JPH0751365Y2 - 能動型懸架装置のための油圧制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は、自動車などの車両に用いられる能動型懸架装
置のための油圧制御装置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上下
方向ストロークを、油圧にて往復直線運動を行なうアク
チュエータが自ら発生するストロークにて能動的に制御
しようとする能動型懸架装置（アクティブサスペンショ
ン装置）が種々提案されている。これによれば、ばね系
に相当する変位置に比例した力と、ダンパ系に相当する
変位速度に比例した力とを、その時々の車体挙動や車輪
の運動に応じて油圧アクチュエータにて任意に発生させ
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。

このような能動型懸架装置に用いられる油圧アクチュエ
ータの一形式として、密封されたシリンダ内に圧油を供
給あるいは排出し、この時、シリンダ内で増減した油の
容積に応じ、シリンダ内に挿入されたロッドが出没する
ように構成されたものが知られている。そしてこの形式
の油圧アクチュエータの場合、主に路面から入力する比
較的高い周波数の振動を吸収するために、ガス封入式な
どのアキュムレータを接続することが一般的である（特
開昭62−289420号公報など参照）。

〈考案が解決しようとする課題〉 これによると、油圧アクチュエータが伸長方向に変位し
てシリンダ内圧が低下した際に、アキュムレータに蓄圧
された圧油が油圧アクチュエータに流入してアキュムレ
ータの容積が変化するため、回路圧を一定に保つための
ポンプの吐出量負担がその分高くなる、という好ましく
ない点がある。実際には、アキュムレータのポートにオ
リフィスを設け、アキュムレータに対する圧油の流動量
を制限するようにしているが、このようにすると、アク
チュエータの収縮時にアキュムレータに圧油が流入する
ことによって減衰力が得られる反面、応答性の低下を招
かざるを得ない。

本考案は、このような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、アクチュエータが伸長方向
へ変位する時には、アキュムレータの容積変動による悪
影響を及ぼされることがなく、またアクチュエータが収
縮方向へ変位する時には、その応答性に悪影響を及ぼす
ことがないように改良された能動型懸架装置のための油
圧制御装置を提供することにある。

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、車輪と車体との間
の相対距離を変化させるための油圧アクチュエータと、
油圧アクチュエータの内圧の変動を吸収するためのアキ
ュムレータとを有する能動型懸架装置のための油圧制御
装置における油圧アクチュエータ用制御弁を、ポンプポ
ートとアクチュエータポートとの間が連通すると他との
連通を断たれる位置にアキュムレータの接続ポートを設
けた構成とすることにより達成される。

〈作用〉 このような構成によれば、油圧アクチュエータにポンプ
から圧油が供給される時には、ポンプからの吐出通路並
びに油圧アクチュエータからアキュムレータが切離され
るため、油圧アクチュエータの伸長方向作動にアキュム
レータ容積の影響を受けずに済む。

〈実施例〉 以下に添付の図面に示された具体的な実施例に基づいて
本考案の構成について詳細に説明する。

第１図は、本考案が適用された能動型懸架装置の要部の
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との間には、圧縮コイルばね５と油圧アクチュエータ
６とが並列に設けられている。

油圧アクチュエータ６は、シリンダ／ピストン式のもの
であり、シリンダ内に挿入されたピストンの下側の空室
７に可変容量型ポンプ８から作動油圧が直接供給され、
上側の空室９に同じく作動油圧が圧力制御弁10を介して
供給されるようになっている。そしてピストン両側の受
圧面11a・11bにピストンロッド12の断面積分だけ面積差
があるため、ピストン下室７とピストン上室９との圧力
差と、これが作用するピストン受圧面の面積差とに応じ
てピストンロッド12に推力が生じ、これによってピスト
ンロッド12が上下方向に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。

油圧アクチュエータ６のピストン下室７とピストン上室
９との間は、リリーフ弁13を介して連通している。これ
により、車輪１が突上げられるなどしてピストン上室９
の内圧が急激にかつ過度に上昇した際にはその圧力がピ
ストン下室７側へと逃げ、早期に油圧平衡状態となるよ
うになっている。

圧力制御弁10は、可変容量型ポンプ８からの吐出油圧が
入力するポンプポート14、油圧アクチュエータ６のピス
トン上室９に接続されるアクチュエータポート15、オイ
ルリザーバタンク16に連通するタンクポート17、および
アキュムレータ18が接続されるアキュムレータポート19
の４つのポートを有している。

可変容量型ポンプ８からのポンプ吐出油は、減圧弁20に
て所定の一定圧力に調節されると共に、メインアキュム
レータ21によってポンプ脈動が除去されたうえで油圧ア
クチュエータ６に供給される。

第２図〜第４図は、圧力制御弁10の内部構造を模式的に
示している。この制御弁10は、シリンダ状の弁室31内に
摺合したスプール弁体32の一端（各図で見て左端）に接
続されたソレノイド装置33を有する所謂リニアソレノイ
ド弁からなっており、ソレノイド装置33に加える励磁電
流に応じて発生する磁気駆動力によってスプール弁体32
が軸線方向に変位するようになっている。

スプール弁体32は、その他端側（各図で見て右端）に介
設されたコイルばね34により、磁気駆動力に対向する方
向へばね付勢されている。そして弁室31におけるスプー
ル弁体32の他端側には、アクチュエータポート15と背圧
通路35を介して連結された背圧室36が形成されており、
油圧アクチュエータ６のピストン上室９の内圧が、スプ
ール弁体32に対してコイルばね34の付勢力と同一方向に
作用するようになっている。

スプール弁体32は、その軸線方向中間部に２つのランド
部37・38が形成されており、一方のランド部37によって
アクチュエータポート15とポンプポート14との間の連
通、並びにアクチュエータポート15とアキュムレータポ
ート19との間の連通を制御し、他方のランド部38によっ
てタンクポート17とアクチュエータポート15並びにアキ
ュムレータポート19との間の連通を制御するようになっ
ている。

次に本実施例の作動要領について説明する。

本実施例の油圧アクチュエータ６は、ピストン両側の受
圧面11a・11bの面積が、上室側11a＞下室側11bの関係と
なっていると同時に、減圧弁20にて調整されたポート吐
出圧がピストン下室７側に常時作用するようになってい
る。そのため、両室７・９の圧力が互いに等しければ、
ピストンロッド12には下向きの、すなわち車体４と車輪
１との間の距離を拡大する向きの推力が働き、ピストン
上室９の内圧が減少するとこの推力が減少し、これに応
じて車体４と車輪１との間の距離が縮減するようになっ
ている。従って、実質的には、ピストン上室９に与える
油圧を制御するのみで、所望のストローク運動を油圧ア
クチュエータ６に与えることができる。

さて、油圧アクチュエータ６のピストンに伸長方向の推
力を与える、すなわちピストン上室９の内圧を増大させ
る際には、ソレノイド装置33を励磁してスプール弁体32
に磁気駆動力を加える。すると、スプール弁体32が第２
図に示すように右方へ移動し、アキュムレータポート19
並びにタンクポート17の他との連通を断つと共に、アク
チュエータポート15とポンプポート14間を連通する。こ
れにより、油圧アクチュエータ６のピストン上室９にポ
ンプ吐出圧が供給される。

ピストン上室９の内圧が背圧通路35を介してスプール弁
体32の右端側の背圧室36に導入されると、ピストン上室
９の内圧の上昇に伴ってスプール弁体32にこれを第２図
における左方へと移動させる推力が発生する。そしてこ
の推力と磁気駆動力との平衡関係に応じてスプール弁体
32の位置、すなわちアクチュエータポート15に対するポ
ンプポート14の連通度合いが変化することとなる。

第３図に示す油圧平衡状態になると、アクチュエータポ
ート15は、ポンプポート14並びにタンクポート17との連
通を断たれ、油圧アクチュエータ６のストローク変動が
実質的に停止する。そしてこの時には、アクチュエータ
ポート15とアキュムレータポート19とのみが互いに連通
するので、アキュムレータ18のガスばねとして作用によ
ってピストンロッド12に加わる比較的高い周波数入力が
吸収される。

ソレノイド装置33の励磁電流を減じるかあるいは消磁す
ると、スプール弁体32は、背圧室36に加わるピストン上
室９の内圧並びにコイルばね34の押圧力によって第４図
に示されたノーマリポジション側に変位する。この状態
下においては、アクチュエータポート15とタンクポート
17とアキュムレータポート19間が互いに連通するので、
アキュムレータ18のガスばねとしての作用、並びにスプ
ール弁体32の各ポートとランド部との隙間を通過するオ
イルの減衰作用を伴って油圧アクチュエータ６が収縮運
動を行なう。

このようにして、ソレノイド装置33に加える励磁電流に
よって発生する磁気駆動力に比例して与えられるピスト
ン上室９の圧力に応じてシリンダ内をピストンが上下動
し、これにより車輪１と車体４との間のストロークが制
御されることとなる。

上記形式の圧力制御弁によれば、油圧平衡時に油圧アク
チュエータ６のピストン上室９とアキュムレータ18とが
連通しているため（第３図の状態）、制御弁10の応答速
度を超えた高周波数成分に対しては、アキュムレータ18
のガスばね作用にて対応し得る。そして排出（減圧）状
態（第４図の状態）から供給（加圧）状態（第２図の状
態）に切替わる際には、ポート８並びにピストン上室９
とアキュムレータ18との連通が即座に断たれるため、よ
り高い応答性を得ることができる。

第５図〜第７図は、圧力制御弁10の別の実施例を示して
いる。なお、第２図〜第４図に示した実施例に対応する
部分については同一の符号を付して異なる分についての
み以下に説明する。

本実施例においては、シリンダ状の弁室31に摺合したス
プール弁体41の中間部に１つのランド部42を設け、この
ランド部42の外周面に対向する位置にアクチュエータポ
ート15とアキュムレータポート19とを設け、ランド部42
の軸線方向の両脇にポンプポート14とタンクポート17と
を設けている。そしてスプール弁体41が中立位置にある
時（第６図の状態）には、各ポートが互いに他との連通
を断たれ、ソレノイド装置33による磁気駆動力が最大の
時（第５図の状態）にはポンプポート14とアクチュエー
タポート15との間のみが連通し、磁気駆動力が消滅した
時（第７図の状態）には、アクチュエータポート15とア
キュムレータポート19とタンクポート17とが互いに連通
するようになっている。

本実施例においても、油圧排出（減圧）状態（第７図の
状態）から油圧供給（加圧）状態（第５図の状態）に切
替わる際には、ポンプ８並びにピストン上室９とアキュ
ムレータ18との連通が即座に断たれる。

ところで、本実施例のポート構成の場合、第６図に示し
た油圧平衡状態にあっては、アクチュエータポート15と
アキュムレータポート19とがランド部42の外周面に対向
する位置に開口するため、スプール弁体41に径方向の押
圧力が作用することとなる。そして両ポート15・19の圧
力がスプール弁体41に及ぼす径方向押圧力が均等でない
と、スプール弁体41が弁体31の内面に押付けられ、これ
が摺動抵抗となる虞れがある。しかも本実施例の場合、
各ポート間の連通・非連通の関係を満足させようとする
と、アクチュエータポート15とアキュムレータポート19
との軸線方向寸法（第６図のL₁・L₂寸法）が互いに異な
るものとならざるを得ない。そこで、スプール弁体41に
作用する径方向押圧力を均等化するためには、第８図に
示すように、両ポート15・19の周方向寸法W₁・W₂を互い
に異なるものとして両受圧面の面積を等しくするか、あ
るいは第９図に示したように、互いに対角位置にポート
15a・15b・19a・19bを分割して設けることにより、スプ
ール弁体41が径方向についてフローティングされるよう
にすることが考えられる。これによってスプール弁体41
の摺動抵抗を低減することができる。

［考案の効果］ このように本考案によれば、油圧アクチュエータが伸長
方向へ作動する際にアキュムレータの容積変動の影響を
受けなくなるので、所期の応答性を確保したうえでポン
プの仕事量を低減することができる。しかも、上記制御
弁の構造によれば、スプール弁体の構造が簡略化されて
軽量化し得るので、制御弁自体の応答性をより一層高め
ることができる。さらに、上記実施例の構成によれば、
ピストン両側の圧力が高圧に保持されるので、特に低ス
トロークの領域ではピストン前後の圧力差が僅少に抑え
られ、ポンプの仕事量を過大にすることなく、油圧アク
チュエータの作動応答性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案が適用された能動型懸架装置の要部構
成図である。 第２図〜第４図は、油圧制御弁の模式的な構造図であ
り、第２図は油圧アクチュエータ伸長方向作動時の連通
状態を示し、第３図は油圧平衡時の連通状態を示し、第
４図は油圧アクチュエータ収縮方向作動時の連通状態を
示す。 第５図〜第７図は、油圧制御弁の別の実施例を示す第２
図〜第４図に対応する模式的な構造図である。 第８図ならびに第９図は、油圧制御弁の別の実施例のア
クチュエータポートおよびアキュムレータポート部分の
模式的な断面図である。 １……車輪、２・３……サスペンションアーム、４……
車体、５……圧縮コイルばね、６……油圧アクチュエー
タ、７……ピストン下室、８……可変容量型ポンプ、９
……ピストン上室、10……圧力制御弁、11a・11b……受
圧面、12……ピストンロッド、13……リリーフ弁、14…
…ポンプポート、15……アクチュエータポート、16……
オイルリザーバタンク、17……タンクポート、18……ア
キュムレータ、19……アキュムレータポート、20……減
圧弁、21……メインアキュムレータ、31……弁室、32・
41……スプール弁体、33……ソレノイド装置、34……コ
イルばね、35……背圧通路、36……背圧室、37・38・42
……ランド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 澁江 秀明 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−144114（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−168309（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−138706（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪と車体との間の相対距離を変化させる
   ための油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータの作
   動を制御するための制御弁と、油圧アクチュエータの内
   圧の変動を吸収するためのアキュムレータとを有する能
   動型懸架装置のための油圧制御装置であって、 上記制御弁が、ポンプに接続されるポンプポートと、オ
   イルタンクに接続されるタンクポートと、油圧アクチュ
   エータの油圧室に接続されるアクチュエータポートと、
   アキュムレータに接続されるアキュムレータポートとを
   有し、 前記アキュムレータポートが、ポンプポートとアクチュ
   エータポートとの間が連通すると他との連通を断たれる
   位置に設けられることを特徴とする能動型懸架装置のた
   めの油圧制御装置。