JPH04212614A - 流体圧式アクティブサスペンション - Google Patents

流体圧式アクティブサスペンション

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Publication number
JPH04212614A
JPH04212614A JP40541090A JP40541090A JPH04212614A JP H04212614 A JPH04212614 A JP H04212614A JP 40541090 A JP40541090 A JP 40541090A JP 40541090 A JP40541090 A JP 40541090A JP H04212614 A JPH04212614 A JP H04212614A
Authority
JP
Japan
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working liquid
pressure
actuator
vehicle
switching valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP40541090A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Ikemoto
池本 浩之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH04212614A publication Critical patent/JPH04212614A/ja
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のサス
ペンションに係り、更に詳細には流体圧式のアクティブ
サスペンションに係る。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車輌の流体圧式のアクティブ
サスペンションの一つとして、例えば特開昭61−19
3907号公報に記載されている如く、各車輪に対応し
て設けられ作動液体室に対し作動液体が給排されること
により対応する部位の車高を増減するアクチュエータと
、作動液体供給手段及び作動液体排出手段と、作動液体
室と作動液体供給手段又は作動液体排出手段とを選択的
に連通接続して作動液体室内の圧力を制御する圧力制御
手段と、車輌の走行状態に応じて圧力制御手段を制御す
る制御装置とを有する流体圧式アクティブサスペンショ
ンは既に知られている。
【0003】かかるアクティブサスペンションによれば
、車輌の走行状態に応じて作動液体室に対する作動液体
の給排が制御されることにより各車輪に対応する部位の
車高が増減されるので、車体の姿勢や車輌の乗り心地性
などを積極的に制御することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしアクティブサス
ペンションが適用される車輌が例えば商用車やRV車の
如き車輌の場合には車輌の積載重量が比較的大きい範囲
にて変動するので、車輌の重量が大きく増大した場合に
はアクチュエータの作動液体室内の圧力も上昇し、作動
液体供給手段により供給される作動液体の圧力と作動液
体室内の圧力との間の差圧が小さくなるため、圧力制御
手段の圧力制御能力が低下してしまう。
【0005】かかる問題に対処すべく、作動液体供給手
段より供給される作動液体の圧力を予め高めに設定した
り、車輌の重量が増大した場合に作動液体の供給圧力を
高くすることが考えられる。しかし上述の如き車輌に於
ては一般にリヤサスペンションが負担する荷重のみが大
きく変動するので、荷重変動の少ないフロントサスペン
ションのアクチュエータについてみると、作動液体の供
給圧力は高くされる必要がないのに高く設定されること
になり、そのためアクティブサスペンションにより消費
されるエネルギ(=作動液体の供給圧×作動液体の制御
流量)が増大してしまう。
【0006】本発明は、従来の流体圧式のアクティブサ
スペンションに於ける上述の如き問題に鑑み、車輌の重
量が大きく増大されてもアクチュエータの作動液体室内
の圧力を効率よく制御することができ、しかも消費エネ
ルギが増大することがないよう改良された流体圧式のア
クティブサスペンションを提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、各車輪に対応して設けられ作動液体室に対
し作動液体が給排されることにより対応する部位の車高
を増減する主アクチュエータ及び副アクチュエータと、
作動液体供給手段及び作動液体排出手段と、前記作動液
体室と前記作動液体供給手段又は前記作動液体排出手段
とを選択的に連通接続して前記作動液体室内の圧力を制
御する圧力制御手段と、前記副アクチュエータの前記作
動液体室と前記作動液体排出手段とを連通し前記圧力制
御手段との連通を遮断する第一の位置と前記副アクチュ
エータの前記作動液体室と前記圧力制御手段とを連通し
前記作動液体排出手段との連通を遮断する第二の位置と
に切替わる切換弁と、車輌の重量を検出する手段と、前
記車輌の走行条件に応じて前記圧力制御手段を制御する
制御装置とを有し、前記制御装置は前記車輌の重量が所
定値を越えると前記切換弁を前記第二の位置に切換える
よう構成された流体圧式アクティブサスペンションによ
って達成される。
【0008】
【作用】上述の如き構成によれば、車輌の重量が所定値
を越えると切換弁が第二の位置に切換えられ、これによ
り副アクチュエータの作動液体室と圧力制御手段とが連
通されると共に作動液体排出手段との連通が遮断され、
副アクチュエータの作動液体室内の圧力も圧力制御手段
により車輌の走行条件に応じて制御されるようになる。
【0009】従って各輪のアクチュエータが一つである
場合に比して各アクチュエータが担持すべき荷重が減少
するので、アクチュエータの作動液体室内の圧力が低下
し、これにより作動液体供給手段により供給される作動
液体圧力を増大させなくても車体の姿勢や車輌の乗り心
地性を良好に制御することが可能になる。
【0010】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。
【0011】
【実施例】図1は本発明による流体圧式アクティブサス
ペンションの一つの実施例の流体回路を示す概略構成図
である。
【0012】図1に於て、10は作動液体としてのオイ
ルを貯容するリザーバを示している。リザーバ10には
接続通路12の一端及び作動液体排出通路14の一端が
接続されている。接続通路12の他端はエンジン16に
より駆動されるポンプ18の吸入側に接続されている。 ポンプ18は図示の実施例に於ては可変容量ポンプであ
り、その吐出側には作動液体供給通路20の一端が接続
されている。作動液体供給通路20の他端及び作動液体
排出通路14の他端は圧力制御弁22のパイロット操作
型の3ポート3位置切換式の切換制御弁24のPポート
及びRポートにそれぞれ連通接続されている。
【0013】圧力制御弁22は切換制御弁24と、作動
液体供給通路20とリザーバ10とを連通接続する接続
通路26と、該通路の途中に設けられた固定絞り28及
び可変絞り30とよりなっている。切換制御弁24のA
ポートには接続通路32が接続されている。切換制御弁
24は固定絞り28と可変絞り30との間の通路26内
の圧力Pp 及び接続通路32内のPa をパイロット
圧力として取込むスプール弁であり、圧力Pp が圧力
Pa より高いときにはポートPとポートAとを連通接
続する切換位置24a に切換わり、圧力Pp 及びP
a が互いに等しいときには全てのポートの連通を遮断
する切換位置24b に切換わり、Pp が圧力Pa 
より低いときにはポートRとポートAとを連通接続する
切換位置24cに切換わるようになっている。また可変
絞り30はそのソレノイドへ通電される電流を制御され
ることにより絞りの実効通路断面積を変化し、これによ
り固定絞り28と共働して圧力Pp を変化させるよう
になっている。
【0014】接続通路32の他端は車輪に対応して設け
られた主アクチュエータ36aの作動液体室38aに連
通接続されている。また接続通路32は接続通路33に
より主アクチュエータ36aと並列に設けられた副アク
チュエータ36bの作動液体室38bに連通接続されて
いる。図示の如くアクチュエータ36a及び36bは一
種のシリンダ−ピストン装置であり、シリンダにて図に
は示されていない車体に固定されたブラケット35aに
連結され、ピストンのロッド部にて図には示されていな
いサスペンションアームのブラケット35bに連結され
ている。またこれらのアクチュエータは作動液体室に対
し作動液体が給排されることにより対応する部位の車高
を増減するようになっている。接続通路32及び33に
はそれぞれ固定絞り40a及び40bを介して気液ばね
装置42a及び42bが接続されている。かくして固定
絞り40a及び40bは減衰力を発生し、気液ばね装置
42a及び42bはサスペンションスプリング又は補助
的なサスペンションスプリングとして作用するようにな
っている。
【0015】尚作動液体供給通路20内の圧力と作動液
体排出通路14内の圧力との和の2分の1を後輪のアク
チュエータの作動液体室の標準圧力Pref として、
主アクチュエータ36aのピストンの受圧面積A1 は
車輌が1名乗車状態にある場合に於ける後輪のアクチュ
エータの作動液体室内の圧力が上記標準圧力Pref 
となる大きさに設定されており、また副アクチュエータ
36bのピストンの受圧面積A2 は、主アクチュエー
タ及び副アクチュエータの作動液体室が互いに連通した
状態にあり、車輌がフル積載状態にある場合に於けるそ
れらの作動液体室内の圧力が上記標準圧力Pref に
なるような大きさに設定されている。
【0016】接続通路33の途中には切換弁44が設け
られている。切換弁44は3ポート2位置切換式のソレ
ノイド弁であり、副アクチュエータ36bの作動液体室
38bとリザーバ10に連通する作動液体排出通路45
とを連通接続し且作動液体室38bと接続通路32との
連通を遮断する第一の位置44aと、副アクチュエータ
の作動液体室38bと接続通路32とを連通接続し且作
動液体室38bと作動液体排出通路45との連通を遮断
する第二の位置44bとに切替わるようになっている。 特に図示の実施例に於ては、切換弁44はそのソレノイ
ド44cへ制御電流が通電されていないときには第一の
位置を維持し、ソレノイド44cへ制御電流が通電され
ると第二の位置へ切替わるようになっている。
【0017】接続通路32の途中には遮断弁46が設け
られている。遮断弁46はパイロット圧力制御装置48
により制御されたパイロット圧力Pc を取込み、パイ
ロット圧力Pc が開弁所定値を越えると開弁し、パイ
ロット圧力が閉弁所定値以下になると閉弁するよう構成
されている。パイロット圧力制御装置48は作動液体供
給通路20とリザーバ10とを連通接続する接続通路5
0と、該通路の途中に設けられた固定絞り52及び可変
絞り54とを含み、固定絞りと可変絞りとの間の圧力を
パイロット圧力Pc として遮断弁46へ供給するよう
になっている。
【0018】作動液体供給通路20の途中にはフィルタ
56及びポンプ18より圧力制御弁22へ向う作動液体
の流れのみを許す逆止弁58が設けられており、逆止弁
58より下流側の作動液体供給通路20にはアキューム
レータ60が連通接続されている。また接続通路33に
は主アクチュエータ36aの作動液体室38a内の圧力
を検出する圧力センサ62が設けられている。
【0019】尚逆止弁14、圧力制御弁22、接続通路
32、遮断弁46、主アクチュエータ36a、気液ばね
装置42a等は各車輪に対応して設けられており、接続
通路33、切換弁44、副アクチュエータ36b、気液
ばね装置42b、圧力センサ62等は右後輪及び左後輪
にのみ設けられている。また図2に於ては右前輪、左前
輪、右後輪、左後輪に対応する圧力制御弁はそれぞれ2
2fr、22fl、22rr、22rlにて示されてお
り、また右後輪、左後輪に対応する切換弁及び圧力セン
サはそれぞれ44rr、44rl及び62rr、62r
lにて示されている。
【0020】圧力制御弁22は図2に示された電気式制
御装置66により制御されるようになっている。電気式
制御装置66はマイクロコンピュータ68を含んでいる
。マイクロコンピュータ68は図2に示されている如き
一般的な構成のものであってよく、中央処理ユニット(
CPU)70と、リードオンリメモリ(ROM)72と
、ランダムアクセスメモリ(RAM)74と、入力ポー
ト装置76と、出力ポート装置78とを有し、これらは
双方性のコモンバス80により互いに接続されている。
【0021】入力ポート装置76には圧力センサ62r
r、62rlよりそれぞれ右後輪及び左後輪のアクチュ
エータの作動液体室内の圧力Prr、Prlを示す信号
が入力され、図1には示されていない車速センサ64よ
り車速Vを示す信号が入力され、また各輪に対応する部
位の車高を検出する車高センサ、車体の横加速度を検出
する横加速度センサ、車体の前後加速度を検出する前後
加速度センサの如き一群のセンサ65より車輌の走行状
態に関する信号が入力されるようになっている。入力ポ
ート装置76はそれに入力された信号を適宜に処理し、
ROM72に記憶されているプログラムに基くCPU7
0の指示に従い、CPU及びRAM74へ処理された信
号を出力するようになっている。ROM72は図3に示
された制御フローを記憶している。出力ポート装置78
はCPU70の指示に従い、駆動回路84を経てパイロ
ット圧力制御装置48の可変絞り54へ制御信号を出力
し、駆動回路86を経て圧力制御弁22fr、22rl
、22rr、22rlの対応する可変絞りへ制御信号を
出力し、また駆動回路88を経て開閉弁44fr、44
rl、44rr、44rlの対応するソレノイドへ制御
信号を出力するようになっている。
【0022】次に図3に示されたフローチャートを参照
して図示の実施例の作動について説明する。
【0023】尚図3のフローチャートによる制御は図に
は示されていないイグニッションスイッチの閉成により
開始される。またフラグFa は切換弁44が第二の位
置44bにあるか否かに関するものであり、1は切換弁
が第二の位置にあることを意味する。
【0024】ステップ10に於ては、パイロット圧力制
御装置48が制御されることによりパイロット圧力Pc
 が漸増され、これにより遮断弁46が全開状態になる
まで漸次開弁され、しかる後ステップ20へ進む。尚必
要ならば、かかる制御の詳細については例えば本願出願
人と同一の出願人の出願にかかる特願平2−19988
3号明細書を参照されたい。
【0025】ステップ20に於ては、圧力センサ62r
r、62rlにより検出された右後輪、左後輪のアクチ
ュエータの作動液体室内の圧力Prr、Prlを示す信
号、車速センサ64により検出された車速Vを示す信号
、及び一群のセンサ65により検出された各車輪に対応
する部位の車高、横加速度、前後加速度の如き車輌の走
行状態に関する信号の読込みが行われ、しかる後ステッ
プ30へ進む。
【0026】ステップ30に於ては、V0 を制御の基
準値(0に近い正の定数)として、ステップ20に於て
読込まれた車速Vが基準値V0 以下であるか否か、即
ち車輌が実質的に停車状態にあるか否かの判別が行われ
、V≦V0 ではない旨の判別が行われたときにはステ
ップ120へ進み、V≦V0 である旨の判別が行われ
たときにはステップ40へ進む。
【0027】ステップ40に於ては、ステップ20に於
て読込まれた右後輪及び左後輪のアクチュエータの作動
液体室38内の圧力Prr及びPrlの合計が制御の基
準値P0 (正の定数)以上であるか否かの判別が行わ
れ、Prr+Prl≧P0 ではない旨の判別が行われ
たときにはステップ80へ進み、Prr+Prl≧P0
 である旨の判別が行われたときにはステップ50へ進
む。
【0028】尚基準値P0 は切換弁44が第一の位置
にあり、車輌の積載荷重がフル積載荷重よりも所定値低
い場合に於ける圧力Prr及びPrlの合計に等しい値
に設定されている。
【0029】ステップ50に於ては、フラグFa が1
であるか否かの判別が行われ、Fa が1である旨の判
別が行われたときにはステップ120へ進み、Fa が
1ではない旨の判別が行われたときにはステップ60及
び70へ進む。
【0030】ステップ60に於ては切換弁44が第二の
位置44bに切換られ、ステップ70に於てはフラグF
a が1にセットされ、しかる後ステップ120へ進む
【0031】ステップ80に於ては、ステップ20に於
て読込まれた右後輪及び左後輪のアクチュエータの作動
液体室38内の圧力Prr及びPrlの合計が制御の基
準値P1 (正の定数)以下であるか否かの判別が行わ
れ、Prr+Prl≦P1 ではない旨の判別が行われ
たときにはステップ120へ進み、Prr+Prl≦P
1 である旨の判別が行われたときにはステップ90へ
進む。
【0032】尚基準値P1 は切換弁44が第二の位置
にあり、車輌の積載荷重が1名乗車の荷重よりも所定値
高い値である場合に於ける圧力Prr及びPrlの合計
に等しい値に設定されている。
【0033】ステップ90に於ては、フラグFa が1
であるか否かの判別が行われ、Fa が1ではない旨の
判別が行われたときにはステップ120へ進み、Fa 
が1である旨の判別が行われたときにはステップ100
及び110へ進む。
【0034】ステップ100に於ては切換弁44が第一
の位置44aに戻され、ステップ110に於てはフラグ
Fa が0にリセットされ、しかる後ステップ120へ
進む。
【0035】ステップ120に於ては、ステップ20に
於て読込まれた信号に基き車体の姿勢や車輌の乗り心地
性を制御するための各アクチュエータの作動液体室の目
標圧力が演算され、しかる後ステップ130へ進む。
【0036】ステップ130に於ては、フラグFa が
1であるか否かの判別が行われ、Fa が1ではない旨
の判別が行われたときにはステップ150へ進み、Fa
 が1である旨の判別が行われたときにはステップ14
0へ進む。
【0037】ステップ140に於ては、ステップ120
に於て演算された目標圧力のうち後輪の目標圧力に対し
係数A1 /(A1 +A2 )を乗じることにより補
正後の後輪の目標圧力が演算され、しかる後ステップ1
50へ進む。
【0038】ステップ150に於ては、ステップ120
又はステップ140に於て演算された目標圧力に基き各
圧力制御弁へ供給される目標電流が演算され、しかる後
ステップ160へ進む。
【0039】尚ステップ120に於ける目標圧力の演算
及びステップ150に於ける目標電流の演算は本発明の
要旨をなすものではなく、車体の姿勢や車輌の乗り心地
性が良好に制御されるよう車輌の走行条件に応じて圧力
制御弁が制御される限り任意の態様にて実施されてよく
、例えば本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特開
平2−175405号公報に記載されている如く行われ
てよい。
【0040】ステップ160に於ては、ステップ150
に於て演算された目標電流にて各圧力制御弁が制御され
ることにより、各アクチュエータの作動液体室内の圧力
がステップ120又は140に於て演算された目標圧力
に制御され、これにより車体の姿勢制御や車輌の乗り心
地制御等のアクティブ制御が実行され、しかる後ステッ
プ170へ進む。
【0041】ステップ170に於ては、図には示されて
いないイグニッションスイッチ(IG)がオフであるか
否かの判別が行われ、IGがオフではない旨の判別が行
われたときにはステップ20へ戻り、IGがオフである
旨の判別が行われたときには図示のフローチャートによ
る制御が終了する。
【0042】かくして図示の実施例によれば、ステップ
30に於て車輌が実質的に停車状態にあるか否かの判別
が行われ、車輌が実質的に停車状態にある旨の判別が行
われると、ステップ40に於て車輌がフル積載状態に近
い状態にあるか否かの判別が行われる。ステップ40に
於てイエスの判別が行われると、ステップ50に於て切
換弁44が第二の切換位置にあるか否かの判別が行われ
、切換弁が第二の位置にないときには切換弁が第二の位
置に切換られ、これにより主アクチュエータ36a及び
副アクチュエータ36bの作動液体室が相互に連通接続
される。
【0043】またステップ40に於てノーの判別が行わ
れると、ステップ80に於て車輌の積載荷重が1名乗車
に近い比較的軽い積載状態にあるか否かの判別が行われ
る。
【0044】ステップ80に於てイエスの判別が行われ
ると、ステップ90に於て切換弁44が第二の位置にあ
るか否かの判別が行われ、切換弁が第二の位置にある旨
の判別が行われるとステップ100に於て切換弁が第一
の位置に切換られ、副アクチュエータ36bの作動液体
室と圧力制御弁22との連通が遮断される。
【0045】またステップ130に於て切換弁44が第
二の位置にあるか否かの判別が行われ、切換弁が第二の
位置にある旨の判別が行われると、ステップ140に於
て後輪のアクチュエータの作動液体室の目標圧力が補正
される。
【0046】従って車輌の積載荷重が高い場合には、切
換弁44が第二の位置に切換られ、後輪のアクチュエー
タの受圧面積がA1 よりA1 +A2 に増大される
ので、後輪の各アクチュエータが担持すべき荷重が低下
し、これに相当して各アクチュエータの作動液体室の目
標圧力が低下されるので、作動液体供給通路20より圧
力制御弁22へ供給される作動液体の圧力が増大されな
くても、後輪のアクチュエータの作動液体室内の圧力が
車輌の走行状態に応じて効率よく制御される。
【0047】尚上述の実施例に於ては、各アクチュエー
タの作動液体室内の圧力を制御する手段は圧力制御弁で
あるが、この手段は流量制御弁であってもよい。また図
示の実施例に於ては主アクチュエータ及び副アクチュエ
ータの何れもそれぞれ一つの作動液体室のみを有してい
るが、アクチュエータはピストンの両側に二つの作動液
体室を有し、ピストンに設けられた接続通路によりこれ
ら二つの作動液体室が相互に連通接続された構造のもの
であってもよく、この場合にはアクチュエータの受圧面
積はピストンロッドの断面積に等しくなる。また作動液
体排出通路45の途中に切換弁44よりリザーバ10へ
向う作動液体の流れのみを許す逆止弁が設けられてもよ
く、その場合には切換弁44がその第一の位置にあると
きには副アクチュエータ36bは実質的にハイドロニュ
ーマチックシリンダとして機能する。
【0048】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0049】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、車輌の重量が所定値を越えると切換弁が第
二の位置に切換えられ、これにより副アクチュエータの
作動液体室と圧力制御手段とが連通されると共に作動液
体排出手段との連通が遮断され、副アクチュエータの作
動液体室内の圧力も圧力制御手段により車輌の走行条件
に応じて制御されるようになる。
【0050】従って各輪のアクチュエータが一つである
場合に比して各アクチュエータが担持すべき荷重が減少
し、アクチュエータの作動液体室内の圧力が低下するの
で、作動液体供給手段により供給される作動液体圧力を
増大させなくても車体の姿勢や車輌の乗り心地性を良好
に制御することでき、また作動液体供給手段により供給
される作動液体の圧力を増大させる場合に比して消費エ
ネルギを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による流体圧式アクティブサスペンショ
ンの一つの実施例の流体回路を示す概略構成図である。
【図2】図1に示された実施例の電気式制御装置を示す
ブロック線図である。
【図3】図2に示された電気式制御装置により達成され
る制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…リザーバ 16…エンジン 18…ポンプ 20…作動液体供給通路 22…圧力制御弁 24…切換制御弁 26…接続通路 28…固定絞り 30…可変絞り 32、33…接続通路 36a…主アクチュエータ 36b…副アクチュエータ 38a、38b…作動液体室 42a、40b…気液ばね装置 44…切換弁 46…遮断弁 48…パイロット圧力制御装置 50…接続通路 52…固定絞り 54…可変絞り 60…アキュームレータ 62…圧力センサ 64…車速センサ 65…一群のセンサ 66…電気式制御装置 68…マイクロコンピュータ 70…CPU 72…ROM 74…RAM 76…入力ポート装置 78…出力ポート装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各車輪に対応して設けられ作動液体室に対し作動液体が
    給排されることにより対応する部位の車高を増減する主
    アクチュエータ及び副アクチュエータと、作動液体供給
    手段及び作動液体排出手段と、前記作動液体室と前記作
    動液体供給手段又は前記作動液体排出手段とを選択的に
    連通接続して前記作動液体室内の圧力を制御する圧力制
    御手段と、前記副アクチュエータの前記作動液体室と前
    記作動液体排出手段とを連通し前記圧力制御手段との連
    通を遮断する第一の位置と前記副アクチュエータの前記
    作動液体室と前記圧力制御手段とを連通し前記作動液体
    排出手段との連通を遮断する第二の位置とに切替わる切
    換弁と、車輌の重量を検出する手段と、前記車輌の走行
    条件に応じて前記圧力制御手段を制御する制御装置とを
    有し、前記制御装置は前記車輌の重量が所定値を越える
    と前記切換弁を前記第二の位置に切換えるよう構成され
    た流体圧式アクティブサスペンション。
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