JP2000272320A - 自動車用能動懸架装置 - Google Patents
自動車用能動懸架装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
- B60G17/08—Characteristics of fluid dampers
-
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- B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
- B60G2500/10—Damping action or damper
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 路面に対する振動を吸収する懸架装置の性能
及び振動吸収の性能を向上させることができる能動懸架
装置を提供する。 【解決手段】 路面に対する振動を吸収するスプリング
７とダンパ９とよりなる能動懸架装置に液圧で制御する
アクチュエータを直列に構成する。
及び振動吸収の性能を向上させることができる能動懸架
装置を提供する。 【解決手段】 路面に対する振動を吸収するスプリング
７とダンパ９とよりなる能動懸架装置に液圧で制御する
アクチュエータを直列に構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用能動懸架
装置に関し、特に、路面に対する車両の振動を吸収する
懸架装置の中でも性能が優れた能動懸架装置の吸収性能
及び安定性をより向上させることができる自動車用能動
懸架装置に関する。
装置に関し、特に、路面に対する車両の振動を吸収する
懸架装置の中でも性能が優れた能動懸架装置の吸収性能
及び安定性をより向上させることができる自動車用能動
懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、能動懸架装置（Active suspens
ion）はスプリングとダンパとの代わりに空気圧や液圧
で作動するアクチュエータを使用し、各種センサーで自
動車と路面との状態を感知し、コンピュータでこれらの
動きを制御して、懸架装置の役割を果たすようになって
いる。このような能動懸架装置は、通常のスプリングと
ダンパとを備え、スプリングレートやダンパの減衰力を
可変する半能動懸架装置（semi active suspension）
と、空気やガスをスプリングとして使用する低周波数能
動懸架装置、液圧シリンダとサーボとだけで作動する全
能動懸架装置（fullactive suspension）とがあり、能
動懸架装置の液圧システム駆動回路は、図１に示したよ
うに、油量を循環させて圧力を発生させる液圧ポンプ１
と、油量を貯蔵する液圧タンク２と、液圧ポンプ１から
ポンピングされた油量の圧力を調節して高圧であるとき
には液圧タンク２に帰還させる比例リリーフバルブ３
と、ポンピングされた油量の圧力を計測する圧力計器４
と、ポンピングされた油量の方向を制御するオン、オフ
制御バルブ５と、路面からの小さな衝撃を吸収する小振
動吸収タンク６と、液圧シリンダを利用して液圧でピス
トンを調節するダンパ７と、加速度を測定する加速度セ
ンサー８と、スプリング９と、車体の高さを測定して出
力する車高センサー１０と、加速度センサー８と車高セ
ンサー１０とから出力される信号を増幅する増幅器１１
と、増幅器１１で増幅されたアナログ信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換機１２と、Ａ／Ｄ変換機１２
で変換されたディジタル信号を予め設定されたプログラ
ムで制御して出力するコントローラ１３と、コントロー
ラ１３から出力されたディジタル信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換機１４と、Ｄ／Ａ変換機１４で変換
されたアナログ信号を増幅してオン／オフ制御バルブ５
と比例リリーフバルブ３とに見合う電源に替えて出力す
る増幅器１５とから構成される。
ion）はスプリングとダンパとの代わりに空気圧や液圧
で作動するアクチュエータを使用し、各種センサーで自
動車と路面との状態を感知し、コンピュータでこれらの
動きを制御して、懸架装置の役割を果たすようになって
いる。このような能動懸架装置は、通常のスプリングと
ダンパとを備え、スプリングレートやダンパの減衰力を
可変する半能動懸架装置（semi active suspension）
と、空気やガスをスプリングとして使用する低周波数能
動懸架装置、液圧シリンダとサーボとだけで作動する全
能動懸架装置（fullactive suspension）とがあり、能
動懸架装置の液圧システム駆動回路は、図１に示したよ
うに、油量を循環させて圧力を発生させる液圧ポンプ１
と、油量を貯蔵する液圧タンク２と、液圧ポンプ１から
ポンピングされた油量の圧力を調節して高圧であるとき
には液圧タンク２に帰還させる比例リリーフバルブ３
と、ポンピングされた油量の圧力を計測する圧力計器４
と、ポンピングされた油量の方向を制御するオン、オフ
制御バルブ５と、路面からの小さな衝撃を吸収する小振
動吸収タンク６と、液圧シリンダを利用して液圧でピス
トンを調節するダンパ７と、加速度を測定する加速度セ
ンサー８と、スプリング９と、車体の高さを測定して出
力する車高センサー１０と、加速度センサー８と車高セ
ンサー１０とから出力される信号を増幅する増幅器１１
と、増幅器１１で増幅されたアナログ信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換機１２と、Ａ／Ｄ変換機１２
で変換されたディジタル信号を予め設定されたプログラ
ムで制御して出力するコントローラ１３と、コントロー
ラ１３から出力されたディジタル信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換機１４と、Ｄ／Ａ変換機１４で変換
されたアナログ信号を増幅してオン／オフ制御バルブ５
と比例リリーフバルブ３とに見合う電源に替えて出力す
る増幅器１５とから構成される。
【０００３】上記のように構成される能動懸架装置の液
圧システム駆動回路は、エンジンの代わりにモータで液
圧ポンプ１を作動させて、液圧を液圧管を通じて液圧シ
リンダであるダンパ７に供給し、液圧ポンプ１から供給
される液圧に対しては圧力計器４で計測して感知しなが
ら供給するようになり、供給される液圧が高くなると比
例リリーフバルブ３で液圧タンク２に帰還させる。
圧システム駆動回路は、エンジンの代わりにモータで液
圧ポンプ１を作動させて、液圧を液圧管を通じて液圧シ
リンダであるダンパ７に供給し、液圧ポンプ１から供給
される液圧に対しては圧力計器４で計測して感知しなが
ら供給するようになり、供給される液圧が高くなると比
例リリーフバルブ３で液圧タンク２に帰還させる。
【０００４】次いで、供給される液圧は、オン／オフ制
御バルブ５によって液圧シリンダであるダンパ７に方向
制御され、小振動吸収タンク６ではダンパ７で吸収でき
ない振動を吸収する。
御バルブ５によって液圧シリンダであるダンパ７に方向
制御され、小振動吸収タンク６ではダンパ７で吸収でき
ない振動を吸収する。
【０００５】そして、路面による車両の揺れを加速度セ
ンサー８で感知するとともに車高センサー１０で感知し
て増幅器１１に信号を送り、増幅器１１がＡ／Ｄ変換機
１２で認識できる範囲内に増幅及び減縮するようにし、
Ａ／Ｄ変換機１２ではディジタル信号に変換してコント
ローラ１３に入力するようする。
ンサー８で感知するとともに車高センサー１０で感知し
て増幅器１１に信号を送り、増幅器１１がＡ／Ｄ変換機
１２で認識できる範囲内に増幅及び減縮するようにし、
Ａ／Ｄ変換機１２ではディジタル信号に変換してコント
ローラ１３に入力するようする。
【０００６】従って、コントローラ１３では、入力され
る信号を制御して液圧シリンダであるダンパ７の制御に
必要な制御信号として出力し、この出力された信号はＤ
／Ａ変換機１４によってアナログ信号に変換され、増幅
器１５でオン／オフ制御バルブ５と比例リリーフバルブ
３とに合う電源に増幅して供給しながら液圧で懸架する
ようになる。
る信号を制御して液圧シリンダであるダンパ７の制御に
必要な制御信号として出力し、この出力された信号はＤ
／Ａ変換機１４によってアナログ信号に変換され、増幅
器１５でオン／オフ制御バルブ５と比例リリーフバルブ
３とに合う電源に増幅して供給しながら液圧で懸架する
ようになる。
【０００７】このように、液圧で懸架する能動懸架装置
は優れた性能を発揮するが、液圧システムに故障が発生
したときには、運転者に危険をもたらすだけではなく、
多くの液圧エネルギー（高圧力：５０Ｂａｒ）の消耗と
それに伴う電流消費が多いという問題点を有していた。
は優れた性能を発揮するが、液圧システムに故障が発生
したときには、運転者に危険をもたらすだけではなく、
多くの液圧エネルギー（高圧力：５０Ｂａｒ）の消耗と
それに伴う電流消費が多いという問題点を有していた。
【０００８】上記のような問題点を解決するために、従
来の懸架装置においては、図２及び図３に示したよう
に、スプリングとダンパ（ショックアブソーバ）とで構
成された懸架装置に並列にアクチュエータを取付けてア
クチュエータで駆動させるようにし、このときに圧力５
０Ｂａｒを供給して車体を持上げる。ここで、圧力５０
Ｂａｒは最初にだけ供給されてそれ以降は供給しないよ
うにする。その理由は、非圧縮性流体が作動油として使
用されて継続して制御が行われるため、車高を高くする
ときには５０Ｂａｒ以上を、車高を低くするときには５
０Ｂａｒ以下を連続して供給し、平均で５０Ｂａｒを継
続して供給するからである。
来の懸架装置においては、図２及び図３に示したよう
に、スプリングとダンパ（ショックアブソーバ）とで構
成された懸架装置に並列にアクチュエータを取付けてア
クチュエータで駆動させるようにし、このときに圧力５
０Ｂａｒを供給して車体を持上げる。ここで、圧力５０
Ｂａｒは最初にだけ供給されてそれ以降は供給しないよ
うにする。その理由は、非圧縮性流体が作動油として使
用されて継続して制御が行われるため、車高を高くする
ときには５０Ｂａｒ以上を、車高を低くするときには５
０Ｂａｒ以下を連続して供給し、平均で５０Ｂａｒを継
続して供給するからである。
【０００９】従って、路面から入力された振動のうちの
小振動は、図２に示したように、円形貯蔵庫の窒素が圧
縮及び膨張して吸収するようになっている。
小振動は、図２に示したように、円形貯蔵庫の窒素が圧
縮及び膨張して吸収するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記液
圧システムは、システムが故障すると（５０Ｂａｒ供
給）車体が１００ｍｍ程度さがる。勿論、圧力バルブの
駆動を停止させると車高は維持されるが、圧縮可能な窒
素が路面振動の吸収性能を向上させるために、自動車の
構造上、窒素の貯蔵庫を大きくすることができず、路面
の小振動を吸収することができるように設計された窒素
貯蔵庫に固定された孔を変更することができないため、
手動懸架装置に比べて著しく性能が低下し、危険をもた
らす問題点を有していた。
圧システムは、システムが故障すると（５０Ｂａｒ供
給）車体が１００ｍｍ程度さがる。勿論、圧力バルブの
駆動を停止させると車高は維持されるが、圧縮可能な窒
素が路面振動の吸収性能を向上させるために、自動車の
構造上、窒素の貯蔵庫を大きくすることができず、路面
の小振動を吸収することができるように設計された窒素
貯蔵庫に固定された孔を変更することができないため、
手動懸架装置に比べて著しく性能が低下し、危険をもた
らす問題点を有していた。
【００１１】本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたもので、路面に対する振動を吸収する懸架装
置の性能及び振動吸収の性能を向上させることができる
能動懸架装置を提供することを目的とする。
てなされたもので、路面に対する振動を吸収する懸架装
置の性能及び振動吸収の性能を向上させることができる
能動懸架装置を提供することを目的とする。
【００１２】また、本発明の他の目的は、エネルギーと
電流消耗を大きく減少させるとともに安定性をより向上
させることができる能動懸架装置を提供することにあ
る。
電流消耗を大きく減少させるとともに安定性をより向上
させることができる能動懸架装置を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、路面に対する振動を吸収するスプリング
とダンパとよりなる能動懸架装置に液圧で制御するアク
チュエータを直列に構成することを特徴とする。
に、本発明は、路面に対する振動を吸収するスプリング
とダンパとよりなる能動懸架装置に液圧で制御するアク
チュエータを直列に構成することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる、自動車用
能動懸架装置の実施の形態の具体例を図面を参照しなが
ら説明する。
能動懸架装置の実施の形態の具体例を図面を参照しなが
ら説明する。
【００１５】図４は、本発明の能動懸架装置の要部構成
図であって、スプリングとダンパとの上部に、スプリン
グ９、ダンパ７、ダンパ７の流体循環を能動懸架及び半
能動懸架に切替えるサーボバルブ（Ｓｅｒｖｏ−Ｖ／
Ｖ）と、サーボバルブによって油量を供給及び回収する
サーボ増幅器（Ｓｅｒｖｏ−Ａｍｐ）とで構成されるア
クチュエータを構成し、アクチュエータと直列に構成さ
れるダンパはモノチューブ懸架装置（ＭＴＳ）で構成す
る。
図であって、スプリングとダンパとの上部に、スプリン
グ９、ダンパ７、ダンパ７の流体循環を能動懸架及び半
能動懸架に切替えるサーボバルブ（Ｓｅｒｖｏ−Ｖ／
Ｖ）と、サーボバルブによって油量を供給及び回収する
サーボ増幅器（Ｓｅｒｖｏ−Ａｍｐ）とで構成されるア
クチュエータを構成し、アクチュエータと直列に構成さ
れるダンパはモノチューブ懸架装置（ＭＴＳ）で構成す
る。
【００１６】図５は、本発明の能動懸架装置の等価回路
図であって、Ｍ１＝車両の重さ／４、Ｍ２＝モノチュー
ブ外管の重さ、Ｍ３＝タイヤの重さ、ＫＰ＝アクチュエ
ータと並列に構成されたスプリング定数、ＫＳ＝手動懸
架装置のスプリング定数、Ｋ Ｔ＝タイヤ剛性係数、ＢＳ
＝手動懸架装置のダンパ比、Ｘ１＝タイヤジョイントの
変位、Ｘ２＝モノチューブ外管の変位（上部）、Ｘ３＝
車両の変位、Ｗ＝路面の振動を表す。
図であって、Ｍ１＝車両の重さ／４、Ｍ２＝モノチュー
ブ外管の重さ、Ｍ３＝タイヤの重さ、ＫＰ＝アクチュエ
ータと並列に構成されたスプリング定数、ＫＳ＝手動懸
架装置のスプリング定数、Ｋ Ｔ＝タイヤ剛性係数、ＢＳ
＝手動懸架装置のダンパ比、Ｘ１＝タイヤジョイントの
変位、Ｘ２＝モノチューブ外管の変位（上部）、Ｘ３＝
車両の変位、Ｗ＝路面の振動を表す。
【００１７】上記のように構成される本発明は、路面の
振動を吸収する手動懸架装置のスプリングと手動懸架装
置であるダンパとをこれと直列に取付けられたアクチュ
エータによって駆動させるようになるため、前記アクチ
ュエータと並列になっているスプリングは、能動懸架装
置に供給される圧力５０Ｂａｒに代わるように、即ち車
両の重さＭ１に中立になることにより、必要とするエネ
ルギーだけを供給するので、圧力ゼロＢａｒ付近でエネ
ルギー供給だけを行えばよい。
振動を吸収する手動懸架装置のスプリングと手動懸架装
置であるダンパとをこれと直列に取付けられたアクチュ
エータによって駆動させるようになるため、前記アクチ
ュエータと並列になっているスプリングは、能動懸架装
置に供給される圧力５０Ｂａｒに代わるように、即ち車
両の重さＭ１に中立になることにより、必要とするエネ
ルギーだけを供給するので、圧力ゼロＢａｒ付近でエネ
ルギー供給だけを行えばよい。
【００１８】従って、比例ソレノイドバルブの電流消
耗、即ちエネルギー消費が著しく減少する。
耗、即ちエネルギー消費が著しく減少する。
【００１９】それだけではなく、手動懸架装置であるス
プリングとダンパとは、既に大量生産されたモノチュー
ブ懸架装置を利用するようになるため、生産費を低減す
ることができる。
プリングとダンパとは、既に大量生産されたモノチュー
ブ懸架装置を利用するようになるため、生産費を低減す
ることができる。
【００２０】このように、路面の振動を吸収する能動懸
架装置において、液圧システムが故障すると、図４に示
したサーボバルブをオンにして能動懸架装置から半能動
懸架装置に転換させ、流体が循環するようにすることに
より、路面の振動Ｗをより効果的に吸収することがで
き、小振動はモノチューブ懸架装置で吸収することがで
きる。
架装置において、液圧システムが故障すると、図４に示
したサーボバルブをオンにして能動懸架装置から半能動
懸架装置に転換させ、流体が循環するようにすることに
より、路面の振動Ｗをより効果的に吸収することがで
き、小振動はモノチューブ懸架装置で吸収することがで
きる。
【００２１】一方、電源装置が故障したときにも、モノ
チューブ懸架装置が路面の振動を吸収するため、よりよ
い安全性が得られる。
チューブ懸架装置が路面の振動を吸収するため、よりよ
い安全性が得られる。
【００２２】即ち、本発明の能動懸架装置を従来の能動
懸架装置との加速度に対する周波数を分析した結果、制
御条件を同一にした状態で、図６に示したように、１次
共振部分が手動懸架装置に比べて吸収性が非常に優れて
いる。勿論、２次共振点は、本発明の能動懸架装置や従
来の能動懸架装置が吸収できないが、この２次共振の振
動は、人間に振動が伝えられない範囲であるため、本発
明の能動懸架装置が振動の吸収に優れた性能を有してい
ることがわかる。
懸架装置との加速度に対する周波数を分析した結果、制
御条件を同一にした状態で、図６に示したように、１次
共振部分が手動懸架装置に比べて吸収性が非常に優れて
いる。勿論、２次共振点は、本発明の能動懸架装置や従
来の能動懸架装置が吸収できないが、この２次共振の振
動は、人間に振動が伝えられない範囲であるため、本発
明の能動懸架装置が振動の吸収に優れた性能を有してい
ることがわかる。
【００２３】また、路面（高さ１０ｃｍ、幅３０ｃｍで
あるバンパで、車両速度３０ｋｍ／ｈ）を通過する振動
試験の結果、図７及び図８に示したように圧力消耗が著
しく減少したことを見せており、併せて路面振動の吸収
において従来の装置より優秀性を見せている。
あるバンパで、車両速度３０ｋｍ／ｈ）を通過する振動
試験の結果、図７及び図８に示したように圧力消耗が著
しく減少したことを見せており、併せて路面振動の吸収
において従来の装置より優秀性を見せている。
【００２４】
【発明の効果】以上説明のように、本発明は、懸架装置
とアクチュエータとを直列に構成することにより、路面
振動の吸収性がより一層よくなり、エネルギー、即ち低
い圧力ゼロＢａｒと電流消耗とを画期的に減少するよう
になり、液圧システムが故障するとき半能動懸架装置に
転換されて懸架するようになるため、懸架性能が優れて
いるとともに、モノチューブ手動懸架装置を使用するこ
とによって生産費を大きく低減することができ、電源装
置が故障するときには前記モノチューブ懸架装置が路面
の振動を吸収するため、より向上した安全性の維持が可
能な効果を提供する。
とアクチュエータとを直列に構成することにより、路面
振動の吸収性がより一層よくなり、エネルギー、即ち低
い圧力ゼロＢａｒと電流消耗とを画期的に減少するよう
になり、液圧システムが故障するとき半能動懸架装置に
転換されて懸架するようになるため、懸架性能が優れて
いるとともに、モノチューブ手動懸架装置を使用するこ
とによって生産費を大きく低減することができ、電源装
置が故障するときには前記モノチューブ懸架装置が路面
の振動を吸収するため、より向上した安全性の維持が可
能な効果を提供する。
【図１】一般的な能動懸架装置の液圧システムの駆動回
路図である。
路図である。
【図２】従来の能動懸架装置についての要部構成図であ
る。
る。
【図３】従来の能動懸架装置の等価回路図である。
【図４】本発明による能動懸架装置についての要部構成
図である。
図である。
【図５】本発明による能動懸架装置の等価回路図であ
る。
る。
【図６】本発明による能動懸架装置の周波数分析グラフ
である。
である。
【図７】本発明による能動懸架装置の仮想路面通過時の
所要圧力分析グラフである。
所要圧力分析グラフである。
【図８】本発明による能動懸架装置の仮想路面通過時の
車両加速度分析グラフである。
車両加速度分析グラフである。
７ ダンパ ９ スプリング Ｍ１ 車両の重さ／４ Ｍ２ モノチューブ外管の重さ Ｍ３ タイヤの重さ ＫＰ アクチュエータと並列に構成されたスプリン
グ定数 ＫＳ 手動懸架装置のスプリング定数 ＫＴ タイヤ剛性係数 ＢＳ 手動懸架装置のダンパ比 Ｘ１ タイヤジョイントの変位 Ｘ２ モノチューブ外管の変位（上部） Ｘ３ 車両の変位 Ｗ 路面の振動
グ定数 ＫＳ 手動懸架装置のスプリング定数 ＫＴ タイヤ剛性係数 ＢＳ 手動懸架装置のダンパ比 Ｘ１ タイヤジョイントの変位 Ｘ２ モノチューブ外管の変位（上部） Ｘ３ 車両の変位 Ｗ 路面の振動
Claims (3)
- 【請求項１】 路面に対する振動を吸収するスプリング
とダンパとよりなる能動懸架装置に液圧で制御するアク
チュエータを直列に構成することを特徴とする自動車用
能動懸架装置。 - 【請求項２】 前記アクチュエータの異常時には半能動
懸架装置に転換することを特徴とする請求項１記載の自
動車用能動懸架装置。 - 【請求項３】 前記アクチュエータと直列で構成される
スプリングとダンパとよりなる能動懸架装置をモノチュ
ーブ懸架装置で構成することを特徴とする請求項１記載
の自動車用能動懸架装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990009620A KR20000060927A (ko) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | 자동차용 능동 현가장치 |
| KR1999/P9620 | 1999-03-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000272320A true JP2000272320A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=19577240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11375200A Pending JP2000272320A (ja) | 1999-03-22 | 1999-12-28 | 自動車用能動懸架装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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