JPH0672126A - アクティブサスペンションユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブサスペンションを各車輪毎にユニ
ット化することにより搭載性及び組付性を改善し、作動
効率を向上させ消費エネルギの節約を図る。 【構成】 インナシリンダ２と、これに摺動可能に嵌合
しこれと共働して第一及び第二の油室８、１０を郭定す
るピストン６と、第一の油室８に第一の管路３０を介し
て連通する第一の副油室２０と第一の副油室２０に第一
のフリーピストン１８を介して隣接する第一のガス室２
２とからなる流体ばね室と、第一の油室８に第二の管路
３２を介して連通接続する第二の副油室２８と第二の副
油室２８に第二のフリーピストン２４を介して隣接する
第二のガス室２６とからなるリザーバ室と、第二の管路
３２の途中に配置されモータ３６により駆動される油圧
ポンプ３４とを含むアクティブサスペンションユニット
が車輌の各車輪に独立に設けられるよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のアク
ティブサスペンションに係る。

【０００２】

【従来の技術】アクティブサスペンションは、車輌の各
輪のサスペンションに設置された油圧シリンダに油を供
給し或いは該油圧シリンダより油を排出することにより
サスペンションの作動を制御し、車輌の乗心地性、操縦
安定性等を改善する。

【０００３】従来のアクティブサスペンションに於て
は、例えば特開平３−９９９２１号公報に記載されてい
る如く、送油のための油圧ポンプ及びこれを駆動するた
めのモータ並びに油を蓄えるためのリザーバが四輪のサ
スペンションに共通して設けられ、油圧ポンプ及びリザ
ーバは各サスペンションの油圧シリンダと油圧管路によ
り接続されるユニットとして構成されている。従って、
配管が車体各部に引回され、構成が比較的に複雑である
ため搭載性が悪く、また、油圧管路が比較的に長いため
油圧ポンプから油圧シリンダへの油の供給の際に生じる
エネルギ損失が大きいこと及び油圧ポンプが四輪に対し
送油を行うべく高圧で使用されるので作動効率が悪いこ
とによりシステム全体のエネルギー効率が悪い。

【０００４】又、このような従来のアクティブサスペン
ションに於ては、各油圧シリンダに接続する各油圧管路
に制御弁が設けられる場合が多く、その場合には構成が
更に複雑で搭載性が更に悪い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の不具合に
鑑み、本発明は、搭載性及び作動効率を向上させ消費エ
ネルギの節約を図ることができるよう改善されたコンパ
クトな構造のアクティブサスペンションユニットを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、本発明に
よれば、シリンダと、前記シリンダに摺動可能に嵌合し
前記シリンダの内部を第一及び第二の油室に分離するピ
ストンと、前記ピストンに形成され前記第一及び第二の
油室を互いに連通接続する連通孔と、前記第一の油室に
第一の通路を介して連通する第一の流体室と、前記第一
の流体室に摺動可能に嵌合し前記第一の流体室を前記第
一の通路に連通する第一の副油室と第一のガス室とに隔
離する第一のフリーピストンと、前記第一の油室に第二
の通路を介して連通する第二の流体室と、前記第二の流
体室に摺動可能に嵌合し前記第二の流体室を前記第二の
通路に連通する第二の副油室と第二のガス室とに隔離す
る第二のフリーピストンと、前記第二の通路に配置され
モータにより駆動される油圧ポンプとを有し、車輌の各
輪に独立に設けられるよう構成されていることを特徴と
するアクティブサスペンションユニットにより達成され
る。

【０００７】

【作用】かかる構成のアクティブサスペンションユニッ
トは、各ユニットに於てモータにより駆動される油圧ポ
ンプが第一の油室に対し油の給排を行うことにより、支
持荷重の制御を行い或いは車体を好ましい姿勢に保持す
る。即ち、油圧ポンプがリザーバ室として機能する第二
の副油室より第二の通路を経て第一の油室へ油を供給す
るよう作動するときには、第一の油室の内圧が増大し、
これによりサスペンションが伸張し易く或いは収縮し難
くされる。また、油圧ポンプが第一の油室内の油を第二
の通路を経て第二の副油室へ排出するよう作動するとき
には、第一の油室の内圧が減少し、これによりサスペン
ションが収縮し易く或いは伸張し難くされる。油の移動
による第一の油室の容積変化は、ピストンの移動乃至第
一のガス室の容積変化により吸収され、油の移動による
第二の副油室の容積変化は、第二のガス室の容積変化に
より吸収される。

【０００８】油圧ポンプ、駆動モータ、リザーバは油圧
シリンダと共に各車輪毎に一つのユニットとして組合わ
され、車体と車輪の間に一体的に取付けられる。よって
上述の如き作動は、各車輪毎に設置されるアクティブサ
スペンションユニットに於て独立に行われる。各アクテ
ィブサスペンションユニットに於て、油圧ポンプは対応
する一つの油圧シリンダに対してのみ送油するので四つ
のシリンダに対して送油する従来のポンプに比して低キ
ャパシティにて効率的に作動する。又、配管が単純で短
いので送油の際の油の圧損が小さい。

【０００９】以下に添付の図面を参照しつつ本発明を実
施例について詳細に説明する。

【００１０】

【実施例】図１には、本発明に係るアクティブサスペン
ションユニットの一つの実施例が略図的に示されてい
る。図に於て符号２はインナシリンダを示し、符号４は
アウタシリンダを示す。インナシリンダ２とアウタシリ
ンダ４は互いに同軸に整合して全体として油圧シリンダ
を形成している。インナシリンダ２の内側には、ピスト
ン本体６ａ及びピストンロッド６ｂよりなるピストン６
が摺動可能に嵌合しており、インナシリンダ２の内部は
ピストン本体６ａにより第一の油室８と第二の油室１０
とに分離されている。ピストン本体６ａには第一の油室
８と第二の油室１０とを連通接続し絞り通路として機能
する連通孔７が設けられている。

【００１１】インナシリンダ２とアウタシリンダ４との
間の空間は仕切り板１２により上下に第一の流体室１４
と第二の流体室１６とに区画されている。第一の流体室
１４にはリング状の第一のフリーピストン１８が軸線方
向に摺動可能に嵌合しており、その両側に第一の副油室
２０と第一のガス室２２とが郭定されている。また、第
二の流体室１６にはリング状の第二のフリーピストン２
４が軸線方向に摺動可能に嵌合しており、その両側に第
二のガス室２６と第二の副油室２８が郭定されている。
第一の流体室１４は気液ばねとして機能し、第二の流体
室１６はリザーバ室として機能する。

【００１２】第一及び第二の油室８、１０並びに第一及
び第二の副油室２０、２８は作動油にて満たされてお
り、第一の油室８と第一の副油室２０とは第一の管路３
０により互いに連通接続されており、第一の油室８と第
二の副油室２８とは第二の管路３２により互いに連通接
続されている。第二の管路３２の途中には油圧ポンプ３
４が接続されており、油圧ポンプ３４にはこれを駆動す
るためのモータ３６が連結されている。油圧ポンプ３４
は両方向に作動可能であり、第二の管路に直接接続して
第一の油室８と第二の副油室１８との間にてオイルを移
動させるべくモータ３６により選択的に駆動され、モー
タ３６の非作動時には作動せず第二の管路３２を通る油
の流通を遮断する。油圧ポンプは例えば比較的小型軽量
でエネルギ効率の良いギアポンプであってよい。

【００１３】第一及び第二のガス室２２、２６には窒素
の如きガスが封入されており、第一のガス室２２内のガ
スは、ばね力を発生させるべく高圧にて封入されてい
る。第二のガス室２６内のガスは、第一のガス室２２内
のガス圧よりは小さいが高圧にて封入されており、これ
により第一のガス室２２との差圧が低減され、油圧ポン
プ３４が不作動状態にあるときに油圧ポンプ３４を通っ
て油が漏洩することが抑制される。

【００１４】油圧ポンプ３４及び駆動モータ３６は油圧
シリンダの上方にてカバー４０の内部に設置されてお
り、その上方にはアッパサポート３８が形成されてい
る。

【００１５】かかる構成のアクティブサスペンションユ
ニットの一つの車載例を図２に示す。図に於て、アクテ
ィブサスペンションユニットはアッパサポート３８によ
り車体４２に連結されており、ピストンロッド６ｂの下
端にて車輪４４を担持するサスペンションアーム４６に
連結している。アクティブサスペンションユニットの周
りにはコイルスプリング４８が軸線方向に油圧シリンダ
に整合して配置されており、荷重はコイルスプリング及
び油圧シリンダの両方に分担され支持される。コイルス
プリング４８により油圧シリンダの作動に障害が生じて
も車高を保持することができる。しかしながらコイルス
プリング４８は必ずしも必要ではなく荷重は油圧シリン
ダによってのみ支持されていてもよい。

【００１６】上述の如きアクティブサスペンションユニ
ットは車輌に取付けられた各種センサからの信号に基き
コントローラにより作動制御される。図３に、その制御
系を示す。図３に於て、コントローラ５０は左右前輪及
び左右後輪に関する車高センサ５２fl、５２fr、５２r
l、５２rr、油室８内の圧力を検出する油圧センサ５４f
l、５４fr、５４rl、５４rr、車輪にかかる荷重を検出
する荷重センサ５６fl、５６fr、５６rl、５６rr、車速
センサ５８、操舵角センサ５０等の各種センサより与え
られる検出信号に基き車輌の状態を検知し、これに対応
する油圧制御信号を左右前輪及び左右後輪に対する各サ
スペンションの駆動モータ３６fl、３６fr、３６rl、３
６rrに個別に伝える。各駆動モータ３６fl〜３６rrはか
かる制御信号に応答して油圧ポンプ３４を駆動する。
尚、コントローラ５２は中央処理手段（ＣＰＵ）、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ
（ＲＯＭ）、入力手段（ＩＮＰＵＴ）、出力手段（ＯＵ
ＴＰＵＴ）を含みこれら各構成要素がコモンバスにより
接続されたコンピュータ制御装置であってよい。

【００１７】例えば路面からの約３ヘルツ以下の如き低
周波入力によりピストン６が収縮方向に駆動され第一の
油室８の内圧が増大するときには、油圧ポンプ３４は第
一の油室８から第二の副油室２８へ油を排出するよう駆
動され、これにより車体を持上げようとする力を打消
す。又、同じく低周波入力によりピストン６が伸張方向
に駆動され第一の油室８の内圧が減小するときには、ポ
ンプは第二の副油室２８より第一の油室８へ油を供給す
るよう駆動され、これにより車体が下方に移動する動き
を低減する。かくして路面に対し車体がほぼ水平に保た
れ乗心地が向上する。

【００１８】路面からの約３ヘルツ以上の如き高周波入
力に対しては、駆動モータ３６及び油圧ポンプ３４は作
動せず、第二の管路３２は油圧ポンプ３４により遮断さ
れ、油圧ポンプ３４による第一の油室８と第二の副油圧
２８の間の油の移動は停止する。このときには、サスペ
ンションはノンアクティブな通常のハイドロニューマチ
ックサスペンションとして機能し、路面入力によりピス
トンが収縮方向に駆動される場合には、第一の油室８内
の油が第一の管路３０を経て第一の副油室２０へ移動
し、第一のフリーピストン１８を上方より押付けること
により第一のガス室が圧縮され、ガスによるばね力が得
られる。またピストン６が伸張方向に駆動される場合に
は、第一のガス室２２が膨張し第一の副油室２０内の油
が第一の管路３０を介して第一の油室８へ流入する。

【００１９】車体のロール、ピッチ、ヒーブにより各車
輪に於ける支持荷重が変化する場合には、支持荷重が増
大するサスペンションに於ては油を第一の油室８へ供給
するよう油圧ポンプ３４が駆動され、支持荷重が減少す
るサスペンションに於ては第一の油室８より油を排出す
るよう油圧ポンプ３４が駆動され、かくして各輪の支持
荷重の変動が対応する各サスペンションユニットにより
補償され、これにより車体の姿勢がほぼ一定に保たれ
る。

【００２０】ピストン６の伸縮運動により第一の油室８
と第二の油室１０との間に差圧が生じると、油がピスト
ン本体６ａに設けられた連通孔７を通過し、ここで油の
流れが絞られることにより減衰力が発生される。図には
示されていないが、第一の管路３０も絞り通路として機
能すべく設計されてよく、又、連通孔７及び第一の管路
３０の一方或いは両方に減衰力可変弁が設けられてもよ
く、その場合には油圧ポンプの非作動時にもセミアクテ
ィブサスペンションとしての作動が得られる。

【００２１】かくして図示の実施例によれば、油圧ポン
プ３４が対応する油圧シリンダに対してのみ送排油する
ので従来に比して低キャパシティで効率的に作動し、油
圧ポンプ３４と各室とを接続する管路が短いので送排油
の際の圧損が小さく、全体的にエネルギ効率がよい。

【００２２】油圧ポンプ３４が車輌の状態に応じて選択
的に駆動され、第一の油室８への油の給排が行われない
場合には不作動にされることにより、油圧ポンプが常に
作動し制御弁によって送油方向が切替えられていた従来
の構成のように油圧シリンダへの油の供給がされない場
合にポンプの作動エネルギを無駄にするということがな
く、消費エネルギの節約が図れる。

【００２３】また、流体ばねとして機能する第一の流体
室１４及びリザーバとして機能する第二の流体室１６が
インナシリンダ２の周囲に環状に形成されているので空
間が有効に利用され、限られた空間内にてフリーピスト
ンの受圧面積を増大することができ、従って同じ第一の
ガス室２２の封入ガス圧に対してより大きなばね力を得
ることができる。

【００２４】第二のガス室２６内に比較的高圧にてガス
が封入されることにより、第一及び第二のガス室２２、
２６の間の差圧が低減され、従って油圧ポンプ３４の不
作動状態に於て油圧ポンプを通って油が漏洩することが
抑制される。

【００２５】尚、上述の実施例に於ては、油圧ポンプ３
４が両方向に作動可能であり、油圧ポンプ３４と第一の
油室８との間が第二の管路３２により直接に接続されて
いるが、油圧ポンプと第一の油室との間には従来の如く
制御弁が設けられてもよくこれにより油の流れ方向が切
換えられるよう構成されてもよい。

【００２６】又、上述の実施例に於ては、第二のガス室
２６内にガスが高圧にて封入されているが、第二のガス
室２６内のガス圧は従来の如く大気圧程度に保たれるよ
う構成されてもよい。

【００２７】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
ることなく、本発明の範囲内で他の種々の実施例が可能
であることは当業者にとって明らかであろう。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から解る通り、本発明によれ
ば、油圧ポンプ、駆動モータ、リザーバ及び油圧シリン
ダが各車輪毎に独立して設置され各車輪毎に油の移送を
行うアクティブサスペンションユニットが構成され、車
輪間の配管が省略されるので、搭載性が改善され組付性
が向上する。

【００２９】又、油圧管路が短縮されるので油が管路を
通過する際の圧損が低減され、ポンプが比較的低キャパ
シティでよく且選択的に作動されるので作動効率が改善
され、よってシステム全体のエネルギ効率が改善され消
費エネルギの節約が図れる。

【００３０】更に従来の如くポンプと油圧シリンダとの
間に切換弁を設けなくてよいので構造が単純化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアクティブサスペンションユニッ
トの一つの実施例を略図的に示す縦断面図である。

【図２】図１に示されたアクティブサスペンションユニ
ットの一つの車載例を略図的に示す一部破断された平面
図である。

【図３】本発明に係るアクティブサスペンションユニッ
トの制御系を示すブロック図である。

【符号の説明】

２…インナシリンダ ４…アウタシリンダ ６…ピストン ７…連通孔 ８…第一の油室 １０…第二の油室 １２…仕切板 １８…第一のフリーピストン ２０…第一の副油室 ２２…第一のガス室 ２４…第二のフリーピストン ２６…第二のガス室 ２８…第二の副油室 ３０…第一の管路 ３２…第二の管路 ３４…油圧ポンプ ３６…駆動モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダと、前記シリンダに摺動可能に嵌
   合し前記シリンダの内部を第一及び第二の油室に分離す
   るピストンと、前記ピストンに形成され前記第一及び第
   二の油室を互いに連通接続する連通孔と、前記第一の油
   室に第一の通路を介して連通する第一の流体室と、前記
   第一の流体室に摺動可能に嵌合し前記第一の流体室を前
   記第一の通路に連通する第一の副油室と第一のガス室と
   に隔離する第一のフリーピストンと、前記第一の油室に
   第二の通路を介して連通する第二の流体室と、前記第二
   の流体室に摺動可能に嵌合し前記第二の流体室を前記第
   二の通路に連通する第二の副油室と第二のガス室とに隔
   離する第二のフリーピストンと、前記第二の通路に配置
   されモータにより駆動される油圧ポンプとを有し、車輌
   の各輪に独立に設けられるよう構成されていることを特
   徴とするアクティブサスペンションユニット。