JPH0248212A - アクティブサスペンション用制御バルブ装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輌におけるアクティブサスペンション用制
御バルブ装置に関する。

（従来の技術） 従来周知の如く、車輌におけるアクティブサスペンショ
ンとしては幾つかの方法か墨案されているか、その一つ
に第４図示の手段かある。

即ち、このアクティブサスペンションては。

車体１　ヲこれと車輪２のサスペンションアーム３との
間に設けたスプリング４及び中動シリンダ５によって懸
架し、重体状態検出センサー６からの情報信号を受ける
コントローラ７か出力する制御電流を制御弁８に与え、
該弁８で規制される作動油の給排制御下に前記シリンダ
５の内圧を加減して、車輌が常に最適な車高状態を保つ
ようなしである。

更に、前記制御弁８と単動シリンダ５との間には、車輪
２からの変位入力が大きくて、これに応じる請ｌｌ動作
が追従できなくなった時のためにガスばね９か設けてあ
り、該ガスばね９への給排路中に絞り機構ｌ口を設けて
、ショックアブソーバ機能を発揮するようになしである
。

そして、この場合に？Ｐ動クシリンダ５内圧を制御する
油圧回路が、ポンプ等の油圧源１１からの吐出油をチエ
ツク及びアキュームレータ等の圧力安定部（図示せず）
を介して送り出す供給管路１３を制御弁８のボートＰに
接続し、制御弁８の他のボートＴに作動油の貯溜タンク
１２への戻り管路１４を接続し、更に該弁８の今一つの
ボートＣと前記シリンダ５とを接続する給排管路１５に
圧力センサー１６を配として構成しである。

また、第５図は上記制御弁８の一例を示す構成図で、バ
ランス型からなる該制御弁８は、筐体２１の中空筒部に
摺動自在に嵌装したスプール２２を有しその両端に配置
したスプリング２３ａ、２１ｂによる蓄勢力の釣合い下
に該スプール２２かこの中空筒部の中間位置に占位する
とき、前記供給管路接続ボートＰ及び戻り管路接続ボー
トＴとを閉鎖するようになしである。

ところで、該スプール２２には、更にその両端にソレノ
イド２４ａ　、　２４ｂに学えられる制御電流に比例し
た推力を有すプランジャ２５ａ　、　２５ｂを当接せし
めである。

そして、これ等プランジャ推力とピストン作用力とのバ
ランス状態下で前記中間位置に占位するスプール２２が
、ボートＣの圧力が低下した際のプランジャ推力により
第４図上右方への移動て、ボートＣとボートＰとが連通
して、シリンダ５に供給管路１３からの圧油な送り込む
。

これによって、シリンダ内圧即ちボートＣの圧力か−Ｌ
昇するに連れ゛Ｃピストン作用力とこのときのプランジ
ャ推力とが均衡した際に、前述の各ボート間遮断の状態
になる。

また、ボートＣの圧力が高いときには、スプール２２の
逆向き移動で、該ボートＣとボートＴとが連通し、これ
等プランジャ２５ａ又は２５ｂとボ１記スプリング２３
ａ又は２３ｂを夫々配置したスプール両端の圧室２６ａ
及び２６ｂが筺体２１中に開穿した通路２７を介して前
記戻り管路接続ボートＴに連通せしめてあり、その途中
にスプール２２の動きに減衰作用を４えるための絞り２
８ａ及び２８ｂか設けである。

そして、該スプール２２の中央部は前記シリンダ接続ボ
ートＣに連通する構造となっている。

そこで、このような構成下の貨来システムにおいて、サ
スペンションシリンダ間に高圧の作動油を供給する場合
には、そのとこの重体状況を検知した車体センサー６か
らの情報に応じて出力するコントローラ７の制御信号電
流ｉをソレノイド２４ｂにゲえると、この電流値に比例
してプランジャ２５の推力が発生して、スプリング２３
ａ　、２］ｂによる平衡力に打ち勝って該スプール２２
が第５図上右方向に移動し、これによって前記ボートＰ
とボートＣとか連通して、油圧源１１からの圧油がこの
制御弁８を経てシリンダ５に供給される。

このときの前記信号電流ｉに比例するプランジャー推力
によって規制されるスプール２２は、該電流ｉに比例し
て変位することになり、従って、このときの給油路のバ
ルブ開口面積即ち流値も１を流ｌに比例して得られる。

この制御信号電流ｉとバルブ開口面積との関係を示す第
６図において、ソレノイド２４ｂに電流ｉを榮える上記
供給動作の場合には同図上左半分に現われる如き特性と
なる。

次に、シリンダ内から作動油を排出する場合には、同じ
くコントローラ７からの制御信号電流ｉが、他方のソレ
ノイド２４ａに与えられる。

この電Ｆｉ！、ｉに比例したプランジャ２５ａの推力で
スプール２２が第５図上左方向に押されて前記ボートＴ
とボートＣとを連通ずる位置に移動する。

このときの該電流ｉに比例した該スプール２２の移動に
よるバルブ開口面積即ち流量の排出特性を第４図上右方
分に示す。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のように機能するアクティブサスペンシ
ョンシステムにおける制御バルブ装置では、側御対象の
車輪軸ごとに供給制御用のソレノイドと排出制御用のソ
レノイドとの二側のソレノイドか必要であり、そのため
に、装δかコスト高となると共に重量か重く嵩張るなど
の構Ｘ？［４−の欠点かあると共に、組付はスペースな
どによって制限されるこの種装置に実用上適用可能なソ
レノイドの大きさでは、あまり大きな駆動力の発生が期
待出来ず、これによるスプールの初期駆動が充分でなく
て、ｒｔＡｌｌ弁として応答性の良いものが得られない
などの機能上の欠点があった。

そこで、本発明では、従来装置における上述の欠点に鑑
み、−個のソレノイドによる作動油の給排制御並びに応
答性の向上を目的に開発されたアクティブサスベンジ（
ン用制御バルブ装置を提案する。

（ａ！題を解決するための手段） しかして、かかる目的は１本発明によれば、アクティブ
サスペンションの油圧シリンダへの作動油の給排流量を
スプール移動による流路切換並びにバルブ開口面積制御
によって行う制御弁において、スプール両端の圧室の少
なくとも一方に附勢スプリングを配置すると共に該室の
内圧を常に一定に保つパイロット回路を設け、他方の圧
室は該室へのパイロット回路中に設けた固定絞りとソレ
ノイド制御電流に比例した圧力損失を発生させる可変絞
り部との中間の圧力を導くように構成してなるアクティ
ブサスペンション用制御バルブ装置によって達成するこ
とが出来る。

（作　用） 即ち、ｒｇＩ御弁におけるスプールは少なくともその一
方端の圧室の室内圧安定化が計られる結果、該室の附勢
スプリングによる押圧力で他方端の圧室の内圧条件に応
じて移動可能である。

これに対し、前記他方端の圧室には、固定絞りと可燃絞
り部とにより規制されるパイロット回路の中間圧力が導
かれ、しかも、この可変絞り部がソレノイドによって絞
り込み操作され。

かつ、ソレノイド制御電流に比例した絞り開度を制御し
ての作動油の側路流失即ち圧力損失を制御する。

従って、前記スプールは他方端の圧室に導かれるパイロ
ット圧に応じて、その移動向き並びに移動量が決定され
、この場合における一個のソレノイドがサスペンション
シリンダへの作動油の給排制御及び流量制御機能部材と
して作用する。

（実施例） 次に、本発明の好ましい実施例について添附図面を参照
して説明する。

ｔＪＳ１図は本発明の一実施例を示す制御弁の縦断面＋
ｆｆｌで、前述の第５図示従来ａＪＩＩＩと同様な機能
構成部分には夫々共通の記号を符しである他に、本発明
の構成によれば、スプール２２の両端に夫々作用する前
記ソレノイド２４ａ　、　２４ｂを省略する一方で、ス
プール両端の圧室２６ａ　、　２６ｂに絞り２８ａ又は
２８ｂを介して夫々接続した通路２７ａ　、　２７ｂの
他端が、供給管路接続ボートＰと戻り管路接続ボートＴ
に橋架する接続路３１ａ中に配置した絞り３４及び絞り
３５の間に夫々接続しである。

モして４該可変絞り部３３は前記接続路１１ａの側路と
しての排出路３６に向けて開口するポペット弁座にソレ
ノイド２４ｃのプランジャ２５ｃの先端を臨ませ、該ソ
レノイド２４ｃへの制御電流ｉに比例した圧力損失接続
路３１ａに発生させるようになしてあり、この接続路３
１ａにおける前記固定絞り３２と該可変絞り部３コとの
中間の圧力を受ける圧室２６ａの内圧をボートＴの圧力
（残圧設定値）からボートＰの圧力までの範囲で変え得
るようになしである。

なお、他方の接続路３１ｂにおける絞り３４及び３５は
他方の圧室２６ｂの内圧を常に一定に保つために設けら
れており、従って、ボートＰの圧力変動が少なくて常に
略一定の場合には該絞り３４を単なるオリフィスで構成
しても良いが、該ボートＰの圧力変動が大きい場合には
該絞り３４をリリーフ弁に置き換える構成が望ましい。

第２図は上記第１図示実施例の作動特性図で横軸に前記
制御電流ｉを採り、縦軸にバルブ開口面積を採って、制
御電流値ｉ、のときスプール中ケ位置占位での閉鎖状態
を境に、その左右に制御電流ｉの変化に比例して開口面
積が増大する供給側城と排出側域とを示す。

更に、ＰＩＳ３図は本発明の別の実施例を示す制両弁の
縦断面図で、前記第１図示の実施例と異ところは、スプ
ール２２の一方端にのみ附勢スプリング２３ｃを配置し
たところであり、−・万端の圧室２６ｂは前述の従来装
置と同様に絞り２８ｂによる緩速流制御下の通路２７ｂ
によりボードＴと連通せしめである。

このような構成からなる実施例によれば、ボートＴ、圧
室２６ａ及び圧室２６ｂの各圧力をＰｐ、ＰＴ、Ｐｓ及
びＰ。とし、可変絞り部３３における圧力損失をΔＰと
すると、ソレノイド２４ｃへの制御電流ｉを変化させる
ことにより、先の圧力損失ΔＰは０から（Ｐ、−Ｐア）
の範囲で変化させることか可能である。

即ち、ボートＰは油圧源１１に接続され、ボートＴかタ
ンク１２に接続されているので、これ等の間の接続路３
１ａには可変絞り部３３を濃過する作動油が常に流れて
いる。

従って、ソレノイド２４ｃに制御電流ｉを与えて、その
ポペット弁座に向かうプランジャ２Ｓｃの推力を加減す
ることにより、前記作動油の流れに対して圧力損失ΔＰ
が生じ、固定絞り３２と可変絞り部３３との間の圧力は
Ｐｐ＋ΔＰとなり、これから通路２７ａで導かれる圧室
２６ａの圧力ＰＡもＰｓ＝Ｐｒ＋ΔＰとなる。

これに対して、前記スプール２２の他方端の圧室２６ｂ
には、第１図示の実施例において、常時作動油か流れる
接続路３１ｂの絞り３４及び３５を等しい絞り込み量に
設定することによって１通路２７ｂを介して、（ｐ、＋
　ｐｔ＋）　／　２で示される該接続路３１ｂの中間圧
力が導かれているので、該圧室２１ｉｂの内圧ＰＩＩも
ＰＩ％＝　（Ｐ、＋　ＰＡ）　／　２となり、又は、絞
り３４がリリーフ弁で構成されている場合には該圧力Ｐ
ｎは該リリーフ弁の設定圧力となる。

しかして、に述のような両端圧室２６ａ　、　２６ｂの
内圧ＰＡ及びＰ６を受けるスプール２２の中立状態ては
、ソレノイド２４ｃへ制御電流ｉ、が通電されて、前記
内圧がＰＡ＝ＰＲの状態にあり、このスプール２２の占
位位置で、第１図上実線図示の如くボートＰ及びボート
ＴとボートＣとの連通か断たれた状態にある。

それ故に、バルブ開口面積は第２図に示すように閉鎖状
態のＯ値で、シリンダ５への作動油の給排が行われてい
ない。

そこで、シリンダ内に作動油を供給する場合には、ソレ
ノイド２４ｃへ通電する制御電流ｉを前記電流ｉ、より
も少なくする。

これによって、プランジャ２５ｃの推力も小さくなり、
可変絞りＦｇ！＆３３の開ｒ］面積か大きくなるので、
ここでの圧力損失ΔＰが小さくなる。その結果、圧室２
６ａ　、　２６ｂの各内圧がＰＡ＜ＰＲとなるので、ス
プール２２に作用する圧力バランスが変わり、該スプー
ル２２か第１図上右方に移動する。

この移動で、ボートＰとボートＣとが連通して、油圧Ｊ
ｉｌｔからの高圧作動油がシリンダ５に供給される。そ
して、この場合の前記圧力損失ΔＰに対して前記中間状
態での圧力損失をΔＰヨとし、スプール断面積ΔＳ、左
右のスプリング２３ａ　、　２３ｂの合成ばね定ｆｉｋ
であるときの該スプール２２の移ｅ量Ｘは ｘ＝Ａ、・（ΔＰ、−ΔＰ）／に で表わされる。しかも、ΔＰ、−ΔＰはソレノイド２４
ｃへの制御電流ｉの変化分Δｉに比例するのて、このと
きの移動ｆｘも該変化分Δｉに比例し、その結果、バル
ブ開口面ｍＬＩＩち流量が、第２図の左半分に現われる
如く、制御電流ｉに比例する。

次に、シリンダ内から作動油を排出する場合には、ソレ
ノイド２４ｃへの制御電流を前記電流ｉ、よりも大きく
する。

これによって、プランジャ２５ｃの推力が大きくなるに
連れて可変絞り部３３の開口面積が小さくなり、そこで
の圧力損失ΔＰが大きくなる。

従って９両端の圧室２６ａ　、　２６ｂの各内圧ＰＡ。

ＰＢがＰＡ＞　Ｐ、となり、これに応じてスプール２２
か第１図上左方に移動して、ボートＴとボートＣとを連
通する状態となり、シリンダ５からの作動油がボートＣ
及びボートＴを通ってタンク１２に向けて排出される。

そして、このときのスプール移ｍｉｘ”は、ｘ’＝＾５
・（ΔＰ−ΔＰ、）／に となり、前記供給時の場合と同様に制御電流ｉとバルブ
開口面積即ち流量とが比例し、それらの関係は第３図上
左方分に現われる如き特性となる。

なお、この場合の制御電流ｉは、改めて言及するまでも
なく、従来装置の場合と同様にコントローラ７で演算さ
れた最適圧力Ｐ。、Ｌと圧力センサー１６により検出し
たシリンダ５の実際の圧力ＰＣとの偏差に比例した電流
とバイアス電流ｉ。

どの和に基き、 ｉ　＝ａ　Φ（Ｐｃ−Ｐｏｐｔ）　＋ｉ。

からなる電流が通電される。

そして、このような可変絞り部３３による圧力損失ΔＰ
に基〈スプール２２の制御は、スプール２２に対して附
勢スプリング２１ｃにより一方向のスプリング力Ｆｓを
附午する第３図示実施例の構成においても可能である。

即ち、スプール２２を第３図上左方に押す力Ｆ＾と同じ
く右方に押す力Ｆ、とは、スプール２２が中立位置に在
る際の前記スプリング力をＦＳＩＩとすると、先の実施
例の場合と同様に、 ＦＡ＝八ｓへ　（Ｐｙ＋ΔＰ、）　、　Ｆ、＝＾、　−
ＰＴ＋　Ｆｓ。

で表わされ、ＦＡ＝　Ｆ、の状態、すなわち、ΔＰ、−
Ｆ１１．／Ａｓの状態で、該スプール２２が釣合いの中
立位置にあり、先の実施例の場合と同様に各ボート閉鎖
のバルブ開口面積０の状態となる。

そして、シリンダ５への作動油の供給又はタンク１２へ
の排出の場合には、前記第１図示の実施例と同様の制御
て、先の場合の左右のスプリング２５ａ　、　２５ｂの
合成ばね定数に′？！−当該実施例における附勢スプリ
ング２Ｓｃのばね定数に′に変換するだけで、同様の操
作並びに前記第２図示の制御特性が発揮される。

〔発明の効果〕

このように、本発明装置によれば、少なくとも一方にス
プリング力を附勢されたスプールの一方側の正室内圧を
常に一定に保つと共に、他方側の圧室に固定絞りと可変
絞り部とにより規制される圧力を導くようになし、この
可変絞り部が一個のソレノイドによるバルブ開口面積の
制御下にこれに与える制御電流に比例した圧力損失を発
生するように構成したので、まず、車輌の一輪ごとに一
個のソレノイドを用いてのアクティブサスペンションの
ための作動油の給排制御か可能となり、これによって、
装置のコスト低減は素より、装置の軽量化並びに小嵩化
を計り得て１組付はスペースの限られた各種車輌へのア
クティブサスペンションシステムの採用か可能となると
共に、制御弁のスプールを駆動するに前記ソレノイドに
よる直接駆動によることなくて、該ソレノイドで開口面
積を加減する油圧回路の油圧力を用いるので、大きなス
プール駆動力を得ることか容易に可能で、その結果、ス
プールの応答性を高め得るので、本発明９２１はこの種
アクティブサスペンションにおける制御システムの機能
向上を計る上で極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す制御弁の縦
断面図、第２図は本発明装置の作動特性図、第３図は本
発明装置の他の実施例を示す制御弁の縦断面図、第４図
はアクティブサスペンションシステムの一例を示す構成
図、第５図は従来の制御弁の一例を示す縦断面図、第６
図は従来Ｓｔ′１１における作動特性図である。 （符号の説明） ２２・・・スプール ２３ａ、２３ｂ、２コＣ’−・スプリング２４ｃ・・・
ソレノイド ２５ｃ・・・プランジャ ２６ａ、２６ｂ　−−−圧　室 コｌａ、コ１ｂ・・・接続路 ３２・・・固定絞り コ３・・・可変絞り部 コ４，３５・・・絞　リ 第 図 第２図 第５ 図 第６図 バルブ開口面積 ４３図 ２冒 ３ｃ ６ａ 第４図 ＋６８１４ 手 続 一？ｙｎ 正 書 （自発） １、事件の表示 昭和６ ３年特 許 願第１９９６９４号 ２、発明の名称 アクティブサスペンションのＭ’Ｓバルブ装置３、補正
をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクティブサスペンションの油圧シリンダへの作動油の
   給排流量をスプール移動による流路切換並びにバルブ開
   口面積制御によって行う制御弁において、スプール両端
   の圧室の少なくとも一方に附勢スプリングを配置すると
   共に、該室の内圧を常に一定に保つパイロット回路を設
   け、他方の圧室は該室へのパイロット回路中に設けた固
   定絞りとソレノイド制御電流に比例した圧力損失を発生
   させる可変絞り部との中間の圧力を導くように構成して
   なることを特徴とするアクティブサスペンション用制御
   バルブ装置。