JPH01212611A - 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） 本発明は、車両の車高調゛整とサスペンションのば”ね
定°数を好適に制御するサスペンション制ｍ装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、自動車等において、路面状況、荷物の積載状態な
どにより、車両の高さを変えられるようにしたサスペン
ションがある。この−例としては、車輪ごとに請けられ
ている油圧シリンダに、所望に応じて油圧源から油液を
供給して車高を上昇させ、また、油圧シリンダから油液
な排出することにより、車高を低くするようにしたもの
がある。そして、これを利用し左右の油圧シリンダをそ
れぞれ制御して、自動車の旋回時に生じるローリングに
よる車体の不安定状態を防止するようにしたものがある
（例えば、特開昭６１−２３５２１０号公報に開示され
ている技術）。

また、従来、前述した車高調整を行ない、かつ、ばね愛
敬を可変することがてきるようにしたサスペンションが
ある。これは、各車輪に設けられている油圧シリンダに
複数のアキュムレ−夕を切換え弁などを介して接続し、
この切換え弁を制御して油圧シリンダと連通するアキュ
ムレータの数を増減させることにより、ばね定数を変え
るようにしたものである。このものでは、ローリング時
に車高を調整するとともに、ばね定数を高くすることに
より、−暦車体の姿勢を安定させることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のサスペンションのように
、油圧シリンダへの油液の給排を制御して車高調整を行
ない、さらに、油圧シリンダとアキュムレータとの連通
ずる数を増減させてばね定数を変えるようにしたもので
は次のような問題点があった。

ローリングによる車体の不安定状態を防止するために、
車高調整のための油圧シリンダへの油液の給排と、ばね
定数を切変えるタイミングとが同時もしくは、油圧シリ
ンダへの油液の給排のタイミングが早い場合には、アキ
ュムレータ内に油液が給排されてアキュムレータ内の油
液の圧力が変化する。この状態において、切換え弁を閉
じると、アキュムレータ内の圧力が変化したままとなっ
てしまい、車高調整が終了して、再び切換え弁を開くと
、切換え弁により閉じられたアキュムレータ内と油圧シ
リンダに連通したままのアキュムレータ内とに油液の圧
力差が生じているため、アキュムレータ間て油液の流れ
込みが生じ、急激に車高を変化させ、車体の姿勢を不安
定にするという問題が生じた。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、車高調整とばね定数の可変を最適
に制御することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の目的を達成する手段として、車両の各車輪ごとに
設けた油圧シリンダの油液を給排することにより車高を
調整可能とする給排油手段と、前記各油圧シリンダに接
続した複数のアキュムレータの接続を切換えてばね定数
を可変とするばね定数切換え手段と、を有するサスペン
ション制御装置において、前記給排油手段によるローリ
ング時における車高調整を、前記ばね定数切換え手段に
よりばね定数を最も高く切換えて一定時間経過後に行な
わせるように制御するコントローラを設けたものである
。

（作用） この構成とすると、ばね定数が最も高くなるようにばね
定数切換え手段を操作することにより、切換え弁を閉じ
させてアキュムレータと油圧シリンダとの連通を遮断し
、その後に車高調整を行なわせるようにしたため、車高
調整によってアキュムレータ内の圧力が変化することか
なくなる。そのため、車高調整後には、アキュムレータ
間で差圧が生じていないため、切換え弁を開けてばね定
数を低くしても、油液の流動がなく、車高の急激な変化
を生じさせることがない。

（実施例） つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図においてサスペンション装置１の構成を説明する
と、前輪後輪の夫々の車輪２ａ、２ｂ。

２ｃ、２ｄは、図示しない車体に取付けられている油圧
シリンダ：ｌａ、３ｂ、：ｌｃ、３ｄのロッド４ａ、４
ｂ。

４ｃ、４ｄに取付けられており、油圧シリンダ：ｌａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄに油液を給排することにより車輪２ａ
、２ｂ、２ｃ、２ｄが車体に対して相対的に移動して車
高か上下するようになっている。

各油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３ｃ、：ｌｄには、サスペ
ンション装置のばね要素を構成するとともに、ばね定数
および減衰力の切換えを行なうばね定数切換え手段５ａ
、５ｂ、５ｃ、５ｄが接続されている。

また、油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは油圧源６
と後述する給排油手段７ａ、７ｂ＋７ｃ、７ｄを介して
接続されている。

なお、第４図中１０ａ、ｆｏｂ、１０ｃ、１０ｄは、車
高を検出する車高センサであり、夫々油圧シリンダ３ａ
、３ｂ、３ｃ、、３ｄとそのロッド４ａ、４ｂ、４ｃ、
４ｄに取付けられて、油圧シリンダ：ｌａ、：ｌｂ、：
ｌｃ、３ｄのロット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの伸縮を検
出している。

つづいて、車高調整を行なうための給排油手段７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄとばね定数および減衰力を切換えるばね
定数切換え手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを、第５図に基
づいて説明する。なお、この構成は、全車輪について同
一であるため、前輪左側のみを説明する。

まず、給排油手段７ａについて説明すると、油圧シリン
ダ３ａには、モータ１１により駆動される油圧ポンプ１
２からなる油圧源６が油路１３を介して接続されている
。油路１３の油圧シリンダ３８側からは、タンク１４に
接続されている油路１５が分岐されており、分岐箇所か
ら油圧ポンプ１２までの間の油路１３には、電磁給油弁
１６と逆止弁１７が設けられている。また、油路１５に
は電磁排出弁１８が設けられている。そして、これら油
路１３．１５　、電磁給油弁１６、逆止弁１７．電磁排
出弁１８により給排油手段７ａが構成され、タンク１４
内の油液が電磁給油弁１６と電磁排出弁１８とを制御す
ることにより油圧シリンダ３ａに給排される。

つぎに、ばね定数を切換えるためのばね定数切換え手段
５ａについて説明する。油圧シリンダ３ａには、油液な
蓄積するためのアキュムレータ１９が油路２０を介して
接続されており、油路２０は途中で二つの油路２１，２
２が分岐し、それぞれの油路２１，２２にはばね定数切
換え弁２３．２４を介してアキュムレータ２５．２６が
接続されている。そして、各油路２０，２１．２２には
可変絞り２７，２８．２９が設けられている。

このばね定数切換え手段５ａによると、サスペンション
のばね定数を高くする場合には、ばね定数切換え弁２３
．２４により、油圧シリンダ３ａとアキエムレータ２５
，２６の連通な閉じて油液の蓄積容量を小さくする。す
なわち、ばね定数は、一方のばね定数切換え弁２３を閉
じれば一段階高くなり、両方のばね定数切換え弁２３．
２４を閉じれば二段階高くなる。また、減衰力を高くす
る場合には、可変絞り２７，２８．２９で油路２０，２
１．２２を段階的に絞ることにより流量を制御して行な
われる。

つぎに、給排油手段７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄおよびばね
定数切換え手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを制御するコン
トローラ３０について説明する。

コントローラ３０には、ステアリングシャフトの回転角
度から操舵角を検出する操舵角センサ３１から一定の操
舵角（θ、）毎に出力される検出信号と、車速を検出す
る車速センサ３２からの検出信号とが入力される。

ここでコントローラ３０の構成を第１図を用いて説明す
ると、入力された操舵角および車速の検出信号に基づい
て、一定の操舵角（０，）毎に車体に生じると予想され
る横加速度が推定する横加速度推定手段３３が備えられ
ている。なお、この推定は、第７図（イ）および第７図
（１１）に示す実験結果かられかるように、横加速度は
０．６Ｇ以下の低い範囲では操舵角に比例し、車゛速の
２乗に比例することに基づいて行なわれるものである。

また、車体に生じる横加速度とロール角との間には比例
関係（第７図（八）参照）が成り立っている。この関係
から、横加速度に基づいてロール角を計算する計算手段
３４が備えられている。さらに、ロール角が算出されれ
ば、そのロール角による各油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄの長さの変化量も算出される。

そして、このようにして算出された油圧シリンダ３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄの長さの変化を抑えるように各油圧シ
リンダ３ａ、３ｂ、：ｌｃ、３ｄへ給排する油液の量（
目標給排油量）を定める論理演算手段３５が備えられて
いる。

この目標給排油量に基づいて各油圧シリンダ３ａ、３ｂ
、３ｃ、３ｄに接続されている給排油手段７ａ、７ｂ、
７ｃ、７ｄを適正に制御する。このときの制御は、電磁
給油弁１６または電磁排出弁１８の開弁により油液な給
排することにより行なわれるが、各電磁弁１６．１８を
通過する油液の流速により、目標給排油量に達成する時
間Ｔ、は決るため、この時間ＴＶだけ各電磁弁１６．１
８を開弁するように制御すればよい。

なお、このときの目標給排油量は、車両の回転時に生じ
る油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの変化なＯにす
るように設定してもよく、また−１逆ロールとなるよう
に、給排量を多めに設定するようにしてもよい。

また、コントローラ３０には、給排油手段７ａ、７ｂ、
７ｃ、７ｃ！の作動を、ばね定数切換え手段５ａ、５ｂ
、５ｃ、５ｄの作動後一定時間経過後に行なわせるため
の、時間遅れ設定手段３６が備えられている。この時間
遅れ設定手段３６としては１例えば、一定間隔で発生し
ているパルスを所定数カウントしたときにＣＰＵ：１７
に出力するようにしたものがある。

そして、横加速度推定手段３３、計算手段３４、論理演
算手段３５、時間遅れ設定手段３６は、コントローラ３
０に設けられているＣＰＵ３７により。

所定のプラグラムに基づいて制御される。

以上の構成に係る作用を第２図および第３図の流れ図を
用いて説明する。

まず、第２図によりメインルーチンを説明すると、電源
投入後、ステップ■のイニシャライズで各設定値の初期
化か行なわれ、次のステップ■、■で車速センサ、操舵
角センサの信号を入力する。

つぎに、コントローラ３０の制御は、ステップ４）て、
操舵角センサコＩて一定の操舵角（０１）毎に出力され
る検出信号と車速センサ３２て検出された検出信号に基
づいて、横加速度推定手段３３か車体に生じる一定の操
舵角（０，）毎の横加速度を推定する。そして、ステッ
プ■で計算手段３４により、この推定された横加速度に
より生じるロール角か計算され、さらに、この計算され
たロール角により各車輪２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに設け
られている各油圧シリンダ：ｌａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの
長さ変化が計算される。つづいて、ステップ■で計算さ
れた油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの長さ変化に
基づいて、論理演算手段３５か車体の姿勢を安定させる
ために、油圧シリンダ：ｌａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの長さ
変化なＯにするために給排する油液の量、または車体を
逆ローリング状態にするために給排する油液の量などの
所望に応じた目標給排油量を定める。

つづいて、ステップ■て、ばね定数の切換えと給排油操
作の制御を行なうか、この制御のサブルーチンを第３図
に示し説明する。なお、以下ばね定数が高く可変絞りを
最大に絞った状態をハートといい、はね定数が低く可変
絞りを開けた状態をソフトという。

ステップ■において、目標給排油量に相当する目標給排
油時間ＴＶとこの時点での実際の給排油時間ｔとを比較
する。実際の給排油時間ｔが目標給排油時間ＴＶに達し
ていない場合は、ステップ■において、ばね定数、減衰
力がハードになっているかどうかを判定する。ハードに
なっていない場合、ステップ■でばね定数、減衰力をハ
ートにするようにばね定数切換え弁２３．２４を切換え
、可変絞２７．２８，２９りで油路２０．２１．２２を
絞る操作を行なって、メインルーチンに戻る。

一方、ばね定数、減衰力がハードになっていいる場合に
は、ステップ■において、ばね定数、減衰力がハードに
切り換わった後所定の時間Ｔｈが経過したか判定し、経
過している場合には、ステップ■で電磁給油弁１６また
は電磁排出弁１８を開弁させて車高：Ａ！Ｉｉを行なう
。すなわち、ステップ■のはね定数、減衰力をハートに
切換える操作とステップ６）の電磁弁開弁操作に時間差
Ｔｈを設けるようにする。

そして、ステップ■て実際の給排油時間ｔをインクリメ
ントして、メインルーチンに戻る。

また、ステップ■で、時間かＴｈ経過していない場合に
は、そのままメインルーチンへ戻る。

ステップ■において、ステ・ンプ（りでインクリメント
した実際の給排油時間ｔが目標給排油時間Ｔｖに達した
場合、ステップ■で電磁給油弁１６または電磁排出弁１
８か開弁しているかどうかを判定し、目標の給排油を完
了しているのに閉弁していない場合は、ステップ■にお
いて電磁給油弁１６または電磁排出弁１８を閉弁して、
メインルーチンに戻る。すでに閉弁している場合には、
ステップ■において操舵角が一定の角度（θ、）以内の
状態かどうかの判定を行なう。角度（θｌ）以内でない
場合は、そのままメインルーチンに戻る。また、（０，
）以内にある場合は、ステップ■において、ステップ■
の各電磁弁閉弁操作とステップ■のばね定数。

減衰力のハート取消操作に時間差Ｔ５を設けるように量
る。そして、各電磁弁１６．１８の閉弁後に時間Ｔｓ経
過した場合、ステップ■において、ばね定数、減衰力の
ハード取消操作で、ばね定数切換え弁２３．２４および
可変絞り２７，２８．２９でハード以前の状態に戻す、
そして、ステップ■で実際の給排油時間ｔをクリアする
。

つぎに、第２図においてフィードバック制御について説
明すると、ステップ■において、前記車高センサｌＯａ
、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにより検出された実際の車高
は、ステップ■において、路面の凹凸によるばね下振動
の影響を小さくするために平均化処理手段により一定時
間積分されて平均化処理された後、目標車高と比較され
る。そして、実際の車高が目標車高と異なる場合には、
給排油手段７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを制御して必要な油
液な各油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３ｃ、：ｌｄに給排し
て適正な車高にする。このように、フィードバック制御
を行なうと、例えば、路面の摩擦係数が低く、実際に発
生する横加速度が予想した横加速度より小さくなった場
合などでも、正確な制御が行なえることになる。

つぎに、具体的な制御状態を第６図に示し、これを説明
する。

ステアリングを右に回転させて、操舵角がＯＬに達する
と、ステップ■て目標給排油量から目標給排油時間ＴＶ
が設定される。そして、ステップ■で第６図（Ｃ）に示
すようにばね定数、減衰力をハードにし、それから時間
Ｔｈ後、ステップ■で第６図（ｂ）に示すように、左油
圧シリンダ３ａ、３ｃの電磁給油弁１６と、右油圧シリ
ンダ３ｂ、３ｄの電磁排出弁１８をＴｖ時間開弁する。

その結果、第６図（ｄ）に示すように、油圧シリンダ３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに連通しているアキュムレータ１
９の内圧はＰ。からＰｌに変化するが、他のアキュムレ
ータ２ｊ、、２６の内圧はＰｏのまま変化しない、なお
第６図中破線は従来の制御装置での状態を示しており、
ばね定数、減衰力を切換えるのと同時に、電磁給油弁１
６を開弁しているため、ばね定数切換え弁２３．２４の
閉弁作動の遅れにより、油圧シリンダ３ａ、３ｂ、３ｃ
、３ｄに直接連通していないアキュムレータ２．５．２
６にも油液が流れ、内圧がＰｏからＰＸになる。

つづいて、さらに操舵した場合、同様に操舵角０．ごと
に目標給排油時間ＴＶが設定されて給排油される。

一方、ステアリングを戻していく場合も同様に、操舵角
θ１ごとに目標給排油−時間が設定、され・７テ°・プ
■で第６図（ｂ）−示すよう″−：左油圧油圧シリンダ
３ａ　３ｃの電磁排出弁１８と、右油圧シリンダ３ｂ、
３ｄの電磁給油弁１６をＴｖ時間開弁する。そして、ス
テップ■で操舵角が０８以内と判定されると、第６図（
Ｃ）の左油圧シリンダ３ａ、：ｌｃと右油圧シリンダ３
ｂ、３ｄの各電磁弁１６．１８を閉弁してからＴ、時間
経過後に、ステップ（Ｄでばね定数、減衰力をハートか
らソフトに戻される。

このとき、アキュムレータ１９の内圧は第６図（ｄ）に
示すように、初期圧力Ｐ。まで戻うており、他のアキュ
ムレータ２５．２６の内圧と等しくなっている。このた
め、ばね定数切換え弁２３．２４を開弁した際にも、ア
キュムレータ１９．２５．２６間での油液の流れ込みが
発生せず、車高の変化は起こらない。

これに対して、破線で示した、従来のものでは、アキュ
ムレータ２５．２６の内圧がＰ８となっており、アキュ
ムレータ１９との間に圧力差があるため、ばね定数切換
え弁２３．２４を開弁した際に、圧力差によりアキュム
レータ１９，２５．２６間で油液が流動が生じ、車高が
急激に変化することとなる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明は、ローリングによる
車体の姿勢変化を防ぐための車高調整を、ばね定数を切
換えて一定時間後に行なわせるようにしたため、アキュ
ムレータ間に圧力差が生じ菖ことがなくなり、油液の流
動による車高調整後の急激な車高変化を確実に防止する
ことができる。

そのため、ローリング時の操舵性を良好にするとともに
、その後の操舵性も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の制御装置の構成を示す図
、 第２図は、第１図に示す制御装置の制御手段を示す流れ
図、 第３図は、第２図の流れ図における、ばね定数切換え、
給排油操作の制御手段を示す流れ図、 第４図は、本発明の実施例の制御装置の全体構成を示す
図、 第５図は、本発明の実施例の制御装置における、ばね定
数切換え手段および給排油手段を示す図、 第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の制
御装置で制御したときの、操舵角、油圧シリンダへの給
排状態、ばね定数と減衰力の状態、各アキュムレータの
内圧の時間的変化を示す図、第７図（イ）は、操舵角と
横加速度の関係を示す実験結果の図、第７図（ロ）は、
車速と横加速度との関係を示す実験結果の図、第７図（
ハ）は、横加速度とロール角関係を示す図である。 ３ａ、：ｌｂ、：ｌｃ、３ｄ−＝油圧シリンダ５ａ、Ｓ
ｂ、５ｃ、５ｄ　・・・ばね定数切換え手段７ａ、７ｂ
、７ｃ、７ｄ　−−−給排油手段１９．２５．２６・・
・アキュムレータ３０・・・コントローラ 特許出願人　　　　　ト　キ　コ　株　式　会　社第２
２ 第４図 お５　区 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ　　　　油圧、ルグ′１９．２
５．２６　　・　　　フモームし−ク第６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の各車輪ごとに設けた油圧シリンダの油液を
   給排することにより車高を調整可能とする給排油手段と
   、前記各油圧シリンダに接続した複数のアキュムレータ
   の接続を切換えてばね定数を可変とするばね定数切換え
   手段と、を有するサスペンション制御装置において、 前記給排油手段によるローリング時における車高調整を
   、前記ばね定数切換え手段によりばね定数を最も高く切
   換えて一定時間経過後に行なわせるように制御するコン
   トローラを設けたことを特徴とするサスペンション制御
   装置。