JPH01103512A - 車輌用サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車体のロールおよびノーズダイブ等を制御す
るアクティブサスペンション制御装置に関するものであ
る。

Ｃ従来の技術〕 従来、この種のアクティブサスペンション制御装置とし
ては例えば実開昭６１−１６３７１０号および特開昭６
２−３４８０８号公報等に示すものがあり、これは車輪
と車体との間に空気ばね室のような流体ばね室を介装し
、この流体ばね室への圧縮空気の給排を制御することに
より車体のロールあるいはノーズダイブ、上下振動等を
抑制するようにしたサスペンシラン装置である。すなわ
ち、例えば旋回時に旋回方向と逆側のサスペンションユ
ニットが縮み、旋回方向のサスペンションユニットが伸
びようとするが、これを抑制するために、縮み側のサス
ペンションユニットの流体ばね室に設定量だけ圧縮空気
を供給し、伸び側のサスペンションユニットの流体ばね
室から設定量だけ圧縮空気を排出して車体の傾きを逆方
向に戻して車体を水平に保持しようとするものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のアクティブサスペンション制御装置は上記のよう
に構成されており、車体のロールあるいはノーズダイブ
あるいは上下振動を演算するために、左右方向あるいは
前後方向あるいは上下方向への車輌の加速度を検出し、
その値に応じて圧縮空気等の吸排気を制御する場合にそ
の拠所である加速度検出の信号の読み取り値が正確であ
る必要がある。しかしながら従来では、次の様な問題が
あった。

加速度センサ（以下Ｇセンサという）の検出出力（アナ
ログ値）は演算制御装置に入力され、Ａ／Ｄ変換されて
処理され、その結果に応じてサスペンションユニットを
調整するアクチエータが作動するが、Ｇセンサのアース
が演算装置と別々にそれぞれの取付は場所で独立にアー
スされていたとするとアクチエータ例えばステップモー
タ、高速ソレノイドバルブの駆動電流は演算装置のアー
スにしか流れないので、演算装置のアース電位だけがＧ
センサのアース電位に比べて上昇し、その結果、演算装
置のＡ／Ｄ変換器のアース回路部から見たＧセンサ信号
電圧は、電位上昇した分だけ小さくなって見え、Ｇセン
サ信号が誤って変化したと判定されて、アクチエータの
作動指令を誤って出力指示し誤制御が行われる欠点があ
る。

この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、演算装置の出力電流にかかわらず、Ｇセンサ出力の
読取り値の誤りを防止して誤制御を防止しようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は加速度検出手段を車体に対し絶縁して支持し
、この加速度検出手段のアース回路部と、演算制御装置
がアース回路部とをリード線によって接続したものであ
る。

〔作用〕

加速度検出手段のアース回路部を演算制御装置のアース
回路部に接続するリード線は、アクチエータ駆動電流に
よる演算回路のアース回路部の電位変動に対応して加速
度検出手段のアース回路部にも電位変動を与えて両アー
ス回路部間の電位差を抑制して加速度検出手段の出力の
読取り値の誤りを防止して正確なサスペンション制御を
可能にする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例に係わるアクテ
ィブサスペンション制御装置について説明スる。第１図
において、エアサスペンションユニットＦＳＩ、ＦＳ２
．Ｒ３１，Ｒ３２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
説明する場合ヲ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ｌを組込んだものであり、このシ
ッックアプソーバ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
回転はステップモータ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ａ）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、上記ステップモータ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を介する上空気ばね室７へ
のエアの給徘により、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ｌの外壁部には、上方へ向い
たばね受け９ｂが設けれれており、主空気ばね室７の外
壁部には下方へ向いたばね受け９ａ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。

更に、１１はコンプレッサであり、このコンプレッサ１
１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いる。ドライヤ１
３のシリカゲル等によって乾燥された圧縮空気はチエツ
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１５８．１５ｂ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１５ｂ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いる。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、チエツクバルブ２１、フロント石川のソレノイド
バルブ２２、フロント左、用のソレノイドバルブ２３を
介してフロント石川のサスペンションユニットＦＳ２、
フロント充用のサスペンションユニットＦＳＩ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１
９、後輪用給気ソレノイドバルブ２４、チエツクバルブ
２５、リヤ古川のソレノイドバルブ２６、リヤ充用のソ
レノイドバルブ２７を介してリヤ古川のサスペンション
ユニットＲ３２、リヤ充用のサスペンションユニットＲ
３Ｉに送られる。なお、上記チエツクバルブ２１の下流
と上記チエツクバルブ２５の下流はチエツクバルブ２１
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イル、つマリ、サス
ペンションユニットＦＳ　１゜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２Ｂ、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ＦＳＩ、ＦＳ
２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を介して大気に解放される。ま
た、サスペンションユニットＲ３１゜Ｒ３２からの排気
はソレノイドバルブ２６，２７、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Ｒ３Ｉ、
Ｒ３２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
けられた圧力スイフチで、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ランのロアアーム３５に取付け
られて自動車の前部車高を検出するラロント車高センサ
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センサのような例えば左右
方向の加速度を検出する加速度センサ（以下Ｇセンサと
いう）３９が設けられている。このＧセンサ３９はその
特性が、例えば第２図に示すように、左右Ｇの中立点が
出力電圧が２．５Ｖであって右旋回時に出力電圧が高く
なり、左旋回時に低くなるものである。また電圧Ｖの時
間微分値はハンドル角速度に比例した値になる。

尚、前後方向、上下方向の車体加速度を検出する場合に
ついても、同種のセンサの取付は方向を変えて設置すれ
ば良い、３９ａはＧセンサのアースリード線で、コント
ロールユニット（３７）内のアース回路部へ接読される
。３９ｂは出力リード線でコントロールユニット（３７
）の入力回路へまた、３９ＣはＧセンサ電源リード線で
、コントロールユニット（３７）の電源回路へそれぞれ
接続されている。前記アースリード線（３９ａ）には、
アクチエータ（５ａ）等の駆動電流は流れず、これらは
コントロールユニット（３７）のパワーアース（３７ａ
）を流れる。

４５はバッチＩＪ　−、（３７ｂ）はコントロールユニ
ット（３７）の゛電源線である。

第７図は本発明の一実施例のＧセンサの内部構成図と取
付は部の断面図である。図中３９１は導体で構成された
Ｇセンサ（３９）のハウジング（３９２）は差動トラン
ス式の変位センサ（３９３）に交流電圧を印加する為の
発振回路、この差動トランス式の変位センサ（３９３）
・は加速度に比例して変位するコアの位置を検出し、そ
の出力は半減整流回路（３９４）増巾回路（３９５）　
　ローパスフィルタ（３９６）を経て加速度に比例した
出力電圧となり、ノイズフィルタ（３９７）を経て出力
リード線（３９ｂ）を伝わりコントロールユニット（３
７）へ入力され、更にノイズフィルタ（３７）を経てへ
１０変換回路（３７３）へ入力される。

ユニット（３７）内電源回路（３７１）はユニット内に
電源電圧を与えると共にセンサ電源リード＆１３９Ｃを
経てノイズフィルタ３９７を経てＧセンサ回路部へ給電
する。

ノイズフィルタ（３９７）は貫通コンデンサＬＣフィル
タ等で構成され対ＥＭＩ特性の優れたもので、フィルタ
回路のアースはハウジング（３９１）のアース電位に落
としである。ハウジングのアース電位部は専用アースリ
ード線＜３９ｍ）によりユニット（３７）内のアース回
路（３７４）に接続されている。

３９８は車体ないしは車体に取付けられたＧセンサ支持
用のブラケットで、車体にアースされている。　（３９
９）は絶縁ブフシェで、取付はネジ（４００）と車体（
３９８）間を絶縁する為のもので、Ｇセンサハウジング
（３９１）　は車体（３９Ｂ）　　との絶縁を維持しつ
つ、車体（３９Ｂ）にネジ（４００）によりしっかりと
固定されるＧセンサのアースは、ユニット（３７）内で
アクチエータ駆動時においてもステップモータや電磁バ
ルブ等のアクチエータのリターン電流の影響を受けない
箇所にアースリード線（３９ａ）が接続されてなされて
いる為、パワーアース（３７ａ）を流れる７クチエータ
のリターン電流により、コントロールユニット（３７）
のアース回路（３７４）の電位が変動してもアース回路
（３７４）から測定したＧセンサ電源電圧及び出力電圧
は全く影響を受けないようにする事が出来る。

また、第１図において４０はステアリングホイール（ハ
ンドル）４１の回転速度、すなわち操舵速度を検出する
操舵センサで、その検出信号はコントロールユニット３
７に送られる。４２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ツ・ト３７に送られる
。４３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４３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。４４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１５ａの圧力が所定値以下になると上記スイッ
チ４４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４３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及びパルプ１９
．２８．３１の開閉制御は上記コントロールユニット３
７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及びパルプ１９，２８゜
３１は３方向弁よりなり、その２つの状態を第３図に示
す。すなわち、第３図＋ａｌ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印Ａで示す経路で圧
縮空気が移動する。一方、第３図ｆｂｌ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図に示す、第４図（ａｌ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４図（ｂｌ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アクティブサスペンショ
ン制御装置において、そのロール抑制の動作を第５図の
フローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ
ｌｌにおいてＧセンサ３９からの出力電圧■がコントロ
ールユニット３７に読込まれ、その中立Ｇからの偏差（
すなわち左右Ｇ）の値ΔＶ　（＝Ｖ−２，５）が算出さ
れる。そしてステップＳ１２に進み、コントロールユニ
ット３７に記憶されている第６図に示すようなΔＶマツ
プが参照され、パルプ駆動時間ＴＰが求められる０次に
ステップ３１３に進み、制御時間Ｔ　”　Ｔ　ｐ−Ｔ、
が算出される。このＴ、はマツプメモリに記憶されるも
ので、すでにバルブの駆動された時間を表わしている。

従って最初にこのステップＳ１３に進んできた場合はＴ
、−〇である。すなわちＴ　＝Ｔ　Ｐ　となる、そして
ステップＳ１４に進みＴの値が０より大きいか否かが判
定される。このステップ３１４において、Ｔ＞Ｏである
と判定された場合、この制御時間Ｔのバルブ制御が行わ
れる（ステップＳ　１５）　、ここでどのバルブを開く
かを次表に示す。

例えば、Δｖ〉０の右旋回時には車体の右側が上がろう
とし、左側が下がろうとするが、これを抑制するため上
表において右旋回のＯ印のバルブが制御時間Ｔだけ駆動
される。その結果、高圧側リザーブタンク１５ａの圧縮
空気が給気流量制御バルブ１９、フロント及びリヤ給気
バルブ２０゜２４、ソレノイドバルブ２３．２７を介し
てフロント及びリヤ左のサスペンションユニットＦＳ　
１゜Ｒ３Ｉの主空気ばね室７に供給されて車体の左側の
車高が上げる方向に不勢される。一方、フロント及びリ
ヤ右のサスペンションユニットＦＳ２゜Ｒ３２の主空気
ばね室７の圧縮空気はフロント及びリヤ排気バルブ２８
．３１を介して低圧側リザーブタンク１５ｂに排出され
る。これにより、車体の右側の車体が下げる方向に不勢
される０以上のようにして、右旋回時に車体の右側が上
がり、左側が下がろうとするのを抑制している。そして
、上記制御時間Ｔの制御が終了するとフロント給気バル
ブ２０及びリヤ給気バルブ２４がオフされて、主空気ば
ね室７への圧縮空気の供給は停止される。

また同時に、フロント及びリヤ排気バルブ２８゜３１が
オンされて、主空気ばね室７からの排気が停止される（
ステップ５１６）。これにより、姿勢制御した状態が保
持される０次に、マツプメモリの更新が行われる（ステ
ップ５１７）、すなわち、バルブが駆動された時間ＴＦ
がＴ、に記憶される（Ｔ、−Ｔ、）、そして、ステップ
３１８に進んでΔＶが所定値以下であるか否か判定され
る。

例えば、旋回中で、Δ■が所定値より大きい場合には次
のステップ３１９で行われる姿勢制御の解除がスキップ
されて上記ステップＳｌｌに戻る。

一方、どのステップ３１８の判定で、ΔＶが所定値以下
と判定されるとバルブがすべてオフされ、上記ステップ
３１６で保持されていた姿勢制御が解除される。以下、
ステップＳｌｌに戻りステップ３１２において、Ｔ？が
求められる。

なお、上記実施例ではΔ■の値でのみロール抑制制御を
行う場合について述べたが、ΔＶの方向と車速センサ３
８により得られる車速の値と操舵センサ４０から得られ
る操舵角速度の値とにより上記Ｔ？を別途の専用マツプ
にて演算し、上記と同様のロール抑制制御をすることも
可能で、この演算のステップは上述したフローのステッ
プ３１２に相当する。また、この場合でも制御の復帰判
定はステップ３１Ｂと同様である。

また、上記実施例において、制御開始、制御終了に重要
なのはΔＶの値であり、ΔＶはＧセンサ３９の出力■か
ら中立Ｇに相当する２、５Ｖｔ−減じることにより演算
する。

なお、上記実施例では述べなかったが上記制御開始、制
御終了に連動して減衰力切換用のステップモータ（５ａ
）を作動させる。

ところで、上述のように上記各バルブ及びステップモー
タ等の７クチエータは車輌の状態に応じて駆動制御され
るものであり、この駆動電流はコントロール゛ユニット
（３７）の駆動回路を介してパワーアース（３７ａ）に
流れる。このパワーアース（３７ａ）に流れる駆動電流
は制御の状態に応じて大きく変動するため、このパワー
アース（３７ａ）の電圧降下が変動してユニット（３７
）内のアース回路（３７）の電位がそれに対応して変動
するが、Ｇセンサ（３９）のアース電位はアースリード
線（３９ａ）によってＧセンサ（３９）のアース回路部
とユニット（３７）のアース回路部とを接続していたた
めユニット（３７）のアース回路（３７）の電位と同一
に保もたれる。このためユニット内のアース回路の電位
がアクチエータの駆動電流によって変動してもＧセンサ
（３９）の出力Ｖは誤差なくＡ／ＤＩ：換されてユニッ
ト（３７）内に取り込まれ上記ΔＶの値はアクチエータ
の駆動電流の影響を受けないので、プログラム通りの安
定した姿勢制御を行うことができる。

尚、この実施例によれば、Ｇセンサ（３９）の基準電源
をユニット（３７）より供給しているので、電源電圧を
それぞれもった場合の２つの電圧差から来る誤差の影響
が回避できる。かつ、Ｇセンサ（３９）の検出部を小型
化出来て、発熱等も減少させることができる。

Ｇセンサ（３９）の導体ケースは回路のアースと同電位
にし、Ｇセンサ（３９）のノイズフィルタのアースとし
た為、Ｇセンサ（３９）の回路部の対ＥＭＩノイズ性を
堝なうことはない。しかもＧセンサ（３９）本体の車体
へのネジ取めを絶縁プッシュ（３９９）を介して行った
為、Ｇセンサ（３９）のアース電位をユニット（３７）
内のアース電位に対応させるに対し、その機能を損なう
ことはない。

尚、実施例では説明しなかったが、前後方向の姿勢変化
の抑制の為に前後方向の加速度センサ、又上下方向の姿
勢変化の抑制の為に上下方向の加速度センサを用いて上
述の姿勢制御を行うこともできる。同様の効果が加速度
センサと同様に重要なアナログセンサ例えばロール角セ
ンサ、ロードセンサ、サス圧センサ、車高センサ等アナ
ログ検出出力を発生するセンサを使用した場合、本発明
のアース回路構造をこれらセンサにも適用することもで
きる。

〔発明の効果〕

以上の如くこの発明によれば、アクチエータの駆動電流
が大きく変動し、コントロールユニットのアース電位が
変動しても、加速度センサの出力値の読取り誤差を防止
し、安定で正確な車体の姿勢制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアクティブサスペン
ション制御装置の構成図、第２図は同アクティブサスペ
ンション制御装置のＧセンサの出力電圧の一例を示す図
、第３図ｆａｔ　ｆｂｌはそれぞれ同アクティブサスペ
ンション制御装置の３方向弁の駆動、非駆動状態を示す
図、第４図ｔａｌ　ｆｂｌは同アクティブサスペンショ
ン制御装置のソレノイドバルブの駆動、非駆動状態を示
す図、第５図は同アクティブサスペンション制御装置の
ロール抑制の動作を示すフローチャート、第６図はＧセ
ンサの中立Ｇからの偏差Δ■に対するバルブ駆動時間Ｔ
Ｐの関係を示す図、第７図は本発明の一実施例のＧセン
サの内部構成図を取付は部の断面図である。 ＦＳＩ、ＦＳ２．Ｒ３Ｉ、Ｒ３２・・・エアサスペンシ
ョンユニット、３７・・・コントロールユニット、３８
・・・車速センサ、３９・・・加速度センサ（Ｇセンサ
）、４０・・・操舵センサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輌の各車輪と車体との間に設けられ、それぞれ
   対応する車輪に対し前記車体を支持する複数個のサスペ
   ンションユニット、サスペンションユニットの特性を調
   整する為の複数個のアクチエータ、前記車輌の加速度を
   検出する加速度検出手段、車両の運転状態を検出する運
   転状態検出手段、これら加速度検出手段、運転状態検出
   手段の検出信号を入力とし、これらの信号に基づき車輌
   の姿勢変化を演算し、この演算結果に基づいて各アクチ
   エータを駆動制御して前記車体の姿勢変化を抑制する演
   算制御装置、前記加速度検出手段を車体から絶縁して支
   持する手段、前記演算制御装置のアース回路部と加速度
   検出手段のアース回路部を結線するリード線を備えた車
   輌用アクティブサスペンション制御装置。
2. （２）加速度検出手段の電源が、演算制御装置内の定電
   圧回路より供給される特許請求の範囲第１項記載の車輌
   用アクティブサスペンション制御装置。
3. （３）加速度検出手段のハウジングが導体で構成されて
   おり、加速度検出手段のアース回路が該ハウジングにア
   ースされており、該ハウジングが絶縁プッシュを介して
   車体に固定されている特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の車輌用アクティブサスペンション制御装置。