JPS63269713A

JPS63269713A - 車体制御方法

Info

Publication number: JPS63269713A
Application number: JP10373087A
Authority: JP
Inventors: Hisami Kato; 久美加藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1988-11-08

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）本発明は、車体制御方法に関し、更に具体的には、車両
の四輪における空気供給源を有する各エアサスペンショ
ンを用いて、これ等エアサスペンションに対して互いに
独立的に制御される空気の給排による車高制御によって
車両の姿勢制御を行う手段に特徴を有するものである。

（従来の技術）周知の如く、車両におけるサスペンション制御は、乗心
地と操安性との両立か要求される。すなわち、路面から
の振動入力に対してはサスペンションの状態を柔らかく
して、乗心地を確保し、他方、車両の急加減速成いは曲
線走行などに伴う車体慣性力に対してはサスペンション
の状態を硬くして姿勢変化を抑制することが必要である
。

然るに、これ等乗心地の確保と姿勢変化の抑制のための
サスペンション制御は、本来相反する制御態様であるた
めに、サスペンション制ｗ４１構としては、これ等の両
立を計ることか技術上の最大の問題となる。

そこて、かかるサスペンション機構の一例として、アク
ティブサスペンション制御手段が用いられる。即ち、サ
スペンションのバネと並列にフォースアクチュエータ（
油圧シリンダ）を配置し、その圧力を検出しながらこれ
が一定（目標値）になるように制御する。従って、この
制御は凹凸路面による車輪の上下方向の変位入力に対し
て常時材われ、これによって、車体に働く力の変化を少
なくして車体の上下加速度を抑制する。

これに対して姿勢制御は、車体の姿勢変化を抑制する向
きの制御であり、そのためのフォースアクチュエータに
おける制御動作（圧力可変動作）は前述の乗心地制御の
場合とは逆向きとなる。即ち、車体の姿勢変化な横加速
度センサー等により検出し、そのときの変化量若しくは
その予測量に応じてフオームアクチュエータの目標圧力
値を変え、この圧力を保つように制御する。勿論、この
姿勢制御は先の乗心地制御と背反するものであるのて、
姿勢制御作動中は乗・し地制御か中断され、姿勢変化の
検出信号かなくなったときに姿勢制御動作か中止される
。

そして、この種サスペンション機構の今一つの手段とし
て、車高調整を可ｆｉにしたエアサスペンション制御手
段かある。周知の如く、この制御手段では、車軸と車体
との間の距離即ち路面からの車体高さ位置を検出する車
高センサーを備えたエアサスペンションと減衰力調整用
アクチュエータを有するダンパーとを並設し、車高セン
サーにより常に車高位置を監視しながら、車高かその高
さ位との目標値からはずれると、エアサスペンションの
空気バネ室への空気給排を行って、これによる車体の上
昇降下を計って車高調整を行うものである。

ちなみに、荷重変化に伴う車高変化はこれを検出する前
記車高センサーからの信号に基き、先の目標値に向けて
補正し、その他に、マニュアル操作による車高の選択及
び車速応答等による車高調整をこれ等選択並びに車速情
報の信号に応じて車高の目標値を変え、前記目標値への
車高調整を追従させるようにシステム構成されている。

従って、このようなシステム構成下で、走行中の路面か
らの振動入力で車体か上下動する短周期の車高変化に対
しては、車高制御を行わせないために、この制御動作の
開始に遅延時間を設けて置き、車高の目標値からのずれ
が一定時間以上続いたときにのみに限って、前述の車高
調整のための制御動作を行うようになしてあり、しかも
、車体の姿勢変化時にはこの車高制御を行うことを防ぐ
ために、姿勢変化の情報信号が発せられたとき車高′Ａ
整切動作禁止する構成か採用されている。そして、これ
等車高制御動作時の前記空気バネ室への空気給排はそれ
ぞれ吸気弁と排気弁との二個のソレノイドバルブを目標
値に達するまで開放することによって行われる。

（発明が解決しようとする問題点〕ところて、上述のような各サスペンション機構において
は、夫々一長一短か有り、特に、アクティブサスペンシ
ョン機構では、乗心地制御を走行時中宮に作動させるた
めに、その制御に要するエネルギー源として比較的大容
量の油圧源を必要とし、かつ、その駆動力を必要とする
構造上の問題点に加えて、センサー及びセンサー出力信
号を電気的に処理するコントローラ、該コントローラか
らの電流出力て作動するソレノイドバルブ等からなる制
御弁とフォースアクチュエータとて構成される油圧制御
系か、車体の高周波振動域（５乃至１０Ｈｚ以Ｌ）て応
動性か悪くなり、そのために制御動作に位相遅れ生じて
逆に乗心地を損なうことになると共に、バネ下の共振点
（１２乃至１８１１ｚ）付近の制御か出来ない状況下で
は、これを抑えるためにタンバーの並設か不可欠である
。また、この制御システムか乗心地制御を基本動作とす
るために仮に姿勢制御の検出系に故障か発生すると、乗
心地制御モー１〜て姿勢変化に対処することになり、そ
のときの姿勢変化を益々助長する向きの車体制御かなさ
れて危険である等の不都合がある。

他方、エアサスペンション機構では、当該システムにお
ける姿勢制御か空気バネの剛性を高めると共にダンパー
減衰力を高くして車体の沈みを少なくする制御であるた
めに、姿勢変化の程度を小さく抑制することは出来るか
、その変化分を完全に補正することは出来ない。そのた
めに、姿勢変化（これによるサスペンションのジオメト
変化）か残り、その結果、姿勢変化時の操安性を十分に
改善することが出来ない。しかも、かかる姿勢制御中に
は前記空気バネ及びダンパーか硬くなるのて、この状況
下で凹凸路面に侵入すると、路面からの加振か直接車体
に伝わり、乗心地か非常に悪くなる傾向にある。

このようなサスペンション機構の現状において本発明に
おける第１の目的は、サスペンション制御のための消費
エネルギーか少なく、高周波数振動域においても乗心地
を損なわず、加えて、走行中の誤動作による危険な姿勢
変化を生じない簡便なエア式四輪アクティフサスペンシ
ョン制御方法を提供することである。

さらに、本発明の第２の目的は、前記制御モートの応じ
た空気バネ室への空気給排のための合理的手段を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段）しかして、この目的は、本発明によれば、エアサスペン
ション機構において、特定の制御時期信号の入来下に空
気ハネ室への空気供給弁または排出弁を間欠的に開閉操
作して、車高センサーで検出した車高位こを車高目標イ
１に緩速制御する車高制御システムを基本制御手段とし
て、走行中における車体の姿勢変化に対応して前記両弁
の選択下の間欠開閉操作で前記目標値に向けて車高を急
速修正する姿勢制御システムを有し、路面からの振動入
力に対してはエアサスペンション自体の空気バネ性によ
り受動的に吸収するようになした車体制御方法によって
達成することか出来る。

そして、前記供給弁と排出弁との選択的開閉制御をパル
ス巾変調信号或いはパルス数変調信号によって行うこと
か好ましく、又、車高制御を行う時期を決定する前述の
特定の信号として、停車状態を判知する信号が有効であ
る。

〔作　用〕

上述の本発明における手段によれば、車高調整は特定の
制御時期信号によってのみその制御動作か行われる。即
ち、この特定の制御時期信号が車両の停止信号であると
き、停車中における人の乗降或いは荷物の積み下ろしで
車重量が変わった際の車高を、予め調定した目標値に向
けて、空気供給弁または排出弁を間欠的に開閉制御して
修正する。

従って、走行中の路面からの加振入力に対しては車高制
御動作が行われず、そのときの乗心地と操安性か確保さ
れると共に、前記供給弁および排出弁の間欠開閉制御で
、この車高制御動作を給排する空気流量の少ない緩速動
作の下で行うことにより、前記目標値に向けて安定した
制御動作を行うことか出来る。

また、前記特定の制御時期信号として、前述の停止信号
の他にマニュアルによる車高の選択信号及び車速応答等
による車高調整信号等がある。即ち、運転者のスイッチ
操作で、車高を人為的に変更する場合に、該操作により
車高の目標値を調定すると同時に、該信号の入来をトリ
ガーとして制御動作が新たな目標値に向けて開始され、
同様に車速応答等を意図するスイッチ操作で、この目標
値か車速等に応答して自動的に決定されると同時に、先
の制御動作か開始される。

この車高制御におけるエアサスペンションの空気ハネ室
への空気給排を基本動作として、姿勢制御システムでは
、車体の姿勢変化か運転者の操縦によって生しるため、
この操作を検知する信号をトリガーとして制御動作を開
始させる。例えば、運転操作の加速時のアクセル開度検
知、減速時のフレーキランプスイッチ連動及びカーフ走
行時の操舵角と車速との組み合せ状況検知等が前記トリ
ガー信３として適用される。そして、このときの制御動
作は、姿勢変化を車体と車軸との間に設けた車高センサ
ーが車高目標値との差を検出した状態で、前記トリガー
信号の入来により各車軸ごとにその車高を該目標（１に
近づける向きに、空気バネ室への圧搾空気の給排を行う
。

このとき、圧搾空気の給排を制御する供給弁又は排出弁
の間欠開閉動作は、前述の車高調整時とは異なり開閉周
期の速い或いは開放期間の長い大ＲＮての制御によって
行う。

そして、車両がカーブ走行中に凹凸路面に突入する場合
も有り、このときは姿勢変化中に路面からの振動入力か
生しる。このような場合に本発明の手段ては、制御動作
か姿勢変化に対応してのみ行われる。即ち、空気バネ室
と給排弁とからなる制御系ては、その振動応答特性が２
又は３１１ｚと低い周波数域である（或いは積極的にこ
の帯域に応答特性を設定する）ため、制御動作が姿勢変
化には十分に追従して作動するが、高周波数振動域の路
面からの振動入力に対しては追従しない。そして、この
ような振動入力に対しては、前記空気ハネ室が受動的な
空気バネとして作用し、車体への振動伝播を吸収する。

即ち、姿勢制御は姿勢変化による各車軸における沈み込
み分を修正する車高保持の制御てあり、その作動は空気
バネ室への空気の出し入れのみであるので、空気ハネ作
用及びダンパーも制御時に特に硬くなるようなことかな
いから、路面からの加振によるショック感は小さくて十
分な乗心地が得られる。

このように、本発明における手段ては、乗心地制御のた
めにｆｆｆｉ動的な制御動作を行うことなくて空気バネ
作用とダンパー自体により受動的に路面からの加振に対
応させる。この場合に、本発明手段からなる機構は、空
気ハネ作用のソフト性及び非線形的なハネ特性とこれに
対応するダンパーの適切な設定とにより、十分な乗心地
か実現出来るように機走する。

（実施例〕第１図は本発明の一実施例を示す系統図て、車体ｌと車
輪２との間にダンパー３を備えたエアサスペンション４
を配し、その空気バネ室５への空気給排によってこれ等
の間の距離即ち車高を調整し得るように構成しである。

そして、この車高は常時車高センサー６によって検出す
るようになしである。

７は供給弁で、ソレノイドバルブ等からなる開閉弁て、
前記空気ハネ室５と空圧源８との間の空気供給路中に挿
入されて、諸方７の開閉制御によって前述の空気給排を
行うようになしである。更に、該空気ハネ室５には前記
供給弁７と並置して排出弁９を設けである。

そして、これ等供給弁７及び排出弁９の作動を管理する
コントローラｌＯを設け、該コントローラ１０からの出
力信号によって前記両弁７及び９を選択的に作動させる
ように構成してあり、該コントローラ１０における先の
電流出力を決定する入力情報要素として、前記車高セン
サー６からの信号に加えて、車高制御時期信号としての
停車信号、マニュアル車高選択及び車速応答等車高調整
信号、更に、姿勢制御用信号としてのアクセル開度、ブ
レーキスイッチ、車速及び操舵角の各信号が該コントロ
ーラｌＯに与えられる。

勿論、これ等エアサスペンション４、車高センサー６、
供給弁７及び排出弁９等からなる制御系は、四輪車の各
車輪に夫々独立して設置される。

そして、これ等供給弁７及び排出弁８は、その一実施例
を第２図に示す如く、出入ボート１１を有する弁座１２
にスブリンク１３の拡圧力によって圧着する弁軸１４を
ソレノイド１５への通電によって前記スブリンク１３の
作用力に抗して引き上げ、前記出入ボート１１の連通下
に開弁するように構成しである。

第３図は前記コントローラ１０から前記ソレノイド１５
に与えられる制御信号の一例を示す図て、通電時間の長
い周期パルス信号を発生させるＡ状態と通電時間の短い
周期パルス信号を発生させるＢ状態とからなるパルス幅
変調手段を示し、第４図は前記制ｖ４信号の他の一例を
示す図で通電パルス信号数の多い周期域からなるＡ状態
と通電パルス信号数の少ない周期域からなるＢ状態のパ
ルス数変調手段を示す。

従って、車両停車時の停車信号かコントローラ１０に入
来すると、そのときの車高センサー６からの情報が予め
設定した車高目標値に対して低い車高状態である場合に
は、該コントローラｌＯから供給弁７のソレノイド１５
に通電時間の短かいパルス信号か間欠に与えられる（第
３図上Ｂ状態又は第４図上Ｂ状態）結果、諸方７はその
弁軸１４か第２図の上方に引き上げられて出入ボートｔ
ｉを開き、空圧源８からの圧搾空気を空気バネ室５に供
給する。

これによって、空気ハネ室５は車体ｌを押し上げなから
延びて、この状況を逐次検出する車高センサー６からの
目標値到達信号で上記動作を終了する。

また、車高目標値に対して高い車高状態である場合には
、前記通電時間の短いパルス信号が排出弁９のソレノイ
ド１５に与えられて、諸方９の開放下に空気バネ室５の
空気を大気中に放出し、空気ハネ室５は車体ｌを下げな
がら収縮し、この状況を逐次検出する車高センサー６か
らの目標値到達信号で上記動作を終了する。

しかも、これ等弁７及び９の間欠開放動作による車高調
整動作か、前記通電時間の短いパルス信号による小流量
ての緩速動作によってなされるので、車高か前記目標値
に達する付近てチャツタ動作を起こすことなく安定に制
御される。

また、マニュアル選択、車速応答等車高調整時には、運
転者の指示操作によって、前記目標値を変更し或いは車
速等に応じて自動的に変更されると同時に、変更された
目標値に向けて上述の制御動作が行われる。

そして、姿勢制御に際しては、曲線路に侵入するとき又
は急停止及び急発進時のアクセル開度。

ブレーキスイッチ、車速及び操舵角の各信号の発生によ
り、コントローラ１０でのこれ等各信号に基〈演算処理
を経て、このときに生しる車体の姿勢変化を予測し、車
体働く遠心力又は慣性力に起因する四輪への偏荷重に対
処して、各車輪におけるエアサスペンション４の空気バ
ネ室５に前記供給弁７又は排出弁９の開閉操作によって
空気の給排を行う。

しかも、この時の前記供給弁７及び排出弁９の間欠開放
動作による姿勢制御動作か、通電時間の長いパルス信号
（第３図上Ａ状態）又はパルス数の多い周期信号（第４
図上Ａ状態）による大流量ての急速動作によってなされ
るので、応答性良く行われる。

即ち、各制御時の四輪（前輪右ＦＲ１前輪左ＦＬ、後輪
右ＲＲ及び後輪左ＲＬ）における各サスペンションの作
動状態を次表に示す。

なお、本発明は補助バネを有するサスペンション機構に
も適用可詣てあり、この場合に、該補助バネに対するエ
アサスペンション４の分担分な適度に設定することによ
り、該エアサスペンション４における空気バネ特性によ
るソフトな乗心地感を損なわないて、前述の制御動作時
の空気バネ室５へ給排する空気量を減らすことか出来て
、より省エネルギーなシステム構成か回走となる。

〔発明の効果〕このように、本発明方法によれば、エアサスペンション
機構を用いて、車高を検出しなから車高位置を予め設定
した目標値に向けて制御するエアサスペンション本来の
機能を姿勢制御にも適用して、車高調整を停車信号等の
特定の制御時期信号の発生時にのみ行い、姿勢制御を走
行中の姿勢変化に対する制御系の低周波応答特性の下て
行うのて、これ等車高調整並びに姿勢制御か情動的な積
極制御動作であるのに対して、乗心地制御か高周波振動
入力に対す゛る非応答性の下て加振衝撃を空気ハネによ
り吸収する受動的制御であるのて、乗心地と操安性の両
立性か良く、しかも、高速制御を必要としない車高調整
ては開弁時間の短い若しくは開弁間隔の長い小流量規制
の開弁操作て、空気ハネ室への給排を緩速制御して大変
位の車高偏差を徐々に修正するから、過剰修正等による
目標値付近ての上下動を無くして安定に行なうことが出
来ると共に、姿勢制御時には開弁時間の長い若しくは開
弁間隔の短い大流量規制の弁制御で小変位を高′ａ修正
することが出来るのて、各制御モードに応した高レベル
の制Ｗ機構の構成か実現可使である。

そして、本発明方法では乗心地制御を情動的に行わない
のて、これに要する制御動作のための消費エネルギーか
少なくて良い他に、故障等により姿勢制御か出来ない場
合でも機構機能としては通常のエアサスペンション作用
に戻るたけであるのて、この場合の逆向修正などによる
危険性を無くすことか出来る。しかも、本発明方法によ
れば。

姿勢制御動作か各輪における車高位置を保持する向きの
修正であるのて、その終了時に各車輪の車高かアンバラ
ンスになるようなことかなくて安定走行上極めて有効で
あると共に、従来のエアサスペンションにおける空気バ
ネをそのまま使用することが出来るのて、本発明方法か
らなる制御機構の車体への装着性か良くかつ簡単に行い
得る利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１ＵＡは本発明方法よりなるエアサスペンション機構
の制御系を示す構成図、第２開は第１図示の構成に用い
る弁機構の一例を示す縦断面図、第３図及び第４Ｉ２Ｉ
はそれぞれ制御信号の例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エアサスペンション機構において、特定の制御時
期信号の入来下に空気バネ室への空気供給弁または排出
弁を間欠的に開閉操作して、車高センサーで検出した車
高位置を車高目標値に緩速制御する車高制御システムを
基本制御手段として、走行中における車体の姿勢変化に
対応して前記両弁の選択下の間欠開閉操作で前記目標値
に向けて車高を急速修正する姿勢制御システムを有し、
路面からの振動入力に対してはエアサスペンション自体
の空気バネ性により受動的に吸収するようになしたこと
を特徴とする車体制御方法。
（２）前記両弁がポペット型２方弁からなるところの特
許請求の範囲第１項記載の車体制御方法。
（３）前記両弁の開閉操作がパルス数変調信号により制
御されるところの特許請求の範囲第１項記載の車体制御
方法。
（４）前記両弁の開閉操作がパルス幅変調信号により制
御されるところの特許請求の範囲第１項記載の車体制御
方法。
（５）前記特定の制御時期信号の一つが、車両の停車信
号であるところの特許請求の範囲第１項記載の車体制御
方法。