JP2887616B2

JP2887616B2 - 車両のサスペンション装置

Info

Publication number: JP2887616B2
Application number: JP18623090A
Authority: JP
Inventors: 清坂本; 博志大村; 英之岡田
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH0478608A

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、特に詳細には、
車体と車輪との間に架設したシリンダに対して作動流体
を給排することにより、サスペンション特性を変えるよ
うにしたサスペンション装置に関するものである。

（従来の技術）例えば特開昭63-130418号公報に示されるように、車
体と車輪との間に液圧シリンダを架設し、このシリンダ
に対する作動流体の供給、排出を制御することによりサ
スペンション特性を自在に変更可能とした車両のサスペ
ンション装置が公知となっている。

この種のいわゆるアクティブコントロールサスペンシ
ョン装置においては、多くの場合、液圧シリンダの液圧
室に各々連通する高圧ラインと、作動流体を貯えるリザ
ーバタンクとを結ぶリリーフ通路を設け、該通路にフェ
イルセイフ弁を設けるようにしている。すなわち、作動
流体の供給、排出系に故障が生じた際に、このフェイル
セイフ弁を開かせれば、高圧ラインの圧力が解放され得
る。そこで、それに加えて、各液圧シリンダに対する作
動流体の給排を行なう流量制御弁を全開させることによ
り、各液圧シリンダ内の作動流体を排出して、全車高を
最低位置にまで低下させることができる。

（発明が解決しようとする問題）ところで、上述のような故障に対処するためのフェイ
ルセイフ弁自体が開き放しになること（開固着）や、反
対に閉じ放しになること（閉固着）も起こり得る。フェ
イルセイフ弁が開固着すると、当然高圧ラインの圧力を
所定の値まで上昇させることができないから、正常なア
クティブ制御を行なうことは不可能となる。また、フェ
イルセイフ弁が閉固着すると、フェイルセイフ機能を果
たせなくなる。

しかし従来は、車両を使用しながらこのフェイルセイ
フ弁の故障を早急に発見するような方策は考えられてい
なかった。そこで本発明は、車両を普通に使用しつつ、
上記フェイルセイフ弁の故障をいち早く発見することが
できる車両のサスペンション装置を提供することを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明による第１の車両のサスペンション装置は、エ
ンジン始動の度にフェイルセイフ弁の故障判定ができる
ようにしたものであり、先に述べたように車体と車輪との間に架設された液圧
シリンダに対して作動流体を供給、排出することにより
サスペンション特性を変え得るように構成され、液圧シリンダの液圧室に連通される高圧ラインの圧力
を解放するフェイルセイフ弁が設けられた車両のサスペ
ンション装置において、上記高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、エンジン始動後の所定時間フェイルセイフ弁を開状態
のままに保ち、その間に上記の圧力に変化があった際
に、フェイルセイフ弁が閉固着していると判定する故障
判定手段とが設けられたことを特徴とするものである。

なおこの第１の車両のサスペンション装置において
は、フェイルセイフ弁の開固着をも判定できるように構
成すればより好ましい。そうするためには故障判定手段
を、上記所定時間経過後にフェイルセイフ弁を閉じた状
態下で上記圧力の上昇が所定値以下の場合には、フェイ
ルセイフ弁が開固着していると判定するように構成すれ
ばよい。

また本発明による第２の車両のサスペンション装置
は、車両の走行中にフェイルセイフ弁の故障を発見でき
るようにしたものであり、上記第１のサスペンション装置と同様に液圧シリンダ
に対して作動流体を供給、排出し、そして上記と同様の
フェイルセイフ弁が設けられた車両のサスペンション装
置において、高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、車両走行中でかつ液圧シリンダに対する作動流体供
給、排出の頻度が所定値以下であるときに、フェイルセ
イフ弁を一時的に開閉作動させ、その場合の上記圧力の
変化に応じてフェイルセイフ弁の固着有無を判定する故
障判定手段とが設けられたことを特徴とするものであ
る。

（作用および発明の効果）上記第１のサスペンション装置において、エンジン始
動後フェイルセイフ弁が完全に開いていれば、高圧ライ
ンの圧力は上昇しないはずであるから、もしこの圧力に
変化があれば、フェイルセイフ弁が閉固着しているとみ
なすことができる。

一方上記第２のサスペンション装置において、フェイ
ルセイフ弁を一時的に開かせたとき、もし、圧力計が示
す高圧ラインの圧力が所定値以上低下しなければ、フェ
イルセイフ弁は閉固着していると判定できる。

一方、上述のようにフェイルセイフ弁を開かせた後に
閉じ、そのときの高圧ライン圧力と比べて、それから比
較的短い所定時間経過後の高圧ライン圧力が著しく低下
していれば、フェイルセイフ弁は開固着していると判定
できる。

以上のようにして、本発明によれば、フェイルセイフ
弁の故障を確実かつ早期に判定可能であり、サスペンシ
ョン装置の安全性、信頼性が大いに向上する。

（実施例）以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例による車両のサスペンショ
ン装置を示すものであり、また第２図はこのサスペンシ
ョン装置に用いられた油圧回路を示している。なお図
中、右前輪、左前輪、右後輪および左後輪に対応した主
な要素についてはそれぞれ付番に「FR」「FL」「RR」お
よび「RL」の符号を付加して示すが、以下の説明におい
ては特に必要の有る場合だけそれらの符号を付けること
にする。

第１図に示されるように、車体11には各輪毎に液圧シ
リンダ12が固定され、該液圧シリンダ12内に摺動自在に
嵌挿されたピストン13により液圧室14が画成されてい
る。このピストン13と一体化されたピストンロッド15に
は、車輪10が保持されている。上記液圧室14には、液圧
通路を介してガスばね21が連通されている。このガスば
ね21は、可動隔壁としてのダイヤフラム23により画成さ
れたガス室25と液室27とを有し、この液室27が上記液圧
室14に通されている。

なお第２図に詳しく示すように、本実施例でガスばね
21は各輪用に２個ずつ設けられ、それらは互いに並列の
関係で液圧シリンダ12に連通されている。そしてこれら
のガスばね21のそれぞれに連通する液圧通路18には、各
々オリフィス29が設けられている。このような液圧シリ
ンダ12、ガスばね21およびオリフィス29の組合わせから
なるユニットは、ガスばね21の緩衝作用と、オリフィス
29の減衰作用とで、サスペンション装置としての基本的
な機能を備えることとなる。

上述の液圧シリンダ12には高圧配管31Fあるいは31Rが
接続され、これらの配管を通して液圧シリンダ12に対す
る作動油液の供給、排出がなされる。なお上記高圧配管
31F、31Rにはそれぞれ流量制御弁9F、9Rが介設され、こ
れらの流量制御弁９は各シリンダ12に対する作動油液の
供給、排出を制御して、シリンダ内圧を調整する。

以下、この作動油液を供給、排出する油圧回路につい
て第２図を参照して説明する。エンジン80により駆動さ
れるベーンポンプ32は、リザーバタンク33から作動油液
44を汲み上げ、共通高圧配管34を通して該作動油液44を
前輪用、後輪用の各高圧配管31F、31Rに圧送する。この
共通高圧配管34には上流側から順にチェック弁35、フィ
ルター36、蓄圧作用を果たすメインアキュムレータ37、
および油圧計38が設けられている。またポンプ32内に
は、吐出側圧力が異常上昇したとき、吐出した作動油液
44を吸込側に還流させるポンプ内リリーフ弁30が設けら
れている。

前輪用の高圧配管31Fは右前輪用高圧配管31FR、左前
輪用高圧配管31FLに分岐され、これらの各配管31FR、31
FLはそれぞれ、流量制御弁9FR、9RLを構成する流入弁52
FR、52FLを介して、右前輪用液圧シリンダ12FR、左前輪
用液圧シリンダ12FLの各液圧室14に連通されている。流
量制御弁９は上記の流入弁52と、作動油液44をリザーバ
タンク33に戻す還流配管40Fに介設された排出弁53とか
らなる。流入弁52および排出弁53は、ともに開位置と閉
位置とをとり得るものであり、そして開位置での液圧を
所定値に保持する差圧弁を内蔵する。

また上記高圧配管31Fからはパイロット通路39Fが分岐
され、このパイロット通路39Fはパイロット圧応動型チ
ェック弁50FR、50FLに接続されている。各チェック弁50
は、パイロット通路39Fにより、流入弁52の上流側の高
圧配管31における作動油圧（メインアキュムレータ37に
よる蓄油圧：メイン圧）を受け、このパイロット圧が例
えば40kgf/cm²未満のときに閉じるようになっている。
つまり、メイン圧が40kgf/cm²以上のときにのみ、液圧
シリンダ12FR、12FLに対する作動油圧の供給、排出が可
能となる。

また右前輪用高圧配管31FRには、リリーフ弁54FR、油
圧計55FRが介設されている。一方、左前輪用高圧配管31
FLにも、リリーフ弁54FL、油圧計55FLが介設されてい
る。リリーフ弁54FR、54FLは、液圧シリンダ12FR、12FL
の内圧が異常上昇したときに開いて、作動油液44を還流
配管40Fに戻す。この還流通路40Fには、液圧シリンダ12
FR、12FLから作動油液44が排出されるときに蓄圧作用を
果たすリターンアキュムレータ59Fが取り付けられてい
る。

後輪用高圧配管31R側にも、以上述べた前輪用各要素
と全く同じ要素が設けられている。このように互いに同
等の前輪用要素と後輪用要素とは、第２図において、そ
れぞれの付番に続けて付加された記号「Ｆ」と「Ｒ」と
で区別されている。

前輪側の還流配管40Fと、後輪側の還流配管40Rは、冷
却回路46を経て前記リザーバタンク33に至る共通還流配
管41に接続されている。そしてこの共通還流配管41と共
通高圧配管34とはリリーフ配管42によって連通され、該
リリーフ配管42にはアンロード弁43が介設されている。
このアンロード弁43は、油圧計38の出力を受けるコント
ロールユニット45（第１図参照）によって作動制御さ
れ、前記メイン圧が所定の上限値（一例として160kgf/c
m²）を超えたときに開いてベーンポンプ32をアンロード
状態とし、この状態をメイン圧が所定の下限値（一例と
して120kgf/cm²）以下になるまで維持する。そしてメイ
ン圧が下限値以下になると、コントロールユニット45が
アンロード弁43を閉じてベーンポンプ32をロード状態と
する。それによりメイン圧が上記上限値まで上昇する。
こうしてメイン圧は、所定範囲（120〜160kgf/cm²）に
保持される。

さらに、上記共通還流配管41と共通高圧配管34とはリ
リーフ配管47によって連通され、該リリーフ配管47には
フェイルセイフ弁48が介設されている。このフェイルセ
イフ弁48は、他の弁等の故障時に開位置に切り替えられ
て、メインアキュムレータ37の蓄油をリザーバタンク33
に戻し、高圧状態を解除する機能を有する。なお前記パ
イロット通路39Fには、上記フェイルセイフ弁48の開作
動時にチェック弁50FR、50FLの閉作動を遅延させる絞り
51Fが設けられている。

次に上記構成のサスペンション装置の作動について説
明する。。アンロード弁43、フェイルセイフ弁48、流入
弁52、流出弁53の作動は、例えばマイクロコンピュータ
からなるコントロールユニット45によって制御される。
このコントロールユニット45には、前記油圧計38、各液
圧シリンダ12毎に設けられた油圧計55、各車輪10FR、10
FL、10RR、10RL毎にばね上加速度を検出する上下加速度
センサ57、同じく各車輪10FR、10FL、10RR、10RL毎に車
高（つまりシリンダストローク）を検出する車高センサ
58、車体11に加わる横方向加速度を検出する横方向加速
度センサ61、車速センサ62の出力、およびイグニッショ
ン回路63からの信号が入力される（なお第１図では、油
圧計55、上下加速度センサ57、および車高センサ58につ
いては左後輪10RLに対応するもののみを示してある）。

そしてコントロールユニット45は、各輪毎の油圧計5
5、各輪毎の上下加速度センサ57、車高センサ58、およ
び横方向加速度センサ61がそれぞれ示すシリンダ内圧、
ばね上加速度、車高、および横方向加速度に基づいて、
作動油液44の給排を制御する。こうして液圧シリンダ12
に対して作動油液44を給排することにより、オリフィス
29の絞り抵抗およびガスばね21の弾性率を変化させたの
と同じ作用が得られ、サスペンション装置はいわゆるア
クティブサスペンション装置として機能する。また以下
で述べる通り、液圧シリンダ12内の作動油液量を制御し
て、車高を各輪毎に制御することも可能である。

次に、前述したフェイルセイフ弁48の故障を判定する
ための処理について説明する。

まず、エンジン始動時の故障判定処理について説明す
る。第４図は、コントロールユニット45によるこの処理
の流れを示しており、また第３図はこの処理がなされる
ときのメイン圧の変化の様子を示している。第４図図示
のように、コントロールユニット45はステップP1におい
て、イグニッション回路63からの信号に基づいてエンジ
ン始動を確認すると、ステップP2において、油圧計38が
示すメイン圧をモニターする。

次に、コントロールユニット45はステップP3におい
て、メイン圧に変化が有るか否かを判別する。当初フェ
イルセイフ弁48は、正常ならば全開状態のままとされて
いる。したがって、第３図の時間t₁においてエンジン80
が始動されたとすると、メイン圧は同図中実線で示すよ
うに、その後フェイルセイフ弁48が閉じられない限りエ
ンジン始動時の値のままとなる。

しかし、フェイルセイフ弁48が故障して閉じたままに
なっていると、第３図の破線ａに示すように、エンジン
始動後直ちにメイン圧が上昇する。そこで、ステップP3
においてメイン圧変化が有ると判別された場合、コント
ロールユニット45はフェイルセイフ弁48の閉固着とみな
し、ステップP4において、アクティブ制御システムをDE
AD（制御規制）−Ａ状態に設定する。本例では、作動油
液給排系の故障程度に応じてDEAD-A、DEAD-B、DEAD-Cの
３つの状態が設定されるようになっており、それらは各
々、アクティブ制御中止、作動油液全量排出による全車
高最低位置設定、ワーニング（警告）である。上述のよ
うにしてDEAD-A状態が設定されると、アクティブ制御処
理はそこで終了する。

一方、ステップP3においてメイン圧変化が無いと判別
された場合、コントロールユニット45は次にステップP5
において、エンジン始動後所定時間（第３図のt₂‐t₁時
間）が経過したか否かを判別し、そうでなければ処理の
流れはステップP3に戻る。上記の所定時間が経過する
と、コントロールユニット45は次にステップP6におい
て、フェイルセイフ弁48を全閉に設定する。

次いでコントロールユニット45は、ステップP7におい
てメイン圧をモニターし、フェイルセイフ弁閉後所定時
間（第３図のt₃‐t₂時間）が経過したことをステップP8
で確認すると、次にステップP9において、この所定時間
内のメイン圧変化率が所定値以上となっているか否か判
別する。

フェイルセイフ弁48が全閉とされれば、第３図の実線
で示すようにメイン圧が上昇する。しかしフェイルセイ
フ弁48にゴミが詰まって半開状態になっていたり、ある
いはそれが全開のままになっていると、メイン圧は同図
の破線ｂで示すように、極めて緩慢に上昇するか、ある
いは全く上昇し得ない。そこでコントロールユニット45
は、ステップP9においてメイン圧変化率が所定値に満た
なければ、フェイルセイフ弁48の開固着とみなし、ステ
ップP10においてアクティブ制御システムをDEAD-A状態
に設定する。

一方ステップP9においてメイン圧変化率が所定値以上
になっていると判別された場合、フェイルセイフ弁48に
故障は生じていないと見なせるので、故障判定のための
処理は終了する。

次に、車両走行中に行なうフェイルセイフ弁故障判定
処理について、その処理の流れを示す第５図を参照して
説明する。コントロールユニット45はまずステップP20
において、故障判定済みを示すフラグＦがセットされて
いる（Ｆ＝１）か否か判別する。このフラグＦがセット
されている場合、コントロールユニット45はステップP2
1において、フラグＦがセットされてから所定時間（例
えば30分〜１時間程度）が経過しているか否か判別し、
もし経過していなければ故障判定は時間的に未だ不要で
あるので、処理は終了して次回の処理に入る。

もし、上記所定時間が経過していれば、コントロール
ユニット45はステップP22においてフラグＦをリセット
（Ｆ＝０）し、次回の処理に入る。

上記ステップP20において、フラグＦがセットされて
いないと判別された場合、コントロールユニット45はス
テップP23において、サスペンションアクティブ制御の
頻度が所定値よりも小であるか否か判別する。この頻度
は、例えば上下加速度センサ57や横方向加速度センサの
61の出力の積分値等で規定することができる。すなわち
この積分値が小さい場合は、車両が高速道路を走行して
いる場合等であり、その際のアクティブ制御頻度は当然
小さくなる。

また一般に、車両停車中に作動油液44の給排はなされ
てないから、ステップP23において、車速センサ62の出
力に基づいて車両が停車中であるか否かを判別し、停車
中であればアクティブ制御頻度が小であると見なすよう
にしてもよい。

上記制御頻度が所定値よりも大の場合は、フェイルセ
イフ弁48の故障判定のためにメイン圧を下げるのは好ま
しくないから、処理はそこで終了して、次回の処理に入
る。

一方上記制御頻度が所定値よりも小の場合、コントロ
ールユニット45はステップP24において、メイン圧をモ
ニターする。なお、このときのメイン圧をＰとする。次
にコントロールユニット45はステップP25において、フ
ェイルセイフ弁48を比較的短いt₀秒間だけ開き、次いで
ステップP26において再度メイン圧をモニターする。な
お、このときのメイン圧をP₁とする。

コントロールユニット45は次にステップP27におい
て、上記メイン圧ＰとP₁との差（Ｐ−P₁）が、所定値P₀
以上になっているか否か判別する。もし、フェイルセイ
フ弁48がステップP25において良好に開かれたならば、
メイン圧はかなり低下するはずである。したがって、こ
のメイン圧低下の程度が低い場合、つまりＰ−P₁＜P₀の
場合は、フェイルセイフ弁48が閉固着しているとみなせ
る。そこでＰ−P₁＜P₀の場合、コントロールユニット45
はステップP29において、アクティブ制御システムをDEA
D-A状態に設定する。

一方、Ｐ−P₁≧P₀の場合、フェイルセイフ弁48は良好
に開作動したと見なすことができるので、コントロール
ユニット45はステップP28においてフラグＦをセットし
（Ｆ＝１）、次回の処理に入る。

こうしてフラグＦがセットされた後は、先に説明した
通り、ステップP21で所定時間が経過したと判別される
まで、処理の流れがステップP23に入ることはない。し
たがって、車両走行中に過度に頻繁にフェイルセイフ弁
48の故障判定がなされて、メイン圧がいたずらに低下し
てしまうことがない。

なお上記第５図の処理においては、フェイルセイフ弁
48の閉固着のみを判定するようにしているが、ステップ
P26でメイン圧P₁をモニターした後、若干の時間をおい
て再度メイン圧P₁′をモニターし、P₁≒P₁′となってい
なければフェイルセイフ弁48が開固着していると判定す
ることもできる。

また上記実施例では、フェイルセイフ弁48が閉固着あ
るいは開固着していると判定したとき、アクティブ制御
を中止させるようにしているが、このようにする他、フ
ェイルセイフ弁故障と判定した際に単に警告を発するの
みとし、アクティブ制御中止等の必要な処置を、運転者
のマニュアル操作で行なうようにしても構わない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるサスペンション装置
を示す概略図、第２図は、上記サスペンション装置に用いられた油圧回
路を示す回路図、第３図は、上記実施例装置におけるフェイルセイフ弁故
障判定時の高圧ライン圧力の変化の様子を示すグラフ、第４図は、上記実施例装置における車両発進時のフェイ
ルセイフ弁故障判定処理を示すフローチャート、第５図は、上記実施例装置における車両走行時のフェイ
ルセイフ弁故障判定処理を示すフローチャートである。 10……車輪、11……車体 12……液圧シリンダ、13……ピストン 14……液圧シリンダの液圧室 15……ピストンロッド、18……液圧通路 21……ガスばね、31……高圧配管 32……ポンプ、37、59……アキュムレータ 38、55……油圧計、39……パイロット通路 40……還流通路、43……アンロード弁 44……作動油液、45……コントロールユニット 48……フェイルセイフ弁、52……流入弁 53……流出弁、57……上下加速度センサ 58……車高センサ、61……横方向加速度センサ 62……車速センサ、63……イグニッション回路 80……エンジン

フロントページの続き (56)参考文献特開平３−82620（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−36008（ＪＰ，Ａ) 特開平２−169317（ＪＰ，Ａ) 特開平２−189219（ＪＰ，Ａ) 特開平２−256506（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60G 17/015

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と車輪との間に架設された液圧シリン
ダに対して作動流体を供給、排出することによりサスペ
ンション特性を変え得るように構成され、前記液圧シリンダの液圧室に連通される高圧ラインの圧
力を解放するフェイルセイフ弁が設けられた車両のサス
ペンション装置において、前記高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、エンジン始動後の所定時間前記フェイルセイフ弁を開状
態のままに保ち、その間に前記圧力に変化があった際
に、フェイルセイフ弁が閉固着していると判定する故障
判定手段とが設けられ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】前記故障判定手段が、前記所定時間経過後
にフェイルセイフ弁を閉じた状態下で前記圧力の上昇が
所定値以下の場合、フェイルセイフ弁が開固着している
と判定するように構成されていることを特徴とする請求
項１記載の車両のサスペンション装置。
【請求項３】車体と車輪との間に架設された液圧シリン
ダに対して作動流体を供給、排出することによりサスペ
ンション特性を変え得るように構成され、前記液圧シリンダの液圧室に連通される高圧ラインの圧
力を解放するフェイルセイフ弁が設けられた車両のサス
ペンション装置において、前記高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、車両走行中でかつ前記液圧シリンダに対する作動流体供
給、排出の頻度が所定値以下であるときに、前記フェイ
ルセイフ弁を一時的に開閉作動させ、その際の前記圧力
の変化に応じてフェイルセイフ弁の固着有無を判定する
故障判定手段とが設けられたことを特徴とする車両のサ
スペンション装置。