JPS6346911A - 車両のサスペンシヨン装置 - 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、バネ定数を２段階以上に変更可能なバネ定
数可変スプリング装置を有するサスペンション装置を備
えた車両において、そのバネ定数可変スプリング装置を
制御することにより車速にかかわらず乗心地を確保する
ことができる車両のサスペンション制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の車両のサスペンション制御装置としては、例えば
ｒＭＩＴｓＩＪＢＩｓ旧新型車解説書ＧＡＬＡＮＴ　Ｂ
ＴＥＩ？Ｎ八ΣＪ　１へ８３年８月三菱自動車工業株式
会社発行、第１１１〜１３７頁に記載されたものが知ら
れている。

この従来例は、バネ定数と減衰力とが、同一の７クチユ
エータによって何れもソフト側とハード側の２段階に変
更可能に構成されていて、両者は同時にソフト側又はハ
ード側に変更されるものである。そして、例えば車速セ
ンサにより検出された車速か所定値以上の高車速状態に
なると、バｉ′。

定数及び減衰力が同時にハード側に変更されて、車両の
バネ上振動を抑制するように制御′ｆＩＩされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の車両のサスペンション
制御装置にあっては、低車速状態でバネ定数及び減衰力
が共にソフト側に維持されて良好な乗心地を得ることが
できるが、高車速状態ではそのバネ定数及び減衰力が共
にハード側に変更されるため、車輪側から車体に伝達さ
れる上下振動のレベルが太き（なると共に、ピッチング
が増大し、フラットな乗心地を確保することができない
という問題点があった。

この発明は、上記従来例の問題点に着目してなされたも
のであり、高車速走行状態でのバネ定数を通常の低車速
走行状態でのバネ定数よりも低く設定することにより、
車速にかかわらず乗心地を良好に確保することが可能な
車両のサスペンション制？１１装置を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、第１図の基本
構成図に示すように、設定信号の入力によりバネ定数を
少なくとも高低２段階に変更可能なバネ定数可変スプリ
ング装置を有するサスペンション装置を備えた車両にお
いて、車速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段
の車速検出値が所定値以上の高車速状態であるかそれ未
満の低車速状態であるかを判定する車速判定手段と、該
車速判定手段の判定結果が低車速状態であるときに、所
定値の通常バネ定数に、高車速状態であるときに、前記
通常バネ定数より低い低バネ定数にそれぞれ設定する設
定信号を前記バネ定数可変スプリング装置に出力するバ
ネ定数設定手段とを備えたことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、車速検出手段で検出される車速検
出値が予め定められた所定値未満の低車速状態であると
車速判定手段で判定されたときには、バネ定数設定手段
で、比較的低バネ定数の通常バネ定数に設定する設定信
号をバネ定数可変スプリング装置に出力して、これを通
常度バネ定数に制御することにより乗心地を良好に維持
する。

また、車速判定手段で所定値以上の高車速状態と判定さ
れたときには、バネ定数設定手段で、バネ定数可変スプ
リング装置のバネ定数を通常バネ定数より低バネ定数に
設定する設定信号を出力する。

これにより、高車速状態での路面状態に応じて生じる車
両のバネ上振動の共振周波数をずらして、車体のバウン
シング、ピッチング等のバネ上振動を抑制し、もって高
車速状態でも低車速状態と同様の乗心地性能を得ること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示す概略構成図である。

第２図において、車輪１と車体２との間に、サスペンシ
ョン装置３が介挿され、このサスペンション装置３は、
例えばサスペンションアーム４等のサスペンション部材
と、バネ定数可変スプリング装置５と、ショックアブソ
ーバ６とを含んで構成されている。

バネ定数可変スプリング装置５と、ショックアブソーバ
６とは、好ましくは前後左右の各車輪１と車体２との間
に装着されるが、これには限定されず、前左右輪と車体
との間にのみ、又は後左右輪と車体との間にのみ装着す
るようにしてもよい。

バネ定数可変スプリング装置５は、バネ定数を比較的低
い通常バネ定数とそれより低いバネ定数との２段階に変
更可能なものであり、車体２とショックアブソーバ６の
シリンダチューブ６ａとの間を上下方向に伸縮自在に包
囲して内部に主空気室りを形成する、ゴム等からなる弾
性体７と、内部に固定容積の補助空気室Ｍを形成する補
助タンク８と、主空気室りと補助空気室Ｍとを連通ずる
管路９と、この管路９の途中に介挿されて管路９を開閉
し、主空気室りと補助空気室Ｍとの間を連通状態又は遮
断状態の何れか一方に切換える電磁開閉弁１０とを含ん
で構成されている。

そして、電磁開閉弁１０がコントローラ１２から出力さ
れる設定信号が供給される駆動回路１１からの励磁電流
が遮断状態であるときに、第２図図示の管路９を遮断す
るノーマル位置に、励磁電流が供給されている状態で管
路９を連通ずるオフセット位置にそれぞれ制御される。

上記コントローラ１２には、その入力側に車速検出手段
を構成する車速センサ１３と、車両の旋回状態を検出す
る操舵角センサ１４とが接続されている。

車速センサ１３は、例えば車両の図示しない推進軸に取
付けられた回転数センサで構成され、推進軸の回転数を
磁気的、光学的に検出し、推進軸の回転数即ち車両の車
速に応じた周期のパルス検出信号を出力する。

操舵角センサ１４は、図示しないステアリングシャフト
に関連して配設されたポテンショメータで構成され、ス
テアリングシャフトの回転角即ち操舵角に応じた操舵角
検出信号が出力される。この操舵角検出信号は、ステア
リングシャフトが車両を直進走行させる中立位置にある
状態で所定の基準電圧となり、この状態からステアリン
グシャフトを右に回動させたときに、その回動角に応じ
て基準電圧より高い電圧となり、左に回動させたときに
、その回動角に応じて基準電圧より低い電圧となるアナ
ログ電圧態様を有し、その電圧値によって操舵方向及び
操舵角の双方を検出することができる。

これら車速センサ１３及び操舵角センサ１４の検出信号
が供給されるコントローラ１２は、入出力ボート、演算
処理装置（ＣＰＵ）　、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置を
備えるマイクロコンピュータを有し、その入力側ボート
に前記車速センサ１３及び操舵角センサ１４の検出信号
が供給され、これらに基づいてマイクロコンピュータで
所定の演算処理を実行して論理値“１゛又は論理値“０
”の制御信号をバネ定数設定信号として駆動回路１１に
出力する。

ここで、マイクロコンピュータは、記憶装置のＲＯＭに
予め記憶された第３図に示すメインプログラムに従って
車速に応じたバネ定数制御処理を実行すると共に、所定
時間（例えば２０ｍ５ｅｃ）毎のタイマ割込によってア
ンチロール制御処理を実行する。

すなわち、メインプログラムは、第３図に示すよウニ、
マイクロコンピュータに電源が投入されると、まずステ
ップ■で初期化を行う。この初期化は、記憶装置に形成
された車速検出値記憶領域に格納されている検出値クリ
アすると共に、バネ定数設定値記憶領域に格納されてい
るバネ定数設定値を高バネ定数即ち低車速状態における
比較的低い通常バネ定数に対応する設定値Ｈにセットす
る。

次いで、ステップ■に移行して、車速センサ１３からの
パルス検出信号を読込み、その単位時間当たりのパルス
数又はパルス間隅を計測して車速を算出し、これを車速
検出値■として記憶装置の車速検出値記憶領域に更新記
憶する。

次いで、ステップ■に移行して、上記ステップ■で記憶
した車速検出値■が予め設定した所定上限車速設定値ｖ
ｒ＋（例えば４５ｋｍ）以上であるか否かを判定する。

この判定は、車両の走行状態が所定設定値Ｖ、、５以上
の高車速状態であるか、それ未満の低車速状態であるか
を判定するものであり、その判定結果がＶ＜Ｖ、、であ
るときには、低車速状態であると判断して、前記ステッ
プ■に戻って高車速状態となるまで待機し、Ｖ≧Ｖ、、
１であるときには、高車速状態と判断して、ステップ■
に移行する。

このステップ■では、記憶装置のバネ定数設定値記憶領
域に、前記各車輪におけるバ名定数可変スプリング装置
５を通常バネ定数より低いバネ定数とする設定値ＳＬを
記憶し、これに応じた論理値“１”の制御信号ＣＳを出
力ボートからバネ定数設定信号として駆動回路１１に出
力する。

次いで、ステップ■に移行して、前記ステップ■と同様
に車速センサ１３のパルス検出信号を読込み、これに基
づいて車速を算出し、これを車速検出値■として記憶装
置の車速検出値記憶領域に更新記憶してからステップ■
に移行する。

このステップ■では、上記ステップ■で記憶した車速検
出値Ｖが前記ステップ■における所定上限設定値Ｖ□よ
り小さい値の下限車速設定値ｖｒｚ以下であるか否かを
判定する。この判定は、車速検出値Ｖが一旦前記上限車
速設定値Ｖｐ１以上となる高車速状態から下限車速設定
値Ｖ、、２以下の低車速状態に移行したか否かを判定す
るものであり、これら上限車速設定値Ｖｒｌと下限車速
設定値Ｖｒ２とで、ヒステリシス特性を持たせ、設定値
近傍で車速設定値が振動してハンチング現象を生じるこ
とを防止している。

このステップ■での判定結果が、Ｖ＞Ｖｒｚであるとき
には、高車速状態であると判断して、ステップ■に戻っ
て低車速状態となるまで待機し、Ｖ≦Ｖ、、２であると
きには、低車速状態であると判断してステップ■に移行
する。

このステップ■では、記憶装置のバネ定数設定値記憶領
域に、前記各車輪におけるバネ定数可変スプリング装置
５を通常バネ定数とする設定値Ｓ、を記憶し、これに応
じた論理値“０”の制御信号ＣＳを出力ポートからバネ
定数設定信号として駆動回路１１に出力してから前記ス
テップ■に戻る。

ここで、ステップ■及び■の処理及び車速センサ１３が
車速検出手段に対応し、ステップ■及び■の処理が車速
判定手段に対応し、ステップ■及び■の処理がバネ定数
設定手段に対応している。

また、タイマ割込によるアンチロール制御処理は、第４
図に示すように、ステップ■で車速センサＩ３のパルス
検出信号及び操舵角センサ１４の操舵角検出信号を読込
み、これらを車速検出値■及び操舵角検出値θとして記
憶装置に形成した車速検出値記憶領域及び操舵角検出値
記憶領域に更新記憶し、次いでステップ＠に移行して、
上記ステップＯで記憶した車速検出値Ｖ及び操舵角検出
値θが所定設定値■、及び８８以上であるか否かを判定
し、両者が共に所定設定値■、及び０５以上であるとき
には、車両にロールが発生するものと判断してステップ
■に移行して、アクチュエータとしての例えばロール剛
性可変スタビライザ（図示せず）を高ロール剛性に制御
してからタイマ割込処理を終了して前記メインプログラ
ムに復帰し、それ以外のときには、ステップ■に移行し
て、ロール剛性可変スタビライザを低ロール剛性に制御
してからタイマ割込処理を終了して前記メインプログラ
ムに復帰する。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両がキース
イッチがオフ状態にあって停車状態にあるものとする。

この状態では、コントローラエ２に電源が投入されてい
ないので、コントローラ１２から出力される制御信号Ｃ
Ｓは論理値“０”を維持しており、駆動回路１１から励
磁電流は出力されず、バネ定数可変スプリング装置５の
電磁開閉弁１０がノーマル位置に維持されている。

この状態では、電磁開閉弁１０によって管路９が遮断状
態にあり、バネ定数可変スプリング装置５のバネ定数が
主空気室りの容積のみによって決定されるので、比較的
低い通常バネ定数に設定される。このように通常バネ定
数に設定されると、路面から車輪に入力される路面凹凸
による振動入力を吸収して車体２側への伝達を抑制し、
車両の乗心地を良好に維持することができる。

ごの状態から、キースイッチをオン状態とすることによ
り、コントローラ１２に電源が投入される。このため、
コントローラ１２内のマイクロコンピュータが第３図に
示すメインプログラムによるバネ定数制御処理を実行す
ると共に、所定時間毎にタイマ割込処理でなるアンチロ
ール制御処理を実行し、メインプログラムのステップ■
で初期化を行って、記憶装置の所定記憶領域に記憶され
ているデータをクリアすると共に、制御信号Ｃ８を論理
値“０”に設定する。この状態では、前記と同様に、バ
ネ定数可変スプリング装置５が通常バネ定数に維持され
る。

そして、イグニッションスイッチをオン状態として、エ
ンジンを始動した後、車両を発進させて直進走行状態と
すると、これに応じて車速が増加し、メインプログラム
のステップ■で記憶する車速検出値■が順次増加するこ
とになる。この車速検出値■が上限車速設定値Ｖ、１未
満となる低車速状態では、ステップ■及び■を繰り返し
実行するので、ステップ■に移行することはなく、制御
信号ＣＳは論理値“０”を維持して、バネ定数可変スプ
リング装置５は通常バネ定数に維持され、上述したよう
に、路面からの振動入力を抑制して良好な乗心地を確保
する。

この直進走行状態で、車速検出値■が上限設定値ｖｒ１
以上となると、ステップ■からステップ■に移行するの
で、バネ定数可変スプリング装置５のバネ定数を通常バ
ネ定数より低いバネ定数に変更する論理値“１”の制御
信号ＣＳを駆動回路１１に出力する。

このように、論理値“１”の制御信号ＣＳが駆動回路１
１に入力されると、この駆動回路１１から所定値の励磁
電流が出力され、これが電磁開閉弁１０に供給される。

したがって、この電磁開閉弁１０がノーマル位置からオ
フセット位置に切換ねるので、管路９が連通状態となり
、主空気室りと補助空気室Ｍとが連通状態となり、バネ
定数可変スプリング装置５のバネ定数が主空気室りと補
助空気室Ｍの容積とを加算した容積によって決定される
ことになるので、容積の増加分だけ通常バネ定数よりバ
ネ定数が低下することになる。その結果、高車速状態で
も路面振動入力骨を低車速状態と同等に抑制することが
でき、フラットな乗心地を保持することができる。

上記のように、通常バネ定数より低いバネ定数にバネ定
数可変スプリング装置５を制御することにより、高車速
状態でも低車速状態と同等の振動抑制効果が得られる理
由は、以下述べる通りである。

すなわち、車速をバラメークとした振動周波数と路面振
動入力のパワースペクトルとの関係は、第５図のように
表される。

この第５図から明らかなように、路面振動入力のパワー
スペクトルは、一般に路面振動入力の周波数が高くなる
につれて増加し、且つ低車速状態よりも高車速状態の方
が高くなる傾向がある。

今、低車速状態の車両のバネ上共振周波数ｆＬは、前輪
側及び後輪側の通常バネ定数をそれぞれＫＦＨ及びＫＲ
Ｈとし、前輪側及び後輪側バネ上ＷｆｆｉをそれぞれＭ
、及びＭＲとすると次式で表すことができる。

したがって、この低車速状態のバネ定数ＫＦＨ及びＫＩ
ＤＩを維持して高車速状態に移行すると、前記バネ上共
振周波数ｆＬでの路面振動入力のパワースペクトルは、
第５図においてＡ点から０点に移動することとなり、車
体２に伝達される路面振動入力が増加することになる。

その結果、バネ上振動が増加してフラット感が損なわれ
、乗心地が悪化して人によっては車酔いするという現象
も生じる。

ところが、この発明においては、上述したように、低車
速走行状態から車速検出値■が上限設定値７．．１以上
となると、ステップ■に移行して、バネ定数可変スプリ
ング装置５のバネ定数を通常バネ定数より低い前輪側及
び後輪側バネ定数ＫＦＬ及びＫＲＬに設定するので、こ
の高車速状態でのバネ上共振周波数ｆＨは、次式で表す
ことができる。

ここで、高車速状態のバネ定数に、１．及びＫＲＬと低
車速状態のバネ定数に□及びＫＭＨとは、ＫＦＬ＜ＫＦ
ＩＩＩ　　ＫＲＬ＜　Ｋ１１ｌ＋の関係となるので、両
者を加算した値もＫＦＬ＋ＫＩＬ＜ＫＦ）ｌ＋ＫＩＮＩ
となるので、高車速状態のバネ上共振周波数ｆイは低車
速状態のバネ上共振周波数ｆＬに比較して低周波数とな
り、第５図に示すように、高車速状態の路面振動入力の
パワースペクトルをＡ点からＢ点に平行移動させること
ができ、この際にパワースペクトルの増加がないので、
低車速状態と同程度に路面振動入力成分を抑制すること
ができ、フラットな乗心地を確保することができる。

その後、ステップ■に移行して、車速センサ１３のパル
ス検出信号を読込んで車速検出値■を更新記憶し、この
車速検出値■が下限車速設定値■ｒ２以下であるか否か
を判定する（ステップ■）。

その判定結果がＶ＞Ｖ、□であって、高車速状態を継続
しているときは、ステップ■及び■を繰り返し、■≦■
、、２となって、低車速状態に移行すると、ステップ■
からステップ■に移行して、バネ定数可変スプリング装
置５のバネ定数を低車速状態の通常バネ定数に設定する
論理値“０”の制御信号Ｃ８を出力してからステップ■
に戻る。このため、低車速状態での乗心地を確保するこ
とができる。

なお、上記直進走行状態では、所定時間毎に第４図のタ
イマ割込処理が実行されるが、このときには、操舵角セ
ンサ１４の掻舵角検出信号が中立状態を表しているので
、車速にかかわらず車両に生じるロールが少ないものと
判定して、ステップ■に移行し、ロール剛性可変スタビ
ライザを低ロール剛性に制御してからタイマ割込処理を
終了してメインプログラムに復帰する。

また、直進走行状態からステアリングホイールを右切り
又は左切りして旋回状態に移行し、そのときの車速検出
値Ｖ及び操舵角検出値θがそれぞれ所定設定値■、及び
０８以上となると、車両にロールが発生するものと判断
してステップ■に移行し、ロール剛性可変スタビライザ
を高ロール剛性に切換え制御する。その結果、例えば高
車速状態での旋回時には、バネ定数可変スプリング装置
５が低バネ定数に設定されており、車両のロールが過大
となることが考えられるが、ロール剛性可変スタビライ
ザを高ロール剛性とすることにより、ロールを抑制する
ことができ、アンチロール効果を発揮することができる
。

このタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰
すると、このメインプログラムでは、タイマ割込処理を
行う直前の処理に戻ることになるので、引き続きメイン
プログラムの処理を継続し、車速にかかわらず良好な乗
心地を確保することができる。

なお、上記実施例においては、バネ定数可変スプリング
装置５として、バネ定数を通常バネ定数及びこれより低
いバネ定数の高低２段階に切換可能なものを適用した場
合について説明したが、これに限定されるものではなく
、主空気室りに供給する空気の圧力を圧力調整弁で調整
することによって、バネ定数を無段階に調整可能なバネ
定数可変スプリング装置或いは、異なる容積の補助空気
室Ｍを複数設け、これらを選択的に主空気室Ｉ７に連通
させて、バネ定数を３段階以上に切換可能なバネ定数可
変スプリング装置等の任意のバネ定数可変スプリング装
置を適用することができる。

また、上記実施例では、バネ定数可変スプリング装置５
の作動流体として、空気を適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、他の気体又はお
いるや水等の液体と気体とを併用したハイドロニューマ
チック式のサスペンション８を適用することもできる。

さらに、上記実施例では、アンチロール制御を行うアク
チュエータとしてロール剛性可変スタビライザを通用し
た場合について説明したが、これに限らず、第２図にお
けるショックアブソーバ６を減衰力を少なくとも高低２
段階に切換え可能な減衰力可変ショックアブソーバを適
用することもできる。

またさらに、上記実施例では、アンチロール制御を行う
場合に、車速検出値Ｖ及び操舵角検出値θが共に所定設
定値以上のときにロール抑制制御を行うようにしたが、
これに限らず、横加速度センサによって車両の横加速度
を検出し、これに基づきアンチロール制御を行うように
してもよく、さらには、アンチロール制御に限らず他の
車体姿勢変化即ち急発進又は急制動時のスカソト又はノ
ーズダイブを抑制する制御、ピッチング、バウンシング
等を抑制する制御等を行うようにしてもよいことは勿論
である。

また、上記実施例においては、コントローラとしてマイ
クロコンピュータを適用し、た場合について説明したが
、これに限定されるものではなく、比較回路、論理回路
等の電子回路を組み合わせて構成することもできること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上伐明したように、この発明によれば、バネ定数可変
スプリング装置を、低車速状態では比較的低い通常バネ
定数に、高車速状態では通常バネ定数より低いバネ定数
にそれぞれ設定する構成としたので、高車速状態でのバ
ネ上共振周波数を低車速状態でのそれに比較して低周波
数とすることができ、これによって高車速状態でも路面
から車輪に入力される振動入力をバネ定数可変スプリン
グ装置で吸収することができ、車速にかかわらず良好な
乗心地を確保することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示す基本構成図、第２図はこ
の発明の一実施例を示すブロック図、第３図及び第４図
はそれぞれこの発明に適用し得るコントローラの処理手
順の一例を示すフローチャート、第５図は車速をパラメ
ータとする路面振動入力の周波数とパワースペクトルと
の関係を示すグラフである。 図中、１は車輪、２は車体、３はサスペンション装置、
５はバネ定数可変スプリング装置、６はショックアブソ
ーバ、７は弾性体、Ｌは主空気室、Ｍは補助空気室、１
０は電磁開閉弁、１１は駆動回路、１２はコントローラ
、１３は車速センサ、１４は操舵角センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 設定信号の入力によりバネ定数を少なくとも高低２段階
   に変更可能なバネ定数可変スプリング装置を有するサス
   ペンション装置を備えた車両において、車速を検出する
   車速検出手段と、該車速検出手段の車速検出値が所定値
   以上の高車速状態であるかそれ未満の低車速状態である
   かを判定する車速判定手段と、該車速判定手段の判定結
   果が低車速状態であるときに、所定値の通常バネ定数に
   、高車速状態であるときに、前記通常バネ定数より低い
   低バネ定数にそれぞれ設定する設定信号を前記バネ定数
   可変スプリング装置に出力するバネ定数設定手段とを備
   えたことを特徴とする車両のサスペンション制御装置。