JP2005119563A - Vehicle suspension system - Google Patents
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Abstract
【課題】 効率よく減衰力を発生させることができる車両懸架装置を提供する。
【解決手段】 車両10において、車体左前輪側部材20と左前輪側ロアアーム22の間には左前輪側電磁サスペンション24および左前輪側油圧アブソーバ26が設けられ、左前輪側モータ28により左前輪側電磁サスペンション24に減衰力が発生する。ECU100は、左前輪側電磁サスペンション24における減衰力に応じて左前輪側油圧調整装置30を制御して左前輪側油圧アブソーバ26による減衰力を発生させる。右前輪側電磁サスペンション44、左後輪側電磁サスペンション64、右後輪側電磁サスペンション84は左前輪側電磁サスペンション24と同様に減衰力を発生する。右前輪側油圧アブソーバ46、左後輪側油圧アブソーバ66、右後輪側油圧アブソーバ86は左前輪側油圧アブソーバ26と同様に減衰力を発生する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle suspension device capable of efficiently generating a damping force.
SOLUTION: In a vehicle 10, a left front wheel side electromagnetic suspension 24 and a left front wheel side hydraulic absorber 26 are provided between a vehicle body left front wheel side member 20 and a left front wheel side lower arm 22. A damping force is generated in the electromagnetic suspension 24. The ECU 100 controls the left front wheel side hydraulic pressure adjusting device 30 according to the damping force in the left front wheel side electromagnetic suspension 24 to generate a damping force by the left front wheel side hydraulic absorber 26. The right front wheel side electromagnetic suspension 44, the left rear wheel side electromagnetic suspension 64, and the right rear wheel side electromagnetic suspension 84 generate a damping force in the same manner as the left front wheel side electromagnetic suspension 24. The right front wheel side hydraulic absorber 46, the left rear wheel side hydraulic absorber 66, and the right rear wheel side hydraulic absorber 86 generate a damping force in the same manner as the left front wheel side hydraulic absorber 26.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、車両懸架装置に関し、特に車両懸架装置に備わるショックアブソーバの技術に関する。 The present invention relates to a vehicle suspension device, and more particularly to a technique of a shock absorber provided in the vehicle suspension device.
従来、各車輪のバネ下部材とバネ上部材間に配置したアクチュエータを動作させて車両姿勢を制御する車両の姿勢制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来の姿勢制御装置は、シリンダ内の油圧が減衰力を発生するとともに、モータによって能動的な減衰力を発生させることにより車両の姿勢を制御する。
上記した従来の技術によると、油圧による減衰力が常時作用するため、モータのみで減衰力を発生させることができず、所望の減衰力が得られない場合がある。一方、油圧による減衰力を全く利用せず、モータのみですべての荷重を発生させるよう構成すると、モータの大型化に直結する。また、車体の上下変位であるストロークの速度が高速域に達すると、モータの出力がインダクタンスの影響で低下してしまい、所望の減衰力が得られないおそれがある。さらに、モータのみですべての荷重を発生させる場合の不測の事態として、モータに不具合が生じてしまうと根本的に減衰力が得られなくなるおそれがある。 According to the above-described conventional technique, since the damping force due to the hydraulic pressure always acts, the damping force cannot be generated only by the motor, and a desired damping force may not be obtained. On the other hand, if all the loads are generated only by the motor without using any damping force due to the hydraulic pressure, the size of the motor is directly increased. Further, when the speed of the stroke, which is the vertical displacement of the vehicle body, reaches a high speed range, the output of the motor is lowered due to the influence of inductance, and a desired damping force may not be obtained. Further, as an unexpected situation when all loads are generated only by the motor, there is a possibility that a damping force cannot be obtained fundamentally if a malfunction occurs in the motor.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率よく減衰力を発生させる車両懸架装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle suspension device that efficiently generates a damping force.
上記課題を解決するために、本発明のある態様における車両懸架装置は、モータおよび油圧によってバネ上部材とバネ下部材の間の減衰力を発生させる車両懸架装置において、前記モータによる減衰力に応じて前記油圧による減衰力を変化させる油圧減衰力調整手段を備える。油圧減衰力調整手段は、例えば油圧式のショックアブソーバとその内部に設けられた可変オリフィス、可変オリフィスの開度を調整するステップモータ、ステップモータを駆動する油圧調整装置、ステップモータの駆動ステップ数を決定する電子制御装置等の構成で実現されてもよい。この車両懸架装置は、前記モータによる減衰力を能動的に変化させるモータ減衰力調整手段をさらに備えてもよい。モータ減衰力調整手段は、電磁式のショックアブソーバとその一部を構成する電磁モータ、電磁モータを制御する電子制御装置等の構成で実現されてもよい。 In order to solve the above-described problem, a vehicle suspension apparatus according to an aspect of the present invention is a vehicle suspension apparatus that generates a damping force between an unsprung member and an unsprung member by a motor and hydraulic pressure, and is adapted to the damping force by the motor. And a hydraulic damping force adjusting means for changing the damping force by the hydraulic pressure. The hydraulic damping force adjusting means includes, for example, a hydraulic shock absorber, a variable orifice provided therein, a step motor for adjusting the opening of the variable orifice, a hydraulic adjustment device for driving the step motor, and the number of drive steps of the step motor. You may implement | achieve with the structure of the electronic controller etc. which determine. The vehicle suspension device may further include a motor damping force adjusting unit that actively changes the damping force of the motor. The motor damping force adjusting means may be realized by a configuration of an electromagnetic shock absorber, an electromagnetic motor constituting a part thereof, an electronic control device for controlling the electromagnetic motor, or the like.
本態様の車両懸架装置によれば、モータによる減衰力の大きさと油圧による減衰力の大きさに関係性を持たせ、モータによる減衰力および油圧による減衰力のいずれかまたは双方を調整することにより、要求荷重に対する減衰力の発生をモータと油圧で分担させる。従って、状況に応じた最適な減衰力をより効率よく得ることができるとともに、モータのみで減衰力を発生させる構成と比べてモータの小型化を図ることができる。なお、この車両懸架装置は、モータによる減衰力と油圧による減衰力の関係性を維持するために、油圧による減衰力に応じてモータによる減衰力を能動的に変化させてもよい。 According to the vehicle suspension device of this aspect, the magnitude of the damping force by the motor and the magnitude of the damping force by the hydraulic pressure are related, and either or both of the damping force by the motor and the damping force by the hydraulic pressure are adjusted. The generation of damping force for the required load is shared by the motor and hydraulic pressure. Therefore, the optimum damping force according to the situation can be obtained more efficiently, and the motor can be reduced in size as compared with the configuration in which the damping force is generated only by the motor. The vehicle suspension apparatus may actively change the damping force by the motor in accordance with the damping force by the hydraulic pressure in order to maintain the relationship between the damping force by the motor and the damping force by the hydraulic pressure.
本態様の車両懸架装置において、前記油圧減衰力調整手段は、前記モータによる減衰力が増大する場合に前記油圧による減衰力を増大させてもよい。この車両懸架装置は、要求荷重が大きい場合に、モータによる減衰力を油圧による減衰力で補助するので、要求荷重に対するモータへの負荷を油圧に分散してモータの小型化を図ることができるとともに、モータおよび油圧の双方を利用してより大きな減衰力を発生させることもできる。 In the vehicle suspension system according to this aspect, the hydraulic damping force adjusting means may increase the damping force due to the hydraulic pressure when the damping force due to the motor increases. In this vehicle suspension system, when the required load is large, the damping force by the motor is assisted by the damping force by the hydraulic pressure. Therefore, it is possible to reduce the size of the motor by distributing the load on the motor with respect to the required load to the hydraulic pressure. Further, it is possible to generate a larger damping force by using both the motor and the hydraulic pressure.
本態様の車両懸架装置において、前記油圧減衰力調整手段は、前記モータによる減衰力が低減される場合に前記油圧による減衰力を低減させてもよい。この車両懸架装置は、要求荷重が小さい場合には油圧による減衰力を低減させるので、モータを能動的に作動させなくとも全体として要求荷重に対する最適な減衰力を効率的に発生させることができ、モータを能動的に作動させるための消費電力を低減することもできる。 In the vehicle suspension device according to this aspect, the hydraulic damping force adjusting means may reduce the damping force due to the hydraulic pressure when the damping force due to the motor is reduced. This vehicle suspension system reduces the damping force due to the hydraulic pressure when the required load is small, so that the optimum damping force for the required load can be efficiently generated as a whole without actively operating the motor. Power consumption for actively operating the motor can also be reduced.
本態様の車両懸架装置において、前記油圧減衰力調整手段は、前記モータによる減衰力が低減される場合に前記油圧による減衰力を増大させてもよい。また、本態様の車両懸架装置において、前記油圧減衰力調整手段が前記油圧による減衰力を増大させるときに、前記モータ減衰力調整手段が前記モータによる減衰力を低減させる構成であってもよい。この車両懸架装置は、要求荷重に対するモータへの負荷を油圧に分散してモータの小型化を図ることができるとともに、要求荷重に対する最適な減衰力を効率的に発生させることができる。また、モータを能動的に作動させるための消費電力を低減することもできる。 In the vehicle suspension device according to this aspect, the hydraulic damping force adjusting means may increase the damping force due to the hydraulic pressure when the damping force due to the motor is reduced. In the vehicle suspension system according to this aspect, the motor damping force adjusting unit may reduce the damping force by the motor when the hydraulic damping force adjusting unit increases the damping force by the hydraulic pressure. This vehicle suspension system can reduce the size of the motor by distributing the load on the motor with respect to the required load to the hydraulic pressure, and can efficiently generate the optimum damping force with respect to the required load. Further, power consumption for actively operating the motor can be reduced.
本態様の車両懸架装置において、前記油圧減衰力調整手段は、前記モータによる推力が増大する場合に前記油圧による減衰力を低減させてもよい。この車両懸架装置は、モータにより発生させる推力を油圧による減衰力で損失させないように制御することができる。 In the vehicle suspension apparatus according to this aspect, the hydraulic damping force adjusting means may reduce the damping force due to the hydraulic pressure when the thrust by the motor increases. This vehicle suspension device can be controlled so that the thrust generated by the motor is not lost by the damping force due to the hydraulic pressure.
本発明によると、効率よく減衰力を発生させる車両懸架装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle suspension apparatus which generates a damping force efficiently can be provided.
(第1の実施の形態)
本実施の形態における車両懸架装置は、モータによって減衰力を発生する電磁サスペンションと、油圧によって減衰力を発生させる油圧アブソーバとを、車両の各車輪に対応して備える。油圧アブソーバは発生させる減衰力が可変であり、油圧アブソーバによる減衰力は電磁サスペンションにより発生する減衰力の大きさに応じて調整される。本実施の形態における車両懸架装置は、モータによる減衰力と油圧による減衰力の間に関係性を持たせることにより、要求荷重に対する適切な減衰力を効率よく発生させることができる。
(First embodiment)
The vehicle suspension apparatus according to the present embodiment includes an electromagnetic suspension that generates a damping force by a motor and a hydraulic absorber that generates a damping force by hydraulic pressure, corresponding to each wheel of the vehicle. The damping force generated by the hydraulic absorber is variable, and the damping force by the hydraulic absorber is adjusted according to the magnitude of the damping force generated by the electromagnetic suspension. The vehicle suspension apparatus in the present embodiment can efficiently generate an appropriate damping force for a required load by providing a relationship between the damping force by the motor and the damping force by the hydraulic pressure.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る車両懸架装置の構成を示す。車両10は、第1車両懸架装置12、第2車両懸架装置14、第3車両懸架装置16および第4車両懸架装置18を、それぞれ左前輪110、右前輪112、左後輪114および右後輪116との対応で備える。第1車両懸架装置12、第2車両懸架装置14、第3車両懸架装置16および第4車両懸架装置18は、それぞれ車両10のバネ上部材とバネ下部材の間の減衰力を発生する。なお、図示しないコイルスプリングにより支えられる車体側の部材を「バネ上」または「バネ上部材」と呼び、コイルスプリングにより支えられていない車輪側の部材を「バネ下」または「バネ上部材」と呼ぶ。
FIG. 1 shows a configuration of a vehicle suspension apparatus according to a first embodiment of the present invention. The
第1車両懸架装置12は、左前輪側電磁サスペンション24および左前輪側油圧アブソーバ26を備える。左前輪側電磁サスペンション24および左前輪側油圧アブソーバ26は、バネ上部材である車体左前輪側部材20とバネ下部材である左前輪側ロアアーム22の間に取り付けられる。第2車両懸架装置14は、右前輪側電磁サスペンション44および右前輪側油圧アブソーバ46を備える。右前輪側電磁サスペンション44および右前輪側油圧アブソーバ46は、バネ上部材である車体右前輪側部材40とバネ下部材である右前輪側ロアアーム42の間に取り付けられる。第3車両懸架装置16は、左後輪側電磁サスペンション64および左後輪側油圧アブソーバ66を備える。左後輪側電磁サスペンション64および左後輪側油圧アブソーバ66は、バネ上部材である車体左後輪側部材60とバネ下部材である左後輪側ロアアーム62の間に取り付けられる。第4車両懸架装置18は、右後輪側電磁サスペンション84および右後輪側油圧アブソーバ86を備える。右後輪側電磁サスペンション84および右後輪側油圧アブソーバ86は、バネ上部材である車体右後輪側部材80とバネ下部材である右後輪側ロアアーム82の間に取り付けられる。
The first
第1車両懸架装置12、第2車両懸架装置14、第3車両懸架装置16および第4車両懸架装置18は、それぞれ同様の構成にて同様に動作する。以下、第1車両懸架装置12を例に車両懸架装置の構成と動作を説明する。
The first
第1車両懸架装置12の左前輪側電磁サスペンション24は、コイルスプリングと電磁ショックアブソーバを含む。コイルスプリングは、バネ上部材である車体左前輪側部材20と左前輪側電磁サスペンション24の間に縮設されてバネ上の重量を支持するとともに、路面からの振動や衝撃が左前輪110を通して車体に伝わるのを抑制する。電磁ショックアブソーバは、コイルスプリングによる車体の上下振動を減衰させる。この電磁ショックアブソーバは、モータを用いて車両のバネ上とバネ下の間に減衰力または推力を能動的に発生させることもでき、制御応答性に優れる。
The left front wheel side
電磁ショックアブソーバは、バネ上側の構成として、左前輪側モータ28、ボールねじ、ロッド等の部材を有し、バネ下側の構成として、ボールねじナット、アウターシェル等の部材を有する。左前輪側モータ28は、ボールねじの一端を回転可能にセレーションで支持する。ボールねじはボールねじナットに螺合した状態にあり、ボールねじがボールねじナットに対して相対回転すると、ロッドがアウターシェル内で上下方向に摺動する。ボールねじがボールねじナットに対して相対回転すると、左前輪側モータ28が回転して発電機として作用し、このときに生じる左前輪側モータ28の抵抗力により減衰力が発生する。また、左前輪側モータ28に駆動電流が与えられると、左前輪側モータ28は能動的に作動して減衰力または推力を発生する。左前輪側モータ28に発生する荷重が減衰力および推力のいずれとして働くかは、駆動電流の方向、要求荷重の伸縮方向およびその大きさに応じて定まる。
The electromagnetic shock absorber has members such as a left
第1車両懸架装置12の左前輪側油圧アブソーバ26は、油圧により減衰力を発生させる油圧式ショックアブソーバであり、左前輪側電磁サスペンション24のコイルスプリングによる車体の上下振動を減衰させる。左前輪側油圧アブソーバ26は、バネ上側の構成としてピストン等の部材を有し、バネ下側の構成としてシリンダ等の部材を有する。シリンダ内には作動油が充填され、ピストンがシリンダ内を上下方向に摺動すると作動油は可変オリフィスを通じてシリンダ内を移動する。可変オリフィスは、ピストンまたはシリンダに設けられる。可変オリフィスは、その開度が可変であり、開度に応じた流路抵抗が発生する。従って、シリンダ内をピストンが上下動するときに発生する可変オリフィスの流路抵抗が、左前輪側電磁サスペンション24のコイルスプリングに対する減衰力となる。
The left front wheel side
左前輪側油圧調整装置30は、可変オリフィスの開度を変化させることにより、油圧による減衰力の大きさを増減する。左前輪側油圧調整装置30は、可変オリフィスの開度を調整するためのステップモータを含む。
The left front wheel side hydraulic
なお、第2車両懸架装置14、第3車両懸架装置16および第4車両懸架装置18において、右前輪側電磁サスペンション44、左後輪側電磁サスペンション64および右後輪側電磁サスペンション84は、第1車両懸架装置12の左前輪側電磁サスペンション24と同様に動作する。右前輪側油圧アブソーバ46、左後輪側油圧アブソーバ66および右後輪側油圧アブソーバ86は、第1車両懸架装置12の左前輪側油圧アブソーバ26と同様に動作する。右前輪側電磁サスペンション44の右前輪側モータ48、左後輪側電磁サスペンション64の左後輪側モータ68、右後輪側電磁サスペンション84の右後輪側モータ88は、左前輪側電磁サスペンション24の左前輪側モータ28と同様に動作する。右前輪側油圧調整装置50、左後輪側油圧調整装置70、右後輪側油圧調整装置90は、それぞれ左前輪側油圧調整装置30と同様に動作する。
In the second
車両10は、電子制御装置(以下、電子制御装置を「ECU」と表記する)100、ストロークセンサ102、加速度センサ104、舵角センサ106および車速センサ108をさらに備える。ECU100は、CPU、RAMおよびROMを備えて構成される。ストロークセンサ102は、各車輪の回転軸近傍に設けられた回転角センサで検出された回転角に基づいて、バネ上部材とバネ下部材の相対的な上下変位速度であるストローク速度を算出する。他の構成として、ストロークセンサ102は、左前輪側モータ28等の各モータの回転角からストローク速度を求めてもよい。
The
加速度センサ104は、各車輪について車体の上下加速度、前後加速度、横加速度等の加速度を検出する。舵角センサ106は、各車輪の舵角を検出する。車速センサ108は、車両10の車速を検出する。ECU100は、ストロークセンサ102、加速度センサ104、舵角センサ106および車速センサ108から受け取る、ストローク速度、加速度、舵角および車速等の検出結果のうち少なくともいずれかに基づいて、車両10の状態を判定する。ECU100は、判定した車両10の状態に応じて、第1車両懸架装置12、第2車両懸架装置14、第3車両懸架装置16および第4車両懸架装置18を制御する。
The
次に、第1車両懸架装置12を例にECU100による各車両懸架装置の制御を説明する。車両10が良路を走行している場合、ECU100は左前輪側電磁サスペンション24の左前輪側モータ28に与える駆動電流の値を、例えば0Aである基準電流値に設定する。例えば路面に凹凸がある場合、ECU100は車体の上下方向のストローク速度に応じて左前輪側モータ28に与える駆動電流の値を設定し、左前輪側電磁サスペンション24の電磁アブソーバによる減衰力を調整する。ECU100は、左前輪側モータ28内部で減衰力の発生とともに電磁誘導により生じた電流と同方向または逆方向の駆動電流を左前輪側モータ28に与えることにより、能動的な減衰力または推力を発生させてもよい。ECU100は、加速度、舵角および車速等の検出結果に応じて車体の姿勢を制御すべく左前輪側モータ28に与える駆動電流の値を決定してもよい。
Next, control of each vehicle suspension device by the
ECU100は、左前輪側電磁サスペンション24による減衰力に応じて左前輪側油圧アブソーバ26による減衰力を調整する。ECU100は、左前輪側油圧アブソーバ26による減衰力を調整すべく、左前輪側油圧アブソーバ26の可変オリフィスの開度を変化させるステップモータの駆動ステップ数を算出し、その駆動ステップ数を左前輪側油圧調整装置30に送信する。左前輪側油圧調整装置30は、ECU100から受信した駆動ステップ数に基づいてステップモータを駆動する。
The
図2は、バネ上部材、バネ下部材、コイルスプリング、電磁アブソーバおよび油圧アブソーバの関係を模式的に示す。バネ下部材120は、左前輪110、右前輪112、左後輪114、右後輪116、左前輪側ロアアーム22、右前輪側ロアアーム42、左後輪側ロアアーム62、右後輪側ロアアーム82等の車輪側の部材である。バネ上部材122は、車体左前輪側部材20、車体右前輪側部材40、車体左後輪側部材60、車体右後輪側部材80等の車体側の部材である。バネ下部材120とバネ上部材122の間には、電磁アブソーバ124と油圧アブソーバ126が並列に設けられるとともに、これら電磁アブソーバ124および油圧アブソーバ126とコイルスプリング128とが並列に設けられる。電磁アブソーバ124およびコイルスプリング128は、左前輪側電磁サスペンション24、右前輪側電磁サスペンション44、左後輪側電磁サスペンション64および右後輪側電磁サスペンション84のそれぞれを構成する。油圧アブソーバ126は、左前輪側油圧アブソーバ26、右前輪側油圧アブソーバ46、左後輪側油圧アブソーバ66および右後輪側油圧アブソーバ86のそれぞれに相当する。電磁アブソーバ124、油圧アブソーバ126およびコイルスプリング128は、第1車両懸架装置12、第2車両懸架装置14、第3車両懸架装置16および第4車両懸架装置18のそれぞれを構成する。
FIG. 2 schematically shows the relationship between the sprung member, the unsprung member, the coil spring, the electromagnetic absorber, and the hydraulic absorber. The
電磁アブソーバ124および油圧アブソーバ126の双方またはいずれかが、コイルスプリング128の上下振動を減衰するための減衰力を発生する。油圧アブソーバ126は、電磁アブソーバ124においてモータにより発生される減衰力に応じて、油圧による減衰力を発生する。図2で模式的に示すように、電磁アブソーバ124および油圧アブソーバ126は互いに補助し合う関係にあり、要求荷重に対する減衰力の発生に関する負荷が電磁アブソーバ124と油圧アブソーバ126に分散される。これにより、この車両懸架装置は、最適な減衰力を効率よく発生させることができる。
Either or either of the
図3は、車体の上下動におけるストローク速度と電磁アブソーバ124における発生荷重との関係をグラフで示す。ストロークおよび発生荷重は、それぞれ電磁アブソーバ124の伸び方向と縮み方向のいずれかの方向に働く。横軸上において、正方向は伸び方向のストローク速度を示し、負方向は縮み方向のストローク速度を示す。縦軸上において、正方向は伸び方向の発生荷重を示し、負方向は縮み方向の発生荷重を示す。実線で示される第1曲線130は、電磁アブソーバ124のモータに駆動電流を与えない状態でそのモータにて発生する荷重を示す。伸び方向にストローク速度が大きいほど伸び方向の減衰力としてモータに荷重が発生し、縮み方向にストローク速度が大きいほど縮み方向の減衰力としてモータに荷重が発生する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the stroke speed in the vertical movement of the vehicle body and the load generated in the
破線で示される第2曲線132は、電磁アブソーバ124のモータに発生する荷重を伸び方向に増大させる駆動電流を与えた状態で、そのモータにて発生する荷重を示す。モータに発生する荷重を伸び方向に増大させる駆動電流を与えた状態で伸び方向のストロークが生じると、モータに発生する荷重はグラフの第1象限に現れるとともに、モータに発生する伸び方向の荷重は駆動電流が与えられていない状態より大きい。一方、モータに発生する荷重を伸び方向に増大させる駆動電流を与えた状態で縮み方向のストロークが生じる場合、その縮み方向のストロークが小さくモータに発生する荷重がグラフの第2象限に現れるときは、縮み方向のストロークに反した伸び方向への能動的な推力としてモータに荷重が発生する。また、モータに発生する荷重を伸び方向に増大させる駆動電流を与えた状態で縮み方向のストロークが大きく、モータに発生する荷重がグラフの第3象限に現れるときは、モータに発生する縮み方向の荷重は駆動電流が与えられていない状態より小さい。
A
破線で示される第3曲線134は、電磁アブソーバ124のモータに発生する荷重を縮み方向に増大させる駆動電流を与えた状態で、そのモータにて発生する荷重を示す。モータに発生する荷重を縮み方向に増大させる駆動電流を与えた状態で伸び方向のストロークが大きく、モータに発生する荷重がグラフの第1象限に現れる場合、モータに発生する伸び方向の荷重は駆動電流が与えられていない状態より小さい。一方、モータに発生する荷重を縮み方向に増大させる駆動電流を与えた状態で伸び方向のストロークが小さく、モータに発生する荷重がグラフの第4象限に現れる場合、伸び方向のストロークに反した縮み方向への能動的な推力としてモータに荷重が発生する。また、モータに発生する荷重を縮み方向に増大させる駆動電流を与えた状態で縮み方向のストロークが生じるときは、モータに発生する荷重はグラフの第3象限に現れるとともに、モータに発生する縮み方向の荷重は駆動電流が与えられていない状態より大きい。
A
図4は、車体の上下動におけるストローク速度と油圧アブソーバ126における発生荷重との関係をグラフで示す。ストロークおよび発生荷重は、それぞれ油圧アブソーバ126の伸び方向と縮み方向のいずれかの方向に働く。横軸上において、正方向は伸び方向のストローク速度を示し、負方向は縮み方向のストローク速度を示す。縦軸上において、正方向は伸び方向の発生荷重を示し、負方向は縮み方向の発生荷重を示す。第4曲線136および第5曲線138は、油圧アブソーバ126にて発生する荷重を示す。但し、第4曲線136は油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を小さくした状態を示すのに対し、第5曲線138は油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を大きくした状態を示す。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the stroke speed in the vertical movement of the vehicle body and the load generated in the
伸び方向にストローク速度が大きいほど伸び方向の減衰力として油圧アブソーバ126の荷重が発生し、その荷重はグラフの第1象限に現れる。縮み方向にストローク速度が大きいほど縮み方向の減衰力として油圧アブソーバ126の荷重が発生し、その荷重はグラフの第3象限に現れる。油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を小さくした第4曲線136に示される状態では、油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を大きくした第5曲線138に示される状態よりも、伸び方向または縮み方向の減衰力としての発生荷重が大きい。
As the stroke speed increases in the extension direction, a load of the
ここで、図3および図4に示される電磁アブソーバ124および油圧アブソーバ126の特性に基づくECU100による減衰力の制御について説明する。ECU100は、油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を、電磁アブソーバ124のモータによる減衰力の大きさに応じて決定する。例えば要求荷重が大きく電磁アブソーバ124による減衰力を増加すべき場合に、ECU100は、油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を小さくして油圧による減衰力を増加させるとともに、要求荷重に対して油圧アブソーバ126による減衰力が不足する場合にその不足分を電磁アブソーバ124による減衰力で補う形としてもよい。例えば要求荷重の大小にかかわらず、油圧アブソーバ126による減衰力を増加させる分、電磁アブソーバ124による減衰力を低減させてもよいし、油圧アブソーバ126による減衰力と電磁アブソーバ124による減衰力の双方を増加させてもよい。例えば要求荷重が小さく電磁アブソーバ124による減衰力も小さい場合に、ECU100は、油圧アブソーバ126の可変オリフィスの開度を大きくして油圧による減衰力を小さくすることにより、最適な減衰力を得てもよい。
Here, the control of the damping force by the
このように、電磁アブソーバ124による減衰力と油圧アブソーバ126による減衰力とで互いに補い合うことにより、要求荷重に対する減衰力として効率よく最適な荷重を発生させることができる。要求荷重に対する減衰力を電磁アブソーバ124のみによって発生させる構成と比べてモータを小型化できるとともに、不測の事態としてモータに不具合が生じても必要な荷重を油圧アブソーバ126による減衰力でカバーすることができる。車体の上下動におけるストローク速度が高速域に達した場合でも、電磁アブソーバ124による減衰力を油圧アブソーバ126による減衰力で補えるので、効率よく要求荷重を満たすことができる。油圧アブソーバ126による減衰力が最適化される分、電磁アブソーバ124により能動的に減衰力や推力を発生させる必要性が低減されるので、省電力の効果もある。
In this way, by compensating each other with the damping force by the
ECU100は、電磁アブソーバ124において伸び方向または縮み方向に能動的な推力を発生させるときに、その推力を損失させないために油圧アブソーバ126による減衰力を低減させる。これにより、電磁アブソーバ124で発生する推力が十分に働き、電磁アブソーバ124の作用効率を向上させることができる。
The
図5は、ECU100による電磁アブソーバ124および油圧アブソーバ126の制御過程を例示するフローチャートである。ストロークセンサ102や加速度センサ104等の各センサがストローク速度および上下加速度等の車両状態を検知する(S10)。ECU100は、左前輪110等の各車輪における要求荷重を算出し(S12)、算出した要求荷重が図3、4に示されるグラフ上でどの領域に位置するかを判別する(S14)。S14における判別の結果、要求荷重が図3、4のグラフ上で第1象限または第3象限に属する場合、即ち要求荷重×ストローク速度がゼロより大きい場合(S16Y)、ECU100は要求荷重を油圧アブソーバ126による減衰力で満たすことができるか否かを判定し、油圧アブソーバ126による減衰力で要求荷重を満たせないと判定した場合(S18N)、その不足分を電磁アブソーバ124による減衰力で補うよう制御する(S20)。ECU100は、油圧アブソーバ126による減衰力で要求荷重を満たせると判定した場合(S18Y)、油圧により減衰力を調整する(S24)。また、S16において、要求荷重が図3、4のグラフ上で第2象限または第4象限に属する場合、即ち要求荷重×ストローク速度がゼロより小さい場合(S16N)、ECU100は油圧アブソーバ126による減衰力を低減させるよう制御し、電磁アブソーバ124の作用効率を向上させる(S22)。
(第2の実施の形態)
本実施の形態においては、モータにより減衰力を発生する機構として、リニアモータを利用する点で第1の実施の形態と異なる。以下、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the control process of the
(Second Embodiment)
The present embodiment is different from the first embodiment in that a linear motor is used as a mechanism for generating a damping force by the motor. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.
図6は、第2の実施の形態に係る車両懸架装置を示す。この車両懸架装置は、リニアモータアブソーバ140と油圧アブソーバ142を主に備える。リニアモータアブソーバ140は、バネ上側の構成として電磁コイル148が設けられた固定筒と、バネ下側の構成として固定筒内を上下方向に摺動可能な油圧アブソーバ142と、を包含する。油圧アブソーバ142の外周面には、N極とS極とが交互に配されるよう複数の永久磁石150が設けられており、この永久磁石150が電磁コイル148により生ずる磁束に反応し、油圧アブソーバ142が上下方向に誘導されて固定筒内を摺動する。このようなリニアモータ構造において、電磁コイル148と永久磁石150の間の磁力が減衰力として働く。ECU100が電磁コイル148へ流す電流の向きと大きさを変化させると、リニアモータアブソーバ140に発生する減衰力または推力の方向と大きさが変化する。
FIG. 6 shows a vehicle suspension apparatus according to the second embodiment. This vehicle suspension mainly includes a
油圧アブソーバ142は、バネ上側の構成としてシャフト152およびステップモータ144を含み、バネ下側の構成としてロアアーム側取付部146を介してロアアームに取り付けられたシリンダを含む。油圧アブソーバ142は、第1の実施の形態における油圧アブソーバ126と同様の構成であり、同様に動作する。ステップモータ144は、油圧アブソーバ142の可変オリフィスの開度を変化させる。ステップモータ144はECU100が算出する駆動ステップ数に基づいて駆動される。
The
図6に示される車両懸架装置においても、第1の実施の形態と同様に、電磁アブソーバとして機能するリニアモータアブソーバ140と油圧アブソーバ142とが理論的に並列に設けられている。ECU100は、リニアモータアブソーバ140において発生する減衰力に応じて、油圧アブソーバ142における減衰力を変化させるので、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
In the vehicle suspension apparatus shown in FIG. 6 as well, the
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、その様々な変形例もまた本発明の態様として有効である。例えば、各実施の形態において、油圧アブソーバの可変オリフィスの開度をステップモータで調整する機構を説明したが、変形例においては、電磁ソレノイド等のアクチュエータを用いて油圧アブソーバの可変オリフィスの開度を調整する機構を採用してもよい。 The present invention has been described above based on the embodiment. The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications thereof are also effective as aspects of the present invention. For example, in each embodiment, the mechanism for adjusting the opening of the variable orifice of the hydraulic absorber with a step motor has been described. However, in a modified example, the opening of the variable orifice of the hydraulic absorber is adjusted using an actuator such as an electromagnetic solenoid. You may employ | adopt the mechanism to adjust.
10 車両、 12 第1車両懸架装置、 14 第2車両懸架装置、 16 第3車両懸架装置、 18 第4車両懸架装置、 100 ECU、 102 ストロークセンサ、 104 加速度センサ、 120 バネ下部材、 122 バネ上部材、 124 電磁アブソーバ、 126 油圧アブソーバ、 128 コイルスプリング、 140 リニアモータアブソーバ、 142 油圧アブソーバ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータによる減衰力に応じて前記油圧による減衰力を変化させる油圧減衰力調整手段を備えることを特徴とする車両懸架装置。 In a vehicle suspension device that generates a damping force between an unsprung member and an unsprung member by a motor and hydraulic pressure,
A vehicle suspension device comprising: a hydraulic damping force adjusting means for changing a damping force by the hydraulic pressure in accordance with a damping force by the motor.
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