JPH0750244Y2 - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は乗り心地が良い車両用サスペンション装置に関
する。

（従来の技術） 従来、サスペンションの減衰力あるいはばね定数の少な
くともいずれか一方を可変とすることができる可変装置
を設け、加速度センサ、操舵センサ、アクセルセンサ、
車高センサ等により車両の急旋回、急加速、急減速また
は悪路走行を検出したときに、サスペンションの減衰力
あるいはばね定数を増大すべく上記可変装置を制御して
車体の姿勢変化を低減せしめ、通常走行時にはサスペン
ションの減衰力あるいはばね定数を低減すべく上記可変
装置を制御して極力乗り心地を向上させるように構成さ
れたサスペンション装置が知られている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、この種のサスペンション装置において、車体
が同車体の持つ固有振動域付近にて振動する場合、上記
車高センサによって検出される車体の上下方向の振幅が
悪路走行とは認め難い程度の大きさであっても、その振
動が継続するため、乗員が不快に感じるという不具合が
あった。

そこで、車高センサにより車体の上下方向の振動を検出
し、その振動の周期が車体の固有振動域付近にあるとき
に、サスペンションの減衰力を増大するように構成され
たサスペンション装置が知られている。これは、例えば
長波形路等を走行する際に、路面から車輪を介してサス
ペンションへ入力される上下方向の振動の周期が、ばね
上である車体の固有振動域にあるときに車体に生じる共
振を低減することを目的としたものである。

ところが、この種のサスペンション装置において、車体
が同車体のもつ固有振動域付近にて振動したときに減衰
力を増大すると車体の共振は低減されるが、逆に路面か
らの高い周波数の入力は車体に伝わり易く、乗り心地が
悪化するという不具合がある。

そこで更に、車体の振動がその固有振動数付近にあり、
かつその振動の大きさが設定値以上のときにのみ、減衰
力が増大させるように構成したサスペンション装置も知
られている。しかしながら、乗員の体感としては、振動
の大きさが小さい共振は比較的長時間継続しない限り不
快ではなく、逆に振動の大きさがやや大きい共振は比較
的短時間のものでも不快である。

また更に、車体の前輪用サスペンションと後輪用サスペ
ンションとでは、そのばね上質量及びばね力が異なり、
固有振動数も異なるため、前輪側と後輪側を一様に制御
しても、一方の減衰力を無用に増大することになり、そ
の分乗り心地が悪化してしまうという不具合が生じる。

本考案の目的は、上述した問題点及び不具合を解消でき
る車両用サスペンション装置を提供することにある。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段及び作用） サスペンションの減衰力を可変することができる減衰力
可変装置と、車体の車高を検出可能な車高センサと、上
記車高センサの出力に基づき上記減衰力可変装置に上記
サスペンションの減衰力の大きさを制御する制御信号を
出力する制御手段とを備えたサスペンション装置におい
て、上記減衰力可変装置は少なくとも前輪用の減衰力可
変装置と後輪用の減衰力可変装置とを有し、上記車高セ
ンサは少なくとも上記車体前部の車高を検出する前部車
高センサと上記車体後部の車高を検出する後部車高セン
サとを有し、上記制御手段は、上記前部車高センサの出
力に基づき算出された車高変動の周期が車体の固有振動
域付近の所定範囲内にあると判定された間中、当該車高
変動の大きさに応じてあらかじめ設定された値を積算
し、その積算値がしきい値以上になったときに、前記前
輪用の減衰力可変装置に前輪用の上記サスペンションの
減衰力を増大させる前輪用制御信号を出力する前輪用制
御部と、上記後部車高センサの出力に基づき算出された
車高変動の周期が車体の固有振動域付近の所定範囲内に
あると判定された間中、当該車高変動の大きさに応じて
あらかじめ設定された値を積算し、その積算値がしきい
値以上になったときに、前記後輪用の減衰力可変装置に
後輪用の上記サスペンションの減衰力を増大させる後輪
用制御信号を出力する後輪用制御部とを有することを特
徴とする車両用サスペンション装置である。

（実施例） 以下図面を参照して本考案の一実施例に係るサスペンシ
ョン装置の構成について説明する。第１図において、Ｂ
は車体、FAは前輪、FBは後輪である。そして、車体Ｂと
前輪FAとの間にはフロント用サスペンションユニットFS
（FS1、FS2）が介装され、車体Ｂと後輪FBとの間にはリ
ヤ用サスペンションユニットRS（RS1,RS2）が介装され
ている。第２図において、FS1は左前輪側のサスペンシ
ョンユニット、FS2は右前輪側のサスペンションユニッ
ト、RS1は左後輪側のサスペンションユニット、RS2は右
後輪側サスペンションニュニットである。これら各サス
ペンションユニットFS1、FS2、RS1、RS2は夫々互いに同
様の構造を有しているので、前輪用と後輪用または左輪
用と右輪用とを区別して説明する場合を除いて、サスペ
ンションユニットは符号Ｓを用いて説明し、かつ車高調
整に必要な部分のみ図示して説明する。

サスペンションユニットＳはストラット型減衰力切換式
ショックアブソーバ１を備えている。このショックアブ
ソーバ１は、車輪側に取り付けられたシリンダと、シリ
ンダ内に摺動自在に嵌装されたピストン1aを有するとと
もに上端を車体Ｂに支持されたピストンロッド２とを備
えている。

そして、車輪の上下動に応じシリンダがピストンロッド
２に対し上下動することにより、後述する制御弁8aの位
置に応じたダンピング機能を発揮するものである。

また、サスペンションユニットＳは、ショックアブソー
バ１の上部に、ピストンロッド２と同軸的に、車高調整
の機能を有する主空気ばね室３を備えている。この主空
気ばね室３はその一部をベローズ４により形成されてお
り、この空気ばね室３へ空気を給排することにより、車
高を上昇または降下することができる。主空気ばね室３
の直下には、ピストンロッド２と同軸的に副空気ばね室
５が設けられている。

ショックアブソーバ１のシリンダの外壁部には上方へ向
けられたばね受6aが設けられ、また副空気ばね室５の外
壁部には下方へ向けられたばね受6bが設けられており、
両ばね受け6a及び6b間にはコイルばね７が縮設されてい
る。なお、コイルばね７は車体Ｂの重量の一部を受け持
つものである。

両空気ばね室３及び５は、ピストンロッド２内に回動自
在に挿入されたコントロールロッド８に穿設された連通
路９を介して相互に連通されており、この連通路９に
は、ばね定数切換機能を有する開閉弁10が設けられてい
る。開閉弁10は副空気ばね室10と連通路９との連通／遮
断を行う第１の弁部分10a及び主空気ばね室３と連通路
９との連通／遮断を行う第２の弁部分10bを備えてい
る。そして、開閉弁10が開モードのときには、主空気ば
ね室３と副空気ばね室５とを連通状態にして、ばね定数
を小さくすることができる。また開閉弁10が閉モードの
ときには、主空気ばね室３と副空気ばね室５とを遮断状
態にして、ばね定数を大きくすることができる。すなわ
ち、コントロールロッド８を回動して開閉弁10を開閉さ
せることによって、ばね室の実質的な容量を変え、これ
によりサスペンションのばね定数を変えるのである。

また、コントロールロッド８の下端部には、ショックア
ブソーバ１のピストン1aのオリィフィス面積を変えるこ
とのできる制御弁8aが設けられている。この制御弁8a
は、コントロールロッド８により開閉弁10が開モードの
ときにピストン1aのオリィフィス面積を大にして減衰力
を小さくし、また開閉弁10が閉モードのときにピストン
1aのオリィスィス面積を小にして減衰力を大きくするよ
うに構成されている。

次に、各サスペンションユニットＳの空気ばね室３への
空気の給排のための回路について説明する。車高調整の
ための圧縮空気は、圧縮空気発生装置としてのコンプレ
ッサ11からドライヤ12、ジョイント13、リヤソレノイド
バルブ14またはフロントソレノイドバルブ15、及びこれ
らを接続する配管16と一部パイプ状のコントロールロッ
ド８内の連通路９に連通された接続口17とを介して、各
サスペンションユニットＳへ供給されるように構成され
ている。

コンプレッサ11は、エアクリーナ18から取り入れた大気
を圧縮してドライヤ12へ供給するようになっており、ド
ライヤ12のシリカゲル等によって乾燥された圧縮空気
は、第４図の各実線矢印で示すように、各サスペンショ
ンユニットＳへ供給される。また、圧縮空気が各サスペ
ンションユニットＳから排気されるときには、第１図の
各破線矢印で示すように、排気ソレノイドバルブ19を介
して、圧縮空気は大気へ排出される。

なお、ドライヤ12には、リザーブタンク20が接続されて
おり、圧縮空気の一部はこのリザーブタンク20から給気
ソレノイドバルブ21を介して各サスペンションユニット
Ｓへ供給される。

符号22Fは、自動車の前部右側サスペンションのロアア
ーム23に取り付けられて自動車の前部車高を検出するフ
ロント車高センサ、22Rは、自動車の後部左側のサスペ
ンションのラテラルロッド24に取り付けられて自動車の
後部車高を検出するリヤ車高センサである。これら車高
センサ22F、22Rからのフロント車高検出信号及びリヤ車
高検出信号は車高調整制御部としてのマイクロコンピュ
ータを備えたコントロールユニット25へ供給される。

両車高センサ22F及び22Rは、ホールIC素子及び磁石の一
方を車輪側に、他方を車体側に夫々取り付けられて、ノ
ーマル車高レベル、低車高レベルまたは高車高レベルと
現在の車高との距離を検出する。つまり、車高検出信号
としては、ノーマル車高のときにＮ、低車高レベルのと
きにＬ、高車高レベルのときにＨ、低車高レベルよりも
低いときにLL、更に低いときにEL、低車高レベルとノー
マル車高レベルとの間のときにNL、ノーマル車高レベル
と高車高レベルとの間のときにNH、高車高レベルよりも
高いときにHH、更に高いときにEHを出力する。なお、両
車高センサとしては他の形式、例えばフォトトランジス
タを用いたものでも何んら差支えない。

27は、スピードメータ26に内蔵された車速センサであ
る。同車速センサ27は検出した車速信号をコントロール
ユニット25へ供給するものである。車速センサ27として
は、機械式スピードメータにおいてはリードスイッチ方
式によるセンサが用いられ、電子式スピードメータにお
いてはトランジスタによるオープンコレクタ出力方式の
センサが用いられる。

符号28は、車体に作用する加速度を検出する加速度セン
サ（Ｇセンサ）である。同加速度センサ28は、車両のサ
スペンションのばね上、つまり車体における前後、左右
及び上下の方向の加速度を検出するもので、例えば加速
度がないときは、おもりが垂下された状態となり、発光
ダイオードからの光が同おもりに連動する遮蔽板によっ
て遮られてフォトダイオードへ到達しないことにより、
加速度がないことを検出できるような構造となってい
る。また設定値以上の加速度が車体に作用すると、おも
りが傾斜したり、移動したりすることによって、車体に
加速度が作用していることが検出される。そして、この
加速度センサ28の信号はコントロールユニット25に供給
される。

符号32はステアリングホイール33の回転速度、すなわ
ち、操舵角速度を検出する操舵センサである。34は図示
しないエンジンのアクセルペダルの操作速度を検出する
アクセルセンサである。これらセンサ32及び34の検出し
た信号はコントロールユニット25に供給される。

符号35は、各サスペンションユニットＳ毎に設けられ、
リザーブタンク20に夫々３方切換弁36を介して連通され
コントロールロッド８を回動せしめる空圧式駆動機構で
ある。３方切換弁36はコントロールユニット25からの制
御信号により、空圧式駆動機構35と大気とを連通する第
１位置と空圧式駆動機構35とリザーブタンク20とを連通
する第２位置との何方か一方を選択でき、これにより空
圧式駆動機構35はコントロールロッド８を回動制御する
ことができる。空圧式駆動機構35は、３方切換弁36が上
記第１位置にあるときにサスペンションユニットＳのば
ね定数及び減衰力を小さく保つソフト位置にコントロー
ルロッド８を保持し、３方切換弁36が上記第２位置にあ
るときにサスペンションユニットＳのばね定数及び減衰
力を大きく保つハード位置にコントロールロッド８を保
持する。なお、空圧式駆動機構35は常時スプリングによ
り上記第１位置に付勢されている。

なお、空圧式駆動機構35の代わりにソレノイド式駆動機
構を用いることも可能である。

符号LFは、エンジンルーム（図中、破線LFより左方）と
車室（破線LFとLRとの間）との境を示し、LRは車室はト
ランクルーム（破線LRより右方）との境を示している。

符号30は、悪路等において、ショックアブソーバ１のシ
リンダが大きく上昇したときに主空気ばね室３の壁面等
を損傷するのを防止するためのバンプストッパである。
符号31は、高車高選択スイッチとしての車高モード選択
スイッチである。この車高モード選択スイッチ31は後述
するが、車両の走行状態に応じて車高を自動的にノーマ
ル車高、低車高、高車高のいずれかに調整するオートモ
ードと、車高を高車高に調整するハイモードとを選択す
ることができる。

次に、上述のように構成されたサスペンション位置の作
動について説明する。

先ず、本装置のもつ車高調整機能について説明する。

車高調整機能は、従来周知のように、車高センサ22F及
び22Rにより検出された車高が、設定された目標車高に
対して設定時間（例えば、10秒間）外れたときに、コン
トロールユニット25が、車高を目標車高に向けて変化す
べく各ソレノイドバルブを制御するものである。またコ
ントロールユニット25は、上述のとおり車高モード選択
スイッチ31によりオートモードが選択されている場合
は、車速センサ27により設定値（例えば、90km/h）以上
の車速が検出されたときに目標車高として低車高Ｌを設
定し、同設定値未満も車速が検出されたときには目標車
高としてノーマル車高Ｎを設定し、車高センサ22F及び2
2Rまたは加速度センサ28により路面が悪路であると判定
されたときには目標車高として高車高Ｈを設定し、ハイ
モードが選択されている場合は、目標車高として高車高
Ｈを設定するように構成されている。

次に、本装置のもつばね定数・減衰力切換機能について
説明する。

ばね定数・減衰力切換機能は、従来周知のように、車速
センサ27により設定値（例えば、70km/h）以上の車速が
検出されたとき、加速度センサ28により設定値（例え
ば、0.3G）以上の加速度が検出されたとき、操舵センサ
32により設定値（例えば、100deg sec）以上の操舵角速
度が検出されたとき、またはアクセルセンサ34により設
定値以上の操作速度が検出されたときに、各サスペンシ
ョンユニットＳのばね定数及び減衰力をハードに切換
え、これら以外のときにばね定数及び減衰力をソフトに
切換えるべく、コントロールユニット25が切換弁36を制
御する。なお、図示しないが、車両の走行状況にかかわ
りなく、ばね定数及び減衰力をハードに保持するハード
選択スイッチを設けることも可能である。

更に本装置においては、上述のばね定数及び減衰力をハ
ードに切換る条件以外の走行状況であっても、車体Ｂの
上下方向の振動の周期が車体Ｂのもつ固有振動域にある
ときには、以下のとおりばね定数及び減衰力を制御す
る。

次に、上記のように構成された本考案の一実施例の動作
について第３図のフローチャートを参照して説明する。
まず、フロント車高センサ22Fから出力されるフロント
車高Hdがコントロールユニット25に読み込まれる（ステ
ップS1）。そして、車高HdがNH以上になるとアッパコー
ドとしてHSW＝１が設定されると共に、NH以上の車高の
うちの最大車高H_maxが求められる（ステップS3〜６）。
さらに、車高HdがNL以下になるとロアコードとしてHSW
＝２が設定されると共に、NL以下の車高のうちの最少車
高H_minが求められる（ステップS7〜S9）。例えば、第５
図に示すように車高が変化する場合においては時刻t1で
初めてコードHSW＝１（アッパコード）がセットされ、
時刻t2における車高Hdが最大車高H_maxとして記憶され
る。さらに、時刻t4において初めてHSW＝２（ロアコー
ド）がセットされる。

ところで、時刻t1でHSW＝１がセットされた（ステップS
5）後、周期判定フラグがセットされる（ステップS11,1
2）。そして、コードASWにコードHSWの内容が記憶され
る、つまりASW＝HSW＝１とされる（ステップS13）。そ
して、車高Hdの変動の半周期を計数する周期タイマCTM
がリセットされる（ステップS14）。つまり、この周期
タイマCTMにより時刻t1から時刻t4までの時間が計数さ
れる。以下上記ステップS1以降の処理に戻る。

そして、時刻t1〜t3の間ではステップS11で「YES」と判
定され、時刻t3からt4までの間ではステップS15で「YE
S」と判定されて周期タイマCTMが歩進される（ステップ
S16,S17）。

そして、時刻t4になるとコードHSW＝２がセットされる
が、コードASW＝１のままであるので、ステップ16で「N
O」と判定されて周期タイマCTMの内容が判定される。つ
まり、周期タイマCTMの計数値がサスペンションの固有
振動数の範囲内であるか否か判定される。範囲外である
場合には重み付けＭがリセットされ、周期タイマCTMが
リセットされて次の周期の判定に進む（ステップS19,2
0）。ここで、重み付けＭはサスペンションのストロー
クに応じてあらかじめ設定された値を積算した積算値で
ある。

ところで、周期タイマCTMの計数値がステップS18の判定
の範囲内である場合には「H_max≧HH」のときに「Ｍ＝Ｍ
＋２」とされ、「Ｈ＜H_max≦HH」のときに「Ｍ＝Ｍ＋
１」とされ、「LL＜H_min≦Ｌ」のときに「Ｍ＝Ｍ＋１」
とされ、「H_min≦LL」のときに「Ｍ＝Ｍ＋２」とされる
（ステップS21〜S28）。つまり、サスペンションのスト
ロークに応じてあらかじめ設定された値１または２が積
算される。

そして、「Ｍ≧４」の場合には減衰力がソフトからハー
ドに切り換えられると共に減衰力保持タイマTcがリセッ
トされる（ステップS31〜S33）。これは、車高の変化す
る周期がサスペンションの固有振動数近傍であり、重み
付けＭが４以上、例えば「H_max≧HH」以上の場合が１回
と「H_max≧LL」以下の場合が１回続いた場合あるいは
「H_max≧Ｈ」の場合が２回と「H_min≦Ｌ」の場合が２回
連続した場合には悪路走行であると判定して、サスペン
ションをハードに切換えるようにして乗り心地を向上さ
せている。

その後、第５図のＡに示すように車高Hdの変化が滑らか
になってから周期判定フラグがリセットされて（ステッ
プS19）、上記ステップS30でハードにされた減衰力は2.
0秒後にソフトにされる（ステップS34〜36）。

なお、本実施例においては、フロント側とリヤ側とでそ
れぞれ独立にサスペンションをハードにする制御を行な
っているもので、リヤ側に対する制御は第４図のフロー
チャートにより制御されるものである。つまり、第４図
のフローチャートにおけるステップR1〜R37の処理は第
３図のステップS1〜S37の処理に対応しているもので、
ステップS1,S32,S33,S34,S37におけるフロント側の処理
の代わりにステップR1,R32,R33,R34,R37においてリヤ側
の制御が行われているので、第４図の詳細な動作は省略
する。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によれば、車体の振幅が小さ
い共振状態にあってはその共振状態がある程度長時間継
続して、つまり積算値がしきい値以上になって初めてサ
スペンションの減衰力が増大されるので、乗員が不快に
感じる程度に継続する共振は効果的に低減されると共
に、乗員が不快に感じない程度に継続する共振に対して
は減衰力が増大されることはないので、路面の細かい振
動入力にあっては積算値が早めにしきい値以上になるの
で、共振状態を早めに抑制して乗員が不快に感じること
を防止することができる。更に前輪用サスペンションと
後輪用サスペンションとで独立して制御しているので、
前輪用サスペンションと後輪用サスペンションの一方の
みが共振状態になるような走行状況にあっても、その一
方のみの減衰力を増大するので、上述した積算値に基づ
く制御とあいまって、減衰力を無用に増大することを防
止でき、その分乗り心地を良好に保つことができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係わる車両用サスペンショ
ン装置を示す構成図、第２図はサスペンションの取付け
位置を示す側面図、第３図及び第４図は本考案の一実施
例の動作を示すフローチャート、第５図は車高の変化を
示す図である。 22F,22R……車高センサ、25……コントロールユニッ
ト、27……車速センサ、35……空気式駆動機構、36……
３方向切換弁。

フロントページの続き (72)考案者 谷口 泰孝 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱 自動車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)考案者 滝澤 省三 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱 自動車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)考案者 竪本 實 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三菱 自動車工業株式会社乗用車技術センター内 (56)参考文献 特開 昭61−18513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−63219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−37514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−95209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−164213（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−11（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】サスペンションの減衰力を可変することが
   できる減衰力可変装置と、車体の車高を検出可能な車高
   センサと、上記車高センサの出力に基づき上記減衰力可
   変装置に上記サスペンションの減衰力の大きさを制御す
   る制御信号を出力する制御手段とを備えたサスペンショ
   ン装置において、 上記減衰力可変装置は少なくとも前輪用の減衰力可変装
   置と後輪用の減衰力可変装置とを有し、 上記車高センサは少なくとも上記車体前部の車高を検出
   する前部車高センサと上記車体後部の車高を検出する後
   部車高センサとを有し、 上記制御手段は、上記前部車高センサの出力に基づき算
   出された車高変動の周期が車体の固有振動域付近の所定
   範囲内にあると判定された間中、当該車高変動の大きさ
   に応じてあらかじめ設定された値を積算し、その積算値
   がしきい値以上になったときに、前記前輪用の減衰力可
   変装置に前輪用の上記サスペンションの減衰力を増大さ
   せる前輪用制御信号を出力する前輪用制御部と、上記後
   部車高センサの出力に基づき算出された車高変動の周期
   が車体の固有振動域付近の所定範囲内にあると判定され
   た間中、当該車高変動の大きさに応じてあらかじめ設定
   された値を積算し、その積算値がしきい値以上になった
   ときに、前記後輪用の減衰力可変装置に後輪用の上記サ
   スペンションの減衰力を増大させる後輪用制御信号を出
   力する後輪用制御部とを有することを特徴とする車両用
   サスペンション装置。