悬架装置的制作方法

专利名称：悬架装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬架装置，其搭载于汽车等车辆，适用于缓冲车辆的振动。
背景技术：
通常，在四轮汽车等车辆中，在车体侧与各车轮侧之间设有缓冲器。在这样的缓冲器中公知有如下构成的悬架装置，即，具有通过促动器可调整衰减力的结构，根据行驶时的车辆姿势、上下振动等对其衰减力特性进行可变地控制(例如，参照日本特开平7-232530号公报)。这种现有技术的悬架装置，基于来自检测车体的上下加速度的G传感器的信号求出上下的绝对速度，根据该绝对速度对缓冲器的衰减力特性进行可变地调整，并且基于来自上述G传感器的信号判定行驶中的路面良好还是恶劣。通过在路面良好的情况下减小不 灵敏区，在路面恶劣的情况下增大不灵敏区而进行设定，能够减小伴随恶劣路面行驶的频繁的上下振动的影响，即使在恶劣路面行驶的情况下也能够确保乘车舒适度。但是，现有技术的悬架装置为通过缓冲器的衰减力产生机构(通过促动器调整衰减力的机构)对车辆行驶时的低频到高频的振动进行缓冲的构成。其中，为了进行与高频的振动对应的控制，需要具有可高速应对的高响应性的控制。但是，可高速应对的控制器较贵，对于衰减力产生机构的促动器而言，可高速应对的促动器也需要使用较贵的设备。另外，未使用可高速应对的较贵的控制器、促动器的悬架装置，存在如下实际情况，即，在高频的振动区域不进行衰减力控制，而牺牲了在高频区域的乘车舒适度、操纵稳定性，在无需高速应对的低频振动区域进行衰减力控制。

发明内容
本发明是鉴于上述现有技术问题而设立的，其目的在于提供一种悬架装置，即使不使用高成本的控制器、促动器，也能够进行与车辆行驶时的低频到高频的较大频率区域对应的衰减力控制。为了解决上述课题，本发明提供一种悬架装置，其由缓冲器和控制器构成，所述缓冲器设于车辆的车体侧与车轮侧之间，通过促动器可调整衰减力，所述控制器对所述促动器进行调整，其中，在所述缓冲器上设置相对于高频的振动降低衰减力的频率感应部，对于所述车辆的运动中的低频运动，所述控制器根据运动状态对所述衰减力进行调整，所述控制器对于频率比所述低频高的高频运动，不进行与运动状态对应的衰减力调整，或者，以比所述低频运动的衰减力调整低的水平对所述衰减力进行调整。


图I是将应用了本发明第一实施方式的悬架装置的四轮汽车与控制器一同进行表示的整体构成图；图2是放大表示搭载于图I中的汽车的缓冲器的主要部分的纵向剖面图3是表示基于图I中的控制器的弹簧上减振控制部的构成的框图；图4是将相对于路面状态的衰减力的控制指令值的特性具体化进行表示的特性线图；图5是将相对于车辆行驶时的振动频率的弹簧上加速度的特性与现有产品相比较进行表示的特性线图；图6是表示第二实施方式使用的控制器的构成的框图；图7是表示第三实施方式使用的控制器的构成的框图。
具体实施例方式以下说明的实施方式不限于在上述发明内容中记载的内容，除此之外也解决很多课题，呈现各种效果。以下，列举以下实施方式解决的课题的主要内容。 〔特性改善〕在频率感应部，在根据振动状态对衰减力特性(相对于活塞速度的衰减力)进行变更时，要求更平缓地变更等的特性设定。其原因如下，若突然地进行产生较小衰减力的特性和产生较大衰减力的特性的切换，则实际产生的衰减力也突然地切换，因此，车辆的乘坐舒适度变差，进而若在车辆的掌舵中产生衰减力的切换，则车辆的动作变得不稳定，有可能导致驾驶员在掌舵时感动异样感。特别是，在基于促动器的衰减力调整下而成为高衰减力时，对应于频率的衰减力的变化幅度变大，故而更平缓地变更较为重要。〔大型化的抑制〕对应于高频的高输出的促动器存在需要增大电磁线圈的课题。另夕卜，列举了以下情况，即，将频率感应部、基于促动器的衰减力调整部设于活塞部时，活塞部的轴长变长，故而包含促动器在内的缸装置整体在轴向变长。因此，若缸装置变得大型化，则向车体安装的自由度降低，缸装置的轴向长度增加成为较大的课题。〔零件数量的减少〕在正确地进行高频振动的控制的情况下，需要测定振动状态(弹簧上下速度、弹簧下上速度、相对速度)的高灵敏度的加速度传感器及车辆高度传感器等。此时，设置多个传感器会存在零件数增加的课题，而且，也需要配线，因此，也存在向车辆的安装性变差的课题。另外，近年来，开发有减少这些传感器数并推测振动状态的装置，但在正确地控制高频的情况下，仅靠推测，存在不能得到足够的精度的课题。以下，列举以将本发明的实施方式的悬架装置适用于四轮汽车的情况为例，基于附图详细地进行说明。在此，图I 图5表示本发明第一实施方式。在图I中，在构成车辆的车身的车体I的下侧设有例如左、右前轮2和左、右后轮3 (仅图示一方)。在各前轮2与车体I之间安装有前轮侧的悬架4、4(以下称为前轮悬架4)。 左、右前轮悬架4分别由左、右悬架弹簧5 (以下称为弹簧5)、与该各弹簧5并列而设于左、右前轮2与车体I之间的左、右缓冲器6构成。如后所述，左、右缓冲器6由附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器构成。后轮侧悬架7、7(以下称为后轮悬架7)安装设置在左、右后轮3与车体I之间。左、右后轮悬架7分别由左、右悬架弹簧8 (以下称为弹簧8)、与该各弹簧8并列而设于左、右后轮3侧与车体I之间的左、右缓冲器9构成。如后所述，对于这些缓冲器9而言，其由附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器构成。另外，在本实施方式中，列举了将附设有频率感应部的衰减力调整式油压缓冲器设于四轮的例子，但也可以将前轮侧或后轮侧设为仅具有衰减力调整功能或仅具有频率感应功能的缓冲器。在此，参照图2对前轮侧、后轮侧的缓冲器6 (9)进行说明。另外，两者的构成基本相同，因此，对前轮侧的缓冲器6进行说明，对后轮侧的缓冲器9省略说明。在图2中，构成缓冲器6 (9)的缸的 内筒11同轴设于构成的缓冲器6 (9)的外壳的外筒(未图示)内。内筒11的下端侧经由底阀(未图示)固定于上述外筒的下端侧。内筒11的上端侧经由导杆(未图示)等固定于外筒的上端侧。向内筒11内封入作为工作流体的油液，在上述外筒与内筒11之间形成有封入油液和气体的环形贮存室(未图示)。12为可滑动地插嵌在内筒11内的活塞，该活塞12将内筒11内划分成杆侧油室A和底侧油室B两个室。在活塞12上，在周向上分别分开形成有多个可连通杆侧油室A和底侧油室B的油路12A、12B，这些油路12A、12B由相对于活塞12的轴线斜向倾斜的油孔构成。油路12A、12B构成使油液在杆侧油室A与底侧油室B之间流通的主通路。另外，在活塞12上设有以包围油路12A的一开口的方式形成于活塞12的下侧端面的环形凹部12C、位于该环形凹部12C的径向外侧且伸长侧的盘阀13落座/离开的环形阀座12D、以包围油路12B的一开口的方式形成于活塞12的上侧端面的环形凹部12E、位于该环形凹部12E的径向外侧且缩小侧的盘阀14落座/离开的环形阀座12F。15为在内筒11内沿轴向延伸的活塞杆，该活塞杆15将下端侧插入内筒11内，通过后述的壳体25的带盖螺母26等固定设置于活塞12。另外，活塞杆15的上端侧经由上述导杆等向上述外筒及内筒11的外部突出。在活塞杆15的内周侧沿轴向贯通设有在活塞杆15的下端侧开设形成，可转动地插嵌后述的闸板18的闸板装入孔15A ;从该闸板装入孔15A的上端侧向上延伸的小径的杆插入孔15B。另外，在活塞杆15上，在轴向和周向上分开设有从闸板装入孔15A沿径向向外延伸的多个油孔15C、15D、15E、15F。这些油孔15C 15F中的各油孔15C 15E以向杆侧油室A开口的方式配置，余下的各油孔15F以向内筒11内的底侧油室B开口的方式配置。油孔15C 15F中位于最上侧的各油孔15C经由径向的连通路18B与后述的闸板18的内孔18A时常连通。位于各油孔15C的下侧的油孔15D、15E，在活塞杆15的周向上彼此分离，在轴向配置于大致相同的位置。但是，对于油孔15D、15E而言，其孔径(节流孔径)不同，通过后述的闸板18的油槽18C选择性地开闭。由此，如后所述对衰减力进行可变地调整。而且，在活塞杆15的外周侧形成有环形的台阶部15G，该台阶部15G在与活塞12之间将缩小侧的盘阀14在轴向定位。上述盘阀13、14中，设于活塞12的下端面的伸长侧的盘阀13在活塞杆15的伸长行程中活塞12向上滑动位移时，对在各油路12A中流通的油液施加阻力而产生规定的衰减力。另外，设于活塞12的上端面的缩小侧的盘阀14在活塞杆15的缩小行程中活塞12向下滑动位移时，对在各油路12B中流通的油液施加阻力而产生规定的衰减力。16为设于后述的频率感应部24的带盖螺母26与活塞12之间的孔口部件，该孔口部件16通过嵌合设于活塞杆15的外周侧的环形环等构成。孔口部件16使油液在底侧油室B与活塞杆15的油孔15F之间流入、流出。17为本实施方式中采用的衰减力可变机构，该衰减力可变机构17包含后述的闸板18、操纵杆19及步进电机等促动器20而构成。衰减力可变机构17的促动器20例如设置于活塞杆15的突出端侧，经由后述的操纵杆19对闸板18进行转动操作。此时，闸板18通过对活塞杆15的油孔15D、15E等进行开闭，间歇性地对缓冲器6(9)的衰减力特性进行2阶段或3阶段以上的调整。另外，衰减力可变机构17的促动器20无需为必须对上述衰减力特性进行间歇性地调整的构成，也可以通过使油孔15D、15E成为在周向上开口面积逐渐变化的孔，使衰减力特性连续地变化的构成。另外，对于促动器20而言，从硬的特性(硬特性)连续地调整为软的特性(软特性)，因此，不限于步进电机等电机，例如也可以由电磁线圈等构成的线性促动器构成。18为可转动地设于活塞杆15的闸板装入孔15A内的闸板，该闸板18构成衰减力可变机构17的开口面积调整部件。闸板18以与操纵杆19的下端侧一体旋转的方式进行设置，与操纵杆19 一同在活塞杆15的闸板装入孔15A内转动。操纵杆19插通设于活塞杆15的杆插入孔15B中，其上端侧与促动器20的输出轴(未图示)连结。闸板18的内周侧成为沿轴向延伸的内孔18A，其下端侧与后述的壳体25内的上 侧室C时常连通。另外，在闸板18上设有使内孔18A总是与活塞杆15的油孔15C连通的径向的连通路18B、在闸板18的轴向上自该连通路18B分离并形成于闸板18的外周面的作为油通路的油槽18C。油槽18C沿闸板18的轴向延伸，其下端侧总是与活塞杆15的油孔15F连通。另外，油槽18C的上端侧对应于闸板18的转动操作选择性地与活塞杆15的油孔15D、15E等的任一方连通、断开。在此，闸板18的内孔18A和油槽18C构成在内筒11内的杆侧油室A与底侧油室B之间彼此并列的两条通路。两条通路中，第一通路100由活塞杆15的油孔15D、15E、闸板18的油槽18C、活塞杆15的油孔15F及孔口部件16等构成。在第一通路100中，在杆侧油室A与底侧油室B之间，油液在油槽18C流通时，产生对应于闸板18的转动操作(例如油孔15D、15E等的开口面积)的衰减力。活塞杆15的油孔15D、15E构成通过促动器20经由闸板18可调整衰减力的衰减力产生部。该情况下，第一通路100由活塞杆15的油孔15D、15E、闸板18的油槽18C、活塞杆15的油孔15F以及孔口部件16等构成，在伸长侧和收缩侧形成为共用的同一通路。由此，能够使将内筒11内的杆侧通路A和底侧通路B连通、断开的流路(通路)的构造单纯化、
简单化。另一方面，第二通路101由活塞杆15的油孔15C、闸板18的连通路18B、内孔18A以及后述的上侧室C等构成。第二通路101也是对第一通路100侧的上述衰减力产生部(油孔15D、15E)进行旁通的旁通通路。在第二通路101中，在杆侧油室A与底侧油室B之间，油液在闸板18的内孔18A内流通时,无论闸板18的转动位置如何,都通过后述的频率感应部24对衰减力特性进行可变地控制。另外，在活塞杆15的闸板装入孔15A内，位于闸板18的上侧(轴向的另一侧)而设有筒状的导向部件21和密封部件22，在闸板18的下侧设有构成上述第二通路101的一部分的筒体23。密封部件22阻止油液从闸板装入孔15A与操纵杆19之间向外部泄漏。上述筒体23构成为防止闸板18从闸板装入孔15A向下方脱落的防脱落部件。24为设于活塞杆15的下端侧的频率感应部，如图2所示，该频率感应部24包含与活塞杆15—体在内筒11内进行位移的筒状壳体25、可相对位移地设于该壳体25内的后述的自由活塞28、O形环29、30而构成。壳体25通过拧合设置在活塞杆15的下端侧的作为盖部件的带盖螺母26、有底筒状体27构成。带盖螺母26由拧固在活塞杆15的下端侧外周的内侧螺母部26A、从该内侧螺母部26A的上端侧沿径向向外延伸的环形盖部26B、从该环形盖部26B的外周侧向下垂下且内周面成为与自由活塞28相对的导向面的外侧的筒状垂下部26C。筒状垂下部26C的下端面构成后述的0形环29接触的壳体接触面。有底筒状体27由上端侧通过铆接等方式从外侧固定在带盖螺母26的环形盖部26B且在内筒11内向下延伸的筒状部27A、闭塞该筒状部27A的下端侧的环形底板部27B构成。在底板部27B的中心侧形成有使后述的下侧室D与底侧油室B连通的连通孔27C。在筒状部27A的内周侧形成有后述的0形环30接触的作为壳体接触面的倾斜圆弧面27D，该倾斜圆弧面27D为相对于后述的自由活塞28的移动方向(即轴向)倾斜的面，且构成具有曲面的面。在此，倾斜圆弧面27D具有在自由活塞28向下位移时在与后述的环 形凸部28A之间使0形环30弹性地压缩变形，通过此时的阻力抑制向自由活塞28的冲程结束的位移的功能。28为可滑动地设于壳体25内的自由活塞，如图2所示，该自由活塞28形成为有底筒状的活塞，在其外周侧设有从轴向的中间位置沿径向向外突出的环形凸部28A。自由活塞28将成为轴向的一侧的下端侧可位移地插嵌在有底筒状体27的筒状部27A中，将成为轴向的另一侧的上端侧可位移地插嵌在带盖螺母26的筒状垂下部26C中。在壳体25内沿轴向相对位移的自由活塞28通过与带盖螺母26的环形盖部26B和有底筒状体27的底板部27B抵接来规定上、下方向的冲程结束。自由活塞28将壳体25内(即第二通路101)划分为上游侧的上侧室C和下游侧的下侧室D。S卩，构成第二通路101的一部分的壳体25内通过自由活塞28被划分成上侧室C和下侧室D。在此，第二通路101已被自由活塞28闭塞，在杆侧油室A与底侧油室B之间不产生油液置换的流动。但是，在自由活塞28在壳体25内上、下相对移动期间，杆侧油室A的油液流入、流出上侧室C，等量的油液经由有底筒状体27的连通孔27C从下侧室D向底侧室B侧流出、流入。因此，在上述第二通路101侧实际上也产生油液的流动。设于自由活塞28外周的环形凸部28A，其上、下面侧形成为倾斜圆弧面28B、28C，这些倾斜圆弧面28B、28C成为后述的0形环29、30接触的自由活塞接触面。倾斜圆弧面28B、28C构成具有相对于自由活塞28的轴向倾斜的曲面的面。在此，自由活塞28的倾斜圆弧面28B隔着0形环29与筒状垂下部26C的下端面在轴向相对，倾斜圆弧面28C隔着0形环30与有底筒状体27的倾斜圆弧面27D在轴向相对。29,30为构成频率感应部24的电阻元件的作为弹性体的0形环，该0形环29、30配置在壳体25的筒状部27A与自由活塞28的外周面之间，将两者之间液密地密封。壳体25内的上侧室C和下侧室D通过0形环29、30被保持为彼此密封的状态。自由活塞28在壳体25内向上位移时，在筒状垂下部26C的下端面与自由活塞28的环形凸部28A(倾斜圆弧面28B)之间，使0形环29弹性地压缩变形。此时，0形环29产生对朝向自由活塞28的冲程结束的向上位移的阻力。另外，自由活塞28在壳体25内向下位移时，在筒状部27A侧的倾斜圆弧面27D与自由活塞28的环形凸部28A(倾斜圆弧面28C)之间，将0形环30弹性地压缩变形。此时，0形环30产生对朝向自由活塞28的冲程结束的向下位移的阻力。如图2所示，位于内筒11内而设于活塞杆15的下端侧的频率感应部24通过相对于车辆行驶时的高频振动，自由活塞28在壳体25内沿轴向相对位移，由于例如在闸板18的连通路18B流通的油液的量减少，故而具有降低产生的衰减力的功能。另外，可用于本发明的缓冲器只要是具有频率感应部和基于促动器的衰减力调整部即可，频率感应部也可以为通过螺旋弹簧支承自由活塞28的构成，另外，也可以为通过自由活塞将杆侧油室A和底侧油室B连通、断开的构成。另外，对基于促动器的衰减力调整部而言，表示了旋转式的闸板18的例子，但也可以为在上下方向移动的构成，另外，还可以为先导控制型的阻尼阀。而且，促动器的衰减力调整部也可以安装于外筒的侧面。上述缓冲器以多筒式的缓冲器为例进行了说明，但也可为单筒的缓冲器。31为设于车体I的弹簧上侧的上下加速度传感器(以下称为G传感器31)，该G传感器31在成为弹簧上侧的车体I侧检测上、下方向的振动加速度。另外，在本实施方式 中，向控制器37输入来自后述的CAN32的车辆运行信息及来自其它设备及传感器的信息，故而对于I台车体I仅设置一个G传感器31即可。但是，例如也可以构成为在车体I上共设置三个G传感器31。该情况下，G传感器31在各前轮2侧的缓冲器6的上端侧(杆突出端侧)附近的位置安装于车体1，并且在左、右后轮3间的中间位置也安装于车体I。32表示搭载于车体I的作为串行通信部的CAN，该CAN32在搭载于车辆的多个电子设备与控制器37之间进行面向车载的多重通信。该情况下，作为送入CAN32的车辆运行信息，列举例如来自转向角传感器33、制动器状态检测器34、加速传感器35及车轮速传感器36等的检测信号(信息)。如图I中所示，转向角传感器33配置在车体I的靠近驾驶座的位置，检测车辆的转向操作。即，转向角传感器33检测车辆的转向(未图示)的操作量，将检测信号从CAN32向后述的控制器37输出。另外，在车体I设有制动状态检测器34、加速传感器35以及车轮速传感器36等。制动状态检测器34例如一边检测制动踏板(未图示)的踩踏操作，一边检测自动制动器的制动状态。加速传感器35例如检测加速踏板(未图示)的踩踏操作。车轮速传感器36例如分别与左、右前轮2和左、右后轮3接近设置，将各车轮的旋转速度作为车速进行检测。37为由微型计算机等构成的作为控制装置的控制器，如图I所示，该控制器37的输入侧与G传感器31及CAN32等连接，输出侧与各缓冲器6 (9)的促动器20等连接。控制器37由G传感器31读取车体I侧的上、下振动，从CAN32，通过串行通信由转向角传感器33、制动状态检测器34、加速传感器35以及车轮速传感器36等读入各种检测信号。控制器37为包含由R0M、RAM、非易失性存储器等构成的存储部(未图示)、对作为车辆运动的上、下方向的振动进行推测的车体振动推测部38、弹簧上(车体侧)减振控制部39、操纵稳定控制部40、车速感应控制部41以及控制指令运算部42而构成。S卩，控制器37通过来自G传感器31及CAN32的传感器信息在车体振动推测部38对车体I的振动进行推测，在操纵稳定控制部40对车辆的掌舵状态进行推测。在车速感应控制部41对车辆的行驶状态进行推测。控制指令运算部42根据来自相互并列连接的弹簧上减振控制部39、操纵稳定控制部40及车速感应控制部41的控制信号将应向各缓冲器6 (9)的促动器20输出的衰减力指令信号作为控制指令值(电流值)进行运算处理。各缓冲器6 (9)的促动器20根据从控制指令运算部42输出的电流值(衰减力指令信号)使闸板18转动，由此，对衰减力特性在硬性与柔性之间连续地或多段地进行可变地控制。控制器37的车体振动推测部38，可采用例如本申请人之前提案的技术(例如，日本特开2009-83614号公报、日本特开2009-83641号公报、日本特开2009-262926号公报、日本特开2010-083329号公报等)，对车体I的振动(例如如图3所示的弹簧上速度和俯仰率)进行推测的方式构成。如图3所示，弹簧上减振控制部39包含第一、第二滤波部39A、39B、第一、第二增益乘法部39C、39D、加法部39E以及脉谱运算部39F而构成。弹簧上减振控制部39对由车体振动推测部38推测的弹簧上速度V进行由第一滤波部39A提取低频分量的滤波处理。第二滤波部39B对由车体振动推测部38推测的俯仰率P进行提取低频分量的滤波处理。即，第一、第二滤波部39A、39B通过进行提取低频分量的滤波处理，将高频分量从控制对象中 分离出，根据低频分量进行衰减力的调整控制。在此，基于第一、第二滤波部39A、39B的截止频率可以设定为频率感应部24 (参照图2)的截止频率以下。另外，该截止频率也可以以可提取弹簧上共振的方式进行设定。接着，第一增益乘法部39C对由第一滤波部39A进行了滤波处理后的弹簧上速度乘以预先设定的增益而算出目标衰减力F。第二增益乘法部39D对由第二滤波部39B进行了滤波处理后的俯仰率乘以预先设定的增益而算出目标衰减力F。加法部39E将由第一、第二增益乘法部39C、39D算出的各目标衰减力F相加。脉谱运算部39F对由加法部39E相加后的目标衰减力F，根据如图3所示的特性线43进行脉谱运算，由此算出指令值I。该情况下，若为通常的天钩控制(skyhook控制)，则需要由伸缩的行程(相对速度)和对应于弹簧上速度的目标衰减力的关系算出控制量。其由于例如弹簧上(车体侧)向上侧移动时，伸长侧的衰减力起到减振作用，而收缩侧的衰减力起到加振作用，故而若处于伸长行程则需要成为目标衰减力而输出信号，若处于收缩行程则需要成为软性衰减力而输出信号。但是，在本实施方式中，由于缓冲器6(9)如图2所示地由附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器(即，衰减力调整+频率感应缓冲器)构成，因此，因由频率感应部使衰减力的上升延迟等，衰减力的加振作用被缓和，即使使用仅将目标衰减力F代入图3所示的特性线43的脉谱而算出指令值I的缓冲器，也能够得到控制效果，使控制运算简单化。控制器37的操纵稳定控制部40通过来自转向角传感器33的转向角信号和车轮速传感器36的车速信号(例如根据对横加速度进行推测而进行的运算式、控制法则等)算出控制量，将算出的控制量作为控制指令值向控制指令运算部42输出。S卩，通过操纵稳定控制部40进行根据横加速度控制衰减力的防侧倾控制。另外，操纵稳定控制部40还具有通过来自制动状态检测器34及加速传感器35的检测信号对车体I的前、后方向加速度进行推测，并对应于此而控制衰减力的抗点头推背控制(防止车辆在行驶中制动而由惯性力产生的点头感(前倾感)、及车辆加速时由惯性力而产生的推背感)的功能。另一方面，车速感应控制部41为用于根据车速对衰减力进行调整的控制部，通过上述车速信号等算出控制量，并将算出的控制量作为控制指令值向控制指令运算部42输出。图4所示的特性线44以车辆行驶时的路面状态为一例进行了列举，表示了路面凹凸较大的恶劣路面、起伏路面、复合路面。复合路面是指在车辆行驶时低频的振动和高频的振动重叠而产生的路面状态。图4所示的特性线45表示弹簧上速度的滤波处理值，其为弹簧上减振控制部39的第一滤波部39A的输出信号。如特性线45所示，在为恶劣路面的情况下，通过提取(滤波处理)低频分量而成为限于预先设定的不灵敏区域范围内的信号。对此，在起伏路面和复合路面，在提取了低频分量的状态下，超过不灵敏区域范围的信号例如也在时间Tl T2期间、时间T3 T4期间、时间T5 T6期间、时间17 T8期间被输出。图4中的特性线46表示相对于从第一滤波部39A输出的弹簧上速度(基于特性线45的滤波处理值)，在第一增益乘法部39C乘以增益而算出目标衰减力F的指令值的特性。基于特性线46的指令值为，例如直到时间Tl，目标衰减力都为柔性特性，在时间Tl T2期间和时间T3 T4期间切换为硬性特性。直到时间T4 T5，目标衰减力都为柔性特性，在时间T5 T6期间、时间T7 T8期间切换为硬性特性，在时间T8之后切换为柔性特性。
因此，从弹簧上减振控制部39输出的指令值，如图4所示的特性线46那样地在车辆行驶时的路面为恶劣路面的情况下，为了使乘车舒适度良好而维持柔性特性的低衰减力，进行不使乘车舒适度恶化的控制。另外，在起伏路面，例如通过在时间Tl T2期间和时间T3 T4期间切换为硬性特性来提高衰减力，从而能够抑制弹簧上的位移，并能够抑制车体I侧的晃动。在低频的振动与高频的振动重叠的复合路面，例如直到时间T5都维持柔性特性，在时间T5 T6期间和时间T7 T8期间切换为柔性特性并进行提高衰减力的控制。这种情况下，在现有技术的控制中，为了防止乘车舒适度的恶化，将衰减力设为介于柔性与硬性之间(中等)的特性。但是，在本实施方式中，通过在缓冲器6、9上附设频率感应部24，从而相对于高频的振动不使用促动器等而能够通过频率感应部24降低衰减力，能够在时间T5 T6期间与时间T7 T8期间设定为高衰减力，能够实现控制的简单化且构成低成本系统。第一实施方式的悬架装置具有如上所述的构成，接着对其动作进行说明。首先，在将缓冲器6、9安装于车辆时，活塞杆15的上端侧安装于车辆的车体I侦牝上述外筒的底侧安装于车轮(前轮2、后轮3)侧。在车辆行驶时，若因路面的凹凸等而产生上、下方向的振动，则对于各缓冲器6、9而言，活塞杆15以从内筒11伸长、缩小的方式位移，能够通过由伸长侧、缩小侧的盘阀13、14、闸板18以及促动器20等构成的衰减力可变机构17和频率感应部24产生衰减力，能够缓冲车辆的振动。S卩，在活塞杆15的伸长行程中，活塞12在内筒11中向上滑动位移，杆侧油室A内成为比底侧油室B高的高压，因此，杆侧油室A内的油液从活塞12的油路12A向环形凹部12C内流入。该流入油经由设于伸长侧的盘阀13的切口(未图示)等向底侧油室B流通，由此产生预先设定的衰减力。在该状态下，如果活塞杆15的伸长速度加快，油室A、B间的压力差超过安全设定压，则盘阀13自环形阀座12D离开而进行开阀，能够产生规定的伸长侧衰减力。另外，在第一通路100，杆侧油室A的油液经由活塞杆15的油孔15C、15D、15E向闸板18内流入。在闸板18的油槽18C与油孔15D连通时，杆侧油室A的油液经由油孔15D、油槽18C、油孔15F及孔口部件16向底侧油室B流通，此时，能够产生相对较柔性的衰减力。另外，在闸板18的油槽18C与油孔15E连通时，杆侧油室A的油液经由油孔15E、油槽18C、油孔15F及孔口部件16向底侧油室B流通，此时，通过节流孔径较小的油孔15E能够产生相对较硬性的衰减力。在第二通路101，从杆侧油室A经由活塞杆15的油孔15C、闸板18的连通路18B、内孔18A向频率感应部24的上侧室C流动的油液，在壳体25 (有底筒状体27)内产生使自由活塞28对抗0形环30而向下位移的力。而且，在壳体25内自由活塞28向下位移时(振动频率为高频时)，例如由于油液在闸板18的连通路18B等流通，能够产生柔性衰减力而将缓冲器6(9)产生的衰减力整体降低。另外，在活塞杆15的缩小行程中，活塞12在内筒11中向下滑动位移，底侧油室B内成为比杆侧油室A高的高压，因此，底侧油室B内的油液从活塞12的油路12B向环形凹部12E内流入。该流入油经由设于缩小侧的盘阀14的切口(未图示)等向杆侧油室A流通，由此产生预先设定的衰减力。在该状态下，活塞杆15的缩小速度加快，若油室A、B间的 压力差超过安全设定压，则盘阀14自环形阀座12F离开而进行开阀，能够产生规定的缩小侧衰减力。另外，在第一通路100，底侧油室B的油液从孔口部件16侧经由活塞杆15的油孔15F向闸板18的油槽18C内流动。在闸板18的油槽18C与油孔15D连通时，通过从油槽18C经由油孔15D向杆侧油室A流动的油液能够产生相对较柔性的衰减力。另外，在闸板18的油槽18C与油孔15E连通时，通过从油槽18C经由油孔15E向杆侧油室A流动的油液能够产生相对较硬性的衰减力。另外，在第二通路101，在活塞杆15的缩小行程中，底侧油室B内的油液经由壳体25 (有底筒状体27)的连通孔27C向频率感应部24的下侧室D内流入。向下侧室D内流入的油液在壳体25内产生使自由活塞28对抗0形环29而向上位移的力。自由活塞28在壳体25内向上位移时(振动频率为高频时)，油液从壳体25内的上侧室C经由闸板18的内孔18A、连通路18B、油孔15C向杆侧油室A流出，例如由于油液在连通路18B等流通，从而产生柔性的衰减力而能够将缓冲器6(9)产生的衰减力整体降低。在此，根据第一实施方式，如图2所示，由附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器构成左、右前轮悬架4的缓冲器6和左、右后轮悬架7的缓冲器9，对衰减力可变机构17的促动器20进行驱动控制的控制器37，在车体I侧的上下振动为低频时，根据该上下振动对衰减力可变机构17 (闸板18)的衰减力在柔性和硬性之间进行可变地调整，在上述振动为频率比上述低频高的高频时，不进行上述衰减力的调整控制。由此，例如图4中的特性线44 46所示，在低频的振动和高频的振动重叠的复合路面，通过仅进行例如直到时间T5都维持柔性的特性，在时间T5 T6期间和时间17 T8期间切换为硬性的特性来提高衰减力的控制，能够确保车辆的乘车舒适度，能够使衰减力的控制处理简单化。这种情况下，在现有技术的控制中，为了防止乘车舒适度的恶化，将衰减力设定为介于柔性与硬性之间(中等)的特性。但是，在本实施方式中，通过在缓冲器6、9上附设频率感应部24，相对于高频的振动能够通过频率感应部24降低衰减力，因此，能够在时间T5 T6期间和时间17 T8期间设定为高衰减力，能够使该控制处理变得简单而实现简单化。图5所示的特性线47 50为用于将现有的悬架装置(特性线47 49)和本实施方式的悬架装置(实线所示的特性线50)的乘车舒适度进行比较的模拟结果。作为模拟模型，使用考虑了弹簧上(车体侧)和弹簧下(车轮侧)的振动的模型作为车辆模型。本实施方式的悬架装置的缓冲器6、9为采用油压模型构筑附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器的构成。现有的悬架装置中，由虚线特性线47表示不具有衰减力调整功能的缓冲器的特性，由双点划线特性线48表示进行天钩控制的半主动悬架的特性，用点划线特性线49表示现有的衰减力调整式油压缓冲器的特性。图5所示的特性线47 50分别表示相对于车辆行驶时的振动频率f (Hz)的弹簧上加速度的功率谱密度PSD (dB)的特性。由此，振动频率f■在IHz前、后的弹簧上共振频率区域，如虚线所示的特性线47所 示，标准阻尼器的弹簧上加速度较大。对此，在除此之外的悬架装置(特性线48所示的天钩控制的半主动悬架、特性线49的衰减力调整式油压缓冲器、特性线50的缓冲器6、9)中，可知在IHz前、后的弹簧上共振频率区域中，弹簧上加速度不存在差值，关于位移抑制不存在差值。在振动频率f为2 8Hz的轻晃(低频小幅度振动)区域，如特性线48所示，天钩控制的半主动悬架的弹簧上加速度、振动水平(程度、级别)最小。对于本实施方式的缓冲器6、9而言，如特性线50所示，弹簧上加速度、振动水平(程度、级别)较小，与标准阻尼器(特性线47)、衰减力调整式油压缓冲器(特性线49)相比，能够较小地抑制。在振动频率f为8Hz以上的频率区域，可知本实施方式的缓冲器6、9(特性线50)发挥相对于半主动悬架(特性线48)同等以上的减振效果，与标准阻尼器(特性线47)、衰减力调整式油压缓冲器(特性线49)相比，直至频率为5Hz之前都是相同的，在其以上的区域可大幅降低振动水平(程度、级别)，从而减振效果提高。因此，根据本实施方式，由附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器(即衰减力调整+频率感应缓冲器)构成左、右前轮悬架4的缓冲器6和左、右后轮悬架7的缓冲器9，对衰减力可变机构17的促动器20进行驱动控制的控制器37为对行驶时的振动频率中低频的振动进行特殊化控制的构成。由此，能够改善现有技术的衰减力调整(阻尼器装置)中成为课题的恶劣路面的乘车舒适度、而不会牺牲对晃动的抑制。另外，对于不具有采用了天钩控制的频率感应部的半主动悬架，缓冲器6、9也能够确保大致同等的乘车舒适度，通过使用不进行弹簧下信息的检测及算出的简单系统，能够提高减振效果并确保乘车舒适度。即，在前、后轮侧的各缓冲器6、9上，通过在衰减力可变机构17组合频率感应部24的功能，与不具有采用了天钩控制的频率感应部的半主动悬架相比，能够实现简单、低成本且高性能的性能价格比高的悬架装置。控制器37的控制处理，只要使缓冲器6、9中的频率感应部24进行对于高频输入的应对即可，因此，只要根据弹簧上的加速度的低频分量及弹簧上速度的大小，如图4中的特性线46所示，以指令值从柔性向硬性变大的方式进行控制即可。因此，能够降低车辆行驶时的振动频率中高频区域下的切换次数(衰减力调整的次数)，能够提高装置整体的耐久性。另外，无需进行弹簧下信息的检测及推测，因此，能够实现传感器输入端口的削减、微机性能的降低、ECU电路的简单化，能够降低制造成本。而且，通过构成这样的系统和控制，能够通过低成本的系统实现在现有系统中成为课题的晃动的降低和高频区域的乘车舒适度的兼得。另外，在上述第一实施方式中，表示了在柔性与硬性之间控制衰减力的例子，也可以与现有的天钩控制同样地，根据对弹簧上速度进行了滤波处理的值来线性地切换衰减力。
接着，图6表示本发明的第二实施方式，第二实施方式的特征在于，构成为作为车辆的运动进行使车体的姿势稳定的控制。另外，在第二实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号，并省略其说明。在此，本实施方式中采用的控制器61与第一实施方式中说明的控制器37大致相同地构成，其输出侧与左、右前轮悬架4的缓冲器6和左、右后轮悬架7的缓冲器9的促动器20连接。各缓冲器6(9)通过附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器(即衰减力调整+频率感应缓冲器)构成。但是，该情况下的控制器61与第一实施方式的不同点在于，包含姿势变化检测部62和控制量算出部63而构成。与控制器61的输入侧连接的传感器信息部64包含例如来自G传感器31、转向角传感器33(参照图I)、车辆高度传感器、制动状态检测器34、加速传感器35以及车轮速传感器36(参照图I)的检测信号等而构成。另外，传感器信息部64也包含检测发动机的驱动力、制动器的制动力的信号，并且还包含来自车载的照相机、车用导航的信息而构成。另夕卜，作为与控制器61的输入侧连接的其它信息部65，包含模式开关(例如，运动模式和普通模式的选择开关)等。姿势变化检测部62构成检测车辆的运动即侧倾、俯仰、上下颠簸中的至少任意一种的姿势变化检测装置，基于来自传感器信息部64的信息检测、预测或推测车体I的姿势变化(例如，侧倾、俯仰、上下颠簸的状态)。即，姿势变化检测部62也包含通过操作状态检测装置(例如转向角、加速、制动、驱动力的检测信号、制动力的检测信号等)预测车辆的姿势变化的情况。控制量算出部63根据从姿势变化检测部62输出的姿势变化信号来抑制车体I的姿势变化(即，侧倾、俯仰、上下颠簸等)，算出为了使车体I侧的姿势稳定而对左、右前轮2侧的缓冲器6和左、右后轮3侧的缓冲器9的衰减力进行调整的控制信号，并将其作为指令值向各缓冲器6 (9)的促动器20输出。因此，在这样构成的第二实施方式中，控制器61的控制处理只要使各缓冲器6、9的频率感应部24进行对于高频输入的应对即可，能够获得与上述的第一实施方式大致相同的作用效果。特别地，在第二实施方式中，抑制车辆的低频的运动即姿势变化(例如，侧倾、俯仰、上下颠簸等)，能够使车体I侧的姿势稳定，在低成本系统中能够防止在恶劣路面的乘车舒适度的恶化并抑制晃动。接着，图7表示本发明的第三实施方式，第三实施方式的特征在于，其构成为，通过振动检测装置检测作为车辆的运动的车体的上下振动，根据该检测信号(振动频率)进行调整衰减力的控制。另外，在第三实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号，并省略其说明。
在此，在本实施方式中采用的控制器71，与第一实施方式说明的控制器37大致同样地构成，其输出侧与左、右前轮悬架4的缓冲器6和左、右后轮悬架7的缓冲器9的促动器20连接。各缓冲器6 (9)通过附设有频率感应部24的衰减力调整式油压缓冲器构成。但是，该情况下的控制器71与第一实施方式的不同点在于，包含控制增益调整部72、积分器73、增益乘法部74及乘法器75而构成。控制器71作为振动检测装置，从G传感器31读取车体I侧的上、下振动并算出其振动频率。在此，在振动频率的算出中，使用低通滤波器(未图示)分离低频分量和高频分量，也可以根据其值的大小来检测频率，由振动的周期算出频率。另外，也可以采用FFT解析等装置算出频率。这样，将检测的振动频率向控制增益调整部72输入。控制增益调整部72根据图7中所示的特性线72A输出控制增益(0 ( gain ( I)。即，在输入的振动频率为低频时，从控制增益调整部72输出例如控制增益“ I ”，在频率比上述低频高的高频时，例如根据特性线72A输出比“I”小的控制增益。若输入的振动频率为规定的高频以上，则例如控制增益为“0”，此时，如后所述，目标衰减力的指令值(例如，电流值)被控制为零。
控制器71的积分器73对G传感器31的信号(上、下方向的振动加速度)进行积分而算出上、下方向的绝对速度(速度信号)。增益乘法部74在其速度信号乘以增益而算出目标衰减力。接着，乘法器75将从控制增益调整部72输出的控制增益(0 ( gain ( I)和由增益乘法部74算出的目标衰减力相乘，将与控制增益相应的作为最终的目标衰减力的指令值例如对各缓冲器6 (9)的促动器20输出。因此，在输入的振动频率为低频时，将控制增益调整部72的控制增益设定为“1”，因此，从控制器71输出的作为最终的目标衰减力的指令值相对变大，能够增大上述指令值(即，衰减力调整)的水平。另一方面，输入的振动频率在频率比上述低频高的高频时，控制增益调整部72的控制增益与“I”相比逐渐变小，因此，上述指令值相对地变小，能够逐渐减小衰减力调整的水平。而且，若输入的振动频率为规定的高频以上，则目标衰减力的指令值(例如电流值)被控制为零，能够不进行对应于车辆的运动(上下振动)的衰减力调整。因此，在这样构成的第三实施方式中，控制器71的控制处理使各缓冲器6、9的频率感应部24进行对高频输入的应对即可，能够得到与上述的第一实施方式大致相同的作用效果。另外，在上述第一实施方式中，列举了在控制器37的输入侧连接G传感器31和CAN32的情况的例子进行说明。但是，本发明不限于此，例如也可构成为使分别设置于左、右前轮2及左、右后轮3侧的共计4个车轮速传感器36和转向角传感器33与控制器的输入侧连接。该情况下，能够通过来自共计四个车轮速传感器36的信号检测车体I的俯仰(俯倾、推背(下蹲))状态，能够通过来自转向角传感器33的信号来检测车体I的侧倾状态。而且，该点在第二实施方式也同样。另外，也可以构成为在控制器的输入侧连接例如设于前、后车轮侧的共计两个G传感器31、分别设于左、右前轮2侧的共计两个车轮速传感器36、转向角传感器33。另外，也可以构成为在控制器的输入侧连接例如设于左、右前轮2侧与左、右后轮3间的中间位置的共计三个G传感器31、分别设于左、右前轮2侧的共计两个车轮速传感器36、转向角传感器33。
另一方面，也可以构成为在控制器的输入侧连接一个车辆高度传感器、分别设于左、右前轮2侧的共计两个车轮速传感器36、转向角传感器33。另外，也可以构成为在控制器的输入侧连接例如设于前轮2侧和后轮3侧的共计两个车辆高度传感器、分别设于左、右前轮2侧的共计两个车轮速传感器36、转向角传感器33。另外，也可以构成为在控制器的输入侧连接例如设于左、右前轮2侧和后轮3侧的共计三个车辆高度传感器、分别设于左、右前轮2侧的共计两个车轮速传感器36、转向角传感器33。而且，也可以构成为在控制器的输入侧连接例如设于左、右前轮2侧和左、右后轮3侧的共计四个车辆高度传感器、分别设于左、右前轮2侧的共计两个车轮速传感器36、转向角传感器33。如上述说明，根据本发明，低频的运动可构成为车辆的运动即侧倾、俯仰、上下颠簸中的任一种。由此，能够抑制低频的运动即车辆的侧倾、俯仰、上下颠簸等姿势变化，使车体侧的姿势稳定，能够在低成本系统中防止在恶劣路面的乘车舒适度的恶化并抑制晃动。
根据本发明，检测上述车辆的侧倾、俯仰、上下颠簸的姿势变化检测装置能够由检测驾驶员的操作的操作状态检测装置构成。在该情况下，可通过操作状态检测装置(例如，转向角、加速、制动、驱动力的检测信号、制动力的检测信号等)预测并推测车辆的姿势变化。根据本发明，将运动状态设为车辆的上下振动，控制器在上述车辆的上下振动为低频时，根据车辆的上下振动对衰减力进行调整，在上述车辆的上下振动为频率比上述低频高的高频时，上述衰减力调整的水平(程度、级别)能够减降低为比上述低频时低。根据本发明，可以如下构成，将运动状态设为车辆的上下振动，控制器可在上述车辆的上下振动中的预先设定的低频时进行与车辆的上下振动对应的衰减力调整。根据本发明，在由设于车辆的车体侧与车轮侧之间且通过促动器可对衰减力进行调整的缓冲器、和对上述促动器进行调整的控制器构成的悬架装置中，在上述缓冲器上设置对高频的振动降低衰减力的频率感应部，在上述车辆上设置检测该车辆的侧倾、俯仰、上下颠簸中的至少任一种的姿势变化检测装置，上述控制器能够构成为根据由上述姿势变化检测装置检测的上述车辆的姿势状态对上述衰减力进行调整。根据本发明，在悬架装置中，在上述缓冲器中设置对高频的振动降低衰减力的频率感应部，在上述车辆上设置检测该车辆的振动的振动检测装置，上述控制器在由上述振动检测装置检测的上述振动为低频时，根据上述振动检测装置的检测值对上述衰减力进行调整，在由上述振动检测装置检测的上述振动为频率比上述低频高的高频时，减小与上述振动检测装置的检测值对应的上述衰减力调整的水平(程度、级别)。根据本发明，上述缓冲器具有可通过述促动器进行调整的衰减力产生部，上述频率感应部可包含对上述衰减力产生部进行旁通的旁通通路、可移动地设于该旁通通路中的自由活塞。由此，频率感应部通过相对于车辆行驶时的高频的振动而使自由活塞向轴向相对移动，能够降低缓冲器产生的衰减力。在上述的各实施方式中，促动器无需与高频对应，因此，作为促动器可使用小型的电磁线圈，也能够内置于活塞杆中。因此，能够缩短作为缸装置的轴长。另外，如上所述，能够使控制简单化，减少传感器数量，也提高向车辆的安装性。
权利要求
1.一种悬架装置，其由缓冲器出、9)和控制器(37、61、71)构成，所述缓冲器出、9)设于车辆的车体(I)侧与车轮(2、3)侧之间，通过促动器(20)可调整衰减力，所述控制器(37、61、71)对所述促动器进行调整，其特征在于， 在所述缓冲器上设置相对于高频的振动降低衰减力的频率感应部(24)， 对于所述车辆的运动中的低频运动，所述控制器根据运动状态对所述衰减力进行调整，对于频率比所述低频高的高频运动，所述控制器不进行与运动状态对应的衰减力调整，或者，以比所述低频运动的衰减力调整水平低的水平对所述衰减力进行调整。
2.如权利要求I所述的悬架装置，其特征在于， >所述低频运动为所述车辆的运动即侧倾、俯仰、上下颠簸中的至少任一种。
3.如权利要求2所述的悬架装置，其特征在于， 还设置检测所述车辆的侧倾、俯仰、上下颠簸的姿势变化检测装置(62)，该姿势变化检 测装置为检测驾驶员的操作的操作状态检测装置。
4.如权利要求I所述的悬架装置，其特征在于， 所述运动状态为车辆的上下振动， 在所述车辆的上下振动为低频时，所述控制器根据所述车辆的上下振动来调整所述衰减力，在所述车辆的上下振动为比所述低频高的高频时，所述控制器使所述衰减力调整的水平比所述低频时的衰减力调整水平小。
5.如权利要求I所述的悬架装置，其特征在于， 将所述运动状态设为车辆的上下振动， 所述控制器在所述车辆的上下振动为预先设定的低频时，进行与所述车辆的上下振动对应的所述衰减力调整。
6.如权利要求I所述的悬架装置，其特征在于， 在所述车辆设置检测该车辆的侧倾、俯仰、上下颠簸中的至少任一种的姿势变化检测装置(62)， 所述控制器根据所述姿势变化检测装置检测到的所述车辆的姿势状态对所述衰减力进行调整。
7.如权利要求I所述的悬架装置，其特征在于， 在所述车辆上设置检测该车辆的振动的振动检测装置(31)， 在所述振动检测装置检测到的所述振动为低频时，所述控制器根据所述振动检测装置的检测值调整所述衰减力，在所述振动检测装置检测到的所述振动为频率比所述低频高的高频时，所述控制器降低与所述振动检测装置的检测值对应的所述衰减力调整水平。
8.如权利要求I 7中任一项所述的悬架装置，其特征在于， 所述缓冲器具有可由所述促动器调整的衰减力产生部(15D、15E)， 所述频率感应部包含对所述衰减力产生部进行旁通的旁通通路、可移动地设于该旁通通路中的自由活塞。
全文摘要
本发明提供一种悬架装置，不使用高成本的控制器、促动器，而对与车辆行驶时的低频到高频的较大频率区域对应的衰减力进行控制。左、右前轮悬架(4)的缓冲器(6)和左、右后轮悬架(7)的缓冲器(9)由附设有频率感应部(24)的衰减力调整式油压缓冲器构成。通过控制器(37)驱动控制设于缓冲器(6、9)的衰减力可变机构(17)的促动器(20)。控制器(37)在车体(1)侧的上下振动为低频时，根据其上下振动而在柔性和硬性之间对衰减力可变机构(17)的衰减力进行可变地调整，在所述振动为比所述低频高的高频时，不进行所述衰减力的调整控制。
文档编号F16F9/50GK102729761SQ201210079248
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月30日
发明者一丸修之, 内山正明, 平尾隆介, 筑间宽 申请人:日立汽车系统株式会社