JPS60157911A - 車両におけるサスペンシヨン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、路面の凹凸状況に応じて車両のロール剛性
を自動的に制御する車両におけるサスペンション制御装
置に関する。

（従来技術〕 従来の車両におけるサスペンション制御装置としては、
例えば、特開昭５０−１６０９１１号公報（発明の名称
：アンチロール懸架装置）に開示されているものがある
。このものは、車体と車軸間に設けられた懸架バネのバ
ネ上、バネ下両質量間の相対運動に応じて変位し且つリ
ザーバと連通可能な油圧回路を有する油圧シリンダと、
前記相対運動の相対速度を検出する油圧センサとを、夫
々前記車体と前記車軸間に配設し、前記油圧シリンダの
変位の大きさが所定値より大で且つ前記油圧センサが検
出した相対速度が指定値より小なるときは、前記油圧回
路を遮断してオイルロック状態として前記相対運動を阻
止してアンチロール作動し、その他の場合には、前記オ
イルロック状態を解除してアブソーバをして作用をなす
手段を有するアンチロール懸架装置というものである。

しかしながら、このような従来の車両におけるサスペン
ション制御装置にあっては、車両の左右の車輪の一方に
ついてその移動の速度及び変位が所定条件となったとき
に車両のロールを判別する構成となっているため、車両
のロールのみを正確に検出することができず、車両のロ
ールによる移動以外の運動でも前記条件を満たす場合に
は、オイルロック状態となり、車両の接地性、乗心地、
走行安定性等を十分満足することができない不具合を有
していた。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来の不具合に着目してなされ
たものであり、その目的は、路面の凹凸状況、特に、悪
路、良路、良路における一過性の凹凸等に基づく車両の
ロールを確実に検出して、その路面状況に最適なロール
剛性制御を行うことにより、上記従来例の不具合を解消
することを目的としている。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、この発明は、制御信号によ
りロール剛性を変化させることが可能なサスペンション
装置を備える車両におｔｌｌで、路面凹凸状況に応じた
車両のロール量を検出する路面状況検出手段と、該路面
状況検出手段からのロール量のレベルを判定するロール
量判定手段と、該ロール量判定手段の判定結果に基づき
所定の制御信号を前記サスペンション装置に出力する制
御手段とを具備することを特徴とする。

（発明の作用〕 この発明は、制御信号によりロール剛性を変化させるこ
とが可能なサスペンション装置を備える車両において、
路面状況検出手段で路面凹凸状況に応じた車両のロール
量を検出し、この検出信号のレベルをロール量判定回路
で判定して、制御手段から路面状況に応じた制御信号を
前記サスペンション装置に出力してこれを制御すること
により、車両の接地性、乗心地、走行安定性等を向上さ
せるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第８図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。

図中、１は、路面状況に応じた車両のロール量を検出す
る路面状況検出手段である。この検出手段１の検出信号
ＳＬは、Ａ／Ｄ変換器２を介して制御回路３に供給され
て、そのレベルに応じた制御信号Ｃ８が出力される。こ
の制御信号Ｃ３は、車両の前輪側及び後輪側に設けられ
た捩り剛性可変スタビライザ４Ａ及び４Ｂの捩り剛性可
変機構５に供給され、捩り剛性可変スタビライザ４Ａ。

４Ｂの捩り剛性を変化させる。

路面状況検出手段１は、車両の左側前輪を介して伝達さ
れる路面状況に応じた振動成分を検出する路面状況検出
器６と、同様に車両の右側前輪を介して伝達される路面
状況に応じた振動成分を検出する路面状況検出器７と、
これら検出器６．７の検出信号ＤＬ、ＤＲが、夫々信号
処理回路８゜９を介して供給された差動増幅器１０と、
その出力信号ＳＤが供給されたフィルタ回路１１とから
構成されている。

路面状況検出器６，７の一例は、第２図に示すように、
サスペンション装置を構成するショックアブソーバ１２
に取り付けられている。すなわち、ショックアブソーバ
１２は、シリンダ１３と、その内部に配設されたピスト
ン（図示せず）に連結されたピストンロッド１４とから
構成されている。

シリンダ１３の下端には、車輪側に取り付けるための取
付目玉１５が一体に形成されていると共に、ピストンロ
ッド１４の先端には、車体側に取り付けるための取付部
１６が形成されている。そして、この取付部１６に、皿
状板体１７．１８が路面状況検出器としての圧電素子１
９を介してナンド締めされている。また、皿状板体１８
がマウントインシエレータ２０を介して車体２１側に取
り付けられ、この皿状板体１８に、マウンティングベア
リング２２を介して上部スプリングシート２３が回動自
在に取り付けられている。一方、シリンダ１３の上端側
には、下部スプリングシート２４が取り付けられ、両ス
プリングシート２３．２４間にコイルスプリング２５が
介装されている。また、皿状板体１７及びシリンダ１３
間に弾性を有するダストカバー２６が取り付けられてい
る。したがって、圧電素子１９から、少なくとも車輪を
介してサスペンション装置に伝達される路面の凹凸状況
による突き上げ力（バネ下振動）、及びその突き上げ力
により車体が上下動するその変位荷重（バネ上振動）に
応じた信号成分を含む検出信号ＤＬ及びＤＲが出力され
る。

信号処理回路８．９の一例は、第３図に示すように、路
面状況検出器６．７の検出信号ＤＬ、ＤＲがシールド線
を介して、電圧調整回路２７の調整電圧が供給された微
小電流検出器２８に供給して増幅し、その増幅出力を、
ローパスフィルタ２９に供給して比較的高周波数の信号
成分を除去して路面からの振動に基づく比較的低域周波
数成分（例えば２０Ｈｚ以下）のみを分離抽出し、その
出力信号を反転増幅器３０で反転増幅して路面状況に応
じた信号成分のみを処理信号ＳＦとして出力する。

フィルタ回路１１の一例は、第４図に示すように、信号
処理回路８，９からの処理信号ＳＦを差動増幅器１０で
差動増幅した増幅信号ＳＤ中に含まれる比較的低周波数
（例えば１〜２Ｈｚ）のバネ上共振周波数成分を通過さ
せる、例えばカットオフ周波数が４Ｈｚの低域通過フィ
ルタ３２と、その出力信号中の直流成分を除去する、例
えばカットオフ周波数が０．２Ｈ２の高域通過フィルタ
３３と、その出力信号をその実効値に相当する電圧信号
に変換するＡＣ−ＤＣ変換器３４とから構成されている
。この場合、ＡＣ−ＤＣ変換器３４は、高域通過フィル
タ３３の出力を全波整流する全波整流回路３５と、その
出力を平滑化する平滑化回路３６とによって構成されて
いる。

制御回路３の一例は、第５図に示すように、マイクロコ
ンピュータ３８によって構成されている。

すなわち、マイクロコンピュータ３８は、インターフェ
イス回路３９、演算処理装置４０及び記憶装置４１を有
し、インターフェイス回路３９に路面状況検出手段１の
フィルタ回路１１の出力信号ＳＬがＡ／Ｄ変換器２を介
して供給されると共に、捩り剛性可変スタビライザ４Ａ
、４Ｂの捩り剛性可変機構５が接続されている。演算処
理装置４０は、フィルタ回路１１からの路面状況信号Ｓ
Ｌのレベルを判定してその判定結果に基づき捩り剛性可
変スタビライザ４Ａ、’４Ｂの捩り剛性を制御する制御
信’）ｃｓをインターフェイス回路３９から捩り剛性可
変機構５に出力する制御処理を実行する。又、記憶装置
４１は、演算処理装置３９の処理に必要なプログラムを
記憶していると共に、その処理結果を記憶するように構
成されている。

次に、演算処理装置４０の処理手順を第６図の流れ図に
従って説明する。

まず、ステップのでフィルタ回路１１から出力される路
面状況信号ＳＬをＡ／Ｄ変換した信号を読み込み、これ
を路面状況データＲとして記憶装置４１の所定記憶領域
に記憶する。

次いで、ステップ■に移行して、前記ステップで記憶し
た路面状況データＲが所定設定値Ｎｌより大きいか否か
を判定する。この場合の判定は、路面状況データＲが路
面に車両がロールする大きな凹凸が連続しである悪路で
あるか否かを判定するものであり、Ｒ，＞Ｎｌであると
きには、悪路と判定してステップ■に移行する。このス
テップ■では、捩り剛性可変スタビライザ４Ａ、４Ｂの
捩り剛性を高めにする例えば論理値“１”の制御信号Ｃ
Ｓを捩り剛性可変機構５に出力する。

また、ステップ■の判定結果が、Ｒ≦Ｎｌであるときは
、ステップ■に移行して路面状況データＲが設定値Ｎ１
未満の設定値Ｎ２より大きいか否かを判定する。この場
合の判定は、路面状況データＲが砂利道等の比較的凹凸
が少ない小悪路であるか良路であるかを判定するもので
あり、Ｒ＞Ｎｚであるときには、小悪路と判定してステ
ップ■に移行するこのステップ■では、捩り剛性可変ス
タビライザ４Ａ、４Ｂの捩り剛性を低下させる例えば論
理値“０″の制御信号ＣＳを捩り剛性可変機構５に出力
する。

さらに、ステップ■でＲ≦Ｎ２であるときには、良路と
判定してステップ■に移行する。このステップ■では、
捩り剛性可変スタビライザ４Ａ、４Ｂの捩り剛性を高め
る例えば論理値“１”の制御信号ＣＳを捩り剛性可変機
構５に出力する。ここで、ステップ■、■の処理が判定
手段の具体例であり、ステップ■、■、■の処理が制御
手段の具体例である。

捩り剛性可変スクビライザ４Ａ、４Ｂの一例は、第７図
に示すように、トーションバー４５が中央部４５Ｃとそ
の左右両端部４５Ｌ、４５Ｒとに分割され、中央部４５
Ｃに対して左右両端部４５Ｌ。

４５Ｒが回動自在に枢着されている。左右両端部４５Ｌ
、４５Ｒは、夫々円柱状の基部４６と、これに連接する
断面長方形の板部４７とから構成され、板部４７の先端
部が前輪又は後輪間に夫々回動自在に枢着されている。

そして、左右両端部４５Ｌ、４５Ｒの板部４７が捩り剛
性可変機構５によって回動駆動される。この捩り剛性可
変機構５は、左右両端部４５Ｌ、４５Ｒの基部４６の後
端に、回動アーム４９を一体に取り付け、これら回動ア
ーム４８を連結間杆５０によって連結し、左ｈＨＩｓ４
５Ｌの回動アーム４８に例えばソレノイド５１の作動子
５２を連結した構成を有する。この場合、ソレノイド５
１は、図示しないが、その作動子５２に復帰バネが介装
され、この復帰バネによって常時は、作動子５２が収縮
した状態に保持される。したがって、この状態では、左
右両端部４５Ｌ、４５Ｒの板部４７がその幅方向を水平
方向端状態となり、このため、その断面係数が小さくな
って捩り剛性可変スクビライザ４Ａ、４Ｂとしての捩り
剛性が低下されている。また、この状態からソレノイド
５１に通電して作動子５２を最大に伸張させると、第７
図図示のように、板部４７が９０度回転してその幅方向
が垂直となり、このため、その断面係数が大きくなって
捩り剛性可変スタビライザ４Ａ、４Ｂとしての捩り剛性
が高められる。そして、ソレノイド５１が制御回路３か
らの制御信号Ｃ３が供給された駆動回路５３によって駆
動制御される。

次に、作用について説明すると、車両がアスファルト又
はコンクリート舗装道路等の比較的路面が平坦な良路を
走行している状態では、車輪を通じてサスペンション装
置に伝達される路面からの突き上げ力の振幅が比較的小
さい。このため、車体のロール量は僅かであり、路面状
況検出器６゜７からは、第８図（ａ）、　（ｂｌに示す
ように、路面からの突き上げ力による比較的高周波数（
１２〜１３Ｈｚ）のバネ下周波数成分５５と車体のロー
ル量による比較的低周波数（１〜２．Ｈｚ　）のバネ上
周波数成分へＧとが重畳された混合信号となる。そして
、この検出信号ＤＬ、ＤＲが信号処理回路８゜９で処理
され、差動増幅器１０からそれらの差に比例した第８図
ｆｃ）に示す出力信号ＳＤとして出力される。この出力
信号ＳＤがフィルタ回路１１に供給されるので、このフ
ィルタ回路１１の低域通過フィルタ３２で路面からの突
き上げ力に応じたバネ下周波数成分がカントされるので
、この低域通過フィルタ３２からは、第８図ｆｄ）に示
すように、車両のロール量に応じたバネ上周波数成分の
みの出力信号が得られる。そして、この出力信号が高域
通過フィルタ３３で直流成分が除去されるので、その出
力信号は零レベルを中心とする交流波形となる。これが
、ＡＣ−ＤＣ変換器３４に供給されるので、この変換器
３４から第８図（８１に示すように、その実効値に相当
するレベルの直流信号ＳＬに変換されて出力され、これ
がＡ／Ｄ変換器２でディジタル信号に変換されて制御回
路３に供給される。

制御回路３では、そのマイクロコンピュータ３８で、例
えば２０ｍ５ｅｃ毎に第６図の割込処理が実行される。

すなわち、まず、ステップ■でフィルタ回路１１の出力
信号をＡ／Ｄ変換した信号を読み込み、これを路面状況
データＲとして記憶装置４１の所定記憶領域に記憶する
。次いで、ステップ■で記憶装置４１に記憶した路面状
況データＲが恋路を表すものか否かを判定する。この場
合、良路走行であり、路面状況データＲが設定値Ｎｌ以
下であるので、ステップ■に移行し、このステップ■で
良路か否かを判定する。ここで、路面状況データＲが設
定値Ｎ２以下であるので、ステップ■に移行する。この
ステップ■では、インターフェイス回路３９から論理値
“１”の制御信号Ｃ８を捩り剛性可変機構５に出力する
。このため、捩り剛性可変機構５から励磁電流が出力さ
れ、これが捩り剛性可変スタビライザ４Ａ、４Ｂのソレ
ノイド５１に供給されてこれが励磁される。したがって
、作動子５２が復帰バネに抗して伸張されて左右両端部
４５Ｌ、４５Ｒが９０度回動されるので、それらの板部
４７の幅方向が垂直となり、捩り剛性可変スタビライザ
４Ａ、４Ｂの捩り剛性が高められる。その結果、車両の
ロール剛性が大きくなり、良路走行時の走行安定性及び
乗心地を確保することができる。

また、この良路走行状態から時点ｔ２で比較的平坦な砂
利道等の小悪路を走行する状態に移行すると、これに応
じて車輪を介してサスペンション装置に伝達される路面
からの突き上げ力が比較的大きくなり、車体のロール量
も増加する。このため、路面状況検出器６，７の検出信
号Ｄ　Ｌ　Ｉ　Ｄ　Ｒ中の車体のロール量に対応するバ
ネ上周波数成分の振幅が第８図（ａｌ、　ｆｂ）に示す
ように大きくなる。

したがって、差動増幅器１０の出力信号が第８図（Ｃ１
に示す如く、バネ上周波数成分５６の振幅が比較的大き
くなり、フィルタ回路１１の出力信号ＳＬのレベルが第
８図（ｅ）に示す如く、良路走行時におけるレベルに比
較して高レベルとなる。このため、制御回路３では、そ
のマイクロコンピュータ３８で、ステップ■及びステッ
プ■を経てステップ■に移行し、路面状況データＲが所
定設定値Ｎ２より大きいか否かを判定する。ここで、路
面状況データＲが所定設定値Ｎ２より大きいので、ステ
ップ■に移行する。このステップ■では、インターフェ
イス回路３９から論理値“０”の制御信号ＣＳを捩り剛
性可変機構５に出力する。このため、捩り剛性可変機構
５からの励磁電流が遮断され、捩り剛性可変スクビライ
ザ４Ａ、４Ｂのソレノイド５１が非励磁状態となり、そ
の作動子５２が復帰ハネの力によって収縮し、左右両端
部４５Ｌ、４５Ｒの板部４７がその幅方向を水平方向と
なり捩り剛性可変スタビライザ４Ｌ、４Ｒの捩り剛性が
低下される。その結果、車両のロール剛性が低下されて
乗心地が向上される。

さらに、この小悪路走行状態から時点ｔ３で車両が比較
的大きな凹凸が連続する大悪路を走行するときには、車
輪を介してサスペンション装置に伝達される路面からの
突き上げ力が大きくなるので、この分車体のロール量が
さらに増加する。このため、路面状況検出器６．７から
の検出信号ＤＬ、ＤＲ中の車両のロール量に対応した信
号成分の振幅が第８図（ａ）、　（ｂｌに示すように大
きくなり、差動増幅器１０の出力は、第８図（Ｃ１に示
すように、ハネ上周波数成分５６の振幅が大きくなる。

このため、フィルタ回路１１の出力信号が第８図ｔｅ＞
に示ずように、その信号レベルが高くなる。したがって
、制御回路３のマイクロコンピュータ３８によって、第
６図のステップ■で路面状況データＲが所定設定値Ｎ１
より大きい大悪路走行であるものと判定され、ステップ
■に移行する。このステップ■では、インターフェイス
回路３９から論理値“１”の制御信号ＣＳを捩り剛性可
変機構５に出力して、捩り剛性可変スタビライザ４　Ａ
、、　４　Ｂの捩り剛性を高めた状態に切り換え、車両
のロール剛性を大きくして路面に対する車輪の接地性を
向上することができ、車両の走行性能を向上させること
ができる。

また、良路走行時に継目等のように車両の左右輪に同位
相で略同−の振動となる一時的な凹凸を乗り越えるとき
には、車体にロールを生じないので、路面状況検出器６
，７から同位相で略同−値の凹凸に応じた検出信号ＤＬ
、ＤＲが出力される。

このため、差動増幅器１０から出力される出力信号は両
者の変化分が相殺された信号となり、フィルタ回路１１
から出力される出力信号は、略零レベルとなる。したが
って、制御回路３では、ステップ■からステップ■、■
を経て良路と判定され、ステップ■に移行して、インタ
ーフェイス回路３９から論理値“１”の制御信号ＣＳを
捩り剛性可変機構５に出力する。その結果、車両のロー
ル剛性は、良路走行時と同様に大きい状態に維持される
ことになる。

このように、上記実施例では路面の凹凸状況による車両
のロール量に応じて、捩り剛性可変スタビライザ４Ａ、
４Ｂの捩り剛性を制御して車両のロール剛性を制御する
ようにしているので、路面状況に応じた正確なロール剛
性制御を行うことができる。しかも、サスペンション装
置に伝達されるバネ上周波数成分を検出するようにして
いるので、車両の旋回時等におけるロール量変化も検出
することができ、これに応じてロール剛性を変化させる
ことが可能となり、アンチロール効果を発揮させること
ができる。

なお、上記実施例においては、路面状況検出手段として
車両の左右輪のショックアブソーバに掛かる荷重変化を
圧電素子１９で検出してその差の検出信号を得るように
した場合について説明したが、圧電素子に代えてストレ
インゲージ等の感圧素子を適用することもできる他、車
両の左右両側に超音波距離検出器を配設してその検出信
号の差をとるようにしてもよい。また、第９図に示すよ
うに、ショックアブソーバ１２のピストンロッド１４の
変位量を、そのピストンロッド１４に変位量検出コイル
６０を装着し、この検出コイル６０をＬＣ発振器６１に
その時定数を変更するコイルとしてとして組み込み、こ
のＬＣ発振器６１から検出コイル６０のインダクタンス
変化に応じた周波数の発振出力を出力し、これを周波数
−電圧変換回路６２で電圧信号に変換して前記差動増幅
器１０に供給するようにしてもよい。

さらに、捩り剛性可変スタビライザ４Ａ、４Ｂとしては
、上記構成に限定されるものではなく、トーションバー
４５の中央部４５Ｃにおける捩り剛性値を調整し得る構
成、その他の捩り剛性を変化させ得る構成を有すればよ
い。

また、上記実施例においては、サスペンション装置を構
成する捩り剛性可変スタビライザ４Ａ。

４Ｂの捩り剛性を変化させて車両のロール剛性を制御す
る場合について説明したが、捩り剛性可変スタビライザ
に代えて減衰力を変化することが可能な減衰力可変ショ
ックアブソーバを制御して車両のロール剛性を制御する
ようにしてもよい。

さらに、制御回路３は、マイクロコンピュータ３８で構
成する場合に限らず、比較回路及びアンドゲート等の電
子回路を組み合わせて構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、制御信号によ
りロール剛性を変化させることが可能なサスペンション
装置を備える車両において、路面凹凸状況に応じた車両
のロール量を検出する路面状況検出手段と、該路面状況
検出手段からのロール量のレベルを判定するロール量判
定手段と、該ロール量判定手段の判定結果に基づき所定
の制御信号を前記サスペンション装置に出力する制御手
段とを具備する構成とした。このため、車両にロールを
生じる路面状況であるか否かを判定して、その判定結果
に基づき車両に最適なロール剛性制御を自動的に行うこ
とができ、車両の接地性、乗心地、走行安定性等の走行
性能を向上させることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図、第２
図は、路面状況検出器の一例を示す一部を断面とした正
面図、第３図は、信号処理回路の一例を示す回路図、第
４図は、フィルタ回路の一例を示すブロック図、第５図
は、制御回路の一例を示すブロック図、第６図は、マイ
クロコンピュータの処理手順を示す流れ図、第７図は、
捩り剛性可変スタビライザの一例を示す斜視図、第８図
は、この発明の詳細な説明に供する信号波形図、第９図
は、路面状況検出手段の他の実施例を示す系統図である
。 １・・・・・・路面状況検出手段、３・・・・・・制御
回路、４Ａ、４Ｂ・・・・・・捩り剛性可変スタビライ
ザ、５・・・・・・捩り剛性可変機構、６，７・・・・
・・路面状況検出器、８．９・・・・・・信号処理回路
、１０・・・・・・差動増幅器、１１・・・・・・フィ
ルタ回路、１２・・・・・・ショックアブソーバ、１９
・・・・・・圧電素子、３２・・・・・・低域通過フィ
ルタ、３４・・・・・・ＡＣ−ＤＣ変換回路、３８・・
・・・・マイクロコンピュータ、３９・・・・・・イン
ターフェイス回路、４０・・・・・・演算処理装置、４
１・・・・・・記憶装置、６０・・・・・・変位量検出
コイル、６１・・・・・・ＬＣ発振器、６２・・・・・
・周波数−電圧変換回路。 第６図 第７図 第８図 ｊ− 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御信号によりロール剛性を変化させることが可能なサ
   スペンション装置を備える車両において、路面凹凸状況
   に応じた車両のロール量を検出する路面状況検出手段と
   、該路面状況検出手段からのロール量のレベルを判定す
   るロール量判定手段と、該ロール量判定手段の判定結果
   に基づき所定の制御信号を前記サスペンション装置に出
   力する制御手段とを具備することを特徴とする車両にお
   けるサスペンション制御装置。