JP3082358B2 - 減衰力可変ショックアブソーバ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピエゾアクチュエータ
等の切り換えアクチュエータを内設して減衰力を可変と
する減衰力可変ショックアブソーバ制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、乗り心地と操縦安定性を向上
させる公知のショックアブソーバ制御装置として、走行
状態に応じた物理量から最適な減衰力（目標減衰力）を
算出し、実際の減衰力が目標減衰力に一致する様にアク
チュエータ駆動手段に制御指令値を出力し、アクチュエ
ータを駆動するもの（例えば、特開平１−１１１５１３
号公報）が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来より、製品のバラ
ツキ等を考慮して減衰力可変ショックアブソーバを量産
する場合には、最大・最小の減衰力を確保するために、
アクチュエータの可動範囲は減衰係数が変わる範囲（以
下、「ダイナミックレンジ」と言う。）に対して広くな
っており（図７参照）、且つそのダイナミックレンジは
製品ごとに異なり、経年変化も生じるため事前に知るこ
とは困難である。

【０００４】従って従来の装置では、アクチュエータは
ダイナミックレンジ以外の範囲をも常に動作することに
なり、所望の減衰力を得るまでに時間遅れが生じ車体の
振動を有効に抑えられないという問題がある。

【０００５】そこで本発明はかかる問題に鑑みてなされ
たものであって、ダイナミックレンジを学習することに
より正しく設定し、時間遅れが生じることなく車体の振
動を有効に抑えることができるショックアブソーバ制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のショックアブソーバ制御装置は、図１に示
すように、車両のショックアブソーバの減衰力を切り換
える切り換えアクチュエータを駆動させるアクチュエー
タ駆動手段と、前記ショックアブソーバの減衰力を検出
する減衰力検出手段と、走行状態に応じた物理量から目
標とする減衰力を算出する目標減衰力算出手段と、前記
減衰力検出手段によって検出された減衰力が前記目標減
衰力算出手段によって算出された目標減衰力となるよう
に、前記アクチュエータ駆動手段へ指令信号を出力する
指令信号出力手段と、を備えた減衰力可変ショックアブ
ソーバ制御装置において、前記指令信号出力手段から出
力された指令信号によって前記ショックアブソーバの減
衰力が変化したか否かを判定することによって、前記シ
ョックアブソーバの減衰力が変化しうる指令信号の範囲
を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定され
た指令信号の範囲内に前記指令信号を制限する制限手段
とを備えることをその要旨とする。

【０００７】

【作用】上記構成の制御装置において、指令信号出力手
段から出力された指令信号によってショックアブソーバ
の減衰力が変化したか否かを判定することによって、シ
ョックアブソーバの減衰力が変化しうる指令信号の範囲
を設定しているので、経年変化等によらずショックアブ
ソーバの減衰力が変化しうる指令信号の範囲を設定で
き、またアクチュエータ駆動手段へ出力される指令信号
はショックアブソーバの減衰力が変化しうる範囲内であ
るので、ショックアブソーバの減衰力を切り換えるアク
チュエータの可動範囲は、ショックアブソーバの減衰力
を変更しうる範囲内のみを動作することになり、前記範
囲外を作動することによって生じる時間遅れが無くな
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明による減衰力可変ショックアブ
ソーバ制御装置の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

【０００９】図２はショックアブソーバ６の要部断面図
である。図２において、ショックアブソーバ６のシリン
ダ４０１内空間はメインピストン４０２により上下に区
画されてそれぞれ油圧室４ａ，４ｂとなっており、この
メインピストン４０２は中心を貫通するピストンロッド
４０３に固定され、該ピストンロッド４０３は上方へ伸
びるシャフト４０４の下端に連結されている。

【００１０】上記メインピストン４０２には外周部に、
これを貫通する縮み側固定オリフィス４０５と伸び側固
定オリフィス４０６が形成されて、それぞれメインピス
トン４０２の上面と下面に設けた板状逆止弁４０７、４
０８により開閉される。シャフト４０４内には上側油圧
室４ａに面する側面よりロッド中心を通って下方へ抜け
る副流路４０９が形成され、該副流路４０９は、上下に
作動するスプール弁４１０外周の環状溝によりその流路
断面積が変更せしめられる。

【００１１】上記シャフト４０４の下端部は筒状に成形
され、該筒内にピエゾアクチュエータ４が設けてある。
ピエゾアクチュエータ４はＰＺＴ等の圧電セラミクス板
を多数積層して構成され、リード線４１２を介してアク
チュエータの駆動装置から供給される駆動電圧に従い伸
縮作動する。上記ピエゾアクチュエータ４の下端にはピ
ストン４１３が接して設けられ、ピストン４１３の下方
には油密室４１４が形成されて、該油密室４１４に臨ん
で上下動自在にプランジャ４１５が配設してある。この
プランジャ４１５は上記スプール弁４１０に連結されて
いる。

【００１２】しかして、上記メインピストン４０２が下
方へ移動する縮み作動時には、大径の縮み側固定オリフ
ィス４０５を経て油圧室４ａ、４ｂ間に封入油が流通し
てやや減衰係数が小さくなって小さい減衰力を生じ、一
方、上記メインピストン４０２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４０６を経て油
圧室４ａ、４ｂ間に封入油が流通してやや減衰係数が大
きくなって大きい減衰力が生じる。

【００１３】これら減衰力は、上記ピエゾアクチュエー
タ４によりスプール弁４１０を作動せしめて上記副流路
４０９の流路断面積を連続的に変更することにより連続
的に変化せしめることができる。すなわち、図３に示す
如く、流路断面積を大きくした場合の特性ｘ，ｙ及び流
路断面積を小さくした場合の特性ｘ’，ｙ’の間で任意
に減衰係数を変更して、任意の減衰力を発生させること
ができる。

【００１４】次に上記ピエゾアクチュエータ４を駆動す
るピエゾアクチュエータ駆動装置３について説明する。
図４にピエゾアクチュエータ駆動装置３の回路図を示
す。ピエゾアクチュエータ駆動装置３は各車輪のピエゾ
アクチュエータ４に対応してそれぞれ設けられており、
各ピエゾアクチュエータ駆動装置３には、バッテリ電圧
を６００Ｖに昇圧したＤＣ／ＤＣコンバータ３０１の出
力電圧が供給されている。また、電子制御装置７からの
指令信号電圧Ｖｓが、コンパレータ３０２において、バ
ッファ３０６を介してフィードバックされたピエゾアク
チュエータ４の電荷量検出コンデンサ３０７の電圧と比
較される。指令電圧Ｖｓが電荷検出コンデンサ３０７の
電圧よりも大きい場合は、コンパレータ３０２より
「１」レベルの信号が出力される。これにより、フォト
カプラ３０３ａが消光断線して出力ＦＥＴ３０４ａが導
通し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０１で発生せしめられた
高電圧がピエゾアクチュエータ４に印可されてこれを充
電する。この時の充電電流は電流フィードバック回路３
０５ａにより一定に保たれる。

【００１５】上記ピエゾアクチュエータ４の電圧が上昇
して、電荷量検出コンデンサ３０７の電圧が指令信号電
圧Ｖｓを越えると、コンパレータ３０２より「０」レベ
ルの信号が出力される。すると今度は、フォトカプラ３
０３ｂが消光断線して出力ＦＥＴ３０４ｂが導通し、ピ
エゾアクチュエータ４に蓄えられた電荷が放電せしめら
れる。この時の放電電流は電流フィードバック回路３０
５ｂにより一定に保たれる。

【００１６】かくして、上記ピエゾアクチュエータ４の
蓄積電荷量、すなわちその伸長量は電子制御装置７から
出力された指令電圧Ｖｓの信号レベルに応じたものとな
り、ショックアブソーバ６の減衰係数が指令電圧Ｖｓに
より連続的に変更せしめられる。

【００１７】次に、図５のフローチャートにもとづいて
電子制御装置７が実行するダイナミックレンジの学習法
を含む制御処理を説明する。まず、イグニッションスイ
ッチをオンとすることによって本フローチャートはスタ
ートし、ステップ５０１でデータの初期化を行い、ステ
ップ５０２で車速、および車体上下方向加速度を検出す
る。ステップ５０３では、特開平１−２０２５１２号公
報に示されている様に、ショックアブソーバ６の減衰力
Ｆ_A を検出する。

【００１８】ステップ５０４ではステップ５０２で検出
した車体上下方向加速度にもとづいて目標とするショッ
クアブソーバ６の減衰力Ｆ_Z を算出する。具体的にはス
テップ５０２にて検出した車体上下方向加速度を積分す
ることによって車体上下方向速度を算出し、その車体上
下方向速度に係数をかけた値を目標減衰力Ｆ_Z とする。

【００１９】ステップ５０５では、ステップ５０４で算
出した目標減衰力Ｆ_Z 及び５０３で検出した実際の減衰
力Ｆ_A とからショックアブソーバ６の減衰係数を変更す
るアクチュエータ駆動装置３への指令電圧値Ｖ_SAを算出
する。

【００２０】ステップ５０６では現在がダイナミックレ
ンジ学習タイミングか否かを判定する。具体的には、始
動後の車速３０km/h以上の走行時間が１０分間経過した
か否かを判定する。即ち、車速が３０km/h未満、あるい
は始動後の車速３０km/h以上の走行時間が１０分間以上
であれば、ダイナミックレンジ学習タイミングでないと
判定し、ステップ５１３に進み、一方、車速が３０km/h
以上で且つ始動後の車速３０km/h以上の走行時間が１０
分間未満であれば、ＹＥＳと判定されてステップ５０７
へ進む。

【００２１】ステップ５１３では、ダイナミックレンジ
学習が終了しているか否かを判定する。ここでＹＥＳと
判定されるとステップ５１４に進むが、車両の走行初期
状態では、ダイナミックレンジ学習は終了していないの
で、ＮＯと判定されてステップ５１５に進む。

【００２２】ステップ５０７ではステップ５０５で算出
した指令電圧値Ｖｓをアクチュエータ駆動手段３へ出力
する。ステップ５０８ではステップ５０６にてアクチュ
エータ駆動装置３へ指令電圧値Ｖｓを出力してから所定
時間（アクチュエータ駆動装置３及びアクチュエータ４
が応答するのに必要な時間：例えば５ｍｓ程度）が経過
が経過したか否かを判定し、ＹＥＳと判定されるまでス
テップ５０８を繰り返す。

【００２３】ステップ５０９では、ステップ５０３と同
様にして、指令値Ｖｓに応じたショックアブソーバ６の
減衰力Ｆ_B を検出する。ステップ５１０では新たに検出
した減衰力Ｆ_B とステップ５０３で検出した減衰力Ｆ_A
との差Ｆ_AB（減衰力の変化量）を算出する。

【００２４】ステップ５１１ではステップ５０５にて算
出された指令電圧値Ｖｓがダイナミックレンジ内にある
か否かを判定する。この判定の方法を以下に説明する。
減衰力は車体とタイヤとの上下方向速度の差（相対速
度）と減衰係数との積で決まるため、減衰力のサンプリ
ング周期が十分短かく（数〜数十ｍｓ程度）且つ減衰力
が変化していれば、減衰力の変化は減衰係数に起因する
（車両のダイナミクスを考慮すると、相対速度が急変す
ることはない）と考えることができる。従って、前回の
ステップ５０５にて算出された指令電圧値と今回のステ
ップ５０５にて算出された指令電圧値との差が所定値以
上で、且つステップ５１０にて算出された減衰力の差Ｆ
_ABが所定値以上ならば、今回のステップ５０５にて算出
された指令電圧値Ｖｓはダイナミックレンジ内にあると
判定することができる。

【００２５】ステップ５１２では指令電圧値Ｖｓとステ
ップ５１１の判定結果を電子制御装置７内のメモリにス
トアする。以上の制御処理を各ルーチン毎に繰り返して
実行することにより、ダイナミックレンジを指令電圧値
Ｖｓの分布によって設定することができる。

【００２６】そして、車速が３０km/h未満かあるいは車
速が３０km/h以上の時間が１０分以上経過するとステッ
プ５０６にてＮＯと判定されて、ステップ５１３に進
む。ステップ５１３にて、車速が３０km/h以上の時間が
１０分以上経過しておればダイナミックレンジの学習は
終了しているので、ステップ５１４に進み、ステップ５
０５にて算出した指令電圧値Ｖｓをダイナミックレンジ
の範囲内に限定して出力する。その後、ステップ５０２
に戻る。

【００２７】以上説明したように、本実施例では、図５
のフローチャートのステップ５０８〜ステップ５１２に
おいてダイナミックレンジの学習を行うので、たとえス
テップ５０５にて算出された指令電圧値Ｖｓがダイナミ
ックレンジ範囲外であろうとも、ダイナミックレンジの
学習が終了した後は、出力される指令電圧値Ｖｓはダイ
ナミックレンジ範囲内に限定される。従って、ダイナミ
ックレンジの学習が行われていないときは、アクチュエ
ータ６の可動範囲をダイナミックレンジ内に限定するこ
とができる。

【００２８】なお、本実施例においては、アクチュエー
タ駆動装置３がアクチュエータ駆動手段に相当し、図５
のステップ５０３，５０９が減衰力検出手段に相当し、
ステップ５０４が目標減衰力算出手段に相当し、ステッ
プ５０５，５０６が指令信号出力手段に相当し、ステッ
プ５１０，５１１，５１２が設定手段に相当し、ステッ
プ５１４が限定手段に相当する。

【００２９】次に、第２実施例を説明する。第２実施例
は第１実施例と構成、および作動の一部を同じくしてお
り、電子制御装置７が実行するダイナミックレンジの学
習法を含む制御処理が一部異なる。以下、第６図のフロ
ーチャートにもとづいてダイナミックレンジの第２実施
例の要部を説明する。

【００３０】ステップ６０１から６０９までと、ステッ
プ６１３およびステップ６１４は図５のステップ５０１
から５０９までと同様であるので説明を省略する。ステ
ップ６１０ではショックアブソーバ６の相対速度を検出
する。相対速度は、例えば車体とタイヤとの相対変位を
微分することによって求めることができる。

【００３１】ステップ６１１では、ステップ６０７にて
出力された指令電圧値Ｖｓに対する減衰係数を算出す
る。減衰力は前述したように、車体とタイヤとの上下方
向速度の差（相対速度）と減衰係数との積で決まるた
め、減衰係数は次式にて求めることができる。

【００３２】

【数１】減衰係数＝（減衰力）／（相対速度） 従って、数１によって、ステップ６０７にて出力された
指令電圧値Ｖｓに対する減衰係数を算出する。

【００３３】ステップ６１２では指令電圧値Ｖｓとステ
ップ６１１にて算出した減衰係数を電子制御装置７内の
メモリにストアする。以上の処理を各ルーチン毎に繰り
返して実行すれば、ダイナミックレンジを学習できるこ
とになる。具体的には、指令電圧値Ｖｓに対する減衰係
数が、減衰係数の下限値から上限値内にあり、且つ予め
定めた基準値より大きく変化している範囲をダイナミッ
クレンジであると判定する。

【００３４】なお、本実施例のステップ６１１の減衰係
数を算出する処理において、数１を用いる代わりに電子
制御装置７内にマップを備えておき、このマップから算
出してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、指
令信号出力手段によって出力された指令信号によってシ
ョックアブソーバの減衰力が変化したか否かを判定する
ことによって、ショックアブソーバの減衰力が変化しう
る指令信号の範囲を設定し、前記範囲内に指令信号を制
限しているので、製品や経年変化によって生じるショッ
クアブソーバの減衰力が変化しうる指令信号の範囲を正
しく知ることができるとともに、時間遅れを生ずること
なく所望の減衰力を得て、車体の振動を有効に抑えるこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図である。

【図２】ショックアブソーバ６の要部断面図である。

【図３】ショックアブソーバ６の発生減衰力特性を示す
特性図である。

【図４】アクチュエータ駆動装置３の構成を示す電気回
路図である。

【図５】電子制御装置７が実行する制御処理を示すフロ
ーチャートである

【図６】電子制御装置７が実行する制御処理を示すフロ
ーチャートである。

【図７】アクチュエータに出力される指令値と減衰係数
の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

３ アクチュエータ駆動装置 ４ ピエゾアクチュエータ ６ ショックアブソーバ ７ 電子制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高相 和夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−234016（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−29410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−195013（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321828（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/015

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のショックアブソーバの減衰力を切
   り換える切り換えアクチュエータを駆動させるアクチュ
   エータ駆動手段と、 前記ショックアブソーバの減衰力を検出する減衰力検出
   手段と、 走行状態に応じた物理量から目標とする減衰力を算出す
   る目標減衰力算出手段と、 前記減衰力検出手段によって検出された減衰力が前記目
   標減衰力算出手段によって算出された目標減衰力となる
   ように、前記アクチュエータ駆動手段へ指令信号を出力
   する指令信号出力手段と、 を備えた減衰力可変ショックアブソーバ制御装置におい
   て、 前記指令信号出力手段から出力された指令信号によって
   前記ショックアブソーバの減衰力が変化したか否かを判
   定することによって、前記ショックアブソーバの減衰力
   が変化しうる指令信号の範囲を設定する設定手段と、 前記設定手段によって設定された指令信号の範囲内に前
   記指令信号を制限する制限手段と、 を備えたことを特徴とする減衰力可変ショックアブソー
   バ制御装置。