JP2650707B2 - 電磁比例式圧力制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の車高調整及び車両姿勢制御可能な
サスペンションユニット等に適用される電磁比例式圧力
制御弁に関する。

（従来の技術） 従来、車高調整装置としては、例えば特開昭62−9612
6号公報に記載されているようなものが知られており、
このような車高調整装置は、電磁比例式圧力制御弁の作
動により出力回路内の流体圧が制御され、これによりこ
の出力回路に接続された車高調整アクチュエータの作動
が制御されるよう構成されている。

そして、このような車高調整装置に用いられる従来の
電磁比例式圧力制御弁は、ソレノイドを備え、ソレノイ
ドに通電される電流値に応じた押圧力がスプールに加え
られ、その電流値に比例した出力流体圧となるよう構成
されていた。即ち、通電される電流値が０になると出力
流体圧も０となるものであった。

（発明が解決しようとする課題） ところで、この従来公報に示されているような車高調
整装置では、異常発生時の対策として、異常検出手段に
より、車高の可変制御の異常が検出されると、電磁比例
式圧力制御弁への通電をカットして車高調整制御を中止
するようになっていた。

しかしながら、従来の電磁比例式圧力制御弁では、上
述のように制御が中止されると、即ち、ソレノイドへの
電流値が０になると、出力回路の流体圧も０となるよう
になっていたために、車高調整装置において制御を中止
すると、車高が下がってしまうという問題があった。

本発明は、このような問題を課題として成され、その
目的とするところは、制御を中止しても（ソレノイドへ
通電する電流値を０としても）出力回路の流体圧を所定
圧とすることのできる電磁比例式圧力制御弁を提供し
て、この課題を解決することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述のような課題を解決するため、バルブ
ボディに穿設され、液圧供給回路に接続された液圧供給
ポート及びドレーン回路に接続されたドレーンポートが
形成されると共に両ポート間位置でパイロット出力回路
に接続されたパイロットバルブ穴と、該パイロットバル
ブ穴に摺動可能に設けられ、前記パイロット出力回路を
両ポートに対して遮断した中立位置から摺動してパイロ
ット出力回路を液圧供給ポート及びドレーンポートに選
択的に接続してパイロット出力回路の液圧であるパイロ
ット圧を制御可能なパイロットスプールと、前記パイロ
ットバルブ穴の一端の第１背室側に設けられ、パイロッ
ト出力回路と液圧供給回路とが連通される方向へパイロ
ットスプールを押圧するソレノイドと、前記パイロット
バルブ穴の他端の第２背室に設けられ、前記ソレノイド
の押圧方向とは逆方向へパイロットスプールを摺動付勢
するリターンスプリングと、前記バルブボディに穿設さ
れ、液圧供給回路に接続された液圧供給ポート及びドレ
ーン回路に接続されたドレーンポートが形成されると共
に両ポート間位置でメイン出力回路に接続されたメイン
バルブ穴と、該メインバルブ穴に摺動可能に設けられ、
前記面出力回路を両ポートに対して遮断した中立位置か
ら摺動して前記メイン出力回路を液圧供給ポート及びド
レーンポートに選択的に接続してメイン出力回路の液圧
であるメイン出力液圧を制御可能なメインスプールと、
を備え、該メインスプールは、一端のパイロット受圧面
で前記パイロット出力回路に接続されたパイロット室の
パイロット液圧を受圧する一方、他端のフィードバック
受圧面で前記メイン出力回路と流路を介して接続された
フィードバック室のフィードバック圧を受圧することで
摺動してメイン出力液圧を制御可能に構成された電磁比
例式圧力制御弁であって、前記リターンスプリングは、
ソレノイドへの電流値が所定未満の時には、パイロット
スプールを前記中立位置からソレノイド側に大きく摺動
した停止範囲位置に配置させ、ソレノイドへの電流値が
所定以上の時には、パイロットスプールを前記中立位置
付近の前記液圧制御が可能な範囲である制御範囲位置に
配置可能な弾発力に設定され、前記パイロットスプール
は、停止範囲位置に配置されたとき、前記液圧供給ポー
トを前記ドレーン回路側に連通させると共に、前記パイ
ロット出力回路を前記ドレーン回路に連通させるよう構
成され、前記パイロットバルブ穴に接続されているドレ
ーン回路の経路の途中に、流量を制限するオリフィスが
設けられている手段とした。

（作 用） 本発明の電磁比例式圧力制御弁では、ソレノイドに対
して所定以上の電流値の通電を行うと、パイロットバル
ブスプールは制御範囲位置に摺動され、パイロット出力
回路を液圧供給ポートとドレーンポートとに選択的に接
続して、パイロット出力回路の液圧がソレノイドへの電
流値に比例したパイロット圧に制御される。そして、こ
のパイロット圧は、パイロット出力回路を介してメイン
バルブ穴のパイロット室に伝達され、このパイロット室
のパイロット圧を受圧してメインスプールが摺動して、
メイン出力回路を液圧供給ポートとドレーンポートとに
選択的に接続して、メイン出力回路のメイン出力液圧が
パイロット圧に比例した圧力に制御される。

一方、ソレノイドに対して、電流をカットする等所定
未満の電流値の通電を行うと、パイロットスプールは停
止範囲位置に配置される。パイロットスプールがこの停
止範囲位置に配置されると、パイロットバルブ穴に形成
されている液圧供給ポートがドレーン回路に接続される
と共に、パイロット出力回路もドレーン回路に接続され
る。したがって、液圧供給回路の液圧はドレーン回路に
排出されるのであるが、このドレーン回路の流路の途中
にはオリフィスが設けられていて流量が制限されること
から、ドレーン回路においてオリフィスよりも上流側の
液圧がオリフィスの断面積で決定される所定圧に上昇す
る。そして、このドレーン回路の所定圧の液圧は、パイ
ロット圧としてパイロット出力回路に伝達される。よっ
て、メインスプールは、所定圧のパイロット圧を受圧し
て、このパイロット圧で決定される位置に配置されて、
メイン出力回路のメイン出力液圧を所定圧に制御する。

このように、本発明の電磁比例式圧力制御弁では、ソ
レノイドの通電をカットした場合、メイン出力回路のメ
イン出力液圧を所定圧に制御できるものであり、従来技
術で示した車高調整装置のように、異常発生時にはソレ
ノイドへの電流をカットする装置に適用した場合には、
メイン出力回路の液圧が所定圧に維持されて、車高が所
定車高に保たれるものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成について説明する。

第１図は、本発明一実施例の電磁比例式圧力制御弁
（以下圧力制御弁と言う）Ｂを示す断面図であって、図
において１はバルブボディを示している。

前記バルブボディ１には、パイロットバルブ穴11とメ
インバルブ穴12とが同一軸心で穿設されていて、両バル
ブ穴11,12にはそれぞれパイロットスプール２とメイン
スプール３とが設けられている。

即ち、本実施例の圧力制御弁は、パイロットバルブPB
とメインバルブMBとで構成され、パイロットバルブPBに
より制御されたパイロット出力液圧により、メインバル
ブMBにより出力されるメイン出力液圧を制御するよう構
成されているもので、本発明実施例はパイロットバルブ
PBに適用されている。

そこでまず、メインバルブMBの構成を説明すると、メ
インバルブ穴12には、液圧供給回路５に接続された液圧
供給ポート12aとドレーン回路６に接続されたドレーン
ポート12bとが形成され、かつ、両ポート12a,12b間位置
には、メイン出力回路MAが接続されている。

そして、このメインバルブ穴12に対し、メインスプー
ル３が軸方向に摺動自在に挿入され、このメインスプー
ル３には、前記液圧供給ポート12aとメイン出力回路MA
とを接続したり遮断したりする液圧供給側ランド3aと、
前記ドレーンポート12bをメイン出力回路MAと接続した
り遮断したりするドレーン側ランド3bとが形成されてい
る。

即ち、メインスプール３が摺動することにより、前記
メイン出力回路MAが両ポート12a,12bに選択的に接続さ
れて、メイン出力回路MAの液圧（メイン出力液圧）が制
御されるもので、このメイン出力液圧の増圧方向（図中
左方向）へは、メインバルブ穴12aの一端部のパイロッ
ト室12cに接続されたパイロット出力回路PAの液圧をメ
インスプール３の一端面のパイロット受圧面3cで受圧し
て摺動され、一方、メイン出力液圧の減圧方向（図中右
方向）へは、メインスプール３に穿設されたフィードバ
ック孔3dにより導かれるフィードバック液圧をメインス
プール３の他端面のフィードバック受圧面3eで受圧する
ことで摺動される。

尚、前記メインスプール３は、両端に設けられたセン
タリングスプリング3f,3gにより、メイン出力回路MAが
両ポート12a,12bに接続されない中立位置に付勢されて
いる。

また、前記メイン出力回路MAは、第２図に示すよう
に、車高調整アクチュエータ４に接続されている。即
ち、前記車高調整アクチュエータ４は、下端が車軸側に
支持されたシリンダチューブ41と上端が車体に支持され
たピストンロッド42とを備え、前記シリンダチューブ41
には圧力室43が形成され、前記ピストンロッド42には、
前記メイン出力回路MAの液圧を圧力室43に導くロッド孔
42aと、前記圧力室43を上側圧力室43aと下側圧力室43b
とに区画するピストン44が設けられている。

従って、メイン出力回路MAの液圧を増圧させるとピス
トン44の上下の受圧面積の差によりピストン44が上方へ
摺動して車高が上昇し、逆にメイン出力回路MAの液圧を
減圧させるとピストン44ンが下降して車高が低下するよ
う構成されている。

また、前記車高調整アクチュエータ４は、車両の４輪
の近傍に配置され、この４箇所の車高を調整すること
で、車両姿勢も変化可能となっている。従って、本実施
例の圧力制御弁Ｂも４個設けられている。

尚、第２図において、７は各圧力制御弁Ｂの作動を制
御するコントローラである。また、８はこのコントロー
ラ７に対し、例えば、各４輪の位置の車高を検知する車
高センサや車両に対する前後，左右，上下方向の重力加
速度を検知する加速度センサ等から成り、所定の入力情
報を与える入力センサ群である。

また、前記液圧供給回路５の一端はポンプＰに接続さ
れ、その途中にはチェックバルブ51及びアキュムレータ
52が設けられており、一方、前記ドレーン回路６の一端
はドレーンタンクＴに接続され、その途中にはパイロッ
トチェックバルブ61が設けられている。さらに、両回路
間5,6にはリリーフバルブ９が設けられている。

次に、パイロットバルブPBの構成について説明する。

前記パイロットバルブ穴11には、一端側に他の部分よ
り大径の大径部11aが形成され、また、中央部付近には
液圧供給回路５に接続された液圧供給ポート11b及びド
レーン回路６に接続されたドレーンポート11cが形成さ
れ、かつ、両ポート11b,11c間位置は、バルブボディ１
に形成されたパイロット出力回路PAが接続されている。
そして、このパイロットバルブ穴11の両端部は、第１背
室11d及び第２背室11eとされ、両室11d,11eは、それぞ
れ、ドレーン回路６に接続されている。

このパイロットバルブ穴11に挿入されたパイロットス
プール２には、前記大径部11aに配置され、パイロット
バルブ穴11との間でフィードバック室11fを構成する大
径ランド2aと、前記ドレーンポート11cとパイロット出
力回路PAとを接続したり遮断したりするドレーン側ラン
ド2bと、前記液圧供給ポート11bとパイロット出力回路P
Aとを接続したり遮断したりする液圧供給側ランド2cと
が形成されている。尚、両ランド2b,2c間に形成された
空間11gは、パイロットスプール２に穿設されたフィー
ドバック孔2dにより前記フィードバック室11fと連通さ
れている。

即ち、このパイロットスプール２を摺動させること
で、パイロット出力回路PAが液圧供給回路５及びドレー
ン回路６に選択的に接続されてパイロット出力回路PAの
液圧（パイロット圧）が制御される。そして、パイロッ
ト圧増圧方向（図中右方向）への摺動は、ソレノイド９
により成され、パイロット圧減圧方向（図中左方向）へ
の摺動は、大径ランド2aの径差部分であるフィードバッ
ク受圧面2eで受圧するフィードバック液圧の受圧力と、
第２背室11e内に設けられたリターンスプリング10との
合力により成される。尚、前記ソレノイド９は、前記コ
ントローラ７から出力される制御電流i₀により、この制
御電流i₀に比例した吸引力を発生し、この吸引力に応じ
た押圧力でプランジャ91によりパイロットスプール２を
押圧するものである。

ところで、前記リターンスプリング10の弾発力は、以
下に述べるような強さに設定されている。

即ち、ソレノイド９に与える制御電流i₀が所定値i
₁（第３図参照）未満であるときには、パイロットスプ
ール２をソレノイド９側へ大きく摺動した位置である停
止範囲位置（第４図参照）Ｓに配置させることのできる
強さであって、また、ソレノイド９に対する電流が所定
値i₂（第３図参照）であるときには、第１図に示すよう
に、パイロットスプール２を中立位置付近及びリターン
スプリング10側へ大きく摺動した位置である制御範囲位
置Ｃに配置することができる強さに設定されている。
尚、第３図においてＳ及びＣは、それぞれ、パイロット
スプール２を停止範囲位置Ｓに配置させるときの電流値
の範囲及び制御範囲位置Ｃに配置させるときの電流値の
範囲を示している。

第４図はパイロットスプール２が停止範囲位置Ｓに配
置されている状態を示すもので、前記パイロットスプー
ル２には、この停止範囲位置Ｓのときに液圧供給ポート
11bと第２背室11eとを連通し、第１図に示す制御範囲位
置Ｃにおいてその連通を遮断する、スプリング側オリフ
ィスとしての切欠部2fが形成されている。

また、前記ドレーン回路６の第２背室11eからの経路6
aとドレーンポート11cからの経路6bとの連結箇所6cより
も下流位置に、ドレーン量の所定量以下に制限するドレ
ーン側絞りとしてのオリフィス6dが設けられている。

上記のように形成されたリターンスプリング10,切欠
部2f及びオリフィス6dにより、このパイロットバルブPB
のパイロット出力液圧は、第３図に示すような特性とな
る。即ち、第３図はソレノイド９への制御電流i₀の値と
パイロット出力圧との関係を示す図であり、制御電流i₀
の値が所定値i₂以上からi₄の範囲である場合には、パイ
ロットスプール２は制御範囲位置Ｃに配置され、電流値
に応じて摺動されて、従来と同様にパイロット出力回路
PAを液圧供給ポート11bとドレーンポート11cとに選択的
に接続して、制御電流i₀の電流値に比例したパイロット
出力液圧が得られる。

一方、ソレノイド９に対して所定値i₁未満の制御電流
i₀を与えたときには、パイロットスプール２は、第４図
に示すように停止範囲位置Ｓに配置され、この状態で切
欠部2fは、液圧供給ポート11bと第２背室11eとを連通す
る。これにより切欠部2fの絞り量に応じた作動液が液圧
供給ポート11bから第２背室11eに供給され、さらに、こ
の第２背室11eからドレーン回路６へドレーンされる。
そして、このドレーン回路６には、ドレーン量を所定量
に制限するオリフィス6dが設けられているため、このオ
リフィス6dの上流に液圧が発生するもので、この発生液
圧はドレーン回路６の経路6bを介してドレーンポート11
cに伝達され、そこからさらにドレーンポート11cと接続
状態のパイロット出力回路PAに伝達されるものである。

そして、ソレノイド９への電流がi₅から０の範囲で
は、切欠部2fの絞り量が一定となって、この発生液圧
は、電流i₃を与えたときに等しい所定圧力P₁となる。
尚、パイロット出力液圧がP₁であるときのメイン出力液
圧により、車高調整アクチュエータ４は、車高が最も平
均的な高さとなるよう作動する。

次に、実施例の車高調整装置の作用について説明す
る。

（イ）通常制御時 圧力制御弁Ｂ等に異常が発生していない通常時には、
コントローラ７は入力センサ群８からの信号に基いて、
車両を例えば、水平のような目標状態に制御すべく演算
を行い、各圧力制御弁Ｂへi₂〜i₄の範囲の制御電流i₀を
出力する。この範囲の値の制御電流i₀に対し圧力制御弁
ＢのパイロットバルブPBでは、パイロット出力液圧が制
御電流i₀に対し一次比例的に制御され、また、メインバ
ルブMBでは、メイン出力液圧がこのパイロット出力液圧
に比例して制御され、これにより所定の車高や車両姿勢
に制御される。

（ロ）異常発生時 入力センサ群８からの入力信号に基きコントローラ７
において、システムに異常が生じたと判定されると、ソ
レノイド９に対する制御電流i₀の出力が停止される（制
御電流が０となる）。尚、この異常は、例えば、制御電
流i₀により計算的に求められる出力液圧と実際の出力液
圧との差や、演算による車高と実際の車高との差により
判定することができる。

制御電流i₀の出力が停止されると、パイロットバルブ
PBではパイロット出力液圧がP₁となり、これにより、メ
インバルブMBにおいて所定のメイン出力液圧が得られ、
車高調整アクチュエータ４では、最も平均的な車高が得
られる。

このように、本実施例では、システムに異常が発生し
て制御電流i₀の出力を停止した場合に、最も平均的な車
高が得られ車高が最低車高に低下することがなく、安定
した走行が成されるという特徴が得られる。

加えて、実施例では、バルブ側絞りをパイロットスプ
ール２の表面に切欠部2fを形成した簡単な構成としたた
め、加工が容易で製造コストを抑えることができるとい
う特徴が得られる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、
具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、例
えば、実施例では流路としての切欠部2fをパイロットス
プール２のみに形成した例を示したが、バルブボディ１
側にも形成するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の電磁比例式圧力制
御弁にあっては、ソレノイドに対する電流値を０等の所
定以下にした場合に、ソレノイドにより作動されるパイ
ロットスプールにより形成されるパイロット圧が所定圧
に制御され、さらに、このパイロット圧により作動する
メインスプールにより形成されるメイン出力液圧が所定
液圧となるため、この本発明電磁比例式圧力制御弁を、
従来技術で示した車高調整装置のような、異常発生時に
はソレノイドへの電流をカット（電流値を０と）して制
御を中止する装置に適用した場合には、制御中止時にお
いて車高を低下させることなく所定車高に保つことがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の電磁比例式圧力制御弁示す断
面図、第２図は実施例制御弁を適用した車高調整装置の
構成を示す全体図、第３図は実施例制御弁の制御電流と
パイロット出力液圧との関係を示すグラフ、第４図は実
施例制御弁のパイロットスプールが停止範囲位置に配置
された状態を示す断面図である。 １……バルブボディ ２……パイロットスプール 2f……切欠部 ５……液圧供給回路 ６……ドレーン回路 6d……オリフィス ９……ソレノイド 10……リターンスプリング 11……パイロットバルブ穴 11b……液圧供給ポート 11c……ドレーンポート 11d……第１背室 11e……第２背室 PA……パイロット出力回路 Ｃ……制御範囲位置 Ｓ……停止範囲位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブボディ１に穿設され、液圧供給回路
   ５に接続された液圧供給ポート11b及びドレーン回路６
   に接続されたドレーンポート11cが形成されると共に両
   ポート間位置でパイロット出力回路PAに接続されたパイ
   ロットバルブ穴11と、 該パイロットバルブ穴11に摺動可能に設けられ、前記パ
   イロット出力回路PAを両ポート11b,11cに対して遮断し
   た中立位置から摺動してパイロット出力回路PAを液圧供
   給ポート11b及びドレーンポート11cに選択的に接続して
   パイロット出力回路PAの液圧であるパイロット圧を制御
   可能なパイロットスプール２と、 前記パイロットバルブ穴11の一端の第１背室11d側に設
   けられ、パイロット出力回路PAと液圧供給回路５とが連
   通される方向へパイロットスプール２を押圧するソレノ
   イド９と、 前記パイロットバルブ穴11の他端の第２背室11eに設け
   られ、前記ソレノイド９の押圧方向とは逆方向へパイロ
   ットスプール２を摺動付勢するリターンスプリング10
   と、 前記バルブボディ１に穿設され、液圧供給回路５に接続
   された液圧供給ポート12a及びドレーン回路６に接続さ
   れたドレーンポート12bが形成されると共に両ポート間
   位置でメイン出力回路MAに接続されたメインバルブ穴12
   と、 該メインバルブ穴12に摺動可能に設けられ、前記面出力
   回路MAを両ポート12a,12bに対して遮断した中立位置か
   ら摺動して前記メイン出力回路MAを液圧供給ポート12a
   及びドレーンポート12bに選択的に接続してメイン出力
   回路MAの液圧であるメイン出力液圧を制御可能なメイン
   スプール３と、を備え、 該メインスプール３は、一端のパイロト受圧面3cで前記
   パイロット出力回路PAに接続されたパイロット室12cの
   パイロット液圧を受圧する一方、他端のフィードバック
   受圧面3eで前記メイン出力回路MAと流路3dを介して接続
   されたフィードバック室のフィードバック圧を受圧する
   ことで摺動してメイン出力液圧を制御可能に構成された
   電磁比例式圧力制御弁であって、 前記リターンスプリング10は、ソレノイド９への電流値
   が所定未満の時には、パイロットスプール２を前記中立
   位置からソレノイド９側に大きく摺動した停止範囲位置
   に配置させ、ソレノイド９への電流値が所定以上の時に
   は、パイロットスプール２を前記中立位置付近の前記液
   圧制御が可能な範囲である制御範囲位置に配置可能な弾
   発力に設定され、 前記パイロットスプール２は、停止範囲位置に配置され
   たとき、前記液圧供給ポート11bを前記ドレーン回路６
   側に連通させると共に、前記パイロット出力回路PAを前
   記ドレーン回路６に連通させるよう構成され、 前記パイロットバルブ穴11に接続されているドレーン回
   路６の経路6aの途中に、流量を制限するオリフィス6dが
   設けられていることを特徴とする電磁比例式圧力制御
   弁。