KR0181727B1

KR0181727B1 - 차량 현가 장치

Info

Publication number: KR0181727B1
Application number: KR1019960702371A
Authority: KR
Inventors: 다께시 후찌다
Original assignee: 도오다 고오이찌로; 가부시끼가이샤 유니시아 젝스
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1999-04-01
Also published as: EP0728603A1; JPH0880721A; WO1996008385A1; CN1135737A; US5718446A; KR960705694A; EP0728603A4

Abstract

차체측과 각 차륜측 사이에 개재되는 감쇄력 가변 특성의 차량 현가 장치이다. 감쇄력 특성 변경 수단(a)에 의해 신장측 및 수축측 감쇄력 특성을 복수 단계로 절환 가능한 동시에, 수축측에 대한 신장측 감쇄 계수비가 1.0 이하로 되는 특성의 절환이 가능한 완충기(b)와, 차량 거동 검출 수단(c)에서 검출된 차량 거동 검출 신호를 기초로 하여 각 완충기(b)의 감쇄력 특성을 가변 제어하는 통상시 제어 수단(d)을 갖는 감쇄력 특성 제어 수단(e)과, 감쇄력 특성 제어 수단(e)에 설치되고 제동 상태 검출 수단(f)에서 차량의 제동 상태가 검출된 때에는 완충기(b)의 감쇄력 특성 변경 수단(a)을 수축측에 대한 신장측 감쇄 계수비가 1.0 이하로 되는 특성으로 절환하는 제동시 보정 제어 수단(g)을 구비한다. 제동시에 발생하는 차량 거동을 기초로 한 접지 하중의 변동을 억제함으로써 제동력을 확보할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

차량 현가 장치

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 차량의 차륜과 차체 사이에 설치되는 스프링 및 완충기를 포함하는 현가 장치에 관한 것으로, 특히 차량의 제동시에 완충기의 감쇄력 특성을 최적으로 제어할 수 있는 차량의 현가 장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

일반적으로, 자동차의 차륜을 지지하는 현가 장치는 복수의 링크와, 노면으로부터 차체로 전달되는 진동을 흡수하는 스프링과, 진동을 감쇄시키는 완충기를 갖고 있다. 또, 감쇄력 특성을 가변으로 한 완충기가 종래부터 이용되고 있으며, 차량의 운전 조건에 따라서 운전 중에 그 감쇄력 특성을 바꿀 수도 있다. 종래, 완충기의 감쇄력 특성을 가변으로 한 완충기의 감쇄력 특성 제어를 행하는 차량 현가 장치로서는, 예를 들면, 일본국 특허 공개 평4-103420호 공보에 기재된 것이 알려져 있다.

이 공보에 기재된 차량 현가 장치는, 완충기에 의해 실제로 얻어지고 있는 감쇄력의 시간적 변화율(실변화율)을 구하고, 이를 별도로 정한 참조 변화율과 비교하고, 실변화율이 참조 변화율을 넘은 때 완충기의 감쇄력 특성을 하드로부터 소프트로 절환함으로써, 평상시는 하드 특성에 의해 양호한 조종 안정성을 확보하고, 노면 요철이 커지는 악로 주행시에 있어서는 소프트 특성에 의해 양호한 승차감을 확보하게 한 차량 현가 장치에 있어서, 제동 조작시에는 비제동 조작시보다 참조 변화율의 값을 큰 값으로 설정하고, 또, 미끄럼 방지 브레이크(ABS) 작동시(즉, 급제동시)에 있어서는 통상 제동시 보다도 참조 변화율의 값을 큰 값으로 설정하게 한 것이며, 이에 의해 제동시에 있어서의 차량 자세의 변화를 제동 정도에 따라서 제어할 수 있게 한 것이었다.

그러나, 상기 종래의 장치에 있어서는 제동시에 완충기의 감쇄력 특성을 하드로 유지 시킴으로써, 차량 자세 변화를 억제할 수 있지만, 신장·수축의 양 행정이 모두 하드 특성이 되는 구조이므로, 이하에 서술하는 바와 같은 문제점이 생긴다.

즉, 제동시에 완충기의 감쇄력 특성이 하드이면 , 수축 행정시에 있어서는 타이어의 접지력(접지 하중)이 커지기 때문에 제동력이 커지는 방향으로 작용하지만, 신장 행정시에 있어서는 반대로 타이어의 접지 하중이 작아지는 방향으로 작용하므로 제동력은 작아지고, 이 때문에, 특히 완충기가 운동하는 악로 주행시에 있어서는 제동 거리를 늘려 버릴 우려가 있다. 그리고, 차체 중량의 작용 방향과의 관계에서 수축 행정에 대해 신장 행정의 감쇄력 쪽이 높게 설정되므로, 상술한 경향이 더욱 강해진다.

제18도는, 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0를 넘고 있는 경우에 있어서의 접지 하중의 변동(점선으로 표시)과, 1.0 이하인 경우에 있어서의 접지 하중의 변동(실선으로 도시)을 비교하여 도시하는 것으로, 이 도면에 도시한 바와 같이 노면 입력이 고주파가 되는 악로 주행시에 있어서는 후자에 비해 전자 쪽이 접지 하중이 저하된다는 관계에 있다.

또, 제19도의 (a), (b), (c)는 감쇄 계수비(TEN/COM)가 4.0과, 1.5와, 0.8인 각 경우에 있어서의 접지 하중의 변동 상태 및 하중 진폭 중심의 증감 변동 상태를 표시하는 도면이며, 이 도면에 도시한 바와 같이, 감쇄 계수비가 커짐에 따라서, 하중 진폭 중심의 하중 감소 방향으로의 어긋남이 크게 되어 있음을 알 수 있다.

본 발명은, 상술한 종래의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 제동시에 발생하는 차량 거동을 기초로 하여 접지 하중의 저하를 억제함으로써 제동력을 확보할 수 있는 차량 현가 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

[발명의 개시]

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 차량 현가 장치는, 제1도의 블록도에 도시한 바와 같이, 차체측과 각 차량측 사이에 개재되어 있어서 감쇄력 특성 변경 수단(a)에 의해 신장측 및 수축측의 감쇄력 특성을 복수 단계로 절환 가능한 동시에, 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0 이하가 되는 특성으로의 절환이 가능한 완충기(b)와, 차량 거동을 검출하는 차량 거동 검출 수단(c)과, 상기 차량 거동 검출 수단(c)에서 검출된 차량 거동 신호를 기초로 하여 각 완충기(b)의 감쇄력 특성을 가변 제어하는 통상시 제어 수단(d)을 갖는 감쇄력 특성 제어 수단(e)과, 차량의 제동 상태를 검출하는 제동 상태 검출 수단(f)과, 상기 감쇄력 특성 제어 수단(e)에 설치되고, 제동 상태 검출 수단(f)에서 차량의 제어 상태가 검출된 때는 완충기(b)의 감쇄력 특성 변경 수단(a)을 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0 이하로 되는 위치로 절환하는 제동시 보정 제어 수단(g)을 구비하고 있다.

본 발명의 차량 현가 장치에서는, 상술한 바와 같이, 제동 상태 검출 수단(f)에서 차량의 제동 상태가 검출된 때는 제동시 보정 제어 수단(g)에 있어서, 완충기(b)의 감쇄력 변경 수단(a)을 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0이하로 되는 위치로 절환하는 제동시 보정 제어가 행해진다.

즉, 완충기(b)가 운동하는 악로 주행시에 있어서는, 완충기(b)의 수축 행정측에서는 수축측 감쇄력이 높게 설정되어 있을 수록 타이어의 접지력(접지 하중)이 커지는 방향으로 작용하고, 신장 행정시에 있어서는 역으로 신장측 감쇄력이 작을수록 타이어의 접지 하중이 커지는 방향으로 작용하기 때문에, 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0 이하(신장측 감쇄력수축측 감쇄력)로 되는 방향으로 설정함으로써, 차체의 거동에 의한 접지 하중의 저하를 방지하여, 제동력을 확보할 수 있게 된다.

특히, 완충기가 운동하는 악로 주행에 있어서도, 제동시에 발생하는 차량 거동을 기초로 한 접지 하중의 저하를 억제할 수 있고, 이로써 제동력을 확보할 수 있게 된다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 있어서는 청구항 2에 기재된 바와 같이, 또 차량의 피치율을 검출하는 피치율 검출 수단(h)을 구비하고, 상기 피치율 검출 수단(h)에서 검출된 피치율이 소정의 임계치를 넘고 있는 경우에는 제동시 보정 제어 수단(g)의 작동을 정지시키게 해도 좋다.

이 형태의 차량 현가 장치에서는, 차량의 제동시에 있어서도, 피치율 검출 수단(h)에서 검출된 차량의 피치율이 소정 임계치를 넘고 있는 경우에는, 제동시 보정 제어수단(g)의 작동을 정지시키는 것으로, 이로써, 통상시 제어 수단(d)에 의한 제어 동작에 의해, 제동시의 피치를 억제할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 차량 현가 장치를 개념적으로 도시하는 블록도이다.

제2도는 본 발명의 제1 실시예의 차량 현가 장치의 개략적인 구성을 도시하는 설명도이다.

제3도는 본 발명의 제1 실시예의 차량 현가 장치의 제어 장치를 도시하는 블록도이다.

제4도는 제1 실시예 장치에 적용한 완충기를 도시한 단면도이다.

제5도는 상기 완충기의 요부를 도시한 확대 단면도이다.

제6도는 완충기의 피스톤 속도에 대한 감쇄력의 특성을 도시하는 도면이다.

제7도는 상기 완충기의 펄스 모터의 스텝 위치의 대응한 감쇄력 특성이다.

제8도는 상기 완충기의 요부를 도시하는 제5도의 K-K선에 따른 단면도이다.

제9도는 상기 완충기의 요부를 도시하는 제5도의 L-L선에 따른 단면도이다.

제10도는 상기 완충기의 요부를 도시하는 제5도의 N-N선에 따른 단면도이다.

제11도는 상기 완충기의 신장측 특성이 하드로 되어 있을 때의 감쇄력 특성도이다.

제12도는 상기 완충기의 신장측·수축측 특성이 소프트로 되어있는 상태의 감쇄력 특성도이다.

제13도는 상기 완충기의 수축측 특성이 하드로 되어 있는 상태의 감쇄력 특성도이다.

제14도는 제1 실시예 장치에 있어서의 신호 처리 회로의 일부를 도시하는 블록도이다.

제15도는 제1 실시예 장치에 있어서의 제어 유니트의 제어 동작을 도시하는 플로우차트이다.

제16도는 제1 실시예 장치에 있어서의 제어 유니트의 제어 동작을 도시하는 타임차트이다.

제17도는 제1 실시예 장치에 있어서의 제어 유니트의 제어 동작 중 통상시 제어의 작동을 도시하는 타임차트이다.

제18도는 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율(TEN/COM)(감쇄 계수비)이 1.0을 초과하고 있는 종래예의 경우에 있어서의 접지 하중의 변동과, 1.0이하로 되는 본 실시예의 경우에 있어서의 접지 하중의 변동을 도시하는 도면이다.

제19도는 접지 하중의 변동 상태 및 하중 진폭 중심의 증감 변동 상태를 도시하는 도면이며, a, b, c는 각각 감쇄 계수비(TEN/COM)가 4.0, 1.5, 0.8인 각 경우를 도시하고 있다.

제20도는 제2 실시예 장치에 있어서의 제어 유니트의 제어 동작을 도시하는 플로우차트이다.

제21도는 제2 실시예 장치에 있어서의 제어 유니트의 제어 동작을 도시하는 타임차트이다.

제22도는 제2 실시예 장치에 있어서의 완충기의 피스톤 속도에 대한 감쇄력의 특성도이다.

제23도는 다른 실시예의 완충기에 있어서의 펄스 모터의 스텝 위치에 대응한 감쇄력의 특성도이다.

제24도는 타이어의 슬립율을 구하는 신호 처리 회로를 도시하는 블록도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 태양]

이하, 본 발명의 적합한 실시예를 도면을 기초로 하여 설명한다.

우선, 제1 실시예에 대해 설명한다. 제2도는 본 발명 제1 실시예의 차량 현가 장치를 차량에 적용한 상태에서 개략적으로 도시한 도면이다. 차체와 네 개의 차륜 사이에 개재하는 각 현가 장치는 본 실시예에서는 스프링과 완충기(SA)를 포함하는 스트럿형으로서 구성되어 있으며, 각 차륜에 대해 각각 완충기(SA_FL, SA_FR, SA_RL, SA_RR)(또, 완충기를 설명함에 있어서 이들 네 개를 묶어서 가리키는 경우, 및 이들의 공통 구성을 설명할 때는 단순히 SA라고 표시한다)가 설치되어 있다. 그리고, 전륜측의 좌우 양 완충기(SA_FL, SA_FR)의 중간 위치 및 후륜측의 좌우 양 완충기(SA_RL, SA_RR)의 중간 위치에 있어서, 차체에 상하 방향의 가속도를 검출하기 전후의 상하 방향 가속도 센서(이하, 상하 G센서라 한다)(1_FS, 1_RS)가 설치되고, 또 전륜측의 좌우 양 완충기(SA_FL, SA_FR)의 중간 위치에 있어서, 차체에 차량에 있어서의 전후 방향의 가속도 중 차량의 감속 방향의 가속도를 검출함으로써 차량의 제동 상태를 검출하는 제동 상태 검출 수단으로서의 전후 방향 가속도 센서(이하, 전후 G센서라 한다)(2)가 설치되어 있다. 또, 각 차륜 위치에는 각 차륜의 회전 속도를 검출하는 차륜속 센서(5)가 각각 설치되고, 또, 도시를 생략하였지만, 차량의 소정위치에는 차속을 검출하는 차속 센서(6) 및 브레이크의 온·오프 상태(즉, 브레이크 페달의 답입 유무)를 검출하는 제동 상태 검출 수단으로서의 브레이크 스위치(BS)가 설치되어 있다. 또, 운전석의 근방 위치에는 양 상하 G센서(1_FS, 1_RS), 전후 G 센서(2), 차륜속 센서(5), 차속 센서(6) 및 브레이크 스위치(BS)로부터의 신호를 입력하여 각 완충기(SA)의 펄스 모터(3)에 구동 제어 신호를 출력하는 제어 유니트(4)가 설치되어 있다.

이상의 제어 장치의 구성을 도시하는 것이 제3도의 시스템 블록도이며, 제어 유니트(4)는 인터페이스 회로(4a), CPU(4b), 구동 회로(4c)를 구비하고, 상기 인터페이스 회로(4a)에는 상술한 양 상하 G 센서(1_FS, 1_RS), 전후 G 센서(2), 각 차륜속 센서(5), 차속 센서(6) 및 브레이크 스위치(BS)로부터의 신호가 입력된다.

그리고, 상기 인터페이스 회로(4a) 내에는 제14도의 (a), (b), (c)에 도시한 세 종류의 신호 처리 회로가 설치되어 있다.

즉, 제14도(a)에 도시한 신호 처리 회로는, 제어 신호(v)를 구하기 위한 것으로, 전후의 각 상하 G 센서(1_FS, 1_RS)마다 설치되어 있다. 이 신호 처리 회로에 있어서, 로우 패스 필터(LPF1)는 상하 G 센서(1)로부터 입력된 스프링상 상하 가속도 신호(G)를 적분하여 스프링 상 상하 속도로 변환하기 위한 컷 오프 주파수 0.05Hz의 로우 패스 필터이다. 또, 하이패스 필터(HPF)는 컷 오프 주파수 0.7Hz의 하이 패스 필터, 로우 패스 필터(LFP2)는 컷 오프 주파수 1.5Hz의 로우 패스 필터이며, 양 필터로 노이즈 제거 및 위상 보정을 행하기 위한 밴드 패스 필터(BPF)를 구성하고 있다.

제14도(b)에 도시한 신호 처리 회로는 차량의 피치율(V_P)을 구하기 위한 것으로, 이 신호 처리 회로에 있어서, 회로(E)는 전륜측 상하 G 센서(1_FS)에서 얻어진 전륜측 중앙 위치에 있어서의 전륜측 상하 가속도(G_FS)와, 후륜측 상하 G 센서(1_RS)에서 얻어진 후륜측 중앙 위치에 있어서의 후륜측 상하 가속도 신호(G_RS)의 상대 가속도 차를 구하는 연산 회로이다. 또, 로우 패스 필터(LPF1), 하이 패스 필터(HPF), 로우 패스 필터(LPF2)는 모두 상기 (a)의 신호 처리 회로에 있어서의 것과 같으며, 즉 상대 가속도 차로부터 상대 속도차를 기초로 한 차량의 피치율(V_P)을 구한다.

제14도(c)에 도시한 신호 처리 회로는 차량에 있어서의 전후 방향의 가속도(G_FR)로부터 제동시 판단 신호로서의 차량의 감속 방향 가속도(G_FR')를 구하기 위한 것으로, 노이즈 제거 및 Dc 성분을 추출하는 로우 패스 필터(LPF3)로 구성되어 있다.

또, 상기 제어 유니트(4)는 또, 도시를 생략하였으나, 상기 각 차륜속 센서(5) 및 차속 센서(6)로부터의 신호를 기초로 하여, 브레이크 조작시에 있어서의 차륜의 로크 상태를 방지하는 미끄럼 방지 제어를 행하기 위한 미끄럼 방지 제어 장치(ABS장치), 및 상기 미끄럼 방지 제어 장치의 작동 상태를 검출하는 ABS 작동 상태 검출 수단을 구비하고 있다.

다음에, 제4도는 완충기(SA)를 포함하는 스트럿의 구성을 도시하는 단면도로서 , 이 완충기(SA)는 실린더(30)와, 실린더(30)를 상부실(A)과 하부실(B)로 구획한 피스톤(31)과, 실린더(30)의 외주에 리저버실(32)를 형성한 외통(33)과, 하부실(B)과 리저버실(32)을 구획하는 베이스(34)와, 피스톤(31)에 연결된 피스톤 로드(7)의 미끄럼 이동을 안내하는 가이드 부재(35)를 구비하고 있다. 그리고, 또 외통(33)과 차체 사이에 개재된 현가 스프링(36)과, 완충 고무(37)를 구비하여, 각 스트럿을 구성하고 있다.

다음에, 제5도는 피스톤(31)의 부분을 도시하는 확대 단면도로서, 이 도면에 도시한 바와 같이, 피스톤(31)에는 관통 구멍(31a,31b)이 형성되어 있는 동시에, 각 관통 구멍(31a,31b)을 각각 개폐하는 수축측 감쇄 밸브(20) 및 신장측 감쇄 밸브(12)가 설치되어 있다. 또, 피스톤 로드(7)의 선단에 나사 결합된 바운드 스톱퍼(41)에는 피스톤(31)을 관통한 스터드(38)가 나사 결합하여 고정되어 있어서, 이 스터드(38)에는 관통 구멍(31a,32b)을 바이패스하여 상부실(A)과 하부실(B)을 연통하는 유로(후술하는 신장축 제2 유로(E), 신장측 제3 유로(F), 바이패스 유로(G), 수축측 제2 유로(J))를 형성하기 위한 연통 구멍(39)이 형성되어 있어서, 이 연통 구멍(39) 내에는 상기 유로의 유로 단면적을 변경하기 위한 조정자(40)가 회전 가능하게 설치되어 있다. 또, 스터드(38)의 외주에는 유체의 유통 방향에 따라서 상기 연통 구멍(39)에서 형성되는 유로측 유통을 허용·차단하는 신장측 체크 밸브(17)와 수축측 체크 밸브(22)가 설치되어 있다. 또, 이 조정자(40)는 상기펄스 모터(3)에 의해 제어 로드(70)를 거쳐서 회전되게 되어 있다(제4도 참조). 또, 스터드(38)에는 위로부터 차례로 제1 포트(21), 제2 포트(13), 제3 포트(18), 제4 포트(14), 제5 포트(16)가 형성되어 있다.

한편, 조정자(40)는 중공부(19)가 형성되는 동시에, 내외를 연통하는 직경방향의 제1 가로 구멍(24) 및 제2 가로 구멍(25)이 형성되고, 또 외주부에 축방향으로 종방향 홈(23)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 상부실(A)과 하부실(B) 사이에는 신장 행정에서 유체가 유통 가능한 유로로서, 관통 구멍(31b)을 통해 신장측 감쇄 밸브(12) 내측을 밸브 개방하여 하부실(B)에 이르는 신장측 제1 유로(D)와, 제2 포트(19), 종방향 홈(23), 제4 포트(14)를 경유하여 신장측 감쇄 밸브(12)의 외주측을 밸브 개방하여 하부실(B)에 이르는 신장측 제2 유로(E)와, 제2 포트(13), 종방향 홈(23), 제5 포트(16)를 경유하여, 신장측 체크 밸브(17)를 밸브 개방하여 하부실(b)에 이르는 신장측 제3 유로(F)와, 제3 포트(18), 제2 횡방향 구멍(25), 중공부(19)를 경유하여 하부실(B)에 이르는 바이패스 유로(G)의 네 개의 유로가 있다. 또, 수축 행정에서 유체가 유통 가능한 유로로서, 관통 구멍(31a)을 통과하고 수축측 감쇄 밸브(20)를 밸브 개방하는 수축측 제1 유로(H)와, 중공부(19), 제1 횡방향 구멍(24), 제1 포트(21)를 경유하여 수축측 체크 밸브(22)를 밸브 개방하여 상부실(A)에 이르는 수축측 제2 유로(J)와, 중공부(19), 제2 횡방향 구멍(25), 제3 포트(18)를 경유하여 상부실(A)에 이르는 바이패스 유로(G) 등 세 개의 유로가 있다.

즉, 완충기(SA)는 조정자(40)를 회전시킴으로써 신장축·수축측 모두 제6도에 도시한 바와 같은 특성으로 감쇄력 특성을 다단계로 변경 가능하게 구성되어 있다. 즉, 제7도에 도시한 바와 같이, 신장측1W수축측 모두 소프트한 특성으로 한 영역(이후, 소프트 영역(SS)이라 함)으로부터 조정자(40)를 반시계 방향으로 회전시키면, 신장측만 감쇄력 특성을 다단계로 변경 가능한 수축측이 저감쇄력 특성으로 고정인영역(이후, 신장측 하드 영역(HS)이라 함)이 되며, 역으로, 조정자(40)를 시계 방향으로 회전시키면, 수축측만 감쇄력 특성을 다단계로 변경 가능하여 신장측이 저감쇄력 특성으로 고정인 영역(이하, 수축측 하드 영역(SH)이라 함)이 되는 구조로 되어 있다.

즉, 제7도에 있어서, 조정자(40)를 ①, ②, ③의 각 변위 위치(회전 위치)에 배치한 때의 제5도에 있어서의 K-K선에 따른 단면을 각각 제8도의 (a), (b), (c)에 도시한다. 마찬가지로, L-L선 및 M-M선에 따른 단면을 제9도에 도시하고, N-N선에 따른 단면을 제10도에 도시한다. 또, 각 변위 위치에 있어서의 잠쇄력 특성을 각각 제11도, 제12도, 제13도에 도시하고 있다.

그리고, 이 완충기(SA)는 신장측 특성이 소프트로 고정하고 수축측 특성이 하드측으로 변경 가능한 수축측 하드 영역(SH)측이며, 또 제7도의 사선으로 도시한 영역이 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0 이하(TEN/COM≤1.0)이 되는 영역으로 되어 있다.

다음에, 제어 유니트(4)의 제동 작동에 대해 제15도의 플로우차트 및 제16도의 타임 차트를 기초로하여 설명한다.

우선, 제15도의 플로우차트에 있어서, 스텝 101에서는 브레이크 스위치(BS)로부터의 신호가 온 상태인지 아닌지를 판정하고, 브레이크 페달이 답입되어 있는 상태(『예』)이면, 스텝 102로 진행한다.

스텝 102에서는 후술하는 제동시 제어 플랙(FLAG2)이 1.0으로 세트되어 있는지를 판정하고, 『아니오』이면 스텝 103으로 진행한다.

스텝 103에서는 차량의 차속(S_V)이 소정 차속 온 임계치(S_ON)(예를 들면 30 내지 40Km/h)를 넘고 있는지를 판정하고, 『예』이면 스텝 104로 진행한다.

스텝 104에서는 피치율(V_P)이 소정 자세 제어 온 임계치(V_P-ON)를 넘고 있는지 판정하고,『아니오』이면 스텝 105로 진행한다.

스텝 105에서는 ABS 작동중인지를 판정하고,『예』이면 스텝 106으로 진행한다.

스텝 106에서는 차량의 차속(S_V)이 소정 차속 오프 임계치(S_OFF)(0Km/h)를 넘고 있는지를 판정하고,『예』이면 스텝 107로 진행하고, 상기 제동시 제어 플랙(FLAG2)을 1.0으로 세트한 후, 스텝 108로 진행한다.

스텝 108에서는 제동시에 적합한 현가 장치의 제동시 제어를 행한다.

즉, 전륜측 및 후륜측의 각 완충기(SA)의 감쇄력 제어 위치(제7도 참조)를 신장측이 소프트로 되는 수축측 하드 영역(SH)측이고, 또 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0 이하로 되는 조정자 회전 위치(제7도에서 사선으로 도시한 영역)로 제어하도록 펄스 모터(3)를 구동하므로, 이로써 1회의 플로우를 종료한다.

또, 상기 스텝 101에서『아니오』(브레이크 스위치(BS)의 오프 상태)로 판정된 경우에는 스텝 110으로 진행하여 제동시 제어플랙(FLAG2)을 0.0으로 세트한 후, 스텝111로 진행하여 비제동시에 적합한 현가 장치의 통상시 제어를 행한다. 즉, 스텝 111에서는 다음의 식(1)을 기초로하여 제어 신호(V)를 이용하여 연산한 목표 감쇄력 회전 위치(P)를 향해 펄스 모터(3)를 구동시키는 것으로, 이로써 1회의 플로우를 종료한다.

P=P_max(V-V_NC)/(V_H-V_NC) ……… (1)

또, 상기 식에 있어서 P_max는 소정 최대 감쇄력 회전 위치, V_H는 제어 비례 범위, V_NC는 제어 불감대이다. 그리고, 최대 감쇄력 회전 위치(P_max), 제어 비례 범위(V_H) 및 제어 불감대(V_NC)로서는, 제어 신호(V)가 정의 값일 때는 신장측용 최대 감쇄력 회전 위치(P_max-T)와, 신장측용 제어 비비례 범위(V_H-T)와, 신장측용 제어 불감대(V_NC-T)가 각각 설정되고, 또 부의 값일 때는 수축측용 최대 감쇄력 회전 위치(P_max-C)와, 수축측용 제어 비례 범위(V_H-C)와, 수축측용 제어 불감대(V_NC-C)가 각각 설정된다.

상기 스텝 102에서『예』(제동시 제어 플랙(FLAG2)이 1.0으로 세트되어 있다)라고 판정된 경우에는, 스텝 109로 진행한다. 이 스텝 109에서는 제동시 판단 신호로서의 차량의 감속 방향 가속도(G_FR′)가 제동시 판단 임계치(G_-ON)을넘고 있는지 판정하고,『예』이면 상기 스텝 106으로 진행하고,『아니오』이면 상기 스텝 110으로 진행한다.

상기 스텝 103에서『아니오』(차속(S_V가 차속 온 임계치(S_ON)이하)라고 판단된 경우에는 상기 스텝 105로 진행된다.

상기 스텝 104에서『예』(피치율(V_P)이 자세 제어 온 임계치(V_P-ON)을 넘고 있다)고 판단된 경우에는, 상기 스텝 110으로 진행한다.

상기 스텝 105에서『아니오』(ABS 비작동)라고 판정된 경우에는 상기 스텝 109로 진행한다.

상기 스텝 106에서『아니오』(차량의 차속(S_V)이 차속 오프 임계치(S_OFF)이하)라고 판정된 경우에는 상기 스텝 110으로 진행한다.

이상에서, 1회의 플로우를 종료하고, 이후는 이상의 플로우를 반복하는 것이다.

다음에, 제어 유니트의(4)의 제어 동작에 대해서, 제16도의 타임차트를 기초로하여 설명한다.

(Ⅰ) 제동시 제어

브레이크 스위치가『온』상태이며, 이하에 열거하는 조건(i) 내지 (iii)의 어느 것을 만족하고 있을 때는 제동시 제어가 행해진다.

( i ) 제동시 제어 플랙(FLAG2)이 0.0으로 세트되어 있는 경우에도, 차량의 차속(S_V)가 차속 온 임계치(S_ON)를 넘고 있고, 피치V_P가 자세 제어 온 임계치(V_P-ON)이하이며, 게다가 ABS 작동시나 혹은 감속 방향 가속도(G_FR′)가 제동시 판단 임계치(G_-ON)을 넘고 있을 때, 즉 차속이 크고, 또 차량의 피치가 작아서 급제동 상태에 있을 때.

( ii ) 제동시 제어 플랙(FLAG2)이 0.0으로 세트 되어 있고, 또 차량의 차속(S_V)이 차속 온 임계치(S_on) 이하라도, 차량의 차속(S_V)이 차속 오프 임계치(S_OFF)를 넘고 있으며, 게다가 ABS 작동시이거나 혹은 감속 방향 가속도(G_FR')가 제동시 판단 임계치(G_-ON)를 넘고 있을 때, 즉, 차속이 작아도 급제동 상태에 있을 때.

( iii ) 제동시 제어 플랙(FLAG2)이 1.0으로 세트 되어 있는 경우에는 감속방향 가속도(G_FR')가 제동시 판단 임계치(G_-ON)를 넘고 있을 때, 즉, 차속이 소정 감속상태를 계속하고 있는 급제동 상태에 있을 때.

그리고, 이 제동시 제어에 있어서는 전륜 및 후륜측 각 완충기(SA)의 감쇄력 특성을, 신장측이 소프트로 되는 수축측 하드 영역(SH)측이고, 또 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0 이하로 되는 조정자 변위 위치(제7도에서 사선으로 도시한 영역)로 제어함으로써, 제동시에 있어서 노면 입력이 고주파로 되는 악로 주행 상태로 된 경우에, 차량 거동을 기초로한 접지 하중의 변동(저하)을 억제할 수 있고, 이에 의해 제동력을 확보할 수 있게 된다.

즉, 제18도는 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0을 넘고 있는 종래예의 경우에 있어서의 접지 하중의 변동(점선으로 도시)과, 1.0 이하가 되는 본 실시예의 경우에 있어서의 접지 하중의 변동(실선으로 도시)을 도시하는 것으로, 이 도면에 도시한 바와 같이, 노면 입력이 고주파가 되는 악로 주행시에 있어서는 종래예에 비해 본 실시예 쪽이 제동시에 있어서의 접지 하중이 증가되어 있다.

또, 제19도의 (a), (b), (c)는 감쇄 계수비(TEN/COM)가 4.0과 1.5와 0.8인 각 경우에 있어서의 접지 하중의 변동 상태 및 하중 진폭 중심의 증감 상태를 도시하는 도면이며, 이 도면에 도시한 바와 같이 종래예와 같이 감쇄 계수비가 1.0 이상인 경우에는 하중 진폭 중심의 하중 감소 방향의 어긋남이 커지는데 반해, 본 실시예와 같이 감쇄 계수비가 1.0 이하(예를 들면 0.8)인 경우에는 하중 진폭 중심의 하중 감소 방향으로의 어긋남이 거의 없어져 있다.

(Ⅱ) 통상시 제어

브레이크 스위치가 오프 상태인 때에는 통상시 제어가 행해지는 이외에, 브레이크 스위치가 온 상태이어도 상기 (i) 내지 (iii)의 조건이 만족되고 있지 않은 경우에는 통상시 제어가 행해진다.

그리고, 이 통상시 제어에 있어서는 상기 식(1)을 기초로 하여 연산한 목표 감쇄력 회전 위치(P)를 향해 펄스 모터(3)를 구동한다.

다음에, 통상기 제어 내용을 제17도의 타임차트를 기초로 하여 설명한다.

제17도의 타임차트에 도시한 바와 같이, 우선 제어 신호(V)가 신장측용 제어 불감대(Vnc-t)를 넘고 있을 때는 각 완충기(SA)가 신장측 하드 영역(HS)측으로 제어 되고, 신장측의 목표 감쇄력 회전 위치(P)를 향해 펄스 모터(3)가 구동 제어된다.

또, 제어 신호(V)가 신장측용 제어 불감대(V_NC-T) 와 수축측용 제어 불감대(V_NC-C) 사이의 값인 때는 각 완충기(SA)를 소프트 영역(SS)으로 제어하도록 펄스 모터(3)가 구동 제어된다.

또, 제어 신호(V)가 수축측용 제어 불감대(V_NC-C) 미만인 때는 각 완충기가 수축측 하드 영역(SH)으로 제어 되고, 수축측 목표 감쇄력 회전 위치(P)를 향해 펄스 모터(3)가 구동 제어된다.

또, 제17도의 타임 차트에 있어서, 영역 a는 스프링상 상하 속도를 기초로한 제어 신호(V)가 부의 값(하향)으로부터 정의 값(상향)으로 역전한 상태이지만, 이 때는 아직 상대 속도는 부의 값(완충기(SA)의 행정은 수축 행정축)으로 되어 있는 영역이기 때문에, 이 때는 제어 신호(V) 방향을 기초로 하여 완충기(SA)는 신장측 하드 영역(HS)으로 제어되고 있으며, 따라서 이 영역에서는 그 때의 완충기(SA)의 행정인 수축 행정측이 소프트 특성이 된다.

또, 영역 b는 제어 신호(V)가 정의 값(상향)인 채 그대로 있고 상대 속도는 부의 값으로부터 정의 값(완충기(SA)의 행정은 신장 행정측)으로 절환한 영역이기 때문에, 이 때는 제어 신호(V)의 방향을 기로로 하여 완충기(SA)는 신장측 하드 영역(HS)으로 제어되고 있으며, 또 완충기의 행정도 신장 행정이며, 따라서, 이 영역에서는 그 때의 완충기(SA)의 행정인 신장 행정측이 제어 신호(V)의 값에 비례한 하드 특성이 된다.

또, 영역 c는 제어 신호(V)가 정의 값(상향)으로부터 부의 값(하향)으로 역전한 상태이지만, 이 때는 아직 상대 속도는 정의 값(완충기(SA)의 행정은 신장 행정측)으로 되어 있는 영역이기 때문에, 이 때는 제어 신호(V)의 방향을 기초로 하여 완충기(SA)는 축소측 하드 영역(SH)으로 제어되고 있으며, 따라서, 이 영역에서는 그 때의 완충기(SA)의 행정인 신장 행정측이 소프트 특성이 된다.

또, 영역 d는 제어 신호(V)가 부의 값(하향)인 채, 상대 속도는 정의 값으로부터 부의 값(완충기(SA)의 행정은 신장 행정측)으로 되는 영역이기 때문에, 이 때는 제어 신호(V)의 방향을 기초로 하여 완충기(SA)는 수축측 하드 영역(SH)으로 제어되고 있으며, 또, 완충기(SA)의 행정도 수축 행정이며, 따라서, 이 영역에서는 그 때의 완충기(SA)의 행정인 수축측 행정측이 제어 신호(V)의 값에 비례한 하드특성이 된다.

이상과 같이, 이 실시예에서는 스프링상 상하 속도를 기초로 한 제어 신호(V)와 스프링상·스프링하 사이의 상대 속도와 같은 부호일 때(영역 b, 영역 d)는 그 때의 완충기(SA)의 행정측을 하드 특성으로 제어하고, 다른 부호일 때 (영역 a, 영역 c)는 그때의 완충기(SA)의 행정측을 소프트 특성으로 제어한다고 하는 스카이 후크 이론을 기초로 하여 감쇄 특성 제어와 동일한 제어가 행해지게 된다. 그리고, 또 이 실시예에서는 영역 a로부터 영역 b, 및 영역 c로부터 영역 d로 이행할 때는 펄스 모터(3)를 구동시키지 않고 감쇄력 특성의 절환이 행해지게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시예에서는 이하에 열거하는 잇점이 얻어진다.

① 차량의 제동시에 있어서는 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0 이하(신장측수축측)로 되는 수축측 하드 영역(SH)으로 제어하게 하였으므로, 차체의 거동에 의한 접지 하중의 저하를 방지하여, 제동력을 확보할 수 있게 된다.

② 차량의 제동시에 있어서도 차량의 피치율이 소정의 임계치를 넘고 있는 경우에는 제동시 제어로부터 통상시 제어로 절환하도록 한 것으로, 제동시에 있어서의 차량의 피칭을 억제할 수 있다.

③ 종래의 스카이후크 이론을 기초로 한 감쇄력 특성 제어에 비해 감쇄력 특성의 절환 빈도가 적어지기 때문에, 제어 응답성을 높일 수 있는 동시에 펄스 모터(3)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.

이 제2 실시예의 차량 현가 장치는 상기 제1 실시예와는 제어 유니트(4)의 제어 내용을 달리하는 것으로, 기타 구성은 상기 제1 실시예와 거의 같기 때문에, 동등한 구성부분에는 동일부호를 이용하고 그 상세한 설명은 생략하고, 차이점에 대해서만 설명한다.

제2 실시예에 있어서의 제어 유니트(4)의 제어 동작에 대해 제20도의 플로우 차트 및 제21도의 타임차트를 기초로 하여 설명한다.

우선, 제20도의 플로우차트에 있어서, 스텝 201에서는 브레이크 스위치(BS)로부터의 신호가 온 상태인지 아닌지를 판정하고,『예』이면 스텝 202로 진행한다.

스텝 202에서는 차량의 차속 (S_V)이 소정 차속 온 임계치(S_ON)(예를 들면 30 내지 40Km/h)를 넘고 있는지 아닌지를 판정하고,『예』이면 스텝 203으로 진행한다.

스텝 203에서는 ABS 작동중인지 아닌지를 판정하고,『예』이면 스텝 204로 진행한다.

스텝 204에서는 차량의 차속(S_V)이 소정 차속 오프 임계치(S_OFF)(0Km/h)를 넘고 있는지 아닌지를 판정하고,『예』이면 스텝 205로 진행한다.

스텝 205에서는 제동시에 적합한 제동시 제어를 행한다. 즉, 전륜측 및 후륜측의 각 완충기(SA)의 감쇄력 제어 위치를 제22도의 피스톤 속도에 대응한 감쇄력 특성도dml 점선으로 도시한 바와 같이, 수축측 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0 이하로 되는 HARD1에 대응한 조정자 위치로 제어하도록 펄스 모터(3)를 구동하므로, 이것으로 1회의 플로우를 종료한다.

또, 상기 스텝 201에서『아니오』(브레이크 스위치 오프 상태)라고 판정된 경우에는 스텝 207로 진행하여 비제동시에 적합한 통상시 제어를 행한 후, 이것으로 1회의 플로우를 종료한다.

상기 스텝 202 또는 스텝 203에서『아니오』(차속(S_V)이 차속 온 임계치(S_ON) 이하, 또는 ABS 비작동)이라고 판정된 경우에는 스텝 206으로 진행하는 것으로, 이 스텝 206에서는 제동시 판단 신호로서의 차량의 감속 방향 가속도(G_FR')가 제동시 판단 임계치(G_-ON)을 넘고 있는지를 판정하고,『예』이면 상기 스텝 204로 진행하고,『아니오』이면 상기 스텝 207로 진행한다.

상기 스텝 204에서『아니오』차량의 차속(S_V)이 차속 오프 임계치(S_OFF) 이하라고 판정된 경우에는 상기 스텝 207로 진행한다.

이상에서 1회의 플로우를 종료하고, 이후에는 이상의 플로우를 반복하는 것이다.

다음에, 제어 유니트(4)의 제어 작동에 대해 제16도의 타임차트를 기초로 하여 설명한다.

(Ⅰ) 제동시 제어

브레이크 스위치가 온 상태이고, 이하에 열거하는 조건 (iv) 또는 (v)의 어느 것을 만족하고 있을 때는 제동시 제어가 행해진다.

( iv ) 차량의 차속(S_V)이 차속 온 임계치(S_ON)를 넘고 있고, ABS 작동시 이거나 혹은 감속 방향 가속도(G_FR')가 제동시 판단 임계치(G_-ON)를 넘고 있을 때. 즉, 차속이 크고 또 급제동 상태에 있을 때.

( v ) 차량의 차속(S_V)이 차속 온 임계치(S_ON) 이하라도, 차속 오프 임계치(S_OFF)를 넘고 있으며, 또 감속 방향 가속도(G_FR')가 제동시 판단 임계치(G_-ON)를 넘고 있을 때. 즉, 차속이 작아도 급제동 상태에 있을 때.

(Ⅱ) 통상시 제어

브레이크 스위치가 오프 상태에 있을 때에는 통상시 제어가 행해지는 이외에, 브레이크 스위치가 온 상태라도, 상기 (iv) 및 (v)의 조건이 만족되어 있지 않은 경우에는 통상시 제어가 행해진다.

따라서, 이 제2 실시예에서는 제동시에 있어서의 차량의 피치를 억제할 수는 없으나, 차체의 거동에 의한 접지 하중의 저하를 방지하여 제동력을 확보할 수 있는 동시에, 상기 제1 실시예에 비해 제어 내용을 간략화 할 수 있기 때문에, 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상, 실시예에 대해 설명하였으나, 구체적인 구성은 이 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 업자에게 있어서 명백한 바와 같이, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.

예를 들면, 실시예에서는 제15도에 도시한 플로우차트의 스텝 109, 및 제20도에 도시한 플로우차트의 스텝 206에 있어서 제동시 판단 신호로서의 차량의 감속 방향 가속도(G_FR')가 제동시 임계치(G_-ON)를 넘고 있는지를 판정하였으나, 감속 방향가속도(G_FR')대신에 타이어의 슬립율(TS)로 판정하게 해도 좋다.

제24도는 타이어의 슬립율(TS)을 구하는 신호 처리 회로를 도시하는 블록도이며, 이 제24도에 도시한 바와 같이, 차륜속 센서(5)로부터 얻어지는 차륜속 펄스 신호 θ_P를 F/V 변환기로 전압 변환하고, 또 로우 패스 필터(LPF)로 노이즈를 제거한 신호로부터 차륜 속도 Vθ 및 의사 차속 V_IM을 산출하고, 다음 식 (2)를 기초로 하여 타이어의 슬립율(TS)를 산출한다.

TS= (V_IM-Vθ)/V_IM……… (2)

그리고, 제16도에 도시한 바와 같이, 타이어의 슬립율(TS)이 정의 값일 때는 제동력이 발생하고 있으며, 또 0일 때는 구동력이 발생하고 있다고 볼 수 있다.

따라서, 스텝 109에 있어서, 타이어의 슬립율(TS)이 소정의 슬립율 임계치(TS_ON)(거의 0으로 설정된다)를 넘고 있는지 아닌지를 판정함으로써 제동 상태에 있을 때를 판단할 수 있다.

또, 상기 타이어의 슬립율(TS)은 미끄럼 방지 제어 장치에서 이용되는 슬립율 연산치를 그대로 사용할 수 있다.

또, 실시예에서는 수축 행정의 감쇄력(COM)에 대한 신장 행정의 감쇄력(TEN)의 비율 TEN/COM(감쇄 계수비)이 1.0 이하로 되는 조정자 변위 위치를, 수축측 하드 영역 SH의 범위 내에 있어서 형성한 경우를 도시하였으나, 제23도에 도시한 바와 같이, 수축측 하드 영역(SH)으로부터 신장측 하드 영역(SH)의 범위에 이러한 넓은 영역에 걸쳐 형성할 수 있다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 차량 현가 장치는, 승객이 타는 자동차의 전륜 혹은 후륜을 지지하는 현가 장치로서 유용하다.

Claims

차체측과 각 차륜측 사이에 개재되는 차량용 현가 장치로서, 신장측 및 수축측 감쇄력 특성을 복수 단계로 절환 가능한 동시에, 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0 이하로 되는 특성을 얻는 것이 가능한 감쇄력 변경 수단을 구비하고, 또 내부에 봉입된 유체의 이동에 의해 차륜의 진동을 감쇄하는 완충기와, 차량 거동을 검출하는 차량 거동 검출 수단과, 상기 차량 거동 검출 수단에서 검출된 차량 거동 신호를 기초로 하여 각 완충기의 감쇄력 특성을 가변 제어하는 통상시 제어 수단을 갖는 감쇄력 특성 제어 수단과, 차량의 제동 상태를 검출하는 제동 상태 검출 수단과, 상기 감쇄력 특성 제어 수단에 설치되고, 제동 상태 검출 수단에서 차량의 제동 상태가 검출된 때는 완충기의 감쇄력 특성 변경 수단을 수축측에 대한 신장측의 감쇄 계수비가 1.0 이하로 되는 특성으로 절환하는 제동시 보정 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치.
제1항에 있어서, 차량의 피치율을 검출하는 피치율 검출 수단을 또 구비하고, 상기 피치율 검출 수단에서 검출된 피치율이 소정 임계치를 넘고 있는 경우에는 상기 제동시 보정 제어 수단의 작동을 정지시키게 한 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치.