JP3011005B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置

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JP3011005B2
JP3011005B2 JP6012749A JP1274994A JP3011005B2 JP 3011005 B2 JP3011005 B2 JP 3011005B2 JP 6012749 A JP6012749 A JP 6012749A JP 1274994 A JP1274994 A JP 1274994A JP 3011005 B2 JP3011005 B2 JP 3011005B2
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air spring
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hydraulic actuator
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行に際して生
ずる上下、前後方向の振動を吸収するバスやトラック等
の重量車両における空気バネを用いたサスペンション装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両が走行する際に道路の条件や
積荷の荷重等によって、車輪には上下方向の振動や衝撃
が加えられ、この振動や衝撃が車両の乗員に不快感を与
え、又積荷に損傷を与える。
【0003】この問題を軽減するために車両のサスペン
ション装置には、緩衝部材が用いられているが、バスや
トラック等の重量が大きい車両においては、吸振性に優
れた空気の圧縮を利用した空気バネが用いられることが
ある。空気バネを用いた車両のサスペンション装置の機
構を、図4に示し、以下これについて説明する。
【0004】この空気バネを用いた車両のサスペンショ
ン装置は、車体1とアクスル4に設られたアクスルレバ
ー4aの間に、空気バネ2とショックアブソーバ6が並
列的に設けられている。ショックアブソーバ6はアクス
ルレバー4aの一端を支持し、空気バネ2はその下にピ
ストン5を取り付けてアクスルレバー4aの中央を支持
している。
【0005】前記アクスルレバー4aは、図示せぬアク
スル4の上下動を許容するリンクの作用により車輪3を
支持するアクスル4と共に上下に動くようになってい
る。又アクスルレバー4aの他端には、連杆7が取り付
けられ、連杆7には車高調整バルブ8が取り付けられて
いる。車高調整バルブ8には、圧縮空気源と空気バネ2
が接続され、前記アクスルレバー4aの上下動によって
連杆7が上下動し、この連杆7の上下動によって車高調
整バルブ8を開閉して空気バネ2内に高圧空気を送り込
んだり、大気中に放出させることにより、車体1の重量
変化に係わらず車体1をほぼ一定の高さに保持すると共
に、振動や衝撃を吸収している。
【0006】上記空気バネを採用したサスペンション装
置は、バネ定数が低くて振動の吸収が良い反面、車両の
停止やカーブの曲がり等の車体荷重の変化によって空気
バネが伸縮し、車両が上下に大きく揺れるバランス量,
傾いたりするロール角並びにピッチ角が大きくなる。
【0007】そのために、これを解決する手段として、
油空圧を利用した油空圧サスペンション装置が用いられ
るようになってきたが、その構成を図5に示し、以下こ
れについて説明する。
【0008】この油空圧サスペンション装置は、車輪1
0を支持するアクスル4の上部に図示せぬ車体1の上下
動を緩衝するアクチュエータ11(ストラットシリン
ダ)が設けられ、そのアクチュエータ11上にオリフィ
スからなるダンパ13を介して車体1に支持されたアキ
ュムレータ12(ガススプリング)が設けられている。
【0009】又アキュムレータ12下の油圧回路に、電
磁バルブ15を介して油圧源16が接続され、前記電磁
バルブ15に制御回路14が接続されている。そして、
制御回路14の制御によって電磁バルブ15を開閉し
て、油圧源16からの油圧をアクチュエータ11、アキ
ュムレータ12に導入し、遮断し、或いは排出させて、
この油圧でのアクチュエータ11の伸縮及びアキュムレ
ータ12の作動によって、車体のロールやピッチ角を低
く抑えている。
【0010】尚、油空圧サスペンション装置としては、
実開昭64−52919号公開公報に記載された本出願
人の出願に係わる車両用サスペンション、実開平4−1
15904号公開公報に記載された本出願人の出願に係
わるエアサスペンション機構が知られている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような制御式の油
空圧サスペンション装置においては、油圧の供給・排出
によるアクチュエータの伸縮によって、ロールやピッチ
角を低く抑えることができる反面、アクチュエータのシ
リンダとピストンのフリクションによっては、周期が短
い高周波の振動の減衰が行われ難い。
【0012】又、バネとして作用させるためのアキュム
レータへの供給油量が多くなり、消費エネルギーが大き
くなる。本発明は、従来の制御式の油空圧サスペンショ
ン装置の前述の問題点を解決して、空気バネの振動絶縁
性を損なうことなしに、ロールやピッチ角の増大に基づ
く姿勢変化を抑えると共に、これに要する消費エネルギ
ーを少なくすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するためのもので、車体とアクスル間に空気バネを
設けた車両のサスペンション装置において、ピストン体
の上下室から圧力を加えることができる複動式油圧アク
チュエータを前記空気バネと直列に配設すると共に、前
記複動式油圧アクチュエータに油圧開閉用の油圧バルブ
を接続し、前記車体に横方向の加速度を検出する横加速
度検出手段と前後方向の加速度を検出する縦加速度検出
手段とを設けて、その横加速度検出手段と縦加速度検出
手段の検出信号に基づき、前記空気バネの伸縮量を減少
させるために必要な前記複動式油圧アクチュエータの縮
伸ストローク量を演算してその演算値を指令ストローク
とすると共に、その指令ストロークと検出した現在のス
トロークとの差分値に応じて前記油圧バルブを開閉する
制御手段をその油圧バルブに接続したことを特徴とす
る。
【0014】
【作用】本発明においては、横加速度検出手段及び縦
(前後)加速度検出手段からの検出信号に基づき、空気
バネの縮伸量を減少させるために必要な複動式油圧アク
チュエータの縮伸ストローク量を演算してその演算値を
指令ストロークとすると共に、指令ストロークと検出し
た現在のストロークとの差分値に応じて油圧バルブを開
閉することにより、複動式油圧アクチュエータの縮伸を
調整して空気バネの縮伸量を減少させて車体のロール,
ピッチ角を吸収することができる。
【0015】そして、又複動式油圧アクチュエータの必
要以上の動作が抑えられ、オーバなロールやピッチ角、
並びに共振作用を生じることがなく、必要以上の動作を
するために費やされる消費エネルギーが少なくなると共
に、車体の左右の傾きや前後の傾きが生じなくなる。
【0016】また、空気バネによって、空気バネのバネ
定数の低さを利用し、振動の吸収性が高められる。
【0017】
【実施例】次に本発明の実施例を図1〜図3について、
以下に説明する。この実施例においては、車輪3を支持
するアクスル4にアクスルレバー4aを設け、そのアク
スルレバー4aの一端を、車体1に支持されているショ
ックアブソーバ6で支持すると共に、アクスルレバー4
aの中央に複動式油圧アクチュエータ20を取付け、こ
の複動式油圧アクチュエータ20と車体1との間に設け
た空気バネ2でアクスルレバー4aの中央を支持してい
る。
【0018】前記アクスルレバー4aと複動式油圧アク
チュエータ20に支持されているアーム22との間に
は、ストローク長センサ21が連結し、車輪3の振動に
よるアクスル4の上下動のストロークをストローク長セ
ンサ21で検出できるようになっている。
【0019】このアーム22には連杆7が連結し、連杆
7の端には車高調整バルブ8が設けられている。車高調
整バルブ8は、高圧空気源に接続すると共に空気バネ2
に接続し、前記連杆7の上下動により、その車高調整バ
ルブ8を開閉して空気バネ2の高さを調整している。
【0020】又前記複動式油圧アクチュエータ20は、
ピストン体23を挟んで油圧を導入する上室20a、下
室20bが設けられており、この上室20a、下室20
bと油圧を供給する油圧供給源24との間には、油圧を
断接切換を行う電磁バルブ25が設けられている。又電
磁バルブ25には、制御回路28が接続されている。
【0021】前記車体1には、ブレーキをかけ、或いは
急発進をした際の前後(縦)方向の加速度を検出する前
後加速度センサ26、カーブを曲がった際等に発生する
横方向の加速度を検出する横加速度センサ27が設置さ
れ、両センサ26,27は、制御回路28に接続してい
る。
【0022】この前後加速度センサ26と横加速度セン
サ27の検出した加速度と、各車輪3毎に設けたストロ
ーク長センサ21の検出したアクスル4のストローク長
を制御回路28に入力し、その出力で電磁バルブ25を
動作させて、複動式油圧アクチュエータ20の上室20
aに、或いは下室20bに対して選択的に油圧を供給
し、又は遮断する。
【0023】この制御回路28は、図2に示すように入
力回路30、指令ストローク演算回路31、ストローク
差演算回路32、出力回路33で構成されている。入力
回路30は、横加速度センサ27、前後加速度センサ2
6、各ストローク長センサ21の出力を受ける回路であ
り、指令ストローク演算回路31は、横加速度センサ2
7と前後加速度センサ26からの入力に基づいて指令ス
トロークを算出するものである。
【0024】又、ストローク差演算回路32では、指令
ストローク演算回路31の演算した指令ストロークと各
ストローク長センサ21の検出したストロークとの差を
各ストローク長センサ21毎に演算し、出力回路33で
は、このストローク差演算回路32の演算に基づいて、
指令ストロークとする演算値を求め、その指令ストロー
クと検出した現在のストロークとの差分値に応じて各複
動式油圧アクチュエータ20毎に設けられた電磁バルブ
25に出力する。
【0025】次に、図3に示すフローチャートに従って
動作を説明する。ステップS1でスタートし、ステップ
S2において横加速度センサ27で検出した横加速度x
を、ステップS3において前後加速度センサ26で検出
した前後加速度yを入力回路30を通して読み込む。
【0026】次に、予めこの制御回路28に入力されて
いる車両の重量、その他の諸元データa,b,c,d
と、ステップS2、S3において読み込んだ横加速度
x、前後加速度yとに基づいて、ステップS4において
指令ストローク回路31で各ストローク長センサ21毎
の指令ストロークS1R,S2R,S3R,S4Rを、次式によ
り演算する。
【0027】 S1R=ax+by S2R=−ax+by S3R=cx+dy S4R=−cx+dy 更に、ステップS5において、各複動式油圧アクチュエ
ータ20毎のストローク長センサ21で検出したストロ
ークS1 〜S4 を、入力回路30を通して読み込み、ス
テップS6において各ストローク差演算回路32で指令
ストロークS1R〜S4Rと各ストローク長センサ21のス
トロークS1 〜S4 との差ΔS1 〜ΔS4 を次式により
演算する。
【0028】 ΔS1 =S1R−S1 ΔS2 =S2R−S2 ΔS3 =S3R−S3 ΔS4 =S4R−S4 そして、ステップS7において、上記演算結果に基づい
て出力回路33より各電磁バルブ25にストローク差Δ
1 〜ΔS4 に比例した駆動電流I1 〜I4 を出力す
る。
【0029】このようにして、現在の複動式油圧アクチ
ュエータ20の伸縮量に対して、各複動式油圧アクチュ
エータ20において必要とするストローク量との差をフ
ィードバックして電磁バルブ25を動作させ、空気バネ
2と複動式油圧アクチュエータ20との合成伸縮量を制
御することができる。
【0030】そのため、この合成伸縮量は空気バネ2の
みの場合に比して小さくすることができるので、車体の
ロールやピッチ角を小さくし、姿勢変化を少なくすると
共に、これに要する消費エネルギーの削減が図れるもの
である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、空気バネ
と直列に伸縮可能な複動式油圧アクチュエータを設ける
と共に、車体の横方向の加速度と、前後である縦方向の
加速度、並びに各複動式油圧アクチュエータのストロー
ク量を検出し、これらの検出結果に基づいて制御手段で
演算し,フィードバックし、電磁バルブに出力して複動
式油圧アクチュエータを制御するので、ロールやピッチ
角を抑えるものである。
【0032】特に各複動式油圧アクチュエータ毎に制御
を行って姿勢制御が格段に進歩した状態で行われるため
に、操縦安定性の向上を図ることができると共に、空気
バネの特性である良好な乗り心地を損なうことがなく、
運転疲労の軽減にも役立つ。
【0033】更に、複動式油圧アクチュエータにはアキ
ュムレータを設けていないので、複動式油圧アクチュエ
ータ駆動のための油圧発生動力を軽減でき、燃料消費量
の悪化を抑制できる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】同上の制御回路図である。
【図3】この制御回路のフローチャートである。
【図4】従来の空気バネを用いたサスペンションの構成
図である。
【図5】従来の油空圧サスペンションの構成図である。
【符号の説明】
1 車体 2 空気バネ 4 アクスル 20 複動式油圧アクチュエータ 21 ストローク長センサ 23 ピストン体 25 電磁バルブ(油圧バルブ) 26 前後加速度センサ(縦加速度検出手段) 27 横加速度センサ(横加速度検出手段) 28 制御回路 31 指令ストローク演算回路 32 ストローク差演算回路 33 出力回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体とアクスル間に空気バネを設けた車
    両のサスペンション装置において、ピストン体の上下室
    から圧力を加えることができる複動式油圧アクチュエー
    タを前記空気バネと直列に配設すると共に、前記複動式
    油圧アクチュエータに油圧開閉用の油圧バルブを接続
    し、前記車体に横方向の加速度を検出する横加速度検出
    手段と前後方向の加速度を検出する縦加速度検出手段と
    を設けて、その横加速度検出手段と縦加速度検出手段の
    検出信号に基づき、前記空気バネの伸縮量を減少させる
    ために必要な前記複動式油圧アクチュエータの縮伸スト
    ローク量を演算してその演算値を指令ストロークとする
    と共に、その指令ストロークと検出した現在のストロー
    クとの差分値に応じて前記油圧バルブを開閉する制御手
    段をその油圧バルブに接続したことを特徴とする車両の
    サスペンション装置。
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CN114771594B (zh) * 2022-04-29 2024-03-12 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种轨道车辆小幅倾摆调节***及其控制方法
CN114771595B (zh) * 2022-04-29 2024-03-12 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种轨道车辆小幅倾摆快速调节***及其控制方法
CN114802332B (zh) * 2022-04-29 2024-05-07 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种提高轨道车辆曲线行驶速度的方法及小幅倾摆***

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