JPH04133810A - 能動型懸架装置のための油圧アクチュエータ - 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】 「発明の目的」 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車などの車両に用いられる能動型懸架装
置のための油圧アクチニュ、−夕に関するものである。

〈従来の技術〉 路面状況や車体の挙動に応じた車輪と車体との間の十Ｆ
方向ストロークを、油圧にこ往復直線連動を行な・）ア
クチュエータが自ら発生ずるストロ−゛りに゛Ｃ能動的
に制御しよ・うとする能動型懸架装置（ア′り）゛イブ
サスペンション装置）が種々提案さオ］＜＝゛いる。こ
れによれば、ばね系に相当号−る変位量（、比例（、た
力と、タχ／バ系に相当する変位速度に比例したツノと
を、その時々の車体挙動や車輪の運動に応じて油圧アク
ヂコエ・−夕にで任意に発生させることができるので、
乗り心地と操縦安定性とをより高いレベルで両立させる
ことができる。

このようなアクチーイブサスベンジ９ン装置のための油
圧ｊ″′′クチユニーとし、て、シリンダの上下にピス
トンにＣ郭定された２−、−）の油室を設け、そのいず
゛れか一方に選択的に作動油を供給づることにより、車
体側と車輪側とのいずれか−Ｊに連結されたピストンロ
ッドと、いずれか他方に連結されたシリンダボ）・ムと
の間のストロークを変化させるようにし、たちのが知ら
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉 一方、車輪の運動や車体挙動の変化を各種センサにより
検出し、この検出信号に基づいてサーボ弁などの制御弁
を用いて油圧アクチュエータに供給する作動油の方向や
油量をフィードバック制御するシステムが周知であるが
、これによると、制御弁の応答可能範囲を超えた周波数
の入力があると、在来のパッシブサスペンションよりも
その特性が劣化するといった不都合がある。

本発明は、このような従来のアクティブサスペンション
装置における不都合を改善すべく案出されたものであり
、その主な目的は、従来の制御弁が有する高周波数領域
での応答性の低下を、好適に補填し得るように改良され
た双方向駆動可能な油圧アクチュエータを提供すること
にある。

［発明の構成］ く課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、車体の挙動や車輪
の運動に応じてシリンダチューブ内のピストン前後の油
室のいずれか一方に選択的に供給する作動油を、流量制
御弁を用いてフィードバック制御するようにされた能動
型懸架装置用油圧アクチュエータのピストンに、両油室
間を連通ずるオリフィスを設けることにより達成される
。

〈作用〉 このような構成によれば、ピストン前後の油がオリフィ
スを介して移動し得るので、路面からの振動入力に制御
弁の切換え動作が追従できないような高周波数領域にお
いては、オリフィスを介して移動する油によるパッシブ
な減衰効果を得ることができる。従って、制御弁の応答
可能範囲を超えた振動に対しても制振作用を損なわずに
済む。

〈実施例〉 以下に添付の図面に示された具体的な実施例を参照して
本発明の構成について詳細に説明する。

第１図は、本発明に基づく油圧アクチュエータが用いら
れるアクティブサスペンション装置の要部の概略構成を
示している。車輪１は、上下のサスペンションアーム２
・３により、車体４に対して上下動可能に支持されてい
る。そして下サスペンションアーム３と車体４との間、
つまり車輪１と車体４との間には、油圧アクチュエータ
５が設けられている。

油圧アクチュエータ５は、シリンダーピストン式のもの
であり、シリンダ６のボトム端が車体４に連結され、シ
リンダ６の内側に比較的緊密に指金したピストン７の一
方の側に固着されかつシリンダ６から突出したピストン
ロッド８端が、下サスペンションアーム３を介して車輪
１に連結されている。なお、シリンダ６のボトム端が下
サスペンションアーム３に、ピストンロッド８端が車体
４に連結されても良い。この油圧アクチュエータ５は、
ピストン７の両側にそれぞれ郭成された油室９・１０の
いずれか一方に作動油を選択的に供給することによって
ピストン７が往復直線運動を行ない、車輪１と車体４と
の間の相対距離を変化させるようになっている。そして
ピストン７には、両油室９・１０間を連通ずるオリフィ
ス１１が設けられている。

油圧アクチュエータ５に供給する作動油の方向および流
量は、油圧アクチュエータ５と車体４との連結部に設け
られたばね上用速度センサ１２や、車体４と車輪１との
間に設けられたストロークセンサ１３などの検出信号を
制御回路１４にて処理した制御信号に基づいて、流量制
御弁１５により制御される。また流量制御弁１５には、
油ポンプからの供給油路１６と、リザーバタンクへの排
出油路１７とが接続されている。

なお、ピストン上側の油室９には、アキュムレータ１８
が接続されているが、この接続油路には、オリフィス１
９が設けられている。。

次に本実施例の作動要領について説明する。

本システムは、制御回路１４に入力されるばね上用速度
センサ１２、ストロークセンサ１３、および車体の横加
速度センサ２０、前後加速度センサ２１の信号に応じて
流量制御弁１５を制御することにより、その時の車体４
の挙動や車輪１の運動に対応して車体姿勢を一定に保つ
ように油圧アクチュエータ５を制御することに、その本
質がある。

第２図に本発明装置の基本的な制御則のプロッり図を示
ず９．なお、図においてンー点鎖線から＋７の部分が重
両（ハ［−デルを示［７、破線内が制御回路ｉ−４を示
し、ている１、また１、：、点鎖線内は、加速＋ｔが作
用し１、ない状態で゛の車高保持力を機械代のばね（、
受持たせる場凸・を示し５ているが、これによねば、全
ての力を油圧アクチュ、Ｊ・・−りにて発生さ仕るのに
比し１、油圧下り：ｌ−、ユータ・＼の動力供給源の消
費エネルギを低減６”るごとかで・きる。

さて、ごこては、通常の重両と同様くハはね力４，５よ
び減衰〕！；を発η−するため（５“、スト１コ・　り
±・′１、・す１３の信号に基−づき、ばね力（７、′
〕いては象〕位ｈ１１、′比例（２７、たｆＪと１１．
て、減９：力１ご−〉いテ：゛は微分器を介するこ吉に
よ−フてアクヂュエ。・−夕速度にＬｔ例ｉ１、／”・
力とし、て、イれぞれ演算器を通Ｉ７で油ｊ王）″ケ５
’−、、：、ｔ−工・−り”５の出力を決定する。３八
お、本′ム施例においでは、ストロ・−クセン″す１８
３の（’ｉ’ｉ号を微う）器６、介することでアクデー
ユニ・−タ速吹を求めるもの、！−（、またが、これは
、ストロ−クセ・ンザかｌ“）得た信；−３で直接制御
し、でも良い。

まノ、−１ばね１．加速度センサ１２により得らオレ１
．：イ８．号を積分器４、介ｊ、ではねト絶肘速度１、
変換し５１１、−れを演算器を通）７で車体くフのもの
のオド動導、減９さ什る力（スカｒフックダ〕、／べ）
　（！Ｚ　ｌ−、−ｔ、゛油圧“β“クプ′！〕〜り―
）Ｉ：：出ノ、１３′リ−（イ゛）１．なお、ばね１．
絶対速度イ゛的接、得るばね−１−絶λ・Ｉ速度セ゛・
パす゛に？：制御１−ζも１４＊い４〜３ さら１２、“、車体４に加オ）る慣性力４７、横加速度
）：Ｃンづ２０お１Ｊ、び前後加速ｊつ：」り・ンザ２
１からの信宅かｊ″７７検出１、演算器を通］　ごこれ
置対向４る向きの力を油１王ｔ′クーＩ’　−ｘ　：ｆ
−−−りＩ）に発、生さＵるごとにより、車体姿勢の変
化を抑制御・）゛るための姿勢制御力＜：：、　ｌ、こ
の作用を得る。−２−がＣきる。７、］のよう１１．ｍ
Ｌ、　ｔ、例λば、超音波センサなと１ζよって路面１
．、°対Ｊる車体位置を検出４”ると共に、ス（・■・
−り＋、・・ン＋！Ｊ−１３１，，４１ってΦ体４と中
輪［１，４の相対位置イ、検出１１、こ１］らから車体
４および車輪１の動き４′６とらえ、ばね力に相当する
力およびダ゛／バの減衰ノ月、ｓ相当４る力を発生さ什
″−）′、）油圧ア′クプ””　、、］−」：、−タ５
をスｌ−＋１・−りさ刊ることに、上り、車体高’ｊ５
　、＋ｐ３．　”一定に保ったにで路面の凹凸に車輪１
を追従させることができる。

七ころで、一般の・す・−ボ弁の応答周波数は、２（Ｉ
Ｈｚ程度が限界占いわれでいる。従りて、ごわ以」−の
周波数人力に対（９４，ては、浦ＦＬアクーノ′」工・
−＝夕５が追従できず、むしろピストン７が［１１１ツ
ク１゜た状態となり、制振効果も接地性も損ねる４二２
．Ｊ。

なる。

そこで本発明においては、ビスＩ・ン７にオリ゛ノイス
］１を設：け、流量制御弁１−５が追（〃６できない領
域では、このオリフィス１１が在床のダンパと同様な作
用を発揮し得るよ・）に１．＝ている１、と同時に、車
輪に対しで突−Ｌげが作用し“Ｃビ、ｌｌ；ｌ・〕・ロ
ッド８が収縮り向に変位Ａる際には、じストンＩ：ｆｆ
　ラド８の体積変化分がアキユニ１．．＝　−タ１８に
ご吸収さ才１、かつ接続油路のオリフィス３１９ζ５、
τ″減衰力を生ずるようになっている。なお、在来のオ
イルタ′ンパにて実用化さ第１でいる可変流量式ピスト
ンバルブをビスＩ・ン７のオリフィス１　］　＋：”適
用し２得ることは言うまでもない。

他方、油Ｌ１：アクザユエーーータ５がアクｉイブ１、
゛制御される際には、いず相か一方の油室９・１０に伯
動油を供給４゛ると２、ピストン７のオリフィス１１に
よ３イコ王力損失か牛ず゛るが、流晴制自１．１１１′
′、１５にζ流量を適宜に制御することにより、ピスト
〕／７の両面の圧力差によゲＣピスト゛／・ロッド８に
推力か取出）ｌる。、この力る′、１−１記のよ・・）
に１１、てにす御す゛ることにより、可変ばね、１１］
変ダンパ、とし、ての作用を得るＪ−とかでδる。

以１・・”にＬ２作用が得ら第１る、−とについで検証
丈る。。

ビスｌ−＞Ｌ室く）の受圧部の面積をＡＡ、圧力をＰ　
ＡＬおき、ビストント室１１．）の受圧部の面積をＡ１
３、圧ノ、ｊをＰＩ３とおく己、油圧アクチュエータ５
か伸長時に発１．４−る推力■・”は次式１こ゛表さＡ
′する１゜Ｆ　”””’　Ａ　ｐ、　”　Ｐ　ｐ、　　
Ａ　Ｐ・Ｉ）１３・・・（１）ここ？＝ニオリフイス１
での流速Ｖと、流量１；す御弁１５かム；゛フの流入間
Ｑと、オリフィス１１−の■ｌ而面Ａ（）との関係は、
Ｖ＝Ｑ／Ａｏで表さ第１るので、ｊす′、ノイス１．１
、での圧力損失ΔＰは、次式にて求める。６吉かＺ＝゛
きる。。

（ただし、Ｃｖ：バルブ流入係数、γ：作動流体比重量
、ｇ：重力加速度） なお、これは通常のオリフィスの場合であり、オリフィ
スによっては、乗数が変化する。

一方、ＰＢ＝Ｐ八−ΔＰが成り立つので、それぞれから
（１）式を解くと、次の関係が得られる。

すなわち、流量制御弁１５の流量Ｑを制御することによ
り、ピストンロッド８から任意の推力Ｆが取出せること
が分かる。

次にオリフィス１１による減衰力Ｆｄは、次式％式％ 従って、オリフィス１１の断面積Ａ。は、次式にて求め
られる。

Ａ□　＝Ｑ　　　　”　７　　ＡＡ　　ＡＢ　）　／２
ｇＦｄ■ これにより、オリフィス断面積Ａｏは、要求される最大
の減衰力Ｆ、を設定すれば、流量制御弁１５からの流入
量Ｑによって決定し得ることが分かる。

さて、このシステムは、アキュムレータ１８のガス圧も
ばねとして利用することができ、また、ピストン７のオ
リフィス１１や接続油路のオリフィス１９もパッシブな
減衰力発生部として利用することができる。しかも、在
来のばねを併用し、ばね上重量はこのばねに受持たせる
ようにすれば、在来のパッシブサスペンションでは不可
能であった制御、すなわち、ロール時やダイブ時の車体
姿勢の保持、あるいは路面の凹凸に対応して積極的に車
輪を上下させる制御、などのだめの力のみを油圧アクチ
ュエータにて補助的に発生させれば良いことになるので
、実質的な油圧アクチュエータ出力を軽減することがで
きる。また、ばね上糸とばね下糸とをそれぞれ別のばね
定数、減衰定数にて制御し得るので、乗り心地と操縦安
定性とをより一層高いレベルで両立することができる。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によるアクティ
ブサスペンション用油圧アクチュエータにおいては、流
量制御弁の応答可能周波数を超えた領域ではパッシブに
対応できるので、高周波数領域にて急激に乗り心地や接
地性が劣化する不都合が生ずることを回避することがで
きる。また、双方向駆動型の油圧アクチュエータを用い
ることができるので、アクティブサスペンション装置の
可変範囲を拡大するうえに大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づき構成されたアクティブサスペ
ンション装置の一実施例を、その要部について示す模式
的な構成図であり、第２図は、それの制御則を示すブロ
ック図である。 １・・・車輪、２・３・・・サスペンションアーム、４
・・・車体、５・・・油圧アクチュエータ、６・・・シ
リンダ、７・・・ピストン、８・・・ピストンロッド、
９・１０・・・油室、１１・・・オリフィス、１２・・
・加速度センサ、１３・・・ストロークセンサ、１４・
・・制御回路、１５・・・流量制御弁、１６・・・供給
油路、１７・・・排出油路、１８・・・アキュムレータ
、１つ・・・オリフィス第１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダチューブ内に比較的緊密に摺合したピス
   トンにより郭定された２つの油室のいずれか一方に選択
   的に供給される作動油の流量を、車体の挙動に影響を与
   える各要素から得られる信号に基づいて制御するように
   してなる能動型懸架装置のための油圧アクチュエータで
   あって、 前記ピストンが、２つの油室間を連通するオリフィスを
   有することを特徴する能動型懸架装置のための油圧アク
   チュエータ。