JPH0426246Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 ［産業上の利用分野］ 本考案は、車輪と車体との相対速度の方向を表
す極性信号、及び車体と路面との相対速度の方向
を表す極性信号を夫々求め、両極性信号が同相で
あるか逆相であるかに応じてシヨツクアブハーバ
の減衰力を切り換える車両用シヨツクアブソーバ
の減衰力制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、所謂スカイフツクの原理に基づいて
車両の上下振動を抑制する技術が知られている。
すなわち、空中に仮想した基準線から車体までの
距離と該基準線から車輪までの距離とを制御して
車両に上下振動を抑制するものである。この技術
を実際の車両に適用する際には、車体と路面との
相対速度の方向および車輪と車体との相対速度の
方向を示す両極性信号を求め、両極性信号が同相
であるか逆相であるかに応じて車両のシヨツクア
ブソーバの減衰力を高い状態または低い状態に切
り換える制御を行なつている。

ところで、車輪と車体との相対速度の方向を示
す極性信号は、車輪と車体との変位を計測し、該
変位を微分することにより生成していた。この変
位の微分は、例えば、電気的に計測した変位信号
を、ハイパスフイルタのような微分回路で処理す
ることにより行なわれていた。

また、車体と路面との相対速度の方向を示す極
性信号は、加速度センサを用いて車体の上下方向
の加速度を検出し、その検出信号を、例えばロー
パスフイルタのような積分回路を用いて積分する
ことにより生成したいた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来のように微分回路及び積分回
路を用いて、車輪と車体及び車体と路面の各相対
速度の方向を示す極性信号を求めた場合、夫々の
入力信号の周波数により各極性信号の位相差が計
算値である微分（＋90°）、積分（−90°）より大
幅にずれてしまい、シヨツクアブソーバの減衰力
を良好に切り換えることがきないといつた問題が
あつた。

即ち、例えば、変位信号の周波数が微分回路を
構成するハイパスフイルタの遮断周波数と等しい
ときは、極性信号の位相は変位信号の位相に対し
て90°進むが、変位信号の周波数が微分回路の遮
断周波数から離れると、変位信号と極性信号との
位相差は、更に減少もしくは増加する。また逆に
例えば、車体の上下方向の加速度を検出する加速
度センサからの加速度信号の周波数（車体の振動
周波数）が積分回路を構成するローパスフイルタ
の遮断周波数と等しいときは、加速度信号の位相
に対して極性信号の位相は90°遅れるが、加速度
信号の周波数が積分回路の遮断周波数から離れる
と、加速度信号と極性信号の位相差は、更に、減
少もしくは増加する。また一般に、車輪と車体と
の変位及び車体の上下方向の加速度は、路面状況
に応じて不規則に変化するため、変位信号及び加
速度信号の周波数は常時大きく変動する。

このため、上記のように微分回路及び積分回路
を用いて、車輪対車体の相対速度及び車体対路面
の相対速度を求め、その符号を各相対速度の極性
信号として生成する従来装置においては、各極性
信号の間に正確に把握できない位相差が常時生じ
てしまうこととなり、これら各極性信号に基づい
てシヨツクアブソーバの減衰力切り換え制御を行
なつても、車体振動を有効に抑制することができ
ないのである。

本考案は、こうして問題に鑑みなされたもの
で、変位信号や加速度信号の周波数が変化して
も、各極性信号に位相差が生じることがなく、シ
ヨツクアブソーバの減衰力切り換え制御を常時良
好に実行することができる車両用シヨツクアブソ
ーバの減衰力制御装置を提供することを目的とす
る。

考案の構成 ［問題点を解決するための手段］ 即ち、上記目的を達成するためになされた本考
案は、 車輪と車体との変位を検出し、該変位の方向に
応じた順序で、所定位相差を有する第１及び第２
の変位信号を出力する変位検出手段、該変位検出
手段の出力した第１の変位信号の位相が第２の変
位信号の位相より進んでいるときは第１の位相信
号を、一方、第２の変位信号の位相が第１の変位
信号の位相より進んでいるときは第２の位相信号
を各々出力する位相判別手段、及び、該位相判別
手段の出力した第１もしくは第２の位相信号のい
ずれか一方を記憶入力信号して、他方を記憶解除
信号として反転する順序信号を出力する順序手
段、を備え、該順序信号を車輪と車体との相対速
度の方向を表す第１の極性信号として出力する第
１の極性信号発生手段と、 車体の上下方向の加速度を検出する加速度検出
手段、該加速度検出手段の出力した加速度信号を
所定のクロツク信号によりサンプルホールドする
サンプルホールド回路、及び、該サンプルホール
ド回路によるサンプルホールド値と上記加速度検
出手段からの加速度信号とを大小比較し、該比較
結果に応じて反転する比較信号を出力するコンパ
レータ、を備え、該比較信号を車体と路面との相
対速度の方向を表す第２の極性信号として出力す
る第２の極性信号発生手段と、 上記各極性信号発生手段から出力される各極性
信号が同相であるか逆相であるかに応じてシヨツ
クアブソーバの減衰力を切り換える減衰力切換手
段と、 を備えたことを特徴とする車両用シヨツクアブソ
ーバの減衰力制御装置を要旨としている。

［作用］ 以上のように構成された本考案の車両用シヨツ
クアブソーバの減衰力制御装置においては、第１
の極性信号発生手段が、車輪と車体との相対速度
の方向を表す第１の極性信号を出力すると共に、
第２の極性信号発生手段が、車体と路面との相対
速度の方向を表す第２の極性信号を出力し、減衰
力切換手段が、これらの各極性信号発生手段から
出力される各極性信号が同相であるか逆相である
かに応じてシヨツクアブソーバの減衰力を切り換
える。

また第１の極性信号発生手段においては、変位
検出手段が、車輪と車体との変位を検出して、そ
の検出した変位の方向に応じた順序で、所定の位
相差を有する第１及び第２の変位信号を出力し、
位相判別手段が、第１の変位信号の位相が第２の
変位信号の位相より進んでいるときには第１の位
相信号を出力し、第２の変位信号の位相が第１の
変位信号の位相より進んでいるときは第２の位相
信号を位相判別手段は出力する。すると順序手段
が、第１もしくは第２の位相信号のいずれか一方
を記憶入力信号とし、他方を記憶解除信号として
反転する順序信号を出力し、この順序信号を、車
輪と車体との相対速度の方向を表す第１の極性信
号として減衰力切換手段に出力する。

また次に第２の極性信号発生手段においては、
加速度検出手段が、車体の上下方向の加速度を検
出し、サンプルホールド回路が、その検出信号を
所定のクロツク信号によりサンプルホールドす
る。するとコンパレータが、そのサンプルホール
ドされた信号と加速度検出手段からの加速度信号
とを大小比較して、その比較結果に応じて反転す
る比較信号を出力し、この比較信号を、車体と路
面との相対速度の方向を表す第２の極性信号とし
て減衰力切換手段に出力する。

すなわち、本考案では、第１の極性信号発生手
段により、微分回路を使用することなく、車輪と
車体との相対速度の方向を表す第１の極性信号が
生成され、第２の極性信号発生手段により、積分
回路を使用することなく、車体と路面との相対速
度の方向を表す第２の極性信号が生成される。

このため減衰力切換手段には、車両の振動に起
因する車輪と車体との相対変位の周波数が変動し
ても相対変位と位相差を生じることのない第１の
極性信号が入力されると共に、車体の振動周波数
が変動しても車体加速度と位相差を生じることの
ない第２の極性信号が入力されることとなり、こ
れら各極性信号に基づきシヨツクアブソーバの減
衰力を良好に制御することができるようになる。

［実施例］ 次に本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

まず第２図は本考案が適用されたシヨツクアブ
ソーバ制御装置全体の構成を表すシステム構成図
である。

シヨツクアブソーバ制御装置１は、車輪２と車
体３との間に介装されたコイルスプリング４と並
設されたシヨツクアブソーバ５、該シヨツクアブ
ソーバ５のコントロールロツド５ａおよびバルブ
５ｂを回動して減衰力をハード（高減衰力）また
はソフト（低減衰力）の２段階に切り換えるモー
タ６、車輪２と車体３との相対変位を検出するロ
ータリエンコーダ７、車体３の上下方向加速度を
検出する加速度センサ８、上記ロータリエンコー
ダ７の出力する変位信号から車輪対車体相対速度
極性信号を生成する車輪対車体相対速度極性信号
発生回路９、上記加速度センサ８の出力する加速
度信号から車体対路面相対速度極性信号を生成す
る車体対路面相対速度極性信号発生回路１０、上
記車輪対車体相対速度極性信号および車体対路面
相対速度極性信号を入力してシヨツクアブソーバ
５の減衰力を切り換える減衰力切換信号を出力す
る減衰力切換信号発生回路１１、上記減衰力切換
信号に応じて前記モータ６を駆動する駆動回路１
２から構成されている。

なお本実施例においては、ロータリエンコーダ
７及び車輪対車体相対速度極性信号発生回路９が
第１の極性信号発生手段に相当し、加速度センサ
８及び車体対路面相対速度極性信号発生回路１０
が第２の極性信号発生手段に相当し、モータ６、
減衰力切換信号発生回路１１及び駆動回路１２が
減衰力切換手段に相当する。

ここで車輪対車体相対速度極性信号発生回路９
は、位相判別手段としての位相弁別器１３、順序
手段としてのRSフリツプフロツプ１４から構成
されている。また、車体対路面相対速度極性信号
発生回路１０は、ストレーンアンプ１５、サンプ
ルホールド回路１６、コンパレータ１７および発
振器１８から構成されている。さらに減衰力切換
信号発生回路１１は、反一致回路１９、NOT回
路２０、RSフリツプフロツプ２１，２２、シユ
ミツトトリガ回路２３，２４から構成されてい
る。

次に、車輪対車体相対速度極性信号発生回路９
の構成を第１図に基づいて説明する。

車輪対車体相対速度極性信号発生回路９は、第
１図に示すように、コンデンサ３１，３２、
NOT回路３３，３４、NAND回路３５，３６か
ら成る位相弁別器１３，NAND回路３７，３８
から成るRSフリツプフロツプ１４およびNOT回
路３９から構成されている。

次に、その動作を第１図の回路図、第３図、第
４図のタイミングチヤートに従つて説明する。な
お、第３図、第３図に示す各点の波形は、第１図
の回路図に同一符号で示す位置において観測され
るものである。車輪対車体相対変位が減少すると
きは、変位検出手段としてのロータリエンコーダ
７から、第３図に示す、ａ点波形およびｂ点波形
のように1/4波長の位相差（時刻Ｔ１と時刻Ｔ２
との間隔）を有する２つのパルス列が出力され
る。ａ点波形は、時刻Ｔ３においてロールレベル
に変化するが、このときコンデンサ３１の作用に
よりｃ点波形にようなパルス列が得られる。ｃ点
波形はNOT回路３３の作用により、ｄ点波形の
ように反転する。該ｄ点波形と上記ｂ点波形とが
NAND回路３５に入力され、その出力としてｅ
点波形のようなパルス列が位相弁別器１３の一方
の出力として得られる。第４図に示すように、車
輪対車体相対変位が減少するときは、位相弁別器
１３の一方の出力であるｅ点波形がパルス列とな
り、位相弁別器１３の他方の出力であるｆ点波形
はハイレベルに維持される。一方、車輪対車体相
対変位が増加するときは、ｅ点波形はハイレベル
に維持され、ｆ点波形はパルス列となる。上記ｅ
点波形およびｆ点波形がRSフリツプフロツプ１
４を構成するNAND回路３７，３８に入力され
る。したがつて、ｅ点波形の時刻Ｔ１１における
ローレベルへの変化に応じてRSフリツプフロツ
プ１４の出力であるｇ点波形はハイレベルにセツ
トされる。一方、ｆ点波形の時刻Ｔ１２における
ローレベルへの変化に応じてｇ点波形はローレベ
ルにリセツトされる。以後同様に、ｇ点波形は、
ｅ点波形およびｆ点波形の変化に応じて時刻Ｔ１
３、時刻Ｔ１４、時刻Ｔ１５において、セツト、、
リセツトを繰り返す。このRSフリツプフロツプ
１４の出力であるｇ点波形は、NOT回路３９の
作用により反転し、車輪対車体相対速度極性信号
であるｈ点波形として出力される。

次に、車体対路面相対速度極性信号発生回路１
０の構成を第５図に基づいて説明する。

車体対路面相対速度極性信号発生回路１０は、
第５図に示すように、ストレーンアンプ１５、抵
抗器４１、サンプルホールド回路１６、抵抗器４
２，４３、コンパレータ１７および発振器１８か
ら構成されている。

次に、その動作を第５図の回路図および第６図
のタイミングチヤートに従つて説明する。なお、
第６図に示す各点の波形は、第５図の回路図に同
一符号で示す位置において観測されるものであ
る。車体上下方向加速度の加速度センサ８による
検出結果は、ストレーンアンプ１５に入力され、
上下方向加速度信号であるｉ点波形として出力さ
れる。一方、発振器１８からサンプルホールド回
路１６には、ｊ点波形のようなクロツク信号が入
力されている。サンプルホールド回路１６は、上
下方向加速度信号であるｉ点波形を、ｊ点波形で
示すクロツク信号に応じてサンプルホールドし、
標本抽出保持信号であるｋ点波形を出力する。コ
ンパレータ１７は、ｉ点波形とｋ点波形とを入力
し、ｋ点波形の電圧がｉ点波形の電圧を上回つた
ときにハイレベルとなるｍ点波形を出力する。す
なわち、車体上下方向加速度が増加する時刻Ｔ２
１から時刻Ｔ２２の間は、ｉ点波形の電圧かｋ点
波形の電圧より高いのでｍ点波形はローレベルと
なる。しかし、車体上下方向加速度が減少する時
刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３の間は、ｋ点波形の電圧
がｉ点波形の電圧を上回るのでｍ点波形はハイレ
ベルとなる。以後同様に、ｍ点波形は、時刻Ｔ２
３から時刻Ｔ２４まではローレベル、時刻Ｔ２４
から時刻Ｔ２５まではハイレベルに変化する。こ
のように、車体対路面相対速度極性信号であるｍ
点波形がコンパレータ１７から出力される。

次に、既述したシヨツクアブソーバ制御装置１
の動作を第７図のタイミングチヤートに従つて説
明する。第７図に示す動作は、第８図に示すよう
に、油圧加振機５１により車輪２に対して矢印Ａ
およびＢで示す方向に、周波数1.5［Hz］振幅±10
［mm］の振動を加えた場合のものである。

第７図に示すように、車輪２の加振が開始され
ると、車輪対車体相対速度極性信号発生回路９か
ら車輪対車体相対速度極性信号（第２図のｈ点波
形）が、一方、車体対路面相対速度極性信号発生
回路１０から車体対路面相対速度極性信号（第２
図のｍ点波形）が各々減衰力切換信号発生回路１
１に入力される。該減衰力切換信号発生回路１１
は、上記両入力信号に応じてハード切換信号（第
２図のｐ点波形）およびソフト切換信号（第２図
のｇ点波形）を駆動回路１２に出力し、該駆動回
路１２はハード切換信号に対してはモータ６を正
転させ、ソフト切換え信号に対してはモータ６を
逆転させてシヨツクアブソーバ５の減衰力を２段
階に切り換える。すなわち、時刻Ｔ３１におい
て、車輪対車体相対速度極性信号と車体対路面相
対速度極性信号とは共にハイレベルの同相となる
ので、該時刻Ｔ３１から所定時間後の時刻Ｔ３２
までハード切換信号が出力（ON）される。一
方、時刻Ｔ３３において、車輪対車体相対速度極
性信号はハイレベルであるが、車体対路面相対速
度極性信号はロールレベルに変化し、両極性信号
が逆相となるので、該時刻Ｔ３３から所定時間後
の時刻Ｔ３４までソフト切換信号が出力（ON）
される。以後、両極性信号が同相となつたときは
ハード切換信号を、一方、逆相となつたときはソ
フト切換信号を各々所定時間に亘つて出力する制
御が繰り返される。

なお、本実施例において、ロータリエンコーダ
７が変位検出手段として、位相弁別器１３が位相
判別手段として、RSフリツプフロツプ１４が順
序手段として各々機能する。

上記構成をなす本実施例によれば、ロータリエ
ンコーダ７、位相弁別器１３およびRSフリツプ
フロツプ１４から成る簡単な構成で、各種周波数
の振動が車輪に加わつた場合でも、車体と車輪と
の変位に対して位相差を生じない車輪対車体相対
速度極性信号を得ることができる。

また、車輪対車体相対速度極性信号発生回路９
を位相弁別器１３およびRSフリツプフロツプ１
４の組み合わせで構成しているので、回路素子の
調整が不要となり、製造工数および製造費用が低
減できると共に、車輪対車体相対速度極性信号発
生回路９の信頼性も向上する。

さらに、加速度センサ８、サンプルホールド回
路１６およびコンパレータ１７から成る簡単な構
成で、車体振動の周波数が変化した場合でも、車
体の上下方向加速度に対して位相差を生じない車
体対路面相対速度極性信号を得ることができる。

また、車体対路面相対速度極性信号発生回路１
０のうちコンパレータ１７の入力抵抗値を調整す
るだけで正常な作動が可能となるため、調整工数
および製造費用を低減できると共に、車体対路面
相対速度極性信号発生回路１０の信頼性も向上す
る。

さらに、車輪と車体との変位に対して位相差を
生じない車輪対車体相対速度極性信号と、車体の
上下方向加速度に対して位相差を生じない車体対
路面相対速度極性信号とが得られるので、上記両
極性信号を使用して、スカイフツクの原理に基づ
き車体振動抑制を目的とするシヨツクアブソーバ
減衰力切り換え制御を好適に行なうことができ
る。すなわち、車輪と車体との各振動の一周期毎
に減衰力を高低の２段階に切り換える制御が実現
できる。

以上本考案の実施例について説明したが、本考
案はこのような実施例に何等限定されるものでは
なく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

考案の効果 以上詳述したように、本考案の車両用シヨツク
アブソーバの減衰力制御装置によれば、第１の極
性信号発生手段により、車両の振動に起因する車
輪と車体との相対変位の周波数が変動しても相対
変位と位相差を生じることのない第１図の極性信
号が生成され、第２の極性信号発生手段により、
車体の振動周波数が変動しても車体加速度と位相
差を生じることのない第２の極性信号が生成され
る。

このため、従来のように、車輪と車体との相対
速度の方向を表す第１の極性信号と、車体と路面
との相対速度の方向を表す第２の極性信号との位
相差が、路面状況等によりずれるといつたことは
なく、これら各極性信号が同相か逆相かにより、
シヨツクアブソーバの減衰力を精度よく切り換え
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例である車輪対車体相対
速度極性信号発生回路を示す回路図、第２図はシ
ヨツクアブソーバ制御装置のシステム構成図、第
３図および第４図は車輪対車体相対速度極性信号
発生回路の動作を示すタイミングチヤート、第５
図は車体対路面相対速度極性信号発生回路を示す
回路図、第６図は同じくその動作を示すタイミン
グチヤート、第７図はシヨツクアブソーバ制御装
置の動作を示すタイミングチヤート、第８図は同
じくその加振状態を示す説明図である。 ５……シヨツクアブソーバ、６……モータ、７
……ロータリエンコーダ、８……加速度センサ、
９……車輪対車体相対速度極性信号発生回路、１
０……車体対路面相対速度極性信号発生回路、１
１……減衰力切換信号発生回路、１２……駆動回
路、１３……位相弁別器、１４……RSフリツプ
フロツプ、１６……サンプルホールド回路、１７
……コンパレータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 車輪と車体との変位を検出し、該変位の方向に
   応じた順序で、所定位相差を有する第１及び第２
   の変位信号を出力する変位検出手段、該変位検出
   手段の出力した第１の変位信号の位相が第２の変
   位信号の位相より進んでいるときは第１の位相信
   号を、一方、第２の変位信号の位相が第１の変位
   信号の位相より進んでいるときは第２の位相信号
   を各々出力する位相判別手段、及び、該位相判別
   手段の出力した第１もしくは第２の位相信号のい
   ずれか一方を記憶入力信号とし、他方を記憶解除
   信号として反転する順序信号を出力する順序手
   段、を備え、該順序信号を車輪と車体との相対速
   度の方向を表す極性信号として出力する第１の極
   性信号発生手段と、 車体の上下方向の加速度を検出する加速度検出
   手段、該加速度検出手段の出力した加速度信号を
   所定のクロツク信号によりサンプルホールドする
   サンプルホールド回路、及び該サンプルホールド
   回路によるサンプルホールド値と上記加速度検出
   手段からの加速度信号とを大小比較し、該比較結
   果に応じて反転する比較信号を出力するコンパレ
   ータ、を備え、該比較信号を車体と路面との相対
   速度の方向を表す極性信号として出力する第２の
   極性信号発生手段と、 上記各極性信号発生手段から出力される各極性
   信号が同相であるか逆相であるかに応じてシヨツ
   クアブソーバの減衰力を切り換える減衰力切換手
   段と、 を備えたことを特徴とする車両用シヨツクアブソ
   ーバの減衰力制御装置。