(57)【要約】  本発明は、それぞれの車両ホイール（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）に、１つの多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）が配置されている車両のガススプリングシステムに関する。多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）は、メインチャンバ（１７）と、このメインチャンバ（１７）に接続可能な少なくとも１つの補助チャンバと、を有しているため、多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度を変更することができる。制御装置（１５）は、指標横方向加速度に応じて規定車軸強度を算出し、これを設定する。この場合、まず、車両のカーブ内側にある前記多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度（ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲ）が変更される。特に、車軸（ＶＡ、ＨＡ）の両ホイールの多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度は、交互に段階的に変更される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの車軸（ＶＡ、ＨＡ）のそれぞれの車両ホイール（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）に、該車両ホイール（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）と車両ボディ（１１）との間の相対運動を緩和する多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）が配置され、該多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）は、ロールベローズ（１６）と相互作用する、気体を充填されたメインチャンバ（１７）に接続ダクト（２５、２７、２９）を介して接続可能な、ガスを充填された少なくとも１つの補助チャンバ（２０、２１、２２）を有し、制御可能な接続バルブ（２６、２８、３０）が、前記接続ダクト（２５、２７、２９）の中に配置され、前記多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度（ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲ）を変更するために、前記接続バルブを介して、前記メインチャンバ（１７）と前記補助チャンバ（２０、２１、２２）とを流体的に互いに接続し、流体的に互いに分離することができる車両のガススプリングシステムであって、
制御装置（１５）が、車両前後方向の速度（ｖｘ）とステアリング角（ＬＷ）とから生じる指標値（ａｙ）に応じて、少なくとも１つの前記車軸（ＶＡ、ＨＡ）のための規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）を算出し、該車軸（ＶＡ、ＨＡ）の多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）の接続バルブ（２６、２８、３０）を、車軸強度調整のため、前記規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）に従って制御し、
前記制御装置（１５）によって、車両のカーブ内側にある多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度（ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲ）が最初に変更されることを特徴とする、車両のガススプリングシステム。
【請求項２】
少なくとも１つの車軸（ＶＡ、ＨＡ）のそれぞれの車両ホイール（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）に、該車両ホイール（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）と車両ボディ（１１）との間の相対運動を緩和する多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）が配置され、該多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）は、ロールベローズ（１６）と相互作用する、気体を充填されたメインチャンバ（１７）に接続ダクト（２５、２７、２９）を介して接続可能な、ガスを充填された少なくとも１つの補助チャンバ（２０、２１、２２）を有し、制御可能な接続バルブ（２６、２８、３０）が、前記接続ダクト（２５、２７、２９）の中に配置され、前記多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度（ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲ）を変更するために、前記接続バルブを介して、前記メインチャンバ（１７）と前記補助チャンバ（２０、２１、２２）とを流体的に互いに接続し、流体的に互いに分離することができる車両のガススプリングシステムであって、
制御装置（１５）が、車両前後方向の速度（ｖｘ）とステアリング角（ＬＷ）とから生じる指標値（ａｙ）に応じて、少なくとも１つの前記車軸（ＶＡ、ＨＡ）のための規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）を算出し、該車軸（ＶＡ、ＨＡ）の多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）の接続バルブ（２６、２８、３０）を、車軸強度調整のため、前記規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）に従って制御し、
前記車軸強度（ＣＶＡ、ＣＨＡ）を前記規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）に調整する場合、該車軸（ＶＡ、ＨＡ）の両多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）のスプリング強度（ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲ）が、交互に段階的に適合されることを特徴とする、車両のガススプリングシステム。
【請求項３】
それぞれの車両ホイール（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）に、１つの多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）が配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガススプリングシステム。
【請求項４】
それぞれの多室型ガススプリング（ＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ）が、異なる大きさのガス容量（Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を備える３つの補助チャンバ（２０、２１、２２）を有し、該補助チャンバは、それぞれ１つの接続バルブ（２６、２８，３０）を備える独立した接続ダクト（２５、２７、２９）を介して、流体的に前記メインチャンバ（１７）と接続され、又は流体的に前記メインチャンバ（１７）から分離されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項５】
前記制御装置（１５）が、車両前後方向の速度（ｖｘ）とステアリング角（ＬＷ）とから指標横方向加速度（ａｙ）を計算し、該指標横方向加速度が前記規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）を決定するための指標値となることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項６】
前記制御装置（１５）が、前記指標値（ａｙ）に基づき、特性マップ（Ｋ）を用いて前記規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）を決定することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項７】
前記制御装置（１５）が、少なくとも１つのその他のパラメータ（Ｐ）である、車両状態パラメータ又は周辺パラメータに応じて前記規定車軸強度（ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌ）を算出することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項８】
車両状態パラメータとして、ブレーキペダル操作パラメータ（ＢＰ）又はアクセルペダル操作パラメータ（ＦＰ）又はホイールスリップパラメータ又はステアリング角速度（ＤＬＷ）又はスプリングのたわみ又はスプリング速度（ＤＬＷ）又はこれらの２つ以上の組み合わせ、が使用されることを特徴とする、請求項７に記載のガススプリングシステム。
【請求項９】
前記制御装置（１５）が、車両前後方向の速度（ｖｘ）を第１の速度限界値（ｖｘ１）と比較し、次に、前記車両前後方向の速度（ｖｘ）が前記第１の速度限界値（ｖｘ１）を上回っていれば、前記フロントアクスル強度（ＣＶＡ）に、最小限の前記フロントアクスル強度よりも大きいフロントアクスル最小強度（ＣＶＡｍｉｎ）を設定し、前記リヤアクスル強度（ＣＨＡ）に、最大限の前記リヤアクスル強度よりも小さいリヤアクスル最大強度（ＣＨＡｍａｘ）を設定することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項１０】
前記制御装置（１５）が、前記車両前後方向の速度（ｖｘ）を第２の速度限界値（ｖｘ２）と比較し、次に、前記車両前後方向の速度（ｖｘ）が前記第２の速度限界値（ｖｘ２）を下回っていれば、前記フロントアクスル強度（ＣＶＡ）に、最大限の前記フロントアクスル強度よりも小さいフロントアクスル最小強度（ＣＶＡｍａｘ）を設定し、前記リヤアクスル強度（ＣＨＡ）に、最小限の前記リヤアクスル強度よりも大きいリヤアクスル最小強度（ＣＨＡｍｉｎ）を設定することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項１１】
前記制御装置（１５）が、前記車両状態の安全性点検（５２）を実施し、次に該安全性点検（５２）に基づいて安全性の危ぶまれる車両状態が検知されると、前記フロントアクスル強度と前記リヤアクスル強度とをそれぞれ前記最大限の車軸強度まで引き上げること（５３）を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガススプリングシステム。
【請求項１２】
前記制御装置（１５）が、前記車両状態の前記安全性点検（５２）の際、前記ステアリング角速度（ＤＬＷ）をステアリング角速度限界値（ＤＳ）と比較し、前記ステアリング角速度（ＤＬＷ）が前記ステアリング角速度限界値（ＤＳ）を上回っている場合、安全性の危ぶまれる車両状態を検知することを特徴とする、請求項１１に記載のガススプリングシステム。
【請求項１３】
前記ステアリング角速度限界値（ＤＳ）が、パラメータに左右され、前記車両前後方向の速度（ｖｘ）に応じて決定されることを特徴とする、請求項１２に記載のガススプリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び２の前提部分に基づく車両のガススプリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなガススプリングは、例えば特許文献１から知られている。そこで説明されているガススプリングシステムは、メイン空気室を備えるエアスプリングを有し、配管システムと、その配管システムに配置されているバルブとを介して、第１の補助空気室及び／又は第２の補助空気室をメイン空気室に連結することができる。すなわち、メイン空気室を、１つ又は両方の補助空気室と流体的に接続するか、又は流体的にこれらの補助空気室から分離することができるため、エアスプリングの有効な全容量が変更可能であり、それによってスプリング強度も変更することができる。このガススプリングシステムを用いることにより、エアスプリングの有効な全容量に応じてシャーシ特性を変化させることができる。それによって、車両の上昇、前後方向の振れ、ローリング作用に影響を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３３６３４２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに基づいて、本発明の課題は、車両の走行特性をさらに最適化することのできるガススプリングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１及び／又は請求項２の特徴を備えるガススプリングシステムによって解決される。
【０００６】
このガススプリングシステムは、車両ホイールの少なくとも１つの車軸にそれぞれメインチャンバを備えた多室型ガススプリングと、このメインチャンバに接続可能な少なくとも１つの補助チャンバと、を有している。車両前後方向の速度及びステアリング角に応じて、制御装置による規定車軸強度計算の基礎となる指標値が生じる。多室型ガススプリングを装備した車軸の車軸強度は、この規定車軸強度に従って調整される。ステアリング角及び車両前後方向の速度に左右される指標値は、車両の実際の横方向加速度に時間的に先行する。これによって、実際の横方向加速度が車両に作用する前に、車軸強度を特定の規定車軸強度に適合させることができる。このような時間的に先行した適合は、カーブを曲がる際、ステアリングを操作する時点ですでに、適応されようとする実際の横方向加速度に車両を調整し、カーブ走行のための車両の走行ダイナミック特性を最適に適合させるために作用する。
【０００７】
本発明に基づく第１の解決方法の場合、さらに、制御装置が、まず車両のカーブ内側に配置されている方の多室型ガススプリングのスプリング強度を変更するように準備されている。この場合、どちらの車両側がカーブの内側にあるかは、ステアリング角又はステアリング角に応じた指標値から明らかとなる。これによって、カーブ走行の開始時に車両の向きを変える際、カーブ内側の方の多室型ガススプリングのスプリング強度を引き上げ、カーブ内側の多室型ガススプリングのリバウンドを減少させることが可能となる。カーブにおける車両のカーブ走行状態及び特にローリング状態が、これによって明らかに改善される。
【０００８】
本発明に基づく第２の解決方法の場合、追加又は代替の方法として、算出された規定車軸強度に車軸強度を適合させる場合、これら車軸の両側の多室型ガススプリングのスプリング強度を交互に段階的に合わせることが提案されている。例えば、規定車軸強度に合わせるために車軸強度を上げなければならない場合、まず、一方の多室型ガススプリングのスプリング強度が１段階上げられ、次に、この車軸の他方の多室型ガススプリングのスプリング強度が１段階上に調整される。規定車軸強度に合わせるための、このような車軸強度の交互の段階的変更は、規定車軸強度に達するために必要である限り行われる。車軸の多室型ガススプリングのスプリング強度を交互に段階的に変更することは、搭乗者にとって非常に快適であることが判明している。
【０００９】
本発明に基づく両方の解決方法の有利な実施形態は、従属請求項から生じる。
【００１０】
有利であるのは、多室型ガススプリングがそれぞれの車両ホイールに割り当てられていることである。このような方法で、両方の車軸の車軸強度を変更できることにより、固定的又はパラメータに応じて設定される、フロントアクスルとリヤアクスル間の軸荷重配分も調整可能となる。
【００１１】
さらに、それぞれの多室型ガススプリングが複数の補助チャンバを有し、特に、異なる大きさのガス容量を備える３つの補助チャンバを有している場合は有利であり、これらの補助チャンバは、それぞれ１つの接続バルブを備える独立した接続ダクトを介して、流体的にメインチャンバと接続されるか、又は流体的にメインチャンバから分離される。従って、多室型ガススプリングの有効ガス容量を複数の段階で変更することができるため、該当する多室型ガススプリングのスプリング強度も、複数の異なる大きさの段階に切り替えることができる。それぞれの接続ダクトの中に、独立した接続バルブが取り付けられていることにより、補助チャンバを配置する場合及び補助チャンバとメインチャンバ間の接続ダクトを配置する場合の自由度が大きくなる。
【００１２】
制御装置は、車両前後方向の速度とステアリング角から指標横方向加速度を算出することができ、これは、規定車軸強度を特定するための指標値となる。指標横方向加速度は、非常に簡単に算出することができ、カーブ走行中に車両に影響する走行ダイナミックを示す基準として働く。この場合、指標横方向加速度は、実際に車両に作用する実際横方向加速度に時間的に先立っているため、車軸強度を調整する場合、時間的に先行することができる。
【００１３】
さらに、制御装置は、特性マップを用い、指標値に基づいて規定車軸強度を決定することができる。このことは、指標値に加え、少なくとも１つの別のパラメータに基づいて、規定車軸強度が算出される場合、特に有利である。例えば、車両状態パラメータ及び／又は周辺状況パラメータなどのパラメータに応じて、規定車軸強度を算出することも可能である。この方法で、規定車軸強度を、それぞれの走行状況にさらに正確に適合させることができる。
【００１４】
車両状況パラメータとしては、例えば、ブレーキペダル操作パラメータ及び／又はアクセルペダル操作パラメータ及び／又はスプリングのたわみ及び／又はスプリング速度及び／又はホイールスリップパラメータ及び／又はステアリング角速度が考えられる。前述のパラメータは、現在の車両では通常使用可能であり、車両のデータバスシステムを介して制御装置に伝達することができる。
【００１５】
周辺パラメータとしては、路面の摩擦係数を使用することができる。従って、路面の摩擦係数があることにより、算出された指標値、特に指標横方向加速度を本当に形成できるかどうかも判断することができる。例えば、指標値の最大値を摩擦係数に応じて算出し、指標値をこの最大値までに限定することができる。
【００１６】
制御装置が車両前後方向の速度を第１の速度限界値と比較し、車両前後方向の速度が第１の速度限界値を上回っていれば、フロントアクスル強度には、最小限のフロントアクスル強度よりも大きいフロントアクスルの最小強度が確定し、リヤアクスル強度には、最大限のリヤアクスル強度よりも小さいリヤアクスルの最大強度が確定するという場合は、さらに有利である。フロントアクスル又はリヤアクスルの車軸強度にこうした限界をつけることにより、前後方向の速度が第１の速度限界値を上回った場合、すなわち、車両前後方向の速度が高速道路などで生じるような非常に速いスピードになった場合も、車両安定性が保証される。
【００１７】
制御装置が車両前後方向の速度を第２の速度限界値と比較し、車両前後方向の速度が第２の速度限界値を下回っていれば、フロントアクスル強度には、最大限のフロントアクスル強度よりも小さいフロントアクスルの最大強度が確定し、リヤアクスル強度には、最小限のリヤアクスル強度よりも大きいリヤアクスルの最小強度が確定するという場合は、さらに有利である。この措置により、例えば、市街地走行の場合、車両の優れた操縦性又は操縦性能を保証するために、前後方向の速度が第２の速度限界値より下がった場合のステアリング操作でも車両の敏捷さを十分に保持することができる。
【００１８】
制御装置は、車両状態の安全性点検を実施することができ、この安全性点検に基づいて安全性の危ぶまれる車両状態が検知されると、多室型ガススプリングを有する少なくとも１つの車軸強度を、最大限の車軸強度まで引き上げることができる。これによって、車両安全性を高めることができ、特に横方向加速度が大きい場合に車両を安定した状態に保つ。制御装置は、車両状態の安全性点検の際、ステアリング角速度をステアリング角速度限界値と比較し、ステアリング角速度がステアリング角速度限界値を上回っている場合、安全性の危ぶまれる車両状態を検知する。このような安全性の危ぶまれる車両状態は、例えば、運転者が障害物回避操作を行い、その際にステアリング角を極めて急いで変更した場合に起こる。こうした危険な車両状態の検知と車軸強度の引き上げにより、運転者が支援され、車両は走行ダイナミック面で可能な限り安定した状態に保たれる。
【００１９】
この場合、ステアリング角速度限界値はパラメータに左右され、特に車両前後方向の速度に応じて決定される。車両前後方向の速度が高い場合は、安全性の危ぶまれる車両状態を推論するのに、わずかなステアリング角速度で十分であり、一方、車両前後方向の速度が低い場合は、より大きなステアリング角速度限界値が確定される。これによって、危険な車両状態を状況に応じて特定することが可能となる。
【００２０】
さらに、前述の安全性点検と関係のある措置は、実行されるガススプリングシステムの制御又は調整とは無関係に実施することができ、従って、ガススプリングシステム独自の実施形態となる。
【００２１】
以下に、本発明の実施例を添付の図に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に基づくガススプリングシステムを備える車両を、ブロック図のような形で示した図。
【図２】本発明に基づくガススプリングシステムの多室型ガススプリングシステムを、ブロック図のような形で示した図。
【図３】本発明に基づくガススプリングシステムの制御方法のフローチャート。
【図４】左カーブを走行する場合の、フロントアクスルに配置された多室型ガススプリングのスイッチング状態の時間経過例。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には、車両（詳しく図示されていない）のガススプリングシステム１０の実施例をブロック図のような形で示した図である。この車両は、フロントアクスルＶＡに左フロントホイールＶＬと右フロントホイールＶＲとを有し、リヤアクスルＨＡに左リヤホイールＨＬと右リヤホイールＨＲとを有している。両方の車軸ＶＡ、ＨＡの少なくとも一方の車両ホイール、及び例に従って車両ホイールＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲのそれぞれには、多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲが配置されており、このスプリングが、それぞれ割り当てられている車両ホイールＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲの、車両ボディ１１に対する相対運動を緩和する。車両ホイールＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲと車両ボディ１１との間には、さらにダンパ１２がそれぞれ設けられており、このダンパは、それぞれ配置されている車両ホイールＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲと車両ボディ１１との間の相対運動を緩和する。このダンパ１２は、独立して形成するか、又はそれぞれの多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲに組み込むことができ、特に油圧式ダンパ１２として形成されている。
【００２４】
制御装置１５は、多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲの制御に働く。多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲは、容量Ｖ１を備えるメインチャンバ１７を有し、このメインチャンバ１７には気体が充填され、ロールベローズ１６と相互作用する。割り当てられている車両ホイールＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲと車両ボディ１１とが相対運動する場合、ロールベローズ１６が移動して、多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲ内の気体が、ロールベローズ１６の移動方向に応じて圧縮又は減圧されるため、割り当てられている車両ホイールＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲと車両ボディ１１との相対運動が緩和される。
【００２５】
多室型エアスプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲは、ロールベローズが動く際、圧縮又は減圧のために使用可能である有効な全容量に応じて左右される。従って、本発明に基づく多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲの場合、補助容量として少なくとも１つの補助チャンバを、メインチャンバ１７と流体的に接続することができるか、又は再びメインチャンバ１７から分離することができる。ここで説明されている実施例の場合、多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲは、それぞれ第１の補助チャンバ２０、第２の補助チャンバ２１及び第３の補助チャンバ２２を有している。第１の補助チャンバ２０は、第１の補助チャンバ容量Ｖ２を有し、第２の補助チャンバ２１は、第２の補助チャンバ容量Ｖ３を有し、第３の補助チャンバ２２は、第３の補助チャンバ容量Ｖ４を有する。この場合、「Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ１」のように構成する。 
【００２６】
第１の補助チャンバ２０は、第１の接続ダクト２５を介してメインチャンバ１７に接続され、この場合、第１の接続ダクト２５には、電気制御式の第１の接続バルブ２６が配置されている。これに対応して、メインチャンバ１７は、第２の接続バルブ２８が取り付けられている第２の接続ダクト２７を介して第２の補助チャンバ２１と接続され、第３の接続バルブ３０が取り付けられている第３の接続ダクト２９を介して第３の補助チャンバ２２と接続されている。すべての３つの接続バルブ２６、２８、３０は、制御装置１５によって、互いに独立して制御することができ、対応する接続ダクト２５、２７、２９を流体的に閉めるか、又は流体的に開くことができるため、各補助チャンバ２０、２１、２２は、メインチャンバ１７と流体的に分離又は接続可能である。
【００２７】
多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲは、ロールベローズ１６と相互作用する気体容量がどのくらい大きいかに左右され、この気体容量を、有効な全容量ＶＧと呼ぶ。この有効な全容量は、メインチャンバ容量Ｖ１と、予定された時点で流体的にメインチャンバ１７に接続される補助チャンバ２０、２１、２２の補助チャンバ容量Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４との合計である。
【００２８】
補助チャンバ２０、２１、２２の少なくとも１つが、それぞれの接続ダクト２５、２７、２９を介してメインチャンバ１７と流体的に接続されると、接続ダクト２５、２７、２９の断面積を選択することにより、及び／又は接続バルブ２６、２８、３０の開口部断面積により、望ましい緩和作用を設定することができる。ロールベローズ１６の移動時に、圧縮又はリバウンドする際には、まず、メインチャンバ１７の圧力が変化する。これによって、気体は、流体的に開いている接続ダクト２５、２７、２９と、そこに配置されている開位置の接続バルブ２６、２８、３０とによって、それぞれに割り当てられている補助チャンバ２０、２１、２２の中に流れ込むか、又はそれぞれに割り当てられている補助チャンバ２０、２１、２２から流れ出て、圧力が補整される。この場合、該当する多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲのスプリング運動が緩和される。ダンパ１２の減衰調整は、接続ダクト２５、２７，２９の断面積の選択及び／又は接続バルブ２６、２８、３０の開口断面積によって行われるガススプリング減衰と同調して行われる。この場合、特に、減衰が調整可能なダンパ１２を設けることができる。
【００２９】
図２に示されているように、接続バルブ２６、２８、３０は、切替えバルブとして実施されている。これの代替として、接続バルブ２６、２８、３０を比例弁として形成することも考えられ、それによって、それぞれの接続ダクト２５、２７、２９の断面積を、完全に閉まった位置と完全に開いた位置とで、継続的に変更することができる。
【００３０】
接続バルブ２６、２８、３０の制御は、接続バルブ２６、２８、３０の各マグネットの通電により電気的に行われる。図１にこれらの電流Ｉが示されており、この場合、左フロントホイールＶＬに割り当てられている多室型ガススプリングＦＶＬに対して記号ＶＬが、右フロントホイールＶＲに割り当てられている多室型ガススプリングＦＶＲに対して記号ＶＲが、左リヤホイールＨＬに割り当てられている多室型ガススプリングＦＨＬに対して記号ＨＬが、右リヤホイールＨＲに割り当てられている多室型ガススプリングＦＨＲに対して記号ＨＲが付けられている。文字「Ｘ」は、多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲの３つの接続バルブ２６、２８、３０の３つの異なる電流の置換文字となり、これは図２にも記載されている。
【００３１】
車両のセンサー装置４０によって、ステアリング角ＬＷと車両前後方向の速度ｖｘが制御装置１５に伝達される。さらに、制御装置１５には、センサー装置４０から、車両状態パラメータ又は周辺パラメータなど、その他のパラメータＰが供給される。ここで説明されている、ガススプリングシステムの好ましい実施例では、ブレーキペダル操作パラメータと、例に従ってブレーキペダルポジションＢＰと、アクセルペダル操作パラメータと、例に従ってアクセルペダルポジションＦＰとが、車両状態パラメータとして制御装置１５に伝達される。
【００３２】
センサー装置４０から制御装置１５に転送されるセンサーデータ及びパラメータは、今日では車両で入手可能であり、車両データバスシステムを介して制御装置１５に伝送することができる。もちろん、例えば路面摩擦係数など、その他のパラメータを制御装置に転送することもできる。
【００３３】
図３及び４に基づいて、以下にガススプリングシステム１０の制御装置１５の機能を詳細に説明する。
【００３４】
図３に示されているように、ガススプリングシステム１０の制御方法又は調整方法の好ましい実施例では、第１段階５１において、ステアリング角ＬＷと車両前後方向の速度ｖｘとが検知される。ステアリング角ＬＷから、ステアリング角速度ＤＬＷが微分法によって算出され、この速度が第２段階５２において、ステアリング角速度限界値と比較される。ステアリング角速度限界値ＤＳは、一定である必要はなく、パラメータに応じて、例えば車両前後方向の速度ｖｘに応じて設定することができる。第２段階５２は安全性点検であり、ここで、安全性の危ぶまれる車両状態がないかどうか確定される。ステアリング角速度ＤＬＷがステアリング角速度限界値ＤＳを上回っていると、例に従って、安全性の危ぶまれる車両状態が検知され、フロントアクスル強度ＣＶＡが、リヤアクスル強度ＣＨＡも同じく、それぞれ最大限の車軸強度値まで引き上げられる。このことは、第３段階５３において、すべての多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲの有効な全容量がメインチャンバ容量Ｖ１にまで引き下げられ、その際、すべての接続バルブ２６、２８、３０が制御装置１５によってそれぞれ閉鎖位置に切り替えられることによって達成される。第３段階５３の後、調整手順は再び第１段階５１から始まる。
【００３５】
第２段階５２の安全性点検で、ステアリング角速度ＤＬＷがステアリング角速度限界値ＤＳを超過していなかった場合、この調整手順は第４段階５４に進み、そこでは、車両前後方向の速度ｖｘが第１の速度限界値ｖｘ１と比較される。車両前後方向の速度ｖｘが第１の速度限界値ｖｘ１を上回っている場合、第５段階５５において、車両に十分な方向安定性又は走行安定性を与えるために、フロントアクスル強度ＣＶＡとリヤアクスル強度ＣＨＡとに制限が加えられる。この場合、フロントアクスル強度ＣＶＡには、下回ることのできないフロントアクスル最小強度ＣＶＡｍｉｎが設定される。この場合、フロントアクスル最小強度ＣＶＡｍｉｎは、調整することのできる最小限のフロントアクスル強度ＣＶＡよりも大きい。リヤアクスル強度ＣＨＡに対しては、第５段階において、超過することのできないリヤアクスル最大強度ＣＨＡｍａｘが設定される。この場合、リヤアクスル最大強度ＣＨＡｍａｘは、調整することのできる最大限のリヤアクスル強度ＣＨＡよりも小さい。第５段階５５におけるこのような車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡの制限により、例えば、車両前後方向の速度が大きい高速道路での走行など、第１の速度限界値ｖｘ１よりも大きい車両前後方向の速度ｖｘに対して、静かで安定した走行特性が保証される。
【００３６】
しかし、車両前後方向の速度ｖｘが、第１の速度限界値ｖｘ１より大きくない場合、第４段階５４で第６段階５６が続き、ここで車両前後方向の速度ｖｘが第２の速度限界値ｖｘ２と比較される。車両前後方向の速度ｖｘが第２の速度限界値ｖｘ２を下回った場合、調整手順の第７段階５７において、車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡに制限が加えられるが、第５段階５５とは異なり、最小限度の敏捷さと、いわゆる曲がりやすい走行特性とが車両に与えられる。このために第７段階５７では、フロントアクスル強度ＣＶＡに対して、超過してはならないフロントアクスル最大強度ＣＶＡｍａｘが設定される。同時に、リヤアクスル強度ＣＨＡに対しては、下回ってはならないリヤアクスル最低強度ＣＶＡｍｉｎが設定される。フロントアクスル最大強度ＣＶＡｍａｘは、この場合、最大限のフロントアクスル強度よりも小さく、一方、リヤアクスル最小強度ＣＨＡｍｉｎは、最小限のリヤアクスル強度よりも大きい。
【００３７】
例えば、市街地走行などで、車両前後方向の速度ｖｘが第２の速度限界値ｖｘ２より低い場合も、車両は、操縦が非常に簡単になり、敏捷である。
【００３８】
車両前後方向の速度ｖｘが第２の速度限界値ｖｘ２を下回らないか、又は段階５５又は５７のいずれかで車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡの制限が加えられた場合、調整手順は第８段階５８に進み、ここで、フロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌ及びリヤアクスル規定強度ＣＨＡｓｏｌｌ計算の基礎となる指標値が算出される。指標値として、指標横方向加速度ａｙが、ステアリング角ＬＷと車両前後方向の速度ｖｘから計算される。この場合、指標横方向加速度ａｙは、実際に車両に作用する実測横方向加速度に時間的に先立っているため、そこから算出される規定車軸強度ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌは、実際の横方向加速度が測定される前にすでに特定され、設定することができる。これによって、横方向加速度が実際に生じる前に、車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡを予想される実際の横方向加速度に合わせ、調整することが可能となる。カーブを走行する際の車両の走行特性は、この方法により明らかに改善される。
【００３９】
第９段階５９では、特性マップＫを用いて、フロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌ及びリヤアクスル規定強度ＣＨＡｓｏｌｌが決定される。この特性マップは、この場合、指標値及び例に従って指標横方向加速度ａｙ、車両前後方向の速度ｖｘ及び車両状態パラメータ又は周辺パラメータなどのその他のパラメータＰに左右される。例に従って、規定車軸強度ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌを決定する場合には、現在の車両の縦方向加速度の基準となるブレーキペダルポジションＢＰ及びアクセルペダルポジションＦＰが考慮される。特性マップＫは、車両があらゆる走行状況において望ましい特性を示すように決定される。この特性マップＫは、シミュレーション及び走行テストにおいて経験的に検出され、適合させることができる。この場合、正確な設定は、希望の車両モデルに、傾向として、敏捷でスポーティな走行特性が求められているのか、又は静かで快適な走行特性が求められているのかどうかに左右される。この走行特性は、本発明に基づくガススプリングシステムを用いて、指標横方向加速度ａｙ、車両前後方向の速度ｖｘ及びパラメータＰに応じ、走行状況に合わせて広範囲に設定することができる。
【００４０】
第９段階５９において、フロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌとリヤアクスル規定強度ＣＨＡｓｏｌｌが算出された後、フロントアクスルＶＡの多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲとリヤアクスルＨＡの多室型ガススプリングＦＨＬ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＨＬ、ＣＨＲが、第１０段階６０において、算出された規定車軸強度ＣＶＡｓｏｌｌ及びＣＨＡｓｏｌｌに従って調整される。この場合、調整は、それぞれの多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ、ＦＨＬ、ＦＨＲの接続バルブ２６、２８、３０を制御することにより行われる。このために、制御装置１５は、多室型ガススプリングの接続バルブ２６、２８、３０が望ましい切替え位置をとるように、それぞれの接続バルブ２６、２８、３０に通電を行う。
【００４１】
この場合、スプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲは、望ましいフロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌ又は望ましいリヤアクスル規定強度ＣＨＡｓｏｌｌが達成されるまで、規定の順番で、それぞれの接続バルブ２６、２８、３０の切替えによって段階的に調整される。これによって、スプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲは、以下に図４に基づいて説明されるように、規定の順番で段階的に変化する。
【００４２】
車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡをそれぞれの規定強度ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌに合わせるために、まず、車両のカーブ内側となる多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＨＬ又はＦＶＲ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＨＬ又はＣＶＲ、ＣＨＲが調整される。車両のカーブ内側は、この場合、検出されたステアリング角に応じてカーブ内側に配置されている側である。別の表現をすると、カーブ内側は、計算された指標横方向加速度ａｙの方向に見て内側に位置する車両側である。第１の適合段階でカーブ内側にある多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＨＬ又はＦＶＲ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＨＬ又はＣＶＲ、ＣＨＲが変更された後、引き続き、第２の適合段階で同軸の多室型ガススプリングＦＶＲ、ＦＨＲ又はＦＶＬ、ＦＨＬのスプリング強度ＣＶＲ、ＣＨＲ又はＣＶＬ、ＣＨＬが変更され、それぞれの車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡが規定車軸強度ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌに合わせられる。車軸ＶＡ又はＨＡの多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ又はＦＨＬ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲ又はＣＨＬ、ＣＨＲは、それぞれの車軸ＶＡ又はＨＡで、車軸強度ＣＶＡ、ＣＨＡがそれぞれの規定車軸強度ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌと一致するまで交互に段階的に変更される。
【００４３】
このようにスプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲ、ＣＨＬ、ＣＨＲを交互に段階的に調整する作業は、車両のカーブ内側の多室型ガススプリングから開始され、図４において、左カーブ走行時のフロントアクスルＶＡとその両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲを例にして示されている。この場合、時間ｔにわたり、両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲの、ロールベローズ１６と相互作用するそれぞれの有効な全容量ＶＧが示されている。それぞれの有効な全容量ＶＧは、それぞれの多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲの接続バルブ２６、２８、３０のスイッチング状態によって決定される。有効な全容量ＶＧが大きければ大きいほど、多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲのスプリング強度は小さくなる。
【００４４】
左フロントの多室型ガススプリングＦＶＬの有効な全容量ＶＧは、図４において、実線で示されており、右フロントの多室型ガススプリングＦＶＲの有効な全容量ＶＧは、点線で示されている。第１の時点ｔ０以前の初期状況として、車両はまっすぐに走行しており、その際、両方のフロントアクスルＶＡの両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲでは、最大限の有効な全容量ＶＧが設定されているため、フロントアクスル強度ＣＶＡは最小限の値をとる。車両前後方向の速度ｖｘは、第１の速度限界値ｖｘ１と第２の速度限界値ｖｘ２との間の数値であるため、フロントアクスル強度ＣＶＡと、フロントアクスルの両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲのスプリング強度ＣＶＬ、ＣＶＲとは制限されていない。例に従って、第１の速度限界値ｖｘ１は、約８０〜１２０ｋｍ／ｈであり、第２の速度限界値ｖｘ２は、約４０〜６０ｋｍ／ｈである。しかしながら、ｖｘ１＝ｖｘ２を選択することにより、速度限界値を１つだけに設定することもできる。
【００４５】
第１の時点ｔ０で、運転者は、左カーブでステアリングをきり始め、その際、ステアリング角速度は、ステアリング角速度限界値ＤＳの下にある。ステアリング角ＬＷと車両前後方向の速度ｖｘに基づいて、指標横方向加速度ａｙが算出される。引き続き、特性マップＫを用いて、フロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌが算出され、スプリング強度ＣＶＬ及びＣＶＲが、両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲの接続バルブ２６、２８、３０の切替えによって、図４のように調整される。
【００４６】
第１の時点ｔ０では、まず、左フロントの多室型ガススプリングＦＶＬの第１の接続バルブ２６が閉鎖位置に切り替えられるが、メインチャンバ１７は、まだ第２の補助チャンバ２１及び第３の補助チャンバ２２に接続されている。続いて、第２の時点ｔ１では、右フロントの多室型ガススプリングＦＶＲの第１の切替えバルブ２６も閉鎖位置に切り替えられるが、右フロントの多室型ガススプリングＦＶＲでも、メインチャンバ１７はまだ第２の補助チャンバ２１及び第３の補助チャンバ２２と流体的に接続されている。次のプロセスにおいて、左フロントの多室型ガススプリングＦＶＬ及び右フロントの多室型ガススプリングＦＶＲの有効な全容量ＶＧは、第３の時点ｔ２で、左フロントの多室型ガススプリングＦＶＬの有効な全容量ＶＧがメインチャンバ容量Ｖ１と第２の補助チャンバ容量Ｖ３とだけから構成されるようになるまで、交互に下げられる。すなわち、左フロントの多室型ガススプリングＦＶＬでは、第１及び第３の接続バルブ２６、３０が閉鎖位置にあり、第２の接続バルブ２８は開位置をとっていることになる。この第３の時点ｔ２では、右フロントの多室型ガススプリングＦＶＲの有効な全容量は、メインチャンバ容量Ｖ１、第１の補助チャンバ容量Ｖ２及び第２の補助チャンバ容量Ｖ３から生じている。従って、右フロントの多室型ガススプリングＦＶＲでは、第１及び第２の接続バルブ２６、２８が開位置にあり、第３の接続バルブ３０だけが閉鎖位置にある。この第３の時点ｔ２では、フロントアクスル強度ＣＶＡがフロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌに相当しているため、その他の補助チャンバ容量の分離によって、フロントアクスル強度ＣＶＡを引き上げる必要はない。車両は、これ以降、カーブを一定のステアリング角ＬＷと一定の車両前後方向の速度ｖｘで走行し、そのため、フロントアクスル強度ＣＶＡのさらなる変更は必要とならない。
【００４７】
第４の時点以降、運転者は、左カーブから抜け出しつつあり、ステアリング角ＬＷを縮小するため、指標横方向加速度ａｙが減少する。このことから生じるフロントアクスル規定強度ＣＶＡｓｏｌｌは減少するため、この第４の時点ｔ３以降、フロントアクスルＶＡの両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲの補助チャンバ容量は、減少していくフロントアクスル規定強度ＣＨＡｓｏｌｌにフロントアクスル強度ＣＶＡを合わせるため、カーブ内側の、左フロントの多室型ガススプリングＦＶＬから開始して、交互に切り替えられる。このことは、第５の時点ｔ４で、車両が最終的に再び直線走行に戻り、フロントアクスル強度ＣＶＡが最小値をとり、そこで、フロントアクスルＶＡの両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲの全補助チャンバ２０、２１、２２が、それぞれのメインチャンバ１７に流体的に接続されるまで、一方の車両側ともう一方の車両側とで交互に行われる。
【００４８】
フロントアクスルＶＡの切替え動作と同様に、リヤアクスル強度ＣＨＡをリヤアクスル規定強度ＣＨＡｓｏｌｌに合わせるために、リヤアクスルＨＡの両方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＨＲのスプリング強度ＣＨＬ、ＣＨＲも、車両のカーブ内側の多室型ガススプリングから開始して、交互に段階的に変更される。この場合、望ましい静的又は動的軸荷重配分を行うために、フロントアクスル強度ＣＶＡとリヤアクスル強度ＣＨＡとの間の強度差を固定的に又は走行状況に応じて設定することができる。
【００４９】
一方の車両側の一方の多室型ガススプリングＦＶＬ、ＦＶＲ又はＦＨＬ、ＦＨＲの接続バルブ２６、２８、３０の１つの切替えと、それぞれの同軸の多室型ガススプリングＦＶＲ、ＦＶＬ又はＦＨＲ、ＦＨＬの接続バルブ２６、２８、３０の１つの切替えとの間で生じる時間的ずれは、図４でも分かるように規定されているのではなく、指標値の数値及び／又はステアリング角速度ＤＬＷ及び／又はその他のパラメータＰに左右される。切替え時点は、特性マップＫに基づく規定車軸強度ＣＶＡｓｏｌｌ、ＣＨＡｓｏｌｌの算出から生じる。
【００５０】
接続バルブ２６、２８、３０は、無電流状態で閉じるバルブとして実施することができるため、電源の故障につながるガススプリングシステム１０の故障の際には、接続バルブ２６、２８、３０が自動的に閉じる。これによって、故障の場合は、車軸強度が最大まで引き上げられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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