JPS62187609A - 能動制御型サスペンシヨン装置 - 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４図（ａ）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ュエータ１
のシリンダチューブｌａ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ｌ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ｌθ日に英国で発
行された「オートカー（Ａｕｔｏｃａｒ）　Ｊ　（Ｈａ
ｙ−ｍａｒｋｅｔ　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４図（ｂｌ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１ａ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５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■）、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１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ペンション装置に
あっては、第１従来例においては、ストロークセンサ９
で路面から車体に伝達される振動入力を検出し、それに
応じて４方向電磁方向切換弁４を切換制御して複動式油
圧シリンダ１の上下圧力室の圧力を制御する構成となっ
ていたため、精度の高いストロークセンサ及びその信号
処理回路と応答性の優れた４方向電磁方向切換弁とが必
要となり、システムが高価になると共に、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２従来例においては、アクチュエータとして単
動式油圧シリンダ１を用い、その圧力室の圧力を制御す
る切換弁として３方向電磁方向切換弁４を用いているが
、これとは別に、前記圧力室にはガス・スプリング７が
接続されていて、路面から車体に伝達される振動入力を
ガス・スプリング７のバネ作用で緩衝する構成となって
いたため、容量の大きなガス・スプリングが必要となり
、第１従来例と同様にシステムが複雑且つ高価になると
いう問題点があった。

さらに、第１従来例及び第２従来例が共に一定特性のオ
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、従って、
乗心地の向上が足りないという問題点もあった。

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、流体圧シリンダの上下圧力室の一方の
圧力を、３方向電磁方向切換弁を用いて昇圧時には減圧
し且つ減圧時には昇圧して一定の値となるように制御す
ることにより、車体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そ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、この流体圧シリンダ
の上下圧力室のうち、一方の圧力室の圧力を制御する制
御弁と、制御信号により、駆動制御されて前記制御弁を
制御し、前記一方の圧力室の圧力をパイロット圧として
前記制御弁に供給して当該一方の圧力室の圧力を、昇圧
時には減圧し且つ減圧時には昇圧する制御手段と、車体
の姿勢変化を検出してその検出信号を出力する姿勢変化
検出手段と、この姿勢変化検出手段の検出信号に基づき
車体の姿勢変化を抑制するように前記制御信号を出力し
て前記制御手段を駆動制御する制御装置と、を備えたこ
とを特徴としている。

〔作用〕

而して、この発明では、車両のバネ上及びバネ下間に介
装された流体圧シリンダの上下圧力室のうち、一方の圧
力室の圧力が振動入力により昇圧状態（又は減圧状態）
となったときに、その圧力をパイロット圧として制御弁
に供給して、この制御弁を、昇圧側の圧力室を減圧（又
は昇圧）する方向、すなわち打ち消す方向へ切換えるこ
とにより、オリフィスを使用することなく且つ安価な３
方向電磁方向切換弁を使用して、振動入力を流体圧シリ
ンダで吸収する。

〔実施例〕

以下、この発明を図示実施例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。

まず、構成を説明すると、図中１が、車両のバネ上及び
バネ下間に介装された流体圧シリンダとしての液圧シリ
ンダであって、そのシリンダチューブ１ａの下端部が車
輪側部材（図中略）に回動可能に取付けられていると共
に、該シリンダチューブ１ａの上端を貫通するピストン
ロッド１ｂ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の外側に固
定されたスプリングシート３と車体側部材２との間にコ
イルスプリング４が介装されている。

上記シリンダチューブ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ＩＣによ
って下圧力室Ａと下圧力室Ｂとに画成されている。ピス
トンロッド１ｂには、これを軸方向に貫通する通路１ｄ
が設けられていて、この通路１ｄによって下圧力室Ｂと
外部とを連通ずるようにしている。

また、前記弾性体１１は、例えばゴム性の弾性筒体１１
ａと、この弾性筒体１１ａの上面及び下面に接着された
金属円板１１ｂ、ｌｌｃとから構成され、弾性筒体１１
ａ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１１ａ内にピストンロッド１ｂの小径
端部１ｅが嵌挿され、その小径端部１ｅの上方に連続す
るネジ部Ｉｆにナツト１２を螺合して締めつけることに
より固定されている。さらにネジ部１ｆの、ナツト１２
より上側にはコネクタ５が螺合されている。

１３は、上記液圧シリンダｌの下圧力室Ｂの圧力を制御
する圧力制御弁であって、円筒状の弁ハウジング１４と
、この弁ハウジング１４に設けた挿通孔１４ａ内に摺動
可能且つ同軸上に配設されたスプール１５及びロッド１
６と、このスプール１５及びロッド１６間に介在された
スプリング１７と、ロッド１６を介してスプリング１７
の押圧力を制御してスプール１５を中立位置とその一端
側の作動位置との間に移動制御する比例ソレノイド１８
とを有する。

上記弁ハウジング１４には、それぞれ一端が前記挿通孔
１４ａに連通され、他端が、液圧源２０の作動液供給側
に液圧配管２１を介して接続された入カポ−１−１４ｂ
と、該液圧源２０のドレン側に液圧配管２２を介して接
続された出力ポート１４Ｃと、液圧シリンダ１の下圧力
室Ｂと連通する通路１ｄに液圧配管２３及び前記コネク
タ５を介して接続された入出力ボート１４ｄとを設けて
いる。そして、出カポ−）１４ｃには、一端がスプール
１５のスプリング１７当接側（図において上端側）に開
口するドレン通路１４ｅの他端と、一端がスプール１５
のスプリング１７非当接側（図において下端側）に開口
するドレン通路１４ｆの他端とがそれぞれ開口されてい
る。

また、スプール１５には、入力ポート１４ｂに対向する
ランド１５ａ及び出力ポート１４ｃに対向するランド１
５ｂが形成されていると共に、両ランド１５ａ、１５ｂ
よりも小径のランド１５ｃが下端部に形成されていて、
このランド１５ｃとその上側のランド１５ａとの間に圧
力制御室Ｃを画成している。この圧力制御室Ｃは、パイ
ロット通路１４ｇを介して入出カポ−）１４ｄに接続さ
れている。さらに、比例ソレノイド１８は、軸方向に摺
動自在の作動子１８ａと、これを駆動する励磁コイル１
８ｂとからなり、後述する制御装置３０から出力される
制御信号ＣＳである駆動電流によって駆動制御される。

２５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、液圧シリンダｌ
のシリンダチューブＩａに固着された検出部２５ａと、
この検出部２５ａから突出して先端が車体側部材２に取
付けられた作動子２５ｂとから構成され、検出部２５ａ
は例えばポテンショ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３０に出力する。また
、２６は、旋回時の車両に付与される横加速度を検出す
る横加速度センサであって、横加速度に応じた電気信号
を制御装置３０に出力する。この横加速度は、旋回時の
車体のロール量、すなわち車体の旋回外側及び内側の車
高を設定するために、ロール量に応じた目標ストローク
を設定するために使用するものである。

制御装置３０は、ストロークセンサ２５からのストロー
ク検出信号ＤＳと横加速度センサ２６からの横加速度検
出信号ＤＧとが供給され、横加速度検出値に基づいて目
標ストロークを設定すると共に、検出ストロークと目標
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Ｃ８である駆動電流を比例ソレノイド１８
に出力する。すなわち、ストロークセンサ２５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、その
車高が目標車高となるよう、比例ソレノイド１８の作動
子１８ａを下降させて液圧シリンダ１の下圧力室Ｂに供
給している作動液の圧力を高め、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する。

これとは逆に、ストロークセンサ２５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１８の作動子１８ａを上昇させて液圧シリンダ１の下
圧力室Ｂに供給している作動液の圧力を下げ、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ほとんどないものとし、
且つ定速直進走行中であるので、車体には、ロール、ピ
ッチ、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、横加速度に応じて設定された目標ストロークと略一
致しており、しかも、車輪側から液圧シリンダ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４によって支持されているため
、下圧力室Ｂの圧力が比較的低い状態に維持されるよう
に、制御装置３０から比例ソレノイド１８に制御信号Ｃ
８が出力されている。このとき、スプール１５は、圧力
制御弁１３の圧力制御室Ｃの圧力による力、すなわちラ
ンド１５ａと小径ランド１５ｃとの面積差による上方向
への力とスプリング１７の押圧力とが釣り合う位置にあ
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、これにより液圧シリンダ１が上
方へと押圧され、その結果、該液圧シリンダ１の下圧力
室Ｂが昇圧する。このように、下圧力室Ｂが昇圧すると
、これに応じて、この下圧力室Ｂと通路１ｄ、コネクタ
５、液圧配管２３、入出力ボート１４ｄ及びパイロット
通路１４ｇを介して連通された圧力制御室Ｃの圧力が上
昇し、その圧力とスプリング１７の押圧力との釣り合い
位置が上方へと移動するため、その釣り合い位置までス
プール１５が上方へと変位する。

これにより、入力ボート１４ｂと入出力ポート１４ｄと
の間が閉じられる方向に変化する一方、出力ポート１４
ｃと入出力ポート１４ｄとの間が開かれる方向に変化す
るため、下圧力室Ｂの圧力の一部が、入出力ポート１４
ｄから出力ポート１４Ｃ及び液圧配管２２を介して液圧
′ａ２０に排出される。その結果、液圧シリンダ１の下
圧力室Ｂの圧力が減圧され、加振力による下圧力室Ｂの
圧力上昇が抑えられて車輪に入力されるため、車体に伝
達される加振力を低減することができる。

これとは逆に、車輪が路面の凹部に係合して液圧シリン
ダ１が下方に変位する振動入力が入力されるときには、
液圧シリンダ１の下圧力室Ｂの圧力が低くなるので、圧
力制御室Ｃの圧力が低くなり、その圧力とスプリング１
７の押圧力との釣り合い位置が下方へ移動するため、ス
プール１５が下方へ変位する。これにより、入カポ−）
１４ｂと入出カポ−）１４ｄとの間が開方向に変位する
一方、出力ポート１４ｃと入出カポ−）１４ｄとの間が
閉方向に変化し、スプール１５の変位量に応じて下圧力
室Ｂが液圧源２０の作動液供給側に接続されて昇圧され
るため、車体に伝達される振動入力を低減することがで
きる。

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、図示しないステアリン
グホイールを操作して、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、前後の
左輪位置における車高が共に低くなる。このように、車
体に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２５によって検出され、その検出信号Ｄ
Ｓが制御装置３０に供給されるので、この制御装置３０
が、前後の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１８に対して、作動子１８ａを下降させる制
御信号ＣＳを出力する。従って、車両の左側サスペンシ
ョン装置においては、圧力制御弁１３のスプール１５が
下方に変位して液圧シリンダ１の下圧力室Ｂの圧力を上
昇させ、ピストンロッド１ｂを上昇させ、これにより車
体の左側を上昇させてアンチロール効果を発揮させるこ
とができる。

同様に、図示しないブレーキペダルを踏み込むことによ
り、車体にノーズダイブ現象を生じるときや、図示しな
いアクセルペダルを踏み込むことにより、車体にスカフ
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液圧シリ
ンダ１の下圧力室Ｂの圧力が上昇して車体を上昇させる
ため、アンチピッチ効果を発揮させることができる。

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液圧シ
リンダｌの下圧力室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３０によって圧力制御弁１３のス
プール１５の位置を制御することにより、容易且つ確実
に抑制することができる。

第２図には、この発明の他の実施例を示す。

この実施例は、液圧シリンダｌの下圧力室Ａを液圧配管
２４ａによって液圧源２０の供給側に接続し、下圧力室
Ａを常に高い圧力に保つようにしたものである。この場
合には、下圧力室Ａが常に高い圧力となっているので、
車両が平坦な良路を定速直進走行しているときに、バネ
上に対するバネ下のストロークを目標ストロークに一致
させるために下圧力室Ｂに供給する圧力は、前記実施例
の場合よりも高くなる。

このように、下圧力室Ａを常に高い圧力に保つ構成にす
ると、車両旋回時のアンチロール制御において、旋回の
内側車輪を下圧力室への圧力によって強制的な引っ込み
側に制御することができるので、前記実施例の場合より
もアンチロール効果を大きくすることができる。同様に
、アンチピッチ効果も大きくすることができる。

第３図には、この発明の更に他の実施例を示す。

この実施例は、ピストンロッド１ｂに、下圧力室Ａと通
路１ｄとを連通ずる透孔１ｒを設け、この透孔１ｆを介
して下圧力室Ａを下圧力室Ｂに連通させ、上圧力室へに
下圧力室Ｂと同じ圧力を作用させるようにしたものであ
る。この場合、上圧力学Ａの受圧面積は下圧力室Ｂ側の
受圧面積に対して、ピストンＩＣ面積から上圧力学Ａ側
のピストンロッド１ｂ面積を引いた分だけ小さくなる。

従って、上下圧力室Ａ、Ｂに同じ圧力を作用させると、
ピストンＩＣには上下の面積差に応じた押圧力が上方に
作用するため、この押圧力によってピストンロッド１ｂ
を、前記実施例と同様に作用させることができる。特に
、この実施例の場合には、前記実施例の下圧力室Ａと液
圧源２０とを連通する液圧配管２４を廃止して、液圧シ
リンダ１への液圧配管を１本とすることができるため、
配管を少なくして更に構造を簡単なものとすることがで
きると共に、システムをより安価なものとすることがで
きる。

なお、上記実施例においては、流体圧シリンダとして液
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は勿論である。

また、上記実施例においては、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としてポテンショメ
ータでなるストロークセンサを通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も勿論
である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、車両のバ
ネ上及びバネ下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、流体圧シリンダの上下圧力室のうち
、一方の圧力室が昇圧状態（又は減圧状態）となると、
その圧力をパイロット圧として圧力制御弁に供給して、
当該一方の圧力室の圧力を減圧（又は昇圧）するように
制御する構成としたため、従来振動入力を吸収するため
に必要としていた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液のパワーロ
スがなくなり、車体への振動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。しかも、振動入力に
よる流体圧シリンダの圧力室の圧力制御を利用して制御
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。また、制御
弁として、安価な３方向圧力制御弁を使用することがで
きるため、装置をより安価なものとすることができると
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図はこ
の発明の他の実施例を示す断面図、第３図はこの発明の
更に他の実施例を示す断面図、第４図（ａｌ及び山）は
それぞれ従来装置の構成図、第５図はその制御方法の説
明に供する説明図である。 １・・・・・・液圧シリンダ（流体圧シリンダ）、１ａ
・・・・・・シリンダチューブ、１ｂ・・・・・・ピス
トンロッド、１ｄ・・・・・・通路、Ｉｆ・・・・・・
透孔、２・・・・・・車体側部材、１３・・・・・・圧
力制御弁（制御弁）、１４・・・・・・弁ハウジング、
１４ｂ・・・・・・入力ボート、１４ｃ・・・・・・出
力ポート、１４ｄ・・・・・・入出力ボート、１４ｇ・
・・・・・パイロット通路、１５・・・・・・スプール
、１８・・・・・・比例ソレノイド、２０・・・・・・
液圧源、２５・・・・・・ストロークセンサ、２６・・
・・・・横加速度センサ、３０・・・・・・制御装置、
Ａ・・・・・・下圧力室、Ｂ・・・・・・下圧力室、Ｃ
・・・・・・圧力制御室 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　藤　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 第４図 １ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、この流体
   圧シリンダの上下圧力室のうち、一方の圧力室の圧力を
   制御する制御弁と、制御信号により駆動制御されて前記
   制御弁を制御し、前記一方の圧力室の圧力をパイロット
   圧として前記制御弁に供給して当該一方の圧力室の圧力
   を、昇圧時には減圧し且つ減圧時には昇圧する制御手段
   と、車体の姿勢変化を検出してその検出信号を出力する
   姿勢変化検出手段と、この姿勢変化検出手段の検出信号
   に基づき車体の姿勢変化を抑制するように前記制御信号
   を出力して前記制御手段を駆動制御する制御装置と、を
   備えたことを特徴とする能動制御型サスペンション装置
   。