JP3508447B2 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のばね上部材
とばね下部材とを懸架するサスペンション制御装置に関
し、詳しくは、ステッピングモータを駆動源としてサス
ペンション特性を変更するサスペンション制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のサスペンション制御装置
は、ショックアブソーバの減衰力を車両の走行状態に応
じてソフトにしたりハードにしたりすることで車両の乗
り心地の向上をもたらしている。そして、次のようにし
て減衰力が変更される。

【０００３】車両を懸架するショックアブソーバには、
上下の油室がピストンを挟んで設けられており、このピ
ストンには、上下の油室を連通する油路があけられてい
る。また、この油路は、その開度が変更可能に構成され
ている。そして、ピストンの油路を通過して上下の油室
に流入する作動油の単位時間当たりの油量を油路の開度
を変えて制御し、この油路開度の調整を通して、減衰力
特性の変更が行なわれている。具体的には、油路の開度
を大きくして上下の油室間の作動油流量を増大させ、減
衰力をソフトとする。また、開度を小さくして作動油流
量を減少させ、減衰力をハードとする。

【０００４】この油路開度の調整は、油路にバルブを設
けて当該バルブのバルブ開度を調整することで行なわれ
る。そして、バルブの駆動源としては、車両への搭載
性，重量，メンテナンス性等を考慮して、一般にステッ
ピングモータが用いられている。つまり、車両の走行状
態に応じて減衰力の変更が必要な都度、ステッピングモ
ータを駆動して油路のバルブ開度を調整し、このバルブ
開度の調整を通して現状の減衰力を所望の減衰力に低下
或いは増大するよう変更することが行なわれている。

【０００５】また、この種のサスペンション制御装置
は、車両のばね上部材とばね下部材との相対速度に略比
例した力が上記のピストンを通してステッピングモータ
に加わる。そこで、その力によってステッピングモータ
が不測に回転あるいは脱調することを防止するために、
相対速度が所定値を越えた場合にはステッピングモータ
への回転制御を中断するなどの配慮が払われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のサスペンション制御装置では、次のような問題点
が指摘されるに至っている。

【０００７】ステッピングモータへの回転制御を中断す
ることは、サスペンション減衰力の制御を中断すること
に直結するため好ましくない。そこで、従来のサスペン
ション制御装置は、この様な事態が極力発生しないよう
に、ステッピングモータの励磁電流が零のときの発生ト
ルクであるディテントトルクの大きなステッピングモー
タを採用して、回転制御を中断する相対速度の所定値を
できるだけ大きくするように設計されている。

【０００８】しかし、ディテントトルクの大きなステッ
ピングモータは、占有体積が大きくなり、強い磁力を必
要とするために高価でもある。このため、限られたサス
ペンション装置の空間に組み付け可能なステッピングモ
ータのディテントトルクには限界があり、サスペンショ
ン減衰力の制御が中断される事態を回避することができ
ないでいる。

【０００９】本発明のサスペンション制御装置は、上記
問題点を解決するためになされたものであり、サスペン
ション装置の限られた空間内に組み付け可能な小型でか
つ安価なステッピングモータを駆動源として採用しつ
つ、サスペンション減衰力制御の中断を極力発生させな
いこと、ステッピングモータの脱調を防止することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】か
かる目的を達成するため、本発明のサスペンション制御
装置は、車両のばね上部材とばね下部材との間に配設さ
れたサスペンション特性変更機構の減衰力を、ステッピ
ングモータの回転制御を通した作動流体の流通制御によ
って変更するサスペンション制御装置において、前記作
動流体の流通状況を反映したパラメータを検出する検出
手段と、該検出手段の検出結果が、回転制御を受けた前
記ステッピングモータの回転位置に基づく前記作動流体
の流通状況に応じて変更して定められる所定の値以上と
なったとき、前記ステッピングモータによる前記減衰力
の変更を禁止して、前記ステッピングモータの現在の回
転位置を保持する保持励磁制御を実行する保持制御手段
と、を備えることを特徴とする。

【００１１】この場合、前記検出手段は、前記ばね上部
材とばね下部材との相対速度を前記パラメータとして検
出する相対速度検出手段を有するものとすることができ
る。

【００１２】上記構成を有する本発明のサスペンション
制御装置では、車両への搭載性，重量，メンテナンス性
等に優れたステッピングモータの回転制御によりサスペ
ンション減衰力の制御が達成される。また、作動流体の
流通状況が変化しステッピングモータに加わる力が増大
すると、例えば、ばね上部材とばね下部材との相対速度
が大きくなりこの相対速度に伴ってステッピングモータ
に加わる力が増大すると、ステッピングモータによる減
衰力の変更が禁止され、ステッピングモータの現在の回
転位置が保持励磁制御を通して保持される。この場合、
ステッピングモータには、この保持励磁制御による励磁
電流によって発生する磁力と、ステッピングモータが備
える永久磁石による磁力との合成力によりトルクが発生
している。つまり、本発明では、ディテントトルクのみ
によってステッピングの回転位置を保持するのではな
く、現在の回転位置を保持するための励磁電流を積極的
にステッピングモータに通電することでトルクの増大を
図る。これにより、ステッピングモータを不測の回転さ
せる力に抗する力として、従来のディテントトルクと比
較して数倍〜数十倍大きな力である保持力を利用するこ
とが可能となり、ばね上部材とばね下部材との相対速度
に略比例した極めて大きな力に対処することができる。
このため、ディテントトルクが小さなステッピングモー
タであっても大きな保持力でステッピングモータを現在
の回転位置に保持して、不測の回転や脱調を確実に防止
することができる。

【００１３】そして、本発明によれば、減衰力制御の中
断を余儀なくされていたばね上部材とばね下部材との相
対速度の上限を一気に数倍〜数十倍にまで引き上げるこ
とができる。このため、減衰力制御の中断頻度が少なく
なり好適な乗り心地を維持できる。また、相対速度の上
限をそれほどまでに引き上げることが必要でない場合に
は、より小型でかつ安価なステッピングモータを駆動源
として採用することが可能となり、サスペンション装置
をより小型かつ安価に製造することができ、設計の自由
度も大きくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るサスペンショ
ン制御装置の好適な実施例について、図面に基づき説明
する。図１は、実施例のサスペンション制御装置１０の
全体構成を概略的に示すブロック図である。

【００１５】サスペンション制御装置１０は、図示しな
い左右の前輪および後輪にそれぞれ対応して、ショック
アブソーバ１１ａ〜１１ｄと、主エアーチャンバ１２ａ
〜１２ｄおよび副エアーチャンバ１３ａ〜１３ｄを有す
る。なお、以下の説明に際しては、各輪を区別して説明
する場合には数字の主符号にアルファベットの補助符号
ａ〜ｄを付すが、各輪共通の説明については補助符号ａ
〜ｄを省略することとする。

【００１６】ショックアブソーバ１１は、ばね下部材で
ある車輪とばね上部材である車体（図示省略）との間に
配設されて車輪と車体とを懸架し、車体に対する車輪の
減衰力を変更する。ショックアブソーバ１１は、減衰力
を変更するためのステッピングモータ１４を備え、この
ステッピングモータ１４を含む後述の減衰力可変機構を
内蔵する。なお、図１においては、ステッピングモータ
１４をショックアブソーバ１１の外部に便宜上示した
が、このステッピングモータ１４は減衰力可変機構と共
にショックアブソーバ１１に内蔵されている。もっと
も、ステッピングモータ１４がショックアブソーバ１１
の外部に設けられているものでも差し支えないことは勿
論である。

【００１７】また、ショックアブソーバ１１内部は、上
側油室と下側油室とがピストン４０を挟んで設けられて
おり、このピストン４０には、上下の油室を連通する油
路があけられている。この油路には、ステッピングモー
タ１４の回転運動を直線運動に変換することによりその
開度が変更されるスプールバルブが設けられている。こ
の場合、実施例のショックアブソーバ１１におけるこの
スプールバルブの開度は、後述するように多段に段階的
に変更可能とされている。つまり、ショックアブソーバ
１１は、ピストン４０の油路を通過して上下の油室に流
入する作動油の油量を、ステッピングモータ１４による
スプールバルブ開度を変えて制御し、このバルブ開度の
調整を通して、車体の上下動に対する減衰力を多段階に
変更する。具体的には、スプールバルブ開度を大きくし
てソフト用バルブを通路とする油室間の作動油流量を増
大させ、減衰力をソフトとする。また、スプールバルブ
開度を小さくしてソフト用バルブを通路とする作動油流
量を減少させ、減衰力をハード側に切り換える。この
際、スプールバルブ開度は多段に変更され、減衰力は多
段に切り換えられる。そして、スプールバルブ開度が全
閉となったときは、ハード用バルブのみを通路として作
動油が上下の油室に連通して減衰力はハード（フルハー
ド）となる。

【００１８】主エアーチャンバ１２は、容量可変の空気
室を備え、対応する車輪位置の車高を収容空気量に応じ
て連続的に変更できるよう構成されている。なお、主エ
アーチャンバ１２と副エアーチャンバ１３とが連通され
ている場合には、副エアーチャンバを含めた収容空気量
に応じて車高は変更される。

【００１９】副エアーチャンバ１３は、アクチュエータ
１５に取り付けられたバルブのオンオフにより、主エア
ーチャンバ１２に対して連通・非連通状態になり、主エ
アーチャンバ１２と協働して車体の上下動に対するばね
定数を２段階（小、大）に変更できるよう構成されてい
る。

【００２０】主エアーチャンバ１２には、空気を給排す
る給排装置が接続されている。この給排装置は、電動モ
ータ１６により駆動されるコンプレッサ１７を備え、そ
の下流には、チェック弁１８，エアードライヤ１９，並
列接続されたチェック弁２１およびオリフィス２２を備
える。そして、給排装置は、チェック弁２１およびオリ
フィス２２の下流で主エアーチャンバ１２ａ〜１２ｄに
分岐して接続されている。また、主エアーチャンバ１２
ａ〜１２ｄへの各分岐管路には第１電磁切換弁２３ａ〜
２３ｄが、チェック弁１８とエアードライヤ１９との間
の管路には第２電磁切換弁２４が設けられている。そし
て、第１電磁切換弁２３，第２電磁切換弁２４のオン・
オフ制御により、主エアーチャンバ１２ａ〜１２ｄにエ
アーが給排される。なお、主エアーチャンバ１２による
車高調整は本発明の要旨と直接関係しないので、その説
明を省略する。

【００２１】ここで、ショックアブソーバ１１の内蔵す
る減衰力可変機構について、ステッピングモータ１４の
構成を中心にその要部を説明する。

【００２２】減衰力可変機構をステッピングモータ１４
周辺について縦断面視した図２に示すように、ショック
アブソーバ１１は、ピストンロッド５０を備え、その下
端には、ロッドエンド部材５１が螺合されている。そし
て、このロッドエンド部材５１には、作動油の図示しな
い油路があけられたピストン４０（図１参照）が固定さ
れている。また、ピストンロッド５０には、その軸線Ａ
に沿って所定の空間を占めるステッピングモータ収納部
５３が形成されており、このステッピングモータ収納部
５３にステッピングモータ１４が収納されている。

【００２３】ステッピングモータ１４は、ステータ組立
体５４と、このステータ組立体５４に嵌合し軸線Ａ回り
に回転するロータ５５とを備える。ステータ組立体５４
は、環状のストッパ部材５６と軸線Ａに沿ってピストン
ロッド５０内に延在する円筒体５７とを備える。このほ
か、ステータ組立体５４は、円筒体５７の周りに互いに
対向して配置された複数個のステータ磁極部材５８〜６
１と、各対のステータ磁極部材５８，５９とステータ磁
極部材６０，６１を円筒体５７と共働して一体に保持す
る樹脂製のボビン６２，６３と、これらのボビンに導線
が巻回されることにより形成されたコイル６４，６５
と、図中最下端のステータ磁極部材６１とストッパ部材
５６のフランジ部との間に介装された環状のスペーサ６
６とを備える。

【００２４】本実施例の減衰力可変機構にあっては、ス
トッパ部材５６は、ロッドエンド部材５１の上端の円筒
部に嵌合固定されており、円筒体５７は、その下端をス
トッパ部材５６の中央突起に嵌合させてストッパ部材５
６に溶接・固定されている。なお、各ステータ磁極部材
には、ロータ５５と対向するようステータ極歯が軸線Ａ
に沿って形成されている。

【００２５】ロータ５５のロータコア６７は、軸線Ａに
沿って離れて設置された軸受６８，６９により、軸線Ａ
回りに回転自在に軸支されている。下方の軸受６８は、
ストッパ部材５６中央の嵌合孔部にその外輪を嵌め込ん
で固定されており、上方の軸受６９は、円筒体５７の上
端に溶接・固定されたガイド部材７０の下端中央突起部
７０ａにその内輪を嵌め込んで固定されている。ロータ
コア６７と円筒体５７との間には、ステータ磁極部材５
８〜６１のそれぞれに整合して周方向に互いに離れて設
置され且つ二列にて配列された永久磁石７１，７２が複
数個ずつ固定されている。この永久磁石７１，７２の径
方向外周面は、円筒体５７の内周面と僅かな間隔を隔て
て対向している。従って、ロータ５５は、コイル６４，
６５に電流が通電されると軸線Ａ回りに所定の角度回転
され位置決めされることになる。

【００２６】ストッパ部材５６は、その平面拡大図であ
る図３と図２に示すように、径方向内方に突出し軸線Ａ
に沿って延在する略平断面扇形の固定ストッパ５６ａを
備える。一方、ロータコア６７は、その底面拡大図であ
る図４と図２に示すように、下端から下方に突出し軸線
Ａに対し半径方向に延在する略平断面扇形の板状のスト
ッパ６７ａを備える。この固定ストッパ５６ａとストッ
パ６７ａは、ロータ５５の軸線Ａ回りの初期位置と最大
回転位置を共働して定めるものであり、図５中に実線で
示すように固定ストッパ５６ａの一方の端面にストッパ
６７ａが当接するとロータ５５はその初期位置で停止す
る。また、ロータ５５がこの初期位置から回転し、図５
中に二点鎖線で示すように固定ストッパ５６ａの他方の
端面にストッパ６７ａが当接すると、ロータ５５はそれ
以上の回転ができず最大回転位置に停止する。つまり、
このロータ５５は初期位置「０」から最大回転位置「１
５」までに亘って回動可能であり、この間を等分する各
中間停止位置（図中に付す１〜１４までの各中間停止位
置）にロータ５５が停止するよう、ステッピングモータ
１４が回転制御される。

【００２７】ロータコア６７内には、図２に示すよう
に、バックラッシュを生じないボールねじ装置７３が組
み込まれており、次のように構成されている。このボー
ルねじ装置７３は、ボールねじシャフト７４とこのシャ
フトを複数個の鋼球７５を介在させて取り囲むアウタレ
ース部材７６とを備える。このアウタレース部材７６は
ロータコア６７に嵌合固定されており、鋼球７５は、ボ
ールねじシャフト７４とアウタレース部材７６とに形成
された螺旋状のボール溝において回転する。また、ボー
ルねじシャフト７４の上端には断面矩形の突起７４ａが
設けられており、その突起７４ａは、ガイド部材７０の
下端中央突起部７０ａ中心に設けられた断面矩形の孔７
０ｂに、軸線Ａの軸方向に摺動可能に嵌入されている。
よって、ロータコア６７が回転すると、その回転はボー
ルねじ装置７３により軸線Ａに沿った上下動に変換され
るので、ボールねじシャフト７４は、回転することなく
軸線Ａに沿って上方又は下方に移動する。

【００２８】このボールねじシャフト７４の下端は、軸
線Ａに沿ってロッドエンド部材５１を貫く小径部７４ｂ
とされている。そして、この小径部７４ｂには、ピスト
ン４０およびロッドエンド部材５１下端に設けられたソ
フト用バルブを通路とする作動油の油路の実行通路面積
を変更するスプールバルブのスプール７７が連結されて
いる。従って、ステッピングモータ１４が駆動されてボ
ールねじシャフト７４が上下動し、その上下動がスプー
ル７７に伝達されてこのスプール７７が上下動すると、
油路の実行通路面積の変更を経てショックアブソーバ１
１の減衰力が増減される。この際、上記したようにステ
ッピングモータ１４は、そのロータ５５を初期位置から
最大回転位置までの各停止位置に停止するよう制御され
るので、各停止位置に該当してスプール７７の停止位置
が定まり、油路の実行通路面積が多段に変更される。こ
のため、多段の減衰力が得られることになる。

【００２９】図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、スプール
７７の上下動により開度変更されるスプールバルブとシ
ョックアブソーバ１１の上下の油室を連通する油の流れ
を、スプールバルブ全開時，スプールバルブ半開時，ス
プールバルブ全閉時のそれぞれについて左半分がショッ
クアブソーバ１１の伸び側、右半分がその縮み側につい
て示した図である。前述したように、本実施例のサスペ
ンション制御装置は、ステッピングモータ１４の回転運
動を直線運動に変換してスプール７７を上下動させる。
そして、ロータ５５が図５に示す初期位置「０」に回転
されて当該位置に停止し、スプール７７が上限位置まで
上昇すると、図６（Ａ）に示すように、スプールバルブ
開度は最大となってソフト用バルブ８０における油路の
実行通路面積も最大となり、この油路を通路とする上下
の油室間の作動油流量が最大値まで増大する。そして、
この場合のショックアブソーバ１１の減衰力は、フルソ
フトとなる。また、ロータ５５の初期位置「０」からの
回動を通してスプール７７が下降すると、スプールバル
ブ開度が小さくなるのでソフト用バルブ８０における油
路の実行通路面積が減少する。より詳しく説明すると、
この油路の実行通路面積は、ロータ５５が回動して停止
したいずれかの中間停止位置「１」〜「１４」に該当し
た実行通路面積に減少する。このため、当該油路を通過
する作動油流量が減少して、減衰力が中間的値となる
（図６（Ｂ））。この場合、ソフト用バルブ８０の油路
の実行通路面積の減少に伴う作動油通過抵抗の増加によ
り、ハード用バルブ８２を貫通する油路を作動油が通過
し始める。そして、ロータ５５が最大回転位置「１５」
に回転されて当該位置に停止し、スプール７７が下限位
置まで下降すると、スプールバルブ開度が全閉となって
ソフト用バルブ８０における油路が閉鎖され（実行通路
面積ゼロ）、ハード用バルブ８２のみを通路として作動
油が上下の油室に連通し、減衰力はフルハードとなる。

【００３０】次に、上記ステッピングモータ１４，アク
チュエータ１５，第１電磁切換弁２３および第２電磁切
換弁２４等を制御するマイクロコンピュータ３７につい
て説明する。マイクロコンピュータ３７は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，バックアップＲＡＭを中心に論理演算回
路として構成され、以下に記す種々のセンサやスイッチ
からの検出信号に基づき、ステッピングモータ１４等を
駆動して減衰力制御や車高制御等を行なう。このマイク
ロコンピュータ３７には、図１に示すように、各輪ごと
のストロークセンサ３１，モードスイッチ３２，ブレー
キスイッチ３３，舵角センサ３４，車速センサ３５，ヨ
ーレートセンサ３６，スロットル開度センサ３８，シフ
トセンサ３９および上下加速度（上下Ｇ）センサ４１が
接続されている。また、そのＲＯＭには、後述するプロ
グラムやマップ等の必要なデータが予め記憶されてい
る。

【００３１】ストロークセンサ３１は、各輪位置にそれ
ぞれ設けられ、同位置における車高変位量をそれぞれ検
出して、車高変位量を表わす信号を出力する。すなわ
ち、ストロークセンサ３１の検出値を微分すれば、ばね
上部材である車体とばね下部材である車輪との相対速度
を検出することができる。モードスイッチ３２は、運転
者により操作されて、サスペンション特性をノーマルモ
ードまたはスポーツモードに選択的に切り換える操作ス
イッチであり、サスペンション特性の信号を出力する。
ブレーキスイッチ３３は、図示しないブレーキペダルの
踏み込み操作を検出するものであり、通常オフ状態にあ
って該ブレーキペダルの踏み込み操作時にオン信号を出
力する。舵角センサ３４は、図示しないハンドル又は前
輪の操舵角θを検出して、その操舵角θを表わす信号を
出力する。車速センサ３５は、車両の車速Ｖを検出し
て、その車速Ｖを表わす信号を出力する。ヨーレートセ
ンサ３６は、車体のヨーレートを検出して、そのヨーレ
ートを表わす検出信号を出力する。スロットル開度セン
サ３８は、図示しないアクセルペダルの操作に連動する
スロットルの開度を検出し、その開度を表わす信号を出
力する。シフトセンサ３９は、図示しないシフトレバー
装置内に組み込まれ、ニュートラルからドライブレンジ
にシフトレバーが切り換えれるとオン信号を出力する。
上下Ｇセンサ４１は、車体に作用する上下方向の加速度
を検出し、その加速度を表わす信号を出力する。

【００３２】次に、上記した構成を備える本実施例のサ
スペンション制御装置が行う減衰力変更制御（減衰力変
更ルーチン）について、図７のフローチャートに基づき
説明する。この減衰力変更ルーチンは、イグニッション
スイッチがオンされてからオフされるまでの間に亘り繰
り返し実行（本実施例では５ｍｓである）される。な
お、電源投入時には、ＣＰＵの内部レジスタのクリア等
の初期処理が行なわれ、その後本ルーチンの処理に移行
する。

【００３３】ＣＰＵの処理が本ルーチンに移行すると、
まず各輪についてのストロークセンサ３１の検出値と現
在の減衰力の値、すなわち減衰力ステッピング数Ｓ０と
を読み込む（ステップ１００）。次いで、この検出値，
前回の検出値およびルーチン繰り返し時間とからストロ
ークセンサ３１の検出値を微分し、ばね上部材である車
体とばね下部材である車輪との相対速度ＶＰ（ｎ）を算
出する（ステップ１０２）。次に、算出された相対速度
ＶＰ（ｎ）と前回の本ルーチン実行時に算出された相対
速度ＶＰ（ｎ−１）との差である加速度ＡＣを算出する
（ステップ１０４）。

【００３４】こうして車両の走行状態を算出した後に
は、ｎ＝１であるか否か、すなわちイグニッションスイ
ッチがオンされてから初回の本ルーチンの処理であるか
否かを判断する（ステップ１０６）。そして、初回の処
理であると判定したときにのみ加速度ＡＣを「０」にセ
ットし（ステップ１０８）、ステップ１１０へと進む。

【００３５】ステップ１１０では、次回の本ルーチンの
処理に備えて値ＶＰ（ｎ−１）に今回の相対速度ＶＰ
（ｎ）を代入し、次いでこの相対速度ＶＰ（ｎ）に加速
度ＡＣと繰り返し処理時間ｄｔ（５ｍｓ）との積（ＡＣ
＊ｄｔ）を加算した値（ＶＰ（ｎ）＋ＡＣ＊ｄｔ）を相
対速度ＶＰ（ｎ）に代入する。この様にして相対速度Ｖ
Ｐ（ｎ）の値を加速度ＡＣに応じて増減するのは、以下
の減衰力変更処理に際して算出値である相対速度を用い
るのみでは制御が遅れをきたす可能性があるためであ
り、こうして加速度ＡＣに応じて相対速度ＶＰ（ｎ）を
増減することで先読み制御を達成することができるから
である。

【００３６】こうして加速度ＡＣによる増減処理がなさ
れた相対速度ＶＰ（ｎ）は、次のステップ１１２により
伸び側上限値ＶＰ＋よりも大きな値であるか否かが判断
される。ここで伸び側上限値ＶＰ＋および後述する伸び
側上限値ＶＰ−とは、図８に示すようなマップを利用す
ることで、作動油の移動によりスプール７７に作用する
力であるスプール作用力Ｆｆがステッピングモータ１４
のディテントトルクを上回る値であるか否かを相対速度
ＶＰ（ｎ）から判断する値である。すなわち、スプール
バルブあるいはロータリーバルブには、作動油が流れる
ことにより、その運動量変化を補償する向きに作用力Ｆ
ｆ＝ρＱ（Ｖｏ＊ｃｏｓθ−Ｖｉ）が発生することが一
般的に知られている。但し、ρは作動油の密度、Ｑはそ
の流量、Ｖｏは流出速度、Ｖｉは流入速度、θは作動油
の流出方向と流入方向のなす角度である。従って、図８
に示すようにスプール作用力Ｆｆは、相対速度ＶＰの絶
対値の増加に比例して単調に増加する関係を有してい
る。また、スプール作用力Ｆｆは、スプールバルブ開度
により、相対速度に対する感度が異なるので、図示する
ように各スプールバルブ開度に応じたスプール作用力Ｆ
ｆと相対速度ＶＰとの関係が用意されている。更には、
ピストンの伸び側と縮み側とでもスプール作用力Ｆｆと
相対速度ＶＰとの関係が別々に用意されている。

【００３７】一方、図２および図６に示したように、ス
テッピングモータ１４の回転運動をボールねじシャフト
７４の上下運動に変換してスプール７７を上下動させる
構造では、上記スプール作用力Ｆｆとステッピングモー
タ１４の発生トルクＴとの間にはＴ＝（Ｆｆ＊Ｐ）／
（２π＊η）の一次の関係が成立する。但し、Ｐはねじ
ピッチ、ηはねじ効率である。

【００３８】従って、作動油の移動によりスプール７７
に作用しているスプール作用力Ｆｆがステッピングモー
タ１４のディテントトルクを上回るか否か、すなわち何
等の処理を施さない場合にステッピングモータ１４が不
測の回転あるいは脱調をしてしまうか否かは、その時の
相対速度ＶＰ（ｎ）がスプールバルブ開度に応じた伸び
側上限値ＶＰ＋あるいは縮み側上限値ＶＰ−を上回るか
否かで判断することができるのである。

【００３９】そこで、ステップ１１２により現在の相対
速度ＶＰ（ｎ）が現在のスプールバルブ開度に応じた伸
び側上限値ＶＰ＋よりも大きな値であるか否かを図８の
マップデータと比較判断し、それ以上であると判定され
た場合にはステッピングモータ１４に脱調の可能性があ
るとして現在の回転位置を保持するための通電を実行す
る保持励磁モード（ステップ１１４）を実行して本ルー
チンの処理を終了する。具体的に説明すると、ステップ
１００で読み込んだ現在の減衰力ステップ数が例えば９
であれば、ロータ５５を中間停止位置「９」に停止保持
するようにコイル６４，６５に通電してこれを励磁す
る。この励磁により、ロータ５５は中間停止位置「９」
に励磁保持され、スプール７７は減衰力ステップ数が９
となるスプールバルブ開度の位置で停止保持される。ま
た、現在の相対速度ＶＰ（ｎ）が比較される伸び側上限
値ＶＰ＋は、ステップ１００で読み込んだ現在の減衰力
ステップ数に応じて決定され、本実施例では、この現在
の減衰力ステップ数が５〜９の場合には図中Ａで表され
る軌跡で示され、現在の減衰力ステップ数が０〜４およ
び１０〜１５の場合には図中Ｂで表される軌跡で示され
る。なお、各減衰力ステップ数ごとに伸び側上限値ＶＰ
＋の軌跡を定めてもよいことは勿論である。

【００４０】一方、ステップ１１２により現在の相対速
度ＶＰ（ｎ）が伸び側上限値ＶＰ＋以下であると判定さ
れた場合には、次に現在のスプールバルブ開度に応じた
縮み側上限値ＶＰ−よりも小さな値であるか否かを図８
のマップデータと比較判断し（ステップ１１６）、ＶＰ
（ｎ）＜ＶＰ−であると判定されたときには前記同様に
ステッピングモータ１４に脱調の可能性があるとして前
記ステップ１１４を実行する。

【００４１】ステップ１１６にてＶＰ（ｎ）がＶＰ−以
上であると判断されたときは、現在の相対速度ＶＰ
（ｎ）が伸び側上限値ＶＰ＋と縮み側上限値ＶＰ−の間
にあってステッピングモータ１４には脱調の可能性がな
いと判断できる。そこで、ＣＰＵの処理は通常の減衰力
制御モード（ステップ１１８）へと移行し、良好なサス
ペンション特性を維持するために最適な減衰力となるよ
うにステッピングモータ１４の回転角度を適宜変更する
励磁電流を出力する。具体的に説明すると、舵角センサ
３４，車速センサ３５等からの入力に基づいて目標減衰
力ステップ数ＳＭを算出し、ステップ１００で読み込ん
だ現状減衰力ステップ数Ｓ０がこの目標減衰力ステップ
数ＳＭに一致するようにコイル６４，６５に励磁電流を
出力する。なお、この算出した目標減衰力ステップ数Ｓ
ＭはＲＡＭに書き込まれ、次回の本ルーチンにおける現
状減衰力ステップ数Ｓ０とされる。

【００４２】以上説明したように本実施例のサスペンシ
ョン制御装置１０では、車両への搭載性，重量，メンテ
ナンス性等に優れたステッピングモータの回転制御によ
りサスペンション減衰力の制御が達成されることは勿論
のこと、ばね上部材とばね下部材との相対速度ＶＰ
（ｎ）が増大してステッピングモータ１４に脱調を引き
起こしてしまうほどのスプール作用力Ｆｆを発生させる
場合には、ステッピングモータ１４の回転位置を保持す
る保持励磁制御を実行して、ステッピングモータ１４の
不測の回転や脱調を防止することができる。つまり、ス
テッピングモータ１４の励磁電流が零のときの発生トル
クであるディテントトルクのみによって不測の回転や脱
調を防止するのではなく、現在の回転位置を保持するた
めの励磁電流をステッピングモータ１４に積極的に通電
することでトルクを増大させ、この不測の回転や脱調を
未然に防止することができる。これにより、ステッピン
グモータが不測の回転に抗する力として、従来のディテ
ントトルクと比較して数倍〜数十倍大きな力である保持
力を利用することが可能となり、ばね上部材とばね下部
材との相対速度ＶＰ（ｎ）に略比例した極めて大きな力
に対処することができる。

【００４３】従って、減衰力制御の中断を余儀なくされ
ていたばね上部材とばね下部材との相対速度ＶＰ（ｎ）
の上限を一気に数倍〜数十倍にまで引き上げることがで
きる。このため、この上限の引き上げにより減衰力制御
の中断頻度が少なくなり、好適な乗り心地を維持でき
る。また、相対速度の上限をそれほどまでに引き上げる
ことが必要でない場合には、より小型でかつ安価なステ
ッピングモータ１４を駆動源として採用することが可能
となり、サスペンション装置をより小型かつ安価に製造
することができ、設計の自由度も大きくなる。

【００４４】また、本実施例では、伸び側上限値ＶＰ
＋、縮み側上限値ＶＰ−と比較される相対速度ＶＰ
（ｎ）に加速度ＡＣに応じた重み付けを行なっている
（ステップ１１０）。このため、急激なストローク変化
に対しても制御遅れを発生することなく、極めて良好な
応答性をもって減衰力の保持および変更を行うことがで
きる。更には、この上限値を伸び側と縮み側とで区別し
ているので、よりきめ細かな減衰力制御を行うことがで
きる。

【００４５】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの様な実施例になんら限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施
例ではボールねじを用いてステッピングモータ１４の回
転運動を直線運動に変換しているが、通常のねじを利用
してもよい。また、その様な運動変換を行なうことな
く、スプールバルブに代えてロータリーバルブを用いて
作動油通路の有効通路面積を変更する構成としてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のサスペンション制御装置１０の全体構
成を概略的に示すブロック図。

【図２】サスペンション制御装置１０の減衰力可変機構
をステッピングモータ１４周辺について縦断面視した縦
断面図。

【図３】減衰力可変機構におけるストッパ部材５６の平
面拡大図。

【図４】減衰力可変機構におけるロータコア６７の底面
拡大図。

【図５】ステッピングモータ１４のロータ５５の軸線Ａ
回りの初期位置と最大回転位置を、固定ストッパ５６ａ
とストッパ６７ａとを関連付けて説明するための説明
図。

【図６】スプール７７の上下移動と作動油の流れの関係
を説明するための説明図。

【図７】実施例のサスペンション制御装置１０が行う減
衰力変更ルーチンを示すフローチャート。

【図８】ばね上部材とばね下部材の相対速度とスプール
７７に作用する力との関係を示す説明図。

【符号の説明】

１０…サスペンション制御装置 １１ａ〜１１ｄ…ショックアブソーバ １２ａ〜１２ｄ…主エアーチャンバ １３ａ〜１３ｄ…副エアーチャンバ １４…ステッピングモータ １５…アクチュエータ １６…電動モータ １７…コンプレッサ ２３ａ〜２３ｄ…第１電磁切換弁 ２４…第２電磁切換弁 ３１ａ〜３１ｄ…ストロークセンサ ３２…モードスイッチ ３３…ブレーキスイッチ ３４…舵角センサ ３５…車速センサ ３６…ヨーレートセンサ ３７…マイクロコンピュータ ３８…スロットル開度センサ ３９…シフトセンサ ４０…ピストン ４１…上下Ｇセンサ ５０…ピストンロッド ５１…ロッドエンド部材 ５４…ステータ組立体 ５５…ロータ ５６…ストッパ部材 ５６ａ…固定ストッパ ５８〜６１…ステータ磁極部材 ６４，６５…コイル ６７…ロータコア ６７ａ…ストッパ ７１，７２…永久磁石 ７３…ボールねじ装置 ７４…ボールねじシャフト ７７…バルブ要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−247122（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−258527（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262719（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−108728（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−38213（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−102740（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−186658（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/015

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のばね上部材とばね下部材との間に
   配設されたサスペンション特性変更機構の減衰力を、ス
   テッピングモータの回転制御を通した作動流体の流通制
   御によって変更するサスペンション制御装置において、 前記作動流体の流通状況を反映したパラメータを検出す
   る検出手段と、 該検出手段の検出結果が、回転制御を受けた前記ステッ
   ピングモータの回転位置に基づく前記作動流体の流通状
   況に応じて変更して定められる所定の値以上となったと
   き、前記ステッピングモータによる前記減衰力の変更を
   禁止して、前記ステッピングモータの現在の回転位置を
   保持する保持励磁制御を実行する保持制御手段と、 を備えることを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のサスペンション制御装置
   であって、 前記検出手段は、前記ばね上部材とばね下部材との相対
   速度を前記パラメータとして検出する相対速度検出手段
   を有するサスペンション制御装置。