JPH06211026A

JPH06211026A - 車両懸架装置

Info

Publication number: JPH06211026A
Application number: JP34569791A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Kakizaki; 忍柿崎; Makoto Kimura; 誠木村
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】異常発生時に、アクチュエータを安全側に駆
動できる車両懸架装置を提供すること。【構成】ショックアブソーバａと、アクチュエータｂ
の駆動により減衰係数を変更する減衰係数変更手段ｃ
と、車両挙動検出手段ｄと、車両挙動に応じた最適の減
衰係数を求める減衰係数制御部ｅおよびアクチュエータ
ｂを駆動させる駆動制御信号を形成する駆動制御部ｆを
有したコントローラｇとを備えた車両懸架装置におい
て、駆動制御部ｆを減衰係数制御部ｅとは別体としてア
クチュエータｂと一体的に設け、さらに、アクチュエー
タｂには、減衰係数制御部ｅ側からの異常を示す信号を
入力してアクチュエータｂを所定のフェイルセーフ駆動
させるフェイルセーフ制御部ｈを一体的に設けた構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ショックアブソーバの
減衰係数を最適制御する車両の懸架装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ショックアブソーバの減衰係数制
御を行う車両懸架装置としては、例えば、特開昭６２−
１８１９０８号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】この従来の車両懸架装置は、車体の上下方
向の加速度を検出する加速度検出手段を有し、検出加速
度が所定値を越えた時から車体が車輪に対して中立位置
に至るまでの所定の時期に減衰力をより大きい値に変更
する指令を減衰力変更手段に出力するもので、これによ
って、車体に大きな力の振動が生じた場合に、揺動の半
周期以内で速やかに車体を車輪に対して中立位置に復帰
させることができるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来装置は、コントローラにおいて異常が発生した時の
対策が成されていなかったため、外来ノイズ等により、
コントローラ内のＣＰＵが誤動作した場合、異常な制御
信号がコントローラからアクチュエータに出力され、車
両が不自然な挙動を示す恐れがあり、これにより操縦安
定性や乗り心地の低下を招く恐れがあるという問題があ
った。

【０００５】加えて、従来装置は、コントローラにおい
て、各センサからの信号を受けて最適減衰力を演算する
部分や、この演算結果に基づき、アクチュエータを駆動
させるための信号を形成する部分が、１つに集約された
構成であったため、コントローラとアクチュエータの間
で断線等の異常が生じた場合には、アクチュエータを駆
動させる信号を伝えることができず、コントローラが異
常を検出してアクチュエータを安全側に駆動させようと
しても、アクチュエータを駆動させることができなかっ
た。

【０００６】本発明は、上述の問題点に着目してなされ
てもので、異常発生時に、アクチュエータを安全側に駆
動できるようにした車両懸架装置を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ア
クチュエータを駆動させるための信号を形成する駆動制
御部およびアクチュエータをフェイルセーフ駆動させる
フェイルセーフ制御部を、演算等により最適減衰係数を
求める減衰係数制御部とは別体としてアクチュエータと
一体的に組み付けて上記目的を達成するようにした。

【０００８】すなわち、本発明の車両懸架装置は、図１
のクレーム対応図に示すように、車体側と各車輪側の間
に介在されたショックアブソーバａと、このショックア
ブソーバａに設けられ、アクチュエータｂの駆動により
ショックアブソーバａの減衰係数を変更する減衰係数変
更手段ｃと、車両挙動を検出する車両挙動検出手段ｄ
と、この車両挙動検出手段ｄからの信号を受けて、車両
挙動に応じた最適の減衰係数を求める減衰係数制御部ｅ
およびアクチュエータｂを駆動させる駆動制御信号を形
成する駆動制御部ｆを有したコントローラｇとを備えた
車両懸架装置において、前記駆動制御部ｆを減衰係数制
御部ｅとは別体としてアクチュエータｂと一体的に設
け、さらに、アクチュエータｂには、前記減衰係数制御
部ｅ側からの異常を示す信号を入力してアクチュエータ
ｂを所定のフェイルセーフ駆動させるフェイルセーフ制
御部ｈを一体的に設けた構成とした。

【０００９】

【作用】異常が発生した際には、アクチュエータと一体
に設けられたフェイルセーフ制御部がアクチュエータを
フェイルセーフ駆動させる。

【００１０】したがって、外乱ノイズ等によりコントロ
ーラの減衰係数制御部が誤作動したり、減衰係数制御部
と駆動制御部との間で断線等の異常が発生したりして
も、アクチュエータを安全側にフェイルセーフ駆動させ
ることができる。なお、フェイルセーフ駆動とは、ショ
ックアブソーバを所定の減衰特性としたり、アクチュエ
ータの駆動を停止させたりするといった、駆動しない場
合も含む所定の駆動を行うことをいう。

【００１１】

【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。（第１実施例）まず、構成について説明する。

【００１２】図２は、本発明実施例の車両懸架装置を示
す構成説明図であり、車体と４つの車輪との間に介在さ
れて、４つのショックアブソーバＳＡが設けられている
（なお、図にあっては１つだけ図示する）。各ショック
アブソーバＳＡは、後で詳細に説明するが、パルスモー
タ（アクチュエータ）３の駆動により減衰係数を変更可
能な構造に形成されている。

【００１３】前記パルスモータ３の駆動は、コントロー
ラ４により制御されるもので、このコントローラ４に
は、車体の挙動を検出するための車体挙動検出手段とし
て、上下加速度センサ（以後、上下Ｇセンサという）１
と、車速センサ５ａと、舵角センサ５ｂとが接続されて
いる。

【００１４】前記コントローラ４は、メインコントロー
ラ４１とサブコントローラ４２とで構成されている。す
なわち、メインコントローラ４１は、車体の運転席（図
示省略）の近傍位置に設けられたいわゆるマイクロコン
ピュータで構成されていて、図示のように、各センサ
１，５ａ，５ｂからの信号を入力して制御用の信号に変
換する入力回路４１ａと、入力回路４１ａを経て得られ
る車体挙動に基づいてショックアブソーバＳＡの最適減
衰係数を演算し、この減衰係数を示す係数制御信号ｄｖ
を出力する演算回路（減衰係数制御部）４１ｂと、この
演算回路４１ｂが出力する係数制御信号ｄｖに基づい
て、演算回路４１ｂの異常の有無を判定し、異常検出時
には異常発生信号ｅｖ１を出力する第１異常検出回路４
１ｃとを備えている。なお、異常検出については後述す
る。

【００１５】また、サブコントローラ４２は、後述する
が、パルスモータ３と一体的に組み付けられていて、図
示のように、演算回路４１ｂからの係数制御信号ｄｖに
基づき駆動制御信号ｔｖを演算する駆動信号演算回路
（駆動制御部）４２ａと、この駆動信号演算回路４２ａ
の演算結果に基づいてパルスモータ３を駆動させるため
の駆動制御信号ｔｖを形成する駆動回路（駆動制御部）
４２ｂと、駆動回路４２ｂが出力する駆動制御信号ｔｖ
に基づき駆動信号演算回路４２ａおよび駆動回路４２ｂ
の異常の有無を判定し、異常検出時には異常発生信号ｅ
ｖ２を出力する第２異常検出回路４２ｃと、各異常検出
回路４１ｃ，４２ｃから異常発生信号ｅｖ１，ｅｖ２の
いずれかを入力したらパルスモータ３を所定のフェイル
セーフ駆動させるフェイルセーフ回路（フェイルセーフ
制御部）４２ｄとを備えている。

【００１６】次に、図３に基づいて、ショックアブソー
バＳＡの構成を説明する。このショックアブソーバＳＡ
は、シリンダ３０と、シリンダ３０を上部室Ａと下部室
Ｂとに画成したピストン３１と、シリンダ３０の外周に
リザーバ室３２を形成した外筒３３と、下部室Ｂとリザ
ーバ室３２とを画成したベース３４と、ピストン３２に
連結されたピストンロッド７の摺動をガイドするガイド
部材３５と、外筒３３と車体との間に介在されたサスペ
ンションスプリング３６と、バンパラバー３７とを備え
ている。

【００１７】次に、図４は前記ピストン３１の部分を示
す拡大断面図であって、この図に示すように、ピストン
３１には、貫通孔３１ａ，３１ｂが形成されていると共
に、各貫通孔３１ａ，３１ｂをそれぞれ開閉する伸側減
衰バルブ１２および圧側減衰バルブ２０とが設けられて
いる。また、ピストンロッド７の先端に固定されて、ピ
ストン３１を貫通しているスタッド３８には、上部室Ａ
と下部室Ｂとを連通する連通孔３９が形成され、さら
に、この連通孔３９の流路断面積を変更するための調整
子４０と、流体の流通の方向に応じて流体の連通孔３９
の流通を許容・遮断する伸側チェックバルブ１７および
圧側チェックバルブ２２とが設けられている。なお、こ
の調整子４０は、前記パルスモータ３により回転される
ようになっている（図３参照）。また、スタッド３８に
は、上から順に第１ポート２１，第２ポート１３，第３
ポート１８，第４ポート１４，第５ポート１６が形成さ
れている。

【００１８】一方、調整子４０は、中空部１９が形成さ
れると共に、内外を連通する第１横孔２４および第２横
孔２５が形成され、さらに、外周部に縦溝２３が形成さ
れている。

【００１９】したがって、前記上部室Ａと下部室Ｂとの
間には、伸行程で流体が流通可能な流路として、貫通孔
３１ｂを通り伸側減衰バルブ１２の内側を開弁して下部
室Ｂに至る伸側第１流路Ｄと、第２ポート１３，縦溝２
３，第４ポート１４を経由して伸側減衰バルブ１２の外
周側を開弁して下部室Ｂに至る伸側第２流路Ｅと、第２
ポート１３，縦溝２３，第５ポート１６を経由して伸側
チェックバルブ１７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１８，第２横孔２５，中空部１９
を経由して下部室Ｂに至るバイパス流路Ｇの４つの流路
がある。また、圧行程で流体が流通可能な流路として、
貫通孔３１ａを通り圧側減衰バルブ２０を開弁する圧側
第１流路Ｈと、中空部１９，第１横孔２４，第１ポート
２１を経由し圧側チェックバルブ２２を開弁して上部室
Ａに至る圧側第２流路Ｊと、中空部１９，第２横孔２
５，第３ポート１８を経由して上部室Ａに至るバイパス
流路Ｇとの３つの流路がある。

【００２０】すなわち、ショックアブソーバＳＡは、調
整子４０を回動させることにより、伸側・圧側のいずれ
とも図５に示すような特性で減衰係数を多段階に変更可
能に構成されている。つまり、図６に示すように、伸側
・圧側いずれもソフトとした状態（以後、ソフト領域Ｓ
Ｓという）から調整子４０を反時計方向に回動させる
と、伸側のみ減衰係数を多段階に変更可能で圧側が低減
衰係数に固定の領域（以後、伸側ハード領域ＨＳとい
う）となり、逆に、調整子４０を時計方向に回動させる
と、圧側のみ減衰係数を多段階に変更可能で伸側が低減
衰係数に固定の領域（以後、圧側ハード領域ＳＨとい
う）となる構造となっている。

【００２１】ちなみに、図６において、調整子４０を
，，のポジションに配置した時の、図４における
Ｋ−Ｋ断面，Ｍ−Ｍ断面，Ｎ−Ｎ断面を、それぞれ、図
７，図８，図９に示し、また、各ポジションの減衰力特
性を図１０，１１，１２に示している。

【００２２】次に、図１３は、パルスモータ３の部分を
示す拡大断面図であって、図示のように、パルスモータ
３は、ハウジング３ａと、出力軸３ｂと、ロータコア３
ｃおよびロータマグネット３ｄと、ステータコイル３ｅ
と、ステータコア３ｆから構成されている。なお、３
ｇ，３ｈは軸受けである。そして、ハウジング３ａの上
部内に、前記サブコントローラ４２が収納されている。

【００２３】次に、各異常検出回路４１ｃ，４２ｃの異
常検出について説明する。

【００２４】図１４は、コントローラ４の要部を示すブ
ロック図であって、メインコントローラ４１からサブコ
ントローラ４２へ出力する係数制御信号ｄｖは、６種の
０，１信号（AH,AL,BH,BL,CH,CL ）の組み合わせで構成
されている。また、サブコントローラ４２からパルスモ
ータ３へ出力する駆動制御信号ｔｖは、３種の０，１信
号（ｕ，ｖ，ｗ）の組み合わせで構成されている。

【００２５】これらの係数制御信号ｄｖおよび駆動制御
信号ｔｖを示すのが、図１５の信号説明図であって、パ
ルスモータ３の駆動ステップに基づいて、図示ように設
定されている。したがって、各コントローラ４１，４２
が正常であれば、係数制御信号ｄｖは、図示の０，１信
号パターンで順を追って変化するし（例えば、現在回転
方向６番のパターンであれば、次の信号パターンは５番
もしくは７番のパターンとなる）、駆動制御信号ｔｖも
同様である。そこで、第１異常検出回路４１ｃでは、係
数制御信号ｄｖの変化を監視し、あり得ないパターンで
係数制御信号ｄｖが変化したら異常発生信号ｅｖ１を演
算回路４１ｂおよびフェイルセーフ回路４２ｄに出力す
る（図３）。

【００２６】一方、第２異常検出回路４２ｃでは、係数
制御信号ｄｖと駆動制御信号ｔｖとの両方を監視し、そ
の一方の信号パターンと他方の信号パターンとが図示の
ように対応しているか否かを判定し、対応していない場
合に異常発生信号ｅｖ２をフェイルセーフ回路４２ｄに
出力する。

【００２７】次に、フェイルセーフ回路４２ｄについて
説明すると、このフェイルセーフ回路４２ｄは、第１異
常検出回路４１ｃから異常発生信号ｅｖ１を入力する
と、伸側ハード領域ＨＳとする駆動制御信号ｔｖをパル
スモータ３に出力し、一方、第２異常検出回路４２ｃか
ら異常発生信号ｅｖ２を入力すると、駆動回路４２ｄの
作動を停止させて駆動制御信号ｔｖの出力を停止させ
る。

【００２８】次に、演算回路４１ｂの減衰係数制御につ
いて説明する。なお、本発明では、この減衰係数制御を
要旨としていないので、ごく簡単に説明することにす
る。すなわち、演算回路４１ｂでは、まず、上下Ｇセン
サ１から得られる上下加速度を積分してばね上上下速度
を演算する。そして、このばね上上下速度の向きおよび
速度に比例させて減衰係数を設定する。つまり、ばね上
上下速度がプラス（上向き）であれば、伸側ハード領域
ＨＳとし、マイナス（下向き）であれば圧側ハード特性
ＳＨとし、さらに、ばね上上下速度が高いほどより高減
衰係数となるように制御するものである。なお、この制
御において高車速であるほど減衰係数が高くなる補正を
行う。

【００２９】また、車速センサ５ａおよび舵角センサ５
ｂからの入力に基づき、所定車速以上で所定以上の変化
率の操舵を行った場合には、車体にロールが発生する状
況であると判断して、車体が沈み込む側のショックアブ
ソーバＳＡを圧側ハード領域ＳＨとする一方、車体が浮
き上がる側のショックアブソーバＳＡを伸側ハード領域
ＨＳに制御とする。

【００３０】次に、実施例装置の作動を説明する。

【００３１】イ)演算回路異常発生時演算回路４１ｂに異常が発生してサブコントローラ４２
に出力する係数制御信号ｄｖがあり得ないパターンで変
化した際には、第１異常検出回路４１ｃが異常発生信号
ｅｖ１を演算回路４１ｂおよびフェイルセーフ回路４２
ｄに出力する。したがって、演算回路４１ｂが制御を停
止し出力をすべてＯＦＦとする一方、フェイルセーフ回
路４２ｄは、駆動回路４２ｂを制御して駆動回路４２ｂ
からショックアブソーバＳＡを伸側ハード領域ＨＳの所
定減衰係数とする駆動制御信号ｔｖを出力させる。

【００３２】ロ)サブコントローラ異常発生時サブコントローラ４２側に異常が発生して、係数制御信
号ｄｖと駆動制御信号ｔｖとが一致しなくなった際に
は、第２異常検出回路４２ｃが異常発生信号ｅｖ２をフ
ェイルセーフ回路４２ｄに出力する。

【００３３】したがって、フェイルセーフ回路４２ｄ
は、駆動回路４２ｂの作動を停止させて、パルスモータ
３への駆動制御信号ｔｖの出力が停止される。

【００３４】以上説明してきたように、本実施例装置に
よれば、メインコントローラ４１に異常が発生した際に
は、ショックアブソーバＳＡを伸側ハード領域ＨＳに固
定するようにし、また、サブコントローラ４２に異常が
発生した際には、ショックアブソーバＳＡに対する減衰
係数制御を停止するといった、フェイルセーフ駆動を行
うようにしているため、車両挙動に対応しない異常制御
を続けてしまうことによって車両が不自然な挙動を行う
ことながないから、この異常発生を原因とした操縦安定
性や乗り心地の低下を招く恐れがないという効果が得ら
れ、また、運転席近傍位置に配設したメインコントロー
ラ４１と各ショックアブソーバＳＡの上端のパルスモー
タ３側との間で断線等の不具合が生じても、パルスモー
タ３を伸側ハードの減衰特性を形成する側に駆動させる
といった安全サイドへ駆動させることができるという効
果が得られる。

【００３５】以上、実施例について説明してきたが具体
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の設計変更等があっても本発明
に含まれる。

【００３６】実施例では、車両挙動検出手段として、上
下加速度センサや車速センサや舵角センサを示したが、
車両の挙動に関する制御因子を検出するものであれば、
ばね上−ばね下の相対速度を検出する手段（荷重セン
サ，減衰力センサ）や、車両の横方向の加速度を検出す
るセンサや前後方向の加速度を検出するセンサなど、他
のセンサを用いてよい。

【００３７】また、実施例では、異常検出時におけるア
クチュエータの駆動であるフェイルセーフ駆動として、
ショックアブソーバＳＡを伸側ハード領域ＨＳに固定す
る駆動やショックアブソーバＳＡに対する減衰係数制御
を停止するといった駆動を示したが、伸・圧とものソフ
トとしたり、伸・圧ともハードとしたり、伸・圧ともミ
ディアム（中程度の減衰係数）とする等、他の手段を用
いてよいもので、この場合、ショックアブソーバの減衰
係数特性も実施例の特性とは異なることになるもので、
ショックアブソーバの減衰係数特性は実施例で示したも
のに限定されるものではない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の車両懸
架装置にあっては、コントローラにおいて、演算処理等
により最適減衰係数を求める減衰係数制御部と、アクチ
ュエータを駆動させるための信号を形成する駆動制御部
とを分割し、駆動制御部をアクチュエータと一体的に組
み付け、さらに、アクチュエータ側には、異常発生信号
を受けてアクチュエータをフェイルセーフ駆動させるフ
ェイルセーフ制御部を設けた構成としたため、減衰係数
制御部とアクチュエータとが離れて配設されている構造
にかかわらず、減衰係数制御部側やアクチュエータ側に
異常が発生した時には、アクチュエータを安全側に制御
することができ、従来よりも安全性を高めたり、異常発
生時の操縦安定性や乗り心地を向上させたりすることが
できるという効果が得られるし、この効果は、減衰係数
制御部側とアクチュエータ側との間で信号の伝達ができ
なくなったときにも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両懸架装置を示すクレーム概念図で
ある。

【図２】本発明実施例の車両懸架装置を示す構成説明図
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
す断面図である。

【図４】前記ショックアブソーバの要部を示す拡大断面
図である。

【図５】前記ショックアブソーバのピストン速度に対応
した減衰力特性図である。

【図６】前記ショックアブソーバの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７】前記ショックアブソーバの要部を示す図５のＫ
−Ｋ断面図である。

【図８】前記ショックアブソーバの要部を示す図５のＭ
−Ｍ断面図である。

【図９】前記ショックアブソーバの要部を示す図５のＮ
−Ｎ断面図である。

【図１０】前記ショックアブソーバの伸側ハード時の減
衰力特性図である。

【図１１】前記ショックアブソーバの伸側・圧側ソフト
状態の減衰力特性図である。

【図１２】前記ショックアブソーバの圧側ハード状態の
減衰力特性図である。

【図１３】実施例装置のパルスモータの部分を示す断面
図である。

【図１４】実施例のコントロールユニットの要部を示す
ブロック図である。

【図１５】実施例装置の係数制御信号および駆動制御信
号のパターンを示すパターン図である。

【符号の説明】

ａショックアブソーバｂアクチュエータｃ減衰係数変更手段ｄ車両挙動検出手段ｅ減衰係数制御部ｆ駆動制御部ｇコントローラｈフェイルセーフ制御部

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【手続補正書】

【提出日】平成４年５月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】次に、図５は前記ピストン３１の部分を示
す拡大断面図であって、この図に示すように、ピストン
３１には、貫通孔３１ａ，３１ｂが形成されていると共
に、各貫通孔３１ａ，３１ｂをそれぞれ開閉する伸側減
衰バルブ１２および圧側減衰バルブ２０が設けられてい
る。また、ピストン３１を貫通しているピストンロッド
７の先端部には、上部室Ａと下部室Ｂとを連通する連通
孔３９が形成され、さらに、この連通孔３９の流路断面
積を変更するための調整子４０と、流体の流通の方向に
応じて流体の連通孔３９の流通を許容・遮断する伸側チ
ェックバルブ１７および圧側チェックバルブ２２が設け
られている。なお、この調整子４０は、前記パルスモー
タ３により回転されるようになっている（図４参照）。
また、ピストンロッド７の先端部には、上から順に第１
ポート２１，第２ポート１３，第３ポート１８，第４ポ
ート１４，第５ポート１６が形成されている。また、図
中３８は圧側チェックバルブ２２が着座するリテーナで
ある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体側と各車輪側の間に介在されたショ
ックアブソーバと、このショックアブソーバに設けられ、アクチュエータの
駆動によりショックアブソーバの減衰係数を変更する減
衰係数変更手段と、車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、この車両挙動検出手段からの信号を受けて、車両挙動に
応じた最適の減衰係数を求める減衰係数制御部およびア
クチュエータを駆動させる駆動制御信号を形成する駆動
制御部を有したコントローラとを備えた車両懸架装置に
おいて、前記駆動制御部を減衰係数制御部とは別体としてアクチ
ュエータと一体的に設け、さらに、アクチュエータには、前記減衰係数制御部側か
らの異常を示す信号を入力してアクチュエータを所定の
フェイルセーフ駆動させるフェイルセーフ制御部を一体
的に設けたことを特徴とする車両懸架装置。