JPH06143964A - 車両のサスペンション装置のための電気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で精度よく車両の乗り心地を良好
にする。 【構成】 回転センサ２１が車輪の回転をピックアップ
し、波形整形回路２３及び車輪速演算回路２４がピック
アップ信号に基づいて車輪速度を計算する。ばね下共振
周波数に対応した信号を通過させるバンドパスフィルタ
２５により、車輪速度の変動分を取り出す。この変動分
のレベルが大きくなると、しきい値比較回路２６、切り
換え制御回路２７及び駆動回路２８が電気アクチュエー
タ１１ａを制御して常時ハードに設定されているサスペ
ンション装置の特性をソフトに変更する。この場合、前
記変動分は路面の細かな凹凸（突起）を表すので、路面
の凹凸による突き上げを緩和でき、車両の乗り心地が良
好になる。また、路面の凹凸を車輪速度に基づいて検出
するので、サスペンション装置に格別な工夫を必要とし
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のサスペンション
特性を変更可能な電気アクチュエータを備えた車両のサ
スペンション装置のための電気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭６
４−６７４０７号公報に示されているように、ショック
アブソーバのピストンロッド内に圧電素子を組み込み、
同ロッドが受ける荷重を圧電素子によって検出すること
により路面の凹凸を検出して、同検出レベルが所定値以
上になったとき、通常ハード状態に設定されているサス
ペンション装置のサスペンション特性をソフト側に切り
換えるようにして、路面からの突き上げに対する車両の
乗り心地を良好にするようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
にあっては、圧電素子がピストンロッドに付与される全
荷重を受けると、同素子が破壊されるおそれがある。そ
のため、ピストンロッドに付与される荷重の分力が圧電
素子に精度よく印可されるように同ロッドを加工する必
要があり、サスペンション装置が複雑になるという問題
があった。本発明は上記問題に対処するためになされた
もので、その目的は、車輪速度を用いて路面の凹凸を検
出することにより、簡単な構成でサスペンション特性を
的確に制御する車両のサスペンション装置のための電気
制御装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、車両のサスペンション特
性を変更可能な電気アクチュエータを備えた車両のサス
ペンション装置のための電気制御装置において、車輪速
度を検出する車輪速度検出手段と、前記検出された車輪
速度からばね下共振周波数に対応した車輪速度の変動量
を抽出する抽出手段と、前記抽出された変動量が所定の
基準値より大きいとき電気アクチュエータを制御して車
両のサスペンション特性をソフト側に変更する特性変更
手段とを設けたことにある。

【０００５】

【作用】上記のように構成した本発明においては、車輪
速度検出手段が走行中の車両の車輪速度を検出し、抽出
手段が前記検出車輪速度からばね下共振周波数に対応し
た車輪速度の変動量を抽出する。車両の走行路面に凹凸
があると、車輪はこの路面の凹凸をトレースするので、
前記検出した車輪速度は路面の凹凸に応じて変化する。
一方、この路面の凹凸はばね下部材の振動に影響を与え
るものであってばね下部材の共振周波数に対応した周波
数成分を有しているので、前記抽出した車輪速度の変動
量は路面の凹凸を表すことになる。そして、特性変更手
段は前記抽出された変動量が所定の基準値より大きいと
き電気アクチュエータを制御して車両のサスペンション
特性をソフト側に変更するので、前記路面の凹凸による
車体に対する突き上げが緩和される。

【０００６】

【発明の効果】上記作用説明からも理解できるとおり、
本発明によれば、車輪速度を検出することにより路面の
凹凸を検出できるとともに同検出結果に応じて路面の凹
凸による車体の突き上げが緩和されるので、路面の凹凸
を検出するためのセンサをサスペンション装置内に組み
込む必要がなくなり、サスペンション装置のための電気
制御装置を簡単に構成できるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１に示すように、車体ＢＤは前輪ＦＷ１，ＦＷ
２及び後輪ＲＷ１，ＲＷ２位置にてサスペンション装置
１１〜１４により弾性的に支承されている。サスペンシ
ョン装置１１〜１４はショックアブソーバ、エアチャン
バなどからなるよく知られたものである。各ショックア
ブソーバの減衰力は、同アブソーバに内蔵又は外付けの
電気アクチュエータ１１ａ〜１４ａによって制御されて
ハード状態又はソフト状態に切り換えられるようになっ
ている。

【０００８】次に、これらのサスペンション装置１１〜
１４を電気的に制御する電気制御装置について、サスペ
ンション装置１１を代表させて説明する。電気制御装置
は、図２に示すように、回転センサ２１を備え、同セン
サ２１は左前輪ＦＷ１と一体回転する回転体２２の回転
をピックアップしてピックアップ信号を波形整形回路２
３に出力する。波形整形回路２３は前記ピックアップ信
号を波形整形して左前輪ＦＷ１の回転数に反比例した周
期を有する矩形波信号を車輪速演算回路２４に出力す
る。車輪速演算回路２４は前記矩形波信号に基づいて左
前輪ＦＷ１の回転数すなわち車輪速度を計算して同車輪
速度を表す車輪速信号をバンドパスフィルタ２５に出力
する。バンドパスフィルタ２５は図３に示すように５〜
２０Ｈｚ（車両のばね下部材の共振周波数に対応）の信
号を通過させる特性を有している。

【０００９】バンドパスフィルタ２５にはしきい値比較
回路２６が接続されている。しきい値比較回路２６は入
力信号のレベルと所定の基準値Ｖref とを比較するもの
で、同レベルが基準値Ｖref 以上のときのみ切り換え信
号を切り換え制御回路２７に出力する。切り換え制御回
路２７は基本的にはサスペンション装置１１をハード状
態に設定制御しており、前記切り換え信号の入力時にサ
スペンション装置１１をソフト状態に切り換え制御する
とともに同信号の入力から所定の時間だけはサスペンシ
ョン装置１１をソフト状態に維持するもので、サスペン
ション装置１１のハード及びソフト状態を表す制御信号
を駆動回路２８に出力する。駆動回路２８はハード又は
ソフト状態を表す信号に応答して電気アクチュエータ１
１ａを駆動する。

【００１０】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。車両が、図４(Ａ)に示すような路面の大き
なうねりＸ及び細かな凹凸（うねりに比べて短い周期）
Ｙを有する路面を走行すると、回転センサ２１、波形整
形回路２２及び車輪速演算回路２４により検出される車
輪速度は図４(Ｂ)のように変化する。この車輪速度のう
ち、路面の大きなうねりＸに対応する信号は車両のばね
上部材の共振周波数に対応した１Ｈｚ程度の信号であ
り、また路面の細かな凹凸Ｙに対応する信号は車両のば
ね下部材の共振周波数に対応した１０Ｈｚ程度の信号で
ある。したがって、バンドパスフィルタ２５は、路面の
細かな凹凸Ｙに関係して車輪速度の変動分を表す図４
(Ｃ)に示すような信号をしきい値比較回路２６に出力す
ることになる。しきい値比較回路２６は前記変動分と基
準値Ｖref とを比較して、同変動分が基準値Ｖref 以上
になると切り換え信号を切り換え制御回路２７に出力す
る。したがって、切り換え制御回路２７は通常サスペン
ション装置１１のハード状態を表す信号を出力してお
り、車両が路面の細かな凹凸Ｙに達したときに初めてサ
スペンション装置１１のソフト状態を表す信号を短時間
だけ出力する。これにより、駆動回路２８は電気アクチ
ュエータ１１ａを制御してサスペンション装置１１の減
衰力を前記短時間だけソフト状態に設定する。したがっ
て、サスペンション装置１１の減衰力は、図４(Ｄ)に示
すように、車輪が路面の細かな凹凸Ｙを通過するときに
短時間だけソフト状態に切り換えられる。なお、他のサ
スペンション装置１２〜１４もサスペンション装置１１
と同様に作動する。

【００１１】上記作動説明からも理解できるとおり、上
記実施例によれば、車両が大きなうねりＸのある路面を
走行するときには、サスペンション装置１１はハード状
態に維持されるので、同うねりによる車両のばね上部材
のあおり振動が抑制されて車両の乗り心地が良好に抑制
される。一方、車両が細かな凹凸Ｙのある路面を走行す
るときには、サスペンション装置１１はソフト状態に維
持されるので、同凹凸Ｙによる車体への突き上げが緩和
されて車両の乗り心地が良好になる。また、上記実施例
においては、路面のうねり及び凹凸を車輪速度を用いて
検出するようにして、圧電素子などを利用しないので、
路面の凹凸を検出するための装置が簡単に構成される。

【００１２】なお、上記実施例においては、各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の車輪速度を検出するため
の回転センサ２１、波形整形回路２３及び車輪速演算回
路２４をサスペンション装置１１〜１４のために格別に
設けるようにしたが、アンチロックブレーキシステムな
どで車輪速度を検出するようになっていれば、同システ
ムにより検出された車輪速度を利用するようにしてもよ
い。

【００１３】また、上記実施例を次のように変形するこ
とも可能である。 （第１変形例）この第１変形例は、図５に示すように、
上記実施例のバンドパスフィルタ２５、しきい値比較回
路２６及び切り換え制御回路２７と同様に構成したバン
ドパスフィルタ２５ａ、しきい値比較回路２６ａ及び切
り換え制御回路２７ａに並列に接続したバンドパスフィ
ルタ２５ｂ、しきい値比較回路２６ｂ及び切り換え制御
回路２７ｂを備えている。バンドパスフィルタ２５ｂは
図６に示すようにばね上共振周波数に対応した０．５〜
２Ｈｚ程度の信号を通過させるものである。しきい値比
較回路２６ｂは入力信号のレベルと所定の基準値Ｖref2
（しきい値比較回路２６ａの場合とは異なる）とを比較
して、同レベルが基準値Ｖref2以上のときのみ切り換え
信号を切り換え制御回路２７ａに出力するものである。
切り換え制御信号２７ｂは基本的にはサスペンション装
置１１をソフト状態に設定制御しており、前記切り換え
信号の入力時にサスペンション装置１１をハード状態に
切り換え制御するとともに同信号の入力から所定の時間
だけはサスペンション装置１１をハード状態に維持する
もので、サスペンション装置１１のハード又はソフト状
態を表す制御信号を出力する。

【００１４】車輪速演算回路２４とバンドパスフィルタ
２５ａ，２５ｂとの間にはマニュアル操作される選択ス
イッチ３１ａが接続されており、同スイッチ３１ａは車
輪速演算回路２４からの車輪速度を表す信号をバンドパ
スフィルタ２５ａ，２５ｂに選択的に出力する。切り換
え制御回路２７ａ，２７ｂと駆動回路２８との間には前
記選択スイッチ３１ａと連動する選択スイッチ３１ｂが
接続されており、同スイッチ３１ｂは切り換え制御回路
２７ａ，２７ｂからの制御信号を駆動回路２８に選択的
に出力する。また、車輪速演算回路２４には車速演算回
路３２が接続されており、同回路３２は車輪速度に基づ
いて車速Ｖを推定して同推定車速Ｖに応じてしきい値比
較回路２６ａ，２６ｂにて比較される各基準値Ｖref,Ｖ
ref2を変更する。この場合、推定車速Ｖが大きくなるに
したがって各基準値Ｖref,Ｖref2も大きくなる。

【００１５】上記のように構成した第１変形において
は、選択スイッチ３１ａ，３１ｂを図示状態に設定して
おけば、上記実施例と全く同様に動作する。一方、選択
スイッチ３１ａ，３１ｂを図示状態から切り換えておけ
ば、サスペンション装置１１の減衰力は通常ソフト状態
に制御されていて、路面のうねりが大きくて車輪速度の
変動分が大きくなったとき同減衰力がハード状態に切り
換えられる。したがって、この場合、路面の大きなうね
りによる車体のあおり振動が抑制されて、車両が前記う
ねりを通過しても車両の乗り心地が良好になるとととも
にタイヤの接地性も良好になる。その結果、上記第１変
形例によれば、走行路面、運転者の好みに応じてサスペ
ンション装置のベースをソフト側におくかハード側にお
くかを選択できる。

【００１６】また、この第１変形例において、選択スイ
ッチ３１ａ，３１ｂを推定車速Ｖに応じて切り換えるよ
うして、サスペンション装置のベースが自動的にソフト
又はハード状態に決定されるようにしてもよい。この場
合、低車速領域ではサスペンション装置のベースをソフ
トに、高車速領域で同ベースをハードに設定するとよ
い。

【００１７】（第２変形例）第２変形例においては、図
７に示すように、車輪速演算回路２４の出力は並列接続
された前記第１変形例と同様のバンドパスフィルタ２５
ａ，２５ｂにそれぞれ供給されるようになっている。こ
れらのバンドパスフィルタ２５ａ，２５ｂの出力は重み
付け判定回路３３に接続されている。重み付け判定回路
３３においては、図８のグラフに示すように、バンドパ
スフィルタ２５ａの出力レベル（１０Ｈｚ程度の周波数
成分）が大きいときサスペンション装置１１の減衰力を
ソフト状態に制御するための確率が大きな値に設定さ
れ、バンドパスフィルタ２５ｂの出力レベル（１Ｈｚ程
度の周波数成分）が大きいときサスペンション装置１１
の減衰力をハード状態に制御するための確率が大きな値
に設定され、これらの確率の大小により減衰力のソフト
又はハード状態を表す信号を出力する。なお、この種の
確率によるソフトハードの決定にはファジィ理論のメン
バシップ関数を利用すると便利である。また、この重み
付け判定回路３３には前記第１変形例と同様な車速演算
回路３２から推定車速Ｖが入力されており、前記確率の
設定前に、この推定車速Ｖに応じて変化する重み付け値
（図９参照）をバンドパスフィルタ２５ａ，２５ｂの出
力レベルにそれぞれ乗算するようになっている。この重
み付け判定回路３３には切り換え制御回路２７ｃが接続
されている。切り換え制御回路２７ｃは上記実施例及び
第１変形例と同様なソフト又はハード状態を表す制御信
号を駆動回路２８に出力するもので、重み付け判定回路
３３からの信号におけるソフト及びハード状態間の頻繁
な切り換えを緩和して所定時間以上はサスペンション装
置１１の減衰力がソフト又はハード状態に維持されるよ
うになっている。

【００１８】このように構成した変形例においては、路
面の大きなうねりに応答してサスペンション装置１１を
ハード状態に設定することにより車体のあおり振動を抑
制している最中、路面の大きなうねりに細かな凹凸（突
起）が重畳していれば、短時間だけサスペンション装置
１１をソフト状態に設定することができる。これによ
り、この第２変形例によれば、サスペンション装置１１
のベースをソフト及びハードに設定した効果を自動的に
享受できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す車両の全体概略図で
ある。

【図２】 図１のサスペンション装置を制御するための
電気制御装置のブロック図である。

【図３】 図２のバンドパスフィルタの周波数特性図で
ある。

【図４】 路面状態に対する車輪速度、車輪速度の変動
分及び減衰力の変化状態を示すタイムチャートである。

【図５】 上記実施例の第１変形例に係る電気制御装置
のブロック図である。

【図６】 図５のバンドパスフィルタの周波数特性図で
ある。

【図７】 上記実施例の第２変形例に係る電気制御装置
のブロック図である。

【図８】 図７の重み付け判定回路にて利用されバンド
パスフィルタの出力レベルに対する確率の変化を表すグ
ラフである。

【図９】 図７の重み付け判定回路にて利用され車速に
対する重み付け値の変化を表すグラフである。

【符号の説明】

ＢＤ…車体、ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…
後輪、１１〜１４…サスペンション装置、１１ａ〜１４
ａ…電気アクチュエータ、２１…回転センサ、２３…波
形整形回路、２４…車輪速演算回路、２５…バンドパス
フィルタ、２６…しきい値比較回路、２７…切り換え制
御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のサスペンション特性を変更可能な
   電気アクチュエータを備えた車両のサスペンション装置
   のための電気制御装置において、 車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、 前記検出された車輪速度からばね下共振周波数に対応し
   た車輪速度の変動量を抽出する抽出手段と、 前記抽出された変動量が所定の基準値より大きいとき前
   記電気アクチュエータを制御して車両のサスペンション
   特性をソフト側に変更する特性変更手段とを設けたこと
   を特徴とする車両のサスペンション装置のための電気制
   御装置。