JP2011162049A - Shock absorber for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪のショックアブソーバ装置に係り、特に、ばね上部とばね下部との接近・離間動作によりモータを発電させてばね上部とばね下部との接近・離間動作を減衰させる電磁式ショックアブソーバを備えたショックアブソーバ装置に関する。 The present invention relates to a shock absorber device for a wheel, and more particularly to an electromagnetic shock absorber that generates electric power by a close / separate operation between an upper part and an unsprung part to attenuate the close / separate action between the upper part and the unsprung part. The present invention relates to a shock absorber device provided.
従来から、ばね上部とばね下部との接近・離間動作によりモータを回転させ、その回転によりモータで発生した誘導起電力を利用してばね上部とばね下部との接近・離間動作を減衰させる電磁式ショックアブソーバが特許文献1等にて知られている。こうした電磁式ショックアブソーバは、モータに流れる発電電流を制御することで減衰力を可変にすることができる。減衰力可変のショックアブソーバを備えたサスペンション装置においては、図5に示すように、ばね上部Muとばね下部Mdとに対してスカイフック制御(スカイフックダンパ理論に基づく振動減衰制御)を実施する場合、ショックアブソーバABのストローク状態によっては、ばね上部Muとばね下部Mdとで要求減衰特性の方向性(ソフト側にするかハード側にするかの方向性)が逆になる場合がある。例えば、ショックアブソーバABが伸ばされる伸長動作時においては、ばね上部Mとばね下部Mdとがともに上昇しているときには、ばね上部Muとしては要求減衰特性はハード(減衰係数大)になるが、ばね下部Mdとしては要求減衰特性はソフト(減衰係数小)になる。従って、ばね上部Muとばね下部Mdとで要求減衰特性のトレードオフが生じていた。
Conventionally, the motor is rotated by the approaching / separating operation between the spring upper part and the spring unsprung part, and the approaching / separating action between the spring upper part and the spring unsprung is attenuated using the induced electromotive force generated by the motor by the rotation. A shock absorber is known from
このため、従来のショックアブソーバ装置においては、こうしたトレードオフを最小に抑えるように、マイクロコンピュータにより複雑な制御理論を使って要求減衰力を計算していた。このため、減衰力制御装置内にマイクロコンピュータを搭載する必要があり、構成が複雑で高価なものとなっていた。 Therefore, in the conventional shock absorber device, the required damping force is calculated by a microcomputer using a complicated control theory so as to minimize such a trade-off. For this reason, it is necessary to mount a microcomputer in the damping force control device, and the configuration is complicated and expensive.
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、マイクロコンピュータを用いることなく簡易な構成で、ばね上部とばね下部との各上下振動を抑制できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to cope with the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to suppress the vertical vibrations of the spring top and the spring bottom with a simple configuration without using a microcomputer.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、モータと、ばね上部とばね下部との接近・離間動作を前記モータの動作に変換する動作変換機構とを有し、前記ばね上部とばね下部との接近・離間動作に伴って前記モータに発電電流が流れることにより、前記ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対して減衰力を発生させる電磁式ショックアブソーバと、前記モータの外部に設けられ、前記ばね上部とばね下部との離間動作時に前記モータの2つの端子のうちの一方である第1端子から他方である第2端子への電流の流れが許容されるとともに前記第2端子から前記第1端子への電流の流れが禁止される第1接続路と、前記ばね上部と前記ばね下部との接近動作時に前記第2端子から前記第1端子への電流の流れが許容されるとともに前記第1端子から前記第2端子への電流の流れが禁止される第2接続路と、前記第1接続路に設けられ電気抵抗値が3通りに切り替え可能な第1抵抗回路と、前記第2接続路に設けられ電気抵抗値が3通りに切り替え可能な第2抵抗回路とを有するモータ外部回路と、前記ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにばね上アップ信号を出力し下方向となるときにばね上ダウン信号を出力するばね上動作信号出力回路と、前記ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにばね下アップ信号を出力し下方向となるときにばね下ダウン信号を出力するばね下動作信号出力回路と、前記ばね上動作信号出力回路の出力信号と前記ばね下動作信号出力回路の出力信号とを入力し、両出力信号に基づいて、前記第1抵抗回路と前記第2抵抗回路とに対して各電気抵抗値を切り替えるための切替信号を出力する抵抗値切替信号出力回路とを備えたことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that the motor includes a motor, and an operation conversion mechanism that converts an approach / separation operation between the sprung portion and the unsprung portion into the operation of the motor, An electromagnetic shock absorber that generates a damping force with respect to the approaching / separating operation between the spring upper portion and the spring unstressed when a generated current flows through the motor with the approaching / separating operation with And the second terminal is allowed to allow a current to flow from a first terminal, which is one of the two terminals of the motor, to a second terminal, which is the other of the two terminals of the motor. Current flow from the second terminal to the first terminal is allowed when the first connection path in which current flow from the first terminal to the first terminal is prohibited and the upper part of the spring and the lower part of the spring approach each other. Together with the above A second connection path in which current flow from one terminal to the second terminal is prohibited, a first resistance circuit provided in the first connection path, the electrical resistance value of which can be switched in three ways, and the second connection A motor external circuit having a second resistance circuit provided on the road and having a switchable electric resistance value in three ways, and when the operating direction in the vibration of the sprung resonance frequency region component of the sprung portion is upward. A sprung motion signal output circuit that outputs a sprung down signal when an up signal is output and when it is in the downward direction, and when the operating direction in the vibration of the unsprung resonance frequency region component of the lower spring is in the upward direction An unsprung operation signal output circuit that outputs an unsprung down signal when an up signal is output, and an output signal of the unsprung operation signal output circuit and an output signal of the unsprung operation signal output circuit are input. And Based on the output signal, in that a resistance value switching signal output circuit for outputting a switching signal for switching each resistance value with respect to the first resistor circuit and the second resistor circuit.
本発明においては、ばね上部とばね下部との接近・離間動作(接近動作および離間動作)が動作変換機構を介してモータに伝達される。動作変換機構としては、例えば、ボールねじ機構等の減速機を採用することができる。モータは、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に伴って誘導起電力を発生する。従って、モータの端子間を相互に接続することで発電電流がモータに流れて、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対して減衰力を発生させることができる。この発電電流を流すために、モータの外部にモータ外部回路が設けられている。モータ外部回路は、ばね上部とばね下部との離間動作時にモータの第1端子から第2端子への電流の流れが許容されるとともに第2端子から第1端子への電流の流れが禁止される第1接続路と、ばね上部とばね下部との接近動作時に第2端子から第1端子への電流の流れが許容されるとともに第1端子から第2端子への電流の流れが禁止される第2接続路とを備えている。また、第1接続路には、電気抵抗値が大・中・小の3通りに切り替え可能な第1抵抗回路が設けられている。第2接続路にも、電気抵抗値が大・中・小の3通りに切り替え可能な第2抵抗回路が設けられている。尚、第1端子、第2端子は、モータの通電端子であって、この場合、モータ内で発生した誘導起電力の出力端子となる。 In the present invention, the approach / separation operation (approach operation and separation operation) between the sprung portion and the unsprung portion is transmitted to the motor via the motion conversion mechanism. For example, a speed reducer such as a ball screw mechanism can be employed as the motion conversion mechanism. The motor generates an induced electromotive force in accordance with the approach / separation operation between the sprung portion and the unsprung portion. Therefore, by connecting the terminals of the motor to each other, a generated current flows through the motor, and a damping force can be generated with respect to the approaching / separating operation between the spring upper part and the spring lower part. In order to flow this generated current, a motor external circuit is provided outside the motor. In the motor external circuit, the current flow from the first terminal to the second terminal of the motor is allowed and the current flow from the second terminal to the first terminal is prohibited during the separation operation of the sprung part and the unsprung part. A current flow from the second terminal to the first terminal is allowed and a current flow from the first terminal to the second terminal is prohibited while the first connection path and the spring top and the spring bottom are approaching each other. 2 connection paths. The first connection path is provided with a first resistance circuit that can be switched between three types of electric resistance values: large, medium, and small. The second connection circuit is also provided with a second resistance circuit that can be switched between three types of electric resistance values: large, medium, and small. The first terminal and the second terminal are current-carrying terminals of the motor, and in this case, output terminals for induced electromotive force generated in the motor.
モータは、種々のものを採用することができるが、端子が2つあるもの、例えば、永久磁石を用いたブラシ付DCモータを採用することができる。また、第1抵抗回路,第2抵抗回路は、3つの抵抗素子を備えてそれらを切り替えるものでも良いが、例えば、第1接続路,第2接続路に直列に設けられる1つの固定抵抗器と、固定抵抗器に直列に設けられる直列スイッチ素子と、固定抵抗器をバイパスするバイパス路と、バイパス路に設けられるバイパススイッチ素子とを備えるようにして、直列スイッチ素子とバイパススイッチ素子とのオン/オフ状態の組み合わせを切り替えることにより、第1接続路,第2接続路の電気抵抗値を3通りに切り替えるようにすることもできる。また、第1抵抗回路,第2抵抗回路は、少なくとも3通りに電気抵抗値を切り替えられるものであれば良く、無段階に電気抵抗値を変更できるものを使用することもできる。 Various motors can be used, but a motor having two terminals, for example, a brushed DC motor using a permanent magnet can be used. In addition, the first resistor circuit and the second resistor circuit may include three resistor elements and switch between them. For example, one fixed resistor provided in series with the first connection path and the second connection path The series switch element provided in series with the fixed resistor, the bypass path bypassing the fixed resistor, and the bypass switch element provided in the bypass path are provided to turn on / off the series switch element and the bypass switch element. By switching the combination of the OFF state, the electrical resistance values of the first connection path and the second connection path can be switched in three ways. The first resistance circuit and the second resistance circuit may be any circuit as long as the electrical resistance value can be switched in at least three ways, and those capable of changing the electrical resistance value steplessly can be used.
本発明においては、2つの抵抗回路の電気抵抗値を独立して切り替えることにより、モータに流れる発電電流の大きさを、ばね上部とばね下部との接近動作と離間動作とで別々に調整することができる。例えば、電気抵抗値を大きくすれば、モータに流れる発電電流を小さくして電磁式ショックアブソーバで発生する減衰力を小さくすることができる。この場合、電気抵抗値を無限大に設定して発電電流が流れないようにすれば、減衰力を最小にすることができる。また、電気抵抗値を小さくすれば、モータに流れる発電電流を大きくして電磁式ショックアブソーバで発生する減衰力を大きくすることができる。この場合、電気抵抗値をゼロに設定すれば、最大の減衰力を発生させることができる。また、電気抵抗値を中にすれば、ばね下部の要求減衰特性の方向性とばね下部の要求減衰特性の方向性とが逆になるトレードオフが生じる場合でも、2つの要求減衰特性の中間的な減衰特性にて減衰力を発生させることができる。 In the present invention, by independently switching the electric resistance values of the two resistance circuits, the magnitude of the generated current flowing in the motor can be adjusted separately for the approaching operation and the separating operation of the spring top and the spring bottom. Can do. For example, if the electrical resistance value is increased, the generated current flowing in the motor can be reduced and the damping force generated by the electromagnetic shock absorber can be reduced. In this case, the damping force can be minimized by setting the electrical resistance value to infinity so that the generated current does not flow. Further, if the electric resistance value is reduced, the generated current flowing through the motor can be increased and the damping force generated by the electromagnetic shock absorber can be increased. In this case, the maximum damping force can be generated by setting the electric resistance value to zero. In addition, if the electrical resistance value is set to the middle, even if there is a trade-off in which the directionality of the required damping characteristic of the unsprung portion and the directionality of the required damping characteristic of the unsprung portion are reversed, it is intermediate between the two required damping characteristics. Damping force can be generated with a good damping characteristic.
本発明においては、要求減衰特性を決めるために、ばね上動作信号出力回路とばね下動作信号出力回路を備えるとともに、減衰特性を設定するために、両出力回路の出力信号に基づいて、第1抵抗回路と第2抵抗回路とに対して各電気抵抗値を切り替えるための切替信号を出力する抵抗値切替信号出力回路を備えている。ばね上動作信号出力回路は、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにばね上アップ信号を出力し下方向となるときにばね上ダウン信号を出力する。一方、ばね下動作信号出力回路は、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにばね下アップ信号を出力し下方向となるときにばね下ダウン信号を出力する。ばね上動作信号出力回路は、例えば、ばね上部の上下加速度を検出するばね上加速度センサを備え、ばね上加速度センサの信号からばね上共振周波数域の信号成分を抽出して積分することにより、ばね上部のばね上共振周波数域の振動における上下方向の速度を検出し、この速度から上記動作方向に応じた信号を出力するようにすればよい。同様に、ばね下動作信号出力回路は、例えば、ばね下部の上下加速度を検出するばね下加速度センサを備え、ばね下加速度センサの信号からばね下共振周波数域の信号成分を抽出して積分することにより、ばね下部のばね下共振周波数域の振動における上下方向の速度を検出し、この速度から上記動作方向に応じた信号を出力するようにすればよい。ここで、「動作方向」とは、ある空間(絶対空間)内において、ばね上部あるいはばね下部が移動する向きを意味する。 In the present invention, a sprung motion signal output circuit and an unsprung motion signal output circuit are provided to determine the required damping characteristic, and the first characteristic is set based on the output signals of both output circuits to set the damping characteristic. A resistance value switching signal output circuit that outputs a switching signal for switching each electric resistance value to the resistance circuit and the second resistance circuit is provided. The sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal when the motion direction in the vibration of the sprung resonance frequency region component of the sprung portion is upward, and outputs a sprung down signal when the motion direction is downward. On the other hand, the unsprung operation signal output circuit outputs an unsprung up signal when the operating direction in the vibration of the unsprung resonance frequency component of the unsprung portion is upward, and outputs an unsprung down signal when it is downward. To do. The sprung motion signal output circuit includes, for example, a sprung acceleration sensor that detects the vertical acceleration of the sprung portion, and extracts and integrates the signal component in the sprung resonance frequency region from the sprung acceleration sensor signal, thereby integrating the spring. The speed in the vertical direction in the vibration in the upper sprung resonance frequency region may be detected, and a signal corresponding to the operation direction may be output from this speed. Similarly, the unsprung operation signal output circuit includes, for example, an unsprung acceleration sensor that detects the vertical acceleration of the unsprung part, and extracts and integrates the signal component in the unsprung resonance frequency range from the unsprung acceleration sensor signal. Thus, the vertical speed of vibration in the unsprung resonance frequency region of the unsprung part may be detected, and a signal corresponding to the operation direction may be output from this speed. Here, the “operation direction” means the direction in which the sprung portion or the unsprung portion moves within a certain space (absolute space).
以下、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となることを、単に、ばね上部が上方向に動作すると呼び、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が下方向となることを、単に、ばね上部が下方向に動作すると呼び、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となることを、単に、ばね下部が下方向に動作すると呼び、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が下方向となることを、単に、ばね下部が下方向に動作すると呼ぶ。 Hereinafter, the direction of motion in the vibration of the sprung resonance frequency region component of the sprung portion upward is simply referred to as the movement of the sprung portion in the upward direction. That the upper part of the spring is simply moved downward, and that the movement direction in the vibration of the unsprung resonance frequency component of the unsprung part is upward. It is referred to as operating, and the fact that the operating direction in the vibration of the unsprung resonance frequency band component of the unsprung portion is downward is simply referred to as that the unsprung portion operates downward.
ばね上部の動作に注目すると、ばね上部が上方向に動作している場合には、ばね上部とばね下部との離間動作時であれば減衰特性をハード(減衰係数大)にするように、逆に、ばね上部とばね下部との接近動作時であれば減衰特性をソフト(減衰係数小)にするようにすればばね上部の振動を抑制することができる。従って、この場合、第1抵抗回路の電気抵抗値を小、第2抵抗回路の電気抵抗値を大に設定すればよいことになる。また、ばね上部が下方向に動作している場合には、ばね上部とばね下部との離間動作時であれば減衰特性をソフトにするように、逆に、ばね上部とばね下部との接近動作時であれば減衰特性をハードにするようにすればばね上部の振動を抑制することができる。従って、この場合、第1抵抗回路の電気抵抗値を大、第2抵抗回路の電気抵抗値を小に設定すればよいことになる。 Paying attention to the action of the sprung, if the sprung is moving upward, the reverse of the damping characteristic is hard (a large damping coefficient) if the sprung part is moved apart from the sprung part. Moreover, if the damping characteristic is soft (a damping coefficient is small) during the approaching operation between the sprung portion and the unsprung portion, the vibration of the sprung portion can be suppressed. Therefore, in this case, the electrical resistance value of the first resistance circuit may be set to be small, and the electrical resistance value of the second resistance circuit may be set to be large. On the other hand, when the sprung part is moving downward, the approaching action between the sprung part and the unsprung part is reversed so that the damping characteristic is softened when the sprung part is separated from the sprung part. If the damping characteristics are made hard at times, the vibration of the sprung portion can be suppressed. Therefore, in this case, the electrical resistance value of the first resistance circuit may be set large and the electrical resistance value of the second resistance circuit may be set small.
一方、ばね下部の動作に注目すれば、ばね下部が上方向に動作している場合には、ばね上部とばね下部との離間動作時であれば減衰特性をソフトにするように、逆に、ばね上部とばね下部との接近動作時であれば減衰特性をハードにするようにすればばね下部の振動を抑制することができる。従って、この場合、第1抵抗回路の電気抵抗値を大、第2抵抗回路の電気抵抗値を小に設定すればよいことになる。また、ばね下部が下方向に動作している場合には、ばね上部とばね下部との離間動作時であれば減衰特性をハードにするように、逆に、ばね上部とばね下部との接近動作時であれば減衰特性をソフトにするようにすればばね下部の振動を抑制することができる。従って、この場合、第1抵抗回路の電気抵抗値を小、第2抵抗回路の電気抵抗値を大に設定すればよいことになる。以下、この設定すべき電気抵抗値を要求電気抵抗値と呼ぶ。 On the other hand, paying attention to the operation of the unsprung part, if the unsprung part is moving upward, the damping characteristic is softened during the separation operation of the unsprung part and the unsprung part. If the damping characteristic is made hard during the approaching operation between the spring top and the spring bottom, the vibration of the spring bottom can be suppressed. Therefore, in this case, the electrical resistance value of the first resistance circuit may be set large and the electrical resistance value of the second resistance circuit may be set small. On the other hand, when the unsprung part is moving downward, the approaching action between the unsprung part and the unsprung part is reversed so that the damping characteristic is hard during the separating operation between the unsprung part and the unsprung part. If it is time, the vibration of the unsprung portion can be suppressed by making the damping characteristic soft. Therefore, in this case, the electrical resistance value of the first resistance circuit may be set to be small, and the electrical resistance value of the second resistance circuit may be set to be large. Hereinafter, this electrical resistance value to be set is referred to as a required electrical resistance value.
そして、第1抵抗回路と第2抵抗回路とにおいて、ばね上部の要求電気抵抗値とばね下部の要求電気抵抗値とが相違する(一方が大で他方が小となる)場合、つまり、トレードオフが生じている場合には、電気抵抗値を中に設定すればよい。例えば、ばね上アップ信号とばね下アップ信号とが出力されているとき、および、ばね上ダウン信号とばね下ダウン信号とが出力されているときにおいては、ばね上部とばね下部との接近動作と離間動作との両方において、ばね上部における要求電気抵抗値とばね下部における要求電気抵抗値とが相違する。こうした場合には、電気抵抗値を中に設定することで、トレードオフに対処させることができる。 Then, in the first resistance circuit and the second resistance circuit, when the required electrical resistance value of the sprung portion and the required electrical resistance value of the unsprung portion are different (one is large and the other is small), that is, a trade-off. If this occurs, the electrical resistance value may be set to medium. For example, when the sprung up signal and the unsprung up signal are output and when the sprung down signal and the unsprung down signal are output, In both of the separation operations, the required electrical resistance value at the upper part of the spring and the required electrical resistance value at the lower part of the spring are different. In such a case, the trade-off can be dealt with by setting the electric resistance value in the middle.
従って、本発明によればマイクロコンピュータを用いることなく簡易な構成で、ばね上部、ばね下部ともに上下振動を良好に抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to satisfactorily suppress vertical vibrations in both the sprung portion and the unsprung portion with a simple configuration without using a microcomputer.
本発明の他の特徴は、前記抵抗値切替信号出力回路は、前記ばね上動作信号出力回路がばね上アップ信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下アップ信号を出力する場合、および、前記ばね上動作信号出力回路がばね上ダウン信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下ダウン信号を出力する場合に、前記第1抵抗回路および前記第2抵抗回路の電気抵抗値をそれぞれ中に設定する切替信号を出力し、前記ばね上動作信号出力回路がばね上アップ信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下ダウン信号を出力する場合に、前記第1抵抗回路の電気抵抗値を小に設定し前記第2抵抗回路の電気抵抗値を大に設定する切替信号を出力し、前記ばね上動作信号出力回路がばね上ダウン信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下アップ信号を出力する場合に、前記第1抵抗回路の電気抵抗値を大に設定し前記第2抵抗回路の電気抵抗値を小に設定する切替信号を出力することにある。 Another feature of the present invention is that the resistance value switching signal output circuit includes a case where the sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal, and When the sprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal, the electrical resistance values of the first resistance circuit and the second resistance circuit are calculated. A switching signal to be set therein, and when the sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal, A switching signal for setting the electrical resistance value to be small and the electrical resistance value of the second resistance circuit to be set to be large is output, and the sprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal to output the unsprung motion signal output circuit. When outputting the unsprung-up signal is to output a switching signal to set the electric resistance value of the first resistor circuit on a large set the electrical resistance of the second resistor circuit small.
ばね上動作信号出力回路がばね上アップ信号を出力しばね下動作信号出力回路がばね下アップ信号を出力する場合、および、ばね上動作信号出力回路がばね上ダウン信号を出力しばね下動作信号出力回路がばね下ダウン信号を出力する場合は、ばね上部とばね下部とにおいて要求減衰特性の方向性が相違する。そこで、抵抗値切替信号出力回路は、第1抵抗回路および第2抵抗回路の電気抵抗値をそれぞれ中に設定する切替信号を出力する。これにより、ばね上部とばね下部との要求減衰特性にトレードオフが発生しても、トータル的に適切な減衰特性にて減衰力を発生させることができる。 When the sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal, and the sprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal and the unsprung motion signal. When the output circuit outputs an unsprung down signal, the directionality of the required damping characteristic differs between the sprung portion and the unsprung portion. Therefore, the resistance value switching signal output circuit outputs a switching signal for setting the electrical resistance values of the first resistance circuit and the second resistance circuit therein, respectively. Thereby, even if a trade-off occurs in the required damping characteristics between the sprung part and the unsprung part, it is possible to generate a damping force with a suitable damping characteristic in total.
また、ばね上動作信号出力回路がばね上アップ信号を出力しばね下動作信号出力回路がばね下ダウン信号を出力する場合には、ばね上部とばね下部とにおいて要求減衰特性の方向性が同じになる。そこで、抵抗値切替信号出力回路は、第1抵抗回路の電気抵抗値を小に設定し第2抵抗回路の電気抵抗値を大に設定する切替信号を出力する。これにより、ばね上部とばね下部との離間動作時では減衰特性がハードになり、ばね上部とばね下部との接近動作時では減衰特性がソフトになる。 In addition, when the sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal, the directionality of the required damping characteristic is the same between the sprung portion and the unsprung portion. Become. Therefore, the resistance value switching signal output circuit outputs a switching signal for setting the electrical resistance value of the first resistance circuit to be small and setting the electrical resistance value of the second resistance circuit to be large. As a result, the damping characteristic becomes hard during the separating operation between the sprung portion and the unsprung portion, and the damping characteristic becomes soft during the approaching operation between the sprung portion and the unsprung portion.
また、ばね上動作信号出力回路がばね上ダウン信号を出力しばね下動作信号出力回路がばね下アップ信号を出力する場合にも、ばね上部とばね下部とにおいて要求減衰特性の方向性が同じになる。そこで、抵抗値切替信号出力回路は、第1抵抗回路の電気抵抗値を大に設定し第2抵抗回路の電気抵抗値を小に設定する切替信号を出力する。これにより、ばね上部とばね下部との離間動作時では減衰特性がソフトになり、ばね上部とばね下部との接近動作時では減衰特性がハードになる。 Also, when the sprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal, the directionality of the required damping characteristic is the same between the sprung portion and the unsprung portion. Become. Therefore, the resistance value switching signal output circuit outputs a switching signal for setting the electrical resistance value of the first resistance circuit to be large and setting the electrical resistance value of the second resistance circuit to be small. As a result, the damping characteristic becomes soft during the separating operation between the sprung portion and the unsprung portion, and the damping characteristic becomes hard during the approaching operation between the sprung portion and the unsprung portion.
これらの結果、簡単な構成で、ばね上部、ばね下部ともに上下振動を良好に抑制することができる。 As a result, vertical vibrations can be satisfactorily suppressed in both the upper and lower parts with a simple configuration.
以下、本発明の一実施形態に係る車両用ショックアブソーバ装置を備えたサスペンション装置について図面を用いて説明する。図1は、同実施形態に係る車両用のサスペンション装置のシステム構成を概略的に示している。 Hereinafter, a suspension device including a vehicle shock absorber device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a system configuration of a vehicle suspension apparatus according to the embodiment.
このサスペンション装置は、各車輪WFL、WFR、WRL、WRRと車体Zとの間にそれぞれ設けられる4組のサスペンション本体10FL、10FR、10RL、10RRと、各サスペンション本体10FL、10FR、10RL、10RRの減衰力を制御する減衰力制御装置100FL、100FR、100RL、100RRとを備えている。4組のサスペンション本体10FL、10FR、10RL、10RR、および、4組の減衰力制御装置100FL、100FR、100RL、100RRは全て同一であるため、以下、これらを単にサスペンション本体10、減衰力制御装置100と呼ぶ。また、車輪WFL、WFR、WRL、WRRを単に車輪Wと呼ぶ。 This suspension device includes four sets of suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, 10RR provided between the wheels WFL, WFR, WRL, WRR and the vehicle body Z, and damping of the suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, 10RR. A damping force control device 100FL, 100FR, 100RL, 100RR for controlling force is provided. The four sets of suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, 10RR, and the four sets of damping force control devices 100FL, 100FR, 100RL, 100RR are all the same. Call it. The wheels WFL, WFR, WRL, and WRR are simply referred to as wheels W.
サスペンション本体10は、図2に示すように、車輪Wを支持するロアアームLAと車体Zとの間に設けられ、路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車体Zの重量を弾性的に支持するサスペンションスプリングとしてのコイルスプリング20と、コイルスプリング20の上下振動に対して減衰力を発生させる電磁式ショックアブソーバ30とを並列的に備えて構成される。以下、コイルスプリング20の上部側、つまり車体Z側を「ばね上部」と呼び、コイルスプリング20の下部側、つまり車輪W側を「ばね下部」と呼ぶ。
As shown in FIG. 2, the
電磁式ショックアブソーバ30は、同軸状に配置されるアウタシリンダ31およびインナシリンダ32と、インナシリンダ32の内側に設けられる減速機であるボールねじ機構35と、ボールねじ機構35の動作によりロータ(図示略)が回されて誘導起電力を発生する電動モータ40(以下、単にモータ40と呼ぶ)とを備える。本実施形態においては、モータ40として、ブラシ付DCモータが用いられる。
The
アウタシリンダ31とインナシリンダ32とは、同軸異径パイプで構成され、インナシリンダ32の外周に軸方向へ摺動可能にアウタシリンダ31が設けられる。図中、符号33,34は、アウタシリンダ31内にインナシリンダ32を摺動可能に支持する軸受である。
The
ボールねじ機構35は、本発明の動作変換機構に相当するもので、モータ40のロータと一体的に回転するボールねじ36と、ボールねじ36に形成された雄ねじ部分37に螺合する雌ねじ部分38を有するボールねじナット39とからなる。ボールねじナット39は、図示しない回り止めにより、その回転運動ができないように規制されている。従って、このボールねじ機構35においては、ボールねじナット39の上下軸方向の直線運動がボールねじ35の回転運動に変換され、逆に、ボールねじ36の回転運動がボールねじナット39の上下軸方向の直線運動に変換される。
The
ボールねじナット39の下端は、アウタシリンダ31の底面に固着されており、ボールねじ36に対してアウタシリンダ31を軸方向に相対移動させようとする外力が加わると、ボールねじ36が回転してモータ40を回転させる。このときモータ40は、そのロータに設けた電磁コイル(図示略)が、ステータに設けた永久磁石(図示略)から発生する磁束を横切ることによって、電磁コイルに誘導起電力を発生させて発電機として働く。
The lower end of the
インナシリンダ32の上端は、取付プレート41に固定される。この取付プレート41は、モータ40のモータケーシング42に固定されるとともに、その中央に形成した貫通孔43にボールねじ36が挿通される。ボールねじ36は、モータケーシング42内においてモータ40のロータと連結されるとともに、インナシリンダ32内の軸受44によって回転可能に支持される。
The upper end of the
コイルスプリング20は、アウタシリンダ31の外周面に設けられた環状のリテーナ45と、モータ40の取付プレート46との間に圧縮状態で介装される。このように構成されたサスペンション本体10は、取付プレート46の上面で弾性材料からなるアッパーサポート26を介して車体Zに取り付けられる。
The
車両が走行中にばね下部(車輪W)が上下動する場合は、インナシリンダ32に対してアウタシリンダ31が軸方向に摺動してコイルスプリング20が伸縮することにより、路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車両の重量を支持する。このとき、ボールねじナット39がボールねじ36に対して上下動してボールねじ36を回転させる。このため、モータ40は、ロータが回転して電磁コイルに誘導起電力が発生し、後述する外部回路110を介して発電電流が流れることによりロータの回転を止めようとする抵抗力が発生する。この抵抗力が電磁式ショックアブソーバ30の減衰力として働く。減衰力の調整は、各電磁式ショックアブソーバ30ごとに設けられた減衰力制御装置100によりモータ40の電磁コイルに流れる電流の大きさを調整することで可能となる。
When the lower part of the spring (wheel W) moves up and down while the vehicle is traveling, the
次に、減衰力制御装置100について説明する。減衰力制御装置100は、モータ40で発生した誘導起電力により電磁コイルに発電電流を流すためのモータ外部回路110(以下、単に外部回路110と呼ぶ)と、外部回路110に設けられた抵抗回路121,122の電気抵抗値を切り替える切替信号を出力する抵抗値切替信号出力回路130と、ばね上部の上下の動作方向に応じた信号を出力するばね上動作信号出力回路140と、ばね下部の上下の動作方向に応じた信号を出力するばね下動作信号出力回路150とを備えている。また、各減衰力制御装置100は、電磁式ショックアブソーバ30の設けられた車輪Wの位置において、ばね上部の上下方向の加速度(ばね上加速度Gu)を検出するばね上加速度センサ61と、ばね下部の上下方向の加速度(ばね下加速度Gd)を検出するばね下加速度センサ62を接続している。
Next, the damping
減衰力制御装置100は、ばね上部とばね下部との動作方向に応じて外部回路110の電気抵抗値を切り替えることにより、電磁式ショックアブソーバ30に流れる電流量を調整して減衰力を制御する。つまり、外部回路110の電気抵抗値を切り替えることにより電磁式ショックアブソーバ30の減衰係数を切り替える。
The damping
外部回路110は、ばね上部(車体Z)とばね下部(車輪W)との相対運動によりモータ40がボールねじ機構35を介して回されたとき、モータ40で発生した誘導起電力により、モータ40の通電端子間(第1端子t1と第2端子t2との間)に発電電流が流れることを許容する回路である。図中において、Rmはモータ40の内部抵抗、Lmはモータインダクタンスを表す。この図では、Rm,Lmをモータ40の表示記号Mの外に記載しているが、実際には、Rm,Lmは、第1端子t1と第2端子t2との間に存在するものである。
When the
外部回路110は、モータ40の第1端子t1と第2端子t2とを、a点とb点とにおいて電気的に結ぶ配線abと、c点とd点とにおいて電気的に結ぶ配線cdとを備えている。尚、図中において、配線については、各点(a,b,c…)を結ぶ線であるため、その符号の表示を省略している。配線abには、a点からb点に向かう方向の電流の流れを許容しb点からa点に向かう方向の電流の流れを阻止する第1ダイオードD1と、b点からa点に向かう方向の電流の流れを許容しa点からb点に向かう方向の電流の流れを阻止する第2ダイオードD2とが設けられている。配線cdには、第1抵抗回路121と第2抵抗回路122とが直列に設けられている。また、配線cdにおいて第1抵抗回路121と第2抵抗回路122とが接続される接続点eは、配線abにおいて第1ダイオードD1と第2ダイオードD2とが接続される接続点fと配線efにより電気的に接続されている。
The
第1抵抗回路121は、配線ceに直列に設けられる第1抵抗器R1と、第1抵抗器R1の両端間を接続して第1抵抗器R1をバイパスする第1バイパス路BL1と、第1バイパス路BL1に設けられるスイッチ素子Aと、第1抵抗器R1と直列に設けられるスイッチ素子Bとから構成される。第2抵抗回路122は、配線edに直列に設けられる第2抵抗器R2と、第2抵抗器R2の両端間を接続して第2抵抗器R2をバイパスする第2バイパス路BL2と、第2バイパス路BL2に設けられるスイッチ素子Cと、第2抵抗器R2と直列に設けられるスイッチ素子Dとから構成される。第1抵抗器R1、第2抵抗器R2は、それぞれ電気抵抗値がr1オーム、r2オームの固定抵抗器である。また、本実施形態においては、スイッチ素子A〜Dとしてトランジスタを使用するが、MOS−FET等の他の半導体スイッチ素子を使用することもできる。
The
スイッチ素子A〜Dは、それぞれベースが抵抗値切替信号出力回路130に接続され、抵抗値切替信号出力回路130から出力される切替信号がハイレベルの時にはオン状態となり、ローレベルとなる時にはオフ状態となるように構成されている。従って、第1抵抗回路121は、スイッチ素子A,Bのオン/オフ状態を切り替えることにより、その電気抵抗値がゼロ、r1、無限大の3通りに切り替え可能となっている。同様に、第2抵抗回路122は、スイッチ素子C,Dのオン/オフ状態を切り替えることにより、その電気抵抗値がゼロ、r2、無限大の3通りに切り替え可能となっている。
Each of the switch elements A to D has a base connected to the resistance value switching
次に、外部回路110の動作について説明する。モータ40は、ばね上部とばね下部との相対運動によりボールねじ機構35を介してロータが回されると、その回転方向に応じた向きに誘導起電力を発生する。例えば、ばね上部とばね下部とが離れて電磁式ショックアブソーバ30が伸ばされる伸長動作時(時間経過とともに伸びていく時)においては、モータ40の第1端子t1が高電位となり第2端子t2が低電位となる。逆に、ばね上部とばね下部とが接近して電磁式ショックアブソーバ30が圧縮される圧縮動作時(時間経過とともに縮んでいく時)においては、モータ40の第2端子t2が高電位となり第1端子t1が低電位となる。
Next, the operation of the
従って、電磁式ショックアブソーバ30が伸ばされる伸長動作時においては、c点、e点、f点、b点を通って、第1端子t1から第2端子t2に発電電流が流れる第1接続路cefbが形成される。また、電磁式ショックアブソーバ30が圧縮される圧縮動作時においては、d点、e点、f点、a点を通って、第2端子t2から第1端子t1に発電電流が流れる第2接続路defaが形成される。つまり、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作と圧縮動作とで発電電流の流れる回路が異なるように構成されている。この例では、第1抵抗回路121が、第1端子t1から第2端子t2に流れる発電電流に対する抵抗となり、発電電流の大きさを調整する電流調整器として機能する。また、第2抵抗回路122が、第2端子t2から第1端子t1に流れる発電電流に対する抵抗となり、発電電流の大きさを調整する電流調整器として機能する。
Accordingly, during the extension operation in which the
モータ40の電磁コイルに発電電流が流れることにより、モータ40に発電ブレーキが働き、これによりボールねじナット39とボールねじ36との相対回転を抑制する。つまり、ばね上部とばね下部との相対運動を抑制する減衰力が発生する。また、発電電流の大きさを調整することにより減衰力を調整することができる。従って、第1抵抗回路121の電気抵抗値の切り替えで電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作に対する減衰係数を切り替えることができ、第2抵抗回路122の電気抵抗値の切り替えで電磁式ショックアブソーバ30圧縮動作に対する減衰係数を切り替えることができる。これにより、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作方向と圧縮動作方向とに対して、独立して減衰力を調整することができる。また、このような減衰力の調整は、各輪ごとに減衰力制御装置100により独立して行うことができるものである。
When a generated current flows through the electromagnetic coil of the
ばね上動作信号出力回路140は、バンドパスフィルタ回路141と、積分回路142と、シュミットトリガ回路143とを備えている。バンドパスフィルタ回路141には、ばね上加速度センサ61が接続されている。バンドパスフィルタ回路141は、ばね上加速度センサ61が出力するばね上加速度Guに応じた出力信号(電圧信号)を入力し、入力した信号から、ばね上共振周波数域(例えば、1Hzを中心とした設定範囲の周波数域)の信号成分のみを通過させる。バンドパスフィルタ回路141の出力信号は、積分回路142に入力される。積分回路142は、バンドパスフィルタ回路141を通過した加速度信号を積分した信号を出力する。従って、積分回路142は、ばね上部のばね上共振周波数域の振動における上下方向の速度に応じた電圧信号を出力する。積分回路142の出力信号は、シュミットトリガ回路143に入力される。シュミットトリガ回路143は、入力した信号の電圧が第1閾値を越えたときにハイレベル信号Hを出力し、第1閾値よりも低い第2閾値を下回ったときにローレベル信号Lを出力し、第2閾値と第1閾値との間にあるときには直前の出力状態を維持するものである。シュミットトリガ回路143は、この閾値の設定により、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における上下方向の速度が正のときにハイレベル信号Hを出力し、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における上下方向の速度が負のときにローレベル信号Lを出力する。従って、シュミットトリガ回路143は、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにハイレベル信号Hを出力し、ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が下方向となるときにローレベル信号Lを出力する。
The sprung motion
ばね下動作信号出力回路150は、バンドパスフィルタ回路151と、積分回路152と、シュミットトリガ回路153とを備えている。バンドパスフィルタ回路151には、ばね下加速度センサ62が接続されている。バンドパスフィルタ回路151は、ばね下加速度センサ62が出力するばね下加速度Gdに応じた出力信号(電圧信号)を入力し、入力した信号から、ばね下共振周波数域(例えば、10Hzを中心とした設定範囲の周波数域)の信号成分のみを通過させる。バンドパスフィルタ回路151の出力信号は、積分回路152に入力される。積分回路152は、バンドパスフィルタ回路151を通過した加速度信号を積分した信号を出力する。従って、積分回路152は、ばね下部のばね下共振周波数域の振動における上下方向の速度に応じた電圧信号を出力する。積分回路152の出力信号は、シュミットトリガ回路153に入力される。シュミットトリガ回路153は、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における上下方向の速度が正のときにハイレベル信号Hを出力し、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における上下方向の速度が負のときにローレベル信号Lを出力する。従って、シュミットトリガ回路153は、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにハイレベル信号Hを出力し、ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が下方向となるときにローレベル信号Lを出力する。
The unsprung operation
以下、ばね上部およびばね下部の動作方向について説明する場合は、ことわりのない限り、共振周波数域成分の振動における動作方向に係るものである。また、ばね上動作信号出力回路140の出力する信号をばね上動作信号と呼び、ばね下動作信号出力回路150の出力する信号をばね下動作信号と呼ぶ。また、ばね上動作信号については、その出力電圧がハイレベルとなる信号をばね上アップ信号と呼び、ローレベルとなる信号をばね上ダウン信号と呼ぶ。また、ばね下動作信号についても、その出力電圧がハイレベルとなる信号をばね下アップ信号と呼び、ローレベルとなる信号をばね下ダウン信号と呼ぶ。
In the following description, the operation directions of the sprung portion and the unsprung portion are related to the moving direction in the vibration of the resonance frequency range component unless otherwise specified. The signal output from the sprung motion
図4は、ばね上部とばね下部との離間距離、つまり、ストロークの変化を表すグラフである。この波形において、大きな周期の波は、ばね上共振周波数域成分の振動を表し、小さな周期の波は、ばね下共振周波数域成分の振動を表す。従って、ばね上部の動作方向を表すばね上動作信号は、遅い周期(1Hz)で切り替わり、ばね下部の動作方向を表すばね下動作信号は、速い周期(10Hz)で切り替わることになる。 FIG. 4 is a graph showing the distance between the sprung portion and the unsprung portion, that is, a change in stroke. In this waveform, a wave with a large period represents vibration of an unsprung resonance frequency band component, and a wave with a small period represents vibration of an unsprung resonance frequency band component. Accordingly, the sprung motion signal indicating the motion direction of the sprung portion is switched at a slow cycle (1 Hz), and the unsprung motion signal indicating the motion direction of the sprung portion is switched at a fast cycle (10 Hz).
ばね上動作信号出力回路140の出力するばね上動作信号、および、ばね下動作信号出力回路150の出力するばね下動作信号は、抵抗値切替信号出力回路130に出力される。抵抗値切替信号出力回路130は、4つのロジック回路131,132,133,134から構成される。各ロジック回路131,132,133,134は、それぞればね上動作信号とばね下動作信号とを入力する。第1ロジック回路131は、ばね上動作信号の正論理値とばね下動作信号の負論理値との論理積を表す信号出力する。第2ロジック回路132は、ばね上動作信号の負論理値とばね下動作信号の正論理値との論理積の負論理値を表す信号を出力する。第3ロジック回路133は、ばね上動作信号の負論理値とばね下動作信号の正論理値との論理積を表す信号出力する。第4ロジック回路134は、ばね上動作信号の正論理値とばね下動作信号の負論理値との論理積の負論理値を表す信号を出力する。
The sprung motion signal output from the sprung motion
第1ロジック回路131の出力信号は、スイッチ素子Aのベースに入力され、第2ロジック回路132の出力信号は、スイッチ素子Bのベースに入力され、第3ロジック回路133の出力信号は、スイッチ素子Cのベースに入力され、第4ロジック回路134の出力信号は、スイッチ素子Dのベースに入力される。従って、抵抗値切替信号出力回路130は、ばね上部とばね下部との動作方向に応じて、スイッチ素子A,B,C,Dのオン/オフ状態を切り替えられるように構成されている。
The output signal of the
本実施形態における減衰力制御装置100は、ばね上部、ばね下部ともに上下振動を良好に抑制するように電磁式ショックアブソーバ30の減衰係数を切り替えて減衰力を調整する。上下振動を抑制するために要求される要求減衰特性(要求減衰係数)は、ばね上部、ばね下部ごとに、電磁式ショックアブソーバ30の伸縮動作(伸長動作時、圧縮動作時)に応じて異なる。
The damping
ばね上部のみに注目した場合、ばね上部の振動を抑制するための要求減衰特性は、表(1)に示すようになる。ばね上部が上方向に動作している場合には、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時(ばね上部とばね下部との離間動作時)であれば減衰特性をハード(減衰係数大)に、電磁式ショックアブソーバ30の圧縮動作時(ばね上部とばね下部との接近動作時)であれば減衰特性をソフト(減衰係数小)にすると、ばね上部の振動を良好に抑制することができる。また、ばね上部が下方向に動作している場合には、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時であれば減衰特性をソフトに、電磁式ショックアブソーバ30の圧縮動作時であれば減衰特性をハードにすると、ばね上部の振動を良好に抑制することができる。
一方、ばね下部のみに注目した場合、ばね下部の振動を抑制するための要求減衰特性は、表(2)に示すようになる。ばね下部が上方向に動作している場合には、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時であれば減衰特性をソフトに、電磁式ショックアブソーバ30の圧縮動作時であれば減衰特性をハードにすると、ばね下部の振動を良好に抑制することができる。また、ばね下部が下方向に動作している場合には、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時であれば減衰特性をハードに、電磁式ショックアブソーバ30の圧縮動作時であれば減衰特性をソフトにすると、ばね上部の振動を良好に抑制することができる。
この2つの表から、ばね上部とばね下部とをともに制振するためには、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時であれば、ばね上部が上方向に動作し、ばね下部が下方向に動作しているときに、減衰特性をハードに設定すれば良く、ばね上部が下方向に動作し、ばね下部が上方向に動作しているときに、減衰特性をソフトに設定すれば良いことがわかる。また、電磁式ショックアブソーバ30の圧縮動作時であれば、ばね上部が上方向に動作し、ばね下部が下方向に動作しているときに、減衰特性をソフトに設定すれば良く、ばね上部が下方向に動作し、ばね下部が上方向に動作しているときに、減衰特性をハードに設定すれば良いことがわかる。
From these two tables, in order to dampen both the sprung portion and the unsprung portion, when the
一方、ばね上部とばね下部とが同じ方向に動作しているときには、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時と圧縮動作時の両方において、要求減衰特性が相違する。そこで、本実施形態においては、ばね上部とばね下部とにおいて要求減衰特性の方向性にトレードオフが生じている場合には、要求減衰特性をハードとソフトとの中間的なミディアムに設定する。
On the other hand, when the sprung portion and the unsprung portion are operating in the same direction, the required damping characteristics are different both when the
減衰力制御装置100は、このように3通りの要求減衰特性に対処するために、ばね上部の動作方向を表すばね上動作信号と、ばね下部の動作信号を表すばね下動作信号とを使って、その組み合わせから、第1抵抗回路121と第2抵抗回路122の電気抵抗値を切り替えることにより、電磁式ショックアブソーバ30の減衰特性を3通りに切り替える。表(3)は、ばね上動作信号とばね下動作信号との組み合わせから、抵抗値切替信号出力回路130により設定されるスイッチ素子A,B,C,Dの状態(オン/オフ状態)を表している。
抵抗値切替信号出力回路130は、ばね上アップ信号とばね下アップ信号とを入力しているときには、第1ロジック回路131と第3ロジック回路133がローレベル信号を出力し、第2ロジック回路132と第4ロジック回路134がハイレベル信号を出力する。従って、スイッチ素子A,Cがオフ状態となり、スイッチ素子B,Dがオン状態となる。このため、第1抵抗回路121の電気抵抗値はr1オーム、第2抵抗回路122の電気抵抗値はr2オームとなり、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時と圧縮動作時の両方において、減衰特性がミディアムとなる。尚、第1抵抗器R1と第2抵抗器R2の電気抵抗値r1,r2は、ミディアムの減衰特性となるように設定されている。
In the resistance value switching
また、抵抗値切替信号出力回路130は、ばね上アップ信号とばね下ダウン信号とを入力しているときには、第1ロジック回路131と第2ロジック回路132がハイレベル信号を出力し、第3ロジック回路133と第4ロジック回路134がローレベル信号を出力する。従って、スイッチ素子A,Bがオン状態となり、スイッチ素子C,Dがオフ状態となる。このため、第1抵抗回路121の電気抵抗値はゼロ、第2抵抗回路122の電気抵抗値は無限大となり、減衰特性は、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時においてはハードとなり、圧縮動作時においてはソフトとなる。
In addition, when the resistance value switching
また、抵抗値切替信号出力回路130は、ばね上ダウン信号とばね下アップ信号とを入力しているときには、第1ロジック回路131と第2ロジック回路132がローレベル信号を出力し、第3ロジック回路133と第4ロジック回路134がハイレベル信号を出力する。従って、スイッチ素子A,Bがオフ状態となり、スイッチ素子C,Dがオン状態となる。このため、第1抵抗回路121の電気抵抗値は無限大、第2抵抗回路122の電気抵抗値はゼロとなり、減衰特性は、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時においてはソフトとなり、圧縮動作時においてはハードとなる。
In addition, when the resistance value switching
また、抵抗値切替信号出力回路130は、ばね上ダウン信号とばね下ダウン信号とを入力しているときには、第1ロジック回路131と第3ロジック回路133がローレベル信号を出力し、第2ロジック回路132と第4ロジック回路134がハイレベル信号を出力する。従って、スイッチ素子A,Cがオフ状態となり、スイッチ素子B,Dがオン状態となる。このため、第1抵抗回路121の電気抵抗値はr1オーム、第2抵抗回路122の電気抵抗値はr2オームとなり、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時と圧縮動作時の両方において、減衰特性がミディアムとなる。
In addition, when the resistance value switching
このように、第1抵抗回路121の電気抵抗値と第2抵抗回路122の電気抵抗値を切り替えることにより、ばね上部とばね下部とにおいて、要求減衰特性の方向性が同じ場合には、その共通する要求減衰特性(ハードまたはソフト)が設定され、要求減衰特性の方向性にトレードオフが生じている場合には、中間的な減衰特性(ミディアム)が設定される。
As described above, when the directivity of the required damping characteristic is the same between the spring upper part and the spring lower part by switching the electric resistance value of the
以上説明した本実施形態のサスペンション装置によれば、第1抵抗回路121,第2抵抗回路122のスイッチ素子A,B,C,Dの制御により、外部回路110の電気抵抗値を切り替えて電磁式ショックアブソーバ30の減衰特性を切り替えることができる。しかも、モータ40としてDCブラシ付モータを使用しているため、モータ回転方向に応じて外部回路に流れる発電電流の向きが自動的に切り替わるため、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時と圧縮動作時とで発電電流を流す外部回路110の通電路(第1接続路cefb,第2接続路defa)を独立して設けることができる。従って、電磁式ショックアブソーバ30の伸長動作時と圧縮動作時とで独立した減衰特性を設定しておくことができる。つまり、電磁式ショックアブソーバ30の動作方向(伸長動作か圧縮動作)を常時検出して、動作方向が切り替わるたびに減衰特性を切り替えるように制御する必要が無い。
According to the suspension device of the present embodiment described above, the electrical resistance value of the
また、ばね上部とばね下部とにおいて、スカイフックダンパ理論に基づいて求めた要求減衰特性の方向性が同じであれば、その共通する要求減衰特性(ハードまたはソフト)が設定され、要求減衰特性の方向性にトレードオフが生じている場合には、中間的な減衰特性(ミディアム)が設定されるため、ばね上部とばね下部との各上下振動を良好に抑制できる。しかも、論理回路(抵抗値切替信号出力回路130)を使って、ばね上動作信号とばね下動作信号との組み合わせにより減衰特性の設定を切り替えるようにしているため、マイクロコンピュータを必要としなく、簡易な構成にて減衰力制御装置100を構成することができる。従って、低コスト化を図ることができる。
In addition, if the direction of the required damping characteristics obtained based on the Skyhook damper theory is the same between the upper and lower springs, the common required damping characteristics (hard or soft) are set, and the required damping characteristics When there is a trade-off in the directionality, an intermediate damping characteristic (medium) is set, so that each vertical vibration between the spring top and the spring bottom can be satisfactorily suppressed. In addition, since the setting of the damping characteristic is switched by a combination of the sprung motion signal and the unsprung motion signal using a logic circuit (resistance value switching signal output circuit 130), a microcomputer is not required, and it is simple. The damping
尚、本実施形態の電磁式ショックアブソーバ30、減衰力制御装置100、ばね上加速度センサ61、ばね下加速度センサ62からなる構成が本発明の車両用ショックアブソーバ装置に相当する。また、本実施形態のばね上動作信号出力回路140、ばね上加速度センサ61からなる構成が本発明のばね上動作信号出力回路に相当する。また、本実施形態のばね下動作信号出力回路150、ばね下加速度センサ62からなる構成が本発明のばね下動作信号出力回路に相当する。
The configuration comprising the
以上、本実施形態のショックアブソーバ装置を備えたサスペンション装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 The suspension device including the shock absorber device according to the present embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、本実施形態においては、外部回路110に設けられる第1抵抗回路121,第2抵抗回路122を、それぞれ1つの固定抵抗器と2つのスイッチ素子にて構成しているが、本発明における第1抵抗回路,第2抵抗回路は、電気抵抗値を3通り以上に切り替えられる構成であれば、種々の構成を採用することができる。
For example, in the present embodiment, the
10…サスペンション本体、20…コイルスプリング、30…電磁式ショックアブソーバ、40…モータ、61…ばね上加速度センサ、62…ばね下加速度センサ、100…減衰力制御装置、110…モータ外部回路、121…第1抵抗回路、122…第2抵抗回路、130…抵抗値切替信号出力回路、140…ばね上動作信号出力回路、150…ばね下動作信号出力回路、141,151…バンドパスフィルタ回路、142,152…積分回路、143,153…シュミットトリガ回路、131,132,133,134…ロジック回路、cefb…第1接続路、defa…第2接続路、A,B,C,D…スイッチ素子、R1,R2…抵抗器、D1,D2…ダイオード、t1…第1端子、t2…第2端子、Z…車体(ばね上部)、W…車輪(ばね下部)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記モータの外部に設けられ、前記ばね上部とばね下部との離間動作時に前記モータの2つの端子のうちの一方である第1端子から他方である第2端子への電流の流れが許容されるとともに前記第2端子から前記第1端子への電流の流れが禁止される第1接続路と、前記ばね上部と前記ばね下部との接近動作時に前記第2端子から前記第1端子への電流の流れが許容されるとともに前記第1端子から前記第2端子への電流の流れが禁止される第2接続路と、前記第1接続路に設けられ電気抵抗値が3通りに切り替え可能な第1抵抗回路と、前記第2接続路に設けられ電気抵抗値が3通りに切り替え可能な第2抵抗回路とを有するモータ外部回路と、
前記ばね上部のばね上共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにばね上アップ信号を出力し下方向となるときにばね上ダウン信号を出力するばね上動作信号出力回路と、
前記ばね下部のばね下共振周波数域成分の振動における動作方向が上方向となるときにばね下アップ信号を出力し下方向となるときにばね下ダウン信号を出力するばね下動作信号出力回路と、
前記ばね上動作信号出力回路の出力信号と前記ばね下動作信号出力回路の出力信号とを入力し、両出力信号に基づいて、前記第1抵抗回路と前記第2抵抗回路とに対して各電気抵抗値を切り替えるための切替信号を出力する抵抗値切替信号出力回路と
を備えたことを特徴とする車両用ショックアブソーバ装置。 A motor and an operation conversion mechanism for converting the approach / separation operation between the spring upper part and the spring unsprung into the operation of the motor; An electromagnetic shock absorber that generates a damping force with respect to the approaching / separating operation between the sprung portion and the unsprung portion,
Provided outside the motor, current flow from a first terminal that is one of the two terminals of the motor to a second terminal that is the other of the two terminals of the motor is allowed when the sprung portion and the unsprung portion are separated. And the first connection path in which the flow of current from the second terminal to the first terminal is prohibited, and the current from the second terminal to the first terminal at the time of the close operation of the spring upper part and the spring lower part. A first connection path that allows flow and that prohibits the flow of current from the first terminal to the second terminal, and a first connection path that is provided in the first connection path and that can be switched in three ways. A motor external circuit having a resistance circuit and a second resistance circuit provided in the second connection path and having an electric resistance value switchable in three ways;
A sprung motion signal output circuit that outputs a sprung up signal when the operating direction in the vibration of the sprung resonance frequency region component of the sprung portion is an upward direction and outputs a sprung down signal when the direction is downward;
An unsprung operation signal output circuit that outputs an unsprung up signal when the operating direction in the vibration of the unsprung resonance frequency region component of the unsprung portion is upward, and that outputs an unsprung down signal when it is downward;
An output signal of the sprung motion signal output circuit and an output signal of the unsprung motion signal output circuit are input, and each electrical signal is supplied to the first resistance circuit and the second resistance circuit based on both output signals. A vehicle shock absorber device comprising: a resistance value switching signal output circuit that outputs a switching signal for switching a resistance value.
前記ばね上動作信号出力回路がばね上アップ信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下アップ信号を出力する場合、および、前記ばね上動作信号出力回路がばね上ダウン信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下ダウン信号を出力する場合に、前記第1抵抗回路および前記第2抵抗回路の電気抵抗値をそれぞれ中に設定する切替信号を出力し、
前記ばね上動作信号出力回路がばね上アップ信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下ダウン信号を出力する場合に、前記第1抵抗回路の電気抵抗値を小に設定し前記第2抵抗回路の電気抵抗値を大に設定する切替信号を出力し、
前記ばね上動作信号出力回路がばね上ダウン信号を出力し前記ばね下動作信号出力回路がばね下アップ信号を出力する場合に、前記第1抵抗回路の電気抵抗値を大に設定し前記第2抵抗回路の電気抵抗値を小に設定する切替信号を出力することを特徴とする請求項1記載の車両用ショックアブソーバ装置。 The resistance value switching signal output circuit is
The sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal; and the sprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal and When the unsprung operation signal output circuit outputs an unsprung down signal, it outputs a switching signal for setting the electrical resistance values of the first resistance circuit and the second resistance circuit, respectively,
When the sprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal, the electric resistance value of the first resistance circuit is set to be small and the second Outputs a switching signal that sets the electrical resistance value of the resistance circuit to a large value.
When the sprung motion signal output circuit outputs a sprung down signal and the unsprung motion signal output circuit outputs a sprung up signal, the electrical resistance value of the first resistance circuit is set to be large and the second 2. The shock absorber device for a vehicle according to claim 1, wherein a switching signal for setting the electric resistance value of the resistance circuit to a small value is output.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010026722A JP2011162049A (en) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Shock absorber for vehicle |
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