JPS6050011A - 自動車の懸架装置 - 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】 １発明の技術分野］ この発明は自動車の懸架装置に関するもので、特に自動
車の走行状態やドライバの好みに応じて懸架装置の特性
を電磁弁を用いて切換える装置の改良に関するものであ
る。

従来より乗心地を満足させる為の懸架装置の特性、例え
ばショックアブソーバの減衰率特性、ばね特性、サスペ
ンションのマウントゴムやゴムばね等の特性と、操縦安
定性を満足する為の懸架装置の特性とけ互いに相反した
関係にある為、両者を同時に満足させる事は困難であり
、電子制御を用いて、懸架装置の特性を必要に応じて切
換える方式が提案されている。

乗心地を満足させる為には、ショックアブソーバの減衰
力は小さいほうが望ましく、ばね定数は小さいやわらか
めが望ましく、マウンドゴムの特性もやわらかいめが望
ましい。操縦安定性を満足させる為にはこの逆の特性が
それぞれ望ましい。ショックアブソーバの減衰力の切換
えは、ショックアブソーバの中心のロンドを例えばロー
タリーソレノイド等の電磁弁を用いて回転させ、ロンド
の回転によりオリフィス径を大と小に切り換えて行なう
方法が知られている。又はね特性の切換えは懸架装置の
中の複数の空気ばね室の連結通路を、中心のロンドを例
えばロークリーンレノイド等の電磁弁を回転させて連結
もしくけ切断させる方法もしくは、油圧源と電磁弁を備
え、電磁弁のｏ　ｉｚ、ＯＦＦにより油圧を作動させ技
げねの締めつけ力を切換える方法等が知られている。

マウントゴムの特性の切換えは、ゴムの中の複数の流体
室間の連結通路のオリフィス径を例えばロークリーンレ
ノイド等の電磁弁を用いた回転運動により切換える方法
等が提案されている。もちろん、通常の電磁弁で空気圧
もしくは油圧の０Ｎ−ＯＦＦを切換え、空気圧もしくは
油圧のアクチェータで上記切換動作を制御する方法も考
えられる。

ところで、上記切換動作を最小の数の電磁弁で実施しよ
うとする場合には、例えば切換えない特性の状態では電
磁弁は無通電の状態、逆に特性を切換えた状態では電磁
弁は常時通電の状態で使用しなければならない。

自動車の懸架装置の様に車体の重量を支持する必要のあ
る機能部品では、切換り３作に必要な力量は非常に大き
なものが必要で、しかも切換動作速度すなわち応答速度
も出来るだけ高速の電磁弁が要求される。さらに、運転
者が常に切換えたままの懸架特性を要求する場合には、
電磁弁には連続に電源電圧が印加されるため、電磁弁の
巻線の電力損失やそれによる発熱や、電磁弁駆動回路の
発熱を十分に考慮して電磁弁の仕様を設計しなければな
らない。さらに、自動車のバッテリーの端子電圧は通常
１６Ｖから８Ｖ程度までの動作を保ｉ！ＩＩＥしなけれ
ばならない。応答性、連続動作、発だ（、広い電圧範囲
での動作保証を同時に満足出来る電磁弁を実現する事は
非常に困難で、いず丸かの特性を犠牲にせざるを得ない
のが実情であった。もちろん、電磁弁を１つの切換え機
措当り複数個使用し、機械的釦保持して、電磁弁にＩｉ
切換り時にのみ短時間通電し、その他は通電しないで切
換装置を実現する方法も提案されているが、機構の複雑
さや電磁弁の個数、スペースの増加、駆動回路の複雑化
を招く欠点があった。

［発明の概要］ この発明は上記欠点を除去する為のもので、応答性、連
続動作、発熱、広い４の作電圧範囲、を同時に満足出来
る、自動車の懸架装置の電磁弁の駆動方式を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例の基本構成図で、図において
、（１）ｆＩ：ｌ：マイクロコンピュータで構成された
制御装置で、車速センサ（２）やその他の走行状態を表
わす入力情報やドライバの好みにより指示される３ｗ等
を入カニＮＰＵＴとして、必要に応じて電磁弁（４）や
ロータリーソレノイド（８）を０Ｎ１ＯＦＦする。（９
）は車体、（１２）はアーム、（１３）は車輪で、アー
ム（１２）と車体（９）との間にはマウントゴム（１０
）、ショックアブソーバ（１１）、ばね（７）とばね室
ａ（７ａ）、ばね室ｂ　（７ｂ）が設けられている。

マウントゴム（１０）及びショックアゲソーノ＜（１１
）は、それぞれ、ロンド（Ｊ４）の回転により内部流体
の通路のオリフィスが切換えられ、ロータリーソレノイ
ド（８）に無通電の状態では、ロンドは回転せず、オリ
フィス径は大きく、マウントゴム（１０）及びショック
アブソーバ（１１）の特性は減衰率が小さく、軟らかい
乗心地となり、逆にロータリーソレノイド（８）に通電
すると、ロンド（１４）が回転し、マウントゴム（１０
）及びショックアゲソー／＜（１１）の中のオリフィス
径は小さくなり、減衰率が大きくなり、かたい操縦、安
定性重視の乗り心地に切り換えられる。

（３）は空気圧源で、図示しない空気配管系によりばね
室ａ　（７ａ）及びばね室ｂ　（７ｂ）に空気圧を供給
すると同時に、エアアクチェータ（５）へ高圧空気を供
給する。電磁弁（４）に通電されるとエア通路が開き、
空気圧源（３）からエアアクチェータ（５）へ空気圧が
供給され、回転機構（６）によりロンド（１５）が回転
させられる。

電磁弁（４）に無通電の場合には、エアアクチェータ（
５）は動作せずロンド（１５）も回転する前のもとの状
態に復帰する。

ロンド（１５）が回転しないと、ばね室ａ　（７ａ）と
ばね室ｂ　（７ｂ）とはたがいに連結されてばね定数の
小さいやわらかい乗心地重視の特性となっており、ロン
ド（１５）が回転するとばね室ａ　（７ａ）とげね室ｂ
（７ｂ）との連結通路がしゃ断され、げね定数の大きな
固い操縦安定性重視の定数となる。

第２図はこの発明の一実施例の制御装置（１）の基本構
成図で、図中（２１）は入力回路で車速センサ（２）や
その他の入力情報ＩＮＰＯＴを波形整形してｃｐＵ　（
２２）へ送る。（２３）はメモリで、演算の処理手順や
入力情報や演算結果等を記憶している。（２４）は′出
力回路で電磁弁（４）やロータリーソレノイド（電磁弁
）（８）をＯＮ、ＯＦＦする。第３図に、第２図中のＶ
ｌ−Ｖ４の電圧波形図を示す。

第３図（ａ）及び（ｂ）はバッテリー電圧Ｖｌが高い場
合（例えば１１１４Ｖ）で、電磁弁（４）　、（８）を
０ＦＦ−ＯＮに切換えた場合のＶ２、Ｖ３．Ｖ４の電圧
波形図である。

制御装置（１）が懸架装置の特性を切り換えると判断す
ると、出力Ｖ２は第１の規定時間（Ｔｘ）ｒａＪを出力
し、その後Ｔｏｕ　１のｒｅｊ３　ｒａＪ　ＴＯＦＦＩ
の間ｒＬＪのパルスを出力する。この時間幅けＣＰ　Ｕ
　（２２）の内部クロックで演算されるものとする。

出力回路（２４）は信号Ｖ２を人力とし、出力Ｖ３及び
Ｖ４が を出力する工、印加電圧Ｖｌが大きいのでＶ２の出力信
り゛の時間幅とい、Ｘ３のそれとは概略等しい様に動作
するものとする。

＠１の規定時間（ＴＩ）の間は電磁弁（４）、（８）に
全電圧が印加されるので、電磁弁（４）　（８）には大
電流が印加え されて高速にジノ換＝動作が行なえる。第１の規定時間
（Ｔ１）が経過すると、印加電圧はパルス波となる為、
パルスのＯＮ、ＯＦＦ比に応じた平均電圧及び平均電流
が電磁弁に印加され、電磁弁の保持電圧又は電流に必要
なだけの小さめの値に保持される。この為電磁弁の電力
損失やそれに伴なう発熱が押えられるので長時間の連続
使用にも耐える事が出来る。

次に電圧Ｖｌが低下した場合について考える。上述の様
に電磁弁（４）、（８）が連続ＯＮの場合には、電磁弁
（４）　（８）への印加電圧及び電流は保持に必要な最
小の値に設定しである為に、電源電圧いの低下やその他
の理由で電磁弁がＯＦ”ＦＩ、てしまうと、保持電流の
値だけでは再投入出来ない七云う欠点があるし、保持電
流だけではＯＮ出米ないが、電磁弁はそれなりの力量を
出しているので、０Ｎ−ＯＦＦの中間点で機構部品が発
振したりうなり音を発生したりする欠点も考えられる。

その為、第４図（ａＬ　（ｂ）に示すようにバッテリー
電圧Ｖｌが低い場合（例えばＶ１６９Ｖ）には、電源電
圧ｖ１の低下に応じてパルス電圧のＯＮ、ＯＦＦ比を補
正し、Ｖｌの低下に応じてパルスのＯＮ時間全長くして
ゆき、印加電圧や電流の低下を防止している。第４図（
ａ）　（ｂ）に示した実施例ではこの電圧補正回路は出
力回路（２４）に内蔵されている為、ＣＰＵ（２２）の
出力ｖ２はＶｌの高い場合の出力波形第３図（ａ）と同
じパルス間隔であるが、出力回路（２４）の出力Ｖ３、
Ｖ４はそのｒＬＪ時間ＴＯＦＦ２がＶｌの低下に応じて
減小してゆく。Ｖｌが極端に低下した場合には、’ｌ’
ＱＦＦ２け零となり、全電圧ＯＮと全く同じ動作となる
。この動作は、ｃｐＵ（２２）にタイマを内蔵したもの
を用いて、ｃ　Ｐ　Ｕ　（２２）自身でＶ３又はＶ４を
作り出す様にしても同様の効果が得られる。

この様に、電源電圧Ｖ＋の低下に応じて、電磁弁（４）
（８）の印加電流の低下が発生しない様に補正する事に
よシ、電圧低下時の切換動作を確実に行ない、一度切換
えてから切換え状態を保持しなくてはならない場合でも
確実に電磁弁の切換え状態を保持出来ると云う効果があ
る。

ところで、懸架特性の特性の切換え動作には２つの場合
がある。第１は「オート」モードで、通常はソフト（乗
心地重視）であるが必要な時に短時同だけハード（操縦
安定性重視）とするもので、ハード状態の長時間使用は
あり得ない。

第２は「マニアルハード」のモードで、常時ハードの特
性が必要である。この場合でも、上記実施例であれば、
ハード側へ切換えられたままで、電磁弁がＯＦＦしてし
まうと云う事はあり得ないが、たとえば車軸と車速セン
サ（２）をつなぐワイヤハーネスの接触不良等の原因で
ＯＦＦ’してしまって、保持電流だけではＯＮできずに
、うなり等を発生したままの状態から脱出来ない状態が
発生した場合について考えて見る。

この場合には、第５図に示す様に、ハード切換え動作の
場合は常時第２の規定時間（Ｔ２）毎に毎回、第１の規
定時間（Ｔ１）の間電磁弁（４）、（８）に大電流を通
電する様にすれば、万が一０ＦＦしてしまった様な場合
にでも、最長７２時間すれば正規状態に復帰出来、シス
テムの安全性が保証される効果がある。

次に常時「ハード」モードに切換えたままで、長時間停
車している場合について考える。停車中でけ、車に大き
な振動がない為、坂道停車中や、オートマチック車のレ
ンジ切換直後等の「オート」モードであってもハード状
態に切換えなければならない場合を除けば、ソフトの状
態であっても差つかえない場合が多い。しかるに、「マ
ニアルハード」モードであればハードに切換えたまま保
持しなければならない。車が停車中は、通常エンジン回
転数が低く、バッテリ電圧の低下が発生し易いので、電
磁弁の電力損失は少ないほう−が良いし、電磁弁も低電
圧では動作が苦しい。

この為、車速センサ（２）の出力より停車を検出し、停
車中であれば必要に応じて電磁弁（４）、（８）の駆動
を停止させ、再発進やその他の必要に応じて「ハード」
モードに復帰させる様にすれば電磁弁（４）、（８）の
不用な動作を防止出来る効果がある。

以上説明した本発明の一実施例の動作を第５図に示すフ
ローチャートにまとめている。

第６図に示したフローチャートを説明する。スタートと
同時に電磁弁のＯＦＦ、使用するレジスタやタイマー等
の初期化を行ない、ステップ■へ進む。ステップ■でけ
車速や′その他の車両の運転の入力情報や、マニアルオ
ート又はハードの入力ＳＷの情報をチェックし、ステッ
プ■では、ハード条件が成立したかどうかを判定し、ハ
ード条件が成立すればステップ■へ、ハード条件が成立
しなければ電磁弁をＯＦ’ＦＬで５ＴＥＰ■へもどり、
この動作を〈シ返す。ハード条件が成立したらステップ
■に進み、ステップ■ではもう一度車速を判定し、車速
が規定値以上でろｈげステップ（４）へ進む。車速か規
定値以下であれば（Ａ）ハード条件が成立していても電
磁弁をＯＦＦしても良い場合と、（Ｂ）車速が規定値以
下でもハードにしなければならない場合を、例えばトル
コンのレンジ切換信号等により判断し、前者（Ａ）なら
ステップ■へ進み、後者（Ｂ）なら電磁弁を０Ｆｌｉ”
ｌ、てステップ■へもどる。

ステップ■へ進む場合はすべて電磁弁を駆動し、サスペ
ンションやその他の機構をハード条件に切シ換える場合
である。ステップ■ではか一ド条件が成立してから第１
の規定時間（Ｔ］）が既に経過したか、もしくは第２の
規定時間（Ｔ２）毎に再度行なう電磁弁への連続通電を
第１の規定時間以上印加したかどうかの判定を行ない、
第１の規定時間（Ｔり以内であれば、電磁弁に連続通電
してステップのへもどる。この連続通電の間け、電磁弁
には大電流が印加される。ステップ■で、既に第１の規
定時間（Ｔ１）を経過していれば、電磁弁の電流を小電
流の値に変更しても良い場合なので、ステップ■へ進む
。

ステップ■では、電磁弁への印加電圧が規定の値以上か
どうかを判断する。例え第１の規定時間（ＴＩ）が経過
していても、印加電圧が規定の値よりも低け７″Ｌげ、
電磁弁の駆動電流は下げる事が出来ないので、その場合
にはやけり、電磁弁に連続通電を行なう様にしてステッ
プ■へ戻る。規定電圧以上であれば、電圧て応じて電磁
弁の印加電圧のｄｕｔｙ　を変更して、電磁弁の駆動電
流を下げれば良いのであるが、もしも第２の規定時間（
Ｔ２）が経過していれば、そのたび毎に再度第１の規定
時間（Ｔｌ）の間電磁弁に連続通電しなければならない
ので、この条件をステップ■で判断し、第２の規定時間
（Ｔ２）を；経過している場合には再度電磁弁を連続通
電し、第１の規定時間の計測タイマを再びセットしてス
テップ■へ戻る。

第１の規定時間（Ｔ１）も既に経過してし捷い、印加電
圧も高く、第２の規定時間（Ｔ２）がまだ経過していな
い間け、電磁弁には、印加電圧に応じた比率で、しかも
発熱等の小ない最適な電流値となる様なデユーティ駆動
の印加電圧が供給されてステップのに戻る。以後この動
作をくり返す。

なお本実施例では空気圧を電磁弁（４）で０Ｎ１ＯＦＦ
’する場合について述べたが、油圧その他の流体であっ
ても同様の効果が期待出来る事は云うまでもない。ロー
タリーソレノイドも電磁弁の一種である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、この発明によれば懸架装置の特性を
切り換える為に備えられた電磁弁（４）、（８）をＯＦ
ＦからＯＮＫ切り換える際には大電流を印加し、その後
は小電流に切換えると云う簡単な構成で応答性良く、発
熱や電力損失が少なく連続で長時間動作可能な自動車の
懸架装置の電磁弁の駆動方式を提供出来る効果がある。

これにより電磁弁の構造や個数を簡略化出来る効果があ
る。

又上記小電流の値を印加電圧により補正する事で、広い
電源電圧範囲での動作を大幅に改善出来る効果がある。

又、小電流で保持している闇でも時々大電流で駆動し、
リフレッシュする事により、万が一電磁弁が不用に０Ｆ
Ｆｔ、でも、瞬時で再復帰出来る効果が期待出来る。

又、停車時には必要に応じて電磁弁をＯＦＦさせる事で
、電磁弁の不用な動作や、バッテリーの電力消費を抑え
る効果が期待出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の基本構成図、第２図はこ
の発明の一実施例に使用される制御装置の基本構成図、
第３図、第４図はこの発明の一実施例の動作波形図、第
５図はこの発明の他の実施例の動作波形図、第６図はこ
の発明の一実施例の動作を示すフローチャートである。 なお図中（１）は制御装置、（２）は車速セシサ、（４
）、（８）は電磁弁、（７）はばね、（１０）はマウン
トゴム、（１１）はショックアブソーバ、（１４）　、
’（１５）はロンド、（２１）は入力回路、（２２）は
ＣＰＵ、（２３）はメモリ、（２４）は出力回路である
。 なお図中同一符号は同−或は相当する１１１６分を示す
。 代　理　人　大　岩　増　雄 第６図 手　聡゛、袖　止　１１：（自発） １、事ｒ’ｌ−の表示　７１願昭５８−１５９１９９号
２、発明の名称 自動車の懸架装置 ３、補正をする者 １　代表者片由仁代部 、１− ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の４ＴＡｄおよび図面６、　
補正の内容 （１）明細書の第８頁第１５行と第１６行の間に１〔従
来技術〕」を挿入する。 （２）同第４頁第１８行に「技ばね」とあるのを「板は
ね」と訂正する。 （３）同第８頁第１９行に１ｌＮＰＯＴｌとあるのを［
ＩＮＰＵＴＪと訂正する。 （４）同第９頁第１０行にｌ　ＴＯＵ、Ｊ　とあるのを
［ＴＯＮＪと訂正する。 （５）図面の第３図を別紙のとおり訂正する。 以上

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）減衰力切換機構を有するショックアブソーバ（、
   ばね定数切換機構を有する懸架ばね、ゴムの特性の切換
   機構を有するマウントゴムの何れかと上記切換機構を切
   換える為の電磁弁を備えた自動車の懸架装置において、
   上記電磁弁に通電されている間には操縦安定性を重視し
   た固いめの特性、電磁弁を開放している間には乗心地を
   重視した軟らかいめの特性の懸架特性となる様に電磁弁
   を構成し、この電磁弁を制御する装置は軟らかいめの特
   性から固いめの特性に切シ換えてから第１の規定時間の
   間は電磁弁に大電流を通電する手段と、勿１の規定時間
   の経過後は電磁弁に小電流を通電Ｊる手段とを備えてい
   る事を特徴とする自動車の智架装置。
2. （２）電磁弁に通電する小電流の値は、電磁弁の相加電
   圧の低下に応じて補正する事を特徴とする特許Ｍ才の範
   囲第１項記載の自動車の懸架装置。
3. （３）第１の規定時間の間は電磁弁に印加電圧を直接印
   加し、第１の規定時間経過後は印加電圧を所望の比率で
   ＯＮ、ＯＦＦさせて印加する事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の自動車の懸架装置。
4. （４）車速が規定の速度値以下では必要に応じて上記電
   磁弁への電圧印加を禁止する事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の自動車の懸架
   装置。
5. （５）減衰力切換機構を有するショックアブソーバ、ば
   ね定数切換機構を有する懸架ばね、ゴムの特性の切換機
   構を有するマウントゴムの何れかと上記切換機構を切換
   える為の電磁弁を備えた自動車リ　の懸架装置において
   、上記電磁弁に通電されている間には操縦安定性を重視
   した固いめの特性電磁覧　弁を開放している間には乗心
   地を重視した軟らかいめの特性の懸架特性となる様に電
   磁弁を構成しコ　、この電磁弁を制御する装置は軟らか
   いめの特性詰　から固いめの特性に切り換えてから第１
   の規定時間の間は電磁弁に大電流を通電する手段と、第
   １の規定時間の経過後は電磁弁に小電流を通電する手段
   と、上記第１の規定時間よりも大きい第２の規定時間毎
   に電磁弁に大電流を通電する手段とを備えている事を特
   徴とする自動車の懸架装置。
6. （６）第２の規定時間毎に電磁弁に大電流を通電する第
   １の規定時間と小電流を通電する期間とが繰り返えされ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の自動車
   の懸架装置。