JPS62143710A - 多重安定性サスペンシヨン・ユニツトの操作システム - Google Patents

多重安定性サスペンシヨン・ユニツトの操作システム

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JPS62143710A
JPS62143710A JP61298586A JP29858686A JPS62143710A JP S62143710 A JPS62143710 A JP S62143710A JP 61298586 A JP61298586 A JP 61298586A JP 29858686 A JP29858686 A JP 29858686A JP S62143710 A JPS62143710 A JP S62143710A
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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】 発明の背景 発明の分野 本発明は多重安定性自動車用サスペンション・ユニット
とともに用いる制御システムに関するものである。
発明の開示 多重安定性の自動車用サスペンション・ユニットは、か
なり以前より公知である。この制御システムは、米国特
許第４．３１３．５２９号に開示された種類の多重安定
性ユニットと一緒に用いるのに好適なものである。その
ユニットの場合、液圧ダンパには減衰制動力調整様構が
備えられている。減衰制動力は、ダンパのピストンを貫
通して延びる通路内に配置された回転ピストンにより調
節可能に４供される。この回転ピストンは電位差計に接
続されている。電位差計は、その出力が、ショック・ア
ブソーバの所望位置が達成された場合、基準信号に合致
するように調整されている。
このダンパは、この使用目的の場合に“多重安定性″を
もつものと定義されるが、これは、このダンパが、選択
的に操作される複数の所定状態を有しているからである
。
多重安定性サスペンション・ユニットは、自動車に乗り
、操縦するさいの最適制御を１是供しようとするもので
ある。典型的な場合は、多重安定性ユニットのために選
ばれた特殊状態は、種々の自動車パラメータからのイン
プットによる制御Ｉ演算によって決められる。たとえば
、多重安定性サスペンション・ユニットを、自動車の直
線加速、ブレーキング、ステアリング動作、自動車速度
を利用したり、手操作モード・スイッチを用いたりする
ことによって制御することが知られている。公知システ
ムでは、自動車の速度が所定値を超えたり、制動された
り、横加速（旋回）が感知されたりする場合に、多重安
定性サスベンジ′ヨン・ユニットに対し、“硬″のセツ
ティングが解発される。
米国特許第２．１４０．７６７＠では、吸気マニホール
ドの真空の関数としてショック・アブソーバの硬さを制
御する装置が開示されている。吸気マニホールドの真空
は、一定条件下では自動車の加速と相関するが、ディー
ゼル・エンジンやその他のターボチャージャーまたは燃
料噴ＯＡ装置付きのエンジンを搭載した自動車の加速に
対しては、信頼のおける表示にはならない。その種のエ
ンジンは吸気マニホールドの真空を制限するか、または
全く排除するからである。
米国特許第３，８６１．６９６号には、１辰幅に応動す
るダンパ・システムが開示されている。このシステムで
は、減衰が、自動車の角速度のマグニチュードが増大す
るにつれて、増大する。このシステムは自動車のロッキ
ングを防止するだめのものである。
緩衝度がブレーキ操作によってのみ制御されるシステム
の若干例が、米国特許第３．５３７．７１５号および第
３．５４８．９７７号に開示されている。また、米国特
許第２．６９８．０６８号および第３．１４６．８６２
号が開示しているシステムでは、ブレーキ系統の圧力に
よりピストンおよび滑り弁装置が操作され、ショック・
アブソーバの修正によりブレーキ液の流れ面積を変化さ
せ、ブレーキ・ダイアが減少せしめられる。これらのシ
ステムは、いずれも最適とはいえない。より具体的にい
えば、これらのシステムは、いずれもブレーキ圧に応動
するようになっているため、他の作動条件と関係なしに
、ブレーキ圧があれば作動してしまう。
米国特許第３．６０８．９２５号および第４゜３４５．
６６１号では、サスペンション・ユニットのステアリン
グ・インプットと制御装置が用いられている。関連する
型の制御装置は米国特許第３．８９５，８１６号に開示
されている。この、装置では、遠心力センサが、コーナ
リングの間の過剰なローリングを防止するように自動車
を一方の側へ傾ける弁操作と協働せしめられている。固
定ステアリング・アングル・センサを採用しているシス
テムは、センサの誤調整による誤差が生じやすい。これ
は、この種のセンサを、コーナリング操作の間に車体の
過剰ローリングを修正または予知・防止できるシステム
に採用する場合、センサからは極めて精確な角度測定値
を得る必要があるためである。これと関連する問題は遠
心力センサを採用しているシステムにも見られる。すな
わち、この遠心力は、それが生じないうちは感知されえ
ず、しかも、いったんそれが生じれば、車体が示す動作
は、操作速度とは無関係に力を発しうる能動的なサスペ
ンション装置によらなければ修正できないという問題で
ある。したがって、サスペンション・ユニットを操作す
る制御装置へのインプットは、横加速を単に感知するも
のであるより、むしろそれを予知するものでなければな
らない。
米国特許第３．１４６．８６２号および第３゜５４８．
９７７号では、自動車の速度が、ショック・アブソーバ
の動作を変えるシステムへのインプットとして利用され
ている。
また、米国特許第１．９３０．３１７号および第３．５
４８．９７７号では、ショック・アブソーバのセツティ
ングを変′化させる手操作式装置が開示されている。
更に、米国特許第４．４６８．０５０号に開示されてい
る可変レート自動車ナスペンション・システムの場合は
、コンピュータに記憶させたソフトウェア・ルーチンに
より、道路状況の変化に応じて補償が行なわれ、コーナ
リングの間のローリングやピッチングを低減させるよう
になっている。
このシステムで用いられているセンサは、制御可能のシ
ョック・アブソーバのそれぞれと協働し、シャシ−に対
する車軸の位置を確定する。ステアリング・ホイール・
センサは、ここには用いられていない。
更に、米国特許第３．９１３．９３８号、第４゜３３３
．６６８号、第４．３４５．６６１号に開示されている
自動車サスペンション・システムに用いられたショック
・アブソーバは、自動車のローリングとピッチングに応
動して制御されるようになっている。これらのシステム
は自動車のステアリング・インプットの制御パラメータ
は利用されていない。
また、米国特許第４．３７１．１９１号と第４゜５１９
．６２７号が開示している種々の自動車サスペンション
・パラメータを調節する制御システムには、ステアリン
グ方向を含む若干のインプットが利用されている。いず
れの場合も、制御システム内のステアリング直進基準位
置の計算は行われない。ある公知ステアリング・システ
ムの場合は、ステアリング・ホイールの旋回が１８０度
を超えると、中央位置へステアリング・システムが戻る
誤指示が出されることで、システムが混乱するという別
の欠点が生じると考えられる。
米国特許第４，５２６．４０１号で開示されているショ
ック・アブソーバ用電子式制御システムでは、デテクタ
とコンパレータとの組合せが採用され、これによってシ
ョック・アブソーバが所望の程度の硬さとなるようにさ
れている。
本発明の目的は、多重安定性サスペンション・ユニット
の制御システム、それも自動車の速度、直線加速（ブレ
ーキングを含む）、計算横加速の各パラメータのインプ
ットを利用する形式のものを得ることにある。
本発明の他の目的は、中央位置を動的に決めるステアリ
ング・センサを有する多重安定性サスペンション・ユニ
ット用の制御システムを得ることにある。
本発明の、更に別の目的は、その有効寿命の間、再較正
ないし精密な操作の可能なステアリング・センサを有す
る多重安定性サスペンション用制御システムを得ること
にある。
本発明の、更に別の目的は、多重安定性サスペンション
・ユニットの位置状態を感知するフィードバックをイイ
する多重安定性サスペンション・ユニット用制御システ
ムを得ることにある。
開示の要約 本発明の実施例が示している通り、複数の所定操作状態
をもち、ステアリング・システム付き自動車に用いられ
る多重安定性サスペンション・ユニットの操作システム
は、自動車の速度測定用の第１の装置と横加速を予知す
るための第２の装置を有している。この第２の装置は、
好ましくは、自動車のステアリング・システムの中央位
置を動的に決める位置決め装置と、この位置決め装置と
協働して、所定中央位置からのステアリング・システム
の逸脱角度を測定する角度測定装置と、速度測定装置お
よび角度測定装置に接続され、所定公式により速度とス
テアリング・システム逸脱角度との測定値を結合し、速
度とステアリング・システム逸脱角度との関数として、
横加速予知の計算値を得る処理装置とを有している。ス
テアリング・システムの角速度も、また、横加速の予知
の計算に利用できる。
自動車のステアリング・システムの中央位置を動的に決
めるための位置決め装置は、好ましくは、次のようなス
テップを有する方法により操作されるシステムを備えて
いる。そのステップとは、まず、副中央位置から時計回
り方向に延びる第１の限界と、逆時計回り方向に延び周
方向にずらされて配置された第２の限界とによって定め
られる等しい大きさの２つの周辺域を画定する副中央位
置の設定ステップと、所定時間の間、第１と第２の限界
により画定される周辺域の外でステアリング・システム
が操作される時間の合計を記録するステップと、所定時
間の間に前記限界により画定され周辺域の外側でステア
リング・システムが操作された時間合計にもとづいて新
しい副中央位置を決めるステップである。
本発明の操作システムは、好ましくは、自動車の直線加
速測定装置と多重安定性サスペンション・ユニットの制
御２（ｌ装置とを有している。このユニットでは、イン
プット・パラメータとして、自動車の測定速度および直
線加速値と横加速の予報値とが利用される。この操作シ
ステムは、更に好ましくは、サスペンション・ユニット
を選択された所定状態に置くための作動器を有している
。
本発明のシステムは、更に、好ましくは、作動器の位置
を感知し、その位置をシステムの制御モジュールに報知
するフィードバック回路を有している。
好ましい実施例の説明 第１図に見られるように、本発明の制御システムは、代
表的には自動車に用いられる調節可能のサスペンション
・ユニットと一緒に用いるためのものである。自動車２
には、調整可能のフロント・ストラット４と後部ショッ
ク・アブソーバ６が従来形式で備えられている。フロン
ト・ストラット４は前輪の動作を制御し、後部ショック
・アブソーバ６は後輪１２の動作の制御を助けている。
調整可能のストラット４とショック・アブソーバ６は、
好ましくは、米国特許第４，３１３，５２９号に開示さ
れているような公知の形式で構成しておく。因みに、こ
の米国特許第４，３１３．５２９号に開示されているの
は、可変減衰力特性をもつストラットまたはショック・
アブソーバを構成する装置である。その可変減衰力特性
は、ピストンを貫通する通路の１つの内部に配置された
回転弁によって調節可能である。この回転弁は、通路の
有効横断面積を変化させ、調節可能の減衰力を得させる
機能をもつ。
本発明のシステムでは、減衰力の調節は回転作動器によ
り行なわれる。これらの作動器５と８は、フロント・ス
トラット４と後部ショック・アブソーバ６の最上部に付
加されている形式で示されている。前部作動器５と後部
作動器８の構造は、第８図と第９図に詳しく示されてお
り、この明細書で詳述する予定である。
第１図に示したシステムは、本発明の１つの好ましい実
施例にすぎない。本発明が、他のサスペンション・ユニ
ット、たとえば空気式、空気／液圧式、液圧式支持ユニ
ット、組合せ式支持・減衰ユニットなどと一緒に用いる
のに適していることは、この分野に通じた者には容易に
理解できる。
本発明のシステムは、公知の可変スタビライザ・バー・
ユニットと連結して用いることもできる。
更に、この開示から、本発明が自動車のフロントかりヤ
かどちらか一方の端部にだけ配置されるサスペンション
・ユニットに優先して用いうろことも、この分野に通じ
た者には察知されるであろう。
本発明のシステムは、サスペンション制御モジュール１
４により操作される。このモジュール１４は、サスペン
ション・ユニットの上に配置された作動器のそれぞれか
らのインプットや、エンジン制御モジュール１６、ステ
アリング・センサ１８、ブレーキ・センサ２ｏ、速度セ
ンサ２２、モード選択スイッチ２４からのインプットを
受信する。システムを操作する電力は自動車の主バッテ
リ２７から供給される。
エンジン制御モジュール１６は、加速信号をサスペンシ
ョン・制御モジュール１４に与える。この信号の目的は
、自動車が加速モードにある旨を通知することにある。
エンジン制御モジュール１６からの加速信号は、スロッ
トルを広く開く操作で解発される。このスロットルの開
放度は、スロットル位置センサによる測定、吸気マニホ
ールドの絶対圧力の測定、その他の種類のエンジン・セ
ンサによる測定のいずれかにより把握される。あるいは
また、この開示から見て、この分野に通じた者には、加
速信号がアクセロメータを用いても得られることが分か
るであろう。しかしながら、従来式のアクセロメータは
、完全に満足のゆくものではなく、それが単に加速の存
在に応動するだけのものであるならば、エンジン・パラ
メータ装置と異なり、加速の予知はできない。専門家で
あれば、この開示から、加速信号は、電子式エンジン制
御装置と協働するようにされていないスロットル位置セ
ンサにより発信可能であることが分かるであろう。
自動車の減速についての情報は、ブレーキ・センサー２
０により与えられる。ブレーキ・センサ２０は、好まし
くは、ブレーキ・システムのマスター・シリンダ（図示
せず）から各ホイール・シリンダ（図示せず）に至るブ
レーキ系統内の圧力を感知できる圧力応動スイッチを有
するようにする。
あるいはまた、ブレーキ・ペダル機構と協働するスイッ
チが、この開示により示唆されるブレーキ操作を感知す
る何らかの他の適当なシステムかを有するようにするこ
とができよう。したがって、大体において、エンジン制
御モジュール１６とブレーキ・センサ２０は、直線加速
の測定装置を有している。
ステアリング・センサ１８は、サスペンション制御モジ
ュールに対し、横加速を予知するのに必要な情報の一部
を与える。更に具体的には、ステアリング・センサ１８
は、所定中央位置からのステアリング・システムの逸脱
角度を測定する装置と、ステアリング・システム（たと
えばステアリング・シャフト）が操作されるさいの角速
度を測定する装置とを有している。第４図および第５図
から分かるように、ステアリング・センサ１８は、ステ
アリング・シャフト３６に付加されたシャター・ホイー
ル２８を有している。シャフト３６は運転者がステアリ
ング・ホイールを回すと、−１ａに回動する。シャター
・ホイール２８は複数の穴を有している。この実施例で
は４０個である。この穴は、シャター・ホイール２８が
自動車２のステアリング・システムと一緒に回動するに
つれて、デテクタ（Ａ）と（Ｂ）の動作を解発する助け
をする。穴が４０個あるので、ステアリング・センサは
、ステアリング・ホイールが１回転する間に８０回の信
号を発し、その結果として、８０回の信号またはステッ
プのそれぞれがステアリング・システムの４．５°の回
動を表わすことになる。
第５図から分かるように、デテクタ（Ａ）と（Ｂ）のそ
れぞれは発光ダイオード（ＬＥＤ）３２と１対の光電ダ
イオード３４とを有している。
ＬＥＤと光電ダイオードとの組合せは、シャター・ホイ
ールの、したがってステアリング・システムの運動を感
知するのに用いられている。これが可能なのは、光電ダ
イオードが２つの状態をもつから、言いかえるとバイス
テーブルだからである。
伝導状態は、光が１対のＬＥＤがシャター・ホイールの
穴を通過して光電ダイオードに当たるたびに生ぜしめら
れる。伝導状態が生じると、デテクタ回路のアウトプッ
トがほぼ５ボルトになる。非伝導状態が生じるのは、シ
ャター・ホイール２８がしＥＤと光電ダイオードとの間
の光の通過を遮断する場合である。
第６Ａ図に示したように、シャター・ホイール２８の時
計回り方向での旋回によりデテクタ（Ａ。
Ｂ）には波形のパターンが生じるが、この場合はデテク
タ（Ａ）のパターンがデテクタ（Ｂ）のそれより先に通
過する。言いかえると、デテクタ（Ａ）がデテクタ（Ｂ
）を先導する。他方、第６Ｂ図から分かるように、ステ
アリング・センサの逆時計回り方向の旋回により生じる
波形の場合には、デテクタ（Ａ）のパターンが（Ｂ）の
それの後から通過する。すなわちデテクタ（Ａ’）がデ
テクタ（Ｂ）より遅れて通過する。光電ダイオード（Ａ
）と（Ｂ）との間隔は、それらの各光学的中心線が、２
つの隣接穴の対応縁間の間隔の１．７５倍に相当する間
隔だけ離れているように設定されている。穴縁の間隔は
、第４図で寸法ＩＩ　Ｓ′′で示されている。デテクタ
（Ａ）と（Ｂ）とのアウトプットはサスペンション制御
モジュール１４に供給され、これによりモジュール１４
はステアリング・システムの回転方向を跡づけることが
できる。
第７図は、第６Ａ図と第６Ｂ図とに示された波形を数字
式フォーマットで示した表である。従来形式で、はぼ５
ボルトのデテクタ最大アウトプットが論理“１″として
扱われる。これに対して、アウトプットがゼロの状態は
論理“ＯＩＴとして扱われる。第７図は、デテクタ（Ａ
）と（Ｂ）とのアウトプットにより発生しうる各論理対
状態を示している。これらの対状態は、時計回り方向お
よび逆時計回り方向での回転のさいにサスペンション制
御モジュール１４が、それらの対状態を受信する順序で
配置しである。第７図に見られるように、時計回り方向
の回転は図のｒから上へ、逆時削回り方向の回転は図の
上から下へ読む。
これらのデテクタのアウトプットは、更にサスペンショ
ン制御モジュール１４により処理され、ステアリング・
システムの速度または角速度を表わす信号が得られる。
この操作は、極めて簡単であり、所定時間単位の間の一
方もしくは双方のデテクタの通過数を検知するだけでよ
い。サンプリング時間の間の通過数は、ステアリング・
システムの角速度に直接に比例する。
ステアリング・センサ１８とサスペンション制御モジュ
ール１４とは、双方が組合わされて、自動車のステアリ
ング・システムの中央位置を動的に決定する位置決め装
置として機能する。この中央位置を決定するさいに用い
られる方法は、大体において次のステップを有している
。すなわち、ａ、初中央位置の設定するステップ、 ｂ、初中央位置から第１の限界位置までの第１の周辺域
と、初中央位置から第２の限界位置まで第１の周辺域と
等距離だけ延びている第２の周辺域を画定するステップ
、 Ｃ，ステアリング・システムが、所定時間の間、第１の
限界と第２の限界により画定される周辺域の外側で操作
される時間の合計を記録するステツブ、 ｄ、ステアリング・システムが、所定時間の間、第１の
限界と第２の限界とにより画定される周辺域の外側で操
作される時間の合計にもとづいて、新しい初中央位置が
決定されるステップである。
上記のｂ、ｃ、ｄの各ステップは、初中央位置が変化し
ないようになるまで反復される。この反復により、初中
央位置からの周方向へずれの大きさの限界が次第に小さ
くされる。初限界位置は、初中央位置から時計回り方向
に１６ステツプで４゜５度の大きさ、逆時計回り方向に
も１６ステツプで４．５度の大きさで、満足のゆく成績
が得られる。これらの限界は次のように修正され、利用
されて、中央位置が動的に決定される。この決定は次の
ステップにより行われる。すなわち、１、ステアリング
・システムが、２０秒間のサンプリング時間の間に、１
６ステツプの時計回り方向の限界および１６ステツプの
逆時計回り方向の限界の外で操作される時間を記録する
、２、ステアリング・システムが、２０秒間のサンプリ
ング時間の間に１１秒以上限界外で操作された場合には
、既に設定されていた中央位置はその限界の位置へ移動
し、その移動を記録する、３、新しく設定された中心位
置を用いる指示１と２を反復するが、２つの限界位置は
１６ステツプから８ステツプに変る。この処置を、限界
位置を４ステツプおよび２ステツプにして続ける。
４、設定された中央位置が、２ステツプおよび４ステツ
プのサンプリング時間後に移動し、しかも、いずれの場
合も等方向に移動した場合には、反復を追加し中央位置
を見つける。この反復は次のように行なう。すなわち、 ａ、２ステツプおよび４ステツプの追加サンプリング時
間が必要とされる ｂ、中央位置が、８ステツプのサンプリング時間後に２
ステツプおよび４ステツプの場合と等方向に移動した場
合は、更に８ステツプのサンプリング時間が必要である
。
ｃ、８ステツプの追加サンプリング時間が必要とされ、
中央位置が１６ステツプのサンプリング時間後に２．４
．８の各ステップの場合と等方向に移動する場合は、更
に１６ステツプのサンプリング時間が必要とされる。
ｄ、予め要求される最大限界位置から始めて、２ステツ
プの限界位置サンプリング時間まで漸減の順序で指示１
から指示３までを反復する、ｅ、指示４を次の修正要求
、すなわち、追加サンプリングを、最後の２ステツプお
よび４ステツプがそれまでと等方向に移動した場合にの
み求めるという修正要求にもとづいて、反復するのであ
る。
５　指示４が完了すれば（最後のサンプリングの間、２
ステツプまたは４ステツプがそ机までの方向に移動しな
かった場合は）、中央位置は発見されたことになる。演
算は、その後も無期限に続けられ、その時点で設定され
ている中央位置と１ステツプの限界位置を用いて指示１
と指示２を反復し、１ステツプの解答が１ｎられる。
ステアリング中央位置から決定されると、所定中央位置
からのステアリング・システムの逸脱角度は、どの特定
の点でも計算中央位置からその時時の中央位置を代数減
算することにより簡単に計測できる。この逸脱角度は、
以後、自動車の横加速予報値の計算に用いることができ
る。すべてのではないが、大ていの従来形式のステアリ
ング中央位置センサは、センサの満足のゆく作動が可能
になるには、センサ構成要素の精確な位置決めが必要で
ある。こうした要求から予想されるのは、センサが、生
産過程で正しく組立てられなかったり、以後の施工の間
に何らかの理由でセンサ位置が変えられたりした場合に
は、感知が不精確になるということである。本発明によ
るステアリング・センサ１８は、それらの従来形式のも
のとは明らかに異なっている。なぜなら、施工時に予め
位置決めする必要は全くなく、その後に位置を変更して
も全く感知機能には影響がないからである。
速度センサ２２（第１図と第２図）は、サスペンション
制御モジュール１４に対し別のインプットを与える。こ
の速度センサ２２は、好ましくは、１−ランスミッショ
ンまたはその他の駆動トレーン部分、たとえば駆動軸や
内軸と協働する磁気ピックアップを有している。この開
示により、専門家であれば、自動車速度は、駆動トレー
ン部品の回転速度測定に依存する装置のみでなく、レー
ダーやソナーその他を用いる対地速度測定装置を備えた
種々の装置で感知できることが分かるであろう。
更に、・第１図のモード選択スイッチ２４により、運転
者は、調節可能なサスペンション・ユニットに対し、゛
硬″と゛軟″のセツティングを選択可能である。運転者
によるこの選択には、サスペンション制御モジュール１
４に対する別のインプットが含まれている。モード指示
ライト２６は、運転者に対し、サスペンション・ユニッ
トを所定操作状態のどれに合わせるかを指示する。
第２図はインプットのそれぞれが、サスペンション制御
モジュールおよびこのモジュールと協働する作動器と、
どのように関連しているかを示したものである。第２図
から分かるように、作動器５と８は、制御モジュール１
４に情報を送り、モジュール１４から命令を受は取る。
モジュール１４に送られた情報は、作動Ｓ５，８に内蔵
されたフィードバック回路から与えられる。
第８図〜第１１図は作動器集合体の構造を示したもので
ある。図示されているのは、電気機械式の作動器だが、
専門家であれば、空気式、真空式、液圧式、ギヤ式のい
ずれかのモータ駆動ユニットを有する作動器でもよいこ
とが分かる。更に、この作動器はバイステーブルであり
、本発明が複数の所定安定操作状態をもつサスペンショ
ン・ユニットと一緒に用いるのに適していることが分か
る。
第８図〜第１２図に示されているように、本発明と一緒
に用いるのに適した作動器は、巻線４４を備えた電機子
４２を有し、巻線４４はブラシ４６に接続されている。
ブラシ４６により、電流は電機子４２を通り、作動器内
の電機子回転位置を選択することができる。永久磁石４
５は電機子４２の周囲に配置されている。電機子４２は
２つの安定状態を有している。これらの状態はストッパ
５３ａと５３１）とにより回転するのが制限されている
。これらのストッパは、電機子４２に形成された突当て
部５５と係合せしめられる。電機子４２は励起されると
、突当て部５５がストッパ５３ａ、５３ｂのいずれかと
接触するまで回転する。
回転の方向は、電機子を流れる電流の方向によって決め
られるが、この電流の方向は、またサスペンション制御
モジュール１４によって決まる。電流は、ブラシ４６、
第１のコンダクタ５７、第２のコンダクタ５９を経て電
機子４２を通過する。
コンダクタ５７．５９はサスペンション制御モジュール
１４と接続されている。電機子巻線４４内を流れる電流
を逆にすることにより、電機子は反対方向に偏倚し、そ
れにより電機子は、その安定状態の一つから別の安定状
態へ移るのである。専門家には明らかとなるはずである
が、作動器は、直接にサスペンション制御モジュール１
４により駆動できるが、モジュール１４と作動器との間
に間そうされたパワー・リレーを介して駆動することも
できる。
電機子４２には中央の軸受４８が備えられ、軸受４８は
、作動器のケースに固定されたピニオン５０の周囲を回
転する。軸受４８は一方の端部に軸方向スロット５２を
有している。このスロット５２は制御ロッド５４に形成
された舌状部と係合する。ロッド５４は、制御されたシ
ョック・アブソーバまたはサスペンション・ストラット
内を通っており、米国特許第４．３１３，５２９号に従
ってショック・アブソーバまたはストラ・ットを制御す
る。したがって、作動器はショック・アブソーバまたは
ストラットのためのバイステーブルの制御機構を有して
いるわけである。フィードバック特性は、作動器内の位
置接触セットにより１ｑられる。可動コンタクト５６と
固定コンタクト５８とは、作動器ハウジング内に配置さ
れている。この配置により、コンタクト５６．５８は、
作動器が２つの安定状態のうちの一方の状態にあるとぎ
に、突当り部６ｏにより閉じられるようになっている。
したがって、接触セットは、作動器とサスペンション・
ユニットが置かれている安定状態についてサスペンショ
ン制御モジュール１４にフィードバックを行なうのであ
る。このようにするのが有利であるのは、バイステーブ
ルなショック・アブソーバや米国特許第４．３１３．５
２９号に記載の一般的型式のマクファーソン・ストラッ
トは、駆動力の影響により、作動器への命令信号がなく
とも自発的に一方の安定状態から他方の安定状態へ変る
ことが分かったからである。このため、フィードバック
回路が無い場合には、１つ以上のサスペンション・ユニ
ットが不適正な位置に来ることが往々あり、また、フィ
ードバック特性なしでは、サスペンション制御モジュー
ルは、サスペンション・ユニットが不適正な位置にある
という情報を得ることはできないだろう。その結果、サ
スペンション制御モジュールは、不適正な状態を修正す
ることはできないであろう。
第３Ａ図と第３Ｂ図には、本発明の制御システムの操作
論理のフロー・ダイヤグラムが示されている。便宜上、
２つに分けて示したが、Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線とは連続し
ていると理解されたい。ブロック６２は、加速信号が加
速センサ１６から来たものかブレーキ・センサ２０から
来たものかを識別する。加速もしくは減速が十分な大き
ざならば、コンピュータ内の加速／減速フラグは硬の位
置にセットされる。また、加速もしくは減速が十分な大
きさでない場合には、加速／減速フラグは軟にセットさ
れる。１例を挙げると、加速センサは、大きく開いたス
ロットル（ＷＯＴ　’、　ｗｉｄｅ　ｏｐｅｎｔｈｒｏ
ｔｔｌｅ）による加速を感知するよう目盛窓めされてお
り、ブレーキ・センサは０．３Ｇの減速に十分なブレー
キ・ライン圧力を感知するようセットされている。他の
スロットル間位置レベルや減速率レベルは、加速／減速
フラグを解発するのに利用することができる。フラグと
いう用語は、論理変数の種々の解発レベルの存在を追跡
し続けるための電子的ノートブックとして用いられるレ
ジスタをいう。前記変数はサスペンション・ユニットが
どの安定状態へ操作さるべきかを決めるために利用され
る。
ブロック６４からは、自動車の速度センサのアウトプッ
トが読取れる。自動車速度が１１’ｌｌｌ＋／ｈ　　（
７４ｍ１ｌｅｓ　／ｈ　）以下のときは、ブロック６５
は速度フラグを軟位置にセットする。自動車速度が１３
１０ｎ／ｈ　　（８３ｍ１ｌｅｓ　／ｈ　）を超えると
、ブロック６３が速度フラグを硬位置にセットし、ブロ
ック６６へ進む。自動車速度が１１９１に／ｈから１３
４１ｍ、／ｈの間の場合は、直接にブロック６６に進み
、そこでその時のステアリング位置が読出される。ブロ
ック６６には、またブロック６７を経て同速することが
できる。ブロック６７では、自動車速度が２４に／ｈ　
　（１５ｍ１ｌｅｓ　／ｈ　）を超えているか否かが識
別される。超えている場合は、ブロック６６へ進められ
、その時のステアリング位置が読出される。速度が２４
．ｌｋ／ｈを超えていない場合は、ブロック７３へ進み
、ここでステアリング・フラグが軟位置にセットされる
。
その時のステアリング位置が読出される場合、ブロック
６つはステアリング中央基準位置を修正する必要がある
か否かを識別する。必要がある場合は、論理フローはブ
ロック６８へ進み、そこで煤正命令が与えられる。修正
の必要がない場合は、論理はブロック７０へ進み、そこ
でステアリング中央基準位置の精度が識別される。この
場合の基準位置は、既述のステアリング・システム中央
位置を意味し、ブロック６８．６９．７０は、ステアリ
ング・システム中央位置を動的に決定する先述の方法を
実施する論理を意味している。基準位置が４．５度以内
の精度であれば、ブロック７２は自動車の横加速を計算
する。この加・速は、２つの方法のうちのいずれかで計
算される。
第１の方法は、自動車速度の２乗と、所定中央位置から
のステアリング・システムの逸脱角度との積を計算する
ものである。その式は次の通りである、 ａｊ！ａｔ、＝Ｖ２（θ） この式において、　ｉａｔは横加速の予報値、Ｖ２は自
動車速度の２乗、θは所定中央位置からの前記ステアリ
ング・システムの逸脱角度を、それぞれ表わしている。
次の式は、より範囲が広く、自動車速度の測定値、ステ
アリング・システム逸脱角度、ステアリング・システム
角速度とを結合したものである、ａｌａｔ＝Ｖ　　（θ
＋Ｗ２Ｃ） この式において、８１　ａ　ｔは横加速予報値、■２は
自動車速度の２乗、θはステアリング・システムの逸脱
角度、Ｗ２はステアリング・システムの角速度の２乗、
Ｃは、ステアリング・システムがθを増大させる方向に
動く場合はプラスの値となり、０を減少させる方向に動
くときにはマイナスの値をとる定数を、それぞれ表わし
ている。
この第２の式が第１の式より範囲が広いのは、Ｗ２Ｃの
項が付加されているためである。Ｗ２Ｃは次の事実を説
明するものである。すなわち、瞬間的な逸脱角度は、運
転者がステアリング・ホイールを回すことにより変化さ
せられるという事実である。但し、これは、ステアリン
グ・システムが、逸脱角度の測定された時点でゼロより
大きい角速度で操作されている状況下の場合である。定
数“Ｃ″は運転者にとって可能な、ステアリング・シス
テムに対して設定される最大減速率に相当する。
横加速予報値のこれら計算式により、サスペンション制
御モジュールは、自動車の横加速の実際の開始前に硬に
セットする命令を作動器に発信することができる。これ
が可能なのは、自動車の場合、ステアリング・システム
の角度が変化してから僅かの時間ではあるが一定の時間
が過ぎるまでは、横加速を生じさせるような方向転換は
行なわれないからである。本発明によるシステムは、し
たがって、横加速を感知する加速針を用いた従来形式の
システムに比して大きな利点を有している。
とりわけ、自動車のサスペンションに対して復元力を発
しえない従来形式のショック・アブソーバに似た受動的
な装置と、従来形式のシステムが結合されている場合に
比較すれば、著しく有利である。
横加速予報値が計算されると、論理は予報値の大きさを
吟味する。横加速が０．３Ｇ以下の予報であれば、ステ
アリング・フラグは、ブロック７３において軟をセット
する。０．３Ｇおよびそれ以上の横加速の場合は、ブロ
ック７１で硬がセットされる。ここに挙げた横加速の限
界値は、自動車や運転者の特殊な必要に応じて修正して
もよい。
ブロック７１または７３から論理のフローはブロック７
４へ進む。ここでは、モード選択スイッチの位置が読出
される。運転者がスイッチを硬の位置にすると、作動ル
ーチンにより、ブロック７５でショック・アブソーバに
硬のセットがなされるよう要求される。モード選択スイ
ッチが自動位置にある場合は、ブロック７６は３つのフ
ラグのどれが硬位置にあるかを尋ねる。少なくとも１つ
のフラグが硬位置にある場合は、ブロック７５はサスペ
ンション・ユニットに硬がセットされるよう要求する。
フラグのうち１つの硬位置にない場合は、論理はブロッ
ク７７に進む。ここで、フラグのそれぞれが軟位置にあ
った時間合計が記録される。特に、加速／減速フラグが
４秒以上の時間軟位置にあり、ステアリング・フラグが
７秒以上の時間軟位置にあり、更に速度フラグが１秒以
上の時間軟位置にあった場合には、ブロック７８の作動
ルーチンは、サスペンション・ユニットに軟のセットを
要求する。ブロック７７で条件のすべてが満されなかっ
た場合は、ブロック７９の作動ルーチンは新しい要求を
出さない。ここから、論理は、自動車操作を通じてリラ
ンするためブロック６２に接続される。
本発明に関係する種々の技術分野の専門家にとっては、
本発明の種々の変化形や修正形が可能であることは言う
までもない。たとえば′、本発明のシステムと接続して
用いられる特殊なセンサは、別の形式のものであっても
よい。また、前記システムは、手操作式の選択スイッチ
なしで操作されるものであってもよい。更に、サスペン
ション・ユニットは、以上で説明したものに加えて、能
動的または受動的な液圧式、空気式、電気式のいずれか
のユニットを有していてもよい。ここで開示した技術の
もとになっている理論にもとづくこれらの変化形やその
他ずべての変化形は、付加したクレームにより限定され
ている本発明の範囲に当然底するものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の制御装置を組付けた自動車の斜視図で
、本発明の実施例の種々の構成要素を示したもの、 第２図は、本発明の１実施例によりシステム全体をブロ
ック・ダイヤグラムで示した図、第３Ａ図と第３Ｂ図は
、本発明の１実施例の論理のフローを示したブロック・
ダイヤグラム第４図は、本発明の構成部品であるステア
リング・センサの実施例を部分的に断面して示した平面
図、 第５図は、第４図の５−５線に沿った断面図、第６Δ図
は、第４図および第５図に示されたステアリング・セン
サに用いられているデテクタが時計回り方向に回転する
場合のアウトプット波形を示した図、 第６Ｂ図は、第６Ａ図のデテクタが逆時計回り方向に回
転した場合のアウトプット波形を示した図、 第７図は、本発明のステアリング・センサが時計回り方
向および逆時計回り方向に回転する場合に、第４図から
第６図に示したデテクタＡとＢとのアウトプットを示し
た表、 第８図は、本発明の電磁式作動器の一部平面図、第９図
は、第８図の９−９線に沿った断面図、第１０図は、第
９図の１０−１０線に沿った断面図で、フィードバック
・スイッチの細部を示した図、 第１１図は、第１０図と同様の図で、？［子の細部を加
えて示した図、 第１２図は、本発明の作動器に用いられている電機子の
斜視図である。 図において、 ２・・・・・・自動車 ４・・・・・・前部ストラット ５・・・・・・前部作動器 ６・・・・・・後部ショック・アブソーバ８・・・・・
・後部作動器 １４・・・・・・サスペンション制御モジュール１６・
・・・・・エンジン制御モジュール１８・・・・・・ス
テアリング・センサ２ｏ・・・・・・ブレーキ・センサ ２２・・・・・・速度センサ ２４・・・・・・モード選択スイッチ ２７・・・・・・主バッテリ ２８・・・・・・シャター・ホイール ３０・・・・・・穴 ３２・・・・・・発光ダイオード ３４・・・・・・光電ダイオード ３６・・・・・・ステアリング・シャフト４２・・・・
・・電機子 ４４・・・・・・巻線 ４５・・・・・・永久磁石 ４６・・・・・・ブツシュ ４８・・・・・・中実軸受 ５０・・・・・・ピニオン ５２・・・・・・軸方向スロット ５３ａ、５３ｂ・・・・・・ストッパ ５４・・・・・・制御ロッド ５６・・・・・・可動コンタクト ５７・・・・・・第１コンダクタ ５９・・・・・・第２コンダクタ ６０・・・・・・突当り部

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）多重安定性サスペンション・ユニットの操作シス
    テムであって、複数の所定操作状態を有し、ステアリン
    グ・システムをもつ自動車に利用されるようにされてお
    り、前記操作システムが、前記自動車の速度測定用の第
    １の装置（２２）と、前記自動車の横加速を予報する第
    ２の装置とを有しており、 前記第２の装置が、前記自動車のステアリング・システ
    ムに対し中央位置を動的に決定する位置決め装置と、 前記所定中央位置からの前記ステアリング・システムの
    逸脱度を測定するため、前記位置決め装置と協働する角
    度測定装置と、 前記第１の装置と前記角度測定装置とに接続されて、自
    動車速度測定値とステアリング・システムの逸脱度とを
    所定の公式により結合し、自動車速度とステアリング・
    システム逸脱度との関数として、前記複数の所定操作状
    態の１つを選択するのに利用する横加速予報計算値を得
    るための処理装置とを有していることを特徴とする多重
    安定性サスペンション・ユニットの操作装置。
  2. （２）自動車速度測定値と前記ステアリング・システム
    逸脱角度とを結合する前記処理装置が、次式、すなわち ａ＿ｌ＿ａ＿ｔ＝Ｖ＾２（θ） に従って処理し、かつまたこの式において、ａ＿ｌ＿ａ
    ＿ｔは横加速の予報値、 Ｖ＾２は前記自動車速度の２乗、 θは前記所定中央位置からの前記ステアリング・システ
    ムの逸脱角度を、それぞれ表わしていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の操作システム。
  3. （３）前記位置決め装置が、次のステップ、すなわち ａ、初中央位置を設定するステップ、 ｂ、前記初中央位置から時計回り方向に延びる第１の限
    界と逆時計回り方向に延びる第２の限界とを有する等し
    い大きさの２つの円周域を画定するステップ、 ｃ、前記ステアリング・システムが、所定時間の間、前
    記第１と第２の限界により画定された円周域の外側で操
    作される時間合計を記録するステップ、 ｄ、前記所定時間の間に前記第１と第２の限界により画
    定された円周域の外側で前記ステアリング・システムが
    操作される時間合計にもとづく最新初中央位置を決める
    ステップを有する方法により操作されるシステムを備え
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の操
    作システム。
  4. （４）前記方法が、更に、前記の決定された初中央位置
    が変らなくなるまで、ｂ、ｃ、ｄの各ステップを反復す
    るステップを有していることを特徴とする特許請求の範
    囲第３項記載の操作システム。
  5. （５）前記ｂ、ｃ、ｄのステップが、前記初中央位置か
    らの周方向のずれの大きさが次第に小さくなる限界値で
    反復されることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
    の操作システム。
  6. （６）更に、自動車の測定速度と横加速予報値との関数
    である前記多重安定性自動車サスペンション・ユニット
    所定状態を選択する制御装置を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の操作システム。
  7. （７）更に、前記自動車直線加速を測定する装置と、自
    動車の測定スピードの直線加速と横加速予報値との関数
    である前記多重安定性自動車サスペンション・ユニット
    所定状態を選択するための前記制御装置内の付加装置と
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
    操作システム。
  8. （８）更に、前記の選択された所定状態へ前記サスペン
    ション・ユニットを置く前記制御装置に接続された作動
    器（５、８）を有していることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項記載の操作システム。
  9. （９）更に、前記サスペンション・ユニットが静止して
    いる特殊状態を感知し、かつまたその状態を前記制御装
    置に報知する装置を有する特許請求の範囲第６項記載の
    操作システム。
  10. （１０）前記サスペンション・ユニットが静止している
    特殊状態を感知し、かつまた、その状態を前記制御装置
    に報知する前記装置が、前記作動器（５、８）の位置を
    感知するフィードバック回路を有していることを特徴と
    する特許請求の範囲第９項記載の操作システム。
  11. （１１）前記フィードバック回路が前記作動器（５、８
    ）により操作されるスイッチを有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１０項記載の操作システム。
  12. （１２）複数の所定操作状態を有し、かつまた、ステア
    リング・システム付き自動車と一緒に用いるようにされ
    た多重安定性サスペンション・ユニットの操作システム
    であって、この操作システムが、自動車の速度を測定す
    る装置と、前記自動車の横加速を予報する装置とを有し
    ており、この予報装置が、 所定中央位置からの前記ステアリング・システムの逸脱
    角度を測定する装置と、 前記ステアリング・システムが操作されているさいの角
    速度を測定する装置と、 自動車の速度の測定値、ステアリング・システムの逸脱
    角度、ステアリング・システムの角速度とを結合し、所
    定の公式により前記自動車の横加速を予報する計算値を
    得る計算装置とを有していることを特徴とする操作シス
    テム。
  13. （１３）前記計算装置が、横加速を予報する前記計算値
    を次の式、すなわち ａ＿ｌ＿ａ＿ｔ＝Ｖ＾２（θ＋Ｗ＾２Ｃ） によって出し、この式において、 ａ＿ｌ＿ａ＿ｔは横加速の予報値、 Ｖ＾２は前記自動車速度の平方、 θは前記所定中央位置からの前記ステアリング・システ
    ムの逸脱角度の大きさ、 Ｗ＾２はステアリング・システムの角速度の平方、Ｃは
    、ステアリング・システムがθを増大させる方向に動く
    場合にプラスの値を、またθを減少させる方向に動く場
    合はマイナスの値をとる定数、であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１２項記載の操作システム。
  14. （１４）更に、自動車の測定速度と横加速予報値との関
    数である前記多重安定性サスペンション・ユニットの１
    つの状態を示すアウトプット信号を発するため、前記計
    算装置に接続される制御装置と、前記サスペンション・
    ユニットを前記の選択された状態に置くため、前記制御
    装置のアウトプット信号に応動する作動器（５、８）と
    、 前記サスペンション・ユニットが静止している特殊状態
    を感知し、その状態を前記制御装置に報知するため、前
    記制御装置と前記作動器（５、８）との間に接続される
    フィードバック装置とを有することを特徴とする特許請
    求の範囲第１１項記載の操作システム。
  15. （１５）更に、前記自動車直線加速測定のための測定装
    置と、 自動車測定速度、直線加速、横加速予報値の関数である
    前記多重安定性サスペンション・ユニットの１状態を示
    すアウトプット信号を発するため、前記測定装置と前記
    計算装置とに接続された制御装置と、 前記サスペンション・ユニットを前記の選択された状態
    に置く前記制御装置のアウトプット信号に応動する作動
    器（５、８）と、 前記サスペンション・ユニットが休止している特殊状態
    を感知し、その状態を前記制御装置に報知するため、前
    記制御装置と前記作動器（５、８）との間に接続された
    フィードバック装置とを有することを特徴とする特許請
    求の範囲第１１項記載の操作システム。
  16. （１６）複数の所定操作状態をもつ自動車用多重安定性
    サスペンション・ユニットを操作する方法であって、次
    のステップ、すなわち、 前記自動車の速度を測定するステップ、 前記自動車の直線加速を測定するステップ、前記自動車
    の横加速を次の段階、すなわち前記自動車のステアリン
    グ・システムの中央位置を動的に決定する段階、 前記所定中央位置からの前記ステアリング・システムの
    逸脱角度を測定する段階、 前記ステアリング・システムの角速度を測定する段階、 自動車の速度の測定値とステアリング・システムの逸脱
    角度とステアリング・システムの角速度とを、横加速予
    報値のための所定公式により結合する段階、 前記多重安定性サスペンション・ユニットのために、自
    動車の測定速度、直線加速、横加速予報値にもとづいて
    所定操作状態を選択する段階をもつステップ、 前記多重安定性サスペンション・ユニットを前記選択状
    態に置くステップを有していることを特徴とする多重安
    定性サスペンション・ユニットを操作する方法。
  17. （１７）前記横加速予報値が次式、すなわちａ＿ｌ＿ａ
    ＿ｔ＝Ｖ＾２（θ＋Ｗ＾２Ｃ） に従って計算され、この式において、 ａ＿ｌ＿ａ＿ｔは横加速の予報値、 Ｖ＾２は前記自動車速度の平方、 θは前記所定中央位置からの前記ステアリング・システ
    ムの逸脱角度の大きさ、 Ｗ＾２はステアリング・システム角速度の平方、Ｃは、
    θが増加する方向にステアリング・システムが動く場合
    にはプラスの値を、θを減少させる方向に動く場合には
    マイナスの値をとる定数を表わすことを特徴とする特許
    請求の範囲第１６項記載の方法。
  18. （１８）前記自動車のステアリング・システムの前記中
    央位置が、次のステップ、すなわち ａ、初中央位置を設定するステップ、 ｂ、前記初中央位置から時計回りに延びる第１の限界と
    、逆時計回りに延びる周方向にずらされた第２の限界と
    により画定された等しい大きさの２つの周辺域を画定す
    るステップ、 ｃ、所定時間の間に前記第１および第２の限界により画
    定された周辺域の外で、前記ステアリング・システムが
    操作される時間の合計を記録するステップ、 ｄ、前記所定時間の間、第１と第２の限界により画定さ
    れた周辺域の外で、前記ステアリング・システムが操作
    される時間の合計にもとづいて新しい初中央位置を決定
    するステップ、を有する方法によって決められることを
    特徴とする特許請求の範囲第１７項記載の方法。
  19. （１９）複数の所定操作状態をもち、ステアリング・シ
    ステムをもつ自動車に用いられるようにされた多重安定
    性サスペンション・ユニット用操作システムであって、
    このシステムが、 自動車の速度測定のための装置（２２）、 前記自動車の横加速を予報するための装置、それも所定
    中央位置から前記ステアリング・システムの逸脱角度を
    測定する装置と、前記ステアリング・システムが操作さ
    れる角速度を測定する装置と、前記自動車横加速の予報
    計算値を得る所定公式に従って自動車速度測定値、ステ
    アリング・システム逸脱角度、ステアリング・システム
    角速度を結合する装置とを備えた予報装置、 前記自動車の直線加速を測定するための装置と、自動車
    測定速度、直線加速、横加速予報値の関数である前記多
    重サスペンション・ユニットの１つの状態を示す出力信
    号を発する装置と、 前置の選択された状態に前記サスペンション・ユニット
    を置くために、前記アウトプット信号に応動する作動器
    （５、８）と、 前記サスペンション・ユニットが休止している特殊な状
    態を感知し、その状態を前記制御装置に報知するため、
    前記制御装置と前記作動器（５、８）との間に接続され
    たフィードバック装置とを有することを特徴とする多重
    安定性サスペンション・ユニットの操作システム。
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