JPS6246365B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車のサスペンシヨン、特に懸架特
性を運転状態に応じて可変制御するようにしたサ
スペンシヨンに関する。

自動車のサスペンシヨンを構成するバネのバネ
定数やダンパの減衰率、即ちサスペンシヨンの懸
架特性を運転状態に応じて変化させることは既に
知られている。例えば、実開昭55−109008号公報
によれば、前後輪にシヨツクアブゾーバを備えた
自動車において、高速時には後輪側のシヨツクア
ブゾーバの減衰力を前輪側に対して相対的に低め
てステアリング特性をアンダステア特性とし、ま
た低速時には高速時とは逆の減衰力関係としてニ
ユートラルステア特性ないしオーバステア特性と
することを特徴とする「車両用サスペンシヨン」
に関する考案が開示されている。これは、高速時
の直進安定性と低速時の旋回操縦性とを同時に得
るようにしたものである。

しかし、自動車の運転性や乗心地等を全般的に
向上させるためには、上記考案のように懸架特性
を車速によつて変化させるだけでは不十分であ
る。例えば、発進時や急加速時においては、車体
の重心に作用する加速度等によつて該車体が後下
りにピツチングするが、このような車体のピツチ
ングを懸架特性の適切な制御によつて防止し或い
は軽減することが発進時等における乗心地を改善
する上で重要である。

本発明は上記の点に着目し、懸架特性を運転状
態に応じて可変制御するようにしたサスペンシヨ
ンにおいて、発進時や急加速時に懸架特性をハー
ドとすることにより車体のピツチングを防止或い
は軽減し、これにより該ピツチングによつて乗員
に不快感を与えることを防止し、乗心地を向上さ
せることを目的とする。特に本発明においては、
発進及び急加速が行われる自動車の運転領域、換
言すれば低・中車速域或いは高負荷域等のエンジ
ンの余剰出力が大きい領域を設定して、運転状態
がこの領域内にある場合に予めサスペンシヨンの
懸架特性をハードに設定すると共に、車速が比較
的高速の設定値以上の場合、即ち変速機が３速や
４速等にシフトされている場合には、高負荷域で
あつても急加速が行われる余地がなく、逆にハー
ドにすると登板中もしくは高速車速域での乗心地
が悪化するから、懸架特性をソフトにするように
制御する。これにより、発進や急加速が行われな
い領域において徒らに懸架特性をハードにして乗
心地を悪化させることをなくし、且つ発進時や急
加速時におけるサスペンシヨンの制御遅れを防止
する。

即ち、本発明は、懸架特性が可変なサスペンシ
ヨン装置と、該サスペンシヨン装置の懸架特性を
変化させる調整手段と、該調整手段を動作させる
コントローラと、車速を検出する車速センサと、
エンジンの負荷を検出する負荷センサとが備えら
れ、且つ上記コントローラが、車速センサ及び負
荷センサからの出力信号を受け、車速が設定値以
下において車速とエンジン負荷との関係からエン
ジンの余剰出力が大きい運転領域にあることを検
出して上記調整手段に対してサスペンシヨン装置
の懸架特性をハードにするための駆動信号を出力
するように構成されていることを特徴とする。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

第１図に示すように、前輪１，１及び後輪２，
２には車体を懸架するサスペンシヨン装置３，
３，４，４が夫々備えられている。これらのサス
ペンシヨン装置３，３，４，４はいずれもコイル
バネ５と、ダンパ６と、エア室７とから構成され
ているが、ダンパ６は後述するような構成で減衰
率が２段階に切換え可能とされ、その切換えを行
うアクチユエータとしてステツプモータ８が具備
されている。又、エア室７はパイプ９を介してア
キユムレータ１０に接続されているが、該エア室
７とアキユムレータ１０との間にはその両者を連
通遮断する電磁弁１１が設置されている。そし
て、各サスペンシヨン装置３，３，４，４におけ
るステツプモータ８と電磁弁１１とに対してソフ
ト信号はハード信号の駆動信号Ａ，Ｂを夫々出力
するコントローラ１２が具備され、且つ該コント
ローラ１２には、自動車の車速を検出する車速セ
ンサ１３からの車速信号Ｃと、エンジンの負荷を
検出する負荷センサ１４からの負荷信号Ｄとが入
力されるように構成されている。

ここで、上記サスペンシヨン装置の具体的構造
を説明する。

第２図に示すように、取付部材２１及び弾性体
２２を介して上端部を車体に固定されるサスペン
シヨン装置３，４は、上記エア室７を形成する上
部ケース２３と、該ケース２３に対して相対的に
上下動可能な下部ケース２４とを有し、上部ケー
ス２３の下端部と下部ケース２４の上端部とがロ
ーリングダイヤフラム２５によつて連結されてい
ると共に、両ケース２３，２４内はシール部材２
６によつて仕切られている。下部ケース２４は、
更に外筒２７と内筒２８とから構成されていると
共に、内筒２８内にはピストンロツド２９が相対
的に上下摺動可能に挿通され、該ピストンロツド
２９の下端に設けられたメインバルブ３０によつ
て該内筒２８内が上部油室３１と下部油室３２と
に仕切られている。また、内筒２８の下端部には
ボトムバルブ３３が具備されている共に、該内筒
２８と外筒２７との間の空間はリザーバ室３４と
されている。ここで、外筒２７には車輪を回転自
在に支持する支持機構の取り付けブラケツト２７
ａが設けられている。また、上記メインバルブ３
０には、第３図に拡大して示すように逆止弁３０
ａによつて上部油室３１から下部油室３２側にの
み作動油を通過させるようにされた伸び側オリフ
イス３０ｂと、逆止弁３０ｃによつて下部油室３
２から上部油室３１側にのみ作動油を通過させる
ようにされた縮み側オリフイス３０ｄとが設けら
れている。これらにより、上部ケース２３と下部
ケース２４、即ち車体側と車輪側との間の振動を
速かに減衰させるダンパ６が構成されている。

然して、該ダンパ６における上記ピストンロツ
ド２９は中空状とされ、その内部に回動自在にコ
ントロールロツド３５が挿通されている。このロ
ツド３５は、上端に係合された回転キー３６を介
して上記ステツプモータ８によつて回動されると
共に、該コントロールロツド３５の下端部に設け
られた弁体３７と、ピストンロツド２９の下端部
に設けられた弁ケース３８とによつてオリフイス
弁３９が構成されている。即ち、第４図に示すよ
うに筒状の弁ケース３８に形成された上部油室３
１と下部油室３２とを連通させる通路３８ａが、
該ケース３８内に嵌合された弁体３７の回転によ
り遮断され或いは該弁体３７に設けられたオリフ
イス３７ａによつて連通されるのである。これに
より、上部油室３１下部油室３２とが上記メイン
バルブ３０における伸び側オリフイス３０ｂ又は
縮み側オリフイス３０ｄのみによつて連通された
状態と、これに加えてオリフイス弁３９のオリフ
イス３７ａによつても連通された状態とに切換え
られ、ダンパ６の減衰率が大小２段階に、即ちハ
ードの状態とソフトの状態とに切換えられる。

また、第２図に示すように上記上部ケース２３
と下部ケース２４には夫々バネ受け４０，４１が
設けられ、これらの間に上記コイルバネ５が装着
されて、該コイルバネ５と、上記エア室７内のエ
アとがサスペンシヨン装置３，４のバネを構成し
ている。その場合に、エア室７は上記のようにパ
イプ９及び電磁弁１１を介してアキユムレータ１
０に接続されているから、該電磁弁１１を閉じた
状態と開いた状態とでバネとして作用するエア量
が増減され、これによつて該バネのバネ定数が大
小２段階に、即ちハードの状態とソフトの状態と
に切換えられる。

一方、上記コントローラ１２は、第５図に示す
ように車速センサ１３及び負荷センサ１４からの
車速信号Ｃ及び負荷信号Ｄが夫々入力される入力
回路５１，５２と、上記サスペンシヨン装置３，
４におけるステツプモータ８及び電磁弁１１に
夫々駆動信号Ａ，Ｂを出力する駆動回路５３と、
上記車速信号Ｃ及び負荷信号Ｄが示す車速及びエ
ンジン負荷に応じて駆動回路５３を動作させる演
算回路５４とから構成されている。また、演算回
路５４には、第６図に示す如き車速とエンジン負
荷との関係で定められるエンジンの余剰出力が大
きい運転領域、即ち車速が極く低速の一定速度
V₀以下の領域とエンジン負荷が一定負荷P₀以上
の高負荷領域とを合せた領域であつて、且つ変速
機が３速や４速の状態にある比較的高速の設定車
速V₁（例えば60Km／ｈ）以下の領域（第６図の
斜線部Ｘ）が設定されている。そして、上記車速
信号Ｃ及び負荷信号Ｄが示す自動車の運転状態が
領域Ｘにある時に、該演算回路５４から駆動回路
５３を介して上記ステツプモータ８及び電磁弁１
１に対して、サスペンシヨン装置３，４のダンパ
及びバネをハードにする駆動信号Ａ，Ｂが出力さ
れる。

ここで、コントローラ１２の具体的構成例を第
７図によつて説明する。この例においては、車速
センサ１３として車速に応じた周波数のパルス信
号を出力するリードスイツチが使用され、また負
荷センサ１４としてアクセル開度がエンジン負荷
P₀に対応する一定開度以上でOFFになるアクセ
ルスイツチが使用されている。そして、車速セン
サ１３からのパルス信号Ｃは周波数―電圧変換器
６１を介して低速用比較器６２に入力されて、車
速が極く低速の一定車速V₀以下の時に該比較器
６２からハイレベル「Ｈ」の低速信号Ｅが出力さ
れ、またアクセルスイツチ１４がOFF（エンジ
ン負荷が一定負荷P₀以上）の時に反転器６３から
ハイレベル「Ｈ」の高負荷信号Ｆが出力されて、
これらの低速信号Ｅ及び高負荷信号ＦがOR回路
６４に入力される。また、上記パルス信号Ｃは周
波数―電圧変換器６１を介して高速用比較器６５
にも入力され、車速が比較的高速の設定車速V₁
以上の時に該比較器６５からハイレベル「Ｈ」の
高速信号Ｇが出力される。この高速信号Ｇと上記
OR回路６４の出力信号Ｈとが、前者のみ反転さ
れた上でAND回路６６に入力され、そして該
AND回路６６の出力信号Ｉが駆動回路５３を介
して上記ステツプモータ８及び電磁弁１１に駆動
信号（ハード信号）Ａ，Ｂとして出力される。従
つて、該駆動信号Ａ，Ｂが出力されるのは、低速
信号Ｅ又は高負荷信号Ｆのいずれか一方がハイレ
ベル「Ｈ」であり且つ高速信号Ｇがローレベル
「Ｌ」の場合であつて、即ち運転状態が第６図に
示す領域Ｘにある場合となる。

次に、上記実施例の作用を説明する。

先ず、自動車の発進時においては、車速が一定
車速V₀以下であるから、車速センサ１３から車
速信号Ｃが入力されるコントローラ１２において
は、演算回路５４が運転状態が第６図の領域Ｘに
あることを検出し、駆動回路５３を介してステツ
プモータ８及び電磁弁１１に対して駆動信号（ハ
ード信号）Ａ，Ｂを出力する。そのため、前輪側
及び後輪側のサスペンシヨン装置３，４において
は、ダンパ６を構成するオリフイス弁３９の弁体
３７が上記ステツプモータ８によつて第４図に示
す状態から一定角度回転されて、該ダンパ６の上
部油室３１と下部油室３２とを連通させる通路３
８ａが遮断され、また上記電磁弁１１が閉鎖され
てバネを構成するエア室７とアキユムレータ１０
とが遮断される。これにより、該サスペンシヨン
装置３，４はダンパ及びバネがともにハードの状
態とされ、従つて自動車の発進時に車体の重心に
大きな加速度が作用しても、該車体の後下りのピ
ツチングが防止されることになる。ここで、サス
ペンシヨン装置３，４の懸架特性をハードにする
上記の制御は、前回の運転停止時において車速が
一定車速V₀以下に低下した時に行われるから、
発進時には既に懸架特性がハードの状態になつて
いる。従つて発進時の車体のピツチングが確実に
防止される。

また、通常の走行時において、エンジン負荷が
一定負荷P₀以上であり且つ車速が比較的高速の設
定車速V₁以下の場合も、運転状態が第６図の領
域Ｘ内であるから、コントローラ１２は車速セン
サ１３及び負荷センサ１４からの信号Ｃ，Ｄに基
づいてステツプモータ８及び電磁弁１１に対して
駆動信号（ハード信号）Ａ，Ｂを出力する。その
ため、この場合もサスペンシヨン装置３，４の懸
架特性がハードとされ、急加速が行われた時に車
体の後下りのピツチングが防止される。この場合
においても、運転状態が上記領域Ｘに入つた時に
懸架特性をハードにする制御が行われるから、現
実に急加速が行われた時に懸架特性のハードへの
切換りが遅れるといつたことがない。

ここで、エンジン負荷が一定負荷P₀より大きく
ても車速が比較的高速の設定車速V₁以上の場合
には、変速機が既に３速や４速にシフトされてい
て更に急加速が行われる余地がなく、登坂中や高
速走行時の乗心地を向上させるため、この場合に
は懸架特性をハードにする駆動信号Ａ，Ｂが出力
されず、或いは懸架特性をソフトにする駆動信号
が出力されてサスペンシヨン装置３，４がソフト
の状態に設定される。

次に、第８〜１０図に示す本発明の他の実施例
について説明する。

この実施例においては、コントローラ１２′
が、車速センサ１３及び負荷センサ１４からの車
速信号Ｃ及び負荷信号Ｄが夫々入力されるＡ―Ｄ
変換器５１′，５２′と、ステツプモータ８及び電
磁弁１１に駆動信号Ａ，Ｂを出力する駆動回路５
３′と、上記車速信号Ｃ及び駆動信号Ｄが示す自
動車の運転状態が一定の領域にある時に上記駆動
回路５３′を作動させる演算回路５４′と、更に該
演算回路５４′に接続された記憶装置５５′とから
構成されている。そして、該記憶装置５５′には
第９図に示す如き車速とエンジン負荷との関係を
示すマツプが設定されている。このマツプは、曲
線ａの低速高負荷側の領域X′が懸架特性をハー
ドにする制御を行う領域であることを示すもので
あるが、車速が比較的高速の設定車速V₁以上で
は急加速の余地がないから、前記実施例と同様に
該車速V₁以上の領域が上記領域X′から除外され
ている。

該実施例においては、コントローラ１２′は、
第１０図に示すフローチヤートに従つて作動す
る。即ち、車速信号Ｃ及び負荷信号Ｄによつて現
実の車速とエンジン負荷とを読み取り（ステツプ
S₁，S₂）、その読み取つた値に対応する点が第９
図のマツプにおける領域X′に含まれるか否かを
判別する（ステツプS₃）。そして、該領域X′に含
まれる場合には、サスペンシヨン装置３，４にお
けるステツプモータ８及び電磁弁１１に対して懸
架特性をハードにするように駆動信号Ａ，Ｂを出
力する（ステツプS₄）。これにより、該実施例に
おいても、前記実施例と同様に発進時及び急加速
時の車体のピツチングが防止され或いは軽減され
ることになる。

尚、以上の実施例においては、懸架特性の制御
をダンパ及びバネの両者について行うようにした
が、そのいずれか一方の懸架特性のみを運転領域
に応じて可変制御するようにしてもよい。また、
エンジンの負荷は、アクセルペダル踏み込み量、
スロツトルバルブ開度、吸気管負圧等により検出
することができる。

以上のように本発明によれば、自動車の発進時
及び急加速時等に、サスペンシヨンの懸架特性が
ハードにされて車体の後下りのピツチングが防止
され或いは軽減されることになる。これにより、
発進時等に車体が後下りにピツチングして乗員に
不快感を与えるといつた問題が解消され、自動車
の乗心地が改善される。特に、本発明は、発進や
急加速が行われる運転領域を設定し、運転状態が
該領域内にある時に前もつて懸架特性をハードに
する構成としたから、懸架特性の制御遅れが防止
されて、上記問題が確実に解消されると共に、車
速が比較的高速の状態にあつて急加速が行われる
余地がないのに懸架特性が不必要にハードとされ
るといつたことがなく、高速時におけるソフトな
乗心地が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は制御システム図、第２図はサスペン
シヨン装置の具体的構成を示す縦断面図、第３図
はその要部拡大縦断面図、第４図は同じく横断面
図、第５図はコントローラの構成を示すブロツク
図、第６図は該コントローラの作動領域を示すグ
ラフ、第７図は該コントローラの具体的回路例を
示す回路図である。第８〜１０図は本発明の第２
実施例を示すもので、第８図はコントローラの構
成を示すブロツク図、第９図は該コントローラに
記憶された作動特性のマツプ図、第１０図は該コ
ントローラの作動を示すフローチヤート図であ
る。 ３，４…サスペンシヨン装置、８，１１…調整
手段（８…ステツプモータ、１１…電磁弁）、１
２，１２′…コントローラ、１３…車速センサ、
１４…負荷センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 懸架特性が可変なサスペンシヨン装置と、該
   サスペンシヨン装置の懸架特性を変化させる調整
   手段と、車速を検出する車速センサと、エンジン
   の負荷を検出する負荷センサと、上記調整手段を
   動作させるコントローラとが備えられ、且つ該コ
   ントローラが、上記車速センサ及び負荷センサか
   らの出力信号を受け、車速が設定値以下において
   車速とエンジン負荷との関係からエンジンの余剰
   出力が大きい運転領域にあることを検出して上記
   調整手段に対してサスペンシヨン装置の懸架特性
   をハードにするための駆動信号を出力するように
   構成されていることを特徴とする自動車のサスペ
   ンシヨン。