(57)【要約】【課題】うねり路面に合ったショックアブソーバの減衰力の設定が可能な車両懸架装置を提供する。【解決手段】車両の中央部の前後方向位置に、車両に作用する上下方向の加速度を検出するばね上上下加速度センサ１Ｆ，１Ｒを備え、車両の幅方向中心位置に、車両の横方向加速度を検出する横方向加速度センサ２を備え、前輪と後輪に設けられたスタビライザ５のトーションバー部分の中央部位置にそれぞれ歪みセンサ３Ｆ，３Ｒを備え、横方向加速度センサ２からの出力信号値と、ばね上上下加速度センサ１Ｆ，１Ｒからの出力信号値と、歪みセンサ３Ｆ，３Ｒからの出力信号値とから、ショックアブソーバ４の制御減衰力を通常の直線路、旋回路およびうねり路に最適な値に設定する。【選択図】図１
2006321382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の中央部の前後方向位置に配置された、車両に作用する上下方向の加速度を検出する２個のばね上上下加速度センサと、車両の幅方向中心位置に配置された、車両の横方向加速度を検出する横方向加速度センサと、少なくとも前輪のスタビライザのトーションバー部分に設けられた、スタビライザの歪みを検出する歪みセンサとを備え、前記横方向加速度センサからの出力信号値と、前記ばね上上下加速度センサからの出力信号値と、前記歪みセンサからの出力信号値とから、ショックアブソーバの制御減衰力を通常の直線路、旋回路およびうねり路に最適な値に設定することを特徴とする車両懸架装置。
【請求項２】
前記歪みセンサを、スタビライザのトーションバー部分の中央部位置に設けることを特徴とする請求項１に記載の車両懸架装置。
【請求項３】
前記通常の直線路における前記ショックアブソーバの制御減衰力を低めの値に設定し、前記旋回路における前記ショックアブソーバの制御減衰力を高めの値に設定し、前記うねり路における前記ショックアブソーバの制御減衰力を、通常の直線路における制御減衰力と旋回路における制御減衰力との中間の値に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショックアブソーバの減衰力特性を最適制御する車両懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショックアブソーバの減衰力特性制御を行う車両懸架装置としては、例えば、特許文献１に記載された「車両懸架装置」が知られている。この従来装置を図５に示す。図５に示す車両懸架装置は、車両側と各車輪側の間に介在されていて減衰力特性を変更可能なショックアブソーバ３８と、このショックアブソーバ３８が設けられている左右両車輪位置近傍のばね上上下加速度をそれぞれ検出するばね上上下加速度検出手段３１，３２と、車両のロールセンタ位置より上下いずれかの方向に所定の間隔を離した位置に設置されていて車両の横方向加速度を検出する横加速度検出手段３３と、操舵に基づく横方向加速度成分を演算する演算手段３６と、各ショックアブソーバ３８の減衰力特性制御を行う減衰力特性制御手段３７とを備えている。
【０００３】
そして、演算手段３６において、左右両ばね上上下加速度検出手段３１，３２で検出された左右両ばね上上下加速度値と、横加速度検出手段３３で検出された横方向加速度値とから操舵に基づく横方向加速度成分を演算し、演算された操舵に基づく横方向加速度成分が所定の操舵判断しきい値以下である時は、主としてばね上上下加速度信号に基づく直進時制御信号に応じて各ショックアブソーバ３８の減衰力特性制御を行うもので、これにより、直進走行時においては車両の乗り心地を確保することができる。
【０００４】
また、操舵に基づく横方向加速度成分が所定の操舵判断しきい値を越えている時は、主として横方向加速度信号に基づく操舵時制御信号に応じて各ショックアブソーバ３８の減衰力特性制御を行うもので、これにより、操舵旋回時においては車両の過渡ロールを抑制して操縦安定性を確保することができる。
【特許文献１】特開平７−２３２５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の車両懸架装置では、通常の直線走行時の乗り心地と操舵旋回時の操縦安定性との両立を目的としており、ばね上上下加速度検出手段が２系統しかないという構成であるため、左右同相うねり路、左右逆相うねり路、逆相うねり路（右前−左後、左前−右後）の各種うねり路面の検出を全て網羅できるシステムにはなっておらず、各種うねり路面に適切なショックアブソーバ減衰力が設定できないという問題があった。
【０００６】
また、各うねり路面を全て検出するためにストロークセンサを４輪に取り付ける方法もあるが、ストロークセンサが高価であるためコストがかかりすぎるという問題があり、また、各輪のショックアブソーバに並列に取り付けるという構成であるため、サスペンションレイアウトに大きな制約を受けるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ショックアブソーバの減衰力を、通常の直線路および旋回路ばかりでなく、各種うねり路面においても最適に設定でき、また低コストであり、かつサスペンションレイアウトに制約を与えない車両懸架装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の車両懸架装置は、車両の中央部の前後方向位置に配置された、車両に作用する上下方向の加速度を検出する２個のばね上上下加速度センサと、車両の幅方向中心位置に配置された、車両の横方向加速度を検出する横方向加速度センサと、少なくとも前輪のスタビライザのトーションバー部分に設けられた、スタビライザの歪みを検出する歪みセンサとを備え、横方向加速度センサからの出力信号値と、ばね上上下加速度センサからの出力信号値と、歪みセンサからの出力信号値とから、ショックアブソーバの制御減衰力を通常の直線路、旋回路およびうねり路に最適な値に設定することを特徴とする。
【０００９】
歪みセンサは、スタビライザのトーションバー部分の中央部位置に設けることが好ましい。また、通常の直線路におけるショックアブソーバの制御減衰力を低めの値に設定し、旋回路におけるショックアブソーバの制御減衰力を高めの値に設定し、うねり路におけるショックアブソーバの制御減衰力を、通常の直線路における制御減衰力と旋回路における制御減衰力との中間の値に設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、スタビライザのトーションバー部分の中央部位置に、うねり路におけるトーションバーの捻りを検出するための歪みセンサを備えることにより、各種うねり路面の全てが検出できるので、うねり路面に合わせた減衰力の切り替えが可能となり、従来より高いレベルで操縦安定性と乗り心地性能の両立が可能となる。
【００１１】
また、本発明は、ストロークセンサを使用しないため、廉価であり、サスペンションレイアウトにも自由度が増える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の車両懸架装置を説明する構成図である。車両と４つの車輪との間には、減衰力特性を変更可能な４つのショックアブソーバ４が設けられている。そして、車両の中央部の前後方向位置には、車両に作用する上下方向の加速度を検出するばね上上下加速度センサ（以下、上下Ｇセンサという）１Ｆ，１Ｒが設けられ、また、車両前輪位置幅方向中心位置には車両の横方向加速度を検出する横方向加速度センサ（以下、横Ｇセンサという）２が設けられている。さらに、前輪および後輪に設けられたスタビライザ５のトーションバー部分の中央部位置には、うねり路におけるトーションバーの捻りを検出するための歪みセンサ３Ｆ，３Ｒが貼付されている。また、運転席の近傍位置には、各上下Ｇセンサ１Ｆ，１Ｒ、横Ｇセンサ２および歪みセンサ３Ｆ，３Ｒからの信号を入力して、各ショックアブソーバ４のパルスモータ７に減衰力制御信号を出力するコントロールユニット６が設けられている。
【００１３】
図２は、上記車両懸架装置の制御ブロック図であって、コントロールユニット６は、インターフェース回路９、マイクロコンピュータ１０、駆動回路１１を備える。インターフェース回路９には、上述の各上下Ｇセンサ１Ｆ，１Ｒからばね上上下加速度信号が入力され、横Ｇセンサ２から横方向加速度信号が入力され、さらに、歪みセンサから歪み検出信号が入力される。歪みセンサから歪み検出信号は、歪みセンサ３Ｆを、インターフェース回路９の内部に備える抵抗ブリッジ回路の４辺の一部または全部に挿入してブリッジ回路の一対の信号出力端から取り出すようにしてもよいし、歪みセンサから直接にＡＤ変換により取り出すようにしてもよい。また、駆動回路１１からは、各ショックアブソーバ４のパルスモータ７に減衰力制御信号が出力される。
【００１４】
ここで、ショックアブソーバに要求される減衰力特性について説明する。ショックアブソーバは、通常の直線路では、定常乗り心地および突起乗り心地性能を確保するために制御減衰力は、低めの値に設定することが要求され、旋回路では、操縦安定性能を確保するために制御減衰力は、高めの値に設定することが要求され、また、うねり路では、車両の横方向の揺すられ感と上下方向の動きを抑制するために制御減衰力は、通常の直線路における制御減衰力と旋回路における制御減衰力との中間の値に設定することが要求される。本発明の車両懸架装置は、ショックアブソーバの制御減衰力を通常の直線路、旋回路およびうねり路に最適な値に設定することを可能にするものである。
【００１５】
次に、パルスモータ７の駆動を制御するマイクロコンピュータ１０の動作について、図３のフローチャートに基づき説明する。なお、マイクロコンピュータ１０は、各ショックアブソーバに対して同じ制御を行う。また、マイクロコンピュータ１０は、以下の処理を所定の周期で行うものとする。
【００１６】
ステップ１０１では、各上下Ｇセンサ１Ｆ，１Ｒからばね上上下加速度値Ｖ１Ｆ，Ｖ１Ｒを読み込み、横Ｇセンサ２から横方向加速度値Ｖ２を読み込むと共に、歪みセンサ３Ｆ，３Ｒから歪み検出値Ｖ３Ｆ，Ｖ３Ｒを読み込む。ステップ１０２では、横Ｇセンサ２からの横方向加速度値の絶対値｜Ｖ２|が所定のしきい値Ｖ２ＴＨを越えているか否か、即ち、車両が旋回路にあるか否かを判定し、ＹＥＳであればステップ１０３に進み、駆動回路１１からパルスモータ７にショックアブソーバ４の減衰力を高設定にする減衰力制御信号を出力させる。ＮＯであればステップ１０４に進む。
【００１７】
ステップ１０４では、上下Ｇセンサ１Ｆからのばね上上下加速度値の絶対値｜Ｖ１Ｆ｜が所定のしきい値Ｖ１ＦＴＨを超えており、かつ上下Ｇセンサ１Ｒからのばね上上下加速度値の絶対値｜Ｖ１Ｒ｜が所定のしきい値Ｖ１ＲＴＨを超えているか否か、すなわち、車両が直線左右同相うねり路、直線逆相うねり路（右前−左後）、直線逆相うねり路（左前−右後）にあるか否かを判定する。ＹＥＳであればステップ１０５に進み、駆動回路１１からパルスモータ７にショックアブソーバ４の減衰力を中設定にする減衰力制御信号を出力させる。ＮＯであればステップ１０６に進む。
【００１８】
ステップ１０６では、歪みセンサ３Ｆからの歪み検出値の絶対値｜Ｖ３Ｆ｜が所定のしきい値Ｖ３ＦＴＨを超えており、かつ歪みセンサ３Ｒからの歪み検出値の絶対値｜Ｖ３Ｒ｜が所定のしきい値Ｖ３ＲＴＨを超えているか否か、すなわち、車両が直線左右逆相うねり路にあるか否かを判定する。ＹＥＳであればステップ１０７に進み、駆動回路１１からパルスモータ７にショックアブソーバ４の減衰力を中設定にする減衰力制御信号を出力させる。ＮＯであればステップ１０８に進む。
【００１９】
ステップ１０８では、車両が通常の直線路にあるとして、駆動回路１１からパルスモータ７にショックアブソーバ４の減衰力を低設定にする減衰力制御信号を出力させる。
【００２０】
なお、所定のしきい値Ｖ２ＴＨ，Ｖ１ＦＴＨ，Ｖ１ＲＴＨ，Ｖ３ＦＴＨ，Ｖ３ＲＴＨは、あらかじめ車両毎に実験的に定めておくものとする。
【００２１】
また、この実施の形態では、前輪および後輪のスタビライザのそれぞれに歪みセンサを備える場合について説明しているが、本発明の車両懸架装置は、前輪のスタビライザにのみ歪みセンサ３Ｆを備え、ステップ１０６において、歪みセンサ３Ｆからの歪み検出値の絶対値｜Ｖ３Ｆ｜が所定のしきい値Ｖ３ＦＴＨを超える場合に車両が直線左右逆相うねり路にあると判定するようにすることも可能である。
【００２２】
また、ステップ１０５とステップ１０７において、ショックアブソーバ４の減衰力を中設定ではあるが、異なる値に設定して、各うねり路に最適な値に設定することも可能である。
【００２３】
図４は、各路面条件での減衰力制御の一例を示す図である。ここで、直線左右同相うねり路とは、車両の左右前輪が同時に下降するとともに左右後輪が同時に上昇し、続いて左右前輪が同時に上昇するとともに左右後輪が同時に下降するようなうねり路面をいい、直線左右逆相うねり路とは、車両の左前輪、左後輪が同時に下降するとともに右前輪、右後輪が同時に上昇し、続いて左前輪、左後輪が同時に上昇するとともに右前輪、右後輪が同時に下降するようなうねり路面をいい、直線逆相うねり路とは、車両の右前輪が上昇するとともに左後輪が下降し、続いて右後輪が上昇するとともに左前輪が下降し、続いて左後輪が上昇するとともに右前輪が下降し、続いて左前輪が上昇するとともに右後輪が下降するような路面をいう。
【００２４】
図４では、直線逆相うねり路については、上下Ｇセンサから出力されるセンサ出力の違いを説明するために、右前輪が上昇するとともに左後輪が下降し、右前輪が下降するとともに左後輪が上昇する直線逆相うねり路（右前−左後）と、左前輪が上昇するとともに右後輪が下降し、左前輪が下降するとともに右後輪が上昇する直線逆相うねり路（左前−右後）とに場合分けして示している。
【００２５】
図４（ａ）は、横Ｇセンサと、車両の進行方向に対して直交する方向に、すなわち左右並行に配置された２個の上下Ｇセンサとを備える従来の車両懸架装置において得られる制御減衰力を示しており、この車両懸架装置では、直線左右同相うねり路と直線逆相うねり路において、２個の上下Ｇセンサからしきい値を超える出力が得られないため、通常の直線路と判別ができず、通常の直線路の場合と同じ低減衰力となり、望ましい減衰力が得られないことが分かる。
【００２６】
図４（ｂ）は、横Ｇセンサと、車両の中央部において車両の前後方向に配置された２個の上下Ｇセンサとを備える従来の車両懸架装置において得られる制御減衰力を示しており、この車両懸架装置では、直線左右同相うねり路と直線逆相うねり路において、２個の上下Ｇセンサからしきい値を超える出力が得られるが、直線左右逆相うねり路において、２個の上下Ｇセンサからしきい値を超える出力が得られないため、直線左右逆相うねり路では、通常の直線路と判別ができず、通常の直線路の場合と同じ低減衰力となり、望ましい減衰力が得られないことが分かる。
【００２７】
図４（ｃ）は、横Ｇセンサと、車両の右前と左後にたすきがけに配置された２個の上下Ｇセンサとを備える従来の車両懸架装置において得られる制御減衰力を示しており、この車両懸架装置では、直線逆相うねり路（左前−右後）において、２個の上下Ｇセンサからしきい値を超える出力が得られないため、通常の直線路と判別ができず、通常の直線路の場合と同じ低減衰力となり、望ましい減衰力が得られないことが分かる。
【００２８】
図４（ｄ）は、横Ｇセンサと、車両の中央部において車両の前後方向に配置された２個の上下Ｇセンサと、さらに前輪および後輪のスタビライザに配置された２個の歪みセンサとを備える本発明の車両懸架装置において得られる制御減衰力を示しており、直線左右同相うねり路と直線逆相うねり路において、２個の上下Ｇセンサからしきい値を超える出力が得られるとともに、直線左右逆相うねり路においてもスタビライザに配置された歪みセンサからしきい値を超える出力が得られるため、通常の直線路と判別ができ、ショックアブソーバを中減衰力に設定できる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、前輪および後輪にスタビライザを備える車両について説明したが、本発明の車両懸架装置は、前輪にのみスタビライザを備え、前輪のスタビライザにのみ歪みセンサを備える車両にも適用可能である。
【００３０】
また、上述した実施の形態では、ショックアブソーバの減衰力を高、中、低の３段階に設定したが、異なるしきい値を幾つか予め定めておいて、ステップ１０２、ステップ１０４およびステップ１０６において、これらのしきい値と比較することにより、ショックアブソーバの減衰力を３段階以上、例えば８段階に設定するようにすることも可能である。
【００３１】
さらに、上述した実施の形態では、２個の上下Ｇセンサを、車両の中央部の前後方向位置に配置したが、上下Ｇセンサを左右前輪および左右後輪の近傍位置にそれぞれ配置して、合計４個の上下Ｇセンサから得られる出力信号値をしきい値と比較することにより、さらに細かくショックアブソーバの減衰力を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の車両懸架装置を説明する構成図である。
【図２】本発明の車両懸架装置の制御ブロック図である。
【図３】パルスモータの駆動を制御するマイクロコンピュータの動作を説明するフローチャートである。
【図４】各路面条件での減衰力制御を示す図である。
【図５】従来の車両懸架装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１Ｆ，１Ｒ  ばね上上下加速度センサ
２  横方向加速度センサ
３Ｆ，３Ｒ  歪みセンサ
４，３８  ショックアブソーバ
５  スタビライザ
６  コントロールユニット
７  パルスモータ
９  インターフェース回路
１０  マイクロコンピュータ
１１  駆動回路
３１，３２  ばね上上下加速度検出手段
３３  横加速度検出手段
３６  演算手段
３７  減衰力特性制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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