JPH0342320A - 車両用サスペンション - Google Patents

車両用サスペンション

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JPH0342320A
JPH0342320A JP1177792A JP17779289A JPH0342320A JP H0342320 A JPH0342320 A JP H0342320A JP 1177792 A JP1177792 A JP 1177792A JP 17779289 A JP17779289 A JP 17779289A JP H0342320 A JPH0342320 A JP H0342320A
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山岡 史行
Mitsuo Sasaki
光雄 佐々木
Hiroyuki Shimizu
浩行 清水
Junichi Emura
江村 順一
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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】 (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。
この従来のす又ペンションは、ばね上−ばわ下間の相対
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fヒである場合には高減衰
力C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・圧制の両方をハー
ドにすると共に、ソフトとした際には、伸側・圧制の両
方をソフトにしていたために、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
・高周波振動成分の人力が成された場合、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
伸側成分も圧側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1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。
また、バウンシング時には、ショックアブソーバの減衰
力が加振方向に作用する状態と制振方向に作用する状態
とが繰り換えされ、その度に、減衰力特性をハード・ソ
フトに切り換えられるもので、このため、切換回数が多
く、減衰力可変手段の耐久性の点で難点がある。
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と
共に、減衰力レンジの切換回数を減らして、減衰力可変
手段の耐久性向上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、本発明の車両用サ
スペンションでは1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a信号の人力により、
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lと
、ばね上速度を計測するばね上速度計洞手段2と、ばね
上・ばねr間の相対速度を計測する相対速度計測手段3
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4と、内符号が一致し、かつ
、相対速度の符号が正である時、伸側を高減衰力、圧制
を低減衰力にし、また、内符号が一致し、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、内符号が不一致で、
かつ。
相対速度の符号が正である時、伸側を低減衰力。
圧側を高減衰力にし、また、内符号が不一致で、かつ、
相対速度の符号が負である時、伸側な高減衰力、圧側を
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
るばね上速度と、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′量定手段に
おける、ばねE速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、ばね上速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、圧側を低減衰力とする。
また、ばね上速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、圧制行程である
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、ばね上速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1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、ばね上速度と相対速度の符号とが不一致であり、
かつ、相対速度が正である時には、ショックアブソーバ
の減衰力が加振方向に働く状態であり、かつ、伸側行程
であると判断し、伸側を低減衰力、圧側を高低減衰力と
する。
また、ばね上速度と相対速度の符号とが不一致であり、
かつ、相対速度が負である時には、ショックアブソーバ
の減衰力が加振方向に働く状態であり、かつ、圧側行程
であると判断し、伸側を高減衰力、圧側を低減衰力とす
る。
このように、ばね上速度と相対速度の符号とが不一致の
場合、ショックアブソーバの減衰力は加振方向に作用す
るもので、この場合、行程方向の減衰力を低減衰力とし
て、車体に伝達される加振エネルギを吸収して乗り心地
を向上させるものである。尚、このとき行程方向とは反
対側は高減衰力としている。
また、この本発明では、伸側と圧側との高・低の減衰力
特性を異ならせているので、例えば、バウンシング時の
ように、ショックアブソーバが伸縮を繰り返して、ショ
ックアブソーバの減衰力が制振方向と加振方向とに作用
する状態が繰り返される場合、伸側・圧側の一方を制振
すべく高減衰力をした後、他方を加振方向に作用させな
いように低減衰力とする制御が繰り返される。
この場合、割振時は行程側を高減衰力にし、加振時は行
程方向とは逆側を低減衰力とするもので、本発明では、
両者は同じ制御モードとなり、両者間で特性を切り換え
る必要がない。
従って、バウシング時等のように、減衰力が制振方向に
作用する状態と加振方向とに繰り返し変化するような場
合には、切換回数を低減させることができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
まず、実流例の構成について説明する。
第2図は1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
lOと、このストラットIO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lO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lO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lO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、圧制行程時には、圧側連通孔22hから、内外の
溝22j、22kにおいてこの圧側ディスクパルプ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22mから内外の
溝22n、22pにおいて、この伸側ディスクバルブ2
2b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、
溝22jと溝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22p
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。
両オリフィス孔26b、26cは、調整子26及びピス
トンロッド25のv−■断面である第5図及びVT−V
I断面である第6図に示すように、相互に90’ずれた
位置に配置されている。
つまり、図示のように圧側流路22qに圧側連通孔26
bを符合させて圧制流路22qを連通した状態では、圧
側か低減衰力(以後ソフトという)となるのに対し、こ
の状態では、伸側流路22rに対して伸側連通孔26c
が直角方向を向いて調整子26が伸側流路22rを遮断
し、伸側か高減衰力(以後ハードという)となる。
逆に、伸側連通孔26cを伸側流路22rに符合させて
、伸側をソフトとした状態では、調整子26が圧側流路
22qを遮断して圧側かハードとなる。
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
されるちので、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モータアクチュエー
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ホ11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、前記モータアクチュエータ2
8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
、ばね上速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B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に制御イ言号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I3a、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CPU 
l 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1
3e。
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)01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Dを示す入力信号d
及び加速度Aを示す人力信号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
ばね上速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、ばね上速
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、
ばね上速度が「負」であると判定して、処理ステップ1
07において加速度Aの符号を「負」とする処理を行う
6 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
が負となる圧制行程が成されている状態であり、ステッ
プllO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113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
アクチュエータ28に制御信号Sを出力する。即ち、調
整子26を第3図に示す状態に回動させる。
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アクチュエータ28
に制御信号Sを出力する。
一方、ステップ116においても、同様に荷重りが「正
」であるかどうかを判定し、YESであれば、ステップ
115に進み、Noであればステップ114に進む。
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。
fa)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■RF(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、点線によりばね上速度を示している。
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.t07.109.110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。
fbl ダイブースカット時 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、伸側をハードで圧側をソフトとして、伸
側行程を制振させる状態と、伸側を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。
(cl 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小している。
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1
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I3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■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、(11の範囲では
ステップlotの初期設定に基づいて、伸側かハード、
圧側かソフトとなっている。
そして、(2)の範囲では、圧側行程が成され、また、
減衰力が加振方向に作用する状態であるから、伸側をハ
ード、圧側をソフトとする制御を行うもので、(1)の
状態を維持する。
次に、(3)の範囲では、行程方向が伸側に切り換わり
、かつ、ati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、圧側をソフトにするもので、(
2)の状態を維持する。
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、伸側をソフト
、圧側をハードとすべく、調整子26を回動させて特性
を切り換える。
次に、(5)の範囲では、行程方向が圧側に切り換わり
、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、圧側をハードとするもので、(4)
の状態を維持する。
次に、(6)の範囲では圧側行程中であり、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
をハード、圧側をソフトにすべく、調整子26を回動さ
せて特性を切り換える。
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、圧側をソフトとするもので、(6)
の状態を維持する。
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。
また、このバウシング時には、バウシングに対して、シ
ョックアブソーバ20の減衰力が制振方向に作用する時
と加振方向に作用する時とで、減衰力のモードが7通り
に変化するが、伸側と圧側の一方をハードに、他方をソ
フトにするように制御しているため、実際の切換作動は
第10図のC1点及び02点の2回のみしか成されず、
モードが変化する毎に特性を切り換える必要がなく、切
り換え回数が少なくて済み、アクチュエータ28や調整
子26等の耐久性を向上させることができる。
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、本実応例に限定さ
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、ばね主速度計測可能
な手段であれば、他の手段を用いてちよい。
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I
I+する手段等、他の手段を用いてちまい。
(発明の効果) 以上説明してきたように1本発明の車両用サスペンショ
ンでは、ばね上速度と、ばね上−ばね下間の相対速度と
の符号比較に基づいて減衰力の作用方向を判定すると共
に、その時の相対速度の符号に基づいて行程方向を判定
し、さらにこの判定結果に応じ、伸側・圧側の一方を高
減衰力に他方を低減衰力に制御するようにしたため、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
が低減衰力となり、同時に入力される中・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して、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。
さらに、本発明では、上述のような構成としたことで、
特にバウンシング時のバウシング割振時等の場合、従来
と比較して減衰力特性の変更回数が少なくて済み、減衰
力を変更する手段の耐久性が向上す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VT−VT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1.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。 ■・・・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 ■・・・荷重センサ(相対速度計測手段)2・・・加速
度センサ(ばね主速度計測手段)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・・・制御和信号

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、かつ、相対速度の符号が正である
    時、伸側を低減衰力、圧側を高減衰力にし、また、両符
    号が不一致で、かつ、相対速度の符号が負である時、伸
    側を高減衰力、圧側を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。
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