JPH0535406U - 車両懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰係数の非制御時にアクチュエータに対す
る通電が停止された時でも、車両の操縦安定性を確保す
ることができる車両懸架装置の提供。 【構成】 車体と４つの車輪との間にそれぞれ介在さ
れ、画成された室間の流体流通量を変更することで伸側
の減衰係数を変更可能な可変オリフィスを有するショッ
クアブソーバａと、回転により可変オリフィスの断面積
を変更可能な調整子ｂの回転を可変オリフィス断面積の
閉じ切り側で停止させるストッパ手段ｃと、調整子ｂを
回転駆動するディテントトルクの低いアクチュエータｄ
と、減衰係数制御部ｆを有した制御手段ｇに設けられ、
減衰係数制御部ｆの非制御時に可変オリフィスの断面積
を減少する方向へ所定角度調整子ｂを回動させた後にア
クチュエータｄへの通電を解除させるフェールセーフ制
御部ｈとを備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両懸架装置、特に車両の停車時や異常検出時等のように減衰係数 の非制御時におけるフェールセーフ技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の車両懸架装置としては、例えば、特開昭６２−１６８７０４号公報に記 載されているようなものが知られている。

【０００３】 即ち、この従来の車両懸架装置は、車体と車輪との間に介在され、ピストンに より画成された上下両室間の流体流通抵抗を変更することで減衰係数を変更可能 な可変オリフィスを有するショックアブソーバと、アクチュエータの駆動による 回転で前記可変オリフィスの断面積を変更可能な調整子と、車両挙動検出手段か らの検出信号に基づいてショックアブソーバの減衰係数を最適制御すべくアクチ ュエータに駆動信号を出力する減衰係数制御手段とを有したものであった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の車両懸架装置にあっては、ショックアブソー バの行程による流体力で調整子に回転トルクが発生するため、何らかの理由で、 アクチュエータへの通電が停止された場合には、このアクチュエータのディテン トトルク（無通電時における保持トルク）と調整子の回転フリクションとの合計 トルクと、流体力に基づいて調整子に作用する回転トルクとのトルクバランスに より、調整子を回転させる場合とその回転位置を保持する場合が発生し、このた め、四輪のショックアブソーバの減衰係数が一定にならず、このため車両の操縦 安定性および乗り心地を悪化させるという問題があった。

【０００５】 本考案は、上述のような従来の問題に着目して成されたもので、減衰係数の非 制御時にアクチュエータに対する通電が停止された時でも、車両の操縦安定性を 確保することができる車両懸架装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【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、本考案の車両懸架装置では、図１のクレ ーム対応図に示すように、車体と４つの車輪との間にそれぞれ介在され、画成さ れた室間の流体流通抵抗を変更することで少なくとも伸側の減衰係数を変更可能 な可変オリフィスを有するショックアブソーバａと、回転により前記可変オリフ ィスの断面積を変更可能な調整子ｂと、該調整子ｂの回転を可変オリフィス断面 積の閉じ切り側で停止させるストッパ手段ｃと、該調整子ｂを回転駆動するアク チュエータｄと、車両挙動に関する因子を検出する車両挙動検出手段ｅと、該車 両挙動検出手段ｅからの入力に基づいてショックアブソーバａの減衰係数を最適 制御すべくアクチュエータｄに駆動信号を出力する減衰係数制御部ｆを有した制 御手段ｇと、該制御手段ｇに設けられ、減衰係数制御部ｆの非制御時に可変オリ フィスの断面積を減少する方向へ所定角度調整子ｂを回動させた後にアクチュエ ータｄへの通電を解除させるフェールセーフ制御部ｈとを備えた手段とした。

【０００７】

【作用】

本考案の車両懸架装置では、減衰係数の制御時に、減衰係数制御部ｆにおいて 、車両挙動検出手段ｅからの入力に基づいてアクチュエータｄに駆動信号が出力 され、これにより、ショックアブソーバａが最適の減衰係数に制御される。

【０００８】 また、減衰係数の非制御時にあっては、フェールセーフ制御部ｈにおいて、ま ず、可変オリフィスの断面積を減少する方向へ所定角度調整子ｂを回動させた後 に、アクチュエータｄへの通電を解除させる。

【０００９】 即ち、ショックアブソーバａの行程時に画成された室間を流通する流体が可変 オリフィスで絞られることで流体力が発生し、この流体力は、可変オリフィス断 面積を減少させる方向へ調整子ｂを回転させる回転トルクとして作用すると共に 、この流体力は可変オリフィス断面積が減少するにつれて増加することから、所 定角度調整子ｂを回動させた時点でアクチュエータｄへの通電が解除されると、 、増加した流体力がこのアクチュエータｄのディテントトルクと調整子ｂの回転 フリクションとの合計反力を越えることで、可変オリフィス断面積をさらに減少 させる方向へ調整子ｂを回転させることができる。そして、ストッパ手段ｃによ り可変オリフィス断面積の閉じ切り側で調整子ｂの回転が停止され、その回転位 置に保持される。

【００１０】 従って、減衰係数の非制御時にアクチュエータｄに対する通電が停止された時 でも、行程時の流体力を利用して４つのショックアブソーバａの伸側を全て高減 衰係数側に切り換えることができ、これにより、車両の操縦安定性を確保するこ とができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案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。 図２は、本考案実施例のシステムブロック図であって、コントロールユニット ３０は、インタフェース回路３０ａ，ＣＰＵ３０ｂ，駆動回路３０ｃを備え、前 記インタフェース回路３０ａには車両挙動検出手段としての上下加速度センサ３ １からの出力信号が入力され、前記駆動回路３０ｃからパルスモータ３２へ駆動 信号が出力され、このパルスモータ３２のステップ回動により各ショックアブソ ーバＳＡの減衰係数を変化させるようになっている。そして、前記ＣＰＵ３０ｂ では、上下加速度センサ３１から入力されたばね上加速度信号からばね上速度Ｖ を求める演算が行なわれる。

【００１２】 図３は、前記ショックアブソーバＳＡの構成を示す断面図であって、このショ ックアブソーバＳＡは、シリンダ１と、シリンダ１内上部室Ａと下部室Ｂとに画 成したピストン２と、シリンダ１の外周にリザーバ室Ｃを形成した外筒３６と、 下部室Ｂとリザーバ室Ｃとを画成したベース３７と、ピストン２に連結されたピ ストンロッド１７の摺動をガイドするガイド部材３８と、外筒３６と車体との間 に介在されたサスペンションスプリング３９と、パルスモータ３２とを備えてい る。

【００１３】 前記パルスモータ３２は、ショックアブソーバＳＡの減衰係数を変更するアク チュエータを構成するもので、ディテントトルク（無通電時における保持トルク ）の低いものが用いられている。

【００１４】 図４は、前記ピストン２部分を示す拡大断面図であって、この図に示すように 、ピストン２は、スタッド３の先端小径部３ａに取り付けられている。そして、 このスタッド３は、ピストンロッド１７の先端ねじ部１７ａに螺合して取り付け られたリバウンドストッパ１８の外周ねじ部１８ａに螺合して取り付けられてい る。

【００１５】 即ち、前記スタッド３の先端小径部３ａに、圧側チェックボディ７，圧側チェ ックバルブ８，ワッシャ５ａ，カラー４ａ，ワッシャ５ｂ，圧側減衰バルブ６， ピストン２，伸側減衰バルブ９，ワッシャ５ｃ，伸側チェックボディ１０，伸側 チェックバルブ１１，ワッシャ５ｄ，カラー４ｂを順次装着し、最後にナット１ ６で締結している。

【００１６】 また、前記スタッド３には、その軸芯部に貫通穴（中空部）３ｂが穿設される と共に、その周壁を直径方向に貫通する状態で上方から順に、第１ポート３ｃ， 第２ポート３ｄ，第３ポート３ｅ，第４ポート３ｆ及び第５ポート３ｇが穿設さ れている。尚、前記第２ポート３ｄと第３ポート３ｅは軸方向同一位置に形成さ れている。また、第２ポート３ｄと第４ポート３ｆだけは周方向同一位置に形成 されているが、その他の第１・第３・第５ポート３ｃ，３ｅ，３ｇはそれぞれ周 方向に位相をずらせた位置に形成されている（図７，８，９参照）。

【００１７】 さらに、前記スタッド３の貫通穴３ｂには、調整子１２が、環状のアッパブッ シュ１３とロアブッシュ１４との間に挟持されて回動自在に設けられている。 この調整子１２は、その軸心部に、その下端が前記下部室Ｂに連通した中空部 １２ａを有した筒状に形成され、また、その周壁には、前記第１ポート３ｃと中 空部１２ａとを連通する第１横孔１２ｂと、第２ポート３ｄと第４ポート３ｆと 第５ポート３ｇとを連通する縦溝１２ｃと、第３ポート３ｅと中空部１２ａとを 連通する第２横孔１２ｄが形成されている。即ち、前記第３ポート３ｅと第２横 孔１２ｄとの間で可変オリフィスＦが形成されていて、調整子１２の回転により その断面積を変化可能となっている。

【００１８】 この実施例のショックアブソーバＳＡでは、伸行程で流体が流通可能な流路と しては図示の４つの流路がある。即ち、伸側内側溝２ｆの位置から伸側減衰バル ブ９の内側及び外周部を開弁して下部室Ｂに至る伸側第１流路Ｄと、第２ポート ３ｄ及び第４ポート３ｆを経由して伸側外側溝２ｇの位置から伸側減衰バルブ９ の外周部を開弁して下部室Ｂに至る伸側第２流路Ｅと、第２ポート３ｄ及び第５ ポート３ｇを経由して伸側チェックバルブ１１を開弁して下部室Ｂに至る伸側第 ３流路Ｆと、第３ポート３ｅ及び中空部１２ａを経由して下部室Ｂに至るバイパ ス流路Ｇとである。

【００１９】 一方、圧行程で流体が流通可能な経路としては図示の３つの流路がある。即ち 、圧側減衰バルブ６を開弁して上部室Ａに至る圧側第１流路Ｈと、中空部１２ａ 及び第１ポート３ｃを経由して圧側チェックバルブ８を開弁して上部室Ａに至る 圧側第２流路Ｊと、中空部１２ａ及び第３ポート３ｅを経由して上部室Ａに至る 前記バイパス流路Ｇとである。

【００２０】 前記スタッド３の上端面側には、貫通穴３ｂより大径の大径穴３ｈが形成され 、この大径穴３ｈの環状底部とリバウンドストッパ１８の環状下端面との間に、 上方から順に前記アッパブッシュ１３とストッパプレート１９が挟持状態で設け られている。このアッパブッシュ１３は、調整子１２の上端面と対向する下端面 に、低摩擦材より成るスラストワッシャ２０及び鋼板製スラストワッシャ２１を 収容すると共に調整子１２の上端部を回動自在に挿入可能な大径穴１３ａが形成 されている。

【００２１】 また、前記ストッパプレート１９は、調整子１２の回転範囲を規制するための もので、図５及び図６に示すように、調整子１２の上端部を回転可能に挿通する 中央穴１９ａを有する環状に形成されていて、外周部にはその径方向に対向して 一対の半円状突起部１９ｂが突出形成され、また内周部にはその径方向に対向し て一対のストッパ部１９ｃが突出形成されている。そして、前記大径穴３ｈの内 周壁面には、両半円状突起部１９ｂを装着係止可能な半円状の位置決め用縦溝３ ｊ，３ｊがドリル加工によって形成されている。

【００２２】 一方、前記貫通穴１９ａ内に挿通される調整子１２の上端部は、両側面の切削 加工により、平行な一対の平面部１２ｅ，１２ｅを有する平板状に形成されてい て、前記両ストッパ部１９ｃに両平面部が当接することでその回転範囲が規制さ れるように構成されている。即ち、前記ストッパプレート９のストッパ部１９ｃ と調整子１２の平面部１２ｅとでストッパ手段を構成させている。

【００２３】 また、調整子１２の回動は、コントロールロッド１５により成されるもので、 このコントロールロッド１５は、ピストンロッド１７の貫通穴１７ｂ内を貫通し て上端部まで延在され、ピストンロッド１７の車体取付部に設けられたパルスモ ータ３２によりステップ回動されるようになっている。

【００２４】 そして、前記調整子１２は、その回動に基づいて減衰係数ポジションを図７〜 図９に示す３つのポジションの範囲内で任意のポジション位置に切り換え可能と なっている。

【００２５】 まず、図８に示す第１ポジション（図１０のＳＳポジション位置）では、第１ 〜第５ポート３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇの全てが開かれていて、前記伸行程 における４つの流路Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇと、圧行程における３つの流路Ｈ，Ｊ，Ｇの すべてが流通可能となっており、従って、このポジションでは、図１２に示すよ うに、伸側・圧側がいずれも低減衰係数（以後、ソフトという）となる。

【００２６】 また、図７に示す第２ポジション（図１０のＨＳポジション位置）では、第１ ポート３ｃのみが開かれ、その他の第２〜第５ポート３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇは 閉じられていて、伸側第１流路Ｄと、圧側第１流路Ｈと、圧側第２流路Ｊとが流 通可能となっており、従って、このポジションでは図１１に示すように、伸側が 高減衰係数（以後、ハードという）で圧側はソフトとなる。

【００２７】 また、図９に示す第３ポジション（図１０のＳＨポジション位置）では、第２ ポート３ｃ，第４ポート３ｆ及び第５ポート３ｇが開かれ、第１ポート３ｃ及び 第３ポート３ｅが閉じられていて、伸側第１〜第３流路Ｄ，Ｅ，Ｆ及び圧側第１ 流路Ｈが流通可能となっており、従って、このポジションでは図１３に示すよう に、圧側がハードで伸側がソフトとなる。

【００２８】 また、図８に示す第１ポジション位置から図７に示す第２ポジション方向へ切 り換えるべく調整子１２を反時計方向に回動させていくと、第２〜第５ポートの 開度が絞られて、バイパス流路Ｇと伸側第２流路Ｅと伸側第３流路Ｆの流路断面 積を減少させる方向に変化させることができ、これにより、図１０に示すように 、圧側はソフトのままで伸側のみをソフトからハード方向へ変化させることがで きる。そして、この第２ポジション位置まで回動した時点で、前記調整子１２の 平面部１２ｅがストッパプレート９のストッパ部１９ｃに当接し、これにより調 整子１２の時計方向への回動が停止されるようになっている。

【００２９】 また、図８に示す第１ポジシションから図９に示す第３ポジション方向へ切り 換えるべ調整子１２を時計方向に回動させていくと、第１ポート及び第３ポート の開度が絞られて、バイパス流路Ｇと圧側第２流路Ｊと伸側第３流路Ｆの流路断 面積を減少させる方向に変化させることができ、これにより、図１０に示すよう に、伸側はソフトのままで圧側のみをソフトからハード方向へ変化させることが できる。

【００３０】 図２に戻り、前記コントロールユニット３０は制御手段を構成するもので、車 両挙動検出手段としての上下加速度センサ３１からの入力信号に基づき、ショッ クアブソーバＳＡを最適の減衰係数に制御すべくパルスモータ３２に駆動信号を 出力する減衰係数制御部の他に、非制御時におけるフェールセーフ制御部を含ん でいる。

【００３１】 即ち、前記減衰係数制御部においては、図１４に示すように、ばね上加速度セ ンサ３１から入力されたばね上加速度信号から演算されたばね上速度Ｖの方向と 同一のショックアブソーバＳＡの行程側がハードとなるような制御がなされるも ので、その逆行程側は所定のソフトポジションとなっている。

【００３２】 また、前記フェールセーフ制御部では、減衰係数制御部の非制御時において、 ショックアブソーバＳＡの行程によって調整子に作用する流体力（回転トルク） を利用して伸側減衰係数をハード側に切り換えるための制御が行なわれる。即ち 、図１５は調整子１２の各ポジション位置において調整子１２に回転トルクを与 える流体力特性を示しており、この図に示すように、流体力は可変オリフィスＦ の断面積の減少に反比例して増大する。一方、同図の鎖線で示すように、調整子 １２の回転トルクに対しては、調整子１２の回転フリクションとパルスモータ３ ２のディテントトルク（無通電時における保持トルク）とを合計した値が反力Ｋ₁ ，Ｋ₂ として作用するため、流体力がこの反力Ｋ₁ を越えるポジションＰ₁ ま で調整子１２を回転駆動させた状態で、パルスモータ３２への通電を停止させる ことにより、流体力で調整子１２を第２ポジション（図１０のＨＳポジション） 方向へ回転させることができる。

【００３３】 次に、実施例の作動を、図１４のタイムチャートに基づいて説明する。

【００３４】 （イ）減衰係数の制御時 減衰係数の制御時にあっては、図１４に示すように、減衰係数制御部において 、その時のばね上速度Ｖの方向と同一のショックアブソーバＳＡの行程側がばね 上速度Ｖに比例したハードポジションとなるような減衰係数の切り換え制御が成 される。即ち、 ａ）ばね上速度Ｖの方向が上向き（＋）である時は、ばね上速度Ｖの方向と同一 方向である伸側がばね上速度Ｖに比例したハードポジションで、その逆の圧側が 所定のソフトポジションとなる第２ポジション（図８のＳＨポジション及び図９ のポジション）側に切り換える。

【００３５】 ｂ）ばね上速度Ｖの方向が下向き（−）である時は、ばね上速度Ｖの方向と同一 方向である圧側がばね上速度Ｖに比例したハードポジションで、その逆の伸側が 所定のソフトポジションとなる第３ポジション（図８のＨＳポジション及び図１ １のポジション）側に切り換える。

【００３６】 従って、ばね上速度Ｖの方向と同一のショックアブソーバＳＡの工程側をばね 上速度Ｖに比例したハードポジションとすることで、ばね上（車体）の振動を抑 制して操縦安定性の向上を図ることができると共に、その時のばね上速度Ｖの方 向とは逆方向のショックアブソーバＳＡの行程側を所定のソフトポジションとす ることで、制振制御時における行程方向とは逆方向の路面入力を吸収して車体へ の伝達を阻止し、これにより乗り心地を向上させることができるという特徴を有 している。

【００３７】 （ロ）減衰係数の非制御時 減衰係数の非制御時にあっては、フェールセーフ制御部において、まず、調整 子１２を伸側がハードで圧側がソフトとなる第２ポジション（図１０のＨＳポジ ション）方向である図１５のポジションＰ₁ を越える地点まで回転駆動すべくパ ルスモータ３２に駆動信号が出力される。

【００３８】 次いで、調整子１２がポジションＰ₁ を越える地点まで回転した時点でパルス モータ３２への通電を停止させると、ショックアブソーバＳＡの行程に基いて発 生する流体力が調整子１２の回転フリクションとパルスモータ３２のデテントト ルク（無通電時における保持トルク）とを合計した反力Ｋ₁ を越えることから、 流体力によって調整子１２が第２ポジション（図１０のＨＳポジション）方向へ 回転する。

【００３９】 そして、第２ポジションまで回動した時点でストッパ手段により調整子１２の 回転が停止され、以後は流体力の作用でそのポジションに保持される。

【００４０】 このように、この実施例では、減衰係数の非制御時に、何らかの理由でパルス モータ３２に対する通電が停止された時でも、行程時の流体力を利用して４つの ショックアブソーバＳＡの減衰係数を、全て伸側ハードで圧側ソフトの第２ポジ ションに切り換えることができ、これにより、車両の操縦安定性と乗り心地を供 に確保することができるという特徴を有している。

【００４１】 以上、本考案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、本考案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更 等があっても本考案に含まれる。

【００４２】 例えば、実施例では、伸側・圧側の一方の行程側をハードに制御するときは、 、その逆行程がソフトとなるショックアブソーバを用いたが、その他に、図１６ の減衰係数特性図に示すように、伸側・圧側が共にハードとなるＨＨポジション と、共にソフトとなるＳＳポジションとを有し、両ポジション間での切り換えを 可能とする構造のショックアブソーバを用いることができ、この場合は、図１７ に示すように、流体力が反力Ｋ₁ を越えるポジションＰ₂ まで調整子を回転駆動 させた状態で、パルスモータへの通電を停止させることにより、流体力で調整子 を図１６のＨＨポジション方向へ回転させることができる。

【００４３】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案の車両懸架装置では、調整子の回転を可変オ リフィス断面積の閉じ切り側で停止させるストッパ手段と、該調整子を回転駆動 するアクチュエータと、減衰係数制御部の非制御時に可変オリフィスの断面積を 減少する方向へ所定角度調整子を回動させた後にアクチュエータへの通電を解除 させるフェールセーフ制御部とを備えた構成としたため、減衰係数の非制御時に アクチュエータに対する通電が停止された時でも、行程時の流体力を利用して４ つのショックアブソーバの伸側を全て高減衰係数側に切り換えることができ、こ れにより、車両の操縦安定性を確保す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】

【図１】本考案の車両懸架装置を示すクレーム対応図で
ある。

【図２】実施例の車両懸架装置を示すシステムブロック
図である。

【図３】実施例装置に適用したショックアブソーバを示
す断面図（図５のＰ−Ｐ断面）である。

【図４】前記ショックアブソーバのピストン部分を示す
拡大断面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】調整子部分の分解斜視図である。

【図７】第２ポジション位置を示す断面図で、(イ) は図
４のＫ−Ｋ断面図，(ロ) は図４のＬ−Ｌ及びＭ−Ｍ断面
図，(ハ) は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図８】第１ポジション位置を示す断面図で、(イ) は図
４のＫ−Ｋ断面図，(ロ) は図４のＬ−Ｌ及びＭ−Ｍ断面
図，(ハ) は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図９】第３ポジション位置を示す断面図で、(イ) は図
４のＫ−Ｋ断面図，(ロ) は図４のＬ−Ｌ及びＭ−Ｍ断面
図，(ハ) は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図１０】前記ショックアブソーバにおけるパルスモー
タのステップ位置に対応した減衰係数特性図である。

【図１１】第２ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１２】第１ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１３】第３ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１４】実施例装置のコントロールユニットの制御作
動を示すタイムチャートである。

【図１５】実施例装置における調整子ポジションに対す
る流体力特性図である。

【図１６】他の実施例装置で用いられるショックアブソ
ーバにおけるパルスモータのステップ位置に対応した減
衰係数特性図である。

【図１７】他の実施例装置における調整子ポジションに
対する流体力特性図である。

【符号の説明】

ａ ショックアブソーバ ｂ 調整子 ｃ ストッパ手段 ｄ アクチュエータ ｅ 車両挙動検出手段 ｆ 減衰係数制御部 ｇ 制御手段 ｈ フェールセーフ制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と４つの車輪との間にそれぞれ介在
   され、画成された室間の流体流通抵抗を変更することで
   少なくとも伸側の減衰係数を変更可能な可変オリフィス
   を有するショックアブソーバと、 回転により前記可変オリフィスの断面積を変更可能な調
   整子と、 該調整子の回転を可変オリフィス断面積の閉じ切り側で
   停止させるストッパ手段と、 該調整子を回転駆動するアクチュエータと、 車両挙動に関する因子を検出する車両挙動検出手段と、 該車両挙動検出手段からの入力に基づいてショックアブ
   ソーバの減衰係数を最適制御すべくアクチュエータに駆
   動信号を出力する減衰係数制御部を有した制御手段と、 該制御手段に設けられ、減衰係数制御部の非制御時に可
   変オリフィスの断面積を減少する方向へ所定角度調整子
   を回動させた後にアクチュエータへの通電を解除させる
   フェールセーフ制御部と、 を備えたことを特徴とする車両懸架装置。