JPS60183216A - 車両振動の予見制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は車両振動の予見制御装置、特に、車両進行方
向前方の車輪（前輪）に発生する振動、から後方の車輪
（後輪）へ発生する振動を予見し、後輪の振動時に後輪
と車体との間に介装された減衰力可変式シヨ・ノクアブ
ノーノくの減衰係数を低下させて車体へ入力する振動の
低減を図った車両振動の予見制御装置に関する。

（従来技術） 車両の防振に関しては、前輪の振動から後輪の振動を予
測して後輪から車体へ入力する振動を補償制御する予見
制御が有効であることカベ知られている。従来、この種
の車両振動の予見制御装置としては、例えば、特開昭５
６−３１８６１号公報に記載されたものがある。

この特開昭５６−３１８６１号公報に記載された車両振
動の予見制御装置は、後輪から入力する振動に基づいて
該振動を制振する流体作動機構と、該流体作動機構を制
御する制御回路と、車速を検出する速度検出器と、前輪
から入力する振動を検出する振動検出器と、速度検出器
の検出結果および前輪から後輪までの距離に応じ振動検
出器め検出結果を流体作動機構および制御回路の位相遅
れを補償して制御回路へ伝達する予見回路と、を有して
いる。

この車両振動の予見制御装置は、主に鉄道車両等の軌道
車両を対象としたもので、前輪がレールの継目等を通過
して前輪から振動が人力すると、前輪から後輪までの距
離、車両の走行速度および制御回路等の位相遅れに対応
した補償時間を算出して後輪が継目を通過する時を予見
し、後輪が継目を通過して振動した時に、後輪の流体作
動機構を制御して後輪から車体へ入力する振動を低減さ
せるものである。

しかしながら、このような従来の車両振動の予見制御装
置にあっては、後輪が継目を通過して振動した時にのみ
流体作動機構を制御する′構成であるため、鉄道車両等
の軌道車両には有効な防振効果を発揮することができる
が、定まった軌道の無い自動車等においては、その防振
効果を充分に発揮できないおそれがあった。すなわち、
自動車にあっては、頻繁に加減速を繰り返すことがある
ため、前輪が突起や溝等に乗り上げて振動を生じた場合
でもその突起等を後輪が通過する時を算出することが困
難であり、また、旋回走行中にあっては、その走行路面
上に半径方向に延在する段差がある場合、左右の後輪が
段差を通過する時間に差を生じることがあり、流体作動
機構の制御を後輪が振動を生じる時に合わせて制御する
ことが困難であった。

（発明の目的） この発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、自動車
等のように、定まった軌道ををさず、また、頻繁な加減
速を繰り返すような車両にあっても、その後輪から車体
へ伝達される振動を、確実かつ有効に防振できる車両振
動の予見制御装置を提供することを目的としている。

（発明の構成） 第１図から第３図は、この発明を明示するための全体構
成図である。

まず、この発明が適用される車両懸架装置を自動車によ
り例示的に説明すると、第１図に示すように、左右の前
輪１１と車体との間および左右の後輪１２と車体との間
には、車輪１１．１２から入力する振動を減衰する前輪
ショックアブソーバ１３および後輪ショックアブソーバ
１４がそれぞれ介装されている。特に、後輪１２と車体
との間に介装された後輪ショックアブソーバ１４は、減
衰力可変機構１５を有した減衰係数が可変な減衰力可変
式ショックアブソーバから成り、減衰力可変機構１５が
制御回路１６に接続されている。

また、車体の前部および後部には、それぞれ、前輪１１
から入力する振動を検出し前輪１１が振動を生じた時信
号を出力する前輪振動検出器１７および後輪１２から入
力する振動を検出し後輪１２が振動を生じた時信号を出
力する後輪振動検出器１８が設けられ、これら前輪振動
検出器１７お′よび後輪振動検出器１８が制御回路１６
へ接続されている。なお、１９は車両の車速を検出して
車速を表示する信号を出力する車速検出器であり、同様
に制御回路１６へ接続されている。

ここで、第１の発明にかかる車両振動の予見制御装置は
、その制御回路１６が第２図に示すように構成されてい
る。同図において、２０は後輪振動検出器１８から信号
が入力すると所定時間後に信号を出力するタイマであり
、信号保持器２１に接続されている。信号保持器２Ｉは
、また、前輪振動検出器１７が接続され、該前輪振動検
出器１７から信号が入力した時からタイマ２０の出力信
号が入力するまでの開駆動信号を駆動器２２へ出力する
。駆動器２２は、減衰力可変機構１５を駆動するもので
、駆動信号が入力している間、後輪１２と車体との間に
設ｉノられた減衰力可変式の後輪ショックアブソーバ１
４の減衰係数を低下させる。

この第１の発明にかかる車両振動の予見制御装置によれ
ば、前輪１１が突起等へ乗り上げて前輪ＩＩから振動が
人力すると後輪１２側に設けられた減衰力可変式の後輪
ショソクアブソーハ１４の減衰係数が低下し、この後、
後輪Ｉ２が同じ突起に乗り上げ後輪１２から振動が入力
して所定時間が経過した後に減衰力可変式の後輪ショソ
クアブソーハ１４の減衰係数は元の値に復帰する。

このため、車両が頻繁に加速度を繰り返すような場合に
あっても、後輪１４が振動を年しる時にば、減衰力可変
式の後輪ショソクアブソーハＩ４は減衰係数が低下した
状態にあり、車両の乗心地が向上する。

次に、第２の発明にかかる車両振動の予見制御装置は、
その制御回路１６が第３図に示すように構成されている
。同図において、２３は後輪振動検出器１８から信号が
入力すると所定時間後に信号を出力する第１タイマ、２
４は車速検出器１９および前輪振動検出器１７の出力信
号が入力し、前輪振動検出器１７の出力信号が人力した
時から車速および前輪１１から後輪１２までの距離に対
応した時間が経過した後に信号を出ツノする第２タイマ
であり、これら第１タイマ２３および第２タイマ２４は
オア回路２５に接続されている。オア回路２５は、第１
タイマ２３あるいは第２タイマ２４の少なくとも一方が
信号を出力した時に、信号を信号保持器２Ｉへ出力する
。信号保持器２１は、前記第１の発明と同様に一前輪振
動検出器１７の出力信号が入力した時からオア回路２５
の出力信号が人力するまでの開駆動信号を駆動器２２へ
出力する。駆動器２２は、信号保持器２１の出力信号力
く入力している間、減衰力可変式の後輪ショソクアブソ
ーハ１４を減衰係数が低下した状態に保持する。

この第２の発明にかかる車両振動の予見制御装置によれ
ば、前輪１１が突起等へ乗り上げて前軸１１から振動が
入力すると前述の第１の発明と同様に減衰力可変式の後
輪ショックアブソーバ１４の減衰係数が低下し、この後
、後輪１２が同し突起に乗り上げて後輪】２から振動が
入力した時あるいは車速に対応した時間が経過した時の
いずれか早い時に減衰力可変式の後輪ショソクアブソー
ハ１４の減衰係数は元の値に復帰する。

したがって、車両が頻繁に加減速を繰り返す場合にあっ
ても、後Ｖ１１２が突起へ乗り上げて振動を生しる時に
は減衰力可変式の後輪ションクアブソーハ１４は減衰係
数が低下した状態にあるため重両の乗心地が向上し、ま
た、前輪１１と後輪１２との１ｌｌｌＬ跡が異なり後輪
１２が突起へ乗り上げない場合、減衰力可変式の後輪シ
ョノクテブソーバ１４は減衰係数が低下した状態を長時
間持続することも無く、車両の運動性能を損なうことも
無い。

（実施例） 以下、この第１の発明および第２の発明の実施例を図面
に基づいて説明する。なお、この第１の発明および第２
の発明は、同時に実施することが可能であり、以下、同
一の実施例中で説明する。

第４図から第７図は、第１の発明および第２の発明を同
時に通用した自動車の懸架装置の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明すると、第４図は自動車の概略図であ
り、同図において、１１は前輪、１２は後輪を示し、各
前輪１１と車体との間および各後輪１２と車体との間に
は、それぞれ前輪ショックアブソーバ１３および後輪シ
ョソクアブソーハ】４が介装されている。これらのショ
ソクアブソーハ１３．１４にはそれぞれ、ショソクアブ
ソーハ１３．１４０ストロークすなわち各車輪ＩＩ、１
２と車体との相対変位を検出する前輪および後輪ストロ
ークセンサ２６．２７が設けられ、これらストロークセ
ンサ２６．２７がコントロールボックス（制御回路）２
８へ接続されている。前輪ストロークセンサ（前輪振動
検出器）２６は、前輪シロツクアブソーバ１３のストロ
ークにより前輪１１の振動を検出し、同様に、後輪スト
ロークセンサ（後輪振動検出器）２７は、後輪ショック
アブソーバ１４のストロークにより後輪１２の振動を検
出する。

なお、このストロークセンサ２６．２７は、ショックア
ブソーバ１３．１４のピストンの速度すなわち車輪１１
．１２の車体に対する変位速度、あるいは、ショックア
ブソーバ１３．１４のピストンの加速度ずなわち車輪１
１．１２の車体に対する変位加速度等を検出するよう構
成することも可能である。

１９は自動車の車速を検出して車速を表示する信号を出
力する車速検出器であり、この車速検出器１９もコント
ロールボックス２８へ接続されている。

各後輪１２と車体との間に介装された後輪ショックアブ
ソーバ１４は、減衰係数が可変な減衰力可変式ショック
アブソーバから成り、例えば第５図に示すように構成さ
れた減衰力可変機構１５を有している。第５図において
、２９は後輪１２に取り付けられた後輪ショックアブソ
ーバ１４のシリンダボディ、３０は車体に取り付けられ
た後輪ショックアブソーバ１４のピストン口・ノドであ
り、ピストンロッド３０の下端にはピストン３１が固着
されている。ピストン３１は、シリンダボディ３１内に
摺動自在に嵌入してオイル等が充填された２つの流体室
３２ａ、３２ｂを画成している。

このピストン３１には、流体室３２ａ、３２ｂ間を連・
通ずる２つの第１通路３１ａと第２通路３１ｂとが形成
され、また、第２通路３１ｂを開閉可能な電磁バルブ３
３が設けられている。電磁バルブ３３は、ピストン３１
に形成された孔内に摺動自在に嵌入して変位により第２
通路３１ｂの流路面積を連続的に変更するスプール３４
と、該スプールあを付勢するスプリング３５と、スプー
ル３４を押圧可能なプランジャ３６と、コントロールボ
ックス２８に接続されて通電される電流値に応じた付勢
力でプランジャ３６を付勢するソレノイド３７と、を有
している。この減衰力可変機構１５は、通常時にあって
は第１通路３１ａにより流体室３２ａ、３２ｂが連通し
て第１通路３１ａの流路面積に応じた減衰係数を後輪シ
ョックアブソーバ１４へ設定しているが、電磁バルブ３
３がソレノイド３７を通電されると第２通路３１　ｂを
通電される電流値に応じた流路面積に開くため、流体室
３２ａ、３２ｂ間が第１通路３１ａおよび第２通路３１
ｂを介して連通し、後輪ショックアブソーバ１４の減衰
係数が低下する。なお、５０はピストンロッド３０によ
る流体室３２ａ、３２ｂの容積変化の差を吸収するため
の気体室５０ａを画成するフリーピストン、３７ａはソ
レノイド３７のコアである。

コントロールボックス２８は、第６図に示すように構成
されている。同図において、３日は前輪ストロークセン
サ茂が接続した第１演算回路であり、第１演算回路３８
は、駆動回路３９および第２演算回路４０へ接続され、
前輪ストロークセンサあが出力するストロークに比例し
た値の信号を演算処理して加振力に応じた値の信号を駆
動回路３９および第２演算回路４０へ出力する。第２演
算回路４０は、車速検出器１９が接続するとともにオア
回路４１へ接続され、車速検出器１９の出力信号を前輪
１１から後輪１２までの距離（ホイールベース）等に基
づき演算処理して所定時間を算出し、第１演算回路３８
の出力信号が入力した時から所定時間経過後にハイレベ
ル信号Ｈを出力する。この第２演算回路４０が演算する
所定時間は、車両の現車速で後輪１２が前輪１１の位置
まで移動するために要する時間と対応している。

招は後輪ストロークセンサ２７が接続したタイマ回路で
あり、タイマ回路４２は、オア回路４１へ接続され、後
輪１２が変位した時すなわち後輪１２が振動した時から
所定時間経過するとハイレベル信号Ｈをオア回路４１へ
出力する。オア回路４Ｉは、第２演算回路４０あるいは
タイマ回路４２の少なくとも一方がハイレベル信号を出
力した時、ハイレベルの停止信号Ｈを駆動回路３９へ出
力する。

駆動回路３９は、前記後輪ショソクアブソーノ＼１４に
設げられた減衰力可変機構１５の電磁バルブ３３のソレ
ノイド３７へ接続され、第１演算回路３Ｂから加振力に
対応した値の信号が入力すると、該第１演算回ｌ洛３日
の出力信号値に応じた電流値の駆動電流をソレノイド３
７へ通電し、また、オア回路４１から停止信号■１が人
力すると、ソレノイド３７への駆動電流の通電を停止す
る。

なお、本実施例のコントロールボックス２日においては
、前輪ストロークセンサ２６および第１演算回路３８が
前述の発明構成図における前輪振動検出器１７に相当し
、以下同様に、後輪ス（・ローフセンサ２７か後輪振動
検出器１８に相当し７、駆動回路３９か信号保持器２１
および駆動器２２に相当し、第２演９回路４０がタイマ
２０あるいば第１タイマ２３に相当（，７ている。

次に、作用を説明する。

この車両振動の予見猥制御装置ば、前輪１１の振動から
後輪１２の振動を推定して、後輪ソヨノクアブソーハ１
４の減衰係数を制御するもので、その予見制御は第７図
のフローチャ川・に示すように実行される。このフロー
チャー１１Ｊ、イグニッションスイッチがＯＮされて開
始し、まず、ステップＰ１において、前輪１１が振動し
たか否かを判断する。そして、前輪１１が突起等に乗り
上げて振動を生じるとステップＰ２に進んで、後輪１２
と車体との間に設けられた減衰力可変式の後輪ショック
アブソーバ］４の減衰係数を低下さぜる。ずなわち、こ
のステップＰ２に才？いては、駆動回路３９が第１演算
回路３８の出力信号に基つき前輪１１へ加えられた加振
力に応じた値の駆動電流を減衰力可変機構１５の電磁バ
ルブ３３のソレノイド３７へ通電するため、減衰力可変
式の後輪ショソクアブソーハ１４は、その第２通１７１
ｂが加振力に応じた流路面積で流体室３２ａ、３２ｂ間
を連通ずる。したかっ−ζ、後輪ソヨノクアブソーハ１
４は減衰係数が低−１し、懸架装置ばｔｒｉ　＠の吸収
能力が増大する。

次のステップＰ、においてば、後輪１２が振動したか否
かを判断する。すなわち、後輪１２がｉ″ｌｊ輪１１の
乗り上げた突起へ乗り上げて振動したか否かを判断し、
後輪］２が振動した場合ステップｐ−＋へ進む。なお、
この後輪１２が振動した場合においては、後輪ショック
アブソーバ１４は、前輪１１が振動した時に既に減衰係
数を低下されているため、自動車が加減速を頻繁に繰り
返しても、後輪１２が振動する際には減衰係数が低い状
態を維持する。したがって、後輪１２がら車体へ伝達さ
れる振動が低減され、良好な乗心地をｉηることができ
る。ステップＰ′、Ｉにおいては、所定時間経過後に後
輪ショソクアブソーハ１４の減衰係数を元の値に復帰さ
せる。すなわち、このステップＰ−４おいては、減衰力
可変機構１５は、タイマ回路４２により設定された時間
の経過後に電磁バルブ３３のソレノイド３７への通電が
停止されて、後輪ショックアブソーバＩ４は流体室３２
ａ、３２ｂ間か第１通路３１ａのみにより連通ずるため
減衰係数が元の値に復帰する。

一方、ステップＰ３において後輪Ｉ２が振動しない場合
、ステップＰ、へ進んで車速に対応した所定時間が経過
したか否かを＋ＩＩ断する。この所定時間は、車速検出
器１９の出力信号に基づき第２演算回路４０により設定
されたもので、ホイールヘースを車速により割算した時
間に対応し、後輪１２が前輪１１の乗り上げた突起へ到
達するのに要する時間より長い時間に設定される。

このステップＰ５で上記所定時間が経過したと判断され
るとステップＰＧへ進み、このステ・ノブＰｃにおいて
、前述のステップＰ１４と同様に、後輪ショックアブソ
ーバ１４の減衰係数は元の値に復帰する。したがって、
例えば第７図に示すように、車両が旋回走行をしていて
前輪】１の軌跡ＴＦと後輪１２の軌跡ＴＲが異なるため
、前輪１１のみが突起Ｂへ乗り上げて振動を生したが後
軸１２は突起へ乗り上げることも無く振動を生しない場
合にあっても、後輪シコソクアブソーハＩ４は減衰係数
が低Ｆした状態を長時間持続することも無くなり、車両
の運動性能の低ドが防止できる。

このよ・うに、この第１の発明に係る車両振動の予見制
御装置によれば、前輪１１が乗り上げた突起等へ後輪１
２が乗り上げて振動するまで後輪ショックアブソーバ１
４を減衰係数が低い状態に保持するため、車両が頻繁に
加減速を繰り返すような場合にあっても、後輪１２から
入力する振動は確実に低減されて車両の乗心地が向上す
る。

また、第２の発明にかかる車両振動の予見制御装置によ
れば、前輪１１が振動を生じた時から車速に対応した時
間が経過した場合あるいは前輪１１が乗り上げた突起へ
後輪１２が乗り上げて振動した場合に後輪ショックアブ
ソーバ１４の減衰係数を元の値に復帰させるため、前輪
１１と後輪１２の軌跡が異なり前輪１１のみが振動を生
じたような時にあっても、後輪ショックアブソーバ１４
は減衰係数が低い状態を長時間にわたって接続すること
も無くなり、車両の運動性能を良好な状態に保持するこ
とができる。

なお、上述した実施例では、左右の後輪ショックアブソ
ーバ１４を一括して制御しているが、前後輪を左右２系
統に分けてこの２系統を独立して制御することも可能で
あることは言うまでも無い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この第１の発明にか力・る車
両振動の予見制御装置によれば、前輪が振動した後後輪
が振動するまで後輪と車体との間のショックアブソーバ
の減衰係数を低い状態に保持しておくため、定まった軌
道を有さず頻繁に加減速を繰り返す自動車等の車両にあ
っても、後輪から車体へ入力する振動を確実に低減する
ことが可能となり、その乗心地を向上することができる
という効果が得られる。

また、この第２の発明にかかる車両振動の予見制御装置
によれば、前輪が振動した後車速に対応した時間が経過
すると後輪が振動しない場合でも後輪と車体との間のシ
ョックアブソーバの減衰係数を元の値に復帰させるため
、上記第１の発明の効果に加えて、ショックアブソーバ
が減衰係数の低い状態を長時間にわたって持続すること
も無くなり、車両の運動性能を良好な状態に保持するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明にががる車両振動の予見制
御装置を示す図であり、第１図はこの発明が適用され得
る車両の懸架装置を例示的に示す概略図、第２図は第１
の発明にかがる車両振動の予見制御装置を示す発明構成
図、第３図は第２の発明にかかる車両振動の予見制御装
置を示す発明構成図である。第４図から第６図は第１の
発明および第２の発明を同時に適用した車両振動の予見
制御装置の一実施例を示す図であり、第４図は車両懸架
装置の概略斜視図、第５図は減衰力可変機構を示す断面
図、第６図は制御回路の回路図である。第７図は作用を
説明するための車両の走行軌跡を示す図であり、第８図
はフローチャートである。 １１−−−−−一前輪、 １２−−−−一後輪、 １４−・−後輪ショックアブソーバ、 １５−−−−−一減衰力可変機構、 １６−・−制御回路、 １７・−・−前輪振動検出器、 １８−・−後輪振動検出器、 １９−一一一・−車速検出器、 ２６・−・・−前輪ストロークセンサ（前輪振動検出器
）、 ２７−−−−・−後輪ストロークセンサ（後輪振動検出
器）、 関・・−・コントロールボックス（制御回路）。 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　有我軍一部 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）減衰力可変機構により減衰係数が変更される減衰
   力可変式ショックアブソーバを車体と後輪との間に設け
   た車両の懸架装置において、車両の前輪の振動を検出す
   る前輪振動検出器と、後輪の振動を検出する後輪振動検
   出器と、前記前輪振動検出器および後輪振動検出器の出
   力信号に基づいて前記減衰力可変式ショソクアブソーパ
   の減衰力可変機構を制御し、少なくとも前輪が振動した
   時から直後に後輪が振動する時まで前記ｌｌ衰力可変式
   シぢツクアブソーバを減衰係数が低下した状態に保持す
   る制御回路と、を有することを特徴とする車両振動の予
   見制御装置。
2. （２）　減衰力可変機構により減衰係数が変更される減
   衰力可変式ショックアブソーバを車体と後輪との間に設
   は車両の懸架装置において、車両の前輪の振動を検出す
   る前輪振動検出器と、後輪の振動を検出する後輪振動検
   出器と、車速を検出する車速検出器と、前記前輪振動検
   出器、後輪振動検出器および車速検出器の出力信号に基
   づいて前記減衰力可変式ショックアブソーバの減衰力可
   変機構を制御し、前輪が振動した時減衰力可変式ショッ
   クアブソーバの減衰係数を低下させ、この後、後輪が振
   動した時あるいは車速に対応した所定の時間が経過した
   時のいずれか早い方の時に減衰力可変式ショソクアブソ
   ーハの減衰係数を元の値に復帰させる制御回路と、を有
   することを特徴とする車両振動の予見制御装置。