JPH0345413A - 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、各車輪と車体の間に架設されたシリンダに、
車両の運転状態に基づいて流体を給排制御するアクティ
ブサスペンション装置に関する。

［従来技術及びその課題］ 近時、車両の懸架装置として、各車輪と車体の間に流体
シリンダ装置を架設し、この流体シリンダ装置に対して
車両の運転状態に基づいて作動流体を給排制御すること
により、良好な乗り心地及び走行安定性を得るようにし
た所謂アクティブサスと呼ばれる能動型サスペンション
（以下アクティブサスと略す）が提案されている。（特
開昭６３−１３０４１８号公報等参照） アクティブサスは、車両の状態を検知可能な種々検知手
段からの入力情報に基づき、制御装置が予め定められた
制御プログラムに従って流体シリンダ装置への流体の給
排制御を行なうよう構成されるが、この流体の給排制御
パターンを変更することによってそのサスペンション特
性を適宜に変更することができ、これによって乗り心地
重視又は走行安定性重視の任意のサスペンション特性を
設定することができる。尚、究極的には、車輪の変位に
拘らず車体を常に安定的に水平状態に保持させることが
理想であろう。

このようなアクティブサスの一つとして、流体シリンダ
のシリンダ室と気体バネを連通配置して構成したものが
ある。

この構成によれば、ロードノイズ等の高周波数の振動は
気体バネで吸収できるム、流体シリンダへの流体の給排
制御は運転者の人為的操作によって生ずるロール等の低
周波数（例えば５Ｈ７以下）の車体変位に限定すること
ができ、制御がより容易となるものである。

ところで、上記の如く流体シリンダのシリンダ室と気体
バネを連通構成したアクティブサスでは、気体バネの条
件（気室の容積、受圧面積及び封入圧）は、車両が水ｆ
静止状態（以下ＩＧ状態と言う）で車輪に加わる荷重と
、サスベンショストロークを基にして設定されるべきも
のであるが、気体バネはその設置スペースによって気室
の容積が規制され、従って、専らこの限定された気室の
容積と、ＩＧ状態からの通常走行状態に於る車輪変位ス
トロークを基にして設定される。ところが、運転状況に
よっては流体シリンダのシリンダ室の圧力が過度に低下
することもあり、このような場合には気体バネの破損を
防ぐ為に制御を中＋１＝するように構成されるのが一般
的である。

しかし乍ら、このような制御構成では、例えば、急旋回
時等に於て旋回内輪側の流体シリンダの圧力がしきい圧
力（抜き制限圧）に達すると、その時点で制御が中止さ
れることとなる。

このように旋回途中で制御が中止された場合、サスペン
ションストロークの範囲で車体が旋回方向外側にロール
を始める（制御されている状態では基本的にロールしな
い）が、このロールストロークによって旋回内輪側の気
体バネの封入圧が使い切られて（ｆｌ！、体シリンダの
圧力が気体バネの封入圧以下となって）しまい、当該車
輪の接地荷重がｒＯＪとなって当該車輪が駆動輪であれ
ば、作動ギアの作用により当該駆動輪は空転する（所謂
レーシングを起す）と共に旋回外輪側の駆動輪は駆動さ
れなくなり、その結果、旋回途中に駆動力が消失し、安
定した旋回を継続できなくなってスピンを招く等の問題
があった。このような４３ｇは、気体バネの気室の容積
と受圧面積を十分太きくすることによって（それによっ
て気体バネの封入圧を低くすることができ）回避できる
ものであるが、これは前述した設置スペースによる規制
から困難なものであった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の如き１Ｓ情に鑑み、旋回時に制御を中
止した場合でも、接地圧を維持でき、安定した旋回を継
続できる、車両のサスペンション装置の提供、を目的と
する。

［発明の構成］ このため、本発明に係る車両のサスペンション装置は、
流体シリンダのシリンダ室に、封入圧の異なる少なくと
も２つの気体ハネを連通して構成したものである。

そして、一方の気体／ヘネの封入圧をＩＧ状態の圧力か
ら通常走行時に於て普通に発生し得る圧力変動量を減じ
た圧力とすると共に、他方の気体バネの封入圧を抜き制
限圧からサスペンションストロークによる変動圧力量を
減じた圧力として設定する。その結果１通常走行時に於
る振動、衝撃吸収作用を受は持つ一方の気体バネの付勢
圧が、流体シリンダの制御が中止されてサスペンション
ストローク−杯に＋ｌｊ体がロールしてｒＯＪ　となっ
た場合でも、他方の気体／Ｓネによる付勢力で車輪の接
地は維持され、レーシングの生じない安定した旋回を継
続できるものである。

［発明の実施例］ 以下１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る車両のサスペンション装置の一
実施例を適用した車両全体の側面図相当の概略構成図で
ある。図は車体の一方側（左側）のみが示されているが
、他方側も同様に構成されているものである。

図に於て、車体１と車輪２・・・（前輪２Ｆ。

２Ｆ・後輪２Ｒ，２Ｒ）との間には、夫々流体シリンダ
装置である油圧シリンダ３・・・が架設されている。

各油圧シリンダ３は、所謂中動形操作シリンダであり、
シリンダチューブ３ａ内に嵌挿されたピストン３ｂによ
り、油圧室３Ｃが画成されてい各油圧シリンダ３・・・
のピストン３ｂに連結されたピストンロッド３ｄの上端
部は、車体ｌに連結され、又、各シリンダチューブ３ａ
は、車輪２・・・に連結されている。

各油圧シリンダ３・・・の油圧室３Ｃは、封入圧の異な
る大小二つのガスばねであるメインガスばね５Ｍ及びサ
ブガスばね５Ｓとにより構成されたガスばね装置５と連
通路４により連通接続されている。

メインガスばね５Ｍ及びサブガスばね５Ｓは、夫々、ダ
イヤフラム５ａによりガス室５ｂと油室５Ｃとに画成さ
れ、ガス室５ｂに窒素ガス等の不活性ガスが所定の圧力
で封入されると共に、油室５Ｃが連通路４．ピストン３
ｂを介して油圧シリンダ３・・・の油圧室３Ｃと連通す
るようになっているものである。尚、これらのガス室５
ｂのガス封入圧については、後に詳細に説明する。

各油圧シリンダ３・・・には、供給流路ｌＯを介して油
圧ポンプ８が接続されており、該油圧ポンプ８から作動
油が供給されるようになっている。

各油圧シリンダ３・・・に接続される供給流路ｌＯには
、油圧シリンダ３・・・に供給乃至排出される作動油の
流量を制御する流量制御弁７・・・が夫々設けられてい
る。

油圧ポンプ８には、該抽圧ポンプ８からの作動油の吐出
量を検出する吐出圧力計２１が設けられ、又、各油圧シ
リンダ３・・・には、その油圧室３Ｃ内の油圧を検出す
る油圧センサ２２が夫々設けられている。

更に、各油圧シリンダ３・・・のシリンダストローク量
を検出して、各車輪に対する車体の上下方向の変位即ち
車高変位を検出する車高変位センサ２３・・・が設けら
れると共に、車両の上下方向の加速度即ち車輪２・・・
の／曳ネ上の上下方向の加速度を検出する上下加速度セ
ンサ２４・・・が、車両の略本ｆ面上で両前軸の上方に
各々−個づつ及び両後輪の車体幅方向の中央部に一個合
計三箇所に設けられ、又、舵角センサ２５及び車速セン
サ２６が夫々設けられている。

上記の各センサ（即ち、吐出圧力計２１．油圧センサ２
２・・・、車高変位センサ２３・・・、上下加速度セン
サ２４・・・、舵角センサ２５及び車速センサ２６）に
よる検出信号は、ＣＰＵを備えたコントローラ３０に入
力され、該コントローラ３０はこれら検出信号に基づい
て所定のプログラムに従って演算を行ない、流量制御弁
７・・・を制御して各油圧シリンダ３・・・へ供給され
る油圧を変化させることにより車両が常に安定状態とな
るよう制御する。（サスペンション特性を可変制御する
）第２図は、油圧ポンプ８から油圧シリンダ３・・・へ
の作動油の供給乃至排出する油圧回路の回路図である。

図示回路図では、後述するメインアキュムレータ６より
先は一車輪に対する回路を示しており、このような回路
が全ての車輪２・・・に対して並列に構成されているも
のである。

油圧ポンプ８は、可変容量形のポンプであって駆動源で
ある車両のエンジンｌＥによって駆動され、該油圧ポン
プ８からの）Ｅ抽は、供給流路１０を介して流量制御弁
７に至り、コントローラ３０によって制御される該流量
制御弁７によって抽圧シリンダ３へ供給され又は排出流
路１１を介して排出されるものである。

流量制御弁７は、ボートを閉じる閉位置と、ポートを開
く開位置とに切り替え可能且つ開位置での油圧を所定値
に保持可能な差圧弁を内蔵した２ポ一ト２位置である二
つのサーボバルブ７１゜７２を、供給流路１０にその開
方向を油圧シリンダ３への供給側として設けると共に、
供給流路１０の該バルブ７１より上流側で分岐されてリ
ザーブタンクに戻る排出流路１１に、開方向を排出側と
して設けて構成したものである。

供給流路１０には、流量制御弁７に至る途中に蓄圧の為
のメインアキュムレータ６が備えられると共に、該メイ
ンアキュムレータ６の上流側で２ポ一ト２位置の開閉バ
ルブであるフェールセイフ／ヘルプ９を介した／ヘイバ
ス流路１２が排出流路１１と接続されている。

フェールセイフパルプ９は、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６内の蓄油をバイパス流路
１２を介してリザーブタンクＩＴに戻す為のものである
。

又、供給側のバルブ７１と油圧シリンダ３との間の供給
流路ｌＯには、パイロット圧応動形のチエツク弁１０Ａ
が介設されている。該チエツク弁１０Ａは、パイロット
ライン１３によって流量制御弁７の上流側の供給流路１
０に於る抽圧がパイロット圧として導入され、このパイ
ロット圧が所定圧以下の時閉じるようになっている。即
ち、流量制御弁７の上流側の圧力（メイン圧）が所定圧
以上の時にのみ、油圧シリンダ３への作動油の供給乃至
排出が可能となるようになっているものである。１３Ａ
は、パイロットライン１３に設けられたオリフィスであ
り、上記フェールセイフバルプ９の開作動時にチエツク
弁１０Ａが閉じるのを遅延させる機能を有する。

尚、前述の各車輪への図示しない供給流路は。

メインアキュムレータ６の下流側の供給流路ｌＯから分
岐するようになっており、以下各車輪毎に同様の回路が
並列に構成されているものである。

排出流路１１のバルブ７２の下流側に設けられたアキュ
ムレータＩＩＡは、当該バルブ７２開時に於るウォータ
ハンマを鈎止する為のものである。

図中２８は、リザーブタンクＩＴの油量を検知する液面
センサであり、この検知信号もコントローラ３０に入力
されるようになっている。

又、コントローラ３０には、セレクタ２７からのセレク
ト信号が入力されるようになっており、故セレクト信号
によってサスペンション特性を切り替えられるようにな
っているものである。

各センサ等からの入力情報に基づくコントローラ３０に
よる各油圧シリンダ３・・・の流量制御の詳細な説明は
省くが、基本的には、各車輪の車高センサの車高変位信
号に基づいて車高を目標車高に制御する制御系と、車高
変位信号を微分して得られる車高変位速度信号に基づい
て車高変位速度を制御する制御系と、三個の上下加速度
センサの上下加速度信号に基づいて車両の上下振動の低
減を図る制御系と、各車輪の液圧センサの正力信号に基
づいて車体のねしれを演算しこれを制御する制御系、と
により構成されているものである。

又、コントローラ３０は、油圧シリンダ３内の圧力が所
定圧力以下となった時（即ち、油圧シリンダ３内の圧力
を検出している油圧センサ２２が所定値以下の圧力値を
検出した時）、制御を中止するようになっている。

この制御を中止する油圧シリンダ３内の圧力を抜き制限
圧と称するが、ここで、前述のガスばね装置５のメイン
カスばね５Ｍ及びサブガスばね５Ｓの封入圧を、この抜
き制限圧と下記の如きの関係となるよう設定する。

即ち、抜き制限圧をＰとした場合、メインカスばね５Ｍ
の封入圧：ＰＭ、及びサブガスばね５Ｓの封入圧二ＰＳ
を ＰＭ”ＩＧ圧−β（ｋｇ／ｃｍ２） ＰＳ≦Ｐ−α　　（ｋｇ／ｃｍ２） として設定する。尚、αはサスペンションが１Ｇ状態か
ら略り／ヘウント側にフルストロークすることによって
変動Ｔる正力量であり、βは通常走行時に於て普通に発
生する圧力変動ｌ直である。

ここで、ガスばね装置５全体としてのバネ特性は１両ガ
スばね５Ｍ、５Ｓを合成したものとなる。

ガスばねのバネ２数は、その容積と圧１２ｉ率により決
まる（圧縮率の増加によりに社なって漸増する）為、両
ガスばね５Ｍ、５Ｓのバネ特性は、第３図（Ａ）にその
グラフを示す如く、ＩＧ時に於て、サブガスばね５Ｓの
ノヘネ定数は高く、メインガスばね５Ｍは低くなる。し
かし、メインカスばね５Ｍに対するサブガスばね５Ｓの
封入圧を極力小さく設定することで、ガスばね装置５全
体としてのバネ特性は、第３図（Ａ）に破線で示される
如くサブガスばね５Ｓにあまり影響されないメインガス
ばね５Ｍのバネ特性に準するように設定できる。つまり
、第３図（Ｂ）に示す如←封入圧が低いサブガスばね５
Ｓは圧縮され切って殆ど作用しない状態でメインガスば
ね５Ｍのみ作用する状態と威し得るものである。

又、振動に対する応答ＰＬを高めて乗り心地を曳くする
為にはｌＧ待に於ては低い、＜ネ定数であることが望ま
しく、この低いバネ定数を得る為にはメインガスばね５
Ｍに大きい容積を必要とするが、このメインカスばね５
Ｍの封入圧はＩＧ圧に近い圧力で良い為、１６時に於る
その′Ｂ精変化量は少なく、従って、メインカスばね５
Ｍの容積をさほど大きくすることなく低いバネ定数が得
られる。

即ち、本構成によるカスばね装置５では、その／−ネ特
性は、少ないトータル容積及び低封入正で、通常使用域
に於てはバネ定数の変化が少ないものと威し得、更に、
メインガスばね５ＭのｔＩ人圧以下でもサブガスばね５
Ｓの封入圧までは７＜ネとして機能し得るものである。

而して、上記の如き構成によれば、油圧シリング３内の
圧力が抜き制限圧以下となって制御が中止され、サスペ
ンションストローク−杯に車体がロールしてメインカス
ばね５Ｍによる付勢力がｒＯＪ　となった場合でも、低
い封入圧のサブガスばね５Ｓが作用し、接ｋｋ　ＩＥは
保たれることとなって騙動輪が空転する所謂レーシング
が生ずることはないものである。

尚、低圧時にはバネ定数が下がることから過渡的に浮き
ロールが生じ易いが、メインガスばね５Ｍの封入圧以下
でｌまサブガスばね５Ｓｌｌｉ独となることからバネ定
数は高くなり、浮きｈｌ、は押えられるものである。

又、上記実施例では、ガスばね装置５を封入圧の異なる
二本のガスばね（メインガスばね５Ｍ及びサブガスばね
５Ｓ）で構成したが、三木に限るものではなく三木又は
それ以上として構成しても良く、適宜変更可能なもので
ある。

［発明の効果〕 １；記の如き、本発明に係る車両のサスペンション装置
によれば、旋回中に流体シリング内の圧力が過度に低下
して制御を中止した場合でも、接地圧を維持でき、安定
した旋回を継続できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用した車両全体の側面図
相当の概略構成図、第２図はその抽圧回路の回路図、第
３図（Ａ）はガスばねのばね特性を示すブラフ、第３１
１（Ｂ）は１６時に於るカスばねの状態を模式的に示す
因である。 １・・・車体 ２・・・車輪 ３・・・流体シリング（油圧シリング）３ｃ・・・油圧
室（シリング室） ５・・・ガスばね装置 ５Ｍ・・・メインカスばね（気体バネ）５Ｓ・・・サブ
カスばね（気体ハネ） ３０・・・コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両の車輪と車体間に介設される懸架装置であり、各車
   輪と車体の間に架設された流体シリンダに対して車両の
   運転状態に基づいて流体を給排制御するアクティブサス
   ペンション装置に於て、前記流体シリンダのシリンダ室
   に、封入圧の異なる少なくとも２つの気体バネを連通し
   て構成したこと、を特徴とする車両のサスペンション装
   置。