JPH05272571A

JPH05272571A - 振動減衰制御装置および振動減衰制御方法

Info

Publication number: JPH05272571A
Application number: JP6708392A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawamata; 智川真田; Masatoshi Oishi; 昌利大石; Norio Nihei; 則夫二瓶; Takeshi Kimura; 毅木村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】流体通路への弁部材その他の配設を全く不要
ならしめてなお、振動減衰装置の伸長時には高い減衰力
を、圧縮時には低い減衰力をそれぞれもたらす。【構成】可撓性部材を含む仕切部材によって区画した
液室と、この液室内に封入した電気粘性流体と、液室内
に設けた絞り通路と、絞り通路に設けた電極とを具える
振動減衰装置１において、振動減衰装置１のそれぞれの
取付部材４，６に加速度センサー５，７を設け、これら
の加速度センサーを、それぞれの加速度の差を求める差
動増幅器８を介して積分回路９に接続し、この積分回路
を、振動減衰装置１の変形方向を検知する比較器10を経
て出力判定回路11に接続し、その出力判定回路を、電極
に電圧を供給する高電圧発生源12に信号接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、乗用車、トラックな
どの自動車用サスペンションに用いることができる他、
鉄道車両の台車用、車体上下動用および、車体の横揺れ
防止用のサスペンション、産業用防振装置、建築構造物
の免振装置などにも用いることができる振動減衰制御装
置およびそれを用いた振動減衰制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、自動車用サスペンションに用
いられる従来のオイルダンパーでは、振動乗心地を改善
する目的の下で、ダンパーの圧縮時には小さい減衰力
を、そして、ダンパーの伸長時には大きい減衰力をそれ
ぞれもたらすべく、オイル通路に、機械的に作動する複
数の弁部材その他を設け、それらの弁部材その他をダン
パーの変形方向に応じて自動的に切替え作動させること
が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる従来
技術にあっては、振動減衰力の変更のために、オイル通
路に複数の弁部材その他を配設する必要から、オイル通
路の構造が複雑になるとともに、弁部材の疲労などによ
ってオイルダンパーの耐久性が著しく低下されるという
問題があった。この発明は、従来技術の有するこのよう
な問題点を解決することを課題として検討した結果なさ
れたものであり、この発明の目的は、電場の強さに応じ
て粘度を変化する電気性流体を用いることにより、流体
通路への弁部材その他の配設を全く不要ならしめる、い
いかえれば、流体通路の構造を極めて簡単なものとする
とともに、耐久性の低下のおそれを完全に取除くことの
できる振動減衰制御装置およびそれを用いた振動減衰制
御方法を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の一の振動減衰
制御装置は、可撓性部材を含む仕切部材によって区画し
た液室と、この液室内に封入した電気粘性流体と、液室
内に設けた絞り通路と、絞り通路に設けた電極とを具え
る振動減衰装置において、振動減衰装置のそれぞれの取
付部材に加速度センサーを設け、これらの加速度センサ
ーを、それぞれの加速度の差を求める差動増幅器を介し
て積分回路に接続し、この積分回路を、振動減衰装置の
変形方向を検知する比較器を経て出力判定回路に接続
し、そしてその出力判定回路を、電極に電圧を供給する
高電圧発生源に信号接続したものであり、ここでより好
ましくは、前記積分回路を、特定周波数より低い周波数
振動および、他の特定周波数より高い周波数振動のそれ
ぞれに対して出力を停止するフィルターとしても機能さ
せるものである。

【０００５】また、他の振動減衰制御装置は、とくに、
振動減衰装置のそれぞれの取付部材の相対速度を検知す
る相対速度センサーを設け、この相対速度センサーを、
振動減衰装置の変形方向を検知する比較器を経て出力判
定回路に接続し、その出力判定回路を、電極に電圧を供
給する高電圧発生源に信号接続したものであり、この装
置でより好ましくは、前記相対速度センサーと比較器と
の間に、特定周波数より低い振動周波数および、他の特
定周波数より高い振動周波数のそれぞれに対して出力を
停止するフィルターを介装する。そして、この発明の振
動減衰制御方法は、上述したような装置の電極に印加す
る電圧を調節して振動減衰力を制御するに際して、振動
減衰装置が伸長方向に変形する場合に、電極への印加電
圧を高めて、電気粘性流体の粘度を高める一方、それが
圧縮方向に変形する場合に、電極への印加電圧を低め
て、電気粘性流体の粘度の低下をもたらすものであり、
より好ましくは、取付状態の振動減衰装置の、ばね上側
共振周波数より十分低い振動周波数および、ばね下側共
振周波数より十分高い周波数のそれぞれに対しては、電
極への電圧の印加を停止する。

【０００６】

【作用】この発明の前者の振動減衰制御装置では、それ
ぞれの加速度センサーによって検知した、それぞれの取
付部材の加速度を、差動増幅器で差動させることによっ
てそれらの相対加速度を求め、続いてそれを積分回路で
積分することによって相対速度とし、そして、この相対
速度を比較器に入力させて、振動減衰装置が伸長方向
と、圧縮方向とのいずれの方向に変形しているかを判定
し、さらに、その判定結果の、出力判定回路への入力に
基づき、その出力判定回路から、高電圧発生源に、振動
減衰装置の変形状態に応じた所定の電圧の供給指令、す
なわち、その変形が伸長方向であるときには高電圧の、
そしてその変形が圧縮方向であるときには低電圧の供給
指令をそれぞれ出力する。

【０００７】このことにより、高電圧発生源は、電極
に、出力判定回路からの指令に応じた電圧を供給して、
振動減衰装置の伸長時には、電気粘性流体の粘度を増加
させて、高い振動減衰力をもたらす一方、振動減衰装置
の圧縮時には、電気粘性流体の粘度の低下、ひいては、
低い振動減衰力をもたらす。なおここで、出力判定回路
内もくしは出力判定回路外に、車両の走行状況その他に
応じて、高電圧発生源から電極に供給される電圧を段階
的にまたは無段階に変化させる設定器を設けた場合に
は、振動減衰制御を一層効果的に行うことができる。

【０００８】ところで、この装置によってそれの変形方
向に基づく減衰制御を行うことは、理論的には、振動周
波数のいかんを問わず有効であるが、たとえば、路面の
長波長のうねり、水平路面から坂道への移行などによっ
て生じる相対加速度を積分して出力すると、その積分出
力が飽和するおそれがあり、また、乗心地として体感さ
れない低周波振動に対して制御が行われることになり、
いずれにせよ、複合入力として、体感周波数域の、より
高周波の振動が入力された場合に、その振動を十分に減
衰させることができない問題がある。

【０００９】しかも、高周波数の振動に対しては、装置
の減衰力が小さいほど除振効果が向上することに加え、
それに対処すべく高周波域での減衰制御を行ったとして
も、実際には、制御系、電源系、減衰系などのタイムラ
グにより、除振効果の適切なる向上を望み得ない問題が
ある。そこで好ましくは、体感し得ない程度の低周波振
動および高周波振動のそれぞれに対しては、電極への電
圧の印加を停止して、振動減衰力を最低のものとするこ
とによって、複合入力としての、体感周波数域の振動入
力に対する減衰能力を確保するとともに、高周波振動に
対する除振効果を十分に担保する。

【００１０】また、この発明の後者の減衰制御装置で
は、それぞれの取付部材の相対速度を直接的に測定して
その装置の変形方向を判定することによって、積分回路
を用いることなしに、前述した装置と同様の振動減衰制
御を行うことができる。そしてこの装置においてもま
た、低い減衰力が望ましい高周波数域および、坂道等で
生じるほぼ直流分に相当する低周波数域に対しては出力
を停止するフィルターを通して上記制御を行うことで乗
心地体感域での振動を効果的に軽減するとともに、通常
のダンパで問題になる高周波数域での振動も抑制するこ
とができる。

【００１１】従って、この発明によれば、電気粘性流体
の通路に、弁部材その他の機械的構成部品を配設する必
要なしに、所期した通りの振動減衰機能を、作動音その
他の騒音の発生なしに極めて迅速にもたらすことがで
き、これがため、装置の構造を簡単ならしめ、併せて、
装置の耐久性を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１はこの発明の一実施例を示す回路図であ
り、これは、振動減衰装置を自動車に適用した例を示す
ものである。ここでは、後に詳述する振動減衰装置１の
一端部を、ばね上側部材としての車体２に、そしてその
他端部を、ばね下側部材としてのサスペンションアーム
３にそれぞれ取付けたところにおいて、その振動減衰装
置１の、車体２への取付部材４に一方の加速度センサー
５を、サスペンションアーム３への取付部材６に他方の
加速度センサー７をそれぞれ取付け、これらの両加速度
センサー５，７を、差動増幅器８を介して積分回路９に
接続する。

【００１３】ここで、差動増幅器８は、加速度センサー
５，７からの信号に基づいて、それぞれの取付部材４，
６、ひいては、車体２とサスペンションアーム３との相
対加速度を検出すべく、積分回路９は、その相対加速度
を相対速度に変更すべくそれぞれ機能する。また、積分
回路９を、比較器10を介して出力判定回路11に接続し
て、比較器10では、振動減衰装置１の変形方向、いいか
えれば、振動減衰装置１が伸長方向に変形しつつある
か、圧縮方向に変形しつつあるかを判断し、出力判定回
路11では、その判断結果に基づいて、それに信号接続し
た高電圧発生源12に、所定の低電圧もしくは高電圧の供
給信号を出力する。

【００１４】この結果、高電圧発生源12は、減衰装置１
の伸長時には、その電極に高い電圧を供給して減衰装置
１の減衰力を高め、それの圧縮時には、電極に低い電圧
を供給して減衰装置１の減衰力の低下をもたらす。なお
ここで、出力判定回路11に、図に仮想線で示すような設
定器13を接続し、これによって、前述した高電圧および
低電圧のそれぞれの値を、操舵状態、加減速状態、車体
の横加速度、前後加速度などに応じて段階的に、または
無段階に調整することにより、装置の振動減衰力を一層
好適なものとすることができる。

【００１５】従って、この減衰制御装置によれば、電極
への印加電圧を調整することにより、機械的な可動部分
を一切必要とすることなく、振動減衰力を所期した通り
に増減させることができるので、振動減衰装置の流体通
路、ひいては、振動減衰装置それ自体の構造を極めて簡
単なものとし、併せて、振動減衰装置の耐久性を効果的
に向上させることができる。

【００１６】ところでこの装置において、積分回路９
を、特定周波数より低い振動周波数、たとえば、ばね上
側部材の共振周波数の1/2 より小さい周波数および、他
の特定周波数より高い振動周波数、これもたとえば、ば
ね下側部材の共振周波数の２倍を越える周波数のそれぞ
れに対して、比較器10への出力を停止するフィルターと
しても機能させた場合には、それらの高低それぞれの振
動周波数に対する振動減衰力を、出力判定回路11から高
電圧発生源12への供給電圧停止指令、または、微小電圧
供給指令に基づいて十分に低減させることによって、前
述した通りの作用効果をもたらすことができる。

【００１７】図２は、この発明の他の実施例を示す回路
図であり、これは、振動減衰装置１のそれぞれの取付部
材４，６の相対速度を検出する相対速度センサー21を設
け、この相対速度センサー21を、フィルター22を介し
て、または介することなく、比較器23に接続し、そし
て、その比較器23を出力判定回路24に接続したものであ
る。なお図中12は、前述した例と同様の高電圧発生源を
示し、この高電圧発生源12は、振動減衰装置１の電極
に、出力判定回路24からの指令に応じた電圧を供給す
る。

【００１８】この実施例では、相対速度センサー21によ
る検出結果を比較器23に入力することにより、前述の場
合と同様に振動減衰装置１の変形方向を判断し、この判
断結果を出力判定回路24に入力することによって、その
出力判定回路24は、高電圧発生源12に、装置の変形方向
に応じた高もしくは低電圧の、電極への供給を指令す
る。従って、振動減衰装置１は、前述した実施例と同
様、伸長変形時に大きな振動減衰力をもたらし、圧縮変
形時に小さな振動減衰力をもたらす。

【００１９】なおこの例においてもまた、図１に示す設
定器13と同様の設定器を設け、それによって、高低それ
ぞれの供給電圧値を、車両の運転状況その他に応じて、
段階的または連続的に変化させることも可能であり、こ
のことによって一層好適な減衰制御を行うことができ
る。

【００２０】またこの実施例にいて、フィルター22を、
たとえば、ばね上側部材の共振周波数の1/2 より小さい
周波数および、ばね下側部材の共振周波数の２倍を越え
る周波数のそれぞれに対して、比較器23への出力を停止
すべく機能させることにより、前述したように、複合入
力としての、体感周波数域の振動入力に対する減衰能力
を確保するとともに、高周波振動に対する除振効果を十
分に担保する。

【００２１】ところで、上述したような振動制御装置に
は、例えば、特開昭63−265715号公報および特開昭63−
266237号公報に開示されたものの他、図３に例示するよ
うなものを用いることもできる。

【００２２】図３に縦断面図で示す振動減衰装置１は、
二本の筒状可撓膜体31, 32の各一端部を、全体としてほ
ぼ筒状をなす絞り通路構成部材33のそれぞれの端部分に
液密に連結するとともに、それらの筒状可撓膜体31, 32
の他端部を、それぞれの面板34, 35に、これもまた液密
に連結することによって、両可撓膜体31, 32の折返し部
が相互に向き合って位置する一の液室36を形成し、かか
る液室36の内側で、絞り通路構成部材33に貫通する剛性
部材37によって、それぞれの面板34, 35を相互に連結す
る。

【００２３】そして、このような液室内には電気粘性流
体38を封入して、その流体38を両可撓膜体31, 32の内側
はもちろん、絞り通路構成部材33と剛性部材37との間
で、その絞り通路構成部材33のほぼ全長にわたって形成
した所要の横断面積の絞り通路39にも満たす。また、面
板34および絞り通路構成部材33のそれぞれには、取付部
材４，５を設け、これらによって、振動減衰装置１の所
要の部材への装着を可能ならしめる。なお、この振動減
衰装置１では、剛性部材37が、高電圧発生源12に接続さ
れる正の電極を形成し、絞り通路構成部材33、ひいて
は、それに固定した取付部材６が、大地に接続される負
の電極を形成する。

【００２４】このような振動減衰装置１を実際に適用す
るに当っては、それを単独で用いることの他、ばね手段
を組合わせて用いることもでき、後者の場合には、その
ばね手段として、コイルばねなどの金属ばね、または、
図示のような空気ばね40を使用することができる。

【００２５】この空気ばね40は、面板34側に外筒41を取
付けるとともに、取付部材６のカップ状部材6aを内筒と
して機能させて、外筒41とカップ状部材6aとのそれぞれ
に、可撓性スリーブ42のそれぞれの端部分を気密に連結
し、そして、絞り通路構成部材33の外向フランジに、カ
ップ状部材6aおよび外筒41のそれぞれの内側部分の相互
の連通をもたらすたとえば複数個の貫通孔33a を穿設す
ることによって構成してなる。

【００２６】さらに、この発明の装置では、振動入力側
部材、図に示すところでは取付部材６に固定した加速度
センサー７および、振動出力側部材、図に示すところで
は取付部材４に固定した加速度センサー５のそれぞれを
差動増幅器８に接続する。このような振動減衰装置１で
は、高電圧発生源12からの供給電圧、ひいては、電極間
電圧を高めて、電気粘性流体38の粘度を高めることによ
り、その流体38の、絞り通路39への流動抵抗が大きくな
って、大きな振動減衰力がもたらされることになり、逆
に、電極間電圧を低下させるに従って、減衰力が次第に
低減され、印加電圧が零になったときに減衰力が最小と
なる。

【００２７】かくして、この振動減衰装置１を、図１に
示すような減衰制御装置に適用することにより、機械的
な作動部分なしに、所期した通りの振動減衰力をもたら
すことができる。なおこのことは、図３に示す装置１
を、図２に示す減衰制御装置に適用した場合にもまたほ
ぼ同様である。以上この発明を図示例に基づいて説明し
たが、加速度センサー、相対速度センサーに代えて、た
とえば図３に示す装置の剛性部材37に作用する応力を検
出する応力センサーを用いることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】従って、この発明によれば、振動減衰装
置の伸長時には減衰力を所要に応じて高め、圧縮時には
減衰力をこれも所期した通りに低減できることはもちろ
ん、装置の構造を著しく簡単なものとし、併せて、装置
の耐久性を大きく向上させることができる。しかも、電
気粘性流体を用いるこの振動減衰装置では、電圧の変更
によって減衰力を任意に変更することができるので、電
極への印加電圧の、高電圧および低電圧のそれぞれにお
いて、電圧を所定の範囲内で段階的に、または連続的に
切替えることにより、車両の操縦安定性をより一層向上
させることができる。また、フィルター機能をもって、
特定周波数より低い振動周波数および他の特定周波数よ
り高い振動周波数の振動に対して、比較器への出力を停
止させた場合には、体感周波数帯域での十分な振動減衰
機能をもたらすことができるとともに、高周波数帯域の
振動に対するすぐれた除振効果をもたらすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置を例示する回路図である。

【図２】この発明の他の装置を例示する回路である。

【図３】この発明に用いることのできる振動減衰装置を
例示する縦断面図である。

【符号の説明】

１振動減衰装置４，６取付部材５，７加速度センサー８差動増幅器９積分回路 10, 23 比較器 11, 24 出力判定回路 12 高電圧発生源 21 相対速度センサー 22 フィルター 31, 32 可撓膜体 33 通路構成部材 34, 35 面板 36 液室 37 剛性部材 38 電気粘性流体 39 絞り通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性部材を含む仕切部材によって区画
した液室と、この液室内に封入した電気粘性流体と、液
室内に設けた絞り通路と、絞り通路に設けた電極とを具
える振動減衰装置において、振動減衰装置のそれぞれの取付部材に加速度センサーを
設け、これらの加速度センサーを、それぞれの加速度の
差を求める差動増幅器を介して積分回路に接続し、この
積分回路を、振動減衰装置の変形方向を検知する比較器
を経て出力判定回路に接続し、その出力判定回路を、電
極に電圧を供給する高電圧発生源に信号接続することを
特徴とする振動減衰制御装置。
【請求項２】前記積分回路を、特定周波数より低い振
動周波数および、他の特性周波数より高い振動周波数の
それぞれに対して出力を停止するフィルターとしても機
能させることを特徴とする請求項１記載の振動減衰制御
装置。
【請求項３】可撓性部材を含む仕切部材によって区画
した液室と、この液室内に封入した電気粘性流体と、液
室内に設けた絞り通路と、絞り通路に設けた電極とを具
える振動減衰装置において、振動減衰装置のそれぞれの取付部材の相対速度を検知す
る相対速度センサーを設け、この相対速度センサーを、
振動減衰装置の変形方向を検知する比較器を経て出力判
定回路に接続し、その出力判定回路を、電極に電圧を供
給する高電圧発生源に信号接続することを特徴とする振
動減衰制御装置。
【請求項４】前記相対速度センサーと比較器との間
に、特定周波数より低い振動周波数および、他の特定周
波数より高い振動周波数のそれぞれに対して出力を停止
するフィルターを介装することを特徴とする請求項３記
載の振動減衰制御装置。
【請求項５】可撓性部材を含む仕切部材によって区画
した液室と、この液室内に封入した電気粘性流体と、液
室内に設けた絞り通路と、絞り通路に設けた電極とを具
える振動減衰装置において、電極に印加する電圧を調節
して振動減衰力を制御するに当り、振動減衰装置が伸長方向に変形する場合の、前記電極へ
の印加電圧を、その振動減衰装置が圧縮方向に変形する
場合の電極への印加電圧より高めることを特徴とする振
動減衰制御方法。
【請求項６】取付状態の振動減衰装置の、ばね上側共
振周波数より十分低い振動周波数および、ばね下側共振
周波数より十分高い周波数のそれぞれに対しては、電極
への電圧の印加を停止することを特徴とする請求項５記
載の振動減衰制御方法。