JPH02127114A - 車両用懸架装置 - 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、車体の高さを調整できるような車高調整機能
を有する車両用懸架装置に関する。

［従来の技術］ 車高調整機能を有する車両用懸架装置は従来からいくつ
か提案されている。例えば本発明者らが先に提案した懸
架装置（特開昭６１−５４３０９号公報参照）において
は、油あるいはガス等の流体を封入した懸架機構本体の
内部に上記流体を出し入れすることにより、車高を制御
できるようにしている。このものにおいては、車高セン
サ等の車高検出手段によって車高を常時監視し、その検
出値が所望の車高目標値の許容範囲を越えた時に、懸架
機構本体に上記流体を出し入れすることにより、車高目
標値を維持する。

従来のこの種の懸架装置において、車高を上げる際には
車高上昇用の電磁弁を開弁させるとともに油圧ポンプを
起動させることによって、所定量の油を懸架機構本体に
供給する。逆に車高を下げる時には、降下用電磁弁を開
弁させることにより、懸架機構本体に負荷されている車
体荷重等によって懸架機構本体内の油の一部をタンクに
回収するようになっている。

このため、車高を上げる際の懸架機構本体の作動速度は
ポンプの吐出量に左右される。言い換えると、車高調整
に要する時間を短縮するにはポンプの吐出量が多いほど
好都合である。

［発明が解決しようとする課Ｗｎ］ ところが吐出量の大きなポンプは大形であり、重量も大
で消費電力も増えるなど、車載用としては問題が多い。

また、仮に、大容量ポンプを搭載して小高調整速度を上
げたとしても、懸架機構本体の気室に封入されているガ
スの圧縮性により、懸架機構本体への油の供給量と懸架
機構本体の伸びとの間に応答遅れが生じるようになる。

つまり車高調整速度が速過ぎると、油の供給を停止した
のちも車高が一定量上がり続けるようになり、車高が目
標値から大幅にずれてしまうばかりでなく、車高調整を
停止した瞬間にショックを伴った違和感を生じるように
なる。このため、ただ単に吐出量の大きなポンプを用い
ても意味がない。このため従来の小形ポンプを使用した
懸架装置では、例えば重量が１，３トンはどの車両を５
０顛程度上昇させるのに数十秒置上もかかっていた。

従って本発明の目的は、ポンプの吐出量を増大させるこ
となく車高調整速度を速めることができ、しかも目標値
に近い車高値に制御できるような懸架装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために本発明者が発明した懸架装置は
、内部に流体が収容されその流体の量に応じて軸方向に
伸縮可能でかつ各車輪に設けられる複数の懸架機構本体
と、車高値を検出するための車高検出手段と、車高が目
標値に近付くように適量の流体を各懸架機構本体にそれ
ぞれ出し入れする電磁弁およびポンプを有する駆動系と
を備えている車両用懸架装置であって、上記ポンプと電
磁弁との間に上記流体を蓄圧するアキュムレータを設け
、更に上記電磁弁の開度を制御することにより単位時間
当りに懸架機構本体に供給する流量または排出する流量
を調整可能な流通制御手段を設けたことを特徴とするも
のである。流通制御手段の一例としては、単位時間当り
の必要流通量に応じて上記電磁弁の開度（開閉させる頻
度）を所定の周波数で変化させるデユーティ−制御など
が採用される。

［作用］ 車高検出手段によって検出された車高値が目標値と比較
され、その差が許容範囲を越えた場合に、車高が低過ぎ
る時には上昇用電磁弁が開弁させられることにより、ア
キュムレータに蓄圧されている流体が懸架機構本体に供
給される。また、車高が高過ぎる時には降下用電磁弁が
開弁させられて、懸架機構本体に負荷されている荷重に
よって懸架機構本体から流体の一部が排出される。こう
して実車高が目標値に近付く。上記アキュムレータの圧
力が所定値以下になると、ポンプが起動されて流体がア
キュムレータに供給され、一定値以上の圧力が確保され
る。

本発明の懸架装置は、単位時間当りに懸架機構本体に供
給される流量または排出される流量を調整可能な流通制
御手・段を備えているから、例えば車高調整に際して車
高値と目標値との差が大きいうちは単位時間当りの流量
を大とし、車高値が目標値に近付いた時に流量を減らす
といった速度制御を行なうことができる。この場合、車
高調整が終了する直前付近で懸架機構本体への供給量を
減らすことができるため、ガスの圧縮性の影響による応
答遅れを抑制することができる。

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例について、第１図ないし第４
図を参照して説明する。

第１図に示されるように、前後左右の各車輪ごとに合計
４つの懸架機構本体１０が設けられている。第２図に示
されるように、各懸架機構本体１０は、主シリンダ機構
１１と、複数の副チャンバ１２．１２’　を備えて構成
されている。

主シリンダ機構１１は、内部に油室１５をもつシリンダ
１６と、このシリンダ１６の軸線方向に移動自在に挿入
された中空のロッド１７を備えている。シリンダ１６の
図示上端側には軸封部１８が設けられている。シリンダ
１６の下部に設けられた取付は部２０は、車輪側の部材
に連結される。

ロッド１７の図示下端側に設けられた減衰力発生機構２
２は、ピストン状部分２３と、可変オリフィス２４を備
えている。この可変オリフィス２４は、減速機付きのモ
ータ２５により回転される弁２６の回転位置を変えるこ
とによって流路断面積、すなわち減衰力を変化させるこ
とができるようになっている。

ロッド１７の内部には、軸線方向に沿う油の流通部２７
が設けられており、この流通部２７は上記可変オリフィ
ス２４を介して油室１５に連通可能としである。ロッド
１７の上端に設けられ−ｔこ取付は部２８は、図示しな
い車体側の部材に連結される。

副チャンバ１２．１２’　は、それぞれハウジング３１
．３１’　と、このハウジング３１．３１’の内部に設
けられた内筒３２，３２’　と、ベローズ状仕切り部材
３３．３３’などからなり、仕切り部材３３．３３’の
内側が油室３５，３５’　として使われる。一方の油室
３５は、油路３６を介してロッド１７の流通部２７に連
通ずる。仕切り部材３３．３３’の外面側は気室３７，
３７’　として使われ、この気室３７，３７’　には窒
素等の不活性ガスが封入されている。ベローズ状仕切り
部材３３．３３’　は、気室３７，３７’の容積変動に
応じて軸方向に伸縮する。３８．３８’　はベローズキ
ャップである。

油室３５，３５’間に、ばね定数切換え用の電磁開閉弁
３９が設けられている。この開閉弁３つが開弁状態にあ
る時には、双方の気室３７゜３７′に封入されたガスの
圧力が油室３５゜３５′と油路３６を介して主シリンダ
機構１１の油室１５に作用するため、ロッド１７がシリ
ンダ１６から突出する方向に付勢される。気室３７゜３
７′内のガスは、車体の荷重を支持できるような高い圧
力で封入されている。シリンダ１６に対してロッド１７
が軸方向に相対移動すると、ロッド１７の押込み量に応
じた油が油路３６を介して油室３５．３５’に流れ、そ
れに伴って気室３７゜３７′の容積が変化する。こうし
て２つの気室３７．３７’がガスばねとして協働するた
め、比較的低いぼね定数が得られる。開閉弁３９を閉じ
た状態では、一方の気室３７のみがガスばねとして作用
するため、ばね定数が高くなる。

第１図に示されるように、各懸架機構本体１０に、油圧
配管４１．４２，４３．４４を介して車高：Ａ整相の弁
アセンブリ４６．４７，４８．４９と油圧ポンプ５１が
接続されている。これらの弁アセンブリ４６〜４９と油
圧ポンプ５１等は、流体の駆動系５２を構成する。５３
はドレン配管であり、このドレン配管５３は懸架機構本
体１０の軸封部１８などから漏れる浦をタンク５４に回
収する。弁アセンブリ４６〜４９は互いに同一の構成で
あり、それぞれ車高上昇用の電磁弁５５と車高降下用の
電磁弁５６を備えている。これらの電磁弁５５．５６は
、後述する制御装置６２のデユーティ−制御用ロジック
回路によって、所望の流通量に応じて単位時間当りの開
弁・閉弁頻度の比率が変化するようになっている。

車高上昇用の電磁弁５５は、ポンプ５１の吐出側と懸架
機構本体１１との間に設けられている。

降下用の電磁弁５６は、懸架機構本体１１とタンク５４
との間に設けられている。モしてポンプ５１の吐出側と
電磁弁５５とをつないでいる油路５７に、アキュムレー
タ５８と、検圧手段の一例としての圧力スイッチ５９が
設けられている。アキエム１ノータ５８の内部には窒素
等の不活性ガスが封入されているとともに、ポンプ５１
から吐出された油がこのアキュムレータ５８に流入する
ことにより、アキュムレータ５８内のガスが圧縮される
ようになっている。このアキュムレータ５８は、主シリ
ンダ機構１１のロッド１７をフルストロークで２回分以
上動かすことのできる油量と圧力を蓄えることができる
。

また、各懸架機構本体１１と各電磁弁５５゜５６を結ぶ
油圧配管４１．４２，４３．４４に、脈動を吸収するた
めのアキュムレータ６０が設けられている。なお、アキ
ュムレータ６０を設ける代りに、油圧配管用ゴムホース
等のように脈動レベルをある程度吸収できる構造部材を
用いることにより低コスト化を図ってもよい。

各車輪ごとの車高値は、車高センサ６１（第４図参照）
によって検出される。この車高センサ６・１はマイクロ
コンピュータ等を用いた制御装置６２に接続されている
。制御装置６２は前述した弁アセンブリ４６〜４つの電
磁弁５５．５６に開閉制御信号を送出するようになって
いる。第４図中の６５は車高設定器である。

次に、上記構成の懸架装置の作用について説明する。

車高センサ６１によって検出された車高値は、所定間隔
（例えば０．２秒）ごとに制御装置６２に取込まれると
ともに、検出された車高値（または所定時間当りの車高
平均値）が車高目標値と比較される。車高目標値は設定
器６５によって入力することができる。そして車高値が
目標値の許容範囲を越えた時に、制御装置６２によって
車高調整出力信号が駆動系５２に送出され、車高が高過
ぎている時には降下用電磁弁５６が開弁させられて懸架
機構本体１０から油の一部が抜かれる。車高が低過ぎて
いる時には、上昇用電磁弁５５が開弁されることにより
、アキュムレータ５８に蓄えられていた高圧の油が懸架
機構本体１０に供給される。こうして、車高値が目標値
と一致するまで各々の懸架機構本体１０において車高調
整出力が継続される。

アキュムレータ５８の圧力が所定値よりも下がると、圧
力スイッチ５９がオンすることによってポンプ５１が起
動され、アキュムレータ５８の内圧が所定値以上となる
まで油がアキュムレータ５８に供給される。ポンプ５１
の起動時圧力と停止時圧力にヒステリシスをもたせるこ
とにより、ポンプ５１のチャタリングが抑制される。本
実施例では、圧力スィッチ５９自体にヒステリシスをも
たせているが、場合によっては設定圧力の異なる２個の
圧力スイッチを用いてもよいし、アキュムレータ５８の
圧力を常時監視する圧力計を採用してもよい。

電磁弁５５．５６の開閉動作は制御装置６２１；組込ま
れているロジック回路によってデユーティ−制御される
。本実施例では、車高を調整する際に車高値と目標値と
の差が大きいうちは単位時間当りの流量が大となるよう
に開弁頻度を大きくとり、車高値が目標値に近付いた時
に流量が減るように開弁頻度を少なくするといったデユ
ーティ−比制御がなされる。本実施例におけるデユーテ
ィ−制御は、例えば５ないし３０１１ｚ位のいずれかの
周波数のもとて開弁と閉弁が繰返されるように、単位時
間当りの開弁頻度を任意に変化させることによって、実
質的な開度を制御する。電磁弁５５゜５６は不可避的に
作動遅れを生じるから、電磁弁５５．５６の仕様いかん
によっては、上記周波数を変化させることで、実質的な
開度を変化させることも可能である。このためこの明細
書でいうデユーティー制御は、こうした周波数制御によ
る開度の調整も含むものとする。

一例として、停車時に車高センサ６１から出力された車
高値と目標値と間に１５ＪＩＪ１以上の差がある場合、
その差がｌＯｍになるまでは速い：Ａ整速度（ｆｆＪ　
：　１２Ｊ！Ｉ／　ｓ　）で懸架機構本体１０が作動す
るようにデユーティ−比（開弁率）を大きくとることに
よって、単位時間当りに懸架機構本体１０に供給（また
は排出）される流量を大きくとる。そして差がｌ　Ｏｙ
未満になったところで、遅い調整速度（例：４ｍｍ／ｓ
）となるようにデユーティ−比を切換える。また、停車
中において車高値と目標値との差が１５Ｍ未満の場合に
は、始めから遅い調整速度（例二４Ｍ／ｓ）となるよう
にデユーティ−比が設定される。

一方、走行中においては、車高センサ６１から出力され
た車高値を所定時間ごとに平均し、この平均値と目標値
と間に２０ｚ、１１１以上の差がある場合、その差がｌ
Ｏｍになるまではやや速い調整速度（例：８Ｍ／ｓ）で
作動するように、デユーティ−比をやや大きくとる。そ
して差が１０Ｍ未満になったところで、遅い調整速度（
例：４ｍ／ｓ）にデユーティ−比を切換える。また、走
行中において上記平均値と目標値との差が２０朋未満の
場合には、始めから遅い調整速度（例：４ｆｌ／ｓ）と
なるようにデユーティ−比が設定される。

なお、車高設定器６５によって車高ポジションが一斉に
変更された時とか、エンジン停止時に乗降しやすいよう
に車高全体を下げる時、あるいはエンジン起動時に車高
全体を所定の高さまで上げる場合などのように、各懸架
機構本体１０の全てが上昇または下降のいずれか一方向
に作動させられる時には、デユーティ−比を比較的大き
く　（または全開）とし、それ以外の時すなわちオート
レベリング時にはデユーティ−比を比較的小さくするよ
うなロジック回路を採用してもよい。

また、出力本数（車高調整を必要とする懸架機構本体１
０の数）や、負荷される荷重の大きさ、あるいは上昇か
下降か等の諸条件によって懸架機構本体１０の作動速度
に差がでるため、これらの条件に応じて電磁弁５５．５
６の開度を変化させるようなロジック回路が組まれてい
ることが望ましい。

更には、アキュムレータ５８の圧力値に応じて上昇用電
磁弁５５のデユーティ−比（あるいは前述した周波数）
を変更するような補正用ロジック回路が付加されていて
もよい。すなわち、アキュムレータ５８の圧力が所定値
よりも下がっている場合に、電磁弁５５の開度を上げる
ような制御を行なうことによって、単位時間当りの通過
流量が低下することを防ぐ。このようにすれば、アキュ
ムレータ５８の圧力値にかかわらず常１と所定の流量を
確保できるため、前述した：Ｊ！Ｊｆ！速度制御が一層
正確に行なえる。従ってこの場合には、検圧手段として
圧力計を使用し、アキュムレータ５８の圧力を常時把握
できるようにするとよい。

前述したように、各電磁弁５５．５６はデユーティ−制
御によって振動的に開閉を繰返すため、ある種の脈動が
油圧配管４１〜４４に生じる。これは配管系の圧力損失
により発生するものであるから、脈動は配管が長くなる
ほど顕著になる。しかして本実施例では、油圧配管４１
〜４４に脈動吸収用アキュムレータ６０または脈動を吸
収可能なホースが採用されているため、こうした脈動の
発生を抑制できる。

第５図は本発明の第２実施例を示すものであり、各々の
懸架機構本体１０の主シリンダ機構１１１；それぞれ弁
アセンブリ４６〜４９を一体的に組付けることにより、
各電磁弁５５．５６と懸架機構本体１０とをむすぶ高圧
配管４１〜４４の長さを極力短くしている。この構造に
よれば高圧側における配管系の圧力損失が低減するため
、高圧側の脈動の発生が抑制される。低圧側すなわち降
下用電磁弁５６の吐出側管路７０には脈動吸収用アキュ
ムレータ６０を用いてもよいし、あるいは低圧油圧配管
用ホースのように低コストでありながら実質的に脈動を
吸収できるような構造部材を採用してもよい。この第２
実施例の作用と上記以外の構造は、前述した第１実施例
と同様である。

また、前記実施例１，２ではデユーティ−制御あるいは
周波数制御またはこれらの組合わせによって電磁弁５５
．５６の実質的な開度を変えるようにしているが、本発
明を実施するに際して、絞り量を複数段階に切換えるこ
との可能な複数ポートをもつ電磁弁を採用し、単位時間
当りの流通量をデユーティ−制御の場合と同様に複数段
階に変更するようにしても本発明の所期の目的は達成で
きる。

また、主シリンダ機構１１に気室と油室の双方を内蔵す
るようにしてもよいし、あるいは気室と油室をもつ副チ
ャンバ１２を１つだけ主シリンダ機構１１に接続したも
のであってもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、ポンプの吐出量に左右されることなく
車高調整速度を大きくすることができる。

しかも、高さ調整を要する懸架機構本体の数や荷重の大
小あるいは調整方向などの諸条件に応じて調整速度を可
変設定できるため、最適の調整速度により所望の目標値
に車高を近付けることができるとともに、車高調整終了
時にショック等の違和感の生じない調整が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は懸架装置の構成の概略を示す油圧系統図、第２図は
懸架機構本体の縦断面図、第３図は副チャンバと弁アセ
ンブリの平面図、第４図は制御装置と駆動系との関係を
示す図、第５図は本発明の第２実施例の構成の概略を示
す油圧系統図である。 １０・・・懸架機構本体、１５・・・油室、１６・・・
シリンダ、１７・・・ロッド、３３・・・仕切り部材、
３５・・・油室、３７・・・気室、４６，４７，４８．
４９・・・弁アセンブリ、５１・・・ポンプ、５２・・
・駆動系、５５゜５６・・・電磁弁、５８・・・アキュ
ムレータ、５９・・・検圧手段、６０・・・脈動吸収用
アキュムレータ、６１・・・車高検出手段、６２・・・
制御装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に流体が収容されその流体の量に応じて軸方
   向に伸縮可能でかつ各車輪に設けられる複数の懸架機構
   本体と、車高値を検出するための車高検出手段と、車高
   が目標値に近付くように適量の流体を各懸架機構本体に
   それぞれ出し入れする電磁弁およびポンプを有する駆動
   系とを備えている車両用懸架装置において、 上記ポンプと電磁弁との間に上記流体を蓄圧するアキュ
   ムレータを設け、更に上記電磁弁の開度を制御すること
   によって単位時間当りに懸架機構本体に供給する流量ま
   たは排出する流量を調整可能な流通制御手段を設けたこ
   とを特徴とする車両用懸架装置。
2. （２）上記流通制御手段は、単位時間当りに上記電磁弁
   が開閉する頻度を変化させることにより流量の調整を行
   なうデューティー制御用ロジック回路である請求項１記
   載の車両用懸架装置。
3. （３）上記流通制御手段は、絞りを複数段階に切換える
   ことの可能な複数ポート電磁弁を用いることにより流量
   の調整を行なうものである請求項１記載の車両用懸架装
   置。
4. （４）上記流通制御手段は、車高を調整する際に車高値
   と目標値との差が所定値以上あるうちは単位時間当りの
   流量を大とし、車高値が目標値に近付いた時に流量を減
   らすように制御される請求項１記載の車両用懸架装置。
5. （５）上記駆動系には上記アキュムレータの圧力を検出
   する検圧手段が設けられており、アキュムレータの圧力
   が所定値よりも低い時に、上記流通制御手段の開度を上
   げることによって単位時間当りの流量を確保するように
   制御される請求項１記載の車両用懸架装置。