JPH04143113A - 能動型懸架装置のための油圧制御装置 - 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】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車などの車両に用いられる能動型懸架装
置のための油圧制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉 路面状況や車体の挙動に応じた車輪と車体との間の上下
方向ストロークを、油圧にて往復直線運動を行なうアク
チュエータが自ら発生するストロークにて能動的に制御
しようとする能動型懸架装置（アクティブサスペンショ
ン装置）が種々提案されている。

このような能動型懸架装置に用いられる油圧アクチュエ
ータの一形式として、密封されたシリンダ内に圧油を供
給あるいは排出し、この時、シリンダ内で増減した油の
容積に応じてシリンダ内に挿入されたロッドが出没する
ように構成されたものが知られている（特開昭６２−２
８９４２０号公報など参照）。これの場合、車輪と車体
との間の相対距離が縮減するとシリンダ内圧が上昇し、
同じく車輪と車体との間の相対距離が伸長するとシリン
ダ内圧が低下するので、油圧アクチュエータの変位量や
変位速度に対応して設定されたある目標値と比較してシ
リンダ内圧をフィードバック制御することにより、車輪
を路面に追従させ、かつ車体高さを一定に保つようにす
ることができる。

ところが、油圧アクチュエータに与える油圧をフィード
バック制御するために用いられる電磁弁の応答速度には
限度があり、高周波数入力に対する応答性は幾分低めで
ある。そのため、振動周波数が過度に高くなると、油圧
アクチュエータが油圧ロック状態となって入力振動を吸
収することができなくなる場合がある。そこでこのよう
な不都合が生じないようにするために、−船釣には、ガ
ス封入式のアキュムレータをシリンダに接続し、これの
ガスばね作用によって高周波数の振動（圧力変動）をパ
ッシブに吸収したり、あるいは、油圧アクチュエータ内
圧が過度に上昇した際にはこれをリリーフ弁により逃が
すようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 これに対し、電磁弁の応答可能周波数の領域にあっては
、アキュムレータの容量がむしろポンプ吐出効率に影響
を及ぼし、油圧アクチュエータの作動応答性を確保する
ためには、比較的大きなポンプ容量を要し、エンジン出
力損が増大しがちとなる不都合がある。また、一般のリ
リーフ弁は、リリーフ圧が絶対圧として固定されており
、制御圧に対する差圧が比較的大きくないと過剰圧を逃
がすことができず、また、油圧アクチュエータの変位量
が小さい領域では十分な応答性を得ることができない。

本発明は、このような不都合を改善すべく案出されたも
のであり、その主な目的は、ポンプの仕事量を増大する
ことなく高い周波数の圧力変動を吸収できるように改良
された能動型懸架装置のための油圧制御装置を提供する
ことにある。

［発明の構成コ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、電磁制御弁を介し
て油圧が供給される油圧アクチュエータの油室内圧が所
定値および所定周波数を超えて変動する際の、この変動
圧力を平滑化するための吸収手段を油圧制御装置に設け
ることによって達成される。

〈作用〉 このような構成によれば、高周波数入力による油圧アク
チュエータの油室内圧の変動が、制御油圧とは無関係に
平滑化される。従って、電磁制御弁の応答可能領域を超
えた振動の吸収が可能となる。

〈実施例〉 以下に添付の図面に示された具体的な実施例に基づいて
本発明の構成について詳細に説明する。

第１図は、本発明が適用された能動型懸架装置の要部の
概略構成を示している。車輪１は、上下のサスペンショ
ンアーム２・３により、車体４に対して上下動可能に支
持されている。そして下サスペンションアーム３と車体
４との間には、圧縮コイルばね５と油圧アクチュエータ
６とが並列に設けられている。

油圧アクチュエータ６は、シリンダ／ピストン式のもの
であり、シリンダ内に挿入されたピストンの下側の空室
７に可変容量型ポンプ８から作動油圧が直接供給され、
上側の空室９に同じく作動油圧が圧力制御弁１０を介し
て供給されるようになっている。そしてピストン両側の
受圧面１１ａ・ｌｌｂにピストンロッド１２の断面積分
だけ面積差があるため、ピストン下室７とピストン上室
９との圧力差と、これが作用するピストン受圧面の面積
差とに応じてピストンロッド１２に推力が生じ、これに
よってピストンロッド１２が上下方向に往復直線運動を
行ない、車輪１と車体４との間の相対距離を変化させる
ようになっている。

可変容量型ポンプ８からのポンプ吐出油は、減圧弁１３
にて所定の一定圧力に調節されると共に、メインアキュ
ムレータ１４によってポンプ脈動が除去されたうえで圧
力制御弁１０を介して油圧アクチュエータ６に供給され
る。また圧力制御弁１０は、公知形式のりニアソレノイ
ド弁からなり、そのソレノイドに与える電流に比例して
油圧アクチュエータ６のピストン上室９に与える油圧が
連続的に変化するようになっている。

一方、油圧アクチュエータ６のピストン上室９には、リ
リーフ弁１５が接続されている。このリリーフ弁１５は
、第２図に示すように、その両端に互いに等しい面積の
受圧面が設けられたボベット１６を有しており、その一
端１６ａにはピストン上室９の内圧が直接作用し、その
他端１６ｂには同じくピストン上室９の内圧がオリフィ
ス１７を介して作用するようになっている。またポペッ
ト１６には、一端１６ａ側に弁１８が形成されると共に
、この弁１８を閉じる向きに付勢するためのコイルばね
１９が設けられている。そして両端１６ａ・１６ｂの各
受圧面に作用する油圧の差圧がコイルばね１９のばね定
数で規定されたある所定値を超えると弁１８が開き、一
端１６ａ側に作用している油圧、すなわちピストン上室
９の内圧がリザーバタンク２０へ抜けるようになってい
る。

これに加えて、オリフィス１７を経てポペット１６の他
端１６ｂ側にピストン上室９の内圧を与える通路には、
ポペット１６の他端１６ｂ側への油圧の伝達率をオリフ
ィス１７と協働して周波数の増大に比例して低下させる
ためのアキュムレータ２１が接続されている。なお、こ
の場合のアキュムレータ２１は、油圧の上昇に応じて容
積が拡大するようなものであれば良く、場合によっては
、アキュムレータ２１に代えてオリフィス１７と他端１
６ｂとの間の通路を弾性に富む材料で形成しても良い。

次に本実施例の作動要領について説明する。

本実施例の油圧アクチュエータ６は、ピストン両側の受
圧面１１ａ・ｌｌｂの面積が、上室側１１ａ＞下室側１
１ｂの関係となっていると同時に、減圧弁１３にて調整
されたポンプ吐出圧がピストン下室７側に常時作用する
ようになっている。そのため、両室７・９の圧力が互い
に等しければ、ピストンロッド１２には下向きの、すな
わち車体４と車輪１との間の距離を拡大する向きの推力
が働き、ピストン上室９の内圧が減少するとこの推力が
減少し、これに応じて車体４と車輪１との間の距離が縮
減するようになっている。従って、実質的には、ピスト
ン上室９に与える油圧を制御するのみで、所望のストロ
ーク運動を油圧アクチュエータ６に与えることができる
。

油圧アクチュエータ６の推力は、基本的には、車体４と
車輪１との間の相対距離を検出するためのストロークセ
ンサや車体４の上下動速度を検出するための加速度セン
サなどの出力値をもって、予め設定されたばね力や減衰
力に相当する目標値に対応してフィードバック制御され
る。ところが、圧力制御弁１０は、可能応答周波数を超
えると急激にその作動応答性が低下する傾向があるので
、とくに車輪１からの高周波数入力に対しては、油圧ア
クチュエータ６の追従性が低下しがちとなる面がある。

そこで本発明においては、所定周波数を超える圧力変動
がピストン上室９内に生ずるような振動が油圧アクチュ
エータ６に入力した際に、この圧力変動を吸収するため
の手段として、上記したリリーフ弁１５およびアキュム
レータ２１をピストン上室９に接続するようにしている
。

さて、リリーフ弁１５のポペット１６における一端１６
ａ側にはピストン上室９内圧が直接作用する。これに対
し、他端１６ｂ側には、オリフィス１７およびアキュム
レータ２１を経たピストン上室９内圧が作用する。従っ
て、ポペット１６の両端１６ａ・１６ｂの受圧面に対す
る油圧の伝達率に差が生ずる。すなわち、オリフィス１
７の断面積とアキュムレータ２１の容積とで決定する周
波数特性に応じ、ある周波数を超えると他端１６ｂ側へ
の油圧伝達率が極端に低下し、ポペット１６の両端１６
ａ・１６ｂ間に圧力差が生ずる。この差圧、すなわち圧
力変動の振幅がコイルばね１９で規定された所定値を超
えると、弁１８を開く方向にポペット１６が変位し、ピ
ストン上室９内圧がリザーバタンク２０へと解放される
。そしてピストン上室９内圧が低下すると、弁１８は直
ちに閉弁される。

この結果、ピストン上室９の内圧変動の所定範囲を超え
た高周波数成分のみが除去されて、その振幅が平滑化さ
れることとなる。

次に本発明の第２の実施例について第３図を参照して説
明する。

本第２実施例においては、基本的には上記第１実施例と
同様に、オリフィス３１並びにアキュムレータ３２が設
けられた１段目のリリーフ弁３３のリリーフ通路３４に
対し、第２のアキュムレータ３５と、第２のオリフィス
３６を介した第２のリリーフ弁３７とが接続されている
。そして第２リリーフ弁３７から抜けた油圧は、油圧ア
クチュエータ６のピストン上室９へと環流するようにな
っている。また、第１・第２両リリーフ弁３３・３７は
、基本的に上記第１実施例に示したリリーフ弁１５と同
一構造であり、すなわち、ピストン上室９の直接的内圧
と、オリフィス３１・３６およびアキュムレータ３２・
３５を介しての圧力との差圧に応じて作動するようにな
っている。

本実施例の場合、所定圧力を超えるピストン上室９内の
過剰圧力は、第１実施例と同様な動作にて第１リリーフ
弁３３から抜け、第２アキユムレータ３５に蓄圧される
。そして第２アキユムレータ３５内圧よりピストン上室
９内圧が低くなり、かつその差圧が所定値を超えると第
２リリーフ弁３７が開き、第２アキユムレータ３５内の
過剰圧がピストン上室９に環流する。

これによると、ピストン上室９の圧力変動は、基本的に
第２アキユムレータ３５にて吸収されるが、これは減圧
弁１３にて調整された制御圧とは無関係に行なわれ、し
かも過剰圧は再びピストン上室９へと環流するので、過
剰圧力がリザーバタンク２０へ抜けていた第１実施例に
比して、ポンプ８のエネルギ損失が低減される。

第４図は、本発明の第３実施例を示している。

本実施例においては、油圧アクチュエータ６のための制
御弁として、ソレノイド４１に与える励磁電流に応じて
その開度がリニア制御されるポペット弁４２によってパ
イロット室４３内圧が変化するパイロット式電磁弁が用
いられている。この電磁弁４５によると、ソレノイド４
１に与える励磁電流に応じたポペット弁４２の開度に対
応してポンプ吐出圧のリザーバタンク２０へのリリーフ
量が決まり、これによって、パイロット室４３内圧が決
まる。そしてパイロット室４３内圧と油圧アクチュエー
タ６内圧とが釣合うようにスプール４６が変位し、油圧
アクチュエータ６へのポンプ吐出圧の供給あるいは、油
圧アクチュエータ６からのリザーバタンク２０への圧力
の排出が行なわれるようになっている。

本実施例においては、上記第１並びに第２実施例に示し
たのと同様なリリーフ弁５１のポペット５２の一端５２
ａ側にピストン上室９内圧を直接作用させ、パイロット
室４３内圧をオリフィス５３を介してポペット５２の他
端５２ｂ側に与えるようにしている。

このようにすることにより、基本的な油圧アクチュエー
タ６の制御は、ピストン上室９内圧とパイロット室４３
内圧とに応じてスプール４６が自律的に作動して行なわ
れる。そして、スプール４６の応答性では十分に制御す
ることができないような高周波数入力に対する制御は、
オリフィス５３を介して減衰したパイロット室４３内圧
とピストン上室９内圧との差圧がポペット５２を閉弁付
勢するコイルばね５４のばね定数で規定される所定圧力
を上回ると、これに応じたピストン上室９内圧の過剰分
がリリーフ弁５１からリザーバタンク２０へと抜けるこ
とによって行なわれる。

このようにして、上記第１・第２実施例と同様に、電磁
弁４５による制御油圧とは無関係にピストン上室９の高
周波数の圧力変動のみが吸収される。

第５図は、第３図に示した第２実施例と等価の作用を電
気的に得るようにした構成の要部のみを示している。本
節４の実施例は、ピストン上室９の内圧を検出する第１
の圧力センサ６１と、第２実施例における第２アキユム
レータ３５に相当する変動圧平滑用アキュムレータ６２
の内圧を検出する第２の圧力センサ６３との出力を演算
器６４にて比較し、これに基づいてピストン上室９とア
キュムレータ６２との間に設けられた電磁開閉弁６５を
開閉制御し、ピストン上室９の圧力変動を平滑化しよう
とするものである。

以下に第６図を参照して本実施例の制御の概略を説明す
る。

第１圧カセンサ６１から直接得た信号と、所定周波数以
上の出力をカットあるいは減衰するハイカットフィルタ
で処理した信号と、予め設定された基準値Ｐ１とを比較
し、所定周波数を超える圧力変動の振幅が基準値Ｐ１を
越えた場合には開信号を、また下回る時には閉信号を、
電磁開閉弁６５に与え、ピストン上室９の内圧の過剰分
をアキュムレータ６２に蓄圧する。

また、第１圧カセンサ６１から直接得た信号と、第２圧
カセンサ６３から同じく直接得た信号と、予め設定され
た基準値Ｐ２とを比較し、アキュムレータ６２の内圧が
ピストン上室９の内圧に加えて基準値Ｐ２を超えて上回
る時にはパルス的に開閉信号を、下回る時には閉信号を
、各々電磁開閉弁６５に与え、アキュムレータ６２の内
圧をピストン上室９に環流させる。すなわち、ピストン
上室９からアキュムレータ６２へは比較的抵抗なく作動
油を流し、アキュムレータ６２からピストン上室９への
流れには絞り作用を付与するようにして、ピストン上室
９の急激な圧力上昇を素早く吸収し得るようにしている
。

これによれば、油圧アクチュエータ６に入力する高周波
数成分は、比較的簡単な構造の電磁開閉弁６５および簡
単な回路構成の演算器６４にて処理することができるの
で、比較的複雑な制御回路や大流量を要するメインの制
御弁を、その分簡略化することができる。また、この電
磁開閉弁６５は、単純な往復運動のみが行なえれば良い
ので、可動部分の軽量化が可能であり、比較的高い周波
数応答性を確保することができる。

なお、第２実施例における第２リリーフ弁３７に相当す
るリリーフ弁を本実施例における電磁開閉弁６５と並列
に接続し、アキュムレータ６２からピストン上室９への
環流をリリーフ弁にて行なうようにすることもでき、こ
うすれば、第２圧力センサ６３およびこれに関わる演算
器の回路を省略することができる。

第７図は、上記第４実施例の変形実施例を示している。

これは各輪の油圧アクチュエータ６１６　・６　・６　
に接続された電磁開閉弁６５．・６５　・６５　・６５
４を１つのアキュムレーり６２ｏに集合させたものであ
り、基本的な制御は第６図に示したものと同様に行なわ
れる。これによれば、各油圧アクチュエータ６１・６２
・６・６　の内圧検出はそれぞれ個別の第１圧カセンサ
６１　・６１　・６１３・６１４にて行なうが、アキュ
ムレータ６２ｏ並びに第２圧カセンサ６３ｏは全輪に共
通に用いられるので、製造コストを低減することができ
る。これに加えて、各油圧アクチュエータ６１・６２・
６３・６４からの過剰圧が平均化されるので、圧力配分
が有利に行なえ、かつアキュムレータの容量を高効率に
活用し得る。

［発明の効果］ このように本発明によれば、制御油圧とは直接関係なく
油圧アクチュエータの高周波数の圧力変動にのみ応答し
てこれを吸収し得るので、制御弁の制御系に影響を及ぼ
すことなく、制御弁の応答性が不足する領域を効果的に
補填し、油圧アクチュエータの路面入力に対する追従性
を向上するうえに大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明が適用された能動型懸架装置の要部構
成図であり、第２図は、第１図に示したリリーフ弁部分
の概略構造図である。 第３図は、第２実施例のリリーフ回路図であり、第４図
は、第３実施例の油圧制御弁の模式図である。 第５図は、第４実施例の要部構成図であり、第６図は、
その制御のブロック図であり、第７図は、変形実施例の
要部構成図である。 １・・・車輪、２・３・・・サスペンションアーム、４
・・・車体、５・・・圧縮コイルばね、６・・・油圧ア
クチュエータ、７・・・ピストン下室、８・・・可変容
量型ポンプ、９・・・ピストン上室、１０・・・圧力制
御弁、ｌｌａ・１１ｂ・−・受圧面、１２・・・ピスト
ンロッド、１３・・・減圧弁、１４・・・アキュムレー
タ、１５・３３・・・リリーフ弁、１６ａ・・・一端、
１６ｂ・・・他端、１７・３１・・・オリフィス、１８
・・・弁、１９・・・コイルばね、２０・・・リザーバ
タンク、２１・３２・・・アキュムレータ、３４・・・
リリーフ通路、３゛５・・・第２アキユムレータ、３６
・・・第２オリフイス、３７・・・第２リリーフ弁、４
１・・・ソレノイド、４２・・・ポペット弁、４３・・
・パイロット室、４５・・・電磁弁、４６・・・スプ−
ル、５１・・・リリーフ弁、５２・・・ポペット、５２
ａ・・・一端、５２ｂ・・・他端、５３・・・オリフィ
ス、５４・・・コイルばね、６１・・・第１圧カセンサ
、６２０．。 アキュムレータ、６３・・・第２圧カセンサ、６４・・
・演算器、６５・・・電磁開閉弁 特　許　出　願人　本田技研工業株式会社代　　　理　
　　人　弁理士　大島陽−（外１名）第 図 第２図 第３図 第５図 第６ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧アクチュエータに与える油圧を電磁制御弁に
   て制御することによって車輪と車体との間の相対距離を
   変化させるようにしてなる能動型懸架装置のための油圧
   制御装置であって、 電磁制御弁を介して油圧が供給される油圧アクチュエー
   タの油室内圧の所定値および所定周波数を超える圧力変
   動を平滑化するための吸収手段を有することを特徴とす
   る能動型懸架装置のための油圧制御装置。