JPS62286818A - 自動車のサスペンシヨン装置 - 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】 ３、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、特に路面の凹凸
に拘らず車体を一定高さに保持し得るようにしたサスペ
ンション装置に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車における車体とタイヤとを連結するサス
ペンション装置はバネとダンパとを組合せた構造で、路
面の凹凸に起因してタイヤが上下に振動した時に、この
撮動を吸収、減衰することにより、車体の著しい振動を
防止するものであるが、近年、このサスペンション装置
として、車高調整装置を備えたものが実用化されている
。

この車高調整装置は、例えば特開昭５９−１２０５０６
号公報に示されているように、各車輪のサスペンション
としてエフサスペンションを用い、このエアサスペンシ
ョンに対するエアの給排制御により車高、即ち車体とタ
イヤとの上下位置関係を変化させ得るようにしたもので
、これによれば、例えば凹凸の多い路面での走行時には
車高を高くして車体と路面との接触を防止し、また舗装
された路面では車高を低くして、特に高速走行時に良好
な走行安定性を得るといったことが可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来のサスペンション装置は、上記のように
バネとダンパの作用で路面の凹凸に起因するタイヤの上
下方向の振動を吸収、減衰させる機能を有するが、この
ような機能によってもタイヤが上下動する時に車体を一
定高さに保持することはできず、タイヤの上下動に伴っ
て車体も上下動することになる。

また、上記の如き車高調整装置も、車高を設定された一
定高さに保持するものであって、路面の凹凸状態に応じ
てその都度、車高を変化させるものではないから、路面
の凹凸によってタイヤが上下動した時には、これに伴っ
て車体も上下動することになる。

本発明は、従来における上記のよう実情に対処するもの
で、路面の凹凸に起因してタイヤが上下動する時に、こ
の上下動を打ち消すように車高を変化させることにより
、このような凹凸路面上の走行時にも車体を一定高さに
保持し得るようにすることを目的とするものである。

（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、車
体とタイヤとを連結するサスペンションに上記車体とタ
イヤとの相対的上下位置関係を変化させる上下調整機構
を備える一方、該サスペンションの前方に配置されて車
体と路面との間の距離を検出する距離検出手段と、自動
車の速度状態を検出する速度状態検出手段と、これらの
検出手段からの出力を受けて上記上下調整ｍｓを作動さ
せる制御手段とを備え、且つこの制御手段を、距離検出
手段からの出力が示す車体と路面との間の距離に応じて
、且つ速度状態検出手段の出力が示すその時の速度状態
に対応する時間差をもって上記上下調整機構を作動させ
るように構成したことを特徴とするものである。

（作　　　用） 上記の構成によれば、当該自動車の走行時において、距
離検出手段が車体と路面との間の距離が例えば短くなっ
たことを検出した場合、即ちタイヤの前方に凸部が現わ
れた場合には、制御手段が、速度状態検出手段の出力が
示すその時の速度状態に基いて当該タイヤが上記凸部に
達する時期を算出すると共に、その時期に上下調整機構
を車体とタイヤとが相対的に接近する方向に作動させる
。

従って、タイヤが上記凸部を越える時に上方に移動して
も、車体は従前の高さに保持されることになる。また、
これとは逆に路面の凹部を通過する時には、その通過時
に制御手段により上下調整機構が車体とタイヤとが相対
的に離反する方向に作動され、従ってこの場合も、タイ
ヤが凹部を通過する時に下方へ移動しても、車体は従前
の高さに保持される。

（実　　施　　例） 以下、本発明に係るサスペンション装置の実施例につい
て説明する。

第１図はこのサスペンション装置の制御システムを示す
もので、このシステムは、基本的に、車体１とタイヤ２
とを連結し且つその両者の上下位置関係、即ち車体１と
タイヤ２の間の上下方向の距離を変化させる上下調整機
能を備えたサスペンション３と、このサスペンション３
に対する油圧の給排を制御して上記上下調整機能を作動
させる油圧ユニット４と、この油圧ユニット４に制御信
号ａを出力してその作動を制御するコントロールユニッ
ト５とで構成されている。そして、上記コントロールユ
ニット５には、車体１におけるタイヤ２の前方所定位置
に取付けられて、該車体１と路面Ａとの間の距離（以下
、車体−路面間距離という）Ｘを検出する距離センサ６
からの信号すと、当該自動車の速度Ｖ及び加速度αを夫
々検出する速度センサ７及び加速度センサ８からの信号
Ｃ９ｄが入力されるようになっている。

ここで、上記上下調整機能を有するサスペンション３と
この機能を作動させる油圧ユニット４の具体的構造の一
例を第２図により説明する。先ず、上記サスペンション
３はダンパ機能を備えたものであって、上端が車体１に
連結されて内部に作動油が充填されたシリンダ９と、該
シリンダ９内に摺動可能に嵌挿されてシリンダ９内を上
”Ｊ９ａと下室９ｂとに画成するピストン１０と、該ピ
ストン１０に連結されてシリンダ９の下端から下方に突
出する下端部にタイヤ２が連結されたピストンロッド１
１とで構成されている。そして、上記シリンダ９の上、
下Ｗ９ａ　、９ｂ間を連通させる連通路１２が署けられ
ていると共に、該連通路１２の途中には、上室９ａから
下！９ｂ側へのみ作動油を通過させる第１逆止弁１３ａ
と下室９ｂから上室９４側へのみ作動油を通過させる第
２逆止弁１３ｂとが備えられている。その場合に、これ
らの逆止弁１３ａ、１３ｂは、作動油を通過させる場合
に所要の流動抵抗を与えるオリフィスとしての機能を有
し、これにより上記ピストン１０の移動に抵抗を与えて
、車体１とタイヤ２との間の上下撮動を減衰させるよう
になっている。

また、このサスペンション３の上下調整瀕能を作動させ
る油圧ユニット４は、大容量の作動用油圧源１４と、該
油圧源１４からサスペンション３への油圧の給排を制御
するサーボバルブ１５と、このサーボバルブ１５を制■
する小容量の油圧源１６と、該油圧源１６からサーボバ
ルブ１６への油圧の供給方向を切換える切換弁１７とを
有する。

上記サーボバルブ１５は、両端部の第１．第２ドレンボ
ート１８ａ、１８ｂ及び中央部の供給ボート１８ｃを有
するバルブボディ１８と、上記各ボート１８ａ〜１８ｃ
を夫々開閉する３つのランド１９ａ〜１９ｃを有するス
プール１９とで構成されていると共に、供給ボート１８
ｃが上記作動用油圧源１４の吐出通路２ｏに接続され、
また第１ドレンポート１８ａと供給ボート１８ｃとの間
から導かれた第１作動通路２１ａと、第２ドレンポート
１８ｂと供給ボート１８ｃとの間から導かれた第２作動
通路２１ｂとが、上記サスペンション３のシリンダ９に
おける上室９ａ及び下’Ｊ９ｂに夫々接続されている。

また、上記制御用油圧源１６の吐出通路２２は上記切換
弁１７を介して第１制御通路２３ａと第２制御通路２３
ｂとに分岐されていると共に、これらの通路２３ａ、２
３ｂは、上記バルブボディ１８の両端に設けられた第１
、第２制御ボート２４ａ、２４ｂに接続され、スプール
１つの両端面に制御油圧を夫々作用させるようになって
いる。

そして、例えば制御用油圧源１６から切換弁７７を介し
て第１制御通路２３ａないし第１制御ポート２４ａ側に
制御油圧が供給されると、スプール１つが図示の中立位
置から下方に移動されて、供給ボート１８ｃと第１作動
通路２１ａとが連通され且つ第２作動通路２１ｂが第２
ドレンボート１８ｂに連通されることにより、作動油が
サスペンション３におけるシリンダ９の上’Ｗ９ａに導
入されると共に下室９ｂ内の作動油が排出され、これに
より該シリンダ９内のピストン１０ないしピストンロッ
ド１１が下方に移動し、当該サスペンション３が伸びて
、車体１とタイヤ２との距離が大きくなる。また、これ
とは逆に、第２制御通路２３ｂないし第２制御ポート２
４ｂ側に制御油圧が導入された場合は、スプール１９の
上動に伴って供給ボート１８ｃが第２作りＪ通路２１ｂ
　ｌ、、連通し且つ第１作動通路２１ａが第１ドレンポ
ート１８ａに連通することにより、サスペンション３に
おけるシリンダ９の下室９ｂに作動油が導入され且つ上
室９８内の作動油が排出され、これよりピストン１０な
いしピストンロッド１１が上動し、サスペンション３が
縮んで、車体１とタイヤ２との間の距離が減少するよう
になっている。

然して上記のようなサスペンション３の伸縮は、油圧ユ
ニット４における切換弁１７がコントロールユニット５
からの制御信号ａによって作動されることにより行われ
るが、このコントロールユニット５は上記制御信号ａを
次のように出力する。

つまり、該コントロールユニット５は、距離センサ６が
車体−路面間距離×が増大したことを検出した時、即ち
タイヤ２の前方の路面Ａ上に凹部が現われた時にはサス
ペンション３が伸びるようにく第１制御通路２３ａ側に
制御油圧を供給するように）切換弁１７に制御信号ａを
出力し、逆に距離センサ６が上記距離×が減少したこと
を検出した時、即ちタイヤ２の前方の路面Ａ上に凸部が
現われた時にはサスペンション３が縮むように（第２制
御通路２３ｂ側に制御油圧を供給するように）切換弁１
７に制御信号ａを出力する。その場合に、該コントロー
ルユニット５は、タイヤ２が上記凹部又は凸部の上方を
通過する時にサスペンション３が伸縮するように、速度
センサ７及び加速度センサ８からの信号ｃ、ｄが示すそ
の時の当該自動車の速度状態に応じて、所要の時間差を
もって上記制御信号ａを出力するようになっている。尚
、上記距１１ｘの変化量、即ち凹部の深さや凸部の高さ
に対応する量だけサスペンション３を伸縮させるために
は、例えば上記制御信号ａの出力時間を制御すればよい
。

次に、上記コントロールユニット５の具体的動作、特に
制御信号ａによるサスペンション３に対する制御時期に
関する動作を第３図のフローチャートに従って説明する
。

先ず、コントロールユニット５は、速度センサ７及び加
速度センサ８からの信号ｃ、ｄに基いて、現在の自動車
の走行状態が、通常の定速走行状態（比較的短時間内に
おいては速度変化を無視できる緩加減速時を含む）にあ
るか、比較的短時間内に速度が変化する急加減速状態に
あるか、或は次の瞬間に停車する可能性があるか極低速
状態にあるかを判別する（ステップＳ１）。

そして、定速走行状態にある時は、ある時刻における距
離センサ６が位置する地点Ｐｉでの車体−路面間距離ｘ
ｉとその時の速度Ｖｉとを入力し、これらの値と、車体
１における距離センサ６の取付位置とタイヤ２の中心と
の間の所定のセンナ−タイヤ間距離Ｓｏ　（第４図参照
）とから、ｊ＝Ｓｏ／Ｖｉ の式に従って、タイヤ２が上記地点Ｐｉを通過するまで
の所要時間ｔを算出する（ステップ８２゜Ｓ３）。そし
て、この時間ｔの経過時にサスペンション３の長さが寸
法ＪＸ　　（＝Ｘｉ−Ｘ　ｏ　：Ｘ　ｏは凹凸のない路
面と車体との間の距離）だけ伸縮するように制御信号ａ
を出力する（ステップ８４）。

これにより、第４図に示すように路面Ａの地点Ｐｉに例
えば凹部Ａ′があった場合に、タイヤ２がこの凹部Ａ′
を通過する時にはサスペンション３がその深さΔＸだけ
伸び、また凸部があった場合には、タイヤ２がこの凸部
を通過する時にサスペンション３がその高さく一４Ｘ）
だけ縮むことになり、従って車体１はこれらの四部或は
凸部の通過時にも従前の高さに保持されることになる。

尚、上記ステップ＄２〜Ｓ４の制御は一定時間間隔で各
地点Ｐｉ、Ｐｂ１．・・・毎に同時並行的に行われる。

また、急加減速時には、コントロールユニット５は、あ
る時刻における距離センサ６が位置する地点Ｐｉでの車
体−路面間距離×ｉと、その時の速度Ｖ：及び加速度α
ｉを入力し、これらの値と上記センサータイヤ間距離Ｓ
ｏとからタイヤ２が上記地点Ｐｉを通過するまでの所要
時間ｔを算出する。その場合に、このような急加減速時
には加速度は一定であると見做すことができるので、上
記所要時間ｔは、次式 ％式％） に従って算出する（ステップＳｓ、Ｓｓ）。そして、前
記定速走行時と同様に、この時間ｔの経過時にサスペン
ション３が寸法ＡＸだけ伸縮するように制御信号ａを出
力する（ステップＳ７）。

一方、極低速時においては、上記定速走行時や′　　　
急加減速時のように地点Ｐｉでの車体−路面間距離ｘｉ
を検出した時点からタイヤ２が該地点Ｐ１を通過するま
での所要時間ｔを算出しても、その時間ｔの経過前に停
車する可能性があり、その場合、停車侵にサスペンショ
ン３が不必要に伸縮されるおそれが生じる。また、停車
しない場合であっても、車体−路面間距離×ｉの検出時
からサスペンション３のｌｌｌ２Ｄ時期までの時間が比
較的長くなって、この間に速度はもとより加速度も変化
する可能性がある。

そこで、この場合は、地点Ｐｉでの車体−路面間距離×
ｉを測定した時点から微小時間７！Ｉ［毎に速度Ｖ（ｔ
）と加速度α（１）とを計測し、各微小時間Ａｔにおけ
る進行距離ＡＳのトータルが上記センサータイヤ開路１
ｆｔＳｏに一致した時にサスペンション３の制御を行う
ようにする。

つまり、この極低速時においては、コントロールユニッ
ト５は、ある時刻における距離センサ６が位置する地点
Ｐ：での車体−路面間距離ｘｉを入力すると共に、その
時の速度ｖｉ、加速度αｉを初期値Ｖ（０）、α（０）
として入力し、またト−タル進行路１１ｆＳ及び経過時
間ｔをＳ＝Ｏ，ｔ　＝０にイニシャルセットする（ステ
ップＳｓ　、　３９　）。次に、速度と加速度を経過時
間ｔの開数Ｖ（ｔ）、α（１）として再び入力する（こ
の場合は、Ｖ（ｔ　）　−Ｖ　（０）　、α（１）−α
（０））と共に、この速度Ｖ（（）及び加速度α（１）
によって微小時間Ａ１間に進行する距離ＡＳを次式に従
って算出する（ステップＳ＋ｏ、Ｓ１１：第５図参照）
。

、６Ｓ＝Ｖ　（ｔ　）・ａｔ ＋α（（）・（Ａｔ　）　２／２ そして、この進行路ｍＡｓを前回演算時までの進行路１
１１ｔｌＳの和（この場合はＯ）に加算し、そのトータ
ル進行距離Ｓ（＝ΣＡＳ）が所定のセンサータイヤ間距
ｗｉｓｏに達していないことを確認した上で、経過時間
ｔに微小時間Ａｔを加算する（ステップ３１２〜５１４
）。そして、その加算した経過時間ｔにおける速度Ｖ（
ｔ＞、加速度α（１）について上記ステップＳ　＋ｏ　
−８１３を繰り返し実行する。

このようにして、地点Ｐｉにおける車体−路面開路ｌｘ
ｉの入力時から微小時間Ａｔ毎の進行距離ΔＳを算出す
る。そして、トータル進行路ｍｓが上記センサータイヤ
間距離ＳＯに達した時点でサスペンション３が寸法ΔＸ
だけ伸縮するように制御信号ａを出力する（ステップ５
１５）。

従って、この場合においては、車体−路面開路１１１ｘ
ｉを検出した地点Ｐ１まで走行する前に停車した場合は
、ステップＳ１５が実行されないことになって、不必要
なサスペンション３の伸縮が回避されると共に、タイヤ
２が当該地点Ｐｉを通過する場合は、前記定速走行時や
急加減速時等と同様に、その通過時におけるサスペンシ
ョン３の制御が行われ、路面Ａ上の凹部や凸部の通過時
にも車体１が従前の高さに保持されることになる。

ここで、この極低速時の制御に際しては、演算が複雑な
ため、その演算に要する時間が比較的長くなるが、この
場合は時間スケールが大きいので、制御が遅れるといっ
たおそれはない。

尚、以上の実施例においては、距離センサ６を車体１に
直接取付けたので、当該自動車のコーナリング時におい
てタイヤ２が転舵された時に、上記センサ６によって車
体−路面間距離が検出された地点をタイヤ２が通過しな
い場合が生じるおそれがある。これに対しては、例えば
第６図に示すように車体１′におけるタイヤ２′の前方
に水平面内で回動可能にセンサ６′を取付け、タイヤ２
′の転舵時にセンサ６′を該タイヤ２′の前方を指向す
る方向に回動させるようにすれば、該センサ６′が常に
タイヤ２′の進行方向前方の位置Ｐ。

Ｐ′の車体−路面間距離を検出することになる。

また、第７図に示すようにタイヤ２″の操舵系統を構成
する例えばナックルやタイロッド等の常にタイヤ２″と
共に回動する部材１“にセンサ６″を取り付けることに
より、タイヤ２″の転舵に拘らずその進行方向前方の位
置Ｐ、Ｐ’の車体−路面間距離を検出するようにするこ
とも可能である。

尚、この場合はタイヤ２″の上下動時にセンサ６“も上
下動するので、地点Ｐ、Ｐ’の車体−路面間距離の検出
値をその時のタイヤ２“の上下動量によって補正するこ
とになる。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る自動車のサスペンション装置
によれば、凹凸がある路面の走行時においてタイヤが凹
部又は凸部上を通過する時に、その深さや高さに応じて
サスペンションが伸縮されて、車体とタイヤとの上下相
対位置関係が変化されることになるから、このような凹
凸上の通過時にも車体は従前の高さに保持されることに
なる。

従って、この種の路面の走行時における車体の上下振動
が防止され或いは著しく低減され、当該自動車の良好な
乗心地が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るサスペンション装置の実施例を示す
もので、第１図はサスペンション装置の制御システム図
、箸２図はサスペンション及び油圧ユニットの具体的構
成例を示す油圧回路図、第３図は制御動作を示すフロー
チャート図、第４図は制御に用いられる数値の説明図、
第５図は演算方法の説明図、第６．７図は距離センサの
取付は構造の他の例を夫々示す概略平面図である。 １・・・車体、２・・・タイヤ、３・・・サスペンショ
ン、４・・・上下調整機構（油圧ユニット）、５・・・
制御手段（コントロールユニット）、６・・・距離検出
手段（距離センサ）、７．８・・・速度状態検出手段（
７・・・速度センサ、８・・・加速度センサ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体とタイヤとを連結し且つその両者の相対的上
   下位置関係を変化させる上下調整機構を備えたサスペン
   ションと、該サスペンションの前方に配置されて車体と
   路面との間の距離を検出する距離検出手段と、自動車の
   速度状態を検出する速度状態検出手段と、上記距離検出
   手段からの出力と速度検出手段からの出力とを受け、車
   体と路面との間の距離の変化に応じて且つその時の速度
   状態に対応する時間差をもって上記サスペンションの上
   下調整機構を作動させる制御手段とを備えたことを特徴
   とする自動車のサスペンション装置。