JPH03516A - 流体圧供給装置及びこれを使用した能動型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〕 乙の発明は、油圧機器に対して脈圧低減した作動流体を
供給する流体圧供給装置、及びこの流体圧供給装置から
の作動流体を圧力制御弁等の制御弁を介して車体と車輪
との間に介装した流体圧シリンダに供給することにより
、車両のロール、ピッチ等の姿勢変化を抑制制御する流
体圧供給装置を使用した能動型サスペンション装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来の能動型サスペンション装置としては、本出願人が
先に提案した特開昭６２−２８９４２０号に記載されて
いるものがある。

この先行技術は、第６図に示すように、各車輪４０と車
体４１との間に介装された流体圧シリンダ４２と、これ
ら流体圧シリンダ４２に作動流体を供給し、エンジンの
駆動力によって作動される流体圧供給装置４３と、各流
体圧シリンダ４２の作動圧を所定の指令値に応じて制御
する圧力制御弁４４と、車体４１の各車輪位置に設けら
れた上下加速度検出器４５の検出値に基づき車体の姿勢
変化を抑制する指令値を圧力制御弁４４に出力する制御
装置４６とを備えており、圧力制御弁４４と流体圧供給
装置４３との間はライン圧配管４７及びドレン配管４８
を介して夫々直接接続され、ライン圧配管４７に脈圧減
衰用のアキュムレータ４９が接続された構成を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の能動型サスペンション装置に
あっては、圧力制御弁４４と流体圧供給装置４３とが直
接ライン圧配管４７及びドレン配管４８を介して接続さ
れ、そのライン圧配管４７に１つのアキュムレータ４９
が接続されており、このアキュムレータ４９によってラ
イン圧配管４７の脈圧を減衰させるようにしているが、
これら配管系の油圧共振周波数については何ら考慮され
ておらず、この油圧共振周波数が比較的高くなって、流
体供給装置４３からの吐出圧の脈圧によって共振して騒
音の発生、疲労破壊等を生じ易くなる課題があった。

そこで、この発明は、上記従来例の課題に着目してなさ
れたものであり、流体圧供給装置の吐出圧の脈圧を低減
する回路の流体圧共振周波数を低くして共振による騒音
の発生、疲労破壊等を防止することができる流体圧供給
装置及びこれを使用した能動型サスペンション装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、請求項（１）に係る流体圧
供給装置は、流体圧源の吐出側に所定間隔を保って複数
のアキュムレータを接続し、該複数のアキュムレータ間
を弾性配管で接続したことを特徴としている。

また、請求項（２）に能動型サスペンション装置は、各
車輪と車体との間に介装された流体圧シリンダと、該流
体圧シリンダに供給される流体圧供給源からの作動流体
圧を制御する制御弁とを備えた能動型サスペンション装
置において、前記流体圧供給装置は、流体圧源と、該流
体圧源の吐出側に所定間隔を保って接続された複数のア
キュムレータと、該複数のアキュムレータ間を接続する
弾性配管とで構成されていることを特徴としている。

（作用〕 請求項（１）に係る流体圧供給装置においては、流体圧
シリンダ、油流体圧モータ等の流体圧機器に作動流体を
供給する流体圧源の吐出側に複数のアキュムレータとこ
れら間を接続する弾性配管とを設けたので、アキュムレ
ータによって脈圧を吸収すると共に、弾性配管によって
作動流体の見掛は上のばね定数を下げ、流体圧共振周波
数を低くすることができ、流体圧供給源の吐出圧の比較
的高周波数の脈動による共振を防止して、騒音の発生、
疲労破壊等を防止する。

また、請求項（２）に係る能動型サスペンション装置に
おいては、流体圧シリンダを制御する制御弁に作動流体
を供給する流体圧供給装置が、流体圧源の吐出側に接続
された複数のアキュムレータと、これらアキュムレータ
間を接続する弾性配管とで構成されているので、前述し
たと同様に、脈圧の低減と流体圧共振周波数の低減を行
うことができ、制御弁による流体圧シリンダの制御を正
確に行うことができる。

〔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油圧回路図である。

図中、ＦＳは流体圧供給装置であって、流体圧供給源と
しての固定シリンダ式ピストンポンプで構成される油圧
ボンプエを有し、この油圧ポンプ１の回転軸が、エンジ
ン２の出力軸２ａに連結されて回転駆動されると共に、
吸込側がオイルタンク３に接続され、吐出側に逆止弁４
が接続され、この逆止弁４の出力ポート側に接続された
鋼製チューブでなるライン圧配管５に脈圧減衰用の２つ
のアキュムレータ６ａ、６ｂが所定間隔を保って接続さ
れ、さらにアキュムレータ６ｂの下流側のライン圧配管
５にフィルタ７及び逆止弁８の並列回路が接続され、且
つオイルタンク３にオイルクーラー９を介して戻り配管
１０が接続された構成を有する。ここで、ライン圧配管
５は、アキュムレータ６ａ、６ｂ間のみが可撓性を有す
る弾性配管としてのゴムホース５ａとされ、他の部分が
鋼製チューブ５ｂ、５ｃとされている。

そして、ライン圧配管５及びドレン配管１０が圧力保持
部１１を介して各車輪に対応する圧力制御弁１３の供給
圧ポー）２１ａ及び戻りボート２１ｂに接続されている
。

圧力保持部１１は、ライン圧配管５に介挿された逆止弁
１４と、ライン圧配管５及びドレン配管１０間に介挿さ
れた、通常状態のライン圧ＰＬ（ｋｇ／ｃ４）を設定す
る通常ライン圧設定用リリーフ弁１５と、逆止弁１４の
下流側のライン圧がパイロット圧Ｐ、として供給される
パイロット操作形逆止弁１６とを備えている。パイロッ
ト操作形逆止弁１６は、パイロット圧Ｐ、が圧力制御弁
１３の中立圧ＰＭ以上であるときには、全開状態となっ
て、入力ポート１６１及び出力ボート１６０間を連通状
態とし、パイロット圧ＰＰが中立圧Ｐｓ未満となると全
閉状態となって、入カポ−）１６ｉ及び出力ボート１６
０間を遮断状態とする。

圧力制御弁１３は、車両の車高、横加速度、上下加速度
、前後加速度等の検出信号に基づき、車体の姿勢変化を
抑制する指令値を出力する姿勢変化抑制制御装置１７か
らの指令値Ｉが供給され、この指令値■に応じた制御圧
力Ｐｃを出力し、これが各車輪と車体との間に介挿され
た能動型サスベンラインを構成する油圧シリンダ１９に
供給されて車体の姿勢変化に抗する付勢力を発生させる
。

この圧力制御弁１３の具体的構成は、第２図に示すよう
に、入力ポート２１ａ、戻りボート２１ｂ及び制御ボー
ト２１ｃを形成した弁ハウジング２１内に、スプール２
２、ポペット２３及び比例ソレノイド２４のプランジャ
２４ａがその順に同軸的に配設されている。

スプール２２は、両端にランド２２ａ、２２ｂを有し、
ランド２２ａ及び弁ハウジング２１に形成された流体人
出口２１ｃを有する隔壁２１ｄとの間に圧力室２２ｃが
形成されていると共に、ランド２２ｂ及び弁ハウジング
２１との間に圧力室２２ｄが形成され、圧力室２２ｃが
パイロット通路２１ｅを介して入力ポート２１ａに連通
され、圧力室２２ｄがスプール２２内に形成された流体
通路２２ｅを介して制御ボート２１ｃに連通されている
。なお、２２ｆ、２２ｇはスプール２２をセンタリング
するスプリングである。

ポペット２３は、一端がパイロット通路２１ｅと戻りボ
ート２１ｂに連通ずる戻り通路２１ｆとを隔てる隔壁２
１ｇに形成された弁座２１ｈに対向し、他端が電磁比例
ソレノイド２４のプランジャ２４ａの作動子２４ｂに対
向されている。

比例ソレノイド２４は、軸方向に摺動自在なプランジャ
２４ａと、このプランジャ２４ａのポペット２３側に固
設された作動子２４ｂと、プランジャ２４ａに対して下
方への推力を与える励磁コイル２４ｃとを有しており、
この励磁コイル２４Ｃが姿勢変化抑制制御装置１７から
の直流電流でなる指令値Ｉによって適宜励磁される。こ
れによって、プランジャ２４ａに下方への推力が与えら
れ、作動子２４ｂを介して前記ポペット２３の位置を制
御して、弁座２１ｈを通過する流量を制御する。そして
、比例ソレノイド２４による推力がポペット２３に加え
られている状態で、圧力室２２ｃ及び２２ｄの両者の圧
力が釣り合っていると、スプール２２は中立位置にあっ
て制御ポート２１Ｃと入力ポート２１ａ及び戻りボート
２１ｂとの間が遮断されている。

ここで、指令値■と制御ボート２１ｃから出力される制
御油圧Ｐｃとの関係は、第３図に示すように、指令値■
が零近傍であるときにＰ　１４１８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＋をもって制御出力Ｐ、が増加し、圧力保持部
１１の設定ライン圧ＰＬＩＩで飽和する。

そして、圧力制御弁１３の入力ボート２１ａが圧力保持
部１１の逆止弁１４に接続され、戻りボート２１ｂが圧
力保持部１１のパイロット操作逆止弁１６の入力ポート
１６ｉに接続され、さらに制御ボー１−２１ｃが車体及
び各車輪との間に介挿された油圧シリンダ１９の圧力室
１９ａに接続されている。

また、圧力保持部１１及び圧力制御弁１３との間のライ
ン圧配管５には、蓄圧用のアキュムレータ２５が接続さ
れ、油圧シリンダ１９の圧力室１９ａには、油圧シリン
ダ１９に入力される路面からの車両バネ下振動の圧力変
動を吸収するための減衰バルブ２６及びアキュムレータ
２７が接続されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両が停車状
態にあり、イグニッションスイッチがオフ状態にあるも
のとすると、この状態では、エンジン２が停止状態にあ
り、油圧ポンプ１も停止状態にあり、ライン圧保持部１
１の出力側の圧力が圧力制御弁１３の中立圧ＰＨに略維
持されているものとする。

この状態で、イグニッションスイッチをオン状態として
、エンジン２を始動させると、その出力軸２ａの回転上
昇に伴って油圧ポンプｌの回転数も上昇して、その回転
数に応じた吐出圧の作動油がライン圧配管５に供給され
る。

このとき、油圧ポンプ１から吐出される作動油は、油圧
ポンプ１の回転数に対応した脈圧を生じるが、この脈圧
はアキュムレータ６ａ、６ｂで減衰され、また油圧共振
周波数ｆを通常の鋼管を使用した場合に比較して大幅に
低減することができる。

すなわち、流体圧供給装置ＦＳを等価回路で表すと、第
４図に示すようになる。ここで、ＫＴ、。

ＫＴｃは弾性配管５ａを挟む両側の鋼製チューブ５ｂ、
５ｃ内の作動油の見掛は上のばね定数、Ｍｌ、。

Ｍ丁、は鋼製チューブ５ｂ、５ｃの質量、Ｋｏ＋、に□
２はゴムホース５ａ内の作動油の見掛は上のばね定数、
ＭＨはゴムホース５ａの質量、ＫＡ、、　　ＫＡｂはア
キュムレータ６ａ、６ｂのばね定数である。

そして、この等価回路におけるトータル質量をＭ、トー
タルばね定数をＫとすると、油圧共振周波数ｆは次式で
表すことができる。

そして、ゴムホース５ａ内の作動油のバネ定数に□、　
　）’ＣＨｔは、鋼製チューブ５ｂ、５ｃ内の作動油の
ばね定数に比較して遥かに小さいので、トータルばね定
数Ｋを小さくすることができ、したがって油圧共振周波
数ｆを第５図に示すように、流体圧供給装置ＦＳの正常
作動時の脈圧周波数より低い１００Ｈｚ程度に低減させ
ることができる。

また、ゴムホース５ａとして補強部材としてスパイラル
管を内装したゴムホースを適用すると、ゴムホース５ａ
の質Ｗ／ＬＭＨが大きくなることにより、トータル質量
Ｍが大きくなり、油圧共振周波数ｆを第５図で点線図示
のようにさらに７０　）ｆｚ程度に低減させることがで
きる。

このように、流体圧供給装置ＦＳでの油圧共振周波数ｆ
を低減させることができることにより、エンジン２が通
常回転時に油圧ポンプ１から吐出される作動油の脈圧周
波数より低い値とするとこができ、共振現象による油圧
変動を防止することができる。

一方、ライン圧配管５内の圧力が上昇すると、これに伴
ってパイロット操作形逆止弁１６に供給されるパイロッ
ト圧Ｐ、も上昇する。

そして、パイロット圧Ｐ、かりリーフパイロット圧Ｐｒ
ｏ即ち中立圧ＰＭを越えた時点でパイロット操作形逆止
弁１６が開状態となって圧力制御弁１３の戻りボート２
１ｂがオイルタンク３に連通される。′ その後、油圧ポンプ１から吐出される作動油の圧力が高
くなって逆止弁１４の上流側のライン圧ＰＬがリリーフ
弁１５の設定圧力ＰＬを越えると、その超過分がリリー
フ弁１５を通じ、ドシン配管７を通じてオイルタンク３
に戻され、ライン圧が設定圧力ＰＬＨに維持される。

一方、イグニッションスイッチがオン状態となったとき
に、姿勢変化抑制制御装置１７も作動状態となり、乗員
の乗降による車高変化による車体の姿勢変化を抑制する
指令値Ｉを圧力制御弁１３に出力することにより、車高
を目標車高に一致させる。

その後、車両を発進させると、姿勢変化抑制制御装置１
７で、加速時のスカット、減速時のノーズダイブ、旋回
時のロール、その他のピッチ、バウンス等による車体の
姿勢変化を検出して、これらを抑制する指令値Ｔを圧力
制御弁１３に出力することにより、油圧シリンダ１９の
圧力を制御し、車体の姿勢変化を抑制する。

また、うねり路や悪路走行時に車輪側からバネ上共振周
波数域に対応する比較的低周波数の振動入力が油圧シリ
ンダ１９に伝達されたときには、この振動入力に応じて
油圧シリンダ１９の内圧が変動することになり、圧力制
御弁１３の制御ボート２１Ｃの圧力も変動することにな
る。この状態となると、圧力制御弁１３の圧力室２２ｄ
の圧力が変動することになり、姿勢変化抑制制御装置１
７からの指令値Ｉに基づ（圧力室２２ｃの圧力より低下
したときには、スプール２２が下降して人力ボート２１
ａと制御ポート２１ｃとが連通状態となってライン圧Ｐ
ＬＨが油圧シリンダ１９に供給される。このため、油圧
シリンダ１９の内圧が上昇し、これに応じて圧力室２２
ｄの圧力が上昇してスプール２２が上昇し、圧力室２２
ｃの圧力と圧力室２２ｄの圧力とが等しくなるとランド
２２ｂによって入力ボート２１ａが閉じられる。一方、
圧力室２２ｄの圧力が圧力室２２ｃの圧力より高くなる
と、スプール２２．が上昇して戻りボート２１ｂと制御
ポート２１ｃとが連通状態となって油圧シリンダ１９内
の作動油がドレン配管１０を介してオイルタンク３に戻
される。このため、油圧シリンダ１９の内圧が低下し、
これに応じて圧力室２２ｃの圧力が低下してスプール２
２が下降し、圧力室２２ｃの圧力と圧力室２２ｄの圧力
とが等しくなるとランド２２ａによって戻りボート２１
ｂが閉じられる。結局、油圧シリンダ１９に伝達される
路面からの振動入力が吸収され、車体に伝達されること
が防止される。

また、油圧シリンダ１３に車輪側からばね下共振周波数
域の比較的高周波数の振動入力が伝達されると、この振
動入力による油圧シリンダ１３の圧力室１３ａ内の圧力
変動が生じるが、この場合は、圧力室１３ａに絞り弁２
６を介してアキュムレータ２７が接続されているので、
このアキュムレータ２７によって振動入力が吸収される
。

この走行状態から、車両を停車させて、イグニッション
スイッチをオフ状態とすると、流体圧供給装置ＦＳの油
圧ポンプ１がエンジン２の回転停止に伴って回転停止し
、その吐出圧が急激に低下することになるが、ライン圧
配管５には、逆止弁４及び１４が介挿されているため、
圧力制御弁１３及びアキュムレータ２５の圧力が象、激
に減少することはなく、圧力制御弁１３のパイロット通
路２１ｅ及び戻り通路２１ｆを通じて徐々に減圧される
。そして、アキュムレータ２５ａ及び２５ｂの圧力が中
立圧ＰＭに未満となると、パイロット操作形逆止弁１６
が全開状態となるので、圧力制御弁１３及び油圧シリン
ダ１９内に作動油が略中立圧ＰＭで封入されて保持され
る。

なお、上記実施例においては、２つのアキュムレータ６
ａ、６ｂを設け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、３つ以上のアキュムレータを設け
、これら間を弾性配管で接続することにより、さらに脈
圧の低減及び油圧共振周波数ｆの低減を行うことができ
る。

また、上記実施例においては、油圧ポンプ１の回転駆動
力をエンジンから得るように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、電動モータ等の他
の回転駆動源を適用し得ることは言うまでもない。

さらに、油圧サスペンションの制御弁としては上記圧力
制御弁１３に限定されるものではなく、他の流量制御型
サーボ弁等を適用し得るものである。

またさらに、上記実施例においては、作動流体として作
動油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、圧縮率の少ない流体であれば任意の
作動流体を適用し得る。

なおさらに、上記実施例においては、流体圧供給装置Ｆ
Ｓを能動型サスペンション装置に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（、他の流体
圧シリンダ、流体圧モータ等の流体圧機器を駆動する駆
動装置に適用することもできることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項（１）に係る流体圧供給装
置によると、流体圧源の吐出側に複数のアキュムレータ
を接続すると共に、各アキュムレータ間を弾性配管で接
続する構成としたので、弾性配管によって作動流体の見
掛は上のばね定数を下げて、共振周波数を低減すること
ができ、通常作動状態での流体圧源の吐出圧の脈動によ
る共振現象を防止することができ、騒音の発生、配管系
の損傷等を確実に防止することができる効果が得られる
。

また、請求項（２）に係る能動型サスペンション装置に
よると、車体の姿勢変化を抑制する流体圧シリンダを制
御する圧力制御弁等の制御弁に供給する作動流体圧の脈
動や共振を防止することができるので、正確な姿勢変化
抑制制御を行うことができ、車両の乗心地を向上させる
ことができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す系統図、第２図はこ
の発明に適用し得る圧力制御弁の一例を示す縦断面図、
第３図は圧力制御弁の指令値に対する制御圧力の関係を
示す特性線図、第４図は流体圧供給装置の等価回路図、
第５図はゲインと周波数との関係を示す特性線図、第６
図は従来例を示す系統図である。 図中、ＦＳは流体圧供給装置、１は油圧ポンプ、２はエ
ンジン、５はライン圧配管、５ａはゴムホース、６ａ、
６ｂはアキュムレータ、１１は圧力保持部、１３は圧力
制御弁、１９は油圧シリンダ、２１ａは入力ポート、２
１ｂは戻りポート、２１Ｃは制御ポートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体圧源の吐出側に所定間隔を保って複数のアキ
   ュムレータを接続し、該複数のアキュムレータ間を弾性
   配管で接続したことを特徴とする流体圧供給装置。
2. （２）各車輪と車体との間に介装された流体圧シリンダ
   と、該流体圧シリンダに供給される流体圧供給装置から
   の作動流体圧を制御する制御弁とを備えた能動型サスペ
   ンション装置において、前記流体圧供給装置は、流体圧
   源と、該流体圧源の吐出側に所定間隔を保って接続され
   た複数のアキュムレータと、該複数のアキュムレータ間
   を接続する弾性配管とで構成されていることを特徴とす
   る能動型サスペンション装置。