JPS6343126Y2

JPS6343126Y2 -

Info

Publication number: JPS6343126Y2
Application number: JP1983015105U
Authority: JP
Priority date: 1983-02-04
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1988-11-10
Also published as: JPS59121217U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、自動車等の車両に用いられるサスペ
ンシヨン装置に関する。

従来より、シヨツクアブソーバを組込んだ車両
用サスペンシヨン装置が各種開発されている。

しかしながら、従来のサスペンシヨン装置で
は、いずれの場合も、乗心地か操縦安定性かのう
ちのいずれか一方を犠牲にしなければならないと
いう問題点がある。

また、従来のサスペンシヨン装置では、車両の
加速状態に応じてサスペンシヨンの状態を制御で
きないので、サスペンシヨンがソフト状態となつ
ているとき急加速を行なうと、第１図に示すよう
に、前輪が浮くという問題点がある。

特に、FF（フロントエンジン・フロントドライ
ブ）車においては、前輪がドライブホイール（以
下；「DW」という。）となつているので、前輪が
浮き上がるのは回避しなければならず、単に前輪
にかかる荷重が軽くなるだけでも操行安定性上好
ましくない。

本考案は、このような問題点を解決しようとす
るもので、車高を所要車高に維持した状態におい
て、車両の使用状況に応じ、シヨツクアブソーバ
の減衰力や空気ばね室やばね定数を変えて、乗心
地や操縦安定性を向上できるようにするととも
に、車両の加速状態に応じてサスペンシヨンをハ
ード状態にしうる、車両用サスペンシヨン装置を
提供することを目的とする。

このため、本考案は、サスペンシヨンをソフト
状態またはハード状態に切換える切換機構を組込
まれた車両用サスペンシヨンにおいて、アクセル
ペダルの開度を検出するアクセル開度センサと車
速を検出する車速センサと、上記アクセル開度セ
ンサからの検出信号を微分する微分回路と、同微
分回路からのアクセル開閉速度信号が所定値以上
であり且つ上記車速センサからの車速信号が所定
車速以上であるときに上記サスペンシヨンをハー
ド状態に制御すべく、上記切換機構へ制御信号を
供給する制御手段が設けられたことを特徴として
いる。

以下、図面により本考案の一実施例としての自
動車用サスペンシヨン装置について説明すると、
第１図はその車体の側面図、第２図はそのサスペ
ンシヨンを示す全体構成図、第３図はそのブロツ
ク図、第４図はそのアクセル開度センサに接続す
る判定部を示す回路図、第５図はそのアクセル開
度センサに接続する判定部の要部変形例を示す模
式図、第６図はその車速センサに接続する判定部
を示す回路図、第７図はその作用を示すグラフで
ある。

第１図および第２図に示すように、このサスペ
ンシヨン装置は、ストラツト型減衰力切換式シヨ
ツクアブソーバ４を組込んだものであり、このシ
ヨツクアブソーバ４は、前車輪あるいは後車輪側
に取付けられたシリンダ１ａと、このシリンダ１
ａ内において摺動自在に嵌挿されたピストン１９
とをそなえている。

また、このピストン１９には、相互に連通接続
されたオリフイス通路部分１９ａ，１９ｂ，１９
ｃから成るオリフイス通路が形成されており、こ
のオリフイス通路によつて、ピストン１９で仕切
られる第１チヤンバ１ｂおよび第２チヤンバ１ｃ
を連通遮断できるようになつている。

なお、各チヤンバ１ｂ，１ｃには作動油が充填
されている。

さらに、ピストン１９には、ピストンロツド５
が連結されており、このピストンロツド５は、上
方へ延在し、第１チヤンバ１ｂを流体密に貫通し
て、ピストンロツド上端部がベアリング６および
マウントゴム７を介してボデーフレーム９に支持
されている。この支持は、ボルト等で行なわれ、
何箇所かで固定される。

なお、ピストンロツド５は、上下への動きはナ
ツト等によつて規制されているが、回転はベアリ
ング６によつて許容されている。

ところで、ピストンロツド５内には、駆動ピン
１５が設けられており、この駆動ピン１５は、ピ
ストンロツド５の長手方向に延在し、且つ、ピス
トンロツド５に対し相対的に摺動できるように設
けられている。

また、駆動ピン１５の下端は、ピストン１９内
のオリフイス通路の一部を形成するスペース内ま
で延在しており、この駆動ピン下端には、制御弁
体としてのシヤツタ１５ａが、オリフイス通路１
９ａ，１９ａを開閉しうるように取付けられてい
る。

さらに、駆動ピン１５の上端は、ピストンロツ
ド５の上端よりも更に上方へ延在しており、この
駆動ピン１５の上端には、シヤツタ１５ａを駆動
ピン１５を介して駆動する第１および第２のアク
チユエータを兼ねる駆動用ソレノイド機構１３が
連結されている。

この駆動用ソレノイド機構１３は、そのアーム
の切欠部に駆動ピン１５の上端突起部を係合させ
て、ソフト用ソレノイドおよびハード用ソレノイ
ドによる引張力によつて、駆動ピン１５を回転駆
動するようになつている。

このソレノイド機構１３によつて、ハード状態
からソフト状態へ移行させるには、ソフト用ソレ
ノイドを駆動して、駆動ピン１５が反時計回わり
の所定位置まで回転されれば移行でき、このとき
シヤツタ１５ａの孔部はピストン１９の孔部と向
きあつて、オリフイス通路部分１９ａが連通
（開）状態となる。すなわち、オリフイス通路は、
オリフイス通路部分１９ａ，１９ｂ，１９ｃを有
効流路として、その作動油の流れる有効流通面積
を大きくし、シヨツクアブソーバ４がソフト状態
になる。

また、ソレノイド機構１３によつて、ソフト状
態からハード状態へ移行させるには、ハード用ソ
レノイドを駆動して、駆動ピン１５が時計回わり
の所定位置まで回転されれば移行でき、このとき
突起部が回転されて、シヤツタ１５ａの孔部はピ
ストン１９の孔部と向きあわず、オリフイス通路
部分１９ａが遮断（閉）状態となる。すなわち、
オリフイス通路は、オリフイス通路部分１９ｂ，
１９ｃを有効流路として、その作動油の流れる有
効流通面積を小さくし、シヨツクアブソーバ４が
ハード状態になる。

このようにソレノイド機構１３が駆動されるこ
とにより、減衰力の切換が可能となり、ソレノイ
ド機構１３や駆動ピン１５あるいはシヤツタ１５
ａ等で、減衰力切換機構Ｄが構成される。

したがつて、この減衰力切換式シヨツクアブソ
ーバ４は、車輪の上下動に応じボデー外側のシリ
ンダ１ａがピストンロツド５に対し上下動するこ
とにより、シヤツタ１５ａの位置に応じたダンピ
ング機能を発揮して、シヨツクを効果的に吸収で
きるようになつている。

ところで、このシヨツクアブソーバ４の上部に
は、ピストンロツド５と同軸的に主空気ばね室２
が配設されている。

さらに、主空気ばね室２の直上において、ピス
トンロツド５と同軸的に副空気ばね室１０が配設
されている。

また、これらの空気ばね室２，１０は、駆動ピ
ン１５およびピストンロツド５にわたつて穿設さ
れた連通路１１を介して相互に連通接続されてお
り、この連通路１１には開閉弁１２が介装されて
いる。

この開閉弁１２は、第１の弁部分１２ａと第２
の弁部分１２ｂとをそなえて構成されている。

第１の弁部分１２ａは、ピストンロツド５に穿
設されて副空気ばね室１０に連通する通路と、駆
動ピン１５に穿設されて連通路１１に連通する通
路とが、駆動ピン１５の回転によつて、整合した
り整合しなかつたりすることにより、弁の開閉制
御をなすように構成されていて、副空気ばね室１
０と連通路１１との連通遮断を行なえるようにな
つている。

また、第２の弁部分１２ｂは、ピストンロツド
５に穿設されて主空気ばね室２に連通する通路
と、駆動ピン１５に穿設されて連通路１１に連通
する通路とが、同じく駆動ピン１５の回転によつ
て、全部整合したり一部整合したりすることによ
り、弁の開閉度を制御するように構成されてい
て、主空気ばね室２と連通路１１との連通開度が
制御できるようになつている。

したがつて、弁部分１２ａが開モードのとき
は、主空気ばね室２と副空気ばね室１０とを連通
状態にして、ばね定数を小さくしソフト状態にす
ることができ、弁部分１２ａが閉モードのとき
は、主空気ばね室２と副空気ばね室１０とを遮断
状態にして、ばね定数を大きくしハード状態にす
ることができるのである。

すなわち、駆動ピン１５を回転させることによ
つて開閉弁１２を開閉することができ、この開閉
により、ばね室容量を変えることができる。

このばね室容量の変化によつてサスペンシヨン
のばね定数を変えることができるのである。

また、第１，２図中の符号８は、悪路等におい
てシヨツクアブソーバ４のシリンダ１ａが相対的
に上昇することにより主空気ばね室２の壁面等を
損傷するのを防止するためのバンプストツパを示
しており、３はコイルばね、１６ａ，１６ｂはい
ずれもコイルばね３を受けるばね受、２０は主空
気ばね室２の一部を形成するベローズ、Ａは車長
方向を示している。

ところで、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ツサからドライ
ヤ，ジヨイント，リアソレノイドバルブ，フロン
トソレノイドバルブおよびこれらを各々接続する
配管１と一部パイプ状の駆動ピン内の連通路１１
とを介して、サスペンシヨンユニツトＳへ供給さ
れるようになつている。

サスペンシヨンユニツトＳは、車体Ｂの各車輪
に取付けられていて、第１図においては左側前後
輪におけるサスペンシヨンユニツトSF，SRを示
しており、右側前後輪用サスペンシヨンユニツト
SF，SRは図示を省略されている。

コンプレツサは、エアクリーナから送り込まれ
た大気を圧縮してドライヤへ供給するようになつ
ており、ドライヤのシリカゲル等によつて乾燥さ
れた圧縮空気は、各サスペンシヨンユニツトＳへ
供給される。

なお、ドライヤには、リザーブタンクが接続さ
れており、圧縮空気の一部はこのリザーブタンク
から給気ソレノイドバルブを介して各サスペンシ
ヨンユニツトＳへ給気される。

さらに、スピードメータには、車速センサ１８
が内蔵されており、このセンサ１８は車速を検出
して、検出信号をコントロールユニツト１４へ供
給するようになつており、機械式スピードメータ
においては、リードスイツ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。

コントロールユニツト１４には、第６図に示す
ように、車速センサ１８に接続する判定部F₁が
設けられている。

この判定部F₁には車速センサ１８からの検出
信号Saを受ける微分回路３４および第１の比較
器２７が設けられており、微分回路３４は、コン
デンサ３３と抵抗器４２とで構成されていて、検
出信号Saを微分して加速度信号Sbが形成される。

第１の比較器２７は、そのマイナス入力端に加
速度信号Sbを受けるとともに、そのプラス入力
端に加速度設定信号を受けるようになつており、
加速度信号Sbが加速度設定信号より大きいとき、
第１の比較器２７からの出力がローレベルとな
る。

なお、第６図中の符号２３はオア回路を示して
おり、４３〜４５は抵抗器を示している。

また、アクセルペダルには、アクセル開度（ス
ロツトル）センサ２１が設けられており、アクセ
ルの開度がコントロールユニツト１４へ供給され
るようになつている。

コントロールユニツト１４には、第４図に示す
ように、アクセル開度センサ２１に接続する判定
部F₂が設けられている。

この判定部F₂には、アクセル開度センサ２１
からの検出信号をIC２４を介して受ける微分回
路２２および第２の比較器２５，２６が設けられ
ており、微分回路２２は、コンデンサ３１，ダイ
オード２９および抵抗器４０とで構成されてい
て、検出信号の立上がりを微分してアクセル開閉
速度信号が形成される。

第２の比較器２５は、そのマイナス入力端にア
クセル開閉速度信号を受けるようになつており、
そのプラス入力端には所定電圧Vdを受ける。

第２の比較器２６は、そのプラス入力端にアク
セル開閉速度信号を受けるようになつており、そ
のマイナス入力端には所定電圧Veを受ける。

なお、第４図中の符号２８はダイオードを示し
ており、３５〜３９，４１はいずれも抵抗器を示
している。この判定部F₂において、コンデンサ
３１と抵抗器３６との中点の電圧Vcは、IC２４
の出力端の出力電圧Vaが時間的に変化するとき
に、次式で表わされる。

Vc＝Vb＋R₁・Ic …(1) ここで、Vbは抵抗器３８，３９の中点の電圧
を表わしており、R₁は抵抗器３６の抵抗値を示
している。

ここで、電流Icは、電圧Vaの時間的変化を
（Va／Δt）とすると、 Ic＝（Ｑ／Δt）＝C₁・（Va／Δt） …(2) と表わされる。したがつて、(1)，(2)式より、 ∴ Vc＝Vb＋R₁・C₁・（Va／Δt） …(3) となる。

ここで、C₁はコンデンサ３１の容量を表わし
ており、抵抗値R₁と容量C₁とを一定にすると、
電圧Vcは電圧Vaの変化速度、すなわちアクセル
操作速度に応じて変化する。

アクセル踏込み時（電圧Vaは上昇）には、コ
ンデンサ３１への充電電流Icが流れるので、（Vc
＝Vb＋R₁・Ic）となる。

また、アクセルリターン時（電圧Vaは下降）
には、コンデンサ３１への放電電流Idが流れるの
で、（Vc＝Vb−R₁・Id）となる。

電圧Vcを第２の比較器２５，２６で基準電圧
Vd，Veをそれぞれ比較し、アクセル操作速度が
所定値以上であるか以下であるかを判別し、オア
回路２３へ信号を供給する（第７図参照）なお、アクセル踏込み時とアクセルリターン時
との判別値を変える場合には、第５図に示すよう
に、ダイオード３０および抵抗器４２を付加して
充電電流Icが流れる時と放電電流Idが流れる時の
抵抗値を変化させるようにしてもよい。

このとき、電流Icの場合の抵抗値はR₁となり、
電流Idの場合の抵抗は｛（R₁・R₂）／（R₁＋R₂）｝
となる。ここでR₂は抵抗器４２の抵抗値である。

オア回路２３の入力端は、それぞれ各判定部
F₁，F₂の出力端に結線されている。

コントロールユニツト１４は、上述の各検出信
号を受けるとともに、ソレノイド駆動回路１３ａ
を介して、サスペンシヨンユニツトＳの減衰力切
換機構Ｄおよびばね定数切換機構Ｅへ制御信号を
出力して、サスペンシヨンユニツトＳをハード状
態に切換えたり、ソフト状態に切換えたりする。

本考案の車両用サスペンシヨン装置は、上述の
ごとく構成されているので、エンジン始動時にお
いて、本サスペンシヨン装置を所定車高位置にセ
ツトするには、まず上記コンプレツサからの圧縮
空気を配管１を通じ各ばね室２，１０へ供給する
ことにより、ノーマル車高レベルへの車高調整を
行なえばよい。

このとき、開閉弁１２ａは開にしておく。これ
により副空気ばね室１０内も主空気ばね室２内と
同じ圧力に調整される。

このように、ノーマル車高レベルへの車高調整
が行なわれた後、すなわち走行中のばね定数およ
び減衰力切換え機能について説明すれば、次のと
おりである。

ばね定数と減衰力とをソフト状態ないしハード
状態の２段階で、前後輪同時に切換えることがで
き、この切換えはコントロールユニツト１４が自
動的にソレノイド１３を駆動することによつて行
なわれる。

換言すれば、常時、サスペンシヨンユニツトＳ
はソフト状態に設定されていて、各センサ１８，
２１のうち、いずれか１つでも、その検出信号が
後述のハード条件を満足すると、ハード用ソレノ
イドが駆動されて、サスペンシヨンユニツトＳは
ハード状態となるのである。

この加速度信号は、オア回路３７を介してコン
トロールユニツト１４へ供給され、コントロール
ユニツト１４はソレノイド駆動回路１３ａを介し
てシヨツクアブソーバ４の減衰力切換機構Ｄをハ
ード状態にするとともに、同じくソレノイド駆動
回路１３ａを介して空気ばね室２，１０のばね定
数切換機構Ｅをハード状態にする。

このようにして、車体Ｂが急に車長方向Ａへ加
速した場合にも、その加速度の変化を判定部F₁，
F₂が適切に検出することができ、この検出信号
に基づいてサスペンシヨンユニツトＳをハード状
態にするので、車体Ｂの前輪が浮いたり、前輪に
かかる荷重が軽くなつたりすることがなく、した
がつて車体Ｂの安定性が損なわれることがない。

上述のようにして、ハード状態へ切換えられた
サスペンシヨンを、ソフト状態へ復帰させるに
は、ハード条件が全て解除された時から数秒遅延
して、ソフト用ソレノイドが駆動されることによ
つて行なわれる。この数秒間は、切換え時に生じ
うるチヤタリングの防止に寄与する。

また、ソフト状態とハード状態とのばね定数の
切換え比および減衰力の切換え比は適切な値に設
定されている。

前後輪のばね定数および減衰力はその配分が異
なつている。すなわちソフト状態においては、フ
ロントに比ベリアが硬めとなるように、各サスペ
ンシヨンユニツトＳのばね定数および減衰力が設
定されており、ハード状態においては、リアに比
べフロントが硬めとなるように設定される。

このように前後輪におけるサスペンシヨンユニ
ツトＳの硬さを変えることにより、弾性中心やア
ンダーステア／オーバステア特性（US／OS特
性）を適切にコントロールすることができる。

なお、左右のサスペンシヨンユニツトＳの一方
のみを硬くするようにしてもよく、力の垂直分力
の大きい方を硬くするよう制御してもよい。

また、ソフト状態でも操縦安定性は十分に確保
されており、さらに、切換え機能の故障状態が発
生したときは、ハード状態に切換えてから切換え
機能が停止されるようになつている。

なお、このサスペンシヨンユニツトＳのばね定
数および減衰力の切換え機能は、他の機能、例え
ば車高調整機能と独立して作動させることがで
き、これによりサスペンシヨンユニツトＳの機能
が故障しても、他のの機能は作動可能状態にしう
る。

また、車速が所定速度以下のときは、サスペン
シヨンユニツトＳは、常にソフト状態（SOFT）
となるよう設定されている。

さらに、アクセル開度については、アクセル開
度センサ２１からのアクセル開閉速度が所定値
（ｍ／sec）以上、且つ、車速が所定値以上のと
き、ハード状態（HARD）となるよう設定され
ている。

上述のように、車両の使用状況（通常の走行状
態や急ブレーキ，急カーブでの走行状態あるいは
悪路での走行状態等）に応じて、減衰力とばね定
数とを的確にしかも自動的に切換制御することが
可能となるため、加速時等においても、乗心地を
よくしたり、操縦安定性をよくしたりすることが
できるのである。

また、本装置では、アクセル開閉速度信号が所
定値以上であり且つ車速信号が所定車速以上であ
るときに、サスペンシヨンをハード状態に制御す
るように構成されているので、停車状態でのエン
ジンレーシング（空吹かし）時にサスペンシヨン
がハード状態に切換わるのを防止することがで
き、これにより切換機構における不必要な切換動
作が大幅に低減され、装置の長寿命化ならびに信
頼性の向上をもたらしうる効果がある。

さらに、主空気ばね室２と副空気ばね室１０と
を、シヨツクアブソーバ４の上部に重ねるように
して設けることが行なわれているので、サスペン
シヨンユニツトＳを全体として極めてコンパクト
に構成できるほか、コイルばね３の上端を副空気
ばね室１０の下面に形成されたばね受１６ｂで支
承することが行なわれるので、部品の共通化をは
かつて更にコンパクトな組込みを実現できる。

しかも、本考案のサスペンシヨン装置は、車両
の前輪に用いても、前輪の操舵によるコイルばね
３および副空気ばね室１０の回転に伴い、配管１
が回転可能であり、構造の簡素化にも寄与しうる
のである。

また、第１のアクチユエータと第２のアクチユ
エータとは別々のアクチユエータを用いてもよ
く、この場合、減衰力の切換えとばね定数の切換
えとを独立して制御するように構成される。

以上詳述したように、本考案の車両用サスペン
シヨン装置によれば、次のような効果ないし利点
を得ることができる。

(1) シヨツクアブソーバの減衰力と空気ばねのば
ね定数とを適宜変えることができるので、車高
を所要車高に維持した状態において、車両の加
速状態に応じて、サスペンシヨンをハード状態
にでき、乗心地を向上させたり、操縦安定性を
向上させたりすることができ、これにより快適
さと安全性とが兼ねそなえられるようになる。

(2) 低ばね定数および低減衰力と、前後輪の適正
配分とにより、車体のバウンシング周波数〓ｎ
を低く（乗心地良）できるとともに、最良の乗
心地が得られるピツチング周波数〓n′とバウン
シング周波数〓ｎとを適宜設定できる。

(3) 車体の加速度の立上り勾配が一定値以上のと
き、加速の変化を検出することができ、加速が
大きくなる前に加速の増加を検知して、サスペ
ンシヨンをハード状態にすることができる。

(4) アクセル開閉速度信号が所定値以上であり且
つ車速信号が所定車速以上であるときに、サス
ペンシヨンをハード状態に制御するように構成
されているので、停車状態でのエンジンレーシ
ング（空吹かし）時にサスペンシヨンがハード
状態に切換わるのを防止することができ、これ
により切換機構における不必要な切換動作が大
幅に低減され、装置の長寿命化ならびに信頼性
の向上をもたらしうる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例としての車両用サスペン
シヨン装置を示すもので、第１図はその車体の側
面図、第２図はそのサスペンシヨンを示す全体構
成図、第３図はそのブロツク図、第４図はそのア
クセル開度センサに接続する判定部を示す回路
図、第５図はそのアクセル開度センサに接続する
判定部の要部変形例を示す模式図、第６図はその
車速センサに接続する判定部を示す回路図、第７
図はその作用を示すグラフである。１……配管、１ａ……シリンダ、１ｂ……第１
チヤンバ、１ｃ……第２チヤンバ、２……主空気
ばね室、３……コイルばね、４……シヨツクアブ
ソーバ、５……ピストンロツド、６……ベアリン
グ、７……マウントゴム、８……バンプストツ
パ、９……ボデーフレーム、１０……副空気ばね
室、１１……連通路、１２……開閉弁、１２ａ，
１２ｂ……弁部分、１３……第１および第２のア
クチユエータを兼ねる駆動用ソレノイド機構、１
３ａ……ソレノイド駆動回路、１４……制御手段
としてのコントロールユニツト（コンピユータ）、
１５……駆動ピン、１５ａ……シヤツタ、１６
ａ，１６ｂ……ばね受、１７，１７Ｈ，１７Ｌ…
…車高センサ、１８……車速センサ、１９……ピ
ストン、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ……オリフイス
通路部分、２０……ベローズ、２１……アクセル
開度センサ、２２……微分回路、２３……オア回
路、２４……IC、２５，２６……第２の比較器、
２７……第１の比較器、２８〜３０……ダイオー
ド、３１……微分器を構成するコンデンサ、３４
……微分回路、３５〜４５……抵抗器、Ａ……車
長方向、Ｂ……車体、Ｄ……減衰力切換機構、Ｅ
……ばね定数切換機構、F₁，F₂……判定部、Ｓ，
SF，SR……サスペンシヨンユニツト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

サスペンシヨンをソフト状態またはハード状態
に切換える切換機構を組込まれた車両用サスペン
シヨンにおいて、アクセルペダルの開度を検出す
るアクセル開度センサと、車速を検出する車速セ
ンサと、上記アクセル開度センサからの検出信号
を微分する微分回路と、同微分回路からのアクセ
ル開閉速度信号が所定値以上であり且つ上記車速
センサからの車速信号が所定車速以上であるとき
に上記サスペンシヨンをハード状態に制御すべ
く、上記切換機構へ制御信号を供給する制御手段
が設けられたことを特徴とする、車両用サスペン
シヨン装置。