JPH0692202B2

JPH0692202B2 - 車両用サスペンシヨン装置

Info

Publication number: JPH0692202B2
Application number: JP61153557A
Authority: JP
Inventors: 忠夫田中; 光彦原良; 泰孝谷口; 省三滝澤; 實竪本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPS6311407A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は減衰力を可変することができる車両用サスペン
ション装置に関する。

（従来の技術）従来、例えば特開昭59−227515号に示されるようにサス
ペンションの減衰力を可変とすることができる可変装置
を設け、加速度センンサまたは高速センサ等の車体振動
検出手段により車体の上下方向の振動を検出し、その振
動の周期が車体の固有振動域付近にあるときに、サスペ
ンションの減衰力を増大すべく上記可変装置を制御して
車体の共振による振動を低減せしめるように構成された
サスペンション装置が知られている。

これは、例えば長波形路等を走行する際、路面からサス
ペンションへの上下方向の振動入力の周期が、ばね上で
ある車体の固有振動域にあるときに生じる車体の共振を
対象とするものである。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、この種のサスペンション装置において、車体
が同車体の持つ固有振動域付近にて振動したときに減衰
力を増大すると車体の共振は低減されるが、逆に路面か
らの小さい周波数の入力は車体に伝わりに易く乗り心地
が悪化するという不具合がる。

そこで、車体の振動がその固有振動域付近にあり、かつ
その振動の大きさが設定値以上のときにのみ、減衰力を
増大させるように構成することも考えられる。

しかしながら、乗員の体感としては、振動の大きさが小
さい共振は比較的長時間継続しない限り不快ではなく、
逆に振動の大きさがやや大きい共振は比較的短時間のも
のでも不快である。

本発明は上記に鑑み創案されたもので、その目的は車体
の上下方向の振動がその共振付近にあるときに減衰力を
適切に切換えることができる車両用サスペンション装置
を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段及び作用）サスペンションの減衰力を可変することができる減衰力
可変装置と、車体の上下方向の振動を検出する振動検出
手段と、上記振動検出手段により検出された振動から算
出され周期が上記車体のもつ固有振動域付近の周期範囲
にあたると判定された間中、当該振動の大きさに対応し
てあらかじめ設定された値に基づいて、当該振動の半周
期毎にそのときの振動の大きさの対応した値を積算する
積算手段と、上記積算手段により求められた積算値がし
きい値以上となったときに上記減衰力可変装置に上記サ
スペンションの減衰力を増大せしめる制御信号を出力す
る制御手段とを備えた車両用サスペンション装置であ
る。

（実施例）以下図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。第１図において、Ｂは車体、FAは前輪、FBは後輪で
ある。そして、車体Ｂと前輪FAとの間にフロント用サス
ペンションユニットFS（FS1、FS2）が介装さ、車体Ｂと
後輪FBとの間にはリヤ用サスペンションユニットRS（RS
1,RS2）が介装されている。第２図において、FS1は左前
輪側のサスペンションユニット、FS2は右前輪側のサス
ペンションユニット、RS1は左後輪側のサスペンション
ユニット、RS2は右後輪側サスペンショニュニットであ
る。これら各サスペンションユニットFS1、FS2、RS1、R
S2は夫々互いに同様の構造を有しているので、前輪用と
後輪用または左輪用と右輪用とを区別して説明する場合
を除いて、サスペンションユニットは符号Ｓを用いて説
明し、かつ車高調整に必要な部分のみ図示して説明す
る。

サスペンションユニットＳはストラット型減衰力切換式
ショックアブソーバ１を備えている。このショックアブ
ソーバ１は、車輪側に取り付けられたシリンダと、シリ
ンダ内に摺動自在に嵌装されたピストン1aを有するとと
もに上端を車体Ｂに支持されたピストンロッド２とを備
えている。そして、車輪の上下動に応じシリンダがピス
トンロッド２に対し上下動することにより、後述する制
御弁8aの位置に応じたダンピング機能を発揮するもので
ある。

また、サスペンションユニットＳは、ショックアブソー
バ１の上部に、ピストンロッド２と同軸的に、車高調整
の機能を有する主空気ばね室３を備えている。この主空
気ばね室３はその一部をベローズ４により形成されてお
り、この空気ばね室３へ空気を給排することにより、車
高を上昇または降下することができる。主空気ばね室３
の直下には、ピストンロッド２と同軸的に副空気ばね室
５が設けられている。

ショックアブソーバ１のシリンダの外壁部には上方へ向
けられたばね受6aが設けられ、また副空気ばね室５の外
壁部には下方へ向けられたばね受6bが設けられており、
両ばね受6a及び6b間にはコイルばね７が縮設されてい
る。なお、コイルばね７は車体Ｂの重量の一部を受け持
つものである。

両空気ばね室３及び５は、ピストンロッド２内に回動自
在に挿入されたコントロールロッド８に穿設された連通
路９を介して相互に連通されており、この連通路９に
は、ばね定数切換機能を有する開閉弁10が設けられてい
る。開閉弁10は副空気ばね室10と連通路９との連通／遮
断を行う第１の弁部分10a及び主空気ばね室３と連通路
９との連通／遮断を行う第２の弁部分10bを備えてい
る。そして、開閉弁10が開モードのときには、主空気ば
ね室３と副空気ばね室５とを連通状態にして、ばね定数
を小さくすることができる。また開閉弁10が閉モードの
ときには、主空気ばね室３と副空気ばね室５とを遮断状
態にして、ばね定数を大きくすることができる。すなわ
ち、コントロールロッド８を回動して開閉弁10を開閉さ
せることによって、ばね室の実質的な容量を変え、これ
によりサスペンションのばね定数を変えるのである。

また、コントロールロッド８の下端部には、ショックア
ブソーバ１のピストン1aのオリィフィス面積を変えるこ
とのできる制御弁8aが設けられている。この制御弁8a
は、コントロールロッド８により開閉弁10が開モードの
ときにピストン1aのオリィフィス面積を大にして減衰力
を小さくし、また開閉弁10が閉モードのときにピストン
1aのオリィフィス面積を小にして減衰力を大きくするよ
うに構成されている。

次に、各サスペンションユニットＳの空気ばね室３への
空気の給排のための回路につい説明する。車高調整のた
めの圧縮空気は、圧縮空気発生装置としてのコンプレッ
サ11からドライヤ12、ジョイント13、リヤソレノイドバ
ルブ14またはフロントソレノイドバルブ15、及びこれら
を接続する配管16と一部パイプ状のコントロールロッド
８内の連通路９に連通された接続口17とを介して、各サ
スペンションユニットＳへ供給されるように構成されて
いる。

コンプレッサ11は、エアクリーナ18から取り入れた大気
を圧縮してドライヤ12へ供給するようになっており、ド
ライヤ12のシリカゲル等によって乾燥された圧縮空気
は、第４図の各実線矢印で示すように、各サスペンショ
ンユニットＳへ供給される。また、圧縮空気が各サスペ
ンションユニットから排気されるときには、第１図の各
破線矢印で示すように、排気ソレノイドバルブ19を介し
て、圧縮空気は大気へ排出される。

なお、ドライヤ12には、リザーブタンク20が接続されて
おり、圧縮空気の一部はこのリザーブタンク20から給気
ソレノイドバルブ21を介して各サスペンションユニット
へ供給される。

符号22Fは、自動車の前部右側サスペンションのロアア
ーム23に取り付けられて自動車の前部車高を検出するフ
ロント車高センサ、22Rは、自動車の後部左側のサスペ
ンションのラテラルロッド24に取り付けられて自動車の
後部車高を検出するリヤ車高センサである。これら車高
センサ22F、22Rからのフロント車高検出信号及びリヤ車
高検出信号は車高調整制御部としてのマイクロコンピュ
ータを備えたコントロールユニット25へ供給される。

車高センサ22F及び22Rは、ホールIC素子及び磁石の一方
を車輪側に、他方の車体側に夫々取り付けられて、ノー
マル車高レベル、低車高レベルまたは高車高レベルと現
在の車高との距離を検出する。つまり、車高検出信号と
しては、ノーマル車高のときにＮ、低車高レベルのとき
にＬ、高車高レベルのときにＨ、低車高レベルよりも低
いときにLL、更に低いときにEL、低車高レベルとノーマ
ル車高レベルとの間のときにNL、ノーマル車高レベルと
高車高レベルとの間のときにNH、高車高レベルよりも高
いときにHH、更に高いときにEHを出力する。なお、両車
高センサとしては他の形式、例えばフォトトランジスタ
を用いたものでもんら差支えない。

27は、スピードメータ26に内蔵された車速センサであ
る。同車速センサ27は検出した車速信号をコントロール
ユニット25へ供給するものである。車速センサ27として
は、機械式スピードメータにおいてはリードスイッチ式
によるセンサが用いられ、電子式スピードメータにおい
てはトランジスタによるオープンコレクタ出力方式のセ
ンサが用いられる。

符号28は、車体に作用する加速度を検出する加速度セン
サ（Ｇセンサ）である。同加速度センサ28は、車両サス
ペンシヨンのばね上、つまり車体における前後、左右及
び上下の方向の加速度を検出するもので、例えば加速度
がないときは、おもりが垂された状態となり、発光ダイ
オードからの光が同おもりに連動する遮蔽板によって遮
られてフオトダイオードへ到達しないことにより、加速
度がないことを検出できるような構造となつている。ま
た設定値以上の加速度が車体に作用すると、おもりが傾
斜したり、移動したりすることによつて、車体に加速度
が作用していることが検出される。そして、この加速度
センサ28の信号はコントロールユニッド25に供給され
る。

符号32はステアリングホイール33の回転速度、すなわ
ち、操蛇角速度を検出する操蛇センサである。34は図示
しないエンジンのアクセルペダルの操作速度を検出する
アクセルセンサである。これらセンサ32及び34検出した
信号はコントロールユニッド25に供給される。

符号35は、各サスペイションユニッドＳ毎に設けられ、
リザーブタンク20に夫々３方切換弁36を介して連通され
コントロールロッド８を回動せしめる空圧式駆動機構で
ある。３方切換弁36はコントロールユニット25からの制
御信号により、空圧式駆動機構35と大気とを連通する第
１位置と空圧式駆動機構35とリザーブタンク20とを連通
する第２位置との何方か一方を選択でき、これにより空
圧式駆動機構35はコントロールロッド８を回動制御する
ことができる。空圧式駆動機構35は、３方切換弁36が上
記第１位置にあるときにサスペンションユニットＳのば
ね定数及び減衰力を小さく保つソフト位置にコントロー
ルロッド８を保持し、３方切換弁36が上記第２位置にあ
るときにサスペンションユニットＳのばね定数及び減衰
力を大きく保つハード位置にコントロールロッド８を保
持する。なお、空圧式駆動機構35は常時スプリングによ
り上記第１位置に付勢されている。

なお、空圧式駆動機構35の代わりにソレノイド式駆動機
構を用いることも可能である。

符号LFは、エンジンルーム（図中、破線LFより左方）と
車室（破線LFとLRとの間）との境を示し、LRは車室とト
ランクルーム（破線LRより右方）との境を示している。

符号30は、悪路等において、ショックアブソーバ１のシ
リンダが大きく上昇したときに主空気ばね室３の壁面等
を損傷するのを防止するためのバンプストッパである。

符号31は、高車高選択スイッチとしての車高モード選択
スイッチである。この車高モード選択スイッチ31は後述
するが、車両の走行状態に応じて車高を自動的にノーマ
ル車高、低車高、高車高のいずれかに調整するオートモ
ードと、車高を高車高に調整するハイモードとを選択す
ることができる。

次に、上述のように構成されたサスペンション位置の作
動について説明する。

先ず、本装置のもつ車高調整機能について説明する。

車高調整機能は、従来周知のように、車高センサ22F及
び22Rにより検出された車高が、設定された目標車高に
対して設定時間（例えば、10秒間）外れたときに、コン
トロールユニット25が、車高を目標車高に向けて変化す
べく各ソレノイドバルブを制御するものである。またコ
ントロールユニット25は、上述のとおり車高モード選択
スイッチ31によりオートモードが選択されている場合
は、車速センサ27により設定値（例えば、90km/h）以上
の車速が検出されたときに目標車高として低車高Ｌを設
定し、同設定値未満も車速が検出されたときには目標車
高としてノーマル車高Ｎを設定し、車高センサ22F及び2
2Rまたは加速度センサ28により路面が悪路であると判定
されたときには目標車高として高車高Ｈを設定し、ハイ
モードが選択されている場合は、目標車高として高車高
Ｈを設定するように構成されている。

次に、本装置のもつばね定数・減衰力切換機能について
説明する。

ばね定数・減衰力切換機能は、従来周知のように、車速
センサ27により設定値（例えば、70km/h）以上の車速が
検出されたとき、加速度センサ28により設定値（例え
ば、0.3G）以上の加速度が検出されたとき、操舵センサ
32により設定値（例えば、100deg/sec）以上の操舵角速
度が検出されたとき、またはアクセルセンサ34により設
定値以上の操作速度が検出されたときに、各サスペンシ
ョンユニットＳのばね定数及び減衰力をハードに切換
え、これら以外のときにばね定数及び減衰力をソフトに
切換えるべく、コントロールユニット25が切換弁36を制
御する。なお、図示しないが、車両の走行状況にかかわ
りなく、ばね定数及び減衰力をハードに保持するハード
選択スイッチを設けることも可能である。

更に本装置においては、上述のばね定数及び減衰力をナ
ードに切換える条件以外の走行状況にあっても、車両Ｂ
の上下方向の振動の周期が車両Ｂのもつ固有振動域にあ
るときには、以下のとおりばね定数及び減衰力を制御す
る。

次に、上記のように構成された本発明の第１実施例の動
作について第３図のフローチャートを参照して説明す
る。まず、フロント車高センサ22Fから出力されるフロ
ント車高センサHDがコントロールユニット25に読み込ま
れる（ステップS1）。そして、車高HDがNH以上になると
アッパコードとしてHSW＝１が設定されると共に、NH以
上の車高のうちの最大車高H_MAXが求められる（ステップ
S3〜６）。さらに、車高HDがNL以下になるとロアコード
としてHSW＝２が設定されると共に、NL以下の車高のう
ちの最少車高H_MINが求められる（ステップS7〜S9）。例
えば、第４図に示すように車高が変化する場合において
は時刻t1で初めてコードHSW＝１（アッパコード）がセ
ットされ、時刻t2における車高HDが最大車高HMAXとして
記憶される。さらに、時刻t4において初めてHSW＝２
（ロアコード）がセットされる。

ところで、時刻t1でHSW＝１がセットされた（ステップS
6）後、周期判定フラグがセットされる（ステップS11,1
2）。そして、コードメモリASWにコードHSWの内容が記
憶される、つまりASW＝HSW＝１とされる（ステップS1
3）。そして、車高HDの変動の半周期を計数する周期タ
イマCHMがセットされる（ステップS14）。つまり、この
周期タイマCTMは後述するように時刻t1から時刻t4まで
の時間を計数するもでのある。以下上記ステップS1以降
の処理に戻る。

そして、時刻t1〜t3の間ではステップS11で「YES」と判
定され、時刻t3からt4までの間ではステップS15で「YE
S」と判定されて周期タイマCTMが歩進される（ステップ
S16,S17）。

そして、時刻t4になるとコードHSW＝２がセットされる
が、コードASW＝１のままであるので、ステップS6で「N
O」と判定されて周期タイマCTMの内容が判定される。つ
まり、周期タイマCTMの計数がサスペンションの固有振
動数の範囲内であるか否か判定される。範囲外である場
合には積算値Ｍがリセットされ、周期タイマCTMがリセ
ツトされて次の周期の判定に進む（ステップS19,S2
0）。

ところで、周期タイマCTMの計数値がステップS18の判定
の範囲内である場合には「H_MAX≧HH」のときに「Ｍ＝Ｍ
＋２」とされ、「Ｈ＜H_MAX≦HH」のときに「Ｍ＝Ｍ＋
１」とされ、「LL＜H_MIN≦Ｌ」のときに「Ｍ＝Ｍ＋１」
とされ、「H_MIN≦Ｌ」のときに「Ｍ＝Ｍ＋２」とされる
（ステップS21〜S28）。

そして、「Ｍ≧４」の場合には減衰力がソフトからハー
ドに切り換えられると共に減衰力保持タイマTcがセット
される（ステップS31〜S33）。これは、車高の変化する
周期がサスペンションの固有振動数近傍であり、その振
動の半周期毎にそのときの振動の大きさに対応した値で
ある重み付けＭが４以上、例えば「H_MAX≧HH」以上の場
合が１回と「H_MAX≧LL」以下の場合が１回続いた場合あ
るいは「H_MAX≧Ｈ」の場合が２回と「H_MIN≦Ｌ」の場合
が２回連続した場合には悪路走行であると判定して、サ
スペンションをハードに切換えるようにして車体の共振
を低減させて乗り心地を向上させている。

なお、ステップS29およびS30は、ステップS18で周期判
定が成立（YES）する度に、そのときの加算対象であるH
_MAXまたはH_MINが最新のものとなるように設けられてい
る。

そして、ステップS33でサスペンションがハードに切換
えられた後に、車体振動がが制御されて「NL＜HD＜NH」
となれば、ハドにされた減衰力は2.0秒後にソフトされ
る（ステップS34〜S36）。なお、この状態で周期判定フ
ラグがセットされたままであると共に積算値Ｍがステッ
プS22〜S28の何れかで最後に設定されたままであるが、
その後、HD≧NHまたはHD≦NLが入力されてステップS18
で「NO」と判定されれば、ステップS19、S20で周期判定
フラグおよび積算値Ｍがリセットされる。

上記第１実施例によれば、振幅が小さい共振状態にあっ
てはその共振状態がある程度長時間継続して初めてサス
ペンションがハードに切換えられるので、乗員が不快に
感じる程度に継続する共振は効果的に制御されると共
に、ハードに切り換えられるまでのはサスペンションが
ソフトに保たれて路面からの細かい振動入力の車体への
伝達を制御して良好な乗に心地を保つことができる。更
に振幅の比較的大きい共振状態にあっては早めにサスペ
ンションがハードに切り換えられるので、共振状態を早
期に制御して乗員が不快に感じることを低減することが
できる。

その後、第４図のＡに示すように車高Hdの変化が滑らか
なってから周期判定フラグがリセットされて（ステップ
S19）、上記ステップS30でハードにされた減衰力は2.0
秒後にソフトにされる（ステップS34〜36）。

次に、本発明の第２実施例について第５図のフローチャ
ートを参照して説明る。この第２の実施例において、車
速に応じて積算値Ｍのしきい値を変化させている。第５
図のフローチャートにおいて、第３図のフローチャート
と相違している点は、まず車両速Ｖの検出して（ステッ
プS2）、その車速Ｖが設定車速V0以上である場合と、設
定車速V0未満の場合とで、積算値Ｍのしきい値を変化さ
せている。例えば、「車速Ｖ≧設定車速V0」である場合
（ステップS301）には一周期でＭ≧２であることが減衰
力をハードに切り換える条件（ステップS12）であるた
め、一周期でＭ≧２以上、つまり例えばH_MAX≧HHあるい
はHmin≦LLが１回でもあれば、サスペンションがハード
にされる。

一方、「車速Ｖ＜設定車速V0である場合（ステップS30
1）にはＭ≧４であることがが減衰力をハードに切り換
える条件（ステップS311）であるため、一定周期以上で
もＭ≧４以上とならなければ、サスペンションはハード
にされない。

上記第２実施例によれば、上記第１実施例と同様の効果
を得ることができる他に、更に以下に述べる作用効果を
奏する。

すなわち、一般に車体の共振状態が同じような大きさで
あっても、乗員は高車速時には低車速時よりも余計に不
快に感じる問題点があるが、この第２実施例において
は、積算値Ｍに関するしきい値が高車速時には低車速時
よりもも小さい値に設定されるので、車体が共振状態に
あるときに高車速時時は低車速時よりも早くサスペンシ
ョンをハードに切換えることができ、これにより上述の
問題点を改善することができるのである。

なお、上記した第１ないし第２の実施例においては何れ
もばね定数及び減衰力の両方を切換え制御しています
が、減衰力のみを切換え制御するように構成しても十分
に効果が得られる。

「発明の効果」以下詳述したように本発明によれば、車高の変化する周
期がサスペンションの固有振動域付近の周期範囲にあた
ると判定された間中、当該振動の大きさに対応してあら
かじめ設定された値に基づいて、当該振動の半周期毎に
そのときの振動の大きさに対応した値を積算し、その積
算値がしきい値以上となったときにサスペンションの減
衰力を増大せしめるようにしたので、車高センサによっ
て検出される車体の上下方向の振幅が悪路走行とは認め
がたい程度の大きさであっても、サスペンションをハー
ドにして乗員が不快を感じるということを抑制すること
ができる車両用サスペンション装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる車両用サスペンション装置を示
す構成図、第２図はサスペンションの取付け位置を示す
側面図、第３図は本発明の第１実施例の動作を示すフロ
ーチャート、第４図は車高変化を示す図、第５図は本発
明の第２実施例を示すフローチャートである。 22F,22R……車高センサ、25……コントロールユニッ
ト、27……車速センサ。

フロントページの続き (72)発明者滝澤省三愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地三菱自動車工業株式会社乗用車技術センター内 (72)発明者竪本實愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地三菱自動車工業株式会社乗用車技術センター内 (56)参考文献特開昭61−64517（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−61815（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サスペンションの減衰力を可変することが
できる減衰力可変装置と、車体の上下方向の振動を検出
する振動検出手段と、上記振動検出手段により検出され
た振動から算出された周期が上記車体のもつ固有振動域
付近の周期範囲にあたると判定された間中、当該振動の
大きさに対応してあらかじめ設定された値に基づいて、
当該振動の半周期毎にそのときの振動の大きさに対応し
た値を積算する積算手段と、上記積算手段により求めら
れた積算値がしきい値以上となったときに上記減衰力可
変装置に上記サスペンションの減衰力を増大せしめる制
御信号を出力する制御手段とを備えた車両用サスペンシ
ョン装置。
【請求項２】上記制御手段は車両の運転状況に応じて上
記しきい値を設定することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の車両用サスペンション装置。