JPH0367714A - 車両の車高保持構造 - 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を有する車両の、故障時に於る車両
の車高保持構造に関する。

【従来技術及びその課ｊ！ｉｆ］ 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ａ威されるが、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為、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５Ｈ２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、上記の如きアクティブサスは、構造、制御共
に極めて複雑であることから種々の故障形態が考えられ
、最悪の場合には、制御不能となるような極めて重大な
事態の発生も予想される。

この為、流体シリンダへの流量を制御する流量制御系の
制御弁や、各種センサ等の機器が故障した時の誤制御を
防止できるよう、フェイルセイフを十分に図る必要があ
るが、故障の程度に拘らず一律に同じ対策を採用するこ
とは適切ではない。

そこで、本出願人は先に、流体シリンダへの流量を制御
する流量制御系の機器の故障を検出し、その故障の程度
に応じて適切に処置できるよう。

複数の故障モードを有するものを提案した。これによれ
ば、故障が制御の木質に係る場合には、直ちに流体シリ
ンダの圧力を抜いて制御を中止するように構成される。

しかし乍ら、このようにフェイルセイフによって流体シ
リンダの圧力を抜いた場合、サスベンジ、ン装置は車重
（バネ上重量）によってフルストロークバンプした状態
となり、車両の車高は最低となる。ここに於て車高が最
低となった車両を緊急移動乃至修理の為に移動する必要
が生ずるが、フルバンブ状態の最低車高では、路面によ
っては走行が極めて困難であったり、不可能な場合も起
こり得るといった問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の如き事情に鑑み、フェイルセイフによ
って流体シリンダの圧力が抜かれ、車高が最低となった
車両を、走行可能な車高に保持することのできる車両の
車高保持構造の提供、を目的とする。

［発明の構成］ このため、本発明に係る車両の車高保持構造は、流体シ
リンダ内の圧力を抜く故障モードが適用されて車両の車
高が最低となった時、車両のサスペンション装置に車高
規制部材を介装し、該車高規制部材により車高を所定高
さに保持するものである。

つまり、−旦車体をジヤツキアップする等して車高を上
げた後、サスペンション装置に車高規制部材を装着する
ことにより、この車高規制部材によってジヤツキアップ
解除後も車高を所定高さに保持することができ、緊急移
動乃至修理の為の移動が可能となるものである。

［発明の実施例］ 以下、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車高保持構造を適用する
車両の側面図相当の概略構成図である。

図は一方側（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ｌと車輪２・・・（前輪２Ｆ。

２Ｆ又は後輪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、所謂単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が画成されると共に、各ピストン３ｂに連
結されたピストンロッド３ｄの上端部は車体１に連結さ
れ、又、各シリンダチューブ３ａは車輪２・・・に連結
されているものである。

各油圧シリンダ３・・・の油圧室３Ｃは、夫々連通路４
を介して気体バネであるガスばね装置５・・・と連通し
ている。

ガスばね装置５は、ダイヤフラム５ａによりガス室５ｂ
と油室５Ｃとに分割されて構成されているガスばねを備
え、このガスばねの油室５Ｃが連通路４・ピストン３ｂ
を介して油圧シリンダ３・・・の油圧室３ｃと連通して
いるものである。

各油圧シリンダ３・・・には、流路１０を介して油圧ポ
ンプ６が接続されており、該油圧ポンプ６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・・・に接続される流路１０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
を制御する比例流量制御弁７・・・が夫々設けられてい
る。

油圧ポンプ６には、該油圧ポンプ６からの作動油の吐出
圧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２・・・に対する車体１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１の上下方向の加速度即ち
車輪２・・・のバ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１の略水平面上で両
前輪２Ｆ、２Ｆの上方に各々−個づつ及び前後輪２Ｒ，
２Ｒ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ルユこ一／
　ト２０に入力され、該コントロールユニット２０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、比例流量制御弁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６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６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ＩＥによって駆動され、該油圧ポン
プ６からの圧油は、供給流路１０を介して比例流量制御
弁７に至り、コントロールユニッ）２０によって制御さ
れる該流量制御弁７によって油圧シリンダ３へ供給され
又は排出流路１２を介して排出されるものである。

比例流量制御弁７は、ポ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ＩＴに戻る排出流路１２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、比例流量制御弁７に至る途中に蓄圧
の為のメインアキュムレータ１１が備えられると共に、
該メインアキュムレータ１１の上流側で２ボ一ト２位置
の開閉バルブであるフェールセイフバルブ９を介したバ
イパス流路１４が排出流路１２と接続されている。

フェールセイフバルブ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１１内の蓄油をバイパス流
路１４を介してリザーブタンクｌＴ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１０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ｌ
Ｏに於る油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、比例流量制御弁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。１
３Ａは、パイロ−、トライン１３に設けられたオリフィ
スであり、上記フェイルセイフバルブ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１１の下流側の供給流路１０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１２のバルブ７２の下流側に設けられたアキュ
ムレータ１２Ａは、当該バルブ７２開時に於るウォータ
ハンマを防止する為のものである。

図中２８は、リザーブタンクｌ子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、コントロールユニット２０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、該セレ
クタ２７をドライバーが操作することにより、そのセレ
クト信号によってサスペンション特性を任意に切り替え
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〈コントロールユニッ
ト２０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２・・・の車高セ
ンサ２３・・・から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２４・・・から
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２・・・の油圧センサ２２・・・か
らの圧力信号に基づいて車体１のねじれを演算しこれを
制御する制御系、とを有している。

又、コントローラ３０ッ）２０は、流量制御の為の機器
（比例流量制御弁７及び各センサ等）が故障した時、第
３図に示すフローチャートに基づいてフェイルセイフ制
御を行なう。

即ち、先ずステップＳ１で、フラグＦが「１」であるか
否かを判定し、その判定がＮｏの時はステップＳ２で各
センサからの検出信号を故障検出の為の故障信号として
入力した後、ステップＳ３でこれらの故障信号に基づい
て故障か否かを判定する。

そして、ステップＳ３での判定が故障をしていないＮｏ
の時はそのままリターンする一方１判定がＹＥＳの故障
の時はステップＳ４で故障の識別を行なう、つまり、本
実施例では４つの故障モードが設定されており、当該故
障がその内のどれに相当するかを判定するものである。

その４つの故障モードとは、 （１）　Ａ　（Ａ−０）故障モード 現車高で制御を中止する故障モードであり、故障処置が
為される迄故障モードとするもの、対応としては、故障
警告表示を行なうと共にフェイルセイフ弁を直ちに開位
置に切り換えて現車高で制御を中止する。

（２）　Ａ　（Ａ−１）故障モード 現車高で制御を中止する故障モードであり、イグニッシ
ョンオフでリセットするもの、対応は前述のＡ−０故障
モードと同様。

（３）Ｂ故障モード 油圧シリンダ内の圧油を排出して車高を低下させる故障
モード、故障警告表示を行なうと共に、各車輪の油圧シ
リンダ３の油圧室３Ｃから油を最大流量で排出して車高
を低下させ、その後、フェイルセイフバルブ９を開位置
に切換えて制御を中止する。

（４）Ｃ故障モード 故障警告表示のみを行ない、制御は続行する故障モード
。

である。

ステップＳ４に続いて、ステップＳ５で故障モードがＢ
モードであるか否かを判定する。

その判定がＹＥＳの時は、ステップＳ６でＢ故障モード
を実行する。このＢ故障モードの実行の後、ステップＳ
７でフラグＦをｒｌ」に設定し、リターンする。

ステップＳ５での判定がＮｏの時には、ステップＳ８で
故障モードがＡ−０故障モードであるか否かを判定し、
その判定がＹＥＳの時は、ステツプＳ９でＡ故障モード
を実行する。又、ステップＳ８での判定がＮｏの時には
、ステップＳｌｌで故障モードがＡ−１故障モードであ
るか否かを判定し、その判定がＹＥＳの時は、ステップ
Ｓ１２でＡ故障モードを実行する。このＡ故障モードの
実行の後、ステップＳ１Ｏ又はＳ１３でフラグＦをｒｌ
Ｊに設定し、リターンする。

ステップＳｌｌでの判定がＮＯの時には、ステップＳ１
４で故障モードがＣ故障モードであるか否かを判定し、
その判定がＹＥＳの時は、ステップＳ１５でＣ故障モー
ドを実行する。このＣ故障モードの実行の後、ステップ
Ｓ１ＢでフラグＦをｒｌＪに設定し、リターンする。

ステップＳ１４での判定がＮＯの時（つまり故障モード
がＡ故障モード、Ｂ故障モード及びＣ故障モードの何れ
にも該当しない時）は、ステップＳ１７で制御を一時中
止した後、リターンする。

又、ステップＳ１での判定がＹＥＳの時は、ステップ３
１８で故障モードがＢ故障モード又はＡ−０故障モード
であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの時はその
ままリターンする。

ＮＯの時はステップＳ１９で更にエンジンを停止すべく
イグニッションがオフ操作されたか否かを判定し、その
判定がＹＥＳのイグニッションオフ時にはステップ３２
０でフラグｒＯ」に設定した後にリターンし、Ｎｏのイ
グニッションオン時（つまりエンジン作動中の時）には
、そのままリターンするものである。

而して、上記の如きフェイルセイフ制御に於て、故障モ
ードがＢモードであって油圧シリンダ３の油圧室３Ｇか
ら油を排出して該油圧シリンダ３内の油圧がｒＯＪとな
った場合、第４図に示す如く、車体の重量（バネ上重量
）によって油圧シリンダ３はフルストローク縮み、従っ
て、車高は最低（ＨＭＩＮ）となる。

尚、第４図はストラットタイプの前輪のサスペンション
装置を一部断面として後方から見た状態の図であり、油
圧シリンダ３が、車輪２を回転自在に保持するナックル
２Ａと車体ｌとの間にストラットマウントＩＡを介して
架設されているものである。油圧シリンダ３の上面とス
トラットマウント１Ａとの間には、ラバーストッパー４
１が介装され、該ラバーストッパー４１は下方に円筒状
に延設されて油圧シリンダ３を覆うダストブーツ４０と
なっている。又、ストラットマウントＩＡには、ラバー
ストッパー４１が内嵌するガイドＩＢが形成されており
、ラバーストッパー４１はその上端がこのガイドＩＢに
嵌合して装着されているものである。図示状態では、油
圧シリンダ３とストラットマウント１Ａとの間にラバー
ストッパー４１が完全に挟まって圧縮されている０通常
は油圧シリンダ３上面とラバーストツバ−４１の下面と
の間には、バンブ側ストローク分の余裕がある。

図示車高最低の状態での走行（乃至牽引）は困難な場合
がある為、ここで、油圧シリンダ３と車体１（ストラッ
トマウントＩＡ）との間に、第５図に示すスペーサ３０
を介装し、車高を通常路面状の走行に支障のない高さに
保持させる。

スペーサ３０は、その外径が油圧シリンダ３と略同径の
円柱状であって、その厚さは、当該スペーサ３０を油圧
シリンダ３の上面と車体の間に介装した時、車高が少な
くとも通常路面での走行が可能となるように設定されて
おり、油圧シリンダ３のピストンロッド３１に側方から
外挿して油圧シリンダ３と同心状態に装着可能な中心部
に達する切欠３０Ａが形成されて、平面形状が略Ｃ字状
となっている。又、上下に分割された部材の間に複数の
鋼球３０Ｂ・・・を回転自在に内装すると共に、該鋼球
３０Ｂ・・・はその上面から所定量突出してベアリング
として構成されているものである。

そして、Ｂモード故障が発生して油圧シリンダ３がフル
ストローク縮み、車高が最低となった場合には、まず、
車体１をジヤツキアップして当該サスペンションに加わ
っている荷重を取り除き（その結果、サスペンションは
バネ下重量によりフルリバウンド状態となる）、ピスト
ンロッド３１に外挿装着されているダストブーツ４０を
引き下げてその上端に一体成形されているラバーストッ
パー４１の上端面と、車体１（ストラー／）マラン）Ｉ
Ａ）下面との間にスペーサ３ｏを介挿し、しかる後にジ
ヤツキアップを解除する。

これにより、第６図示の如くスペーサ３０によってサス
ペンションストローク（油圧シリンダ３の収縮ストロー
ク）が規制されることとなって車高はＨＭＩＮ＋αに維
持され、走行が可能となる。尚、スペーサ３０はその上
端部がガイドＩＢに嵌合して脱落は防止されるものであ
る。

この場合、スペーサ３０及びラバーストッパー４１には
バネ上重量が直按加わることとなるが、鋼球３０Ｂ・・
・によるベアリングとしての作用によって操舵も可能と
なるものである。又、ラバーストッパー４１の弾性によ
り、若干ではあるが衝撃吸収効果も期待できるものであ
る。

次に、第７図乃至第８図によって他の実施例を説明する
。

８７図示のものは、ダストブーツ４０を剛性を有する部
材で形威して車体１側に装着すると共に、油圧シリンダ
３の外周面所定位置にリング溝３Ａを形威し、該リング
溝３Ａに規制部材としてのリング３３を嵌合装着させる
よう構成したものである。尚、リング３３は、詳細に図
示しないが、円弧状の三部品を屈曲可能に連結して油圧
シリンダ３に着脱可能として構成すれば良いものである
。

これによれば、ダストブーツ４０の下端がリング３３に
当接することで車高が維持されるよう構成できるもので
ある。

第８図示のものは、ダブルウィツシュボーンタイプのサ
スペンンションに適用する例であり、７ツパアーム３４
とロアアーム３５の間に規制部材としてのパンタグラフ
変形型のジヤツキ５０を介装し、該ジャー、キラ０によ
って両者間を強制的に広げることにより車高を維持する
ものである。

尚、図示ジヤツキ５０は、二本のアーム部材５２．５３
を屈曲可能に連結する連結ピン５４にネジ５１を螺合挿
通して構成され、ネジ５１の先端部５１Ａを図示しない
車体に回転可能且つその軸方向には移動不能として装着
し、該ネジ５１を回転させるとその先端装着部と連結ピ
ン５４との間隔が変化することとなって両アーム部材５
２゜５３の挟角が変化し、従って、両アーム部材５２．
５３の先端間距離が変化するようになっているものであ
る。

［発明の効果〕 上記の如き、本発明に係る車両の車高保持構造によれば
、フェイルセイフによって油圧シリンダの圧力が抜かれ
、車高が最低となった車両を、走行可能な車高に保持す
ることができ、緊急移動乃至修理の為に移動が可能とな
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する車両全体の側面図
相当の概略構成図、第２図はその油圧回路の回路図、第
３図はコントロールユニットによるノエイルセイフ制御
のフローチャート、第４図はストラットタイプの前輪の
サスペンション装置を一部断面として後方から見た状態
の図、第５図は車高規制部材としてのスペーサの斜視図
、第６図は第４図にスペーサを装着した状態を示す図、
第７図乃至第８図は他の実施例を示す図であ１１・・・
車体 ２・・・車輪 ３・・・油圧シリンダ（流体シリンダ）３０・・・スペ
ーサ（車高規制部材） ３３・・・リング（車高規制部材） ５０・・・ジヤツキ（車高規制部材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両の車輪と車体間に架設し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であって、前記流体シリンダ内の圧
   力を抜く故障モードを有するものに於て、 前記流体シリンダ内の圧力を抜く故障モードが適用され
   て前記車両の車高が最低となった時、前記車両のサスペ
   ンション装置に、車高規制部材を介装し、該車高規制部
   材により車高を所定高さに保持すること、を特徴とする
   車両の車高保持構造。