JPH07304318A - 能動懸架装置 - Google Patents

能動懸架装置

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JPH07304318A
JPH07304318A JP7130937A JP13093795A JPH07304318A JP H07304318 A JPH07304318 A JP H07304318A JP 7130937 A JP7130937 A JP 7130937A JP 13093795 A JP13093795 A JP 13093795A JP H07304318 A JPH07304318 A JP H07304318A
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displacement
suspension
spring element
mass
unsprung mass
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ギユンテル・ナーゲル
Martin Winkler
マルテイン・ヴインクレル
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Mercedes Benz AG
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Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御を簡単に実施可能で力に関係する制御も
可能にする能動懸架装置を提供する。 【構成】 特に自動車用の能動懸架装置は、ばね上質量
１とばね下質量２との間に設けられる懸架又は支持ユニ
ツトを含み、この懸架又は支持ユニツトは制御されない
受動ばね素子３とこれに対して直列に設けられて変位を
制御可能な液圧変位装置５とを持つている。ばね下質量
２に対するばね上質量１の行程位置及び変位装置５の行
程を表す変位センサ１０，１１を設けることによつて、
変位測定のみにより、目標値−実際値比較を介してその
つどの支持力の制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特に自動車用の能動懸架
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１１２
５２９０号明細書から、制御されない受動ばね素子、し
かも車両の車体に取付けられる液圧変位装置に対して直
列にコイルばねを設け、車両の地上高を変化するため又
は所望の地上高を設定するため、この変位装置の行程を
制御可能にすることが公知である。それにより車輪荷重
を受けるコイルばねの収縮を相殺し、同時に車高の設定
を行うことができる。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３０５
０３７号明細書は車両の車軸レベル制御装置を示してお
り、制御されない受動ばね素子が、主要ばねを形成して
例えばレベル制御される空気圧ばねとして構成すること
ができる制御可能なばね素子に対して直列に設けられて
いる。荷重を受けると、主要ばねは制御されてその位置
を実際上不変に維持し、制御されない受動ばね素子は付
加的な荷重により車輪のある程度の上昇を可能にする。
この装置では全体として、車両に荷重がかかる際制御さ
れない車軸とレベル制御される車軸との上昇行程差が無
視できるほど小さいようにすることができる。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許第２９４３４８６号
明細書から、変位を制御可能な液圧変位装置に対して直
列に制御されない受動ばね素子を設けることが公知であ
り、この変位装置が車体側に設けられる加速度センサに
より制御されて、ばね上質量即ち車体の偏位が液圧変位
装置の変位行程により大幅に相殺されるようになつてい
る。この制御されない受動ばね素子は比較的硬いか、又
は限られたばね行程のみを可能にする。いずれにせよド
イツ連邦共和国特許第２９４３４８６号明細書では、車
体の垂直行程が制御されない受動ばね素子を介して車体
に結合される液圧変位装置の部分の垂直行程にほぼ等し
いものと仮定され、即ち大幅に剛性な結合が行われる
（ドイツ連邦共和国特許第２９４３４８６号明細書の４
ページの２１ないし２４行参照）。
【０００５】ドイツ連邦共和国特許第４０２６７９０号
明細書は計算機で制御される懸架装置を示しており、制
御されない受動ばね素子に対して直列に行程を制御可能
な液圧変位装置が設けられている。この変位装置は、危
険な状態をなくすことができるようにするため短時間動
作用に容量を定められた圧力溜めに接続可能である。特
にこうして共振の励起が防止されるようにしている。危
険な状態が存在するか否かを確認するため、ばね上質量
又は車体とばね下質量又は車輪との間に変位センサ等の
センサが設けられ、その信号から生ずる振動の振動数も
求められる。
【０００６】米国特許第３６０６２３３号明細書に示す
懸架装置では、行程を制御可能な液圧変位装置を持つ能
動素子に制御されない受動ばね素子が直列接続されてい
る。行程制御は、適当なセンサにより検出されるばね上
質量の加速度に関係して行われて、ばね上質量とばね下
質量とのできるだけ大輻な振動分離を行うようにしてい
る。
【０００７】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１８
７３５号明細書によれば、車両の懸架装置において制御
されない受動ばね素子に対して並列に制御可能な緩衝装
置が設けられ、適当なセンサにより検出される車体加速
度の評価に基いてこの緩衝装置が制御されて、いわゆる
スカイフツク緩衝が行われるようにする。
【０００８】なお懸架装置において、ばね上質量とばね
下質量との間の力経路に生ずる力を、行程に関係なく動
作する力センサにより検出して、能動懸架又は支持ユニ
ツトの力に関係する制御を可能にすることも、原理的に
公知である。このような装置は比較的費用がかかる。な
おばね上質量とばね下質量との間の力経路における力と
これらの質量の間の相対運動との間に大きい位相差が生
ずる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】さて本発明の課題は、
制御を簡単に実施可能で力に関係する制御も可能にする
能動懸架装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、能動懸架装置において、ばね上質量と
ばね下質量との間に設けられる複数の懸架又は支持ユニ
ツトが、制御されない受動ばね素子及びこれに対して直
列に設けられかつ変位を制御可能な液圧変位装置をそれ
ぞれ持ち、懸架又は支持ユニツトにそれぞれ変位センサ
が付属して、ばね上質量に対するばね下質量のそのつど
の行程位置及びそれぞれの変位装置の行程を直接検出
し、ばね上質量とばね下質量との間にそのつど作用する
支持力の実際値が、変位センサの信号により検出可能な
制御されない受動ばね素子のばね状態から求められ、変
位装置の変位の制御が、支持力及びばね上質量の運動状
態に固有な量の規定すべき目標値に関係して行われる。
【００１１】
【発明の効果】本発明により、受動ばね素子のため確実
な非常時特性を持つ有利な懸架装置が車両のために与え
られる。車輪と車体との間の力経路に作用する力は変位
測定により間接的に検出されるので、ばね力を求めかつ
懸架装置が車両位置へ及ぼす影響及びその時間的変化を
求めるのに、同じ種類で同じ位相の信号即ち変位センサ
の信号のみを評価すればよい。
【００１２】懸架装置の動作状態が瞬間に作用する車道
の凹凸に帰因するのか、又は以前の車道凹凸の結果とし
ての振動運動に帰因するのかを区別するため、車体の共
振に固有なパラメータ例えば車体の垂直加速度が用いら
れる。
【００１３】本発明は、能動懸架装置において支持力又
は液圧装置に作用する圧力の直接検出を完全にやめ、ば
ね上質量とばね下質量との間に作用する支持力を行程測
定又は行程位置の検出のみによつて求めるという一般思
想に基いている。
【００１４】この場合、本発明によるばね上質量では懸
架又は支持ユニツトにそのつど作用する支持力が、一方
では制御されない受動ばね素子の構造的に規定されるば
ね特性により規定され、他方ではばね上質量に対するば
ね下質量の行程位置とそれぞれの変位装置の行程との差
（ｘ−ｙ）によつて規定される、という事実が利用され
る。この差は、走行状態即ち設けられのばね張力の大き
さを可逆的に一義的に再現する。
【００１５】変位測定又は変位に対応する量の測定は特
に簡単に行われるので、本発明は特に簡単な制御技術で
あるという利点を与える。他の構造費も比較的少ない。
大体において、変位装置へ液圧媒体の供給又はこれから
の排出のために、充分な出力の圧力源及び制御弁しか必
要とされない。この場合変位装置を所望の位置に保持す
るために比較的僅かな出力しか必要としないことは有利
である。このために弁の遮断で充分である。
【００１６】制御されない受動ばね素子は常に作用して
いるので、変位装置の摩擦が走行の快適さを低下しない
ことが、更に有利である。なお変位装置の位置制御の際
の摩擦は補償することができる。
【００１７】懸架装置の計算機に欠陥が生ずると、変位
装置を自動的に又は手動制御により所定の位置へもたら
し、この位置に停止させるか、又は弁の遮断により液圧
的に拘束することによつて、容易に非常運転を行うこと
ができる。それにより懸架装置は従来の純粋な受動装置
のように動作する。
【００１８】なお本発明のそれ以外の好ましい特徴は、
従属請求項及び図面に示されている実施例の以下の説明
から明らかになる。
【００１９】
【実施例】変位装置のばね上質量を形成する車体１とば
ね下質量を形成する車輪２との間に、原理的に公知のよ
うに、例えば鋼製コイル圧縮ばねの形の制御されない受
動ばね素子３が設けられている。ばね素子３の車体側支
持体は、車体１に設けられる液圧変位装置５のプランジ
ヤ４として構成され、この変位装置５は制御弁６を介し
て圧力源７又はほぼ圧力なしのタンク８に連続的に接続
可能であるか、又は圧力源７又はタンク８に対して遮断
可能である。
【００２０】制御弁６を制御するため電子制御装置９が
役立ち、その入力側が車体１に対する車輪２の行程位置
ｘ用及び車体１に対するプランジヤ４のｙ用の変位セン
サ１０及び１１に接続されている。
【００２１】更に電子制御装置９の入力側に、別のパラ
メータ例えば車両の車体加速度、車輪加速度、かじ取り
ハンドル角、片揺れ（ヨー）速度、走行速度等の監視に
役立ちかつ車両の車体の懸架及び緩衝割合、自己かじ取
り動作又は車体位置の調節（車体水平化）に影響を与え
るのを可能にする別のセンサ１２を接続することができ
る。
【００２２】更に電子制御装置９の入力側に、任意に操
作可能な開閉器１３を設けて、種々の制御整合装置を始
動させることができる。
【００２３】ばね素子３に対して並列に、従来の緩衝装
置又はなるべく切換え可能な緩衝装置１４が設けられ、
この緩衝装置１４は車体１と車輪２又はばね素子３の車
輪側支持体との間で動作する。
【００２４】緩衝装置１４は、いわゆる共振の際、即ち
車輪２がトランプルしようとする時特に緩衝を行うよう
に整合されているのがよい。
【００２５】図示した装置は大体において次のように動
作する。車体１に対する車輪２の行程位置を表すセンサ
１０の信号から、電子制御装置９が、場合によつては別
のセンサ１２の信号を考慮して、車体１とそれぞれの車
輪２との間に作用すべき支持力の目標値を求める。その
代りに、支持力に類似な量も考慮することができる。支
持力の目標値Ａｓｏｌｌに対して次式が成立する。 Ａｓｏｌｌ＝ｋ（ｘ−ｙ）ｓｏｌｌ ここでｋはばね素子３の弾性係数である。Ａｓｏｌｌを
計算する簡単な可能性は、支持力の値が大体においてば
ね素子３のばね張力により決定されることに基いてい
る。このばね張力は差ｘ−ｙと同じように変化する。
【００２６】車体１と車輪２との間にそのつど作用する
支持力の実際値Ａｉｓｔも、センサ１０及び１１の信号
から次のようにして求めることができる。 Ａｉｓｔ＝ｋ（ｘ−ｙ）ｉｓｔ
【００２７】目標置−実際値比較により本発明において
可能な制御は、従つて変位距離（ｘ−ｙ）ｓｏｌｌ及び
（ｘ−ｙ）ｉｓｔの目標値−実際値比較によつて行うこ
とができる。
【００２８】所望の制御を行うことができるようにする
ため、単体１と車輪２との可能な相対運動に比較して変
位装置５のプランジヤ４を速く変位させるだけでよい。
そのため圧力源７が適当な出力を持ち、更に制御弁６が
それに応じた大きさの断面を制御できねばならない。
【００２９】電子制御装置９が故障するか又は誤差を伴
つて動作すると、非常運転が容易に可能であり、プラン
ジヤ４が液圧により変位装置５内の規定すべき位置に拘
束され、緩衝装置１４が切換え可能な場合、この緩衝装
置１４が硬い緩衝に切換えられる。
【００３０】非常運転の開始は、電子制御装置９に欠陥
が生ずる際自動的に行うことができる。その代りに、運
転者が非常運転の開始に相当する制御機構を操作するこ
とも可能である。
【００３１】車輪２の行程位置ｘを表すセンサ１０の信
号は、ばね素子３の支持力の実際値を計算するためなる
べく濾波されて、速い車輪運動が考慮されないようにす
る。なぜならば、プランジヤ４の変位により、比較的緩
慢な車体１の運動が影響を受けるようにするからであ
る。
【００３２】しかし車輪共振振動数の近くにおける車輪
運動の際、電子制御装置９がこの車輪共振を減衰させる
ため緩衝装置１４を始動させることができるようにする
ため、センサ１０の信号が車輪の速い運動も表すことが
できるようにする。
【００３３】支持力の制御により、本発明では大体にお
いて車体の比較的緩慢な運動のみが影響を受ける。特に
車輪共振の範囲における比較的速い車輪運動は、実際上
緩衝装置１４のみの影響（減衰）を受ける。車体運動が
典型的に１ないし２Ｈｚの振動数を持ち、一方共振の振
動数は約１５ないし２０Ｈｚなので、車体運動へ影響を
及ぼすのに役立つ支持力の制御装置は、比較的緩慢に動
作する。
【００３４】圧力源としてのポンプ７と制御弁６との間
には、図示しない圧力溜めを設けるのがよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により車輪と車体との間に設けられる懸
架又は支持ユニツトの概略構成図である。
【符号の説明】
１ ばね上質量 ２ ばね下質量 ３，５ 懸架又は支持ユニツト ３ ばね素子 ５ 液圧変位装置 ９ 制御装置 １０，１１ 変位センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルテイン・ヴインクレル ドイツ連邦共和国シユヴアイクハイム・タ ールシユトラーセ４

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ばね上質量（１）とばね下質量（２）と
    の間に設けられる複数の懸架又は支持ユニツト（３，
    ５）が、制御されない受動ばね素子（３）及びこれに対
    して直列に設けられかつ変位を制御可能な液圧変位装置
    （５）をそれぞれ持ち、 懸架又は支持ユニツト（３，５）にそれぞれ変位センサ
    （１０，１１）が付属して、ばね上質量（１）に対する
    ばね下質量（２）のそのつどの行程位置（ｘ）及びそれ
    ぞれの変位装置（５）の行程（ｙ）を直接検出し、 ばね上質量（１）とばね下質量（２）との間にそのつど
    作用する支持力の実際値（Ａｉｓｔ）が、変位センサの
    信号により検出可能な制御されない受動ばね素子のばね
    状態から求められ、 変位装置（５）の変位の制御が、支持力及びばね上質量
    （１）の運動状態に固有な量の規定すべき目標値に関係
    して行われることを特徴とする、能動懸架装置。
  2. 【請求項２】 変位装置（５）の変位速度が、静止系に
    対するばね上質量（１）の可能な速度より大きいことを
    特徴とする、請求項１に記載の懸架装置。
  3. 【請求項３】 ばね素子（３）に対して並列に少なくと
    も１つの切換え可能な緩衝装置（１４）が設けられて、
    共振現象の減衰に合わされていることを特徴とする、請
    求項１又は２に記載の懸架装置。
  4. 【請求項４】 ばね上質量又は車体とばね下質量又は車
    輪又はばね素子（３）の車輪側支持体との間に緩衝装置
    （１４）が設けられていることを特徴とする、請求項３
    に記載の懸架装置。
  5. 【請求項５】 規定可能なパラメータを監視するセンサ
    （１２，１３）により、現定すべき目標値
    （Ａｓｏｌｌ）が変化可能であることを特徴とする、請
    求項１ないし３の１つに記載の懸架装置。
JP7130937A 1994-04-22 1995-04-20 能動懸架装置 Pending JPH07304318A (ja)

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DE4414022.3 1994-04-22
DE4414022A DE4414022C2 (de) 1994-04-22 1994-04-22 Aktives Federungssystem

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JPH07304318A true JPH07304318A (ja) 1995-11-21

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JP7130937A Pending JPH07304318A (ja) 1994-04-22 1995-04-20 能動懸架装置
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JP (2) JPH07304318A (ja)
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GB (1) GB2288577B (ja)
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