JPH02303919A - 能動型サスペンション - 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〕 この発明は、車体及び各車輪間に介装された流体圧シリ
ンダに供給される作動流体圧を制御弁により適宜調圧す
ることにより、旋回走行や加減速時等における車体の姿
勢変化を抑制する能動型サスペンションの改良に関し、
特に、制御弁のドレン側に発生する負圧を吸収できるよ
うにしたものである。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンションとしては、本出願人が先に
提案した特開昭６２−２８９４２０号公報に記載された
ものがある。

この従来の技術は、車体及び各車輪間に介装された流体
圧シリンダと、これら流体圧シリンダに作動流体圧を供
給する流体圧供給装置と、各流体圧シリンダの作動圧を
指令値に応じて制御する圧力制御弁と、車体の各車輪位
置に設けられた上下加速度検出器の検出値に基づき車体
の姿勢変化を抑制する指令値を圧力制御弁に出力する制
御装置とを備えていて、圧力制御弁の供給ボートと流体
圧供給装置の吐出側とがライン圧配管を介して接続され
、圧力制御弁の戻りボートと流体圧供給装置の戻り側（
リザーバタンク）とがドレン配管を介して接続されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の能動型サスペンションにあっ
ては、圧力制御弁の戻りボートとリザーバタンクとがド
レン配管を介して接続されていたため、路面からの外乱
入力により流体圧シリンダが摺動する場合及び制御装置
からの指令値に応じて圧力制御弁が作動する場合に、ド
レン配管に負圧が生じ、作動流体（例えば油）中に溶解
していた空気が分離して気泡となるキャビテーション現
象が起こったり、又はドレン配管中に真空空間が生じた
りする。そして、その後ドレン配管内の圧力が上昇する
と、これら気泡や真空空間が象、激に押し潰され、局所
的な高背圧が生じてしまい、これが騒音や振動等の原因
となり、さらには、高背圧によって圧力制御弁の応答性
が悪化してしまい、指令値に応じた制御圧を発生できな
いという未解決の課題があった。

これを詳述すると、例えば車輪が走行路面上の突起を通
過する等して第７図（ａ）に示すような外乱が流体圧シ
リンダに入力されたとすると、流体圧シリンダの圧力は
、第７図（ｂ）に示すように象、激に上昇する。すると
、圧力制御弁がこの圧力上昇を抑制するため、流体圧シ
リンダとドレン配管とを連通させて流体圧シリンダ内の
作動流体をリザーバタンクに戻すように作動するが、ド
レン配管の流量は、流体圧シリンダの圧力上昇が緩やか
になると急激に減少するので、第７図（Ｃ）に示すよう
にドレン配管に負圧が発生し、その結果、ドレン配管内
に気泡や真空空間が生じる。そして、その後ドレン配管
内の圧力が上昇すると、気泡や真空空間が押し潰され、
第７図（Ｃ）に示すような局所的な高圧が発生し、これ
が圧力制御弁の応答性を悪化させると共に、第７図の）
に示すように流体圧シリンダの圧力を変動させる。

この発明は、このような従来の技術における未解決の課
題に着目してなされたものであり、ドレン配管に生ずる
負圧を吸収する構成とすることにより、騒音や振動の発
生を防止すると共に、制御弁の応答性を向上させ、もっ
て、指令値に応じた制御圧を確実に発生することができ
る能動型サスペンション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〕

上記目的を達成するために、請求項（１）記載の発明は
、車体及び各車輪間に介装された流体圧シリンダと、流
体圧供給装置から前記流体圧シリンダに供給される作動
流体圧を制御する制御弁とを備えた能動型サスペンショ
ンにおいて、前記流体圧供給装置及び前記制御弁間をラ
イン圧配管及びドレン配管で接続すると共に、前記ドレ
ン配管に、封入圧を負圧に設定した負圧アキュムレータ
を介装した。

また、請求項（２）記載の発明は、上記請求項（１）記
載の発明において、封入圧が正圧に設定された正圧アキ
ュムレータを、前記負圧アキュムレータと並列に前記ド
レン配管に介装した。

〔作用〕

請求項（１）記載の発明にあっては、ドレン配管に介装
した負圧アキュムレータの封入圧は負圧・（大気圧以下
）であるため、ドレン配管がドレン圧、即ち大気圧であ
れば、負圧アキュムレータ内には作動流体が流入する。

従って、流体圧シリンダ内の作動流体を制御弁及びドレ
ン配管を介して流体圧供給装置に戻す際に、上述したよ
うにドレン配管に負圧が発生すると、負圧アキュムレー
タに流入していた作動流体がドレン配管に供給されるか
ら、負圧の発生が抑制される。

また、請求項（２）記載の発明にあっては、上記負圧ア
キュムレータと並列に、封入圧を正圧に設定した正圧ア
キュムレータをドレン配管に介装したため、上記請求項
（１）記載の発明と同様に負圧の発生が抑制されるし、
負圧アキュムレータで吸収しきれなかった負圧によって
上述した局所的な高背圧がドレン配管に生じても、正圧
アキュムレータによって吸収される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す油圧回路図であり
、請求項（１）記載の発明に対応するものである。

先ず、構成を説明すると、回転駆動源としてのエンジン
２の出力軸２ａに、油圧ポンプ１が回転駆動可能に連結
されており、油圧ポンプ１の吸入側がリザーバタンク３
に接続され、その吐出側が逆止弁４を介してライン圧配
管５に接続されている。これら、油圧ポンプ１．エンジ
ン２及びリザーバタンク３によって、流体圧供給装置と
しての油圧供給装置が構成される。

ライン圧配管５には、脈動吸収用のアキュムレータ６が
接続され、アキュムレータ６の下流側にはフィルタ７が
介挿されている。さらに、フィルタ７と並列に、フィル
タフの目詰まり時に有用なバイパス流路８が形成されて
いて、このバイパス流路８には、逆止弁９が介挿されて
いる。

また、ライン圧配管５のフィルタ７の下流側には、圧力
保持部１１を介して各車輪に対応する圧力制御弁１２の
入力ポートが接続され、この圧力制御弁１２のドレンボ
ートが、ドレン配管１３を介してリザーバタンク３に接
続されている。

そして、圧力保持部１１は、ライン圧配管５に介挿され
た逆止弁１４と１、ライン圧配管５及びドレン配管１３
間に介挿され且つ通常状態のライン圧Ｐ、を設定する通
常ライン圧設定用のリリーフ弁１５と、逆止弁１４の下
流側のライン圧がパイロット圧Ｐ、として供給されるパ
イロット操作形逆止弁１６とを備えている。

パイロット操作形逆止弁１６は、パイロット圧Ｐ、が後
述する中立圧Ｐ９以下である場合には閉状態となるが、
バイロンｌ−Ｐ、が中立圧Ｐ、を越えると開状態となる
ように構成されている。

−・方、圧力制御弁１２は、３ボートの電磁スプール減
圧弁で構成される周知の構造（例えば、特開昭６４−７
４１１１号公報参照）を有しており、車両の横加速度、
上下加速度及び前後加速度等の検出信号に基づき車体の
姿勢変化を抑制する指令値を出力する姿勢変化抑制制御
装置１７からの指令（１ｉ　１が供給され、この指令値
■に応じた制御圧Ｐ、を出力し、これが車体及び各車輪
間に介挿された能動型サスペンションを構成する油圧シ
リンダ１９に供給されて車体の姿勢変化に抗する付勢力
を発生させる。

この圧力制御弁１２は、第２図に示すように、指令値Ｉ
に比例した制御圧Ｐ。をその出力ポートから油圧シリン
ダ１９の圧力室２０に供給する。

つまり、指令値■が中立値■８であるときには所定中立
圧ｐＨを出力し、この状態から指令値Ｉが増減するとき
には所定の比例ゲインに１をもって制御圧ＰＣも増減す
る。なお、第２図中、Ｐ　、ＡＸは油圧供給装置のライ
ン圧ＰＬである。

そして、圧力制御弁１２のドレンポート及びパイロット
操作形逆止弁１６の入力ポート間のドレン配管１３には
、封入圧が負圧（大気圧以下）に設定された負圧アキュ
ムレータ３０が接続されている。

なお、３１はライン圧配管５の逆止弁１４及び圧力制御
弁１２間に接続した蓄圧用のアキュムレータ、３２及び
３３は路面から油圧シリンダ１９に入力される車両のバ
ネ下共振周波数に対応する比較的高周波数域の振動を吸
収・減衰するための減衰バルブ及びアキュムレータ、３
４はドレン配管１３に介挿されたオイルクーラである。

次に、上記実施例の動作を説明する。

今、車両が停車状態にあり、イグニッションスイッチが
オフ状態にあるものとすると、エンジン２は回転停止状
態であるから、油圧ポンプ１も停止状態である。

従って、逆止弁１４の上流側のライン圧Ｐ、はドレン圧
に等しいが、その下流側のライン圧、即ちパイロット圧
Ｐｐが中立圧ＰＮ以下となった時点でパイロット操作形
逆止弁１６が閉状態となるから、圧力保持部１１の圧力
制御弁１２例の回路圧は、中立圧ＰＭに維持されている
。

そして、イグニッションスイッチをオン状態としてエン
ジン・２を始動させると、その出力軸２．〕の回転上昇
に伴って油圧ボ゛／プ１の回転もＬ昇しその回転に応じ
た吐出量の作動油がライン圧配管５に供給される。

すると、ライン圧配管５の圧力が上昇し、これに伴って
パイロット操作形逆止弁１６に供給されるパイロット圧
Ｐ、も上昇するから、そのパイロット圧Ｐｐが中立圧Ｐ
、を越えた時点でパイロット操作形逆止弁１６が開状態
となって、圧力制御弁１２のドレンボートがリザーバタ
ンク３に連通ずる。

その後、油圧ポンプｌから吐出される作動油の圧力が高
くなって逆止弁１４の上流側のライン圧Ｐｔ、かリリー
フ弁１５の定格圧力を越えると、その超過分がリリーフ
弁１５及びドレン配管１３を介してリザーバタンク３に
戻されるから、ライン圧ＰＬは、リリーフ弁１５の定格
圧力に保持される。

一方、イグニッシジンスイッチがオン状態となると、姿
勢変化抑制制御装置１７にも電源が供給されて作動状態
となるから、乗員の乗降や車両走行時のロール、ピッチ
、バウンス等による車体の姿勢変化が検出され、これら
を抑制する指令値Ｉが圧力制御弁１２に供給されるため
、油圧シリン゛　ダ１９に姿勢変化に抗する圧力が発生
し、車体の姿勢変化が抑制される。

また、うねり路や悪路走行時に車輪側からバネ上共振周
波数域に対応する比較的低周波数の振動が油圧シリンダ
１９に入力されると、この振動に応じて油圧シリンダ１
９の圧力室２０の内圧が変動するが、振動が比較的低周
波数であれば圧力制御弁１２による追従が可能であるか
ら、油圧シリンダ１９が伸長して圧力室２０の内圧が低
下すると、圧力制御弁１２によって圧力室２０に作動油
を供給されるし、油圧シリンダ１９が縮んで圧力室２０
の内圧が上昇すると、圧力制御弁１２によって圧力室２
０内の作動油がリザーバタンク３側に戻されるので、油
圧シリンダ１９に伝達される路面からの振動入力が吸収
されことになり、車体への振動伝達が防止され、良好な
車両乗心地が得られる。

ここで、車輪が路面上の突起を通過するなどして、第３
図（ａ）に示すような外乱が油圧シリンダ１９に入力さ
れたものとすると、油圧シリンダ１９の圧力は、第３図
（ｂ）に示すように上昇する。

すると、圧力制御弁１２が、その圧力上昇を抑制するた
め油圧シリンダニ９の圧力室２０とドレン配管１３とを
連通させ、圧力室２０内の作動油をリザーバタンク３に
戻すように作動する。

そして、リザーバタンク３への戻り流量は、最初は多量
であるが、油圧シリンダ１９の圧力上昇が緩やかになる
と減少するため、ドレン配管１３に負圧が生じてしまう
。

しかし、ドレン配管１３には、負圧アキュムレータ３０
を介装しであるから、この負圧アキュムレータ３０に流
入していた作動油がドレン配管１３に供給されるので、
負圧の発生が抑制され、ドレン配管１３には、第３図（
Ｃ）に示すように、極小さな負圧が発生するだけで済む
。

そして、発生する負圧が小さければ、キャビテーション
現象に起因する気泡や真空空間が発生し難くなるので、
ドレン配管１３の圧力が上昇した時にそれら気泡や真空
空間が潰れることによって発生する背圧が低（で済み、
その結果、騒音や振動が抑えられると共に、圧力制御弁
１２の機能低下（応答性の悪化）が防止されるから、安
定した＃Ｉ御圧Ｐ、を得ることができる。

第４図は、本発明の第２実施例を示す油圧回路図であり
、請求項（２）記載の発明に対応するものである。

この実施例では、封入圧が正圧に設定された正圧アキュ
ムレータ３５を、負圧アキュムレータ３０と並列に、圧
力制御弁１２のドレンボート及びバイロフト操作形逆止
弁１６の入力ボート間のドレン配管工３に介装したもの
である。なお、その他の構成は上記第１実施例と同様で
あるため、同じ符号を付し、重複した説明は省略する。

この実施例によれば、ドレン配管１３に負圧アキュムレ
ータ３０及び正圧アキュムレータ３５の両方を介装した
ため、車輪が路面上の突起を通過する等して第５図（ａ
）に示すような外乱が油圧シリンダ１９に入力され、油
圧シリンダニ９の圧力が第５図（ｂ）に示すように上昇
したものとすると、第５図（Ｃ）に示すように、上記第
１実施例と同様に負圧７キユムレータ３０の作用によっ
てドレン配管１３に発生する負圧が抑制されると共に、
その負圧発生後にドレン配管１３に生ずる背圧が正圧ア
キュムレータ３５によって吸収される。

そして、ドレン配管１３に生ずる背圧が正圧アキュムレ
ータ３５によって吸収されれば、振動や騒音がより低減
されるし、第５図（ハ）に示すように油圧シリンダ１９
の圧力変動もさらに抑制されるから、圧力制御弁１２の
機能低下がより確実に防止される。

また、正圧アキュムレータ３５は、作動油をリザーバタ
ンク３に戻す際にドレン配管１３の流量抵抗等によって
生ずる背圧も吸収するので、その背圧の影響による圧力
制御弁１２の安定性や応答性の劣化を防止することもで
きる。

なお、その他の作用効果は、上記第１実施例と同様であ
る。

第６図は、この第２実施例に適用し得るアキュムレータ
の一例を示した断面図であり、これは、負圧アキュムレ
ータ３０と正圧アキュムレータ３５とを一体化したもの
である。

即ち、シリンダ４０には、摺動自在な二つのピストン４
１ａ及び４１ｂが内在していて、一方のピストン４１ａ
によって第１気体室４２ａが形成され、他方のピストン
４１ｂによって第２気体室４２ｂが形成されている。

そして、両ピストン４１ａ及び４１ｂ間には、油室４３
が形成されており、この油室４３が、シリンダ４０の軸
方向中央部に内在する隔壁４４及び接続口４５を介して
、ドレン配管１３に連通している。なお、４６ａ〜４６
ｆはシール部材である。

第１気体室４２ａには、その気体室４１ａの容積が最大
となった状態で負圧（例えば０．８気圧）となる気体が
封入されていて、これにより、負圧アキュムレータ３０
が構成されている。また、第２気体室４２ｂには、その
気体室４２ｂの容積が最大となった状態で正圧（大気圧
以上）となる気体が封入されていて、これにより、正圧
アキュムレータ３５が構成されている。

従って、接続口４５を大気圧に解放すると、第１気体室
４２ａ及び第２気体室４２ｂは、第６図に示すような状
態（即ち、前者は最大容積以下の状態、後者は最大容積
の状態）になる。

よって、ドレン配管１３に負圧が発生する（大気圧以下
となる）と、第２気体室４２ｂの容積は最大のまま変化
しないが、第１気体室４２ａの容積が増大するため、油
室４３内の作動油がドレン配管１３に供給され、負圧の
発生が抑制される。

また、ドレン配管１３に背圧が生じると、その背圧によ
って第２気体室４２ｂが縮小するから、背圧が吸収され
、圧力制御弁１２の機能低下が抑制される。

そして、このような構成であれば、ドレン配管１３への
取付個所が１箇所でよいから、部品点数が少な（て済む
し、取付時の作業性が向上するという効果もある。

なお、上記各実施例では、作動流体として油を用いた場
合について説明したが、これに限定されるものではなく
、圧縮率の少ない流体であれば任意の流体を適用するこ
とができる。

また、能動型サスペンションの制御弁としては、上記圧
力制御弁１２に限定されるものではなく、他の流量制御
型サーボ弁等を適用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項（１）記載の発明によれば
、封入圧を負圧に設定した負圧アキュムレータをドレン
配管に介装したため、ドレン配管に発生する負圧を抑制
することができるので、キャビテーション現象に起因す
る気泡や真空空間等が発生し難くなり、ドレン配管の圧
力が上昇した時にそれら気泡や真空空間が潰れることに
よって発生する背圧が低くて済むから、騒音や振動が抑
えられると共に、制御弁の機能低下が防止されて安定し
た制御圧が得られるという効果がある。

また、請求項（２）記載の発明によれば、上記負圧アキ
ュムレータと並列に、封入圧を正圧に設定した正圧アキ
ュムレータをドレン配管に介装したため、上記請求項（
１）記載の発明と同様の効果が得られると共に、負圧発
生後に生ずる背圧を吸収することができるので、制御弁
の機能低下をより確実に防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示した油圧回路図１、第
２図はこの実施例Ｇご適用した圧力制御弁の指令値に対
する制御圧力の特性を示したグラフ、第３図（ａ）乃至
（Ｃ）はこの第１実施例の動作を説明するタイムチャー
ト、第４図は本発明の第２実施例を示した油圧回路図、
第５図（ａ）乃至（Ｃ）はこの第２実施例の動作を説明
するタイムチャート、第６図はこの第２実施例に適用し
得る負圧アキ、１ムレ−・夕と正圧アキュムレータとを
一体化した場合の構成例を示す断面図、第７図（ａ）乃
至（Ｃ）は従来の能動型サスペンションの動作を説明す
るタイムチャー・トである。 １・・・油圧ポンプ、２・・・エンジン、３・・・リザ
ーバタンク、５・・・ライン圧配管、１２・・・圧力制
御弁、１３・・・ドレン配管、１９・・・油圧シリンダ
（流体圧シリンダ）、３０・・・負圧アキュムレータ、
３５・・・正圧アキュムＩ／−タ。 ０１゛ｆ耳軸Ｉ 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体及び各車輪間に介装された流体圧シリンダと
   、流体圧供給装置から前記流体圧シリンダに供給される
   作動流体圧を制御する制御弁とを備えた能動型サスペン
   ションにおいて、前記流体圧供給装置及び前記制御弁間
   をライン圧配管及びドレン配管で接続すると共に、前記
   ドレン配管に、封入圧を負圧に設定した負圧アキュムレ
   ータを介装したことを特徴とする能動型サスペンション
   。
2. （２）封入圧が正圧に設定された正圧アキュムレータを
   、前記負圧アキュムレータと並列に前記ドレン配管に介
   装した請求項（１）記載の能動型サスペンション。