JP2955681B2

JP2955681B2 - 車両のサスペンション装置

Info

Publication number: JP2955681B2
Application number: JP21636990A
Authority: JP
Inventors: 克已中村; 正行河内; 千明三藤; 昭一上村
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-08-16
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH04100720A

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に、作動流体を蓄圧するア
キュムレータを設け、エンジンによって駆動されるポン
プにより作動流体を上記アキュムレータに圧送し、そし
て上記高圧ラインの内圧を所定範囲に維持しておくため
に、ポンプの作動状態を、アキュムレータ内圧が所定の
下限値まで低下したとき該内圧を上昇させるロード状態
にし、アキュムレータ内圧が所定の上限値まで上昇した
とき該内圧を上昇させないアンロード状態にする切替手
段を設けるようにしている。

なお、上記切替手段としては一般に、高圧ラインとポ
ンプ上流側とを接続するラインに設けられたアンロード
弁が広く用いられる。すなわち、例えば電磁弁等からな
るこのアンロード弁を閉じればロード状態となり、開け
ばアンロード状態となる。

またこの切替手段として、ポンプ吐出圧に応じてこの
ポンプの作動状態を制御して、ロード状態、アンロード
状態を切り替える自動アンロード弁等も利用可能であ
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで上記のポンプは、エンジンの負荷増大による
減速を防止し、また燃費の大幅な低下を抑えたいという
要求を考慮すると、あまり大容量のものを用いることは
できない。ところが比較的小容量のポンプを用いると、
例えば悪路走行時等において特に多量の作動流体を供給
する必要が生じたときに、それに対応できなくて、車体
の振動や姿勢変化を良好に制御できないことがある。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、作動流体圧送用ポンプがロード状態に切り替えられ
たときの車両減速を防止でき、その一方、多量の作動流
体供給が必要な際にも、車体の振動や姿勢を良好に制御
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）本発明による車両のサスペンション装置は、自動変速
機を備えた車両の車体と車輪との間に架設された液圧シ
リンダと、これらの液圧シリンダの液圧室に各々連通さ
れる高圧ラインにおいて、作動流体を蓄圧するアキュム
レータと、エンジンによって駆動され、アキュムレータ
に作動流体を圧送するポンプと、このポンプの作動状態
を、アキュムレータ内圧が所定の下限値まで低下したと
き該内圧を上昇させるロード状態にし、アキュムレータ
内圧が所定の上限値まで上昇したとき該内圧を上昇させ
ないアンロード状態にする切替手段と、前記シリンダに
対する作動流体の供給、排出を制御するコントローラと
が設けられてなる車両のサスペンション装置において、
車両が悪路走行時であることを検出する手段と、この手
段により悪路走行時であることが検出されている際に
は、前記ロード状態への切替えと同期して、前記自動変
速機の変速パターンを低速側に補正する補正手段が設け
られたことを特徴とするものである。

また本発明の好ましい実施例において、上記のコント
ローラは、補正手段により変速パターンの補正がなされ
た際に、アキュムレータの蓄圧増大率が所定値以下であ
れば、液圧シリンダに対する作動流体の単位時間当り供
給量を低下させるように構成される。

（作用および発明の効果）上記のように変速パターンを低速側に補正すれば、そ
こでエンジン回転数が一時的に上昇し、ポンプ吐出量が
増大するので、作動流体を多量供給可能で、悪路走行中
でも車体の振動や姿勢を良好に制御できる。

そして、作動流体を多量供給する要求に対して、上述
のようにして対処するようにしておけば、ポンプそのも
のは小容量タイプのものが使用可能である。したがって
通常は、このポンプがロード状態に切り替えられた際に
車両が著しく減速したり、燃費が大きく悪化することを
防止できることになる。

また、変速パターンの補正がなされた際に、アキュム
レータでの蓄圧増大率が所定値以下のときは、液圧シリ
ンダに対する作動流体の単位時間当り供給量を低下させ
るようにしておけば、作動流体の蓄圧がより速やかにな
されるようになる。したがって、メイン圧の大幅な低下
により、サスペンションのアクティブコントロールが著
しく不正、あるいは全く不可能になってしまうことが防
止される。

（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に対する作動油液の供給、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。

後輪用後圧配管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
フェイルセルフ弁48が介設されている。このフェイルセ
ルフ弁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、上記フェイルセルフ弁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、フェイルセルフ弁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、10F
L、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の各出力、および自動変速機
81の状態を示す信号が入力される（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、アンロード弁43の開閉を制御する処理について
説明する。第３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いる。図示されるように、コント
ロールユニット45はステップP1において、後述する自動
変速機81のシフトダウンを示すフラグＦが立っている
（Ｆ＝１）が否かを判別する。このフラグＦが立ってい
なければ、コントロールユニット45は次にステップP2に
おいて、自動変速機81の状態を示す情報を取り込み、次
いでステップP3において、上下加速度センサ57の出力信
号を取り込む。

その後コントロールユニット45はステップP4におい
て、ポンプ32をロード状態に切り替える必要があるか否
か、つまり前記メイン圧が120kgf/cm²以下になっている
か否か判別する。もし、メイン圧が120kgf/cm²を上回っ
ていれば、そこで処理の流れはステップP1に戻る。

一方、メイン圧が120kgf/cm²以下になっていれば、コ
ントロールユニット45はステップP5において、上下加速
度センサ57の出力信号に基づいて、上下加速度変化率が
第１の所定値G₁以上であるか否かを判別する。もしそう
でない場合、つまり車両が比較的平坦な路面を走行して
いる際、コントロールユニット45は次にステップP6にお
いて、電子制御燃料噴射装置（EGI）にエンジン出力を
所定量上昇させる指令を与える。それからコントロール
ユニット45はステップP7において、アンロード弁43を閉
じさせる。これによりポンプ32がロード状態となって作
動油液44の蓄圧が開始され、そして処理の流れはステッ
プP1に戻る。

上述のように、ポンプ32をロード状態に切り替える際
にエンジン出力を若干上昇させれば、この切替えにとも
なうエンジン負荷増大により、車両が減速してしまうこ
とを防止できる。

一方、ステップP5において上下加速度変化率が前記所
定値G₁以上であると判別された場合、すなわち車両がい
わゆる悪路を走行している場合、コントロールユニット
45は次にステップP8において、上下加速度変化率が上記
所定値G₁よりも大きい第２の所定値G₂以上であるか否か
判別する。もしそうでない場合、つまり悪路の程度が比
較的低い場合、コントロールユニット45は次にステップ
P9において、自動変速機81を強制的にパワーモードに設
定する指定を発し、次にステップP7においてアンロード
弁43を閉じさせる。

本実施例の自動変速機81は、各変速機において比較的
大きな減速比を設定する上記のパワーモードと、比較的
小さな減速比を設定するエコノモードとの一方に選択的
に切り替えられるものである。そして、ポンプ32をロー
ド状態に切り替える際に、上述のように自動変速機81を
パワーモードに設定しておけば、そこでエンジン80の回
転数が上昇し、ポンプ32の吐出量が増大する。

車両が悪路を走行している際には、車体11の振動や姿
勢を制御するために、各液圧シリンダ12により多量の作
動油液44を供給する必要がある。そこで上述のようにし
てポンプ32の吐出量を増大させれば、この要求を満たし
て、車体11の振動や姿勢を良好に制御可能となる。

一方ステップP8において、上下加速変化率が第２の所
定値G₂以上であると判別されたとき、つまり車両が特に
ひどい悪路を走行しているとき、コントロールユニット
45は次にステップP10で自動変速機81をシフトダウンさ
せる指令を発した後、ステップP11においてシフトダウ
ンがなされたことを示すフラグＦをセットし、次にステ
ップP7においてアンロード弁43を閉じさせる。

この場合も、自動変速機81をシフトダウンさせること
によりエンジン回転数が上昇し、ポンプ32の吐出量が増
大する。そこでこの際も、前述のように自動変速機81を
パワーモードに設定するのと同様の作用効果が得られる
が、この場合、エンジン回転数はより顕著に上昇する。
したがって、悪路の程度が著しいために、特に多量の作
動油液44を必要とする要求に応えることができる。

上記のようにして自動変速機81のシフトダウンがなさ
れると、次回の処理においてステップP1では、フラグＦ
が立っていると判別されることになる。その場合コント
ロールユニット45は次にステップP12において、油圧計3
8の出力に基づいて、メイン圧の上昇が所定値以上であ
るか否か判別する。もしそうなっていれば、コントロー
ルユニット45はステップP13においてフラグＦをリセッ
トし、処理の流れはステップP1に戻る。

一方ステップP12において、メイン圧の上昇率が所定
値に達していないと判別されたとき、コントロールユニ
ット45は次にステップP14において作動油液給排制御の
ゲインを低下させて、給排量の最大値Qmaxが通常値の10
％減となるようにする。

そして次にコントロールユニット45はステップP15に
おいて、メイン圧が160kgf/cm²に達しているか否か判別
する。もしそうなっていれば、処理の流れは前述したス
テップP13を経て、ステップP1に戻る。一方メイン圧が1
60kgf/cm²に達していなければ、処理はステップP1に戻
るが、フラグＦ＝１のままであるから、処理の流れはス
テップP12に移る。

以上のようにして、メイン圧の上昇率が所定値に満た
ず、該メイン圧が上限値の160kgf/cm²に達しない限り、
ステップP14において、作動油液給排量の最大値Qmaxが
次々と10％ずつ低下される。このようにして作動油液44
の使用量を抑えることにより、その蓄圧がより速やかに
なされるようになるから、メイン圧の大幅な低下によ
り、サスペンションのアクティブコントロールが著しく
不正、あるいは全く不可能になってしまうことが防止さ
れる。

【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作動流体蓄圧の制御
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、80…エンジン 81…自動変速機

フロントページの続き (72)発明者上村昭一広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60G 17/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動変速機を備えた車両の車体と車輪との
間に架設された液圧シリンダと、これらの液圧シリンダの液圧室に各々連通される高圧ラ
インにおいて、作動流体を畜圧するアキュムレータと、エンジンによって駆動され、アキュムレータに作動流体
を圧送するポンプと、このポンプの作動状態を、アキュムレータ内圧が所定の
下限値まで低下したとき該内圧を上昇させるロード状態
にし、アキュムレータ内圧が所定の上限値まで上昇した
とき該内圧を上昇させないアンロード状態にする切替手
段と、前記シリンダに対する作動流体の供給、排出を制御する
コントローラとが設けられてなる車両のサスペンション
装置において、車両が悪路走行時であることを検出する手段と、この手段により悪路走行時であることが検出されている
際には、前記ロード状態への切替えと同期して、前記自
動変速機の変速パターンを低速側に補正する補正手段が
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】前記コントローラが、変速パターンの補正
がなされた際に、アキュムレータの蓄圧増大率が所定値
以下であれば、前記液圧シリンダに対する作動流体の単
位時間当り供給量を低下させ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。