JP3080251B2

JP3080251B2 - 車両懸架装置

Info

Publication number: JP3080251B2
Application number: JP03294225A
Authority: JP
Inventors: 史之山岡
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH06106951A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ショックアブソーバの
減衰係数を最適制御する車両の懸架装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ショックアブソーバの減衰係数制
御を行う車両懸架装置としては、例えば、実開昭６３−
９３２０３号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】この従来装置は、車体の変位と車高とが同
相の時には、ばね定数および減衰力を高くし、両者が逆
相の時には、ばね定数および減衰力を低くする制御を行
うものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車速が
高い時には、減衰力の立ち上がりに高い応答性を必要と
するのに対し、上述の従来装置にあっては、車速に対応
した制御を行っていないため、高車速時において減衰力
の立ち上がりの応答性が不足することから、制振性が不
足して低周波のピッチングを発生し、これにより、走行
安定性の不足とドライバーの疲労を招くという問題点が
あった。

【０００５】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされてもので、車速が高くなっても減衰力の立ち上が
り応答性が不足することがないようにして、走行安定性
の向上およびドライバーの疲労軽減を図ることのできる
車両懸架装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、車
速の上昇に伴なって、低減衰ポジションの減衰係数を上
昇させるようにして上記目的を達成するようにした。

【０００７】すなわち、本発明の車両懸架装置は、図１
のクレーム対応図に示すように、車体側と各車輪側の間
に介在され、伸側をハードにする一方圧側をソフトにし
たＨＳ特性と、圧側をハードにする一方伸側をソフトに
したＳＨ特性とに切換可能であり、かつ、少なくともＨ
Ｓ特性としたときにハード側の減衰係数を減衰係数変更
手段ａにより任意に変更可能に形成されたショックアブ
ソーバｂと、車体のばね上上下速度を検出するばね上上
下速度検出手段ｄと、車速を検出する車速検出手段ｅ
と、前記ショックアブソーバｂの減衰特性をばね上上下
速度に応じて切り換え、かつ、少なくとも前記ＨＳ特性
としたときに、伸側の減衰係数をハードに制御するにあ
たり、ばね上上下速度に応じ、所定の減衰係数可変幅の
範囲でばね上上下速度が高いほど高減衰係数側のポジシ
ョンに、ばね上上下速度が低いほど低減衰係数側のポジ
ションに、減衰係数を多段階に変更させると共に、前記
減衰係数可変幅の下限のポジションを、車速に応じ、車
速が高いほど高減衰係数側に変更する減衰係数制御手段
ｆとを備えている構成とした。

【０００８】なお、前記減衰係数制御手段ｆを、ばね上
上下方向速度が低い場合に制御する低減衰係数側のポジ
ションを前輪側のショックアブソーバｂの方が後輪側の
ショックアブソーバｂよりも常に同等もしくは高減衰係
数のポジションに制御するようにしてもよい。

【０００９】また、前記ショックアブソーバｂを、前記
減衰係数変更手段ａにより、伸側の減衰係数を多段階に
変更可能で圧側が低減衰係数に固定の伸側ハード特性
と、圧側の減衰係数を多段階に変更可能で伸側が低減衰
係数に固定の圧側ハード特性とに特性変更可能に形成し
てもよい。

【００１０】

【作用】減衰係数制御手段は、ショックアブソーバｂの
減衰特性を、ばね上上下速度に応じてＨＳ特性やＳＨ特
性に切り換える。さらに、少なくともＨＳ特性としたと
きには、伸側の減衰係数をハードに制御するにあたり、
ばね上上下速度に応じ、ばね上上下速度が高いときに
は、所定の減衰係数可変幅の範囲で高減衰係数側のポジ
ションに制御して、ショックアブソーバの振動を抑制
し、操縦安定性を高める。

【００１１】また、ＨＳ特性としたときに、ばね上上下
速度が低い時には、減衰係数制御手段は、ショックアブ
ソーバの伸側の減衰係数を、減衰係数可変幅の範囲で低
減衰係数側のポジションに制御して、ばね下の振動が車
体へ伝達されないようにして乗り心地を高める。

【００１２】さらに、このばね上上下速度が低い時にお
いて、高速走行時には、前記減衰係数可変幅の下限のポ
ジションを、低速時の場合よりも高減衰係数に変更す
る。したがって、ばね上・ばね下の相対速度に対する減
衰力の立ち上がり特性が高まって、ばね上の制振性が向
上する。

【００１３】また、請求項２記載の発明では、ばね上上
下速度に応じて低減衰係数とするに際して、減衰係数の
ポジションを、前輪側の方が後輪側よりも同等または高
減衰係数に制御する。したがって、アンダステア特性と
なる。

【００１４】また、請求項３記載の発明では、ショック
アブソーバの制振を行うべく伸側ハード特性もしくは圧
側ハード特性として、伸側・圧側のいずれかを高減衰係
数に制御している間、反対側は低減衰係数となってい
る。したがって、制振側とは反対方向の路面入力があっ
た場合に、この入力が車体へ伝達するのを抑制して、制
振時の乗り心地を向上させることができる。

【００１５】

【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、本発明実施例の車両懸架装置の構成について説明す
る。

【００１６】図２は、本発明実施例の車両懸架装置を示
す構成説明図であり、車体と各車輪との間に介在され
て、前輪側のショックアブソーバＳＡ_FR，ＳＡ_FRと後輪
側のショックアブソーバＳＡ_RR，ＳＡ_RRが設けられてい
る。そして、各ショックアブソーバＳＡ_FR，ＳＡ_RRの車
体への取付位置の近傍位置の車体には上下方向の加速度
を検出する上下加速度センサ（以後、上下Ｇセンサとい
う）１が設けられ、さらに、エンジンルーム内には、車
速を検出する車速センサ８が設けられている。また、運
転席の近傍位置には、各センサ１，８から信号を入力し
て、各ショックアブソーバＳＡ_FR，ＳＡ_RRのパルスモー
タ３に駆動制御信号を出力するコントロールユニット４
が設けられている。

【００１７】以上の構成を示すのが図３のシステムブロ
ック図であって、コントロールユニット４は、インタフ
ェース回路４ａ，ＣＰＵ４ｂ，駆動回路４ｃを備え、前
記インタフェース回路４ａに、上述の各センサ１，８か
ら信号が入力される。なお、上下加速度は、上向き加速
度がプラスの値，下向き加速度がマイナスの値で検出さ
れる。

【００１８】次に、図４は、各ショックアブソーバＳＡ
_FR，ＳＡ_RRの１つの構成（各ショックアブソーバＳ
Ａ_FR，ＳＡ_RRの構成は同じである）を示す断面図であっ
て、このショックアブソーバＳＡ（以後、各ショックア
ブソーバＳＡ_FR，ＳＡ_RRのいずれか１つを指す場合に
は、たんにＳＡと表示する）は、シリンダ３０と、シリ
ンダ３０を上部室Ａと下部室Ｂとに画成したピストン３
１と、シリンダ３０の外周にリザーバ室３２を形成した
外筒３３と、下部室Ｂとリザーバ室３２とを画成したベ
ース３４と、ピストン３２に連結されたピストンロッド
７の摺動をガイドするガイド部材３５と、外筒３３と車
体との間に介在されたサスペンションスプリング３６
と、バンパラバー３７とを備えている。

【００１９】次に、図５は前記ピストン３１の部分を示
す拡大断面図であって、この図に示すように、ピストン
３１には、貫通孔３１ａ，３１ｂが形成されていると共
に、各貫通孔３１ａ，３１ｂをそれぞれ開閉する伸側減
衰バルブ１２および圧側減衰バルブ２０が設けられてい
る。また、ピストン３１を貫通しているピストンロッド
７の先端部には、上部室Ａと下部室Ｂとを連通する連通
孔３９が形成され、さらに、この連通孔３９の流路断面
積を変更するための調整子４０と、流体の流通の方向に
応じて流体の連通孔３９の流通を許容・遮断する伸側チ
ェックバルブ１７および圧側チェックバルブ２２が設け
られている。なお、この調整子４０は、前記パルスモー
タ３により回転されるようになっている（図４参照）。
また、ピストンロッド７の先端部には、上から順に第１
ポート２１，第２ポート１３，第３ポート１８，第４ポ
ート１４，第５ポート１６が形成されている。また、図
中３８は圧側チェックバルブ２２が着座するリテーナで
ある。

【００２０】一方、調整子４０は、中空部１９が形成さ
れると共に、内外を連通する第１横孔２４および第２横
孔２５が形成され、さらに、外周部に縦溝２３が形成さ
れている。

【００２１】したがって、前記上部室Ａと下部室Ｂとの
間には、伸行程で流体が流通可能な流路として、貫通孔
３１ｂを通り伸側減衰バルブ１２の内側を開弁して下部
室Ｂに至る伸側第１流路Ｄと、第２ポート１３，縦溝２
３，第４ポート１４を経由して伸側減衰バルブ１２の外
周側を開弁して下部室Ｂに至る伸側第２流路Ｅと、第２
ポート１３，縦溝２３，第５ポート１６を経由して伸側
チェックバルブ１７を開弁して下部室Ｂに至る伸側第３
流路Ｆと、第３ポート１８，第２横孔２５，中空部１９
を経由して下部室Ｂに至るバイパス流路Ｇの４つの流路
がある。また、圧行程で流体が流通可能な流路として、
貫通孔３１ａを通り圧側減衰バルブ２０を開弁する圧側
第１流路Ｈと、中空部１９，第１横孔２４，第１ポート
２１を経由し圧側チェックバルブ２２を開弁して上部室
Ａに至る圧側第２流路Ｊと、中空部１９，第２横孔２
５，第３ポート１８を経由して上部室Ａに至るバイパス
流路Ｇとの３つの流路がある。

【００２２】すなわち、ショックアブソーバＳＡは、調
整子４０を回動させることにより、伸側・圧側のいずれ
とも図６に示すような特性で減衰係数を多段階に変更可
能に構成されている。つまり、図７に示すように、伸側
・圧側いずれも低減衰係数としたポジション（図中の
ポジションで、この状態の特性を以後、ソフト特性とい
う）から、調整子４０を反時計方向に回動させると、伸
側のみ減衰係数を高減衰側に多段階に変化し（以後、こ
の領域を伸側ハード特性ＨＳという）、逆に、調整子４
０を時計方向に回動させると、圧側のみ高減衰係数側に
多段階に変化する（以後、この領域を圧側ハード特性Ｓ
Ｈという）構造となっている。

【００２３】ちなみに、図７において、調整子４０を
（伸側ハード特性ＨＳで最高減衰係数とするポジショ
ン），（ソフト特性ＳＳのポジション），（圧側ハ
ード特性ＳＨで最高減衰係数とするポジション）の３つ
のポジションに配置した時の、図５におけるＫ−Ｋ断
面，Ｍ−Ｍ断面，Ｎ−Ｎ断面を、それぞれ、図８，図
９，図１０に示し、また、各ポジションの減衰力特性を
図１１，１２，１３に示している。

【００２４】次に、パルスモータ３の駆動を制御するコ
ントロールユニット４の作動について、図１４および図
１５のフローチャートに基づき説明する。

【００２５】ステップ１０１は、各センサ１，８から、
それぞれ検出ばね上加速度Ｇおよび車速ｖｓを読み込む
ステップである。

【００２６】ステップ１０２は、上下Ｇセンサ１から読
み込んだばね上加速度Ｇを積分してばね上上下速度Ｖ_n
を演算するステップである。すなわち、上下Ｇセンサ１
と、コントロールユニット４において加速度Ｇからばね
上上下速度Ｖ_n を演算する部分とで請求の範囲のばね上
上下速度検出手段を構成している。なお、ばね上上下速
度Ｖ_n は、上方向がプラスで、下方向がマイナスの値で
与えられる。

【００２７】ステップ１０３は、ばね上上下速度Ｖ_n に
比例してパルスモータ３を駆動させる制御を行うステッ
プである。すなわち、ばね上上下速度Ｖ_n が上向きの場
合には、伸側ハード特性ＨＳの領域において、伸側の減
衰係数をばね上上下速度Ｖ_nに比例させて調整子４０の
ポジションを変更し、一方、ばね上上下速度Ｖ_n が下向
きの場合には、圧側ハード特性ＳＨの領域において、圧
側の減衰係数をばね上上下速度Ｖ_n に比例させて調整子
４０のポジションを変更する。

【００２８】ところで、本実施例では、伸側ハード特性
ＨＳの領域で減衰係数制御を行うにあたり、この伸側ハ
ード特性ＨＳの領域の最低減衰係数のポジションを車速
に応じて変更するようになっている。

【００２９】この制御を示すのが、図１５のフローチャ
ートであって、ステップ２０１は、車速ｖｓが３０Ｋｍ
／ｈ以上であるか否かを判定するステップで、ＹＥＳで
ステップ２０３に進み、ＮＯで２０２に進む。

【００３０】ステップ２０２は、伸側ハード特性ＨＳに
おける最低減衰係数のポジションをソフト特性ＳＳのポ
ジション（図７ののポジション）に設定するステップ
である。

【００３１】ステップ２０３は、図１６に示すマップを
参照して、伸側ハード特性ＨＳの最低減衰係数となるポ
ジションをソフト特性ＳＳよりも高減衰係数の所定のポ
ジションに設定するステップである。ここで、マップに
ついて説明すると、図１６の（ＦＲ）は、前輪側のショ
ックアブソーバＳＡ_FR用のマップであって、実線は伸側
ハード特性ＨＳの最低減衰係数を示していて、30Km/h,5
0Km/h,80Km/h,120Km/hを越える毎に最低減衰係数を高め
るようになっている。一方、図１７は、後輪側のショッ
クアブソーバＳＡ_RR用のマップであって、実線は伸側ハ
ード特性ＨＳの最低減衰係数を示していて、50Km/h,80K
m/h,120Km/h を越える毎に最低減衰係数を高めるように
なっている。なお、図中，，，，は、図７の
同じ符号の各ポジションに一致している。

【００３２】ステップ２０４は、ばね上上下速度Ｖ_n が
０となったか否かを判定するステップであり、ＹＥＳで
ステップ２０５に進み、ＮＯでステップ２０１に戻る。

【００３３】ステップ２０５は、伸側ハード特性ＨＳ時
の最低減衰係数をステップ２０３により設定した減衰係
数に書き換える処理を行うステップである。

【００３４】次に、実施例装置の作動を図１７，１８の
タイムチャートにより説明する。

【００３５】まず、図１７により説明する。この図は、
車速が３０Ｋｍ／ｈ未満の時の作動を示していて、図示
のように、ばね上上下速度Ｖ_n に対応して、パルスモー
タ３ステップ駆動させている。この例では、伸側も圧側
も、ばね上上下速度Ｖ_n が０の状態からプラス方向ある
いはマイナス方向に増加すると、パルスモータ３も、プ
ラス・マイナス０のポジション（図７ののポジション
に相当する）を起点として、ばね上上下速度Ｖ_n に比例
してステップ駆動させている。

【００３６】次に、図１８は、車速ｖｓが３０Ｋｍ／ｈ
を越えた場合の作動を示していて、車速ｖｓが３０Ｋｍ
／ｈ未満である最初の１ｓｅｃまでの範囲では、ばね上
上下速度Ｖ_n に比例して、プラス・マイナス０のポジシ
ョン（図７ののポジションに相当する）から、１段毎
にパルスモータ３をステップ駆動させている。それに対
し、車速ｖｓが３０Ｋｍ／ｈを越えてから最初に、ばね
上上下速度Ｖ_n がプラス方向に変位した場合には（２ｓ
ｅｃの時点よりも後）、パルスモータ３は、プラス・マ
イナス０のポジションよりも減衰係数を高めた図中
（図７ののポジション）で示すステップ位置からばね
上上下速度Ｖ_n に対する比例制御を開始している。

【００３７】このように、伸側ハード特性ＨＳにおける
最低減衰係数を高めたことで、ショックアブソーバＳＡ
で発生している減衰力において、図中斜線で示している
部分が増加し、減衰力の立ち上がり特性が高まって、ば
ね上の制振性が向上する。なお、圧側については、伸側
と比べて減衰係数の可変幅が小さいため、伸側のような
最低減衰係数の変更（本発明）は採用していない。

【００３８】以上のように実施例にあっては、車速ｖｓ
が高くなるにしたがって、伸側ハード特性ＨＳ制御時の
最低減衰係数を高めるようにしていると共に、この時、
後輪側よりも前輪側の方が減衰係数が高くなるようにし
たため、以下に列挙する特徴を有する。

【００３９】車速ｖｓが高い場合には、ばね上上下
速度Ｖ_n が低い時に制御する低減衰係数のポジションを
高減衰係数側に変更して、減衰力の立ち上がり応答性が
高くなり、制振性が充分に得られるようにして、ピッチ
ングの発生を防止し、これにより、走行安定性を向上で
き、かつ、ドライバーの疲労を防止する。

【００４０】車速が高い（30Km/h以上）時は、常
に、前輪側のショックアブソーバＳＡ_FRの減衰係数が後
輪側のショックアブソーバＳＡ_RRの減衰係数よりも高い
ため、車両は、常にアンダステア特性となって、安定し
た直進走行性が得られる。

【００４１】伸側の減衰係数を変更する伸側ハード
特性ＨＳ時および圧側の減衰係数を変更する圧側ハード
特性ＳＨ時のいずれの時にあっても、逆行程側は低減衰
係数として伝達率を低くしているため、行程方向と逆行
程側の路面入力が車体へ伝達されず、制振制御時の乗り
心地を向上させることができる。

【００４２】以上、実施例について説明してきたが具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明
に含まれる。

【００４３】例えば、実施例では、伸側のみ本発明を適
用して、ばね上上下速度Ｖ_n が低い場合の低減衰係数を
車速に応じて変更するようにしたが、特に、圧側の減衰
係数の可変容量が高い場合には、圧側に本発明を適用す
るようにしてもよい。また、実施例では、低減衰係数を
車速に応じて変更するにあたり、前輪側では４段階、後
輪側では３段階に変化させるようにしたが、１段階以上
無数段階（リニヤ）まで何段階に変更するようにしても
よい。

【００４４】

【００４５】また、実施例では、前輪側のショックアブ
ソーバの方が後輪側のものよりも高減衰係数となるよう
にしたが、両者の減衰係数を同じにしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の車両懸
架装置は、ショックアブソーバをＨＳ特性としたとき
に、伸側の減衰係数をハードに制御するにあたり、ばね
上上下速度に応じ、所定の減衰係数可変幅の範囲でばね
上上下速度が高いほど高減衰係数側のポジションに、ば
ね上上下速度が低いほど低減衰係数側のポジションに、
減衰係数を多段階に変更させると共に、前記減衰係数可
変幅の下限のポジションを、車速に応じ、車速が高いほ
ど高減衰係数側に変更する減衰係数制御手段を設けた構
成としたため、ばね上・ばね下の相対速度に対する減衰
力の立ち上がり特性が高まって、ばね上の制振性が向上
し、これにより、車両の走行安定性が向上すると同時
に、ドライバーの疲労低減を図ることができ、しかも、
制振制御時の乗り心地を向上させることができるという
効果が得られる。

【００４７】また、請求項２記載の車両懸架装置は、上
記効果に加えて、減衰係数制御手段を、ばね上上下方向
速度が低い場合に制御する低減衰係数側のポジションを
前輪側のショックアブソーバの方が後輪側のショックア
ブソーバよりも常に同等もしくは高減衰係数のポジショ
ンに制御する構成としたため、アンダステア特性とな
り、これによって、車両の直進安定性が向上するという
効果が得られる。

【００４８】さらに、請求項３記載の車両懸架装置は、
ショックアブソーバが、伸側の減衰係数を多段階に変更
可能で圧側が低減衰係数に固定の伸側ハード特性と、圧
側の減衰係数を多段階に変更可能で伸側が低減衰係数に
固定の圧側ハード特性とに特性変更可能に形成されてい
るため、伸側ハード特性あるいは圧側ハード特性として
制振制御を行っている時において、行程方向と逆行程側
の路面入力が車体へ伝達されず、制振制御時の乗り心地
を向上させ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】

【図１】本発明の車両懸架装置を示すクレーム概念図で
ある。

【図２】本発明実施例の車両懸架装置を示す構成説明図
である。

【図３】実施例の車両懸架装置を示すシステムブロック
図である。

【図４】実施例装置に適用したショックアブソーバを示
す断面図である。

【図５】前記ショックアブソーバの要部を示す拡大断面
図である。

【図６】前記ショックアブソーバのピストン速度に対応
した減衰力特性図である。

【図７】前記ショックアブソーバのパルスモータのステ
ップ位置に対応した減衰係数特性図である。

【図８】前記ショックアブソーバの要部を示す図５のＫ
−Ｋ断面図である。

【図９】前記ショックアブソーバの要部を示す図５のＭ
−Ｍ断面図である。

【図１０】前記ショックアブソーバの要部を示す図５の
Ｎ−Ｎ断面図である。

【図１１】前記ショックアブソーバの伸側ハード時の減
衰力特性図である。

【図１２】前記ショックアブソーバの伸側・圧側ソフト
状態の減衰力特性図である。

【図１３】前記ショックアブソーバの圧側ハード状態の
減衰力特性図である。

【図１４】実施例装置のコントロールユニットの作動を
示すフローチャートである。

【図１５】実施例装置のコントロールユニットの作動を
示すフローチャートである。

【図１６】実施例装置のコントロールユニットにおける
最低減衰係数を設定するためのマップを示す図である。

【図１７】実施例装置の作動を示す車速が低い場合のタ
イムチャートである。

【図１８】実施例装置の作動を示す車速が高い場合のタ
イムチャートである。

【符号の説明】

ａ減衰係数変更手段ｂショックアブソーバｃばね上上下速度検出手段ｄ車速検出手段ｅ減衰係数制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体側と各車輪側の間に介在され、伸側
をハードにする一方圧側をソフトにしたＨＳ特性と、圧
側をハードにする一方伸側をソフトにしたＳＨ特性とに
切換可能であり、かつ、少なくともＨＳ特性としたとき
に伸側の減衰係数を減衰係数変更手段により任意に変更
可能に形成されたショックアブソーバと、車体のばね上上下速度を検出するばね上上下速度検出手
段と、車速を検出する車速検出手段と、前記ショックアブソーバの減衰特性をばね上上下速度に
応じて切り換え、かつ、少なくとも前記ＨＳ特性とした
ときに、伸側の減衰係数をハードに制御するにあたり、
ばね上上下速度に応じ、所定の減衰係数可変幅の範囲で
ばね上上下速度が高いほど高減衰係数側のポジション
に、ばね上上下速度が低いほど低減衰係数側のポジショ
ンに、減衰係数を多段階に変更させると共に、前記減衰
係数可変幅の下限のポジションを、車速に応じ、車速が
高いほど高減衰係数側に変更する減衰係数制御手段とを
備えていることを特徴とする車両懸架装置。
【請求項２】前記減衰係数制御手段が、ばね上上下方
向速度が低い場合に制御する低減衰係数側のポジション
を前輪側のショックアブソーバの方が後輪側のショック
アブソーバよりも常に同等もしくは高減衰係数のポジシ
ョンに制御するようにしたことを特徴とする請求項１記
載の車両懸架装置。
【請求項３】前記ショックアブソーバが、前記減衰係
数変更手段により、伸側の減衰係数を多段階に変更可能
で圧側が低減衰係数に固定の伸側ハード特性と、圧側の
減衰係数を多段階に変更可能で伸側が低減衰係数に固定
の圧側ハード特性とに特性変更可能に形成されているこ
とを特徴とする請求項１もしくは２記載の車両懸架装
置。