(57)【要約】【課題】車速に応じてばね定数が自動的に変化するエアサスペンションシステムを提供することを課題とする。【解決手段】エアサスペンションシステム１０には、車両のばね上系１２とばね下系１４との間に設けられたエアスプリング１６と、エアスプリング１６の内部に連通するシリンダー４４内に形成されたサブチャンバー４０と、サブチャンバー４０の壁面を形成するピストン４６と、ピストンロッド４８を駆動する駆動部５０と、駆動部５０の制御を行うコントローラ５２と、車速に応じてコントローラ５２に制御信号を送信してエアスプリング１６のばね定数を自動的に変化させる制御ＥＣＵ３４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のばね上系とばね下系との間に少なくとも１個設けられて前記ばね上系を支えるエアスプリングと、
車速に応じて前記エアスプリングのばね定数を自動的に変化させるばね定数変化手段と、
を備えたことを特徴とするエアサスペンションシステム。
【請求項２】
前記ばね定数変化手段として、前記エアスプリングの内部空間に連通するサブチャンバーと、
前記サブチャンバーの容積を変動させる容積変動手段と、
車速に応じて前記容積変動手段の駆動制御を行う容積制御手段と、
が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアサスペンションシステム。
【請求項３】
前記容積変動手段には、前記サブチャンバーに隔壁部を介して隣接するリザーバタンクと、
前記隔壁部の位置をサブチャンバー側及びリザーバタンク側の何れにも移動させることが可能な位置移動手段と、
前記リザーバタンクと前記サブチャンバーとを接続する接続配管と、
前記接続配管に設けられて弁開閉が制御されている接続配管開閉弁と、
が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のエアサスペンションシステム。
【請求項４】
前記隔壁部としてのピストンと、前記ピストンを収容するシリンダーと、が設けられていて、前記シリンダー内に前記ピストンで区画された前記サブチャンバー及び前記リザーバタンクが形成されており、
前記ピストンに取付けられたピストンロッドが前記位置移動手段の構成部材として設けられていることを特徴とする請求項３に記載のエアサスペンションシステム。
【請求項５】
前記エアスプリングの内部空間及び前記サブチャンバーに連通するサージタンクと、
前記サブチャンバー内の圧力を計測するサブチャンバー圧力計測手段と、
前記サージタンクの流出側に設けられ、前記サブチャンバー圧力計測手段による計測値に基づいて開閉制御されるサージタンク流出側開閉弁と、
が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか１項に記載のエアサスペンションシステム。
【請求項６】
前記リザーバタンク内の圧力を計測するリザーバタンク圧力計測手段と、
前記サージタンクと前記リザーバタンクとに接続しているリザーバタンク側配管と、
前記リザーバタンク側配管に設けられ、前記リザーバタンク圧力計測手段による計測値に基づいて開閉制御されるリザーバタンク側開閉弁と、
が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のエアサスペンションシステム。
【請求項７】
前記リザーバタンクに接続された大気開放ラインに設けられ、前記リザーバタンク圧力計測手段による計測値に基づいて開閉制御されるリザーバタンク排気用開閉弁を有することを特徴とする請求項６に記載のエアサスペンションシステム。
【請求項８】
前記ばね定数変化手段として、前記エアスプリングの内部空間に連通するサブチャンバーと、
前記エアスプリングと前記サブチャンバーとの間に介在するオリフィス径可変型のオリフィスと、
前記オリフィス径を車速に応じて変動させるオリフィス径制御手段と、
が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアサスペンションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のばね上系とばね下系との間に設けられるエアサスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、バスなどには、一般に、車両のばね上系とばね下系との間にエアサスペンションが設けられている。従来、乗り心地性などを改良するために、このエアサスペンションのばね定数を変動させることについて種々の提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、車速に合わせてばね定数が自動的に変化すると、乗り心地性などの観点で好ましい。
【特許文献１】特開平８−９９５１８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、上記事実を考慮して、車速に応じてばね定数が自動的に変化するエアサスペンションシステム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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、車両のばね上系とばね下系との間に少なくとも１個設けられて前記ばね上系を支えるエアスプリングと、車速に応じて前記エアスプリングのばね定数を自動的に変化させるばね定数変化手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、車速に応じてエアサスペンションシステムのばね定数が変化するので、乗員にとって乗り心地性が良くなる。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、通常、車速が速いときにはばね定数を上げ、車速が遅いときにはばね定数を下げる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ばね定数変化手段として、前記エアスプリングの内部空間に連通するサブチャンバーと、前記サブチャンバーの容積を変動させる容積変動手段と、車速に応じて前記容積変動手段の駆動制御を行う容積制御手段と、が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、車速に基づいて容積制御手段が容積変動手段の駆動制御を行うので、車速に応じてエアサスペンションシステムのばね定数が容積制御手段によって常に制御されている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記容積変動手段には、前記サブチャンバーに隔壁部を介して隣接するリザーバタンクと、前記隔壁部の位置をサブチャンバー側及びリザーバタンク側の何れにも移動させることが可能な位置移動手段と、前記リザーバタンクと前記サブチャンバーとを接続する接続配管と、前記接続配管に設けられて弁開閉が制御されている接続配管開閉弁と、が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、エアスプリングのばね定数を変化させるには、位置移動手段で隔壁部を移動させることによってサブチャンバーの容積を変化させてエアスプリングの内圧を変化させることによって行う。
【００１２】
その際、接続配管開閉弁を開にすることにより、隔壁部を移動させることによってサブチャンバー内の空気をリザーバタンク内に短時間で移動させることができる。従って、隔壁部を移動させてもエアスプリングには空気がほとんど出入りしないので、隔壁部の移動に伴う車高変動、すなわちサブチャンバーの容積変動に伴う車高変動がほとんどない。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記隔壁部としてのピストンと、前記ピストンを収容するシリンダーと、が設けられていて、前記シリンダー内に前記ピストンで区画された前記サブチャンバー及び前記リザーバタンクが形成されており、前記ピストンに取付けられたピストンロッドが前記位置移動手段の構成部材として設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、１本のシリンダーとこのシリンダー内を移動するピストンとによってサブチャンバーとリザーバタンクとの両方を形成することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記エアスプリングの内部空間及び前記サブチャンバーに連通するサージタンクと、前記サブチャンバー内の圧力を計測するサブチャンバー圧力計測手段と、前記サージタンクの流出側に設けられ、前記サブチャンバー圧力計測手段による計測値に基づいて開閉制御されるサージタンク流出側開閉弁と、が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、サブチャンバー圧力計測手段の計測値に基づいて、すなわち、エアスプリングの内圧に基づいて、サージタンク流出側開閉弁の開閉制御が行われ、サージタンクからエアスプリングの内部空間及びサブチャンバーへの圧縮空気の供給、供給停止が切り換えられる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記リザーバタンク内の圧力を計測するリザーバタンク圧力計測手段と、前記サージタンクと前記リザーバタンクとに接続しているリザーバタンク側配管と、前記リザーバタンク側配管に設けられ、前記リザーバタンク圧力計測手段による計測値に基づいて開閉制御されるリザーバタンク側開閉弁と、が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、リザーバタンク圧力計測手段で計測されたリザーバタンク内圧が設定下限値以下であると、リザーバタンク側開閉弁を開にして、リザーバタンクが所定内圧となるまでサージタンクから圧縮空気を送給することが可能になる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記リザーバタンクに接続された大気開放ラインに設けられ、前記リザーバタンク圧力計測手段による計測値に基づいて開閉制御されるリザーバタンク排気用開閉弁を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、リザーバタンクの内圧が設定上限値以上になると、リザーバタンク排気用開閉弁を開にして大気開放を行うことができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記ばね定数変化手段として、前記エアスプリングの内部空間に連通するサブチャンバーと、前記エアスプリングと前記サブチャンバーとの間に介在するオリフィス径可変型のオリフィスと、前記オリフィス径を車速に応じて変動させるオリフィス径制御手段と、が設けられたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、オリフィス径制御手段が車速に基づいてオリフィス径を変動させるので、車速に応じてエアサスペンションシステムのばね定数がオリフィス径制御手段によって常に制御されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、車速に応じてばね定数が自動的に変化するエアサスペンションシステムとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２４】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るエアサスペンションシステム１０がばね上系１２（エアサスペンションシステム１０の上側に位置する車両部分）とばね下系１４（エアサスペンションシステム１０の下側に位置する車両部分）との間に設けられていること示す説明図である。
【００２５】
エアサスペンションシステム１０は、ばね下系１４に下端部が取付けられているとともにばね上系１２に上端部が取付けられたエアスプリング１６を備えている。また、エアサスペンションシステム１０は、エアスプリング１６の内部空間に連通するエアスプリング配管部２０と、エアスプリング配管部２０からそれぞれ分岐しているサージタンク流出側配管部２２及びサブチャンバー配管部２４とを備えている。
【００２６】
サージタンク流出側配管部２２には、サージタンク流出側電磁弁２１を介してサージタンク３０が接続されている。サージタンク流出側電磁弁２１の下流側（すなわち流出側であるエアスプリング側）には、下流端に排気口２６を有する大気開放ライン２８が分岐して設けられており、排気用電磁弁２７の開閉によって後述のサブチャンバー４０の大気への開閉が切り換えられる構成になっている。
サージタンク３０の流入側には、サージタンク流入側電磁弁２３を介してコンプレッサ３２が設けられている。
【００２７】
また、エアサスペンションシステム１０には、サージタンク流出側電磁弁２１及びサージタンク流入側電磁弁２３の開閉の制御、及び、コンプレッサ３２の駆動の制御を行う制御ＥＣＵ３４が設けられている。
【００２８】
更に、エアサスペンションシステム１０には、車速（車両速度）を測定する車速センサ３６が設けられている。車速センサ３６からの信号は制御ＥＣＵ３４に送信されるようになっており、制御ＥＣＵ３４は、車速センサ３６からの信号で得られた車速に基づいて後述のコントローラ５２に制御信号を送信するようになっている。なお、車速センサ３６を設けずに、車両のスピードメーターに示される車速を制御ＥＣＵ３４に送信する構成にすることも可能である。
【００２９】
また、エアサスペンションシステム１０は、サブチャンバー配管部２４に接続されたシリンダー４４と、シリンダー４４内を進退するピストン４６と、ピストン４６に取付けられたピストンロッド４８と、ピストンロッド４８に駆動力を伝達する駆動部５０と、駆動部５０を制御するコントローラ５２と、を備えている。シリンダー４４及びピストン４６によって、サブチャンバー配管部２４に連通するサブチャンバー４０が形成されている。
【００３０】
（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。
【００３１】
車速センサ３６からの信号により得られた車速に基づいて、制御ＥＣＵ３４は以下のようにコントローラ５２に制御信号を送信する。
【００３２】
車速が速いときには、サブチャンバー４０の容積をその車速に応じて小さくするように制御ＥＣＵ３４がコントローラ５２に制御信号を送信する。コントローラ５２は、この制御信号を受けて、駆動部５０にピストンロッド４８をシリンダー４４内に所定距離だけ押し込ませる。この所定距離は、サブチャンバー４０の容積が車速に応じた所定容積となる距離である。この結果、エアサスペンションシステム１０のばね定数が、速い車速に応じた大きな値となる。
【００３３】
車速が遅いときには、サブチャンバー４０の容積をその車速に応じて大きくするようにコントローラ５２に制御信号を制御ＥＣＵ３４が送信する。コントローラ５２は、この制御信号を受けて、駆動部５０にピストンロッド４８をシリンダー４４内から所定距離だけ引き出させる。この所定距離は、サブチャンバー４０の容積が車速に応じた所定容積となる距離である。この結果、エアサスペンションシステム１０のばね定数が、遅い車速に応じた小さな値となる。
【００３４】
このように、本実施形態では、車速に応じてエアサスペンションシステム１０のばね定数が自動的に変化する。従って、走行中に車速が変化しても、何れの車速であっても最良の操縦安定性と乗心地性とが常に確保される。
【００３５】
なお、制御ＥＣＵは、ばね下系１４に設けられたハイトセンサ５６から電気信号を受けて車高を計測できるようになっている。車高を高くする場合、すなわちばね上系１２の路面からの高さ位置を高くする場合、ピストン４６を移動させずにサージタンク流出側電磁弁２１を開にすることによって、素早い応答性を得ることができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係るエアサスペンションシステム６１がばね上系１２（エアサスペンションシステム６１の上側に位置する車両部分）とばね下系１４（エアサスペンションシステム６１の下側に位置する車両部分）との間に設けられていること示す説明図である。
【００３７】
図２からも判るように、本実施形態では、第１実施形態に比べ、サブチャンバー４０に代えて容積一定のサブチャンバー６０が設けられている。また、サブチャンバー配管部２４には、サブチャンバー６０に出入する空気の流速を調整するオリフィス６６が設けられている。本実施形態では、オリフィス６６のオリフィス径は可変とされており、コントローラ５２によってオリフィス径が制御されている。
【００３８】
（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。
【００３９】
制御ＥＣＵ３４は、車速センサ３６からの信号により得られた車速に基づいて以下のようにコントローラ５２に制御信号を送信する。
【００４０】
車速が速いときには、オリフィス径をその車速に応じて小さくするように制御ＥＣＵ３４がコントローラ５２に制御信号を送信する。コントローラ５２は、この制御信号を受けて、駆動部５０でオリフィス径を所定径にする。この結果、エアサスペンションシステム６１のばね定数が、速い車速に応じた大きな値となる。
【００４１】
車速が遅いときには、オリフィス径をその車速に応じて大きくするように制御ＥＣＵ３４がコントローラ５２に制御信号を送信する。コントローラ５２は、この制御信号を受けて、駆動部５０でオリフィス径を所定径にする。この結果、エアサスペンションシステム６１のばね定数が、遅い車速に応じた小さな値となる。
【００４２】
このように、本実施形態では、オリフィス径を変動させることにより、車速に応じてエアサスペンションシステム６１のばね定数が自動的に変化する。従って、走行中に車速が変化しても、何れの車速であっても最良の操縦安定性と乗心地性とが常に確保される。また、サブチャンバー６０を容積可変にする必要がなく、第１実施形態のようにシリンダー４４を設ける必要がないので、エアサスペンションシステム６１の設置スペースを低減させることができる。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係るエアサスペンションシステム８１がばね上系１２（エアサスペンションシステム８１の上側に位置する車両部分）とばね下系１４（エアサスペンションシステム８１の下側に位置する車両部分）との間に設けられていること示す説明図である。
【００４４】
図３に示すように、エアサスペンションシステム８１では、第１実施形態に比べ、サブチャンバー４０及びピストンロッド４８を設けることに代えて、以下の構成とされている。
【００４５】
エアサスペンションシステム８１は、サブチャンバー配管部２４に連通するサブチャンバー８０と、サブチャンバー８０に隣接するリザーバタンク８２と、を備えている。サブチャンバー８０及びリザーバタンク８２は１本のシリンダー８４内に形成されており、ピストン４６によってサブチャンバー８０とリザーバタンク８２とが気密性を保ちながら区画されている。
【００４６】
ピストン４６にはピストンロッド８８が取付けられている。ピストンロッド８８は、リザーバタンク８２の気密性を保ちつつリザーバタンク８２からシリンダー外部にまで延び出している。ピストンロッド８８の延び出した端部側には駆動部５０が設けられており、駆動部５０からピストンロッド８８に伝達される駆動力によって、ピストン４６がシリンダー内をサブチャンバー側及びリザーバタンク側の両方向に移動可能となっている。この駆動部５０は、エアサスペンションシステム８１に設けられたコントローラ５２によって駆動制御がされている。なお、駆動部５０の駆動形態は、油圧式であっても電気式であってもよいが、小型軽量の観点では電気式のほうが好ましい。
【００４７】
シリンダー８４には、サブチャンバー８０とリザーバタンク８２とを接続する接続配管９４が設けられている。接続配管９４の内径は、ピストン４６の移動によってサブチャンバー８０とリザーバタンク８２との間で空気がスムーズに流れるように予め設定されている。この接続配管９４には、接続配管９４を開閉する接続配管電磁弁９３が設けられている。接続配管電磁弁９３は制御ＥＣＵ３４によって開閉が制御されている。
【００４８】
また、エアサスペンションシステム８１は、第１実施形態に比べ、サブチャンバー８０の内圧を計測するサブチャンバー圧力センサ９６と、リザーバタンク８２の内圧を計測するリザーバタンク圧力センサ９８と、を更に備えている。サブチャンバー圧力センサ９６及びリザーバタンク圧力センサ９８からは計測信号が制御ＥＣＵ３４に送信される。
【００４９】
また、エアサスペンションシステム８１は、第１実施形態に比べ、サージタンク３０とサージタンク流出側電磁弁２１との間から分岐しリザーバタンク８２に接続しているリザーバタンク側配管部１００と、リザーバタンク側配管部１００に設けられたリザーバタンク側電磁弁１０１と、を更に備えている。リザーバタンク側電磁弁１０１は制御ＥＣＵ３４によって開閉制御がされる。
【００５０】
更に、エアサスペンションシステム８１には、下流端に排気口１０４を有する大気開放ライン１０６がリザーバタンク８２に接続して設けられており、リザーバタンク排気用電磁弁１０７の開閉によってリザーバタンク８２の大気への開閉が切り換えられる構成になっている。
【００５１】
（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。
【００５２】
エアサスペンションシステム８１のばね定数を上げるには、エアスプリング１６の内部空間に連通するサブチャンバー８０の容積を小さくする。すなわち、接続配管電磁弁９３を開にし、駆動部５０を駆動させてピストンロッド８８をシリンダー８４内へ押し込む方向に移動させることによりピストン４６をサブチャンバー側に移動させる。接続配管電磁弁９３が開になっているので、サブチャンバー８０からリザーバタンク８２へ空気がスムーズに流れる。ピストン４６の移動終了後、接続配管電磁弁９３を閉にする。
【００５３】
エアサスペンションシステム８１のばね定数を下げるには、サブチャンバー８０の容積を大きくする。すなわち、接続配管電磁弁９３を開にし、駆動部５０を駆動させてピストンロッド８８をシリンダー８４から引き出す方向に移動させることによりピストン４６をリザーバタンク側に移動させる。接続配管電磁弁９３が開になっているので、リザーバタンク８２からサブチャンバー８０へ空気がスムーズに流れる。ピストン４６の移動終了後、接続配管電磁弁９３を閉にする。
【００５４】
このように、本実施形態では、ばね定数を変更するには、サブチャンバー８０の容積を変化させる。その際、サブチャンバー８０とリザーバタンク８２との間で空気が移動するので、エアスプリング１６内への空気の出入りがほとんどない。従って、ばね定数の変動に伴う車高変動がほとんどなく、しかも、ピストン４６の移動にかかる時間、すなわちばね定数の変更にかかる時間が短時間である。
【００５５】
また、１本のシリンダー８４内にサブチャンバー８０とリザーバタンク８２との両方を形成することができる。従って、サブチャンバー８０及びリザーバタンク８２の小型軽量化及び設置スペース低減化を図ることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、サブチャンバー圧力センサ９６の計測信号に基づくサブチャンバー内圧が設定下限値以下であると、制御ＥＣＵ３４はサージタンク流出側電磁弁２１を開にし、サブチャンバー８０が所定内圧となるまでサージタンク３０から圧縮空気を送給する。従って、サブチャンバー８０に連通するエアスプリング１６の内部空間の内圧を設定下限値以上に常にコントロールすることができる。
【００５７】
また、リザーバタンク圧力センサ９８の計測信号に基づいてリザーバタンク内圧が設定下限値以下であると制御ＥＣＵ３４が判断すると、制御ＥＣＵ３４はリザーバタンク側電磁弁１０１を開にし、リザーバタンク８２が所定内圧となるまでサージタンク３０から圧縮空気を送給する。また、リザーバタンク圧力センサ９８の計測信号に基づいてリザーバタンク内圧が設定上限値以下であると制御ＥＣＵ３４が判断すると、制御ＥＣＵ３４はリザーバタンク排気用電磁弁１０７を開にし、リザーバタンク８２が所定内圧となるまで大気中へ排気する。従って、リザーバタンク８２の内圧を常に設定範囲内にコントロールすることができ、しかも、サブチャンバー８０の内圧と常に同じとすることも可能である。
【００５８】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係るエアサスペンションシステムが車両のばね上系ばね下系との間に設けられていること示す説明図である。
【図２】第２実施形態に係るエアサスペンションシステムが車両のばね上系ばね下系との間に設けられていること示す説明図である。
【図３】第３実施形態に係るエアサスペンションシステムが車両のばね上系ばね下系との間に設けられていること示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  エアサスペンションシステム
１２  ばね上系
１４  ばね下系
１６  エアスプリング
２１  サージタンク流出側電磁弁（サージタンク流出側開閉弁）
３０  サージタンク
３４  制御ＥＣＵ（容積制御手段、オリフィス径制御手段）
４０  サブチャンバー
４２  リザーバタンク（リザーバタンク、容積変動手段）
４４  シリンダー（シリンダー、容積変動手段）
４６  ピストン（ピストン、容積変動手段）
４８  ピストンロッド（ピストンロッド、容積変動手段）
５２  コントローラ（容積制御手段、オリフィス径制御手段）
６０  サブチャンバー
６１  エアサスペンションシステム
６６  オリフィス
８０  サブチャンバー
８１  エアサスペンションシステム
８２  リザーバタンク
８４  シリンダー
８８  ピストンロッド
９３  接続配管電磁弁（接続配管開閉弁）
９４  接続配管
９６  サブチャンバー圧力センサ（サブチャンバー圧力計測手段）
９８  リザーバタンク圧力センサ（リザーバタンク圧力計測手段）
１００  リザーバタンク側配管部（リザーバタンク側配管）
１０１  リザーバタンク側電磁弁（リザーバタンク側開閉弁）
１０６  大気開放ライン
１０７  リザーバタンク排気用電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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