サスペンション装置
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】この発明は、車体速度に応じて伸側減衰力および圧側減衰力を切り替え制御するサスペンション装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】図５は従来のサスペンション装置を示すブロック図である。これについて述べると、１は車体、２は車輪であり、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ４，車高センサ５が装着され、また、車体１には上下方向の加速度を検出する加速度センサ６が設けてある。
【０００２】また、車輪２と路面７との間には、ばね要素としてのダイヤ８が存在する。加速度センサ６，車高センサ５の信号はコントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエータを駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようになっている。
【０００３】次に、従来のサスペンション装置に用いられる減衰力可変ダンパ４について、図６に基づき説明する。シリンダ１１内はピストン１２により上下二つの上側室Ａと下側室Ｂに仕切られている。シリンダ１１とアウターシェル１１ａによりリザーバＣが形成されている。
【０００４】また、ピストン１２はピストンロッド１３の一端にねじで締結され、ピストンロッド１３の他端はベアリング１４およびシール１５を貫通して突出し、車体１側に取り付けられる。
【０００５】一方、シリンダ１１側はアウターシェル１１ａ下部に溶接されたアイ１６により車輪側に取り付けられる。シリンダ１１下部には圧縮時に減衰力を発生する圧バルブ１７と、伸張時にリザーバＣから下側室Ｂに油を吸い込むチェックバルブ１８とにより構成されるベースバルブが設けてある。
【０００６】また、ピストン１２には、伸張時に上側室Ａから下側室Ｂへ油が流れる時の通路となる伸ポート１９と伸側減衰力を発生する伸バルブ２０とが、圧縮時に下側室Ｂから上側室Ａへ油が流れる時の通路となる圧ポート２１と圧側減衰力を発生する圧バルブ２２とが設けられている。
【０００７】そして、上記ピストンロッド１３内は中空となっており、内部にコントロールロッド２３とロータリーバルブ２４が結合されて挿入され、このロータリーバルブ２４の脱落防止のためのロータリーバルブストッパ２５が圧入されている。
【０００８】また、上記ピストンロッド１３には上側室Ａ側に開口する連通孔２６が設けられ、ロータリーバルブ２４には連通孔２６を開閉するオリフィス２７が設けられていて、開状態では二つの室Ａ，Ｂがピストンロッド１３内のバイパス通路２８を介して連通し、ロータリーバルブ１３に設けた上記オリフィス２７がバイパス流量を規制する。
【０００９】また、上記コントロールロッド２３は上部ピストンロッド１３内に設けたＯリング２９によりシールされ、減衰力切り替えアクチュエータ３０のシャフトと嵌合し、このアクチュエータ３０を駆動してコントロールロッド２３を回転させることにより、バイパス通路２８の開閉を可能にする。
【００１０】次に、減衰力可変ダンパの動作について説明する。まず、高減衰力を得るには減衰力切り替えアクチュエータ３０を駆動してロータリーバルブ２４を回転させ、バイパス通路２８を閉じる。伸行程では、上側室Ａの油が伸ポート１９，伸バルブ２０を通り下側室Ｂに流れる。
【００１１】このため、発生する二つの室Ａ，Ｂの差圧により伸側減衰力が発生する。ここでピストンロッド１３がシリンダ１１外に突出した体積に相当する油が、リザーバＣよりベースバルブのチェックバルブ１８を通り下側室Ｂに補充される。
【００１２】一方、圧縮行程では、ピストンロッド１３がシリンダ１１内に侵入した分の油が、ベースバルブの圧バルブ１７を通りリザーバＣへ流れる。このとき、圧バルブ１７の発生する差圧により下側室Ｂの圧力は上昇する。
【００１３】一方、下側室Ｂの油は圧ポート２１，圧バルブ２２を通り上側室Ａにも流れる。このとき発生する二つの室Ａ，Ｂの差圧と下側室Ｂの圧力により、圧側減衰力が発生する。これがハード状態となる。
【００１４】次に、ロータリーバルブ２４を回転させ、バイパス通路２８を連通させると、上記高減衰力時に対し、ピストン１２の伸、圧バルブ２０，２２をバイパスする油の流れが発生する。
【００１５】この流れは各バルブに対し並列流れとなるので、ピストン１２の伸，圧バルブ２０，２２を流れる流量はバイパス流量分だけ少なくなり、伸行程，圧行程とも二つの室Ａ，Ｂ間の差圧が小さくなる。その結果、高減衰力時に対し、低い減衰力、すなわちソフトの減衰力となる。
【００１６】このときの減衰力特性を図７に示す。この図から分かるように、伸側減衰力がハードの時には縮み側減衰力もハードになり、伸側減衰力がソフトの時には縮み側減衰力もソフトになる。これが従来の減衰力可変ダンパの特徴である。
【００１７】次に、上記減衰力可変ダンパ４の制御方法について説明する。図５に示すように、車体１および車輪２の変位を便宜上ｘ，ｙと定め（矢印方向を正とする）、ｘａ，ｙａはそれぞれの速度、ｘｂ，ｙｂはそれぞれの加速度を示す。
【００１８】そこで、車体１に作用する力に着目すると、ｘ＞０（車体１が上方に動いている）の時ｘａ−ｙａ＞０（ダンパが伸びている）ならば、車体１の運動方向と反対側（下側）の向きに減衰力が作用し、車体に対し制振力となるが、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパが縮んでいる）場合は、減衰力が車体１の運動方向に作用し、結果として減衰力が加振力となる。ｘａ＜０の場合も同様に、減衰力が制振力と加振力になる場合がある。
【００１９】そこで、ｘａを縦軸，ｘａ−ｙａを横軸として４つの象限に分けると図８（ａ）に示すように、第１，第３象限は制振作用、第２，第４象限は加振作用を与えることになる。
【００２０】そこで、図８（ｂ）に示すように減衰力が制振力として作用する場合は、減衰力をハード、加振力として作用する場合はソフトにするという制御方法が提唱されている。
【００２１】これを式で表わすと、ｘａ（ｘａ−ｙａ）＞０の時減衰力がハード、ｘａ（ｘａ−ｙａ）＜０の時減衰力がソフトということになる。この様に制御することにより、車両の乗心地が向上することになる。
【００２２】ここでｘａの値は加速度センサの信号ｘｂをコントローラ９内の積分器９ａにて積分することにより得られ、ｘａ−ｙａの値は車高センサの信号ｘ−ｙを微分部９ｂにて微分することにより得られる。そして、演算処理・駆動回路９ｃはこれらの微分器９ｂおよび微分器９ａの出力にもとづき、所定の減衰力調整信号を出力する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に、ｘａは車体質量と懸架ばね定数で決まる固有振動数である１Ｈｚの振動数で変化するが、ｘａ−ｙａは路面７からの瞬間的な入力や、車輪２とタイヤ８との共振等により、かなり多い頻度で正負（伸，圧）の符号が変化する。
【００２４】それ故、かなりの頻度で減衰力を切り替える必要がある。そのために、減衰力調整アクチュエータを高速で切り替え動作させなければ、制御効果が低減するし、これによりアクチュエータ，ダンパにかなりの耐久性が必要となるほか、制御に際し、車体１と車輪２の相対速度（ｘａ−ｙａ）が必要なため、車高センサ（もしくは相対速度センサ）５を各車輪２ごとに必要となり、システムのコストが高くなるという問題点があった。
【００２５】この発明は上記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、減衰力調整アクチュエータを高速で切り替える必要をなくし、その切り替え頻度を低減して機器の耐久性を向上させることができるとともに、車高センサを不要にして、構成の簡素化およびローコスト化を図ることができるサスペンション装置を得ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の手段は、車体側と車輪側との間に減衰力可変ダンパを設け、当該減衰力可変ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンで区画された上下二つの室と、ピストンに設けられ上記二つの室を連通する伸ポート及び圧ポートと、伸ポートの出口端と圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸バルブ及び圧バルブと、ピストンロッドに設けられて上記二つの室を連通するバイパスと、バイパス内に回転自在に設けられて当該バイパスを開閉するロータリーバルブとを備えているサスペンション装置に於て、バイパスをピストンロッド内に設けたバイパス通路と、バイパス通路から分岐した伸側連通孔及び圧側連通孔と、伸側連通孔に接続する伸側バイパス通路と、圧側連通孔に接続する圧側バイパス通路とで構成し、上記伸側バイパス通路の途中に伸側時に開く伸サブバルブを開閉自在に設け、又上記圧側バイパス通路の途中に圧側時に開く圧サブバルブを開閉自在に設け、上記ロータリーバルブには上記伸側連通孔に開閉される開口部と上記圧側連通孔に開閉される開口部とを形成し、更に車体速度のみの検出信号に基づいてロータリーバルブの回転量を制御するコントローラを設け、当該コントローラはロータリーバルブを介して伸側連通孔を閉じた時圧側連通孔を開かせ、伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を閉じさせ、又伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を開かせてそれぞれ伸側減衰力と圧側減衰力をハード・ソフト，ソフト・ハード，ソフト・ソフトに選択的に制御することを特徴とするものである。
【００２７】
【作用】この発明におけるコントローラは、車体速度の大きさに応じて、ロータリーバルブの回動量を制御して伸側および圧側の連通孔を開閉し、このときの開閉動作が、伸側減衰力がハードのとき圧側減衰力をソフトにし、伸側減衰力がソフトのとき圧側減衰力をハードとなるようにする。
【００２８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１において、１は車体、２は車輪であり、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ４が装着され、また、車体１には上下方向の加速度を検出する加速度センサ６が設けてある。
【００２９】また、車輪２と路面７との間には、ばね要素としてのタイヤ８が存在する。加速度センサ６の信号はコントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエータを駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようになっている。
【００３０】また、９ａは加速度センサ６の出力を積分する積分器、９ｃはこの積分器９ａの出力にもとづいて減衰力可変ダンパ４の減衰力調整信号を演算し出力する演算処理・駆動回路である。なお、この発明では図５における微分器９ｂおよび車高センサ５が省かれている。
【００３１】また、図２はこの発明において使用する減衰力可変ダンパの詳細を示し、図６について説明したものと同一の構成部分には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３２】この実施例に係るサスペンション装置は、車体１側と車輪２側との間に減衰力可変ダンパ４を設け、当該減衰力可変ダンパ４はシリンダ１１と、シリンダ１１内にピストン１２を介して移動自在に挿入したピストンロッド１３と、シリンダ１１内にピストン１２で区画された上下二つの室Ａ，Ｂと、ピストン１２に設けられ上記二つの室Ａ，Ｂを連通する伸ポート１９及び圧ポート２１と、伸ポート１９の出口端と圧ポート２１の出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸バルブ２０及び圧バルブ２２と、ピストンロッド１３に設けられて上記二つの室Ａ，Ｂを連通するバイパスＤと、バイパスＤ内に回転自在に設けられて当該バイパスＤを開閉するロータリーバルブ２４とを備えている。
【００３３】更に、バイパスＤをピストンロッド１３内に設けたバイパス通路２８と、バイパス通路２８から分岐した伸側連通孔３５及び圧側連通孔３６と、伸側連通孔３５に接続する伸側バイパス通路３１と、圧側連通孔３６に接続する圧側バイパス通路３２と、で構成している。又、上記伸側バイパス通路３１と圧側バイパス通路３２の途中にそれぞれ伸サブバルブ３３と圧サブバルブ３４を開閉自在に設けている。上記ロータリーバルブ２４には上記伸側連通孔３５に開閉される開口部３７と上記圧側連通孔３６に開閉される開口部３７とを形成している。
【００３４】更に本発明では、車体速度のみの検出信号に基づいてロータリーバルブ２４の回転量を制御するコントローラ９を設け、当該コントローラ９は伸側連通孔３５を閉じた時圧側連通孔３６を開かせ、伸側連通孔３５を開いた時圧側連通孔３６を閉じさせ、更に伸側連通孔３５と圧側連通孔３６を同時に開いてそれぞれ伸側減衰力と圧側減衰力をハード，ソフトに選択的に制御するようにしている。以下更に詳しく説明する。
【００３５】すなわち、この発明では、バイパスＤの一部として伸側バイパス通路３１と圧側バイパス通路３２の２つを設け、各バイパス通路３１，３２端に伸サブバルブ３３および圧サブバルブ３４が設けてある。
【００３６】また、ピストンロッド１３には伸側連通孔３５と圧側連通孔３６とが設けられており、それぞれロータリーバルブ２４により開閉されるようになっている。ロータリーバルブ２４の開口部３７は、図３に示すように図１のＰ−Ｐ断面，Ｑ−Ｑ断面でそれぞれ位相をずらして設けてあり、３つの減衰力のモードを取り得るようになっている。
【００３７】すなわち、図３において、モードＲでは伸側連通孔３５は閉、圧側連通孔３６は開であり、モードＳでは伸側，圧側連通孔３５，３６は共に開であり、モードＣでは伸側連通孔３５は開、圧側連通孔３６は閉の状態となるように設定されている。また、減衰力アクチュエータ３８は３段階に切り替え可能なもので、各モードを選択できるようになっている。
【００３８】次に動作について説明する。まず、減衰力可変ダンパの作動について述べる。モードＲでは伸側連通孔３５は閉じ、圧側連通孔３６は開いた状態になっている。
【００３９】それ故、伸行程では伸側バイパス通路３１に油が流れず、上側室Ａの油はピストン１２の伸ポート１９，伸バルブ２０を通り下側室Ｂに流れる。このときの差圧により伸バルブ２０で伸側減衰力を発生し、この減衰力がハード特性となる。
【００４０】一方、圧行程では圧側連通孔３６が開いているので、下側室Ｂから上側室Ａへの油の流れはピストン１２の圧ポート２１および圧バルブ２２を通る流れと、バイパス通路２８から圧側連通孔３６、圧側バイパス通路３２、圧サブバルブ３４を通る流れとに分かれる。その結果二つの室Ａ，Ｂの差圧は小さくなり、ソフトな減衰力となる。
【００４１】また、モードＳでは伸側連通孔３５，圧側連通孔３６が共に開いた状態にあり、共にピストン部をバイパスする流れが生じるために、伸側，圧側減衰力共にソフトの状態となる。モードＣでは伸側連通孔３５は開き圧側連通孔３６は閉じた状態になっている。それ故、伸行程の時のみピストン部をバイパスする流れが生じ、その結果、伸側減衰力がソフト、圧側減衰力がハードの状態となる。
【００４２】さらに、いずれのモードでも、伸行程ではピストンロッド１３が突出した分の油がリザーバＣからベースバルブのチェックバルブ１８を通り下側室Ｂに補充され、圧側行程ではピストンロッド１３の侵入分の油が、ベースバルブの圧バルブ１７を通りリザーバＣへ流れ、その時に発生する差圧により、下側室Ｂの圧力が上昇することは、従来と同様である。
【００４３】次に制御方法について説明する。従来の制御方法ではｘａ＞０のとき、ｘａ−ｙａ＞０（ダンパ伸状態）の時はハード、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパ圧縮状態）の時はソフトに制御するようになっている。
【００４４】これは、従来の減衰力可変ダンパが伸行程でハードの時は、圧縮行程でもハードになっているからｘａ−ｙａの正負により切り替える必要が生じるものである。
【００４５】この発明の減衰力可変ダンパでは、伸行程でハードの時は、圧行程は自動的にソフトになっているので、ｘａ−ｙａの正負により減衰力を切り替える必要がなく、ｘａ＞０の時は伸側減衰力をハード（モードＲ）に制御しておけばよいことになる。同様に、ｘａ＜０の時は圧側減衰力をハード（モードＣ）に制御すればよい。
【００４６】すなわち、車体１と車輪２の相対速度ｘａ−ｙａに関係なく、車体１の速度ｘａの正負でモードＲ，モードＣを選択すれば、従来と同様の制御効果を得ることができる。しかも、車体１の速度変化は１Ｈｚ位と比較的ゆっくりした振動なので、アクチュエータの減衰力切替速度が比較的遅くても十分な効果が得られ、しかも切り替え頻度も少なくてすむ。
【００４７】さらに、路面７からの入力周波数が高周波になると、減衰力は低い方が車体１への伝達力が小さくなり、乗心地はよくなる。高周波になると車体速度ｘａが小さくなるので、伸側，圧側とも減衰力の低いモードＳに切り替える。
【００４８】図４に以上の制御則をまとめたものを示す。このように制御することにより、乗心地を向上させることが可能となり、切り替え頻度も極めて少なくすることができる。
【００４９】
【００５０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バイパスをピストンロッド内のバイパス通路と、バイパス通路から分岐した伸側連通孔及び圧側連通孔と、伸側連通孔に接続する伸側バイパス通路と、圧側連通孔に接続する圧側バイパス通路とで構成し、又、伸側バイパス通路と圧側バスパス通路の途中にそれぞれ伸サブバルブと圧サブバルブを開閉自在に設け、更にコントローラを用いて、上記車体速度の大きさに応じて、上記伸側および圧側の連通孔の一方を開いた時他方を閉じ又は両方を開くようにロータリーバルブの回動量を制御するように構成したので、伸側及び圧側減衰力をハード・ソフト，ソフト・ハード，ソフト・ソフトの三つのモードに選択的に制御できる。しかも車体速度の大きさのみで減衰力を切り替えることにより、アクチュエータを高速で切り替える必要がなく、小型で安価なアクチュエータが使用でき、さらに減衰力の切り替え頻度が少なくなるので機器の耐久性が向上し、車高センサが不要となるので、システムが安価に構成できるという実用上の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるサスペンション装置を示すブロック図である。
【図２】この発明における減衰力可変ダンパを示す断面図である。
【図３】この発明における減衰力可変ダンパの伸圧連通孔の開閉状態および伸圧の減衰力の関係を示す説明図である。
【図４】この発明によるダンパモードにおける車体速度の制限則を示す説明表図である。
【図５】従来のサスペンション装置を示すブロック図である。
【図６】図５における減衰力可変ダンパを示す断面図である。
【図７】従来の減衰力可変ダンパの減衰力特性を示すグラフである。
【図８】従来の減衰力可変ダンパ動作による車体への作用力と制御則の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 車体
２ 車輪
９ コントローラ
１１ シリンダ
１２ ピストン
１３ ピストンロッド
２０ 伸バルブ
２２ 圧バルブ
２４ ロータリーバルブ
２８ バイパス通路
３１ 伸側バイパス通路
３２ 熱側バイパス通路
３３ 伸サブバルブ
３４ 圧サブバルブ
３５，３６ 連通孔
Ａ 上側室
Ｂ 下側室
Ｄ バイパス
【産業上の利用分野】この発明は、車体速度に応じて伸側減衰力および圧側減衰力を切り替え制御するサスペンション装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】図５は従来のサスペンション装置を示すブロック図である。これについて述べると、１は車体、２は車輪であり、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ４，車高センサ５が装着され、また、車体１には上下方向の加速度を検出する加速度センサ６が設けてある。
【０００２】また、車輪２と路面７との間には、ばね要素としてのダイヤ８が存在する。加速度センサ６，車高センサ５の信号はコントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエータを駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようになっている。
【０００３】次に、従来のサスペンション装置に用いられる減衰力可変ダンパ４について、図６に基づき説明する。シリンダ１１内はピストン１２により上下二つの上側室Ａと下側室Ｂに仕切られている。シリンダ１１とアウターシェル１１ａによりリザーバＣが形成されている。
【０００４】また、ピストン１２はピストンロッド１３の一端にねじで締結され、ピストンロッド１３の他端はベアリング１４およびシール１５を貫通して突出し、車体１側に取り付けられる。
【０００５】一方、シリンダ１１側はアウターシェル１１ａ下部に溶接されたアイ１６により車輪側に取り付けられる。シリンダ１１下部には圧縮時に減衰力を発生する圧バルブ１７と、伸張時にリザーバＣから下側室Ｂに油を吸い込むチェックバルブ１８とにより構成されるベースバルブが設けてある。
【０００６】また、ピストン１２には、伸張時に上側室Ａから下側室Ｂへ油が流れる時の通路となる伸ポート１９と伸側減衰力を発生する伸バルブ２０とが、圧縮時に下側室Ｂから上側室Ａへ油が流れる時の通路となる圧ポート２１と圧側減衰力を発生する圧バルブ２２とが設けられている。
【０００７】そして、上記ピストンロッド１３内は中空となっており、内部にコントロールロッド２３とロータリーバルブ２４が結合されて挿入され、このロータリーバルブ２４の脱落防止のためのロータリーバルブストッパ２５が圧入されている。
【０００８】また、上記ピストンロッド１３には上側室Ａ側に開口する連通孔２６が設けられ、ロータリーバルブ２４には連通孔２６を開閉するオリフィス２７が設けられていて、開状態では二つの室Ａ，Ｂがピストンロッド１３内のバイパス通路２８を介して連通し、ロータリーバルブ１３に設けた上記オリフィス２７がバイパス流量を規制する。
【０００９】また、上記コントロールロッド２３は上部ピストンロッド１３内に設けたＯリング２９によりシールされ、減衰力切り替えアクチュエータ３０のシャフトと嵌合し、このアクチュエータ３０を駆動してコントロールロッド２３を回転させることにより、バイパス通路２８の開閉を可能にする。
【００１０】次に、減衰力可変ダンパの動作について説明する。まず、高減衰力を得るには減衰力切り替えアクチュエータ３０を駆動してロータリーバルブ２４を回転させ、バイパス通路２８を閉じる。伸行程では、上側室Ａの油が伸ポート１９，伸バルブ２０を通り下側室Ｂに流れる。
【００１１】このため、発生する二つの室Ａ，Ｂの差圧により伸側減衰力が発生する。ここでピストンロッド１３がシリンダ１１外に突出した体積に相当する油が、リザーバＣよりベースバルブのチェックバルブ１８を通り下側室Ｂに補充される。
【００１２】一方、圧縮行程では、ピストンロッド１３がシリンダ１１内に侵入した分の油が、ベースバルブの圧バルブ１７を通りリザーバＣへ流れる。このとき、圧バルブ１７の発生する差圧により下側室Ｂの圧力は上昇する。
【００１３】一方、下側室Ｂの油は圧ポート２１，圧バルブ２２を通り上側室Ａにも流れる。このとき発生する二つの室Ａ，Ｂの差圧と下側室Ｂの圧力により、圧側減衰力が発生する。これがハード状態となる。
【００１４】次に、ロータリーバルブ２４を回転させ、バイパス通路２８を連通させると、上記高減衰力時に対し、ピストン１２の伸、圧バルブ２０，２２をバイパスする油の流れが発生する。
【００１５】この流れは各バルブに対し並列流れとなるので、ピストン１２の伸，圧バルブ２０，２２を流れる流量はバイパス流量分だけ少なくなり、伸行程，圧行程とも二つの室Ａ，Ｂ間の差圧が小さくなる。その結果、高減衰力時に対し、低い減衰力、すなわちソフトの減衰力となる。
【００１６】このときの減衰力特性を図７に示す。この図から分かるように、伸側減衰力がハードの時には縮み側減衰力もハードになり、伸側減衰力がソフトの時には縮み側減衰力もソフトになる。これが従来の減衰力可変ダンパの特徴である。
【００１７】次に、上記減衰力可変ダンパ４の制御方法について説明する。図５に示すように、車体１および車輪２の変位を便宜上ｘ，ｙと定め（矢印方向を正とする）、ｘａ，ｙａはそれぞれの速度、ｘｂ，ｙｂはそれぞれの加速度を示す。
【００１８】そこで、車体１に作用する力に着目すると、ｘ＞０（車体１が上方に動いている）の時ｘａ−ｙａ＞０（ダンパが伸びている）ならば、車体１の運動方向と反対側（下側）の向きに減衰力が作用し、車体に対し制振力となるが、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパが縮んでいる）場合は、減衰力が車体１の運動方向に作用し、結果として減衰力が加振力となる。ｘａ＜０の場合も同様に、減衰力が制振力と加振力になる場合がある。
【００１９】そこで、ｘａを縦軸，ｘａ−ｙａを横軸として４つの象限に分けると図８（ａ）に示すように、第１，第３象限は制振作用、第２，第４象限は加振作用を与えることになる。
【００２０】そこで、図８（ｂ）に示すように減衰力が制振力として作用する場合は、減衰力をハード、加振力として作用する場合はソフトにするという制御方法が提唱されている。
【００２１】これを式で表わすと、ｘａ（ｘａ−ｙａ）＞０の時減衰力がハード、ｘａ（ｘａ−ｙａ）＜０の時減衰力がソフトということになる。この様に制御することにより、車両の乗心地が向上することになる。
【００２２】ここでｘａの値は加速度センサの信号ｘｂをコントローラ９内の積分器９ａにて積分することにより得られ、ｘａ−ｙａの値は車高センサの信号ｘ−ｙを微分部９ｂにて微分することにより得られる。そして、演算処理・駆動回路９ｃはこれらの微分器９ｂおよび微分器９ａの出力にもとづき、所定の減衰力調整信号を出力する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に、ｘａは車体質量と懸架ばね定数で決まる固有振動数である１Ｈｚの振動数で変化するが、ｘａ−ｙａは路面７からの瞬間的な入力や、車輪２とタイヤ８との共振等により、かなり多い頻度で正負（伸，圧）の符号が変化する。
【００２４】それ故、かなりの頻度で減衰力を切り替える必要がある。そのために、減衰力調整アクチュエータを高速で切り替え動作させなければ、制御効果が低減するし、これによりアクチュエータ，ダンパにかなりの耐久性が必要となるほか、制御に際し、車体１と車輪２の相対速度（ｘａ−ｙａ）が必要なため、車高センサ（もしくは相対速度センサ）５を各車輪２ごとに必要となり、システムのコストが高くなるという問題点があった。
【００２５】この発明は上記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、減衰力調整アクチュエータを高速で切り替える必要をなくし、その切り替え頻度を低減して機器の耐久性を向上させることができるとともに、車高センサを不要にして、構成の簡素化およびローコスト化を図ることができるサスペンション装置を得ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の手段は、車体側と車輪側との間に減衰力可変ダンパを設け、当該減衰力可変ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンで区画された上下二つの室と、ピストンに設けられ上記二つの室を連通する伸ポート及び圧ポートと、伸ポートの出口端と圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸バルブ及び圧バルブと、ピストンロッドに設けられて上記二つの室を連通するバイパスと、バイパス内に回転自在に設けられて当該バイパスを開閉するロータリーバルブとを備えているサスペンション装置に於て、バイパスをピストンロッド内に設けたバイパス通路と、バイパス通路から分岐した伸側連通孔及び圧側連通孔と、伸側連通孔に接続する伸側バイパス通路と、圧側連通孔に接続する圧側バイパス通路とで構成し、上記伸側バイパス通路の途中に伸側時に開く伸サブバルブを開閉自在に設け、又上記圧側バイパス通路の途中に圧側時に開く圧サブバルブを開閉自在に設け、上記ロータリーバルブには上記伸側連通孔に開閉される開口部と上記圧側連通孔に開閉される開口部とを形成し、更に車体速度のみの検出信号に基づいてロータリーバルブの回転量を制御するコントローラを設け、当該コントローラはロータリーバルブを介して伸側連通孔を閉じた時圧側連通孔を開かせ、伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を閉じさせ、又伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を開かせてそれぞれ伸側減衰力と圧側減衰力をハード・ソフト，ソフト・ハード，ソフト・ソフトに選択的に制御することを特徴とするものである。
【００２７】
【作用】この発明におけるコントローラは、車体速度の大きさに応じて、ロータリーバルブの回動量を制御して伸側および圧側の連通孔を開閉し、このときの開閉動作が、伸側減衰力がハードのとき圧側減衰力をソフトにし、伸側減衰力がソフトのとき圧側減衰力をハードとなるようにする。
【００２８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１において、１は車体、２は車輪であり、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ４が装着され、また、車体１には上下方向の加速度を検出する加速度センサ６が設けてある。
【００２９】また、車輪２と路面７との間には、ばね要素としてのタイヤ８が存在する。加速度センサ６の信号はコントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエータを駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようになっている。
【００３０】また、９ａは加速度センサ６の出力を積分する積分器、９ｃはこの積分器９ａの出力にもとづいて減衰力可変ダンパ４の減衰力調整信号を演算し出力する演算処理・駆動回路である。なお、この発明では図５における微分器９ｂおよび車高センサ５が省かれている。
【００３１】また、図２はこの発明において使用する減衰力可変ダンパの詳細を示し、図６について説明したものと同一の構成部分には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３２】この実施例に係るサスペンション装置は、車体１側と車輪２側との間に減衰力可変ダンパ４を設け、当該減衰力可変ダンパ４はシリンダ１１と、シリンダ１１内にピストン１２を介して移動自在に挿入したピストンロッド１３と、シリンダ１１内にピストン１２で区画された上下二つの室Ａ，Ｂと、ピストン１２に設けられ上記二つの室Ａ，Ｂを連通する伸ポート１９及び圧ポート２１と、伸ポート１９の出口端と圧ポート２１の出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸バルブ２０及び圧バルブ２２と、ピストンロッド１３に設けられて上記二つの室Ａ，Ｂを連通するバイパスＤと、バイパスＤ内に回転自在に設けられて当該バイパスＤを開閉するロータリーバルブ２４とを備えている。
【００３３】更に、バイパスＤをピストンロッド１３内に設けたバイパス通路２８と、バイパス通路２８から分岐した伸側連通孔３５及び圧側連通孔３６と、伸側連通孔３５に接続する伸側バイパス通路３１と、圧側連通孔３６に接続する圧側バイパス通路３２と、で構成している。又、上記伸側バイパス通路３１と圧側バイパス通路３２の途中にそれぞれ伸サブバルブ３３と圧サブバルブ３４を開閉自在に設けている。上記ロータリーバルブ２４には上記伸側連通孔３５に開閉される開口部３７と上記圧側連通孔３６に開閉される開口部３７とを形成している。
【００３４】更に本発明では、車体速度のみの検出信号に基づいてロータリーバルブ２４の回転量を制御するコントローラ９を設け、当該コントローラ９は伸側連通孔３５を閉じた時圧側連通孔３６を開かせ、伸側連通孔３５を開いた時圧側連通孔３６を閉じさせ、更に伸側連通孔３５と圧側連通孔３６を同時に開いてそれぞれ伸側減衰力と圧側減衰力をハード，ソフトに選択的に制御するようにしている。以下更に詳しく説明する。
【００３５】すなわち、この発明では、バイパスＤの一部として伸側バイパス通路３１と圧側バイパス通路３２の２つを設け、各バイパス通路３１，３２端に伸サブバルブ３３および圧サブバルブ３４が設けてある。
【００３６】また、ピストンロッド１３には伸側連通孔３５と圧側連通孔３６とが設けられており、それぞれロータリーバルブ２４により開閉されるようになっている。ロータリーバルブ２４の開口部３７は、図３に示すように図１のＰ−Ｐ断面，Ｑ−Ｑ断面でそれぞれ位相をずらして設けてあり、３つの減衰力のモードを取り得るようになっている。
【００３７】すなわち、図３において、モードＲでは伸側連通孔３５は閉、圧側連通孔３６は開であり、モードＳでは伸側，圧側連通孔３５，３６は共に開であり、モードＣでは伸側連通孔３５は開、圧側連通孔３６は閉の状態となるように設定されている。また、減衰力アクチュエータ３８は３段階に切り替え可能なもので、各モードを選択できるようになっている。
【００３８】次に動作について説明する。まず、減衰力可変ダンパの作動について述べる。モードＲでは伸側連通孔３５は閉じ、圧側連通孔３６は開いた状態になっている。
【００３９】それ故、伸行程では伸側バイパス通路３１に油が流れず、上側室Ａの油はピストン１２の伸ポート１９，伸バルブ２０を通り下側室Ｂに流れる。このときの差圧により伸バルブ２０で伸側減衰力を発生し、この減衰力がハード特性となる。
【００４０】一方、圧行程では圧側連通孔３６が開いているので、下側室Ｂから上側室Ａへの油の流れはピストン１２の圧ポート２１および圧バルブ２２を通る流れと、バイパス通路２８から圧側連通孔３６、圧側バイパス通路３２、圧サブバルブ３４を通る流れとに分かれる。その結果二つの室Ａ，Ｂの差圧は小さくなり、ソフトな減衰力となる。
【００４１】また、モードＳでは伸側連通孔３５，圧側連通孔３６が共に開いた状態にあり、共にピストン部をバイパスする流れが生じるために、伸側，圧側減衰力共にソフトの状態となる。モードＣでは伸側連通孔３５は開き圧側連通孔３６は閉じた状態になっている。それ故、伸行程の時のみピストン部をバイパスする流れが生じ、その結果、伸側減衰力がソフト、圧側減衰力がハードの状態となる。
【００４２】さらに、いずれのモードでも、伸行程ではピストンロッド１３が突出した分の油がリザーバＣからベースバルブのチェックバルブ１８を通り下側室Ｂに補充され、圧側行程ではピストンロッド１３の侵入分の油が、ベースバルブの圧バルブ１７を通りリザーバＣへ流れ、その時に発生する差圧により、下側室Ｂの圧力が上昇することは、従来と同様である。
【００４３】次に制御方法について説明する。従来の制御方法ではｘａ＞０のとき、ｘａ−ｙａ＞０（ダンパ伸状態）の時はハード、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパ圧縮状態）の時はソフトに制御するようになっている。
【００４４】これは、従来の減衰力可変ダンパが伸行程でハードの時は、圧縮行程でもハードになっているからｘａ−ｙａの正負により切り替える必要が生じるものである。
【００４５】この発明の減衰力可変ダンパでは、伸行程でハードの時は、圧行程は自動的にソフトになっているので、ｘａ−ｙａの正負により減衰力を切り替える必要がなく、ｘａ＞０の時は伸側減衰力をハード（モードＲ）に制御しておけばよいことになる。同様に、ｘａ＜０の時は圧側減衰力をハード（モードＣ）に制御すればよい。
【００４６】すなわち、車体１と車輪２の相対速度ｘａ−ｙａに関係なく、車体１の速度ｘａの正負でモードＲ，モードＣを選択すれば、従来と同様の制御効果を得ることができる。しかも、車体１の速度変化は１Ｈｚ位と比較的ゆっくりした振動なので、アクチュエータの減衰力切替速度が比較的遅くても十分な効果が得られ、しかも切り替え頻度も少なくてすむ。
【００４７】さらに、路面７からの入力周波数が高周波になると、減衰力は低い方が車体１への伝達力が小さくなり、乗心地はよくなる。高周波になると車体速度ｘａが小さくなるので、伸側，圧側とも減衰力の低いモードＳに切り替える。
【００４８】図４に以上の制御則をまとめたものを示す。このように制御することにより、乗心地を向上させることが可能となり、切り替え頻度も極めて少なくすることができる。
【００４９】
【００５０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バイパスをピストンロッド内のバイパス通路と、バイパス通路から分岐した伸側連通孔及び圧側連通孔と、伸側連通孔に接続する伸側バイパス通路と、圧側連通孔に接続する圧側バイパス通路とで構成し、又、伸側バイパス通路と圧側バスパス通路の途中にそれぞれ伸サブバルブと圧サブバルブを開閉自在に設け、更にコントローラを用いて、上記車体速度の大きさに応じて、上記伸側および圧側の連通孔の一方を開いた時他方を閉じ又は両方を開くようにロータリーバルブの回動量を制御するように構成したので、伸側及び圧側減衰力をハード・ソフト，ソフト・ハード，ソフト・ソフトの三つのモードに選択的に制御できる。しかも車体速度の大きさのみで減衰力を切り替えることにより、アクチュエータを高速で切り替える必要がなく、小型で安価なアクチュエータが使用でき、さらに減衰力の切り替え頻度が少なくなるので機器の耐久性が向上し、車高センサが不要となるので、システムが安価に構成できるという実用上の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるサスペンション装置を示すブロック図である。
【図２】この発明における減衰力可変ダンパを示す断面図である。
【図３】この発明における減衰力可変ダンパの伸圧連通孔の開閉状態および伸圧の減衰力の関係を示す説明図である。
【図４】この発明によるダンパモードにおける車体速度の制限則を示す説明表図である。
【図５】従来のサスペンション装置を示すブロック図である。
【図６】図５における減衰力可変ダンパを示す断面図である。
【図７】従来の減衰力可変ダンパの減衰力特性を示すグラフである。
【図８】従来の減衰力可変ダンパ動作による車体への作用力と制御則の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 車体
２ 車輪
９ コントローラ
１１ シリンダ
１２ ピストン
１３ ピストンロッド
２０ 伸バルブ
２２ 圧バルブ
２４ ロータリーバルブ
２８ バイパス通路
３１ 伸側バイパス通路
３２ 熱側バイパス通路
３３ 伸サブバルブ
３４ 圧サブバルブ
３５，３６ 連通孔
Ａ 上側室
Ｂ 下側室
Ｄ バイパス
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車体側と車輪側との間に減衰力可変ダンパを設け、当該減衰力可変ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンで区画された上下二つの室と、ピストンに設けられ上記二つの室を連通する伸ポート及び圧ポートと、伸ポートの出口端と圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸バルブ及び圧バルブと、ピストンロッドに設けられて上記二つの室を連通するバイパスと、バイパス内に回転自在に設けられて当該バイパスを開閉するロータリーバルブとを備えているサスペンション装置に於て、バイパスをピストンロッド内に設けたバイパス通路と、バイパス通路から分岐した伸側連通孔及び圧側連通孔と、伸側連通孔に接続する伸側バイパス通路と、圧側連通孔に接続する圧側バイパス通路とで構成し、上記伸側バイパス通路の途中に伸側時に開く伸サブバルブを開閉自在に設け、又上記圧側バイパス通路の途中に圧側時に開く圧サブバルブを開閉自在に設け、上記ロータリーバルブには上記伸側連通孔に開閉される開口部と上記圧側連通孔に開閉される開口部とを形成し、更に車体速度のみの検出信号に基づいてロータリーバルブの回転量を制御するコントローラを設け、当該コントローラはロータリーバルブを介して伸側連通孔を閉じた時圧側連通孔を開かせ、伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を閉じさせ、又伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を開かせてそれぞれ伸側減衰力と圧側減衰力をハード・ソフト，ソフト・ハード，ソフト・ソフトに選択的に制御することを特徴とするサスペンション装置。
【請求項１】 車体側と車輪側との間に減衰力可変ダンパを設け、当該減衰力可変ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンで区画された上下二つの室と、ピストンに設けられ上記二つの室を連通する伸ポート及び圧ポートと、伸ポートの出口端と圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸バルブ及び圧バルブと、ピストンロッドに設けられて上記二つの室を連通するバイパスと、バイパス内に回転自在に設けられて当該バイパスを開閉するロータリーバルブとを備えているサスペンション装置に於て、バイパスをピストンロッド内に設けたバイパス通路と、バイパス通路から分岐した伸側連通孔及び圧側連通孔と、伸側連通孔に接続する伸側バイパス通路と、圧側連通孔に接続する圧側バイパス通路とで構成し、上記伸側バイパス通路の途中に伸側時に開く伸サブバルブを開閉自在に設け、又上記圧側バイパス通路の途中に圧側時に開く圧サブバルブを開閉自在に設け、上記ロータリーバルブには上記伸側連通孔に開閉される開口部と上記圧側連通孔に開閉される開口部とを形成し、更に車体速度のみの検出信号に基づいてロータリーバルブの回転量を制御するコントローラを設け、当該コントローラはロータリーバルブを介して伸側連通孔を閉じた時圧側連通孔を開かせ、伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を閉じさせ、又伸側連通孔を開いた時圧側連通孔を開かせてそれぞれ伸側減衰力と圧側減衰力をハード・ソフト，ソフト・ハード，ソフト・ソフトに選択的に制御することを特徴とするサスペンション装置。
【図４】
【図１】
【図２】
【図６】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１】
【図２】
【図６】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【特許番号】特許第３３００７８９号（Ｐ３３００７８９）
【登録日】平成１４年４月２６日（２００２．４．２６）
【発行日】平成１４年７月８日（２００２．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−３４９０９２
【出願日】平成３年１２月６日（１９９１．１２．６）
【公開番号】特開平５−１５５２２４
【公開日】平成５年６月２２日（１９９３．６．２２）
【審査請求日】平成１０年１２月４日（１９９８．１２．４）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【参考文献】
【文献】特開 昭６１−１６３０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表 平１−５０２９７２（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１４年４月２６日（２００２．４．２６）
【発行日】平成１４年７月８日（２００２．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成３年１２月６日（１９９１．１２．６）
【公開番号】特開平５−１５５２２４
【公開日】平成５年６月２２日（１９９３．６．２２）
【審査請求日】平成１０年１２月４日（１９９８．１２．４）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【参考文献】
【文献】特開 昭６１−１６３０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表 平１−５０２９７２（ＪＰ，Ａ）
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