(57)【要約】【課題】アクティブサスペンションとして機能できるとともに、エネルギ消費が少なく、簡単な構成でコストも安価なサスペンション装置を提供することである。【解決手段】本発明におけるサスペンション装置Ｓは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるロッド３とを備えた伸縮体Ｄと、伸縮体Ｄ内に設けた伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを並列して連通する減衰通路４とポンプ通路５と、減衰通路４の途中に設けられて通過する流体の流れに抵抗を与える可変減衰バルブ６と、ポンプ通路５の途中に設けた双方向吐出型のポンプ７と、ポンプ７を駆動するモータ８と、目標制御力Ｆｒｅｆに基づいて、可変減衰バルブ６を制御するとともにモータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求めてモータ８を制御する制御装置Ｃとを備えた。【選択図】図１
2015101261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと上記シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンと上記シリンダ内に移動自在に挿入されて上記ピストンに連結されるロッドとを備えた伸縮体と、
上記伸縮体内に設けた伸側室および圧側室と、
上記伸側室と上記圧側室とを並列して連通する減衰通路とポンプ通路と、
上記減衰通路の途中に設けられて通過する流体の流れに抵抗を与えるとともに上記伸縮体のポンプ流量に対する制御力の特性である流量制御力特性を変更可能な可変減衰バルブと、
上記ポンプ通路の途中に設けた双方向吐出型のポンプと、
上記ポンプを駆動するモータと、
上記可変減衰バルブと上記モータを制御する制御装置とを備えたサスペンション装置であって、
上記制御装置は、上記伸縮体の目標制御力に基づいて、上記可変減衰バルブを制御するとともに、上記モータの目標回転数を求め、上記目標回転数に基づいて上記モータを制御する
ことを特徴とするサスペンション制御装置。
【請求項２】
上記制御装置は、上記可変減衰バルブを制御して上記流量制御力特性を上記伸縮体が目標制御力を発生可能となるように設定するとともに、設定された上記流量制御力特性において上記伸縮体が上記目標制御力を発生することができる上記目標回転数を求める目標回転数演算部を備えた
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。
【請求項３】
上記伸縮体の目標制御力が所定値未満である場合、上記可変減衰バルブが流路を最大とする場合の流量制御力特性に基づいて上記目標回転数を求め、上記伸縮体の目標制御力が上記所定値以上である場合、上記可変減衰バルブが流路を最小とする場合の流量制御力特性に基づいて上記目標回転数を求めることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
上記可変減衰バルブに並列して上記減衰通路に減衰バルブを設け、
上記制御装置は、
当該可変減衰バルブが開いた状態における流量制御力特性に基づいて上記目標回転数を求める第一目標回転数演算部と、
当該可変減衰バルブが閉じた状態における流量制御力特性に基づいて上記目標回転数を求める第二目標回転数演算部とを備え、
上記伸縮体の目標制御力が所定値未満である場合、上記可変減衰バルブを開くとともに、上記第一目標回転数演算部で上記目標回転数を求め、
上記伸縮体の目標制御力が上記所定値以上の場合、上記可変減衰バルブを閉じるとともに、上記第二目標回転数演算部で上記目標回転数を求める
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のサスペンション装置としては、たとえば、車両の車体と車軸との間に介装されるアクティブサスペンションとして機能するものがあり、具体的には、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されてシリンダ内に圧力室を区画するピストンと、ピストンに連結されるロッドと、圧力室を連通する流路と、圧力室に圧油を供給する油圧ポンプとを備えて構成されるもの（たとえば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
また、セミアクティブサスペンションとして機能するサスペンション装置としては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されてシリンダ内に伸側室と圧側室を区画するピストンと、ピストンに連結されるロッドと、伸側室と圧側室とを連通する流路と、流路の途中に設けた減衰力可変バルブとを備えて構成されるもの（たとえば、特許文献２参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１７６７１０号公報
【特許文献２】特開平５−１５５２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したアクティブサスペンションとして機能するサスペンション装置にあっては、絶えず、油圧ポンプを駆動しておりエネルギ消費が大きく、システムが複雑で、コスト高となって不経済となるという問題がある。
【０００６】
他方、上記したセミアクティブサスペンションとして機能するサスペンション装置では、エネルギを大きく消費する油圧ポンプを備えていないことからエネルギ消費は少なく、システムは簡易で低コストであるものの、パッシブダンパであるため能動的な力、つまり、伸縮方向と同方向の力を積極的に発揮することができないので、車両の振動抑制効果の点でアクティブサスペンションに劣る面がある。
【０００７】
そこで、上記問題を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、アクティブサスペンションとして機能できるとともに、エネルギ消費が少なく、簡単な構成でコストも安価なサスペンション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと上記シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンと上記シリンダ内に移動自在に挿入されて上記ピストンに連結されるロッドとを備えた伸縮体と、上記伸縮体内に設けた伸側室および圧側室と、上記伸側室と上記圧側室とを並列して連通する減衰通路とポンプ通路と、上記減衰通路の途中に設けられて通過する流体の流れに抵抗を与えるとともに上記伸縮体のポンプ流量に対する制御力の特性である流量制御力特性を変更可能な可変減衰バルブと、上記ポンプ通路の途中に設けた双方向吐出型のポンプと、上記ポンプを駆動するモータと、上記可変減衰バルブと上記モータを制御する制御装置とを備えたサスペンション装置であって、上記制御装置は、上記伸縮体の目標制御力に基づいて、上記可変減衰バルブを制御するとともに、上記モータの目標回転数を求め、上記目標回転数に基づいて上記モータを制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のサスペンション装置によれば、アクティブサスペンションとして機能することができるだけでなく、ポンプの駆動が必要なときにのみ駆動すればよいので、エネルギ消費が少なく、また、構成も簡単であるのでコストも安価となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施の形態におけるサスペンション装置を示した図である。
【図２】一実施の形態におけるサスペンション装置を車両のばね上部材とばね下部材との間に介装した状態を示した図である。
【図３】一実施の形態におけるサスペンション装置の発生力とピストン速度の関係を示した図である。
【図４】サスペンション装置の制御力とポンプの吐出流量の関係図である。
【図５】一実施の形態の一変形例におけるサスペンション装置を示した図である。
【図６】一実施の形態の他の変形例におけるサスペンション装置を示した図である。
【図７】他の実施の形態におけるサスペンション装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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Ｓは、図１に示すように、シリンダ１とシリンダ１内に移動自在に挿入されるピストン２とシリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるロッド３とを備えた伸縮体Ｄと、伸縮体Ｄ内に設けた伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを並列して連通する減衰通路４とポンプ通路５と、減衰通路４の途中に設けられて通過する流体の流れに抵抗を与えるとともに伸縮体Ｄの減衰特性を変更可能な可変減衰バルブ６と、ポンプ通路５の途中に設けた双方向吐出型のポンプ７と、ポンプ７を駆動するモータ８と、可変減衰バルブ６とモータ８を制御する制御装置Ｃとを備えて構成されている。
【００１２】
また、このサスペンション装置Ｓにあっては、伸縮体Ｄは、ロッド３が伸側室Ｒ１内のみに挿通されていて、所謂、片ロッド型の伸縮体とされているので、シリンダ１内に出入りするロッド３の体積を補償するためにアキュムレータＡが圧側室Ｒ２に接続されている。アキュムレータＡは、内部圧力でシリンダ１内を加圧している。
【００１３】
なお、伸縮体Ｄを車両に適用する場合、たとえば、図２に示すように、シリンダ１を車両のばね下部材Ｗに連結し、ロッド３をばね上部材Ｂに連結して、懸架ばねＶＳに並列させてばね上部材とばね下部材との間に介装すればよいが、シリンダ１をばね上部材Ｂに連結し、ロッド３をばね下部材Ｗに連結するようにしてもよい。また、サスペンション装置Ｓにおける伸縮体Ｄは、図示したところでは、片ロッド型に設定されているが、両ロッド型に設定されてもよい。伸縮体Ｄが両ロッド型に設定される場合、アキュムレータＡを設けずともよい。
【００１４】
そして、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２には流体として作動油等の液体が充満され、アキュムレータＡ内にも液体と気体が充填される。伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびアキュムレータＡ内に充填される液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできる。本発明では、伸長行程時に圧縮される室を伸側室Ｒ１とし、収縮行程時に圧縮される室を圧側室Ｒ２としてある。
【００１５】
減衰通路４は、この場合、ピストン２に設けられていて、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通しており、その途中に可変減衰バルブ６と減衰バルブ９が並列して設けられている。この減衰通路４の他に、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポンプ通路５が設けられており、減衰通路４とポンプ通路５は、並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通している。したがって、可変減衰バルブ６と減衰バルブ９は、ポンプ通路５に設けたポンプ７に並列して設けられている。
【００１６】
この例では、可変減衰バルブ６は、流路を開閉可能な可変オリフィスとされており、詳しくは図示しないが、たとえば、ソレノイド等の直動型のアクチュエータと、アクチュエータによって駆動されてオリフィスを開閉する弁体とで構成される他、ステッピングモータ等の回転型のアクチュエータとオリフィスを開閉する筒状のロータリバルブとで構成される。なお、この例では、可変減衰バルブ６と減衰バルブ９を並列させているが、減衰バルブ９を設けずに、可変減衰バルブ６のみを設けることも可能であり、可変減衰バルブ６は、流路面積を段階的に変更可能であってもよいし、無段階に変更することができるものであってもよい。
【００１７】
減衰バルブ９は、可変減衰バルブ６と同様に双方向通行を許容する絞りとされているが、可変減衰バルブ６および減衰バルブ９は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容して当該流れに抵抗を与える一方通行のバルブと、これに並列されて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容して当該流れに抵抗を与える一方通行のバルブとで構成されてもよい。なお、減衰通路４は、ピストン２に設けられているが、設置個所はこれに限られず、シリンダ１外に設けることもできる。
【００１８】
転じて、ポンプ７は、双方向吐出型に設定され、たとえば、ピストンポンプ等とされており、さらに、ポンプ７の回転軸はモータ８に接続されており、モータ８によって駆動されるようになっている。また、このポンプ７は、モータ８によって駆動されるが、ポンプ通路５を通過しようとする流体の流れによって流体モータとしても機能し、モータ８を発電機として作用させエネルギ回生を行うものであってもよい。モータ８には、直流、交流を問わず、種々の形式のモータ、たとえば、ブラシレスモータ、誘導モータ、同期モータ等を採用することができる。
【００１９】
ここで、モータ８に電力供給せずにポンプ７を停止させている際、伸縮体Ｄが外部入力によって強制的に伸縮させられる場合、減衰通路４を介して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ、或いは、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する流体の流れに減衰バルブ６が抵抗を与えるので、伸縮体Ｄの伸縮を抑制する発生力を発揮することができる。
【００２０】
伸縮体Ｄは、横軸にピストン２のシリンダ１に対する軸方向の移動速度であるピストン速度を採り、可変減衰バルブ６における流路面積を最大にすると、縦軸に発生力を採った図３のグラフ中で線ａに沿う発生力特性を持ち、パッシブなダンパと同様の発生力特性を発揮するとともに、可変減衰バルブ６の流路面積を変えなければ、伸縮体Ｄの減衰力はピストン速度に対して決まった値をとる。また、伸縮体Ｄは、可変減衰バルブ６における流路を遮断すると、図３のグラフ中で線ｂに沿う速度発生力特性を持ち、パッシブなダンパと同様の速度発生力特性を発揮するとともに、可変減衰バルブ６の流路面積を変えなければ、伸縮体Ｄの減衰力はピストン速度に対して決まった値をとる。したがって、可変減衰バルブ６における流路面積を変化させることで、図３中の線ａから線ｂの範囲で、伸縮体Ｄの発生力を調節することができる。なお、たとえば、可変減衰バルブ６が流路を遮断する状態と流路面積を最大にする二段階切換だけが行えるバルブである場合、図３中の線ａと線ｂのいずれかの速度発生力特性を選択して、伸縮体Ｄの発生力を調節することになる。
【００２１】
他方、この伸縮体Ｄは、モータ８でポンプ７を駆動すると、流体を伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ、或いは、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ送り込むことができ、減衰通路４に設けた減衰バルブ６を通過する流量を制御することができる。
【００２２】
ここで、伸縮体Ｄにおけるピストン速度をＶｐとし、ピストン２の断面積をＡｐとし、ロッド３の断面積をＡｒとし、ポンプ７が吐出する流量をＱｐとし、可変減衰バルブ６および減衰バルブ９の全体が通過する流量に対して生じる圧力損失の関係である比例定数をＣとし、伸縮体Ｄの発生力をＦとする。また、ピストン速度Ｖｐは、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上方へ移動する方向である場合に正の値をとり、流量Ｑｐは、ポンプ７が伸側室Ｒ１へ向けて流体を吐出する際（正転）に正の値をとるものとする。そうすると、発生力Ｆは、Ｆ＝（Ａｐ−Ａｒ）・Ｃ・｛（Ａｐ−Ａｒ）・Ｖｐ＋Ｑｐ｝となる。つまり、サスペンション装置Ｓの発生力Ｆは、ピストン速度Ｖｐとポンプ７の吐出流量Ｑｐ、可変減衰バルブ６の流路面積の変更によって調整される比例定数Ｃで決定される。
【００２３】
伸縮体Ｄが縮み行程（Ｖｐ＜０）にあるとき、ポンプ７を正転させ、Ｑｐを−（Ａｐ−Ａｒ）・Ｖｐより大きくすればＦは正の値を採ることになり、サスペンション装置Ｓは、図３のグラフで第二象限の領域で正の発生力Ｆを発揮することができ、伸縮体Ｄが伸び行程（Ｖｐ＞０）にあるとき、ポンプ７を逆転させ、Ｑｐを−（Ａｐ−Ａｒ）・Ｖｐより小さくすればＦは負の値を採ることになり、サスペンション装置Ｓは、図３のグラフで第四象限の領域で負の発生力Ｆを発揮することができる。このように流量Ｑｐを調節することで、伸縮体Ｄの発生力Ｆを変化させることができる。
【００２４】
つまり、このサスペンション装置Ｓにあっては、伸縮体Ｄにパッシブなダンパでは発生できなかった伸縮方向と同一方向の力を発生させることができ、自ら積極的に伸縮体Ｄを伸縮させることができ、その発生力を調節することができる。
【００２５】
そして、ポンプ７の流量を調整することによって、線ａ，ｂを図３のグラフ中左右方向へ平行移動させることによって発生力Ｆを可変にすることができ、具体的には、可変減衰バルブ６が流路を最大開放した場合には、ポンプ７の吐出流量を正側へ最大とした際の特性を示す破線ｃからポンプ７の吐出流量を負側へ最大とした際の特性を示す破線ｄまでの範囲で任意に発生力Ｆの特性を変更させることができ、可変減衰バルブ６が流路を遮断した場合には、ポンプ７の吐出流量を正側へ最大とした際の特性を示す一点鎖線ｅからポンプ７の吐出流量を負側へ最大とした際の特性を示す一点鎖線ｆまでの範囲で任意に発生力Ｆの特性を変更させることができる。
【００２６】
たとえば、図３中で発生力Ｆをサスペンション装置Ｓに発揮させたい場合、その時のピストン速度Ｖｐで発生力Ｆとなるようにポンプ７の吐出流量Ｑｐ、比例定数Ｃを決定し、決定された流量をポンプ７から伸側室Ｒ１或いは圧側室Ｒ２へ吐出すればよい。
【００２７】
このように、本発明のサスペンション装置Ｓでは、伸縮体Ｄを積極的に伸縮させてアクチュエータとして機能させてアクティブサスペンションとして機能することができるだけでなく、パッシブなダンパとして機能することができる。
【００２８】
伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の偏差である差圧をΔＰとすると、伸縮体Ｄが発生する発生力Ｆと差圧ΔＰには、Ｆ＝ΔＰ・（Ａｐ−Ａｒ）の関係にあり、ΔＰ＝Ｃ・｛（Ａｐ−Ａｒ）・Ｖｐ＋Ｑｐ｝と表現することができる。すなわち、差圧ΔＰは、ピストン速度Ｖｐと、ポンプ７の吐出流量Ｑｐと、比例定数Ｃによって決定される。上記式をさらに書き換えると、ΔＰ＝Ｃ・（Ａｐ−Ａｒ）・Ｖｐ＋Ｃ・Ｑｐとなる。上記式の右辺の第一項は、伸縮体Ｄがパッシブなダンパとして機能する際に発揮する減衰力Ｆｐに対応する差圧ΔＰｐを意味しており、第二項は、ポンプ７を駆動して上記減衰力Ｆｐに付加する制御力Ｆｃに対応する差圧ΔＰｃを意味している。両者の合計が伸縮体Ｄの発生力Ｆに対応する差圧ΔＰとなるのである。
【００２９】
制御力Ｆｃと差圧ΔＰｃ、差圧ΔＰｃとポンプ７の吐出流量Ｑｐ、ポンプ７の吐出流量Ｑｐとモータ８の回転数は、それぞれ比例関係にあるので、目標とする制御力Ｆｃに比例してモータ８の回転数を制御することで、伸縮体Ｄの制御力Ｆｃを制御することができる。
【００３０】
そこで、制御装置Ｃは、基本的には、伸縮体Ｄに発生させたい目標制御力Ｆｒｅｆから目標回転数Ｎｒｅｆを求め、目標回転数Ｎｒｅｆに基づいてモータ８を制御するようにしている。
【００３１】
ところで、モータ８には使用できる回転数に制限があり、ポンプ７で吐出できる流量にも限界がある。図４に示すように、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１を超えると、すなわち、図４中線ｇで示した可変減衰バルブ６が流路面積を最大とした場合のポンプ７の吐出流量Ｑｐに対する制御力Ｆｃの流量制御力特性では、可変減衰バルブ６が流路面積を最大としたままでは所望する目標制御力Ｆｒｅｆを発生することができない。これに対して、図４中線ｈで示した可変減衰バルブ６が流路を遮断とした場合のポンプ７の吐出流量Ｑｐに対する制御力Ｆｃの流量制御力特性ｈでは、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１を超えても、可変減衰バルブ６が流路を遮断すれば所望する目標制御力Ｆｒｅｆを発生することができる。なお、この場合、減衰バルブ９を設けているので、線ｈで示す流量制御力特性は、減衰バルブ９のみの特性に依存することになる。
【００３２】
よって、目標制御力Ｆｒｅｆの大きさによって、可変減衰バルブ６を制御して流路面積を変更し、ポンプ７が吐出可能な流量の範囲内で目標制御力Ｆｒｅｆ通りに伸縮体Ｄに制御力Ｆｃを発生させるようにすればよいことになる。
【００３３】
以上を踏まえ、制御装置Ｃは、具体的には、図１および図２に示すように、伸縮体Ｄに発生させたい目標制御力Ｆｒｅｆから目標回転数Ｎｒｅｆを求める目標回転数算出部１０と、目標回転数Ｎｒｅｆに基づいてモータ８を制御するモータ制御部１１とを備えている。
【００３４】
より詳細には、制御装置Ｃは、車両のばね上部材Ｂとばね下部材Ｗの上下方向加速度、上下方向速度等といった振動情報、伸縮体Ｄのピストン速度や変位等の伸縮情報を検出するセンサ手段１２と、センサ手段１２で検出した各種情報から伸縮体Ｄに発生させるべき制御力である目標制御力Ｆｒｅｆを求める目標制御力演算部１３と、目標制御力演算部１３が求めた目標制御力Ｆｒｅｆから目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１以下であるか否かを判断する判断部１４と、上記判断部１４の判断結果に基づき可変減衰バルブ６を制御するバルブ制御部１５と、上記判断部１４の判断の結果、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１未満である場合に目標制御力Ｆｒｅｆから目標回転数Ｎｒｅｆを求める第一目標回転数演算部１６と、上記判断部１４の判断の結果、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１を以上の場合に目標制御力Ｆｒｅｆから目標回転数Ｎｒｅｆを求める第二目標回転数演算部１７と、第一目標回転数演算部１６或いは第二目標回転数演算部１７で求めた目標回転数Ｎｒｅｆとモータ８から入力される実際の回転数Ｎの回転偏差εＮを求める回転偏差演算部１８と、偏差εＮに基づいて比例積分微分補償を行って目標指令Ｉｒｅｆを求める補償器１９と、目標電流Ｉｒｅｆを受けてモータ８へ目標電流Ｉｒｅｆ通りに電流Ｉを供給してモータ８を駆動するドライバ２０とを備えて構成されている。
【００３５】
したがって、この実施の形態のサスペンション装置Ｓにあっては、制御装置Ｃを構成する目標回転数算出部１０は、目標制御力演算部１３、判断部１４、第一目標回転数演算部１６および第二目標回転数演算部１７とで構成されており、他方のモータ制御部１１は、回転偏差演算部１８、補償器１９およびドライバ２０とで構成されている。
【００３６】
センサ手段１２は、モータ８の制御に必要な情報を検出するが、たとえば、サスペンション装置Ｓをスカイフック制御するのであれば、ばね上部材Ｂの上下方向速度を検出すればよく、サスペンション装置Ｓで採用する制御に必要な情報を検出すればよい。センサ手段１２には、制御に必要な情報の検出に適したセンサを利用すればよい。
【００３７】
目標制御力演算部１３は、センサ手段１２で検出した各種情報から伸縮体Ｄに発生させるべき制御力である目標制御力Ｆｒｅｆを求めるが、たとえば、スカイフック制御を実施する場合には、センサ手段１２で検出するばね上部材Ｂの上下方向速度にスカイフックゲインを乗じて目標制御力Ｆｒｅｆを求める。この目標制御力演算部１３は、具体的には、制御で採用する制御理論に基づいて目標制御力Ｆｒｅｆを求めればよい。
【００３８】
判断部１４は、目標制御力演算部１３が求めた目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値と、所定値Ｆｃ１とを比較し、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１以下である場合には、第一目標回転数演算部１６に目標回転数Ｎｒｅｆを演算させ、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１を超える場合には、第二目標回転数演算部１７に目標回転数Ｎｒｅｆを演算させる。また、判断部１４は、判断結果をバルブ制御部１５へ出力する。なお、所定値Ｆｃ１は、予め可変減衰バルブ６の流路面積を最大とした場合においてポンプ７の吐出流量限界との兼ね合いで伸縮体Ｄが発生可能な制御力の最大値に設定される。
【００３９】
バルブ制御部１５は、判断部１４の判断結果が目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１以下である場合には、可変減衰バルブ６へ制御指令を出力して流路面積を最大とするように可変減衰バルブ６を制御し、反対に、判断部１４の判断結果が目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１を超えている場合には、可変減衰バルブ６へ制御指令を出力して流路を遮断するように可変減衰バルブ６を制御する。バルブ制御部１５は、可変減衰バルブ６が直動型のアクチュエータを利用して流路を開閉する場合には、アクチュエータの推力或いは位置をコントロールする電流指令を出力するものであればよく、ステッピングモータを利用している場合には、可変減衰バルブ６の流路面積を所望する面積とするためにステッピングモータで要する回数の信号パルスを出力すればよい。
【００４０】
第一目標回転数演算部１６は、判断部１４の判断結果が目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１未満である場合に、目標回転数Ｎｒｅｆを求める。この目標回転数Ｎｒｅｆを求めるのに際して、第一目標回転数演算部１６は、可変減衰バルブ６が流路面積を最大とした状態であるとして、モータ８に要求される回転数を目標回転数Ｎｒｅｆとして求める。第二目標回転数演算部１７は、判断部１４の判断結果が目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１を以上である場合に、目標回転数Ｎｒｅｆを求める。この目標回転数Ｎｒｅｆを求めるのに際して、第二目標回転数演算部１７は、可変減衰バルブ６が流路を遮断した状態であるとして、モータ８に要求される回転数を目標回転数Ｎｒｅｆとして求める。こうして求められた目標回転数Ｎｒｅｆは、回転偏差演算部１８に入力される。なお、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１である場合、可変減衰バルブ６が流路面積を最大とした状態でも、可変減衰バルブ６が流路を遮断した状態でも、目標制御力Ｆｒｅｆ通りに伸縮体Ｄへ発生力を出力させることができるので、第一目標回転数演算部１６と第二目標回転数演算部１７の何れを選択して目標回転数Ｎｒｅｆを求めてもよいが、第二目標回転数演算部１７を選択したほうがモータ８の回転数を低くすることができるので早く目標回転数に到達できる点で有利となる。
【００４１】
このようにサスペンション装置Ｓにあっては、目標制御力Ｆｒｅｆの大きさから、伸縮体Ｄが目標制御力Ｆｒｅｆを発生するうえで、可変減衰バルブ６を制御して伸縮体Ｄの流量制御力特性を伸縮体Ｄが目標制御力Ｆｒｅｆ通りの制御力Ｆｃを発生することが可能となるように設定し、この設定において伸縮体Ｄが目標制御力Ｆｒｅｆを発生するうえで要求されるモータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求めるようになっている。つまり、伸縮体Ｄが目標制御力Ｆｒｅｆを発生可能となるように流量制御力特性を可変減衰バルブ６の制御によって設定し、設定された流量制御力特性線上で目標制御力Ｆｒｅｆの発生に要する吐出流量Ｑｐを実現するモータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求める。流量制御力特性の変更は、比例定数Ｃの変更であるため、設定される流量制御力特性から比例定数Ｃが一義的に決まるため、目標制御力Ｆｒｅｆの大きさからモータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求めることができる。
【００４２】
なお、上記したところでは、可変減衰バルブ６は、流路を開くか閉じることで、減衰通路４を通過する流量に対して減衰バルブ９と協働して与える抵抗の大きさを変更して流量制御力特性を調整するようになっているが、可変減衰バルブ６が流量制御力特性を三段階以上に変更することができる。この場合には、可変減衰バルブ６の制御をするうえで複数の流量制御力特性から一つを選択するために目標制御力Ｆｒｅｆに対して設定される閾値となる所定値を複数設けておき、目標制御力Ｆｒｅｆと所定値とを比較して一つの流量制御力特性を選択して可変減衰バルブ６に選択した流量制御力特性を実現するように制御して、当該可変減衰バルブ６を通過する流体の流れに与える抵抗を調節する。また、判断部１４で選択される流量制御力特性に対応して、目標回転数演算部も第一と第二だけでなく段階ごとに設けて目標回転数Ｎｒｅｆを求める演算部を用意しておき、選択される流量制御力特性で目標制御力Ｆｒｅｆを伸縮体Ｄに発生させる上で必要なモータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求めればよい。さらに、可変減衰バルブ６が無段階に流量制御力特性を調節することができる場合には、目標制御力Ｆｒｅｆの値に応じて伸縮体Ｄがその目標制御力Ｆｒｅｆを発生可能なように可変減衰バルブ６で伸縮体Ｄの流量制御力特性を調節し、調節された流量制御力特性において要求されるモータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求めるようにしてもよい。したがって、上記したように可変減衰バルブ６は、流路面積を開閉可能な可変オリフィスだけでなく、開弁圧を制御するバルブであってもよい。
【００４３】
回転偏差演算部１８は、判断部１４の判断結果に基づいて第一目標回転数演算部１６と第二目標回転数演算部１７のいずれかが演算した目標回転数Ｎｒｅｆからモータ８から入力される実際の回転数Ｎを差し引きして回転偏差εＮを求める。補償器１９は、偏差εＮに基づいて比例積分微分補償を行って目標電流Ｉｒｅｆを求める。補償器１９は、比例積分補償を行うＰＩ補償器とされてもよいし、ＰＤ補償器等とされてもよい。このように、回転偏差演算部１８および補償器１９は、回転数フィードバックループを形成して、目標回転数Ｎｒｅｆからモータ８へ供給すべき目標電流Ｉｒｅｆを求めるようになっている。
【００４４】
補償器１９が求めた目標電流Ｉｒｅｆは、ドライバ２０へ入力される。ドライバ２０は、モータ８をＰＷＭ駆動するべく図示しない巻線に対して通電する。具体的には、たとえば、ドライバ２０は、モータ８と電流フィードバックループを形成して、入力される目標電流Ｉｒｅｆに応じて、モータ８の図示しない巻線へ通電する電流Ｉを目標電流Ｉｒｅｆ通りに制御すべくデューティ比を決定して、モータＭの巻線へ通電するようになっている。ドライバ２０の構成については、モータ８の制御に適するように適宜設計変更することが可能である。
【００４５】
このように制御装置Ｃは構成されており、伸縮体Ｄの目標制御力Ｆｒｅｆに基づいて、可変減衰バルブ６を制御するとともに、モータ８の目標回転数Ｎｒｅｆを求め、目標回転数Ｎｒｅｆに基づいてモータ８を制御するので、伸縮体Ｄの制御力Ｆｃの出力可能範囲を広範なものとすることができる。よって、本発明のサスペンション装置Ｓによれば、広範な制御力を伸縮体Ｄに発生させることができるため、車両における乗り心地を向上させることができる。
【００４６】
また、図４に示すように、目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値が所定値Ｆｃ１以下である場合、モータ８の回転数、つまり、ポンプ７の吐出流量Ｑｐに対する制御力Ｆｃの上昇割合を小さくすることができるため、モータ８の回転数誤差が生じてもそれに対する制御力Ｆｃの誤差が小さくなるので、所望する制御力Ｆｃを発生させ易くなる。
【００４７】
さらに、予め所定値Ｆｃ１を設けておき、目標制御力Ｆｒｅｆと所定値Ｆｃ１とを比較することで、可変減衰バルブ６を制御し、目標回転数Ｎｒｅｆを求めるようにしているので、所定値Ｆｃ１と目標制御力Ｆｒｅｆの絶対値との比較結果によって、目標回転数Ｎｒｅｆを求める可変減衰バルブ６によって変化する流量制御力特性を決定することができ、目標回転数Ｎｒｅｆの演算が容易となるとともに、マップ演算の利用も可能となる。なお、このことは、可変減衰バルブ６が流量制御力特性を三段階以上に変更でき、流量制御力特性の選択に必要な所定値を流量制御力特性に対応して設けておき、目標回転数Ｎｒｅｆの演算も流量制御力特性に応じて行う場合にも同様であって、上記メリットを享受することができる。
【００４８】
なお、上記したところでは、センサ手段１２と、センサ手段１２で検出した各種情報から伸縮体Ｄに発生させるべき制御力である目標制御力Ｆｒｅｆを求める目標制御力演算部１３とを備えているが、これらを制御装置Ｃよりも上位の制御装置に統合して、制御装置Ｃに対して目標制御力Ｆｒｅｆを上位の制御装置から入力するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記伸縮体Ｄに発生させるべき制御力は、スカイフック制御則に則って得られるものに限られるものではなく、制御力を得るための制御則はあらゆるものが採用可能である。具体的には、たとえば、車両のロール抑制制御や制駆動時のピッチングやスクォートを抑制する制御に最適な制御力を演算する制御則の採用も可能であるし、適宜に選択される制御則を用いて上記制御力を得ればよい。
【００５０】
また、上記した制御装置Ｃの各部におけるハードウェア資源としては、具体的にはたとえば、図示はしないが、センサ手段１２が出力する信号を増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｓｅｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインからなるコンピュータシステムとを備えた周知なシステムとして構成されればよく、各信号を処理し目標制御力Ｆｒｅｆから目標電流Ｉｒｅｆを求める過程で必要となる各種の演算を実行する制御処理手順は、プログラムとしてＲＯＭや他の記憶装置に予め格納されており、コンピュータが制御処理手順を実行することで各部が構成される。
【００５１】
上述のように構成されたサスペンション装置Ｓにあっては、パッシブなダンパとして発生力の発揮が期待される場面では、ポンプ７の駆動が必須ではなく、ポンプ７の駆動が必要なときにのみ駆動すればよいので、エネルギ消費が少なく、また、構成も簡単であるのでコストも安価となる。
【００５２】
よって、本発明のサスペンション装置Ｓによれば、アクティブサスペンションとして機能できるとともに、エネルギ消費が少なく、簡単な構成でコストも安価となる。
【００５３】
また、上記したアキュムレータＡは、図５に示すように、シリンダ１の外周に外筒３０を設けて、シリンダ１と外筒３０との間に形成するようにしてもよい。この場合、ポンプ通路５は、アキュムレータＡを介して圧側室Ｒ２へ連通するようにしてもよい。
【００５４】
なお、ロッド３がシリンダ１内に出入りする体積を補償するには、アキュムレータＡの設置に代えて、たとえば、図６に示すように、シリンダ１内に摺動自在に摺動隔壁ＦＰを挿入して、シリンダ１内に気室Ｇを形成し、気室Ｇの容積変化で上記ロッド３がシリンダ１内に出入りする体積を吸収するようにしてもよい。気室Ｇの形成に当たっては、図示はしないが、ブラダやベローズ等で形成することも可能である。
【００５５】
さらに、図７の他の実施の形態のサスペンション装置Ｓ２のように、一実施の形態のサスペンション装置Ｓ１の伸縮体Ｄと異なる伸縮体Ｄ２を採用することも可能である。この伸縮体Ｄ２は、ロッド３３が筒状とされていて頂部が閉塞されており、このロッド３３内にシリンダ３１の底部から立ち上がるインナーロッド３４を摺動自在に挿入してある。
【００５６】
また、ロッド３１の図７中下端には、環状のピストン３２が連結されていて、当該ピストン３２がシリンダ３１の内周に摺接して、シリンダ３１内であってピストン３２の上方側に伸側室Ｒ３が形成されている。
【００５７】
さらに、ロッド３３内は、インナーロッド３４が挿入されることで、このインナーロッド３４によって圧側室Ｒ４が形成されている。そして、伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４とが減衰通路３５によって連通されるとともに、ポンプ通路３６によっても伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４とが連通されている。
【００５８】
減衰通路３５の途中には、可変減衰バルブ３７と減衰バルブ４０とが設けられており、ポンプ通路３６の途中にはモータ３９によって駆動される双方向吐出型のポンプ３８が設けられている。
【００５９】
よって、このサスペンション装置Ｓ２にあっても、サスペンション装置Ｓ１と同様に、制御装置Ｃによりポンプ３８を駆動することでサスペンション装置Ｓ２が発生する制御力Ｆｃを調節することができ、伸縮体Ｄ２を積極的に伸縮させてアクティブサスペンションとして機能することができるだけでなく、パッシブなダンパとして機能することができる。そして、サスペンション装置Ｓ２にあっても、パッシブなダンパとして発生力の発揮が期待される場面ではポンプ３８の駆動が必須ではなく、ポンプ３８の駆動が必要なときにのみ駆動すればよいので、エネルギ消費が少なく、また、構成も簡単であるのでコストも安価となる。
【００６０】
そして、このサスペンション装置Ｓ２にあっては、伸側室Ｒ３の圧力を受けるピストン３２の円環状の受圧面積Ｘと、圧側室Ｒ４の圧力を受けるロッド３３の受圧面積Ｙを等しくすることができ、伸縮体Ｄ２が両ロッド型の伸縮体として機能することができ、体積補償用のアキュムレータを廃止することができる。また、この伸縮体Ｄ２では、アキュムレータが不要で、ストローク長の確保が容易なことから、サスペンション装置Ｓ２の取付長を短縮することができる。
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。
【符号の説明】
【００６１】
１，３１  シリンダ
２，３２  ピストン
３，３３  ロッド
４，３５  減衰通路
５，３６  ポンプ通路
６，３７  可変減衰バルブ
７，３８  ポンプ
８，３９  モータ
１０  目標回転数算出部
１１  モータ制御部
Ａ  アキュムレータ
Ｃ  制御装置
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２  伸縮体
Ｒ１，Ｒ３  伸側室
Ｒ２，Ｒ４  圧側室
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２  サスペンション装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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