JPH0478608A - 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
ルセイフ弁を設けるようにしている。すなわち、作動流
体の供給、排出系に故障が生じた際に、このフェイルセ
イフ弁を開かせれば、高圧ラインの圧力が解放され得る
。

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、上述のような故障に対処するためのフェイル
セイフ弁自体が開き放しになること（開固着）や、反対
に閉じ放しになること（閉固着）も起こり得る。フェイ
ルセイフ弁が開固着すると、当然高圧ラインの圧力を所
定の値まで上昇させることができないから、正常なアク
ティブ制御を行なうことは不可能となる。また、フェイ
ルセイフ弁が閉固着すると、フェイルセイフ機能を果た
せなくなる。

しかし従来は、車両を使用しながらこのフェイルセイフ
弁の故障を早急に発見するような方策は考えられていな
かった。そこで本発明は、車両を普通に使用しつつ、上
記フェイルセイフ弁の故障をいち早く発見することがで
きる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） 本発明による第１の車両のサスペンション装置は、エン
ジン始動の度にフェイルセイフ弁の故障判定ができるよ
うにしたものであり、 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イフ弁が設けられた車両のサスペン
ション装置において、 上記高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、エンジン始
動後の所定時間フェイルセイフ弁を開状態のままに保ち
、その間に上記の圧力に変化があった際に、フェイルセ
イフ弁が閉固着していると判定する故障判定手段とが設
けられたことを特徴とするものである。

なおこの第１の車両のサスペンション装置においては、
フェイルセイフ弁の開固着をも判定できるように構成す
ればより好ましい。そうするためには故障判定手段を、
上記所定時間経過後にフェイルセイフ弁を閉じた状態下
で上記圧力の上昇が所定値以下の場合には、フェイルセ
イフ弁が開固着していると判定するように構成すればよ
い。

また本発明による第２の車両のサスペンション装置は、
車両の走行中にフェイルセイフ弁の故障を発見できるよ
うにしたものであり、 上記第１のサスペンション装置と同様に液圧シリンダに
対して作動流体を供給、排出し、そして上記と同様のフ
ェイルセイフ弁が設けられた車両のサスペンション装置
において、 高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、車両走行中でか
っ液圧シリンダに対する作動流体供給、排出の頻度が所
定値以下であるときに、フェイルセイフ弁を一時的に開
閉作動させ、その場合の上記圧力の変化に応じてフェイ
ルセイフ弁の固着有無を判定する故障判定手段とが設け
られたことを特徴とするものである。

（作用および発明の効果） 上記第］のサスペンション装置において、エンジン始動
後フェイルセイフ弁が完全に開いていれば、高圧ライン
の圧力は上昇しないはずであるから、もしこの圧力に変
化があれば、フェイルセイフ弁が閉固着しているとみな
すことができる。

一方上記第２のサスペンション装置において、フェイル
セイフ弁を一時的に開かせたとき、もし、圧力計が示す
高圧ラインの圧力が所定値以上低下しなければ、フェイ
ルセイフ弁は閉固着していると判定できる。

一方、上述のようにフェイルセイフ弁を開かせた後に閉
じ、そのときの高圧ライン圧力と比べて、それから比較
的短い所定時間経過後の高圧ライン圧力が著しく低下し
ていれば、フェイルセイフ弁は開固着していると判定で
きる。

以上のようにして、本発明によれば、フェイルセイフ弁
の故障を確実かつ早期に判定可能であり、サスペンショ
ン装置の安全性、信頼性が大いに向上する。

（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が固定され、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１５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、本実施例でガスばね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Ｊそしてこれ
らのガスばね２１のそれぞれに連通ずる液圧通路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３１Ｆ、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１
２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３ＬＦＲ１
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９ＦＲ，９
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１２ＦＲ１左前輪用液圧シリン
ダ１２ＦＬの各液圧室１４に連通されている。流量制御
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はパイロット圧応
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４０ｋｇｆ／ｃ−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４０ｋ　ｇ　ｆ　／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３１ＦＨ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１２ＦＲ，１２ＦＬの内圧
か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５９Ｆ
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
で区別されている。

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３３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
７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１６０　ｋｇｆ／ｄ）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
態をメイン圧が所定の下限値（−例として１２０　ｋ　
ｇ　ｆ　／ｃ４）以下になるまで維持する。そしてメイ
ン圧が下限値以下になると、コントロールユニット４５
がアンロード弁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にはフェイルセイフ弁４８が介設されている。このフ
ェイルセイフ弁４８は、他の弁等の故障時に開位置に切
り替えられて、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
セイフ弁４８の開作動時にチエツク弁５０Ｆ　Ｒ，５０
Ｆ　Ｌ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っいて説明
する。アンロード弁４３、フェイルセイフ弁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１０Ｆ　Ｒ，ＩＯＦ　Ｌ、１０ＲＲＳＩＵＲＬ毎
にばね上前速度を検出する上下加速度センサ５７、同じ
く各車輪１０ＦＲ，ｌ０ＦＬ、１０ＲＲ，ｌ０ＲＬ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、およびイ
グニッション回路６３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
車高センナ５８については左後輪１０ＲＬ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がそれぞれ示すシリンダ
内圧、ばね上前速度、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。

また以下で述べる通り、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、たフェイルセイフ弁４８の故障を判定す
るための処理について説明する。

まず、エンジン始動時の故障判定処理について説明する
。第４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３図はこの処理がなされる
ときのメイン圧の変化の様子を示している。第４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
エンジン始動を確認すると、次にステップＰ２において
、油圧計３８が示すメイン圧をモニターする。

次に、コントロールユニット４５はステップＰ３におい
て、メイン圧に変化が有るか否かを判別する。当初フェ
イルセイフ弁４８は、正常ならば全開状態のままとされ
ている。したがって、第３図の時間ｔ工においてエンジ
ン８０が始動されたとすると、メイン圧は同図中実線で
示すように、その後フェイルセイフ弁４８が閉じられな
い限りエンジン始動時の値のままとなる。

しかし、フェイルセイフ弁４８が故障して閉じたままに
なっていると、第３図の破線ａに示すように、エンジン
始動後直ちにメイン圧が上昇する。

そこで、ステップＰ３においてメイン圧変化が有ると判
別された場合、コントロールユニット４５はフェイルセ
イフ弁４８の閉固着とみなし、ステップＰ４において、
アクティブ制御システムをＤＥＡＤ（制御規制）−Ａ状
態に設定する。本例では、作動油液給排系の故障程度に
応じてＤＥＡＤ−Ａ、ＤＥＡＤ−ＢＳＤＥＡＤ−Ｃの３
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、ワーニング（警告）である。上述のよう
にしてＤＥＡＤ−Ａ状態が設定されると、アクティブ制
御処理はそこで終了する。

一方、ステップＰ３においてメイン圧変化が無いと判別
された場合、コントロールユニット４５は次にステップ
Ｐ５において、エンジン始動後盾定時間（第３図のｔ２
−ｔ１時間）が経過したか否かを判別し、そうでなけれ
ば処理の流れはステップＰ３に戻る。上記の所定時間が
経過すると、コントロールユニット４５は次にステップ
Ｐ６において、フェイルセイフ弁４８を全開に設定する
。

次いでコントロールユニット４５は、ステップＰ７にお
いてメイン圧をモニターし、フェイルセイフ弁閉役所定
時間（第３図のｔ３−ｔｚ待時間が経過したことをステ
ップＰ８で確認すると、次にステップＰ９において、こ
の所定時間内のメイン圧変化率が所定値以上となってい
るか否か判別する。

フェイルセイフ弁４８が全閉とされれば、第３図の実線
で示すようにメイン圧が上昇する。しかしフェイルセイ
フ弁４８にゴミが詰まって半開状態になっていたり、あ
るいはそれが全開のままになっていると、メイン圧は同
図の破線すで示すように、極めて緩慢に上昇するか、あ
るいは全く上昇し得ない。そこでコントロールユニット
４５は、ステップＰ９においてメイン圧変化率が所定値
に満たなければ、フェイルセイフ弁４８の開固着とみな
し、ステップＰＬＯにおいてアクティブ制御システムを
ＤＥＡＤ−Ａ状態に設定する。

一方ステップＰ９においてメイン圧変化率が所定値以上
になっていると判別された場合、フェイルセイフ弁４８
に故障は生じていないと見なせるので、故障判定のため
の処理は終了する。

次に、車両走行中に行なうフェイルセイフ弁故障判定処
理について、その処理の流れを示す第５図を参照して説
明する。コントロールユニット４５はまずステップＰ２
０において、故障判定済みを示すフラグＦがセットされ
ている（Ｆ−１）が否が判別する。このフラグＦがセッ
トされている場合、コントロールユニット４５はステッ
プＰ２１において、フラグＦがセットされてから所定時
間（例えば３０分〜１時間程度）が経過しているか否か
判別し、もし経過していなければ故障判定は時間的に未
だ不要であるので、処理は終了して次回の処理に入る。

もし、上記所定時間が経過していれば、コントロールユ
ニット４５はステップＰ２２においてフラグＦをリセッ
ト（Ｆ−０）Ｌ、次回の処理に入る。

上記ステップＰ２０において、フラグＦがセットされて
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Ｐ２３において、サスペンションアクティブ制
御の頻度が所定値よりも小であるか否か判別する。この
頻度は、例えば上下加速度センサ５７や横方向加速度セ
ンサの６１の出力の積分値等で規定することができる。

すなわちこの積分値が小さい場合は、車両が高速道路を
走行している場合等であり、その際のアクティブ制御頻
度は当然小さくなる。

また一般に、車両停車中に作動油液４４の給排はなされ
ないから、ステップＰ２３において、車速センサ６２の
出力に基づいて車両が停車中であるか否かを判別し、停
車中であればアクティブ制御頻度が小であると見なすよ
うにしてもよい。

上記制御頻度が所定値よりも大の場合は、フェイルセイ
フ弁４８の故障判定のためにメイン圧を下げるのは好ま
しくないから、処理はそこで終了して、次回の処理に入
る。

一方上記制御頻度が所定値よりも小の場合、コントロー
ルユニット４５はステップＰ２４において、メイン圧を
モニターする。なお、このときのメイン圧をＰとする。

次にコントロールユニット４５はステップＰ２５におい
て、フェイルセイフ弁４８を比較的短いｔｏ秒間だけ開
き、次いでステップＰ２Ｂにおいて再度メイン圧をモニ
ターする。なお、このときのメイン圧をＰ工とする。

コントロールユニット４５は次にステップＰ２７におい
て、上記メイン圧ＰとＰｌとの差（ｐ−ｐｌ）が、所定
値Ｐｏ以上になっているか否か判別する。

もし、フェイルセイフ弁４８がステップＰ２５において
良好に開かれたならば、メイン圧はかなり低下するはず
である。したがって、このメイン圧低下の程度が低い場
合、つまりｐ−Ｐ、＜Ｐ。の場合は、フェイルセイフ弁
４８が閉固着しているとみなせる。そこでＰ−Ｐｌ　＜
Ｐｏの場合、コントロールユニット４５はステップＰ２
９において、アクティブ制御システムをＤＥＡＤ−Ａ状
態に設定する。

一方、Ｐ−Ｐ１≧Ｐｏの場合、フェイルセイフ弁４８は
良好に開作動したと見なすことができるので、コントロ
ールユニット４５はステップＰ２８においてフラグＦを
セットしくＦ−１）、次回の処理に入る。

こうしてフラグＦがセットされた後は、先に説明した通
り、ステップＰ２１で所定時間が経過したと判別される
まで、処理の流れがステップＰ２３に入ることはない。

したがって、車両走行中に過度に頻繁にフェイルセイフ
弁４８の故障判定がなされて、メイン圧がいたずらに低
下してしまうことがない。

なお上記第５図の処理においては、フェイルセイフ弁４
８の閉固着のみを判定するようにしているが、ステップ
Ｐ２Ｂでメイン圧Ｐ、をモニターした後、若干の時間を
おいて再度メイン圧Ｐ１′をモニターし、Ｐ！→Ｐ１′
　となっていなければフェイルセイフ弁４８が開固着し
ていると判定することもできる。

また上記実施例では、フェイルセイフ弁４８が閉固着あ
るいは開固着していると判定したとき、アクティブ制御
を中止させるようにしているが、このようにする他、フ
ェイルセイフ弁故障と判定した際に単に警告を発するの
みとし、アクティブ制御中止等の必要な処置を、運転者
のマニュアル操作で行なうようにしても構わない。

【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イフ弁故
障判定時の高圧ライン圧力の変化の様子を示すグラフ、 第４図は、上記実施例装置における車両発進時のフェイ
ルセイフ弁故障判定処理を示すフローチャート、 第５図は、上記実施例装置における車両走行時のフェイ
ルセイフ弁故障判定処理を示すフローチャートである。 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
３８．５５・・・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・・・フェイルセイフ弁　５２・・・流
入弁５３・・・流出弁゛５７・・・上下加速度センサ５
８・・・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８０・・・エンジン ０自　問 第 図 第 図

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
   ルセイフ弁が設けられた車両のサスペンション装置にお
   いて、 前記高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、エンジン始
   動後の所定時間前記フェイルセイフ弁を開状態のままに
   保ち、その間に前記圧力に変化があった際に、フェイル
   セイフ弁が閉固着していると判定する故障判定手段とが
   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）前記故障判定手段が、前記所定時間経過後にフェ
   イルセイフ弁を閉じた状態下で前記圧力の上昇が所定値
   以下の場合、フェイルセイフ弁が開固着していると判定
   す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）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
   ルセイフ弁が設けられた車両のサスペンション装置にお
   いて、 前記高圧ラインの圧力を検出する圧力計と、車両走行中
   でかつ前記液圧シリンダに対する作動流体供給、排出の
   頻度が所定値以下であるときに、前記フェイルセイフ弁
   を一時的に開閉作動させ、その際の前記圧力の変化に応
   じてフェイルセイフ弁の固着有無を判定する故障判定手
   段と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。