JPH0780415B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車体のロールおよびノーズダイブ等を制御
する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、この種のサスペンション制御装置としては、例え
ば実開昭61−163710号および特開昭62−34808号公報等
に示すものがあり、これは車輪と車体との間に空気ばね
室のように流体ばね室を介装し、この流体ばね室への流
体、例えば圧縮空気の給排を制御することにより、車体
のロールを抑制するようにしたサスペンション装置であ
る。

すなわち、例えば旋回時に旋回方向と逆側のサスペンシ
ョンユニットが縮み、旋回方向のサスペンションユニッ
トが伸びようとするが、これを抑制するために、縮み側
のサスペンションユニットの流体ばね室に設定量だけ圧
縮空気を供給し、伸び側のサスペンションユニットの流
体ばね室から設定量だけ圧縮空気を排出して車体の傾き
を逆方向に戻して車体を水平に保持しようとするもので
ある。

これ以上にも、サスペンションユニットの減衰力の切
換、あるいはばね定数の変更、あるいはスタビライザの
作用を制御する事等により、同様の効果を得ようとする
システムが多く提案されている。

なお、特公昭63−2802号公報には、ステアリング操作器
の操作角度が本来小さい高速走行時には、低速走行時に
比較して小さい車両動態変化に基づいてステアリングの
中立位置を演算し、低速走行時はそれより大きい動態変
化に基づいて中立位置を演算して、運転状態の事情に合
った条件判別により車両の直進走行を判断できることが
開示されている。

また、特開昭61−295111号公報には、発車前の車両の傾
斜角をロール角度０としてロール角を補正する技術が開
示されているが、走行中のドリフト補正を行うことはで
きない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のサスペンション制御装置は上記のように構成され
ているので、車体のロールを演算するために、左右方向
への車両の加速度を検出し、その値に応じて圧縮空気の
吸排気を制御する場合にその拠所である加速度検出の中
立点の値が正確である必要がある。

しかしながら、従来では、時間経過とともに変化し易い
加速度センサの出力に対する中立点の補正が行われてい
なかったため、長期間に亘って高精度なロール抑制制御
を行うことが困難であるという問題点があり、またこの
ような中立点の補正を自動的に行うものが要望されてい
た。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、正確なロール抑制制御を長期間に亘って安定して行
うことの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、車両の車幅
方向の加速度を検出する車幅方向加速度検出手段の加速
度検出信号に応じて車体のロールを抑制するようにした
サスペンション制御装置において、左と右の車高差を検
知する車高差検知手段と、車高差検知手段の検出信号に
基づいて、車高差が所定値以内のときに車幅方向加速度
検出手段の検出信号の中立点のドリフト補正演算を行う
ドリフト補正手段とを設けたものである。

〔作 用〕

この発明においては、ドリフト補正手段が、車幅方向加
速度検出手段で検出した加速度検出信号、車速検出手段
による車速検出信号および車高差検出手段による左と右
の車高差検出信号等に基づき加速度検出信号の中立点の
ドリフト補正を行って、その中立点を常に正確な値に維
持するとともに、補正の応答スピードを適切に変更す
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、フロント用のエアサスペンションユニット
FS1,FS2、リア用のエアサスペンションユニットRS1,RS2
はそれぞれほぼ同等の構造をしているので、以下、フロ
ント用と、リヤ用とを特別に区別して説明する場合を除
いてエアサスペンションユニットは符号Ｓを用いて説明
する。

すなわち、エアサスペンションユニットＳはスラット型
ショックアブソーバ１を組み込んたものであり、このシ
ョックアブソーバ１は前輪あるいは後輪側に取り付けら
れたシリンダ２と、このシリンダ２内において摺動自在
に嵌挿されたピストン３を備え、車輪の上下動に応じシ
リンダ２がピストンロッド４に対し上下動することによ
り、ショックを効果的に吸収できるようになっている。

ところで、５は減衰力切換弁で、この減衰力切換弁５の
回転はアクチュエータ5aにより制御されるもので、第１
の減衰室6aと第２の減衰室6bとがオリフィスa₁のみを介
して連通される（ハード状態）か、またはオリフィスa₁
およびa₂の両方を介して連通される（ソフト状態）かが
選択される。

なお、上記アクチュエータ5aの駆動は後述するコントロ
ールユニット37により制御される。

ところで、このショックアブソーバ１の上部には、ピス
トンロッド２と同軸的に車高調整用流体室を兼ねる主空
気ばね室７が配設されており、この主空気ばね室７の一
部にはベローズ８で形成されているので、ピストンロッ
ド４内に設けられた通路4aを介する主空気ばね室７への
エアの給排により、ピストンロッド４の昇降を許容でき
るようになっている。

また、ショックアブソーバ１の外壁部には、上方へ向い
たばね受け9bが設けられており、主空気ばね室７の外壁
部には下方へ向いたばね受け9aが形成されていて、これ
らのばね受け9a,9b間にはコイルばね10が装填される。

さらに、11はコンプレッサであり、このコンプレッサ11
はエアクリーナ12から送り込まれた大気を圧縮してドラ
イヤ13へ供給するようになっている。

ドライヤ13のシリカゲル等によって乾燥された圧縮空気
はチェックバルブ14を介してリザーブタンク15内の高圧
側リザーグタンク15aに貯められる。このリザーブタン
ク15には低圧側リザーブタンク15bが設けられている。

上記高圧側リザーブタンク15a、低圧側リザーブタンク1
5b間にはコンプレッサリレー17により駆動されるコンプ
レッサ16が設けられている。

また、上記低圧側リザーブタンク15bの圧力が大気圧よ
り大きくなるとオンする圧力スイッチ18が設けられてい
る。

圧力スイッチ18がオンすると、上記コンプレッサリレー
17が駆動される。これにより、上記低圧側リザーブタン
ク15bは常に大気圧以下に保たれる。

高圧側リザーブタンク15aからサスペンションユニット
Ｓに圧縮空気が供給される経路が実線矢印で示してい
る。つまり、高圧側リザーブタンク15aからの圧縮空気
は後述する３方向弁よりなる給気流量制御バルブ19、前
輪用給気ソレノイドバルブ20、チェックバルブ21、フロ
ント右用ソレノイドバルブ22、フロント左用のソレノイ
ドバルブ23を介してフロント右用のサスペンションユニ
ットFS2、フロント左用のサスペンションユニットFS1に
それぞれ送られる。

同様に高圧側リザーブタンク15aからの圧縮空気は後述
する３方向弁よりなる給気流量制御バルブ19、後輪用給
気ソレノイドバルブ24、チェックバルブ25、リヤ右用の
ソレノイドバルブ26、リヤ左用のソレノイドバルブ27を
介してそれぞれリヤ右用のサスペンションユニットRS
2、リヤ左用のサスペンションユニットRS1に送られる。

なお、上記チェックバルブ21の下流と上記チェックバル
ブ25の下流はチェックバルブ211を介して連結される。

一方、サスペンションユニットＳからの排気経路は破線
矢印で示している。

つまり、サスペンションユニットFS1,FS2からの排気は
ソレノイドバルブ22,23、フロント排気バルブ28、残圧
弁29を介して上記低圧側リザーブタンク15bに送られ
る。

さらに、サスペンションユニットFS1,FS2からの排気は
ソレノイドバルブ22,23、フロント排気バルブ28、ドラ
イヤ13、排気ソレノイドバルブ30、エアクリーナ12を介
して大気に解放される。

また、サスペンションユニットRS1,RS2からの排気はソ
レノイドバルブ26,27、リヤ排気バルブ31、残圧弁32を
介して上記低圧側リザーブタンク15bに送られる。

なお、上記低圧側リザーブタンク15bの圧力が主記憶ば
ね室３の圧力より小さいと、上記残圧弁29,32は開状態
となり、リザーブタンク15bの圧力が主空気ばね室３の
圧力より大きいと上記残圧弁29,32は閉状態となる。

さらに、サスペンションユニットRS1,RS2からの排気は
ソレノイドバルブ26,27、リヤ排気バルブ31、ドライヤ1
3、排気ソレノイドバルブ30、エアクリーナ12を介して
大気に解放される。

また、33はリヤの主空気ばね室３を連通する連通路に設
けられた圧力スイッチで、その操作信号は後述するコン
トロールユニットに出力される。

また、34は車高センサで、この車高センサ34は自動車の
前部右側のサスペンションのロアアーム35に取り付けら
れて、自動車の前部車高を検出するフロント車高センサ
34Fと、自動車の後部左側サスペンションのラテラルロ
ッド36に取り付けらて自動車の後部車高を検出すめリヤ
車高センサ34Rとを備えて構成されていて、これら車高
センサ34F,34Rからコントロールニユット37へ検出信号
が供給される。

車高センサ34における各センサ34F,34Rは、ノーマル車
高レベルおよび低車高レベル、あるいは高車高レベルか
らの距離をそれぞれ検出するようになっている。

前右と後左の対角線の車高の差は車体、前後の車両調整
が完了した後には車体の左右の傾きを表わす事が出来
る。

さらに、スピードメータには車速センサ38が内蔵されて
おり、この車速センサ38には高速を検出してその検出信
号を上記コントロールユニット37へ供給するようになっ
ている。

また、車体の姿勢変化を検出する車体姿勢センサとして
の例えば、差動トランス型Ｇセンサのような左右方向の
加速度を検出する加速度センサ（以下Ｇセンサという）
39が設けられている。

このＧセンサ39はその特性が、例えば第２図に示すよう
に、左右Ｇの中立点で出力電圧が2.5Vであって右旋回時
に出力電圧が高くなり、左旋回時に低くなるものであ
る。また電圧Ｖの時間微分値はハンドル角速度に比例し
た値になる。

また、40はステアリングホイール（バンドル）41の回転
速度、すなわち操舵速度を検出する操舵センサで、その
検出信号はコントロールユニット37に送られる。

42は図示しないエンジンのアクセルペダルの踏込み角を
検出するアクセル開度センサで、その検出信号は上記コ
ントロールユニット37に送られる。

43は上記コンプレッサ11を駆動するためのコンプレッサ
リレーで、このコンプレッサリレー43は上記コントロー
ルユニット37からの制御信号により制御される。

44は高圧側リザーブタンク15aの圧力が所定値以下にな
るとオンする圧力スイッチで、その出力信号は上記コン
トロールユニット37に出力される。つまり、高圧側リザ
ーブタンク15aの圧力が所定値以下になると、上記圧力
スイッチ44はオンし、コントロールユニット37の制御に
よりコンプレッサリレー43が作動される。

これにより、コンプレッサ11が駆動されてリザーブタン
ク15aに圧縮空気が送り込まれ、リザーブタンク15a内圧
力が所定値以上にされる。

なお、上記ソレノイドバルブ20,22,23,24,26,27,30およ
びバルブ19,28,31の開閉制御は上記コントロールユニッ
ト37から制御信号により行われる。

また、上記ソレノイドバルブ22,23,26,27およびバルブ1
9,28,31は３方向弁よりなり、その二つの状態を第３図
に示す。

すなわち、第３図（ａ）は３方向弁が駆動された状態を
示しており、この状態で矢印Ａで示す経路で圧縮空気が
移動する。

一方、第３図（ｂ）は３方向弁が駆動されていない状態
を示しており、この状態では矢印Ｂで示す経路で圧縮空
気が移動する。

また、ソレノイドバルブ20,24,30は２方向弁よゐなり、
その二つの状態については第４図に示す。第４図（ａ）
はソレノイドバルブが駆動された状態を示しており、こ
の状態では矢印Ｃ方向に圧縮空気が移動する。

一方、ソレノイドバルブが駆動されない場合には、第４
図（ｂ）に示すようになり、この場合には圧縮空気の流
通はない。

次に、上記のように構成されたサスペンション制御装置
において、そのロール抑制の動作を第５図のフローチャ
ートに基づいて説明する。

まず、ステップS11においてＧセンサ39からの出力電圧
Ｖがコントロールユニット37に読み込まれ、その中立Ｇ
からの偏差（すなわち左右Ｇ）の値ΔＶ（＝Ｖ−2.5）
が算出される。そしてステップS12に進み、コントロー
ルユニット37に記憶されている第６図に示すようなΔＶ
マップが参照され、バルブ駆動時間T_pが求められる。

次にステップS13に進み、制御時間Ｔ＝T_p−T_mが算出さ
れる。このT_mはマップメモリに記憶されるもので、すで
にバルブの駆動された時間を表わしている。

したがって、最初にこのステップS13に進んできた場合
はT_m＝０である。すなわちＴ＝T_pとなる。

次に、ステップS14に進み、Ｔの値が０より大きいか否
かが判定される。このステップS14において、Ｔ＞０で
あると判定された場合、この制御時間Ｔのバルブ制御が
行われる（ステップS15）。ここでどのバルブを開くか
を次の第１表に示す。

例えば、ΔＶ＞０の右旋回時には車体の右側が上がろう
とし、左側が下がろうとするが、これを抑制するため上
記第１表において右旋回の○印のバルブがステップS15a
でタイマで設定された制御時間ＴだけステップS15bでバ
ルブ駆動回路により駆動される。

その結果、高圧側リザーブタンク15aの圧縮空気が給気
流量制御バルブ19、フロントおよびリヤ給気バルブ20,2
4、ソレノイドバルブ23,27を介してフロントおよびリヤ
左のサスペンションユニットFS1,FS2の主空気ばね室７
に供給されて車体の左側の車高が上げる方向に付勢され
る。

一方、フロントおよびリヤ右のサスペンションユニット
FS2,RS2の主空気ばね室７の圧縮空気はフロントおよび
リヤ排気バルブ28,31を介して低圧側リザーブタンク15b
に排出される。

これにより、車体の右側の車体が下げる方向に付勢され
る。以上のようにして、右旋回時に車体の右側が上が
り、左側が下がろうとするのを抑制している。そして、
上記制御時間Ｔの制御が終了すると、フロント給気バル
ブ20およびリヤ給気バルブ24がオフされて、主空気ばね
室７への圧縮空気の供給は停止される。

また、同時に、フロントおよびリヤ排気バルブ28,31が
オンされて、主空気ばね室７からの排気が停止される
（ステップS16）。これにより、姿勢制御した状態が保
持される。

次に、マップメモリの更新が行われる（ステップS1
7）。すなわち、バルブが駆動された時間T_pがT_mに記憶
される（T_m＝T_p）。

次にステップS18に進んでΔＶが所定値以下であるか否
か判定される。例えば、旋回中で、ΔＶが所定値より大
きい場合には、次のステップS19で行われる姿勢制御の
解除がスキップされて上記ステップS11に戻る。

一方、このステップS18の判定で、ΔＶが所定値以下と
判定されるとバルブがすべてオフされ、上記ステップS1
6で保持されていた姿勢制御が解除される。以下、ステ
ップS11に戻り、ステップS12において、T_pが求められ
る。

なお、上記実施例では、ΔＶの値でのみロール抑制制御
を行う場合について述べたが、ΔＶの方向と高速センサ
38により得られる車速の値と操舵センサ40から得られる
操舵角速度の値とにより上記T_pを別途の専用マップにて
演算し、上記と同様のロール抑制制御をすることも可能
で、この演算のステップは上述したフローのステップS1
2に相当する。

また、この場合でも制御の復帰判定はステップS18と同
様である。

さらに、上記実施例において、制御開始、制御終了に重
要なのはΔＶの値であり、ΔＶはＧセンサ39の出力の出
力Ｖから中立Ｇに相当する2.5Vを減じることにより演算
する。

ところで、Ｇセンサ39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Ｇの値は2.5Vではなく、2.5V±V_os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、Ｇセンサとは、その出力が過渡的な信号であり、
定常の値のオフセットが大きいが、その反面変化量つま
り第２図の傾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、オフセットを適正に補正してゆけば、常に最適
な状態で上記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７図のフローチャートを
用いて説明する。オフセットの補正は、車両が水平で左
右Ｇが中立と思われる状態をコントロールユニット37が
判断して行う。水平な路面に停車中であれば、Ｇが安定
なため、中立（０点）補正が即座に行えるが、水平な路
面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。

車速が20km/h以上で走行中かどうかを判定（ステッ
プS101）、 フロント右とリア左の車高のずれが所定の値以内か
どうかの判定（ステップS102）、 Ｇセンサの出力の変化量が±0.2G以内であるか否か
を判定（ステップS103）、 そして、上記の状態が例えば15秒間続いた場合、
ステップS104においてＶの平均化は終了したとしてステ
ップS105に進み、その間の平均値V_aと前回までのオフセ
ット値V_osとを加えたものと2.5Vとを比較する。

また、上記状態が15秒間以内の場合はステップS106に進
み、平均値V_aの演算を行う。

ステップS105において、V_a＋V_os−2.5の演算結果が負で
あれば、V_osの値が小さいので、V_os＝V_os＋0.01とV_osを
更新する（ステップS107）。

また、この結果が０であれば、ステップS108に進んでV
_osをそのままの値とし、演算結果が正であれば、V_os＝V
_os−0.01とし（ステップS109）、ステップS101に戻る。

さらに、上記の条件が一項でも満足しない場合
は、ステップS110に進んで平均化は中止し、15秒タイマ
がリセットされる。

このようにして、平均Ｇ（V_a）が中立Ｇよりずれること
があっても、V_osを適切に補正することにより、V_a＋V_os
は中立Ｇに補正することができる。

なお、上記実施例では、オフセットの平均化の時間、更
新のサイクルは15秒と一定であったが、車速の値によ
り、例えば低速では15秒、高速では30秒と切り換えれ
ば、収束の応答性と、安定性をうまく両立出来る効果が
ある。

さらに、中立Ｇからのずれが大きい時にはサイクルを15
秒、ずれが小さい時には30秒と切り換えても、同様の効
果が期待出来る事は言うまでもない。

なお、上記実施例では用いなかったが、４輪あるいはフ
ロントの右とフロント左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、ステアリング
の中立位置検出信号、使用者によるサービススイッチの
リセット信号等によって上記補正動作を行うようにして
も同等の効果が得られるのはいうまでもない。またV_os
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。

さらに、ロール抑制制御はサスペンションの減衰力、あ
るいはばね定数、あるいはスタビライサの作用を制御す
るものであっても、同様の効果が得られる事は言うまで
もない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、車幅方向のＧセンサ
の中立点のドリフトを車速検出信号および左と右の車高
差検出信号等により、左右の車高差が所定値以内のとき
に走行中のロール角度０の状態を判定して自動的に補正
するように構成したので、正確なロール抑制制御を長時
間に亘って安定して発揮することができる効果がある。

【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
装置の構成図、第２図は同上サスペンション制御装置の
Ｇセンサの出力電圧の一例を示す図、第３図（ａ）は同
上サスペンション制御装置の３方向弁の駆動状態を示す
説明図、第３図（ｂ）は同上サスペンション制御装置の
３方向弁の非駆動状態を示す説明図、第４図（ａ）は同
上サスペンション制御装置のソレノイドバルブの駆動状
態を示す説明図、第４図（ｂ）は同上サスペンション制
御装置の非駆動状態を示す説明図、第５図は同上サスペ
ンション制御装置のロール抑制の動作を示すフローチャ
ート、第６図はＧセンサの中立Ｇからの偏差ΔＶに対す
るバルブ駆動時間T_pの関係を示す特性図、第７図は同上
サスペンション制御装置のドリフト補正動作を示すフロ
ーチャートである。 FS1,FS2,RS1,RS2……エアサスペンションユニット、37
……コントロールユニット、38……車速センサ、39……
加速度センサ（Ｇセンサ）、40……操舵センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の各車輪と車体との間に設けられ、そ
   れぞれ対応する車輪に対し前記車体を支持する複数個の
   サスペンションユニットと、 前記車両の車幅方向の加速度を検出する車幅方向加速度
   検出手段と、 前記車両の走行速度を検出する車速検出手段と、 前記車両の左右の車高差を検知する車高差検知手段と、 前記車幅方向加速度検出手段、または車速検出手段また
   はその他の車両の運転状態検出手段の検出信号を入力
   し、これらの信号に基づき前記車両の車幅方向加速度に
   起因する車両のロール状態を演算し、この演算結果に基
   づいて各サスペンションユニットないし、左右のサスペ
   ンションユニットに作用するスタビライザを制御して前
   記車体のロールを抑制する演算制御装置と、 前記車幅方向加速度検出手段、車速検出手段および車高
   差検知手段の検出信号に基づいて、前記車高差が所定値
   以内のときに前記車幅方向加速度検出信号の中立点のド
   リフト補正演算を行うドリフト補正手段と を備えたサスペンション制御装置。