JPH0911727A - サスペンション装置 - Google Patents
サスペンション装置Info
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- JPH0911727A JPH0911727A JP16227195A JP16227195A JPH0911727A JP H0911727 A JPH0911727 A JP H0911727A JP 16227195 A JP16227195 A JP 16227195A JP 16227195 A JP16227195 A JP 16227195A JP H0911727 A JPH0911727 A JP H0911727A
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- cylinder
- vehicle body
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 過渡的な路面からの振動入力が車体へ伝達す
るのを抑制しながら車体の安定性を確保する。 【構成】 車体側部材7と各車輪側部材との間にそれぞ
れ介装された減衰力を発生するシリンダ1及びコイルス
プリング6と、シリンダ1と連通してガスばねを構成す
る蓄圧器3とを備え、シリンダ1及び蓄圧器3へ作動流
体を給排するスプールバルブ2は、シリンダ1及び蓄圧
器3と連通した圧力調整ポート23と、圧力調整ポート
23とタンクまたは加圧流体供給源とを選択的に連通す
るスプール20と、蓄圧器3と圧力調整ポート23との
間に介装された絞り27と、シリンダ1に加わる作動流
体の圧力Paと絞り27と蓄圧器3との間の圧力Pbの
差圧ΔPに応じてスプール20を駆動するパイロット通
路24、25を備える。
るのを抑制しながら車体の安定性を確保する。 【構成】 車体側部材7と各車輪側部材との間にそれぞ
れ介装された減衰力を発生するシリンダ1及びコイルス
プリング6と、シリンダ1と連通してガスばねを構成す
る蓄圧器3とを備え、シリンダ1及び蓄圧器3へ作動流
体を給排するスプールバルブ2は、シリンダ1及び蓄圧
器3と連通した圧力調整ポート23と、圧力調整ポート
23とタンクまたは加圧流体供給源とを選択的に連通す
るスプール20と、蓄圧器3と圧力調整ポート23との
間に介装された絞り27と、シリンダ1に加わる作動流
体の圧力Paと絞り27と蓄圧器3との間の圧力Pbの
差圧ΔPに応じてスプール20を駆動するパイロット通
路24、25を備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両等に採用されるハ
イドロニューマチックサスペンションの改良改良に関す
るものである。
イドロニューマチックサスペンションの改良改良に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のサスペンション装置としては、例
えば、特開平6−206419号公報などが知られてお
り、コントローラは検出した車体の運動状態に応じて、
ハイドロニューマチックサスペンションのガスばねのば
ね定数をアクチュエータを駆動することで変更して、任
意のばね定数を得ようとするものである。
えば、特開平6−206419号公報などが知られてお
り、コントローラは検出した車体の運動状態に応じて、
ハイドロニューマチックサスペンションのガスばねのば
ね定数をアクチュエータを駆動することで変更して、任
意のばね定数を得ようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサスペンション装置にあっては、コントロー
ラの指令値に応じてガスばねのばね定数を設定してお
り、車両の姿勢変化を抑制するためにばね定数を高く設
定した状態では、路面からの振動入力がばね定数を高く
設定したガスばねを介して車体へ伝達され、乗心地が悪
化するという問題点があった。
うな従来のサスペンション装置にあっては、コントロー
ラの指令値に応じてガスばねのばね定数を設定してお
り、車両の姿勢変化を抑制するためにばね定数を高く設
定した状態では、路面からの振動入力がばね定数を高く
設定したガスばねを介して車体へ伝達され、乗心地が悪
化するという問題点があった。
【0004】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、ばね定数を高く設定した場合にも乗心地を
確保可能なサスペンション装置を提供することを目的と
する。
れたもので、ばね定数を高く設定した場合にも乗心地を
確保可能なサスペンション装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、車体側部
材と各車輪側部材との間にそれぞれ介装されたスプリン
グと、車体側部材と各車輪側部材との間にそれぞれ介装
されて車体側部材と車輪側部材の相対変位に応じて減衰
力を発生するシリンダと、前記シリンダと連通してガス
ばねを構成する蓄圧器と、前記シリンダ及び蓄圧器へ作
動流体を給排する弁手段とを備えたサスペンション装置
において、前記弁手段は、前記シリンダ及び蓄圧器と連
通した圧力調整ポートと、前記圧力調整ポートとタンク
または加圧流体供給源とを選択的に連通する弁体と、前
記蓄圧器と圧力調整ポートとの間に介装された第1の絞
りと、前記シリンダに加わる作動流体の圧力と第1の絞
りと蓄圧器との間の圧力の差を検知するとともに、この
差圧に応じて前記弁体を駆動する差圧応動手段とを備え
る。
材と各車輪側部材との間にそれぞれ介装されたスプリン
グと、車体側部材と各車輪側部材との間にそれぞれ介装
されて車体側部材と車輪側部材の相対変位に応じて減衰
力を発生するシリンダと、前記シリンダと連通してガス
ばねを構成する蓄圧器と、前記シリンダ及び蓄圧器へ作
動流体を給排する弁手段とを備えたサスペンション装置
において、前記弁手段は、前記シリンダ及び蓄圧器と連
通した圧力調整ポートと、前記圧力調整ポートとタンク
または加圧流体供給源とを選択的に連通する弁体と、前
記蓄圧器と圧力調整ポートとの間に介装された第1の絞
りと、前記シリンダに加わる作動流体の圧力と第1の絞
りと蓄圧器との間の圧力の差を検知するとともに、この
差圧に応じて前記弁体を駆動する差圧応動手段とを備え
る。
【0006】また、第2の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記第1の絞りが可変絞りで構成されるととも
に、車両の運動状態に応じてこの第1の絞りを駆動する
制御手段とを備える。
いて、前記第1の絞りが可変絞りで構成されるととも
に、車両の運動状態に応じてこの第1の絞りを駆動する
制御手段とを備える。
【0007】また、第3の発明は、前記第1または第2
の発明において、前記圧力調整ポートとシリンダとの間
に第2の可変絞りを介装するとともに、車両の運動状態
に応じてこの第2の可変絞りを駆動する制御手段とを備
える。
の発明において、前記圧力調整ポートとシリンダとの間
に第2の可変絞りを介装するとともに、車両の運動状態
に応じてこの第2の可変絞りを駆動する制御手段とを備
える。
【0008】
【作用】したがって、第1の発明は、シリンダは第1絞
りを介して蓄圧器と連通され、弁体はシリンダに加わる
作動流体の圧力と、第1絞りと蓄圧器との間の圧力の差
に応じて駆動されるため、スプリングのばね定数をK、
シリンダと連通した蓄圧器のガスばね定数をKa、第1
絞りによる一次遅れの時定数をTとすると、サスペンシ
ョン装置の全体のばね定数は、K+Ka/(1+Ts)
となり、車体側部材と車輪側部材の定常的な相対変位に
対しては全体のばね定数はK+Kaとなって、車体のロ
ールまたはピッチ運動を抑制する一方、過渡的な相対変
位に対してはばね定数がK+Ka/(1+Ts)である
ため、ばね上(車体側)共振周波数からバネ下(車輪
側)共振周波数の間の振動伝達率を低下させることがで
き、車体の姿勢変化に対しては高いばね定数で、路面か
らの過渡的な振動入力に対しては低いばね定数となる。
りを介して蓄圧器と連通され、弁体はシリンダに加わる
作動流体の圧力と、第1絞りと蓄圧器との間の圧力の差
に応じて駆動されるため、スプリングのばね定数をK、
シリンダと連通した蓄圧器のガスばね定数をKa、第1
絞りによる一次遅れの時定数をTとすると、サスペンシ
ョン装置の全体のばね定数は、K+Ka/(1+Ts)
となり、車体側部材と車輪側部材の定常的な相対変位に
対しては全体のばね定数はK+Kaとなって、車体のロ
ールまたはピッチ運動を抑制する一方、過渡的な相対変
位に対してはばね定数がK+Ka/(1+Ts)である
ため、ばね上(車体側)共振周波数からバネ下(車輪
側)共振周波数の間の振動伝達率を低下させることがで
き、車体の姿勢変化に対しては高いばね定数で、路面か
らの過渡的な振動入力に対しては低いばね定数となる。
【0009】また、第2の発明は、第1の絞りを車両運
動状態に応じて制御される可変絞りとすることで、時定
数Tを運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができる。
動状態に応じて制御される可変絞りとすることで、時定
数Tを運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができる。
【0010】また、第3の発明は、圧力調整ポートとシ
リンダとの間に介装した第2の絞りを車両運動状態に応
じて制御される可変絞りとすることで、シリンダの減衰
定数を運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができる。
リンダとの間に介装した第2の絞りを車両運動状態に応
じて制御される可変絞りとすることで、シリンダの減衰
定数を運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【0012】図1〜図2は本発明を四輪車に適用した場
合の一実施例を示し、車体側部材7と各車輪側部材(図
示せず)との間には、車体の荷重を支持するコイルスプ
リング6と減衰力を発生するシリンダ1が並列的に配設
されるとともに、各シリンダ1にはガスばねを構成する
蓄圧器3がそれぞれ連通されて、シリンダ1及び蓄圧器
3は弁手段としてのスプールバルブ2を介して加圧流体
源としてのポンプ4から作動流体の供給を受ける。
合の一実施例を示し、車体側部材7と各車輪側部材(図
示せず)との間には、車体の荷重を支持するコイルスプ
リング6と減衰力を発生するシリンダ1が並列的に配設
されるとともに、各シリンダ1にはガスばねを構成する
蓄圧器3がそれぞれ連通されて、シリンダ1及び蓄圧器
3は弁手段としてのスプールバルブ2を介して加圧流体
源としてのポンプ4から作動流体の供給を受ける。
【0013】シリンダ1には内部の上下の油室11、1
2を画成するとともに、ロッド14を介して車体側部材
7に結合されたピストン10が摺動自由に収装され、ピ
ストン10には上下の油室11、12を連通する油路1
3が形成され、ピストン10とシリンダ1の相対運動に
よる減衰力が生じる。
2を画成するとともに、ロッド14を介して車体側部材
7に結合されたピストン10が摺動自由に収装され、ピ
ストン10には上下の油室11、12を連通する油路1
3が形成され、ピストン10とシリンダ1の相対運動に
よる減衰力が生じる。
【0014】車体側部材7と車輪側部材の相対運動に応
じてシリンダ1の内部をピストン10が相対変位して、
この変位量に応じてシリンダ1の内部へ貫入したロッド
14の体積に応じてシリンダ1内の容積が変化する。
じてシリンダ1の内部をピストン10が相対変位して、
この変位量に応じてシリンダ1の内部へ貫入したロッド
14の体積に応じてシリンダ1内の容積が変化する。
【0015】シリンダ1の油室11はピストン10及び
ロッド14の内部に形成された油路40を介して各車輪
毎にそれぞれ配設された蓄圧器3及びスプールバルブ2
と連通する。
ロッド14の内部に形成された油路40を介して各車輪
毎にそれぞれ配設された蓄圧器3及びスプールバルブ2
と連通する。
【0016】蓄圧器3は図2に示すように、ピストン3
0を介して所定の気体を収装したガス室32と、スプー
ルバルブ2を介してシリンダ1に連通する油室31が画
成され、ガス室32は油室31に供給される作動流体の
圧力に応じて反力を発生するガスばねを構成する。
0を介して所定の気体を収装したガス室32と、スプー
ルバルブ2を介してシリンダ1に連通する油室31が画
成され、ガス室32は油室31に供給される作動流体の
圧力に応じて反力を発生するガスばねを構成する。
【0017】スプールバルブ2には、軸方向の変位に応
じて供給圧力を調整する弁体としてのスプール20が摺
動自由に収装され、このスプール20に面してポンプ4
と連通するポンプポート21、リザーバタンク5と連通
するタンクポート22、シリンダ1及び蓄圧器3への圧
力を選択的に増減する圧力調整ポート23がそれぞれ開
口する。圧力調整ポート23はスプール20の変位に応
じてポンプポート21またはタンクポート22と連通す
る。
じて供給圧力を調整する弁体としてのスプール20が摺
動自由に収装され、このスプール20に面してポンプ4
と連通するポンプポート21、リザーバタンク5と連通
するタンクポート22、シリンダ1及び蓄圧器3への圧
力を選択的に増減する圧力調整ポート23がそれぞれ開
口する。圧力調整ポート23はスプール20の変位に応
じてポンプポート21またはタンクポート22と連通す
る。
【0018】この圧力調整ポート23は第1の絞りとし
ての絞り26を介して油路40と連通するとともに、第
2の絞りとしての絞り27を介して油路41と連通し、
さらに圧力調整ポート23は、スプール20を図中右方
向へ駆動するパイロット通路24と連通する。
ての絞り26を介して油路40と連通するとともに、第
2の絞りとしての絞り27を介して油路41と連通し、
さらに圧力調整ポート23は、スプール20を図中右方
向へ駆動するパイロット通路24と連通する。
【0019】そして、絞り27と蓄圧器3との間の油路
41からは、油室31の圧力をスプール20へ導くパイ
ロット通路25が形成され、スプール20は蓄圧器3の
油室31内の圧力に応じて図中左方向へ駆動される。
41からは、油室31の圧力をスプール20へ導くパイ
ロット通路25が形成され、スプール20は蓄圧器3の
油室31内の圧力に応じて図中左方向へ駆動される。
【0020】スプール20は、パイロット通路24、2
5の差圧に応じて軸方向へ変位し、パイロット通路24
の圧力がパイロット通路25より高い場合には、圧力調
整ポート23をタンクポート22と連通する一方、パイ
ロット通路25の圧力が高ければ、圧力調整ポート23
をポンプポート21と連通するもので、これらパイロッ
ト通路24、25が差圧応動手段を構成する。
5の差圧に応じて軸方向へ変位し、パイロット通路24
の圧力がパイロット通路25より高い場合には、圧力調
整ポート23をタンクポート22と連通する一方、パイ
ロット通路25の圧力が高ければ、圧力調整ポート23
をポンプポート21と連通するもので、これらパイロッ
ト通路24、25が差圧応動手段を構成する。
【0021】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【0022】車輪側部材の変位に応じてシリンダ1内の
圧力が変化すると、この圧力変化は油路40の絞り26
を介してパイロット通路24へ作用すると共に、絞り2
6から油路41の絞り27を介して蓄圧器3の油室31
及びスプール20のパイロット通路25へそれぞれ作用
する。
圧力が変化すると、この圧力変化は油路40の絞り26
を介してパイロット通路24へ作用すると共に、絞り2
6から油路41の絞り27を介して蓄圧器3の油室31
及びスプール20のパイロット通路25へそれぞれ作用
する。
【0023】ここで、シリンダ1内の圧力をP、シリン
ダ1に出入りする流体の流量をQ、絞り26の抵抗をR
a、絞り27の抵抗をRb、蓄圧器3に収装された気体
のばね定数をKaとすると、絞り26からスプール20
に作用する圧力Paは、次の(1)式で表される。
ダ1に出入りする流体の流量をQ、絞り26の抵抗をR
a、絞り27の抵抗をRb、蓄圧器3に収装された気体
のばね定数をKaとすると、絞り26からスプール20
に作用する圧力Paは、次の(1)式で表される。
【0024】Pa=P−Ra×Q …(1) 圧力調整ポート23を通過する流量をQpとすると絞り
27を通過する流量Qbは、 Qb=Q−Qp となり、パイロット通路25に作用する圧力Pbは、 Pb=Pa−Rb×Qb …(2) となり、このパイロット通路25の圧力Pbは、蓄圧器
3の油室31内の圧力に等しい。
27を通過する流量Qbは、 Qb=Q−Qp となり、パイロット通路25に作用する圧力Pbは、 Pb=Pa−Rb×Qb …(2) となり、このパイロット通路25の圧力Pbは、蓄圧器
3の油室31内の圧力に等しい。
【0025】蓄圧器3の油室31の圧力は、蓄圧器3に
出入りした流体により容積が変更されたガス室32のば
ね反力と釣り合う。蓄圧器3内に出入りする流体の体積
は、ラプラス演算子をsとすると、流量の積分値である
Qb/sとなる。
出入りした流体により容積が変更されたガス室32のば
ね反力と釣り合う。蓄圧器3内に出入りする流体の体積
は、ラプラス演算子をsとすると、流量の積分値である
Qb/sとなる。
【0026】蓄圧器3のピストン30の受圧面積をAa
とすると、蓄圧器3のガスばねのストロークは、(Qb
/s)/Aa、ガスばねの反力は(Qb/s)/Aa×
ka、ガスばねの反力に応じた作動流体の圧力は(Qb
/s)/Aa×ka/Aaとなり、圧力Pbは、 Pb=(Qb/s)/Aa×ka/Aa …(3) となる。
とすると、蓄圧器3のガスばねのストロークは、(Qb
/s)/Aa、ガスばねの反力は(Qb/s)/Aa×
ka、ガスばねの反力に応じた作動流体の圧力は(Qb
/s)/Aa×ka/Aaとなり、圧力Pbは、 Pb=(Qb/s)/Aa×ka/Aa …(3) となる。
【0027】したがって、パイロット通路25の流量Q
bは、 Qb=sPb×Aa2/ka …(4) となる。
bは、 Qb=sPb×Aa2/ka …(4) となる。
【0028】この(4)式を上記(2)式へ代入する
と、 Pb=Pa−Rb×sPb×Aa2/ka Pb{1+(Rb×Aa2/ka)s}=Pa Pb(1+Ts)=Pa …(5) ただし、T=Rb×Aa2/ka となる。
と、 Pb=Pa−Rb×sPb×Aa2/ka Pb{1+(Rb×Aa2/ka)s}=Pa Pb(1+Ts)=Pa …(5) ただし、T=Rb×Aa2/ka となる。
【0029】スプール20は両端に加わる上記(5)式
による圧力差ΔPに応じて変位し、この圧力差ΔPは、 ΔP=Pa−Pb=Pa{1−1/(1+Ts)} =Pa{Ts/(1+Ts)}…(6) となる。
による圧力差ΔPに応じて変位し、この圧力差ΔPは、 ΔP=Pa−Pb=Pa{1−1/(1+Ts)} =Pa{Ts/(1+Ts)}…(6) となる。
【0030】シリンダ1の圧力が上昇した場合には、ス
プール20が移動して圧力調整ポート23をタンクポー
ト22に連通させてシリンダ1内の圧力を低減する一
方、シリンダ1内の圧力が低下した場合には、スプール
20は上記と逆方向へ変位して圧力調整ポート23をポ
ンプポート21へ連通して圧力が上昇する。この結果、
上記(6)式の圧力差ΔPに応じた作動流体が圧力調整
ポート23から給排される。
プール20が移動して圧力調整ポート23をタンクポー
ト22に連通させてシリンダ1内の圧力を低減する一
方、シリンダ1内の圧力が低下した場合には、スプール
20は上記と逆方向へ変位して圧力調整ポート23をポ
ンプポート21へ連通して圧力が上昇する。この結果、
上記(6)式の圧力差ΔPに応じた作動流体が圧力調整
ポート23から給排される。
【0031】すなわち、シリンダ1内に出入りする作動
流体の流量Qの内、上記(6)式に応じた分だけ圧力調
整ポート23を通過し、その流量Qpは、 Qp=Ts/(1+Ts)×Q …(7) となる、したがって、 Qb=Q−Qp=1/(1+Ts)×Q …(8) となり、蓄圧器3に出入りする作動流体の体積Qb/s
は、 Qb/s=1/(1+Ts)×Q/s …(9) である。
流体の流量Qの内、上記(6)式に応じた分だけ圧力調
整ポート23を通過し、その流量Qpは、 Qp=Ts/(1+Ts)×Q …(7) となる、したがって、 Qb=Q−Qp=1/(1+Ts)×Q …(8) となり、蓄圧器3に出入りする作動流体の体積Qb/s
は、 Qb/s=1/(1+Ts)×Q/s …(9) である。
【0032】上記(3)式は、蓄圧器3のガスばねの反
力を示し、この式より、 Pb=(Qb/s)/Aa×ka/Aa =(Qb/s)/Aa2×ka/(1+Ts) …(10) となる。
力を示し、この式より、 Pb=(Qb/s)/Aa×ka/Aa =(Qb/s)/Aa2×ka/(1+Ts) …(10) となる。
【0033】ここで、シリンダ1のピストン10の受圧
面積をAs、シリンダ1のストロークをXsとすると、
シリンダ1のストロークに対してシリンダ1内へ出入り
する流体の体積Q/sは、 Q/s=As×Xs …(11) であり、シリンダ1内の圧力Pによる力Fは、 F=P×As …(12) である。
面積をAs、シリンダ1のストロークをXsとすると、
シリンダ1のストロークに対してシリンダ1内へ出入り
する流体の体積Q/sは、 Q/s=As×Xs …(11) であり、シリンダ1内の圧力Pによる力Fは、 F=P×As …(12) である。
【0034】上記(1)式の両辺に受圧面積Asをかけ
て(5)、(8)式を用いるとともに、(6)式の圧力
差が0となってPa=Pbとなることにより(10)式
を用い、さらに(11)式の関係を用いて上記(12)
式を整理すると、 F=P×As=(Pa+Q×Ra)×As={Pb+Q×Ra}×As) ={(Q/s)Aa2×ka/(1+Ts)+Q×Ra}×As ={Aa2×ka/(1+Ts)}(Q/s)×As+Ra×Q×As ={Aa2×ka/(1+Ts)}×As2×Xs+Ra×As2×sXs =Ka/(1+Ts)×Xs+C×sXs …(13) ただし、Ka=Aa2×ka×As2 ;蓄圧器3のガス
ばね定数 C=Ra×As2 ;シリンダ1の減衰定数 である。
て(5)、(8)式を用いるとともに、(6)式の圧力
差が0となってPa=Pbとなることにより(10)式
を用い、さらに(11)式の関係を用いて上記(12)
式を整理すると、 F=P×As=(Pa+Q×Ra)×As={Pb+Q×Ra}×As) ={(Q/s)Aa2×ka/(1+Ts)+Q×Ra}×As ={Aa2×ka/(1+Ts)}(Q/s)×As+Ra×Q×As ={Aa2×ka/(1+Ts)}×As2×Xs+Ra×As2×sXs =Ka/(1+Ts)×Xs+C×sXs …(13) ただし、Ka=Aa2×ka×As2 ;蓄圧器3のガス
ばね定数 C=Ra×As2 ;シリンダ1の減衰定数 である。
【0035】すなわち、サスペンションのストロークX
sに対して蓄圧器3のガスばねのばね定数はKa/(1
+Ts)となる。
sに対して蓄圧器3のガスばねのばね定数はKa/(1
+Ts)となる。
【0036】シリンダ1と並列的に介装されたコイルス
プリング6のばね定数をKとすると、サスペンション装
置のばね定数はK+Ka/(1+Ts)となる。
プリング6のばね定数をKとすると、サスペンション装
置のばね定数はK+Ka/(1+Ts)となる。
【0037】このばね特性による路面からの入力が車体
へ伝達される伝達率は、図3に示すようになり、前記従
来例のようなサスペンションのばね特性(ばね定数=K
+Ka)に比して、入力周波数が高くなるに従ってばね
定数が低下し、このためばね上の共振周波数が低下す
る。
へ伝達される伝達率は、図3に示すようになり、前記従
来例のようなサスペンションのばね特性(ばね定数=K
+Ka)に比して、入力周波数が高くなるに従ってばね
定数が低下し、このためばね上の共振周波数が低下す
る。
【0038】したがって、定常的な慣性力による車体の
姿勢変化に対しては、高いばね定数となって車体の姿勢
変化を抑制する一方、過渡的な路面からの入力に対して
は低いばね定数となってばね下からばね上への振動の伝
達を抑制して良好な乗心地を確保することが可能となる
のである。
姿勢変化に対しては、高いばね定数となって車体の姿勢
変化を抑制する一方、過渡的な路面からの入力に対して
は低いばね定数となってばね下からばね上への振動の伝
達を抑制して良好な乗心地を確保することが可能となる
のである。
【0039】いま、図4に示すように、車両が旋回して
いる状態では、車体の重心点に旋回中心とは反対側の外
向きの慣性力が作用する。この慣性力によって車体にロ
ールモーメントが作用し、車体外側のサスペンションに
はシリンダ1の収縮方向へ、車体内側のサスペンション
にはシリンダ1の伸長方向への力が作用する。旋回が定
常状態であれば、車体のロール角はサスペンションのロ
ール剛性と慣性力によるロールモーメントが釣り合うロ
ール角φとなっている。
いる状態では、車体の重心点に旋回中心とは反対側の外
向きの慣性力が作用する。この慣性力によって車体にロ
ールモーメントが作用し、車体外側のサスペンションに
はシリンダ1の収縮方向へ、車体内側のサスペンション
にはシリンダ1の伸長方向への力が作用する。旋回が定
常状態であれば、車体のロール角はサスペンションのロ
ール剛性と慣性力によるロールモーメントが釣り合うロ
ール角φとなっている。
【0040】図4において、車両は図中左側を旋回中心
として旋回をしており、車体の重心点に図中右向きの慣
性力が作用し、この慣性力は旋回の求心加速度をα、車
体の質量をWとすると、α×Wであり、タイヤ接地面か
ら重心点までの高さをHとすると、車体に働くロールモ
ーメントは、α×W×Hとなる。
として旋回をしており、車体の重心点に図中右向きの慣
性力が作用し、この慣性力は旋回の求心加速度をα、車
体の質量をWとすると、α×Wであり、タイヤ接地面か
ら重心点までの高さをHとすると、車体に働くロールモ
ーメントは、α×W×Hとなる。
【0041】ここで、車体のロール角をφ、サスペンシ
ョンのロール剛性をKrとすると、ロールモーメントと
車体のロールによるサスペンションのロール剛性の反力
が釣り合う点まで車体はロールし、このロール角は、 Kr×φ=α×W×H φ=α×W×H/Kr …(14) となる。
ョンのロール剛性をKrとすると、ロールモーメントと
車体のロールによるサスペンションのロール剛性の反力
が釣り合う点まで車体はロールし、このロール角は、 Kr×φ=α×W×H φ=α×W×H/Kr …(14) となる。
【0042】サスペンションのロール剛性Krは図示し
ないスタビライザによるロール剛性KrSTと、サスペン
ションのばね定数KSPによるロール剛性KrSP=KSP×
tの和となる。
ないスタビライザによるロール剛性KrSTと、サスペン
ションのばね定数KSPによるロール剛性KrSP=KSP×
tの和となる。
【0043】Kr=KrST+KrSP =KrST+KSP×t …(15) ただし、tはタイヤ接地面の左右方向の距離である。
【0044】上記(15)式を(14)式に代入する
と、 φ=α×W×H/Kr=α×W×H/(KrST+KSP×t) …(16) となって、上記(16)式で示されるロール角φまで車
体はロールする。このサスペンションのばね定数K
SPは、K+Ka/(1+Ts)であるから、定常旋回中
のばね定数はK+Kaとなって、車体のロールを抑制し
て安定した走行を維持することができる。
と、 φ=α×W×H/Kr=α×W×H/(KrST+KSP×t) …(16) となって、上記(16)式で示されるロール角φまで車
体はロールする。このサスペンションのばね定数K
SPは、K+Ka/(1+Ts)であるから、定常旋回中
のばね定数はK+Kaとなって、車体のロールを抑制し
て安定した走行を維持することができる。
【0045】この状態で突起などを乗り越えると、上記
図3に示したようにサスペンションのばね特性は過渡状
態に移行してばね定数はK+Ka/(1+Ts)とな
り、ばね定数が低下することにより路面から車体への振
動の伝達が抑制されて、良好な乗心地を保持することが
できるのである。
図3に示したようにサスペンションのばね特性は過渡状
態に移行してばね定数はK+Ka/(1+Ts)とな
り、ばね定数が低下することにより路面から車体への振
動の伝達が抑制されて、良好な乗心地を保持することが
できるのである。
【0046】図5は車両のピッチ方向を示すモデルで、
車両が制動中のピッチ運動を示す。車両が制動している
状態では、車体の重心点より前側のサスペンションには
シリンダ1の収縮方向の力が、重心点より後側のサスペ
ンションにはシリンダ1の伸長方向の力が作用して車体
にピッチ運動が発生する(加速では逆方向のピッチ運動
となる)。
車両が制動中のピッチ運動を示す。車両が制動している
状態では、車体の重心点より前側のサスペンションには
シリンダ1の収縮方向の力が、重心点より後側のサスペ
ンションにはシリンダ1の伸長方向の力が作用して車体
にピッチ運動が発生する(加速では逆方向のピッチ運動
となる)。
【0047】加速または減速が定常状態であれば、車体
のピッチ角ψはばね定数と慣性力の釣り合うピッチ角と
なって、この慣性力によるピッチモーメントに対抗する
ピッチ剛性Kpは、 Kp=KSP×d …(17) である。
のピッチ角ψはばね定数と慣性力の釣り合うピッチ角と
なって、この慣性力によるピッチモーメントに対抗する
ピッチ剛性Kpは、 Kp=KSP×d …(17) である。
【0048】前後方向の加速度をβとすると、慣性力に
よるピッチモーメントはβ×W×Hであるから、車体の
ピッチ角ψは、 ψ=β×W×H/(KSP×d) …(18) となっている。ただし、dは前後輪のタイヤ接地面の距
離である。
よるピッチモーメントはβ×W×Hであるから、車体の
ピッチ角ψは、 ψ=β×W×H/(KSP×d) …(18) となっている。ただし、dは前後輪のタイヤ接地面の距
離である。
【0049】このサスペンションのばね定数KSPは、K
+Ka/(1+Ts)であるから、定常旋回中のばね定
数はK+Kaとなって、車体のピッチを抑制して安定し
た走行を維持することができる。
+Ka/(1+Ts)であるから、定常旋回中のばね定
数はK+Kaとなって、車体のピッチを抑制して安定し
た走行を維持することができる。
【0050】この状態で突起などを乗り越えると、上記
図3に示したようにサスペンションのばね特性は過渡状
態に移行してばね定数はK+Ka/(1+Ts)とな
り、ばね定数が低下することにより路面から車体への振
動の伝達は小さくなって、良好な乗心地を保持すること
ができるのである。
図3に示したようにサスペンションのばね特性は過渡状
態に移行してばね定数はK+Ka/(1+Ts)とな
り、ばね定数が低下することにより路面から車体への振
動の伝達は小さくなって、良好な乗心地を保持すること
ができるのである。
【0051】図6は第2の実施例を示し、前記第1実施
例の絞り27をコントローラ8からの指令値に応じて駆
動される可変絞り27Aとしたもので、その他の構成は
前記第1実施例と同様である。
例の絞り27をコントローラ8からの指令値に応じて駆
動される可変絞り27Aとしたもので、その他の構成は
前記第1実施例と同様である。
【0052】コントローラ8は運動状態検出手段9の検
出値に応じて指令値を演算するもので、運動状態検出手
段9は、例えば左右方向加速度センサや前後方向加速度
センサ等で構成される。
出値に応じて指令値を演算するもので、運動状態検出手
段9は、例えば左右方向加速度センサや前後方向加速度
センサ等で構成される。
【0053】このような構成によるコントローラ8で
は、左右方向加速度センサの検出値に応じて車体のロー
ル方向の運動を抑制するような指令値を演算するととも
に、前後方向加速度センサの検出値に応じて車体のピッ
チ方向の運動を抑制するように指令値を演算する。ある
いは、左右方向加速度センサに代えて操舵角センサと車
速より車体に加わるロールモーメントを演算してから指
令値を得てもよく、また、前後方向加速度センサに代え
てアクセルスイッチ、ブレーキスイッチで前後方向加速
度を検出してから指令値を演算してもよい。
は、左右方向加速度センサの検出値に応じて車体のロー
ル方向の運動を抑制するような指令値を演算するととも
に、前後方向加速度センサの検出値に応じて車体のピッ
チ方向の運動を抑制するように指令値を演算する。ある
いは、左右方向加速度センサに代えて操舵角センサと車
速より車体に加わるロールモーメントを演算してから指
令値を得てもよく、また、前後方向加速度センサに代え
てアクセルスイッチ、ブレーキスイッチで前後方向加速
度を検出してから指令値を演算してもよい。
【0054】可変絞り27Aは、指令値に応じて流路断
面積を変化させるもので、前記第1実施例のサスペンシ
ョンのばね定数はK+Ka/(1+Ts)であるが、一
次遅れの時定数Tは上記(5)式に示したように、T=
Rb×Aa2/kaであるので、可変絞り27Aの流路
断面積を変化させることで抵抗Rbが変化し、時定数T
をコントローラ8によって任意の値に設定するものであ
る。
面積を変化させるもので、前記第1実施例のサスペンシ
ョンのばね定数はK+Ka/(1+Ts)であるが、一
次遅れの時定数Tは上記(5)式に示したように、T=
Rb×Aa2/kaであるので、可変絞り27Aの流路
断面積を変化させることで抵抗Rbが変化し、時定数T
をコントローラ8によって任意の値に設定するものであ
る。
【0055】たとえば、図4に示したように、車両が直
進状態から旋回状態へ遷移した場合、車体にはロールが
発生するが、このロールは旋回状態が定常状態に収束す
るまでは過渡的な運動となる。
進状態から旋回状態へ遷移した場合、車体にはロールが
発生するが、このロールは旋回状態が定常状態に収束す
るまでは過渡的な運動となる。
【0056】このような過渡的な運動に対しては、サス
ペンションのばね定数はK+Ka/(1+Ts)となっ
ているので、時定数Tが大きいと、ばねによる車体のロ
ールを抑制する効果は小さくなって、車体の姿勢は不安
定な状態となっている。
ペンションのばね定数はK+Ka/(1+Ts)となっ
ているので、時定数Tが大きいと、ばねによる車体のロ
ールを抑制する効果は小さくなって、車体の姿勢は不安
定な状態となっている。
【0057】このような過渡状態のときには、可変絞り
27Aの流路断面積を大きくすることによって時定数T
は小さくなり、ばねによる車体の運動を抑制する効果が
大きくなり、車両の安定性を向上させることができる。
27Aの流路断面積を大きくすることによって時定数T
は小さくなり、ばねによる車体の運動を抑制する効果が
大きくなり、車両の安定性を向上させることができる。
【0058】一方、車両の運動状態が定常状態となった
後には、可変絞り27Aの流路断面積を小さくすること
により、時定数Tを大きく設定し、路面からの過渡的な
入力に対するばね定数が小さくなるため、良好な乗心地
を確保することができ、車両の安定性と乗心地の確保を
両立できるのである。
後には、可変絞り27Aの流路断面積を小さくすること
により、時定数Tを大きく設定し、路面からの過渡的な
入力に対するばね定数が小さくなるため、良好な乗心地
を確保することができ、車両の安定性と乗心地の確保を
両立できるのである。
【0059】図7は第3の実施例を示し、前記第1実施
例の絞り26を前記第2実施例と同様のコントローラ8
からの指令値に応じて駆動される可変絞り26Aとした
もので、油路40の流路断面積を可変としたものであ
り、その他の構成は前記第1実施例と同様である。
例の絞り26を前記第2実施例と同様のコントローラ8
からの指令値に応じて駆動される可変絞り26Aとした
もので、油路40の流路断面積を可変としたものであ
り、その他の構成は前記第1実施例と同様である。
【0060】この場合も、サスペンションのストローク
に対するばね定数は、上記実施例と同様に、 K+Ka/(1+Ts) となるが、可変絞り26Aの流路断面積がコントローラ
8からの指令に応じて変化するため、可変絞り26Aの
流路抵抗Raが変化して、上記(13)式における右辺
の第2項のC、すなわち、サスペンションの減衰定数が
コントローラ8の指令に応じて変化する。
に対するばね定数は、上記実施例と同様に、 K+Ka/(1+Ts) となるが、可変絞り26Aの流路断面積がコントローラ
8からの指令に応じて変化するため、可変絞り26Aの
流路抵抗Raが変化して、上記(13)式における右辺
の第2項のC、すなわち、サスペンションの減衰定数が
コントローラ8の指令に応じて変化する。
【0061】コントローラ8からの指令値は、前記第2
実施例と同様にして、運動状態検出手段9の検出値に応
じて設定され、上記した特願平7−51487、514
88、51489号のように車両の運動状態に応じた減
衰定数Cとなるように可変絞り26Aを駆動するもので
ある。
実施例と同様にして、運動状態検出手段9の検出値に応
じて設定され、上記した特願平7−51487、514
88、51489号のように車両の運動状態に応じた減
衰定数Cとなるように可変絞り26Aを駆動するもので
ある。
【0062】たとえば、図4に示すように、車両が直進
状態から旋回状態へ遷移した場合、車体にはロールが発
生するが、このロールは旋回状態が定常状態に収束する
までは過渡的な運動となる。
状態から旋回状態へ遷移した場合、車体にはロールが発
生するが、このロールは旋回状態が定常状態に収束する
までは過渡的な運動となる。
【0063】このような過渡的な運動に対しては、サス
ペンションのばね定数はK+Ka/(1+Ts)となっ
ているので、時定数Tが大きいと、ばねによる車体のロ
ールを抑制する効果は小さくなって、車体の姿勢は不安
定な状態となっている。
ペンションのばね定数はK+Ka/(1+Ts)となっ
ているので、時定数Tが大きいと、ばねによる車体のロ
ールを抑制する効果は小さくなって、車体の姿勢は不安
定な状態となっている。
【0064】このような過渡状態のときには、可変絞り
26Aの流路断面積を小さくすることによって時定数T
は小さくなり、ばねによる車体の運動を抑制する効果が
大きくなり、車両の安定性を向上させることができる。
26Aの流路断面積を小さくすることによって時定数T
は小さくなり、ばねによる車体の運動を抑制する効果が
大きくなり、車両の安定性を向上させることができる。
【0065】一方、車両の運動状態が定常状態となった
後には、可変絞り26Aの流路断面積を小さくすること
により、時定数Tを大きく設定し、路面からの過渡的な
入力に対するばね定数が小さくなるため、良好な乗心地
を確保することができ、車両の安定性と乗心地の確保を
両立できるのである。
後には、可変絞り26Aの流路断面積を小さくすること
により、時定数Tを大きく設定し、路面からの過渡的な
入力に対するばね定数が小さくなるため、良好な乗心地
を確保することができ、車両の安定性と乗心地の確保を
両立できるのである。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように第1の発明は、シリ
ンダは第1絞りを介して蓄圧器と連通され、弁体はシリ
ンダに加わる作動流体の圧力と、第1絞りと蓄圧器との
間の圧力の差に応じて駆動されるため、サスペンション
装置の全体のばね定数は、K+Ka/(1+Ts)とな
り、車体側部材と車輪側部材の定常的な相対変位に対し
ては全体のばね定数はK+Kaとなって、車体のロール
またはピッチ運動を抑制する一方、過渡的な相対変位に
対してはばね定数がK+Ka/(1+Ts)であるた
め、ばね上(車体側)共振周波数からバネ下(車輪側)
共振周波数の間の振動伝達率を低下させることができ、
車体の姿勢変化に対しては高いばね定数で、路面からの
過渡的な振動入力に対しては低いばね定数となり、過渡
的な路面からの振動入力が車体へ伝達するのを抑制して
乗心地を確保しながらも、定常状態においては車体の安
定性を確保することが可能となる。
ンダは第1絞りを介して蓄圧器と連通され、弁体はシリ
ンダに加わる作動流体の圧力と、第1絞りと蓄圧器との
間の圧力の差に応じて駆動されるため、サスペンション
装置の全体のばね定数は、K+Ka/(1+Ts)とな
り、車体側部材と車輪側部材の定常的な相対変位に対し
ては全体のばね定数はK+Kaとなって、車体のロール
またはピッチ運動を抑制する一方、過渡的な相対変位に
対してはばね定数がK+Ka/(1+Ts)であるた
め、ばね上(車体側)共振周波数からバネ下(車輪側)
共振周波数の間の振動伝達率を低下させることができ、
車体の姿勢変化に対しては高いばね定数で、路面からの
過渡的な振動入力に対しては低いばね定数となり、過渡
的な路面からの振動入力が車体へ伝達するのを抑制して
乗心地を確保しながらも、定常状態においては車体の安
定性を確保することが可能となる。
【0067】また、第2の発明は、第1の絞りを車両運
動状態に応じて制御される可変絞りとすることで、時定
数Tを運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができ、過渡的な
路面からの振動入力が車体へ伝達するのを抑制して乗心
地を確保しながらも、定常状態においては車体の安定性
を確保することが可能となる。
動状態に応じて制御される可変絞りとすることで、時定
数Tを運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができ、過渡的な
路面からの振動入力が車体へ伝達するのを抑制して乗心
地を確保しながらも、定常状態においては車体の安定性
を確保することが可能となる。
【0068】また、第3の発明は、圧力調整ポートとシ
リンダとの間に介装した第2の絞りを車両運動状態に応
じて制御される可変絞りとすることで、シリンダの減衰
定数を運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができ、乗心地を
確保しながら車体の安定性を向上することが可能とな
る。
リンダとの間に介装した第2の絞りを車両運動状態に応
じて制御される可変絞りとすることで、シリンダの減衰
定数を運動状態に応じて変更することができ、車両の運
動が定常状態から他の定常状態へ遷移する過渡状態にあ
る間の車体の姿勢変化を抑制することができ、乗心地を
確保しながら車体の安定性を向上することが可能とな
る。
【図1】本発明の一実施例を示すサスペンション装置の
概略構成図。
概略構成図。
【図2】同じくサスペンション装置の一輪を示す概略構
成図。
成図。
【図3】入力周波数と振動伝達率の関係を示し、実線は
定常状態を、破線は過渡状態をそれぞれ示すグラフ。
定常状態を、破線は過渡状態をそれぞれ示すグラフ。
【図4】ロール方向における車両モデル。
【図5】ピッチ方向における車両モデル。
【図6】第2の実施例を示すスプールバルブの概略構成
図。
図。
【図7】第3の実施例を示すスプールバルブの概略構成
図。
図。
1 シリンダ 2 スプールバルブ 3 蓄圧器 4 ポンプ 5 リザーバタンク 6 コイルスプリング 7 車体側部材 8 コントローラ 9 運動状態検出手段 10 ピストン 20 スプール 21 ポンプポート 22 タンクポート 23 圧力調整ポート 24、25 パイロット通路 26、27 絞り 30 ピストン 31 油室 32 ガス室
Claims (3)
- 【請求項1】 車体側部材と各車輪側部材との間にそれ
ぞれ介装されたスプリングと、車体側部材と各車輪側部
材との間にそれぞれ介装されて車体側部材と車輪側部材
の相対変位に応じて減衰力を発生するシリンダと、前記
シリンダと連通してガスばねを構成する蓄圧器と、前記
シリンダ及び蓄圧器へ作動流体を給排する弁手段とを備
えたサスペンション装置において、前記弁手段は、前記
シリンダ及び蓄圧器と連通した圧力調整ポートと、前記
圧力調整ポートとタンクまたは加圧流体供給源とを選択
的に連通する弁体と、前記蓄圧器と圧力調整ポートとの
間に介装された第1の絞りと、前記シリンダに加わる作
動流体の圧力と第1の絞りと蓄圧器との間の圧力の差を
検知するとともに、この差圧に応じて前記弁体を駆動す
る差圧応動手段とを備えたことを特徴とするサスペンシ
ョン装置。 - 【請求項2】 前記第1の絞りが可変絞りで構成される
とともに、車両の運動状態に応じてこの第1の絞りを駆
動する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1に
記載のサスペンション装置。 - 【請求項3】 前記圧力調整ポートとシリンダとの間に
第2の可変絞りを介装するとともに、車両の運動状態に
応じてこの第2の可変絞りを駆動する制御手段とを備え
たことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサ
スペンション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16227195A JPH0911727A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | サスペンション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16227195A JPH0911727A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | サスペンション装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0911727A true JPH0911727A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=15751296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16227195A Pending JPH0911727A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | サスペンション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0911727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318527A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Honda Motor Co Ltd | 模擬運転装置 |
| CN100337051C (zh) * | 2003-04-09 | 2007-09-12 | 丰田自动车株式会社 | 流体压力控制回路 |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16227195A patent/JPH0911727A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318527A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Honda Motor Co Ltd | 模擬運転装置 |
| CN100337051C (zh) * | 2003-04-09 | 2007-09-12 | 丰田自动车株式会社 | 流体压力控制回路 |
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