JPH0454494Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車両の姿勢制御装置に関し、特に、
圧力制御弁の故障時の制御に関する。

（従来の技術と考案が解決しようとする問題点） 従来、車両の姿勢制御装置としては、例えば、
特開昭62−96126号公報や特開昭62−96109号公報
に記載されているようなものが知られている。

これらの従来装置に用いられる圧力制御弁は、
単にソレノイドの電磁力に比例して出力液圧を制
御するだけのもので、例えば、バルブスプールが
ゴミその他によりステイツクしたような場合に対
処し得る安全機構を有しておらず、このようなバ
ルブスプールの摺動異常が発生した場合、出力液
圧はそのままの液圧で維持され、それによつて、
車高が異常なまま維持され、車両の姿勢がアンバ
ランスのままになる等の問題点があつた。

ちなみに、これら従来装置は、圧力制御弁にこ
のような異常が発生したときに、制御を中止する
構造であつたため、姿勢可変手段内の圧力がその
まま維持されることとなり、それによつて、車高
が異常なまま維持されるもので、この装置自体に
も、圧力制御弁の異常時に車両の姿勢がアンバラ
ンスとなるという問題点があつた。

なお、例えば、特公昭50−31292号公報や特開
昭60−54025号公報に開示されているように、減
圧構造の弁が圧力を所定圧に調整できなくなつた
場合に作動する安全機構は知られているが、本願
考案のように、ソレノイドが駆動してバルブスプ
ールが摺動することで圧力調整を行う制御弁にお
いては、バルブスプールの摺動異常発生時に作動
を行うものは従来知られていなかつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上述のような問題点を解決し、圧力
制御弁に異常が発生したときに、出力液圧をドレ
ン圧等の低圧や或る一定の所定圧力にすることが
できる安全機構を圧力制御弁のバルブスプール内
に一体的に設ける構造とすることで、構造が簡単
で安全性の高い姿勢制御装置用安全弁を提供する
ことを目的としている。

この目的達成のために本考案では、ポンプ圧回
路、ドレン回路、出力回路の夫々に接続されたバ
ルブ穴と、該バルブ穴の軸方向に摺動可能に設け
られ、軸方向の一方向への摺動で出力回路とポン
プ圧回路との間の絞り量を広げる第１のランド及
び、他方向への摺動で出力回路とドレン回路との
間の絞り量を広げる第２のランドが形成されたバ
ルブスプールと、該バルブスプールを第２のラン
ドによる絞りを広げる方向に付勢するバルブスプ
リングと、前記バルブスプールを第１のランドに
よる絞りを広げる方向にプランジヤにより押圧す
るソレノイドと、を備え、液圧により作動して車
両を姿勢制御する姿勢可変手段に出力回路が接続
されている圧力制御弁において、前記バルブスプ
ールのソレノイド側端部に、バルブスプール及び
プランジヤと同軸に、ドレン圧もしくは所定の一
定圧を発生する異常時用液圧路および前記出力回
路に連通するスプール側バルブ穴が形成され、該
スプール側バルブ穴には、常時は、前記バルブス
プリングよりも強い弾発力の安全スプリングによ
り前記異常時用液圧路と前記出力回路との連通を
遮断する位置に摺動付勢され、前記プランジヤに
より押圧されて前記軸方向に摺動して、これらの
回路を連通させる安全弁が設けられ、前記バルブ
スプールに、安全スプリングによる安全弁の摺動
を前記連通を遮断する位置で規制するストツパが
設けられている手段とした。

（作用） 本考案の車両の姿勢制御装置では、以下に述べ
るように作動する。

(イ) 圧力制御弁正常時 通常、ソレノイドには車両の姿勢が所定の目標
状態（例えば、水平状態）となるようにするため
の電流が出力され、この電流により駆動してプラ
ンジヤが安全弁を押圧する。

このプランジヤの押圧力は、安全弁及び安全ス
プリングを介してバルブスプールに伝達され、さ
らにこのバルブスプールをソレノイド側に付勢す
るバルブスプリングにも伝達される。

この場合、バルブスプリングは安全スプリング
よりも弾発力が弱い構造となつているため、安全
スプリングが短縮することなくバルブスプリング
が短縮され、バルブスプールが第１のランドによ
る絞りを広げる方向に摺動して、出力回路とポン
プ圧回路とが連通されて出力液圧が上昇する。

また、ソレノイドへの電流が減少するとプラン
ジヤによる押圧力も低下し、バルブスプリングが
伸長してバルブスプールが第２のランドによる絞
りを広げる方向に摺動して、出力回路とドレン回
路とが連通されて出力液圧が下降する。

即ち、通常の出力液圧制御下においては、バル
ブスプールの摺動ストローク範囲では、バルブス
プリングのみが伸縮して安全スプリングは伸縮さ
れず、これによつて、安全弁はストツパによる規
制位置を保ち、出力回路と異常時用液圧路との連
通は絶たれている。

(ロ) 圧力制御弁異常発生時 圧力制御弁において、バルブスプールがステイ
ツクする等して、バルブスプールが摺動しない異
常が発生することがある。

このような場合に、ソレノイドを駆動すると、
バルブスプールが摺動しないためにプランジヤの
押圧力はバルブスプリングに伝達されず、この押
圧力によつて安全スプリングが短縮されることと
なり、安全弁がストツパに対して離れる方向にス
プリング側バルブ穴を摺動し、出力回路が異常時
用液圧路と連通される。

そして、これによつて、圧力制御弁の出力液圧
は、ドレン等の低圧や或る一定の所定液圧に保持
され、姿勢可変手段も予定された所定の状態とな
つて、車両姿勢が安定する。

また、ソレノイドに通常の制御時の電流よりも
高い電流を流して、プランジヤの押圧力を大きく
した場合も、バルブスプリングの所定量の短縮後
に、安全スプリングが短縮することとなつて、圧
力制御弁の出力液圧をドレン圧や所定の圧力にす
ることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

まず、第１図〜４図に示す第１実施例について
その構成を説明する。

第２図は、本考案第１実施例の圧力制御弁２０
を備えた車両の姿勢制御装置を示す全体図であつ
て、図中１０，１０，１０，１０は姿勢可変手段
としての姿勢制御アクチユエータを示す。この姿
勢制御アクチユエータ１０は、車体前後の左右の
４箇所に、図外のサスペンシヨン装置と並列に車
軸と車体との間に設けられ、車軸側に下端が支持
されたシリンダ１１と、車体側に上端が支持され
シリンダ１１内を摺動するピストン１２とを備
え、このピストン１２の摺動により車体と車軸の
間隔を調節する。

即ち、前記ピストン１２は、シリンダ１１内を
一対の作動室１３，１４に画成し、かつ、作動室
１４には各圧力制御弁２０からの出力回路１０１
を介して作動液が供給される。この作動室１４の
液圧が上昇するとピストン１２が上方に変位して
車体を持ち上げ、また、作動室１４の液圧が低下
するとピストン１２が下方に変位して車体を下げ
る。このように、姿勢制御アクチユエータ１０
は、車体前後の左右の４箇所の車体の高さを調節
して車体の姿勢を制御するものである。

尚、ピストン１２に連通孔１５を設けてもよ
い。

尚、前記作動液としてはオイルが一般的である
が、液圧伝達が良好に成される液体であればオイ
ルに限らない。また、図示するように、前記圧力
制御弁２０にはアキユームレータ１０２に貯蔵さ
れたポンプ１０３の液圧が供給されるよう構成さ
れており、かつ、ポンプ１０３とアキユームレー
タ１０２間にはチエツクバルブ１０４が設けられ
ると共に、アンロードバルブ１０５が並列に介装
されている。

第１実施例の圧力制御弁２０は、コントローラ
３０からの制御信号Ciによりソレノイド２１が駆
動してバルブスプール２２を摺動させ、前記姿勢
制御アクチユエータ１０への出力液圧を制御する
ものである。

この圧力制御弁２０は、第１図の断面図に示す
ように、バルブボデイ２３にはバルブ穴２４が形
成され、このバルブ穴２４にはポンプ圧回路１０
６からポンプ圧Ｐが供給されるポンプ圧ポート２
４１、ドレン回路１０７でタンク１０８に連通さ
れたドレンポート２４２及び出力回路１０１に連
通された出力ポート２４３が形成され、かつ、こ
のバルブ穴２４には、両端に背室２４４，２４５
を形成すると共に、ランド２２１，２２２により
ポンプ圧ポート２４１とドレンポート２４２の絞
り量を変化させて出力液圧を調整できるようにバ
ルブスプール２２が摺動可能に設けられている。
さらに、バルブスプール２２の図中左端部には反
力ランド２２３が形成され、かつ、この位置のバ
ルブスプール２２とバルブボデイ２３間には出力
ポート２４３と液路２３１で連通され、フイード
バツク液圧が導かれるフイードバツク室２４６が
形成されている。

また、前記バルブスプール２２は、バルブスプ
リング２５，２５により中立位置に付勢され、か
つ、ソレノイド２１のプランジヤ２１１により出
力液圧を増圧する方向に押圧される。尚、両背室
２４４，２４５はドレン回路１０７に連通されて
いる。

従つて、ソレノイド２１が駆動していないとき
にバルブスプール２２は、両バルブスプリング２
５，２５に付勢力が釣り合う中立位置にあり、ポ
ンプ圧ポート２４１、ドレンポート２４２、出力
ポート２４３はそれぞれ独立している。ソレノイ
ド２１が駆動すると、プランジヤ２１１がバルブ
スプール２２を図中右方向に押圧してバルブスプ
ール２２を摺動させ、ポンプ圧ポート２４１の絞
りを開かせると共にドレンポート２４２の絞りを
閉じ、出力ポート２４３の液圧が上昇される。こ
の上昇液圧は液路２３１を介してフイードバツク
室２４６に導かれ、反力ランド２２３でプランジ
ヤ２１１の押圧方向と逆方向に受圧され、バルブ
スプール２２はプランジヤ２１１の押圧力と反力
ランド２２３の受圧力とが釣り合う位置に押し戻
され、出力液圧がソレノイド２１の電磁力に比例
した圧力に制御される。

また、この実際の出力液圧Psは管路に設けら
れた圧力検出手段としての圧力センサ４０により
検出されるようになつている（第３図）。

ところで、第１図に示すように、前記バルブス
プール２２にはプランジヤ２１１との間に安全弁
５１が設けられている。この安全弁５１は、異常
時に作動して出力ポート２４３の液圧をドレン圧
にするもので、この安全弁５１は、バルブスプー
ル２２の一端部（図中左端部）に形成され、か
つ、前記フイードバツク室２４６と背室２４４と
に連通されたスプール側バルブ穴５２に摺動可能
に設けられ、ストツパリング５３に摺動規制され
るまで安全スプリング５４により付勢されてい
る。尚、この安全スプリング５４には、前記バル
ブスプリング２５よりも相当強い弾発力の物を用
いている。また、前記スプール側バルブ穴５２に
連通された背室２４４は後述するように、常時ド
レン圧である異常時用液路とされる。

また、前記スプール側バルブ穴５２には、環状
室５５が形成されている。この環状室５５は、前
記フイードバツク室２４６（即ち、出力回路１０
１）に連通され、かつ、安全弁５１が図示するス
トツパリング５３に摺動規制された位置にある状
態で、安全弁５１に塞がれ、また、安全弁５１が
スプール側バルブ穴５２の奥に摺動した状態で、
常時ドレン圧の異常時用液圧路としての背室２４
４に連通されるように形成されている。

従つて、通常、プランジヤ２１１がこの安全弁
５１を押圧した場合には、この安全弁５１及び安
全スプリング５４を介してバルブスプール２２に
伝達された押圧力により、安全スプリング５４が
短縮するよりも前にバルブスプリング２５が短縮
され、バルブスプール２２が摺動して上述したよ
うな出力液圧の制御が成される。また、バルブス
プール２２の摺動に異常があるような場合には、
その摺動抵抗及び後述する強い押圧力により安全
スプリング５４が短縮されて安全弁５１がスプー
ル側バルブ穴５２の奥まで押し込まれることとな
つて、環状室５５が背室２４４と連通され、それ
によつて、出力ポート２４３がフイードバツク室
２４６及び背室２４４を介してドレン回路１０７
と連通され、出力液圧がドレン圧Ptに低下され
るものである。

よつて、この安全弁５１、安全スプリング５
４、環状室５５によつて、圧力制御弁２０の出力
液圧を強制的にドレン圧Ptにする安全機構５０
が構成されている。

尚、安全弁５１には環状室５５の液圧を背室２
４４に導くための切削部５１１が形成されてい
る。

前記コントローラ３０は、第３図に示すよう
に、CPU３１，ROM３２，RAM３３，入力イ
ンタフエース３４及び出力インタフエース３５か
ら構成されている。

入力インタフエース３４は、入力センサ群６０
からの信号を入力して、CPU３１で処理可能な
信号に変換する。

前記入力センサ群６０には、車体の左右に作用
する加速度Gx、車体の前後に作用する加速度
Gy、車体の上下に作用する加速度Gzをそれぞれ
検出するＧセンサ６１，６２，６３と、各出力回
路１０１，１０１，１０１，１０１の出力液圧
Psを検出する圧力センサ４０，４０，４０，４
０が含まれている。

前記コントローラ３０の制御作動を、第４図の
フローチヤートにより説明する。

ステツプａで入力センサ群６０から各加速度
Gx，Gy，Gz及び実際出力液圧Ps，Ps，Ps，Ps
が読み込まれる。

そして、ステツプｂでこの入力情報に基き、例
えば、荷物の積載や加減速時やコーナリング時等
のように車両に姿勢変化が生じた時には、姿勢制
御演算手段において、車両の姿勢が、例えば水平
のような所定の目標状態となるように、ROMに
記憶されているデータに基いて前記圧力制御弁２
０で必要な出力液圧が演算される。

この演算結果に基いて、ステツプｃで、出力イ
ンタフエース３５の正常時信号発生手段に相当す
る部分から各圧力制御弁２０のソレノイド２１に
制御信号Ciを出力する。この制御信号Ciは電流で
あつて、制御信号Ciの電流値は、０〜1.0Aの範
囲となつている。

また、このCPU３１では、ステツプｄにおい
て、各圧力センサ４０から読み込まれる実際出力
液圧Psと前記姿勢制御演算による各圧力制御弁
２０に対する演算出力液圧Pgを比較し、各圧力
制御弁２０の作動が正常に行われているかどうか
の第１の判別を行つている。即ち、両出力液圧
Pg，Psが等しいときにきは正常と判断され、以
上のステツプａ〜ｄを繰替し、また、両出力液圧
Pg，Psに差が生じたときには、異常が発生した
と判別され、ステツプｅに進む、このステツプｅ
では、実際出力液圧Psと演算出力液圧Pgの偏差
ΔSを次式に従つて演算する。

ΔS＝Pg−Ps 次に、ステツプｆでは第２の異常判別が成され
るもので、前回の偏差ΔSn−１と今回の偏差ΔSn
とを比較し、変化しているときは、圧力制御弁２
０が摺動異常を発生することなく正常に作動して
いると判断し、ステツプｇで偏差ΔSに応じた偏
差信号を出力する。次いで、ステツプｈで偏差信
号に基きソレノイド２１への制御信号Ciの電流値
を補正する。

その後、ステツプｄに戻り、前記判別を行い、
両出力液圧Pg，Psが一致して正常と判別される
と、今回の処理を終了し、一致していないときは
前述のステツプｄ〜ｈを繰り返し実行する。即
ち、ステツプｄ〜ｈでは圧力制御弁２０の出力ポ
ート２４３に発生する実際の出力液圧Psが演算
出力液圧Pgと一致するようにフイードバツク制
御が行われる。

一方、ステツプｆで偏差ΔSが変化していない
ときには、圧力制御弁２０のバルブスプール２２
が摺動異常の場合と判別し、ステツプｉで出力イ
ンタフエース３５の異常時信号出力手段に相当す
る部分から、前記安全弁５１を作動させる作動信
号Sjが出力され、それと同時に、他の正常な圧力
制御弁２０に対して、出力液圧をドレン圧Ptに
するために制御信号Ciの出力が停止される。

また、作動信号Sjは前記ソレノイド２１が安全
スプリング５４の弾発力に抗して安全弁５１を確
実に摺動させるだけの電磁力を発生させることの
できる電流でなければならないから、実際には、
制御信号Ciよりも高い電流（1.5〜2.0A）が用い
られる。

次に、実施例の作用を説明する。

(イ) 圧力制御弁正常時 各圧力制御弁２０，２０，２０，２０が正常で
あるときには、コントローラ３０においてステツ
プａ〜ｄもくしは、それにステツプｅ〜ｈを加え
た流れで制御作動が成され、圧力制御弁２０に
0.0A〜1.0Aの範囲内の電流である制御信号Ciが
出力される。

この制御信号Ciによるプランジヤ２１１からの
押圧力では、バルブスプリング２５のみが伸縮し
てバルブスプール２２が摺動して、車体が所定の
目標状態となるように出力液圧が制御されるもの
で、安全弁５１は環状室５５と背室２４４とが連
通されるほど摺動しない。

(ロ) 圧力制御弁異常発生時 圧力制御弁２０の一つにおいて、バルブスプー
ル２２がステイツクする等の異常が発生した場合
には、まず、圧力制御弁２０の実際出力液圧Ps
が姿勢制御演算手段での演算出力液圧Pgと異な
ることとなる。

ステツプｄにおいて、この両者Ps，Pg差が判
別されると共に、ステツプｆにおいて異常発生で
あると判別されると、ステツプｉにおいて、出力
インタフエース３５からソレノイド２１に対して
作動信号Sj（1.5〜2.0Aの高い電流）が出力される
と共に、他の正常な圧力制御弁２０，２０，２
０，に対しては、制御信号Ciの出力停止が成され
る。

異常が発生した圧力制御弁２０にあつては、ソ
レノイド２１に作動信号Sjが与えられて大きな押
圧力で安全弁５１が押されると、バルブスプール
２２がステイツクする等して摺動抵抗が極めて大
きいこともあつて、安全弁５１は安全スプリング
５４を短縮させて摺動し、環状室５５が背室２４
４側と連通され、出力液圧がドレン圧Ptになる。
また、仮に異常がバルブスプール２２以外にある
場合でも、この作動信号Sjにより与えられる大き
な押圧力によりバルブスプール２２が大きく摺動
しバルブスプリング２５が短縮しなくなると、や
はり、安全スプリング５４が短縮されて安全弁５
１が摺動し、出力液圧がドレン圧Ptとなる。

従つて、全ての圧力制御弁２０の出力液圧がド
レン圧Ptとなつて、姿勢制御アクチユエータ１
０は全て同じ長さの短縮状態となり、４箇所の車
高が一致して、車体はサスペンシヨン装置のみで
支持された一般的な状態、つまり、姿勢制御装置
を備えていない車両の姿勢と同じ状態となつて、
走行が安定する。

このように、安全弁５１を含む安全機構５０に
より、異常時には出力液圧が維持されることなく
ドレン圧となるという特徴を有する。

さらに、第１実施例では、圧力制御弁２０の異
常が実際出力液圧Psと演算出力液圧Pgとの比較
に基いて検出されるため応答性が高いという特徴
も有している。

次に、第５図に示す第２実施例について説明す
る。この第２実施例は、安全機構５０の作動時に
圧力制御弁２０の出力液圧が所定の一定圧力にな
るように構成したものである。

第５図は、第２実施例のバルブスプール２２を
示す断面図であつて、安全弁５１にはランド５１
２，５１３と安全弁側ポート５１４が形成されて
いる。また、スプール側バルブ穴５２には、ポン
プ圧ポート２４１から減圧弁５６を介して液圧が
導かれる異常時用液路５６１に接続された液圧ポ
ート５２１が形成されている。

また、この第２実施例の制御作動は第６図に示
すとおりである。

従つて、圧力制御弁２０に異常が発生した際
に、コントローラ３０から作動信号Sjが出力され
ると（第６図ステツプｊ）、プランジヤ２１１が
押圧して安全弁５１が摺動され、安全弁側ポート
５１４により液圧ポート５２１と環状室５５とが
連通される。これによつて、環状室５５とこの環
状室５５に連通される出力ポート２４３の液圧
は、減圧弁５６により減圧された所定の液圧とな
る。

また、これと同時にコントローラ３０からは他
の正常な圧力制御弁２０に対して、出力液圧をこ
の所定の液圧と同等（例えば、軸重に応じた所定
の圧力）にするための制御信号Cjが出力される
（ステツプｊ）。

これによつて、車体４箇所の姿勢制御アクチユ
エータ１０は、全て所定の同じ長さにされ、車体
は一般的な車両と同じのノーマルな状態で保た
れ、圧力制御弁２０に異常が発生しても走行が安
定する。このときの車高は、第１実施例の場合よ
り少し高くなる。

この第２実施例において、他の構成及び作用は
第１実施例と同じであるので説明を省略する。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案の車両の姿勢
制御装置にあつては、圧力制御弁のバルブスプー
ル内に異常時には出力回路と異常時用液圧路とを
連通させる安全弁を一体的に設け、出力回路の液
圧が、異常発生時のまま維持されることなく、ド
レン圧等の低圧や或る一定の所定圧力になるよう
にしたため、構造が簡単で安価であり、姿勢制御
装置の安全性及び信頼性を高める圧力制御弁を提
供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案第１実施例の姿勢制御装置用圧
力制御弁を示す断面図、第２図は第１実施例装置
を備えた姿勢制御装置を示す全体図、第３図は第
１実施例装置のコントローラを示すブロツク図、
第４図は第１実施例装置のコントローラの制御作
動を示すフローチヤート、第５図は第２実施例圧
力制御弁のバルブスプール及び安全弁を示す断面
図、第６図は第２実施例装置のコントローラの制
御作動を示すフローチヤートである。 １０……姿勢制御アクチユエータ（姿勢可変手
段）、２０……圧力制御弁、２１……ソレノイド、
２２……バルブスプール、２４……バルブ穴、２
５……バルブスプリング、５１……安全弁、５２
……スプール側バルブ穴、５４……安全スプリン
グ、１０１……出力回路、１０６……ポンプ圧回
路、１０７……ドレン回路、２１１……プランジ
ヤ、２４４……背室（異常時用液圧路）、５６１
……異常時用液圧路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ポンプ圧回路１０６、ドレン回路１０７、出力
   回路１０１の夫々に接続されたバルブ穴２４と、
   該バルブ穴２４の軸方向に摺動可能に設けられ、
   軸方向の一方向への摺動で出力回路１０１とポン
   プ圧回路１０６との間の絞り量を広げる第１のラ
   ンド２２１及び、他方向への摺動で出力回路１０
   １とドレン回路１０７との間の絞り量を広げる第
   ２のランド２２２が形成されたバルブスプール２
   ２と、該バルブスプール２２を第２のランド２２
   ２による絞りを広げる方向に付勢するバルブスプ
   リング２５と、前記バルブスプール２２を第１の
   ランド２２１による絞りを広げる方向にプランジ
   ヤ２１１により押圧するソレノイド２１と、を備
   え、液圧により作動して車両を姿勢制御する姿勢
   可変手段１０に出力回路１０１が接続されている
   圧力制御弁において、 前記バルブスプール２２のソレノイド側端部
   に、バルブスプール２２及びプランジヤ２１１と
   同軸に、ドレン圧もしくは所定の一定圧を発生す
   る異常時用液圧路２４４，１０７および前記出力
   回路１０１に連通するスプール側バルブ穴５２が
   形成され、 該スプール側バルブ穴５２には、常時は、前記
   バルブスプリング２５よりも強い弾発力の安全ス
   プリング５４により前記異常時用液圧路２４４，
   １０７と前記出力回路１０１との連通を遮断する
   位置に摺動付勢され、前記プランジヤ２１１によ
   り押圧されて前記軸方向に摺動して、これらの回
   路を連通させる安全弁５１が設けられ、 前記バルブスプール２２に、安全スプリング５
   ４による安全弁５１の摺動を前記連通を遮断する
   位置で規制するストツパ５３が設けられているこ
   とを特徴とする姿勢制御装置用圧力制御弁。