JP2788463B2 - 減衰器の減衰力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リニヤソレノイドの励磁電流によって減衰
力を制御するようにした減衰器に適用される減衰力制御
装置に関するものである。

（発明の背景） 自動車や自動二輪車等の車輌に用いられる減衰器で
は、走行条件によって減衰力を変更できるのが望まし
い。従来減衰力を可変とした減衰器として、シリンダ内
にピストンで２つの主油室を画成し、両主油室間に設け
たオリフィスの径をDCモータやステップモータ等を用い
て変化させるものが知られている。

しかし、このようにオリフィス径を機械的に変える構
造のものでは、機械的動作の遅れのためにオリフィス径
を減衰器の伸縮中に応答性良く変化させることができな
い。このため、伸縮中の特性はピストン速度の増加に対
して減衰力も増大することになり、圧縮時と伸び時に対
する特性の組合わせの選択自由度が非常に小さい。この
ためピストン速度増加に対して減衰力が減少するなどの
特性を得ることができないばかりでなく、圧縮時と伸び
時の特性の組合せも自由にできないほど、特性の制御可
能な範囲が狭いという問題があった。

一方スポーツ的走行を行う車輪では、全輪を路面から
離してジャンプすることがあるが、この場合従来の減衰
器ではピストン速度が増大しないと大きい減衰力が得ら
れないため、ピストンが停止している着地直前から着地
の瞬間までは減衰力が最小となる。このため着地してか
ら大きい減衰力が発生するまでに遅れが生じ、減衰器の
底づきが発生するおそれがあった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、減衰特性の設定自由度が大幅に増大し、車両がジャ
ンプして着地する時に十分に大きい減衰力を発生させ安
定した着地を可能にする減衰器の減衰力制御装置を提供
することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、シリンダ内に２つの主油
室を画成するピストン内に第１・第２副油室を画成する
切換弁と、前記第１・第２副油室間に介在するオリフィ
スとを備え、前記第１副油室に高圧側主油室の油圧を導
く一方、前記第２副油室内圧がリニヤソレノイドにより
設定される圧力を越えることにより前記切換弁を作動さ
せて両主油室間の油路を開き減衰力を制御するようにし
た減衰器において、ピストン位置検出手段と、ピストン
速度検出手段と、ピストン位置・速度の関数として圧縮
・伸びの両方向に対する最適減衰力特性を記憶するメモ
リ手段と、検出したピストン位置・速度に基づいて最適
減衰力をメモリ手段から求める演算手段と、この最適減
衰力を得るようにリニヤソレノイドの励磁電流を制御す
る電流制御手段とを備え、圧縮時の前記最適減衰力特性
は、最大伸び位置付近かつ最小ピストン速度付近の範囲
でほぼ最大減衰力に設定されていることを特徴とする減
衰器の減衰力制御装置により達成される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の概念図と機能ブロック
図、第２図はその減衰器の要部断面図、第3A〜3D図はそ
の動作説明図、第4A図と第4B図はそれぞれ圧縮時と伸長
時の減衰特性図、第５図は第4A図の説明図である。

第１図において符号10はモトクロス用自動二輪車であ
り、その後輪12はリヤアーム14の後端に保持されてい
る。16は減衰器18とコイルばね22とからなるクッション
ユニットであり、その上端がフレームに軸支される一
方、その下端はリンク22、24を介してリヤアーム14に下
方への復帰力を付与している。すなわちリンク22への前
端がフレームに軸支され、リンク24はこのリンク22の中
間付近とリヤアーム14とを連結する。そしてクッション
ユニット16の下端はリンク22の後端に軸支されている。

26はクッションユニット16のストローク、すなわち後
記ピストン52の位置Ｘを検出するためのピストン位置検
出手段としてのポテンショメータである。このポテンシ
ョメータ26はフレームに取付けられ、リヤアーム14の上
下動はこのポテンショメータ26にリンク30、32によって
伝えられる。ポテンショメータ26が出力するピストン位
置信号ｘは制御装置34に送られる。

次に減衰器18を説明する。この減衰器18は特開昭61−
502067号（W085/04698）に提案されたものであり、リニ
ヤソレノイドの励磁電流によって減衰力を制御するもの
である。第２図において50はシリンダ、52はこのシリン
ダ50内に２つの主油室54、56を画成するピストンであ
る。ピストン52はピストンロッド58の上端に螺着された
ソレノイドケース60と、このソレノイドケース60に上方
から螺着されたピストンボデー62と、このピストンボデ
ー62の上端に螺着されたキャップ64とを有する。ピスト
ンボデー62内には切換弁66が収容され、この切換弁66が
ピストンボデー62内に第１副油室68と第２副油室70とを
画成する。この切換弁66には両副油室68、70間に介在す
るオリフィス72が設けられている。また切換弁66はばね
74によっって第１副油室68方向に付勢されている。第１
副油室68には各主油室54、56からチェック弁76、78を介
して高圧側の主油室54または56の油圧が導かれる。

80はリニヤソレノイドであってプランジャボデー60に
収容されている。このソレイド80は励磁電流に対応して
略一定の上向きの圧力をプランジャ82に付与するもので
ある。このプランジャ82の先端面には第２副油室70の圧
力が作用し、第２副油室70の内圧プランジャ82の圧力よ
り高くなるとプランジャ82が押下され、第２副油室70の
作動油をチェック弁84または86を介して低圧側の主油室
54または56に逃がす。この時の第２副油室70の減圧によ
り切換弁66がばね74を圧縮しつつ下降し、両主油室54、
56は油路88、90によって連通され、主油室54、56間の作
動油の流動を許容する。

この動作を第3A〜第3D図により説明する。減衰器18の
圧縮時（第3A、3B図）において、圧縮初期には（第3A
図）チェック弁76から高圧側主油室54の動作油が第１副
油室68に入り、オリフィス72から第２副油室70に入る。
第２副油室70の内圧が上昇してソレノイド80のプランジ
ャ82の圧力より高くなるとプランジャ82が押下され、第
２副油室70の内圧がチェック弁84を経て低圧側の主油室
56に逃げる。このため第１・第２副油室68、70間に圧力
差が生じて切換弁66が下降し、第3B図のように高圧側主
油室54が油路88、90を介して低圧側主油室56に連通し、
作動油が低圧側主油室56に流れる。両主油室54、56間の
差圧が減るとプランジャ82が上昇して第２副油室70内圧
を上昇させ、切替弁66を上昇させて油路888、90を遮断
する。すなわち第２図の状態になる。以上のように圧縮
中は切換弁66は上下動を繰り返しながら作動油を断続し
ている。

伸長中の動作は作動油が通るチェック弁76が78に、ま
た84が86に変わるのみで他は全く同様であるから、その
説明は繰り返さない。（第3C、3D図）。

このように減衰器18の減衰力制御は、ソレノイド80の
圧力を励磁電流により変えることででき、従来装置のオ
リフィス制御のもののように機械的動作を伴わないから
応答性が非常に良くなる。

次に制御装置34を第１、４、５図に基づき説明する。
この制御装置34は後記電流制御手段110の部分を除いて
デジタル演算装置で構成される。100は前記ポテンショ
メータ26の位置信号ｘに基づいて、ピストン位置Ｘを求
めるピストン位置演算手段である。すなわちポテンショ
メータ26にはリンク22、24、30、32を介して減衰器18の
伸縮が伝えられるため、ピストン位置Ｘとポテンショメ
ータ26の出力電圧とは比例しない。ピストン位置演算手
段100はこの関係を修正して正しいピストン位置Ｘを求
めるものである。102はピストン速度演算手段であり、
ピストン位置Ｘの時間微分によってピストン速度Ｖを求
める。

104はROMなどの半導体メモリで構成されたメモリ手段
である。このメモリ手段104は例えば第４図に示すよう
に、圧縮時（第4A図）と伸び時（第4B図）に対して、最
適減衰力Ｆをピストン位置Ｘとピストン速度Ｖの関数と
して決めるマップを記憶するものである。

この実施例では圧縮時の減衰力特性は、第５図に示す
ように最大伸び位置（伸切り位置）付近かつピストン速
度の最小（ゼロ）付近の領域Ａがほぼ圧縮時の最大減衰
力とされ、またピストン位置Ｘまたはピストン速度Ｖが
それぞれ最大となる範囲付近の領域Ｂがほぼ圧縮時の最
大減衰力に設定されている。なお領域Ｃは通常の走行時
に用いられる領域を示す。この図で1Gは静止時における
ピストン位置Ｘを示している。

106は補正手段であり、作動油の温度などによってマ
ップの内容を補正するデータを記憶する。108は減衰力
演算手段であり、ピストン位置Ｘとピストン速度Ｖに対
する最適減衰力Ｆをメモリ手段104のマップに基づいて
求める。

110は最適減衰力を得るようにリニヤソレノイド80の
励磁電流をパルス幅制御（PWM）する電流制御手段であ
る。この手段110により所定のデューティ比と断続する
電流がソレノイド80に供給され、ソレノイド80の圧力が
制御される。この結果減衰器18の減衰力はほぼリヤルタ
イムにマップで決まる最適値に制御され、圧縮時と伸び
時で異なる減衰力特性となるように管理することができ
る。

次にこの実施例の自動二輪車10による走行時の動作を
第６、７図により説明する。第６図と第７図は減衰器の
ピストン速度Ｖに対するピストン位置Ｘの変化を示すも
のであり、第６図は通常路面走行時を、第７図はジャン
プ時を示している。これらの図中Ｓはスタート位置を、
Ｄは最終位置を示す。このように通常路面走行時（第６
図）にはピストン速度Ｖ、位置Ｘの変動範囲は小さい。
これに対しジャンプの時には、ジャンプ台を踏切ってか
ら着地するまでの空中にある間にピストンは伸び切り
（第７図中△→△）、ピストンは停止する。この時の動
作は第５図の領域Ａに入るから、最大減衰力が得られ
る。そして着地と同時に減衰器は圧縮されるが、減衰力
は着地の瞬間から十分大きいので減衰器は底づきせずに
安定して着地できる。すなわち第７図に示すように、ピ
ストン位置Ｘは1Gの位置から大きく外れることなく着地
後は図中Ｄの位置から直ちに安定して通常走行に移るこ
とが可能となる。

第８図はこのジャンプ時のピストン位置Ｘと減衰力Ｆ
の変化を時間ｔの経過に対して示すものであり、この図
からジャンプ台を踏切って空中にある間に、減衰力ｆは
僅かな応答遅れt₀をもって最大となり、着地してピスト
ン位置Ｘが通常走行時の位置（第５図の領域Ｃ）に入る
と減衰力Ｆも減少する。この結果着地前に減衰力が最大
となるから、着地時の底づきが防止される。

本実施例ではリンク30、32によってポテンショメータ
26にリヤアーム14の動きを伝え、ピストン位置Ｘを求め
ているが、減衰器18のピストンロッド58の移動を種々の
電磁的手段や光学的手段などによって直接検出してもよ
いのは勿論である。

（発明の効果） 本発明は以上のように、ピストン位置とピストン速度
を検出し、これらの条件に最適な減衰力をマップから求
め、減衰力がこの最適値になるように励磁電流を制御し
てリニヤソレノイドの圧力を変化させ、これにより減衰
力を制御するものであり、マップには減衰器の最大伸び
位置付近かつ最小ピストン速度付近の範囲でほぼ最大減
衰力を得るように設定したから、特にジャンプしている
間に減衰力はほぼ最大となり、着地する時の減衰力がほ
ぼ最大となって減衰器の底づきを防ぎ安定して着地する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念図と機能ブロック図、
第２図はその減衰器の要部断面図、第3A〜3D図はその動
作説明図、第4A図と第4B図はそれぞれ圧縮時と伸長時の
減衰特性図、第５図は第4A図の説明図、第６、７図は通
常走行時とジャンプ時のピストン動作図、第８図はジャ
ンプ時のピストン位置と減衰力の時間変化を示す図であ
る。 18……減衰器、26……ピストン位置検出手段としてのポ
テンショメータ、52……ピストン、54,56……主油室、6
6……切換弁、68,70……第１、第２副油室、72……オリ
フィス、100……ピストン位置演算手段、102……ピスト
ン速度検出手段としての演算手段、104……メモリ手
段、108……減衰力演算手段、110……電流制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内に２つの主油室を画成するピス
   トン内に第１・第２副油室を画成する切換弁と、前記第
   １・第２副油室間に介在するオリフィスとを備え、前記
   第１副油室に高圧側主油室の油圧を導く一方、前記第２
   副油室内圧がリニヤソレノイドにより設定される圧力を
   越えることにより前記切換弁を作動させて両主油室間の
   油路を開き減衰力を制御するようにした減衰器におい
   て、 ピストン位置検出手段と、ピストン速度検出手段と、ピ
   ストン位置・速度の関数として圧縮・伸びの両方向に対
   する最適減衰力特性を記憶するメモリ手段と、検出した
   ピストン位置・速度に基づいて最適減衰力をメモリ手段
   から求める演算手段と、この最適減衰力を得るようにリ
   ニヤソレノイドの励磁電流を制御する電流制御手段とを
   備え、圧縮時の前記最適減衰力特性は、最大伸び位置付
   近かつ最小ピストン速度付近の範囲でほぼ最大減衰力に
   設定されていることを特徴とする減衰器の減衰力制御装
   置。