(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流体流量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駆動モータとを備えた減衰力可変式緩衝器において、駆動モータの回転速度を検出する手段と、駆動モータの回転速度が一定となるように検出した回転速度に基づいて回転速度をフィードバック制御する手段とを備えることを特徴する減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項２】
回転速度を検出する手段が回転角度検出器である請求項１に記載の減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項３】
回転速度を検出する手段が駆動モータの誘導起電力を検出する起電力検出器である請求項１に記載の減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項４】
緩衝器の作動流体の通路に介装され回転角に応じて流体流量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駆動モータとを備えた減衰力可変式緩衝器において、駆動モータの回転トルクを検出する手段と、駆動モータの回転速度が一定となるように検出した回転トルクに基づいてモータ回転駆動力をフィードバック制御する手段とを備えることを特徴する減衰力可変式緩衝器の制御装置。
【請求項５】
駆動モータがステッピングモータで構成される請求項１〜４のいずれか一つ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】
緩衝器の発生減衰力を運転状況に応じて連続的に可変制御するものとして、実開平５−２５０４３号公報に開示されている。
【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、ロータリ絞弁が全閉する付近では開口面積が狭まるために流体の通過流速が速くなり、ロータリ絞弁に作用する流体力が急激に増加する。この流体力はロータリ絞弁を閉じる方向に働き、ロータリ絞弁を回転駆動するステッピングモータの負荷が急変する。
【０００７】
このためステッピングモータの回転速度が変動し、一定速度で回転しているときには絞弁開度の変化量が一定であったものが、この回転速度変動により開度変化率が変動し、その部分で減衰力変化特性が一時的に急変する。このように絞弁開度面積の急変により、通過流体による異音が発生することがある。
【０００８】
また、このような現象はステッピングモータの駆動パルス周波数が高すぎたときに起こる脱調（ミスステップ）によっても生じることがあり、いずれにしても減衰力を変化させているときのステッピングモータの回転速度変動は、絞弁開度変化の一時的な急変による異音の発生を誘発する原因となり、好ましくない。
【０００９】
本発明は、ステッピングモータの回転速度を一定にフィードバック制御することにより、減衰力の変化特性の変動を防ぎ、異音の発生などを確実に防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、緩衝器の作動流体の通路に介装され回転角に応じて流体流量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駆動モータとを備えた減衰力可変式緩衝器において、駆動モータの回転速度を検出する手段と、駆動モータの回転速度が一定となるように検出した回転速度に基づいて回転速度をフィードバック制御する手段とを備える。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、回転速度を検出する手段が回転角度検出器である。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、回転速度を検出する手段が駆動モータの誘導起電力を検出する起電力検出器である。
【００１３】
第４の発明は、緩衝器の作動流体の通路に介装され回転角に応じて流体流量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駆動モータとを備えた減衰力可変式緩衝器において、駆動モータの回転トルクを検出する手段と、駆動モータの回転速度が一定となるように検出した回転トルクに基づいてモータ回転駆動力をフィードバック制御する手段とを備える。
【００１４】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、駆動モータがステッピングモータで構成される。
【００１５】
【作用】
第１の発明では、可変絞手段の回転角を制御する駆動モータの回転速度は、フィードバック制御により正確に一定に制御される。駆動モータの回転により発生減衰力が変化するが、回転速度が変動すると可変絞手段の絞り面積の変化速度が変動し、発生減衰力の変化特性が設定値からずれ、減衰力が部分的に急変する領域が生じる。このような減衰力の変化特性の急変があると、流路面積が急変する絞り部分を流体が通過する際に異音が発生する。
【００１６】
しかし、本発明では駆動モータの回転速度が一定に制御され、このため、減衰力の変化特性の急変がなく、異音の発生が抑制される。
【００１７】
第２の発明では、回転角度検出器の出力に基づいて回転速度が一定にフィードバック制御される。
【００１８】
第３の発明では、駆動モータの回転速度に比例して発生する誘導起電力に基づいて回転速度が一定にフィードバック制御される。
【００１９】
第４の発明では、駆動モータの回転トルクを検出し、この回転トルクに応じてモータ回転駆動力がフィードバック制御される。駆動モータの回転速度は可変絞手段を介して働く負荷、つまり回転トルクに応じて変動する。例えば負荷が大きく、回転トルクが大きくなるとモータ回転速度は低下し、これによって発生減衰力の変化特性が一時的に変動する。
【００２０】
そこで、検出した回転トルクが増えたときは、トルク変動分に見合っただけモータ回転駆動力を増加させ、モータ回転速度の低下を防ぎ、一定回転速度を維持する。検出回転トルクが減少したときは、モータ回転速度が速まるので、これを補償するように、モータ回転駆動力を減らし、回転速度を一定に維持する。
【００２１】
このようにして、減衰力の変化特性の急変を防ぎ、異音の発生を抑制する。
【００２２】
第５の発明では、ステッピングモータにより減衰力を可変制御するので、回転速度の一定制御の精度が高く、常に安定した減衰力制御特性がえられる。
【００２３】
【実施の形態】
図１〜図３に本発明の第１の実施形態を示す。
【００２４】
減衰力可変式の緩衝器１は、例えば、図２、図３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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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１に示すような制御回路により回転が制御される。
【００２９】
図１において、２０は運転状況に応じて減衰力を切換制御するため制御指令値が出力される回路で、これには図示しないが、例えば運転状況に応じてコントローラからの減衰力制御信号が入力される。この制御信号はトルク補償回路２１において、ステッピングモータ１２に作用するトルク検出器２２からの検出トルクに基づいてトルクが一定となるように補正され、これをステッピングモータ１２の駆動パルス列に変換するパルス列作成回路２３に入力する。このパルス列作成回路２３には、ステッピングモータ１２の原点位置を検出するための原点検出器２４からの検出信号に基づいて作動する現在位置認識カンウタ２５からの出力も入力し、これらに基づいて一定の周波数をもつ所定パルス数の信号パルスが作成される。
【００３０】
この信号パルスは、パルス数は制御指令値に対応し、かつステッピングモータ１２を回転させる方向によって出力特性の異なるパルスとなり、ステッピングモータ１２を時計回り方向に駆動するパルスＣｗと、反時計回り方向に駆動するパルスＣｃｗとが形成される。
【００３１】
これらパルスＣｗとＣｃｗは相分配駆動回路２６に入力し、これにより増幅されてステッピングモータ１２を所定の回転方向にステッピング回転させる駆動パルスが出力される。
【００３２】
なお、現在位置認識カウンタ２５は原点検出器２４からの信号を基にして、正逆のパルス数を累積してステッピングモータ１２の現在の回転位置を認識するもので、ステッピングモータ１２が脱調したときなどでも、正しく目標とする回転位置までステッピングモータ１２を追従回転させる。
【００３３】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００３４】
制御指令値が指令回路２０から出力されると、これに応じてステッピングモータ１２の回転量、回転方向を制御すべくパルス列作成回路２３から正逆パルスが出力され、相分配駆動回路２６によりステッピングモータ１２に駆動パルスが出力される。
【００３５】
この駆動パルスにより、ステッピングモータ１２が所定の方向に所定量だけ一定速度で回転し、同一的にロータリ絞弁７が回転し、絞り面積を変化させる。これにより、減衰力が、例えばハードな状態からソフトな状態に切換わる。
【００３６】
ステッピングモータ１２が所定のステップ数だけ回転駆動されるときに、モータ負荷トルクに変動があると、ステッピングモータ１２の回転速度が変化し、かつ減衰力の変化特性にも時間的な変動が起きる。
【００３７】
このステッピングモータ１２のトルク変動は、トルク検出器２２により検出され、トルク補償回路２１にフィードバックされる。トルク補償回路２１はトルクの変動に見合った分だけ指令電圧値を補正する。例えば、検出トルクが増えたときは、ステッピングモータ１２の回転速度が低下しているので、ステッピングモータ１２の発生トルクをその分だけ大きくして、モータ回転速度を正規に復帰させるため、パルス列の高電圧側に値を正常値よりも高める。
【００３８】
このようにして、ステッピングモータ１２を駆動するパルス信号のパルス電圧が相対的に高まり、ステッピングモータ１２は回転子と固定子との間に働く吸引力が増加し、ステッピングモータ１２の駆動トルクが大きくなり、ステッピングモータ１２の回転速度が正規の値に復帰する。
【００３９】
したがって、減衰力を切換える途中において、ロータリ絞弁７の回転速度は常に一定に補償され、絞り面積の可変制御特性の一時的な変動が防止され、これに伴う異音の発生も確実に防止できる。
【００４０】
次に、図４の実施形態を説明すると、これはステッピングモータ１２の回転を回転角検出器（ロータリエンコーダ）３１により直接的に検出し、この回転角信号を微分回路３２により微分して回転速度に換算し、速度補償回路３０にフィードバックするようにしたものである。
【００４１】
この場合には、ステッピングモータ１２のトルクを検出するのに比較して回転速度の検出精度が向上し、それだけ回転速度の一定制御精度が高められる。また、この結果、ステッピングモータ１２の駆動パルス周波数を高められ、減衰力の切換がそれだけ速く行え、制御の応答性が改善される。なお、回転角検出器３１によりステッピングモータ１２の回転角度を検出するので、原点検出器２４と現在位置認識のためのパルスカウンタ２５は不要となる。
【００４２】
さらに図５の実施形態を説明すると、これはステッピングモータ１２の回転速度を検出するにあたり、モータ回転速度に対応した誘導起電力（電圧）を測定する起電力検出器３４によりステッピングモータ１２の回転速度を検出するようにしたものである。
【００４３】
この場合、相分配駆動回路２６とステッピングモータ１２との間に、電気抵抗等からなる電圧検出のための起電力検出器３４を介装し、この電圧を測定することにより、ステッピングモータ１２の回転速度を検出することができるので、検出器３４はステッピングモータ１２に設けずに制御回路側に配置することも可能で、車両に対する搭載の自由度が高められる。なお、この場合、ステッピングモータ１２としては、永久磁石を内蔵したＰＭ型のものが求められるが、減衰力を調整するためのステッピングモータ１２は非通電時にもその回転位置を保持する必要があることから、このタイプが使用されており、この点からは問題はない。ただし、誘導起電力を検出するには、駆動されていないマグネットコイルの電圧を測定する必要があり、相分配駆動回路２６からの出力信号を受け、パルス数に応じて、検出するマグネットコイルを選択する回路が必要となり、このため、相分配選択回路３５が備えてある。したがって、相分配選択回路３５がどちらの電圧を採用するかを判断し、駆動されていない側のマグネットコイルの電圧の検出値を選択し、これを速度補償回路３０にフィードバックする。
【００４４】
なお、この場合には、図１の実施形態と同じく、ステッピングモータ１２の絶対回転位置を検出するための原点検出器２４、現在位置を認識するためのパルスカウンタ２５が必要となる。
【００４５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、可変絞手段の回転角を制御する駆動モータの回転速度は、モータ負荷の変動やモータ自体の回転不調があっても、フィードバック制御により正確に一定回転速度に制御され、このため、減衰力を切換えるときに減衰力の変化特性の急変がなく、異音の発生が確実に防止される。
【００４６】
第２の発明によれば、回転角度検出器の出力に基づいて回転速度が一定にフィードバック制御される。
【００４７】
第３の発明によれば、駆動モータの回転速度に比例して発生する誘導起電力に基づいて回転速度が一定にフィードバック制御される。
【００４８】
第４の発明によれば、駆動モータの回転トルクを検出し、この回転トルクに応じてモータ回転駆動力がフィードバック制御されるため、モータ負荷に変動があっても回転速度が変動しないように一定に制御され、減衰力切換時に変化特性の急変を防ぎ、異音の発生を確実に防止できる。
【００４９】
第５の発明によれば、ステッピングモータにより減衰力を可変制御するので、回転速度の一定制御精度が高く、常に安定した減衰力制御特性がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】減衰力調整式の緩衝器の断面図である。
【図３】同じくその横断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すブロック構成図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を示すブロック構成図である。
【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  指令回路
２１  トルク補償回路
２２  パルス列作成回路
２３  トルク検出器
２４  原点検出器
２６  相分配駆動回路
３０  速度補償回路
３１  回転角検出器
３２  微分回路
３４  起電力検出器
【図１】
0003599430.tif 000002
【図２】
0003599430.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003599430.tif 000005
【図５】
0003599430.tif 000006