JPH02136318A - エア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、エアサスペンション制御装置に関し、更に具
体的には、四輪車輌における各軸のエアサスペンション
をパルス幅変調（ｐｗｘ）又はパルス数変調（ＰＮＭ）
手段のよる流量変調方式で制御するための装置に関する
。 〔従来の技術〕 周知の如く、車両におけるサスペンション制御は、乗心
地と操安性との両立か要求される。 すなわち、路面からの振動人力に対してはサスペンショ
ンの状態を柔らかくして、乗心地を確保し、他方、車両
の急加減速成いは曲線走行などに伴う車体慣性力に対し
てはサスペンションの状態を硬くして姿勢変化を抑制す
ることか必要である。 然るに、これ等乗心地の確保と姿勢変化の抑制のための
サスペンション制御は、本来相反する制御態様であるた
めに、サスペンション制御機構としては、これ等の両立
を計ることか技術上の最大の問題となる。 そこで、かかるサスペンション機構の一例として、アク
ティブサスペンション制御手段が用いられる。即ち、こ
の制御手段ては、サスベンジ＝１ンのバネと並列にフ才
−スアクチュエータ（油圧シリンダ）を配置し、その内
圧力を検出しなからこれが一定（目標値）になるように
制御する。従って、この場合の乗心地制御は凹凸路面に
よる車輪の一ト下方向の変位入力に対して常時これを吸
収する向きに行なわれて、車体に働く力の変化を少なく
して車体の上下加速度を抑制する。 これに対して姿勢制御は、車体の姿勢変化を抑制する向
きの制御てあり、そのためのフォースアクチュエータに
おける制御動作（圧力可変動作）は前述の乗心地制御の
場合とは逆向きとなる。即ち、車体の姿勢変化を横加速
度センサー等により検出し、そのときの変化量若し・く
はその予測量に応してフオームアクチュエータの目標圧
力値をこれに対抗する向きに変えて、当該目標圧力を保
つように制御する。勿論、この姿勢制御は先の乗心地制
御と作動上背反するものであるので、姿勢制御作動中は
乗心地制御か中断され、姿勢変化の検出信号かなくなっ
たときに姿勢制御動作か中ＩＦされる。 そして、この種サスペンション機構の今一つの手段とし
て、車高調整を可能にしたエアサスペンション制御手段
がある。周知の如く、この制御手段では、車軸と車体と
の間の距離即ち路面からの車体高さ位置を検出する車高
センサを備えたエアサスペンションと減衰力調整用アク
チュエータを有するダンパーとを並設し、車高センサに
より常に車高位置を監視しながら、車高かその高さ位置
の目標値からはずれると、エアサスペンションの空気ハ
ネ室への空気給排を行って、これによる車体の上昇降下
を計って車高調整を行うものである。 ちなみに、荷重変化に伴う車高変化はこれを検出する前
記車高センサからの信号に基き、先の目標値に向けて補
正し、その他に、マニュアル操作による車高の選択及び
車速応答等による車高調整をこれ等選択並びに車速情報
の信号に応じて車高の目標値を変え、この目標値への車
高調整を追従させるようにシステム構成されている。 従って、このようなシステム構成ドて、走行中の路面か
らの振動入力で車体が−に丁動する短周期の車高変化に
対しては、車高制御を行わせないために、この制御動作
の開始に遅延時間を設けて置き、車高の目標値からのず
れか一定時間以」−統いたときにのみに限って、先の車
高調整のための制御動作を行うようになしてあり、しか
も、車体の姿勢変化時にはこの車高制御動作を防ぐため
に、姿勢変化の情報信号か発せられたとき車高調整動作
を禁止する構成が採用されている。 そして、これ等車高制御及び姿勢制御動作時の前記空気
バネ室ｌ＼の空気給排は、それぞれ給気弁と排気弁との
二個のソレノイドバルブの一方を、ハネ室圧か目標値に
達するまで開放することによって行われる。そして、こ
の場合に、給気用のソレノイドバルブは間欠的な開閉動
作を反復しながらハネ室内に間断的に圧気を注入し、こ
れによって、該室圧か前記目標値に達した後の次の間断
時のバルブ閉成て、爾後の圧気供給の中［にを行なうよ
うになしである。 そこて、走行中の車体傾き等に対処する姿勢制御動作か
状態変化に対する即応性を必要とすることから、前記ソ
レノイドバルブの間欠的な開閉動作は、−時に大醍送気
か可能なように、先ず、開口口径の大きいバルブを使用
し、しかも、バルブ開放時間の長い制御状態即ち周期的
な開閉制動作御パルスのチューティ比を可及的に大きく
ての制御であり、他方、車高制御動作はその昇降に不快
感を伴なわない程度の緩速動作が好ましく、そのために
、開口口径の小さいハルツを使用し、該バルブをその開
放時間の短い即ちデユーティ比の小さいパルスによる制
御で行なわれていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところて、上述のような各サスペンション機構において
は、夫々−長−短が有り、特に、アクティフサスペンシ
ョン機構では、乗心地制御を走行時中宮に作動させるた
めに、その制御に要するエネルギー源として比較的大容
量の油圧源を必要とし、かつ、その油圧確保のための駆
動装置を必要とする構造−ヒの問題点に加えて、各種セ
ンサ及びセンサ出力信号を電気的に処理するコントロー
ラ、該コントローラからの電流出力で作動するソレノイ
ドバルブからなる制御弁とフォースアクチュエータとて
構成される油圧制御系か、車体の高周波振動域（５乃至
１０＋１７゜以−Ｌ）で応動性が悪くなり、そのために
制御動作に位相遅れ生して逆に乗心地を損なうことにな
ると共に、同しく応動性の点からハネ下の共振点（１２
乃至１８１１ｚ）付近の制御が出来ないことから、これ
を抑えるためにダンパーの並設か不可欠である。 また、この制御システムか乗心地制御を基本動作とする
ために仮に姿勢制御の検出系に故障が発生すると、この
姿勢制御動作とは逆動作の乗心地制御モートで姿勢変化
に対処することになり、そのときの姿勢変化を益々助長
する向きの車体制御かなされて危険である等の不都合が
ある。 他方、エアサスペンション機構′Ｃは、車体の姿勢制御
用バルブと車高制御用ハルツとを夫々設ける必要か有る
から、車体へこれらを組付けるための設置スペースの確
保と、システムの信頼性及び耐久性の点と、生産コスト
の面で問題があった。そして、その制御ｌ動作は共に共
通の同一搬送周波数でパルス（矩形）波のデユーティ比
りの大小のみを変えて姿勢制御用と車高制御用とに切り
替えて行なっていたから、給排制御弁の流量制御範囲に
限界かあった。 従って、姿勢制御の場合には、制御信号に対して自由度
の有る迅速且つ正確な車体の姿勢制御がです、又、車高
制御の場合にも、制御信号に対して自由度の有る安定且
つ正確な車体の車高調整ができなかった。 そこて、本発明は、前記従来技術において車体への機構
組付けの省スペース化と、システムの信頼性及び耐久性
向−Ｌ並びに、生産コストの低コスト化を図れ、そして
姿勢制御弁及び車高制御弁の流量制御範囲を従来よりも
拡大でき、姿勢制御の場合には、制御信号に対して自由
度の有る迅速且つ１Ｆ確な車体の姿勢制御かでき、又車
高制御の場合にも、制御信号に対して自由度の有る安定
且つ１Ｅ確な車体の車高調整ができるエア式四輪アクデ
イソサスペンション制御装置を提供することを目的とす
る。 〔課題を解決するだめの手段〕 しかして、かかる目的は、本発明によれば、車輌におけ
るエアサスペンション制御機構において、各種センサ等
からの状況及びｆ測信号入力を受けて夫り制御信号を出
力する姿勢制御部および車高制御部と、これ等内部から
の制御信号を判別して車体各部への姿勢制御命令信号ま
たは車高制御命令信号を出力する姿勢・車高制御判別部
と、これ等命令信号に基づいて車体各部における姿勢及
び車高両用制御弁のソレノイドに間欠作動信号を出力す
る搬送周波数のり変手段を有す間欠信号発生部とを備え
たエアサスペンション制御装置によって達成することか
出来る。 （作　用） Ｌ述の本発明における手段において、姿勢制御部には、
車高センサからの信号入力の他に、車速、操舵角および
横加速度等のセンサ信号又はそれ等の予測信号が入力さ
れ、該部ではこれ等信号入力を予め設定した条件下で処
理して、必要時に制御信号を出力する。 同様に、車高制御部おいても、前記車高センサからの信
号入力の他に、車載荷重センサ信号等の車高補正用信号
か入力されて、これに相応する制御信号を出力する。 姿勢・車高判定部では、前記両制御部からの制御信号の
入来下で、その時々の走行状態、停止状態での車体各部
の車高偏差を判定し、この判定結果に基づいて車体の姿
勢制御または車高制御命令信号を出力するように機能す
る。 間欠信号発生部では、前段からの命令信号に基づいて、
姿勢制御命令の場合は、高い搬送周波数で且つデユーテ
ィ比の大きい制御パルスを用いて短時間で大流量の空気
か給排てきる様に制御弁のソレノイドに制御信号を出力
する。 方、車高調整命令の場合は、低い搬送周波数て且つ制御
パルスのデユーティ比を小さくして安定して小流量の空
気を空気ハネ室へ給排てきる様に、制御弁のソレノイド
に制御信号を出力する様になっている。 しかも、このときの制御弁は、姿勢制御時と車高制御時
とて一個の弁機構か適用される。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す系統図て、車体ｌと車
輪２との間にダンパー３を備えたエアサスペンション４
を配し、その空気ハネ室５への空気給排によってこれ等
の間の距離即ち車高を調整し得るように構成しである。 そして、この車高は常時車高センサ６によって検出する
ようになしである。 ７は供給弁て、ソレノイトハルフ等からなる開閉弁が採
用され、前記空気バネ室５と空圧源８との間の空気供給
路中に挿入しである。更に該空気バネ室５には前記供給
弁７と並置して排出弁９を設けである。 そして、これ等供給弁７及び排出弁９の作動を管理する
コントローラ１０を設け、該コントローラ１（］からの
出力信号によって前記両弁７及び９を選択的に作動させ
るように構成しである。 このコントローラ１０は、姿勢制御部１１．車高制御部
１２、姿勢・車高制御判定部及び搬送周波数可変手段を
備えた間欠信号発生部１４の機濠構成部からなり、該コ
ントローラ１０からの前記Ｘ信号を決定する入力情報要
素として、前記車高センサ６からの信号Ｐｌに加えて、
他の車軸位置における各センサからの信りｐ２、ｐ３、
ｐ４と車載荷重などの車高補正用入力信号ｑ２及びマニ
ュアル選択式車速応答車高調整入力信号ｑ、などが前記
車高制御部１２に入力され、他方、姿勢制御部１１には
前記車高信号ｐ、乃至ｐ４の他に車速、操舵角及び横加
速度等の姿勢制御用人力信号ｑ１を入力せしめである。 これ等各信号入力を予め設定した条件下で演算等処理す
る両制御部１１及び１２からは、それぞれその時々の制
御信号か姿勢・車高制御判定部１３に向けて出力される
。 この制御信号を受ける前記判定部１３ては、車輌走行状
７ｇ又は停止状態を判定し、これ等状態下での車体各部
の車高偏差に基づいて車体の姿勢制御か、又は、小高制
御かの命令信号を次段の間欠信号発生部１４に与える。 ところて、この間欠信号発生部１４は信号パルスの搬送
周波数可変手段を備えており、かつ、該パルスのデユー
ティ比を変換する手段を備えている。 従っ′Ｃ１前記命令信号の入手によって、該発生部１４
ては該信号が姿勢制御命令である場合に搬送周波数か高
く、しかも、デユーティ比の大きな作動信号を前記供給
弁７又は排出弁９のいづれか一方にソレノイ１〜に与え
て、また、前記信号が車高制御命令である場合に低い搬
送周波数により更にデユーティ比の小さな作動信号を前
記両弁７又は９のいづれか一方のソレノイドにケえて、
これを間欠的に開弁させるようになしである。 なお、マニュアル選択式車速応答調整入力信号ｑ３は、
それか手動操作による場合には、直接に前記間欠信号発
生部１４へ命令信号として入来するようになしである。 勿論、これ等エアサスペンション４、車高センサー６、
供給弁７及び排出弁９等からなる制御系は、四輪車の各
車輪に夫々独立して設置され、前記間欠信号発生部１４
から夫々の命令信号＋１ｚ＋　”：ｌ、口、が与えられ
る。 そして、これ等供給弁７及び排出弁９は、その一実施例
を第２図に示す如く、出入ボート１５を有する弁座１６
にスプリング１７の拡圧力によりて圧着する弁軸１８を
ソレノイド１９への通電によって前記スプリング１７の
作用力に抗して引き上げ、前記出入ボート１５の連通下
に開弁するように構成しである。 第３図（イ）〔口〕は前記コントローラ１０における間
欠信号発生部１４から前記ソレノイド１９に与えられる
作動信号の一例を示す図て、前述の姿勢制御命令信号の
発生時に、周期パルス信号の搬送周波数ｆ、、か高く、
しかも、その搬送波の周期Ｔ、に対して該信号のパルス
幅Ｔ。の広い即ちデユーティ比Ｄ　（Ｄ　＝　Ｔｏ／　
Ｔ、ｘ　１００＄）　ノ大きい信号（同図（イ）参照）
か出力し、これに対して、車高制御命令信号の発生時に
、同図（

【１）に示すごとく、低い搬送周波数ｆｃの下
て更にデユーティ比りの小さい信号か出力するようにな
しである。 そして、このパルス信号の変更手段としては上述のパル
ス幅変調（ＰＷＭ）制御の他に、パルス数変調（ＰＮＷ
）制御における搬送周波数ｆ０並びにデユーティ比の変
更を採用しても良い。 従って、システム作動時に停車信号ｑ３か車高制御部１
２に入来すると、そのときの車高センサ６からの情報が
Ｔめ設定した車高目標値に対して低い車高状態である場
合には、その情報内容を有す制御信号が該制御部１２か
ら判定部１３に与えられるが、この判定部１３ては停車
信号ｑ３の存在で車高調整と判定し、その命令信号を間
欠信号発生部１４に与える。そこで、該発生部１４から
は供給弁７のソレノイ１〜１９に長い周期（低い搬送周
波数）の内、通電時間の短かい（デユーティ比の小さい
）パルス信号か間欠に与えられる（第３図−Ｌ（■）状
態）結果、該弁７は該パルス巾Ｔ。の間その弁軸１８が
第２図の上方に引き上げられる向きに移動して出入ボー
ト］５を開き、空圧源８からの圧搾空気を空気ハネ室５
に供給する。 これによって、空気ハネ室５は車体１を押し上げなから
延びて、この状況を逐次検出する車高センサ６からの目
標値到達信号で上記動作を終了する。 また、前記システム作動時に車高目標値に対して高い車
高状態である場合には、前記通電時間の短いパルス信号
か排出弁９のソレノイド】９に与えられて、該弁９の開
放下に空気ハネ室５の空気を大気中または環流用の低圧
タンク内に放出し、空気バネ室５は車体１を下げながら
収縮し、この状況を逐次検出する車高センサ６からの目
標値到達信号で上記動作を終了する。 しかも、これ等弁７及び９の間欠開放動作による車高調
整動作か、前記周期Ｔ、か長くしかも通電時間（パルス
幅Ｔ。）の短い（デユーティ比の小さい）パルス信号（
第３図上（［１）参照）による小流量での緩速動作によ
っ′Ｃなされるのてこのときの車体昇降動作に不快感を
持つことなく、しかも、車高か前記目標値に達する付近
でのオーバランによる給排弁のチャツタ動作を起こすこ
となく安定に制御される。 また、マニュアル選択、車速応答等車高調整時には、運
転者の指示操作によって、前記目標値を変更し或いは車
速等に応じて自動的に変更されると同時に、変更された
目標値に向けて上述の制御動作が行われる。 そして、姿勢制御に際しては、曲線路に侵入するとき又
は急停止及び急発進時のアクセル開度、ブレーキスイッ
チ、車速及び操舵角等の信号の発生により、コントロー
ラＩＯでのこれ等信号に基〈演算処理を経て、このとき
の状況及びこれより生じる車体の姿勢変化を予測し、車
体に働く遠心力又は慣性力に起因する四輪への偏荷重に
対処して、各車輪におけるエアサスペンション４の空気
ハネ室５に前記供給弁７又は排出弁９の開閉操作によっ
て空気の給排を行う。 しかも、この時の前記供給弁７および排出弁９の間欠開
放動作による姿勢制御動作が、前記判定部１３で判定し
た姿勢制御命令信号に基づいて、前記発生部１４て切り
替えて出力する周期Ｔ３の短い、しかも通電時間の長い
（デユーティ比の大きい）パルス信号（第３図上（ロ）
参照）による大流量での急速動作によってなされるので
応答性良く行われる。 そして、Ｌ述の各制御動作時の四輪（前輪右ＰＲ１前輪
左ＦＬ、後輪右ＲＲ及び後輪左ＲＬ）における各サスペ
ンションの作動状態を次表に示す。 以下余白 なお、本発明は補助ハネを有するサスペンション機構に
も適用［’Ｔ　簡であり、この場合に、該補助ハネに対
するエア十トスペンション４の分担分を適度に選定すれ
ば、空気ハネのソフトな乗心地を底ねないて、ハネ室・
＼の空気の給排量を減らずことか出来るので省エネルギ
ーなシステムを形成する上て有効である。 〔発明の効果〕 このように、本発明制御装置によれば、制御弁作動パル
スのデユーティ比を変換する手段を有し、且つ、パルス
の搬送周波数可変手段な備えた間欠信号発生部を配置し
たことによって、車体への設置スペースの小スペース化
と、システムの信頼性及び耐久性向上並びに生産コスト
の低コスト化を計れ、そして、流量制御口径の大きい一
個の制御弁を用いて、これ等姿勢制御動作及び車高制御
動作時における流量制御範囲を従来よりも拡大でき、姿
勢制御の場合には、制御信号に対して自由度の有る迅速
且つ正確な車体の姿勢制御かてき、又、車高制御の場合
にも、制御信号に対して自由度の在る安定且つ正確な車
体の車高調整ができる等、この種エアサスペンション制
御装置として極めて顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御装置の一実施例を示す系統図、第２
図は本発明制御装置における給排弁の一実施例を示す断
面図、第３図（（）　（０）は本発明制御装置における
作動信号の一例を示すクラ７である。 〔符号の説明〕 ４　・ ５　・ ７　・ １０・ １２・ １３・ １４・ エアサスペンション 空気ハネ室　　６・・・車高センサ 供給弁　　　　８・・・排出弁 コントローラ　１１・・・姿勢制御部 車高制御部 姿勢・車高制御判定部 間欠信号発生部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輌におけるエアサスペンション制御機構において、各
   種センサ等からの状況及び予測信号入力を受けて夫々制
   御信号を出力する姿勢制御部および車高制御部と、これ
   等両部からの制御信号を判別して車体各部への姿勢制御
   命令信号または車高制御命令信号を出力する姿勢・車高
   制御判別部と、これ等命令信号に基づいて車体各部にお
   ける姿勢及び車高両用制御弁のソレノイドに間欠作動信
   号を出力する搬送周波数の可変手段を有す間欠信号発生
   部とを備えたことを特徴とするエアサスペンション制御
   装置