JP3085048B2

JP3085048B2 - エアサスペンション

Info

Publication number: JP3085048B2
Application number: JP22918093A
Authority: JP
Inventors: 康裕堤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JPH0781362A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエアサスペンションに係
り、特に走行状態に応じて空気ばねのばね定数を切り替
えて車両の操縦性及び安定性を高めるよう構成したエア
サスペンションに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車などの車両の各車輪は、走
行時に路面の凹凸による振動あるいは走行状態に応じて
各車輪に付与される荷重変化を吸収するよう構成された
サスペンションにより支持されている。サスペンション
は、車両の操縦性及び安定性に大きく影響するものであ
り、近年、空気の弾性（圧縮性）を利用して細かい振動
を吸収して乗心地が高められるエアサスペンションの開
発が進められている。

【０００３】従来のエアサスペンションとしては、例え
ば特開昭６１−２４８４４号公報にみられるような構成
のものがある。この種のエアサスペンションは、金属性
のコイルばねに比べて低いばね定数を実現することがで
きるので、走行時の乗心地を高められるとともにばね特
性の設定が自由に行え、しかも積荷の重量変化あるいは
乗車人数変化によらず車高を一定にできるといった利点
を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエアサスペンションでは、車両の走行状態に応じて
空気ばねのばね定数を低め（ソフト）又は高め（ハー
ド）に切り替えるように制御しており、例えば加速時に
車体前部が浮くことを防止するアンチスクウォット制
御、コーナリング走行時のローリングを抑えるアンチロ
ール制御、路面の凹凸などによる車体の上下動を抑える
ストローク制御、制動時に車体前部が沈むことを防止す
るアンチダイブ制御、高速直進性及び操縦性，安定性を
向上させる高速感応制御などにより自動的に空気ばねの
ばね定数が切り替えられる。

【０００５】ところが、空気ばねのばね特性には、図１
１及び図１２に示すように、加振振幅依存性及び加振周
波数依存性があり、空気ばねはばね定数を低め（ソフ
ト）又は高め（ハード）に設定されているときでも路面
入力の振幅値あるいは加振周波数がある範囲から外れる
とばね定数が急激に変化してしまい、運転者にとっては
ばね定数が予期せぬ状態に変化することになる。

【０００６】空気ばねのばね特性に加振振幅依存性があ
ると、加振振幅が小さければ小さいほどばね定数が大き
くなり、路面の表面の凹凸が大きいとばね定数が小さく
なる。この原因としては、例えば空気ばねを構成するゴ
ム部材の材質によるものと考えられ、空気ばね内部のダ
イヤフラムがストロークの初期領域では摺動しないで弾
性変形となるからである。

【０００７】例えば車両が旋回状態（コーナリング）で
走行しているときは、アンチロール制御が行われて空気
ばねをハード状態に維持するように制御しているが、空
気ばね特性に加振振幅依存性があるため、走行路面が平
坦路から凹凸のある荒れた路面へ変化すると、空気ばね
特性は平坦路より荒れた路面の方が柔らかい特性とな
る。

【０００８】上記のような旋回状態で走行しているとき
に空気ばね特性が変化してしまうと、運転操作は定常状
態であるにも拘わらずばね上（車体）が不用意に動くこ
とになり、運転者は違和感を感じる。このような、車体
の予期せぬ挙動は、旋回中に限らず、走行車線変更中あ
るいは制動中などの操作過程でも同様に起きる。

【０００９】又、空気ばね特性に加振周波数依存性があ
ると、加振周波数が大きい程、空気ばねのばね定数が大
きくなる。このような空気ばね特性は、空気ばね内の空
気圧が等温変化から断熱変化へと遷移するからである。
そして、上記空気ばね特性の加振周波数依存性は、路面
状態に応じてばね定数が変化し、その結果、車両走行時
の操縦安定性や乗心地性能を低下させてしまう。

【００１０】例えば、車両が直進あるいは旋回中におけ
る定常状態で左右の車輪が通過する路面状態（路面の凹
凸による振幅及び周波数）が異なるとき、コイルばねで
は左右で同一のばね定数を確保することができるのに対
し、空気ばねでは左右でばね定数が異なることになる。
そのため、走行中の路面状態によってばね定数が変化
し、車両のロール方向の動きを増大させることになり、
操縦安定性や乗心地性能が低下する。

【００１１】このように、従来のエアサスペンションで
は、加振振幅依存性及び加振周波数依存性があるため、
走行中の路面状態によってばね定数が変化し、運転者に
違和感を与えるといった課題がある。

【００１２】そこで、本発明は上記課題を鑑み、路面状
態に応じて空気ばねのばね定数を維持するようにばね定
数を調整して操縦安定性や乗心地性能が低下させないこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になるエア
サスペンションの原理図である。

【００１４】同図中、請求項１の発明は、車輪（Ａ１）
に伝播した振動を吸収するとともに、走行状態に応じて
空気ばね（Ａ２）のばね定数を切り替えるエアサスペン
ションにおいて、前記振動を吸収する際の前記空気ばね
（Ａ２）の振幅を検出する振幅検出手段（Ａ３）と、該
振幅検出手段（Ａ３）により検出された前記空気ばね
（Ａ２）の振幅が大きい程、前記空気ばね（Ａ２）の静
的なばね定数を大きくすることにより間接的に動的ばね
定数を大きくし、所定動ばね定数を得るばね定数補正手
段（Ａ４）と、を備えてなることを特徴とする。

【００１５】図２は本発明になるエアサスペンションの
原理図である。

【００１６】同図中、請求項２の発明は、車輪（Ａ１）
に伝播した振動を吸収するとともに、走行状態に応じて
空気ばね（Ａ２）のばね定数を切り替えるエアサスペン
ションにおいて、前記振動を吸収する際の前記空気ばね
（Ａ２）の振動周波数を検出する振動周波数検出手段
（Ａ５）と、該振動周波数検出手段（Ａ５）により前記
空気ばね（Ａ２）の振動周波数が高い程、前記空気ばね
（Ａ２）の静的なばね定数を小さくするばね定数補正手
段（Ａ６）と、を備えてなることを特徴とする。

【００１７】又、請求項３の発明は、前記ばね定数補正
手段（Ａ４）が、前記空気ばね（Ａ２）の振幅が大きい
程、前記空気ばね（Ａ２）の空気圧力を大きくする圧力
調整手段よりなることを特徴とする。

【００１８】又、請求項４の発明は、前記ばね定数補正
手段（Ａ４）が、前記空気ばね（Ａ２）の振幅が大きい
程、前記空気ばね（Ａ２）の容積を減少させる容積調整
手段よりなることを特徴とする。

【００１９】又、請求項５の発明は、前記ばね定数補正
手段（Ａ６）が、前記空気ばね（Ａ２）の振動周波数が
高い程、前記空気ばね（Ａ２）の空気圧力を小さくする
圧力調整手段よりなることを特徴とする。

【００２０】又、請求項６の発明は、前記ばね定数補正
手段（Ａ６）が、前記空気ばね（Ａ２）の振動周波数が
高い程、前記空気ばね（Ａ２）の容積を増大させる容積
調整手段よりなることを特徴とする。

【００２１】又、請求項７の発明は、前記振動周波数検
出手段（Ａ５）が、空気ばね（Ａ２）の減衰力変化率に
基づいて前記空気ばね（Ａ２）の振動周波数を検出する
ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】上記請求項１によれば、振幅検出手段（Ａ３）
により検出された空気ばね（Ａ２）の振幅が大きい程、
ばね定数補正手段（Ａ４）が空気ばね（Ａ２）の静的な
ばね定数を大きくすることにより間接的に動的ばね定数
を大きくし、所定動ばね定数を得るため、空気ばね（Ａ
２）の加振振幅依存性に拘わらず、実質的なばね特性が
変化しないようにして操縦安定性や乗心地性能を維持す
る。

【００２３】又、請求項２によれば、振動周波数検出手
段（Ａ５）により空気ばね（Ａ２）の振動周波数が高い
程、ばね定数補正手段（Ａ６）が空気ばね（Ａ２）の静
的なばね定数を小さくすることにより加振周波数依存性
に拘わらず、実質的なばね特性が変化しないようにして
操縦安定性や乗心地性能を維持する。

【００２４】

【実施例】図３及び図４に本発明になるエアサスペンシ
ョンの一実施例を示す。

【００２５】両図中、車両１の各車輪２〜５は夫々複数
のアームよりなるリンク機構（図示せず）及び空気ばね
を有するエアサスペンション６〜９により支持されてい
る。

【００２６】各エアサスペンション６〜９は、各車輪２
〜５を支持する複数のアームよりなるリンク機構（図示
せず）と、各車輪２〜５と車体１ａとの間に設けられた
ショックアブソーバ１１ａ〜１１ｄと、空気ばねとして
機能する主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄ及び副エアチャ
ンバ１３ａ〜１３ｄとを有する。ショックアブソーバ１
１ａ〜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１ａの上下動に対
する減衰力を低め（ソフト），中間（スポーツ），高め
（ハード）の３段階のいずれかに切り替えることができ
るようになっている。

【００２７】主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄは（主エア
チャンバ１２ａ〜１２ｄと副エアチャンバ１３ａ〜１３
ｄとが連通されている場合には副エアチャンバ１３ａ〜
１３ｄも含む）、それらの収容空気量に応じて各車輪２
〜５位置の車高を連続的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
との連通が切り替えられるバルブ２５ａ〜２５ｄのオン
・オフにより、主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄと協働し
て車体１ａの上下動に対するばね定数を低め（ソフト）
又は高め（ハード）の２段階に変更するものである。

【００２８】これらの主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄに
は、主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄに空気を給排する給
排装置２０が接続されている。この給排装置２０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
ている。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、各車輪２〜５毎に設けた電磁切換弁２３ａ〜２
３ｄを介して主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄに接続され
ている。

【００２９】これらの電磁切換弁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と各エアチャンバ１２ａ
〜１２ｄとの連通を許容する。又、チェック弁１８とエ
アドライヤ１９との接続点には電磁切換弁２４が接続さ
れている。電磁切換弁２４は通常、オフ状態にあり、通
電によりオン状態となって上記接続点を大気に連通させ
る。

【００３０】又、ショックアブソーバ１１ａ〜１１ｄ
は、ロッド２６ａ〜２６ｄにショックアブソーバ１１ａ
〜１１ｄに作用する力を検出するピエゾ荷重センサ２７
ａ〜２７ｄと、ショックアブソーバ１１ａ〜１１ｄにお
ける減衰力の発生パターンの設定を切り換えるピエゾア
クチュエータ２８ａ〜２８ｄとを各々一組ずつ内蔵して
いる。

【００３１】次に、上記各ショックアブソーバ１１ａ〜
１１ｄの構造を説明するが、上記各ショックアブソーバ
１１ａ〜１１ｄの構造は総て同一であるため、ここでは
符号ａ〜ｄを省略してショックアブソーバ１１として以
下説明する。

【００３２】図５に示すように、ショックアブソーバ１
１は、シリンダ２９の下端が車輪を支持するアーム（図
示せず）に固定され、一方、シリンダ２９に貫挿された
ロッド２６の上端が車体１ａに固定されている。

【００３３】シリンダ２９内部には、ロッド２６の下端
に連接された内部シリンダ３０、連結部材３１及び筒状
部材３２と、シリンダ２９の内周面に沿って摺動自在な
メインピストン３３とが配設されている。ショックアブ
ソーバ１１のロッド２６に連結された連結部材３１に
は、ピエゾ荷重センサ２６とピエゾアクチュエータ２８
とが収納されている。

【００３４】メインピストン３３は、筒状部材３２に外
嵌されており、シリンダ２９に嵌合する外周にはシール
材３４が介装されている。従って、シリンダ２９内は、
このメインピストン３３により第１の液室３５と、第２
の液室３６とに区画されている。筒状部材３２の先端に
は、バックアップ部材３７が螺合されており、筒状部材
３２との間に、メインピストン３３とともに、スペーサ
３８とリーフバルブ３９を筒状部材３２側にリーフバル
ブ４０とカラー４１をバックアップ部材３７側に夫々押
圧・固定している。又、リーフバルブ４０とバックアッ
プ部材３７との間には、メインバルブ４２とばね４３が
介装されており、リーフバルブ４０をメインピストン３
３方向に付勢している。

【００３５】これらリーフバルブ３９，４０は、メイン
ピストン３３が停止している状態では、メインピストン
３３に設けられた伸び側及び縮み側通路３３ａ，３３ｂ
を各々片側で閉塞しており、メインピストン３３がＡ又
はＢ方向に移動するのに伴って片側に開く。従って、両
液室３５，３６に充填された作動油は、メインピストン
３３の移動に伴って両通路３３ａ，３３ｂのいずれかを
通って両液室３５，３６間を移動する。このように両液
室３５，３６間の作動油の移動が両通路３３ａ，３３ｂ
に限られている状態では、ロッド２６の動きに対して発
生する減衰力は大きく、サスペンションの特性はハード
になる。

【００３６】内部シリンダ３０に収納されたピエゾ荷重
センサ２７及びピエゾアクチュエータ２８は、圧電セラ
ミックスの薄板を電極を挟んで積層した電歪素子積層体
である。ピエゾ荷重センサ２７の各電歪素子は、ショッ
クアブソーバ１１に作用する力、即ち減衰力によって分
極する。従って、ピエゾ荷重センサ２７の出力を所定イ
ンピーダンスの回路（図示せず）により電圧信号として
取り出せば減衰力の変化率を検出することができる。

【００３７】ピエゾアクチュエータ２８は、高電圧が印
加されると応答性良く伸縮する電歪素子を積層してその
伸縮量を大きくしたものであり、直接にはピストン４４
を駆動する。ピストン４４がＢ方向に移動されると、油
密室４５内の作動油を介してプランジャ４６及びＨ字状
の断面を有するスプール４７も同方向に移動される。

【００３８】このようにして図５に示す位置（原点位
置）にあるスプール４７が同図中Ｂ方向に移動すると、
第１の液室３５につながるブッシュ４８の副流路４８ｂ
とが連通されることになる。この副流路４８ｂは、更に
プレートバルブ４９に設けられた油穴４９ａを介して筒
状部材３２内の流路３２ａとが連通されているので、ス
プール４７がＢ方向に移動すると、結果的に第１の液室
３５と第２の液室３６との間を流動する作動油流量が増
加する。つまり、ショックアブソーバ１１は、ピエゾア
クチュエータ２８が高電圧の印加により伸長すると、そ
の減衰力特性を減衰力大（ハード）の状態から減衰力小
（ソフト）側に切り換え、電荷が放電されて収縮すると
減衰力特性を減衰力大（ハード）の状態に復帰させる。

【００３９】尚、メインピストン３３の下面に設けられ
たリーフバルブ４０の移動量は、バネ４３によりリーフ
バルブ３９と較べて規制される。又、プレートバルブ４
９には、油穴４９ａより大径の油穴４９ｂが油穴４９ａ
より外側に設けられており、プレートバルブ４９がばね
５０の付勢力に抗してブッシュ４８方向に移動すると、
作動油は、油穴４９ｂを通って移動可能となる。従っ
て、スプール４７の位置の如何を問わず、メインピスト
ン３３がＢ方向に移動する場合の作動油流量は、メイン
ピストン３３がＡ方向に移動する場合よりも大きくな
る。即ち、メインピストン３３の移動方向によって減衰
力を変え、ショックアブソーバとしての特性を一層良好
なものとしている。又、油密室４５と第１の液室３５と
の間には作動油補給路５１がチェック弁５１ａと共に設
けられており、油密室４５内の作動油量を一定に保って
いる。

【００４０】次に、前述したアクチュエータ１４ａ〜１
４ｄ，１５ａ〜１５ｄ及び電磁切換弁２３ａ〜２３ｄ，
２４を制御する制御装置５２について説明する。

【００４１】この制御装置５２は、車高センサ５３ａ〜
５３ｄ、モードスイッチ５４、ブレーキスイッチ５５、
舵角センサ５６、車速センサ５７、前後加速度センサ５
８及びマイクロコンピュータ５９を備えている。車高セ
ンサ５３ａ〜５３ｄは各車輪２〜５近傍に設けられ、各
位置における車体１ａの路面からの高さ（以下、車高と
いう）を夫々検出し、空気ばねの振幅を検出する振幅検
出手段としても使用される。

【００４２】モードスイッチ５４は運転者によって操作
されてエアサスペンションのばね特性をノーマルモード
又はスポーツモードに選択的に切り換える操作スイッチ
である。ブレーキスイッチ５５はブレーキペダル（図示
せず）の踏み込み操作を検出するスイッチで、通常オフ
状態にあり、ブレーキペダルが踏み込まれるとオンにな
る。

【００４３】舵角センサ５６はステアリングホイール
（図示せず）が運転者によって回されたことを検出する
センサで、ステアリングホイールの回動量に応じた検出
信号を出力する。車速センサ５７は車速を検出し、車速
に応じた検出信号を出力する。

【００４４】マイクロコンピュータ５９は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，タイマなどからなり、アンチスクウォッ
ト制御（アクセル開度と車速によりスクウォット状態を
検出してばね定数及び減衰力を高めに切り替える）、ア
ンチロール制御（ステアリングホイールの操舵角と車速
によりロール状態を検出して一定時間ばね定数及び減衰
力を高めに切り替える）、ストローク制御（各車輪の車
高センサからの信号により前後輪のばね定数及び減衰力
を独立にきめ細かく切り替える）、アンチダイブ制御
（前輪車高センサ，ストップランプスイッチ及び車速セ
ンサからの信号によりダイブを検出してばね定数及び減
衰力を高めに切り替える）、高速感応制御（高速走行時
にばね定数を高めに、減衰力を中間に切り替え）などの
各プログラムを実行する。又、マイクロコンピュータ５
９は、後述するように空気ばねの振幅が大きい程、空気
ばねのばね定数を大きくするばね定数補正プログラム
と、空気ばねの振動周波数が高い程、空気ばねのばね定
数を小さくするばね定数補正プログラムとを実行する。

【００４５】ここで、エアサスペンションの特性につい
て説明する。

【００４６】空気ばねのばね定数ｋは、次式で表すこと
ができる。

【００４７】ｋ＝γ・Ｐ・Ａ²／Ｖ … （１）但し、γはポリトロープ指数（等温変化時はγ＝１、断
熱変化時はγ＝１．３８となる），Ｐは空気圧，Ａはシ
ョックアブソーバ１１ａ〜１１ｄの受圧面積，Ｖは空気
ばねの体積である。

【００４８】ここで、上記（１）に空気圧補正係数ｈを
導入してエアサスペンション６〜９の加振振幅依存性を
次式（２）により補正する。従って、加振振幅依存性補
正後のばね定数ｋ’は次式（２）で表すことができる。

【００４９】ｋ’＝ｈ・ｋ＝γ・（ｈ・Ｐ）・Ａ^２／Ｖ … （２）図６に示すように、上記空気圧補正係数ｈによりエアサ
スペンション６〜９のストロークが大きくなるに従って
空気圧を上昇させれば空気ばねのばね定数（静的ばね定
数）を大きくすることができ、加振振幅依存性によるば
ね定数の低下を補って実際のばね定数（動的ばね定数）
が略一定となるように調整することができる。

【００５０】又、上記（１）に空気圧補正係数Υを導入
してエアサスペンション６〜９の加振周波数依存性を次
式（３）により補正する。従って、加振周波数依存性補
正後のばね定数ｋ^''は次式（３）で表すことができる。

【００５１】ｋ^''＝Υ・ｋ＝γ・（Υ・Ｐ）・Ａ²／Ｖ … （３）図７に示すように、上記空気圧補正係数Υによりエアサ
スペンション６〜９の減衰力変化率が大きくなるに従っ
て空気圧を下降させれば空気ばねのばね定数を小さくす
ることができ、加振周波数依存性によるばね定数の増加
を補って実際のばね定数が略一定となるように調整する
ことができる。

【００５２】次に上記マイクロコンピュータ３７が実行
するエアサスペンション６〜９の制御動作につき説明す
る。

【００５３】マイクロコンピュータ３７は、図８に示す
加振振幅依存性の補正処理を一定時間毎に繰り返し実行
する。同図中、ステップＳ１（以下「ステップ」を省略
する）では、通常のエアサス制御を行う。

【００５４】この通常のエアサス制御とは、図９に示す
アンチスクウォット制御、アンチロール制御、ストロー
ク制御、アンチダイブ制御、高速感応制御のことであ
り、各制御によりモードスイッチ３２により設定された
ノーマルモードあるいはスポーツモードに応じて上記エ
アサスペンション６〜９のばね定数を低め（ソフト）又
は高め（ハード）に切り替えるとともに、減衰力を低め
（ソフト），中間（スポーツ），高め（ハード）のいず
れかに切り替える。

【００５５】次のＳ２では、車高センサ３１ａ〜３１ｄ
から出力された検出信号に基づいて各ショックアブソー
バ１１ａ〜１１ｄの現在の作動位置ｘ₁を読み取る。続
いて、Ｓ３に進み、今回の作動位置ｘ₁と前回の各ショ
ックアブソーバ１１ａ〜１１ｄの作動位置ｘ₂との差
（サスストローク）ｘ₁−ｘ₂を求める。

【００５６】そして、Ｓ４では、各ショックアブソーバ
１１ａ〜１１ｄの動作量（サスストローク）に応じた空
気圧補正係数ｈを前述した図６に示す空気圧補正係数ｈ
とサスストロークとの関係より求める。

【００５７】次に、上記（２）式の補正演算を行い加振
振幅依存性補正後のばね定数ｋ’となるように、主エア
チャンバ１２ａ〜１２ｄの空気圧をｈ・Ｐに補正する
（Ｓ５）。即ち、Ｓ１で実行した通常のエアサス制御で
達成されたエアサスペンションのばね定数（静的ばね定
数）を補正することにより間接的に動的ばね定数を変化
させて、所定動ばね定数を得ることができる。

【００５８】主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄの空気圧の
制御は、各車輪毎に前回補正された補正係数ｈ１と今回
演算された補正係数ｈの偏差（ｈ１−ｈ）に応じて行わ
れ、偏差（ｈ１−ｈ）が負の場合には圧縮空気を供給
し、偏差（ｈ１−ｈ）が正の場合には主エアチャンバ１
２ａ〜１２ｄ内の空気が排出される。即ち、偏差（ｈ１
−ｈ）が負の場合には、電動モータ１６を起動させてコ
ンプレッサ１７を駆動するとともに、該当する車輪の電
磁切換弁２３ａ〜２３ｄを偏差（ｈ１−ｈ）の大きさに
応じた時間だけオン（開弁状態）に切り換えて該当する
車輪の主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄに圧縮空気を供給
する。

【００５９】又、偏差（ｈ１−ｈ）が正の場合には、電
磁切換弁２４をオン（開弁状態）にするとともに、該当
する車輪の電磁切換弁２３ａ〜２３ｄを偏差（ｈ１−
ｈ）の大きさに応じた時間だけオン（開弁状態）に切り
換えて該当する車輪の主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄか
ら空気を排出し空気圧を減圧する。尚、Ｓ２〜Ｓ５の制
御は、各車輪毎に行われ、全ての車輪の制御が終了して
このルーチンが終了する。

【００６０】その結果、主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄ
は加振振幅依存性を有するが、主エアチャンバ１２ａ〜
１２ｄのばね定数はほぼ一定に保たれる。

【００６１】そのため、例えば高速走行時に路面状態
（表面の凹凸の粗さ）による振幅が変化してもばね定数
が高めから低めに切り替わることが防止され、運転者が
違和感を感じることがなく操縦安定性や乗り心地性能が
維持される。

【００６２】又、上記のように、各主エアチャンバ１２
ａ〜１２ｄの圧力を変更する代わりに、空気ばねの容積
を変更するようにしても良い。即ち、各主エアチャンバ
１２ａ〜１２ｄの夫々に複数の副チャンバを設け、各主
エアチャンバ１２ａ〜１２ｄと連通する副チャンバの数
を偏差（ｈ１−ｈ）に応じて制御しても良い。

【００６３】次に、図１０に示す加振周波数依存性の補
正処理について説明する。図１０の処理も一定時間毎に
繰り返し実行される。同図中、ステップＳ１１では、通
常のエアサス制御を行う。

【００６４】この通常のエアサス制御とは、前述したよ
うに図７に示すアンチスクウォット制御、アンチロール
制御、ストローク制御、アンチダイブ制御、高速感応制
御のことである。

【００６５】次のＳ１２では、前述したピエゾ荷重セン
サ２７からの出力に基づいて減衰力の変化率を算出す
る。続いて、Ｓ１３に進み、上記減衰力変化率に応じた
空気圧補正係数Υを前述した図７に示す空気圧補正係数
Υと減衰力変化率との関係より求める。

【００６６】次に、上記（３）式の補正演算を行い加振
周波数依存性補正後のばね定数ｋ''となるように、主エ
アチャンバ１２ａ〜１２ｄの空気圧をΥ・Ｐに補正する
（Ｓ１４）。即ち、Ｓ１で実行した通常のエアサス制御
で達成されたエアサスペンションのばね定数を、加振周
波数に応じて補正するのである。

【００６７】主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄの空気圧制
御は、各車輪毎に前回演算された空気圧補正係数Υ１と
今回演算された空気圧補正係数Υの偏差（Υ１−Υ）に
応じて行われ、偏差（Υ１−Υ）が負の場合には圧縮空
気を供給し、偏差（Υ１−Υ）が正の場合には主エアチ
ャンバ１２ａ〜１２ｄ内の空気が排出される。即ち、偏
差（Υ１−Υ）が負の場合には、電動モータ１６を起動
させてコンプレッサ１７を駆動するとともに、該当する
車輪の電磁切換弁２３ａ〜２３ｄを偏差（Υ１−Υ）の
大きさに応じた時間だけオン（開弁状態）に切り換えて
該当する車輪の主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄに圧縮空
気を供給する。

【００６８】又、偏差（Υ１−Υ）が正の場合には、電
磁切換弁２４をオン（開弁状態）にするとともに、該当
する車輪の電磁切換弁２３ａ〜２３ｄを偏差（Υ１−
Υ）の大きさに応じた時間だけオン（開弁状態）に切り
換えて該当する車輪の主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄか
ら空気を排出し空気圧を減圧する。尚、Ｓ１２〜Ｓ１４
の制御は、各車輪毎に行われ、全ての車輪の制御が終了
してこのルーチンが終了する。

【００６９】その結果、主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄ
は加振周波数依存性を有するが、主エアチャンバ１２ａ
〜１２ｄのばね定数はほぼ一定に保たれる。

【００７０】そのため、例えば高速走行時に路面状態
（表面の凹凸の粗さ）により高周波の振動が各車輪２〜
５に伝播してもばね定数が低めから高めに切り替わるこ
とが防止され、運転者が違和感を感じることがなく操縦
安定性や乗り心地性能が維持される。

【００７１】又、上記のように、各主エアチャンバ１２
ａ〜１２ｄの圧力を変更する代わりに、空気ばねの容積
を変更するようにしても良い。即ち、各主エアチャンバ
１２ａ〜１２ｄの夫々に複数の副チャンバを設け、各主
エアチャンバ１２ａ〜１２ｄと連通する副チャンバの数
を偏差（Υ１−Υ）に応じて制御しても良い。

【００７２】尚、上記実施例では、各主エアチャンバ内
に空気を偏差（ｈ１−ｈ）あるいは偏差（Υ１−Υ）に
応じた時間だけ吸排することによって空気ばねの空気圧
を制御していたが、補正係数ｈあるいはΥに基づいて各
主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄ内の目標空気圧を設定
し、各主エアチャンバ内の実空気圧が目標空気圧となる
ようにフィードバック制御を行う構成であっても良い。
又、上記実施例では、各主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄ
内の空気を排出するために、１個の電磁切換弁２４を使
用しているが、各主エアチャンバ１２ａ〜１２ｄ内の各
々が独立した大気排出通路を備え、その各大気排出通路
の開閉を各々制御するものであっても良い。

【００７３】さらに、上記実施例では、図８に示す加振
振幅依存性の補正処理のみ、あるいは図１０に示す加振
周波数依存性の補正処理のみを実行する例を示したが、
加振振幅依存性の補正処理及び加振周波数依存性の補正
処理を同時に実行しても良い。即ち、補正係数ｈとΥと
を加算した（ｈ＋Υ）によって空気ばねのばね定数を制
御する構成であっても良い。

【００７４】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、振幅検出手段により検出された空気ばねの振幅が大
きい程、ばね定数補正手段が空気ばねの静的なばね定数
を大きくすることにより間接的に動的ばね定数を大きく
して所定動ばね定数を得るため、空気ばねの加振振幅依
存性に拘わらず、実質的なばね特性が変化しないように
して操縦安定性や乗心地性能を維持することができ、運
転者に違和感を与えず高速走行時の安全性をより一層高
めることができる。

【００７５】又、請求項２によれば、振動周波数検出手
段により空気ばねの振動周波数が高い程、ばね定数補正
手段が空気ばねの静的なばね定数を小さくすることによ
り加振周波数依存性に拘わらず、実質的なばね特性が変
化しないようにして操縦安定性や乗心地性能を維持する
ことができ、運転者に違和感を与えず高速走行時の安全
性をより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の原理図である。

【図３】本発明のエアサスぺンションが適用された車両
の斜視図である。

【図４】本発明のエアサスぺンションの概略構成図であ
る。

【図５】減衰力に切り換えを行う機構及びその動作を説
明するための拡大縦断面図である。

【図６】空気圧補正係数ｈとサスストロークとの関係を
示すグラフである。

【図７】空気圧補正係数Υとサスストロークとの関係を
示すグラフである。

【図８】マイクロコンピュータが実行する加振振幅依存
性の補正処理を説明するためのフローチャートである。

【図９】通常のエアサス制御を説明するための図であ
る。

【図１０】マイクロコンピュータが実行する加振周波数
依存性の補正処理を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１１】ソフトモードでの加振周波数と空気ばねのば
ね定数との関係を示すグラフである。

【図１２】ハードモードでの加振周波数と空気ばねのば
ね定数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１車両２〜５車輪６〜９エアサスペンション１１ａ〜１１ｄショックアブソーバ１２ａ〜１２ｄ主エアチャンバ１３ａ〜１３ｄ副エアチャンバ１４ａ〜１４ｄ，１５ａ〜１５ｄアクチュエータ１７コンプレッサ２０給排装置２３ａ〜２３ｄ，２４電磁切換弁２５ａ〜２５ｄバルブ２７ａ〜２７ｄピエゾ荷重センサ２８ａ〜２８ｄピエゾアクチュエータ２９シリンダ３３メインピストン３５，３６液室３９，４０リーフバルブ４２メインバルブ４４ピストン４６プランジャ４７スプール４９プレートバルブ５２制御装置５３ａ〜５３ｄ車高センサ５３ａ〜５３ｄ５４モードスイッチ５５ブレーキスイッチ５６舵角センサ５７車速センサ５９マイクロコンピュータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪に伝播した振動を吸収するととも
に、走行状態に応じて空気ばねのばね定数を切り替える
エアサスペンションにおいて、前記振動を吸収する際の前記空気ばねの振幅を検出する
振幅検出手段と、該振幅検出手段により検出された前記空気ばねの振幅が
大きい程、前記空気ばねの静的なばね定数を大きくする
ことにより間接的に動的ばね定数を大きくし、所定動ば
ね定数を得るばね定数補正手段と、を備えてなることを特徴とするエアサスペンション。
【請求項２】車輪に伝播した振動を吸収するととも
に、走行状態に応じて空気ばねのばね定数を切り替える
エアサスペンションにおいて、前記振動を吸収する際の前記空気ばねの振動周波数を検
出する振動周波数検出手段と、該振動周波数検出手段により前記空気ばねの振動周波数
が高い程、前記空気ばねの静的なばね定数を小さくする
ばね定数補正手段と、を備えてなることを特徴とするエアサスペンション。
【請求項３】前記ばね定数補正手段は、前記空気ばね
の振幅が大きい程、前記空気ばねの空気圧力を大きくす
る圧力調整手段よりなることを特徴とする請求項１のエ
アサスペンション。
【請求項４】前記ばね定数補正手段は、前記空気ばね
の振幅が大きい程、前記空気ばねの容積を減少させる容
積調整手段よりなることを特徴とする請求項１のエアサ
スペンション。
【請求項５】前記ばね定数補正手段は、前記空気ばね
の振動周波数が高い程、前記空気ばねの空気圧力を小さ
くする圧力調整手段よりなることを特徴とする請求項２
のエアサスペンション。
【請求項６】前記ばね定数補正手段は、前記空気ばね
の振動周波数が高い程、前記空気ばねの容積を増大させ
る容積調整手段よりなることを特徴とする請求項２のエ
アサスペンション。
【請求項７】前記振動周波数検出手段は、空気ばねの
減衰力変化率に基づいて前記空気ばねの振動周波数を検
出することを特徴とする請求項２のエアサスペンショ
ン。