JPH04201616A - 能動型サスペンション用圧力制御弁 - 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〕 本願発明は、能動型サスペンション用圧力制御弁に係り
、とくに、比例電磁減圧弁をパイロット弁に用い、且つ
、この比例電磁減圧弁で形成されたパイロット圧により
駆動する減圧弁をメイン弁とした構造の圧力制御弁に関
する。

〔従来の技術〕

従来、能動型サスペンション用の圧力制御弁としては、
例えば、本出願人か先に提案している実開平１−１）６
８１３号及び実開昭６１−１０２９７２号記載のものが
知られている。

この内、前者ては、ポンプ、リザーバータンクを含む流
体圧源側に接続された供給ポート、戻りポート及びアク
チュエータ側に接続された出力ポートを育する３方スプ
ール弁をメイン弁として備え、この３方スプール弁の一
方のスプール端部側に、比例電磁リリーフ弁方式のパイ
ロット弁で形成されたパイロット圧を供給し、一方のス
プール端部側に出カポニドの制御圧をフィードバックし
、パイロット圧に応じて制御圧を調整するようにしてい
る。

また後者の従来例では、３方スプール弁の一方のスプー
ル端部側に制御圧をフィードバックし、他方のスプール
端部側にパイロット圧を供給することにより、パイロッ
ト圧に応じた制御圧を発生させる構造を有し、そのパイ
ロット圧は、比例ソレノイドの推力に比例した圧力とな
り、且つ、パイロット圧を変化させないときに入力流量
を遮断する減圧弁によって形成されている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した実開平１−１）６８１３号記載
の圧力制御弁にあっては、作動流体かパイロット弁中を
常時流れる構造であったため、パイロット流量の無駄な
消費か多く、とくに、制御圧範囲を広げたい場合（即ち
供給圧の高圧化）、パイロット流量の無駄な消費も増加
するので、エネルギ効率か下がり、燃費か低下するとい
う状況にあった。

一方、前述した実開昭６１−１０２９７２号記載の圧力
制御弁では、パイロット弁への供給圧をメイン弁の制御
圧から導く構成になっているが、パイロット弁の応答性
を高めるべくパイロット弁への供給流量を多くした場合
、メイン弁の制御圧が路面からの加振等の外乱によって
変動し易いことから、パイロット弁による制御か不安定
になってしまい、実際上、制御の応答性と安定性とを両
立させることは困難であった。

そのため、流体圧源からの供給圧を電磁式の三方スプー
ル弁によって調圧してパイロット圧を導くことか考えら
れるか、この場合には制御圧を増圧する際の応答性と減
圧する際の応答性とて、差異を生じてしまい、制御性か
悪いという別の問題が生じる。

本願発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、消
費流量を抑制すると共に、制御の応答性及び外乱に対す
る安定性を向上させ、且つ、増圧時と減圧時とて応答性
に差異を生じさせないようにすることを、その目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、請求項（１）記載の発明にあ
っては、流体圧源に至る供給ライン及び戻りラインか接
続された供給ポート及び戻りポートと、アクチュエータ
に至る出力ラインが接続された出力ポートとを有する３
方スプール弁を備え、この３方スプール弁の一方のスプ
ール端部に形成されたパイロット圧室に、パイロット弁
からのパイロット圧を供給するとともに、当該３方スプ
ール弁の他方のスプール端部に形成され且つパイロット
圧室よりも小さい受圧面積のフィードバック圧室に、前
記出力ポートから出力された制御圧をフィードバックさ
せるようにした能動型サスペンション用圧力制御弁にお
いて、前記パイロット弁は、前記供給ポート及び戻りポ
ートに接続されたパイロット供給ポート及びパイロット
戻りポートと、前記パイロット圧室に接続されたパイロ
ット出力ポートとを備えた３方パイロットスプール弁と
、この３方パイロットスプール弁の一方のスプール端部
に、指令信号に応じた推力を与える比例ソレノイドと、
前記３方パイロットスプール弁の他方のスプール端部又
は段付部に形成され且つ前記パイロット出力ポートに連
通させたパイロットフィードバック圧室とを備え、前記
パイロット戻りポートにおける開口面積のスプール変位
に対する変化率を、前記パイロット供給ポートにおける
開口面積のスプール変位に対する変化率より大きく形成
している。

また、請求項（２）記載の発明では、請求項（１）記載
の構成中、前記戻りポート及びパイロット戻りポート間
の流路に絞りを介挿している。　　−さらに、請求項（
３）記載の発明では、請求項（１）記、　載の構成中、
前記戻りポート及びパイロット戻りポート間の流路に介
挿した絞りと、前記流路における絞りの挿入位置よりも
当該パイロット戻りポート寄りの位置から分岐され、且
つ、前記３方スプール弁及び３方パイロットスプール弁
の戻り圧を導く圧力室に連通させた戻り連通路とを設け
ている。

さらに、請求項（４）記載の発明は、流体圧源に至る供
給ライン及び戻りラインが接続された供給ポート及び戻
りポートと、アクチュエータに至る出力ラインが接続さ
れた出力ポートとを有する３方スプール弁を備え、この
３方スプール弁の一方のスプール端部に形成されたパイ
ロット圧室に、パイロット弁からのパイロット圧を供給
するとともに、当該３方スプール弁の他方のスプール端
部に形成され且つ前記パイロット圧室よりも小さい受圧
面積のフィードバック圧室に、前記出力ポートから出力
された制御圧をフィードバックさせるようにした能動型
サスペンション用圧力制御弁において、前記パイロット
弁は、前記供給ポート及び戻りポートに接続されたパイ
ロット供給ポート及びパイロット戻りポートと、前記パ
イロット圧室に接続されたパイロット出力ポートとを備
えた３方パイロットスプール弁と、この３万パイロット
スプール弁の一方のスプール端部に、指令信号に応じた
推力を与える比例ソレノイドと、前記３方パイロットス
プール弁の他方のスプール端部又は段付部に形成され且
つ前記パイロット出力ポートに連通させたパイロットフ
ィードバック圧室とを備え、前記パイロット供給ポート
における開口面積のスプール変位に対する変化率を、前
記パイロット戻りポートにおける開口面積のスプール変
位に対する変化率と同一に形成し、前記供給ポート及び
パイロット供給ポート間の流路に絞りを介挿している。

〔作用〕

請求項（１）乃至（４）記載の発明において、パイロッ
ト弁の比例ソレノイドに指令信号か与えられると、比例
ソレノイドはその指令値に比例した推力をパイロット弁
内の３万パイロットスプール弁のスプールの一端に与え
るから、この推力とパイロットフィードバック圧室の圧
力に拠る力とか釣り合うまでスプールか軸方向に微動す
る。このスプールに作用する両方の力かバランスすると
、スプールは中立位置をとってパイロット供給ポート、
パイロット戻りポー■・か閉塞され、パイロット圧力ポ
ートには供給圧か指令値に対応して減圧されたパイロッ
ト圧か形成される。

このパイロット圧は、メイン弁である３方スプール弁の
パイロット圧室に導かれ、そのスプールを付勢する。こ
のメイン弁のスプールは、フィードバック圧室の圧力に
拠る力により反対方向に押されるので、その両方の力が
バランスするまでスプールが微動する。そして、バラン
スすると、メイン弁のスプールは供給ポート、戻りポー
トが閉塞する中立位置となり、出力ポートにはパイロッ
ト圧を受圧面積比で増圧し且つ指令値に対応した制御圧
か形成される。この制御圧は流体圧シリンダ等のアキュ
ムレータに導出され、所望の制御か実施される。

このような制御となる中で、特に、請求項（１）記載の
発明においては、メイン弁となる３方スプール弁での増
圧率を増加させ、制御圧の増圧側と減圧側とてパイロッ
ト弁流量ゲインの絶対値にアンバランスか生じ、増圧側
流量ゲイン〉減圧側流量ゲインとなる場合でも、パイロ
ット弁の戻り側の開口面積の変化率が供給側よりも大き
いので、流量ゲインのアンバランスが解消される。これ
により、制御圧の立上がり、立下がりが高精度に均一化
される。また、パイロット圧かスプール方式の減圧弁に
よって生成されるため、消費流量か少ない。

また、請求項（２１（３１記載の発明では、戻りライン
に背圧変動が生じても、その変動か戻りポート及びパイ
ロット戻りポート間の絞りによって効率良く且つ確実に
抑制され、圧力制御弁の外乱に対する安定性か向上する
。

さらに、請求項（４）記載の発明では、パイロット弁の
供給側、戻り側のスプール変位に対する開口面積の変化
率か同一であっても、供給ポート及び　゛パイロット・
供給ポート間の絞りによって、供給圧か所定値たけ下が
る。これにより、増圧側の流量ケインのみを下げ、増圧
側、減圧側のパイロット弁流量ゲインをバランスさせる
ことかでき、請求項（１）記載のものとほぼ同等の作用
か得られる。

〔実施例〕

以下、本願発明の詳細な説明する。

（第１実施例） 第１実施例を添付図面の第１図乃至第４図に基づき説明
する。この第１実施例は請求項（１）〜（３）記載の発
明に対応している。

第１図には、車両の車輪及び車体間にアクチュエータを
各々介挿させた能動望サスペンション２の全体構成を示
す。

能動型サスペンション２は、作動油を供給する流体圧源
としての油圧源４と、この油圧源４から出力される作動
油の供給圧を減圧する圧力制御弁６と、この圧力制御弁
６で減圧された圧力を制御圧として作動する、アクチュ
エータとしての油圧シリンダ８と、圧力制御弁６に作動
指令を与える制御部１０とを備えている。゛ この内、圧力制御弁６は図示の如く、制御圧を出力する
３方スプール弁としてのメイン弁１２と、このメイン弁
１２にパイロット圧を供給する、同じく３方スプ一ル弁
方式のパイロット弁１４とから成る。しかも、両方の弁
１２．１４共、減圧弁構造を有し、弁全体のハウジング
はメイン弁１２を内包するメイン弁ボデイ１２Ａと、パ
イロット弁１４を内包するパイロット弁ボディ１４Ａと
が一体に固着されている。

メイン弁１２は、メイン弁ボデイ１２Ａと、こノホティ
１２Ａに収容されたメインスプール１２Ｂと、このメイ
ンスプール１２Ｂの両端に当接するスプリング１２ｃ、
１２Ｄと、メインスプール１２Ｂの一方の端部側に位置
するフィードバックピン１２Ｅとを備えている。これを
詳述すると、メイン弁ボデイ１２Ａには、その長手方向
に沿って円筒状の挿通孔１２ｆか両端閉塞状態て穿設さ
れ、この挿通孔１２ｆ内をメインスプール１２Ｂか軸方
向に摺動てきるようになっている。また、このボディ１
２Ａには、挿通孔１２ｆに連通する供給ボー）　１２　
ｓ、出力ポート１２ｏ、戻りボー）１２ｒが各々所定位
置に形成されている。メインスプール１２Ｂは、その両
端部に形成されたランド１２ｇ、１２ｈと、中央部に一
体に形成された環状溝１２ｉとを有し、さらに、環状溝
１２ｉと一方のラン１）２ｇ側面とを連通させる油路１
２ｊが内部に穿設されている。油路１２ｊは、ランド１
２ｈの軸方向途中位置で拡径され、この拡径部分がフィ
ードバック圧室１２ｋを構成している。油路１２ｊには
オリフィス０、を設けている。

フィードバック圧室１２ｋにはフィードバックピン１２
Ｅが摺動状態で挿入され、このピン１２Ｅは挿通孔１２
ｆの端面に立設されている。このため、スプール１２Ｂ
の移動に伴ってフィードバック圧室１２にの容積か変化
し、しかも、フィードバック圧室１２にのスプール軸方
向の受圧面積は、スプール端部の受圧面積よりも所定値
たけ小さく形成されている。

また、メインスプール１２Ｂの軸方向両端面と挿通孔１
２ｆの両端壁面との間には、端面圧力室１２ｍ、１２ｎ
（１２ｎはパイロット圧室として機能する）が各々形成
され、この両圧力室１２ｍ。

１２ｎに、スプール１２Ｂを中立位置に付勢する所定は
ね定数のスプリング１２Ｃ，１２Ｄを各々挿入しである
。この内、一方のスプリング１２Ｃはフィードバックピ
ン１２Ｅを遊挿させた状態で取り付けられている。なお
、メインスプール１２Ｂが中立位置にあるときは、ラン
ド１２ｇ、１２ｈによって供給ポー）１２ｓ、戻りポー
ト１２ｒが各々閉鎖される。

一方、パイロット弁１４は、パイロット弁ボディ１４Ａ
と、このボディ１４Ａに収容されたパイロットスプール
１４Ｂと、このパイロットスプール１４Ｂの両端に当接
するスプリング１４Ｃ，１４Ｄと、パイロットスプール
１４Ｂに推力を与える比例ソレノイド１６とを備えてい
る。これを詳述すると、パイロット弁ボディ１４Ａの弁
体側には、その長手方向に沿って円筒状の挿通孔１４ｆ
か両端閉塞状態で穿設され、この挿通孔１４ｆ内をパイ
ロットスプール１４Ｂか軸方向に摺動てきるようになっ
ている。また、このボディ１４Ａには、挿通孔１４ｆに
連通ずるパイロット供給ポート１４ｓ、パイロット出力
ポート１４　ｏ、ノ（イロット戻りポート１４ｒか各々
所定位置に形成されている。

パイロットスプール１４Ｂは、その両端部に形成された
ランド１４ｇ、１４ｈと、中央部に一体に形成された環
状溝１４ｉとを有し、さらに、−方のランド１４ｈの戻
りボー）１４ｒを臨む位置と他方のランド１４ｇ側面と
を連通させる内部油路１４ｊが穿設されている。油路１
４ｊにはオリフィス０□を設けである。

さらに、ランド１４ｈは、その比例ソレノイド１６寄り
の途中位置で拡径され、段付部１４ｈ。

を成している。この段付部１４ｈ、に対向した位置で挿
通孔１４ｆも拡径され、段付部１４ｆ、を成し、両方の
段付部１４ｈ、、１４ｆ、間に、スプール１４Ｂの移動
に伴う容積可変のパイロットフィードバック圧室１４ｋ
か形成されている。

また、パイロットスプール１４Ｂの軸方向両端面と挿通
孔１４ｆの両壁面との間には、端面圧力室１４ｍ、１４
ｎが各々形成され、この両圧力室１４ｍ、１４ｎに、ス
プール１４Ｂを中立位置に付勢する所定ばね定数のスプ
リング１４Ｃ，１４Ｄを各々挿入しである。なお、パイ
ロットスプール１４Ｂか中立位置にあるときは、ランド
１４ｇ。

１４ｈによってパイロット供給ポート１４　ｓ、パイロ
ット戻りポー）１４ｒか閉鎖される。

なお、ボディ１４Ａ、パイロットスブーノ１４Ｂ、スプ
リング１４Ｃ，１４Ｄ及び挿通孔１４ｆが３方パイロッ
トスプール弁を構成している。

以上のボディ構造の中で、メイン弁１２の供給ポート１
２ｓ及びパイロット弁１４のパイロット供給ポート１４
ｓとが油路Ｓを介して接続されている。また、メイン弁
１２の戻りポー）１２ｒと一方の端面圧力室１２ｍとが
油路ｒ１を介して接続され、この油路ｒ１の途中２箇所
の位置か夫々油路ｒ２＋ｒｚによってパイロット弁１４
の戻りポート１４　ｒ、一方の端面圧力室１４ｎに各々
接続されている。さらに、メイン弁１２の他方の端面圧
力室１２ｎか油路Ｃ１を介してパイロット弁１４の出力
ポート１４ｏに接続され、この出力ポート１４ｏか油路
ｃ２を介してパイロットフィードバック圧室１４ｋに接
続されている。この内、油路ｒ１における、油路ｒ２へ
の分岐位置よりも戻りポート１２ｒ寄りの位置にはオリ
フィスｏ３か、油路ｒ３への分岐位置よりも端面圧力室
１２ｍ寄りの位置にはオリフィス０４か各々取り付けら
れている。また、油路Ｃ３にはオリフィスＯｓか設けら
れている。

一方、前記比例ソレノイド１６は、パイロット弁ボディ
１４Ａのソレノイド側に形成された挿通孔１６Ａ内を移
動可能なプランジャ１６Ｂと、ボディ１４Ａ内に収容さ
れた励磁コイル１６Ｃとを備えている。プランジャ１６
Ｂには作動子１６Ｂ。

か固着され、その作動子１６Ｂ、がボディ壁面の孔を遊
挿して端面圧力室１４ｍに延設され、その先端部でスプ
リング１４ｃと共働してパイロットスプール１４Ｂを付
勢可能になっている。励磁コイル１６Ｃには制御部１０
からパイロット圧を制御する電流値で成る指令信号ｉか
供給されるから、プランジャ１６Ｂは指令信号ｉに比例
した推力を発生し、パイロットスプール１４Ｂを軸方向
に押すことができる。

この圧力制御弁６において、第２図に示すように、パイ
ロットスプール１４Ｂのランド１４ｇのパイロット供給
ポート１４Ｓに対向する位置に丸ノツチ１４ｎｓが形成
され、ランド１４ｈのパイロット戻りポート１４ｒに対
向する位置に丸ノツチ１４ｎｒか形成されている。この
両丸ノツチ１４ｎｓ、１４ｎｒは同数であるが、流量ゲ
インを均一化するため、戻り側九ノツチ１４ｎｒの径を
供給側丸ノツチｌ　４ｎｓのそれよりも所定値たけ大き
くしている。なお、この丸ノツチ１４ｎｓ。

１４ｎｒは相互に同径とし、供給側九ノツチ１４ｎｓの
形成数を戻り側九ノツチ１４ｎｒのそれよりも所定数だ
け少なくしてもよい。

ここて、供給側九ノツチ１４ｎｓの径を戻り側丸ノツチ
ｌ　４ｎｒのそれよりも小さく形成して、流量ゲインを
均一化させる根拠を説明する。

いま、圧力制御弁６への供給圧か１５０　ｋｇｆ／ｃｍ
２、圧力側細幅か１５〜１５０　ｋｇｆ／ｃｍ２のシス
テムを例にとる。本願発明の圧力制御弁は、パイロット
圧を増圧して制御する方式を前提にしているので、その
増圧率αはおよそ５倍程度とすると、供給圧か１５０　
ｋｇｆ／ｃｍ”　、圧力制御幅か１５〜１５０　ｋｇｆ
／ｃｍ２のシステムに対しては、パイロット圧の幅は３
〜３０　ｋｇｆ／ａｍ”で済むことになる。

最初に、流量ゲインという物理量を導入し、これを説明
する。パイロット弁流量ＱＰＩ供給圧Ｐ８、制御圧ＰＣ
１増圧率α、パイロットスプールのある変位点で想定し
た開口面積Ａ、（増圧側：供給側）、Ａ、（減圧側：戻
り側）、流量ゲインＫ　ｘ　Ｐ　＋　スプール変位Ｘ、
とすると、パイロット弁流量Ｑｐは、 ＱＰ　＃に、Ｐ−ＸＰ ＝Ａｓ　　（ＰＳ　−Ｐｃ　／（２）””　　−Ｘｐ・
・・　増圧側　（１） ＝Ａ、　　（ＰＣ／α）１″　　・Ｘ。

・・・　減圧側　（２） で表される。このとき、α＝１としたときの最大ゲイン
（Ｋ、、）を１とする無次元流量ゲインＫｘＰ’は、 ・・・　増圧側−（３） ・・・　減圧側　（４） となる。

そこで、増圧率αを「１」より大きくした場合？流量ゲ
インＫ　ｘ　Ｐ　’を、増圧倒、減手側毎にグラフ化す
ると、第３図に示すようになる。同図から判るように、
増圧率αを上げていくと、増圧側仁減圧側とでパイロッ
ト弁の流量ゲインに、、’　　（無次元）の絶対値にア
ンバランスか生じることか分かる。即ち、増圧側流量ゲ
イン〉減圧側流量ゲインとなる。

このことは、例えはステップ応答を考えた場合、制御圧
の応答性は、立上がりの方が立下がりよりも良いことに
なる。

そこで、このアンバランスを是正する手法としては、前
記（１）（２＋式において例えばＡｓ＜Ａ、とすること
か考えられる。ここで、流量ゲインＫ　ｒＰの式を書き
改めると、 ρ−ａｘｐ （Ｐ、−Ｐｃ／α）１″ ・・・（増圧側）（５） （ＰＣ／α）１／２ ・・・（減圧側）（６） となる。ここで、Ｃ：流量係数、ρ：密度、Ｐ。

：供給圧、Ｐｃ　二制御圧、α：増圧率、Ｘ、ニスプー
ル変位、Ｓｓ　（ｘ）ニスプール変位に対する供給側ス
プール開口面積、Ｓ、（ｘ）ニスプール変位に対する戻
り側スプール開口面積、である。

この両式（５）、　（６）において、 ａＳ、（Ｘ）　　δＳ、（ｘ） ａｘｐ　　　　　ａＸｐ は、スプール変位に対する開口面積変化を表している。

このため、 ａ　Ｘ　ｐ　　　　　　　ａ　Ｘ　ｐ に設定すれば、増圧倒、減圧側の流量ゲインＫＩＰを均
一化可能になる。

そこで、本実施例では前述したように、戻り側九ノツチ
１４ｎｒの径を、供給側丸ノツチ１４ｎＳの径よりも大
きくし、流量ゲインＫＸＰを均一化させている。

以上のように構成された圧力制御弁６の供給ポート！２
ｓ及び戻りポート１２ｒが供給配管２０及び戻り配管２
２を通って油圧源４に接続されている。また、出力ポー
ト１２ｏか出力配管２４を介して油圧シリンダ８に至る
。

油圧源４は、作動油を溜めるリサーバータンク２６と、
このタンク２６に吸い込み側が接続され且つエンジン（
図示せず）の出力軸に連結された油圧ポンプ２８と、こ
の油圧ポンプ２８の吐出側から負荷側に至る供給配管２
０に介挿されたチエツク弁３０と、負荷側からタンク、
２６に至る戻り配管２２と供給配管２０との間に接続し
たリリーフ弁３２と、供給配管２０におけるリリーフ弁
３２の下流側に接続されたアキュムレータ３４とを備え
ている。このため、リリーフ弁３２の設定圧で定められ
るライン圧が圧力制御弁６に供給される。

また、油圧シリンダ８のシリンダチューブ８ａの上端部
は車体側部材３４に回動可能に取り付けられ、ピストン
ロッド８ｂの下端部が車輪側部材３６に取り付けられて
いる。この油圧シリンダ８では、ピストンロッド８ｂの
上端に固着されたピストン８Ｃによって画成されるシリ
ンダ室りに出力配管２４が接続されている。

なお、車体側、車輪側両部材３４．３６間には、車体の
静荷重を支持するコイルスプリング３８を介装しである
。また出力配管２４に、絞り３８を介してアキュムレー
タ４０を接続してあり、これにより、シリンダ室りに伝
達されるバネ下共振域相当の比較的高周波数の圧力変動
のみを吸収できる。

さらに、本実施例の制卸部１０は横加速度センサ４４及
びコントローラ４６を有し、コントローラ４６はマイク
ロコンピュータを搭載して構成される。コントローラ４
６は入力した横加速度センサ４４の検出信号Ｙ６にアン
チロール制御ゲインを乗じて指令電流ｉを各輪毎に演算
し、この指令電流ｉ、・・・、ｉを各輪の圧力制御弁６
．・・・、６に各々出力する。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、圧力制御弁６の単独動作を説明する。

いま比例ソレノイド１６に与えられる指令信号ｊ：０で
あ、って、比例ソレノイド１６はパイロットスプール１
４Ｂに推力を与えておらず、また、戻り圧変動も無いと
する。このとき、パイロットスプール１４Ｂの環状溝１
４ｉ内の圧力か高いと、パイロット弁出力ポート１４０
に内部油路ｃ２を介して連通しているフィードバック圧
室１４にの圧力も高く、これにより、パイロットスプー
ル１４Ｂか比例ソレノイド側（第１図中の左側）に移動
し、環状溝１４ｉとパイロット弁戻りポート１４ｒとが
連通ずる。このため、環状溝１４ｉ内の作動油がパイロ
ット弁戻りポート１４　ｒ、油路ｒ２＋ｒｌ＋　戻りポ
ート１２ｒを介してタンク側に流出し、環状溝１４ｉ内
の圧力が下がる。この圧力低下はフィー下バック圧室１
４に内の圧力が零となるまで継続し、フィードバック圧
か零なったときに、両スプリング１４ｃ、１４Ｄのバラ
ンスによりスプール１４Ｂか中立位置をとる。このため
、ランド１４ｇ、１４ｈにより両ポート１４ｓ。

１４ｒが閉塞され、パイロット弁出力ポート１４０のパ
イロット圧Ｐ、か零となる。

この状態から、比例ソレノイド１６への供給指令信号ｉ
を増加させると、その指令信号ｉに比例してパイロット
スプール１４Ｂを供給ポート側（第１図中右側）に押す
。これにより、パイロット弁供給ポート１４ｓか、供給
側丸ノツチ１４ｎＳを介して環状溝１４ｉと連通し、メ
イン弁１２の供給ポート１２ｓに供給されている高圧の
作動油が油路Ｓ、パイロット弁供給ポート１４ｓを通っ
て環状溝１４ｉに流入するから、環状溝１４ｉ内の圧力
が高まる。同時に、パイロットフィードバック圧室１４
にの圧力も上昇していく。このパイロットフィードバッ
ク圧室１４にの圧力上昇により比例ソレノイド１６の推
力に抗する力がパイロットスプール１４Ｂに作用し、両
方の力が釣り合う位置までスプール１４Ｂを比例ソレノ
イド１６側に押し戻す。そして、スプール１４Ｂか中立
位置に達すると、定常状態となって両ポート１４ｓ、１
４ｒは再び閉塞し、このときのパイロット弁出力ポート
１４ｏのパイロット圧Ｐｐは指令信号ｉの値に比例した
ものとなる。このパイロットＰ、は内部油路Ｃ１を介し
てメイン弁１２の一方の端面圧力室１２ｎに供給される
。

この後、再び指令信号ｉの値を増加させると、上述した
と同様にパイロットスプール１４Ｂか供給ポート１４Ｓ
側に移動し、その供給ポート１４Ｓが開いてパイロット
圧Ｐ、か上昇し、フィードバック圧室１４に内の圧力に
拠る力と比例ソレノイド１６の推力か釣り合う位置で再
び両ポート１４ｓ、１４ｉか閉塞する中立位置をとる。

これにより、パイロット圧Ｐ、は増大した指令信号ｉに
比例して増加する。

これに対し、上述した高いパイロット圧Ｐ、の状態から
指令信号ｉを低下させたとする。比例ソレノイド１６の
推力は信号値ｉの低下分だけ弱まるから、パイロットフ
ィードバック圧室１４にの圧力に拠る力がソレノイド推
力を上回って、パイロットスプール１４Ｂか比例ソレノ
イド側に移動する。そこで、今度は、環状溝１４ｉが、
径のより大きい戻り側丸ノツチ１４ｎｒを介してパイロ
ット弁戻りポート１４ｒに連通し、環状溝１４ｉ内の作
動油が戻りポート１４ｒ、内部油路ｒ２＋ｒ＋＋　　メ
イン弁１２の戻りポート１２ｒを通ってタンク側に抜け
る。これによって、環状溝１４ｉ内の圧力、即ち出力す
るパイロット圧Ｐ、か下がるから、フィードバック圧室
１４にの圧力も下かり、パイロットスプール１４Ｂを付
勢する力か弱まる。そして、両方の力かバランスする中
立位置になったときに定常状態となり、パイロット弁出
力ポート１４ｏから出力されるパイロット圧Ｐ。

が指令信号ｉの低下分たけ下かった値となる。

このようにしてパイロット弁１４は、第４図（ａ）に示
す如く、指令信号ｉに比例したパイロット圧Ｐ、をメイ
ン弁１２に供給できる。このとき、このパイロット弁流
量ゲインＫ　ｘＰ’の絶対値の増圧側と減圧側とにおけ
るアンバランスは、ノツチ１４ｎｓ、１４ｎｒに拠る開
口面積のスプール変位に対する変化率の相違、即ち δＸ　Ｐ　　　　　ａ　Ｘ　ｐ によって均一化され、その変化率は共に高い値を保持し
ている。

続いて、メイン弁１２の動作を説明する。いま、パイロ
ット弁１４から供給されるパイロット圧Ｐｐ”０てあり
、戻り圧変動の無い定常状態になったとする。このとき
、メインスプール１２Ｂの環状溝１２ｉ内の圧力、即ち
出力ポート１２０か出力する制御圧Ｐ、か零ではないと
すると、フィードバック圧室１２にの圧力に拠る力がメ
インスプール１２Ｂを戻りポート１２ｒ側に移動させる
から、環状溝１２ｉと戻りポート１２ｒとが連通し、作
動油がタンク側に流出する。これにより、制御圧ＰＣが
下がって、フィードバック圧室１２に内の圧力が零とな
ったときに、両スプリング１２Ｃ２１２Ｄの軸方向の付
勢力の釣り合いによってメインスプール１２Ｂは中立位
置をとり、両ポート１２ｓ、１２ｒがランド１２ｇ、１
２ｈによって閉塞される。つまり、パイロット圧ｐＰ＝
０のときには制御圧Ｐ。＝０となる。

この状態から、パイロット圧Ｐｐかある値まで上昇した
とすると、その圧力値に対応して端面圧力室（パイロッ
ト圧室）１２ｎの圧力か上昇し、メインスプール１２Ｂ
か反対側に移動させられる。

このスプール移動に伴い、スプール環状溝１２１と供給
ポート１２ｓとか連通ずるから、高圧の作動油か供給ポ
ート１２ｓを介して環状溝１２ｉに流入し、環状溝１２
ｉの圧力、即ち出力ポート１２ｏからの制御圧ＰＣか上
昇し始める。この制御圧ＰＣの上昇はそのままフィード
バック圧室１２ｋに導かれるから、そのフィードバック
圧も上昇し、メインスプール１２Ｂを反対側に押し返そ
うとする。このため、パイロット圧Ｐ、に拠る力とフィ
ードバック圧に拠る力とが釣り合うまで制御圧Ｐ、か上
昇し、両方の力かバランスする中立位置において制御圧
Ｐｃはその時点のパイロット圧Ｐ、を所定比率αて増圧
した値となる。

このようにして両ポート１２ｓ、１２ｒか閉塞して定常
状態になった後、さらにパイロット圧Ｐ。

か別の値まで上昇したとする。このパイロット圧上昇に
伴い、再びメインスプール１２Ｂが移動して環状溝１２
ｉと供給ポー）１２ｓとか連通ずるから、前述したよう
に制御圧ＰＣかパイロット圧Ｐｐの再上昇分だけ上昇す
る。この後、両ポート１２ｓ、１２ｒか閉塞する中立位
置に戻る。

これに対して、上述した制御圧ＰＣの高い状態からパイ
ロット圧Ｐ、が低下したとする。この場合には、端面圧
力室１２ｎの圧力か弱まるから、フィードバック圧室１
２にの圧力に拠る力が勝って、メインスプール１２Ｂが
第１図中右側に移動し、今度は環状溝１２ｉと戻りポー
ト１２ｒとが連通ずる。このため、環状溝１２ｉ内の作
動油か戻りボー）１２ｒを介してタンクに戻るから、出
力ポート１２ｏの制御圧ＰＣ及びフィードバック圧室１
２にの圧力が下がる。そして、両圧力室１２ｎ、１２ｋ
に拠る力か釣り合う中立位置に到達したとき、制御圧Ｐ
ｃは低下したパイロット圧Ｐ。

に対応した値となり、両ポート１２Ｓ、１２ｒは閉塞状
態となる。

このようにメイン弁１２は、第４図（ｂＪに示す如く、
パイロット圧Ｐ、の変化に比例して変化する制御圧Ｐ。

を所定比の増圧状態て出力する。

したかって、本圧力制御弁６においては、指令信号ｉの
値を変化させることで、その変化に比例した制御圧ＰＣ
を負荷に供給できる。

さらに、パイロット圧ＰＰか一定の定常状態において、
負荷の変動によって出力ポート１２０の制御圧ＰＣが急
激に増加したとする。この制御圧上昇はフィードバック
圧室１２にの圧力上昇として反映され、このフィードバ
ック圧に拠る力かパイロット圧Ｐ、に拠る力よりも勝り
、メインスプール１２Ｂを第１図中の右側に移動させる
。これにより、戻りポート１２ｒか開口し、環状溝１２
１内の作動油かタンク側に戻される。反対に、定常状態
において制御圧ＰＣが低下すると、フィードバック圧室
１２にの圧力も低下するから、パイロット圧Ｐ、に拠る
力が勝ってメインスプール１２Ｂを第１図中の左側に移
動させる。これにより、今度は供給ポート１２ｓが開口
し、環状溝１２ｉに作動油が流入する。このようにして
、車両のバネ上共振域相当の制御圧ＰＣの変動かメイン
スプール１２Ｂの移動によって吸収される。

次に、能動型サスペンション２の全体動作を説明する。

いま、車両か定速で直進しているものとする。

この直進状態にあっては、横加速度センサ４４の検出信
号Ｙ０は横加速度＝零に対応した中立値ＹＧ＝Ｙいどな
るから、コントローラ４６は各輪への指令信号ｉ、・・
・、ｉ＝中立値ｉｓを演算し、この指令信号ｉを各輪の
圧力制御弁６に供給する。これにより、圧力制御弁６の
各々は、１＝ｉｓに応じて制御圧Ｐ、＝中立中立ｃＮを
出力するから、油圧シリンダ８のシリンダ室りの作動圧
も中立圧Ｐ。

に制御される。そこで、油圧シリンダ８のストロークは
制御された作動圧Ｐ　ｃＮと積載荷重とにより決まるか
ら、そのストロークに基づくフラットな車高値が維持さ
れる。

この直進状態において、例えば右旋回状態をとり、その
慣性力に応じた横加速度検出信号ＹＧが得られたとする
。これにより、コントローラ４６は外輪側である前左、
後左側の圧力制御弁６には、中立値ＩＮよりも横加速度
に対応した値だけ大きな指令信号ｉを供給し、且つ、内
輪側である前布。

後右側の圧力制御弁６には、中立値ＩＮよりも横加速度
に対応した値たけ小さな指令信号ｉを供給する。このた
め、外輪側の圧力制御弁６の制御圧ＰＣは中立値Ｐ　Ｃ
Ｎよりも所定値だけ上昇するとともに、内輪側の圧力制
御弁６の制御圧ＰＣは中立値ＰｃＮよりも所定値だけ下
降するから、外輪側。

内輪側の油圧シリンダ８の作動圧も、各々の制御圧Ｐｃ
と同一になる。

そこで、外輪側の油圧シリンダ８は作動圧上昇に拠って
車体の沈み込みに抗する力を発生し、且つ、内輪側の油
圧シリンダ８は作動圧降下に拠って車体の浮き上がりを
助長しない。これにより、車体には反ロール方向のモー
メントが発生し、このモーメントは旋回に伴って発生し
ようしているるロールを抑制し、車体のほぼフラットな
状態が維持される。

これに対して、車両か左旋回に移行した場合は、内外輪
が制御か反対となり、上述したと同様に制御される。こ
れによって、ロール角を抑制する姿勢制御が確実に実施
される。

さらに、路面の凹凸等に拠って車輪側から車体のバネ上
共振域相当の比較的低い周波数の振動か入力した場合は
、この振動に応じて油圧シリンダ８のシリンダ圧か変動
する。しか、し、この圧力振動は前述したようにメイン
弁１２のメインスプール１２Ｂの圧力変動に拠って吸収
される。一方、バネ下共振域相当の比較的高い周波数の
振動入力は、メインスプール１２Ｂの応答に先立って絞
り３９及びアキュムレータ４０が効き、かかる高周波の
振動が吸収される。

このようにロール抑制制菌が実施される中において、パ
イロット弁１４における流量ゲインＫ　ｘＰ’の絶対値
が増圧倒、減圧側でバランスし、最適化か図られている
ため、制御圧Ｐｃの立上がり、立下がり応答性が共に高
いレベルで向上している。

さらに、外乱として戻り配管２２における戻り圧が変動
した場合ても、この背圧変動がメイン弁１２、パイロッ
ト弁１４の圧力室１２ｍ、１４ｍ。

１４ｎ、挿通孔１６Ａに至る前に、油路ｒ、のオリフィ
ス０３が係る背圧変動を効率的に且つ確実に減衰させる
から、圧力制御弁６の動作か安定する。

従来ては、戻りポート１２ｒに連通する位置にオリフィ
スを配設することは背圧変動に対する制御弁の安定性を
確保する上て有利であることか分かってはいた。しかし
、本実施例のような構造の場合、係るオリフィス０．を
何れの位置に設けたら最も効率的であるか不明であった
。例えば、本実施例の場合、パイロット弁１４の端面圧
力室１４ｎに連通した油路ｒ、に設けることも考えられ
るし、パイロット戻りポート１４ｒに連通した油路ｒ２
に設けることも想到される。そこで、本発明者は、試作
実験を行って、弁内で戻り圧か作用する圧力室１４ｎ、
１２ｍ、１４ｍ（１４ｒ）を全て合流させた合流点Ａと
メイン弁１２の戻りポート１２ｒとの間（油路ｒ１の一
部）にオリフィス０３を設けることが最も効率的である
ことを見出し、この知見に基づきオリフィス０３の挿入
位置を限定したものである。− さらに本実施例では、圧力制御弁６のパイロット弁１４
として、従来のようなリリーフ弁てはなく、スプール方
式の減圧弁としたため、パイロット圧形成のための消費
流量か少なく、搭載する車両の燃費か良くなる。

（第２実施例） 次に、第２実施例を貼付図面の第５図に基づき説明する
。この第２実施例は請求項（４）記載の発明に相当する
。ここで、前述した第１，２図と同一の構成要素につい
ては同一符号を用い、その説明を省略又は簡略化する。

この第２実施例は第５図に示すように、メイン弁１２の
供給ボー）１＞ｓとパイロット弁１４のパイロット供給
ポート１４ｓとを結ぶ油路Ｓの途中に、絞りとしてのオ
リフィスＯ９を設けたものである。また、パイロット弁
１４のパイロットスプール１４Ｂの供給側、戻り側のノ
ツチ１４ｎｓ。

１４ｎｒの径、数は共に同一になっている。

その他の構成は第１実施例と同一である。

ここで、オリフィス０６を設けた理由を説明するため、
前述した増圧側の流量ゲインＫ　ｘ　Ｐの式（第（５）
式）を再掲すると、 （Ｐ、−ＰＣ／α）＋７２ であり、この式から分かるように、パイロット弁１４に
おける供給圧Ｐ８を小さくすると、増圧側流量ゲインの
みを小さくすることかできる。

そこで、前述したように、パイロット供給ボー）１４ｓ
に至る内部油路Ｓに設けたオリフィス０゜の流動抵抗に
より、パイロット弁１４への供給圧Ｐ８を低下させてい
る。

このように構成すれば、パイロット弁１４において、パ
イロットスプール１４Ｂの移動に伴う、パイロット供給
ポート１４Ｓ、パイロット戻りポート１４ｒの開口面積
の変化率が同じであっても、パイロット弁１４への供給
圧Ｐ、を確実に下げることかできる。このため、増圧倒
、減圧側の流量ゲインＫ　ｘ　Ｐの絶対値のアンバラン
スを是正し、両ゲインＫｘｐを均一化できる。これによ
って、本実施例によっても、第１実施例とほぼ同等の作
用効果か得られる。

なお、本願発明における能動下サスペンションの作動流
体は作動油に限定されることなく、気体を用いてもよい
。また、ロール制御のみならず、ピッチ制置、バランス
制御も合わせて行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように請求項（１）乃至（３）記載の発明
は、ズブール両端に制御圧及びパイロット圧を作用させ
、パイロット圧を増圧し且つ指令値に対応した制御圧を
生成するメイン弁としての３方スプール弁に対して、パ
イロット圧を供給するパイロット弁を、同じく３方パイ
ロットスプール弁を用いたスプール方式の減圧弁で構成
し、しかも、パイロット弁の供給側、戻り側の各ポート
における開口面積のスプール変位に対する変化率を、戻
り側の方か供給側よりも大きぐなるように形成した。

このため、パイロット弁を従来のようにリリーフ弁で構
成する場合に比べて、供給圧の高圧化が図られたときて
も、消費流量か格段に少なくて済むから、搭載する車両
の負荷が減少し、燃費が良くなる。また、メイン弁たる
３方スプール弁の増圧率を上昇させて制御圧の増圧、減
圧に対して、増圧側流量ゲイン〉減圧側流量ゲインとな
るときでも、パイロット弁の供給側のスプール変位に対
する開口面積の変化率〈戻り側のスプール変位に対する
開口面積の変化率の関係によって、財力の流量ゲインが
ほぼ一致し、制御圧の立上がり、立下がりの応答性か相
違することなく且つ共に高応答となる。

とくに、請求項（２）（３）記載の発明にあっては、戻
り圧が変化した場合ても、戻りポート側の絞りか係る外
乱を、最小限の設置数で効率良く且つ確実に吸収し、背
圧変動の影響を食い止めるから、圧力制御弁の動作の安
定性か格段に向上するという利点がある。

また、請求項（４）記載の発明ては、特に、パイロット
弁のパイロット供給ポートパイロット戻りポートにおけ
る開口面積のスプール変位に対する変化率を同一に形成
し、メイン弁側の供給ポート及びパイロット弁のパイロ
ット供給ポート間の流路に絞りを介挿したため、絞りか
パイロット弁への供給圧を低下させるから、供給側流量
ゲインのみを低下させる。これによって、パイロット弁
の供給側、戻り側の流量ゲインを一致させることかでき
、請求項（１）記載のものとほぼ同等の効果か得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本願発明の第１実施例を示す図であ
って、第１図は圧力制御弁の断面を中心に示す全体構成
図、第２図はパイロット弁のスプールの供給側、戻り側
のノツチ形状を説明する側面図、第３図はパイロット弁
流量ゲインを制御圧の増圧、減圧毎に示すゲイン特性図
、第４図ｆａ）は指令信号の変化に対するパイロット圧
の特性図、第４図（ｂ）はパイロット圧の変化に対する
制御圧ＰＣの特性図、である。第５図は本願発明の第２
実施例を示す、圧力制御弁の断面を中心に示す全体構成
図である。 図中の主要符号は、２・・・能動壓サスペンション、４
・・・油圧源、６・・・圧力制御弁、８・・・油圧シリ
ンダ、１２・・・メイン弁（３方スプール弁）、１２Ｂ
・・・メインスプール、１２ｓ・・・供給ポート、１２
ｒ・・・戻りポート、１２０・・・出力ポート、１２ｎ
・・・端面圧力室（パイロット圧室）、１２ｋ・・・フ
ィードバック圧室、１４・・・パイロット弁、１４Ａ・
・・パイロット弁ボディ、１４Ｂ・・・パイロットスプ
ール、１４Ｃ，１４Ｄ・・・スプリング、１４ｆ・・・
挿通孔、１４ｎ・・・端面圧力室、１４ｋ・・・パイロ
ットフィードバック圧室、１４ｓ・・・パイロット供給
ポート、１４ｒ・・・パイロット戻りポート、１４ｏ・
・・パイロット出力ポート、ｌ　４ｎｓ・・・供給側丸
ノツチ、１４ｎｒ・・・戻り側九ノツチ、１６・・・比
例ソレノイド、２０・・・供給配管、２２・・・戻り配
管、２４・・・出力配管、Ｓ＋　　ｒ＋　〜ｒ＊　＋　
　Ｃ＋　＋　　Ｃｔ　・・’油路、（Ｌ、Ｏｓ・・・オ
リフィス、である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体圧源に至る供給ライン及び戻りラインが接続
   された供給ポート及び戻りポートと、アクチュエータに
   至る出力ラインが接続された出力ポートとを有する３方
   スプール弁を備え、この３方スプール弁の一方のスプー
   ル端部に形成されたパイロット圧室に、パイロット弁か
   らのパイロット圧を供給するとともに、当該３方スプー
   ル弁の他方のスプール端部に形成され且つ前記パイロッ
   ト圧室よりも小さい受圧面積のフィードバック圧室に、
   前記出力ポートから出力された制御圧をフィードバック
   させるようにした能動型サスペンション用圧力制御弁に
   おいて、 前記パイロット弁は、前記供給ポート及び戻りポートに
   接続されたパイロット供給ポート及びパイロット戻りポ
   ートと、前記パイロット圧室に接続されたパイロット出
   力ポートとを備えた３方パイロットスプール弁と、この
   ３方パイロットスプール弁の一方のスプール端部に、指
   令信号に応じた推力を与える比例ソレノイドと、前記３
   方パイロットスプール弁の他方のスプール端部又は段付
   部に形成され且つ前記パイロット出力ポートに連通させ
   たパイロットフィードバック圧室とを備え、前記パイロ
   ット戻りポートにおける開口面積のスプール変位に対す
   る変化率を、前記パイロット供給ポートにおける開口面
   積のスプール変位に対する変化率より大きく形成したこ
   とを特徴とする能動型サスペンション用圧力制御弁。
2. （２）前記戻りポート及びパイロット戻りポート間の流
   路に絞りを介挿したことを特徴とする請求項（１）記載
   の能動型サスペンション用圧力制御弁。
3. （３）前記戻りポート及びパイロット戻りポート間の流
   路に介挿した絞りと、前記流路における絞りの挿入位置
   よりも当該パイロット戻りポート寄りの位置から分岐さ
   れ、且つ、前記３方スプール弁及び３方パイロットスプ
   ール弁の戻り圧を導く圧力室に連通させた戻り連通路と
   を設けたことを特徴とする請求項（１）記載の能動型サ
   スペンション用圧力制御弁。
4. （４）流体圧源に至る供給ライン及び戻りラインが接続
   された供給ポート及び戻りポートと、アクチュエータに
   至る出力ラインが接続された出力ポートとを有する３方
   スプール弁を備え、この３方スプール弁の一方のスプー
   ル端部に形成されたパイロット圧室に、パイロット弁か
   らのパイロット圧を供給するとともに、当該３方スプー
   ル弁の他方のスプール端部に形成され且つ前記パイロッ
   ト圧室よりも小さい受圧面積のフィードバック圧室に、
   前記出力ポートから出力された制御圧をフィードバック
   させるようにした能動型サスペンション用圧力制御弁に
   おいて、 前記パイロット弁は、前記供給ポート及び戻りポートに
   接続されたパイロット供給ポート及びパイロット戻りポ
   ートと、前記パイロット圧室に接続されたパイロット出
   力ポートとを備えた３方パイロットスプール弁と、この
   ３方パイロットスプール弁の一方のスプール端部に、指
   令信号に応じた推力を与える比例ソレノイドと、前記３
   方パイロットスプール弁の他方のスプール端部又は段付
   部に形成され且つ前記パイロット出力ポートに連通させ
   たパイロットフィードバック圧室とを備え、前記パイロ
   ット供給ポートにおける開口面積のスプール変位に対す
   る変化率を、前記パイロット戻りポートにおける開口面
   積のスプール変位に対する変化率と同一に形成し、前記
   供給ポート及びパイロット供給ポート間の流路に絞りを
   介挿したことを特徴とする能動型サスペンション用圧力
   制御弁。