JPH0737930Y2

JPH0737930Y2 - アクティブサスペンション

Info

Publication number: JPH0737930Y2
Application number: JP1988073746U
Authority: JP
Inventors: 辰也政村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2003-06-02
Also published as: JPH01176508U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、車輌におけるアクティブサスペンションに関
し、更に詳しくは、懸架スプリングを併用したシリンダ
内圧制御方式におけるシリンダ減圧側制御能力の向上を
計るアクティブサスペンションの改良に関する。

〔従来の技術〕

車輌におけるアクティブサスペンションとしては、すで
に幾つかの方法が提案されており、その基本的なシステ
ム構成を第３図及び第４図に示す。

即ち、第３図示の構成は、車体１をこれと車輪２のサス
ペンションアーム３との間に配置したスプリング４及び
油圧シリンダ５とによって懸架して、そのときの車体重
量とそれ等のスプリング反力及びシリンダ反力との釣合
い下に車高位置を決定するようになしてある。

そして、この場合のスプリング４は、前記釣合いを得る
ために第５図示のばね特性で示す如く、拡圧力を蓄勢し
た圧縮ばねが用いられる。

これに対して、前記シリンダ５は、その作動油の給排回
路中に圧力制御弁8aが設けられており、車体状況検出セ
ンサー６からの情報信号を受けるコントローラ７が出力
する制御電流を該弁8aに与えて、シリンダ内圧P_cがその
ときどきの目標値となるように制御される。

また、該シリンダ５と前記制御弁8aとの間には、車輪２
からの変位入力が大きくて、これに応じる前記制御動作
が追従できなくなった時のためにガスばね９が設けてあ
り、該ガスばね９への給排路中に絞り機構10を設けて、
該シリンダ５がショックアブソーバー機能を発揮するよ
うになしてある。

一方、第４図示の構成は、前記油圧シリンダ５（ショッ
クアブソーバー）のみで車体重量を支えるようになして
ある。そして、この構成によれば、シリンダ内圧と車高
との関係が一意的に定まらず、そのために、シリンダの
制御は変位センサー11で検出する車体と車輪との間の相
対変位を目標値に制御される。

この制御はコントローラ７からの制御電流によって作動
する流量制御弁8bが用いられており、その他の構成は前
記第３図示の構成と略同様である。

しかして、これ等従来のアクティブサスペンションシス
テムでは、車体１に設けた各種センサー６及び11等から
の情報信号に基くコントローラ７での演算処理下に出力
する制御電流でもって、シリンダ５への作動油の給排路
中に設けた制御弁8a又は8b等を作動させて、車輌が常に
好適の状態になるように、シリンダ内圧又は車体１と車
輪２との相対変位を制御するように作動する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、かかるアクティブサスペンションの機能を左
右する一つの要因として制御力の可変範囲が挙げられ
る。

そして、この可変範囲が大きい程、車体重量の広い範囲
の変化に適応することが出来ることから、能力の高いシ
ステムであると言うことが出来る。

従って、この点から前述の第３図示及び第４図示の各シ
ステムについて考察するに、第６図及び第７図はこれ等
両システムにおけるシリンダ内圧と車体への伝達力との
関係を示す特性図で、標準車高時のシリンダ長さに固定
してシリンダ内圧P_cを変化させた際に、該シリンダ内圧
P_cが値P_1Gで車体重量Ｗと釣り合う車体への伝達力とな
ることを示している。

これ等両図示の特性を比較するに、両システムとも増圧
側ではシリンダ圧力P_cを高くして行くに連れて車体への
伝達力は比例して大きくなるが、減圧側では油圧シリン
ダのみで支持する前記第４図示構成では、第７図示の如
く、その制御力変化を車体重量Ｗと同じ重量変化させる
ことが出来るが、前記他方の第３図示構成では第６図に
示すように車体重量Ｗとスプリング反力F_sの差即ちＷ−
F_s分だけしか変化させることが出来ない。

また、これ等両システムを構成面から比較すると、前記
第４図示構成に用いる流量制御弁8bは、作動油の供給回
路用と排出回路用との二つの励磁コイルを必要とするの
で、第３図示構成に用いる圧力制御弁8aに比べて一般的
にコスト高となる。

このことから、従来のアクティブサスペンションシステ
ムにおいて、スプリングを併用する構成では比較的低廉
に製造することが出来る反面、減圧側の制御能力が小さ
い欠点を有し、他方のシリンダのみで支持する構成で
は、減圧側の制御能力は充分であるがコスト高となる欠
点があった。

そこで、本考案は、比較的安価に製造することの出来る
懸架スプリングを併用したシリンダの内圧を制御するア
クティブサスペンションシステムにおいて、減圧側の制
御能力を向上させることを目的とするアクティブサスペ
ンションの改良に関する。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本考案の構成は、車体側と
車輪側との間に油圧シリンダを配置し、車輪側と油圧シ
リンダ側との間に懸架スプリングを介在させ、車体に設
けたセンサーからの情報信号に基く演算処理下のコント
ローラ出力制御で油圧シリンダの内圧を制御して車高調
整するアクティブサスペンションシステムにおいて、前
記油圧シリンダは内筒と、外筒と、内筒内にピストンを
介して伸縮自在に挿入したピストンロッドと、内筒内に
ピストンで区画された上室と下室と、内筒と外筒との間
に区画された容室と、内筒に形成されて上室と容室とを
連通する連通孔とを備え、前記下室が外部からの作動油
の給排によって内圧制御され、更に前記上室と容室とに
大気圧以上のガスを封入してピストンロッドを圧縮方向
に付勢させていることを特徴とするものである。

〔作用〕

即ち、上記構成よりなる本考案の手段によれば、車体に
設けた各種センサーからの情報信号に基く演算処理下の
コントローラ出力制御電流で、車輌が常に最適の状態を
保ようにシリンダ内圧を制御することは従来システムと
同様であるが、この制御動作の間、内外筒間の容室との
連通下にガスを封入された上室は、増容されたガスばね
として作用し、しかも、該ガスばねのピストンロッドに
対する作用力の向きが、圧縮バネからなる懸架スプリン
グのばね作用向きと逆向きに働く。

従って、ピストンロッドに作用する合成ばね特性は、該
ロッドのストロークの中間域でスプリング反力が零とな
るところの中立点が存在することになる。

そして、このとき、車体重量がシリンダ下室の内圧に比
較するシリンダ反力だけで釣り合った状態になる。そこ
で、標準車高時のシリンダ長さに固定したままで、シリ
ンダ圧力を零値まで降下させれば、これに比例して車体
への伝達力も零値まで低下するので、従来のシリンダの
みの懸架手段によるシステムと同様の減圧側の制御力変
化を得ることが可能となる。

〔実施例〕

次に、本考案の好ましい実施例について説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す懸架部の構成図で、全
体の基本的システム構成が前述の第３図示構成と同様な
構成からなり、特に、ピストン12及びピストンロッド13
を摺動自在に挿入したシリンダ14が、内筒14aと外筒14b
とからなる複筒型で構成され、前記車体１とサスペンシ
ョンアーム３との間に、該ロッド13の上端を車体側にシ
リンダ下端を車輪側にして取付けてある。

そして、シリンダ14の内部は前記ピストン12によって上
室Ａと下室Ｂとに完全に区分されており、前記内筒14a
と外筒14bとの間に形成される容室Ｃは、内筒14aの上部
壁に開穿した通孔15によって前記上室Ａと連通し、これ
等上室Ａ及び容室Ｃにガスを封入してあり、そのガス圧
によって前記ピストンロッド13をシリンダ14内に引き込
む向きの蓄勢即ち、圧縮方向に付勢する作用力が発生す
るようになしてある。

これに対して、前記下室Ｂにはピストンロッド13に開穿
した貫通孔16を通じて、前述の圧力制御弁8aで制御され
る作動油が外部から供給又は外部に排出されるようにな
してある。

そして、ピストンロッド13に固定したアッパーサポート
17と外筒14bの外壁に固定したロアーサポート18との間
に前記懸架スプリング４を配在せしめて、該ロッド13を
伸長させる向きに付勢してある。

このような構成よりなる実施例によれば、車高制御動作
が、前述の第３図示の従来構成におけるそれと同様に、
車体１に設けた各種センサー６からの情報信号に基き、
コントローラ７で演算処理された結果の出力制御電流で
圧力制御弁8aを作動させて、シリンダ内圧（下室Ｂの内
圧）を加減することによってなされる。

ところで、今、下室Ｂの内圧を零にした時、第２図示の
如く、懸架スプリング４のばね特性は直線l₁で示され、
ガス封入によるシリンダ14のガスばね特性が曲線l₂で示
される。

即ち、同図において、シリンダ14が最も伸び切った位置
を０点とし、標準車高時の位置を1Gで示し、最圧縮時の
位置をL_minとして、ばね反力がピストンロッド13を伸長
させる向きに作用するときを正域で表わした場合に、直
線l₁及び曲線l₂で示される前記ばね特性は、その合成特
性が曲線l₃図示のようになる。

このようなばね特性（曲線l₃）では、前記０乃至L_min間
のストロークの中間域で、前記ばね反力が零となる中立
点が存在することになるが、同図ではこの中立点が前記
標準車高時1Gに一致している場合を示している。そし
て、このときのスプリング反力F_sと封入ガスによるピス
トンロッド13を引き込む向きの作用力FGとが釣り合って
いる。

そこで、この状態で車輌を地面に接地させると、シリン
ダ14には車体重量Ｗがピストンロッド13をシリンダ内に
押し入れる向きに加わる。そこで、車体１を標準車高
（この場合は中立点と一致）に保つには、ばね反力が零
状態下でシリンダ反力即ち下室Ｂの油圧反力FGと車体重
量Ｗとが釣り合い状態に置かれる。

このときの下室Ｂの内圧P_cが値P_1Gであるとすると、シ
リンダ長さを標準車高時の状態のまま固定し、シリンダ
内圧P_cを前記値P_1Gから０値まで下げれば、これによる
車体１への伝達力も荷重Ｗから０まで変化するから、前
述の第７図示の懸架スプリングを伴なわない構成手段の
場合と同様に、その減圧側の制御力変化を得ることが出
来る。

〔考案の効果〕

本考案によれば、次の効果がある。

油圧シリンダを構成する内筒と外筒との間の容室を上室
と連通孔を介して連通し、これら容室と上室とにピスト
ンロッドを圧縮方向に付勢する大気圧以上のガスを封入
し、下室が外部からの作動油の給排によって内圧制御さ
れるようにしたから、上室と容室とは増容されたガスば
ねとして作用し、しかも該ガスばねのピストンロッドに
対する作用力の向きが懸架スプリングのばね作用向きと
逆向きに働く。

従ってピストンロッドに作用する合成ばね特性は該ピス
トンロッドのストローク中間域で懸架スプリング反力が
零となる中間点が存在し、このとき車体重量がシリンダ
下室の内圧に比例するシリンダ反力だけで釣り合った状
態となる。

そこで、標準車高時の油圧シリンダ長さに固定したまま
でシリンダ圧力を零値まで降下させれば、これに比例し
て車体への伝達力も零値まで低下するので、従来の油圧
シリンダのみの懸架手段によるサスペンションシステム
と同様の減圧側の制御力変化が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案アクティブサスペンションの一実施例を
示す懸架部の構成図、第２図は上記実施例におけるばね
特性図、第３図及び第４図は従来アクティブサスペンシ
ョンシステムの基本手段を夫々示す構成図、第５図は第
３図示従来例における懸架スプリングのばね特性図、第
６図及び第７図は前記各図示の従来例における制御特性
図である。〔符号の説明〕１…車体、２…車輪５…油圧シリンダ、７…コントローラ 8a…圧力制御弁、12…ピストン 13…ピストンロッド、14…シリンダ 14a…内筒、14b…外筒 15…連通孔、Ａ…上室Ｂ…下室、Ｃ…容室

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車体側と車輪側との間に油圧シリンダを配
置し、車体側と油圧シリンダ側との間に懸架スプリング
を介在させ、車体に設けたセンサーからの情報信号に基
く演算処理下のコントローラ出力制御で油圧シリンダの
内圧を制御して車高調整するアクティブサスペンション
システムにおいて、前記油圧シリンダは内筒と、外筒
と、内筒内にピストンを介して伸縮自在に挿入したピス
トンロッドと、内筒内にピストンで区画された上室と下
室と、内筒と外筒との間に区画された容室と、内筒に形
成されて上室と容室とを連通する連通孔とを備え、前記
下室が外部からの作動油の給排によって内圧制御され、
更に前記上室と容室とに大気圧以上のガスを封入してピ
ストンロッドを圧縮方向に付勢させていることを特徴と
するアクティブサスペンション。