(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩衝器の作動流体の通路に介装され回転角に応じて絞り面積を変化させて発生減衰力を増減させる可変絞手段と、可変絞手段を制御信号に応じて回転駆動するステッピングモータとを備えた減衰力可変式緩衝器において、回転角に対する絞り面積の変化率がその平均値よりも大きくなる不連続領域を判定する手段と、この不連続領域ではステッピングモータの回転速度を設定速度よりも遅くする減速制御手段とを備えることを特徴とする減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項２】
不連続領域の判定手段は、予め設定された絞り面積変化特性に基づいてステッピングモータの原点位置からステップ数を計数して不連続領域を判断する請求項１に記載の減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項３】
減速制御手段が、ステッピングモータの駆動パルスの周波数を小さくする請求項１に記載の減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項４】
減速制御手段が、ステッピングモータの駆動パルスの駆動電圧を小さくする請求項１に記載の減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項５】
減速制御手段が、ステッピングモータの駆動パルスに逆回転方向の電圧を付加する請求項１に記載の減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は減衰力を連続的に変化させられる緩衝器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発生減衰力を運転状況に応じて連続的に可変制御する緩衝器として、例えば、実開平５−２５０４３号公報に開示されたものがある。
【０００３】
これは、緩衝器の上下の油室間を接続する通路に介装した主バルブをバイパスする通路にロータリ絞弁を設け、このロータリ絞弁を例えばステッピングモータで回転させることより絞り面積を連続的に変化させ、ロータリ絞弁を通過する流体に付与する抵抗を変化させ、減衰力を可変制御している。
【０００４】
例えば、減衰力が弱いソフト（絞弁全開）な乗り心地の状態から運転条件が変化し、減衰力を強くするときは、ステッピングモータを回転させてロータリ絞弁の開度を絞り込み、ハード（絞弁全閉）な減衰力特性に切換えるのである。
【０００５】
この場合、ロータリ絞弁の回転角度に応じて減衰力が連続的（比例的）に変化するように、絞弁開口形状と回転位置との対応関係が適正に設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５にも示すように、ロータリ絞弁を回転させて減衰力を変化させていく過程において、回転角とオリフィス面積との関係は、全回転角領域において一定の比例特性により変化せることが非常に難しく、途中に何箇所かオリフィス面積の変化率が異なる不連続点が生じる。ロータリ絞弁では、例えば円形の通孔と、バルブ孔との連通面積（オリフィス面積）が回転角に応じて変化していくが、その変化率を一定にするには、通孔やバルブ孔の形状の選定が難しく、厳密に一定とすることは幾何学的に困難で、途中でどうしても不連続に変化率が変動する箇所が出でくるのが避けられない。
【０００７】
そしてこれらの不連続点においては、それまで一定であったオリフィス面積の変化率が変動し、その部分で減衰力変化特性が一時的に急変する。このような絞弁開度面積の急変があると、絞り部分を通過する流体により異音が発生することがある。
【０００８】
本発明は、絞弁開度特性の不連続点においてステッピングモータの回転速度を調整することより、変化特性が一定化するように補償し、異音の発生を回避することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図９に示すように、緩衝器の作動流体の通路に介装され回転角に応じて絞り面積を変化させて発生減衰力を増減させる可変絞手段（７）と、可変絞手段（７）を制御信号に応じて回転駆動するステッピングモータ（１２）とを備えた減衰力可変式緩衝器において、回転角に対する絞り面積の変化率がその平均値よりも大きくなる不連続領域を判定する手段（３１）と、この不連続領域ではステッピングモータの回転速度を設定速度よりも遅くする減速制御手段（３２）とを備える。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、不連続領域の判定手段は、予め設定された絞り面積変化特性に基づいてステッピングモータの原点位置からステップ数を計数して不連続領域を判断する。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、減速制御手段が、ステッピングモータの駆動パルスの周波数を小さくする。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明において、減速制御手段が、ステッピングモータの駆動パルスの駆動電圧を小さくする。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明において、減速制御手段が、ステッピングモータの駆動パルスに逆回転方向の電圧を付加する。
【００１４】
【作用】
第１の発明では、減衰力を変化させる場合ステッピングモータは設定速度で回転させられる。ステッピングモータの回転に伴い可変絞り手段による絞り面積が変化し、減衰力が増加または減少する。この減衰力の変化過程において絞り面積の変化率が不連続に大きくなる領域があると、この領域では急に流路が拡大したり収縮したりするので、このとき絞りを通過する流体により異音が発生することがある。
【００１５】
しかし、この不連続領域を判定すると、減速制御手段によりステッピングモータの回転速度が設定速度よりも減速され、その結果、不連続領域での絞り面積の急変が抑制され、つまり絞り面積の変化率が平均化し、減衰力の変化が滑らかになり、異音の発生を確実に回避できる。
【００１６】
第２の発明では、ステッピングモータの原点位置を基準にして不連続領域を判断するので、ステッピングモータの脱調などによるミスステップを補正し、常に正確に不連続領域の特定ができる。
【００１７】
第３の発明では、不連続領域に達すると、ステッピングモータの駆動パルスの周波数が小さくなり、周波数に比例した速度で回転するステッピングモータの回転速度がこれに応じて低下する。
【００１８】
第４の発明では、ステッピングモータの駆動パルス電圧を小さくするので、これにより発生トルクが小さくなり、その分だけステッピングモータの回転速度も低下する。
【００１９】
第５の発明では、ステッピングモータの駆動パルスに逆回転方向の電圧を付加することより、同一方向の回転トルクが相対的に低下し、ステッピングモータの回転速度が低下する。
【００２０】
【実施の形態】
図１〜図３に本発明の第１の実施形態を示す。
【００２１】
減衰力可変式の緩衝器１は、例えば、図１、図２のように、作動油を封入したシリンダ２の内部は、ピストン３により上下の油室４と５に仕切られ、この上下の油室４と５の間をピストンロッド６の内部を貫通するバイパス通路８により連通する。このバイパス通路８にはピストンロッド６に同軸的に配置したロータリ絞弁７が介装され、ロータリ絞弁７の回転位置により、ピストン３の伸側、圧側作動時に、バイパス通路８を流れる作動油の流量が変化し、これにより発生減衰力が可変制御される。
【００２２】
なお、ピストン３にはバイパス通路８とは別に、例えば圧側作動時に作動油の流通に抵抗を付与する主圧側バルブ９と、伸側作動時に作動油の流通に抵抗を付与する主伸側バルブ１０が設けられる。ただし、とくにこれらの構造に限定されるわけではない。
【００２３】
ロータリ絞弁７はピストンロッド６を同軸的に貫通する回転ロッド１１に連結し、回転ロッド１１に連結したステッピングモータ１２の回転よりロータリ絞弁７の開度が変化する。なお、このロータリ絞弁７の開度特性は、好ましくは、一定の回転速度で回転するときに、全閉から全開に至るまで、発生減衰力が連続的に滑らかに変化するように設定されている。
【００２４】
なお、ロータリ絞弁７の開口７ａと、ピストンロッド６の開口６ａとが正対したときに開度は最大となり、この状態から左右方向にそれぞれロータリ絞弁７が９０°回転したときに全閉する。
【００２５】
このロータリ絞弁７を回転駆動するためのステッピングモータ１２は、図３に示すような制御回路２０により回転が制御される。
【００２６】
図３において、制御回路２０はマイコン等で構成され、この制御回路２０にはそのときどきの減衰力を決定するために、車速や加速、減速など運転条件を検出する検出器２１の検出信号が入力し、またステッピングモータ１２の原点位置を検出する原点検出器２２から原点信号が入力する。これらに基づいて制御回路２０はステッピングモータ１２の回転を制御し、ロータリ絞弁７の開度を運転条件に応じた最適な減衰力に切換える。そして、この減衰力切換の際に回転角に対するロータリ絞弁７のオリフィス面積の不連続点、つまりオリフィス面積変化率が滑らかに変化している領域よりも大きくなる領域、つまり、少なくとも変化率の平均値よりも一時的に大きくなる不連続領域において、減衰力の急変とこれに伴う異音の発生を防止するため、ステッピングモータ１２の回転速度を一時的に減速させ、不連続領域でもオリフィス面積の回転時間に対する変化率を略一定に維持する。
【００２７】
制御回路２０で実行される具体的な制御動作を図４のフローチャートにしたがって説明する。
【００２８】
ステップ１で減衰力の制御指令値、すなわちステッピングモータ１２の回転制御目標値（目標角度位置）を読み込み、ステップ２でステッピングモータ１２の原点検出器２２からの原点信号を読む。原点（ゼロ点）位置とは、例えば図５において、ロータリ絞弁７が最大開度にある回転角度位置で、ステップ３では原点位置にあるかどうか判断し、もし原点を検出したときはステップ４に移行し、ステッピングモータ１２の駆動パルスを計数するパルスカウンタをクリアする。
【００２９】
これにより、ステッピングモータ１２の脱調を補正し、常に正しい現在位置を認識できるようにする。
【００３０】
原点を検出しないときはステップ５でパルスカウンタのカウント値を読み込み、さらにステップ６でパルスカウント値からステッピングモータ１２の現在の回転角度位置を計算する。ステップ７では前記目標値と現在値との偏差を演算し、この偏差に基づいて現在位置から目標値に最も早く到達するのに必要なステッピングモータ１２の回転方向を決定する（ステップ８）。
【００３１】
次いでステップ９で目標値に達するまでに必要なステッピングモータ１２の回転角、つまりステップパルス数を算出する。さらにステップ１０では、図５のようなオリフィス面積の変化特性に基づいて、現在位置から目標位置まで到達する間に生じる減衰力の不連続領域（不連続点を中心にしてその前後所定の範囲）をテーブルルックアップにより読み込む（現在位置からのステップパルス数として記憶され、途中の何箇所かの不連続点があれば、すべてが記憶される）。
【００３２】
さらにステップ１２に移行し、現在位置から目標位置までの間に不連続領域があるかどうか判断し、あるときはステップ１３に移行し、前記パルスカウンタのカウント値に基づいて、現在位置が不連続領域かどうかを判断し、そうでなければステッピングモータ１２を設定回転速度で、前記決定した回転方向に回転させる正規の周波数をもつパルス信号を出力する（ステップ１４）。これによりステッピングモータ１２は設定回転速度で回転を始める。
【００３３】
この回転を開始してから再び不連続領域に達したかどうかを判断し、不連続領域（例えば図５のｋ、ｌ、ｍ点など）に移行したときは、ステップ１５においてステッピングモータ１２の回転速度を低下させるように、例えば正規のパルス周波数よりも周波数の小さい減速パルス信号に切換える。ステッピングモータ１２はパルス周波数に同期してステップ回転し、周波数が小さくなるとそれだけ回転速度も減少する。なお、図６に定速回転域での比較的周波数の大きい駆動パルスと、減速回転域での周波数の小さい駆動パルスを示す。ただし、パルス周波数は、このように定速回転域と減速回転域とで単純に切換える他、徐々に周波数を小さくするように制御することもできる。この場合には、減衰力の不連続特性に応じて回転速度を減速制御でき、より一層減衰力が滑らかに変化する。
【００３４】
このようにして、不連続領域ではステッピングモータ１２の回転速度を低下させることにより、ロータリ絞弁７の回転角が緩やかに変化し、オリフィス面積の変化率の急変を防ぐ。このため減衰力が滑らかに変化し、異音の発生も防止される。
【００３５】
ステップ１６ではパルスカウント値から不連続領域が終了したかどうかを判断し、終了するまでの間は減速パルス信号を出力するが、終了したことが判断されると、ステップ１７に移行して正規のパルス信号に戻される。
【００３６】
ステップ１８において、そのときの回転位置から目標値までの間に不連続領域が存在しないかを判断し、存在するときは再びステップ１３へと戻り、上記した動作を繰り返すが、存在しないときはステップ１９に移り、ステッピングモータ１２の回転位置が目標位置に到達したかどうかを判断する。
【００３７】
到達したしならば、ステップ２０でパルス信号の出力を停止し、ステッピングモータ１２の回転を停止させる。
【００３８】
なお、前記ステップ１２において、現在位置から目標位置までの間に減衰力の不連続領域がないときは、ステップ２１に移り、正規のパルス信号を出力し、ステッピングモータ１２を設定回転速度で回転させ、ステップ２２において目標位置に達したことを判定したならば、ステップ２０でステッピングモータ１２の回転を停止させる。途中に減衰力の不連続点がなければ、そのまま設定回転速度でステッピングモータ１２を駆動しても、異音の発生はないので、速やかに目標位置まで到達させるのである。
【００３９】
このように本発明では、ステッピングモータ１２により回転駆動されるロータリ絞弁７の、回転角に対するオリフィス面積の変化率が、通常の状態よりも急激に大きくなる不連続領域に達すると、ステッピングモータ１２の回転速度が減速される。オリフィス面積の変化率は時間の関数となり、同一開度だけ変化するのに必要な時間が長くなれば、それだけ変化率も小さくなる。
【００４０】
したがって、回転角に対してオリフィス面積が大きく変化する不連続領域においては、回転速度を低下させることにより、面積変化率をそれまでのほぼ一定値に近い状態に制御できる。これにより、減衰力を切換える過程において、減衰力の急変を防止し、かつ異音の発生を確実に抑制できるのである。
【００４１】
上記実施形態ではステッピングモータ１２を減速回転させるにあたり、駆動パルスの周波数を小さくしたが、図７のように、減速回転時に駆動パルスの電圧値を小さくするようにしてもよい。この場合にはステッピングモータ１２の回転子と固定子間に働く吸引トルクが小さくなり、その分だけモータ回転速度が低下するのである。
【００４２】
また、図８のように、定速回転域の駆動パルスに対して、減速回転域では逆電圧パルスを加えることにより、この分によりステッピングモータ１２の回転にブレーキを効かせ、回転速度を低下させることもできる。
【００４３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、減衰力の変化過程において絞り面積の変化率が不連続に大きくなる領域があると、この領域では急に流路が絞り込まれ、絞りを通過する流体による異音が発生することがあるが、不連続領域を判定すると、減速制御手段によりステッピングモータの回転速度が設定速度よりも減速されるため、不連続領域での絞り面積の急変が抑制され、絞り面積の変化率が滑らかとなり、減衰力の変化が滑らかになり、異音の発生を確実に回避できる。
【００４４】
第２の発明によれば、ステッピングモータの原点位置を基準にして不連続領域を判断するので、ステッピングモータの脱調などによるミスステップを補正し、常に正確に不連続領域の特定ができる。
【００４５】
第３の発明によれば、不連続領域に達すると、ステッピングモータの駆動パルスの周波数が小さくなり、周波数に比例した速度で回転するステッピングモータの回転速度がこれに応じて低下し、異音の発生を防止できる。
【００４６】
第４の発明によれば、ステッピングモータの駆動パルス電圧を小さくするので、これにより発生トルクが小さくなり、その分だけステッピングモータの回転速度も低下し、異音の発生を防止できる。
【００４７】
第５の発明によれば、ステッピングモータの駆動パルスに逆回転方向の電圧を付加することより、同一方向の回転トルクが相対的に低下し、ステッピングモータの回転速度が低下し、異音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】減衰力調整式の緩衝器の断面図である。
【図２】同じくその横断面図である。
【図３】本発明の実施形態を示すブロック構成図である。
【図４】同じく制御動作を示すフローチャートである。
【図５】回転角とオリフィス面積の変化率を示す特性図である。
【図６】定速回転域と減速回転域で周波数を変えるようにした駆動パルスの説明図である。
【図７】定速回転域と減速回転域で駆動電圧を変えるようにした駆動パルスの説明図である。
【図８】定速回転域と減速回転域で逆電圧パルスを加えるようにした駆動パルスの説明図である。
【図９】本発明の構成図である。
【符号の説明】
１  減衰力調整式緩衝器
７  ロータリ絞弁
１２  ステッピングモータ
２０  制御回路
２２  原点検出器
【図１】
0003703533.tif 000002
【図２】
0003703533.tif 000003
【図３】
0003703533.tif 000004
【図４】
0003703533.tif 000005
【図５】
0003703533.tif 000006
【図６】
0003703533.tif 000007
【図７】
0003703533.tif 000008
【図８】
0003703533.tif 000009
【図９】
0003703533.tif 000010