JPH08113022A - 電子制御エアサスペンション車用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】前方物体との前方距離に応じてサスペンション
特性をハードに切換えることにより、制動操作が行われ
るときの車体振動を効果的に制振して、車両の操縦性を
より向上させる。 【構成】車速信号Ｖを読込み（Ｓ２）、超音波センサ18
からの前方距離信号Ｌを読込み（Ｓ３）、Ｌ≦Ｌ_R であ
ると判断されたときには、エアスプリング２及びショッ
クアブソーバ７をハードに設定する（Ｓ６，７）。さら
に、Ｌ_R は車速が大きくなる程小さく設定し、高速走行
時の制動に係るノーズダイブに対処している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子制御エアサスペンシ
ョン車用制御装置に関し、特に車体振動を制振する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行状況により、車体には種々の
揺動が生じる。例えば、ローリングは、車両を旋回させ
る時に、車体に横方向の遠心力が作用するために生じ
る。また、スクワットは、車両を発進させる時に、車体
に後方向の慣性力が作用するために生じる。さらに、ノ
ーズダイブは、車両を制動させる時に、車体に前方向の
慣性力が作用するために生じる。

【０００３】これらの車体の揺動を抑制し、乗り心地を
改善する装置として、従来から各種のサスペンション装
置が提案されてきた。最近では、バスや大型トラック等
に装備されるサスペンション装置は、例えば、実開昭６
４−５２９２０号公報及び実開平２−１４１５１０号公
報等に開示されるような空気弾性を利用して車体を支え
る車両用エアサスペンション装置が主流となっている。
図６は従来のサスペンション装置の一例を示す図であ
る。

【０００４】図において、車体61と車輪62との間には、
エアスプリング63が介装され、エアスプリング63は連通
弁64を介してサブタンク65に接続される。また、エアス
プリング63と並列にショックアブソーバ66が介装され
る。このような構成において、連通弁64を開閉すること
により、エアスプリング63の等価的な空気容量を増減さ
せ、エアスプリング63のばね定数を切換えることができ
る。

【０００５】例えば、車速が所定値未満のとき或いは車
速が所定値以上でも操舵角が所定値未満のときには、連
通弁64を開いてエアスプリング63内部とサブタンク65と
を一体とすることにより、エアスプリング63内部のエア
容積を実質的に大きくする。この場合、エア容積が大き
い程外力に対して内部圧力が上昇しないので、該エアス
プリング63の反力が小さくなり、もってばね定数が小さ
くなり、乗り心地を向上できる。

【０００６】一方、車速が所定値以上で操舵角が所定値
以上のときには、連通弁64を閉じてエアスプリング63内
部とサブタンク65とを遮断することにより、エアスプリ
ング63内部のエア容積を実質的に小さくする。この場
合、エアスプリング63の反力が大きくなり、もってばね
定数が大きくなり、ロールを低減できる。また、図示し
ないが、ショックアブソーバ66の内部では、オイルがピ
ストン部の上下に伴って移動する。そのオイルの通過量
は、内部に在る複数のオリフィスによって切換えられ
る。そのオリフィスを電磁力で切換えることにより、シ
ョックアブソーバ66の減衰力を切換えることができる。

【０００７】このようなサスペンション装置では、通常
の走行時において、ばね定数および減衰力共に低く設定
することにより、単発性の路面変動を緩衝し、快適な乗
り心地が確保される。一方、車体に発生する揺動に対し
て、まず最初に、車体の姿勢変化が抑制される。車両の
旋回、制動もしくは発進時には、車体は慣性力を受ける
ので、その力の方向に傾き、車体の姿勢が変化する。前
述のサスペンション装置は、その姿勢変化を抑制するた
めに、車体が傾く側のエアスプリングのばね定数を増加
して、そのエアスプリングの縮みを小さくする。従っ
て、車体の傾きは小さくなり、車体の姿勢変化が抑制さ
れる。

【０００８】さらに、前述のサスペンション装置は、シ
ョックアブソーバの減衰力を一様に高く切換えること
で、車体の傾き速度を遅くして、車体の姿勢変化が抑制
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサスペンション装置にあっては、通常の走行
時において、快適な乗り心地を確保するために、サスペ
ンション特性はソフトに切換えられている。また、サス
ペンション特性の切換えを運転者の操作により行ってい
るため、前方障害物への急接近時、例えば前方車両が急
に減速して車間距離が小さくなったり、急カーブでガー
ドレールが真近に迫った時などには、サスペンション特
性がハードに切換えられておらず、サスペンション特性
をハードに切換えたとしても、該切換えに時間遅れが存
在するため、車体の揺動、特にノーズダイブを充分に抑
制することが難しかった。

【００１０】ここで、特開昭６１−２６９５１３号公報
に開示される電子制御エアサスペンション装置にあって
は、検出された車速が所定車速以下の場合にショックア
ブソーバの減衰力を大きくしているが、前方障害物への
急接近に関しては考慮しておらず、このものでは、当該
運転状態には対処することができず、やはり車体の揺れ
を抑制することができない。

【００１１】さらに、車両が高速で走行する場合には、
車両に作用する揚力によりアンチロール性が悪化するた
め、低速走行では問題とならない前方障害物との前方距
離であっても、急制動により車両には急激なローリング
が発生することがあり、運転性が悪化してしまう惧れが
ある。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
みなされたもので、前方物体との前方距離に応じてサス
ペンション特性をハードに切換えることにより、制動操
作が行われるときの車体振動を効果的に制振して、車両
の操縦性をより向上させることを可能とする電子制御エ
アサスペンション車用制御装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、車両におけるばね上系と前後左右の各ばね下
系との間に少なくとも１個設けられ該ばね上系を支持す
るエアスプリングと、前記ばね上系と前記各ばね下系と
の間に少なくとも１個ずつ設けられるショックアブソー
バと、を備えてなる電子制御エアサスペンション車用制
御装置において、車速を検出する車速検出手段と、車両
と前方物体との前方距離を算出する前方距離算出手段
と、前記車速及び前方距離に基づいて前記ショックアブ
ソーバ及びエアスプリングのサスペンション特性を切換
える制御手段と、を設ける構成とした。

【００１３】請求項２記載の発明は、前記前方距離が所
定値以下の場合に、制御手段がエアスプリング及びショ
ックアブソーバをハードに切換制御するように構成し
た。請求項３記載の発明は、前記所定値を前記車速が大
きくなるに従って小さく設定する構成とした。請求項４
記載の発明は、前記前方距離算出手段を車両前面の下部
に少なくとも１個設けられた非接触センサにより構成し
た。

【００１４】

【作用】車両の走行状態により車両には、動的変位と静
的変位が生じる。ここで、動的変位を抑制するために
は、ショックアブソーバをハードに切換えることにより
対処可能であり、一方動的変位と静的変位とを抑制する
ためには、ショックアブソーバ及びエアスプリングをハ
ードに切換えることが必要となる。

【００１５】請求項１記載の発明に係る作用として、車
速及び前方距離に基づいて前記ショックアブソーバ及び
エアスプリングのサスペンション特性を切換えることに
より、動的変位と静的変位とが発生した場合に、それら
変位を適正に抑制することが可能となる。また、請求項
２記載の発明に係る作用として、前記前方距離が所定値
以下の場合には、前方物体が車両に近づいており制動操
作が想定されるとして、エアスプリング及びショックア
ブソーバをハードに切換制御することにより、ばね上系
に生じる動的変位と静的変位とを抑制している。

【００１６】即ち、前方物体が車両にさらに近づいた場
合には、運転者は制動操作を行うので、該車両にノーズ
ダイブ等の揺れが発生することとなるが、車両にノーズ
ダイブ等の揺れが発生した場合には、当該車両の前面下
端部と路面とが接触する惧れがあるとして、予めエアス
プリング及びショックアブソーバをハードに切換制御す
ることにより、動的変位と静的変位とを抑制して、運転
性を向上させている。

【００１７】また、請求項３記載の発明に係る作用とし
て、前記所定値を前記車速が大きくなるに従って小さく
設定することにより、高速走行時の制動に係るノーズダ
イブに対処している。即ち、車両が高速で走行している
際には、通常は危険防止のために運転者は急激な制動操
作を行うことは無く、もって低速走行時に較べて早めに
制動操作を行うこととなる。もって、高速走行時の通常
の制動操作にあっては充分な余裕をもって制動操作が行
われ、急激な制動は行われることがないので、制動に係
るノーズダイブが発生することはなく、もって高速走行
時の通常の制動操作にあっては、エアスプリング及びシ
ョックアブソーバをなるべくソフトに維持制御すること
により、乗り心地の向上を図っている。しかしながら、
前方物体が車両にさらに近づいた場合には、運転者によ
り急激な制動操作が行われることが想定されるとして、
該車両にノーズダイブ等の揺れが発生することを防止す
るために、予めエアスプリング及びショックアブソーバ
をハードに切換制御することにより、動的変位と静的変
位とを抑制して、運転性を向上させている。

【００１８】また、請求項４記載の発明に係る作用とし
て、車両前面に少なくとも１個非接触センサを設けるこ
とにより、前方物体との前方距離を検出可能となり、さ
らに該非接触センサを車両前面の下部に設けることによ
り、降坂路から平坦路に道路が変化する場合等の路面の
変化を検出可能となり、前記ショックアブソーバ及びエ
アスプリングのサスペンション特性を適正に切換えるこ
とが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１は車両の車輪１輪分のエアサスペンション
装置を示している。即ち、この図において、車両のばね
上としての車体20とばね下としてのタイヤ１との間に
は、エアスプリング２と、減衰力切換機構を内蔵したシ
ョックアブソーバ７とが夫々設けられている。圧縮空気
が貯留される図示しないエアリザーバタンクと前記エア
スプリング２とは該エアスプリング２に対する圧縮空気
の給気と排気を行わせるレベリングバルブ４を介装した
給・排気通路21により連通される。又、前記エアスプリ
ング２内部とサブタンク５とは、ばね定数切換用の開閉
手段としての電磁弁からなるばね定数切換弁６を介装し
た連通路22により連通される。

【００２０】また、マイクロコンピュータを内蔵したコ
ントロールユニット９には、後述するモードの切換スイ
ッチ10からの切換Ｍ信号、車速センサ17からの車速Ｖ信
号が入力される。さらに、図２に示すように、車両41の
前面42の下部中央に超音波センサ18が設けられ、該超音
波センサ18からの前方距離信号Ｌもコントロールユニッ
ト９に入力されている。

【００２１】ここで、超音波センサ18はセンサ自体から
超音波を発して、物体に反射される超音波を捕えること
により、車両と側方物体との側方距離を算出可能であ
り、また超音波センサ18は車両41の前面の下部に設けら
れているので、例えば路面が降坂路から平坦路、あるい
は平坦路から登坂路に変化する路面の変化をいち早く検
出可能となる。即ち、該超音波センサ18は請求項４記載
の非接触センサである。

【００２２】そして、コントロールユニット９には、前
記車速Ｖ信号及び前方距離信号Ｌに基づいて前記ショッ
クアブソーバ及びエアスプリングのサスペンション特性
を切換える制御手段が、ソフトウェア的に装備されてお
り、前記ばね定数切換弁６及びショックアブソーバ７の
減衰力切換機構のアクチュエータ８が、マイクロコンピ
ュータを内蔵したコントロールユニット９から出力され
る制御信号により切換制御され、連通路22の開閉制御及
びショックアブソーバ７の減衰力切換制御が行われる。

【００２３】図３は本発明の請求項１記載の発明に係る
一実施例の詳細な制御ブロック図を示しており、モード
切換スイッチ10から出力される信号はモード信号入力手
段31を介して、また車速センサ17から出力される信号は
車速信号入力手段32を介して、また超音波センサ18から
出力される前方距離信号Ｌは近接信号入力手段33を介し
て、制御手段35に入力される。

【００２４】制御手段35から出力される制御信号は、ば
ね定数切換弁切換信号出力手段36を介してばね定数切換
弁６に、またショックアブソーバ切換信号出力手段37を
介してショックアブソーバ７の減衰力切換機構のアクチ
ュエータ８に、夫々入力される。次に、本実施例に係る
制御内容を説明する。図４に示すフローチャートは、コ
ントロールユニット９によるばね定数切換弁６及びショ
ックアブソーバ７の減衰力切換機構のアクチュエータ８
の切換制御内容である。

【００２５】ステップ１（図ではＳ１と略記する。以下
同様）では、モード切換スイッチ10の切換位置を判定
し、ハードモード（ばね定数大）又はソフトモード（ば
ね定数小）の固定モードに切換えられているか、自動的
に切換制御を行うオートモードに切換えられているかを
判断する。そしてオートモードが選択されるとステップ
２以下に進み、ハードモード又はソフトモードが選択さ
れている場合には、当該切換制御を行わないとして、そ
のままリターンする。

【００２６】ステップ２では、車速センサ17から車速信
号Ｖを読込む。ステップ３では、超音波センサ18からの
前方距離信号Ｌを読込む。ステップ４では、車速センサ
17から読み込んだ車速信号Ｖに基づいて、図５に示すマ
ップより、ばね定数切換弁６及びショックアブソーバ７
のハード・ソフトの切換制御を行うか否かを判断する前
記距離に係る所定値Ｌ_R を設定する。

【００２７】ステップ５では、前方距離信号Ｌが所定値
Ｌ_R 以下か否かを判断する。そして、Ｌ≦Ｌ_R であると
判断されたか場合には、当該車両と前方物体との前方距
離が小さいと判断して、ステップ６に進む。ステップ６
では、ばね定数切換弁６を閉止してばね定数を大に切り
換えて、エアスプリング２をハードに設定する。即ち、
当該ステップ６においては、静的変位を抑制している。

【００２８】そして、ステップ７に進み、ショックアブ
ソーバ７の減衰力切換機構のアクチュエータ８を切換制
御して、該ショックアブソーバ７をハード（減衰力大）
に切換える。即ち、当該ステップ７にあっては、動的変
位を抑制している。一方ステップ５において、前方距離
信号Ｌが所定値Ｌ_R より大きい（Ｌ＞Ｌ_R）と判断され
た場合には、ステップ８に進む。

【００２９】ステップ８では、ばね定数切換弁６を開放
してばね定数を小に切り換えて、エアスプリング２をソ
フトに設定する。そして、ステップ９に進み、ショック
アブソーバ７の減衰力切換機構のアクチュエータ８を切
換制御して、該ショックアブソーバ７をソフト（減衰力
小）に切換える。

【００３０】次に当該制御に係る作用を説明する。ステ
ップ５〜ステップ７において、前方距離信号Ｌが所定値
Ｌ_R 以下の場合には、前方物体が車両に近づいており制
動操作が想定されるとして、エアスプリング２及びショ
ックアブソーバ７をハードに切換制御することにより、
ばね上系に生じる動的変位と静的変位とを抑制してい
る。

【００３１】即ち、前方物体が車両にさらに近づいた場
合には、運転者は制動操作を行うので、該車両にノーズ
ダイブ等の揺れが発生することとなるが、車両にノーズ
ダイブ等の揺れが発生した場合には、当該車両の前面下
端部と路面とが接触する惧れがあるとして、予めエアス
プリング２及びショックアブソーバ７をハードに切換制
御することにより、動的変位と静的変位とを抑制して、
運転性を向上させている。

【００３２】一方、ステップ８，９においては、エアス
プリング２及びショックアブソーバ７をソフトに切換制
御することにより、乗り心地の向上を図っている。即
ち、ステップ５〜ステップ９が、請求項２記載の制御手
段の機能を奏している。一方、図５から明らかなよう
に、所定値Ｌ_R は前記車速Ｖが大きくなるに従って小さ
く設定されている。ここで、前記所定値Ｌ_R を前記車速
Ｖが大きくなるに従って小さく設定することにより、高
速走行時の制動に係るノーズダイブに対処している。

【００３３】即ち、車両が高速で走行している際には、
通常は危険防止のために運転者は急激な制動操作を行う
ことは無く、もって低速走行時に較べて早めに制動操作
を行うこととなる。もって、高速走行時の通常の制動操
作にあっては充分な余裕をもって制動操作が行われ、急
激な制動は行われることがないので、制動に係るノーズ
ダイブが発生することはなく、もって高速走行時の通常
の制動操作にあっては、エアスプリング２及びショック
アブソーバ７をなるべくソフトに維持制御することによ
り、乗り心地の向上を図っている。しかしながら、前方
物体が車両にさらに近づいた場合には、運転者により急
激な制動操作が行われることが想定されるとして、該車
両にノーズダイブ等の揺れが発生することを防止するた
めに、予めエアスプリング２及びショックアブソーバ７
をハードに切換制御することにより、動的変位と静的変
位とを抑制して、運転性を向上させている。

【００３４】即ち、図５に示すマップは請求項３記載の
構成を有している。従って、前方距離信号Ｌが所定値Ｌ
_R 以下の場合には、前方物体が車両に近づいており制動
操作が想定されるとして、エアスプリング２及びショッ
クアブソーバ７をハードに切換制御することにより、制
動操作が行われるときの車体振動を効果的に制振して、
車両の操縦性をより向上させている。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、車速及び前方距離に基づいて前記ショック
アブソーバ及びエアスプリングのサスペンション特性を
切換えるようにしたので、車両の走行状態により、車両
に動的変位あるいは静的変位が生じても、各変位に応じ
た制振制御が可能となり、車両の操縦性がより向上する
こととなる。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、前記前方距
離が所定値以下の場合には、エアスプリング及びショッ
クアブソーバをハードに切換制御するようにしたので、
前方物体が車両にさらに近づいて、運転者が制動操作を
行っても、予めエアスプリング及びショックアブソーバ
をハードに切換制御されているので、確実に動的変位と
静的変位とが抑制され、ノーズダイブ等の発生が抑制さ
れ、安全な走行が可能となる。

【００３７】請求項３記載の発明によれば、前記所定値
を前記車速が大きくなるに従って小さく設定しているの
で、通常の高速走行時の制動操作にあっては、乗り心地
の向上を図った制御が可能となると共に、前方物体が車
両にさらに近づいた場合には、エアスプリング及びショ
ックアブソーバがハードに切換制御されるので、確実に
動的変位と静的変位とが抑制され、ノーズダイブ等の発
生が抑制され、安全な高速走行及び高速走行時の制動に
係るノーズダイブへの対処が可能となる。

【００３８】請求項４記載の発明によれば、車両と前方
物体との前方距離を確実に検出することが可能となり、
信頼性が向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のシステム図

【図２】 同上実施例に係るセンサの取付を示す概略図

【図３】 同上実施例の制御ブロック図

【図４】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート

【図５】 同上実施例に係る所定値の特性特性図

【図６】 従来の車両用エアサスペンション装置の一例
のシステム構成図

【符号の説明】

１ タイヤ ２ エアスプリング ４ レベリングバルブ ５ サブタンク ６ ばね定数切換弁 ７ ショックアブソーバ ８ アクチュエータ ９ コントロールユニット 17 車速センサ 18 超音波センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両におけるばね上系と前後左右の各ばね
   下系との間に少なくとも１個設けられ該ばね上系を支持
   するエアスプリングと、 前記ばね上系と前記各ばね下系との間に少なくとも１個
   ずつ設けられるショックアブソーバと、 を備えてなる電子制御エアサスペンション車用制御装置
   において、 車速を検出する車速検出手段と、 車両と前方物体との前方距離を算出する前方距離算出手
   段と、 前記車速及び前方距離に基づいて前記ショックアブソー
   バ及びエアスプリングのサスペンション特性を切換える
   制御手段と、 を設けたことを特徴とする電子制御エアサスペンション
   車用制御装置。
2. 【請求項２】前記前方距離が所定値以下の場合に、制御
   手段がエアスプリング及びショックアブソーバをハード
   に切換制御することを特徴とする請求項１記載の電子制
   御エアサスペンション車用制御装置。
3. 【請求項３】前記所定値は前記車速が大きくなるに従っ
   て小さく設定されることを特徴とする請求項１または２
   に記載の電子制御エアサスペンション車用制御装置。
4. 【請求項４】前記前方距離算出手段が車両前面の下部に
   少なくとも１個設けられた非接触センサであることを特
   徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の電子制御エ
   アサスペンション車用制御装置。