JPH0226335A - ショックアブソーバの減衰力制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ショックアブソーバの減衰力制御方法に関し
、特に、車両のサスペンションにおいて車体と、サスペ
ンションアーム、アクスルハウジング、ステアリングナ
ックル、ホイールキャリアその他の車輪懸架部材との間
に配置されるショックアブソーバの減衰力制御方法に関
する。

（従来技術） 自動車その他の車両では、走行中、路面凹凸からの衝撃
が直接車体に伝わらないように、ばねを介して車体を支
持している。しかし、ばねだけの支持では、車体が固有
振動数で振動するのを防止できないことから、ばねの外
に、減衰力要素としてショックアブソーバを取り付けて
いる。

（発明が解決しようとする課題） ショックアブソーバが取り付けられている結果、路面凹
凸が比較的大きい場合、路面から車体に、ばねからの突
き上げ力の外、ショックアブソーバからの突き上げ力が
加わり、車体の受ける初期加速度は却って大きくなって
しまう。

この現象は、ピストンの位置によって発生する減衰力の
大きさを変えるダンパ（たとえば、特公昭３８−１０４
７８号公報）を、車体と車輪懸架部材との間に配置して
も、解消しない。

本発明の目的は、初期加速度の影響を排除できるショッ
クアブソーバの減衰力制御方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ピストンが一方向へ向けて移動するとき減衰
力を発生する機構と、ピストンが他方向へ向けて移動す
るとき減衰力を発生する機構とを備えた、車体と車輪懸
架部材との間に配置されるショックアブソーバの減衰力
制御方法であって、前記ピストンが中立位置から移動す
るとき、前記減衰力発生機構による減衰力の発生を停止
し、前記ピストンが前記中立位置へ向けて移動するとき
、前記いずれかの減衰力発生機構により減衰力を発生す
ることを含む。

ショックアブソーバはばねと並列して使用される。この
場合、ばねは車体と車輪懸架部材との間に配置される。

中立位置に、いわゆる不感帯域を設けることができる。

このようにすれば、ピストンが中立位置付近で微小な動
きをするとき、ショックアブソーバは、ピストンのいず
れの向きへの動きに対しても、従来のショックアブソー
バと同じように、減衰力を発生する。ピストンが不感帯
域を越えて一方向または他方向へ移動するとき、減衰力
の発生が停止される。

中立位置に不感帯域がない場合、ピストンが中立位置か
ら一方向または他方向へ向けて移動すると、減衰力の発
生が直ちに停止される。

中立位置から一方向または他方向へ向けてのピストンの
移動に伴い、ショックアブソーバの減衰力の発生が停止
される範囲は、フルパウンドまたはフルリバウンドのと
きのピストンのストロークエンドに至るまでとすること
が好ましく、ストロークエンドより幾分手前までとする
こともできる。

（作用および効果） ピストンが中立位置から一方向または他方向へ向けて移
動するとき、ショックアブソーバの減衰力の発生が停止
されることから、ピストンは可及的速やかに当該方向へ
向けて移動することとなる。これとは逆に、ピストンが
、中立位置へ向けて移動するとき、減衰力が働き、振動
が減衰される。

路面からの入力に対して、ショックアブソーバは反力を
ほとんど生ずることなく変位するため、車体はばね反力
のみによって加速されるようになる。その結果、初期加
速度が従来のショックアブソーバに比べて非常に小さく
なる一方、前記入力による車体の変位の増加に対するシ
ョックアブソーバの減衰力は従来と同じであるので、結
局、初期加速度および振幅の双方が減少し、乗心地の良
いサスペンションを実現できる。特に、初期加速度の減
少は路面からのごつごつした感じの突き上げ感をなくし
、乗心地の改善に寄与する。

（実施例） 本発明はショックアブソーバ１０の減衰力を制御する方
法である。ショックアブソーバ１０は、ピストン１２が
一方向へ向けて移動するとき減衰力を発生する機構１４
と、ピストン１２が他方向へ向けて移動するとき減衰力
を発生する機構１６とを備えている。ショックアブソー
バ１０は、図示しない車体と車輪懸架部材との間に配置
される。

本発明に係る制御方法は、ピストン１２が中立位置から
一方向または他方向へ向けて移動するとき、減衰力発生
機構１４または減衰力発生機構１６による減衰力の発生
を停止し、ピストン１２が前記中立位置へ向けて移動す
るとき、減衰力発生機構１４または減衰力発生機構１６
により減衰力を発生することを含む。

図示の実施例では、ショックアブソーバ１０は、いわゆ
るド・カルボンタイプであって、シリンダ１８の内部に
、ピストンロット２０に結合されたピストン１２と、該
ピストン１２から間隔をおいたフリーピストン２２とが
移動可能に配置されている。シリンダ１８の内部のフリ
ーピストン２２の上方の空間に油その他の液体が充填さ
れ、またフリーピストン２２の下方の空間に窒素その他
の気体が封入されている。減衰力発生機構１４は、ピス
トンロッド２０が伸長するとき減衰力を、また減衰力発
生機構１６は、ピストンロッド２０が縮小するとき減衰
力を発生する。前記構成は、それ自体公知であるので、
詳細な説明は省略する。

２つの逆止め弁２４．２６がショックアブソーバ１０に
取り付けられている。逆止め弁２４はＡ方向の液体の流
動のみを、また逆止め弁２６はＢ方向の液体の流動のみ
を許容するものであって、逆止め弁２４は管２８により
、逆止め弁２６は管３０により、シリンダ１８の内部の
液室にそれぞれ連通している。

第１図に示す実施例では、管２８は、ピストン１２の中
立位置、すなわち標準積載状態のとき、ピストン１２が
静止することとなる位置より上方となる液室３２に、ま
た管３０はピストン１２の中立位置より下方となる液室
３４に連通している。管２８の上方の端部２９ａは、ピ
ストン１２の上方のストロークエンドより上方で開口し
、管３０の下方の端部３１ｂは、ピストン１２の下方の
ストロークエンドより下方で開口している。そして、管
２８の下方の端部２９ｂと管３０の上方の端部３１ａと
の間に、間隔りが設けられている。

管２８と逆止め弁２４とは、ピストンロッド２０の伸長
時に、液体が減衰力発生機構１４を流れるとき生ずる流
体抵抗より小さな流体抵抗を有し、また管３０と逆止め
弁２６とは、ピストンロッド２０の縮小時に、液体が減
衰力発生機構１６を流れるとき生ずる流体抵抗より小さ
な流体抵抗を有する。

ショックアブソーバ１０を前記のように構成した結果、
ピストン１２が中立位置の間隔りの範囲で上下に微小移
動するとき、逆止め弁２４．２６が共に機能しないこと
から、減衰力発生機構１４または減衰力発生機構１６が
働いて減衰力を発生する。

ピストン１２が前記範囲を越えて、たとえば、図で上方
へ移動するとき、当該移動に抵抗を及ぼすべき減衰力発
生機構１４の流体抵抗が、管２８および逆止め弁２４の
流体抵抗より大きいため、液室３２内の液体は管２８お
よび逆止め弁２４を通って、六方向へ流れることとなり
、減衰力発生機構１４は減衰力の発生を停止した状態と
なる。

ピストン１２がストロークエンドまたは中間まで移動し
た後、前記中立位置へ向けて移動するとき、逆止め弁２
４の作用によって液体が管２８を流れないことから、当
該移動に抵抗を及ぼすべ、き減衰力発生機構１６が働い
て減衰力を発生する。

以上のように、本発明に係る制御方法が実施される。

第２図に示す実施例では、逆止め弁２４．２６は、ピス
トン１２が中立位置から移動すると直ちに機能するよう
に、管２８．３０が接続され、いわゆる不感帯域が存在
しない。すなわち、管２８の下方の端部２９ｂが、中立
位置のピストン１２の下方の端面に対向する部位に開口
し、他方、管３０の上方の端部３１ａが、中立位置のピ
ストン１２の上方の端面に対向する部位に開口している
。

そのため、ピストン１２が、たとえば中立位置から下方
へ移動するとき、当該移動に抵抗を及ぼすべき減衰力発
生機構１６の流体抵抗が、管３゜および逆止め弁２６の
流体抵抗より大きいため、液室３４内の液体は管３０お
よび逆止め弁２６を通って、Ｂ方向へ流れることとなり
、減衰力発生機構１６は減衰力の発生を停止した状態と
なる。

ピストン１２がストロークエンドまたは中間まで移動し
た後、前記中立位置へ向けて移動するとき、逆止め弁２
６の作用によって液体が管３０を流れないことから、当
該移動に抵抗を及ぼすべき減衰力発生機構１４が働いて
減衰力を発生する。

以上のように、本発明に係る制御方法が実施される。

第３図に示す実施例では、電磁開閉弁４２を有する管４
０がシリンダ１８に接続されている。この管４０は、ピ
ストン１２の上方の液室３２と下方の液室４０とに、ピ
ストン１２のストロークエンドから外れる部位で開口し
ている。圧力スイッチ４４が液室３２に、また圧力スイ
ッチ４６が液室３４に取り付けられ、さらにピストンロ
ッド２０の変位を測定する変位計４８が取り付けられて
いる。これら測定器はＣＰＵ、あるいはコンピュータ５
０に接続されている。電磁開閉弁４２はＣＰＵ５０によ
って開閉される。

ピストンロッド２０の変位を変位計４８で検出し、ピス
トン１２が中立位置にあるときであって、圧力スイッチ
４４または圧力スイッチ４６が設定圧力以上の圧力を検
出したとき、ｃｐｕｓ。

によって電磁開閉弁４２を開き、ピストンロッド２０の
所定のストローク移動が逆転した後、電磁開閉弁４２を
閉じることにより、本発明は実施される。

前記したド・カルボンタイプのショックアブソーバに代
え、いわゆるツインチューブタイプのショックアブソー
バにおいても、本発明は実施できる。

以下に、本発明の効果について検討する。

質量Ｍの車体６０と、タイヤ６２と、ばね定数にのばね
６４とを質点系の振動体とみなした場合、これは第４図
に示すモデルで表される。いま、タイヤ６２から第５図
に示すようなｘｏの大きさのステップ人力Ｃを与えた場
合、その運動方程式は、 ｋｘｏ　＝Ｍｙ＋ｋｙ となる。この運動方程式を、ラプラス変換すると、 となる。ここで、ｙｏ、Ｖ◇はそれぞれ車体の変位およ
び加速度の初期値である。

ラプラス変換後の式をｙについて整理し、公式を用いて
解くと、 が得られる。ここで、 である。

次に、前記モデルに第５図に示すような時間ｔＩ、大き
さｘｏのインパルス人力りを入れた場合の運動方程式を
、ラプラス変換して解くと。

が得られる。ここで、 である。

初期値’Ｊｏおよびシ・をゼロとした場合の０式および
０式の運動は、第６図に示す円運動である。すなわち、
ステップ人力Ｃがタイヤに加わると（０式の場合）、車
体は原点Ｏを出発し、円Ｅ上を角速度ωで回転し、振動
する。他方、インパルス人力りがタイヤに加わると（０
式の場合）、車体は最初口Ｅ上を運動し始めるが、１秒
後、Ｘ◇→０となり、原点Ｏを中心とした円Ｆ上を角速
度ωで回転することとなる。円Ｆの半径Ｒは、Ｘｏθで
あり、θはインパルスの幅ｔ、と角速度ωとの積である
から、結局、 と表すことができる。

前記モデルはショックアブソーバがない場合を扱ってい
るが、ショックアブソーバが有る場合、円弧０６間では
、ばね定数ｋが見掛は上増大した傾向を示すため、角速
度ωが大きくなり、その結果、円Ｆの半径Ｒが大きくな
る。すなわち、ショックアブソーバが有ると、インパル
ス入力によって車体は大きな加速度を受けることになる
。

もっとも、これは初期加速のみに当てはまることで、シ
ョックアブソーバがあることにより当然減衰は早くなる
。

本発明によれば、ピストンが中立位置から移動するとき
、ショックアブソーバの減衰力の発生が停止した状態、
すなわちピストンが抵抗なく移動できる状態となるため
、ばね定数にの見掛けの値が増大することがなく、従っ
て、円Ｆの半径を可及的小さくできる。これにより、タ
イヤが大きな凹凸を乗り越えても、車体は小さな加速度
しか受けないようになる。

′４９図はステップ人力Ｃを受けた場合の、また第１０
図はインパルス人力りを受けた場合の、本発明（実線）
と、従来のショックアブソーバ（点線）との車体の変位
を示すものであって、本発明では、初期加速度の影響が
少なくなっていることが分る。

次に、ランプ入力について検討する。ショックアブソー
バ６６を入れた振動モデルは第７図に示すものとなる。

前記運動方程式に、適当な減衰項２「７７丁（シーα）
を入れ、第８図に示すランプ人力Ｈを加えたものとして
、ラプラス変換し、これをｙについて解くと、 が得られる。初期値ｙｏ、Ｙ◇がゼロで、ω＝ｐのとき
、 一１＆／ｌ　　　　　　　　−ｔＩＪ６ｙ＝αｔ　（ｆ
−ｅ　　）　＝ｘ、（１−ｅ　　）−■ｙ＝ａ　（１−
ｅ　　）＋ａｔｕｅ” ｃｕｔ −ａＪｔ−−＃ｆ ＝α（１−ｅ　　＋ωｔｅ　　　）　　　　　　　−■
となる。

ショックアブソーバがない場合のランプ人力に対する運
動方程式をラプラス変換して、ｙについて解くと、 が得られる。初期値３’ｏ　　ρＱがゼロで、ω＝ｐ、
　ｔａｎａ　＝　ｙ、／　（ｙ６−　ａ　）を入れると
、 ｓｉｎωｔ ｙ＝αｔ−−ｓ＋ｎωｔ　＝　ｘ、（１−）ω　　　　
　　　　　　　ωを 夛＝α（１−ｃｏｓωｔ） 一■ 一■ が得られる。

よって、ショックアブソーバの有無によって路面ショッ
クがどうようになるかを比較すると、■式より、 一髪１′ ｙ＝２ａ（、Ｊｅ　　−ａｏｘ２ｔｅ−’　　　　−０
０式より、 となる。■、０式の数値計算により、ωｔくπの範囲で
、■く■となる。すなわち、ショックアブソーバがない
場合の方が加速度が小さくなり、それだけ車体の受ける
衝撃は少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はショックアブソーバの概略を示す断面図、第２
図および第３図はショックアブソーバの別の実施例の要
部の概略を示す断面図、第４図は小体とタイヤとの振動
モデル図、第５図は第４図の振動モデルに加わる入力の
波形図、第６図は車体の振動状態図、第７図は第４図の
振動モデルにショックアブソーバを加えた振動モデル図
、第８図は第７図の振動モデルに加わる人力の波形図、
第９図および第１０図は、本発明と従来のショックアブ
ソーバとにおける車体の変位を示す特性図である。 １０；ショックアブソーバ、 １２：ピストン、 １４．１６：減衰力発生機構、 ２４．２６逆止め弁、 ２８．３０：管。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピストンが一方向へ向けて移動するとき減衰力を発生す
   る機構と、ピストンが他方向へ向けて移動するとき減衰
   力を発生する機構とを備えた、車体と車輪懸架部材との
   間に配置されるショックアブソーバの減衰力制御方法で
   あって、前記ピストンが中立位置から移動するとき、前
   記減衰力発生機構による減衰力の発生を停止し、前記ピ
   ストンが前記中立位置へ向けて移動するとき、前記いず
   れかの減衰力発生機構により減衰力を発生することを含
   む、ショックアブソーバの減衰力制御方法。