JPH03258609A - 減衰力可変ショックアブソーバの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はピエゾアクチュエータ等を内設して減衰力を可
変としたショックアブソーバの制御装置に関し、安定走
行と快適な乗り心地を実現する制御装置に関する。

［従来の技術］ ピエゾアクチュエータの作動によりピストンに設けた絞
り流路径を変更して発生減衰力を変える減衰力可変のシ
ョックアブソーバが実用されており、これを使用して車
両の居住性と運転性を高める試みが種々なされている。

このうち、例えば特開昭６１−６７４０７号公報には、
ショックアブソーバの減衰力変化率を検出して、これが
所定のしきい値を越えた時に上記ショックアブソーバの
発生減衰力を小さい（ソフｒ−）側に切換える制御装置
が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記提案の装置では、減衰力を切換える上記
しきい値を路面状態に無関係に定めており、しきい値を
高く設定すると、凹凸の小さい良路ではショックアブソ
ーバの減衰力は常に大きい（ハード）側にあり、路面の
継目等ではゴツゴツ感がある。一方、しきい値を低く設
定すると凹凸の大きい悪路では減衰力変化率が上記しき
い値を頻繁に越えるために、上記ショックアブソーバの
減衰力は殆どソフトとなり、操縦安定性が損なわれる。

本発明はかかる課題を解決するもので、走行路面に応じ
て適正な減衰力を発生し、快適走行を実現するショック
アブソーバの制御装置を提供することを目自勺とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成を第１図で説明すると、制御信号の信号レ
ベルに応じて発生減衰力が変化する減衰力可変ショック
アブソーバの制御装置において、路面の凹凸に応じて変
化する物理量を検出する物理量検出手段と、検出された
物理量の絶対値を積算し、積算信号を出力する積算手段
と、上記積算信号に基づいて上記制御信号の信号レベル
を変更する制御信号変更手段と、上記物理量の変化率を
算出し、この変化率と所定のしきい値とを比較する比較
手段と、該比較手段における比較の結果、上記物理量変
化率が上記しきい値以下の時に、上記制御信号変更手段
によって信号レベルが変更された制御信号を出力すると
ともに、上記物理量変化率が上記しきい値以上の時に、
上記発生減衰力を低くする信号レベルの制御信号を所定
時間出力する制御信号出力手段とを具備している。

また、他の構成においては、上記積算手段は、上記検出
された物理量のうち、所定の低周波数域にある物理量の
絶対値のみを積算して上記積算信号を出力するように設
定されている。

［作用］ 上記構成の制御装置において、例えば凹凸の小さい良路
では、上記物理量絶対値を積算して得られる積算値は小
さく、またこの状態では路面の凹凸状態を示す変化率の
絶対値も小さく、上記しきい値以下であるから、制御信
号出力手段から出力される制御信号によりショックアブ
ソーバの発生減衰力はソフト側に設定され、走行中のロ
ードノイズ等の吸収が図られる。

車両が路面継目等の小突起に至ると、」１記変化率の絶
対値は急激に大きくなって、しきい値を越す。これによ
り、制御信号出力手段は発生減衰力を低くする信号レベ
ルの制御信号を出力し、この結果、ショックアブソーバ
の発生減衰力はさらにソフト側へと低下する。これによ
り、小突起乗越え時のショックは吸収される。

さらに、例えば大きくうねる悪路では、上記物理量絶対
値の積算値は大きくなるが、上記変化率の絶対値はそれ
程変化せず、小さな値を保つ。そこて、上記制御信号出
力手段から出力される制御信号により、ショックアブソ
ーバの発生減衰力はハード側に設定され、路面のうねり
に伴う車両振動が抑制される。

ところで、人間が体感的に不快を覚えるうねりの周波数
は０．５〜１．５Ｈｚの低周波数域にある。そこで、上
記化の構成によれば、検出物理量のうち、所定の低周波
数域にある物理量の絶対値のみを積算した積算信号によ
りショックアブソーバへの制御信号レベルを変更し、こ
の領域でのみショックアブソーバの発生減衰力をハード
にするから、うねり振動を効果的に抑制できるとともに
、この領域よりも高い周波数の振動は良好に吸収するこ
とか可能である。

［第１実施例］ 第２図には制御装置の全体構成を示す。制御装置ｌは作
動を後述するＣＰＵＩＩと、これとコモンバス１２によ
り接続されたＲＡＭ１３、Ｒ，ＯＭ工４、入力部１５、
出力部１６を有している。上記入力部ｔ５には減衰力検
出回路１７より減衰力データおよび減衰力変化率データ
が入力し、この減衰力検出回路１７には前輪と後輪の左
右位置に設けた各ショックアブソーバに内設した荷重セ
ンサ２２の出力信号が入力している。

上記入力部１５には更に波形整形回路１８を経て、ステ
アリングセンサ３１．車速センサ３２、ブレーキランプ
スイッチ３３の各出力信号が入力している。

上記出力部１６からは、駆動回路１つを経て各ショック
アブソーバに内設されたピエゾアクチュエータ２１に駆
動電圧が出力される。

ショックアブソーバの要部断面を第３図に示す。

図において、ショックアブソーバ２のシリンダ２３内空
間はメインピストン２４により上下に区画されてそれぞ
れ油圧室２ａ、２ｂとなっており、このメインピストン
２４は中心を貫通するピストンロッド２５に固定され、
該ピストン口・ノド２５は上方へ伸びるシャフト２６の
下端に連結されている。

上記メインピストン２４には外周部に、これを貫通する
縮み側固定オリフィス２４１と伸び側固定アリフィス２
４２が形成されて、それぞれメインピストン２４の上面
と下面に設けた板状逆止弁２４３．２４４により開閉さ
れる。ピストンロッド２５内には上側油圧室２ａに面す
る側面よりロッド中心を通って下方へ抜ける副流路２５
１が形成され、該副流路２５１は、上下に作動するスプ
ール弁２５２外周の環状溝によりその流路断面積が変更
せしめられる。

上記シャフト２６の下端部は筒状に成形され、該筒内に
上記ピエゾアクチュエータ２１が設けである。ピエゾア
クチュエータ２丁はＰＺＴ等の圧電セラミクス板を多数
積層して構成され、リード線２１１により供給される駆
動電圧に従い伸縮作動する。上記ピエゾアクチュエータ
２１の下端にはピストン２１２が接して設けられ、ピス
トン２１２の下方には油密室２１３が形成されて、該油
密室２１３に臨んで上下動自在にプランジャ２１４が配
設しである。このプランジャ２１４は上記スプール弁２
５２に連結されている。

上記シャフト２６下端部の筒内最上端には上記荷重セン
サ２２が設けてあり、該荷重センサ２２は圧電セラミッ
クス板を電極を挟んで重ねたちので、ショックアブソー
バ２に発生する減衰力に応した出力信号を発する。

しかして、上記メインピストン２４が下方へ移動する縮
み作動時には、大径の縮み側固定オリフィス２４１を経
て油圧室２ａ、２ｂ間に封入油が流通してやや小さい減
衰力を生じ、一方、上記メインピストン２４が上方へ移
動する伸び作動時には、小径の伸び側固定オリフィス２
４２を経て油圧室２ａ、２ｂ間に封入油が流通してやや
大きい減衰力が生じる。

これら減衰力は、上記ピエゾアクチュエータ２■により
スプール弁２５２を作動せしめて上記副流路２５１の流
路断面積を連続的に変更することにより連続的に変化せ
しめることができる。すなわち、第４図に示す如く、流
路断面積を大きくした場合の特性ｘ、ｙおよび流路断面
積を小さくした場合の特性ｘ−１ｙ−の間で任意の減衰
力を発生させることができる。

ここでピエゾアクチュエータ２１は雰囲気温度が変化す
ると熱膨脹によりその長さが変動する。

また封入油も熱膨脹によりその容積が増大する一方、油
密室２１３からの封入油の漏れも少なからず必ず生じ、
この漏れにより容積が減少がする。

このため、ピエゾアクチュエータに同条件の通電をして
も雰囲気温度や油漏れの影響でスプール弁２５２の移動
量が変動し、減衰力が一義的に定まらないことがある。

そこで本実施例においては、所定周期（例えば１０分間
〉毎にピエゾアクチュエータ２１に伸縮動作を実行させ
、チエツク弁３０を介して油密室２１３に封入油を導入
する。これにより、ピエゾアクチュエータ２１の収縮時
に油密室２１３が封入油によって充填され、油漏れによ
る容積減少が修正される。また温度変化によってピエゾ
アクチュエータ２↑の長さが変動しても油密室２１３に
導入される封入油量によって、その変動分が相殺され、
常にピエゾアクチュエータ２１への通電量に対応した減
衰力を得ることができる。

第５図には減衰力検出回路１７の構成を示し、各ショッ
クアブソーバ２に設けた上記荷重センサ０ ２２の出力信号は電波ノイズ除去フィルタ１７↓、バイ
パスフィルタ１７２、ロウパスフィルタ１７３を経てバ
ッファ１７４で受けられる。上記出力信号はショックア
ブソーバの減衰力変化率に応じたものであるから、上記
バッファ１７４の出力はそのまま増幅回路１７５で増幅
され、Ａ／Ｄ変換器１７７でデジタル変換されて減衰力
変化率ブタとして入力部１５（第２図）へ送られる。ま
た、上記バッファ↑７４の出力は積分回路↑７６へ入力
して減衰力に応じた信号となり、Ａ／Ｄ変換器１７８で
デジタルの減衰力データに変換されて上記入力部上５へ
送られる。なお、図中、１７９はオフセット電圧発生回
路である。

第６図には駆動回路１つの構成を示す。上記ＣＰｕ１ｌ
（第２図〉より出力されたデジタル制御信号はＤ／Ａ変
換器１９１でアナログ信号に変換され、コンパレータ１
９２に入力する。コンバータ１９２では上記制御信号電
圧を、バッファ上９６を介してフィードバックされたピ
エゾ電荷量検出コンデンサ１９８の電圧と比較する。制
御信１ 号電圧が大きい場合はコンパレータ１９２より「１」レ
ベル信号が出力され、フォトカップラ１−９３Ａが消光
断線して出力ＦＥＴ］、９４．Ａが導通し、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ↑９７で発生せしめられた高電圧がピエゾア
クチュエータ２１に印加されてこれを充電する。この時
の充電電流は電流フィードバック回Ｒ１９５Ａにより一
定に保たれる。

上記アクチュエータ２１の電圧が上昇して、フィードバ
ック電圧が上記制御信号電圧を越えると、上記コンパレ
ータ１９２の出力信号は「ｏ」しぺ／ｌ／　６＝　ナル
。コンパレータ信号が「ｏ」レベルになると、今度はフ
ォトカップラ１９３Ｂが消光断線して出力ＦＥＴ１９４
Ｂが導通し、ピエゾアクチュエータ２工が放電せしめら
れる。放電電流は電流フィードバック回路１９５Ｂによ
り一定に保たれる。

かくして、上記アクチュエータ２１の蓄積電荷量、すな
わちその伸長量は上記制御信号の信号レベルに応じたも
のとなり、ショックアブソーバ２の発生減衰力が上記制
御信号によりリニアに変更２ せしめられる。

以下、ＣＰＵＩＩ内での処理手順を第７図を参照して説
明する。

ステップ１０１ではデータの初期化を行ない、ステップ
１０２で、ステアリング、車速、ブレキの各走行信号を
入力する。続いて減衰力信号ＦＣを入力しくステップ１
０３）、その絶対値Ｆｃａを演算するとともにこれを積
算する（ステップ１０４〉。この積算値ＷＦｃは以下の
如くに個のデータを移動積算して例えば２ｍｓ毎に得る
。

ＷＦｃ　（ｎ）＝ＷＦｃ　（ｎ−１）＋Ｆｃａ　（ｎ）
−Ｆｃａ　（ｎ−ｋ） ここて゛、ＷＦｃ　（ｎ）　、Ｆｃａ　（ｎ）はｎ回目
のサンプル時におけるそれぞれ積算値および減衰力絶対
値を示す。

ここで、第８図には上記各信号の時間変化の一例を示す
。減衰力信号Ｆｃは路面の凹凸に応じてその変化量が増
大し、これの絶対値信号Ｆｃａを積算した積算値信号Ｗ
Ｆｃは路面凹凸の平均値、すなわち路面状態を示してい
る。

３ 上記第７図において、ステップ↓０５では基本制御信号
を演算する。この演算は予め記憶した補正マツプにより
行われ、この結果、基本制御信号ＦＢは第９図に示す如
く、上記積算値信号ＷＦｃの増大に応じて低下する。

ステップ１０６では減衰力変化率信号ＤＦＣを入力し、
続いてしきい値ＤＦＣ８を演算する（ステップ１０７〉
。該しきい値ＤＦＣ８は以下の式により算出される。

ＤＦＣ８＝　（Ｋｓ＊ＤＦＣ８Ｂ　十Ｂｓ＋Ｓｓ）ここ
で、ＤＦＣ８Ｂはベースしきい値である。

Ｋｓは車速補正項であり、第１０図に示す如く、車速が
小さい範囲では１であり、車速が大きくなると次第に上
より大きくなって、より大きい一定値になる。またＢｓ
およびＳｓはそれぞれブレーキ補正項とステアリング補
正項であり、ブレーキを踏んだ時、ブレーキ補正項Ｂｓ
は所定値を取り、ステアリングハンドルを回した時にス
テアリング補正項Ｓｓは所定値あるいはステアリングの
切り角に応じたく比例した〉値を取る。

４ このため、車速が高くなるほど、またブレーキあるいは
ステアリングが操作されたときほど、しきい値ＤＦＣ８
は大きな値となり、減衰力がソフトに変更されにくくな
る。これにより、高速走行時や制動あるいは旋回時には
より走行安定性を重視した制御を行なうことができる。

ステップ１０８では減衰力変化率信号ＤＦＣの絶対値を
上記しきい値ＤＦＣ８と比較し、前者が後者を越えてい
ると、車速に応じた所定時間Ｔだけ制御信号のレベルを
最大にして出力する（ステップ１０９．１１０）。前者
が後者を越えない場合には上記基本制御信号ＦＢを出力
する（ステップ１１１）。

この所定時間（ソフト保持時間〉Ｔは、第１２図に示す
如く、車速補正項Ｋｓと逆に車速が小さい範囲では長く
、車速が高くなるにつれて短くなるように設定される。

このため低速時においては乗り心地を重視し、高速時に
おいては走行安定性を重視した制御を実行することがで
きる。

かかる作動による効果を第１１図で説明する。

５ 走行路面が良路である場合〈第１１図（１〉の左端部〉
には、減衰力信号Ｆｃは小さく（第１１図（２）〉、そ
の絶対値Ｆｃａの積算値ＷＦｃも小さい。この状態では
、減衰力変化率ＤＦＣも小さいから（第１１図（３）〉
、ピエゾアクチュエータ２１への制御信号としてはレベ
ルの比較的高い基本制御信号ＦＢが出力され（第１１図
（４））、ショックアブソーバ２の発生減衰力はソフト
側になる。しかして、走行中のロードノイズ振動等は良
好に吸収される。

車両がうねりの続く悪路に至った場合（第１１図（１〉
〉の中間部〉には、減衰力信号Ｆｃは増大し、その絶対
値Ｆｃａの積算値ＷＦｃは大きくなる。この場合、減衰
力変化率ＤＦＣは小さいから、上記制御信号としては、
レベルの低くなった基本制御信号ＦＢが出力され、ショ
ックアブソバ２の発生減衰力はハード側となる。しかし
て、うねりによる車両振動は良好に抑えられる。

良路走行時に路面の継目等の小突起を乗越えると（第１
１図（１〉右端部Ａ）、減衰力変化率Ｄ６ ＦＣは大きく変化して、しきい値ＤＦＣ８を越える。し
かして、制御信号は上記基本制御信号ＦＢに代えて最大
レベルのものが第１２図より求まる所定時間Ｔだけ出力
され、ショックアブソーバ２の発生減衰力は最もソフト
となる。しかして、小突起乗越え時のショックが吸収さ
れる。

［第２実施例］ 第１３図には本発明の他の実施例における制御装置の処
理フローチャートを示す。フローチャト中、ステップ２
０１．２０２．２０８．２０９２１０．２１１．２１２
はそれぞれ上記第１実施例におけるステップ１０１．１
０２．１０７．１０８．１０９．１１０，１１１に対応
している。

以下、第１実施例との相違点を中心に説明する。

ステップ２０３では減衰力変化率信号ＤＦＣを入力し、
続くステップ２０４で路面変動成分ＦＨを算出する。こ
の路面変動成分ＦＨは、上記変化率信号ＤＦＣの絶対値
を一定時間積分したもので良路走行時に入力するこもり
音振動等の高周波微小振動に対処すべく上記基本制御信
号ＦＢを補正７ するものである。

ステップ２０５では減衰力信号ＦＣを入力し、ステップ
２０６にてうねり成分ＦＡを演算する。

このうねり成分ＦＡは、上記減衰力信号のうちの０．５
〜１．５Ｈｚ戒分をソフト的ないしハード的にフィルタ
リングし、その絶対値を一定時間積分して得られる。

続くステップ２０７では基本制御信号ＦＢを算出する。

この基本制御信号ＦＢは以下の式で得られる。

ＦＢ＝ＫＯ−ＫＩ　ＦＡ十に２　ＦＨ ここで、ＫＯは車速の関数であり、第１４図に示す如く
、車速が大きくなるとその値は小さくなる。このＫＯの
車速０における初期値は車両の種類によって適当に決定
され、乗り心地を重視するものでは大きな値（ソフト側
〉とする。

以上の各ステップよりなる制御手順により実現される減
衰力制御を第１５図で説明する。

走行路面が良路である場合（第１５図（１）の左端部〉
には減衰力変化率ＤＦＣ１減衰力ＦＣ共８ に小さく（第Ｉ５図（２）、（３））、はぼＫＯに等し
い基本制御信号ＦＢが制御信号として出力されて（第１
５図（５））、ショックアブソーバはソフトとハードの
間で車種に適した適当な振動減衰力に設定される。この
良路走行時においてこもり音振動等の高周波微振動が入
力すると、減衰力変化率およびこれの積算値たる路面変
動成分ＦＨは大きくなり、これに応じて基本制御信号Ｆ
Ｂが大きくなってショックアブソーバ減衰力がソフト側
へ変化する。かくして、高周波微振動は良好に吸収され
る。

車両がうねりの続く悪路に至った場合（第１５図の中間
部〉には、減衰力信号ＦＣのうち０．５〜１．５Ｈｚの
領域にある成分の積算値がうねり成分ＦＡ（第１５図（
４〉）として算出され、このうねり成分ＦＡの大きさに
応じて低下した基本制御信号ＦＢが制御信号として出力
されて、ショックアブソーバの発生減衰力がハード側に
変化する。これにより、車両のうねり振動は良好に抑え
られる。

９ 良路走行時に路面の小突起を乗越えるとく第Ｉ５図（１
）右端部Ａ）、減衰力変化率信号ＤＦＣは大きく変化し
て、しきい値ＤＦＣ８を越える。

しかして、制御信号は上記基本制御信号ＦＢに代えて最
大レベルのものが所定時間Ｔだけ出力されて、ショック
アブソーバの発生減衰力は最もソフトになる。これによ
り、小突起乗越え時のショックが吸収される。

なお、上記各実施例において、路面の凹凸に応じて変化
量が増大する物理量として、減衰力信号に代え、バネ下
加速度信号、車両と路面の相対変位信号等を使用できる
。ここで物理量としてバネ下加速度を採用すれば、この
バネ下加速度は、路面の凹凸状態の変化率を示す信号で
あるため、直接しきい値ＤＦＣ３と比較すれば良い。さ
らに物理量の絶対値として、物理量を２乗した値を用い
ても良い。また減衰力変化率がしきい値を越えた場合に
所定時間最少減衰力にしているが、最少にしなくても所
定レベルだけ減衰１小へ指令値を変化させるようにして
も良い。

０ ［発明の効果］ 以上の如く、本発明に係る減衰力可変ショックアブソー
バの制御装置によれば、路面の凹凸に応じて変化量が大
きくなる物理量の積算値により路面状態を判定して、シ
ョックアブソーバの発生減衰力を変更するとともに、路
面の凹凸状態の変化率が所定のしきい値を越えた時には
強制的に上記発生減衰力をソフトに切換えるようになし
て、路面状態の如何にかかわらず走行性能と乗り心地を
良好に維持することができる。

特に、上記物理量のうち所定の低周波数域にあるものの
みを積算して路面状態を判定することにより、うねり振
動を効果的に抑制しつつソフトな乗り心地が実現される
。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図ないし第１２図は本発
明の第１実施例を示し、第２図は制御装置の全体構成ブ
ロック図、第３図はショックアブソーバの要部断面図、
第４図はショックアブソバの特性図、第５図は減衰力検
出回路の回路図、１ 第６図は駆動回路の回路図、第７図はプログラムフロー
チャート、第８図は各種信号の経時変化を示す図、第９
図は基本制御信号の変化特性図、第１０図は車速補正項
の変化特性図、第１１図は路面形状等の経時変化を示す
図、第１−２図は、ソフト保持時間の変化特性図、第１
３図ないし第Ｉ５図は本発明の第２実施例を示し、第１
３図はプログラムフローチャート、第１４図はＫｏ値の
車速依存性を示す図、第１５図は路面形状等の経時変化
を示す図である。 １・・・制御装置 １１・・・ＣＰＵ １７・・・減衰力検出回路 ↑９・・・駆動回路 ２・・・ショックアブソーバ ２ａ、２ｂ・・・油圧室 ２１・・・ピエゾアクチュエータ ２２・・・荷重センサ 特開平３ ２５８６０９（１１） 第１４図 車 速

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御信号の信号レベルに応じて発生減衰力が変化
   する減衰力可変ショックアブソーバの制御装置において
   、路面の凹凸に応じて変化する物理量を検出する物理量
   検出手段と、検出された物理量の絶対値を積算し、積算
   信号を出力する積算手段と、上記積算信号に基づいて上
   記制御信号の信号レベルを変更する制御信号変更手段と
   、上記物理量の変化率を算出し、この変化率と所定のし
   きい値とを比較する比較手段と、該比較手段における比
   較の結果、上記物理量変化率が上記しきい値以下の時に
   、上記制御信号変更手段によって信号レベルが変更され
   た制御信号を出力するとともに上記物理量変化率が上記
   しきい値以上の時に、上記発生減衰力を低くする信号レ
   ベルの制御信号を所定時間出力する制御信号出力手段と
   を具備する減衰力可変ショックアブソーバの制御装置。
2. （２）上記積算手段は、上記検出された物理量のうち、
   所定の低周波数域にある物理量の絶対値のみを積算して
   上記積算信号を出力するように設定されている請求項１
   記載の減衰力可変ショックアブソーバの制御装置。