(57)【要約】  流体作動延長要素（１３、１９）を通じて車両のシャシーから支持された各車輪（１１）を有する車両のための車両サスペンション制御装置であって、前記制御装置は、コントローラ（２７）と、複数のセンサ（２１、２３、２５、２７、３０、３２）と、流体フローコントローラ（２９）と、車輪（１１）とシャシーとの間の相対位置を感知し、第１出力をコントローラに与えるよう適合された第１センサ（２１）と、各延長要素（１３、１９）の流体の圧力を感知し、第２出力をコントローラ（２７）に与えるよう適合された第２センサ（２３）とからなり、また各車輪の各センサ（２１、２３）からの出力を受けるよう適合され、その出力を処理し、各車輪について流体フローコントローラ（２９）に車輪出力を与え、シャシーと車輪との間の延長要素（１３、１９）によって付加される力がシャシーの姿勢を面に対して実質的に一定に維持することを特徴とする車両用車両サスペンション制御装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪とシャシーとの間の相対変位度を制御可能な流体作動延長要素を通じて各車輪を車両のシャシーから支持する車両の車両サスペンション制御装置で、延長要素は車両とシャシーとの間の弾性相対移動を可能にし、前記制御装置は、
コントローラと、
車両の各車輪に関連する複数のセンサと、
各延長要素に関連する流体フロー送出手段と、流体排出手段とからなる流体フローコントローラと、
車輪とシャシーとの間の相対位置を感知し、第１出力をコントローラに与えるよう適合された第１センサと、
各延長要素の流体の圧力を感知し、第２出力をコントローラに与えるよう適合された第２センサとからなり、
コントローラは、各車輪の各センサからの出力を受けるよう適合され、その出力を処理し、各車輪について流体フローコントローラに車輪出力を与え、それぞれの延長要素からの液体の送出または液体の排出を制御し、これにより、各延長要素内の流体圧力を変化させ、シャシーと車輪との間の延長要素によって付加される力がシャシーの姿勢を面に対して実質的に一定に維持することを特徴とする車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項２】
面は、横断している地面の全体面からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項３】
各車輪の車輪出力は、各車輪の各センサの第１出力と、隣接する車輪のセンサからの第１出力から導く信号からなることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項４】
隣接する車輪は、シャシーの横軸に沿って最も隣接する車輪と、シャシーの長手軸に沿って最も隣接する車輪とからなることを特徴とする請求の範囲第３項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項５】
車両に設けた第３のセンサで、自由空間に対する地面上の垂直方向のシャシーの移動を表す第３出力を与えるよう適合されたものからさらになることを特徴とする請求の範囲前項のいずれかに記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項６】
シャシーの横加速度を表す第４出力を与えるよう適合された第４センサからさらになることを特徴とする請求の範囲第５項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項７】
操舵輪の操舵角を表す第５出力を与えるよう適合された第５センサからさらになることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項８】
地面上のシャシーの速度を表す第６の出力を与えるよう適合された第６センサからさらになることを特徴とする請求の範囲第５項、第６項または第７項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項９】
車輪の車輪出力信号は、各車輪の第１センサからの第１出力と、隣接する車輪のそれぞれの第１センサからの第１出力と、各車輪の第２センサからの第２出力との和からなることを特徴とする請求の範囲前項のいずれかに記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１１】
各車輪の第１出力と、隣接する車輪のそれぞれの第１出力に適用する重み付けは、２：１であることを特徴とする請求の範囲第９項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１２】
コントローラは、面に対するシャシーの姿勢の許容変化度を制御する車輪出力を決定する際、第１センサのそれぞれからの第１出力に適用する重み付けまたはバイアスを変化させるため調整可能な制御信号を与える、コントローラに接続された調整可能制御装置を含むことを特徴とする請求の範囲第９項または第１１項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１３】
第１信号の和は、第２信号を加え、結果としての信号を生成する前に、制御信号によってバイアスをかけられることを特徴とする請求の範囲第９項または第１１項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１４】
結果としての信号と、車輪出力を導く際の第２信号との間に適用される重み付けは、１０：１であることを特徴とする請求の範囲第９項、第１１項または第１２項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１５】
調整可能制御装置は、ピッチ制御と、ロール制御と、高さ制御成分とからなる制御信号を与えることを特徴とする請求の範囲第１１項、または第１１項に従属する第１２項または第１３項のいずれかに記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１６】
制御信号は、車輪に対するシャシーの高さを制御するよう設定された第１制御信号からなることを特徴とする請求の範囲第１４項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１７】
制御信号は、面に対するシャシーのロールの許容度を制御するよう設定された第２制御信号からなることを特徴とする請求の範囲第１４項または第１５項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１８】
制御信号は、面に対するシャシーのピッチの変化の許容度を制御するよう設定された第３制御信号からなることを特徴とする請求の範囲第１５項または第１６項記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項１９】
コントローラは、基準面を示す信号を与えるよう適合されたジャイロスコープ装置を含むことを特徴とする請求の範囲前項のいずれかに記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項２０】
基準面は、その傾斜を変化させることができることを特徴とする請求の範囲前項のいずれかに記載の車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項２１】
添付の図面を参照して実質的に本書に記載する車両用車両サスペンション制御装置。
【請求項２２】
各車輪とシャシーとの間の流体作動ダンパからなり、各ダンパは、可変ダンピング度を設けることが可能で、各ダンパはダンパ制御装置によって制御され、制御装置は、車輪とシャシーとの間の相対位置を示す第１出力を与える第１センサセットと、車輪とシャシーとの間の相対運動を示す第３出力を与えるよう適合された第３センサセットとからなり、制御装置はさらに、各車輪の第１および第３センサからの信号を受ける第２制御装置からなり、前記第２制御装置は、各ダンパのダンパ制御装置に、ダンパによるダンピング度を第３出力に比例して変化させるダンピング出力を与え、第３センサからの信号は、第１センサの相対運動出力により可能あるいは禁止とされることを特徴とする車両用ダンピング制御装置。
【請求項２３】
シャシーは水平に対して一定の姿勢を保持することを特徴とする請求の範囲第２１項記載の車両用ダンピング制御装置。
【請求項２４】
添付の図面を参照して実質的に本書に記載する車両用車両ダンピング制御装置。
【請求項２５】
車両サスペンション制御装置の第１センサ、第１出力、第３センサおよび第３出力は、ダンパ制御装置の第１センサ、第１出力、第３センサおよび第３出力とからなることを特徴とする請求の範囲第１項から第２０項いずれかに記載の車両サスペンション制御装置と、第２１項から第２３項のいずれかに記載のダンパ制御装置。
【請求項２６】
シャシーと、車輪の回転運動のための車輪を支持する少なくとも前および後車軸とからなり、前記サスペンションシステムは、前記シャシーから前記車輪のそれぞれに弾性支持を与える弾性支持部材からなり、前記弾性支持部材は、前記各車輪と前記シャシーとの間の相対変位を変化させるためコントローラによって制御可能で、前記コントローラは、前記サスペンションシステムに動作関連するセンサから制御信号を受信し、前記各車輪と前記シャシーとの間の相対変位を示す信号を与え、前記信号に対応して、前記コントローラは前記弾性支持部材のそれぞれに制御信号を与え、これにより、前記車輪のそれぞれと前記シャシーとの間の前記相対変位を制御し、前記シャシーの姿勢を、平均車軸連結面に実質的に平行に保持し、前記平均車軸連結面は、第１および第２面の間に形成される挟角を二等分する面からなり、前記第１面は、前記車両の前記前車軸を通る面で、前記第２面は、前記車両の前記後車軸を通る面であることを特徴とする車両用サスペンションシステム。
【請求項２７】
前記弾性支持部材のそれぞれに与えられる前記制御信号は、弾性支持部材と関連する各車輪の相対変位と、隣接する弾性支持部材に関連する隣接する車輪の相対変位とから導くことを特徴とする請求の範囲第２５項記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項２９】
制御信号は、各車輪の相対変位と、隣接する車輪の変位との和から導くことを特徴とする請求の範囲第２５項または第２６項記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３０】
前記各車輪と前記隣接する車輪は、２：１の比率の重み付けを有し、前記隣接する車輪がそれぞれ前記１の重み付けを有することを特徴とする請求の範囲第２７項記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３１】
システムは、前記車両の横加速度を示す横加速度信号を出力するよう適合された少なくとも１個のセンサからなり、前記コントローラは、前記横加速度信号に対応して前記シャシーから前記車輪の前記相対変位を制御し、シャシーのロールを補償し、これにより、前記シャシーの前記姿勢を前記平均車軸連結面に平行に保持することを特徴とする請求の範囲第２５項から第２７項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３２】
システムは、前記車輪それぞれの縦加速度を示す縦加速度信号を与えるよう適合され、前記コントローラは、前記縦加速度のそれぞれに対応して前記シャシーから前記車輪の前記相対変位を制御し、前記シャシーの前記姿勢を前記平均車軸連結面に平行に保持することを特徴とする請求の範囲第２５項から第２９項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３３】
システムは、前記弾性支持を与える流体を収納するよう適合された弾性支持部材からなり、システムは、流体を圧力下で供給することにより前記弾性支持部材を起動し、前記システムはさらに、前記弾性部材のそれぞれで流体圧力から導いた信号を前記コントローラに出力するセンサからなり、前記システムは前記弾性部材それぞれの前記流体圧力を制御し、これにより、前記弾性支持部材それぞれに実質的に等しい圧力を保持することを特徴とする請求の範囲第２５項から第３０項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３５】
前記相対変位および前記流体圧力は、２０：１から５：１の範囲の重み付け比率を有し、前記圧力信号は前記重み付けが１であることを特徴とする請求の範囲第２５項から第２９項のいずれかに記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３６】
重み付け比率は１０：１で、圧力信号は前記重み付けが１であることを特徴とする請求の範囲第３２項記載の車両用サスペンションシステム。
【請求項３７】
添付の図面を参照して実質的に本書に記載する車両用サスペンションシステム。
【請求項３８】
車輪とシャシーとの間の相対変位度を制御可能な流体作動延長要素を通じて各車輪が車両のシャシーから支持され、延長要素は車両とシャシーとの間の弾性相対移動を可能にし、請求の範囲第１項から第２０項のいずれかに記載の車両サスペンション制御装置は延長要素を制御する目的で延長要素と関連する車両。
【請求項３９】
車輪とシャシーとの間の相対変位度を制御可能な延長要素を通じて各車輪が車両のシャシーから支持され、延長要素は車両とシャシーとの間の弾性相対移動を可能にし、ダンパは各延長要素と関連し、ダンパの動作は請求の範囲第２１項から第２３項のいずれかに記載のダンピング制御装置によって制御される車両。
【請求項４０】
請求の範囲第２４項から第３３項のいずれかに記載のサスペンションを有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンションシステムを制御することを目的とした車両サスペンション制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両サスペンションシステムは全体としてパッシブで、通常は、ダンピング機能を与える油圧ショックアブソーバによって補完される金属コイルばねからなる。このサスペンションシステムは一般に、粗い、あるいは不均一な地形での乗車行為を円滑にするために用いられる。一般に、車両は道路の輪郭に追従するため、その結果として、車両シャシーの姿勢または水平からの逸脱は、シャシーを支持する４個の車輪の位置の関数となる。そのため、車輪が深い穴に落ちたり高い地点に乗り上げたりすると、車両は同じ経路を辿りがちとなる。従来のスタイルのサスペンションの性能は、道路（平滑地形）またはオフロード（不均一地形）のいずれかに最適化することができるが、両方についてはできない。一般にオフロードの車両性能が妥協され、安全な有効速度は、サスペンションシステムの性質から制約される。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、車両に関連するセンサを用いるアクティブサスペンションシステムと、センサ値に反応し、車両のサスペンションユニットに信号を与え、シャシーダイナミックスを積極的に制御するためのコントローラを目的とする。
【０００４】
明細書全体を通じて、流体という用語は気体状流体などの圧縮可能流体を含むものと理解される。
【０００５】
従って、本発明は、車輪とシャシーとの間の相対変位度を制御可能な流体作動延長要素を通じて各車輪を車両のシャシーから支持する車両の車両サスペンション制御装置で、延長要素は車両とシャシーとの間の弾性相対移動を可能にし、前記制御装置は、
コントローラと、
車両の各車輪に関連する複数のセンサと、
各延長要素に関連する流体フロー送出手段と、流体排出手段とからなる流体フローコントローラと、
車輪とシャシーとの間の相対位置を感知し、第１出力をコントローラに与えるよう適合された第１センサと、
各延長要素の流体の圧力を感知し、第２出力をコントローラに与えるよう適合された第２センサとからなり、
コントローラは、各車輪の各センサからの出力を受けるよう適合され、その出力を処理し、各車輪について流体フローコントローラに車輪出力を与え、それぞれの延長要素からの液体の送出または液体の排出を制御し、これにより、各延長要素内の流体圧力を変化させ、シャシーと車輪との間の延長要素によって付加される力がシャシーの姿勢を実質的に一定な面に維持する。
【０００６】
本発明の好適な特徴によると、この面は横断している地面の全体的な面からなる。
【０００７】
本発明の好適な特徴によると、各車輪の車輪出力は、各車輪の各センサの第１出力と、隣接する車輪のセンサからの第１出力から導く信号からなる。一実施例によると、隣接する車輪は、シャシーの横軸に沿って最も隣接する車輪と、シャシーの長手軸に沿って最も隣接する車輪とからなる。
【０００８】
本発明の好適な特徴によると、コントローラは、車両に設け、自由空間に対する地面上の垂直方向のシャシーの移動を表す第３出力を与えるよう適合された第３のセンサからなる。本発明の好適な特徴によると、コントローラは、シャシーの横加速度を表す第４出力を与えるよう適合された第４センサからなる。本発明の好適な特徴によると、コントローラは、操舵輪の操舵角を表す第５出力を与えるよう適合された第５センサからなる。本発明の好適な特徴によると、コントローラは、地面上のシャシーの速度を表す第６の出力を与えるよう適合された第６センサからなる。
【０００９】
本発明の好適な特徴によると、車輪の車輪出力信号は、各車輪の第１センサからの第１出力と、隣接する車輪のそれぞれの第１センサからの第１出力と、各車輪の第２センサからの第２出力との和からなる。本発明の好適な特徴によると、各車輪の第１出力と、隣接する車輪のそれぞれの第１出力に適用する重み付けは、２：１である。本発明のさらなる好適な特徴によると、コントローラは、面に対するシャシーの姿勢の許容変化度を制御する車輪出力を決定する際、第１センサのそれぞれからの第１出力に適用する重み付けまたはバイアスを変化させるため調整可能な制御信号を与える、コントローラに接続された調整可能制御装置を含む。本発明の好適な特徴によると、第１信号の和は、第２信号を加えて結果としての信号を生成する前に、制御信号によってバイアスをかけられる。本発明の好適な特徴によると、結果としての信号と、車輪出力を導く際の第２信号との間に適用される重み付けは、１０：１である。
【００１０】
本発明の好適な特徴によると、調整可能制御装置は、ピッチ制御と、ロール制御と、高さ制御成分とからなる制御信号を与える。本発明の好適な特徴によると、制御信号は、車輪に対するシャシーの高さを制御するよう設定された第１制御信号からなる。本発明の好適な特徴によると、制御信号は、面に対するシャシーのロールの許容度を制御するよう設定された第２制御信号からなる。本発明の好適な特徴によると、制御信号は、面に対するシャシーのピッチの変化の許容度を制御するよう設定された第３制御信号からなる。
【００１１】
本発明の好適な特徴によると、コントローラは、基準面を示す信号を与えるよう適合されたジャイロスコープ装置を含むことができる。本発明の好適な特徴によると、基準面は、その傾斜を変化させることができる。
【００１２】
本発明のさらなる様態によると、本発明は、各車輪とシャシーとの間の流体作動ダンパからなる車両用ダンピング制御装置で、各ダンパは、可変ダンピング度を設けることが可能で、各ダンパはダンパ制御装置によって制御され、制御装置は、車輪とシャシーとの間の相対位置を示す第１出力を与える第１センサセットと、車輪とシャシーとの間の相対運動を示す第３出力を与えるよう適合された第３センサセットとからなり、制御装置はさらに、各車輪の第１および第３センサからの信号を受ける第２制御装置からなり、前記第２制御装置は、各ダンパのダンパ制御装置に、ダンパによるダンピング度を第３出力に比例して変化させるダンピング出力を与え、第３センサからの信号は、第１センサの相対運動出力により可能あるいは禁止とされる。
【００１３】
ダンパ制御装置の効果は、車輪がシャシーに向かって移動し、シャシーが上向き加速を経験している場合、ダンパには信号は与えられないが、車輪がシャシーから離れて、シャシーが上向き加速を経験している場合、ダンパへの信号が可能になる。車輪がシャシーに向かって移動し、シャシーが下向き加速を経験している場合、ダンパーへの信号は可能になるが、車輪がシャシーから離れ、シャシーが下向き加速を経験している場合、信号はダンパに与えられない。
【００１４】
本発明の好適な実施例によると、シャシーは地面全体に対して一定の姿勢を保持する。
【００１５】
本発明の好適な実施例によると、シャシーは水平に対して一定の姿勢を保持する。
【００１６】
本発明の好適な実施例によると、本発明は、上述の形式の車両サスペンション制御装置と、上述の形式のダンパ制御装置とからなり、車両サスペンション制御装置の第１センサ、第１出力、第３センサおよび第３出力は、ダンパ制御装置の第１センサ、第１出力、第３センサおよび第３出力とからなる。
【００１７】
本発明の第１の様態によると、シャシーと、車両の回転運動のための車輪を支持する少なくとも前および後車軸とからなる車両用サスペンションシステムで、前記サスペンションシステムは、前記シャシーから前記車輪のそれぞれに弾性支持を与える弾性支持部材からなり、前記弾性支持部材は、前記各車輪と前記シャシーとの間の相対変位を変化させるためコントローラによって制御可能で、前記コントローラは、前記サスペンションシステムに動作関連するセンサから制御信号を受信し、前記各車輪と前記シャシーとの間の相対変位を示す信号を与え、前記信号に対応して、前記コントローラは前記弾性支持部材のそれぞれに制御信号を与え、これにより、前記車輪のそれぞれと前記シャシーとの間の前記相対変位を制御し、前記シャシーの姿勢を、平均車軸連結面に実質的に平行に保持し、前記平均車軸連結面は、第１および第２面の間に形成される挟角を二等分する面からなり、前記第１面は、前記車両の前記前車軸を通る面で、前記第２面は、前記車両の前記後車軸を通る面であることを特徴とする。
【００１８】
前記弾性支持部材のそれぞれに与えられる前記制御信号は、弾性支持部材と関連する各車輪の相対変位と、隣接する弾性支持部材に関連する隣接する車輪の相対変位とから導くことが望ましい。前記制御信号は、各車輪の相対変位と、隣接する車輪の変位との和から導くことが望ましい。前記各車輪と前記隣接する車輪は、２：１の比率の重み付けを有し、前記隣接する車輪がそれぞれ前記１の重み付けを有することが望ましい。
【００１９】
前記システムは、前記車両の横加速度を示す横加速度信号を出力するよう適合された少なくとも１個のセンサからなり、前記コントローラは、前記横加速度信号に対応して前記シャシーから前記車輪の前記相対変位を制御し、シャシーのロールを補償し、これにより、前記シャシーの前記姿勢を前記平均車軸連結面に平行に保持することが望ましい。
【００２０】
前記システムは、前記車輪それぞれの縦加速度を示す縦加速度信号を与えるよう適合され、前記コントローラは、前記縦加速度のそれぞれに対応して前記シャシーから前記車輪の前記相対変位を制御し、前記シャシーの前記姿勢を前記平均車軸連結面に平行に保持することが望ましい。
【００２１】
前記システムは、前記弾性支持を与える流体を収納するよう適合された弾性支持部材からなり、システムは、流体を圧力下で供給することにより前記弾性支持部材を起動し、前記システムはさらに、前記各弾性部材において流体圧力から導いた信号を前記コントローラに出力するセンサからなり、前記システムは前記弾性部材それぞれの前記流体圧力を制御し、これにより、前記弾性支持部材それぞれに実質的に等しい圧力を保持することが望ましい。
【００２２】
前記相対変位および前記流体圧力は、前記圧力信号の前記重み付けが１で、２０：１から５：１の範囲の重み付け比率を有することが望ましい。圧力信号の前記重み付けが１で、重み付け比率は１０：１であることが望ましい。このように、特定の車輪の弾性支持部材を起動するための信号を生成する際、前記コントローラが利用するエラー信号は、この相対変位エラーが設定ポイントの１０％になり、圧力信号に起因するエラー成分が相対変位エラーによるエラーと同じ比率になるまで、エラー信号の相対変位側面によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明は、次の一実施例の説明からより完全に理解される。
添付の図面に従って、以下説明する。
【図１】第一実施例による車両空気ばねおよび関連するダンパに行う制御の略図である。
【図２】第一実施例によるサスペンションシステムの動作を示す論理図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この実施例は、車両のシャシーの姿勢を平均車軸連結面に実質的に平行に全体として保持するアクティブサスペンションシステムを提供する。
【００２５】
車両サスペンションシステムは、アクティブまたはパッシブのいずれかにみなすことができる。代表的な乗用車は、システム入力への対応がシステムのばねおよびダンパの機械的特性によって決まるパッシブサスペンションシステムを有する。アクティブサスペンションシステムは、センサ、コントローラおよびアクチュエータの形式の情報をシステムに与え、制御システム情報によって決まる応答特性を与えようとする。
【００２６】
アクティブ制御システムは、セミアクティブと完全アクティブに分けることができる。セミアクティブ制御システムはシステム入力に対応するのにアクティブとパッシブの両要素を利用する。このようなシステムでは一般に、パッシブ制御装置は、路面粗さ関連など高頻度入力を補償し、アクティブ制御装置が深い穴や隆起、コーナーを曲がるなど低頻度入力を補償する。完全アクティブ制御システムは、弾性支持部材を制御するコントローラを用いて、高頻度および低頻度の両入力を補償する。これには、セミアクティブ制御システムに設けたものより複雑な制御システムアルゴリズムが必要となる。
【００２７】
車軸連結は、車軸が車両の長手軸周囲を回転する場合に発生する（例えば、左車輪が右車輪より大きく、あるいは小さくシャシーに向かって、あるいは離れて変位する時）。車両の前および後車軸は、特に車両がオフロード条件で運転されている場合、ある時点で異なる範囲に連結することができる。そのため、後車軸が右から左へ下向きに傾斜するのと同時に、前車軸が左から右へ下向きに傾斜することが可能である。
【００２８】
平均車軸連結面は、車両の前車軸を通過する車両シャシーに対する長手第１面と車両の後車軸を通過する車両シャシーに対する長手第２面との間の挟角を二等分する車両シャシーに対する長手面である。そのため、平均車軸連結面は、特定の時点で車両の車輪から見て平均接地面に対応することができる。実施例は、車両の車輪から見て平均接地面に平行に車両のシャシーを維持するアクティブまたはセミアクティブサスペンションシステムを提供する。
【００２９】
前および後車軸が同等で対向する連結を有する場合、実施例は水平になる平均車軸連結面を計算する。そのため、前および後車軸が同等で対向する連結を有する状況では、シャシーは実質的に水平に維持される。これは、前および後車軸が同等で対向する連結を有する時、前および後車軸を通過する面の間の挟角を二等分する面が水平になるためである。
【００３０】
さらに、実施例は、各車輪とシャシーの相対変位と隣接する車輪の相対変位から車両の各車輪から見た接地面を計算する。各車輪の隣接する車輪に対する重み付け比率は、隣接する車輪が重み付け１の場合、２：１である。
【００３１】
さらに、実施例は、車両の経験する横加速度を示す信号を与えるセンサを組み込む。横加速度は一般にコーナーを曲がる時に車両が経験する。パッシブサスペンションシステムについては、車両長手軸周囲のシャシーのロール度は一般に車両がコーナーを曲がる時に経験する横加速度の範囲に比例する。パッシブサスペンションシステムのシャシーのロールにより、車両の一側面のバネが、他側面のバネが延びるのと同時に圧縮される。実施例は、弾性部材を制御して、シャシーのロールに対抗する。
【００３２】
実施例を組み込む車両シャシーが横加速度と車軸連結を同時に経験するインスタンスでは、シャシーのロールにより、シャシーに対して見た平均車軸連結面を、車両が連結のみ経験している場合に見える面から変化させる場合がある。しかしながら、実施例は１以上の横加速度信号を用いて弾性部材を起動し、これによりシャシーのロールに対抗する。このように、１以上の横加速度信号によって、実施例は、車両が連結と横加速度を同時に経験している場合でも、平均車軸連結面に実質的に平行にシャシーを維持することができる。
【００３３】
第１実施例は、シャシーを空気バネ１３と関連ダンパ１９を介して１組の車輪から支持する車両用アクティブサスペンション制御装置を対象とする。空気バネの容量は、各車輪と関連バネに関連する好適な制御弁１５および１８を介してバネに空気を注入またはバネから空気を排気することによって可変である。弁１５は圧縮空気の源１７に接続される。弁１８は、大気に排気される。弁は、源１７から空気バネ１３に空気を注入するか、空気バネから排気弁１８を介して大気に排気できるよう動作可能である。弁１５および１８の動作は、コントローラ２９から制御する。
【００３４】
各ダンパ１９は、車輪とシャシーとの間を延び、車輪とシャシーとの間の相対弾性移動を制御するためのものである。各ダンパは、シャシーと車輪との間の運動に適用されるダンピング度を変化させるよう、ダンピング動作を選択的に制御可能な形式である。ダンパは、コントローラ２９の一部であるダンパ制御装置から制御される。
【００３５】
この実施例によるサスペンションシステムは、各車輪が支持する負荷と、シャシーに対する車輪の相対位置と、自由空間に対するシャシーの相対移動の性質とを示す複数のセンサの利用からなり、これにより、各センサからの出力をコントローラ２７により作動させ、制御弁１５および１８と、ダンパ制御装置を作動させることができる。
【００３６】
センサは、各車輪とシャシーとの間の相対変位を測定し、所望の位置のいずれかの側に対する車輪の相対位置を示す第１出力を与えることができる１組の第１センサ２１（各車輪に１個）からなる。さらに、１組の第２センサ２３（各車輪に１個）は、各車輪のサスペンションシステムの空気バネ内の空気圧を示す第２出力を与える。１組の第３センサ２５（各車輪に１個）は、自由空間に対するかかる移動に関連するシャシーの変化率（加速度）を示す第３出力を与える。
【００３７】
第４感知配置２７がシャシーに設けられ、シャシーの横加速度の測定値である第４出力を与える。第５感知配置３０がシャシーに設けられ、操舵角を表す第５出力を与える。第６感知配置３２がシャシーに設けられ、地面に対するシャシーの速度を表す第６出力を与える。第４、第５、第６センサ２７、３０および３２からの出力（すなわち、第４、第５、第６出力はそれぞれ、コントローラ２９がコーナリング状況でのシャシー姿勢の潜在的変化を予測できるようにする早期信号を与える。
【００３８】
第１、第２、第３、第４、第５および第６センサのそれぞれの出力は、コントローラ２９に送られる。
【００３９】
さらに、この実施例は、運転者が横断している地面の全体面に対するシャシーのピッチ、ロールの許容度と、運転者が望むシャシー高さを予め設定できるようにするため、コントローラに制御信号を与えるダッシュボード取り付けの調整可能制御装置３１を組み込む。制御信号は、別個に変化可能なピッチ制御のものと、ロール制御のものと、高さ制御のものとの３個の制御信号からなる。調整可能制御装置は、道路運転条件に従って運転者が手動で調整可能である。
【００４０】
コントローラ２９は、各空気バネの制御弁１５および１８に車輪出力を与え、バネから空気を排気するか、あるいは圧縮空気が圧縮空気源１７から入れるようにする。車輪出力は、コントローラが受信する第１および第２出力の和から導く。各車輪に車輪出力を与える際、それぞれからの第１出力と、最も隣接する車輪（すなわち、横に対向する車輪と、各車輪と長手に並ぶ車輪）の第１出力とを、各車輪を５０％、隣接する車輪を２５％の重み付けで加える。そして、ダッシュボード制御装置３１が所望の車両姿勢と高さのプレセットを与え、合計する。そして第２出力２３を比較上加える。そして出力４、５および６を加えて、弁１５および１８に出力を与える。
【００４１】
図２は、コントローラによる信号の動作方法を示し、これにより、車輪の第１出力がコントローラに送られ、隣接する車輪の第１出力と組み合わされ、各車輪の信号の隣接する車輪のそれぞれに対する重み付けの比率は２：１となる。そして第１出力信号の和は、３個の設定ポイント制御信号に従ってさらにバイアスがかけられ、車両の運転者が所望のシャシー姿勢を設定できるようにする。設定ポイント制御信号は高さ、ロールおよびピッチと第１出力の和に対するもので、設定ポイント制御信号の重み付けは次の通りである。
第１出力の和：１００％
高さ制御信号：７５％
ロール制御信号：＋または−２５％
ピッチ制御信号：＋または−２５％
【００４２】
そして各車輪の結果出力は、各車輪に関連する第２センサからの第２出力と合計され、各車輪の結果出力と、各車輪の第２出力との間の比率は１０：１で、さらなる出力を生成する。第２出力は空気バネ内の圧力を示す圧力信号である。圧力信号と合計する信号は、高さ信号とみなしてよい（すなわち、シャシーに対する各車輪の相対変位を調整する）。圧力信号に対する高さ信号の相対重み付けは、本実施例では１０：１だが、５：１から２０：１の範囲内でよい。１０：１の重み付けは、高さ制御信号が約１０％の所望設定からのエラーを表すまで、高さ制御信号が圧力制御信号を決定することを意味する。高さエラーがこのオーダーになると、高さエラーおよび圧力信号は同様の大きさになり、高さエラーはゼロまで減り続け、圧力信号が優位となる。そのため、システムには、車両の車輪全体に均一の圧力分布を与えることで、シャシー姿勢を所望の設定内にするようバイアスがかかる。そして、さらなる出力がここに、車両の予測ロールを測定する第４、第５、および第６センサ２７、３０および３２からの第４、第５、および第６出力を加える。その結果、車輪出力が導かれ、車輪の制御弁１５および１８に送られ、空気バネに現在の圧力を維持させるか、バネを排気させるか、あるいはバネに圧縮空気を注入することができるようにする。コントローラを介した各空気バネの圧力の制御の効果は、全ての車輪のバネ内の圧力（ひいては負荷）を、シャシーの姿勢が車両の横断している地面の全体接地面に対し実質的に一定に保たれるよう制御するものである。
【００４３】
各車輪の制御弁は１対のソレノイド作動弁を用いて、バネに加圧空気を注入するか、バネから空気を排気する。車輪出力を与える際、コントローラは時間遅延を介して最終的に導いた信号を修正し、それぞれのソレノイドに与える車輪出力が、動作特性（ソレノイドの開閉率）に従うようにして、各バネのソレノイド弁の動作が重なる可能性を排除する。
【００４４】
さらに、各バネは、シャシーに対する車輪の運動方向と、自由空間に対するシャシーの縦加速度により、ダンピング特性を変更可能なダンパ１９に関連する。ダンパの制御はコントローラ２９を介して行い、コントローラ２９は各車輪の第１センサ２１の第１出力と各車輪の第３センサ２５からの第３出力から導いた各車輪のダンパ信号を与え、これにより第１出力を微分する。第３出力はダンパに信号出力を与える。ダンパ出力は、各車輪について微分した第１出力と第３出力の極性が逆の場合のみ、ダンパ制御装置に与えられる。すなわち、ダンパの残余ダンピング動作を超えるダンピング動作は、シャシーと車輪が逆の方向に移動している場合にのみダンパによって適用される。これにより、縦方向の車輪と車軸の運動量にダンパが対抗することができ、この運動量によるシャシーに対する車輪のオーバーシュートを防ぐ。例えば、車輪が路面の隆起を越えて移動する時、車輪には縦方向の運動量が与えられ、その一部はシャシーに伝達される。車輪が隆起の頂点に達すると、シャシーはその運動量により縦に上向きに移動し続けるが、車輪は下向きに移動を始める。そのため、シャシーおよび車輪はここで逆方向に移動している。この時点で、ダンパはシャシーと車輪が反対方向に移動しているのを検出するため起動する。ダンパの起動により、シャシーのオーバーシュートを制限する。この実施例によると、ダンピング出力は、ダンピングを必要とするシャシーの縦加速の検出から５ミリ秒以内に、残余ダンピング状態から完全必要ダンピング状態へ、または縦加速度の停止の検出から５ミリ秒以内に完全ダンピング状態から残余ダンピング状態へダンパを起動する。
【００４５】
本発明の第２実施例によると、コントローラはシャシーの姿勢を設定可能な基準水平面を提供するジャイロスコープセンサと関連する。第２実施例の変形によると、基準面は、ジャイロスコープセンサの調整により可変である。
【００４６】
明細書全体を通して、文脈で別に必要でない限り、「構成する（複数）」という言葉または「構成する（単数）」や「構成される」の変形は記述された整数または整数の群を含むが、他の整数や整数の群のいずれも排除しないことが理解される。
【００４７】
本発明の範囲は上述の実施例の特定の範囲に限定されないことを理解しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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