CN108025614A - 悬架装置 - Google Patents
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Abstract
悬架装置(S)包括:阻尼器(D);泵(4);蓄能器(Acc);液压回路(FC),其设于泵(4)和蓄能器(Acc)与阻尼器(D)之间,能够调整阻尼器(D)的推力;排放流路(BL),其连接蓄能器(Acc)和储液器(R);以及溢流阀(Re),其设于排放流路(BL),在蓄能器(Acc)的压力达到溢流压力时,该溢流阀(Re)进行开阀,容许从蓄能器(Acc)侧朝向储液器(R)侧的流动。
Description
技术领域
本发明涉及一种悬架装置。
背景技术
作为这种悬架装置,例如有安装在车辆的车身与车轴之间并作为主动悬架发挥功能的结构。具体地讲,悬架装置包括:阻尼器,其具有缸体和移动自如地插入到缸体内而在缸体内划分伸长侧室和压缩侧室的活塞;泵;储液器;以及液压回路,其将伸长侧室和压缩侧室选择性地连接于泵和储液器(例如参照JP2016-88358A)。
采用该悬架装置,利用液压回路控制阻尼器的推力而使阻尼器发挥期望的推力。
发明内容
在所述的悬架装置中,在由来自路面的振动输入引起阻尼器进行伸缩时,若从泵喷出的喷出流量小于阻尼器所需要的流量,则不借助泵而从储液器向阻尼器供给工作油。
因此,为了易于从储液器向阻尼器供给工作油,需要使储液器内成为加压到一定程度的状态。因而,在该悬架装置中,为了对储液器进行加压,将液压回路结构设为闭合回路。
为了将这样构成的悬架装置实际搭载于车辆,需要在将悬架装置组装于车辆之后进行注油。
然而,由于悬架装置的液压回路结构成为闭合回路,需要对储液器进行加压,因此注油的操作需要在对液压回路内进行了真空抽取之后加压注入工作油的专用的装置,存在作业性较差这样的问题。
本发明的目的在于提供一种不使用专用装置就能够简单地进行注液的悬架装置。
根据本发明的技术方案,悬架装置包括:阻尼器,其具有缸体和移动自如地插入到缸体内而将缸体内划分为伸长侧室和压缩侧室的活塞;泵;蓄能器;液压回路,其设于泵和蓄能器与阻尼器之间,能够调整阻尼器的推力;储液器,其连接于泵的吸入侧;排放流路,其连接蓄能器和储液器;以及溢流阀,其设于排放流路,在蓄能器的压力达到溢流压力时,该溢流阀进行开阀,容许从蓄能器侧朝向所述储液器侧的流动。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式~第3实施方式的悬架装置的基本结构的图。
图2是表示第1实施方式的悬架装置的具体结构的图。
图3是将第1实施方式的悬架装置安装在车辆的弹簧上构件和弹簧下构件之间的图。
图4是表示使第1实施方式的悬架装置作为主动悬架发挥功能的情况下的推力的特性的图。
图5是表示使第1实施方式的悬架装置作为半主动悬架发挥功能的情况下的推力的特性的图。
图6是表示第1实施方式的悬架装置失效时的推力的特性的图。
图7是表示第2实施方式的悬架装置的具体结构的图。
图8是表示使第2实施方式和第3实施方式的悬架装置作为主动悬架发挥功能的情况下的推力的特性的图。
图9是表示使第2实施方式和第3实施方式的悬架装置作为半主动悬架作为功能的情况下的推力的特性的图。
图10是表示第2实施方式和第3实施方式的悬架装置失效时的推力的特性的图。
图11是表示第3实施方式的悬架装置的具体结构的图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,参照附图说明本发明的第1实施方式的悬架装置S1。首先,作为悬架装置S1的基本结构,对悬架装置S进行说明。
如图1所示,悬架装置S包括:阻尼器D,其具有缸体1和移动自如地插入到缸体1内而将缸体1内划分为伸长侧室R1和压缩侧室R2的活塞2;泵4;蓄能器Acc;液压回路FC,其设于泵4和蓄能器Acc与阻尼器D之间,能够调整阻尼器D的推力;储液器R,其连接于泵4的吸入侧;排放流路BL,其连接蓄能器Acc和储液器R;以及溢流阀Re,其设于排放流路BL。
阻尼器D具有移动自如地插入到缸体1内并连结于活塞2的杆3。在悬架装置S中,杆3仅贯穿于伸长侧室R1内,阻尼器D设为所谓的单杆型的阻尼器。另外,储液器R在图1所示的部位相对于阻尼器D独立地设置,虽未详细地图示,但也可以设置在阻尼器D的缸体1的外周侧配置的外筒,由缸体1与外筒之间的环状间隙形成该储液器R。
另外,在将悬架装置S应用于车辆的情况下,将缸体1连结于车辆的弹簧上构件和弹簧下构件中的一者,将杆3连结于弹簧上构件和弹簧下构件中的另一者地将该悬架装置S安装在弹簧上构件与弹簧下构件之间即可。
在伸长侧室R1和压缩侧室R2中例如填充有工作油等液体作为流体,在储液器R内储存有液体。在蓄能器Acc中也填充有液体,该液体被气体弹簧、或者金属弹簧、或者这两者加压。填充于伸长侧室R1、压缩侧室R2、蓄能器Acc及储液器R内的液体除了使用工作油之外,例如也可以使用水、水溶液这样的液体。此外,在本实施方式中,将在伸长行程时压缩的室设为伸长侧室R1,将在收缩行程时压缩的室设为压缩侧室R2。
泵4设定为从吸入侧吸入液体并从喷出侧喷出液体的单向喷出型。泵4利用马达13进行驱动。马达13不限直流、交流,可以采用各种形式的马达、例如无刷马达、感应马达、同步马达等。
泵4的吸入侧利用泵通路14连接于储液器R,喷出侧连接于液压回路FC。因而,泵4在利用马达13进行驱动时,从储液器R吸入液体并向液压回路FC喷出液体。
液压回路FC向阻尼器D的伸长侧室R1和压缩侧室R2中的任一者供给从泵4喷出的液体,并向蓄能器Acc排出从伸长侧室R1和压缩侧室R2中的另一者排出的液体以及从泵4喷出的液体中的剩余量。液压回路FC调节伸长侧室R1和压缩侧室R2的压力而控制阻尼器D的推力。也就是说,液压回路FC使阻尼器D作为主动悬架发挥功能。
排放流路BL连接蓄能器Acc和储液器R。在排放流路BL设有溢流阀Re。在蓄能器Acc的压力达到溢流压力时,溢流阀Re进行开阀,容许液体从蓄能器Acc侧朝向储液器R侧流动。为了进行动作补偿,溢流阀Re的溢流压力被设定为液压回路FC所需要的最低压力以上。若溢流压力过高,则在泵4中消耗的能量变大,因此该溢流压力被设定为这样的最低压力则较佳。
为了向这样构成的悬架装置S进行注液,首先向储液器R注入液体,驱动泵4。若从泵4喷出的液体经由液压回路FC被送入到阻尼器D的伸长侧室R1,则阻尼器D收缩。若阻尼器D收缩最大程度,则不能再进一步向阻尼器D内注入液体。因此,经由液压回路FC向蓄能器Acc引导剩余的液体,使液体被填充到蓄能器Acc内。而且,若溢流阀Re的上游压力达到溢流压力,则液体向储液器R回流。
基本上这样地在阻尼器D内、液压回路FC内及蓄能器Acc内填充液体。若使泵4停止,则阻尼器D内、液压回路FC内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态。另外,在阻尼器D内残留有空气的情况下,借助液压回路FC将伸长侧室R1和压缩侧室R2依次连接于蓄能器Acc侧,并使阻尼器D进行全冲程。如果这样做,则残留在阻尼器D内的空气从阻尼器D内排出,并经由溢流阀Re向储液器R放出。
这样,只要向储液器R注入液体并驱动泵4,就能够向悬架装置S进行注液,不需要专用装置而能够简单地进行注液。此外,由于阻尼器D内、液压回路FC内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态,因此补偿了悬架装置S所要求的系统内压,也不需要加压注液。因而,采用悬架装置S,不使用专用装置就能够简单地进行注液。
接着,对具有具体的液压回路的悬架装置S1进行具体的说明。第1实施方式的悬架装置S1具有图2所示的液压回路FC1。
液压回路FC1包括:供给路径5,其连接于泵4的喷出侧;排出路径6,其连接于蓄能器Acc;伸长侧通路7,其连接于伸长侧室R1;压缩侧通路8,其连接于压缩侧室R2;伸长侧阻尼阀15,其设于伸长侧通路7;压缩侧阻尼阀17,其设于压缩侧通路8;切换阀9,其设于供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8之间,该切换阀9将伸长侧通路7和压缩侧通路8中的一者选择性地连接于供给路径5,并且将伸长侧通路7和压缩侧通路8中的另一者连接于排出路径6;控制阀V,其根据供给电流能够调整供给路径5的压力;吸入通路10,其连接供给路径5和排出路径6;吸入单向阀11,其设于吸入通路10且仅容许流体从排出路径6朝向供给路径5流动;以及供给侧单向阀12,其设于供给路径5的控制阀V与泵4之间且仅容许从泵4侧朝向控制阀V侧的流动。
泵4的吸入侧利用泵通路14连接于储液器R,喷出侧连接于供给路径5。因而,泵4在利用马达13进行驱动时,从储液器R吸入液体并向供给路径5喷出液体。排出路径6像前述那样与蓄能器Acc相连通。
在伸长侧通路7设有对液体从伸长侧室R1朝向切换阀9的流动赋予阻力的伸长侧阻尼阀15和与伸长侧阻尼阀15并列设置且仅容许液体从切换阀9朝向伸长侧室R1流动的伸长侧单向阀16。由此,对于从伸长侧室R1朝向切换阀9移动的液体的流动而言,伸长侧单向阀16维持在关闭的状态,因此液体仅通过伸长侧阻尼阀15朝向切换阀9侧流动。相对于此,对于从切换阀9朝向伸长侧室R1移动的液体的流动而言,伸长侧单向阀16开放,因此液体通过伸长侧阻尼阀15和伸长侧单向阀16朝向伸长侧室R1侧流动。由于伸长侧单向阀16与伸长侧阻尼阀15相比较对液体的流动赋予的阻力较小,因此液体优先通过伸长侧单向阀16朝向伸长侧室R1侧流动。伸长侧阻尼阀15既可以是容许双向流动的节流阀,也可以是仅容许从伸长侧室R1朝向切换阀9的流动的叶片阀、提升阀这样的阻尼阀。
在压缩侧通路8设有对从压缩侧室R2朝向切换阀9的流动赋予阻力的压缩侧阻尼阀17和与压缩侧阻尼阀17并列设置且仅容许液体从切换阀9朝向压缩侧室R2流动的压缩侧单向阀18。由此,对于从压缩侧室R2朝向切换阀9移动的液体的流动而言,压缩侧单向阀18维持在关闭的状态,因此液体仅通过压缩侧阻尼阀17朝向切换阀9侧流动。相对于此,对于从切换阀9朝向压缩侧室R2移动的液体的流动而言,压缩侧单向阀18开放,因此液体通过压缩侧阻尼阀17和压缩侧单向阀18朝向压缩侧室R2侧流动。由于压缩侧单向阀18与压缩侧阻尼阀17相比较对液体的流动赋予的阻力较小,因此液体优先通过压缩侧单向阀18朝向压缩侧室R2侧流动。压缩侧阻尼阀17既可以是容许双向流动的节流阀,也可以是由仅容许从压缩侧室R2朝向切换阀9的流动的叶片阀、提升阀构成的阻尼阀。
液压回路FC1还包括连接供给路径5和排出路径6的吸入通路10。在吸入通路10设有仅容许液体从排出路径6朝向供给路径5流动的吸入单向阀11。由此,吸入通路10被设定为仅容许液体从排出路径6朝向供给路径5流动的单向通行的通路。
切换阀9设为四口二位的电磁切换阀,包括:滑阀芯9a,其可切换为伸长侧供给位置9b和压缩侧供给位置9c,在该伸长侧供给位置9b,使伸长侧通路7和供给路径5连通并且使压缩侧通路8和排出路径6连通,在该压缩侧供给位置9c,使伸长侧通路7和排出路径6连通并且使压缩侧通路8和供给路径5连通;弹簧9d,其用于对滑阀芯9a朝向伸长侧供给位置9b施力;以及螺线管9e,其用于对滑阀芯9a赋予与弹簧9d相对抗的推力。于是,在不对螺线管9e进行电力供给的非通电时,滑阀芯9a被弹簧9d施力而采取伸长侧供给位置9b,在对螺线管9e进行电力供给的通电时,滑阀芯9a被螺线管9e的推力推动而采取压缩侧供给位置9c。
在切换阀9采取伸长侧供给位置9b的情况下,供给路径5经由伸长侧通路7与伸长侧室R1相连通,并且排出路径6经由压缩侧通路8与压缩侧室R2相连通。若在该状态下驱动泵4,则向伸长侧室R1供给液体,并且从压缩侧室R2向蓄能器Acc排出液体,因此阻尼器D收缩。另一方面,在切换阀9采取压缩侧供给位置9c的情况下,供给路径5经由压缩侧通路8与压缩侧室R2相连通,并且排出路径6经由伸长侧通路7与伸长侧室R1相连通。若在该状态下驱动泵4,则向压缩侧室R2供给液体,并且从伸长侧室R1向蓄能器Acc排出液体,因此阻尼器D伸长。
此外,液压回路FC还具有用于控制从泵4喷出有液体的供给路径5的压力的控制阀V。具体地讲,控制阀V设于连接供给路径5和排出路径6的控制通路19,能够调节开阀压力而控制控制阀V的上游侧即供给路径5的压力。
在本实施方式中,控制阀V是电磁压力控制阀。控制阀V包括设于控制通路19的阀芯20a、使供给路径5侧即上游侧的压力作为先导压力向阀芯20a的开阀方向进行作用的先导通路20b、以及用于对阀芯20a赋予推力的螺线管20c。螺线管20c包括未图示的弹簧和线圈。螺线管20c的弹簧始终对阀芯20a向开阀方向施力,螺线管20c(线圈)在通电时能够产生与对阀芯20a施力的弹簧相对抗的推力。在控制阀V中,能够调节对螺线管20c(线圈)的通电量而对开阀压力进行高低调节。并且,能够通过调整控制阀V的开阀压力来调整供给路径5的压力。也就是说,能够将供给路径5的压力控制为控制阀V的开阀压力。这样,控制阀V根据供给电流能够调整供给路径5的压力,但所述的控制阀V的具体的结构是一例子,并不限定于此。
控制阀V可获得与向螺线管20c供给的电流量成正比的开阀压力。具体地讲,越增大向螺线管20c供给的电流量,则开阀压力越大,在不供给电流的情况下,开阀压力变得最小。此外,控制阀V在悬架装置S1的实用区域中成为没有压力损失与流量成正比地变大的压力超调(Pressure override)的特性。另外,例如在将阻尼器D如图3所示安装在车辆的弹簧上构件B和弹簧下构件W之间进行使用的情况下,实用区域设为阻尼器D在秒速1m的范围内进行伸缩的区域即可。在实用区域中没有压力损失与流量成正比地变大的压力超调的特性是指,在阻尼器D在秒速1m的范围内进行伸缩的情况下相对于可通过控制阀V的流量而言能够无视压力超调的程度的特性。此外,在本实施方式中,控制阀V在非通电时的开阀压力极小,对于在非通电时通过的液体的流动几乎不赋予阻力。
并且,连接供给路径5和排出路径6的吸入通路10与控制通路19并列设置。在吸入通路10设有仅容许液体从排出路径6朝向供给路径5流动的吸入单向阀11,吸入通路10被设定为仅容许液体从排出路径6朝向供给路径5流动的单向通行的通路。
在供给路径5的控制阀V和泵4之间设有供给侧单向阀12。更详细地讲,供给侧单向阀12相对于供给路径5的控制通路19和吸入通路10的连接点设于泵4侧。供给侧单向阀12仅容许从泵4侧朝向控制阀V侧的流动,阻止与其相反的流动。因而,即使切换阀9侧的压力相比于泵4的喷出压力为高压,供给侧单向阀12也关闭而阻止液体向泵4侧逆流。
悬架装置S1像以上那样构成。接着,说明悬架装置S1的工作。首先,说明能够使马达13、泵4、切换阀9及控制阀V正常地进行动作的通常时的工作。
利用马达13驱动泵4,利用切换阀9向伸长侧室R1和压缩侧室R2中的与泵4相连接的室供给泵4所喷出的液体,并经由排出路径6使另一个室与蓄能器Acc相连通。如果这样做,则阻尼器D积极地伸长或者收缩并作为驱动器发挥功能。在阻尼器D产生的推力是阻尼器D的伸长方向的情况下,将切换阀9设为压缩侧供给位置9c,将压缩侧室R2连接于供给路径5并将伸长侧室R1连接于蓄能器Acc。相反,在阻尼器D产生的推力是阻尼器D的收缩方向的情况下,将切换阀9设为伸长侧供给位置9b,将伸长侧室R1连接于供给路径5并将压缩侧室R2连接于蓄能器Acc。此时,通过利用控制阀V调节供给路径5的压力,从而能够控制阻尼器D的伸长方向或者收缩方向的推力的大小。
就推力的控制而言,例如图3所示设置控制器C和驱动器Dr即可,该控制器C用于决定对控制阀V赋予的电流量、切换阀9的位置的选择、以及对驱动泵4的马达13赋予的电流量,该驱动器Dr用于接受来自控制器C的指令,并根据控制器C的决定向控制阀V、切换阀9及马达13供给电流。具体地讲,控制器C获得能够把握适合车辆的振动抑制的控制法则所需要的车辆的振动状况的信息,例如弹簧上构件B、弹簧下构件W的上下方向的加速度、速度这样的信息、阻尼器D的伸缩速度的伸缩加速度这样的信息等车辆信息,求出遵照所述控制法则应在阻尼器D产生的目标推力。然后,控制器C根据目标推力决定为了使阻尼器D产生推力所需要的对控制阀V赋予的电流量、切换阀9的伸长侧供给位置9b和压缩侧供给位置9c的选择、以及对驱动泵4的马达13赋予的电流量。驱动器Dr例如包括用于对控制阀V的螺线管20c和切换阀9的螺线管9e进行PWM驱动的驱动电路和用于对马达13进行PWM驱动的驱动电路。而且,驱动器Dr在接受来自控制器C的指令时根据控制器C的决定向螺线管20c、螺线管9e及马达13供给电流。另外,驱动器Dr的各驱动电路也可以是除了进行PWM驱动的驱动电路之外的驱动电路。而且,在阻尼器D产生的目标推力是阻尼器D的伸长方向的情况下,控制器C使切换阀9选择压缩侧供给位置9c。此外,在阻尼器D产生的目标推力是阻尼器D的收缩方向的情况下,控制器C使切换阀9选择伸长侧供给位置9b。而且,为了将切换阀9切换到像所述那样选择出的位置,驱动器Dr向螺线管9e供给电流或者停止供给。具体地讲,在本实施方式中,在使阻尼器D进行收缩工作的情况下,为了向伸长侧室R1供给液体并从压缩侧室R2向蓄能器Acc排出液体,只要不向切换阀9的螺线管9e供给电流,使其呈非通电状态,从而将其切换为伸长侧供给位置9b即可。相反,在使阻尼器D进行伸长工作的情况下,为了向压缩侧室R2供给液体并从伸长侧室R1向蓄能器Acc排出液体,只要向切换阀9的螺线管9e供给电流,将其切换为压缩侧供给位置9c即可。悬架装置S1的推力控制所采用的控制法则选择适合车辆的法则即可,采用例如天棚控制等这样的车辆的振动抑制优异的控制法则则较佳。此外,在该情况下,是将控制器C和驱动器Dr设为分体来进行说明的,但也可以由具有控制器C和驱动器Dr的功能的一个控制装置构成控制器C和驱动器Dr,来控制悬架装置S1。此外,向控制器C输入的信息是适合在控制器C中采用的控制法则的信息即可,虽未图示,但利用传感器等检测该信息并向控制器C输入即可。
以上,说明了使阻尼器D积极地伸缩的情况的工作,但在车辆行驶过程中阻尼器D会因路面的凹凸而受到干扰从而进行伸缩。以下对根据受到干扰的阻尼器D的伸缩进行的工作进行说明。
首先,说明与驱动泵4并向供给路径5喷出液体的状态相关的工作。在阻尼器D受到干扰进行伸缩的情况下,若按照阻尼器D产生推力的方向和阻尼器D的伸缩方向来区分情况,则考虑四种情形。
首先,作为第一种情形,对使悬架装置S1发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,在阻尼器D产生的推力的方向是向下方压下活塞2的方向,需要向伸长侧室R1供给液体。在该情况下,切换切换阀9使其采取伸长侧供给位置9b,将伸长侧室R1连接于供给路径5,并且经由排出路径6使压缩侧室R2与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行伸长工作时,伸长侧室R1的容积减少,因此减少量的液体经由伸长侧阻尼阀15从伸长侧室R1排出,进而通过供给路径5和控制阀V向蓄能器Acc流动。另外,由于在供给路径5设有供给侧单向阀12,因此即使供给路径5的压力动态地变得高于泵4的喷出压力,液体也不向泵4侧逆流。另一方面,经由排出路径6从蓄能器Acc向容积增大的压缩侧室R2供给与容积扩大量相称的量的液体。
由于供给路径5的压力被控制阀V控制为控制阀V的开阀压力,因此伸长侧室R1的压力比供给路径5的压力高出在从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失量。因而,该情况下的伸长侧室R1比蓄能器Acc的压力高出由控制阀V的开阀压力加上伸长侧阻尼阀15的压力损失的量而得到的压力的量。另一方面,压缩侧室R2与蓄能器Acc为等压,伸长侧室R1的压力可视为与蓄能器Acc的压力的压力差。因而,伸长侧室R1的压力比压缩侧室R2高出由控制阀V的开阀压力加上在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥抑制伸长的推力。使控制阀V的开阀压力最大时的阻尼器D的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图4中的线(1)所示的特性。另外,在图4所示的坐标图中,纵轴采用阻尼器D的推力,横轴采用阻尼器D的伸缩速度。
接着,作为第二种情形,对使悬架装置S1发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,由于在阻尼器D产生的推力的方向是向下方压下活塞2的方向,因此需要向伸长侧室R1供给液体。在该情况下,也切换切换阀9使其采取伸长侧供给位置9b,将伸长侧室R1连接于供给路径5,并且经由排出路径6使压缩侧室R2与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行收缩工作时,伸长侧室R1的容积增大。在阻尼器D的收缩速度较慢、泵4的喷出流量为每单位时间的伸长侧室R1的容积增大量以上的情况下,泵4的喷出流量多于伸长侧室R1所需要的流量。在该情况下,从泵4喷出来的液体经由伸长侧单向阀16向伸长侧室R1流入,并且泵4的喷出流量中的在伸长侧室R1未被吸收而剩余的液体经由控制阀V向蓄能器Acc流动。因而,伸长侧室R1的压力变得与供给路径5的压力相等,被控制为控制阀V的开阀压力。另一方面,从容积减少的压缩侧室R2经由压缩侧阻尼阀17和排出路径6向蓄能器Acc排出容积减少量的液体。压缩侧室R2的压力比蓄能器Acc的压力高出从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失的量。因而,在该状况下,伸长侧室R1的压力变得与控制阀V的开阀压力相等,但压缩侧室R2的压力比蓄能器Acc的压力高出由压缩侧阻尼阀17引起的压力损失的量,若从压缩侧室R2排出的流量变多,则压力损失也变大相应的量。因而,伸长侧室R1的压力比压缩侧室R2高出从由控制阀V调节的压力差减去在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥促进收缩的推力。此时,使控制阀V的开阀压力最大时的阻尼器D的推力的特性成为图4中的线(2)所示的特性。
相对于此,在阻尼器D的收缩速度较快、泵4的喷出流量小于每单位时间的伸长侧室R1的容积增大量的情况下,从泵4进行的液体供给赶不上伸长侧室R1的每单位时间的容积增大量。而且,若从泵4喷出的液体在伸长侧室R1全部被吸收,则液体不向控制阀V流动。此时,吸入单向阀11打开,从蓄能器Acc经由排出路径6和吸入通路10供给在伸长侧室R1不足的量的液体。在该状况下,伸长侧室R1的压力变得与蓄能器Acc的压力大致相等,但压缩侧室R2的压力比蓄能器Acc的压力高出由压缩侧阻尼阀17引起的压力损失的量。因此,阻尼器D不能向将活塞2朝下方压下的方向发挥推力,而是向相反的方向,也就是向朝上方推起活塞2的方向发挥推力。这样,在使悬架装置S1发挥压下活塞2的推力时,若阻尼器D利用外力进行收缩工作,且泵4的喷出流量变得小于伸长侧室R1的每单位时间的容积增大量,则不能发挥压下活塞2的推力。在该状况下,与伸控制阀V的开阀压力无关,阻尼器D的推力成为图4中的线(3)所示的特性。在使控制阀V的开阀压力最大的情况下,若泵4的喷出流量为伸长侧室R1的每单位时间的容积增大量以上,则成为图4中的线(2)的特性,若泵4的喷出流量小于伸长侧室R1的每单位时间的容积增大量,则向图4中的线(3)的特性进行变化。
接着,作为第三种情形,对使悬架装置S1发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,由于在阻尼器D产生的推力的方向是向上方推起活塞2的方向,因此需要向压缩侧室R2供给液体。在该情况下,切换切换阀9使其采取压缩侧供给位置9c,将压缩侧室R2连接于供给路径5,并且经由排出路径6使伸长侧室R1与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行收缩工作时,压缩侧室R2的容积减少,因此减少量的液体经由压缩侧阻尼阀17从压缩侧室R2排出,进而通过供给路径5和控制阀V向蓄能器Acc流动。另外,由于在供给路径5设有供给侧单向阀12,因此即使供给路径5的压力动态地变得高于泵4的喷出压力,液体也不向泵4侧逆流。另一方面,经由排出路径6从蓄能器Acc向容积增大的伸长侧室R1供给与容积扩大量相称的量的液体。
由于供给路径5的压力被控制阀V控制为控制阀V的开阀压力,因此压缩侧室R2的压力比供给路径5的压力高出在从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失的量。另一方面,伸长侧室R1的压力与蓄能器Acc为等压。因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1高出控制阀V的开阀压力加上在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥抑制收缩的推力。此时,使控制阀V的开阀压力最大时的阻尼器D的推力的特性成为图4中的线(4)所示的特性。
并且,作为第四种情形,对使悬架装置S1发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由于在阻尼器D产生的推力的方向是向上方推起活塞2的方向,因此需要向压缩侧室R2供给液体。因而,在该情况下,切换切换阀9使其采取压缩侧供给位置9c,将压缩侧室R2连接于供给路径5,并且经由排出路径6使伸长侧室R1与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行伸长工作时,压缩侧室R2的容积增大。在泵4的喷出流量为每单位时间的压缩侧室R2的容积增大量以上的情况下,泵4的喷出流量多于在压缩侧室R2所需要的流量。在该情况下,从泵4喷出来的液体经由压缩侧单向阀18向压缩侧室R2流入,并且泵4的喷出流量中的在压缩侧室R2未被吸收而剩余的液体经由控制阀V向蓄能器Acc流动。因而,压缩侧室R2的压力变得与供给路径5的压力相等,被控制为控制阀V的开阀压力。另一方面,从容积减少的伸长侧室R1经由伸长侧阻尼阀15和排出路径6向蓄能器Acc排出容积减少量的液体。伸长侧室R1的压力比蓄能器Acc的压力高出从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失的量。因而,在该状况下,压缩侧室R2的压力变得与控制阀V的开阀压力相等,但伸长侧室R1的压力比蓄能器Acc的压力高出由伸长侧阻尼阀15引起的压力损失的量,若从伸长侧室R1排出的流量变多,则压力损失也变大相应的量。因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1高出从由控制阀V调节的压力差减去在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥促进伸长的推力。此时,使控制阀V的开阀压力最大时的阻尼器D的推力的特性成为图4中的线(5)所示的特性。
相对于此,在阻尼器D的伸长速度较快、泵4的喷出流量小于每单位时间的压缩侧室R2的容积增大量的情况下,从泵4进行的液体供给赶不上每单位时间的压缩侧室R2的容积增大量。而且,若从泵4喷出的液体在压缩侧室R2全部被吸收,则液体不向控制阀V流动。此时,吸入单向阀11打开,从蓄能器Acc经由排出路径6和吸入通路10供给在压缩侧室R2不足的量的液体。在该状况下,压缩侧室R2的压力变得与蓄能器Acc的压力大致相等,但伸长侧室R1的压力比蓄能器Acc的压力高出由伸长侧阻尼阀15引起的压力损失的量。因此,阻尼器D不能向将活塞2向上方推起的方向发挥推力,而是向相反的方向,也就是向往下方压下活塞2的方向发挥推力。这样,在使悬架装置S1发挥推起活塞2的推力时,若阻尼器D利用外力进行伸长工作,且泵4的喷出流量变得小于压缩侧室R2的每单位时间的容积增大量,则不能向推起活塞2的方向发挥推力。在该状况下,与控制阀V的开阀压力无关,阻尼器D的推力成为图4中的线(6)所示的特性。在使控制阀V的开阀压力最大的情况下,若泵4的喷出流量为压缩侧室R2的每单位时间的容积增大量以上,则成为图4中的线(5)的特性,若泵4的喷出流量小于压缩侧室R2的每单位时间的容积增大量,则向图4中的线(6)的特性进行变化。另外,阻尼器D在收缩侧显示推力从图4中的线(2)向线(3)变化的特性,在伸长侧显示推力从图4中线(5)向线(6)变化的特性。该特性的变化是在极短的瞬间产生的,对乘坐舒适性产生的影响很轻微。
根据以上操作,通过调节控制阀V的开阀压力,从而能够使阻尼器D的推力在图4中从连接线(1)~线(3)的线到连接线(4)~线(6)的线之间的范围内可变。此外,在利用泵4的驱动向伸长侧室R1和压缩侧室R2中的扩大的那一侧的室供给泵4的喷出流量的情况、且是泵4的喷出流量为扩大的室的容积增大量以上时,阻尼器D向与伸缩方向相同的方向发挥推力。
接着,说明不驱动泵4(设为停止状态)的情况下的悬架装置S1的工作。针对该情况,若也按照阻尼器D受到干扰进行伸缩的方向和阻尼器D产生推力的方向来区分情况,则考虑四种情形。
首先,对使悬架装置S1发挥压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由于在阻尼器D产生的推力的方向是压下活塞2的方向,因此切换切换阀9使其采取伸长侧供给位置9b,将伸长侧室R1连接于供给路径5,并且经由排出路径6使压缩侧室R2与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行伸长工作时,伸长侧室R1的容积减少,因此减少量的液体经由伸长侧阻尼阀15从伸长侧室R1排出,并通过供给路径5和控制阀V向蓄能器Acc流动。另外,由于设有供给侧单向阀12,因此液体不向泵4侧流动。另一方面,经由排出路径6从蓄能器Acc向容积增大的压缩侧室R2供给与容积扩大量相称的量的液体。
由于供给路径5的压力被控制阀V控制为控制阀V的开阀压力,因此伸长侧室R1的压力比供给路径5的压力高出从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失的量。因而,该情况下的伸长侧室R1比压缩侧室R2的压力高出控制阀V的开阀压力加上由伸长侧阻尼阀15引起的压力损失的量而得到的压力的量。此时,使控制阀V的开阀压力最大时的阻尼器D的推力的特性成为图5中的线(1)所示的特性。另外,在图5所示的坐标图中,纵轴采用阻尼器D的推力的方向,横轴采用阻尼器D的伸缩速度。
接着,对使悬架装置S1发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,泵4是停止状态,不从泵4供给液体,但在阻尼器D产生的推力的方向是向下方压下活塞2的方向。因此,切换切换阀9使其采取伸长侧供给位置9b,将伸长侧室R1连接于供给路径5,并且经由排出路径6使压缩侧室R2与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行收缩工作时,伸长侧室R1的容积增大,但由于泵4未喷出液体,因此液体不向控制阀V流动。吸入单向阀11打开,从蓄能器Acc经由排出路径6和吸入通路10供给在伸长侧室R1不足的量的液体。在该状况下,伸长侧室R1的压力变得与蓄能器Acc的压力大致相等。另一方面,从容积减少的压缩侧室R2经由压缩侧阻尼阀17和排出路径6向蓄能器Acc排出容积减少量的液体。压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1的压力高出从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失的量。因此,阻尼器D不能向将活塞2向下方压下的方向发挥推力,而是向相反的方向,也就是向上方推起活塞2的方向发挥推力。这样,处于欲使悬架装置S1发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况时,在泵4停止的情况下,不能向压下活塞2的方向发挥推力。因而,与控制阀V的开阀压力无关,阻尼器D的推力成为图5中的线(2)所示的特性。这在阻尼力可变阻尼器中会带来与将压缩侧阻尼力控制为最低的阻尼力同等的效果。
接着,对使悬架装置S1发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,在阻尼器D产生的推力的方向是向上方推起活塞2的方向。因此,切换切换阀9使其采取压缩侧供给位置9c,将压缩侧室R2连接于供给路径5,并且经由排出路径6使伸长侧室R1与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行收缩工作时,压缩侧室R2的容积减少。因此,减少量的液体经由压缩侧阻尼阀17从压缩侧室R2排出,并通过供给路径5和控制阀V向蓄能器Acc流动。另外,由于设有供给侧单向阀12,因此液体不向泵4侧流动。另一方面,经由排出路径6从蓄能器Acc向容积增大的伸长侧室R1供给与容积扩大量相称的量的液体。
由于供给路径5的压力被控制阀V控制为控制阀V的开阀压力,因此压缩侧室R2的压力比供给路径5的压力高出在从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失的量。因而,该情况下的压缩侧室R2比伸长侧室R1的压力高出控制阀V的开阀压力加上由压缩侧阻尼阀17引起的压力损失的量而得到的压力的量。因而,使控制阀V的开阀压力最大时的阻尼器D的推力的特性成为图5中的线(3)所示的特性。
接着,对使悬架装置S1发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由于泵4是停止状态,因此不从泵4供给液体,但在阻尼器D产生的推力的方向是向上方推起活塞2的方向。因此,切换切换阀9使其采取压缩侧供给位置9c,将压缩侧室R2连接于供给路径5,并且经由排出路径6使伸长侧室R1与蓄能器Acc相连通。
在阻尼器D进行伸长工作时,压缩侧室R2的容积增大,但由于泵4未喷出液体,因此液体不向控制阀V流动。吸入单向阀11打开,从蓄能器Acc经由排出路径6和吸入通路10供给在压缩侧室R2不足的量的液体。在该状况下,压缩侧室R2的压力变得与蓄能器Acc的压力大致相等。另一方面,从容积减少的伸长侧室R1经由伸长侧阻尼阀15和排出路径6向蓄能器Acc排出容积减少量的液体。伸长侧室R1的压力比蓄能器Acc的压力高出从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失的量。因此,阻尼器D不能向将活塞2向上方推起的方向发挥推力,而是向相反的方向,也就是向下方压下活塞2的方向发挥推力。这样,当处于欲使悬架装置S1发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况时,在泵4停止的情况下,不能向将活塞2向上方推起的方向发挥推力。因而,与控制阀V的开阀压力无关,阻尼器D的推力成为图5中的线(4)所示的特性。这在阻尼力可变阻尼器中会带来与将伸长侧阻尼力控制为最低的阻尼力同等的效果。
这样,在泵4停止的过程中,若调整控制阀V的开阀压力,则能够使阻尼器D的推力在图5中的第一象限内在从线(4)到线(1)的范围内可变,并在第三象限内在从线(2)到线(3)的范围内可变。
在此,在半主动悬架中,考虑使用阻尼力可变阻尼器遵照karnopp法则执行天棚控制的情况。在需要伸长侧阻尼力(压下活塞的方向的力)的情况下,在伸长工作时,阻尼力可变阻尼器的阻尼力控制为能获得目标推力的阻尼力,在收缩工作时,由于不能获得伸长侧阻尼力,因此控制为向压缩侧发挥最低的阻尼力。另一方面,在需要压缩侧阻尼力(推起活塞的方向的力)的情况下,在收缩工作时,阻尼力可变阻尼器的阻尼力控制为能获得目标推力的阻尼力,在伸长工作时,由于不能获得压缩侧阻尼力,因此控制为向伸长侧发挥最低的阻尼力。在悬架装置S1中,在使泵4停止的状态下使阻尼器D发挥压下活塞2的推力的情况下,在伸长时阻尼器D的推力被切换阀9控制在可输出范围内,在收缩时阻尼器D发挥最低的推力。相反,在悬架装置S1中,在使泵4停止的状态下使阻尼器D发挥推起活塞2的推力的情况下,在收缩时阻尼器D的推力被控制阀V控制在可输出范围内,在伸长时阻尼器D发挥最低的推力。因而,在本实施方式的悬架装置S1中,在泵4正在停止的情况下能够自动地发挥与半主动悬架相同的功能。因而,即使泵4正在驱动,若泵4的喷出流量小于扩大的伸长侧室R1或者压缩侧室R2的容积增大量,则悬架装置S1也能够自动地作为半主动悬架发挥功能。
最后,对由某种异常引起不能对悬架装置S的马达13、切换阀9以及控制阀V进行通电的失效时的悬架装置S的工作进行说明。这样的失效除了包含例如不能对马达13、切换阀9以及控制阀V进行通电的情况之外,也包含由控制部C、驱动器Dr的异常引起停止对马达13、切换阀9以及控制阀V进行通电的情况。
在失效时,是停止或者不能对马达13、切换阀9以及控制阀V进行通电的状态。此时,成为泵4停止、控制阀V的开阀压力变得最小、切换阀9被弹簧9d施力而采取伸长侧供给位置9b的状态。
在该状态下,在阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况下,由于伸长侧室R1的容积减少,因此减少量的液体经由伸长侧阻尼阀15从伸长侧室R1排出,并经由供给路径5通过控制阀V向蓄能器Acc流动。另外,由于设有供给侧单向阀12,因此液体不向泵4侧流动。另一方面,经由排出路径6从蓄能器Acc向容积增大的压缩侧室R2供给与容积扩大量相称的量的液体。
从伸长侧室R1排出来的液体通过控制阀V,但由于控制阀V成为对在非通电时通过的流动几乎不赋予阻力的特性,因此供给路径5的压力变得与蓄能器Acc的压力大致相等。因而,伸长侧室R1的压力比供给路径5的压力高出在从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失的量,因此比压缩侧室R2的压力高出该压力损失的量。因而,阻尼器D的推力的特性在图6所示的坐标图中成为图6中的线(1)所示的特性。
相反,在阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况下,由于压缩侧室R2的容积减少,因此减少量的液体经由压缩侧阻尼阀17从压缩侧室R2排出,并向蓄能器Acc流动。另一方面,经由排出路径6从蓄能器Acc经由吸入通路10、吸入单向阀11向容积增大的伸长侧室R1供给与容积扩大量相称的量的液体。另外,由于设有供给侧单向阀12,因此液体不向泵4侧流动。因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1的压力高出在从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失的量。因而,阻尼器D的推力的特性成为图6中的线(2)所示的特性。
这样,在悬架装置S1失效的状态下,阻尼器D能够作为被动的阻尼器发挥功能,抑制弹簧上构件B和弹簧下构件W的振动,因此在失效时能可靠地进行失效保护动作。另外,在失效时,即使切换阀9采取压缩侧供给位置9c,也能够实现图6所示的特性,能进行失效保护动作。
这样,本实施方式的悬架装置S1不仅能够使阻尼器D积极地伸缩而作为主动悬架发挥功能,也能够作为半主动悬架发挥功能。此外,在期待发挥作为半主动悬架的推力的场景中,泵4的驱动并不是必需的,仅在需要泵4的驱动时进行驱动即可,因此能量消耗变少。因而,在本实施方式的悬架装置S1中,能够作为主动悬架发挥功能,并且能量消耗变少。
此外,在控制阀V是对于流量的压力超调较少的特性的情况下,对泵4作用的压力变小,因此在泵4消耗的能量变少,能够更有效地抑制能量消耗。
并且,在悬架装置S1失效的状态下,阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能,抑制弹簧上构件B和弹簧下构件W的振动,因此在失效时能可靠地进行失效保护动作。
此外,本实施方式的悬架装置S1具有:伸长侧阻尼阀15,其伸长侧阻尼要素用于对从伸长侧室R1朝向作为切换部件的切换阀9的流动赋予阻力;伸长侧单向阀16,其与伸长侧阻尼阀15并列设置,仅容许从切换阀9朝向伸长侧室R1的流动;压缩侧阻尼阀17,其压缩侧阻尼要素用于对从压缩侧室R2朝向切换阀9的流动赋予阻力;以及压缩侧单向阀18,其与压缩侧阻尼阀17并列设置,仅容许从切换阀9朝向压缩侧室R2的流动。因而,在从泵4向伸长侧室R1或压缩侧室R2供给液体时,能够经由伸长侧单向阀16或压缩侧单向阀18几乎没有阻力地向伸长侧室R1或压缩侧室R2供给液体,因此在阻尼器D的伸缩方向与产生的推力的方向一致时能够减轻泵4的负荷。此外,在从伸长侧室R1或压缩侧室R2排出液体的情况下,由于伸长侧阻尼阀15或压缩侧阻尼阀17能够对通过的液体的流动赋予阻力,因此使伸长侧室R1或压缩侧室R2的压力达到控制阀V的开阀压力以上而获得较大的推力。因而,即使减小控制阀V的螺线管20c的推力,悬架装置S1也能够产生较大的推力。因此,能够使控制阀V小型化,能够降低成本。另外,伸长侧阻尼阀15和压缩侧阻尼阀17也可以容许双向流动,在该情况下,也可以省略伸长侧单向阀16和压缩侧单向阀18。在该情况下,在期待悬架装置S1发挥作为半主动悬架的推力的场景中,泵4的驱动也不是必需的,因此能量消耗也变少。
而且,为了对这样构成的悬架装置S1进行注液,向储液器R注入液体,驱动泵4并经由液压回路FC1向阻尼器D的伸长侧室R1送入从泵4喷出的液体即可。若这样进行注液而阻尼器D收缩最大程度,则不能再进一步向阻尼器D内注入液体。因此,经由液压回路FC1向蓄能器Acc引导剩余的液体,在蓄能器Acc内也填充有液体。而且,若溢流阀Re的上游压力达到溢流压力,则液体向储液器R回流。基本上这样地在阻尼器D内、液压回路FC1内以及蓄能器Acc内填充液体。若使泵4停止,则阻尼器D内、液压回路FC1内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态。另外,在阻尼器D内残留有空气的情况下,借助液压回路FC1将伸长侧室R1和压缩侧室R2依次连接于蓄能器Acc侧,并使阻尼器D进行全冲程。如果这样做,则残留在阻尼器D内的空气从阻尼器D内排出,并经由溢流阀Re向储液器R放出。因而,在第1实施方式的悬架装置S1中,只要向储液器R注入液体并驱动泵4,就能够向悬架装置S进行注液,不需要专用装置而能够简单地进行注液。此外,阻尼器D内、液压回路FC1内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态,补偿了悬架装置S1所要求的系统内压,也不需要加压注液。因而,采用本实施方式的悬架装置S1,不使用专用装置就能够简单地进行注液。
<第2实施方式>
对具有具体的液压回路的悬架装置的第2实施方式(另一个结构例)进行说明。第2实施方式的悬架装置S2具有图7所示的液压回路FC2。
对于利用控制阀V和切换阀9控制伸长侧室R1和压缩侧室R2的压力的液压回路FC1而言,如图7所示,液压回路FC2在供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8之间设有四口三位的压力差控制阀DP1这一点上有所不同。具体地讲,液压回路FC2针对液压回路FC1废除了控制通路19、控制阀V以及切换阀9,取而代之在设置切换阀9的位置设有压力差控制阀DP1。液压回路FC2的其他结构与液压回路FC1相同,因此为了避免说明的重复,对相同的构件标注相同的附图标记,省略详细的说明。
压力差控制阀DP1是具有连接于伸长侧通路7的A口a1、连接于压缩侧通路8的B口b1、连接于供给路径5的P口p1以及连接于排出路径6的T口t1这4个口,用于控制伸长侧通路7与压缩侧通路8的压力差的四口三位的电磁压力差控制阀。
具体地讲,压力差控制阀DP1包括:滑阀芯SP1,其可切换为伸长侧供给位置X1、中立位置N1以及压缩侧供给位置Y1这3个位置,该伸长侧供给位置X1使伸长侧通路7和供给路径5连通并且使压缩侧通路8和排出路径6连通,该中立位置N1使所有口a1、b1、p1、t1连通而使供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8相互连通,该压缩侧供给位置Y1使伸长侧通路7和排出路径6连通并且使压缩侧通路8和供给路径5连通;一对弹簧Cs1、Cs2,其从两侧夹持滑阀芯SP1而施力;以及推拉型的螺线管Sol1,其用于驱动滑阀芯SP1。滑阀芯SP1在不自螺线管Sol1承受推力时利用弹簧Cs1、Cs2的施力定位于中立位置N1。另外,伸长侧供给位置X1、中立位置N1及压缩侧供给位置Y1根据滑阀芯SP1的移动连续地进行切换。
此外,在压力差控制阀DP1中,将来自伸长侧通路7的压力作为先导压力向滑阀芯SP1的一端侧引导,能够利用伸长侧通路7的压力对滑阀芯SP1向图7中的下方施力。并且,将来自压缩侧通路8的压力作为先导压力向滑阀芯SP1的另一端侧引导,能够利用压缩侧通路8的压力对滑阀芯SP1向图7中的上方施力。利用伸长侧通路7的压力对滑阀芯SP1向图7中的下方推压的力和利用压缩侧通路8的压力对滑阀芯SP1向图7中的上方推压的力是对滑阀芯SP1朝向互相相反的方向进行推压的力,将这些力的合力用作液压反馈力。
若对螺线管Sol1通电,则滑阀芯SP1切换为位置X1、Y1中的、来自螺线管Sol1的推力、由伸长侧通路7和压缩侧通路8的压力引起的液压反馈力以及弹簧Cs1、Cs2的施力达到平衡的位置。根据螺线管Sol1的推力的大小,该推力、液压反馈力以及弹簧Cs1、Cs2的施力达到平衡的滑阀芯SP1的位置发生变化,因此根据螺线管Sol1的推力调整,能够控制伸长侧通路7与压缩侧通路8的压力差。另一方面,在不对螺线管Sol1进行电力供给的非通电时,滑阀芯SP1被弹簧Cs1、Cs2施力而采取中立位置N1。
因而,根据向螺线管Sol1供给的电流量的调整,能够控制伸长侧通路7的压力与压缩侧通路8的压力的压力差。另外,在阻尼器D受到干扰进行伸缩时,液体相对于阻尼器D的伸长侧室R1和压缩侧室R2出入,因此通过压力差控制阀DP1的流量自泵流量增减由阻尼器D的伸缩引起的流量的量。即使这样由阻尼器D的伸缩引起流量增减,也能利用液压反馈力使滑阀芯SP1自动地进行移动,所述压力差被控制为根据向螺线管Sol1供给的电流量唯一地决定的压力差。
另外,能够恰当地控制伸长侧通路7的压力与压缩侧通路8的压力的压力差是指高压侧的压力保持得高于蓄能器压力的情况。在泵流量不足、或者泵4在停止状态下必须从蓄能器Acc经由吸入单向阀11接受液体的供给的状态下,压力差变为0。
悬架装置S2像以上那样构成。接着,说明其工作。首先,说明马达13、泵4、压力差控制阀DP1正常进行动作的通常时的工作。
基本上,只要利用马达13驱动泵4,利用压力差控制阀DP1控制伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差,阻尼器D就能够作为积极地伸长或收缩的驱动器发挥功能。在阻尼器D产生的推力是阻尼器D的伸长方向的情况下,将压力差控制阀DP1切换为压缩侧供给位置Y1,将压缩侧室R2连接于供给路径5,将伸长侧室R1连接于蓄能器Acc。相反,在阻尼器D产生的推力是阻尼器D的收缩方向的情况下,将压力差控制阀DP1切换为伸长侧供给位置X1,将伸长侧室R1连接于供给路径5,将压缩侧室R2连接于蓄能器Acc。此时,只要利用压力差控制阀DP1调节伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差,就能够控制阻尼器D的伸长方向或收缩方向的推力的大小。
以上,说明了使阻尼器D积极地伸缩的情况的工作,但由于在车辆行驶过程中阻尼器D会因路面的凹凸而受到干扰从而进行伸缩,因此以下对根据阻尼器D受到干扰进行伸缩这一点进行的工作进行说明。
在阻尼器D受到干扰进行伸缩的情况下,若按照阻尼器D产生推力的方向和阻尼器D的伸缩方向来区分情况,则考虑四种情形。在将A口a1的压力设为Pa,将B口b1的压力的压力设为Pb时,作为第一种情形,对控制为Pa>Pb并使悬架装置S2发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的伸长引起伸长侧室R1的容积减少,从伸长侧室R1排出来的液体经由伸长侧阻尼阀15流动到压力差控制阀DP1的A口a1。另一方面,由阻尼器D的伸长引起压缩侧室R2的容积膨胀,液体从泵4经由供给路径5、B口b1及压缩侧单向阀18补充到压缩侧室R2。
若伸长速度变快,应补充到压缩侧室R2的液体流量大于泵4的喷出流量,则液体也从蓄能器Acc经由吸入单向阀11被供给。此时,由于利用压力差控制阀DP1将A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差保持恒定,因此伸长侧室R1的压力比A口a1的压力高出在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失的量。因而,伸长侧室R1的压力比压缩侧室R2的压力高出由压力差控制阀DP1调节的压力差加上在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥抑制伸长的推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图8中的线(1)所示的特性。另外,在图8所示的坐标图中,纵轴采用阻尼器D的推力,横轴采用阻尼器D的伸缩速度。
作为第二种情形,对控制为Pa>Pb并使悬架装置S2发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的收缩引起压缩侧室R2的容积减少,从压缩侧室R2排出来的液体经由压缩侧阻尼阀17流动到压力差控制阀DP1的B口b1。另一方面,由阻尼器D的收缩引起伸长侧室R1的容积膨胀,液体从泵4经由供给路径5、A口a1及伸长侧单向阀16补充到伸长侧室R1。由于利用压力差控制阀DP1将A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差保持恒定,因此压缩侧室R2的压力比B口b1的压力高出在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失的量。因而,伸长侧室R1的压力比压缩侧室R2的压力高出从由压力差控制阀DP1调节的压力差减去在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失的量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥促进收缩的推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图8中的线(2)所示的特性。
并且,若收缩速度变快,应补充到伸长侧室R1的液体流量大于泵4的喷出流量,则液体也从蓄能器Acc经由吸入单向阀11被供给。若是这样的状态,则利用泵4的喷出流量无法对A口a1进行加压,A口a1的压力Pa比蓄能器Acc的压力低一些。于是,利用压力差控制阀DP1无法控制A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差,两者的压力差变为0。于是,阻尼器D根据由从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失引起的伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差发挥推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图8中的线(3)所示的特性,线(3)所示的特性与线(2)所示的特性不连续。这样,若应补充到伸长侧室R1的液体流量大于泵4的喷出流量,则阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能,成为推力依赖于收缩速度进行变化的特性。
接着,作为第三种情形,对控制为Pb>Pa并使悬架装置S2发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的收缩引起压缩侧室R2的容积减少,从压缩侧室R2排出来的液体经由压缩侧阻尼阀17流动到压力差控制阀DP1的B口b1。另一方面,由阻尼器D的收缩引起伸长侧室R1的容积膨胀,液体从泵4经由供给路径5、A口a1及伸长侧单向阀16补充到伸长侧室R1。
若收缩速度变快,应补充到伸长侧室R1的液体流量大于泵4的喷出流量,则液体也从蓄能器Acc经由吸入单向阀11被供给。由于利用压力差控制阀DP1将A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差保持恒定,因此压缩侧室R2的压力比B口b1的压力高出在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失的量。因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1的压力高出由压力差控制阀DP1调节的压力差加上在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失的量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥抑制收缩的推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图8中的线(4)所示的特性。
作为第四种情形,对控制为Pb>Pa并使悬架装置S2发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的伸长引起伸长侧室R1的容积减少,从伸长侧室R1排出来的液体经由伸长侧阻尼阀15流动到压力差控制阀DP1的A口a1。另一方面,由阻尼器D的伸长引起压缩侧室R2的容积膨胀,液体从泵4经由供给路径5、B口b1及压缩侧单向阀18补充到压缩侧室R2。由于利用压力差控制阀DP1将A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差保持恒定,因此伸长侧室R1的压力比A口a1的压力高出在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失的量。因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1的压力高出从由压力差控制阀DP1调节的压力差减去在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失的量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥促进伸长的推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图8中的线(5)所示的特性。
并且,若伸长速度变快,应补充到压缩侧室R2的液体流量大于泵4的喷出流量,则液体也从蓄能器Acc经由吸入单向阀11被供给。若是这样的状态,则利用泵4的喷出流量无法对B口b1进行加压,B口b1的压力Pb比蓄能器Acc的压力低一些。而且,利用压力差控制阀DP1无法控制A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差,两者的压力差变为0。于是,阻尼器D根据由从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失引起伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差发挥推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图8中的线(6)所示的特性,线(6)所示的特性与线(5)所示的特性不连续。这样,若应补充到压缩侧室R2的液体流量大于泵4的喷出流量,则阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能,成为推力依赖于伸长速度进行变化的特性。
另外,阻尼器D在收缩侧显示推力从图8中线(2)向线(3)变化的特性,在伸长侧显示推力从图8中线(5)向线(6)变化的特性。该特性的变化是在极短的瞬间产生的,对乘坐舒适性产生的影响很轻微。
通过像以上那样利用压力差控制阀DP1控制压力差,从而能够使阻尼器D的推力在图8中从连接线(1)~线(3)的线到连接线(4)~线(6)的线之间的范围内可变。此外,在利用泵4的驱动向伸长侧室R1和压缩侧室R2中的扩大的那一侧的室供给泵4的喷出流量的情况、且是泵4的喷出流量为扩大的室的容积增大量以上的情况下,向与阻尼器D的伸缩方向相同的方向发挥推力。
接着,说明不驱动泵4(设为停止状态)的情况下的悬架装置S2的工作。针对该情况,若也按照阻尼器D受到干扰进行伸缩的方向和阻尼器D产生推力的方向来区分情况,则考虑四种情形。
作为第一种情形,对控制为Pa>Pb并使悬架装置S2发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的伸长引起伸长侧室R1的容积减少,从伸长侧室R1排出来的液体经由伸长侧阻尼阀15流动到压力差控制阀DP1的A口a1。另一方面,由阻尼器D的伸长引起压缩侧室R2的容积膨胀,液体从蓄能器Acc经由B口b1和压缩侧单向阀18补充到压缩侧室R2。
由于利用压力差控制阀DP1将A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差保持恒定,因此伸长侧室R1的压力比A口a1的压力高出在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失的量。因而,伸长侧室R1的压力比压缩侧室R2的压力高出由压力差控制阀DP1调节的压力差加上在伸长侧阻尼阀15产生的压力损失的量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥抑制伸长的推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图9中的线(1)所示的特性。另外,在图9所示的坐标图中,纵轴采用阻尼器D的推力,横轴采用阻尼器D的伸缩速度。
作为第二种情形,对控制为Pa>Pb并使悬架装置S2发挥向下方压下活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的收缩引起压缩侧室R2的容积减少,从压缩侧室R2排出来的液体经由压缩侧阻尼阀17流动到压力差控制阀DP1的B口b1。另一方面,由阻尼器D的收缩引起伸长侧室R1的容积膨胀,液体从蓄能器Acc经由吸入单向阀11、A口a1以及伸长侧单向阀16补充到伸长侧室R1。A口a1的压力Pa比蓄能器Acc的压力低一些,利用压力差控制阀DP1无法控制A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差,两者的压力差变为0。于是,阻尼器D根据由从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失引起的伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差发挥推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图9中的线(2)所示的特性。
接着,作为第三种情形,对控制为Pb>Pa并使悬架装置S2发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况进行说明。由阻尼器D的收缩引起压缩侧室R2的容积减少,从压缩侧室R2排出来的液体经由压缩侧阻尼阀17流动到压力差控制阀DP1的B口b1。另一方面,由阻尼器D的收缩引起伸长侧室R1的容积膨胀,液体从蓄能器Acc经由A口a1和伸长侧单向阀16补充到伸长侧室R1。
由于利用压力差控制阀DP1将A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差保持恒定,因此压缩侧室R2的压力比B口b1的压力高出在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失的量。因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1的压力高出由压力差控制阀DP1调节的压力差加上在压缩侧阻尼阀17产生的压力损失的量的压力而得到的值的量,阻尼器D发挥抑制收缩的推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图9中的线(3)所示的特性。
作为第四种情形,对控制为Pb>Pa并使悬架装置S2发挥向上方推起活塞2的推力的情况、且是阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况进行说明。在该情况下,由阻尼器D的伸长引起伸长侧室R1的容积减少,从伸长侧室R1排出来的液体经由伸长侧阻尼阀15流动到压力差控制阀DP1的A口a1。另一方面,由阻尼器D的伸长引起压缩侧室R2的容积膨胀,液体从蓄能器Acc经由吸入单向阀11、B口b1以及压缩侧单向阀18补充到压缩侧室R2。B口b1的压力Pb比蓄能器Acc的压力低一些,利用压力差控制阀DP1无法控制A口a1的压力Pa与B口b1的压力Pb的压力差,两者的压力差变为0。于是,阻尼器D根据由从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失引起的伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差发挥推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图9中的线(4)所示的特性。
因而,在使泵4停止的状态下,通过由压力差控制阀DP1控制压力差,从而能够使阻尼器D的推力在图9中在第一象限内在从线(1)到线(4)的范围可变,并在第三象限内在从线(3)到线(2)的范围内可变。
此外,在泵4停止的状态下欲使悬架装置S2发挥向下方压下活塞2的推力的情况下,若阻尼器D利用外力进行收缩工作,则无论压力差控制阀DP1的压力差控制如何,阻尼器D的推力都成为图9中的线(2)所示的特性。这在阻尼力可变阻尼器中会带来与将压缩侧阻尼力控制为最低的阻尼力同等的效果。并且,在泵4停止的状态下欲使悬架装置S2发挥向上方推起活塞2的推力的情况下,若阻尼器D利用外力进行伸长工作,则无论压力差控制阀DP1的压力差控制如何,阻尼器D的推力都成为图9中的线(4)所示的特性。这在阻尼力可变阻尼器中会带来与将伸长侧阻尼力控制为最低的阻尼力同等的效果。
在本实施方式的悬架装置S2中,在使泵4停止的状态下使阻尼器D发挥压下活塞2的推力的情况下,在伸长时阻尼器D的推力被压力差控制阀DP1控制在可输出范围内,在收缩时阻尼器D发挥最低的推力。相反,在本实施方式的悬架装置S2中,在使泵4停止的状态下使阻尼器D发挥推起活塞2的推力的情况下,在收缩时阻尼器D的推力被压力差控制阀DP1控制在可输出范围内,在伸长时阻尼器D发挥最低的推力。因而,在悬架装置S2中,在泵4正在停止的情况下能够自动地发挥与半主动悬架相同的功能。因而,即使泵4正在驱动,若泵4的喷出流量小于扩大的伸长侧室R1或者压缩侧室R2的容积增大量,则悬架装置S2也能够自动地作为半主动悬架发挥功能。
最后,对由某种异常引起不能对马达13和压力差控制阀DP1进行通电的失效时的悬架装置S2的工作进行说明。这样的失效除了包含例如不能对马达13和压力差控制阀DP1进行通电的情况之外,也包含由控制部C、驱动器Dr的异常引起停止对马达13和压力差控制阀DP1进行通电的情况。
在失效时,是停止或者不能对马达13和压力差控制阀DP1进行通电的状态,成为泵4停止、压力差控制阀DP1被弹簧Cs1、Cs2施力而采取中立位置N的状态。
在该状态下,在阻尼器D利用外力进行伸长工作的情况下,由于伸长侧室R1的容积减少,因此从伸长侧室R1经由伸长侧阻尼阀15排出减少量的液体。从伸长侧室R1和蓄能器Acc向容积膨胀的压缩侧室R2补充液体。
因而,伸长侧室R1的压力比压缩侧室R2的压力高出从伸长侧室R1排出的液体通过伸长侧阻尼阀15时产生的压力损失的量,阻尼器D根据伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差发挥推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图10中的线(1)所示的特性。
相反,在阻尼器D利用外力进行收缩工作的情况下,由于压缩侧室R2的容积减少,因此从压缩侧室R2经由压缩侧阻尼阀17排出减少量的液体。从压缩侧室R2和蓄能器Acc向容积膨胀的伸长侧室R1补充液体。
因而,压缩侧室R2的压力比伸长侧室R1的压力高出从压缩侧室R2排出的液体通过压缩侧阻尼阀17时产生的压力损失的量,阻尼器D根据伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差发挥推力。此时的阻尼器的伸缩速度与发挥的推力的特性成为图10中的线(2)所示的特性。
这样,在悬架装置S2失效的状态下,阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能,抑制弹簧上构件B和弹簧下构件W的振动,因此在失效时能可靠地进行失效保护动作。
这样,悬架装置S2能够使阻尼器D积极地伸缩而作为主动悬架发挥功能。此外,在悬架装置S2中,在期待发挥作为半主动悬架的推力的场景中,泵4的驱动并不是必需的,仅在需要泵4的驱动时进行驱动即可,因此能量消耗变少。因而,采用本实施方式的悬架装置S2,能够作为主动悬架发挥功能,并且能量消耗变少。
此外,在本实施方式的悬架装置S2中,由于仅利用压力差控制阀DP1就能进行阻尼器D的推力的控制,因此与需要两个电磁阀的第1实施方式的悬架装置S1相比较,装置整体的成本变廉价,并且也能够简化流体压回路的配管的布设。
并且,在该悬架装置S2中,不仅能够作为主动悬架发挥功能,而且仅设置一个搭载有螺线管的压力差控制阀DP1就能够进行失效时的失效保护动作。
而且,为了对这样构成的悬架装置S1进行注液,向储液器R注入液体,驱动泵4并经由液压回路FC2向阻尼器D的伸长侧室R1送入从泵4喷出的液体即可。若这样进行注液而使阻尼器D收缩最大程度,则不能再进一步向阻尼器D内注入液体,经由液压回路FC2向蓄能器Acc引导剩余的液体,在蓄能器Acc内也填充有液体。而且,若溢流阀Re的上游压力达到溢流压力,则液体向储液器R回流。基本上,像以上那样在阻尼器D内、液压回路FC2内以及蓄能器Acc内填充液体。若使泵4停止,则阻尼器D内、液压回路FC2内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态。另外,在阻尼器D内残留有空气的情况下,借助液压回路FC2将伸长侧室R1和压缩侧室R2依次连接于蓄能器Acc侧,并使阻尼器D进行全冲程。如果这样做,则残留在阻尼器D内的空气从阻尼器D内排出,并经由溢流阀Re向储液器R放出。因而,在第2实施方式的悬架装置S2中,也是只要向储液器R注入液体并驱动泵4,就能够向悬架装置S2进行注液,不需要专用装置而能够简单地进行注液。此外,阻尼器D内、液压回路FC2内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态,补偿了悬架装置S2所要求的系统内压,也不需要加压注液。因而,采用本实施方式的悬架装置S2,不使用专用装置就能够简单地进行注液。
此外,在本实施方式的悬架装置S2中,具有:伸长侧阻尼阀15,其用于对从伸长侧室R1朝向压力差控制阀DP1的流动赋予阻力;伸长侧单向阀16,其与伸长侧阻尼阀15并列设置,仅容许从压力差控制阀DP1朝向伸长侧室R1的流动;压缩侧阻尼阀17,其用于对从压缩侧室R2朝向压力差控制阀DP1的流动赋予阻力;以及压缩侧单向阀18,其与压缩侧阻尼阀17并列设置,仅容许从压力差控制阀DP1朝向压缩侧室R2的流动。因而,在从泵4向伸长侧室R1或压缩侧室R2供给液体时,能够经由伸长侧单向阀16或压缩侧单向阀18几乎没有阻力地向伸长侧室R1或压缩侧室R2供给液体,因此在阻尼器D的伸缩方向与产生的推力的方向一致时能够减轻泵4的负荷。此外,在从伸长侧室R1或压缩侧室R2排出液体的情况下,由于伸长侧阻尼阀15或压缩侧阻尼阀17能够对通过的液体的流动赋予阻力,因此使伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差达到能够由压力差控制阀DP1设定的压力差以上而获得较大的推力,即使减小压力差控制阀DP1的螺线管Sol1的推力,也能够使悬架装置S2产生较大的推力。因而,能够使压力差控制阀DP1小型化,并且能够使成本更廉价。另外,也可以是,伸长侧阻尼阀15和压缩侧阻尼阀17无论液体流动的方向如何都对液体的流动赋予阻力,如果伸长侧阻尼阀15和压缩侧阻尼阀17容许双向流动,则可以省略伸长侧单向阀16和压缩侧单向阀18。
<第3实施方式>
对具有具体的液压回路的悬架装置的第3实施方式(另一个结构例)进行说明。第3实施方式的悬架装置S3具有图11所示的液压回路FC3。
如图11所示,液压回路FC3在将液压回路FC2的压力差控制阀DP1设为四口四位的压力差控制阀DP2这一点上有所不同。液压回路FC3的其他结构与液压回路FC2相同,因此对相同的构件标注相同的附图标记,省略详细的说明。
压力差控制阀DP2具有连接于伸长侧通路7的A口a2、连接于压缩侧通路8的B口b2、连接于供给路径5的P口p2以及连接于排出路径6的T口t2这4个口。压力差控制阀DP2设为用于控制A口a2与B口b2的压力差,并且在非通电时采取使伸长侧通路7、压缩侧通路8、供给路径5以及排出路径6相互连通的失效位置的四口四位的电磁压力差控制阀。
具体地讲,压力差控制阀DP2包括:滑阀芯SP2,其可切换为伸长侧供给位置X2、中立位置N2、压缩侧供给位置Y2以及失效位置F2这4个位置,该伸长侧供给位置X2使A口a2和P口p2连通并且使B口b2和T口t2连通,该中立位置N2使A口a2、B口b2、P口p2以及T口t2的所有口相互连通,该压缩侧供给位置Y2使A口a2和T口t2连通并且使B口b2和P口p2连通,该失效位置F2使所有口相互连通;弹簧Cs3,其用于对滑阀芯SP2施力;以及螺线管Sol2,其用于对滑阀芯SP2赋予与弹簧Cs3相抗衡的推力。也就是说,在伸长侧供给位置X2,使供给路径5与伸长侧通路7相连通,而且使排出路径6与压缩侧通路8相连通,在中立位置N2和失效位置F2,使供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8相互连通,在压缩侧供给位置Y2,使供给路径5与压缩侧通路8相连通,而且使排出路径6与伸长侧通路7相连通。另外,伸长侧供给位置X2、中立位置N2以及压缩侧供给位置Y2根据滑阀芯SP2的移动连续地进行切换。
此外,将来自伸长侧通路7的压力作为先导压力向滑阀芯SP2的一端侧引导,能够利用伸长侧通路7的压力对滑阀芯SP2向图11中的下方施力。并且,将来自压缩侧通路8的压力作为先导压力向滑阀芯SP1的另一端侧引导,能够利用压缩侧通路8的压力对滑阀芯SP2向图11中的上方施力。利用伸长侧通路7的压力对滑阀芯SP2向图11中的下方推压的力和利用压缩侧通路8的压力对滑阀芯SP2向图11中的上方推压的力是对滑阀芯SP2朝向互相相反的方向推压的力,将这些力的合力用作液压反馈力。
若对螺线管Sol2通电,则滑阀芯SP2切换为位置X2、Y2、N2中的、来自螺线管Sol2的推力、由伸长侧通路7和压缩侧通路8的压力引起的液压反馈力以及弹簧Cs的施力达到平衡的位置。根据螺线管Sol的推力的大小,该推力、液压反馈力以及弹簧Cs3的施力达到平衡的滑阀芯SP2的位置发生变化,因此根据螺线管Sol2的推力调整,能够控制伸长侧通路7与压缩侧通路8的压力差。另一方面,在不对螺线管Sol2进行电力供给的非通电时,滑阀芯SP2被弹簧Cs3推压而采取失效位置F2。另外,在本实施方式中,是将伸长侧通路7连接于A口a2,将压缩侧通路8连接于B口b2,但也可以将伸长侧通路7连接于B口b2,将压缩侧通路8连接于A口a2。
因而,根据向螺线管Sol2供给的电流量的调整,能够控制伸长侧通路7的压力与压缩侧通路8的压力的压力差。另外,在阻尼器D受到干扰进行伸缩时,液体相对于阻尼器D的伸长侧室R1和压缩侧室R2出入,因此通过压力差控制阀DP2的流量自泵流量增减由阻尼器D的伸缩引起的流量的量。即使这样由阻尼器D的伸缩引起流量增减,也能利用液压反馈力使滑阀芯SP2自动地进行移动,所述压力差被控制为根据向螺线管Sol2供给的电流量唯一地决定的压力差。
另外,能够恰当地控制伸长侧通路7的压力与压缩侧通路8的压力的压力差是指高压侧的压力保持得高于蓄能器压力的情况。在泵流量不足、或者泵4在停止状态下必须从蓄能器Acc经由吸入单向阀11接受液体的供给的状态下,压力差变为0。
悬架装置S3像以上那样构成,与具有液压回路FC2的悬架装置S2同样能够利用压力差控制阀DP2控制阻尼器D的推力。因而,该悬架装置S3与悬架装置S2同样通过利用马达13驱动泵4,利用压力差控制阀DP2控制伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差,从而使阻尼器D能够作为积极地伸长或收缩的驱动器发挥功能。在阻尼器D产生的推力是阻尼器D的伸长方向的情况下,将压力差控制阀DP2切换为压缩侧供给位置Y2,将压缩侧室R2连接于供给路径5,将伸长侧室R1连接于蓄能器Acc。相反,在阻尼器D产生的推力是阻尼器D的收缩方向的情况下,将压力差控制阀DP2切换为伸长侧供给位置X2,将伸长侧室R1连接于供给路径5,将压缩侧室R2连接于蓄能器Acc。此时,只要利用压力差控制阀DP2调节伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差,就能够控制阻尼器D的伸长方向或收缩方向的推力的大小。
此外,悬架装置S3在车辆行驶过程中阻尼器D因路面的凹凸而受到干扰进行伸缩的情况下的工作也呈现与悬架装置S2相同的工作。也就是说,悬架装置S3的阻尼器D的推力相对于伸缩速度的特性与悬架装置S2相同,成为图8所示的线(1)~线(6)的特性。因而,在悬架装置S3中,也能够使阻尼器D的推力在从连接线(1)~线(3)的线到连接线(4)~线(6)的线之间的范围内可变。此外,在利用泵4的驱动向伸长侧室R1和压缩侧室R2中的扩大的那一侧的室供给泵4的喷出流量的情况、且是泵4的喷出流量为扩大的室的容积增大量以上的情况下,向与阻尼器D的伸缩方向相同的方向发挥推力。
并且,悬架装置S3设为不驱动泵4的停止状态的情况下的工作也呈现与悬架装置S2相同的工作。也就是说,悬架装置S3的阻尼器D的推力相对于伸缩速度的特性与悬架装置S2相同,成为图9所示的线(1)~线(4)的特性。因而,在悬架装置S3中,也是在使泵4停止时,通过由压力差控制阀DP2控制压力差,从而能够使阻尼器D的推力在图9中在第一象限内在从线(1)到线(4)的范围可变,并在第三象限内在从线(3)到线(2)的范围内可变。
另外,悬架装置S3的液压回路FC3的压力差控制阀DP2与液压回路FC2的压力差控制阀DP1不同,除了具有中立位置N2之外还具有失效位置F2。该失效位置F2与压力差控制阀DP1的中立位置N同样使供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8相互连通。因而,在失效时,悬架装置S3也呈现与悬架装置S2相同的工作。也就是说,悬架装置S3的阻尼器D的推力相对于伸缩速度的特性与悬架装置S2相同,成为图10所示的线(1)、线(2)所示的特性。因而,在悬架装置S3中,也是在失效时使阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能来抑制弹簧上构件B和弹簧下构件W的振动,因此能可靠地进行失效保护动作。
这样,在本实施方式的悬架装置S3中,不仅能够使阻尼器D积极地伸缩而作为主动悬架发挥功能,而且在期待发挥作为半主动悬架的推力的场景中,泵4的驱动并不是必需的,仅在需要泵4的驱动时进行驱动即可,因此能量消耗变少。因而,采用本发明的悬架装置S3,能够作为主动悬架发挥功能,并且能量消耗变少。
而且,在本实施方式的悬架装置S3中,由于仅利用压力差控制阀DP2就能进行阻尼器D的推力的控制,因此与需要两个电磁阀的悬架装置S1相比较,不仅装置整体的成本变廉价,也能够简化流体压回路的配管的布设。
并且,在该悬架装置S3中,不仅能够作为主动悬架发挥功能,而且仅设置一个搭载有螺线管的压力差控制阀DP2就能够进行失效时的失效保护动作。
而且,为了对这样构成的悬架装置S3进行注液,向储液器R注入液体,驱动泵4并经由液压回路FC3向阻尼器D的伸长侧室R1送入从泵4喷出的液体即可。若这样进行注液而使阻尼器D收缩最大程度,则不能再进一步向阻尼器D内注入液体,而经由液压回路FC3向蓄能器Acc引导剩余的液体,在蓄能器Acc内也填充有液体。而且,若溢流阀Re的上游压力达到溢流压力,则液体向储液器R回流。基本上,像以上那样在阻尼器D内、液压回路FC3内以及蓄能器Acc内填充液体。若使泵4停止,则阻尼器D内、液压回路FC3内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态。另外,在阻尼器D内残留有空气的情况下,借助液压回路FC3将伸长侧室R1和压缩侧室R2依次连接于蓄能器Acc侧,并使阻尼器D进行全冲程。如果这样做,则残留在阻尼器D内的空气从阻尼器D内排出,并经由溢流阀Re向储液器R放出。因而,在第3实施方式的悬架装置S3中,也是只要向储液器R注入液体并驱动泵4,就能够向悬架装置S3进行注液,不需要专用装置而能够简单地进行注液。此外,阻尼器D内、液压回路FC3内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态,补偿了悬架装置S3所要求的系统内压,也不需要加压注液。因而,采用本实施方式的悬架装置S3,不使用专用装置就能够简单地进行注液。
此外,在用于驱动压力差控制阀DP2的驱动器Dr中,也是具有驱动螺线管Sol的驱动电路就足矣,因此与以往的需要两个电磁阀的悬架装置相比,驱动器Dr所保有的驱动电路数量较少即可。因而,也能降低驱动悬架装置S3的驱动器Dr的成本。
此外,在本实施方式的悬架装置S3中,具有:伸长侧阻尼阀15,其用于对从伸长侧室R1朝向压力差控制阀DP2的流动赋予阻力;伸长侧单向阀16,其与伸长侧阻尼阀15并列设置,仅容许从压力差控制阀DP2朝向伸长侧室R1的流动;压缩侧阻尼阀17,其用于对从压缩侧室R2朝向压力差控制阀DP2的流动赋予阻力;以及压缩侧单向阀18,其与压缩侧阻尼阀17并列设置,仅容许从压力差控制阀DP2朝向压缩侧室R2的流动。因而,在从泵4向伸长侧室R1或压缩侧室R2供给液体时,能够经由伸长侧单向阀16或压缩侧单向阀18几乎没有阻力地向伸长侧室R1或压缩侧室R2供给流体,因此在阻尼器D的伸缩方向与产生的推力的方向一致时能够减轻泵4的负荷。此外,在从伸长侧室R1或压缩侧室R2排出流体的情况下,由于伸长侧阻尼阀15或压缩侧阻尼阀17能够对通过的流体的流动赋予阻力,因此使伸长侧室R1与压缩侧室R2的压力差达到能够由压力差控制阀DP2设定的压力差以上而获得较大的推力,即使减小压力差控制阀DP2的螺线管Sol的推力,也能够使悬架装置S3产生较大的推力。因而,能够使压力差控制阀DP2小型化,并且能够使成本更廉价。另外,也可以是伸长侧阻尼阀15和压缩侧阻尼阀17无论流体流动的方向如何都对液体的流动赋予阻力,如果伸长侧阻尼阀15和压缩侧阻尼阀17容许双向流动,则可以省略伸长侧单向阀16和压缩侧单向阀18。
归纳说明像以上那样构成的本发明的实施方式的结构、作用及效果。
悬架装置S、S1、S2、S3包括:阻尼器D,其具有缸体1和移动自如地插入到缸体1内而将缸体1内划分为伸长侧室R1和压缩侧室R2;泵4;蓄能器Acc;液压回路FC、FC1、FC2、FC3,其设于泵4和蓄能器Acc与阻尼器D之间,能够调整阻尼器D的推力;储液器R,其连接于泵4的吸入侧;排放流路BL,其连接蓄能器Acc和储液器R;以及溢流阀Re,其设于排放流路BL,在蓄能器Acc的压力达到溢流压力时,该溢流阀Re进行开阀,容许从蓄能器Acc侧朝向储液器R侧的流动。
在该结构中,如果向储液器R注入液体并驱动泵4,则在阻尼器D内、液压回路FC、FC1、FC2、FC3内以及蓄能器Acc内填充有液体,阻尼器D内、液压回路FC、FC1、FC2、FC3内成为被蓄能器Acc加压到与溢流阀Re的溢流压力相等的压力的状态。因而,不使用专用装置就能够简单地进行注液。
此外,在悬架装置S1中,液压回路FC1包括:供给路径5,其连接于泵4的喷出侧;排出路径6,其连接于蓄能器Acc;伸长侧通路7,其连接于伸长侧室R1;压缩侧通路8,其连接于压缩侧室R2;伸长侧阻尼阀15,其设于伸长侧通路7;压缩侧阻尼阀17,其设于压缩侧通路8;切换阀9,其用于将伸长侧通路7和压缩侧通路8中的一者选择性地连接于供给路径5,并且将伸长侧通路7和压缩侧通路8中的另一者连接于排出路径6;控制阀V,其根据供给电流能够调整供给路径5的压力;吸入通路10,其连接供给路径5和排出路径6;吸入单向阀11,其设于吸入通路10,仅容许液体从排出路径6朝向供给路径5流动;以及供给侧单向阀12,其设于供给路径5的控制阀V与泵4之间,仅容许从泵4侧朝向控制阀V侧的流动。
在该结构中,悬架装置S1不仅能够作为主动悬架发挥功能,也能够作为半主动悬架发挥功能。此外,在期待发挥作为半主动悬架的推力的场景中,泵4的驱动并不是必需的,仅在需要泵4的驱动时进行驱动即可,因此能量消耗变少。并且,在悬架装置S1失效的状态下,阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能,能可靠地进行失效保护动作。
此外,在悬架装置S2、S3中,液压回路FC2、FC3包括:供给路径5,其连接于泵4的喷出侧;排出路径6,其连接于蓄能器Acc;伸长侧通路7,其连接于伸长侧室R1;压缩侧通路8,其连接于压缩侧室R2;伸长侧阻尼阀15,其设于伸长侧通路7;压缩侧阻尼阀17,其设于压缩侧通路8;压力差控制阀DP1、DP2,其设于供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8之间,用于控制伸长侧通路7与压缩侧通路8的压力差;供给侧单向阀12,其设于供给路径5的压力差控制阀DP1、DP2与泵4之间,仅容许从泵4侧朝向压力差控制阀DP1、DP2侧的流动;吸入通路10,其连接供给路径5的压力差控制阀DP1、DP2和供给侧单向阀12之间与排出路径6;以及吸入单向阀11,其设于吸入通路10,仅容许液体从排出路径6朝向供给路径5流动。
在该结构中,仅利用一个压力差控制阀DP1、DP2,不仅能够作为主动悬架发挥功能,也能够作为半主动悬架发挥功能。并且,在期待发挥作为半主动悬架的推力的场景中,泵4的驱动并不是必需的,仅在需要泵4的驱动时进行驱动即可,因此能量消耗变少。并且,在悬架装置S2、S3失效的状态下,阻尼器D作为被动的阻尼器发挥功能,能可靠地进行失效保护动作。
此外,在悬架装置S2中,压力差控制阀DP1具有:滑阀芯SP1,其可切换为伸长侧供给位置X1、中立位置N1以及压缩侧供给位置Y1这3个位置,该伸长侧供给位置X1将伸长侧通路7连接于供给路径5并且将压缩侧通路8连接于排出路径6,该中立位置N1使伸长侧通路7、压缩侧通路8、供给路径5以及排出路径6相互连通,该压缩侧供给位置Y1将压缩侧通路8连接于供给路径5并且将伸长侧通路7连接于排出路径6;推拉型的螺线管Sol1,其用于驱动滑阀芯SP1;以及一对弹簧Cs1、Cs2,其用于对滑阀芯SP1施力并将其定位于中立位置N1。
在该结构中,在失效时压力差控制阀DP1利用一对弹簧Cs1、Cs2定位于中立位置N1,供给路径、排出路径、伸长侧通路以及压缩侧通路相互连通,因此在失效时能可靠地进行失效保护动作。
此外,在悬架装置S3中,压力差控制阀DP2具有:滑阀芯SP2,其可切换为伸长侧供给位置X2、中立位置N2、压缩侧供给位置Y2以及失效位置F2这4个位置,该伸长侧供给位置X2将伸长侧通路7连接于供给路径5并且将压缩侧通路8连接于排出路径6,该中立位置N2使伸长侧通路7、压缩侧通路8、供给路径5以及排出路径6相互连通,该压缩侧供给位置Y2将压缩侧通路8连接于供给路径5并且将伸长侧通路7连接于排出路径6,该失效位置F2使伸长侧通路7、压缩侧通路8、供给路径5以及排出路径6相互连通;螺线管Sol2,其用于驱动滑阀芯SP2;以及弹簧Cs3,其用于对滑阀芯SP2施力并在螺线管Sol2非通电时将滑阀芯SP2定位于失效位置F2。
在该结构中,在失效时压力差控制阀DP2利用弹簧Cs3定位于失效位置F2,供给路径5、排出路径6、伸长侧通路7以及压缩侧通路8相互连通,因此在失效时能可靠地进行失效保护动作。
并且,在技术方案6的发明中,液压回路包括与伸长侧阻尼阀并列设置的伸长侧单向阀和与压缩侧阻尼阀并列设置的压缩侧单向阀。因而,在从泵向伸长侧室或压缩侧室供给流体时,能够经由伸长侧单向阀或压缩侧单向阀几乎没有阻力地向伸长侧室或压缩侧室供给流体,在阻尼器的伸缩方向和产生的推力的方向一致时能够减轻泵的负荷。此外,在从伸长侧室或压缩侧室排出流体的情况下,由于伸长侧阻尼阀或压缩侧阻尼阀能够对通过的流体的流动赋予阻力,因此使伸长侧室与压缩侧室的压力差达到能够由压力差控制阀设定的压力差以上而获得较大的推力,即使减小压力差控制阀的螺线管的推力,也能够使悬架装置产生较大的推力。因而,能够使压力差控制阀小型化,并且能够使成本更廉价。
此外,在悬架装置S1中,液压回路FC1包括:伸长侧单向阀16,其与伸长侧阻尼阀15并列地设于伸长侧通路7,仅容许从切换阀9朝向伸长侧室R1的流动;以及压缩侧单向阀18,其与压缩侧阻尼阀17并列地设于压缩侧通路8,仅容许从切换阀9朝向压缩侧室R2的流动。
此外,在悬架装置S2、S3中,液压回路FC2、FC3包括:伸长侧单向阀16,其与伸长侧阻尼阀15并列地设于伸长侧通路7,仅容许从压力差控制阀DP1、DP2朝向伸长侧室R1的流动;以及压缩侧单向阀18,其与压缩侧阻尼阀17并列地设于压缩侧通路8,仅容许从压力差控制阀DP1、DP2朝向压缩侧室R2的流动。
以上,说明了本发明的实施方式,但上述实施方式只是表示了本发明的应用例的一部分,并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。
本申请基于2015年9月30日向日本国特许厅提出申请的特愿2015-193144号主张优先权,该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。
Claims (7)
1.一种悬架装置,其中,
该悬架装置包括:
阻尼器,其具有缸体和移动自如地插入到所述缸体内而将所述缸体内划分为伸长侧室和压缩侧室的活塞;
泵;
蓄能器;
液压回路,其设于所述泵和所述蓄能器与所述阻尼器之间,能够调整所述阻尼器的推力;
储液器,其连接于所述泵的吸入侧;
排放流路,其连接所述蓄能器和所述储液器;以及
溢流阀,其设于所述排放流路,在所述蓄能器的压力达到溢流压力时,该溢流阀进行开阀,容许从所述蓄能器侧朝向所述储液器侧的流动。
2.根据权利要求1所述的悬架装置,其中,
所述液压回路包括:
供给路径,其连接于所述泵的喷出侧;
排出路径,其连接于所述蓄能器;
伸长侧通路,其连接于所述伸长侧室;
压缩侧通路,其连接于所述压缩侧室;
伸长侧阻尼阀,其设于所述伸长侧通路;
压缩侧阻尼阀,其设于所述压缩侧通路;
切换阀,其用于将所述伸长侧通路和所述压缩侧通路中的一者选择性地连接于所述供给路径,并且将所述伸长侧通路和所述压缩侧通路中的另一者连接于所述排出路径;
控制阀,其根据供给电流能够调整所述供给路径的压力;
吸入通路,其连接所述供给路径和所述排出路径;
吸入单向阀,其设于所述吸入通路,仅容许液体从所述排出路径朝向所述供给路径流动;以及
供给侧单向阀,其设于所述供给路径的所述控制阀与所述泵之间,仅容许从所述泵侧朝向所述控制阀侧的流动。
3.根据权利要求1所述的悬架装置,其中,
所述液压回路包括:
供给路径,其连接于所述泵的喷出侧;
排出路径,其连接于所述蓄能器;
伸长侧通路,其连接于所述伸长侧室;
压缩侧通路,其连接于所述压缩侧室;
伸长侧阻尼阀,其设于所述伸长侧通路;
压缩侧阻尼阀,其设于所述压缩侧通路;
压力差控制阀,其设于所述供给路径、所述排出路径、所述伸长侧通路以及所述压缩侧通路之间,用于控制所述伸长侧通路与所述压缩侧通路的压力差;
供给侧单向阀,其设于所述供给路径的所述压力差控制阀与所述泵之间,仅容许从所述泵侧朝向所述压力差控制阀侧的流动;
吸入通路,其连接所述供给路径的所述压力差控制阀和所述供给侧单向阀之间与所述排出路径;以及
吸入单向阀,其设于所述吸入通路,仅容许液体从所述排出路径朝向所述供给路径流动。
4.根据权利要求3所述的悬架装置,其中,
所述压力差控制阀具有:
滑阀芯,其可切换为伸长侧供给位置、中立位置以及压缩侧供给位置这3个位置,该伸长侧供给位置将所述伸长侧通路连接于所述供给路径并且将所述压缩侧通路连接于所述排出路径,该中立位置使所述伸长侧通路、所述压缩侧通路、所述供给路径以及所述排出路径相互连通,该压缩侧供给位置将所述压缩侧通路连接于所述供给路径并且将所述伸长侧通路连接于所述排出路径;
推拉型的螺线管,其用于驱动所述滑阀芯;以及
一对弹簧,其用于对所述滑阀芯施力并将其定位于所述中立位置。
5.根据权利要求3所述的悬架装置,其中,
所述压力差控制阀具有:
滑阀芯,其可切换为伸长侧供给位置、中立位置、压缩侧供给位置以及失效位置这4个位置,该伸长侧供给位置将所述伸长侧通路连接于所述供给路径并且将所述压缩侧通路连接于所述排出路径,该中立位置使所述伸长侧通路、所述压缩侧通路、所述供给路径以及所述排出路径相互连通,该压缩侧供给位置将所述压缩侧通路连接于所述供给路径并且将所述伸长侧通路连接于所述排出路径,该失效位置使所述伸长侧通路、所述压缩侧通路、所述供给路径以及所述排出路径相互连通;
螺线管,其用于驱动所述滑阀芯;以及
弹簧,其用于对所述滑阀芯施力并在所述螺线管非通电时将所述滑阀芯定位于所述失效位置。
6.根据权利要求2所述的悬架装置,其中,
所述液压回路包括:
伸长侧单向阀,其与所述伸长侧阻尼阀并列地设于所述伸长侧通路,仅容许从所述切换阀朝向所述伸长侧室的流动;以及
压缩侧单向阀,其与所述压缩侧阻尼阀并列地设于所述压缩侧通路,仅容许从所述切换阀朝向所述压缩侧室的流动。
7.根据权利要求3所述的悬架装置,其中,
所述液压回路包括:
伸长侧单向阀,其与所述伸长侧阻尼阀并列地设于所述伸长侧通路,仅容许从所述压力差控制阀朝向所述伸长侧室的流动;以及
压缩侧单向阀,其与所述压缩侧阻尼阀并列地设于所述压缩侧通路,仅容许从所述压力差控制阀朝向所述压缩侧室的流动。
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