(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステップモータを用いたアクチュエータにより弁体を駆動してダンパ装置の流路面積を変化させることにより減衰力を変化可能にした可変減衰ダンパのアクチュエータ制御方法であって、
前記弁体に作用するトルク変動に関する情報としてのダンパのピストン速度を検出するピストン速度検出手段を有し、
前記ステップモータを、前記減衰力を変える際に前記弁体を任意の減衰特性設定位置まで駆動電圧で駆動する駆動モードと、
前記ダンパのピストン速度の情報のみに基づき、前記ダンパのピストン速度がしきい値を越えたと判断された場合に、前記弁体を前記減衰特性設定位置に保持するために前記駆動モードにおける駆動量より小さい駆動量となる駆動電圧を前記ステップモータにかける保持モードとにより制御することを特徴とする可変減衰ダンパのアクチュエータ制御方法。
【請求項２】
ステップモータを用いたアクチュエータにより弁体を駆動してダンパ装置の流路面積を変化させることにより減衰力を変化可能にした可変減衰ダンパのアクチュエータ制御方法であって、
前記弁体に作用するトルク変動に関する情報としてのダンパのばね上加速度を検出するばね上加速度検出手段を有し、
前記ステップモータを、前記減衰力を変える際に前記弁体を任意の減衰特性設定位置まで駆動電圧で駆動する駆動モードと、
前記ダンパのばね上加速度の情報のみに基づき、前記ダンパのばね上加速度がしきい値を越えたと判断された場合に、前記弁体を前記減衰特性設定位置に保持するために前記駆動モードにおける駆動量より小さい駆動量となる駆動電圧を前記ステップモータにかける保持モードとにより制御することを特徴とする可変減衰ダンパのアクチュエータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステップモータを用いたアクチュエータにより弁体を駆動してダンパ装置の流路面積を変化させることにより減衰力を変化可能にした可変減衰ダンパのアクチュエータ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のサスペンションに用いられるダンパ装置において減衰力を可変にして、乗り心地や操安性を向上するようにした減衰力可変ダンパがある。このような減衰力可変ダンパにおいて、シリンダ内に同軸的に変位可能に受容されたピストンに粘性流体通過用流路を設け、その流路断面積を変化可能に設けた弁体をアクチュエータにより駆動して、減衰力を任意に変え得るようにしたものがある。
【０００３】
そのような減衰力を変更可能にした可変減衰ダンパにあっては、弁体の負荷変動（流体力など）によるステップモータの脱調対策のため、弁体を各減衰特性設定位置にて固定する必要がある。従来の可変減衰ダンパのアクチュエータにステップモータを用いたものにあっては、たとえば上記設定位置にステップモータを位置させる信号と共に、その位置に保持するための駆動電圧をかけ続けるようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、弁体を各設定位置に保持するためにステップモータに駆動電圧をかけ続けることから、保持状態においても常時駆動電圧がステップモータに供給されており、それによりモータ及び駆動回路の発熱や負荷が増大し、それによる種々の不都合が生じるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、弁体を減衰特性設定位置に保持する際の弁体駆動用ステップモータ及び駆動回路の発熱や負荷を軽減することを実現するために、本発明に於いては、ステップモータを用いたアクチュエータにより弁体を駆動してダンパ装置の流路面積を変化させることにより減衰力を変化可能にした可変減衰ダンパのアクチュエータ制御方法であって、前記弁体に作用するトルク変動に関する情報としてのダンパのピストン速度を検出するピストン速度検出手段を有し、前記ステップモータを、前記減衰力を変える際に前記弁体を任意の減衰特性設定位置まで駆動電圧で駆動する駆動モードと、前記ダンパのピストン速度の情報のみに基づき、前記ダンパのピストン速度がしきい値を越えたと判断された場合に、前記弁体を前記減衰特性設定位置に保持するために前記駆動モードにおける駆動量より小さい駆動量となる駆動電圧を前記ステップモータにかける保持モードとにより制御するものとした。
【０００６】
保持モードにより弁体を減衰特性設定位置に保持して、弁体を駆動するステップモータの脱調を防止するべく、弁体を設定位置に保持する必要があるか否かをダンパのピストン速度やばね上加速度としきい値とを比較することにより判別して、必要がある場合には保持するための駆動電圧をステップモータにかけることにより、ステップモータ及び駆動回路の発熱や負荷の増大を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用された減衰力可変ダンパを装着した車両の要部概略レイアウト図である。図に示されるように、前後の各車輪には、図示されないばねと共に減衰力可変ダンパＤＭＰが取り付けられている。各減衰力可変ダンパＤＭＰには減衰力を変えるためのステップモータ８がそれぞれ設けられており、制御ユニットＥＣＵからの減衰力切り換え信号がモータドライバＤＲＶを介して各ステップモータ８に出力され、その信号に応じて減衰力が変化するようになっている。
【０００９】
また、各減衰力可変ダンパＤＭＰの車体側（ばね上側）取り付け近傍には加速度センサＧＳがそれぞれ配設されている。なお、各減衰力可変ダンパＤＭＰにとってばね上となる車体側の３カ所に加速度センサＧＳを取り付けて、各減衰力可変ダンパＤＭＰの取り付け部の４点の加速度を計算により求めるようにしても良い。
【００１０】
図２に、本発明が適用された減衰力可変ダンパの要部破断全体図を示す。本ダンパの構成は、同一出願人による特願平８−３３０５４６号の明細書に記載されている構成と同様であり、有底筒状のケーシング１内にダンパのシリンダ２が同軸的に受容されて固定されており、そのシリンダ２内には軸線方向に往復動自在にピストン部材３が設けられている。そのピストン部材３に同軸的に結合されたピストンロッド４が、シリンダ２から図における上方に延出している。
【００１１】
ピストンロッド４の延出部分の図における上側部分には車両ボディ側に結合される皿状のブラケット５が同心的に固設されており、ケーシング１の軸線方向中間部の外周面には断面Ｊ字状の環状ブラケット６が固着されている。それら両ブラケット５・６間に圧縮コイルばね７が同軸的に介装されている。
【００１２】
そして、上記ブラケット５の図における上側に取り付けられた支持ブラケット９に、ピストンロッド４の延出方向のロッド端に対向して前記したステップモータ８が固定されている。このステップモータ８の図示されない駆動軸には、ピストンロッド４内に同軸的に設けられた貫通孔内に受容された図示されないコントロールロッドの一端部が結合されている。
【００１３】
シリンダ２室内はピストン部材３により軸線方向について２つの油室（オイルダンパの場合）２ａ・２ｂに分けられており、外力に応じて変位するピストン部材３内を一方の油室から他方の油室にオイルが流れることにより、減衰力を発生させるようになっている。
【００１４】
次に、本発明に基づくビストン部材３の構造を図３の要部拡大断面図を参照して以下に示す。シリンダ２内に没入しているピストンロッド４の軸線方向端部にはロッドエンド１０のナット形状の拡径部がねじ結合されており、そのロッドエンド１０の小径円筒部に円筒形状のピストン部材３が嵌合している。ロッドエンド１０の小径円筒部の先端部には止めナット１１がねじ止めされており、ピストン部材３の軸線方向両端にそれぞれ配設されたカラー１２を介して、ロッドエンド１０の拡径部と止めナット１１とにより軸線方向に挟持されてピストン部材３が固定されて、ロッドエンド１０とピストン部材３とが互いに一体的に組み付けられている。
【００１５】
ピストン部材３は、その軸線方向中間部の外径をシリンダ２の内径と略同一にされており、その外周面に嵌着された低摩擦材を介して、シリンダ２の内周面にに対して液密状態でかつ軸線方向に滑動自在に設けられている。ピストン部材３には、その外周面の軸線方向中間部にて開口して、ダンパの伸び縮み時のオイルの流れによりオイルを取り入れ易くするべく、互いに相反する向きに軸線に対して斜めに掘り下げられたダンパ伸び側流路１３とダンパ縮み側流路１４とが形成されている。
【００１６】
ダンパ伸び時には、ダンパ伸び側流路１３内に図の矢印Ａの向きにオイルが流入し、ダンパ縮み時には、ダンパ縮み側流路１４内に図の矢印Ｂの向きにオイルが流入するようになっている。各流路１３・１４は、ピストン部材３内で、入口側の共通流路を介して、それぞれ比較的小断面積の減衰力上限設定用流路１３ａ・１４ａと、比較的大断面積の減衰力立ち上がり設定用流路１３ｂ・１４ｂとに分岐している。減衰力上限設定用流路１３ａ・１４ａは、軸線に対して比較的小さい傾斜角度で連通するように設けられており、それぞれピストン部材３の軸線方向端面の内周側近傍にて開口している。そして、各流出口には弾性体からなるメインバルブ１５・１６がそれぞれ設けられている。
【００１７】
減衰力立ち上がり設定用流路１３ｂ・１４ｂは、軸線に対して減衰力上限設定用流路１３ａ・１４ａよりは大きい傾斜角度で連通するように設けられており、それぞれピストン部材３の内周面の軸線方向中央部に向かっている。ピストン部材３の内周面には、軸線方向中央側と軸線方向端側とに各一対の周方向溝が設けられており、各周方向溝の軸線方向中央側のそれぞれに各減衰力上限設定用流路１３ａ・１４ａが連通している。
【００１８】
ところで、ロッドエンド１０の小径円筒部内には、前記したコントロールロッド１７に同軸的に延長するように結合された円柱状弁体１８が回動自在に受容されている。その弁体１８には、その軸線方向に直列に配設されて互いに区分けされた２つの径方向貫通孔１８ａ・１８ｂが設けられている。それら各径方向貫通孔１８ａ・１８ｂは、ロッドエンド１０の小径円筒状をなすスリーブ部に４つの周方向溝毎に対応する４箇所にそれぞれ直径方向に連通する各一対ずつの開口窓１０ａ・１０ｂ及び１０ｃ・１０ｄのコントロールロッド１７側と先端側との２つずつに別々に連通するように分けられている。
【００１９】
これら各径方向貫通孔１８ａ・１８ｂは、図４に示されるようにそれぞれ細長い長方形断面形状に形成された開口形状にて径方向に貫通しているが、それぞれの軸線方向長さは、上記したように各一対ずつの開口窓１０ａ・１０ｂ及び１０ｃ・１０ｄに対応して、弁体１８の流路として可能な限度一杯に設定されている。その一方の径方向貫通孔１８ａが、減衰力立ち上がり設定用流路１３ｂに連通し得る伸び専用流路として形成されており、他方の径方向貫通孔１８ｂが、減衰力立ち上がり設定用流路１４ｂに連通し得る縮み専用流路として形成されている。
【００２０】
ピストン部材３内に形成された周方向溝の各軸線方向端側と連通する流路が、メインバルブ１５・１６に連通する流路１３ｃ・１４ｃと、ピストン部材３の軸線方向端面の外周側近傍にてそれぞれ開口する流路１３ｄ・１４ｄとに分岐して設けられている。各減衰力上限設定用流路１３ａ・１４ａは、ピストン部材３の軸線方向両端面の各半径方向内側部分にそれぞれ開口しており、各開口を各メインバルブ１５・１６が開閉するように設けられている。そして、ピストン部材３の軸線方向両端面の半径方向外側部分が、メインバルブ１５・１６を設けられた半径方向内側部分に対して一段高くされた段差をもって形成されており、その半径方向外側部分に、流路１３ｄ・１４ｄが開口し、各開口を選択的に開閉する弾性体からなる各サブバルブ１９・２０が設けられている。
【００２１】
このようにして構成されたダンパにあっては、前記したように制御ユニットＥＣＵからの減衰特性切り換え信号の出力に応じて、ステップモータ８を所定角度回転させて弁体１８を軸線回りに同一角度に回転させている。その弁体１８の回転方向の位置変化により、ロッドエンド１０のスリーブ部に設けた各開口窓１０ａ・１０ｂ及び１０ｃ・１０ｄとの連通路の断面積が変わるため、減衰力を任意に変更することができる。
【００２２】
次に、上記ステップモータ８の駆動制御回路の要部を図５を参照して以下に示す。本駆動制御回路は、モータ駆動回路２１と、ステップモータ８に対してブリッジ回路に構成された４つのパワー素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４と、互いに並列に接続された駆動電圧源Ｖｄ及び保持電圧源Ｖｈと、電圧切替回路２２と、電圧切替スイッチング用に設けられた一対のパワー素子ＦＥＴ５・ＦＥＴ６とにより構成されている。
【００２３】
なお、上記駆動電圧源Ｖｄの電圧はステップモータ８を駆動するための定格駆動電圧に設定され、保持電圧源Ｖｈの電圧はその駆動電圧よりも低い所定の電圧に設定されている。また、ステップモータ８を正転側に駆動する場合には電源側の一方のパワー素子ＦＥＴ１と接地側の一方のパワー素子ＦＥＴ４とをオン状態にし、それぞれの各他方のパワー素子ＦＥＴ２・ＦＥＴ３をオフ状態にする。逆転側に駆動する場合にはそれらのオン／オフ状態を逆にする。
【００２４】
上記したように構成されたモータ駆動回路２１に対する制御を図６を併せて参照して以下に示す。まず、第１ステップＳＴ１でステップモータ８を駆動するか否かの判断を行う。この判断は、別の制御フローにおける減衰特性の変更を行うか否かの判別信号による。たとえば高低２段階の減衰特性を変更可能にした可変減衰ダンパでは、低減衰特性と高減衰特性との間で設定を変更する場合である。
【００２５】
減衰特性の変更が生じた場合には、第１ステップＳＴ１から第２ステップＳＴ２に進み、その第２ステップＳＴ２では、たとえば低減衰特性から高減衰特性に切り換える場合を正転とすると、逆の場合には逆転になるため、その正逆転の判別を行い、いずれか一方を選択する。
【００２６】
次の第３ステップＳＴ３では、弁体１８を任意の減衰特性設定位置（予め設定した所定角度）まで回動させるべく、ステップモータ８を駆動するのに必要な駆動電圧を供給する制御を行う（図７の領域Ｄ参照）。たとえば正転側に駆動する場合には、電圧切替回路２２により一方のパワー素子ＦＥＴ５のみをオン状態にすると共に、モータ駆動回路２１により一方の組み合わせの両パワー素子ＦＥＴ１・ＦＥＴ４をオン状態にする。
【００２７】
第３ステップＳＴ３で所定角度駆動分だけの駆動制御を行ったら第４ステップＳＴ４に進む。その第４ステップＳＴ４では、変更された減衰特性設定位置に弁体１８を保持するための保持電圧を出力する制御を行う。この場合には、電圧切替回路２２により他方のパワー素子ＦＥＴ６のみをオン状態にするように切り換えると共に、モータ駆動回路２１により他方の組み合わせの両パワー素子ＦＥＴ２・ＦＥＴ３をオン状態にする。
【００２８】
上記保持電圧Ｖｈは、駆動モード時よりも小さな駆動量として前記したように駆動電圧Ｖｄよりも低い電圧であり、具体的には弁体１８に作用する流体の圧力変化などによるトルク変動に抗してステップモータ８（弁体１８）を現位置に保持するのに必要な程度の電圧値である。そして、第１ステップＳＴ１に戻るが、新たな減衰特性の変更信号が入力されるまで、第１ステップＳＴ１から第４ステップＳＴ４にジャンプするため、保持電圧Ｖｈを出力し続け（図７の領域Ｈ１参照）、ステップモータ８の脱調を防止することができる。
【００２９】
本具体例では、減衰特性の設定を変更したら、その設定位置に弁体１８を止めておくために、上記保持電圧Ｖｈをかけ続けているが、その電圧値は駆動電圧Ｖｄよりは低いため、駆動電圧Ｖｄをかけ続ける場合のようにモータ及び駆動回路の発熱や負荷が増大するということがない。
【００３０】
また、本発明による実施の形態について以下に示す。なお、この実施の形態における駆動制御回路にあっては、前記図５の回路図において電圧切替回路２２と一対のパワー素子ＦＥＴ５・ＦＥＴ６及び保持電圧電源Ｖｈを設けない構成である。
【００３１】
この制御にあっては、図８のフロー図に示されるように、前記実施の形態と同様にまず第１ステップＳＴ１でステップモータ８を駆動するか否かの判断を行い、減衰特性の変更が生じた場合には第２ステップＳＴ２で正逆転の判別を行っていずれか一方を選択し、第３ステップＳＴ３でステップモータ８を所定角度回動させるべく駆動電圧Ｖｄを供給する制御を行う（図９の領域Ｄ参照）。
【００３２】
第３ステップＳＴ３で所定角度駆動分だけの駆動制御を行ったら第４ステップＳＴ４に進むが、その第４ステップＳＴ４では、車両の本制御に必要な状態の検出を行う。その項目としては、弁体１８に対するトルク変動に関する情報であり、たとえばダンパのピストン速度やモータトルクやばね上加速度である。これらは、加速度センサＧＳや図示されない適当なセンサなどにより検出可能である。
【００３３】
そして、次の第５ステップＳＴ５で、弁体１８の保持が必要か否かを判別する。この弁体１８の保持とは、前記実施の形態で述べたように、弁体１８に作用する流体の圧力変化などによるトルク変動に抗してステップモータ８（弁体１８）を所定の位置に保持することである。すなわち、弁体１８を設定位置から動かしてしまうようなトルク変動の要因となる車両の挙動を、上記各センサなどで検出した値を予め設定したしきい値などと比較して判断する。
【００３４】
第５ステップＳＴ５で弁体１８を設定位置から動かしてしまうような挙動が生じたと判断したら、弁体１８を設定位置に保持する必要があり、その場合には第６ステップＳＴ６に進む。その第６ステップＳＴ６では、弁体１８を設定位置に保持するのに必要な駆動量として、駆動モード時よりも短時間（図９の領域Ｈ２）だけステップモータ８に駆動電圧Ｖｄと同一レベルの電圧をかけて脱調を防止する。
【００３５】
第６ステップＳＴ６の次には第１ステップＳＴ１に戻るが、第５ステップＳＴ５で車両の挙動によるトルク変動が小さいと判別された場合にも第１ステップＳＴ１に戻る。そして上記フローを繰り返すが、本実施の形態では、必要に応じてステップモータ８に短時間の間だけ電圧をかけるため、前記実施の形態と同様に駆動電圧Ｖｄをかけ続ける場合のようにモータ及び駆動回路の発熱や負荷が増大するということがない。
【００３６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ステップモータを用いて弁体を駆動するダンパ装置において、弁体に作用するトルク変動により減衰特性の設定位置から弁体が動いてしまうことを防止することを、必要に応じてステップモータに電圧をかけるため、モータ及び駆動回路の発熱を抑制しかつ負担を減少しつつステップモータの脱調防止を行うことができ、省電力化を促進し、部品の耐久性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用された減衰力可変ダンパを装着した車両の要部概略レイアウト図。
【図２】  本発明が適用された自動車用ダンパの要部破断全体図。
【図３】  ダンパのピストン部材部分を示す要部拡大断面図。
【図４】  弁体を示す要部破断斜視図。
【図５】  駆動制御回路の要部を示す図。
【図６】  参考としての制御フロー図。
【図７】  参考としての動作要領を示す図。
【図８】  本発明に基づく実施の形態の制御フロー図。
【図９】  本発明に基づく実施の形態の動作要領を示す図。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  シリンダ、２ａ・２ｂ  油室
３  ピストン部材
４  ピストンロッド
５  ブラケット
６  環状ブラケット
７  圧縮コイルばね
８  アクチュエータ
９  支持ブラケット
１０  ロッドエンド、１０ａ・１０ｂ・１０ｃ・１０ｄ  開口窓
１１  止めナット
１２  カラー
１３  ダンパ伸び側流路
１４  ダンパ縮み側流路
１３ａ・１４ａ  減衰力上限設定用流路
１３ｂ・１４ｂ  減衰力立ち上がり設定用流路
１３ｃ・１３ｄ・１４ｃ・１４ｄ  流路
１５・１６  メインバルブ
１７  コントロールロッド
１８  弁体、１８ａ・１８ｂ  径方向貫通孔
１９・２０  サブバルブ
２１  駆動回路
２２  電圧切替回路
【図１】
0003904276.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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