JPH04334614A - 車両用サスペンションの制御方法及び装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用サスペンション
の制御方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の振動状況に応じてリアルタイムに
ダンパの減衰力を切換え、乗心地の一層の向上を狙う研
究が従来よりなされており、その中の一つが特開昭６１
−１６３０１１号公報にて公開されている。

【０００３】この先行技術のものは、高減衰力特性と低
減衰力特性との２段階の特性の切換えが可能な減衰力可
変ダンパ（ショックアブソーバ）を用い、ばね上（即ち
車体）の上下変位速度と、ばね上とばね下間の上下相対
変位速度（サスストローク速度）とを検出してそれらが
上向き（例えば＋）であるか下向き（例えば−）である
かをそれぞれ判定し、両者共に上向きであるか又は下向
きであった場合は高減衰力特性に，一方が上向きで他方
が下向きであった場合は低減衰力特性に上記ダンパの特
性を切換えるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のものは、スカイ
フックダンパ（一輪のサスペンションを一自由度とみな
し絶対空間に対して減衰を効かせる仮想のモデル）の理
論を実際の車両のサスペンション位置に装着した減衰力
可変ダンパで近似させたものであり、車体固有振動数（
１〜２Ｈｚ）付近での車体制振の最適化をはかり乗心地
を向上させることができるという効果を有している。

【０００５】しかしながら上記従来の装置の制御では、
ばね下共振周波数帯を中心とする高周波，小振幅の振動
入力によってもダンパ特性の切換えが行われることにな
るが、このような高周波，小振幅の振動に対する制御は
機構的に追従が困難で、追従遅れによる乗心地の悪化を
まねき、また切換頻度が多くなり耐久性の低下が問題と
なるという課題を有している。

【０００６】本発明は上記の課題を解消することを主目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両用サスペ
ンション装置の一構成部品であるダンパを、高減衰力（
ハード）と低減衰力（ソフト）の２段階に切換可能な減
衰力可変ダンパとし、コントローラが、ばね上の上下変
位速度と、ばね上ばね下間の上下相対変位速度との２つ
の速度信号に基づき、その２つの速度の方向を判断し、
２つの速度の方向が一致しているときは高減衰力特性に
，方向が異なっているときは低減衰力特性にダンパ特性
の切換えを行なうサスペンションの制御装置において、
上記ばね上の上下変位速度に閾値を設定し、該上下変位
速度が該閾値未満であるときは上記２つの速度の方向に
関係なく低減衰力特性に固定する制御を行なうことを特
徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記により、例えばうねり路面走行時のように
比較的振幅が大きく低周波の振動入力に対しては、ばね
上の上下変位速度とばね上ばね下間の上下相対変位速度
との２つの速度の方向による従来装置通りのダンパ切換
え制御により、車体制振性の最適化をはかり、例えば比
較的良路走行時のように振幅が小さく高周波の振動入力
に対しては、低減衰力特性に固定することにより、車体
に対するばね下高周波振動の振動絶縁性の向上をはかり
、多様な路面状況に応じた良好な乗心地を得ることがで
きると共に、ダンパの切換頻度が少くなり、ダンパ機構
の耐久性向上をはかり得るものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００１０】図１は本発明装置の車両への搭載配置例図
であり、前後左右の各車輪とその上方の車体との間に、
サスペンションスプリング１（１ａ〜１ｄ）とダンパ２
（２ａ〜２ｄ）とを含むサスペンション装置５（５ａ〜
５ｄ）が介装される。

【００１１】上記ダンパ２は図２の（Ａ）に示すように
、実線示ａのような高減衰力の特性と、点線示ｂのよう
な低減衰力の特性との２つの減衰力特性を有し、この２
つの特性を電気的信号により切換えることのできる従来
より公知の減衰力可変ダンパである。

【００１２】図２の（Ｂ）は図１に示すサスペンション
装置５の１輪モデルにその制御を行うコントローラ８を
組合せた模型図であり、この図においてＭ１　とＫ１　
はばね下即ちタイヤの質量とばね定数を表しており、Ｍ
２　はばね上即ち車体の質量、Ｋ２はサスペンションス
プリング１のばね定数、Ｃは減衰力可変ダンパ２の減衰
係数を表している。又Ｘ０　は路面の上下変位、Ｘ１　
はばね下の上下変位、Ｘ２　はばね上の上下変位を表し
、ばね上の上下加速度を検出する上下加速度センサ６（
図１において６ａ〜６ｄの符号で表されている）の検出
信号からコントローラ８の積分回路８１で求めたばね上
の上下変位速度と、ばね上ばね下間の上下相対変位即ち
サスストロークを検出するサスストロークセンサ７（図
１において７ａ〜７ｄの符号で表されている）の検出信
号からコントローラ８の微分回路８２で求めたばね上ば
ね下間の上下相対変位速度即ちサスストローク速度の情
報に基づき、減衰力可変ダンパ２の前記２つの特性を切
換制御するものである。

【００１３】ばね上の上下変位速度には予め閾値δが設
定されており、コントローラ８では先ず上下変位速度の
絶対値（上下変位速度の方向は上向きが＋，下向きが−
の符号で表わされるものとする）が閾値δ未満であるか
どうかを判断し、δ未満であった場合は低減衰力特性ｂ
を選択し、δ以上であった場合は、上下変位速度の方向
とサスストローク速度の方向（上向きが＋，下向きが−
の符号で表されるものとする）とが同じであるか異なっ
ているかを判断し、同じであれば高減衰力特性ａを，異
なっていれば低減衰力特性ｂをそれぞれ選択し、選択通
りに減衰力可変ダンパ２のモ−ドを切換えるべき信号を
発する。上記２つの速度の方向が同じであるか異なって
いるかの判断は、具体的には２つの速度信号を掛け算し
てそれが＋であれば同方向，−であれば異方向と判断す
る。

【００１４】上記したコントローラ８の制御をフローチ
ャートで表すと、図３に示す通りである。

【００１５】図４はコントローラ８のブロック図である
。

【００１６】即ち、各上下加速度センサ６が検出した検
出信号を積分回路８１（８１ａ〜８１ｄ）で積分処理し
て上下変位速度に相当する信号（電圧信号）とし、その
信号はマルチプレクサ８３ａを介してＡ／Ｄ変換器８４
ａに入力され、ここでデジタル信号に変換され、マイク
ロコンピュータ８５に入力される。また各サスストロー
クセンサ７が検出した検出信号を微分回路８２（８２ａ
〜８２ｄ）で微分処理してサスストローク速度に相当す
る信号（電圧信号）とし、その信号はマルチプレクサ８
３ｂを介してＡ／Ｄ変換器８４ｂに入力され、ここでデ
ジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ８５に入
力される。マイクロコンピュータ８５は基本的にはイン
タフェース回路８５ａと演算処理回路８５ｂと記憶装置
８５ｃとからなり、上記Ａ／Ｄ変換器８４ａ，８４ｂが
出力した上下変位速度に相当するデジタル信号およびサ
スストローク速度に相当するデジタル信号がインタフェ
ース回路８５ａに入力されると、演算処理回路８５ｂが
上下変位速度の絶対値がδ未満であるかどうか又δ以上
であったときは上下変位速度とサスストローク速度の方
向が同じであるか異なっているかを判断し、その判断結
果を記憶装置８５ｃに記憶し、上下変位速度の絶対値が
δ未満からδ以上に変ったとき、上下変位速度とサスス
トローク速度の方向が同じであるとインタフェース回路
８５ａより駆動回路９（９ａ〜９ｄ）へ低減衰力特性か
ら高減衰力特性への切換信号を発し、駆動回路９からダ
ンパ２のコイルへ切換電流が通電され、ダンパ２の特性
切換えが行われ、上下変位速度とサスストローク速度の
方向が異方向に変ったときは、インタフェース回路８５
ａから駆動回路９に高減衰力特性から低減衰力特性への
切換信号を発し、ダンパのコイルへ切換電流を流し、ダ
ンパの特性切換えを行い、又上下変位速度の絶対値がδ
以上からδ未満に変ったときは上記２つの速度の方向に
関係なく低減衰力特性への切換信号を発し、ダンパのコ
イルへ切換電流を流し、以後上下変位速度がδ未満であ
るかぎり低減衰力特性の状態を継続する。

【００１７】一自由度系において、ばね下とばね上の上
下変位の伝達特性Ｇ１と上下変位速度の伝達特性Ｇ２　
は同じ（Ｇ１　＝Ｇ２　）である。又路面振幅（図２（
Ｂ）のＸ０の振幅）は一般に１／ｆの関係にあるとされ
ており、路面振幅に周波数ｆを掛けた値は一定で、路面
上下速度は例えば比較的振幅が大きく周波数の低いうね
り路面と比較的振幅が小さく周波数の高い荒れた路面と
でほぼ一定と仮定できる。

【００１８】上記のことから、路面上下速度が一定とす
ると、入力周波数に応じてばね上の上下変位速度はばね
上（車体）の共振域でピークをもつはずであり、ばね上
の振動（上下変位速度）を閾値δで判断することにより
、制御したい周波数帯域を抽出できる。

【００１９】したがって、前述した本発明の制御におい
て、ばね上の上下変位速度が閾値δ以上の範囲における
ばね上の上下変位速度とサスストローク速度の方向によ
るダンパ特性の切換制御は、主としてばね上（車体）の
固有振動数（１〜２Ｈｚ）付近を対象とした車体制振制
御であり、ばね上の上下変位速度が閾値δ未満の範囲の
低減衰力特性選択制御は主として比較的高周波，小振幅
のばね下共振域を対象とした制御となり、ばね下共振域
付近で車体に対するばね下振動の絶縁性を高めるという
作用，効果を奏し得るものである。

【００２０】尚上記において高減衰力と低減衰力とは、
あくまでも相対的なものであって、特定の数値で限定さ
れるものではなく任意に設定され得るものとする。

【００２１】以上のようにして、ばね上（車体）の上下
変位速度に閾値δを設定し該上下変位速度がδ未満であ
るかどうかの判断を行ない、δ以上のときは上記上下変
位速度とサスストローク速度との方向によってダンパ特
性の高低切換制御を行ない、δ未満であった場合はダン
パ特性を低減衰力に固定するという制御を行なうように
したことによって、例えばうねり路面走行時等の車体の
固有振動数付近での車体制振性の最適化と、例えば比較
的良好な路面を走行しているときに生じる車体をあまり
大きく加振しないばね下の高周波振動入力に対する振動
絶縁性向上との両立をはかり、多様な路面状況において
良好な乗心地を得ることができ、又上記ばね下の高周波
振動入力に対しては低減衰力特性に固定される制御とな
るので従来のものに比しダンパの切換頻度は減少し、ダ
ンパ機構の耐久性の向上をもはかることができるもので
ある。

【００２２】次に本発明で使用するダンパ２の具体的構
造例を説明する。

【００２３】ダンパ２は図５に示すように、下端部にピ
ストン３１を固着し上端部を車体に取付けられるロッド
３と、下端部を車輪側に取付けたシリンダ４とからなり
、ピストン３１には伸び側メイン通路３１ａと圧縮側メ
イン通路３１ｂとが設けられ、又伸び側メイン通路３１
ａには伸び側メインバルブ３１ａ′が設けられ、圧縮側
メイン通路３１ｂには圧縮側メインバルブ３１ｂ′が設
けられており、シリンダ４内に該ピストン３１が摺動可
能に嵌装され、該ピストン３１によって区画されたシリ
ンダ４の上部室４１及び下部室４２には油が充填され、
該油が上部室４１から下部室４２へ（伸び時），又下部
室４２から上部室４１へ（圧縮時）と伸び側メイン通路
３１ａ又は圧縮側メイン通路３１ｂを流通することによ
りロッド３はシリンダ４に対し相対的に上下移動でき、
且つそのときの油の流通抵抗により減衰力を発生するも
のである。

【００２４】ロッド３の中心部には下端が伸び側サブ通
路３２ａ，圧縮側サブ通路３２ｂおよび伸び側サブバル
ブ３２ａ′，圧縮側サブバルブ３２ｂ′を介して下部室
４２に連通する連通孔３２が設けられ、該連通孔３２の
上部はサブ通路３３により上部室４１に連通し、また、
ロッド３内には円筒状をなすシャッタ３４が上下摺動可
能に嵌装され、該シャッタ３４はシャフトを介してプラ
ンジャ３５に一体的に連結されている。ロッド３内には
、プランジャ３５の上部に対向する芯金３６と、マグネ
ット３７と、コイル３８とが固設されており、更にシャ
ッタ３４を下向きに付勢するスプリング３９が設けられ
ている。

【００２５】上記において、図５の右半分に示すように
シャッタ３４がスプリング３９によって下降位置に保持
されている状態では、該シャッタ３４はサブ通路３３を
閉塞しており、この状態ではロッド３の上昇および下降
時油は伸び側メイン通路３１ａ，圧縮側メイン通路３１
ｂのみを通って上部室４１から下部室４２へ，下部室４
２から上部室４１へと流通し、高減衰力特性となる。

【００２６】この状態からコイル３８へマグネット３７
によって磁化している芯金３６の磁力を強化する方向に
電流を流すと、該芯金３６の磁力によってプランジャ３
５はスプリング３９に抗して上昇し芯金３６に吸着し、
図５の左半分に示すようにシャッタ３４はサブ通路３３
を開とした上昇位置に保持される。プランジャ３５およ
びシャッタ３４が上昇位置に移動した後はコイルへの通
電を切ってもマグネット３７によって磁化している芯金
３６の吸着力で上昇位置に保持される。

【００２７】この状態では、ロッド３の上昇および下降
時油は伸び側メイン通路３１ａ，圧縮側メイン通路３１
ｂとサブ通路３３とを通って上部室４１から下部室４２
へ，下部室４２から上部室４１へと流通し、低減衰力特
性となる。

【００２８】この状態からマグネット３７の磁力線を打
ち消す方向にコイル３８へ電流を流すとシャッタ３４お
よびプランジャ３５はスプリング３９によって下降し前
述した下降位置に保持され、以後はコイルへの通電を切
ってもスプリング３９により下降位置に保持される。

【００２９】このようにして高低２段階の減衰力特性を
切換え可能な減衰力可変ダンパを得ることができる。

【００３０】尚、本発明において使用する減衰力可変ダ
ンパ２の具体的構成は図５に示すものに限定されること
なく、高低２段階の減衰力特性を切換え可能な任意構成
の減衰力可変ダンパを採用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高低２段
階の減衰力特性を切換えることのできる減衰力可変ダン
パを用い、ばね上の上下変位速度とサスストローク速度
との２つの速度情報にもとづき上記減衰力特性の切換え
を行なう車両用サスペンション装置において、上記上下
変位速度に閾値δを設定して上下変位速度がδ未満であ
るかどうかの判断を行ない、δ以上であれば上記２つの
速度の方向が同じか異なっているかを判断し、同じとき
は高減衰力特性，異なっているときは低減衰力特性とす
る制御を行ない、δ未満の範囲では上記２つの速度の方
向に関係なく低減衰力特性とする制御を行なうようにし
たことにより、車体共振周波数付近での車体制振の最適
化と、ばね下（タイヤ）共振周波数帯を中心とする高周
波，小振幅の振動入力に対する振動絶縁性の向上とをは
かることができ、これにより多様な路面状況において良
好な乗心地を得ることができると共に、減衰力可変ダン
パの切換頻度が大幅に減少できダンパ機構の耐久性の向
上をはかることができるもので、実用上多大の効果をも
たらし得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の車両への搭載配置例を示す斜視説
明図である。

【図２】本発明の実施例を示すもので、（Ａ）は本発明
で使用する減衰力可変ダンパの減衰力特性図、（Ｂ）は
サスペンションの１輪モデルにその制御を行なうコント
ローラを組み合わせた模型図である。

【図３】コントローラの制御態様を示すフローチャート
である。

【図４】コントローラのブロック図である。

【図５】本発明で使用する減衰力可変ダンパの一具体例
を示す要部断面図であり、右半分は高減衰力特性，左半
分は低減衰力特性の状態をそれぞれ示している。

【符号の説明】

１　　　　　　サスペンションスプリング２　　　　　
　減衰力可変ダンパ ３　　　　　　ロッド ４　　　　　　シリンダ ５　　　　　　サスペンション装置 ６　　　　　　上下加速度センサ ７　　　　　　サスストロークセンサ ８　　　　　　コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　前後左右の各車輪とその上方の車体と
   の間に、サスペンションスプリングとダンパとを含むサ
   スペンション装置が介装されている車両において、上記
   ダンパを、高減衰力特性と低減衰力特性との２段階の切
   換が可能な減衰力可変ダンパとし、ばね上の上下変位速
   度が予め設定されている閾値の範囲内であるときは上記
   低減衰力特性とし、ばね上の上下変位速度が上記閾値を
   越えた範囲では、該上下変位速度とばね上ばね下間の上
   下相対変位速度との２つの速度の方向を判断し、該２つ
   の速度の方向が同じであれば高減衰力特性に，異なる方
   向であれば低減衰力特性に上記減衰力可変ダンパの特性
   を切換制御す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. 【請求項２】　　請求項１に記載の減衰力可変ダンパと
   、ばね上の上下変位速度検出手段と、ばね上ばね下間の
   上下相対変位速度検出手段と、上下変位速度検出手段が
   検出した検出信号に基づきそれが閾値未満であるかどう
   かを判断し、閾値未満であると低減衰力特性を選択すべ
   き電気的信号を発し、閾値以上のときはばね上の上下変
   位速度とばね上ばね下間の上下相対変位速度との２つの
   速度の方向を判断し、該２つの速度の方向が同じであれ
   ば高減衰力特性に，異なる方向であれば低減衰力特性に
   減衰力可変ダンパの特性をそれぞれ切換えるべき電気的
   信号を発するコントローラとからなることを特徴とする
   車両用サスペンションの制御装置。