JPH04126615A - 自動車の磁力式サスペンション装置 - 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） 本発明は自動車のサスペンション装置に関し、特に磁力
の制御によってサスペンション特性を変更しうるアクテ
ィブサスペンション装置に関する。

（従来技術） 従来、電磁力の制御によるアクティブサスペンション装
置として、例えば実開平１−１１６７１０号公報に開示
されたものがある。この公報に記載されたサスペンショ
ン装置は、ばねとショックアブソーバとによって構成さ
れている自動車のサスペンション装置を一対の電磁石に
おきかえて、電磁石に発生する電磁力をコンピュータに
より制御して車輪から車体への衝撃を吸収して車体の安
定を保つようにしたものである。さらに、車体側部材と
車輪側部材との間に永久磁石よりなる磁石装置を設ける
場合もある。

ところで、上述のように磁力によりばね力を発生させる
手段を備えた車両においては、道路上に落ちている鉄片
、釘その他の磁性材よりなるダストが上記電磁石装置ま
たは永久磁石装置よりなるばね力発生手段に付着してそ
の特性を低下させる問題があった。

（発明の目的） そこで本発明は、車両の車体側部材と車輪側部材との間
に磁力によりばね力を発生させる磁石装置を備えた磁力
式サスペンション装置において、上述のダスト付着問題
を回避することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の１つの態様は、ばね力発生手段である磁石装置
を車体側部材と車輪側部材との間に設けた筒体内に収容
し、かつこの筒体を非磁性材によって構成したものであ
る。

本発明のもう１つの態様は、上記磁石装置を磁性材より
なるカバーで被うとともに、上記カバーに付着したダス
トの除払手段を設けたものである。

（発明の効果） 本発明によれば、磁石装置を非磁性体よりなる筒体内に
収容し、あるいは磁性材よりなるカバーに付着したダス
トの除払手段を設けているので、磁石装置のダストによ
る性能低下を防止することができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は本発明による自動車の磁力式サスペンション装
置の制御系統図を示す。

第１図においては、車体１の左側のみが図示されている
が、車体１の右側も同様に構成されている。第１図にお
いて、車体１と左前輪２ＦＬとの間および車体１と左後
輪２ＲＬとの間には、それぞれ電磁石装置３が設けられ
ている。電磁石装置３は、互いに対向する一対の電磁石
４．５よりなり、一方の電磁石４は車体１に連結され、
他方の電磁石５は左前輪２ＦＬまたは左後輪２ＲＬに連
結されている。

発電機６と各電磁石装置３の励磁用コイルとを接続して
いる電流通路７には、上記励磁用コイルに流れる電流を
制御するための電流制御器８がそれぞれ接続されている
。発電機６には、発生する電圧を検出するための電圧計
９が設けられている。

さらに各電磁石装置３の電磁石４．５のストローク量を
検出して、各車輪２ＦＬ、２ＲＬに対する車体の上下方
向の変位、すなわち、車高変位を検出する車高変位セン
サ１０が設けられているとともに、車両の上下方向の加
速度、すなわち車輪２ＦＬ、２ＲＬのばね上の上下方向
の加速度を検出する上下加速度センサ１１が、車体ｌの
ほぼ水平面上で、左右の前輪２ＦＬ、２ＦＲの上方にそ
れぞれ１つずつおよび左右の後輪２ＲＬ、、２ＲＲの車
体幅方向の中央部に１つ、合計３個設けられ、また車体
１の重心部には、車体１に対し横方向に加わる加速度を
検出する横加速度センサ１２が設けられ、さらに舵角セ
ンサ１３および車速センサ１４が設けられている。

このように設けられた車高変位センサ１０．上下加速度
センサ１１、横加速度センサ１２、舵角センサ１３およ
び車速センサ１４の検出信号は、内部にＣＰＵ等を有す
るコントロールユニット１５に入力され、コントロール
ユニット１５は、これらの検出信号にもとづき、所定の
プログラムにしたがって演算を行ない、電流制御器８を
制御して、所望のように、サスペンション特性を可変制
御するように構成されている。

第２図は本発明の第１の実施例にかかる磁力式サスペン
ション装置を示す図で、２１はＡ型アッパーアーム、２
２はＡ型ロアーアームで、車幅方向に張り出したこれら
上下一対のアーム２１．２２の基端は、それぞれ車体フ
レーム２３に枢着されている。２４は車輪２５を支持す
るハブキャリアで、このハブキャリア２４はそれぞれボ
ールジヨイント２６．２７を介してアッパーアーム２１
、ロアーアーム２２の先端に連結されて、それ自体は公
知のダブルウィツシュボーン型サスペンション装置を構
成している。電磁石装置３を構成する電磁石４．５のう
ち、車体側の電磁石５は、下端をロアーアーム２２上に
枢支され、かつアッパーアーム２１を貫通して上方へ延
びる円筒状シリンダ３１の内底部に固定されている。そ
して車体側の電磁石４は、上部を車体側部材に取付けら
れて上記シリンダ３１内に摺動自在に挿入されたロッド
３２の下端に固定されて、シリンダ３１内で車体側の電
磁石５と対向するようになっている。

上記円筒状シリンダ３１はアルミニウム合金、真鋳、セ
ラミック等の耐熱性を有する非磁性で構成され、これに
よってシリンダ３１に磁性材よりなるダストが付着する
のを防止している。

なお、上記円筒状シリンダ３１およびロッド３２は、通
常のサスペンション装置に用いられるダンパ（ショック
アブソーバ）の機能を備えたものであってもよい。

第３図は本発明の第２の実施例にかかる磁力式サスペン
ション装置を示す。本実施例では車輪２５を支持するハ
ブキャリア２４かその下部において、車体フレーム２３
に基端を枢支されたロアーアーム２２の先端にボールジ
ヨイント２７を介して連結されているが、ハブキャリア
２４の上部はダンパ３３の円筒状ケース３４の下部に剛
結され、このケース３４から上方へ突出するロッド３５
の上端が車体側部材３６に取付けられて、それ自体は公
知のストラット型サスペンション装置を構成している。

但し通常のストラット型サスペンション装置に見られる
ようなスプリングは省略され、その代りに電磁石装置３
かばね力発生手段として設けられている。

電磁石装置３の上方の要素を構成する電磁石４が、ダン
パ３３のロッド３５の上端に取付けられ、電磁石装置３
の下方の要素は永久磁石板５′によって形成されてダン
パ３３の円筒状ケース３４の上端に固定されて、上方の
電磁石４と対向している。電磁石４は、第４図に示すよ
うに、磁心４ａとこれに捲回された励磁コイル４ｂを備
えている。

そしてこの電磁石４とその下方の永久磁石５′を覆って
ダストカバー３７かダンパ３３とともに伸縮しうるよう
に設けられている。このダストカバー３７は例えば磁性
粉を混入したラバーで形成され、その下端部にはダスト
カバー３７の伸縮に伴って空気が出入する空気孔３７ａ
が形成されており、この孔３７ａの入口にブラシ３８か
ダンパ３３のケース３４に固定されて取付けられている
。

したがってダストカバー３７の伸縮に伴ってダストカバ
ー８７内へ空気が出入することによって空気孔３７ａの
入口付近に付着したダストは、ダストカバー３７の伸縮
に伴う変位によって除払されるようになっている。なお
、本実施例の場合も、ダンパ３３のケース３４が非磁性
材で形成されているのが望ましい。

第５Ａ図および第５Ｂ図は、第１図のコントロールユニ
ット１５内に設けられた電流制御量算出装置のブロック
ダイヤフラムである。

第５Ａ図および第５Ｂ図において、コントロールユニッ
ト１５内に設けられた電流制御量算出装置１００は、各
車輪の車高変位センサ１０から得らレル車高変位信号Ｘ
　Ｆ’Ｒ１Ｘ　ＦＬ−Ｘ　Ｒ＊、　Ｘ　ＲＬにもとづい
て車高を目標車高に制御する制御系Ａと、車高変位信号
Ｘ　ＦＲ％　Ｘ　ｉＬｓ　Ｘ　１１％　Ｘ　ＲＬを微分
して得られる車高変位速度信号Ｙ　ｖ’＊Ｓ’　Ｙ　Ｆ
Ｌ％　Ｙ　１１％　Ｙ　ＲＬにもとづいて車高変位速度
を抑制する制御系Ｂと、３個の上下加速度センサ１１か
ら得られる上下加速度信号Ｇ　ＦＲＳ’　Ｇ　ＰＬ％　
Ｇ　Ｍにもとづき車体１の上下振動の低減を図る制御系
Ｃと、横加速度センサ１２から得られる横加速度信号Ｇ
Ｌにもとづいて車体１の横方向の振動の低減を図る制御
系りとより構成されている。

制御系Ａは、バウンス成分演算部４１と、ピッチ成分演
算部４２と、ロール成分演算部４３とを備えている。

バウンス成分演算部４１は、ローパスフィルタ４０ａ、
４０ｂによりそれぞれ高周波成分（ノイズ）をカットさ
れた左右の前輪２ＦＬ、２Ｆ、Ｒの車高変位センサ１０
の出力Ｘ　、Ｌ、　ｘ、Ｒを加算するとともに、ローパ
スフィルタ４０ｃ、４１ｄによってそれぞれ高周波成分
（ノイズ）をカットされた左右の後輪２ＲＬ、２ＲＲの
車高変位センサ１０の出力Ｘ　ＲＬ％　ＸＲＲを加算し
て、車両のバウンス成分を演算するセクションであり、
ピッチ成分演算部４２は、左右の前輪２ＦＬ、２ＦＲの
車高変位センサ１０の出力ＸＦＬ、Ｘア、の加算値から
、左右の後輪２ＲＬ、２ＲＲの車高変位センサ１０の出
力ＸＲＬＳｘ、ｌＲの加算値を減算して、車両のピッチ
成分を演算するセクションである。また、ロール成分演
算部４３は、左右の前輪２ＦＬ。

２ＦＲの車高変位センサ１０の出力Ｘ　ＦＬ、　ＸＦＲ
の差分ＸＦＲ−ＸＦＬと、左右の後輪２ＲＬ、２ＲＲの
車高変位センサ１０の出力ＸＲＬＳＸＲＲの差分ＸＲＲ
−ＸＲＬとを加算して、車両のロール成分を演算するセ
クションである。

さらに制御系Ａは、バウンス制御部４４と、ピッチ制御
部４５と、ロール制御部４６とを備えている。バウンス
制御部４４には、上記バウンス成分演算部４１で演算さ
れた車両のバウンス成分および目標平均車高ＴＨが入力
され、ゲイン係数Ｋｍｌにもとづいて、バウンス制御に
おける各車両の電磁石装置への電流供給量を演算する。

ピッチ制御部４５には、上記ピッチ成分演算部４２で演
算された車両のピッチ成分か入力され、ゲイン係数ＫＰ
Ｉにもとづいて、ピッチ制御における各車輪の電磁石装
置３への電流供給量を演算する。ロール制御部４６には
、上記ロール成分演算部４３で演算されたロール成分お
よび目標ロール変位量ＴＲが入力され、ゲイン係数Ｋ　
ＲＰＩ、Ｋ　ＲＲＩにもとづいて、目標ロール変位量Ｔ
６に対応する車高になるように、ロール制御における各
車輪の電磁石装置３への電流供給量を演算する。

そして、車高を目標車高に制御すべく、前記各制御部４
４．４５．４６で演算された各制御量は、各車輪毎にそ
の正負が反転され、すなわち、車高変位センサ１０で検
出された車高変位信号ＸＦＲ１Ｘ、Ｌ、ＸＲ，ＳＸ、Ｌ
とはその正負が反対になるように反転され、その後、各
車輪に対するバウンス、ピッチおよびロールの各制御量
がそれぞれ加算されて、制御系Ａにおける各車輪の電流
制御器８に対する指令電流量信号の車高変位成分Ｉ　Ｆ
ＲＩ、Ｉ　ＦＬＩ、Ｉ　ＲＲＩ、Ｉ　ＲＬＩが得られる
。

なお、各ローパスフィルタ４０ａ〜４０ｄと、バウンス
演算部４１、ピッチ演算部４２およびロール演算部４３
との間には、不感帯器４７ａ〜４７ｄがそれぞれ設けら
れており、車高変位センサ１０からの車高変位信号Ｘ　
ＦＲ％　ＸＦ、Ｌ％　Ｌｔ＊、ＸＲＬが予め設定された
不感帯ＸＨを超えた場合にのみ、これらの車高変位信号
Ｘ　ｗＲＳＸ　ＦＬ％　Ｘ　ＲＲｓＸＲＬを各演算部４
１．４２．４３に出力するようになっている。

次に制御部Ｂは、４個の微分器５０ａ〜５０ｄを備えて
おり、これらの微分器５０ａ〜５０ｄは、ローパスフィ
ルタ４０ａ〜４０ｄにより高周波成分をそれぞれカット
された車高変位センサｌＯの出力車高変位信号Ｘ、Ｒ，
Ｘ、Ｌ、　ＸＲＲ，ＸＲＬをそれぞれ微分して、車高変
位速度信号Ｙ　ＦＲＳＹＦＬ％ＹＲＩ１１ＹＲＬを演算
する。

なお、車高変位速度信号Ｙは次式から得られる。

Ｙ　＝（Ｘ、−Ｘ−−１）／Ｔ ここに　Ｘ、、　　：　時刻ｔの車高変位量Ｌ−１：　
　時刻ｔ−１の車高変位量 Ｔ　　：　サンプリング時間 また制御系Ｂはピッチ成分演算部５１とロール成分演算
部５２とを備えている。ピッチ成分演算部５１は、左右
の面輪２ＦＬ、２ＦＲ側の車高変位速度信号Ｙ、Ｌ、Ｙ
□の加算値から、左右後輪２ＲＬ、２ＲＲ側の車高変位
速度信号Ｙ、Ｌ、Ｙ、。

の加算値を減算して、車両のピッチ成分を演算する。ロ
ール成分演算部５２は、左右の前輪２ＦＬ。

２ＦＲ側の車高変位速度信号Ｙ、Ｌ、Ｙ、Ｒの差分Ｙ□
−Ｙ、Ｌと、左右の後輪２ＲＬ、２ＲＲ側の車高変位速
度信号ＹＲ６、ＹＲＩＩの差分Ｙ□−Ｙゎとを加算して
、車両のロール成分を演算する。

このようにピッチ成分演算部５１で演算された車両のピ
ッチ成分は、ピッチ制御部５３に入力され、ゲイン係数
ＫＰ２にもとづいて、ピッチ制御における各電流制御器
８の電流制御量が演算される。

またロール演算部５２で演算された車両のロール成分は
、ロール制御部５４に入力され、ゲイン係数ＫｍＷ２、
Ｋ　ＸＲＲにもとづいて、ロール制御における各電流制
御器８への電流制御量が演算される。

さらに、ピッチ制御部５３およびロール制御部５４で演
算された各制御量は、各車輪毎にその正負が反転され、
すなわち、微分器５０ａ〜５０ｄで演算された車高変位
速度信号Ｙ　Ｐ　Ｒ，Ｙ　ＦＬＳＹ　ＲＲｓＹＲＬとは
その正負が反対になるように反転され、その後、各車輪
に対するピッチおよびロールの各制御量がそれぞれ加算
され、制御系Ｂにおける各車輪の電流制御器８に対する
指令電流量信号の車高変位速度成分Ｉ　ＦＲ２、Ｉ　Ｆ
Ｌ２、Ｉ　ＲＲ２、Ｉ　ＲＬ２が得られる。

制御系Ｃは、バウンス成分演算部６１とピッチ成分演算
部６２と、ロール成分演算部６３と、バウンス制御部６
４と、ピッチ制御部６５と、ロール制御部６６とを備え
ている。

バウンス成分演算部６１は、ローパスフィルタ６０ａ〜
６０ｃによって高周波成分をそれぞれカットされた３個
の上下加速度センサ１１の出力Ｇ　ＦＲＳＧＦＬ％　Ｇ
Ｒを加算して車両のバウンス成分を演算するセクション
であり、ここで演算されたバウンス成分はバウンス制御
部６４に入力される。

バウンス制御部６４では、ゲイン係数ＫＢＳにもとつい
て、バウンス制御における各電流制御器８の電流制御量
を演算する。

ピッチ成分演算部６２は、左右の前輪２ＦＬ。

２ＦＲの上方にそれぞれ取付けられた上下加速度センサ
１１の出力のｌ／２の和（Ｇ□十Ｇ　ＦＬ）／　２から
、左右の後輪の車幅方向中央部に設けられた上下加速度
センサ１１の出力ＧＲを減算して、車両のピッチ成分を
演算するセクションであり、ここで演算されたピッチ成
分はピッチ制御部６５に入力される。ピッチ制御部６５
では、ゲイン係数ＫＰＢにもとづいて、ピッチ制御にお
ける各電流制御器８の電流制御量を演算する。

ロール成分演算部６３は、右前輪側の上下加速度センサ
１１の出力Ｇ６．から左前輪側の上下加速度センサ１１
の出力ＧＦＬを減算して、車両のロール成分を演算する
セクションであり、ここで演算されたロール成分はロー
ル制御部６６に入力される。ロール制御部６６では、ゲ
イン係数に＊ｖａｓＫＲＲ３にもとづいて、ロール制御
における各比例流量制御弁９の制御量を演算する。

そして、車両の上下振動を、バウンス成分、ピッチ成分
およびロール成分で抑制すべく、前記各制御部６４．６
５．６６で演算された各制御量は、各車輪毎にその正負
が反転され、その後、各車輪に対するバウンス、ピッチ
、ロールの各制御量が加算され、制御系Ｃにおいて、電
流制御器８に対する指令電流量信号の上下加速度成分Ｉ
　Ｆｉｌ、■２，３、Ｉ　Ｒｊｌｌｌ、ｒ　Ｒ１４が得
られる。

なお、３個のローパスフィルタ６０ａ〜６０ｃと各演算
部６１．６２．６３との間には、不感帯器６７ａ〜６７
ｃがそれぞれ設けられ、上下加速度センサ１１から出力
される上下加速度信号ＧＦＲ１Ｇ　Ｆ　ＬＳＧ　Ｒが予
め設定された不感帯Ｘａを超えたときにのみ、これらの
上下加速度信号Ｇ　ＷＲｚ　Ｇ　ＦＬ％ＧＲを各演算部
６１．６２．６３に出力するようになっている。

さらに制御系りでは、横加速度センサ１２によって検出
された車両の横方向に加わる横加速度検出信号が入力さ
れ、ローパスフィルタ８０によってその高周波成分がカ
ットされた後、ゲイン係数Ｋｇにもとづき電流制御量が
演算される。そして左右の前輪２ＦＬ、２ＦＲについて
は、さらにゲイン係数ＡＧＦにもとづいて所定倍され、
しかる後に、左右の車輪の電磁石装置３に対する電流の
供給制御量か正負反対になるように、左前輪２ＦＬの電
磁石装置３に対する電流供給制御量を反転し、左右の後
輪２ＲＬ、２ＲＲについては、左右の車輪の電磁石袋Ｍ
３に対する電流の供給制御量の正負が反対になるように
、左後輪２ＰＬの電磁石装置３に対する電流供給制御量
を反転して制御系りにおける各電流制御器８への指令電
流量信号Ｔ　ＦＲ４、Ｉ　ＦＬ４、Ｉ　ＲＲ４、Ｉ　Ｒ
Ｌ４が得られる。

以上のようにして得られた制御系Ａ−Ｄにおける各電流
制御器８への電流量信号は、各車輪毎に加算され、さら
に左右の前輪２ＦＬ、２ＰＲについてはゲインＡ、が乗
ぜられ、各電流制御器８へのトータル電流量信号Ｉ　Ｆ
Ｒ％　Ｉ　ＦＬ−Ｉ　Ｉ　ＲＲｌＩＩＩＬが得られる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、例えば電磁石装置３の電磁石４として超電導磁石
を用いたものでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁力式サスペンション装置の制御
系統図、第２図は本発明の第１の実施例の構成を示す図
、第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す図、第４
図は第３図にＡで示す要部の断面図、第５Ａ図および第
５Ｂ図はコントロールユニット内のサスペンション特性
制御装置のブロック図である。 １・・・車体　　　　　　　３・・・電磁石装置４．５
・・・電磁石　　　　６・・・発電機８・・・電流制御
器　　　　１０・・・車高変位センサ１１・・・上下加
速度センサ １２・・・横加速度センサ １５・・・コントロールユニット ２２・・・ロアーアーム　　２３・・・車体フレーム２
４・・・ハブキャリア　　３３・・・タンパ３７・・・
ダストカバー　　３８・・・ブラシ（ｊ 第３図 ＼、−一一−ノ／ 第４図 手続補正書 平成２年１０月２５日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．車両の車体側部材と車輪側部材との間に磁力により
   ばね力を発生させる磁石装置を備えた磁力式サスペンシ
   ョン装置において、 上記磁石装置にダストが付着するのを防止するためのダ
   スト付着防止手段を設けたことを特徴とする自動車の磁
   力式サスペンション装置。
2. ２．車両の車体側部材と車輪側部材に磁力によりばね力
   を発生させる磁石装置を設けた磁力式サスペンション装
   置において、 上記磁石装置を上記車体側部材と車輪側部材との間に設
   けられた筒体内に収容し、かつこの筒体を非磁性材によ
   って構成したことを特徴とする自動車の磁力式サスペン
   ション装置。
3. ３．車両の車体側部材と車輪側部材に磁力によりばね力
   を発生させる磁石装置を設けた磁力式サスペンション装
   置において、 上記磁石装置を磁性材よりなるカバーで覆うとともに、
   上記カバーに付着したダストの除払手段を設けたことを
   特徴とする自動車の磁力式サスペンション装置。