JP3066442B2 - 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６２−７０００８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、車速検出手段で検出
された車速と操舵角検出手段で検出された操舵角から車
両のロール角を演算で求め、このロール角が所定のしき
い値を越えた時は、その時の操舵方向を基準とし、ショ
ックアブソーバの減衰係数を、操舵方向側では伸側を高
減衰係数に、操舵方向とは逆方向側では圧側を高減衰係
数にそれぞれ制御することにより、車両のロールを抑制
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、操舵角検出手段で
検出された操舵角速度と操舵方向に基づいて見掛け上の
ロール状態を判断するものであるため、操舵が単発の時
は問題ないが、スラローム等の連続操舵が行なわれた時
には、操舵角速度に基づいて演算により求めたロール角
と車両の実際のロール角との間には位相差が発生し、こ
れにより、実際のロール制御方向とは逆方向へ減衰係数
が制御されてロールをかえって増長させ、操縦安定性を
悪化させると共に、ばね上速度の方向とは無関係に減衰
係数が設定される状況が発生するため、路面からの入力
がばね上へ伝達し易くなって乗り心地を悪化させるとい
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、スラローム等の連続操舵に対しても、車両
のロールを抑制して操縦安定性を確保すると共に、ロー
ル制御中における車両の乗り心地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、伸側・圧側の一方の行程側を高減衰
係数側に制御するときはその逆行程側が低減衰係数とな
る構造の減衰係数変更手段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、車両の操舵角速度を検出する操舵角
速度検出手段ｄと、該操舵角速度検出手段ｄで検出され
た操舵角速度が所定のしきい値未満である時は、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
度に基づいて各ショックアブソーバｂを最適の減衰係数
に制御すべく減衰係数変更手段ａにそれぞれ切り換え信
号を出力する減衰係数制御部ｅを有する制御手段ｆと、
該制御手段ｆに設けられ、操舵角速度検出手段ｄで検出
された操舵角速度が所定のしきい値以上である時は、そ
の時点から所定の時間を経過した後各車輪部におけるば
ね上速度の方向が逆転するまでの間その時の各車輪部の
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
側をそれぞれ高減衰係数に制御すべく各減衰係数変更手
段ａに切り換え信号を出力するロール制御部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
が行なわれると車体がロールする。この時、操舵角速度
検出手段ｄで検出された操舵角速度が所定のしきい値以
上である時は、急激な操舵により車体に大きなロールを
発生させることになるため、ロール制御部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
の行程側をそれぞれ高減衰係数に制御すべく各減衰係数
変更手段ａに切り換え信号が出力され、これにより、車
体の実際のロール方向に対応した各ショックアブソーバ
ｂの行程側のストロークが抑制されて車体の過渡ロール
を抑制することができる。

【０００８】そして、このロール制御は、操舵角速度が
一旦所定のしきい値以上となってから所定の時間を経過
した後であって、各車輪部におけるばね上速度の方向が
逆転するまでの間維持される。これは、急激な操舵が行
なわれた時は、操舵角速度が所定のしきい値を越えてか
ら少し時間が経過した時点で車体のロールが発生し、こ
のロールに基づいてばね上速度の方向が逆転するため、
この最初にばね上速度が逆転した時点ではロール制御状
態を維持させるようにしたものである。

【０００９】このように、車両の実際のロール方向に対
応して各ショックアブソーバｂの減衰係数の切り換え制
御が行なわれ、これにより、スラローム等の連続操舵に
対しても、車両のロールを抑制して操縦安定性を確保す
ることができる。

【００１０】また、操舵角速度が所定のしきい値未満で
ある時は、定常旋回中で定常ロール状態となるため、ロ
ール制御部ｇは作動せず、減衰係数制御部ｅでは、ばね
上速度検出手段ｃからの信号に基づいてショックアブソ
ーバｂを最適の減衰係数に制御すべく減衰係数変更手段
ａに切り換え信号を出力し、これにより、定常旋回時に
おけ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、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。

【００１３】前記パルスモータ２は、ショックアブソー
バ１の減衰係数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の減衰係数ポジ
ションを多段階に変化させる。

【００１４】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。

【００１５】前記ステアリングセンサ４は、操舵角速度
検出手段を構成するもので、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。そして、この操舵
角の変化から操舵角速度が演算される。

【００１６】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、その減衰係数制御部では、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を最適の減衰係数とすべく、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の減衰係数
をその行程側において高め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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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係数のポジション
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。

【００２０】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、伸側が高減衰係数（図１２
の＋Ｘmax ポジション）でその逆行程の圧側が所定の低
減衰係数（図１２の−Ｘsoftポジション）となる。

【００２１】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係数（図１２の
±Ｘsoftポジション）となる。

【００２２】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、圧側が高減衰係数（図１２
の−Ｘmax ポジション）でその逆行程の伸側が所定の低
減衰係数（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係
数側の減衰係数のみを比例的に変化可能となっている。

【００２３】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
係数を、伸側・圧側いずれとも図１２に示すような特性
で、低減衰係数から高減衰係数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係数（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、伸側のみ高減衰係数側に変化し、逆に、
調整子６を時計方向へ回動させると、圧側のみ高減衰係
数側に変化する構造となっている。

【００２４】次に、図１３及び図１４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における減衰係
数ポジション制御の作動流れについて説明する。

【００２５】まず、図１３のステップ１０１では、初期
設定を行ない、続くステップ１０２及び１０３において
ばね上速度Ｖと操舵角速度θn をそれぞれ検出する。

【００２６】続くステップ１０４は、操舵角速度θn が
所定のしきい値θc 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θc 以上（ＹＥＳ）である時はス
テップ１０５へ進んでロール制御条件をＯＮ状態とした
後ステップ１０６へ進み、所定のしきい値θc 未満（Ｎ
Ｏ）である時はロール制御条件をＯＮにすることなくス
テップ１０６へ進む。

【００２７】ステップ１０６は、ロール制御条件をＯＮ
状態に切り換えた後所定の時間Ｔが経過したかどうかを
判定するステップで、所定の時間Ｔ以上（ＹＥＳ）であ
る時はステップ１０７へ進み、所定の時間Ｔ未満（Ｎ
Ｏ）である時は、そのままステップ１０９へ進む。

【００２８】ステップ１０７は、ばね上速度Ｖの方向が
逆転したかどうかを判定するステップで、ばね上速度Ｖ
が０点を通過した（ＹＥＳ）時はステップ１０８へ進ん
でロール制御条件をＯＦＦ状態とした後ステップ１０９
へ進み、ばね上速度Ｖが０点を通過しない（ＮＯ）時は
そのままステップ１０９へ進む。

【００２９】ステップ１０９は、ロール制御条件がＯＮ
状態かどうかを判定するステップで、ロール制御条件が
ＯＮ状態（ＹＥＳ）であれば、図１４のステップ１１０
へ進み、ロール制御条件がＯＦＦ状態（ＮＯ）の時は、
図１４のステップ１１１へ進む。

【００３０】ステップ１１０は、ばね上速度の方向が上
向き（Ｖ＞０）かどうか、即ち、車両のロール方向を判
定するステップで、上向き（ＹＥＳ）である時はステッ
プ１１２へ進み、ばね上速度の方向と同一行程側である
伸側の目標減衰係数をハードに、逆行程側である圧側の
目標減衰係数をソフトに設定し、下向き（ＮＯ）である
時はステップ１１３へ進み、ばね上速度の方向と同一行
程側である圧側の目標減衰係数をハード、逆行程側であ
る伸側の目標減衰係数をソフトに設定した後、ステップ
１１４へ進む。即ち、このステップ１１０は、ロール制
御を行なうために各ショックアブソーバ１の行程側を最
高の減衰係数に制御するためのステップで、ハードは図
１１の±Ｘmax ポジションにおける減衰係数に相当し、
ソフトは図１１の±Ｘsoftポジションにおける減衰係数
に相当する。

【００３１】ステップ１１１は、車両がロール状態にな
い時に、通常の減衰係数制御を行なうためのステップ
で、ばね上速度Ｖ及び制御ゲインにより目標の減衰係数
を算出した後、ステップ１１４へ進む。

【００３２】ステップ１１４では、それぞれの目標減衰
係数に基づいてパルスモータ２の制御点を算出し、続く
ステップ１１５ではパルスモータ２の制御点へ向けてパ
ルスモータ２を駆動すべく信号が出力される。

【００３３】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。

【００３４】次に、実施例の作動を図１５に基づいて説
明する。即ち、図１５は車両走行時の作動を説明するタ
イムチャートであり、同図(イ)は操舵角速度θn 、同図
(ロ) は左輪側のロール制御条件、同図(ハ) は左輪側のば
ね上速度Ｖ、同図(ニ) は左輪側のパルスモータ制御点、
同図(ホ) は右輪側のロール制御条件、同図(ヘ) は右輪側
のばね上速度Ｖ、同図(ト) は右輪側のパルスモータ制御
点をそれぞれ示している。

【００３５】（イ）操舵角速度が小さい時 図１５のａで示すように、操舵角速度±θn の絶対値 |
θn|が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|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、この時
は、±Ｘhardポジションが最高減衰係数となるような制
御ゲインに基づく通常の減衰係数制御に切り換えられ、
その時のばね上速度±Ｖ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±Ｖに比例した高減衰係数
となるような減衰係数ポジションの切り換え制御が成さ
れる。即ち、 a) 操舵角速度±θn の絶対値 |θn|が所定のしきい値
±θc の絶対値 |θc|未満であり、かつ、ばね上速度Ｖ
の方向が上向き（＋）である時は、その時のばね上速度
Ｖの方向と同一方向である伸側がばね上速度＋Ｖに比例
した高減衰係数ポジションで、その逆の圧側が所定の低
減衰係数（−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）側に切り換える。

【００３６】b) 操舵角速度±θn の絶対値 |θn|が所
定のしきい値±θc の絶対値 |θc|未満であり、かつ、
ばね上速度Ｖの方向が下向き（−）である時は、その時
のばね上速度Ｖの方向と同一方向である圧側がばね上速
度−Ｖに比例した高減衰係数ポジションで、その逆の伸
側が所定の低減衰係数（＋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
に切り換える。

【００３７】従って、操舵角速度の検出によりロールの
発生状態を予測し、ロールが激しくなる可能性がない
時、即ち、操舵角速度が遅い定常旋回時には、その時の
ばね上速度±Ｖ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±Ｖに比例した適度な高減衰係
数に制御することで、ばね上（車体）の振動を適度に抑
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
と共に、その時のばね上速度±Ｖ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係数とし
て、制振制御時に行程方向とは逆方向の路面入力を吸収
して、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。

【００３８】（ロ）操舵角速度が大きい時 図１５のｂで示すように、操舵角速度±θn の絶対値 |
θn|が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|を一旦越え
た時は、急激な操舵により発生するロールが過大となる
ため、ロール制御条件がＯＮ状態に切り換えられ、その
時のばね上速度±Ｖの方向と同一のショックアブソーバ
１の行程側が最高の減衰係数となる±Ｘmax ポジション
に切り換えられ、これにより、±Ｘhardポジションにお
ける減衰力を越える高い減衰力によって、車体の過渡ロ
ールが抑制される。そして、その後に操舵角速度±θn
の絶対値 |θn|が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|
未満に低下しても、ロール状態は継続されているため、
あらかじめ設定された所定の時間Ｔだけ、ロール制御条
件のＯＮ状態が維持され、その時間Ｔが経過した後に、
ばね上速度の方向が逆転した時点でロール制御条件がＯ
ＦＦ状態に切り換えられ、これにより、前記（イ）に示
した通常の減衰係数制御状態に復帰する。

【００３９】このように、操舵角速度±θn の絶対値 |
θn|が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|を越えた時
点で予測的にロール制御条件を開始することにより、制
御遅れがなくなると共に、各車輪部におけるばね上速度
±Ｖの方向を基準として各車輪の減衰係数を切り換える
ようにしたことで、車両の実際のロール方向に対応した
減衰係数の切り換え制御が行なわれ、これにより、スラ
ローム等の連続操舵に対しても、車両の各ロールを確実
に抑制して操縦安定性を確保できるという特徴を有して
いる。

【００４０】また、以上のように、各ショックアブソー
バ１における減衰係数の切り換えが各車輪部のばね上速
度±Ｖの方向を基準として行なわれることで、その時の
ばね上速度±Ｖの方向とは逆方向の路面入力を低減衰係
数で確実に吸収し、これにより、車体のロール時におけ
る乗り心地を確保することができるという特徴を有して
いる。

【００４１】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。

【００４２】

【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、操舵角速度が所定のしきい値以上である
時は、その時点から所定の時間を経過した後各車輪部に
おけるばね上速度の方向が逆転するまでの間その時の各
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
の行程側をそれぞれ高減衰係数に制御すべく各減衰係数
変更手段に切り換え信号を出力するロール制御部を備え
たことで、車両の実際のロール方向に対応した減衰係数
の切り換え制御が可能となり、これにより、スラローム
等の連続操舵に対しても、車両のロールを抑制して操縦
安定性を確保することができると共に、ロール制御中に
おける車両の乗り心地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係数切換特性を
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
減衰係数特性図である。

【図１０】第１ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１１】第３ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１２】実施例装置のピストン速度に対する減衰係数
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１５】実施例装置の車両走行時の作動を説明するタ
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 ばね上速度検出手段 ｄ 操舵角速度検出手段 ｅ 減衰係数制御部 ｆ 制御手段 ｇ ロール制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−120508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206214（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42320（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−74411（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−164315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−103528（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−40213（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−163711（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】 車両の各車輪と車体との間にそれぞれ設
   けられ、伸側・圧側の一方の行程側を高減衰係数側に制
   御するときはその逆行程側が低減衰係数となる構造の減
   衰係数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、 車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、 該操舵角速度検出手段で検出された操舵角速度が所定の
   しきい値未満である時は、ばね上速度検出手段で検出さ
   れた各車輪部におけるばね上速度に基づいて各ショック
   アブソーバを最適の減衰係数に制御すべく減衰係数変更
   手段にそれぞれ切り換え信号を出力する減衰係数制御部
   を有する制御手段と、 該制御手段に設けられ、操舵角速度検出手段で検出され
   た操舵角速度が所定のしきい値以上である時は、その時
   点から所定の時間を経過した後各車輪部におけるばね上
   速度の方向が逆転するまでの間その時の各車輪部のばね
   上速度方向と同一の各ショックアブソーバの行程側をそ
   れぞれ高減衰係数に制御すべく各減衰係数変更手段に切
   り換え信号を出力するロール制御部と、を備えているこ
   とを特徴とする車両懸架装置。