(57)【要約】【課題】作動液を通流させるために必要なポンプを構成するモータの容量を小さくすることができる、車高調整が可能なサスペンション装置を提供する。【解決手段】本発明に係わるサスペンション装置は、車輪Ｗを回転自在に支持するアクスル部材１を、ショックアブソーバ２およびスプリング３を介して、車体Ｓと連結してなるサスペンション装置であって、前記アクスル部材２と前記車体Ｓとの間に、前記スプリング３と直列に第一液室４を介装し、前記第一液室４に流路５を介して連通されるとともに、アキュムレータ６の一部をなす第二液室７を設け、前記流路５に双方向に送液可能なポンプ８を設け、前記アキュムレータ６に当該アキュムレータ６の温度を調節可能な温度調節手段１３を設けることを特徴とする。【選択図】図２
2007038791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、ショックアブソーバおよびスプリングを介して、車体と連結してなるサスペンション装置であって、
前記アクスル部材と前記車体との間に、前記スプリングと直列に第一液室を介装し、
前記第一液室に流路を介して連通されるとともに、アキュムレータの一部をなす第二液室を設け、
前記流路に双方向に送液可能なポンプを設け、
前記アキュムレータに当該アキュムレータの温度を調節可能な温度調節手段を設けることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記温度調節手段を、ヒータとすることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記温度調節手段を、排熱利用加熱手段とすることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記温度調節手段を、ヒータと前記排熱利用加熱手段を組み合わせた構成とすることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項５】
前記排熱利用加熱手段で用いられる排熱温度を検出する排熱温度検出手段を具えるとともに、前記温度調節手段は、前記排熱温度検出手段にて検出される排熱温度に基づいて、前記ヒータと前記排熱利用加熱手段とを切換えて前記アキュムレータの温度を調節することを特徴とする請求項４に記載のサスペンション装置。
【請求項６】
車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、ショックアブソーバおよびスプリングを介して、車体と連結してなるサスペンション装置であって、
前記アクスル部材と前記車体との間に、前記スプリングと直列に第一液室を介装し、
前記第一液室に流路を介して連通されるとともに、アキュムレータの一部をなす第二液室を設け、
前記流路に双方向に送液可能なポンプを設け、     
前記アキュムレータの温度を調節することによって前記第一液室の前記車体との釣合いストローク値を調節することを特徴とする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、車高調整が可能な、サスペンション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車高調整が可能なサスペンション装置としては、従来、特許文献１に記載され、図５もしくは図６に示すように、ショックアブソーバ１０１のシリンダ筐体１０２の下端部にピストン１０３を接合し、当該ピストン１０３を付加シリンダ筐体１０４に液密かつ摺動自在に嵌設して、当該付加シリンダ筐体１０４内にピストン１０３の上下に区画される、上側液室１０５と下側液室１０６を、ポンプ１０７を介して液密に連通させて、上側液室１０５と下側液室１０６との間で相互に作動液を通流することで、車高調整を行うものが提案されている。図５では、切換弁１０８を用いて、上側液室１０５と下側液室１０６との間で作動液を通流させる構成であり、図６では、ポンプ１０７を双方向に送液可能なものとして上側液室１０５と下側液室１０６との間で作動液を通流させる構成であり、いずれの構成においても、ピストン１０３の上下動に伴う、上側液室１０５内の作動液の体積と下側液室１０６内の作動液の体積との間の体積差を吸収するためのリザーバ１０９が設けられ、リザーバ１０９内の作動液は大気圧に通じている。
【０００３】
図５および６の構成において、ポンプ１０７の仕事量を考えると、当該仕事量は、ポンプ１０７の前後の差圧Ｐとポンプが吐き出す流量Ｑの積Ｐ×Ｑで表される。これらの構成においてはいずれも、リザーバ１０９内の作動液は大気圧に通じているため、ピストン１０３を上下動させるために必要な圧力つまりは最低限車重を支持することができる圧力まで、作動液を昇圧させる必要が生じ、差圧Ｐが大きいことに起因して、ポンプ１０７の仕事量が大きくなり、ポンプ１０７を構成するモータの容量が大きくなってしまうという問題点があった。
【特許文献１】特開平５−１６２５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来技術が抱える上記の問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、作動液を通流させるために必要なポンプを構成するモータの容量を小さくすることができる、車高調整が可能なサスペンション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係わるサスペンション装置は、車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、ショックアブソーバおよびスプリングを介して、車体と連結してなるサスペンション装置であって、
前記アクスル部材と前記車体との間に、前記スプリングと直列に第一液室を介装し、
前記第一液室に流路を介して連通されるとともに、アキュムレータの一部をなす第二液室を設け、
前記流路に双方向に送液可能なポンプを設け、
前記アキュムレータに当該アキュムレータの温度を調節可能な温度調節手段を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係わるサスペンション装置によれば、図５および６に示す従来の構成におけるリザーバに相当する第二液室がアキュムレータの一部をなす液室であるため、車重を支持するのに必要な圧力を、アキュムレータによりあらかじめ作動液に付勢することができ、これにより、ポンプにより作動液を大気圧から車重を支持するのに必要な圧力まで昇圧させることを廃して、ポンプの仕事量を大幅に低減するとともに、ポンプを構成するモータの容量を小さくすることができる。
【０００７】
加えて、請求項１に係るサスペンション装置においては、前記アキュムレータに当該アキュムレータの温度を調節可能な温度調節手段を設けることにより、車両の質量変化およびアキュムレータの温度変化により（質量が重くなるあるいは温度が低下すると釣合いストローク値は中央値より低くなる。質量が軽くなるあるいは温度が上昇すると釣合いストローク値は中央値より高くなる。）、第一液室の釣合いストローク値が中央値からずれても、当該温度調節手段により、釣合いストローク値が中央値よりも高い場合はアキュムレータの温度を低下させてアキュムレータ内の気体室の体積を収縮させ、第一液室からアキュムレータ内の第二液室へ作動液を排出して、当該釣合いストローク値を下げ、釣合いストローク値が中央値よりも低い場合はアキュムレータの温度を上昇させてアキュムレータ内の気体室の体積を膨張させ、アキュムレータ内の第二液室から第一液室へ作動液を供給して、釣合いストローク値を上げることにより、第一液室の釣合いストローク値を中央値となるように調整することができ、これにより、前記ポンプを駆動させて、第一液室と第二液室との間で作動液を通流させて、車両の乗り心地制御を行う場合に、第一液室の伸び側および縮み側のストロークをともに十分に確保することができる。
【０００８】
さらに、請求項１に係るサスペンション装置において、車高を任意の高さに調整してその高さを維持することを、前記温度調節手段により作動液を第一液室に対して給排することにより行うことができ、双方向に送液が可能なポンプにより第一液室に作動液を給排することに比べて、モータの極低回転下でのトルク発生を排除して、エネルギーの浪費を抑制し、ポンプを駆動するモータの発熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示すところに基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部を示す模式図である。
【００１０】
本発明の一実施例になるサスペンション装置は、図１（ａ）に示すように、車輪Ｗを回転自在に支持するアクスル部材１を、上下方向に延在するショックアブソーバ２およびスプリング３を介して、車体Ｓと連結してなるサスペンション装置であって、
前記アクスル部材１と車体Ｓとの間に、前記スプリング３と直列に第一液室４を介装し、
第一液室４に流路５を介して連通されるとともに、アキュムレータ６の一部をなす第二液室７を設け、
前記流路５に双方向に送液可能なポンプ８を設けている。
さらに、ここでは図示しないが、アキュムレータには、アキュムレータの温度調節が可能な温度調節手段を設ける。（請求項１に相当）
あるいは、アキュムレータ６の温度を調節することによって、第一液室４の前記車体Ｓとの釣合いストローク値を調節する構成としてもよい。（請求項６に相当）
【００１１】
ここでは、第一液室４は、車輪Ｗ側の部材である、アクスル部材１側に設けられ、アキュムレータ６およびポンプ８は、車体Ｓ側に設けられている。また、流路５は、サスペンション装置としてのストロークによる変位を吸収するために、その一部が弾性部材（例えばゴムホース）で形成されている。
【００１２】
ここでは、第一液室４はショックアブソーバ２のシリンダ筐体９に付加シリンダ筐体１０を液密に嵌設することにより構成されるが、第一液室の形態はこれに限られるものではなく、アクスル部材１と車体Ｓとの間に、スプリング３に直列に配置されていれば事足りる。
また、ポンプ８の形態は特に限定するものではないが、ここでは、ギア式のものが用いられ、１１はポンプ８を構成するモータを示す。
さらに、アキュムレータ６内には第二液室７内の作動液に圧力を付勢する空気ばねとしての役割を果たす気体室１２が設けられている。
【００１３】
これによれば、第二液室７がアキュムレータ６の一部をなす液室であるため、車重を支持するのに必要な圧力を、アキュムレータ６の気体室１２により第二液室７内の作動液にあらかじめ付勢することができ、これにより、ポンプ８により作動液を大気圧から車重を支持するのに必要な圧力まで昇圧させることを廃して、ポンプ８の仕事量を大幅に低減するとともに、ポンプ８を構成するモータ１１の容量を小さくすることができる。つまり、ポンプ８を構成するモータ１１は第一液室４を膨縮させるためだけの仕事を負担するに足りる容量とすればよい。
【００１４】
なお、アキュムレータとは、蓄圧器のことであり、作動液（油等）の圧力エネルギーを気体（空気・窒素ガス等）の圧力エネルギーに変換して蓄えておくものである。一般にアキュムレータによれば、作動液たる油に所定の（例えば１０〜２０ＭＰａ）の圧力を付勢することが可能であり、油の圧縮性による応答遅れは１．０ＭＰａ以下の圧力で生じることに起因して、従来のリザーバを用いた構成に比して、油の圧縮性による応答遅れを廃することができる。
【００１５】
ここで、図１（ｂ）に示すように、第一液室４の釣合いストローク値は、車両質量が重くなるあるいはアキュムレータ６の温度が低下すると中央値より低くなる。また、図１（ｃ）に示すように、車両質量が軽くなるあるいはアキュムレータ７の温度が上昇すると釣合いストローク値は中央値より高くなる。
【００１６】
図１（ｂ）に示す状態で、車体Ｓの上下加速度に基づいて、図示しない制御手段により、第一液室４のストローク値を制御して、車体の乗り心地制御を行うと、第一液室４の縮み側のストロークが不足して、十分かつ安定した制御ができなくなる。また、図１（ｃ）に示す状態で、車体Ｓの上下加速度に基づいて、図示しない制御手段により、第一液室４のストローク値を制御して、車体の乗り心地制御を行うと、第一液室４の伸び側のストロークが不足して、これも十分かつ安定した制御ができなくなる。
【００１７】
なお、車体の乗り心地制御の具体的制御内容としては、例えば、車体Ｓの上下加速度Ｇを車体Ｓに設けた図示しないＧセンサにより検出し、当該上下加速度Ｇが上向きの場合には、第一液室４を当該上向きの加速度に比例した速度で収縮させ、当該上下加速度Ｇが下向きの場合には、第一液室４を当該下向きの加速度に比例した速度で膨張させるように、前記ポンプ８を構成するモータ１１を、制御手段たる電子制御ユニットＥＣＵにより制御することが考えられる。
【００１８】
このように車体の乗り心地制御を行う場合の、第一液室４の伸び側あるいは縮み側のストロークの不足を解消するために、本発明に係るサスペンション装置では、図２に示すように、アキュムレータ６に当該アキュムレータ６の温度を調節可能な温度調節手段１３を設ける。アキュムレータ６の形態は特に限定するものではないが、ここでは、気体と作動液の分離に優れる、金属ベローズ式のアキュムレータを用いるものとする。
【００１９】
図２に示すように、温度調節手段１３は、アキュムレータ６の気体室１２内に設けられて、電子制御ユニットＥＣＵ１４の指令を受けて、オンオフをコントロールされるヒータ１５と、アキュムレータ６の外周側に画成された加熱室１６と、当該加熱室１６にエンジンの冷却水を切換弁１７を介して遮断可能に供給する供給路１８と、当該加熱室１６から冷却水をエンジンに送り返す排出路１９と、前記切換弁１７を制御するＥＣＵ１４と、前記加熱室の外周側に設けた熱交換用フィン２０とから構成される。
【００２０】
温度調節手段１３をヒータ１５のみ（請求項２に相当）とすれば、アキュムレータの温度上昇の応答性を高めることができるものの、温度上昇に当たり常に電力を消費することになるが、温度調節手段１３を前記加熱室１６のような排熱利用加熱手段とすれば（請求項３に相当）、電力等のエネルギー消費を伴わずに、アキュムレータの温度を上昇させることができるものの、エンジン始動直後には、エンジンの冷却水が十分温まっていないため、温度上昇の効果が薄くなる。
【００２１】
このため、ここでは、温度調節手段１３を、ヒータ１５および排熱利用加熱手段としての加熱室１６を併用する構成としている。（請求項４に相当）これにより、ヒータ１５および加熱室１６を都合に応じて選択して、前述したそれぞれの利点を最大限に利用することができる。
加えて、排熱温度検出手段として機能するＥＣＵ１４は、エンジンの冷却水温度センサ２１により、排熱利用加熱手段の排熱温度としての冷却水の温度を常に監視し、冷却水の温度が十分に高くなるまでは、ヒータ１５にオン指令を出して、ヒータ１５によりアキュムレータ６を加熱し、冷却水の温度が十分に高くなった場合には、ヒータ１５にオフ指令を出して、切換弁１７を開として冷却水を前記加熱室１６に供給して、アキュムレータ６を加熱する。（請求項５に相当）これにより、温度調節手段１３としての、ヒータ１５および排熱利用加熱手段の切換を、排熱温度に基づいて行うことができる。
なお、排熱を利用するにあたり、ここではエンジンの冷却水を用いているが、他にも、エンジンの潤滑用オイル、排気ガス等を利用することも可能である。
【００２２】
アキュムレータ６を冷却するには、ヒータ１５により加熱している場合はヒータ１５にＥＣＵ１４がオフ指令を出し、加熱室１６により加熱している場合は、切換弁１７を閉として冷却液の加熱室１６への供給を停止する。これにより、加熱を停止するとともに、主に熱交換用フィン２０により、アキュムレータ６内の熱が放散されて、アキュムレータ６は冷却される。なお、熱交換用フィン２０は放熱効果をより高めるためのもので、これを省略した構成とすることも可能である。
【００２３】
なお、アキュムレータ６の気体室内の気体は、例えば代替フロン等の低沸点の圧力媒体とすることも可能であり、この場合は通常の圧力媒体を使用することに比べて、圧力媒体の温度変化に伴い、液相から気相への変化による膨張あるいは逆の変化による収縮により、大きな体積変化を得ることができるため、気体室の膨張、収縮率を大きくすることができる。図２中ヒータ１５の上側に示す線は、液相と気相の境界を示す。
【００２４】
以下この構成による前記釣合いストロークの調整動作を説明する。
図３は、図２に示した本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部および釣合いストローク値の調整動作（上げ）を示す模式図である。
以下図３を用いて、温度調節手段による釣合いストローク値の調整動作を説明する。
【００２５】
第一液室４の釣合いストローク値は、車両質量が重くなるあるいはアキュムレータ６の温度が低下すると中央値より低くなる。この状態で車体の乗り心地制御を行うと、第一液室４の縮み側のストロークが不足して、十分かつ安定した乗り心地の制御ができなくなるため、当該釣合いストローク値を中央値に戻すべく、第一液室４に作動液を供給する。なお、ここでは図示しないが、釣合いストローク値を検出する検出手段は別途設けられ、電子制御ユニットＥＣＵ１４に当該釣合いストローク値を信号として出力し、当該信号に基づきＥＣＵ１４は釣合いストローク値の調整のための制御を行うものとする。
【００２６】
ここで前述したように、ＥＣＵ１４により、エンジンの冷却水温度センサ２１により検出した冷却水の温度を常に監視し、冷却水の温度が十分に高くなるまでは、ヒータ１５にオン指令を出して、ヒータ１５によりアキュムレータ６を加熱し、冷却水の温度が十分に高くなった場合には、ヒータ１５にオフ指令を出して、切換弁１７を開として冷却水を前記加熱室１６に供給して、アキュムレータ６を加熱する。
【００２７】
このように、アキュムレータ６を加熱することにより、気体室１２内の気体は膨張し、気体室１２が膨張することにより、第二液室７の体積は収縮して、これにより作動液は、第二液室７から第一液室４へ供給され、釣合いストローク値を上昇させて、当該釣合いストローク値を中央値に調整することができる。
【００２８】
図４は、図２に示した本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部および釣合いストローク値の調整動作（下げ）を示す模式図である。
以下図４を用いて、温度調節手段による釣合いストローク値の調整動作（下げ）を説明する。
【００２９】
第一液室４の釣合いストローク値は、車両質量が軽くなるあるいはアキュムレータ６の温度が上昇すると中央値より高くなる。この状態で車体の乗り心地制御を行うと、第一液室４の伸び側のストロークが不足して、十分かつ安定した乗り心地の制御ができなくなるため、当該釣合いストローク値を中央値に戻すべく、第一液室４から作動液を排出する。
【００３０】
前述したように、アキュムレータ６を冷却するには、ヒータ１５により加熱している場合はヒータ１５にＥＣＵ１４がオフ指令を出し、加熱室１６により加熱している場合は、切換弁１７を閉として冷却液の加熱室１６への供給を停止する。これにより、加熱を停止するとともに、熱交換用フィン２０により、アキュムレータ６内の熱が放散されて、アキュムレータ６は冷却される。
【００３１】
アキュムレータ６が冷却されると、気体室１２内の気体は収縮し、気体室１２が収縮することにより、第二液室７の体積は膨張して、これにより作動液は、第一液室４から第二液室７へ排出され、釣合いストローク値を下降させて、当該釣合いストローク値を中央値に調整することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、車高調整が可能なサスペンション装置に適用して効果的なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部を示す模式図である。
【図３】図２に示した本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部および釣合いストローク値の調整動作（上げ）を示す模式図である。
【図４】図２に示した本発明の一実施形態たるサスペンション装置の要部および釣合いストローク値の調整動作（下げ）を示す模式図である。
【図５】従来のサスペンション装置の要部を示す模式図である。
【図６】従来のサスペンション装置の要部を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  アクスル部材
２  ショックアブソーバ
３  スプリング
４  第一液室
５  流路
６  アキュムレータ
７  第二液室
８  ポンプ
９  シリンダ筐体
１０  付加シリンダ筐体
１１  モータ
１２  気体室
１３  温度調節手段
１４  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１５  ヒータ
１６  加熱室
１７  切換弁
１８  供給路
１９  排出路
２０  熱交換用フィン
２１  冷却水温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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