JPH04262909A - 走行機構のばねシリンダを制御するためのシステム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機構のばねシリン
ダを制御するためのシステムであって、前記ばねシリン
ダが、車輪懸架装置と車両ボデーとの間に配置されてい
て、セミアクティブな衝撃ダンパの機能をも引き受ける
ようになっており、しかも前記ばねシリンダの少なくと
も１つの室が、導管もしくは分岐導管を介して圧力媒体
のための搬送装置、アキュムレータまたはこれに類する
ものに接続されており、前記の搬送装置、アキュムレー
タまたはこれに類するものと、前記室との間に少なくと
も１つの制御ユニットが接続されている形式のものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】特に自動車製造の分野においては、電子
的な走行機構制御システムの開発により、車両のその都
度の走行状態に合わせて減衰特性を意図的に調整するこ
とが努力されている。たとえば制御信号に関連して調節
可能な弁による意図的なダンパ調節はセンサ信号に関連
して行なわれる。このセンサ信号は走行状態の種々のパ
ラメータ（たとえば車両速度、車両傾斜、横方向加速、
鉛直方向加速、昇降運動、前屈運動およびローリング運
動）を検出する。さらに、車両ボデー運動の低周波の範
囲では、前屈運動、昇降運動およびローリング運動の反
動に対してアクティブな干渉が実現されると望ましい。

【０００３】制御信号は、いわゆるパッシブな制御信号
とアクティブな制御信号とに区別される。パッシブな制
御信号とは、たとえば運転者側で望まれる走行特性や、
路面条件または車両速度に関連して減衰動作をゆっくり
と適応に調整しようとするものである。

【０００４】それに対して、アクティブな制御信号とは
できるだけ短い時間内で、車両ボデーのその都度の絶対
速度（上昇、降下、前屈、ローリング）に直接影響を与
えようとするものである。この場合、減衰システム全体
は、パッシブな減衰制御においては伸縮両行程に関して
同じ方向で減衰作用が増減させられ、それに対してアク
ティブな減衰制御においては外部信号の機能として減衰
動作が非対称的にさせられる、つまり圧縮行程と伸長行
程とで減衰作用に互いに逆方向の影響が与えられるよう
に設定することができる。この場合、全体的に見て、い
わゆるセミアクティブな減衰システムが得られる訳であ
る。

【０００５】衝撃ダンパを制御するためのシステムは、
たとえばドイツ連邦共和国特許第１６３００５８号明細
書に基づき公知である。衝撃ダンパまたはばね脚の２つ
の作業室は外部に位置する導管を介して、１つのポンプ
と２つのアキュムレータとから成る装置に接続されてい
る。ばね脚に通じた接続導管には、弁として単純に作用
する逆止弁しか設けられていない。しかし、このような
装置では、衝撃ダンパのダンパ剛さを変えることができ
ない。なぜならば、この目的のためには外部からポンプ
を介してエネルギが供給されなければならず、このこと
は比較的ゆっくりと行なわれて、ある程度の出力を必要
としてしまうからである。

【０００６】さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第３
３０４８１５号明細書に基づき、衝撃ダンパを制御する
ための可能性が開示されており、この場合、ばね剛さと
ダンパ剛さとが平均的な作動事例に合わせて最適化され
、対応する部分もしくはこれらの部分のパラメータが構
造的に規定される。これらのパラメータは走行運転中は
不変のままとなる。しかしこれによって、極端な作動事
例、たとえば空の車両または完全積載された車両または
車両の変化する運動パラメータ（カーブ走行、制動、加
速、快適な高速道路走行等）が考慮されなくなってしま
う。

【０００７】米国特許第３８０７６７８号明細書に基づ
き、同じく衝撃ダンパ内の圧力媒体の容量押し退けにア
クティブに影響を与えることが公知である。この目的の
ためには、各衝撃ダンパの両作業室が、クロス回路を介
して、かつ互いに逆の方向に向けられていて圧力媒体の
流れを専ら１つの方向でのみ許すような弁を介して互い
に並列に接続されている。この場合、前記弁によってそ
の都度通流される圧力媒体量は、調整された適当なセン
サ信号を用いた弁の適宜な制御によってなお「アクティ
ブ」に規定される。しかし、外部に位置するばねは完全
にパッシブであるので、このシステム全体はセミアクテ
ィブな制御システムである。

【０００８】上記のセミアクティブな減衰制御はボデー
安定化を最適にするためには不十分である。このために
は、ばねシリンダに対してアクティブなエネルギを供給
または導出するような部分アクティブな走行機構制御シ
ステムが必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のシステムを改良して、車両ボデーの運動
を併発する低周波の圧力経過を所定の目標設定に相応し
て調節することができ、しかも路面状態に基づいて衝撃
ダンパの側に生ぜしめられる高周波の圧力重畳が調節要
素に対して不都合に作用することのないようなシステム
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、前記制御ユニットに制御弁が配置
されており、該制御弁が、同制御弁と前記導管との間に
設けられた導出導管内の圧力変化に応答するようにした
。

【００１１】

【発明の効果】本発明によるシステムには次のような利
点がある。すなわち、相応する制御弁が主な作業位置を
外部から制御されかつ切り換えられるのではなく、衝撃
ダンパ室に通じた導管内の圧力に応答するようになって
いるので、前記の主要なパラメータを圧力センサによっ
て検出して、次いで複雑な制御装置で変換する必要がな
くなる。前記室に通じた導管内の圧力が変化するやいな
や、制御弁を応答させて、別の作業位置に切り換えるこ
とができる。

【００１２】したがって、ばねシリンダの室の後方に前
記分岐導管から延びる導出導管が設けられていると有利
である。この導出導管は制御弁の室に開口していて、こ
の場所でスプールのピストンに圧力を加えられることが
できる。このスプールはこの実施例では３つの作業位置
、つまり戻し位置と遮断位置と供給位置とを有している
。前記室内の圧力がどのくらいの高さであるかに応じて
、前記スプールは適当な作業位置にもたらされる。

【００１３】しかし、規定の出発位置を維持するために
は、前記スプールが所属のピストンを介して前記室内で
ばねに支持されている。他面、前記スプールは作動磁石
によって作用されるようになっている。

【００１４】この作動磁石を介して、同じく規定の作業
位置への切換えが可能となり、このことは特に、スプー
ルが前記室内のばねの押圧力に抗して案内されなければ
ならないような供給位置への切換えに関して云える。

【００１５】全ての圧力変化が制御弁の切換えを生ぜし
めないように、また極めて小さな圧力変化が制御弁の切
換えを生ぜしめないようにするためには、前記導出導管
に、さらに絞りが接続されていると有利である。

【００１６】さらに、前記導出導管にはアキュムレータ
が配属され、その結果、制御弁が応答する前に、このア
キュムレータにもあらかじめ圧力媒体を収容することが
できる。このことによっても、制御弁が応答する必要な
しに路面凹凸によって生ぜしめられる特に高周波の圧力
重畳が阻止されることが保証される。

【００１７】さらに、前記制御ユニットでは、制御弁に
、高速切換え型のダンパ弁が配属されていると有利であ
る。この高速切換え型のダンパ弁も、著しい路面凹凸状
態において適宜に調整された減衰力を形成してホイール
とボデーの減衰を行なうために働く。前記制御弁は特に
車両ボデーの運動を併発する低周波の圧力経過を目標設
定に相応して調節することができると望ましい。このた
めには、もちろん、相応するポンプおよびアキュムレー
タならびに制御兼コントロール装置が使用される（詳し
く説明しない）。

【００１８】本発明において重要となるのは前記制御弁
であり、この制御弁は極めて頑丈でかつほとんど温度影
響を受けない。

【００１９】ばね脚内の所定の圧力変化が規定されてい
ると、弁ピストンが磁石によって停止位置から変位され
て、相応する作業位置にシフトされる。同じく導管内の
圧力に基づき、弁ピストンには戻し力が加えられ、この
戻し力は磁力に抗して作用して、弁ピストンを停止位置
にまで移動させる。弁自体では、外部からの位置制御が
全く行なわれない。システムコンピュータの比較的僅か
な演算出力しか必要とならない。それというのは、圧力
制御回路も信号処理装置も必要とならないからである。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。

【００２１】図１に示したように、たとえば自動車の４
つの衝撃ダンパ１はそれぞれ分岐導管２を介して主導管
３と接続されている。この主導管には、リザーバタンク
５に通じた導管４が開口している。このリザーバタンク
５からは、ポンプ６を用いて油圧液を取り出して、主導
管３に供給することができる。ポンプ６は第１にアキュ
ムレータ７を充填するために働く。このアキュムレータ
は第１の制御エレメントとして各分岐導管２に接続され
ている。

【００２２】アキュムレータ７が所望の量の油圧液で満
たされるやいなや、ポンプ６は遮断される。ポンプ６の
搬送によって導管４もしくは主導管３内の圧力が高くな
り過ぎてしまった場合、過剰量の油圧媒体は圧力制限弁
８を介してリザーバタンク５に戻ることができる。この
ようにして、たとえば望ましくないポンプ６の連続運転
時においても、アキュムレータ７は、あらかじめ調節さ
れた所望の程度でしか圧力媒体を充填されなくなる。

【００２３】各アキュムレータ７に続いて、各分岐導管
２には制御ユニット９が設けられており、この制御ユニ
ットは主として制御弁１０とダンパ弁１１と絞り１２と
から成っている。制御弁１２に関しては、図２につき詳
しく説明する。ダンパ弁１１は高速切換弁であって、通
流位置と、逆止弁を備えた片側の遮断位置とを有してい
るので、衝撃ダンパ１からの圧力媒体逆流が阻止され得
る。絞り１２は導出導管１３に設けられており、この導
出導管を介して、制御弁１１に設けられた室２６（図２
）が、ダンパ弁１１と制御弁１０との間で分岐導管２に
接続されている。

【００２４】制御ユニット９に続いて、導管２ａに別の
アキュムレータ１４が接続されている。このアキュムレ
ータ１４は特に、ダンパ弁１１が閉じられている場合に
圧力媒体を収容しかつ補償するために働く。

【００２５】導管２ａはアキュムレータ１４の後ろで、
衝撃ダンパ１の上側の室１５に開口している。ダンパピ
ストン１６は上側の室１５と下側の室１７とを隔離して
おり、この下側の室はピストンロッド１８によっても貫
通されている。上側の室１５と下側の室１７とは一緒に
シリンダ１９を形成しており、このシリンダはたとえば
自動車のシャーシ（図示しない）に固定されている。そ
れに対してピストンロッド１８はたとえば車輪軸（図示
しない）と結合されている。

【００２６】分岐導管２と並んで制御弁１０には、さら
に各１つの戻し導管２０が接続されており、しかも、共
通の接続導管２１がリザーバタンク５に開口している。

【００２７】図２に示したように、制御弁１０には、ス
プール２２が嵌め込まれており、このスプールは一方の
端部でばね２３を介して作動磁石２４に支持されている
。スプール２２の他方の端部はピストン２５で室２６に
係合していて、この室２６内でばね２７を介して制御弁
１０の底部２８に支持されている。このピストン２５に
は、導出導管１３からの圧力によって負荷を加えること
ができる。これによって、スプール２２の位置が変化す
るようになるので、分岐導管２および戻し導管２０を種
々様々に接続することができる。図示の遮断位置では、
分岐導管２が導管２ａに対する接続を遮断されており、
戻し導管２０も遮断されている。スプール２２が図面で
見て右側にシフトされると、衝撃ダンパ１と制御弁１０
との間の導管２ａが戻し導管と接続される。それに対し
てスプール２２が左側にシフトされると、戻し導管２０
は遮断されたままとなり、リザーバ７もしくはポンプ６
から衝撃ダンパ１への圧力媒体の通流が開放される。ス
プール２２の真ん中の遮断位置が符号２９で、戻し位置
が符号３０で、さらに供給位置が符号３１でそれぞれ示
されている。

【００２８】本発明による車両制御は次のようにして行
なわれる。

【００２９】たんにパッシブな車両制御しか必要でない
場合には、ダンパ弁１１が遮断位置に切り換えられてい
るので、衝撃ダンパは公知の標準的な動作を実施するこ
とができる。減衰は主として、ダンパピストン１６に設
けられた減衰弁３２によって行なわれる。当然ながらこ
の場合には、アキュムレータ１４が補償容器として協働
する。

【００３０】センサ（図示しない）が別の望ましい制御
を検出すると、ダンパ弁１１が通流位置に切り換わって
、制御弁１０が作動する。衝撃ダンパ１に対する圧力媒
体の供給が必要となる場合には、作動磁石２４を介して
制御弁１０は供給位置３１に切り換えられる。続いて室
１５，１７内の平均圧力が上昇すると、圧力媒体は絞り
１２を介して室２６に流入して、ピストン２５を介して
スプール２２を遮断位置２９にシフトする。この理由に
基づき、衝撃ダンパ１または導管２ａにおける付加的な
圧力センサを不要にすることができる。この理由から、
高周波のホイール運動と車両ボデーの低周波の運動とが
制御ユニット９によって別個に処理される。制御弁１０
は車両ボデーの運動を併発する低周波の圧力特性を目標
設定に応じて調節することができる。たとえば路面凹凸
によって衝撃ダンパの側で生ぜしめられる高周波の圧力
重畳は、絞り１２とアキュムレータ３３とから成る油圧
の低域通過フィルタを介して、制御ユニット９に対する
直接的な作用から排除される。しかしながら、目標設定
に応じた低周波の圧力変化は直接に制御ユニットに作用
して、ばねシリンダ内の平均圧力を規定することができ
る。したがって、調節可能な目標圧力は、作動磁石２４
の磁力と、室２６内の圧力に基づく力と、スプール２２
における作用面積との間での力バランスから得られるこ
とになる。

【００３１】図２に示したように、絞り１２と制御弁１
０との間で導出導管１３には、さらに付加的なアキュム
レータ３３が配属されている。この場合、このアキュム
レータは、たとえばスプール２２が作動磁石２４によっ
て供給位置３１にシフトされる際に、ピストン２５の位
置変化がアキュムレータ圧力に対して著しい影響を与え
ないように設定されていなければならない。

【００３２】当然ながら、絞り１２とアキュムレータ３
３との間の適宜な調整も行なわれなければならず、これ
によって、低域通過フィルタ特性の角隅周波数が規定さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による部分アクティブな車両
制御のための制御回路図である。

【図２】本発明の別の実施例による部分アクティブな車
両制御のための部分的制御回路図である。

【符号の説明】

１　　衝撃ダンパ、　　２　　分岐導管、　　２ａ　　
導管、　　３　　主導管、　　４　　導管、５　　リザ
ーバタンク、　　６　　ポンプ、　　７　　アキュムレ
ータ、　　８　　圧力制限弁、　　９　　制御ユニット
、　　１０　　制御弁、　　１１　　ダンパ弁、　　１
２　　絞り、　　１３　　導出導管、　　１４　　アキ
ュムレータ、　　１５　　室、　　１６　　ダンパピス
トン、　　１７　　室、　　１８　　ピストンロッド、
　　１９　　シリンダ、　　２０　　戻し導管、　　２
１　　接続導管、　　２２　　スプール、　　２３　　
ばね、　　２４　　作動磁石、２５　　ピストン、　　
２６　　室、　　２７　　ばね、　　２８　　底部、　
　２９　　遮断位置、　　３０　　戻し位置、　　３１
　　供給位置、　　減衰弁、　　３３アキュムレータ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走行機構のばねシリンダを制御するた
   めのシステムであって、前記ばねシリンダが、車輪懸架
   装置と車両ボデーとの間に配置されていて、セミアクテ
   ィブな衝撃ダンパの機能をも引き受けるようになってお
   り、しかも前記ばねシリンダに設けられた少なくとも１
   つの室が、導管もしくは分岐導管を介して圧力媒体のた
   めの搬送装置、アキュムレータまたはこれに類するもの
   に接続されており、前記の搬送装置、アキュムレータま
   たはこれに類するものと、前記室との間に少なくとも１
   つの制御ユニットが接続されている形式のものにおいて
   、前記制御ユニット（９）に制御弁（１０）が配置され
   ており、該制御弁が、同制御弁（１０）と前記導管（２
   ａ）との間に設けられた導出導管（１３）内の圧力変化
   に応答するようになっていることを特徴とする、走行機
   構のばねシリンダを制御するシステム。
2. 【請求項２】　　前記導出導管（１３）が室（２６）に
   開口しており、該室に、スプール（２２）に設けられた
   ピストン（２５）がスライド式に支承されている、請求
   項１記載のシステム。
3. 【請求項３】　　前記室（２６）で、底部（２８）と前
   記ピストン（２５）との間にばね（２７）が配置されて
   いる、請求項２記載のシステム。
4. 【請求項４】　　前記スプール（２２）が前記ピストン
   （２５）とは反対の側で、場合によってはばね（２３）
   を介して作動磁石（２４）と結合されている、請求項２
   または３記載のシステム。
5. 【請求項５】　　前記スプール（２２）が戻し位置（３
   ０）と遮断位置（２９）と供給位置（３１）とを有して
   いる、請求項２から４までのいずれか１項記載のシステ
   ム。
6. 【請求項６】　　搬送装置（６）を起点として、供給導
   管が、制御弁（１０）に通じた分岐導管（２）および前
   記制御弁からばねシリンダ（１）の室（１５）に通じた
   導管（２ａ）として設けられており、さらに前記制御弁
   （１０）からリザーバタンク（５）、アキュムレータま
   たはこれに類するものに通じた戻し導管（２０）が設け
   られている、請求項５記載のシステム。
7. 【請求項７】　　前記制御弁（１０）を介して、車両ボ
   デーの運動を併発する低周波の圧力経過が、所定の目標
   設定に相応して調節可能である、請求項４から６までの
   いずれか１項記載のシステム。
8. 【請求項８】　　前記導出導管（１３）に絞り（１２）
   が接続されている、請求項７記載のシステム。
9. 【請求項９】　　前記導出導管（１３）からアキュムレ
   ータ（３３）が分岐しており、該アキュムレータ（３３
   ）と前記絞り（１２）とが低域通過フィルタを形成して
   いる、請求項８記載のシステム。
10. 【請求項１０】　　制御ユニットに設けられた前記制御
    弁（１０）に、さらに遮断弁（１１）が配属されており
    、該遮断弁が、通流位置と、ばねシリンダの室（１５）
    からの戻しのための遮断位置とを有している、請求項１
    から９までのいずれか１項記載のシステム。