JP3092458B2 - 車両用サスペンション装置のための制御装置 - Google Patents

車両用サスペンション装置のための制御装置

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JP3092458B2
JP3092458B2 JP06202366A JP20236694A JP3092458B2 JP 3092458 B2 JP3092458 B2 JP 3092458B2 JP 06202366 A JP06202366 A JP 06202366A JP 20236694 A JP20236694 A JP 20236694A JP 3092458 B2 JP3092458 B2 JP 3092458B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ばね下部材とばね上部
材との間に配設されて、ばね上部材のばね下部材に対す
る振動を減衰させる減衰力機構を有する車両用サスペン
ション装置のための制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開平5
−58134号公報に示されているように、ばね上部材
のばね下部材に対する相対変位量及び相対速度を検出し
て、これらの相対変位量及び相対速度に基づいて予め定
めたマップを参照することにより目標減衰力を計算し、
同目標減衰力を発生するように減衰力機構を制御するよ
うにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、ばね上部材のばね下部材に対する振動を
減衰させる減衰力機構の仕事率(減衰力×相対速度)に
は着目しておらず、同仕事率を最大にして前記ばね上部
材の振動を迅速に収束させることはできなかった。した
がって、上記従来の装置によれば、ばね上部材の振動が
長い間続くので、車両の乗り心地を最良にすることがで
きなかった。本発明は上記問題に対処するためになされ
たもので、その目的はばね上部材の振動を迅速に収束さ
せて車両の乗り心地を良好にした車両用サスペンション
装置のための制御装置を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1発明の構成上の特徴は、減衰力機構の仕事率を
検出する検出手段と、前記検出した仕事率を最大にする
ように減衰力機構にて発生される減衰力を変更制御する
変更制御手段とを設けたことにある。
【0005】また、第2発明の構成上の特徴は、減衰力
機構内にばね上部材の振動に応じて発電する発電機を設
けるとともに、発電機の端子間に接続されて同発電機に
より発電される電力を消費するための負荷の大きさを変
更可能な負荷手段と、負荷手段にて消費される電力が最
大になるように負荷手段の負荷の大きさを切り替え制御
する切り替え制御手段とを設けたことにある。
【0006】
【発明の作用・効果】上記のように構成した第1発明に
おいては、検出手段が減衰力機構の仕事率を検出し、変
更制御手段が前記検出した仕事率が最大になるように減
衰力機構にて発生される減衰力を変更制御するので、ば
ね上部材のばね下部材に対する振動に伴うエネルギが効
率よく吸収される。したがって、ばね上部材の振動が迅
速に減衰し、車両の乗り心地が良好になる。
【0007】また、上記のように構成した第2発明にお
いては、ばね上部材のばね下部材に対する振動に伴い発
電機により発電されて負荷手段にて消費される電力(減
衰力機構の仕事率に対応)が最大になるように、切り替
え制御手段が負荷手段の負荷の大きさを切り替え制御す
る。したがって、この場合も、ばね上部材の振動に伴う
エネルギが効率よく吸収され、ばね上部材の振動が迅速
に減衰するので、車両の乗り心地が良好になる。
【0008】
【実施例】
a.第1実施例 以下、本発明の第1実施例を図面を用いて説明すると、
図1は車両のサスペンション装置10を側面視して概略
的に示している。このサスペンション装置10は、ばね
下部材を構成するロアアーム11とばね上部材を構成す
る車体12との間に配設されたスプリング13及びテレ
スコタイプのショックアブソーバ14を備えている。ロ
アアーム11は内側端にて車体12に回動可能に組み付
けられて外側端にて組み付けた車輪15を車体12に対
して上下方向に振動可能に支持している。スプリング1
3は下端にてロアアーム11に固定されて車体12を同
アーム11に対して弾性的に支承している。
【0009】ショックアブソーバ14は本願発明の減衰
力機構を構成すもので、図1及び図2に示すように、ピ
ストン14aにより上下室に仕切られた油圧シリンダ1
4bを備えている。油圧シリンダ14bはその下端にて
ロアアーム11にそれぞれ固定されている。ピストン1
4aにはピストンロッド14cが下端にて接続され、同
ロッド14cは上端にて車体12を支承している。油圧
シリンダ14bの上下室は電磁バルブ14dを介して連
通しており、同バルブ14dの開度に応じてショックア
ブソーバ14の減衰力が多段階に切り換えられるように
なっている。油圧シリンダ14bの下室には、ピストン
ロッド14cの上下動に伴う上下室の体積変化を吸収す
るためのガススプリングユニット14eが接続されてい
る。
【0010】次に、上記サスペンション装置10内のシ
ョックアブソーバ14を制御するための電気制御装置2
0について説明する。電気制御装置20は減衰力センサ
21及びストロークセンサ22を備えている。減衰力セ
ンサ21はショックアブソーバ14内にてピストンロッ
ド14cに組み付けられたピエゾセンサにより構成され
ており、同アブソーバ14にて発生される減衰力Fを検
出して同減衰力Fを表す検出信号を出力する。ストロー
クセンサ22はショックアブソーバ14に組み付けられ
ており、ピストンロッド14cの基準位置からの変位量
すなわち車体12のロアアーム11に対する相対変位量
Lを検出して同変位量Lを表す検出信号を出力する。
【0011】これらの減衰力センサ21及びストローク
センサ22には、図3に示すフローチャートに対応した
プログラムを実行するマイクロコンピュータ23が接続
されている。マイクロコンピュータ23には駆動回路2
4が接続されており、同駆動回路24はマイクロコンピ
ュータ23からの制御信号に応答して電磁バルブ14d
の開度を切り換えてショックアブソーバ14の減衰力を
変更制御する。
【0012】次に、上記のように構成した第1実施例の
動作を説明すると、マイクロコンピュータ23は図3の
ステップ100にてプログラムの実行を開始して、ステ
ップ102にて初期設定処理を実行する。この初期設定
処理においては、目標段数SSが「0」に設定され、制
御フラグFLGが”0”に設定され、かつ今回仕事率E
n が「0」に設定される。目標段数SSはショックアブ
ソーバ14の減衰力及び電磁バルブ14dの開度に対応
するもので、最小値を「0」とし、同目標段数SSが
「0」から増加するにしたがって電磁バルブ14dの開
度は狭くすなわちショックアブソーバ14の減衰力は大
きくなるようになっている。制御フラグFLGは”1”
により減衰力を減少させる方向にショックアブソーバ1
4を制御中であることを表し、”0”により減衰力を増
加させる方向に同アブソーバ14を制御中であることを
表す。今回仕事率En はショックアブソーバ14の現在
の仕事率(減衰力×ピストン速度)を表す。
【0013】前記ステップ102の初期設定処理後、マ
イクロコンピュータ23はステップ104〜136から
なる循環処理を繰り返し実行してショックアブソーバ1
4の減衰力を制御する。この循環処理中、ステップ10
4にて、前回のステップ104〜136の制御によるシ
ョックアブソーバ14の仕事率を表す前回仕事率En-1
を今回仕事率En に更新しておく。次に、ステップ10
6にて減衰力センサ21から減衰力Fを表す検出信号を
入力し、ステップ108にてストロークセンサ22から
車体12のロアアーム11に対する相対変位量Lを表す
検出信号を入力する。これらの減衰力F及び相対変位量
Lの入力後、ステップ110にて相対変位量Lを微分処
理(差分処理)することによりピストン14の移動速度
を表すピストン速度Vを計算し、ステップ112にて減
衰力Fに同ピストン速度Vを乗ずることによりショック
アブソーバ14の今回仕事率En を計算する。
【0014】前記ステップ112の処理後、ステップ1
14にて今回仕事率En と前回仕事率En-1 とを比較す
ることによりショックアブソーバ14による仕事率が増
加傾向にあるか減少傾向にあるかを判定する。いま、今
回仕事率En が前回仕事率En-1 以上であってショック
アブソーバ14による仕事率が増加傾向にあれば、ステ
ップ114にて「YES」と判定してプログラムをステ
ップ116に進める。ステップ116においては制御フ
ラグFLGが”1”であるか否かを判定する。制御フラ
グFLGが”1”であってショックアブソーバ14の減
衰力を減少方向に制御中であれば、同ステップ116に
おける「YES」との判定の基に、ステップ124にて
目標段数SSを「1」だけ減少させる。また、制御フラ
グFLGが”0”であってショックアブソーバ14の減
衰力を増加方向に制御中であれば、ステップ116にお
ける「NO」との判定の基に、ステップ126にて目標
段数SSを「1」だけ増加させる。
【0015】一方、今回仕事率En が前回仕事率En-1
未満であってショックアブソーバ14による仕事率が減
少傾向にあれば、ステップ114にて「NO」と判定し
てプログラムをステップ118に進める。ステップ11
8においても制御フラグFLGが”1”であるか否かを
判定する。制御フラグFLGが”1”であってショック
アブソーバ14の減衰力を減少方向に制御中であれば、
同ステップ116における「YES」との判定の基に、
ステップ120にて制御フラグFLGを”0”に反転
し、ステップ126にて目標段数SSを「1」だけ増加
させる。また、制御フラグFLGが”0”であってショ
ックアブソーバ14の減衰力を増加方向に制御中であれ
ば、ステップ118における「NO」との判定の基に、
ステップ122にて制御フラグFLGを”1”に反転
し、ステップ124にて目標段数SSを「1」だけ減少
させる。これらのステップ114〜126の処理によ
り、前回のステップ114〜136の制御によってショ
ックアブソーバ14による仕事率が増加傾向にあれば同
アブソーバ14に対する以前の制御状態が維持されると
ともに、同仕事率が減少傾向にあれば同アブソーバ14
に対する以前の制御状態が反転されるので、ショックア
ブソーバ14の仕事率が最大になるように目標段数SS
が順次決定される。
【0016】前記ステップ124の処理後、ステップ1
28,130の処理により目標段数SSをショックアブ
ソーバ14の最小段数SSmin(=0) に制限して、ス
テップ136にて同制限した目標段数SSを表す制御信
号を駆動回路24に出力する。また、前記ステップ12
6の処理後、ステップ132,134の処理により目標
段数SSをショックアブソーバ14の最大段数SSmax
に制限して、ステップ136にて同制限した目標段数S
Sを表す制御信号を駆動回路24に出力する。駆動回路
24は電磁バルブ14dの開度を目標段数SSに制御す
る。これにより、ショックアブソーバ14は目標段数S
Sに対応した減衰力を発生する。
【0017】上記作動説明のように、この第1実施例に
おいては、ステップ106〜112の処理により減衰力
機構としてのショックアブソーバ14の仕事率を検出
し、ステップ114〜136の処理によりショックアブ
ソーバ14の仕事率が最大になるように同アブソーバ1
4の減衰力を変更制御するようにしたので、車体12の
ロアアーム11に対する振動のエネルギが効率よく吸収
される。したがって、この第1実施例によれば、車体1
2の振動が迅速に減衰して車両の乗り心地が良好にな
る。
【0018】なお、上記第1実施例においては、減衰力
センサ21をピエゾセンサで構成して減衰力Fを検出す
るようにしたが、この減衰力センサ21をショックアブ
ソーバ14のピストンロッド14cに設けた歪センサで
構成して同ロッド14cの歪に基づいて減衰力Fを検出
したり、この減衰力センサ21を油圧シリンダ14b内
に設けた油圧センサで構成して同シリンダ14b内の作
動油圧に基づいて減衰力Fを検出するようにしてもよ
い。
【0019】b.第2実施例 次に、本発明の第2実施例を図面を用いて説明すると、
図4は同実施例に係る車両のサスペンション装置10を
側面視して概略的に示すとともに、図5は同サスペンシ
ョン装置10を平面視して概略的に示している。車輪1
5を車体12に連結したロアアーム11に下端を固定し
たスプリング13により、車体12がロアアーム11に
対して弾性的に支承されている点は上記第1実施例と同
じである。
【0020】上記第1実施例と異なる点は、減衰力機構
が車体12とロアアーム11との間に組み付けられた回
転軸16、増速機構17及び発電機18により構成され
ている点である。回転軸16はロアアーム11の内側端
に接続され、同軸16は車体12のロアアーム11に対
する上下動(すなわち車輪15の車体12に対する上下
動)により回動するようになっている。増速機構17は
回転軸16の回転を入力し、回転軸16の回転を増速し
て出力する。増速機構17の出力は発電機18の入力軸
に接続されて、発電機18は増速機構17の回転に応じ
て発電する。
【0021】次に、前記のように構成した減衰力機構の
減衰力を制御するための電気制御装置40について説明
する。電気制御装置40は、図6に示すように、発電機
18の両端に並列接続されて負荷手段を構成する複数の
抵抗41−1〜41−nを備えている。抵抗41−1〜
41−nはそれらの抵抗値が順次「2」のべき乗にした
がって増加するように設定されており、各抵抗41−1
〜41−nには直列にゲート回路42−1〜42−nが
それぞれ接続されている。各ゲート回路42−1〜42
−nにはレジスタ43の各ビットの信号がそれぞれ供給
されており、各ゲート回路42−1〜42−nは供給さ
れる信号がローレベルであるときオフし、同信号がハイ
レベルであるときオンするようになっている。
【0022】また、電気制御装置40は発電機18の出
力電圧Vを入力するA/D変換器44と、発電機18の
出力電流Iを入力するA/D変換器45とを備えてい
る。A/D変換器45は出力電流検出用の小さな抵抗値
を有する抵抗46の両端に接続されており、同抵抗46
は前記抵抗群41−1〜41−nに直列に接続されてい
る。これらのA/D変換器44,45の出力はマイクロ
コンピュータ47に接続されている。マイクロコンピュ
ータ47は図7のフローチャートに対応したプログラム
を実行して、レジスタ43に各ゲート回路42−1〜4
2−nをオンオフ制御するための制御信号すなわち複数
の抵抗41−1〜41−nからなる負荷の大きさを制御
する制御信号を出力する。
【0023】次に、上記のように構成した第2実施例の
動作を説明すると、車体12がロアアーム11に対して
上下(すなわち車輪15が車体12に対して上下)に振
動すると、この振動に比例して回転軸16が回転する。
この回転軸16の回転は増速機構17によって増速され
て発電機18の入力軸に伝達され、発電機18は前記回
転軸16の回転により発電する。車体12の上下振動に
比例した回転軸16の回転速度をθv とすると、発電機
18の誘導起電圧(出力電圧)VはV=k・θvとなる。
ただし、kは比例係数である。このとき、抵抗41−1
〜41−nからなる負荷手段に流れる電流をIとする
と、発電機18にて発電され負荷手段にて消費される電
力WはV・I となり、ロアアームの車体12の振動に対
してV・I/θvに比例した減衰力が付与されることにな
る。そして、この発電機18にて発電されて負荷手段に
より消費される電力Wが上記第1実施例のショックアブ
ソーバ14の仕事率に対応する。
【0024】このような発電による減衰力の発生中、マ
イクロコンピュータ47は図7のステップ200にてプ
ログラムの実行を開始し、ステップ202の初期設定処
理後、ステップ204〜232からなる循環処理を繰り
返し実行して複数の抵抗41−1〜41−nで構成され
る負荷手段の負荷の大きさを制御する。初期設定処理に
おいては、カウント値RCNTが「0」に設定され、制
御フラグFLGが”0”に設定され、かつ今回電力Wn
が「0」に設定される。カウント値RCNTは複数の抵
抗41−1〜41−nで構成される負荷手段の負荷の大
きさを決定するものであり、最小値を「0」とし、同カ
ウント値が「0」から増加するにしたがって負荷は大き
くなる。制御フラグFLGは”1”により前記負荷を減
少させる方向に負荷手段を制御中であることを表し、”
0”により同負荷を増加させる方向に負荷手段を制御中
であることを表す。今回電力量WEn は発電機18にて
発電されて負荷手段で消費される現在の電力量(出力電
圧V×出力電流I)を表す。
【0025】ステップ204〜232からなる循環処理
中、ステップ204にて、前回のステップ204〜23
2の制御によって負荷手段にて消費された電力量を表す
前回電力量Wn-1 を今回電力量Wn に更新しておく。次
に、ステップ206にてA/D変換器44,45から出
力電圧V及び出力電流Iをそれぞれ入力し、ステップ2
08にて出力電圧Vに出力電流Iを乗ずることにより今
回電力量Wn を計算する。
【0026】前記ステップ208の処理後、ステップ2
10にて今回電力量Wn と前回電力量Wn-1 とを比較す
ることにより発電機18にて発電され負荷手段で消費さ
れる電力量が増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判定
する。いま、今回電力量Wnが前回電力量Wn-1 以上で
あって発電電力が増加傾向にあれば、ステップ210に
て「YES」と判定してプログラムをステップ212に
進める。ステップ212においては制御フラグFLG
が”1”であるか否かを判定する。制御フラグFLG
が”1”であって抵抗41−1〜41−nによる負荷の
大きさを減少方向に制御中であれば、同ステップ212
における「YES」との判定の基に、ステップ220に
てカウント値RCNTを「1」だけ減少させる。また、
制御フラグFLGが”0”であって負荷の大きさを増加
方向に制御中であれば、ステップ212における「N
O」との判定の基に、ステップ222にてカウント値R
CNTを「1」だけ増加させる。
【0027】一方、今回電力量Wn が前回電力量Wn-1
未満であって発電機18にて発電され負荷手段にて消費
される電力量が減少傾向にあれば、ステップ210にて
「NO」と判定してプログラムをステップ214に進め
る。ステップ214においても制御フラグFLGが”
1”であるか否かを判定する。制御フラグFLGが”
1”であって負荷の大きさを減少方向に制御中であれ
ば、同ステップ214における「YES」との判定の基
に、ステップ216にて制御フラグFLGを”0”に反
転し、ステップ222にてカウント値RCNTを「1」
だけ増加させる。また、制御フラグFLGが”0”であ
って負荷の大きさを増加方向に制御中であれば、ステッ
プ214における「NO」との判定の基に、ステップ2
18にて制御フラグFLGを”1”に反転し、ステップ
220にてカウント値RCNTを「1」だけ減少させ
る。これらのステップ210〜222の処理により、前
回のステップ210〜232の処理によって消費電力量
が増加傾向にあれば負荷手段に対する前回の制御状態が
維持されるとともに、同消費電力量が減少傾向にあれば
同前回の制御状態が反転されるので、発電機18にて発
電されて抵抗41−1〜41−nからなる負荷手段にて
消費される電力量が最大になるように負荷手段の負荷の
大きさが順次決定される。
【0028】前記ステップ220の処理後、ステップ2
24,226の処理によりカウント値RCNTを最小カ
ウント値RCNTmin(=0) に制限して、ステップ2
32にて同制限したカウント値RCNTをレジスタ43
に出力する。また、前記ステップ222処理後、ステッ
プ228,230の処理によりカウント値RCNTを最
大カウント値RCNTmax に制限して、ステップ232
にて同制限したカウント値RCNTをレジスタ43に出
力する。レジスタ43は前記出力されたカウント値RC
NTを取り込み、同取り込みカウント値RCNTの各ビ
ットに応じた制御信号をゲート回路42−1〜42−n
にそれぞれ供給する。各ゲート回路42−1〜42−n
は供給される信号がローレベルであるときオフするとと
もに同信号がハイレベルであるときオンし、抵抗41−
1〜41−nは順次「2」のべき乗ずつ大きくなるよう
に設定されているので、前記出力されたカウント値RC
NTに比例して複数の抵抗41−1〜41−nからなる
負荷手段の負荷の大きさが決定される。
【0029】上記作動説明のように、この第2実施例に
おいては、ステップ206,208の処理により発電機
18にて発電され複数の抵抗41−1〜41−nからな
る負荷手段にて消費される電力量W(減衰力機構の仕事
率に対応)を検出し、ステップ210〜232の処理に
より前記電力量Wが最大になるように負荷手段の負荷の
大きさを切り替え制御するようにしたので、車体12の
ロアアーム11に対する振動のエネルギが効率よく電気
エネルギとして吸収される。したがって、この第2実施
例においても、車体12の振動が迅速に減衰して車両の
乗り心地が良好になる。また、この第2実施例において
は、発電機18の誘導起電圧V及び抵抗41−1〜41
−nを流れる電流Iを検出するのみで減衰力を制御で
き、これらの電圧V及び電流Iは純電気的に検出できる
ので、減衰力の制御を簡単な構成により実現できる。さ
らに、この第2実施例においては、抵抗41−1〜41
−n及びゲート回路42−1〜42−nの数を大きくす
るとともに、レジスタ43の段数nを多くすることによ
り、減衰力の制御精度を向上させて同減衰力を連続的に
制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係る車両のサスペンシ
ョン装置を側面視した概略図である。
【図2】 同サスペンション装置を制御するための電気
制御装置のブロック図である。
【図3】 図2のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムに対応したフローチャートである。
【図4】 本発明の第2実施例に係る車両のサスペンシ
ョン装置を側面視した概略図である。
【図5】 同サスペンション装置を平面視した概略図で
ある。
【図6】 同サスペンション装置を制御するための電気
制御装置のブロック図である。
【図7】 図6のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムに対応したフローチャートである。である。
【符号の説明】
10…サスペンション装置、11…ロアアーム(ばね下
部材)、12…車体(ばね上部材)、13…スプリン
グ、14…ショックアブソーバ、14a…電磁バルブ、
15…車輪、17…増速機構、18…発電機、20…電
気制御装置、21…減衰力センサ、22…ストロークセ
ンサ、23,47…マイクロコンピュータ、40…電気
制御装置、41−1〜41−n…抵抗、42−1〜42
−n…ゲート回路、43…レジスタ、46…電流検出用
抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−106939(JP,A) 特開 昭63−263118(JP,A) 特開 平5−246226(JP,A) 特開 平2−62436(JP,A) 特開 昭64−103528(JP,A) 特開 昭60−78805(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60G 17/015

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ばね下部材とばね上部材との間に配設さ
    れてばね上部材のばね下部材に対する振動を減衰させる
    ものであって発生される減衰力を変更可能な減衰力機構
    を有する車両用サスペンション装置のための制御装置に
    おいて、前記減衰力機構の仕事率を検出する検出手段
    と、前記検出した仕事率が最大になるように前記減衰力
    機構にて発生される減衰力を変更制御する変更制御手段
    とを設けたことを特徴とする車両用サスペンション装置
    のための制御装置。
  2. 【請求項2】 ばね下部材とばね上部材との間に配設さ
    れてばね上部材のばね下部材に対する振動を減衰させる
    ものであって発生される減衰力を変更可能な減衰力機構
    を有する車両用サスペンション装置のための制御装置に
    おいて、前記減衰力機構内に前記ばね上部材の振動に応
    じて発電する発電機を設けるとともに、前記発電機の端
    子間に接続されて同発電機により発電される電力を消費
    するための負荷の大きさを変更可能な負荷手段と、前記
    負荷手段にて消費される電力が最大になるように前記負
    荷手段の負荷の大きさを切り替え制御する切り替え制御
    手段とを設けたことを特徴とする車両用サスペンション
    装置のための制御装置。
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