JPH0240522B2 - - Google Patents

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JPH0240522B2
JPH0240522B2 JP57172557A JP17255782A JPH0240522B2 JP H0240522 B2 JPH0240522 B2 JP H0240522B2 JP 57172557 A JP57172557 A JP 57172557A JP 17255782 A JP17255782 A JP 17255782A JP H0240522 B2 JPH0240522 B2 JP H0240522B2
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JP
Japan
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unevenness
road surface
vehicle body
vehicle
sensor
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JP57172557A
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Saburo Iwasaki
Junichi Hori
Hiroshi Oosawa
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0240522B2 publication Critical patent/JPH0240522B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0165Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0155Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit pneumatic unit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はエアスプリングを介して車軸を車体に
懸架するようにしたエアサスペンシヨン装置に関
するものである。
<従来の技術> シヤシばねとしてエアスプリングを用いるエア
サスペンシヨン装置は、エアスプリングのばね定
数(静ばね定数および動ばね定数をいう。以下同
じ)が低くて路面からの振動を効果的に遮断する
ことができるために、乗心地を重視するバスなど
の大型車両に広く用いられている。
このようなエアサスペンシヨン装置において、
従来はそのばね定数およびシヨツクアブソーバの
減衰力などをほぼ一定の値に設定していたため
に、路面の種々の状態または車両の走行状態にエ
アサスペンシヨン装置の特性が対応できないとい
う不具合があつた。
斯る事態に鑑みて、例えばエアスプリングに連
通させたサージタンクの有効容積を変化させて静
ばね定数を変え、または、エアスプリングとサー
ジタンクとの連通部に設けられている絞り径を変
えて動ばね定数を変化させ、もしくは、シヨツク
アブソーバの減衰力を走行状態あるいは路面の状
態に応じて変更する試みがなされている(特開昭
57−158113号公報などを参照)。
このようにばね定数あるいは減衰力を可変制御
するに際して、従来では車軸または車体に加速度
センサを設け、この加速度センサの出力信号に基
づいて路面の凹凸を検出するようにしていた。従
つて、従来は路面の凹凸による振動が車輪を介し
て車軸あるいは車体に伝達された後にはじめて路
面の凹凸が検出されることになる。よつて、この
ような検出に基づいてエアサスペンシヨン装置の
特性を変化させたとしても、その時点では路面の
凹凸にともなう振動が既に車体に伝達されている
ために乗心地を十分に改善できるとはいえなかつ
た。
<発明が解決しようとする課題> 本発明はこのような従来の不具合を解消するた
めになされたものであり、路面の凹凸による振動
が車軸あるいは車体に伝達される前にこの凹凸を
的確に検出し、この検出結果および車速に基づい
てエアスプリングのばね定数およびシヨツクアブ
ソーバの減衰力を車輪による路面の凹凸の乗り越
えの開始時および終了時に対応変化させることに
より、車体の安定性を損なうことなく乗心地を向
上させることができるエアサスペンシヨン装置を
提供することを課題としている。
<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は、車軸を車
体に懸架するエアスプリングにシヨツクアブソー
バを並列に設けている。また、前輪より前方の車
体前端部から路面までの高さ(車高)に応じた信
号を出力する非接触型のセンサを設けるととも
に、このセンサの近傍における車体の上下方向へ
の加速度に応じた信号を出力する加速度センサを
設けている。
一方、前記非接触型のセンサの出力に基づいて
算出した車高および前記加速度センサの出力に基
づいて算出した車体の上下変位量に基づいて路面
の凹凸の開始および終了を検出する手段を設ける
とともに、該検出手段が路面の凹凸を検出した時
点から該凹凸が車輪に到達するまでのタイムラグ
を車速の基づいて算出する手段を設けている。そ
して、前記凹凸の検出手段が凹凸の開始を検出し
たときから前記タイムラグをもつて前記エアスプ
リングのばね定数を低減制御すると同時に前記シ
ヨツクアブソーバの減衰力を増大制御し、しか
も、前記凹凸の検出手段が凹凸の終了を検出した
ときから前記タイムラグをもつて前記エアスプリ
ングのばね定数および前記シヨツクアブソーバの
減衰力をそれぞれ復元制御する手段を設けたこと
を特徴としている。
<作 用> このように構成されたエアサスペンシヨン装置
において、非接触型のセンサの出力に基づいて算
出した車高(車体の前端部から路面までの高さ)
を加速度センサの出力(上下加速度)に基づいて
算出した車体の上下変位置で補正(車高から車体
の上下変位置を減算)することで路面の形状(凹
凸)が的確に検出される。なお、車体の上下変位
量は加速度センサの出力の基づく上下方向への加
速度を2階積分することによつて得られる。
また、凹凸の検出手段によつて路面の凹凸の開
始が検出された時点から車速に応じたタイムラグ
をもつてエアスプリングのばね定数が低減制御さ
れるとともにシヨツクアブソーバの減衰力が増大
制御される。そして、路面の凹凸の終了が検出さ
れた時点から車速に応じたタイムラグをもつてエ
アスプリングのばね定数およびシヨツクアブソー
バの減衰力がそれぞれ復元制御される。
従つて、車輪が実際に凹凸を乗り越える瞬間だ
け該車輪を備えた車軸を懸架するエアスプリング
のばね定数が低下して振動の吸収機能が高くなる
とともに、該エアスプリングに並列に設けられた
シヨツクアブソーバの減衰力が増大補正されて車
体の振動の収れん機能が向上するために、車体の
安定性を犠性にすることなく乗心地を向上させる
ことができる。
<実施例> 以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。本実施例は本発明をバスのエアサスペ
ンシヨン装置に適用したものであり、第1図に示
すようにエアスプリング2を介して車体3に懸架
された前輪の車軸1にアーム4を設け、このアー
ム4の先端と車体3とをシヨツクアブソーバ5を
介して連結して前記エアスプリング2とシヨツク
アブソーバ5とを並列に結合している。
また、前記エアスプリング2に絞り7を介して
サージタンク6を連結するとともに、このサージ
タンク6に電磁弁9を介して第2のサージタンク
8を連結している。10は前記絞り7の絞り量を
変更するアクチユエータ、11は前記シヨツクア
ブソーバ5の減衰量を変更するアクチユエータで
ある。
一方、後輪の車軸12にサポートビーム13を
取付けており、左右にそれぞれ前後一対づつ設け
られたエアスプリング14を介して前記サポート
ビーム13を車体3に取付けることにより、上記
車軸12を車体3に懸架している。そして、前記
サポートビーム13の端部と車体3とをそれぞれ
シヨツクアブソーバ15を介して連結することに
より、各エアスプリング14にそれぞれシヨツク
アブソーバ15を並列に連結している。
なお、前記各エアスプリング14にそれぞれ絞
り17を介してサージタンク16を連通させると
ともに、各サージタンク16にそれぞれ電磁弁1
9を介して第2のサージタンク18を連結してい
る。20は前記絞り17の絞り量を変更するアク
チユエータ、21は前記シヨツクアブソーバ15
の減衰力を変更するアクチユエータである。
他方、運転席に設けられているアクセルペダル
の下側には、このアクセルペダルの踏込みを検出
するアクセルセンサ22を設けるとともに、ブレ
ーキペダルの下側にはブレーキの作動の有無(ブ
レーキペダルの踏込みの有無)を検出するブレー
キセンサ23を設けている。そして、ハンドルが
取付けられているステアリング軸に操舵角センサ
24を取付け、車体前部の床の上下加速度を検出
する加速度センサ27を運転席前方のフロアパネ
ル26の上面に取付けるとともに、前記前輪の車
軸1にばね下加速度センサ28を取付けている。
また、車軸1の上部におけるフロアパネル26の
下面には上記エアスプリング2の変位量を検出す
る変位量検出センサ29を取付けている。
車体3の後部には車速検出センサ25を設け、
後輪側の車軸12の上部におけるフロアパネル2
6の上面には車体後部の床の上下加速度を検出す
る加速度センサ30を取付けている。そして、こ
のフロアパネル26の下面における前記車軸12
の上方に後輪側のエアスプリング14の変位量を
検出する変位量検出センサ31を取付けるととも
に、バスの天井部分にはローリングを検出する横
加速度センサ32を取付けている。
前記車体3の前端下部における前輪の前方には
路面までの高さ(車高)に応じた信号を出力する
超音波センサ34を設けている。この超音波セン
サ34は非接触で路面の凹凸を検出するものであ
り、第2図に示すように超音波センサ34と併置
された超音波発生器35から発射されて路面で反
射されて戻つてきた超音波を受信し、超音波発生
器35から発射されてから超音波センサ34に受
信されるまでの時間に基づいて路面までの高さを
検出する。
また、車体3の上下変位(上下運動)による測
定時間の誤差の修正には前記加速度センサ27の
検出出力を用い、後述するマイクロコンピユータ
33によつて演算補正する。すなわち、超音波セ
ンサ34の出力のみに基づいて路面の凹凸を検出
するようにした場合は、車体3が上下に変位する
とこれにともなつて車高が変化するために平坦な
路面においても凹凸が存在するかのような判断が
なされる可能性がある。しかしながら、加速度セ
ンサ27を介して検出した車体3の上下方向への
加速度を2階積分することによつて車体3の上下
方向への変位量を求め、超音波センサ34の出力
に基づいて算出した車高から車体3の上下方向へ
の変位量を減算すれば車体の上下変位による影響
をなくすことができ、凹凸の検出精度を高くでき
るのである。
前記マイクロコンピユータ33には上記各セン
サ22,23,24,25,27,28,29,
30,31,32,34の検出出力がそれぞれ制
御情報として供給される。そして、マイクロコン
ピユータ33は前記各センサから供給された信号
に基づいて前後のエアスプリング2,14の絞り
7,17に設けたアクチユエータ10,20、電
磁弁9,19、および、前後のシヨツクアブソー
バ5,15に設けられているアクチユエータ1
1,21にそれぞれ制御信号を供給する。
以上のように構成されたエアサスペンシヨン装
置において、バスが走行に供されると超音波発信
器35から超音波が発射され、路面によつて反射
された超音波が超音波センサ34により受信され
てそのときの車高が検出される。同時に、ばね下
加速度センサ28および前後のエアスプリング
2,14の変位量検出センサ29,31によつて
車体3の上下変位量が検出され、これらにより路
面の凹凸が検出される。なお、このような検出に
際しては、通常のいわゆる凹凸のみならず舗装路
面の目地などによる微小な段差までもが検出され
る。
このようにして路面が平坦であると判断した場
合は、マイクロコンピユータ33からの信号によ
り電磁弁9,19がそれぞれ開弁作動してエアス
プリング2,14と連通するサージタンクの有効
容積を大きくするとともに、絞り7,17の絞り
径が大きくされてエアスプリング2,14のばね
定数が小さくなり、しかも、シヨツクアブソーバ
5,15の絞りが弱くなつてその減衰力を小さく
しているために良好な乗心地が確保される。
また、超音波センサ34,ばね下加速度センサ
28および変位量検出センサ29,31の出力に
基づいて凹凸のある悪路を走行していることが検
出された場合は、マイクロコンピユータ33から
の信号によつて電磁弁9,19が開かれてサージ
タンクの有効容積が拡大されるとともに、絞り
7,17が弱められ、しかも、シヨツクアブソー
バ5,15の絞りが強くされる。従つて、この場
合はエアスプリング2,14のばね定数が低減制
御されるとともにシヨツクアブソーバ5,15の
減衰力が増大制御されるので路面の凹凸による振
動が効果的に遮断され、車体3の振動が収れんさ
れる。
そして、凹凸を乗り越えたことが検出されると
マイクロコンピユータ33の信号によりエアスプ
リング2,14のばね定数およびシヨツクアブソ
ーバ5,15の減衰力がともに復元制御される。
なお、凹凸のある路面での走行時には例えば平坦
な路面での走行時に比較してシヨツクアブソーバ
5,15の減衰力が大きくなつているために、復
元状態での減衰力も十分に高く、凹凸を乗り越え
た車両のピツチングが防止される。
すなわち、路面の凹凸の状態(凹凸の開始およ
び終了)を前輪より前方の車体3の前端部に設け
られている超音波センサ34の出力と加速度セン
サ27の出力などに基づいて検出するとともに、
この凹凸の検出時点から該凹凸が車輪に到達する
までのタイムラグを車速検出センサ25の出力
(車速)に基づいてマイクロコンピユータ33が
算出する。また、凹凸のある路面での走行時には
マイクロコンピユータ33からの信号によりエア
スプリング2,14のばね定数およびシヨツクア
ブソーバ5,15の減衰力がそれぞれ平坦な路面
の走行時よりも大きくなつている。そして、凹凸
の開始が検出されたときから車速に応答したタイ
ムラグをもつてエアスプリング2,14のばね定
数が凹凸路面での標準値よりも低減制御されると
ともにシヨツクアブソーバ5,15の減衰力が凹
凸路面での標準値よりもさらに増大制御される。
また、凹凸の終了にともなつてエアスプリング
2,14のばね定数およびシヨツクアブソーバ
5,15の減衰力がともに凹凸路面での標準値に
復元制御される。従つて、凹凸を乗り越える瞬間
(車輪が凹凸に乗り上げる直前から実際に乗り越
えてしまうまでの間)だけエアスプリング2,1
4のばね定数が凹凸路面での標準値よりも小さく
なつて振動の吸収機能が高くなるとともにシヨツ
クアブソーバ5,15の減衰力が同じく凹凸路面
での標準値よりも大きくなつて車体3の振動の収
れん性能が向上するために、車体の安定性を損な
うことなく乗心地を向上させることができる。
さらに、超音波センサ34の出力に基づいて検
出した車高を加速度センサ27の出力などに基づ
いて検出した車体3の上下変位量で補正して路面
の凹凸を検出するようにしているために、凹凸の
検出精度も高くなる。
なお、実施例では非接触型のセンサを超音波セ
ンサ34で構成しているが、赤外線あるいは電磁
波を利用した非接触型のセンサを用いることもで
きる。さらに、制振作用をするエア式あるいは油
圧式のサーボシリンダをエアサスペンシヨン装置
に設け、このサーボシリンダへの加圧流体の供給
もしくは排出を上記センサの出力信号に基づいて
制御してエアサスペンシヨン装置の制振機能をよ
り高くすることもできる。
<発明の効果> 以上説明したように本発明では、非接触型のセ
ンサの出力に基づいて算出した車高を加速度セン
サの出力に基づいて算出した車体の上下変位量で
補正して路面の凹凸の開始および終了を検出し、
この凹凸を車輪が乗り越える瞬間だけ該車輪を備
えた車軸を懸架するエアスプリングのばね定数を
凹凸に乗り上げる前の状態より低減補正して振動
の吸収(遮断)機能を高くするとともにシヨツク
アブソーバの減衰力を同じく凹凸に乗り上げる前
の状態よりも増大制御して車体の振動の収れん機
能を向上させ、凹凸の乗り越えの終了にともなつ
てエアスプリングのばね定数およびシヨツクアブ
ソーバの減衰力をともに凹凸に乗り上げる前の状
態に戻すようにしているために、車体の安定性を
損なうことなく乗心地を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明をバスのエアサスペンシヨン装
置に適用した一実施例を示す要部の概略構成図、
第2図は同じく非接触型センサの取付け状態を例
示する要部の側面図である。 1…前輪の車軸、2…エアスプリング、3…車
体、5…シヨツクアブソーバ、6…サージタン
ク、7…絞り、8…第2のサージタンク、9…電
磁弁、10,11…アクチユエータ、12…後輪
の車軸、14…エアスプリング、15…シヨツク
アブソーバ、16…サージタンク、17…絞り、
18…第2のサージタンク、19…電磁弁、2
0,21…アクチユエータ、25…車速検出セン
サ、27…加速度センサ、33…マイクロコンピ
ユータ、34…超音波センサ、35…超音波発生
器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 車軸を車体に懸架するエアスプリングと、該
    エアスプリングと並列に設けたシヨツクアブソー
    バと、前輪より前方の車体前端部から路面までの
    高さに応じた信号を出力する非接触型のセンサ
    と、該非接触型のセンサの近傍における車体の上
    下方向への加速度に応じた信号を出力する加速度
    センサと、前記非接触型のセンサの出力に基づい
    て算出した車高および前記加速度センサの出力に
    基づいて算出した車体の上下変位置から路面の凹
    凸の開始及び終了を検出する手段と、該凹凸の検
    出手段が路面の凹凸を検出した時点から該凹凸が
    車輪に到達するまでのタイムラグを車速に基づい
    て算出する手段と、前記凹凸の検出手段が路面の
    凹凸の開始を検出したときから前記タイムラグを
    もつて前記エアスプリングのばね定数を低減制御
    するとともに前記シヨツクアブソーバの減衰力を
    増大制御する一方、前記凹凸の検出手段が路面の
    凹凸の終了を検出したときから前記タイムラグを
    もつて前記エアスプリングのばね定数および前記
    シヨツクアブソーバの減衰力を復元制御する手段
    を設けたことを特徴とするエアサスペンシヨン装
    置。
JP17255782A 1982-09-30 1982-09-30 エアサスペンシヨン装置 Granted JPS5963219A (ja)

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