JPS60203512A - ハイドロニユ−マチツクサスペンシヨン - 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） 本発明はハイドロニューマチックサスペンションに関す
る。

（従来技術） 自動車の車体は懸架装置を介して車軸に弾性支持されて
いることから、車体重量に応じて車体が昇降し、また急
ブレーキ時や降板時には車体前部が沈み、登板時には車
体後部が沈む。また、一方、悪路走行時には車体を高く
しないと車体が損傷し、高速走行時には車体を低くしな
いと走行安定性に欠は空力特性の面で不利である。

そこで従来、車体と車軸間に車高センサを設け、この検
出車高が目標車高の設定範囲に入るように懸架装置の流
体圧シリンダの伸縮量をフィードバック制御するように
した車高調整装置が各種実用化されている。

例えば、特開昭５７−１１８９０６号公報に記載されて
いる車高調整装置は、懸架装置のエアシリンダ、エアシ
リンダへエアを供給するエア供給装置、懸架装置に設け
られた車高センサ及び車高制御装置を備え、車高センサ
の各時点の検出車高と検出車高の時系列平滑値とを比較
して後者に対する前者の振動状態で道路状況を判断し、
これに応じて目標車高を自動設定し、検出車高を目標車
高と比較し、前者が後者に一致する方向にフィードバン
ク車高調整を行うようにしたものである。

しかしながら、上記の車高調整装置では、エア供給装置
からストラットへのエア通路に設けたエア制御弁を開閉
制御することにより車高を調整するようになっているの
で、車高については高精度に調整することが出来るけれ
ども、車高調整の速度は一定であってこれを適宜調節す
ることは出来ないため、高速走行時など車高調整に伴う
空力特性の急変により自動車に作用する外力が急変して
走行安定性が損なわれるという欠点がある。

また、上記エア制御弁の開閉に伴うサージ圧による振動
も生じ易（、エア通路を開閉するエア制御弁の構造上の
制約から車高調整の応答性も低くなるという欠点がある
。

（発明の目的） 本発明は上記の諸欠点に鑑みてなされたもので、簡単な
構成でもうて車高及び車高調整速度を応答性よく制御し
得るハイドロニューマチックサスペンションを提供する
ことを目的とする。

（発明の構成） 本発明のハイドロニューマチックサスペンションは、車
軸と車体との間に伸縮自在に付設され内部に液室を有す
るストラットと、常時所定流量の加圧液を供給する加圧
液供給手段と、上記加圧液供給手段と上記ストラットの
液室とを連結する液体通路と、上記液体通路に接続され
加圧液を液体通路から外部ヘリリーフするリリーフ通路
と、上記リリーフ通路に付設されリリーフされる加圧液
の流量を制御する絞り手段とを設け、上記リリーフ通路
から′リリーフされる加圧液の流量変化に応じて上記ス
トラットが伸縮するように構成したものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されるから、加圧液供給手段
から供給される加圧液の供給流量と比較して、リリーフ
通路からのリリーフ流量が少ないときには車高が高く調
整され、またリリーフ流量が等しいときには車高が維持
され、またリリーフ流量が多いときには車高が低く調整
される。

また、上記車高調整はリリーフ通路の絞り手段でリリー
フ流量を調整する際の調整速度に対応した速さで行なわ
れることになる。

従って、リリーフ通路に設けた絞り手段を制御すること
により車高だけでなく車高調整速度をも適宜制御するこ
とが出来る。

しかも、制御信号で絞り手段を作動させる際に、絞り手
段は殆ど遅延なしに作動し、これがリリーフ流量の変化
に直結するので特に応答性に優れる。

以上のように本発明によれば、簡単な構成の装置によっ
て車高及び車高調整速度を応答性よく制御することが出
来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

このハイドロニューマチックサスペンションは、第１図
に示すように所定圧所定流量Ｑ１の圧油を供給する油圧
供給装置ｌと懸架装置２の各車輪３に対応するストラッ
ト４とが油路５で連結され、上記油路５に接続されたリ
リーフ油路６に接続された可変絞り装置７の可変絞り弁
８から常時圧油が外部ヘリリーフされるようにし、制御
ユニット１０において車速センサ１１と路面状態選択ス
イッチ１３からの出力信号に基いて目標車高が演算され
、車高センサ１２の出力信号から得られた実車高と目標
車高とが比較され、これに応じて適宜可変絞り弁８から
のリリーフ流量’Ｑ　２を調節することにより車高が調
整されるようにしたものであり、同時に車速に応じて可
変絞り弁８の調整速度をも適宜制御することにより車高
調整速度も調整されるようにしたものである。

以下、各装置の構成について詳しく説明する。

上記油圧供給装置１はモータｌａで駆動される定方向吐
出形室容量油圧ポンプ１ｂとリリーフ弁１ｃと流量制御
弁１ｄとからなり、上記油圧ポンプ１ｂの吐出側の油路
に接続されたリリーフ弁ＩＣにより設定油圧となるよう
に制御されると共に、このリリーフ弁ＩＣよりも下流側
の油路に接続された固定形の流量制御弁）ｄにより設定
流量Ｑ１の圧油が流れるようになっている。こうして、
設定圧の設定流量Ｑ１の圧油が油圧供給装置１から油路
５へ常時供給される。

上記油路５の他端側は前輪及び後輪用の各ストラット４
の油室１４へ接続される。

上記ストラット４は車軸１５と車輪３との連結部のハウ
ジング１６と車体１７間に伸縮自在に介装される油圧シ
リンダで、懸架装置２のストラット兼ショフクアブソー
バーとして機能すると同時に車高調整手段として機能す
るものである。　第２図に示すように、上記ストラット
４のシリンダ本体１８の下端部がスリーブ状の結合部材
１９を介してハウジング１６に固定され、シリンダ本体
１８の上方へ突出しているピストンロッド２０の上端部
がマウント座金２１・環状の緩衝ゴム２２を介して車体
１７に連結される。

上記ストラット４のピストンロッド２０の下端部に設け
られたピストン２３は油室１４内に上下摺動自在で、こ
のピストン２３の上側のアッパ油室１４ａと下側のロア
油室１４ｂとはピストン２３に開けられたダンピング用
のオリフィス２４で連通され、またピストンロッド２０
の下端に開口しピストンロッド２０内に透設された油孔
２５の上端が上記油路５に接続されている。そして、上
記油圧供給装置１から油路５及び油孔２５を経て油室１
４に供給された圧油がピストンロッド２０の環状の有効
受圧面積に作用して生じる油圧力によって車体１７から
ストラフト４に加わる荷重が支持される。

上記可変絞り装置７は油圧供給装置１とストラット４と
の間で油路５に接続された１本のリリーフ油路６に直列
接続された可変絞り弁８と可変絞り弁８の弁棒２６を駆
動する駆動部９とからなり、この駆動部９は後述のよう
に制御ユニット１０で制御される。

上記可変絞り弁８は弁箱２７内に弁室２８とこの弁室２
８の一端側に連通し上記リリーフ油路６に接続される入
口路２９と弁室２８の他端側に連通しオイルタンク３１
に接続される出口路３０とを設け、上記弁室２８の中央
部に設けたテーパー状の絞り孔３２にテーパー状の絞り
弁体３３を絞り流路となる隙間を空けて同心状に内装し
てなり。

上記絞り弁体３３の上記絞り孔３２への挿入深さを調節
することにより上記絞り流路の絞り面積を調節し、リリ
ーフ油路６から入口路２９・弁室２８−・出口路３０を
経てリリーフされる圧油の流量を調節できるようになっ
ている。

上記絞り弁体３３の弁棒２６は弁箱２７外へ連出され、
駆動部９の可動部材３４に一体連合される。

上記駆動部９は比例ソレノイド形駆動手段であって、上
記弁棒２６と同軸状の内筒３５内に軸方向摺動自在に内
嵌した可動部材３４が圧縮コイルスプリング３６で弁棒
２６側へ付勢され、内筒３５に外装されたソレノイド３
７の磁力で可動部材３４をスプリング３６に抗して弁棒
２６と反対側へ駆動して可動部材３４の位置を適宜制御
することにより可変絞り弁８の絞り流路の絞り面積を調
節するようにしたものである。

上記ソレノイド３７へ所定の電流ｉｂが通電されている
状態においては、スプリング３６は所定長さだけ縮みそ
のバネ力とソレノイド３７の磁力とが均衡し、可変絞り
弁８からリリーフされる圧油のリリーフ流量Ｑ２が油圧
供給装置１から供給される圧油の設定流量Ｑｌと均衡し
、ストラット４は伸縮することなく車高が維持される。

これに対して、ソレノイド３７へ電流１ｂよりも大きな
電流が通電されると、磁力が増加するのでスプリング３
６は更に縮んだ位置で磁力とバネ力とが均衡することと
なり、この時可変絞り弁８からのリリーフ流量Ｑ２は増
加して上記設定流量Ｑ１よりも多くなるため、ストラッ
ト４０油室１４の圧油が減少し車高が低くなる方へ調節
される。

また、ソレノイド３７へ電流１ｂよりも小さな電流が通
電されると、上記とは反対に車高が高くなる方へ調節さ
れることになる。

しかも、上記ソレノイド３７へ通電される電流を増減調
節する際の電流変化の緩急に応じて可変絞り弁８も緩急
調節されるので、電流調節速度を適宜制御することによ
り車高調整速度を制御することが出来る。

このような制御は車速や路面状況に応じて制御ユニット
ｌＯにより以下のように行われる。

上記車速センサ１２は駆動主軸の回転を既存の回転検出
手段（例えばスリット付回転ディスク及び光源及びフォ
トトランジスタからなるもの、或いは回転ディスク及び
ピンクアップセンサからなるものなど）で検出するもの
であり、その検出信号は制御ユニットＩＯへ出力される
。

上記路面状態選択スイッチ１３は運転席のインストルメ
ントパネルに付設され、車高に影響する路面状態の良否
に対応するようにランクイ１けされた３〜４個のセレク
トスイッチを有し、ドライバーの判断により何れかのセ
レクトスイッチが選択さるようになっており、その信号
は制御ユニット１０へ出力される。

上記車高センサ１２は例えば回動式ポテンショメータか
らなるもので、各車輪３の近傍の車体１７と懸架装置２
のリンク腕の間に介装され、車体１７の昇降に対応する
リンク腕の上下動に応じてその抵抗値が増減し、この抵
抗値の変動から車高を検出するようにしたものであり、
その検出信号は制御ユニット１０へ出力されるが、これ
以外の各種車高センサを用いてもよい。

上記制御ユニッ）１０は、第３図に示すように目標車高
演算回路１’Ｏａと判別回路１０’ｂと弁調整速度演算
回路１０Ｃと、駆動回路１０ｄとからなる。

上記目標車高演算回路１０ａでは、路面状態選択スイッ
チ１３及び車速センサｉｔからの出力を受け、予め入力
され記憶されているプログラムデータに基いて上記路面
状態と車速とに対応する目標車高が演算される。この場
合、定性的には路面状態が悪化する程車高は段階的に高
く設定されまた走行安定性と空力特性の向上のため車速
が速くなる程車高は段階的に低く設定される。

上記判別回路ｌＯｂでは、４個の車高センサ１２からの
出力信号を受けて例えば１０ｍ５ｅｃ毎の車高平均値が
演算され、この車高平均値と上記目標車高とが比較され
、車高平均値が目標車高の許容範囲に入っているときに
は車高を調整する必要がないので駆動回路１０ｄへは出
力されずにソレノイド電流が維持され、これに対して車
高平均値が目標車高の許容範囲より高いときにはこの両
者の差に対応するだけ駆動回路１０ｄを介してソレノイ
ド電流が増加側へ調節され、また上記の反対に車高平均
値が目標車高の許容範囲より低いときにはこの両者の差
に対応するだけ駆動回路１０ｄを介してソレノイド電流
が減少側へ調節される。

上記弁調整速度演算回路１０Ｃは上記の如くソレノイド
電流を増減する際にその電流変化速度を調節して可変絞
り弁８の調整速度を調節することにより車高調整速度を
調節するものである。

即ち、弁８周整速度演算回路１０ｃでは車速センサ１１
からの出力信号を受けて車速か演算され、車速か設定速
度（例えば８０ｋｍ／ｈｒ）以下のときには弁調整速度
が略設定値となるように駆動回路１０ｄを介してソレノ
イド電流が比較的短時間で増減調節される一方、車速か
設定速度よりも大きいときには弁調整速度が設定値の約
１／２〜１／３程度となるように駆動回路１０ｄを介し
てソレノイド電流が比較的長時間で増減調節される。こ
れにより、高速走行時には緩やかに車高調整し空力特性
の急変を防ぎ走行安定性を良好に保つことが出来る。　
１ 次に、以上の構成におけるその作用を説明する。

上記油圧供給装置１からは常時設定流量Ｑ１の圧油が供
給され、またリリーフ油路６及び可変絞り装置７を介し
て常時圧油がリリーフされるが、このリリーフ流量Ｑ２
は可変絞り弁８の絞り具合で調節される。

既に述べたように、制御ユニット■０では車速センサ１
１、路面状態選択スイッチ１３及び車高センサ１２から
の出力信号に基いて得られた目標車高と実車高とが比較
判断され、車高を高く調整するときにはソレノイド電流
を減少させることによりリリーフ流路６の可変絞り弁８
が絞られ、設定流量Ｑ１よりもリリーフ流１１Ｑ２が少
なくなるように調節される。すると、油圧供給装置１か
らの圧油の一部がリリーフされずにストラ・ノド４の油
室１４へ供給されるため車高が高くなる。そして、実車
高が目標車高の許容範囲に入った時点ではその車高を維
持しなければならないので、設定流量Ｑ１とリリーフ流
量Ｑ２とが等しくなるように可変絞り弁８が調節される
。

車高を低く調整するときには、上記とは反対にリリーフ
流路６の可変絞り弁８の絞り具合を緩め、設定流量Ｑ１
よりもリリーフ流量Ｑ２が多くなるように四節され、実
車高が目標車高の許容範囲に入った時点では設定流量Ｑ
ｌとリリーフ流量Ｑ２とが等しくなるように四節される
。

しかも、上記制御ユニット１０により高速走行時には可
変絞り弁８を緩やかに調節することにより車高調整が緩
やかに行われ、低速走行時には上記と反対に車高調整が
迅速におこなわれる。

次に、自動車の荷物を積み込んだ場合には、ストラット
に加わる荷重の増加によりストラット４のピストンロン
ド２０に働く油圧力と荷重の均衡が破られ、瞬間的には
ピストンロンド２０が下降し始めオーバーフローした圧
油が油路５側へ逆流するがりリーフ流量Ｑ２は設定流量
Ｑｌと等しいので、上記オーバーフローした圧油の一部
のみがリリーフされるだけで可変絞り弁８の絞り作用で
ストラット４の油室１４内の油圧が増加して均衡し、車
高は幾分低下して安定する。そこで、前記の如く設定流
量Ｑ１よりもリリーフ流量Ｑ２を少なくすることにより
車高を原車高まで回復させてから、再び設定流量Ｑ１と
リリーフ流量Ｑ２とが等しくなるように調節する。

また、自動車から荷物を降す場合には、上記と反対に車
高が高くなるので、設定流量Ｑ１よりもリリーフ流量Ｑ
２を多くすることにより車高を原車高まで下げてから、
再び設定流量Ｑｌとリリーフ流量Ｑ２とが等しくなるよ
うに調節する。

結局、上記実施例の自動車の車高調整装置によれば簡単
な構造の１個の可変絞り装置７を制御するだけで、車高
及び車高調整速度を応答性よく精密に調節することが出
来る。

ここで、上記実施例を次のように部分的に変更すること
ができる。

第１変形例：第４図に示すように、油圧供給装置１の流
量制御弁ＩＤが４系統の油路５へ設定流量の圧油を分配
する分流弁で構成され、上記４系統の油路５が各々各車
軸３に対応するストラット４へ接続され、４系統の油路
５の各々にリリーフ油路６が接続され、各リリーフ油路
６に可変絞り装置７が付設され、各可変絞り装置７が制
御ユニット１０で制御される。

このように、各車輪３に対応するストラット４を独立に
制御することにより各車輪４の個所での車高を独立に制
御することが可能となり、次のような車高調整も可能と
なる。

例えば、旋回時のローリングを防ぐためにはハンドル舵
角に応じて外輪側のストラット４に対応する可変絞り弁
８のリリーフ流量を少なくし、内輪側のストラット４に
対応する可変絞り弁８のリリーフ流量を多くする。

また例えば、ブレーキング時のノーズダイブを防ぐため
には、ブレーキ油圧に応じて前輪側のストラット４に対
応する可変絞り弁８のリリーフ流量を少なくし、後輪側
のストラット４に対応する２、可変絞り弁８のリリーフ
流量を多くする。

尚、図中符号３８は各ストラット４の油室１４に接続さ
れたダイヤフラム型アキュムレータであり、路面から車
輪３に伝わる高周波振動を吸収するためのものである。

第２変形例：可変絞り装置７について、可変絞り弁８の
構造は図示の構造に限定されるものではなく、各種構造
の可変絞り弁を用いることが出来、また駆動部９は比例
ソレノイド形駆動手段に代えて、ステッピングモータで
ランク・ピニオン機構等を介して弁棒２６を制御しても
よく、或いは油圧シリンダでロータリーエンコーダー又
はソレノイド弁等を介して制御してもよい。

第３変形例：路面状態については、制御ユニット１０に
おいて車高センサ１２の出力信号に基いて車高振幅を演
算し、この車高振幅から路面状態を判定するようにして
もよい。

更に、上下方向の加速度を検出する加速度検出セン号を
車軸１５等に付設し、その検出信号に基いて路面状態を
判定してもよい。

尚、路面の凹凸・バウンシング・ピッチング・ローリン
グの固有振動に対しては、初めの外乱による変位の後適
正位置に復帰するまでの時間を、路面の周波数に応じて
低周波路では長くまた高周波路では短く制御することも
出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は全体構成
図、第２図はストラットの縦断面図、第３図は可変絞り
装置を制御する制御系のブロック図、第４図は変形例の
油圧系統図である。 ■・・油圧供給装置、　４・・ストラット、　５・・油
路、　６・・リリーフ油路、　７・・可変絞り装置、　
８・・可変絞り弁、　９・・駆動部、１０・・制御ユニ
ット、１１・・車速センサ、１２・・車高センサ、　２
３・・路面状態選択スイッチ、　１４・・油室、　１５
・・車軸、　１７・・車体。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　車軸と車体との間に伸縮自在に付設され内部に
   液室を有するストラットと、常時所定流量の加圧液を供
   給する加圧液供給手段と、上記加圧液供給手段と上記ス
   トラットの液室とを連結する液体通路と、上記液体通路
   に接続され加圧液を液体通路から外部ヘリリーフするリ
   リーフ通路と、上記リリーフ通路に付設されリリーフさ
   れる加圧液の流量を制御する絞り手段とを備え、上記リ
   リーフ通路からリリーフされる加圧液の流量変化に応じ
   て上記ストラットが伸縮するように構成したことを特徴
   とするハイドロニューマチックサスペンション