JP3089015B2 - 車両用サスペンション - Google Patents

車両用サスペンション

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用サスペンションに関し、特に、減衰
力の可変制御に関する。
（従来の技術） 従来の減衰力可変の車両用サスペンションとしては、
例えば、実開昭63−112914号公報に記載されているよう
なものが知られている。
この従来のサスペンションは、ばね上−ばね下間の相
対変位を検出し、その変位が中立位置から離間する方向
の変化である場合には減衰力を低減衰力（ソフト）と
し、中立位置に復帰する方向の変化である場合には高減
衰力（ハード）とすると共に、ばね上−ばね下間の相対
変位状態が、ショックアブソーバの切換時間よりも短い
時間でハード・ソフトの切換が必要な状況であるときに
は、強制的にソフト状態とする構成となっていた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の従来の車両用サスペンションに
あっては、ハードとした際には、伸側・圧側の両方をハ
ードにすると共に、ソフトとした際には、伸側・圧側の
両方をソフトにしていたために、以下に述べる問題があ
った。
低周波振動時において減衰力をハードとする状態であ
る時に、それと同時に路面の表面の細かな凹凸等により
中・高周波振動成分の入力が成された場合、低周波振動
を優先してハードとし場合には高周波振動成分のうちの
伸側成分も圧側成分も車体に入力されて乗り心地を悪化
させる。
また、中・高周波成分に対する応答を優先させて、強
制的にソフトとした場合には、車体への振動入力は抑制
されるが、操縦安定性が悪化してしまう。
即ち、操縦安定性と乗り心地の両立が図れなかった。
また、バウンジング時には、ショックアブソーバの減
衰力が加振方向に作用する状態と制振方向に作用する状
態とが繰り換えされ、その度に、減衰力特性をハード・
ソフトに切り換えられるもので、このため、切換回数が
多く、減衰力可変手段の耐久性の点で難点がある。
本発明は、上述のような従来の問題に着目して成され
たもので、低周波振動と中・高周波振動とが同時に入力
される状態において操縦安定性と乗り心地の両立を図る
と共に、減衰力レンジの切換回数を減らして、減衰力可
変手段の耐久性向上を図ることのできる車両用サスペン
ションを提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 上述のような目的を達成するために、本発明の車両用
サスペンションでは、本発明の基本構成を示すブロック
図である第１図に示すように、制御信号の入力により、
伸側減衰力及び圧側減衰力を、それぞれ少なくとも低減
衰力と高減衰力とに変更可能なショックアブソーバ１
と、ばね上上下速度を計測するばね上速度計測手段２
と、ばね上上下速度の正負の符号を判定する符号判定手
段４と、ばね上上下速度の符号が正である時、伸側を高
減衰力，圧側を低減衰力にする制御信号を出力し、ばね
上上下速度の符号が負である時、伸側を低減衰力，圧側
を高減衰力にする制御信号を出力する制御信号出力手段
５と、を設けた。
（作 用） 本発明の車両用サスペンションの作動を説明する。
制御信号出力手段には、ばね上速度計測手段で計測さ
れるばね上上下速度が入力される。
制御信号出力手段は、ばね上上下速度が正である時に
は、伸側を高減衰力，圧側を低減衰力とする制御信号を
出力する。このばね上上下速度が正である時において、
ショックアブソーバが伸行程を行っている場合は、ショ
ックアブソーバの減衰力が制振方向に働く状態であり、
この場合、行程方向である伸側の減衰力を高減衰力に制
御しているから、車体の制振エネルギを大きくして、操
縦安定性を向上させることができるとともに、行程とは
逆方向の圧側の減衰力を低減衰力に制御しているから、
車体に伝達される逆行程側の中・高周波成分の入力を吸
収し、乗り心地を向上させることができるものである。
同じくばね上上下速度が正である時において、ショッ
クアブソーバが圧行程を行っている場合、ショックアブ
ソーバの減衰力が加振方向に働く状態であり、この場
合、行程方向である圧側の減衰力を低減衰力に制御して
いるから、車体に伝達される加振エネルギを吸収して乗
り心地を向上させるものである。
一方、制御信号出力手段は、ばね上上下速度が負であ
る時には、伸側を低減衰力，圧側を高減衰力とする制御
信号を出力する。このばね上上下速度が負である時、シ
ョックアブソーバが伸行程を行っている場合、ショック
アブソーバの減衰力が加振方向に働く状態であり、この
場合、行程方向である伸側の減衰力を低減衰力に制御し
ているから、車体に伝達される加振エネルギを吸収して
乗り心地を向上させるものである。
同じくばね上上下速度が負である時において、ショッ
クアブソーバが圧行程を行っている場合、ショックアブ
ソーバの減衰力が制振方向に働く状態であり、この場
合、行程方向である圧側の減衰力を高減衰力に制御して
いるから、車体の制振エネルギを大きくして、操縦安定
性を向上させることができるとともに、行程とは逆方向
の伸側の減衰力を低減衰力に制御しているから、車体に
伝達される逆行程側の中・高周波成分の入力を吸収し、
乗り心地を向上させることができるものである。
また、この本発明では、伸側と圧側との減衰力特性を
高低逆に制御しているので、例えば、バウンジング時の
ように、ショックアブソーバが伸縮を交互に繰り返すと
ともに、ショックアブソーバの減衰力が制振方向と加振
方向とに作用する状態が交互に繰り返される場合、ショ
ックアブソーバの行程が切り換わってもばね上上下速度
の符号は変化しない場合がある。このような場合という
のは、例えば、伸行程において減衰力が加振方向に作用
する状態から、その後、圧行程に切り換わりこの圧行程
において減衰力が制振方向に作用する状態であり、この
状態の変化により相対速度は正から負に変化するのに対
して、ばね上上下速度の符号は「負」のままである。
このような場合、ばね上上下速度と相対速度の符号に
基づく制御では、前者の状態ではS/S、後者の状態ではH
/Hに切り換えていたのに対して、本発明では、いずれの
状態でもS/Hのままである。そして、このようにS/Hのま
までも、前者の状態では、伸行程において減衰力が加振
方向に作用する状態であるが、伸側は低減衰力となって
いるから減衰力が加振方向に作用することがなく、ま
た、後者の状態では、圧行程において減衰力が制振方向
に作用する状態であるが、既に圧側は高減衰力になって
いるから、減衰特性を切り換えなくても制振できるとい
うものであり、このように、従来に比べて減衰力の切り
換え回数を減らすことができる。
（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。
第２図は、本発明実施例のサスペンションの構成を示
す概略図であり、同図に示すように、このサスペンショ
ンＡは、車体Ｂと各車輪Ｗとの間に介装されたストラッ
ト10と、このストラット10の上端に設けられた加速度セ
ンサ12と、加速度センサ12からの入力信号ａに基づいて
制御信号ｓを出力するコントローラ13から構成されてい
る。
尚、この第２図では、１つの車輪Ｗと、それに対応し
て１組のストラット10及び加速度センサ12を示している
が、この１組のストラット10及び加速度センサ12は、各
車輪Ｗ毎に設けられている。
また、第２図中14はマウントインシュレータである。
前記ストラット10は、減衰力可変型のショックアブソ
ーバ20と、スプリング30を有しており、このショックア
ブソーバ20の構造を、第３図の要部断面図に基づいて簡
単に説明する。
同図において、21は円筒状のシリンダを示している。
このシリンダ21は、内部に油等の流体が充填されると共
に、摺動自在に装填されたピストン22により、内部を上
部室23と下部室24とに画成されている。
前記ピストン22は、ピストンロッド25の先端に取り付
けられ、このピストン22の上面には圧側ディスク22aが
設けられると共に、下面側には伸側ディスクバルブ22b
が設けられている。
即ち、圧側行程時には、圧側連通孔22hから、内外の
溝22j,22kにおいてこの圧側ディスクバルブ22aを開弁す
る流体の流通が成され、減衰力が生じる。また、伸行程
時にも、同様に伸側連通孔22mから内外の溝22n,22pにお
いて、この伸側ディスクバルブ22bを開弁する流体の流
通が成され、減衰力が生じる。
尚、22cはリテーナ、22d,22eはワッシャ、22fはスプ
リングシート、22gはスプリングである。
また、前記ピストン22及ピストンロッド25には、溝22
jと溝22kを連通する圧側流路22qが形成されると共に
（第４図参照）、また、溝22nと溝22pとを連通する伸側
流路22rが形成されていて、その途中に、調整子26が設
けられている。
この調整子26は、円周方向に回転可能に設けられ、ま
た、図示のように、中空部26aを有した有底円筒形状に
形成され、さらに、圧側流路22qに符合して、圧側連通
孔26bが形成されると共に、伸側流路22rに符合して、伸
側連通孔26cが形成されている。
両オリフィス孔26b,26cは、調整子26及びピストンロ
ッド25のＶ−Ｖ断面である第５図及びVI−VI断面である
第６図に示すように、相互に90゜ずれた位置に配置され
ている。
つまり、図示のように圧側流路22qに圧側連通孔26bを
符合させて圧側流路22qを連通した状態では、圧側が低
減衰力（以後ソフトという）となるのに対し、この状態
では、伸側流路22rに対して伸側連通孔26cの直角方向に
向いて調整子26が伸側流路22rを遮断し、伸側が高減衰
力（以後ハードという）となる。
逆に、伸側連通孔26cを伸側流路22rに符合させて、伸
側をソフトとした状態では、調整子26が圧側流路22qを
遮断して圧側がハードとなる。
前記調整子26の回転は、ピストンロッド25の貫通孔25
a内に設けられたコントロールロッド27により成される
もので、このコントロールロッド27は、ピストンロッド
25の上端部まで延在され、このピストンロッド25の車体
取付部分に設けられたモータアクチュエータ28により回
転力を与えられるようになっている（第２図参照）。
前記加速度センサ12は、前記モータアクチュエータ28
内に設けられ、ばね上であるピストンロッド25の上端に
作用する上下方向加速度に応じた電気信号ａを出力す
る。即ち、この加速度センサ12が検出する加速度は、ば
ね上速度の微分値であって、この加速度センサ12は、ば
ね上速度計測手段として設けられている。尚、この加速
度センサ12において、上方向の加速度が「正」の値とし
て、また、下方向の加速度が「負」の値として得られ
る。
前記コントローラ13は、請求の範囲の符号判定手段と
制御信号出力手段に対応するもので、各加速度センサ12
からの入力信号ａに基づいて、各ショックアブソーバ20
を最適の減衰力とすべく、アクチュエータ28に制御信号
ｓを出力するもので、第７図はその構造を示している。
即ち、コントローラ13は、加速度センサ12から信号ａ
を入力するインタフェース回路13a、入力されたアナロ
グ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路13b、入力
信号及びメモリ回路13cに記憶されている数値に基づき
後述する演算や判定を行うCPU13d、このCPU13dの演算・
判定結果に基づきアクチュエータ28に制御信号ｓを出力
する駆動回路13e,13fとを備えている。
次に、コントローラ13の作動について第８図に示すフ
ローチャートに基づき説明する。
まず、ステップ101において、検出加速度Ａの符号を
「正」とする初期設定を行う。
次に、ステップ102では、前記A/D変換回路13bにおい
て、加速度Ａを示す入力信号ａのA/D変換を行う。
次に、ステップ103において、ばね上の加速度Ａが極
大かどうか判定する。即ち、この判定ステップ103及び
次の判定ステップ104は、ばね上の加速度Ａによりばね
上上下速度SAの状態を判定するものであり、加速度Ａが
極大となってから次に極小となるまでの間では、ばね上
上下速度SAが「正」であると判定し、処理ステップ105
においてばね上上下速度SAの符号を「正」とする処理を
行う、一方、加速度Ａが極小となってから次に極大とな
るまでの間は、ばね上上下速度SAが「負」であると判定
して、処理ステップ106においてばね上上下速度SAの符
号を「負」とする処理を行う。
次に、ステップ108ではばね上上下速度SAが「正」で
あるかどうかを判定し、「正」（YES）であれば、ステ
ップ109に進み、ショックアブソーバ20の減衰力特性を
伸側をハード，圧側をソフトとすべくアクチュエータ28
に制御信号ｓを出力する。即ち、調整子26を第３図に示
す状態に回動させる。
また、ばね上上下速度SAが「正」でない（NOの）場合
ステップ110に進み、ショックアブソーバ20の減衰力特
性を、圧側をハード，伸側をソフトとすべくアクチュエ
ータ28に制御信号ｓを出力する。
次に、車両の各走行状況における実施例の作動につい
て説明する。
（ａ）ロール時 旋回時には、車体Ｂがロールし、車体右側が上方に変
位すると共に、車体左側が下方に変位し、その後、振動
しながら中立位置に収束する。
第９図は、右旋回時における、車体左右のばね上変位
と、車体左右で検出されるばね上上下速度SAおよび車体
左右のショックアブソーバ20の減衰力特性とを示すタイ
ムチャートであり、本図では、さらに、ショックアブソ
ーバ20の減衰力が制振方向に作用しているか加振方向に
作用しているかを判断するために相対速度の方向（＋が
伸側，−が圧側）を示している。
この第９図のRH変位とLH変位は、それぞれ、車体
右側と左側の変位状態を示すもので、実線によりばね上
変位を示し、点線によりばね上速度を示している。尚、
この場合、路面は平な状態とする。
また、その下のRHばね上上下速度SA及び相対速度Ｄ
は、，に示した変位に対応した車体右側における加
速度センサ12からの入力信号に基づき、第８図の処理ス
テップ105,106により与えられたばね上上下速度SAの符
号及び相対速度の向き（符号）を示している。
また、LHは車体左側における同様のばね上上下速度
SA及び相対速度Ｄの符号の状態を示している。尚、この
及びの、最初の範囲は、ステップ101における初期
設定に対応した符号を示している。
さらに、その下の減衰力は、第８図のフローチャー
トで示すコントローラ13の演算及び判定の結果決定され
たショックアブソーバ20の減衰力特性を示しており、RH
が車体右側のショックアブソーバ20の減衰力特性（H:ハ
ード,S:ソフト）を示し、LHが車体左側のショックアブ
ソーバ20の減衰力特性を示している。
このようなロール時には、ショックアブソーバ20は、
常にその減衰力が制振方向に作用するもので、この場
合、ばね上上下速度SAの向き（符号）と相対速度Ｄの符
号が一致した状態で、伸側行程と圧側行程が交互に繰り
返されるものである。
このような場合、ショックアブソーバ20は、常に行程
方向をハードとして、ロールを抑制し、操縦安定性を得
ることができる。また、この時に、逆行程側は、ソフト
に制御され、このような制振時に、同時の路面から中・
高周波入力があるような際に、逆行程方向の振動を吸収
して、乗り心地を向上させることができる。
（ｂ）ダイブ・スカット時 ブレーキング時や、加速時には、ダイブやスカットが
生じる。
この場合も、ロール時と同様に、このような姿勢変化
を抑制するような制御が成される。
従って、この場合の作動は、ロール時において左右で
成された制御をそのまま前後に置き換えた作動が成され
るもので、即ち、伸側をハードで圧側をソフトとして、
伸側行程を制振させる状態と、伸側をソフトで圧側をハ
ードとして、圧側行程を制振させる状態とに交互に制御
して、それによって、スカット及びダイブを抑制するも
のである。
（ｃ）バウンジング時 第10図は悪路走行時のタイムチャートを示している。
このような悪路走行時には、各車輪の走行路面の凹凸
に応じ、各ショックアブソーバ20がストロークするもの
で、同図ばね上変位では、実線により、ばね上変位を
示し、点線でその変位速度を示している。
そして、その下の路面変位は、路面Ｒ及び車輪Ｗの
状態を示している。
さらに、その下の相対変位では、実線で相対変位
を、点線で相対速度を示している。
このような場合、コントローラ13における演算及び判
定により与えられるばね上上下速度の符号SA及び相対速
度の符号は、同図に示すようになる。
そして、この結果、コントローラ13により制御される
ショックアブソーバ20の減衰力特性は、減衰力に示す
ようになる。尚、同図はショックアブソーバ20の行程
方向を示している。
即ち、このタイムチャートにおいて、（１）の範囲で
はステップ101の初期設定に基づいて、伸側がハード，
圧側がソフトとなっている。
そして、（２）の範囲では、ばね上上下速度SAが
「正」であるから、伸側をハード，圧側をソフトとする
もので、（１）の状態を維持する。この（２）の範囲
は、圧行程が行われているが、ばね上である車体は上方
へ移動している状態であって、ショックアブソーバ20の
圧側の減衰力が加振方向に作用する状態であり、この
時、行程方向である圧側がソフトとなっていて入力を吸
収する。
次に、（３）の範囲では、ばね上上下速度SAが「正」
であるから、伸側ハード，圧側をソフトにするもので、
（２）の状態を維持する。この（３）の範囲は、行程し
伸行程に切り換わり、ばね上である車体が依然として上
方へ移動している状態であって、ショックアブソーバ20
の伸側の減衰力が制振方向に作用する状態であり、この
時、行程方向である伸側をハードとして制御を行うが、
既に（２）の範囲で伸側をハードとしているから、減衰
特性の切り換わりが不要である。
次に、（４）の範囲では、ばね上上下速度SAが「負」
であるから、伸側をソフト，圧側をハードに（３）の状
態から切り換える。この（４）の範囲は、伸行程が持続
されているが、ばね上は下方へ移動している状態であっ
て、ショックアブソーバ20の伸側の減衰力が加振方向に
作用する状態であり、この時、行程方向である伸側をソ
フトに切り換えて、入力を吸収する。
次に、（５）の範囲では、ばね上上下速度SAが「負」
であるから、伸側をソフト，圧側をハードに、すなわち
（４）の状態を維持する。この（５）の範囲は、伸行程
から圧行程に切り換わり、ばね上が下方に移動している
状態であって、ショックアブソーバ20の圧側の減衰力が
制振方向に作用する状態であり、この時、行程方向であ
る圧側をハードにして制振を行うが、（４）の時点で圧
側ハードとなっているから減衰力特性の切り換えは不要
である。
次に、（６）の範囲では、ばね上上下速度SAが「正」
であるから、伸側をハード，圧側をソフトに切り換え
る。この（６）の範囲は、圧行程が持続されているがば
ね上は上方に変位している状態であって、ショックアブ
ソーバ20の減衰力が加振方向に作用する状態であり、こ
の時、行程方向である圧側をソフトにして、入力を吸収
する。
次に、（７）の範囲では、ばね上上下速度SAが「正」
であるから、伸側をハード，圧側をソフトに、すなわち
（６）の状態を維持する。この（７）の範囲は、圧行程
から伸行程に切り換わり、ばね上が上方へ移動している
状態であって、ショックアブソーバ20の減衰力が制振方
向に作用する状態であり、この時、行程方向である伸側
をハードにして制振を行うが、（６）の時点で伸側ハー
ドとなっているから減衰力特性の切り換えは不要であ
る。
以上のようにして、路面Ｒからの入力とばね上の動き
に応じて、ばね上のエネルギー変化率を最小とする方向
にショックアブソーバ20の減衰力を制御し、バウンジン
グを制振する。
また、このバウジング時には、第10図に示した例で
は、ショックアブソーバ20の減衰力が制振方向に作用す
る時と加振方向に作用する時とが、（２）〜（７）の範
囲で５回変化しており、従来では、減衰力特性を５回切
り換える必要があった。それに対して、本実施例では、
図中のC1点及C2点の２回のみしか行っていないのにもか
かわらず、従来と同じように、、ショックアブソーバ20
の減衰力が制振方向に作用する時にはショックアブソー
バ20により制振し、減衰力が加振方向に作用する時には
減衰力を低下させて入力を吸収をするようにしている。
よって、切り換え回数が少なくて済み、アクチュエータ
28や調整子26等の耐久性を向上させることができる。
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における設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、調整子を回転させて特性を変化
させるようにした例を示したが、絞り開度を変化させる
スプールを上下に摺動させるような構造等，減衰力を変
化させる手段はこれに限定されない。
また、減衰力を発生させるためのバルブ構造等も、必
要な特性に応じ任意に決定すればよく、本実施例に限定
されるものではない。
また、実施例では、ばね上速度を計測する手段とし
て、加速度を計測する手段を設けたが、ばね上速度計測
可能な手段であれば、他の手段を用いてもよい。
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用サスペンシ
ョンでは、ばね上上下速度の符号に基づき、符号が正の
場合は伸側を高減衰力圧側を低減衰力に、符号が負の場
合は伸側を低減衰力に圧側を高減衰力に制御するように
構成したため、ショックアブソーバの減衰力が制振方向
に作用する時には、行程方向を高減衰力に行程方向とは
逆方向を低減衰力に制御して、入力の制振を行いながら
も中・高周波成分のうちの行程方向とは逆側の入力伝達
を防止して、操縦安定性と乗り心地の両立を図ることが
でき、また、ショックアブソーバの減衰力が加振方向に
作用する時には、行程方向を低減衰力に制御して、入力
の吸収を行うことができ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。
さらに、本発明では、上述のように、制振時には、行
程方向を高減衰力、行程とは逆方向を低減衰力に制御
し、加振時には、行程方向を低減衰力、行程とは逆方向
を高減衰力に制御するようにしたため、悪路走行時など
に、伸圧１つの行程ごとに減衰力が制振方向に作用する
状態と加振方向に作用する状態とが生じ、また、伸圧が
繰り返される場合、１つの行程中で制振作用状態から加
振作用状態に切り換わる際には、ショックアブソーバの
減衰特性を切り換えるが、行程が切り換わっても、ショ
ックアブソーバの減衰特性を切り換える必要がなく、従
来と比較して減衰力特性の変更回数が少なくて済み、減
衰力を変更する手段の耐久性が向上するという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
本発明実施例のサスペンションＡを示す全体図、第３図
は実施例サスペンションのショックアブソーバの要部を
示す断面図、第４図は実施例の要部であるピストンの上
端面部分を示す断面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ断面
図、第６図は第３図のVI−VI断面図、第７図は実施例サ
スペンションのコントローラを示すブロック図、第８図
は実施例のコントローラの作動流れを示すフローチャー
ト、第９図は右旋回時における実施例サスペンションの
作動を示すタイムチャート、第10図はバウンジング時に
おける実施例サスペンションの作動を示すタイムチャー
トである。 １……ショックアブソーバ ２……ばね上上下速度計測手段 ４……符号判定手段 ５……制御信号出力手段 Ａ……サスペンション 11……荷重センサ 12……加速度センサ（ばね上上下速度計測手段） 13……コントローラ（符号判定手段，制御信号出力手
段） 20……ショックアブソーバ ｓ……制御信号
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 光雄 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動 車部品株式会社内 (72)発明者 清水 浩行 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動 車部品株式会社内 (72)発明者 江村 順一 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動 車部品株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−198513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−253506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−199710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−163011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−253507（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−70008（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−24005（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】制御信号の入力により、伸側減衰力及び圧
    側減衰力を、それぞれ少なくとも低減衰力と高減衰力と
    に変更可能ショックアブソーバと、 ばね上上下速度を計測するばね上速度計測手段と、 ばね上上下速度の正負の符号を判定する符号判定手段と ばね上上下速度の符号が正である時、伸側を高減衰力，
    圧側を低減衰力にする制御信号を出力し、ばね上上下速
    度の符号が負である時、伸側を低減衰力，圧側を高減衰
    力にする制御信号を出力する制御信号出力手段と、 を備えていることを特徴とする車両用サスペンション。
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