JPH107033A

JPH107033A - エアサスペンション制御装置

Info

Publication number: JPH107033A
Application number: JP8177197A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Atsumi; 良宏渥美
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ばね上部材の上下加速度の振幅中心のずれに
よるストッパ当たりを防止し、乗り心地を向上するエア
サスペンション制御装置の提供。【解決手段】ばね下部材に対するばね上部材の上下変
位を検出する変位検出手段２７と、前記ばね上部材の上
下加速度を検出する加速度検出手段２８と、前記エアス
プリング内のエア圧調整可能に設けられた制御弁１８
と、前記変位検出手段２７にて検出された上下変位と目
標中立位置との偏差に基づき目標制御量を補正するとと
もに、前記エアスプリングのエア給排タイミングを前記
加速度検出手段２８にて検出された上下加速度に基づき
決定し前記制御弁１８の作動を制御する制御手段２４と
を備え、補正された目標制御量と前記エア給排タイミン
グとに応じて前記制御弁１８の作動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャブエアサスペ
ンションやシャーシエアサスペンション等の車両用エア
サスペンションに好適なエアサスペンション制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エアスプリングを備えたエア
サスペンション制御装置は種々知られている。特開平５
ー６９８６０号公報はキャブエアサスペンションの一例
であり、シャーシフレームにエアベローズ（エアスプリ
ング）を介してキャブを取付けて、前記エアベローズ内
の空気を給排気してエアスプリングのばね定数を調整す
るように構成され、キャブの加速度Ｇが小さい場合は、
レベリングバルブによりキャブ変位に応じて空気の給排
を制御することで、ばね定数を小さく設定し、加速度Ｇ
が大きくなり、所定値以上になると電磁弁を作動させる
一定時間ｔだけ、ばね定数を増大させてボトミングを防
止している。

【０００３】しかしながら、上記従来例は大入力時のボ
トミング（ストッパ当り）を防止するために一定時間ば
ね定数を増大させるものにすぎず、ばね定数増大期間中
は乗心地が大幅に低下するし、通常入力時の乗心地向上
効果もたいして期待できない、等の問題があり、より緻
密なばね定数の制御が望まれる。

【０００４】図４は、シャーシエアサスペンションの一
例であり、より緻密にばね定数を制御する機構を示した
エアサスペンション制御装置の構成図である。ＦＲエア
スプリング１１３及びＦＬエアスプリング１１４の給排
気を制御するフロント制御ソレノイドバルブ機構１１
１、及びＲＲエアスプリング１１５及びＲＬエアスプリ
ング１１６の給排気を制御するリヤ制御ソレノイドバル
ブ機構１１２は、それぞれフロー制御ソレノイドバルブ
機構１１０に接続されている。

【０００５】リザーブタンク１０１は、リターンポンプ
１０５を中央に挟んで高圧タンク１０６、低圧タンク１
０４で構成され、前記高圧タンク１０６は、ハイプレッ
シャスイッチ１０２、前記ソレノイドバルブ機構１１０
の給気流路用ソレノイドバルブ１１０ａに連通する連通
管１１７、及びコンプレッサ１０９に連結するととも
に、フロント排気流路用ソレノイドバルブ１１０ｂとリ
ヤ排気流路用ソレノイドバルブ１１０ｃに連通するドラ
イヤー１０７と連結する連通管１１８を備えている。

【０００６】また、低圧タンク１０４は、ロープレッシ
ャスイッチ１０３、フロント排気流通用ソレノイドバル
ブ１１０ｂに連通する連通管１１９、リヤ排気流通用ソ
レノイドバルブ１１０ｃに連通する連通管１２０を備え
ている。

【０００７】このように構成された従来のエアサスペン
ション制御装置は、図５に示すように、位相補正した車
体の上下加速度信号の振動周期がばね上部材の共振周波
数付近で、且つ、大きさが第１しきい値以上であるかど
うかを半周期毎に判定して、スカイフックダンパ制御を
実施するかどうかを決定する。

【０００８】そして、車体の上下加速度信号の大きさが
第１しきい値以上である場合は、判定時の加速度と方向
に対応した給排気を制御するソレノイド弁の開閉時間を
決め、アクティブ制御を実施する。もし、制御途中で振
動周期がばね上部材の共振周波数からはずれるか、大き
さが第２しきい値以下（第１しきい値＞第２しきい値）
になるとスカイフック制御を中止するように動作する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】よって、上述の従来の
エアサスペンション制御装置は車体の上下加速度信号の
振動周期がばね上部材の共振周波数付近で、且つ、大き
さが第１しきい値以上であるかどうかを半周期毎に判定
している関係上、給排気が連続して行われることとな
り、よりこまかな給排気制御を行うことができ乗心地を
向上できるが、図６に示すように、上下変位の振幅中心
が中立点からずれて、ストッパ当たりを起こしやすくな
るという問題がある。

【００１０】上述の事情に鑑み、本発明は、ばね上部材
の振幅中心を中立位置に保ちながら、乗り心地を向上で
きるエアサスペンション制御装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点に鑑
みてなされたもので、その特徴とするところは、ばね下
部材に対するばね上部材の上下変位を検出する変位検出
手段と、前記ばね上部材の上下加速度を検出する加速度
検出手段と、エアスプリング内のエア圧を調整可能に設
けられた制御弁と、前記各検出手段よりの検出出力に基
づき前記制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、前
記制御手段は、前記変位検出手段にて検出された上下変
位と目標中立位置との偏差に基づき乗心地制御用の目標
制御量を補正するとともに、前記エアスプリングの乗心
地制御用のエア給排タイミングを前記加速度検出手段に
て検出された上下加速度に基づき決定し、前記補正後の
目標制御量と前記エア給排タイミングとに応じて前記制
御弁の作動を制御すべく構成されていることを特徴とす
るエアサスペンション制御装置にある。かかる発明によ
れば、乗心地制御用の制御量をばね上部材の上下変位
（ばね下部材とばね上部材の相対上下変位）と目標中立
位置との偏差に応じて補正するので、ばね上部材の振幅
中心を目標、中立位置に保つことができる。これにより
サスペンションのストロークを有効に生かすことができ
るし、上下加速度に基づき乗心地制御用のエア給排タイ
ミングを決定するので、良好な乗心地を確保できる。

【００１２】また、前記制御手段は、前記加速度検出手
段にて検出された上下加速度が所定値以上の時に前記補
正された目標制御量と前記エア給排タイミングとに応じ
て前記制御弁の作動を制御するとともに、前記上下加速
度が前記所定値に満たない時は、前記変位検出手段にて
検出された上下変位と目標中立位置との偏差に基づく中
立位置制御用の目標制御量に基づき前記制御弁の作動を
制御するように構成されることも本発明の有効な手段で
ある。

【００１３】かかる構成によれば、ばね下部材に対する
ばね上部材の上下変位を変位検出手段により検出し、ば
ね上部材の上下加速度を加速度検出手段により検出し、
上下加速度が所定値（しきい値）に満たないときはばね
上部材の上下変位と目標中立位置との偏差に応じた中立
位置制御を実行し、上下加速度がしきい値以上のとき
は、前記変位検出手段にて検出された上下変位と目標中
立位置との偏差に応じて補正した乗心地制御用の目標制
御量に応じてエア圧調整用の制御弁が作動させる。

【００１４】よって、ばね上部材に入力される上下加速
度が所定値以上のときは、ばね上部材の振幅中心を目標
中立位置に保ちながら乗り心地を向上することができ、
また、上下加速度が所定値より小さいときは、ばね上部
材の姿勢を安定させることができる。

【００１５】また、前記制御手段は、上記偏差信号をロ
ーパスフィルタにて濾過した信号に基づき乗り心地制御
用の目標制御量を補正するように構成することも本発明
の有効な手段である。このように構成することにより、
高周波成分である変位の振動成分を取り除いて、振幅中
心と目標中立位置との偏差を容易に抽出することがで
き、振幅中心を目標中立位置に収斂させる精度が向上
し、レベリングに効果を奏する。

【００１６】また、トラック等のキャブサスペンション
のように前記エアスプリングが、車両のシャーシフレー
ムと、運転席が設けられるキャブとの間に設けられるも
のに適用することも本発明の有効な手段である。このよ
うに構成することにより、シャーシサスペンションに比
べてストロークの少ないキャブサスペンションにおい
て、ストッパ当たりによる乗り心地悪化を防止してサス
ペンションストロークを有効に生かすことができるよう
になり、効率良く乗り心地が向上する。

【００１７】また、前記乗心地用の目標制御量の補正
は、目標制御量に前記偏差に応じた補正制御量を加算し
て行われるように構成することも本発明の有効な手段で
ある。したがって、簡便な手法により補正が行えるとと
もに、乗り心地のよいエアサスペンション制御装置を提
供することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の好適
な実施形態につき詳細に説明する。但しこの実施例に記
載されている構成部品の寸法、材質、形状その相対配置
などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲
をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎ
ない。図１は本発明の実施形態に係るエアサスペンショ
ン制御装置の構成図である。同図において、１４はコン
プレッサ、１４１は逆止弁、１４２は安全弁、１７はメ
イン空気タンク、１７１はサブタンク、１８は比例電磁
弁（制御弁）、１１はトラックのキャブ９（ばね上部
材）とシャーシフレーム９０（ばね下部材）との間に介
装されたエアスプリングである。そして前記電磁弁１８
の作動を制御するコントローラ２４（制御手段）は、シ
ャーシフレーム９０に対するキャブ９の変位を検出する
レベリングセンサ２７（変位検出手段）及びキャブ９に
作用する上下加速度を検出する加速度センサ２８（加速
度検出手段）よりの信号を取込んで給排気時の指示圧力
に対応する信号を生成し、該信号を駆動回路２４１を介
して電磁弁１８に供給し、エアスプリング１１に対する
エアの給排制御を行う。

【００１９】次に、図２を用いて前記のように構成され
たエアサスペンション制御装置の制御方法をコントロー
ラ２４の構成を中心に説明する。エアスプリング１１に
より制御されるキャブ９の動きを検出するレベリングセ
ンサ（変位検出手段）２７は、上下方向に振動する連続
した出力波形を送出する。コントローラ２４には、レベ
リングセンサ２７の出力と所定の基準位置（中立位置）
との偏差を演算する減算器５０が設けられており、減算
器５０の出力端には、ローパスフィルタ１及びＰＩ演算
手段３からなる中立位置制御用の回路系Ａと、ローパス
フィルタ２及びＰＩ演算手段４からなる乗心地制御補正
用の回路系Ｂが接続されている。尚、ローパスフィルタ
１及び２はそれぞれの目的に合わせた相互に異なる回路
定数のフィルタ部材で構成され、同じように、ＰＩ演算
手段３及び４も、それぞれの目的に合わせた相互に異な
る回路定数の演算回路で構成されている。

【００２０】前記回路系Ａの出力端は、ゲート回路６の
入力端６ａに接続され、前記回路系Ｂの出力端は圧力補
正値算出部５１を介して乗心地制御手段５に接続されて
いる。この乗心地ＰＩ制御手段５は加速度センサ（加速
度検出手段）２８から入力信号を受け、加速度の絶対値
が所定値以上の場合に、前記回路系Ｂの出力信号に対応
して補正された目標圧力（目標制御量）を加速度がゼロ
になるまで付与するようにエア給排タイミングを設定し
て電磁弁１８の動作を制御する。該乗心地ＰＩ制御手段
５の出力端は前記ゲート回路６の入力端６ｂに接続され
る。

【００２１】ゲート開閉手段８は加速度センサ２８から
の信号を受け、加速度センサ２８により上下加速度Ｇｃ
がしきい値Ｇｓより小さくないとき、すなわちＧｃ≧Ｇ
ｓのとき、前記回路系Ａ側の入力端６ａのゲートを閉
じ、入力端６ｂ側のゲートを開成し、乗心地ＰＩ制御手
段５により電磁弁１８を制御してエアスプリング１１の
圧力を制御する。また、Ｇｃ＜Ｇｓのときは、前記回路
系Ａ側の入力端６ａのゲートを開成し、入力端６ｂ側の
ゲート閉成し、前記回路系Ａによるレベリング中立点の
位置制御が行われる。

【００２２】ところで、車両が走行中は、走行路面の状
態や走行状態によりキャブ９に振動が生じてレベリング
センサ２７は、微小な振幅を有した高周波振動と、高周
波振動より大きい振幅を有した低周波振動とが入り交じ
った振動を受ける。

【００２３】このため、本実施例では基準位置とレベリ
ングセンサ出力との偏差を出力する減算器５０の後段に
ローパスフィルタ１、２を設けており、これにより振幅
中心と基準位置（中立位置）との偏差を安定して抽出す
ることができるものとなっている。すなわち、ローパス
フィルタにより高周波成分である変位の変動成分を除去
することで上記偏差が容易に抽出できる。なお、図２中
のｓはラプラス演算子、Ｔ₁、Ｔ₂（Ｔ₁≠Ｔ₂）は時定数
である。更に後段に設けられるＰＩ演算手段３、４はロ
ーパスフィルター１、２から出力される偏差と偏差の積
分値とに比例した給排増減値を出力するものとなってお
り、キャブ９の振幅中心を基準位置（中立位置）に保持
するのに有効な出力が得られる。なお、図２中のＫ
ｐ₁、Ｋｐ₂は比例成分に対する制御ゲイン、Ｋｉ₁、Ｋ
ｉ₂は積分成分に対する制御ゲインを示す。（Ｋｐ₁≠Ｋ
ｐ₂、Ｋｉ₁≠Ｋｉ₂）

【００２４】そして、ＰＩ演算手段４の出力に応じて圧
力補正値算出部５１が補正圧力ΔＰｉｈ、ΔＰｉｌを算
出する。乗心地制御手段５は上下加速度の大きさに応じ
て定められる給気時目標制御圧力Ｐｐｈ、排気時目標制
御圧力Ｐｐｌを乗心地制御用の目標制御量として設定す
るものとなっており、前述のΔＰｉｈ、ΔＰｉｌに基づ
いてこの目標制御量を補正するものとなっている。すな
わち、給気時の目標制御圧力をＰｐｈ、ＰＩ演算手段４
の出力に対応する補正圧力をΔＰｉｈとすると、補正後
の目標制御圧力ＰＨは、ＰＨ＝Ｐｐｈ＋ΔＰｉｈとな
り、これを給気時指示圧力として与えることによって、
キャブ９の下方向への加速度及び変位は押さえられる。
また、キャブ９は上方向にも変位するが、この上方への
変位及び加速度に対しては排気を行う。ここで排気時の
目標制御圧力をＰｐｌ、ＰＩ演算手段４の出力に対応す
る補正圧力をΔＰｉｌとすると、補正後の目標制御圧力
ＰＬは、ＰＬ＝Ｐｐｌ＋ΔＰｉｌとなり、これを排気時
指示圧力として与えることによって、キャブ９の上方向
への加速度及び変位は押さえられる。したがって、上下
加速度がしきい値より小さいときは、レベリングセンサ
２７、回路系Ａ、ゲート回路６、電磁弁１８、エアスプ
リング１１のループにより中立位置制御が実行され自動
的にキャブ９の高さは基準値に収斂される。

【００２５】一方、上下加速度がしきい値より大きいと
きには、乗心地が低下すると同時に過大な上下変位が生
じてボトミング（ストッパ当り）の危険が発生すること
になる。このため、乗心地制御手段５によって加速度が
ゼロになるまで、上下加速度に対応した目標値と振幅中
心と中立位置との偏差に対応した補正値を含んだ圧力を
付与して、乗心地を確保しながらキャブの振幅中心を基
準値に収斂させる。この場合のエア給排タイミングとし
ては加速度の絶対値が所定値以上になると補正した目標
圧力を付与し、加速度がゼロとなったところで圧力の付
与を停止する。すなわち、加速度が負の値のときは、給
気時指示圧力ＰＨ＝Ｐｐｈ＋ΔＰｉｈを加速度がゼロに
なるまで付与し、加速度が正のときは、排気時指示圧力
ＰＬ＝Ｐｐｌ＋ΔＰｉｌを加速度がゼロになるまで付与
する。

【００２６】次に、図３の流れ図を用いて、前記のよう
に構成された制御装置の動作を説明する。図示しないス
タータスイッチをＯＮすると、制御スタート（５０）と
なり図３に示す流れ図の動作が開始する。各種センサの
読み込みがなされ（５１）、加速度センサ２８により上
下加速度Ｇｃがしきい値Ｇｓ以上のとき、すなわちＧｃ
≧Ｇｓのとき（５２）、乗心地制御手段５による乗心地
制御（５３）に移行する。また、上下加速度Ｇｃがしき
い値Ｇｓに満たないときは中立位置制御（５４）が実行
される。

【００２７】乗心地制御または中立位置制御の実行後
は、車両停止などにより制御終了ＳＷが閉成されていな
い条件のもとに（５５）、制御周期が経過すると（５
６）、再度センサ読み込み（５１）を行ない、上述の判
別を繰り返す。また、車両停止などにより、図示しない
制御終了ＳＷが閉成されると（５５）、終了する（５
７）。

【００２８】上述したように本実施例は、上下加速度が
しきい値Ｇｓに満たないときはキャブ９のシャーシフレ
ーム９０に対する上下変位と目標中立位置との偏差に応
じてキャブ９を目標中立位置に制御し、上下加速度がし
きい値Ｇｓ以上のときは、前記レベリングセンサにて検
出された上下変位と目標中立位置との偏差に応じて補正
した目標制御量に応じてエア圧調整用の比例電磁弁１８
を作動させる。

【００２９】この電磁弁によるエア給排タイミングは、
前記補正された目標制御量である給気時指示圧力ＰＨ、
もしくは排気時指示圧力ＰＬに対応する圧力が得られる
ように、負の加速度が与えられている場合には、前記Ｐ
Ｈを加速度がゼロになるまで付与し、正の加速度が与え
られている場合には、前記ＰＬを加速度がゼロになるま
で付与する。このように、乗り心地制御用のエアの給気
停止、排気停止の給排タイミングは加速度センサにより
検出される上下加速度に基づき決定される。

【００３０】よって、ばね上部材に入力される上下加速
度が所定値以上のときは、振幅中心が目標中心位置から
ずれることを効果的に防止してサスペンションストロー
クを有効利用することができるようになり、ばね上部材
の振幅中心を目標中立位置に保ちながら乗心地を向上す
ることができる。また、上下加速度が所定値より小さい
ときは、ばね上部材の姿勢を安定させることができる。
従って、本実施例は、ばね上部材の振幅中心を目標中立
位置に保ちながら乗心地を向上することができる。

【００３１】また、本実施例は、前記制御手段を、上記
偏差信号をローパスフィルタにて濾過した信号に基づき
乗り心地制御用の目標制御量を補正するように構成する
ことにより、高周波成分である変位の変動成分を取り除
いて、振幅中心と目標中立位置との偏差を容易に抽出す
ることができ、振幅中心を目標中立位置に収斂させる精
度が向上し、レベリングに効果を奏する。

【００３２】また、本実施例は、前記エアスプリング
を、車両のシャーシフレームと、運転席が設けられるキ
ャブとの間に設けられているので、シャーシサスペンシ
ョンに比べてストロークの少ないキャブサスペンション
において、ストッパ当たりによる乗り心地悪化を防止し
てサスペンションストロークを有効に生かすことができ
るようになり、効率良く乗り心地が向上する。

【００３３】また、本実施例は、前記乗心地用の目標制
御量の補正を、目標制御量に偏差に応じた補正制御量を
加算して行うので、簡便な手法により補正が行えるとと
もに、乗り心地のよいエアサスペンション制御装置を提
供することができる。

【００３４】尚、本実施例においては、ローパスフィル
タ１及びＰＩ演算手段３の回路系Ａと、ローパスフィル
タ２及びＰＩ演算手段４の回路系Ｂを並設したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、回路系Ｂだけを用
いるように構成してもよいことは勿論のことである。ま
た、上記実施例ではキャブサスペンションへの適用例を
示したが、シャーシサスペンションやシートサスペンシ
ョンに適用しても良い。更に、乗心地制御手段５の乗心
地制御マップに示される給排タイミングは対象となるエ
アサスペンション特性に合わせて実施例とは異なるタイ
ミングを設定しても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ばね上部材の振幅中心を目標中立位置に保ちながら乗心
地をを向上するエアサスペンション制御装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエアサスペンション制
御装置の構成図である。

【図２】本発明の上記実施形態における制御ブロック図
である。

【図３】本発明の実施形態に係る作用を説明する流れ図
である。

【図４】従来例のエアサスペンション制御装置の構成図
である。

【図５】図４の制御方法を説明する図である。

【図６】図５の制御方法によるレベリング中立点のずれ
を説明する図である。

【符号の説明】

１、２ローパスフィルタ３、４ＰＩ演算手段５乗心地制御手段６ゲート回路８ゲート開閉手段９キャブ１１エアスプリング１４コンプレッサ１７リザーブタンク１８電磁弁（制御弁）２４コントローラ２７レベリングセンサ（変位検出手段）２８加速度センサ（加速度検出手段）９０シャーシフレーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ばね下部材に対するばね上部材の上下変
位を検出する変位検出手段と、前記ばね上部材の上下加速度を検出する加速度検出手段
と、エアスプリング内のエア圧を調整可能に設けられた制御
弁と、前記各検出手段よりの検出出力に基づき前記制御弁の作
動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記変位検出手段にて検出された上下
変位と目標中立位置との偏差に基づき乗心地制御用の目
標制御量を補正するとともに、前記エアスプリングの乗
心地制御用のエア給排タイミングを前記加速度検出手段
にて検出された上下加速度に基づき決定し、前記補正後
の目標制御量と前記エア給排タイミングとに応じて前記
制御弁の作動を制御すべく構成されていることを特徴と
するエアサスペンション制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記加速度検出手段に
て検出された上下加速度が所定値以上の時に前記補正さ
れた目標制御量と前記エア給排タイミングとに応じて前
記制御弁の作動を制御するとともに、前記上下加速度が前記所定値に満たない時は、前記変位
検出手段にて検出された上下変位と目標中立位置との偏
差に基づく中立位置制御用の目標制御量に基づき前記制
御弁の作動を制御することを特徴とする請求項１記載の
エアサスペンション制御装置。
【請求項３】前記制御手段は、上記偏差信号をローパ
スフィルタにて濾過した信号に基づき目標制御量を補正
することを特徴とする請求項１記載のエアサスペンショ
ン制御装置。
【請求項４】前記エアスプリングは、車両のシャーシ
フレームと、運転席が設けられるキャブとの間に設けら
れることを特徴とする請求項１記載のエアサスペンショ
ン制御装置。
【請求項５】前記目標制御量の補正は、乗心地制御用
の目標制御量に前記偏差に応じた補正制御量を加算して
行われることを特徴とする請求項１記載のエアサスペン
ション制御装置。