JPH0754902A - ショックアブソーバ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰力を入力振動の周波数に応じて最適に切
り換えることにより、乗心地および操縦安定性，接地性
を合わせて向上する。 【構成】 ばね上およびばねの相対変位に応じた振動速
度信号を出力するマグネットおよびコイルとからなる速
度センサ１と、該速度センサ１からの振動速度信号の変
動にもとづいて得られた振動周波数が予め設定した低周
波数領域，中間周波数領域，高周波数領域およびこの高
周波数領域以上の各周波数領域のいずれにあるかを判別
する周波数判別手段２と、上記速度センサ１からの振動
速度が予め設定した速度領域のいずれにあるかを判別す
る速度判別手段３と、減衰力選定手段５により上記低周
波数領域では高減衰力を選定させ、中間周波数領域では
低減衰力を選定させ、高周波数領域では高減衰力を選定
させ、さらに、その高周波数領域以上では低減衰力を選
定させるとともに、該減衰力選定手段５により選定した
減衰力出力にもとづき、ショックアブソーバ駆動手段６
に、ショックアブソーバ７を制御駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、操縦安定性および乗
心地を共に改善可能な減衰力調整を行う車両のショック
アブソーバ制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、車両のばね上およびばね
下間にはショックアブソーバが介装されている。

【０００３】このショックアブソーバは、ピストンロッ
ドに取り付けられたピストンによりシリンダ内に隔成さ
れた２つの油室間の作動油を、上記ピストンに設けたバ
ルブを介して流通させる際に、制御オリフィスを介して
上記ピストンに設けられた１次遅れ圧力室に流れ込む作
動油の圧力と、リーフバルブのばね力との関係によっ
て、１次遅れの周波数特性を持つ減衰力特性を得られる
ように動作する。

【０００４】すなわち、ショックアブソーバの振動の周
波数が低い時は、制御オリフィスの抵抗が少ないため油
が通りやすく、１次遅れ圧力室に圧力が働き、この１次
遅れ圧力室を塞ぐディスクが移動する。

【０００５】すると、リーフバルブがたわんでできる隙
間はこの移動量分だけ小さくなり、高減衰力が得られ
る。

【０００６】周波数数が高い時は、上記制御オリフィス
が抵抗となり、１次遅れ圧力室の圧力はあまり高くなら
ず、ディスクは動かない。

【０００７】この時のリーフバルブのたわみ隙間は大き
く、低減衰力になる。

【０００８】ところで、従来のかかるショックアブソー
バでは、制御オリフィスによる絞り作用，リーフスプリ
ングによるばね作用，ディスクによる重量作用によるば
ね・質量系の１次遅れを利用して、リーフバルブの開口
部の開度を調整しているため、減衰力の周波数特性はあ
る周波数（折点周波数）以上では、減衰力が減少する傾
向を持つ。

【０００９】一方、車両の操縦性，安定性および乗心地
を両立する場合は、図９に示すように、減衰力を低周波
数領域（一次共振域）では高く、中間周波数領域では低
く、高周波数領域（二次共振域）では再び高く、さらに
それ以上の周波数領域では再び低くすることが望まし
い。

【００１０】これは、車両のばね上の固有振動数が上記
低周波数領域（一次共振域）にあり、ブレーキングやロ
ールなどの外乱によって車両がふらつくのを防止する必
要から、低周波数領域では減衰力を高くする必要があ
り、一方、人間が振動に対して敏感に感じる周波数は上
記中間周波数領域にあり、この場合には、減衰力を低く
して、ショックを和らげるとともに、振動絶縁率を向上
する必要があることによる。

【００１１】同様に、車両のばね下の共振周波数が上記
高周波数領域（二次共振域）にあり、車両の共振を防
ぎ、接地力を高めるために、この高周波数領域では減衰
力を高くする必要があり、一方、ハーシュネス（路面の
目地乗越し時のショック）やロードノイズの振動数は上
記高周波数領域を超える領域にあり、この場合には、減
衰力を極力低くして振動絶縁を図る必要があることによ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のショックアブソーバにあっては、乗心地を向上する
ため、中間周波数の減衰力を図１１に示すように低く抑
えるようにしようとすると、高周波数領域（二次共振
域）の減衰力も低下し、車輪の共振を防ぐことができ
ず、接地力も小さくなって、車輪のばたつきが抑えられ
なくなるなどの問題点があった。

【００１３】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、減衰力を入力振動の周波
数および振動速度に応じて最適に切り換えることによ
り、乗心地および操縦安定性，接地性を合わせて向上で
きるショックアブソーバ制御システムを得ることを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るショック
アブソーバ制御システムは、ばね上およびばね下間に相
対変位可能に介装されて、この相対変位に応じた振動速
度信号を出力するマグネットおよびコイルとからなる速
度センサと、該速度センサからの振動速度信号の変動に
もとづいて、振動周波数を求め、得られた振動周波数が
予め設定した低周波数領域（一次共振域），中間周波数
領域（二次共振域），高周波数領域およびこの高周波数
領域以上の各周波数領域のいずれにあるかを判別する周
波数判別手段と、上記速度センサからの振動速度が予め
設定した速度領域のいずれにあるかを判別する速度判別
手段と、上記周波数判別手段および速度判別手段の各出
力にもとづいて、減衰力選定手段により上記低周波数領
域（一次共振域）では高減衰力を選定させ、中間周波数
領域では低減衰力を選定させ、高周波数領域（二次共振
域）では高減衰力を選定させ、さらに、その高周波数領
域以上では低減衰力を選定させるとともに、該減衰力選
定手段により選定した減衰力出力にもとづき、ショック
アブソーバ駆動手段に、ショックアブソーバを制御駆動
させるようにしたものである。

【００１５】

【作用】この発明におけるショックアブソーバ制御シス
テムでは、速度センサの振動速度信号にもとづいて得た
ばね上およびばね下間の振動周波数が予め設定した低周
波数領域（一次共振域），中間周波数領域，高周波数領
域（二次共振域）およびその高周波数領域以上の周波数
領域のいずれに対応するかを判別し、また、上記振動速
度が予め設定したいずれの速度領域に対応するかを判別
し、これらの判別結果に従って、低周波数領域では高減
衰力を、中間周波数領域では低い減衰力を、高周波数領
域では再び高い減衰力を、さらにそれ以上の高周波数領
域では再び低減衰力とするような最適の減衰力パターン
を、減衰力選定部にて決定し、これにもとづいて、駆動
手段によりショックアブソーバを最適制御駆動させる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。

【００１７】図１は、この発明のショックアブソーバ制
御システムを示すブロック図であり、同図において、１
はショックアブソーバの近くの、ばね上および下間に介
装されて、これらの相対変位に応じた振動速度信号を出
力するマグネットおよびコイルからなる速度センサであ
る。

【００１８】また、２は、この速度センサ１からの振動
速度信号にもとづいて振動周波数を求め、これが予め設
定した低周波数領域，中間周波数領域，高周波数領域お
よびこの高周波数領域以上の各周波数領域のいずれに対
応するのかを判別する周波数判別手段である。

【００１９】さらに、３は、上記速度センサ１からの振
動速度が予め設定した速度領域のいずれに対応するのか
を判別する速度判別手段である。

【００２０】また、５は、速度判別手段３および上記周
波数判別手段２の出力にもとづいて、低周波数領域では
中減衰力または高減衰力を、中間周波数領域では低減衰
力を、高周波数領域では中減衰力または高減衰力を選定
し、さらにこれより高周波数領域では再び低減衰力を選
定する減衰力選定手段である。

【００２１】そして、６は、減衰力選定手段から減衰力
出力を受けて、ショックアブソーバ７の制御駆動を行
い、車両の走行状況に応じた減衰力制御を実施するショ
ックアブソーバ駆動手段である。

【００２２】また、図２は、上記速度センサ１を示す概
念図であり、外周にコイル１ａ，１ｂを巻装した非磁性
のシリンダ１ｃ内に、上記ばね下およびばね上間の相対
変位に応じて移動する永久磁石としてのマグネット１ｄ
と磁性材でできた外筒１ｅを設置したものからなり、コ
イル１ａ，１ｂはマグネット１ｄの移動速度に応じた信
号を出力するものである。

【００２３】さらに、上記周波数判別手段２は、上記の
振動速度の周波数検出を行うため、上記のような最適の
低周波数領域，中間周波数領域，高周波数領域およびこ
の高周波数領域以上の各周波数領域を設定する規定の切
換周波数ｆ_１ ，ｆ_２ ，ｆ_３ に対して、その半周期
を表わす時間ΔＴ_１ ，ΔＴ_２ ，ΔＴ_３ を設定す
る。

【００２４】また、速度センサ１の出力は、時間の流れ
に対して、図３のような波形を示し、必要に応じ、フィ
ルタによってノイズが除去された波形をなし、振動振幅
に従って、正負の速度領域を交互に変動する。

【００２５】次に動作について説明する。

【００２６】車両の走行条件に応じて、ばね上およびば
ね下間は互いに相対変位をし、これに伴って、速度セン
サ１を構成するシリンダ１ｃ上のコイル１ａ，１ｂとマ
グネット１ｃとの間に相対変位と相対速度が生じ、コイ
ル１ａ，１ｂからは、図３に示す振動速度信号が出力さ
れる。

【００２７】この信号は、時間軸（速度零）を基準に正
方向および負方向に交互に振れる波形をなし、低い周波
数領域では時間軸方向に粗く、高周波数領域では密にな
っている。

【００２８】従って、この波形の時間軸との交差点の各
隣接する区間、つまり半周期の時間ΔＴごとの大きさは
振動周波数の逆数比に対応したものとなり、低周波数領
域ではΔＴが大きく、高周波数領域ではΔＴは小さくな
る。

【００２９】なお、この時間ΔＴは、次のΔＴが入るた
びに新たなものに更新されている。

【００３０】さらに、この周波数判別手段２では、次に
取り込まれたΔＴを上記切換周波数ｆ_１ ，ｆ_２ ，ｆ
_３ に対する半周期ごとの時間ΔＴ_１ ，ΔＴ_２ ，Δ
Ｔ_３と比較する。

【００３１】すなわち、 （１） ΔＴ≧ΔＴ_１ のときｆ≦ｆ_１ （２） ΔＴ_１ ＞ΔＴ＞ΔＴ_２ のときｆ_１ ＜ｆ≦
ｆ_２ （３） ΔＴ_２ ＞ΔＴ＞ΔＴ_３ のときｆ_２ ＜ｆ≦
ｆ_３ （４） ΔＴ_３ ＞ΔＴのときｆ＜ｆ_３ の関係により、そのときの振動速度がどの周波数領域に
あるのか特定する。

【００３２】また、速度判別手段３は、上記速度センサ
１から得られた振動速度ｖの信号を取り込んで、これを
正負方向について予め設定した、図３に示すような速度
＋ｖ_１ ，＋ｖ_２ ，−ｖ_１’，−ｖ_２’と比較し、そ
の振動速度がいずれの速度領域にあるのか否かを、 （５） −ｖ_１’ ＜ｖ＜ｖ_１ （６） −ｖ_２’ ＜ｖ≦−ｖ’_１ またはｖ_１ ≦ｖ
＜ｖ_２ （７） ｖ≦−ｖ_２’またはｖ≧ｖ_２ により判別する。

【００３３】ここで、＋は、圧縮速度を示し、−は、伸
長速度を示す。

【００３４】なお、一般的には、ｖ_１ ≠ｖ_１’ ，ｖ
_２ ≠ｖ_２’ と設定するが、ｖ_１≧ｖ_１’，ｖ_２ ＝
ｖ_２’であってもよい。

【００３５】図４は、このような関係を周波数−速度特
性として座標上に載せたものを示す。

【００３６】これによれば、ばね上およびばね下間の相
対変位をパラメータとして、半線の関係にあり、周波数
が低くて、速度が大きいならば、振幅は大となり、一
方、周波数が高くて、速度が低いならば、振幅は小とな
る。

【００３７】従って、速度センサ１の出力（速度の大き
さと周波数）にもとづき、変位振幅の大きさを大略予測
できることになる。

【００３８】そこで、この発明では減衰力選定手段５で
は、図４の関係にもとづいて、図５に示すような減衰力
の切換パターンを設定する。

【００３９】すなわち、減衰力の低減衰力をＳ、中減衰
力をＭ、高減衰力をＨとすると、 （８） ΔＴ≧ΔＴ_１ （ｆ＜ｆ_１ ）のとき、−
ｖ_２’＜ｖ＜ｖ_２ ではＭ、ｖ≧ｖ_２ ，ｖ≦−ｖ_２’
ではＨとされる。

【００４０】また、 （９） ΔＴ_１ ＞ΔＴ＞ΔＴ_２ （ｆ_１ ＜ｆ≦ｆ_２
）のとき、ｖの大きさに関係なく、Ｓとされ、 （１０）ΔＴ_２ ＞ΔＴ＞ΔＴ_３ のとき、−ｖ_１’＜
ｖ＜ｖ_１ ではＭ、ｖ≧ｖ_１ およびｖ≦−ｖ_１’では
Ｈとされ、さらに、ΔＴ＜ΔＴ_３ のとき、ｖに無関係
にＳとされる。

【００４１】すなわち、このような切換パターンの設定
にすれば、低周波数領域では振動速度が小さいと変位振
幅も小さく、従って、基準減衰力がＭとされ、一方、速
度が大きくなると、変位振幅が大きいと予測し、従っ
て、サスペンションの伸びきりや底つきを防ぐように、
減衰力がＨとされる。

【００４２】また、中間周波数領域では減衰力はＳとさ
れ、乗心地が確保され、一方、高周波数領域では基準の
減衰力のＭとされて、接地性が確保され、速度が早くな
り、共振振幅が大きいときには、減衰力がＨとされる。

【００４３】なお、これにより、高周波数領域では、大
振幅の振動はまず起り得ないため、減衰力を再びＳとし
て、ハーミュネス，ロードノイズを防ぐ。

【００４４】このような減衰力モード変更の具体的フロ
ーチャートの表例は、図６，図７，図８に示す通りであ
る。

【００４５】速度センサ１は、アナログ出力であるが、
これを図６に示すように、微小時間に時分割した値とし
て読込む。

【００４６】制御は、速度零レベル（−ｖ_０ ≦ｖ≦＋
ｖ_０ ）と±ｖ_０ を越した場合の正，負を判別するｖ
レジスタと、速度の大きさｖ_１ ，ｖ_２ ，−ｖ_１’，
−ｖ_２’を越えたか否かをメモリする速度ゲインレジス
タＶ_Ｇ を持ち、さらにタイマ回路を有する。

【００４７】そして、−ｖ_０ ＞ｖ＜ｖ_０ となった
時、タイマスタートとなり、ｖの符号が反転した時、タ
イマをＯＦＦし、この時のΔＴを周波数分析回路で分析
し、上述のＶ_Ｇ の値と周波数レンジにより、図５に示
した減調パターンに制御する。

【００４８】なお、作動周波数が低く、ΔＴ≧ΔＴ_１
の場合は、符号反転を待たず、減衰制御に入る。

【００４９】さらに、速度零レベルが続く場合にも、タ
イマ時間をΔＴ_１ ごとにクリアーして続行する。

【００５０】従って、本事例では、振動の半サイクルま
たは少なくともΔＴ_１ ごとに減衰設定を判断し、可変
制御を行うことになる。

【００５１】また、図６，図８の事例では、減衰力設定
変更指示をｎ回繰返した後、減調を行う方式であり、減
衰設定変更後その効果が安定する迄の時間を待って、改
めて減調を行うものである。

【００５２】従って、図６，図７は、半サイクル毎の高
応答型となり、図６，図８では、ｎ／２サイクル毎に制
御を行うサンプリング型となる。

【００５３】従って、上記各周波数領域ごとの減衰力
は、図９に示すようになり、これによって、振動伝達率
は図１０に示すように従来のｐ（周波数感応式減調ダン
パ）およびコンベンショナルｇの装置に比べて、この発
明ｒでは実線で示すように最適化される。

【００５４】なお、ここで、ｕは、減衰がない場合を示
す。

【００５５】すなわち、従来の周波数感応式のショック
アブソーバでは、上述の如くの周波数特性が得られ、か
つコンパクトであるものの、折点周波数のばらつきをな
くし、折点周波数以上の周波数での減衰力の低下を保証
するにはバルブ部に高精度の部品が要求され、さらに高
周波域（二次共振域）の減衰力増大が困難である。

【００５６】これに対し、この発明では、減衰力調整式
のショックアブソーバとコントローラ，センサの組み合
わせで構成されており、制御則以外は既存の確立された
減衰力調整式ダンパの技術が流用でき、速度センサとし
ては基本的には振動の正負判別と大まかな速度が検出で
きる程度のものが使用でき、また、周波数の検出部と減
衰力の発生機構が別体であるので、減衰力の切換周波数
と、その時の減衰力の大きさを自由に選定できる。

【００５７】また、切換周波数は規定値よりも大きい
か，小さいかで判断するので、周波数の判別を単純な方
法で確実に行える、特に、高周波数域（二次共振域）で
はもとの基準減衰力に復帰させるので、中間周波数域で
減衰力を大幅に下げ、乗心地をよくして、従来例では対
処不可能な高周波数域（二次共振域）での接地性も充分
に確保することができる。

【００５８】さらに、各周波数の減衰力をＳ，Ｍ，Ｈの
いずれにするかを速度の大きさによって自由に選定で
き、その規定速度の値も変えられるので、設定の自由度
が広がり、車両の走行状況に応じた理想的な減衰力特性
に近づけることができる。

【００５９】なお、本実施例では３段切換式ダンパで説
明したが多段式や無段階減衰力調整式ダンパを用いれば
更に振動速度に対し木目細かな制御が可能であり、減衰
力切換段数に制限されるものではない。

【００６０】また、速度センサの正負変動周期から振動
周波数を求めたが、速度を正，負域で積分する方法，周
波数フィルターで周波数を分析する方法等周波数判別手
段に付いても実施例に制限されるものではない。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ばね
上およびばね下間に相対変位可能に介装されて、これら
の相対変位に応じた振動速度信号を出力するマグネット
およびコイルとからなる速度センサと、該速度センサか
らの振動速度信号の変動が正負に切り換わる時間にもと
づいて、振動周波数を求め、得られた振動周波数が予め
設定した低周波数領域，中間周波数領域，高周波数領域
およびこの高周波数領域以上の各周波数領域のいずれに
あるかを判別する周波数判別手段と、上記速度センサか
らの振動速度が予め設定した速度領域のいずれにあるか
を判別する速度判別手段と、上記周波数判別手段および
速度判別手段の各出力にもとづいて、減衰力選定手段に
より上記低周波数領域では中減衰力または高減衰力を選
定させ、中間周波数領域では低減衰力を選定させ、高周
波数領域では中減衰力または高減衰力を選定させ、さら
に、その高周波数領域以上では低減衰力を選定させると
ともに、該減衰力選定手段により選定した減衰力出力に
もとづき、ショックアブソーバ駆動手段に、ショックア
ブソーバを制御駆動させるように構成したので、速度セ
ンサからの振動速度の変動から振動の周波数を求め、こ
れと測定された振動速度とにもとづいて、所定の例えば
４つの切換周波数領域内で最適の減衰力設定を任意かつ
容易に実現できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるショックアブソーバ
制御システムを示すブロック図である。

【図２】図１における速度センサの概略を示す断面図で
ある。

【図３】図１における速度センサの出力信号を示すタイ
ミングチャートである。

【図４】図１における速度センサ出力から得られる周波
数と速度との関係を示す特性図である。

【図５】図４の特性図に対応して選定される減衰力を示
す特性図である。

【図６】この発明における減衰力モード変更の手順を示
すフローチャートである。

【図７】この発明における減衰力モード変更の手順を示
すフローチャートである。

【図８】この発明における減衰力モード変更の手順を示
すフローチャートである。

【図９】この発明により設定される減衰力を示す周波数
特性図である。

【図１０】この発明により得られる振動伝達率を示す特
性図である。

【図１１】従来から望ましいとされる減衰力を示す周波
数特性図である。

【符号の説明】

１ 速度センサ ２ 周波数判別手段 ３ 速度判別手段 ５ 減衰力選定手段 ６ 駆動手段 ７ ショックアブソーバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ばね上およびばね下間に相対変位可能に
   介装されて、この相対変位に応じた振動速度信号を出力
   するマグネットおよびコイルとからなる速度センサと、
   該速度センサからの振動速度信号の変動にもとづいて、
   振動周波数を求め、得られた振動周波数が予め設定した
   低周波数領域，中間周波数領域，高周波数領域およびこ
   の高周波数領域以上の各周波数領域のいずれにあるかを
   判別する周波数判別手段と、上記速度センサからの振動
   速度が予め設定した速度領域のいずれにあるかを判別す
   る速度判別手段と、上記周波数判別手段および速度判別
   手段の各出力にもとづいて、上記低周波数領域（一次共
   振域）では高減衰力を選定し、中間周波数領域では低減
   衰力を選定し、高周波数領域（二次共振域）では高減衰
   力を選定し、その高周波数領域以上では低減衰力を選定
   する減衰力選定手段と、該減衰力選定手段により選定し
   た減衰力出力にもとづきショックアブソーバを制御駆動
   するショックアブソーバ駆動手段とを備えたショックア
   ブソーバ制御システム