JPH04126618A - サスペンション制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、車両用サスペンション制御装置に係わり、特
に振動減衰力特性かハードとソフトな状態間で切換可能
なショックアブソーバを備えた車両のだめのサスペンシ
ョン制御装置に関する。

「従来の技術］ 振動減衰力特性かハードとソフトな状態間で切換可能な
ショックアブソーバか開発されており、その−例か特開
昭６４−６７４０７号公報に開示されている。このショ
ックアブソーバは電圧か印加されると伸長してオリフィ
スを拡張するピエゾ素子を内蔵しており、電圧を印加す
ることによりソフトな減衰力特性を実現し、電圧を印加
しないときにはハードな減衰力特性を実現する。

この種ショックアブソーバを備える車両は車両の走行状
態に応して減衰力特性の切換えを制御するショックアブ
ソーバの切換制御手段を有しており、特開昭６４−６７
４０７号公報に開示されているものでは、減衰力の時間
変化率か参照変化率を越えたときにショックアブソーバ
に電圧を加え、減衰力特性をソフトに切換える。ここで
参照変化率はそのときの車速、あるいはブレーキの操作
の有無等に応して最適値が選択されるようプログラムさ
れており、車両の走行状態に応じた態様で減資力特性か
切換えられるようにしている。また車両か停止中は減衰
力特性をハードに維持する措置も講じられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところでぬかるみやあるいは砂利道等、車輪との摩擦係
数の低い低μ路を走行する場合には、車両姿勢を安定さ
せて接地力を確保するために、良路を走行する場合に比
してハードな減衰力特性が求められる。

しかしながら従来のサスペンション制御装置では、低μ
路か良路かを区分することなく一様に制御しているため
に、低μ路走行中減衰力特性が不用意にソフトに切換え
られて車両姿勢を良好に保持できない等の問題を引き起
こしている。

そこで本発明は、低μ路走行中に車両姿勢を良好に保持
することが可能なサスペンション制御装置を実現しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題は、その概念が第１図に模式的に示される装置
、すなわち振動減衰力特性がハードとソフトな状態間で
切換可能なショックアブソー／＜Ｃと該ショックアブソ
ーバの減衰力特性の切換えを制御する切換制御手段Ｂを
備えたサスペンション制御装置において、車輪との摩擦
係数の低い路面を走行するときに信号を出力する信号発
生手段Ａを備え、該信号発生手段が該信号を出力してい
る条件かでは、ショックアブソーバの振動減衰力特性を
ハードな状態に維持する手段Ｂｌを前記ショックアブソ
ーバの切換制御手段Ｂに付加したことを特徴とするサス
ペンション制御装置によって解決される。

［作　用］ 上記手段を備えていると、車両か車輪との摩擦係数の低
い低μ路を走行している場合には、ショックアブソーバ
の減衰力特性が常時ハードな特性に維持され、低μ路走
行中の車両姿勢は安定化し、充分な接地力と良好な操縦
安定性か確保される。

［実施例］ 次に第２図乃至第５図を参照して、本発明を具現化した
一実施例について説明する。

第２図において、図中５１は４輪駆動車の車輪を示し、
左前輪５１ＬＦ、右前輪５１ＲＦ、左後輪５１ＬＢ、右
後輪５１ＲＢの全てか駆動可能となっており、前輪側車
軸５５Ｆと後輪側車軸５５Ｂとの間にセンタデフ５２か
介在されており、センタデフ５２がロック状態に切換え
られると前輪側車軸５５Ｆと後輪側車軸５５Ｂに等しい
駆動力か伝達可能となっている。なおセンタデフ５２は
車室内にあって運転者に操作可能な位置に設けられたロ
ックスイッチ５６に接続されており、センタデフ５２の
ロックあるいはアンロック状態がスイッチ５６で切換可
能となっている。以上は４輪駆動車の一般的構成であり
、例えばトヨタ自動車発行のカリブ新型車解説書１９８
８年２月版に開示されているのと同様のものである。

各車輪と車体５３との間にはそれぞれショックアブソー
バ２ＬＦ（左前）、２ＲＦ（右前）、２ＬＢ（左後）及
び２ＲＢ（右後）が設けられており、振動を減衰させる
ことができる。このシヨ・ツクアブソーバ２は、減衰力
特性を切換えるための装置２７と、そのショックアブソ
ーバによって得られている減衰力を検出するための装置
２５とを備えている。なおこのショックアブソーバの構
造は全部のショックアブソーバ２ＬＦ、２ＲＦ、２ＬＢ
、２ＲＢについて共通であり、その詳細は第３図（Ａ）
ＣＢ）に示されている。

ショックアブソーバ２は、第３図（Ａ）に示すように、
２重シリンダｌｌ側の下端にて車軸側部材１１ａを介し
てサスペンションロワーアームに固定され、一方、２重
シリンダ１１に貫挿されたロット３の上端にて、アッパ
ーサポート４を介して車体５３にコイルスプリング８と
共に固定されている。

２重シリンダ１１内部には、ロット３の下端に連設され
た内部シリンダ１５、連結部材１６および筒状部材１７
と、２重シリンダ１１内周面にそって摺動自在なメイン
ピストン１８とが、配置されている。ショックアブソー
バ２のロッド３に連結された内部シリンダ１５には、ピ
エゾ荷重センサ２５とピエゾアクチュエータ２７とが収
納されている。

メインピストン１８は、筒状部材１７に外嵌されており
、２重シリンタ１１に嵌合する外周にはシール材１９（
第３図（Ｂ）参照）か介装されている。従って、２重シ
リンダ１１内は、このメインピストン１８により第１の
液室２Ｉと第２の液室２３とに区画されている。筒状部
材１７の先端にはバックアップ部材２８か螺合されてお
り、筒状部材１７との間に、メインピストン１８と共に
、スペーサ２９とリーフバルブ３０を筒状部材１７側に
、リーフバルブ３１とカラー３２をバックアップ部材２
８側に、それぞれ押圧・固定している。

また、リーフバルブ３Ｉとバックアップ部材２８との間
には、メインバルブ３４とばね３５か介装されており、
リーフバルブ３１をメインピストン１８方向に付勢して
いる。

これらリーフバルブ３０，３］は、メインピストン１８
が停止している状態では、メインピストン１８に設けら
れた伸び側及び縮み側通路１８ａ。

１８ｂを、各々片側で閉塞しており、メインピストン１
８か矢印４へちしくはＢ方向に移動するのに伴って片側
に開く。従って、両液室２１．２３に充填された作動油
は、メインピストン１８の移動に伴って、両通路１８ａ
、１８ｂのいずれかを通って、両液室２Ｌ２３間を移動
する。このように両液室２＋、、２３開の作動油の移動
が両通路１８ａ、１８ｂに限られている状態では、流体
抵抗は大きいから、ロット３の動きに対して発生する減
衰力は大きく、サスペンションの特性はハードとなる。

内部シリンダ１５の内部に収納されピエゾ荷重センサ２
５及びピエゾアクチュエータ２７は、第３図（Ａ）（Ｂ
）に示すように、圧電セラミックスの薄板を電極を挟ん
で積層した電歪素子積層体である。

ピエゾ荷重センサ２５は内部シリンダ１５とスリーブ２
０間に介装されており、ロット３に作用する応力に比例
する力か作用するように収容されている。このピエゾ荷
重センサ２５の各電歪素子は、ショックアブソーバ２に
作用する力、即ち減衰力によって分極する。従って、ピ
エゾ荷重センサ２５の出力を所定インピーダンスの回路
により電圧信号として取り出せば、減衰力の変化率を検
出することかできる。

ピエゾアクチュエータ２７は、高電圧か印加されると応
答性良く伸縮する電歪素子を積層してその伸縮量を太き
（したものであり、直接にはピストン３６を駆動する。

ピストン３６か第３図（Ｂ）矢印方向に移動されると、
油密室３３内の作動油を介してプランジャ３７及びＨ字
状の断面を有するスプール４０も同方向に移動される。

こうして第３図（Ｂ）に示す位置（原点位置）にあるス
プール４０か図中Ｂ方向に移動すると、第１の液室２１
につながる副流路１６ｃと第２の液室２３につながるブ
ツシュ３９の副流路３９ｂとが連通されることになる。

この副流路３９ｂは、更にプレートバルブ４１に設けら
れた袖穴４１ａを介して筒状部材１７内の流路１７ａに
連通されているので、スプール４０が矢印Ｂ方向に移動
すると、結果的に、第１の液室２１と第２の液室２３と
の間を流動する作動油流量が増加する。つまり、ショッ
クアブソーバ２は、ピエゾアクチュエータ２７か高電圧
印加により伸長すると、その減衰力特性を減衰力大（ハ
ード）の状態から減衰力小（ソフト）側に切り換え、電
荷か放電されて収縮すると減衰力特性を減衰力大（ハー
ド）の状態に復帰させる。

尚、メインピストン１８の下面に設けられたリーフバル
ブ３Ｉの移動量は、ハネ３５により、リーフバルブ３０
と較べて規制されている。また、プレートバルブ４１に
は、袖穴４］ａより大径の袖穴４１ｂか、袖穴４１ａよ
り外側に設けられており、プレートバルブ４１かばね４
１ｃの付勢力に抗してブツシュ３９方向に移動すると、
作動油は、袖穴４１ｂを通って移動可能となる。従って
、スプール４０の位置の如何を問わず、メインピストン
１８か矢印Ｂ方向に移動する場合の作動油流量は、メイ
ンピストン１８か矢印Ａ方向に移動する場合より大きく
なる。即ち、メインピストン１８の移動方向によって減
衰力を変え、ショックアブソーバとしての特性を一層良
好なものとしてぃるのである。また、油密室３３と第１
の液室２１との間には作動油補給路３８かチエツク弁３
８ａと共に設けられており、油密室３３内の作動油流量
を一定に保っている。

第２図において図示５８はショックアブソーバの切換制
御手段を示し、これはマイクロコンピュータ６０と駆動
回路７６とで構成されている。ロックスイッチ５６の信
号は切換制御手段５８に入力され、また駆動回路７６は
ショックアブソーバ２の減衰力特性切換装置、すなわち
ピエゾアクチュエータ２７に接続されている。なお第２
図では図示の明瞭化のために右後側のショックアブソー
バ２ＲＢのみが駆動回路７６に接続されている様子を示
しているが、実際にはすべてのショックアブソーバ２Ｌ
Ｆ、２ＲＦ、２ＬＢ、２ＲＢのそれぞれの減衰力特性切
換装置２７が駆動回路７６に接続されている。

また各ショックアブソーバ２ＬＦ、２ＲＦ、２ＬＢ、２
ＲＢのそれぞれの減衰力検出装置、すなわちピエゾ荷重
センサ２５が切換制御手段５８に接続されており、各シ
ョックアブソーバによる減衰力かマイクロコンピュータ
５８に入力可能となっている。

マイクロコンピュータ６０のハード構成は通常のものて
あり、ＣＰＵ６８を中心としてそれにＲＯＭ６６、ＲＡ
Ｍ７０、タイマ７４か接続されている。ロックスイッチ
５６はｌ１０６２を介してＣＰＵ６８に接続されており
、センタデフ５２がロック状態か否かに関する信号かＣ
ＰＵ６８に入力される。また各ショックアブソーバ２Ｌ
Ｆ、’２ＲＦ、２ＬＢ、２ＲＢによって実際に得られて
いる減衰力に関する信号も検出装置２５．ｌ１０６４を
介してＣＰＵ６８に入力される。またＣＰＵ６８はｌ１
０７２を介して駆動回路７６に対して減衰力特性切換手
段２７に高電圧を印加するか否かの信号を出力可能とな
っている。

さてＣＰＵ６８はＲＯＭ６６に記憶されているプログラ
ムに従って第４図の処理を実行する。

さて車両が停止されると、ステップＳ４でセンタデフ５
２をロックするためのスイッチ５６かオンされているか
か判別され、オフであれば通常の車両停止時制御Ｓ８が
実行され、車両か走行を開始すると通常制御Ｓ１２か実
行される。でこで通常制御Ｓ１２の詳細は第５図に示さ
れている。

第５図は通常制御時に短時間間隔をおいて繰り返し実施
される減衰力制御割込処理ルーチンのフローチャートを
示すものであり、本処理ルーチンを開始すると、減衰力
変化率Ｖを読み込み（ステップ１２０）、この減衰力変
化率Ｖが所定の切換基準値Ｖｒｅｆより大きいか否かの
判断を行なう（ステップ１３０）。車両の振動が小さく
て減衰力変化率Ｖか切換基準値Ｖ　ｒｅｆ以下であれば
（ステップ１３０）、フラグＦＳが値１であるか否かを
判断して（ステップ１４０）、減衰力の設定をソフトに
制御中であるか否かを判別し、既にソフトに制御されて
いるのでなければ（ＦＳ≠１）、ショックアブソーバ２
をそのままハードに制御して（ステップ１５０）、本ル
ーチンを一旦終了する。ショックアブソーバ２をハード
に制御するのは、その減衰力の設定がソフトからハード
に切り換えられた直後であれば、駆動回路７６からピエ
ゾアクチュエータ２７を縮小させる逆電圧を印加し、既
にピエゾアクチュエータ２７か縮んだ状態であれはその
ままに保持することによりなされる。

路面状態か悪路となって、減衰力変化率Ｖが切換基準値
Ｖ’ｒｅｆより大きくなった場合には（ステップ１３０
）、タイマ変数Ｔｂに初期値をセットしてタイマを初期
化する処理を行なう（ステップ１６０）。タイマ変数Ｔ
ｂは、ソフトウェアにより計時するための変数である。

以上の処理の後、減衰力をソフトに制御する条件（Ｖ〉
〜’ｒｅｆ）か成立したことから、フラグＦＳに値１を
セットしくステップ１７０）、その後、駆動開路７６か
ら高電圧をピエゾアクチュエータ２７に印加して、ショ
ックアブソーバ２の減衰力を小さな状態（ソフト）に切
換・制御しくステップ１８０）、本ルーチンを終了する
。

ショックアブソーバ２の減衰力を小さい状態に一旦切り
換えた後でＶ≦Ｖ　ｒｅｆとなった場合には、これをフ
ラグＦ、Ｓの値から判別しくステップ１４０）、続いて
タイマ変数Ｔｂか値Ｏ以下となったか否かの判断を行な
う（ステップ２００）。タイマ変数Ｔｂか値Ｏ以下とな
るまで、タイマ変数Ｔｂを値ｌたけデクリメントする処
理（ステップ２１０）とショックアブソーバ２を引続き
ソフトに制御する処理（ステップ１８０）とを繰り返す
。

減衰力変化率Ｖか切換基準値Ｖｒｅｆ以下となってから
、タイマ変数Ｔｂに対応した時間か経過すると（ステッ
プ２００）、フラグＦＳを値０にリセットしくステップ
２２０）、ンヨックアブソーバ２の減衰力の設定をハー
ドに切換・制御しくステップ１５０）、その後、ｒＲＴ
Ｎ」に抜けて本ルーチンを終了する。

以上の処理により、各ショックアブソーバ２の減衰力の
設定は、減衰力変化率Ｖか切換基準値Ｖｒｅｆを越える
と直ちにソフトに切り換えられ、切換基準値Ｖｒｅｆを
下回った後、時間Ｔｂだけそのままソフトに維持される
ことになる。

さて第４図のステップＳ４でセンタデフ５２かロックさ
れていることがわかると、そのときはステップＳ６で減
衰力特性かハードに維持される。

すなわちＣＰＵ］８は駆動回路２６に、減衰力特性切換
装置２７に電圧を印加させない信号を送り、これにより
減衰力特性切換装置２７はオリフィスを縮めて減衰力特
性をハードにするのである。この処理はステップＳＩＯ
でセンタデフロックスイッチ５６がオフとされるまで繰
り返し実行され、オフされるステップＳ１２に進んで通
常制御に切換えられる。

センタデフ５２は通常深雪やぬかるみからの脱出時、あ
るいは低μ路での発進時にロックされるものであり、こ
の場合は乗心地よりも車両姿勢の安定が図られるへきで
ある。第４図の処理ではステップＳ６とＳＩＯか繰り返
し実行されている間、すなわちセンタデフ５２かロック
されて車両姿勢の安定が図られるへきときには減衰力特
性かハードに維持されて車両姿勢の安定か図られる一方
、センタデフ５２かアンロックされると車両姿勢の安定
と乗心地の確保を両立させる通常制御Ｓ１２が実行され
るようになっている。

なお本実施例では車両姿勢の安定か優先的に考慮される
へき低μ路走行状態を検出する為に、センタデフのロッ
クあるいはアンロック状態を検出しているか、これに代
えて各車輪の回転差等からスリップあるいは空転の程度
を検出し、これにより所定値以上のスリップや空転か検
出されたときに、ショックアブソーバをハードに制御す
る方式％式％ ［発明の効果］ さて本発明によるとショックアブソーバの減衰力特性を
従来よりも走行条件に適応した態様で切換えることかで
きる。すなわち良路走行中は良路走行に適した態様で、
低μ路走行中はそれに適した態様でショックアブソーバ
が制御される。この結果サスペンションの特性をその走
行条件下で求められる特性により好ましく調整すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を模式的に示す図、第２図は一実
施例のハード構成図、第３図（Ａ）（Ｂ）はショックア
ブソーバの縦断面を示す図、第４図はその実施例による
処理手順を示す図、第５図は通常制御時に実施される処
理手順を示す図である。 出願人　　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　　弁理士　岡田英彦（外３名）第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 振動減衰力特性がハードとソフトな状態間で切換可能な
   ショックアブソーバと該ショックアブソーバの減衰力特
   性の切換えを制御する切換制御手段を備えたサスペンシ
   ョン制御装置において、車輪との摩擦係数の低い路面を
   走行するときに信号を出力する信号発生手段を備え、 該信号発生手段が該信号を出力している条件かでは、該
   ショックアブソーバの振動減衰力特性をハードな状態に
   維持する手段を前記ショックアブソーバの切換制御手段
   に付加したことを特徴とするサスペンション制御装置。