JPH0618802Y2 - 車両用信号変換装置 - 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、車両の車輪と車体との相対変位の極性信号を
得るのに有効な車両用信号変換装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車両の走行路面からショックアブソーバを介
して車体に伝達される伝達力を、該ショックアブソーバ
の減衰力切り換えにより調節して乗り心地および車輪の
接地性を向上させる技術が知られている。このようなも
のとして、例えば、路面から車体にサスペンションを介
して伝達される伝達力の方向を方向判定手段で判定し、
その判定結果が加振方向であるときには、減衰力可変シ
ョックアブソーバを低減衰力に、その他のときは高減衰
力に各々制御する「ショックアブソーバ制御装置」（特
開昭６０−２４８４１９号公報）等が提案されている。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような制御を行なうためには、路面か
ら車体に伝達される伝達力の方向を判定する必要があ
る。この伝達力の方向の判定は、車輪を支持するばね下
部材と車体側に接続されたばね上部材との相対変位と、
予め設定した中立変位との差の正負に基づいて行われて
いた。上記ばね下部材とばね上部材との中立変位は、車
両の乗員数や積載重量等の要因に応じて種々の値に変化
するので、このように変化する中立変位と、車両走行時
に路面の凹凸に対応して変化する相対変位とを比較して
ショックアブソーバの減衰力切換制御を行なうために
は、上記中立変位を記憶する必要があった。

しかし、この中立変位は、例えば、アナログメモリ、あ
るいは、ディジタルメモリ等の記憶素子に記憶されてい
たので、装置の回路構成が複雑になるという問題点があ
った。

また、例えば、アナログメモリにより中立変位を記憶す
るよう構成すると、ゲイン変動やドリフトの発生によ
り、所定の要求性能を発揮できず、しかも、電源遮断時
に備えて、バッテリバックアップが必要であるという問
題もあった。

さらに、ばね上部材とばね下部材との相対変位を検出す
る検出器のゼロ点を、相対変位の０位置、あるいは、最
大変位位置に調整する必要があり、作業性の悪化と作業
工数の増加を招くという問題点もあった。

また、例えば、ディジタルメモリにより中立変位を記憶
する構成では、記憶保持のために給電するバッテリバッ
クアップおよびディジタルメモリを制御する制御回路が
必要となり、回路構成が複雑化するという問題もあっ
た。

本考案は、簡単な構成で、車両の車輪と車体との相対変
位の極性信号を好適に生成可能な車両用信号変換装置の
提供を目的とする。

考案の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本考案は、 車両の車輪と車体との相対変位を検出し、少なくとも、
該相対変位の変位方向に相当する方向信号を出力する相
対変位検出手段と、 該相対変位検出手段の出力する方向信号に基づいて、相
対変位の変位方向が所定方向のときは、計数値を増加さ
せ、一方、相対変位の変位方向が上記所定方向と反対方
向のときは、上記計数値を減少させる演算手段と、 上記車両の車両姿勢が定常状態にあるときに、上記演算
手段の計数値を所定値に設定する設定手段と、 上記演算手段の計数値が、予め定められた基準値を上回
るか否かの比較結果に応じて反転する比較信号を出力す
る比較手段と、 を備えたことを特徴とする車両用信号変換装置を要旨と
するものである。

相対変位検出手段とは、車両の車輪と車体との相対変位
を検出し、少なくとも、該相対変位の変位方向に相当す
る方向信号を出力するものである。例えば、車輪と車体
との間に介装され、車輪と車体との相対変位を回転角度
として検出し、該相対変位の変位方向に応じた順序で所
定位相差を有する２種類の信号を出力するロータリエン
コーダおよび該ロータリエンコーダの２種類の出力信号
の位相の進み、遅れに対応する信号を方向信号として出
力する位相弁別器により実現できる。

演算手段とは、相対変位検出手段の出力する方向信号に
基づいて、相対変位の変位方向が所定方向のときは、計
数値を増加させ、一方、相対変位の変位方向が上記所定
方向と反対方向のときは、上記計数値を減少させるもの
である。例えば、相対変位が減少する方向に変位してい
るときは計数値をダウンカントし、一方、相対変位が増
加する方向に変位しているときは計数値をアップカウン
トするアップダウンカウンタ等の各種計数回路から構成
できる。

設定手段とは、車両の車両姿勢が定常状態にあるとき
に、演算手段の計数値を所定値に設定するものである。
ここで、車両姿勢が定常状態にあるとは、例えば、凹凸
や傾斜のある路面上で走行や停車していない状態、横風
等の外乱の影響を受けていない状態、もしくは、急発進
＋急制動等により車両が傾いていない状態等、車両姿勢
がほぼ水平にある状態である。従って、例えば、車速セ
ンサ、ブレーキスイッチ、傾斜センサ等の検出器および
該検出器の検出信号に応じて計数値を値０にリセットす
るリセット回路から構成できる。また、例えば、運転者
が車両姿勢の定常状態にあることを確認して操作するリ
セットスイッチおよびリセット回路により構成しても良
い。

比較手段とは、演算手段の計数値が、予め定められた基
準値を上回るか否かの比較結果に応じて反転する比較信
号を出力するものである。例えば、演算手段の計数値を
一方の入力とし、ディジタルスイッチ等により設定され
た基準値を他方の入力として両者を比較し、計数値が基
準値より大きいときはハイレベル信号を、一方、計数値
が基準値より小さいときはロウレベル信号を、各々出力
するコンパレータにより実現できる。

［作用］ 本考案の車両用信号変換装置は、相対変位検出手段の出
力する、車両の車輪と車体との相対変位の変位方向に相
当する方向信号に基づいて、上記車両の車両姿勢が定常
状態にあるときに設定手段により所定値に設定された計
数値を、演算手段は、相対変位の変位方向が所定方向の
ときは増加させ、一方、相対変位の変位方向が上記所定
方向と反対方向のときは減少させ、該計数値が、予め定
められた基準値を上回るか否かの比較結果に応じて反転
する比較信号を、比較手段が出力するよう働く。

すなわち、車両が定常状態にあるときに所定値に設定さ
れた計数値を、車輪と車体との相対変位の変位方向に相
当する方向信号に応じて増減演算し、該計数値と基準値
との大小比較結果に応じて反転する比較信号を出力する
のである。

従って、本考案の車両用信号変換装置は、簡単な装置構
成で、車輪と車体との相対変位を入力して、その極性信
号を出力するよう働く。

以上のように本考案の各構成要素が作用することによ
り、本考案の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に本考案の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本考案の一実施例である車両用信号変換回路を備
えたショックアブソーバ制御装置の装置構成を第１図に
示す。

同図に示すように、ショックアブソーバ制御装置１は、
車輪２とボディ３との間に介装されたコイルスプリング
４と併設されたショックアブソーバ５のコントロールロ
ッド５ａおよびバルブ５ｂを回動して減衰力を高減衰力
（ＨＡＲＤ）と低減衰力（ＳＯＦＴ）との２段階に切り
換えるモータ６、車輪２とボディ３との相対変位の全変
動範囲に対して１回転しない程度の充分長い円周を有す
るプーリ７、該プーリ７により上記相対変位が全変動範
囲に亘っても１回転しないように設定されて上記車輪２
とボディ３との相対変位を検出するロータリエンコーダ
８、該ロータリエンコーダ８の出力する変位信号から相
対速度極性信号を生成する相対速度極性信号発生回路
９、該相対速度極性信号発生回路９からの信号により相
対変位極性信号を生成する相対変位極性信号発生回路１
０、上記相対速度極性信号および相対変位極性信号を入
力して上記ショックアブソーバ５の減衰力を高＋低の２
段階に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および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１２から構成されてい
る。

上記相対速度極性信号発生回路９は、位相弁別器１３お
よびＲＳフリップフロップ１４から構成されている。

また、上記相対変位極性信号発生回路１０は、アップダ
ウンカウンタ１５，１６，１７、４ビットのコンパレー
タ１８，１９，２０および所定設定値をセットするディ
ジタルスイッチ２１，２２，２３から構成されており、
上記コンパレータ１８，１９，２０は、上記アップダウ
ンカウンタ１５，１６，１７の計数値を一方の入力と
し、上記ディジタルスイッチ２１，２２，２３の設定値
を他方の入力とし、両者を比較する。また、上記アップ
ダウンカウンタ１５，１６，１７は、リセット回路２４
からのリセット信号によりリセットされる。該リセット
回路２４は、ＮＡＮＤ回路２４ａとインバータ２４ｂか
ら構成され、ＮＡＮＤ回路２４ａには、車速センサ２５
およびブレーキスイッチ２６からの信号が入力される。
ここで、車速センサ２５は車速が０のときにハイレベル
（値１）信号を、ブレーキスイッチ２６は非制動時にハ
イレベル（値１）信号を、各々出力する。なお、本実施
例では、上記ロータリエンコーダ８は１回転で６００個
のパルス信号を出力するため、上記ディジタルスイッチ
２１，２２，２３には値３００を設定した。

さらに、上記減衰力切換信号発生回路１１は、反一致回
路２７、ＮＯＴ回路２８、ＲＳフリップフロップ２９，
３０、シュミットトリガ回路３１，３２から構成されて
いる。

上記相対速度極性信号発生回路９は、第２図に示すよう
に、コンデンサ４１，４２、ＮＯＴ回路４３，４４、Ｎ
ＡＮＤ回路４５，４６から成る位相弁別器１３、ＮＡＮ
Ｄ回路４７，４８から成るＲＳフリップフロップ１４お
よびＮＯＴ回路４９から構成されている。

次に、その動作を第２図の回路図、第３図および第４図
のタイミングチャートに従って説明する。なお、第３
図、第４図に示す各点の波形は、第２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。相対変
位が減少するときは、ロータリエンコーダ８から、第３
図に示す、ｒ１点波形およびｒ２点波形のように１／４
波長の位相差（時刻τ１と時刻τ２との間隔）を有する
２つのパルス列が出力される。ｒ１点波形は、時刻τ３
においてローレベルに変化するが、このときコンデンサ
４１およびＮＯＴ回路４３の作用によりｓ点波形のよう
なパルス列が得られる。該ｓ点波形と上記ｒ２点波形と
がＮＡＮＤ回路４５に入力され、その出力としてａ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、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ａ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ｅ
点波形はハイレベルに維持される。一方、相対変位が増
加するときは、ａ点波形はハイレベルに維持され、ｅ点
波形はパルス列と成る。上記ａ点波形およびｅ点波形が
ＲＳフリップフロップ１４を構成するＮＡＮＤ回路４
７，４８に入力される。従って、ａ点波形の時刻τ１１
におけるローレベルへの変化に応じてＲＳフリップフロ
ップ１４の出力であるｒｓｆ点波形はハイレベルにセッ
トされる。一方、ｅ点波形の時刻τ１２におけるローレ
ベルへの変化に応じてｒｓｆ点波形はローレベルにリセ
ットされる。以後同様に、ｒｓｆ点波形は、ａ点波形お
よびｅ点波形の変化に応じて時刻τ１３，τ１４，τ１
５において、セット、リセットを繰り返す。このＲＳフ
リップフロップ１４の出力であるｒｓｆ点波形は、ＮＯ
Ｔ回路４９の作用により反転し、相対速度極性信号であ
るｂ点波形として出力される。

次に、上記減衰力切換信号発生回路１１は、第５図に示
すように、車輪２とボディ３との相対変位（同図に実線
で示す。）の極性と相対速度（同図に破線で示す。）の
極性とが同相（同符号）のとき｛時刻ｔ２〜ｔ３、時刻
ｔ４〜ｔ５｝はショックアブソーバ５の減衰力を低減衰
力（ＳＯＦＴ）に、一方、逆相（異符号）のとき｛時刻
ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ３〜ｔ４、時刻ｔ５〜ｔ６｝は高減
衰力（ＨＡＲＤ）に切り換える制御信号を駆動回路１２
に出力するよう作動する。

次に、上記ショックアブソーバ制御装置１の作動を第１
図および第６図に基づいて説明する。なお、第６図のタ
イミングチャートに示す各点の波形は、第１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。車速セン
サ２５およびブレーキスイッチ２６の信号に応じたリセ
ット回路２４からのリセット信号により、時刻Ｔ１にお
いて、アップダウンカウンタ１５，１６，１７が値００
０にリセットされ、同時刻Ｔ１の相対変位が基準変位に
なる。同時刻Ｔ１以後、車両の移動に伴い相対変位（第
６図に実線で示す。）が上記基準変位より減少すると、
位相弁別器１３の一方の出力信号であるａ点の波形は、
ロータリエンコーダ８から出力されるパルス信号になる
と共に、ＲＳフリップフロップ１４の出力信号であるｂ
点の波形｛相対速度極性信号｝はロウレベル（値０）に
なる。このとき、アップダウンカウンタ１５，１６，１
７の計数状態は減算状態（ＤＯＷＮ）になるので、第６
図に示すように、その計数値はロータリエンコーダ８か
ら出力されるパルス数（ａ点の波形）に応じて、９９
９，９９８，９９７と減少する。ここで、コンパレータ
１８，１９，２０は、上記アップダウンカウンタ１５，
１６，１７の計数値（入力Ａ）と上記ディジタルスイッ
チ２１，２２，２３の予め設定されている設定値３００
（入力Ｂ）とを比較し、入力Ａが入力Ｂより大きいの
で、比較信号であるｃ点の波形｛相対変位極性信号｝は
ハイレベル（値１）になる。従って、上記相対速度極性
信号｛ｂ点の波形（ここでは、値０）｝と上記相対変位
極性信号｛ｃ点の波形（ここでは、値１）｝とを入力と
する反一致回路２７の出力する制御信号（ｄ点の波形）
はハイレベル（値１）になる。このため、ショックアブ
ソーバ減衰力は高減衰力（ＨＡＲＤ）に切り換えられ
る。

次に、時刻Ｔ２において、第６図に示すように、相対変
位の方向が変化して増加し始めると、この場合は、位相
弁別器１３の出力信号であるａ点の波形はハイレベル
（値１）に保持され、同じく位相弁別器１３の他方の出
力信号であるｅ点の波形が、ロータリエンコーダ８から
の出力されるパルス信号になると共に、ＲＳフリップフ
ロップ１４の出力信号であるｂ点の波形｛相対速度極性
信号｝はハイレベル（値１）になる。このとき、アップ
ダウンカウンタ１５，１６，１７の計数状態は加算状態
（ＵＰ）になるので、第６図に示すように、その計数値
はロータリエンコーダ８から出力されるパルス数（ｅ点
の波形）に応じて、９９３，９９２，９９３と増加す
る。ここで、コンパレータ１８，１９，２０は、上記ア
ップダウンカウンタ１５，１６，１７の計数値（入力
Ａ）とディジタルスイッチ２１，２２，２３の予め設定
されている設定値３００（入力Ｂ）とを比較し、入力Ａ
が入力Ｂより未だ大きいので、比較信号であるｃ点の波
形｛相対変位極性信号｝はハイレベル（値１）に維持さ
れる。従って、上記相対速度極性信号｛ｂ点の波形（こ
こでは、値１）｝と上記相対変位極性信号｛ｃ点の波形
（ここでは、値１）｝とを入力とする反一致回路２７の
出力する制御信号（ｄ点の波形）はロウレベル（値０）
になる。このため、ショックアブソーバ減衰力は低減衰
力（ＳＯＦＴ）に切り換えられる。

やがて、時刻Ｔ３に到ると、加算状態（ＵＰ）にあるア
ップダウンカウンタ１５，１６，１７の計数値はロータ
リエンコーダ８から出力されるパルス数（ｅ点の波形）
に応じて、９９９，０００，００１，００２と増加す
る。ここで、コンパレータ１８，１９，２０は、上記ア
ップダウンカウンタ１５，１６，１７の計数値（入力
Ａ）とディジタルスイッチ２１，２２，２３の予め設定
されている設定値３００（入力Ｂ）とを比較し、入力Ａ
が入力Ｂより小さくなるので、比較信号であるｃ点の波
形｛相対変位極性信号｝はロウレベル（値０）に変化す
る。従って、上記相対速度極性信号｛ｂ点の波形（ここ
では、値１）｝と上記相対変位極性信号｛ｃ点の波形
（ここでは、値０）｝とを入力とする反一致回路２７の
出力する制御信号（ｄ点の波形）はハイレベル（値１）
になる。このため、ショックアブソーバ減衰力は高減衰
力（ＨＡＲＤ）に切り換えられる。以後、相対速度極性
信号（ｂ点の波形）と相対変位極性信号（ｃ点の波形）
とが同相のときは低減衰力（ＳＯＦＴ）｛時刻Ｔ４〜Ｔ
５、時刻Ｔ６〜Ｔ７、時刻Ｔ８〜Ｔ９｝、逆相のときは
高減衰力（ＨＡＲＤ）｛時刻Ｔ３〜Ｔ４、時刻Ｔ５〜Ｔ
６、時刻Ｔ７〜Ｔ８｝に各々切り換える制御が継続され
る。

なお本実施例において、ロータリエンコーダ８と位相弁
別器１３とが相対変位検出手段に、アップダウンカウン
タ１５，１６，１７が演算手段に、リセット回路２４が
設定手段に、コンパレータ１８，１９，２０が比較手段
に、各々該当する。

以上説明したように本実施例によれば、アップダウンカ
ウンタ１５，１６，１７、コンパレータ１８，１９，２
０、ディジタルスイッチ２１，２２，２３、リセット回
路２４から成る簡単な回路構成で、車両の乗員数や積載
重量に応じて頻繁に変化する車輪２とボディ３との相対
変位の中立位置を設定でき、車輪２とボディ３との相対
変位の方向をロータリエンコーダ８および位相弁別器１
３により検出すれば、その極性信号を正確に生成でき
る。

また、車輪２とボディ３との相対変位を検出するロータ
リエンコーダ８を各車輪に１個づつ配設するだけで、ば
ね上加速度等を検出する専用の加速度センサ等を備えな
くても相対変位の極性信号が得られるので、装置のシャ
シ部への実装性が向上する。

さらに、中立位置を記憶するアップダウンカウンタ１
５，１６，１７およびリセット回路２４がゲイン変化や
ドリフトから悪影響を受けないため充分な要求性能を発
揮でき、しかも、記憶を保持するためのバッテリバック
アップも不用となるので、外部からの電気的ノイズ、車
両走行時に加わる加速度、広範囲に亘る温度変化等の悪
条件下で使用する場合の、信頼性＋耐久性を高められる
と共に、車両搭載時に広い実装スペースが不用になり、
その搭載性も向上する。

また、相対変位極性信号発生回路１０を車両に装着する
場合、ロータリエンコーダ８のゼロ点を相対変位の変位
０位置、もしくは、最大変位位置に応じて調整する等の
調整が不用になるので、車両への実装作業が極めて容易
になり、作業工数および製造費用も低減できる。

さらに、車輪と車体との相対変位極性信号と相対速度極
性信号とが得られるので、両極性信号を利用して、所謂
スカイフックの原理に基づき車体振動抑制を目的とする
ショックアブソーバ減衰力切換制御を好適に実行でき
る。すなわち、相対変位極性信号と相対速度極性信号と
が同相であれば低減衰力側に、一方、逆相であれば高減
衰力側に、各々切り換えるのである。

なお、本実施例では、リセット回路２４に車速センサ２
５およびブレーキスイッチ２６を接続するよう構成し
た。しかし、例えば、これらのセンサおよびスイッチに
加えて、車両の傾きを検出する傾斜センサを接続しても
良い。このように構成する場合は、例えば、ロール方向
傾斜センサは、ロール角が０［°］のときにハイレベル
（値１）信号を、ピッチ方向傾斜センサは、ピッチ角が
０［°］のときにハイレベル（値１）信号を、各々出力
するよう設定する。

また、本実施例では、相対速度極性信号発生回路９によ
り相対速度極性信号を出力するよう構成した。しかし、
例えば、第６図に実線で示す相対変位を、微分回路によ
り微分すると同図に破線でしめすような相対速度が得ら
れる。従って、該微分回路により得られる相対速度の符
号判定を行なって、相対速度極性信号を生成するよう構
成すると、簡略な回路構成で、既述した実施例と同様な
効果を奏する。

さらに、本実施例では、車速センサ２５およびブレーキ
スイッチ２６に接続されたリセット回路２４を使用した
が、例えば、上記各センサおよびスイッチに代えて、車
両の最小積載状態から最大積載状態までの任意の状態
で、各種条件の基に、車両が水平であると判定されたと
きに運転者の操作によりリセット信号を出力可能なリセ
ットスイッチをリセット回路２４に接続するよう構成し
ても良い。

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 以上詳記したように本考案の車両用信号変換回路は、車
両が定常状態にあるときに所定値に設定された計数値
を、車輪と車体との相対変位の変位方向に相当する方向
信号に応じて増減演算し、該計数値と基準値との大小比
較結果に応じて反転する比較信号を出力するよう構成さ
れている。このため、乗員数や積載重量に応じて頻繁に
変化する車両の相対変位の中立位置を、簡単な装置構成
で記憶でき、車輪と車体との相対変位の変位方向から、
その極性信号を正確に得られるという優れた効果を奏す
る。

また、車輪と車体との相対変位を検出する検出器を各車
輪毎に１個づつ配設するだけで、ばね上加速度等を検出
する専用の他の検出器を備えなくても相対変位の極性信
号が得られる。

このことは、軽量小型および高い対振動性能を要求され
る車両のシャシへの実装時に、特に顕著な効果を示す。

さらに、装置のゲイン変化やドリフトから悪影響を受け
ず、記憶のための電源供給も不用となるので、外部から
の電気的雑音、３方向に作用する大きな加速度、広範囲
に亘る温度変化等の劣悪な環境下で使用される車両用信
号変換装置の信頼性＋耐久性を高めると共に、車両搭載
時に広い実装スペースが不用になり、その搭載性も向上
する。

また、装置を各車両に装着する場合、相対変位検出器の
ゼロ点を相対変位に応じて調整する等の煩雑な調節を行
なう必要がないので、車両実装時の作業性が向上すると
共に、作業工数も削減でき、製造費用の低減も可能にな
る。

さらに、車輪と車体との相対変位の極性信号である比較
信号が得られるので、所謂スカイフックの原理に基づい
て車体振動を抑制するショックアブソーバの減衰力切換
制御に有効利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例の装置構成図、第２図は同じく
その相対速度極性信号発生回路を示す回路図、第３図、
第４図は同じくその相対速度極性信号発生回路の作動を
示すタイミングチャート、第５図は同じくその制御回路
の作動を示すタイミングチャート、第６図は同じくその
ショックアブソーバ制御装置の作動を示すタイミングチ
ャートである。 ８……ロータリエンコーダ ９……相対速度極性信号発生回路 １０……相対変位極性信号発生回路 ２４……リセット回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の車輪と車体との相対変位を検出し、
   少なくとも、該相対変位の変位方向に相当する方向信号
   を出力する相対変位検出手段と、 該相対変位検出手段の出力する方向信号に基づいて、相
   対変位の変位方向が所定方向のときは、計数値を増加さ
   せ、一方、相対変位の変位方向が上記所定方向と反対方
   向のときは、上記計数値を減少させる演算手段と、 上記車両の車両姿勢が定常状態にあるときに、上記演算
   手段の計数値を所定値に設定する設定手段と、 上記演算手段の計数値が、予め定められた基準値を上回
   るか否かの比較結果に応じて反転する比較信号を出力す
   る比較手段と、 を備えたことを特徴とする車両用信号変換装置。