(57)【要約】【課題】  ばね定数の変更が可能な車両懸架システムにおいて、ばね定数の変更により車体が傾いた状態となることを極力回避しつつ、ローリングの発生も良好に防止することを可能にする。【解決手段】推定部において車体の横加速度微分値を推定し、横加速度微分値とばねストロークとに基づいて、ばね定数を変更する制御条件を選択する。図の領域Ａ内にプロットされる場合に、ばねストロークが中立点にない場合にばね定数の変更を許容しない第一ばね定数変更制御部１４２を選択し、領域ＢまたはＣ内にプロットされる場合にはローリングを抑制するために、ばねストロークが中立点にない状態でもばね定数を大きくすることを許容する第二ばね定数変更制御部１４４を選択する。領域Ｃ内にプロットされてばね定数を大きくした場合は、ばね定数を早期に小さい状態に復帰させる。【選択図】  図６
2006044320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体側部材と車輪側部材との間に配設される懸架シリンダと、
その懸架シリンダの液圧室に、互いに並列に接続された複数のアキュムレータから成るアキュムレータ群と、
そのアキュムレータ群に属する複数のアキュムレータのうち前記懸架シリンダの液圧室と連通状態にあるものを変更することにより、アキュムレータ群のばね定数を変更する制御弁装置と、
その制御弁装置を制御条件に基づいて制御することにより前記ばね定数を制御するとともに、その制御条件を前記車両の走行状態に応じて変更する制御装置と
を含む車両懸架システム。
【請求項２】
前記制御装置が、通常は、前記車体側部材と前記車輪側部材との距離である車高が振動的変動の中立点にあることを前記ばね定数変更許容条件の一つとするが、前記走行状態が前記車高の設定状態以上の変化の可能性を示す場合には、前記車高が振動的変動の中立点にあることを前記ばね定数変更許容条件から外す許容条件変更部を備えた請求項１に記載の車両懸架システム。
【請求項３】
前記許容条件変更部が、前記車両の車体に作用する横方向回転モーメントに基づいて前記車高に設定状態以上の変化が生じる可能性がある場合に、前記走行状態が前記車高の設定状態以上の変化の可能性を示すとする請求項２に記載の車両懸架システム。
【請求項４】
前記許容条件変更部が、操舵速度と車速とから前記横加速度微分値を推定する推定部を含み、推定した横加速度微分値が設定微分値以上である場合に、前記車両の車体に作用する横方向回転モーメントに基づいて前記車高に設定状態以上の変化が生じる可能性があるとする請求項３に記載の車両懸架システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両懸架システムに係り、特に、懸架シリンダにアキュムレータ群が接続され、そのアキュムレータ群に属する複数のアキュムレータと懸架シリンダとの連通状態の切換えにより、アキュムレータ群のばね定数が制御される形式の車両懸架システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両懸架システムは、例えば下記特許文献１〜３により既に知られている。これら文献に記載された車両懸架システムは、サスペンションストラットの液圧室に直接接続された第一アキュムレータと、電磁開閉弁を介して接続された第二アキュムレータと、車両の車高を検出する車高センサからの検出信号に基づいて電磁開閉弁を開閉することにより当該懸架システムのばね定数を制御するばね定数制御装置とを含んでいる。そして、特許文献１には、ばね定数制御装置を、車高センサにより検出された検出車高が、振動的変動範囲の中央値である状態（車高の中立点あるいは中立車高と称する）において電磁開閉弁を制御することによりばね定数を変更するものとすることが記載されている。
【特許文献１】特開昭６３−１３０４１９号公報
【特許文献２】特開昭６３−７８８０６号公報
【特許文献３】特開昭６３−４９５１２号公報
【０００３】
上記のように、ばね定数制御装置を中立車高においてばね定数を変更するものとすれば、ばね定数の変更により車両の定常姿勢が変わることを回避することができる。例えば、車体のローリングに起因して検出車高が一時的に低くなった状態で電磁開閉弁が閉じられ、第二アキュムレータとストラットとの連通が遮断されてばね定数が大きくされた後、ローリングモーメントが消滅して荷重が中立荷重に復帰しても、車高は中立点に向かって変化はするものの中立点までは復帰せず、低い状態に保たれる。同様の理由で、車体のローリングに起因して検出車高が一時的に高くなった状態で電磁開閉弁が閉じられた反対側においては、車高が高い状態に保たれる。ローリングモーメントが作用しない直進走行状態において車両は傾いて走行することとなる。そして、ばね定数を小さい状態に戻すために電磁開閉弁が開かれたとき、第二アキュムレータに閉じこめられていた液圧が解放され、中立点への急激な車高変化が生じて乗員に違和感を与える。それに対して、検出車高が中立車高に等しい状態において電磁開閉弁が閉じられるようにすれば、第二アキュムレータに高い液圧あるいは低い液圧が閉じこめられることがなくなり、ローリングモーメントの消滅時に車体が傾くことを回避することができるのである。ピッチングモーメントの作用時においても同様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように、電磁開閉弁の閉時期が常に、検出車高が中立車高に等しい時期に限定される場合には、車体の傾きが適切に防止されないことがある。例えば、ばね定数制御装置が、平坦な路面上を走行する状態ではばね定数を小さくし、凹凸の多い路面上を走行する状態ではばね定数を大きくするものであり、検出車高の変化速度あるいは上下方向の加速度が設定値以上である場合に凹凸の多い路面を走行中であると判定するものである場合に、車両の旋回に起因するローリングモーメントの作用により、検出車高の変化速度あるいは上下方向の加速度が設定値以上となり、ばね定数を大きくすべきであると判定されても、その時点には検出車高が中立車高ではないのが普通であり、次に検出車高が中立車高になるまで、電磁開閉弁が閉じられないこととなって、大きな角度のローリングが生じてしまうのである。ピッチングについても同様である。
このように、一方の問題を解決する手段が別の問題発生の原因となってしまうという二律背反問題は、ばね定数の変更が可能な車両懸架システムに共通の問題であり、本発明はその二律背反問題を解決することを課題として為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そして、上記課題は、車両懸架システムを、(a)車両の車体側部材と車輪側部材との間に配設される懸架シリンダと、(b)その懸架シリンダの液圧室に、互いに並列に接続された複数のアキュムレータから成るアキュムレータ群と、(c)そのアキュムレータ群に属する複数のアキュムレータのうち前記懸架シリンダの液圧室と連通状態にあるものの数を変更することにより、アキュムレータ群のばね定数を変更する制御弁装置と、(d)その制御弁装置を制御条件に基づいて制御することによりばね定数を制御するとともに、その制御条件を車両の走行状態に応じて変更する制御装置とを含むものとすることにより解決される。
【発明の効果】
【０００６】
このように、車両の走行状態に応じて制御弁装置の制御条件を変更すれば、ばね定数の変更が可能な車両懸架システムにおける二律背反問題の多くを解決することができる。その一例が、前述のように、ばね定数の変更後に車体が傾いてしまうという問題を解決しようとすれば、ローリングやピッチングを適切に抑制できなくなるという問題を解決できることである。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（４）項と（５）項とを合わせたものが請求項４にそれぞれ相当する。
【０００９】
（１）車両の車体側部材と車輪側部材との間に配設される懸架シリンダと、
その懸架シリンダの液圧室に、互いに並列に接続された複数のアキュムレータから成るアキュムレータ群と、
そのアキュムレータ群に属する複数のアキュムレータのうち前記懸架シリンダの液圧室と連通状態にあるものを変更することにより、アキュムレータ群のばね定数を変更する制御弁装置と、
その制御弁装置を制御条件に基づいて制御することにより前記ばね定数を制御するとともに、その制御条件を前記車両の走行状態に応じて変更する制御装置と
を含む車両懸架システム。
懸架シリンダは、通常の液圧シリンダでも、ショックアブソーバでもよい。アキュムレータ群の最も単純なものは２つのアキュムレータから成るものであるが、３つ以上のアキュムレータから成るものでもよい。また、アキュムレータ群に属する複数のアキュムレータは、容量とばね定数との少なくとも一方が異なるものでも、それらが同じものでもよい。アキュムレータ群のばね定数の変更には、懸架シリンダと連通状態にあるものの数を変更することが最も簡明であるが、連通状態にあるものの組合わせを変更する等、他の手段を採用することも可能である。アキュムレータの種類も、ピストン式でもブラダ式でもよく、ピストン式の場合は高圧気体封入式でもばね加圧式でもよい。
（２）前記制御装置が、通常は、前記車体側部材と前記車輪側部材との距離である車高が振動的変動の中立点にあることを前記ばね定数変更許容条件の一つとするが、前記走行状態が前記車高の設定状態以上の変化の可能性を示す場合には、前記車高が振動的変動の中立点にあることを前記ばね定数変更許容条件から外す許容条件変更部を備えた(1)項に記載の車両懸架システム。
通常は、車高が振動的変動の中立点にあることをばね定数変更許容条件の一つとすれば、前述のようにばね定数の変更後に車体が傾いてしまうことがあるという問題が解決される。また、走行状態が車高の設定状態以上の変化の可能性を示す場合には、車高が振動的変動の中立点にあることがばね定数変更許容条件から外されれば、ローリングとピッチングとの少なくとも一方が生じ始めた段階、あるいは比較的大きいローリングとピッチングとの少なくとも一方の発生が予測された段階で、ばね定数が大きくされ、大きなローリングやピッチングの発生が良好に抑制される。
（３）前記許容条件変更部が、前記車両の車体に作用する横方向回転モーメントに基づいて前記車高に設定状態以上の変化が生じる可能性がある場合に、前記走行状態が前記車高の設定状態以上の変化の可能性を示すとする(2)項に記載の車両懸架システム。
比較的大きいローリングが発生する可能性がある場合に、ばね定数が大きくされるため、ローリングが良好に抑制される。
同様に、比較的大きいピッチングが発生する可能性がある場合に、ばね定数が大きくされるようにすれば、ピッチングを良好に抑制することができる。比較的大きいピッチングが発生する可能性があることは、例えば、ブレーキ操作部材の操作力，操作ストローク等の操作量が大きいことと、操作量の変化速度が大きいこととの少なくとも一方に基づいて予測することができる。加速操作部材の操作量と操作速度との少なくとも一方に基づいても、比較的大きいピッチングが発生する可能性があることを予測することができる。
（４）前記許容条件変更部が、横加速度微分値が設定微分値以上である場合に、前記車両の車体に作用する横方向回転モーメントに基づいて前記車高に設定状態以上の変化が生じる可能性があるとする(3)項に記載の車両懸架システム。
横加速度微分値に基づけば、比較的大きいローリングの発生を早期に予測することができ、ローリングを特に良好に抑制することができる。
（５）前記制御装置が、操舵速度と車速とから前記横加速度微分値を推定する推定部を含む(4)項に記載の車両懸架システム。
横加速度検出装置と、それの検出値の微分値を演算する演算部とを設けても横加速度微分値を取得することができる。しかし、横加速度にはノイズが含まれ易く、それの微分値はさらにノイズの影響を受け易い。それに対し、操舵速度と車速とに基づけば横加速度の微分値を推定することができ、しかも操舵速度と車速とは正確に検出することができるため、信頼性の高い横加速度微分値を取得することができる。なお、横加速度微分値には、一定時間内における横加速度の変化量も含まれるものとする。
（６）前記制御装置が、前記車高が振動的変動の中立点にあることが前記ばね定数変更許容条件から外されたことに応じて前記ばね定数が増大させられた時点における車高の中立点からの偏差である車高偏差が設定車高偏差以上であった場合に、設定車高偏差より小さかった場合に比較して早期にばね定数を減少させる早期ばね定数減少部を含む(2)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両懸架システム。
早期ばね定数減少部は、ばね定数増大時点における車高を記憶する車高記憶部と、その車高記憶部に記憶されている車高と中立点とから車高偏差を演算する車高偏差演算部と、その車高偏差演算部により演算された車高偏差と設定車高偏差とを比較して判定を行う判定部とを含むものとすることができる。また、ばね定数増大時点に演算された車高偏差を記憶しておく車高偏差記憶部を含むものとしたり、ばね定数増大時点に行われた判定の結果を記憶しておく判定結果記憶部を含むものとすることもできる。
通常は、車高偏差が設定車高偏差以下の状態が設定時間継続した時点や、前記特許文献１に記載されているように、ばね定数増大時点から設定時間が経過した時点にばね定数が減少させられるのであるが、それより早期にばね定数が減少させられるようにすれば、車両が傾いた状態で走行する時間を短縮することができる。車高が振動的変動の中立点にあることがばね定数変更許容条件から外されることに応じてばね定数が変更された場合には、ローリングモーメントやピッチングモーメントの消滅後に車体が傾いた状態となることがあり、その状態では乗り心地が悪い。それに対し、本項の特徴によれば、傾いた状態で走行する時間を短縮することができる。
（７）前記早期ばね定数減少部が、横加速度および横加速度微分値がそれぞれ設定横加速度および設定横加速度微分値以下となった時点にばね定数を減少させるものである (6)項に記載の車両懸架システム。
横加速度および横加速度微分値がそれぞれ設定横加速度および設定横加速度微分値以下になれば、ローリングやピッチングが近い将来に十分小さくなることがほぼ確実であるため、本項の条件でばね定数を減少させることは合理的なことである。
（８）前記制御装置が、前記車高を検出する車高検出装置と、前記走行状態を検出する走行状態検出装置とを備え、車高検出装置により検出した車高である検出車高と走行状態検出装置により検出した走行状態である検出走行状態とに基づいて前記制御条件を変更するものである(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両懸架システム。
（９）前記走行状態検出装置が、車速を検出する車速検出装置と、操舵操作部材の操作速度を検出する操舵速度検出装置とを含む(8)項に記載の車両懸架システム。
（１０）前記制御装置が、
前記検出車高が設定値である状態において前記制御弁装置を制御することにより前記ばね定数を変更する第一ばね定数変更制御部と、
前記検出車高のいかんを問わず前記制御弁装置を制御することにより前記ばね定数を変更する第二ばね定数変更制御部と、
前記検出走行状態に基づいて前記第一ばね定数変更制御部と前記第二ばね定数変更制御部とを選択する制御部選択部と
を含む(8)項または(9)項に記載の車両懸架システム。
【実施例】
【００１０】
以下、請求可能発明の実施例を、図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【００１１】
図１に、請求可能発明の一実施例としての車両懸架システム１０を示す。本車両懸架システム１０は、車両の４つの車輪の各々に設けられた４つの懸架シリンダ１２と、それら懸架シリンダ１２の各々と接続された制御シリンダ１４と、懸架シリンダ１２の各々に並列的に接続された２つのアキュムレータである第一アキュムレータ１６および第二アキュムレータ１８と、各懸架シリンダ１２と第二アキュムレータ１８とを遮断する第二アキュムレータ遮断弁２０と、車高調整装置２２と、本車両懸架システム１０の制御装置であるサスペンション制御装置２４（図２参照）とを含んで構成されている。
【００１２】
懸架シリンダ１２は、車体の一部に連結されたハウジング３０と、ハウジング３０内に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン３２と、一方の端部がピストン３２に固定されて他方の端部が液密にハウジング３０から突出しているピストンロッド３４とを備え、ピストンロッド３４のハウジング３０から突出した部分が車輪に連結されている。ハウジング３０の内部は、ピストン３２によってヘッド側室３６とロッド側室３８との２つの作動液室に区画されている。ピストン３２に、絞りを有してヘッド側室３６とロッド側室３８とを連通させる連通路４０が設けられており、車体の一部に対する車輪の上下動によって、ピストン３２がハウジング３０内を移動する際には、作動液がその連通路４０を通って移動可能とされている。この絞りを有した連通路４０の存在により、懸架シリンダ１２は減衰力を発生させるもの、つまり、ショックアブソーバとして機能するものとされている。ヘッド側室３６が可変絞り弁４２を経て、制御シリンダ１４への液通路である主管路４４に接続されている。
【００１３】
なお、懸架シリンダは、減衰力を発生させるものでなくてもよく、例えば、ピストンに絞りが設けられていない連通路が形成され、作動液が自由に移動可能とされていてもよい。さらに、ピストンに連通路が設けられず２つの作動液室が互いに遮断されていてもよい。その場合には、ハウジング内のピストンロッドが存在する側に低圧のエア室が設けられることが望ましい。
本実施例の懸架シリンダ１２は減衰力を発生させるものであるが、連通路４０の絞りは固定であるため懸架シリンダ１２自体の減衰力は制御不可能である。ただし、ヘッド側室３６が可変絞り弁４２を経て第一，第二アキュムレータ１８，２０や制御シリンダ１４に接続されているため、この可変絞り弁４２の制御により、本車両懸架システム全体の減衰力を制御することができる。しかし、減衰力の制御は本発明と直接関係がないので、以下、減衰力の制御については触れないこととする。
【００１４】
制御シリンダ１４は、ハウジング５０と、ハウジング５０内部を移動可能なピストン組立体５２とを含んで構成されている。ピストン組立体５２は、ハウジング５０に液密かつ摺動可能に嵌合された２つのピストン５４，５６と、それら２つのピストン５４，５６を連結する連結部材５８とを含んで構成されている。ハウジング５０内に仕切壁６０が設けられており、連結部材５８はその仕切壁６０を液密に貫通して配設されている。このような構造により、制御シリンダ１４は、互いに液密な４つの作動液室を有するものとされている。それら４つの作動液室の各々には、それら各々に対して作動液が流入・流出可能なポートが設けられており、そのポートに上述の主管路４４が接続されている。
【００１５】
制御シリンダ１４は、既に知られているように、前後左右の４つの車輪のうちのいずれか１輪が路面の突部に乗り上げたり、凹部に落ち込んだりする場合には、ピストン組立体５２の移動によりその一輪の軽快な昇降を許容し、あるいは、車両の対角位置にある２つの車輪が共に上昇し、あるいは下降する場合に、それら２輪の軽快な昇降を許容する。それに対し、車両の旋回時に車体にローリングモーメントが作用し、あるいは車両の制動時または加速時に車体にピッチングモーメントが作用する場合には、制御シリンダ１４は何らの作用もなさない。上記モーメントの作用に起因する懸架シリンダ１２の液圧変動に伴ってピストン組立体５２に作用する液圧も変動するが、これらの変動はピストン組立体５２上において釣り合い、ピストン組立体５２は移動しないのである。したがって、車体にローリングモーメントやピッチングモーメントが作用する場合を考える際には、制御シリンダ１４は無いに等しいこととなって考慮する必要がなく、以下の説明においては、制御シリンダ１４については触れないこととする。
【００１６】
各車輪ごとに設けられている第一アキュムレータ１６は、主管路４４の懸架シリンダ１２に近い箇所に設けられており、懸架シリンダ１２のヘッド側室３６と連通させられている。また、第二アキュムレータ１８は、主管路４４の懸架シリンダ１２に近い箇所に第二アキュムレータ遮断弁２０（以下、単に遮断弁と称することがある）を介して接続されている。遮断弁２０は常開の電磁式開閉弁であり、励磁された場合に遮断状態となり、第二アキュムレータ１８と懸架シリンダ１２との連通を遮断する。
【００１７】
懸架シリンダ１２と２つのアキュムレータ１６，１８とによって、１つのばねが構成されていると仮想することができる。その仮想上のばねのばね定数（以下単にばね定数と称することがある）が、遮断弁２０によって、第二アキュムレータ１８と懸架シリンダ１２との連通の有無が切り換えられることにより変更可能とされている。本実施例においては、第二アキュムレータ１８のばね定数が第一アキュムレータ１６のばね定数より小さくされている。
【００１８】
車高調整装置２２は、ポンプ７０とポンプモータ７２とを備えたポンプ装置７４，リザーバ７６，蓄圧用のメインアキュムレータ７８，消音用の消音アキュムレータ８０および車高調整用バルブセット８２を備えている。リザーバ７６とポンプ７０とは汲上通路８４によって接続され、ポンプ７０の吐出側にはポンプ通路８６が接続されている。ポンプ通路８６には、ポンプ圧を検出する圧力センサ８８，消音用アキュムレータ８０およびメインアキュムレータ７８が接続されている。メインアキュムレータ７８は常開の電磁式開閉弁であるメインアキュムレータ遮断弁９０を経てポンプ通路８６に接続されている。さらに、ポンプ通路８６にポンプ装置７４をバイパスしてリザーバ７６に接続された流出通路９２が設けられ、その流出通路９２には常閉の電磁式開閉弁である流出弁９４が設けられている。流出弁９４は、ポンプ７０の吐出圧を弁子が弁座から離れる向きに受け、非励磁状態で吐出圧が設定液圧に達した場合に開くシート弁である。流出弁９４はリリーフ機能付きなのである。
【００１９】
ポンプ通路８６は、４つの主管路４４の各々に接続される４つの流出入路９６に分岐しており、それら流出入路９６によって、作動液が懸架シリンダ１２の各々に対して流出入させられる。車高調整用バルブセット８２は、６つの常閉の電磁式開閉弁から構成され、それらのうち４つは流出入路９６に設けられて流出入路開閉弁９８である。残る２つの電磁式開閉弁は、前輪側および後輪側の各々２つの流出入路９６を互いに連通可能とすべく、上記流出入路開閉弁９８の懸架シリンダ１２側に設けられた左右連通弁１００である。４つの流出入路開閉弁９８の各々を開弁することにより、４つの懸架シリンダ１２の各々のシリンダ長が独立して調整可能とされている。換言すれば、各懸架シリンダ１２が設けられている部分の車高が独立して調整可能とされているのである。また、左右連通弁１００を開弁することで、左右の車高が前輪側と後輪側とにおいて独立して整合可能とされている。
【００２０】
本車両懸架システム１０の作動はサスペンション制御装置２４によって制御される。サスペンション制御装置２４は、図２に示すように、ＣＰＵ１１０，ＲＯＭ１１２，ＲＡＭ１１４などを含むコンピュータ１１６を主体として構成される。サスペンション制御装置２４には、車両の操作状態や走行状態を検出するための各種検出装置が接続されている。具体的には、運転者による操舵角を検出する操舵角検出装置１１８、車両の速度を検出する車速検出装置１２０、および車高検出装置１２２が接続されている。車高検出装置１２２は、本実施例においては、懸架シリンダ１２が連結されている車輪側部材と車体側部材との間の車両の高さ方向の距離を検出するものとされている。
【００２１】
図３にサスペンション制御装置２４の機能ブロック図を示す。
サスペンション制御装置２４は、コンピュータ１１６を主体とする制御部１３０と駆動回路１３２とを含んで構成されている。制御部１３０は、可変絞り弁４２を制御する可変絞り弁制御部１３４と、車高調整装置２２を制御する車高調整装置制御部１３６と、遮断弁２０を制御する遮断弁制御部１３８と、遮断弁２０の制御条件を変更する制御条件変更部１４０とを有している。制御条件変更部１４０は、さらに、ばね定数の変更を制御する第一ばね定数変更制御部１４２および第二ばね定数変更制御部１４４と、走行状態に基づいてそれら２つの制御部１４２，１４４のいずれかを選択する制御部選択部１４６と、車両の横加速度微分値を推定する推定部１４８と、一旦大きくしたばね定数を早期に小さくする早期ばね定数減少部１５０とを含んで構成されている。
【００２２】
また、制御部１３０は、入出力インタフェース１５２を有しており、その入出力インタフェース１５２には、第二アキュムレータ遮断弁２０、車高調整装置２２、可変絞り弁４２がそれぞれ駆動回路１３２を介して続されている。また、入出力インタフェース１５２には、操舵角検出装置１１８、車速検出装置１２０、車高検出装置１２２がそれぞれ接続されている。
【００２３】
本車両懸架システム１０においては、車高の振動的変動の中立点においてばね定数の切り換えを実行する第一ばね定数変更制御部１４２と、車高が中立点にない場合であってもばね定数の切り換えを実行する第二ばね定数変更制御部１４４とによってばね定数が制御される。以下、ばね定数の切換作業について説明する。なお、車高の振動的変動の中立点は、車両が平坦で水平な路面上に停車している状態における車高であり、車高偏差は実際の車高の中立点からの変化量であり、上記仮想上のばねの伸縮量も車高が中立点にある状態における長さからの変化量で表すこととし、その変化量をばねストロークと称することとする。
【００２４】
上記仮想上のばねのばねストロークとばね荷重との関係は、図４および図５に示すように傾斜した直線で表すことができる。図において、直線１６０，１６２，１６４が、第二アキュムレータ１８と懸架シリンダ１２との連通が遮断されてばね定数が大きい状態におけるばね（高ばね）の特性を示し、直線１６６，１６８が、第二アキュムレータ１８と懸架シリンダ１２とが連通させられてばね定数が小さい状態におけるばね（低ばね）の特性を示している。以後、それぞれを高ばね特性線１６０，１６２，１６４および低ばね特性線１６６，１６８と称する。図４に示すように、ばねストローク（車高）が中立点にある点１７０においてばね定数が大きくされた場合は、ばね荷重が中立荷重に復帰すればばねストロークも中立点（中立車高）に復帰する。それに対し、例えば、ローリングモーメントの作用により車体が左右に傾いた状態でばね定数が大きくされた場合には、図５に示すように、点１７２，１７４において低ばね特性から高ばね特性に移行することとなり、ばね荷重が中立荷重に復帰しても点１７６，１７８に対応する車高偏差（ばねストローク）が残り、車両が左右に傾いた姿勢で走行することとなる。換言すれば、高ばね特性線１６２のセット荷重が大きくなり、高ばね特性線１６４のセット荷重が小さくなるのである。そのため、通常の走行状態においては第一ばね定数変更制御部１４２を選択することにより、例えば悪路を走行する際にばね定数を変更しても車体が傾くことを回避できるようにされている。
【００２５】
しかし、第一ばね定数変更制御部１４２によってばね定数を変更する場合には、車両にローリングが発生することを回避できないことがあるため、本実施例においては、ローリングの発生が予測される場合に、第二ばね定数変更制御部１４４を選択することにより、ばねストロークが中立点近傍にない場合であってもばね定数が大きくされてローリングが抑制されるようにされている。ばねストロークが中立点にない状態でばね定数が大きくされた場合には、ローリングモーメントの消滅後に車体が傾くこととなるが、その傾きは、ばね定数が小さい状態に復帰させられたとき解消される。なお、特にばねストロークが大きい状態でばね定数が大きくされた場合には、ローリングモーメントの消滅後の車体の傾きが大きく、乗り心地が悪くなるので、そのような状態を早期に解消するために、早期ばね定数減少部１５０によって、通常の制御よりも早い時期にばね定数が小さい状態に戻される。具体的には、車両の横加速度と横加速度微分値とが共に設定値を下回れば、早期ばね定数減少制御部１５０によりばね定数が小さい状態に戻される。ただし、前述のように、第二アクチュエータ１８に閉じこめられていた液圧の急激な解放は、車体の急速な回転を発生させ、乗員に違和感を与えるため、第二アキュムレータ遮断弁２０の連通状態への切換えは、例えば励磁電流の断続的な供給により、緩やかに行われるようにすることが望ましく、本実施例においては、早期ばね定数減少制御部１５０がばね定数緩減少制御部とされている。
【００２６】
次に、制御部選択作業について説明する。上述の２つのばね定数変更制御部１４２，１４４のうちいずれを選択するかは、車両の走行状態に基づいて制御部選択部１４６によって決定される。本実施例においては、図６に示すように、走行状態としての横加速度微分値とばねストロークとに基づいてばね定数変更制御部１４２，１４４のいずれかが選択される。
【００２７】
具体的には、まず、前述の操舵角検出装置１１８および車速検出装置１２０により取得された操舵速度と車速とに基づいて、推定部１４８において車両の横加速度の微分値が推定される。横加速度の微分値が予め設定された値より大きい場合には大きなローリングが発生する可能性が高いと判断され、ばねストロークの値にかかわらず直ちにばね定数を大きくするように第二ばね定数変更制御部１４４が選択される。
【００２８】
横加速度微分値に基づいて第二ばね定数変更制御部１４４が選択されなかった場合には、さらに、車高検出装置１２２により検出された車高に基づいて、現在の車高の振動的変動の中立点からの偏差がばねストロークとして取得される。そして、横加速度微分値が比較的大きい場合、すなわち、横加速度微分値が、ばねストロークの各値に対してそれぞれ設定される設定横加速度微分値より大きい場合には、大きいローリングが生じる可能性があるとして、第二ばね定数変更制御部１４４が選択される。本実施例においては、ばねストロークをＬ、横加速度微分値をｇとした場合に(式１)で示す直線１８０より横加速度微分値ｇが大きい場合に第二ばね定数変更制御部１４４が選択される。ばねストロークと横加速度微分値とが、図６において、ＢおよびＣで示される領域にプロットされる場合に第二ばね定数変更制御部１４４が選択されるのである。
【００２９】
（式１）Ｌ＝ａ・ｇ＋ｂ
ただし、ａ，ｂは定数
【００３０】
さらに、それら領域Ｂ，Ｃのうち領域Ｃに示すように、ばねストロークが設定ばねストロークＬ２以上である場合は、ばね定数を増大させる際のばねストロークが比較的大きく、それによって生じる車体の傾きが大きいと考えられるので、その傾きを早期に解消するために、早期ばね定数減少部１５０による場合より早期にばね定数を小さくする制御が実行される。なお、図６においては、領域Ｂ，Ｃを区切る線が直線１８０と縦軸との交点を通り、横軸に平行な直線とされているが、これは不可欠ではなく、上方または下方に平行移動させ、あるいは、平行移動と共にまたは単独で傾斜させたものとしてもよい。また、曲線とすることも可能である。同様に、直線１８０を曲線とすることも可能である。
【００３１】
また、図６に領域Ａで示すように、横加速度微分値ｇが設定横加速度微分値ｇ１以下、かつ、直線１８０より横加速度微分値ｇが小さい場合（ばねストロークＬが大きい場合と考えることもできる）は、ばねストロークＬの割りに横加速度微分値ｇが小さいので、比較的大きいローリングが発生する可能性は低いといえる。このため、ばねストロークＬと横加速度微分値ｇとが領域Ａ内にプロットされる場合には、第一ばね定数変更制御部１４２が選択され、ばねストロークが中立点に復帰するまでばね定数の変更が許可されないようにされている。
【００３２】
以下、図７ないし９に示すフローチャートに基づいてさらに詳細に説明する。本実施例においては、車両の走行中は図７に示すメインルーチンが繰り返し実行されている。
まず、ステップＳ１（以下単にＳ１と略記する。他のステップについても同じ）において、操舵速度と車速とに基づいて車両の横加速度微分値ｇが推定される。次にＳ２において、車高に基づいてばねストロークＬが算出される。次にＳ３ないしＳ５においてフラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３がそれぞれ１であるか否かが判定される。Ｆ１またはＦ２が１とされている場合には、第一ばね定数変更制御ルーチンが実行中であるのでＳ８に進む。それに対してＦ３が１とされている場合には、第二ばね定数変更制御ルーチンが実行中であるのでＳ９に進む。
【００３３】
今回の実行においては、３つのフラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３がすべて初期値０とされていると仮定すると、Ｓ３ないしＳ５の判定がＮＯとなりＳ６に進む。Ｓ６において、Ｓ１において取得された推定横加速度微分値ｇが予め設定された設定横加速度微分値ｇ１と比較される。推定横加速度微分値ｇが設定横加速度微分値ｇ１より大きい場合には、Ｓ６の判定がＮＯとなり、Ｓ９に進んで第二ばね定数変更制御ルーチンの実行が指示され、本ルーチンの１回の実行が終了する。
【００３４】
それに対して、推定横加速度微分値ｇが設定横加速度微分値ｇ１以下である場合には、Ｓ６の判定がＹＥＳとなりＳ７に進む。Ｓ７において、Ｓ２において取得されたばねストロークＬが、推定横加速度微分値ｇの関数の値ｆ（ｇ）に比較して大きいか否かが判定される。ばねストロークＬと推定横加速度微分値ｇとの値が、図６において（式１）に示される直線１８０のいずれの側にプロットされるかが判定されるのである。
【００３５】
推定横加速度微分値ｇの関数の値ｆ（ｇ）に比較してばねストロークＬが大きい場合には、Ｓ７の判定がＹＥＳとなり、Ｓ８に進んで第一ばね定数変更制御ルーチンの実行が指示され、本ルーチンの１回の実行が終了する。それに対して、ばねストロークＬの大きさが関数値以下の場合には、Ｓ７の判定がＮＯとなり、Ｓ９に進んで第二ばね定数変更制御ルーチンの実行が指示され、本ルーチンの１回の実行が終了する。
【００３６】
次に図８に示す第一ばね定数変更制御ルーチンについて説明する。まず、Ｓ１１およびＳ１２においてフラグＦ１およびＦ２が０であるか否かが判定される。フラグＦ１が１である場合には、Ｓ１１の判定がＮＯとなり、Ｓ１８に進む。一方、Ｆ２が１である場合にはＳ１２の判定がＮＯとなり、Ｓ１５に進む。今回のルーチンの実行においては、フラグＦ１，Ｆ２がともに初期値０であると仮定すると、Ｓ１１およびＳ１２の判定がいずれもＹＥＳとなり、Ｓ１３に進む。
【００３７】
Ｓ１３において、ばねストロークＬの絶対値が予め設定された設定ばねストロークＬ１より大きいか否かが判定される。ばねストロークＬの絶対値が設定ばねストロークＬ１以下である場合には、Ｓ１３の判定がＮＯとなり、本ルーチンの１回の実行が終了する。それに対して、ばねストロークＬの絶対値が設定ばねストロークＬ１以上である場合には、Ｓ１３の判定がＹＥＳとなりＳ１４に進んで、フラグＦ２が１とされる。ばねストロークＬの絶対値の大きさに基づいて、ばね定数を大きくすべきか否かが判定されるのである。
【００３８】
次にＳ１５において、Ｓ２において取得されたばねストロークＬが中立点にあるか否か（厳密には中立点を含む比較的狭い設定範囲内にあるか否か）が判定される。ばねストロークＬが中立点にない場合にはＳ１５の判定がＮＯとなり、本ルーチンの１回の実行が終了する。Ｓ１３の判定がＹＥＳとなった後で、最初にばねストロークが中立点に復帰するまでＳ１５が繰り返し実行されるのである。ばねストロークＬが中立点に戻れば、Ｓ１５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１６に進んでばね定数を大きくすることが指示される。この指示に基づいて、遮断弁制御部１３８により第二アキュムレータ遮断弁２０が閉状態とされて懸架シリンダ１２および第一、第二アキュムレータのばね定数が大きくされる。次にＳ１７において、フラグＦ１が１とされ、フラグＦ２が初期値０に戻される。
【００３９】
次に、ばね定数が大きくされた結果、車輪の車体に対する上下方向の振動が収束すれば、ばね定数が小さくされる。具体的には、Ｓ１８において、ばねストロークＬが予め設定された設定期間Ｔの間中立点近傍の予め定められた設定範囲内にあるか否かが判定される。上記設定範囲から出なくなってからの経過時間が計測され、その計測された時間が設定期間Ｔ以上となったか否かが判定されるのであり、設定時間Ｔより短い間はＳ１８の判定がＮＯとなり、本ルーチンの１回の実行が終了する。
【００４０】
それに対して、設定期間Ｔの間ばねストロークＬが中立点近傍の設定範囲から逸脱していなければ、振動が収束したと認定されて、Ｓ１８の判定がＹＥＳとなりＳ１９に進む。Ｓ１９においては、現在のばねストロークＬが中立点にあるか否か（厳密には中立点を含む比較的狭い設定範囲内にあるか否か）が判定される。振動がある程度収束した状態であっても、中立点近傍で小さい振れ幅で振動している場合がある。そのような場合には、ばねストロークが中立点にある状態でばね定数が変更されるようにすることが望ましい。そのため、本実施例においては、Ｓ１９においてばねストロークＬが中立点に到達することが待たれる。ばねストロークＬが中立点にない場合は、Ｓ１９の判定がＮＯとなり、ばねストロークＬが中立点に達するまでＳ１８およびＳ１９が繰り返し実行されるのである。ばねストロークＬが中立点に達すれば、Ｓ１９の判定がＹＥＳとなりＳ２０に進む。
【００４１】
Ｓ２０においてばね定数を小さい状態に戻すように指示が出される。それに応じて、第二アキュムレータ遮断弁２０が非励磁状態とされて開放され、第二アキュムレータ１８が懸架シリンダ１２と連通状態とされる。次にＳ２１において、フラグＦ１が初期値０に戻される。以上で本ルーチンの１回の実行が終了する。
【００４２】
なお、Ｓ１９の判定は省略してもよい。ばねストロークの振幅がＳ１８において設定された中立点近傍の設定範囲内であれば、いずれの状態であってもばね定数を変更しても車体が大きく傾くおそれはないので、Ｓ１８の判定がＹＥＳとなった後、直ちにばね定数を小さくするようにしてもよいのである。
【００４３】
次に図９に示す第二ばね定数変更制御ルーチンについて説明する。まず、Ｓ３１において、フラグＦ３が初期値０であるか否かが判定される。フラグＦ３が１である場合には、Ｓ３１の判定がＮＯとなり、Ｓ３５にスキップする。それに対して、今回のルーチンの実行においてフラグＦ３が０であると仮定すると、Ｓ３１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３２に進んでばね定数を大きくすることが指示される。本ルーチンの実行においては、ばねストロークの大きさにかかわらず、ばね定数が大きくされるのである。
【００４４】
次にＳ３３において、ばね定数を大きくした際のばねストロークの大きさである変更時ばねストロークＬｃが記憶され、Ｓ３４に進んでフラグＦ３が１とされる。次にＳ３５において、変更時ばねストロークＬｃが予め設定された設定ばねストロークＬ２より小さいか否かが判定される。変更時ばねストロークＬｃが設定ばねストロークＬ２以上である場合には、ローリングモーメントの消滅後における車体の傾きが大きく、できる限り早くその状態を解消することが望ましいので、早期にばね定数を減少させる制御が行われる。早期ばね定数減少制御については後で説明する。
【００４５】
変更時ばねストロークＬｃが設定ばねストロークＬ２以下である場合には、Ｓ３５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３６ないしＳ３８においてばねストロークの振動が収束することを待ってばね定数を小さくする制御が実施される。この制御についてはＳ１８ないしＳ２０と同様であるので説明を省略する。次にＳ３９に進んでフラグＦ３が初期値０に戻されて本ルーチンの１回の実行が終了する。
【００４６】
それに対して、Ｓ３５の判定がＮＯとなれば、Ｓ４０に進んで車体の横加速度Ｇが取得される。横加速度Ｇは横加速度検出装置により検出することができる。しかし、本実施例においては、操舵角検出装置１１８により検出された操舵角と車速検出装置１２０により検出された車速とに基づいて横加速度が演算により取得される。次にＳ４１に進んで横加速度Ｇおよび推定横加速度微分値ｇがそれぞれ、予め設定された設定横加速度Ｇ０および設定横加速度微分値ｇ２より小さいか否かが判定される。横加速度Ｇと推定横加速度微分値ｇとの少なくとも一方が設定値以上である場合には、Ｓ４１の判定がＮＯとなり本ルーチンの１回の実行が終了する。横加速度Ｇと推定横加速度微分値ｇとのいずれもがそれぞれの設定値より小さくなるまでＳ３５，Ｓ４０およびＳ４１が繰り返し実行され、共に設定値より小さくなれば、Ｓ４１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３８に進んでばね定数が直ちに小さくされる。早期ばね定数減少制御においては、ばねストロークの大きさにかかわらず、ばね定数が小さくされるのである。
【００４７】
以上の説明から明らかなように、本実施例においては、第二アキュムレータ遮断弁２０が「制御弁装置」を構成し、サスペンション制御装置２４が「制御装置」を構成している。サスペンション制御装置２４のメインルーチンを実行する部分のうち、Ｓ１を実行する部分が推定部１４８を構成し、Ｓ６およびＳ７を実行する部分が制御部選択部１４６を構成し、第一ばね定数変更制御ルーチンＳ８を実行する部分が第一ばね定数変更制御部１４２を構成し、第二ばね定数変更制御ルーチンＳ９のうち、Ｓ３１ないしＳ３９を実行する部分が第二ばね定数変更制御部１４４を構成し、Ｓ４０およびＳ４１を実行する部分が早期ばね定数減少部１５０を構成している。また、Ｓ６，Ｓ７を実行する部分、Ｓ１３，Ｓ１５を実行する部分、Ｓ１８，Ｓ１９を実行する部分、およびＳ３３，Ｓ３５〜Ｓ３７，Ｓ４０，Ｓ４１等を実行する部分が許容条件変更部を構成している。
さらに、Ｓ８の第一ばね定数変更制御ルーチンを実行する部分が第一ばね定数変更制御部を構成し、Ｓ９の第二ばね定数変更制御ルーチンを実行する部分が第二ばね定数変更制御部を構成し、Ｓ６およびＳ７を実行する部分が制御部選択部を構成していると考えることもできる。
【００４８】
なお、上記実施例においては、一旦ばね定数を大きくした後に、小さいばね定数に戻す時期を決定するために、車高検出装置により検出された車高が実際に中立点に復帰したことが検出されるようになっていたが、車高の振動的変動の周期はほぼ一定であるため、車高が極大値あるいは極小値に到達してから上記周期の１／４に相当する時間の経過後に、車高が中立点に復帰したとの推定に基づいて、ばね定数が小さくされるようにすることも可能である。
その他、前記第一ばね定数変更制御部を、特開昭６３−１３０４１９と同様の制御を行うものに変更することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例である車両懸架システムを示す回路図である。
【図２】上記システムのサスペンション制御装置を示すブロック図である。
【図３】上記サスペンション制御装置の機能ブロック図である。
【図４】図１に示すアキュムレータ群のばね特性を説明するための図である。
【図５】上記アキュムレータ群のばね特性を説明するための別の図である。
【図６】上記アキュムレータ群のばね定数を変更する制御を説明するための図である。
【図７】上記サスペンション制御装置によって実行されるメインルーチンを示すフローチャートである。
【図８】上記メインルーチンのうち第一ばね定数変更制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】上記メインルーチンのうち第二ばね定数変更制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０：車両懸架システム      １２：懸架シリンダ      １４：制御シリンダ      １６：第一アキュムレータ      １８：第二アキュムレータ      ２０：第二アキュムレータ遮断弁      ２２：車高調整装置      ２４：サスペンション制御装置      １３０：制御部      １３２：駆動回路      １３４：可変絞り弁制御部      １３６：車高調整装置制御部      １３８：遮断弁制御部      １４０：制御条件変更部      １４２：第一ばね定数変更制御部      １４４：第二ばね定数変更制御部      １４６：制御部選択部      １４８：推定部      １５０：早期ばね定数減少部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006044320.tif 000009
【図８】
2006044320.tif 000010
【図９】
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