JP3066441B2 - 車両懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のばね上−ばね下
間に設けられたショックアブソーバの減衰係数を制御す
る車両懸架装置に関し、特に操舵時のロール抑制制御を
行なうものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような車両懸架装置として
は、例えば、実開昭６２−７０００８号公報に記載され
ているものが知られている。

【０００３】この車両懸架装置は、車速検出手段で検出
された車速と操舵角検出手段で検出された操舵角から車
両のロール角を演算で求め、このロール角が所定のしき
い値を越えた時は、その時の操舵方向を基準とし、ショ
ックアブソーバの減衰係数を、操舵方向側では伸側を高
減衰係数に、操舵方向とは逆方向側では圧側を高減衰係
数にそれぞれ制御することにより、車両のロールを抑制
するようにしたものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両懸架装置にあっては、操舵角検出手段で
検出された操舵角と操舵方向に基づいて見掛け上のロー
ル状態を判断するものであるため、操舵が単発の時は問
題ないが、スラローム等の連続操舵が行なわれた時に
は、操舵角に基づいて演算により求めたロール角と車両
の実際のロール角との間には位相差が発生し、これによ
り、実際のロール制御方向とは逆方向へ減衰係数が制御
されてロールをかえって増長させ、操縦安定性を悪化さ
せると共に、ばね上速度の方向とは無関係に減衰係数が
設定される状況が発生するため、路面からの入力がばね
上へ伝達し易くなって乗り心地を悪化させるという問題
があった。

【０００５】本発明は、このような問題に着目して成さ
れたもので、スラローム等の連続操舵に対しても、車両
のロールを抑制して操縦安定性を確保すると共に、ロー
ル制御中における車両の乗り心地を確保することができ
る車両懸架装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、図１のクレ
ーム対応図に示すように、車両の各車輪と車体との間に
それぞれ設けられ、伸側・圧側の一方の行程側を高減衰
係数側に制御するときはその逆行程側が低減衰係数とな
る構造の減衰係数変更手段ａを有したショックアブソー
バｂと、各車輪部におけるばね上速度を検出するばね上
速度検出手段ｃと、車両の操舵角を検出する操舵角検出
手段ｄと、該操舵角検出手段ｄで検出された操舵角が所
定のしきい値未満である時は、ばね上速度検出手段ｃで
検出された各車輪部におけるばね上速度に基づいて各ば
ね上速度の方向と同一の各ショックアブソーバｂの行程
側を所定の制御ゲインにより最適の減衰係数に制御すべ
く減衰係数変更手段ａにそれぞれ切り換え信号を出力す
る減衰係数制御部ｅを有する制御手段ｆと、該制御手段
ｆに設けられ、操舵角検出手段ｄで検出された操舵角が
所定のしきい値以上である時は、所定のしきい値未満に
低下した後所定の時間を経過するまでの間減衰係数制御
部ａの制御ゲインを高めに設定するロール制御部ｇとを
備えている手段とした。

【０００７】

【作用】本発明の作用について説明する。尚、説明中の
符号は、図１に対応している。車両の走行中に操舵操作
が行なわれると車体がロールする。この時、操舵角検出
手段ｄで検出された操舵角が所定のしきい値以上である
時は、大きな操舵により車体に大きなロールを発生させ
ることになるため、ロール制御部ｇでは、操舵角が所定
のしきい値以上になった時点から、所定のしきい値未満
に低下した後所定の時間を経過するまでの間、各車輪部
のばね上速度方向と同一の各ショックアブソーバｂの行
程側をそれぞれ高減衰係数に制御すべく減衰係数制御部
ａの制御ゲインが高めに設定され、これにより、車体の
実際のロール方向に対応した各ショックアブソーバｂの
行程側のストロークがそれぞれ高い減衰係数で抑制され
て車体の過渡ロールが抑制されると共に、逆行程側の路
面入力は低減衰係数で吸収されることにより、ロール制
御中における乗り心地が確保される。

【０００８】このように、車両の実際のロール方向に対
応して各ショックアブソーバｂの減衰係数の切り換え制
御が行なわれるため、スラローム等の連続操舵に対して
も、制御タイミングのずれを生じることなく、車両のロ
ールを確実に抑制して操縦安定性と乗り心地を確保する
ことができる。

【０００９】また、操舵角が所定のしきい値未満である
時は、定常旋回中で定常ロール状態となるため、ロール
制御部ｇは作動せず、減衰係数制御部ｅでは、ばね上速
度検出手段ｃで検出された各車輪部におけるばね上速度
に基づいて各ばね上速度の方向と同一の各ショックアブ
ソーバｂの行程側を所定の制御ゲインにより最適の減衰
係数に制御すべく減衰係数変更手段ａにそれぞれ切り換
え信号を出力し、これにより、定常旋回時における車両
の操縦安定性と乗り心地を確保することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳述す
る。まず、実施例の構成について説明する。図２は、本
発明実施例のシステムブロック図であって、図において
ＳＡは減衰力可変型のショックアブソーバ、１は車速セ
ンサ、２はパルスモータ、３はばね上加速度センサ、４
はステアリングセンサ、５はコントロールユニットを示
している。

【００１１】前記ショックアブソーバＳＡは、４つの車
輪のそれぞれと車体との間に、合計４つ設けられてい
る。

【００１２】前記車速センサ１は、車両の車速を検出
し、この検出された車速に応じた電気信号を出力する。

【００１３】前記パルスモータ２は、ショックアブソー
バＳＡの減衰係数ポジションを切り換えるもので、ステ
ップ駆動により、各ショックアブソーバＳＡの減衰係数
ポジションを多段階に変化させる。

【００１４】前記ばね上加速度センサ３は、ばね上の車
体に取り付けられ、ばね上の上下方向加速度を検出し、
この検出されたばね上加速度に応じた電気信号を出力す
る。そして、このばね上加速度センサ３も、各ショック
アブソーバＳＡ毎に１つづつ設けられている。

【００１５】前記ステアリングセンサ４は、操舵角検出
手段を構成するもので、ステアリングに設けられ、操舵
角に応じた電気信号を出力する。

【００１６】前記コントロールユニット５は、制御手段
を構成するもので、その減衰係数制御部では、ばね上加
速度センサ３からの入力信号に基づいて、ショックアブ
ソーバＳＡを最適の減衰係数とすべく、ステップモータ
２に制御信号を出力すると共に、そのロール制御部で
は、ロールを抑制すべく各ショックアブソーバＳＡの減
衰係数をその行程側において高めに設定する制御を行な
う。即ち、このコントロールユニット５は、インタフェ
ース回路５ａ，ＣＰＵ５ｂ，駆動回路５ｃを備え、前記
インタフェース回路５ａには上下加速度センサ３及びス
テアリングセンサ４からの出力信号がそれぞれ入力され
る。

【００１７】次に、図３はショックアブソーバＳＡの構
成を示す断面図であって、このショックアブソーバＳＡ
は、シリンダ３０と、シリンダ３０を上部室と下部室Ｂ
とに画成したピストン３１と、シリンダ３０の外周にリ
ザーバ室Ｃを形成した外筒３３と、下部室Ｂとリザーバ
室Ｃとを画成したベース３４と、ピストン３１に連結さ
れたピストンロッド７の摺動をガイドするガイド部材３
５と、外筒３３と車体との間に介在されたサスペンショ
ンスプリング３６と、バンパラバー３７とを備えてい
る。

【００１８】さらに詳述すると、前記ショックアブソー
バＳＡは、図４に示すように、伸行程で圧縮された上部
室Ａ内の流体が下部室Ｂ側へ流通可能な流路として、伸
側内側溝１１の位置から伸側減衰バルブ１２の内側及び
外周部を開弁して下部室Ｂに至る伸側第１流路Ｄと、第
２ポート１３，縦溝２３及び第４ポート１４を経由して
伸側外側溝１５位置から伸側減衰バルブ１２の外周部を
開弁して下部室Ｂに至る伸側第２流路Ｅと、第２ポート
１３，縦溝２３及び第５ポート１６を経由して伸側チェ
ックバルブ１７を開弁して下部室Ｂに至る伸側第３流路
Ｆと、第３ポート１８，第２横孔２５及び中空部１９を
経由して下部室Ｂに至るバイパス流路Ｇとの４つの流路
があり、また、圧行程で圧縮された下部室Ｂ内の流体が
上部室Ａ側へ流通可能な流路として、圧側減衰バルブ２
０を開弁して上部室Ａに至る圧側第１流路Ｈと、中空部
１９，第１横孔２４及び第１ポート２１を経由して圧側
チェックバルブ２２を開弁して上部室Ａに至る圧側第２
流路Ｊと、中空部１９，第２横孔２５及び第３ポート１
８を経由して上部室Ａに至る前記バイパス流路Ｇとの３
つの流路がある。

【００１９】また、前記縦溝２３と第１及び第２横孔２
４，２５が形成された調整子６は、パルスモータ２の駆
動によるステップ回動に基づいて減衰係数のポジション
を図５〜図７に示す３つのポジション間で多段階に切り
換え可能となっている。

【００２０】まず、図５に示す第２ポジション（図８の
のポジション）では、伸側第１流路Ｄと、圧側第１流
路Ｈと圧側第２流路Ｊとが流通可能となっていて、これ
により、図９に示すように、伸側が高減衰係数（図１２
の＋Ｘmax ポジション）でその逆行程の圧側が所定の低
減衰係数（図１２の−Ｘsoftポジション）となる。

【００２１】次に、図６に示す第１ポジション（図８の
のポジション）では、前記圧行程の４つの流路Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇと、圧行程の３つの流路Ｈ，Ｊ，Ｇのすべて
が流通可能となっていて、これにより、図１０に示すよ
うに、伸側及び圧側が共に所定の低減衰係数（図１２の
±Ｘsoftポジション）となる。

【００２２】次に、図７に示す第３ポジション（図８の
のポジション）では、伸側第１〜第３流路Ｄ，Ｅ，Ｆ
および圧側第１流路Ｈが流通可能となっていて、これに
より、図１１に示すように、圧側が高減衰係数（図１２
の−Ｘmax ポジション）でその逆行程の伸側が所定の低
減衰係数（図１２の＋Ｘsoftポジション）となる。そし
て、前記第１および第３ポジション側は、調整子６のス
テップ回転角度に応じてそれぞれ多段階に切り換え可能
となっていて、そのステップ回転角度に応じて高減衰係
数側の減衰係数のみを比例的に変化可能となっている。

【００２３】即ち、このショックアブソーバＳＡは、調
整子６を回動させることにより、その回動に基づいて減
衰係数を、伸側・圧側いずれとも図１２に示すような特
性で、低減衰係数から高減衰係数の範囲で多段階に変更
可能に構成されている。また、図８に示すように、伸側
・圧側いずれも低減衰係数（図１２の±Ｘsoftポジショ
ン）としたのポジションから調整子６を反時計方向へ
回動させると、伸側のみ高減衰係数側に変化し、逆に、
調整子６を時計方向へ回動させると、圧側のみ高減衰係
数側に変化する構造となっている。

【００２４】次に、図１３に示すフローチャートに基づ
き、コントロールユニット５における減衰係数ポジショ
ン制御の作動流れについて説明する。

【００２５】まず、ステップ１０１では、初期設定を行
ない、続くステップ１０２及び１０３においてばね上速
度Ｖと操舵角θn をそれぞれ検出する。

【００２６】続くステップ１０４は、操舵角θn が所定
のしきい値θc を越えたかどうかを判定するステップ
で、所定のしきい値θc 以上（ＹＥＳ）である時はステ
ップ１０５へ進んでロール制御条件をＯＮ状態とした後
ステップ１０８へ進み、所定のしきい値θc 未満（Ｎ
Ｏ）である時はステップ１０６へ進む。尚、図１６は車
速に対するロール制御用しきい値θc の変化特性を示す
もので、この図に示すように、前記所定のしきい値θc
は、車速の増加に逆比例して減少するようになってい
る。これは、操舵角が小さくてもその時の車速が速けれ
ば大きなロールが発生するからである。

【００２７】前記ステップ１０６は、ロール制御条件が
ＯＮに切り換えられた後であり、かつ、その後操舵角θ
n が所定のしきい値θc を越えた状態が所定の時間Ｔ連
続したかどうかを判定するステップで、ロール制御条件
ＯＮ後で、かつ、連続が所定の時間Ｔ以上（ＹＥＳ）で
ある時はステップ１０７へ進んでロール制御条件をＯＦ
Ｆ状態とした後ステップ１０８へ進み、ロール制御条件
がＯＦＦ状態（ＮＯ）であるか、若しくはロール制御条
件ＯＮ後であっても連続が所定の時間Ｔ未満（ＮＯ）で
ある時は、そのままステップ１０８へ進む。

【００２８】ステップ１０８は、ロール制御条件がＯＮ
状態かどうかを判定するステップで、ロール制御条件が
ＯＮ状態（ＹＥＳ）であれば、ステップ１０９へ進んで
ロール制御用制御ゲインに設定した後ステップ１１１へ
進み、ロール制御条件がＯＦＦ状態（ＮＯ）の時は、ス
テップ１１０へ進んで通常制御ゲインに設定した後ステ
ップ１１１へ進む。尚、図１５は車速に対する制御ゲイ
ンの変化特性を示すもので、この図に示すように、点線
で示すロール制御用ゲイン及び実線で示す通常の制御ゲ
インは、それぞれ車速の増加に比例して増加するように
なっている。これは、操舵によって発生する車両のロー
ルは車速の増加に比例して大きくなるからである。

【００２９】ステップ１１１では、ばね上速度Ｖとそれ
ぞれの制御ゲインより目標減衰係数を算出した後ステッ
プ１１２へ進む。

【００３０】ステップ１１２ではそれぞれの目標減衰係
数に基づいてパルスモータ２の制御点を算出し、続くス
テップ１１３ではパルスモータ２の制御点へ向けてパル
スモータ２を駆動すべく信号が出力される。

【００３１】このように、コントロールユニット５で
は、以上の制御フローを繰り返すもので、このような制
御は各ショックアブソーバＳＡ毎に独立して行なわれ
る。

【００３２】次に、実施例の作動を図１４に基づいて説
明する。即ち、図１４は車両走行時の作動を説明するタ
イムチャートであり、同図(イ)は操舵角θn 、同図(ロ)
はロール制御条件、同図(ハ) は制御ゲイン、同図(ニ) は
ばね上速度Ｖ、同図(ホ) はパルスモータ制御点をそれぞ
れ示している。

【００３３】（イ）操舵角が小さい時 図１４のａで示すように、操舵角±θn の絶対値 |θn|
が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|を越えない時
は、操舵により発生するロールも小さいので、この時
は、通常の制御ゲインに基づく通常の減衰係数制御に切
り換えられ、その時のばね上速度±Ｖの方向と同一のシ
ョックアブソーバＳＡの行程側がばね上速度±Ｖに比例
した高減衰係数となるような減衰係数ポジションの切り
換え制御が成される。即ち、 a) 操舵角±θn の絶対値 |θn|が所定のしきい値±θc
の絶対値 |θc|未満であり、かつ、ばね上速度Ｖの方
向が上向き（＋）である時は、その時のばね上速度Ｖの
方向と同一方向である伸側がばね上速度＋Ｖに比例した
高減衰係数ポジションで、その逆の圧側が所定の低減衰
係数（−Ｘsoftポジション）となる第２ポジション（図
８のおよび図９のポジション）側に切り換える。

【００３４】b) 操舵角±θn の絶対値 |θn|が所定の
しきい値±θc の絶対値 |θc|未満であり、かつ、ばね
上速度Ｖの方向が下向き（−）である時は、その時のば
ね上速度Ｖの方向と同一方向である圧側がばね上速度−
Ｖに比例した高減衰係数ポジションで、その逆の伸側が
所定の低減衰係数（＋Ｘsoftポジション）となる第３ポ
ジション（図８のおよび図１１のポジション）側に切
り換える。

【００３５】従って、操舵角の検出によりロールの発生
状態を予測し、ロールが激しくなる可能性がない時、即
ち、操舵角が小さい定常旋回時には、その時のばね上速
度±Ｖの方向と同一のショックアブソーバＳＡの行程方
向側を所定の制御ゲインに基づき、ばね上速度±Ｖに比
例した適度な高減衰係数に制御することで、ばね上（車
体）の振動を適度に抑制して操縦安定性と乗り心地の向
上を図ることができると共に、その時のばね上速度±Ｖ
の方向とは逆方向のショックアブソーバＳＡの行程側を
所定の低減衰係数として、制振制御時に行程方向とは逆
方向の路面入力を吸収して、車体への伝達を阻止して乗
り心地をさらに向上させることができる。

【００３６】（ロ）操舵角が大きい時 図１４のｂで示すように、操舵角±θn の絶対値 |θn|
が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|を一旦越えた時
は、大きな操舵により発生するロールが過大となるた
め、ロール制御条件がＯＮ状態に切り換えられ、その時
のばね上速度±Ｖの方向と同一のショックアブソーバＳ
Ａの行程側が通常の制御ゲインよりは高いロール制御用
制御ゲインに基づき、ばね上速度±Ｖに比例した高減衰
係数に制御することで、通常制御時よりは高めの減衰力
によって、車体の過渡ロールが抑制される。そして、そ
の後に操舵の切り返し操作で操舵角±θn の絶対値 |θ
n|が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|未満に低下し
ても、ロール状態は継続されているため、あらかじめ設
定された所定の時間Ｔだけ、ロール制御条件のＯＮ状態
が維持され、その時間Ｔが経過した時点で初めてロール
制御条件がＯＦＦ状態に切り換えられ、これにより、前
記（イ）に示した通常の減衰係数制御状態に復帰する。

【００３７】このように、操舵角±θn の絶対値 |θn|
が所定のしきい値±θc の絶対値 |θc|を越えた時点で
予測的にロール制御条件を開始することにより、制御遅
れがなくなると共に、各車輪部におけるばね上速度±Ｖ
の方向を基準として各車輪の減衰係数を切り換えるよう
にしたことで、車両の実際のロール方向に対応した減衰
係数の切り換え制御が行なわれ、これにより、スラロー
ム等の連続操舵に対しても、制御タイミングのずれを生
じることなく車両の各ロールを確実に抑制して操縦安定
性を確保できるという特徴を有している。

【００３８】また、以上のように、各ショックアブソー
バＳＡにおける減衰係数の切り換えが各車輪部のばね上
速度±Ｖの方向を基準として行なわれることで、その時
のばね上速度±Ｖの方向とは逆方向の路面入力を低減衰
係数で確実に吸収し、これにより、車体のロール時にお
ける乗り心地を確保することができるという特徴を有し
ている。

【００３９】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が
あっても本発明に含まれる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の車両
懸架装置では、操舵角が所定のしきい値未満である時
は、ばね上速度に基づいて各ばね上速度の方向と同一の
各ショックアブソーバの行程側を所定の制御ゲインによ
り最適の減衰係数に制御すべく減衰係数変更手段にそれ
ぞれ切り換え信号を出力する減衰係数制御部を有する制
御手段と、操舵角が所定のしきい値以上である時は、所
定のしきい値未満に低下した後所定の時間を経過するま
での間減衰係数制御部の制御ゲインを高めに設定するロ
ール制御部とを備えたことで、車両の実際のロール方向
に対応した減衰係数の切り換え制御が可能となり、これ
により、スラローム等の連続操舵に対しても、制御タイ
ミングのずれを生じさせることなく車両のロールを確実
に抑制して操縦安定性を確保することができると共に、
各ショックアブソーバの行程とは逆方向の路面入力も所
定の低減衰係数で確実に吸収できてロール制御中におけ
る車両の乗り心地を確保することができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両懸架装置を示すクレーム対応図で
ある。

【図２】本発明実施例の車両懸架装置を示すシステムブ
ロック図である。

【図３】実施例装置に適用したショックアブソーバを示
す断面図である。

【図４】前記ショックアブソーバの要部を示す拡大断面
図である。

【図５】第２ポジションの状態を示す断面図で、(イ) は
図４のＫ−Ｋ断面図、(ロ) は図４のＬ−Ｌ断面図、(ハ)
は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図６】第１ポジションの状態を示す断面図で、(イ) は
図４のＫ−Ｋ断面図、(ロ) は図４のＬ−Ｌ断面図、(ハ)
は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図７】第３ポジションの状態を示す断面図で、(イ) は
図４のＫ−Ｋ断面図、(ロ) は図４のＬ−Ｌ断面図、(ハ)
は図４のＮ−Ｎ断面図である。

【図８】前記ショックアブソーバの減衰係数切換特性を
示す図である。

【図９】第２ポジションにおけるピストン速度に対する
減衰係数特性図である。

【図１０】第１ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１１】第３ポジションにおけるピストン速度に対す
る減衰係数特性図である。

【図１２】実施例装置のピストン速度に対する減衰係数
の可変特性図である。

【図１３】実施例装置のコントロールユニットの作動流
れを示すフローチャートである。

【図１４】実施例装置の車両走行時の作動を説明するタ
イムチャートである。

【図１５】車速に対する制御ゲインの変化特性図であ
る。

【図１６】車速に対するロール制御用しきい値の変化特
性図である。

【符号の説明】

ａ 減衰係数変更手段 ｂ ショックアブソーバ ｃ ばね上速度検出手段 ｄ 操舵角検出手段 ｅ 減衰係数制御部 ｆ 制御手段 ｇ ロール制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−120508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206214（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42320（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−74411（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−103528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−249810（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−163711（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/015

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の各車輪と車体との間にそれぞれ設
   けられ、伸側・圧側の一方の行程側を高減衰係数側に制
   御するときはその逆行程側が低減衰係数となる構造の減
   衰係数変更手段を有したショックアブソーバと、 各車輪部におけるばね上速度を検出するばね上速度検出
   手段と、 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 該操舵角検出手段で検出された操舵角が所定のしきい値
   未満である時は、ばね上速度検出手段で検出された各車
   輪部におけるばね上速度に基づいて各ばね上速度の方向
   と同一の各ショックアブソーバの行程側を所定の制御ゲ
   インにより最適の減衰係数に制御すべく減衰係数変更手
   段にそれぞれ切り換え信号を出力する減衰係数制御部を
   有する制御手段と、 該制御手段に設けられ、操舵角検出手段で検出された操
   舵角が所定のしきい値以上である時は、所定のしきい値
   未満に低下した後所定の時間を経過するまでの間減衰係
   数制御部の制御ゲインを高めに設定するロール制御部
   と、を備えていることを特徴とする車両懸架装置。