JP2008030736A - 電子制御サスペンションシステムおよびその車高制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵角センサを用いなくても、車両の旋回時に車高制御を中止させ、旋回が終了すると、再度車高制御を行わせる電子制御サスペンションシステムおよびその車高制御方法を提供すること。
【解決手段】車両の車高を測定する複数の車高センサと、車両の車高調整のために駆動される車高調整アクチュエータと、車高調整アクチュエータで制御されるエアばねと、車高センサから受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算し、計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値との比較により、車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するＥＣＵと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御サスペンションシステムおよびその車高制御方法に関し、特に、操舵角センサを用いることなく、車高センサを用いて、車両旋回時、車高制御を中止し、車両直線走行時、車高制御を行うことができるようにする電子制御サスペンションシステムおよびその車高制御方法に関する。

一般に、電子制御エアサスペンションシステムは、車両の懸架装置において、既存のコイルばねの代わりに、内部圧力を調整可能なエアばねを用いることにより、車両の高さを調整することができる装置である。

運転者が、このような電子制御エアサスペンションシステムにより、所望の車高に調整する作業は、停車時だけでなく、走行時にも可能でなければならないが、走行中の車高制御は、停車中とは異なり、車体と車輪との間の距離が、路面勾配と車両の動きにより異なるため、極めて困難であった。

このような電子制御エアサスペンションシステムは、車体と車輪との間に装着され、車両の実際高さを知らせる車高センサから車高信号を受信し、低域通過フィルタを介してフィルタリングすることにより、路面勾配および車体振動により発生する車高制御の不正確さは無くすことができるが、車両が旋回するときに発生する左右の高さの差による車高制御の不正確さは、操舵角センサ等の付加的なセンサを装着してからこそ可能であった。

操舵角センサは、車両のステアリングホイールに装着され、運転者がいくら位多くの操向を行なおうとするかをわかるセンサであり、車両の動きが発生する前に既に運転者の操向意志を理解することができる。

したがって、操舵角センサを用いた電子制御エアサスペンションシステムにおいて、空気を抜き入れする途中であっても、車両に動きが発生する前に車高制御を一時中止し、車両の旋回が終了すると、再度車高制御を行うことにより、車両の旋回による車高制御の不正確さを無くすことができる。

しかしながら、操舵角センサが、車両旋回時の車高制御の不正確さを無くすためにのみ用いられる場合は、不要にシステムのコストを上昇させるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、操舵角センサを用いなくても、車両の旋回時に車高制御を中止させ、旋回が終了すると、再度車高制御を行わせる電子制御サスペンションシステムおよびその車高制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る電子制御サスペンションシステムは、車両の車高を測定する複数の車高センサと、前記車両の車高調整のために駆動される車高調整アクチュエータと、前記車高調整アクチュエータで制御されるエアばねと、前記車高センサから受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算し、計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値との比較により、前記車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するＥＣＵと、を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記左右車高の差異値が予め設定された基準値を超えた条件である車両旋回条件以降直進走行が開始された時点からの時間をカウントするカウンターをさらに備え、前記ＥＣＵは、前記カウンターにより一定の時間が経過すると、車高制御を調節するための制御信号に応じて、前記車高調整アクチュエータを駆動させることを特徴とする。

より好ましくは、少なくとも一つの車高調整用基準値を選択するためのスイッチをさらに備え、前記ＥＣＵは、直進走行時、前記スイッチにより選択された車高調整用基準値に基づき、車高制御を行うことを特徴とする。

さらに好ましくは、前記ＥＣＵは、前記車高センサから車高信号を受信する受信部と、前記受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算する計算部と、前記計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値とを比較し、車高制御を中止するかまたは実行するかを判断する比較判断部と、前記比較判断部の判断結果に応じて、車高制御を一時的に中止するための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータの駆動を停止させ、または、車高制御を行うための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータを駆動させる車高調整部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の実施の形態に係る電子制御サスペンションシステムの車高制御方法は、前記車高センサから車高信号を受信するステップと、前記受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算するステップと、前記計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値との比較により、前記車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するステップと、を含むことを特徴とする。

好ましくは、前記左右車高の差異値が予め設定された基準値を超えた条件である車両旋回条件以降直進走行が開始された時点からの時間をカウントするステップと、前記カウントされた時間が一定の時間を経過すると、車高制御を調節するための制御信号に基づき、前記車高調整アクチュエータを駆動させるステップと、をさらに含むことを特徴とする。

より好ましくは、前記車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するステップは、前記計算された車高差異値と予め設定された基準値とを比較し、車高制御を中止するかまたは実行するかを判断するステップと、前記判断結果に応じて、車高制御を一時的に中止するための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータの駆動を停止させ、または、車高制御を行うための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータを駆動させるステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によると、操舵角センサを用いることなく、車高制御を行うことにより、システムのコストを低くすることができるという効果がある。

また、車高センサを用いて、旋回時に車高制御を中止し、直進時に車高制御を行うことにより、車高制御を正確に行うことができるという効果もある。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子制御サスペンションシステムを説明するための概略的な模式図であり、図２は、図１に示したＥＣＵを詳しく説明するためのブロック図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る電子制御サスペンションシステムは、車両の車高を測定する複数の車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒと、車両の車高調整のために駆動される車高調整アクチュエータ２５と、その車高調整アクチュエータ２５により制御されるエアばね１０Ｌ、１０Ｒ、２０Ｌ、２０Ｒと、複数の車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒから受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算し、計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値との比較により、車高調整アクチュエータ２５の駆動または停止を決定するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０と、を備える。

また、本発明に係る電子制御サスペンションシステムは、左右車高の差異値が予め設定された基準値を超えた条件である車両旋回条件後直進走行が開始された時点からの時間をカウントするためのカウンター３５をさらに備える。

すると、ＥＣＵ３０は、このようなカウンター３５でカウントされた時間が一定の時間を経過すると、再度車高制御を行うための制御信号を車高調整アクチュエータ２５に出力し、アクチュエータを駆動させる。

車高センサは、左右前輪ＦＬ、ＦＲの付近に設けられる前輪側センサ１２Ｌ、１２Ｒと、左右後輪ＲＬ、ＲＲの付近に設けられる後輪側センサ２２Ｌ、２２Ｒとで構成される。

本実施の形態において、車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒは、車体と車軸の相対距離（すなわち、車高）の感知のためのものであり、回転運動する二つのレバーがそれぞれ車体と車軸に装着され、直線変位に対する両レバーの相対角を検出して、距離を感知するという最も一般的な方式のものを用いている。

車高調整アクチュエータ２５は、ソレノイドバルブであり、ＥＣＵ３０から印加された制御信号に応じて、開閉動作を行う。このような車高調整アクチュエータ２５は、上述した各車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒに対応して位置されてもよい。

エアばね１０Ｌ、１０Ｒ、２０Ｌ、２０Ｒは、ソレノイドバルブの開閉動作に応じて、内部空気量が調節され、車高が制御される。このようなエアばねは、前輪左右側エアばね１０Ｌ、１０Ｒと、後輪左右側エアばね２０Ｌ、２０Ｒとからなっている。

ＥＣＵ３０は、車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒから各車輪の位置において、車高信号を受信され、これに基づき、車両の車高制御を実質的に行う部分である。

本発明の実施の形態において、ＥＣＵ３０は、車高センサのそれぞれから得られた車高信号に基づき、車高調整アクチュエータ２５をそれぞれ制御する。

このようなＥＣＵ３０は、所定の制御値により、コンプレッサ（図示せず）およびこれを含む空圧回路（図示せず）を駆動させる。

本発明により、ＥＣＵ３０は、複数の車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒから受信された車高信号により計算された左右車高の差異値と、予め設定された基準値との比較により、車高調整アクチュエータ２５を駆動するかまたは停止するかを決定し、車両の車高制御を行うように構成され、以下、このようなＥＣＵ３０の構成を、図２を参照して説明する。

図２を参照すると、本実施の形態に係るＥＣＵ３０は、操舵角センサを用いることなく、車高センサを用いて、旋回時に車高制御を中止し、直進走行時に車高制御を行うものであり、受信部３１と、計算部３２と、比較判断部３３と、車高調整部３４とで構成されている。

この際、懸架装置の車高調整以外に、ＥＣＵは、懸架装置およびショックアブソーバの全般の制御を行い、さらには、車両の他のシステム（例えば、操向および／または制動システム）の制御に参加することができるが、本発明の要旨と直接的な相関がないので、その具体的な説明を省略する。

受信部３１は、前輪ＦＬ、ＦＲ側の両車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、および後輪ＲＬ、ＲＲ側の両車高センサ２２Ｌ、２２Ｒから車高信号を受信する。

計算部３２は、受信部３１で受信された車高信号に基づき、左右車高差異値を計算する。

比較判断部３３は、計算部３２で計算された左右車高差異値と予め設定された基準値とを比較し、車高制御を中止するかまたは実行するかを判断する。

ここで、車高制御の中止であると判断された場合は、左右車高差異値が予め設定された基準値以上であり、旋回中である場合に該当する。

また、車高制御の実行であると判断された場合は、左右車高差異値が予め設定された基準値未満であり、直進走行中である場合に該当する。

車高調整部３４は、比較判断部３３の判断結果、車高制御中止であると判断されると、車高調整のために駆動される車高調整アクチュエータ２５の駆動を停止させるための制御信号を出力する。

また、車高調整部３４は、比較判断部３３の判断結果、車高制御の実行であると判断されると、車高調整のための車高調整アクチュエータ２５の駆動を制御するための制御信号を出力する。これにより、エアばね１０Ｌ、１０Ｒ、２０Ｌ、２０Ｒは、車高調整部３４から出力された制御信号に応じて動作する車高調整アクチュエータ２５の制御により、内部空気量を調節して車高制御を行う。

また、車高調整部３４は、操向回復後、すなわち、旋回後直進時点からカウントするカウンター３５でカウントされた時間が、予め設定された一定の時間を経過する場合、再度車高制御を調節するための制御信号により、車高調整アクチュエータ２５を駆動させる。

このようにして、操舵角センサを用いなくても、車高制御に対する不正確さを無くすことができるのみならず、車高センサで受信された車高信号に応じて、旋回時、車高制御を中止し、直進走行時、車高制御を再度行うことができる。

以下、このような構成を有する電子制御サスペンションシステムの車高制御方法を説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係る電子制御サスペンションシステムの車高制御方法を説明するための動作流れ図である。

ＥＣＵ３０は、車両が走行中であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。

すなわち、車速センサ（図示せず）で受信された車速に基づき、車両の車速が一定の車速（例えば、３０ｋｐｈ）以上であるか否かを判断する。

前記ステップＳ１０１の判断結果、車両が走行中ではない場合、ＥＣＵ３０は、プロセスを終了する。

前記ステップＳ１０１の判断結果、車両が走行中である場合、ＥＣＵ３０の受信部３１は、車両に設けられた複数の車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒから測定された車高信号を受信する（Ｓ１０３）。

次に、ＥＣＵ３０の計算部３２は、複数の車高センサ１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒから受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算する（Ｓ１０５）。

次に、ＥＣＵ３０の比較判断部３３は、計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値とを比較し、左右車高の差異値が基準値を超えるか否かを判断する（Ｓ１０７）。

すなわち、車高差異値が基準値を超えた場合は、左右車高値の差が大きい場合であり、アクチュエータの駆動を停止し、左右車高値の差が小さい場合は、アクチュエータを駆動させる。これにより、操舵角センサがなくても、車高制御を正確に行うことができる。

前記ステップＳ１０７の判断結果、車高の差異値が基準値を超えていない場合、車高調整部３４は、車高制御を行うための制御信号を車高調整アクチュエータ２５に出力し、アクチュエータを駆動させる（Ｓ１１７）。

前記ステップＳ１０７の判断結果、車高の差異値が基準値を超えた場合、車高調整部３４は、車高制御を一時的に中止させるための制御信号を車高調整アクチュエータ２５に出力し、アクチュエータの駆動を停止させる（Ｓ１０９）。

次に、車高調整部３４は、アクチュエータの駆動を停止させた後、直線走行が開始されたか否かを判断する（Ｓ１１１）。すなわち、車高調整部３４は、操向回復が発生したか否かを判断する。

前記ステップＳ１１１の判断結果、直線走行が開始されていない場合、車高調整部３４は、上述したステップＳ１０９にプロセスを移行し、車高制御を中止させる。

前記ステップＳ１１１の判断結果、直線走行が開始された場合、カウンター３５は、直線走行が開始された時点からカウントを行う（Ｓ１１３）。

次に、車高調整部３４は、カウンター３５でカウントされた時間が一定の時間を越えたか否かを判断する（Ｓ１１５）。

前記ステップＳ１１５の判断結果、カウントされた時間が一定の時間を越えていない場合、車高調整部３４は、上述したステップＳ１１５にプロセスを移行し、カウントを行う。

前記ステップＳ１１５の判断結果、カウントされた時間が一定の時間を越えた場合、車高調整部３４は、再度車高制御を行うための制御信号を、車高調整アクチュエータ２５に出力し、アクチュエータを駆動させる（Ｓ１１７）。

これにより、操舵角センサがなくても、車高制御を正確に行うことができる。

図４は、本発明の実施の形態に係る曲線区間において、左方への旋回時の車高制御方法を説明するためのグラフである。

図４（Ａ）は、車高制御前の平均車高信号を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、車高制御後の平均車高信号を示すグラフであり、図４（Ｃ）は、後側左輪車高信号を示すグラフであり、図４（Ｄ）は、後側右輪車高信号を示すグラフである。

図４（Ｚ1）は、車高の差異値が予め設定された基準値よりも大きい場合を示す部分であり、この部分において車高制御を一時的に中止させるようになる。

図４のグラフに示すように、左方に旋回し、後側左右輪間の車高差が発生し、発生した車高値の差が予め設定された基準値を超えた場合は、ＥＣＵ３０は、車高制御を一時的に中止させるための制御信号をアクチュエータに出力し、アクチュエータの駆動を停止させる。

以降、左右車高の差が基準値以下に再度下がると、カウントを開始し、カウントされた時間が一定の時間を経過すると、旋回状況ではないことがわかる。この際、再度車高制御を行う。

図４（Ｅ）は、車高制御実行するかをフラグ(flag)で示すグラフである。ここで、フラグは「ｈｉｇｈ」、「ｌｏｗ」 状態に分けられて、「ｈｉｇｈ」状態は車高制御を行う中である状態であり、「ｌｏｗ」状態は車高制御を行わない状態である。

図４（Ｆ）は、 旋回するかをフラグ(flag) 示すグラフである。ここで、フラグは「ｈｉｇｈ」、「ｌｏｗ」 状態に分けられて、「ｈｉｇｈ」状態は車両か旋回中である状態であり、「ｌｏｗ」状態は 直進走行中である状態である。

本実施の形態において、車高センサを用いて、旋回時に車高制御を中止し、直進走行時に車高制御を行うものと説明しているが、他の実施の形態では、少なくとも一つの車高調整用基準値を選択するためのスイッチが設けられ、そのスイッチを選択することにより、該当車高調整基準値に基づき、車高制御を行う。この際も同様に、旋回時に車高制御を中止する。但し、直進時にスイッチにより選択された車高調整用基準値に基づき、車高制御を行う。

このような車高調整用の基準値は、車高を「高く」または「普通に」または「低く」調節するための基準値であり、運転者がスイッチを操作し、所望の車高で基準値を設定することができる。これにより、直進走行時に運転者が所望の基準値で車高制御を行うことができる。

以上の本発明は、上述された実施の形態により限定されず、当業者により様々な変形および変更が可能であり、これは、添付された請求の範囲において定義される本発明の趣旨と範囲に含まれる。

本発明の実施の形態に係る電子制御サスペンションシステムを説明するための概略的な模式図である。 図１に示したＥＣＵを詳しく説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電子制御サスペンションシステムの車高制御方法を説明するための動作流れ図である。 本発明の実施の形態に係る曲線区間において左方へ旋回時の車高制御方法を説明するためのグラフである。

符号の説明

１０Ｌ、１０Ｒ 前輪側エアばね
２０Ｌ、２０Ｒ 後輪側エアばね
１２Ｌ、１２Ｒ 前輪側車高センサ
２２Ｌ、２２Ｒ 後輪側車高センサ
２５ 車高調整アクチュエータ
３０ ＥＣＵ
３１ 受信部
３２ 計算部
３３ 比較判断部
３４ 車高調整部
３５ カウンター

Claims (7)

1. 車両の車高を測定する複数の車高センサと、
   前記車両の車高調整のために駆動される車高調整アクチュエータと、
   前記車高調整アクチュエータで制御されるエアばねと、
   前記車高センサから受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算し、計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値との比較により、前記車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するＥＣＵと、
   を備えることを特徴とする電子制御サスペンションシステム。
2. 前記左右車高の差異値が予め設定された基準値を超えた条件である車両旋回条件以降直進走行が開始された時点からの時間をカウントするカウンターをさらに備え、
   前記ＥＣＵは、前記カウンターにより一定の時間が経過すると、車高制御を調節するための制御信号に応じて、前記車高調整アクチュエータを駆動させることを特徴とする請求項１に記載の電子制御サスペンションシステム。
3. 少なくとも一つの車高調整用基準値を選択するためのスイッチをさらに備え、
   前記ＥＣＵは、直進走行時、前記スイッチにより選択された車高調整用基準値に基づき、車高制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子制御サスペンションシステム。
4. 前記ＥＣＵは、
   前記車高センサから車高信号を受信する受信部と、
   前記受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算する計算部と、
   前記計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値とを比較し、車高制御を中止するかまたは実行するかを判断する比較判断部と、
   前記比較判断部の判断結果に応じて、車高制御を一時的に中止するための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータの駆動を停止させ、または、車高制御を行うための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータを駆動させる車高調整部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子制御サスペンションシステム。
5. 車両の車高を測定する複数の車高センサと、前記車両の車高調整のために駆動される車高調整アクチュエータと、前記車高調整アクチュエータで制御されるエアばねと、を備える電子制御サスペンションシステムの車高制御方法であって、
   前記車高センサから車高信号を受信するステップと、
   前記受信された車高信号に基づき、左右車高の差異値を計算するステップと、
   前記計算された左右車高の差異値と予め設定された基準値との比較により、前記車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するステップと、
   を含むことを特徴とする電子制御サスペンションシステムの車高制御方法。
6. 前記左右車高の差異値が予め設定された基準値を超えた条件である車両旋回条件以降直進走行が開始された時点からの時間をカウントするステップと、
   前記カウントされた時間が一定の時間を経過すると、車高制御を調節するための制御信号に基づき、前記車高調整アクチュエータを駆動させるステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の電子制御サスペンションシステムの車高制御方法。
7. 前記車高調整アクチュエータの駆動または停止を決定するステップは、
   前記計算された車高差異値と予め設定された基準値とを比較し、車高制御を中止するかまたは実行するかを判断するステップと、
   前記判断結果に応じて、車高制御を一時的に中止するための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータの駆動を停止させ、または、車高制御を行うための制御信号を出力し、前記車高調整アクチュエータを駆動させるステップと、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の電子制御サスペンションシステムの車高制御方法。