
ク15bの圧力が主空気ばね室３の圧力より小さいと上記
残圧弁29,32は開状態となり、リザーブタンク15bの圧力
が主空気ばね室３の圧力より大きいと上記残圧弁29,32
は閉状態となる。さらに、サスペンションユニットRS1,
RS2からの排気はソレノイドバルブ26,27、リヤ排気バル
ブ31、ドライヤ13,排気ソレノイドバルブ30,エアクリー
ナ12を介して大気に解放される。また、33はリヤの主空
気ばね室３を連通する連通路に設けられた圧力スイッチ
で、その操作信号は後述するコントロールユニットに出
力される。

また、34は車高センサで、この車高センサ34は自動車
の前部右側サスペンションのロアアーム35に取付けられ
て自動車の前部車高を検出するフロント車高センサ34F
と、自動車の後部左側サスペンションのラテラルロッド
36に取付けられて自動車の後部車高を検出するリヤ車高
センサ34Rとを、備えて構成されていて、これら車高セ
ンサ34F、34Rからコントロールユニット37へ検出信号が
供給される。

車高センサ34における各センサ34F,34Rは、ノーマル
車高レベルおよび低車高レベルあるいは高車高レベルか
らの距離をそれぞれ検出するようになっている。

さらに、スピードメータには車速センサ38が内蔵され
ており、このセンサ38は車速を検出して、その検出信号
を上記コントロールユニット37へ供給するようになって
いる。

また、車体の姿勢変化を検出する車体姿勢センサとし
ての例えば、差動トランス型Ｇセンサ39のような左右、
前後方向の加速度を検出する加速度センサが設けられて
いる。このＧセンサ39は加速度Ｇが大きくなるとその出
力電圧Ｖが大きくなるもので、その出力電圧の一例を第
４図に示しておく。また、電圧Ｖの時間微分値はハンド
ル角速度あるいはブレーキの踏込み速度に比例した値に
なる。

40は油圧を表示するインジケータでこのインジケータ
40の表示はコントロールユニット37により制御される。
また、41はステアリングホイール42の回転速度、すなわ
ち操舵速度を検出する操舵センサで、その検出信号は上
記コントロールユニット37に送られる。

さらに、44は図示しないエンジンのアクセルペダルの
踏込み角を検出するアクセル開度センサで、その検出信
号は上記コントロールユニット37に送られる。また、45
は上記コンプレッサ11を駆動するためのコンプレッサリ
レーで、このコンプレッサリレー45は上記コントロール
ユニット37からの制御信号により制御される。さらに、
46はリザーブタンク15aの圧力が所定値以下になるとオ
ンする圧力スイッチで、その出力信号は上記コントロー
ルユニット37に出力される。つまり、リザーブタンク15
aの圧力が所定値以下になると上記圧力スイッチ46はオ
ンし、コントロールユニット37の制御によりコンプレッ
サリレー45が作動される。これにより、コンプレッサ11
が駆動されてリザーブタンク15aに圧縮空気が送り込ま
れ、リザーブタンク15a内圧力が所定値以上にされる。
なお、上記ソレノイドバルブ20,22,23,24,26,27,30及び
バルブ19,28,31の開閉制御は上記コントロールユニット
37から制御信号により行われる。また、上記ソレノイド
バルブ22,23,26,27及びバルブ19,28,31は３方向弁よ
り、その２つ状態については第２図に示しておく。第２
図（Ａ）は３方向弁が駆動された状態を示しており、こ
の状態で矢印Ａで示す経路で圧縮空気が移動する。一
方、第２図（Ｂ）は３方向弁が駆動されていない状態を
示しており、この状態では矢印Ｂで示す経路で圧縮空気
が移動する。また、ソレノイドバルブ20,24,30は２方向
弁よりなり、その２つの状態については第４図に示して
おく。第３図（Ａ）はソレノイドバルブが駆動された状
態を示しており、この状態では矢印Ｃ方向に圧縮空気が
移動する。一方、ソレノイドバルブが駆動されない場合
には第３図（Ｂ）に示すようになり、この場合には圧縮
空気の流通はない。

次に、上記のように構成された本発明の一実施例の動
作において説明する。イグニションキースイッチをオン
すると、第５図に示したフローチャートの処理が開始さ
れる。まず、ステップS11において、コントロールユニ
ット37内のハンドル角速度ｈ、左右方向の加速度Ｇ、
車速Ｖを記憶する領域がリセットされる。次に、マップ
メモリに記憶されるすでにバルブが駆動された時間Tmが
リセットされる（ステップS12）。そして、ステップS13
に進んで左右のサスペンションユニットの主空気ばね室
７はそれぞれ連通しているか否か判定される。ここで、
ソレノイドバルブ22,23,26,27がすべてオフしている場
合に左右の主空気ばね室７が連通されるので、ソレノイ
ドバルブ22,23,26,27がすべてオフしているか否か判定
され、すべてオフしていない場合にはすべてオフされ
る。次に、車速センサ38,操舵センサ41、Ｇセンサ39に
おいて検出される車速Ｖ、ハンドル角速度ｈ、左右方
向加速度Ｇがコントロールユニット37に読込まれる（ス
テップS14）。そして、ステップS15に進んで上記ステッ
プS14で検出された加速度Ｇ＞０であるか否か判定され
る。ここで、「Ｇ＞０」である場合には右旋回、「Ｇ＜
０」である場合には左旋回であると判定される。以下、
右旋回を一例にとって説明する。このような右旋回の場
合にはステップS16に進んでハンドルの操舵方向は時計
回りか否か判定される。このステップS16の判定は操舵
センサ41で検出されるハンドル角速度ｈが正か負か判
定される。ここで、操舵方向が時計回りであると判定さ
れる、つまり右旋回でしかもハンドルが切込み側に回さ
れていると判定されると、ステップS17に進んで現在の
車速、ハンドル角速度は第６図の闘値以上であるか否か
判定される。つまり、現在の車速、ハンドル角速度は第
６図のマップの領域Ａに属しているか否か判定される。
このステップS17において「YES」と判定されると第７図
に示した車速−ハンドル角速度マップが参照されて現在
の車速−ハンドル角速度で示される地点がどの領域にあ
るか検出され、その領域に対応するバルブ駆動時間Tpが
算出される。一方、上記ステップS17において「NO」と
判定されると第８図に示したＧセンサマップが参照され
て現在の左右方向の加速度に対応するバルブ駆動時間Tp
が算出される。上記ステップS18あるいはS19の処理によ
りバルブ駆動時間Tpが算出されるとステップS20に進ん
で制御時間Ｔ＝Tp−Tmが算出される。初期設定でTm＝０
に設定されているため、Ｔ＝Tpとなる。次に、ステップ
S21に進んで「Ｔ＞０」であるか否か判定される。ここ
で、「Ｔ＞０」である場合にはステップS22に進んで、
制御時間Ｔの指令がなされる。つまり、第９図のロール
制御のうち右旋回の「開始」モードの○印のバルブが制
御時間Ｔだけ駆動されて、右側のサスペンションユニッ
トの主空気ばね室７から圧縮空気が排気され、左側のサ
スペンションユニットの主空気ばね室７に圧縮空気が給
気される。ここで、ソレノイドバルブ22及び26が駆動さ
れることにより前後のサスペンションユニットの左右の
主空気ばね室７間の連通が遮断される。これにより、サ
スペンションユニットの右側のサスペンションユニット
と左側のサスペンションユニットの主空気ばね室７への
給排を独立して行なうことができる。従って、車体の右
側の車高が下がる方向に付勢され、車体の左側の車高が
上がる方向に付勢される。これにより、右旋回時に車体
が水平になるように制御される。そして、上記制御時間
Ｔだけバルブが駆動されると「保持」モードに移って、
フロント排気バルブ28及びリヤ排気バルブ31が駆動され
て、サスペンションユニットの主空気ばね室７から圧縮
空気が排出されるのを禁止して、その状態を保持してい
る。

そして、ステップS23に進んでマップメモリが更新さ
れる。つまり、Tm＝Tpとされる。以下、上記ステップS1
4の処理に戻って再度車速V,ハンドル角速度ｈ、左右
方向の加速度Ｇがコントロールユニット37に読込まれ
る。ハンドルが更に右方向に操作されている場合にはス
テップS15,17,18の処理へと進んで、再度第７図の車速
−ハンドル角速度マップが参照されて駆動時間Tpが算出
される。ここで、今回算出された駆動時間Tpが前回算出
された駆動時間Tpと同じであれば、ステップS20で算出
される制御時間Ｔ＝０となる。従って、ステップS21に
おいて「NO」と判定されて、上記ステップS14の処理に
戻る。

一方、今回算出される駆動時間が前回算出された駆動
時間Tpより増加している場合には、ステップS20で求め
られる制御時間Ｔは正数となる。このため、ステップS2
1において「YES」と判定されてステップS22の処理に進
む。つまり、ステップS22及びS23において、追加のロー
ル制御がなされる。そして、ステップS23においてマッ
プメモリが更新されて上記ステップS14の処理に戻る。

そして、ハンドルを右方向に操舵した状態から左方向
に戻す場合には上記ステップS16において「NO」と判定
されて、ステップS24の処理に進む。このステップS24に
おいて、戻し側の車速−ハンドル角速度は第10図の闘値
以上であるか否か判定される。つまり、ハンドルを戻す
場合の車速−ハンドル角速度は第10図の領域Ｂに属して
いるか否か判定される。例えば、ハンドルを急に戻した
場合には領域Ｂに入る。従って、この場合には左右のサ
スペンションユニットの流体ばね室が連通される。つま
り、第９図の「保持」モードから「解除」モードへと移
行するが、全バルブがオフされるため、左右のサスペン
ションユニットの主空気ばね室７が連通されて、左右の
主空気ばね室７が同圧にされて、ロール制御が解除され
る。このように、ロール制御を行なった後に急にハンド
ルを戻した場合には、すばやくロール制御を解除して安
全性を確保している。

一方、上記ステップS24において「NO」と判定される
とステップS26に進んで|G|＜0.3であるか否か判定され
る。このステップS26において「YES」と判定されると上
記ステップS25に進んでロール制御が解除される。この
ステップS26において「NO」と判定されるとステップS27
に進んで車速Ｖ≦20km/hであるか否か判定される。この
ステップS27において「YES」と判定された場合でも上記
ステップS25に進んでロール制御が解除される。以下、
上記ステップS14に進んで再度車速Ｖ、ハンドル角速度
ｈ、左右方向の加速度Ｇがコントロールユニット37に
読込まれる。ところで、上記ステップS25の処理が終了
すると上記ステップS12の処理に戻ってマップメモリが
リセットされる。以下、ステップS13以降の処理が繰返
される。

以上の動作はハンドルを右に操舵して車体を右に旋回
させた場合のロール制御について述べたが、ハンドルを
左に操舵して車体を左に旋回させる場合にはステップS1
5において「NO」、ステップS28において「NO」判定され
て上記ステップS17の処理に進む。以下このステップS17
以降の処理は前記して右旋回の場合と同様であるので、
その詳細な説明は省略する。つまり、ステップS22で行
われる処理は第９図の左旋回の「開始」モード及び「保
持」モードのバルブ開閉が行われる。そして、ハンドル
を左に切った後、ハンドルを戻した場合には上記ステッ
プS28において「YES」と判定されて上記したステップS2
4以降の処理が行われれ、ロール制御を解除する条件が
揃えば、ロール制御が解除される。

以上のように、ステップS17の判断によりバルブ駆動
時間Tpを求めるマップを選択し、急ハンドルを切った場
合には車速−ハンドル角速度マップよりバルブ駆動時間
Tpを得、ハンドルを緩やかに切った場合には左右方向の
加速度Ｇが所定値以上ある場合にはＧマップによりバル
ブ駆動時間Tpを求め、更にステップS20で同駆動時間Tp
及び記憶された時間Tmから必要な制御時間Ｔを求め、次
いでステップS22で同制御時間の制御を指令するように
したので、フィードバック制御を用いることなく、かつ
急旋回時のみならず定速でしかも一定回転半径で旋回す
る、いわゆる定旋回走行時のどちらかでも適切な制御時
間Ｔを得てロール制御を実行することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、上述した精密な
フィードバック制御を用いることなく、かつ急旋回時の
みならず定速でしかも一定回転半径で旋回する、いわゆ
る定旋回走行時のどちらでも車体に発生するロールを確
実に低減できる電子制御サスペンション装置を提供する
ことができる。更に、ステアリングホイールが切り込み
側であることの判定を、操舵状態検出手段により検出さ
れたステアリングホイールの回転方向及び加速度検出手
段により検出された加速度の向きを基に行うように構成
されているので、操舵状態検出手段にそのステアリング
ホイールの中立点からの絶対角を検出する機能を持たせ
ないで済ませることができる。つまり、操舵状態検出手
段にそのステアリングホイールの絶対角を検出させるに
は、常にその中立点を正確に把握する必要性があるが、
実際の車両においてはタイヤの磨耗、アライメントの経
時的変化等により甚だ困難であるが、本発明によれば、
その必要性を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる電子制御サスペンシ
ョン装置を示す図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は３方向弁
の駆動、非駆動状態を示す図、第３図はソレノイドバル
ブの駆動、非駆動状態を示す図、第４図はＧセンサの出
力電圧の一例を示す図、第５図は同実施例の動作を示す
図、第６図は車速−ハンドル角速度座標における車速−
ハンドル角速度マップ使用域あるいはＧセンサマップ使
用域を示す図、第７図は車速−ハンドル角速度マップを
示す図、第８図はＧセンサマップを示す図、第９図は車
高調整及び姿勢制御時のバルブ開閉を示す図、第10図は
車速−ハンドル角速度座標における左右の主空気ばね室
の連通する領域及び非連通する領域を示す図である。 5a……アクチュエータ、11……コンプレッサ、15……リ
ザーブタンク、19……給気流量制御バルブ、20……前輪
用給気ソレノイドバルブ、24……後輪用給気ソレノイド
バルブ、28……フロント排気バルブ、31……リヤ排気バ
ルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 泰孝 岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱自動 車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)発明者 鈴村 昌永 岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱自動 車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)発明者 滝澤 省三 岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱自動 車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)発明者 熊谷 直武 岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱自動 車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)発明者 竪本 實 岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱自動 車工業株式会社乗用車技術センター内 (56)参考文献 特開 昭54−55913（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−152406（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−35105（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各輪毎に設けられ夫々流体ばね室を有する
   サスペンションユニットと、 各サスペンションユニッ
   トの各流体ばね室に夫々供給用制御弁を介して流体を供
   給する流体供給装置と、 各サスペンションユニットの各流体ばね室から夫々排出
   用制御弁を介して流体を排出する流体排出装置と、 ステアリングホイールの回転方向および操舵角速度を検
   出する操舵状態検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 車体に作用する左右方向の加速度を検出する加速度検出
   手段と、 上記各検出手段により検出された値に基づき車体のロー
   ルを検出して所要の上記供給用制御弁および排出用制御
   弁を設定制御時間の間開いて車体のロールを低減するロ
   ール制御を実行する制御装置を備え、 上記制御装置は、操作角速度および車速の大きさに応じ
   て制御時間を設定された第１の制御時間記憶手段と、 車体に作用する左右方向の加速度に応じて制御時間を設
   定された第２の制御時間記憶手段とを有し、 上記操舵状態検出手段により検出された回転方向および
   上記加速度検出手段により検出された加速度の向きを基
   に上記ステアリングホイールが切り込み側であると判定
   したときに、上記操舵状態検出手段により検出された操
   舵角速度が設定操舵角速度以上である場合には同検出さ
   れた操舵角速度および上記車速検出手段により検出され
   た車速に基づき上記第１の制御時間記憶手段を参照して
   求められた制御時間に沿って上記ロール制御を実行する
   と共に、上記検出された操作角速度が上記設定操舵角速
   度より小さい場合には上記加速度検出手段により検出さ
   れた加速度に基づき上記第２の制御時間記憶手段を参照
   して求められた制御時間に沿って上記ロール制御を実行
   するように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。