JPH02241815A - 車両のサスペンション装置 - 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］ 本発明は車両のサスペンション装置に係り、詳しくは、
ばね上とばね下との間に懸架されるシリンダ機構に対し
て作動液の給排制御をおこな・うことにより、サスペン
ション特性を調整できるようにした車両のサスペンショ
ン装置に関するものである。

［従来の技術〕 近時、車両のサスペンション装置にあっては、アクティ
ブサスペンションと称され、走行状態に応じてサスペン
ション特性を制御調整して乗心地を向上させるようにし
たものが種々提案されている。これは、基本的には、車
高の変位を検出する車高センサからの信号に基づき、ば
ね−Ｌとばね下との間に懸架されたシリンダ機構に対す
る作φｇｌｌ液の供給と排出を制御するものである。そ
の回路には、作動液の貯留源であるとともに圧力開放源
きなるリザーブタンク、作動液を加圧供給するポンプ、
高圧の作動液を安定に蓄えておく゛７キエムレータ、シ
リンダ機構への作動液の流量を調整する流量制御弁等々
が設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記したようなサスペンション装置では、ポ
ンプ、流量制御弁やセンサ類等にトラブルが発生すると
、サスペンション特性に異常をきたし、車高が好ましい
状態に維持されなくなることが懸念される。例えば、流
量制御弁にオープン固着などのトラブルが発生し、作動
液が過量にシリンダ機構に供給されれば、そのストロー
クが過大になり、車体に傾きが生じる等の不具合が発生
する。

そのため、従来より、トラブルの発生を検出する装置や
、フェイルセーフ対策等についての提案がなされている
。ちなみに、特開昭６１−２８２１１０号公報には、車
速センサの、トラブルを検出する車高検出器故障検出装
置が、特開昭６２−２８９４１７号公報には、車高セン
サにトラブルが発生したときに、車高制御動作を停止す
るようにした車高制御装置が記載されている。

ところで、より一層安全性の向上を図る上から、各アク
チュエータを作動させるための電源が、断線等により遮
断されたときにおいても、車高が安定に維持されている
ようなフェイルセーフ対策が施されることも望まれる。

本発明は、このような事情を考慮してなされ、各アクチ
ュエータなどに供給する電源が、断線等により遮断され
たときにも、サスペンション特性を好ましい状態に調整
して車高を安定に保持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している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ばね上とばね下との間に懸架されたシリンダ
機構に対する作動液の給排を制御することにより、サス
ペンション特性を調整するようにした車両のサスペンシ
ョン装置にあって、前記課題を解決するために、上記シ
リンダ機構に供給する高圧の作動液を蓄えるアキュムレ
ータと、上記シリンダ機構との間に、上記シリンダ機構
に対する作動液の給排制御をおこなうノーマルクローズ
型の流量制御弁を設ける一方、上記アキュムレータと、
圧力開放源となるリザーブタンクとを連通するリターン
通路に、トラブルを検出したときに、開作動するノーマ
ルオープン型の制御弁を設けている。

〔作　　用〕

シリンダ機構に対する作動液の給排制御をおこなう流量
制御弁や各種センサ類などにトラブルが発生すると、ノ
ーマルオープン型の制御弁が開作動することにより、リ
ターン通路が開かれ、シリンダ機構に供給されていた作
動液の液圧が低下することにより、異常発生要因が除か
れる。

そして、各アクチュエータに供給する電源が断線等によ
り停止した場合には、ノーマルクローズ型の流量制御弁
が閉じ、シリンダ機構に作動液を封じ込め、車高を安定
維持させる一方、ノーマルオープン型の制御弁が開き、
リターン通路を開放して、アキュムレータに蓄えられて
いる高圧の作動液をリザーブタンクに還流させ、異常発
生要因が除かれる。

〔発明の効果〕

本発明の車両のサスペンション装置は、上記シリンダ機
構に供給する高圧の作動液を蓄えるアキュムレータと、
上記シリンダ機構との間に、上記シリンダ機構に対する
作動液の給排制御をおこなうノーマルクローズ型の流量
制御弁を設けるとともに、上記アキュムレータと、圧力
開放源となるリザーブタンクとを連通ずるリターン通路
に配置され、トラブルを検出したときに、開作動するノ
ーマルオーブン型の制御弁を設けたので、各アクチュエ
ータへの供給電源が断線等により遮断されたときにも、
異常発生要因を除去し、かつ車高を安定に維持し、安全
性を確保することができる。

〔実　施　例〕

以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

本実施例に示す車両のサスペンション装置は、各アクチ
ュエータに供給する電源が遮断されたときにも、異常発
生要因となる高圧を除去し、車高を安定に維持できるよ
うにしたもので、以下のように構成される。なお、以下
の説明と図面において、数字に付した符号「Ｆ」は前輪
用、「Ｒ」は後輪用、ｒＦＲＪば右前輪用、ｒＲＲＪは
右後輪用、ｒＦＬＪは左前輪用、ｒＲＬ、は左後輪用を
指称し、とくにこれらを区別する必要のないときは数字
のみを用いる。

第１図に示すように、車両のばね上とばね下との間に懸
架されるシリンダ機構１に供給する高圧の作動液を蓄え
るアキュムレータ２２と、シリンダ機構１との間に、Ｊ
二記シリンダ機構１に対する作動液の給排制御をおこな
うノーマルクローズ型の流量制御弁１５．１９を設けて
いる。そして、上記アキュムレータ２２と、圧力開放源
となるリザーブタンク１２とを連通ずるリターン通路２
５に、トラブルを検出したときに、開作動するノーマル
オーブン型の制御弁２６を設けている。

上記ノーマルクローズ型の流量制御弁１５，１９は、後
述するように、マイクロコンピュータからの指令により
、サスペンション特性をアクティブに制御するために設
けられるが、断線等により電源の供給が停止したときに
は閉じ、シリンダ機構１に作動液を封じ込め、そのとき
の車高を維持させるように機能する。

一方、制御弁２６は、供給電源が停止した場合に、開く
ように構成されており、トラブル発生時にリターン通路
２５を開放し、アキュムレータ２２に蓄えている高圧の
作動液をツリ６−ブタンク１２に還流させることによっ
て、界常発生要因となる高圧を除去するものである。

さらに詳しく説明すると、装置の全体回路を表す第２図
に示すように、シリンダ機構１は、車両のばね下に連結
されるシリンダ２、そのシリンダ２内に嵌装されるビス
１〜ン４、およびピストン４に一端を固定されて、他端
をばね士に連結されるピストンロッド３等よりなる。そ
のシリンダ２は、ピストン４によって、その」一部に液
室５を画成し。

ているが、この液室５と下部の室とは僅かの隙間を有し
て連通されている。これにより、液室５に作動液が供給
されるとピストンロッド３が伸長して車高が高くなり、
また液室５から作動液が排出されると車高が低くなるよ
うに車高の調整ができ、かつ減衰効果が発運されるよ’
、）　ｋｍなっている。

各シリンダ機構１の液室５に対しては、ガスばね６が接
続されている。各ガスばね６は、４本の小径なシリンダ
状ガスばね７ａ〜７ｄよりなり、各シリンダ状ガスばね
７はオリフィス８を介して並列に液室５と接続され、シ
リンダ機構１にもっとも近いシリンダ状ガスばね７ａと
隣接するシリンダ状ガスばね７ｂとの間には、切換弁９
が介装され、サスペンション特性が調整可能となってい
る。すなわち、切換弁９は、消磁状態では通常の連通状
態となり、励磁状態ではオリフィス１０を介した連通状
態を構成し、図示のような消磁状態における切換位置で
は、４本のシリンダ状ガスばね７ａ〜７ｄが各オリフィ
ス８を介して並列に連通された状態となり、シリンダ機
構１の減衰力は小さいものとされる。一方、励磁状態に
おける切換位置では、３本のシリンダ状ガスばね７ｂ〜
７ｄは、切換弁９内に組込まれたオリフィス１０をも介
して液室５と連通され、シリンダ機構１の減衰力は大き
なものとなる。なお、サスペンション特性は、後述する
ように、シリンダ機構１の液室５に対する作動液の供給
量によっても変化させることができるようになっている
。

シリンダ機構１に対する作動液の供給は、エンジンによ
り駆動される可変容量型の斜板ピストン弐のポンプ１１
によっておこなわれ、リザーブタンク１２より汲］−げ
た作動液が、調圧弁２８により所定の圧力（吐出圧１２
０〜１６０ｋｇ／ｃ＋ａ）に調整され、共通通路１３に
吐出される。共通通路１３ば、前側通路１４Ｆと後側通
路１４Ｒとに分岐されて、前側通路１４ＦはさらＱこ右
前側通路１４　ＦＲと、左前側通路１４　Ｆ　、とＧ１
ご分岐されている。

この右前側通路１４ＦＲは、右前輪用シリンダ機構ＩＦ
Ｈの液室５に接続され、左前側通路１４ＦＬは、左前輪
用シリンダ機構Ｉ　ＦＬＯ液室５に接続されている。こ
の右前側通路１４　Ｆ　Ｒには、作動液を供給するため
の流量制御弁１５ＦＲが−Ｌ流側に、遅延弁としてのパ
イロット弁１６ＦＲが下流側にそれぞれ接続されている
。同様に、左前側通路１４ＦＬにも、流量制御弁１５Ｆ
Ｉ、とパイロット弁１６ＦＬが接続されている。

作動液供給用の両流量制御弁１５ＦＲ，１６ＦＲ間にお
ける右前側通路１４ＦＲには、作動液排出用の流量制御
弁１９ＦＲが設けられている第１リリーフ通路１７ＦＲ
が接続され、この第１リリーフ通路１７ＦＲは、前輪用
リターン通路１８Ｆを経て最終的には、リザーブタンク
１２に連なっている。また、パイロット弁１６ＦＲの下
流側の右前側通路１４ＦＲは、フィルタ２９ＦＲを介し
てシリンダ機構ＩＦＲと接続される一方、分岐して、リ
リーフ弁２１ＰＲが設けられている第２リリーフ通路２
０ＦＲを介して第１リリーフ通路１７ＦＲに接続されて
いる。上記フィルタ２９ＦＲは、パイロット弁１６ＦＲ
やリリーフ弁２１ＦＲ等に、シリンダ機構ＩＦＲで発生
した摩耗粉が流入するのを防止するものである。なお、
左前輪用の回路構成は上記右前輪用回路と同様に構成さ
れ、重複する部分の説明は省略する。

前記共通通路１３には、メインのアキュムレータ２２が
接続され、前輪用リターン通路１８Ｆにもアキュムレー
タ２３Ｆが接続されている。このメインのアキュムレー
タ２２は、後述するサブのアキュムレータ２４と共に各
シリンダ機構１への作動液の蓄圧源となり、シリンダ機
構１に対する高圧の作動液の供給量を充分に確保してお
くためのものである。また、アキュムレータ２３Ｆは、
前輪用のシリンダ機構１内の高圧の作動液が低圧のリザ
ーブタンク１２へ急激に排出されるのを防止し、ウォー
タハンマ現象が発生しないようにするためのものである
。後輪用シリンダ機構ＩＲＲ。

ＩＲＬに対する作動液給排通路も前輪用と同様に構成さ
れており、重複した説明は省略する。なお、後輪用通路
にあっては、リリーフ弁２１ＦＲ，２ＩＦＬに相当する
ものが設けられておらず、また後輪通路１４Ｒには、メ
インのアキュムレータ２２からの通路長さが前輪用のも
のよりも長くなるので、サブのアキュムレータ２４を補
助として設けている。

共通通路１３におけるアキュムレータ２２の上流側には
、ポンプ１１からの摩耗粉を濾過するためのフィルタ２
７が設けられ、その共通通路１３から分岐した前後輪用
の各通路１４Ｆ、１４Ｒは、前輪用のリターン通路２５
に接続されている。そのリターン通路２５には、ノーマ
ルオーブン型の制御弁２６であるフェイルセーフバルブ
が設けられ、後述するように例えば流量制御弁１５．１
９などで閉塞や作動不良などのトラブルが発生したとき
、および断線等により電源の供給が停止したときに、開
作動するようになっている。

各弁について説明すると、流量制御弁１５．１９は、前
述したように、消磁状態では開き、励磁状態では閉じる
、いわゆるノーマルクローズ型のスプール弁で、流量制
御のための必要上から、開状態のときは、その上流側と
下流側との圧力差がほぼ一定となるような差圧調整機能
を具備している。そして、マイクロコンピュータに予め
記憶されている流量と電流の対応マツプに基づいて発生
される電流により、そのスプールの変位すなわち開度が
調整されるように構成されている。したがって、この流
量制御弁１５．１９の動作によってシリンダ機構１への
作動液の供給と排出が制御され、サスペンション特性が
アクティブに調整されることとなる。

一方、断線等により電源の供給が停止したときには、閉
じることによって、シリンダ機構１へ作動液を封じ込め
、車高を安定に維持できるようにしている。このような
フェイルセーフ対策により、走行中に断線などのトラブ
ルが発生しても、車高姿勢が良好に維持され、安全性が
確保される。なお、この流量制御弁１５．１９の閉状態
における作動液の若干の漏れは、後述するように、パイ
ロット弁１６の閉止により阻止される。

また、イグニッションをオフ操作したときは、そのオフ
のときから所定時間（実施例では２分間）、車高を低下
させるような調整をおこなうようにしている。これは、
降車等による積載重量の軽減変化を勘案して、車高が偏
って高くなるようなことがないように、基準車高に調整
するためである。

パイロット弁１６は、前後輪用の通路１４Ｆ。

１４Ｒ１すなわち、共通通路１３の圧力とシリンダ機構
１側の圧力との差圧に応じて開閉され、前輪用のパイロ
ット弁１６　Ｆ　Ｒ、１６Ｆ　Ｎ、、、　４：対しては
、前側通路１４Ｆより分岐された共通パイロット通路３
１Ｆが接続され、その共通パイロン；・通路３１Ｆには
オリフィス３２Ｆが設けられている。

分岐した２本の通路のうち一方のパイロット通路３１Ｆ
Ｒはパイロット弁１６ＦＲのパイロット室に連通し、ま
た、他方のパイロン１−通路３１　Ｆ　ｌ。

はパイロット弁１６ＦＬのパイロット室に連通している
。なお、後輪のパイロット通路も同様に構成されている
。

このパイロット弁１６は、共通パイロット通路３１Ｆと
接続されるパイロット室を存し、そのパイロット室に嵌
挿されたピストンにロッドを介して固定された弁体が、
主流路を開閉するように構成され、この主流路に右前側
通路１４Ｆが接続されている。つまり、前述したように
、パイロット弁１６ＦＲは、共通通路１３の圧力とシリ
ンダ機構１側の圧力との差圧に応じて開閉され、パイロ
ット弁１６ＦＲが開いている状態から、共通通路１３側
の圧力が大きく低下すると、オリフィス３２Ｆの作用で
、その圧力低下が遅延されてパイロット室に伝達され、
−Ｖ記圧力低下の時点から遅３、モして右前側通路１４
Ｆを閉じることになる（実施例ではこの遅延時間を約１
秒に設定している）。

シリンダ状ガスばね７ａと７ｂとの間に設けられる切換
弁９は、図示しないが、舵角センサにより旋回動作が検
出されると励磁され、前述しまたように、オリフィス１
００作用により、各シリンダ機構１の減衰力を大きくし
て、車両の安定性が確保される。

第２リリーフ通路２０１？に設げられるリリーフ弁２１
ＦＲ，２１ＦＬは常時は閉じており、シリンダ機構１側
の圧力が所定値以上（実施例では１６０〜２００　ｋｇ
　／　ｃｄ　）になると開かれ、圧力の異常上昇を防止
している。なお、実施例では、前側の重量配分が、後側
よりもかなり大であるため、後輪側の圧力が前輪側の圧
力よりも大きくならないことから、前述したように、後
輪側にはリリーフ弁２１を設けていない。

リターン通路２５に設けられるフェイルセーフバルブ２
６は、前述したように、ノーマルオーブン型の電磁開閉
弁よりなり、通常は、励磁されることによって閉じられ
ており、トラブル発生時にのみ開かれるように設定され
ている。トラブルとしては、例えば流量制御弁１５．１
９の可動部分が固着してしまった場合、後述するセンサ
類のトラブル、作動液の液圧低下、ポンプ１１のドラフ
ルの場合、および断線等による供給電源の遮断等々があ
る。

そして、降車するときなどに、イグニッションがオフさ
れるときには、フェイルセーフバルブ２６は、イグニッ
ション・オフの後所定時間（例えば２分）経過した後に
消磁されて開き、オリフィス３２Ｆ、３２Ｒの作・用に
より、パイロット弁１６がさらに遅れ′ζ閉じられる。

つまり、パイロット弁１６は、オリフィス３２Ｆ、３２
Ｒの作用により、共通通路１３の圧力が低下してから遅
延して開かれるが、これは、例えば流量制御弁１５の一
部がオープン固着するようなトラブルが発生したときに
は、フェイルセーフバルブ２６の開作動により、パイロ
ット圧が低ドして、通路１４ＦＲ〜１４ＲＬを閉じ、シ
リンダ機構ＩＦＲ〜ＩＲＬ内に作動液を閉じ込めること
によって、車高を安定に維持させるためである。このと
きは、サスペンション特性は固定され、いわゆるパッシ
ブサスペンションとなる。

制御系の構成について説明すると、第３図にて、ＷＦＲ
は右前輪、ＷＦＬは左前輪、ＷＲＲは右後輪、ＷＲＬは
左後輪であり、Ｕはマイクロコンピュータよりなる制ｊ
Ｂユニットである。その入力側には、各センサ５１ＦＲ
〜５１ＲＬ、５２ＦＲ〜５２ＲＬ、５３ＦＲ１５３ＦＬ
、５３Ｒが接続される一方、出力側には、切換弁９、流
量制御弁１５　（１５ＦＲ−１５ＲＬ）、１９　（１９
ＦＲ−１９ＲＬ）およびフェイルセーフバルブ２６が接
続されている。

上記センサ５１ＦＲ〜５１ＲＬは、各シリンダ４］１１
ＦＲ〜Ｉ　ＲＩ−に設けられ、そのストローク量、すな
わち各車輪位置での車高を検出する車高センサである。

センサ５２ＦＲ〜５２ＲＬ　［第２図〕は、各シリンダ
機構ＩＦＲ〜ＩＲＬの液室５の圧力を検出する圧力セン
サである。センサ５３ＦＲ，５３ＦＬ、５３Ｒは、上下
方向の加速度を検出するＧセンサである。なお、車両Ｂ
の前側については、前車軸上でほぼ左右対称位置に２つ
のＧセンサ５３ＦＲ，５３ＦＬが設けられているが、車
両Ｂの後部については、後車軸上において左右中間位置
に１つのＧセンサ５３Ｒのみが設けられている。これら
３つのＧセンサによって、車体Ｂを代表する１つの仮想
平面が略水平面となるように設定される。

以上のように構成される車両のサスペンション装置の制
御動作について説明すると、第４図のフローチャートに
示すように、まず、イグニッションスイッチのオンによ
りスタートし、ステップ１〔以下Ｓ１などという〕にお
いてシステム全体がイニシャライズされ、このとき、フ
ェイルセーフバルブ２６は励磁されて閉とされる。次い
で、Ｓ２において、各センサからの信号が制御ユニット
Ｕに入力される。次いで、Ｓ３において、トラブルが発
生しているかどうかが問われ、発生していないときには
、Ｓ４において、各流量制御弁１５゜１９が作動され、
シリンダ機構ｌに対する作動液の流量調整がなされ、い
わゆるアクティブ制御が実施される。このアクティブ制
御は、詳細については説明を省略するが、基本的には、
車高センサの出力に基づく車体Ｂの姿勢制御と、Ｇセン
サの出力に基づく乗心地制御と、圧力センサの出力に基
づく車体Ｂのねしれ抑制制御とをそれぞれ、ＰＩＤ制御
によりフィードバック制御することにより、サスペンシ
ョン特性をアクティブに制御調整するものである。

Ｓ３において、トラブルが発生している場合には、Ｓ９
へ移行する。

次いで、Ｓ５において、イグニッションスイッチがオフ
されたか否かが問われ、オンのときは、Ｓ２へ戻り、オ
フのときは、Ｓ６で車高信号が読込まれた後、Ｓ７にお
いて排出用の流量制御弁１９のみが作動されて、降車等
により車高が偏って高くなってしまうのを防止するよう
に基準車高に調整される。そして、Ｓ８において所定時
間（実施例では２分）経過するのを待って、Ｓ９におい
てフェイルセーフバルブ２６が開かれ、リターン通路２
５を経由してリザーブタンク１２に作動液が還流される
。一方、フェイルセーフバルブ２６の開作動から遅延し
てパイロット弁１６が閉じられ、流量制御弁１５．１９
等からの作動液の漏れ等に起因するその後の車高変化が
確実に防止され、基準車高が維持される。

前記の３３でトラブルが発生したときには、前述したよ
うに、ただちに、Ｓ９へ移行してフェイルセーフバルブ
２６が開かれ、前述したような車高の安定維持がなされ
る。このとき、車高を低く安定させるように調整するた
めには、フェイルセーフバルブ２６が開かれてからパイ
ロット弁１６が閉じられるまでの遅延時間をより長くす
るように、パイロット弁１６またはオリフィス３２Ｆを
調整し、その遅延時間中に、全ての流量制御弁１５．１
９を最大に開くようにすればよい。

以上のような動作中に、例えば電源が断線するようなト
ラブルが発生した場合、ノーマルクローズ型の流量制御
弁１５．１９が閉じるとともに、ノーマルオープン型の
フェイルセーフバルブ２６が開かれる。すると、流量制
御弁１５．１９の閉動作により、シリンダ機構ｌに作動
液が閉じ込められ、そのときの車高が維持される。一方
、フェイルセーフバルブ２６の開動作によって、リター
ン通路２５を経由してリザーブタンク１２に作動液が還
流され、トラブル発生要因となる高圧が排除される。同
時に、フェイルセーフバルブ２６の開作動から遅延して
パイロット弁１６が閉じられる。このパイロット弁１６
の閉動作により、流量制御弁１５．１９等からの作動液
の漏れ等に起因するその後の車高変化が確実に防止され
、基準車高が安定に維持されることとなる。このように
、二重のフェイルセーフ対策により、装置の信頼性や安
全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の車両のサスペンション装置における実施
例を示し、第１図は主要な回路図、第２図は全体回路構
成図、第３図は第２図に示す回路の制御系統図、第４図
は制御動作を示すフローチャートである。 １、ＩＦＲ〜ＩＲＬ−・シリンダ機構、１２−リザーブ
タンク、１５．１９−流量制御弁、２５リタ一ン通路、
２２−・−アキュムレータ、２６−制御弁（フェイルセ
ーフバルブ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ばね上とばね下との間に懸架されたシリンダ機構
   に対する作動液の給排を制御することにより、サスペン
   ション特性を調整できるようにした車両のサスペンショ
   ン装置において、 上記シリンダ機構に供給する高圧の作動液を蓄えるアキ
   ュムレータと、上記シリンダ機構との間に、上記シリン
   ダ機構に対する作動液の給排制御をおこなうノーマルク
   ローズ型の流量制御弁を設ける一方、 上記アキュムレータと、圧力開放源となるリザーブタン
   クとを連通するリターン通路に、トラブルを検出したと
   きに、開作動するノーマルオープン型の制御弁を設けた
   ことを特徴とする車両のサスペンション装置。