JP3016528B2 - 車両懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のばね上−ばね下
間に設けられたショックアブソーバの減衰力を制御する
車両懸架装置に関し、特に操舵時のロール抑制制御を行
なうものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような車両懸架装置として
は、例えば、実開昭６１−１２７００７号公報に記載さ
れているものが知られている。

【０００３】この車両懸架装置は、各車輪部におけるば
ね上速度（Ｘ）及びばね上−ばね下間相対速度（Ｘ−
Ｙ）を計測し、ばね上速度の符号とばね−上ばね下間相
対速度の符号とが一致した時［Ｘ（Ｘ−Ｙ）＞０］には
ショックアブソーバを高減衰力に制御し、不一致の時
［Ｘ（Ｘ−Ｙ）≦０］には低減衰力に制御する減衰力制
御手段を備えたものであった。そして、一般に、前記高
減衰力（ＤＦ）の値は、下記の演算式に基づいて、ば
ね上速度Ｘに比例した値（図１４の(ハ) 参照）に制御さ
れている。尚、Ｙはばね下速度、αは制御定数を示す。 ＤＦ＝α（Ｘ）・・・・・・・・・・・

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両懸架装置にあっては、路面からの入力に
対しては、各車輪部で独立して有効な減衰力の制御効果
を得ることができるが、操舵時，制動時，急加速時等の
ようにばね上に慣性力が働くような条件下にあっては、
ばね上速度Ｘに比例した減衰力の値では傾斜発生初期段
階における制御力が不足し、ロール，ダイブ，スカット
等の車体の傾斜を十分に抑制することができず、このた
め、車両の操縦安定性を確保できないという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、このような問題に着目して成さ
れたもので、車体の傾斜をその発生初期段階から抑制し
て車両の操縦安定性を確保することができる車両懸架装
置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、図１のクレ
ーム対応図に示すように、車両の各車輪と車体との間に
それぞれ設けられ、減衰力を変更する減衰力変更手段ａ
を有したショックアブソーバｂと、各車輪部におけるば
ね上速度を検出するばね上速度検出手段ｃと、車体の傾
斜状態を検出する傾斜状態検出手段ｄと、該傾斜状態検
出手段ｄで検出された傾斜値が所定のしきい値未満であ
る時は、ばね上速度の方向と同一のショックアブソーバ
ｂの行程側の減衰力をばね上速度に応じた最適の減衰力
に制御すべく減衰力変更手段ａにそれぞれ切り換え信号
を出力する減衰力基本制御部ｅを有する制御手段ｆと、
該制御手段ｆに設けられ、傾斜状態検出手段ｄで検出さ
れた傾斜値が所定のしきい値以上である時は、その時の
ばね上速度の方向と同一のショックアブソーバｂの行程
側の減衰力を各ばね上速度の０より大で１より小さい実
数乗に比例した値に制御する傾斜抑制制御部ｇとを備え
ている手段とした。

【０００７】

【作用】本発明の作用について説明する。尚、説明中の
符号は、図１に対応している。車両の走行中に操舵操
作，急加速，ブレーキング等が行なわれると車体が傾斜
（ロール，ダイブ，スカット）する。そして、この傾斜
状態は、傾斜状態検出手段ｄで検出されるもので、その
傾斜値が所定のしきい値以上である時は、車体に大きな
傾斜が生じるため、傾斜抑制制御部ｇでは、各車輪部の
ばね上速度方向と同一の各ショックアブソーバｂの行程
側を各ばね上速度の０より大で１より小さい実数乗に比
例した値に制御すべく減衰力変更手段ａにそれぞれ切り
換え信号を出力する。

【０００８】即ち、この傾斜抑制制御ｇにおいては、そ
の時のばね上速度の方向と同一のショックアブソーバｂ
の行程側を、ばね上速度の０より大で１より小さい実数
乗に比例した高減衰力に制御するもので、これにより、
ばね上速度に対する減衰力変更手段ａの切り換え特性が
２乗特性となって、特にばね上速度の低速域での減衰力
の変化率（上昇率）が大きくなるため、高減衰力側への
減衰力の切り換えが速やかに行なわれることになる。

【０００９】このように、車体の傾斜発生初期段階から
ショックアブソーバｂの行程側を速やかに高減衰力側へ
切り換えることができるので、車体の傾斜をその発生初
期段階から高い減衰力で抑制して車両の操縦安定性を確
保することができる。

【００１０】また、傾斜値が所定のしきい値未満である
時は、車体の傾斜は生じていないため、傾斜抑制制御部
ｇは作動せず、減衰力基本制御部ｅでは、ばね上速度検
出手段ｃで検出された各車輪部におけるばね上速度に基
づいて各ばね上速度の方向と同一の各ショックアブソー
バｂの行程側を最適の減衰力に制御すべく減衰力変更手
段ａにそれぞれ切り換え信号を出力し、これにより、路
面入力に対する車両の乗り心地を確保することができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳述す
る。まず、実施例の構成について説明する。図２は、本
発明実施例のシステムブロック図であって、図において
１は減衰力可変型のショックアブソーバ１、２はパルス
モータ、３はばね上加速度センサ、４はステアリングセ
ンサ、５はコントロールユニットを示している。

【００１２】前記ショックアブソーバ１は、４つの車輪
のそれぞれと車体との間に、合計４つ設けられている。
前記パルスモータ２は、ショックアブソーバ１の減衰力
ポジションを切り換えるもので、ステップ駆動により、
各ショックアブソーバ１の減衰力ポジションを多段階に
変化させる。

【００１３】前記ばね上加速度センサ３は、ばね上の車
体に取り付けられ、ばね上の上下方向加速度を検出し、
この検出されたばね上加速度に応じた電気信号を出力す
る。そして、このばね上加速度センサ３も、各ショック
アブソーバ１毎に１つづつ設けられている。前記ステア
リングセンサ４は、ステアリングに設けられ、操舵角に
応じた電気信号を出力する。

【００１４】前記コントロールユニット５は、制御手段
を構成するもので、その減衰力基本制御部では、ばね上
加速度センサ３からの入力信号に基づいて、ショックア
ブソーバ１を最適の減衰力とすべく、ステップモータ２
に制御信号を出力すると共に、その傾斜抑制制御部を構
成するロール制御部では、ロールを抑制すべく各ショッ
クアブソーバ１の減衰力をその行程側においてばね上速
度の０より大で１より小さい実数乗に比例した減衰力に
設定する制御を行なう。即ち、このコントロールユニッ
ト５は、インタフェース回路５ａ，ＣＰＵ５ｂ，駆動回
路５ｃを備え、前記インタフェース回路５ａには上下加
速度センサ３及びステアリングセンサ４からの出力信号
がそれぞれ入力される。

【００１５】次に、図３はショックアブソーバ１の構成
を示す断面図であって、このショックアブソーバ１は、
シリンダ３０と、シリンダ３０を上部室と下部室Ｂとに
画成したピストン３１と、シリンダ３０の外周にリザー
バ室Ｃを形成した外筒３３と、下部室Ｂとリザーバ室Ｃ
とを画成したベース３４と、ピストン３１に連結された
ピストンロッド７の摺動をガイドするガイド部材３５
と、外筒３３と車体との間に介在されたサスペンション
スプリング３６と、バンパラバー３７とを備えている。

【００１６】さらに詳述すると、前記ショックアブソー
バ１は、図４に示すように、伸行程で圧縮された上部室
Ａ内の流体が下部室Ｂ側へ流通可能な流路として、伸側
内側溝１１の位置から伸側減衰バルブ１２の内側及び外
周部を開弁して下部室Ｂに至る伸側第１流路Ｄと、第２
ポート１３，縦溝２３及び第４ポート１４を経由して伸
側外側溝１５位置から伸側減衰バルブ１２の外周部を開
弁して下部室Ｂに至る伸側第２流路Ｅと、第２ポート１
３，縦溝２３及び第５ポート１６を経由して伸側チェッ
クバルブ１７を開弁して下部室Ｂに至る伸側第３流路Ｆ
と、第３ポート１８，第２横孔２５及び中空部１９を経
由して下部室Ｂに至るバイパス流路Ｇとの４つの流路が
あり、また、圧行程で圧縮された下部室Ｂ内の流体が上
部室Ａ側へ流通可能な流路として、圧側減衰バルブ２０
を開弁して上部室Ａに至る圧側第１流路Ｈと、中空部１
９，第１横孔２４及び第１ポート２１を経由して圧側チ
ェックバルブ２２を開弁して上部室Ａに至る圧側第２流
路Ｊと、中空部１９，第２横孔２５及び第３ポート１８
を経由して上部室Ａに至る前記バイパス流路Ｇとの３つ
の流路がある。

【００１７】また、前記縦溝２３と第１及び第２横孔２
４，２５が形成された調整子６は、パルスモータ２の駆
動によるステップ回動に基づいて減衰力のポジションを
図５〜図７に示す３つのポジション間で多段階に切り換
え可能となっている。

【００１８】まず、図５に示す第２ポジション（図８の
のポジション）では、伸側第１流路Ｄと、圧側第１流
路Ｈと圧側第２流路Ｊとが流通可能となっていて、これ
により、図９に示すように、伸側が高減衰力（図１２の
＋Ｘmax ポジション）でその逆行程の圧側が所定の低減
衰力（図１２の−Ｘsoftポジション）となる。

【００１９】次に、図６に示す第１ポジション（図８の
のポジション）では、前記圧行程の４つの流路Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇと、圧行程の３つの流路Ｈ，Ｊ，Ｇのすべて
が流通可能となっていて、これにより、図１０に示すよ
うに、伸側及び圧側が共に所定の低減衰力（図１２の±
Ｘsoftポジション）となる。

【００２０】次に、図７に示す第３ポジション（図８の
のポジション）では、伸側第１〜第３流路Ｄ，Ｅ，Ｆ
および圧側第１流路Ｈが流通可能となっていて、これに
より、図１１に示すように、圧側が高減衰力（図１２の
−Ｘmax ポジション）でその逆行程の伸側が所定の低減
衰力（図１２の＋Ｘsoftポジション）となる。そして、
前記第１および第３ポジション側は、調整子６のステッ
プ回転角度に応じてそれぞれ多段階に切り換え可能とな
っていて、そのステップ回転角度に応じて高減衰力側の
減衰力のみを比例的に変化可能となっている。

【００２１】即ち、このショックアブソーバ１は、調整
子６を回動させることにより、その回動に基づいて減衰
力を、伸側・圧側いずれとも図１２に示すような特性
で、低減衰力から高減衰力の範囲で多段階に変更可能に
構成されている。また、図８に示すように、伸側・圧側
いずれも低減衰力（図１２の±Ｘsoftポジション）とし
たのポジションから調整子６を反時計方向へ回動させ
ると、伸側のみ高減衰力側に変化し、逆に、調整子６を
時計方向へ回動させると、圧側のみ高減衰力側に変化す
る構造となっている。

【００２２】次に、図１３に示すフローチャートに基づ
き、コントロールユニット５における減衰力ポジション
制御の作動流れについて説明する。まず、ステップ１０
１では、ばね上加速度から演算されたばね上速度Ｘ、及
び、操舵角θを読み込んだ後、ステップ１０２へ進む。

【００２３】ステップ１０２は、操舵角±θの絶対値 |
θ| が所定のしきい値±ａの絶対値|ａ| を越えたかど
うかを判定するステップで、所定のしきい値±ａの絶対
値 |ａ| 以上（ＹＥＳ）であればステップ１０３へ進
み、所定のしきい値±ａの絶対値 |ａ| 未満（ＮＯ）で
あればステップ１０７へ進む。

【００２４】前記ステップ１０７は、路面入力に対する
通常の減衰力制御を行なうステップである。即ち、この
通常制御では、その時のばね上速度Ｘの方向と同一方向
のショックアブソーバ１の行程側における減衰力（Ｄ
Ｆ）が下記の演算式に基づいて設定され、この減衰力
に制御すべくステップモータ２に切り換え信号が出力さ
れた後、一回のフローを終了する。尚、下記演算式に
おいて、αは制御定数、Ｒは１以上の実数を示してお
り、従って、図１４の(イ) に示すように、ばね上速度に
対するステップモータ２の送り数特性が２／３乗特性と
なる。 ＤＦ＝α（Ｘ）^R ・・・・・・・・・・ 前記ステップ１０３は、ロールを抑制するするためのロ
ール制御を行なうステップである。即ち、このロール制
御では、その時のばね上速度Ｘの方向と同一方向のショ
ックアブソーバ１の行程側における減衰力（ＤＦ）が下
記の演算式に基づいて設定され、この減衰力に制御す
べくステップモータ２に切り換え信号が出力された後、
ステップ１０４へ進む。尚、下記演算式において、Ｂ
は０より大で１よりは小さい実数であり、従って、図１
４の(ロ) に示すように、ばね上速度に対するステップモ
ータ２の送り数特性が２乗特性となる。 ＤＦ＝α（Ｘ）^B ・・・・・・・・・・ 前記ステップ１０４は、操舵角±θの絶対値 |θ| が所
定のしきい値±ａの絶対値 |ａ| 未満まで低下したかど
うかを判定するステップで、所定のしきい値±ａの絶対
値 |ａ| 以上（ＮＯ）であればステップ１０３へ戻って
ロール制御状態を継続させ、所定のしきい値±ａの絶対
値 |ａ| 未満（ＹＥＳ）であればステップ１０５へ進
む。

【００２５】このステップ１０５は、操舵角±θの絶対
値 |θ| が所定のしきい値±ａの絶対値 |ａ| 未満に低
下している時間（タイムｔ）を計測するステップで、タ
イマをスタートさせた後、ステップ１０６へ進む。

【００２６】このステップ１０６は、計測タイムｔが所
定の設定タイムｔ₀ を越えたかどうかを判定するステッ
プで、設定タイムｔ₀ 未満（ＮＯ）であれば前記ステッ
プ１０３へ戻ってロール制御状態を継続させ、設定タイ
ムｔ₀ 以上（ＹＥＳ）になると、ステップ１０７へ進ん
で通常制御が行なわれ、これで一回の制御フローを終了
する。このように、コントロールユニット５では、以上
の制御フローを繰り返すものである。

【００２７】次に、実施例のコントロールユニット５の
制御作動を説明する。 （イ）操舵角が小さい時 操舵角±θの絶対値 |θ| が所定のしきい値±ａの絶対
値 |ａ| を越えない時は、操舵により発生するロールも
小さいので、通常制御状態に切り換えられ、その時のば
ね上速度±Ｘの方向と同一のショックアブソーバ１の行
程側がばね上速度±ＸのＲ（１以上の実数）乗に比例し
た減衰力［ＤＦ＝α（Ｘ）^R ］となるような減衰力ポジ
ションの切り換え制御が成される。

【００２８】即ち、この実施例では、操舵角θの検出に
よりロールの発生状態を予測し、大きなロールが発生す
る可能性がない直進走行時または操舵角が小さい時に
は、その時のばね上速度±Ｘの方向と同一のショックア
ブソーバ１の行程方向側を、ばね上速度±ＸのＲ乗に比
例した適度な高減衰力に制御することで、路面入力に対
するばね上（車体）への振動伝達を適度に抑制して操縦
安定性と乗り心地の向上を図ることができるという特徴
を有している。

【００２９】また、この通常制御においては、図１４の
(イ) に示すように、ばね上速度Ｘに対するステップモー
タ２の送り数特性が２／３乗特性で、ばね上速度が低速
になるにつれて減衰力の変化が緩やかとなるため、高減
衰力方向への切り換えが滑らかに行なわれ、これによ
り、減衰力切り換え時における車両の乗り心地を向上さ
せることができるという特徴を有している。

【００３０】更に、その時のばね上速度±Ｘの方向とは
逆方向のショックアブソーバ１の行程側を所定の低減衰
力として、制振制御時における行程方向とは逆方向の路
面入力を吸収し、これにより、車体への伝達を阻止して
乗り心地をさらに向上させることができるという特徴を
有している。

【００３１】（ロ）操舵角が大きい時 操舵角±θの絶対値 |θn|が所定のしきい値±ａの絶対
値 |ａ| を越える時は、大きな操舵により発生するロー
ルが過大となるため、ロール制御状態に切り換えられ、
その時のばね上速度±Ｘの方向と同一のショックアブソ
ーバ１の行程側が、ばね上速度±ＸのＢ（０より大で１
より小さい実数）乗に比例した高減衰力［ＤＦ＝α
（Ｘ）^B ］に制御される。即ち、 a) 操舵角±θの絶対値 |θ| が所定のしきい値±ａの
絶対値 |ａ| 未満であり、かつ、ばね上速度Ｘの方向が
上向き（＋）である時は、その時のばね上速度Ｘの方向
と同一方向である伸側がばね上速度＋ＸのＢ乗に比例し
た高減衰力ポジションで、その逆の圧側が所定の低減衰
力（−Ｘsoftポジション）となる第２ポジション（図８
のおよび図９のポジション）側に切り換えられる。

【００３２】b) 操舵角±θの絶対値 |θ| が所定のし
きい値±ａの絶対値 |ａ| 未満であり、かつ、ばね上速
度Ｘの方向が下向き（−）である時は、その時のばね上
速度Ｘの方向と同一方向である圧側がばね上速度−Ｘの
Ｒ乗に比例した高減衰力ポジションで、その逆の伸側が
所定の低減衰力（＋Ｘsoftポジション）となる第３ポジ
ション（図８のおよび図１１のポジション）側に切り
換えられる。

【００３３】そして、その後に操舵の切り返し操作で操
舵角±θの絶対値 |θ| が所定のしきい値±ａの絶対値
|ａ| 未満に低下した状態が所定の時間ｔ₀ だけ継続し
た時は前記通常制御状態への切り換えがなされる。

【００３４】即ち、このロール制御においては、その時
のばね上速度±Ｘの方向と同一のショックアブソーバ１
の行程側が、ばね上速度±ＸのＢ（０より大で１より小
さい実数）乗に比例した高減衰力［ＤＦ＝α（Ｘ）^B ］
に制御されることで、図１４の(ロ) に示すように、ばね
上速度Ｘに対するステップモータ２の送り数が２乗特性
となって、特にばね上速度Ｘの低速域での減衰力の変化
率（上昇率）が大きくなるため、高減衰力側へ減衰力の
切り換えが速やかに行なわれることになる。

【００３５】従って、操舵角θが大きい時には、ばね上
速度±Ｖの低速域におけるステップモータ２の送り感度
を高めることで、車体のロール発生初期段階からショッ
クアブソーバ１の行程側を高減衰力側へ切り換えること
ができ、これにより、大きな操舵操作に基づく車体のロ
ールをその初期段階から高い減衰力で抑制して操縦安定
性を確保することができるという特徴を有している。

【００３６】また、その時のばね上速度Ｘの方向とは逆
方向のショックアブソーバ１の行程側を所定の低減衰力
として、行程方向とは逆方向の路面入力を吸収し、これ
により、ロール制御時における車両の乗り心地を向上さ
せることができるという特徴を有している。

【００３７】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が
あっても本発明に含まれる。

【００３８】例えば、実施例では、傾斜状態検出手段と
してのステアリングセンサで検出された操舵角に基づく
しきい値制御により、大きな操舵により発生する車両の
ロールを抑制する制御を行なう場合を示したが、傾斜状
態検出手段としては横方向加速度センサを用いることが
でき、また、横方向加速度センサ，ブレーキセンサ，ア
クセルセンサ等により車両の前後方向の傾斜状態（ピッ
チ，ダイブ，スカット等）を検出し、これらを抑制する
制御を行なうようにしてよい。

【００３９】また、傾斜抑制制御時における制御定数は
減衰力基本制御時におけるそれよりも大きな値に設定す
ることが望ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の車両
懸架装置では、傾斜状態検出手段で検出された傾斜値が
所定のしきい値以上である時は、その時のばね上速度の
方向と同一のショックアブソーバの行程側の減衰力を各
ばね上速度の０より大で１より小さい実数乗に比例した
値に制御する傾斜抑制制御部を備えたことで、傾斜抑制
制御時におけるばね上速度に対する減衰力の変化が２乗
特性となって、特にばね上速度の低速域での減衰力の変
化率（上昇率）が大きくなるため、高減衰力側へ減衰力
の切り換えが速やかに行なわれ、これにより、車体の傾
斜をその発生初期段階から抑制して車両の操縦安定性を
確保することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両懸架装置を示すクレーム対応図で
ある。

【図２】本発明実施例の車両懸架装置を示すシステムブ
ロック図である。

【図３】実施例装置に適用したショックアブソーバを示
す断面図である。

【図４】前記ショックアブソーバの要部を示す拡大断面
図である。

【図５】第２ポジションの状態を示す断面図で、(イ) は
図４のＫ−Ｋ断面図、(ロ) は図４のＬ−Ｌ断面図、(ハ)
は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図６】第１ポジションの状態を示す断面図で、(イ) は
図４のＫ−Ｋ断面図、(ロ) は図４のＬ−Ｌ断面図、(ハ)
は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図７】第３ポジションの状態を示す断面図で、(イ) は
図４のＫ−Ｋ断面図、(ロ) は図４のＬ−Ｌ断面図、(ハ)
は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図８】前記ショックアブソーバの減衰力切換特性を示
す図である。

【図９】第２ポジションにおけるピストン速度に対する
減衰力特性図である。

【図１０】第１ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰力特性図である。

【図１１】第３ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰力特性図である。

【図１２】実施例装置のピストン速度に対する減衰力の
可変特性図である。

【図１３】実施例装置のコントロールユニットの作動流
れを示すフローチャートである。

【図１４】実施例装置のばね上速度に対するステップモ
ータの送り数特性図である。

【符号の説明】

ａ 減衰力変更手段 ｂ ショックアブソーバ ｃ ばね上速度検出手段 ｄ 傾斜状態検出手段 ｅ 減衰力基本制御部 ｆ 制御手段 ｇ 傾斜抑制制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の各車輪と車体との間にそれぞれ設
   けられ、減衰力を変更する減衰力変更手段を有したショ
   ックアブソーバと、 各車輪部におけるばね上速度を検出するばね上速度検出
   手段と、 車体の傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段と、 該傾斜状態検出手段で検出された傾斜値が所定のしきい
   値未満である時は、ばね上速度の方向と同一のショック
   アブソーバの行程側の減衰力をばね上速度に応じた最適
   の減衰力に制御すべく減衰力変更手段にそれぞれ切り換
   え信号を出力する減衰力基本制御部を有する制御手段
   と、 該制御手段に設けられ、傾斜状態検出手段で検出された
   傾斜値が所定のしきい値以上である時は、その時のばね
   上速度の方向と同一のショックアブソーバの行程側の減
   衰力を各ばね上速度の０より大で１より小さい実数乗に
   比例した値に制御する傾斜抑制制御部と、を備えている
   ことを特徴とする車両懸架装置。