JPH09188119A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両のばね上荷重に適切に対応して良好な乗
り心地を得るとともに、操安性の向上が図れるサスペン
ション制御装置を提供する。 【解決手段】 車両のばね上及びばね下間には、車両の
ばね上荷重を検出する車高センサ３０を設け、コントロ
ーラ６は、車高センサ３０が検出した荷重データに応じ
て制御ゲインの大きさを調整する。ばね上荷重に応じて
制御ゲインの大きさを調整してアクチュエータ駆動信号
Ｄ、ひいては減衰係数を制御する。このため、ばね上荷
重に応じた大きさの減衰係数を設定することが可能とな
り、このように設定することによりばね上荷重の変化に
かかわらず良好な乗り心地や操安性を確保できることに
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に用いられ
るサスペンション制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサスペンション制御装置の一例と
して、特開平５−３３０３２５号公報に示すサスペンシ
ョン制御装置がある。このサスペンション制御装置は、
車両のばね上及びばね下間に介装される減衰係数可変型
ショックアブソーバと、減衰係数可変型ショックアブソ
ーバの減衰係数を制御信号に基づいて設定するアクチュ
エータと、車体の上下加速度を検出する加速度センサ
と、該加速度センサの加速度信号を積分して上下絶対速
度を求める積分手段と、前記上下絶対速度に制御ゲイン
を掛けて制御目標値を求める制御目標値算出手段と、前
記制御目標値と前記制御信号との対応関係情報をあらか
じめ格納し前記制御目標値算出手段から制御目標値を入
力することにより対応する制御信号を発生する制御信号
発生手段とを有し、上下絶対速度に応じた減衰係数を得
て乗り心地や運転性等の向上を図るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、ばね上荷重（乗員、積載荷物）が所定の値
の際に所望の減衰係数が得られるように制御ゲインを設
定しており、この制御ゲインは予め定められた所定値と
されている。一方、車両を使用する場合、乗員数や積載
荷物量などが一定であるとは限らず、特に荷物を積載す
るトラック、バン等においては車両のばね上荷重は、大
きく変化するものになっている。このため、上述したよ
うにばね上荷重（乗員、積載荷物）の変化にかかわらず
制御ゲインを所定の値に設定した従来技術では、例え
ば、ばね上荷重（乗員、積載荷物）が、あらかじめ設定
した荷重に比して軽い場合には、制御過剰になり、また
重い場合には制御不足となり、車両のばね上荷重に応じ
た良好な減衰係数制御を果たすことができず、その結
果、乗り心地や操安性が悪化するおそれがあった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、車両のばね上荷重に適切に対応して良好な乗り心地
を得るとともに、操安性の向上が図れるサスペンション
制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両のばね上
及びばね下間に介装され、アクチュエータに駆動される
通路面積調整体の位置に応じて伸び側及び縮み側の減衰
係数が調整可能で、通路面積調整体を一側から他側へ移
動したときに伸び側の減衰係数は所定領域で小さい値で
該所定領域を越えた領域で逓増し大きくなり、縮み側の
減衰係数は前記所定領域で大きな値より逓減し該所定領
域を越えた領域で小さい値を示す特性を有する減衰係数
可変型ショックアブソーバと、前記車両のばね上の上下
振動を検出して振動信号を出力する上下振動検出手段
と、前記振動信号と所定の大きさの制御ゲインに基づい
て前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を出力
するコントローラと、からなるサスペンション制御装置
において、前記車両のばね上及びばね下間には、車両の
ばね上荷重を検出する荷重検出手段を設け、前記コント
ローラには、前記荷重検出手段が検出した荷重データに
応じて制御ゲインの大きさを調整する制御ゲイン調整手
段とを備えたことを特徴とする。上記構成とすれば、ば
ね上荷重に応じて制御ゲインの大きさを調整してアクチ
ュエータを駆動するための駆動信号、ひいては減衰係数
を調整し、ばね上荷重に応じた大きさの減衰係数を設定
することが可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態のサ
スペンション制御装置を図１ないし図６に基づいて説明
する。図１において、車両を構成する車体（ばね上）１
と４個（図には一つのみを示す。）の車輪（ばね下）２
との間には、ばね３と伸／縮反転タイプの減衰係数可変
型ショックアブソーバ４が並列に介装されており、車体
１を支持している。

【０００７】車体１上には、車体１の上下方向の加速度
を検出する加速度センサ（振動検出手段）５が取り付け
られている。加速度センサ５の加速度信号はコントロー
ラ６に供給される。なお、減衰係数可変型ショックアブ
ソーバ４及びばね３は４個の車輪２に対応してそれぞれ
４個設けられているが、便宜上そのうち一つのみを図示
している。

【０００８】さらに、車軸と車体１との間には車軸−車
体１間の距離（以下、車高という。）を検出する車高セ
ンサ（荷重検出手段）３０が取付けられており、検出信
号はコントローラ６に供給される。

【０００９】減衰係数可変型ショックアブソーバ４は、
図２に示すようにシリンダ１１内にフリーピストン１２
を摺動自在に収納し、このフリーピストン１２によりガ
ス室１３と油室１４との二室に画成されている。ガス室
１３には高圧ガスが封入されており、油室１４には油液
が封入されている。油室１４にはピストン１５が摺動自
在に収納されている。油室１４はピストン１５により下
室Ｒ１と上室Ｒ２とに画成されている。ピストン１５に
はピストンロッド１６が連結されている。ピストンロッ
ド１６は上室Ｒ２を通ってシリンダ１１外に延びてい
る。

【００１０】ピストン１５には下室Ｒ１と上室Ｒ２とを
それぞれ連通する第１、第２の連通路１７、１８が形成
されている。ピストン１５の上部には、常閉の第１の減
衰弁１９が取り付けられている。第１の減衰弁１９は、
ピストンロッド１６の短縮時に下室Ｒ１の圧力が高くな
って上室Ｒ２との差圧が所定値に達すると開き、これに
より第１の連通路１７を介した下室Ｒ１と上室Ｒ２との
連通を図れるようにしている。ピストン１５の下部に
は、常閉の第２の減衰弁２０が取り付けられている。第
２の減衰弁２０は、ピストンロッド１６の伸長時に上室
Ｒ２の圧力が高くなって下室Ｒ１と上室Ｒ２との圧力差
が所定値になると開き、これにより第２の連通路１８を
介した下室Ｒ１と上室Ｒ２との連通を図れるようにして
いる。ピストン１５には、ピストンロッド１６の軸心を
挟んで相対向する第３、第４の連通路２１，２２が形成
されている。第３、第４の連通路２１，２２は、それぞ
れ上室Ｒ２、下室Ｒ１に連通している。

【００１１】第３、第４の連通路２１，２２には、それ
ぞれチェック弁２３，２４が配設されている。チェック
弁２３は下室Ｒ１から上室Ｒ２への油液の流れのみを許
容し、チェック弁２４は上室Ｒ２から下室Ｒ１への油液
の流れのみを許容する。ピストン１５内部には円板状の
可動板（通路面積調整体）２５がピストンロッド１６の
軸心を中心にして回動自在に保持されており、可動板２
５の板面は第３、第４の連通路２１，２２をそれぞれ横
切っている。可動板２５には図３に示すように周方向に
沿って円弧状に延びる一対の長孔２６，２７が形成され
ている。長孔２６，２７は可動板２５の中心と同心状の
位置に相対向して形成されている。長孔２６は、図３矢
印Ｒ方向に向かうに従って開口面積が小さくなり、長孔
２７は、矢印Ｒ方向に向かうに従って開口面積が大きく
なるようになっている。

【００１２】可動板２５を矢印Ｒ又は矢印Ｌ方向に回動
すると、長孔２６，２７の、第３、第４の連通路２１，
２２に臨む部分が連続的に替わり第３、第４の連通路２
１，２２の開口面積が逓増又は逓減するようになってお
り、これにより減衰係数可変型ショックアブソーバ４
が、図４に実線で示す減衰特性を得られるようにしてい
る。

【００１３】なお、図２において、２８はピストンロッ
ド１６の軸心に相対回転自在に設けられて下端部が可動
板２５に連結される操作ロッドである。また、２９は、
操作ロッド２８の上端部に連結され、この操作ロッド２
８を介して可動板２５を矢印Ｒ方向または矢印Ｌ方向に
回転させるステッピングモータ等のアクチュエータであ
る。このアクチュエータ２９は、コントローラ６から出
力される制御信号Ｄに基づいて操作ロッド２８を介し可
動板２５を角θ回転させ、制御信号Ｄに応じて減衰係数
可変型ショックアブソーバ４が所望の伸び側、縮み側減
衰係数を得られるようにしている。

【００１４】次に、長孔２６，２７の、第３、第４の連
通路２１，２２に臨む箇所（ａ２〜ｂ２〜ｃ２，ａ１〜
ｂ１〜ｃ１）と、減衰係数との関係を図３及び図４に基
づいて説明する。ここで、長孔２６，２７の、第３、第
４の連通路２１，２２に臨む箇所は、可動板２５の回転
角度θによって表わす。なお、長孔２６，２７の中心で
ある位置ｂ２，ｂ１が第３、第４の連通路２１，２２に
臨んでいる場合、この位置を可動板２５の基準位置（θ
＝０）としている。

【００１５】（１）可動板２５を基準位置から矢印Ｒ方
向に回転する、即ち可動板２５を正方向（θ＞０）に回
転させた場合、長孔２６の位置ａ２が第３の連通路２１
に臨み、かつ長孔２７の位置ａ１が第４の連通路２２に
臨む。これにより、下室Ｒ１から上室Ｒ２へ油液が流れ
やすく、上室Ｒ２から下室Ｒ１へ油液が流れ難くなって
伸び側減衰係数が大きくかつ縮み側減衰係数が小さくな
る。

【００１６】（２）可動板２５を基準位置から矢印Ｌ方
向に回転する、即ち可動板２５を負方向（θ＜０）に回
転させた場合、長孔２６の位置ｃ２が第３の連通路２１
に臨み、かつ長孔２７の位置ｃ１が第４の連通路２２に
臨む。これにより、下室Ｒ１から上室Ｒ２へ油液が流れ
難く、上室Ｒ２から下室Ｒ１へ油液が流れやすくなって
伸び側減衰係数が小さくかつ縮み側減衰係数が大きくな
る。

【００１７】前記コントローラ６は、図５及び図６の処
理を行ってアクチュエータ２９を介して減衰係数可変型
ショックアブソーバ４の減衰係数を制御する。コントロ
ーラ６の演算処理内容を図５及び図６に基づいて説明す
る。なお、コントローラ６は、加速度センサ５からの加
速度信号を積分して速度データ（振動信号）を得、この
速度データに制御ゲインをかけることによりアクチュエ
ータ駆動信号Ｄを求め、このアクチュエータ駆動信号Ｄ
をアクチュエータ２９に出力するようになっている。

【００１８】コントローラ６は、車両のエンジン始動等
により電力供給を受ける（ステップS31 ）と、まず初期
設定を行なって（ステップS32 ）制御周期ｔ_m （ｓ）に
達したか否かを判定する（ステップS33 ）。ステップS3
3 では、制御周期ｔ_m （ｓ）に達したと判定するまで繰
り返して制御周期ｔ_m （ｓ）に達したか否かを判定す
る。

【００１９】ステップS33 で制御周期ｔ_m （ｓ）に達し
たと判定すると、前回の周期で得られた演算（後述する
ステップS38 参照）結果に基づいてアクチュエータ２９
を駆動する（ステップS34 ）。

【００２０】続いてステップS35 でアクチュエータ２９
以外の機構、例えばＬＥＤランプ等に信号を出力する。
次に加速度センサ５から加速度信号αを読み込む（ステ
ップS36 ）。続いてばね上荷重補償のサブルーチンを実
行して前記制御ゲインの大きさを調整する（ステップS3
7 ）。

【００２１】ステップS37 に続いて、ステップS38 で、
上述したように加速度センサ５からの加速度信号αを積
分して速度データ（振動信号）を得、この速度データに
制御ゲインをかけることによりアクチュエータ駆動信号
Ｄを求める。この場合、制御ゲインはステップS37 のサ
ブルーチンで設定されたものが適用される。

【００２２】ステップS38 の処理結果に基づいて得られ
たアクチュエータ駆動信号Ｄが、次の制御周期のステッ
プS34 においてアクチュエータ２９に出力され、これに
よりアクチュエータ２９は、アクチュエータ駆動信号Ｄ
に基づいて操作ロッド２８を介し可動板２５を角θだけ
回転させ、減衰係数可変型ショックアブソーバ４にアク
チュエータ駆動信号Ｄに応じた大きさの伸び側、縮み側
減衰係数を設定させる。

【００２３】ステップS37 のばね上荷重補償のサブルー
チンは、車高センサ（荷重検出手段）３０の検出値（荷
重データ）に基づいて制御ゲインの大きさを調整するも
のであり、次に、このサブルーチンを図６に基づいて説
明する。

【００２４】まずステップS41 で車高センサの検出値に
時定数の長いローパスフィルタをかけてセンタ値を算出
し、続くステップS42 で現在の車高センサのセンタ値と
空車時の車高センサの検出値との差を求め、その差分値
から現在のばね上荷重を求め、このばね上荷重があらか
じめ設定した基準荷重Ｍ₁ 以上か否かを判定する。ステ
ップS42 でYES と判定すると、制御ゲインＫとしてばね
上荷重大用ゲインＫ₁を設定し（ステップS43 ）、ま
た、ステップS42 でNOと判定すると、制御ゲインＫとし
てばね上荷重小用ゲインＫ₂ （Ｋ₂ ＜Ｋ₁ ）を設定して
（ステップS44 ）処理をメインルーチンに戻って行う。

【００２５】上述したように構成したサスペンション制
御装置の作用を図５及び図６に基づいて説明する。

【００２６】車両への乗員数の変化等に伴いばね上荷重
が変化した場合、現在のばね上荷重が基準荷重Ｍ₁ 以上
か否かを判定し（ステップS42 ）、現在のばね上荷重が
基準荷重Ｍ₁ 以上であると制御ゲインＫとしてばね上荷
重大用ゲインＫ₁ を設定し（ステップS43 ）、また、未
満であるとばね上荷重小用ゲインＫ₂ を設定する。そし
て、加速度センサ５からの加速度信号を積分して速度デ
ータ（振動信号）を得、この速度データに前記制御ゲイ
ン（Ｋ₁ またはＫ₂ ）をかけることによりアクチュエー
タ駆動信号Ｄを求め、このアクチュエータ駆動信号Ｄを
アクチュエータ２９に出力する。すると、アクチュエー
タ２９は、アクチュエータ駆動信号Ｄに基づいて操作ロ
ッド２８を介し可動板２５を回転させ、減衰係数可変型
ショックアブソーバ４にアクチュエータ駆動信号Ｄに応
じた伸び側、縮み側減衰係数を設定させることになる。

【００２７】このようにばね上荷重に応じて制御ゲイン
を調整してアクチュエータ駆動信号、ひいては減衰係数
を制御するようにしたので、ばね上荷重が基準荷重より
も大きいときには、ばね上荷重大用ゲインによって、制
御不足を補って最適な制御効果を得ると共に、ばね上荷
重が基準荷重未満のときには、ばね上荷重小用ゲインに
よって、制御過剰を抑えて最適な制御効果を得ることが
できる。その結果、ばね上荷重に応じた大きさの減衰係
数を設定することが可能となり、このように設定するこ
とによりばね上荷重の変化にかかわらず良好な乗り心地
や操安性を確保できることになる。

【００２８】上記実施の形態では、荷重検出手段が車軸
と車体との間に取付けられた車高センサである場合を例
にしたが、これに代えて例えばエアサスペンション装置
を装着した車両におけるエアばね内の圧力を検出する圧
力センサを設け、これによりばね上荷重を検出するよう
にしてもよい。このような圧力センサを用いたサスペン
ション制御装置の一例を図７ないし図９に示す。なお、
図１ないし図６に示す部材、部分についての図示、説明
は、適宜省略する。

【００２９】このサスペンション制御装置には、エアサ
スペンション装置を構成するエアばね３ａの上端部分内
部に面して、エアばね内の圧力を検出する圧力センサ３
１を有している。また、このサスペンション制御装置
は、車高センサ値に基づくステップS37 のばね上荷重補
償のサブルーチン（図５）に代えて、圧力センサ３１の
検出値に基づくステップS37Aのばね上荷重補償のサブル
ーチンを設けている。ステップS37Aのサブルーチンで
は、図８に示すように、図６のステップS41 、ステップ
S42 に代わる、ステップS41A、ステップS42Aを有してい
る。

【００３０】ステップS37Aのばね上荷重補償のサブルー
チンでは、まずステップS41Aで圧力センサ３１の検出値
に時定数の長いローパスフィルタをかけて平均値を算出
し、続くステップS42Aで現在の圧力センサ３１の検出値
の平均値と空車時の圧力センサ３１の検出値との差を求
め、その差分値から現在のばね上荷重を求め、このばね
上荷重があらかじめ設定した基準荷重Ｍ₁ 以上か否かを
判定し、以下、上述したのと同様に、制御ゲインＫとし
てばね上荷重大用ゲインＫ₁ の設定（ステップS43 ）、
または制御ゲインＫとしてばね上荷重小用ゲインＫ₂ の
を設定（ステップS44 ）を行い、処理をメインルーチン
に戻って行う。

【００３１】この図７ないし図９に示すサスペンション
制御装置も、上述した図１ないし図６に示す装置と同様
に、ばね上荷重に応じて制御ゲインの大きさを調整して
アクチュエータ駆動信号、ひいては減衰係数を制御する
ので、ばね上荷重に応じた大きさの減衰係数を設定する
ことが可能となり、このように設定することによりばね
上荷重の変化にかかわらず良好な乗り心地や操安性を確
保できることになる。

【００３２】なお、上記実施の形態では、ばね上荷重の
変化の度合いによって制御ゲインを２段階に切り替えて
いるが、３段階以上に切り換えるようにしてもよいし、
連続的に調整するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、ばね上荷重に応じて制御ゲイ
ンの大きさを調整してアクチュエータ駆動信号、ひいて
は減衰係数を制御するので、ばね上荷重に応じた大きさ
の減衰係数を設定することが可能となり、このように設
定することによりばね上荷重の変化にかかわらず良好な
乗り心地や操安性を確保できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のサスペンション制御装
置を模式的に示す図である。

【図２】同サスペンション制御装置に用いる減衰係数可
変型ショックアブソーバを示す断面図である。

【図３】同減衰係数可変型ショックアブソーバに組み付
けられる可動板を示す平面図である。

【図４】同可動板の回転角度と、減衰係数との関係を示
す図である。

【図５】同サスペンション制御装置のコントローラの制
御内容を示すフローチャートである。

【図６】同フローチャートのばね上荷重補償のサブルー
チンを示すフローチャートである。

【図７】圧力センサを用いたサスペンション制御装置を
模式的に示す図である。

【図８】同サスペンション制御装置のコントローラの制
御内容を示すフローチャートである。

【図９】同フローチャートのばね上荷重補償のサブルー
チンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

４ 減衰係数可変型ショックアブソーバ ６ コントローラ ２９ アクチュエータ ３０ 車高センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のばね上及びばね下間に介装され、
   アクチュエータに駆動される通路面積調整体の位置に応
   じて伸び側及び縮み側の減衰係数が調整可能で、通路面
   積調整体を一側から他側へ移動したときに伸び側の減衰
   係数は所定領域で小さい値で該所定領域を越えた領域で
   逓増し大きくなり、縮み側の減衰係数は前記所定領域で
   大きな値より逓減し該所定領域を越えた領域で小さい値
   を示す特性を有する減衰係数可変型ショックアブソーバ
   と、前記車両のばね上の上下振動を検出して振動信号を
   出力する上下振動検出手段と、前記振動信号と所定の大
   きさの制御ゲインに基づいて前記アクチュエータを駆動
   するための駆動信号を出力するコントローラと、からな
   るサスペンション制御装置において、 前記車両のばね上及びばね下間には、車両のばね上荷重
   を検出する荷重検出手段を設け、前記コントローラに
   は、前記荷重検出手段が検出した荷重データに応じて制
   御ゲインの大きさを調整する制御ゲイン調整手段とを備
   えたことを特徴とするサスペンション制御装置。