JP3052785B2

JP3052785B2 - サスペンション装置

Info

Publication number: JP3052785B2
Application number: JP14122495A
Authority: JP
Inventors: 伸二山口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2015-06-19
Also published as: JPH08312712A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サスペンション装置に
係り、詳しくは減衰力特性の異なる２個の位置依存型シ
ョックアブソーバを備えたサスペンション装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両等の車輪と車体とは、懸架
装置（サスペンション）によって連結されている。この
サスペンションは、スプリングとダンパ（ショックアブ
ソーバ）とから構成されており、これにより、路面変化
等により発生する走行時の車両への衝撃力がスプリング
で緩和されるとともに、スプリングの振動がショックア
ブソーバで減衰されて、乗員や車両積載物へのショック
が低減され、車両の走行安定性が良好に保持されるよう
になっている。

【０００３】ところで、スプリングの振動は、より短時
間で減衰させることが望まれており、近年、車輪と車体
の相対位置及び振動の方向に応じて減衰力を切換えるこ
との可能な減衰力可変ショックアブソーバが考案されて
いる。この減衰力の切換えは、通常、ショックアブソー
バの上部に取付けられたステップモータを回転させ、こ
れによりショックアブソーバ内の流体通路の開度を変化
させて達成するようになっている。そして、この減衰力
可変ショックアブソーバを用いることにより、スプリン
グの振動を良好且つ速やかに減衰させ、車両の安定性を
保持するようにしている。

【０００４】図１には、１自由度の振動系モデルを示し
てあるが、同図において、符号１は車体を、符号２は車
輪を、符号３はスプリングを、符号４はショックアブソ
ーバを示している。そして、Ｍはスプリング上質量つま
り車体質量を、Ｋはスプリングのばね定数を、Ｃはショ
ックアブソーバの減衰定数を示しており、またＸA は路
面に対する車体１の基準位置に対する相対変位を、ＸR
は車輪２に対する車体１の相対変位を、ＸO は路面に対
する車輪２の相対変位を示している。

【０００５】この振動系モデルにおいては、次に示すよ
うな運動方程式及びエネルギの釣合式が成立している。Ｍ・ＸA"＋Ｃ・ＸR'＋Ｋ・ＸR ＝０ …(1) d/dt｛Ｍ・ (ＸA')²／２＋Ｋ・ (ＸR)² ／２｝＝−（Ｃ・ＸR'＋Ｋ・ＸR ）・ＸO'−Ｃ・（ＸR')² …(2) Ｍ・｛ (ＸA2')² − (ＸA1')² ｝／２＋Ｋ・｛ (ＸR2)²− (ＸR1)²｝／２＝−∫（Ｃ・ＸR'＋Ｋ・ＸR ）・ＸO'dt−∫Ｃ・（ＸR')²dt …(3) ｛質量Ｍの運動エネルギ｝＋｛質量Ｍの位置エネルギ｝＝｛スプリング，ショックアブソーバから質量Ｍに入るエネルギ｝＋｛ショックアブソーバによって消費されるエネルギ｝ …(4) 式(1) は運動方程式であり、力の釣合いを示している。

【０００６】ここに、Ｍ，Ｃ，Ｋについては上述したと
おりであり、ＸA"は変位量であるＸA の２回時間微分
値、つまり車体１の路面に対する変化加速度を示してい
る。またＸR'は変位量であるＸR の時間微分値、つまり
車体１の車輪２に対する変化速度を示している。式(2)
はエネルギの釣合式であり、単位時間当たりの各種エネ
ルギの釣合いが示されている。

【０００７】ここに、ＸA'はＸA の時間微分値、つまり
車体１の路面に対する変化速度を示している。また、Ｘ
O'はＸO の時間微分値、つまり路面に対する車輪２の変
化速度を示している。この式(2) を時間ｔ1 から時間ｔ
2 まで積分すると、式(3) のようになる。ここに、ＸA
1' はＸA'（ｔ1 ）のことであり、ＸA2' はＸA'（ｔ2
）のことである。また、ＸR1' はＸR'（ｔ1 ）のこと
であり、ＸR2' はＸR'（ｔ2 ）のことである。さらに、
積分記号∫には積分範囲を明記していないが、ここでは
時間ｔ1 から時間ｔ2 まで積分することを示している。

【０００８】そして、これら式(2) 及び式(3) は、式
(4) に示す内容を表している。つまり、車体１である質
量Ｍの運動エネルギ（左辺第１項）と位置エネルギ（左
辺第２項）との和は、スプリング３及びショックアブソ
ーバ４から車体１である質量Ｍに入るエネルギ（右辺第
１項）とショックアブソーバ４によって消費されるエネ
ルギ（右辺第２項）との和に等しいことを示している。

【０００９】このことから、スプリング３の振動を減衰
させて、質量Ｍの運動エネルギと位置エネルギとをゼロ
に収束させるためには、この式(2) 及び式(3) の右辺の
値をゼロに収束させればよいことがわかる。そこで、式
(2) の右辺を変形することで好適な減衰制御を行うため
の制御則を求めるようにしている。次表１には、代表的
な減衰制御手法である制御則１及び制御則２を示してあ
り、以下これらの制御則１及び制御則２について説明す
る。

【００１０】

【表１】

【００１１】制御則１では、式(2) の右辺をショックア
ブソーバ４の減衰係数Ｃに着目して変形している。そし
て、減衰係数Ｃに掛かるＸR'・ＸA'（ＸR'×ＸA'）の正
負に基づいて減衰係数Ｃの大きさを変化させるようにし
ている。つまり、ＸR'・ＸA'がゼロ以上（ＸR'・ＸA'≧
０）である場合には減衰係数Ｃを大（ＣH ）とし、一
方、ＸR'・ＸA'がゼロより小さい（ＸR'・ＸA'＜０）場
合には減衰係数Ｃを小（ＣL ）とするようステップモー
タを制御して減衰力を変化させている。

【００１２】また、制御則２では、式(2) の右辺をスプ
リング３及びショックアブソーバ４から車体１である質
量Ｍに入るエネルギに着目して変形している。そして、
減衰係数Ｃに掛かるＸR'・ＸR （ＸR'×ＸR ）の正負に
基づいて減衰係数Ｃの大きさを変化させるようにしてい
る。つまり、ＸR'・ＸR がゼロより小さい（ＸR'・ＸR
＜０）場合には減衰係数Ｃを大（ＣH ）とし、一方、Ｘ
R'・ＸR がゼロ以上（ＸR'・ＸR ≧０）である場合には
減衰係数Ｃを小（ＣL ）とするようステップモータを制
御して減衰力を変化させている。

【００１３】図２には、車体１の振動周波数ｆと振動の
伝達率つまり振幅比との関係を、減衰制御しない場合、
制御則１及び制御則２に基づいて減衰制御した場合のそ
れぞれについてグラフで示してある。通常発生する振動
は、その周波数ｆがｆ1 （例えば、２Hz）からｆ2 （例
えば、８Hz）となっており、これらの周波数ｆの範囲で
は、同図に示すように、制御則１及び制御則２に基づい
て減衰制御を実施すると、減衰制御しない場合に比べ、
斜線で示した分だけ振動の伝達率が小さくなっている。
つまり、振動が良好に減衰することになる。

【００１４】従って、これらの制御則１と制御則２に基
づく減衰制御を行うと、ともに良好な結果を示すことが
確認されている。そして、特に制御則２による減衰制御
では、ＸA'を検出する必要がないことから、最近では、
主に制御則２に基づく減衰制御が多用される傾向にあ
る。図３には、制御則２に基づく減衰制御を行うための
振動系モデルを示してある。

【００１５】同図に示すように、車体１と車輪２との間
には、減衰力可変ショックアブソーバ６が設けられてお
り、この減衰力可変ショックアブソーバ６のステップモ
ータ（図示せず）は、電子制御装置（ＥＣＵ）１０の出
力側に電気的に接続されている。ＥＣＵ１０の入力側に
は、位置センサ（図示せず）からの変位信号ＸR が入力
するとともに、微分器１２によって時間微分されたＸR
の時間微分値信号ＸR'が入力するようになっている。よ
って、ＥＣＵ１０において、信号ＸR とＸR'の入力に基
づきＸR'・ＸR の正負が判別され、この判別結果に応じ
てステップモータが作動し、減衰力可変ショックアブソ
ーバ６の減衰力が変化して、制御則２に基づく減衰制御
が行われるようになっている。

【００１６】図４には、上記のように構成された振動系
モデルによって実施された制御則２の制御結果をグラフ
にして示してある。同グラフでは、横軸が減衰力可変シ
ョックアブソーバ６の減衰力Ｃ・ＸR'（Ｃ×ＸR'）を、
また縦軸がＸR を表しており、軸交点がそれぞれのゼロ
値となっている。同グラフに示すように、ＸR 及びＣ・
ＸR'がともに正或いは負、つまりＸR'・ＸR ≧０で、Ｘ
R'・ＸR が第１象限または第３象限にある場合には、減
衰係数Ｃは小としてＣL （例えば、２０kgfs/m ）とさ
れ、減衰力Ｃ・ＸR'は小さく抑えられる。一方、ＸR が
正でありＣ・ＸR'が負、或いはＸR が負でありＣ・ＸR'
が正、つまりＸR'・ＸR ＜０で、ＸR'・ＸR が第２象限
または第４象限にある場合には、減衰係数Ｃが大として
ＣH （例えば、１４０kgfs/m ）とされ、減衰力Ｃ・Ｘ
R'は大きくされる。

【００１７】図５には、制御則２の制御結果の時間変化
をグラフにして示してある。最上段には減衰係数Ｃの時
間変化を、２段目にはＸR とＸR'の時間変化を、最下段
には車体１である質量Ｍに作用する伝達力の挙動の時間
変化を示してある。同グラフに示すように、ＸR とＸR'
とがともに正、つまり、車体１が基準位置よりも車輪２
から遠ざかる位置に変位している状態（ＸR ≧０）にあ
り、且つ車体１がさらに車輪２から遠ざかるように変位
中の場合には（Ａの領域）、図４の第１象限に示すよう
に減衰係数ＣはＣL と小さくされ、伝達力は破線で示す
減衰係数ＣL に基づく挙動を示す。よって、この場合、
伝達力は減衰係数ＣH の場合よりも小さくなり、車体１
に作用する力は好適に小さくされてゼロ値側に保持され
ることになる。

【００１８】一方、ＸR が正でＸR'が負の場合、つま
り、車体１が基準位置よりも車輪２から遠ざかる位置に
変位している状態（ＸR ≧０）にありながら、車体１が
スプリング３の弾性力により車輪２に近づくように変位
中の場合には（Ｂの領域）、図４の第２象限に示すよう
に減衰係数ＣはＣH と大きくされ、伝達力は破線で示す
減衰係数ＣH に基づく挙動を示す。よって、今度は、伝
達力は減衰係数ＣL の場合よりも図中斜線で示す分だけ
減衰係数ＣH 側に変化し、車体１に作用する力は好適に
ゼロ値側に保持されることになる。

【００１９】そして、ＸR とＸR'とがともに負の場合、
つまり、車体１が基準位置よりも車輪２に近づく位置に
変位している状態（ＸR ＜０）となり、且つ車体１が車
輪２にさらに近づくように変位中の場合には、図４の第
３象限に示すように減衰係数Ｃは再びＣL と小さくされ
る。よって、伝達力は再び減衰係数ＣL に基づいて挙動
し、この場合にも、車体１に作用する力は好適にゼロ値
側に保持されることになる。

【００２０】このように、制御則２に基づいて減衰力可
変ショックアブソーバ６の減衰力を制御することによ
り、スプリング３の振動を速やかに減衰させることが可
能となる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な減衰力可変ショックアブソーバ６では、変位信号ＸR
に基づきステップモータを駆動させ、これにより減衰力
可変ショックアブソーバ６内の流体通路の開度を変えて
減衰力を変化させるようにしているが、変位信号ＸR の
検出からステップモータの駆動完了までにはある程度の
時間を要する。従って、レスポンス良く減衰力を変化さ
せることが困難となっている。

【００２２】また、ステップモータを微小時間経過する
毎に頻繁に作動させる必要があることから、ステップモ
ータにかかる負荷が非常に大きく、ステップモータは劣
化し易くなっており耐久性に欠ける。従って、常に安定
した減衰制御の実施を維持することが困難となってい
る。また、ステップモータが作動して流体通路面積が切
換わる際には、ショックアブソーバ６内の流体の流れが
急激に変化することになるため、ハンチング等の切換シ
ョックが発生し、スムースな減衰力切換が実現されな
い。

【００２３】さらに、ステップモータを搭載し流体通路
の開度を変化させる減衰力可変ショックアブソーバ６
は、構造が複雑なこともあって高価なものとなってお
り、コスト増に繋がる。本発明は、上述した事情に基づ
いてなされたもので、その目的とするところは、安価に
して応答性と耐久性とに優れ、好適な減衰制御をスムー
スに実施可能な信頼性の高いサスペンション装置を提供
することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、第１の物体と第２の物体との間
に設けられ、これら第１及び第２の物体を互いに離間す
る方向に付勢する弾性体と、前記第１及び第２の物体と
の間の離間距離を基準距離に調節する離間距離調節手段
と、前記第１及び第２の物体との間に設けられ、前記離
間距離が前記基準距離より小さい第１領域では減衰力を
発生せず、前記離間距離が前記基準距離より大きい第２
領域にあるときには、前記第１及び第２の物体とが互い
に離れる方向に移動している場合に第１の減衰力を発生
する一方、前記第１及び第２の物体とが互いに近づく方
向に移動している場合に前記第１の減衰力よりも大きな
第２の減衰力を発生する位置依存型の第１のショックア
ブソーバと、前記第１及び第２の物体との間に前記第１
のショックアブソーバと並列にして設けられ、前記第２
領域では減衰力を発生せず、前記第１領域にあるときに
は、前記第１及び第２の物体とが互いに近づく方向に移
動している場合に第３の減衰力を発生する一方、前記第
１及び第２の物体とが互いに離れる方向に移動している
場合に前記第３の減衰力よりも大きな第４の減衰力を発
生する位置依存型の第２のショックアブソーバとを備え
ることを特徴とする。

【００２５】また、請求項２の発明では、前記第１の減
衰力と前記第３の減衰力とは大きさが同一であり、一方
前記第２の減衰力と前記第４の減衰力とは大きさが同一
であることを特徴とする。また、請求項３の発明では、
前記弾性体は、前記第１または第２のショックアブソー
バに直列に設けられていることを特徴とする。

【００２６】また、好ましい態様として、請求項１また
は２のサスペンション装置において、前記弾性体は、前
記第１のショックアブソーバに直列に設けられた第１の
弾性体と前記第２のショックアブソーバに直列に設けら
れた第２の弾性体とからなるのがよい。また、さらに好
ましい態様として、請求項１乃至３のサスペンション装
置において、前記弾性体は、空気ばねであるのがよい。

【００２７】また、この場合、前記空気ばねは空気圧調
節手段を有し、前記離間距離調節手段は、前記空気圧調
節手段からなるのがよい。

【００２８】

【作用】請求項１のサスペンション装置によれば、先
ず、離間距離調節手段によって、第１及び第２の物体の
離間距離が基準距離にされる。そして、第１または第２
の物体に外力が作用し、これら第１及び第２の物体が弾
性体の弾性力によって振動する際、第１及び第２の物体
の離間距離が基準距離より大きい第１領域では、第２の
ショックアブソーバは減衰力を発生せず、第１のショッ
クアブソーバが減衰力を発生する。このとき、第１のシ
ョックアブソーバは、第１及び第２の物体とが互いに離
れる方向に移動している場合には比較的小さな第１の減
衰力を発生し、互いに近づく方向に移動している場合に
は第１の減衰力より大きな第２の減衰力を発生する。

【００２９】一方、第１及び第２の物体の離間距離が基
準距離よりも小さい第２領域では、逆に、第１のショッ
クアブソーバは減衰力を発生せず、第２のショックアブ
ソーバが減衰力を発生する。このとき、第２のショック
アブソーバは、第１及び第２の物体とが互いに近づく方
向に移動している場合には比較的小さな第３の減衰力を
発生し、互いに離れる方向に移動している場合には第３
の減衰力より大きな第４の減衰力を発生する。

【００３０】従って、第１及び第２のショックアブソー
バの持つ各減衰力特性が、第１及び第２の物体の挙動に
応じて使い分けられ、これにより、減衰制御が好適に実
施され、第１及び第２の物体の振動が良好に減衰する。
また、請求項２のサスペンション装置によれば、減衰力
の大きさは、第１及び第２の物体の離間距離が第１領域
にある場合と第２領域にある場合とで好適に対象とな
り、減衰制御が良好に実施される。

【００３１】また、請求項３のサスペンション装置によ
れば、弾性体は、第１または第２のショックアブソーバ
に直列に設けられており、別途弾性体の取付けスペース
を設ける必要がなく、省スペース化が図られる。また、
請求項１または２のサスペンション装置の好ましい態様
では、第１のショックアブソーバに直列にして第１の弾
性体が設けられ、また第２のショックアブソーバに直列
にして第２の弾性体が設けられており、これら２個の弾
性体により省スペースにして良好な弾性力が得られる。

【００３２】また、請求項１乃至３のサスペンション装
置のさらに好ましい態様では、弾性体は空気ばねである
ため、フィーリングのよい良好な弾性力が得られる。ま
た、この場合、離間距離調節手段を前記空気圧調節手段
とすると、第１及び第２の物体間の離間距離は、空気ば
ねの空気圧が空気圧調節手段により調圧されて容易に基
準距離に調節される。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図６には、本発明のサスペンション装置の振動系モ
デルを示してある。ここに、従来の技術のところで説明
したと同様に、符号１は車体（第１の物体）を、符号２
は車輪（第２の物体）を、符号３はスプリング（弾性
体）を示している。

【００３４】また、符号２０は位置依存式ショックアブ
ソーバ（第１のショックアブソーバ）を、また同様に、
符号２２も位置依存式ショックアブソーバ（第２のショ
ックアブソーバ）を示している。この振動系モデルで
は、これらの位置依存式ショックアブソーバ２０，２２
は、スプリング３に並列に、且つ互いに並列にして車体
１と車輪２との間に設けられており、後述するように、
それぞれ異なった位置依存特性を有している。

【００３５】さらに、符号３０は車体１と車輪２との間
の離間距離（車高）を調節する車高調節装置（離間距離
調節手段）であり、車高センサ３８からの情報に基づ
き、車体１が静止状態にあるときの車高を基準距離に、
つまり車体１を基準位置に調節可能にしている。従っ
て、車体１と車輪２との間の離間距離が広がり、車体１
がこの基準位置を越えると、前述したようにＸR ≧０と
なり、一方、車体１と車輪２との間の離間距離が狭ま
り、車体１がこの基準位置を下回るときにはＸR ＜０と
なる。

【００３６】図７には、図６に示したと同様の機能を有
する本発明の他の振動系モデルを示してある。同図で
は、スプリング３が位置依存式ショックアブソーバ２
０，２２と並列に設けられた図６の振動系モデルの場合
と異なり、スプリング（第１の弾性体）３ａが位置依存
式ショックアブソーバ２０に直列に、またスプリング
（第２の弾性体）３ｂが位置依存式ショックアブソーバ
２２に直列に取付けられている。そして、車高調節装置
３０による車高の調節をスプリング３ａ，３ｂにて実施
するようになっている。

【００３７】具体的には、スプリング３ａ，３ｂとして
は、それぞれ位置依存式ショックアブソーバ２０，２２
と一体にして設けられたエアスプリング（空気ばね）が
使用される。そして、車高調節装置３０としては、これ
らエアスプリング３ａ，３ｂ内の空気圧を調節する空気
圧調節装置（空気圧調節手段）が適用される。以下、エ
アスプリング３ａ，３ｂと位置依存式ショックアブソー
バ２０，２２とを一体に備えたエアサスペンション２０
ａ，２２ａ及び空気圧調節装置（車高調節装置）３０の
構成について、図８及び図９に基づいて説明する。

【００３８】図８には、エアサスペンション２０ａの断
面図と空気圧調節装置３０の概略構成図とを示してあ
る。先ず、エアサスペンション２０ａについて説明す
る。エアサスペンション２０ａは、位置依存式ショック
アブソーバ２０の上部にエアスプリング３ａが載置され
て構成されている。同図に示すように、ショックアブソ
ーバ２０の外周部には、円筒状のアウタシリンダ５０が
設けられており、このアウタシリンダ５０の下端の開口
部は、キャップ５２によって塞がれ、アウタシリンダ５
０内部が密閉状態に保持されている。キャップ５２には
ジョイント５４が取付けられており、このジョイント５
４は車輪２側に連結されている。アウタシリンダ５０と
キャップ５２とは、例えば、溶接により接合されてお
り、この接合部は、車輪２側からの入力に充分耐えられ
るように高い強度を有している。

【００３９】アウタシリンダ５０の内部には、アウタシ
リンダ５０の内面との間に所定の間隔を有して円筒状の
インナシリンダ５６が挿入されている。このインナシリ
ンダ５６の上端開口部は、樹脂等からなるブッシュ５８
の中央凸部５８ａが嵌合するようにして塞がれている。
また、下端開口部も、樹脂等からなるインナキャップ６
０の凸部６０ａが嵌合するようにして塞がれている。そ
して、これらブッシュ５８とインナキャップ６０で密閉
されたインナシリンダ５６内には、作動油が充填されて
いる。

【００４０】インナシリンダ５６内には、アウタシリン
ダ５０の上面５０ａ、パッキン５９及びブッシュ５８を
貫通してピストンロッド６４が挿入されている。このピ
ストンロッド６４の先端は直径が小さく細く成形されて
おり、この細径部には、外嵌してピストン６２が取り付
けられている。このピストン６２は、樹脂等で成形され
ており、インナシリンダ５６内をインナシリンダ５６の
内面に沿って摺動するようになっている。また、このピ
ストン６２には、貫通孔６２ａ及び貫通孔６２ｂがそれ
ぞれ所定の傾きをもって穿設されており、これら貫通孔
６２ａ，６２ｂを通って作動油が移動可能になってい
る。そして、貫通孔６２ｂの孔径の方が貫通孔６２ａの
孔径よりも大きいものとなっている。

【００４１】ピストン６２の上下には、それぞれ弁プレ
ート６６，６８がピストンロッド６４に外嵌して設けら
れており、弁プレート６６が貫通孔６２ａの上部開口部
を塞ぎ、一方、弁プレート６８が貫通孔６２ｂの下部開
口部を塞ぐようになっている。弁プレート６６の上方に
は、ストッパプレート７４がピストンロッド６４に外嵌
して設けられており、弁プレート６６とストッパプレー
ト７４間には、コイルスプリング７０が縮設されてい
る。一方、弁プレート６８の下方にも、同様のストッパ
プレート７６がピストンロッド６４に外嵌して設けられ
ており、弁プレート６８とストッパプレート７６間に
は、コイルスプリング７２が縮設されている。尚、スト
ッパプレート７６は、ピストンロッド６４の先端部と螺
合するナット７８によって落下しないように保持されて
いる。

【００４２】これにより、ピストン６２が静止した状態
にあっては、常時、弁プレート６６によって貫通孔６２
ａが閉じられ、弁プレート６８によって貫通孔６２ｂが
閉じられた状態になり、作動油が貫通孔６２ａ或いは貫
通孔６２ｂを流通しないようになっている。しかしなが
ら、ピストンロッド６４に外力が加わり、ピストン６２
が押し下げられると、貫通孔６２ａを通して弁プレート
６６に油圧が負荷されることになり、弁プレート６６は
コイルスプリング７０の付勢力に抗して開放され、作動
油は貫通孔６２ａ内を下方から上方に流通することにな
る。

【００４３】また、ピストン６２が引き上げられると、
貫通孔６２ｂ通して弁プレート６８に油圧が負荷される
ことになり、弁プレート６８はコイルスプリング７２の
付勢力に抗して開放され、作動油は貫通孔６２ｂ内を上
方から下方に流通することになる。このとき、上述した
ように、貫通孔６２ｂの孔径の方が貫通孔６２ａの孔径
よりも大きいことから、ピストン６２が押し下げられる
ときには作動油は流れ難く、抵抗が大きく、一方、ピス
トン６２が引き上げられるときには作動油は流れ易く、
抵抗が小さくなっている。つまり、この位置依存式ショ
ックアブソーバ２０は、ピストン６２が押し下げられる
ときに減衰係数がＣH で減衰力が大きく、引き上げられ
るときに減衰係数がＣL で減衰力が小さく働くように作
られている。

【００４４】ところで、上述のインナシリンダ５６の略
中央位置より下方の内面には、インナシリンダ５６の長
手方向に複数の溝８０が刻まれている。この溝８０の上
端は、車体１が上述した基準位置にあるときにおいて、
ピストン６２の上面と一致するようになっている（図示
の状態）。そして、この溝８０の存在により、ピストン
６２の上面が溝８０の上端よりも下方に移動し、ピスト
ン６２が溝８０の刻まれた範囲内で摺動するときにあっ
ては、作動油が貫通孔６２ａや貫通孔６２ｂのみならず
溝８０を介しても下方から上方或いは上方から下方に移
動することになり、ピストン６２は抵抗なくインナシリ
ンダ５６内を摺動し、ショックアブソーバ２０としては
減衰力を発生しない。一方、ピストン６２の上面が溝８
０の上端よりも上方に移動し、溝８０の刻まれていない
範囲内で摺動するときにあっては、上述したように、作
動油はそれぞれ貫通孔６２ａや貫通孔６２ｂを通って移
動することになり、ショックアブソーバ２０は通常の減
衰力を発生させることになる。

【００４５】インナシリンダ５６とアウタシリンダ５０
間は、リザーバ室８２になっている。そして、このリザ
ーバ室８２にも一定量の作動油が注入されている。この
リザーバ室８２の作動油は、インナシリンダ５６の下部
に穿設された貫通孔８４を介してリザーバ室８２とイン
ナシリンダ５６間で行き来自在になっている。これによ
り、ピストン６２が摺動するとき、インナシリンダ５６
内に挿入されるピストンロッド６４の体積分だけインナ
シリンダ５６内の作動油量が変化するが、この作動油量
を自在に調整可能になっている。尚、リザーバ室８２内
の作動油の上部空間８６には、低圧の空気が充填されて
いる。

【００４６】ショックアブソーバ２０の上部に位置する
エアスプリング３ａは、主として、ショックアブソーバ
２０の上部を囲むエアシリンダ９０と、ショックアブソ
ーバ２０のアウタシリンダ５０周りに取付けられたエア
ピストン９２と、エアシリンダ９０及びエアピストン９
２を繋ぐラバー製のダイヤフラム９４とから構成されて
いる。そして、これらエアシリンダ９０、エアピストン
９２及びダイヤフラム９４とで囲まれて空気室９６が形
成されており、この空気室９６内には、所定圧の空気が
充填されている。

【００４７】ダイヤフラム９４は、エアシリンダ９０及
びエアピストン９２に密接して接続されており、また、
エアピストン９２とアウタシリンダ５０間の隙間はシー
ル材１００により塞がれている。これにより、空気室９
６は、エアシリンダ９０、エアピストン９２、ダイヤフ
ラム９４、シール材１００及びアウタシリンダ５０の上
面５０ａによって密閉状態にされ、空気室９６内の空気
が外部に漏れないようになっている。

【００４８】エアシリンダ９０の上部中央の内面側に
は、上述したピストンロッド６４の上端が接続されてい
る。また、エアシリンダ９０の上部中央の外面側には、
ジョイント５４と同様のジョイント９８が取付けられて
おり、このジョイント９８は車体１側に接続されてい
る。よって、ピストンロッド６４に外力が作用すると、
ピストンロッド６４とともにエアシリンダ９０も空気室
９６内の空気を圧縮或いは膨張させながら移動すること
になる。そして、この圧縮或いは膨張に基づいて空気室
９６内の空気圧が変化することにより、この空気が好適
に空気ばねとして機能することになる。尚、符号９５
は、エアシリンダ９０がアウタシリンダ５０の上面５０
ａに当接した場合の衝撃を緩和する緩衝材であり、ま
た、符号９１は、ダイヤフラム９４を保護するスカート
である。

【００４９】エアシリンダ９０には、空気吸入用のニッ
プル１０２が設けられており、このニップル１０２に、
空気圧調節装置３０が接続されている。以下、空気圧調
節装置３０の構成について説明する。先ず、エアシリン
ダ９０のニップル１０２には、空気圧調節装置３０のエ
ア通路１０４が接続されている。このエア通路１０４
は、常閉の電磁開閉弁１０６を介して、空気圧が高圧に
保持されたエアタンク１０８に接続されている。電磁開
閉弁１０６は、電気的に電子制御装置（ＥＣＵ）１１０
の出力側に接続されている。そして、ＥＣＵ１１０の入
力側には、車高センサ３８が電気的に接続されている。

【００５０】この車高センサ３８は、ショックアブソー
バ２０のピストン６２が静止した状態での車体１と車輪
２間の離間距離を検出し、ＥＣＵ１１０に検出信号を出
力するようになっており、ＥＣＵ１１０は、この検出信
号に基づいて電磁開閉弁１０６に作動信号を供給するよ
うになっている。つまり、車体１と車輪２間の離間距離
が適正な基準距離にあり、車体１が上記基準位置にある
ときには、ＥＣＵ１１０は電磁開閉弁１０６に作動信号
を供給せず、電磁開閉弁１０６を閉弁状態に保持し、一
方、車体１と車輪２間の離間距離が適正でなく、車体１
が基準位置より下がっているようなときには、ＥＣＵ１
１０は電磁開閉弁１０６に作動信号を供給して電磁開閉
弁１０６を開弁し、車体１の位置が基準位置となるまで
空気室９６内にエアタンク１０８から高圧空気を供給す
る。これにより、ショックアブソーバ２０のピストン６
２が静止した状態にあっては、車体１は、常に基準位置
に維持され、上述した溝８０の上端は、常時ピストン６
２の上面に一致していることになる。

【００５１】図９には、もう一方のエアサスペンション
２２ａの断面図と空気圧調節装置３０の概略構成図とを
示してある。以下、エアサスペンション２２ａの構成に
ついて説明するが、エアスプリング３ｂはエアスプリン
グ３ａと同じものであり、また、位置依存式ショックア
ブソーバ２２についてのショックアブソーバ２０との共
通部分については上述したとおりであるため、ここでは
説明を省略する。また、空気圧調節装置３０についても
上述したと同様であり、ここでは説明を省略する。

【００５２】位置依存式ショックアブソーバ２２のイン
ナシリンダ１５６内を摺動するピストン１６２には、上
述のショックアブソーバ２０の貫通孔６２ｂと同径の貫
通孔１６２ａと、貫通孔６２ａと同径の貫通孔１６２ｂ
とが穿設されている。つまり、位置依存式ショックアブ
ソーバ２２は、ピストン１６２が押し下げられるときに
は作動油は流れ易く、抵抗が小さく、一方、ピストン１
６２が引き上げられるときには作動油は流れ難く、抵抗
が大きくなっている。従って、この位置依存式ショック
アブソーバ２２は、位置依存式ショックアブソーバ２０
と減衰特性が逆になっており、ピストン１６２が押し下
げられるときに減衰力が小さく、引き上げられるときに
減衰力が大きくなるように作られている。

【００５３】また、インナシリンダ１５６の略中央位置
より上方の内面には、ショックアブソーバ２０の溝８０
と同様の複数の溝１８０が刻まれている。そして、この
溝１８０の下端は、車体１が上述した基準位置にあると
きにおいて、ピストン１６２の下面と一致するようにな
っている（図示の状態）。従って、ピストン１６２の下
面が溝１８０の下端よりも上方に移動し、ピストン１６
２が溝１８０の刻まれた範囲内で摺動するときには、作
動油が貫通孔１６２ａや貫通孔１６２ｂのみならず溝１
８０を介しても上方から下方或いは下方から上方に移動
することになり、ピストン１６２は抵抗なくインナシリ
ンダ１５６内を摺動し、位置依存式ショックアブソーバ
２２としては減衰力を発生しないことになる。一方、ピ
ストン１６２の下面が溝１８０の下端よりも下方に移動
し、溝１８０の刻まれていない範囲内で摺動するときに
は、作動油は、上述したように、それぞれ貫通孔１６２
ａや貫通孔１６２ｂを介して移動することになり、ショ
ックアブソーバ２２は、通常の減衰力を発生させること
になる。

【００５４】以上のように、位置依存式ショックアブソ
ーバ２０と位置依存式ショックアブソーバ２２は、それ
ぞれ位置依存性とともに減衰力特性が互いに逆になるよ
うに構成されており、これら位置依存式ショックアブソ
ーバ２０，２２が一対となって有する特性は、前述した
制御則２に基づく減衰制御を実施したのと全く同様の特
性を示すことになる。つまり、これらの位置依存式ショ
ックアブソーバ２０，２２が機能すると、前述した図４
に示すグラフと同様の特性を示すことになる。

【００５５】以下、図４、図８及び図９に基づいて、位
置依存式ショックアブソーバ２０，２２の作用を説明す
る。先ず、車体１が基準位置以上の範囲、つまりＸR ≧
０の範囲にある場合には、図８に示した位置依存式ショ
ックアブソーバ２０のピストン６２は、溝８０の刻まれ
た範囲から外れているため、位置依存式ショックアブソ
ーバ２０は通常の減衰力を発生する。一方、図９に示し
た位置依存式ショックアブソーバ２２のピストン１６２
は、溝１８０の刻まれた範囲内にあるため、位置依存式
ショックアブソーバ２２は減衰力を発生させない。従っ
て、このＸR ≧０の範囲では、位置依存式ショックアブ
ソーバ２０のみの減衰力特性に基づいて減衰力が作用す
ることになる。

【００５６】そして、ＸR ≧０の範囲にあって、位置依
存式ショックアブソーバ２０のピストン６２が引き上げ
られているとき（図４の第１象限）、つまりピストンロ
ッド６４の伸側に対して減衰力を発生させている場合に
は、作動油は孔径の大きい貫通孔６２ｂを通るため、減
衰係数はＣL となり、減衰力は小さく抑えられる。一
方、ピストン６２が押し下げられているとき（図４の第
２象限）、つまりピストンロッド６４の縮側に対して減
衰力を発生させている場合には、作動油は孔径の小さい
貫通孔６２ａを通るため、減衰係数はＣH と大きくな
り、減衰力は大きなものとなる。

【００５７】次に、車体１が基準位置未満の範囲、つま
りＸR ＜０の範囲にある場合には、ショックアブソーバ
２０のピストン６２は、溝８０の刻まれた範囲内にある
ため、ショックアブソーバ２０は減衰力を発生させず、
一方、ショックアブソーバ２２のピストン１６２は、溝
１８０の刻まれた範囲から外れているため、ショックア
ブソーバ２２は通常の減衰力を発生させることになる。
従って、このＸR ＜０の範囲では、位置依存式ショック
アブソーバ２２のみの減衰力特性に基づいて減衰力が作
用することになる。

【００５８】そして、ＸR ＜０の範囲にあって、位置依
存式ショックアブソーバ２２のピストン１６２が押し下
げられているとき（図４の第３象限）、つまりピストン
ロッド６４の縮側に対して減衰力を発生させている場合
には、作動油は孔径の大きい貫通孔１６２ａを通るた
め、減衰係数はＣL と小さくなり、減衰力は小さなもの
となる。

【００５９】一方、ピストン１６２が引き上げられてい
るとき（図４の第４象限）、つまりピストンロッド６４
の伸側に対して減衰力を発生させている場合には、作動
油は孔径の小さい貫通孔１６２ｂを通るため、減衰係数
はＣH となり、減衰力は大きなものとなる。以上、詳細
に説明したように、車体１と車輪２間に、位置依存式シ
ョックアブソーバ２０と位置依存式ショックアブソーバ
２２のそれぞれ位置依存性と減衰力特性とが互いに逆で
あるショックアブソーバを並列に設けることにより、従
来のように、電気的にステップモータを作動させて減衰
力を変化させることなく、機械的な構成のみによって容
易に制御則２と全く同様の減衰制御を実施することがで
きることになる。これにより、ショックアブソーバの構
造を簡単にして、ステップモータの応答遅れや故障等の
ない、耐久性に優れ、且つ信頼性の高いサスペンション
装置を実現することができる。また、このサスペンショ
ン装置では、ショックアブソーバ内の流体通路面積の急
激な切換わりもないことから、ハンチング等のショック
の無いスムースな減衰制御を実施可能である。

【００６０】そして、従来のように電気制御による減衰
制御を行っていた場合では、前述した図２のグラフに示
すように、制御則１に基づく減衰制御の方が制御則２に
基づく減衰制御よりも良好な結果を示していたが、本実
施例のサスペンション装置を用いるようにすれば、ステ
ップモータの応答遅れ等を削減できることから、制御則
２に基づく減衰制御結果を制御則１に基づく結果とほぼ
同等の良好な制御結果とすることが可能になる。

【００６１】尚、上記実施例では、サスペンション装置
を車体１と車輪２との間のシャシサスペンションに適用
したが、これに限られず、上記サスペンション装置を、
例えばキャブサスペンションやシートサスペンション等
の他の振動系に適用してもよい。

【００６２】

【発明の効果】上述のように、請求項１のサスペンショ
ン装置によれば、第１の物体と第２の物体との間に設け
られ、これら第１及び第２の物体を互いに離間する方向
に付勢する弾性体と、第１及び第２の物体との間の離間
距離を基準距離に調節する離間距離調節手段と、第１及
び第２の物体との間に設けられ、離間距離が基準距離よ
り小さい第１領域では減衰力を発生せず、離間距離が基
準距離より大きい第２領域にあるときには、第１及び第
２の物体とが互いに離れる方向に移動している場合に第
１の減衰力を発生する一方、第１及び第２の物体とが互
いに近づく方向に移動している場合に第１の減衰力より
も大きな第２の減衰力を発生する位置依存型の第１のシ
ョックアブソーバと、第１及び第２の物体との間に第１
のショックアブソーバと並列にして設けられ、第２領域
では減衰力を発生せず、第１領域にあるときには、第１
及び第２の物体とが互いに近づく方向に移動している場
合に第３の減衰力を発生する一方、第１及び第２の物体
とが互いに離れる方向に移動している場合に第３の減衰
力よりも大きな第４の減衰力を発生する位置依存型の第
２のショックアブソーバとを備えるようにしたので、第
１または第２の物体に外力が作用し、これら第１及び第
２の物体が弾性体の弾性力によって振動するとき、第１
及び第２の物体との離間距離が基準距離より大きい領域
では、第２のショックアブソーバに減衰力を発生させ
ず、第１のショックアブソーバに各物体の移動方向に応
じて異なる減衰力を発生させるようにできる。一方、第
１及び第２の物体との離間距離が基準距離よりも小さい
領域にあっては、逆に、第１のショックアブソーバに減
衰力を発生させず、第２のショックアブソーバに各物体
の移動方向に応じて異なる減衰力を発生させるようにで
きる。従って、制御則２に基づく減衰制御を、従来のよ
うに電気的な制御を行うことなく機械的に実施すること
ができ、安価にして信頼性の高いサスペンション装置を
実現することができる。

【００６３】また、請求項２のサスペンション装置によ
れば、第１の減衰力と第３の減衰力とは大きさが同一で
あり、一方第２の減衰力と第４の減衰力とは大きさが同
一であるので、第１及び第２の物体の離間距離が第１領
域にある場合と第２領域にある場合とで減衰力の大きさ
を好適に対象にでき、減衰制御をむらなく良好に実施す
ることができる。

【００６４】また、請求項３のサスペンション装置によ
れば、弾性体は、第１または第２のショックアブソーバ
に直列にして設けられているので、省スペースにして弾
性体をコンパクトに備えることができる。また、請求項
１または２のサスペンション装置の好ましい態様とし
て、弾性体は、第１のショックアブソーバに直列に設け
られた第１の弾性体と第２のショックアブソーバに直列
に設けられた第２の弾性体とからなるのがよく、これに
より、省スペースにしてより良好な弾性力を得ることが
できる。

【００６５】また、請求項１乃至３のサスペンション装
置のさらに好ましい態様として、弾性体は、空気ばねで
あるのがよく、これにより、フィーリングのよい良好な
弾性力を得ることができる。また、この場合、空気ばね
は空気圧調節手段を有し、離間距離調節手段は、空気圧
調節手段からなるのがよく、これにより、第１及び第２
の物体との離間距離を容易に基準距離に調節することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】１自由度の振動系モデルを示す図である。

【図２】減衰制御しない場合と制御則１及び制御則２に
基づいて減衰制御した場合のそれぞれについて、車体の
振動周波数ｆと振動の伝達率との関係を示したグラフで
ある。

【図３】制御則２に基づく減衰制御を行うための振動系
モデルを示す図である。

【図４】制御則２に基づく減衰制御結果を示すグラフで
ある。

【図５】制御則２に基づく減衰制御結果の時間変化を示
すグラフである。

【図６】本発明のサスペンション装置の振動系モデルを
示す図である。

【図７】本発明のサスペンション装置の他の振動系モデ
ルを示す図である。

【図８】第１のショックアブソーバの断面と空気圧調節
装置の概略構成を示す図である。

【図９】第２のショックアブソーバの断面と空気圧調節
装置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１車体２車輪３スプリング（弾性体）３ａエアスプリング（第１の弾性体）３ｂエアスプリング（第２の弾性体）２０位置依存式ショックアブソーバ（第１のショック
アブソーバ）２２位置依存式ショックアブソーバ（第２のショック
アブソーバ）３０車高調節装置（離間距離調節手段）３８車高センサ５０アウタシリンダ５６インナシリンダ６２ピストン６２ａ貫通孔６２ｂ貫通孔８０溝１５６インナシリンダ１６２ピストン１６２ａ貫通孔１６２ｂ貫通孔１８０溝

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の物体と第２の物体との間に設けら
れ、これら第１及び第２の物体を互いに離間する方向に
付勢する弾性体と、前記第１及び第２の物体との間の離間距離を基準距離に
調節する離間距離調節手段と、前記第１及び第２の物体との間に設けられ、前記離間距
離が前記基準距離より小さい第１領域では減衰力を発生
せず、前記離間距離が前記基準距離より大きい第２領域
にあるときには、前記第１及び第２の物体とが互いに離
れる方向に移動している場合に第１の減衰力を発生する
一方、前記第１及び第２の物体とが互いに近づく方向に
移動している場合に前記第１の減衰力よりも大きな第２
の減衰力を発生する位置依存型の第１のショックアブソ
ーバと、前記第１及び第２の物体との間に前記第１のショックア
ブソーバと並列にして設けられ、前記第２領域では減衰
力を発生せず、前記第１領域にあるときには、前記第１
及び第２の物体とが互いに近づく方向に移動している場
合に第３の減衰力を発生する一方、前記第１及び第２の
物体とが互いに離れる方向に移動している場合に前記第
３の減衰力よりも大きな第４の減衰力を発生する位置依
存型の第２のショックアブソーバと、を備えることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】前記第１の減衰力と前記第３の減衰力と
は大きさが同一であり、一方前記第２の減衰力と前記第
４の減衰力とは大きさが同一であることを特徴とする、
請求項１記載のサスペンション装置。
【請求項３】前記弾性体は、前記第１または第２のシ
ョックアブソーバに直列に設けられていることを特徴と
する、請求項１または２記載のサスペンション装置。