JPH0632130A - 車両用サスペンションの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰力可変ダンパ１の減衰力特性を、ばね上
の上下変位速度とばね上ばね下間の上下相対変位速度即
ちサスストローク速度とに基づきオン，オフ的に又は連
続的に切換制御する車両用サスペンションの制御装置に
おいて、サスストローク速度センサの構成，取付作業の
簡略化及びシステムの簡素化をはかる。 【構成】 減衰力可変ダンパ１のロッド３２の中空部内
周壁にコイル６を設け、該コイル６内を上下移動するマ
グネット７をシリンダ２の底部２ａに支持させ、該コイ
ル６とマグネット７との組合せにより、シリンダ２とピ
ストンロッド３との相対変位速度に比例する誘導起電力
がコイル６に発生しその出力をそのままサスストローク
速度情報として減衰力切換制御に使用できるサスストロ
ーク速度センサを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用サスペンションの
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スカイフックダンパ（１輪のサスペンシ
ョンを一自由度とみなし絶対空間に対して減衰を効かせ
る仮想のモデル）の理論を実際の車両のサスペンション
位置に装着した減衰力可変ダンパで近似させ、車体制振
の最適化をはかり乗り心地を向上させるものとして、ば
ね上の上下変位速度情報とばね上ばね下間の上下相対変
位速度（サスストローク速度）情報とを用いて減衰力可
変ダンパの減衰力をリヤルタイムに切換制御する車両用
サスペンション制御装置が従来より種々研究開発され、
その中の一つが特開昭６１−１６３０１１号公報にて公
開されている。

【０００３】スカイフック減衰理論を用いた車両用減衰
力可変ダンパの制御則としては、高減衰力特性と低減衰
力特性とをＯＮ，ＯＦＦ的に切換制御するオン，オフ制
御則（上記先行技術はこれに属する）と、高減衰力特性
の上限値と低減衰力特性の下限値との間に多くの減衰力
特性をもちこれらを連続的に切換える連続制御則とが従
来より知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記スカイフック減衰
理論を用いた減衰力可変ダンパの切換制御の実現に当っ
ては、オン，オフ制御則のものも連続制御則のものもば
ね上（車体）の上下変位速度とばね上ばね下間の上下相
対変位速度即ちサスストローク速度とが必要であり、こ
のサスストローク速度を求める方法としては、従来は図
５に示すように車体ａとばね下部材であるサスロアアー
ムｂとに跨ってロッドｃ，アームｄ，回転軸ｅ及びセン
サ本体ｆ等よりなるサスストロークセンサを取付け、該
サスストロークセンサの検出信号（サスストローク信
号）を微分処理してサスストローク速度を求めるといっ
た方法を採用しているのが一般的である。又上記センサ
本体ｆで直接サスストローク速度を検出信号として出力
するようにしたものも従来よりある。尚、ばね上の上下
変位速度は、減衰力可変ダンパｇ上端の車体への取付部
付近に取付けた上下加速度センサｈの検出信号を積分処
理して求めるという方法が従来より一般に採用されてい
る。

【０００５】このように従来はサスストローク速度を検
出するためのセンサを減衰力可変ダンパｇとは別にばね
上ばね下間に跨るように装着する構造であるので、取付
作業が厄介であり又設置スペースの面でも問題がありシ
ステムの複雑化を招くという課題を有している。

【０００６】本発明は、上記従来の課題を解決すること
を主目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のように減
衰力可変ダンパの減衰力特性をばね上の上下変位速度の
情報とばね上ばね下間の上下相対変位速度の情報とに基
づきオン，オフ的に又は連続的に切換制御する車両用サ
スペンションの制御装置において、上記ばね上ばね下間
の上下相対変位速度の検出手段を、減衰力可変ダンパの
シリンダ内にて該シリンダ及びピストンロッドの何れか
一方に取付けたコイルと他方に取付けたマグネットとの
組合せにより構成したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記によりシリンダに対しピストンロッドが伸
縮作動するとコイルに対しマグネットが近づいたり離れ
たりして該コイルに誘導起電力が発生し、その出力の大
きさはシリンダとピストンロッドとの相対速度即ちばね
上とばね下間の上下相対変位速度とコイルの巻き数の積
に比例するので、コイルの巻き数を適切に設定すること
によりアンプ等の増幅手段を用いることなく該コイル出
力をばね上ばね下間の上下相対変位速度情報としてその
まま減衰力制御に使用でき、構成及び取付作業の簡略
化，全体システムの簡素化をはかることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１０】図１は、本発明にて使用する減衰力可変ダ
ンパの一例を示しており、この減衰力可変ダンパ１は、
下端部をばね下部材に取付けたシリンダ２と、上端部を
ばね上部材に取付けられ該シリンダ２内を軸方向に移動
するピストンロッド３とからなり、該ピストンロッド３
は外周面がシリンダ２の内周面に摺接するメインピスト
ン３１と内部中空のロッド３２とにより構成される。

【００１１】メインピストン３１には伸び側メイン通路
３１ａと収縮側メイン通路３１ｂとが設けられており、
メインピストン３１によって区画されるシリンダ２の上
部室２１と下部室２２の油が伸び側メイン通路３１ａを
通って上部室２１から下部室２２へ（ピストンロッドの
伸び時），収縮側メイン通路３１ｂを通って下部室２２
から上部室２１へ（ピストンロッドの収縮時）と流通
し、そのときの油の流通抵抗によって減衰力を発生する
ようになっている。ロッド３２には内部の中空部を通っ
て上部室２１と下部室２２とを連通するオリフィス３２
ａが設けられ、該オリフィス３２ａを開閉制御する（又
はオリフィスの開口面積を可変制御する）円筒状の回転
式シャッタ４がロッド３２の中空部内に回転可能に嵌装
され、又該シャッタ４を回転駆動するモータ（減速機を
含む）５がロッド３２の中空部内に設置されている。

【００１２】６はロッド３２の中空部下方部分の内周壁
部に設けられたコイル、７は該コイル６の内側に所定の
隙間をもって対向するよう保持シャフト７ａによってシ
リンダ２の底部２ａに保持されたマグネットであり、該
コイル６とマグネット７とによりばね上ばね下間の上下
相対変位速度を検出するサスストローク速度センサ８を
構成している。即ちシリンダ２に対しピストンロッド３
が上下に伸縮作動するとそれに伴いコイル６に対しマグ
ネット７が上下に移動し相互に離れたり近づいたりし、
それによってコイル６に誘導起電力が発生する。コイル
の巻き数をＮ，該コイルを貫く磁束をφとすると誘導起
電力ｅはｅ＝Ｎ（△φ／△ｔ）となり、該誘導起電力ｅ
の大きさは磁束変化の速さとコイルの巻き数の積に比例
する。又誘導起電力ｅの方向は磁束が減るときはこれを
増やし増えるときにはこれを減らすような電流を流す方
向に生じるから、上記のようにばね下部材に取付けられ
たシリンダ２とばね上部材に取付けられたピストンロッ
ド３とにそれぞれマグネット７とコイル６を支持させて
組み込むことにより、該コイル６に発生する誘導起電力
はばね上ばね下間の上下相対変位速度即ちサスストロー
ク速度に比例する出力となり、しかもコイルの巻き数Ｎ
を増やせば大きな出力が得られるので、増幅アンプ等で
増幅することなくそのままサスストローク速度情報とし
て制御に使用できる。

【００１３】このようにばね上ばね下間の上下相対変位
速度を検出するサスストローク速度センサを減衰力可変
ダンパ内に組み込んだことにより、図５に示す従来装置
のようにサスペンションのロアアームとその上方の車体
との間に跨ってサスストロークセンサを設けたものに比
し、構成及び取付作業の大幅な簡略化をはかることがで
きると共にスペース的にも極めて有利であり、全体シス
テムの簡素化をもたらし得るものである。

【００１４】次にこの減衰力可変ダンパ１を用いたサス
ペンション制御装置の減衰力制御について図２及び図３
を参照して説明する。

【００１５】図２は、図２（Ａ）に示すように高減衰力
特性ａと低減衰力特性ｂとをオン，オフ的に切換制御す
るオン，オフ制御則のものに上記減衰力可変ダンパ１を
適用した例を示している。この場合は、図１のダンパ１
のシャッタ４はモータ５により回転してオリフィス３２
ａをオン，オフ的に開閉制御するものとする。

【００１６】図２（Ｂ）はサスペンションの１輪モデル
にその制御を行うコントローラ１０を組合せた模型図で
あり、この図においてＭ1 とＫ1 はばね下即ちタイヤの
質量とばね定数を表しており、Ｍ2 はばね上即ち車体の
質量、Ｋ2 はサスペンションスプリング１１のばね定
数、Ｃは減衰力可変ダンパ１の減衰係数を表している。
又Ｘ0 は路面の上下変位、Ｘ1 はばね下の上下変位、Ｘ
2 はばね上の上下変位を表している。９は車体の上下加
速度を検出する上下加速度センサであり、この上下加速
度センサ９は従来と同様減衰力可変ダンパ１のロッド３
上端部の車体側への取付部の近傍位置に取付けられる。
サスストローク速度センサ８は図１に示すようにコイル
６とマグネット７とからなり減衰力可変ダンパ１内に組
み込まれているものである。

【００１７】上下加速度センサ９が検出したばね上の上
下加速度は積分回路１０ａで積分されてばね上の上下変
位速度となり、この上下変位速度と上記サスストローク
速度センサ８が検出したサスストローク速度との情報に
基づき、コントローラ１０はばね上の上下変位速度の方
向とサスストローク速度の方向とを比較し（ばね上上下
変位速度は上向きを＋，下向きを−の符号、サスストロ
ーク速度は伸び方向を＋，縮み方向を−の符号でそれぞ
れ表されるものとする）、その２つの速度の方向が同一
であると高減衰力特性ａを，異なっていれば低減衰力特
性ｂをそれぞれ選択し、選択通りに減衰力可変ダンパ１
の減衰力特性を切換えるべき出力をモータ５（図１参
照）に発し、該モータ５の回転駆動によってシャッタ４
が回転してオリフィス３２ａをオン，オフ的に開閉制御
する。該オリフィス３２ａが閉であるとシリンダ２内の
油はメインピストン３１の伸び側メイン通路３１ａと収
縮側メイン通路３１ｂだけを通って上部室２１から下部
室２２へ，又下部室２２から上部室２１へと流通するの
で比較的高い減衰力特性ａとなり、オリフィス３２ａが
開であると上記伸び側及び収縮側のメイン通路３１ａ，
３１ｂに加えオリフィス３２ａを通って上部室２１から
下部室２２へ，又下部室２２から上部室２１へと油が流
れるので、比較的低い減衰力特性ｂとなる。尚上記にお
いて、高減衰力と低減衰力とは、あくまでも相対的なも
のであって、特定の数値で限定されるものではなく、任
意に設定され得るものとする。

【００１８】図３は高減衰力の上限値Ｃ_H と低減衰力の
下限値Ｃ_S との間において任意の減衰力特性を連続的に
変更設定できる減衰力可変ダンパ、例えば図１の減衰力
可変ダンパ１においてシャッタ４によってオリフィス３
２ａの開口面積を全閉（高減衰力の上限値）と全開（低
減衰力の下限値）との間で連続的に可変制御できるよう
にしたものを用いた連続制御則のサスペンション制御装
置に本発明を適用した例を示している。

【００１９】この図３（Ｂ）において、サスストローク
速度センサ８は図２（Ｂ）と同様図１に示すコイル６と
マグネット７とからなり減衰力可変ダンパ１の内部に組
み込まれたものであり、その他図２（Ｂ）と同一の符号
は図２（Ｂ）と同一のものを表している。

【００２０】この連続制御則のものも、上下加速度セン
サ９が検出したばね上の上下加速度を積分回路１０ａで
積分して得たばね上の上下変位速度と、上記サスストロ
ーク速度センサ８が検出したサスストローク速度との２
つの情報に基づき、コントローラ１０が図示のような演
算を行って、減衰力特性を連続的に変更制御すべき出力
をモータ５（図１参照）に発し、モータ５の回転にてシ
ャッタ４が回転しオリフィス３２ａの開口面積を無段的
に可変制御してコントローラ１０の指示通りの減衰力特
性を得るものである。上記コントローラ１０の演算方法
は従来より公知であるので詳しい説明は省略する。

【００２１】このように減衰力可変ダンパの連続制御則
のものにおいても、マグネット７とコイル６とからなる
サスストローク速度センサ８を、シリンダ２とピストン
ロッド３とにそれぞれ支持させて減衰力可変ダンパ１内
に組み込んだことにより、図５に示す従来装置に比し、
構成及び取付作業の簡略化をはかりスペース的にも有利
であり、且つサスストローク速度センサ８の信号をその
ままサスストローク速度情報として制御に使用でき全体
システムの簡素化をはかり得る、という機能効果をもた
らすことができるものである。

【００２２】図４は、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示す
コントローラ１０のブロック図である。

【００２３】即ち、各上下加速度センサ９が検出した上
下加速度信号は積分回路１０ａでそれぞれ積分処理され
て上下変位速度に相当する信号（電圧信号）となり、マ
ルチプレクサ１２ａを介してＡ／Ｄ変換器１３ａに入力
され、ここでデジタル信号に変換され、マイクロコンピ
ュータ１４に入力される。又各減衰力可変ダンパ１内に
内蔵されたサスストローク速度センサ８のコイル６に発
生した起電力即ちサスストローク速度に相当する信号
（電圧信号）は、マルチプレクサ１２ｂを介してＡ／Ｄ
変換器１３ｂに入力され、ここでそれぞれデジタル信号
に変換され、マイクロコンピュータ１４に入力される。
マイクロコンピュータ１４は基本的にはインタフェース
回路１４ａと演算処理回路１４ｂと記憶装置１４ｃとか
らなり、上記Ａ／Ｄ変換器１３ａ，１３ｂが出力した上
下変位速度に相当するデジタル信号及びサスストローク
速度に相当するデジタル信号がインタフェース回路１４
ａに入力されると、演算処理回路１４ｂはそれらの信号
から図２（Ｂ）又は図３（Ｂ）の説明で述べたような各
減衰力可変ダンパ１の減衰力特性の変更判断を行い、そ
の判断結果を記憶装置１４ｃに記憶させると共にインタ
フェース回路１４ａを介して各駆動回路１５に減衰力制
御信号を発し、各駆動回路１５から各ダンパ１のモータ
５へそれぞれ制御電流が通電され、減衰力特性を各減衰
力可変ダンパ毎に独立して可変制御するものである。

【００２４】尚、本発明を適用する減衰力可変ダンパ１
の具体的構成は図１の実施例に限らず、例えば回転式の
シャッタ４の代わりに上下摺動式のシャッタとすると
か、アクチュエータとしてモータ５の代わりに電磁力に
より上下作動するプランジャ装置を用いるとか、減衰力
を可変制御できる任意機構のダンパに本発明は適用可能
である。更に又図１ではピストンロッド３側に設けたコ
イルとシリンダ２側に支持したマグネットとの組合せに
よってダンパ内蔵型のサスストローク速度センサを構成
した例を示しており、このようにするとピストンロッド
３の中空部の下方部分内周壁をそのままコイルの取付部
として利用でき構造が簡単で収まりも極めて良く自然で
あるという利点があるが、本発明では上記に限らずシリ
ンダ側にコイル，ピストンロッド側にマグネットをそれ
ぞれ支持させて組合せた構成とすることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スカイフ
ック理論を用いた車両用減衰力可変ダンパの連続制御則
及びオン，オフ制御則の実現に必要なばね上ばね下間の
上下相対変位速度を、減衰力可変ダンパ内に組み込んだ
コイルと該コイルに対して相対的に上下動するマグネッ
トとの組合せよりなるサスストローク速度センサにて行
うようにしたことにより、該コイルに生じる誘導起電力
をそのままサスストローク速度情報として減衰力制御に
使用することができ、減衰力可変ダンパとは別にサスペ
ンションのロアアームと車体との間に跨って上下相対変
位を検出するサスストロークセンサを取付けその検出信
号を微分処理してサスストローク速度情報を得ていた従
来装置に比し、構成及び取付作業等の著しい簡略化と全
体システムの簡素化をはかることができ、且つサススト
ローク速度センサの耐久性の向上をもはかることができ
るもので、実用上多大の効果をもたらし得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する減衰力可変ダンパの一例を示
す要部断面図である。

【図２】図１の減衰力可変ダンパを用いた車両用サスペ
ンション制御装置の第１の例を示すもので、（Ａ）は減
衰力可変ダンパの減衰力特性図、（Ｂ）はサスペンショ
ンの１輪モデルにその制御を行うコントローラを組合せ
た模型図である。

【図３】図１の減衰力可変ダンパを用いた車両用サスペ
ンション制御装置の第２の例を示すもので、（Ａ）は減
衰力可変ダンパの減衰力特性図、（Ｂ）はサスペンショ
ンの１輪モデルにその制御を行うコントローラを組合せ
た模型図である。

【図４】図２及び図３に示す制御を行う車両用サスペン
ション制御装置のコントローラのブロック図である。

【図５】従来のサスペンション制御装置におけるサスス
トロークセンサの取付構造例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 減衰力可変ダンパ ２ シリンダ ３ ピストンロッド ４ シャッタ ５ モータ ６ コイル ７ マグネット ８ サスストローク速度センサ ９ 上下加速度センサ １０ コントローラ ３１ メインピストン ３２ ロッド ３２ａ オリフィス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減衰力特性をオン，オフ的に又は連続的
   に切換可能な減衰力可変ダンパを用い、ばね上の上下変
   位速度の情報とばね上ばね下間の上下相対変位速度の情
   報とに基づき、上記減衰力可変ダンパの減衰力特性を切
   換制御するコントローラを装備した車両用サスペンショ
   ンの制御装置において、上記ばね上ばね下間の上下相対
   変位速度の検出手段を、上記減衰力可変ダンパのシリン
   ダ内において該シリンダ及びピストンロッドの何れか一
   方に取付けたコイルと他方に取付けたマグネットとの組
   合せにより構成したことを特徴とする車両用サスペンシ
   ョンの制御装置。