JPH05238236A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰力調整アクチュエータの切り替え頻度を
低減して耐久性を向上させ、１０Ｈｚ付近のばね下共振
周波数の路面入力を減衰させる。 【構成】 車輪側に取り付けられるシリンダ１１内を上
下２室Ａ，Ｂに隔成するピストン１２と、該ピストン１
２を一端に有し、他端が車体側に取り付けられるととも
に、中心部にバイパス通路２８を有するピストンロッド
１３と、該ピストンロッド１３に伸側および圧側ごとに
独立して設けられ、かつ上記２室Ａ，Ｂを上記バイパス
通路２８を介して連通する連通孔３５，３６と、伸側の
上記連通孔３５を閉じた時圧側の上記連通孔３６を開
き、伸側の上記連通孔３５が開いた時圧側の上記連通孔
３６を閉じるロータリーバルブ３７と、上記バイパス通
路２８内に設けられて、ばね下共振周波数の１０Ｈｚ付
近の路面入力を減衰するローカットバルブ５０とを備
え、コントローラ９により上記車体速度の大きさに応じ
て、上記伸側および圧側の連通孔３５，３６を開閉する
ように上記ロータリーバルブ３７の回転量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車体速度に応じて伸
側減衰力および圧側減衰力を切り替え制御するサスペン
ション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のサスペンション装置を示す
ブロック図である。

【０００３】これについて述べると、１は車体、２は車
輪であり、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ
４，車高センサ５が装着され、また、車体１には上下方
向の加速度を検出する加速度センサ６が設けてある。

【０００４】また、車輪２と路面７との間には、ばね要
素としてのタイヤ８が存在する。加速度センサ６，車高
センサ５の信号はコントローラ９に入力され、コントロ
ーラ９は減衰力可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替
えアクチュエータを駆動し、減衰力を高低２段階に切り
替えるようになっている。

【０００５】次に、従来のサスペンション装置に用いら
れる減衰力可変ダンパ４について、図６に基づき説明す
る。

【０００６】シンリダ１１内はピストン１２により上下
２室としてのＡ室，Ｂ室に仕切られている。

【０００７】シリンダ１１とアウターシェル４０により
リザーバたるＣ室が形成されている。

【０００８】また、ピストン１２はピストンロッド１３
の一端にねじで締結され、ピストンロッド１３の他端は
ベアリング１４およびシール１５を貫通して突出し、車
体１側に取り付けられる。

【０００９】一方、シリンダ１１側はアウターシェル４
０下部に溶接されたアイ１６により車輪側に取り付けら
れる。

【００１０】シリンダ１１下部には圧縮時に減衰力を発
生する圧バルブ１７と、伸張時にＣ室からＢ室に油を吸
い込むチェックバルブ１８とにより構成されるベースバ
ルブが設けてある。

【００１１】また、ピストン１２には、伸張時にＡ室か
らＢ室へ油が流れるときの通路となる伸ポート１９と伸
側減衰力を発生する伸バルブ２０とが、圧縮時にＢ室か
らＡ室へ油が流れるときの通路となる圧ポート２１と圧
側減衰力を発生する圧バルブ２２とが設けられている。

【００１２】そして、上記ピストンロッド１３内は中空
となっており、内部にコントロールロッド２３とロータ
リーバルブ２４が結合されて挿入され、このロータリー
バルブ２４の脱落防止のためのロータリーバルブストッ
パ２５が圧入されている。

【００１３】また、上記ピストンロッド１３にはＡ室側
に連通孔２６が設けられ、ロータリーバルブ２４には連
通孔を開閉するオリフィス２７が設けられていて、開状
態ではＡ室とＢ室がピストンロッド１３内のバイパス通
路２８を介して連通し、ロータリーバルブ１３に設けた
上記オリフィス２７がバイパス流量を規制する。

【００１４】また、上記コントロールロッド２３は上部
ピストンロッド１３内に設けたＯリング２９によりシー
ルされ、減衰力切り替えアクチュエータ３０のシャフト
と嵌合し、このアクチュエータ３０を駆動してコントロ
ールロッド２３を回転させることにより、バイパス通路
２８の開閉を可能にする。

【００１５】次に、減衰力可変ダンパの動作について説
明する。

【００１６】まず、高減衰力を得るには減衰力切り替え
アクチュエータ３０を駆動してロータリーバルブ２４を
回転させ、バイパス通路２８を閉じる。伸行程では、Ａ
室の油が伸ポート１９，伸バルブ２０を通りＢ室に流れ
る。

【００１７】このため、発生するＡ，Ｂ室の差圧により
伸側減衰力が発生する。

【００１８】ここでピストンロッド１３がシリンダ１１
外に突出した体積に相当する油が、Ｃ室よりベースバル
ブのチェックバルブ１８を通りＢ室に補充される。

【００１９】一方、圧縮行程では、ピストンロッド１３
がシリンダ１１内に侵入した分の油が、ベースバルブの
圧バルブ１７を通りＣ室へ流れる。

【００２０】このとき、圧バルブ１７の発生する差圧に
よりＢ室の圧力は上昇する。

【００２１】一方、Ｂ室の油は圧ポート２１，圧バルブ
２２を通りＡ室にも流れる。

【００２２】このとき発生するＡ，Ｂ室の差圧とＢ室の
圧力により、圧側減衰力が発生し、これがハード状態と
なる。

【００２３】次に、ロータリーバルブ２４を回転させ、
バイパス通路２８を連通させると、上記高減衰力時に対
し、ピストン１２の伸、圧バルブ２０，２２をバイパス
する油の流れが発生する。

【００２４】この流れは各バルブに対し並列流れとなる
ので、ピストン１２の伸，圧バルブ２０，２２を流れる
流量はバイパス流量分だけ少なくなり、伸行程，圧行程
ともＡ−Ｂ室間の差圧が小さくなる。

【００２５】その結果、高減衰力時に対し、低い減衰
力、すなわちソフトの減衰力となる。

【００２６】このときの減衰力特性を図７に示す。

【００２７】この図から分かるように、伸側減衰力がハ
ードのときには縮み側減衰力もハードになり、伸側減衰
力がソフトのときには縮み側減衰力もソフトになる。

【００２８】これが従来の減衰力可変ダンパの特徴であ
る。

【００２９】次に、上記減衰力可変ダンパ４の制御方法
について説明する。

【００３０】図５に示すように、車体１および車輪２の
変位を便宜上ｘ，ｙと定め（矢印方向を正とする）、ｘ
ａ，ｙａはそれぞれの速度、ｘｂ，ｙｂはそれぞれの加
速度を示す。

【００３１】そこで、車体１に作用する力に着目する
と、ｘ＞０（車体１が上方に動いている）のときｘａ−
ｙａ＞０（ダンパが伸びている）ならば、車体１の運動
方向と反対側（下側）の向きに減衰力が作用し、車体に
対し制振力となるが、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパが縮んで
いる）場合は、減衰力が車体１の運動方向に作用し、結
果として減衰力が加振力となる。ｘａ＜０の場合も同様
に、減衰力が制振力と加振力になる場合がある。

【００３２】そこで、ｘａを縦軸，ｘａ−ｙａを横軸と
して４つの象限に分けると図８（ａ）に示すように、第
１，第３象限は制振作用、第２，第４象限は加振作用を
与えることになる。

【００３３】そこで、図８（ｂ）に示すように減衰力が
制振力として作用する場合は、減衰力をハード、加振力
として作用する場合はソフトにするという制御方法が提
唱されている。

【００３４】これを式で表わすと、ｘａ（ｘａ−ｙａ）
＞０のとき減衰力がハード、ｘａ（ｘａ−ｙａ）＜０の
とき減衰力がソフトということになる。

【００３５】この様に制御することにより、車両の乗心
地が向上することになる。

【００３６】ここでｘａの値は加速度センサの信号ｘｂ
をコントローラ９内の積分器９ａにて積分することによ
り得られ、ｘａ−ｙａの値は車高センサの信号ｘ−ｙを
微分器９ｂにて微分することにより得られる。

【００３７】そして、演算処理・駆動回路９ｃはこれら
の微分器９ｂおよび微分器９ａの出力にもとづき、所定
の減衰力調整信号を出力する。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、ｘａは車体質量と懸架ばね定数で決まる固有振動数
である１Ｈｚの振動数で変化するが、ｘａ−ｙａは路面
７からの瞬間的な入力や、車輪２とタイヤ８との共振等
により、かなり多い頻度で正負（伸，圧）の符号が変化
する。

【００３９】それ故、かなりの頻度で減衰力を切り替え
る必要がある。

【００４０】そのために、減衰力調整アクチュエータを
高速で切り替え動作させなければ、制御効果が低減する
し、これによりアクチュエータ，ダンパにかなりの耐久
性が必要となるほか、減衰力は低いほど乗心地が良くな
る反面、低くしずぎると車輪がばたつき、接地力の変動
が大きくなって、操安性が悪化するという問題点があっ
た。

【００４１】この発明は上記のような従来の問題点に着
目してなされたものであり、減衰力調整アクチュエータ
を高速で切り替える必要をなくし、その切り替え頻度を
低減して機器の耐久性を向上させることができるととも
に、乗心地向上と相反する車輪とタイヤによる共振点付
近での接地力変動が増加することによる操安性の悪化を
防止することができるサスペンション装置を得ることを
目的とする。

【００４２】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるサスペ
ンション装置は、車輪側に取り付けられるシリンダ内を
上下２室に隔成するピストンと、該ピストンを一端に有
し、他端が車体側に取り付けられるとともに、中心部に
バイパス通路を有するピストンロッドと、該ピストンロ
ッドに伸側および圧側ごとに独立して設けられ、かつ上
記２室を上記バイパス通路を介して連通する連通孔と、
伸側の上記連通孔を閉じたとき圧側の上記連通孔を開
き、伸側の上記連通孔が開いたとき圧側の上記連通孔を
閉じるロータリーバルブと、上記バイパス通路内に設け
られて、ばね下共振周波数の１０Ｈｚ付近の路面入力を
減衰するローカットバルブとを備え、コントローラによ
り上記車体速度の大きさに応じて、上記伸側および圧側
の連通孔を開閉するように上記ロータリーバルブの回転
量を制御するようにしたものである。

【００４３】

【作用】この発明におけるローカットバルブは、ピスト
ンロッド内のバイパス通路に設けられてばね下共振域の
１０Ｈｚ付近での路面入力を減衰させて、車輪のばたつ
き、接地力の変動を抑制し、また、コントローラは、車
体速度の大きさに応じて、ロータリーバルブの回動量を
制御して伸側および圧側の連通孔を開閉し、このときの
開閉動作が、伸側減衰力がハードのとき圧側減衰力をソ
フトにし、伸側減衰力がソフトのとき圧側減衰力をハー
ドとなるようにする。

【００４４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。

【００４５】図１において、１は車体、２は車輪であ
り、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ４が装
着され、また、車体１には上下方向の加速度を検出する
加速度センサ６が設けてある。

【００４６】また、車輪２と路面７との間には、ばね要
素としてのタイヤ８が存在する。加速度センサ６の信号
はコントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力
可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエー
タを駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようにな
っている。

【００４７】また、９ａは加速度センサ６の出力を積分
する積分器、９ｃはこの積分器９ａの出力にもとづいて
減衰力可変ダンパ４の減衰力調整信号を演算し出力する
演算処理・駆動回路である。

【００４８】なお、この発明では図５における微分器９
ｂおよび車高センサ５が省かれている。

【００４９】また、図２はこの発明において使用する減
衰力可変ダンパの詳細を示し、図６について説明したも
のと同一の構成部分には同一符号を付して、その重複す
る説明を省略する。

【００５０】すなわち、この発明では、ピストン部をバ
イパスする通路に伸バイパス通路３１と圧バイパス通路
３２の２つを設け、各バイパス通路３１，３２端に伸サ
ブバルブ３３および圧サブバルブ３４が設けてある。

【００５１】また、ピストンロッド１３には伸連通孔３
５と圧連通孔３６とが設けられており、それぞれロータ
リーバルブ２４により開閉されるようになっている。

【００５２】ロータリーバルブ２４の開口部は、図３に
示すようにＰ−Ｐ断面，Ｑ−Ｑ断面でそれぞれ位相をず
らして設けてあり、２つの減衰力のモードを取り得るよ
うになっている。

【００５３】すなわち、図３において、モードＲでは伸
連通孔３５は閉、圧連通孔３６は開であり、モードＣで
は伸連通孔３５は開、圧連通孔３６は閉の状態となるよ
うに設定されている。

【００５４】また、減衰力アクチュエータ３８は２段階
に切り替え可能なもので、各モードを選択できるように
なっている。

【００５５】また、上記ロータリーバルブ２４下流のバ
イパス通路２８には、このバイパス通路２８を塞ぐよう
にローカットバルブ５０が設けられている。

【００５６】このローカットバルブ５０は例えば特開昭
６２−２４０４５号公報等に記載されているように、バ
イパス通路２８内に油を通過させるポートおよびこのポ
ートを開閉するリーフバルブを設けるとともに、上記油
の圧力を検出し、この圧力を利用してそのリーフバルブ
の開閉を抑制（または補助）するプッシュバルブとを設
けたものからなり、その圧力変動の周波数がばね下共振
周波数の１０Ｈｚ付近では、上記リーフバルブの開度を
小さくするようにして、図４に示すように伝達関数を下
げ、減衰力を発生させるように機能するものである。

【００５７】このようにすれば、車輪のばらつきや接地
力の変動を抑えることができ、操安性とともに、所期の
乗心地を確保できることになる。

【００５８】次に動作について説明する。

【００５９】まず、減衰力可変ダンパの作動について述
べる。モードＲでは伸連通孔３５は閉じ、圧連通孔３６
は開いた状態になっている。

【００６０】それ故、伸行程では伸バイパス通路３１に
油が流れず、Ａ室の油はピストン１２の伸ポート１９，
伸バルブ２０を通りＢ室に流れる。

【００６１】このときの差圧により伸側減衰力が発生
し、この減衰力がハード特性となる。

【００６２】一方、圧行程では圧連通孔３６が開いてい
るので、Ｂ室からＡ室への油の流れはピストン１２の圧
ポート２１および圧バルブ２２を通る流れと、圧バイパ
ス通路３２からローカットバルブ５０，圧連通孔３６，
圧サブバルブ３４を通る流れとに分かれる。

【００６３】その結果、Ａ，Ｂ室の差圧は小さくなり、
ソフトな減衰力となる。

【００６４】また、モードＣでは伸連通孔３５は開き圧
連通孔３６は閉じた状態になっている。

【００６５】それ故、伸行程時の油がＡ室，伸ポート１
９，伸バルブ２０，Ｂ室へ流れるものと、Ａ室，伸サブ
バルブ３３，伸連通孔３５，ローカットバルブ５０，バ
イパス通路２８，Ｂ室へ流れるものとに分かれるため、
伸側減衰力がソフトとなり、圧行程時には油がＢ室，圧
ポート１９，圧バルブ２２を流れるため、圧側減衰力が
ハードの状態となる。

【００６６】さらに、いずれのモードでも、伸行程では
ピストンロッド１３が突出した分の油がＣ室からベース
バルブのチェックバルブ１８を通りＢ室に補充され、圧
縮行程ではピストンロッド１３の侵入分の油が、ベース
バルブの圧バルブ１７を通りＣ室へ流れ、そのときに発
生する差圧により、Ｂ室の圧力が上昇することは、従来
と同様である。

【００６７】次に制御方法について説明する。従来の制
御方法ではｘａ＞０のとき、ｘａ−ｙａ＞０（ダンパ伸
状態）のときはハード、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパ圧縮状
態）のときはソフトに制御するようになっている。

【００６８】これは、従来の減衰力可変ダンパが伸行
程，圧行程とも同一の減衰力モードになるためである。

【００６９】この発明の減衰力可変ダンパでは、伸行程
でハードのときは、圧行程はソフト、伸行程でソフトの
ときは圧行程でハードになってしまうため、上記のよう
にｘａ−ｙａの符号に従って、いちいちモードを切り替
える必要がない。

【００７０】従って、アクチュエータの切替頻度も少な
く、しかも、ｘａの符号は１Ｈｚ位のゆっくりした変化
にとどまるので切替応答性もそんなに要求されないメリ
ットがある。

【００７１】また、ソフトの減衰力を極端に低く設定す
ると、車輪がばたつき、接地力変動が大きくなり、操安
性を害する恐れが従来はあった。

【００７２】しかし、この発明ではピストンに伸，圧用
のローカットバルブ５０が設置してあるため、接地力変
動を伴う恐れのある１０Ｈｚ付近の入力に対しては、こ
のローカットバルブ５０が差圧、つまり減衰力を発生す
るため、操安性を阻害する心配はない。

【００７３】このローカットバルブ５０は、乗心地を各
モードで制御している１Ｈｚ付近ではほとんど差圧を発
生しないため、制御の邪魔をすることはもちろんない。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、車輪
側に取り付けられるシリンダ内を上下２室に隔成するピ
ストンと、該ピストンを一端に有し、他端が車体側に取
り付けられるとともに、中心部にバイパス通路を有する
ピストンロッドと、該ピストンロッドに伸側および圧側
ごとに独立して設けられ、かつ上記２室を上記バイパス
通路を介して連通する連通孔と、伸側の上記連通孔を閉
じたとき圧側の上記連通孔を開き、伸側の上記連通孔が
開いたとき圧側の上記連通孔を閉じるロータリーバルブ
と、上記バイパス通路内に設けられて、ばね下共振周波
数の１０Ｈｚ付近の路面入力を減衰するローカットバル
ブとを備え、コントローラにより上記車体速度の大きさ
に応じて、上記伸側および圧側の連通孔を開閉するよう
に上記ロータリーバルブの回転量を制御するように構成
したので、車体速度の大きさのみで減衰力を切り替える
ことにより、アクチュエータを高速で切り替える必要が
なく、小型で安価なアクチュエータが使用でき、さらに
減衰力の切替頻度が少なくなるので機器の耐久性が向上
し、車輪のばたつきや接地力の変動を有効に抑制でき、
従って操安性を確保できるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるサスペンション装置
を示すブロック図である。

【図２】この発明における減衰力可変ダンパを示す断面
図である。

【図３】この発明における減衰力可変ダンパの伸圧連通
孔の開閉状態および伸圧の減衰力の関係を示す説明図で
ある。

【図４】この発明のローカットバルブによる接地改善特
性を示す特性図である。

【図５】従来のサスペンション装置を示すブロック図で
ある。

【図６】図５における減衰力可変ダンパを示す断面図で
ある。

【図７】従来の減衰力可変ダンパの減衰力特性を示すグ
ラフである。

【図８】従来の減衰力可変ダンパ動作による車体への作
用力と制御則の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 車輪 ９ コントローラ １１ シリンダ １２ ピストン １３ ピストンロッド ２８ バイパス通路 ３５，３６ 連通孔 ３７ ロータリーバルブ ５０ ローカットバルブ Ａ，Ｂ ２室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪側に取り付けられるシリンダ内を上
   下２室に隔成するピストンと、該ピストンを一端に有
   し、他端が車体側に取り付けられるとともに、中心部に
   バイパス通路を有するピストンロッドと、該ピストンロ
   ッドに伸側および圧側ごとに独立して設けられ、かつ上
   記２室を上記バイパス通路を介して連通する連通孔と、
   伸側の上記連通孔を閉じたとき圧側の上記連通孔を開
   き、伸側の上記連通孔が開いたとき圧側の上記連通孔を
   閉じるロータリーバルブと、上記バイパス通路内に設け
   られて、ばね下共振周波数の１０Ｈｚ付近の路面入力を
   減衰するローカットバルブと、上記車体速度の大きさに
   応じて、上記伸側および圧側の連通孔を開閉するように
   上記ロータリーバルブの回転量を制御するコントローラ
   とを備えたサスペンション装置。