JPH04113912A - 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、特に詳細には、車
体と車輪との間に架設したシリンダに対して作動流体を
給排することにより、サスペンション特性を変えるよう
にしたサスペンション装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば特開昭８３−１３０４１８号公報に示されるよう
に、車体と車輪との間に液圧シリンダを架設し、このシ
リンダに対する作動流体の供給、排出を制御することに
よりサスペンション特性を自在に変更可能とした車両の
サスペンション装置が公知となっている。

この種のいわゆるアクティブコントロールサスペンショ
ン装置においては、多くの場合、液圧シリンダの液圧室
に各々連通する高圧ラインと、作動流体を貯えるリザー
バタンクとを結ぶリリーフ通路を設け、該通路にフェイ
ルセーフ弁を設けるようにしている。すなわち、作動流
体の供給、排出系に故障か生した際に、このフェイルセ
ーフ弁を開かせれば、高圧ラインの圧力か解放され得る
。

そこで、それに加えて、各液圧シリンダに対する作動流
体の給排を行なう流量制御弁を全開させることにより、
各液圧シリンダ内の作動流体を排出して、全車高を最低
位置にまで低下させることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のようなフェイルセーフ弁は、作動流体
供給、排出系の故障時にはできるだけ迅速に開いて、ア
クティブコントロールサスペンションの安全性を確保す
る必要がある。

しかしながら、そのような特性のフェイルセーフ弁を用
いると、エンジンを停止させた時に高圧ラインの圧力を
解放する際にも、作動流体が極めて高速てリザーバタン
ク側に流れるようになる。

そうなると、この作動流体か配管を叩いて大きな音を発
生させてしまう。このようないわゆるウォータハンマー
現象が生じると、運転者が違和感や不安感を覚えるので
、車両の商品価値を損なうことにもなる。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、作動流体供給、排出系の故障時には高圧ラインの圧力
を速やかに解放でき、その一方、エンジンを停止させた
際のウォーターハンマー現象を防止可能な車両のサスペ
ンション装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段および作用）本発明による
車両のサスペンション装置は、先に述べたように車体と
車輪との間に架設された液圧シリンダに対して作動流体
を供給、排出することによりサスペンション特性を変え
得るように構成され、 液圧シリンダの液圧室に連通される高圧ラインの圧力を
解放するフェイルセーフ弁が設けられた車両のサスペン
ション装置において、 上記フェイルセーフ弁として圧力制御弁が用いられると
ともに、 この圧力制御弁の目標圧力を、作動流体の供給、排出系
の故障を示す信号を受けた際には比較的大きな時間当り
変化率で低下させる一方、イグニッションＯＦＦとされ
た際には比較的小さな時間当り変化率で低下させる制御
手段が設けられたことを特徴とするものである。

フェイルセーフ弁を構成する圧力制御弁の目標圧力を、
比較的大きな時間当り変化率で低下させれば、高圧ライ
ンの圧力は速やかに解放されるので、作動流体供給、排
出系の故障に素早く対応可能となる。

他方、上記の目標圧力を比較的小さな時間当り変化率で
低下させれば、高圧ラインの作動流体は比較的低速でリ
ザーバタンク側に流れるので、ウォーターハンマー現象
を防止可能となる。

なおこの種の車両のサスペンション装置においては、作
動流体供給、排出系が故障した際に、車高を最低位置ま
で下げる、あるいはアクティブ制御を完全停止する、等
のように故障の程度に応じて対応モードを変えることが
多い。そうする場合上記制御手段は、前記故障を示す信
号の種類に応じて、圧力制御弁の目標圧力変化率を変え
るように構成するのが好ましい。そのようにすれば、圧
力解放の緊急度が低い場合はど上記目標圧力を小さな変
化率で低下させるようにして、この際もできるだけウォ
ーターハンマー現象を抑えることが可能となる。

また上記制御手段は、エンストを検出可能に形成された
上で、エンストを検出した際には上記圧力制御弁の目標
圧力を、前記イグニッションＯＦＦ時の変化率よりもさ
らに小さな時間当り変化率で低下させるように構成され
るのが好ましい。

エンストで車両が停止した際にも、高圧ラインの圧力は
解放するのが好ましいが、通常は、エンストしてから短
時間のうちにエンジンが再始動されて車両が走行する。

そこでこのエンスト時には、上述のようにして極めて緩
慢に高圧ラインの圧力を解放すれば、次に車両が発進し
た際に、作動流体が所定圧力まで迅速に蓄圧されるよう
になる。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明の一実施例による車両のサスペンション
装置を示すものであり、また第２図はこのサスペンショ
ン装置に用いられた油圧回路を示している。なお図中、
右前輪、左前輪、右後輪および左後輪に対応した主な要
素についてはそれぞれ付番にｒＦＲＪ　　ｒＦＬＪ　　
ｒＲＲＪおよびｒＲＬＪの符号を付加して示すが、以下
の説明においては特に必要の有る場合だけそれらの符号
を付けることにする。

第１図に示されるように、車体１１には各輪毎に液圧シ
リンダ１２か固定され、該液圧シリンダ１２内に摺動自
在に嵌挿されたピストン１３により液圧室１４が画成さ
れている。このピストン１３と一体化されたピストンロ
ッドＩ５には、車輪１０が保持されている。上記液圧室
１４には、液圧通路を介してガスばね２１が連通されて
いる。このガスばね２１は、可動隔壁としてのダイヤフ
ラム２３により画成されたガス室２５と液室２７とを有
し、この液室２７が上記液圧室１４に通されている。

なお第２図に詳しく示すように、本実施例てガスばね２
１は各輪周に２個ずつ設けられ、それらは互いに並列の
関係で液圧シリンダ１２に連通されている。そしてこれ
らのガスばね２１のそれぞれに連通する液圧通路１８に
は、各々オリフィス２９が設けられている。このような
液圧シリンダ１２、ガスばね２１およびオリフィス２９
の組合わせからなるユニットは、ガスばね２１の緩衝作
用と、オリフィス２９の減衰作用とで、サスペンション
装置としての基本的な機能を備えることとなる。

上述の液圧シリンダ１２には高圧配管３１Ｆあるいは３
１Ｒが接続され、これらの配管を通して液圧シリンダ１
２に対する作動油液の供給、排出がなされる。なお上記
高圧配管：（ＩＦ、３１Ｒにはそれぞれ流量制御弁９Ｆ
、９Ｒが介設され、これらの流量制御弁９は各シリンダ
１２に対する作動油液の供給、排出を制御して、シリン
ダ内圧を調整する。

以下、この作動油液を供給、排出する油圧回路について
第２図を参照して説明する。エンジン８０により駆動さ
れるベーンポンプ３２は、リザーバタンク３３から作動
油液４４を汲み上げ、共通高圧配管３４を通して該作動
油液４４を前輪用、後輪用の各高圧配管３１Ｆ、３１Ｒ
に圧送する。この共通高圧配管３４には上流側から順に
チエツク弁３５、フィルター３６、蓄圧作用を果たすメ
インアキュムレータ３７、および油圧計３８が設けられ
ている。またポンプ３２内には、吐出側圧力が異常上昇
したとき、吐出した作動油液４４を吸込側に還流させる
ポンプ内リリーフ弁３０が設けられている。

前輪用の高圧配管３１Ｆは右前輪用高圧配管３１ＦＲ５
左前輪用高圧配管３１ＦＬに分岐され、これらの各配管
３１ＦＲ，３１ＦＬはそれぞれ、流量制御弁９ＦＲ１９
ＲＬを構成する流入弁５２Ｆ　Ｒ，５２Ｆ　Ｌを介して
、右前輪用液圧シリンダ１２Ｆ　Ｒ，左前輪用液圧シリ
ンダ１２Ｆ　Ｌの各液圧室１４に連通されている。ｆｉ
ｆｆｉ制御弁９は上記の流入弁５２と、作動油液４４を
リザーバタンク３３に戻す還流配管４０Ｆに介設された
排出弁５３とからなる。流入弁５２および排出弁５３は
、ともに開位置と閉位置とをとり得るものであり、そし
て開位置での液圧を所定値に保持する差圧弁を内蔵する
。

また上記高圧配管３１Ｆからはパイロット通路３９Ｆが
分岐され、このパイロット通路３９Ｆはノ＜イロット圧
応動型チエツク弁５０Ｆ　Ｒ，５０Ｆ　Ｌに接続されて
いる。各チエツク弁５０は、パイロット通路３９Ｆによ
り、流入弁５２の上流側の高圧配管３１における作動油
圧（メインアキュムレータ３７による蓄油圧：メイン圧
）を受け、このパイロット圧が例えば４０ｋ　ｇ　ｆ　
／ｃｊ未満のときに閉じるようになっている。つまり、
メイン圧が４０ｋｇｆ／ｃ−以上のときにのみ、液圧シ
リンダ１２Ｆ　Ｒ，１２Ｆ　Ｌに対する作動油液の供給
、排出が可能となる。

また右前輪用高圧配管３１ＦＲには、リリーフ弁５４Ｆ
Ｒ，油圧計５５ＦＲが介設されている。一方、左前輪用
高圧配管３１ＦＬにも、リリーフ弁５４ＦＬ。

油圧計５５ＦＬが介設されている。リリーフ弁５４ＦＲ
，５４ＦＬは、液圧シリンダ１２Ｆ　Ｒ，１２Ｆ　Ｌの
内圧が異常上昇したときに開いて、作動油液４４を還流
配管４０Ｆに戻す。この還流通路４０Ｆには、液圧シリ
ンダ１２Ｆ　Ｒ，１２Ｆ　Ｌから作動油液４４が排出さ
れるときに蓄圧作用を果たすリターンアキュムレータ５
９Ｆが取り付けられている。

後輪用高圧配管３１Ｒ側にも、以上述べた前輪用各要素
と全く同じ要素が設けられている。このように互いに同
等の前輪用要素と後輪用要素とは、第２図において、そ
れぞれの付番に続けて付加された記号ｒＦＪとｒＲＪと
て区別されている。

前輪側の還流配管４０Ｆと、後輪側の還流配管４０Ｒは
、冷却回路４Ｂを経て前記リザーバタンク８３に至る共
通還流配管４１に接続されている。そしてこの共通還流
配管４１と共通高圧配管３４とはリリーフ配管４２によ
って連通され、該リリーフ配管４２にはアンロード弁４
３が介設されている。このアンロード弁４３は、油圧計
３８の出力を受けるコントロールユニット４５（第１図
参照）によって作動制御され、前記メイン圧が所定の上
限値（−例として１６０ｋｇｆ／ｃｄ）を超えたときに
開いてベーンポンプ３２をアンロード状態とし、この状
態をメイン圧か所定の下限値（−例として１２０　ｋ　
ｇ　ｆ　／ｄ）以下になるまで維持する。そしてメイン
圧か下限値以下になると、コントロールユニット４５か
アンロード弁４３を閉じてベーンポンプ３２をロード状
態とする。

それによりメイン圧が上記上限値まで上昇する。

こうしてメイン圧は、所定範囲（１２０〜１６０ｋｇｆ
／ｃｄ）に保持される。

さらに、上記共通還流配管４１と共通高圧配管３４とは
リリーフ配管４７によって連通され、該リリーフ配管４
７にはフェイルセーフ弁４８が介設されている。このフ
ェイルセーフ弁４８は圧力制御弁からなり、他の弁等の
故障時にその目標圧力が低下されて、メインアキュムレ
ータ３７の蓄油をリザーバタンク３３に戻し、高圧状態
を解除する機能を有する。

なお前記パイロット通路３９Ｆには、上記フェイルセー
フ弁４８の開作動時にチエツク弁５０ＦＲ，５０ＦＬの
閉作動を遅延させる絞り５１Ｆが設けられている。

次に上記構成のサスペンション装置の作動について説明
する。アンロード弁４３、フェイルセーフ弁４８、流入
弁５２、流出弁５３の作動は、例えばマイクロコンピュ
ータからなるコントロールユニット４５によって制御さ
れる。このコントロールユニット４５には、前記油圧計
３８、各液圧シリンダ１２毎に設けられた油圧計５５、
各車輪１０ＦＲ，ＩＯＦ　Ｌ、　１０ＲＲＳＩＯＲＬ毎
にばね上加速度を検出する上下加速度センサ５７、同じ
く各車輪１０ＦＲ，ｌ０ＦＬＳ１０ＲＲ１ＩＯＲＬ毎に
車高（つまりシリンダストローク）を検出する車高セン
サ５８、車体１１に加わる横方向加速度を検出する横方
向加速度センサ６１、車速センサ６２の出力、イグニッ
ション回路６３、およびオルタネータ６４からの信号が
入力される（なお第１図では、油圧計５５、上下加速度
センサ５７、および車高センサ５８については左後輪１
０ＲＬに対応するもののみを示しである）。

そしてコントロールユニット４５は、各輪毎の油圧計５
５、各輪毎の上下加速度センサ５７、車高センサ５８、
および横方向加速度センサ６１かそれぞれ示すシリンダ
内圧、ばね上加速度、車高、および横方向加速度に基づ
いて、作動油液４４の給排を制御する。こうして液圧シ
リンダ１２に対して作動油液４４を給排することにより
、オリフィス２９の絞り抵抗およびガスばね２１の弾性
率を変化させたのと同じ作用が得られ、サスペンション
装置はいわゆるアクティブサスペンション装置として機
能する。

また、液圧シリンダ１２内の作動油液量を制御して、車
高を各輪毎に制御することも可能である。

次に、前述したフェイルセーフ弁４８の作動を制御する
ための処理について説明する。第３図は、コントロール
ユニット４５によるこの処理の流れを示しており、また
第４図はこの処理によるフェイルセーフ弁４８の目標圧
力Ｐｔｒの変化の様子を示している。

第３図図示のように、コントロールユニット４５はステ
ップＰ１において、イグニッション回路６３からの信号
に基づいてイグニッションＯＮであるか否か判別する。

そうである場合、コントロールユニット４５は次にステ
ップＰ２において、オルタネータ６４の出力がＬｏｗで
あるか否か判別する。そうである場合はエンストと考え
られるので、コントロールユニット４５は次にステップ
Ｐ３において、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒ
を、第４図に示す特性ｄで低下させる。

こうしてフェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒを低下
させれば、１２０〜１６０　ｋ　ｇ　ｆ　／ｃｄに維持
されているメイン圧が解放され、作動油液４４はこのフ
ェイルセーフ弁４８を通ってリザーバタンク３３に戻さ
れる。また第４図図示の通り、特性ｄか設定された際は
、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒは極めて小さ
な時間当り変化率で低下するから、次にエンジン８０か
再始動された際に、作動油液４４は速やかに所定値まで
蓄圧され得る。

一方ステップＰ２において、オルタネータ出力がＬｏｗ
ではないと判別された際、つまりエンジン８０が駆動し
ている際、コントロールユニット４５は次にステップＰ
４において、作動油液４４の供給、排出系の各部の故障
を示す信号が入力されているか否か判別する。故障信号
の入力かない場合、コントロールユニット４５はステッ
プＰ５において、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔ
ｒを１６０ｋｇｆ／Ｃシに設定する。

上記の故障信号が入力されている場合、コントロールユ
ニット４５はステップＰ６において、その故障の形態を
認識する。そしてコントロールユニット４５は次にステ
ップＰ７において、認識した故障形態に応じて設定され
るＤＥＡＤ　（制御規制）−状態がＢであるか否か判別
する。本例では、作動油液給排系の故障程度に応じてＤ
ＥＡＤ−Ａ。

ＤＥＡＤ−Ｈの２つの状態が設定されるようになってお
り、それらは各々、アクティブ制御中止、作動油液全量
排出による全車高最低位置設定である。

ステップＰ７において、設定されるべき制御規制状態が
ＤＥＡＤ−Ｂではない、つまりＤＥＡＤ−八であると判
別されたとき、コントロールユニット４５はステップＰ
８において、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒを
第４図に示す特性すで低下させる。それにより、１２０
〜１６０　ｋ　ｇ　ｆ　／ｃｊに維持されているメイン
圧が解放され、その状態下でアクティブ制御が中止され
る。

一方ステップＰ７において、ＤＥＡＤ−Ｂが設定される
べきと判別されたとき、コントロールユニット４５はス
テップＰ９において、フェイルセーフ弁４Ｂの目標圧力
Ｐｔｒを第４図に示す特性ａで低下させる。それにより
メイン圧が解放され、全車高が最低位置に設定される。

以上のようにして、作動油液４４の供給、排出系が故障
したとき、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒを比
較的大きな時間当り変化率で低下させれば、メイン圧は
速やかに解放されるので、作動流体供給、排出系の故障
に素早く対応可能となる。

そして、全車高最低位置設定の場合よりもメイン圧解放
の緊急度が比較的低いＤＥＡＤ−Ａ設定時には、特性す
の下に目標圧力変化率を少しでも低くすれば、ウォータ
ーハンマー現象をできるだけ抑制可能となる。

他方、前記のステップＰ１においてイグニッションＯＦ
Ｆと判別された場合、コントロールユニット４５はステ
ップＰＩＯにおいて、イグニッションＯＦＦ後所定時間
（本例では３分間）が経過したか否か判別する。そうで
ある場合は、エンジン８０が停止されたとみなせるので
、コントロールユニット４５は次にステップｐＨにおい
て、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒを、第４図
に示す特性Ｃで低下させる。

こうしてフェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒを低下
させれば、１２０〜１６０　ｋ　ｇ　ｆ　／ｃ−に維持
されているメイン圧が解放され、作動油液４４はこのフ
ェイルセーフ弁４Ｂを通ってリザーバタンク３３に戻さ
れる。

一方、ステップＰＩＯにおいて、イグニッションＯＦＦ
後未だ所定時間が経過していないと判別された場合、コ
ントロールユニット４５はステップＰ１２において、油
圧計３８の出力が示すメイン圧が１１０ｋｇｆ／ｃｄ以
下まで低下しているか否か判別する。もしそうであれば
、それ以上フェイルセーフ弁４８を閉じておく意味がな
いので、コントロールユニット４５はステップｐＨにお
いて、フェイルセーフ弁４８の目標圧力Ｐｔｒを前記特
性Ｃで低下させる。一方、上記メイン圧が１１０　ｋ　
ｇ　ｆ　／ｃ−以下まで低下していなければ、処理の流
れはステップＰ１に戻る。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明による車両のサスペンシ
ョン−置においては、フェイルセーフ弁として圧力制御
弁を用いるとともに、この圧力制御弁の目標圧力を、作
動流体の供給、排出系の故障を示す信号を受けた際には
比較的大きな時間当り変化率で低下させる一方、イグニ
ッションＯＦＦとされた際には比較的小さな時間当り変
化率で低下させるように構成したので、上記の故障時に
は、高圧ラインの圧力を速やかに解放してサスペンショ
ン装置の安全性、信頼性を高めることができ、その一方
エンジン停止時にはウォーターハンマー現象の発生を確
実に防止可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるサスペンション装置
を示す概略図、 第２図は、上記サスペンション装置に用いられた油圧回
路を示す回路図、 第３図は、上記実施例装置におけるフェイルセーフ弁の
作動制御処理を示すフローチャート、第４図は、上記実
施例装置におけるフェイルセーフ弁の目標圧力制御特性
を示すグラフである。 １０・・・車輪　　　　　　　１１・・・車体１２・・
・液圧シリンダ　　　１３・・・ピストン１４・・・液
圧シリンダの液圧室 １５・・・ピストンロッド　　１８・・・液圧通路２１
・・・ガスばね　　　　　３１・・・高圧配管３２・・
・ポンプ　　　　　　３７．５９・・・アキュムレータ
３Ｂ、５５・・・油圧計　　　　３９・・・パイロット
通路４０・・・還流通路　　　　　４３・・・アンロー
ド弁４４・・・作動油液　　　　４５・・・コントロー
ルユニット４８・・・フェイルセーフ弁　５２・・・流
入弁５３・・・流出弁　　　　　　５７・・・上下加速
度センサ５８・・・車高センサ　　　　６１・・・横方
向加速度センサ６２・・・車速センサ　　　　６３・・
・イグニッション回路６４・・・オルタネータ　　　８
０・・・エンジン第４図 口１　間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体と車輪との間に架設された液圧シリンダに対
   して作動流体を供給、排出することによりサスペンショ
   ン特性を変え得るように構成され、前記液圧シリンダの
   液圧室に連通される高圧ラインの圧力を解放するフェイ
   ルセーフ弁が設けられた車両のサスペンション装置にお
   いて、 前記フェイルセーフ弁として圧力制御弁が用いられると
   ともに、 この圧力制御弁の目標圧力を、作動流体の供給、排出系
   の故障を示す信号を受けた際には比較的大きな時間当り
   変化率で低下させる一方、イグニッションＯＦＦとされ
   た際には比較的小さな時間当り変化率で低下させる制御
   手段が設けられたことを特徴とする車両のサスペンショ
   ン装置。
2. （２）前記制御手段が、前記故障を示す信号を受けた際
   その信号の種類に応じて、圧力制御弁の目標圧力変化率
   を変えるように構成されていることを特徴とする請求項
   １記載の車両のサスペンション装置。
3. （３）前記制御手段が、エンストを検出可能に形成され
   た上で、 エンストを検出した際には前記圧力制御弁の目標圧力を
   、前記イグニッションＯＦＦ時の変化率よりもさらに小
   さな時間当り変化率で低下させるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の車両のサスペンション
   装置。