JP3007122B2 - 油圧緩衝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、例えば車輌等に設けられる油圧緩衝器の発
生減衰力を複数段で切換えるのに用いて好適な油圧緩衝
器の減衰力制御装置に関し、特に、車輌の操縦性，安定
性を向上させ、かつ快適な乗り心地を確保できるように
した油圧緩衝器の減衰力制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

車輌に取付けられる油圧緩衝器は、例えば、高速道路
走行時、一般道路走行時、砂利道、凹凸道走行時等のよ
うに車輌の走行条件に応じてその減衰力特性が変化する
ようにしたものが乗り心地の面ばかりでなく操縦安定性
等の観点からも好ましい。このような観点から、減衰力
発生機構として固定式のもののほか走行条件等に応じて
適宜に減衰力を変化させることができる可変式の減衰力
発生機構を備えた、所謂減衰力調整式油圧緩衝器が用い
られている。

この種の従来技術により減衰力調整式油圧緩衝器は、
内部に油液が充填された緩衝器本体と、一端側が該緩衝
器本体から外部に突出し、他端側が該緩衝器本体内に挿
入されたピストンロッドと、該ピストンロッド内を軸方
向に貫通して設けられたコントロールロッドと、該コン
トロールロッドの一端側に連結すべく、前記ピストンロ
ッドの突出端側に位置して設けられたソレノイド，モー
タ等からなる減衰力切換用のアクチュエータと、前記緩
衝器本体内に位置して設けられ、コントロールロッドの
他端側に連結されたシャッタと、前記緩衝器本体内を流
通する油液の通路面積を変化させるべく、該シャッタに
穿設された径の異なる複数のオリフィスとから大略構成
されている。そして、該減衰力調整用油圧緩衝器は、前
記コントロールロッドをアクチュエータにより回動し、
前記シャッタを回動してオリフィスの通路面積を変化さ
せることにより発生減衰力を、低減衰力であるソフトな
状態、通常の減衰力であるノーマルな状態または高減衰
力であるハードな状態に切換えるようになっている。

また、上記３段階からなる発生減衰力の切換えを行な
うアクチュエータの制御装置としての減衰力制御装置
は、運転者の意志により切換える手動切換スイッチと、
車輌の急ブレーキ時または高速での急回転時（ステアリ
ング操作時）等を検出する各種センサからの信号により
自動的にプログラム処理によって切換える自動切換スイ
ッチと、前記各スイッチからの制御信号を選択する信号
選択手段とからなる制御信号出力手段により構成され、
前記自動切換スイッチおよび制御信号選択手段はコント
ロールユニット等の制御装置内に格納されている。そし
て、前記手動切換スイッチにおいては運転者の意志によ
って発生減衰力がソフト，ノーマル，ハードのいずれか
に手動切換えすることができる。一方、自動切換スイッ
チにおいても、通常は運転者の意志によって減衰力をソ
フトまたはノーマルのいずれかに設定しておき、急ブレ
ーキ時または高速での急回転時等に基づく衝撃力を受け
た場合にはコントロールユニット内の自動切換スイッチ
が作動してソフトまたはノーマルの状態から自動的にハ
ードに切換える構成となっている。

この結果、減衰力制御装置は発生減衰力をソフトまた
はノーマルに設定しておいても、例えば、急ブレーキを
かけたとき、または急カーブを高速で曲がるときに減衰
力をハードに切換える必要があると判断したときには、
自動的にハードに切換えることができるようになってい
る。また、手動切換スイッチおよび自動切換スイッチが
ほぼ同時に切換作動された場合には、安全性向上のため
に、信号選択手段により自動切換スイッチが優先される
ようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このように構成された従来技術による油圧
緩衝器の減衰力制御装置は、油圧緩衝器の作動状態、即
ち、ピストンロッドの伸縮速度等、ピストンロッドの変
位状態に係りなく、手動切換スイッチまたは自動切換ス
イッチから指令信号が入力されると、即座に制御信号を
アクチュエータに出力し、一方的にシャッタを回動させ
てオリフィスの通路面積を切換え、油圧緩衝器の発生減
衰力を変化させるようになっている。

このため従来技術では、油圧緩衝器の発生減衰力を増
大させるべく制御信号出力手段からアクチュエータに制
御信号を出力すると、ピストンの変位速度が急速なとき
でも、シャッタのオリフィスをハード位置に切換えるよ
うになり、シャッタの該当するオリフィスで油撃が生
じ、異音が発生するという問題がある。

そして、シャッタのオリフィスをハード位置に切換え
ると、ピストンの変位速度が急激に低下するため、車輌
の操縦性が急変し、車輌の操縦安定性等が悪化するとい
う問題がある。

また、シャッタの回動により、緩衝器本体内の油圧が
一時的に高くなり、緩衝器本体のシール部材の耐久性を
著しく低下させ、油圧緩衝器の寿命を短くするという問
題がある。

本発明は上記従来技術の問題に鑑みなされたもので、
油圧緩衝器が発生減衰力を切換えるのに適した状態とな
るまでは発生減衰力の切換えを停止することにより、車
輌の操縦安定性や油圧緩衝器の耐久性に向上でき、油撃
や異音の発生を低減できるようにした油圧緩衝器の減衰
力制御装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明は、緩衝器本体か
らピストンロッドが伸縮するときに減衰力を発生させる
油圧緩衝器と、該油圧緩衝器に設けられ、該油圧緩衝器
の発生減衰力を外部からの制御信号に基づいて切換える
減衰力切換用のアクチュエータと、該アクチュエータに
減衰力切換用の制御信号を出力する制御信号出力手段と
からなる油圧緩衝器の減衰力制御装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前
記油圧緩衝器のピストンロッドが緩衝器本体から伸縮す
るときに、前記ピストンロッドと緩衝器本体との相対変
位を検出する変位検出手段と、該変位検出手段からの検
出信号に基づいて前記ピストンロッドと緩衝器本体との
変位速度ｖおよび該変位速度ｖの変化率αを演算する演
算手段と、該演算手段による変位速度ｖが所定速度以上
か、または前記変化率αが正となって変位速度ｖが増加
傾向にあるか否かにより前記油圧緩衝器が発生減衰力を
切換えるのに適した状態にあるか否かを判定する状態判
定手段と、該状態判定手段により減衰力の切換えに適し
た状態にあると判定したときに前記制御信号出力手段か
ら制御信号を出力させ、これ以外のときに制御信号の出
力を停止させる制御信号出力・停止手段とを備える構成
としたことにある。

〔作用〕

上記構成により、変位検出手段で緩衝器本体とピスト
ンロッドとの相対変位を検出し、その検出信号から演算
手段によってピストンロッドと緩衝器本体との変位速度
ｖおよび該変位速度ｖの変化率αを算出することができ
る。そして、状態判定手段では変位速度ｖおよび変化率
αに基づいて油圧緩衝器が発生減衰力を切換えるのに適
した状態にあるか否かを判別でき、油圧緩衝器が適した
状態となるまで発生減衰力の切換えを停止でき、油撃等
の発生を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づき
説明する。

図中、１は車体、2,3は前，後輪側の車軸、4,4,…は
該車軸2,3側に対して車体１を懸架し、該車体１の上，
下方向の揺動を緩衝する減衰力調整式油圧緩衝器を示
し、該各油圧緩衝器４は緩衝器本体4Aと、該緩衝器本体
4Aから突出したピストンロッド4Bとから大略構成され、
該ピストンロッド4Bの突出端側には減衰力切換用のアク
チュエータ５がそれぞれ取付られている。そして、該各
油圧緩衝器４は従来技術と同様に前記アクチュエータ５
を回動することにより、緩衝器本体4A内に設けられたシ
ャッタを回動させ、オリフィス（いずれも図示せず）の
位置を選択し、発生減衰力をソフト，ノーマル，ハード
のいずれかの状態に切換え得るようになっている。

６は車体１と後輪側の車軸３との間に取付られた変位
検出手段としての車高センサを示し、該車高センサ６は
後輪側の車軸３と車体１側との距離（変位）を検出する
ことにより、間接的にピストンロッド4Bと緩衝器本体4A
との相対変位を検出するようになっている。

７は制御信号出力手段としてのコントロールユニット
を示し、該コントロールユニット７はCPU,RAMおよびROM
等から構成されるマイクロコンピュータからなり、該コ
ントロールユニット７は第２図に示す如く、入出力制御
回路８、処理回路９および記憶回路10を含んで構成さ
れ、該入出力制御回路８の入力側には手動切換スイッチ
11、車速センサ12、ブレーキセンサ13、ハンドル角セン
サ14および車高センサ６等が接続され、出力側にはアク
チュエータ５が接続されている。さらに、記憶回路10内
には手動切換スイッチ11および前記各センサからの信号
に基づき自動切換スイッチを作動させる自動切換スイッ
チ制御プログラムと、手動切換スイッチ11および自動切
換スイッチの信号を選択する信号選択処理プログラム
（いずれも図示せず）と、第３図に示す減衰力切換制御
処理プログラム等が格納され、該記憶回路10の記憶エリ
ア10A内には所定速度v₀等が格納されている。

本実施例による油圧緩衝器の減衰力制御装置は上述の
如き構成を有するもので、手動切換スイッチ11および自
動切換スイッチが作動してアクチュエータ５に制御信号
を出力して油圧緩衝器４の減衰力を切換える基本的動作
については従来技術と同様に作動するため、その説明を
省略するものとする。

そこで、第３図に基づいてコントロールユニット７に
よる減衰力切換制御処理について説明する。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ１で減衰
力切換用の指令信号が入力され、発生減衰力を切換える
か否かを判定し、「YES」と判定したときには、ステッ
プ２に移って車高センサ６からピストンロッド4Bと緩衝
器本体4Aとの相対変位ｘを読込む。そして、ステップ３
ではピストンロッド4Bの変位速度ｖと、この変位速度ｖ
の絶対値|v|の変化率αを、 として、それぞれ演算してステップ４に移る。

ステップ４ではステップ３で演算した変位速度ｖの絶
対値|v|が記憶エリア10Aに予め格納された所定速度v₀以
上であるか否かを判定し、「YES」と判定した場合には
ピストンロッド4Bの変位速度ｖが速く、比較的高い油圧
がシャッタに作用し、オリフィスを通過する油量が比較
的多い状態であるから、油圧緩衝器４が発生減衰力を切
換えるのに適した状態でないと判定でき、後述のステッ
プ７に移って制御信号の出力を停止させる。また、ステ
ップ４で「NO」と判定された場合には、ピストンロッド
4Bの変位速度ｖが遅く、比較的低い油圧がシャッタに作
用し、オリフィスを通過する油量が比較的少ない状態で
あるから、ステップ５に移る。

そして、ステップ５ではステップ３で演算した変位速
度ｖの絶対値|v|の変化率αが負か否かを判定し、「YE
S」と判定した場合にはピストンロッド4Bの変位速度ｖ
が減少傾向にあり、シャッタに対する油圧（即ち、オリ
フィスを通過する油量）も減少傾向にあるから、油圧緩
衝器４が発生減衰力を切換えるのに適した状態であると
判定でき、ステップ６に移って制御信号をアクチュエー
タ５に出力し、シャッタを回動して、オリフィスをハー
ド位置に設定して油圧緩衝器４の減衰力を増大するよう
に調整する。

また、ステップ５で「NO」と判定された場合にはピス
トンロッド4Bの変位速度ｖが増加傾向にあり、シャッタ
に対する油圧（即ち、オリフィスを通過する油量）も増
加傾向にあるから、減衰力の切換えに適してないと判定
でき、ステップ７に移る。そして、ステップ７ではステ
ップ４またはステップ５で油圧緩衝器４の減衰力の切換
えに適した状態にないと判定した場合であるから、アク
チュエータ５に制御信号の出力するのを停止し、ステッ
プ２以降の処理を続行させる。そして、ステップ６で制
御信号が出力され、油圧緩衝器４の発生減衰力が切換え
られるまでの間、この処理が繰返されるようになってい
る。

かくして、本実施例によれば油圧緩衝器４の緩衝器本
体4Aとピストンロッド4Bの相対変位ｘからピストンロッ
ド4Bの変位速度ｖと変位速度ｖの絶対値|v|の変位率α
を演算し、ピストンロッド4Bの変位速度ｖの絶対値|v|
が所定速度v₀より小さく、変位速度ｖの絶対値|v|の変
化率αによりピストンロッド4bの変位速度ｖが減少傾向
か増加傾向かを判定することによって、油圧緩衝器４が
減衰力の切換えに適した状態にあるか否かを判定し、ピ
ストンロッド4Bの伸縮動作がほぼ静止状態に近いときに
発生減衰力を切換えるようにしたから、緩衝器本体4A内
で油撃が発生するのを効果的に防止することができ、異
音が生じるのを防止することができる。そして、減衰力
の切換えによってピストンロッド4Bの変位速度ｖが急激
に変化するのを防止することができるから、車輌の操縦
安定性を確実に向上させることができ、シャッタに衝撃
的な油圧が作用するのを防止できるから、緩衝器本体4A
のシール部等の耐久性を向上でき、油圧緩衝器４の寿命
を延ばすことができる等の効果を奏する。

なお、前記実施例のステップ４およびステップ５は状
態判定手段の具体例であり、ステップ６およびステップ
７は制御信号出力・停止手段の具体例である。

また、前記実施例では、減衰力の制御信号の出力に適
した条件を、変位速度ｖの絶縁値|v|が所定速度v₀以下
で、かつ、変位速度ｖの絶対値|v|が減少傾向にあると
きとしている。このような条件によれば、変位速度ｖの
絶対値|v|が減少傾向にあるため、減衰力切換えの制御
信号が出力されてから実際にシャッタの切換え動作が完
了するまでにわずかなタイムラグがあっても、変位速度
ｖが所定側度v₀を越える前に、シャッタの切換え動作を
完了するようにできる。しかし、減衰力の切換えの時間
が短いものにおいては、減衰力の制御信号の出力に適し
た条件を、変位速度ｖの絶対値|v|の増減に関係なく、
変位速度ｖが所定速度v₀以下の条件だけとしてもよい。
また、前記実施例では変位速度ｖの絶対値|v|と所定速
度v₀とにより制御信号の出力に適した状態を判断してい
るが、これに限らず、変位速度ｖが所定速度の範囲内
（例えばv₀から−v₀）に入ったか否かにより制御信号の
出力に適した状態を判断し、入ったときを減衰力の制御
信号の出力に適した条件とするようにしてもよい。

また、前記実施例では、車高センサ６を後輪の車軸３
等に取付けた場合について説明したが、本発明はこれに
限らず、車高センサ６を前，後輪の車軸2,3等に取付け
てもよく、また各車輪毎に取付けて制御するようにして
もよく。さらに、それぞれの油圧緩衝器４を独立に制御
し、例えば、急ブレーキ時には後輪側の油圧緩衝器4,4
だけ減衰力を高くするように制御することも可能であ
り、この場合には、より安定な操縦安定性を確実に得る
ことができる。

さらに、前記実施例ではピストンロッド4Bの変位ｘよ
り、ピストンロッド4Bの変位速度ｖおよび加速度αを処
理プログラムによって演算したが、これに限らず、演算
処理の替わりにIC等によって微分回路および２段の微分
回路を構成するようにしてもよい。

さらにまた、前記実施例では、シャッタを回動してオ
リフィスをハード位置に切換えて発生減衰力を増大させ
る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、発生
減衰力を減少させるときの切換に用いることを可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明による油圧緩衝器の減衰力
制御装置は、油圧緩衝器のピストンロッドと緩衝器本体
の相対変位を検出し、その検出信号に基づいて変位速度
ｖと該変位速度ｖの変化率αを演算すると共に、変位速
度ｖと変化率αとによって油圧緩衝器が発生減衰力を切
換えるのに適した状態にあるか否かを判定し、適した状
態でないときには制御信号の出力を停止させる構成とし
たから、例えばピストンロッドの変位速度ｖが所定速度
以上となったとき、または前記変化率αが正となって変
位速度ｖが増加傾向にあるときには減衰力の切換を停止
させることができ、緩衝器本体内で油撃が発生したり、
異音が発生したりするのを防止できる。これにより、例
えばピストンロッドの変位速度ｖが緩やかであるか、ま
たは変位速度ｖの変化率αが減少率αが減少傾向にある
ときにのみ、油圧緩衝器の減衰力を切換えることが可能
となり、緩衝器本体内での油撃を防止でき、異音の発生
を確実に防止することができる。さらに、ピストンロッ
ドの変位速度ｖの急激な変化を防止することができるか
ら、操縦安定性を効果的に向上することができる。ま
た、油撃の発生を防止できるから、油圧緩衝器の寿命を
延ばすことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧緩衝器の減衰力制御
装置の全体構成図、第２図は制御ブロック図、第３図は
減衰力切換制御処理を示す流れ図である。 ４……油圧緩衝器、4A……緩衝器本体、4B……ピストン
ロッド、５……アクチュエータ、６……車高センサ（変
位検出手段）、７……コントロールユニット（制御信号
出力手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】緩衝器本体からピストンロッドが伸縮する
   ときに減衰力を発生させる油圧緩衝器と、該油圧緩衝器
   に設けられ、該油圧緩衝器の発生減衰力を外部からの制
   御信号に基づいて切換える減衰力切換用のアクチュエー
   タと、該アクチュエータに減衰力切換用の制御信号を出
   力する制御信号出力手段とからなる油圧緩衝器の減衰力
   制御装置において、 前記油圧緩衝器のピストンロッドが緩衝器本体から伸縮
   するときに、前記ピストンロッドと緩衝器本体との相対
   変位を検出する変位検出手段と、 該変位検出手段からの検出信号に基づいて前記ピストン
   ロッドと緩衝器本体との変位速度ｖおよび該変位速度ｖ
   の変化率αを演算する演算手段と、 該演算手段による変位速度ｖが所定速度以上か、または
   前記変化率αが正となって変位速度ｖが増加傾向にある
   か否かにより前記油圧緩衝器が発生減衰力を切換えるの
   に適した状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、 該状態判定手段により減衰力の切換えに適した状態にあ
   ると判定したときに前記制御信号出力手段から制御信号
   を出力させ、これ以外のときには制御信号の出力を停止
   させる制御信号出力・停止手段とを備える構成としたこ
   とを特徴とする油圧緩衝器の減衰力制御装置。