JPH075008B2 - 車両のサスペンシヨン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ばね定数を２段階以上に変更可能なばね定
数可変スプリング装置と減衰力を２段階以上に変更可能
な減衰力可変ショックアブソーバとを備えた車両のサス
ペンション制御装置の改良に関し、特に、運転操作時に
ばね定数及び減衰力をハード側に変更してノーズダイブ
及びピッチングを抑制し、運転操作状態の解除時にばね
定数及び減衰力をソフト側に戻すように制御した際に、
ロール又はピッチングの反作用として発生する揺り戻し
を有効に抑制するようにした車両のサスペンション制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の、ばね定数及び減衰力をいずれも２段階以上に変
更可能な車両のサスペンション制御装置としては、例え
ば、「MITSUBISHI 新型車解説書GALANT ETERNA Σ」,1
983年８月，三菱自動車工業株式会社発行，第111〜137
頁に開示されたものが知られている。

この従来装置においては、ばね定数と減衰力をいずれも
ソフト側とハード側の２段階に変更可能であるが、この
ばね定数と減衰力の変更は同一のアクチュエータによっ
て行っているため、ばね定数と減衰力とは同時にソフト
側又はハード側に変更されるものである。そして、例え
ば加速度センサにより検出された車両の前後方向の加速
度が所定値以上となる急加速状態又は急減速状態におい
ては、ばね定数及び減衰力が同時にハード側に変更され
て、車体のノーズダイブを抑制するように制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の車両のサスペンション
制御装置にあっては、制動時にばね定数と減衰力が同時
にハード側に変更されることにより、制動時の車体のノ
ーズダイブやピッチングが抑制される利点を有するが、
制動状態が解除されてばね定数と減衰力がソフト側に戻
されたときに、相対的に減衰力すなわち減衰率が低下す
るため、ノーズダイブの反作用としての揺り戻しが大き
くなってしまうという問題点があった。

このような問題点は、ハンドル角速度センサによるロー
ル防止及びアクセル開度センサによるスカット防止の制
御についても同様に生じる。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、運転操作時のロール及びピッチングを抑制す
るとともに、運転操作の解除時の揺り戻しをも有効に抑
制するようにした車両のサスペンション制御装置を提供
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明に係わる車両のサスペンション制御装
置は、第１図に示すように、ばね定数を少なくともソフ
ト側とハード側の２段階に変更可能なばね定数可変スプ
リング装置及び減衰力を少なくともソフト側とハード側
の２段階に変更可能な減衰力可変ショックアブソーバを
含むサスペンション装置と；車両の運転操作を検出する
運転操作検出手段と；その運転操作検出手段により車両
が運転操作状態にあることが検出されたときにばね定数
をハード側に変更しかつ該運転操作状態が解除されたこ
とが検出されたときにばね定数をソフト側に戻すばね定
数変更手段と；運転操作検出手段により車両が運転操作
状態にあることが検出されたときに減衰力をハード側に
変更しかつ運転操作状態が解除されたことが検出された
ときに減衰力をソフト側に戻す減衰力変更手段とを備え
た車両のサスペンション制御装置において、 運転操作状態が解除されたときに、ばね定数変更手段に
よりばね定数がソフト側に戻されてから減衰力変更手段
により減衰力がソフト側に戻されるまでの時間を遅延さ
せる遅延手段を備えたこと特徴とするものである。

〔作用〕

そして、この発明に係わる車両のサスペンション制御装
置の作用は、運転操作検出手段により車両が運転操作状
態にあることが検出されると、ばね定数変更手段により
サスペンション装置に含まれるばね定数可変スプリング
装置のばね定数をハード側に変更するとともに、減衰力
変更手段によりサスペンション装置に含まれる減衰力可
変ショックアブソーバの減衰力をハード側に変更して、
車体のノーズダイブ及びピッチングを制御し、運転操作
検出手段により運転操作状態が解除されたことが検出さ
れたときに、ばね定数変更手段によりばね定数をソフト
側に戻し、次いで、遅延手段により所定時間を経過させ
た後、減衰力変更手段により減衰力をソフト側に戻し、
これにより、運転操作状態が解除されたときの車体の揺
り戻しを抑制するものである。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず構成を説明する。

第２図において、車輪１と車体（図示しない）との間に
はサスペンション装置２が介装され、このサスペンショ
ン装置２は、例えばサスペンションアーム３等のサスペ
ンション部材と、ばね定数可変スプリング装置４と、減
衰力可変ショックアブソーバ５とを含んで構成される。

ばね定数可変スプリング装置４と減衰力可変ショックア
ブソーバ５とは、好ましくは前後左右の各車輪と車体と
の間に装着されるが、これには限定されず、前左右輪と
車体との間にのみ、又は後左右輪と車体との間にのみ装
着するようにしてもよい。

第２図に示すばね定数可変スプリング装置４は、ばね定
数をソフト側とハード側の２段階に変更可能なものであ
り、車体と減衰力可変ショックアブソーバ５との間を上
下方向に伸縮自在に包囲して内部に主空気室Ｌを形成す
る、ゴム等からなる弾性体７と、内部に固定容積の補助
空気室Ｍを形成する補助タンク８と、主空気室Ｌと補助
空気室Ｍとを連通する管路９と、この管路９の途中に装
着されて管路９を開閉し、主空気室Ｌと補助空気室Ｍと
の間を連通状態又は遮断状態のいずれか一方に切り換え
る切換えバルブ10とを含んで構成される。

第３図は、減衰力可変ショックアブソーバ５の一例とし
て減衰力をソフト側とハード側の２段階に変更可能なも
のを示す。

同図において、12はアッパロッド13とロアロッド14とを
連結して構成したピストンロッドであり、その上端が車
体側に固定される。15はその下端に車輪１側に固定され
たチューブ、16はロアロッド14の下端に固定されてチュ
ーブ15の内周面に沿って摺動するピストン、17はチュー
ブ15の底部側においてチューブ15の内周面に沿って摺動
するフリーピストンである。そして、チューブ15の内部
において、ピストン16の上方にはピストン上室Ａ、ピス
トン16とフリーピストン17との間にはピストン下室Ｂ、
フリーピストン17の下方にはガス室Ｃがそれぞれ形成さ
れ、ピストン上室Ａとピストン下室Ｂにはオイル、ガス
室Ｃには高圧ガスがそれぞれ封入される。

18は伸び側バルブ、19は伸び側オリフィス、20は縮み側
バルブ、21は縮み側オリフィスである。また、22及び23
はアッパロッド13に形成された貫通孔及び空洞部であ
り、24及び25はロアロッド14に形成されたバイパス路及
び空洞部である。

２つの空洞部23及び25内にはプランジャ26が配置され、
このプランジャ26はリターンスプリング27の復元力によ
って常時図面上方（Ｄ方向）に押圧され、プランジャ26
の周囲にはソレノイド28が配置され、ソレノイド28とプ
ランジャ26とでアクチュエータ29を構成する。そして、
ソレノイド28は、アッパロッド13の貫通孔22を通るリー
ド線30を介して駆動回路31に接続される。

この減衰力可変ショックアブソーバ５は、伸び行程で
は、伸び側バルブ18が開いて、伸び側オリフィス19を介
してピストン上室Ａとピストン下室Ｂが連通し、かつ、
縮み側バルブ20によって縮み側オリフィス21が閉塞され
る。また、縮み行程では、縮み側バルブ20が開いて、縮
み側オリフィス21を介してピストン上室Ａとピストン下
室Ｂとが連通し、かつ、伸び側バルブ18によって伸び側
オリフィス19が閉塞される。

第２図に戻って、33は、ブレーキペダル（図示しない）
と連動する、運転操作検出手段としてのブレーキスイッ
チであり、このブレーキスイッチ33は、ブレーキペダル
を踏み込んだ制動状態においてはオン（すなわち「Ｈ
（ハイレベル、又は論理値“1"）」）、非制動状態では
オフとなる信号を送出する。

34はコントローラであり、このコントローラ34は、マイ
クロコンピュータ35と、減衰力可変ショックアブソーバ
５のアクチュエータ29を駆動する駆動回路31と、ばね定
数可変スプリング装置４の切換えバルブ10を駆動する駆
動回路36とを含んで構成される。

マイクロコンピュータ35は、少なくともインタフェース
回路37と演算処理装置38とRAM,ROM等の記憶装置39とを
含んで構成され、インタフェース回路37の入力ポート側
にはブレーキスイッチ33が接続されるとともに、出力ポ
ート側には駆動回路31,36が接続される。

演算処理装置38は、インタフェース回路37を介してブレ
ーキスイッチ33からの信号を読み込み、これに基づいて
後述する処理を行う。また、記憶装置39はその処理の実
行に必要な所定のプログラムを記憶しているとともに、
演算処理装置38の処理結果等を記憶する。

次に、この実施例の動作を説明する。

イグニッションスイッチがオンになると、コントローラ
34の電源が投入され、ブレーキスイッチ33からの信号が
マイクロコンピュータ35のインタフェース回路37に供給
される。

第４図は、マイクロコンピュータ35において実行される
処理の第１実施例を示す。

同図において、プログラムがスタートすると、まずステ
ップにおいて、ブレーキスイッチ33からのブレーキ信
号に基づいて、そのブレーキ信号がオフ状態からオン状
態に立ち上がった（すなわち車両が制動状態に入った）
か否かを判定する。ブレーキ信号が立上りでなければ、
リターンする。

ステップにおいて、ブレーキ信号がオフ状態からオン
状態に立ち上がったと判定されたら、次にステップに
移行して、ばね定数可変スプリング装置４のばね定数及
び減衰力可変ショックアブソーバ５の減衰力の双方をハ
ード側に変更する。

ばね定数をハード側に変更する場合は、第２図におい
て、インタフェース回路37から駆動回路36に「Ｈ（ハイ
レベル、又は論理値“1"）」の制御信号を供給する。こ
うすると、駆動回路36から切換えバルブ10に所定値の励
磁電流が供給され、切換えバルブ10は閉となる。このた
め、主空気室Ｌと補助空気室Ｍとの間が遮断状態とな
り、主空気室Ｌの容積のみによってばね定数が決定さ
れ、従って、ばね定数はハード側となる。

また、減衰力をハード側に変更する場合は、第２図及び
第３図において、インタフェース回路37から駆動回路31
に「Ｈ（ハイレベル、又は論理値“1"）」の制御信号を
供給する。こうすると、駆動回路31からアクチュエータ
29のソレノイド28に所定値の励磁電流が供給されてソレ
ノイド28が励磁状態になり、ソレノイド28の電磁力によ
って、プランジャ26がリターンスプリング27の復元力に
抗して図面下方（Ｅ方向）に移動され、プランジャ26の
下端がバイパス路24に進入して、ピストン上室Ａとピス
トン下室Ｂとの連通が遮断状態となり、従って、減衰力
がハード側に設定される。

第４図に戻って、ステップにおいてばね定数及び減衰
力をハード側に変更した後は、ステップに移行して、
ブレーキスイッチ33からのブレーキ信号に基づいて、そ
のブレーキ信号がオン状態からオフ状態に立ち下がった
（すなわち制動状態が解除された、あるいは制動動作が
完了した）か否かを判定する。ブレーキ信号が立ち下が
らない間、すなわちブレーキ信号がオン状態である間
は、ステップにおけるばね定数及び減衰力のハード側
への設定を継続する。

このため、車両が制動状態にある間の車体のノーズダイ
ブ及びピッチングが抑制される。

ステップにおいてブレーキ信号がオン状態からオフ状
態に立ち下がったと判定されたら、次にステップに移
行して、ばね定数をソフト側に戻す。

ばね定数をソフト側に戻す場合は、第２図において、イ
ンタフェース回路37から駆動回路36に「Ｌ（ローレベ
ル、又は論理値“0"）」の制御信号を供給する。こうす
ると、駆動回路36から切換えバルブ10に励磁電流が供給
されず、切換えバルブ10は開に戻る。このため、主空気
室Ｌと補助空気室Ｍとの間が連通状態となり、主空気室
Ｌの容積と補助空気室Ｍの容積とを加え合わせた容積に
よってばね定数が決定され、従って、ばね定数がソフト
側となる。

第３図に戻って、ステップにおいてばね定数をソフト
側に戻した後は、ステップに移行して、所定のタイマ
ｔを０にリセットし、その作動を開始する。次にステッ
プに移行してタイマｔのカウント値ｔを所定値Δｔだ
け加算し、次いでステップに移行して、タイマｔの値
が予め定められた所定時間に対応する値t₀以上となった
か否かを判定する。ステップでｔ＜t₀である間は、ス
テップに戻ってタイマｔの値をΔｔだけ加算し続け、
ステップでｔ≧t₀となったら、すなわち、ステップ
においてばね定数をソフト側に戻してから所定時間t₀が
経過したら、次にステップに移行して、減衰力をソフ
ト側に戻す。

減衰力をソフト側に戻す場合は、第２図及び第３図にお
いて、マイクロコンピュータ35のインタフェース回路37
から駆動回路31に「Ｌ（ローレベル、又は論理値
“0"）」の制御信号を供給する。こうすると、駆動回路
31からアクチュエータ29のソレノイド28には励磁電流が
供給されずにソレノイド28が非励磁状態になり、プラン
ジャ26がリターンスプリング27の復元力によって図面上
方（Ｄ方向）に押圧され、プランジャ26の下端がバイパ
ス路24から外れ、バイパス路24を介してピストン上室Ａ
とピストン下室Ｂとが連通状態となり、従って、減衰力
がソフト側に戻される。

このように、制動状態が解除されたときに、まずばね定
数をソフト側に戻し、次いで所定時間t₀が経過した後で
減衰力をソフト側に戻すようにしたので、第７図の破線
で示すように、制動状態が解除された後の、特に車両が
停止する際の車体の揺り戻しを有効に抑制することがで
きる。従来装置においては、同図において実線で示すよ
うに、制動状態が解除されたときにばね定数と減衰力を
同時にソフト側に戻していたため、制動状態が解除され
た後の揺り戻しがなかなか減衰しなかったものである。

なお、第４図に示す第１実施例において、ステップで
ブレーキ信号が立ち下がった後、直ちにステップにお
いてばね定数をソフト側に戻すようにしているが、ステ
ップにおいてブレーキ信号が立ち下がった後、所定時
間を経過させた後でステップに移行してばね定数をソ
フト側へ戻すようにしてもよい。

次に、第５図を参照して、マイクロコンピュータ35にお
いて実行される処理の第２実施例を説明する。同図にお
いて、第４図に示した第１実施例と同じ処理を実行する
ステップには同一の番号を付してある。

第５図において、ステップでブレーキ信号が立ち上が
り、ステップでばね定数及び減衰力をソフト側に変更
した後、ステップで所定のタイマｔを０にリセットし
て作動をスタートし、ステップでタイマｔを所定値Δ
ｔだけ加算し、ステップでタイマｔのカウント値が予
め定められた所定値t₁以上か否かを判定する。ステップ
でタイマｔのカウント値が所定値t₁に到達しない間は
タイマｔをΔｔづつ加算し続け、ステップでｔ≧t₁と
なったら、すなわちステップでばね定数及び減衰力を
ハード側に変更した後所定時間t₁が経過したら、ステッ
プに移行してばね定数をソフト側に戻す。

次いで、ステップにおいてさらにタイマｔをΔｔだけ
加算し、ステップにおいてタイマｔのカウント値が予
め定められた所定値t₂（＞t₁）以上か否かを判定する。
ステップでタイマｔのカウント値が所定値t₂に到達し
ない間はタイマｔをΔｔづつ加算し続け、ステップで
ｔ≧t₂となったら、すなわちステップでばね定数をソ
フト側に戻した後所定時間（t₂−t₁）が経過したら、ス
テップに移行して減衰力をソフト側に戻す。

この第２実施例は、第１実施例において制動状態の解除
をブレーキ信号がオン状態からオフ状態に立ち下がった
ことにより判定したものに代えて、ブレーキ信号がオフ
状態からオン状態に立ち上がった後所定時間t₁だけ経過
したときに、制動状態が解除されたと判断するものであ
る。

また、所定時間（t₂−t₁）は、第１実施例における所定
時間t₀と等しいものでよい。

この第２実施例によれば、第１実施例に比べて、制動状
態の解除の判定の正確さにおいて若干劣る反面、実用的
に簡易な方法となる。また、この第２実施例の作用効果
も、前述した第７図に示したものとほぼ同様である。

次に、第３実施例を説明する。

第２図において、この第３実施例では、車両の制動状態
を検出する手段として、第１及び第２実施例におけるブ
レーキスイッチ33に代えて、車両の前後方向の加速度を
検出する加速度センサ41を用い、コントローラ34に、こ
の加速度センサ41からのアナログ量の検出信号をデジタ
ル信号に変換するA/D変換器42を含める。

第６図は、マイクロコンピュータ35において実行される
第３実施例の処理の手順を示す。同図において、前述し
た第４図における第１実施例と同じ処理を実行するステ
ップには、同一の番号を付してある。

同図において、まずステップで加速度センサ41の検出
信号に基づく車両の前方向の減速度（又は後方向の加速
度）G_Dを読み込み、この減速度G_Dが予め定められた所定
値G_D0より大きいか否かを比較し、G_D＞G_D0であれば、車
両は制動状態に入ったと判定し、ステップに移行して
ばね定数及び減衰力をハード側に変更する。

そして、次にステップで加速度センサ41の検出信号に
基づく車両の前方向の加速度（又は後方向の減速度）G_A
を読み込み、この加速度G_Aが予め定められた所定値G_A0
より大きいか否かを比較し、G_A＞G_A0であれば、車両の
制動状態が解除された、あるいは制動状態の解除による
揺り戻しが大きいと判定し、ステップ以降に移行し
て、第１実施例と同様の処理を実行する。

この第３実施例の作用効果も、前述した第７図に示した
ものとほぼ同様となる。

なお、第１図乃至第６図において、ブレーキスイッチ33
又は加速度センサ41とステップ〜の処理とで運転操
作検出手段の具体例を、駆動回路36及び切換えバルブ10
とステップ，の処理とでばね定数変更手段の具体例
を、駆動回路31及びアクチュエータ29とステップ，
の処理とで減衰力変更手段の具体例を、ステップ〜
又はステップ，の処理は遅延手段の具体例を、それ
ぞれ示す。

また、ばね定数可変スプリング装置のばね定数及び減衰
力可変ショックアブソーバの減衰力はソフト側とハード
側の２段階に変更可能なものを例示したが、３段階以上
の多段階に変更可能なものについてもこの発明を適用す
ることができ、その場合には、３段階以上の多段階の中
の適宜の２段階についてこの発明を適用することができ
る。

また、ばね定数可変スプリング装置として空気圧を用い
たものを例示したが、この発明はこれには限定されず、
ハイドロニューマチックサスペンション装置においては
油圧等の適宜の流体圧を用いることができる。

また、運転操作検出手段としては、上述したブレーキス
イッチ又は加速度センサに限らす、本出願人の出願に係
わる特開昭60−128011号公報に記載された操舵角センサ
によるロール抑制の制御、特開昭60−154906号公報に記
載された燃料パルスセンサによるスカット及びノーズダ
イブ抑制の制御と同様に、操舵角センサ、燃料パルスセ
ンサ、アクセルペダルセンサ等を用いてもよい。

さらに、コントローラとしてマイクロコンピュータを使
用して構成したものを示したが、これに代えて、比較回
路、指令値設定回路、タイマ回路、論理回路等の電子回
路を組み合わせてコントローラを構成することも可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係わる車両のサスペン
ション制御装置によれば、運転操作検出手段により車両
が運転操作状態にあることが検出されたときに、ばね定
数変更手段によりばね定数可変スプリング装置のばね定
数をハード側に変更するとともに、減衰力変更手段によ
り減衰力可変ショックアブソーバの減衰力をハード側に
変更して、車体のノーズダイブ及びピッチングを抑制
し、運転操作検出手段により運転操作状態が解除された
ことが検出されたときに、ばね定数変更手段によりばね
定数をソフト側に戻し、次いで、遅延手段により所定時
間を経過させた後、減衰力変更手段により減衰力をソフ
ト側に戻すように構成したので、運転操作時の車体のロ
ール及びピッチングを抑制するとともに、運転操作状態
が解除されたときの車体の揺り戻しをも有効に抑制する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる車両のサスペンション制御装
置の基本構成を示すブロック図、第２図はこの発明の実
施例の構成を示す図、第３図はこの発明で使用される減
衰力可変ショックアブソーバの一例を示す縦断面図、第
４図乃至第６図はそれぞれマイクロコンピュータにおい
て実行される第１乃至第３実施例の処理の手順を示すフ
ローチャート、第７図はこの発明と従来装置における作
用効果を示す図である。 ２……サスペンション装置、４……ばね定数可変スプリ
ング装置、５……減衰力可変ショックアブソーバ、８…
…補助タンク、９……管路、10……切換えバルブ、12…
…ピストンロッド、15……チューブ、16……ピストン、
24……バイパス路、26……プランジャ、27……リターン
スプリング、28……ソレノイド、29……アクチュエー
タ、31……駆動回路、33……ブレーキスイッチ、34……
コントローラ、35……マイクロコンピュータ、36……駆
動回路、37……インタフェース回路、38……演算処理装
置、39……記憶装置、41……加速度センサ、Ａ……ピス
トン上室、Ｂ……ピストン下室、Ｌ……主空気室、Ｍ…
…補助空気室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川畑 一信 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−121218（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−29568（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ばね定数を少なくともソフト側とハード側
   の２段階に変更可能なばね定数可変スプリング装置及び
   減衰力を少なくともソフト側とハード側の２段階に変更
   可能な減衰力可変ショックアブソーバを含むサスペンシ
   ョン装置と；車両の運転操作を検出する運転操作検出手
   段と；該運転操作検出手段により車両が運転操作状態に
   あることが検出されたときに前記ばね定数をハード側に
   変更しかつ該運転操作状態が解除されたことが検出され
   たときに該ばね定数をソフト側に戻すばね定数変更手段
   と；前記運転操作検出手段により車両が運転操作状態に
   あることが検出されたときに前記減衰力をハード側に変
   更しかつ該運転操作状態が解除されたことが検出された
   ときに該減衰力をソフト側に戻す減衰力変更手段とを備
   えた車両のサスペンション制御装置において、 前記運転操作状態が解除されたときに、前記ばね定数変
   更手段により前記ばね定数がソフト側に戻されてから前
   記減衰力変更手段により前記減衰力がソフト側に戻され
   るまでの時間を遅延させる遅延手段を備えたことを特徴
   とする車両のサスペンション制御装置。