JPH0218109A - 車両用サスペンションの制御方法 - Google Patents

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の減衰力を車両の走行状態に応
じて可変的に調節する車両用サスペンションの制御方法
に関する。

〔従来の技術〕

自動車や自動２輪車等の車両のサスペンション（緩衝器
付き懸架装置）に要求される減衰力特性は走行状態によ
って種々に変動する。

車速の低速領域では減衰力を比較的小さな値にして乗心
地を良好にし、高速領域では減衰力を高めてバウンシン
グをなくすことが要求される。

また、サスペンションの伸びきりや底突きを防ぐために
最伸長および最圧縮に近づくと減衰力を高めることが行
われており、さらに、加速時の後輪側の沈み込み（スク
オツト）または減速時の前輪側の沈み込み（ノーズダイ
ブ）を防ぐためにそれぞれの運転時に後輪または前輪の
減衰力を高めることが行われている。

このようなサスペンションの制御方法は例えば特開昭６
２−１５２９１１号に記載されている。

〔発明が解決しようとする技術課題〕

しかしながら従来の車両用サスペンションの制御方法に
あっては、車両の加減速度またはサスペンションのスト
ローク位置が実際に設定値に達したことを検知してから
減衰力を所定の値に調整していたので、車両の姿勢変化
と減衰力の制御との間に時間差が生じることになり、特
に急加減速時には必ずしも十分な効果が得られなかった
。

本発明はこのような従来技術に鑑みなされたものであり
、サスペンションの作動速度を検知して予測制御を行う
ことにより応答性にすぐれた減衰力調整を行いうる車両
用のサスペンションの制御方法を提供することを目的と
する。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、ストロークの移動方向および移動速度を検出
し、移動速度が大きい時その方向の減衰力を増大させる
車両用サスペンションの制御方法によって上記目的を達
成するものである。

この場合、ストロークの移動方向および移動速度の検出
手段としてロータリーエンコーダーを使用し、各移動方
向において移動速度または中立位置からの移動量が設定
値を越えたとき、減衰力調節手段を駆動して減衰力を増
大させる制御方法を採用すれば、時々刻々変化する走行
状態を迅速かつ適確に検出することが可能となり、より
きめ細かな減衰力の制御を行うことができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第２図は本発明を実施するのに好適な自動２輪車の概略
構成を示す模式的左側面図である。

第２図において、車体フレーム１の前上端に軸支された
フロントフォーク２の下端部に前輪３が取付けられ、車
体フレーム１の後部にはりャークッション４で支持され
たスイングアーム５を介して後輪６が取付けられている
。

車体フレーム１の中央部には後輪６を駆動するエンジン
７が搭載され、該車体フレーム１の上部には前から燃料
タンク８およびシート９が取付けられている。

また、前記フロントフォーク２の上端にはバーハンドル
ＩＯが固定されている。

運転者は、シート９に跨がるとともにハンドル１０を握
り、両足を車体フレーム１の両側下部に取付けたフート
レスト１１に載せて操縦する。

前記フロントフォーク２は前輪（操向輪）３を懸架する
サスペンションを構成し、前記リヤークツション４は後
輪（駆動輪）６を懸架するサスペンションを構成するも
のである。

フロントフォーク２は、テレスコピック型フォークであ
り、車体フレーム１に操向可能に取付けられる左右のイ
ンナーチューブと各インナーチューブに嵌合されたアウ
ターチューブとの間に圧縮スプリングおよび油圧減衰力
発生手段（図示せず）を取付けて構成されている。

一方、リヤークツション４は、ピストンロンドと油圧シ
リンダを備え、上下のブラケット間に圧縮スプリングを
嵌挿するとともに前記ピストンに油圧減衰力発生手段（
図示せず）を設けた構成になっている。

然して、本発明の車両用サスペンション２．４の制御方
法によれば、ストロークすなわちばね上およびばね下問
の伸縮動作の移動方向および移動速度を検出し、移動速
度が大きい時その方向の減衰力を増大させるよう制御さ
れ、さらに具体的には、ロータリーエンコーダーでスト
ロークの移動方向および移動速度を検出し、各移動方向
において移動速度または中立位置からの移動量が設定値
を越えるとき減衰力調節手段を駆動して減衰力を増大さ
せるよう制御される。

第３図は上記車両用サスペンションの制御方法における
ロータリーエンコーダーを用いたストロークの移動方向
および移動速度の検出手段を例示する図である。

第３図はフロントフォーク２にロータリーエンコーダー
１５を装着する場合を示す。

第３図において、インナーチューブ１６の表面に軸方向
に延びるラックギヤ１７が設けられ、アウターチューブ
１８には該ランクギヤ１７に噛み合うピニオン１９によ
ってストローク時に回転駆動されるロータリーエンコー
ダー１５が取付けられている。

第４図はロータリーエンコーダーＩ５のロータリーディ
スク２１を示す。

ロータリーエンコーダー１５は光電変換によってストロ
ークの移動方向（ロータリーディスク２ｌの回転方向）
およびストロークの移動速度を検出するものであり、第
４図に°示すごとく、ロータリーディスク２１にはＡパ
ルス発生用のスリット群２２とＢパルス発生用のスリッ
ト群２３が膨圧され、２組の光電素子によってＡパルス
信号およびＢパルス信号を発生させ、これらのパルス信
号に基づいてストロークの移動方向および移動速度が演
算される。

第５図は第４図中のＡパルス用人リット群２２およびＢ
パルス用人リット群２３の配置で決まるロータリーエン
コーダー１５からのＡパルスおよびＢパルスの波形を示
し、第５図の（Ａ）は正転時（圧縮ストローク時）の波
形を、第５図の（Ｂ）は逆転時（伸長ストローク時）の
波形をそれぞれ示す。

図示の例では、第５図の（Ａ）の正転時にはＢパルスが
立ち上がる時ＡパルスがＨレベルにあり、第５図の（Ｂ
）の逆転時にはＢパルスが立ち上がる時ＡパルスがＬレ
ベルにあり、このような位相差によってストロークの移
動方向を判別するととができ、単位時間当たりのパルス
数によってストロークの移動速度を演算することができ
、一方向のパルス数の合計からストローク位置（例えば
中立位置からの移動量）を求めることができる。

第６図は本発明による車両用サスペンションの制御方法
を実施するのに好適な制御系のブロック図である。

第６図において、ロータリーエンコーダ−１５からＡパ
ルスおよびＢパルスは検出信号としてカウンタ回路２６
へ伝送される。このカウンタ回路２６は、ストローク移
動方向が変わると減算するアップダウン型式のものであ
り、正転、逆転を判断してカウンタ値を加算、減算し、
その積算カウンタ値によってサスペンションの移動量す
なわち中立位置からのストローク量を表すものである。

前記カウンタ回路２６の積算値は一定周期ごとにＭＰＵ
　（制御部）２７に読み込まれ、前回読み込んだデータ
との差をとってサスペンションの移動速度を表すもので
ある。

前記カウンタ回路２６はＭＰＵ２７からのリセット信号
２８によってリセットされる。

また、前記ＭＰＵ２７にはＲＡＭ２９、ＲＯＭ３１タイ
マー３２等が併設されている。

前記ＭＰＵ２７は、前記ロータリーエンコーダー１５か
らの検出信号に基づいて読み込んだストロークの移動方
向および移動速度に係わるデータを演算処理し、所定の
プログラムに基づいて駆動回路３３を介して電磁減衰弁
３４を駆動する。

この電磁減衰弁３４は、ストロークの各方向に対する減
衰力を段階的または無段階的に調節するものであり、ソ
レノイドあるいはモータなどによってオリフィス径また
は開弁操作力を調節することにより減衰力を例えば大、
中、小に切換え制御するように動作する。

第７図は前記リヤークツション４に内蔵されたサスペン
ションの減衰力調節手段４０の構造を例示する部分縦断
面図である。

第７図において、シリンダ４１の内径面にはロッド４２
の先端に取付けたピストン４３が摺動自在に嵌挿されて
おり、ピストン４３には該ピストン４３の両側の室の間
を往来する作動油の流れを制御するノンリターンバルブ
４４およびリーフバルブ４５から成るメインバルブ部が
設けられている。

減衰力調節手段４０は電磁コイル４６の電磁力によって
、吸着される伸び側バイロフトバルブ４７および圧縮側
パイロットバルブ４８で構成されている。

前記各パイロットバルブ４７．４８は、リーフスプリン
グ４９．５１を撓ませながらバルブシート５２．５３か
ら離れて作動油通路を形成する開弁力調節型のバルブに
なっている。

こうして、前記電磁コイル４６のコイル電流の大きさに
より、該電磁コイル４６の前後に配列した伸び側および
圧縮側のパイロットバルブ４７．４８に働く電磁吸引力
を同時に制御することにより、伸び側および圧縮側の減
衰力を例えば強、中、弱の３段階に調整する減衰力調節
手段４０が構成されている。

減衰力の調整は例えば圧倒作動時には圧側バイロフトバ
ブル４８を介する作動油の通路５５において、電磁コイ
ル４６への励磁電流を増すことにより、圧倒パイロット
バブル４８の圧倒のバブルシート５３への電磁吸着力が
増大し、開弁するときの要求圧力が増大するようになっ
ている。

この電磁電流は後述する制御方法によって決定する減衰
力に比例して増減し、これによって減衰力を例えば強、
中、弱の３段階に設定できるようになっている。

なお、第７図中の番号５４は電磁コイル４６に通電する
ための配線コードを示す。

以上説明した装置を用いて本発明の減衰力制御方法を実
施する態様の一例を以下に説明する。

まず、通常走行時の基本的な減衰特性は乗心地を考慮し
て弱に設定しておき、ロータリーエンコーダー１５を用
いて検出したストロークの変位量と変位速度をパラメー
タとして減衰力の制御が行われる。

この場合、通常走行状態のストローク位置を中立位置と
して記憶し、ストロークの変位速度の値に応じて減衰力
を次のように制御する。なお、前記中立位置は一定期間
のストロークの両方向変位の平均値から求めることがで
き、運転者や積載物の重量などに応じてその都度設定す
ることができる。

（ｉ）ストローク変位速度が小さい時：ストローク変位
量が一定値以下の範囲内であれば定常走行時と判定し、
減衰力を弱（して乗心地を良好に保つ。一方、ストロー
ク変位量が大きい時はノーズダイブ、スクオツトまたは
コーナリング時と判定し、ストローク変位量が大きい時
に減衰力を高めて（中程度）にして突き上げや底突きの
ない特性を与える。

（ｉｉ）ストローク変位速度が大きい時：中立位置の近
傍であっても移動速度が大きい時はサスペンションに突
き上げまたは底突きが生じると判断し、伸びおよび圧縮
の一往復動作でショックを逃がした後バウンシングを抑
える程度まで減衰力を高めて（中程度）サスペンション
の動きを速やかに収束させる。

（ｉｉｉ　）ストローク変位速度が非常に大きい時：過
大な突き上げまたは底突きが生じるものと判断し、即座
に減衰力を強めに調整して底突きなどが生じることを防
止する。

すなわち、本発明によるサスペンション制御方法によれ
ば、サスペンションの作動量（変位量）、作動方向およ
び加減速度によって車両の運転状況を検出し、それに応
じた減衰力を適格な時間に得ることである。

例えば、大型のツアラー用自動２輪車等で乗心地を重視
して減衰力を弱めに設定した場合、路面の突き上げによ
るシロツクは弱めることができるが、突き上げ後のバウ
ンシングにより乗心地が低下することがある。このよう
な場合には、サスペンションの作動加速度により突き上
げを感知し、突き上げ動作後に減衰力を一時的に高める
ことでバウンシングを速やかに収束させることができる
。

一般に、サスペンションの作動加速度は、突き上げ時に
は大きく、ノーズダイブ時やコーナーリング時には小さ
いので、前述のような減衰力制御によって車両の姿勢お
よびクツション特性を良好に維持することができる。

また、サスペンションの作動方向によって減衰力に差を
付けることも可能である。

第１図の（Ａ）は本発明による車両用サスペンションの
制御方法を実施する際の動作を例示するフローチャート
であり、第１図の（Ｂ）はサスペンションの中立位置を
設定する通常処理ルーチンを示すフローチャートである
。

第１図の（Ａ）において、ステップ１００で第１図の（
Ｂ）の通常処理中からのインターバルタイマー３２　（
第６図）による割り込みを受付けた後、ステップ１０１
でカウンタ回路２６（第６図）のカウンタデータを読み
込み、ステップ１０２でタイマーＢがＯであるか否かを
判別する。

ここで、タイマーＢは、過大な突き上げが生じた時に一
定時間減衰力を強に保つ時間を設定するためのものであ
る。

ステップ１０２でタイマーＢがＯでない場合は、ステッ
プ２００へ進んで第１図の（Ｂ）に示す通常処理に復帰
する。

ステップ１０２でタイマーＢが０である時は、ステップ
１０３へ進んでストロークの移動方向が圧縮側であるか
伸長時であるかを検出する。

圧縮側であればステップ１０４へ進んでサスペンション
の作動速度（ストロークの移動速度）Ｎが設定速度Ｎ１
より大きいが否かを判別する。この設定速度Ｎｌは通常
の弱い減衰力では突き上げを生じて乗心地が低下する速
度に決められる。

ステップ１０４でストロークの移動速度Ｎが前記設定速
度Ｎ１より大きい場合は、ステップｌＯ５へ進んでスト
ロークの移動速度Ｎがさらに高い設定速度Ｎ２より大き
いか否かを判別する。この設定速度Ｎ２は、底づきによ
って過大な突き上げがすぐに発生するような高い速度に
決められる。

移動速度Ｎが設定速度Ｎ２より大きい時は、ステップ１
０６へ進んで前記タイマーＢによって減衰力を強に保つ
時間をセットした後、ステップ１０７で減衰力を通常の
弱から強へ調節する。

ステップ１０７でセットされた時間減衰力を強に保持し
た後ステップ２００へ進んで第１図の（Ｂ）の通常処理
に復帰させる。

ステップ１０５でストロークの移動速度Ｎが設定速度Ｎ
２より小さい時すなわちＮ２≧Ｎ≧Ｎ１である時は、ス
テップ１０８へ進んで突き上げ処理フラグ（ＪＯＢ−Ａ
のフラグ）を１（Ｈｉレベル）にセットした後、ステッ
プ２００へ進んで通常処理に復帰する。

ステップ１０４でストロークの移動速度が小さくＮＵＮ
ｌであるときはステップ１０９へ進んでストロークの中
立１位置からの移動量が大きいか否かを判別し、設定値
より大きい場合はステップ１１０へ進んで減衰力を弱か
ら中程度の強さまで高める調節を行った後、ステップ２
００の通常処理へ復帰させる。

ステップ、１０９で中立位置からの移動量が設定値より
小さい場合はステップ１１１へ進んでタイマーＡが０で
あるか否かを判別する。

ここで、タイマーＡは、ストロークの移動速度ＮがＮｌ
とＮ２との間にあり、１ストロ一ク作動後にカウントを
開始し減衰力を中に保つ時間を決めるためのものである
。

ステップ１１１でタイマーＡが０の場合は、ステップ１
１２へ進んで減衰力を弱に調節した後、ステップ２００
へ進んで第１図の（Ｂ）の通常処理へ復帰させる。

ステップ１１１でタイマーＡが０でない場合は、直接ス
テップ２００へ進んで通常処理へ復帰させる。

前述のステップ１０３でストロークの移動方向が伸長方
向である場合は、ステップ１１３へ進んで突き上げ処理
のフラグ（ＪＯＢ−Ａのフラグ）が１（Ｈｉレベル）で
あるか否かを判別し、ｌであれば、ステップ１１４へ進
んで１ストロ一ク作動したか否かを判別する。

ステップ１１４で１ストロ一ク作動したと判定されると
、ステップ１１５へ進んで突き上げ処理のフラグを降ろ
し、ステップ１１６でタイマーＡをセットし、ステップ
１１７で減衰力を中程度の強さに調節した後前述のステ
ップ１０９へ進んでストロークの移動量が大きいか否か
を判別する。

前述のステップ１１４で１ストロークの作動が終了して
ない場合は、直接ステップ１０９へ進んで移動量が大き
いか否かを判別し、前述のステップ１ｌＯ１１１１，１
１２，２００の各動作を実行する。

また、前述のステップ１１３で突き上げ処理のフラグが
降りていると判定された場合も、直接ステップ１０９へ
進んで移動量が多いか否かを判別し、前述のステップ１
１０．１１１．１１２．２００の各動作を実行する。

ステップ２００での通常処理は、第１図の（Ｂ）に示す
ごとく、ステップ２０１で減衰力が弱いか否かを判別し
、弱い場合はステップ２０２へ進んで突き上げ処理フラ
グが１であるか０であるかを判別し、突き上げ処理（Ｊ
ＯＢ−Ａ）のフラグが降りているか否かを判別し、突き
上げ処理のフラグが降りていればステップ２０３へ進ん
でサスペンションのストローク中立位置を設定する。

この中立位置設定は、減衰力が弱い値に調節されかつ突
き上げ処理フラグが降りている間、すなわち通常のスト
ローク作動時に行われるよう構成されている。この場合
、ストロークの中立位置は、運転者の重量や積載荷物の
重量などで変化するものであり、通常走行時のサスペン
ションの作動状況から決められるものである。

以上説明した実施例によれば、ロータリーエンコーダー
１５によってサスペンションの移動速度および移動方向
を常に検知し、その検知データに基づいて突き上げまた
は底突きの有無を判別しながら減衰力の予測制御を行う
ので、従来の位置制御に比べ、応答速度を高めて適格な
減衰力制御を実施することができた。

また、移動方向および移動速度の検出手段としてロータ
リーエンコーダー１５を使用するので、簡単な装置構成
によって正確かつきめ細かいストローク動作の検出を行
うことができ、したがって、減衰力の制御を正確にかつ
きめ細か〈実施することができた。

なお、以上の説明では便宜上減衰力の調整を強、中、弱
の３段階としたが、これはさらに細かく設定することも
可能である。

また、本発明によるサスペンションの制御方法は、自動
２輪車および自動車などの車両の前輪または後輪に使用
されるサスペンションであれば種々の型式のものに広く
適用可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明のサスペンショ
ンの制御方法（請求項１）によれば、ストロークの移動
方向および移動速度を検出し、移動速度が大きい時その
方向の減衰力を増大させるので、サスペンションの作動
速度に基づいて減衰力の予測制御を実施することができ
、応答性にすぐれた減衰力調節を行うことが可能になる
。

また、本発明（請求項２）によれば、ロータリーエンコ
ーダーでストロークの移動方向および移動速度を検出し
、各移動方向において移動速度または中立位置からの移
動量が設定値を越えたとき、減衰力調節手段を駆動して
減衰力を増大させるので、応答性にすぐれた減衰力制御
を実施できる他、通常走行時の減衰力を低い値に設定し
ても突き上げや底づきをなくすことができ、乗心地にす
ぐれた車両用サスペンションを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車両用サスペンションの制御方法
の動作手順を示すフローチャート、第２図は本発明を実
施したサスペンションを使用するのに好適な自動２輪車
の左側面図、第３図はサスペンションの動作を検出する
ロータリーエンコーダーの使用状態を示す部分側面図、
第４図は第３図のロータリーエンコーダーのディスクを
示す平面図、第５図は第３図のロータリーエンコーダー
の出力パルス波形を示すグラフ、第６図は第１図のサス
ペンションの制御方法を実施するのに好適な制御系のブ
ロック図、第７図は本発明の実施に使用される減衰力調
節手段を例示する縦断面図である。 ２　　　フロントフォーク（サスペンション）、１５　
　　ロータリーエンコーダー、２１０−タリーデイスク
、２２−−−−−−−−−−−スリット群（Ａパルス用
）　、２３−−−−一・−・−スリット群（Ｂパルス用
）、２６　　　・カウンタ回路、２７・−・−・ＭＰＵ
（制御部）、４０−・・・−・−・−減衰力調節手段、
４６・−・・・・・・・電磁コイル、４７．４８　　　
　パイロットバルブ（減衰力調節部）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ストロークの移動方向および移動速度を検出し、
   移動速度が大きい時その方向の減衰力を増大させること
   を特徴とする車両用サスペンションの制御方法。
2. （２）ロータリーエンコーダーでストロークの移動方向
   および移動速度を検出し、各移動方向において、移動速
   度または中立位置からの移動量が設定値を越えたとき、
   減衰力調節手段を駆動して減衰力を増大させることを特
   徴とする車両用サスペンションの制御方法。