JPH026209A - 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、自動車が安定したコーナリング走行と、悪
路での乗心地、タイヤ接地性の確保を両立することを可
能とするようにしたサスペンション制御装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来から車両懸架装置として、特開昭６０−９２９１６
号公報、特開昭６３−８０１０号公報に示されるように
、車両の上下方向の加速度センサを用いて、路面の状況
を検出するサスペンション；ν１′４ｎ装置が提！され
ている。

同様に、左右方向の加速度センサを用い、車両のコーナ
リングの安定化を図ったサスペンション制御装置も実開
昭６１−１６３７１０号公報ないしは特開昭６２−３４
８０８号公報などで提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来より？ｆ′ｒ１精度なアナログ出力型加
速度センサは高価で、しかも長期的な出力のドリフト特
性に問題があるものが多く、車両の各方向の運動を各々
個別に検出するためには、高価な加速度センサを複数個
用意しなければならず、しかも、各々のドリフトの補正
を別々に行わなければならないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、車両の旋回性能の向上と合わせて乗心地の向
上を両立でき、かつ常に情度よくサスペンションの特性
を最適に制御することができるサスペンション制御装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るサスペンション制御装置は、車両の上下
方向と左右方向の２次元の加速度を同時に検出する加速
度センサと、少なくとも加速度センナの出力信号に基づ
いてサスペンションの高さ、スプリングの弾性度、スタ
ビライザのねじり作用力の少なくとも一つ以上の制御お
よび中立加速度のドリフト補正演算を行う演算制御装置
とを設けたものである。

〔作　用〕 この発明における加速度センサは同一で上下と左右の加
速度を同時に検出し、この加速度センサの出力により上
下と左右の加速度の状況を判断し、サスペンションの特
性を制御するとともに中立加速度のドリフト補正演算を
行う。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。第１
図はその一実施例の構成を示す斜視図であり、第１図に
おいて、ＩＬ、ＩＲは左右の前輪２Ｌ、２Ｒと車体（図
示せず）との間に介挿されたサスペンションを構成する
減衰力可変ショックアブソーバ、３Ｌ、３Ｒは左右の後
輪４Ｌ、４Ｒと車体との間に介挿された同様にサスペン
ションを構成する減衰力可変のショックアブソーバであ
る。

５は車両の制動動作を行うブレーキペダルであって、こ
のブレーキペダル５に車体側に固定された制動動作検出
手段としてのブレーキスイッチ６が対接されている。ブ
レーキスイッチ６はブレーキペダル５を踏み込んでいな
いときには、オフ（またはオン）状態と、この状態から
ブレーキペダル５を踏み込んだときには、オン（または
オフ）状態となる。

したがって、このブレーキスイッチ６のスイッチ信号が
オン（またはオフ）状態であるとき、制動状態であるこ
とを判定することができる。

１１は駆動回路であって、後述する制御装置１２からの
制御信号ＣＳが供給され、この制御信号ＣＳが例えば、
論理地１１」のとき、減衰力可変ショックアブソーバＩ
Ｌ、ＩＲ，３Ｌ、３Ｒを裔濾衰力状態に制御し、逆に制
御信号ＣＳが論理地１０Ｊのとき、減衰力可変ショック
アブソーバＩＬ、ＩＲ３Ｌ、３Ｒｆ低減衰力に制御する
。

上記制御装置１２は、車両の運転状態を検出する各種入
力信号に応じて、前記減衰力可変シヨ・ツクアブソーバ
ＩＬ、ＩＲ，３Ｌ、３Ｒの減衰力を制御する制御信号Ｃ
Ｓを駆動回路１１に出力する。

減衰力可変ショックアブソーバＩＬ、　ＩＲ，３Ｌ、　
３Ｒは第５図に示すように、内筒１４および外筒１５に
よって構成されるシリンダ１６と、その内部に摺動自在
のピストンロッド１７と、シリンダ１６の底部に配設さ
れた減衰力発生ボトムパルプ１８とを有して構成されて
いる。

ピストンロッド１７は軸方向に、アッパピストンロッド
１９とロア・ピストンロッド２０とに分割されており、
ロアピストンロンド２０には、ピストンとなる減衰力発
生メインバルブ２１をバイパスして油室ＢとＣとを直接
連通させるバイパス路２２を形成する一方、アッパピス
トンロッド１９には、ソレノイド２３とプランジャ２４
とを有するアクチュエータ２５とを内装している。

さらに、プランジャ２４を前記バイパス路２２内に侵入
させるように位置付けて、アクチュエータ２５における
ソレノイド２３の通電、断続通電、非通電に応じてプラ
ンジャ２４を作動させ、それによってバイパス路２２を
開閉して、油室Ｂおよび０間を直接（ソフト）させたり
、半直接（ミイディアム）させたり、遮断（ハード）さ
せたりするものである。

ここに、ソレノイド２３は前記駆動回路１１にリード線
２６を介して接続され、制御装置１２からの制御信号Ｃ
３に応じてプランジャ２４を作動させることにより、そ
の減衰力を高（ハード）中（ミイディアム）、低（ソフ
ト）に切換制御することが可能となる。

なお、図中、２７．２８および２９．３０はそれぞれ縮
み側および伸び側の各減衰力発生オリフィス、３１．３
２はノンリターンバルブ、３３は復帰スプリングである
。

ここで、説明を第１図に戻す。１００は車両のロール剛
性を高めるスタビライザであり、左右の車輪２Ｒ，２Ｌ
のロール方向の逆位相の動きを制限するためのものであ
り、１０１はスタビライザ１００のねじれ作用力を所定
の値に制御するためのアクチュエータ、１０２はアクチ
ュエータ１０１の駆動装置である。

スタビライザ１００のねじれ作用力の制御手段について
は、特開昭６２−１９１２１０号公報に開示されている
。ねじれ作用力を３段とすれば、強い順にハード、ミイ
ディアム、ソフトとすることができる。

また、第１図の９は操作手段としてのハンドル、１０は
ハンドル角速度センサであり、第６図（ａｌに詳細を示
す。この第６図（ａｌにおいて、６０１はハンドル９と
連動して回転する円板、６０２はスリット、ＩＯＡ、Ｉ
ＯＢはそれぞれ光検知器で、フォトインクラブタよりな
り、円板６０１の回転により、第６図（ｂｌに示す信号
を検出して、ハンドル角度と速度と方向を検出すること
ができる。

再び第１図において、８は上下加速度および左右加速度
を合成して出力する加速度センサであり、第２図にその
詳細を示す。第２図（ａｌ〜第２図ｆｃｌは加速度セン
サ検出部、第２図ｆｄｌは信号検出原理を示す図である
。

第２図（ａｌは加速度センサ検出部の正面図、第２図山
）はその側面図、第２図（Ｃ）は差動変圧器の部分の拡
大断面図である。第２図中、２０１は仮ばねであり、コ
ア２０３を支持しており、コア２０３は差動変圧器を構
成する１次巻線２０４．２次巻線２０５の中央を移動す
るようになっている。

コア２０３の移動方向に平行な加速度に比例して、コア
２０３が移動し、作動変圧器の出力２０７には、加速度
Ｇに比例した電圧が検出される。出力２０７を整流し、
平均化することにより、加速度に比例した出力電圧を得
ることができる。なお、第２図（ｄｌの２０６は信号源
である。

第２図に示した加速度センサは第２図（Ｃ）に示すよう
に、左右方向の加速度しか検出できないが、この加速度
構出の方向を第３図（ａ）（平面図）、第３図（ｂ）（
側面図）に示すように、車体の左右方向に平行に、かつ
車体の水平方向に対して所定の角度、例えば、３０度傾
けて設置すると、この加速度センサ８は車体の上下方向
の加速度と、左右方向の加速度を合成して同時に出力す
ることができる。

例えば、第４図に示すように、中立加速度を出力２．５
Ｖと設定すると、右加速度ないし下方加速度で出力は低
い方へ、逆に左加速度ないし上方加速度で出力は高い値
へ変化する。

第７図はこの発明における制御装置１２の一実施例の構
成を示すブロック図であり、図中の６０７ハ演算制御回
路の一例であるマイクロコンピュータ、６０２，６０３
はそれぞれ車速センサ７、ハンドル角速度センサ１０の
信号のバッファｒｉ８′ｌｌ？８．６０５はアナログ／
ディジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器であり、加速
度センサ８の出力電圧をマイクロコンピュータ６０７に
ディジタル値で伝達するためのものである。

また、スイッチ６０６はマイクロコンピュータ６０７の
電源をＯＮ、ＯＦＦするためのスイッチである。

駆動回路１１は第１図で説明したものであり、駆動回路
６０８はスタビライザの特性を制御するアクチュエータ
の駆動装置１０２を駆動するための回路である。

なお、この実施例では図示していないが、ショックアブ
ソーバＩＲ，ＩＬ、３Ｒ，３Ｌに並列にサスペンション
を構成するばね要素が設けてあり、ショックアブソーバ
の減衰力可変と同様に、ばね定数も例えば、ハード（高
）　ミイディアム（中間）　ソフト（低）の３段以上に
変更することができる。

次に、上記演算制御ｎ回路としてのマイクロコンピユー
タ６０７が実行するサスペンションの制御処理を第８図
のフローチャートにより説明する。

電源投入後、所定のイニシャル処理を経て、スタートよ
り開始する。ステップ３８００で加速度センサ８、ハン
ドル角速度センサ１０、車速センサ７などの入力信号を
処理する。

ステップ５８０１で加速度センサ８のドリフト補正の要
否を判定し、要すれぽドリフト補正を行う。加速度セン
サ８のドリフト補正処理については、後連する。

入力された加速度センサ８の出力波形を第９図に示す。

車両が良路を走行中で、旋回中の場合は、例えば第９図
（ａｌに示すように、加速度センサ日の出力は左右加速
度成分が主に観測され、周波数が０．５　Ｈｚ以下の低
周波で加速度の変動幅ΔＶは中心値Ｇ　（Ｍ）に対して
、上下に所定の値となる。

例えば、±０．３Ｇ程度に判定値Ｃａ（＋）、　Ｇａ（
）を設定すれば、急旋回中か、どうかが判定できる。

次に、車両が悪路（じやり道等）を直進して走行中の場
合には、第９図（ｂｌに示すように、加速度センサ８の
出力は上下加速度成分が主に観測され、周波数が１〜２
］（ｚのばね主振動ないしは５〜２０ｆｉｚのばね下な
いしは路面の振動が観測される。

この高周波の成分のふれ幅ΔＶｌ　（図示せず）のしき
い値を例えば、０．１Ｇ〜０．２Ｇ程度に設定すれば、
車体の上下振動が主に検出できる。

次に、しやり道で旋回中の場合には、第９図（Ｃ１に示
したように、両方の成分が合成されて出力されるが、周
波数弁別により、両方の成分を分離して検出することで
、旋回と路面の状況が両方検出できる。

普通の道を直進走行している場合には、第９図ｆｄ＋に
示すように、平均的にＧ　（Ｍ）中心値となる略一定の
電圧が観測される。

ステップ３８０２では、加速度センサ８の入力信号を周
波数分析し、低周波の成分の振れ幅と周波数および高周
波成分の振れ幅を検出する。この弁別の方法としては、
入力信号に所定のローパスフィルタの演算処理を行い、
高周波成分の上下両方向のピークを検出し、その平均値
を低周波成分として、第９図Ｃｂ１　、第９図（Ｃ１に
点線で示した信号成分として、抽出する等の方法により
行うことができる。

ステップ５８０３では、ステップ５８０２で得られた高
周波成分の変動幅が所定値Ｇｂ（＋　）、　Ｇｂ（−）
以上か、以下かを判定する。Ｎｏであれば、良路と判定
し、ステップ５８０５へ進む。

このステップ５８０５で低周波成分を判定し、所定値以
上であれば、第９図ｆｉｌに示した良路急旋回中と判断
して、ステップ５８０７でサスペンションを固くする処
理を行う。

これにより、駆動回路１１で、ショックアブソーバＩＲ
ＩＬ、３Ｌ、３Ｒは固め、スタビライザ１００もねじれ
力強化側、ばね定数も高め側へ切り換える。その後ステ
ップ３８１２へ進む。

また、上記ステップ５８０５で低周波成分の加速度の変
動が所定値以下であれば、ステップ５８０６でサスペン
ションのソフト側への復帰の判定ヲ行い、ただちに、ソ
フト側へ戻すか、所定の遅延時間後に戻すかどうかを判
定し、戻すならば、ステップ５８０８へ、まだであれば
、ステップ５８０７へ進む。

さらに、上記ステップ５８０３でＹＥＳの場合には、ス
テップ５８０４で高周波成分が所定値以上であれば、ス
テップ５８０９へ進み、Ｎｏであればステップ３８０５
へ戻る。

ステップ５８０９では、車体の上下振動がある状態で、
さらに旋回中かどうかの判定を行い、ＹＥＳであれば、
ステップ５８１１へ行き、サスペンションをミイディア
ム（中間レベル）にして、タイヤの接地性を向上させる
。

また、ステップ５８０９でＮｏであれば、ステップ５８
１０で、悪路での路面ショックをやわらげるために、サ
スペンションはソフト側ヘセソトして、ステップ５８１
２に移行する。このステップ５８１２では、その他の処
理を行い、スタートへ戻る。

次に、加速度センサ８のドリフト補正の処理であるステ
ップ５８０１の実施例について説明する。

上記実施例において、特に低周波成分による旋同判定の
制御開始、制御終了に重要なのは、加速度センサ出力の
中立加速度Ｇ　（Ｍ）からの変化値ΔＶの値であり、Δ
Ｖは加速度センサ８の出力Ｖから中立加速度に相当する
２、５ｖを減じることにより演算する。

ところで、加速度センサ８の出力Ｖに温度、使用期間、
車体姿勢変動等に起因する長い時間の緩やかなドリフト
が発生すると、中立加速度の値は２．５ｖではなく　、
２．５Ｖ＋：Ｖｏｓ分オフセットした値となり、ΔＶの
値にオフセット分の誤差が生じる。

したがって、この値で制御を続けると左右旋回時のロー
ル抑制制御が不均一となり、機能が満足されない状態が
考えられる。

本来加速度センサとは、その出力が過渡的な信号であり
、定常の値のオフセントは大きいが、その反面、変化量
、つまり、第４図の（頃きに相当する部分は精度が高い
という特徴を有する。

そこで、オフセントを適切に補正して行けば、常に最適
な状態で上記旋回時のロール抑制制御を行うことができ
る。

このようなオフセット補正を第１０図のフローチャート
を用いて説明する。オフセントの補正は、車両が水平で
左右加速度が中立と思われる状態を制御装置１２が判断
して行う。水平な路面に停車中であれば、加速度は安定
なために、中立（０点）補正は即座に停車していること
の確認が困難である。

そこで、水平な路面を走行していることの確認条件とし
て、次の場合を考える。

（１）　　車速が２０　ｋＩｌハ以上で走行中かどうか
判定（ステップ５ｌｏｔ） （２）　　ハンドル角を±５°以上切っているか否かを
判定（ステップＳ　１０２） （３）　　加速度センサの出力の変化量がＩｏ、２Ｇ以
内であるか否かを判定しくステップ５１０３）そして、
上記（１１，＋２１．　＋３１の状態が例えば１５秒秒
間−た場合、ステップ５１０４において、加速度センサ
８の出力Ｖの平均化は終了したとして、ステップ３１０
５に進み、その間の平均値Ｖａと前回までのオフセント
値Ｖｏｓ　とを加えたものと２　、５　Ｖ’と比較する
。

また、上記状態が１５秒間以内の場合はステップ８１０
６に進み、平均値Ｖａの演算を行う。ステップ５１０５
において、Ｖａ　＋　Ｖｏｓ　　２．５の演算結果が負
であれば、オフセット値Ｖｏｓの値が小さいので、Ｖｏ
ｓ　＝　Ｖｏｓ　＋　０．０１とＶｏｓを更新する（ス
テップＳ　Ｉ　Ｏ７） またこの結果がＯであれば、ステップ３１０８に進んで
、Ｖｏｓをそのままの値とし、演算結果が正であれば、
Ｖｏｓ　＝　Ｖｏｓ　−０，０１としくステップ５１０
９）、ステップ３１０１に戻る。

さらに、上記（１１，ｆ２＋、　＋３１の条件が１項で
も満足しない場合には、ステップ５１１０に進んで、平
均化は中止し、１５秒タイマはりセントされる。

このようにして、平均加速度Ｖａが中立加速度よりずれ
ることがあっても、オフセット値Ｖｏｓを適切に補正す
ることにより、（Ｖａ　＋　Ｖｏｓ）は中立加速度に補
正することができる。

なお、上記実施例では用いなかったが、４輪あるいは対
角線上の車高センサの信号、パワーステアリングのパワ
ーシリンダの油圧信号、使用者によるサービススイッチ
のリセント信号等によって上記補正動作を行うようにし
ても、同様の効果が得られるのは云うまでもない。

また、オフセット値Ｖｏｓの値はキースイッチのオフ時
もメモリし、次回はこの時点より開始することができる
。

なお、上記実施例では、低周波のしきい値を一点でのみ
説明したが、多点ないしは車速に連動して、また、周波
数の値で変更すれば、さらにきめ細くロール時の安定性
を高めることは云うまでもない。

同様に、高周波のしきい値も周波数や車速により変更し
て、悪路判定だけではなく、ピッチングやバウンシング
の判定を付加することにより、さらに乗心地の向上がは
かれることは云うまでもない。

また、加速度センサは差動変圧式のものを用いたが、半
導体式のひずみ抵抗効果を用いるものや、振子式で静電
容量変化を用いたものであっても、同様の効果を期待で
きろことは云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、車両の上下方向と左
右方向の２次元の加速度を同時に加速度センサで検出し
、少なくともこの加速度センサの出力に基づきサスペン
ションの高さ、スプリングの弾性度、スタビライザのね
じり作用力の少なくとも一つの制御および中立加速度の
ドリフトの補正を行うように構成したので、ドリフトの
補正を２次元とも同時に一括して行え、補正の処理が筒
略化に行え、しかも加速度センサの個数を削減できる。

また、加速度センサの出力信号を周波数弁別することに
より、上下と左右を分離して検出でき、旋回時のロール
制御と悪路や車体振動時の乗心地、タイヤ接地特性の向
上を両立し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるサスペンション制御
装置の構成を示す斜視図、第２図（ａｌは同上実施例に
おける加速度センサ検出部の正面図、第２図（ｂｌは第
２図ｆａｔの側面図、第２図ｔｅｌは第２同市）におけ
る差動変圧器の部分の拡大断面図、第２図（ｄｌは加速
度センサ検出部の信号検出原理を示す回路図、第３図（
ａｌは同上実施例における加速度センサによる車体の加
速度検出方向を説明するための平面図、第３図中）は同
上加速度センサによる車体の加速度検出方向を説明する
ための側面図、第４図は同上加速度センサの車体への設
置位置に対する車体の上下、左右方向の加速度と加速度
センサの出力との関係を示す特性図、第５図は同上実施
例に適用される減衰力可変ショックアブソーバの構成を
示す断面図、第６図（ａｌは同上実施例におけるハンド
ル角速度センサの構成を示す斜視図、第６図ｆｂｌは同
上ハンドル角速度センサの出力信号の波形図、第７図は
同上実施例における制御装置の構成を示すブロック図、
第８図は第７図の制御装置における演算制御回路が実行
するサスペンション制御処理のフローチャート、第９図
は同上実施例における加速度センサの出力波形図、第１
０図は同上加速度センサのドリフｌ−Ｉｆｆ正の処理を
示すフローチャートである。 ＩＬ、ＩＲ，３Ｌ、３Ｒ・・・減衰力可変ショックアブ
ソーバ、２Ｌ、２Ｒ，４Ｌ、４Ｒ・・・車輪、５・・・
ブレーキペダル、６・・・プレーキスインチ、８・・・
加速度センサ、９・・・ハンドル（操作手段）１２・・
・制御装置、３３・・・スプリング、１００・・・スタ
ビライザ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両の各車輪と車体との間に設けられそれぞれに対応す
   る車輪に対して前記車体を支持する複数個のサスペンシ
   ョンと、前記車両のロール剛性を高めるためのスタビラ
   イザと、前記車両の上下方向と左右方向の２次元の加速
   度を同時に検出する加速度センサと、この加速度センサ
   の出力信号に基づいて前記サスペンションの高さ、スプ
   リングの弾性度、前記スタビライザのねじり作用力の少
   なくとも一つ以上を制御するとともに前記加速度センサ
   の出力信号と前記車両の操作手段の操作に対応する操作
   信号に基づきこの加速度センサの中立加速度のドリフト
   補正制御を行う制御装置とを備えたサスペンション制御
   装置。