JPH0710892Y2 - 電磁比例式圧力制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車の液圧制御サスペンション装置、特
に、アクティブサスペンション装置に用いられる電磁比
例式圧力制御弁に関する。

（従来の技術） 電磁比例式圧力制御弁を用いた液圧制御サスペンション
装置としては、例えば、特開昭62−292517号公報に記載
されたようなものが知られている。

この液圧制御サスペンション装置は、第５図に示すよう
に、車体と車軸の間にアクチュエータとしての油圧シリ
ンダ90が設けられ、この油圧シリンダ90に制御圧回路91
を介して圧力制御弁92が接続され、かつ、制御圧回路91
に減衰弁93を介してアキュムレータ94が接続され、前記
圧力制御弁92は、コントローラから出力される制御電流
ｉにより作動して、制御圧回路91を油圧ポンプ95からの
油圧供給回路96とドレーン回路97とに選択的に接続させ
る構造となっている。

そして、車両の走行状況が、車速センサ，車高センサ，
圧力センサ等で検知されてコントローラに入力され、こ
のコントローラから車両の最適姿勢を作るための制御電
流ｉが圧力制御弁92のソレノイドに出力されると、圧力
制御弁92では制御電流ｉに応じた油圧を油圧シリンダ90
に与えて車両の姿勢制御（アクティブ制御）を行い、一
方、路面からの入力、即ち油圧シリンダ90からの入力に
対しては、アキュムレータ94と減衰弁93とが主に作用し
て乗り心地を確保するものである。

（考案が解決しようとする課題） このような従来の液圧制御サスペンション装置は、４輪
のそれぞれに設けた油圧シリンダ90の油圧を、車両の走
行状況に応じて圧力制御弁92により制御し、車両の姿勢
をアクティブに制御するものであるが、従来では、この
アクティブ制御の応答性を良好にするために、圧力制御
弁92には、制御電流ｉに対する出力油圧の周波数応答性
が高い高応答性のものが用いられていた。

しかしながら、このように、圧力制御弁に高応答性のも
のを使用すると、確かに制御電流によるアクティブ制御
応答性の向上は得られるが、液圧制御サスペンション装
置に要求される乗り心地が悪化するという問題があっ
た。

この点をアクティブ制御の応答性に表れる電流入力応答
性と、乗り心地性に表れるアクチュエータ入力応答性の
特性を示した第３図及び第４図により説明する。

第３図は高応答性の圧力制御弁を用いたときの特性図
で、第３図（ａ）に示す電流入力応答性は、高周波域
（０〜10Hz）までゲイン降下、位相遅れとも少なく、良
好である。また、第３図（ｂ）に示すアクチュエータ入
力応答性、即ち、乗り心地特性を評価するアクチュエー
タ（油圧シリンダ）の伝達力特性は、高周波域（10Hz以
上）では圧力制御弁はほとんど機能せずに減衰弁のみが
寄与し、低周波域になると、圧力制御弁が作用し始める
結果、伝達力は減少する。

また、第４図は低応答性の圧力制御弁を用いたときの特
性図で、第４図（ａ）に示す電流入力応答性は、低周波
域からゲイン降下、位相遅れが生じる。また、第４図
（ｂ）に示すアクチュエータ応答性は、低周波域で圧力
制御弁の寄与率が減少し、アキュムレータの作用により
伝達力が上昇する。

従って、液圧制御サスペンション装置においては、車両
姿勢のアクティブ制御を高応答で行うためには、電流入
力応答性が第３図（ａ）のような電流入力応答性を有す
る圧力制御弁を用い、他方、乗り心地性の向上を図るた
めには、第４図（ｂ）のようなアクチュエータ入力応答
性を有した低応答性の圧力制御弁を用いることが要求さ
れる。

即ち、高周波域では、一定の伝達力を維持しながら、低
周波域（例えば、低速走行時の凹凸路）では、伝達力を
高めてサスペンション装置をハードにすることが望まれ
るが、従来の高応答性の圧力制御弁をそのまま用いただ
けでは電流入力応答性と、アクチュエータ入力応答性の
両方の要求を満足することができないものであった。

本考案は、上述のような従来の問題点に鑑み、電流入力
応答性を維持しながら、乗り心地も同時に確保すること
ができる電磁比例式圧力制御弁を提供することを目的と
している。

（課題を解決するための手段） この目的達成のために、本考案の電磁比例式圧力制御弁
では、バルブボディに穿設され、液圧源に接続される入
力ポート及びドレーン回路に接続されるドレーンポート
が形成されると共に、両ポート間位置に制御圧回路に連
通される制御圧孔が開口されたバルブ穴と、該バルブ穴
に摺動自在に設けられ、制御圧孔の開口位置のバルブボ
ディとの間に圧力制御室を区画形成するバルブスプール
と、コントローラからの制御電流に比例したパイロット
液圧を形成するパイロット液圧制御手段と、前記バルブ
スプールの一端側に形成され、バルブスプールを圧力制
御室液圧上昇方向に押圧すべくパイロット液圧が導入さ
れるパイロット室と、前記バルブスプールの他端側に形
成され、バルブスプールを圧力制御室液圧下降方向に押
圧すべく圧力制御室の液圧が導入されるフィードバック
室と、前記制御圧孔とパイロット室とを連通する連通路
とを設けた。

（作用） 本考案の電磁比例式圧力制御弁を液圧制御サスペンショ
ン装置に適用した場合について説明する。この場合、制
御圧孔を、車体と車軸間に配設された車高調整可能なア
クチュエータに対して制御圧回路を介して接続し、入力
ポートをポンプ圧回路を介してポンプ等の液圧源に接続
し、ドレーンポートをドレーン回路を介してタンクに接
続させて使用するものである。

（イ） アクティブ制御時 コントローラからの制御電流が上昇すると、パイロット
制御手段においてパイロット液圧が上昇され、このパイ
ロット液圧がパイロット室を通じてバルブスプールに作
用し、このバルブスプールは圧力制御室の液圧上昇方向
に摺動する。

これにより、制御圧孔、さらに、制御圧回路の液圧が上
昇されて、アクチュエータが作動して車高が上昇する。
尚、圧力制御室の液圧は、フィードバック室にフィード
バックされて、バルブスプールが押し戻され、バルブス
プールはフィードバック室の液圧による押圧力とパイロ
ット室の液圧による押圧力とが釣り合う位置に配置さ
れ、圧力制御室の液圧はそれに応じた液圧となる。

また、コントローラからの制御電流が減少すると、パイ
ロット液圧制御手段においてパイロット液圧が低下さ
れ、これにより、パイロット室の液圧が低下され、バル
ブスプールは、フィードバック室の液圧による押圧力の
方が強く作用することとなって、圧力制御室液圧下降方
向に摺動される。

これにより、制御圧孔、さらに、制御圧回路の液圧が下
降され、アクチュエータの圧力が低下して車高が下降す
る。

この場合、本考案では、制御圧孔とパイロット室とが連
通路によって連通されているが、アクティブ制御時にア
クチュエータへ出入りする作動液の量が少ないこともあ
って、制御圧孔での出力液圧とパイロット室のパイロッ
ト液圧は使用周波域（低周波域）においてはほぼ同圧と
なり、応答性には影響はない。

（ロ） アクチュエータ入力時 路面の凹凸等によりアクチュエータ側から入力がある時
は、アクチュエータのストローク（圧縮行程，伸び行
程）に伴なって大きな容量変動が発生し、その作動油の
流れは、通常、アキュームレータへの出入りと、圧力制
御弁への出入りとに分担される。

この場合、高周波域では圧力制御弁は殆ど機能しないこ
とから、液圧は殆ど全てアキュームレータで吸収される
が、低周波域では圧力制御弁が機能し、アキュームレー
タからの変動流量の一部を負担することになる。

次に、この場合の作動をアクチュエータの圧縮行程時と
伸び行程時とに分けて説明する。

（ハ） アクチュエータ圧縮行程時 このアクチュエータ圧縮行程時では、アクチュエータか
ら作動液が排出され、この排出された作動液は制御圧回
路を通じて、本圧力制御弁の制御圧孔に流入され、そこ
から、圧力制御室を介してフィードバック室に導かれる
と共に、連通路を介してパイロット室にも導かれる。

従って、フィードバック室の液圧とパイロット室の液圧
との差圧が発生し難くなる結果、バルブスプールの摺動
が規制され、これにより、圧力制御室及びドレーンポー
トを介してドレーン回路（タンク）側へ流れる上記排出
作動液のタンク戻り量が少なくなり、その分だけ制御圧
回路に接続したアキュムレータの吸収分が増加し、前記
第４図（ｂ）のような特性が得られる。

（ニ） アクチュエータ伸び行程時 アクチュエータ伸び行程時では、大流量の作動液がアク
チュエータへ供給されることになるが、このとき、パイ
ロット室に作用する作動油の一部は連通路を通じて制御
圧孔へ流出するため、このパイロット室の液圧が低下す
る。

従って、バルブスプールは圧力制御室液圧下降方向の摺
動となり、圧力制御室は、ドレーンポートとの接続量が
大きくなって、液圧供給量が減少し、この結果、アクチ
ュエータへの作動油の供給はアキュムレータによってま
かなわれることになり、この場合もやはり前記第４図
（ｂ）のような特性が得られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

第２図は本考案実施例の電磁比例式圧力制御弁Ａを用い
た液圧制御サスペンション装置Ｂの回路図で、車体と車
軸の間に、車高調整可能なアクチュエータとしての液圧
シリンダ１が車体４輪のそれぞれについて設けられてい
る。

各液圧シリンダ１には、それぞれ制御圧回路２を介して
圧力制御弁Ａが接続されている。

各制御圧回路２にはそれぞれ減衰弁30を介してアキュム
レータ31が接続されている。

各圧力制御弁Ａには、液圧作動源としてのポンプＰに接
続されたポンプ圧回路４と、タンクＴに接続されたドレ
ーン回路５が接続されている。

次に、前記圧力制御弁Ａの構成を第１図により説明す
る。

図において、６はバルブボディであって、中央部にパイ
ロットバルブ穴７と、メインバルブ穴８とが穿設されて
いると共に、前記制御圧回路２に接続された制御圧孔65
と、前記ポンプ圧回路４に接続されたポンプ圧孔66と、
前記ドレーン回路５に接続されたドレーン孔67が穿設さ
れている。

前記パイロットバルブ穴７には、前記ポンプ圧孔66に連
通されたポンプ圧ポート72と、バルブボディ６に穿設さ
れたドレーン連通路61及び後記ドレーンポート83を介し
て前記ドレーン孔67に連通されたドレーンポート73が形
成されている。

そして、このパイロットバルブ穴７には、両端をスプリ
ング71,71に支持されてパイロットスプール70が摺動可
能に設けられ、このパイロットスプール70の摺動により
両ポート72,73に選択的に接続されて液圧制御されるパ
イロット圧力制御室74が形成されている。また、このパ
イロットスプール70の両側には、前記ドレーン連通路61
に接続された背室77,78が設けられている。

前記パイロット圧力制御室74は、パイロットスプール70
に対してフィードバック液圧を与えるべく形成されたパ
イロットフィードバック室76に、スプール内流路75を介
して接続されていると共に、バルブボディ６に穿設され
たパイロット圧路62に接続されている。

そして、パイロットバルブスプール70は、図外のコント
ローラから出力される制御電流ｉに応じて作動するソレ
ノイド63により押圧されてパイロット圧力制御室74の液
圧、即ち、パイロット圧を増圧する方向に摺動され、ま
た、パイロットフィードバック室76の液圧を受圧してパ
イロット液圧減圧方向に摺動される。

以上のパイロットスプール70やソレノイド63等により構
成されているパイロット液圧を制御するための手段が、
請求の範囲でいうパイロット液圧制御手段である。

前記メインバルブ穴８には、メインスプール80が両端を
スプリング81,81により支持されて摺動可能に設けられ
ている。また、このメインバルブ穴８には、前記ポンプ
圧孔66に連通されたポンプ圧ポート82と、前記ドレーン
孔67及びドレーン連通路61に連通されたドレーンポート
83が形成され、かつ、前記メインスプール80によって、
両ポート82,83に選択的に接続されて液圧制御可能にメ
イン圧力制御室84が画成され、このメイン圧力制御室84
は、前記制御圧孔65に接続されている。

さらに、メインスプール80の一端側には、バルブスプー
ル内流路85を介して前記メイン圧力制御室84に連通さ
れ、かつ、このメインスプール80に対してメイン圧力制
御室84の液圧、即ち、メイン出力液圧を減圧方向に押圧
力を与えるフィードバック室86が形成され、一方、メイ
ンスプール80の他端側には、前記パイロット油路62に連
通され、かつ、メインスプール80をメイン出力液圧増圧
方向に押圧するパイロット室87が形成されている。

そして、このパイロット室87は、この室に前記パイロッ
ト液圧を導入すべく前記パイロット圧路62に接続されて
いると共に、連通路88を介して前記制御圧孔65に連通さ
れ、この連通路88には、オリフィス89が設けられてい
る。

次に、実施例の作用を説明する。

ここでまず、アクティブ制御を行う場合について説明す
る。

（イ） 制御電流上昇時 コントローラからソレノイド63に出力する制御電流が上
がると、その電流に応じてソレノイド63が進出し、パイ
ロットスプール70がパイロット液圧増圧方向（図面右方
向）に摺動されて、パイロット圧力制御室74の液圧、即
ち、パイロット液圧が上昇され、さらに、フィードバッ
ク液圧との釣り合いにより、制御電流に応じた液圧とな
る。そして、このパイロット液圧は、パイロット圧路62
を介してパイロット室87に導かれてメインスプール80で
受圧され、このメインスプール80は、メイン制御液圧増
圧方向（図面左方向）に摺動し、メイン圧力制御室84の
液圧、即ち、メイン出力液圧が増圧される。

従って、液圧シリンダ１が伸長して車高が上昇する。

（ロ） 制御電流減少時 コントローラからソレノイド63に出力する制御電流が下
がると、その電流に応じてソレノイド63が退入し、パイ
ロットスプール70がパイロット液圧減圧方向（図面左方
向）に摺動する。これによりパイロット液圧が低下する
と、パイロット室87の液圧も低下し、フィードバック室
86の液圧とに差圧が生じることからメインスプール80
は、メイン出力液圧減圧方向（図面右方向）に摺動し、
メイン圧力制御室84の液圧が低下され、液圧シリンダ１
が短縮して車高が下降する。

尚、この圧力制御弁Ａでは、制御圧回路２とパイロット
室87とが連通されているが、このアクティブ制御時では
液圧シリンダ１へ出入される作動液の量が少ないので、
制御圧回路２とパイロット室87の液圧は使用周波域（低
周波域）においてはほぼ同圧となり、応答性に影響はな
い。

次に、路面の凹凸等により液圧シリンダ１側から入力が
成される場合について説明する。

この液圧シリンダ入力時では、液圧シリンダ１の圧縮，
伸びに伴なって大きな容量変動が発生し、その作動液の
流れはアキュムレータ31への出入りと、圧力制御弁Ｓへ
の出入りとに分担されることになる。この場合、高周波
域では圧力制御弁Ａはほとんど機能しないことから、液
圧はアキュムレータ31でほとんど全て吸収されるが、低
周波域では圧力制御弁Ａが機能して液圧シリンダ１から
の変動流量の一部を負担することになる。

（ハ） 液圧シリンダ圧行程時 液圧シリンダ１が外乱によって圧縮すると、液圧シンダ
１から作動液が排出され、この排出された作動液は制御
圧回路２から制御圧孔65に流入され、さらに、この制御
圧孔65からフィードバック室86とパイロット室87に流入
される。

ここで、この液圧シリンダ１から排出された作動液がフ
ィードバック室86のみに流入された場合には、その液圧
でメインスプール80が摺動して、メイン圧力制御室84と
ドレーン回路５とが連通し、液圧シリンダ１からの作動
液は、ドレーン回路５を通してタンクＴへ戻されること
になる。ところが、本実施例の場合には、連通路88を介
してパイロット室87にも導かれていて、フィードバック
室86とパイロット室87との差圧が発生し難くなっている
ために、この結果、メインスプール80の摺動が規制され
てメイン圧力制御室84とドレーンポート83の連通が狭く
なるので、作動液のタンクＴへの戻りが少なくなり、そ
の分だけアキュムレータア31の吸収分が増加し、前記第
４図（ｂ）のような特性を得ることができる。

（ニ） 液圧シリンダ伸び行程時 液圧シリンダ１が伸長すると、この液圧シリンダ１へ大
量の作動液が供給され、このときパイロット室87に作用
する作動液の一部は連通路88を通じて制御圧回路２へ流
出し、パイロット室87の液圧が低下する。

従って、メインスプール80の摺動量が小さくなってポン
プ圧ポート82をメイン圧力制御室84との連通が狭くなる
ので液圧シリンダ１への作動液の供給量が減少し、この
結果、液圧シリンダ１への作動液の供給はアキュームレ
ータ31によってまかなわれることになり、第４図（ｂ）
のような特性を得ることができる。

尚、連通路88に設けられたオリフィス89は、適用される
車両にアクティブ制御時の応答性と、乗り心地性の特性
を両立させるためのチューニング要素となる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、制御圧孔とパイ
ロット室とが連通路によって連通されているので、液圧
制御サスペンションに要求されるアクティブ制御の応答
性を評価する制御電流応答性を維持しながら、乗り心地
を評価するアクチュエータ入力応答性を満足することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の電磁比例式圧力制御弁を示す断
面図、第２図はこの圧力制御弁を用いた液圧制御サスペ
ンション装置を示す液圧回路図、第３図は高応答性の圧
力制御弁を用いたときの制御電流応答性とアクチュエー
タ入力応答性の特性を示すグラフ、第４図は低応答性の
圧力制御弁を用いたときの制御電流応答性とアクチュエ
ータ入力応答性の特性を示すグラフ、第５図は従来技術
の説明図である。 Ａ…圧力制御弁 Ｂ…液圧制御サスペンション装置 Ｔ…タンク ２…制御圧回路 ５…ドレーン回路 ６…バルブボディ ７…パイロットバルブ穴 ８…メインバルブ穴 63…ソレノイド 65…制御圧孔 70…パイロットスプール 80…メインスプール（バルブスプール） 82…ポンプ圧ポート（入力ポート） 83…ドレーンポート 84…メイン圧力制御室 86…フィードバック室 87…パイロット室 88…連通路 ｉ…制御電流

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブボディに穿設され、液圧源に接続さ
   れる入力ポート及びドレーン回路に接続されるドレーン
   ポートが形成されると共に、両ポート間位置に制御圧回
   路に連通される制御圧孔が開口されたバルブ穴と、 該バルブ穴に摺動自在に設けられ、制御圧孔の開口位置
   のバルブボディとの間に圧力制御室を区画形成するバル
   ブスプールと、 コントローラからの制御電流に比例したパイロット液圧
   を形成するパイロット液圧制御手段と、 前記バルブスプールの一端側に形成され、バルブスプー
   ルを圧力制御室液圧上昇方向に押圧すべくパイロット液
   圧が導入されるパイロット室と、 前記バルブスプールの他端側に形成され、バルブスプー
   ルを圧力制御室液圧下降方向に押圧すべく圧力制御室の
   液圧が導入されるフィードバック室と、 前記制御圧孔とパイロット室とを連通する連通路と、 を備えていることを特徴とする電磁比例式圧力制御弁。