JPH01202511A

JPH01202511A - サスペンション装置

Info

Publication number: JPH01202511A
Application number: JP2595988A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mori; 宏毛利
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-08-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、サスペンション装置に関し、特に、減衰力可
変型の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。

（従来の技術）近時、車両に対する要求の高度化に伴い、乗心地の向上
や操縦安定性の改善などがより高いレベルで望まれる傾
向にある。

一般に、走行車両に発生する振動としては、種々のもの
があるが、なかでも、（１）大きな路面凸起を乗り越えた直後に発生するピッ
チングを伴うものや、（ｎ）路面からの振動入力が車体のバネ上共振周波数に
一致して発生するものなどは、乗心地を悪化させるとと
もに、車体挙動を不安定にして操縦安定性を阻害するの
で好ましくない。

そこで、減衰力可変型のショックアブソーバを用い、車
高の変化が所定の基準車高値を越えたとき、大きな凸起
を通過中であるとして、直後のピッチングを阻止すべく
ショックアブソーバの減衰力を高減衰力側へと切り換え
る制御を行って上述の（１）に対処したものや、あるい
は、車高の変化周期が車体のバネ上共振周波数に相当す
る基準共振周波数付近にあるとき、ショックアブソーバ
の減衰力を高減衰力側へと切り換える制御を行って上述
の（Ｉ［）に対処したサスペンション装置が知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、この種のサスペンション装置にあっては
、制御Ｉ判断基準となる所定の基準車高値および基準共
振周波数を一定の値として設定する構成となっていたた
め、例えば、乗車人数や積荷量が増減した場合には車体
のバネ上質量も同様に変化して実際のバネ上共振周波数
と基準共振周波数が一致しなくなり、その結果、実際の
バネ上共振周波数付近の振動が入力されても、これに対
して適切に減衰力を高めることができないといった問題
点があった。

また、凸起乗り越し直後に発生する自由振動の振幅は、
バネ上質量の大小によって変化し、具体的には、質量大
（すなわち、積載時）のときに振幅が小さく、質量小（
すなわち、空車時）のときに振幅が大きい。したがって
、上述の基準車高値を質量大に合わせてチューニングし
た場合は、小さな振幅を速やかに検出できるように低目
の車高値を基準車高値として採用することになるが、仮
にこの低目の基準車高値のまま空車時の制御を行うと、
過制御となってしまい却って乗心地が悪化してしまうと
いった問題点があった。

（発明の目的）そこで本発明は、車体の積載状態（荷重の大小）に応じ
て制御の判断基準値を可変することにより、必要に応じ
て減衰力を高める制御の精度を改善し、制振性と乗心地
の向上を回ることを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明によるサスペンション装置は上記目的達成のため
、減衰力を所定の高減衰力に切り換え可能なショックア
ブソーバを備える一方、車両の走行状態を検出する第１
の検出手段からの出力信号が所定の判断基準値を越えた
とき、車体振動が大きくなる方向に移行しつつあること
を判別して前記ショックアブソーバの減衰力を高減衰力
側へと切り換える指令を出力する指令手段を有するサス
ペンション装置であって、車高若しくは車両の荷重量を
検出する第２の検出手段と、該車高若しくは車両の荷重
量に応じて前記判断基準値を可変制御する制御手段と、
を備えている。

（作用）本発明では、車体の車高若しくは荷重が変化すると、こ
の変化に伴って制御の判断基準値が可変される。

したがって、実際の車体の積載状況に即して制御が行わ
れるので、制御の精度が改善され、制振性と乗心地の向
上が図られる。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜５図は本発明の一実施例を示す図であり、減衰力
を連続的に可変可能なショックアブソーバを備えた車両
に通用した例である。

まず、構成を説明する。第１図において、１は車体であ
り、車体ｌには、フロント側のショックアブソーバ２Ｒ
１２Ｌおよびリア側のショックアブソーバ３Ｒ１３Ｌの
頭部が取り付けられている。

これらのショックアブソーバ２Ｒ，２Ｌ、３Ｒ。

３Ｌの各々は、下端部に図示しないアクスル等を介して
車輪が取り付けられており、車輪は上記ショックアブソ
ーバ２Ｒ１２Ｌ、３Ｒ１３Ｌとともに、図示しないサス
ペンションスプリングを含むサスペンション系によって
車体１を弾支する。また、ショックアブソーバ２Ｒ，２
Ｌ、３Ｒ，３Ｌは、何れも電気信号によって減衰力が連
続的に可変可能なものが用いられている。

第２図は、その−例を示すためにショックアブソーバ２
Ｒの要部断面を示す図である。ショックアブソーバ２Ｒ
は、車輪側に取り付けられる外筒４と、外筒４に内設さ
れた内筒５と、内筒５内部を２室（Ａ室、Ｂ室）に画成
しながら図中上下に摺動するピストン部６と、このピス
トン部６を車体に連結するロッド７と、内筒５下部に設
けられたボトムバルブ８と、を含んで構成され、ピスト
ン部６にはＡ、Ｂ両室を連通可能なオリフィス９．１０
と、ロッド７が内筒５内部から退出するとき（いわゆる
伸び側のとき）、オリフィス９を閉成する弁体１１と、
ロッド７が内筒５内部に進入するとき（いわゆる縮み側
のとき）、オリフィスｌＯを閉成する弁体１２と、が備
えられている。また、ロッド７は、アッパ部７ａと、ロ
ア部７ｂからなり、ロア部７ｂはピストン部６を支持す
るとともに、このロア部７ｂにはＡ、Ｂ両室を連通可能
な可変オリフィス１３が形成されている。可変オリフィ
ス１３は、ソレノイドプランジャ１５の先端によって開
成から閉成までその通路面積が連続的に変えられ、ソレ
ノイドプランジャ１５はアッパ部７ａに内設されたソレ
ノイド部１６によって駆動される。なお、１７はケーブ
ルであり、ケーブル１７は後述のコントロールユニット
２４からの制御信号Ｓａをソレノイド部１６に伝達する
。

すなわち、ショックアブソーバ２Ｒ，２Ｌ、３Ｒ１３Ｌ
は、コントロールユニット２４からの制御信号Ｓａが例
えば、所定の高減衰力への切り換えを指令するものであ
るとき、ソレノイド部１６によリソレノイドプランジャ
１５を可変オリフィス１３の通路面積を縮小（若しくは
閉成）する方向に駆動し、その結果、ショッークアプソ
ーバ２Ｒ，２Ｌ。

３Ｒ，３Ｌのフロント側（２Ｒ，２Ｌ）およびリア側（
３Ｒ１３Ｌ）の少なくとも何れか一方側の減衰力が高減
衰側へと切り換えられる。

再び第１図において、２１は車速Ｖを検出する車速セン
サ、２２はブレーキペダル２３の踏込みを検出してブレ
ーキ踏込み信号Ｓ□を出力するブレーキスイッチであり
、ブレーキスイッチＳ□、車速Ｖおよび後述の車高セン
サ２０からの車高検出信号Ｓ、はコントロールユニット
２４に入力される。コントロールユニット２４はマイク
ロコンピュータ等ヲ含んで構成され、入力された各信号
や、その他の信号（例えば、転舵信号等）に基づいて、
ショックアブソーバ２Ｒ，２Ｌ、３Ｒ，３Ｌの減衰力を
個別にあるいはフロント、リアの別に可変する各種制御
を行う。

ここで、上記各種制御は、一定値以上の凸起および段差
を乗り越えたときのピッチング等を低減するボトミング
制御と、路面のうねり等で車体が揺れた場合、この揺れ
を少なくするバウンシング制御と、を含み、これらの制
御は各制御条件において、ショックアブソーバ２Ｒ，２
Ｌ、３Ｒ，３Ｌの減衰力を高減衰側に切り換えるように
制御する。さらに、バウンシング制御は車体の揺れがバ
ネ上共振周波数近傍にあるときにも同様の制御を行う。

１８は、トーションバーであり、トーションバー１８は
左右車輪が互いに逆位相で上下動するとき、この上下動
を抑制するように機能し、また、同位相のときは上下動
を許容する。例えば、路面の状況や積載荷重の変化に伴
って車高が変化するときは、この車高の変化は第３図に
示すようにトーションバー１８の軸の回動となって表れ
る。そして、回動量（車高の変化量）は、リンク機構１
９を介して回転ポテンション等の車高センサ２０に伝え
られ、車高センサ２０は上記回動量を電気信号に変換し
て車高検出信号Ｓ、とじて出力する。したがって、車高
検出信号Ｓ、は車体と路面間め車高を示すとともに、例
えば空車時の車高Ｈと実測された車高Ｈ′との差から現
在の荷重量を知ることができるので、トーションバー１
８および車高センサ２０は車高若しくは車両の荷重量を
検出する第２の検出手段としての機能を有している。ま
た、トーションバー１８および車高センサ２０は、その
車高検出信号Ｓ□の大きさが路面の凸起の大きさにも対
応していることから車両の走行状態を検出する第１の検
出手段の機能の一部をも有している。

次に、作用を説明する。

一般に、路面凸起を通過直後の車両の上下動（自由振動
の振幅）は、バネ上質量ｍが小さい（空車）程、ショッ
クアブソーバの減衰比ζ（ζ＝Ｃ／Ｃｃ、但し、Ｃ：シ
ョックアブソーバの減衰係数、Ｃｃ　：ショックアブソ
ーバの臨界減衰係数）が大きくなって、自由振動の振幅
は小さい。

一方、ｍが大（積車）の場合には、ζが小さいので自由
振動の振幅は大きいものとなる。したがって、有効なボ
トミング制御を行うためには、積車時および空車時の双
方に最適な判断基準値を設定する必要があり、本実施例
では、車高若しくは荷重量に基づいて判断基準値を可変
するようにしている。

一方、バウンシング制御においては、積車時の方がｍが
大きいので、大きく強制加振され、振動が抑制されにく
い。したがって、積車時の場合には、車体の揺れを速や
かに検知して減衰力を高める必要があり、また空車時に
は、揺れが開始された後に減衰力を高めても、充分な割
振効果があるから、この場合、誤制御の回避を優先する
ことが望ましい。

判断基準値の可変は以下のように行われる。まず、静止
時における空車ＩＧ状態の車高検出信号ＳＨＯ値（すな
わち車高値Ｈ）をコントロールユニット２４内に格納し
ておき、走行中の車高検出信号Ｓをバネ上共振周波数に
相当する約２１１ｚ程度のローパスフィルターを通して
得られた値を実車高値Ｈ′とし、ＨとＨ′との差から荷
重量を求める。

次いで、荷重量に基づいて第４図（ａ）に示すマツプか
らボトミング基準値（判断基準値）あるいは第４図（ｂ
）に示すマツプからバウンシング基準値（判断基準値）
をルックアップする。これらの基準値は荷重量が大なる
程、小さくなる値であり、したがって、バウンシングお
よびボトミング制御において、空車時では、基準値が高
目に設定されるので、揺れがある程度ｗＥ続して明らか
にバウンシングおよびボトミング状態に移行したことが
確認された後で減衰力を高減衰力側に切り換えられるこ
とができ、誤制御を回避することができる。また、積車
時では、基準値が低目に設定されるので、揺れが始まる
と速やかに制御を行うことができ、制振性を改善するこ
とができるとともに乗心地をも改善することができる。

このように本実施例では、車高検出信号ＳＨから荷重量
を検出し、この荷重量に基づいて、空車時および積車時
双方に最適な判断基準値を設定しているので、積載状態
に拘らずボトミングおよびバウンシング制御の精度を改
善することができ、乗心地および制振性を向上させるこ
とができる。

あるいは、制御の判断基準値が共振周波数に相当するも
のである場合、荷重量によってこの判断基準値を可変し
てもよい。すなわち、一般に、車両のバネ上共振周波数
付近の振動に対しては、ショックアブソーバの減衰力を
高目に設定し、共振周波数以外では、減衰力を低目に設
定するといったことを行うが、路面のうねり等の周期が
共振周波数付近にあるか否かの判定を行う場合、通常は
、共振周波数に相当する基準周波数値と車高の変化周期
とを比較することで行う。ところで、実際のバネ上共振
周波数は一定ではなく、空車、積車によって異なるから
、基準周波数値と実際のバネ上共振周波数との間にずれ
が発生する場合があり、この場合、適正な減衰力制御が
期待できない。そこで、前述の荷重量に基づいて基準周
波数値を可変することにより、正しい共振周波数付近で
のみ減衰力を高目に設定することができ、適正な減衰力
制御を行うことができる。

共振周波数の設定は、具体的には以下のようにして行わ
れる。

第５図の振動モデルにおいて、ｋｌはフロントサスペン
ションのバネ定数、ｋ２はリアサスペンションのバネ定
数、ｍｇは車両重心点における荷重量、ａは前車軸から
重心点までの距離、ｂは後車軸から重心点までの距離、
ｌはホイールベースである。

今、但し、■：ピンチ慣性モーメントとすると、固有振動数は、・・・・・・■ となり、のときを共振と判断すればよい。

なお、ｌ、ａＳｂＯ値は予め空車ｌＧ状態で求めたもの
である。また、フロント側の重量は空車、積車で大きく
変化しないので、第１図に示すようにリア側に車高セン
サ２０を設けるようにし、リア側の荷重増加分よりａ、
ｂを補正する。例えば、空車ｌＧあるいは前席２名乗車
でフロント荷重をｍｆ、リア荷重をｍｒとし、ａｆｆｉ
３．　、ｂ＝ｂｇの場合に、リアがΔｍｒだけ荷重が増
えたとすると、ｂ−−ｂｏ　、ａ　＝　１２−　ｂ　　−０ｍ　＋　ｍ
　　ｒ但し、ｍ＝ｍｆ＋ｍｒとして求めることができる。

（効果）本発明によれば、車体の積載状況（荷重の大小）に応じ
て制御の判断基準値を可変しているので、必要に応じて
減衰力を高める制御の精度を改善することができ、制振
性と乗心地の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の一実施例を示す図であり、第１図
はその全体構成図、第２図はそのショックアブソーバの
要部断面図、第３図はそのトーシヨンバーと車高センサ
を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）はボトミング基準値お
よびバウンシング基準値それぞれのテーブルマツプを示
す図、第５図はその作用を説明するための振動モデルを
示す図である。２Ｒ１２Ｌ、３Ｒ，３Ｌ・・・・・・ショックアブソー
バ、２４・・・・・・コントロールユニット（指令手段
、制御手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）減衰力を所定の高減衰力に切り換え可能なショッ
クアブソーバを備える一方、車両の走行状態を検出する
第１の検出手段からの出力信号が所定の判断基準値を越
えたとき、車体振動が大きくなる方向に移行しつつある
ことを判別して前記ショックアブソーバの減衰力を高減
衰力側へと切り換える指令を出力する指令手段を有する
サスペンション装置であって、車高若しくは車両の荷重
量を検出する第２の検出手段と、該車高若しくは車両の
荷重量に応じて前記判断基準値を可変制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とするサスペンション装置。
（２）前記判断基準値は、車両の共振周波数に相当する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のサスペンション装置。
（３）前記判断基準値は、車高に相当するものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサスペンシ
ョン装置。
（４）前記判断基準値は、荷重量に相当するものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサスペン
ション装置。