JPS61193910A - 能動制御型サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サスペンションを能動的に制御することに
より、車体の振動及び揺動を抑制する能、動制御型サス
ペンション装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンション装置としては、特開昭５８
−７９４３８号公報に開示されているものがある（第１
従来例）。

このものは、概略構成を第２図ｔａｌに示すように、車
輪側部材に複動式油圧シリンダでなるアクチェエータ１
のシリンダチューブ１ａが取付けられ、このアクチュエ
ータ１のピストンロッド１ｂが車体側部材２に取付けら
れ、且つシリンダチューブ１ａと車体側部材２との間に
コイルスプリング３が装着されて、このコイルスプリン
グ３によって車体側部材２を支持すると共に、油圧シリ
ンダ１の両圧力室Ａ及びＢをセンタバイパス型の電磁方
向切換弁４を介して油圧源５に接続する。そして、アク
チュエータ１の両圧力室Ａ、Ｂ間にオリフィス６が接続
されている。

他の従来例としては、１９８３年９月１０日に英国で発
行された「オートカー（Ａｕｔｏｃａｒ）　Ｊ　　（Ｈ
ａｙｍａｒｋｅｔ　ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｌｔｄ、社
発行）に記載されたものがある（第２従来例）。

このものは、概略構成を第２図（ｂ）に示すように、単
動式油圧シリンダでなるアクチュエータ１のシリンダチ
ューブｌａが車体側部材２に取付けられていると共に、
ピストンロッド１ｂが車輪側部材に取付けられ、且つ車
体側部材２がガス・スプリング７によって支持されてい
ると共に、このガス・スプリング７と油圧シリンダ１の
圧力室とがオリフィス８を介して連通されている。

而して、第１従来例及び第２従来例の電磁方向切換弁４
を、バネ下及びバネ上間の相対変位（ストローク）を検
出するストロークセンサ９で検出し、制御装置１０でス
トローク変動が小さくなるように制御している。

この場合の制御方法は、第３図に模式的に示すように、
車両に姿勢変化を生じる要因となるステアリングホイー
ルの操舵、アクセルペダルの踏込み、ブレーキペダルの
踏込み等を行うと（ブロック■）、これらに応じて車体
に横加速度又は前後加速度が生じ（ブロック■）、これ
により車体にローリング、ピッチング等の姿勢変化を生
じる（ブロック■）、このように、車体に姿勢変化を生
じると、これがストロークセンサ９で検出されることに
なり（ブロックΦ）、そのストローク検出値と予め設定
した目標ストローク（車両の姿勢変化を伴わない通常状
態では零）との偏差を算出し、その偏差に応じて電磁方
向切換弁４を切換制御してアクチュエータｌを制御しく
ブロック■）、これにより、車体の姿勢変化を小さくす
るように制御する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の能動型サスベンジ９ン装置に
あっては、第１従来例においては、車両の姿勢制御を行
う場合、作動油がオリフィスを通って直接ドレン側にも
供給されるので、油圧源を駆動するためのパワーロスが
大きくなるという問題点があった。

また、第１従来例及び第２従来例共に一定特性のオリフ
ィスで減衰力を発生させているので、バネ下からの加振
力がオリフィスを通して車体に入力され乗心地の向上が
足りないという問題点があった。

そこで、この発明は、上記従来の問題点に着目してなさ
れたものであり、車体への振動入力による油圧シリンダ
の一方の圧力室が昇圧することを利用して、この圧力で
切換弁を昇圧側の圧力室を減圧するように切換えること
により、車体側に伝達される振動入力を低減して、上記
問題点を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明は、車両のバネ
上及びバネ上間に介装されて車輪側から車体側への振動
入力を吸収する流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの
上下両圧力室の圧力を制御する切換弁と、該切換弁を制
御する制御装置とを備え、前記流体圧シリンダの上下両
圧力室の圧力を夫々パイロット圧として、前記切換弁に
供給し、当該切換弁を、昇圧側の圧力室を減圧すると共
に、減圧側の圧力室を昇圧するように切換えることを特
徴とする。

〔作用〕

この発明は、車両のバネ上及びバネ上間に介装された流
体圧シリンダにおける上下圧力室の何れか一方が振動入
力により昇圧状態となったときに、その圧力をパイロッ
ト圧として切換弁に供給して、この切換弁を昇圧側の圧
力室を減圧する方向即ち打ち消す方向に切換えることに
より、オリフィスを使用することなく、振動入力を流体
圧シリンダで吸収する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。

図中、Ｉは車両のバネ下及びバネ上間に介装された流体
圧シリンダとしての油圧シリンダであって、そのシリン
ダチューブ１ａが車輪側部材（図示せず）に回動可能に
取付けられていると共に、ピストンロッドｔｂの上端が
弾性体１１を介して車体側部材２に取付けられ、さらに
、シリンダチューブ１ａと車体側部材２との間にコイル
スプリング３が介装されている。ここで、シリンダチュ
ーブ１ａはその内部に延長するピストンロッド１ｂの下
端に取付けられたピストンｌｃによりて下圧力室Ａ及び
下圧力室Ｂに画成されている。

弾性体１１は、例えばゴム性の弾性筒体１１ａとその上
面及び下面に接着された金属円板１１ｂ。

１１ｃとから構成され、弾性筒体１１ａの軸方向の中央
部に形成された環状スリットｌｉｄ内に車体側部材２に
穿設した透孔２ａの周縁部を嵌合させて車体側部材２に
装着されている。そして、この弾性体１１の弾性筒体１
１ａ内にピストンロッドｌｂの小径端部１ｄが嵌挿され
、ピストンロッドｌｂの小径端部１ｄに上方に連接する
ネジ部ｌｅにナンド１２を螺合して締めつけることによ
り、固定されている。

１３は油圧シリンダ１の各圧力室Ａ、Ｂの圧力を制御す
る方向切換弁であって、円筒状の弁ハウジング１４と、
この弁ハウジング１４内に摺動可能に配設されたスプー
ル１５と、このスプール１５を中立位置とその両端側の
オフセット位置との間に移動制御する比例ソレノイド１
６とを有する１弁ハウジング１４には、油圧源１７の作
動油供給側に油圧配管１８を介して接続された入力ポー
ト１４ａ、１４ｂと、油圧源１７のドレン側に油圧配管
１９を介して接続された出力ポート１４ｃと、油圧シリ
ンダ１の各圧力室Ａ及びＢに夫々油圧配管２０及び２１
を介して接続された入出力ボート１４ｄ及び１４ｅと、
スプール１５の上端側に開口すると共に分岐油圧配管２
２を介して油圧配管２０に接続されたパイロットボート
１４ｆと、スプール１５の下端側に開口すると共に、分
岐油圧配管２３を介して油圧配管２１に接続されたパイ
ロットポー）１４ｇと、比例ソレノイド１６の作動子１
６ａを挿通する挿通孔１４ｈとが形成されている。。

また、スプール１５には、弁ハウジング１４の入力ボー
ト１４ａ　、　　１４ｂ及び出力ポート１４ｃに対向す
るランド１５ａＮ１５ｃが形成されており、ランド１５
ｃの下端面と弁ハウジング１４の底壁との間に押圧スプ
リング２４が介装され、この押圧スプリンググ２４と後
述する比例ソレノイド１６の作動子１６ａを押圧するス
プリングとによって、スプール１５が各ランド１５ａ〜
１５ｃで弁ハウジング１４の各ボート１４ａ〜１４ｃを
閉塞する中立位置に保持されている。

さらに、比例ソレノイド１６は、軸方向に摺動自在の作
動子１６ａと、これを駆動する励磁コイル１６ｂと、作
動子１６ａを介してスプール１５を、押圧スプリング２
４と平衡して、中立位置に保持する押圧スプリング２５
とから構成されている。

２６はバネ上に対するバネ下のストローク（変位量）を
検出するストロークセンサであって、油圧シリンダ１の
シリンダｌａに固着された検出部２６ａと車体側部材２
に取付けられた作動子２６ｂとから構成され、検出部２
６ａは例えばボテンシッメータ等で構成されており、ス
トロークに応じた電気信号を制御装置２７に出力する。

制御装置２７は、ストロークセンサ２６の検出信号が供
給され、これと予め設定した目標ストロークとを比較し
て両者の偏差を算出し、これに応じた制御信号ＣＳを比
例ソレノイド１６に出力する。すなわち、ストロークセ
ンサ２６で検出した実ストロークが目標ストロークより
短いときには、その車輪位置での車高が低下しているも
のと判定し、これを目標車高となるように比例ソレノイ
ド１６の作動子１６ａを第１図の中立位置から所定スト
ローク分下降させて油圧シリンダ１の下圧力室Ｂに作動
油を供給して圧力室Ｂの圧力を高め、これにより、シリ
ンダチューブ１ａを下降させて実ストロークを目標スト
ロークと一致させるように制御し、逆にストロークセン
サ２６で検出した実ストロークが目標ストロークより長
いときには、その車輪位置での車高が上昇しているもの
と゛判定し、比例ソレノイド１６の作動子１６ａを中立
位置から所定距離分上昇させて油圧シリンダ１の下圧力
室Ａに作動油を供給してこの圧力室Ａの圧力を高め、こ
れによりシリンダチューブ１ａを上昇させて実ストロー
クを目標ストロークと一致させるように制御する。

次に、動作について説明する。今、車両が平坦な良路を
定速直進走行していて、路面から車輪に入力される振動
入力が殆どないものとし、且つ定速直進走行中であるの
で、車体には、ロール、ピンチ、バウンス等の姿勢変化
が生じていないものとすると、この状態では、バネ上に
対するバネ下のストロークが目標ストロークと略一致し
ており、制御装置２７からは、制御信号ＣＳが出力され
ず、比例ソレノイド１６が非付勢状態にあり、しかも、
車輪側から油圧シリンダ１を介して車体側部材２に伝達
される振動入力がなく、車体側の荷重がコイルスプリン
グ３によって支持されているので、圧力室Ａ及びＢの圧
力は比較的低い状態に維持されており、したがって、弁
ハウジング１４のパイロットボート１４ｆ及び１４ｇ位
置での圧力は、押圧スプリング２４及び２５の押圧力に
比較して低いので、スプール１５が第１図図示の中立位
置を保持する。したがって、ランド１５ａ〜１５ｃによ
って弁ハウジング１４の油圧源１７に連結されたボート
１４ａ〜１４ｃが閉塞されている。その結果、油圧シリ
ンダｌの両圧力室Ａ及びＢの圧力が等しく所定値に維持
されている。

この状態で、車輪に例えば路面の凸部乗り越えによる加
振力が入力されると、これにより油圧シリンダ１が上方
に押圧される。このとき、両圧力室Ａ及びＢが遮断状態
であり、且つピストンロフトｌｂが弾性体１１を介して
車体側部材２に連結されているので、比較的小さな加振
力に対してはこれを弾性体１１の変形により吸収するこ
とができるが、弾性体１１の変形により吸収しきれない
加振力であるときには、油圧シリンダｌの下圧力室Ｂが
昇圧することになる。このように、下圧力室Ｂが昇圧す
ると、これに応じてパイロットボート１４ｇの圧力が押
圧スプリング２５による押圧力を越えるので、スプール
１５が中立位置から上方のオフセット位置に変位する。

したがって、入力ポート１４ａ及び入出力ボート１４ｄ
間と出力ボート１４ｃ及び入出力ボート１４０間とが夫
々連通して、油圧源１７からの作動油が油圧シリンダ１
の下圧力室Ａに供給されると共に、下圧力室Ｂ内の作動
油が油圧源１７のドレン側に排出される。その結果、油
圧シリンダ１の下圧力室Ａが昇圧状態、下圧力室Ｂが減
圧状態となるので、加振力による圧力室Ａ、Ｂの圧力変
動が相殺されて車輪に入力され車体に伝達される加振力
を低減することができる。

逆に、車輪が路面凹部に係合して油圧シリンダｌが下方
に並位する振動入力が入力されると゛きには、油圧シリ
ンダ１の下圧力室Ａの圧力が高くなるので、パイロット
ボート１４ｆの圧力が押圧スプリング２４による押圧力
を越えることになり、スプール１５が中立位置から下方
のオフセット位置に変位し、これに応じて下圧力室Ａが
油圧源１７のドレン側に接続されて減圧されると共に、
下圧力室Ｂが油圧源１７の作動油供給側に接続されて昇
圧されるので、車体に伝達されるこれを下降させる振動
入力を低減する。

このようにして、車輪に入力される路面からの振動入力
を吸収することができ、車体の振動を低減して乗心地を
向上させることができる。

また、車両が直進走行状態からステアリングホイール（
図示せず）を操作して例えば右（又は左）旋回状態に移
行すると、車体にロールを生じることになり、前左輪及
び後左輸位置における車高が低下すると共に前右輸及び
後右輪位置における車高が高くなる。このように、車体
の姿勢変化が生じると、これが各車輪位置におけるスト
ロークセンサ２６で検出され、その検出信号が制御装置
２７に供給されるので、この制御装置２７から前左輪及
び後左輪位置におけるサスペンション装置の比例ソレノ
イド１６に対しては、作動子１６ａを下降させる制御信
号ＣＳを、前右輪及び後右輪位置におけるサスペンショ
ン装置の比例ソレノイド１６に対しては、その作動子１
６ａを上昇させる制御信号ＣＳを夫々出力する。したが
って、車両の左側のサスペンション装置においては、方
向切換弁１３のスプール１５が中立位置から下方のオフ
セント位置に変位して、油圧シリンダ１の下圧力室Ａの
圧力を低下させると共に、下圧力室Ｂの圧力を上昇させ
、これによりピストンロッド１ｂを上昇させて、車体の
左側を上昇させる。逆に車両の右側のサスペンション装
置においては、方向切換弁１３のスプール１５が中立位
置から上方のオフセット位置に変位して、油圧シリンダ
１の下圧力室Ａの圧力を上昇させ、下圧力室Ｂの圧力を
低下させ、ピストンロッドｌｂを下降させ、これにより
車体の右側を下降させてアンチロール効果を発揮させる
。

同様に、ブレーキペダルを踏み込んで、車体に所謂ノー
ズダイブ現象を生じるときや、アクセルペダルを踏み込
んで、車体に所謂スカット現象を生じるときのように、
車体がピッチする場合には、車高の低下した側のサスペ
ンション装置の油圧シリンダ１の下圧力室Ａの圧力が低
下し、下圧力室Ｂの圧力が上昇して車体を上昇させ、車
高の上昇した側のサスペンション装置の油圧シリンダ１
の下圧力室Ａの圧力が上昇し、下圧力室Ｂの圧力が低下
して車体を下降させて、アンチピッチ効果を発揮するこ
とができる。また、うねり路面を走行する場合のように
、車両にバウンスが生じるときにもそのバウンド状態（
又はリバウンド状態）に応じて全てのサスペンション装
置の油圧シリンダ１の下圧力室Ａの圧力が上昇（又は低
下）し、下圧力室Ｂの圧力が低下（又は上昇）して、ア
ンチバウンス効果を発揮することができる。

このように、ロール、ピッチ、バウンス等による車体の
姿勢変化も、制御装置２７によって方向切換弁１３のス
プール１５を中立位置から変位させることにより容易確
実に抑制することができる。

なお、上記実施例においては、流体圧シリンダとして油
圧シリンダを適用した場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、空気圧シリンダ等の他の流体
圧シリンダを適用し得ること勿論である。

また、上記実施例においては、バネ下及びバネ上間の相
対変位を検出する相対変位検出手段としてボテンシリメ
ータでなるストロークセンサを適用した場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、差動トラン
ス等の任意の相対変位検出手段を適用し得ること勿論で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、車両のバネ下
及びバネ上間に介装した流体圧シリンダに入力される振
動入力により、流体圧シリンダの下圧力室又は下圧力室
の何れか一方が昇圧状態となると、その圧力を、パイロ
ット圧として切換弁に供給して、この切換弁を昇圧側の
圧力室を減圧するように切換制御するように構成したの
で、従来振動入力を吸収するために必要としてオリフィ
スを省略することができ、そのオリフィスを通じてドレ
ンに流れる作動油のパワーロスがなくなり、車体への伝
達制御及び車体姿勢変化制御を効率よく行うことができ
ると共に、振動入力による流体圧シリンダの圧力室の圧
力変動を利用して切換弁を作用させるため、振動入力を
検出する荷重センサ及びその制御回路等の付属機器も必
要とせず全体の構成を簡略化して応答性を高めることが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ
）及び（ｂｌは夫々従来装置の構成図、第３図はその制
御方法の説明に供する説明図である。 １・・・・・・油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、１ａ
・・・・・・シリンダチューブ、１ｂ・・・・・・ピス
トンロッド、Ａ・・・・・・下圧力室、Ｂ・・・・・・
下圧力室、２・・・・・・車体側部材、１３・・・・・
・方向切換弁、１４・・・・・・弁ハウジング、１４ａ
、１４ｂ・・・・・・入力ポート、１４Ｃ・・・・・・
出力ポート、１４ｄ、１４ｅ・・・・・・入出力ボート
、１４ｆ、１４ｇ・・・・・・パイロットボート、１５
・・・・・・スプール、１６・・・・・・比例ソレノイ
ド、２６・・・・・・ストロークセンサ、２７・・・・
・・制硼装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両のバネ上及びバネ下間に介装されて車輪側か
   ら車体側への振動入力を吸収する流体圧シリンダと、該
   流体圧シリンダの上下両圧力室の圧力を制御する切換弁
   と、該切換弁を制御する制御装置とを備え、前記流体圧
   シリンダの上下両圧力室の圧力を夫々パイロット圧とし
   て、前記切換弁に供給し、当該切換弁を、昇圧側の圧力
   室を減圧すると共に、減圧側の圧力室を昇圧するように
   切換えることを特徴とする能動制御型サスペンション装
   置。
2. （２）切換弁をスプール弁で構成し、流体圧シリンダの
   上圧力室の圧力をスプールの一方の端面に、下圧力室の
   圧力をスプールの他方の端面に夫々パイロット圧として
   供給し、昇圧側の圧力室の圧力を減少させる方向にスプ
   ールを移動させるようにした特許請求の範囲（１）項記
   載の能動制御型サスペンション装置。
3. （３）制御装置は、バネ上及びバネ下間の相対変位を検
   出する相対変位検出手段を有し、該相対変位検出手段の
   検出信号により、車体のロール、ピッチ、バウンス等の
   姿勢変化を抑制するように、前記切換弁を制御してなる
   特許請求の範囲第（１）項記載の能動制御型サスペンシ
   ョン装置。