JP6408828B2

JP6408828B2 - サスペンション装置

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Publication number: JP6408828B2
Application number: JP2014163399A
Authority: JP
Inventors: 栗田　典彦; 典彦栗田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: EP3181943A4; JP2016038072A; US20170225536A1; CN106574684A; EP3181943A1; WO2016024539A1

Description

本発明は、サスペンション装置に関する。

車両の車体と車輪との間に介装されるサスペンション装置としては、たとえば、アウターチューブと、このアウターチューブ内に摺動自在に挿入されるインナーチューブと、インナーチューブとアウターチューブとの間に介装されつつ収容されるダンパとを備えたフロントフォークがある。

また、インナーチューブとアウターチューブとの間にはコイルばねが介装されており、当該コイルばねは、懸架ばねとして車体を弾性支承するためフロントフォークを伸長方向に附勢している。

懸架ばねは、フロントフォークにあって車体を支承するために必須の構成部品であるが、近年、車両軽量化のために、コイルばねの代わりにエアばねを用いて懸架ばねとしたフロントフォークが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１６４１６７号公報

エアばねは、インナーチューブとアウターチューブとで形成される空間を気室として、当該気室に所定圧の気体を封入することで形成されるが、フロントフォークが最伸長した状態でも気室内の気圧に応じた力を発揮するようになっている。

懸架ばねをコイルばねとする場合、フロントフォークが最伸長する状態では、自然長か或いはそれに近い状態におかれるので弾発力を発揮しないが、他方のエアばねは、車体重量を支承するため気室内の気圧は高く設定されており、フロントフォークが最伸長状態にあっても伸長方向へ大きな弾発力を発揮する。

したがって、懸架ばねをコイルばねの代わりにエアばねを用いる場合、何ら手立てをしない場合、車両搭乗者に、脚が硬い印象を与え、車両における乗り心地の観点からは好ましくない。

そのため、エアばねを懸架ばねとするフロントフォークでは、バランスばねと称されるコイルばねを設けて、フロントフォークの最伸長した際の弾発力をキャンセルするようになっている。より詳細には、フロントフォークが最伸長した状態から所定のストローク範囲内でバランスばねがエアばねの弾発力に対抗する弾発力を発揮するようになっている。

このように、バランスばねを設けることで、車両における乗り心地を改善することができるのであるが、懸架ばねをエアばねとしたことで軽量化を図っても、バランスばねを設けることが重量増加につながるために、軽量化の効果が減殺されてしまう問題がある。

そこで、本発明は、上記した問題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、重量軽減効果の高いサスペンション装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、伸側室と圧側室とを備えたダンパと、上記ダンパを伸長させる方向へ弾発力を発揮するエアばねと、上記伸側室と上記圧側室の圧力を独立に調節して上記ダンパが発揮する力を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記エアばねの所定のストローク範囲で上記エアばねの弾発力に対抗するバランス力を上記ダンパに発揮させることを特徴とする。

以上より、本発明のサスペンション装置によれば、装置全体の重量を軽減させることができ、高い重量軽減効果を得ることができる。

一実施の形態におけるサスペンション装置の構成図である。ダンパの回路構成図である。一実施の形態におけるサスペンション装置の制御部における処理手順を示したフローチャートである。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態におけるサスペンション装置１は、図１および図２に示すように、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを備えたダンパＤと、上記ダンパＤを伸長させる方向へ弾発力を発揮するエアばねＡと、上記伸側室Ｒ１と上記圧側室Ｒ２の圧力を独立に調節して上記ダンパＤが発揮する力を制御する制御部Ｃとを備えている。

ダンパＤは、車両におけるばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に介装されており、減衰力を発揮してばね上部材Ｂとばね下部材Ｗの振動を抑制するようになっている。

以下、各部について説明する。ダンパＤは、たとえば、図２に示すように、シリンダ１１と、シリンダ１１内に摺動自在に挿入されるピストン１２と、シリンダ１１内に移動自在に挿入されてピストン１２に連結されるピストンロッド１３と、シリンダ１１内にピストン１２で区画されて流体が充填される伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側圧力制御通路１４および圧側圧力制御通路１５と、上記伸側圧力制御通路１４の途中に設けた電磁弁である伸側圧力制御弁１６と、上記圧側圧力制御通路１５の途中に設けた電磁弁である圧側圧力制御弁１７と、リザーバＲと、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する伸側吸込通路１８と、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する圧側吸込通路１９と、伸側吸込通路１８の途中に設けられてリザーバＲから伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する伸側チェック弁２０と、圧側吸込通路１９の途中に設けられてリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する圧側チェック弁２１と、伸側圧力制御通路１４の途中に設けられて伸側圧力制御弁１６からリザーバＲへ向かう流体の流れのみを許容する伸側制御通路チェック弁２４と、圧側圧力制御通路１５の途中に設けられて圧側圧力制御弁１７からリザーバＲへ向かう流体の流れのみを許容する圧側制御通路チェック弁２５とを備えて構成されている。なお、流体には、作動油のほか、水、水溶液、気体を利用することができる。

そして、このように構成されたダンパＤの伸長行程時には、ピストン１２によって圧縮される伸側室Ｒ１の圧力が上昇して、流体は、伸側室Ｒ１から伸側圧力制御弁１６を通じて圧側室Ｒ２へ移動し、シリンダ１１から退出するピストンロッド１３の体積分の流体が圧側チェック弁２１を介してリザーバＲから圧側室Ｒ２へ供給される。ここで、伸側室Ｒ１の圧力は、伸側圧力制御弁１６の開弁圧に制御され、伸側圧力制御弁１６へ供給する電流を制御することで、開弁圧が調節される。よって、伸側圧力制御弁１６の開弁圧を調節することでダンパＤの伸長行程時における減衰力を制御することができる。

他方、ダンパＤの収縮行程時には、ピストン１２によって圧縮される圧側室Ｒ２の圧力が上昇して、流体は、圧側室Ｒ２から圧側圧力制御弁１７を通じて伸側室Ｒ１へ移動するが、シリンダ１１へ侵入するピストンロッド１３の体積分の流体がリザーバＲへ蓄えられる。ここで、圧側室Ｒ２の圧力は、圧側圧力制御弁１７の開弁圧に制御され、圧側圧力制御弁１７へ供給する電流を制御することで、開弁圧が調節される。よって、圧側圧力制御弁１７の開弁圧を調節することでダンパＤの収縮行程時における減衰力を制御することができる。

また、ダンパＤのシリンダ１１の外周には、筒状のエアピストン２２が設けられている。エアピストン２２の上端は閉塞されており、この場合、シリンダ１１とエアピストン２２との間の隙間で伸側圧力制御通路１４の一部を形成している。

さらに、ピストンロッド１３の図２中上端には、エアピストン２２が摺動自在に挿入される筒状のエアチャンバ２３が設けられており、このエアチャンバ２３とエアピストン２２との間で形成される空間には、ダンパＤが最伸長した状態で所定圧の気体が充填されている。この空間は、エアばねＡにおける気室Ｇを形成しており、エアばねＡは、ダンパＤに一体化されている。このエアばねＡは、常にダンパＤを伸長させる方向へ弾発力を発揮してダンパＤを附勢しており、ダンパＤが伸縮することによって気室Ｇの容積が変化するとダンパＤを伸長させる弾発力を変化させるようになっている。

ダンパＤは、以上のように構成されるが、ダンパＤの回路構成は、一例であって上記に限定されるものではなく、伸側圧力制御弁１６によって伸側室Ｒ１の圧力の制御が可能であって、圧側圧力制御弁１７によって圧側室Ｒ２の圧力の制御が可能であれば上記回路構成に限定されるものではなく、他の回路構成を採用することができる。

つづいて、制御部Ｃは、図１および図２に示すように、ダンパＤの伸側室Ｒ１の圧力を検知する伸側圧力センサ２と、ダンパＤの圧側室Ｒ２の圧力を検知する圧側圧力センサ３と、ダンパＤのストローク変位を検知するストロークセンサ４と、ばね上部材Ｂの上下方向の加速度を検知する加速度センサ５と、車両のばね上部材Ｂの振動を抑制するために必要とされる伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力である振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃを求める振動抑制圧力演算部３１と、エアばねＡの弾発力に対抗するバランス力をダンパＤに発揮させるために必要とされる伸側室Ｒ１或いは圧側室Ｒ２の圧力であるバランス圧力Ｐｂを求めるバランス圧力演算部３２と、振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃとバランス圧力Ｐｂとから伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｅ^＊，Ｐｃ^＊を求める目標圧力演算部３３と、伸側室Ｒ１の目標圧力Ｐｅ^＊と伸側圧力センサ２で検知した圧力Ｐｅとの偏差εｅを求める伸側偏差演算部３４と、伸側偏差演算部３４で求めた偏差εｅから電流指令Ｉｅ^＊を求める伸側補償部３５と、圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｃ^＊と圧側圧力センサ３で検知した圧力Ｐｃとの偏差εｃを求める圧側偏差演算部３６と、圧側偏差演算部３６で求めた偏差εｃから電流指令Ｉｃ^＊を求める圧側補償部３７と、電流指令Ｉｅ^＊の入力を受けて伸側圧力制御弁１６へ電流指令Ｉｅ^＊通りに電流を供給する伸側ドライバ３８と、電流指令Ｉｃ^＊の入力を受けて圧側圧力制御弁１７へ電流指令Ｉｃ^＊通りに電流を供給する圧側ドライバ３９を備えて構成されている。

伸側圧力センサ２は、伸側圧力制御通路１４の伸側圧力制御弁１６よりも伸側室Ｒ１側に設けられていて、伸側室Ｒ１の圧力を検知することができるようになっている。また、圧側圧力センサ３は、圧側圧力制御通路１５の圧側圧力制御弁１７よりも圧側室Ｒ２側に設けられていて、圧側室Ｒ２の圧力を検知することができるようになっている。なお、伸側圧力センサ２および圧側圧力センサ３の設置箇所は、上記に限られるものでなく、シリンダ１１に取り付けて直接に伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２の圧力を検知するようにしてもよい。

ストロークセンサ４は、ダンパＤに並列されてばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に介装されており、ダンパＤのストローク変位を検知することができるようになっているが、ダンパＤに一体化されてもよい。また、加速度センサ５は、ばね上部材Ｂに取付けられていて、ばね上部材Ｂの上下方向の加速度を検知することができるようになっている。

振動抑制圧力演算部３１は、車両のばね上部材Ｂの振動を抑制するために必要とされる伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力である振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃを求める。具体的には、本実施の形態では、ばね上部材Ｂの振動を抑制するためにスカイフック制御を実施するようになっており、振動抑制圧力演算部３１は、加速度センサ５で検知したばね上部材Ｂの上下方向の加速度を積分して、ばね上部材Ｂの上下方向の速度Ｖを得て、速度Ｖにスカイフック減衰係数Ｃ_ｓｋｙを乗じて、ばね上部材Ｂの振動を抑制するためにダンパＤが発生すべき減衰力Ｆ_ｓｋｙを求める。さらに、振動抑制圧力演算部３１は、この減衰力Ｆ_ｓｋｙから振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃを求める。ダンパＤが伸長している場合、ピストン１２の伸側室Ｒ１側の受圧面積をＡｅとすると、伸側室Ｒ１で必要となる圧力は減衰力Ｆ_ｓｋｙ／Ａｅとなり、反対の圧側室Ｒ２の圧力は０となる。よって、この場合、振動抑制圧力演算部３１は、伸側室Ｒ１の振動抑制圧力ＰｓｅをＰｓｅ＝Ｆ_ｓｋｙ／Ａｅを演算することで求める。反対に、ダンパＤが収縮している場合、ピストン１２の圧側室Ｒ２側の受圧面積をＡｃとすると、圧側室Ｒ２で必要となる圧力は減衰力−Ｆ_ｓｋｙ／Ａｃとなり、反対の伸側室Ｒ１の圧力は０となる。よって、この場合、圧側室Ｒ２の振動抑制圧力Ｐｓｃ＝−Ｆ_ｓｋｙ／Ａｃを演算することで求める。なお、上記した振動抑制圧力演算部３１では、スカイフック制御則に乗っ取り振動抑制圧力を求めるようにしているが、スカイフック制御則以外の他の制御則を用いて振動抑制圧力を求めるようにしてもよい。

バランス圧力演算部３２は、エアばねＡの弾発力に対抗するバランス力ＦｂをダンパＤに発揮させるために必要とされる伸側室Ｒ１或いは圧側室Ｒ２の圧力であるバランス圧力Ｐｂを求める。バランス力Ｆｂは、最伸長状態から所定のストローク範囲までにエアばねＡが発揮する弾発力に対抗して、ダンパＤの伸長方向へ発揮する弾発力の特性を当該ダンパＤのストローク量に比例するような特性とするために必要となる力であり、ダンパＤが最伸長する状態から所定のストローク範囲でのみ発揮される力である。

そのため、バランス圧力演算部３２は、ストロークセンサ４で検知するダンパＤのストローク変位からバランス力ＦｂをダンパＤに発揮させる必要があるストローク範囲では、バランス力Ｆｂを発揮させるのに必要なバランス圧力Ｐｂｅ，Ｐｂｃを求め、バランス力Ｆｂの発生が不必要であるストローク範囲では、バランス圧力Ｐｂｅ，Ｐｂｃを０とする。

より詳細には、バランス力Ｆｂは、実現したいバランスばねのばね定数をＫｂとし、実現したいバランスばねの伸縮長をＸｂとし、ダンパＤの最伸長からのストローク変位をＸｓとすると、Ｆｂ＝Ｋｂ（Ｘｂ−Ｘｓ）となる。バランス力Ｆｂが負の値を持つ場合は、バランスばねが弾発力を発揮しなくなるストローク範囲でダンパＤが変位していることを示しているので、Ｆｂ＝０となる。つまり、バランスばねの伸縮長Ｘｂは、バランス力ＦｂをダンパＤに発揮させる所定のストローク範囲の長さに等しい。

ここで、エアばねＡのダンパＤの伸縮時に伴う容積変化とエアばねＡの内部の圧力との関係を考える。エアばねＡの最伸長時における内部圧力をＰ_ａ０、エアばねＡの最伸長時の容積をＶ_０、エアばねＡの伸縮に伴うエアピストン２２の押しのけ面積をＳ_０とし、容積変化後のエアばねＡの圧力をＰ_ａ１とし、ダンパＤの最伸長からのストローク変位をＸｓとすると、Ｐ_ａ０・Ｖ_０＝Ｐ_ａ１・（Ｖ_０−Ｓ_０・Ｘｓ）が成り立つ。

また、エアばねＡが発生する弾発力と実現したいバランスばねの弾発力を加算した力がばね上部材Ｂを弾性支持する仮想的な懸架ばねの力に等しくなるので、仮想的な懸架ばねのばね定数をＫｒとして、エアばねＡの内部の圧力がＰ_ａ１であるときには、以下の式（１）が成り立つ。

そして、式（１）にて、ストローク変位Ｘｓが０のとき、つまり、ダンパＤが最伸長状態である際には、バランスばねが一番縮んだ状態となり、Ｐ_ａ０・Ｓ_０＝Ｘｂ・Ｋｂが成り立つ。

式（１）にＰ_ａ０・Ｓ_０＝Ｘｂ・Ｋｂを代入すると、以下の式（２）が得られる。

ここで、エアばねＡの容積を大きくとれば、式（２）の左辺の第１項の分母のうち−Ｓ_０・Ｘｓを無視することができるので、近似的に式（３）を得ることができる。

式（３）に再び、Ｐ_ａ０・Ｓ_０＝Ｘｂ・Ｋｂを代入して、Ｐ_ａ０について整理すると、エアばねＡの最伸長時における内部圧力をＰ_ａ０は、以下の式（４）に示すように、所望する懸架ばねのばね定数Ｋｒ、実現したいバランスばねの伸縮長Ｘｂ、エアばねＡの最伸長時の容積をＶ_０、エアばねＡの伸縮に伴うエアピストン２２の押しのけ面積をＳ_０によって決定できることが分かる。

そして、式（４）を式（３）に代入すれば、実現したいバランスばねの望ましいばね定数Ｋｂは、以下の式（５）から求めることができる。

以上より、実現したいバランスばねのばね定数Ｋｂをあらかじめ設定することができ、バランス圧力演算部３２は、このばね定数Ｋｂを利用して、上記したように、バランス力ＦｂをＦｂ＝Ｋｂ（Ｘｂ−Ｘｓ）を演算して求める。バランス力Ｆｂが負の値を持つ場合は、Ｆｂ＝０となる。

バランス圧力演算部３２は、このようにしてバランス力Ｆｂを求めた後、バランス力ＦｂをダンパＤに発揮させるために必要とされる伸側室Ｒ１或いは圧側室Ｒ２の圧力であるバランス圧力Ｐｂを求める。具体的には、バランス圧力演算部３２は、ダンパＤが伸長している場合には、バランス力Ｆｂと伸側室Ｒ１側のピストン１２の受圧面積ＡｅとからＰｂ＝Ｆｂ／Ａｅを演算して、バランス力Ｆｂの発生に必要となる伸側室Ｒ１の圧力としてバランス圧力を求める。ダンパＤに当該ダンパＤを伸長させる方向に外力が作用している場合、ダンパＤは伸側室Ｒ１の圧力で伸長を抑制する反力を出力するので、このような場合、バランス圧力Ｐｂは、伸側室Ｒ１の圧力に加算する圧力として求められる。他方、バランス圧力演算部３２は、ダンパＤが収縮している場合には、バランス力Ｆｂと圧側室Ｒ２側のピストン１２の受圧面積ＡｃとからＰｂ＝Ｆｂ／Ａｃを演算して、バランス力Ｆｂの発生に必要となる圧側室Ｒ２の圧力としてバランス圧力を求める。バランスばねは、常に、ダンパＤを収縮させる方向へ力を発揮するのであるが、ダンパＤに当該ダンパＤを収縮させる方向に外力が作用している場合、ダンパＤは圧側室Ｒ２の圧力で収縮を抑制する反力を出力するため、このような場合、バランス圧力Ｐｂは、圧側室Ｒ２の圧力に減じる圧力として求められる。

目標圧力演算部３３は、振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃとバランス圧力Ｐｂとから伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｅ^＊，Ｐｃ^＊を求める。具体的には、ダンパＤが伸長している場合には、振動抑制圧力Ｐｓｅにバランス圧力演算部３２で求めたバランス圧力Ｐｂを加算して伸側室Ｒ１の目標圧力Ｐｅ^＊を求める。なお、目標圧力Ｐｅ^＊＜０の場合には、目標圧力Ｐｅ^＊を０とする。ダンパＤが伸長している場合には、圧側室Ｒ２の圧力は０以下にはできないので、目標圧力Ｐｃ^＊は０となる。反対に、ダンパＤが収縮している場合には、振動抑制圧力Ｐｓｃからバランス圧力演算部３２で求めたバランス圧力Ｐｂを減算して圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｃ^＊を求める。求めた目標圧力Ｐｃ^＊が０以下である場合、ダンパＤは収縮を助長させる力を発揮することができないので目標圧力Ｐｃ^＊を０とする。また、ダンパＤが収縮している場合には、伸側室Ｒ１の圧力は０であるので、目標圧力Ｐｅ^＊は０となる。

伸側偏差演算部３４は、上記の目標圧力演算部３３が求めた伸側室Ｒ１の目標圧力Ｐｅ^＊から伸側圧力センサ２で検知した圧力Ｐｅを差し引いて偏差εｅを求めて、伸側補償部３５へ入力する。

伸側補償部３５は、伸側偏差演算部３４で求めた偏差εｅから電流指令Ｉｅ^＊を求める。具体的には、伸側補償部３５は、偏差εｅに比例ゲインを乗じて得た結果と、偏差εｅを積分した値に積分ゲインを乗じて得た結果を加算して電流指令Ｉｅ^＊を求める。つまり、この例では、伸側補償部３５は、偏差εｅの入力に対して比例積分動作を行う比例積分補償器とされている。伸側補償部３５は、比例積分動作だけではなく、これに加えて微分動作を行う比例積分微分補償器とされてもよい。

圧側偏差演算部３６は、上記の目標圧力演算部３３が求めた圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｃ^＊から圧側圧力センサ３で検知した圧力Ｐｃを差し引いて偏差εｃを求めて、圧側補償部３７へ入力する。

圧側補償部３７は、圧側偏差演算部３６で求めた偏差εｃから電流指令Ｉｃ^＊を求める。具体的には、圧側補償部３７は、偏差εｃに比例ゲインを乗じて得た結果と、偏差εｃを積分した値に積分ゲインを乗じて得た結果を加算して電流指令Ｉｃ^＊を求める。つまり、この例では、圧側補償部３７も伸側補償部３５と同様に、偏差εｃの入力に対して比例積分動作を行う比例積分補償器とされている。圧側補償部３７は、比例積分動作だけではなく、これに加えて微分動作を行う比例積分微分補償器とされてもよい。

伸側ドライバ３８は、たとえば、図示はしないが、ＰＷＭ駆動回路と電流ループとを備えており、伸側圧力制御弁１６のソレノイドに流れる電流を検知して、入力される電流指令Ｉｅ^＊に対して当該電流をフィードバックして、上記ソレノイドに流れる電流を電流指令Ｉｅ^＊通りに制御するようになっている。

圧側ドライバ３９は、たとえば、図示はしないが、ＰＷＭ駆動回路と電流ループとを備えており、圧側圧力制御弁１７のソレノイドに流れる電流を検知して、入力される電流指令Ｉｃ^＊に対して当該電流をフィードバックして、上記ソレノイドに流れる電流を電流指令Ｉｃ^＊通りに制御するようになっている。

つづいて、制御部Ｃの処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、制御部Ｃは、加速度センサ５で検知したばね上部材Ｂの上下方向の加速度を取り込んで、ばね上部材Ｂの上下方向の速度Ｖを求める（ステップ１０１）。つづいて、制御部Ｃは、得られた速度Ｖから振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃを求める（ステップ１０２）。さらに、制御部Ｃは、ストロークセンサ４で検知するダンパＤのストローク変位Ｘｓを取り込む(ステップ１０３)。次に、制御部Ｃは、ストローク変位Ｘｓからバランス圧力Ｐｂを求める（ステップ１０４）。つづいて、制御部Ｃは、振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃとバランス圧力Ｐｂとから伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｅ^＊，Ｐｃ^＊を求める（ステップ１０５）。さらに、制御部Ｃは、目標圧力Ｐｅ^＊，Ｐｃ^＊から伸側圧力センサ２で検知した圧力Ｐｅを差し引いて偏差εｅ、εｃを求める（ステップ１０６）。制御部Ｃは、つづいて、偏差εｅ，εｃから電流指令Ｉｅ^＊，Ｉｃ^＊を求める（ステップ１０７）。制御部Ｃは、伸側圧力制御弁１６および圧側圧力制御弁１７のソレノイドへ電流指令Ｉｅ^＊，Ｉｃ^＊通りに電流を供給する（ステップ１０８）。制御部Ｃは、上記した一連の処理を繰り返し実行することで、ダンパＤが発揮する力を制御するようになっている。なお、図３に示したフローチャートは、制御部Ｃにおける処理の一例を示したものであり、当該制御部Ｃの処理は、上記フローチャートに限定されるものではない。

制御部Ｃは、上述のように、伸側圧力センサ２、圧側圧力センサ３、ストロークセンサ４および加速度センサ５がそれぞれ検出した圧力Ｐｅ，Ｐｃ、ストローク変位Ｘｓおよびばね上部材Ｂノ上下方向の加速度から電流指令Ｉｅ^＊，Ｉｃ^＊を求め、この電流指令Ｉｅ^＊，Ｉｃ^＊をそれぞれ伸側圧力制御弁１６および圧側圧力制御弁１７のソレノイドへ出力するようになっており、ハードウェア資源としては、図示はしないが具体的にはたとえば、伸側圧力センサ２、圧側圧力センサ３、ストロークセンサ４および加速度センサ５が出力する信号を取り込むためのＡ／Ｄ変換器と、上記した制御に必要な処理に使用されるプログラムが格納されるＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、上記プログラムに基づいた処理を実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などの演算装置と、上記ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の記憶装置とを備えて構成されればよく、ＣＰＵが上記プログラムを実行することで上記制御部Ｃの各部が実現される。なお、上位の制御装置については制御部Ｃに統合することも可能である。

そして、本発明におけるサスペンション装置１にあっては、振動抑制圧力Ｐｓｅ，Ｐｓｃとバランス圧力Ｐｂとから伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｅ^＊，Ｐｃ^＊を求めるようになっているので、ダンパＤにばね上部材Ｂの振動を抑制するために必要となる力の他に、エアばねＡの所定のストローク範囲でエアばねＡの弾発力に対抗するバランス力Ｆｂを発揮させることができる。

つまり、本発明のサスペンション装置１によれば、エアばねＡに対抗する力を発揮するバランスばねをダンパＤに実際に組み込まなくとも、バランスばねが発揮すべきバランス力Ｆｂを仮想的にダンパＤに発揮させることができる。

よって、本発明のサスペンション装置１によれば、懸架ばねをエアばねとしてもバランスばねを用いずに車両における乗り心地を向上させることができるので、サスペンション装置全体の重量を軽減させることができ、高い重量軽減効果を得ることができる。

また、ばね上部材Ｂが沈み込む状況にあって、ダンパＤが伸長している状態で、かつ、所定のストローク範囲では、つまり、振動抑制圧力ＰｓｅがＰｓｅ＜０であっても、バランス圧力Ｐｂが大きな値をとって目標圧力Ｐｅ^＊＞０となる場合には、ばね上部材Ｂを突き上げる方向の力として作用するエアばねＡが発揮する弾発力に対抗してダンパＤにバランス力Ｆｂを発揮させることができるので、ばね上部材Ｂが沈み込む状況にあって、ダンパＤが伸長している状態にまでスカイフック制御が可能な領域を広げることができる。

さらに、ダンパＤがシリンダ１１とシリンダ１１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン１２と、シリンダ１１内に挿入されてピストン１２に連結されるピストンロッド１３と、伸側室Ｒ１の圧力を制御する伸側圧力制御弁１６と、圧側室Ｒ２の圧力を制御する圧側圧力制御弁１７とを備えて構成されることで、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２内の圧力を独立して制御することができ、バランス力Ｆｂの発揮を容易に実現することができる。

また、エアばねＡがピストンロッド１３に設けたエアチャンバ２３とシリンダ１１に設けたエアピストン２２とで形成されることで、エアばねＡをダンパＤに一体化することができ、車両への搭載性が向上する。なお、サスペンション装置１は、エアチャンバ２３をアウターチューブとし、エアピストン２２をアウターチューブに摺動自在に挿入されるインナーチューブとして、ダンパＤをアウターチューブおよびインナーチューブ内に成立或いは倒立にして収容するフロントフォークとすることも可能である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１サスペンション装置
１１シリンダ
１２ピストン
１３ピストンロッド
１６伸側圧力制御弁
１７圧側圧力制御弁
２２エアピストン
２３エアチャンバ
Ａエアばね
Ｃ制御部
Ｄダンパ
Ｒ１伸側室
Ｒ２圧側室

Claims

伸側室と圧側室とを備えたダンパと、
上記ダンパを伸長させる方向へ弾発力を発揮するエアばねと、
上記伸側室と上記圧側室の圧力を独立に調節して上記ダンパが発揮する力を制御する制御部とを備え、
上記制御部は、上記エアばねの所定のストローク範囲で上記エアばねの弾発力に対抗するバランス力を上記ダンパに発揮させる
ことを特徴とするサスペンション装置。
上記制御部は、上記エアばねのストローク変位と上記エアばねの最伸長時の初期圧力に基づいて上記バランス力を求める
ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
上記制御部は、上記バランス力を加味して上記伸側室および上記圧側室の目標圧力を求める
ことを特徴とする請求項２に記載のサスペンション装置。
上記ダンパは、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて上記シリンダ内を上記伸側室と上記圧側室とに区画するピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンに連結されるピストンロッドと、上記伸側室の圧力を制御する伸側圧力制御弁と、上記圧側室の圧力を制御する圧側圧力制御弁とを備えた
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
上記エアばねは、上記ピストンロッドと上記シリンダの一方に設けたエアチャンバと、上記ピストンロッドと上記シリンダの他方に設けたエアピストンとで形成される
ことを特徴とする請求項４に記載のサスペンション装置。