JP3613652B2

JP3613652B2 - 車両用サスペンション装置の減衰力制御装置

Info

Publication number: JP3613652B2
Application number: JP24525996A
Authority: JP
Inventors: 修一武馬; 克幸佐野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JPH1086621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ばね上部材とばね下部材との間にばね装置と減衰力発生機構とを設けた車両用サスペンション装置に係り、特に減衰力発生機構による減衰力を制御して、ばね上部材のばね下部材に対する振動を抑制する減衰力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特開平８−１０４１２０号公報に示されているように、オリフィスの開度を変更することにより作動油の移動による減衰力を変更可能な減衰力発生機構をばね上部材とばね下部材との間に設け、ばね上部材の絶対空間に対する上下方向の絶対速度を検出するとともに、ばね上部材のばね下部材に対する相対速度を検出して、次のようなスカイフック理論に従った方法でばね上部材のばね下部材に対する振動を抑制する方法はよく知られている。すなわち、前記両速度方向が不一致であるとき（減衰力発生機構が縮み状態にありかつばね上部材が上方へ変位状態にあるとき、又は減衰力発生機構が伸び状態にありかつばね上部材が下方へ変位状態にあるとき）、ばね上部材の振動状態が加振領域であるとみなして減衰力発生機構の減衰力を小さく保つ。また、前記両速度の速度方向が一致しているとき（減衰力発生機構が縮み状態にありかつばね上部材が下方へ変位状態にあるとき、又は減衰力発生機構が伸び状態にありかつばね上部材が上方へ変位状態にあるとき）、ばね上部材の振動状態が制振領域であるとみなして前記減衰力発生機構の減衰力を大きな側に切り換える（図１１参照）。
【０００３】
また、例えば特開平５−４４７５８号公報に示されているように、ばね下部材に永久磁石を固定するとともに、ばね上部材に前記磁石に対向させてコイルを固定しておき、前記コイルを短絡又は前記コイルに通電することにより、ばね上部材のばね下部材に対する相対変位を電磁力により制御して、ばね上部材のばね下部材に対する振動を抑制することも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の従来装置にあっては、前記絶対速度及び相対速度を検出するための検出手段はフィルタ等の位相ずれが生じる回路が含まれていたり、路面の凹凸の影響を連続して受け続けたり、タイヤによるばね下部材の振動が影響したり、ばね上部材とばね下部材を連結する連結部材の特性が影響したりして、前記制振領域及び加振領域を理論通りに厳格に分離することは難しい。特に、加振領域と制振領域との境界を確実に分離することは難しい。そのために、ばね上部材の振動状態が本来加振領域であるにもかかわらず、減衰力が大きな側に切り換わってしまう場合もあり、この場合には振動の抑制に悪影響を与えるばかりか、車両の乗り心地も悪化する。
【０００５】
また、後者の従来技術においては、ばね上部材のばね下部材に対する振動を抑制する具体的方法までは示されていない。そして、前者のような振動抑制方法を後者の電磁力を用いた減衰力制御装置に適用した場合には、前記加振領域と制振領域の境界の問題はより顕著である。すなわち、前者のようにオリフィス開度を変更して減衰力を切り換える減衰力発生機構にあっては、ばね上部材のばね下部材に対する相対速度に比例した減衰力を発生するとともに、オリフィス開度を変更するためのアクチュエータの応答性の悪さから、減衰力の切り替わりに遅れが生じ、前記加振領域と制振領域との境界の誤判定が大きな問題になることはない。しかし、後者の電磁力を利用したものでは、減衰力の切換えが応答性よく行われるので、前記加振領域と制振領域との境界の誤判定が大きな問題となる。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、ばね上部材の振動状態における加振領域と制振領域とを判別し、制振領域にて減衰力発生機構の減衰力を大きな側に切り換える車両用サスペンション装置の減衰力制御装置を改良したものである。
【０００７】
路面からの外力により発生したばね上部材の加振後における上下振動は、基本的には単振動となる。そして、加振時にはばね上部材が路面の影響をなるべく受けないようにし、加振後にはばね上部材の振動をなるべく早く減衰させることが、前記加振領域と制振領域とを判別して減衰力を制御する方法の目的でもある。この基本的なばね上部材の振動を考えると、ばね上部材の絶対空間に対する絶対速度は、常にばね上部材のばね下部材に対する相対速度と同じになる。したがって、前記絶対速度と相対速度とは同一方向であり、かつその速度比は「１」になるはずである。
【０００８】
本発明は、この「１」になるべき速度比に着目してなされたもので、その特徴は、前記絶対速度と前記相対速度の速度比を計算して、同計算した速度比が、ばね上部材の振動において加振領域に対する制振領域の上下の境界をそれぞれ表す値であって「１」を挟む予め決められた正の下限値と正の上限値との間にあるかを判定する判定手段と、前記計算した速度比が前記下限値と上限値との間にあると判定手段により判定されたとき減衰力発生機構によって発生される減衰力を大きな値に設定制御し、かつ前記計算した速度比が前記下限値と上限値との間にないと判定手段により判定されたとき減衰力発生機構によって発生される減衰力を小さな値に設定制御する減衰力制御手段とを設けたにある。この場合、前記正の下限値は「０．５」〜「０．８」の間の値であり、かつ前記正の上限値は「１．２」〜「１．５」の間の値であるとよい。また、前記正の下限値及び正の上限値が、それぞれ「０．７」及び「１．３」であるとさらによい。
【０００９】
この発明によれば、下限値及び上限値を適宜定めることにより、ばね上部材がばね下部材に対して上下に単振動している前記制振領域の典型的な状態すなわち前記速度比が「１」の状態及びそれに近い状態が判定されるとともに（図１２参照）、同判定時にばね上部材のばね下部材に対する振動が抑制される。したがって、前記加振領域と制振領域との境界において減衰力発生機構の減衰力を大きく設定するようなことがなくなり、制振領域にあるばね上部材の振動のみを正確に減衰させることができて、ばね上部材のばね下部材に対する振動の抑制が良好に行われるとともに、車両の乗り心地が悪化することもない。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記減衰力発生機構を、前記ばね上部材及び前記ばね下部材のうちの一方に固定した磁石と、同ばね上部材及び同ばね下部材のうちの他方に前記磁石に対向する位置にて固定したコイルとで構成するとともに、前記減衰力制御手段は前記コイルの通電量を変更することにより前記減衰力発生機構による減衰力の大きさを制御するものである。
【００１１】
このように、減衰力が高い応答性で発生される磁石とコイルとの電磁力を利用した減衰力発生機構を採用した場合には、加振領域にて減衰力が大きな側に切り換えられない効果がより顕著になり、前記減衰力の発生の高い応答性により、ばね上部材のばね下部材に対する振動の抑制がより良好に行われるとともに、車両の乗り心地がより良好になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明すると、図１は車両用サスペンション装置の全体を部分破断図により示しており、図２は同図の中央部分を拡大して示している。このサスペンション装置は、ばね上部材としての車体ＢＤとばね下部材としてのロアアームＬＡとの間に配設された第１の減衰力発生機構Ａ１、エアばね装置Ａ２及び第２の減衰力発生機構Ａ３を備えている。
【００１３】
第１の減衰力発生機構Ａ１は、油圧力により車体ＢＤのロアアームＬＡに対する振動を減衰させるもので、同軸的に配置したアウタシリンダ１１及びインナシリンダ１２と、両シリンダ１１，１２に軸方向に進退可能に組み付けたピストンロッド１３とを備えている。アウタシリンダ１１は、その下端にてロアアームＬＡに図示しないブッシュを介して組み付けられている。インナシリンダ１２は、その上端にて環状の支持プレート１４を介してアウタシリンダ１１の上部内周面上に液密的に支持されており、その下端にてアウタシリンダ１１の下部内周面上に図示しない支持部材を介して支持されている。ピストンロッド１３はアウタシリンダ１１から上方に延出されており、その上端にて、ネジ１５，１５により車体ＢＤに固定したアッパサポート１６を介して車体ＢＤに組み付けられている。アッパサポート１６は、ゴム等の弾性材料を内蔵しており、ピストンロッド１３の車体ＢＤに対する傾きが若干変化することを許容する。
【００１４】
インナシリンダ１２内は、ピストンロッド１３の外周面に固定されてインナシリンダ１２の内周面上を液密的に軸方向に摺動するメインピストン１７により上下室Ｒ１，Ｒ２に区画されている。上下室Ｒ１，Ｒ２は作動液（作動油）で満たされており、下室Ｒ２はアウタシリンダ１１とインナシリンダ１２との間に形成された環状室Ｒ３にインナシリンダ１２の下端にて連通している。環状室Ｒ３には気体も封入されており、同室Ｒ３はピストンロッド１３の進退に伴うインナシリンダ１２の上下室Ｒ１，Ｒ２内における作動液の体積変化を吸収するようになっている。
【００１５】
メインピストン１７には上下室Ｒ１，Ｒ２を連通させてなる固定オリフィス（図示しない）が設けられており、同オリフィスはピストンロッド１３の上下動に伴い減衰力を発生する。メインピストン１７の下方であってピストンロッド１３の外周面には、サブピストン１８がインナシリンダ１２の内周面との間に多少のクリアランスを設けて固定されている。サブピストン１８内には、上下室Ｒ１，Ｒ２を連通させてなる可変オリフィス（図示しない）が設けられており、同可変オリフィスの開度がピストンロッド１３の上端に設けた減衰力切換え用のアクチュエータ２１により切り換えられるようになっている。なお、可変オリフィスの開度を調整するための弁部材（図示しない）は、ピストンロッド１３内に設けた連結機構を介してアクチュエータ２１により駆動される。メインピストン１７の上方であってピストンロッド１３の外周上には、リバウンドストッパ２２が組み付けられており、同ストッパ２２は車体ＢＤのリバウンドに伴うピストンロッド１３の上方への変位を支持プレート１４との当接により弾性的に規制するようになっている。
【００１６】
エアばね装置Ａ２は、空気圧により車体ＢＤをロアアームＬＡに対して弾性的に支持するもので、円筒状の上部ケース２３及び下部ケース２４と、両ケース２３，２４を気密的に連結する連結ケース２５とを備え、これらのケース２３〜２５によりアウタシリンダ１１及びピストンロッド１３の外周上に空気室Ｒ４を形成している。この空気室Ｒ４には、電気的に制御される吸気及び排気装置（図示しない）が接続され、同室Ｒ４内の空気量が調整されるようになっている。
【００１７】
上部ケース２３は可撓性を有する樹脂で成形されており、その上面にてアッパサポート２６及び支持プレート２７を介して車体ＢＤに支持されるとともに、支持プレート２７を介してピストンロッド１３の上端部外周面上に気密的に固定されている。アッパサポート２６は、ゴム等の弾性材料を内蔵しており、上部ケース２３の車体ＢＤに対する傾きが若干変化することを許容する。支持プレート２７の下面には、ゴム製のバウンドストッパ２８が組み付けられており、同ストッパ２８はアウタシリンダ１１の上面に固着した環状のストッパプレート３１との当接により車体ＢＤのバウンドを弾性的に規制する。下部ケース２４も樹脂により成形されており、その下部内周面上にて、アウタシリンダ１１の外周面上に溶接固定した円筒部材３２の外周面上に気密的に固定されている。連結ケース２５は弾性に富むゴムを主体としたダイヤフラムにより構成されており、その上端部にてかしめリング３３により上部ケース２３の下端部外周面上に気密的に固着されているとともに、その下端部にてかしめリング３４により下部ケース２４の上部外周面上に気密的に固着されている。
【００１８】
第２の減衰力発生機構Ａ３は、車体ＢＤのロアアームＬＡに対する振動を電磁力により減衰させるもので、磁石（永久磁石）３５，３６及びコイル３７を有する。磁石３５，３６は環状に形成されており、円筒状に非磁性材料で成形された支持部材３８の外周面上に上下方向を軸線方向として固定されている。支持部材３８は、下部ケース２４の上端面に立設固定されている。磁石３５の下端面及び磁石３６の上端面は一方の磁極（例えばＳ極）に、磁石３５の上端面及び磁石３６の下端面は他方の磁極（例えばＮ極）に磁化されている。支持部材３８の上端部内周面上には環状のリブ４１が固定されており、同リブ４１はその内周面上にてストッパプレート３１の外周面上に当接しており、支持部材３８がアウタシリンダ１１の上端部外周面上に隔離して支持されるようにしている。また、リブ４１の周方向の適宜複数箇所には上下に連通する穴４１ａが設けられており、ストッパプレート３１の上下の部屋を連通させている。
【００１９】
コイル３７は、ピストンロッド１３の延設方向を軸方向とする複数のコイルＣ１〜Ｃ１５からなり、円筒状に樹脂で成形したケーシング４２内にそれぞれ樹脂製のスペーサ４３を介して軸方向に沿って等間隔に組み込まれて、磁石３５，３６の外周面上に対向して配置されている。コイル３７はリード線３７ａを介して上部ケース２３外に導かれている。スペーサ４３の内周面上にはテフロン等の滑り易い樹脂を塗布したコーティング層４４が設けられ、同層４４は下部ケース２４及び支持部材３５の各上端部外周面に同一樹脂を塗布したコーティング層４５，４６との協働により、コーティング層４４とコーティング層４５，４６が接触しても大きな摩擦力が作用しないようにしてある。なお、上部ケース２３の内周面上に周方向の適宜箇所にてリブ４７が設けられ、ケーシング４２を適宜箇所にて上部ケース２３の内周面上に支持している。このように構成したコイル３７、ケーシング４２及びスペーサ４３からなるコイルアセンブリは、上記連結ケース２５の上部ケース２３へのかしめリング３３によるかしめ時に、円筒状に形成したゴムシート４８を介して上部ケース２３の内周面上に固定されている。
【００２０】
次に、上記のように構成したサスペンション装置を制御するための電気制御装置について説明すると、図３はこの電気制御装置の全体をブロック図により示している。
【００２１】
この電気制御装置は、加速度センサ５１、車高センサ５２、横加速度センサ５３及び車速センサ５４を備えている。加速度センサ５１は、車体ＢＤに組み付けられて車体ＢＤの絶対空間に対する上下方向の加速度を検出して、同検出加速度を絶対加速度Ｘ２”を表す検出信号として出力する。車高センサ５２は、車体ＢＤとロアアームＬＡとの間に設けられてロアアームＬＡに対する車体ＢＤの高さを検出して、同検出高さを相対変位量Ｘ２１を表す検出信号として出力する。なお、絶対加速度Ｘ２”及び相対変位量Ｘ２１は上方を正とし、下方を負とする。横加速度センサ５３は車体ＢＤに組み付けられて車体ＢＤの横方向の加速度を横加速度Ｇｙとして検出して、同横加速度Ｇｙを表す検出信号を出力する。車速センサ５４は車速Ｖを検出して、同車速Ｖを表す検出信号を出力する。
【００２２】
これらの各センサ５１〜５４はそれぞれマイクロコンピュータ５５に接続されている。マイクロコンピュータ５５は後述するプログラムを実行することによりサスペンション装置を制御して、車高及び減衰力を制御する。このマイクロコンピュータ５５には、車高制御用の駆動回路５６、減衰力切り換え用の駆動回路５７及びコイル３７に対する通電用の駆動回路５８がそれぞれ接続されている。駆動回路５６は、空気室Ｒ４に対する空気の給排を制御するための吸気及び排気装置（図示しない）内に設けられた車高制御用のアクチュエータ６０を駆動制御する。駆動回路５７は、減衰力切り換え用のアクチュエータ２１を駆動制御する。
【００２３】
駆動回路５８は、複数のコイル３７の通電及び非通電を制御するもので、図４に示すように、各コイル３７（上から下へＣ１〜Ｃ１５の符号を付してある）に対して４個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４でそれぞれ構成されている。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はＰＮＰ型で構成されるとともに、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はＮＰＮ型で構成され、電源＋Ｖと接地間に直列接続されて各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３とＴｒ２，Ｔｒ４の各接続点に各コイル３７の両端がそれぞれ接続されている。この場合、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４に制御電圧を付与して両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を同時にオンさせることにより図示実線矢印方向に電流が流れて、磁束はコイル３７を下から上に通過する（コイル３７の上方がＮ極に、下方がＳ極に磁化された磁石と等価）。一方、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３に制御電圧を付与して両トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３を同時にオンさせることにより図示破線矢印方向に電流が流れて、磁束はコイル３７を上から下に通過する（コイル３７の上方がＳ極に、下方がＮ極に磁化された磁石と等価）。以下、前者の通電状態を順方向通電といい、後者の通電状態を逆方向通電という。
【００２４】
次に、上記のように構成したサスペンション装置の動作を、第１の減衰力発生機構Ａ１による減衰力の制御、エアばね装置Ａ２による車高調整、第２の減衰力発生機構Ａ３による減衰力の制御の順に説明するが、前記２つの制御は本願発明に直接関係しないので簡単に説明しておく。
【００２５】
第１の減衰力発生機構Ａ１による減衰力の制御においては、マイクロコンピュータ５５は、まず横加速度センサ５３及び車速センサ５４から横加速度Ｇｙ及び車速Ｖをそれぞれ入力する。そして、車速Ｖが増加するに従って横加速度Ｇｙが減少する特性カーブを表すマイクロコンピュータ５５に内蔵のＶ−Ｇｙマップ（図示しない）を参照して、車速Ｖ及び横加速度Ｇｙによって決まる座標点が前記特性カーブの下側に位置すればアクチュエータ２１を駆動制御して、第１の減衰力発生機構Ａ１による減衰力をソフト状態に設定する。また、車速Ｖ及び横加速度Ｇｙによって決まる座標点が前記特性カーブの上側に位置すればアクチュエータ２１を駆動制御して、第１の減衰力発生機構Ａ１による減衰力をハード状態に設定する。これにより、車両の急旋回時などの車両の姿勢変化が抑制されて、車両の操安性が良好になる。
【００２６】
また、エアばね装置Ａ２による車高調整においては、マイクロコンピュータ５５は、まず車高センサ５２から車高を表す相対変位量Ｘ２１を入力する。そして、前記入力した相対変位量Ｘ２１が基準値より大きければ、車高制御用のアクチュエータ６０を駆動制御してエアばね装置Ａ２の空気室Ｒ４内の空気を外部へ排出する。また、相対変位量Ｘ２１が基準値より小さければ、車高制御用のアクチュエータ６０を駆動制御して、エアばね装置Ａ２の空気室Ｒ４内に空気を供給する。これにより、上部ケース２３及びピストンロッド１３のロアアームＬＡに対する上下動に連動して、車体ＢＤも上下動し、車体ＢＤのロアアームＬＡに対する高さは常にほぼ一定に保たれる。
【００２７】
次に、第２の減衰力発生機構Ａ３による減衰力の制御について説明すると、この制御は図５のステップ１１０〜１２８からなるプログラムの実行により行われる。マイクロコンピュータ５５は、このプログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行し、ステップ１００の開始後、ステップ１０２にて加速度センサ５１及び車高センサ５２から絶対加速度Ｘ２”及び相対変位量Ｘ２１を表す各検出信号をそれぞれ入力する。次に、ステップ１０４にて、検出絶対加速度Ｘ２”を時間積分することにより車体ＢＤの絶対空間に対する絶対速度Ｘ２’（上方を正とし、下方を負とする）を計算するとともに、相対変位量Ｘ２１を時間微分することにより車体ＢＤのロアアームＬＡに対する相対速度Ｘ２１’（上方向（伸び方向）を正とし、下方向（縮み方向）を負とする）を計算する。
【００２８】
次に、ステップ１０６にて絶対速度Ｘ２’を相対速度Ｘ２１’で除して速度比Ｘ２’／Ｘ２１’を計算し、同計算した速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が下限値ａ０以上かつ上限値ａ１以下であるかを判定する。この判定は、ばね上部材の振動状態が確実に制振領域にあることを判定するもので、下限値ａ０及び上限値ａ１は、次の理由により「１」を挟む正の値、例えば「０．５」〜「０．８」及び「１．２」〜「１．５」の各間の値にそれぞれ選定される。好ましくは、「０．７」及び「１．３」にそれぞれ設定される。
【００２９】
すなわち、加振領域とは、第１の減衰力発生機構Ａ１が縮み状態にありかつ車体ＢＤが上方へ変位している状態、又は同機構Ａ１が伸び状態にありかつ車体ＢＤが下方へ変位している状態、すなわち絶対速度Ｘ２’と相対速度Ｘ２１’の正負の符号が異なる状態を意味する。また、制振領域とは、第１の減衰力発生機構Ａ１が縮み状態にありかつ車体ＢＤが下方へ変位している状態、又は同機構Ａ１が伸び状態にありかつ車体ＢＤが上方へ変位している状態、すなわち絶対速度Ｘ２’と相対速度Ｘ２１’が共に正又は負である状態を意味する。一方、ばね下部材が静止しかつばね上部材が上下に単振動している典型的な制振状態においては、前記速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が「１」になることに着目するとともに、絶対加速度Ｘ”及び相対変位量Ｘ２１を検出するための加速度センサ５１及び車高センサ５２にフィルタ等の位相ずれが生じる回路が含まれていたり、路面の凹凸の影響を連続して受け続けたり、タイヤによるロアアームＬＡの振動が影響したり、車体ＢＤとロアアームＬＡを連結する連結部材の特性が影響したりすることを考慮すれば、図１２のハッチングを付した部分が車体（ばね上部材）ＢＤの振動状態における加振領域を含まない確実な制振領域に対応する。
【００３０】
ふたたび、フローチャートの説明に戻り、速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が下限値ａ０以上かつ上限値ａ１以下であれば、ステップ１０６における「ＹＥＳ」との判定のもとにステップ１０８〜１１６，１２４からなる処理を実行する。速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が下限値ａ０未満又は上限値ａ１より大きければ、ステップ１０６における「ＮＯ」との判定のもとにステップ１１４，１１８〜１２６からなる処理を実行する。
【００３１】
いま、車体ＢＤの振動が小さくて絶対速度Ｘ２’の絶対値｜Ｘ２’｜が小さければ、速度比Ｘ２’／Ｘ２１’の値にかかわらず、ステップ１０８又はステップ１１８にて予め定めた基準値Ｖ１又は基準値Ｖ２未満であると判定して、ステップ１１６又は１２６にて全てのコイル３７の通電を解除する。これにより、磁石３５，３６とコイル３７との間には電磁力による車体ＢＤの振動に対する抑制力が作用しないので、車両の乗り心地が良好に保たれる。
【００３２】
また、路面からの外力により車体ＢＤが振動して絶対速度Ｘ２’の絶対値｜Ｘ２’｜が基準値Ｖ１以上になり、このとき速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が下限値ａ０以上かつ上限値ａ１以下であれば、ステップ１０６，１０８における「ＹＥＳ」との判定のもとに、ステップ１１０にて通電電流値Ｉを予め決められている最大電流値Ｉ_ＭＡＸに設定して、ステップ１１２，１１４，１２４の処理により通電マップに基づいて相対変位量Ｘ２１に対応したコイルを通電制御する。通電マップは、図６に示すように、磁石３５，３６に対するコイル３７の相対的な各上下位置に対応させて、全コイル３７（Ｃ１〜Ｃ１５）のうちで通電すべき６個のコイル３７を示している。この場合、磁石３５，３６の各長さはコイル３７の３個分の幅にほぼ等しく設定されており、具体的には、磁石３５に関しては、対向する３つのコイル３７よりも一つ分ずつ上にずれた３つのコイル３７が通電される。また、磁石３６に関しては、対向する３つのコイル３７よりも一つ分ずつ下にずれた３つのコイル３７が通電される。
【００３３】
この場合、コイル３７の磁石３５，３６に対する相対位置は車体ＢＤのロアアームＬＡに対する高さに対応しており、この相対的な高さは相対変位量Ｘ２１として検出されているので、この検出相対変位量Ｘ２１により通電すべきコイル３７を決定できる。図６の縦軸は、車体ＢＤのロアアームＬＡに対する基準高さ位置を「０」として表し、同基準高さより高い側（第１の減衰力発生機構Ａ１の伸び側）を順次＋ａ１，＋ａ２，＋ａ３として表し、同基準高さより低い側（第１の減衰力発生機構Ａ１の縮み側）を順次−ａ１，−ａ２，−ａ３，−ａ４として表している。したがって、車体ＢＤがロアアームＬＡに対して順次高くなるにしたがって、通電されるコイル３７は高い位置にあるコイル３７から順次低い位置にあるコイル３７、すなわちコイルＣ１からＣ１５側に移動する。
【００３４】
また、これらのステップ１１２，１１４，１２４の処理はコイル３７に対する通電方向も制御しており、絶対速度Ｘ 2'が正であれば、すなわち車体ＢＤが上方へ変位しているときには、ステップ１１４にて６個のコイルが逆方向に通電される。これによれば、通電されたコイル３７を通過する磁束の向きは図７(Ａ)に示すようになり、コイルアセンブリ及び車体ＢＤは磁力により下方向に付勢される。また、絶対速度Ｘ 2'が負であれば、すなわち車体ＢＤが下方へ変位しているときには、ステップ１２４にて６個のコイル３７が順方向に通電される。これによれば、通電されたコイル３７を通過する磁束の向きは図７(Ｂ)に示すようになり、コイルアセンブリ及び車体ＢＤは磁力により上方向に付勢される。したがって、この車体ＢＤの振動状態では、最大の通電電流値Ｉ（＝ＩMAX）による大きな抑制力が車体ＢＤの振動に対して作用する。
【００３５】
さらに、路面からの外力により車体ＢＤが振動して絶対速度Ｘ2’の絶対値｜Ｘ2’｜が基準値Ｖ2以上になり、このとき速度比Ｘ2’／Ｘ21’が下限値ａ0未満又は上限値ａ1より大きければ、ステップ１０６，１１８における「ＮＯ」、「ＹＥＳ」との判定のもとに、ステップ１２０にて通電電流値Ｉを予め決められている最大電流値ＩMAXに係数Ｃ（＜１）を乗じた値Ｃ・ＩMAXに設定して、ステップ１２２，１１４，１２４の処理により前記と同様に通電マップに基づいて相対変位量Ｘ21に対応したコイルを通電制御する。したがって、この車体ＢＤの振動状態でも、車体ＢＤの振動に対して磁石３５，３６及びコイル３７による抑制力は作用するが、通電電流値Ｉ（＝Ｃ・ＩMAX）は最大電流値ＩMAXより小さいので、小さな抑制力が車体ＢＤの振動に対して作用する。
【００３６】
上記動作説明からも理解できるとおり、上記第１実施形態によれば、ステップ１０６〜１１４，１２４の処理により、車体ＢＤの上下振動が制振領域の典型的な状態である速度比Ｘ2’／Ｘ 21'を「１」とする状態及びそれに近い状態にて、車体ＢＤの変位が大きな抑制力で抑制される。また、それ以外のときには、ステップ１０６，１１８〜１２４，１１４の処理により、車体ＢＤの変位が小さな抑制力で抑制される。したがって、前記加振領域と制振領域との境界において第２の減衰力発生機構Ａ３の減衰力を大きく設定するようなことがなくなり、制振領域にある車体ＢＤの振動のみを正確に減衰させることができて、車体ＢＤのロアアームＬＡに対する振動の抑制が良好に行われるとともに、車両の乗り心地が良好に保たれる。さらに、前記減衰力は磁石３５，３６及びコイル３７による電磁力によってもたらされるので、減衰力の制御応答性が早くなり前記車体ＢＤの振動を速く減衰させることができる。
【００３７】
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、図３のマイクロコンピュータ５５が図５のプログラムに代えて図８のプログラムを実行する点、及び図６に示した通電マップに代えて図９に示した通電マップを用いる点でのみ上記第１実施形態と相違し、他の点では上記第１実施形態の場合と同じである。
【００３８】
図８のプログラムは、図５のプログラムのステップ１１２，１１４，１２２，１２４の処理をステップ１３０の処理に変更した点で上記第１実施例と相違する。ステップ１３０においては、マイクロコンピュータ５５に内蔵した通電マップに基づいて相対変位量Ｘ２１に対応したコイル３７を通電制御する。この通電マップも、図９に示すように、磁石３５，３６に対するコイル３７の相対的な各上下位置に対応させて、全コイル３７（Ｃ１〜Ｃ１５）のうちで順方向に通電すべきコイル３７と逆方向に通電すべきコイル３７とを示している。すなわち、磁石３５に関しては、対向する３つのコイル３７よりも一つ分ずつ上にずれた３つのコイル３７が逆方向に通電される。また、磁石３６に関しては、対向する３つのコイル３７よりも一つ分ずつ下にずれた３つのコイル３７が順方向に通電される。
【００３９】
前記のような通電により、通電されたコイル３７を通過する磁束の向きは図１０に示すようになり、コイルアセンブリ及び車体ＢＤには、それらを現在の位置に保持しようとする電磁力が作用する。そして、この力の大きさは、ステップ１１０，１２０の処理により設定された通電電流値Ｉに比例したものであるので、速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が下限値ａ０以上かつ上限値ａ１以下であるときには、最大の通電電流値Ｉ（＝Ｉ_ＭＡＸ）による大きな抑制力が車体ＢＤの振動に対して作用する。また、それ以外の状態では、車体ＢＤの振動に対して小さな抑制力が作用する。その結果、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様な効果が期待される。
【００４０】
Ｃ．その他の変形例
なお、上記第１及び第２実施形態においては、加速度センサ５１及び車高センサ５２により検出した絶対加速度Ｘ２”及び相対変位量Ｘ２１をそれぞれプログラム処理によって積分及び微分して絶対速度Ｘ２’及び相対速度Ｘ２１’を算出するようにしたが、前記積分及び微分演算をハード回路により行ったり、前記絶対速度Ｘ２’及び相対速度Ｘ２１’を直接センサにより検出するようにしてもよい。また、前記絶対速度Ｘ２’及び相対速度Ｘ２１’のうちの一方に関係した物理量を検出し、前記検出した物理量に基づいてカルマンフィルタなどの現代制御理論を用いて前記絶対速度Ｘ２’及び相対速度Ｘ２１’のうちの他方を推定することにより、前記両速度Ｘ２’，Ｘ２１’を検出するようにしてもよい。
【００４１】
上記第１及び第２実施形態においては、速度比Ｘ２’／Ｘ２１’が下限値ａ０以上かつ上限値ａ１以下にない状態にも、絶対速度Ｘ２’の絶対値｜Ｘ２’｜が基準値Ｖ１，Ｖ２以上であれば、コイル３７を通電制御するようにしたが、この状態ではコイル３７に対する通電を解除するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記第１及び第２実施形態においては、第２の減衰力発生機構Ａ３による減衰力を速度比Ｘ2’／Ｘ21’により制御するようにしたが、同速度比Ｘ2’／Ｘ21’により第１の減衰力発生機構Ａ１の減衰力を制御するようにしてもよい。この場合、速度比Ｘ2’／Ｘ21’が下限値ａ0以上かつ上限値ａ1以下のときアクチュエータ２１を制御して第１の減衰力発生機構Ａ１の減衰係数を大きく設定し、それ以外のとき同機構Ａ１の減衰係数を小さく設定すればよい。
【００４３】
また、上記第１及び第２実施形態においては、上部ケース２３側にゴムシート４８を介してコイルアセンブリを固定するとともに下部ケース２４に固定した支持部材３５に磁石３５，３６を固定するようにしたが、上部ケース２３側に磁石３５，３６を固定するとともに下部ケース２４に固定した支持部材３５又は下部ケース２４にコイルアセンブリを固定するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記第１及び第２実施形態においては、車体ＢＤをロアアームＬＡに対して弾性的に支持するばね装置としてエアばね装置Ａ２を採用したが、同ばね装置としてアウタシリンダ１１と車体ＢＤとの間にコイルばねからなるばね装置を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るサスペンション装置の全体を示す部分破断図である。
【図２】図１のサスペンション装置の中央部分の拡大図である。
【図３】図１のサスペンション装置を制御するための電気制御装置の全体ブロック図である。
【図４】図１〜図３のコイル及び同コイルの駆動回路を示す概略図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係り、図３のマイクロコンピュータにて実行されるプログラムのフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係り、通電マップにおける相対変位量Ｘ２１と通電コイルの関係を説明するための説明図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係り、磁石とコイルによる電磁力の発生状態を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係り、図３のマイクロコンピュータにて実行されるプログラムのフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係り、通電マップにおける相対変位量Ｘ２１と通電コイルの関係を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係り、磁石とコイルによる電磁力の発生状態を説明するための説明図である。
【図１１】ばね上部材の振動状態における加振領域と制振領域とを説明するためのタイムチャートである。
【図１２】本発明で利用されるばね上部材の制振領域を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
Ａ１…第１の減衰力発生機構、Ａ２…エアばね装置、Ａ３…第２の減衰力発生機構、１１…アウタシリンダ、１２…インナシリンダ、１３…ピストンロッド、１７…メインピストン、１８…サブピストン、２１…アクチュエータ、２３…上部ケース、２４…下部ケース、２５…連結ケース、３５，３６…磁石、３７…コイル、５１…加速度センサ、５２…車高センサ、５５…マイクロコンピュータ。

Claims

車両のばね上部材とばね下部材との間に設けられて、同ばね上部材を同ばね下部材に対して弾性的に支持するばね装置と、
前記ばね上部材と前記ばね下部材との間に設けられて、ばね上部材のばね下部材に対する振動を減衰させるための減衰力を発生する減衰力発生機構とを備えた車両用サスペンション装置において、
前記ばね上部材の絶対空間に対する上下方向の絶対速度を検出する絶対速度検出手段と、
前記ばね上部材の前記ばね下部材に対する相対速度を検出する相対速度検出手段と、
前記絶対速度と前記相対速度の速度比を計算して、同計算した速度比が、ばね上部材の振動において加振領域に対する制振領域の上下の境界をそれぞれ表す値であって「１」を挟む予め決められた正の下限値と正の上限値との間にあるかを判定する判定手段と、
前記計算した速度比が前記下限値と上限値との間にあると前記判定手段により判定されたとき前記減衰力発生機構によって発生される減衰力を大きな値に設定制御し、かつ前記計算した速度比が前記下限値と上限値との間にないと前記判定手段により判定されたとき前記減衰力発生機構によって発生される減衰力を小さな値に設定制御する減衰力制御手段と
を設けたことを特徴とする車両用サスペンション装置の減衰力制御装置。
前記正の下限値は「０．５」〜「０．８」の間の値であり、かつ前記正の上限値は「１．２」〜「１．５」の間の値である上記請求項１に記載した車両用サスペンション装置の減衰力制御装置。
前記正の下限値及び正の上限値は、それぞれ「０．７」及び「１．３」である上記請求項１に記載した車両用サスペンション装置の減衰力制御装置。
前記減衰力発生機構を、前記ばね上部材及び前記ばね下部材のうちの一方に固定した磁石と、同ばね上部材及び同ばね下部材のうちの他方に前記磁石と対向する位置にて固定したコイルとで構成するとともに、
前記減衰力制御手段は前記コイルの通電量を変更することにより前記減衰力発生機構による減衰力の大きさを制御するものである上記請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載した車両用サスペンション装置の減衰力制御装置。