JPH0463712A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置

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JPH0463712A
JPH0463712A JP14967190A JP14967190A JPH0463712A JP H0463712 A JPH0463712 A JP H0463712A JP 14967190 A JP14967190 A JP 14967190A JP 14967190 A JP14967190 A JP 14967190A JP H0463712 A JPH0463712 A JP H0463712A
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JP
Japan
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damping force
mode
damping property
damping
shock absorber
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Application number
JP14967190A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Uchida
博志 内田
Tetsurou Butsuen
佛圓 哲朗
Toru Yoshioka
透 吉岡
Yasunori Yamamoto
康典 山本
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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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、車両のサスペンンヨン装置に関し、特に、ば
ね上とばね下との間に減衰力特性可変式のショックアブ
ソーバを備えるものの改良に係わる。
(従来の技術) 一般に、車両のサスペンション装置においては、ばね上
(車体側)とばね下(車輪側)との間に、車輪の上下動
を減衰させるためのショックアブソーバか装備されてい
る。このショックアブソーバには、減衰力特性可変式の
ものとして、減衰力特性(減衰係数の異なった特性)か
高低二段に変更可能なもの、減衰力特性が無段連続的に
変更可能なもの、さらにショックアブソーバの伸長方向
の動作に対する減衰力特性(つまり伸長減衰力特性)と
圧縮方向の動作に対する減衰力特性(つまり圧縮減衰力
特性)とが独立的に変更可能なものなどがある。
そして、このような減衰力特性可変式のショックアブソ
ーバのうち、特に、減衰力特性が高低二段に変更可能な
ショックアブソーバを装備する場合における制御方法と
しては、例えば特開昭61−163011号公報に開示
されるものが知られている。この制御方法は、ばね上地
対速度及びばね上とばね下との間の相対速度(ショック
アブソーバのストローク速度と同値)を各々の検出手段
により検出し、そのばね上地対速度の符号と相対速度の
符号とが一致するか否かを調べ、符号が一致しないとき
には、ショックアブソーバの発生する減衰力が車体の上
下振動に対して加振方向に働いていると判定して、ショ
ックアブソーバの減衰力特性を低減衰側(つまりソフト
側)にし、符号が一致したときには、減衰力が加振方向
に働いていると判定して、ショックアブソーバの減衰力
特性を高減衰側(つまりハード側)に切換え、もって、
車体に伝達される加振エネルギーに対して割振エネルギ
ーを大きくし、車両の乗心地及び操縦安定性を共に向上
させ得るようにするものである。
(発明が解決しようとする課題) しかし、従来は、このような制御方法を用いる場合、ば
ね上地対速度及びばね上ばね下問相対速度を各々検出す
る二種の検出手段を必要とするため、コスト的に高くつ
くなどの欠点がある。
一方、上記の制御方法を考察するに、ばね上地対速度の
符号とばね上ばね下問相対速度の符号との組合せには四
つのケースがあり、また、減衰力特性は各ケース毎に、
次のように高減衰側または低減衰側に切換えられる。す
なわち、 ■ ばね上地対速度が上向き正の値でかつばね上ばね下
問相対速度が伸び方向の正の値のとき、減衰力特性は高
減衰側に切換えられる。
■ ばね上地対速度が上向き正の値でかつばね上ばね下
問相対速度が縮み方向の負の値のとき、減衰力特性は低
減衰側に切換えられる。
■ ばね上地対速度が下向き負の値でかつばね上ばね下
問相対速度か伸び方向の正の値のとき、減衰力特性は低
減衰側に切換えられる。
■ ばね上地対速度が下向き負の値でかつばね上ばね下
問相対速度が縮み方向の負の値のとき、減衰力特性は高
減衰側に切換えられる。
このような関係においては、ばね上地対速度が上向き正
の値のとき、ばね上ばね下問相対速度が伸び方向のとき
の減衰力特性つまり伸長減衰力特性を高減衰側としかつ
ばね上ばね下問相対速度が縮み方向のときの減衰力特性
つまり圧縮減衰力特性を低減衰側とする一方、ばね上地
対速度が下向き負の値のとき、伸長減衰力特性を高減衰
側としかつ圧縮減衰力特性を低減衰側とすればよいこと
が解る。
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、伸長減衰力特性と圧縮減衰力特性
とが独立的に変更可能なショックアブソーバを用い、か
つばね上地対速度のみを検出して、従来と同様な制御を
行い得る車両のサスペンション装置を提供せんとするも
のである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、ばね上
とばね下との間に配置され、伸長減衰力特性と圧縮減衰
力特性とが各々独立的に高低二段に変更可能に設けられ
たショックアブソーバと、ばね上地対速度を検出するば
ね上絶対速度検出手段と、該検出手段の信号を受け、上
記ショックアブソーバの減衰力特性を変更制御する減衰
力特性制御手段とを備える。そして、上記減衰力特性制
御手段は、伸長減衰力特性を高減衰力特性とし圧縮減衰
力特性を低減衰力特性とする第1のモードと、伸長減衰
力特性を低減衰力特性とし圧縮減衰力特性を高減衰力特
性とする第2のモードとを有し、ばね上地対速度が上向
き正の値のとき第1のモードを選択し、ばね上地対速度
が下向き負の値のとき第2のモードを選択するよう構成
するものである。
(作用) 上記の構成により、本発明では、ばね上地対速度が上向
き正の値のときには、そのことを検出するばね上絶対速
度検出手段からの信号を受ける減衰力特性制御手段にお
いて、第1のモードが選択されて、ショックアブソーバ
の伸長減衰力特性か高減衰側にされかつ圧縮減衰力特性
が低減衰側にされる。
一方、ばね上地対速度か下向き負の値のときには、上記
減衰力特性制御手段において、第2のモードか選択され
て、ショックアブソーバの伸長減衰力特性か低減衰側に
されかつ圧縮減衰力特性か高減衰側にされる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例に係わるサスペンション装置
の部品レイアウトを示す。
第1図において、1〜4は左右の前輪5L(左側の前輪
のみ図示する)および後輪6L(左側の後輪のみ図示す
る)に各々対応して設けられた四つのショックアブソー
バであって、各車輪の上下動を減衰させるものである。
該各ショックアブソーバ]〜4は、内蔵するアクチュエ
ータ30(第2図参照)により伸長減衰力特性と圧縮減
衰力持性とが独立的にかつ各々高低二段に変更切換え可
能になっている。7は上記各ショックアブソーバ1〜4
の上部外周に配設されたコイルスプリング、8は上記各
ショックアブソーバ1〜4内のアクチュエータに対して
制御信号を出力してその減衰力特性を可変制御するコン
トロールユニットである。
また、11〜14は各車輪毎のばね上の垂直方向(Z方
向)の加速度を検出する四つの加速度センサ、15はイ
ンストルメントパネルのメータ内に設けられた車速を検
出する車速センサ、16はステアリングシャフトの回転
から前輪の舵角を検出する舵角センサ、17はアクセル
開度を検出するアクセル開度センサ、18はブレーキ液
圧に基づいてブレーキが動作中か否か(つまり制動時か
否か)を検出するブレーキ圧スイッチ、1つはショック
アブソーバ1〜4の減衰力特性について運転者がHAR
D、5OFT、C0NTR0Lのいずれかのモードに切
換えるモード選択スイッチであり、これらのセンサ11
〜17およびスイッチ18.19の検出信号は、いずれ
も上記コントロールユニット8に向けて出力される。
第2図は上記ショックアブソーバ1〜4の構造を示す。
同図において、21はシリンダであって、該シリンダ2
1内には、ピストンとピストンロッドとを一体成形して
なるピストンユニット22か摺動可能に嵌挿されている
。上記シリンダ21およびピストンユニット22は、そ
れぞれ別々に設けられた結合構造を介して車軸(バネ下
)または車体(バネ上)に結合されている。
上記ピストンユニット22には三つのオリフィス23〜
25が設けられている。そのうちの一つのオリフィス2
3は常に開いている。また、他の一つのオリフィス24
は、ポート24aからチエツクバルブ26を通ってポー
ト24bに抜ける通路からなり、上記チエツクバルブ2
6の働きにより流体がこの方向にしか移動できないよう
になっている。残りのオリフィス25は、ポート25a
からチエツクバルブ27を通ってポート25bに抜ける
通路からなり、上記チエツクバルブ27の働きにより流
体がこの方向にしか移動できないようになっている。尚
、実施例の場合、オリフィス24の下流側ポート24b
とオリフィス25の上流側ポート25aとは一つのポー
トで兼用されている。
上記シリンダ21内の上室28および下室29並びに3
0両室28.29と通しるピストンユニット22内の空
洞(つまりオリフィス23〜25)は、適度の粘性を有
する流体で満たされている。
この流体は、上記三つのオリフィス23〜25のいずれ
かを通って上室28と下室29との間を移動することか
できる。
上記ピストンユニット22内にはアクチュエータ30が
組込まれている。該アクチュエータ30は、第3図にも
示すように、互いに同心状にかつ相対回転自在に配置さ
れたスリーブ31およびシャフト32と、該スリーブ3
1の下端に中心か接続され、周囲に円形穴33及び円弧
穴34を有する第1オリフイスプレート35と、上記シ
ャフト32の下端に中心が接続され、周囲に円形穴36
及び円弧穴37を有する第2オリフィスプレート38と
、上記スリーブ31の上端に接続され、該スリーブ31
を介して上記第1オリフイスプレート35を回動させる
第1モータ39と、上記シャフト32の上端に接続され
、該シャフト32を介して上記第2オリフイスプレート
38を回動させる第2モータ40とを備えている。そし
て、上記第1モータ39により第1オリフイスプレート
35を所定の角度範囲で往復回動させると、該第1オリ
フイスプレート35の円形穴33がオリフィス24のポ
ート24aの位置に合ったり外れたりする。上記ポート
24aからチエツクバルブ26までの経路上には、上記
円形穴33のほかに第2オリフイスプレート38の円弧
穴37があるか、この円弧穴37は、第2オリフイスプ
レート38が所定の角度範囲で往復回動じてもいずれか
の部位で常にポート24aに臨むようになっており、オ
リフィス24の通路面積に影響を与えない。よって、オ
リフィス24の開閉は第1オリフイスプレート35とポ
ート24aとの相対的位置関係のみにより決まり、その
開閉切換えは第1モータ39により行われる。また同様
に、オリフィス25の開閉は第2オリフイスプレート3
8とポート25bとの相対的位置関係のみて決まり、そ
の開閉切換えは第2モータ40により行われる。
以上の構成において、ショックアブソーバ1〜4は以下
の動作を行う。
すなわち、第1モータ39の作動により、第1オリフイ
スプレート35の円形穴33がポート24aの位置に合
った場合、ショックアブソーバ1〜4が伸長方向(図で
言えば、相対的に、ピストンユニット22が上方に、シ
リンダ21が下方に移動する方向)に動作する時の流体
の通り道は、オリフィス23とオリフィス24の両者と
なり、伸長動作に対するショックアブソーバ1〜4の減
衰力特性つまり伸長減衰力特性は5OFT (低減衰力
)特性となる。逆に、第1オリフイスプレート35の円
形穴33がポート24gの位置から外れた場合、流体の
通り道はオリフィス23のみとなり、ショックアブソー
バ1〜4の伸長減衰力特性はHARD (高減衰力)特
性となる。
また、第2モータ40の作動により、第2オリフイスプ
レート38の円形穴36がポート25bの位置に合った
場合、ショックアブソーバ1〜4か圧縮方向(図で言え
ば、相対的に、ピストンユニット22が下方に、シリン
ダ21か上方に移動する方向)に動作する時の流体の通
り道は、オリフィス23とオリフィス25の両者となり
、圧縮動作に対するショックアブソーバ1〜4の減衰特
性つまり圧縮減衰特性は5OFT特性となる。逆に、第
2オリフイスプレート38の円形穴36がポート25b
の位置から外れた場合、流体の通り道はオリフィス23
のみとなり、ショックアブソーバ1〜4の圧縮減衰特性
はHARD特性となる。
尚、上記第1モータ39と第2モータ40(ひいては第
1オリフイスプレート35と第2オリフイスプレート3
8)は独立に作動することができるので、伸長減衰特性
と圧縮減衰特性とは独立に切換え変更することができる
第4図はサスペンション装置の振動モデルを示し、ms
はばね上質量、muはばね上質量、ZSはばね上変位、
zuはばね下変位、ksはコイルスプリング7のばね定
数、ktはタイヤのばね定数、v (t)はショックア
ブソーバの減衰係数である。
第5図はサスペンション装置の制御部のブロック構成を
示す。第5図中、第1の加速度センサ11およびアクチ
ュエータ30aは車体左側の前輪5Lに、第2の加速度
センサ12およびアクチュエータ30bは車体右側の前
輪に、第3の加速度センサ13およびアクチュエータ3
0cは車体左側の後輪6Lに、第4の加速度センサ14
およびアクチュエータ30dは車体右側の後輪にそれぞ
れ対応するものである。尚、アクチュエータ30a〜3
0dは、第2図および第3図中のアクチュエータ30と
同じものである。
また、2c+〜2c4はそれぞれ第1の加速度センサ1
1〜14からコントロールユニット7に向けて出力され
る上下方向(Z方向)の車体絶対加速度信号であり、こ
れらの信号はいずれも連続値をとる。この信号は、車体
が上向き加速度を受けるときを正とし、下向き加速度を
受けるときを負とする。
その他、車速センサ15からは車速信号VSか、舵角セ
ンサ16からは舵角信号θHか、アクセル開度センサ1
7からはアクセル開度信号TVOがそれぞれコントロー
ルユニット8に向けて出力されており、これらの信号は
いずれも連続値をとる。
車速信号VSは、車両か前進するときを正とし、後退す
るときを負とする。舵角信号θIIは、運転者の側から
見て、ステアリングホイールか反時計回りに回転すると
き(つまり左旋回時)を正とし、時計回りに回転すると
き(つまり右旋回時)を負とする。
さらに、ブレーキ圧スイッチ18からはブレーキ圧信号
BPがコントロールユニット8に向ケて出力されており
、この信号はON、OFFの2値をとる。ONはブレー
キ操作中であることを、OFFはそうでないことを意味
する。
VE 1〜VE 4.VC+ 〜VCaは1コントロー
ルユニツト8からそれぞれ第1〜第4のアクチュエータ
30a〜30dに向けて出力されるアクチュエータ制御
信号であり、これらの信号は、「1」と「0」の2値を
とる。例えばVEIの値か「1」のとき、第2図におい
て、第]オリフィスプレート35の円形穴33の位置を
ポート24aから外す方向に第1モータ39が作動し、
ショックアブソーバ(アクチュエータ30aを内蔵する
ショックアブソーバ)1の伸長減衰力特性はHARD特
性となる。逆に、VEIの値が「0」のときは円形穴3
3の位置をポート24aに合わせる方向にモータ39が
作動し、ショックアブソーバ1の伸長減衰力特性は5O
FT特性となる。VE2〜V E aについても同様で
ある。また、例えばVCIの値か「1」のとき、第2図
において、第2オリフィスプレート380円形穴36の
位置をポート25bから外す方向に第2モータ40が作
動し、ショックアブソーバ1の圧縮減衰力特性はHAR
D特性となる。逆に、VCIの値か「0」のときは円形
穴36の位置をポート25bに合わせる方向に第2モー
タ40か作動し、ショックアブソーバ1の圧縮減衰力特
性は5OFT特性となる。V(2〜VCaについても同
様である。
さらに、モード選択スイッチ19からはモード選択信号
がコントロールユニット8に向けて出力されており、こ
の信号は複数の並列信号で、本実施例の場合はHARD
、5OFT、C0NTR0Lの3値をとる。HARDは
運転者かHARDモードを選択していることを、5OF
Tは5OFTモードを選択していることを、C0NTR
0LはC0NTR0Lモードを選択していることを意味
する。そして、後述するように、HARDのときは全シ
ョックアブソーバ1〜4の伸長減衰特性および圧縮減衰
特性が共にHARD特性に固定され、5OFTのときに
は全ショックアブソーバ1〜4の伸長減衰特性および圧
縮減衰特性が共に5OFT特性に固定される。また、C
0NTR0Lのときには、各ショックアブソーバ1〜4
の伸長減衰特性および圧縮減衰特性はそれぞれ車両の運
動状態および操作状態に応じてHARDまたは5OFT
特性に自動的にかつ独立に切り換えられる。
第6図はコントロールユニット8の制御フローを示す。
この制御動作は、コントロールユニット8に搭載された
制御プログラムによって実行される。この制御プログラ
ムは、別に設ける起動プログラムにより、一定周期(1
〜10m5)で繰り返し起動される。以下、この制御動
作を流れに沿って説明する。
先ず、ステップS1でモード選択信号の値がHARDで
あるか否かを判定する。この判定がYESのHARDの
ときには、ステップS8でアクチュエータ制御信号VE
 + 〜VE a 、  VC+ 〜VC4の全てに「
1」をセットし、ステップs7でこの制御信号VE l
 〜VE 4 、  VCl 〜VC4を出力する。こ
れにより、全てのショックアブソーバ1〜4の伸長減衰
特性および圧縮減衰特性は共にHARD特性となる。こ
のときは、以上で動作を終了する。
モード選択信号の値がHARDでないときには、続いて
、ステップS2てモーデ選択信号の値が5OFTである
か否かを判定し、その判定がYESの5OFTのときに
は、ステップS9でアクチュエータ制御信号VE l 
〜VE 4 、  VC1〜、VC4の全てに「0」を
セットし、ステップS7でこの制御信号VE I 〜V
E 41  VCI 〜VC4を出力する。これにより
、全てのショックアブソーバ1〜4の伸長減衰特性およ
び圧縮減衰特性は共に5OFT特性となる。このときは
、以上で動作を終了する。
上記両ステップSl、S2での判定が共にNOのとき、
つまりモード選択信号の値がC0NTR0Lのときには
、ステップS3でばね上地対加速度信号2c、+〜2c
、aを入力した後、ステップS4でこの2G1〜2c、
aを数値積分法などにより積分して、ばね上絵対速度2
c+−2c4を求める。この2G1〜之G4は、加速度
センサ11〜14の位置における上下方向のばね上絵対
速度なので、ステップS5でこれを各ショックアブソー
バ1〜4の位置における上下方向のばね上絵対速度2s
+〜2S4に変換する。2st〜is4は、ic+〜之
G4のうち、三つが判っていれば求められるので、以下
、2G1〜之G3を用いることとし、之G4は予備の値
とする。ここで、第1図に示すように、水平面内に適当
に原点を取り、Xy座標を取ったときの、加速度センサ
11〜13の座標を(xc+ 、yc+ )−(XG3
 、yc3 )、ショックアブソーバ1〜4の座標を(
Xs+。
ys+ )−(XS4 、  yS4 )とするとき、
2s1−2SJは以下の式で求められる。
但し、二つの係数行列とその積は、予め求めておいて、
定数として与えている。上記ステップ83〜S5及び加
速度センサ11〜14により各ショックアブソーバ1〜
4の位置における上下方向のばね上絵対速度2s+ 〜
iS4を検出するばね上地対速度検出手段51が構成さ
れている。
続いて、ステップS6でアクチュエータ制御信号VE 
I 〜VE4 、VCl 〜VC4の値を定める0この
制御信号の値の設定は、各ショックアブソーバ1〜4の
位置におけるばね上絵対速度2si(i −1,2,3
,4)が零または正の値である(之si≧0)ならばV
E i −1,v(i −0とし、ばね上絵対速度zs
iが負の値である(2si<O)ならばvEi−0,v
ci −1とする。
この設定の後、ステップS7でアクチュエータ制御信号
VE I 〜VE 4 、  VCI ”−VC4を出
力し、動作を終了する。上記ステップSS、S7により
、伸長減衰力特性をHARD特性とし圧縮減衰力特性を
5OFT特性とする第1のモードと、伸長減衰力特性を
5OFT特性とし圧縮減衰力特性をHARD特性とする
第2のモードとを有し、ばね上絵対速度2sが上向き正
の値のとき第1のモードを選択し、ばね上地対速度之s
が下向き負の値のとき第2のモードをそれぞれ選択する
減衰力特性制御手段52が構成されている。
したがって、このような制御によれば、運転者がC0N
TR0Lモードを選択している場合、各ショックアブソ
ーバ1〜4の位置におけるばね上絵対速度is1が上向
き速度の正のときには、該ショックアブソーバ1〜4の
減衰力特性変更モードとしては第1のモードが選択され
、第7図に実線Aで示すように、伸長減衰特性がHAR
D特性になり、圧縮減衰特性が5OFT特性となる。
方、ばね上絵対速度zsiが下向き速度の負のときには
、ショックアブソーバ1〜4の減衰力特性変更モードと
しては第2のモードが選択され、第7図に破線Bで示す
ように、伸長減衰特性が5OFT特性になり、圧縮減衰
特性がHARD特性となる。
このような制御は、ばね上絵対速度2sの符号とばね上
ばね下問相対速度(之5−2u)(つまりショックアブ
ソーバ1〜4のストローク速度)の符号とが一致するか
否かを調べ、符号が一致するとき(つまり、ばね上が上
方に運動しかつショックアブソーバ1〜4が伸長動作を
するとき、及びばね上が下方に運動しかつショックアブ
ソーバ1〜4が圧縮動作をするとき)ショックアブソ−
バ1〜4の減衰力特性をHARD特性に切換え、符号が
一致しないとき(つまり、ばね上が下方に運動しかつシ
ョックアブソーバ1〜4が伸長動作をするとき、及びば
ね上が上方に運動しかつショックアブソーバ1〜4か圧
縮動作をするとき)ショックアブソーバ1〜4の減衰力
特性を5OFT特性に切換える制御の場合と同し働きを
して、ばね上に伝達される加振エネルギーに対して制振
エネルギーを大きくすることができ、乗心地及び操縦安
定性を共に向上させることができる。
しかも、本実施例の制御は、制御情報として単にばね上
地対速度2Sを用いるだけで一種類の検出手段(ばね上
絶対速度検出手段)51を必要とするに過ぎないので、
コスト的に安価に実施できるなど実施化を図る上で有利
なものである。
(発明の効果) 以上の如く、本発明における車両のサスペンション装置
によれば、検出手段として単にばね上地対速度を検出す
るばね上絶対速度検出手段を用いるたけでしって、ばね
上地対速度の符号とばね上ばね下問相対速度の符号との
一致不一致に応じてショックアブソーバの減衰力特性を
変更制御するものと同し制御を行うことかできるので、
コストの低廉化及び制御の確実性の向上等を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はサスペン
ション装置の部品レイアウトを示す斜視図、第2図はシ
ョックアブソーバの主要部を示す縦断側面図、第3図は
ショックアブソーバのオリフィル開閉機構の分解斜視図
、第4図はサスペンション装置の振動モデルを示す模式
図、第5図はサスペンション装置の利S部のブロック構
成図、第6図は制御フローを示すフローチャート図、第
7図はショックアブソーバの減衰力特性図である。 1〜4・・・ショックアブソーバ 51・・・ばね上絶対速度検出手段 52・・・減衰力特性制御手段 第2区 第3区

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ばね上とばね下との間に配置され、伸長減衰力特
    性と圧縮減衰力特性とが各々独立的に高低二段に変更可
    能に設けられたショックアブソーバと、 ばね上絶対速度を検出するばね上絶対速度検出手段と、 該検出手段の信号を受け、上記ショックアブソーバの減
    衰力特性を変更制御する減衰力特性制御手段とを備えて
    おり、 上記減衰力特性制御手段は、伸長減衰力特性を高減衰力
    特性とし圧縮減衰力特性を低減衰力特性とする第1のモ
    ードと、伸長減衰力特性を低減衰力特性とし圧縮減衰力
    特性を高減衰力特性とする第2のモードとを有し、ばね
    上絶対速度が上向き正の値のとき第1のモードを選択し
    、ばね上絶対速度が下向き負の値のとき第2のモードを
    選択するように設けられていることを特徴とする車両の
    サスペンション装置。
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