JP3047679B2

JP3047679B2 - サスペンション特性制御装置

Info

Publication number: JP3047679B2
Application number: JP5154633A
Authority: JP
Inventors: 康裕堤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH079830A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のサスペンション
特性を変化できるサスペンション特性制御装置に関し、
更に詳細には走行状態に基づいてサスペンション特性を
変化させるサスペンション特性制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭６０−１０７４０６
号公報に記載されているように、車両のサスペンション
特性を路面の状態によりハード、ソフトに切替える制御
装置がある。この装置は路面状態が悪いときにはサスペ
ンション特性をハードにして操縦安定性を良好にし、路
面状態の良いときはサスペンション特性をソフトにして
乗り心地を良好にしている。

【０００３】また、車両の走行状態にはロール、ダイ
ブ、スクワット等があり、その走行状態に基づきサスペ
ンション特性をより忠実に制御するために、例えば、上
述の技術に車高調整手段を付加する場合がある。この場
合、車高調整手段により、車両の高速走行時に車高を低
くして走行安定性を高めたり、運転者の好みに応じマニ
ュアルスイッチにより車高を調整してドライバビリティ
を高めることのできるものである。

【０００４】ところで、一般道路を走行するのに最も適
した車高を基準車高とすると、一般に車両のサスペンシ
ョンは、基準車高の時に、バウンド・リバウンド等に起
因するアライメントの変化が最適となるように設定され
る。例えば、ダブルウイッシュボーン式サスペンション
の場合、バウンド・リバウンド時のトー変化、キャンバ
変化、キャスタ変化は基準車高のときに最適となるよう
に設定されている。更に、サスペンション特性を切替え
る制御もまた基準車高の走行状態に基づいて設定されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば車高調整機構を
備え、車高が基準車高以外の車高となる時、サスペンシ
ョンのストロークの中立位置が変化する。この時、バウ
ンド・リバウンド等に起因するアライメントの変化は最
適とならなくなり、走行状態が不安定となり易くなる。
その場合、サスペンション特性制御装置によりサスペン
ション特性を制御しても、そのサスペンション特性設定
手段は基準車高で最適となるように設定されたサスペン
ション特性設定手段であり、車両姿勢が安定しやすいサ
スペンションの特性値を選択する走行状態が少ないため
に、走行状態の悪いときにサスペンションの特性値が最
適にならない場合がある。そして、その場合には操縦安
定性が悪くなるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、車高が基準車高
以外の車高となったとき、車両姿勢が安定し易いサスペ
ンションの特性値を選択する走行状態を基準車高のとき
よりも多くすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、車両の走行
状態を検出する走行状態検出手段Ｍ１と、走行状態の代
表的な物理量とサスペンションの特性値との相関を示す
サスペンション特性を設定するサスペンション特性設定
手段Ｍ２と、前記サスペンション特性を、前記サスペン
ション特性設定手段により設定されたサスペンション特
性に切替えるサスペンション特性切替手段Ｍ３と、前記
車両の車高を調整する車高調整手段Ｍ７と、前記車高を
検出する車高検出手段Ｍ４と、この車高検出手段Ｍ４に
より検出された車高が、所定の基準車高であるか否かを
判断する車高判断手段Ｍ５と、この車高判断手段により
車高が基準車高でないと判断された場合は、前記サスペ
ンション設定手段により設定されるサスペンション特性
を、前記車高検出手段により検出された車高で、前記車
両の姿勢が安定しやすい走行状態が多くなるように、前
記物理量とサスペンションの特性値との相関を補正する
補正手段Ｍ６とを備えていることを特徴とするサスペン
ション特性制御装置により達成される。

【０００８】

【作用】車両の走行状態に基づいてサスペンション特性
設定手段によりサスペンション特性値が適当に設定され
る一方、車高調整手段により車高が調整される。このよ
うに車高が調整されて、この車高が基準車高以外の状態
になると、サスペンションストロークの中立位置が変化
して、車両の走行状態が不安定となりやすくなる。そこ
で、基準車高以外の車高で車両が走行するときは、この
基準車高でない車高で車両の姿勢が安定しやすい走行状
態が多くなるように、予め定められた走行状態を示す物
理量とサスペンションの特性値との相関が補正される。
したがって、車高調整手段により車高が調整された場合
においても、その車高における車両姿勢が安定する。

【０００９】

【実施例】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。

【００１０】図２は本発明によるサスペンション制御装
置の一つの実施例を示す概略構成図である。

【００１１】このサスペンション装置は、左右の前輪及
び後輪にそれぞれ対応して、各輪と車体との間に設けら
れたショックアブソーバ１１ａ〜１１ｄ、主エアチャン
バ１２ａ〜１２ｄ及び副エアチャンバ１３ａ〜１３ｄを
有する。ショックアブソーバ１１ａ〜１１ｄは、アクチ
ュエータ１４ａ〜１４ｄによって制御されるバルブ開度
に応じて車体の上下動に対する減衰力を２段階（ソフ
ト、ハード）に変更できるようになっている。主エアチ
ャンバ１２ａ〜１２ｄは（主エアチャンバ１２ａ〜１２
ｄと副エアチャンバ１３ａ〜１３ｄとが連通している場
合には副エアチャンバ１３ａ〜１３ｄも）、それらの収
容空気量に応じて各輪位置の車高を３段階（低車高、基
準車高、高車高）に変更できるようになっている。副エ
アチャンバ１３ａ〜１３ｄは、アクチュエータ１５ａ〜
１５ｄによって主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄとの連通
が切替えられるバルブのオン・オフにより、主エアチャ
ンバ１２ａ〜１２ｄと協動して車体の上下動に対するば
ね定数を２段階（小、大）に変更するものである。

【００１２】これらの主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄに
は、同チャンバ１２ａ〜１２ｄに空気を給排する給排装
置が接続されている。この給排装置は電動モータ１６に
より駆動されるコンプレッサ１７を備えており、同コン
プレッサ１７はチェック弁１８、エアドライヤ１９、並
列接続されたチェック弁２１及びオリフィス２２、並び
に各輪毎に設けた上昇弁２３ａ〜２３ｄを介して、主エ
アチャンバ１２ａ〜１２ｄに接続されている。これらの
上昇弁２３ａ〜２３ｄは通常オフ状態にあり、通電によ
りオン状態となってチェック弁２１及びオリフィス２２
と各主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄとの各連通を許容す
る。また、チェック弁１８とエアドライヤ１９との接続
点には下降弁２４が接続されており、下降弁２４は通常
オフ状態にあり、通電によりオン状態となって前記接続
点を大気に連通させる。

【００１３】次に、前述したアクチュエータ１４ａ〜１
４ｄ、１５ａ〜１５ｄおよび上昇弁２３ａ〜２３ｄ、下
降弁２４を制御する電気制御装置について説明する。こ
の電気制御装置は、ストロークセンサ３１ａ〜３１ｄ、
車高選択スイッチ３２、車速センサ３３、加速度センサ
３４、車高センサ３５、及びマイクロコンピュータ３７
を備えている。ストロークセンサ３１ａ〜３１ｄは各輪
位置（以下、ストローク量）をそれぞれ検出してそれら
の検出信号を出力する。車高選択スイッチ３２はマイク
ロコンピュータ３７が車高を設定するオートモードと、
乗員が車高を選択するマニュアルモードと、更にマニュ
アルモードにより選択された車高を表す検出信号を出力
する。車速センサ３３は車速を検出して車速を表す検出
信号を出力する。加速度センサ３４は車両の上下Ｇを検
出して上下Ｇを表す検出信号を出力する。車高センサ３
５は車両の車高を検出して低車高、基準車高、高車高を
表す検出信号を出力する。マイクロコンピュータ３７は
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどからなり、図４に
示すサスペンション特性の制御のプログラムを繰り返し
実行するとともに、サスペンション特性の制御のプログ
ラムの実行中、所定時間毎に図３に示す車高調整プログ
ラムを割り込み実行する。

【００１４】次に、図３を基に車高調整プログラムに対
応するフローチャートの説明をする。

【００１５】まず、ステップ１０１により車高選択スイ
ッチ３２、車速センサ３３、加速度センサ３４、車高セ
ンサ３５からの信号をマイクロコンピュータ３７が読み
込み、ステップ１０２により車高選択スイッチ３２がマ
ニュアルモードにあるか否かを判断する。ステップ１０
２により車高選択スイッチ３２がマニュアルモードであ
ると判断する場合、ステップ２００にて車高選択スイッ
チ３２のマニュアルモードにより設定された車高を要求
車高とする。そして、ステップ１０８に移る。一方、ス
テップ１０２により車高選択スイッチ３２がマニュアル
モードでない、つまりオートモードであると判断する場
合、ステップ１０３に移る。ステップ１０３により車速
が８０ｋｍ／ｈ以上であるかどうかを判断する。ステッ
プ１０３により車速が８０ｋｍ／ｈ以上であると判断す
る場合、ステップ１０４により要求車高を低車高にす
る。そして、ステップ１０８へ移る。また、ステップ１
０３により車速が８０ｋｍ／ｈ以上でないと判断する場
合、ステップ１０５に移る。ステップ１０５により、検
出した上下Ｇから路面が悪路であると判断する場合、ス
テップ１０６により、要求車高を高車高とする。ステッ
プ１０５により、検出した上下Ｇから路面が悪路でない
と判断する場合、ステップ１０７により、要求車高を基
準車高とする。ステップ１０８では、現在の車高が要求
車高と一致するか否かを判断する。そして、要求車高と
現在の車高が一致すると判断した場合、ステップ１０９
により上昇弁２３ａ〜２３ｄ、下降弁２４にオフの信号
を出力して、上昇弁２３ａ〜２３ｄ、下降弁２４を閉じ
る。そして、ステップ１０１に戻る。ステップ１０８に
より要求車高と現在の車高が一致しないと判断する場
合、ステップ１１０にて要求車高よりも現在の車高が低
いかどうか判断する。ステップ１１０により要求車高よ
りも現在の車高が低いと判断すると、ステップ１１１に
て上昇弁２３ａ〜２３ｄにオンの信号を出力し、上昇弁
２３ａ〜２３ｄを開けて、圧縮空気を主エアチャンバー
１２ａ〜１２ｄ内に流入させ、下降弁２４にオフの信号
を出力して、下降弁２４を閉じて車高を上昇させる。そ
して、ステップ１０１に戻る。また、ステップ１１０に
より要求車高よりも現在の車高が低くない、つまり、要
求車高よりも現在の車高が高いと判断すると、ステップ
１１２にて上昇弁２３ａ〜２３ｄにオフの信号を出力
し、上昇弁２３ａ〜２３ｄを閉じて、下降弁２４にオン
の信号を出力し、下降弁２４を開いて主エアチャンバー
１２ａ〜１２ｄの空気を大気に放出する。そして、ステ
ップ１０１に戻る。

【００１６】このようにして、車高を、一般道路の走行
等に適している基準車高、高速走行に適した基準車高よ
りも低い低車高、未舗装路の走行に適した基準車高より
も高い高車高に調整する。

【００１７】次に、マイクロコンピュータ３７において
行われるサスペンション特性の制御のプログラムを図４
のフローチャートに基づいて説明する。実施例中では、
走行状態に影響する要因の１つの路面状態を検出する手
段としてストローク量、車速を用いている。ステップ１
２０により、ストロークセンサ３１ａ〜３１ｄ、車高選
択スイッチ３２、車速センサ３３、車高センサ３５から
の信号をマイクロコンピュータ３７が読み込む。ステッ
プ１２１により現在の車高が基準車高であると判断した
場合、ステップ１２２によりマップＫ１を選択する。ま
た、ステップ１２１により現在の車高が基準車高でない
場合ステップ１２３によりマップＫ２を選択する。マッ
プＫ１，Ｋ２は縦軸にサスペンションのストローク量、
横軸に車速をとり、右上の領域がハード領域、左下の領
域がソフト領域を表している。マップＫ１は基準車高時
に、マップＫ２は基準車高以外の車高時に最適となるよ
うに調整されている。マップＫ２のハード領域はマップ
Ｋ１のハード領域よりも大きくなっており、マップＫ２
はマップＫ１よりも車両姿勢が安定しやすいサスペンシ
ョンの特性値を選択する走行状態が多くなるように設定
して、サスペンション特性を基準車高に比べハードにし
易くしている。ステップ１２４にて車速、ストローク量
に基づいて現在の路面状態が選択されたマップのハード
領域、ソフト領域のどちらの領域に属するかを判断す
る。ステップ１２４にて路面状態はハード領域であると
判断すると、ステップ１２５によりマイクロコンピュー
タ３７はサスペンション特性がハードとなるようにアク
チュエータ１４ａ〜１４ｄを作動させ、サスペンション
特性をハードにする。また、ステップ１２４にて路面状
態はソフト領域であると判断した場合、ステップ１２６
によりマイクロコンピュータ３７はサスペンション特性
がソフトとなるようにアクチュエータ１４ａ〜１４ｄを
作動させ、サスペンション特性をソフトとする。そし
て、プログラムの最初に戻る。

【００１８】本発明の請求の範囲に記載された事項と本
実施例との対応関係をここに表す。走行状態検出手段Ｍ
１はストロークセンサ３１ａ〜３１ｄ、サスペンション
特性設定手段Ｍ２はステップ１２４、サスペンション特
性切替手段Ｍ３はステップ１２５，１２６、車高検出手
段Ｍ４は車高センサ３５、車高判断手段Ｍ５はステップ
１２１、補正手段Ｍ６はステップ１２３、車高調整手段
Ｍ７は主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄおよび副エアチャ
ンバ１３ａ〜１３ｄならびにステップ１０２〜ステップ
１１２に相当する。

【００１９】上記実施例によれば車両の走行時、車高が
基準車高以外の車高に選択された場合、図５、図６に示
されたサスペンション特性を決定するマップをＫ１から
Ｋ２にする。一般にサスペンションは車高が基準車高以
外の車高となる場合、サスペンションのストロークの中
立位置が変化することから、アライメントの変化が最適
とならないことに起因して基準車高時に比べ走行状態が
不安定となりやすくなる。この時、上記実施例では、基
準車高以外の車高となるときにはサスペンション特性を
決定するマップを変えることにより、基準車高の時に比
べて走行状態を敏感に捉えて、サスペンションをハード
にし易くしている。これにより、車高の変化に伴う場合
のサスペンション特性の制御において、基準車高時に比
して操安性の悪くなる基準車高以外のときに、基準車高
時よりも車両姿勢が安定しやすいサスペンションの特性
値を選択する走行状態が多くなるようにすることで基準
車高時と同等の操縦安定性を確保することが可能とな
る。また、基準車高以外のときに走行状態が悪くなるこ
とから、サスペンション特性を常時ハードにすることも
考えられるが、この場合は、良路走行時等において乗り
心地が悪くなるため好ましくない。それに対し、本実施
例によれば、サスペンション特性を切替えるしきい値を
変えるだけであり、良路走行においてはサスペンション
特性をソフトにするため乗り心地を損うことはない。

【００２０】また、上記のように構成された第一実施例
ではＫ１、Ｋ２とマップを変えてサスペンション特性を
制御していたが、マップをＫ１のみとし、ステップ１１
０にて現在の車高は基準車高以外の車高であると判断さ
れたとき、ステップ１１２により基準車高時のストロー
ク量に所定の数を足して、マップＫ１のハード領域に入
りやすくしてもよい。そして、路面状況を検出する手段
としてストロークセンサを用いていたが、車両の上下Ｇ
を検出する加速度センサ等を用いてもよい。

【００２１】この他に、走行状態の要因としてロール、
ダイブ、スクワットなどがあり、その制御方法として、
車速と操舵角によりロール状態を計算し、その計算値が
所定以上である場合に減衰力をハードにするアンチロー
ル制御、ブレーキのＯＮ時、且つ所定以上の速度である
ときに減衰力をハードにするアンチダイブ制御、エンジ
ンのスロットルが開く速度が所定以上となるときにサス
ペンション特性をハードとするアンチスクワット制御等
がある。このような制御を行い、車高が基準車高以外と
なる場合にそれぞれのしきい値を下げてハードに入りや
すくしてもよい。更に、本実施例ではサスペンション特
性の切替えはハード・ソフトの２段階であるが、連続的
にサスペンション特性を切替えるものでもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明のサスペンション特性制御装置に
よれば、車両の走行状態が不安定となる基準車高以外の
車高の時には、車両姿勢が安定しやすいサスペンション
の特性値を選択する走行状態が多くなることにより、基
準車高以外の車高の走行状態にあったサスペンション特
性が制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるサスペンション制御装置の構成
を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明図であ
る。

【図２】本発明によるサスペンション制御装置の１つ
の実施例を示す概略構成図である。

【図３】図２のマイクロコンピュータ内で行われる車
高調整プログラムに対応するフローチャート。

【図４】図２のマイクロコンピュータ内で行われるサ
スペンション特性の制御のプログラムに対応するフロー
チャート。

【図５】図４のプログラム中で基準車高時のサスペン
ション特性を切替えるしきい値を表すマップＫ１。

【図６】図４のプログラム中で基準車高以外のときの
サスペンション特性を切替えるしきい値を表すマップＫ
２。

【符号の説明】

１１ａ〜１１ｄ・・・ショックアブソーバ１２ａ〜１２ｄ・・・主エアチャンバー１３ａ〜１３ｄ・・・副エアチャンバー１４ａ〜１４ｄ・・・アクチュエータ１５ａ〜１５ｄ・・・アクチュエータ１６・・・電動モータ１７・・・コンプレッサ１８・・・チェック弁１９・・・エアドライヤ２１・・・チェック弁２２・・・オリフィス２３ａ〜２３ｄ・・・上昇弁２４・・・下降弁３１ａ〜３１ｄ・・・ストロークセンサ３２・・・車高選択スイッチ３３・・・車速センサ３４・・・加速度センサ３５・・・車高センサ３７・・・マイクロコンピュータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行状態を検出する走行状態検出
手段と、走行状態の代表的な物理量とサスペンションの
特性値との相関を示すサスペンション特性を設定するサ
スペンション特性設定手段と、前記サスペンション特性
を、前記サスペンション特性設定手段により設定された
サスペンション特性に切替えるサスペンション特性切替
手段と、前記車両の車高を調整する車高調整手段と、前
記車高を検出する車高検出手段と、この車高検出手段に
より検出された車高が、所定の基準車高であるか否かを
判断する車高判断手段と、この車高判断手段により車高
が基準車高でないと判断された場合は、前記サスペンシ
ョン設定手段により設定されるサスペンション特性を、
前記車高検出手段により検出された車高で、前記車両の
姿勢が安定しやすい走行状態が多くなるように、前記物
理量とサスペンションの特性値との相関を補正する補正
手段とを備えていることを特徴とするサスペンション特
性制御装置。