JPH03273921A - 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、車体及び車輪間に介装した流体圧シリンダ
を有し、この流体圧シリンダの作動圧を制御弁で能動的
に制御して姿勢変化を防止するようにした能動型サスペ
ンションに係り、とくに、制御弁に作動流体を供給する
流体圧供給装置の負荷側に設けたリリーフ弁の改善に関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種の能動型サスペンションに対する流体圧供
給装置としては、例えば本出願人によって開示されてい
る特開平１−２４９５０９号記載のものが知られている
。

この従来装置は、油圧サスペンションに油圧を供給する
構成のもので、回転駆動源に連結された油圧ポンプと、
その吐出側とタンクとの間に接続された通常ライン圧設
定用リリーフ弁と、この通常ライン圧設定用リリーフ弁
と並列に介挿されたライン圧調節部を有するバイパス流
路と、ライン圧調節部を所定車速以下のときにライン圧
を低下させるように制御するライン圧制御装置とを備え
ている。そして、ライン圧調節部は、例えば電磁開閉弁
と通常ライン圧設定用リリーフ弁より低圧に設定された
リリーフ弁とで構成されている。これにより、車速か設
定値を越える状態では通常ライン圧設定用リリーフ弁に
よって、油圧サスペンションの制御を良好に行うに必要
なライン圧を確保できる一方、車速か設定値以下になる
と、ライン圧制御装置によって通常ライン圧設定用リリ
ーフ弁と並列に介挿されたライン圧調節部を制御するこ
とにより、ライン圧を低下させて消費馬力を減少させ、
エンジン負荷を軽減するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の油圧供給装置にあっては、無駄な
消費馬力を減少させて燃費向上を図る点では功を奏する
ものであったが、油圧ポンプ及びタンクから成る油圧供
給手段の負荷側に、通常ライン圧設定用リリーフ弁及び
ライン圧調節部の低圧側のリリーフ弁の両方が介挿され
るとともに、その低圧側のリリーフ弁を制御するライン
圧制御装置が必要になることから、装置が大形化及び複
雑化し、製造コストも上昇するという状況にあった。

本願発明は、上述した状況に鑑みてなされたもので、そ
の解決しようとする課題は、より小形化及び簡単化され
た構造を有しながら、流体圧供給部の吐出量が低いとき
は供給圧を下げることができ、回転駆動源の負荷を軽減
できるようにすることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本願発明は、車両の回転駆動
源に連結され作動流体を吐出する流体圧供給部と、この
流体圧供給部の負荷側に設けられるとともにポペット弁
を内蔵するリリーフ弁と、前記流体圧供給部から吐出さ
れる作動流体を制御する制御弁と、この制御弁により制
御された作動流体の供給を受けるとともに車体及び車輪
間に介装された流体シリンダとを備えた能動型サスペン
ションにおいて、前記リリーフ弁に内蔵されるポペット
弁の作動流体供給側の弁頂部を、先端側にあって第１の
弁頂角を成す先端側弁頂部と、この第１の弁頂部の根元
側にあって前記第１の弁頂角よりも小さい第２の弁頂角
を成す根元側弁頂部とにより形成した。

〔作用〕

リリーフ弁に内蔵したポペット弁の弁頂部は、その先端
側が弁頂角の大きい先端側弁頂部と、根元側の弁頂角の
小さい根元側弁頂部との２段形状を成しているため、ポ
ペット弁のストローク変化に対する挿通孔及びポペット
弁間の開口面積の変化は直線的にはならず、非線形を成
す。つまり、ストローク変化が所定値よりも小さい範囲
では開口面積変化の変化率が小さく、所定値を越えると
大きな変化率となる。このため、リリーフ弁における流
量変化に対するリリーフ圧変化も直線的には変化せず、
所定流量の点でリリーフ圧の変化曲線の傾きが変わる。

つまり、所定流量までの低流量域ではオーバーライドが
悪く、低い圧力でリリーフし、しかも、その流量変化に
応じてリリーフ圧が上昇する。また、所定流量よりも大
きな高流量域ではオーバーライドが良く、流量増大に比
例した、より小さな変化率でリリーフ圧が上昇する。

このため、低流量域のＩＪ　ＩＪ−フ圧範囲が、前述し
た従来のライン圧調整部による調整ライン圧に相当させ
、且つ、高流量域のリリーフ圧範囲がライン圧調整部の
非作動状態、つまり通常ライン圧設定用のリリーフ弁の
リリーフ圧填特性に合致するように、ポペット弁の第１
．第２の弁頂角を設定しておくことにより、アイドリン
グ状態又は低速走行状態における流体圧供給部の吐出流
量の小さい状態でライン圧を下げることができ、少ない
消費流量にマツチする。また、所定速度以上の走行状態
になると、ライン圧が正規の値まで上昇し、高速域で必
要とする大流量の消費要求に応えることができる。

〔実施例〕

以下、本願発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づい
て説明する。

第１図において、ｌ０ＦＬ〜ｌ０ＲＲは前左〜後右車輪
を、１２は各車輪１０ＦＬ〜ｌ０ＲＲに連設した車輪側
部材を、１４は車体側部材を各々示す。１６は本車両に
搭載した油圧式の能動型サスペンションであって、その
アクチュエータが各車輪側部材工２と車体側部材１４と
の間に介装されている。

能動型サスペンション１６は、流体圧供給装置としての
油圧供給装置１８と、この油圧供給装置１８の負荷側に
介装された作動圧保持部２０と、この作動圧保持部２０
の負荷側であって前、後輪側に対応して装備された供給
側のアキュムレータ２４．２４と、このアキュムレータ
２４．２４の負荷側にあって車輪１０ＦＬ〜ｌ０ＲＲに
各々対応して装備された圧力制御弁（制御弁）２６ＦＬ
〜２６■及び油圧シリンダ（流体シリンダ）２８ＦＬ〜
２８ＲＲとを備えるとともに、加速度検出器３０と、こ
の検出器３０の検出信号に基づき圧力制御弁２６ＦＬ〜
２６ＲＲに指令電流（指令値）■、・・・、■を与える
コントローラ３２とを有している。図中、３９は、比較
的低いバネ定数であって車体の静荷重を支持するコイル
スプリングである。

前記油圧供給装置１８は、作動油を貯蔵するリザーバタ
ンク４０及びエンジンを回転駆動源とする油圧ポンプ４
２を有する油圧供給部（流体圧供給部）４３と、所定の
ライン圧を設定するりリーフ弁４４とを含んで構成され
る。タンク４０には供給側管路４８ｓ及び戻り側管路４
８ｒとが接続され、供給側管路４８ｓが油圧ポンプ４２
を介して次段の作動圧保持部２０に至る。

リリーフ弁４４は、両管路４８ｓ、４８ｒ間の負荷側を
迂回する位置に接続されており、具体的構成は第２図に
示すようになっている。つまり、リリーフ弁４４は、ポ
ペットタイプの直動形で構成されるもので、筒状の弁ハ
ウジング４４Ａを有する。この弁ハウジング４４Ａの内
部には挿通孔４４Ａａが穿設され、この挿通孔４４Ａａ
に連通した状態で入カポ−）４４ｉ及び出力ポート４４
０が設けられると共に、挿通孔４４Ａａにはポペット弁
４４Ｂが摺動自在に配設されている。ポペット弁４４Ｂ
は、入力ポート４４ｉ及び出力ボート４４０間に形成さ
れた弁座４４Ｃに当接する方向にコイルスプリング４４
Ｄによって付勢されている。入力ポート４４１及び出力
ポート４４０は、バイパス路４９を介して供給側管路４
８ｓ及び戻り側管路４８ｒに夫々接続されている。

また、ポペット弁４４Ｂの弁型部４４Ｂａは、第２．３
図に示すように、その先端部に形成された第１の弁型角
θ１の先端側弁頂部Ｂ１と、この先端側弁頂部Ｂ１に連
続して根元側に形成された第２３の弁型角θ２　（〈θ
、）の根元側弁頂部Ｂ２とから成る。そこで、ポペット
弁４４Ｂのコイルスプリング４４Ｄ側へのストロークＤ
に対する挿通孔４４Ａａ及び弁型部４４Ｂ間の開口面積
Ａの変化曲線は第４図に示すようになる。つまり、第１
、第２の弁型角θ１．θ、が異なるために、所定ストロ
ークＤ１以上になると開口面積曲線の傾きがより大きく
なる、折れ曲がった非線形の関係になる。

このため、ポペット弁４４Ｂの弁型部４４Ｂａに加わる
作動油の圧力がスプリング４４Ｄのばね力を越えたとき
に、その余剰流量分だけ入力ボート４４１側から出力ポ
ート４４ｏ側にリリーフさせるが、そのリリーフ圧特性
も第５図に示すように非線形になる。つまり、所定流量
Ｑ１までの低流量域ではオーバーライドが悪（、流量増
に伴って、リリーフ圧ＰがＰｏからＰＩ　　（＜Ｐｏ）
までの低い範囲において、大きな変化率で増大する。

そして、所定流量Ｑ、を越えた高流量域ではオーバーラ
イドが良く、流量増に伴って、より小さな変化率でリリ
ーフ圧Ｐが増大する。

本実施例では、所定流量Ｑ、以下の低流量域はアイドリ
ング走行及び低速走行（例えば２０　ｋｍ／ｈ）時のポ
ンプ吐出流量に対応し、流量Ｑ１を越える高流量域は中
・高速走行でのポンプ吐出流量に対応している。また、
リリーフ圧Ｐ　”’　Ｐ　＋の値は中・高速走行時に必
要な大消費流量を賄い得る圧力値になるように、またリ
リーフ圧Ｐ＝Ｐ、の値は最低流量を確保できる所定値と
なるようにポペット弁４４Ｂの弁型部４４Ｂａが設定さ
れている。

作動圧保持部２０は、供給側管路４８ｓに挿入されたチ
エツク弁５０と、戻り側管路４８ｒに挿入され且つチエ
ツク弁５０の下流側ライン圧をパイロット圧Ｐ、とする
パイロット操作形のオペレートチエツク弁５２とを有す
る。このオペレートチエツク弁５２は、パイロット圧Ｐ
ｐが設定圧Ｐ。

（ここでは作動中立圧）を越えると弁開となり、パイロ
ット圧Ｐ、が設定圧Ｐ、以下のときに弁閉（チエツク状
態）となる。

作動圧保持部２０の負荷側では、供給側管路４８ｓが前
輪１０ＦＬ、　　１０ＦＲ，後輪１０ＲＬ、　　１０Ｒ
Ｒに対応して分岐し、夫々の管路４８ｓが大容量で高圧
ガス封入のアキュムレータ２４に接続され、さらに左右
輪に対応して分岐して圧力制御弁２６ＦＬ〜２６ＲＲの
供給ボートに至る。また、オペレートチエツク弁５２と
圧力制御弁２６ＦＬ〜２６ＲＲの戻りポートとの間は、
図示のように前後、左右で夫々分岐・接続されている。

一方、圧力制御弁２６ＦＬ〜２６ＲＲの夫々は、従来周
知の比例電磁減圧弁の構造を有し、コントローラ３２か
ら与えられる指令電流Ｉに比例した制御圧ＰＣを油圧シ
リンダ２８ＦＲ（〜２８ＲＲ）に供給できるようになっ
ている。さらに、油圧シリンダ２８ＦＬ〜２８ＲＲの各
々は第１図に示すように、シリンダチューブ２８ａを有
し、このシリンダチューブ２８ａにはピストン２８ｂに
より隔設された下側圧力室りが形成されている。この圧
力室りは管路５６によって圧力制御弁２６ＦＬ（〜２６
ＲＲ）の出力ポートに接続されている。シリンダチュー
ブ２８ａの下端は車輪側部材１２に取り付けられ、ピス
トンロッド２８ｃの上端は車体側部材１４に取り付けら
れている。

一方、前記加速度検出器３０は、車体の所定位置に装備
され、車体の横９前後、上下方向の加速度を検知し、こ
れらの状態量に対応した電気信号をコントローラ３２に
出力する。コントローラ３２は、Ａ／Ｄ変換器、マイク
ロコンピュータ、Ｄ／Ａ変換器、駆動回路を要部とする
周知の構成（例えば特開昭６３−１２５４１９号参照）
で成り、加速度検出信号に対応した、姿勢変動を抑制・
減衰する指令電流Ｉ、・・・、Ｉを圧力制御弁２６ＦＬ
〜２６ＲＲに個別に与えるようになっている。加速度検
出器３０及びコントローラ３２は姿勢制御手段を構成し
ている。

次に、本実施例の動作を説明する。

いま、車両が停車状態にあり、イグニッションスイッチ
がオフであるとする。この状態ではエンが回転していな
いから、油圧ポンプ４２も回転しておらず、その吐出量
が零であるとともに、作動圧保持部２０によってその負
荷回路が所定圧Ｐ。

に封じ込められている。

この停車状態においてイグニッションスイッチをオン状
態に切り換え（コントローラ３２による姿勢制御が開始
される）、エンジンを始動させると、これに伴って油圧
ポンプ４２の吐出量が急速に増える。そして、エンジン
がアイドリング運転になると、そのアイドリング回転に
応じた小さい流量が負荷側に吐出される。この低流量の
ときのリリーフ弁４４のリリーフ圧はＰ０〜Ｐ１間の値
であるから、このリリーフ圧によって中・高速走行状態
での通常制御時よりも低いライン圧が設定される。一方
、この停車状態では、車両の姿勢変化は走行時のそれに
比べて格段に少なく、油圧シリンダ２８ＦＬ〜２８ＲＲ
の制御のために圧力制御弁２６ＰＬ〜２６ＲＲが消費す
る流量も少ないので、リリーフ弁４４の設定する低いラ
イン圧で間に合う。

つまり、アイドリング状態で通常制御時のライン圧を供
給する場合に比べて、油圧ポンプ４２の負荷が小さくな
るから、エンジンの消費馬力を低下させて燃費向上を図
ることができる。

その後、走行を開始したとする。このとき、車速か所定
値よりも低い低速走行であれば、リリーフ弁４４によっ
て設定されるライン圧はやはり通常制御時に比べて低い
。しかし、姿勢変化も比較的少なく、消費流量が少ない
から、小さめのライン圧で充分、姿勢制御が賄われる。

このため、停車時と同様に燃費の改善を図ることができ
る。

さらに、中・低速走行に至ると、リリーフ弁４４のリリ
ーフ圧が設定値になるので、油圧供給装置１８からは設
定ライン圧が供給される。この走行状態で、旋回、加減
速を行うと車両に発生する慣性力も大きく、また悪路な
ど伴う路面からの加振力も大きい。そこで、姿勢変化時
に、コントローラ３２は加速度検出器３０の検出値に基
づいた指令電流Ｉを圧力制御弁２６ＦＬ〜２６ＲＲに供
給し、油圧シリンダ２８ＦＬ〜２８ＲＲの油圧を制御す
る。

これにより、慣性力に抗するシリンダ力を発生させ、ま
た加振力を減衰させて車体の姿勢変化を確実に抑制する
。

この姿勢制御において消費される流量は停車。

低速走行時に比べて格段に大きくなるが、ライン圧も高
くなっているので、流量不足になることもなく、充分な
制御が可能となる。

上述した停車及び低速走行時のライン圧低下及び中・高
速走行時の通常ライン圧設定は、本実施例ではリリーフ
弁４４のみによって行われるので、前述した従来装置の
ようなリリーフ弁を２個併設し、その制御機構を付加す
る構造に比べて、構造が格段に簡単化され、小形化され
るという利点がある。

なお、本願発明での作動流体は必ずしも前述した作動油
に限定されることなく、圧縮率の少ない気体を使用する
こともできる。また、制御弁は流量制御弁であってもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本願発明では、流体圧供給部の負荷
側に設けられるリリーフ弁内のポペット弁の作動流体供
給側の弁頂部を、先端側にあって第１の弁頂角を成す先
端側弁頂部と、この第１の弁頂部の根元側にあって第１
の弁頂角よりも小さい第２の弁頂角を成す根元側弁頂部
との二段構造で形成したため、流体圧供給部の吐出流量
に対するリリーフ圧特性が、所定流量以下の低流量域と
高流量域とでリリーフ圧の変化率が異なる非線形特性を
有するから、所定流量に対応するリリーフ圧を通常姿勢
制御時のリリーフ圧としておくことによって、停車や低
速走行時の低吐出量量状態でのリリーフ圧が通常制御時
よりも下げられ、少ない消費流量に見合うライン圧とな
って、燃費を向上させることができ、また、中・高速走
行時の高吐出量量状態でのリリーフ圧が通常制御時の値
に設定され、大きな消費流量に見合うライン圧となり、
流量不足によって制御が不十分となる事態を防止できる
。このように負荷の大小に対応したライン圧を設定でき
る機能を有しながら、従来のようにリリーフ弁を２個設
け、さらにその制御機構を付加するものに比べて、その
構成が格段に簡単化され、小形化されるとともに、ポペ
ット弁の形状変更のみによって構成されているから、故
障の確率も少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本願発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は全体の概略構成図、第２図はリリーフ弁の
断面図、第３図はポペット弁の側面図、第４図はリリー
フ弁のストローク変化に対する開口面積変化を示すグラ
フ、第５図はリリーフ弁の流量変化に対するリリーフ圧
変化を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の回転駆動源に連結され作動流体を吐出する
   流体圧供給部と、この流体圧供給部の負荷側に設けられ
   るとともにポペット弁を内蔵するリリーフ弁と、前記流
   体圧供給部から吐出される作動流体を制御する制御弁と
   、この制御弁により制御された作動流体の供給を受ける
   とともに車体及び車輪間に介装された流体シリンダとを
   備えた能動型サスペンションにおいて、 前記リリーフ弁に内蔵されるポペット弁の作動流体供給
   側の弁頂部を、先端側にあって第１の弁頂角を成す先端
   側弁頂部と、この第１の弁頂部の根元側にあって前記第
   １の弁頂角よりも小さい第２の弁頂角を成す根元側弁頂
   部とにより形成したことを特徴とする能動型サスペンシ
   ョン。