JP2708512B2

JP2708512B2 - 車両のサスペンション装置

Info

Publication number: JP2708512B2
Application number: JP31326588A
Authority: JP
Inventors: 俊樹森田; 毅志枝廣; 伸竹原; 拡佳熊田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1998-02-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JPH02158410A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は車両のサスペンション装置に関し、特に流体
シリンダへの流量を制御してサスペンション特性を可変
にする場合の改良に関する。

（従来の技術）従来より、車両のサスペンション装置として、例えば
特公昭59−14365号公報に開示されるように、車両の車
輪毎に、流体シリンダと、該流体シリンダの流体室に連
通するガスばねとを備えて、ガスばねの低いバネ定数で
もって車両の乗心地性を良好にしたハイドロニューマチ
ックサスペンション装置（HPS装置）が知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記の如きHPS装置、又はその内のガスば
ねを備えていないサスペンション装置において、各車輪
の流体シリンダの流体室への流量を流量制御弁で調整し
適宜流体を給排すれば、車両のサスペンション特性を車
両の直進時や旋回時等の運転状態に合せることができ、
より一層に乗心地性や走行安定性を向上できる。

而して、その場合に、エンジンにより駆動される流体
ポンプと、流体を蓄えるアキュムレータとを設け、上記
流体ポンプからの流体を一旦アキュムレータに蓄えた
後、この蓄えた流体を流体シリンダの流体室に供給する
ことで流体供給の応答性を高めるとき、流体シリンダの
流体室に供給し得る流体の圧力の下限値（アキュムレー
タからの流体の供給が可能な蓄圧値の下限値）は、車両
の旋回時（車体がロールして流体シリンダの流体室の圧
力が高くなる際）でも流体を供給し得るよう高圧値に設
定することが必要である。

しかるに、上記の如くアキュムレータの蓄圧値の下限
値を高圧値に設定する場合には、以下の欠点が生じる。
つまり、車両を車庫等に駐車させてエンジンを停止した
際にも、その後の乗員の乗降や荷物の積み降しに対応し
て所定期間の間は車高調整を行おうとする場合、エンジ
ン停止時であるから流体ポンプは停止してアキュムレー
タへの流体の蓄積はできず、しかもアキュムレータの容
量は一般にその設置スペース等の関係から小容量に選定
される関係上、アキュムレータから流体を供給するとそ
の蓄圧値が直ちに下限値に達してしまい、その結果、流
体供給が停止されて、短時間のうちに車高制御は行われ
なくなってしまい、車高調整の期間が短いという欠点が
生じる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、車庫等への駐車の際（エンジン停止時）にも、
乗員の乗降や荷物の積み降しに対応した所定時間の間
は、小容量のアキュムレータでも流体シリンダへの流体
の供給を可能して、その間での車高調整を可能にするこ
とにある。

（課題を解決するための手段）以上の目的を達成するため、本発明では、特に、車両
の駐車時等のエンジン停止時には車体の姿勢変化は乗員
の乗降等に応じた少ない変化であって、流体シリンダの
流体室の圧力も、その車両走行時等のエンジン駆動時に
おける圧力に比べて低い点に着目し、アキュムレータの
蓄圧値が車両走行時等のエンジン駆動時に設定した下限
値以下になっても流体の供給を続行することとする。

具体的に、請求項１の発明の解決手段は、車両の各車
輪毎に配設される流体シリンダと、エンジンにより駆動
される流体ポンプからの流体を蓄えるアキュムレータ
と、該アキュムレータに蓄えた流体を上記各流体シリン
ダの流体室に供給しかつ該流体室に供給された流体を排
出する制御弁とを備えて、車両のサスペンション特性を
可変にする車両のサスペンション装置を前提とする。そ
して、上記アキュムレータでの流体の蓄圧値を検出する
蓄圧値検出手段と、該蓄圧値検出手段により検出される
蓄圧値が、エンジン駆動時にあっては第１下限値以下の
とき、エンジン停止時にあっては該第１蓄圧幅値よりも
低い第２下限値以下のとき、上記制御弁による流体シリ
ンダの流体室への流体の供給を停止させる停止制御手段
とを備える構成としている。

また、請求項２の発明の解決手段は、上記請求項１と
同様、車両の各車輪毎に配設される流体シリンダと、エ
ンジンによる駆動される流体ポンプからの流体を蓄える
アキュムレータと、該アキュムレータに蓄えた流体を上
記各流体シリンダの流体室に供給しかつ該流体室に供給
された流体を排出する制御弁とを備えて、車両のサスペ
ンション特性を可変にする車両のサスペンション装置を
前提とする。そして、上記アキュムレータでの流体の蓄
圧値を検出する蓄圧値検出手段と、車速を検出する車速
検出手段と、上記蓄圧値検出手段により検出される蓄圧
値が、エンジン駆動時でかつ車速が所定値を超える状態
にあっては第１下限値以下のとき、エンジン停止時にあ
っては該第１下限値よりも低い第２下限値以下のとき、
エンジン駆動時でかつ車速が所定値以下の状態にあって
は第１下限値よりも低くかつ上記第２下限値よりも高い
第３下限値以下のとき上記制御弁による流体シリンダの
流体室への流体の供給を停止させる停止制御手段とを備
えたものとする。

（作用）以上の構成により、請求項１の発明では、車両が車庫
等に駐車するエンジン停止時、乗員の乗降や荷物の積降
しに伴う車高の変化に対して、車高が低くなる場合に
は、アキュムレータに蓄えられた流体が制御弁により流
体シリンダの流体室に供給されて、車高がその分高くな
り、目標車高に調整される。

その場合、アキュムレータでの流体の蓄圧値がエンジ
ン駆動時の第１下限値以下になっても流体の供給を続行
されるが、この駐車時（エンジン停止時）での流体シリ
ンダの流体室の圧力は車両走行時等のエンジン駆動時
（特に車両旋回時での車体のロール時）に比べて低く、
第１下限値以下の圧力値でも良好に供給できるので、車
高調整が確実に行い得る。

そして、アキュムレータの蓄圧値が第２下限値以下に
なった時点で制御弁が停止制御されて、流体の供給が停
止し、車高調整が停止することになる。したがって、ア
キュムレータの蓄圧値が第１下限値から第２下限値にま
で低下するまでの時間だけアキュムレータからの流体の
供給を良好に続行できて、アキュムレータの流体の使用
時間を延ばせるので、駐車後の乗員の乗降や荷物の積み
降しに対応した車両調整を行うことができる。

さらに、請求項２の発明では、エンジン駆動時であっ
ても車速が所定値以下の状態のときには、流体の供給が
停止される下限値が上記第１下限値と第２下限値との中
間の第３下限値に下方補正されるので、サスペンション
特性の可変制御を良好に行いつつ、蓄圧値の下限値を低
く変更した分だけ油ポンプを駆動するエンジンの負荷を
軽減することができる。

（発明の効果）以上説明したように、請求項１及び２の発明の車両の
サスペンション装置によれば、アキュムレータに蓄えた
流体を使用し、この流体を制御弁で流体シリンダの流体
室に供給してサスペンション特性を可変に制御する場
合、エンジンの停止時、例えば車両の車庫等への駐車等
には、アキュムレータの蓄圧値がエンジン駆動時の下限
値よりも低い値までアキュムレータの流体が使用できる
ので、小容量のアキュムレータであっても、駐車後の乗
員の乗り降りや荷物の積降しが行われる所定時間の間ま
で車高調整を続行することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、１は車体、2Fは前輪、2Rは後輪であ
って、車体１と左右の前輪2Fとの間、及び車体１と左右
の後輪2R間には、各々流体シリンダ３が配設されてい
る。該各流体シリンダ３内は、シリンダ本体3a内に嵌挿
したピストン3bにより液圧室（流体室）3cが形成されて
いる。上記ピストン3bに連結したロッド3dの上端部は車
体１に連結され、シリンダ本体3aは各々車輪2F,2Rに連
結されている。

また、上記各流体シリンダ３の減圧室3cには、各々、
連通路４を介してガスばね５が連通接続されている。該
各ガスばね５は、ダイヤフラム5eによりガス室5fと液圧
室5gとに区画され、該液圧室5gが流体シリンダ３の液圧
室3cに連通している。

また、８は油ポンプ（流体ポンプ）、9,9は該油ポン
プ８に液圧管路10を介して接続された比例流量制御弁
（制御弁）であって、各流体シリンダ３への流体の供
給，排出を行って流量を調整する機能を有する。

さらに、12は油ポンプ８の油吐出圧を検出する吐出圧
計、13は各流体シリンダ３の液圧室3cの液圧を検出する
液圧センサ、14は対応する車輪2F,2Rの車高（シリンダ
ストローク量）を検出する車高センサ、15は車両の上下
加速度（車輪2F,2Rのばね上の上下加速度）を検出する
上下加速度センサである。而して、上記各設計器及びセ
ンサの検出信号は各々内部にCPU等を有するコントロー
ラ17に入力されて、サスペンション特性の可変制御に供
される。

次に、流体シリンダ３への流体の給排制御用の油圧回
路を第２図に示す。同図において、油ポンプ８は、エン
ジンに連結されたモータ20により駆動されるパワーステ
アリング装置用の油ポンプ21と二連に接続されている。
油ポンプ８の吐出管8aには、該油ポンプ８から吐出され
る油（流体）を蓄える小容量のアキュムレータ22が連通
接続され、また該アキュムレータ22の下流側の吐出管8a
には上記吐出圧計12が接続されていて、該吐出圧計12に
よりアキュムレータ22での油の蓄圧値を検出する蓄圧値
検出手段を構成している。また、吐出管8aの下流側は前
輪側配管23F及び後輪側配管23Rが並列接続され、前輪側
配管23Fには左輪側配管23FL及び右輪側配管23FRが並列
接続され、該各配管23FL,23FRに対応する前輪の流体シ
リンダ3FL,3FRの液圧室3cが連通接続されている。同様
に、後輪側配管23Rには左輪側及び右輪側の配管23RL,23
RRが並列接続され、該各配管23RL,23RRには対応する後
輪の流体シリンダ3RL,3RRの液圧室3cが連通接続されて
いる。

上記各流体シリンダ3FL〜3RRに接続するガスばね5FL
〜5RRは、各々、具体的には複数個（４個）づつ備えら
れ、これ等は対応する流体シリンダ３の液圧室3cに連通
する共通連通路４に対して分岐連通路4a〜4dを介して互
いに並列に接続されている。また、上記各車輪毎の複数
個（第１〜第４）のガスばね5a〜5dは、その分岐連通路
4a〜4dに介設されたオリフィス25a〜25dを備えていて、
その各々の減衰作用と、ガス室5fに封入されたガスの緩
衝作用との双方により、サスペンション装置として基本
的な機能を発揮する。

また、油ポンプ８の吐出管8aには、アキュムレータ22
近傍にてアンロードリリーフ弁28が接続されている。該
リリーフ弁28は、開位置と閉位置とを有し、吐出圧計12
で計測したアキュムレータ22の油の蓄圧値が設定上限値
を越える場合に開位置に切換制御されて油をリザーブタ
ンク29に戻すと共に、アキュムレータ22の油の蓄圧値が
設定下限値以下の場合に閉位置に切換制御されて油ポン
プ８からアキュムレータ22への油の蓄積を行わせる機能
を有する。而して、各流体シリンダ３への油の供給はア
キュムレータ22の蓄油でもって行う。

以下、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の構成は同一
であるので、左前輪側のみを説明し、他はその説明を省
略する。即ち、左前輪側配管23FLには上記比例流量制御
弁９が介設されている。該比例流量制御弁９は、全ポー
トを閉じる停止位置と、左前輪側配管23FLを開く供給位
置と、左前輪側配管23FLの流体シリンダ３側をリターン
通路32に連通する排出位置との三位置を有すると共に、
圧力補償弁9aを内蔵し、該圧力補償弁9aにより上記供給
位置及び排出位置の二位置にて流体シリンダ３の液圧室
3c内の液圧を所定値に保持する。

加えて、上記比例流量制御弁９の流体シリンダ３側に
は、左前輪側配管23FLを開閉するパイロット圧応動型の
開閉弁33が介設されている。該開閉弁33は、比例流量制
御弁９の油ポンプ８側の左前輪側配管23FLの液圧を導く
電磁弁34の開時にその液圧がパイロット圧として導入さ
れ、このパイロット圧が所定値以上の時に開作動して左
前輪側配管23FLを開き、比例流量制御弁９による流体シ
リンダ３への流量の制御を可能とすると共に、その閉時
には流体シリンダ３の液圧室3cからの油の漏れを確実に
阻止する機能を有する。

さらに、各車輪のガスばね5FF〜5RRでは、各々、第１
ばね5aと第２ばね5bとの間の共通通路４に該連通路４を
絞る減衰バルブ26が介設されている。該減衰バルブ26
は、共通連通路４を開く開位置と、その通路面積を縮小
して絞る絞位置との二位置を有し、車両の旋回時には絞
位置に切換制御されて、比例流量制御弁９による流体シ
リンダ３の液圧室3cへの流体の給排制御の追随性を高め
る機能を有する。

尚、図中、35は流体シリンダ３の液圧室3cの液圧の異
常上昇時に開作動してその流体をリターン通路32に戻す
リリーフ弁である。また、36は油ポンプ８の吐出管8aに
おけるアキュムレータ22近傍に接続されたイグニッショ
ンキー連動弁であって、イグニッションキーのオフ操作
後の所定時期に開制御されてアキュムレータ22の蓄油を
タンク29に戻し、高圧状態を解除する機能を有する。37
は油ポンプ８の油吐出圧の異常上昇時にその油をタンク
29に戻して降圧するポンプ内リリーフ弁、38はリターン
配管32に接続されたリターンアキュムレータであって、
流体シリンダ３からの油の排出時に蓄圧作用を行うもの
である。

次に、アキュムレータ22への油の蓄積制御を第３図の
制御フローに基いて説明する。スタートして、ステップ
S₁でイグニッションスイッチのオン／オフ状態を判別
し、オン時（エンジン駆動時）には、ステップS₂で吐出
圧計12の検出信号に基いてアキュムレータ22での油の蓄
圧値Ｐを読込む。

しかる後、ステップS₃で車速検出手段で検出された車
速Ｖを判別し、Ｖ＞10km/hの通常走行時にはステップS₄
〜S₁₂でアキュムレータ22の蓄圧値Ｐを例えば160≧Ｐ＞
120kg/cm²の制御幅に収める。つまり、ステップS₄で蓄
圧値Ｐを判別し、Ｐ＞120kg/cm²の場合には良好な状況
と判断して直ちにリターンするが、ステップS₅で120≧
Ｐ＞110kg/cm²の場合には油の蓄積が必要と判断して、
ステップS₆でアンロードリリーフ弁28を閉制御して油ポ
ンプ８の油をアキュムレータ22に蓄積し蓄圧値Ｐを上昇
させる。そして、ステップS₇で蓄圧値Ｐを再び判別し、
Ｐ＝160kg/cm²の上限値になるまで続行し、その後、Ｐ
＝160kg/cm²になるとリターンする。

一方、上記ステップS₅でＰ≦110kg/cm²の場合には、
さらにステップS₈で蓄圧値Ｐを判別し、110kg/cm²の下
限値以下（110≧Ｐ＞110kg/cm²）の場合には、ステップ
S₉で各比例流量制御弁９を閉位置（中立位置）に切換制
御して流体シリンダ３の液圧室3cへの油の給排を一旦休
止し、その後、ステップS₁₀でアンロードリリーフ弁28
を閉制御して油ポンプ８から吐出される油をアキュムレ
ータ22に蓄積することとする。そして、ステップS₁₁で
蓄圧値Ｐの上昇を判別し、圧力増加の場合には上限値に
まで増加させるべくステップS₇に戻る。一方、圧力増加
がない場合又は上記ステップS₈でＰ≦100kg/cm²の場合
には、ステップS₁₂で油圧系の失陥と判断してシステム
ダウンさせる。

また、上記ステップS₃でＶ≦10km/hの極低速走行時に
はステップS₁₃〜S₂₁でアキュムレータ22の蓄圧値Ｐを例
えば160≧Ｐ＞110kg/cm²の制御幅に収める。この制御は
上記Ｖ＞10km/hの通常走行時と同様であるので、その相
違点のみを説明すると、制御幅の下限値が110kg/cm²で
あり、通常走行時よりも10kg/cm²低いこと、各比例流量
制御弁９を閉位置に切換制御して流体シリンダ３への油
の給排を休止する蓄圧値が100kg/cm²であり、車両の通
常走行時の下限値（110kg/cm²）よりも10kg/cm²低いこ
と、及び油圧系の失陥と判断してシステムダウンさせる
蓄圧値が90kg/cm²であることである。そして、110≧Ｐ
＞110kg/cm²の場合には、アンロードリリーフ弁28の閉
制御（ステップS₁₅）により油ポンプ８の油をアキュム
レータ22に蓄積して蓄圧値Ｐを160kg/cm²になるまで上
昇させる。一方、100≧Ｐ＞90kg/cm²の場合には、比例
流量制御弁９の閉制御（ステップS₁₈）により流体シリ
ンダ３への油の給排を一旦休止した後、アンロードリリ
ーフ弁28の閉制御（ステップS₁₉）により上記蓄圧値Ｐ
を上昇させる。

而して、上記ステップS₃でイグニッションスイッチの
オフ時（エンジン停止時）には、ステップS₂₂で車庫等
への車両の駐車時での乗員の乗降や荷物の積降しのため
の所定時間（例えば２分）を計測すべくタイマーをスタ
ートさせた後、ステップS₂₃で所定時間の経過を判別
し、未経過の場合には車高調整の必要ありと判断して、
ステップS₂₄で蓄圧値Ｐを読込んで、ステップS₂₅でこの
蓄圧値Ｐをエンジン停止時での下限値（90kg/cm²）と比
較する。そして、Ｐ＞90kg/cm²の場合には、ステップS
₂₆で各比例流量制御弁９でもって各流体シリンダ３の液
圧室3cにアキュムレータ22の油を供給すると共にこの液
圧室3cの油を排出して車高Ｈを目標車高Ｘに調整制御し
て、リターンする。

一方、Ｐ≦90kg/cm²の場合及びエンジン停止後から所
定時間が経過した場合には、各開閉弁33を閉位置に切換
制御して、各流体シリンダ３の液圧室3cに連通する配管
3FL〜3RRに閉じた後、ステップS₂₈で各比例流量制御弁
９の制御を停止してシステムダウンする。

よって、上記第３図の制御フローにおいて、ステップ
S₈,S₉,S₁₇,S₁₈,S₂₅,S₂₇,S₂₈により、吐出圧計12が検出
するアキュムレータ22の油の蓄圧値Ｐが、車両の通常走
行時（Ｖ＞10km/h）にあっては第１下限値（110kg/c
m²）以下のとき、エンジン停止時にあっては該第１下限
値よりも低い第２下限値（90kg/cm²）以下のとき、車両
の極低速走行時（Ｖ≦10km/h）にあっては上記第１下限
値よりも低くかつ上記第２下限値よりも高い第３下限値
（100kg/cm²）以下のとき、各比例流量制御弁９による
アキュムレータ22の油の流体シリンダ３の液圧室3cへの
供給を停止させるようにした停止制御手段40を構成して
いる。

したがって、上記実施例においては、Ｖ＞10km/hでの
車両の直進走行時や旋回時には、アキュムレータ22の油
の蓄圧値Ｐが高値の第１下限値（110kg/cm²）以下にな
るまでは各比例流量制御弁９が制御されて、アキュムレ
ータ22の油が各流体シリンダ３の液圧室3cに供給される
ので、車両の旋回時等には流体シリンダ３の液圧室3cの
圧力は高くなるものの、該液圧室3cへの油の供給が良好
に行われて、サスペンション特性の可変制御が所期通り
確保される。

また、例えば車両を車庫等に駐車させる場合のよう、
イグニッションキーをオフ操作したエンジンの停止時に
は、油ポンプ８は停止してアキュムレータ22への油の蓄
積は行い得ない状況である。しかし、この場合には、ア
キュムレータ22の油の蓄圧値Ｐが第１下限値（110kg/cm
²）以下になってもアキュムレータ22からの油の供給は
行われ、蓄圧値Ｐが第２下限値（90kg/cm²）以下になっ
た時点で各比例流量制御弁９の制御が停止されてその油
の供給が停止し、アキュムレータ22の油の利用時間がそ
の分だけ長くなるので、乗員の乗降や荷物の積降しが終
了するまでの間は、その車両重量の変化に伴う車高調整
を行うことができる。その場合、流体シリンダ３の液圧
室3cの圧力は車両の直進時や旋回時よりも低いので、第
２下限値（90kg/cm²）まで油の供給を続行しても油の逆
流等の不都合は生じず、車高調整を良好に行うことがで
きる。

しかも、Ｖ≦10km/hの極低速走行時には、エンジン停
止時と同様に車両の姿勢変化は少なく、流体シリンダ３
の液圧室3cの圧力は車両の直進時や旋回時に比べて低い
から、油の供給可能な蓄圧値Ｐの下限値が第１下限値
（110kg/cm²）から所定値（100kg/cm²）に低く変更され
ても、サスペンション特性の可変制御を良好に行いつ
つ、蓄圧値Ｐの下限値が低く変更される分だけ油ポンプ
８を駆動するエンジンの負荷を減少させることができ、
燃費の向上を図ることができる。

尚、上記実施例では、ガスばね５を備えたサスペンシ
ョン装置に適用したが、このガスばね５を備えていない
サスペンション装置に対しても同様に適用できるのは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体概略構成
図、第２図は油圧回路図、第３図はアキュムレータへの
油の蓄積制御を示すフローチャート図である。 3FF〜3RR……流体シリンダ、3c……液圧室（流体室）、
８……油ポンプ（流体ポンプ）、９……比例流量制御弁
（制御弁）、12……吐出圧計（蓄圧値検出手段）、40…
…停止制御手段。

フロントページの続き (72)発明者熊田拡佳広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭61−21807（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−64511（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−121216（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−67214（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−95411（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の各車輪毎に配設される流体シリンダ
と、エンジンにより駆動される流体ポンプからの流体を
蓄えるアキュムレータと、該アキュムレータに蓄えた流
体を上記各流体シリンダの流体室に供給しかつ該流体室
に供給された流体を排出する制御弁とを備えて、車両の
サスペンション特性を可変にする車両のサスペンション
装置であって、上記アキュムレータでの流体の蓄圧値を検出する蓄圧値
検出手段と、該蓄圧値検出手段により検出される蓄圧値が、エンジン
駆動時にあっては第１下限値以下のとき、エンジン停止
時にあっては該第１下限値よりも低い第２下限値以下の
とき、上記制御弁による流体シリンダの流体室への流体
の供給を停止させる停止制御手段とを備えたことを特徴
とする車両のサスペンション装置。
【請求項２】車両の各車輪毎に配設される流体シリンダ
と、エンジンにより駆動される流体ポンプからの流体を
蓄えるアキュムレータと、該アキュムレータに蓄えた流
体を上記各流体シリンダの流体室に供給しかつ該流体室
に供給された流体を排出する制御弁とを備えて、車両の
サスペンション特性を可変にする車両のサスペンション
装置であって、上記アキュムレータでの流体の蓄圧値を検出する蓄圧値
検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、上記蓄圧値検出手段により検出される蓄圧値が、エンジ
ン駆動時でかつ車速が所定値を超える状態にあっては第
１下限値以下のとき、エンジン停止時にあっては該第１
下限値よりも低い第２下限値以下のとき、エンジン駆動
時でかつ車速が所定値以下の状態にあっては第１下限値
よりも低くかつ上記第２下限値よりも高い第３下限値以
下のとき上記制御弁による流体シリンダの流体室への流
体の供給を停止させる停止制御手段とを備えたことを特徴とする車両のサスペンション装置。