JPH04113043A - 振動減衰器の制御装置 - 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、振動減衰力の発生係数を切換え可能な振動減
衰器の制御装置に係り、特に好適なタイミングでのみ同
減衰力発生係数の切換えを許容する装置に関する。

［従来の技術］ 一つの振動減衰器において、減衰力の発生係数を大の状
態（減衰力特性がハートな状態）と小の状態（減衰力特
性かソフトな状態）との間で切換可能なものが開発され
ている。例えば特開昭６４−５５４４５号公報にはピエ
ゾ素子を用いてハード・ソフトを切換える振動減衰器が
開示されている。この振動減衰器ではピエゾ素子に電圧
が印加されてピエゾ素子が伸長するとオリフィス面積が
拡大して小さな減衰力しか発生しない状態（ソフトな状
態）となり、一方ピエゾ素子に電圧を印加するのを中止
するとオリフィス面積が縮少して大きな減衰力が得られ
る状態、すなわち減衰力発生係数か大でハードな減衰力
特性に調整される。

上記タイプの振動減衰器において、現に大きな減衰力か
発生している状態で減衰力の発生係数を切換えると、実
際に生じている減衰力が不連続的に急激に変化し好まし
くない。そこで伸び側・縮み側への振動が交互に反復し
ているとき、実際に生じている減衰力かセロ近傍となる
タイミンクでその発生係数を切換えることが好ましい。

減衰力がほぼゼロとなるタイミンクでのみ減衰力の発生
係数を切換えることを目的とするシステムとして、特開
昭６４−５５４４５号公報に記載のシステムが知られて
いる。このシステムは減衰器のなかに、実際に生してい
る減衰力を検出するための素子、具体的にはピエゾ素子
を内蔵させ、この素子の出力から減衰力かセロ近傍にな
ったことが検出されたときにのみ減衰力の発生係数を切
換可能としている。

ピエゾ素子は検出応答性に優れているという利点を有す
る反面、減衰力が電荷量として検出される。しかしなが
ら電荷量を応答性よく高精度で検出することは困難であ
り、減衰力の絶対値に比例する値をそのまま検出するこ
とは困難である。

そこでピエゾ素子の電荷量自体ではなく、ピエゾ素子に
流れる電流値を検出する方法が提案されている。これは
特開平１−２０２５１２号公報に詳しく説明されている
。ピエゾ素子に流れる電流値はピエゾ素子の電荷量を時
間微分したものであるから、減衰力の時間変化率に相当
する。すなわちピエゾ素子の電流値を検出することによ
り減衰力の時間変化率か検出されることになり、これを
積分することにより減衰力自体が演算できる。

従来の技術ではピエゾ素子の電流値を積分してこれがゼ
ロとなるタイミングでのみ減衰力発生係数の切換えを可
能としていた。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来の処理方式による場合、電流値の検出及びその
積分過程に誤差が入り込まないとすれば、実際の減衰力
がゼロとなるタイミングでのみ切換えを許容することに
なり極めて合理的な制御方式％式％ しかしながら実際には種々の過程で誤差が入り込むこと
が避けられず、積分値にこの誤差が蓄積されてしまう。

そのため積分値がゼロ近傍となっても、実際の減衰力は
セロ近傍でないという事態が生じることになり、目的ど
おり制御できないことが生じる。

そこで本発明では積分値に誤差が蓄積されてもなお実際
の減衰力がゼロ近傍となるタイミングを検出し、このと
きにのみ減衰力発生係数の切換えを許容するシステムを
開発しようとするのである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では上記課題を解決するために、第１図（Ａ）に
その模式図が示される装置すなわち、部材Ａと８間に生
じる振動Ｖを減衰させる減衰器Ｃであって、その減衰力
の発生係数を手段Ｃ１によって切換えることが可能であ
るとともに、現に生じている減衰力を検出する手段Ｃ２
を備えた減衰器に対し、減衰力がほぼゼロとなるタイミ
ングでのみ減衰力発生係数の切換えを許容するための次
のような制御装置を開発した。

この制御装置は、振動減衰器Ｃによって得られている実
際の減衰力の時間変化率に比例する信号を入力する手段
りと、該入力値が極大値および／または極小値となった
ことを判別する手段Ｅと、判別手段Ｅによって極大値お
よび／または極小値となったことが判別されたときにの
み、振動減衰力の発生係数の切換えを許容する切換許可
手段Ｆとを備えている。

また減衰器Ｃが第１図（Ｂ）に模式的に示すように伸び
側への振動Ｖｌと縮み側への振動Ｖ２に対する減衰力が
ほぼ同一であり、かつ振動減衰力の発生係数を手段ＣＩ
で切換え可能であるとともに現に生じている減衰力を検
出可能な手段Ｃ２を備えている場合には、振動減衰器Ｃ
によって得られている実際の減衰力の時間変化率に比例
する信号を入力する手段りと、該入力値を積分して実際
の減衰力に相当する値を推定する積分手段Ｇと、その積
分手段Ｇによる積分値（推定値）の最新の極大値と極小
値の平均値を算出する手段Ｈと、積分手段Ｇによる積分
値と平均手段Ｈによる平均値とを比較し、両者が等しい
ときにのみ振動減衰力の発生係数の切換えを許容する切
換許可手段■とを有する制御手段によっても、本発明の
目的は達成される。

［作　用］ 次に本発明の詳細な説明する。最初に第１図（Ａ）に略
示される制御装置の作用を説明する。

この制御装置の場合、極大値および／または極小値判別
手段Ｅにより、減衰力の時間変化率が極太値および／ま
たは極小値となったタイミングが検出される。ここで減
衰力の時間変化率は減衰力自体に比してｌ／４波長位相
か遅れたものとなっており、それが極大値および／また
は極小値となるタイミングは減衰力自体がゼロ近傍にな
っているタイミングに一致する。

このため第１図（Ａ）の装置による場合には、現実の減
衰力がセロ近傍となるタイミングが検出され、そのタイ
ミングでのみ減衰力発生係数の切換（すなわち減衰力特
性をハードとソフト間で切換えること）が許容されるの
である。

次に第１図（Ｂ）に略示される制御装置の作用を説明す
る。

この制御装置の場合には、積分された変化率が極大値と
極小値となる毎に最新の極大値と極小値の平均値が算出
される。そして切換許可手段Ｉにより、積分値と平均値
が一致したタイミングでのみ減衰力特性の切換が許可さ
れる。ここで積分値と平均値か一致するタイミングは、
実際の減衰力が極大値と極小値の中間値をとるタイミン
グに等しく、ショックアブソーバが収縮側にも伸長側に
もほぼ同等の減衰力を発生する場合には、減衰力がほぼ
ゼロとなるタイミングとなる。

このようにしてこの制御装置による場合にも、実際の減
衰力がほぼセロとなるタイミングが検出され、そのとき
にのみ減衰力発生係数の切換えが許容されることになる
。

［実施例］ 第５図は本発明を具現化した制御装置１０のシステム構
成の一例を示すものであり、ショックアブソーバの減衰
力に比例して分極する圧電素子Ｃ２の電流がＩ１０ポー
ト１２を介してＡ／Ｄ変換器１４に入力されてディジタ
ル化され、これがＣＰＵ１８に入力可能となっている。

ＣＰＵ１８はこの電流値をＲＯＭ２０に記憶されている
プログラムに従って処理しくこの処理において必要に応
じてＲＡＭ１６が利用される）、処理結果に応じてＩ１
０ポート２２を介して電歪素子駆動回路２４に信号を送
る。

同駆動回路２４は同信号を受信すると、それまで高電圧
を電歪素子Ｃ１に印加したところを中止し、電歪素子Ｃ
Ｉを無印加状態とする。これにより電歪素子ＣＩは収縮
し、減衰力特性がハードな状態、すなわち減衰力発生係
数が“大”の状態に切換えられる。なおここで圧電素子
ｃ２、電歪素子Ｃ１は従来技術で説明した特開平１−２
０２５１２号公報で説明されているものと同様のもので
あり、詳しい説明を省略する。

さて第３図は制御装置１ｏによる処理方式の第１実施例
を示すものであり、図示しない処理によりショックアブ
ソーバがハードからソフトに切換えられる毎にステップ
ｓ２以後の処理が実行される。

ステップＳ４では減衰力変化率の読込み処理が実行され
る。具体的には圧電素子ｃ２に流れる電流値がＣＰＵ１
８に入力される。ステップｓ６はハードからソフトに切
換えられた後予め定められているソフト保持時間が経過
したか否かを判別する処理であり、その時間か経過しな
いうちは他の条件にかかわりなくソフトに維持しておく
（Ｓ６から８４へ戻るループを繰り返す）。このシステ
ムはソフト保持時間が経過すると原則としてノ＼−ドに
復帰させることを予定しているが、そのとき減衰力がゼ
ロとなっていないタイミングでハートな特性に復帰する
ことがないように、Ｓ８のステップが付加されている。

ステップＳ８は、ステップＳ６からステップＳ４に復帰
するループが繰り返し実行されている間に読込まれた減
衰力変化率を利用して、今回読込まれた最新の変化率と
その直前の変化率の各絶対値を比較する処理を実行する
。ここで前回の絶対値に比して今回の絶対値の方が小さ
くなると、それは減衰力変化率が極値（極大値かまたは
極小値）となった場合に対応することから、減衰力変化
率が極値となったときのみＳ８の判別はＹＥＳとなり、
極値となっていないときにはＮｏとなる。

従って、ステップＳＩＯはソフト保持時間が経過した後
、始めて減衰力変化率が極値となったときに実行される
ことになる。

次に第２図を参照して、本処理方式による作用を説明す
る。

第２図（ａ）は部材ＡＢ間の距離変動の一例を示すもの
であり、（ｂ）はそのときの振動速度を示している。そ
して（Ｃ）はそのときの減衰力の増減の様子を示してお
り、振動速度と同相に変動している。第２図（ｄ）は減
衰力が（Ｃ）のように変化する場合の減衰力変化率を示
すものであり、この信号が第５図の１１０１２を介して
ＣＰＵ１８に入力される。第２図（ｅ）はこの変化率を
積分した値であり、誤差が入り込まなければ（Ｃ）の減
衰力に復元されるはずである。ところが実際には誤差か
蓄積され、経時的に値が真値（Ｃ）からズしていること
がある。（ｅ）はいわゆるゼロ点ドリフト現象が発生し
た場合を示している。

第２図（ｅ）でＴＣｌ、　Ｔｅ３．　Ｔｅ３・・・に示
すものは、積分値がゼロとなるタイミングを示している
。従来の技術ではこのタイミングで実際の減衰力かゼロ
であるとして減衰力発生係数の切換えを許容していたタ
イミングである。しかしながらゼロ点ドリフト現象が生
じていると、タイミングＴＣＩ、　Ｔｅ３．　Ｔｅ３に
おける減衰力の真値は（Ｃ）に示されるようにＰＣｌ、
　　Ｆｅ２．　　Ｆｅ２であり、ゼロ近傍とはならない
。そのため従来の方式では減衰力がセロでないタイミン
グで減衰力発生係数が切換えられて減衰力が突然変化し
てしまうことになる。

これに対し、第２図（ｄ）に示すタイミングＴ　Ａｌ。

Ｔａ２．　Ｔａ２は第３図のステップＳ８の処理によっ
て減衰力変化率が極大値および／または極小値となった
ことが判別されたタイミングであり、このタイミングで
は（Ｃ）に示すように実際の減衰力はゼロ近傍になって
いる。

以上から理解されるように、第３図のステップＳ８は積
分値（第２図（ｅ）のもの）にゼロ点ドリフト現象が生
じている場合にも減衰力真値がほぼゼロとなるタイミン
グでイエスとなる。

従って第３図の処理８６．８８．ＳＩＯの実行により、
ソフト保持時間が経過した後、始めて減衰力真値かゼロ
近傍となるタイミングをまって減衰力特性がソフトから
ハードに切換えられることになるのである。

以上から理解されるように、第３図のステップＳ４の処
理を実行するプログラムを記憶しているＲＯＭ２０、そ
れを実行するＣＰＵＩ　８、及びその処理に用いられる
Ｉ１０ポート１２、Ａ／Ｄ変換器１４、ＲＡＭ１６等に
より減衰力変化率入力手段りが構成され、ステップＳ８
の処理を実行するプログラムを記憶しているＲＯＭ２０
、それを実行するＣＰＵ１８、及びその処理に用いられ
るＲＡＭ１６により極大値／極小値の判別手段Ｅが構成
され、さらにステップＳＩＯを実行するプログラム等に
より切換許可手段Ｆが構成されている。

次に第４図（Ａ）、ＣＢ）を参照して第二の処理方式に
ついて説明する。

第４図（Ａ）は減衰力変化率から減衰力を推定し、減衰
力の極値を更新し、さらに最新の２つの極値からその平
均値を演算する処理を実行するための処理手順を示して
いる。この処理は短周期で繰り返し実行される。ステッ
プＳ１２では減衰力の変化率、すなわち圧電素子Ｃ２の
電流値を読み取る処理が実行される。ステップＳ１４で
は積分値、すなわち推定減衰力か極値となったか否かを
判別するために、次に説明するステップＳ１６の実行以
前の積分値（推定減衰力）を旧積分値として一時的に記
憶する処理を実行する。ステップ８１６はステップ３１
２で読込まれた減衰力変化率を累積して、積分値を更新
する処理を実行する。ステップＳ１８はステップＳ１６
て更新された積分値とステップＳ１４で記憶された更新
前の積分値とをその絶対値同志で比較する処理を実行す
る。ここで積分値（推定減衰力）が極値となったときに
のみ、 更新された積分値の絶対値く更新前の積分値（旧積分値
）の絶対値 となり、ステップ８２０が実行される。極値となるまで
はループＳ１２〜ＳＩ６が繰り返されて積分値が更新さ
れてゆ（。

さてステップＳ１８で極値となったことが判別されると
、ステップＳ２０で後述するようにしてそれまで記憶さ
れていた最新の極値α２をそれよりも１回前の極値を記
憶するための変数α１に代入する。そしてステップＳ２
２でα２にステップ３１８で判別された最新の極値が代
入される。この処理が短時間で繰り返されるため、α２
には常時最新の極値が、α１にはその直前の極値が記憶
される。すなわちα１とα２には最新の極大値と極小値
が記憶される。ステップ８２４ではこれら最新の２つの
極値αｌ、α２の平均値をとる処理を実行し、これをＶ
ｒｅｆとして記憶する。

以上の処理の結果第２図のタイミングＴＤＩ〜ＴＤ２で
はＶ　ｒｅｆにＦｌが（ここでＦｌは図中のα１とα２
の平均値である）、またＴＯ２〜ＴＤ３ではＶｒｅｆに
Ｆ２　　（ここでＦ２は図中α２とα３の平均値である
）が記憶されるのである。

第４図ＣＢ）はショックアブソーバの減衰力特性をソフ
ト−ハードに切換えるための処理手順を示すものであり
、第３図の場合と同様、別に定める処理手順に従ってハ
ードからソフトに切換えられた後、ソフト保持時間が経
過したときにステップＳ３４の処理が実行される。処理
Ｓ３４は第４図（Ａ）の８２４で演算された平均値と３
１６で更新された積分値とを比較し、両者が一致するタ
イミング、すなわち第２図のタイミングＴＢＩ、　Ｔｅ
３゜Ｔｅ３・・・のときにのみステップＳ３６の実行を
可能とする。第２図からも明らかなようにタイミングＴ
ＢＩ、　Ｔｅ３．　Ｔｅ３・・・では実際の減衰力がゼ
ロ近傍となっている。この結果ソフト保持時間が経過し
たのち始めて減衰力の真値がゼロ近傍になったときにソ
フトからハードに切換えられるのである。

以上から理解されるように、第４図のステップＳ１２と
その実行に関与するＩ１０ポート１２、Ａ／Ｄ変換器１
４、ＣＰＵ１８、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ１６等により減衰
力変化率の入力手段りが構成され、ステップＳ１６とそ
の実行に関与するＣＰＵ１８、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ１６
により積分手段Ｇが構成され、ステップＳ１８から８２
４の処理を実行するＣＰＵ１８、ＲＯＭ２０、ＲＡＭｌ
６により極大値、極小値の平均化手段Ｈが構成されさら
にステップ８３４と３３６とその実行に関与するＣＰＵ
１８、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ１６、駆動回路２４によりそ
の切換許可手段Ｉが構成されている。

なお第１図（Ｂ）の制御装置ないし第４図の処理は伸び
側への振動Ｖｌに対しても縮み側への振動ｖ２に対して
も同一減衰力が得られる場合を前提としているが、もし
も伸び側と縮み側への減衰力に異なる傾向が付与されて
いる場合には、これを補正したうえで平均値を算出する
ことで本発明と同様の目的が実現される。

以上のように、いずれの実施例による場合にも、推定減
衰力にゼロ点ドリフト現象が生じていてもそれによって
誤ることなく減衰力真値がゼロ近傍となるタイミングを
検出し、このときにのみ減衰力の切換えを許容する。た
だしこの場合、実施例に示したようにソフトからハード
に切換わるタイミングのみを制御するようにしてもよく
、ハードからソフトへの切換わりは減衰力の絶対値と無
関係としてもよい。

［発明の効果］ 本発明によると減衰力発生係数の切換えが、減衰力真値
がほぼゼロとなるタイミングでのみ許容されることから
、減衰器に突然大きな負荷が発生したりあるいは突然に
乗心地が変化して乗員に異和感をもたらすといった現象
の発生を抑制することができ、従来から実現しようとし
ていた制御をほぼ満足できる態様で実現可能とするので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本願の第１発明の概念を模式的に示す図
、第１図（Ｂ）は本願の第２発明の概念を模式的に示す
図、第２図は本願発明の詳細な説明するタイミングチャ
ート、第３図は第１発明に相当する実施例で用いられる
処理手順を示す図、第４図は第２発明に相当する実施例
で用いられる処理手順を示す図、第５図は実施例のシス
テム構成を示す図である。 Ｄ・・・減衰力変化率入力手段 Ｅ・・・極大、極小値判別手段 Ｆ・・・切換許可手段 Ｇ・・・積分手段 Ｈ・・・極大、極小値平均化手段 ■・・・切換許可手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動減衰力の発生係数が切換え可能で、かつ現に
   生じている減衰力を検出可能な振動減衰器に対し、該振
   動減衰器によって得られている減衰力がほぼゼロとなる
   タイミングでのみ該減衰力発生係数の切換えを許容する
   ための制御装置であって、 該振動減衰器によって得られている実際の減衰力の時間
   変化率に比例する信号を入力する手段と、該入力値が極
   大値および／または極小値となったことを判別する手段
   と、 該判別手段により極大値および／または極小値となった
   ことが判別されたときにのみ、振動減衰力の発生係数の
   切換えを許容する切換許可手段とを有する振動減衰器の
   制御装置。
2. （２）伸び側・縮み側の各振動に対する減衰力がほぼ同
   一であり、かつ振動減衰力の発生係数が切換え可能であ
   るとともに、現に生じている減衰力を検出可能な振動減
   衰器に対し、該振動減衰器によって得られている減衰力
   がほぼゼロとなるタイミングでのみ該減衰力発生係数の
   切換えを許容するための制御装置であって、 該振動減衰器によって得られている実際の減衰力の時間
   変化率に比例する信号を入力する手段と、該入力値を積
   分して実際の減衰力を推定する積分手段と、 該積分手段による積分値の最新の極大値と極小値の平均
   値を算出する手段と、 該積分手段による積分値と該平均手段による平均値とが
   等しいときにのみ、振動減衰力の発生係数の切換えを許
   容する切換許可手段 とを有する振動減衰器の制御装置。