JPS638009A - 能動型サスペンシヨン - 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〕 この発明は、圧力制御弁の出力圧力を制御して車体側部
材及び車輪側部材間に介装した流体圧シリンダの作動流
体圧を制御することにより、所定のサスペンション特性
を得るようにした能動型サスペンションに関する。

〔従来の技術〕

従来の一般なバネ及びショックアブソーバを使用した受
動型サスペンションにおいては、そのショックアブソー
バの減衰特性は、第５図に示す如く、車体のロール、ピ
ッチ、バウンス等の揺動に対応するバネ上共振周波数近
傍の振動及び路面から車輪に入力される路面状態に応じ
たバネ上共振周波数近傍の振動をそれぞれ制振するため
に、バネ上共振周波数近傍の振動に相当する゛ピストン
速度Ｖ、及びバネ上共振周波数近傍の振動に相当するピ
ストン速度ｖ２での減衰力Ｆを大きな値に選定するよう
にしていた。

一方、従来、油圧シリンダを使用しその圧力室の圧力を
バネ上及びバネ下問の相対変位に応じて制御するように
した能動型サスペンションが提案されている。この能動
型サスペンションとしては、例えば１９８１年９月１０
日に英国で発行された「オートカー（Ａｕｔｏｃａｒ）
　Ｊ　（Ｈａｙｍａｒｋｅｔ　ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇＩ
、ｔｄ、社発行）に記載されているものがある。

この従来例は、第６図に示すように、単動式油圧シリン
ダでなるアクチュエータ１のシリンダチューブ１ａが車
体側部材２に取付けられていると共に、ピストンロフト
１ｂが車輪側部材３に取付けられ、且つ油圧シリンダ１
の圧力室ｌｃが電磁方向切換弁４を介して油圧源５に接
続されていると共に、オリフィス６を介してアキュムレ
ータ７に連通されている。そして、電磁方向切換弁４が
、バネ下及びバネ上間の相対変位をストロークセンサ８
で検出し、その検出値に基づき制御装置９でストローク
変動が小さくなるように制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら°、上記従来の受動型サスペンションにあ
っては、バネ上共振周波数域に対応するピストン速度■
１における減衰力を高めると、車体の揺動に対しては割
振効果が大きいが、良路走行時に路面から入力される細
かな凹凸による振動人力によるピストン速度も略前記ピ
ストン速度に対応しているので、この振動入力に対して
も減衰力が大きくなるため、振動入力が車体側に伝達さ
れて、乗心地が悪化するという問題点があった。

また、上記従来の能動型サスペンションにあっては、油
圧シリンダへの圧力油の給排を電磁方向切換弁によって
行うようにしているので、制御の応答性が悪く、ロール
、ピッチ等の車両の姿勢変化を抑制する場合には、応答
遅れを生じるため適用し得ないという問題点があると共
に、路面からの振動入力に対して一定特性のオリフィス
で減衰力を発生させているので、路面からの加振力特に
路面の凹凸を通過した際の加振力がオリフィスを通して
車体に伝達されることになり、乗心地が悪化するという
問題点があった。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、流体圧シリンダと流体圧源との間に
圧力制御弁を接続し、この圧力制御弁でバネ上共振周波
数に対応する路面からの振動入力を吸収すると共に、車
体の姿勢変化を抑制し、流体圧シリンダの圧力室及び圧
力制御弁間の流路に設けた絞り弁及びアキュムレータに
よって比較的高周波数のバネ上共振周波数に対応する振
動入力を減衰させるようにして、良路走行時の路面から
の細かい振動に対する乗心地を向上させ且・　つ全体の
構成を簡易化することができる能動型サスペンションを
提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、車体側部材及
び車輪側部材間に介装した流体圧シリンダと、該流体圧
シリンダの圧力室に連通されてその作動流体圧力を制御
する圧力制御弁と、前記流体圧シリンダの圧力室及び圧
力制御弁間の流路に設けられた車両のバネ上共振周波数
域に対応する圧力変動に対して減衰力を発生する絞り弁
を介して連通ずるアキュムレータと、車体の姿勢変化を
検出する姿勢変化検出手段と、該姿勢変化検出手段の姿
勢変化検出値に基づき前記圧力制御弁を制御してバネ上
共振周波数域の車体揺動を抑制する姿勢変化抑制制御装
置とを備え、前記絞り弁の減衰特性を、主としてバネ上
共振周波数近傍の振動に相当する前記油圧シリンダのピ
ストン速度を■３、減衰力をＦ、とし、且つ主としてバ
ネ上共振周波数近傍の振動に相当する前記油圧シリンダ
のピストン速度をＦ２、減衰力をＦ２としたとき、Ｆ１
／Ｖ１　≦Ｆ、／Ｖ、となるように選定したことを特徴
としている。

〔作用］ この発明においては、姿勢変化抑制制御装置によって圧
力制御弁を制御して流体圧シリンダの付勢力を制御する
ことにより、車体のロール、ピッチ、バウンス等の比較
的低周波数のバネ上共振周波数に対応する姿勢変化を抑
制する。したがって、バネ上共振周波数近傍の周波数に
対応する流体圧シリンダのピストン速度に対する減衰力
を小さく設定することが可能となり、このように減衰力
を小さく設定することにより、バネ上共振周波数近傍の
周波数に対応するピストン速度となる良路走行時の路面
から入力される細かい振動入力に対してこれをアキュム
レータで吸収することができ、良路走行時の乗心地を向
上させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図である。

図中、１１は車体側部材２及び車輪側部材３間に介装さ
れた能動型サスペンションであって、この能動型サスペ
ンション１１は、前記従来例と同様に、車体側部材２及
び車輪側部材３間に介装されたアクチュエータとしての
油圧シリンダ１及び車体の静荷重を支持する低バネ定数
のコイルスプリング１０を存する。この油圧シリンダ１
は、そのシリンダチューブ１ａが車体側部材２に、ピス
トンロッド１ｂが車輪側部材３にそれぞれ取付けられ、
ピストン１ｄによって画成される圧力室ＩＣが減衰力発
生用の絞り弁６を介してアキュムレータ７に連通されて
いると共に、圧力制御弁１２を介して油圧源５に連通さ
れている。ここで、絞り弁６の減衰力Ｆは、第２図で実
線図示の曲線りゆで示す如く、バネ上共振周波数近傍の
周波数に対応するピストン速度をＶ＋　　（＃０．２ｍ
／ｓ）と、そのときの減衰力をＦ、とし、且つバネ上共
振周波数近傍の周波数に対応するピストン速度を■２（
＝０．５ｍ／ｓ）と、そのときの減衰力をＦ２としたと
き、Ｆ１／Ｖ１　≦Ｆｚ／Ｖｚの関係即ちバネ上共振周
波数に対応するピストン速度■２に対する減衰力Ｆ２を
設定したときに、バネ上共振周波数に対応するピストン
速度■１における減衰力Ｆ１が点（ｖｚ、Ｆｚ）と原点
（０，０）とを結ぶ直線り、上か又は零に近い側となる
関係に選定されている。

圧力制御弁１２は、第３図に示すように、円筒状の弁ハ
ウジング１８と、この弁ハウジング１８に設けた挿通孔
１８ａに摺動可能且つ同軸上に配設されたスプール１９
及びロッド２０と、このスプール１９及びロッド２０間
に介在されたスプリング２１と、ロッド２０を介してス
プリング２１の押圧力を制御してスプール１９をオフセ
ット位置とその両端側の作動位置との間に移動制御する
比例ソレノイド２２とを有する。ここで、弁ハウジング
１８には、それぞれ一端が前記挿通孔１８ａに連通され
、他端が油圧源５の作動油供給側に油圧配管２５を介し
て接続された入力ポート１８ｂと、油圧源５のドレン側
に油圧配管２６を介して接続された出力ポート１８Ｃと
、油圧配管２７を介して油圧シリンダ１の圧力室ＩＣと
連通する入出カポ−）１８ｄとが設けられている。そし
て、出力ポート１８ｃには、これとスプール１９の上端
及び下端との間に連通ずるドレン通路１８ｅ。

１８ｆが連通されている。

また、スプール１９には、入カポ−）１８ｂに対向する
ランド１９ａ及び出力ポート１８ｃに対向するランド１
９ｂが形成されていると共に、両ランド１９ａ、１９ｂ
よりも小径のランド１９Ｃ。

とが下端部に形成され、ランド１９ａとランド１９Ｃと
の間に圧力制御室Ｃが形成されている。この圧力制御室
Ｃは、パイロット通路１８ｇを介して入出力ポート１８
ｄに接続されている。

さらに、比例ソレノイド２２は、軸方向に摺動自在の作
動子２２ａと、これを駆動する励磁コイル２２ｂとから
なり、後述する積分器３０から出力される駆動電流でな
る指令値Ｖによって駆動制御される。ここで、指令値Ｖ
と出力ポート１８ｄから出力される作動油圧Ｐとの関係
は、第４図に示すように、指令値■が零であるときに、
所定のオフセット圧力Ｐ０を出力し、この状態から指令
値■が正方向に増加するとこれに所定の比例ゲインに、
をもって作動圧力Ｐが増加し、指令値■が負方向に増加
するとこれに比例して作動圧力Ｐが減少し、油圧源５の
圧力Ｐ２に達すると飽和する。

そして、圧力制御弁１２は、比例ソレノイド２２による
押圧力がスプリング２１を介してスプール１９に加えら
れており、且つスプリング２１の押圧力と圧力制御室Ｃ
の圧力とが釣り合っている状態で、車輪に、例えば路面
の凸部通過による上向きのバネ上共振周波数域に対応す
る比較的低周波数の振動入力（又は凹部通過による下向
きの振動入力）が伝達されると、これにより油圧シリン
ダ１のピストンロッド１ｂが上方（又は下方）に移動し
ようとし、圧力室１ｃの圧力が上昇（又は減少）する。

このように、圧力室１ｃの圧力が上昇（又は減少）する
と、これに応じて圧力室１ｃと油圧配管２７、入出力ポ
ート１８ｄ及びバイロフト通路１８ｇを介して連通され
た圧力制御室Ｃの圧力が上昇（又は下降）し、スプリン
グ２１の押圧力との均衡が崩れるので、スプール１９が
上方（又は下方）に移動し、入力ポート１８ｂと入出力
ポート１８ｄとの間が閉じられる方向（又は開かれる方
向）に、且つ出力ポート１８ｃと入出力ポート１８ｄと
の間が開かれる方向（又は閉じられる方向）に変化する
ので、圧力室１ｃの圧力の一部が入出力ポート１８ｄか
ら出力ポート１８Ｃ及び油圧配管２２を介して油圧源５
に排出され（又は油圧源５から入カポ−）１８ｂ、入出
力ポ−ト１８ｄ及び油圧配管２７を介して圧力室１ｃに
油圧が供給され）−為。その結果、油圧シリンダ１の圧
力室ＩＣの圧力が減圧（又は昇圧）され、上向きの振動
入力による圧力室１ｃの圧力上昇（又は下向きの振動入
力による圧力室１ｃの圧力減少）が抑制されることにな
り、車体側部材２に伝達される振動入力を低減すること
ができる。このとき、圧力制御弁１７の出力ポート１８
ｃと油圧源５との間の油圧配管２６に絞りが設けられて
いないので、バネ上共振周波数域での上向きの振動入力
を抑制する際に、減衰力を発生することがない。

一方、車体側部材２には、姿勢変化検出手段としての上
下加速度を検出する上下加速度検出器２９が配設され、
この上下加速度検出器２９から車体の上下加速度に応じ
た電圧信号でなる上下加速度検出信号が出力され、これ
が姿勢変化抑制制御装置としての積分器３０に供給され
る。

この積分器３０は、上下加速度検出器２９の上下加速度
検出信号ｙを積分することにより、上下速度に比例する
上下速度算出値Ｋｎ　９を算出してこれを指令値として
圧力制御弁１２の比例ソレノイド２２に供給される。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両が凹凸の
ない平坦な良路を定速走行しているものとすると、この
状態では車体にピッチ、ロール。

バウンス等の揺動を生じないので、上下加速度検出器２
９の上下加速度検出信号は略零であり、これを積分器３
０で積分した上下速度算出値も零となる。このため、圧
力制御弁１２の入出力ポート１８ｄの出力圧力は所定の
オフセット圧力Ｐ。に設定される。したがって、油圧シ
リンダｌの圧力室１ｃの圧力もオフセット圧力Ｐｏとな
るので、油圧シリンダ１で所定の付勢力が発生し、車体
側部材２を支持している。

この状態で、路面の細かな凹凸により、車輪側部材２に
バネ下共振周波数に対応する比較的高周波数の振動入力
が入力され、これがピストンロッド１ｂを介して油圧シ
リンダ１に伝達されると、その圧力室ＩＣ内の作動油に
圧力変動を生じる。

この場合、路面からの振動入力による油圧シリンダ１の
ピストン速度Ｖは、バネ上共振周波数域に対応する比較
的遅いピストン速度■１となるので、このピストン速度
Ｖ、による圧力室１ｃの圧力変動が絞り弁６を介してア
キュムレータフに伝達される。このとき、絞り弁６の減
衰力が第２図に示すように、点−線図示の曲線Ｌ２で示
す従来の受動型サスペンションの減衰特性に比較してバ
ネ上共振周波数域に対応するピストン速度Ｖ、における
減衰力Ｆ１が小さく選定されているので、絞り弁６にお
ける流体抵抗が小さく、圧力室１ｃとアキュムレータ７
との間の作動油の移動が円滑に行われるので、路面から
の細かな凹凸による振動入力がアキュムレータ７によっ
て吸収されることになり、良路走行時の路面からの振動
入力に対する乗心地を向上させることができる。

この状態で、例えばブレーキペダル（図示せず）を踏み
込んで制動状態とし、これにより車体にノーズダイブが
生じることにより車体側部材１が沈み込む状態となると
、上下加速度検出器２９がら車体の姿勢変化に応じた正
の値をとる上下加速度検出信号ｙが出力され、これが積
分器３０で積分されるので、この積分器３０から車体側
部材２の移動速度に比例した上下速度算出値９が出力さ
れる。このため、圧力制御弁１２の入出力ポート１８ｄ
から出力される出力圧力Ｐがオフセット圧力Ｐ０より増
加することになり、これが油圧シリンダ１の圧力室ＩＣ
に供給されるので、この油圧シリンダ１で車体側部材２
が沈み込む力に抗する付勢力が発生されてノーズダイブ
を抑制する。

逆に、車体側部材２が上昇する状態となると、これに応
じて上下加速度検出器２９から負の上下加速度検出信号
が出力されるので、圧力制御弁１２の入出力ポート１８
ｄの出力圧力Ｐがオフセット圧力Ｐ０より低下し、これ
に応じて油圧シリンダ１の圧力室１”Ｃの圧力も低下す
るので、車体側部材２の上昇を助長する付勢力の発生を
抑制することになる。

また、車輪側部材３に、路面の凹凸通過による比較的低
周波数の上下振動が入力されたときには、この上下振動
入力を、上述したように圧力制御弁１２の圧力Ｃの圧力
変動によるスプール１９の移動によって吸収することが
できる。

また、上記実施例においては、アクチュエータとして油
圧シリンダを適用した場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、水圧シリンダ、空気圧シリン
ダ等の他の流体圧シリンダを適用し得ることは言うまで
もない。

さらに、上記実施例においては、姿勢変化検出値として
圧力制御弁１２を上下加速度検出器２９の検出信号を積
分した゛上下速度算出信号によって制御する場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、車体側
部材ｌ及び車輪側部材２の相対変位を検出し、その相対
変位検出信号の微分値によって圧力制御弁１２を制御す
るようにしてもよく、さらに車両のロール又はピッチに
よる姿勢変化を横加速度検出器又は前後加速度検出器で
検出し、これを積分して圧力制御弁を制御するようにし
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、車体のバネ上
共振周波数域に対応する姿勢変化に対しては、姿勢変化
抑制制御装置の指令値に基づき圧力制御弁を制御して車
体側部材及び車輪側部材間に介装した流体圧シリンダの
付勢力を制御することによって抑制し、これに応じて流
体圧シリンダの圧力室とアキュムレータとの間に介装し
た絞り弁の減衰特性を、主としてバネ上共振周波数近傍
の振動に相当する前記油圧シリンダのピストン速度をｖ
＋、Ｍ衰力をＦｌとし、且つ主としてバネ上共振周波数
近傍の振動に相当する前記油圧シリンダのピストン速度
を■２、減衰力をＦ２としたとき、Ｆｌ／Ｖｌ　≦Ｆ、
／Ｖ２　となるように選定することができるので、良路
走行時のバネ上共振周波数域に対応するピストン速度の
振動入力に対する絞り弁の減衰力が小さくなって、良路
走行時の細かな凹凸による振動入力をアキュムレータで
吸収することができ、車体に伝達される振動入力を大幅
に減少させることができ、良路走行時の乗心地を格段に
向上させることができ、しかも、そのための構成が圧力
制御弁、流体圧シリンダ、アキュムレータ及び絞り弁を
設けるだけでよいので、構成を筒易化することができる
と共に、製造コストを低減することができる等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明に適用し得る絞り弁のピストン速度に対する減衰
力の関係を示す特性曲線図、第３図はこの発明に適用し
得る圧力制御弁の一例を示す断面図、第４図は圧力制御
弁の指令値に対する出力油圧の関係を示す特性曲線図、
第５図は従来の受動型サスペンションにおけるピストン
速度と減衰力との関係を示す特性曲線図、第６図は従来
の能動型サスペンションを示す構成図である。 図中、ｌは油圧シリンダ、ＩＣは圧力室、５は油圧源、
６は絞り弁、７はアキュムレータ、１１は能動型サスペ
ンシロン、１２は圧力制御弁、１９はスプール、２２は
比例ソレノイド、２９は上下加速度検出器、３０は積分
器である。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体側部材及び車輪側部材間に介装した流体圧シ
   リンダと、該流体圧シリンダの圧力室に連通されてその
   作動流体圧力を制御する圧力制御弁と、前記流体圧シリ
   ンダの圧力室及び圧力制御弁間の流路に設けられた車両
   のバネ下共振周波数域に対応する圧力変動に対して減衰
   力を発生する絞り弁を介して連通するアキュムレータと
   、車体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、該姿
   勢変化検出手段の姿勢変化検出値に基づき前記圧力制御
   弁を制御してバネ上共振周波数域の車体揺動を抑制する
   姿勢変化抑制制御装置とを備え、前記絞り弁の減衰特性
   を、主としてバネ上共振周波数近傍の振動に相当する前
   記油圧シリンダのピストン速度をＶ＿１、減衰力をＦ＿
   １とし、且つ主としてバネ下共振周波数近傍の振動に相
   当する前記油圧シリンダのピストン速度をＶ＿２、減衰
   力をＦ＿２としたとき、Ｆ＿１／Ｖ＿１≦Ｆ＿２／Ｖ＿
   ２となるように選定したことを特徴とする能動型サスペ
   ンション。