JPH035223A - 流体式車両用懸架装置 - 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、ばね定数を切換えることの可能な流体式の車
両用懸架装置に関する。

［従来の技術］ ガスばね式の車両用懸架装置は、シリンダと、このシリ
ンダに挿入されたウッドと、圧縮ガスが封入された気室
等を備えて構成され、上記圧縮ガスの反発力を上記ロッ
ドに作用させることによって車両の荷重を支えるように
している。この種の懸架装置のばね定数（静ばね定数）
Ｋは次式によって求められる。

Ｋ−（ｋ−Ｐ−Ａ２）／Ｖ Ｐ：ガス圧 Ａ２　：ロツド断面積 Ｖ：ガス体積 に：ポリトロープ指数 上式から判るように、ばね定数にはガス体積Ｖすなわち
気室の容量に反比例する。すなわち、■が大きいほどば
ね定数Ｋが低くなるためソフトな乗り心地が得られる。

■が小さくなればばね定数Ｋが高くなるためハードな乗
り心地となるがカーブ等の走破性は良くなる。

このような流体式の懸架装置において、ばね定数Ｋを切
換えることができるようにしたものが提案されている。

例えば第８図に示された先行技術の懸架装置１は、互い
に独立した気室２，３を内蔵する複数のアキュムレータ
４．５を備えており、気室２，３に封入されたガスの圧
力がシリンダ機構６のロッド７を押出す方向に作用する
ように構成されているとともに、これらアキュムレータ
４゜５をつなぐ流通部にばね定数切換弁８が設けられて
いる。シリンダ機構６に接続されている油圧ユニット９
は、必要に応じて所望量の油をシリンダ機構６の内部に
供給したり排出することにより、ロッド７の突出量すな
わちシリンダ機ｔＲ６の軸方向長さＨを調整することで
車高を調整可能としである。

上記先行技術の懸架装置１において、切換弁８が閉弁状
態にある時には、第１の気室２のガス体積のみがガスば
ねとして機能するため、ばね定数は高くなる。一方、切
換弁８が開弁状態にあれば、第１の気室２と第２の気室
３を合わせたガス体積がガスばねとして共働するため、
ばね定数は低くなる。従って、ばね定数を「低→高」に
切換える時には切換弁８を閉弁させ、「高−低」に切換
える時には切換弁８を開弁させるといった制御が行なわ
れる。この明細書では、相対的にばね定数の高い状態を
ハードモードと呼び、相対的にばね定数の低い状態をソ
フトモードと呼ぶ。

［発明が解決しようとする課題］ 上記懸架装置１において、ソフトモードからハードモー
ドに切換えた直後、すなわち切換弁８を閉じた直後には
、２つの気室２，３の圧力は互いに等しい。しかしなが
ら、その後に車両の荷重変化が生じたり、あるいは走行
状況が変化するなどしてシリンダ機構６に負荷される荷
重が変化すると、シリンダ機構６に連通している一方の
アキュムレータ４の気室２の圧力が変化するのに対し、
他方のアキュムレータ５は切換弁８によって遮断されて
いるためこのアキュムレータ５の圧力は元のままである
。このため、２つの気室２，３の圧力に差が生じる。こ
のような差圧が生じている時に、ハードモードからソフ
トモードに切換えるために切換弁８を全開させた場合、
双方の気室２゜３の圧力が均等になるような流体の流れ
がアキュムレータ４，５間に生じる。このため、ハード
モードからソフトモードに切換えた瞬間にシリンダ機構
６の軸方向長さＨが急に変化してしまい、車体が不安定
になったり、乗り心地に違和感を生じることが判った。

従って本発明の目的は、ばね定数を少なくとも２段階に
切換えることができるとともに、ばね定数の切換え時に
おける上記問題点を解消できるような流体式の懸架装置
を提供することにある。′［課題を解決するための手段
］ 上記目的を果たすために本発明者が開発した流体式懸架
装置は、互いに独立した気室を有する複数の蓄圧手段を
備えていてこれら蓄圧手段の気室に封入された圧縮ガス
の反発力を車両の荷重を支える力として利用する流体式
車両用懸架装置において、上記複数の蓄圧手段を互いに
つなぐ部分に、これら各蓄圧手段相互の連通と遮断をな
すことが可能でかつ単位時間当りの開弁度合を制御可能
な絞り弁としての機能を兼備するばね定数切換弁を設け
たことを特徴とするものである。上記ばね定数切換弁を
制御するための手段として、例えば単位時間当りの必要
流量に応じて電磁弁の開閉頻度を変化させるデユーティ
−制御などが採用される。

［作用］ 上記懸架装置において、ハードモードからソフトモード
に切換えるためにばね定数切換弁を開弁させる時、ばね
定数切換弁を一時的に所定時間だけ絞った状態にしてお
く。こうすることにより、切換前に複数の蓄圧手段間に
差圧が生じていたとしても、モード切換時に差圧が急激
に解消されるような事態を招かずにすみ、車高が徐々に
正常な状態に移行するようになる。また、ばね定数切換
弁を全開させずにある程度絞った状態にしておいて絞り
弁として機能させれば、蓄圧手段間の流路抵抗が変化す
るため、その絞り度合に応じて動ばね定数を変化させる
ことができる。

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例について、第１図ないし第５
図を参照して説明する。

第１図に示されるように、前後左右の各車輪ごとに合計
４つの懸架装置１０が設けられている。

各懸架装置１０は、第２図に例示されるように、各々１
つのシリンダ機構１１と、蓄圧手段の一例としての複数
のアキュムレータ１２．１２’を備えて構成されている
。シリンダ機構１１は、内部に油室１５をもつシリンダ
１６と、このシリンダ１６の軸線方向に移動自在に挿入
された中空のロッド１７を備えている。シリンダ１６の
図示上端側には軸封部１８が設けられている。シリンダ
１６の下部に設けられた取付部２０は、車輪側の部材に
連結される。

ロッド１７の図示下端側に設けられた減衰力発生機構２
２は、ピストン状部分２３と可変オリフィス２４とを備
えている。可変オリフィス２４は、減速機付きのモータ
２５により回転される弁２６の回転位置を変えることに
よって流路断面積、すなわち減衰力を変化させることが
できるようになっている。

ロッド１７の内部に、軸線方向に沿う油の流通部２７が
設けられており、この流通部２７は上記可変オリフィー
ス２４を介して油室１５に連通可能としである。ロッド
１７の上端に設けられた取付部２８は、図示しない車体
側の部材に連結される。

アキュムレータ１２．１２’　は、それぞれ圧力容器と
しての密閉されたハウジング３１．３１’と、このハウ
ジング３１．３１’の内部に設けられた内筒３２．３２
’　と、ベローズ状仕切り部材３３．３３’　などから
なり、仕切り部材３３゜３３′の内側が油室３５．３５
’　として使われる。

一方の油室３５は、油路３６を介してロッド１７の流通
部２７に連通ずる。仕切り部材３３゜３３′の外面側は
気室３７，３７’　として使われ、この気室３７，３７
’　に窒素等の不活性ガスが封入されている。ベローズ
状仕切り部材３３゜３３′は、気室３７，３７’の容積
変動に応じて軸方向に伸縮する。３８．３８’　はベロ
ーズキャップである。

油室３５，３５’をつなぐ部分に、ソレノイドを用いた
電磁式のばね定数切換弁３９が設けられている。この切
換弁３９は常閉すなわち非通電状態では閉じるようにな
っている。この切換弁３９が開弁状態にある時には、双
方の気室３７，３７に封入されたガスの圧力が油室３５
，３５’　と油路３６を介してシリンダ機構１１の油室
１５に作用する。そしてガスの圧力によってロッド１７
がシリンダ１６から突出する方向に付勢される。

気室３７，３７’内のガスは、車体の荷重を支持するに
足る高い圧力で封入されている。シリンダ１６に対して
ロッド１７が軸方向に相対移動すると、ロッド１７の押
込み量に応じた油が油路３６を介して油室３５，３５’
に流れ、それに伴って気室３７，３７’の容積が変化す
る。このように２つの気室３７，３７’がガスばねとし
て協働する時には、比較的低いぼね定数が得られる。ば
ね定数切換弁３９を閉じた状態では、一方の気室３７の
みがガスばねとして作用するため、ばね定数が高くなる
。ばね定数切換弁３９は、後述する制御装置６２のデユ
ーティ−制御用ロジック回路によって、単位時間当りの
開弁・閉弁頻度の比率を変化させることができるように
なっている。

第１図に示されるように、各シリンダ機構１１に、油圧
配管４１，４２，４３．４４を介して車高調整用の弁ア
センブリ４６．４７，４８．４９と油圧ポンプ５１が接
続されている。これらの弁アセンブリ４６〜４９と油圧
ポンプ５１等は、流体の駆動系５２を構成する。５３は
ドレン配管であり、このドレン配管５３はシリンダ機構
１１の軸封部１８などから漏れる油をタンク５４に日収
する。弁アセンブリ４６〜４９は互いに同一の構成であ
り、それぞれ車高上昇用の電磁弁５５と車高降下用の電
磁弁５６を備えている。車高上昇用の電磁弁５５は、ポ
ンプ５１の吐出側とシリンダ機構１１との間に設けられ
ている。降下用の電磁弁５６は、シリンダ機構１１とタ
ンク５４との間に設けられている。ポンプ５１の吐出側
と電磁弁５５とをつないでいる油路５７に、アキュムレ
−夕５８と、検圧手段の一例としての圧力スイッチ５９
が設けられている。アキュムレータ５８の内部には窒素
等の不活性ガスが封入されており、ポンプ５１から吐出
された油がこのアキュムレータ５８に流入することによ
り、アキュムレータ５８内の上記ガスが圧縮されるよう
になっている。

各車輪ごとの車高値は、車高センサ６１（第４図参照）
によって検出される。この車高センサ６１はマイクロプ
ロセッサ等を用いた制御装置６２に接続されている。制
御装置６２は前述したばね定数切換弁３９と弁アセンブ
リ４６〜４９の電磁弁５５．５６に開閉制御信号を送出
するようになっている。所望の車高値は車高設定器６５
によって入力することができる。

次に、上記構成の懸架装置の作用について説明する。

ばね定数切換弁３９が開弁状態にある時には、双方の気
室３７．３７’の容量を合計したガス体積がガスばねと
して作用するため、ソフトモードとなる。これに対し、
ばね定数切換弁３９が閉弁状態にある時には、一方の気
室３７の容量のみがガスばねとして作用するため、ハー
ドモードとなる。ばね定数切換弁３９の開閉動作は、制
御装置６２によって制御される。−例として第５図に示
したように、ソフトモードからハードモードに切換える
時には、ばね定数切換弁３９を直ちに全開にするが、ハ
ードモードからソフトモードに切換える際には、所定時
間ｔが経過するまでは切換弁３９の開度を絞り込み、を
時間経過後に全開状態となるようにデユーティ−比制御
がなされる。本実施例におけるデユーティ−制御は、例
えば数１１ｚないし数十Ｈｚ位のいずれかの周波数のも
とで、単位時間当りの開弁頻度を任意に変化させること
によって、実質的な開度すなわち流路抵抗値を制御する
。なお、ばね定数切換弁３９は不可避的に作動遅れを生
じるから、この切換弁３９の仕様いかんによっては、上
記周波数を変化させることで、実質的な開度を変化させ
ることも可能である。このためこの明細書でいうデユー
ティ−制御は、こうした周波数制御による開度の調整も
含むものとする。

本実施例においては、ハードモードからソフトモードに
切換える時にばね定数切換弁３９を一時的に所定時間ｔ
だけ絞った状態にしておくため、切換前のハードモード
時にアキュムレータ１２゜１２′間に差圧が生じていて
も、モード切換時に差圧が急激に解消されてしまうこと
が防止される。

そして【時間が経過する間に差圧が徐々に解消されて最
終的に正常車高に至るため、車高が急に変化するといっ
た不具合を生じることなくスムーズにばね定数の切換え
がなされる。この場合、第５図中に２点鎖線ｍで示した
ようにモード切換時に徐々に開弁度合を大きくするよう
なデユーティ−制御を行なってもよい。前記実施例のば
ね定数切換弁３９は常閉の電磁弁であるから、万−通電
不良等に陥って弁動作に不具合を生じても、ハードモー
ドからソフトモードに不用意に切換わってしまうことが
ないから、より安全である。

なお第６図に示されるように、ハードモードからソフト
モードへの切換時に第１のデユーティ−比によってばね
定数切換弁３９を所定時間ｔだけ絞った状態にしておき
、を時間経過後に第２のデユーティ−比によってばね定
数切換弁３９の開度を抑制してもよい。このように切換
弁３９を常時デユーティ−制御すれば、切換弁３９を作
動させるためのソレノイドへの通電積算時間が短縮され
、ソレノイドの発熱量の抑制と節電が図れる。この場合
、第１のデユーティ−比と第２のデユーティ比が同じで
あってもよい。この制御例のようにばね定数切換弁３９
の開弁度合を変化させることによってアキュムレータ１
２．１２’間の流路抵抗を変化させれば、流路抵抗の大
きさに応じて動ばね定数を変化させることが可能である
。

なお、上記懸架装置１０において、車高センサ６１によ
って検出された車高値は、所定間隔ごとに制御装置６２
に取込まれるとともに、検出された車高値が車高目標値
と比較される。そして車高値が目標値の許容範囲を越え
た時に、制御装置６２によって車高調整出力信号が駆動
系５２に送出され、車高が高過ぎている時には降下用電
磁弁５６が開弁させられてシリンダ機構１１から油の一
部が抜かれる。車高が低過ぎている時には、上昇用電磁
弁５５が開弁されることにより、アキュムレータ５８に
蓄えられていた高圧の浦がシリンダ機構１１に供給され
る。こうして、車高値が目標値と一致するまで各々のシ
リンダ機構１１において車高調整出力が継続される。ア
キュムレータ５８の圧力が所定値よりも下がると、圧力
スイッチ５９がオンすることによ１てポンプ５１が起動
され、アキュムレータ５８の内圧が所定値以上となるま
で油がアキュムレータ５８に供給される。

第７図は本発明の第２実施例を示すものであり、各々の
シリンダ機構１１にそれぞれ弁アセンブリ４６〜４９を
一体的に組付けた例である。

前記各実施例ではデユーティ−制御あるいは周波数制御
またはこれらの組合わせによってばね定数切換弁３９の
実質的な開度を変えるようにしているが、本発明を実施
するに際して、絞り量を複数段階に切換えることの可能
な複数ボートをもつ電磁弁を採用し、単位時間当りの流
通量をデユーティ−制御の場合と同様に複数段階に変更
するようにしても本発明の所期の目的を達成することが
できる。

また、３つ以上のアキュムレータをつなぐことにより、
ばね・定数を３段階以上に切換えることができるように
してもよい。また、シリンダ機構１１に蓄圧手段として
の気室と油室の双方を内蔵するようにしてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、ばね定数を切換える際に車高が急に変
化することを防止でき、しかもばね定数切換弁を絞り込
む度合に応じて動ばね定数を変化させることも可能であ
る。このため、走行状況に応じた最適なばね定数を選択
することで走行安定性を更に改善できるとともに、ばね
定数の切換時に乗り心地に違和感を伴なわないようにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は懸架装置と流体駆動系の措成を示す油圧系統図、第
２図はシリンダ機構とアキュムレータの縦断面図、第３
図はアキュムレータと弁アセンブリの平面図、第４図は
制御装置と駆動系との関係を示す図、第５図はモード切
換時におけるばね定数切換弁の作動状態を示す図、第６
図はばね定数切換弁の他の作動例を示す図、第７図は本
発明の第２実施例を示す油圧系統図、第８図は従来の懸
架装置を示す油圧系統図である。 １０・・・懸架装置、１１・・・シリンダ機構、１２゜
１２′・・・アキュムレータ（蓄圧手段）、１５・・・
油室、１６・・・シリンダ、１７・・・ロッド、３７゜
３７′・・・気室、３９・・・ばね定数切換弁、６２・
・・制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに独立した気室を有する複数の蓄圧手段を備
   えていてこれら蓄圧手段の気室に封入された圧縮ガスの
   反発力を車両の荷重を支える力として利用する流体式車
   両用懸架装置において、上記複数の蓄圧手段を互いにつ
   なぐ部分に、これら各蓄圧手段相互の連通と遮断をなす
   ことが可能でかつ単位時間当りの開弁度合を制御可能な
   絞り弁としての機能を兼備するばね定数切換弁を設けた
   ことを特徴とする流体式車両用懸架装置。
2. （２）上記ばね定数切換弁は、閉弁状態から開弁状態に
   移行する際に所定時間だけ開度を絞ったのちに開弁状態
   となるよう制御される請求項１記載の流体式車両用懸架
   装置。