JPH0342319A - ショックアブソーバ - 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、車両用サスペンションに関し、特に、減衰力
の可変制御に関する。

（従来の技術） 従来の減衰力可変の車両用サスペンションとしては、例
えば、実開昭６３−１１２９１４号公報に記載されてい
るようなものが知られている。

この従来のサスペンションは、ばね上−ばね下間の相対
変位を検出し、その変位が中立位置から離間する方向の
変化である場合には減衰力を低減衰力（ソフト）とし、
中立位置に復帰する方向の変化である場合には高減衰力
（ハード）とすると共に、ばね上−ばね下間の相対変位
状態が、ショックアブソーバの切換時間よりも短い時間
でハード・ソフトの切換が必要な状況であるときには、
強制的にソフト状態とする構成となっていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の従来の車両用サスペンションにあ
っては、ハードとした際には、伸側・圧倒の両方をハー
ドとしていたため、以下に述べる問題があった。

低周波振動時において減衰力をハードとする状態である
時に、それと同時に路面の表面の細かな凹凸等により中
・高周波振動成分の入力が成された場合、低周波振動を
優先してハードとした場合には高周波振動成分のうちの
伸側成分も圧倒成分も車体に入力されて乗り心地を悪化
させる。

また、中・高周波成分に対する応答を優先させて、強制
的にソフトとした場合には、車体への振動入力は抑制さ
れるが、操縦安定性が悪化してしまう。

即ち、操縦安定性と乗り心地の両立が図れなかった。

本発明は、上述のような従来の問題に着目して成された
もので、低周波振動と中・高周波振動とが同時に入力さ
れる状態において操縦安定性と乗り心地の両立を図るこ
とのできる車両用サスペンションを提供することを目的
としている。

（課題を解決するための手段） 上述のような目的を達成するために１本発明の車両用サ
スペンションでは、本発明の基本構成を示すブロック図
である第１図に示すように、制御信号の入力により、伸
側減衰力及び圧倒減衰力を、それぞれ少なくとも低減衰
力と高減衰力とに変更可能なショックアブソーバ１と、
ばね上達度を計測するばね上速度計測手段２と、ばね上
・ばね下間の相対速度を計測する相対速度計測手段３と
、ばね上達度の符号と相対速度の符号との一致、不一致
を判定する符号判定手段４と、両符号が一致し、かつ、
相対速度の符号が正である時、伸側を高減衰力、圧側を
低減衰力にし、また、両符号が一致し、かつ、相対速度
の符号が負である時、伸側を低減衰力、圧倒を高減衰力
にする制御信号を出力し、一方、両符号が不一致である
時、伸側・圧側を共に低減衰力とする制御信号を出力す
る制御信号出力手段５とを設けた。

（作　用） 本発明の車両用サスペンションの作動を説明する。

制御信号出力手段には、ばね上速度計測手段で計測され
るばね上達度と、相対速度計測手段により計測される、
ばね上とばね下との間の相対速度と、符号判定手段にお
ける、ばね上達度の符号と相対速度の符号との一致、不
一致との判定結果が入力される。

そして、ばね上達度と相対速度の符号とが一致し、かつ
、相対速度が正である時には、ショックアブソーバの減
衰力が制振方向に働く状態であり、かつ、伸側行程であ
ると判断し、伸側を高減衰力、圧倒を低減衰力とする。

また、ばね上達度と相対速度の符号とが一致し、かつ、
相対速度が負である時には、ショックアブソーバの減衰
力が制振方向に働く状態であり、かつ、圧倒行程である
と判断し、伸側を低減衰力。

圧側を高減衰力とする。

このように、ばね上達度と相対速度の符号とが一致する
場合、ショックアブソーバの減衰力が制振方向に作用す
るもので、この場合、行程方向の減衰力を高減衰力とす
ることにより、車体に伝達される加振エネルギに対する
割振エネルギを大きくして、操縦安定性を向上させるこ
とができると共に、行程とは逆方向の減衰力を低減衰力
とすることにより、車体に伝達される逆行程側の中・高
周波成分の入力を吸収し、乗り心地を向上させることが
できるものである。

一方、ばね上達度と相対速度の符号とが不一致である時
には、ショックアブソーバの減衰力が加振方向に働く状
態であるので、伸側・圧側共に低減衰力とする。

従って、車体に伝達される加振エネルギを吸収して乗り
心地が向上する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成について説明する。

第２図は、本発明実施例のサスペンションの構成を示す
概略図であり、同図に示すように、このサスペンション
Ａは、車体Ｂと各車輪Ｗとの間に介装されたストラット
１０と、このストラットｌＯの基端に設けられた荷重セ
ンサ１１及び加速度センサ１２と、両センサ１１，１２
からの入力信号ｄ、ａに基づいて制御信号Ｓを出力する
コントローラ１３から構成されている。

尚、この第２図では、１つの車輪Ｗと、それに対応して
１組のストラット１０及び両センサ１１゜１２とを示し
ているが、この１組のストラット１０及び両センサ１１
，１２は、各車輪Ｗ毎に設けられている。

また、第２図中１４はマウントインシュレータである。

前記ストラット１０は、減衰力可変型のショックアブソ
ーバ２０と、スプリング３０を有しており、このショッ
クアブソーバ２０の構造を、第３図の要部断面図に基づ
いて簡単に説明する。

同図において、２１は円筒状のシリンダを示している。

このシリンダ２１は、内部に油等の流体が充填されると
共に、摺動自在に装填されたピストン２２により、内部
を上部室２３と下部室２４とに画成されている。

前記ピストン２２は、ピストンロッド２５の先端に取り
付けられ、このピストン２２の上面には圧側ディスク２
２ａが設けられると共に、下面側には伸側ディスクバル
ブ２２ｂが設けられている。

即ち、圧倒行程時には、圧側連通孔２２ｈから、内外の
満２２ｊ、２２ｋにおいてこの圧倒ディスクバルブ２２
ａを開弁する流体の流通が成され、減衰力が生じる。ま
た、伸行程時にも、同様に伸側連通孔２２ｒｒ＋から内
外の溝２２ｎ、２２ｐにおいて、この伸側ディスクバル
ブ２２ｂを開弁する流体の流通が成され、減衰力が生じ
る。

尚、２２ｃはリテーナ、２２ｄ、２２ｅはワッシャ、２
２ｆはスプリングシート、２２ｇはスプリングである。

また、前記ピストン２２及びピストン・ロッド２５には
、満２２ｊと満２２ｋを連通ずる圧側流路２２ｑが形成
されると共に（第４図参照）、また、溝２２ｎと溝２２
ｐとを連通する伸側流路２２ｒが形成されていて、その
途中に、調整子２６が設けられている。

この調整子２６は、円周方向に回転可能に設けられ、ま
た、図示のように、中空部２６ａを有した有底円筒形状
に形成され、さらに、圧側流路２２ｑに符合して、圧側
連通孔２６ｂが形成されると共に、伸側流路２２ｒに符
合して、伸側連通孔２６ｃが形成されている。

また、調整子２６及びピストンロッド２５のＶ−Ｖ断面
である第５図及びＶｌ　−Ｖｌ断面である第６図に示す
ように、圧側連通孔２６ｂは、それぞれが相互に６０°
ずれたα、β、γの３軸のうちのα軸とβ軸との２軸上
に形成され、一方、伸側連通孔２２ｃは、α軸とγ軸と
の２軸上に形成されている。

つまり、圧側流路２２ｑ及び伸側流路２２ｒを、圧側連
通孔２６ｂ及び伸側連通孔２６ｃにより、連通した場合
には低減衰力（以後ソフトという）になるし、両流路２
２ｑ、２２ｒを調整子２６で遮断した場合には高減衰力
（以後ハードという）となる。

従って、両流路２２ｑ、２２ｒに対して、調整子２６の
α軸を符合させた場合には、伸側・圧倒共に、ソフトと
なるし、β軸を符合させた場合は、圧制ソフト、伸側ハ
ードとなるし、また、γ軸を符合させた場合には、圧側
ハード、伸側ソフトとなる。

前記調整子２６の回転は、ピストンロッド２５の貫通孔
２５ａ内に設けられたコントロールロッド２７により成
されるもので、このコントロールロッド２７は、ピスト
ンロッド２５の上端部まで延在され、このピストンロッ
ド２５の車体取付部分に設けられたアクチュエータ２８
により回転力を与えられるようになっている（第２図参
照）。

前記荷重センサ１１は、ピストンロッド２５の車体Ｂへ
のマウント部分に共線めされ、歪み抵抗を有した構造に
よりピストンロッド２５のマウント部に入力される荷重
に対応した電気信号ｄを出力可能になっている。

即ち、この荷重センサ１１は、ばね上−ばね下間の相対
速度を計測する相対速度計測手段として設けられたもの
で、ショックアブソーバ２０が中立位置である時に得ら
れる所定荷重を基準値とし、検出荷重がこの基準値より
も高いか低いかにより相対速度が解るもので、つまり本
実施例の場合、相対速度が正となる伸側行程では、検出
荷重が基準値以上となり、一方、相対速度が負となる圧
側行程では、検出荷重が基準値未満となるようなマウン
ト構造となっている。

前記加速度センサ１２は、前記アクチュエータ２８内に
設けられ、ばね上であるピストンロッド２５の上端に作
用する上下方向加速度に応じた電気信号ａを出力する。

即ち、この加速度センサ１２が検出する加速度は、ばね
上達度の微分値であって、この加速度センサ１２は、ば
ね上速度計測手段として設けられている。尚、この加速
度センサ１２において、上方向の加速度が「正」の値と
して、また、下方向の加速度が「負」の値として得られ
る。

前記コントローラ１４は、請求の範囲の符号判定手段と
制御信号出力手段に対応するもので、荷重センサ１１及
び加速度センサ１２からの入力信号ｄ、ａに基づいて、
ショックアブソーバ２０を最適の減衰力とすべく、アク
チュエータ２８に制御信号Ｓを出力するもので、第７図
はその構造を示している。

即ち、コントローラ１３は、両センサ１１．１２から信
号ｄ、ａを入力するインタフェース回路１３ａ、入力さ
れたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路１３ｂ、入力信号及びメモリ回路１３ｃに記憶され
ている数値に基づき後述する演算や判定を行うＣＰＵ１
３ｄ、このＣＰＵ１３ｄの演算・判定結果に基づきアク
チュエータ２８に制御信号Ｓを出力する駆動回路１３ｅ
。

１３ｆとを備えている。

次に、このコントローラ１３の作動について第８図に示
すフローチャートに基づき説明する。

まず、ステップ１０１において、検出荷重り及び検出加
速度Ａの符号を「正」とする初期設定を行う。

次に、ステップ１０２及びステップ１０３では、前記Ａ
／Ｄ変換回路１３ｂにおいて、荷重りを示す入力信号ｄ
及び加速度Ａを示す入力信号ａのＡ／Ｄ変換を行う。

次に、ステップ１０４において、ばね上の加速度Ａが極
大かどうか判定する。即ち、この判定ステップ１０４及
び次の判定ステップ１０５は、ばね上の加速度Ａにより
ばね上達度の状態を判定するものであり、加速度Ａが極
大となってから次に極小となるまでの間では、ばね上達
度が「正」であると判定し、処理ステップ１０６におい
て加速度Ａの′符号を「正」とする処理を行う、一方、
加速度Ａが極小となってから次に極大となるまでの間は
、ばね上達度が「負」であると判定して、処理ステップ
１０７において加速度Ａの符号を「負」とする処理を行
う。

次に、ステップ１０８では荷重りが基準値以上であるか
どうか判定する。即ち、前述したように、この荷重りは
、相対速度を計測するために入力しており、この荷重り
が、基準値以上である場合は、相対速度が正となる伸側
行程が成されている状態であり、ステップ１０９におい
て荷重りの符号を「正」とする。

一方、この荷重りが基準値未満である場合は、相対速度
が負となる圧側行程が成されている状態であり、ステッ
プ１１０において荷重の符号を「負」とする。

次に、ステップ１１１では、加速度Ａと荷重りの符号が
一致しているかどうかを判定するための前ステップとし
て、加速度Ａと荷重りとを掛は合せる演算を行う。即ち
、両符号が一致していれば、乗算した値Ｃは「正」とな
り、不一致であれば、その値Ｃは「負」となる。

そして、続く判定ステップ１１２において、この演算値
Ｃが正であるかどうかを判定し、「正」（ＹＥＳ）であ
る場合には、次の判定ステップｌ１３に進み、荷重が「
正」であるかどうかを判定し、「正Ｊ　　（ＹＥＳ）で
あれば、ステップ１１４に進み、ショックアブソーバ２
０の減衰力特性を伸側をハード、圧側をソフトとすべく
モータアクチュエータ２８に制御信号Ｓを出力する。

即ち、圧側流路２２ｑ及び伸側流路２２ｒに対し第５．
６図に示す調整子２６のβ軸を符合させ、圧側流路２２
ｑを流通する状態とする一方、伸側流路２２ｒを遮断す
る状態に調整子２６を回動させる。

また、荷重が「正」でない（Ｎｏの）場合ステップ１１
５に進み、ショックアブソーバ２０の減衰力特性を、圧
側をハード、伸側をソフトとすべくモータアクチュエー
タ２８に制御信号Ｓを出力する。

即ち、圧倒流路２２ｑ及び伸側流路２２ｒに対し調整子
２６のγ軸〔第５．６図）を符合させて、圧側流路２２
ｑを遮断する一方、伸側流路２２ｒを伸側連通孔２６ｃ
により連通ずる状態に調整子２６を回転させる。

一方、前記ステップ１１２においてＮｏと判定した場合
には、ステップ１１６に進み、圧側・伸側を共にソフト
とすべく制御信号Ｓを出力する。

即ち、圧側流路２２ｑ及び伸側流路２２ｒに対し調整子
２６のα軸（第５．６図）を符合させて、圧側流路２２
ｑと伸側流路２２ｒの両方を連通状態に調整子２６を回
転させる。

次に、車両の各走行状況における実施例の作動について
説明する。

（ａ）ロール時 旋回時には、車体Ｂがロールし、車体右側が上方に変位
すると共に、車体左側が下方に変位し、その後、振動し
ながら中立位置に収束する。

第９図は、右旋回時における、車体左右のばね上変位と
、車体左右で検出される加速度Ａ及び荷重りの符号の状
態と、車体左右のショックアブソーバ２０の減衰力特性
とを示すタイムチャートでありる。

この第９図の■ＲＨ変位と■ＬＨ変位は、それぞれ、車
体右側と左側の変位状態を示すもので、実線によりばね
上変位を示し、点線によりばね上達度を示している。尚
、この場合、路面は平な状態とする。

また、その下の＠ＲＨ加速度Ａ及び荷重りは、■、■に
示した変位に対応した車体右側における加速度センサ１
２及び荷重センサ１１からの入力信号に基づき、第８図
の処理ステップ１０６．１０７．１０９．１１０により
与えられた加速度Ａ及び荷重りの符号を示している。

また、■ＬＨ加速度Ａ及び荷重りは、車体左側における
同様の加速度Ａ及び荷重りの符号の状態を示している。

尚、この＠及び■の、最初の範囲は、ステップ１０１に
おける初期設定に対応した符号を示している。

さらに、その下の■減衰力は、第８図のフロチャートで
示すコントローラ１３の演算及び判定の結果決定された
ショックアブソーバ２０の減衰力特性を示しており、Ｒ
Ｈが車体右側のショックアブソーバ２０の減衰力特性（
Ｈニハード、Ｓ：ソフト）を示し、ＬＨが車体左側のシ
ョックアブソーバ２０の減衰力特性を示している。

従って、このようなロール時には、ショックアブソーバ
２０は、常にその減衰力が制振方向に作用するようにし
て（符号が一致）、伸側行程と圧側行程が交互に繰り返
される。

よって、ショックアブソーバ２０は、常に行程方向をハ
ードとして、ロールを抑制し、操縦安定性を得ることが
できる。また、この時に、逆行程側は、ソフトに制御さ
れ、このような割振時に、同時に路面から中・高周波入
力があるような際に、逆行程方向の振動を吸収して、乗
り心地を向上させることができる。

（ｂｌ　ダイブ・スカット時 ブレーキング時や、加速時には、ダイブやスカットが生
じる。

この場合も、ロール時と同様に、このような姿勢変化を
抑制するような制御が成される。

従って、この場合の作動は、ロール時において左右で成
された制御をそのまま前後に置き換えた作動が成される
もので、即ち、伸側をハードで圧倒をソフトとして、伸
側行程を制振させる状態と、伸側なソフトで圧側をハー
ドとして、圧側行程を制振させる状態とに交互に制御し
て、それによって、スカット及びダイブを抑制するもの
である。

（Ｃ１バウンシング時 第１０図は悪路走行時のタイムチャートを示している。

このような悪路走行時には、各車輪の走行路面の凹凸に
応じ、各ショックアブソーバ２０がストロークするもの
で、同図＠ばね上変位では、実線により、ばね上変位を
示し、点線でその変位速度を示している。

そして、その下の■路面変位は、路面Ｒ及び車輪Ｗの状
態を示している。

さらに、その下の＠相対変位では、実線で相対変位を、
点線で相対速度を示している。

このような場合、コントローラ１３における演算及び判
定により与えられる（ばね上速度の符号に対応した）加
速度Ａの符号及び（相対速度の符号に対応した）荷重り
の符号は、同図■に示すようになる。

そして、この結果、コントローラ１３により制御される
ショックアブソーバ２０の減衰力特性は、＠減衰力に示
すようになる。

尚、同図のはショックアブソーバ２０の行程方向を示し
ている。

即ち、このタイムチャートにおいて、ｆｌ）の範囲では
ステップ１０１の初期設定に基づいて、伸側かハード、
圧側がソフトとなっている（β軸符合状態）。

そして、（２）の範囲では、加速度Ａと荷重りとの符号
が異なる状態、即ち、減衰力が加振方向に作用する状態
であるから、伸側・圧側の両方をソフトとする制御を行
い、入力の吸収を行い乗り心地の向上を図る（α軸符合
状態）。

次に、（３）の範囲では、行程方向が伸側に切り換わり
、かつ、減衰力が制振方向に作用する状態に変化するた
め、伸側をハード、圧側をソフトにしくβ軸符合状態）
、操縦安定性と乗り心地の向上の両立を図る。

次に、（４）の範囲では、伸側行程中であり、減衰力が
加振方向に作用する状態に変化するため、伸側・圧側を
ソフトしくα軸符合状態）、乗り心地の向上を図る。

次に、（５）の範囲では、行程方向が圧倒に切り換わり
、かつ、減衰力は制振方向に作用する状態に変化するた
め、伸側をソフト、圧側をハードとしくγ軸符合状態）
、操縦安定性と乗り心地の向上の両立を図る。

次に、（６）の範囲では圧倒行程中であり、かつ、減衰
力が加振方向に作用する状態に変化するため、伸側・圧
側の両方をソフトにしくα軸符合状態）、乗り心地の向
上を図る。

次に、（７）の範囲では、行程方向が伸側に切り換わり
、かつ、減衰力が制振方向に作用する状態に変化するた
め、伸側をハード、圧倒をソフトとしくβ軸符合状態）
、操縦安定性と乗り心地の向上の両立を図る。

以上のようにして、路面Ｒからの入力とばね上の動きに
応じて、ばね上のエネルギー変化率を最小とする方向に
ショックアブソーバ２０の減衰力を制御し、バウンシン
グを制振する。

以上本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体
的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、調整子を回転させて特性を変化さ
せるようにした例を示したが、絞り開度を変化させるス
プールを上下に摺動させるような構造等、減衰力を変化
させる手段はこれに限定されない。

また、減衰力を発生させるためのバルブ構造等も、必要
な特性に応じ任意に決定すればよく、本実流側に限定さ
れるものではない。

また、実施例では、ばね上速度を計測する手段として、
加速度を計測する手段を設けたが、ばね上達度計測可能
な手段であれば、他の手段を用いてもよい。

また、実施例では、相対速度を計測する手段として、荷
重センサを用いたが、ばね上−ばね下の相対変位を計測
する手段等、他の手段を用いてちよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用サスペンショ
ンでは、行程方向側を高減衰力とする割振時において、
逆行程方向を低減衰力となるようにしたため、この割振
時に入力される中・高周波成分のうちの行程方向とは逆
側の入力伝達を防止することができ、操縦安定性と乗り
心地の両立を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
本発明実施例のサスペンションＡを示す全体図、第３図
は実施例サスペンションのショックアブソーバの要部を
示す断面図、第４図は実施例の要部であるピストンの上
端面部分を示す断面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ断面図
、第６図は第３図のＶｌ　−ｖｒ断面図、第７図は実施
例サスペンションのコントローラを示すブロック図、第
８図は実施例のコントローラの作動流れを示すフローチ
ャート、第９図は右旋回時における実施例サスペンショ
ンの作動を示すタイムチャート、第１０図はバウンシン
グ時における実施例サスペンションの作動を示すタイム
チャートである。 １・・・ショックアブソーバ ２・・・ばね主速度計測手段 ３・・・相対速度計測手段 ４・・・符号判定手段 ５・・・制御信号出力手段 Ａ・・・サスペンション ｌ−・・荷重センサ（相対速度計測手段）２・・・加速
度センサ（ばね上速底計測手段）３・・・コントローラ （符号判定手段、制御信号出力手段） Ｏ・・・ショックアブソーバ Ｓ・・・制御信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）制御信号の入力により、伸側減衰力及び圧側減衰力
   を、それぞれ少なくとも低減衰力と高減衰力とに変更可
   能なショックアブソーバと、 ばね上速度を計測するばね上速度計測手段と、ばね上・
   ばね下間の相対速度を計測する相対速度計測手段と、 ばね上速度の符号と相対速度の符号との一致、不一致を
   判定する符号判定手段と、 両符号が一致し、かつ、相対速度の符号が正である時、
   伸側を高減衰力、圧側を低減衰力にし、また、両符号が
   一致し、かつ、相対速度の符号が負である時、伸側を低
   減衰力、圧側を高減衰力にする制御信号を出力し、一方
   、両符号が不一致である時、伸側・圧側を共に低減衰力
   とする制御信号を出力する制御信号出力手段と、 を備えていることを特徴とする車両用サスペンション。