JP3019516B2 - 車両懸架装置 - Google Patents

車両懸架装置

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JP3019516B2 JP3214988A JP21498891A JP3019516B2 JP 3019516 B2 JP3019516 B2 JP 3019516B2 JP 3214988 A JP3214988 A JP 3214988A JP 21498891 A JP21498891 A JP 21498891A JP 3019516 B2 JP3019516 B2 JP 3019516B2
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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係数を制御す
る車両懸架装置に関する。
【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、特開昭64−60411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、ショックアブソーバ
で発生している減衰力を検出し、その信号強度より相対
変位を推定し、この相対変位が所定のしきい値を越える
時の周期より良路,悪路の判定を行なって、良路と判定
した時には所定のインターバルのあいだ低減衰係数側に
制御し、悪路判定時には所定のインターバルのあいだ高
減衰係数側に制御するようにしたものであった。
【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、良路走行中は常に
高減衰係数に制御されるため、良路走行中に突起等によ
り単発的に路面入力があるといった状況では、この入力
が車体に伝達されて乗り心地が悪化するという問題があ
った。
【0005】加えて、悪路判断による低減衰係数制御の
状態から、良路判断による高減衰係数への切り換えが急
激であるため、接地性および乗り心地の悪化を招くとい
う問題があった。
【0006】本発明は、このような問題に着目して成さ
れたもので、単発的な路面入力に対応して良好な乗り心
地を得ることができると共に、低減衰状態からの切り換
えの際の接地性および乗り心地の向上を図ることができ
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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の車両懸架装置で
は、図1のクレーム対応図に示すように、車両の車輪と
車体との間に設けられ、減衰係数を変更する減衰係数変
更手段aを有したショックアブソーバbと、車両の挙動
状態を検出する車両挙動検出手段cと、この車両挙動検
出手段cからの入力に基づき、前記ショックアブソーバ
bの減衰係数を最適制御する減衰係数制御手段dとを備
えた車両懸架装置において、前記車両挙動検出手段cと
して、車両のばね上加速度を検出するばね上加速度検出
手段eおよびばね上速度を検出するばね上速度検出手段
fを設け、前記ばね上加速度検出手段eで得られるばね
上加速度が所定のしきい値を越えたら、所定時間、所定
係数以下の低減衰係数に保持し、さらに、所定時間経過
後、前記車両挙動検出手段cからの入力に基づく減衰係
数制御を再開すると共に、この再開後、ばね上速度が所
定のしきい値以下となるまでは、減衰係数を所定の減衰
係数以下の低減衰側の係数に制限する高減衰制限部gを
前記減衰係数制御手段dに設けた。
【0008】
【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。車両が走行すると、それ
に伴なってショックアブソーバbに対しばね下およびば
ね上の両方から入力があってショックアブソーバbの行
程が行われる。
【0009】この時、ばね上加速度が所定のしきい値を
越えない場合には、減衰係数制御手段dにおいて、車両
挙動検出手段cからの入力に基づいて、通常の減衰係数
制御が行われる。
【0010】一方、ばね上加速度検出手段eで検出され
るばね上加速度が所定のしきい値を越えた時には、高減
衰制限部gが所定時間、所定係数以下の低減衰係数に保
持する。したがって、良路走行時に突起等により単発入
力があった場合、この入力が大きいと、ばね上加速度が
所定のしきい値を越えることになり、高減衰係数に制御
するのを所定時間制限する。その結果、路面入力がばね
下−ばね上間で吸収されて、良好な乗り心地を得ること
ができる。
【0011】そして、所定時間が経過したら、低減衰係
数の制御を終え、車両挙動検出手段cからの入力に基づ
いた減衰係数制御を再開するが、この再開の際に高減衰
制限部gは、ばね上速度が所定のしきい値よりも大きい
場合には、減衰係数を所定の減衰係数以下の低減衰側の
係数に制限する。そして、ばね上速度が所定のしきい値
以下となると、車両挙動検出手段からの入力に基づき減
衰係数を制御する通常の制御に完全に復帰する。
【0012】したがって、単発的な路面入力に対する乗
り心地向上のために低減衰係数に変更する制御を行った
後、通常の制御に復帰する際には、高減衰係数に変更す
るのを制限して、急激な減衰力変化を抑制し、接地性お
よび乗り心地の双方が向上する。
【0013】
【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、本発明一実施例の車両懸架装置の構成について説明
する。
【0014】図2は、本発明一実施例の車両懸架装置を
示す構成説明図であり、車体と各車輪との間に介在され
て、4つのショックアブソーバSAが設けられている。
そして、各ショックアブソーバSAの近傍位置の車体に
上下方向の加速度を検出する上下加速度センサ(以後、
上下Gセンサという)1が設けられている。また、ステ
アリングSTには、ステアリングセンサ2が取り付けら
れている。そして、運転席の近傍位置には、各センサ
1,2からの信号を入力して、各ショックアブソーバS
Aのパルスモータ3に駆動制御信号を出力するコントロ
ールユニット4が設けられている。
【0015】以上の構成を示すのが図3のシステムブロ
ック図であって、コントロールユニット4は、インタフ
ェース回路4a,CPU4b,駆動回路4cを備え、前
記インタフェース回路4aには、上述の各センサ1,2
の他に車速センサ5およびブレーキセンサ6からの信号
が入力される。また、インタフェース回路4aにはハイ
パスフィルタ4dが設けられていて、上下Gセンサ1か
らの信号は、CPU4bに対し直接入力されるものと、
ハイパスフィルタ4dを介して入力されるものとの2系
統が併存するようになっている。なお、前記ハイパスフ
ィルタ4dは、上下Gセンサ1が検出する上下加速度の
うち、ばね上共振周波数成分をカットしてばね下共振周
波数成分を含む高周波成分のみとしたハイパス処理信号
hpをCPU4bに出力する構造となっている。
【0016】次に、図4は、ショックアブソーバSAの
構成を示す断面図であって、このショックアブソーバS
Aは、シリンダ30と、シリンダ30を上部室A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32を形成した外筒33と、下部室Bとリ
ザーバ室32とを画成したベース34と、ピストン32
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。
【0017】次に、図5は前記ピストン31の部分を示
す拡大断面図であって、この図に示すように、ピストン
31には、貫通孔31a,31bが形成されていると共
に、各貫通孔31a,31bをそれぞれ開閉する伸側減
衰バルブ12および圧側減衰バルブ20が設けられてい
る。また、ピストン31を貫通しているピストンロッド
7の先端部には、上部室Aと下部室Bとを連通する連通
孔39が形成され、さらに、この連通孔39の流路断面
積を変更するための調整子40と、流体の流通の方向に
応じて流体の連通孔39の流通を許容・遮断する伸側チ
ェックバルブ17および圧側チェックバルブ22が設け
られている。なお、この調整子40は、前記パルスモー
タ3により回転されるようになっている(図4参照)。
また、ピストンロッド7の先端部には、上から順に第1
ポート21,第2ポート13,第3ポート18,第4ポ
ート14,第5ポート16が形成されている。また、図
中38は圧側チェックバルブ22が着座するリテーナで
ある。
【0018】一方、調整子40は、中空部19が形成さ
れると共に、内外を連通する第1横孔24および第2横
孔25が形成され、さらに、外周部に縦溝23が形成さ
れている。
【0019】したがって、前記上部室Aと下部室Bとの
間には、伸行程で流体が流通可能な流路として、貫通孔
31bを通り伸側減衰バルブ12の内側を開弁して下部
室Bに至る伸側第1流路Dと、第2ポート13,縦溝2
3,第4ポート14を経由して伸側減衰バルブ12の外
周側を開弁して下部室Bに至る伸側第2流路Eと、第2
ポート13,縦溝23,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,中空部19
を経由して下部室Bに至るバイパス流路Gの4つの流路
がある。また、圧行程で流体が流通可能な流路として、
貫通孔31aを通り圧側減衰バルブ20を開弁する圧側
第1流路Hと、中空部19,第1横孔24,第1ポート
21を経由し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2
5,第3ポート18を経由して上部室Aに至るバイパス
流路Gとの3つの流路がある。
【0020】すなわち、ショックアブソーバSAは、調
整子40を回動させることにより、その回動に基づいて
減衰係数を、伸側・圧側のいずれとも図6に示すような
特性で、低減衰係数(以後、ソフトという)から高減衰
係数(以後、ハードという)の範囲で多段階に変更可能
に構成されている。また、図7に示すように、伸側・圧
側いずれもソフトとした状態から調整子40を反時計方
向に回動させると、伸側のみハード側に変化し、逆に、
調整子40を時計方向に回動させると、圧側のみハード
側に変化する構造となっている。
【0021】ちなみに、図7において、調整子40を
,,のポジションに配置した時の、図5における
K−K断面,M−M断面,N−N断面を、それぞれ、図
8,図9,図10に示し、また、各ポジションの減衰力
特性を図11,12,13に示している。
【0022】次に、パルスモータ3の駆動を制御するコ
ントロールユニット4の作動について、図14のフロー
チャートに基づき説明する。
【0023】ステップ101は、初期設定を行うステッ
プである。
【0024】ステップ102は、各センサ1,2,5,
6から、上下加速度gおよびハイパス処理信号hp,舵
角θ,車速vを読み込むステップであり、読み込み後、
ステップ103に進む。
【0025】ステップ103は、上下加速度gを積分し
てばね上速度Vn を演算するステップであり、この演算
の後ステップ104に進む。したがって、上下Gセンサ
1およびこのCPU4bのこの演算を行う部分が請求の
範囲のばね上速度検出手段を構成している。
【0026】ステップ104は、ハイパス処理信号hp
で得られる上下加速度Gの絶対値が所定のしきい値Gs
以上であるか否かを判定するステップであり、YESで
ステップ105に進み、NOでステップ113に進む。
なお、このしきい値Gs は、良路の走行時には通常入力
される値ではなく、かつ、車体にこの入力があった場合
に、乗り心地を悪く感じる大きさの値に設定している。
【0027】ステップ105は、コントロールユニット
4の内部に設けられているタイマのカウンタをクリアし
た後、このタイマにより所定時間Tの計測を開始するス
テップであり、この後ステップ106に進む。
【0028】ステップ106は、演算で得られたばね上
速度Vn が正であるか否かを判定するステップであり、
このステップの後、YESでステップ107に進み、N
Oでステップ108に進む。
【0029】ステップ107は、伸側の目標減衰係数を
所定の低減衰側の係数PLMTAに設定する処理を行うステ
ップであり、この処理の後ステップ109に進む。
【0030】一方、ステップ108は、圧側の目標減衰
係数を所定の減衰係数−PLMTAに変更する処理を行うス
テップであり、この処理の後ステップ109に進む。
【0031】ステップ109は、タイマのカウントが所
定時間Tとなったか否かを判別するステップであり、Y
ESでステップ110に進み、NOでステップ109に
戻ってこの判別を繰り返す。
【0032】ステップ110は、ばね上速度Vn に基づ
き目標減衰係数(目標減衰ポジションP0 )を設定する
ステップであり、この処理の後、ステップ111に進
む。ちなみに、この目標減衰ポジションP0 は、例え
ば、P0 =CX (X1 −X0 )=CX1 の演算式に基づ
いて設定する。なお、P0 :目標減衰ポジション(パル
スモータのステップ数であり減衰力に相当する),C:
減衰係数,X1 :ばね上速度,X0 :ばね下速度であ
る。
【0033】ステップ111は、目標ポジションP0
所定の低減衰係数の規制ポジションPLMTBよりも大きい
か否かを判定するステップであり、YESでステップ1
12に進み、NOでステップ113に進む。
【0034】ステップ112は、目標ポジションP0
規制ポジションPLMTBに設定するステップである。
【0035】ステップ113は、目標ポジションP0
向けてパルスモータ3を駆動させるステップである。
【0036】ステップ114は、ばね上速度Vn が所定
のしきい値d未満となったか否かを判別するステップで
あり、YESで一回の流れを終え、NOでステップ11
0に戻る。
【0037】ステップ115は、ステップ110と同様
にして、ばね上速度Vn に基づいて目標ポジションP0
を設定するステップであり、この処理の後、ステップ1
16に進む。
【0038】ステップ116は、目標ポジションP0
向けてパルスモータ3を駆動させるステップである。
【0039】以上説明した図14のフローを行う部分
が、請求の範囲の減衰係数制御手段を構成している。そ
して、ステップ104〜114までのステップの処理等
を行う部分が請求の範囲の高減衰制限部を構成してい
る。
【0040】次に、実施例装置の作動を図15のタイム
チャートにより説明する。
【0041】この図に示すように、ばね上速度Vn が正
弦波を描きながら緩やかに変化しているのに対応して、
減衰係数を変更する(ステップ115,116)。そし
て、その途中で、例えば、路面の突起等によりハイパス
処理信号hpが示すばね上加速度Gが、単発的に急変し
た場合、ステップ104〜118の流れに基づき、所定
時間Tを経過するまで減衰係数を所定の減衰係数±P
LMTAまで低下させる。
【0042】したがって、ショックアブソーバSAを高
減衰係数に制御している時に、路面の突起等により単発
的に大きな路面入力があった場合には、ただちに、所定
時間Tの間、減衰係数を低減させるため、乗り心地を向
上させることができる。しかも、この路面入力が大きい
か否かの判定を、ハイパスフィルタ4dによりばね上共
振周波数成分を取り除いたばね上Gセンサ1からの信号
に基づいて行うようにしているため、ダイブやスカット
等のばね上側の振動の影響を受けることなく、ばね下の
挙動を正確に反映した制御を行うことができる。
【0043】その後、所定時間Tが経過したら、ばね上
速度Vn に対応した通常の制御を再開するが(ステップ
110)、この制御の結果得られた目標ポジションP0
が規制ポジション±PLMTBよりも高減衰である場合に
は、規制ポジション±PLMTBに規制し、それ未満の場合
には、制御結果の目標ポジションP0 とする。したがっ
て、ショックアブソーバSAは、低減衰係数に制御した
状態から、規制ポジションPLMTBよりも大きな高減衰係
数に急変することがなく、減衰係数の急変による接地性
や乗り心地の悪化を防止することができる。ちなみに、
図15では、2点鎖線で従来の場合を示していて、図示
のように減衰力の急変化が抑制されるものである。
【0044】以上、実施例について説明してきたが具体
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。
【0045】例えば、実施例では、上下Gセンサからの
信号をハイパスフィルタを通過させることで、信号中の
ばね上共振周波数成分を取り除いて、より精度の高い制
御を行えるようにしたが、ハイパスフィルタを設けなく
ても、単発入力に対する乗り心地向上および減衰係数の
急変による接地性・乗り心地の悪化防止を目的とする所
期の性能は得ることができる。
【0046】また、実施例では、車両挙動検出手段に基
づく通常の制御として、ばね上速度に基づく制御を示し
たが、例えば、ばね上速度の符号と、ばね上−ばね下相
対速度の符号の一致・不一致により制御する手段(特開
昭61−163011号公報参照)や、車速によりその
ゲインを変更する制御等、他の制御を用いて制御するよ
うにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明の車両懸
架装置は、ばね上加速度検出手段で得られるばね上加速
度が所定のしきい値を越えたら、所定時間、所定係数以
下の低減衰係数に保持し、さらに、所定時間経過後、前
記車両挙動検出手段からの入力に基づく減衰係数制御を
再開すると共に、この再開後、ばね上速度が所定のしき
い値以下となるまでは、減衰係数を所定の減衰係数以下
の低減衰側の係数に制限する高減衰制限部を前記減衰係
数制御手段に設けた構成としたため、良路走行時に突起
等により単発入力があった場合、高減衰係数に制御する
のを所定時間制限して、良好な乗り心地を得ることがで
きるという効果が得られると共に、このような乗り心地
向上のために低減衰係数に変更する制御を行った後、通
常の制御に復帰する際には、高減衰係数に変更するのを
制限して、急激な減衰力変化を抑制し、接地性および乗
り心地の双方が向上す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概念図で
ある。
【図2】本発明実施例の車両懸架装置を示す構成説明図
である。
【図3】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4】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5】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6】前記ショックアブソーバのピストン速度に対応
した減衰力特性図である。
【図7】前記ショックアブソーバのパルスモータのステ
ップ位置に対応した減衰係数特性図である。
【図8】前記ショックアブソーバの要部を示す図5のK
−K断面図である。
【図9】前記ショックアブソーバの要部を示す図5のM
−M断面図である。
【図10】前記ショックアブソーバの要部を示す図5の
N−N断面図である。
【図11】前記ショックアブソーバの伸側ハード時の減
衰力特性図である。
【図12】前記ショックアブソーバの伸側・圧側ソフト
状態の減衰力特性図である。
【図13】前記ショックアブソーバの圧側ハード状態の
減衰力特性図である。
【図14】実施例装置のコントロールユニットの制御作
動を示すフローチャートである。
【図15】実施例装置の作動を示すタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
a 減衰係数変更手段 b ショックアブソーバ c 車両挙動検出手段 d 減衰係数制御手段 e ばね上加速度検出手段 f ばね上速度検出手段 g 高減衰制限部 h ばね上速度検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60G 17/015

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の車輪と車体との間に設けられ、減
    衰係数を変更する減衰係数変更手段を有したショックア
    ブソーバと、 車両の挙動状態を検出する車両挙動検出手段と、 この車両挙動検出手段からの入力に基づき、前記ショッ
    クアブソーバの減衰係数を最適制御する減衰係数制御手
    段とを備えた車両懸架装置において、 前記車両挙動検出手段として、車両のばね上加速度を検
    出するばね上加速度検出手段およびばね上速度を検出す
    るばね上速度検出手段を設け、 前記ばね上加速度検出手段で得られるばね上加速度が所
    定のしきい値を越えたら、所定時間、所定係数以下の低
    減衰係数に保持し、さらに、所定時間経過後、前記車両
    挙動検出手段からの入力に基づく減衰係数制御を再開す
    ると共に、この再開後、ばね上速度が所定のしきい値以
    下となるまでは、減衰係数を所定の減衰係数以下の低減
    衰側の係数に制限する高減衰制限部を前記減衰係数制御
    手段に設けたことを特徴とする車両懸架装置。
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