JP3428619B2 - 車両用減衰力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両のばね上部材
とばね下部材との間に配設される液圧緩衝装置（ショッ
クアブソーバ）の減衰力を制御する車両用減衰力制御装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の減衰力制御装置の一例が、例えば
特開平５−２９４１２２号に開示されている。この減衰
力制御装置は、いわゆるスカイフック制御理論を採用し
て液圧緩衝装置の減衰力を制御しており、車両のばね上
部材とばね下部材との相対速度とばね上部材の上下方向
の速度とにもとづいて減衰力を制御しており、これによ
り、路面からの上下入力にもとづくばね上部材の上下振
動の抑制効果を高めている。 【０００３】また、車両の乗心地を確保するためには、
液圧緩衝装置を構成するピストンロッドの変位速度が低
い領域で、減衰力は小さい方が望ましい。一方、車両の
良好な操縦安定性を確保するためには、ピストンロッド
の変位速度が高い領域で減衰力は大きい方が望ましい。
一般には、ピストンロッドの変位速度が０．１〜０．３
ｍ／ｓを越えた点で、減衰力特性（ピストンロッドの変
位速度に対する減衰力の関係を示す特性）の勾配を減少
させることにより、乗心地と操縦安定性とを両立させ得
ることが知られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】研究の結果、車両の乗
心地及び操縦安定性は、ピストンロッドの変位速度が非
常に低い領域（例えば、０．０２ｍ／ｓ以下の領域；以
下、低速域と称す）における減衰力特性にも大きく依存
することがわかった。 【０００５】しかし、このように低速域の減衰力特性に
依存して車両の乗心地や操縦安定性が大きく変化するこ
とについては、従来、認識されておらず、車両の乗心地
及び操縦安定性を向上させるうえで、この低速域におけ
る減衰力特性を如何に制御するかが重要となる。 【０００６】そこで、本発明では、この低速域における
減衰力特性を制御することで、車両の乗心地及び操縦安
定性をより向上させ得る車両用減衰力制御装置を提供す
ることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明の車両用
減衰力制御装置は、車両のばね上部材とばね下部材との
間に生じる振動を所定の減衰力で減衰させると共に、ば
ね上部材とばね下部材との相対速度が低速の領域（０．
０２ｍ／ｓ以下の領域）で減衰力可変機能を有する液圧
緩衝手段と、液圧緩衝手段に対応して配設され、ばね上
部材とばね下部材との相対変位を検出する変位状態検出
手段と、変位状態検出手段の検出結果から得られる相対
変位方向と相対変位速度の変化状態とにもとづき、液圧
緩衝手段の減衰力を制御する制御手段とを備えて構成す
る。 【０００８】変位状態検出手段の検出結果から、ばね上
部材とばね下部材との相対変位方向及び相対変位速度の
変化状態となる加速度が求められる。制御手段では、こ
れらの結果をもとに、液圧緩衝手段が伸び行程であるか
縮み行程であるかを判断するとともに、相対変位速度が
加速傾向にあるか減速傾向にあるかなどを判断し、判断
結果に応じた減衰力制御を実施する。 【０００９】本発明の車両用減衰力制御装置では、さら
に、制御手段において、相対変位速度が加速状態の場合
には液圧緩衝手段の減衰力を増大させ、減速状態の場合
には液圧緩衝手段の減衰力を減少させるように制御す
る。 【００１０】制御手段によって、相対変位速度が加速状
態の場合に減衰力を増大させ、減速状態の場合に減衰力
を減少させることで、ばね上部材とばね下部材との相対
変位速度の変動が抑制され、これにより車両の乗心地及
び操縦安定性を向上させる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照して説明する。 【００１２】図１に第１の実施形態にかかる減衰力制御
装置を搭載した車両を概略的に示す。車体２００の左右
には、サスペンションアーム２１０を介して、それぞれ
車輪Ｌ、Ｒが連結されている。車体２００と左右のサス
ペンションアーム２１０との間には、車体２００に発生
する上下方向の振動を減衰させるショックアブソーバ１
０を配設している。このショックアブソーバ１０は、後
に説明するように、アクチュエータ２を備えており、こ
のアクチュエータ２を駆動制御することで、発生させる
減衰力を調整し得る機構となっている。また、操舵ハン
ドル２０１に連結された操舵軸２０２には、操舵ハンド
ル２０１の操作量を検出する操舵角センサ２０３を配設
している。 【００１３】また、各車輪に対応してストロークセンサ
２２０を配設しており、センサ本体を車体２００に固定
し、センサ本体から延びる検出ロッド２２１の先端をサ
スペンションアーム２１０に連結している。サスペンシ
ョンアーム２１０の揺動に伴って検出ロッド２２１が揺
動し、この検出ロッド２２１の動きをセンサ本体に内蔵
したポテンショメータで検出する機構となっている。従
ってストロークセンサ２２０では、車体２００に対する
車輪Ｌ、Ｒの相対的なストローク量が検出される。な
お、サスペンションアーム２１０に対する検出ロッド２
２１の連結部位が、車体２００の中央よりの位置となっ
ているため、実際の車輪の相対ストローク量は、ストロ
ークセンサ２２０の検出結果の定数倍の値となる。この
ため、ストロークセンサ２２０の検出結果に所定の定数
倍した値を車輪の相対ストローク量Ｙとして得ている。 【００１４】図１では、前輪側の構成のみを概略的に示
したが、車輪Ｌ、Ｒ、ショックアブソーバ１０，サスペ
ンションアーム２１０、ストロークセンサ２２０など
は、後輪側も同様な構成となっている。そして、図２に
示すように、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と称す。）
２３０には、操舵角センサ２０３、各輪のストロークセ
ンサ２２０の他、車両速度を検出する車速センサ２０
４、ばね上部材としての車体２００に作用する上下方向
の加速度を検出する上下加速度センサ２０５など、各セ
ンサからの検出結果が与えられる。ＥＣＵ２３０では、
これらの検出結果をもとに後述する演算処理を実行し、
この演算結果をもとに、各輪に対応するショックアブソ
ーバ１０におけるアクチュエータ２の駆動制御を実施し
ている。 【００１５】ここで、ショックアブソーバ１０について
説明する。 図３に示すように、ショックアブソーバ１０
は、ピストンロッド１６と外筒１８とを備えている。外
筒１８の外周にはガイド１０ａが固定され、ピストンロ
ッドの上端部分にはブラケット１０ｂが掛止されてい
る。また、ガイド１０ａとブラケット１０ｂの間には、
コイルスプリング１０ｃが配設されており、このコイル
スプリング１０ｃにより車体が弾力的に支えられてい
る。 【００１６】外筒１８の内部には、内筒２０が外筒１８
と同軸に配設されている。外筒１８と内筒２０との間に
は、環状室２１が形成されている。外筒１８の上端に
は、ロッドガイド２２が嵌挿されている。ロッドガイド
２２は大径部２２ａと小径部２２ｂとを有する円柱状の
剛性部材である。小径部２２ｂの外周面は内筒２０の内
周面と係合し、大径部２２ａの外周面は外筒１８の内周
面と係合している。ロッドガイド２２には、その中央部
に貫通穴が設けられている。貫通穴には、ピストンロッ
ド１６が液密かつ摺動可能に挿通されている。また、外
筒１８の上端には、キャップ２４が、その中央をピスト
ンロッド１６が貫通するように固定されている。 【００１７】ピストンロッド１６は、その下端部分を小
径とした円柱状の部材である。ピストンロッド１６はそ
の小径部が内筒２０の内部に収容されるように配置され
ている。ピストンロッド１６には、内筒２０の内部に収
容される位置に、リバウンドストッパ２６及ぴリバウン
ドストッパプレート２８が装着されている。 【００１８】リバウンドストッパプレート２８は環状の
剛性部材であり、ピストンロッド１６の外周に固定され
ている。また、リバウンドストッパ２６は弾性を有する
環状部材であり、リバウンドストッパプレート２８の上
部に装着されている。ピストンロッド１６が上方へ所定
距離変位すると、リバウンドストッパ２６がロッドガイ
ド２２と当接し、ピストンロッド１６の更なる変位が規
制される。 【００１９】ピストンロッド１６の下端部分には、サブ
ピストン３０及びメインピストン３２が固定され、上側
からサブピストン３０、メインピストン３２の順で取り
付けられている。内筒２０の内部空間は、サブピストン
３０及びメインピストン３２により、サブピストン３０
より上方の上室３４と、サブピストン３０とメインピス
トン３２との間の中室３６と、メインピストン３２より
下方の下室３８とに区画されている。 【００２０】サブピストン３０及びメインピストン３２
は、それぞれ、上室３４と中室３６との間、及び、中室
３６と下室３８との間での流体の流通を許容するオリフ
ィス及び弁機構を備えており、ピストンロッド１６の進
退動に応じて減衰力を発生させる。これらサブピストン
３０及びメインピストン３２の構成の詳細については後
述する。 【００２１】ピストンロッド１６の内部には、その軸方
向に貫通する通路４０が設けられている。通路４０は、
大径部４０ａと、大径部４０ａの下方へ延びる小径部４
０ｂｂとを備えている。通路４０の大径部４０ａと小径
部４０ｂとの境界部分は、段差４０ｃが形成されてい
る。この通路４０の大径部４０ａには、調整ロッド４２
が挿入されている。 【００２２】外筒１８の下端には、べースバルブ４１が
固定されている。べ一スバルブ４１は、下室３８と環状
室２１との流体の流通を許容するように構成されてい
る。外筒１８の内部には、作動流体が、内筒２０の内部
空間を充満すると共に、環状室２１を所定の高さまで満
たすように収容されている。 【００２３】調整ロッド４２の上端は、ピストンロッド
１６の上部へ達しており、車体２００に取り付けられた
アクチュエータ２と係合している。アクチュエータ２
は、駆動源として、例えばステッピングモータを備えて
おり、ＥＣＵ２３０からの信号に応じて調整ロッド４２
を回転させる。 【００２４】次に、図４を参照して、サブピストン３
０、メインピストン３２、及びその周辺部分の構成につ
いて説明する。図４は、サブピストン３０、メインピス
トン３２、及びその周辺部分の拡大図である。なお、図
４の左半分には、上室３４側から下室３８側への流体の
流通を許容する構成部分を示し、また、図４の右半分に
は下室３８側から上室３４側への流体の流通を許容する
構成部分を示す。 【００２５】図４に示すように、調整ロッド４２は、減
衰力可変機構の一つであり、通路４０の大径部４０ａの
内径よりも小さな外径を有する小径部４２ａと、小径部
４２ａの下端部分に形成された円錐部４２ｂとを備えて
いる。調整ロッド４２は、円錐部４２ｂの先端が通路４
０の小径部４０ｂへ進入するように配置されている。円
錐部４２ｂの外周面と、通路４０の段差４０ｃとの間に
はクリアランスＣが形成されている。 【００２６】調整ロッド４２の外周の小径部４２ａより
上方の部位にはＯリング４３が装着されている。Ｏリン
グ４３により、調整ロッド４２の小径部４２ａの外周と
通路４０の大径部４０ａの内周との間に、環状の連通空
間４４が画成されている。この連通空間４４は、クリア
ランスＣを介して、通路４０の小径部４０ｂの内部空間
と連通している。 【００２７】ピストンロッド１６には、その径方向に延
びて、上室３４と連通空間４４とを連通する連通路４６
が設けられている。更に、ピストンロッド１６には、そ
の径方向に延びて、通路４０の小径部４０ｂの内部空間
と中室３６とを連通する連通路４７が設けられている。 【００２８】調整ロッド４２は、図示しないネジ部にお
いて、通路４０の大径部４Ｏａと螺合しており、その上
端部がアクチュエータ２と係合している。このため、ア
クチュエータ２により調整ロッド４２を回転操作し、こ
れにより調整ロッド４２の開度位置（上下位置）を変化
させることで、クリアランスＣを調整することができ
る。 【００２９】ピストンロッド１６の小径部分の外周に
は、大径部１６ａ側（図４では上側）から順に、ストッ
パプレート４８、リーフシート４９、リーフバルブ５
０、サブピストン３０、リーフバルブ５４、及びリーフ
シート５６が嵌着されている。 【００３０】リーフバルブ５０、５４は、薄板材より構
成された低い曲げ剛性を有する部材である。サブピスト
ン３０の上端面及び下端面には、それぞれ、環状溝５８
及び６０が設けられている。リーフバルブ５０及び５４
は、それぞれ、環状溝５８及び６０を閉塞するように配
設されている。また、サブピストン３０には、環状溝５
８の内部空間と中室３６とを連通する貫通通路６２、及
び、環状溝６０の内部空間と上室３４とを連通する貫通
通路６４が設けられている。 【００３１】リーフバルブ５０は、中室３６の液圧が上
室３４の液圧に比して所定の開弁圧Ｐ１だけ高圧となっ
た場合に撓み変形することで開弁し、中室３６から上室
３４へ向かう作動流体の流れを許容する。また、リーフ
バルブ５４は、上室３４の液圧が中室３６の液圧に比し
て所定の開弁圧Ｐ２だけ高圧となった場合に撓み変形す
ることで開弁し、上室３４から中室３６へ向かう作動流
体の流れを許容する。 【００３２】サブピストン３０の外周には、ピストンリ
ング６６が装着されている。ピストンリング６６により
サブピストン３０と内筒２０との間のシール性が確保さ
れている。ピストンロッド１６の外周のリーフシート５
６の更に下方には、上側から順に、連通部材６８、リー
フシート７０、スペーサ７２、スプリングシート７４、
及びスペーサ７６が嵌着されている。 【００３３】連通部材６８は、その径方向を貫通し、ピ
ストンロッド１６の連通路４７と連通する連通路７７を
備えている。また、スペーサ７６の外周には、スプリン
グシート７８が軸方向に摺動可能に嵌着されている。ス
プリングシート７４とスプリングシート７８との間に
は、スプリング８０が配設されている。 【００３４】ピストンロッド１６の外周のスペーサ７６
の更に下方には、上側から順に、リーフバルブ８２、メ
インピストン３２、及び、リーフバルブ８６が嵌着され
ている。メインピストン３２の上端面には、複数のシー
ト面９２が設けられている。また、メインピストン３２
の下端面には、複数のシート面９４が、シート面９２に
対応しない位置に設けられている。リーフバルブ８２及
び８６は複数枚の薄板材を重ねてなる部材であり、それ
ぞれシート面９２及び９４の頂面に当接するように配設
されている。また、メインピストン３２の外周にはピス
トンリング９５が装着されている。ピストンリング９５
により、メインピストン３２と内筒２０との間のシール
性が確保されている。 【００３５】メインピストン３２には、その軸方向を貫
通する貫通通路９６及び９８が設けられている。貫通通
路９６は、その上端部においてシート面９２の間の凹部
に開口し、その下端部においてシート面９４の頂面に開
口するように構成されている。また、貫通通路９８は、
その上端部においてシート面９２の頂面に開口し、その
下端部においてシート面９４の間の凹部に開口するよう
に構成されている。 【００３６】リーフバルブ８２を構成する最もメインピ
ストン３２側の薄板材には、リーフバルブ８２がシート
面９２に当接した状態で、貫通通路９８と中室３６とを
連通させる第１オリフィス（図示せず）が形成されてい
る。また、リーフバルブ８６を構成する最もメインピス
トン３２側の薄板材には、リーフバルブ８６がシート面
９４に当接した状態で、貫通通路９６と下室３８とを連
通させる第２オリフィス（図示せず）が形成されてい
る。 【００３７】ピストンロッド１６の外周のリーフバルブ
８６の更に下方には、スペーサ９９が嵌着されている。
また、ピストンロッド１６の下端部にはネジ部１６ｃが
形成されており、このネジ部１６ｃにはスプリングシー
ト１００が螺着されている。スペーサ９９の外周にはス
プリングシート１０２が軸方向に摺動可能に嵌着されて
いる。スプリングシート１０２とスプリングシート１０
０との間にはスプリング１０４が配設されている。 【００３８】ピストンロッド１６の小径部分の下端に
は、通路４０を塞ぐスクリュー１０５が装着されてい
る。このため、通路４０と下室３８との連通は遮断さ
れ、通路４０は上室３４及び中室３６とのみ連通してい
る。 【００３９】ピストンロッド１６の下部の小径部分の外
周に配設された部材は、スプリングシート１００によ
り、大径部１６ａと小径部分との境界の段差面に向けて
押圧されることで、ピストンロッド１６に一体に固定さ
れている。 【００４０】リーフバルブ８２及び８６は、スプリング
８０及び１０４の付勢力により、メインピストン３２の
シート面９２及び９４の頂面に向けて押圧されている。
リーフバルブ８２は、下室３８の液圧が中室３６の液圧
に比して所定の開弁圧Ｐ３以上の高圧になると、スプリ
ング８０の付勢力に抗して上向きに撓み変形することで
開弁し、下室３８から中室３６へ向かう作動流体の流れ
を許容する。また、リーフバルブ８６は、中室３６の液
圧が下室３８の液圧に比して所定の開弁圧Ｐ４以上の高
圧になると、スプリング１０４の付勢力に抗して下向き
に撓み変形することで開弁し、中室３６から下室３８へ
向かう作動流体の流れを許容する。 【００４１】本実施形態において、リーフバルブ５０及
び５４が低剛性の薄板部材より構成されていることで、
これらの開弁圧Ｐ１、Ｐ２は非常に小さな値に設定され
ている。一方、リーフバルブ８２、８６がそれぞれスプ
リング８０、１０４により押圧されていることで、これ
らの開弁圧Ｐ３及びＰ４は比較的大きな値に設定されて
いる。 【００４２】次に、ショックアブソーバ１０の動作につ
いて説明する。図５はショックアブソーバ１０により実
現される減衰力特性を示す。図５において、横軸はピス
トンロッド１６の変位速度Ｖを示し、また、縦軸は、シ
ョックアブソーバ１０が発生する減衰力Ｆを示してい
る。なお、図５において、ピストンロッド１６が内筒２
０から退出する方向、すなわち、伸長方向に変位する場
合の減衰力Ｆを正として示している。 【００４３】ピストンロッド１６が伸長方向に変位する
と、上室３４の容積が減少すると共に、下室３８の容積
は増加する。これらの容積変化を補償するために、作動
流体が上室３４から中室３６を経て下室３８へ流入す
る。更に、ピストンロッド１６が内筒２０から退出する
ことで、内筒２０の容積が増加する。この内筒２０の容
積の増加を補償するため、作動流体が環状室２１からべ
一スバルブ４１を介して下室３８へ流入する。 【００４４】ピストンロッド１６の変位速度Ｖが十分に
低速である場合、上室３４と中室３６との間の差圧、及
び、中室３６と下室３８との間の差圧は小さく、リーフ
バルブ５４、及び、リーフバルブ８６は何れも閉弁状態
に保持される。このため、上室３４内の作動流体は、ピ
ストンロッド１６の連通路４６、連通空間４４、クリア
ランスＣ、通路４０の小径部４０ｂ、連通路４７、及
び、連通部材６８の連通路７７からなる流路（以下、バ
イパス通路と称す）を通って、中室３６へ流入する。ま
た、中室３６内の作動流体は、メインピストン３２の貫
通通路９６及び第２オリフィスを通って下室３８へ流入
する。 【００４５】この場合、作動流体がバイパス通路及び第
２オリフィスを経由して流通する際に、流通抵抗に伴う
減衰力が発生する。ショックアブソーバ１０が発揮する
減衰力Ｆは、作動流体が上室３４から中室３６へ流通す
る際の流通抵抗Ｒ１に応じて発生する減衰力Ｆａと、作
動流体が中室３６から下室３８へ流通する際の流通抵抗
Ｒ２に応じて発生する減衰力Ｆｂとの和となる。このた
め。図５に符号Ａ１で示すように、減衰力Ｆは変位速度
Ｖの増加に伴って大きな勾配で立ち上がる。 【００４６】作動流体が上室３４から中室３６へ流通す
る際の流通抵抗Ｒ１が増加すると、上室３４と中室３６
との間の差圧が上昇する。また、作動流体が中室３６か
ら下室３８へ流通する際の流通抵抗Ｒ２が増加すると、
中室３６と下室３８との間の差圧が上昇する。そして、
上室３４と中室３６との間の差圧がリーフバルブ５４の
開弁圧Ｐ２に達するまで変位速度Ｖが上昇すると、リー
フバルブ５４が開弁する。以下、リーフバルブ５４が開
弁する際のピストンロッド１６の変位速度Ｖ及びショッ
クアブソーバ１０が発生する減衰力Ｆを、それぞれ第１
開弁速度Ｖ１及び第１開弁減衰力Ｆ１と称する。上述の
如く、第１開弁減衰力Ｆ１が非常に小さな値、例えば、
３〜５ｋｇｆとなるように、リーフバルブ５４の開弁圧
Ｐ２を十分に小さく設定している。このようにリーフバ
ルブ５４の開弁圧Ｐ２が設定された場合、第１開弁速度
Ｖ１は０.０５ｍ／ｓ以下の非常に低い速度となる。 【００４７】リーフバルブ５４が開弁すると、上室３４
から中室３６への流体の移動は、バイパス通路と共に貫
通通路６４を介して行なわれるようになる。このため、
作動流体が上室３４から中室３６へ向けて流通する際の
流通抵抗Ｒ１が減少する。そして、流通抵抗Ｒ１が減少
することで、図５に符号Ａ２を付して示すように、変位
速度Ｖが第１開弁速度Ｖ１を上回った領域では、減衰力
Ｆの増加勾配が減少する。 【００４８】変位速度Ｖが更に増加し、中室３６と下室
３８との間の差圧がリーフバルブ８６の開弁圧Ｐ４に達
すると、リーフバルブ８６が開弁する。以下、リーフバ
ルブ８６が開弁する際の変位速度Ｖ及び減衰力Ｆを、そ
れぞれ、第２開弁速度Ｖ２、及び、第２開弁減衰力Ｆ２
と称する。本実施形態では第２開弁減衰力Ｆ２が例えば
５０ｋｇｆ程度になるように、リーフバルブ８６の開弁
圧Ｐ４を設定している。この場合、第２開弁速度Ｖ２は
０.２ｍ／ｓ程度の値となる。 【００４９】リーフバルブ８６が開弁すると、中室３６
から下室３８へ至る流路の流路面積が増大することで、
作動流体が中室３６から下室３８へ向けて流通する際の
流通抵抗Ｒ２は小さくなる。このため、図５に符号Ａ３
で示すように、変位速度Ｖが第２開弁速度Ｖ２を上回っ
た領域では、減衰力Ｆの増加勾配は更に減少する。 【００５０】一方、ピストンロッド１６が内筒２０へ進
入する方向、すなわち、収縮方向に変位する場合には、
上室３４の容積が増加すると共に、下室３８の容積が減
少する。これらの容積変化を補償するために、作動流体
が、下室３８から、中室３６を経て、上室３４へ流入す
る。また、ピストンロッド１６が内筒２０へ進入するこ
とで、内筒２０の容積が減少する。かかる内筒２０の容
積減少を補償するため、作動流体が下室３８からベース
バルブ４１を介して環状室２１へ流出する。 【００５１】本実施形態において、リーフバルブ５０の
開弁圧Ｐ１は、リーフバルブ５４の開弁圧Ｐ２とほぼ一
致するように設けられている。このため、変位速度Ｖが
第１開弁速度Ｖ１にほぼ等しいｖ１に達し、減衰力Ｆが
第１開弁減衰力Ｆ１にほぼ等しいｆ１となった時点で、
リーフバルブ５０が開弁する。また、リーフバルブ８２
の開弁圧Ｐ３は、リーフバルブ８６の開弁圧Ｐ４に比し
て若干小さくなるように設けられている。このため、変
位速度Ｖが第２開弁速度Ｖ２より小さいｖ２（例えば
０.１５ｍ／ｓ程度）に達し、減衰力Ｆが第２開弁減衰
力Ｆ２より小さいｆ２（例えば３０ｋｇｆ程度）となっ
た時点で、リーフバルブ８２が開弁する。なお、以下、
リーフバルブ５０及び８２が開弁する際のピストンロッ
ド１６の変位速度であるｖ１及びｖ２をも、それぞれ第
１開弁速度及び第２開弁速度と称し、また、リーフバル
ブ５０及び８２が開弁する際の減衰力Ｆであるｆ１及び
ｆ２をも、それぞれ、第１開弁減衰力、及び第２開弁減
衰力と称する。 【００５２】従って、ピストンロッド１６が収縮方向に
変位する場合においても、ピストンロッド１６が伸長方
向へ変位する場合と同様に、ピストンロッド１６の変位
速度Ｖが第１開弁速度ｖ１に達するまでは、図５に符号
Ｂ１を付して示すように、減衰力Ｆは比較的大きな勾配
で立ち上がる。そして、変位速度Ｖが第１開弁速度ｖ１
に達すると、リーフバルブ５０が開弁することで、図５
に符号Ｂ２を付して示すように、減衰力Ｆの増加勾配は
減少する。更に、変位速度Ｖが第２開弁速度ｖ２に達す
ると、リーフバルブ８２が開弁することで、図５に符号
Ｂ３を付して示すように、減衰力Ｆの増加勾配は更に減
少する。 【００５３】このようにショックアブソーバ１０によれ
ば、ピストンロッド１６の変位速度Ｖが、低速域（第１
開弁速度Ｖ１、ｖ１以下の領域）から、高速域（第１開
弁速度Ｖ１、ｖ１を超える領域）へと遷移するのに応じ
て、順次、減衰力Ｆの増加勾配が減少するような減衰力
特性が実現される。 【００５４】ところで、バイパス通路の開度は、クリア
ランスＣの大きさに応じて変化する。バイパス通路の開
度が大きいほど、作動流体がバイパス通路を流通する際
の流通抵抗は小さくなる。バイパス通路を流通する際の
流通抵抗が小さくなると、一定の変位速度Ｖに対して生
ずる上室３４と中室３６と間の差圧が小さくなり、減衰
力Ｆが小さくなる。すなわち、図５に符号ａ１、ｂ１を
付して破線で示すように、減衰力特性の勾配は小さいも
のとなる。 【００５５】従って、クリアランスＣを調整すること
で、ピストンロッド１６の変位速度Ｖが第１開弁速度Ｖ
１、ｖ１よりも大きい領域、すなわち、高速域における
減衰力特性をほぼ一定に維持しつつ、第１開弁速度Ｖ
１、ｖ１以下における減衰力特性を変化させることがで
きる。上述の如く、第１開弁速度Ｖ１、ｖ１は０．０５
ｍ／ｓ以下の低い値に設けられている。従って、本実施
形態に係るショックアブソーバ１０によれば、クリアラ
ンスＣを変化させることによって、高速域における減衰
力特性に影響を与えることなく、０．０５ｍ／ｓ以下の
低速域におけるショックアブソーバ１０の減衰力特性の
みを調整することができる。また、アクチュエータ２の
駆動を制御してクリアランスＣを段階的に変化させるこ
とにより、ピストンロッド１６の低速域においてショッ
クアブソーバ１０の減衰力特性の勾配を段階的に可変す
ることも可能となる。 【００５６】本実施形態に係るショックアブソーバ１０
を用いて行なった実験によれば、低速域における減衰力
特性に依存して、車両の乗り心地及び操縦安定性が大き
く変化することがわかっている。例えば、クリアランス
Ｃを減少させて低速域における減衰力特性の勾配を増加
させると、旋回走行時のステアリングの保舵力が大きく
なることで、ステアリングの手応え感が増加する。ま
た、低速域における減衰力特性の変化に対して、旋回走
行時の車両のローリング速度、及び、操舵時における車
両のヨーイング変化の応答性は敏感に変化する。従っ
て、本実施形態に係るショックアブソーバ１０によれ
ば、クリアランスＣを調整し、低速域における減衰力特
性を変化させることで、より最適な乗り心地及び操縦安
定性を得ることができる。以下に説明する各実施形態で
は、ＥＣＵ２３０において、主にこの低速域における減
衰力特性を制御する。 【００５７】ここで、ＥＣＵ２３０において実施され
る、ショックアブソーバ１０の減衰力変更制御（減衰力
変更ルーチン）について、図６のフローチャートをもと
に説明する。なお、図６のフローチャートは、図１にお
ける車輪Ｌに対応するショックアブソーバ１０の減衰力
変更制御を代表的に示しており、他の３輪に対してもそ
れぞれ同様な減衰力制御が実施される。 【００５８】図６に示すルーチンは、図示しないイグニ
ションスイッチがオンされてからオフされるまでの間に
繰り返し実施される。 【００５９】まず、ステップ１００（以下、ステップを
「Ｓ」と記す）では、ショックアブソーバ１０で発生さ
せる減衰力を定める制御ステップ数stepを仮設定する
が、このＳ１００で実行する各処理を図７に示すフロー
チャートにもとづいて説明する。 【００６０】まず、Ｓ１０２に進み、操舵角センサ２０
３，ストロークセンサ２２０、上下加速度センサ２０
４、車速センサ２０５など、車両の走行状態を示す各セ
ンサの検出結果を読み込む。 【００６１】続くＳ１０４では、ストロークセンサ２２
０で検出された車輪Ｌの相対ストローク量Ｙをもとに、
車輪Ｌの相対ストローク速度（以下、ストローク速度と
称す）Ｖｉを演算すると共に、車体２００に搭載した上
下加速度センサ２０５の検出結果より車体２００の上下
方向の速度となるばね上速度Ｚｄを演算する。 【００６２】続くＳ１０６では、Ｓ１０４で演算された
ストローク速度Ｖｉとばね上速度Ｚｄとの速度比Ｚｄ／
Ｖｉと、Ｓ１０２で読み込んだ車速とをもとに、スカイ
フック制御理論にもとづいて制御ステップ数stepを設定
する。この制御ステップ数stepは、ショックアブソーバ
１０におけるアクチュエータ２の駆動源となるステッピ
ングモータの停止位置をどの位置にするかを設定するも
のであり、この制御ステップ数がショックアブソーバ１
０内における調整ロッド４２の上下位置に対応してい
る。そして、その制御ステップ数が大きいほど調整ロッ
ド４２によって形成される油路のクリアランスＣが小さ
くなって減衰力が増加し（減衰力がハード側へ推移）、
制御ステップ数が小さいほど油路のクリアランスＣが大
きくなって減衰力が低下（減衰力がソフト側へ推移）す
る機構となっている。 【００６３】続くＳ１０８では、Ｓ１０２で読み込まれ
た操舵角センサ２０３の検出結果から、車両が旋回状態
であるかを判断する。例えば、検出された操舵角をθと
すると、｜θ｜が所定の旋回判定定数θｓより大の場合
に、旋回状態であると判定する。 【００６４】Ｓ１０８で「Ｎｏ」の場合（車両が直進状
態）には、Ｓ１０６で設定された制御ステップ数stepが
維持され、このままＳ１００を終了する。 【００６５】Ｓ１０８で「Ｙｅｓ」の場合には、Ｓ１１
０に進み、ストローク速度ＶｉがＶｉ＞０であるかを判
定する。Ｓ１１０で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、
ショックアブソーバ１０のピストンロッド１６が伸び側
に変位する伸び行程であり、この場合にはＳ１１２に進
み、Ｓ１０６で設定された制御ステップ数stepに１step
増加した値を、新たな制御ステップ数stepとして更新す
る。 【００６６】一方、Ｓ１１０で「Ｎｏ」と判定された場
合には、Ｓ１１４に進み、ストローク速度ＶｉがＶｉ＜
０であるかを判定する。Ｓ１１４で「Ｎｏ」と判定され
た場合には、Ｓ１０６で設定された制御ステップ数step
がそのまま維持され、Ｓ１００を終了する。Ｓ１１４で
「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ショックアブソーバ
１０のピストンロッド１６が縮み側に変位する縮み行程
であり、この場合にはＳ１１６に進み、Ｓ１０６で設定
された制御ステップ数stepに１step減じた値を、新たな
制御ステップ数stepとして更新する。 【００６７】車両の旋回時には、荷重移動によって、旋
回外輪側のショックアブソーバ１０が縮み行程となり、
旋回内輪側のショックアブソーバ１０が伸び行程とな
る。従って、Ｓ１００では、伸び行程となる旋回内輪側
のショックアブソーバ１０に対しては、Ｓ１１２におい
て減衰力が増加するように、縮み行程となる旋回外輪側
のショックアブソーバ１０に対しては、Ｓ１１６におい
て減衰力が減少するように、それぞれ制御ステップ数st
epが設定される。このように制御ステップ数stepが変更
されることで、旋回内輪側のショックアブソーバ１０の
伸び量が抑制され、旋回外輪側のショックアブソーバ１
０の縮み量が増大する。このような作用によって、旋回
時に車体２００の重心高が低下し、旋回時の操縦性を向
上させることができる。 【００６８】以上説明したようにＳ１００が実施された
後、図６のＳ２０２に進み、ストローク速度Ｖｉに応じ
て判定フラグＦｃがセットされる。Ｖｉが速度判定定数
Ｖｓ以上のときはＦｃ＝１にセットされ、Ｖｉが速度判
定定数−Ｖｓ以下のときはＦｃ＝−１にセットされ、−
Ｖｓ＜Ｖｉ＜ＶｓのときはＦｃ＝０にセットされる。 【００６９】続くＳ２０４では、車輪Ｌの加速度ｄＶｉ
／ｄｔを演算する。なお、演算される加速度ｄＶｉ／ｄ
ｔは、車体２００と車輪Ｌとの間の相対的な加速度とな
る。 【００７０】続くＳ２０６では、判定フラグＦｃが１で
あるか、すなわちショックアブソーバ１０が伸び行程で
あるかを判定し、「Ｙｅｓ」と判定された場合にはＳ２
０８に進み、Ｓ２０４で演算した車輪Ｌの加速度ｄＶｉ
／ｄｔが０以上であるかを判定する。 【００７１】Ｓ２０８で「Ｙｅｓ」と判定された場合に
は、ショックアブソーバ１０の伸び方向側へ向かうスト
ローク速度Ｖｉが加速状態にあるため、このような場合
には、まずＳ２１０に進んで、今回のルーチンで仮設定
されている制御ステップ数stepと、前回のルーチンで設
定された制御ステップ数step oldとを比較する。Ｓ２１
０で、制御ステップ数stepが制御ステップ数step oldよ
り大であれば（Ｓ２１０で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２１２に進
み、今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数
stepを、制御ステップ数stepとして本設定する。この
後、Ｓ２１４に進んで、今回のルーチンで設定された制
御ステップ数stepの値をstep oldとして記憶する。一
方、Ｓ２１０で「Ｎｏ」と判定された場合、すなわち、
今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数step
が前回のルーチンで設定された制御ステップ数step old
以下の場合には、Ｓ２１６に進み、仮設定された制御ス
テップ数stepの値を、今回値以上の値となる前回の制御
ステップ数step oldに置き換え、この後、前述したＳ２
１４を実行する。 【００７２】これに対し、Ｓ２０８で「Ｎｏ」と判定さ
れた場合には、ショックアブソーバ１０の伸び方向側へ
向かうストローク速度Ｖｉが減速状態にあるため、この
ような場合には、Ｓ２１８に進んで、今回のルーチンで
仮設定されている制御ステップ数stepと、前回のルーチ
ンで設定された制御ステップ数step oldとを比較する。
Ｓ２１８で、制御ステップ数stepが制御ステップ数step
oldより小であれば（Ｓ２１８で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２１
２に進み、今回のルーチンで仮設定されている制御ステ
ップ数stepを、制御ステップ数stepとして本設定する。
この後、Ｓ２１４に進んで、今回のルーチンで設定され
た制御ステップ数stepの値をstep oldとして記憶する。
一方、Ｓ２１８で「Ｎｏ」と判定された場合、すなわ
ち、今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数
stepが前回のルーチンで設定された制御ステップ数step
old以上の場合には、Ｓ２１６に進み、仮設定された制
御ステップ数stepの値を、今回値以下の値となる前回の
制御ステップ数step oldに置き換え、この後、前述した
Ｓ２１４を実行する。 【００７３】このようにしてＳ２０８〜Ｓ２１８を実行
することで、ショックアブソーバ１０が伸び行程の際、
ストローク速度Ｖｉが加速状態にある場合には制御ステ
ップ数stepが増大してストローク速度Ｖｉの加速傾向が
抑制され、また、ストローク速度Ｖｉが減速状態にある
場合には制御ステップ数stepが減少してストローク速度
Ｖｉの減速傾向が抑制される。このため、ストローク速
度Ｖｉの変動が抑制されると共に、ばね上部材としての
車体２００の上下動の振幅も抑制されるため、車両の乗
心地と操縦安定性とを共に向上させることができる。 【００７４】これに対し、先のＳ２０６で「Ｎｏ」と判
定された場合には、Ｓ２２０に進み、判定フラグＦｃが
−１であるか、すなわちショックアブソーバ１０が縮み
行程であるかを判定する。Ｓ２２０で「Ｙｅｓ」と判定
された場合にはＳ２２２に進み、Ｓ２０４で演算した車
輪Ｌの加速度ｄＶｉ／ｄｔが０以下であるかを判定す
る。 【００７５】Ｓ２２２で「Ｙｅｓ」と判定された場合に
は、ショックアブソーバ１０の縮み方向側へ向かうスト
ローク速度Ｖｉが加速状態にあるため、このような場合
には、まずＳ２２４に進んで、今回のルーチンで仮設定
されている制御ステップ数stepと、前回のルーチンで設
定された制御ステップ数step oldとを比較する。Ｓ２２
４で、制御ステップ数stepが制御ステップ数step oldよ
り大であれば（Ｓ２２４で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２２６に進
み、今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数
stepを、制御ステップ数stepとして本設定する。この
後、Ｓ２２８に進んで、今回のルーチンで設定された制
御ステップ数stepの値をstep oldとして記憶する。一
方、Ｓ２２２で「Ｎｏ」と判定された場合、すなわち、
今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数step
が前回のルーチンで設定された制御ステップ数step old
以下の場合には、Ｓ２３０に進み、仮設定された制御ス
テップ数stepの値を、今回値以上の値となる前回の制御
ステップ数step oldに置き換え、この後、前述したＳ２
２８を実行する。 【００７６】一方、Ｓ２２２で「Ｎｏ」と判定された場
合には、ショックアブソーバ１０の縮み方向側へ向かう
ストローク速度Ｖｉが減速状態にあるため、このような
場合には、Ｓ２３２に進んで、今回のルーチンで仮設定
されている制御ステップ数stepと、前回のルーチンで設
定された制御ステップ数step oldとを比較する。Ｓ２３
２で、制御ステップ数stepが制御ステップ数step oldよ
り小であれば（Ｓ２３２で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２２６に進
み、今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数
stepを、制御ステップ数stepとして本設定する。この
後、Ｓ２２８に進んで、今回のルーチンで設定された制
御ステップ数stepの値をstep oldとして記憶する。一
方、Ｓ２３２で「Ｎｏ」と判定された場合、すなわち、
今回のルーチンで仮設定されている制御ステップ数step
が前回のルーチンで設定された制御ステップ数step old
以上の場合には、Ｓ２３０に進み、仮設定された制御ス
テップ数stepの値を、今回値以下の値となる前回の制御
ステップ数step oldに置き換え、この後、前述したＳ２
２８を実行する。 【００７７】このようにしてＳ２２２〜Ｓ２３２を実行
することで、ショックアブソーバ１０が縮み行程の際、
ストローク速度Ｖｉが加速状態にある場合には制御ステ
ップ数stepが増大してストローク速度Ｖｉの加速傾向が
抑制され、また、ストローク速度Ｖｉが減速状態にある
場合には制御ステップ数stepが減少してストローク速度
Ｖｉの減速傾向が抑制される。このため、ストローク速
度Ｖｉの変動が抑制されると共に、ばね上部材としての
車体２００の上下動の振幅も抑制されるため、車両の乗
心地と操縦安定性とを共に向上させることができる。 【００７８】なお、Ｓ２２０で「Ｎｏ」と判定された場
合、すなわちＦｃ＝０の場合には、Ｓ２３４に進んで、
仮設定されている制御ステップ数stepを制御ステップ数
stepとして本設定し、Ｓ２３６に進んで、今回のルーチ
ンで設定された制御ステップ数stepの値をstep oldとし
て記憶する。 【００７９】このようにしてショックアブソーバ１０の
減衰力変更制御を実施することで、図８に示すグラフに
おいて、伸び・縮み行程ともに、ストローク速度Ｖｉが
加速するハッチングで示す領域ではショックアブソーバ
１０の減衰力が増大され、ストローク速度Ｖｉが減速す
る梨地で示す領域では制御ステップ数が減少されること
になる。 【００８０】以上説明した実施形態のうち、図７に示す
フローチャートでは、Ｓ１１２或いはＳ１１６におい
て、増加或いは減少させるステップ数として１stepを例
示したが、この例に限定するものではなく、例えば、伸
び行程、縮み行程で、予めそれぞれ定めた複数ステップ
数を増減させてもよく、また、増減させるステップ数
を、ストローク速度Ｖｉの大きさに応じて設定すること
も可能である。 【００８１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用減
衰力制御装置によれば、相対変位方向と相対変位速度の
変化状態とにもとづき液圧緩衝手段の減衰力を制御する
制御手段を備えることで、液圧緩衝手段の伸び・縮みの
それぞれの行程毎に、最適な制御を実施することが可能
となる。 【００８２】また、本発明の車両用減衰力制御装置で
は、さらに、制御手段によって、相対変位速度が加速状
態の場合には減衰力を増大させ、減速状態の場合には減
衰力を減少させるように制御を実施するので、ばね上部
材とばね下部材との相対変位速度の変動が抑制されて、
急激な車高変化が抑えられ、これにより車両の乗心地及
び操縦安定性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】第１の実施形態にかかる減衰力制御装置を搭載
した車両を概略的に示す正面図である。 【図２】減衰力変更制御における入出力の対象と、制御
演算を行うＥＣＵとを示すブロック図である。 【図３】各実施形態で用いられるショックアブソーバの
縦断面図である。 【図４】ショックアブソーバの要部を示す拡大断面図で
ある。 【図５】ピストンロッドの変位速度Ｖと発生する減衰力
Ｆとの関係を示すグラフである。 【図６】減衰力変更制御を示すフローチャートである。 【図７】図６におけるＳ１００を示すフローチャートで
ある。 【図８】ストローク速度、車高、ストローク速度の速度
微分の推移の例を示すグラフである。 【符号の説明】 ２…アクチュエータ、１０…ショックアブソーバ、２０
０…車体、２０１…操舵ハンドル、２０３…操舵角セン
サ、２１０…サスペンションアーム、２２０…ストロー
クセンサ、２３０…電子制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 正博 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 鈴木 聡 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 橋本 佳幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−147963（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 1/00 - 25/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両のばね上部材とばね下部材との間に
   生じる振動を所定の減衰力で減衰させると共に、前記ば
   ね上部材とばね下部材との相対速度が０．０２ｍ／ｓ以
   下の領域で減衰力可変機能を有する液圧緩衝手段と、 前記液圧緩衝手段に対応して配設され、前記ばね上部材
   とばね下部材との相対変位を検出する変位状態検出手段
   と、 前記変位状態検出手段の検出結果から得られる相対変位
   方向と相対変位速度の変化状態とにもとづき、前記液圧
   緩衝手段の減衰力を制御する制御手段とを備え前記制御手段では、相対変位速度が加速状態の場合には
   前記液圧緩衝手段の減衰力を増大させ、減速状態の場合
   には前記液圧緩衝手段の減衰力を減少させる ことを特徴
   とする車両用減衰力制御装置。