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JP3328792B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

サスペンション制御装置

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Publication number
JP3328792B2
JP3328792B2 JP25126094A JP25126094A JP3328792B2 JP 3328792 B2 JP3328792 B2 JP 3328792B2 JP 25126094 A JP25126094 A JP 25126094A JP 25126094 A JP25126094 A JP 25126094A JP 3328792 B2 JP3328792 B2 JP 3328792B2
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JP
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damping
road
small
value
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JP25126094A
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正明 内山
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トキコ株式会社
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Publication date
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Priority to KR1019950030851A priority patent/KR0173809B1/ko
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車体と車軸との間に介
装され、伸び側の減衰力が小さいときに縮み側の減衰力
を小さい値と大きい値との間で調整可能とし、縮み側の
減衰力が小さいときに伸び側の減衰力を小さい値と大き
い値との間で調整可能な減衰力調整式ショックアブソー
バを用いて車体の振動に応じて減衰力を調整するサスペ
ンション制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のサスペンション制御装置の一例と
して、特開平５−３３０３２５号の図１乃至図９に示さ
れるようなサスペンション制御装置がある。このサスペ
ンション制御装置は、本願の発明の実施例で用いられて
いる図２乃至図３と同様の伸び側の減衰係数（減衰力）
が小さいときに縮み側の減衰係数（減衰力）を小さい値
と大きい値との間で調整可能とし、縮み側の減衰力が小
さいときに伸び側の減衰力を小さい値と大きい値との間
で調整可能とした減衰係数可変型（減衰力調整式）ショ
ックアブソーバと、減衰係数可変型ショックアブソーバ
の減衰係数を調整設定するアクチュエータと、車体の上
下加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサの
加速度信号を積分して上下方向絶対速度を求める積分手
段と、前記上下方向絶対速度に基づいてアクチュエータ
を介して減衰係数可変型ショックアブソーバを制御する
制御手段とを備え、上下方向絶対速度に対応する減衰係
数を得て乗り心地や運転性等の向上を図るようにしてい
る。
【０００３】なお、上述中に減衰力と減衰係数という言
葉が記載されているが、図２乃至図３に示されるような
通路面積を調整するショックアブソーバにあっては、減
衰力はピストン速度に応じて変化するので、通路面積の
調整は実際は減衰係数を調整することとなる。しかし、
減衰係数の調整は、結果として減衰力を調整することと
なるので、一般に減衰係数と減衰力とは区別なく減衰力
と言われている。
【０００４】また、特開平５−１４１４３７号公報の図
２の実施例に示される電磁比例圧力制御弁を有するショ
ックアブソーバを用いるサスペンション制御装置があ
る。このサスペンション制御装置は、特開平５−３３０
３２５号公報に示す装置と同様に、車体の上下絶対速度
を求め、この上下絶対速度に応じて電磁比例圧力制御弁
の弁体を一方向側に付勢することにより、伸び側または
縮み側のいずれか一方の圧力を制御して高い値の減衰力
を発生させるようにし、他方は低い減衰力となるように
するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
５−３３０３２５号の従来技術にあっては、通常の舗装
された路面（比較的振動が少なく、振幅も小さい）を走
行する際に生じる平均的なピストンスピードを想定し
て、振動制御を行っていた。このため、荒れた路面（悪
路）を走行した際には、ピストンスピードが平均的なピ
ストンスピードとかけ離れた速いものとなり、要求され
る減衰力に比して大きな減衰力が発生して制御過剰とな
ってしまい、これにより乗り心地の悪化をまねくおそれ
があった。
【０００６】さらに、特開平５−３３０３２５号及び特
開平５−１４１４３７号に示される従来技術において、
悪路を走行した際には、車体の振動が激しくなり、制御
目標の減衰力が激しく変化するため、制御が追従しきれ
ず、必要な減衰力が得られない場合や、必要以上の減衰
力が出てしまうことがあり、減衰力を調整することによ
り反って乗り心地が悪くなるという問題点があった。
【０００７】このような問題点を解決するためには、悪
路走行の際には、車体の振動に応じた制御を中止し、伸
び側及び縮み側の減衰力を小さくすることが考えられ
る。しかし、制御を中止すると、減衰力が伸び縮み共に
小さい状態となり、これにより、悪路走行中の突き上げ
感は減るものの、振動の収まりが悪くなりフワフワとし
た乗り心地となり、乗員に不快感を与えることとなる。
また、振動が収まらないため、車輪の接地性が低下し車
輪が滑りやすく、悪路でのコーナリングではドリフトし
てしまう等操縦安定性が低下すると言う問題点も生じて
しまう。
【０００８】さらなるこのような課題を解決するには、
悪路を走行する際には、車体の振動に応じた減衰力の制
御を行わず減衰力を伸び側、縮み側共に減衰力が小さい
状態とするのではなく、伸び側または縮み側の減衰力を
ある程度大きくすることが必要である。なお、本願に係
るショックアブソーバは、伸び側と共に縮み側の減衰力
を大きくすることができないものである。
【０００９】ここで、伸び側の減衰力を大きくすると、
結果的に縮み側の減衰力が小さくなる。このため、突起
に乗り上げた際に、上方向の衝撃（加速度）は、小さく
なり突き上げ感が減り、また、振動が収まらないという
問題点も解決される。
【００１０】しかし、実際にこのような制御を行うと、
突起を乗り越えた後に車輪が接地するまでの間に、伸び
側の減衰力が大きく車輪が伸びるのが遅れるため、接地
までの時間がかかり、さらに、バネ下（車輪）によりバ
ネ上（車体）が引っ張られ、車体の下方への加速度が大
きくなる。この下方向の加速度に対し、乗員は、イスか
ら放り出されるような感じを受け、非常に不快感を受け
る。一般に、乗員は下方向の加速度と上方向の加速度で
は、例えば、エレベータで、上りより下りが不快である
ように下方向の加速度に不快感をより感じる。
【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、悪路走行時にも良好な乗り心地及び良好な走行安定
性を得ることができるサスペンション制御装置を提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車体と車軸との間に介装され、伸び側の
減衰力が小さいときに縮み側の減衰力を小さい値と大き
い値との間で調整可能とし、縮み側の減衰力が小さいと
きに伸び側の減衰力を小さい値と大きい値との間で調整
可能な減衰力調整式ショックアブソーバと、前記車体の
上下振動を検出する上下振動検出手段と、該上下振動検
出手段の検出信号に基づいて前記減衰力調整式ショック
アブソーバを制御する制御手段とを備えたサスペンショ
ン制御装置において、走行路が悪路であるか否かを判定
する路面状況判定手段と、該路面状況判定手段が走行路
が悪路であると判定したときに前記制御手段に優先して
前記縮み側の減衰力を前記小さい値より大きな所定の値
に設定する減衰力優先設定手段とを備えたことを特徴と
する。
【００１３】
【作用】上記構成とすれば、走行路が悪路の場合に、縮
み側の減衰係数を優先的に大きい値に設定するので、上
下振動に基づいて行われる制御に優先して縮み側の減衰
力を小さい値より大きい所定の値に設定するので、制御
の遅れにより乗り心地が悪化することが無くなり、ま
た、伸び側及び縮み側の両側の減衰力が低くなり、操縦
安定性が低下することも防止される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の第１実施例のサスペンション
制御装置を図１ないし図５に基づいて説明する。図１に
おいて、車両を構成する車体１（ばね上）と４個（図に
は一つのみを示す。）の車輪２（ばね下）との間には、
ばね３と伸／縮反転タイプ（縮み側、伸び側の減衰係数
のうち一方の減衰係数を逓増すると他方の減衰係数が逓
減する特性を有するタイプ）の減衰係数可変型（減衰力
調整式）ショックアブソーバ４が並列に介装されてお
り、車体１を支持している。車体１上には、車体１の上
下方向の加速度を検出する加速度センサ（上下振動検出
手段）５が取り付けられている。加速度センサ５の加速
度信号はコントローラ６に供給される。なお、減衰係数
可変型ショックアブソーバ４及びばね３は４個の車輪２
に対応してそれぞれ４個設けられているが、便宜上その
うち一つのみを図示している。
【００１５】減衰係数可変型ショックアブソーバ４は、
図２に示すようにシリンダ11内にフリーピストン12を摺
動自在に収納し、このフリーピストン12によりガス室13
と油室14との二室に画成されている。ガス室13には高圧
ガスが封入されており、油室14には油液が封入されてい
る。油室14にはピストン15が摺動自在に収納されてい
る。油室14はピストン15により下室R1と上室R2とに画成
されている。ピストン15にはピストンロッド16が連結さ
れている。ピストンロッド16は上室R2を通ってシリンダ
11外に延びている。
【００１６】ピストン15には下室R1と上室R2とをそれぞ
れ連通する第１、第２の連通路17、18が形成されてい
る。ピストン15の上部には、常閉の第１の減衰弁19が取
り付けられている。第１の減衰弁19は、ピストンロッド
16の短縮時に下室R1の圧力が高くなって上室R2との差圧
が所定値に達すると開き、これにより第１の連通路17を
介した下室R1と上室R2との連通を図れるようにしてい
る。ピストン15の下部には、常閉の第２の減衰弁20が取
り付けられている。第２の減衰弁20は、ピストンロッド
16の伸長時に上室R2の圧力が高くなって下室R1と上室R2
との圧力差が所定値になると開き、これにより第２の連
通路18を介した下室R1と上室R2との連通を図れるように
している。ピストン15には、ピストンロッド16の軸心を
挟んで相対向する第３、第４の連通路21，22が形成され
ている。第３、第４の連通路21，22は、それぞれ上室R
2、下室R1に連通している。
【００１７】第３、第４の連通路21，22には、それぞれ
チェック弁23，24が配設されている。チェック弁23は下
室R1から上室R2への油液の流れのみを許容し、チェック
弁24は上室R2から下室R1への油液の流れのみを許容す
る。ピストン15内部には円板状の可動板25がピストンロ
ッド16の軸心を中心にして回動自在に保持されており、
可動板25の板面は第３、第４の連通路21，22をそれぞれ
横切っている。可動板25には図３に示すように周方向に
沿って円弧状に延びる一対の長孔26，27が形成されてい
る。長孔26，27は可動板25の中心と同心状の位置に相対
向して形成されている。長孔26は、図３矢印Ｒ方向に向
かうに従って開口面積が小さくなり、長孔27は、矢印Ｒ
方向に向かうに従って開口面積が大きくなるようになっ
ている。
【００１８】可動板25を矢印Ｒ又は矢印Ｌ方向に回動す
ると、長孔26，27の、第３、第４の連通路21，22に臨む
部分が連続的に替わり第３、第４の連通路21，22の開口
面積が逓増又は逓減するようになっており、これにより
減衰係数可変型ショックアブソーバ４が、図４に実線で
示す減衰特性を得られるようにしている。
【００１９】なお、図２において、28はピストンロッド
16の軸心に相対回転自在に設けられて下端部が可動板25
に連結される操作ロッドである。また、29は、操作ロッ
ド28の上端部に連結され、この操作ロッド28を介して可
動板25を矢印Ｒ方向または矢印Ｌ方向に回転させるステ
ッピングモータ等のアクチュエータである。このアクチ
ュエータ29は、コントローラ６の制御信号発信部30から
発信される制御信号θに基づいて操作ロッド28を回転さ
せる。
【００２０】次に、長孔26，27の、第３、第４の連通路
21，22に臨む箇所（a2〜b2〜c2，a1〜b1〜c1）と、減衰
係数との関係を説明する。ここで、長孔26，27の、第
３、第４の連通路21，22に臨む箇所は、可動板25の回転
角度θによって表わす。なお、長孔26，27の中心である
位置b2，b1が第３、第４の連通路21，22に臨んでいる場
合、この位置を可動板25の基準位置（θ＝０）としてい
る。
【００２１】（１）可動板25を基準位置から矢印Ｒ方向
に回転する、即ち可動板25を正方向（θ＞０）に回転さ
せた場合、長孔26の位置a2が第３の連通路21に臨み、か
つ長孔27の位置a1が第４の連通路22に臨む。これによ
り、下室R1から上室R2へ油液が流れやすく、上室R2から
下室R1へ油液が流れ難くなって伸び側減衰係数が大きく
かつ縮み側減衰係数が小さくなる。
【００２２】（２）可動板25を基準位置から矢印Ｌ方向
に回転する、即ち可動板25を負方向（θ＜０）に回転さ
せた場合、長孔26の位置c2が第３の連通路21に臨み、か
つ長孔27の位置c1が第４の連通路22に臨む。これによ
り、下室R1から上室R2へ油液が流れ難く、上室R2から下
室R1へ油液が流れやすくなって伸び側減衰係数が小さく
かつ縮み側減衰係数が大きくなる。
【００２３】コントローラ６は、加速度センサ５の検出
信号を積分して上下方向絶対速度を求める積分回路31
と、加速度センサ５の検出信号に基づいて走行路の路面
凹凸度を算出する凹凸度算出回路32と、路面凹凸度をあ
らかじめ設定した基準値と比較して走行路が悪路である
か否かを判定する路面状況判定回路33と、該路面状況判
定回路33が走行路が悪路であると判定したときアクチュ
エータ29を介して前記縮み側の減衰係数を優先的に所定
の値（図４中θ1 ）に設定する減衰力優先設定手段とし
ての減衰係数優先設定回路34と、前記制御信号発信部30
とを備え、図５に示す演算処理及び制御を行うようにな
っている。
【００２４】図５に基づいてコントローラの演算処理及
び制御内容を説明する。まず、車両のエンジン始動等に
より電力供給を受ける（ステップS31 ）と、まず初期設
定を行なって（ステップS32 ）制御周期に達したか否か
を判定する（ステップS33 ）。ステップS33 では、制御
周期に達したと判定するまでその判定処理を繰り返して
行う。
【００２５】ステップS33 で制御周期に達したと判定す
ると、前制御周期結果に基づきアクチュエータ29を駆動
する（ステップS34 ）。続いてステップS35 で例えば表
示器（ＬＥＤ）のようなアクチュエータ29以外の部分に
信号を出力する。次に加速度センサ５から加速度信号α
を読み込む（ステップS36 ）。続いて加速度信号αの単
位時間当りの変化割合等から路面凹凸度を求める（ステ
ップS37 ）。次のステップS38 では、路面凹凸度をあら
かじめ設定した基準値と比較して路面が悪路であるか否
かを判定する。ステップS38 でNOと判定、すなわち路面
が悪路でないと判定すると、積分回路31が上下方向絶対
速度を求め、この上下方向絶対速度に基づいて目標減衰
係数Ｃを決定する（ステップS39 ）。ステップS39 の処
理内容に基づいて目標アクチュエータ角度（可動板回転
角）θを求めステップS33 に戻る。なお、ステップS33
に戻った後の次の制御周期（ステップS34 ）で、可動板
回転角θに対応する制御信号θをアクチュエータに出力
して所望の減衰係数（目標減衰係数Ｃ）を得ることにな
る。
【００２６】前記ステップS38 でYES と判定、すなわち
路面が悪路であると判定すると、減衰力を所定の値とす
るために可動板回転角（目標アクチュエータ角度）θが
図４中θ1 の位置となるようにアクチュエータに出力し
縮み側の減衰係数がやや大きい値に、すなわちその特性
上、伸び側の減衰係数を小さい値に設定して（ステップ
S41 ）、ステップS33 に戻る。なお、ステップS33 に戻
った後の次の制御周期（ステップS34 ）で、可動板回転
角θに対応する制御信号θをアクチュエータに出力して
所望の減衰係数（目標減衰係数Ｃ）を得ることになる。
【００２７】上述したように構成したサスペンション制
御装置では、悪路を走行した場合、路面状況判定回路33
が走行路が悪路であると判定し（ステップS38 でYES と
判定し）、アクチュエータ29を介して伸び側の減衰係数
を小さい値で．縮み側の減衰係数をやや大きい値（小さ
い値より大きい所定の値）に設定し、悪路走行中は、上
下絶対速度による制御を行わずに、この減衰係数に固定
される。
【００２８】これにより、悪路走行の際に、制御が遅れ
ることは無くなり、また、伸び側及び縮み側を低い減衰
係数としたときのように、振動が収まらずに乗り心地及
び操縦安定性の低下もない。
【００２９】また、実際に本実施例の制御を行うと、突
起に乗り上げた際、縮み側の減衰力が高いため、突き上
げ（上方向の加速度）を生じる。しかし、突起を乗り越
えた後に車輪が接地するまでの間には、伸び側の減衰力
が小さい車輪が直ぐに伸びるので接地までの時間が短
く、さらに、バネ下（車輪）が比較的自由に伸びるの
で、バネ下によりバネ上（車体）が引っ張られることが
なく、車体の下方への加速度が小さくなる。
【００３０】よって、伸び側の減衰力を大きくした時に
比べ、突き上げ感（上方向の加速度）は大きくなるが、
下方向の加速度を小さくできる。しかし、乗員は、上方
の加速度に対して、椅子によって体が支えられるので、
さほど不快感は感じず、前述のように下方向の加速度に
対しては不快感を感じるため、悪路においても、伸び側
の減衰力を高くしたときに比べよい乗り心地となる。
【００３１】ここで、縮み側の小さい値より大きな所定
の値とは、縮み側の減衰力をあまり大きくすると突き上
げ感が大きくなり乗り心地が悪くなるため、車重２トン
クラスの車でピストン速度が０．３ｍ／ｓの時の減衰力
が約５００Ｎ（図４中ｃ２）〜１２００Ｎ（図４中ａ
２）の間で調整されるショックアブソーバでは、７００
Ｎ程度の減衰力が望ましい。この７００Ｎは、減衰力調
整機構を持たない自動車に用いられるショックアブソー
バの縮み側の減衰力の半分程度の減衰力である。
【００３２】なお、上記実施例にあっては、悪路を判定
するために、上下加速度センサを用いたが、これに代え
て、車高センサを用いて、この車高センサの周波数が所
定値を越えたときに悪路と判定してもよい。また、路面
判定はこれに限らず、直接超音波センサにより路面の状
態を測定してもよい。さらに、車速が遅い場合は、悪路
であっても伸び側と縮み側共に減衰力を小さくしても問
題ないので、車速に応じて、縮み側の減衰力の所定値を
変化させてもよい。
【００３３】また、上記実施例では、通路面積を調整し
て減衰力（減衰係数）を調整するショックアブソーバに
ついて述べたが、これに限らず、特開平５−１４１４３
７号の図２の実施例に示される電磁比例圧力制御弁を用
いた減衰力を直接調整するタイプのショックアブソーバ
に本発明を用いてもよい。この場合、悪路走行時に、縮
み側の圧力を制御するように電流を調整することによっ
て、伸び側の減衰力を小さい値とし縮み側の減衰力をや
や大きい値とすることができる。
【００３４】なお、本発明のショックアブソーバは、ア
クチュエータ（電磁弁を含む）をある所定の位置（例え
ば中間位置）から一方に移動させたとき、縮み側の減衰
力が低い値で略一定であり、伸び側の減衰力が小さい値
から大きい値へ調整可能で、また、所定の位置から他方
に移動させたとき、伸び側の減衰力が低い値で略一定で
あり、縮み側の減衰力が小さい値から大きい値へ調整可
能なショックアブソーバであればよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
たサスペンション制御装置であるから、悪路走行時に、
上下振動に基づいて行われる制御に優先して縮み側の減
衰力を小さい値より大きい所定の値に設定するので、制
御の遅れにより乗り心地が悪化することが無くなり、ま
た、伸び側及び縮み側の両側の減衰力が低くなり、操縦
安定性が低下することも防止される。さらに、伸び側の
減衰力でなく、縮み側の減衰力を大きくすることによ
り、車体の下方向の加速度が大きくなることが防止さ
れ、乗員の悪路走行時の不快感を低減させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のサスペンション制御装置を
模式的に示す図である。
【図２】同サスペンション制御装置に用いる減衰係数可
変型ショックアブソーバを示す断面図である。
【図３】同減衰係数可変型ショックアブソーバに組み付
けられる可動板を示す平面図である。
【図４】同可動板の回転角度と、減衰係数との関係を示
す図である。
【図５】同サスペンション制御装置のコントローラを示
すブロック図である。
【符号の説明】
１ 車体 ２ 車輪 ４ 減衰係数可変型ショックアブソーバ ５ 加速度センサ ６ コントローラ 32 凹凸度算出回路 33 路面状況判定回路 34 減衰係数優先設定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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】 車体と車軸との間に介装され、伸び側の
    減衰力が小さいときに縮み側の減衰力を小さい値と大き
    い値との間で調整可能とし、縮み側の減衰力が小さいと
    きに伸び側の減衰力を小さい値と大きい値との間で調整
    可能な減衰力調整式ショックアブソーバと、前記車体の
    上下振動を検出する上下振動検出手段と、該上下振動検
    出手段の検出信号に基づいて前記減衰力調整式ショック
    アブソーバを制御する制御手段とを備えたサスペンショ
    ン制御装置において、走行路が悪路であるか否かを判定
    する路面状況判定手段と、該路面状況判定手段が走行路
    が悪路であると判定したときに前記制御手段に優先して
    前記縮み側の減衰力を前記小さい値より大きな所定の値
    に設定する減衰力優先設定手段とを備えたことを特徴と
    するサスペンション制御装置。
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