JPH04372412A - サスペンション制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の姿勢
制御を行うサスペンション制御装置に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】従来、走行中の車体に生じるローリング
、ダイブおよびスクォット等の姿勢変化を自動的に抑え
て車両の操縦安定性および乗り心地性を向上させたり、
さらに、車高調整を行なったりするためのサスペンショ
ン制御装置（いわゆるアクティブサスペンション装置）
が種々提案されている。

【０００３】この種のサスペンション制御装置の一例に
ついて図７を用いて説明する。図に示すように、車体側
と車輪側の間に介装されるサスペンションユニット１は
、圧力流体（油液）が給排されることにより伸縮して車
高を調整するシリンダ２と、このシリンダ２に接続され
るばね要素であるアキュムレータ３と、シリンダ２とア
キュムレータ３との間に介装されて減衰力を発生させる
絞り弁４とから概略構成されている（図は前後輪のいず
れか２個所のサスペンションユニットを示す）。サスペ
ンションユニット１には、供給源５が接続されており、
サスペンションユニット１と供給源５との接続配管６，
７の途中には給排手段８が介装されている。

【０００４】給排手段８には、３ポート３位置の電磁式
比例制御弁９が設けられており、電磁式比例制御弁９は
ソレノイドに通電して中立位置（ａ）から圧力流体の供
給位置（ｂ）または排出位置（ｃ）に切換えることによ
って、サスペンションユニット１への圧力流体の給排を
行なうものである。なお、１０はパイロット操作チェッ
ク弁で、電磁式比例制御弁９が中立位置（ａ）に位置し
ているとき、圧力流体がサスペンションユニット１から
リザーバタンク１１側へリークするのを防止するための
ものである。このパイロット操作チェック弁１０は、３
ポート２位置の電磁式切換弁１２により制御され、電磁
式切換弁１２によってパイロット圧が作用すると開弁し
てシリンダ２と供給源５とが連通され、パイロット圧が
作用しないと通常のチェック弁として機能し、供給源５
からシリンダ２への圧力流体の流動のみが許容される。

【０００５】供給源５は、エンジンにより駆動されるポ
ンプ１３と、接続配管７に設けられてポンプ１３から吐
出された圧力流体がポンプ１３側に逆流するのを防止す
るチェック弁１４と、ポンプ１３から吐出された圧力流
体を貯留するアキュムレータ１５と、アキュムレータ１
５内の圧力を検出する図示しない圧力検出手段と、ポン
プ１３の吐出側とリザーバタンク１１とを接続するアン
ロード配管１６と、アンロード配管１６の途中に設けら
れた電磁切換弁からなるアンロード弁１７とから構成さ
れている。そして、ポンプ１３により吐出された圧力流
体は、アキュムレータ１５に貯留され、圧力検出手段が
所定の圧力を検出すると、アンロード弁１７が制御され
てポンプ１３から吐出された圧力流体をリザーバタンク
１１に戻すことによって、アキュムレータ１５内が所定
の圧力に保たれる。

【０００６】この構成により、図示しない制御回路で、
車両の走行時に推定または実際に検出した横加速度、前
後加速度および車高等から旋回時、加速時、制動時等に
生じる車体の荷重移動による姿勢変化を予測し、その姿
勢変化を抑えるためにサスペンションユニット１に給排
すべき圧力流体の流量を設定し、その流量に基づいて給
排手段８を制御してサスペンションユニット１に圧力流
体を適宜給排することによって車体の姿勢を安定させる
ことができる。

【０００７】電磁式比例制御弁９の構造について、図８
を用いて説明する。なお、電磁式比例制御弁９は、供給
源５側からサスペンションユニット１側への油液の流量
を制御する供給側と、サスペンションユニット１側から
供給源５側への油液の流量を制御する排出側とで構成さ
れるが、供給側と排出側とは制御する油液の流れが異な
ること以外は同様であるので、以下、供給側についての
み説明する。

【０００８】図に示すように、電磁式比例制御弁９は、
有底筒状の弁本体１８にスプール１９が摺動可能に嵌合
されており、弁本体１８の開口側にソレノイドアクチュ
エータ２０が装着されている。スプール１９の一端側と
弁本体１８の底部との間にばね２１が介装され、スプー
ル１９の他端側にソレノイドアクチュエータ２０のプラ
ンジャ２２が当接されており、ソレノイド２３に通電さ
れる電流に応じてプランジャ２２でスプール１９をばね
２１の弾性力に抗して移動させる。弁本体１８には、サ
スペンションユニット１側に接続されるシリンダポート
２４および供給源５側に接続されるポンプポート２５が
穿設されており、スプール１９の移動に応じてシリンダ
ポート２４とポンプポート２５とがスプール１９と弁本
体１８との間に形成された弁室２６を介して連通される
ようになっている。なお、図中、２７は、スプール１９
の両端のドレン室２８，２９　を互いに連通させてリザ
ーバタンク１１側に接続するドレンポート、３０は、ス
プール１９の移動にともなうドレン室２８の油液の出入
りを規制してスプール１９の自励振動を防止するための
オリフィスである。

【０００９】この構成により、ソレノイド２３に通電す
るとスプール１９が移動して、その電流値に応じた通路
面積でシリンダポート２４とポンプポート２５とが連通
され、ポンプポート２５からシリンダポート２４への油
液の流量が調整される。

【００１０】ところで、上記サスペンション制御装置の
制御性能を向上させるためには、一般に、電磁式比例制
御弁９の作動の応答性をよくし、また、最大流量を大き
くしてサスペンションユニット１への油液の所望の給排
量を迅速に達成できるようにすればよい。

【００１１】しかしながら、電磁式比例制御弁９の作動
の応答性をよくするためにスプール１９の移動速度を速
くすると、スプール１９が急激に移動してポンプポート
２５からシリンダポート２４への通路の開閉が急激に行
われて、高圧油と低圧油とが衝突することにより油撃が
発生し、この油撃によるサスペンション制御装置の油圧
回路内の圧力変動が車体に伝わり乗り心地を悪化させる
。

【００１２】そこで、上記従来例では、電磁式比例制御
弁９のドレン室２８の油液の出入口にオリフィス３０を
設け、スプール１９の移動にともなうドレン室２８の油
液の出入りに流通抵抗を生じさせることにより、スプー
ル１９の移動速度を減速してポンプポート２５からシリ
ンダポート２４への通路の急激な開閉を防止している。 また、シリンダポート２４あるいはポンプポート２５に
オリフィス（図示せず）を設け、高圧油と低圧油との衝
突時の衝撃を緩和するようにしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では次のような問題がある。ドレン室２８の油液の
出入口にオリフィス３０を設けたものでは、スプール１
９の移動速度が常に減速されることになるので電磁式比
例制御弁９の応答性が悪くなる。また、シリンダポート
２４あるいはポンプポート２５にオリフィスを設けたも
のでは、オリフィスの流通抵抗により電磁式比例制御弁
９の流量が低下することになる。したがって、いずれの
場合もサスペンション制御装置の制御性能が悪化すると
いう問題がある。さらに、オリフィスを設けるために加
工工数がかかり、また、オリフィスの目詰まり等により
不具合が生じやすくなるという問題がある。

【００１４】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、サスペンション制御装置の制御性能を低下させ
ることなく、電磁式比例制御弁の開弁時の油撃の発生を
防止することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、車体側と車輪側との間に介装されたサ
スペンションユニットのシリンダに電磁式比例制御弁を
介して圧力流体の供給源を接続し、制御回路により前記
電磁式比例制御弁を制御して前記各シリンダに圧力流体
を給排することによって車両の姿勢制御を行うサスペン
ション制御装置において、前記制御回路に、開弁時に前
記電磁式比例制御弁へ出力される電流を開弁初期におい
て小さくし、所定時間経過後に大きくする出力電流制御
手段を設けたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】このように構成したことにより、電磁式比例制
御弁は、開弁し始める開弁初期に出力電流制御回路によ
って入力される電流が小さくなり、その立上がり速度が
抑制されて開弁速度が遅くなるので、急激に開弁し始め
ることがない。また、所定時間経過後、電磁式比例制御
弁へ出力される電流は大きくなるので電磁式比例制御弁
の応答性が悪化することがない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面に基
づいて詳細に説明する。本実施例のサスペンション制御
装置の全体構成は、図７に示す従来例に対して給排手段
８である電磁式比例制御弁および制御回路が異なるのみ
であるから、図示を省略し、同一の部材には同一の番号
を用いて、電磁式比例制御弁および制御回路についての
み説明する。なお、本実施例に係る電磁式比例制御弁は
、供給源５側からサスペンションユニット１側への油液
の流量を制御する供給側と、サスペンションユニット１
側から供給源５側への油液の流量を制御する排出側とで
構成されるが、供給側と排出側とは制御する油液の流れ
が異なること以外は同様であるので、以下、供給側につ
いてのみ説明する。

【００１８】図１に示すように、本実施例に係る電磁式
比例制御弁３１は、有底筒状の弁本体３２にスプール３
３が摺動可能に嵌合されており、弁本体３２の開口側に
ソレノイドアクチュエータ３４が装着されている。スプ
ール３３の一端側と弁本体３２の底部との間には、スプ
ール３３を弁体３２の開口側へ付勢するばね３５が介装
され、スプール３３の他端側には、ソレノイドアクチュ
エータ３４のプランジャ３６に連結されたロッド３７が
当接されており、ソレノイド３８に通電すると、その電
流に応じてプランジャ３６がスプール３３をばね３５の
弾性力に抗して弁本体３２の底部側へ移動させるように
なっている。

【００１９】弁本体３２の側壁には、サスペンションユ
ニット１側に接続されるシリンダポート３９および供給
源５側に接続されるポンプポート４０が穿設されており
、スプール３３の移動に応じてシリンダポート３９とポ
ンプポート４０とがスプール３３と弁本体３２との間に
形成された弁室４１を介して連通されるようになってい
る。ポンプポート４０は、スプール３３の位置にかかわ
らず、常に弁室４１に連通する位置に配置されており、
シリンダポート３９は、スプール３３が弁本体３２の開
口部側に最も近い位置（ソレノイド３８に通電しない状
態）にあるとき、オーバーラップｘ０　（２ｍｍ程度）
をもって弁室４１から遮断され、スプール３３が弁本体
３２の底部側に移動することによって弁室４１に連通し
、スプール３３の移動量に比例して通路面積が変化する
ように配置されている。

【００２０】弁本体３２には、リザーバタンク１１側に
接続されるドレンポート４２が穿設されており、ドレン
ポート４２は、スプール３３の一端側に形成されたドレ
ン室に連通し、また、スプール３３の他端側に形成され
たドレン室４４に油液通路４５を介して連通されてる。

【００２１】図中、４６は制御回路であり、図示しない
各種センサからの信号に基づき、車両の走行中に推定ま
たは実際に検出した横加速度、前後加速度および車高等
から旋回時、加速時、制動時等に生じる車体の荷重移動
による姿勢変化を予測し、その姿勢変化を抑えるために
サスペンションユニット１に給排すべき圧力流体の流量
を設定し、その流量に基づいて電磁式比例制御弁３１の
ソレノイド３８に通電する電流を制御するものである。

【００２２】制御回路４６は出力電流制御手段４７を内
蔵しており、この出力電流制御手段４７は、電磁式比例
制御弁３１を開弁させるための制御信号Ｓとして、図２
に実線で示すように、制御信号Ｓが出力されてから所定
時間Ｔ１　経過後にソレノイド３８に通電される電流を
小さくし、さらに所定時間Ｔ２　経過後にソレノイド３
８に通電される電流を大きくする方形波をソレノイド駆
動手段４８に出力する。なお、所定時間Ｔ１　は、制御
信号Ｓによってソレノイド３８に通電されてから、スプ
ール３３がばね３５の弾性力に抗して移動してその変位
がｘ０となってシリンダポート３９が開き始めるまでの
時間である。また、所定時間Ｔ２　は、ソレノイド３８
に通電する電流を小さくしてスプール３３の移動速度を
減速させる時間であるから、シリンダポート３９の急激
な開通による油撃が発生しない範囲で充分短く設定され
る。また、電流を小さくしたときの電流値は、スプール
３３が開弁し始める開弁初期において、ソレノイド３８
がスプール３３をばね３５の弾力性に抗して徐々に開弁
しうる大きさに設定される。

【００２３】以上のように構成した本実施例の作用につ
いて次に説明する。走行中に車体に生じる姿勢変化を予
測し、その姿勢変化を抑えるためにサスペンションユニ
ット１に給排すべき圧力流体の量を設定し、その量に基
づいて制御回路４６から制御信号が出力される。この制
御信号に応じた電流がソレノイド３８に通電され、電磁
式比例制御弁３１が開弁してサスペンションユニット１
に圧力流体が適宜給排されることにより車体の姿勢が安
定する。

【００２４】電磁式比例制御弁３１は、ソレノイド３８
に通電しない状態では、スプール３３がばね３５の弾性
力によって弁本体３２の開口側へ移動されており、オー
バーラップｘ０によってシリンダポート３９とポンプポ
ート４０とは遮断されている。そして、ソレノイド３８
に通電すると、プランジャ３６およびロッド３７が移動
してスプール３３をばね３５の弾性力に抗して弁本体３
２の底部側へ移動させる。そして、弁室４１がオーバー
ラップｘ０　を越えて移動することにより、その電流値
に応じた通路面積でシリンダポート３９とポンプポート
４０とが弁室４１を介して連通され、ポンプポート４０
からシリンダポート３９への油液の流量が調整される。 このとき、ドレン室４３，４４　内の油液は、ドレンポ
ート４２および油液通路４５を流通するのでスプール３
３は自由に移動することができる。

【００２５】電磁式比例制御弁３１が開弁する際、制御
回路４６の出力電流制御手段４７の制御信号Ｓ（図２参
照）によりソレノイド駆動手段４８からソレノイド３８
に通電される電流Ｉは、図３に示すように、ソレノイド
３８の抵抗およびインダクタンスよって１次遅れで上昇
し、制御信号Ｓの波形に応じて、所定時間Ｔ１　経過後
に、小さな電流となって立上がり速度が抑制され、図中
、破線で示す従来のものに比して上昇率が小さくなり、
さらに、所定時間Ｔ２　経過後、大きな電流となって上
昇率が大きくなり最大値に達する。

【００２６】スプール３３は、図４に示すように、電流
ＩがＩ１　以上になったとき、スプールばね３５の弾性
力に抗して移動し、所定時間Ｔ１　経過後、電流Ｉの上
昇率の低下によって、シリンダポート３９の開き始め（
変位Ｘ＝ｘ０　）に合わせて、図中、破線で示す従来の
ものに比して、移動速度が小さくなり、さらに、所定時
間Ｔ２　経過後、電流Ｉの上昇率の上昇によって移動速
度が大きくなって最大値に達する。

【００２７】よって、シリンダポート３９を流通する油
液の流量Ｖは、図５に示すように、図中、破線で示す従
来のものに比して、シリンダポート３９の開き始めの開
弁初期においては小さく、その後、徐々に増加して最大
値に達する。

【００２８】したがって、シリンダポート３９側の圧力
Ｐは、図６に示すように、図中、破線で示す従来のもの
に比して、電磁式比例制御弁３１の開弁時の上昇率が小
さくなり、油撃の発生が防止される。

【００２９】このように制御信号の波形により、スプー
ル３３がシリンダポート３９を開き始める位置にあると
き、スプール３３の移動速度を小さくし、それ以外の位
置では移動速度を大きく保つことによって、電磁式比例
制御弁３１の応答性を悪化させることなく電磁式比例制
御弁の開弁時の油撃の発生を防止することができる。な
お、上記実施例においては電磁式比例制御弁として流量
制御弁の場合について述べたが、圧力制御弁のソレノイ
ドへの電流制御に適用してもよいことは勿論である。こ
の場合、圧力制御弁を開弁する際に、圧力上昇を図ると
きは現在の圧力を維持するに必要な電流よりわずかに大
きな小電流を流し（圧力降下を図るときには逆にわずか
に小さな小電流を流し）、スプールをわずかに移動して
開弁させた後、目標圧力に対応した大きな電流（圧力降
下を図るときにはより小さな電流となるが、これは現在
の電流に比してマイナス側に大きな電流と考えればよい
）を流すようにする。また、上記実施例では電磁式比例
制御弁として供給側と排油側との２つの流量制御弁を用
いたが、これに限ることなく、供給側と排油側とを１つ
の流量制御弁により構成しても良い。

【００３０】

【発明の効果】本発明のサスペンション制御装置は、以
上詳述したように構成したことにより、電磁式比例制御
弁は、開弁し始める開弁初期に出力電流制御手段によっ
て入力される電流が小さくなり、その立上がり速度が抑
制されて開弁速度が遅くなるので、急激に開弁し始める
ことがない。また、所定時間経過後、電磁式比例制御弁
へ出力される電流は大きくなるので電磁式比例制御弁の
応答性が悪化することがない。その結果、サスペンショ
ン制御装置の制御性能を低下させることなく、電磁式比
例制御弁の開弁初期の油撃の発生を防止することができ
るという優れた効果を奏する。さらに、ドレンポートあ
るいはシリンダポートにオリフィスが不要とできるので
オリフィスの目詰まり等による不具合が生じることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電磁式比例制御弁の縦断面
図である。

【図２】本発明の一実施例の出力電流制御手段が電磁式
比例制御弁を開弁する際に出力する制御信号Ｓを示す図
である。

【図３】図２の制御信号によって、図１の電磁式比例制
御弁のソレノイドに通電される電流を示す図である。

【図４】図１の電磁式比例制御弁のスプールの変位を示
す図である。

【図５】図１の電磁式比例制御弁の圧力流体の流量を示
す図である。

【図６】図１の電磁式比例制御弁のシリンダポート側の
圧力流体の圧力を示す図である。

【図７】サスペンション制御装置の構成を示す回路図で
ある。

【図８】従来の電磁式比例制御弁の縦断面図である。

【符合の説明】

１…サスペンションユニット ２…シリンダ ３１…電磁式比例制御弁 ３３…スプール ４６…制御回路 ４７…出力電流制御手段 Ｔ１，Ｔ２　…所定時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体側と車輪側との間に介装されたサスペ
   ンションユニットのシリンダに電磁式比例制御弁を介し
   て圧力流体の供給源を接続し、制御回路により前記電磁
   式比例制御弁を制御して前記各シリンダに圧力流体を給
   排することによって車両の姿勢制御を行うサスペンショ
   ン制御装置において、前記制御回路に、開弁時に前記電
   磁式比例制御弁へ出力される電流を開弁初期において小
   さくし、所定時間経過後に大きくする出力電流制御手段
   を設けたことを特徴とするサスペンション制御装置。