JPH02175313A - 車両用懸架装置 - Google Patents

車両用懸架装置

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JPH02175313A
JPH02175313A JP1285105A JP28510589A JPH02175313A JP H02175313 A JPH02175313 A JP H02175313A JP 1285105 A JP1285105 A JP 1285105A JP 28510589 A JP28510589 A JP 28510589A JP H02175313 A JPH02175313 A JP H02175313A
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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】 〔M楽土の利用分野〕 本発明は、車両の位置に影響を与えるため車輪毎に互い
に無関係に変化可能な支持力を生ずる、車両特に自動車
用懸架装置に関する。
〔従来の技術〕
車体を支持装置により支持し、その支持力を制御装置に
より急速に変化可能にして、車体を常に目標位置に保つ
か又はこの位置へもたらす能動I#架装置は既に公知で
ある。このような軸架装置は大きい可撓性の点ですぐれ
ている。
例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第3408292
号明細書によれば、非常に快適な走行特性を保証するこ
とが可能であり、iP架装置の事情によっては非常に軟
らかい設定にもかかわらす、場合によっては生ずる車体
のロール運動又はピッチ連動をF:I統帥に抑制御るこ
とができる。
しかしこのような装置の根本的な欠点は、車体を支持す
るためかなりの動力を必要とすることである0g!に多
動の調整費用も必要である。
支P:I!装置に対して並列に受動はね素子を設けて、
はぼ静的な支持力を生じ、従って特に走行運転の際の動
的力を相殺するのに支持装置を用いることによって、場
合によってはこの装飾のMl>動力を減少することがで
きる。しかしこれによっては調整費用を減少できず、車
輪の行程位置に応じて相違する受動はね素子の力を付加
的に考慮せねばならない。
更に制御可能なlll量器持つ車両は公知で%便用され
ており、特に非常に高い最高速度を持つ車両では、ll
l量器軟らかい設定により低速走行の際の*aな乗り心
地を得ると共に、こわいtI&lIn設定により高い速
度において晶い走行安全性を得るようにする。この11
!J!!装置のばね素子は、一般に主としてコイルはね
又は空気圧素子の形の受動素子として1成されている。
従って車体の支持のため実際上動力を必要としない。
例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第3610937
号明IIfl書に示す制御可能な緩衝器では、引張り段
階又は圧縮段階にムする制御可能な絞りを操作すること
によって、引張り段階又は圧縮段階に対する減衰抵抗を
互いに無関係に制御することができる。
〔発明が解決しようとする旧1 本発明の課mは、最初にあげた部類の軸架装置において
、軟らかいか又は乗り、ce jLllを重視した設定
でも、車体の望ましくないロールil[動又はピッチ運
動を確実に訪止し、少ない5WSsh用で大した所要動
力なしにitilmを可能にすることである。
(21mを解決するための手段〕 この3迦を解決するため本発明によれは、車輪に付属す
る緩111器において引張り段階及び圧V段階におりる
減衰係数の差を車輪毎に制御する。
本発明は、m5inがすぐ続いて交互に引張り方向及び
圧縮方向へ動かされると、引張り方向と圧縮方向とで異
なるに衰係数を持つ緩llJ器により、合力が1つの方
向に発生されるという事実に基いている。Ial器にお
ける平均の力Vに対して次式が成立する。
F=マ0・DoVz + Dz(t )ここでD は圧
縮方向の減衰係数、D2は引張り方り 向の減衰係数、V、は圧縮方向におけるa衝器累子(例
えばピストン及びシリンダ)の平均相対速度、Vzは引
張り方向における緩衝器素子の平均相対速度である。
引張り方向及び圧縮方向の減衰係数の変化によって、車
両の車へは、良好な車道上でも、車道表面の凹凸によっ
て生ずる比較的短行程で高い周波数のはずみ行程を行な
うので、車体に作用する與なる力が生ずる。例えば前車
軸に後車軸とは興なる減衰係数の差が設定されるか、又
は車両の一方の側における減衰係数の差が車両の他方の
側における減衰係数の差と相違していると、車両横軸線
又は車両縦軸線に関して車体に作用する回転モーメント
が生じ、即ち減衰係数の差の変化によって、車体のa−
ル違動又はピッチ連動を抑制御ることができる。
従って本発明は、車軸の不可避な高周波はずみ行程を、
車体を目標位置に保つか又はこの位置へもたらす操作力
を発生するのに利用する。
〔発明の効果〕
本発明の待層な利点は、実際上動力なしに緩衝器の制御
が可能なことである。更に制御装置が放障した烏合、良
好な緊急運転特性がD単に保証されることである。この
ため緩1[器の制御機能は、alIll装瞳の誤動作の
場合緩衝器を自動的にかつ@制約に大きいg衰係数の設
定へもたらすように、構成しさえすればよい。
〔実厖a様〕
調整費用を少なくするため、前軸と後輪との行程位置の
平均値の差、又は車両の一方の側における車軸と車両の
他方の側における$49との行程位置の平均値の差を求
めることによって、’am装置がa−ル角又はピッチ角
の程度を求めるのがよい、こうして多鯵の費用なしに、
車体に関する位r11座標が求められる。
本発明による一架装麿においては、シリンダ及びその中
に移m1ll司能に案内されてシリンダを区分するピス
トンとを持つmma圧入れ子式緩衝器を備え、このピス
トンが、一方の側に設けられるピストン棒と、シリンダ
のピストン棒側にある一方の空間をピストンの他方の側
にあるシリンダの他方の空間に接続する管路とを持ち、
この接続管路に逆止弁装−が設けられて、大体において
他方の空間から一方の空間への流れのみを可能にし、液
だめが制御可能なサーボ又は比例弁装置を介して一方の
空間に接続され、また大体において液だめから他方の空
間への流れのみを可能にする別の逆止弁装置を介して他
方の空間に接続されているのが好ましい。
入れ子式a衝器のこの構成では、シリンダに対するピス
トンの行程連動毎に、行程方向とは無関係に、サーボ又
は比例弁装置を液だめの方へ通る流れが生ずる。即ち圧
縮方向におけるピストンの行程速動の際、ピストンa側
空山−及び他方の空間の全容積が減少せしめられ、その
際他方の空間と液だめとの&統が付属する逆止弁gi置
により遮断されるので、液圧媒体はこれらの空間からサ
ーボ又は比例弁装置を通ってのみ排出可能である。シリ
ンダに対してピストンが引張り方向へ動かされると、ピ
ストン棒側空間の容積が減少せしめられ、その際シリシ
ダのピストン棒側空間と他方の空間との接続が付属の逆
止弁装置により遮断されるので、ピストン棒側空間から
排出される液圧媒体はサーボ又は比例弁装置を通っての
み流出することができる。
ピストンの断面がピストン棒のwk面の約2倍であると
、圧縮行程及び引張り行程においてほば同じ爪の液圧媒
体がサーボ又は比例弁装置を通って流れる。
さてサーボ又は比例弁装置が圧縮行程及び引張り行程に
おいて異なるようにv4@されると、緩衝器に、それぞ
れ付属するJ1X輪のi%周周波付行程すみ行程が生ず
る際、車体へ作用する異なる平均力の発生が可能である
入れ子式&!!衝器の別の構成では、サーボ又は比例弁
装置が2つの位置の胸で切換え可能な切換え弁装置によ
り制御される2つの並列管路分枝を持ち、これらの位置
で一方又は他方の管路分枝が開じられ、他方又は一方の
管路分枝が開かれる。
この構成では、サーボ又は比例弁装置は、管路分枝に別
々に付和して互いに無関係に制S可能な弁を持つことが
できる。
その代りに、サーボ又は比例弁装置が互いに伝動結合さ
れる弁を持ち、一方の管路分枝用の弁の流れ抵抗が減少
すると、他方の管路分枝用の弁の流れ抵尻が増大するよ
うになっていることも可能かつ有利である。
サーボ又は比例弁装置の2つの管路分枝を持つ構成は、
入れ子犬t!に量器が引張り行程の方向に負荷されるか
圧縮行程の方向に負荷されるかに関係なく、弁の流れ抵
抗を設定できるという共通な利点を持っている。切換え
弁により、圧縮行程においては、圧縮行程用減衰係数に
設定される弁を持つ一方の管路分枝が有効になり、引張
り行程においては、引張り行程用ll&衰係数を決定す
る弁を持つ他方の管路分枝が有効になる。
なお本発明の好ましい特徴に関しては、他のmy、項及
び図面による好ましい実2&例の以下の説明が参照され
る。
C実M例〕 WS1図に示す液圧入れ子弐a量器では、第1のシリン
ダ1内に、このシリンダ1の端壁を貫通するピストンe
3を片側に設けられるピストン2が移動可能に案内され
ている。ピストン2は、シリンダ1内でピストン棒側空
閲4を、ピストン2のピストン@3とは反対の側にある
空tハ15から隔陰している。シリンダ1内の空間4及
び5は、ピストン2を貫通する管路6を介して互いに接
続され、この管路が逆止弁フにより制御されて、l15
から空間4への流れのみを可能にしている。空間4及び
5は液圧媒体一般に圧油で−だされている。
シリンダlは、それに固定的に結合された別のシリンダ
8により包囲され、この別のシリンダの第1図において
下の範囲は液圧媒体用液だめ9を形成し、その上のli
’jl!1iloは圧力のかかった空気圧媒体を収容し
ている。烏合によっては、液だめ9と上の範囲IQとを
、図示しない秒により互いにVA触することができる。
シリンダ!の空間5は、あ1図ではシリンダ1の下の端
壁な貫通する管路目により液だめ9に接続され、この管
路に逆止弁12が設けられて、液だめ9から!1115
への流れのみを可能にしでいる。
シリンダ1のピストン棒3側9.曲4は、サーボ又は比
例弁装3114によりa御される管路I3を介して液だ
め9に6[されている。弁装flt14は例えば電気サ
ーボモータr5により操作されて、管W1g3内におけ
る液圧媒体の流れに抗する絞り抵抗を広範囲に急速に変
化するのを5J能にしている。サーボモータ」5は非常
に短い設定時#11えは2015以下で動作する。
圧縮行程(矢印方向口へのピストン2の連動)及び引張
り行程(矢印方向2へのビス1−ン2の11!鹸の際、
液圧媒体は管路I3を通って液だめ9の力へ流れる。I
21]も圧縮行程では、ピストン棒3が次第にシリンダ
1へ入るので、このシリンダIの空間4及び5の全容積
が減少する。逆止弁I2は空間5から一接液だめ9への
流れを阻止するので、圧縮行程において空1a14及び
5から排出される液圧媒体は、管路I3を通ってのみシ
リンダ1から出ることができる。
引張り行程において逆止弁7により、空間4から排出さ
れる液圧媒体が直接管路6を経てシリンダ■の空間へ達
するのを阻止される。ビスh ン!1131112j!
114 カら排出される液圧媒体は、管路13を経て液
だめ9へ送られ、同時に液だめ9から液圧媒体が、この
流れ方向に開く逆止弁12を経てシリンダ1の空n4j
5へ入ることができる。
サーボ又は比例弁!iil* 14の異なる設定によっ
て、図示した入れ子式緩衝器が、引張り行程に対して圧
縮行程とは異なる抵抗を及ぼすことができる。さて例え
ばピストン棒3に結合される11ildlのa速なはす
み行程により、ピストン2がすぐに続いて往伽移動せし
められ、一方シリンダニ又はこれに固定的に結合される
シリンダ8が例えば車両の車体に固定されていると、シ
リンダ!又はシリンダ8又はこれに固定的に結合された
車体には、前述した式Xにより計算される大きさの合力
が寛つの方向へ及ぼされる。
サーボ又は比例弁装@14のそのつどの設定は減衰係数
Dz又はDDを決定するので、圧縮行程と引張り行程と
に対して梵なるサーボ又は比例弁装置ljI+4の設定
によって、合力Fが決定される。
第2図に示す入れ子犬11!&器の実施例は、管EI3
が2つの管路分枝13′及び13″を持ち、サーボ又は
比例弁装置が2つの別々なサーボ又は比例弁14′及び
14″により形成され、弁14′が管路分枝!3′を訓
御し、弁+4″が管路分枝13″を制御するという点で
、あ1図による実施例と相違している。答弁14′又は
14″は、非常に短い設定時rl!I(20ms以下)
で動作する固有のサーボモータ15’又は15″により
操作される。管路分枝13′及び13″のそれぞれ1つ
のみが、シリンダ1のピストン棒3側空11114にa
2続されている。これは切換え弁16により行なわれる
切換え弁I6はピストンのように弁ケース内に#動可能
に設けられて図示しないはねにより左の終ね位置へ押さ
れるスプール!7を持っている。スプール17は、管路
I8を介して、シリンダ!のピストン棒3側空間の圧力
に関係する液圧媒体の圧力を一方の端面に受ける。スプ
ール17の他方の端面は、シリンダ1の空間5内の圧力
にほぼ等しい液圧媒体の圧力を受ける。
ピストン2の圧縮行程では、スプール17がm記のばね
により左の終端位置へ押され、この位置で管路分枝13
′が切換え弁16により遮断され、管路分枝13″が開
かれる。ピストン2の引張り行程では、ピストン棒3側
空間4従って管路I8に、シリンダlの空間従って管路
I9におけるより著しく高い圧力が現われる。従ってピ
ストン2の引張り行程では、スプール17が図示した右
の終端位置へ押され、この位置で管路分枝13′が開か
れ、管路分枝13″が遮断される。
こうして9+換え弁16により、引張り行程では管ん分
枝33’が有効になり、圧縮行程では管路分枝13″が
有効になる。サーボ又は比例弁14′及び14″の適当
な設定により、圧縮行程の際ピストン2の運動に、引張
り行程の際とは異なる抵抗を及ぼすことができる。別々
に設定司的なす・−ボ又は比例弁14′及び14″によ
り、それぞれの抵抗及びその差を大幅に任急に変化する
ことができる。
第3図に示す実施例は、サーボ又は比例弁14′及び1
4″が互いに伝動結合され、ただ盲っの7s速サーボモ
ータI5により駆動可能な点で、m2図による尖細と相
違している。サーボ又は比例弁14’と14″との伝動
結合部は、一方の弁例えば14′の絞り抵抗が大きくな
ると、他方の弁例えば14″の絞り抵抗が減少するよう
に、構成されている。したがってこれらの弁14′と1
4″は互いに逆向きに伝動結合されている。
それに応じて、ピストン2の圧縮行程及び引張り行程に
おいて有効になる減衰係数の差を任意に変化することが
できる。
第4図にa鮎釣に示す自動車は、前惨2+、22及び後
〜23.24を持っている。それぞれの7j71−b架
装置の各車イ921〜24には、はね塁P25、第4図
の例ではコイルばねが行為している。これらのはね素子
25は、それぞれの市4−21〜24又は前車軸及び後
車軸の端部上に、図示しない車体を支持している。
各ばね素子25には液圧入れ子式fl s7 ’/d 
26が並列aI!続されている。これらのm量器26は
m1図、第2閃又は第3図のように構成されて、はね素
子25と同様に車体と車輪又はその車輪細架部とのaに
設けられている。更に各車輪2Iへ24には行程センサ
27が付属し、その信号が車体に対する車輪のそのつど
の行程位置を現わす。行程センサ27は制御装置28の
久方側に接続され、この制W装置の出方側は緩衝器26
又はそのサーボモータ15.15’又は15”  (第
1図ないし第3図)に接続され、固ち緩衝器26の減衰
係数が行程センサ27の信号に関係して制御装置28に
より変化される。
第4図に示す懸架装置は次のように動作する。
車道の凹凸のため、車4921〜24は車体に対して高
周波数の行程m動を行なう。この運動の周波数は典型的
には1oIIzの範囲にある。車輪21〜24のこの運
動は非常に短行程である。
史に車道のもつと大きい凹凸及び例えば横風等のような
その他の外乱のため、車体が!XIs型的にはl1iz
のmynにある低周波数の比較的長行程の運動を行なう
制御装置11128は行程センサ27の信号から時間的
平均値を形成して、低いN波数を持つ一般に長行程の車
体連動の性質を求める。
すべての行程センサ2フの信号の時間的平均値を求める
ことによって、車1i12f〜24又は車輪21〜24
の中16を含む面に対して車体がどの程度上方又は下方
へ行程運動を行なうかがむかる。&!1衝器量器の減衰
係数の変化によりこれらの行程連動を抑制御ることがで
きる。そのIEiM衰係数が大きいほど、低い周波数の
行程運動が速く減衰する。
更に緩m器26により、行程連動に対して逆向きの付加
的な力が発生される。1aJち本発明による!!l衝器
量器では、圧縮行程及び引張り行程に対して減衰係数の
差が変化される。車$21〜24の不断の高周波数で短
行程の行程運動のため、車輪と車体との間に付加的な力
が作用し、その程度は減衰係数の差の大きさに関係し、
その方向は圧縮行程の減衰係数が引張り行程の減衰係数
より大きいか小さいかに関係している。
従って原理的に、緩TofiZ6の過当な設定により、
車体のそのつどの行程運動を抑制御る付加力を発生する
ことができる。
更に制御装置28は、前輪21及び22にある行程セン
サ27の信号の時間的平均値と、後輪23及U24にあ
る行程センサ27の信号の時間的平均値とを常に求める
。これら両平均値の差の程度は、車@21及び24の中
、rfiを含む面に対する車体のそのつどのピッチ角1
6を表わす。こうして制御装ai128は、車体がピッ
チ連動を行なうか否か、又はそのつどのピッチ運動がど
んな方向を持つかをaaすることができる。
さて於理的には、m衝器26の減衰係数を高めることに
よって、ピッチ運動を強く抑制御ることが可能である。
それに加えて又はその代りに、前輪21及び22の緩衝
器26に、圧縮行程及び引張り行程の際後〜23及び2
4の緩?#器26におけるのとは異なる減衰係数の差を
設定することによっても、ピッチ連動を抑制御ることが
できる。車輪2!〜24の不断の高Ji!I波数はずみ
運動のため、このような異なる設定の差により、前11
421及び22と車体との間及び後輪23及び24と車
体との−に、実なる付加的な力が作用する。これは、付
加的な力が車両横軸線のまわりのモーメントを車体へ及
ばすことと同じである。今やII!?#n26の適当な
設定により、このモーメントで車両のそのつどのピッチ
連動を抑制御ることができる。
更に制御装置11t28は、右側の車輪2I及び23の
行程センサ27の信号のそのつどの時間的平均値と左側
の車輪22及び24の行程センサ27の信号の時間的平
均値とを求める。これら平均餉の差は、車輪中心を含む
血に対する車体のそのつどのロール角の程度である。な
おこの差を常に求めることによって、j!ilIl1g
Ml1128はどの方向に車体のロールaiOが生ずる
かを僻認することができる 今やピッチ運動と1iiya的に同じようにロール1t
I111Iを抑制御ることができる。a1器26の減衰
係数を高めることによって、ロール運動を急に減衰せる
ことが可能である。それに加えて又はその代りに、右側
の車輪21及び23の緩衝器26に、緩ll!I器26
の圧縮行程及び引張り行程に対して、左側の車1a 2
3 &び24にお&プるのとは嚢なる減衰係数差を設定
することも可能である。
従って車$21〜24の不断の高層rg!数はすみ運動
に基いて、車両軸線のまわりのモーメントを車体へ及ぼ
す付加的な力を発生する。その時縫量器26の適当な制
御によって、このモーメントによりそのつどのロール連
動を抑制して、このロール運動を特に急速に減衰させる
ことができる。
要約すれば、本発明による装置では、l1Ik1111
器26のに衰係数の程度だけが可変でないことがわかる
。即ち各緩Wb器26において、それぞれの緩衝fi2
6の圧縮行程及び引張り行程に対する減衰係数の差も変
化されて、車両の車体に対するそれぞれの車軸の高周波
数はすみ運動を、車体1こ作用して1%11111の際
望ましくない車体連動を抑制御る付加的力の発生に利用
する。
上述したallyf126は垂直な位置においてのみ動
作可能で、一般にピストン棒3が車体に結合され、シリ
ンダl及び8が車両の車軸体に結合されている。
サーボモータ+5又は井目、14′及び14″は、基準
面及び所定の目標位置に対する車体の実際位置を定める
のを可能にする制御装置により掻作される。例えば車体
の加速度を求め、続いて位置座標を求めるため加速度の
lII定値の二重積分を行なうことによって、車体の位
置を求めることができる。それに加えて又はその代りに
、適当なセンサにより、車体と$IGとの聞閑を求めて
、基準面例えば車輪の中心又は接地点を含む面に対する
小体の位置又はピッチ角又はロール角を求めることがで
きる。しかし原理的には、位置を別のやり方でも求める
ことができる。
本発明は特に乗合自動車、53合によっては貨物自粛型
にも有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は圧縮行程及び引張り行程の減衰係数の差を設定
又は変化可能な液圧入れ子穴緩衝器の第1実施例のaa
wS構成図、第2図はこのような入れ子穴緩衝器の別の
実施例の構成図、第3図は入れ子穴緩衝器の更に別の実
施例の構成図、第4図は本発明による軸架装置全体のJ
i!ll成図である。 2N〜24・・・車軸、26・・・入れ子穴緩衝器、2
8・・・制御1釦迦。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 車両の位置に影響を与えるため車輪毎に互いに無関
    係に変化可能な支持力を生ずるものにおいて、車輪(2
    1〜24)に付属する緩衝器(26)において引張り段
    階及び圧縮段階における減衰係数の差を車輪毎に制御す
    ることによつて、支持力が変化されることを特徴とする
    、車両用懸架装置。 2 緩衝器(26)に付属して車体の位置又はピッチ角
    又はロール角を記載する制御装置 (28)が、前輪(21、22)と後輪(23、24)
    との行程位置の時間的平均値の差、又は車両の一方の側
    における車輪(21、23)と車両の他方の側における
    車輪(22、24)との行程位置の平均値の差を求める
    ことによつて、ロール角又はピッチ角の程度を求めるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の懸架装置。 3 シリンダ(1)及びその中に移動可能に案内されて
    シリンダ(1)を区分するピストン(2)とを持つ複動
    液圧入れ子式緩衝器を備え、このピストンが、一方の側
    に設けられるピストン棒(3)と、シリンダ(1)のピ
    ストン棒側にある一方の空間(4)をピストン(2)の
    他方の側にあるシリンダ(1)の他方の空間(5)に接
    続する管路(6)とを持ち、この接続管路に逆止弁装置
    (7)が設けられて、大体において他方の空間(5)か
    ら一方の空間(4)への流れのみを可能にし、液だめ(
    9)が制御可能なサーボ又は比例弁装置(14)を介し
    て一方の空間(4)に接続され、また大体において液だ
    め(9)から他方の空間(5)への流れのみを可能にす
    る別の逆止弁装置を介して他方の空間(5)に接続され
    ていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の懸架
    装置。 4 サーボ又は比例弁装置(14)が2つの位置の間で
    切換え可能な切換え弁装置(16)により制御される2
    つの並列管路分枝(13′、13″)を持ち、これらの
    位置で一方又は他方の管路分枝(13′、13″)が閉
    じられ、他方又は一方の管路分枝(13″、13′)が
    開かれることを特徴とする、請求項3に記載の懸架装置
    。 5 切換え弁装置(16)がピストン状スプール(17
    )を持ち、このスプールが一方のシリンダ空間(4)内
    の圧力により一方の位置の方へ、また他方のシリンダ空
    間(5)内の圧力により他方の位置の方へ作用を受ける
    ことを特徴とする、請求項4に記載の懸架装置。 6 サーボ又は比例弁装置(14)が、2つの管路分枝
    (13′、13″)に付属して互いに無関係に制御可能
    な弁(14′、14″)を持つていることを特徴とする
    、請求項4又は5に記載の懸架装置。 7 サーボ又は比例弁装置(14)が互いに伝動結合さ
    れる弁(14′、14″)を持ち、一方の管路分枝(1
    3′)用の弁(14′)の流れ抵抗が年少すると、他方
    の管路分枝(13″)用の弁(14″)の流れ抵抗が増
    大するようになつていることを特徴とする、請求項4又
    は5に記載の懸架装置。
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