JPH07215034A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置

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JPH07215034A
JPH07215034A JP1274994A JP1274994A JPH07215034A JP H07215034 A JPH07215034 A JP H07215034A JP 1274994 A JP1274994 A JP 1274994A JP 1274994 A JP1274994 A JP 1274994A JP H07215034 A JPH07215034 A JP H07215034A
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suspension device
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良昭 山田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、車両のサスペンション装置の関
し、空気バネの振動絶縁性を損なうことなしに、ロール
やピッチ角の増大に基づく姿勢変化を抑え、必要とする
消費エネルギーの減少させることを目的とする。 【構成】 ピストン23の上下室20a,20bから圧
力を加えることができる複動式油圧アクチュエータ20
を空気バネ2と直列に配設すると共に、この油圧アクチ
ュエータ20の上下室20a,20bには油圧源に接続
されている電磁バルブ25を接続し、車体1に対する横
方向と前後方向の加速度を検出するを検出する横加速度
センサ27と前後加速度センサ26を設け、その検出出
力に基づき空気ばね20を伸縮量を減少させる制御回路
28を電磁バルブ25に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の走行に際して生
ずる上下、前後方向の振動を吸収する緩衝部材、主にバ
スやトラック等の重量車両における空気バネを用いたサ
スペンション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両が走行する際に道路の条件や
積荷の荷重等によって、車輪には上下方向の振動や衝撃
が加えられ、この振動や衝撃が車両の乗員に不快感を与
え、又積荷に損傷を与える。
【0003】この問題を軽減するために車両のサスペン
ション装置には、緩衝部材が用いられているが、バスや
トラック等の重量が大きい車両においては、吸振性に優
れた空気の圧縮を利用した空気バネが用いられることが
ある。空気バネを用いた車両のサスペンション装置の機
構を、図6に示し、以下これについて説明する。
【0004】この空気バネを用いた車両のサスペンショ
ン装置は、車体1とアクスル4に設られたアクスルレバ
ー4aの間に、空気バネ2とショックアブソーバ6が並
列的に設けられている。ショックアブソーバ6はアクス
ルレバー4aの一端を支持し、空気バネ2はその下にピ
ストン5を取り付けてアクスルレバー4aの中央を支持
している。
【0005】前記アクスルレバー4aは、図示せぬアク
スル4の上下動を許容するリンクの作用により車輪3を
支持するアクスル4と共に上下に動くようになってい
る。又アクスルレバー4aの他端には、連杆7が取り付
けられ、連杆7には車高調整バルブ8が取り付けられて
いる。車高調整バルブ8には、圧縮空気源と空気バネ2
が接続され、前記アクスルレバー4aの上下動によって
連杆7が上下動し、この連杆7の上下動によって車高調
整バルブ8を開閉して空気バネ2内に高圧空気を送り込
んだり、大気中に放出させることにより、車体1の重量
変化に係わらず車体1をほぼ一定の高さに保持すると共
に、振動や衝撃を吸収している。
【0006】上記空気バネを採用したサスペンション装
置は、バネ定数が低くて振動の吸収が良い反面、車両の
停止やカーブの曲がり等の車体荷重の変化によって空気
バネが伸縮し、車両が上下に大きく揺れるバランス量,
傾いたりするロール角並びにピッチ角が大きくなる。
【0007】そのために、これを解決する手段として、
油空圧を利用した油空圧サスペンション装置が用いられ
るようになってきたが、その構成を図7に示し、以下こ
れについて説明する。
【0008】この油空圧サスペンション装置は、車輪1
0を支持するアクスル4の上部に図示せぬ車体1の上下
動を緩衝するアクチュエータ11(ストラットシリン
ダ)が設けられ、そのアクチュエータ11上にオリフィ
スからなるダンパ13を介して車体1に支持されたアキ
ュムレータ12(ガススプリング)が設けられている。
【0009】又アキュムレータ12下の油圧回路に、電
磁バルブ15を介して油圧源16が接続され、前記電磁
バルブ15に制御回路14が接続されている。そして、
制御回路14の制御によって電磁バルブ15を開閉し
て、油圧源16からの油圧をアクチュエータ11、アキ
ュムレータ12に導入し、遮断し、或いは排出させて、
この油圧でのアクチュエータ11の伸縮及びアキュムレ
ータ12の作動によって、車体のロールやピッチ角を低
く抑えている。
【0010】尚、油空圧サスペンション装置としては、
実開昭64−52919号公開公報に記載された本出願
人の出願に係わる車両用サスペンション、実開平4−1
15904号公開公報に記載された本出願人の出願に係
わるエアサスペンション機構が知られている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような制御式の油
空圧サスペンション装置においては、油圧の供給・排出
によるアクチュエータの伸縮によって、ロールやピッチ
角を低く抑えることができる反面、アクチュエータのシ
リンダとピストンのフリクションによっては、周期が短
い高周波の振動の減衰が行われ難い。
【0012】又、バネとして作用させるためのアキュム
レータへの供給油量が多くなり、消費エネルギーが大き
くなる。本発明は、従来の制御式の油空圧サスペンショ
ン装置の前述の問題点を解決して、空気バネ等の緩衝部
材の振動絶縁性を損なうことなしに、ロールやピッチ角
の増大に基づく姿勢変化を抑えると共に、これに要する
消費エネルギーを少なくすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するためのもので、請求項1記載の発明は、車体と
アクスル間に緩衝部材を設けた車両のサスペンション装
置において、ピストンの上下室から圧力を加えることが
できる複動式油圧アクチュエータを前記緩衝部材と直列
に配設すると共に、その油圧アクチュエータに油圧開閉
用の油圧バルブを接続し、前記車体に横方向の加速度を
検出する横加速度検出手段と前後方向の加速度を検出す
る縦加速度検出手段とを設けて、その横加速度検出手段
と縦加速度検出手段の検出信号に基づき、前記緩衝部材
の伸縮量を減少させるために必要な油圧アクチュエータ
の縮伸ストローク量を演算してその演算値を指令ストロ
ークとすると共に、その指令ストロークと検出した現在
のストロークとの差分値に応じて前記油圧バルブを開閉
する制御手段をその油圧バルブに接続したことを特徴と
する。
【0014】同請求項2記載の発明は、請求項1におけ
る緩衝部材を空気バネとしたことを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明を請求項1記載の構成にすれば、横加速
度検出手段及び縦(前後)加速度検出手段からの検出信
号に基づき、緩衝部材の縮伸量を減少させるために必要
な油圧アクチュエータの縮伸ストローク量を演算してそ
の演算値を指令ストロークとすると共に、指令ストロー
クと検出した現在のストロークとの差分値に応じて油圧
バルブを開閉することにより、油圧アクチュエータの縮
伸を調整して緩衝部材の縮伸量を減少させて車体のロー
ル,ピッチ角を吸収することができる。
【0016】そして、又複動式の油圧アクチュエータの
必要以上の動作が抑えられ、オーバなロールやピッチ
角、並びに共振作用を生じることがなく、必要以上の動
作をするために費やされる消費エネルギーが少なくなる
と共に、車体の左右の傾きや前後の傾きが生じなくな
る。
【0017】請求項2記載の発明においては、請求項1
記載の緩衝部材を空気バネとすることによって、空気バ
ネのバネ定数の低さを利用し、振動の吸収性が高められ
る。
【0018】
【実施例】次に本発明の第1実施例を図1〜図3につい
て、以下に説明する。この実施例においては、車輪3を
支持するアクスル4にアクスルレバー4aを設け、その
アクスルレバー4aの一端を、車体1に支持されている
ショックアブソーバ6で支持すると共に、アクスルレバ
ー4aの中央にアクチュエータ20を取付け、このアク
チュエータ20と車体1との間に設けた空気バネ2でア
クスルレバー4aの中央を支持している。
【0019】前記アクスルレバー4aとアクチュエータ
20に支持されているアーム22との間には、ストロー
ク長センサ21が連結し、車輪3の振動によるアクスル
4の上下動のストロークをストローク長センサ21で検
出できるようになっている。
【0020】このアーム22には連杆7が連結し、連杆
7の端には車高調整バルブ8が設けられている。車高調
整バルブ8は、高圧空気源に接続すると共に空気バネ2
に接続し、前記連杆7の上下動により、その車高調整バ
ルブ8を開閉して空気バネ2の高さを調整している。
【0021】又前記アクチュエータ20は、ピストン2
3を挟んで油圧を導入する上室20a、下室20bが設
けられており、この上室20a、下室20bと油圧を供
給する油圧供給源24との間には、油圧を断接切換を行
う電磁バルブ25が設けられている。又電磁バルブ25
には、制御回路28が接続されている。
【0022】前記車体1には、ブレーキをかけ、或いは
急発進をした際の前後(縦)方向の加速度を検出する前
後加速度センサ26、カーブを曲がった際等に発生する
横方向の加速度を検出する横加速度センサ27が設置さ
れ、両センサ26,27は、制御回路28に接続してい
る。
【0023】この前後加速度センサ26と横加速度セン
サ27の検出した加速度と、各車輪3毎に設けたストロ
ーク長センサ21の検出したアクスル4のストローク長
を制御回路28に入力し、その出力で電磁バルブ25を
動作させて、アクチュエータ20の上室20aに、或い
は下室20bに対して選択的に油圧を供給し、又は遮断
する。
【0024】この制御回路28は、図2に示すように入
力回路30、指令ストローク演算回路31、ストローク
差演算回路32、出力回路33で構成されている。入力
回路30は、横加速度センサ27、前後加速度センサ2
6、各ストローク長センサ21の出力を受ける回路であ
り、指令ストローク演算回路31は、横加速度センサ2
7と前後加速度センサ26からの入力に基づいて指令ス
トロークを算出するものである。
【0025】又、ストローク差演算回路32では、指令
ストローク演算回路31の演算した指令ストロークと各
ストローク長センサ21の検出したストロークとの差を
各ストローク長センサ21毎に演算し、出力回路33で
は、このストローク差演算回路32の演算に基づいて、
指令ストロークとする演算値を求め、その指令ストロー
クと検出した現在のストロークとの差分値に応じて各ア
クチュエータ20毎に設けられた電磁バルブ25に出力
する。
【0026】次に、図3に示すフローチャートに従って
動作を説明する。ステップS1でスタートし、ステップ
S2において横加速度センサ27で検出した横加速度x
を、ステップS3において前後加速度センサ26で検出
した前後加速度yを入力回路30を通して読み込む。
【0027】次に、予めこの制御回路28に入力されて
いる車両の重量、その他の諸元データa,b,c,d
と、ステップS2、S3において読み込んだ横加速度
x、前後加速度yとに基づいて、ステップS4において
指令ストローク回路31で各ストローク長センサ21毎
の指令ストロークS1R,S2R,S3R,S4Rを、次式によ
り演算する。
【0028】S1R=ax+by S2R=−ax+by S3R=cx+dy S4R=−cx+dy 更に、ステップS5において、各アクチュエータ20毎
のストローク長センサ21で検出したストロークS1
4 を、入力回路30を通して読み込み、ステップS6
において各ストローク差演算回路32で指令ストローク
S1R〜S4Rと各ストローク長センサ21のストロークS
1 〜S4 との差ΔS1 〜ΔS4 を次式により演算する。
【0029】ΔS1 =S1R−S1 ΔS2 =S2R−S2 ΔS3 =S3R−S3 ΔS4 =S4R−S4 そして、ステップS7において、上記演算結果に基づい
て出力回路33より各電磁バルブ25にストローク差Δ
1 〜ΔS4 に比例した駆動電流I1 〜I4 を出力す
る。
【0030】このようにして、現在のアクチュエータ2
0の伸縮量に対して、各アクチュエータ20において必
要とするストローク量との差をフィードバックして電磁
バルブ25を動作させ、空気バネ2とアクチュエータ2
0との合成伸縮量を制御することができる。
【0031】そのため、この合成伸縮量は空気バネ2の
みの場合に比して小さくすることができるので、車体の
ロールやピッチ角を小さくし、姿勢変化を少なくすると
共に、これに要する消費エネルギーの削減が図れるもの
である。
【0032】次に、図4に示す本発明の第2実施例にお
いては、前実施例における空気バネ2に代えて緩衝部材
としてコイルバネ41を、又図5に示す第3実施例にお
いてはリーフスプリング42を用いたもので、その作用
効果は、前第1実施例と異なるものではない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、空気バネ
等の緩衝部材と直列に伸縮可能なアクチュエータを設け
ると共に、車体の横方向の加速度と、前後である縦方向
の加速度、並びに各アクチュエータのストローク量を検
出し、これらの検出結果に基づいて制御手段で演算し,
フィードバックし、電磁バルブに出力してアクチュエー
タを制御するので、ロールやピッチ角を抑えるものであ
る。
【0034】特に各アクチュエータ毎に制御を行って姿
勢制御が格段に進歩した状態で行われるために、操縦安
定性の向上を図ることができると共に、特に空気バネを
用いたサスペンション装置においては、空気バネの特性
である良好な乗り心地を損なうことがなく、運転疲労の
軽減にも役立つ。
【0035】更に、アクチュエータにはアキュムレータ
を設けていないので、アクチュエータ駆動のための油圧
発生動力を軽減でき、燃料消費量の悪化を抑制できる等
の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成図である。
【図2】同上の制御回路図である。
【図3】この制御回路のフローチャートである。
【図4】第2実施例の構成図である。
【図5】第3実施例の構成図である。
【図6】従来の空気バネを用いたサスペンションの構成
図である。
【図7】従来の油空圧サスペンションの構成図である。
【符号の説明】
1 車体 2 空気バネ 4 アクスル 20 アクチュエータ 21 ストローク長センサ 23 ピストン 25 電磁バルブ(油圧バルブ) 26 前後加速度センサ(縦加速度検出手段) 27 横加速度センサ(横加速度検出手段) 28 制御回路 31 指令ストローク演算回路 32 ストローク差演算回路 33 出力回路 41 コイルバネ 42 リーフスプリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体とアクスル間に緩衝部材を設けた車
    両のサスペンション装置において、ピストンの上下室か
    ら圧力を加えることができる複動式油圧アクチュエータ
    を前記緩衝部材と直列に配設すると共に、その油圧アク
    チュエータに油圧開閉用の油圧バルブを接続し、前記車
    体に横方向の加速度を検出する横加速度検出手段と前後
    方向の加速度を検出する縦加速度検出手段とを設けて、
    その横加速度検出手段と縦加速度検出手段の検出信号に
    基づき、前記緩衝部材の伸縮量を減少させるために必要
    な油圧アクチュエータの縮伸ストローク量を演算してそ
    の演算値を指令ストロークとすると共に、その指令スト
    ロークと検出した現在のストロークとの差分値に応じて
    前記油圧バルブを開閉する制御手段をその油圧バルブに
    接続したことを特徴とする車両のサスペンション装置。
  2. 【請求項2】 前記緩衝部材を空気バネとしたことを特
    徴とする請求項1記載の車両のサスペンション装置。
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