JPH075010B2 - 油圧アクチュエータと相対運動の測定方法 - Google Patents
油圧アクチュエータと相対運動の測定方法Info
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- JPH075010B2 JPH075010B2 JP3001062A JP106291A JPH075010B2 JP H075010 B2 JPH075010 B2 JP H075010B2 JP 3001062 A JP3001062 A JP 3001062A JP 106291 A JP106291 A JP 106291A JP H075010 B2 JPH075010 B2 JP H075010B2
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- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
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Description
【０００１】本発明は車輌懸架装置に関し、殊に油圧減
衰装置の抜差し運動自在の要素同志の相対速度を測定す
るための方法と装置に関する。
衰装置の抜差し運動自在の要素同志の相対速度を測定す
るための方法と装置に関する。
【０００２】走行中に生ずる、望ましくない振動を吸収
するために、自車体懸架装置に関連して減衰装置（ダン
パ）が用いられる。この望ましくない振動を吸収するた
めに、一般にダンパが自動車のバネ無し質量体（車体）
とバネ付き質量体（車輪）との間に連結される。ダンパ
の中にピストンが配置され、通常、ピストン棒を介して
車体に連結される。ダンパが圧縮される時、ピストンの
弁装置とオリフィスがダンパの作用室内の減衰流体の流
れを制約するように働くので、さもないと減衰されない
まま残る車輪および／または車体の運動に対抗する減衰
力をダンパが発生することができる。作用室内の減衰流
体の流れがピストンにより制約される度合いが大きいほ
ど、ダンパにより発生される減衰力が大きくなる。
するために、自車体懸架装置に関連して減衰装置（ダン
パ）が用いられる。この望ましくない振動を吸収するた
めに、一般にダンパが自動車のバネ無し質量体（車体）
とバネ付き質量体（車輪）との間に連結される。ダンパ
の中にピストンが配置され、通常、ピストン棒を介して
車体に連結される。ダンパが圧縮される時、ピストンの
弁装置とオリフィスがダンパの作用室内の減衰流体の流
れを制約するように働くので、さもないと減衰されない
まま残る車輪および／または車体の運動に対抗する減衰
力をダンパが発生することができる。作用室内の減衰流
体の流れがピストンにより制約される度合いが大きいほ
ど、ダンパにより発生される減衰力が大きくなる。
【０００３】ダンパが与えるべき減衰の量を選択するに
あたり、３つの車輌性能特性がしばしば考慮される。す
なわち、乗り心地、運転し易さおよび路面把握能力であ
る。乗り心地は、しばしば、座席、タイヤおよびダンパ
のバネ定数と共に、車輌の主懸架バネのバネ定数の関数
である。運転し易さはとりわけ、車輌姿勢の変化（つま
り、横揺れ、縦揺れおよび偏揺れ）に関係する。最適の
車輌運転のし易さを得るのには、急なカーブ切り、加速
および減速の間の車体姿勢の過度の急変化を避けるため
に比較的大きな減衰力が必要となる。道路把握能力は概
して、タイヤと地面の間の垂直荷重の変化量の関数であ
る。道路把握能力を最適化するには、不規則な路面を走
行中に、垂直荷重の変化を少なくし、車輪と地面との接
触が完全に無くなるのを防ぐために、より大きな減衰力
が必要となる。
あたり、３つの車輌性能特性がしばしば考慮される。す
なわち、乗り心地、運転し易さおよび路面把握能力であ
る。乗り心地は、しばしば、座席、タイヤおよびダンパ
のバネ定数と共に、車輌の主懸架バネのバネ定数の関数
である。運転し易さはとりわけ、車輌姿勢の変化（つま
り、横揺れ、縦揺れおよび偏揺れ）に関係する。最適の
車輌運転のし易さを得るのには、急なカーブ切り、加速
および減速の間の車体姿勢の過度の急変化を避けるため
に比較的大きな減衰力が必要となる。道路把握能力は概
して、タイヤと地面の間の垂直荷重の変化量の関数であ
る。道路把握能力を最適化するには、不規則な路面を走
行中に、垂直荷重の変化を少なくし、車輪と地面との接
触が完全に無くなるのを防ぐために、より大きな減衰力
が必要となる。
【０００４】乗り心地、運転し易さおよび道路把握能力
を最適化するには、ダンパが発生する減衰力を道路また
は車体からの入力周波数に対して応答自在にすることが
一般に望ましい。入力周波数が車体の固有振動数（例え
ば、約１〜２Ｈｚ）にほぼ等しい時、急カーブ切り、加
速および減速の間、車輌姿勢の過度の急変化を避けるた
めに、比較的大きな減衰力（臨界減衰力に対して）をダ
ンパが与えるようにすることが一般に望ましい。入力周
波数が主に道路からの２〜１０Ｈｚである時、滑らかな
乗り心地を与えて、車輪を道路の起伏に追従させるため
に、ダンパに低レベルの減衰力を生じさせることが一般
に望ましい。道路からの入力周波数が自動車懸架装置の
固有振動数（つまり、約１０〜１５Ｈｚ）にほぼ等しい
時、一方では滑らかな乗り心地を生ずるように比較的低
い減衰力を有すると同時に、他方ではタイヤの垂直荷重
の変化を少なくし、車輪と地面の接触を完全に失うのを
防ぐように高い減衰力を生ずることが望ましい。
を最適化するには、ダンパが発生する減衰力を道路また
は車体からの入力周波数に対して応答自在にすることが
一般に望ましい。入力周波数が車体の固有振動数（例え
ば、約１〜２Ｈｚ）にほぼ等しい時、急カーブ切り、加
速および減速の間、車輌姿勢の過度の急変化を避けるた
めに、比較的大きな減衰力（臨界減衰力に対して）をダ
ンパが与えるようにすることが一般に望ましい。入力周
波数が主に道路からの２〜１０Ｈｚである時、滑らかな
乗り心地を与えて、車輪を道路の起伏に追従させるため
に、ダンパに低レベルの減衰力を生じさせることが一般
に望ましい。道路からの入力周波数が自動車懸架装置の
固有振動数（つまり、約１０〜１５Ｈｚ）にほぼ等しい
時、一方では滑らかな乗り心地を生ずるように比較的低
い減衰力を有すると同時に、他方ではタイヤの垂直荷重
の変化を少なくし、車輪と地面の接触を完全に失うのを
防ぐように高い減衰力を生ずることが望ましい。
【０００５】道路からの入力周波数に応じてダンパの減
衰特性を選択的に変えるための様々な方法が公知であ
る。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ８７／００６１５号明細書
はそのような方法の一つを開示する。この方法の実施に
用いられる装置は、減衰流体を格納するように作動自在
の第１および第２の部分を有する作用室を形成する圧力
シリンダを含む。この装置はさらに、装置の圧縮の間、
作用室の第１および第２の部分の間の減衰流体の流れを
制御する第１の弁を含む。そのうえ、この装置はまた、
作用室の第１の部分と第１の弁とに流体連通する圧力室
を含む。
衰特性を選択的に変えるための様々な方法が公知であ
る。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ８７／００６１５号明細書
はそのような方法の一つを開示する。この方法の実施に
用いられる装置は、減衰流体を格納するように作動自在
の第１および第２の部分を有する作用室を形成する圧力
シリンダを含む。この装置はさらに、装置の圧縮の間、
作用室の第１および第２の部分の間の減衰流体の流れを
制御する第１の弁を含む。そのうえ、この装置はまた、
作用室の第１の部分と第１の弁とに流体連通する圧力室
を含む。
【０００６】圧力室と作用室の第２の部分との間の減衰
流体の流れを調節するためのソレノイドも設けられる。
装置のはね戻りの間に作用室の第１と第２の部分の間の
減衰流体の流れを制御する第２の弁もさらに設けられ
る。
流体の流れを調節するためのソレノイドも設けられる。
装置のはね戻りの間に作用室の第１と第２の部分の間の
減衰流体の流れを制御する第２の弁もさらに設けられ
る。
【０００７】ダンパの減衰特性を変えるためにそのよう
な方法が用いられる時、ダンパの圧力シリンダ内のピス
トンの運動に関する情報がしばしば必要となる。この情
報はダンパが圧縮にあるか、伸長にあるかを単に識別す
るばかりでなく、懸架運動の大きさと周波数に関する情
報を与えることもできる。
な方法が用いられる時、ダンパの圧力シリンダ内のピス
トンの運動に関する情報がしばしば必要となる。この情
報はダンパが圧縮にあるか、伸長にあるかを単に識別す
るばかりでなく、懸架運動の大きさと周波数に関する情
報を与えることもできる。
【０００８】圧力シリンダ内のピストンの運動に関する
情報を得るための幾つかの方法が公知である。ＰＣＴ出
願ＰＣＴ／ＵＳ８７／００６１５号の発明は、路面に関
する情報を得ると同時に、ダンパが圧縮にあるか、伸長
にあるかを判定するのに加速度のみならず圧力センサー
を用いる。英国特願第ＧＢ２１７７４７５Ａ号と西独特
許Ｇ８７０２８１７．４号明細書は、位置変位情報を得
るための超音波システムを組込んだ懸架減衰装置を開示
する。超音波の発信時点から反射された「エコー」波の
受信時点までの時間を測って、位置変位情報を得る。両
方の引用とも、パルス化された超音波を発信し受信する
ように作用する単一の変換器を用いる。単一の変換器の
使用は、コヒーレント波の検知を確実にするために、高
価な超音波変調・較正回路の組込みを必要とする。さら
に、両方の引用における変換器は、ピストンが超音波を
反射するように作用する態様に、取付けられる。
情報を得るための幾つかの方法が公知である。ＰＣＴ出
願ＰＣＴ／ＵＳ８７／００６１５号の発明は、路面に関
する情報を得ると同時に、ダンパが圧縮にあるか、伸長
にあるかを判定するのに加速度のみならず圧力センサー
を用いる。英国特願第ＧＢ２１７７４７５Ａ号と西独特
許Ｇ８７０２８１７．４号明細書は、位置変位情報を得
るための超音波システムを組込んだ懸架減衰装置を開示
する。超音波の発信時点から反射された「エコー」波の
受信時点までの時間を測って、位置変位情報を得る。両
方の引用とも、パルス化された超音波を発信し受信する
ように作用する単一の変換器を用いる。単一の変換器の
使用は、コヒーレント波の検知を確実にするために、高
価な超音波変調・較正回路の組込みを必要とする。さら
に、両方の引用における変換器は、ピストンが超音波を
反射するように作用する態様に、取付けられる。
【０００９】よって、アクチュエータによって発生され
る減衰、運動、位置および／または力を選択的に制御し
得るように、油圧アクチュエータ（「ダンパ」）の抜差
し運動自在の要素間の相対速度を感知する方法を与える
ことが本発明の主目的である。
る減衰、運動、位置および／または力を選択的に制御し
得るように、油圧アクチュエータ（「ダンパ」）の抜差
し運動自在の要素間の相対速度を感知する方法を与える
ことが本発明の主目的である。
【００１０】音響学的トップラー原理を用いて圧力シリ
ンダ内の抜差し運動自在のピストンの相対速度を計算す
る方法を取り入れた、選択的減衰を与えることのできる
油圧ダンパまたはアクチュエータを与えることが、本発
明のいま一つの主目的である。
ンダ内の抜差し運動自在のピストンの相対速度を計算す
る方法を取り入れた、選択的減衰を与えることのできる
油圧ダンパまたはアクチュエータを与えることが、本発
明のいま一つの主目的である。
【００１１】本発明のいま一つの目的は、選択的に懸架
特性を制御するための連続実時間電気信号を発生する方
法と装置を与えることである。
特性を制御するための連続実時間電気信号を発生する方
法と装置を与えることである。
【００１２】望ましくは超音波スペクトル内にある音波
の周波数の変化、車輌のバネ付き部分とバネ無し部分と
の間の相対的速度に応じた変化、に応答してダンパの特
性を選択的に制御する方法と装置を与えることが、本発
明のさらに一つの目的である。
の周波数の変化、車輌のバネ付き部分とバネ無し部分と
の間の相対的速度に応じた変化、に応答してダンパの特
性を選択的に制御する方法と装置を与えることが、本発
明のさらに一つの目的である。
【００１３】本発明のさらに一つの目的は、車輌への応
用に関して高度の融通性を有する直動型、抜差し自在、
油圧ダンパを与えることである。この点に関し、本発明
の関連目的は、大幅に異なる懸架装置の形態とサイズへ
の普遍的応用性を可能にする、ダンパに組込まれてまと
められた非接触型速度感知装置を与えることである。
用に関して高度の融通性を有する直動型、抜差し自在、
油圧ダンパを与えることである。この点に関し、本発明
の関連目的は、大幅に異なる懸架装置の形態とサイズへ
の普遍的応用性を可能にする、ダンパに組込まれてまと
められた非接触型速度感知装置を与えることである。
【００１４】本発明の望ましい実施例によれば、油圧ア
クチュエータは、音波を発する第１の電子機械式変換器
装置（「発信器」）と、音波を受信する第２の電子機械
式変換器装置と、を有する直動型油圧ダンパを有する。
ダンパの圧力シリンダ内に同軸状に配設されるピストン
に、ピストン棒に向く方とは反対の側のピストン表面
に、発信器と受信器が据え付けられる。ピストン棒とピ
ストンを通過する電線が個々の変換器を信号発生・処理
回路に接続する。
クチュエータは、音波を発する第１の電子機械式変換器
装置（「発信器」）と、音波を受信する第２の電子機械
式変換器装置と、を有する直動型油圧ダンパを有する。
ダンパの圧力シリンダ内に同軸状に配設されるピストン
に、ピストン棒に向く方とは反対の側のピストン表面
に、発信器と受信器が据え付けられる。ピストン棒とピ
ストンを通過する電線が個々の変換器を信号発生・処理
回路に接続する。
【００１５】本発明の方法によれば、音波発生回路は一
定周波数の超音波を発生するように、発信器を励起す
る。発信器は、発信器および受信器に向く圧力シリンダ
の端に配設される端壁または基底弁と、ピストンの表面
との間にある減衰流体を通して、所定の周波数と時間長
の超音波を発する。発せられた超音波は、減衰流体を通
して受信器に伝播し戻るように、シリンダ端にある端壁
または基底弁によって反射される。受信器は、反射され
た超音波の周波数を検知する周波数検知回路に電気接続
される。そのうえ、音波発生回路は、発信器によって発
せられた超音波の指示を与えるように、周波数検知回路
に電気接続される。
定周波数の超音波を発生するように、発信器を励起す
る。発信器は、発信器および受信器に向く圧力シリンダ
の端に配設される端壁または基底弁と、ピストンの表面
との間にある減衰流体を通して、所定の周波数と時間長
の超音波を発する。発せられた超音波は、減衰流体を通
して受信器に伝播し戻るように、シリンダ端にある端壁
または基底弁によって反射される。受信器は、反射され
た超音波の周波数を検知する周波数検知回路に電気接続
される。そのうえ、音波発生回路は、発信器によって発
せられた超音波の指示を与えるように、周波数検知回路
に電気接続される。
【００１６】発せられた超音波と反射された超音波の周
波数の相違を用いて、シリンダ端に対するピストンの相
対速度を、後述するようにドップラー原理に基づき、コ
ンピュータを使って計算することができる。よって、ダ
ンパの減衰力を制御するためにピストン制御回路によっ
て使用される連続相対速度測定を行うことができる。相
対速度の測定は、ピストンの運動の極性（方向）を検知
するのにも使用することができる。
波数の相違を用いて、シリンダ端に対するピストンの相
対速度を、後述するようにドップラー原理に基づき、コ
ンピュータを使って計算することができる。よって、ダ
ンパの減衰力を制御するためにピストン制御回路によっ
て使用される連続相対速度測定を行うことができる。相
対速度の測定は、ピストンの運動の極性（方向）を検知
するのにも使用することができる。
【００１７】望ましい実施例は２重管ダンパを開示する
けれども、単一管、支柱および車輌用の他の油圧アクチ
ュエータにも容易に本発明を適用させることが考えられ
る。
けれども、単一管、支柱および車輌用の他の油圧アクチ
ュエータにも容易に本発明を適用させることが考えられ
る。
【００１８】
【実施例】図１を参照すると、本発明の望ましい実施例
による、ダンパ２０として定義される４個の油圧アクチ
ュエータが図示される。ダンパは従来の自動車２２の略
図に作動連合する形で図解される。自動車２２は、自動
車２２の後輪２８を支持するようにされた横向きに延在
する後輪組立体２６を有する後部懸架装置２４を含む。
コイルバネ３０と同時に１対のダンパ２０を介して、後
輪組立体２６が自動車２２に作動連結される。同様に、
自動車２２は前輪３６を支持するために、横向きに延在
する前輪組立体３４を含む懸架装置３２を有する。前輪
組立体３４は第２の組のダンパ２０とコイルバネ３８を
介して、自動車２２に連結する。ダンパ２０は、自動車
２２のバネ無し部分（つまり前部および後部懸架装置３
２，２４）とバネ付き部分（つまり車体３９）との相対
運動を減衰するのに役立つ。自動車２２は乗用車として
画かれているが、ダンパ２０は他の型式の自動車輌にも
同じく使用されることができる。
による、ダンパ２０として定義される４個の油圧アクチ
ュエータが図示される。ダンパは従来の自動車２２の略
図に作動連合する形で図解される。自動車２２は、自動
車２２の後輪２８を支持するようにされた横向きに延在
する後輪組立体２６を有する後部懸架装置２４を含む。
コイルバネ３０と同時に１対のダンパ２０を介して、後
輪組立体２６が自動車２２に作動連結される。同様に、
自動車２２は前輪３６を支持するために、横向きに延在
する前輪組立体３４を含む懸架装置３２を有する。前輪
組立体３４は第２の組のダンパ２０とコイルバネ３８を
介して、自動車２２に連結する。ダンパ２０は、自動車
２２のバネ無し部分（つまり前部および後部懸架装置３
２，２４）とバネ付き部分（つまり車体３９）との相対
運動を減衰するのに役立つ。自動車２２は乗用車として
画かれているが、ダンパ２０は他の型式の自動車輌にも
同じく使用されることができる。
【００１９】図２を特に参照して、本発明の望ましい実
施例によるダンパ２０が示される。ダンパ２０は減衰流
体を含む作用室４２を画成する細長い圧力シリンダ４０
を含む。作用室４２の中に、軸方向に延在するピストン
棒４６の一端に固定される往復動ピストン４４が配設さ
れる。ピストン４４は、当業者にとって公知のようにピ
ストンリング５０を保持するように作用自在の円周方向
溝４８を含む。ピストン４４の運動中に、ピストン４４
の外周とシリンダ４０の内径との間を減衰流体が流れる
のを防ぐのに、ピストンリング５０が使われる。基底弁
５２が圧力シリンダ４０の下端の中にあって、作用室４
２と円環形流体タンク５４の間の減衰流体の流れを制御
するのに用いられる。円環形流体タンク５４は、圧力シ
リンダ４０の外周と、圧力シリンダ４０の外部をめぐっ
て同心状に配置されるタンク管つまりシリンダ５６の内
周との間の空間として画成される。基底弁５２の作動
は、引用によって本明細書に取り入れられる米国特許第
３，７７１，６２６号明細書に開示され、記載される型
式のものであることができる。そのうえ、基底弁５２は
後述するように第１の表面５１と第２の表面５３を画成
する段付き上部形状を有する。しかし、本発明は、基底
弁、逆止め弁等が無くても作動可能の油圧アクチュエー
タにも適用できることが期待される。
施例によるダンパ２０が示される。ダンパ２０は減衰流
体を含む作用室４２を画成する細長い圧力シリンダ４０
を含む。作用室４２の中に、軸方向に延在するピストン
棒４６の一端に固定される往復動ピストン４４が配設さ
れる。ピストン４４は、当業者にとって公知のようにピ
ストンリング５０を保持するように作用自在の円周方向
溝４８を含む。ピストン４４の運動中に、ピストン４４
の外周とシリンダ４０の内径との間を減衰流体が流れる
のを防ぐのに、ピストンリング５０が使われる。基底弁
５２が圧力シリンダ４０の下端の中にあって、作用室４
２と円環形流体タンク５４の間の減衰流体の流れを制御
するのに用いられる。円環形流体タンク５４は、圧力シ
リンダ４０の外周と、圧力シリンダ４０の外部をめぐっ
て同心状に配置されるタンク管つまりシリンダ５６の内
周との間の空間として画成される。基底弁５２の作動
は、引用によって本明細書に取り入れられる米国特許第
３，７７１，６２６号明細書に開示され、記載される型
式のものであることができる。そのうえ、基底弁５２は
後述するように第１の表面５１と第２の表面５３を画成
する段付き上部形状を有する。しかし、本発明は、基底
弁、逆止め弁等が無くても作動可能の油圧アクチュエー
タにも適用できることが期待される。
【００２０】ダンパ２０の上、下端には、ほぼ茶碗形の
上端ふた５８と下端ふた６０が設けられる。上、下端ふ
た５８，６０は溶接のような適当な装置によってタンク
管５６の両端に固定される。ダンパ２０はその上端にて
ピストン棒４６の上端に固定される泥除け６２が設けら
れているのが図示される。自動車２２の車体と車輪の間
にダンパ２０を固定するために、ピストン棒４６の上端
と下端ふた６０とに適当な端末継手６４が取付けられ
る。ピストン４４の往復動の際、圧力シリンダ４０内の
減衰流体が、作用室４２の上、下部分の間、および作用
室４２と流体タンク５４の間で移動することは、当業者
の知るところである。作用室４２の上、下部分の間の減
衰流体の流れを制御することによって、ダンパ２０は自
動車２２の車体と車輪の間の相対運動を制御自在に減衰
することができる。
上端ふた５８と下端ふた６０が設けられる。上、下端ふ
た５８，６０は溶接のような適当な装置によってタンク
管５６の両端に固定される。ダンパ２０はその上端にて
ピストン棒４６の上端に固定される泥除け６２が設けら
れているのが図示される。自動車２２の車体と車輪の間
にダンパ２０を固定するために、ピストン棒４６の上端
と下端ふた６０とに適当な端末継手６４が取付けられ
る。ピストン４４の往復動の際、圧力シリンダ４０内の
減衰流体が、作用室４２の上、下部分の間、および作用
室４２と流体タンク５４の間で移動することは、当業者
の知るところである。作用室４２の上、下部分の間の減
衰流体の流れを制御することによって、ダンパ２０は自
動車２２の車体と車輪の間の相対運動を制御自在に減衰
することができる。
【００２１】ピストン４４には、往復動の間、作用室４
２の上、下部分の間の減衰流体の流れを制御自在に定量
するための弁装置（図示せず）が設けられる。そのよう
な弁装置の一つが、引用により本明細書に取り入れられ
るＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ８７／００６１５号明細書に
開示される。しかし、本発明は他の適当な減衰装置はも
とより、他の適当な弁装置と共に使用し得る。
２の上、下部分の間の減衰流体の流れを制御自在に定量
するための弁装置（図示せず）が設けられる。そのよう
な弁装置の一つが、引用により本明細書に取り入れられ
るＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ８７／００６１５号明細書に
開示される。しかし、本発明は他の適当な減衰装置はも
とより、他の適当な弁装置と共に使用し得る。
【００２２】本発明の原理によれば、ダンパ２０はさら
に、共にピストン棒４６とは反対側のピストン４４の表
面に固定される音響発信器６６および受信器６８を有す
る。発信器と受信器とに対向する、基底弁５２が取付け
られるシリンダ４０の端壁の方向に、所定の周波数ｆ1
を有する超音波を発生するのに発信器６６が用いられ
る。発信器６６は圧電装置または磁気制限装置を使用す
ることができるけれども、他の適当な装置を使用するこ
ともできる。発信器６６によって発生された超音波が基
底弁５２に出会う時、受信器６８は向う方向に反射され
る。受信器６８は基底弁５２によって反射された、周波
数ｆ2の超音波を受信して、それに応じた出力を発生す
る。受信器６８は圧電装置または磁気制限装置を使用す
ることができるけれども、他の適当な装置を使用するこ
ともできる。以下の説明の目的上、発信器６６によって
発生された超音波は発信超音波と称し、他方、基底弁５
２によって受信器６８に反射された超音波は反射超音波
と称する。
に、共にピストン棒４６とは反対側のピストン４４の表
面に固定される音響発信器６６および受信器６８を有す
る。発信器と受信器とに対向する、基底弁５２が取付け
られるシリンダ４０の端壁の方向に、所定の周波数ｆ1
を有する超音波を発生するのに発信器６６が用いられ
る。発信器６６は圧電装置または磁気制限装置を使用す
ることができるけれども、他の適当な装置を使用するこ
ともできる。発信器６６によって発生された超音波が基
底弁５２に出会う時、受信器６８は向う方向に反射され
る。受信器６８は基底弁５２によって反射された、周波
数ｆ2の超音波を受信して、それに応じた出力を発生す
る。受信器６８は圧電装置または磁気制限装置を使用す
ることができるけれども、他の適当な装置を使用するこ
ともできる。以下の説明の目的上、発信器６６によって
発生された超音波は発信超音波と称し、他方、基底弁５
２によって受信器６８に反射された超音波は反射超音波
と称する。
【００２３】基底弁５２には、シリンダ４０の軸線に直
角な第２の段付き表面５３の上方に、所定距離だけ軸線
方向に変位した第１の段付き表面５１が設けられる。こ
の所定の段付き表面５１，５３の軸線方向距離は、流体
粘性に及ぼす温度と圧力の影響による、減衰流体を通る
音波の伝播速度の変化を補償するための装置を与える。
角な第２の段付き表面５３の上方に、所定距離だけ軸線
方向に変位した第１の段付き表面５１が設けられる。こ
の所定の段付き表面５１，５３の軸線方向距離は、流体
粘性に及ぼす温度と圧力の影響による、減衰流体を通る
音波の伝播速度の変化を補償するための装置を与える。
【００２４】段付き表面５１，５３はそれぞれ別個の反
射波およびエコー波を生じ、それらは共に受信器６８に
よって受信される。エコー波は反射波より遅れ、反射波
の受信後に受信器６８によって受信される。所定の軸方
向距離と、反射波およびエコー波の受信時間差と、の関
係は流体粘性の差に対する調整を可能にする。さらに、
この望ましい実施例は基底弁を有する２重管構造を開示
するけれども、発信器６６と受信器６８に対し対向関係
に整合する段付き端板または段付き端面を設けられた任
意の油圧ダンパが本発明の範囲に入る。
射波およびエコー波を生じ、それらは共に受信器６８に
よって受信される。エコー波は反射波より遅れ、反射波
の受信後に受信器６８によって受信される。所定の軸方
向距離と、反射波およびエコー波の受信時間差と、の関
係は流体粘性の差に対する調整を可能にする。さらに、
この望ましい実施例は基底弁を有する２重管構造を開示
するけれども、発信器６６と受信器６８に対し対向関係
に整合する段付き端板または段付き端面を設けられた任
意の油圧ダンパが本発明の範囲に入る。
【００２５】ピストン４４が基底弁５２に対して静止し
ている時は、反射超音波は発信超音波と同じ周波数を有
するであろう。しかし、基底弁５２が取付けられるシリ
ンダ端に向う方向にピストン４４が移動している時は、
反射超音波の周波数は発信超音波の周波数よりも高い。
対照的に、基底弁５２のあるシリンダ端から離れる方向
にピストン４４が動いている時には、反射超音波の周波
数は発信超音波の周波数よりも低い。この現象をドップ
ラー効果と称する。
ている時は、反射超音波は発信超音波と同じ周波数を有
するであろう。しかし、基底弁５２が取付けられるシリ
ンダ端に向う方向にピストン４４が移動している時は、
反射超音波の周波数は発信超音波の周波数よりも高い。
対照的に、基底弁５２のあるシリンダ端から離れる方向
にピストン４４が動いている時には、反射超音波の周波
数は発信超音波の周波数よりも低い。この現象をドップ
ラー効果と称する。
【００２６】ドップラー効果を利用することにより、基
底弁５２によって与えられるような、シリンダ４０の対
面する末梢端表面に対するピストン４４の相対速度を決
定することができる。この点に関し、圧力シリンダ４０
の端面に対するピストン４４の速度は次式の何れかによ
って計算することができる： ただし：ｆ1＝発信器６６によって発生される発信超音
波の周波数 ｆ2＝受信器６８によって受信される反射超音波の周波
数 ｆb＝ｆ2−ｆ1として定義される「うなり」周波数 Ｖ＝シリンダ４０の端面（基底弁５２）に対するピスト
ン４４の相対速度 Ｃ＝減衰流体を通る波の伝播速度 作用室４２を通る超音波の伝播速度は、波が伝播する減
衰媒体の特性に大いに依存する。本発明の望ましい実施
例は減衰媒体として油圧減衰流体を用いるけれども、他
の適当な流体にも同様に本発明を容易に適応させること
ができる。
底弁５２によって与えられるような、シリンダ４０の対
面する末梢端表面に対するピストン４４の相対速度を決
定することができる。この点に関し、圧力シリンダ４０
の端面に対するピストン４４の速度は次式の何れかによ
って計算することができる： ただし：ｆ1＝発信器６６によって発生される発信超音
波の周波数 ｆ2＝受信器６８によって受信される反射超音波の周波
数 ｆb＝ｆ2−ｆ1として定義される「うなり」周波数 Ｖ＝シリンダ４０の端面（基底弁５２）に対するピスト
ン４４の相対速度 Ｃ＝減衰流体を通る波の伝播速度 作用室４２を通る超音波の伝播速度は、波が伝播する減
衰媒体の特性に大いに依存する。本発明の望ましい実施
例は減衰媒体として油圧減衰流体を用いるけれども、他
の適当な流体にも同様に本発明を容易に適応させること
ができる。
【００２７】発信器６６を作動するための装置を与える
ために、波発生回路７２が設けられる。発信器６６が所
定周波数ｆ1の発信超音波を発生することができるよう
に、波発生回路７２が発信器６６に電気接続される。望
ましくは、波発生回路７２は、発信器６６によって発生
される発信超音波を、ピストン４４と基底弁５２との相
対速度の有効な連続実時間決定を可能にするように、連
続形のものにする。音波発生回路７２は発信器であるこ
とができるが、パルス波発生器のような他の型式の波発
生回路を使用することもできる。
ために、波発生回路７２が設けられる。発信器６６が所
定周波数ｆ1の発信超音波を発生することができるよう
に、波発生回路７２が発信器６６に電気接続される。望
ましくは、波発生回路７２は、発信器６６によって発生
される発信超音波を、ピストン４４と基底弁５２との相
対速度の有効な連続実時間決定を可能にするように、連
続形のものにする。音波発生回路７２は発信器であるこ
とができるが、パルス波発生器のような他の型式の波発
生回路を使用することもできる。
【００２８】反射超音波と発信超音波の間の周波数の相
違を測定するための装置を与えるために、ダンパ２０は
さらに周波数検知回路８０を含む。図４に示すように、
周波数検知回路８０は、受信器６８のみならず波発生回
路７２からの出力を受け入れる。周波数検知回路８０
は、音波発生回路７２と受信器６８からの出力を加算す
る、つまり「重ねる」ことによって、周波数の変化を測
定する。発信超音波と反射超音波に相当する出力の重ね
合わせはドップラーレーダー・システムによく用いられ
る周波数検知方法である。式（２）に示すように、ピス
トン４４に対するシリンダ４０の相対運動の変化を連続
検知し得るように、重ねられた「うなり」周波数ｆbは
ピストンの相対速度Ｖに直線的に比例する。しかし、反
射超音波と発信超音波の周波数の相違を測定するための
他の適当な装置を使うこともできることを理解すべきで
ある。
違を測定するための装置を与えるために、ダンパ２０は
さらに周波数検知回路８０を含む。図４に示すように、
周波数検知回路８０は、受信器６８のみならず波発生回
路７２からの出力を受け入れる。周波数検知回路８０
は、音波発生回路７２と受信器６８からの出力を加算す
る、つまり「重ねる」ことによって、周波数の変化を測
定する。発信超音波と反射超音波に相当する出力の重ね
合わせはドップラーレーダー・システムによく用いられ
る周波数検知方法である。式（２）に示すように、ピス
トン４４に対するシリンダ４０の相対運動の変化を連続
検知し得るように、重ねられた「うなり」周波数ｆbは
ピストンの相対速度Ｖに直線的に比例する。しかし、反
射超音波と発信超音波の周波数の相違を測定するための
他の適当な装置を使うこともできることを理解すべきで
ある。
【００２９】「うなり」周波数の決定にあたり、基底弁
５２に対するピストン４４の相対速度が前記の仕方で計
算される。ピストン４４とシリンダ４０の間の相対速度
を計算する装置を与えるために、電子プロセッサ（コン
ピュータ）９０が用いられる。開示された実施例によれ
ば、コンピュータ９０は、基底弁５２に対するピストン
４４の相対速度を決定するために、周波数検知回路８０
からの出力を用いる。基底弁５２に対するピストン４４
の相対速度がコンピュータ９０によって決定された後、
計算速度に応じてコンピュータ９０が出力を発生し、こ
れを、相対速度入力を必要とする様々な懸架装置の制御
アルゴリズムに使用することができる。そのような制御
策の一つは、速度計算値をピストン制御回路１００に送
ることである。つぎに、ピストン制御回路１００は所要
の道路処理特性を得るためにピストン弁装置の減衰特性
を変えるように作用する。しかし、減衰速度の代わり
に、またはそれに加えて、能動的または動的水平出しア
クチュエータに適用可能な位置、方向および／または力
の情報を与えるために、相対速度測定を用いることがで
きる。
５２に対するピストン４４の相対速度が前記の仕方で計
算される。ピストン４４とシリンダ４０の間の相対速度
を計算する装置を与えるために、電子プロセッサ（コン
ピュータ）９０が用いられる。開示された実施例によれ
ば、コンピュータ９０は、基底弁５２に対するピストン
４４の相対速度を決定するために、周波数検知回路８０
からの出力を用いる。基底弁５２に対するピストン４４
の相対速度がコンピュータ９０によって決定された後、
計算速度に応じてコンピュータ９０が出力を発生し、こ
れを、相対速度入力を必要とする様々な懸架装置の制御
アルゴリズムに使用することができる。そのような制御
策の一つは、速度計算値をピストン制御回路１００に送
ることである。つぎに、ピストン制御回路１００は所要
の道路処理特性を得るためにピストン弁装置の減衰特性
を変えるように作用する。しかし、減衰速度の代わり
に、またはそれに加えて、能動的または動的水平出しア
クチュエータに適用可能な位置、方向および／または力
の情報を与えるために、相対速度測定を用いることがで
きる。
【００３０】本発明は、減衰媒体の温度と粘性による周
波数変化を補償するために、相対的速度測定値「Ｖ」を
調整するための装置を含む。そのような調整は、前記段
付き表面によって発生されたエコー波および反射波を用
いる。波伝播速度「Ｃ」の最新値の計算を含む。
波数変化を補償するために、相対的速度測定値「Ｖ」を
調整するための装置を含む。そのような調整は、前記段
付き表面によって発生されたエコー波および反射波を用
いる。波伝播速度「Ｃ」の最新値の計算を含む。
【００３１】本明細書に説明される望ましい実施例は前
記目的を満たすために、よく計算されていることは明ら
かであるけれども、本発明の範囲から逸脱することな
く、本発明への変更および変形が可能であることは明ら
かである。例えば、周波数検知回路８０、コンピュータ
９０および波発生回路７０を全て、ダンパに対して内部
または外部のいずれに配置することもできる。ダンパ２
０の外部に配置される場合、車輌懸架装置のダンパの各
々について、相対速度を計算し、任意の懸架パラメータ
（水平出し、減衰、ばね作用等）を制御するのに、１個
のコンピュータ９０を使用することができる。
記目的を満たすために、よく計算されていることは明ら
かであるけれども、本発明の範囲から逸脱することな
く、本発明への変更および変形が可能であることは明ら
かである。例えば、周波数検知回路８０、コンピュータ
９０および波発生回路７０を全て、ダンパに対して内部
または外部のいずれに配置することもできる。ダンパ２
０の外部に配置される場合、車輌懸架装置のダンパの各
々について、相対速度を計算し、任意の懸架パラメータ
（水平出し、減衰、ばね作用等）を制御するのに、１個
のコンピュータ９０を使用することができる。
【００３２】しかし、減衰流体に及ぼす温度と粘性の影
響によって変化した周波数を補償する他の装置が本発明
の範囲内にあること、が考えられる。そのような代替補
償方法は減衰流体の既知の特性に基づく周波数変化を推
算するために流体の温度変化を感知することを含むこと
ができる。
響によって変化した周波数を補償する他の装置が本発明
の範囲内にあること、が考えられる。そのような代替補
償方法は減衰流体の既知の特性に基づく周波数変化を推
算するために流体の温度変化を感知することを含むこと
ができる。
【図１】本発明の望ましい実施例による直動油圧ダンパ
を、代表的な自動車との作動連合で示す略図。
を、代表的な自動車との作動連合で示す略図。
【図２】本発明の望ましい実施例による、図１に示す直
動油圧ダンパの、部部的に切断除去された拡大側面図。
動油圧ダンパの、部部的に切断除去された拡大側面図。
【図３】本発明の望ましい実施例による、図２に示す超
音波変換器装置の相対位置と作動を示す、図２の拡大断
面図。
音波変換器装置の相対位置と作動を示す、図２の拡大断
面図。
【図４】ダンパの減衰特性を変化させると共に図２に示
す変換器を作動させるのに用いられる電気的要素を図解
するブロック図。
す変換器を作動させるのに用いられる電気的要素を図解
するブロック図。
２０：ダンパ ４０：シリンダ ４４：ピストン ６６，６８：非接触性感知装置（変換器） ５１，５３：シリンダ端面 ５２：基底弁 ８０：周波数検知回路 ９０：コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−122812（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−269388（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−503792（ＪＰ，Ａ) 実公 平３−48430（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (27)
- 【請求項１】 油圧アクチュエータの抜差し運動自在の
要素間の相対速度の変化を測定するように作動自在であ
る、車輌のバネ付き部分とバネ無し部分を連結する油圧
アクチュエータであって： ａ．減衰流体を格納するように動作自在の作用室を形成
するシリンダ、 ｂ．前記シリンダ内に配設されて前記作用室の第１と第
２の部分を画成し、前記シリンダ内で移動自在のピスト
ン、 ｃ．前記作用室の前記第２の部分の中に含まれる減衰流
体を通して音波を放出する第１の変換器装置、 ｄ．前記第１の変換器装置に音波を放射させるように、
前記第１の変換器装置を駆動する装置、 ｅ．前記シリンダ内に配設されて、前記第１の変換器装
置が放射する音波を反射する装置、 ｆ．前記反射装置が反射する音波を受ける第２の変換器
装置、 ｇ．前記第２の変換器装置が受けた音波と、前記第１の
変換器装置が出した音波と、の周波数の変化を測定し
て、その値に応じた出力を発生する測定装置、 ｈ．前記測定装置からの前記出力に応じて、前記シリン
ダ内の前記ピストンの相対速度を計算する装置； を含む油圧アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記シリンダ内の前記ピストンの相対運
動に応じて、少なくとも１個の懸架パラメータを選択的
に変化させるように動作自在である制御回路と論理回路
をさらに含む、請求項１記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項３】 前記アクチュエータが油圧直動型、抜差
し自在のダンパである、請求項１記載の油圧アクチュエ
ータ。 - 【請求項４】 前記第１の変換器装置が放射する音波の
周波数は超音波スペクトルの域内にある、請求項１記載
の油圧アクチュエータ。 - 【請求項５】 前記第１の変換器装置が超音波を発生す
るように動作自在である波発生回路を前記駆動装置が含
む、請求項４記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項６】 前記波発生回路は、前記第１の変換器装
置が一定に制御された周波数と時間長を有する超音波を
発生し得るようにする、請求項５記載の油圧アクチュエ
ータ。 - 【請求項７】 ピストン棒とは反対の側の前記ピストン
の表面に取付けられ、前記作用室の前記第２の部分に含
まれる前記減衰流体を通して超音波を伝播させるように
動作自在である発信器を前記第１の変換器装置が含む、
請求項６記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項８】 前記発信器に隣接して前記ピストンに取
付けられる受信器を前記第２の変換器装置が含む、請求
項７記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項９】 前記発信器と前記受信器は圧電式変換器
を含む、請求項８記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項１０】 前記発信器と前記受信器は磁気制限
性変換器を含む、請求項８記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項１１】 前記発信器と受信器に対向して前記シ
リンダの端面に固定された基底弁を前記反射装置が含
む、請求項７記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項１２】 前記音波の伝播速度の変化を補償する
ための装置を前記基底弁がさらに含む、請求項１１記載
の油圧アクチュエータ。 - 【請求項１３】 前記発信器と受信器に対面する、前記
シリンダの端面を前記反射装置が含む、請求項７記載の
油圧アクチュエータ。 - 【請求項１４】 前記第２の変換器装置が受ける音波と
前記第１の変換器装置が発する音波との周波数の相違に
応じて連続的に信号を発生するように動作自在である周
波数検知回路を前記測定装置が含む、請求項１記載の油
圧アクチュエータ。 - 【請求項１５】 前記ピストンの相対運動を計算する装
置は、コンピュータのような電子プロセッサを含む、請
求項１記載の油圧アクチュエータ。 - 【請求項１６】 ダンパの圧力シリンダ内のピストンの
相対運動を測定する方法であって： ａ．波発生回路が発生した電気信号に応じて一定の制御
された周波数の超音波を放射するように動作自在である
超音波発信器へ、前記波発生回路が発生した電気信号を
送る段階、 ｂ．前記超音波発信器が放射した超音波を前記圧力シリ
ンダの固定の内面に当てて反射させる段階、 ｃ．前記固定の内面が反射した前記超音波を、前記超音
波発信器に隣接して配置される超音波受信器によって受
ける段階、 ｄ．前記超音波受信器が受信した前記超音波の周波数
と、前記超音波発信器が放射した前記超音波の周波数
と、を比較し、その差に応じた出力を発生するための測
定装置を与える段階、 ｅ．前記測定装置からの前記出力信号に応じて、前記ピ
ストンと前記固定の内面との相対運動を計算する段階、 ｆ．前記ピストンと前記固定の内面との前記相対運動に
応じて懸架パラメータを選択的に変える段階； を含む方法。 - 【請求項１７】 前記ピストンは前記圧力シリンダの前
記固定の内面に対向する第１の表面を有し、前記超音波
発信器は前記ピストンの前記第１の表面に取付けられて
いる、請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 前記超音波受信器が受信した前記超音
波の周波数と前記超音波発信器が発信した前記超音波の
周波数とを比較する前記段階は、前記超音波受信器と前
記波発生回路からの前記出力を周波数検知回路に送る段
階を含み、前記超音波受信器が受信した前記超音波の周
波数と前記超音波発信器が発信した前記超音波の周波数
との相違を連続に測定して、その値に応じた前記出力信
号を発生するように、前記周波数検知回路が動作自在で
ある、請求項１６記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ピストンと前記固定の内面との前
記相対運動を計算する前記段階は、前記周波数検知回路
からの前記出力信号をコンピュータに送り、前記コンピ
ュータは前記出力から前記相対運動を計算すること、を
含む、請求項１６記載の方法。 - 【請求項２０】 前記コンピュータは次式の何れかによ
って前記ピストンと前記圧力シリンダの前記固定した内
面との相対運動を算定する、請求項１９記載の方法： ただし：ｆ1＝前記超音波発信器が発信した前記超音波
の周波数、 ｆ2＝前記超音波受信器が受信した前記超音波の周波
数、 ｆb＝ｆ2−ｆ1として定義される「うなり」周波数、 Ｖ＝前記ピストンと前記固定部材との相対速度、 Ｃ＝前記減衰流体を通る前記超音波の伝播速度、 - 【請求項２１】 ピストンとシリンダ端面との相対速度
に応じて、懸架特性を選択的に変えるように作動自在で
ある直動油圧ダンパであって： ａ．減衰流体を格納するように作動自在である作用室を
形成する圧力シリンダ、 ｂ．前記圧力シリンダ内に配設されて前記作用室の第１
と第２の部分を画成し、前記圧力シリンダに対して移動
自在であるピストンにおいて、前記圧力シリンダ内のピ
ストンの運動中、前記作用室の前記第１と第２の部分の
間の減衰流体の流れを定量する弁装置を含むピストン、 ｃ．前記作用室の前記第２の部分の中に含まれる前記減
衰流体を通して音波を発して軸方向に送るための、前記
第２の部分に対面する前記ピストンの表面に取付けられ
る第１の変換器装置、 ｅ．前記第１の変換器装置を駆動するための装置、 ｆ．前記第１の変換器装置が発信した音波を反射するよ
うに作動自在であり、前記減衰流体を通る前記音波の伝
播速度の変化を補償するための装置を有する、前記作用
室の前記第２の部分の端面、 ｇ．前記端面によって反射された音波を受信するため
の、前記第１の変換器装置に隣接してピストン表面に取
付けられる第２の変換器装置、 ｈ．前記第１の変換器装置が出した前記音波と前記第２
の変換器装置が受けた前記音波との周波数の相違を測定
して、その値に応じた出力を発生するための周波数検知
回路、 ｉ．前記周波数検知回路の前記出力から、前記端面に対
する前記ピストンの相対速度を計算するためのプロセッ
サ、 ｊ．前記端面に対する前記ピストンの速度に応じて、前
記所要の懸架特性を選択的に制御するための制御回路； を含むダンパ。 - 【請求項２２】 前記第１の変換器装置が出す前記音波
と前記第２の変換器装置が受ける前記音波は超音波スペ
クトルの域内にある、請求項２１記載の直動油圧ダン
パ。 - 【請求項２３】 前記第１の変換器装置を駆動する装置
は波発生回路を含み、前記波発生回路は前記第１の変換
器装置に一定周波数の超音波を発生させるように動作自
在である、請求項２２記載の直動油圧ダンパ。 - 【請求項２４】 前記第１と第２の変換器装置は圧電式
装置を含む、請求項２２記載の直動油圧ダンパ。 - 【請求項２５】 前記第１と第２の変換器装置は磁気制
限性装置を含む、請求項２２記載の直動油圧ダンパ。 - 【請求項２６】 前記周波数検知回路は前記第２の変換
器装置の周波数の変化に応じて出力を連続的に発生す
る、請求項２２記載の直動油圧ダンパ。 - 【請求項２７】 前記端面に連合する前記補償装置は、
第１と第２の反射する表面を有する階段状端面形態を含
み、前記第１と第２の軸方向隔置された反射表面は、基
準信号を画成するために前記変換器装置が前記第１と第
２の反射表面によって反射される音波を受信するよう
に、所定の軸方向距離だけ離れている、請求項２１記載
の直動油圧ダンパ。
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