JPH01283408A - アクティブサスペンションのための制御バルブ装置 - 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、車輌におけるアクデイプサスペンション制御
に最適な油圧シリンダへの作動油の給排のための制御バ
ルブ装置に関する。

（従来の技術） 周知の如く、車輌におけるアクティブサスペンションは
、その構成の一例を第６図に示すように、車体１とタイ
ヤ２のベアリングキャリヤを支持するサスペンションア
ーム３との間に。

スプリング４及びそれに並置した複動型の油圧シリンダ
５を設け、ロードセル６ａの他に各種センサー６ｂによ
る車体状況検知情報をコントローラ７で比較ｒＡ算し、
その結果の電気信号で駆動されるサーボバルブ等からな
る制御バルブ８により前記油圧シリンダ５のＬ丁合室＾
′又はＢ゛に油圧源９からの圧油を供給したり、逆にシ
リンダ５からタンクＩＯに向けて排出するなどして。

車体ｌが常に適正な状態になるように作動するようにな
しである。

即ち、このような作動系における制御バルブは、前記コ
ントローラ７で算出したその時のシリンダ発生力の目標
値とロードセル６ａて検出した実際の発生力との偏差に
応じた電気夛の信号で駆動されて、該偏差かなくなる向
きにシリンダ上下客室Ａ°及びＢ゛に対する作動油の給
排制御を行うように機能する。

しかして、そのための制御バルブとしては、第７図に示
す如く、−・般にはサーボバルブが用いられる。

かかるサーボバルブはアーマチャー１１、永久磁石１２
、コイル１３等からなるフォースモータ部と、対向する
一対のノズルＩ４、フラッパ１５、スプリング１６等か
らなるフィードバック機構部及び主スプール１７て構成
されている。そして、この主スプール１７の両側端に設
けた圧力室には。

前記対向する一対のノズル１４の各背圧ｐ、及びｐ２か
途中に固定オリフィス１Ｂを有す導管１９によって導か
れており、また、該主スプール１７を摺嵌する筒壁には
油圧源側ポートＰ、オイルタンク側ポートＴ、上台室側
ポートＡ及び下室室側ポートＢが適宜の間隔位置に設け
である。

従って、かかる構成下において、王室側ポートＢに油圧
源９からの圧油を供給しようとする場合には、コントロ
ーラ７からの信号′Ｉｔｔ流１をフォースモータ部のコ
イル１３に与えて、そのアーマチャー１１に第７図上右
方向への移動力を発生させる。これによって、該アーマ
チャ−１１かスプリング１６を圧縮するのて、この圧縮
の分たけフラッパ１５が同じく右方向に移動する。

このフラッパＩ５の移動で、第８図示の如く、該フラッ
パ１５に向けて両側から圧油を放出中の対向ノズル１４
の一方の背圧ｐＩが低下し、他方の背圧ｐ２が上昇する
。

この背圧ｐＩ及びｐ、を両側の圧力室に夫々受ける主ス
プール１７は、これ等背圧＋＋＋とｐ２との差圧により
同図上左方向に移動する。

主スプール１７のこの動きは、該主スプールＩ７と機械
的に連結した前記スプリング１６を更に圧縮しながら左
方向に移動させるので、該スプリング１６の反力を受け
るアーマチャー１１が前記移動力に抗して押し戻される
に連れて、前記フラッパ１５か対向するノズル１４の中
間位置に向かつつて移動する。

そして、該フラッパ１５がノズル１４の対向中間位置に
達した際に、背圧Ｐ＋＝ｌｅｔとなり、主スプール１７
がその移動占位位置て停止する。

即ち、７オ一スモータ部における前記信号電流ｉに比例
する作用力により前記スプリング１６が圧縮された長さ
分だけ主スプール１７が移動することとなり、その結果
、前記ポートＰからの圧油が下室室側ポートＢへと筒壁
内に沿って流れ、上客室＾°の作動油が同ポートＡから
同ポートＴを通ってタンクｌ口へと戻される。

また、上台室側ポートＡに圧油を供給する場合も、前記
作動における信号電流ｉの極性が異なり、アーマチャー
１１が逆向き移動する等、スプール１７の作動向きか逆
向きになる他は先の場合と同様に機能することによって
、この制御バルブによる油圧シリンダへの作動油の給排
制御が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような制御バルブによる油圧シリンダの
制御では、該バルブにおけるフォースモータ部による作
用力かコントローラからの信号電流ｉに比例し、従って
、該作用力に相応するスプール開度即ち制御流敬が前記
電流ｉに比例するので１作動油の給排下にシリンダ発生
力が目標値に近づくに従って電流ｉを加減調整するため
に、該シリンダ発生力と目標値の発生力との偏差を検出
する力検出器（ロードセル）が必要である。

しかも、該制御バルブ自体には、機構上、小孔のノズル
が必要であるために、流路中における作動油に対する耐
コンタミネイションが低下する。

そこで、本発明は、この種従来機構における構造上の欠
点に鑑み、かかる力検出器の配設を省略し、かつ、機構
中における小孔ノズルを用いない制御バルブの開光を目
的とする。

（課題を解決するための手段） しかして、かかるａ的は１本発明によれば、油圧シリン
ダへの作動油の給排を制御するバルブ機構において、前
記給排のためのポートと油圧源及び貯溜タンクへの各ポ
ートとを占位位置に応じて切換接続するスプールの両側
に圧力室を設け、かつ、これ等圧力室に前記給排のため
のポート圧を夫々学えると共に、該スプールの一端に作
用するスプリング附勢力と他端に作用するソレノイドの
プランジャー推力並びに前記両圧力室の差圧に基ずく力
の釣合い下に、該スプールの前記占位位とを決定するよ
うに構成してなるアクティブサスベンシミンのための制
御バルブ？装置によって達成することか出来る。

〔作　用〕

即ち、上記手段からなる装置構成によれば、占位位置に
よってポート間の切換接続を計るスプールの移動は、そ
の両端に互いに逆向きに作用するソレノイドプランジャ
ー推力とスブリン附勢力とに加えて、該スプールの両側
に設けた圧力室における給排ポート圧即ち油圧シリンダ
におけるｔ丁合室の各室圧が作用し、これ等冬作用力の
釣合いによって決定される。

そして、この場合のソレノイドプランジャー推力は信号
電流に比例する。従って、前記切換接続のためのスプー
ルの移動か、油圧シリンダの発生力の目標値に応じた信
号電流に比例する推力と、油圧シリンダの上下容室の各
室圧の差圧を加味した推力との釣合いによって直接的に
決定され、該信号電流に比例した前記室圧の差圧が生じ
たときに自動的に作動油の給排を停止する。

〔実施例〕

次に１本発明の好ましい実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す制御バルブの縦断面図
で、本体２０には油圧源側ポートＰ、貯溜タンク側ポー
トＴ、油圧シリンダの上客室側ポートＡおよび下界室側
ポートＢが設けてあり、これ等をスプール摺動筒壁に適
宜間隔を保って開口せしめてスプール２１が図上右方向
へ移動すると、該筒内で前記ポートＰとポートＢとが接
続され、ポートＡとポートＴとが夫々接続され１反対に
スプール２１が同図上左方向に移動すると、ポートＰと
ポートＡ及びポートＢとポートＴとが夫々！Ｉｉ続され
るように配ａｍ成しである。

そして、該ピストン２２の両側端には、フィードバック
圧力室Ａ１．８１か設けてあり、その内の圧力室ＡＩに
はボー１−　Ａの圧力が、他方の圧力室８１にはポート
Ｂの圧力が導かれている。又、夫々のフィードバック圧
力室Ａｔ及びＢ１に連通する通路２４ａ、２４ｂには該
スプール２１の運動を減衰するためのダンピングオリフ
ィス２５ａ、２５ｂか夫々設けである。更に、前記圧力
室ＡＩの中くはスプリング２６がスプール２１を同図上
右方向に附勢するように設置されている。

一方、該スプール２１の反対側にはピストン２７か配置
してあり、該ピストン２７が臨むパイロット圧力室Ｐ１
の圧力Ｐ、によりスプール２１を左方向に押す向きに作
用するようになしてあり、該スプール２１の両端の室に
はポートＴへ通じる通路２８を接続しである。

一方、前記パイロット圧力室ＰＩはポートＰにパイロッ
トオリフィス３０を有す通路３１によって連通し、かつ
、ポペット弁３２を介してポートＴとも連通している。

ポペット弁３２はソレノイド３３のプランジャーコ４の
移動により圧油の流路開口面積が変化するように構成し
である。又、ソレノイトコ３はその実用ストローク内で
第２図に示すように電流ｉに対しプランジャー推力Ｆ、
が比例的に発生するようになっている。

かかる構成よりなる実施例において、まず。

給排制御対象の油圧シリンダに力が発生していない場合
は、フィードバック圧力室＾１．　Ｂｌの圧力ＰＡ及び
ｐＨが等しく　（ＰＡ＝Ｐ、）　、スプール２１はスプ
リング２６の力Ｆ３と後述するピストン２７の押付は力
ＰＡ”ＰＰとか釣り合って、第１図上実線図示の状態に
あり、この状態で、ポートＡ及びＢが共に遮蔽されてい
る。そして、この時のソレノイド３３には電流ｉ、が流
れ、プランジャー３４には推力Ｆ　ｐａが働いていて、
パイロット圧力室ＰＩの圧力Ｐ　ｔ＋＋ｔはＰｐ、＝　
Ｆ、、　／Ａ、　（たたし、Ａ、はボベット受圧面積）
になっている。

この釣合い状態下のｆｔｊ、ｙｉ、ｉ−をより大きな値
ｉｌに可変調整すると、この電流ｊ、に比例してプラン
ジャー推力Ｆ、も値Ｆｐｌになる。すると、第３図に示
す如く、パイロット圧力室Ｐ１の室圧も圧力Ｐ、Ｉ　　
（Ｐ、、　＝Ｆ、／Ａ、）に上昇し、その結果、この増
圧された室圧Ｐｌ＋１を受けるピストン２７によりスプ
ールｚ１を同図上左方向へ移動させる。

これによって、ポートＰとポートＡ、ポートＴとポート
Ｂとが連通し、フィードバック圧力室ＡＩの圧力Ｐ＾が
上昇し、他方のフィートへウク圧力室Ｂｌの圧力Ｐ、Ｉ
が低下して、スプール２Ｉには同図上右方向の力（ＰＡ
　　ｐＨ）　Ｘ　（Ａｒｔ　　Ａｒｔ　）、（ただし、
　Ａｆｔは該ピストン２２の断面積、＾ｆ。

はその軸杆２３の断面積を示す）が発生し、これによっ
て該スプール２１が同図上右方向に押し戻される。

そして、この動作は最終的には（ＰＡ−Ｐｎ）　Ｘ（Ａ
ｆｔ　　Ａｒｔ　）　＝Ａ、　（Ｐ、＋　−Ｐ、、　）
の状態で釣り合い、ポートＡ及びＢを共に閉じた状態で
停止する。

この時のピストン２７の推力Ａ、　（Ｐ、、　−Ｐ、、
　）は加えた電流ｉに比例するので、ポートＡ及びＢの
差圧（ＰＡ　　Ｐａ）は７Ｍ、流Ｉに比例して変化する
ことになる。

また、この動作はｔ流ｉを肋記値九より小さな値になし
た時も同様の原理で作動する。たたし、この場合はｐＨ
＞ＰＡとなり（ＰＡ　　ｐＨ）は負の値となる。かかる
制御信号としての電流ｉにタイする差圧（ＰＡ−Ｐａ）
の特性を第４図に示す。

なお、上記実施例では、パイロット圧力室Ｐ１の圧力Ｐ
、によりピストン７を介してスプール２１を押すように
構成したが、該スプール２１をソレノイド３コのプラン
ジャー３４によって、直接押すように構成しても良い、
その実施例を第５図に示す。

当該実施例は、基本的には前記第１図示実施例と同様で
、これ等実施例における共通の機渣構成部分には夫々同
一の記号を符して説明するに、ｔ’ｒ−動時、スプール
ｚ１は最終的に釣合い条件（ＰＡ−ｐＨ）　　ｘ　　（
’＾ｒｔ　　−Ａｒｔ　　）＝　　（Ｆ−＋　　−Ｐ−
−）の状態で、ポートＡ及びＢを共に閉じた状態で停止
する。この時、プランジャー推力Ｆ、は電流ｉに比例す
るので、前記第１図示実施例と同じく、第４図に示す電
流−差圧特性か得られる。

（発明の効果） このように、本発明装置によれば、バルブスプールの一
方端に作用するスプリング附勢力と他方端に直接或いは
間接的に与えるソレノイドのプランジャー推力との釣合
い制御を計る構成において、前記フィードバックピスト
ンの両側に設けた圧力室に前記給排のためのポート圧を
夫々与えて、該スプールの釣合い下の占位位置決定要素
にこれ等圧力室における給排ポート圧即ち油圧シリンダ
における上下容室の各室の差圧を加味するように構成し
たので、この差圧を直接に受けるスプールは信号電流に
比例するプランジャー推力との釣合い下に、該電流値に
比例した差圧の発生状態で自動的にその動作を停止する
ので、従来機構のように油圧シリンダ発生力を検知して
制御動作に帰還させる必要かなく、その為に力検知器並
びに帰還制御回路等を必要とせず、しかも１本発明装置
によれば、その機構中に小孔のノズル等の動作部を必要
としないので、耐コンタミネイション特性に優れ、且つ
、前記差圧を制御する機構であるので、そのベース圧力
（タンク側ポートＴの圧力）の影響を受けない等、本発
明装置はその構成かより簡単にして、安定した制御動作
を行うことが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断側面図、第２
図は第１図示実施例におけるソレノイドの電流−推力特
性図、第３図は同じくソレノイド電流−パイロット圧力
特性図、第４図は同じく信号電流−差圧特性図、第５図
は本発明装この他の実施例を示す縦断面図、第６図は車
輌用アクティブサスペンションの制御機構構成図、第７
図は従来の制御バルブ装置の一例を示す縦断面図、第８
図は第７図示制御バルブの要部を拡大して示す構成図で
ある。 ２０・・・本体、　　　２１・・・スプール。 ２６・・・スプリング、２７・・・ピストン。 ］３・・・ソレノイド、３４・・・プランジャー。 Ｐ・・・油圧源側ポート、 Ｔ・・・貯溜タンク側ポート。 Ａ・・・Ｌ容室側ポート、 Ｂ・・・丁合室側ポート。 第１図 第２図 第４図 第５図 第７図 第８図 手続補正書（自制 昭和６３年７月Σン日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　油圧シリンダへの作動油の給排を制御するバルブ機構
   において、前記給排のためのポートと油圧源及び貯溜タ
   ンクへの各ポートとを占位位置に応じて切換接続するス
   プールの両側に圧力室を設け、かつ、これ等圧力室に前
   記給排のためのポート圧を夫々与えると共に、該スプー
   ルの一端に作用するスプリング附勢力と他端に作用する
   ソレノイドのプランジャー推力並びに前記両圧力室の差
   圧に基ずく力の釣合い下に、該スプールの前記占位位置
   を決定するように構成してることを特徴とするアクティ
   ブサスペンションのための制御バルブ装置。