JPH0288318A - 車両用サスペンション及びサスペンション用マスダンパ - 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〕 この発明は、振動入力に対する減衰力を変更可能な車両
用サスペンション及び該サスペンションに用いて好適な
マスダンパに関する。

〔従来の技術〕

従来の車両用サスペンションとしては、例えば特開昭６
２−２５３５０７号公報記載のものが知られている。こ
のサスペンションは、車両の姿勢変化状態を表す情報と
して操舵角センサ及びバネ上・バネ下問のストロークセ
ンサの検出情報を入力し、操舵角速度が予め設定した基
準値以上の場合及び／又は１〜２　Ｈｚのバネ上共振が
予め設定した基準値以上の場合に、サスペンション特性
としての減衰定数を高めて０１としてバネ上を制振し、
それ以外の場合に減衰定数を所定値Ｃ！とじてバネ上共
振を抑制するように切換制御を行っている。

一般車両での減衰定数は、ＣＩ　＞Ｃ１に設定している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の車両用サスペンションにあっては、路
面状況及び運転状況を判断して減衰定数を切り換える構
成となっていたため、路面の細かな凹凸による比較的高
周波数の振動入力が定常的に加わる走行状態になると、
バネ上共振を抑えるために適度の減衰力を発生させる制
御を行わせる。

これにより、バネ上共振を抑制できるものの、車体側に
も振動を伝達させるので、バネ下振動による車体の振動
レベルも依然として高いまま放置されていた。

この発明は、このような従来技術の有する問題に着目し
てなされたもので、路面の細かな凹凸による比較的高周
波数の振動入力が定常的に加わるような運転状態になっ
ても、バネ上共振を的確に抑制し、同時にバネ下振動に
よる車体側の振動レベルを低減させて、乗心地の改善を
図ることを、その解決しようとする第１の課題としてい
る。

また、この発明は、上述した第１の課題を解決するため
に車両のバネ下に何らかの装置を配備する場合には、そ
の装置は常に路面からの砂、埃。

水分などを直接受は易いので、必然的にそれらの影響を
充分配慮ものでなければならないという第２の課題を内
包している。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の課題を解決するため、請求項１記載の発明は
、バネ下側に連結されたチューブと、このチューブ内を
移動するピストン及びバネ上側聞を連結するピストンロ
ンドとを有し、且つ、減衰力を変更可能なアクチュエー
タを備えた車両用サスペンションにおいて、前記アクチ
ュエータのチューブの外側に、該チューブに対し支持さ
れチューブ軸方向に移動可能であって、固有振動数をほ
ぼ車両のバネ上共振周波数と同値に設定したマスダンパ
を配設するとともに、車体の揺動状態を検出又は推定し
て該揺動がバネ上共振周波数域の振動入力に対応したも
のであるときには、前記アクチュエータによる減衰力を
バネ上制振に対応した所定値に設定し、且つ、前記揺動
がバネ上共振周波数域を越える振動入力に対応したもの
であるときには、前記アクチュエータによる減衰力を前
記所定値よりも小さい値に設定する減衰力制御手段を設
けている。

また、前記第２の課題を解決するため、請求項２記載の
発明は、ピストンロンドを車両のバネ上側に、チューブ
を車両のバネ下側に夫々連結して介挿させたショックア
ブソーバ、油圧シリンダ等のアクチュエータに付加する
マスダンパであって、前記チューブの外周面に摺動可能
に配置されたリング状の可動質量と、この可動質量を前
記チューブに対してチューブ軸方向に移動可能に支持し
且つ前記チューブの外周面を密封状態で覆う弾性を有す
る質量支持部とを備えている。

〔作用〕

この発明の請求項１記載の車両用サスペンションによれ
ば、路面の凹凸のよる比較的高い周波数であるバネ上共
振周波数域の振動入力が定常的に加わると、バネ下に配
備したマスダンパによりバネ上共振が抑制される。した
がって、アクチュエータの減衰力は、バネ上共振域以外
の振動に対しては、著しく小さい値で済むことになる。

いま、車両に対してバネ上共振周波数域の振動入力があ
り、車体が揺動すると、この揺動は減衰力制御手段によ
り検出又は推定され、減衰力がバネ上制振に応じて設定
された大きい値に制御される。これにより、車体の揺動
、即ちバネ上共振が抑制される。また、バネ上共振周波
数域以上の振動入力があった場合、減衰力制御手段は減
衰力を小さい値に設定する。これにより、バネ上共振周
波数域を越えるほぼ全域で、路面側から車輪を介して車
体側に伝達される振動が著しく減少する。

バネ下共振域の振動は前述のようにマスダンパにより単
独に抑制されるから、この共振域での車体側への伝達振
動が減少する。

また、請求項２記載のサスペンション用マスダンパによ
れば、アクチュエータの揺動に伴って可動質量がチュー
ブ軸方向に移動し、振動を抑制する。その際、弾性体か
ら成る質量支持部材が可動質量の支持及びチューブの外
周部に対する密封構造とを兼ねているため、構成が簡単
になるとともに、路面からの砂、埃、水分等により可動
質量の摺動面の潤滑性が損なわれ、マスダンパの機能が
低下するということもなくなる。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。この実施例は、アクチュエータとして減衰力を変更
可能なショックアブソーバを用いた車両用サスペンショ
ンを示す。

まず、第１図において、ｌＯは車体側部材を、１２は車
輪を、１４は車輪側部材を、１６は車体側、車輪側部材
１０．１４間に介挿された車両用サスペンションを夫々
示す。同図では、１輪のサスペンション１６を示してい
るが、他の車輪においても同様の構成を採っている。

サスペンション１６は、入力する制御信号の値に応じて
減衰力を変更可能なショックアブソーバ１８及び車体を
支持するコイルスプリング２０と、ショックアブソーバ
１８のバネ下側に配備されたマスダンパ２２と、操舵角
センサ２４と、ストロークセンサ２６と、コントローラ
２８とを有して成る。この内、ショックアブソーバ１８
及びコイルスプリング２０は車体側、車輪側部材１０．
１４間に併設されている。

ショックアブソーバ１８は第２図に示すように下端側が
車輪側部材１４に連結されたチューブ１８ａを有し、こ
のチューブ１８ａにはピストン１８ｂにより閉塞された
ピストン上室ＬＩ＋　　ピストン下室Ｌ２が形成され、
また、チューブ１８ａ下部にはフリーピストン１８ｃに
より高圧ガス室り、が形成されている。また、ピストン
１８ｂは、ピストンロフト１８ｄにより車体側部材１０
に連結されている。ピストン上室Ｌｌ及びピストン下室
Ｌ！にはオイルが充填され、このオイルはピストン１８
ｂ内に設けられた細孔でなる伸び側、縮み側パルプを介
して相互に流通でき、減衰力を発生し得るようになって
いる。また、ピストン１８ｂには、ピストンロッド１８
ｄを介してコントローラ２８から与えられる制御信号Ｃ
８により、伸び側、縮み側パルプの通過断面積を等価的
に変更可能なオリフィスが形成されている。これにより
、本実施例では、減衰定数を高い（ハード）値Ｃ１か又
は低い（ソフト）値ｃｔ　　（＜Ｃ，）に切換可能にな
っている。

ここで、減衰定数０１はバネ上制振が可能な値に、減衰
定数０２は前述した従来技術のようなバネ上制振と車体
への振動伝達抑制との妥協点である減衰定数０２′より
も極力小さい適値に夫々設定している。

また、上記ショックアブソーバ１８の外側、つまりチュ
ーブ１８ａの軸方向外周面には、その全体を覆う形で前
記マスダンパ２２が第２図に示す如く取り付けられてい
る。これを詳述すると、マスダンパ２２は、チューブ１
８ａの外周面に摺動可能に配設されたリング状の可動質
１２２ａと、チューブ１８ａの上下端に固定金具２２ｂ
、２２ｂにより固着され外周面を密封状態で覆うととも
に、可動質量２２ａをチューブ軸方向に移動可能に支持
するウレタン製の弾性体２２ｃとを有して成る。この内
、各固定金具２２ｂ及び弾性体２２Ｃにより質量支持部
が構成されている。

本実施例では、マスダンパ２２の固有振動数は、車両の
バネ下共振周波数に合わせてあり、可動質量２２ａの重
さはバネ下質量の１）５〜１／７程度に設定してあり、
これにより、バネ上制振効果が得られるようになってい
る。また、弾性体２２Ｃの内部摩擦を大きく設定するこ
とにより、可動質１２２ａの減衰状態を臨界減衰に近い
適度なものに設定している。

また、前記操舵角センサ２４は、操舵系の所定に位置に
装備され、操舵角に応じた検出信号θをコントローラ２
８に供給し、一方、ストロークセンサ２６は、バネ上・
バネ下問に装備され、それら両者間の相対変位量に応じ
た検出信号Ｘをコントローラ２８に供給するようになっ
ている。

さらに、コントローラ２８は第３図に示すように、微分
回路２８ａ、比較判断回路２８ｂ、２８ｄ、バンドパス
フィルタ２８Ｃ９論理和回路２８ｅ、高減衰定数指令回
路２８ｆ、ホールド回路２８ｇ、論理積回路２８ｈ、低
減衰定数指令回路２８１とを少なくとも有している。

そして、微分回路２８ａは、入力する操舵角検出信号θ
を微分して操舵角速度信号ｔとし、これを比較判断回路
２８ｂに出力するとももに、バンドパスフィルタ２８Ｃ
は、入力するストローク検出信号Ｘの内、１〜２　Ｈｚ
のバネ上共振周波数成分を通過させて、この出力信号Ｘ
ｌｔを比較判断回路２８ｄに出力する。比較判断回路２
８ｂ、２８ｄは、各々、所定操舵角速度基準値Ａ、大ス
トローク準値Ｂに対して、ｌｄｌ＞Ａか否か、１ｘ１□
〉Ｂか否かを判断するもので、１θｌ＞Ａ及びＩＸ、！
ｌ＞Ｂの内の少なくとも一方が成立する場合は、これに
付勢されて論理和回路２８ｅから高減衰定数指令回路２
８ｆに命令が出される。これにより、高減衰定数指令回
路２８ｆは、良路走行時に常にソフトな減衰状態に戻し
ておくために設けられた、指令を所定Ｔ秒間だけホール
ドするホールド回路２８ｇを介して、予め設定した高減
衰定数０１に応じた制御信号Ｃ８をショックアブソーバ
１８のピストン１８ｂに供給する。一方、比較判断回路
２８ｂ、２８ｄにおいて、１６１≦Ａ且つｌｘ、□１≦
Ｂが判断された場合は、これに付勢されて論理積回路２
８ｄから低減衰定数指令回路２８ｉに命令が出され、該
回路２８ｉは予め設定した低減衰定数０２に応じた制御
信号ＣＳをショックアブソーバ１８に供給する。

本実施例では、操舵角センサ２４．ストロークセンサ２
６．コントローラ２８により減衰力制御手段が構成され
ている。

次に、本実施例の作用効果を説明する。

いま、操舵によって車体がロールしたり、大きな且つ滑
らかな凹凸を通過すること等により、比較的低周波数で
あるバネ上共振周波数（１〜２Ｈｚ）域の振動がサスペ
ンション１６に入力したとする。

このとき、操舵角センサ２４又はストロークセンサ２６
は、その運転状態又は走行状態に応じて検出信号θ又は
Ｘをコントローラ２８に出力する。

コントローラ２８は、前述の如くショックアブソーバ１
８に減衰定数の高い値Ｃ３の状態を指令するから、これ
によって高い減衰力が発生する。そこで、サスペンショ
ン１６に入力した振動の殆ど的確に吸収・抑制されて、
バネ上制振がなされる。

一方、上述したバネ上共振域以上の周波数の振動に対し
ては、コントローラ１８は前述の如く減衰定数の低い値
Ｃ！の状態を指令する。とくに、その振動が、路面の細
かな凹凸による比較的高い周波数のバネ上共振周波数（
５〜１０Ｈｚ）域の振動である場合は、マスダンパ２２
の固有振動数とバネ上共振周波数がほぼ一致するため、
バネ下共振の殆どがマスダンパ２２のみによって確実に
抑制される。したがって、バネ下共振による車体への振
動伝達が大幅に低減される（後述する第４図中の領域す
参照）。

これとあいまって、バネ上共振域以上の領域では、減衰
定数が低くなっている（＝Ｃｇ　）ことにより、第４図
中の実線図示の曲線の如く、路面から車体への伝達され
る振動も大幅に減少する。第４図中の破線図示の曲線は
、従来技術に係る特性を示し、バネ上制振用の減衰定数
を本実施例での値Ｃ２より高い値である、バネ上制振と
振動伝達抑制との妥協点での減衰定数Ｃｔ′に設置した
場合である。この従来曲線と比較すると、本実施例では
、バネ上共振周波数ｆ、域及びバネ下共振周波数ｒ８域
の間の領域（第４図中のＣ参照）、及び、バネ下共振周
波数ｆ□域を越えた領域（同図中のＣ参照）において、
妥協点０２′より小さく設定した減衰定数０２により、
車体側への振動伝達が格段に減少している０以上により
、バネ上共振域を越える全領域で振動伝達が従来に比べ
て著しく低減し、その分、乗心地が良くなる。

さらに本実施例のマスダンパ２２は、その摺動部、即ち
ショックアブソーバ１８の外周面が密封状態で覆われて
いるため、例えば特開昭５８−１５３８６９号で提案さ
れている如く、柱体にリング状質量を単にコイルスプリ
ングで支持した構成のものを適用した場合のように、外
部から砂、埃。

水分などが摺動部に入り込むことが無い、従って、マス
ダンパ２２の潤滑性が損なわれて、ダンパの機能が喪失
されるという事態も解消され、バネ下側に装備するもの
として好適である。

また、この特開昭５８−１５３８６９号公報記載の構成
を本実施例に適用した場合、コイルスプリングだけでは
減衰不足になり、リング状質量の振動が収束せず、プル
プルした感じが残るから、走行時のフィーリングが悪化
するという問題があった。しかし、本実施例によれば、
弾性体２２ｃに、可動質量２２ａを支持するバネ作用の
機能と、内部摩擦による減衰作用の機能とを持たせてい
るため、上述した走行時のプルプルした惑じが殆ど無く
なり、走行フィーリングが改善されるという利点も得ら
れる。

なお、前記実施例におけるマスダンパ２２はショックア
ブソーバＩ８の外周部に配設した場合を示したが、この
発明におけるマスダンパは、例えばバネ上、バネ下問に
介挿させ且つ走行状態などに応じて作動圧を制御可能な
油圧シリンダなどの流体圧シリンダのバネ下側であるチ
ューブ外周面に取り付けてもよく、これによっても、マ
スダンパとして前述と同様の作用効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この出願の請求項１記載の発
明に係る車両用サスペンションは、バネ下側にバネ上共
振を抑制可能なマスダンパを装備するとともに、バネ上
共振周波数域の振動入力に対しては、アクチュエータに
よる減衰力をバネ上制振に対応した所定値に設定し、且
つ、バネ上共振周波数域を越える振動人力に対しては、
アクチュエータによる減衰力を前記所定値よりも小さい
値に設定するようにしたため、バネ上共振を的確抑制し
て車体の揺動を防止でき、且つ、バネ上制振をマスダン
パにより単独に行わせるから、従来のようにバネ下側の
減衰定数をバネ上制振と車体への伝達振動抑制との妥協
点に設定しなければならない場合に比べて、バネ上共振
域を越える全帯域での減衰定数を極力小さい値に設定で
き、これがため、当該帯域において路面から車体に伝達
される振動を著しく減少させることができ、格段の乗心
地向上を図ることができる。

また、この出願の請求項２記載の発明に係るサスペンシ
ョン用マスダンパは、アクチュエータのバネ下側に連結
しているチューブ外周面に摺動可能に配置されたリング
状の可動質量と、この可動質量をチューブに対してチュ
ーブ軸方向に移動可能に支持し且つチューブの外周面を
密封状態で覆う弾性を有する質量支持部とを備えている
ため、質量支持部のバネ作用により可動質量を支持する
とともに、質量支持部の内部摩擦による減衰作用によっ
て可動質量の減衰振動を良くし、一方、マスダンパの摺
動部分に砂、埃、水分などが入り込むことを防止でき、
したがって、可動質量の良好な潤滑性が維持され、マス
ダンパの機能維持と耐久性向上が図られるという、バネ
下側の装備に好適なマスダンパとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はシ
ョックアブソーバ及びマスダンパの構成を一部破断して
示す側面図、第３図はコントローラの機能的構成を示す
ブロック図、第４図は本実施例における振動伝達特性の
従来例との比較を示すグラフである。 図中、１０は車体側部材、１４は車輪側部材、１６は車
両用サスペンション、１８はアクチュエータとしてのシ
ョックアブソーバ、１８ａはチューブ、１８ｂはピスト
ン、１８ｄはピストンロンド、２２はサスペンション用
マスダンパ、２２ａは可動質量、２・２ｂは固定金具、
２２ｃは弾性体、２４は操舵角センサ、２６はストロー
クセンサ、８コントローラである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バネ下側に連結されたチューブと、このチューブ
   内を移動するピストン及びバネ上側間を連結するピスト
   ンロッドとを有し、且つ、減衰力を変更可能なアクチュ
   エータを備えた車両用サスペンションにおいて、 前記アクチュエータのチューブの外側に、該チューブに
   対し支持されチューブ軸方向に移動可能であって、固有
   振動数をほぼ車両のバネ下共振周波数と同値に設定した
   マスダンパを配設するとともに、車体の揺動状態を検出
   又は推定して該揺動がバネ上共振周波数域の振動入力に
   対応したものであるときには、前記アクチュエータによ
   る減衰力をバネ上制振に対応した所定値に設定し、且つ
   、前記揺動がバネ上共振周波数域を越える振動入力に対
   応したものであるときには、前記アクチュエータによる
   減衰力を前記所定値よりも小さい値に設定する減衰力制
   御手段を設けたことを特徴とする車両用サスペンション
   。
2. （２）ピストンロッドを車両のバネ上側に、チューブを
   車両のバネ下側に夫々連結して介挿させたショックアブ
   ソーバ、油圧シリンダ等のアクチュエータに付加するマ
   スダンパであって、 前記チューブの外周面に摺動可能に配置されたリング状
   の可動質量と、この可動質量を前記チューブに対してチ
   ューブ軸方向に移動可能に支持し且つ前記チューブの外
   周面を密封状態で覆う弾性を有する質量支持部とを備え
   たことを特徴とするサスペンション用マスダンパ。