JPH0490915A - 減衰力制御装置 - 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〕 本発明は減衰力制御装置に関するものであり、例えば、
ピエゾアクチュエータの伸縮により減衰力を可変とする
ショックアブソーバの減衰力制御装置に用いられるもの
である。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭６４−６７４０７号公報に開示され
ているように、ピエゾアクチュエータの伸縮によりショ
ックアブソーバの減衰力を制御して、車両の乗り心地を
改善するものがある。

上記公報に開示された減衰力の制御装置では、ショック
アブソーバの減衰力の変化率がしきい値（Ｖ、＠ｒ）よ
り大きくなると、減衰力をハード側からソフト側に切り
替えている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上述した従来のものでは、減衰力切り替えの基
準であるしきい値Ｖ　ｒｅｆは、路面の凹凸状態に無関
係に設定されている。したがって、しきい値Ｖ　ｒａｆ
を高く設定すると、凹凸状態の小さい良路ではほとんど
ハード側にあるので、路面の継ぎ目でゴツゴツという怒
覚が生じて、乗り心地が損なわれてしまう。

またしきい値Ｖ　ｒａｆを低く設定すると、悪路では減
衰力の変化率は頻繁にしきい値■、、、ｆを越えるため
ほとんどソフト側となり、操縦安定性が損なわれてしま
う。

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり
、路面の凹凸状態に応じて適切に減衰力を制御し、乗り
心地および操縦安定性の両立を可能とする減衰力制御装
置を提供することを目的とするものである。

制御信号の信号レベルに応じて発生減衰力を変化させる
減衰力制御装置において、 路面の凹凸状態が大きくなるにつれて変化量が大きくな
る物理量を検出する物理量検出手段と、この物理量検出
手段により検出された前記物理量の所定周波数成分を検
出する第１の周波数成分検出手段と、 前記物理量検出手段により検出された前記物理量の、前
記所定周波数成分より低い低周波数成分を検出する第２
の周波数成分検出手段と、前記第１の周波数成分検出手
段により検出された前記所定周波数成分の物理量、およ
び前記第２の周波数成分検出手段により検出された前記
低周波数成分の物理量に基づいて、前記制御信号の信号
レベルを変更する制御信号変更手段とを備えることを特
徴とする減衰力制御装置を採用するものである。

〔課題を解決するための手段］ そのため本発明は、第１図に示すごと（、〔作用〕 上記構成により、第１の周波数成分検出手段は、物理量
検出手段により検出された物理量の所定周波数成分を検
出し、第２の周波数成分検出手段は、物理量検出手段に
より検出された物理量の、上記所定周波数成分より低い
低周波数成分を検出している。

そして制御信号変更手段は、第１の周波数成分検出手段
により検出された所定周波数成分の物理量、および第２
の周波数成分検出手段により検出された低周波数成分の
物理量に基づいて、制御信号の信号レベルを変更してい
る。

故に、第１の周波数成分検出手段および第２の周波数成
分検出手段によって路面の凹凸状態を検出することがで
き、制御信号変更手段によって路面の凹凸状態に応じた
信号レベルに制御信号を変更することができるので、路
面の凹凸状態を考慮した減衰力制御を行うことができる
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、路面の凹凸状態を
考慮した減衰力制御を行うことができるので、例えば凹
凸の大きい悪路では、減衰力はソフト側に制御されて乗
り心地を確保することができ、また、例えば凹凸の小さ
い良路では、減衰力はハード側に制御されて操縦安定性
を確保することができる。

故に、路面の凹凸状態に応じて減衰力を制御して、乗り
心地および操縦安定性の両立を可能とするという優れた
効果がある。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

この実施例では、車両用ショックアブソーバの減衰力を
制御する装置に本発明を適用した場合について説明する
。

第２図は、減衰力制御装置の全体の構成を示すブロック
図である。

第２図に−おいて、制御装置１は、演算等を行う中央処
理装置（以下、ＣＰＵという）１１、コモンバス１２に
よりＣＰＵＩＩに接続されたランダムアクセスメモリ（
ＲＡＭ）１３とリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１４、人
力部１５、出力部１６、ショックアブソーバ２（第４図
）の減衰力を検出する減衰力検出回路１７、種々のセン
サによって検出される走行状態信号の波形整形を行う波
形整形回路１８、および駆動電圧を印加する駆動回路１
９により構成されている。

入力部１５には、減衰力検出回路１７より出力される減
衰力データＦＣおよび減衰力変化率データＦ、が入力さ
れ、この減衰力検出回路１７には、前輪と後輪の左右位
置に設けられたショックアブソーバ２に内設された物理
量検出手段をなす荷重センサ２２から出力される出力信
号が入力されている。

さらにこの入力部工５には、波形整形回路Ｉ８を介して
、ステアリングセンサ３１、車速センサ３２、およびブ
レーキランプスイッチ３３より出力される走行状態信号
が各々入力される。

出力部１６から出力される制御信号■、は、駆動回路１
９に入力され、この駆動回路１９により各々のショック
アブソーバに内設されたピエゾアクチュエータ２１に駆
動電圧が印加される。

次に、ショックアブソーバの要部構成について第４図の
断面図を用いて説明する。

第４図において、ショックアブソーバ２のシリンダ２３
の内空間には、メインピストン２４により上下に区画さ
れて油圧室２ａ、２ｂが形成されている。このメインピ
ストン２４には、シリンダ２３の中心を貫通するピスト
ンロッド２５が固定され、ピストンロッド２５は、上方
へ伸びるシャフト２６の下端部に連結されている。

メインピストン２４には、メインピストン２４を貫通す
る縮み側固定オリフィス２４１と伸び側固定オリフィス
２４２とがメインピストン２４の外周部に形成され、そ
れぞれメインピストン２４の上面と下面に設けられた板
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、油圧室２ａに面する側面よ
りピストンロッド２５の中心部を通って下方へ抜ける副
流路２５１が形成され、その副流路２５１の流路断面積
は、上下に作動するスプール弁２５２外周の環状溝によ
って変更される。

シャフト２６の下端部は筒状に成形され、その筒状内部
にはピエゾアクチュエータ２１が設けられている。

ピエゾアクチュエータ２１はＰＺＴ等の圧電セラミック
ス板を多数積層して構成され、リード線２１１を介して
供給される駆動電圧に応じて伸縮作動を行う。

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２１
３が形成されて、油密室２１３に臨んで上下動自在にプ
ランジャ２１４が配設されている。このプランジャ２１
４はスプール弁２５２に連結されている。油密室２１３
と油密室２ａとの間にはチエツク弁３０が設けられ、制
御によりピエゾアクチュエータ２１の伸縮動作にあわせ
て油密室２１３に封入油を導入する。

シャフト２６下端部の筒状的最上端には荷重センサ２２
が設けられている。この荷重センサ２２は、圧電セラミ
ックス板に電極を挟んで重ねたものであり、ショックア
ブソーバ２で発生する減衰力に応じた出力信号を発生さ
せる。

次に、上述した要部構成より成るシヨ・アクアブソーバ
２の減衰力について説明する。

第４図において、メインピストン２４が下方へ移動する
縮み作動時には、大径の縮み側固定第１Ｊフィス２４１
を介して油圧室２ａ、２ｂ間に封入油が流通されるので
、封入油は流動し易くなり、やや小さい減衰力を生しる
。

一方、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２４２を介して油圧
室２ａ、２ｂ間に封入油が流通されるので、封入油は流
動し難くなり、やや大きい減衰力を侘じる。

これらの減衰力は、ピエゾアクチュエータ２１によりス
プール弁２５２を作動させ、副流路２５１の流路断面積
を連続的に変更することにより、連続的に変化させるこ
とができる。

即ち第５図の特性図に示すように、流路断面積を最も大
きくした場合の特性曲線ｘ、ｙおよび流路断面積を最も
小さくした場合の特性曲線Ｘ′ｙ′の間で、任意の減衰
力を発生させることができる。

しかしピエゾアクチュエータ２１の使用条件によっては
、ピエゾアクチュエータ２１の印加電圧に対する副流路
２５１の流路断面積が一義的に定まらない場合がある。

即ちピエゾアクチュエータ２１は、雰囲気温度が変化す
ると、膨張によりその長さが変動してしまう。また封入
油も、熱膨張によりその容積が増大する一方、油密室２
１３からの封入油の漏れも少なからず生じ、この漏れに
より容積が減少してしまう。

このため、ビニシアクチユニーク２１に同条件の通電を
行っても、雰囲気温度や油漏れの影響でスプール弁２５
２の移動量が変動し、減衰力が一義的に定まらなくなっ
てしまう。

そこで本実施例においては、所定周期（例えば１０秒間
）ごとに、ピエゾアクチュエータ２１に伸縮動作を実行
させ、チェンク弁３０を介して油密室２１３に封入油を
導入している。

これにより、ビニシアクチユニーク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２１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り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。

次に、減衰力検出回路１７の構成を第６図に基づいて説
明する。

第６図において、各々のショックアブソーバに設けられ
た荷重センサ２２から出力される出力信号は、電波ノイ
ズ除去フィルタ１７１、バイパスフィルタ１７２、およ
びローパスフィルタ１７３を介してバッファ１７４に入
力されている。

荷重センサ２２から出力される出力信号は、ショックア
ブソーバ２の減衰力変化率に応じたものであるから、バ
ッファ１７４の出力はそのまま増幅回路１７５で増幅さ
れ、アナログ信号／デジタル信号変換器（以下、Ａ／Ｄ
変換器という）１７７でデジタル変換されて、減衰力変
化率データＦ。

とじて入力部１５（第２図）へ送られる。

またバッファ１７４の出力は、積分回路１７６へ入力さ
れて減衰力に応じた信号となり、Ａ／Ｄ変換器１７Ｂで
デジタル変換されて、減衰力データＦＣとして入力部１
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。

次に、駆動回路１９の構成を第７図に基づいて説明する
。

第７図において、ＣＰＵＩＩ（第２図）より出力された
制御信号（デジタル信号）■、は、Ｄ／Ａ変換器１９１
でアナログ信号に変換されて、コンパレータ１９２に入
力される。

コンパレータ１９２では、Ａ／Ｄ変換された制御信号Ｖ
、の電圧と、バッファ１９６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の電圧とを比較
する。

この時、制御信号Ｖｓの電圧が大きい場合には、コンパ
レータ１９２により　′Ｉ′　レベル信号カ出力され、
フォトカップラ１９３Ａが消光断線して出力ＦＥＴ１９
４Ａが導通ずる。

すると、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１９７で発生された
高電圧がピエゾアクチュエータ２１（第４図）に印加さ
れ、ピエゾアクチュエータ２Ｉはこの印加電圧を充電す
る。この時、充電電流は、電流フィードバック回路１９
５Ａにより一定に保たれている。

そしてビニシアクチユニーク２１の電圧が上昇し、フィ
ードハック電圧が制御信号Ｖ、の電圧を越えると、コン
パレータ１９２の出力信号は０゜レベル信号になる。

コンパレータ１９２の出力信号が゛０゛レベル信号にな
ると、今度はフォトカップラ１９３Ｂが消光断線して出
力ＦＥＴｌ９４Ｂが導通し、ピエゾアクチュエータ２１
で放電する。この時、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ている。

このようにして、ピエゾアクチュエータ２１の蓄積電荷
量、即ちその伸縮量は、制御信号Ｖ５のレベルに応じた
ものとなり、ショックアブソーバ２の発生減衰力を制御
信号■、によりリニアに変更させることができる。

次に、上記構成における制御装置１の作動を第３図に示
すフローチャートおよび第２図のブロック図に基づいて
説明する。

第３図および第２図において、ステップ１００ではデー
タの初期化を行い、ステップ１１０ではステアリングセ
ンサ３１、車速センサ３２、およびブレーキランプスイ
ッチ３３より出力された走行状態信号を波形整形回路１
８を介して各々入力する。

ステップ１２０では、減衰力検出回路１７が荷重センサ
２２より出力された出力信号により得た減衰力データＦ
、を入力する。

ステップ１３０では、入力された減衰力データＦＣのバ
イパスフィルタ処理（例えばカットオフ周波数を３七に
設定）を行ってＦＣＨを算出すると共に、減衰力データ
Ｆｃのローパスフィルタ処理（例えばカットオフ周波数
を２）（Ｚに設定）を行ってＦＣＬを検出している。

なお、このステップ１３０は、第１の周波数成分検出手
段（バイパスフィルタ処理）および第２の周波数成分検
出手段（ローパスフィルタ処理）をなしている。

ステップ１４０では、ステップ１３０で算出されたＦ　
ＣＭおよびＦＣＬより、各々の絶対値１ＦｃＨおよびＩ
ＦＣＬｌを算出している。

ステップ１５０では、ステップ１１０で入力した値およ
びステップ１４０で算出した値により、信号ＶＳＩを算
出している。

ここで信号ＶＳ＋は、第９図に示す特性図により得られ
る補正値に３１、ステアリング操舵時の補正値に３□、
およびブレーキ繰作時の補正値ＫＳ３より算出されるＫ
　ｓ　　（Ｋ　ｓ　−Ｋ　ｓ　ｌＫ　ｓ　ｚ　　Ｋ　Ｓ
　：ｌ　）と、バイパスフィルタ処理後の出力ＩＦｃ、
ｌと、ローパスフィルタ処理後の出力ＩＦｃＬＩとから
算出される。すなわち、 Ｖｓ＋＝　Ｋｓ＋ＫＨＸ　Ｉ　Ｆ　ｃＨＩ　　Ｋｔｘ　
ｌ　Ｆ　ｃｔここで、Ｋ８はバイパスフィルタ処理に関
する定数、Ｋ、はローパスフィルタ処理に関する定数で
ある。

ステップ１．６０では、駆動回路１９の消費電力を少な
くするために、信号■、１になまし処理を行っている。

すなわち、前回出力した信号Ｖ、１′から一定量■イを
減算した信号ＶＳ２　（Ｖｓｚ−Ｖｓ＋　′　ＶＮ）と
、今回算出された信号ＶＳ＋とを比較して、大きい方を
制御信号■５に設定している。

ステップ１７０では、ステップ１６０で設定された制御
信号■、を駆動回路１９に出力している。

なお、ステップ１４０〜１７０は、制御信号変更手段を
なしている。

次に、上述したような作動による効果を第８図（ａ）〜
（ｇ）を用いて説明する。

走行路面が、第８図（ａ）の区間Ａに示すように、平坦
で時々継ぎ目等の突起があるような路面である場合、制
御信号■、は車速等により算出されるに、の減衰力とな
る。

ここで車速か大きくなると、Ｋ、は小さ（なり、減衰力
はハード側へ制御されて操継安定性が保たれることにな
る。同様に、ステアリング操舵時においてもハード側へ
制御されてロールが低減され、ブレーキ作動時において
もハード側へ制御されてノーズダイブが低減されている
。

そして突起にさしかかると、バイパスフィルタ処理され
た出力ｌＦｃ１４１が大きくなり、制御信号■、は、１
Ｆｃｏｌの大きさに応じて瞬時に大きくなって減衰力は
ソフト側に制御され、突起によるゴツゴツという感覚を
低減して、乗り心地を向上させることができる。

この時減衰力は、数七〜数十七程度の高周波であるが、
制御信号■、をハード側に戻す速度を一定速度（ステッ
プ１６０の処理）とすることにより、ピエゾアクチュエ
ータ２１の駆動回数を減らして、消費電力の低減を可能
としている。

次に走行路面が、第８図（ａ）の区間Ｂに示すように荒
れた路面である場合、制御信号■、は平均的に大きくな
るので、減衰力はソフト側に制御され、乗り心地を向上
させることができる。

次に走行路面が、第８図（ａ）の区間Ｃに示すように、
うねり路に突起のあるような路面である場合、ローパス
フィルタ処理された出力ＩＦｃＬＩが大きくなり、制御
信号Ｖ、を小さ（することにより、減衰力はハード側へ
制御される。これにより、車体のあおりを低減すること
ができる。

そして、この時突起等があれば、その期間のみ減衰力を
ソフト側に制御して、あおりを防止しつつゴツゴツとい
う感覚を低減して、乗り心地を向上させることができる
。

次に、他の実施例について説明する。

第１０図は、他の実施例における制御装置１の作動を示
すフローチャートである。

第１０図において、ステップ２００ではデータの初期化
を行い、ステップ２１０ではステアリングセンサ３１、
車速センサ３２、およびブレーキランプスイッチ３３よ
り出力された走行状態信号を波形整形回路１８を介して
各々入力する。

ステップ２１５では、減衰力検出回路１７が荷重センサ
２２より出力された出力信号により得た減衰力変化率デ
ータＦ、を入力する。

ステップ２２０では、減衰力検出回路１７が荷重センサ
２２より出力された出力信号により得た減衰力データＦ
、を入力する。

ステップ２３０では、入力された減衰力データＦＣのロ
ーパスフィルタ処理（例えばカットオフ周波数を２Ｈｚ
に設定）を行ってＦＣＬを算出している。

ステップ２４０では、ステップ２１５で入力された減衰
力変化率データＦＤ、およびステップ２３０で算出され
たＦＣＬより、各々の絶対値ＩＦＤおよび１Ｆｃｔｌを
算出している。

ステップ２５０では、ステップ２１０で入力した値およ
びステップ２４０で算出した値により、信号Ｖ１１を算
出している。

ここで信号Ｌ３は、減衰力変化率データＩＦ。

と、ローパスフィルタ処理後の出力１ＦｃＬｌと、上述
したＫ　ｓ　　（Ｋ　ｓ　−Ｋ　ｓ　ｌＫ　ｓ　ｚ　　
Ｋ　ｓ　３）とがら算出される。すなわち、 Ｖｓｓ＝Ｋｓ＋ＫｎＸ　　　Ｆｏ　Ｉ　　　ＫＬＸ　Ｉ
　　ＦＣＬここで、Ｋｏは減衰力変化率データに関する
定数である。

ステップ２６０では、駆動回路１９の消費電力を少なく
するために、信号■５．になまし処理を行っている。

すなわち、前回出力した信号■、３′から一定量Ｖ、を
減算した信号ＶＳ４　（Ｖ３４＝　Ｖｓｘ　′ＶＭ　）
と、今回算出された信号Ｖ３３とを比較して、大きい方
を制御信号Ｖ、に設定している。

ステップ２７０では、ステップ２６０で設定された制御
信号■、を駆動回路１９に出力している。

次に、上述したような作動による効果を第１１図（ａ）
〜（８）に示す。なお、第１１図（ａ）と第８図（ａ）
とは同一である。

ここで、本実施例と前述の実施例とを比較すると、制御
信号■、の立ち上がりが上記実施例のものよりも速くな
るため、ピエゾアクチュエータ等の応答遅れを補正でき
る効果がある。

なお、上記実施例では減衰力データまたは減衰力変化率
データに基づく減衰力制御を説明したが、バネ下加速度
信号に基づ（減衰力制御を行っても同等の効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概要を表すブロンク図、第２図は、
本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図、 第３図は、上記一実施例に用いられる制御装置の作動を
示すフローチャート、 第４図は、ショックアブソーバ要部の断面を示す断面図
、 第５図は、流路断面積をパラメータとしたピストン速度
−減衰力特性図 第６図は、減衰力検出回路の回路構成を示す回路図、 第７図は、駆動回路１９の回路構成を示す回路図、 第８図（ａ）〜（６）は、上記一実施例の作動を説明す
るタイムチャート、 第９図は、車速補正項の変化を示す特性図、第１０図は
、他の実施例における制御装置の作動を示すフローチャ
ート、 第】１図（ａ）〜（６）は、上記他の実施例における作
動を説明するタイムチャートである。 １・・・制御装置、１１・・・ＣＰＵ、２２・・・荷重
センサ（物理量検出手段）。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ばか１名） 第 図 策 図 第 図 第１０ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　制御信号の信号レベルに応じて発生減衰力を変化させ
   る減衰力制御装置において、 路面の凹凸状態が大きくなるにつれて変化量が大きくな
   る物理量を検出する物理量検出手段と、この物理量検出
   手段により検出された前記物理量の所定周波数成分を検
   出する第１の周波数成分検出手段と、 前記物理量検出手段により検出された前記物理量の、前
   記所定周波数成分より低い低周波数成分を検出する第２
   の周波数成分検出手段と、 前記第１の周波数成分検出手段により検出された前記所
   定周波数成分の物理量、および前記第２の周波数成分検
   出手段により検出された前記低周波数成分の物理量に基
   づいて、前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 を備えることを特徴とする減衰力制御装置。