JP2874477B2 - 流体アクティブサスペンションの作動制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体アクティブサスペ
ンションの作動制御方法に関し、特に、圧縮性作動流体
を給排してばね上の上下振動を抑制するための力を発生
させる際の作動遅れを補償可能にした流体アクティブサ
スペンションの作動制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御エネルギを外部から供給して積極的
に制振を行うアクティブサスペンションは公知である。
アクティブサスペンションによれば、ばね・ダンパ系の
受動要素からなる一般的なサスペンションに比べて理想
的なサスペンション特性を得ることが可能となる。

【０００３】４輪自動車に搭載される空圧アクティブサ
スペンションは、例えば、４輪の各々に装備した減衰力
可変ショックアブソーバと、これと一体に設けられ内圧
の制御が可能な空気ばねとを備え、空気ばねとリザーブ
タンクとの間に設けた各種バルブを駆動制御して空気ば
ねへの空気の給排を制御し、これにより空気ばねの内圧
を可変調整するようにしている。空気ばねの内圧の制御
は、ステアリング角速度センサ，横加速度センサ，前後
加速度センサ，車速センサなどからのセンサ出力に基づ
いて、アンチロール制御，アンチダイブ制御，アンチス
クワット制御，ピッチングおよびバウンシング（バウン
ス）制御として行われる。この内圧制御とショックアブ
ソーバの減衰力制御とにより、自動車の走行状態に応じ
たサスペンション特性が実現される。

【０００４】また、自動車のサスペンションにおいて、
空（スカイ）にフックでダンパを固定して車体と路面間
の振動伝達系を減らして車体の上下速度のみに比例した
力を発生させるスカイフックダンパ理論によるアクティ
ブ制振法を、電子制御により実現することが知られてい
る。スカイフックダンパ理論に基づくアクティブ制御
は、例えば、電子制御式アクティブサスペンションによ
るバウンス制御として実現されている。このバウンス制
御を行うべく、例えば、路面からの上下入力により車体
が上下にバウンスしたときに発生する上下加速度を検出
するためのセンサが設けられる。そして、この上下加速
度センサで検出した上下加速度を積分することにより車
体の上下方向の絶対速度を求め、この絶対速度に応じて
アクチュエータによる発生力を制御することにより路面
からの入力を打ち消すようにしている。

【０００５】上記スカイフックダンパによるアクティブ
制御を実現するため、従来は、油圧源と油圧制御系とを
含む油圧式アクティブサスペンションが用いられてい
る。油圧源は、作動油を蓄えるためのリザーバタンク
と、作動油供給のためのオイルポンプと、油圧の脈動を
除去するためのポンプアキュムレータとからなる。油圧
制御系は、各種バルブを一体化したマルチバルブユニッ
トと、該ユニットから供給される油圧を蓄えるためのメ
インアキュムレータと、車体の上下速度を打ち消す力を
発生するためのアクチュエータと、コントローラ出力に
応動してアクチュエータに供給される作動油圧を制御す
るための圧力制御ユニットとで構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】油圧式アクティブサス
ペンションは、圧力制御ユニットなどをサーボバルブ並
みの高精度，高応答性を有する高性能部品で構成せざる
を得ず、コスト高になる。一方、空圧式アクティブサス
ペンションは、安価な制御バルブで構成でき、装置全体
のコストを低減できる。しかし、作動媒体として圧縮性
を有する空気を用いる空圧アクティブサスペンションに
あっては、コントロールユニットから制御信号が送出さ
れてから、この制御信号に応動する各種バルブを介して
アクチュエータに対する空気の給排が行われてサスペン
ションが実際に力を発生するまでに時間を要する。この
様に、圧縮性流体を作動媒体として用いる流体アクティ
ブサスペンションは、油圧式アクティブサスペンション
に比べて作動応答性に乏しい。このため、車体の上下速
度に応じてアクチュエータを駆動制御しても、路面から
の上下振動入力を打ち消し可能とする力を好適なタイミ
ングで発生することができない。

【０００７】そこで、本発明は、圧縮性流体を作動媒体
として用いる流体アクティブサスペンションの作動遅れ
を補償してばね上の上下振動を抑制できると共に装置コ
ストを低減可能とする、流体アクティブサスペンション
の作動制御方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による、圧縮性流体を作動媒体として用いる
流体アクティブサスペンションの作動制御方法は、ばね
上の上下加速度を上下加速度センサで検出する工程と、
上下加速度センサで検出された上下加速度の絶対値が所
定レベル以上であるか否かを判別する工程と、上下加速
度の絶対値が前記所定レベル以上であれば、上下加速度
センサで検出された上下加速度が予め設定した負または
正のしきい値を横切った時点から予め設定した正または
負のしきい値を横切る時点までの時間を計時する工程
と、前記計時した時間に基づいてばね上の上下加速度の
振動周波数を算出する工程と、前記算出された振動周波
数がばね上の共振周波数近傍の共振周波数領域に入って
いる場合にのみ、上下加速度センサで検出された上下加
速度に基づくばね室に対する圧縮性流体の供給制御また
は排出制御を、上下加速度センサで検出された上下加速
度が前記正または負のしきい値を横切った時点からばね
上の上下加速度の変化周期の半分に相当する時間が経過
する時点で開始する工程とを備える。

【０００９】

【作用】ばね上の上下加速度が、ばね上の上下速度より
も９０度位相が進んだ制御情報として上下加速度センサ
により検出され、上下加速度の絶対値が所定レベル以上
であるか否かが判別される。上下加速度の絶対値が所定
レベル以上であれば、上下加速度が正または負のしきい
値を横切った時点から負または正のしきい値を横切る時
点までの時間が計時され、この計時時間に基づいてばね
上の上下加速度の振動周波数が算出される。この振動周
波数がばね上の共振周波数領域に入っていなければ、上
下加速度に基づくばね室に対する圧縮性流体の給排制御
は行われない。一方、振動周波数がばね上の共振周波数
領域に入っていれば、圧縮性流体の給排制御が行われ
る。この場合、上下加速度が前記正または負のしきい値
を横切った時点からばね上の上下加速度の変化周期の半
分に相当する時間が経過する時点において、圧縮性流体
の給排制御が開始される。これにより、圧縮性流体が、
サスペンションのばね室に供給され或はサスペンション
のばね室から排出される。ばね上の上下加速度に従って
早いタイミングで給排制御が行われる結果、サスペンシ
ョンは、ばね上の上下速度を打ち消す力を好適なタイミ
ングで発生する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例による作動制御方法
が適用される空圧アクティブサスペンションシステムを
説明する。サスペンションシステムは、これが搭載され
る４輪自動車の車高制御及び車体姿勢制御に加えて、車
体（ばね上）の上下振動に伴って搭乗者が感じるフワフ
ワ感を抑制するための、スカイフックダンパ理論に基づ
く本発明に固有の乗り心地制御を行うことを主に企図し
ている。このため、サスペンションシステムは、自動車
の４つの車輪の夫々に設けたサスペンションユニット
と、４つのサスペンションユニットの空気ばね室への空
気の供給及び排出のための空気回路とを備え、空気回路
に設けた各種バルブを開閉作動させて４つの空気ばね室
への空気の給排を別個独立に制御して、夫々の空気ばね
室の内圧を種々に変化可能にしている。又、サスペンシ
ョンシステムは、給排気制御のための制御情報として
の、ばね上（車体）の上下加速度を好ましくは４輪の夫
々の近傍において検出すべく、好ましくは４つの上下加
速度センサを備えている。

【００１１】詳しくは、図１に示すように、サスペンシ
ョンシステムは、プロセッサ，メモリ，入出力回路など
を有するコントロールユニット３６を備えている。コン
トロールユニット３６は、サスペンションシステムの制
御部として機能すると共に、自動車の各種作動部を駆動
制御する機能をも備え、メモリに内蔵の制御プログラム
に従って各種制御を平行して実行するようになってい
る。

【００１２】又、サスペンションシステムは、自動車の
左前輪側，右前輪側，左後輪側および右後輪側に夫々設
けたサスペンションユニットＦＳ１，ＦＳ２，ＲＳ１及
びＲＳ２を備えている。４つのサスペンションユニット
は互いに同一構成で、以下の説明において、符号Ｓを付
して一括して示し、又、符号ＦＳ１〜ＲＳ２を付して互
いに区別して示す。

【００１３】各サスペンションユニットＳは、車体と車
輪との間に配され減衰力可変のショックアブソーバ１を
備えている。ショックアブソーバ１は、車輪側に取り付
けたシリンダと、その内部に摺動自在に嵌装されたピス
トンを有すると共に上端において車体側に装着されたピ
ストンロッド２とを含み、ピストンロッド２内に配設さ
れたコントロールロッド５を介してアクチュエータ６に
より弁５ａを駆動して減衰力を調整するようになってい
る。

【００１４】サスペンションユニットＳは、ショックア
ブソーバ１と一体に設けた空気ばね室３を更に備えてい
る。空気ばね室３は、ショックアブソーバ１の上部にお
いてピストンロッド２と同軸に配され、その一部がベロ
ーズ４により形成されている。空気ばね室３は、ピスト
ンロッド２内に設けた通路２ａを介して空気回路に連通
し、これにより空気ばね室３への空気の給排を行えるよ
うになっている。

【００１５】サスペンションシステムの空気回路は、サ
スペンションユニットＳに圧縮空気を供給するための高
圧リザーブタンク１５ａと、サスペンションユニットＳ
から排出された空気を受け入れるための低圧リザーブタ
ンク１５ｂとを備えている。高圧リザーブタンク１５ａ
に関連して、空気回路には、エアクリーナ１２から取入
れた大気を圧縮するためのコンプレッサ１１と、シリカ
ゲルなどの乾燥材が充填されたドライヤ１３と、チェッ
クバルブ１４とが設けられ、圧縮，乾燥された空気が高
圧リザーブタンク１５ａに蓄えられるようになってい
る。

【００１６】空気回路は、吸入側及び吐出側が低圧及び
高圧リザーブタンク１５ｂ，１５ａに夫々接続されたリ
ターンポンプ１６と、ポンプ電力の供給及び供給遮断の
ためのリターンポンプリレー１７と、低圧リザーブタン
ク１５ｂの内圧を検出するための低圧圧力スイッチ１８
とを更に備え、低圧リザーブタンク１５ｂの内圧を第１
所定圧力（例えば平方ｃｍあたり０．６ｋｇ）以下に保
持するようにしている。即ち、低圧リザーブタンク１５
ｂの内圧が第１所定圧力以上になると圧力スイッチ１８
がオン作動し、このスイッチ作動に応動するコントロー
ルユニット３６から送出される制御信号に応じてリター
ンポンプリレー１７がオン作動してリターンポンプ１６
が駆動する。又、圧力スイッチ１８がオフ作動すると、
ポンプ１６が駆動停止する。

【００１７】又、高圧リザーブタンク１５ａの内圧を検
出するための高圧圧力スイッチ４４と、コンプレッサ１
１への電力供給のためのコンプレッサリレー４３とが設
けられ、高圧リザーブタンク１５ａの内圧を第２所定圧
力（例えば平方ｃｍ当り９．５ｋｇ）以上に保持するよ
うにしている。即ち、高圧リザーブタンク１５ａの内圧
が第２所定圧力以下であるときに圧力スイッチ４４がオ
ン作動し、このスイッチ作動に応動するコントロールユ
ニット３６から送出される制御信号に応じてコンプレッ
サリレー４３がオン作動してコンプレッサ１１が駆動さ
れる一方、圧力スイッチ４４がオフ作動するとコンプレ
ッサ１１が駆動停止する。但し、リターンポンプ１６の
駆動中は、コンプレッサ１１の駆動が禁止される。

【００１８】空気回路の給気側管路は、高圧リザーブタ
ンク１５ａから給気流量制御バルブ１９に延びている。
バルブ１９は、オン作動時にオリフィス（図示略）を介
して少量の空気を流通させる一方、オフ作動時にオリフ
ィスおよび大径の通路（図示略）を介して多量の空気を
流通させるようになっている。給気側管路は、バルブ１
９の下流において２つに分岐している。バルブ１９の下
流から前輪側サスペンションユニットＦＳ１及びＦＳ２
に至る一方の分岐管路には、フロント用給気ソレノイド
バルブ２０及びチェックバルブ２１が設けられ、チェッ
クバルブ２１の下流において更に２つの副管路に分岐し
ている。一方の分岐副管路は、３ポート切換弁からなる
フロント左用ソレノイドバルブ２２を介して左前輪サス
ペンションユニットＦＳ１まで延び、又、他方の分岐副
管路は、バルブ２２と同様のフロント右用ソレノイドバ
ルブ２３を介して右前輪サスペンションユニットＦＳ２
まで延びている。バルブ２０は、オン作動時に空気の流
通を許容する一方で、オフ作動時に空気の流通を禁止
し、又、バルブ２２，２３は、オフ作動時に上述の給気
経路を連通させると共に後述の排気経路を遮断する一
方、オン作動時に給気経路を遮断しかつ排気経路を連通
させるようになっている。

【００１９】同様に、バルブ１９の下流から後輪側サス
ペンションユニットＲＳ１及びＲＳ２に至る他方の分岐
管路には、バルブ２０と同様のリア用給気ソレノイドバ
ルブ２４とチェックバルブ２５とが設けられ、チェック
バルブ２５の下流において更に２つの副管路に分岐して
いる。一方の分岐副管路はバルブ２２，２３と同様のリ
ア左用ソレノイドバルブ２６を介して左後輪サスペンシ
ョンユニットＲＳ１まで延び、他方の分岐副管路はバル
ブ２６と同様のリア右用ソレノイドバルブ２７を介して
右後輪サスペンションユニットＲＳ２まで延びている。

【００２０】空気回路の排気側管路は、サスペンション
ユニットＦＳ１〜ＲＳ２からソレノイドバルブ２２，２
３，２６及び２７まで夫々延び給気側管路と共通の副分
岐管路を含み、前輪側サスペンションユニットＦＳ１，
ＦＳ２に対応する一対の副分岐管路は、ソレノイドバル
ブ２２，２３の下流において合流し、３ポート切換弁か
らなる排気方向切換バルブ２８を介して低圧リザーブタ
ンク１５ｂに接続されている。同様に、後輪側サスペン
ションユニットＲＳ１，ＲＳ２に対応する一対の副分岐
管路は、ソレノイド２６，２７の下流において合流し、
バルブ２８と同様の排気方向切換バルブ３２を介して低
圧リザーブタンク１５ｂに接続されている。

【００２１】バルブ２８，３２の第１出口ポートは上述
のようにタンク１５ｂに連通し、又、第２出口ポート
は、チェックバルブ２９，３３と、バルブ２８，３２の
第１出口ポートとタンク１５ｂとを接続する管路よりも
小径の管路Ｌとを介して、ドライヤ１３に接続されてい
る。バルブ２８，３２は、オン作動時に入口ポートと第
１出口ポートとが連通し、オフ作動時に入口ポートと第
２出口ポートとが連通するようになっている。そして、
ドライヤ１３とエアクリーナ１２間には、両要素１２，
１３と協働して空気回路の排気側の一部をなす排気ソレ
ノイド３１とチェックバルブ４６とが設けられ、空気を
エアクリーナ１２を介して排出可能になっている。

【００２２】更に、サスペンションシステムは、コント
ロールユニット３６に接続される各種センサを有してい
る。即ち、自動車の前部右側サスペンションのロアアー
ム３５と車体との間には前部車高を検出するためのセン
サ３４Ｆが装着され、又、後部左側サスペンションのラ
テラルロッド３７と車体との間には後部車高を検出する
ためのセンサ３４Ｒが装着されている。スピードメータ
には車速センサ３８が内蔵され、又、車体の適所には車
体に作用する上下方向加速度，横方向加速度および前後
方向加速度を夫々検出するための上下加速度センサ（４
つのうちの一つを符号５１で示す），横加速度センサ５
２及び前後加速度センサ５３が設けられている。参照符
号４０は、ステアリングホイール４１の回転速度すなわ
ち操舵角速度を検出するための操舵センサを示し、４２
はアクセルペダルの踏み込み角を検出するためのアクセ
ル開度センサを示す。

【００２３】以下、上記構成のアクティブサスペンショ
ンシステムの作動を説明する。上述のように、サスペン
ションシステムは、車高制御，車体姿勢制御およびスカ
イフックダンパによる乗り心地制御を行うようになって
いる。車高制御において、コントロールユニット３６の
プロセッサは、車高センサ３４Ｆ，３４Ｒの出力に基づ
いて適正車高であるか否かを判別する。車高が適正車高
よりも低いとき、プロセッサの制御下で、フロント及び
リア給気ソレノイドバルブ２０，２４がオン作動して高
圧リザーブタンク１５ａからの圧縮空気がサスペンショ
ンユニットＳの空気ばね室３に供給される。そして、適
正車高になると、バルブ２０，２４がオフ作動して空気
供給が停止される。一方、車高が適正車高よりも高いと
きは、ソレノイドバルブ２２，２３，２６及び２７なら
びに排気方向切換バルブ２８，３２がオン作動して、空
気ばね室３内の圧縮空気が低圧リザーブタンク１５ｂへ
排出され、適正車高になると空気排出が停止される。な
お、車両が旋回状態にあるときなどには車高調整は禁止
される。

【００２４】車体姿勢制御のうちロール制御において、
ステアリングホイール４１が右に操舵されて車体が左へ
ロールしようとすると、コントロールユニット３６は給
気ソレノイドバルブ２０，２４を設定時間にわたってオ
ン作動させると共に右輪側ソレノイドバルブ２３，２７
をオンさせ、更に、設定時間経過後に排気方向切換バル
ブ３２をオンさせる。この結果、左側のサスペンション
ユニットＦＳ１，ＲＳ１の空気ばね室３に高圧リザーブ
タンク１５ａから圧縮空気が設定量だけ供給され、又、
右側のサスペンションユニットＦＳ２，ＲＳ２の空気ば
ね室３から低圧リザーブタンク１５ｂに圧縮空気が設定
量だけ排出される。これにより、車体の左へのロールが
抑制される。その後、操舵センサ４０の出力に基づいて
ステアリングホイール４１が中立位置に戻されたことを
判別し、或は、横加速度センサ５２の出力に基づいて横
方向加速度が減少したことを判別すると、コントロール
ユニット３６のプロセッサは旋回走行から直進走行に移
行したと判別する。この判別直後、プロセッサは、ソレ
ノイドバルブ２３，２７をオフさせると共に排気方向切
換バルブ３２をオフさせ、これにより、左右サスペンシ
ョンユニットの空気ばね室３の内圧が同一圧力になる。

【００２５】ステアリングホイール４１が左に操舵され
た場合、上述の場合に類似の手順で右側のサスペンショ
ンユニットＦＳ２，ＲＳ２の空気ばね室３に圧縮空気が
供給され、又、左側のサスペンションユニットＦＳ１，
ＲＳ１の空気ばね室３から圧縮空気が排出されて、車体
の右ロールが抑制される。アンチノーズダイブ制御で
は、ブレーキ作動などに起因して前後加速度センサ５３
の出力に基づいて負の加速度が設定値以上になると、プ
ロセッサの制御下で、給気ソレノイドバルブ２０が設定
時間にわたってオン作動すると共に後輪側のソレノイド
バルブ２６，２７がオン作動し、更に、設定時間経過後
に排気方向切換バルブ３２がオンする。この結果、高圧
リザーブタンク１５ａから前輪側のサスペンションユニ
ットＦＳ１，ＦＳ２に設定量の圧縮空気が供給され、
又、後輪側のサスペンションユニットＲＳ１，ＲＳ２か
ら低圧リザーブタンク１５ｂに設定量の圧縮空気が排出
され、これにより車体のノーズダイブが抑制される。そ
の後、負の加速度が減少すると、給気ソレノイドバルブ
２２，２３が設定時間にわたってオンすると共に後輪側
のソレノイドバルブ２６，２７がオフし、前輪側サスペ
ンションユニットＦＳ１，ＦＳ２から圧縮空気が排出さ
れると共に後輪側サスペンションユニットＲＳ１，ＲＳ
２に圧縮空気が供給されて、４つの空気ばね室３の内圧
が制御開始前の値に復帰する。

【００２６】車両の発進加速時などにおける車体の前部
の浮き上がりを防止するためのアンチスクワット制御に
おいて、アクセル開度センサ４３などの出力に基づいて
急加速状態を検出すると、コントロールユニット３６の
プロセッサは、給気ソレノイドバルブ２４を設定時間に
わたってオンさせると共に前輪側ソレノイドバルブ２
２，２３をオンさせ、更に、設定時間経過後に排気方向
切換バルブ３２をオンさせる。これにより、前輪側サス
ペンションユニットＦＳ１，ＦＳ２から圧縮空気が排出
されると共に後輪側サスペンションユニットＲＳ１，Ｒ
Ｓ２へ圧縮空気が供給される。急加速状態が解消される
と、給気ソレノイドバルブ２０及び後輪側ソレノイドバ
ルブ２６，２７をオンさせかつ前輪側ソレノイドバルブ
２２，２３をオフさせ、４つの空気ばね室３の内圧を制
御開始前の状態に復帰させる。

【００２７】以下、上述の空圧アクティブサスペンショ
ンシステムにおけるスカイフックダンパによる乗り心地
制御を説明する。ドライバが自動車のイグニッションキ
ーをオン操作すると、コントロールユニット３６のプロ
セッサは、上述の車高制御及び車体姿勢制御ならびに従
来公知のエンジン制御を含む各種制御と平行して周期的
に実行される図２及び図３に示す乗り心地制御を開始す
る。乗り心地制御は、好ましくは、４つの上下加速度セ
ンサの出力を制御情報として用いて、４つのサスペンシ
ョンユニットＳの空気ばね室３の内圧を別個独立に制御
することにより行われる。このため、図２及び図３に示
す制御手順が各サスペンションユニットＳ毎に実行され
る。以下、説明の簡略化のため、一つのサスペンション
ユニットについての制御手順を説明する。

【００２８】乗り心地制御の各々の制御サイクルにおい
て、プロセッサは、先ず、プロセッサに内蔵のレジスタ
に記憶したフラグＦの値が乗り心地制御における給排気
制御の実行中を表す「１」であるか否かを判別する（ス
テップＳ１）。フラグＦの値が「１」でなければ、プロ
セッサは車速センサ３８の出力を読み込み、車速Ｖが、
ドライバにフワフワ感を与え易い車速領域の下限を示す
所定車速Ｖ0たとえば７０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを
判別する（ステップＳ２）。車速Ｖが所定車速Ｖ0を下
回っておりフワフワ感が生じにくい車速領域にあると判
別すると、プロセッサは、実質的な制御を行うことなく
今回サイクルの乗り心地制御を終了する。

【００２９】一方、車速Ｖが所定車速Ｖ0以上であると
ステップＳ２で判別すると、プロセッサは、乗り心地制
御以外の、給排気制御を伴うアクティブ制御（以下、ア
クティブ制御という）たとえば上述の車体姿勢制御が実
行されているか否かを判別する（ステップＳ３）。アク
ティブ制御が実行されていれば、実質的な制御を行うこ
となく今回サイクルでの乗り心地制御を終了する。即
ち、乗り心地制御よりも優先してアクティブ制御を行
う。

【００３０】アクティブ制御の実行中ではないとステッ
プＳ３で判別すると、プロセッサは、上下加速度センサ
５１の出力を読み込み、上下加速度の絶対値｜ＺG｜
が、フワフワ感の発生を示す所定レベルＺG0例えば０．
１５Ｇ以上であるか否かを判別する（ステップＳ４）。
そして、上下加速度の絶対値｜ＺG｜が所定レベルＺG0
以上であれば、上下加速度ＺGの振動周波数ｆｎを算出
する（ステップＳ５）。このため例えば、プロセッサ
は、上下加速度センサ５１の出力が正または負のしきい
値ＺG(+)又はＺG(-)を横切った時点から負または正のし
きい値を横切る時点までの経過時間ＴINT(+)又はＴINT
(-)を計時し、この計時時間の逆数の２分の１に等しい
値（１／２ＴINT(+)又は１／２ＴINT(-)）を振動周波数
ｆｎとして算出する（図４参照）。

【００３１】次に、プロセッサは、斯く算出した振動周
波数ｆｎが、ばね上（車体）の共振周波数を含む所定周
波数領域の下限値ｆｎL（例えば０．８Ｈｚ）以上でか
つ上限値ｆｎH（例えば１．２Ｈｚ）以下であるか否か
を判別することにより、算出周波数ｆｎが所定周波数領
域内に入っているか否かを判別する（ステップＳ６）。
車体の上下加速度ＺGの振動周波数ｆｎが車体の共振周
波数近傍になく、フワフワ感が生じにくいと判別する
と、プロセッサは、実質的な制御を行うことなく今回サ
イクルでの乗り心地制御を終了する。

【００３２】一方、車体加速度周波数ｆｎが車体共振周
波数近傍にあるとステップＳ６で判別すると、プロセッ
サは、上下加速度センサ出力を監視してその最大値ＺGm
axを検出する（ステップＳ７）。次に、コントロールユ
ニット３６のメモリに格納した給排気時間マップを参照
して、プロセッサは、上下加速度の最大値ＺGmaxに対応
した給排気制御時間Ｔconを決定する（ステップＳ
８）。給排気時間マップは図５に示すように設定されて
いる。すなわち、ばね上上下加速度の絶対値｜ＺG｜が
給排気制御開始時点のための加速度のしきい値｜ＺG0｜
に等しければ、給排気時間Ｔconは第１所定時間Ｔcon1
に設定され、所定値ＺG2以上であれば第２所定時間Ｔco
n2に設定される。又、絶対値｜ＺG｜がしきい値｜ＺG0
｜から所定値｜ＺG2｜までの範囲内であれば、給排気時
間Ｔconは絶対値｜ＺG｜の増大につれて第１所定時間Ｔ
con1から第２所定時間Ｔcon2まで直線的に増大する。そ
して、給排気制御が一旦開始されてばね上加速度が減少
した後での給排気時間Ｔconの決定のためのしきい値と
しては、制御開始時のしきい値ＺG0，−ＺG0よりも大き
さが小さい値ＺG1，−ＺG1が用いられる。

【００３３】ステップＳ８で給排気時間Ｔconを決定し
た後、プロセッサは、アクティブ制御が実行されている
か否かを再度判別し（ステップＳ９）、アクティブ制御
の実行中でなければ、フラグＦが、乗り心地制御におけ
る給排気制御の実行中を表す値「１」であるか否かを更
に判別する（ステップＳ１０）。ここでは給排気制御が
未だ実行されておらずフラグＦの値は「１」でないの
で、フラグＦを値「１」にセットし（ステップＳ１
１）、次いで、後で詳述する給排気制御を４つのサスペ
ンションユニットについて別個独立に実行する（ステッ
プＳ１２）。

【００３４】今回サイクルでの給排気制御を終了する
と、上下加速度センサ出力の最大値を再度判別し、最大
加速度の絶対値｜ＺGmax｜がフワフワ感が生じていない
ことを表す所定値ＺG3例えば０．０５Ｇ以下になったか
否かを判別する（ステップＳ１３）。ここでは、給排気
制御を開始したばかりなので、一般にはステップＳ１３
での判別結果は否定になり、従って、フラグＦを給排気
制御の終了を表す値「０」に変更することなく今回サイ
クルでの乗り心地制御を終了する。

【００３５】従って、次のサイクルのステップＳ１では
フラグＦが値「１」であると判別されるので、ステップ
Ｓ１からステップＳ７に移行してステップＳ７以降の手
順を再度実行する。なお、ステップＳ１０でフラグＦの
値が「１」であると判別されるので、ステップＳ１１を
経由することなくステップＳ１０からステップＳ１２の
給排気制御に直ちに移行する。その後の或るサイクルの
ステップＳ１３で最大上下加速度の絶対値｜ＺGmax｜が
所定値ＺG3以下になり、フワフワ感が生じていないと判
別すると、プロセッサは、フラグＦを給排気制御の終了
を表す値「０」にリセットして（ステップＳ１４）、図
２及び図３の乗り心地制御を終了する。

【００３６】以下、ステップＳ１２の給排気制御を詳細
に説明する。一つのサスペンションユニットＳに関連し
て云えば、給排気制御において、プロセッサは、上下加
速度センサ５１の出力に基づいてばね上上下加速度ＺG
が下向き（−）であって、従って、ばね上速度が下向き
に増大しようとしていると判別した場合には、ステップ
Ｓ８で決定した設定時間Ｔconにわたって給気制御を行
う（図４を参照）。この場合、プロセッサは、給気ソレ
ノイドバルブ２０，２４の対応する一つをオン作動さ
せ、これにより、設定量の圧縮空気が高圧リザーブタン
ク１５ａから対応する一つのサスペンションユニットＳ
の空気ばね室３に供給される。この様にして空気ばね室
３に圧縮空気が供給されると、空気ばね室内圧が増大
し、これにより、内圧増大分に対応する大きさでかつ下
向きのばね上速度を打ち消す方向に作用する力が発生す
る。なお、上記一つのサスペンションユニットＳに関す
る給気制御時にその他の一つ以上のサスペンションユニ
ットＳについても給気制御が行われていれば、バルブ２
４がオン作動される場合があり、又、その他の一つ以上
のサスペンションユニットＳについて排気制御が行われ
ていれば、ソレノイドバルブ２２，２３，２６及び２７
ならびに排気方向切換バルブ２８，３２の対応するもの
がオン作動される。

【００３７】一方、ばね上加速度が上向きであって上向
きのばね上速度が増大しようとしていると判別される
と、上記一つのサスペンションユニットＳに関して、設
定時間Ｔconにわたって排気制御が行われる（図４）。
即ち、ソレノイドバルブ２２，２３，２６及び２７なら
びに排気方向切換バルブ２８，３２の対応するものがオ
ン作動し、これにより、空気ばね室３内の圧縮空気が設
定量だけ低圧リザーブタンク１５ｂへ排出されて、空気
ばね室内圧が減少し、内圧減少分に対応する大きさでか
つ上向きのばね上速度を打ち消す方向に作用する力が発
生する。

【００３８】上記給排気制御に関して図４を参照して更
に説明すれば、ばね上上下加速度の最大値ＺGmaxにより
半周期後の給・排気時間が決定される。即ち、値ＺGmax
が正であれば半周期後の給気時間が決定され、一方、値
ＺGmaxが負であれば半周期後の排気時間が決定される。
換言すれば、ばね上上下加速度の最大値ＺGmaxの符号が
負であれば、ばね上上下加速度がその最大値ＺGmaxに到
達する直前に負のしきい値ＺG(−)を横切った時点から
ばね上上下加速度変化周期の略半分に相当する時間が経
過した時点で排気制御が開始され、最大値ＺGmaxの符号
が正であれば、ばね上上下加速度がその最大値ＺGmaxに
到達する直前に正のしきい値ＺG(＋)を横切った時点か
ら略半周期が経過した時点で給気制御が開始される。

【００３９】そして、給排気制御は、給気制御の回数と
排気制御の回数とが同一になるように実行される。この
ため例えば、給排気制御を奇数回だけ実行した状態で、
乗り心地制御を終了すべきとステップＳ１３で判別した
場合には、図２及び図３の乗り心地制御に続いて図２及
び図３に示さない補助的な給排気制御処理に移行して、
図２及び図３の制御において最後に実行した給気又は排
気制御とは逆の排気又は給気制御を実行する。上記一つ
のサスペンションユニットＳ以外の３つのサスペンショ
ンユニットＳに関しても上記補助的な給排気制御処理が
行われて、乗り心地制御開始前と同一の車高に戻され
る。

【００４０】図６に示すように、上記一連のステップＳ
１ないしＳ１１での信号処理，この信号処理の結果に応
じた空気回路のバルブの作動ならびにバルブ作動による
上記の力の発生には時間を要する。換言すれば、空圧サ
スペンションシステムには作動遅れがある。特に、作動
媒体が圧縮性のある空気であることから、油圧システム
に比べて空圧システムではバルブ作動が完了してから力
が実際に発生するまでに相当に長い時間を要する。そし
て、従来の油圧アクティブサスペンションシステムの場
合と同様にばね上速度に応じて力を発生させるとする
と、力発生におけるばね上速度に対する位相遅れは典型
的には約９０度になり（図６及び図７）、力の発生タイ
ミングが不適正になる。

【００４１】本実施例では、上述のように、従来システ
ムにおけるばね上速度に代えて、ばね上速度よりも位相
が９０度進んでいるばね上加速度に基づいて給排気制御
の要否を判別しかつ給排気時間を決定している。即ち、
給排気制御の要否判別を含む信号処理が完了してから実
際に力が発生するまでに時間を要する空圧システムにお
いて、本実施例によれば、空圧システムの作動遅れに相
当する分だけ早いタイミングで給排気制御が開始され
る。結果として、空圧システムの作動遅れが実質的に解
消され、ばね上速度を抑制するための力が所要タイミン
グで発生する。

【００４２】

【発明の効果】上述のように、ばね室に対して圧縮性流
体を給排する流体アクティブサスペンションにおいて、
本発明は、ばね上の上下加速度を検出し、ばね上の上下
速度が打ち消されるようにサスペンションに対する圧縮
性流体の給排を検出加速度に基づいて制御するようにし
たので、流体アクティブサスペンションの作動遅れを補
償してばね上の上下動を抑制できると共に装置コストを
低減可能である。

【００４３】また、検出加速度がばね上共振周波数近傍
にあるときに給排制御を行うので、フワフワ感の発生を
防止できる。又、作動媒体に空気を用いた空圧サスペン
ションに本発明を適用した場合、装置構成が簡易になり
低コスト化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるサスペンション作動制
御方法が適用される空圧サスペンションシステムの要部
を示す図である。

【図２】図１のコントロールユニットにより実行される
サスペンション作動制御方法としての乗り心地制御の手
順の一部を示すフローチャートである。

【図３】乗り心地制御の手順の残部を示すフローチャー
トである。

【図４】乗り心地制御における、ばね上の上下加速度の
振動周波数の算出方法、ならびに給排気制御の実行タイ
ミングを示すグラフである。

【図５】乗り心地制御に用いる給排気時間マップを例示
するグラフである。

【図６】空圧サスペンションシステムの作動遅れを示す
グラフである。

【図７】空圧サスペンションシステムの作動遅れを補償
可能な、ばね上加速度に基づく力の発生タイミングを示
す図である。

【符号の説明】

１ ショックアブソーバ ３ 空気ばね室 １５ａ 高圧リザーブタンク １５ｂ 低圧リザーブタンク ２０ 給気ソレノイドバルブ ２２，２３，２６，２７ ソレノイドバルブ ２８，３２ 排気方向切換バルブ ３６ コントロールユニット ５１ 上下加速度センサ ＦＳ１，ＦＳ２，ＲＳ１，ＲＳ２ サスペンションユニ
ット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早瀬 憲児 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−275413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251315（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−108016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−116920（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−509（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−83499（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60G 17/00 - 17/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ばね室に対して圧縮性流体を給排する流
   体アクティブサスペンションの作動制御方法において、
   ばね上の上下加速度を上下加速度センサで検出し、前記
   上下加速度センサで検出された上下加速度の絶対値が所
   定レベル以上であるか否かを判別し、前記上下加速度の
   絶対値が前記所定レベル以上であれば、前記上下加速度
   センサで検出された上下加速度が予め設定した正または
   負のしきい値を横切った時点から予め設定した負または
   正のしきい値を横切る時点までの時間を計時し、前記計
   時した時間に基づいて前記ばね上の上下加速度の振動周
   波数を算出し、前記算出された振動周波数が前記ばね上
   の共振周波数近傍の共振周波数領域に入っている場合に
   のみ、前記上下加速度センサで検出された上下加速度に
   基づく前記ばね室に対する前記圧縮性流体の供給制御ま
   たは排出制御を、前記上下加速度センサで検出された上
   下加速度が前記正又は負のしきい値を横切った時点から
   前記ばね上の上下加速度の変化周期の半分に相当する時
   間が経過した時点で開始することを特徴とする流体アク
   ティブサスペンションの作動制御方法。
2. 【請求項２】 前記圧縮性流体として空気を用いること
   を特徴とする請求項１の流体アクティブサスペンション
   の作動制御方法。
3. 【請求項３】 前記上下加速度センサ以外のセンサで検
   出される検出情報に基づく前記ばね室に対する前記圧縮
   性流体の供給制御または排出制御が行われている間、前
   記上下加速度センサで検出された上下加速度に基づく前
   記ばね室に対する前記圧縮性流体の供給制御または排出
   制御を行わないことを特徴とする請求項１または２の流
   体アクティブサスペンションの作動制御方法。