JP3037714B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置

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JP3037714B2
JP3037714B2 JP10108290A JP10108290A JP3037714B2 JP 3037714 B2 JP3037714 B2 JP 3037714B2 JP 10108290 A JP10108290 A JP 10108290A JP 10108290 A JP10108290 A JP 10108290A JP 3037714 B2 JP3037714 B2 JP 3037714B2
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/06Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
    • B60G17/08Characteristics of fluid dampers

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両のサスペンション装置に関し、特に、
ばね上とばね下との間に減衰力特性可変式のショックア
ブソーバを備えるものの改良に係わる。
(従来の技術) 一般に、車両のサスペンション装置においては、ばね
上(車体側)とばね下(車輪側)との間に、車輪の上下
動を減衰させるためのショックアブソーバが装備されて
いる。このショックアブソーバには、減衰力特性可変式
のものとして、減衰力特性(減衰係数の異なった特性)
が高低2段に変更可能なもの、減衰力特性が多段又は無
段連続的に変更可能なもの等種々のものがある。
そして、このような減衰力特性可変式のショックアブ
ソーバの制御方法として、例えば特開昭61−163011号公
報に開示されるように、ばね上絶対速度及びばね上とば
ね下との間の相対速度を各々の検出手段により検出し、
そのばね上絶対速度の符号と相対速度の符号とが一致す
るか否かを調べ、符号が一致していないときには、ショ
ックアブソーバの発生する減衰力が車体の上下振動に対
して加振方向に働いていると判定して、ショックアブソ
ーバの減衰力特性を低減衰側(つまりソフト側)にし、
符号が一致したときには、減衰力が制振方向に働いてい
ると判定して、ショックアブソーバの減衰力特性を高減
衰側(つまりハード側)に切換え、もって、車体に伝達
される加振エネルギーに対して制振エネルギーを大きく
し、車両の乗心地及び操縦安定性を向上させるようにし
たものは知られている。
尚、ばね上絶対速度の代りにばね下絶対速度を検出
し、このばね下絶対速度の符号とばね上ばね下間相対速
度の符号とが一致するか否かに応じてショックアブソー
バの減衰力特性を切換える方法、あるいはばね上ばね下
間相対速度の代りに、ショックアブソーバの実際の減衰
力を検出し、この減衰力の符号と、ばね上絶対速度から
算出される理想の減衰力としてのスカイフックダンパー
力の符号とが一致するか否かに応じてショックアブソー
バの減衰力特性を切換える方法でも、同様の効果が得ら
れる。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上記従来の制御方法では、路面の凹凸に起
因して車両のばね上が高周波振動をするとき、ばね上絶
対速度の符号とばね上ばね下間相対速度の符号とが一致
・不一致間で変化がするごとにショックアブソーバの減
衰力都政が不必要にかつ頻繁に切換わり、大きな音や振
動が発生するという問題がある。また、ショックアブソ
ーバの減衰力特性が高減衰側に切換えられた状態では、
路面の凹凸により発生するばね下振動がばね上に伝達さ
れ易く、コツゴツ感の原因となり、乗心地が悪くなる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、ばね上が路面の凹凸に起因して高
周波振動をするとき、ショックアブソーバの減衰力特性
が不必要に高減衰側に切換わらないようにし、もって、
音や振動の発生防止及び乗心地の向上を図り得る車両の
サスペンション装置を提供せんとするものである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、請求項(1)記載の発明
は、ばね上とばね下との間に設けられた減衰力特性が変
更可能なショックアブソーバと、ばね上絶対速度又はば
ね下絶対速度を検出するばね上・ばね下絶対速度検出手
段と、ばね上とばね下との間の相対速度を検出する相対
速度検出手段と、上記両検出手段からの信号を受け、ば
ね上絶対速度又はばね下絶対速度とばね上ばね下間相対
速度との積を算出し、その積が所定値より大きいときに
は上記ショックアブソーバの減衰力特性を高減衰側に、
所定値以下のときには上記ショックアブソーバの減衰力
特性を低減衰側に変更するよう制御する制御手段と、上
記の所定値を、路面の状態に応じて変更する所定値変更
手段とを備える構成にするものである。
請求項(2)記載の発明は、ばね上とばね下との間に
設けられた減衰力特性が変更可能なショックアブソーバ
と、ばね上絶対速度を検出するばね上絶対速度検出手段
と、該検出手段からの信号を受け、ばね上絶対速度の関
数値であるスカイフックダンパー力を算出するスカイフ
ックダンパー力算出手段と、上記ショックアブソーバの
減衰力を検出する減衰力検出手段と、上記スカイフック
ダンパー力算出手段からの信号と減衰力検出手段からの
信号とを受け、スカイフックダンパー力とショックアブ
ソーバの減衰力との積を算出し、その積が所定値より大
きいときには上記ショックアブソーバの減衰力特性を高
減衰側に、所定値以下のときには上記ショックアブソー
バの減衰力特性を低減衰側に変更するよう制御する制御
手段と、上記の所定値を、路面の状態に応じて変更する
所定値変更手段とを備える構成にするものである。
請求項(3)記載の発明は、上記請求項(1)記載の
発明における所定値変更手段を、相対速度検出手段で検
出されたばね上ばね下間相対速度の2乗の値にゲイン値
を乗じて所定値を設定するように構成するものである。
請求項(4)記載の発明は、上記請求項(2)記載の
発明における所定値変更手段を、減衰力検出手段で検出
されたショックアブソーバ減衰力の2乗の値にゲイン値
を乗じて所定値を設定するように構成するものである。
請求項(5)記載の発明は、上記請求項(3)又は
(4)記載の発明における所定値演算式中のゲイン値
を、車速の増加に伴って漸次減少するように設定するも
のである。
請求項(6)記載の発明は、上記請求項(3)又は
(4)記載の発明における所定値演算式中のゲイン値
を、舵角の増加に伴って漸次減少するように設定するも
のである。
(作用) 上記の構成により、請求項(1)記載の発明では、絶
対速度検出手段によりばね上絶対速度又はばね下絶対速
度が、相対速度検出手段によりばね上とばね下との間の
相対速度がそれぞれ検出され、上記両検出手段からの信
号を受ける制御手段の制御の下において、ばね上絶対速
度又はばね下絶対速度とばね上ばね下間相対速度との積
が所定値より大きいとき(つまりショックアブソーバの
発生する減衰力がばね上の上下振動に対して制振方向に
作用するとき)にはショックアブソーバの減衰力特性が
高減衰側に、所定値以下のとき(つまりショックアブソ
ーバの発生する減衰力がばね上の上下振動に対して加振
方向に作用するとき)には上記ショックアブソーバの減
衰力特性が低減衰側にそれぞれ変更され、これにより、
ばね上に伝達される加振エネルギーに対して制振エネル
ギーが大きくなる。しかも、上記の所定値は、所定値変
更手段により路面の状態に応じて変更され、例えばばね
上が高周波振動をする凹凸路面で高い値に変更されると
きには、ショックアブソーバの減衰力特性は高減衰側に
変更され難くなる。
また、請求項(2)記載の発明では、ばね上絶対速度
又はばね下絶対速度とばね上ばね下間相対速度との積の
代りに、スカイフックダンパー力とショックアブソーバ
の減衰力との積を求め、その積が所定値より大きいか否
か(つまりショックアブソーバの発生する減衰力がばね
上の上下振動に対して加振方向に作用するのか、又は制
振方向に作用するのか)に応じてショックアブソーバの
減衰力特性が高減衰側に又は低減衰側に変更されるの
で、請求項(1)記載の発明の場合と同様に加振エネル
ギーに対して制振エネルギーを大きくすることができ
る。また、上記の所定値を所定値変更手段により路面の
状態に応じて変更して、高周波振動領域でショックアブ
ソーバの減衰力特性が高減衰側に変更され難くすること
もできる。
ここで、上記所定値変更手段が、請求項(3)の発明
の如く相対速度検出手段で検出されたばね上ばね下間相
対速度の2乗の値にゲイン値を乗じて所定値を設定する
ものである場合、あるいは請求項(4)記載の発明の如
く減衰力検出手段で検出されたショックアブソーバ減衰
力の2乗の値にゲイン値を乗じて所定値を設定するもの
である場合には、路面の状態を検出するための検出手段
を必要とすることなく、ばね上が高周波振動をする凹凸
路面で所定値を高い値に変更することができる。
また、上記所定値演算式のゲイン値が、請求項(5)
記載の発明の如く車速の増加に伴って漸次減少するよう
に設定されている場合、あるいは請求項(6)記載の発
明の如く舵角の増加に伴って漸次減少するように設定さ
れている場合には、車両の運転状態に応じてショックア
ブソーバの減衰力特性が変更され、例えば車両が不安定
な状態になる高速時又は旋回時にはショックアブソーバ
の減衰力特性は高減衰側に確実に変更されて操縦安定性
が高められる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の第1実施例に係わるサスペンション
装置の部品レイアウトを示す。
第1図において、1〜4は左右の前輪5L(左側の前輪
のみ図示する)および後輪6L(左側の後輪のみ図示す
る)に各々対応して設けられた四つのショックアブソー
バであって、各車輪の上下動を減衰させるものである。
該各ショックアブソーバ1〜4は、内蔵するアクチュエ
ータ25(第2図参照)により減衰力特性が高低2段に変
更切換え可能になっているとともに、車体(ばね上)と
車軸(ばね下)との間の相対変位を検出する車高センサ
(図示せず)を内蔵している。7は上記各ショックアブ
ソーバ1〜4の上部外周に配設されたコイルスプリン
グ、8は上記各ショックアブソーバ1〜4内のアクチュ
エータに対して制御信号を出力してその減衰力特性を可
変制御するコントロールユニットであり、該コントロー
ルユニット8に向けて上記各シュックアブソーバ1〜4
内の車高センサから検出信号が出力される。
また、11〜14は各車輪毎のばね上の垂直方向(Z方
向)の加速度を検出する四つの加速度センサ、15はイン
ストルメントパネルのメータ内に設けられた車速を検出
する車速センサ、16はステアリングシャフトの回転から
前輪の舵角を検出する舵角センサ、17はアクセル開度を
検出するアクセル開度センサ、18はブレーキ液圧に基づ
いてブレーキが動作中か否か(つまり制動時か否か)を
検出するブレーキ圧スイッチ、19はショックアブソーバ
1〜4の減衰力特性について運転者がHARD,SOFT,CONTRO
Lのいずれかのモードに切換えるモード選択スイッチで
あり、これらのセンサ11〜17およびスイッチ18,19の検
出信号は、いずれも上記コントロールユニット8に向け
て出力される。
第2図は上記ショックアブソーバ1〜4の構造を示
し、第2A図はショックアブソーバ1〜4の減衰力特性が
HARD状態(高い減衰力を発生する状態)のときを、第2B
図はショックアブソーバ1〜4の減衰力特性がSOFT状態
(低い減衰力を発生する状態)のときを示す。尚、この
図では、ショックアブソーバ1〜4に内蔵される車高セ
ンサは省略している。
第2図において、21はシリンダであって、該シリンダ
21内には、ピストンとピストンロッドとを一体成形して
なるピストンユニット22が摺動可能に嵌挿されている。
上記シリンダ21およびピストンユニット22は、それぞれ
別々に設けられた結合構造を介して車軸(バネ下)また
は車体(バネ上)に結合されている。
上記ピストンユニット22には二つのオリフィス23,24
が設けられている。そのうちの一方のオリフィス23は常
に開いている。また、他方のオリフィス24はアクチュエ
ータ25により開閉可能に設けられている。該アクチュエ
ータ25は、ソレノイド26と制御ロッド27と二つのスプリ
ング28a,28bとからなる。制御ロッド27は、ソレノイド2
6から受ける磁力と、両スプリング28a,28bから受ける付
勢力とによりピストンユニット22内を上下動し、オリフ
ィス24の開閉を行うようになっている。
上記シリンダ21内の上室29および下室30並びにこの両
室29,30に通じるピストンユニット22内の空洞は、適度
の粘性を有する流体で満たされている。この流体は、上
記オリフィス23,24のいずれかを通って上室29と下室30
との間を移動することができる。
以上の構成において、ショックアブソーバ1〜4は以
下の動作を行う。
すなわち、ソレノイド26が通電されないとき、スプリ
ング28aの制御ロッド27を下方に付勢する力の方が、ス
プリング28bが制御ロッド27を上方に付勢する力よりも
強く設定されているので、制御ロッド27は下方に押し付
けられ、オリフィス24を閉じる(第2A図参照)。このた
め、流体の通り道はオリフィス23のみとなり、このショ
ックアブソーバ1〜4の減衰力特性はHARD(高減衰)状
態となる。
また、ソレノイド26が通電されたとき、該ソレノイド
26の磁力により制御ロッド27が上方に引き上げられ、オ
リフィス24が開く(第2B図参照)。このため、両オリフ
ィス23,24共に流体の通り道となり、ショックアブソー
バ1〜4の減衰力特性はSOFT(低減衰)状態となる。
以上に述べたように、ショックアブソーバ1〜4の減
衰力特性は、ソレノイド26の非通電時にはHARD状態とな
るので、万一コントロールユニット7が故障しても、シ
ョックアブソーバ1〜4はHARD状態を保ち、操縦安定性
の悪化を防ぐことができる。
第3図はサスペンション装置の振動モデルを示し、ms
はばね上質量、muはばね下質量、zsはばね上変位、zuは
ばね下変位、ksはコイルスプリング7のばね定数、ktは
タイヤのばね定数、v(t)はショックアブソーバの減
衰係数である。
第4図はサスペンション装置の制御部のブロック構成
を示す。第4図中、第1の車高センサ41、加速度センサ
11およびアクチュエータ25aは車体左側の前輪5Lに、第
2の車高センサ42、加速度センサ12およびアクチュエー
タ25bは車体右側の前輪に、第3の車高センサ43、加速
度センサ13およびアクチュエータ25cは車体左側の後輪6
Lに、第4の車高センサ44、加速度センサ14およびアク
チュエータ25dは車体右側の後輪にそれぞれ対応するも
のである。尚、アクチュエータ25a〜25dは、第2図中の
アクチュエータ25と同じものであり、車高センサ41〜44
は、ショックアブソーバ1〜4に内蔵されたものであ
る。
また、r1〜r4はそれぞれ第1〜第4の車高センサ41〜
44からコントロールユニット8に向けて出力されるばね
上ばね下間相対変位信号であり、これらの信号はいずれ
も連続値をとる。この信号は、ショックアブソーバ1〜
4が伸びるときを正とし、縮むときを負とする。尚、車
両が静止しているときの相対変位(つまり第3図に示す
ばね上変位zsとばね下変位zuとの差zs−zu)を零とし、
これからの偏差でもって相対変位の大きさを表わす。
G1G4はそれぞれ第1〜第4加速度センサ11〜14
からコントロールユニット8に向けて出力される上下方
向(Z方向)のばね上絶対加速度信号であり、これらの
信号はいずれも連続値をとる。この信号は、ばね上が上
向き加速度を受けるときを正とし、下向き加速度を受け
るときを負とする。
その他、車速センサ15からは車速信号VSが、舵角セン
サ16からは舵角信号θHが、アクセル開度センサ17から
はアクセル開度信号TVOがそれぞれコントロールユニッ
ト8に向けて出力されており、これらの信号はいずれも
連続値をとる。車速信号VSは、車両が前進するときを正
とし、後退するときを負とする。舵角信号θHは、運転
者の側から見て、ステアリングホイールが反時計回りに
回転するとき(つまり左旋回時)を正とし、時計回りに
回転するとき(つまり右旋回時)を負とする。
さらに、ブレーキ圧スイッチ18からはブレーキ圧信号
BPがコントロールユニット8に向けて出力されており、
この信号はON,OFFの2値をとる。ONはブレーキ操作中で
あることを、OFFはそうでないことを意味する。
v1〜v4はコントロールユニット8からそれぞれアクチ
ュエータ25a〜25dに向けて出力されるアクチュエータ制
御信号であり、これらの信号は、「1」と「0」の2値
をとる。「1」のときは、アクチュエータ25のソレノイ
ド26(第2図参照)には通電されず、ショックアブソー
バ1〜4の減衰力特性はHARD状態となる。また「0」の
ときは、アクチュエータ25のソレノイド26に通電され、
ショックアブソーバ1〜4の減衰力特性はSOFT状態とな
る。
さらに、モード選択スイッチ19からはモード選択信号
がコントロールユニット8に向けて出力されており、こ
の信号は複数の並列信号で、本実施例の場合はHARD,SOF
T,CONTROLの3値をとる。HARDは運転者がHARDモードを
選択していることを、SOFTはSOFTモードを選択している
ことを、CONTROLはCONTROLモードを選択していることを
意味する。そして、後述するように、HARDのときには全
ショックアブソーバ1〜4の減衰力特性がHARD状態に固
定され、SOFTのときには全ショックアブソーバ1〜4の
減衰力特性がSOFT状態に固定され、CONTROLのときには
各ショックアブソーバ1〜4の減衰力特性はそれぞれ車
両の運動状態および路面の状態等に応じてHARDまたはSO
FT状態に自動的にかつ独立に切り換えられる。
第5図はコントロールユニット8の制御フローを示
す。この制御動作は、コントロールユニット8に搭載さ
れた制御プログラムによって実行される。この制御プロ
グラムは、別に設ける起動プログラムにより、一定周期
(1〜10ms)で繰り返し起動される。以下、この制御動
作を流れに沿って説明する。
先ず、ステップS1でモード選択信号がHARDであるか否
かを判定する。この判定がYESのHARDのときには、ステ
ップS14でアクチュエータ制御信号v1〜v4の全てに
「1」をセットし、ステップS13でこの制御信号v1〜v4
を出力する。これにより、全てのショックアブソーバ1
〜4の減衰力特性はHARD状態となる。このときは、以上
で動作を終了する。
モード選択信号の値がHARDでないときには、続いて、
ステップS2でモード選択信号の値がSOFTであるか否かを
判定し、その判定がYESのSOFTのときには、ステップS15
でアクチュエータ制御信号v1〜v4の全てに「0」をセッ
トし、ステップS13でこの制御信号v1〜v4を出力する。
これにより、全てのショックアブソーバ1〜4の減衰力
特性はSOFT状態となる。このときは、以上で動作を終了
する。
上記両ステップS1,S2での判定が共にNOのとき、つま
りモード選択信号の値がCONTROLのときには、ステップS
3でばね上ばね下間相対変位信号r1〜r4を入力した後、
ステップS4でこのr1〜r4を数値微分法などにより微分し
て、ばね上ばね下間相対速度1〜4を求める。上記
ステップS3,S4及び車高センサ41〜44により、ばね上と
ばね下との間の相対速度1〜4(つまりばね上絶対
速度とばね下絶対速度との差(s1−u1)〜(s4−
u4))を検出する相対速度検出手段51が構成されてい
る。
続いて、ステップS5でばね上絶対加速度信号G1
G4を入力した後、ステップS6でこのG1G4を数値積
分法などにより積分して、上下方向車体絶対速度G1
G4を求める。このG1G4は、加速度センサ11〜14
の位置における上下方向のばね上絶対速度なので、ステ
ップS7でこれを各ショックアブソーバ1〜4の位置にお
ける上下方向のばね上絶対速度S1S4に変換する。
S1S4は、G1G4のうち、三つが判っていれば
求められるので、以下、G1G3を用いることとし、
G4は予備の値とする。ここで、第1図に示すように、
水平面内に適当に原点を取り、xy座標を取ったときの、
加速度センサ11〜13の座標を(xG1,yG1)〜(xG3,
yG3)、ショックアブソーバ1〜4の座標を(xS1,yS1
〜(xS4,yS4)とするとき、S1S4は以下の式で求
められる。
但し、二つの係数行列とその積は、予め求めておい
て、定数として与えている。上記ステップS5〜S7及び加
速度センサ11〜14により各ショックアブソーバ1〜4の
位置における上下方向のばね上絶対速度S1S4を検
出するばね上絶対速度検出手段52が構成されている。
しかる後、ステップS8で次式により判定関数hiを求め
る。
hi=i・si (i=1,2,3,4) つまり、この判定関数hiは、各車輪におけるばね上ば
ね下間相対速度iとばね上絶対速度siとの積の値で
ある。
続いて、ステップS9で車速信号VS及び舵角信号θHを
入力した後、ステップS10でゲイン値gを設定する。こ
のゲイン値gの設定は、第6図及び第7図に示す予め記
憶されたマップが用いられ、車速に対応するゲイン値g1
と舵角に対応するゲイン値g2との積(g=g1・g2)とし
て求められる。ゲインg1は、車速の増加に伴って漸次減
少するように設定されており、またゲイン値g2は、舵角
の増加に伴って漸次減少するように設定されている。ま
た、ステップS11で各車輪毎に上記ゲイン値gとばね上
ばね下間相対速度iの2乗の値との積として所定値Ki
(=g・i2)を設定する。
上記所定値Kiの設定後、ステップS12において、先に
ステップS8で求めた判定関数hiが所定値Kiより大きけれ
ば(hi>Ki)vi=1とし、判定関数hiが所定値Ki以下
(hi≦Ki)であるならばvi=0とする。この設定の後、
ステップS13でアクチュエータ制御信号v1〜v4を出力
し、リターンする。上記ステップS8,S12及びS13によ
り、ばね上ばね下間相対速度iとばね上絶対速度si
との積である判定関数hiを算出し、この判定関数hiが所
定値Kiよりも大きいか否かに応じて各ショックアブソー
バ1〜4の減衰力特性をHARD状態又はSOFT状態に変更す
るよう制御する制御手段53が構成されており、また、ス
テップS9〜S11により、上記の所定値Kiを車両の運転状
態及び路面の状態に応じて変更する所定値変更手段54が
構成されている。尚、判定関数hiが所定値Kiと等しい
(hi=Ki)ときには、アクチュエータ制御信号viを前の
ままにして減衰力特性を変更しないようにしてもよい。
したがって、このような制御によれば、運転者がCONT
ROLモードを選択している場合、ばね上ばね下間相対速
度i(=si−ui)とばね上絶対速度siとの積
i・siである判定関数hiが所定値Kiより大きい(hi>
Ki)とき(すなわち、ばね上が上方に運動しかつショッ
クアブソーバ1〜4が伸びてその減衰力が下方に働くと
き、及びばね上が下方に運動しかつショックアブソーバ
1〜4が縮んでその減衰力が上方に働くとき)には、シ
ョックアブソーバ1〜4の発生する減衰力がばね上の上
下振動に対して制振方向に作用すると判断して、該ショ
ックアブソーバ1〜4の減衰力特性はHARD状態に変更さ
れる。また、上記判定関数hiが所定値Ki以下(hi≦Ki)
のとき(上記と逆のとき)には、ショックアブソーバ1
〜4の発生する減衰力がばね上の上下振動に対して加振
方向に作用すると判断して、該ショックアブソーバ1〜
4の減衰力特性はSOFT状態に変更される。これにより、
ばね上に伝達される加振エネルギーに対して制振エネル
ギーが大きくなり、乗心地及び操縦安定性を共に向上さ
せることができる。
しかも、上記の所定値Kiは、ゲイン値gとばね上ばね
下間相対速度iの2乗の値との積(g・i2)の値で
あって、路面の凹凸に応じてばね上が高周波振動をする
ときは高い値になるので、高周波振動領域ではショック
アブソーバ1〜4の減衰力特性はHARD状態に変更され難
くなり、不必要な減衰力特性の変更による音や振動の発
生を防止することができるとともに、路面の凹凸に起因
してばね上でコツゴツ感が発生するのを抑制することが
でき、乗心地の向上をより図ることができる。
その上、このように、路面の凹凸状態ないしそれに起
因する車両の振動領域に応じて所定値Kiを変更する所定
値変更手段54では、路面の状態又は車両の振動領域を検
出するための検出手段を必要としないので、コスト的に
安価に実施することができるなど実施化を図る上で有利
である。
さらに、上記所定値Kiを設定するために用いるゲイン
値gは、車速の増加に伴って漸次減少するように設定さ
れたゲイン値g1、舵角の増加に伴って漸次減少するよう
に設定されたゲイン値g2との積として設定されるもので
あるので、車両の安定性が特に強く要求される高速時や
急旋回時にはショックアブソーバ1〜4の減衰力特性は
HARD状態になり、安定性の確保を確実に図ることができ
る。
第8図及び第9図は本発明の第2実施例を示す。第8
図はサスペンション装置の制御部のブロック構成を示
し、この第2実施例における、第1実施例(第4図参
照)との相違点は、各車輪毎にばね上とばね下との間の
相対変位を検出する第1〜第4車高センサ41〜44の代り
に、各ショックアブソーバ1〜4(第1図参照)の減衰
力を検出する減衰力検出手段としての第1〜第4圧力セ
ンサ61〜64を備えたことである。これらの圧力センサ61
〜64からは減衰力信号s1〜fs4がコントロールユニット
8に向けて出力される。この信号は連続値をとり、減衰
力が上向きに作用するときを正とし、下向きに作用する
ときを負とする。尚、その他の構成は第1実施例の場合
と同じであるので、同一部材には同一符号を付してその
説明は省略する。
第9図はコントロールユニット8の制御フローを示
す。この制御動作は、コントロールユニット8に搭載さ
れた制御プログラムによって実行される。この制御プロ
グラムは、別に設ける起動プログラムにより、一定周期
(1〜10ms)で繰り返し起動される。以下、この制御動
作を流れに沿って説明する。
先ず、ステップS21でモード選択信号がHARDであるか
否かを判定する。この判定がYESのHARDのときには、ス
テップS34でアクチュエータ制御信号v1〜v4の全てに
「1」をセットし、ステップS33でこの制御信号v1〜v4
を出力する。これにより、全てのショックアブソーバ1
〜4の減衰力特性はHARD状態となる。このときは、以上
で動作を終了する。
モード選択信号の値がHARDでないときには、続いて、
ステップS22でモード選択信号の値がSOFTであるか否か
を判定し、その判定がYESのSOFTのときには、ステップS
35でアクチュエータ制御信号v1〜v4の全てに「0」をセ
ットし、ステップS33でこの制御信号v1〜v4を出力す
る。これにより、全てのショックアブソーバ1〜4の減
衰力特性はSOFT状態となる。このときは、以上で動作を
終了する。
上記両ステップS21,S22での判定が共にNOのとき、つ
まりモード選択信号の値がCONTROLのときには、ステッ
プS23で減衰力信号fs1〜f4を入力するとともに、ステッ
プS24でばね上絶対加速度信号G1G4を入力する。
しかる後、ステップS25でこのG1G4を数値積分法
などにより積分して、上下方向車体絶対速度G1G4
を求める。このG1G4は、加速度センサ11〜14の位
置における上下方向のばね上絶対速度なので、ステップ
S26でこれを各ショックアブソーバ1〜4の位置におけ
る上下方向のばね上絶対速度S1S4に変換する。
尚、この変換は既に第1実施例で述べているので、その
説明は省略する。上記ステップS24〜S26及び加速度セン
サ11〜14により各ショックアブソーバ1〜4の位置にお
ける上下方向のばね上絶対速度S1S4を検出するば
ね上絶対速度検出手段65が構成されている。
続いて、ステップS27で次式により理想の減衰力とし
てのスカイフックダンパー力faiを求める。
fai=−g・si (i=1,2,3,4) つまり、このスカイフックダンパー力faiは、各車輪
におけるばね上絶対速度siとゲイン値gとの積に負符
号を付して値である。このステップS27によりスカイフ
ックダンパー力faiを算出するスカイフックダンパー力
算出手段66が構成されている。
スカイフックダンパー力faiの算出後、ステップS28で
そのスカイフックダンパー力faiと実際の減衰力fsiとの
積である判定関数hi(=fsi・fai)を求める。続いて、
ステップS29で車速信号VS及び舵角信号θHを入力した
後、ステップS30でゲイン値gを設定する。このゲイン
値gの設定は、第1実施例の場合と同様に、第6図及び
第7図に示す予め記憶されたマップが用いられ、車速に
対応するゲイン値g1と舵角に対応するゲイン値g2との積
として求められる。また、ステップS31で各車輪毎に上
記ゲイン値gとばね上ばね下間相対速度iの2乗の値
との積として所定値Ki(=g・fsi2)を設定する。
続いて、ステップS32において、先にステップS28で求
めた判定関数hiが所定値Kiより大きければ(hi>Ki)vi
=1とし、判定関数hiが所定値Ki以下(hi≦Ki)である
ならばvi=0とする。この設定の後、ステップS33でア
クチュエータ制御信号v1〜v4を出力し、リターンする。
上記ステップS28,S32及びS33により、スカイフックダン
パー力faiと実際の減衰力fsiとの積である判定関数hiを
算出し、この判定関数hiが所定値Kiよりも大きいか否か
に応じて各ショックアブソーバ1〜4の減衰力特性をHA
RD状態又はSOFT状態に変更するように制御する制御手段
67が構成されており、また、ステップS29〜S31により、
上記の所定値Kiを車両の運転状態及び路面の状態に応じ
て変更する所定値変更手段68が構成されている。尚、判
定関数hiが所定値Kiと等しい(hi=Ki)ときには、アク
チュエータ制御信号viを前のままにして減衰力特性を変
更しないようにしてもよい。
そして、このような制御においても、第1実施例の場
合と同様に、運転者がCONTROLモードを選択している場
合、スカイフックダンパー力fai(=−g・si)とシ
ョックアブソーバ1〜4の実際の減衰力fsiとの積(fsi
・fai)である判定関数hiが所定値Kiより大きい(hi>K
i)とき、つまりショックアブソーバ1〜4の発生する
減衰力がばね上の上下振動に対して制振方向に作用する
ときには、該ショックアブソーバ1〜4の減衰力特性が
HARD状態に変更され、上記判定関数hiが所定値Ki以下
(hi≦Ki)のとき、つまりショックアブソーバ1〜4の
発生する減衰力がばね上の上下振動に対して加振方向に
作用するときには、該ショックアブソーバ1〜4の減衰
力特性がSOFT状態に変更されるので、ばね上に伝達され
る加振エネルギーに対して制振エネルギーを大きくする
ことができ、乗心地及び操縦安定性の向上させることが
できる。
また、上記所定値Kiは、ゲイン値gとショックアブソ
ーバ減衰力fsiの2乗の値との積(g・fsi2)の値であ
って、路面の凹凸に起因してばね上が高周波振動をする
ときには高い値になるので、高周波振動領域ではショッ
クアブソーバ1〜4の減衰力特性はHARD状態に変更され
難くなり、不必要な減衰力特性の変更による音や振動の
発生を防止することができるとともに、路面の凹凸に起
因してばね上でコツゴツ感が発生するのを抑制すること
ができ、乗心地の向上をより図ることができる。
さらに、第1実施例の場合と同様に、路面の状態又は
車両の振動領域を検出するための検出手段を必要とせ
ず、コスト面等で実施化を図る上で有利であり、また、
高速時や急旋回時にショックアブソーバの減衰力特性が
HARD状態になり、安定性の確保を確実に図ることができ
るという効果をも有する。
尚、本発明は上記第1及び第2実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。例えば、上記第1実施例では、ばね上絶対速度s
とばね上ばね下間相対速度(=s−u)との積が
所定値Ki(例えば、ばね上ばね下間相対速度の2乗の値
にゲイン値を乗じた値g・(s−u))よりも大
きいか否かに応じてショックアブソーバ1〜4の減衰力
特性をHARD状態またはSOFT状態に変更するようにした
が、本発明は、ばね下絶対速度uとばね上ばね下間相
対速度(=s−u)との積が所定値Ki(ばね上ば
ね下間相対速度の2乗の値にゲイン値を乗じた値G・
(s−u))よりも大きいか否かに応じてショッ
クアブソーバ1〜4の減衰力特性をHARD状態またはSOFT
状態に変更するようにしてもよい。これは、ばね上絶対
速度sとばね上ばね下間相対速度(=s−u)
との積と所定値Ki(=g・(s−u))との差F1
と、ばね下絶対速度uとばね上ばね下間相対速度
(=s−u)との積と所定値Ki(=G・(s−
u))との差F2とが同じだからである。すなわち、差
F1,F2は、それぞれ F1=s(s−u)−g(s−u) =(s−u){s−g(s−u)} =(s−u){(1−g)s+gu} F2=u(s−u)−G(s−u) =(s−u){u−G(s−u)} =(s−u){−G s+(1+G)u} であるが、1−g=−G,g=1+Gと置くと、 F1=F2 となる。
また、上記各実施例では、各車輪毎にばね上とばね下
との間に設けられた減衰力特性可変式のショックアブソ
ーバ1〜4の減衰力特性を独立に変更制御したが、前輪
側の左右二つのショックアブソーバ1,2同士及び後輪側
の左右二つのショックアブソーバ3,4同士をそれぞれ同
じ減衰力特性となるよう制御してもよい。この場合、例
えば、左側前輪におけるばね上絶対速度s1とばね上ば
ね下間相対速度(s1−u1)との積と右側前輪におけ
るばね上絶対速度s2とばね上ばね下間相対速度(s2
−u2)との積との和が所定値よりも大きいか否かに応
じて前輪側の左右二つのショックアブソーバ1,2の減衰
力特性をHARD状態またはSOFT状態に変更するようにすれ
ばよい。
(発明の効果) 以上の如く、請求項(1)又は(2)記載の発明で
は、ショックアブソーバの発生する減衰力がばね上の上
下振動に対して加振方向に作用するときに該ショックア
ブソーバの減衰力特性を低減衰側に、制振方向に作用す
るときにショックアブソーバの減衰力特性を高減衰側に
変更して、加振エネルギーに対して制振エネルギーを大
きくすることができるので、乗心地及び操縦安定性の向
上を図ることができる。しかも、路面の凹凸に起因する
高周波揺動領域ではショックアブソーバの減衰力特性が
高減衰側に変更され難くなるので、不必要な減衰力特性
の変更による音や振動の発生を防止することができると
ともに、乗心地の向上をより図ることができる。
また、請求項(3)及び(4)記載の発明では、路面
の状態ないし振動領域を検出するための検出手段を必要
とすることなく、高周波振動領域でショックアブソーバ
の減衰力特性が高減衰側に変更され難くすることができ
るので、コスト面等で実施化を図る上で有利であるとい
う効果をも有する。
さらに、請求項(5)又は(6)記載の発明では、車
両の運転状態に応じてショックアブソーバの減衰力特性
が変更されるので、乗心地及び操縦安定性の向上をより
一層図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図ないし第7
図は第1実施例を示し、第1図はサスペンション装置の
部品レイアウトを示す斜視図、第2図はショックアブソ
ーバの主要部を示す縦断側面図、第3図はサスペンショ
ン装置の振動モデルを示す模式図、第4図はサスペンシ
ョン装置の制御部のブロック構成図、第5図は制御フロ
ーを示すフローチャート図、第6図及び第7図はそれぞ
れゲイン値演算用マップを示す図である。第8図及び第
9図は第2実施例を示し、第8図は第4図相当図、第9
図は第5図相当図である。 1〜4……ショックアブソーバ 51……相対速度検出手段 52,65……ばね上絶対速度検出手段 53,67……制御手段 54,68……所定値変更手段 61〜64……圧力センサ(減衰力検出手段) 66……スカイフックダンパー力算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 康典 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 山下 真一郎 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−74411(JP,A) 特開 昭62−61815(JP,A) 実開 昭63−112112(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60G 17/015

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ばね上とばね下との間に設けられた減衰力
    特性が変更可能なショックアブソーバと、 ばね上絶対速度又はばね下絶対速度を検出するばね上・
    ばね下絶対速度検出手段と、 ばね上とばね下との間の相対速度を検出する相対速度検
    出手段と、 上記両検出手段からの信号を受け、ばね上絶対速度又は
    ばね下絶対速度とばね上ばね下間相対速度との積を算出
    し、その積が所定値より大きいときには上記ショックア
    ブソーバの減衰力特性を高減衰側に、所定値以下のとき
    には上記ショックアブソーバの減衰力特性を低減衰側に
    変更するよう制御する制御手段と、 上記の所定値を、路面の状態に応じて変更する所定値変
    更手段とを備えたことを特徴とする車両のサスペンショ
    ン装置。
  2. 【請求項2】ばね上とばね下との間に設けられた減衰力
    特性が変更可能なショックアブソーバと、 ばね上絶対速度を検出するばね上絶対速度検出手段と、 該検出手段からの信号を受け、ばね上絶対速度の関数値
    であるスカイフックダンパー力を算出するスカイフック
    ダンパー力算出手段と、 上記ショックアブソーバの減衰力を検出する減衰力検出
    手段と、 上記スカイフックダンパー力算出手段からの信号と減衰
    力検出手段からの信号とを受け、スカイフックダンパー
    力とショックアブソーバの減衰力との積を算出し、その
    積が所定値より大きいときには上記ショックアブソーバ
    の減衰力特性を高減衰側に、所定値以下のときには上記
    ショックアブソーバの減衰力特性を低減衰側に変更する
    よう制御する制御手段と、 上記の所定値を、路面の状態に応じて変更する所定値変
    更手段とを備えたことを特徴とする車両のサスペンショ
    ン装置。
  3. 【請求項3】所定値変更手段は、相対速度検出手段で検
    出されたばね上ばね下間相対速度の2乗の値にゲイン値
    を乗じて所定値を設定するものである請求項(1)記載
    の車両のサスペンション装置。
  4. 【請求項4】所定値変更手段は、減衰力検出手段で検出
    されたショックアブソーバ減衰力の2乗の値にゲイン値
    を乗じて所定値を設定するものである請求項(2)記載
    の車両のサスペンション装置。
  5. 【請求項5】所定値演算式中のゲイン値は、車速の増加
    に伴って漸次減少するように設定されている請求項
    (3)又は(4)記載の車両のサスペンション装置。
  6. 【請求項6】所定値演算式中のゲイン値は、舵角の増加
    に伴って漸次減少するように設定されている請求項
    (3)又は(4)記載の車両のサスペンション装置。
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