JPH011614A - ゼロロ−ル油圧サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車用ハイトロニューマチックサスペンシ
ョンに係るもめてあり、自動車の旋回走行時に生ずる姿
勢変化（ローリング）を能動的に防＋ｈするようにした
。ゼロロール油圧サスペンションに関するものである。

（従来の技術） ハイドロニューマチックサスペンション（油圧サスペン
ション）は、ばね定数を低く設計できるために乗り心地
を柔らかいものにすることがてきる。しかしながらばね
定数を低く設計してサスペンションを柔らかくすると旋
回走行時にロールが大きくなってしまい、操向安定の点
て好ましくない結果が生ずる。そこで従来にあっては、
左右のサスペンションの独立性が多少犠牲にはなるかス
タビライザ（ロール剛性強化用金属ばね）を用いたり、
柔らかな乗り心地を多少犠牲にして減衰力を高め、過渡
的なロールを押えたりしていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようにスタビライザを用いたり、減衰力を高めて
過渡的なロールを押える技術であると、ロール変化量を
小さくすることはできても無とすることばてきす、また
機能上、なんらかの犠牲を伴うことかあった０本発明は
この点を解決することを目的として成されたものである
。

（問題点を解決するための手段） 直進、旋回走行に拘らず車体をローリングのない、いわ
ゆるゼロロール状態に保たせるためには、旋回により生
ずるローリングモーメントと左右のサスベンシコン力が
作り出すモーメントとか釣り合うようにしてやればよい
、旋回時のローリングモーメントは所定の範囲であれば
向心力にほぼ比例する。向心力は車速の二乗と旋回半径
の逆数に比例するが旋回半径の逆数は所定範囲内であれ
ばステアリングホイールの回転角度にほぼ比例する。左
右のサスペンション力が作り出すモーメントは左右のサ
スペンション力の非釣合い分に比例する。サスペンショ
ンの伸び縮みのない状態のときは前記のようにサスペン
ションの油量の変化分はサスペンション力の変化分とほ
ぼ比例する。

以上のような比例関係から、旋回走行時にゼロロール状
態とするには、車速の二乗とステアリングホイールの回
転角度とに比例した油量をサスペンジオンの油圧シリン
ダに給排するように制御すればよいことになる。

本発明はこの観点に立って成されたものであり、その手
段として、ゼロロール油圧サスペンションを、油圧シリ
ンダと、ガスばねとして機能するアキュムレータと、油
圧シリンダに出入する油量を制御する手段とを備え、車
輌の旋回走行時、車速の二乗とステアリング角度とに比
例した油量を油圧シリンダないしアキュムレータから出
入させるように構成したものである。

（作用） 本発明は上述のようにゼロロール状態、すなわちサスペ
ンションの伸び縮みのない状態のときには、そのサスペ
ンションの油量の変化分とサスペンションの力の変化分
とがほぼ比例することに着目して成されたものであるか
ら、上記構成とすれば、ローリングの発生する車輌の旋
回走行時に、）　　　　　そのローリング角度か大きく
なる重速か大きいときおよびステアリング角度が大きい
ときにそれに対応して油量を増大させることになり、こ
の油量で車体をロールさせようとする力と釣り合うこと
になり、効果的にローリングの抑制を図ることができる
ことになる。

（実施例） 次に本発明の第１の実施例を第１図について説明すると
、ｌは車体であり、２は左車輪、３は右車輪、４はステ
アリングホイールである。ステアリングホイール４は進
行方向左に回転され（図は前方より見ている）、矢印Ａ
で示すように左旋回を行うところである。左車輪２は車
軸５に支持されており、右車輪３は車軸６に支持されて
いる。

７．８はサスベンジ３ンのガスばねとして機能するアキ
ュムレータであり、ケース９．１０内の上部球体部にゴ
ム１ｇ！１１．１２が張設され、下部のシリンダ部にピ
ストン１３．１４が摺動自在に嵌合しているものである
。ピストン１３．１４はロット１５．１６によって前述
の車軸５．６に結合している。アキュムレータ７．８内
のゴム膜１１．１２より上部にはガス（空気でもよい）
　１７．１８が充填されており、ゴムＩＩ！２１１．１
２とピストン１３．１４の間には油１９．２０が充填さ
れている。なお、アキュムレータ７．８の油１９．２０
か充填された室は配管２１．２２によって、油驕検出シ
リンダ２３．２４の室２３ａ　、　２４ａに接続されて
いる。

油量検出シリンダ２３．２４内部にはピストン２５゜２
６か摺動自在に嵌合しており、油漬検出シリンダ２３、
２４の内部を室２３ａ　、　２３ｂおよび室２４ａ　、
　２４ｂに区画している。ピストン２５．２６にはポテ
ンショメータ２７．２８か取付けられており、ピストン
２５゜２６の変位を電気的に検出できるようになってい
る。油量検出シリンダ２３．２４の室２：ｌａ　、　２
４ａは油圧ユニット配管２９．３０によって油圧ユニッ
ト３１に接続されている。この油圧ユニット３１の詳細
は図示しないか、油圧ポンプ、蓄油用のアキュムレータ
、リザーバタンク、配管２９．３０に対してアキュムレ
ータから給油する電磁弁、リザーバタンクに排油する電
磁弁等から構成される従来公知の通常の油圧装置である
。３２はコントロ、−ルユニットである。このコントロ
ールユニット３２は、ステアリングホイール４、左車輪
２（右車輪３てもよい）および左右のポテンショメータ
２７．２８から入力される各情報と左車輪２の回転数信
号をｖｔ算処理し、その結果を油圧ユニット３１に供給
して油圧ユニット３１を作動させ、油量検出シリンダ２
］、　２４から油をアキュムレータ７．８に移動させる
ものである。

いま、ステアリングホイール４か図中矢印Ａて示す方向
に回転させられ、車輌か矢印Ｂで示すように左旋回を行
う場合を考えると、車体ｌは内輪となる左車輪２か沈み
、外輪となる右車輪３か降下する（アキュムレータ８の
ピストン１４か下降する）、ここてアキュムレータ７．
８の状態を一定不変とすると、ステアリングホイール４
を操作するたびに車体ｌは大きくロールすることになる
。

そこでこのロール現象を無くそうとするのが本発明であ
る。この作動を説明する。まず、ステアリングホイール
４の回転角度が情報としてコントロールユニウド３０に
読み込まれ、また同時に油量検出シリンダ２３．２４の
ピストン２５．２６の位置が左右のポテンショメータ２
７．２８の出力信号として読み込まれる。コントロール
ユニット３０はこれらの情報と左１１（輪２の回転数信
号を判断し演算して・左右の袖着検出シリンダ２３．２
４の室２３ａ　、　２４ａにどのくらいの油を送ればよ
いか算出し、油圧ユニット３０に指令を送って油を供給
する０図示するように右側の油量検出シリンダ２４のピ
ストン２６か大きく変位し左側に比べて多量の油か右側
のアキュムレータ８に供給されると、この油２０はゴム
１漠１２を押圧してガス１８を圧縮する。これにより右
側のサスペンションとしてのアキュムレータ８は硬い特
性のものになる。したかってローソングは生じにくくな
る。

以上の作動はステアリングホイール４を操作するたびに
連続して行われ、図示とは逆に車輌が右旋回を行うとき
にも、左右逆になるのみで全く同様に行われることにな
る。油量検出シリンダ２３゜２４のピストン２５．２５
の位置はポテンショメータ２７、２８によって終始検出
され、コントロールユニット３０によって監視される。

このように作動することによりローリンクによるサスペ
ンションとしてのアキュムレータ７．８の伸縮は生しな
いことになるので、アキュムレータ７．８のガス８請は
出入した油量と同量の変化をする。ガス容積の膨張／収
縮量とその圧力の減少／増加量とは完全には比例しない
が、変化範囲か限られればそれに相当する誤差以下で比
例関係にあるとみなすことかできる。

車体ｌをロールさせようとする力は、前述のように、ス
テアリングホイール４の回転角度と車速の二乗に比例す
ることが加速度の関係で知られている。そこでコントロ
ールユニット３２はステアリングホイール４の回転角度
と左車輪２の回転数を検出して車体ｌをローリングさせ
ようとする力の大きさを推定し、それに比例した油量（
この場合、１（輪幅、ガス圧力、ガス容積、ピストン面
積から算出した比例定数を使用する）を右サスペンショ
ンとしてのアキュムレータ８に供給し、左サスペンショ
ンとしてのアキュムレータ７から排油する。この給排油
によりサスペンション力が作り出すモーメントは車体ｌ
をロールさせようとする力とほぼ釣合い、車体１のロー
リングを防止することになる。第４図は、このように作
動する本発明の作動特性を、車速５０ｋｍ／ｈ時を例と
して示すものである。この図において■で示すようにス
テアリング角度を左右に変化させると、右サスペンショ
ンの油量■および左サスペンションの油量■はそれぞれ
図示するように変化し、その結果としてローリングのな
い、ゼロロール状態が保たれることになる。

第２図に示すものは本発明の第２の実施例である。この
場合には、第１の実施例において使用した油量検出シリ
ンダ２３．２４の代りに、ルーツ型の流量計３３．３４
を接続しである。この装置においても基本的な作動は第
１の実施例と全く変らないが、油量検出シリンダ２３．
２４を駆動する駆動源に代え、流量計３３．３４を正逆
駆動するモータ等の駆動手段が必要になる。この装置は
アキュムレータ７．８に油の給排を行うとき、流量計３
３．３４の一方を正転させ、他方を逆転させることにな
る。流量計３３．３４の回転数に応じてアキュムレータ
７゜８への油の給排量が決定される。この実施例の変形
例としては、流量計３３．３４の代りに流速計を接続し
、その測定流速をコントロールユニット３２により積分
演算し、その値を測定流量の代りに使用することが考え
られる。これらいずれの場合にあっても、第１の実施例
同様に、第４図に示す結果を得ることができる。

第３図に示すものは本発明の第３の実施例である。この
場合には、サスペンションから出入する油量を制御する
のに、給油弁または排油弁の開いている時間で制御する
考えで成っている。このため油圧源となるアキュムレー
タを設け、このアキュムレータの内部圧力なサスペンシ
ョンの油圧に対して十分に高めに設定してオく、このよ
うにすると油圧源のアキュムレータの圧力とサスペンシ
ョンの油圧との差圧はほぼ一定となる。そしてこれらの
間を結ぶ配管の流路抵抗は測定によりあらかじめ求める
ことができるから、給油弁を開いたときの流速はほぼ一
定の値となる。したがって給油弁の開時間により油量の
制御ができることになる。なお、排油の場合も、大気圧
に維持されるリザーバタンクとの差圧がほぼ一定なので
、同様に油量の制御ができることになる。

第３図のものを、第１図のものと異なる部分のみについ
て説明する。符号コ５で示すものは油圧源となるアキュ
ムレータである。このアキュムレータ３５の内部はゴム
ｊｇｉ３６で区画されており、その上室内部にはガス（
空気でもよい）３７が充填されており、下室には油３８
が充填されている。この下室は配管３９によって油圧ポ
ンプ４０の出口側に接続されている。油圧ポンプ４０の
入口側はリザーバタンク４１内の油３８中に開いている
。アキエムレータ３５と油圧ポンプ４０の間にはプレッ
シャスイッチ４２が接続されており、この部分の油圧値
とあらかじめ設定した圧力値とにより、接点開閉を行う
ようになっている。配管３ｇは図示するように二つに分
岐されており、それデれの部分に給油電磁弁４３．４４
と排油電磁弁４５．４６とが直列に接続されている。

排油電磁弁４５．４６を接続した配管コ９の先端はリザ
ーバタンク４１内に開口し、給油電磁弁４３．４４と排
油電磁弁４５．４６との接続点は左右のサスベンジ１ン
であるアキュムレータ７．８のシリンダ部に連通させで
ある。

この実施例の装置゛は、油圧ポンプ３９を作動させ、ア
キュムレータ３５内の油３８の圧力をアキュムレータ７
．８内の油３８の圧力に比して十分に大きくとる。アキ
エムレータ３５内の圧力はプレッシャスイッチ４２と油
圧ポンプ４０で管理する。圧力差を設けることにより、
給油電磁弁４３または４４を開くと油３８は即座にサス
ペンションとしてのアキュムレータ７または８に流入す
る。前述のようにアキュムレータ３５とアキエムレータ
７．８との間には圧力差が設けられているので、給油さ
れる油量は給油電磁弁４３または４４の開時間にほぼ比
例することになる。

排油電磁弁４５．４６を開くと油３８はリザーバタンク
４１に排出される。排油の場合、リザーバタンク４１の
圧力は大気圧（一定）でこれはサスペンションの圧力よ
り十分に低く、差圧はほぼ一定になっている。したかっ
て排油の場合も前記給油の場合とほぼ同様に、排油電磁
（ｒ４ｓ、４６の開弁時間に比例した油量かアキュムレ
ータ３５からリザーバタンク４１に送られることになる
。コントロールユニット３２は図中に破線で示すように
各部分に接続され、サスペンションとしてのアキュムレ
ータ７．８に出入すべき目標の油量に達しているか否か
を開弁時間により算出し、達していなければ給油電磁弁
４３または４４を開き続け、達していたら閉じることに
なる。この場合、配管系の波路抵抗も加味され、推定流
速値か算出されて、その積分値で油量の制御を行う。こ
のようにして給油電磁弁４３または４４の開閉制御を行
いながらサスペンションの油ｔヨを目標値に到達させる
。なお、サスペンションから出入する油量が多くなって
きたときに備え、コントロールユニット３２が、出入し
た油量により落ちた油量を算出し、予測流速を補正する
ように構成してもよい、この実施例においてもサスペン
ションの制御特性に変りはなく、第４図に示すようにな
る。ただしこの実施例によれば、油量を検出するための
シリンダや流量計、流速計等を設けずに他の実施例と同
様の結果を得ることかできる。

（発明の効果） 本発明は以上三つの実施例で詳細に説明したような構成
と作用を有するものであるから、左右のサスペンション
の独立性を犠牲にしたり、サスペンションの特性を硬く
したりすることなく、旋回走行時のロール変化量をほぼ
ゼロとすることができる。したがってこの装置によれば
、サスペンションを硬くして乗り心地を損なうことがな
く。

また旋回走行時にゼロロールが保たれるため、車輌Ｍ　
ｌｈ　ａ　ｉを向上させることができ、安定感も得られ
る等、車輌の性能か向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は本発明の
第２の実施例の系統図、第３図は本発明の第３の実施例
の系統図、第４図は作動特性を示すグラフである。 １・・・車体 ２・・・左車輪 ３・・・右車輪 ４・・・ステアリングホイール ７．８．１５−・・アキュムレータ ＋３．１４．２５．２６−・・ピストン＋９．２０．３
８・・・油 ２３、２４・・・油量検出シリンダ ２７、２８・・・ポテンショメータ ３１・・・油圧ポンプ ３２・・・コントロールユニット ：ｌ：ｌ、　３４・・・流量計 ４３、４４・・・給油電磁弁 ４５、４６−・・排油電磁弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧シリンダと、ガスばねとして機能するアキュ
   ムレータと、油圧シリンダに出入する油量を制御する手
   段とを備え、車輌の旋回走行時、車速の二乗とステアリ
   ング角度とに比例した油量を油圧シリンダないしアキュ
   ムレータから出入させるように構成したことを特徴とす
   るゼロロール油圧サスペンション。
2. （２）サスペンションの油圧シリンダから出入する油量
   を制御する手段として、他の油圧シリンダを設け、該他
   の油圧シリンダのストロークにより、油量を制御するよ
   うにした、特許請求の範囲第１項記載のゼロロール油圧
   サスペン ション。
3. （３）サスペンションの油圧シリンダから出入する油量
   を制御する手段として、前記油圧シリンダから油を出入
   する配管途中に流量計を設け、該流量計で測定された流
   量により油量を制御するようにした、特許請求の範囲第
   １項記載のゼロロール油圧サスペンション。
4. （４）サスペンションの油圧シリンダから出入する油量
   を制御する手段として、前記油圧シリンダから油を出入
   する配管途中に流速計を設け、該流速計で測定された流
   速の積分値により油量を制御するようにした、特許請求
   の範囲第１項記載のゼロロール油圧サスペンション。
5. （５）サスペンションの油圧シリンダから出入する油量
   を制御する手段として、前記油圧シリンダ内圧力と油圧
   源アキュムレータまたはリザーバタンク内圧力との差圧
   と、配管系の流路抵抗とから推定流速値を算出し、該推
   定流速値の積分値により油量を制御するようにした、特
   許請求の範囲第１項記載のゼロロール油圧サスペンショ
   ン。