JP2575494B2

JP2575494B2 - 能動型サスペンション装置

Info

Publication number: JP2575494B2
Application number: JP13673089A
Authority: JP
Inventors: 豊青山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPH03515A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、車体と車輪との間に流体圧シリンダを介
装し、この流体圧シリンダの圧力室の圧力を圧力制御弁
等の制御弁で制御することにより、車両のロール，ピッ
チ等の姿勢変化を抑制制御する能動型サスペンション装
置に係り、特に制御弁に供給する作動流体の脈圧減衰を
効果的に行うようにした能動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、本出願人
が先に提案した特開昭62−289420号に記載されているも
のがある。

この先行技術は、第４図に示すように、各車輪40と車
体41との間に介装された流体圧シリンダ42と、これら流
体圧シリンダ42に作動流体を供給し、エンジンの駆動力
によって作動される流体圧供給装置43と、各流体圧シリ
ンダ42の作動圧を所定の指令値に応じて制御する圧力制
御弁44と、車体41の各車輪位置に設けられた上下加速度
検出器45の検出値に基づき車体の姿勢変化を抑制する指
令値を圧力制御弁44に出力する制御装置46とを備えてお
り、圧力制御弁44と流体圧供給装置43との間はライン圧
配管47及びドレン配管48を介して夫々直接接続され、ラ
イン圧配管47に脈圧減衰用のアキュムレータ49が接続さ
れた構成を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

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、圧力制御弁44と流体圧供給装置43とが直接
ライン圧配管47及びドレン配管48を介して接続され、そ
のライン圧配管47に１つのアキュムレータ49が接続され
ていたため、流体圧供給装置43からの作動流体の脈圧を
十分に減衰することができない課題があった。すなわ
ち、ライン圧P_Lは通常状態で例えば100kg/cm²であると
きに、スラローム走行、長距離悪路走行などでは、圧力
制御弁44によって各流体圧シリンダ42への作動流体の供
給及び排出が頻繁に行われることによって、例えば60kg
/cm²程度に減少することがあり、これらの状態でアキュ
ムレータ49によって脈圧減衰効果を発揮させるにはアキ
ュムレータ49のガス封入圧P_Aを50kg/cm²程度に選定する
必要があるが、この場合には、ライン圧P_Lが低下してい
る場合には脈圧減衰効果が大きく、逆に通常状態ではア
キュムレータ49による脈圧減衰効果が少なくなる。

この課題を解決するために、通常のライン圧での脈圧
減衰効果を高めるため、ガス封入圧P_Aを50kg/cm²程度に
選定した２つのアキュムレータを使用することが考えら
れるが、この場合には、通常ライン圧での脈圧減衰効果
を多少高めることはできても、十分な脈圧減衰効果を得
ることはできず、十分な脈圧減衰効果を得るためには、
多数のアキュムレータを設ける必要があり、車両搭載性
が悪化すると共に、生産コストが嵩む等の新たな課題が
ある。

そこで、この発明は、上記従来例の課題に着目してな
されたものであり、流体圧供給装置からのライン圧が通
常状態であっても、圧力低下状態であっても十分な脈圧
減衰効果を発揮することが可能な能動型サスペンション
装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明に係る能動型サ
スペンション装置は、各車輪と車体との間に介装された
流体圧シリンダと、該流体圧シリンダに供給される流体
圧供給装置からの作動流体圧を制御する制御弁とを備え
た能動型サスペンション装置において、前記流体圧供給
装置及び制御弁間のライン圧配管に封入圧の異なる複数
のアキュムレータを接続し、該複数のアキュムレータの
うちの少なくとも２つの封入圧が、一方は前記ライン圧
配管における通常ライン圧近傍での脈圧減衰効果を発揮
する値に選定され、他方は前記ライン圧配管における最
低ライン圧近傍での脈圧減衰効果を発揮する値に選定さ
れていることを特徴としている。

〔作用〕

この発明に係る能動型サスペンション装置において
は、流体圧供給装置及び流体圧シリンダを制御する制御
弁間のライン圧配管に複数のアキュムレータが接続さ
れ、これらアキュムレータの封入圧が、一方は前記ライ
ン圧配管における通常ライン圧近傍での脈圧減衰効果を
発揮する値に選定され、他方は前記ライン圧配管におけ
る最低ライン圧近傍での脈圧減衰効果を発揮する値に選
定されている。したがって、例えばアキュムレータが２
つであるときに、その一方のガス封入圧を80kg/cm²、他
方のガス封入圧を50kg/cm²とすることにより、ライン圧
P_Lが10kg/cm²である通常状態では、封入圧80kg/cm²のア
キュムレータによって十分な脈圧減衰効果を発揮し、ラ
イン圧が60kg/cm²程度に減少したときには、封入圧50kg
/cm²のアキュムレータによって十分な脈圧減衰効果を発
揮することができ、ライン圧の変動にかかわらず、十分
な脈圧減衰効果を発揮することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の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油圧回路図であ
る。

図中、FSは流体圧供給装置であって、油圧ポンプ１を
有し、この油圧ポンプ１の回転軸が、エンジン２の出力
軸2aに連結されて回転駆動されると共に、吸込側がオイ
ルタンク３に接続され、吐出側に逆止弁４を介してライ
ン圧配管５が接続されている。

また、流体圧供給装置FSは、ライン圧配管５に接続さ
れた脈動吸収用のアキュムレータ６と、このアキュムレ
ータ６の下流側のライン圧配管５に介挿されたフィルタ
７と、このフィルタ７と並列に接続された逆止弁８と、
オイルタンク３にオイルクーラー９を介して接続された
ドレン配管10とを備えている。

そして、ライン圧配管５及びドレン配管10が圧力保持
部11を介して各車輪に対応する圧力制御弁13の供給圧ポ
ート21a及び戻りポート21bに接続されている。

圧力保持部11は、ライン圧配管５に介挿された逆止弁
14と、ライン圧配管５及びドレン配管10間に介挿され
た、通常状態のライン圧P_L（kg/cm²）を設定する通常ラ
イン圧設定用リリーフ弁15と、逆止弁14の下流側のライ
ン圧がパイロット圧P_Pとして供給されるパイロット操作
形逆止弁16とを備えている。パイロット操作形逆止弁16
は、パイロット圧P_Pが圧力制御弁13の中立圧P_N以上であ
るときには、全開状態となって、入力ポート16i及び出
力ポート16o間を連通状態とし、パイロット圧P_Pが中立
圧P_N未満となると全閉状態となって、入力ポート16i及
び出力ポート16o間を遮断状態とする。

圧力制御弁13は、車両の車高、横加速度、上下加速
度、前後加速度等の検出信号に基づき、車体の姿勢変化
を抑制する指令値を出力する姿勢変化抑制制御装置17か
らの指令値Ｉが供給され、この指令値Ｉに応じた制御圧
力P_Cを出力し、これが各車輪と車体との間に介挿された
能動型サスペンションを構成する油圧シリンダ19に供給
されて車体の姿勢変化に抗する付勢力を発生させる。こ
の圧力制御弁13の具体的構成は、第２図に示すように、
入力ポート21a、戻りポート21b及び制御ポート21cを形
成した弁ハウジング21内に、スプール22、ポペット23及
び比例ソレノイド24のプランジャ24aがその順に同軸的
に配設されている。

スプール22は、両端にランド22a,22bを有し、ランド2
2a及び弁ハウジング21に形成された流体入出口21aを有
する隔壁21dとの間に圧力室22cが形成されていると共
に、ランド22b及び弁ハウジング21との間に圧力室22dが
形成され、圧力室22cがパイロット通路21eを介して入力
ポート21aに連通され、圧力室22dがスプール22内に形成
された流体通路22eを介して制御ポート21cに連通されて
いる。なお、22f,22gはスプール22をセンタリングする
スプリングである。

ポペット23は、一端がパイロット通路21eと戻りポー
ト21bに連通する戻り通路21fとを隔てる隔壁21gに形成
された弁座21hに対向し、他端が電磁比例ソレノイド24
のプランジャ24aの作動子24bに対向されている。

比例ソレノイド24は、軸方向に摺動自在なプランジャ
24aと、このプランジャ24aのポペット23側に固設された
作動子24bと、プランジャ24aに対して下方への推力を与
える励磁コイル24cとを有しており、この励磁コイル24c
が姿勢変化抑制制御装置17からの直流電流でなる指令値
Ｉによって適宜励磁される。これによって、プランジャ
24aに下方への推力が与えられ、作動子24bを介して前記
ポペット23の位置を制御して、弁座21hを通過する流量
を制御する。そして、比例ソレノイド24による推力がポ
ペット23に加えられている状態で、圧力室22c及び22dの
両者の圧力が釣り合っていると、スプール22は中立位置
にあって制御ポート21cと入力ポート21a及び戻りポート
21bとの間が遮断されている。

ここで、指令値Ｉと制御ポート21cから出力される制
御油圧P_Cとの関係は、第３図に示すように、指令値Ｉが
零近傍であるときにP_MINを出力し、この状態から指令値
Ｉが正方向に増加すると、これに所定の比例ゲインK₁を
もって制御出力P_Cが増加し、圧力保持部11の設定ライン
圧P_LHで飽和する。

そして、圧力制御弁13の入力ポート21aが圧力保持部1
1の逆止弁14に接続され、戻りポート21hが圧力保持部11
のパイロット操作逆止弁16の入力ポート16iに接続さ
れ、さらに制御ポート21cが車体及び各車輪との間に介
挿された油圧シリンダ19の圧力室19aに接続されてい
る。

一方、圧力保持部11及び圧力制御弁13との間のライン
圧配管５には、脈圧減衰用のガス封入圧の異なる２つの
アキュムレータ25a,25bが並列に接続されている。これ
らアキュムレータ25a及び25bは、その一方のアキュムレ
ータ25aのガス封入圧P_A1が圧力保持部11のリリーフ弁15
によって規制される設定ライン圧P_LHより例えば20kg/cm
²程度低い値に選定され、他方のアキュムレータ25bのガ
ス封入圧P_A2がスラローム走行、長距離悪路走行等にお
けるライン圧低下時の中立圧P_Nよりは高く最低ライン圧
P_LLより10kg/cm²程度低い値に選定されている。

なお、26及び27は油圧シリンダ19に入力される路面か
らの車両バネ下振動の圧力変動を吸収するための減衰バ
ルブ及びアキュムレータである。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両が停車
状態にあり、イグニッションスイッチがオフ状態にある
ものとすると、この状態では、エンジン２が回転停止状
態にあり、油圧ポンプ１も停止状態にあり、ライン圧保
持部11の出力側の圧力が圧力制御弁13の中立圧P_Nに略維
持されているものとする。

この状態で、イグニッションスイッチをオン状態とし
て、エンジン２を始動させてアイドリング状態とする
と、その出力軸2aの回転上昇に伴って油圧ポンプ１の回
転も上昇して、その回転に応じた吐出量の作動油がライ
ン圧配管５に供給される。

したがって、ライン圧配管５内の圧力が上昇し、これ
に伴ってパイロット操作形逆止弁16に供給されるパイロ
ット圧P_Pも上昇する。

そして、パイロット圧P_Pがリリーフパイロット圧P_P0
即ち中立圧P_Nを越えた時点でパイロット操作形逆止弁16
が開状態となって圧力制御弁13の戻りポート21bがオイ
ルタンク３に連通される。

その後、油圧ポンプ１から吐出される作動油の圧力が
高くなって逆止弁14の上流側のライン圧P_Lがリリーフ弁
15の設定圧力P_Lを越えると、その超過分がリリーフ弁15
を通じ、ドレン配管７を通じてオイルタンク３に戻さ
れ、ライン圧が設定圧力P_LHに維持される。

一方、イグニッションスイッチがオン状態となったと
きに、姿勢変化抑制制御装置17も作動状態となり、乗員
の乗降により車高変化による車体の姿勢変化を抑制する
指令値Ｉを圧力制御弁13に出力することにより、車高を
目標車高に一致させる。この車高調整を行っているとき
には、ライン圧の変動分が少なく、略設定圧力P_LHに維
持されているので、アキュムレータ25a,25bのうちアキ
ュムレータ25aのガス封入圧P_A1が設定圧力P_LHより20kg/
cm²程度低く設定されているので、このアキュムレータ2
5aが大きな脈圧減衰効果を発揮すると共に、アキュムレ
ータ25bも小さいながらも脈圧減衰効果を発揮するの
で、車高調整の際のライン圧変動に対して総合的に大き
な脈圧減衰効果を発揮させることができる。

その後、車両を発進させると、姿勢変化抑制制御装置
17で、加速時のスカット、減速時のノーズダイブ、旋回
時のロール、その他のピッチ、バウンス等による車体の
姿勢変化を検出して、これらを抑制する指令値Ｉを圧力
制御弁13に出力することにより、油圧シリンダ19の圧力
を制御し、車体の姿勢変化を抑制する。

また、凹凸量の比較的少ないうねり路の走行時に車輪
側からバネ上共振周波数域に対応する比較的低周波数の
振動入力が油圧シリンダ19に伝達されたときには、この
振動入力に応じて油圧シリンダ19の内圧が変動すること
になり、圧力制御弁12の制御ポート21cの圧力も変動す
ることになる。この状態となると、圧力制御弁13の圧力
室22dの圧力が変動することになり、姿勢変化抑制制御
装置17からの指令値Ｉに基づく圧力室22cの圧力より低
下したときには、スプール22が下降して入力ポート21a
と制御ポート21cとが連通状態となってライン圧P_LHが油
圧シリンダ19に供給される。このため、油圧シリンダ19
の内圧が上昇し、これに応じて圧力室22dの圧力が上昇
してスプール22が上昇し、圧力室22cの圧力と圧力室22d
の圧力とが等しくなるとランド22bによって入力ポート2
1aが閉じられる。一方、圧力室22dの圧力が圧力室22cの
圧力より高くなると、スプール22が上昇して戻りポート
21bと制御ポート21cとが連通状態となって油圧シリンダ
19内の作動油がドレン配管10を介してオイルタンク３に
戻される。このため、油圧シリンダ19の内圧が低下し、
これに応じて圧力室22cの圧力が低下してスプール22が
下降し、圧力室22cの圧力と圧力室22dの圧力とが等しく
なるとランド22aによって戻りポート21bが閉じられる。
結局、油圧シリンダ19に伝達される路面からの振動入力
が吸収され、車体に伝達されることが防止される。

また、油圧シリンダ13に車輪側からばね下共振周波数
域の振動入力が伝達されると、この振動入力による油圧
シリンダ13の圧力室13a内の圧力変動が生じるが、この
場合は、圧力室13aに絞り弁26を介してアキュムレータ2
7が接続されているので、このアキュムレータ27によっ
て振動入力が吸収される。

また、車両の走行中にスラローム走行を行ったときや
悪路を長距離走行したときに、油圧シリンダ19の圧力室
19aの圧力変動が大きくなり、これに応じてライン圧が
アキュムレータ25aのガス封入圧P_A1以下に大きく低下し
て最低ライン圧P_LLとなる状態が生じることがあるが、
この状態ではアキュムレータ25aはそのガス封入圧P_A1よ
りライン圧が低いので、脈圧減衰効果は全く発揮しない
が、アキュムレータ25bについてはそのガス封入圧P_A2が
最低ライン圧P_LLより低く設定されているので、大きな
脈圧減衰効果を発揮することができ、この場合の脈圧減
衰効果がライン圧が設定圧力P_LHの場合に比較して脈圧
減衰効果が少ないアキュムレータ１個分減少することに
なるが、ライン圧が極端に減少する場合は特殊な走行条
件であり、頻度も少ないので、油圧シリンダ19の制御に
対する影響は無視することができる。

この走行状態から、車両を停止させて、イグニッショ
ンスイッチをオフ状態とすると、流体圧供給装置FSの油
圧ポンプ１がエンジン２の回転停止に伴って回転停止
し、その吐出圧が急激に低下することになるが、ライン
圧配管５には、逆止弁４及び14が介挿されているため、
圧力制御弁13及びアキュムレータ25a,25bの圧力が急激
に減少することはなく、圧力制御弁13のパイロット通路
21e及び戻り通路21fを通じで徐々に減圧される。そし
て、アキュムレータ25a及び25bの圧力が中立圧P_Nに未満
となると、パイロット操作形逆止弁16が全閉状態となる
ので、圧力制御弁13及び油圧シリンダ19内に作動油が略
中立圧P_Nで封入されて保持される。

なお、上記実施例においては、２つのアキュムレータ
25a,25bを設け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、３つ以上のアキュムレータを設
け、これらのガス封入圧を少なくとも２段階に異ならせ
るようにしてもよい。

また、上記実施例においては、圧力保持部11及び圧力
制御弁13間に複数のアキュムレータ25a,25bを設けた場
合について説明したが、これに限定されるものではな
く、流体圧供給装置FS内のアキュムレータ６を異なる封
入圧の複数のアキュムレータに置換しても上記実施例と
同様の作用効果を得ることができる。

さらに、上記実施例においては、油圧ポンプ１の回転
駆動力をエンジンから得るように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、電動モータ等
の他の回転駆動源を適用し得ることは言うまでもない。

またさらに、油圧サスペンションの制御弁としては上
記圧力制御弁13に限定されるものではなく、他の流量制
御型サーボ弁等を適用し得るものである。

なおさらに、上記実施例においては、作動流体として
作動油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、圧縮率の少ない流体であれば任意
の作動流体を適用し得る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る能動型サスペン
ション装置によれば、流体圧供給装置及び制御弁間のラ
イン圧配管に封入圧の異なる複数のアキュムレータを接
続し、該複数のアキュムレータのうちの少なくとも２つ
の封入圧が、一方は前記ライン圧配管における通常ライ
ン圧近傍での脈圧減衰効果を発揮する値に選定され、他
方は前記ライン圧配管における最低ライン圧近傍での脈
圧減衰効果を発揮する値に選定された構成としたので、
制御弁に供給されるライン圧が設定圧力近傍である通常
状態で最大の脈圧減衰効果を得ることができると共に、
ライン圧が最低ライン圧まで低下した場合でも、効果的
な脈圧減衰効果を得ることができ、流体圧シリンダを制
御する制御弁の制御圧がライン圧によって変動すること
を確実に防止することができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す系統図、第２図はこ
の発明に適用し得る圧力制御弁の一例を示す縦断面図、
第３図は圧力制御弁の指令値に対する制御圧力の関係を
示す特性線図、第４図は従来例を示す系統図である。図中、FSは流体圧供給装置、１は油圧ポンプ、２はエン
ジン、５はライン圧配管、11は圧力保持部、13は圧力制
御弁、19は油圧シリンダ、21aは入力ポート、21bは戻り
ポート、21cは制御ポート、25a,25bはアキュムレータで
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各車輪と車体との間に介装された流体圧シ
リンダと、該流体圧シリンダに供給される流体圧供給装
置からの作動流体圧を制御する制御弁とを備えた能動型
サスペンション装置において、前記流体圧供給装置及び
制御弁間のライン圧配管に封入圧の異なる複数のアキュ
ムレータを接続し、該複数のアキュムレータのうちの少
なくとも２つの封入圧が、一方は前記ライン圧配管にお
ける通常ライン圧近傍での脈圧減衰効果を発揮する値に
選定され、他方は前記ライン圧配管における最低ライン
圧近傍での脈圧減衰効果を発揮する値に選定されている
ことを特徴とする能動型サスペンション装置。