JP3047543B2 - 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、ばね上成分とばね
下成分が混ざった信号（ショックアブソーバの発生減衰
力）により減衰力制御を行っていたため、制振制御すべ
き時なのか、振動を吸収して乗り心地を良くする制御を
すべき時なのかの判定を正しく行うことができず、不適
切な制御が成されるという問題があった。

【０００５】すなわち、良路を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。

【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】上述の目的を達成するた
め本発明は、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ｈを設け、前記ばね上加速度検出手段ｅと減衰
係数制御手段ｄとの間に、ばね上加速度検出手段ｅから
得られる信号の中から、ばね上共振周波数を含む低周波
成分をカットするハイパスフィルタ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
しきい値を越えてから所定時間は、高減衰係数に制御す
るのを制限する高減衰制限部ｇを設け、かつ、該高減衰
制限部ｇを、前記高減衰係数に制御するのを制限する所
定時間内において、ばね上速度が所定のしきい値以上の
場合には、減衰係数を最大減衰係数よりも低い所定の制
限高減衰係数に固定し、ばね上速度が前記所定のしきい
値未満の場合には、減衰係数を前記所定の制限高減衰係
数以下の範囲でばね上速度に応じて変更する構成とし
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、減衰
係数制御手段ｄが高減衰係数に制御するのを高減衰制限
部ｇが所定時間制限する。

【００１１】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。この場合、ばね上加速度検出手段ｅから
のばね上加速度信号は、ハイパスフィルタｆを通過する
ことでばね下共振周波数を含む高周波数成分のみの信号
となっており、ダイブ・スカット等のばね上振動の影響
を受けることなく、ばね下の挙動を正確に反映すること
ができる。

【００１２】そして、上述のようにばね上加速度が所定
のしきい値を越えて、高減衰制限部ｇが、高減衰係数に
制御するのを制限するにあたり、その時のばね上速度を
読み込んで、ばね上速度が所定のしきい値以上の場合に
は、減衰係数を所定の制限高減衰係数に固定し、一方、
ばね上速度が所定のしきい値未満の場合には、前記所定
の制限高減衰係数以下の範囲内で、ばね上速度に比例的
に減衰係数を変更する。したがって、単発の入力に対応
して良好な乗り心地を得ながら、実際の車両挙動により
細かに対応して、操縦安定性との両立を図ることができ
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。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ＳＡ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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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とが設けられて
いる。また、ピストンロッド７の先端に固定されて、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とが設けられてい
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２
１，第２ポート１３，第３ポート１８，第４ポート１
４，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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】ステップ１０１は、初期設定を行うステッ
プである。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。

【００２３】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。

【００２４】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１１０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。

【００２５】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。

【００２６】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１２１に進み、Ｎ
Ｏでステップ１２３に進む。

【００２７】ステップ１２１では、ばね上速度Ｖｎが所
定のしきい値Ｖｓを上回っているか否か判定し、上回っ
ている場合には、ステップ１０７に進み、上回っていな
い場合にはステップ１２２に進む。

【００２８】ステップ１０７は、伸側の目標減衰係数を
最大減衰係数よりも低減衰側の係数である所定の制限高
減衰係数（本実施例の場合では、変更可能な減衰係数の
範囲の１／２の減衰係数）ＰLMT に設定する処理を行う
ステップであり、また、ステップ１２２は、前記制限高
減衰係数ＰLMTを越えない範囲で、ばね上速度Ｖｎに応
じて目標減衰係数を設定するステップであり、これら処
理の後ステップ１０９に進む。

【００２９】ステップ１２３では、ばね上速度−Ｖｎが
所定のしきい値−Ｖｓを下回っているか否か判定し、下
回っている場合には、ステップ１０８に進み、下回って
いない場合にはステップ１２４に進む。

【００３０】ステップ１０８は、圧側の目標減衰係数を
所定の制限高減衰係数−ＰLMT に変更する処理を行うス
テップであり、また、ステップ１２４は、前記制限高減
衰係数−ＰLMTを越えない範囲で、ばね上速度−Ｖｎに
応じて目標減衰係数を設定するステップであり、これら
処理の後ステップ１０９に進む。

【００３１】ステップ１０９は、ショックアブソーバＳ
Ａの減衰係数を目標の減衰係数とすべくパルスモータ３
に向けて駆動信号を出力するステップであり、この処理
で１回の制御流れを終える。

【００３２】ステップ１１０は、ステップ１０５でスタ
ートさせたタイマの計測時間が所定時間Ｔに達したか否
かを判定するステップであり、ＹＥＳでステップ１１１
に進み、ＮＯでステップ１１２に進む。

【００３３】ステップ１１１は、ばね上速度Ｖn および
制御ゲインに基づき目標減衰係数を設定するステップで
あり、この処理の後、前述のステップ１０９に進む。ち
なみに、目標減衰係数は、例えば、ＦC ＝ＣX （Ｘ1 −
Ｘ0 ）＝ＣＸ1 の演算式に基づき設定する。なお、ＦC
：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。

【００３４】ステップ１１２は、前述のタイマのカウン
ト数に１を加える処理を行うステップであり、この処理
の後、ステップ１０６に進む。

【００３５】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１０４，１０５，１０６，１０７，１０
８，１１０，１１２，１２１，１２２，１２３，１２４
が所定時間高減衰係数となるのを制限する高減衰制限部
を構成している。

【００３６】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。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途
中で、例えば、路面の突起等によりハイパス処理信号ｈ
ｐが示すばね上加速度Ｇが、単発的に急変した場合、そ
れまで、ばね上加速度Ｇの急変がない間には、ステップ
１０４，１１０，１１１の流れにより、ばね上速度Ｖn
に比例した制御に基づき、高減衰係数に制御していたの
が、ばね上加速度Ｇがしきい値ＧSを越えた時点から高
減衰係数に制御するのを制限するステップ１０６以降の
処理を実施するもので、この制御はばね上加速度Ｇが最
後にしきい値を越えてから所定時間Ｔを経過するまで実
行される。そして、この場合、ばね上速度Ｖｎに応じ、
ばね上速度Ｖｎが、所定のしきい値Ｖｓを越えている範
囲では、中程度の減衰係数である制限高減衰係数ＰLMT
に制限し、もし、この制御を実行中に、ばね上速度Ｖｎ
がしきい値Ｖｓよりも低下した場合には、ばね上速度Ｖ
ｎに応じて階段状に低下させるものである。

【００３７】以上のように、本実施例にあっては、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、高減衰係数に制御するときの乗り心地を向上
させることができる。

【００３８】しかも、このように減衰係数を低減させる
にあたり、その時のばね上速度を読み込んで、ばね上速
度Ｖｎが所定のしきい値ＶS以上の場合には、減衰係数
を所定の制限高減衰係数ＰLMTに固定し、一方、ばね上
速度Ｖｎが所定のしきい値ＶS未満の場合には、制限高
減衰係数ＰLMTを越えない範囲内で、ばね上速度Ｖｎに
応じて減衰係数を変更するため、単発の入力に対応して
良好な乗り心地を確保しながら制振することができると
ともに、実際の車両挙動により細かに対応して、乗り心
地と操縦安定性との両立を図ることができる。

【００３９】加えて、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。

【００４０】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。

【００４１】

【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、ダイブ・スカット等のばね上振動の影響を受
けることなくばね下の挙動を正確に反映し、良路走行時
に突起等により単発入力があった場合でも、この入力が
大きいと、高減衰係数に制御するのを所定時間制限する
とともに、ばね上速度に応じて所定の制限高減衰係数を
越えない範囲で減衰係数を変更させて、制振時に良好な
乗り心地を得ることができるとともに、実際の車両挙動
により細かに対応して、乗り心地と操縦安定性との両立
を図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 ハイパスフィルタ 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 (56)参考文献 特開 昭63−41220（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−112605（ＪＰ，Ｕ) (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と減衰係数制御手段との間
   に、ばね上加速度検出手段から得られる信号の中から、
   ばね上共振周波数を含む低周波成分をカットするハイパ
   スフィルタを設け、 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てから所定時間は、高減衰係数に
   制御するのを制限する高減衰制限部を設け、かつ、該高
   減衰制限部を、前記高減衰係数に制御するのを制限する
   所定時間内において、ばね上速度が所定のしきい値以上
   の場合には、減衰係数を最大減衰係数よりも低い所定の
   制限高減衰係数に固定し、ばね上速度が前記所定のしき
   い値未満の場合には、減衰係数を前記所定の制限高減衰
   係数以下の範囲でばね上速度に応じて変更する構成とし
   たことを特徴とする車両懸架装置。