JPH08216648A - 車両懸架装置 - Google Patents

車両懸架装置

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JPH08216648A
JPH08216648A JP3040795A JP3040795A JPH08216648A JP H08216648 A JPH08216648 A JP H08216648A JP 3040795 A JP3040795 A JP 3040795A JP 3040795 A JP3040795 A JP 3040795A JP H08216648 A JPH08216648 A JP H08216648A
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JP
Japan
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characteristic
damping force
sprung
relative speed
gain
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JP3040795A
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English (en)
Inventor
Katsuya Iwasaki
克也 岩崎
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ばね上上下速度に比例した減衰力特性の可変
制御が可能で制御性を高めることができる車両懸架装置
の提供。 【構成】 減衰力特性変更手段aにより減衰力特性を変
更可能なショックアブソーバbと、ばね上上下速度検出
手段cで検出されたばね上上下速度信号と所定の制御ゲ
インから得られる制御信号に基づいてショックアブソー
バbの減衰力特性制御を行なう減衰力特性制御手段e
と、所定の制御ゲインの少なくとも1つを、相対速度検
出手段dで検出されたばね上−ばね下間相対速度に反比
例した値に可変制御するゲイン可変制御手段fと、を備
え、ゲイン可変制御手段fにおけるばね上−ばね下間相
対速度に対するゲイン特性を、理想の反比例特性からシ
ョックアブソーバbにおけるばね上−ばね下間相対速度
に対する発生減衰力特性の非線形性を補償する方向に補
正した補正反比例特性に基づいて可変制御するようにし
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
減衰力特性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力特性
制御を行う車両懸架装置としては、例えば、特表平4−
502439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、ばね上上下速
度と、相対的なピストン移動量から求められたばね上−
ばね下間相対速度の両方向判別符号が一致する制振域の
時は、ショックアブソーバの減衰力特性をその時のばね
上上下速度およびばね上−ばね下間相対速度に応じたハ
ード特性に制御することにより、制振力を高めて車体の
振動を抑制し、両方向判別符号が不一致となる加振域の
時には、ショックアブソーバの減衰力特性をソフト特性
に制御することにより、加振力を弱めてばね下入力のば
ね上への伝達を抑制するという、カルノップ制御理論
(スカイフック制御理論)に基づいた減衰力特性制御を
行なうようにしたものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、従来のショックアブソーバにおける発生減衰力特性
は、図18の実線で示すように、ピストン速度(ばね上
−ばね下間相対速度)に対し非線形特性(2/3乗特
性)であるため、スカイフック制御理論で要求されるば
ね上上下速度に比例した減衰力特性を得ることができ
ず、このため、制御則の要求する最適な減衰力特性を得
ることができないという問題点があった。
【0005】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、ばね上上下速度に比例した減衰力特性
の可変制御が可能で制御性を高めることができる車両懸
架装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【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、本発明請求項1記載の車両懸架装置は、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
在されていて減衰力特性変更手段aにより減衰力特性を
変更可能なショックアブソーバbと、ばね上上下速度を
検出するばね上上下速度検出手段cと、ばね上−ばね下
間相対速度を検出する相対速度検出手段dと、前記ばね
上上下速度検出手段cで検出されたばね上上下速度信号
と所定の制御ゲインから得られる制御信号に基づいて前
記ショックアブソーバbの減衰力特性制御を行なう減衰
力特性制御手段eと、前記所定の制御ゲインの少なくと
も1つを、前記相対速度検出手段dで検出されたばね上
−ばね下間相対速度に反比例した値に可変制御するゲイ
ン可変制御手段fと、を備え、前記ゲイン可変制御手段
fにおけるばね上−ばね下間相対速度に対するゲイン特
性を、理想の反比例特性から前記ショックアブソーバb
におけるばね上−ばね下間相対速度に対する発生減衰力
特性の非線形性を補償する方向に補正した補正反比例特
性に基づいて可変制御するようにした。
【0007】また、請求項2に記載の車両懸架装置は、
前記ゲイン可変制御手段fにおいて用いられるばね上−
ばね下間相対速度として、前記相対速度検出手段dで検
出されたばね上−ばね下間相対速度のピーク値の絶対値
を検出し該ピーク値の絶対値を次のピーク値の絶対値が
検出されるまでの間は保持させた処理信号を用いるよう
にした。
【0008】また、請求項3に記載の車両懸架装置は、
前記ゲイン可変制御手段fにおいて用いられるばね上−
ばね下間相対速度として、前記相対速度検出手段dで検
出された相対速度信号の方向判別符号により相対速度信
号の伸側のピーク値と圧側のピーク値をそれぞれ検出し
伸側のピーク値と圧側のピーク値をそれぞれ次のピーク
値が検出されるまでの間は保持させた伸側処理信号と圧
側処理信号とをそれぞれ作成すると共に、前記ばね上上
下速度検出手段cで検出されたその時のばね上上下速度
の方向判別符号が上向きの時は伸側処理信号を、また、
下向きの時は圧側処理信号をそれぞれ用いるようにし
た。
【0009】また、請求項4に記載の車両懸架装置は、
前記ゲイン可変制御手段fにおけるゲイン特性が補正反
比例特性を示す関数式に基づいて可変制御されるように
構成されている。
【0010】また、請求項5に記載の車両懸架装置は、
前記ゲイン可変制御手段fにおけるゲイン特性が補正反
比例特性を示すマップに基づいて可変制御されるように
構成されている。
【0011】また、請求項6記載の車両懸架装置は、前
記ショックアブソーバbの減衰力特性変更手段aが、伸
行程側および圧行程側の減衰力特性が共にソフト特性と
なるソフト領域(SS)を中心とし、圧行程側はソフト
特性に保持されたままで伸行程側の減衰力特性だけをハ
ード特性側に可変制御可能な伸側ハード領域(HS)
と、伸行程側はソフト特性に保持されたままで圧行程側
の減衰力特性だけをハード特性側に可変制御可能な圧側
ハード領域(SH)とを備え、前記減衰力特性制御手段
eが、前記ばね上上下速度検出手段cで検出されたばね
上上下速度信号の方向判別符号が0付近である時はショ
ックアブソーバbをソフト領域(SS)に制御し、上向
きの正である時は伸側ハード領域(HS)側において伸
行程側の減衰力特性を、また下向きの負である時は圧側
ハード領域(SH)側において圧行程側の減衰力特性を
それぞれその時のばね上上下速度と所定の制御ゲインと
から得られる制御信号に応じたハード特性に可変制御す
るように構成されている手段とした。
【0012】
【作用】本発明請求項1記載の車両懸架装置では、上述
のように、ゲイン可変制御手段fにおいて、ばね上−ば
ね下間相対速度に対するゲイン特性が、理想の反比例特
性からショックアブソーバbにおけるばね上−ばね下間
相対速度に対する発生減衰力特性の非線形性を補償する
方向に補正した補正反比例特性に基づいて可変制御され
るもので、これにより、ばね上上下速度に対する発生減
衰力特性の非線形性が補正された状態となり、ばね上上
下速度に比例した減衰力特性の可変制御が行なわれる。
【0013】また、請求項2記載の車両懸架装置では、
相対速度検出手段dで検出されたばね上−ばね下間相対
速度のピーク値の絶対値を検出し該ピーク値の絶対値を
次のピーク値の絶対値が検出されるまでの間は保持させ
る信号処理を行なうことにより、高周波の相対速度信号
を低周波の処理信号に変形するもので、これにより、制
御ゲインの変動も低周波状態となることから、アクチュ
エータの応答性がそれほど高くなくても、減衰力特性の
切り換えを制御信号の変化に追従させることができる。
【0014】また、請求項3記載の車両懸架装置では、
伸側処理信号と圧側処理信号とをそれぞれ別々に作成す
ると共に、その時のばね上上下速度の方向判別符号が上
向きの時は伸側処理信号を、また、下向きの時は圧側処
理信号をそれぞれ用いるようにしたもので、これによ
り、前記請求項2と同様の作用が得られると共に、伸側
と圧側とで独立した制御ゲインが設定されることで、制
御性が向上する。
【0015】また、請求項6記載の車両懸架装置では、
減衰力特性制御手段eにおいて、ばね上上下速度検出手
段cで検出されたばね上上下速度信号の方向判別符号
が、0付近である時はショックアブソーバbがソフト領
域(SS)に制御され、上向きの正である時は伸行程側
の減衰力特性が、また下向きの負である時は圧行程側の
減衰力特性が、ばね上上下速度と所定の制御ゲインとか
ら得られる制御信号に応じたハード特性に可変制御され
る一方で、その逆行程側の減衰力特性はそれぞれソフト
特性に固定制御された状態となるものであり、このた
め、ばね上上下速度とばね上−ばね下間相対速度の方向
判別符号が一致する制振域においては、その時のショッ
クアブソーバbの行程側の減衰力特性をハード特性側で
可変制御することで車両の制振力を高めると共に、両者
の方向判別符号が不一致となる加振域においては、その
時のショックアブソーバbの行程側の減衰力特性をソフ
ト特性にすることで車両の加振力を弱める、といったス
カイフック制御理論に基づいた基本的な減衰力特性の切
り換え制御が行なわれることになる。
【0016】
【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。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SAFL,SAFR,SARL,SARR(な
お、ショックアブソーバを説明するにあたり、これら4
つをまとめて指す場合、およびこれらの共通の構成を説
明する時にはただ単にSAと表示する。また、右下の符
号は車輪位置を示すもので、FLは前輪左,FRは前輪右,
RLは後輪左,RRは後輪右をそれぞれ示している。)が設
けられている。そして、前輪左右の各ショックアブソー
バSAFL,SAFRおよび後輪左右各ショックアブソーバ
SARL,SARRの近傍位置(タワー位置)の車体には、
上下方向の加速度Gを検出する上下加速度センサ(以
後、上下Gセンサという)1FL,1FR,1RL,1RRが設
けられ、また、運転席の近傍位置には、各上下Gセンサ
1(1FL,1FR,1RL,1RR)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
信号を出力するコントロールユニット4が設けられてい
る。
【0017】以上の構成を示すのが図3のシステムブロ
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、前
記インタフェース回路4aに、前記各上下Gセンサ
FL,1FR,1RL,1RRからのばね上上下加速度GFL
FR,GRL,GRR信号が入力される。そして、前記イン
タフェース回路4aには、図14に示すように、ばね上
上下加速度GFL,GFR,GRL,GRR信号から各タワー位
置のばね上上下速度ΔxFL,ΔxFR,ΔxRL,Δx
RRと、ばね上−ばね下間相対速度(Δx−Δx0FL
(Δx−Δx0FR,(Δx−Δx0RL,(Δx−Δ
0RR、および、該ばね上−ばね下間相対速度(Δx
−Δx0 )の低周波処理信号VpT,Cを求めるための信号
処理回路が設けられている。なお、この信号処理回路の
詳細については後述する。
【0018】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。
【0019】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圧側減
衰バルブ20および伸側減衰バルブ12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が形成されていて、この連通孔3
9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3
9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、この調整子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。
【0020】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。
【0021】従って、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31
b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。
【0022】即ち、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6に示すような特性で減衰力特性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状態(以後、ソフト領域SS
という)から調整子40を反時計方向に回動させると、
伸側のみ減衰力特性を多段階に変更可能で圧側が低減衰
力特性に固定の領域(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、圧側のみ減衰力特性を多段階に変更可能で伸側が低
減衰力特性に固定の領域(以後、圧側ハード領域SHと
いう)となる構造となっている。
【0023】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
ジションの減衰力特性を図11,12,13に示してい
る。
【0024】次に、コントロールユニット4の制御作動
のうち、ばね上上下速度Δxおよびばね上−ばね下間相
対速度(Δx−Δx0 )を求めるための信号処理回路の
構成を、図14のブロック図に基づいて説明する。
【0025】まず、B1では、位相遅れ補償式を用い、
各上下Gセンサ1(1FL,1FR,1RL,1RR)で検出さ
れた各ばね上上下加速度G(GFL,GFR,GRL,GRR
を、各タワー位置のばね上上下速度信号に変換する。な
お、位相遅れ補償の一般式は、次の伝達関数式(1) で表
わすことができる。
【0026】 G(S) =(AS+1)/(BS+1)・・・・・・・・(1) (A<B) そして、減衰力特性制御に必要な周波数帯(0.5 Hz〜 3
Hz )において積分(1/S)する場合と同等の位相お
よびゲイン特性を有し、低周波(〜0.05 Hz )側でのゲ
インを下げるための位相遅れ補償式として、次の伝達関
数式(2) が用いられる。
【0027】 G(S) =(0.001 S+1)/(10S+1)×γ・・・・・・・・(2) なお、γは、積分(1/S)により速度変換する場合の
信号とゲイン特性を合わせるためのゲインであり、この
実施例ではγ=10に設定されている。その結果、図1
5の(イ) における実線のゲイン特性、および、図15の
(ロ) における実線の位相特性に示すように、減衰力特性
制御に必要な周波数帯(0.5 Hz〜 3 Hz )における位相
特性を悪化させることなく、低周波側のゲインだけが低
下した状態となる。なお、図15の(イ),(ロ) の点線は、
積分(1/S)により速度変換されたばね上上下速度信
号のゲイン特性および位相特性を示している。
【0028】続くB2では、制御を行なう目標周波数帯
以外の成分を遮断するためのバンドパスフィルタ処理を
行なう。即ち、このバンドパスフィルタBPFは、2次
のハイパスフィルタHPF(0.3 Hz)と2次のローパス
フィルタLPF(2 Hz)とで構成され、車両のばね上共
振周波数帯を目標としたばね上上下速度Δx(ΔxFL
ΔxFR,ΔxRL,ΔxRR)信号を求める。
【0029】一方、B3では、次式(3) に示すように、
各ばね上上下加速度からばね上−ばね下間相対速度まで
の伝達関数Gu(S) を用い、各上下Gセンサ1で検出さ
れた上下方向加速度G(GFL,GFR,GRL,GRR)信号
から、各タワー位置のばね上−ばね下間相対速度(Δx
−Δx0 )[(Δx−Δx0FL,(Δx−Δx
0FR,(Δx−Δx0RL,(Δx−Δx0RR]信
号を求める。 Gu(S) =−ms/(cs+k)・・・・・・・・(3) なお、mはばね上マス、cはサスペンションの減衰係
数、kはサスペンションのばね定数である。続くB4で
は、図20の点線で示すように、高周波であるばね上−
ばね下間相対速度(Δx−Δx0 )のピーク値の絶対値
を検出すると共に、図20の実線で示すように、ピーク
値の絶対値を次のピーク値の絶対値が検出されるまでの
間は保持させた低周波の処理信号VpT,Cを作成する。
【0030】即ち、この実施例では、上下Gセンサ1と
信号処理回路とで、請求の範囲のばね上上下速度検出手
段および相対速度検出手段を構成させている。
【0031】次に、前記コントロールユニット4におけ
るショックアブソーバSAの減衰力特性制御作動の内容
を図16のフローチャートに基づいて説明する。なお、
この基本制御は各ショックアブソーバSAFL,SAFR
SARL,SARRごとに行なわれる。
【0032】ステップ101では、ばね上上下速度Δx
が正の値であるか否かを判定し、YESであればステッ
プ102に進んで各ショックアブソーバSAを伸側ハー
ド領域HSに制御し、NOであればステップ103に進
む。
【0033】ステップ103では、ばね上上下速度Δx
が負の値であるか否かを判定し、YESであればステッ
プ104に進んで各ショックアブソーバSAを圧側ハー
ド領域SHに制御し、NOであればステップ105に進
む。
【0034】ステップ105は、ステップ101および
ステップ103でNOと判断された時、即ち、ばね上上
下速度Δxの値が、0である時の処理ステップであり、
この時は、各ショックアブソーバSAをソフト領域SS
に制御する。
【0035】次に、減衰力特性制御の作動を図17のタ
イムチャートにより説明する。ばね上上下速度Δxおよ
びばね上−ばね下間相対速度(Δx−Δx0 )に基づく
ばね上上下速度Δxが、この図に示すように変化した場
合、図に示すように、ばね上上下速度Δxの値が0であ
る時には、ショックアブソーバSAをソフト領域SSに
制御する。
【0036】また、ばね上上下速度Δxの値が正の値に
なると、伸側ハード領域HSに制御して、圧側の減衰力
特性をソフト特性に固定する一方、制御信号を構成する
伸側の減衰力特性(目標減衰力特性ポジションPT
を、次式(4) に基づき、ばね上上下速度Δxに比例させ
て変更する。 PT =α・Δx・Ku・・・・・・・・・・・・・・・・(4) なお、αは、伸側の定数、Ku は、ばね上−ばね下間相
対速度(Δx−Δx0 )の処理信号VpT,Cに応じて可変
設定されるゲインである。そして、図19は、処理信号
VpT,Cに対するゲインKu の可変特性を示すマップであ
り、点線で示すのが理想の反比例曲線(Ku =a/(Δ
x−Δx0 ))であるのに対し、実線で示すのがこの実
施例で用いられる補正された反比例曲線(Ku =a/
(Δx−Δx02/3 )である。即ち、この実施例で
は、図18に示すように、ショックアブソーバSAにお
けるばね上−ばね下間相対速度(Δx−Δx0 )に対す
る発生減衰力(DF)特性の非線形性(2/3乗特性)
を補償する方向に、図19の点線で示す理想の反比例曲
線を補正した実線で示す補正反比例曲線を用いるように
したものであり、これにより、ばね上上下速度Δxに比
例した減衰力特性の可変制御が行なわれることになる。
【0037】また、ばね上上下速度Δxの値が負の値に
なると、圧側ハード領域SHに制御して、伸側減衰力特
性をソフト特性に固定する一方、制御信号を構成する圧
側の減衰力特性(目標減衰力特性ポジションPC )を、
次式(5) に基づき、ばね上上下速度Δxに比例させて変
更する。 PC =β・Δx・Ku・・・・・・・・・・・・・・・・(5) なお、βは、圧側の定数である。
【0038】次に、コントロールユニット4の減衰力特
性制御作動のうち、主にショックアブソーバSAの制御
領域の切り換え作動状態を図17のタイムチャートに基
づいて説明する。
【0039】図17のタイムチャートにおいて、領域a
は、ばね上上下速度Δxが負の値(下向き)から正の値
(上向き)に逆転した状態である、この時はまだ相対速
度(Δx−Δx0 )は負の値(ショックアブソーバSA
の行程は圧行程側)となっている領域であるため、この
時は、ばね上上下速度Δxの方向に基づいてショックア
ブソーバSAは伸側ハード領域HSに制御されており、
従って、この領域ではその時のショックアブソーバSA
の行程である圧行程側がソフト特性となる。
【0040】また、領域bは、ばね上上下速度Δxが正
の値(上向き)のままで、ばね上−ばね下間相対速度
(Δx−Δx0 )は負の値から正の値(ショックアブソ
ーバSAの行程は伸行程側)に切り換わった領域である
ため、この時は、ばね上上下速度Δxの方向に基づいて
ショックアブソーバSAは伸側ハード領域HSに制御さ
れており、かつ、ショックアブソーバの行程も伸行程で
あり、従って、この領域ではその時のショックアブソー
バSAの行程である伸行程側が、ばね上上下速度Δxの
値に比例したハード特性となる。
【0041】また、領域cは、ばね上上下速度Δxが正
の値(上向き)から負の値(下向き)に逆転した状態で
あるが、この時はまだばね上−ばね下間相対速度(Δx
−Δx0 )は正の値(ショックアブソーバSAの行程は
伸行程側)となっている領域であるため、この時は、ば
ね上上下速度Δxの方向に基づいてショックアブソーバ
SAは圧側ハード領域SHに制御されており、従って、
この領域ではその時のショックアブソーバSAの行程で
ある伸行程側がソフト特性となる。
【0042】また、領域dは、ばね上上下速度Δxが負
の値(下向き)のままで、ばね上−ばね下間相対速度
(Δx−Δx0 )は正の値から負の値(ショックアブソ
ーバSAの行程は伸行程側)になる領域であるため、こ
の時は、ばね上上下速度Δxの方向に基づいてショック
アブソーバSAは圧側ハード領域SHに制御されてお
り、かつ、ショックアブソーバの行程も圧行程であり、
従って、この領域ではその時のショックアブソーバSA
の行程である圧行程側が、ばね上上下速度Δxの値に比
例したハード特性となる。
【0043】以上のように、この実施例では、ばね上上
下速度Δxとばね上−ばね下間相対速度(Δx−Δx
0 )とが同符号の時(領域b,領域d)は、その時のシ
ョックアブソーバSAの行程側をハード特性に制御し、
異符号の時(領域a,領域c)は、その時のショックア
ブソーバSAの行程側をソフト特性に制御するという、
スカイフック制御理論に基づいた減衰力特性制御と同一
の制御が、ばね上上下速度Δx信号のみに基づいて行な
われることになる。そして、さらに、この実施例では、
ショックアブソーバSAの行程が切り換わった時点、即
ち、領域aから領域b,および領域cから領域d(ソフ
ト特性からハード特性)へ移行する時には、切り換わる
行程側の減衰力特性ポジションは前の領域a,cで既に
ハード特性側への切り換えが行なわれているため、ソフ
ト特性からハード特性への切り換えが時間遅れなく行な
われるもので、これにより、高い制御応答性が得られる
と共に、ハード特性からソフト特性への切り換えはパル
スモータ3を駆動させることなしに行なわれるもので、
これにより、パルスモータ3の耐久性向上と、消費電力
の節約が成されることになる。
【0044】また、車両が長い上り坂で加速走行する時
等のように、上下Gセンサ1の信号に余分な低周波成分
が加算されるような状況における減衰力特性制御作動の
内容について説明する。
【0045】車両が長い上り坂で加速走行する時には、
路面の傾斜により、車体が加速度をもって上昇する状態
となるため、上下Gセンサ1の信号には、制御に必要な
水平な走行路面を基準とするばね上上下加速度成分に、
車体の上昇によって継続的に入力される上向きの低周波
加速度成分が加算された状態となり、この加算された低
周波加速度成分だけばね上上下速度信号がドリフトした
状態となるもので、このドリフトした信号によって制御
するために、車両の乗り心地を悪化させることになる。
【0046】なお、車両の制動時や加速時、または、長
い下り坂で加速走行する時には、上向きのばね上上下加
速度成分を検出し、さらには、上下Gセンサ1の信号に
低周波のDC成分が入力されることによっても生じる。
【0047】ところが、この実施例では、各上下Gセン
サ1で検出された各ばね上上下加速度Gを、各タワー位
置のばね上上下速度信号に変換する速度変換手段とし
て、位相遅れ補償式を用いることにより、減衰力特性制
御に必要な周波数帯(0.5 Hz〜3 Hz )における位相特
性を悪化させることなしに、低周波側のゲインだけを低
下させたばね上上下速度信号が得られる。
【0048】従って、制動時等のように、上下Gセンサ
1の信号に余分な低周波成分が加算されるような状況に
おいても、低周波側ゲインの低下により、減衰力特性制
御への影響をなくすことができる。
【0049】以上説明してきたように、この実施例の車
両懸架装置では、以下に列挙する効果が得られる。 ショックアブソーバSAにおけるピストン速度(ば
ね上−ばね下間相対速度)に対する発生減衰力特性が非
線形特性であっても、ばね上上下速度Δxに比例した減
衰力特性の可変制御が可能となって制御性を向上するこ
とができるようになる。
【0050】 高周波で得られるばね上−ばね下間相
対速度信号を低周波状態に変形した処理信号VpT,Cによ
ってゲインKu を可変制御するようにしたことで、ゲイ
ンKuの変動を低周波状態とし、これにより、パルスモ
ータ3の応答性がそれほど高くなくても、減衰力特性の
切り換えを制御信号の変化に追従させることができるた
め、コストを高めることなしに制御性を高めることがで
きるようになる。
【0051】 ばね上上下加速度からばね上上下速度
に変換するための手段として、位相遅れ補償式を用いた
ことで、余分な低周波信号入力に基づく信号ドリフトを
防止し、これにより、ショックアブソーバSAにおける
減衰力特性の制御性の悪化を防止して車両の乗り心地を
確保することができるようになる。
【0052】 ソフト特性からハード特性への切り換
えが時間遅れなく行なわれるもので、これにより、高い
制御応答性が得られると共に、ハード特性からソフト特
性への切り換えはアクチュエータを駆動させることなし
に行なわれるもので、これにより、アクチュエータの耐
久性向上と、消費電力の節約が可能になる。
【0053】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
について説明する。なお、この実施例の説明にあたって
は、前記第1実施例と同様の構成部分には同一の符号を
付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明す
る。
【0054】即ち、この第2実施例においては、前記第
1実施例における図14のB4において、図21に示す
ように、ばね上−ばね下間相対速度(Δx−Δx0 )の
方向判別符号(伸行程側がプラス、圧行程側がマイナ
ス)によりばね上−ばね下間相対速度(Δx−Δx0
の伸側のピーク値と圧側のピーク値とをそれぞれ検出す
ると共に、伸側のピーク値と圧側のピーク値をそれぞれ
次のピーク値が検出されるまでの間は保持させた伸側処
理信号VpTと圧側処理信号VpCとをそれぞれ別々に作成
するようにしたものである。
【0055】そして、目標減衰力特性ポジションPT
C を求める前記式(5),(6) において、その時のばね上
上下速度Δxの方向判別符号が上向きの正である時は伸
側処理信号VpTによるゲインKu を、また、下向きの負
である時は圧側処理信号VpCによるゲインKu をそれぞ
れ用いるようにしたものである。
【0056】従って、この実施例においては、前記第1
実施例と同様の作用・効果が得られると共に、伸側と圧
側とで独立したゲインKu が設定されることで、制御性
を高めることができるようになるという効果が得られ
る。
【0057】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。
【0058】例えば、実施例では、ばね上−ばね下間相
対速度を、上下Gセンサで検出されたばね上上下加速度
信号から所定の伝達関数に基づいて推定するようにした
が、ストロークセンサ等により直接検出するようにして
もよい。
【0059】また、上下Gセンサを各車輪位置にそれぞ
れ設ける場合を示したが、その設置個数は任意であり、
前輪側に設けた上下Gセンサの信号から所定の伝達関数
に基づいて後輪側車輪位置のばね上上下速度およびばね
上−ばね下間相対速度を推定するようにしてもよい。
【0060】また、実施例では、ばね上上下速度信号が
0の時のみソフト領域SSに制御するようにしたが、0
を中心とする所定の不感帯を設けこの不感帯の範囲内で
ばね上上下速度が推移している間は減衰力特性をソフト
領域SSに維持させることにより、制御ハンチングを防
止することができる。
【0061】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明請求項1
記載の車両懸架装置では、上述のように、ばね上上下速
度検出手段で検出されたばね上上下速度信号と所定の制
御ゲインから得られる制御信号に基づいてショックアブ
ソーバの減衰力特性制御を行なう減衰力特性制御手段
と、前記所定の制御ゲインの少なくとも1つを、相対速
度検出手段で検出されたばね上−ばね下間相対速度に反
比例した値に可変制御するゲイン可変制御手段と、を備
え、前記ゲイン可変制御手段におけるばね上−ばね下間
相対速度に対するゲイン特性を、理想の反比例特性から
ショックアブソーバにおけるばね上−ばね下間相対速度
に対する発生減衰力特性の非線形性を補償する方向に補
正した補正反比例特性に基づいて可変制御するようにし
たことで、ばね上上下速度に比例した減衰力特性の可変
制御が可能で、これにより、制御性を高めることができ
るようになるという効果が得られる。
【0062】また、請求項2記載の車両懸架装置では、
前記ゲイン可変制御手段において用いられるばね上−ば
ね下間相対速度として、相対速度検出手段で検出された
ばね上−ばね下間相対速度のピーク値の絶対値を検出し
該ピーク値の絶対値を次のピーク値の絶対値が検出され
るまでの間は保持させた処理信号を用いるようにしたこ
とで、制御ゲインの変動も低周波状態となることから、
アクチュエータの応答性がそれほど高くなくても、減衰
力特性の切り換えを制御信号の変化に追従させることが
でき、これにより、コストを高めることなしに制御性を
高めることができるようになる。
【0063】また、請求項3記載の車両懸架装置では、
前記ゲイン可変制御手段において用いられるばね上−ば
ね下間相対速度として、相対速度検出手段で検出された
相対速度信号の方向判別符号により相対速度信号の伸側
のピーク値と圧側のピーク値をそれぞれ検出し伸側のピ
ーク値と圧側のピーク値をそれぞれ次のピーク値が検出
されるまでの間は保持させた伸側処理信号と圧側処理信
号とをそれぞれ作成すると共に、その時のばね上上下速
度の方向判別符号が上向きの時は伸側処理信号を、ま
た、下向きの時は圧側処理信号をそれぞれ用いるように
したことで、前記請求項2と同様の作用・効果が得られ
る他に、伸側と圧側とで独立した制御ゲインが設定され
ることで、制御性をさらに高めることができるようにな
る。
【0064】また、請求項6記載の車両源が装置では、
前記減衰力特性変更手段が、伸行程側および圧行程側の
減衰力特性が共にソフト特性となるソフト領域(SS)
を中心とし、圧行程側はソフト特性に保持されたままで
伸行程側の減衰力特性だけをハード特性側に可変制御可
能な伸側ハード領域(HS)と、伸行程側はソフト特性
に保持されたままで圧行程側の減衰力特性だけをハード
特性側に可変制御可能な圧側ハード領域(SH)とを備
え、前記減衰力特性制御手段が、ばね上上下速度検出手
段で検出されたばね上上下速度信号の方向判別符号が0
付近である時はショックアブソーバをソフト領域(S
S)に制御し、上向きの正である時は伸側ハード領域
(HS)側において伸行程側の減衰力特性を、また下向
きの負である時は圧側ハード領域(SH)側において圧
行程側の減衰力特性をそれぞれその時のばね上上下速度
と所定の制御ゲインとから得られる制御信号に応じたハ
ード特性に可変制御するように構成されていることで、
スカイフック理論に基づいた減衰力特性制御を行なうこ
とができるようになる。
【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】本発明第1実施例の車両懸架装置を示す構成説
明図である。
【図3】第1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4】第1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】第1実施例装置における信号処理回路を示す
ブロック図である。
【図15】第1実施例装置における信号処理回路で得ら
れたばね上上下速度信号のゲイン特性(イ) および位相特
性(ロ) を示す図である。
【図16】第1実施例装置におけるコントロールユニッ
トの減衰力特性制御作動の内容を示すフローチャートで
ある。
【図17】第1実施例装置におけるコントロールユニッ
トの減衰力特性制御作動の内容を示すタイムチャートで
ある。
【図18】第1実施例装置におけるピストン速度(ばね
上−ばね下間相対速度)に対する減衰力特性図である。
【図19】第1実施例装置におけるピストン速度(ばね
上−ばね下間相対速度)に対するゲイン特性図である。
【図20】第1実施例装置における処理信号の作成状態
を示すタイムチャートである。
【図21】第2実施例装置における処理信号の作成状態
を示すタイムチャートである。
【符号の説明】 a 減衰力特性変更手段 b 前輪側ショックアブソーバ c ばね上上下速度検出手段 d 相対速度検出手段 e 減衰力特性制御手段 f ゲイン可変制御手段
【手続補正書】
【提出日】平成7年3月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0046
【補正方法】変更
【補正内容】
【0046】なお、以上のことは、車両の制動時や加速
時、または、長い下り坂で加速走行する時(これらの場
合は、下向きのばね上上下加速度成分を検出する)にお
いても生じ、さらには、上下Gセンサ1の信号に低周波
のDC成分が入力されることによっても生じる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体側と各車輪側の間に介在されていて
    減衰力特性変更手段により減衰力特性を変更可能なショ
    ックアブソーバと、 ばね上上下速度を検出するばね上上下速度検出手段と、 ばね上−ばね下間相対速度を検出する相対速度検出手段
    と、 前記ばね上上下速度検出手段で検出されたばね上上下速
    度信号と所定の制御ゲインから得られる制御信号に基づ
    いて前記ショックアブソーバの減衰力特性制御を行なう
    減衰力特性制御手段と、 前記所定の制御ゲインの少なくとも1つを、相対速度検
    出手段で検出されたばね上−ばね下間相対速度に反比例
    した値に可変制御するゲイン可変制御手段と、を備え、 前記ゲイン可変制御手段におけるばね上−ばね下間相対
    速度に対するゲイン特性を、理想の反比例特性から前記
    ショックアブソーバにおけるばね上−ばね下間相対速度
    に対する発生減衰力特性の非線形性を補償する方向に補
    正した補正反比例特性に基づいて可変制御するようにし
    たことを特徴とする車両懸架装置。
  2. 【請求項2】 前記ゲイン可変制御手段において用いら
    れるばね上−ばね下間相対速度として、前記相対速度検
    出手段で検出されたばね上−ばね下間相対速度のピーク
    値の絶対値を検出し該ピーク値の絶対値を次のピーク値
    の絶対値が検出されるまでの間は保持させた処理信号を
    用いることを特徴とする請求項1記載の車両懸架装置。
  3. 【請求項3】 前記ゲイン可変制御手段において用いら
    れるばね上−ばね下間相対速度として、前記相対速度検
    出手段で検出された相対速度信号の方向判別符号により
    相対速度信号の伸側のピーク値と圧側のピーク値をそれ
    ぞれ検出し伸側のピーク値と圧側のピーク値をそれぞれ
    次のピーク値が検出されるまでの間は保持させた伸側処
    理信号と圧側処理信号とをそれぞれ作成すると共に、前
    記ばね上上下速度検出手段で検出されたその時のばね上
    上下速度の方向判別符号が上向きの時は伸側処理信号
    を、また、下向きの時は圧側処理信号をそれぞれ用いる
    ようにしたことを特徴とする請求項1記載の車両懸架装
    置。
  4. 【請求項4】 前記ゲイン可変制御手段におけるゲイン
    特性が補正反比例特性を示す関数式に基づいて可変制御
    されるように構成されていることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれかに記載の車両懸架装置。
  5. 【請求項5】 前記ゲイン可変制御手段におけるゲイン
    特性が補正反比例特性を示すマップに基づいて可変制御
    されるように構成されていることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか記載の車両懸架装置。
  6. 【請求項6】 前記ショックアブソーバの減衰力特性変
    更手段が、伸行程側および圧行程側の減衰力特性が共に
    ソフト特性となるソフト領域(SS)を中心とし、圧行
    程側はソフト特性に保持されたままで伸行程側の減衰力
    特性だけをハード特性側に可変制御可能な伸側ハード領
    域(HS)と、伸行程側はソフト特性に保持されたまま
    で圧行程側の減衰力特性だけをハード特性側に可変制御
    可能な圧側ハード領域(SH)とを備え、 前記減衰力特性制御手段が、前記ばね上上下速度検出手
    段で検出されたばね上上下速度信号の方向判別符号が0
    付近である時はショックアブソーバをソフト領域(S
    S)に制御し、上向きの正である時は伸側ハード領域
    (HS)側において伸行程側の減衰力特性を、また下向
    きの負である時は圧側ハード領域(SH)側において圧
    行程側の減衰力特性をそれぞれその時のばね上上下速度
    と所定の制御ゲインから得られる制御信号に応じたハー
    ド特性に可変制御するように構成されていることを特徴
    とする請求項1〜5のいずれかに記載の車両懸架装置。
JP3040795A 1995-02-20 1995-02-20 車両懸架装置 Pending JPH08216648A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005255152A (ja) * 2004-02-12 2005-09-22 Hitachi Ltd サスペンション制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005255152A (ja) * 2004-02-12 2005-09-22 Hitachi Ltd サスペンション制御装置

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