JPH0747364B2 - 自動車のサスペンシヨン装置 - Google Patents

自動車のサスペンシヨン装置

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JPH0747364B2
JPH0747364B2 JP61291196A JP29119686A JPH0747364B2 JP H0747364 B2 JPH0747364 B2 JP H0747364B2 JP 61291196 A JP61291196 A JP 61291196A JP 29119686 A JP29119686 A JP 29119686A JP H0747364 B2 JPH0747364 B2 JP H0747364B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動車のサスペンション装置、特に懸架特性を
運転状態に応じて可変制御するようにしたサスペンショ
ン装置に関する。
(従来の技術) 自動車のサスペンションを構成するバネのバネ定数やダ
ンパの減衰率、即ちサスペンションの懸架特性を運転状
態に応じて変化させることは既に知られている。例え
ば、実開昭55−109008号公報によれば、前後輪にショッ
クアブゾーバを備えた自動車において、高速時には前輪
側のショックアブゾーバの減衰力を後輪側に対して相対
的に高めて(ハードにして)ステアリング特性のアンダ
ステア傾向を強め、また低速時には高速時とは逆の減衰
力関係としてアンダステア傾向を弱め或いはニュートル
ラルステアないしオーバステア傾向とすることを特徴と
する「車両用サスペンション」に関する考案が開示され
ている。これは、高速時の直進安定性と低速時の旋回操
縦性とを両立させるようにしたものである。
また、上記のようなステアリング特性の面からサスペン
ションの懸架特性を変化させるものとは別に、自動車の
乗心地を改善する目的で懸架特性を変化させる場合があ
る。これは、通常の直進走行時には懸架特性をソフトに
して快適な乗心地を得ると共に、旋回時には懸架特性を
ハードにして横加速度(遠心力)による不快な車体のロ
ーリングを抑制し、いずれの場合にも良好な乗心地を確
保しようとするものである。
(発明が解決しようとする問題点) しかるに、上記のように乗心地改善のために懸架特性を
直進時にはソフトに、旋回時にはハードに切換えるよう
にしたものにあっては、旋回時にステアリング特性に関
して次のような不具合が発生する。つまり、直進時にお
ける前後輪ともソフトな状態から旋回状態に移行して、
例えば車体に作用する横加速度が所定値以上となった時
に前後輪とも同時にハードにした場合、ステアリング特
性が旋回途中で急激にアンダステア側に変化することに
なり、そのため旋回時の走行安定性が損われることにな
る。また、アンダステア傾向が強くなることによって旋
回操縦性(応答性)が悪化することになる。
本発明は、運転状態に応じて懸架特性を可変とした自動
車のサスペンション装置における上記のような実情に対
処するもので、懸架特性を直進時にはソフトに、旋回時
にはハードにして直進時及び旋回時の乗心地を向上させ
るようにしたものにおいて、直進状態から旋回状態への
移行時における上記の如きステアリング特性上の問題を
解消することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 即ち、本発明に係る自動車のサスペンション装置は、前
輪及び後輪に夫々車体を懸架する懸架手段と、これらの
懸架手段の懸架特性の変化させる懸架特性可変手段と、
自動車の旋回状態を検出する旋回検出手段と、該検出手
段により旋回状態が検出された時に上記懸架特性可変手
段を作動させて懸架特性を切換えるコントローラとが備
えられたものにおいて、このコントローラにより、旋回
時に懸架特性を前後輪ともソフトな状態から前輪又は後
輪のいずれか一方のみをハードにした状態を経由して前
後輪ともハードにするように構成したことを特徴とす
る。尚、懸架特性可変手段により切換えられる特性とし
ては、ダンパの減衰力とバネのバネ定数のいずれか一方
の場合と、両方の場合とがある。
(作用) 上記の構成によれば、直進時には懸架特性が前後輪とも
ソフトとされて快適な乗心地が得られ、また旋回時には
前後輪ともハードとされて不快な車体のローリングが抑
制されることになる。そして、直進状態から旋回状態へ
の移行時には、一時的に前輪のみがハードとされた状態
又は後輪のみがハードとされた状態のいずれか一方の状
態となり、前者の場合は、ステアリング特性がニュート
ラルステアないしオーバステア状態から、弱アンダステ
ア状態を経て強アンダステア状態に移行することにな
る。つまり、この場合は前後輪ともソフトな状態から前
後輪ともハードな状態への移行に伴うステアリング特性
のアンダステア傾向が強くなる方向への変化が徐々に行
われることになり、急激なアンダステア傾向への変化に
よる旋回時の走行安定性の悪化が回避されて、走行安定
性が重視される自動車に適したステアリング特性が得ら
れることになる。また、後者の場合は、旋回開始時に前
後輪ともソフトな状態から前輪がソフトで後輪がハード
な状態となることにより、ステアリング特性のオーバス
テア傾向が一時的に強まることになり、旋回開始時の操
縦性ないし応答性が向上されて、俊敏性が重視される自
動車に適したステアリング特性が得られることになる。
(実施例) 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第1図に示すように、左右の前輪1,1及び左右の後輪2,2
に車体を懸架するサスペンション3,3、4,4は、いずれも
コイルバネ5とダンパ6と、エア室7とから構成されて
いるが、ダンパは後述するような構成で減衰率が2段階
に切換え可能とされ、その切換えを行うアクチュエータ
としてステップモータ8が具備されている。また、エア
室7はパイプ9を介してアキュムレータ10に接続されて
いると共に、該エア室7とアキュムレータ10との間には
その両者を連通遮断する電磁弁11が設置されている。そ
して、前輪1,1のサスペンション3,3におけるステップモ
ータ81,81と電磁弁111,111とに対して駆動信号A1を、後
輪2,2のサスペンション4,4におけるステップモータ82,8
2と電磁弁112,112とに対して駆動信号A2を夫々出力する
コトローラ12が具備され、且つ該コントローラ12には、
ステアリングハンドル(図示せず)の操舵角θを検出す
る舵角センサ13と当該自動車の車速Vを検出する車速セ
ンサ14からの信号B,Cが入力されるようになっている。
ここで、上記サスペンション3(4)の具体的構造を説
明すると、第2図に示すように、このサスペンション3
(4)は、取付部材21及び弾性体22を介して上端部を車
体に固定されていると共に、上記エア室7を形成する上
部ケース23と、該ケース23に対して相対的に上下動可能
な下部ケース24とを有する。そして、上部ケース23の下
端部と下部ケース24の上端部とがローリングダイヤフラ
ム25によって連結されていると共に、両ケース23,24内
はシール部材26によって仕切られている。また、下部ケ
ース24は、更に外筒27と内筒28とから構成されていると
共に、内筒28内にはピストンロッド29が相対的に上下摺
動可能に挿通され、該ピストンロッド29の下端に設けら
れたメインバルブ30によって内筒28内が上部油室31と下
部油室32とに仕切られている。更に、内筒28の下端部に
はボトムバルブ33が具備されていると共に、該内筒28と
外筒27との間の空間はリザーバ室34とされている。ここ
で、外筒27には車輪を回転自在に支持する支持機構の取
り付けブラケット27aが設けられている。
また、上記メインバルブ30には、第3図に拡大して示す
ように逆止弁30aによって上部油室31から下部油室32側
にのみ作動油を通過させるようにされた伸び側オリフィ
ス30bと、逆止弁30cによって下部油室32から上部油室31
側にのみ作動油を通過させるようにされた縮み側オリフ
ィス30dとが設けられている。これにより、上部ケース2
3と下部ケース24、即ち車体側と車輪側との間の振動を
速かに減衰させるダンパ6が構成されている。
そして、該ダンパ6における上記ピストンロッド29は中
空状とされ、その内部に挿通されたコントロールロッド
35が上端に係合された回転キー36を介して上記ステップ
モータ8によって回動されるようになっていると共に、
該コントロールロッド35の下端部に設けられた弁体37
と、ピストンロッド29の下端部に設けられた弁ケース38
とには対応位置させて連通孔37a,38aが形成され、コン
トロールロッド35ないし弁体37の回転により両連通孔37
a,38aが一致した時に上記上部油室31と下部油室32とが
連通されるようになっている。これにより、該ダンパ6
の減衰特性が、上記オリフィス30b又は30dのみによって
上下の油室31,32が連通されたハードの状態から、これ
らのオリフィスに加えて上記連通孔37a,38aによっても
上下の油室31,32が連通されたソフトの状態に切換えら
れるようになっている。
また、第2図に示すように上記上部ケース23と下部ケー
ス24には夫々バネ受け39,40が設けられ、これらの間に
上記コイルバネ5が装着されて、該コイルバネ5と、上
記エア室7内のエアとがサスペンション3(4)のバネ
を構成している。その場合に、エア室7は上記のように
パイプ9及び電磁弁11を介してアキュムレータ10に接続
されているから、該電磁弁11を閉じた状態と開いた状態
とでバネとして作用するエア量が増減され、これによっ
て該バネのバネ定数がハードの状態とソフトの状態とに
切換えられる。
一方、上記コントローラ12は、第4図に示すように構成
されている。即ち、該コントローラ12は、舵角センサ13
からの舵角信号Bが入力されて、該信号Bが示す舵角θ
が小、中、大の3つの設定値θ12(θ<θ
<θ)以上の時に夫々出力信号がONになる舵角用第1
〜第3比較器41,42,43と、車速センサ14からの車速信号
Cが入力されて、該信号Cが示す車速Vが同じく小、
中、大の3つの設定値V1,V2,V3(V1<V2<V3)以上の時
に夫々出力信号がONになる車速用第1〜第3比較器44,4
5,46とを有する。そして、舵角用第1比較器41の出力信
号と車速用第3比較器46の出力信号とが第1AND回路47
に、舵角用第2比較器42の出力信号と車速用第2比較器
45の出力信号とが第2AND回路48に、また舵角用第3比較
器43の出力信号と車速用第1比較器44の出力信号とが第
3AND回路49に夫々入力されると共に、これらのAND回路4
7〜49の出力信号がOR回路50に入力されるようになって
いる。従って、このOR回路50からは舵角θが第1設定値
θ(小)以上で且つ車速Vが第3設定値V3(大)以上
の時、舵角θ及び車速Vとも第2設定値θ(中)、V2
(中)以上の時、及び舵角θが第3設定値θ(大)以
上で且つ車速Vが第1設定値V1(小)以上の時、即ち、
第5図に斜線部で示す領域にある時にONの信号Xが出力
されることになる。その場合に、この領域を画成する階
段状のラインIは舵角θと車速Vの値による自動車の旋
回時における横加速度Gの一定値ラインIIに略対応する
ので、上記OR回路50からは横加速度Gが所定値以上の時
にON信号Xが出力されることになる。
そして、このコントローラ12においては、OR回路50から
のON信号Xがドライバ51を介して前輪1,1のサスペンシ
ョン3,3におけるステップモータ81,81と電磁弁111,111
とにハードへの切換信号A1として出力されると同時にタ
イヤ52を作動させるようになっており、また該タイマ52
の設定時間が経過した時に、該タイマ52からドライバ53
を介して後輪2,2のサスペンション4,4におけるステップ
モータ82,82と電磁弁112,112とにハードへの切換信号A2
が出力されるようになっている。
次に上記実施例の作用を説明する。
先ず、当該自動車の直進走行時においては、舵角センサ
13の出力信号Bが示す舵角θが第4図に示すコントロー
ラ12に設定された最も小さな第1設定値θ未満である
から、該コントローラ12におけるいずれのAND回路47〜4
9からもONの信号が出力されず、これに伴ってOR回路50
の出力信号もOFFの状態にある。従って、この場合は、
該OR回路50ないしドライバ51からのハードへの切換信号
A1及び該OR回路50、タイマ52ないしドライバ53からのハ
ードへの切換信号A2が共に出力されず、前輪1,1のサス
ペンション3,3及び後輪2,2のサスペンション4,4がとも
にソフトの状態にある。つまり、各サスペンション3,4
のダンパ6においては、第3図に示す連通孔37a,38aが
一致して上部油室31と下部油室32とがオリフィス30b又
は30dと上記連通孔37a,38aとによって連通されて減衰率
が小さくなっており、またエア室7とアキュムレータ10
との間の電磁弁11が開いて該エア室7によるバネ定数が
小さい状態となっている。これにより直進走行時にソフ
トな乗心地が得られることになる。
そして、この直進状態から旋回状態へ移行する場合にお
いて、舵角θと車速Vとが第5図に斜線部で示す領域に
入った時、換言すれば旋回に伴って車体に作用する横加
速度Gが所定値以上となった時には、コントローラ12に
おける第1〜第3AND回路47〜49のいずれかからON信号が
出力され、これに伴ってOR回路50からON信号Xが出力さ
れることになる。そして、このON信号Xの出力と同時に
タイマ52が作動開始すると共に、ドライバ51を介して前
輪1,1のサスペンション3,3におけるステップモータ81,8
1と電磁弁111,111とにハードへの切換信号A1が出力さ
れ、先ず前輪1,1のサスペンション3,3がハードとされ
る。つまり、上記ステップモータ81により第3図に示す
コントロールロッド35ないし弁体37が回転されて連通孔
37a,38a間が遮断されることにより、ダンパ6の上部油
室31と下部油室32とがオリフィス30b又は30dのみによっ
て連通された状態となり、これにより該ダンパ6の減衰
率が大きくなる。また、電磁弁111がエア室7とアキュ
ムレータ10との間を遮断してバネ作用を行うエア量を少
なくすることにより該エア室7のバネ定数が大きくなる
のである。
そして、このようにして先ず前輪1,1のサスペンション
3,3がハードに切換えられた後、上記タイマ52の設定時
間(例えば1秒)が経過した時点で該タイマ52からドラ
イバ53を介して後輪2,2のサスペンション4,4におけるス
テップモータ82,82と電磁弁112,112とにハードへの切換
信号A2が出力され、上記前輪1,1のサスペンション3,3と
同様にして、後輪2,2のサスペンション4,4もハードとさ
れる。
これにより、前後輪1,1、2,2のサスペンション3,3、4,4
ともハードとなり、旋回に伴う車体のローリングが抑制
されて旋回時の車体姿勢が安定することになるのである
が、この実施例では、直進時における前後輪のサスペン
ション3,3、4,4ともソフトな状態から旋回時におけるこ
れらのサスペンション3,3、4,4の全てがハードに切換わ
る間に、前輪1,1のサスペンション3,3がハードで、後輪
2,2のサスペンション4,4がソフトとなる状態を経由する
ことになる。そして、このような各サスペンション3,
3、4,4の懸架特性の配分は、ステアリング特性を全サス
ペンションがソフトの場合のニュートラルステアないし
オーバステア傾向の状態と、全サスペンションがハード
な場合のアンダステア傾向が強い状態との中間的な特性
とするものであり、従って直進状態からの旋回状態への
移行時における上記の如き懸架特性の切換えにより、ア
ンダステア傾向が強くなる方向へのステアリング特性の
変化が段階的もしくは緩かに行われることになる。これ
により、旋回中に急激にアンダステア傾向が強くなる場
合の走行状態の不安定化が防止され、旋回時における走
行安定性が向上されることになる。
ここで、上記実施例とは逆に、直進状態から旋回状態へ
の移行時に先ず後輪のサスペンションをハードに切換え
た後、前輪のサスペンションをハードに切換えて、全サ
スペンションがソフトの状態からハードの状態へ切換わ
る途中に、前輪のサスペンションがソフトで後輪のサス
ペンションがハードの状態を経由させるようにしてもよ
い。この場合、上記の如き懸架特性の配分はステアリン
グ特性をオーバステア傾向にするものであるから、旋回
開始時における操縦性(応答性)が向上することにな
り、俊敏な旋回走行が可能となる。
また、以上の実施例では、横加速度Gが所定値以上とな
った時に前輪又は後輪のいずれか一方のサスペンション
をハードに切換え、その後、タイマに設定された所定時
間が経過した時に他方のサスペンションをハードに切換
えるように構成したが、これに代えて、横加速度Gが比
較的小さな第1の所定値(例えば0.2G)以上となった時
に一方のサスペンションをハードに切換え、更に横加速
度Gが比較的大きな第2の所定値(例えば0.4G)以上と
なった時に他方のサスペンションもハードに切換えるよ
うに構成してもよい。この場合、コントローラには、第
4図に示す比較器41〜46、AND回路47〜49及びOR回路50
でなる回路を前輪用及び後輪用として2組設け、その一
方のOR回路からは横加速度Gが第1所定値以上となった
時に、他方のOR回路からは横加速度Gが第2所定値以上
となった時に夫々ON信号(ハードへの切換信号)が出力
されるように構成すればよい。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、前後輪に夫々車体を懸架
する懸架手段の懸架特性を可変として、該特性を直進時
には前後輪ともソフトに、旋回時には前後輪ともハード
にすることにより、直進時におけるソフトな乗心地を確
保すると共に旋回時における不快な車体のローリングを
抑制するようにした自動車のサスペンション装置におい
て、上記直進時における前後輪ともソフトな状態から旋
回時における前後輪ともハードな状態への移行時に、前
後輪のいずれか一方のみをハードとした中間状態を経由
するようにしたから、この中間状態として例えば前輪の
みをハードとした場合には、上記の如き懸架特性の切換
えに伴うステアリング特性のアンダステア傾向が強くな
る方向への変化が緩かに行われることになって、旋回時
の走行安定性が向上されることになり、また上記中間状
態として後輪のみをハードとした場合には、旋回開始時
にステアリング特性が一時的にオーバステア傾向となっ
て操縦性が向上されることになる。このようにして、直
進時及び旋回時の良好な乗心地を確保しながら、旋回時
のステアリング特性を各自動車の性格等に適合した特性
に設定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はサスペン
ション装置の制御システム図、第2図は該サスペンショ
ン装置の構造を示す断面図、第3図は同じく要部拡大断
面図、第4図はコントローラの構成を示す回路図、第5
図は制御領域を示すグラフである。 1……前輪、2……後輪、3,4……懸架手段(サスペン
ション)、8,11……懸架特性可変手段(ステップモー
タ、電磁弁)、12……コントローラ、13,14……旋回検
出手段(舵角センサ、車速センサ)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前輪及び後輪に夫々車体を懸架する懸架手
    段と、これらの懸架手段の懸架特性を変化させる懸架特
    性可変手段と、自動車の旋回状態を検出する旋回検出手
    段と、該検出手段により自動車の旋回状態が検出された
    時に、上記懸架特性可変手段を作動させて懸架特性を切
    換えるコントローラとが備えられ、且つ該コントローラ
    が、上記旋回時における懸架特性の切換時に、前後輪と
    もソフトな状態から前輪又は後輪のいずれか一方のみを
    ハードとした状態を経由して前後輪ともハードな状態に
    切換えるように構成されていることを特徴とする自動車
    のサスペンション装置。
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