(57)【要約】【課題】本発明は、車両の乗り心地を向上させることが可能なショックアブソーバ装置を提供することを目的とする。【解決手段】ショックアブソーバ装置は、車両における車体の振動を減衰させるショックアブソーバと、車両のばね下加速度を検出するばね下加速度センサと、車両のばね上加速度を検出するばね上加速度センサと、ショックアブソーバの減衰力を制御するアブソーバーコントロールコンピュータを備える。アブソーバーコントロールコンピュータは、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔとばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔとを抽出し、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔとばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔとの差に基づいてショックアブソーバの減衰力を制御する。【選択図】図５
2008110666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における車体の振動を減衰させるショックアブソーバと、
前記車両のばね下加速度を検出する第１検出手段と、
前記車両のばね上加速度を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段によって検出されたばね下加速度のピークと前記第２検出手段によって検出されたばね上加速度のピークとを抽出し、前記ばね下加速度のピーク時間と前記ばね上加速度のピーク時間との差に基づいて前記ショックアブソーバの減衰力を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするショックアブソーバ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ばね下加速度のピーク時間と前記ばね上加速度のピーク時間との差が所定時間より小さくなった場合に、前記ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御することを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ばね下加速度のピーク時間が前記ばね上加速度のピーク時間より遅くなった場合に、前記ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のショックアブソーバ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ばね下加速度のピーク値又は前記ばね上加速度のピーク値が所定値より小さくなった場合に、前記ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のショックアブソーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両における車体の振動を減衰させるショックアブソーバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のショックアブソーバ装置には、減衰力を制御できるものがある。例えば、下記特許文献１には、車両の横加速度が所定値以上になるとショックアブソーバの減衰力を増加させ、その後、横加速度が所定値より小さくなると減衰力を元に戻す、という技術が記載されている。
【特許文献１】特開平８−１８３３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、路面の凹凸によって車体が上下方向に強制振動するときに、その振動の大きさに基づいて、ショックアブソーバの減衰力を制御する方法が考えられる。この場合、例えば、車両のバネ上加速度が所定値を越えたときに、ショックアブソーバの減衰力を大きくすればよい。
【０００４】
ところが、ショックアブソーバの減衰力を元に戻すタイミングを上記特許文献１と同様に決定すると、問題がある。バネ上加速度は振動するので、ばね上加速度が所定値より小さくなった場合に減衰力を元に戻すようにすると、ばね上加速度の振動に応じて、減衰力が振動することとなり、車両の乗り心地が悪くなる。そこで、ばね上加速度が所定値を下回ってから所定時間が経つ間に、再び所定値を超えないことを検出した後、減衰力を元に戻す方法が考えられる。
【０００５】
しかしながら、バネ上加速度が再び所定値を超えないことを検出した時点で、路面からの入力は小さくなっているはずであり、車体の振動は、既に強制振動から自由振動に移行している。強制振動から自由振動に移行するとき、路面からの入力が小さいにもかかわらずショックアブソーバの減衰力が大きいと、車体に衝撃が伝わり、乗り心地が悪くなる。
【０００６】
この問題を解決するために、本発明は、車両の乗り心地を向上させることが可能なショックアブソーバ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のショックアブソーバ装置は、車両における車体の振動を減衰させるショックアブソーバと、車両のばね下加速度を検出する第１検出手段と、車両のばね上加速度を検出する第２検出手段と、第１検出手段によって検出されたばね下加速度のピークと第２検出手段によって検出されたばね上加速度のピークとを抽出し、ばね下加速度のピーク時間とばね上加速度のピーク時間との差に基づいてショックアブソーバの減衰力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のショックアブソーバ装置では、ばね下加速度のピーク時間とばね上加速度のピーク時間との差に基づいてショックアブソーバの減衰力を制御する。例えば、車両が走行する路面の凹凸が大きいとき、路面の入力によって車体は強制振動し、ばね上加速度とばね下加速度とのピーク時間の差が大きい。その後、車両が走行する路面の凹凸が小さくなると、車体の振動は自由振動に近くなり、ばね上加速度とばね下加速度とのピーク時間の差が小さくなる。よって、上記のようにショックアブソーバの減衰力を制御することにより、強制振動から自由振動への変化に応じてショックアブソーバの減衰力を制御することとなる。従って、車体の振動が強制振動から自由振動となるときに受ける衝撃を抑制し、車両の乗り心地を向上させることができる。
【０００９】
好ましくは、制御手段は、ばね下加速度のピーク時間とばね上加速度のピーク時間との差が所定時間より小さくなった場合に、ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御する。
【００１０】
ばね下加速度のピーク時間とばね上加速度のピーク時間との差が所定時間より小さくなった場合とは、例えば、路面の凹凸が大きい箇所を走行した後に路面がフラットな箇所を走行することにより、ばね上（車体等）は慣性で大きく振動するが、ばね下（タイヤ等）の振動は小さく、車体が自由振動へ移行する状態であると考えられる。従って、このような状態の場合は、ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御することにより、車体の振動が強制振動から自由振動となるときに受ける衝撃を十分抑制し、車両の乗り心地を確実に向上させることができる。
【００１１】
また、制御手段は、ばね下加速度のピーク時間がばね上加速度のピーク時間より遅くなった場合に、ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御しても良い。
【００１２】
ばね下加速度のピーク時間がばね上加速度のピーク時間より遅くなった場合とは、例えば、ばね上が慣性により振動し、ばね下が、路面の入力によりばね上の振動を吸収するように振動する状態と考えられる。この状態では、車体の振動が路面の入力により吸収されるので、ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御することにより、車両の乗り心地を確実に向上させることができる。
【００１３】
さらに、制御手段は、ばね下加速度のピーク値又はばね上加速度のピーク値が所定値より小さくなった場合に、ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御しても良い。
【００１４】
ばね上加速度のピーク値又はばね上加速度のピーク値が所定値より小さくなった場合とは、路面の凹凸による路面入力が小さくなった状態である。この状態で、ショックアブソーバの減衰力を減少させるように制御することにより、車両の乗り心地を確実に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のショックアブソーバ装置によれば、車両の振動に応じて減衰力を制御することにより、車両の乗り心地を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態のショックアブソーバ装置を搭載した車両の概略図である。ショックアブソーバ装置１は、車両Ｖに搭載されて、車体３の振動を減衰させる装置である。車両Ｖは、車体３と各タイヤ５の間に連結されたサスペンション７を備えている。サスペンション７は、ショックアブソーバ装置１の一部を構成するショックアブソーバ９と、スプリング１１とを含んで構成されている。ショックアブソーバ９は、円筒形のダンパであり、減衰力を変更するためのアブソーバーコントロールアクチュエータ１３を備えている。スプリング１１は、ショックアブソーバ９の上側部分を取り囲むように配置されている。
【００１８】
ショックアブソーバ装置１は、図２に示すように、車体３の振動状態を検出するための各種センサと、アブソーバーコントロールコンピュータ２７とを備えている。図２は、本実施形態のショックアブソーバ装置の制御系構成図であって、１つのタイヤ５に対応する制御系構成図を示す。便宜上、スプリング１１の上部に接続された車体３等（図１参照）をばね上部材Ｂ、スプリング１１の下部に接続されたタイヤ５及びロワーアーム１５等（図１参照）をばね下部材Ｗとする。ショックアブソーバ装置１が備えるセンサは、具体的には、ばね上加速度センサ１７、ストロークセンサ１９、ばね下加速度センサ２１、タイヤ変位量センサ２３、及び車輪速センサ２５等である。
【００１９】
ばね上加速度センサ１７は、ばね上部材Ｂに固定され、ばね上部材Ｂの上下方向の加速度（ばね上加速度）Ｇｂを検出する。ストロークセンサ１９は、ばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に配置され、ばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの上下方向の相対変位量を検出する。ばね下加速度センサ２１は、ばね下部材Ｗに固定され、ばね下部材Ｗの上下方向の加速度（ばね下加速度Ｇｗ）を検出する。タイヤ変位量センサ２３は、歪センサ又はタイヤの空気圧センサ等により構成され、タイヤの変位量を検出する。車輪速センサ２５は、例えば、車両Ｖ１台に対して１つ搭載されて、右前のタイヤ５の回転速度を検出する。
【００２０】
これらのセンサは、アブソーバーコントロールコンピュータ２７と接続され、検出信号をアブソーバーコントロールコンピュータ２７へ出力する。なお、検出されたばね上加速度Ｇｂは、ローパスフィルタ（図示せず）によりばね上共振帯の加速度が抽出され、検出されたばね下加速度Ｇｗは、同様にローパスフィルタ（図示せず）によりばね上共振帯付近の加速度が抽出される。アブソーバーコントロールコンピュータ２７は、上記センサの検出信号に基づいて、ショックアブソーバ９に取り付けられたアブソーバーコントロールアクチュエータ１３を制御するための制御信号を生成し、その制御信号を駆動回路２９へ出力する。駆動回路２９は、アブソーバーコントロールコンピュータ２７からの制御信号に応じて電力をアブソーバーコントロールアクチュエータ１３へ供給する。これにより、アブソーバーコントロールアクチュエータ１３が、駆動されて、ショックアブソーバ９の減衰力を変化させる。
【００２１】
このショックアブソーバ９の構造について、図３を参照して説明する。図３は、ショックアブソーバ９の断面図である。ショックアブソーバ９は、先端にピストン３１が固定されたピストンロッド３３を有している。ピストンロッド３３は、オイルで満たされたシリンダ３５に差し込まれ、車体３の振動に応じてシリンダ３５内を上下（矢印Ｙ１方向）にスライドする。
【００２２】
ピストン３１には、ピストン３１の上下に連通するメイン流路３７が形成されている。ピストン３１の上部外周側には、ハード減衰力用バルブ３９が設けられ、ハード減衰力用バルブ３９には、メイン流路３７を画成する壁面に形成された孔４１に連通するハード流路４３が設けられている。ピストン３１の下部外周側には、ソフト減衰力用バルブ４５が設けられ、ソフト減衰力用バルブ４５には、メイン流路３７を画成する壁面に形成された孔４７に連通するソフト流路４９が設けられている。
【００２３】
ピストンロッド３３は、ステップモータ（図示せず）で構成されたアブソーバーコントロールアクチュエータ１３によって回転駆動される。ピストンロッド３３の回転角度によって、メイン流路３７は、ハード流路４３とソフト流路４９との双方又はいずれか一方と連通し、ピストン３１の上部と下部との間を流れるオイルの流量が変化する。これにより、ピストン３１の摺動抵抗が変化し、ショックアブソーバ９の減衰力が変化する。なお、図３において、太線で描かれた実線及び破線の矢印は、オイルの流れを示す。
【００２４】
図４は、車両の振動状態の一例を示す図である。図４を用いて、ショックアブソーバ９の制御方法を説明する。図４のグラフでは、横軸が時間ｔを示し、縦軸がばね上加速度Ｇｂ及びばね下加速度Ｇｗの絶対値を示している。実線の曲線がばね上加速度Ｇｂの振動状態を示し、破線の曲線がばね下加速度Ｇｗの振動状態を示す。
【００２５】
車両Ｖが、凹凸の大きい悪路に突入すると、ばね下部材Ｗへの路面入力が大きくなるので、ばね下加速度Ｇｗの振幅が大きくなる（ポイントＹ）。その影響で、ばね上加速度Ｇｂの振幅も大きくなる。ばね下部材Ｗへの路面入力が大きい状態では、車体３の振動は強制振動となるので、ばね上加速度Ｇｂの位相は、ばね下加速度Ｇｗの位相より比較的大きく遅れる。この状態において、ばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔは、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔより遅く、その差Ｄ１は比較的大きい。
【００２６】
車両Ｖが走行する路面の凹凸が小さくなると、ばね下部材Ｗへの路面入力が小さくなるので、ばね下加速度Ｇｗの振幅が小さくなる（ポイントＺ）。この状態では、車体３の振動は自由振動又は自由振動に近い状態となるので、ばね上加速度Ｇｂとばね下加速度Ｇｗとの位相差は小さくなる。この状態において、ばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔとばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔとの差Ｄ２は、比較的小さい。
【００２７】
車体３が強制振動しているときは、車体３の振動を抑制するために、ショックアブソーバ９の減衰力を比較的大きく設定したばね上制振制御を行う。ところが、その後、強制振動から自由振動に移行するとき、路面からの入力が小さいにもかかわらずショックアブソーバ９の減衰力が大きいと、車体３に衝撃が伝わり、乗り心地が悪くなる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、強制振動から自由振動に移行すると、ショックアブソーバ９の減衰力を比較的小さく設定した収束制御を行うことにより、乗り心地を良くする。ショックアブソーバ９では、車体３の振動状態に応じた減衰力の制御を行うために、ばね上加速度Ｇｂとばね下加速度Ｇｗとの位相差に基づいて減衰力を制御する。具体的な制御方法について、図４に加えて図５を参照して説明する。図５は、アブソーバーコントロールコンピュータ２７によるショックアブソーバ９の減衰力の制御処理手順を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、ばね下加速度Ｇｗの検出が開始され（ステップＳ１）、ばね下加速度Ｇｗが所定値Ａを超えるまでばね下加速度Ｇｗの大きさが判定される（ステップ２）。ばね下加速度Ｇｗが所定値Ａを超えた場合（ステップＳ２でＹｅｓ；図４の時間ｔ１）、タイマー及びＦＬＡＧをＯＮにして（ステップＳ３）、ばね下加速度Ｇｗのピーク値Ｇｗｐ及びピーク時間Ｇｗｐｔを抽出する（ステップＳ４）。なお、タイマーをＯＮさせる時間は、例えば、ばね上共振周期の１．２〜１．５倍程度である。
【００３０】
一方、ばね上加速度Ｇｂの検出が開始され（ステップＳ５）、ばね上加速度Ｇｂが所定値Ａを超えるまでばね上加速度Ｇｂの大きさが判定される（ステップ６）。ばね上加速度Ｇｂが所定値Ａを超えた場合（ステップＳ６でＹｅｓ；図４の時間ｔ２）、強制振動に適応したばね上制振制御（あおり制御）を開始して、ショックアブソーバ９の減衰力を増加させる（ステップＳ７）。また、ばね上加速度Ｇｂのピーク値Ｇｂｐ及びピーク時間Ｇｂｐｔを抽出する（ステップＳ８）。このようにして、例えば、車両Ｖが悪路に突入して車体３の振動が大きくなったことを検出することができる。
【００３１】
その後、ＦＬＡＧがＯＦＦの場合、すなわち、ステップ３でタイマーをＯＮにしてから所定時間経った場合（ステップＳ９でＮｏ）は、ステップＳ１１へ進み、ばね上制振制御を終了する。ＦＬＡＧがＯＮの場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、すなわち、所定時間経つまでは、振動状態の判定が行われる（ステップ１０）。
【００３２】
Ｇｗｐｔ−Ｇｂｐｔ≦０、Ａｂｓ（Ｇｗｐｔ−Ｇｂｐｔ）＜ｄｔ、及びＡｂｓ（Ｇｗｐ）≦Ｃのいずれの条件も満たさない場合（ステップ１０でＮｏ）、つまり、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔがばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｗｐｔより所定時間以上遅く、ばね上加速度Ｇｂのピーク値Ｇｂｐが所定値を超える状態は、路面入力により車体３が強制振動している状態である。この場合、ステップＳ２，Ｓ８に戻り、再びピーク値Ｇｂｐ，Ｇｗｐ及びピーク時間Ｇｂｐｔ，Ｇｗｐｔが抽出されると共に、ばね上制振制御がそのまま継続される。
【００３３】
Ｇｗｐｔ−Ｇｂｐｔ≦０である場合（ステップ１０でＹｅｓ）、すなわち、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔがばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔより遅い場合は、ばね上部材Ｂが慣性により振動し、何らかの路面入力により、ばね下部材Ｗが振動している状態である。この状態では、車体３の振動が路面の入力により吸収される。この場合、ばね上制振制御を終了する（ステップＳ１１）。続いて、自由振動に適応した収束制御を開始する（ステップＳ１２）。
【００３４】
Ａｂｓ（Ｇｗｐｔ−Ｇｂｐｔ）＜ｄｔである場合（ステップ１０でＹｅｓ）、すなわち、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔからばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｗｐｔを減じた値の絶対値が所定時間ｄｔより小さい場合は、ばね上部材Ｂは慣性で大きく振動し、ばね下部材Ｗの振動は小さくなっている状態である。この状態は、車体３が自由振動している状態である。この場合、ばね上制振制御を終了する（ステップＳ１１；図４の時間ｔ３）。続いて、自由振動に適応した収束制御を開始する（ステップＳ１２）。
【００３５】
Ａｂｓ（Ｇｗｐ）≦Ｃである場合（ステップ１０でＹｅｓ）、すなわち、ばね下加速度Ｇｗのピーク値Ｇｗｐの絶対値が所定値Ｃ以下である場合は、路面の凹凸による路面入力が小さくなった状態である。この状態は、振動がすでに収束に近づいている状態である。この場合、ばね上制振制御を終了する（ステップＳ１１）。続いて、自由振動に適応した収束制御を開始する（ステップＳ１２）。
【００３６】
以上において、図５に示すステップＳ１は、第１検出手段を構成する。ステップＳ５は、第２検出手段を構成する。ステップＳ２〜Ｓ４、ステップＳ６〜Ｓ１２は、制御手段を構成する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のショックアブソーバ装置１では、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔとばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔとの差が所定時間より小さくなった場合に、ショックアブソーバ９の減衰力を減少させるように制御する。これにより、例えば、路面の凹凸が大きい箇所を走行した後に路面がフラットな箇所を走行することにより、車体３の振動が強制振動から自由振動になったときに、ショックアブソーバ９の減衰力が減少する。よって、車体３の振動が強制振動から自由振動となるときに受ける衝撃を抑制し、車両Ｖの乗り心地を向上させることができる。
【００３８】
また、ショックアブソーバ装置１では、ばね下加速度Ｇｗのピーク時間Ｇｗｐｔがばね上加速度Ｇｂのピーク時間Ｇｂｐｔより遅くなった場合に、ショックアブソーバ９の減衰力を減少させるように制御する。これにより、車体３が強制振動している状態から、ばね上が慣性により振動し、ばね下が、路面の入力によりばね上の振動を吸収するように振動している状態となったときに、ショックアブソーバ９の減衰力が減少する。よって、車両Ｖの乗り心地を向上させることができる。
【００３９】
更に、ばね下加速度のピーク値Ｇｗｐの絶対値が所定値Ｃより小さくなった場合に、ショックアブソーバ９の減衰力を減少させるように制御する。これにより、車体３が強制振動している状態から、路面の凹凸による路面入力が小さくなり自由振動している状態となったときに、ショックアブソーバ９の減衰力が減少することにより、車両Ｖの乗り心地を向上させることができる。
【００４０】
ところで、強制振動に適応したばね上制振制御からショックアブソーバ９の減衰力を減少させて自由振動に適応した収束制御に切り替えるタイミングを、ばね上加速度が所定値を下回ってから（図４の時間ｔ４）所定時間が経つ間に、再び所定値を超えないことを検出した後（図４の時間ｔ５）とする方法がある。この場合、ばね上制振制御を行う時間が長くなる。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、ばね下加速度Ｇｗとばね上加速度Ｇｂとの位相差に基づいて、路面からの入力状況を判断し、路面からの入力状況に応じて、直ちにばね上制振制御から収束制御に切り替えることができるので、ばね上制振制御の時間（時間ｔ１〜時間ｔ３までの時間）を短くすることができる。また、一般的に、強制振動を減衰させるためのばね上制振制御では、ショックアブソーバ９の減衰力の切り替え頻度が多い。そこで、本実施形態のショックアブソーバ装置１では、ばね上制振制御の実施時間が短くなることで、減衰力の切り替え頻度が少なくなるので、アブソーバーコントロールアクチュエータ１３及びショックアブソーバ９の寿命を延ばすことができる。
【００４２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、
上記実施形態では、ばね下加速度のピーク値Ｇｗｐが所定値より小さくなった場合に、ショックアブソーバ９の減衰力を減少させるように制御したが、ばね上加速度のピーク値Ｇｂｐが所定値より小さくなった場合に、ショックアブソーバ９の減衰力を減少させるように制御してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、１つのタイヤ５に対してばね上加速度センサ１７とばね下加速度センサ２１とをそれぞれ備えているが、車体３に取り付けられた３つのＧセンサでばね上加速度を検知し、その３つのＧセンサの値からばね下加速度を算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態のショックアブソーバ装置を搭載した車両の概略図である。
【図２】図１に示すショックアブソーバ装置の制御系構成図である。
【図３】図１に示すショックアブソーバの断面図である。
【図４】車両の振動状態の一例を示す図である。
【図５】図１に示すアブソーバーコントロールコンピュータによるショックアブソーバの減衰力の制御処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１…ショックアブソーバ装置、３…車体、９…ショックアブソーバ、１７…ばね上加速度センサ（第２検出手段）、２１…ばね下加速度センサ（第１検出手段）、２７…アブソーバーコントロールコンピュータ（制御手段）、Ａ…所定値、Ｖ…車両、Ｇｂ…ばね上加速度、Ｇｂｐ…ばね上加速度のピーク値、Ｇｂｐｔ…ばね上加速度のピーク時間、Ｇｗ…ばね下加速度、Ｇｗｐ…ばね下加速度のピーク値、Ｇｗｐｔ…ばね下加速度のピーク時間。
【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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