JP2002144939A - アクティブサスペンションのための油圧回路 - Google Patents

アクティブサスペンションのための油圧回路

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 車両のアクティブサスペンション装置におい
て、車両の始動時及びシャットダウン時における不所望
な油圧相互作用のない装置を提供する。 【解決手段】 シート１２とベース１６との間に結合さ
れた油圧アクチュエータ１８と、シートとベースとの間
の油圧脱負荷装置と、油圧アクチュエータを能動的に制
御し且つ脱負荷部材を制御する制御装置と、を含んでい
る。この制御装置は、シート位置エラー信号の関数とし
て油圧アクチュエータを能動的に制御する。流量制御弁
２２は、アクティブサスペンションの伸長及び後退を制
御する。比例圧力制御弁が、第１の減圧弁と流量制御弁
の入口との間に結合されている。本発明は、始動中に、
流量制御弁がその中心又はゼロ位置へと駆動されるまで
流量制御弁への加圧流体の供給を阻止する。電源異常中
に、ソレノイドで作動する圧力制御弁は、ばねによっ
て、流量制御弁への圧力の流通を阻止する遮断位置へ駆
動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧回路に関し、
より特定すると、シートのアクティブサスペンションの
油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両のためのようなパッシブ（受動的）
なサスペンション装置は知られている。例えば、ジョン
ディアの製品である６０００、７０００、８０００及び
９０００シリーズは、エアーバッグと平行な油圧のショ
ックアブソーバーを含んでいるパッシブなシートサスペ
ンション装置を有している。ばねのような弾性装置と平
行に作用する電子−油圧制御アクチュエータを含んでい
るアクティブサスペンション装置は知られている。例え
ば、１９８２年１２月１４日に発行された米国特許第
４，３６３，３７７号（Ｖａｎ Ｇｅｒｐｅｎ）は、ば
ねと平行な油圧アクチュエータを備えたシートのための
アクティブサスペンション装置を開示している。制御装
置は、シート位置信号、剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）制
御、シート高さ制御及び利得制御に応答してアクチュエ
ータへの流体連通を制御する。１９９９年１２月１４日
に発行された米国特許第６，０００，７０３号（Ｓｃｈ
ｕｂｅｒｔら）は、油圧エアースプリング又はエアーバ
ッグと平行なアクチュエータを備えた運転台又はシート
のアクティブサスペンション装置を開示している。流体
力学及び加速度計と独立してシートを能動的に制御する
シートのアクティブサスペンション装置が、Ｇｒｉｍｍ
らによる、“オフロード車両のためのシートのアクティ
ブサスペンション装置（Ａｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅａｔ
Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｏｆ
ｆ−Ｒｏａｄ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）”に示されている。
電子−油圧アクティブ制御装置においては、車両の始動
とシャットダウンにおいて油圧の相互作用が起こるかも
しれない。始動時には、電子制御が機能する前に油圧が
発生せしめられ得る。電子制御が可能なときに油圧回路
が遮断されない場合には、アクチュエータの突然の動き
が、アクチュエータ制御弁の適正な位置決めの前に、存
在する供給圧力によって生じ得る。電源が無くなったと
きには、電子位置決め制御が失われて、サスペンション
装置の不所望な作用が起こる。典型的には、スプール位
置フィードバックセンサーが、始動時にアクチュエータ
制御弁のスプールを正しく位置決めするために使用され
る。これは、装置のコスト及び複雑さを付加する。従っ
て、スプール位置フィードバックセンサーの使用を必要
としない油圧回路を有することが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、車両の始動時及びシャットダウン時における不所望
な油圧相互作用を防止するアクティブサスペンション装
置を提供することである。
【０００４】本発明の更に別の目的は、油圧アクチュエ
ータの作用が、電子制御が可能になるまで阻止される、
アクティブサスペンション装置を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、電力が無くなったときに、
サスペンション装置の不所望な作用を阻止するアクティ
ブサスペンション装置を提供することである。
【０００５】本発明のもう一つの目的は、スプール位置
フィードバックセンサーの使用を必要としない油圧回路
を備えたアクティブサスペンション装置を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの及びその他の目
的は、本発明によって達成される。本発明においては、
車両のベース上のシートのような質量を支持するための
アクティブサスペンションは、シートとベースとの間に
結合された油圧のアクチュエータと、シートとベースと
の間に設けられた油圧の脱負荷（ｏｆｆ−ｌｏａｄ）装
置と、油圧アクチュエータを能動的に制御し且つ脱負荷
部材を制御する制御装置と、を含んでいる。流量制御弁
が、アクチュエータの伸長及び後退を制御している。比
例圧力制御装置が、第１の減圧弁と質量制御弁の入口と
の間に接続されている。始動中に、圧力制御弁は、流量
制御弁がその中心のすなわちゼロ位置へ駆動されるま
で、流量制御弁への加圧流体の供給を阻止する。電源が
異常のときには、ソレノイドによって作動せしめられる
圧力制御弁は、圧力の圧力制御弁への流通を防止するシ
ャットオフ位置へと駆動されるばねである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、シートのアク
ティブサスペンション装置１０は、シートベース１６の
上方のシザーリンク機構（ｓｃｉｓｓｏｒｓ ｌｉｎｋ
ａｇｅ）１４によって支持されているシート１２を含ん
でいる。シート１２とベース１６との間にはまた、油圧
ピストン又はアクチュエータ１８及びエアーバッグ２０
のような油圧装置も結合されている。油圧回路又はバル
ブユニット２２は、アクチュエータ１８、ポンプ２４及
びリザーバ又は油溜め２６の間の流体連通を制御する。
エアーバッグ２０内の空気の量は、コンプレッサ２８
（ソレノイド２９によって制御される）及びベント３０
（ソレノイド３１によって制御される）によって制御さ
れる。市販されているシリコンコンデンサーによる振動
変換器のような加速度計３２が、シート１２に取り付け
られるのが好ましく、比率計による回転ホール効果変換
器（ｒａｔｉｏ−ｍｅｔｒｉｃ， ｒｏｔａｒｙ Ｈａ
ｌｌ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のような
シート位置センサー３４がリンク機構１４に結合されて
いる。電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６は、センサー３
２、３４、手動高さ制御装置（上昇／下降スイッチ）３
７、及び手動剛性制御装置３８から信号を受け取る。こ
れらの入力に応答して、ＥＣＵ３６は、バルブユニット
２２、コンプレッサ制御ソレノイド２９及びベント制御
ソレノイド３１に対して制御信号を提供する。
【０００８】図２において最も良くわかるように、バル
ブユニット２２は、ポンプ２４と減圧弁４２との間に結
合された入口スクリーン４０を含んでいる。ソレノイド
で作動させるパイロット制御二位置比例圧力制御弁４４
は、第１のポート４６、第２のポート５０及び第３のポ
ート５６を含んでいる。第１のポート４６は、減圧弁４
２の出口及びアキュムレータ４８と連通している。第２
のポート５０は、逆止弁５４を介して減圧弁４２の圧力
制御入口５２及び油溜め２６と連通している。第３のポ
ート５６は、弁４４の圧力検知ポート５８及び比例流量
制御弁７０と連通している。弁４４は、ポート４６が閉
じられ且つポート５０がポート５６と連通する第１の位
置からポート５０が閉じられ且つポート４６がポート５
６と連通する第２の位置まで移動可能な弁部材６０を含
んでいる。ばね６２が、弁部材６０を第１の位置へと付
勢している。ソレノイド６４は、弁部材６０を第２の位
置へと動かすように付勢され得る。別の方法として、弁
４４は、図４に示されているような比例直動弁（ｐｒｏ
ｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｄｉｒｅｃｔ−ａｃｔｉｎｇｖａ
ｌｖｅ）か又は図５に示されているような非比例（ｎｏ
ｎ−ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）直動弁とすることがで
きる。
【０００９】比例流量制御弁７０は、第１のポート７
２、第２のポート７４、第３のポート７６及び第４のポ
ート７８を含んでいる。ポート７２は、弁４４の第３の
ポート５６と連通している。ポート７４は、弁４４のポ
ート５０と連通し且つ逆止弁５４を介して油溜め２６と
連通している。第３のポート７６は、アクチュエータ１
８の第１のポートと連通し且つオリフィス７７を介して
第２のポート７４と連通している。第４のポート７８
は、アクチュエータ１８の第２のポートと連通し且つオ
リフィス７９を介してポート７４と連通している。好ま
しくは、オリフィス８０は、第４のポート７８及び第３
のポート７６と連通している。流量制御弁７０は、第１
のポート７２が第３のポート７６と連通し、第４のポー
ト７８が第２のポート７４と連通する第１の位置（アク
チュエータの伸長）から、ポート７２が遮断され、第３
のポート７６及び第４のポート７８が第２のポート７４
と連通する第２の中心すなわち“フロート”位置へ、及
び第１のポート７２が第４のポート７８と連通し、第２
のポート７４が第３のポート７６と連通する第３の位置
（アクチュエータの後退）へ移動可能である。ばね８４
は、弁部材８２をその第１の位置へと付勢している。ソ
レノイド８６は、付勢されて弁部材８２をその第２及び
第３の位置へと動かす。
【００１０】アクチュエータ１８は、シリンダ９４内で
移動可能であり且つシリンダをチャンバ９６と９８とに
分離しているピストン９０とロッド９２とを含んでい
る。オリフィス通路１００が、ピストン９０の中に延び
ており且つチャンバ９６をチャンバ９８と連通させてい
る。
【００１１】図３に最も良く示されているように、ＥＣ
Ｕ３６は、加速度計３２、シート位置センサー３４、高
さ制御装置３７、剛性制御装置３８、弁４４のソレノイ
ド６４、弁７０のソレノイド８６、コンプレッサ２８の
ソレノイド２９及びベント３０のソレノイド３１に接続
されている。ＥＣＵは、以下のように機能するようにプ
ログラムされるのが好ましい。
【００１２】ＥＣＵは、好ましくは、圧力制御４４及び
流量制御弁７０に適用される電流をゼロに設定すること
によって、装置を“流体力学オフ”モードにする。これ
らの弁がオフに切り換わると、サスペンションは、パッ
シブサスペンションとして機能し、油溜めに接続された
アクチュエータ１８の両側が自由に浮遊せしめられる。
“流体力学オフ”モードは、車両が停止しており、異常
状態が存在し、高さ（上昇／下降）制御装置３７によっ
てシート下降コマンドが発生され、イグニッションキー
（図示せず）が切られている場合に、動作可能にされる
のが好ましい。
【００１３】“流体力学オフ”モードからアクティブ制
御モード（制御装置３７を介して上昇するか又は能動的
に隔離される）へと移ったときに、ＥＣＵ３６は、流量
制御弁７０への電流をゼロに設定し、一方、圧力制御弁
４４のソレノイド６４に供給されるコマンドがゼロから
次第に増加される。圧力制御弁４４への電流が次第に増
加すると、流量制御弁７０に供給される圧力の漸次で且
つ制御された増加が提供される。この電流コマンドが最
大レベルまで“徐々に増大”した後に、ＥＣＵ３６は、
次いで、流量制御弁７０のソレノイド８６への電流を調
整して、シート１２を所望の位置へと動かす。（ＥＣＵ
３６は、圧力制御弁４４内の電流が最大レベルに到達す
る前に流量制御弁７０への電流を調整することができ
る。）図４は、圧力制御弁４４の代わりに使用すること
ができる比例直動制御弁１４４を示している。弁１４４
は、ポート５０が遮断され、ポート４６がポート５６と
連通する第１の位置と、ポート５６が、各々、オリフィ
ス１４６及び１４８を介してポート４６及び５０と連通
する第２の位置と、ポート４６が遮断され、ポート５０
がポート５６と連通する第３の位置と、を有している。
【００１４】図５を参照すると、非比例直動制御弁２４
４を、圧力制御弁４４の代わりに使用してもよい。弁２
４４は、ポート５０が遮断されポート４６がポート５６
に連通する第１の位置と、ポート４６が遮断されポート
５０がポート５６と連通する第２の位置と、を有してい
る。
【００１５】以上、本発明を特定の実施形態によって説
明したが、上記の説明を参考にすれば、多くの代替え
例、変形例及び変更例が、当業者に明らかとなるであろ
う。例えば、本発明は、車両の運転台又はシャシのよう
なシート以外の質量のためのサスペンション装置に適用
可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲の精神
及び範囲に包含されるこのような代替え例、変形例及び
変更例の全てを包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシートのためのサスペンション装
置の簡素化されたブロック図である。
【図２】図１の弁油圧回路部分の回路図である。
【図３】本発明の装置の電気回路図である。
【図４】図２の圧力制御弁の代わりに使用することがで
きる別の弁を示す図である。
【図５】図２の圧力制御弁の代わりに使用することがで
きる代替的な弁を示す図である。
【符号の説明】
１０ アクティブサスペンション装置、１６ シートベ
ース、 １４ シザーリンク機構、１２ シート、
１８ アクチュエータ、２０ エアーバッグ、 ２
２ バルブユニット、２４ ポンプ、 ２６ 油溜
め、２８ コンプレッサ、 ３０ ベント、３１ ソ
レノイド、 ３２ 加速度計、３４ シート位置セン
サー、 ３６ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３２、
３４ センサー、 ３７ 手動高さ制御装置（上昇／
下降スイッチ）、３８ 手動剛性制御装置、 ４２
減圧弁、４０ 入口スクリーン、 ４４ 圧力制御
弁、４６ 第１のポート、 ４８ アキュムレータ、
５０ 第２のポート、 ５２ 圧力制御入口、５４
逆止弁、 ５６ 第３のポート、５８ 圧力検知ポー
ト、 ６０ ばね、 ６４ ソレノイド、７０ 比
例流量制御弁、 ７２ 第１のポート、７４ 第２の
ポート、 ７６ 第３のポート、 ７８ 第４のポ
ート、７７、７９、８０ オリフィス、 ８２ 弁部
材、８４ ばね、 ８６ ソレノイド、９０ ピスト
ン、 ９２ ロッド、９４ シリンダ、 ９６、９
８ チャンバ、 １００ オリフィス通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・リー・ダフナー アメリカ合衆国アイオワ州50701，ウォー タールー，クリス・ライン・ドライブ 4223 Ｆターム(参考） 3B087 DD03 DD11 DD13 DE04 3H089 AA90 BB12 BB16 BB17 BB28 CC01 DA02 DB14 DB24 EE36 FF03 GG02 JJ12 3J048 AB08 AD02 BE03 CB30 DA01 EA15 EA36

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のベース上の質量を支持するための
    サスペンション装置であって、 油圧発生源と、 質量とベースとの間に結合された油圧アクチュエータ
    と、 アクチュエータの伸長及び後退を制御する第１の制御弁
    と、 前記油圧発生源と前記第１の制御弁の入口との間に結合
    された第２の制御弁であって、圧力制御弁が、前記油圧
    発生源と前記第１の制御弁との間の連通が遮断される第
    １の位置から、同油圧発生源と前記第１の制御弁との間
    の連通が開かれる第２の位置まで、移動可能な弁部材を
    有し、前記圧力制御弁は、前記弁部材を前記第１の位置
    へ付勢するように付勢されたばねと、前記弁部材を前記
    第１の位置から前記第２の位置へと動かすように付勢さ
    れるソレノイドと、を有するようになされた第２の制御
    弁と、 前記第１の制御弁と前記第２の制御弁とに作動可能に結
    合され且つ前記油圧アクチュエータを能動的に制御する
    制御ユニットと、 を含むサスペンション装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のサスペンション装置で
    あって、 前記第１の制御弁が流量制御弁を含んでいる、サスペン
    ション装置。
  3. 【請求項３】 請求項１の記載のサスペンション装置で
    あって、 前記第２の制御弁が圧力制御弁を含んでいる、サスペン
    ション装置。
  4. 【請求項４】 請求項１の記載のサスペンション装置で
    あって、 前記第１の制御弁が、アクチュエータへの流体連通を遮
    断するゼロ位置を有し、 始動中に、前記制御ユニットが前記第２の制御弁及び前
    記第１の制御弁と協働して、前記第１の制御弁がそのゼ
    ロ位置へ駆動されるまで、同第１の制御弁への加圧流体
    の供給を阻止する、サスペンション装置。
  5. 【請求項５】 請求項１の記載のサスペンション装置で
    あって、 電源異常中に、前記第２の制御弁のばねが、同第２の制
    御弁の弁部材をその第１の位置へと動かして、前記油圧
    発生源と前記第１の制御弁との間の流体連通を遮断す
    る、サスペンション装置。
  6. 【請求項６】 請求項１の記載のサスペンション装置で
    あって、 減圧弁が、前記油圧発生源と前記第２の制御弁の入口と
    の間に接続されている、サスペンション装置。
  7. 【請求項７】 請求項６の記載のサスペンション装置で
    あって、 前記減圧弁が、前記第２の制御弁のポート及び前記第１
    の制御弁のポートと連通している圧力制御ポートを有し
    ている、サスペンション装置。
  8. 【請求項８】 請求項１の記載のサスペンション装置で
    あって、 前記第２の制御弁が、前記第１の制御弁の入口をタンク
    に連通させる、サスペンション装置。
  9. 【請求項９】 請求項１の記載のサスペンション装置で
    あって、 前記第２の制御弁が、ソレノイドによる作動の比例パイ
    ロット制御弁を含んでいる、サスペンション装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１の記載のサスペンション装置
    であって、 油圧アクチュエータが動くと、油圧流体がその中を流れ
    るように、油圧アクチュエータに結合された少なくとも
    一つのオリフィスを更に含んでいる、サスペンション装
    置。
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