WO2024024216A1

WO2024024216A1 - 緩衝器

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Publication number: WO2024024216A1
Application number: PCT/JP2023/018080
Authority: WO
Inventors: 修宮谷; 優石田; 要青木
Original assignee: カヤバ株式会社
Priority date: 2022-07-25
Filing date: 2023-05-15
Publication date: 2024-02-01
Also published as: JP2024015541A

Abstract

緩衝器（１）は、車両（Ｖ）のばね下部材（Ｗ）に連結されるシリンダ（６）とシリンダ（６）内に出入りしてシリンダ（６）に対して相対移動可能であって車両（Ｖ）のばね上部材（Ｂ）に連結されるロッド（８）とを有する緩衝器本体（２）と、供給される電流量に応じて緩衝器本体（２）の伸縮時に発生する減衰力を調整可能な減衰力調整装置（３）と、シリンダ（６）に取り付けられて、車両（Ｖ）に搭載される制御装置（４）から受け取る制御指令に基づいて減衰力調整装置（３）に電流供給する電流制御ユニット（５）とを備え、電流制御ユニット（５）は、ばね下加速度センサ（５ｃ）を備えている。

Description

緩衝器

　本発明は、緩衝器の改良に関する。

　従来、減衰力を調節可能な緩衝器は、車両のばね上部材とばね下部材との間に介装されて伸縮する緩衝器本体と、緩衝器本体内に充填される流体の流れに抵抗を与えるとともにソレノイドで駆動されて発生減衰力を調整する減衰弁とを備えて構成され、ソレノイドに対する制御は、車両に搭載された緩衝器の制御に特化した専用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）によって行われる。

　専用ＥＣＵは、緩衝器の減衰力を車両の走行状態に応じて最適なものとするため、車両の速度、ばね上加速度やばね下加速度といった走行状態を認識するための各種情報を得るセンサと、当該センサからの情報を基に緩衝器が発生すべき減衰力を求める演算装置とを備えており、緩衝器に求めた減衰力を発生させるように減衰弁のソレノイドへ電流供給する。

　このようなシステムにおいては、車両の四輪各所に配置される緩衝器の減衰力を調節することが必要となるが、演算装置を緩衝器毎に設けるとシステム全体として高価となることから、一つの演算装置で各緩衝器の減衰力を求めるようにしており、また、ソレノイドの駆動に必要なソレノイドドライバも専用ＥＣＵ側で保有するようになっている。

　上記ソレノイドドライバは、たとえば、ＪＰＨ０５－１６９９４９ＡやＪＰ２００８－６２８５１Ａに開示されているように、ソレノイドを駆動する駆動回路および電流フィードバックによる電流制御回路を備えており、演算装置が求めた減衰力を緩衝器に発生させるためにソレノイドへ供給すべき電流量を指示する電流指令を受け取ると、当該電流指令に従って、ソレノイドへ電流供給するようになっている。

ＪＰＨ０５－１６９９４９Ａ（図１）ＪＰ２００８－６２８５１Ａ（図１）

　前記したシステムでは、単一の専用ＥＣＵから４輪各所に配置された緩衝器のソレノイドへ電力を供給するために、専用ＥＣＵと４つのソレノイドとを接続する４セットの長いハーネスが必要となるので、車両の重量が増加してしまう。

　さらに、ハーネスに流れるソレノイドをＰＷＭ駆動するためオンとオフが繰り返されるスイッチング電流によって、ノイズが発生して車両における他の機器に影響を与える可能性もある。

　また、緩衝器の制御に際して車両のばね下部材の振動を考慮する場合や路面状況を把握したい場合、ばね下加速度センサを車両における４輪各所のサスペンションメンバー等に設置するとともに、当該ばね下加速度センサと専用ＥＣＵとを信号線で接続する必要があるので、ばね下加速度センサの設置作業および信号線の配線作業も面倒である。

　そこで、本発明は、車両の重量の増加を招かず、ノイズの発生を抑制できるとともに、面倒な設置作業を伴わずにばね下部材の振動を把握できる緩衝器の提供を目的としている。

　上記した目的を達成するため、本発明の緩衝器は、車両のばね下部材に連結されるシリンダとシリンダ内に出入りしてシリンダに対して相対移動可能であって車両のばね上部材に連結されるロッドとを有する緩衝器本体と、供給される電流量に応じて緩衝器本体の伸縮時に発生する減衰力を調整可能な減衰力調整装置と、シリンダに取り付けられて、車両に搭載される制御装置から受け取る制御指令に基づいて減衰力調整装置に電流供給する電流制御ユニットとを備え、電流制御ユニットは、ばね下加速度センサを備えている。

　このように構成された緩衝器では、車載の制御装置から制御指令を受け取った電流制御ユニットが減衰力調整装置を制御するため、電流制御ユニットと制御装置とが信号線のみを介して接続さればよいので、制御装置と電流制御ユニットとを減衰力調整装置へスイッチング電流を供給するためのハーネスで接続する必要が無くなる。また、電流制御ユニットがばね下加速度センサを備えており、緩衝器を車両に設置するだけでばね下加速度センサの設置が完了して、ばね下加速度センサと制御装置とを直接接続する必要もなく、ばね下部材の振動の検知が可能となるので、ばね下加速度センサの設置作業が容易となる。

図１は、一実施の形態における緩衝器を搭載した車両を示した図である。図２は、一実施の形態における緩衝器の緩衝器本体の概略断面図である。図３は、一実施の形態における緩衝器の電流制御ユニットの構成図である。図４は、一実施の形態の一変形例の緩衝器の制御ユニットの構成図である。図５は、一実施の形態の一変形例の緩衝器を搭載した車両を示した図である。

　以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、一実施の形態における緩衝器１は、車両Ｖのばね上部材としての車体Ｂとばね下部材としての車輪Ｗとの間に介装されて伸縮する緩衝器本体２と、緩衝器本体２が発生する減衰力を調整可能な減衰力調整装置としてのソレノイドバルブ３と、車両に搭載される制御装置としてのＥＣＵ４から受け取る制御指令に基づいてソレノイドバルブ３へ電流供給する電流制御ユニット５とを備えて構成されている。

　なお、緩衝器１は、車両Ｖの４輪各所のばね上部材としての車体Ｂとばね下部材としての車輪Ｗとの間にそれぞれ介装されており、これら４つの緩衝器１における電流制御ユニット５は、一つのＥＣＵ４からそれぞれ制御指令を受け取ってソレノイドバルブ３を制御する。

　緩衝器本体２は、図２に示すように、筒状のシリンダ６と、シリンダ６内に摺動自在に挿入されるピストン７と、シリンダ６内に軸方向へ移動可能に挿入されるとともにピストン７に連結されるロッド８と、シリンダ６内にピストン７で区画されるとともに作動油等の液体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、シリンダ６の外周を覆ってシリンダ６との間に環状の隙間を形成する中間筒９と、中間筒９の外周を覆って中間筒９との間に気体と液体とが充填される環状のリザーバＲを形成する外筒１０と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するとともに圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを殆ど抵抗を与えずに許容する整流通路１１と、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通するとともにリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを殆ど抵抗を与えずに許容する吸込通路１２と、シリンダ６と中間筒９との間の隙間を介して伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する減衰通路１３とを備えて構成されている。

　減衰力制御装置としてのソレノイドバルブ３は、減衰通路１３の途中に設けられている。ソレノイドバルブ３は、たとえば、減衰通路１３の途中に設けた弁体３ａと、減衰通路１３を遮断するように弁体３ａを附勢するばね３ｂと、通電時にばね３ｂに対抗する推力を発生するソレノイド３ｃとを備えて構成されている。そして、ソレノイドバルブ３は、ソレノイド３ｃに流れる電流量に応じて開弁圧を変更可能である。

　そして、弁体３ａに作用する減衰通路１３の上流の伸側室Ｒ１内の圧力がソレノイドバルブ３のリリーフ圧（開弁圧）を超えると、この圧力とソレノイド３ｃとの弁体３ａを押す力が、弁体３ａを付勢するばね３ｂの力に打ち勝つようになり、弁体３ａがばね３ｂを押し縮めてソレノイドバルブ３が減衰通路１３を開放する。

　また、ソレノイドバルブ３にあっては、ソレノイド３ｃに供給する電流量を増大させると、ソレノイド３ｃが発生する推力を増大できる。よって、ソレノイド３ｃに供給する電流量を最大とするとソレノイドバルブ３の開弁圧が最小となり、反対に、ソレノイド３ｃに全く電流を供給しないとソレノイドバルブ３の開弁圧が最大となる。なお、ソレノイドバルブ３は、ソレノイド３ｃへの電流量を最大とした場合に開弁圧を最大とする構成を採用してもよい。

　ソレノイドバルブ３は、前述したところでは、開弁圧の調節を可能としているが、ソレノイド３ｃが発生する推力を弁体３ａに作用させて流路面積の調節を可能するものであってもよい。このように、減衰力調整装置は、供給される電流量に応じて、減衰通路１３を通過する液体の流れに与える抵抗を変化させ得る装置であればよいので、ソレノイドバルブ３以外にも、緩衝器本体２内に充填される液体が電気粘性流体、磁気粘性流体或いは電磁粘性流体である場合には減衰通路１３を通過する液体に電界或いは磁界を作用させて減衰通路１３を通過する液体の流れに与える抵抗を調節可能な装置であってもよい。また、減衰力調整装置は、緩衝器本体２の伸長時と収縮時との減衰力の調整が可能であってもよいし、伸長時或いは収縮時のいずれか一方の減衰力の調整が可能であってもよい。

　このように構成された緩衝器本体２では、シリンダ６に対してロッド８が図２中上方へ移動する緩衝器本体２の伸長作動時には、シリンダ６内を上昇するピストン７によって圧縮される伸側室Ｒ１から減衰通路１３およびソレノイドバルブ３を介してリザーバＲへ液体が移動する。よって、伸側室Ｒ１内の圧力は、上昇してソレノイドバルブ３の開弁圧に等しくなる。また、緩衝器本体２の伸長作動時には、シリンダ６内で上昇するピストン７によって容積が拡大される圧側室Ｒ２内にリザーバＲから吸込通路１２を介して液体が供給されるため、圧側室Ｒ２内の圧力はリザーバＲ内の圧力と略等しくなる。よって、伸側室Ｒ１内の圧力が圧側室Ｒ２内の圧力よりもソレノイドバルブ３の開弁圧だけ高くなり、緩衝器本体２は、伸長作動を妨げる減衰力を発生する。そして、ソレノイドバルブ３の開弁圧がソレノイド３ｃへ供給する電流量によって変化するので、緩衝器本体２の伸長作動時の減衰力をソレノイド３ｃへ供給する電流量に応じて高低調整できる。

　他方、シリンダ６に対してロッド８が図２中下方へ移動する緩衝器本体２の収縮作動時には、シリンダ６内を下降するピストン７によって圧縮される圧側室Ｒ２から整流通路１１を介して拡大する伸側室Ｒ１へ液体が移動する。緩衝器本体２の収縮作動時には、シリンダ６内に侵入するロッド８の体積分の液体がシリンダ６内で過剰となるため、過剰分の液体がシリンダ６内から減衰通路１３およびソレノイドバルブ３を介してリザーバＲへ排出される。よって、シリンダ６内の伸側室Ｒ１内および圧側室Ｒ２内の圧力は、ともに上昇してソレノイドバルブ３の開弁圧と等しくなるが、圧側室Ｒ２に面するピストン７の受圧面積がロッド８の断面積分だけピストン７の伸側室Ｒ１に面するピストン７の受圧面積よりも大きいため、緩衝器本体２は収縮を抑制する減衰力を発生する。そして、ソレノイドバルブ３の開弁圧がソレノイド３ｃへ供給する電流量によって変化するので、緩衝器本体２の収縮作動時の減衰力をソレノイド３ｃへ供給する電流量に応じて高低調整できる。

　なお、緩衝器本体２の構成は一例であって、前記した構成に限られず、減衰力調整装置で液体の流れに抵抗を与えて緩衝器本体２の伸長および収縮を妨げる減衰力を発生可能である構成となっていればよい。よって、本実施の形態の緩衝器１における緩衝器本体２はリザーバＲを備えて液体が伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびリザーバＲを順に一方通行で循環するユニフロー型に設定されているが、緩衝器本体２は伸縮時に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とで液体が行き来するバイフロー型に設定されていてもよい。緩衝器本体２がバイフロー型に設定される場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路が伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れと圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れとを許容する場合、当該減衰通路に減衰力調整装置を設ければよい。また、緩衝器本体２がバイフロー型に設定される場合であって、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する伸側減衰通路と圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する圧側減衰通路とが緩衝器本体２に設けられる場合、伸側減衰通路と圧側減衰通路との双方にそれぞれ減衰力調整装置を設けてもよいし、伸側減衰通路と圧側減衰通路との一方にのみ減衰力調整装置を設けてもよい。

　このように構成されたソレノイドバルブ３を搭載した緩衝器本体２は、シリンダ６が車輪Ｗを保持するナックルやサスペンションアームに取り付けられてばね下部材としての車輪Ｗに連結されるとともに、ロッド８がばね上部位材としての車体Ｂに連結されて、車両Ｖの車体Ｂと車輪Ｗとの間に介装される。そして、緩衝器本体２は、車両Ｖの走行中に路面から入力される振動によって伸縮しつつ車体Ｂの振動を抑制する減衰力を発生する。

　つづいて、制御装置としてのＥＣＵ４は、車両Ｖに搭載されて緩衝器１の制御以外にも車両Ｖのエンジン、パワーステアリング、アンチロックブレーキシステム、エアバック、エアコンディショナ等の車両Ｖの他の機器の制御も行う統合ＥＣＵとされている。そして、ＥＣＵ４は、車両Ｖに搭載されているＣＡＮバス１０に接続されており、ＣＡＮ通信によって車体Ｂに対して同一直線上に並ばないように設置されるばね上加速度センサ２１，２２，２３から設置箇所における車体Ｂの上下方向の加速度の情報を得ることができる。

　また、図示はしないが、ＣＡＮバス１０は、車両Ｖ中に張り巡らされており、ばね上加速度センサ２１，２２，２３以外にも車速を検知する車速センサ、操舵角センサ、ブレーキやアクセル等にも接続されており、ＥＣＵ４は、車両Ｖの各種情報をＣＡＮバス１０を通じて得ることができる。

　ＥＣＵ４は、詳しくは図示しないが、たとえば、演算処理装置と、演算処理装置に処理に必要なプログラムとプログラムの実行に必要な記憶領域を提供するメモリと、ＣＡＮバス１０を介して各機器との通信を行うＣＡＮインターフェースとを備えている。

　ＥＣＵ４は、本実施の形態では、車体Ｂの姿勢制御に当たり周知のスカイフック制御を行う。車体Ｂを剛体と看做せば、ばね上加速度センサ２１，２２，２３の設置位置と車体Ｂの４輪直上の位置が既知であるので、ばね上加速度センサ２１，２２，２３が検知する車体Ｂの異なる３点の上下方向の加速度から車体Ｂの任意の位置の上下方向の加速度を求め得る。よって、ＥＣＵ４は、ばね上加速度センサ２１，２２，２３で検出した車体Ｂの上下方向の加速度から４輪各所直上の車体Ｂの上下加速度を算出して、緩衝器１で発生すべき減衰力を求め、この求めた減衰力を緩衝器１に発生させるために電流制御ユニット５へ与える制御指令を生成してＣＡＮバス１０へ出力する。

　詳しくは、ＥＣＵ４は、ばね上加速度センサ２１，２２，２３が検知した加速度から求めた４輪直上の車体Ｂの上下方向の加速度を積分或いはフィルタ処理して４輪直上の車体Ｂの上下方向速度を求め、４輪直上の車体Ｂの上下方向速度にそれぞれスカイフック減衰係数を乗じて、４輪各所における緩衝器１が発生すべき減衰力を求める。さらに、ＥＣＵ４は、自身が求めた４輪各所の緩衝器１における減衰力を電流制御ユニット５に指示するための制御指令を生成して、当該制御指令をＣＡＮバス１０へ出力する。そして、電流制御ユニット５は、ＣＡＮバス１０を介して制御指令を受け取ると、制御指令通りにソレノイドバルブ３へ電流を供給する。

　なお、ＥＣＵ４は、本実施の形態の場合、スカイフック制御を行うが、スカイフック制御以外の制御則に則って緩衝器１が発生すべき減衰力を求めて、制御指令を生成してもよい。また、ＥＣＵ４は、車体Ｂに３軸のジャイロセンサが設置されており、車体Ｂの重心位置における３軸の角速度をＣＡＮバス１０から入手できる場合、車体Ｂの重心位置における３軸の角速度から車体Ｂの４輪直上の上下方向速度を求めてもよい。

　つづいて、電流制御ユニット５は、本実施の形態では、図３に示すように、ＣＡＮバス１０を通じて情報のやり取りを行うためのＣＡＮインターフェース５ａと、ソレノイドバルブ３を制御するための電流指令を生成する制御演算部５ｂと、ばね下加速度センサ５ｃと、制御演算部５ｂが生成した電流指令通りにソレノイド３ｃへ電流供給する駆動回路５ｄとを備えて構成されている。そして、電流制御ユニット５は、緩衝器本体２に設置されている。なお、電流制御ユニット５は、車両Ｖの図外のバッテリに接続される電源ラインを通じて電力供給を受けている。

　ＣＡＮインターフェース５ａは、信号線Ｓを介してＣＡＮバス１０にコネクタ５０によって接続されており、ＣＡＮ通信によってＣＡＮバス１０を介してＥＣＵ４と相互に情報のやり取りを行うことができる。なお、図１中では、ＣＡＮバス１０と信号線Ｓとを接続するコネクタ５０を黒丸で示している。なお、電流制御ユニット５は、ＥＣＵ４から制御指令を受け取ることができればよいので、ＣＡＮバス１０以外にも、ＥＣＵ４に直接接続される信号線を介して制御指令を受け取ってもよいし、無線通信によってＥＣＵ４から制御指令を受け取ってもよい。

　ばね下加速度センサ５ｃは、本実施の形態では、互いに直交する３軸の加速度を検知可能な加速度センサであり、電流制御ユニット５が車輪Ｗに連結される緩衝器本体２に設置されているので、車輪Ｗの加速度を検知できる。

　制御演算部５ｂは、ＣＡＮバス１０を介してＥＣＵ４から得た制御指令とばね下加速度センサ５ｃが検出した加速度とに基づいて目標電流を求める。具体的には、制御演算部５ｂは、ばね下加速度センサ５ｃが検知した３軸の加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を求める加速度演算部５ｂ１と、制御指令が指示する減衰力と加速度演算部５ｂ１が求めた車輪Ｗの上下方向の加速度とから目標減衰力を求める減衰力演算部５ｂ２と、目標減衰力からソレノイドバルブ３のソレノイド３ｃへ与える電流量を指示する電流指令を生成する電流指令演算部５ｂ３と、電流指令演算部５ｂ３から電流指令を受け取ると駆動回路５ｄへＰＷＭ信号を出力する電流制御部５ｂ４と、異常診断部５ｂ５とを備えている。

　加速度演算部５ｂ１は、ばね下加速度センサ５ｃが検知した３軸の加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を求める。緩衝器本体２は、車両Ｖに対して垂直姿勢で取り付けられることが少なく、斜めに設置されることが多いため、ばね下加速度センサ５ｃの３軸の検知軸のうち１つをシリンダ６の軸線方向に沿うように電流制御ユニット５を設置しても、車輪Ｗの上下方向の加速度を正確に検知することが難しい。そのため、加速度演算部５ｂ１は、回転行列を用いてばね下加速度センサ５ｃが検知する３つの加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を求める。回転行列は、ばね下加速度センサ５ｃの３軸の加速度を車両Ｖの前後左右上下の各方向の加速度へ変換するための行列である。

　回転行列における各成分は、ばね下加速度センサ５ｃの３つの検知軸の車両Ｖを基準とした上下左右前後の方向の軸に対するピッチ角度、ロール角度およびヨー角度をパラメータとして求め得る。加速度演算部５ｂ１は、回転行列を用いることで、ばね下加速度センサ５ｃが検知する加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を正確に求め得る。

　ばね下加速度センサ５ｃの３つの検知軸の前記ピッチ角度、前記ロール角度および前記ヨー角度は、ばね下加速度センサ５ｃの１つの検知軸の車両Ｖに対して設置される向きと重力加速度の方向とが分かれば求めることができる。よって、たとえば、ばね下加速度センサ５ｃの３つの検知軸のうち１つの方向を車両Ｖの前方へ向けるようにシリンダ６に対して電流制御ユニット５を取り付けておけば、１つの検知軸の向きを把握でき、車両Ｖが静止状態のときにばね下加速度センサ５ｃで検知した加速度の方向から重力加速度の方向を把握できるので、前記ピッチ角度、前記ロール角度および前記ヨー角度を求め得る。こうして求めたばね下加速度センサ５ｃの３つの検知軸の前記ピッチ角度、前記ロール角度および前記ヨー角度から回転行列のパラメータを求め得るので、加速度演算部５ｂ１は、この回転行列を用いてばね下加速度センサ５ｃが検知した３つの加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を求める。前記ピッチ角度、前記ロール角度および前記ヨー角度の求め方は、一例であってほかの手法によってもよい。

　なお、本実施の形態では、加速度演算部５ｂ１が前記ピッチ角度、前記ロール角度および前記ヨー角度を求める演算を実行して回転行列を求めており、ばね下加速度センサ５ｃが検知する３軸の加速度を所定のサンプリングレートで取り込んで車輪Ｗの上下方向の加速度を求めている。前記ピッチ角度、前記ロール角度および前記ヨー角度を求める演算は、負荷が高い場合があるので、加速度演算部５ｂ１にて当該演算を実行するようにしているが、回転行列の成分が求まってしまえばばね下加速度センサ５ｃが検知した３軸の加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を求める演算は負荷が低いため、回転行列の成分を求めた後はばね下加速度センサ５ｃによって自身が検知した３軸の加速度から車輪Ｗの上下方向の加速度を求めて減衰力演算部５ｂ２等へ出力してもよい。なお、加速度演算部５ｂ１を廃止して、ばね下加速度センサ５ｃが回転行列を求めて車輪Ｗの上下方向の加速度を求めてもよい。

　また、加速度演算部５ｂ１或いはばね下加速度センサ５ｃが求めた車輪Ｗの上下方向の加速度は、ＣＡＮインターフェース５ａからＣＡＮバス１０を通じてＥＣＵ４へ送信してもよい。このようにすれば、ＥＣＵ４は、ばね下部材である車輪Ｗの上下方向の加速度の情報を得られるので、車輪Ｗの上下方向の加速度を加味して緩衝器１を制御することができる。車輪Ｗの上下方向の加速度の情報は、車両Ｖが走行した路面の状態を把握するのに有用な情報であるから、ＥＣＵ４以外にもＣＡＮバス１０に接続される図外の記憶装置に前記加速度の情報を蓄積して記憶させてもよい。なお、ばね下加速度センサ５ｃが検知した３軸の加速度の情報をＣＡＮインターフェース５ａを通じてＥＣＵ４へ送信してもよい。

　減衰力演算部５ｂ２は、制御指令が指示する減衰力と、加速度演算部５ｂ１が求めた車輪Ｗの上下方向の加速度とに基づいて、目標減衰力を求める。具体的には、減衰力演算部５ｂ２は、本実施の形態では、車輪Ｗの上下方向の加速度をローパスフィルタで処理して平均化し、車両Ｖが走行する路面の状況を判断して、制御指令が指示する減衰力に路面状況に応じたゲインを乗じて目標減衰力を求める。車輪Ｗの上下方向の加速度の平均値は、車両Ｖが走行する路面の凹凸の状況に応じて変化し、路面の状況を把握するための指標となり、凹凸の少ない良路では小さな値となり。凹凸が比較的多い悪路では中程度の値を採り、凹凸が多く凹凸の高さも高くなる極悪路では大きな値を採る。

　ＥＣＵ４は、本実施の形態では、路面の状況によらず、ばね上部材としての車体Ｂの上下方向の速度に応じて緩衝器１が発生すべき減衰力を求めているため、悪路や極悪路では緩衝器１が発生する減衰力を低くして路面からの振動の入力が車体Ｂに伝達するのを抑制した方がよい場合がある。よって、減衰力演算部５ｂ２は、車輪Ｗの上下方向の加速度の平均値に対して悪路の判定に用いる閾値と極悪路の判定に用いる閾値を設定して、車両Ｖが現在走行中の路面が良路、悪路及び極悪路の何れに該当するかを前記平均値と各閾値とを比較して判定する。そして、良路走行時に用いるゲイン、悪路走行時に用いるゲイン、極悪路走行時に用いるゲインを予め用意しておき、減衰力演算部５ｂ２は、路面の判定の結果、判定した路面の状況に応じたゲインを選択し、選択したゲインを制御指令が指示する減衰力に乗じることで、制御指令が指示する減衰力を補正して目標減衰力を求める。

　また、車輪Ｗが大きな凹凸を乗り越える場合、車輪Ｗに大きな上下方向の加速度が作用する。このような凹凸を乗り越える場合に、緩衝器１が発生する減衰力が高いと、車輪Ｗの振動が車体Ｂに伝達されて車両Ｖにおける乗心地が悪化する。そのため、減衰力演算部５ｂ２は、車輪Ｗの上下方向の加速度の平均値による路面の状況の判定に応じてゲインを選択する制御に並行して、突発的に車輪Ｗが大きな凹凸に乗り上げた時のインパクトショックを低減する振動低減制御を行う。この制御のために、振動低減制御に使用する振動低減用ゲインを予め用意してあり、減衰力演算部５ｂ２は、車輪Ｗの上下方向の加速度の絶対値が所定の閾値を超えた場合に、振動低減用ゲインと路面の状況によって選択されるゲインとを比較して、いずれか低い方のゲインを選択して、制御指令が指示する減衰力に前記低い方のゲインを乗じて目標減衰力を求める。なお、振動低減用ゲインが他のゲインよりも低い値に設定される場合には、減衰力演算部５ｂ２は、車輪Ｗの上下方向の加速度の絶対値が所定の閾値を超えた場合に、振動低減用ゲインを制御指令が指示する減衰力に乗じて目標減衰力を求めてもよい。

　なお、前述した減衰力演算部５ｂ２における目標減衰力を求める処理は一例であって、前述した例に限定されるものではない。よって、減衰力演算部５ｂ２は、路面の状況を判定して最適なゲインを選択して目標減衰力を求める制御のみを実行してもよいし、振動低減制御のみを実行してもよし、車両Ｗの上下方向の加速度を利用して前述の制御以外の制御を実行してもよい。

　また、加速度演算部５ｂ１或いはばね下加速度センサ５ｃが求めた車輪Ｗの上下方向の加速度をＣＡＮバス１０を通じてＥＣＵ４へ送信する場合、減衰力演算部５ｂ２の代わりにＥＣＵ４側で車輪Ｗの振動状況を加味して目標減衰力を求めて、ＥＣＵ４から目標減衰力を指示する制御指令を電流制御ユニット５にＣＡＮバス１０を介して入力してもよい。この場合、制御演算部５ｂにおける減衰力演算部５ｂ２を廃止してもよい。なお、ＥＣＵ４は、車輪Ｗの上下方向の加速度が得られる場合、４輪各所に配置された緩衝器１の電流制御ユニット５から送信される４輪各所の車輪Ｗの上下方向の加速度を積分して、各車輪Ｗの上下方向速度を求め得る。ばね上加速度センサ２１，２２，２３が検知した加速度から算出して求めた４輪直上の車体Ｂの上下方向速度と、対応する４輪の各車輪Ｗの上下方向速度との差をそれぞれ求めると、４つの各々の差は、４輪各所の緩衝器１のストローク速度と略一致する。ＥＣＵ４は、前記差を求めると緩衝器１のストロークの方向を把握できるので、スカイフック制御則に則って各緩衝器１が発生すべき減衰力を求めた上で、各緩衝器１が求めた各減衰力を発生できる状況にあるか否かを前記差に基づいて判断できる。緩衝器１は、伸長時には伸長を妨げる方向に減衰力を発生できるが伸長を助長する方向へ減衰力を発生できず、反対に収縮時には収縮を妨げる方向に減衰力を発生できるが収縮を助長する方向へ減衰力を発生できない。このようにＥＣＵ４は、緩衝器１のストロークの方向を把握できるので、スカイフック制御則を利用して求めた減衰力の方向が、緩衝器１のストローク状況によって緩衝器１が減衰力を発生できる方向である場合、スカイフック制御則を利用して求めた減衰力をそのまま支持する制御指令を生成する。他方、ＥＣＵ４は、スカイフック制御則を利用して求めた減衰力の方向が、緩衝器１のストローク状況によって緩衝器１が減衰力を発生できない方向である場合、スカイフック制御則を利用して求めた減衰力に関わらず減衰力を最小とする制御指令を生成する。つまり、電流制御ユニット５から車輪Ｗの上下方向の加速度を入手できる場合、ＥＣＵ４は、カルノップ則に則って緩衝器１の減衰力を指示する制御を実行できるようになる。なお、ＥＣＵ４は、このようなカルノップ則以外の制御則を用いて制御指令を生成してもよい。

　つづいて、電流指令演算部５ｂ３は、緩衝器１が発生する減衰力とソレノイドバルブ３へ供給される電流量との関係を予めマップとして保有しており、減衰力演算部５ｂ２が求めた目標減衰力からマップ演算によってソレノイドバルブ３のソレノイド３ｃへ供給すべき電流量を求める。なお、電流指令演算部５ｂ３は、マップを利用して電流量を求めているが、前記減衰力と前記電流量との関係を関数表現できる場合には関数を用いて電流量を求めてもよい。このように、電流指令演算部５ｂ３は、求めた電流量を指示する電流指令を生成する。

　なお、電流指令演算部５ｂ３で使用するマップは、設計値を基準として設定されるが、緩衝器１を組み立てた後で出荷する前に、ソレノイドバルブ３へ供給する電流量に対して実際に緩衝器１が発生する減衰力を計測して、ソレノイドバルブ３へ供給する電流量に対して実際の緩衝器１の減衰力が正確に一致するようにマップのパラメータを補正する。この作業は、緩衝器１の出荷前に製品毎に行われるので、製品間でソレノイドバルブ３へ与える電流量に対する緩衝器１が発生する減衰力がばらつくのを抑制できる。よって、ＥＣＵ４は、車両Ｖの４輪各所に配置された緩衝器１毎に、制御しようとする緩衝器１に適するように減衰力を補正する必要はなく、ＥＣＵ４と４つの緩衝器１との間で減衰力を補正する作業を行う手間もかからない。そして、ＥＣＵ４と緩衝器１の製造者が異なる場合にあっても、緩衝器１のみの補正によって減衰力の製品毎のばらつきを抑制できるので、当該補正の作業に当たってＥＣＵ４に緩衝器１を接続しなくとも補正作業を行える。

　電流制御部５ｂ４は、電流指令演算部５ｂ３が求めた電流指令と、ソレノイド３ｃへ供給している実際の電流量との偏差を求め、偏差をＰＩ補償やＰＩＤ補償を行って目標電流を求め、駆動回路５ｄが目標電流通りにソレノイドバルブ３のソレノイド３ｃへ電流供給を行うためのＰＷＭ信号を出力する。つまり、電流制御部５ｂ４は、電流フィードック制御によってソレノイドバルブ３を制御する。なお、電流制御部５ｂ４は、ソレノイド３ｃに流れる電流の情報を駆動回路５ｄが備える電流センサから得る。

　異常検知部５ｂ５は、加速度演算部５ｂ１が求めた車輪Ｗの上下方向の加速度を監視し、緩衝器１の異常を判断する。具体的には、たとえば、緩衝器１が目標減衰力通りに減衰力を発生できなくなると、車輪Ｗの振動のレベル（波高値）が大きくなることから、異常検知部５ｂ５は、順次サンプリングされた車輪Ｗの加速度の絶対値の移動平均値を求め、当該移動平均値が予め設定される異常閾値を超えると緩衝器１の異常と判断して異常信号を生成する。異常信号は、ＣＡＮインターフェース５ａからＣＡＮバス１０へ通じてＥＣＵ４へ伝達される。ＥＣＵ４は、異常信号を受け取ると、緩衝器１の制御を停止して車両搭乗者へ異常を認知させるべく、たとえば、図外のインストルメントパネルに設置される警告灯を点灯させたり、警告音を図外のスピーカから出力したりする。このように、異常検知部５ｂ５は、ばね下加速度センサ５ｃが検知する加速度に基づいて異常を検知するので、緩衝器本体１の劣化による異常や緩衝器本体１の機械的な異常を検知できる。

　なお、異常検知部５ｂ５は、車輪Ｗの上下方向の加速度に基づく異常判断に加えて、或いは、これに代えて、駆動回路５ｄの過電圧や、過熱、オープン等といった電流制御ユニット５やソレノイドバルブ３の電気的な異常を検知して、異常信号を出力するようにしてもよい。

　以上のように構成される制御演算部５ｂは、ハードウェアとしては、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置と、制御演算部５ｂにおける処理を実行するためのプログラムと演算処理装置の処理に必要な記憶領域を提供するメモリと、ＣＡＮインターフェース５ａ、ばね下加速度センサ５ｃおよび駆動回路５ｄとの信号のやり取りを行うためのバスラインとを備えている。そして、制御演算部５ｂは、前記演算処理装置がプログラムを実行して処理を行うことで、加速度演算部５ｂ１、減衰力演算部５ｂ２、電流指令演算部５ｂ３、電流制御部５ｂ４および異常診断部５ｂ５の各部を実現している。

　つぎに、駆動回路５ｄは、ソレノイド３ｃに与える電流量を調節するための図示しないスイッチング素子を備えており、電流制御部５ｂ４から受け取るＰＷＭ信号が指示するデューティ比でスイッチング素子をオンオフ動作させ、ソレノイド３ｃの電流量を目標電流通りに調節する。

　以上のように構成された緩衝器１では、電流制御ユニット５がＥＣＵ４から制御指令を受け取ってソレノイドバルブ３を制御するので、電流制御ユニット５とＥＣＵ４とは信号をやり取りする信号線で接続されていればよい。また、ソレノイドバルブ３の電流量の制御が電流制御ユニット５によって行われるため、図外のバッテリと電流制御ユニット５との間ではスイッチング電流が流れることが無く、スイッチング電流が流れるのは電流制御ユニット５とソレノイドバルブ３との間の配線のみとなる。

　また、緩衝器１における電流制御ユニット５がばね下加速度センサ５ｃを備えているので、車両Ｖのばね下部材としての車輪Ｗの加速度の検知のためにばね下加速度センサをサスペンションメンバー等に設置する作業が不要で、ＥＣＵ４と加速度センサ５ｃとを直接接続するためのばね下加速度センサ５ｃ専用の信号線を必要としない。

　また、本実施の形態の緩衝器１では、電流制御ユニット５がＣＡＮインターフェース５ａを備えているので、ＣＡＮバス１０を通じて制御指令をＥＣＵ４から制御指令を受け取ることができる。ＣＡＮバス１０は、車体Ｂに張り巡らされているので、緩衝器１における電流制御ユニット５は、緩衝器１の至近に配置されているＣＡＮバス１０の配線に接続できるから、緩衝器１とＣＡＮバス１０とを接続する信号線Ｓはごく短くて済む。

　以上のように、本実施の形態の緩衝器１は、車両Ｖの車輪（ばね下部材）Ｗに連結されるシリンダ６とシリンダ６内に出入りしてシリンダ６に対して相対移動可能であって車両Ｖの車体（ばね上部材）Ｂに連結されるロッド８とを有する緩衝器本体２と、供給される電流量に応じて緩衝器本体２の伸縮時に発生する減衰力を調整可能なソレノイドバルブ（減衰力調整装置）３と、シリンダ６に取り付けられて、車両Ｖに搭載されるＥＣＵ（制御装置）４から受け取る制御指令に基づいてソレノイドバルブ（減衰力調整装置）３に電流供給する電流制御ユニット５とを備え、電流制御ユニット５は、ばね下加速度センサ５ｃを備えている。

　このように構成された緩衝器１では、車載のＥＣＵ（制御装置）４から制御指令を受け取った電流制御ユニット５がソレノイドバルブ（減衰力調整装置）３を制御するため、電流制御ユニット５とＥＣＵ（制御装置）４とが信号線のみを介して接続さればよいので、ＥＣＵ（制御装置）４と電流制御ユニット５とをソレノイドバルブ（減衰力調整装置）３へスイッチング電流を供給するためのハーネスで接続する必要が無くなる。

　よって、本実施の形態の緩衝器１によれば、ＥＣＵ（制御装置）４と接続するためのスイッチング電流用のハーネスが不要となるので、車両Ｖの全体で少なくとも４セットのハーネスを削減でき車両Ｖの重量を軽減できる。また、本実施の形態の緩衝器１によれば、ＥＣＵ（制御装置）４と電流制御ユニット５との間にノイズの発生源となるスイッチング電流用のハーネスが不要となるので、車両Ｖの他の機器にノイズによる影響を与えずに済む。さらに、電流制御ユニット５がばね下加速度センサ５ｃを備えており、緩衝器１を車両Ｖに設置するだけでばね下加速度センサ５ｃの設置が完了して、ばね下加速度センサ５ｃとＥＣＵ（制御装置）４とを直接接続する必要もなく、車輪（ばね下部材）Ｗの振動の検知が可能となるので、ばね下加速度センサ５ｃの設置作業が容易となる。

　以上より、本実施の形態の緩衝器１によれば、車両の重量の増加を招かず、ノイズの発生を抑制できるとともに、面倒な設置作業を伴わずに車輪（ばね下部材）Ｗの振動を把握できる。

　また、本実施の形態の緩衝器１によれば、電流制御ユニット５がばね下加速度センサ５ｃを備えているので、車輪（ばね下部材）Ｗの加速度をＥＣＵ（制御装置）４へ送信でき、車輪（ばね下部材）Ｗの加速度を制御に利用したり、車両Ｖが走行した路面の状況の把握に利用したりすることができる。

　さらに、本実施の形態の緩衝器１では、電流制御ユニット５がＣＡＮインターフェース５ａを備えている。このように構成された緩衝器１によれば、ＣＡＮバス１０を通じてＥＣＵ（制御装置）４から制御指令を受け取ることができ、電流制御ユニット５からＣＡＮバス１０を介して車輪（ばね下部材）Ｗの加速度の情報をＥＣＵ（制御装置）４へ送信することもできる。ＣＡＮバス１０は、車体Ｂに張り巡らされているので、緩衝器１における電流制御ユニット５は、緩衝器１の至近に配置されているＣＡＮバス１０の配線に接続できるから、緩衝器１とＣＡＮバス１０とを接続する信号線Ｓはごく短くて済む。さらに、ＥＣＵ（制御装置）４に電流制御ユニット５の信号線Ｓと接続するための専用のコネクタを設置する必要が無くなってＥＣＵ（制御装置）４を小型化および軽量化できる。よって、このように構成された緩衝器１によれば、ＣＡＮバス１０を利用して信号線Ｓを短くできるから、車両Ｖにおける重量をより一層軽減できる。

　また、電流制御ユニット５が制御指令をＣＡＮバス１０を介して受け取る場合には、ＥＣＵ（制御装置）４を車両Ｖのエンジンその他の制御に利用される統合ＥＣＵとする場合に最適となる。

　さらに、ばね下加速度センサ５ｃが検知した加速度を電流制御ユニット５がＣＡＮインターフェース５ａを介してＣＡＮバス１０へ送信する場合には、加速度の情報を車両Ｖに搭載されているＥＣＵ（制御装置）４やその他の機器で利用できるようになり、当該加速度の情報を緩衝器１の制御や、路面の状況の把握に利用できるようになる。

　また、本実施の形態の緩衝器１では、電流制御ユニット５は、制御指令が指示する減衰力をばね下加速度センサ５ｃが検知した加速度に基づいて補正して目標減衰力を求め、目標減衰力に基づいてソレノイドバルブ（減衰力調整装置）３へ電流供給している。このように構成された緩衝器１では、ばね下加速度センサ５ｃを利用して車両Ｖが走行している路面から入力される振動を最も早く検知できるので、緩衝器１の減衰力を路面の入力に応じて最適に補正できる。よって、このように構成された緩衝器１によれば、車両Ｖにおける乗心地および車輪接地性を向上できる。

　さらに、本実施の形態の緩衝器１における電流制御ユニット５は、ばね下加速度センサ５ｃが検知した加速度に基づいて異常を検知する。このように構成された緩衝器１によれば、ばね下加速度センサ５ｃが検知した加速度を利用して異常を検知するので、緩衝器本体１の劣化による異常や緩衝器本体１の機械的な異常を検知できる。

　なお、前述したところでは、電流制御ユニット５は、ＣＡＮインターフェース５ａを備えており、ＥＣＵ４とＣＡＮ通信可能とされているが、図４に示した一変形例の緩衝器１のように、ＣＡＮインターフェース５ａに代えて無線通信可能な通信装置３０を備えていてもよい。

　電流制御ユニット５がＣＡＮインターフェース５ａを備えずに通信装置３０を備える場合、車載のＥＣＵ（制御装置）４にも電流制御ユニット５と無線通信可能な通信装置３１を設けて、当該通信装置３０，３１を介して制御指令、車輪（ばね下部材）Ｗの加速度の情報、異常信号の受け取り受け渡しを可能とすればよい。このように構成された緩衝器１によれば、電流制御ユニット５が通信装置３０を備える場合、ＥＣＵ（制御装置）４との通信が無線のみとなって、信号線を完全になくすことができるので、より一層車両Ｖの重量を軽減できる。

　また、電流制御ユニット５が通信装置３０を備えている場合、図５に示すように、通信装置３０を介して車両Ｖの車輪Ｗにおける空気圧を検知する空気圧センサ４０と通信可能として、通信装置３０を介して受け取る空気圧センサ４０が検知した空気圧の情報をＥＣＵ（制御装置）４へ転送するようにしてもよい。

　電流制御ユニット５には、図外のバッテリから常時電力供給を受けており、通信装置３０を利用した無線による通信も安定して行える一方、空気圧センサ４０は、車輪Ｗに取り付けられており、自身が保有するバッテリによって動作して、無線通信によって検知した車輪Ｗにおけるタイヤ内の空気圧を外部へ送信する。ＥＣＵ４側の通信装置３１で車両Ｖの４つの車輪Ｗの空気圧センサ４０と直接無線通信する場合、通信装置３１と全ての空気圧センサ４０との間の距離が遠くなってしまう場合があるので、空気圧センサ４０側から送信する電波の電界強度をある程度高くしておかないと、ＥＣＵ４と空気圧センサ４０とが通信できなくなってしまう。しかしながら、空気圧センサ４０側の電界強度を高くすると電力消費が激しくなるので、空気圧センサ４０が満充電されたバッテリで空気圧を連続して送信できる時間が短くなってしまう。

　これに対して、本実施の形態では、電流制御ユニット５は、車輪Ｗの至近に配置される緩衝器本体２に設置されており、車輪Ｗにおける空気圧センサ４０の至近に無線装置３０を配置できるので、空気圧センサ４０側から送信する電波の電界強度を従来よりも低くしても、電流制御ユニット５で空気圧センサ４０から送信される空気圧の信号を受信できる。電流制御ユニット５は、空気圧センサ４０から空気圧の信号を受け取ると、無線装置３０を介してＥＣＵ４へ空気圧センサ４０から受け取った空気圧の情報を送信する。電流制御ユニット５は、車両Ｖの図外のバッテリから電力供給を受けており、安定してＥＣＵ４と無線による通信が可能である。このように構成された緩衝器１は、通信装置３０を介して車両Ｖの車輪Ｗにおける空気圧を検知する空気圧センサ４０と通信可能として、通信装置３０を介して受け取る空気圧センサ４０が検知した空気圧の情報をＥＣＵ（制御装置）４へ転送するので、空気圧センサ４０が出力する電波の電界強度を低くしても、電流制御ユニット５が空気圧センサ４０の近くに配置されるため、電流制御ユニット５で空気圧センサ４０が検知した空気圧の情報を受信してＥＣＵ（制御装置）４へ転送できる。よって、このように構成された緩衝器１によれば、空気圧センサ４０の電力消費を低減させて、空気圧センサ４０が連続して送信できる時間を延ばすことができる。

　なお、一変形例の緩衝器１では、電流制御ユニット５がＣＡＮインターフェース５ａの代わりに通信装置３０を備えているが、電流制御ユニット５がＣＡＮインターフェース５ａと通信装置３０との両方を備えていてもよい。

　以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・緩衝器、２・・・緩衝器本体、３・・・ソレノイドバルブ（減衰力調整装置）、４・・・ＥＣＵ（制御装置）、５・・・電流制御ユニット、５ａ・・・ＣＡＮインターフェース、５ｃ・・・ばね下加速度センサ、６・・・シリンダ、８・・・ロッド、１０・・・ＣＡＮバス、３０・・・通信装置、４０・・・空気圧センサ、５０・・・コネクタ、Ｖ・・・車両、Ｗ・・・車輪（ばね下部材）

Claims

　緩衝器であって、
　車両のばね下部材に連結されるシリンダと前記シリンダ内に出入りして前記シリンダに対して相対移動可能であって前記車両のばね上部材に連結されるロッドとを有する緩衝器本体と、
　供給される電流量に応じて前記緩衝器本体が発生する減衰力を調整可能な減衰力調整装置と、
　前記シリンダに取り付けられて、前記車両に搭載される制御装置から受け取る制御指令に基づいて前記減衰力調整装置に電流供給する電流制御ユニットとを備え、
　前記電流制御ユニットは、ばね下加速度センサを有する
　ことを特徴とする緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、ＣＡＮインターフェースを有する
　緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、前記制御指令が指示する減衰力を前記ばね下加速度センサが検知した加速度に基づいて補正して目標減衰力を求め、目標減衰力に基づいて前記減衰力調整装置へ電流供給する
　緩衝器。
　請求項２に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、前記制御指令を前記車両のＣＡＮバスを介して受け取る
　緩衝器。
　請求項２に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、前記加速度センサが検知した加速度を前記ＣＡＮインターフェースを介して前記ＣＡＮバスへ送信する
　緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、前記ばね下加速度センサが検知した加速度に基づいて異常を検知する
　緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、無線通信可能な通信装置を有する
　緩衝器。
　請求項７に記載の緩衝器であって、
　前記電流制御ユニットは、前記通信装置を介して前記車両の車輪における空気圧を検知する空気圧センサと通信可能であって、前記通信装置を介して受け取る空気圧センサが検知した空気圧の情報を前記制御装置へ転送する
　緩衝器。