JP6053602B2

JP6053602B2 - 液圧緩衝器

Info

Publication number: JP6053602B2
Application number: JP2013093985A
Authority: JP
Inventors: 柴原　和晶; 和晶柴原
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: CN104121319A; EP2796745A1; CN104121319B; EP2796745B1; JP2014214832A

Description

本発明は、液圧緩衝器に関する。

従来、ソレノイドによって駆動される伸び側減衰力発生機構および縮み側減衰力発生機構を備える減衰力調整式液圧緩衝器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２６４３６４号公報

ところで、減衰力調整式のユニフロー型油圧緩衝器を備える鉄道車両のセミアクティブダンパ制御システムにおいて、例えば、伸び側減衰力発生機構（以下、伸び側ソレノイドバルブ）の電磁ソレノイドバルブがソフト側で固着してしまうと（以下、ソフト固着）、ハード特性が必要な状態のときに所望の減衰力を発生させることができない。その結果、車体の揺れが大きくなり、車両の乗り心地ならびに走行安定性が低下する。

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、減衰力発生機構のソフト固着を検出することが可能な液圧緩衝器を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明の液圧緩衝器は、相対変位する部材間に介装される液圧緩衝器であって、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、前記シリンダ内を２室に区画するピストンと、一端が前記ピストンに連結されるとともに他端が前記シリンダ外へ延出するピストンロッドと、作動流体の流れを制御して伸び側の減衰力を調整するソレノイドによって駆動される伸び側減衰力発生機構と、作動流体の流れを制御して縮み側の減衰力を調整するソレノイドによって駆動される縮み減衰力発生機構と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、一方の前記部材に伝達される振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出値に応じて前記ソレノイドの制御電流値を調整し、前記伸び側減衰力発生機構および前記縮み側減衰力発生機構が発生する減衰力をハードとソフトとの間で調整する減衰力調整手段と、を有し、前記伸び側減衰力発生機構および前記縮み側減衰力発生機構がハード側に設定された状態で、前記振動検出手段の検出値が予め決められた値よりも大きい状態が一定時間継続していると判断した場合、前記伸び側減衰力発生機構または前記縮み側減衰力発生機構がソフト側で固着していると判定することを特徴とする。

本発明によれば、減衰力発生機構のソフト固着を検出することができる。

第１実施形態のユニフロー型油圧緩衝器（液圧緩衝器）を含むセミアクティブダンパ制御システムの説明図である。第１実施形態のユニフロー型油圧緩衝器の説明図であり、油圧緩衝器の軸平面による断面図である。第１実施形態の説明図であり、制御モードがセミアクティブ制御モード時のシステムの状態を示す図である。第１実施形態の説明図であり、制御モードがフェールモード時のシステムの状態を示す図である。第１実施形態の説明図であり、制御モードがパッシブモード時のシステムの状態を示す図である。第１実施形態を説明するための図表であり、各制御モードにおけるシステムの状態を示す図表である。第２実施形態を説明するための図表であり、各減衰力発生機構の減衰力線図、ならびに各減衰力発生機構の開弁圧力（作動圧力）を比較するための図表である。第２実施形態の説明図であり、制御モードがセミアクティブ制御モード時のシステムの状態を示す図である。第２実施形態の説明図であり、伸び側減衰力発生機構、縮み側減衰力発生機構およびパッシブ減衰力発生機構を含む平面によるバルブブロックの断面図である。第２実施形態の説明図であり、パイロット圧が供給された作動状態のパイロット型遮断弁の軸断面図である。第２実施形態の制御フローを示す図である。第２実施形態の説明図であり、第１作動状態における制御システムを示す図である。第２実施形態の説明図であり、第２作動状態における制御システムを示す図である。第２実施形態の説明図であり、第５作動状態における制御システムを示す図である。第２実施形態の説明図であり、第６作動状態における制御システムを示す図である。第３実施形態の説明図であり、制御モードがセミアクティブ制御モード時のシステムの状態を示す図である。第３実施形態の説明図であり、制御モードがフェールモード時のシステムの状態を示す図である。第３実施形態の説明図であり、伸び側減衰力発生機構がソフト固着したパッシブモード時のシステムの状態を示す図である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、第１実施形態では、液圧緩衝器として、鉄道車両のセミアクティブダンパ制御システムに使用されるユニフロー型油圧緩衝器（ダンパ）を例示するが、本発明の液圧緩衝器を限定することを意図していない。

図１は、第１実施形態のユニフロー型油圧緩衝器１を含むセミアクティブダンパ制御システム（以下、必要に応じて制御システム）の説明図である。図１に示されるように、制御システムは、鉄道車両の横方向（図１における左右方向）へ相対変位される台車３１と車体３２との間（部材間）に介装される油圧緩衝器１（液圧緩衝器）と、車体３２（一方の部材）に取り付けられる加速度センサ３３（振動検出手段）と、加速度センサ３３によって検出された検出値、すなわち、車体３２に伝達される振動に応じて油圧緩衝器１をセミアクティブ制御（例えば、スカイフック制御）する制御装置３４（制御手段）と、を有する。なお、車体３２は、台車３１との間に介装されたエアばね３５によって弾性支持される。制御手段は、振動検出手段と後述する減衰力調整手段とを有する。

図２に示されるように、油圧緩衝器１は、シリンダ２の外側にアウタチューブ３が設けられた２重筒構造であり、シリンダ２とアウタチューブ３との間にリザーバ４が形成される。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装され、ピストン５によってシリンダ２内が第１シリンダ室２Ａと第２シリンダ室２Ｂとの２つのシリンダ室に分画される。

ピストン５は、ピストンロッド６の一端（図２における右側の端部）に連結される。ピストンロッド６は、第１シリンダ室２Ａを貫通してシリンダ２及びアウタチューブ３の開口側（図２における左側）の端部に装着されたロッドガイド７に挿通され、他端（図２における左側の端部）がシリンダ２の外部へ延びる。シリンダ２のロッドガイド７が装着された側とは反対側の端部（図２における右側の端部）には、第２シリンダ室２Ｂとリザーバ４とを分画するベースバルブ８が装着される。さらに、シリンダ２内には作動油（作動流体）が封入され、リザーバ４内には作動油及びガスが封入される。

ピストン５は、第１シリンダ室２Ａと第２シリンダ室２Ｂとの間を連通する流路９と、流路９における作動油の第２シリンダ室２Ｂ側から第１シリンダ室２Ａ側への流通を許容するとともに第１シリンダ室２Ａ側から第２シリンダ室２Ｂ側への流通を阻止する逆止弁１０と、を有する。ベースバルブ８は、第２シリンダ室２Ｂとリザーバ４との間を連通する流路１１と、流路１１における作動油のリザーバ４側から第２シリンダ室２Ｂ側への流通を許容するとともに第２シリンダ室２Ｂ側からリザーバ４側への流通を阻止する逆止弁１２と、を有する。

油圧緩衝器１は、円筒状に形成されてシリンダ２の外周に嵌合される通路部材１３を有する。通路部材１３の内周面１３ｂには、周方向へ延びて軸線方向（図２における左右方向）に間隔をあけて配置された２つの環状溝（符号省略）が形成される。これにより、図２における左側の環状溝とシリンダ２の外周面２ａとの間には環状流路１５が形成され、図２における右側の環状溝とシリンダ２の外周面２ａとの間には環状流路１８が形成される。そして、環状流路１５は、シリンダ２の側壁に設けられた流路１６によって第１シリンダ室２Ａに連通され、環状流路１８は、シリンダ２の側壁に設けられた流路１９によって第２シリンダ室２Ｂに連通される。

図２に示されるように、アウタチューブ３と通路部材１３とは、環状流路１５に連通される接続管２１および環状流路１８に連通される接続管２２によって接続される。アウタチューブ３の外周面３ａには、減衰力発生装置２５が取り付けられる。なお、減衰力発生装置２５は、後述する伸び側減衰力発生機構２６と縮み側減衰力発生機構２７とを有する先行技術（例えば、特許文献１）の減衰力発生装置の基本構造を適用する。ここでは、明細書の記載を簡潔にするため、減衰力発生装置２５の周知の基本構造に係る説明を省く。

図３は、第１実施形態のユニフロー型油圧緩衝器１の減衰力発生装置２５を説明するための概略的な油圧回路図である。図３に示されるように、減衰力発生装置２５は、油圧緩衝器１の第１シリンダ室２Ａと第２シリンダ室２Ｂとを接続する流路３７を有する。流路３７には、第１シリンダ室２Ａから第２シリンダ室２Ｂへ向けて順に、フィルタ３８、伸び側減衰力発生機構２６および縮み側減衰力発生機構２７が配置される。なお、第１実施形態では、伸び側減衰力発生機構２６および縮み側減衰力発生機構２７として比例ソレノイドバルブが適用される。以下、必要に応じて、伸び側減衰力発生機構２６を比例ソレノイドバルブ２６、および縮み側減衰力発生機構２７を比例ソレノイドバルブ２７という。

減衰力発生装置２５は、流路３７における比例ソレノイドバルブ２６と比例ソレノイドバルブ２７との間に配置される分岐部３９と第２シリンダ室２Ｂとを接続する流路４０を有する。流路４０には、分岐部３９から第２シリンダ室２Ｂへ向けて順に、フィルタ４１、第２開閉弁４２（弁機構）が配置される。また、減衰力発生装置２５は、比例ソレノイドバルブ２６および比例ソレノイドバルブ２７をバイパスするバイパス通路４３を有する。バイパス通路４３には、流路３７との分岐部４４から分岐部４５へ向けて順に、パッシブ減衰力発生機構４６（以下、必要に応じてパッシブバルブ４６）、第１開閉弁４７（弁機構）が配置される。

なお、第２開閉弁４２には、ノーマリクローズ型の電磁ソレノイドバルブが適用される。また、第１開閉弁４７には、ノーマリオープン型の電磁ソレノイドバルブが適用される。さらに、パッシブバルブ４６には、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度に応じたパッシブ特性の減衰力を発生するリリーフバルブが適用される。また、上述した制御装置３４は、加速度センサ３３によって検出された加速度信号に応じて比例ソレノイドバルブ２６および比例ソレノイドバルブ２７の電磁ソレノイドの制御電流値を調整し、伸び側減衰力発生機構２６および縮み側減衰力発生機構２７が発生する減衰力をハード（側）とソフト（側）との間で調整する減衰力制御部（減衰力調整手段）を含む。

次に、第１実施形態の作用を説明する。
［セミアクティブ制御モード］
図３は、制御装置３４による減衰力発生装置２５の制御モード（以下、制御モード）がセミアクティブ制御モードである時の制御システムの作動状態を示す図である。図３および図６に示されるように、セミアクティブ制御モードでは、第１開閉弁４７（弁機構）は電源ＯＮで閉弁状態であり、第２開閉弁４２（弁機構）は電源ＯＮで開弁状態である。

油圧緩衝器１の伸び行程（以下、伸び行程）時には、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）がオンロード制御されるとともに比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がオフロード（ソフト固定）となる。この伸び行程では、第１シリンダ室２Ａの作動油は、流路３７へ流れ、フィルタ３８、比例ソレノイドバルブ２６を通過して流路４０へ流れる。そして、流路４０へ流入した作動油は、フィルタ４１、第２開閉弁４２を通過して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油が比例ソレノイドバルブ２６を通過することにより、制御装置３４から比例ソレノイドバルブ２６の電磁ソレノイドへ供給された制御電流に応じた伸び側の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、リザーバ４から第２シリンダ室２Ｂへ供給される。

また、油圧緩衝器１の縮み行程（以下、縮み行程）時には、比例ソレノイドバルブ２７がオンロード制御されるとともに比例ソレノイドバルブ２６がオフロード（ソフト固定）となる。この縮み行程では、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、流路９および逆止弁１０を通過して第１シリンダ室２Ａへ流れる。そして、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、流路４０へ流れ、第２開閉弁４２、フィルタ４１を通過して流路３７へ流れる。そして、流路３７へ流入した作動油は、比例ソレノイドバルブ２７を通過してリザーバ４へ流れる。ここで、作動油が比例ソレノイドバルブ２７を通過することにより、制御装置３４から比例ソレノイドバルブ２７の電磁ソレノイドへ供給された制御電流に応じた縮み側の減衰力が発生する。

［フェールモード］
他方、制御装置３４は、車体３２の揺れが予め決められた閾値を超えたと判断した場合、制御システムに異常が発生したと判定し、制御モードをセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替える。図４および図６に示されるように、フェールモードでは、制御装置３４は、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）を電源ＯＦＦしてハード固定するとともに、第１開閉弁４７を電源ＯＦＦして開弁させる。

なお、第１実施形態において、制御装置３４は、例えば、加速度センサ３３の検出値に基づき算出された車体３２の加速度を閾値と比較する方法、車体３２の単位時間当たりの加速度の積分値を閾値と比較する方法、車両情報（車両速度情報および位置情報）を過去のデータと比較する方法、距離または時間当たりの乗り心地レベルを算出して閾値と比較する方法、圧力センサによって検出された比例ソレノイドバルブ２６、２７の圧力値を閾値と比較する方法、あるいは、これらの方法を組み合わせた方法等の周知の方法によって、車体３２の揺れが予め決められた閾値を超えたこと、すなわち、制御システムの異常を判定することができる。

フェールモードにおける伸び行程時には、第１シリンダ室２Ａの作動油は、流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度、に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、リザーバ４から第２シリンダ室２Ｂへ供給される。

また、フェールモードにおける縮み行程時には、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、流路９および逆止弁１０を通過して第１シリンダ室２Ａへ流れる。そして、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、第１シリンダ室２Ａから流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由してリザーバ４へ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れに応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

［パッシブモード］
例えば、伸び側減衰力発生機構（比例ソレノイドバルブ２６）がソフト固着した場合、先行技術においては、ソフトよりも大きい電流指令を出したとしても、比例ソレノイドバルブ２６がソフト固着しているので、ソフトより大きな所望の減衰力を発生させることができない。その結果、車体３２の揺れが大きくなり、車両の乗り心地および走行安定性が低下する。

そこで、第１実施形態では、予め設定した振動よりも大きな振動が所定時間継続して発生すると、制御装置３４は、制御モードがセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替えられ、すなわち、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）が電源ＯＦＦでハード固定された状態となる。そして、フェールモードが予め決められた一定時間継続した時点で予め設定した振動よりも大きな振動が継続している場合には、比例ソレノイドバルブ２６または比例ソレノイドバルブ２７がソフト固着していると判定し、制御モードをフェールモードからパッシブモードへ切り替える。

図５は、制御モードがパッシブモードである時の制御システムの作動状態を示す図である。図５および図６に示されるように、パッシブモードでは、制御装置３４は、第２開閉弁４２を電源ＯＦＦして閉弁させる。なお、第１開閉弁４７は電源ＯＦＦで開弁状態が保持されるとともに、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）は電源ＯＦＦでハード固定が維持される。

パッシブモードにおける伸び行程時には、第１シリンダ室２Ａの作動油は、流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度、に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、リザーバ４から第２シリンダ室２Ｂへ供給される。

また、パッシブモードにおける縮み行程時には、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、流路９および逆止弁１０を通過して第１シリンダ室２Ａへ流れる。そして、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、第１シリンダ室２Ａから流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由してリザーバ４へ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れに応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

［作用効果］
先行技術においては、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）または比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がソフト固着した場合、制御モードがセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替えられたとしても、油圧緩衝器（液圧緩衝器）は減衰力を発生させることができない。その結果、車体３２の揺れが大きくなり、車両の乗り心地および走行安定性が低下する。

そこで、第１実施形態では、制御装置３４は、制御モードがセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替えられた状態、すなわち、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）が電源ＯＦＦでハード固定された状態で、異常が発生した状態（フェールモード）が予め決められた一定時間継続した時点で、比例ソレノイドバルブ２６または比例ソレノイドバルブ２７がソフト固着していると判定し、制御モードをフェールモードからパッシブモードへ切り替える。

第１実施形態によれば、パッシブモード時に、ピストン５の移動によって第１シリンダ室２Ａから流出した作動油がセミアクティブ制御系へ流れない、すなわち、バイパス通路４３へ流れてパッシブバルブ４６（パッシブ減衰力発生機構）を通過するように構成したので、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度、に応じたパッシブ特性の減衰力を発生させることができる。
これにより、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）または比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がソフト固着した場合であっても、ユニフロー型油圧緩衝器１（液圧緩衝器）を通常のパッシブダンパとして機能させる、すなわち、パッシブ特性の減衰力を発生させることができる。
その結果、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）または比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がソフト固着した場合であっても、車両の乗り心地および走行安定性を確保することができる。
なお、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）または比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）をハード特性とソフト特性との２位置に切り替える切換え弁としてもよい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を添付した図に基づき説明する。なお、上述した第１実施形態と同一又は相当の構成には、同一の名称及び符号を付与する。また、明細書の記載を簡潔にするため、第１実施形態と重複する説明を省く。
図８に示されるように、第２実施形態のユニフロー型油圧緩衝器５１は、第１実施形態のユニフロー型油圧緩衝器１におけるセミアクティブダンパ制御システムの流路４０に配置された第２開閉弁４２（図３、図４、図５参照）をパイロット型遮断弁５２に換装して構成される。

パイロット型遮断弁５２は、流路３７（パイロット流路５４）の圧力が高まって予め決められたパイロット圧に到達した時点で、開弁状態から閉弁状態へ切り替わる。パイロット型遮断弁５２のパイロット圧は、図７に示される図表を参照してわかるように、フェールモード時にハードの減衰力を発生する比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）の開弁圧力（スーパーハード開弁圧）よりも低く、且つセミアクティブ制御モード時にハード側の減衰力を発生する比例ソレノイドバルブ２６、２７の開弁圧力（ハード側開弁圧）よりも高く設定される。

なお、図７から理解できるように、パッシブバルブ４６（パッシブ減衰力発生機構）の開弁圧力（減衰力）は、セミアクティブ制御モード時にソフト側の減衰力を発生する比例ソレノイドバルブ２６、２７の開弁圧力（ソフト側開弁圧、減衰力）よりも高く、且つセミアクティブ制御モード時にハード側の減衰力を発生する比例ソレノイドバルブ２６、２７の開弁圧力（ハード側開弁圧、減衰力）よりも低く設定される。

図９は、減衰力発生装置２５のバルブブロック５３の比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）、比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）およびパッシブバルブ４６（パッシブ減衰力発生機構）を含む平面による断面図である。図９に示されるように、パッシブバルブ４６は、一端（図９における下端）が流路５４（パイロット流路）を介して流路３７に接続されるとともに他端がバルブブロック５３の外部へ開口されるシリンダ５５と、シリンダ５５の開口部に固定（螺着）されるスクリュ５６と、シリンダ５５内に収容される弁体５７と、を有する。

弁体５７は、シリンダ５５に摺動可能に嵌合される大径部５７Ａと、スクリュ５６の軸穴５６Ａに摺動可能に嵌合される小径部５７Ｂとを有する。大径部５７Ａの外周には、周方向へ延びる環状溝（符号省略）が形成され、これにより、環状溝とシリンダ５５との間に環状流路５８が形成される。そして、パイロット型遮断弁５２は、流路５４を介して第１シリンダ室２Ａ（図２参照）から供給される圧力がパイロット圧（作動圧力）に到達していない状態（図９参照）では、比例ソレノイドバルブ２６と比例ソレノイドバルブ２７との間の流路３７と第２シリンダ室２Ｂに連通する流路４０とが環状流路５８を介して連通される。

他方、パイロット型遮断弁５２は、流路５４を介して第１シリンダ室２Ａから供給される圧力がパイロット圧に到達すると、図１０に示されるように、弁体５７がシリンダ５５に対して軸方向（図１０における上方向）へ移動する。これにより、比例ソレノイドバルブ２６と比例ソレノイドバルブ２７との間の流路３７と第２シリンダ室２Ｂに連通する流路４０との連通が遮断される。

次に、第２実施形態の作用を説明する。
図１１は、第２実施形態のユニフロー型油圧緩衝器５１の制御フローを示す図である。
セミアクティブ制御モードでは、第１開閉弁４７（弁機構）は電源ＯＮで閉弁状態であり、パイロット型遮断弁５２（弁機構）は供給される圧力がパイロット圧に到達していないため開弁状態である。これにより、伸び行程では、制御装置３４から供給される制御電流に応じて比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）によって調整された減衰力が発生し、縮み行程では、制御装置３４から供給される制御電流に応じて比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）によって調整された減衰力が発生する。

まず、制御装置３４は、車体３２の揺れ、すなわち、加速度センサ３３（振動検出手段）の検出値が予め決められた閾値を超えたと判断すると、制御システムに異常が発生したと判定し（図１１におけるステップ１）、制御モードをセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替える（図１１におけるステップ２）。フェールモードでは、制御装置３４は、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）を電源ＯＦＦしてハード固定する。

次に、制御装置３４は、車体３２の揺れが適正であるか否かを判定する（図１１におけるステップ３）。ここで、車体３２の揺れが適正であると判定すると（図１１におけるステップ３のＹＥＳ）、フェールモードへの切り替えを完了する（図１１におけるステップ４）。他方、車体３２の揺れが適正ではないと判定すると（図１１におけるステップ３のＮＯ）、制御装置３４は、フェールモードへ切り替えられた状態、すなわち、比例ソレノイドバルブ２６および比例ソレノイドバルブ２７がハード固定された状態で、異常が発生した状態が予め決められた一定時間継続した時点で、比例ソレノイドバルブ２６または比例ソレノイドバルブ２７がソフト固着していると判定する（図１１におけるステップ５）。

この時点では、第１開閉弁４７は電源ＯＮで閉弁状態であるため、ソフト固着していない側、すなわち、ハード固定された側の比例ソレノイドバルブ２６あるいは２７の圧力、延いては、第１シリンダ室２Ａの圧力が高まる。そして、第１シリンダ室２Ａに連通される流路５４の圧力がパイロット圧に到達することで、パイロット型遮断弁５２が作動して閉弁され、比例ソレノイドバルブ２６および比例ソレノイドバルブ２７へ流れる作動油の流れが遮断される（図１１におけるステップ６）。

引き続き、制御装置３４は、制御モードをフェールモードからパッシブモードへ切り替える（図１１におけるステップ７）。これにより、第１開閉弁４７（弁機構）は、電源ＯＦＦで開弁され、作動油がバイパス通路４３へ流れるようになる。バイパス通路４３を流れる作動油がパッシブバルブ４６を通過することで、作動油の流れ、すなわち、ピストン５の移動速度に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。そして、制御モードがフェールモードからパッシブモードへ切り替えられた時点で、制御モードの切り替えが完了する（図１１におけるステップ８）。

次に、上述した制御フローに基づき作動するユニフロー型油圧緩衝器５１の制御システムの作動状態を説明する。
［第１作動状態］
第１作動状態は、制御モードがセミアクティブ制御モード時の制御システムの作動状態であり、図１２は、第１作動状態における制御システムを示す図である。図１２に示されるように、第１作動状態では、パイロット型遮断弁５２（パッシブ減衰力発生機構）は開弁状態である。また、第１開閉弁４７（弁機構）は電源ＯＮで閉弁状態であり、これにより、バイパス通路４３へ流れる作動油の流れが遮断される。

第１作動状態における伸び行程時には、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）がオンロード制御されるとともに比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がオフロード（ソフト固定）となる。この伸び行程では、第１シリンダ室２Ａの作動油は、流路３７へ流れ、フィルタ３８、比例ソレノイドバルブ２６を通過して流路４０へ流れる。そして、流路４０へ流入した作動油は、フィルタ４１、パイロット型遮断弁５２を通過して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油が比例ソレノイドバルブ２６を通過することにより、制御装置３４から比例ソレノイドバルブ２６の電磁ソレノイドへ供給された制御電流に応じた伸び側の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、リザーバ４から第２シリンダ室２Ｂへ供給される。

また、第１作動状態における縮み行程時には、比例ソレノイドバルブ２７がオンロード制御されるとともに比例ソレノイドバルブ２６がオフロード（ソフト固定）となる。この縮み行程では、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、流路９および逆止弁１０を通過して第１シリンダ室２Ａへ流れる。そして、ピストンロッド６の体積補償のための作動油は、流路４０へ流れ、第２開閉弁４２、フィルタ４１を通過して流路３７へ流れる。そして、流路３７へ流入した作動油は、比例ソレノイドバルブ２７を通過してリザーバ４へ流れる。ここで、作動油が比例ソレノイドバルブ２７を通過することにより、制御装置３４から比例ソレノイドバルブ２７の電磁ソレノイドへ供給された制御電流に応じた縮み側の減衰力が発生する。

［第２作動状態］
他方、制御装置３４は、車体３２の揺れが予め決められた閾値を超えたと判断した場合、制御システムに異常が発生したと判定し、制御モードをセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替える。第２作動状態は、制御モードがフェールモード時の制御システムの作動状態であり、図１３は、第２作動状態における制御システムを示す図である。第２作動状態では、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）は電源ＯＦＦでハード固定されるとともに、第１開閉弁４７は電源ＯＦＦで開弁状態である。なお、第２作動状態は、図１１に示される制御フローのステップ４における作動状態である。

第２作動状態における伸び行程時には、第１シリンダ室２Ａの作動油は、流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、リザーバ４から第２シリンダ室２Ｂへ供給される。

また、第２作動状態における縮み行程時には、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、流路９および逆止弁１０を通過して第１シリンダ室２Ａへ流れる。そして、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、第１シリンダ室２Ａから流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、流路４３を経由してリザーバ４へ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れに応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

［第３作動状態］
第３作動状態は、図１２に示される第１作動状態において、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）がソフト固着した状態である。第３作動状態では、第１シリンダ室２Ａに連通される流路５４の圧力がパイロット圧に到達していないため、パイロット型遮断弁５２は開弁状態である。第３作動状態では、伸び行程および縮み行程における作動油の流れは第１作動状態と同一である。このため、縮み行程では、セミアクティブ制御、すなわち、制御装置３４の制御電流に応じた減衰力を発生させることができるが、伸び行程では、比例ソレノイドバルブ２６で減衰力を発生させることができない。その結果、車両の揺れは大きくなる。なお、第３作動状態は、図１１に示される制御フローのステップ１における作動状態である。

［第４作動状態］
第４作動状態は、図１３に示される第２作動状態において、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）がソフト固着した状態である。第４作動状態における縮み行程では、比例ソレノイドバルブ２７が発生する減衰力によってセミアクティブ制御することができるが、第４作動状態における伸び行程では、作動油は、バイパス通路４３へ流れずに、より開弁圧力（減衰力）が低いソフト固着した比例ソレノイドバルブ２６側へ逃げてしまう。その結果、伸び行程で減衰力を発生させることができず、車両の揺れは大きくなる。

［第５作動状態］
第５作動状態は、第３作動状態で車両の揺れが一定の度合いを超えた時、換言すると、ピストン５の移動速度が一定の速度を超えた時の作動状態である。図１４に示されるように、第５作動状態では、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）はソフト固着（電源ＯＦＦでハード指令）、比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）は電源ＯＦＦでハード固定、第１開閉弁４７（弁機構）は電源ＯＮで閉弁状態であり、バイパス通路４３へ流れる作動油の流れが遮断される。また、第１シリンダ室２Ａに連通される流路５４の圧力がパイロット圧に到達することで、パイロット型遮断弁５２が作動して閉弁される。

第５作動状態における伸び行程および縮み行程では、作動油は、比例ソレノイドバルブ２６を経由してハード固定された比例ソレノイドバルブ２７を通過する。これにより、制御システムは、ハード固定されたリリーフ特性となる。その結果、油圧緩衝器５１がロック状態となり、車体３２の揺れが大きくなる。また、車両の乗り心地はゴクゴツした不快なものとなる。

［第６作動状態］
制御装置３４は、第５作動状態（異常が発生した状態）が予め決められた一定時間継続した時点で、比例ソレノイドバルブ２６または比例ソレノイドバルブ２７がソフト固着していると判定し、作動状態を第５作動状態から第６作動状態へ切り替える。図１５に示されるように、第６作動状態では、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）はソフト固着（電源ＯＦＦでハード指令）、比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）は電源ＯＦＦでハード固定、パイロット型遮断弁５２はパイロット圧が供給されて閉弁状態である。また、第１開閉弁４７は電源ＯＦＦで開弁状態である。

第６作動状態における伸び行程時には、第１シリンダ室２Ａの作動油は、流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することで、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、リザーバ４から第２シリンダ室２Ｂへ供給される。

また、第６実施形態における縮み行程時には、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、流路９および逆止弁１０を通過して第１シリンダ室２Ａへ流れる。そして、ピストンロッド６の体積補償のための作動油が、第１シリンダ室２Ａから流路３７へ流れ、フィルタ３８を通過してバイパス通路４３へ流れる。そして、バイパス通路４３へ流入した作動油は、パッシブバルブ４６、第１開閉弁４７を通過し、さらに流路３７を経由してリザーバ４へ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れに応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

［作用効果］
第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
また、第２実施形態では、第１実施形態の第２開閉弁４２（電磁ソレノイドバルブ）に代えてパイロット型遮断弁５２（弁機構）を使用したので、第１実施形態と比較した場合、製造コストを削減することができるとともに制御装置３４の負担を軽減させることができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を添付した図に基づき説明する。なお、上述した第１実施形態および第２と同一又は相当の構成には、同一の名称及び符号を付与する。また、明細書の記載を簡潔にするため、第１実施形態および第２実施形態と重複する説明を省く。
図１６に示されるように、第３実施形態は、第２実施形態のユニフロー型油圧緩衝器５１におけるセミアクティブダンパ制御システムの構成をバイフロー型油圧緩衝器６１（液圧緩衝器）に適用したものである。

［セミアクティブ制御モード］
図１６は、第３実施形態におけるセミアクティブ制御モード時の制御システムを示す図である。図１６に示されるように、セミアクティブ制御モードでは、パイロット型遮断弁５２Ａおよびパイロット型遮断弁５２Ｂは開弁状態である。また、第１開閉弁４７（弁機構）は電源ＯＮで閉弁状態であり、バイパス通路４３へ流れる作動油の流れが遮断される。

セミアクティブ制御モードにおける伸び行程時には、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）がオンロード制御されるとともに比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がオフロード（ソフト固定）となる。この伸び行程では、第１シリンダ室２Ａの作動油は、フィルタ３８、比例ソレノイドバルブ２６、フィルタ４１、パイロット型遮断弁５２Ｂおよびパイロット型遮断弁５２Ａを経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油が比例ソレノイドバルブ２６を通過することにより、制御装置３４から比例ソレノイドバルブ２６の電磁ソレノイドへ供給された制御電流に応じた伸び側の減衰力が発生する。

また、セミアクティブ制御モードにおける縮み行程時には、比例ソレノイドバルブ２７がオンロード制御されるとともに比例ソレノイドバルブ２６がオフロード（ソフト固定）となる。この縮み行程では、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、比例ソレノイドバルブ２７、フィルタ４１、パイロット型遮断弁５２Ｂおよびパイロット型遮断弁５２Ａを経由して第１シリンダ室２Ａへ流れる。ここで、作動油が比例ソレノイドバルブ２７を通過することにより、制御装置３４から比例ソレノイドバルブ２７の電磁ソレノイドへ供給された制御電流に応じた縮み側の減衰力が発生する。

［フェールモード］
他方、制御装置３４は、車体３２の揺れが予め決められた閾値を超えたと判断した場合、制御システムに異常が発生したと判定し、制御モードをセミアクティブ制御モードからフェールモードへ切り替える。図１７は、フェールモード時の制御システムを示す図である。フェールモード時には、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）はハード固定されるとともに、第１開閉弁４７は電源ＯＦＦで開弁状態である。また、パイロット型遮断弁５２Ａおよびパイロット型遮断弁５２Ｂ（弁機構）は開弁状態である。

フェールモード時の伸び行程では、第１シリンダ室２Ａの作動油は、フィルタ３８、パッシブバルブ４６Ａ（パッシブ減衰力発生機構）、第１開閉弁４７（弁機構）、フィルタ４１、パイロット型遮断弁５２Ｂおよびパイロット型遮断弁５２Ａを経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６Ａを通過することにより、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度、に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

また、フェールモード時の縮み行程では、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、パッシブバルブ４６Ｂ、第１開閉弁４７（弁機構）、フィルタ４１、パイロット型遮断弁５２Ｂおよびパイロット型遮断弁５２Ａを経由して第１シリンダ室２Ａへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６Ｂを通過することにより、作動油の流れに応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

［パッシブモード］
制御装置３４は、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）および比例ソレノイドバルブ２７（縮み側減衰力発生機構）がハード固定（フェールモード）で、異常が発生した状態が予め決められた一定時間継続した時点で、比例ソレノイドバルブ２６または比例ソレノイドバルブ２７がソフト固着していると判定し、制御モードをフェールモードからパッシブモードへ切り替える。図１８は、比例ソレノイドバルブ２６（伸び側減衰力発生機構）がソフト固着（電源ＯＦＦでハード指令）したパッシブモードの制御システムを示す。

図１８に示されるように、パッシブモードでは、固着していない側のハード固定された比例ソレノイドバルブ２７の開弁圧力（スーパーハード）がパイロット型遮断弁５２Ａのパイロット圧よりも高いため、パイロット型遮断弁５２Ａが作動して閉弁される。パイロット型遮断弁５２Ａが閉弁されると、第１開閉弁４７は電源ＯＦＦで開弁される。なお、第３実施形態におけるパッシブバルブ４６Ａの開弁圧力とパッシブバルブ４６Ｂの開弁圧力（減衰力）とは同一に設定される。

パッシブモードの伸び行程時には、第１シリンダ室２Ａの作動油は、フィルタ３８、パッシブバルブ４６Ａおよびパッシブバルブ４６Ｂを経由して第２シリンダ室２Ｂへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６Ａを通過することにより、作動油の流れ、換言すると、ピストン５の移動速度に応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。また、パッシブモードの縮み行程時には、第２シリンダ室２Ｂの作動油は、パッシブバルブ４６Ｂ、パッシブバルブ４６Ａおよびフィルタ３８を経由して第１シリンダ室２Ａへ流れる。ここで、作動油がパッシブバルブ４６を通過することにより、作動油の流れに応じたパッシブ特性の減衰力が発生する。

［作用効果］
第３実施形態によれば、上述した第１実施形態および第２実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
なお、第３実施形態では、第１開閉弁４７にノーマリオープン型の電磁ソレノイドバルブを適用したが、第１開閉弁４７にノーマリクローズ型の電磁ソレノイドバルブを適用することができる。

１油圧緩衝器（液圧緩衝器）、２シリンダ、５ピストン、６ピストンロッド、２６比例ソレノイドバルブ（伸び側減衰力発生機構）、２７比例ソレノイドバルブ（縮み側減衰力発生機構）、３３加速度センサ（振動検出手段）、３４制御装置（制御手段、減衰力調整手段）

Claims

相対変位する部材間に介装される液圧緩衝器であって、
作動流体が封入されるシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、前記シリンダ内を２室に区画するピストンと、
一端が前記ピストンに連結されるとともに他端が前記シリンダ外へ延出するピストンロッドと、作動流体の流れを制御して伸び側の減衰力を調整するソレノイドによって駆動される伸び側減衰力発生機構と、
作動流体の流れを制御して縮み側の減衰力を調整するソレノイドによって駆動される縮み減衰力発生機構と、
制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
一方の前記部材に伝達される振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段の検出値に応じて前記ソレノイドの制御電流値を調整し、前記伸び側減衰力発生機構および前記縮み側減衰力発生機構が発生する減衰力をハードとソフトとの間で調整する減衰力調整手段と、を有し、
前記伸び側減衰力発生機構および前記縮み側減衰力発生機構がハード側に設定された状態で、前記振動検出手段の検出値が予め決められた値よりも大きい状態が一定時間継続していると判断した場合、前記伸び側減衰力発生機構または前記縮み側減衰力発生機構がソフト側で固着していると判定することを特徴とする液圧緩衝器。
前記伸び側減衰力発生機構および前記縮み側減衰力発生機構をバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、作動流体の流れに応じたパッシブ特性の減衰力を発生するパッシブ減衰力発生機構と、
前記制御手段が、前記伸び側減衰力発生機構または前記縮み側減衰力発生機構がソフト側で固着していると判定した場合、前記パッシブ減衰力発生機構によって減衰力が発生するように切り替えられる弁機構と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の液圧緩衝器。
前記弁機構は、前記シリンダ内の圧力によって前記伸び側減衰力発生機構および前記縮み側減衰力発生機構を流れる作動流体の流れを遮断し、遮断後、遮断状態を保持するパイロット型遮断弁を含むことを特徴とする請求項２に記載の液圧緩衝器。