JP2007145093A - 車高調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 車高を短時間で変更可能とするとともに、作動油の移動に伴う衝撃音の発生、車高の変動なども未然に防止できるようにする。
【解決手段】 流体圧シリンダ20a〜20dは、車両の車輪側部材11a〜11dと車体側部材12a〜12dとの間に設けられている。流体圧シリンダ20a〜20dに油路L1a〜L1dを介して作動油を給排することにより、車高が調整される。油路L1a〜L1dには、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dを介してアキュムレータ15a〜15dが接続されている。電磁切換え弁16a〜16dは、通電により閉状態に設定される常開型で構成され、アキュムレータ15a〜15d内の油圧と流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧との差圧が、電磁切換え弁16a〜16dに内蔵のばねの付勢力よりも大きいことを条件に、非通電状態であっても閉状態に設定される。
【選択図】 図1
【解決手段】 流体圧シリンダ20a〜20dは、車両の車輪側部材11a〜11dと車体側部材12a〜12dとの間に設けられている。流体圧シリンダ20a〜20dに油路L1a〜L1dを介して作動油を給排することにより、車高が調整される。油路L1a〜L1dには、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dを介してアキュムレータ15a〜15dが接続されている。電磁切換え弁16a〜16dは、通電により閉状態に設定される常開型で構成され、アキュムレータ15a〜15d内の油圧と流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧との差圧が、電磁切換え弁16a〜16dに内蔵のばねの付勢力よりも大きいことを条件に、非通電状態であっても閉状態に設定される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両の車輪側部材と車体側部材との間に設けられた流体圧シリンダに対する流体の給排により車高を変更する車高調整装置に関する。
従来から、車両の車輪側部材と車体側部材との間に設けられて流体の給排により車高を変更可能な流体圧シリンダと、流体圧シリンダに対し流体通路を介して流体の給排を制御する流体給排装置とを備えた車高調整装置はよく知られている。この車高調整装置においては、例えば下記特許文献1に示されているように、流体通路にアキュムレータを接続して、車体の上下動に対してばね力を付与するようにしている。流体通路とアキュムレータとの間に常開型の電磁切換え弁を介装させて、車高を低くする際には電磁切換え弁を閉じた状態で流体圧シリンダ内の流体を急速に排出することにより、車体を目標の低い位置まで短時間で低下させることを可能にしている。また、車高を高い位置まで上昇させる場合には、電磁切換え弁を閉じた状態で流体圧シリンダに流体を供給して車高を所定位置まで一旦上昇させた後に、電磁切換え弁を開いた状態で流体圧シリンダおよびアキュムレータに流体を供給して車高を目標の高い位置まで上昇させるか、最初から電磁切換え弁を開いた状態で流体圧シリンダおよびアキュムレータに流体を供給して車高を目標の高い位置まで上昇させるようにしている。
特開2005−88766号公報
しかし、上記従来の装置にあっては、車高を短時間で低下させた場合において、電磁切換え弁への通電を停止すると、電磁切換え弁が開いて、アキュムレータ内の流体が流体圧シリンダに移動し、この流体の移動が流体による衝撃音の発生、車高の変動をもたらすという問題がある。また、車高を上昇させる場合には、アキュムレータへ流体を再供給するか、流体圧シリンダおよびアキュムレータの両者へ同時に流体を供給する必要が生じ、車高を目標の高い位置まで上昇させるのに時間を要する。この車高の上昇時間を短縮するためには、大きな吐出量のポンプが必要となり、装置全体が大型化および重量増を免れることができないとともに、これに伴いその製造コストも高くなる。
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、装置の大型化および重量増を招くことなく、車高を短時間で変更可能とするとともに、流体の移動に伴う衝撃音の発生、車高の変動なども未然に防止できるようにした車高調整装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両の車輪側部材と車体側部材との間に設けられて流体の給排により車高を変更可能な流体圧シリンダと、流体圧シリンダに対し流体通路を介して流体の給排を制御する流体給排装置と、流体通路に接続されたアキュムレータと、流体通路とアキュムレータとの間に介装された電磁切換え弁とを備えた車高調整装置において、電磁切換え弁を、通電により閉状態に設定される常開型で構成するとともに、アキュムレータ内の流体圧が流体圧シリンダ内の流体圧よりも高くかつそれらの圧力差が所定値よりも大きいことを条件に、非通電状態であっても閉状態に設定されるように構成したことにある。
この場合、例えば、電磁切換え弁は、スプリングを有していて、流体圧シリンダ内の流体圧およびスプリングのばね力によって弁体を弁座に着座させる方向とは反対方向に付勢するとともに、アキュムレータ内の流体圧によって弁体を弁座に着座させる方向に付勢するように構成されるとよい。そして、弁体が弁座に着座した位置にあるときにおけるスプリングの付勢力をFとし、弁体が弁座に着座した際の弁体のシール面積をAとし、かつ車高を高い状態に設定したときにおける流体圧シリンダ内の流体圧から車高を低い状態に設定したときにおける流体圧シリンダ内の流体圧を減算した流体圧差をΔPoとすると、ΔPo・A>Fなる関係が成立するようにするとよい。
このように構成した車高調整装置を用いて実際に車高を高い位置から低い位置まで低下させる場合には、流体給排装置を制御して流体圧シリンダ内の流体を排出することにより車高を低下させる低下制御手段を設ける。そして、低下制御手段は、アキュムレータ内の流体圧から流体圧シリンダ内の流体圧を減算した流体圧差であって車高の低下に伴って変化する流体圧差をΔPxとすると、車高の低下開始から低下終了までの期間内の少なくともΔPx・A≦Fなる関係が成立する期間で、電磁切換え弁を通電制御するようにするとよい。なお、少なくともΔPx・A≦Fなる関係が成立する期間で電磁切換え弁を通電制御するとは、車高の低下開始から低下終了までの全ての期間で電磁切換え弁を通電制御することも含む意味である。
また、このように構成した車高調整装置を用いて実際に車高を低い位置から高い位置まで上昇させる場合には、流体給排装置を制御して流体圧シリンダに流体を供給することにより車高を上昇させる上昇制御手段を設ける。そして、上昇制御手段は、アキュムレータ内の流体圧から流体圧シリンダ内の流体圧を減算した流体圧差であって車高の上昇に伴って変化する流体圧差をΔPyとすると、車高の上昇開始から上昇終了までの期間内の少なくともΔPy・A≦Fなる関係が成立する期間で、電磁切換え弁を通電制御するようにするとよい。なお、少なくともΔPy・A≦Fなる関係が成立する期間で電磁切換え弁を通電制御するとは、車高の上昇開始から上昇終了までの全ての期間で電磁切換え弁を通電制御することも含む意味である。
上記本発明によれば、車高を高い位置から目標の低い位置まで低下させる場合には、電磁切換え弁を通電によって閉じることにより、流体圧シリンダ内のみの流体を排出させるだけで済むので、車高を短時間で低下させることができる。そして、この車高を目標の低い位置まで低下させた後に、電磁切換え弁への通電を停止しても、アキュムレータ内の流体圧と流体圧シリンダ内の流体圧との圧力差により、電磁切換え弁を閉じた状態に保つことができる。したがって、電磁切換え弁の通電停止後も、アキュムレータ内の流体が流体圧シリンダに移動することはなく、流体の移動による衝撃音の発生、車高が変動を回避することができる。また、車高を低い位置から目標の高い位置まで上昇させる場合、前述のように、車高の低下制御後も電磁切換え弁を閉じた状態に保たれて、アキュムレータ内の流体は高圧に保たれているので、流体圧シリンダおよびアキュムレータの両者が車高を目標の高い状態に設定するために必要な流体量は少なくて済み、大きな吐出量のポンプを用意することなく、車高を目標の高い位置まで短時間で上昇させることができる。
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の車高調整装置を含む車両のサスペンション装置を示す概略図である。
この車両のサスペンション装置は、前後左右輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrを保持する車輪側部材(例えば、ロアアーム)11a〜11dと、車体と一体変位する車体側部材12a〜12dとの間に、流体圧シリンダ20a〜20dがそれぞれ設けられている。流体圧シリンダ20a〜20dは、車体側部材12a〜12dに上端部を固定した円筒状のハウジング21a〜21dをそれぞれ備えている。ハウジング21a〜21d内には、軸線方向に液密的に摺動するピストン22a〜22dがそれぞれ収容されている。ピストン22a〜22dは、ハウジング21a〜21d内を上油室23a〜23dおよび下油室24a〜24dにそれぞれ区画している。ピストン22a〜22dには、上油室23a〜23dおよび下油室24a〜24dを連通させるオリフィス25a〜25dが設けられている。
ピストン22a〜22dには、ピストンロッド26a〜26dの上端部がそれぞれ固定されている。ピストンロッド26a〜26dは、それらの下部をハウジング21a〜21dから進退可能にそれぞれ突出させており、それらの下端部は車輪側部材11a〜11dに接続されている。ハウジング21a〜21dの外周面と車体側部材12a〜12dとの間には図示しないコイルスプリングが設けられており、流体圧シリンダ20a〜20dは、コイルスプリングと共に車輪側部材11a〜11dに対して車体を上下に振動可能に支持する。この車体の上下方向の振動の際には、オリフィス25a〜25dを介した作動油の上下油室23a〜23d,24a〜24d間の移動によって減衰力が付与される。
流体圧シリンダ20a〜20dの上油室23a〜23dには、可変オリフィス13a〜13dを介して油路L1a〜L1dの各一端がそれぞれ接続されている。可変オリフィス13a〜13dは、電気的に制御されて作動油の通路面積をそれぞれ変更する。油路L1a〜L1dには、車体の上下動に対してばね作用をもたらすアキュムレータ14a〜14dおよびアキュムレータ15a〜15dがそれぞれ接続されている。アキュムレータ14a〜14d,15a〜15dは、ハウジングおよびハウジング内を仕切る仕切り部材を有し、各一方の室が油路L1a〜L1dにそれぞれ連通するとともに、各他方の室に弾性体を収容してなるもので、いずれもばね機能を備えている。アキュムレータ14a〜14d,15a〜15dとして、ベローズタイプ、ブラダタイプおよびピストンタイプのいずれを採用してもよい。なお、アキュムレータ15a〜15dのばね定数は、アキュムレータ14a〜14dのばね定数よりも大きく設定されている。
アキュムレータ15a〜15dと油路L1a〜L1dとの間には、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dが介装されている。電磁切換え弁16a〜16dは、図2に詳細に示すように、内部に段付きの円柱状空間31aを形成したハウジング31を備えている。ハウジング31には、円柱状空間31aに先端部を侵入させたスリーブ32が固定されている。円柱状空間31aには、スリーブ32の内周面上に後部を侵入させて固定した円筒状の支持ロッド33が侵入して固定されている。支持ロッド33の前部分には、円筒状の弁座部材34が組み付け固定されている。支持ロッド33の内部空間には、弁座部材34の弁座部34aに対向するように弁体35が組み込まれている。弁体35は、支持ロッド33内に軸線方向に摺動可能に組み込まれた駆動ロッド36の先端部に固定されている。
駆動ロッド36の先端部と弁座部材34との間には、コイル状のスプリング37が組み付けられている。スプリング37は、駆動ロッド36および弁体35を後方(図示右方)に付勢している。駆動ロッド36の後端部には、スリーブ32内を軸線方向に変位可能なプラジャ(可動子)38が固定されている。このプランジャ38は、スリーブ32の外側にて巻き回されたコイル39の通電によって前方(図示左方)へ吸引されて、駆動ロッド36および弁体35を前方(図示左方)へ付勢する。円筒状空間31aの弁座部材34への通路および弁座部材34内の通路は、ハウジング31に設けた油路31bを介して油路L1a〜L1dすなわち流体圧シリンダ20a〜20d側に連通している。支持ロッド33内の弁座部34aに対向する通路(弁体35側の通路)は、支持ロッド33の側壁に貫通して設けた油路33aおよびハウジング31に設けた油路31cを介してアキュムレータ15a〜15dに連通している。なお、スリーブ32内は、支持ロッド33の内周面と駆動ロッド36の外周面との間を介して、支持ロッド33内の弁座部34aに対向する通路(弁体35側の通路)に連通している。
このように構成した電磁切換え弁16a〜16dは、他の力が作用しても、コイル39への通電によって大きな電磁力で駆動ロッド36および弁体35が図2の左方向に必ず変位し、弁体35が弁座部34aに着座して、油路31b,31cを必ず閉じる(図3(B)参照)。一方、コイル39への通電を停止した状態では、油路31cの油圧から油路31bの油圧を減算した差圧に起因した力がスプリング37の付勢力より大きくならない限り、駆動ロッド36および弁体35がスプリング37の付勢力によって図2の右方向に変位し、弁体35が弁座部34aに着座しない(図3(A)参照)。しかし、前記差圧に起因した力がスプリング37の付勢力より大きくなると、コイル39への非通電状態であっても、前記差圧がスプリング37の付勢力に打ち勝って、弁体35が弁座部34aに着座する(図3(C)参照)。これにより、電磁切換え弁16a〜16dは、通電により閉状態に設定される常開型の電磁切換え弁として機能するとともに、アキュムレータ15a〜15d内の油圧が流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧よりも高く、かつそれらの各圧力差が所定値よりも大きいことを条件に、非通電状態であっても閉状態に設定されるように機能する。
より具体的には、電磁切換え弁16a〜16dは、油路31bの油圧およびスプリング37のばね力によって弁体35を弁座部34aに着座させる方向とは反対方向に付勢するとともに、油路31cの油圧によって弁体35を弁座部34aに着座させ方向に付勢するように構成されている。したがって、コイル39への通電を停止した状態では、前記スプリング37のばね力と、油路31b,31cの油圧力のバランスにおいて、電磁切換え弁16a〜16dの開閉状態が決定される。そして、この電磁切換え弁16a〜16dにおいては、弁体35が弁座部34aに着座した位置にあるときにおけるスプリング37の付勢力をFとし、弁体35が弁座部34aに着座した際の弁体35のシール面積をAとし、かつ車高を高い状態に設定したときにおける流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧P2から車高を低い状態に設定したときにおける流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧P1を減算した油圧差をΔPoとすると、ΔPo・A>Fなる関係が成立するように設定されている(図5参照)。なお、詳しくは後述するように、このサスペンション装置においては、流体圧シリンダ20a〜20dへの作動油の給排により車高を上下させるもので、流体圧シリンダ20a〜20dへ作動油が供給されて上下油室23a〜23d,24a〜24d内の油圧が高くなる状態で車高が高く設定され、流体圧シリンダ20a〜20d内の作動油が排出されて上下油室23a〜23d,24a〜24d内の油圧が低くなる状態で車高が低く設定される。
流体圧シリンダ20a〜20dは、油路L1a〜L1dを介してセンタシリンダ17に接続されている。センタシリンダ17は、中央部を大径に形成するとともにその両側部を小径に形成した段付き円筒状のハウジング17aを備えている。ハウジング17a内には、大径の第1ピストン17bと、連結ロッド17c,17dを介して第1ピストン17bの軸線方向両側位置にて一体的に連結された小径の第2および第3ピストン17e,17fが液密的かつ摺動可能に収容されている。
このセンタシリンダ17の機能について簡単に説明しておく。車体にピッチングが発生すると、左右前輪Wfl,Wfrの流体圧シリンダ20a,20b内の油圧と、左右後輪Wrl,Wrrの流体圧シリンダ20c,20d内の油圧との間に差が生じる。この場合、センタシリンダ17の第2および第3ピストン17e,17fの各外側の油室にそれぞれ連通する流体圧シリンダ20a,20b内の両油圧は等しく、センタシリンダ17の第1ピストン17bの両側の油室にそれぞれ連通する流体圧シリンダ20c,20d内の両油圧も等しくなる。したがって、第1〜第3ピストン17b,17e,17fは変位することなく、流体圧シリンダ20a〜20dとセンタシリンダ17との間の作動油の移動はない。その結果、流体圧シリンダ20a〜20dはそれぞれ独立して動作して大きな減衰力を発生するので、車体のピッチングが効果的に抑制される。
また、車体にローリングが発生すると、左前輪Wflおよび左後輪Wrlの両流体圧シリンダ20a,20c内の油圧の和と、右前輪Wfrおよび右後輪Wrrの流体圧シリンダ20b,20d内の油圧の和との間に差が生じる。この場合、センタシリンダ17の第2ピストン17eの外側の油室に連通する流体圧シリンダ20a内の油圧と第1および第3ピストン17b,17f間の油室に連通する流体圧シリンダ20c内の油圧との和と、第3ピストン17fの外側の油室に連通する流体圧シリンダ20b内の油圧と第1および第2ピストン17b,17e間の油室に連通する流体圧シリンダ20d内の油圧との和とは等しくなる。したがって、第1〜第3ピストン17b,17e,17fは変位することなく、流体圧シリンダ20a〜20dとセンタシリンダ17との間の作動油の移動はない。その結果、流体圧シリンダ20a〜20dはそれぞれ独立して動作して大きな減衰力を発生するので、車体のローリングが効果的に抑制される。
一方、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrのうちの一輪のみ、例えば左前輪Wflが道路上の***に乗り上げると、流体圧シリンダ20aの油圧が急激に上昇する。この場合、他の流体圧シリンダ20b〜20d内の油圧は以前のままに保たれているので、前記流体圧シリンダ20aの油圧が上昇に伴って、センタシリンダ17の第2ピストン17eの外側の油室内の油圧のみが上昇し、第1〜第3ピストン17b,17e,17fは図示右方向に変位する。したがって、第2ピストン17eの外側の油室の体積、ならびに第1および第2ピストン17b,17e間の油室の体積が増加するとともに、第1および第3ピストン17b,17f間の油室、ならびに第3ピストン17fの外側の油室の体積が減少する。このことは、流体圧シリンダ20a,20d内の作動油が流体圧シリンダ20b,20cに流れ込んだことと等価であり、これにより、左前輪Wflが道路上の***に乗り上げたことによる車体への衝撃が良好に緩和される。
なお、他の輪が***に乗り上げた場合も、センタシリンダ17の前記と同様な作用により車体への衝撃が緩和される。さらに、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrのうちの一輪が前記とは逆に道路上の窪みに落ち込んだ場合には、該当する車輪と対角位置の車輪の油圧シリンダ内に他の油圧シリンダが作動油が流入することになり、この場合も、道路上の窪みに落ち込んだ場合による車体への衝撃が良好に緩和される。このようなセンタシリンダ17の機能は本発明に直性関係しないので、これ以上を説明を省略する。
この車両のサスペンション装置は、車高を調整するために、流体圧シリンダ20a〜20dに対して、流路L1a〜L1dを介して作動油の給排を制御する流体給排装置を備えている。流体給排装置は、詳しくは後述するように、車高を上昇させる際に、流体圧シリンダ20a〜20dに作動油を供給するためのポンプ41を備えている。ポンプ41は、電動モータ42によって駆動されて、リザーバ43内の作動油を汲み上げ、逆止弁44を介して油路L2に作動油を吐出する。油路L2には、消音用のアキュムレータ45が接続されるとともに、電磁切換え弁46を介して蓄圧用のアキュムレータ47も接続されている。電磁切換え弁46は、通電により開状態に設定される常閉型である。油路L2とリザーバ43との間には、通電により開状態に設定される常閉型の流出制御用の電磁切換え弁48が介装されている。この電磁切換え弁48は、詳しくは後述するように、車高を低下させる際に、流体圧シリンダ20a〜20d内の作動油を排出するためのものである。
油路L2は、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dを介装した油路L3a〜L3dを介して、油路L1a〜L1dにそれぞれ連通している。電磁切換え弁51a〜51dは、通電により開状態に設定される常閉型である。油路L3a,L3b間には、油路L1a,L1b側にて、通電により開状態に設定される常閉型の電磁切換え弁52aが接続されている。油路L3c,L3c間には、油路L1c,L1d側にて、通電により開状態に設定される常閉型の電磁切換え弁52bが接続されている。これらの電磁切換え弁52a,52bは、電磁切換え弁16a〜16dが閉状態から開状態に切換えられる際に通電制御されて、前記切換えに伴う作動油の脈動を抑制するためのものである。
次に、上述した各種電気部品を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、各種油路に設けられて油圧を検出する複数の圧力センサPを備えている。圧力センサPによって検出された圧力は電子制御ユニット(以下、ECUという)60に供給され、ECU60は検出圧力に応じて各種制御を行う。ただし、この検出圧力に基づく制御は本発明に直接関係しないので、詳しい説明を省略する。また、車輪側部材11a〜11dと車体側部材12a〜12dの各間には車高センサ61a〜61dがそれぞれ組み付けられ、車高センサ61a〜61dは左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における車高Lを検出してECU60に出力する。
ECU60は、図4の車高制御プログラムを含む種々のプログラムを実行することにより、各種電磁切換え弁、可変オリフィス13a〜13dおよび電動モータ42の作動を制御する。このECU60には、車高モードスイッチ62、車高調整スイッチ63および各種センサ64が接続されている。車高モードスイッチ62は、車室内に設けられて運転者によって操作されるもので、車高の変更を自動的に行うオートモードとマニアル操作によって行うマニアルモードとを切換えるためのものである。車高調整スイッチ63は、車室内に設けられて運転者によって操作されるもので、前記マニアルモードの選択時に車高の高低の切換えを指示するためのものである。各種センサ64には、車両の状態を検出するもので、車速センサ、シフト位置検出センサ、パーキングブレーキセンサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサなどからなる。
上記のように構成した実施形態の動作を説明する。イグニッションスイッチの投入により、ECU60は、図4の車高制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この車高制御プログラムの実行はステップS10にて開始され、ECU60は、ステップS11,S12て、車高のダウン要求およびアップ要求があったかをそれぞれ判定する。例えば、車高モードスイッチ62によってマニアルモードが選択されている状態で、車高調整スイッチ63によって車高を低くする指示がなされた場合に、ダウン要求ありと判定される。また、車高モードスイッチ62によってオートモードが選択されている状態で、車両が停止され、その後に、パーキングブレーキが操作され、またはシフトレバーがパーキング位置に切換えられた場合にも、ダウン要求ありと判定される。これは、乗員が車両に乗降し易くするためである。一方、車高モードスイッチ62によってマニアルモードが選択されている状態で、車高調整スイッチ63によって車高を高くする指示がなされた場合に、アップ要求ありと判定される。また、車高モードスイッチ62によってオートモードが選択されている状態で、イグニッションスイッチの投入後に、シフトレバーがドライブ位置に切換えられた場合にも、アップ要求ありと判定される。これは、前記乗員の乗降のために低くした車高を高い位置に戻すためである。
ステップS11,S12にて、共に「No」すなわち車高のダウン要求もアップ要求も判定されない場合には、ステップS23にてこの車高制御プログラムの実行を終了する。ステップS11にて、「Yes」すなわち車高のダウン要求ありと判定されると、ECU60は、ステップS13にて、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dに通電して、電磁切換え弁16a〜16dを閉状態に設定する。すなわち、図3(B)に示すように、コイル39への通電によりプランジャ38は左方に付勢され、弁体35が駆動ロッド36と共に左方に変位して、弁座部34aに着座する。その結果、電磁切換え弁16a〜16dは閉状態に設定される。次に、ステップS14にて、前記電磁切換え弁16a〜16dへの通電開始から所定の短時間が経過した後、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dおよび流出制御用の電磁切換え弁48に通電して、電磁切換え弁51a〜51d,48を開状態に設定する。これにより、流体圧シリンダ20a〜20d内の作動油が、油路L1a〜L1d,L3a〜L3d,L2を介してリザーバ43に排出される。その結果、図5に示すように、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における車高Lが徐々に低くなり、流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧も徐々に低くなる。
前記ステップS14の処理後、ECU60は、車高センサ61a〜61dによって検出された各車高Lを入力して、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における各車高Lが目標の低い車高値に等しくなったかを判定する。左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における各車高Lが目標の低い車高値に等しくなるまで、電磁切換え弁51a〜51d,48は開状態に維持されるとともに、電磁切換え弁16a〜16dは閉状態に維持される。そして、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における各車高Lが目標の低い車高値に等しくなると、ECU60は、ステップS15にて「Yes」と判定して、ステップS16,S17の処理を実行する。
ステップS16においては、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dおよび流出制御用の電磁切換え弁48に対する通電を解除して、電磁切換え弁51a〜51d,48を閉状態に設定する。これにより、流体圧シリンダ20a〜20d内の作動油のリザーバ43に対する排出が停止し、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における車高の低下が停止する。ステップS17においては、前記電磁切換え弁51a〜51d,48の通電停止から所定の短時間が経過した後、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dに対する通電を解除する。この場合、図5に示すように、アキュムレータ15a〜15d内の油圧は車高が高い状態に設定したときにおける流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧P2に保たれている。一方、流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧は、車高を低い状態に設定した油圧P1である。そして、これらの油圧差ΔPo(=P2−P1)による力は、スプリング37のばね力Fよりも大きいので、電磁切換え弁16a〜16dは通電解除後も、閉状態に維持される(図3(C)参照)。その結果、アキュムレータ15a〜15d内の油圧は、高い油圧P2に維持され続ける。
なお、前記ステップS15〜S17の処理は、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrごとに行われるもので、一つの車輪位置の車高が目標の低い車高に達した際には、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dおよびばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dのうちの前記一つの車輪に対応した各一つの電磁切換え弁の通電が停止制御される。そして、全ての車輪位置の車高が目標の低い車高に達した際に、流出制御用の電磁切換え弁48の通電が停止制御される。
このように車高を高い位置から目標の低い位置まで低下させる場合には、電磁切換え弁16a〜16dを通電によって閉じることにより、流体圧シリンダ20a〜20d内のみの作動油を排出させるだけで済むので、車高を短時間で低下させることができる。そして、この車高を目標の低い位置まで低下させた後に、電磁切換え弁16a〜16dへの通電を停止しても、アキュムレータ15a〜15d内の油圧と流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧との油圧差により、電磁切換え弁16a〜16dを閉じた状態に保つことができる。したがって、電磁切換え弁16a〜16dの通電停止後も、アキュムレータ15a〜15d内の作動油が流体圧シリンダ20a〜20dに移動することはなく、作動油の移動による衝撃音の発生、車高が変動を回避することができる。
次に、車高を低い状態から高い状態に切換える場合について説明する。前述のような車高のアップの要求があると、ECU60は、ステップS12にて「Yes」と判定して、ステップS18にて、前記ステップS13の処理と同様に、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dに通電して、電磁切換え弁16a〜16dを閉状態に設定する。次に、ステップS19にて、電磁切換え弁16a〜16dの通電開始から所定の短時間が経過した後に、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dを通電により開状態に設定するとともに、電動モータ42を作動させることによりポンプ41の作動を開始させる。これにより、ポンプ41から吐出された作動油が、油路L2,L3a〜L3d,L1a〜L1dを介して流体圧シリンダ20a〜20dに供給される。その結果、図5に示すように、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における車高Lが徐々に高くなり、流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧も徐々に高くなる。
前記ステップS19の処理後、ECU60は、車高センサ61a〜61dによって検出された各車高Lを入力して、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における各車高Lが目標の高い車高値に等しくなったかを判定する。左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における各車高Lが目標の高い車高値に等しくなるまで、電磁切換え弁51a〜51dは開状態に維持され、ポンプ41は作動状態に維持され、かつ電磁切換え弁16a〜16dは閉状態に維持される。そして、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における各車高Lが目標の高い車高値に等しくなると、ECU60は、ステップS20にて「Yes」と判定して、ステップS21,S22の処理を実行する。
ステップS21においては、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dに対する通電を解除して、電磁切換え弁51a〜51dを閉状態に設定する。また、電動モータ42に対する作動制御を停止することにより、ポンプ41の作動油の吐出動作を停止する。その結果、流体圧シリンダ20a〜20dに対する作動油の供給が停止し、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの各位置における車高の上昇が停止する。ステップS22においては、前記電磁切換え弁51a〜51dを閉状態に設定およびポンプ41の作動停止から所定の短時間が経過した後に、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dに対する通電を解除する。この場合、図5に示すように、アキュムレータ15a〜15d内の油圧は流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧P2に等しく、これらの油圧差はないので、スプリング37のばね力Fにより電磁切換え弁16a〜16dは開状態に切換えられる(図3(A)参照)。これにより、流体圧シリンダ20a〜20dとアキュムレータ15a〜15dとが可変オリフィス13a〜13dを介して連通し、車体の上下動に対してアキュムレータ15a〜15dによるばね力が作用するようになる。
なお、前記ステップS20〜S22の処理も、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrごとに行われるもので、一つの車輪位置の車高が目標の高い車高に達した際には、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dおよびばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dのうちの前記一つの車輪に対応した各一つの電磁切換え弁の通電が停止制御される。そして、全ての車輪位置の車高が目標の低い車高に達した際に、電動モータ42の作動停止制御により、ポンプ41の作動油の吐出動作も停止する。
このように、車高を低い位置から目標の高い位置まで上昇させる場合、前述のように、ばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16dは低下制御後も閉じた状態に保たれているために、アキュムレータ15a〜15d内の作動油は高圧に保たれているので、流体圧シリンダ20a〜20dおよびアキュムレータ15a〜15dの両者が車高を目標の高い状態に設定するために必要な作動油量は少なくて済み、ポンプ41として大きな吐出量のものを用意することなく、車高を目標の高い位置まで短時間で上昇させることができる。
さらに、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、車高を低下および上昇させる場合に、車高制御用の電磁切換え弁51a〜51dの通電開始よりもばね定数切換え用の電磁切換え弁16a〜16の通電開始を早くするとともに、電磁切換え弁51a〜51dの通電停止よりも電磁切換え弁16a〜16dの通電停止を遅くした。しかし、電磁切換え弁16a〜16dの通電を停止しても、アキュムレータ15a〜15d内の油圧から流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧を減算した油圧差による力がスプリング37のばね力(付勢力)Fよりも大きい限り、電磁切換え弁16a〜16dは閉状態に保たれる。
したがって、車高の低下時におけるアキュムレータ15a〜15d内の油圧から流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧を減算した油圧差をΔPxとすると、車高の低下開始から低下終了までの期間内の少なくともΔPx・A≦Fなる関係が成立する期間で、電磁切換え弁16a〜16dを通電制御すればよい(図5参照)。また、車高上昇時におけるアキュムレータ15a〜15d内の油圧から流体圧シリンダ20a〜20d内の油圧を減算した油圧差をΔPyとすると、車高の上昇開始から上昇終了までの期間内の少なくともΔPy・A≦Fなる関係が成立する期間で、電磁切換え弁16a〜16dを通電制御すればよい(図5参照)。なお、Aは弁体35のシール面積である。
11a〜11d…車輪側部材、12a〜12d…車体側部材、14a〜14d,15a〜15d…アキュムレータ、16a〜16d,48,51a〜51d…電磁切換え弁、20a〜20d…流体圧シリンダ、61a〜61d…車高センサ、17…センタシリンダ、41…ポンプ、42…電動モータ、60…電子制御ユニット(ECU)、Wfl,Wfr,Wrl,Wrr…左右前後輪
Claims (4)
- 車両の車輪側部材と車体側部材との間に設けられて流体の給排により車高を変更可能な流体圧シリンダと、
前記流体圧シリンダに対し流体通路を介して流体の給排を制御する流体給排装置と、
前記流体通路に接続されたアキュムレータと、
前記流体通路と前記アキュムレータとの間に介装された電磁切換え弁とを備えた車高調整装置において、
前記電磁切換え弁を、通電により閉状態に設定される常開型で構成するとともに、前記アキュムレータ内の流体圧が前記流体圧シリンダ内の流体圧よりも高くかつそれらの圧力差が所定値よりも大きいことを条件に、非通電状態であっても閉状態に設定されるように構成したことを特徴とする車高調整装置。 - 請求項1に記載した車高調整装置において、
前記電磁切換え弁は、スプリングを有していて、前記流体圧シリンダ内の流体圧および前記スプリングのばね力によって弁体を弁座に着座させる方向とは反対方向に付勢するとともに、前記アキュムレータ内の流体圧によって前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢するように構成されており、
前記弁体が前記弁座に着座した位置にあるときにおける前記スプリングの付勢力をFとし、前記弁体が前記弁座に着座した際の同弁体のシール面積をAとし、かつ車高を高い状態に設定したときにおける前記流体圧シリンダ内の流体圧から車高を低い状態に設定したときにおける前記流体圧シリンダ内の流体圧を減算した流体圧差をΔPoとすると、ΔPo・A>Fなる関係が成立するようにした車高調整装置。 - 請求項2に記載した車高調整装置において、さらに、
前記流体給排装置を制御して前記流体圧シリンダ内の流体を排出することにより車高を低下させ、かつ前記アキュムレータ内の流体圧から前記流体圧シリンダ内の流体圧を減算した流体圧差であって車高の低下に伴って変化する流体圧差をΔPxとすると、車高の低下開始から低下終了までの期間内の少なくともΔPx・A≦Fなる関係が成立する期間で、前記電磁切換え弁を通電制御する低下制御手段を設けた車高調整装置。 - 請求項2または3に記載した車高調整装置において、さらに、
前記流体給排装置を制御して前記流体圧シリンダに流体を供給することにより車高を上昇させ、かつ前記アキュムレータ内の流体圧から前記流体圧シリンダ内の流体圧を減算した流体圧差であって車高の上昇に伴って変化する流体圧差をΔPyとすると、車高の上昇開始から上昇終了までの期間内の少なくともΔPy・A≦Fなる関係が成立する期間で、前記電磁切換え弁を通電制御する上昇制御手段を設けた車高調整装置。
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-
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