JPH06247120A - 車両懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰力を発生する部分の製造上あるいは制御
作動上のばらつきや経時劣化によるばらつきを原因とし
た減衰力不足を補正して、乗り心地の悪化や制振性不足
を防止すること。 【構成】 減衰特性変更手段ａにより減衰特性を変更可
能なショックアブソーバｂと、車体の挙動を検出する挙
動検出手段ｃから得られたばね上の上下方向速度成分に
比例した制御信号に応じて減衰特性を最ハード特性から
最ソフト特性の範囲内で変更すべくアクチュエータｄを
駆動させる減衰特性制御手段ｅと、挙動検出手段ｃから
得られるばね下共振周波数帯のばね上加速度の絶対値を
常時所定間隔でサンプリングしてその移動平均値を演算
し、この移動平均値が所定のしきい値を越えたら、その
越えた量に応じて最ソフト特性をハード寄りに補正する
補正制御手段ｆとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両懸架装置に関し、
特に、ショックアブソーバの減衰特性を変更する制御を
行うものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、減衰特性を変更する制御を行う車
両懸架装置としては、例えば、特開昭６１−１６３０１
１号公報に記載されたものが知られている。この従来の
車両懸架装置は、流体の流路断面積を変更して減衰特性
をハード・ソフトに変更可能なショックアブソーバと、
ばね上上下速度を検出するばね上速度検出手段と、ばね
上・ばね下間の相対速度を検出する相対速度検出手段
と、両検出手段で検出したばね上速度の符号と相対速度
の符号とが一致する時には、ショックアブソーバの減衰
特性をハードとし、両者が一致しない時には、減衰特性
をソフトにするといったスカイフック理論に基づいた減
衰特性制御を４輪独立に行なう制御手段とを備えたもの
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
技術は、減衰特性をハードとソフトとの２段階に切り換
えるものであったが、最ハード特性と最ソフト特性との
間で多段階に切り換えるようにすることも考えられる。
そして、このように減衰特性を多段階に切り換える（無
段階のリニヤ切換も含む）ようにした場合に、製造上の
誤差による発生減衰力のばらつきや、アクチュエータの
イニシャライズ時の停止位置のばらつきや、ショックア
ブソーバを構成する部品の、経時劣化によるばらつきな
どによって、ショックアブソーバで発生する減衰力が不
足するおそれがある。このように減衰力が不足した場
合、ばね下の「ばたつき」が大きくなって乗り心地が悪
化したり、減衰力不足による制振性の悪化を招いたりす
る。

【０００４】本発明は、上述の問題点に着目してなされ
たもので、上記減衰力を発生する部分の製造上あるいは
制御作動上のばらつきや経時劣化によるばらつきを原因
とした減衰力不足を補正して、乗り心地の悪化や制振性
不足を防止することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、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、車体と各車輪の間に介在され、内部流体
の流路断面積を変更する減衰特性変更手段ａにより減衰
特性を変更可能なショックアブソーバｂと、車体の挙動
を検出する挙動検出手段ｃと、この挙動検出手段ｃから
得られたばね上の上下方向速度成分に比例した制御信号
に応じて減衰特性を最ハード特性から最ソフト特性の範
囲内で変更すべく、前記減衰特性変更手段ａのアクチュ
エータｄを駆動させる減衰特性制御手段ｅと、前記挙動
検出手段ｃから得られるばね下共振周波数帯のばね上加
速度の絶対値を常時所定間隔でサンプリングしてその移
動平均値を演算し、この移動平均値が所定のしきい値を
越えたら、その越えた量に応じて最ソフト特性をハード
寄りに補正する補正制御手段ｆとを設けた。

【０００６】

【作用】減衰特性変更手段ａにおける製造上あるいは制
御作動上のばらつきや経時劣化による作動ばらつきなど
によって、減衰力不足が生じてばね下に「ばたつき」が
生じた時には、車体に生じるばね上加速度のうちでばね
下共振周波数帯の値（絶対値）が高まる。

【０００７】したがって、このばね下共振周波数帯のば
ね上加速度の絶対値を常時所定間隔でサンプリングして
その移動平均値を演算している補正制御手段ｆでは、こ
の移動平均値が高まるもので、この移動平均値が所定の
しきい値を越えたら、その越えた量に応じて最ソフト制
御時の減衰特性である最ソフト特性をハード寄りに補正
する。

【０００８】この補正により、減衰特性制御手段ｅの制
御信号に対応した減衰特性がハード側にシフトされるこ
とになり、減衰力不足が補われることになる。なお、以
上のような最ソフト特性をハード寄りにシフトする補正
は、そのシフト可能範囲内において、減衰力不足が解消
されるまで繰り返し行われることになる。

【０００９】

【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、構成について説明する。図２は、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４つのショックアブソーバＳＡが介在されている。そ
して、各ショックアブソーバＳＡの近傍位置の車体に
は、挙動検出手段として車体の上下方向の加速度を検出
する上下加速度センサ（以後、上下Ｇセンサという）１
が設けられ、また、図外の自動変速機の出力軸に車速セ
ンサ５が設けられている。また、運転席の近傍位置に
は、各上下Ｇセンサ１からの信号を入力して、各ショッ
クアブソーバＳＡのパルスモータ３に駆動制御信号ｍｖ
を出力するコントロールユニット４（請求の範囲の減衰
特性制御手段ならびに補正制御手段に相当する）が設け
られている。

【００１０】図３は、上記構成を示すシステムブロック
図であって、コントロールユニット４は、インタフェー
ス回路４ａ，ＣＰＵ４ｂ，駆動回路４ｃを備えている。

【００１１】次に、図４は、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Ｓ
Ａ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３１
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。

【００１２】次に、図５は前記ピストン３１の部分を示
す拡大断面図で、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ともに、
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、ピストンロッド７の先端に螺合されたバウンドス
トッパ４１には、ピストン３１を貫通したスタッド３８
が螺合して固定されていて、このスタッド３８には、貫
通孔３１ａ，３１ｂをバイパスして上部室Ａと下部室Ｂ
とを連通する流路（後述の伸側第２流路Ｅ，伸側第３流
路Ｆ，バイパス流路Ｇ，圧側第２流路Ｊ）を形成するた
めの連通孔３９が形成され、この連通孔３９内には前記
流路の流路断面積を変更するための調整子４０が回動自
在に設けられている。また、スタッド３８の外周部に
は、流体の流通の方向に応じて前記連通孔３９で形成さ
れる流路側の流通を許容・遮断する伸側チェックバルブ
１７と圧側チェックバルブ２２とが設けられている。な
お、前記調整子４０は、前記パルスモータ３によりコン
トロールロッド７０を介して回転されるようになってい
る（図４参照）。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。

【００１３】一方、調整子４０は、中空部１９が形成さ
れているとともに、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。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２３，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
２５，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。

【００１４】すなわち、ショックアブソーバＳＡは、調
整子４０を回動させてポジションを切り換えることによ
り、伸側・圧側のいずれとも図６に示すような特性で減
衰係数（ピストン速度に対する減衰力特性が係数を変化
させたように変化することから、これを「減衰係数」と
称する）を多段階に変更可能に構成されている。つま
り、図７に示すように、伸側・圧側いずれもソフトとし
た最ソフト特性ＳＳ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。

【００１５】ちなみに、図７において、調整子４０を
，，のポジションに配置した時の、図５における
Ｋ−Ｋ断面，Ｌ−Ｌ断面およびＭ−Ｍ断面，Ｎ−Ｎ断面
を、それぞれ、図８，図９，図１０に示し、また、各ポ
ジションに配置した時の減衰力特性を図１１，１２，１
３に示している。

【００１６】次に、パルスモータ３の駆動を制御するコ
ントロールユニット４の構成について詳述すると、図１
４は、ＣＰＵ４ｂの要部の構成を示していて、上下Ｇセ
ンサ１から入力した加速度信号ｇを上下速度ｖに変化す
る積分を行うローパスフィルタＬＰＦ１（0.05Hz）と、
この上下速度ｖの中からばね上共振周波数帯を含む0.1H
z 〜3.0Hz の範囲の低周波成分であるばね上速度低周波
成分信号ｖ’を取り出すためのハイパスフィルタＨＰＦ
１およびローパスフィルタＬＰＦ２と、前記加速度信号
ｇからばね下共振周波数帯である12Hzの高周波成分であ
るばね上加速度高周波成分信号ｇ’を取り出すためのハ
イパスフィルタＨＰＦ２およびローパスフィルタＬＰＦ
３とを備えている。

【００１７】そして、このコントロールユニット４の作
動について、図１５のフローチャートに基づき説明する
と、ステップ１０１は、各上下Ｇセンサ１から得られる
加速度信号ｇを読み込むステップである。

【００１８】ステップ１０２は、図１４に示す各フィル
タ回路ＨＰＦ２，ＬＰＦ２を経て形成されるばね上加速
度高周波成分信号ｇ’の絶対値｜Ｇx ｜を所定間隔でサ
ンプリングするステップであり、すなわち、図１６に示
すように入力されるばね上加速度高周波成分信号ｇ’
を、時間ｔの間隔でサンプリングするもので、本実施例
では、ｔ＝１／２０秒としている。

【００１９】ステップ１０３は、絶対値｜Ｇx ｜の移動
平均Ｇx_AVEを下記の式（１）により演算するステップで
ある。 Ｇx_AVE＝［｜Ｇ₁ ｜＋｜Ｇ₂ ｜＋…＋｜Ｇ_n-1 ｜＋｜Ｇ
_n ｜］／ｎ …（１） なお、本実施例ではｎ＝１０００に設定している。

【００２０】ステップ１０４は、移動平均Ｇx_AVEが所定
のしきい値δ以下であるか否かを判定しＮＯでステップ
１０５に進み、ＹＥＳでステップ１０６に進むステップ
である。

【００２１】ステップ１０５は、最ソフトポジションの
移動量Ｐs を下記の式（２）に基づき演算するステップ
である。 Ｐs ＝（α／β）・Ｐs max …（２） なお、この移動量Ｐs は、最ソフト特性ＳＳのポジショ
ンを、図７においてで示す通常時のポジションから伸
側ハード領域ＨＳ内のポジションに移動させる際の量を
示していて、図６に示す多段の減衰係数の最下段の減衰
係数から上段側へのステップ数に置き換えられるもの
で、図７においてＰs max が、最大移動量を示してい
る。また、前記αは、図１７に示すように、移動平均Ｇ
x_AVEがしきい値δを越えた量、すなわち、α＝Ｇx_AVE−
δであり、前記βは、最大移動量Ｐsmax に対応した最
大補正量であって、すなわち、α＝βとなった時に移動
量Ｐsが最大移動量Ｐs max となるように設定した値で
ある。

【００２２】ステップ１０６は、ばね上速度低周波成分
信号ｖ’に基づき最適減衰係数となるようにパルスモー
タ３に対して駆動制御信号ｍｖを出力するステップであ
る。すなわち、図１８に示すように、ばね上速度低周波
成分信号ｖ’の＋，−の符号に応じ、符号が＋の場合に
は伸側ハード領域ＨＳの範囲内でばね上速度低周波成分
信号ｖ’の大きさに比例してポジションを切り換え、ま
た、ばね上速度低周波成分信号ｖ’の符号が−の場合に
は、圧側ハード領域ＳＨの範囲内でばね上速度低周波成
分信号ｖ’の絶対値の大きさに応じてポジションを切り
換えるように駆動制御信号ｍｖを出力する。なお、図示
のようにばね上速度低周波成分信号ｖ’が比例域を越え
ると、調整子４０のポジションは最大減衰係数（Max ）
の位置に固定される。そして、ばね上速度低周波成分信
号ｖ’の値が０の付近には不感帯±γが設定されてい
て、この不感帯±γの範囲内の場合には最ソフト特性Ｓ
Ｓに切り換える。この最ソフト特性ＳＳのポジション
は、通常時（Ｇx_AVE＜δ）には図７中のポジションで
あるが、ステップ１０５において演算処理を行った場合
（Ｇx_AVE≧δ）には、移動量Ｐs だけ伸ハード側に移動
させた最ソフト特性ＳＳとの最大伸側ハードとの間の
範囲内でポジションを切り換えることになる。

【００２３】ステップ１０７は、車速が０よりも大であ
るか否かを判定するステップで、ＹＥＳでステップ１０
１に戻り、ＮＯで以上の制御を終える。

【００２４】以上のように構成された本実施例装置にあ
っては、車両を走行させた際に、製造上あるいは制御作
動上のばらつきや継時劣化によるばらつきを含んだ様々
の要因で、図７において想像線で示すように減衰力が不
足してしまい、ばね下に「ばたつき」が生じた場合に
は、以下のような作動がなされる。すなわち、ばね下が
ばたつくと、図１６のタイムチャートに示すように、サ
ンプリングするばね上加速度高周波成分信号ｇ’の絶対
値｜Ｇx ｜が、大きな値となる。このような「ばたつ
き」は、突起等のような路面の凹凸により生じることが
あるが、このような場合には、「ばたつき」が連続する
ことなく短期間しか生じないことでこの絶対値｜Ｇx ｜
の移動平均Ｇx_AVEが、大きく上昇することはないが、上
述のように、ショックアブソーバＳＡに減衰力不足が生
じた場合には、「ばたつき」が連続して発生することで
移動平均Ｇx_AVEが上昇する。そして、この移動平均Ｇx
_AVEが、図１７のタイムチャートに示すように、しきい
値δを越えると、最ソフト特性ＳＳのポジションを伸側
ハード領域ＨＳ内にシフトさせる補正を行う。なお、こ
のシフト量（移動量Ｐs ）は、移動平均Ｇx_AVEがしきい
値δを越えた大きさに比例して、この大きさが大きいほ
ど移動量Ｐs が大きくなるが、最大移動量Ｐs maxを越
えることはない。尚、絶対値｜Ｇx ｜の移動平均Ｇx_AVE
は、イグニッションをＯＦＦにしてもＣＰＵ４ｂ内にお
いて記憶されるので、再運転を開始しても過去のＧx_AVE
を用いることができる。

【００２５】図１８においてで示す位置よりも左側が
通常時の制御、右側が最ソフト特性ＳＳのポジションを
伸側ハード領域ＨＳ内にシフト補正時の制御を示してい
て、図示のように、シフト補正時には、ばね上速度低周
波成分信号ｖ’が不感帯±γ内の値となって最ソフト特
性に制御する時にも、駆動制御信号ｍｖは伸側ハード領
域ＨＳのポジションに対応した信号が出力され、また、
ばね上速度低周波成分信号ｖ’が不感帯±γよりも大き
な値では、ばね上速度低周波成分信号ｖ’の大きさに対
するポジション（駆動制御信号ｍｖの大きさ）が通常時
よりも大きくなって通常時に比べ高減衰係数に制御され
ることになる。すなわち、図７において想像線で示す特
性が所定量右側に移動して実線で示す正規の特性に一致
することになり、上述したような減衰力不足が補われ、
乗り心地の悪化や制振性不足を防止することができる。

【００２６】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
に含まれるもので、例えば、最ソフト特性ＳＳの最大移
動量Ｐs max は、実施例に示した量に限定されない。ま
た、サンプリング時間や回数も任意である。

【００２７】また、実施例では、伸側・圧側の一方を高
減衰に制御した場合に、他方が低減衰に固定される特性
の減衰特性変更手段を示したが、この方が、いわゆるス
カイフック理論で制御を行うにあたり切換回数が少なく
なり有利であるが、伸側・圧側が同時に高減衰になった
り低減衰になったりする周知構造のものを用いてもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の車両懸
架装置は、挙動検出手段から得られるばね下共振周波数
帯のばね上加速度の絶対値を常時所定間隔でサンプリン
グしてその移動平均値を演算し、この移動平均値が所定
のしきい値を越えたら、その越えた量に応じて最ソフト
特性をハード寄りに補正する補正制御手段を設けた構成
としたため、減衰力不足によりばね下に「ばたつき」が
生じた場合には、補正制御手段が最ソフト特性をハード
寄りに補正して、減衰特性制御手段の制御信号に対応し
た減衰特性をハード側にシフトすることになり、これに
より、減衰力不足を補って乗り心地の悪化や制振性不足
を防止する。

【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】実施例装置を示すシステムブロック図である。

【図４】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５】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６】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７】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力特性図である。

【図８】前記ショックアブソーバの要部を示す図５のＫ
−Ｋ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Ｌ
−Ｌ断面およびＭ−Ｍ断面図である。

【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】実施例装置における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】実施例装置におけるコントロールユニットの
制御作動を示すフローチャートである。

【図１６】実施例装置におけるばね上加速度高周波成分
信号ｇ’のサンプリングを説明するタイムチャートであ
る。

【図１７】実施例装置における移動平均Ｇx _AVE の変化
を示すタイムチャートである。

【図１８】実施例装置におけるばね上速度低周波成分信
号ｖ’と駆動制御信号ｍｖとの関係および最ソフト特性
補正時の作動を説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

ａ 減衰特性変更手段 ｂ ショックアブソーバ ｃ 挙動検出手段 ｄ アクチュエータ ｅ 減衰特性制御手段 ｆ 補正制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と各車輪の間に介在され、内部流体
   の流路断面積を変更する減衰特性変更手段により減衰特
   性を変更可能なショックアブソーバと、 車体の挙動を検出する挙動検出手段と、 この挙動検出手段から得られたばね上の上下方向速度成
   分に比例した制御信号に応じて減衰特性を最ハード特性
   から最ソフト特性の範囲内で変更すべく、前記減衰特性
   変更手段のアクチュエータを駆動させる減衰特性制御手
   段と、 前記挙動検出手段から得られるばね下共振周波数帯のば
   ね上加速度の絶対値を常時所定間隔でサンプリングして
   その移動平均値を演算し、この移動平均値が所定のしき
   い値を越えたら、その越えた量に応じて最ソフト特性を
   ハード寄りに補正する補正制御手段と、を備えているこ
   とを特徴とする車両懸架装置。