JP3057852B2

JP3057852B2 - サスペンション装置

Info

Publication number: JP3057852B2
Application number: JP3293096A
Authority: JP
Inventors: 田直樹山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JPH05124411A

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
装置に関し、特に、自動車用のエア等を駆動源にしたサ
スペンション装置に適する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、各輪に設けられた４つの
車高センサーから各輪を独立に制御しようとすると、４
輪不静定問題が生じ、各輪の荷重の解が無限になってし
まう。

【０００３】そこで、４輪を有する自動車の車高を調整
する装置においては、後輪２輪を同時制御し、前輪２輪
と後輪１輪の３点支持を行い車両にワープを発生させな
いようにしてきた。しかし、後輪側にロールが発生した
場合、これを抑制する手段がないため、ロールの発生を
抑えることはできなかった。これに対処するために、特
開平１−１４５２１６公報に開示されたような、４輪を
それぞれ独立に制御すると共に、ワープの発生を検出
し、ワープ発生時に制御を中断する技術が開発されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術において
は、車高値を測定し、車高目標値との偏差により各輪の
車高を制御していた。このため、走行中に車高値が頻繁
に変化すると、その都度車高値をもとに戻そうとして制
御を行う。特に悪路を走行中には、制御頻度が高い。こ
のため、コンプレーサー等の圧力源の作動回数が多くな
るので耐久性能の高い圧力源を使用する必要があった。

【０００５】そこで、本発明においては、圧力源の作動
回数を低減することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において用いた手段は、車輪と車体間に配置さ
れ、内部へ供給される圧力により車輪と車体間の間隔を
調整可能なシリンダと、圧力を前記シリンダ内へ給排す
る制御弁と、前記シリンダ内の圧力を検出する圧力セン
サーと、前記シリンダ内の容積を測定する容積測定手段
と、前記制御弁を駆動する制御手段を備え、前記圧力セ
ンサーの検出圧力と前記容積測定手段の測定容積を積算
し、圧力と容積の積を求める積算手段と、前記圧力と容
積の積と所定の目標値とを比較し、前記圧力と容積の積
と目標値とが一致するように前記制御弁を開閉制御する
制御弁開閉手段とを制御手段に備えたことである。

【０００７】

【作用】上記手段によれば、悪路走行中等に車高が頻繁
に変化しても、シリンダ内の圧力と容積の積に変化がな
ければ圧力をシリンダ内へ給排しない。通常、走行中に
段差を乗り越える場合、車高は縮むが、その分シリンダ
内の圧力は上昇する。このような場合には、上記手段で
は制御を行わない。また、荷物の搭載や乗客の乗降によ
り荷重が変わった場合によるヒーブ変化や、旋回や横風
によるロール発生、急ブレーキや急発進によるピッチ発
生がおこった場合にも、作動しない。しかし、配管等か
ら圧力が漏れた場合にはシリンダ内の圧力と容積の積に
変化が発生し、この変化を抑制するように制御するの
で、不要な制御をせず、圧力を発生する圧力源の作動回
数が減り、寿命が伸びる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。本実施例はエアを利用したエアサスペンショ
ン装置について開示しているが、圧縮性の他の流体とし
てもよい。本実施例では圧力源としてモータＭおよびこ
のモータＭにより回転し空気圧を発生するポンプＲＰ
（コンプレッサ）を使用している。

【０００９】図１において、前左輪１０，前右輪１１，
後左輪１２および後右輪１３と車体間にはシリンダ１４
〜１７が取付けられている。シリンダ１４〜１７は、内
部の圧力増加により車輪と車体間の距離を増加させ、内
部の圧力の減少により車輪と車体間の距離を減少させ
る。車輪と車体間の距離、即ち車高は各輪毎に配設され
た車高センサー１８〜２１により検出され、その出力は
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２に送られる。車高セン
サーの検出出力は、後述するが、シリンダのデッドスペ
ースを加算したのちシリンダの受圧面積を積算してシリ
ンダ内の容積を求めるために使用される。車体には圧力
源であるポンプＲＰが備えられている。ポンプＲＰは電
子制御ユニット２２により駆動されるモータＭに接続さ
れており、モータＭの回転により配管３２に圧力を発生
する。配管３２は電子制御ユニット２２により駆動され
る排出用電磁弁ＥＸを介してドレイン３１に接続されて
いる。排出用電磁弁ＥＸが開となると、配管３２内の圧
力が大気に排出される。電子制御ユニット２２により駆
動される前左輪用電磁弁ＳＦＬは配管３２と前左輪のシ
リンダ１４に接続されている配管３３の間に配設されて
いる。前左輪用電磁弁ＳＦＬを開とすると、ポンプＲＰ
又は排出用電磁弁ＥＸの作動によりシリンダ１４内の圧
力を増減させ、前左輪の車高を変化させることができ
る。電子制御ユニット２２により駆動される前右輪用電
磁弁ＳＦＲは配管３２と前右輪のシリンダ１５に接続さ
れている配管３４の間に配設されている。前右輪用電磁
弁ＳＦＲを開とすると、ポンプＲＰ又は排出用電磁弁Ｅ
Ｘの作動によりシリンダ１５内の圧力を増減させ、前右
輪の車高を変化させることができる。電子制御ユニット
２２により駆動される後左輪用電磁弁ＳＲＬは配管３２
と後左輪のシリンダ１６に接続されている配管３５の間
に配設されている。後左輪用電磁弁ＳＲＬを開とする
と、ポンプＲＰ又は排出用電磁弁ＥＸの作動によりシリ
ンダ１６内の圧力を増減させ、後左輪の車高を変化させ
ることができる。電子制御ユニット２２により駆動され
る後右輪用電磁弁ＳＲＲは配管３２と後右輪のシリンダ
１７に接続されている配管３６の間に配設されている。
後右輪用電磁弁ＳＲＲを開とすると、ポンプＲＰ又は排
出用電磁弁ＥＸの作動によりシリンダ１７内の圧力を増
減させ、後右輪の車高を変化させることができる。配管
３２の圧力は圧力センサー３０により測定され、電子制
御ユニット２２に送られる。

【００１０】電子制御ユニット２２は基本的に図２に示
したブロック部の構成を形成している。図中においてＸ
Ｘ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲであり、前左輪，前右輪，
後左輪，後右輪の何れかを示している。また、Ｐは圧
力、Ｈは車高、Ｓはシリンダ１４〜１７の受圧面積、Ｐ
Ｖはシリンダ内の圧力と容積の積であるＰＶ積、ＰＶ０
は目標ＰＶ積、ΔＰＶはＰＶ積偏差を示す。ＰＸＸは、
ＰＦＬ（前左輪の圧力），ＰＦＲ（前右輪の圧力），Ｐ
ＲＬ（後左輪の圧力），ＰＲＲ（後右輪の圧力）を示
す。ＨＸＸは、ＨＦＬ（前左輪の車高），ＨＦＲ（前右
輪の車高），ＨＲＬ（後左輪の車高），ＨＲＲ（後右輪
の車高）を示す。尚、シリンダの受圧面積は、通常前輪
側と後輪側で異なるシリンダを有していることから、前
輪側と後輪側で異なっており、前輪側の受圧面積はＳ
Ｆ，後輪側の受圧面積はＳＲとなる。また、シリンダ内
の容積はシリンダのストロークとシリンダの受圧面積の
積から求まる。このシリンダのストロークを求めるため
に、車高から換算する。シリンダのストロークは車高か
らデッドスペースＨ０を加えた値である。デッドスペー
スＨ０は、通常、前輪側と後輪側で異なるシリンダを備
えていることから、前輪側はＨＦ０，後輪側はＨＲ０と
なる。

【００１１】各輪の圧力ＰＸＸは、詳細は後述するが、
圧力センサー３０により求める。求めた圧力値ＰＸＸは
バッファ４０を通過する。バッファ４０はセンサー出力
値のノイズ除去や出力補正を行う。各輪の車高ＨＸＸは
車高センサー１８〜２１により検出する。求めた車高値
ＨＸＸはバッファ４１を通過する。バッファ４１はセン
サー出力値のノイズ除去や出力補正を行う。デッドスペ
ースＨ０は予めデッドスペース設定部４２により設定さ
れている。前述したように、前輪側はＨＦ０，後輪側は
ＨＲ０とされる。また、受圧面積Ｓは予め受圧面積設定
部５３により設定されている。前述したように、前輪側
はＳＦ，後輪側はＳＲとされる。減算器４３は車高値Ｈ
ＸＸからデッドスペースＨ０を加算し、シリンダ内のス
トロークを得る。このストロークに、乗算部５４にて、
受圧面積Ｓが乗算され、シリンダ内の容積ＶＸＸが得ら
れる。乗算部４４は圧力値ＰＸＸと容積ＶＸＸを乗算
し、ＰＶ積ＰＶＸＸを得る。一方、イニシャル判定部４
５は車両停止時等の車両が安定して停車している状態を
検出する。この状態は、例えば、イグニッションオン時
や、車速ゼロかつ車高の変動が少ない時等で行うとよ
い。本実施例では車両停止時をイニシャル時と判定して
いる。イニシャル判定部４５ではイニシャル判定時にス
イッチ４６および４７を連通させ、イニシャル時の圧力
および容積を乗算部４８に送出する。この乗算部４８に
より得られた値が目標ＰＶ積ＰＶＸＸ０となる。つま
り、ＰＶ目標値は目標車高＋Ｈ０で求めた車高とイニシ
ャル時の圧力の積となる。尚、この車高については、別
に設けた車高設定スイッチ等により車高切替幅を加減し
て、運転者の好みや路面状態等に応じて変更するように
してもかまわない。乗算部４４から出力されるＰＶ積Ｐ
ＶＸＸは現在のＰＶ積である。

【００１２】減算部４９は目標ＰＶ積ＰＶＸＸ０から現
在のＰＶ積ＰＶＸＸを減算してＰＶ積偏差ΔＰＶＸＸを
得る。制御開始・終了不感帯付与部５０はＰＶ積偏差Δ
ＰＶＸＸを受け、減圧を行うか、増圧を行うかを定め
る。ここでは、図１６に示すグラフにしたがい、増圧
（ＵＰ）または減圧（ＤＯＷＮ）を決める。この際、Δ
ＰＶＸＸの値が小さいとき（−Ｅ１＜ΔＰＶＸＸ＜Ｅ
１）、出力をホールドする不感帯（ＨＯＬＤ）を設けて
いる。また、ホールドと増圧、およびホールドと減圧の
間にヒステリシスを設け、ホールドから減圧のモードに
移る場合には、ΔＰＶＸＸがＥ０以上（Ｅ０＞Ｅ１）の
場合のみ許可し、ホールドから増圧に移る場合には、Δ
ＰＶＸＸが−Ｅ０以下の場合のみ許可する。制御対象選
択部５１は後述するロジックに基づき４輪中１輪を選択
し、出力制御部５２で選択された輪をホールド，増圧ま
たは減圧するよう電磁弁ＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＲＬ，ＳＲ
Ｒ，ＥＸおよびポンプＲＰを駆動する。以上により、Δ
ＰＶＸＸが所定値より大きいと選択された輪の圧力が減
圧され、したがって、シリンダ内の圧力が低下し、ＰＶ
積が減少する。また、ΔＰＶＸＸが所定値より小さいと
選択された輪の圧力が増圧され、したがって、シリンダ
内の圧力が増加し、ＰＶ積が増加する。この制御を継続
することによって、ＰＶ積が変化した場合のみ圧力補正
を実施できる。

【００１３】通常の走行時には、路面の段差、凹凸、小
石の乗り上げ等により車輪が路面から力を受けた場合に
は、シリンダのストロークが変化する分、シリンダの内
部の圧力も変化する。この場合には、シリンダの内部の
圧力とストロークの積は変化しない。したがって、上記
制御では、ＰＶ積の偏差ΔＰＶの絶対値はゼロもしくは
非常に小さい値をとるので、シリンダ内部への圧力供給
または排出は行われない。車両が旋回中や横風を受けた
時における場合も同様である。しかし、シリンダ内の圧
力が配管漏れ等により低下した場合にはＰＶ積を一定に
するように制御される。

【００１４】次に、上記の制御の具体例をフローチャー
トにより示す。図３は電子制御ユニット２２のメインル
ーチンである。電子制御ユニット２２がスタートする
と、まず、ステップ６０にてイニシャライズが行われ
る。ここでは、以下の制御に使用するフラグ，変数等が
初期値に設定される。次に、ステップ６１〜６３に示す
ルーチンが繰り返される。ステップ６１は入力処理ルー
チンであり、各センサーからの情報の入力処理が行われ
る。次に、ステップ６２で現在停車中であるか否かを判
断する。停車中であればステップ６３の目標ＰＶ積演算
ルーチンを実行し、走行中であればステップ６４の制御
対象選択・出力ルーチンを実行する。

【００１５】ステップ６１の入力処理ルーチンの詳細を
図４に示す。電子制御ユニット２２は出力の状態を示す
フラグＳＬＯＵＴ（０〜５）を備えている。ＳＬＯＵＴ
（０）は電磁弁ＳＦＬの状態を、ＳＬＯＵＴ（１）は電
磁弁ＳＦＲの状態を、ＳＬＯＵＴ（２）は電磁弁ＳＲＬ
の状態を、ＳＬＯＵＴ（３）は電磁弁ＳＲＲの状態を、
ＳＬＯＵＴ（４）は電磁弁ＥＸの状態を、ＳＬＯＵＴ
（５）はモーターＲＰの状態を、それぞれ示す。ここ
で、フラグが１の時はそれぞれの電磁弁またはモーター
がオン状態を示し、フラグが０の時はそれぞれの電磁弁
またはモーターがオフ状態を示す。これらのフラグＳＬ
ＯＵＴは後述する制御対象選択ルーチンにより設定され
るが、入力処理ルーチンでは、まず、ステップ７０にて
圧力センサー３０の出力値を変数Ｐに代入し、ステップ
７１〜７８にてフラグＳＬＯＵＴの状態に応じて各輪の
圧力ＰＦＬ，ＰＦＲ，ＰＲＬ，ＰＲＲを更新する。後述
するが、制御対象選択・出力ルーチンにおいて電磁弁Ｓ
ＦＬ，ＳＦＲ，ＳＲＬ，ＳＲＲは何れか１つしかオン状
態に設定されない。電磁弁がオン状態になると、その電
磁弁に接続されている輪のシリンダが配管３２に接続さ
れる。したがって、配管３２に備えられている圧力セン
サー３０の出力は選択されている輪のシリンダの圧力値
となる。ステップ７９では各輪に備えられた車高センサ
ー１８〜２１の出力をそれぞれ車高値ＨＦＬ，ＨＦＲ，
ＨＲＬ，ＨＲＲにセットする。以上により、入力処理ル
ーチンでは各輪の圧力値ＰＸＸおよび車高値ＨＸＸがセ
ンサー出力により求められる。

【００１６】ステップ６３の目標ＰＶ積演算ルーチンの
詳細を図５に示す。前述のブロック図（図２）では目標
ＰＶ積を単純に各輪の圧力値と車高値から求めていた
が、ここでは、荷物の積載等による車両の重心移動を考
慮に入れ、初期圧力を補正して目標ＰＶ積を求める。ま
ず、各輪の接地荷重ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲを
求める。接地荷重はステップ８０において数１式により
求める。

【００１７】

【数１】

【００１８】ここで、ＫＦ，ＫＲは前輪および後輪のス
タビライザ定数である。

【００１９】次に、ステップ８１において、求めた各輪
の接地荷重を総和して車両総重量Ｗを求める（数２
式）。

【００２０】

【数２】

【００２１】また、上記計算結果から車両の重心位置を
求める。車両の重心位置を図１７に示すように、ホイー
ルベース間距離をＬＨ、トレッド間距離をＬＴとし、重
心から各辺までの距離をＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とした
場合、ピッチ方向の釣合いは数３式、ロール方向の釣合
いは数４式のようになり、また、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ
４とＬＨ，ＬＴの関係は数５式のようになるので、Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、数２〜５式を変形した数６式
により求まる。この重心位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は
ステップ８１において求められる。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【数４】

【００２４】

【数５】

【００２５】

【数６】

【００２６】ここで求めたＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から
荷重の再配分を行う。まず、ピッチ方向について考察す
ると、図１７において、前輪間の荷重の和をＷ１、後輪
間の荷重の和をＷ２とすると、数７式が成立する。ま
た、Ｗ１とＷ２の合計は数８式のようにＷとなるので、
数７式と数８式により数９式が成立する。

【００２７】

【数７】

【００２８】

【数８】

【００２９】

【数９】

【００３０】次に、ロール方向について考察すると、ロ
ール方向の釣合いから数１０式が成立する。

【００３１】

【数９】

【００３２】また、ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲは
Ｗ１，Ｗ２を用いて数１１式のように記載できる。

【００３３】

【数１１】

【００３４】そこで上記の式より数１２式が得られる。
そこで、ステップ８２において、数１２式に基づき再配
分された荷重を車両総重量Ｗと重心位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４から求める。

【００３５】

【数１２】

【００３６】この再分配された荷重により各輪の初期圧
力を求める。各輪の初期圧力は数１３式により得られ
る。ステップ８３において、この初期圧力値を得る。

【００３７】

【数１３】

【００３８】上記のように、数１式から各輪の接地荷重
ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲを求め、数６式により
重心位置Ｌ１．Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４を求め、数１２式によ
り重心位置に応じて各輪の荷重ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲ
Ｌ，ＷＲＲを分配し、更に、分配した荷重から各輪の圧
力ＰＦＬ，ＰＦＲ，ＰＲＬ，ＰＲＲを求め、この圧力値
を目標圧力として制御を行うことにより、イニシャル時
に車両に荷重ワープが発生していても、荷重ワープを取
り除くように目標値が設定されるので、荷重ワープが
即、解消できる。そこで、ステップ８４において、得ら
れた初期圧力値ＰＦＬ０，ＰＦＲ０，ＰＲＬ０，ＰＲＲ
０から目標ＰＶ積を数１４式に応じて計算する。

【００３９】

【数１４】

【００４０】前述したようにＨＦ０，ＨＲ０はデッドス
ペースであり、ＳＦ，ＳＲはシリンダの受圧面積であ
る。

【００４１】次に、ステップ６４の制御対象選択・出力
ルーチンの詳細を図６に示す。ここでは車高値および圧
力値から最適な制御すべき対象輪を求める。まず、ステ
ップ９０にて、各輪の車高値のレベルを各輪毎に判定す
る。測定した車高値ＨＸＸから図７に示すグラフにした
がって車高レベルＨＸＸＬＶに１〜５の整数値を設定す
る。例えば前左輪の車高値ＨＦＲが値Ｈ２とＨ３の間に
あれば前左輪の車高レベルＨＦＬＬＶには３がセットさ
れる。次に、ステップ９１にて、各輪の圧力値のレベル
を各輪毎に判定する。測定した圧力値ＰＸＸから図８に
示すグラフにしたがって圧力レベルＰＸＸＬＶに１〜５
の整数値を設定する。例えば前左輪の圧力値ＰＦＲが値
Ｐ２とＰ３の間にあれば前左輪の圧力レベルＰＦＬＬＶ
には３がセットされる。ステップ９２では、各輪毎に求
めた車高レベルＨＸＸＬＶおよび圧力レベルＰＸＸＬＶ
から各輪毎に状態量ＰＶＸＸＬＶを求める。この求め方
は図９に示す表に従い、車高レベルＨＸＸＬＶおよび圧
力レベルＰＸＸＬＶから−３〜＋３の整数値を得る。各
輪とも状態量を求めた後に、ステップ９３にて状態量が
最大となる輪を、また、ステップ９４にて状態量が最小
となる輪を求める。

【００４２】ステップ９３の最大検出ルーチンの詳細を
図１０に示す。ここでは、最大値，最小値となる輪を記
憶するために８ビットのフラグＳＡＭＥを用いる。ＳＡ
ＭＥの０〜３ビットはそれぞれ前左輪，前右輪，後左
輪，後右輪に割り当てられている。まず、変数ＡＸに前
左輪の状態量ＰＶＦＬＬＶを、変数ＢＸに前左輪の圧力
レベルＰＦＬＬＶを代入する（ステップ１００）。そし
て、フラグＳＡＭＥの０ビット目（以下フラグＳＡＭＥ
（０）とする）に１をセットする（ステップ１０１）。
次に、前左輪の状態量ＰＶＦＬＬＶが代入された変数Ａ
Ｘと前右輪の状態量ＰＶＦＲＬＶを比較し、また、前左
輪の圧力レベルＰＦＬＬＶが代入された変数ＢＸと前右
輪の圧力レベルＰＦＲＬＶを比較する（ステップ１０２
〜１０３）。

【００４３】もし、前左輪の状態量ＰＶＦＬＬＶよりも
前右輪の状態量ＰＶＦＲＬＶが高ければ、変数ＡＸに前
右輪の状態量ＰＶＦＲＬＶを代入し、変数ＢＸに前右輪
の圧力レベルＰＦＲＬＶを代入し、フラグＳＡＭＥの０
ビット目ＳＡＭＥ（０）に０をセットし、フラグＳＡＭ
Ｅの１ビット目ＳＡＭＥ（１）に１をセットする（ステ
ップ１０４〜１０５）。したがって、変数ＡＸには前左
輪と前右輪のうち高い方の状態量が設定される。このと
き、前左輪の状態量ＰＶＦＬＬＶと前右輪の状態量ＰＶ
ＦＲＬＶが同じ値であった場合、圧力レベルで比較をす
る。もし、前左輪の圧力レベルＰＦＬＬＶよりも前右輪
の圧力レベルＰＦＲＬＶが高ければ、変数ＡＸに前右輪
の状態量ＰＶＦＲＬＶを代入し、変数ＢＸに前右輪の圧
力レベルＰＦＲＬＶを代入し、フラグＳＡＭＥの０ビッ
ト目ＳＡＭＥ（０）に０をセットし、フラグＳＡＭＥの
１ビット目ＳＡＭＥ（１）に１をセットする（ステップ
１０４〜１０５）。ここで、前左輪の圧力レベルＰＦＬ
ＬＶと前右輪の圧力レベルＰＦＲＬＶが状態量と同様に
同じ値であった場合には、フラグＳＡＭＥの０ビット目
ＳＡＭＥ（０）および１ビット目ＳＡＭＥ（１）に１を
セットする（ステップ１０６）。これにより、前左輪と
前右輪のうち状態量の高い方が選択され、また、選択さ
れた輪に対応するＳＡＭＥのビットに１が設定される。
次のステップ１０７〜１１１では前左輪と前右輪のうち
状態量の高かった方と後左輪の状態量ＰＶＲＬＬＶおよ
び圧力レベルＰＲＬＬＶの比較がステップ１０２〜１０
６と同様に行われる。更に、ステップ１１２〜１１６で
は後右輪との比較が同様に行われる。上記処理により最
終的に最も状態量の高い輪に対応するフラグＳＡＭＥの
ビットがセットされ、その状態量が変数ＡＸの値として
残る。そこで、変数ＡＸの値を最大状態量ＰＶＭＡＸＬ
Ｖに代入して残しておく。尚、上記処理で状態量および
圧力レベルの両方が同じであるような輪があり、その複
数の輪が最大値となる場合には、その複数の輪に対応す
るフラグＳＡＭＥのビットをすべてセットしておく。

【００４４】図６におけるステップ９４の最小検出ルー
チンの詳細を図１１に示す。ここでも最大検出ルーチン
と同様にして最小値を求める。ＳＡＭＥの４〜７ビット
はそれぞれ前左輪，前右輪，後左輪，後右輪に割り当て
られている。各輪の状態量および圧力レベルを比較して
最も小さい状態量ないし圧力レベルを持つ輪に対応する
ＳＡＭＥのビットをセットしておく（ステップ１２０〜
１３６）。また、変数ＡＸには最小の状態量が記憶され
るので、ステップ１３７にて変数ＡＸの値を最小状態量
ＰＶＭＩＮＬＶに代入して残しておく（ステップ１３
７）。

【００４５】最大値，最小値を求めた後で図６における
ステップ９５の車高制御ローテーション出力ルーチンを
行う。車高制御ローテーション出力ルーチンの詳細を図
１２に示す。まず、ステップ１４０〜１４４で増圧か減
圧かの判断を行う。増圧を行うのは、最大状態量ＰＶ
ＭＡＸＬＶ＞０、かつ、最小状態量ＰＶＭＩＮＬＶ≧０
のとき、最大状態量ＰＶＭＡＸＬＶ＞０、かつ、最小
状態量ＰＶＭＩＮＬＶの絶対値≦最大状態量ＰＶＭＡＸ
ＬＶのときとする。また、減圧を行う場合は、最大状
態量ＰＶＭＡＸＬＶ＜０のとき、最大状態量ＰＶＭＡ
ＸＬＶ＝０、かつ、最小状態量ＰＶＭＩＮＬＶ＜０のと
き、最大状態量ＰＶＭＡＸＬＶ＞０、かつ、最小状態
量ＰＶＭＩＮＬＶの絶対値＞最大状態量ＰＶＭＡＸＬＶ
のときとする。つまり、基本的に、最小状態量ＰＶＭＩ
ＮＬＶが正のとき増圧し、最大状態量ＰＶＭＡＸＬＶが
負のとき減圧し、最小状態量ＰＶＭＩＮＬＶが負で最大
状態量ＰＶＭＡＸＬＶが正のとき、最大状態量ＰＶＭＡ
ＸＬＶと最小状態量ＰＶＭＩＮＬＶの絶対値の大きさに
より増圧，減圧を行う。ただし、最大状態量ＰＶＭＡＸ
ＬＶと最小状態量ＰＶＭＩＮＬＶの絶対値の大きさが同
じな場合、増圧を優先させる。また、最大状態量ＰＶＭ
ＡＸＬＶと最小状態量ＰＶＭＩＮＬＶが同じ０のときに
は増圧も減圧も行わない。増圧の場合にはステップ１４
５〜１４８にて何れの輪を増圧させるかをフラグＳＡＭ
Ｅの０〜３ビットを参照して定める。

【００４６】減圧の場合にはステップ１４９〜１５２に
て何れの輪を減圧させるかをフラグＳＡＭＥの４〜７ビ
ットを参照して定める。ステップ１５３〜１６０の何れ
かによりＳＡＭＥのビットに対応する輪がそれぞれ増圧
または減圧される。

【００４７】各輪の増圧処理の詳細を図１３に、減圧処
理の詳細を図１３に示す。何れの輪においてもその輪に
対応する出力フラグＳＬＯＵＴの対応するビットに１を
セットする。また、増圧の場合には同時にポンプに対応
する出力フラグＳＬＯＵＴの５ビット目に１をセットす
る。減圧の場合には同時に排出用電磁弁ＥＸに対応する
出力フラグＳＬＯＵＴの４ビット目に１をセットする
（ステップ１７１，１８１，１９１，２０１，２１１，
２２１，２３１，２４１）。次に、対応する輪を指定
し、変数Ｓに、前輪であれば前輪の受圧面積を示す値Ｓ
Ｆを、後輪であれば後輪の受圧面積を示す値ＳＲを設定
する。また、変数Ｈ０に、前輪であれば前輪のシリンダ
のデッドスペースを示す値ＨＦ０を、後輪であれば後輪
のシリンダのデッドスペースを示す値ＨＲ０を設定す
る。更に、変数ＰＶ０に、目標ＰＶ積演算ルーチンにお
いて求めた目標ＰＶ積ＰＶＸＸ０のうち、その輪に対応
する目標ＰＶ積を代入する（ステップ１７２，１８２，
１９２，２０２，２１２，２２２，２３２，２４２）。
次に、各制御の終了を判断するために、増圧の場合には
増圧終了判断ルーチンを、減圧の場合には減圧終了判断
ルーチンを実行する（ステップ１７３，１８３，１９
３，２０３，２１３，２２３，２３３，２４３）。そし
て、出力フラグＳＬＯＵＴの全てのビットをクリアし
（ステップ１７４，１８４，１９４，２０４，２１４，
２２４，２３４，２４４）、また対応するフラグＳＡＭ
Ｅのビットをクリアする（ステップ１７５，１８５，１
９５，２０５，２１５，２２５，２３５，２４５）。

【００４８】前述の増圧終了判断ルーチン，減圧終了判
断ルーチンおよびこれらのルーチンにおいて使用するＰ
Ｖ積偏差計算ルーチンを図１５に示す。ＰＶ積偏差計算
ルーチンでは、圧力センサーの値をＰとし（ステップ２
７０）、現在制御している車高センサーの出力値をＨと
し（ステップ２７１）、Ｐ，およびＨからＰＶ積ＰＶを
求める（ステップ２７２）。変数ＳおよびＨ０には前述
したように、シリンダの受圧面積およびデッドスペース
が設定されている。更に、その輪の目標ＰＶ積か設定さ
れた変数ＰＶ０からＰＶ積ＰＶを減算し、ＰＶ積偏差Δ
ＰＶを計算する（ステップ２７３）。

【００４９】増圧終了判断ルーチンでは、まずＰＶ積偏
差計算ルーチンを実行し、ＰＶ積偏差ΔＰＶが値−Ｅ０
より小さいかどうか判別する（ステップ２５１）。ＰＶ
積偏差ΔＰＶが値−Ｅ０より大きければ、ΔＰＶ＋Ｅ０
は正の値となり、増圧終了判断ルーチンを抜ける。ＰＶ
積偏差ΔＰＶが値−Ｅ０より小さいとき、ΔＰＶ＋Ｅ０
は負の値となり、ステップ２５２および２５３が実行さ
れる。ステップ２５２および２５３では、再びＰＶ積偏
差ΔＰＶを求め、ＰＶ積偏差ΔＰＶが値−Ｅ１より大き
くなるまでループする。ＰＶ積偏差ΔＰＶが値−Ｅ１よ
り大きくなった時点でΔＰＶ＋Ｅ０が正の値となるの
で、増圧終了判断ルーチンを抜ける。

【００５０】減圧終了判断ルーチンでは、まずＰＶ積偏
差計算ルーチンを実行し、ＰＶ積偏差ΔＰＶが値Ｅ０よ
り小さいかどうか判別する（ステップ２６１）。ＰＶ積
偏差ΔＰＶが値Ｅ０より小さければ、ΔＰＶ−Ｅ０は負
の値となり、減圧終了判断ルーチンを抜ける。ＰＶ積偏
差ΔＰＶが値Ｅ０より大きいとき、ΔＰＶ−Ｅ０は正の
値となり、ステップ２６２および２６３が実行される。
ステップ２６２および２６３では、再びＰＶ積偏差ΔＰ
Ｖを求め、ＰＶ積偏差ΔＰＶが値Ｅ１より小さくなるま
でループする。ＰＶ積偏差ΔＰＶが値Ｅ１より小さくな
った時点でΔＰＶ−Ｅ０が負の値となるので、減圧終了
判断ルーチンを抜ける。

【００５１】上記増圧終了判断ルーチンおよび減圧終了
判断ルーチンでは、図１６に示すような不感帯およびヒ
ステリシスを付与する処理を行っている。ＰＶ積偏差Δ
ＰＶの絶対値が値Ｅ０より小さいときにはすぐに制御を
抜け、電磁弁もしくはポンプを停止する。ＰＶ積偏差Δ
ＰＶの絶対値が値Ｅ０より大きいと、ＰＶ積偏差ΔＰＶ
の絶対値が値Ｅ１より小さくなるまで待つ。

【００５２】以上、実施例においては、ＰＶ積を一定に
するように制御することによって、シリンダ内の圧力と
容積の積がほぼ一定である場合には制御を行わない。こ
の状態は、外部要因によって車体または車輪が移動する
場合に相当する。例えば、車輪が小石を乗り越える場
合、シリンダは車輪側から力を受け、車高が低下する
が、シリンダ内部の圧力は増加しており、ＰＶ積はほぼ
一定のままである。この場合には本実施例では電磁弁の
作動は行われない。しかし、シリンダ内の圧力が漏れ、
圧力が低下した場合には、ＰＶ積が低下するので、ポン
プおよび電磁弁が作動し、圧力増加を行う。よって、本
システムで使用するエネルギーは少ないという効果があ
る。また、電磁弁やポンプの作動頻度も少なく、コンポ
ーネントの寿命向上になる。

【００５３】特に、坂路に車両を駐車している場合に
は、従来においては制御を禁止する等の別途の制御が必
要であったが、本実施例では、坂路駐車時にはＰＶ積の
変化はないので圧力の印加，排出の制御は実施されな
い。特に禁止ルーチンを追加することなく坂路駐車時の
制御禁止を実行できる。

【００５４】同様に、定常円上を車両が旋回している際
にも、従来は制御を禁止する等特別な制御を追加する必
要があったが、本実施例では、定常円旋回中にはＰＶ積
の変化はないので圧力の印加，排出の制御は実施されな
い。特に禁止ルーチンを追加することなく定常円旋回中
の制御禁止を実行できる。

【００５５】更に、車両が悪路を走行している際にも、
従来は制御のハンチングや車高の制御のしすぎによる異
常な車高低下等をおこさないための特殊な制御が必要で
あったが、本実施例では、悪路走行中にはＰＶ積の変化
はないので圧力の印加，排出の制御は実施されない。特
に特別な制御ルーチンを追加することなく悪路走行中に
も安定した走行を維持できる。

【００５６】また、本実施例においては、目標ＰＶ積を
求めるに際し、各輪における接地荷重を求め、接地荷重
から重心位置を求め、重心位置に応じて荷重を各輪に再
配分し、の再配分荷重から初期圧力値を設定し、初期圧
力値により目標ＰＶ積を得ることにより、目標に対し制
御した場合、車両には荷重ワープが発生しなくなる。

【００５７】走行中の荷重ワープがなくなることによ
り、旋回時のアンダーステアとオーバーステアの特性が
一致し左右のバランスがとれ操縦性能が向上する。ま
た、片荷があっても車高を水平にできる。

【００５８】更に、本実施例では、１輪毎に制御を実施
している。同時に２輪以上を制御してはいない。これに
より、圧力センサーの使用個数を低減できる。また、ポ
ンプの容積もシリンダ１個分に対応するだけでよく、小
型のポンプが使用できる。これに伴い、モーターも小型
でよく、使用電力も少ないという効果もある。

【００５９】本実施例ではＰＶ積の偏差を無くすよう制
御しているが、１輪毎の制御を行う際、本実施例では最
も偏差の高いシリンダを有する輪から調整を行ってい
る。しかし、圧力の標準からのＰＶ積偏差が２つ以上の
輪で同一の場合、先ず上昇する側を優先に制御を行う。
また、同一のＰＶ積偏差でありかつ上昇させる輪が２輪
以上ある場合には、圧力が低い輪を選択している。これ
は、圧力の高いものほど充填効率が悪く、また、制御時
間も長くなるためである。同一のＰＶ積偏差でありかつ
下降させる輪が２輪以上ある場合には、圧力が高い輪を
選択している。更に、何れの輪ともＰＶ積偏差および圧
力が同一である場合には、前左輪，前右輪，後右輪，後
左輪の順に制御を行う。このような車高制御ローテーシ
ョン処理を行うことによって、本システムに使用するエ
ネルギーを最小にすることができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、圧力源の作動回数を低
減することができ、圧力源の寿命が伸び、信頼性が向上
する。

【００６１】尚、目標値を設定するにあたって、各輪の
接地荷重を計算する接地荷重計算手段と、接地荷重から
重心位置を求める重心位置計算手段と、重心位置から各
輪に荷重を再配分し各輪の荷重を求める荷重配分計算手
段と、再配分した荷重から各輪の初期圧力値を求める初
期圧力値補正手段と、初期圧力値とそのときのシリンダ
内の容積との積を目標値として設定する目標ＰＶ積計算
手段を備えた目標値設定手段を用いることにより、目標
値に対し制御した場合、車両に荷重ワープが発生しない
ので、操縦性能が向上する。また、車両の搭載荷重にば
らつきにがあっても車高が均一になるように荷重配分す
るので、車高を水平にできる。

【００６２】また、ロール剛性が向上するためスタビラ
イザのバネ定数を下げることができ、乗り心地感が向上
する。

【００６３】また、各輪のシリンダ内の圧力と容積の積
を比較し、基準値からの偏差が最大となる輪を選択し、
その輪を制御対象に設定し、制御対象の輪を制御する車
高制御ローテーション手段を備えることにより、１輪毎
に制御すれば、同時に複数の輪に圧力を供給しなくても
よいので、圧力源の容積を小さくすることができる。

【００６４】更に、前記車高制御ローテーション手段に
おいて、複数の輪で基準値からの偏差が同一であった場
合、圧力基準値からの圧力偏差が大きい方の輪を優先さ
せることにより、また、複数の輪で基準値からの偏差が
同一であった場合、上昇する側の輪を優先させることを
により、制御の効率をあげることができる。これにより
本システムに使用するエネルギーを最小にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成図

【図２】本発明の実施例の制御ブロック図

【図３】本発明の実施例の電子制御ユニットのメインル
ーチンのフローチャート

【図４】図３の入力処理ルーチンのフローチャート

【図５】図３の目標ＰＶ積演算ルーチンのフローチャー
ト

【図６】図３の制御対象選択・出力ルーチンのフローチ
ャート

【図７】図６の車高レベル判別ルーチンの説明グラフ

【図８】図６の圧力レベル判別ルーチンの説明グラフ

【図９】図６の状態量計算ルーチンの説明図

【図１０】図６の最大検出ルーチンのフローチャート

【図１１】図６の最小検出ルーチンのフローチャート

【図１２】図６の車高制御ローテーション出力ルーチン
のフローチャート

【図１３】図１２の各輪の増圧ルーチンのフローチャー
ト

【図１４】図１２の各輪の源圧ルーチンのフローチャー
ト

【図１５】図１３，１４の増圧終了判断および減圧終了
判断ルーチンのフローチャート

【図１６】本発明の制御開始・不感帯付与についての説
明図

【図１７】本発明の車両の荷重についての説明図

【符号の説明】

１０前左輪，１１前右輪，１２後左輪，１
３後右輪１４〜１７シリンダ１８〜２１車高センサー２２電子制御ユニット３０圧力センサー３１ドレイン３２〜３６配管４０，４１バッファ４４，４８，５４乗算部４５イニシャル判定部４６，４７スイッチ４９減算部５０制御開始・終了不感帯付与部５１制御対象選択部５２出力制御部５３受圧面積設定部ＡＸ，ＢＸ変数ＥＸ排出用電磁弁Ｈ車高ＫＦ，ＫＲ前輪および後輪のスタビライザ定数ＬＨホイールベース間距離，ＬＴトレッド間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４重心位置ＭモータＲＰポンプＰ圧力ＰＶＭＡＸＬＶ最大状態量，ＰＶＭＩＮＬＶ最小
状態量ＰＶＰＶ積ＰＶ０目標ＰＶ積 ΔＰＶＰＶ積偏差Ｈ０デッドスペース，ＨＦ０前輪側，ＨＲ０
後輪側Ｓ受圧面積，ＳＦ前輪側，ＳＲ後輪側ＳＦＬ前左輪用電磁弁，ＳＦＲ前右輪用電磁弁ＳＲＬ後左輪用電磁弁，ＳＲＲ後右輪用電磁弁ＳＬＯＵＴ（０）電磁弁ＳＦＬの状態ＳＬＯＵＴ（１）電磁弁ＳＦＲの状態ＳＬＯＵＴ（２）電磁弁ＳＲＬの状態ＳＬＯＵＴ（３）電磁弁ＳＲＲの状態ＳＬＯＵＴ（４）電磁弁ＥＸの状態ＳＬＯＵＴ（５）モーターＲＰの状態ＳＡＭＥ０〜３ビット＝前左輪，前右輪，後左輪，後
右輪の増圧可否４〜７ビット＝前左輪，前右輪，後左輪，後右輪の減圧
可否ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲ各輪の接地荷重Ｗ車両総重量Ｗ１前輪間の荷重の和，Ｗ２後輪間の荷重の和ＨＸＸＬＶ車高レベルＰＸＸ０初期圧力値ＰＶＸＸ０目標ＰＶ積ＰＸＸＬＶ圧力レベルＰＶＸＸＬＶ状態量ＶＸＸ容積ＸＸ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪と車体間に配置され、内部へ供給さ
れる圧力により車輪と車体間の間隔を調整可能なシリン
ダと、圧力を前記シリンダ内へ給排する制御弁と、前記シリンダ内の圧力を検出する圧力センサーと、前記シリンダ内の容積を測定する容積測定手段と、前記制御弁を駆動する制御手段を備えたサスペンション
装置であって、前記制御手段は、前記圧力センサーの検出圧力と前記容
積測定手段の測定容積を積算し、圧力と容積の積を求め
る積算手段と、前記圧力と容積の積と所定の目標値とを比較し、前記圧
力と容積の積と目標値とが一致するように前記制御弁を
開閉制御する制御弁開閉手段とを備えることを特徴とす
るサスペンション装置。
【請求項２】前記目標値は目標値設定手段により設定
され、該目標値設定手段は、各輪の接地荷重を計算する
接地荷重計算手段と、接地荷重から重心位置を求める重
心位置計算手段と、重心位置から各輪に荷重を再配分し
各輪の荷重を求める荷重配分計算手段と、再配分した荷
重から各輪の初期圧力値を求める初期圧力値補正手段
と、初期圧力値とそのときのシリンダ内の容積との積を
目標値として設定する目標ＰＶ積計算手段とを備えるこ
とを特徴とする、請求項１記載のサスペンション装置。
【請求項３】制御弁開閉手段は、各輪のシリンダ内の
圧力と容積の積を比較し、基準値からの偏差が最大とな
る輪を選択し、その輪を制御対象に設定し、制御対象の
輪を制御する車高制御ローテーション手段を備えること
を特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。
【請求項４】前記車高制御ローテーション手段は、複
数の輪で基準値からの偏差が同一であった場合、圧力基
準値からの圧力偏差が大きい方の輪を優先させることを
特徴とする請求項３記載のサスペンション装置。
【請求項５】前記車高制御ローテーション手段は、複
数の輪で基準値からの偏差が同一であった場合、上昇す
る側の輪を優先させることを特徴とする請求項３記載の
サスペンション装置。