JPH0920121A - 車両懸架装置 - Google Patents

車両懸架装置

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JPH0920121A
JPH0920121A JP7170605A JP17060595A JPH0920121A JP H0920121 A JPH0920121 A JP H0920121A JP 7170605 A JP7170605 A JP 7170605A JP 17060595 A JP17060595 A JP 17060595A JP H0920121 A JPH0920121 A JP H0920121A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ばね上上下挙動検出手段のみでも正確なばね
上ばね下相対速度信号が得られることでばね上ばね下間
相対速度を検出するためのセンサの省略によりシステム
構成の簡略化による車載性の向上とシステムコストの低
減化を図ることができる車両懸架装置の提供。 【構成】 ばね上上下挙動検出手段cで検出されたばね
上上下挙動信号からばね上上下速度を求める速度変換手
段dと、ばね上上下挙動検出手段cで検出されたばね上
上下挙動信号からショックアブソーバbの減衰係数項を
含む所定の伝達関数に基づいてばね上ばね下間相対速度
を求める相対速度検出手段eとばね上上下速度とばね上
ばね下間相対速度から制御信号を形成する制御信号形成
手段とを備え、所定の伝達関数におけるショックアブソ
ーバbの減衰係数項を制御信号から得られる減衰係数値
に基づいて可変設定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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、特開昭61
−163011号公報、および、特開平4−63712
号公報にそれぞれ記載されたものが知られている。
【0003】前記特開昭61−163011号公報に記
載の従来の車両懸架装置は、各車輪のショックアブソー
バ位置のばね上上下速度とばね上ばね下間相対速度を検
出すると共に、両信号の方向判別符号が一致する時に
は、そのショックアブソーバの減衰力特性をハードと
し、両信号の判別符号が不一致である時には、ソフトに
するといったスカイフック理論に基づく減衰力特性制御
を4輪独立に行なうようにしたものであった。
【0004】また、前記特開平4−63712号公報に
記載の従来の車両懸架装置は、伸側が高減衰力特性で圧
側が低減衰力特性の第1モードと、圧側が高減衰力特性
で伸側が低減衰力特性の第2モードとを有するショック
アブソーバを用いると共に、ばね上上下速度(以後、単
にばね上速度と略称する場合がある)Δxの方向に応じ
て両モード間の切り換え制御を行なうようにしたもので
ある。
【0005】即ち、この従来装置では、図23のタイム
チャートに示すように、ばね上速度Δxの方向判別符号
が上向き(+)である時は伸側が高減衰力特性となる第
1モードに切り換え、また、方向判別符合が下向き
(−)である時は、圧側が高減衰力特性となる第2モー
ドに切り換え、その時の高減衰力特性側をばね上速度Δ
xに比例した減衰力特性ポジションPに制御することに
より、ばね上速度Δxとばね上ばね下間相対速度(以
後、単に相対速度と略称する場合がある)(Δx−Δx
0 )の方向判別符号が一致する制振域においては、その
時の行程側の減衰力特性をばね上速度Δxに比例した高
減衰力特性に制御し、また、方向判別符号が不一致の加
振域においては、その時の行程側を低減衰力特性に制御
するという基本的なスカイフック制御を簡単な構成で実
現することができるようにしたものであった。
【0006】そして、前記両従来装置において、ばね上
速度Δxは、ばね上上下加速度センサで検出されたばね
上上下加速度信号を積分しもしくはローパスフィルタ処
理することにより求められ、また、ばね上ばね下間相対
速度(Δx−Δx0 )は、ストロークセンサで検出され
た相対変位量信号を微分しもしくはハイパスフィルタで
処理することにより求められていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置にあっては、上述のように、ばね上速度を検出するた
めのばね上上下加速度センサの他に、ばね上ばね下間相
対速度を検出するためにストロークセンサ等のばね下側
へのセンサの設置を必要とすることから、システム構成
が複雑で車載性に劣ると共に、システムコストが高くつ
くという問題点があった。
【0008】また、両従来装置では、ショックアブソー
バの行程に応じた基本的なスカイフック制御は可能であ
るが、その制御力Fのコントロールは、理想のスカイフ
ック比例制御が、次式(1) に示すように、ばね上速度Δ
xに比例したものであるのに対し、 F=g・Δx・・・・・・・・・・・・(1) (g:ゲイン) 従来装置においては、次式(2) に示すように、減衰係数
Cのコントロールがばね上速度Δxに比例したものとな
ってしまう(図23の(ロ) 参照)。
【0009】C=g・Δx・・・・・・・・・・・・(2) つまり、理想のスカイフック制御の式は、次式(3) に示
すように、 F=C(Δx−Δx0 )=g・Δx・・・・・・・・(3) となり、この式(3) から減衰係数Cを求めると、次式
(4) に示すように、ばね上速度Δxを相対速度(Δx−
Δx0 )で除算した信号に減衰係数Cを比例させること
になる。
【0010】 C=g・Δx/(Δx−Δx0 )・・・・・・・・・・(4) ところが、従来例では、前式(2) で示すように、減衰係
数Cをばね上速度Δxにのみ比例させるものであること
から、制御力Fは相対速度(Δx−Δx0 )が変動する
とそれに応じて変動してしまうことになる。
【0011】以上のことを、車両の現象で説明すると、
従来装置では、ばね上速度Δxに対し一意的に減衰係数
C(=ショックアブソーバの減衰力特性ポジションP)
を決定しているため、ばね上速度Δxの大きさが同じで
も、相対速度(Δx−Δx0)(=ショックアブソーバ
のストローク速度)が異なる場合には、制御力Fに過不
足が生じることになる。即ち、あるばね上速度Δxに対
し、ある減衰力特性ポジションP(減衰係数C)が決定
された場合において、その時の相対速度(Δx−Δx
0 )が小さい時は減衰力C(制御力F)としては小さな
値しか発生せず、このため、ばね上に対して制御力Fが
不足してフワフワ感が大きくなり、また、その時の相対
速度(Δx−Δx0 )が大きい時は減衰力C(制御力
F)としては大きな値となり、このため、ばね上に対し
て制御力Fが過剰ぎみとなって、ヒョコヒョコ感、ゴツ
ゴツ感が大きくなるという現象が生じる。なお、図23
の(ニ)の斜線で示す部分は、相対速度(Δx−Δx0
の変動に基づいて発生する制御力F(減衰力C)の過不
足分を示している。
【0012】そこで、図24のタイムチャートに示すよ
うに、従来装置において、ばね上速度Δxの他に、相対
速度(Δx−Δx0 )を検出し、前述の式(4) に示すよ
うに、ばね上速度Δx信号と相対速度(Δx−Δx0
信号を用いて作成した制御信号V(=C=g・Δx/
(Δx−Δx0 ))によりショックアブソーバの減衰力
特性制御を行なうことにより、理論的には上述の問題点
を解決することが可能であるが、制御信号Vの主成分
が、図24の(ハ) に示すように、相対速度(Δx−Δx
0 )信号に含まれるばね下共振周波数(10〜15Hz)によ
って高周波信号となることから、この高周波制御信号V
に即応してショックアブソーバの減衰力特性ポジション
Pの切り換え駆動を行なわせるためには、高応答のアク
チュエータが必要となる。
【0013】即ち、従来のばね下共振周波数には応答で
きない比較的応答性の低い安価なアクチュエータを用い
た場合においては、図24の(ハ),(ニ) に示すように、シ
ョックアブソーバの減衰力特性ポジションPの切り換え
を、制御信号Vの変化に追従させることができない。つ
まり、図18のタイムチャートに示すように、実線で示
す制御信号Vに対しアクチュエータにおける減衰力特性
ポジションPの切り換え遅れによって制御力が理想通り
には低下しきれず、このため、過剰の制御力が発生する
部分(左下がり斜線で示す部分)が生じることになる。
【0014】そこで、理論的には、ばね下共振周波数以
上の高応答を有するアクチュエータを用いれば、図25
に示すように、以上の問題点を解決することは可能であ
るが、そのような高応答を有するアクチュエータの製造
は極めて困難であるし、もし製造が可能であるとしても
非常に高価なものになってしまうと共に、切り換え駆動
回数が多くなることからアクチュエータの耐久性として
も非常に高いものが要求されることになり、従って、実
現性は非常に困難である。
【0015】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、ばね上上下速度およびばね上ばね下間
相対速度信号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車両懸架装置にお
いて、ばね上側の設置されるばね上上下挙動検出手段の
みでも正確なばね上ばね下相対速度を得ることができ、
これにより、ばね上ばね下間相対速度を検出するための
センサの省略によりシステム構成の簡略化による車載性
の向上とシステムコストの低減化を図ることができる車
両懸架装置の提供を目的とし、さらに、ばね下共振周波
数には応答できない比較的応答性の低い安価なアクチュ
エータを用いても、ばね上上下速度およびばね上ばね下
間相対速度信号による理想のスカイフック理論に基づい
た制御力を発生させることを追加の目的とするものであ
る。
【0016】
【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、ばね上上下挙動を
検出するばね上上下挙動検出手段cと、該ばね上上下挙
動検出手段cで検出されたばね上上下挙動信号からばね
上上下速度を求める速度変換手段dと、ばね上ばね下間
相対速度を求める相対速度検出手段eと、前記ばね上上
下挙動検出手段cで検出されたばね上上下速度信号と前
記相対速度検出手段eで検出されたばね上ばね下間相対
速度信号から制御信号を求める制御信号作成手段fと、
該制御信号作成手段fで検出された制御信号に基づいて
各ショックアブソーバbの減衰力特性を制御する減衰力
特性制御手段gとを有する車両懸架装置において、前記
相対速度検出手段eが、前記ばね上上下挙動検出手段c
で検出されたばね上上下挙動信号からショックアブソー
バbの減衰係数項を含む所定の伝達関数に基づいてばね
上ばね下間相対速度を求めるように構成され、前記所定
の伝達関数におけるショックアブソーバbの減衰係数項
を前記制御信号作成手段fで形成された制御信号から得
られる減衰係数値に基づいて可変設定するようにした手
段とした。
【0017】また、請求項2記載の車両懸架装置では、
前記ショックアブソーバbは、一方の行程側の減衰力特
性を可変制御する時はその逆行程側が低減衰力特性とな
る減衰力特性変更手段aを有し、前記減衰力特性制御手
段gにおいて、速度変換手段dで変換されたばね上上下
速度の方向判別符号が上向きである時はショックアブソ
ーバbの伸行程側の減衰力特性を、下向きである時は圧
行程側の減衰力特性を、制御信号作成手段fで作成され
た制御信号に基づいて可変制御するようにしたものであ
る。
【0018】また、請求項3記載の車両懸架装置では、
請求項2に記載の車両懸架装置であって、その制御信号
作成手段fにおいて、相対速度検出手段e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
度をばね上上下速度の方向判別符号に対応した行程側の
処理信号で除算した値に比例した制御信号を形成するよ
うにした。
【0019】また、請求項4記載の車両懸架装置では、
請求項2に記載の車両懸架装置であって、その制御信号
作成手段fにおいて、相対速度検出手段eで検出された
相対速度信号により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作成すると共に、
その時のばね上上下速度を処理信号で除算した値に比例
した制御信号を形成するようにした。
【0020】また、請求項5記載の車両懸架装置では、
請求項2に記載の車両懸架装置であって、その制御信号
作成手段fにおいて、相対速度検出手段e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、該伸側処理信号と圧側
処理信号にそれぞれ反比例する伸側再処理信号と圧側再
処理信号を作成し、その時のばね上上下速度にばね上上
下速度の方向判別符号に対応した行程側の再処理信号を
乗じた値に比例した制御信号を形成するようにした。
【0021】また、請求項6記載の車両懸架装置では、
請求項2に記載の車両懸架装置であって、その制御信号
作成手段fにおいて、相対速度検出手段eで検出された
相対速度信号により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作成すると共に、
該処理信号に反比例する再処理信号を作成し、その時の
ばね上上下速度に再処理信号を乗じた値に比例した制御
信号を形成するようにした。
【0022】また、請求項7記載の車両懸架装置では、
請求項3または請求項4に記載の車両懸架装置であっ
て、その制御信号作成手段fにおいて、処理信号を平均
化処理するようにした。
【0023】また、請求項8記載の車両懸架装置では、
請求項5または請求項6に記載の車両懸架装置であっ
て、その制御信号作成手段fにおいて、処理信号または
再処理信号を平均化処理するようにした。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明請求項1記載の車両懸架装
置では、上述のように、ばね上側に設置されるばね上上
下挙動検出手段cでばね上上下挙動が検出されると、速
度変換手段dでは、ばね上上下挙動信号からばね上上下
速度が求められる一方で、相対速度検出手段eでは、ば
ね上上下挙動信号から所定の伝達関数に基づいてばね上
ばね下間相対速度が求められる。即ち、ばね上ばね下間
相対速度を検出するためのセンサの設置を省略すること
ができるもので、これにより、システム構成の簡略化に
よる車載性の向上とシステムコストの低減化とを図るこ
とができる。
【0025】また、前記ばね上ばね下間相対速度を求め
る所定の伝達関数には、ショックアブソーバbの減衰係
数項が含まれていて、この減衰係数項は、ショックアブ
ソーバbの減衰力特性を決定する制御信号から得られる
減衰係数値に基づいて可変設定されるもので、これによ
り、減衰係数の違いにより発生する伝達関数のゲイン・
位相特性の特性差が補正され、従って、ばね上上下挙動
検出手段のみでも正確なばね上ばね下相対速度信号を得
ることができる。
【0026】また、請求項2記載の車両懸架装置では、
減衰力特性制御手段gにおいて、ばね上上下速度の方向
判別符号が上向きである時はショックアブソーバbの伸
行程側の減衰力特性が、下向きである時は圧行程側の減
衰力特性が、制御信号作成手段fで作成された制御信号
に基づいて可変制御される一方で、その逆行程側はそれ
ぞれ低減衰力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の行程側を高減衰力特性側で可
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の行程側を低減衰力特性にする
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。
【0027】また、請求項3記載の車両懸架装置では、
制御信号の形成に際しては、まず、相対速度における伸
側のピーク値と圧側のピーク値とがそれぞれ検出される
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、伸側処
理信号と圧側処理信号の低周波信号に変形させ、次い
で、その時のばね上上下速度をばね上上下速度の方向判
別符号に対応した行程側の処理信号で除算することによ
り、低周波状態の制御信号が得られるもので、これによ
り、アクチュエータの応答性がそれほど高くなくても、
減衰力特性ポジションの切り換えを、制御信号の変化に
追従させることができる。
【0028】即ち、ばね下共振周波数には応答できない
比較的応答性の低い安価なアクチュエータを用いても、
理想のスカイフック理論に基づいた制御力を発生させる
ことが可能となる。
【0029】また、請求項4記載の車両懸架装置では、
制御信号の形成に際し、相対速度のピーク値の絶対値で
1つの処理信号を作成するようにしたもので、前記請求
項3記載の車両懸架装置とほぼ同様の作用効果が得られ
る。
【0030】また、請求項5記載の車両懸架装置では、
制御信号の形成に際し、伸側処理信号と圧側処理信号に
それぞれ反比例する伸側再処理信号と圧側再処理信号と
を作成すると共に、この両再処理信号をばね上上下速度
に乗じることにより制御信号の0割りが防止される。
【0031】また、請求項6記載の車両懸架装置では、
制御信号の形成に際し、相対速度のピーク値の絶対値で
1つの処理信号を作成すると共に、この処理信号に反比
例する再処理信号を作成し、この再処理信号をばね上上
下速度に乗じることにより制御信号を作成するようにし
たもので、前記請求項5記載の車両懸架装置とほぼ同様
の作用効果が得られる。
【0032】また、請求項7または8記載の車両懸架装
置では、処理信号および/または再処理信号の平均化処
理により、さらに低周波状態の制御信号が得られる。
【0033】
【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)図2は、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,S
FR,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
左右と後輪右側の各ショックアブソーバSAFL,S
FR,SARRの近傍位置の車体には、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,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,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。
【0034】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1か
らのばね上加速度G信号が入力され、コントロールユニ
ット4では、このばね上側に設けられる3つの各上下G
センサ1FL,1FR,1RRからのばね上加速度G信号のみ
に基づいて各ショックアブソーバSAの減衰力特性制御
を行なうための制御信号Vが求められる。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】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。
【0039】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。
【0040】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。
【0041】次に、前記コントロールユニット4におけ
る制御作動のうち、各ショックアブソーバASの減衰力
特性制御作動の内容を図15のフローチャートに基づい
て説明する。
【0042】ステップ101では、制御信号Vが正の制
御不感帯VNCを越えているか否かを判定し、YESであ
ればステップ102へ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へ進む。
【0043】ステップ103では、制御信号Vが負の制
御不感帯−VNCを下回っているか否かを判定し、YES
であればステップ104へ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へ進む。
【0044】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、制御信号
Vの値が、負の制御不感帯−VNCから正の制御不感帯V
NCまでの範囲内に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。
【0045】次に、減衰力特性制御の作動を図16のタ
イムチャートにより説明する。ばね上速度Δxおよび相
対速度(Δx−Δx0 )に基づく制御信号Vが、この図
に示すように変化した場合、図に示すように、制御信号
Vの値が負の制御不感帯−VNCから正の制御不感帯VNC
までの範囲内にある時には、ショックアブソーバSAを
ソフト領域SSに制御する。
【0046】また、制御信号Vの値が正の制御不感帯V
NCを越えると、伸側ハード領域HSに制御して、圧側を
低減衰力特性に固定する一方、伸側の減衰力特性(=目
標減衰力特性ポジションPT =減衰係数C)を、後に詳
述するように、制御信号Vに比例させて変更する。
【0047】また、制御信号Vの値が負の制御不感帯−
NCを下回ると、圧側ハード領域SHに制御して、伸側
を低減衰力特性に固定する一方、圧側の減衰力特性(=
目標減衰力特性ポジションPC =減衰係数C)を、後に
詳述するように、制御信号Vに比例させて変更する。
【0048】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16のタイムチャートに基
づいて説明する。
【0049】図16のタイムチャートにおいて、領域a
は、ばね上速度Δxおよび相対速度(Δx−Δx0 )に
基づく制御信号V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(Δ
x−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、
制御信号V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。
【0050】また、領域bは、制御信号Vが正の値(上
向き)のままで、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、制御信号V
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、制御
信号Vの値に比例したハード特性となる。
【0051】また、領域cは、制御信号V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、制御信号V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。
【0052】また、領域dは、制御信号Vが負の値(下
向き)のままで、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、制御信号V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、制御信号Vの
値に比例したハード特性となる。
【0053】以上のように、この実施例では、ばね上速
度Δxおよび相対速度(Δx−Δx0 )に基づく制御信
号Vと相対速度(Δx−Δx0 )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、スカイフック理論に基づい
た減衰力特性制御と同一の制御が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ことにな
る。
【0054】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、ばね下共振周波数には応答できない
比較的応答性の低いパルスモータ3を用いても、ばね上
速度Δxと相対速度(Δx−Δx0 )による理想のスカ
イフック理論に基づいた制御力の発生が可能な制御信号
Vを作成す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。なお、この信号処理回路
は請求の範囲の制御信号作成手段を構成している。
【0055】まず、B1(位置補正)では、各上下Gセ
ンサ1FL,1FR,1RRで検出された前輪左右と後輪右側
の各ショックアブソーバSAFL,SAFR,SARRの近傍
位置の上下方向の加速度に基づき、4輪各タワー上の上
下方向加速度GFL,GFR,GRL,GRRを算出する。
【0056】一方、B2では、前輪左右位置の上下加速
度GFL,GFR信号から次式(5) に基づいて車両のロール
加速度GR を求める。 GR =(GFR−GFL)/2・・・・・・・・・・・・・・(5) 続くB3(速度変換)では、4輪各タワー上の上下方向
加速度GFL,GFR,GRL,GRRと、ロール加速度GR
を、積分しもしくはローパスフィルタを通過させること
でばね上速度Δx(ΔxFL,ΔxFR,ΔxRL,ΔxRR
とロール速度VRに速度変換される。
【0057】続くB4では、制御を行なう目標周波数帯
以外の信号の絶縁性を高めるためのバンドパスフィルタ
処理を行なう。即ち、BPF1およびBPF2では、車
両のバウンス共振周波数帯を目標としたバウンス速度信
号VBFR ,VBFL ,VBRR ,VBRL を求め、また、BP
F3では、車両のロール共振周波数帯を目標としたロー
ル速度信号VR を求める。
【0058】続くB5では、車両の前輪側と後輪側にお
ける諸元(重量,ばね定数等)の差による挙動の大きさ
の差に対応できるように前輪側と後輪側でそれぞれ独立
してバウンス係数αf ,αr を設定する。
【0059】また、B6では、操舵時に発生する車体へ
の外力(横加速度)によるロール方向の挙動に対して制
御力が不足しないように、前輪側と後輪側でそれぞれ独
立してロール係数rf ,rr を設定する。
【0060】続く、B7では、次式(6),(7),(8),(9) に
示すように、ばね上成分信号VU (VFR-RH ,V
FR-LH ,VRR-RH ,VRR-LH )を求める演算処理が行な
われる。
【0061】 前輪右 VFR-RH =αf ・VBFR +rf ・VR ・・・・・・・・・・・・(6) 前輪左 VFR-LH =αf ・VBFL −rf ・VR ・・・・・・・・・・・・(7) 後輪右 VRR-RH =αr ・VBRR +rr ・VR ・・・・・・・・・・・・(8) 後輪左 VRR-LH =αr ・VBRL −rr ・VR ・・・・・・・・・・・・(9) 一方、B8(相対速度変換)では、次式(10)に示すよう
に、ばね上上下加速度に対するばね上ばね下間相対速度
の伝達関数GU(S)を用い、前記B1で算出された4輪各
タワー上の上下方向加速度GFL,GFR,GRL,GRR信号
から、4輪各タワー位置のばね上ばね下間の相対速度
(Δx−Δx0 )[(Δx−Δx0FL,(Δx−Δx
0FR,(Δx−Δx0RL,(Δx−Δx0RR]信
号を求める。
【0062】GU(S)=RS/(DS+E)・・・・・・・・(10) なお、R=−m1 D=c1 E=k1 そして、図21は伝達関数算出モデルを示す説明図であ
り、この図にも示すように、前記x1 はばね上マス入
力、x2 はばね下マス入力、x3 は路面入力、m1はば
ね上マス、m2 はばね下マス、c1 はサスペンションの
減衰係数、c2 はタイヤの減衰係数、k1 はサスペンシ
ョンのばね定数、k2 はタイヤのばね定数である。
【0063】なお、B13(補正値算出)では、後述の
B12(目標減衰力特性ポジション算出)で最終的に算
出された、各ショックアブソーバSAの目標減衰力特性
ポジションP(=各ショックアブソーバSAの制御減衰
係数C)を、データとして取り込んでおき、このデータ
をフィードバック信号として前記B8に出力するもの
で、B8ではこの減衰係数Cを前記伝達関数式(10)にお
けるサスペンションの減衰係数c1 の項に代入する。
【0064】即ち、図22は、相対速度(Δx−Δx
0 )の演算に用いられる前記式(10)で示す伝達関数G
U(S)のゲイン・位相特性を示す図であり、この特性図に
示すように、その時のサスペンションの減衰係数(DA
TA1〜10)の違いによる特性差が発生するが、以上
のように、各ショックアブソーバSAの制御減衰係数C
をフィードバックすることで、特性差を補正することが
でき、これにより、ばね上側の上下Gセンサ1のみで
も、正確な相対速度(Δx−Δx0 )信号を得ることが
できる。
【0065】続くB9(ピーク値検出)では、図17の
(ハ) に示すように、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、相対速度(Δx−Δx0 )の伸側のピーク値XPT
圧側のピーク値XPC とをそれぞれ検出すると共に、伸側
のピーク値XPT と圧側のピーク値XPC 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
XP'Tと圧側処理信号XP'Cとをそれぞれ作成する。
【0066】続くB10(反比例関数)においては、伸
側処理信号XP'Tと圧側処理信号XP'Cにそれぞれ反比例し
た伸側再処理信号KUS-T(KUS-FR-T ,KUS-FL-T ,K
US-R R-T ,KUS-RL-T )と圧側再処理信号KUS-C(KUS
-FR-C ,KUS-FL-C ,KUS-R R-C ,KUS-RL-C )を形成
する。即ち、この実施例では、次式(11),(12) に示すよ
うに、反比例関数を用いて伸側再処理信号KUS-Tと圧側
再処理信号KUS-Cをそれぞれ求める。
【0067】KUS-T=1/XP'T ・・・・・・・・・・・・(11) KUS-C=1/XP'C ・・・・・・・・・・・・(12) ただし、伸側処理信号XP'Tまたは圧側処理信号XP'Cの値
が所定のミニマム値MIN以下である時(XP'T,XP'C≦MIN
)は、伸側再処理信号KUS-Tと圧側再処理信号KUS-C
の値をマックス値MAX に設定(KUS-T,KUS-C=MAX
(1.0,0.9))する処理が行なわれる。これは、分母側の
各処理信号XP'T,XP'Cの値が0に近くなるにつれて再処
理信号KUS-T,KUS-Cの値が無限大に発散するのを防止
する意味を持つ。
【0068】続く、B11(平均化処理)においては、
B10で求められた伸側再処理信号KUS-T(KUS
-FR-T ,KUS-FL-T ,KUS-RR-T ,KUS-RL-T )と圧側
再処理信号KUS-C(KUS-FR-C ,KUS-FL-C ,KUS
-RR-C ,KUS-RL-C )に平均化処理を施すことにより、
平均化処理された伸側再処理信号KUS'-T (KU
S'-FR-T,KUS'- FL-T,KUS'-RR-T,KUS'-RL-T)と圧
側再処理信号KUS'-C (KUS'-FR-C,KUS'-FL-C,KU
S'-RR-C,KUS'-RL-C)を求める。
【0069】続くB12(目標減衰力特性ポジション算
出)においては、まず、前記B1〜B7で形成されたば
ね上速度Δxに基づくばね上成分信号VU と、B8〜B
11で形成された相対速度(Δx−Δx0 )に基づく平
均化された伸側再処理信号KUS'-T および圧側再処理信
号KUS'-C から、次式(13a) 〜(16a) および(13b) 〜(1
6b) に基づいて制御信号V(伸側制御信号VFR-T,V
FR-T,VRR-T,VRR-T、および、圧側制御信号VFR-C
FR-C,VRR-C,VRR-C)を求める。 前輪右 VFR-T=gf ・VFR-RH ・KUS'-FR-T ・・・・・・・・・・・・(13a) VFR-C=gf ・VFR-RH ・KUS'-FR-C ・・・・・・・・・・・・(13b) 前輪左 VFL-T=gf ・VFR-LH ・KUS'-FL-T ・・・・・・・・・・・・(14a) VFL-C=gf ・VFR-LH ・KUS'-FL-C ・・・・・・・・・・・・(14b) 後輪右 VRR-T=gr ・VRR-RH ・KUS'-RR-T ・・・・・・・・・・・・(15a) VRR-C=gr ・VRR-RH ・KUS'-RR-C ・・・・・・・・・・・・(15b) 後輪左 VRL-T=gr ・VRR-LH ・KUS'-RL-T ・・・・・・・・・・・・(16a) VRL-C=gr ・VRR-LH ・KUS'-RL-C ・・・・・・・・・・・・(16b) なお、gf は伸側のトータルゲイン,gr は圧側のトー
タルゲインである。
【0070】次に、各制御信号V(VFR-T,VFR-T,V
RR-T,VRR-T、および、VFR-C,VFR-C,VRR-C,V
RR-C)から、次式(17)に基づいて各ショックアブソーバ
SAの目標減衰力特性ポジションP(PT ,PC )(=
各ショックアブソーバSAの制御減衰係数C)が算出さ
れる。そして、パルスモータ3に駆動信号が出力される
ことにより、各ショックアブソーバSAが目標減衰力特
性ポジションPに駆動制御される。
【0071】 P=C=(V−VNC)/(VH −VNC)・Pmax ・・・・・・・・・・・・(17) なお、Pmax は最大減衰力特性ポジション、VNCは制御
不感帯、VH は比例範囲である。
【0072】即ち、この実施例では、前記B10におい
て、伸側処理信号XP'Tと圧側処理信号XP'Cを、一旦反比
例信号である伸側再処理信号KUS-Tと圧側再処理信号K
US-Cに変換した形(かつ、平均化処理した状態)でばね
上上下速度信号V-RH に乗じるという乗算形式に変形す
ることにより、制御信号Vの0割りの発生を防止するよ
うにしたものである。
【0073】また、制御信号Vの形成に際し、前記B9
において、相対速度(Δx−Δx0)信号のピーク値を
伸行程側と圧行程側とで別々に検出すると共に、ばね上
速度Δxの方向判別符号と一致する行程側のピーク値XP
T ,XPC を用いるようにすることで、図17の(ハ) に示
すように、低周波状態の伸側処理信号XP'Tおよび圧側処
理信号XP'Cを得ることができるもので、これにより、図
17の(ニ) に示すように、低周波状態の制御信号Vを形
成することができる。
【0074】また、前記B11において、伸側再処理信
号KUS-Tと圧側再処理信号KUS-Cに平均化処理を施すこ
とにより、さらに低周波状態の制御信号Vを形成するこ
とができる。
【0075】次に、図17は、前記信号処理回路におけ
る制御信号Vの形成状態を示すタイムチャートであり、
同図(イ) に示すようなばね上速度Δxの低周波変動に対
し、同図(ロ) に示すように、相対速度(Δx−Δx0
が高周波で変動した場合を示している。
【0076】そして、同図(ハ) の黒点で示すように、相
対速度(Δx−Δx0 )における伸側のピーク値XPT
圧側のピーク値XPC とがそれぞれ検出されると共に、同
図(ハ) の実線で示すように、伸側のピーク値XPT と圧側
のピーク値XPC をそれぞれ次のピーク値が検出されるま
での間は保持させる信号処理を行なうことにより、高周
波の相対速度(Δx−Δx0 )信号を、伸側処理信号X
P'Tと圧側処理信号XP'Cの低周波信号に変形させること
ができる。
【0077】従って、前式(13a) 〜(16a) および(13b)
〜(16b) に示すように、低周波信号に基づいて演算され
る制御信号Vの変動波形も、同図(ニ) に示すように低周
波状態で得られることになり、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、同図(ホ) に示す
ように減衰力特性ポジションPの切り換えを、制御信号
Vの変化に追従させることが可能となる。
【0078】以上の作用を、図18の(イ) 〜(ハ) のタイ
ムチャートに基づき、従来例との比較において詳述す
る。なお、図において、実線は従来例における制御信号
(図25の(ハ) )、一点鎖線は従来例の減衰力特性ポジ
ションP(図25の(ニ) )、点線は本実施例における制
御信号Vおよび減衰力特性ポジションPをそれぞれ示し
ている。
【0079】まず、図18の(イ) は、相対速度(Δx−
Δx0 )の伸行程側のピーク値XPTが大から小へと変動
した場合を示しており、この場合は、高周波で変動する
従来例の制御信号Vによると、パルスモータ3における
減衰力特性ポジションPの切り換え遅れによって制御力
が理想通りには低下しきれず、このため、左下がり斜線
で示すように制御力が過剰になる部分が生じるのに対
し、本実施例の制御信号Vによると、右下がり斜線で示
すように制御力が過剰になる部分と、水平線で示すよう
に制御力が不足する部分が生じる。
【0080】また、図18の(ロ) は、相対速度(Δx−
Δx0 )の伸行程側のピーク値XPTが小から大へと変動
した場合を示している。この場合は、高周波で変動する
従来例の制御信号によると、パルスモータ3における減
衰力特性ポジションPの切り換え遅れによって制御力が
理想通りには低下しきれず、このため、左下がり斜線で
示すように制御力が過剰になる部分が生じるのに対し、
本実施例の制御信号Vによると、水平線で示すように、
制御力が不足する部分が生じることになる。
【0081】また、図18の(ハ) は、相対速度(Δx−
Δx0 )の伸行程側のピーク値XPTが変動しなかった場
合を示しており、この場合は、従来例の制御信号による
と、左下がり斜線で示すように制御力が過剰になる部分
が生じるのに対し、本実施例の制御信号Vによると、水
平線で示すように制御力が不足する部分が生じる。
【0082】以上のように、本実施例の場合において
も、制御力の過不足が生じるが、従来例に比べると、そ
の過不足部分の面積(=エネルギー)が小さくなってい
ることから、余計な制御力が発生しずらい状態となって
おり、その結果は図20のシュミレーション結果にも明
確な形で表われている。即ち、図20の(イ),(ロ) は、本
実施例に沿った実ばね上加速度、および、アクチュエー
タACTRの目標ポジションと実ポジションを示すタイムチ
ャート、図20の(イ)',(ロ)',(ハ)'は、従来例に沿った実
ばね上加速度、および、アクチュエータACTRの目標ポジ
ションと実ポジションを示すタイムチャートであり、従
来例では斜線で示す過剰な制御力の発生により実ばね上
加速度の信号波形に大きなゆがみを生じさせるのに対
し、本実施例ではそのゆがみが少なくなっている。
【0083】なお、図18において、Sの部分は、ばね
上速度Δxの方向判別符号(伸側のプラス)とは相対速
度(Δx−Δx0 )の方向判別符号(圧側のマイナス)
が不一致の加振域部分であって、この時は逆行程(圧行
程)側の低減衰力特性が作用しているため、制御行程
(伸行程)側の減衰力特性ポジションPを従来例におけ
るように可変制御する必要性はない領域であるから、該
領域におけるパルスモータ3の駆動を省略することで、
上述のように、制御信号Vに対するパルスモータ3の駆
動応答性を確保することができるようになると共に、次
に述べるように、パルスモータ3の駆動/保持デューテ
ィ比を大幅に低下させることができるようになる。
【0084】即ち、図19は従来例における制御信号
(実線)と減衰力特性ポジション(一点鎖線)Pの切り
換え状態を示すもので、この図に示す例では、パルスモ
ータ3の駆動/保持デューティ比は30〜50%となってい
る。この例は最低の場合を示すもので、制御信号の振幅
が大きくなるとパルスモータ3の応答が間に合わなくな
ってデューティ比はほぼ 100%となってしまう。
【0085】また、上述の例は、パルスモータ3の最低
応答性として、ばね下共振周期の半周期の間に、伸側ハ
ード領域HSとソフト領域SSとの間または圧側ハード
領域SHとソフト領域SSとの間を往復駆動する応答性
が要求され、例えば、ばね下共振周波数が10Hzとする
と、25msで往復駆動する必要があることになる。
【0086】これに対し、本実施例の場合は、図19の
(イ) に示すように、相対速度(Δx−Δx0 )の伸行程
側のピーク値XPT の変動がない場合は、パルスモータ3
の駆動/保持デューティ比は0%となり、また、図19
の(ロ) に示すように、伸行程側のピーク値XPT が変動し
た場合においても、デューティ比は50%程度ですむこと
になる。
【0087】また、パルスモータ3の最低応答性として
も、次のピーク値が判断されるまでの間、つまり、ばね
下共振周期の間に伸側ハード領域HSとソフト領域SS
との間または圧側ハード領域SHとソフト領域SSとの
間を往復駆動すればよく、例えば、ばね下共振周波数が
10Hzとすると、100ms で往復駆動すればよいことにな
る。
【0088】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。 ばね上ばね下間相対速度(Δx−Δx0 )信号を検
出するためにストロークセンサ等のばね下側へのセンサ
の設置を省略することできるため、システム構成の簡略
化による車載性の向上とシステムコストの低減化を図る
ことができるようになる。
【0089】 ばね上ばね下間相対速度(Δx−Δx
0 )を求める伝達関数GU(S)におけるショックアブソー
バSAの減衰係数c1 の項を、制御信号Vから得られる
減衰係数C値に基づいて可変設定するようにしたこと
で、減衰係数の違いにより発生する伝達関数GU(S)のゲ
イン・位相特性の特性差が補正され、これにより、ばね
上側に設置される上下Gセンサ1のみでも正確なばね上
ばね下相対速度(Δx−Δx0 )信号を得ることができ
るようになる。
【0090】 ばね下共振周波数には応答できない比
較的応答性の低い安価なパルスモータ3を用いても、理
想のスカイフック理論に基づいた制御力を発生させるこ
とが可能になる。
【0091】 パルスモータ3の駆動/保持デューテ
ィ比を増加させることがないため、電源消費量の増加や
パルスモータ3の耐久性の低下をきたすこともない。
【0092】次に、本発明他の実施例について説明す
る。なお、この他の実施例は、前記第1実施例とはコン
トロールユニット4における制御信号を形成するための
信号処理回路の内容を異にするもので、その他の構成は
前記第1実施例と同様であるため、相違点についてのみ
説明する。
【0093】(第2実施例)この第2実施例の車両懸架
装置では、そのコントロールユニット4の信号処理回路
において、前記第1実施例と同様に、B9で伸側処理信
号XP'Tと圧側処理信号XP'Cとをそれぞれ作成すると共
に、以後は、次式(18),(19) に示すように、その時のば
ね上成分信号VU をばね上成分信号VU の方向判別符号
に対応した行程側の処理信号(XP'TまたはXP'C)で除算
した値に比例した制御信号Vを形成するようにしたもの
である。
【0094】V=g・VU /XP'T ・・・・・・・・・・・・(18) V=g・VU /XP'C ・・・・・・・・・・・・(19) (第3実施例)この第3実施例の車両懸架装置では、そ
のコントロールユニット4の信号処理回路において、前
記第1実施例と同様に、B8で相対速度(Δx−Δx
0 )信号を求めると共に、以後は、相対速度(Δx−Δ
0 )のピーク値の絶対値XPT,Cを検出し該ピーク値の
絶対値XPT,C 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XP'T,Cを作成すると共に、次
式(20)に示すように、その時のばね上成分信号VU を処
理信号XP'T,Cで除算した値に比例した制御信号Vを形成
するようにしたものである。 V=g・VU /XP'T,C ・・・・・・・・・・・・(20) 即ち、図22(イ) のゲイン特性に示すように、極低周波
成分が大きくカットされていることで、相対速度(Δx
−Δx0 )信号は低周波数分がほとんど出てこないた
め、伸側と圧側を分離しないこのような制御も可能であ
る。
【0095】(第4実施例)この第4実施例の車両懸架
装置では、そのコントロールユニット4の信号処理回路
において、前記第1実施例と同様に、B8で相対速度
(Δx−Δx0 )信号を求めると共に、以後は、相対速
度(Δx−Δx0 )のピーク値の絶対値XPT,Cを検出し
該ピーク値の絶対値XPT,C 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XP'T,Cを作成す
ると共に、次式(21)に示すように、処理信号XP'T,Cに反
比例する再処理信号KUS-T,Cを作成し、次式(22)に示す
ように、その時のばね上成分信号VU に再処理信号KUS
-T,Cを乗じた値に比例した制御信号Vを形成するように
したものである。
【0096】KUS-T,C=1/XP'T,C ・・・・・・・・・・(21) V=g・VU ・KUS-T,C ・・・・・・・・(22) (第5実施例)前記第2実施例において、平均化処理さ
れた伸側ピーク値XPT-n および圧側ピーク値XPC-n を求
めると共に、次式(23),(24) により、この平均化処理さ
れた伸圧各ピーク値(XPT-n ,XPC-n )に基づいて伸側
処理信号XP'T-nと圧側処理信号XP'C-nとを作成するよう
にしたものである。 XPT-n =(α・XPT(n)+β・XPT(n-1)+γ・XPT(n-2)+η・XPT(n-3)) ×(1/α+β+γ+η)・・・・・・・・・・・・(23) XPC-n = (α・XPC(n)+β・XPC(n-1)+γ・XPC(n-2)+η・XPC(n-3)) ×(1/α+β+γ+η)・・・・・・・・・・・・(24) なお、α,β,γ,ηは重み係数である。
【0097】(第6実施例)前記第3および第4実施例
において、平均化処理されたピーク値の絶対値XPT, C
求めると共に、次式(25)により、この平均化処理された
ピーク値の絶対値XPT,C に基づいて処理信号XP'T,Cを作
成するようにしたものである。
【0098】 XPT,C =(α・XPT,C(n)+β・XPT,C(n-1)+γ・XPT,C(n-2)+η・XPT,C n-3)) ×(1/α+β+γ+η)・・・・・・・・・・・・(25) 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。
【0099】例えば、実施例では、上下Gセンサを前輪
左右と後輪右の3個所に設ける場合を示したがその設置
個数は任意であり、上下Gセンサが前輪側に1個だけの
システムにも適用することができる。
【0100】また、第1実施例および第2実施例では、
その信号処理回路のB10において、伸側処理信号XP'T
と圧側処理信号XP'Cに反比例した伸側再処理信号KUS-C
と圧側再処理信号KUS-Tを形成する手段として、反比例
関数式(11),(12) を用い、また、第4実施例では、処理
信号XP'T,Cに反比例する再処理信号KUS-T,Cを作成する
手段として反比例関数式(21)を用いたが、図26の(イ),
(ロ),(ハ) に示すように、反比例マップを用いることもで
きる。
【0101】また、実施例では、ばね上上下加速度から
相対速度(Δx−Δx0 )信号を求める伝達関数とし
て、前記式(10)を用いる場合を示したが、その伝達関数
が高次関数である時には、離散化した式が複雑となりプ
ログラム容量が大きくなるため、次式(26)に示す低次伝
達関数GS を用いることができる。
【0102】GS =RS/DS+E・・・・・・・・・・・・(26) また、制御信号Vを求める前記式(13a) 〜(16a) および
(13b) 〜(16b) のゲインgf ,gr を車速によって変化
させるようにしてもよい。
【0103】
【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、相対速度検出
手段が、前記ばね上上下挙動検出手段で検出されたばね
上上下挙動信号からショックアブソーバの減衰係数項を
含む所定の伝達関数に基づいてばね上ばね下間相対速度
を求めるように構成されたことで、ばね上ばね下間相対
速度を検出するためのセンサを省略することができ、こ
れにより、システム構成の簡略化による車載性の向上と
システムコストの低減化が可能になるとと共に、前記所
定の伝達関数におけるショックアブソーバの減衰係数項
を制御信号作成手段で形成された制御信号から得られる
減衰係数値に基づいて可変設定するようにしたことで、
減衰係数の違いにより発生する伝達関数のゲイン・位相
特性の特性差が補正され、これにより、ばね上上下挙動
検出手段のみでも正確なばね上ばね下相対速度信号を得
ることができるようになるいう効果が得られる。
【0104】また、請求項2記載の車両懸架装置では、
一方の行程側の減衰力特性を可変制御する時はその逆行
程側が低減衰力特性となる減衰力特性変更手段を有ショ
ックアブソーバを用いると共に、減衰力特性制御手段に
おいて、速度変換手段で変換されたばね上上下速度の方
向判別符号が上向きである時はショックアブソーバの伸
行程側の減衰力特性を、下向きである時は圧行程側の減
衰力特性を、制御信号作成手段で作成された制御信号に
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の行程
側を高減衰力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の行程側
を低減衰力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理論に基づいた基本的な減衰力特性
の切り換え制御を行なうことができるようになる。
【0105】また、請求項3記載の車両懸架装置では、
制御信号形成手段において、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
下速度をばね上上下速度の方向判別符号に対応した行程
側の処理信号で除算した値に比例した制御信号を形成す
るようにしたことで、低周波状態の制御信号を得ること
ができ、これにより、ばね下共振周波数には応答できな
い比較的応答性の低い安価なアクチュエータを用いて
も、理想のスカイフック理論に基づいた制御力を発生さ
せることが可能になるという効果が得られる。
【0106】なお、アクチュエータの駆動/保持デュー
ティ比を高めることはないので、電源消費量の増大や耐
久性の低下をきたすこともない。
【0107】また、請求項4記載の車両懸架装置では、
前記制御信号形成手段において、相対速度検出手段で検
出された相対速度信号により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作成する
と共に、その時のばね上上下速度を処理信号で除算した
値に比例した制御信号を形成するようにしたことで、前
記請求項3記載の車両懸架装置とほぼ同様の効果が得ら
れる。
【0108】また、請求項5記載の車両懸架装置では、
前記制御信号形成手段において、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、該伸側処理信
号と圧側処理信号にそれぞれ反比例する伸側再処理信号
と圧側再処理信号を作成し、その時のばね上上下速度に
ばね上上下速度の方向判別符号に対応した行程側の再処
理信号を乗じた値に比例した制御信号を形成するように
したことで、前記請求項3記載の車両懸架装置とほぼ同
様の効果が得られる他、乗算形式とすることで、制御信
号の0割りの発生を防止することができるようになる。
【0109】また、請求項6記載の車両懸架装置では、
前記制御信号形成手段において、相対速度検出手段で検
出された相対速度信号により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作成する
と共に、該処理信号に反比例する再処理信号を作成し、
その時のばね上上下速度に再処理信号を乗じた値に比例
した制御信号を形成するようにしたことで、前記請求項
5記載の車両懸架装置とほぼ同様の効果が得られる。
【0110】また、請求項7または8記載の車両懸架装
置では、前記制御信号形成手段において処理信号および
/または再処理信号を平均化処理するようにしたこと
で、さらに低周波の制御信号を得る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コントロールユニッ
トの減衰力特性制御作動を示すフローチャートである。
【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を示すタイムチャートである。
【図17】第1実施例装置における信号処理回路におけ
る制御信号の形成状態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制御力の過不足状態
を従来例との比較において説明するためのタイムチャー
トである。
【図19】第1実施例装置におけるパルスモータの駆動
/保持デューティ比を従来例との比較において説明する
ためのタイムチャートであり、(イ),(ロ) は実施例、(ハ)
は従来例を示している。
【図20】シュミレーション結果を示すタイムチャート
であり、(イ),(ロ) は実施例、(イ)',(ロ)',(ハ)'は従来例で
ある。
【図21】第1実施例装置における伝達関数算出モデル
を示す説明図である。
【図22】第1実施例装置における相対速度演算用伝達
関数のゲイン・位相特性である。
【図23】従来例の車両懸架装置における減衰力特性制
御作動を示すタイムチャートである。
【図24】従来例の車両懸架装置においてばね上速度信
号と相対速度信号によって形成された制御信号を用いる
と共に、低応答アクチュエータを用いた場合の減衰力特
性制御作動を示すタイムチャートである。
【図25】従来例の車両懸架装置においてばね上速度信
号と相対速度信号によって形成された制御信号を用いる
と共に、高応答アクチュエータを用いた場合の減衰力特
性制御作動を示すタイムチャートである。
【図26】伸側処理信号と圧側処理信号に反比例した伸
側再処理信号と圧側再処理信号および処理信号に反比例
した再処理信号を形成する他の手段を示す反比例マップ
である。
【符号の説明】
a 減衰力特性変更手段 b ショックアブソーバ c ばね上上下挙動検出手段 d 速度変換手段 e 相対速度検出手段 f 制御信号作成手段 g 減衰力特性制御手段

Claims (8)

    【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、 ばね上上下挙動を検出するばね上上下挙動検出手段と、 該ばね上上下挙動検出手段で検出されたばね上上下挙動
    信号からばね上上下速度を求める速度変換手段と、 前記ばね上ばね下間相対速度を求める相対速度検出手段
    と、 ばね上上下挙動検出手段で検出されたばね上上下速度信
    号と前記相対速度検出手段で検出されたばね上ばね下間
    相対速度信号から制御信号を求める制御信号作成手段
    と、 該制御信号作成手段で検出された制御信号に基づいて各
    ショックアブソーバの減衰力特性を制御する減衰力特性
    制御手段とを有する車両懸架装置において、 前記相対速度検出手段が、前記ばね上上下挙動検出手段
    で検出されたばね上上下挙動信号からショックアブソー
    バの減衰係数項を含む所定の伝達関数に基づいてばね上
    ばね下間相対速度を求めるように構成され、 前記所定の伝達関数におけるショックアブソーバの減衰
    係数項を前記制御信号作成手段で形成された制御信号か
    ら得られる減衰係数値に基づいて可変設定するようにし
    たことを特徴とする車両懸架装置。
  2. 【請求項2】 前記ショックアブソーバは、一方の行程
    側の減衰力特性を可変制御する時はその逆行程側が低減
    衰力特性となる減衰力特性変更手段を有し、 前記減衰力特性制御手段において、速度変換手段で変換
    されたばね上上下速度の方向判別符号が上向きである時
    はショックアブソーバの伸行程側の減衰力特性を、下向
    きである時は圧行程側の減衰力特性を、制御信号作成手
    段で作成された制御信号に基づいて可変制御するように
    したことを特徴とする請求項1に記載の車両懸架装置。
  3. 【請求項3】 前記制御信号作成手段において、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をばね上上下速度の方向判
    別符号に対応した行程側の処理信号で除算した値に比例
    した制御信号を形成するようにしたことを特徴とする請
    求項2に記載の車両懸架装置。
  4. 【請求項4】 前記制御信号作成手段において、相対速
    度検出手段で検出された相対速度信号により相対速度の
    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
    信号を作成すると共に、その時のばね上上下速度を処理
    信号で除算した値に比例した制御信号を形成するように
    したことを特徴とする請求項2に記載の車両懸架装置。
  5. 【請求項5】 前記制御信号作成手段において、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、該伸側処理信号と圧側処理信号にそれぞれ反比例す
    る伸側再処理信号と圧側再処理信号を作成し、その時の
    ばね上上下速度にばね上上下速度の方向判別符号に対応
    した行程側の再処理信号を乗じた値に比例した制御信号
    を形成するようにしたことを特徴とする請求項2に記載
    の車両懸架装置。
  6. 【請求項6】 前記制御信号作成手段において、相対速
    度検出手段で検出された相対速度信号により相対速度の
    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
    信号を作成すると共に、該処理信号に反比例する再処理
    信号を作成し、その時のばね上上下速度に再処理信号を
    乗じた値に比例した制御信号を形成するようにしたこと
    を特徴とする請求項2に記載の車両懸架装置。
  7. 【請求項7】 前記制御信号作成手段において、処理信
    号を平均化処理するようにしたことを特徴とする請求項
    3または請求項4に記載の車両懸架装置。
  8. 【請求項8】 前記制御信号作成手段において、処理信
    号または再処理信号を平均化処理するようにしたことを
    特徴とする請求項5または請求項6に記載の車両懸架装
    置。
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