(57)【要約】【課題】装置全体としての消費電力を極力抑えると共に、空気タンクを用いることなく車高の降下時間を調整し得る小型で安価なエアサスペンション装置を提供する。【解決手段】各車輪に装着し空気室ＡＲを有する空気ばね手段ＡＳと、空気室に連通し、駆動時に空気を加圧して空気室に供給し非駆動時に空気を排出する空気供給源ＰＳを備える。そして、空気供給源を駆動するための電力を蓄積する電力蓄積手段ＥＳと、空気供給源の空気ばね手段に対する空気の給排流路ＡＰに介装し、空気室から空気が排出されるときの給排流路内の空気圧によって電力を出力する空気圧発電装置ＡＧを備え、その出力電力を電力蓄積手段に供給する。【選択図】図１
2010188900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね手段と、前記空気室に連通し、駆動時に空気を加圧して前記空気室に供給し非駆動時に空気を排出する空気供給源を備え、該空気供給源から前記空気ばね手段への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、前記空気供給源を駆動するための電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記空気供給源の前記空気ばね手段に対する空気の給排流路に介装し、前記空気室から空気が排出されるときの前記給排流路内の空気圧によって電力を出力する空気圧発電装置と、該空気圧発電装置が出力する電力を前記電力蓄積手段に供給する制御手段とを備えたことを特徴とするエアサスペンション装置。
【請求項２】
前記空気圧発電装置は、回転子の回転に応じて電力を出力する発電機と、前記給排流路に介装し前記給排流路内の空気圧によって前記回転子を回転駆動する空気圧回転駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のエアサスペンション装置。
【請求項３】
前記発電機と前記空気圧回転駆動手段との間に介装し、前記空気圧回転駆動手段による前記回転子の回転駆動速度を制御する変速手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のエアサスペンション装置。
【請求項４】
前記空気圧回転駆動手段は、前記給排流路内の空気圧によって回転駆動される複数のベーンを備えたベーンポンプであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のエアサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアサスペンション装置に関し、特に、車両の各車輪に装着した空気ばね手段への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
エアサスペンション装置として、例えば下記の特許文献１に「車高の降下時間を充分に短くすることが可能なエアサスペンション装置」が提案され（公報の段落〔０００５〕に記載）、「車高を下げるときに、排気弁が閉じられた状態で、分断弁が閉作動し、両開閉バルブが開作動するように設定すれば、前輪側左右エアチャンバから前輪側枝流路、前輪側主流路および前輪側タンク流路を通してタンクへ空気が流入するのと同時に、後輪側左右エアチャンバから後輪側枝流路、後輪側主流路および後輪側タンク流路を通してタンクへ空気が流入するようになる。このため、タンクへの流入時における空気の干渉が回避されて車高の降下時間を充分に短くすることが可能である。」と説明されている（段落〔０００７〕）。
【０００３】
同様に、下記の特許文献２にて「例えばオペレータを含む乗員の乗降時等に車高調整作業（車高の上げ，下げ）を短時間で行うことができ、車高調整時の応答性、制御性を向上することができるようにしたエアサスペンション装置」が提案され（段落〔００１０〕）、「空気圧縮機の吐出側に主管路を設け、該主管路の途中には排気弁を設け、車両の各空気ばねに対しては複数の分岐管路と各開閉弁を介して主管路を接続すると共に、該主管路には前記空気ばねから排出された排気空気を内部に貯留する空気タンクをタンク管路を介して接続し、該空気タンクと空気圧縮機との間に接続される再圧縮管路と前記タンク管路とを、方向制御弁により前記空気タンクに対し選択的に連通，遮断する構成」が開示されている（段落〔００１７〕）。
【０００４】
また、車両の車高調整装置として、下記の特許文献３に「車高下降時間を短縮できるとともに、ドライヤ内の除湿剤の除湿再生効率に優れた、コンパクトかつ安価な空気圧車高調整装置」が提案され（段落〔０００８〕）、「空気を蓄えるタンクを排気回路側に設け、車高下降要求時は、車高下降制御開始から所定時間内は前記第２タンク弁及び前記排気弁を閉とし前記車高調整弁及び前記第１タンク弁を開として車高を下降させることにより、車高下降要求開始から所定時間内は、エアサスペンション内の圧縮空気はタンク内に蓄積できる分だけタンクに放出されることにより車高が低下する。」旨記載されている（段落〔００１０〕）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２４８６９号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７０１号公報
【特許文献３】特開２００２−８７０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１等に記載のエアサスペンション装置は、基本的に図５に記載のように構成されており、エアサスペンション用の空気ばね手段ＡＳに対し加圧空気を供給する空気供給源ＰＳが設けられ、バッテリＢＴに接続された電動モータＭによってコンプレッサＣが駆動されると、ドライヤＤ及び逆止弁Ｇを介して、乾燥した加圧（圧縮）空気が制御弁ＶＡを介して空気ばね手段ＡＳに供給されるように構成されている。また、コンプレッサＣの非駆動時に、常閉の排気弁ＶＥ及び制御弁ＶＡが開位置とされると、オリフィスＯ及びドライヤＤを介して空気が排出されるように構成されており、この空気の排出時にドライヤＤが再生される。更に、前述のように車高の降下時間を調整するため、空気供給源ＰＳには、常閉の調整弁ＶＴを介して空気タンクＡＴが接続されている。
【０００７】
然し乍ら、上記従来のエアサスペンション装置では、コンプレッサＣを駆動する電動モータＭの消費電力が多く、バッテリＢＴへの負担が大であった。また、車高の降下時間を調整するために空気タンクＡＴが付設されていたので、重量増加とスペース増大が不可避であった。
【０００８】
そこで、本発明は、車両の各車輪に装着した空気ばね手段への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、装置全体としての消費電力を極力抑えると共に、空気タンクを用いることなく車高の降下時間を調整し得る小型で安価なエアサスペンション装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するため、本発明は、車両の各車輪に装着し空気室を有する空気ばね手段と、前記空気室に連通し、駆動時に空気を加圧して前記空気室に供給し非駆動時に空気を排出する空気供給源を備え、該空気供給源から前記空気ばね手段への空気の給排を制御して車高を調整するエアサスペンション装置において、前記空気供給源を駆動するための電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記空気供給源の前記空気ばね手段に対する空気の給排流路に介装し、前記空気室から空気が排出されるときの前記給排流路内の空気圧によって電力を出力する空気圧発電装置と、該空気圧発電装置が出力する電力を前記電力蓄積手段に供給する制御手段とを備えることとしたものである。
【００１０】
上記のエアサスペンション装置において、前記空気圧発電装置は、回転子の回転に応じて電力を出力する発電機と、前記給排流路に介装し前記給排流路内の空気圧によって前記回転子を回転駆動する空気圧回転駆動手段とを備えたものとするとよい。
【００１１】
更に、前記発電機と前記空気圧回転駆動手段との間に介装し、前記空気圧回転駆動手段による前記回転子の回転駆動速度を制御する変速手段を備えたものとしてもよい。そして、上記のエアサスペンション装置において、前記空気圧回転駆動手段は、前記給排流路内の空気圧によって回転駆動される複数のベーンを備えたベーンポンプで構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、上記の構成になるエアサスペンション装置によれば、空気供給源の空気ばね手段に対する空気の給排流路に空気圧発電装置が介装され、その出力が電力蓄積手段に供給されるように制御されるので、車高上昇時における空気供給源から空気ばね手段への空気の供給時には電力蓄積手段の電力が消費されるが、車高降下時に空気ばね手段から空気が排出されるときの給排流路内の空気圧によって、空気圧発電装置が駆動され、その出力電力が電力蓄積手段に供給されるので、消費電力の一部を回収することができ、装置全体としての消費電力を抑制することができる。また、車高降下時に空気ばね手段から排出される空気は、空気圧発電装置を通過する際に空気抵抗が付与されるので、従来のオリフィスを用いることなく排出速度を抑えることができる。更に、空気圧発電装置の発電量を制御することすれば、従来の空気タンクを必要とすることなく車高の降下時間を調整することができるので小型で安価な装置とすることができる。
【００１３】
更に、前記変速手段を備えたものとすれば、変速手段の駆動制御により、車高降下時における給排流路内の空気抵抗を適宜制御して車高降下時間を調整することができるだけでなく、車高上昇時における給排流路内の空気抵抗を適宜制御することにより車高上昇時間も調整することができるので、乗心地が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るエアサスペンション装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に供する空気圧回転駆動手段たるベーンポンプの断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るエアサスペンション装置のブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態に供する変速手段の断面図である。
【図５】従来のエアサスペンション装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。先ず、本発明の一実施形態に係るエアサスペンション装置の全体構成を説明すると、図１に示すように、従来装置と同様、車両の各車輪（図示せず）に装着し空気室ＡＲを有する空気ばね手段ＡＳと、空気室ＡＲに連通し、駆動時に空気を加圧して空気室ＡＲに供給し非駆動時に空気を排出する空気供給源ＰＳを備えている。この空気供給源ＰＳは、空気ばね手段ＡＳに対し加圧空気を供給するもので、バッテリＢＴに接続された電動モータＭによってコンプレッサＣが駆動されると、ドライヤＤ及び逆止弁Ｇを介して、乾燥した加圧空気が（後述する空気圧発電装置ＡＧ及び）制御弁ＶＡを介して空気ばね手段ＡＳに供給されるように構成されている。また、コンプレッサＣの非駆動時に、排気弁ＶＥ及び制御弁ＶＡが開位置とされると、（空気圧発電装置ＡＧを介して）空気が排出されるように構成されており、この空気の排出時にドライヤＤが再生される。尚、上記の排気弁ＶＥ及び制御弁ＶＡは、何れも常閉の電磁開閉弁で構成されているが、どのような弁装置を用いることとしてもよい。
【００１６】
上記空気供給源ＰＳの電動モータＭはバッテリＢＴの電力によって駆動され、このバッテリＢＴが電力蓄積手段ＥＳとして機能する。空気供給源ＰＳの空気ばね手段ＡＳに対する空気の給排流路ＡＰには、空気圧発電装置ＡＧが介装されており、その出力である電力が制御手段ＴＲを介して電力蓄積手段ＥＳに供給される。この空気圧発電装置ＡＧは、空気室ＡＲから空気が排出されるときの給排流路ＡＰ内の空気圧によって電力を出力するもので、回転子（図示せず）の回転に応じて電力を出力する発電機ＧＮと、給排流路ＡＰに介装され給排流路ＡＰ内の空気圧によって発電機ＧＮの回転子を回転駆動する空気圧回転駆動手段ＲＴによって構成されている。尚、本実施形態では発電機ＧＮとして三相交流発電機が用いられるが、これに限るものではない。
【００１７】
制御手段ＴＲは電子制御ユニットＥＣＵ及びインバータＩＶを有し、電子制御ユニットＥＣＵによる制御に応じて、発電機ＧＮの出力（交流）がＵ、Ｖ及びＷの各相のコイル毎にインバータＩＶを介して直流に変換されてバッテリＢＴに充電される。本実施形態のバッテリＢＴは二次電池が用いられるが、燃料電池でもよく、電力蓄積手段ＥＳとしては、更に大容量キャパシタＣＮを設け、図１に破線で示す回路を付加することとしてもよい。本実施形態の電子制御ユニットＥＣＵは一般的な構成であるので、図示は省略するが、バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等から成るマイクロコンピュータを備えており、種々の検出信号入力ポートからＣＰＵに入力されるように構成されている。また、出力ポートからはインバータＩＶ等に制御信号が出力されるように構成されている。
【００１８】
上記の空気圧回転駆動手段ＲＴは、例えば図２に示す可変容量式のベーンポンプＲＴによって構成される。このベーンポンプＲＴは、ハウジング１内にカムリング２が装着され、その内面に沿って摺動するように、複数のベーン（代表して３で示す）を備えたロータ４が収容されている。このロータ４は発電機ＧＮの回転子（図示せず）に連結されている。而して、空気ばね手段ＡＳの空気室ＡＲ内の圧縮（加圧）空気が制御弁ＶＡを介して、図２に矢印で示すようにハウジング１内に導入されると、カムリング２を介して複数のベーン３間に画成された室内に順次導入され、ロータ４が回転駆動される。このロータ４の回転駆動によって発電機ＧＮの回転子が駆動され、発電し、その交流電力は図１のインバータＩＶを介して直流電力に変換されてバッテリＢＴに充電される。尚、空気供給源ＰＳから空気圧回転駆動手段ＲＴ及び制御弁ＶＡを介して空気室ＡＲに空気が供給されるときには、例えば一方向クラッチ機構（図示せず）によってロータ４は空転するように構成されており、空気ばね手段ＡＳへの導入空気に対する流路抵抗は最小限に抑えられている。
【００１９】
而して、本実施形態のエアサスペンション装置によれば、車高上昇時における空気供給源ＰＳから空気ばね手段ＡＳへの空気の供給時にはバッテリＢＴの電力が消費されるが、車高降下時に空気ばね手段ＡＳから空気を排出するときの給排流路ＡＰ内の空気圧によって、空気圧発電装置ＡＧが駆動され、その出力電力が電力蓄積手段ＥＳ（バッテリＢＴあるいは大容量キャパシタＣＮ）に供給されるので、消費電力の一部を回収することができ、装置全体としての消費電力を抑制することができる。また、車高降下時に空気ばね手段ＡＳの空気室ＡＲから排出される空気は、空気圧回転駆動手段ＲＴを通過する際に空気抵抗が付与されるので、従来のオリフィスを用いることなく排出速度を抑えることができる。更に、空気圧発電装置ＡＧの発電量を制御することとすれば、車高降下時の空気圧回転駆動手段ＲＴの回転速度を制御し、給排流路ＡＰ内の空気抵抗を可変とすることができるので、従来の空気タンクを用いることなく車高の降下時間を調整することができる。これにより、小型で安価な装置とすることができる。
【００２０】
更に、図１に破線で示すように大容量キャパシタＣＮを設けることとすれば、空気圧発電装置ＡＧが出力した電力を大容量キャパシタＣＮに蓄積しておき、コンプレッサＣの起動時に電動モータＭが必要とする大電流を大容量キャパシタＣＮから供給することができるので、電流不足を惹起することはなく、また、バッテリＢＴへの負担を軽減することができる。
【００２１】
図３は、本発明の他の実施形態に係るエアサスペンション装置を示すもので、本実施形態の空気圧発電装置ＡＧにおいては、発電機ＧＮと空気圧回転駆動手段ＲＴとの間に変速手段ＣＶが介装されている。その他の構成は、図１に示す実施形態と実質的に同じであるので、実質的に同じ部品については同じ符号を付して説明を省略する。この変速手段ＣＶは、例えばＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）と呼ばれる無段変速機で構成され、図４に示すように、プライマプーリ１１が空気圧回転駆動手段ＲＴのロータ４と同軸に回転可能に支持されており、ベルト１２を介して接続されたセカンダリプーリ１３が発電機ＧＮの回転子（図示せず）に連結されている。
【００２２】
上記の変速手段ＣＶも前述の電子制御ユニットＥＣＵによって駆動制御され、プライマプーリ１１及びセカンダリプーリ１３の夫々におけるプーリ間隔が調整されることにより、空気圧回転駆動手段ＲＴのロータ４の回転が無段変速されて発電機ＧＮの回転子（図示せず）に伝達されるように構成されている。従って、空気室ＡＲから制御弁ＶＡを介して空気が排出されるときには、空気圧回転駆動手段ＲＴのロータ４が空気圧によって回転駆動され、その回転トルクが変速手段ＣＶを介して発電機ＧＮに伝達されるので、変速手段ＣＶの駆動制御に応じて空気圧発電装置ＡＧの発電量が制御されると共に、前述のように給排流路ＡＰ内の空気抵抗が制御される。更に、空気供給源ＰＳから空気圧回転駆動手段ＲＴ及び制御弁ＶＡを介して空気室ＡＲに空気が供給されるときには、前述のようにロータ４を空転させることなく、敢えて、変速手段ＣＶを介して発電機ＧＮの負荷を調整して空気圧回転駆動手段ＲＴに付与することによって、給排流路ＡＰ内の空気抵抗を制御し得るように構成することができる。
【００２３】
而して、本実施形態においては、変速手段ＣＶを駆動制御することによって、給排流路ＡＰ内の空気抵抗を適宜制御することができるので、従来の空気タンクを用いることなく車高の降下時間を調整することができる。しかも、変速手段ＣＶを駆動制御することによって、車高上昇時における給排流路ＡＰ内の空気抵抗を適宜制御して車高上昇時間を調整することもできる。この結果、乗心地が一層向上することとなる。
【符号の説明】
【００２４】
ＡＳ  空気ばね手段
ＡＲ  空気室
ＰＳ  空気供給源
Ｍ    電動モータ
Ｃ    コンプレッサ
Ｄ    ドライヤ
ＶＥ  排気弁
ＶＡ  制御弁
ＡＰ  給排流路
ＢＴ  バッテリ
ＥＳ  電力蓄積手段
ＡＧ  空気圧発電装置
ＴＲ  制御手段
ＧＮ  発電機
ＲＴ  空気圧回転駆動手段
【図１】
2010188900.tif 000003
【図２】
2010188900.tif 000004
【図３】
2010188900.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010188900.tif 000007