(57)【要約】【課題】車高調節と減衰特性の調節が可能であって、しかも安価なサスペンション装置を提供することである。【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるサスペンション装置Ｓは、車体と車軸との間に介装されて車体を弾性支持する気体バネＡと、車体と車軸との間に気体バネＡに並列に介装されて車体と車軸との相対振動を減衰する空圧緩衝器Ｄと、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄに気体を給排する給排手段Ｃを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2009160956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車軸との間に介装されて車体を弾性支持する気体バネと、車体と車軸との間に気体バネに並列に介装されて車体と車軸との相対振動を減衰する空圧緩衝器と、気体バネと空圧緩衝器に気体を給排する給排手段を備えたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
給排手段は、コンプレッサを気体バネと空圧緩衝器に接続する供給ラインと、供給ラインと気体バネとを連通および遮断するバネ側開閉弁と、供給ラインと空圧緩衝器とを連通および遮断する緩衝器側開閉弁と、気体バネと空圧緩衝器から気体を大気開放する排気ラインと、排気ラインの途中に設けられて排気ラインを開閉する排気弁とを備えてな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】
給排手段は、コンプレッサを気体バネと空圧緩衝器に接続する供給ラインと、供給ラインの途中であってコンプレッサを気体バネと空圧緩衝器に選択的に接続する方向切換弁と、供給ラインの途中であって供給ラインを開閉する開閉弁と、気体バネと空圧緩衝器から気体を大気開放する排気ラインと、排気ラインの途中に設けられて排気ラインを開閉する排気弁とを備えてな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】
給排手段は、コンプレッサを気体バネと空圧緩衝器に接続する供給ラインと、供給ラインの途中であってコンプレッサを気体バネと空圧緩衝器に選択的に接続するポジションと供給ラインを閉じるポジションとを備えた切換弁と、気体バネと空圧緩衝器から気体を大気開放する排気ラインと、排気ラインの途中に設けられて排気ラインを開閉する排気弁とを備えてな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】
シリンダが車軸に連結されるとともにロッドが車体に連結されて正立型に設定され、給排手段が、中空なロッド内を介してシリンダ内に気体を給排することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項６】
空圧緩衝器の圧力を決定してから気体バネの圧力を調節して車高調節することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、サスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サスペンション装置としては、車体と車軸との間に介装されて車体を弾性支持する気体バネと、車体と車軸との間に気体バネに並列に介装されて車体と車軸との相対振動を減衰する油圧緩衝器とを備えて構成されているものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなサスペンション装置にあっては、懸架バネを気体バネとしているため、気体バネ内の圧力を調節することによって、車高調節を行うことができ、それゆえ、気体バネに気体を給排することが可能な空圧回路を備えている場合がある。
【０００４】
そして、空圧回路としては、たとえば、気体バネへ圧縮気体を供給するコンプレッサと、気体バネから排気される気体によって蓄圧される低圧タンクとを備えて構成されており、コンプレッサで気体バネへ気体を供給する際に低圧タンクから優先的に吸気してエネルギ消費を少なくて済むものが知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
転じて、緩衝器は、現在、作動流体を作動油とした油圧緩衝器が主流であるが、近年、作動流体を気体としてもロッドとシール部材との間の摺動部を潤滑して良好な摺動性を確保することによって、車両の車体と車軸との間の振動入力が頻繁に行われるサスペンション装置用途にも耐えうる空圧緩衝器が開発されており、サスペンション装置に空圧緩衝器を用いることが可能となってきた（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−３３２７４７号公報
【特許文献２】特開２００２−８７０４０号公報
【特許文献３】特開２００６−３４９１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、緩衝器と気体バネとは互いに独立した機器で、機能も異なり、緩衝器に求められるのは減衰力の発生であり、気体バネに求められるのは車体の弾性支持である。
【０００７】
そして、車両における乗り心地のより一層の向上と車体姿勢制御を念頭に置くと、緩衝器と気体バネの機能の違いから、緩衝器には減衰特性の調節が、気体バネには車高の調節が求められることになる。
【０００８】
すると、緩衝器には減衰特性を変更可能な構成を採用しなくてはならず、空圧緩衝器にあっても、このような構成を採用すると高価となり、気体バネの内圧を調節して車高調節する空圧回路を搭載する必要もあって、サスペンション装置のシステム全体が非常に高価なものとなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、上記不具合を解消するために創案されたものであって、その目的とするところは、車高調節と減衰特性の調節が可能であって、しかも安価なサスペンション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるサスペンション装置は、車体と車軸との間に介装されて車体を弾性支持する気体バネと、車体と車軸との間に気体バネに並列に介装されて車体と車軸との相対振動を減衰する空圧緩衝器と、気体バネと空圧緩衝器に気体を給排する給排手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のサスペンション装置にあっては、給排手段を備えて気体バネおよび空圧緩衝器の圧力を調節することができるので、車高調節を行うことができるとともに、空圧緩衝器の減衰特性を調節することができる。
【００１２】
すなわち、当該サスペンション装置は、車高調節用途で気体バネに備え付けられるべき給排手段で空圧緩衝器内の圧力調節をすることができるため、別途減衰特性調節用の機構を要せずに空圧緩衝器の減衰特性を調節することができ、また、気体バネと空圧緩衝器とで給排手段を共有するので、別途空圧緩衝器専用の給排手段を設ける必要もなくなるので、サスペンション装置が非常に安価となる。
【００１３】
また、気体バネと空圧緩衝器の圧力を調節することができ、また、気体バネと空圧緩衝器で車体重量を分担して車体を支持することができるので、気体バネと空圧緩衝器で支持する車体重量の分担比を調節することで、空圧緩衝器の減衰特性を車両に最適に設定しつつ、車高を望みどおりに調節することができる。したがって、車両における乗り心地と車高調節とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態のおける空圧緩衝器を示した図である。図２は、車高と気体バネの圧力および空圧緩衝器の圧力との関係を示した図である。  図３は、この発明の一実施の形態の一変形例おけるサスペンション装置を示した図である。図４は、この発明の一実施の形態の別の変形例おけるサスペンション装置を示した図である。
【００１５】
以下、図に示した実施の形態に基づいて本発明のサスペンション装置Ｓを説明する。一実施の形態におけるサスペンション装置Ｓは、図１に示すように、図示しない車体と車軸との間に介装されて車体を弾性支持する気体バネＡと、車体と車軸との間に気体バネＡに並列に介装されて車体と車軸との相対振動を減衰する空圧緩衝器Ｄと、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄに気体を給排する給排手段Ｃとを備えて構成されている。
【００１６】
そして、空圧緩衝器Ｄは、気体が充填されるシリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入したピストン２と、ピストン２に連結されるとともにシリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド３とを備えるとともに、ピストン２は、シリンダ１内に区画した上室ｒ１と下室ｒ２とを連通する通路４を備え、当該通路４は、上室ｒ１と下室ｒ２とを行き来する気体の流れに対し抵抗を与えるようになっている。
【００１７】
すなわち、この空圧緩衝器Ｄにはあっては、シリンダ１に対してピストン２が図１中上方あるいは下方へ移動して、気体が圧縮される上室ｒ１あるいは下室ｒ２の一方から拡大する上室ｒ１あるいは下室ｒ２の他方へ移動する際に、当該気体の流れに通路４で抵抗を与えて車体と車軸との相対振動を減衰する減衰力を発生するようになっている。
【００１８】
なお、この実施の形態の場合、ロッド３が車両の車体に連結されるとともに、シリンダ１が車軸に連結されて、この空圧緩衝器Ｄの場合、正立型の緩衝器に設定されている。
【００１９】
また、空圧緩衝器Ｄは、この場合、車両の四箇所の車輪と車体との間のそれぞれに気体バネＡと並列されて介装されており、給排手段Ｃによってシリンダ１内に気体を供給することでシリンダ１内の圧力を上昇させることができるとともに、シリンダ１内から気体を排気させることでシリンダ１内の圧力を減少させることができるようになっている。なお、図１中では、図が複雑となるため、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄを一つずつ記載し、他の三つについては記載を省略している。
【００２０】
そして、このようにシリンダ１内の圧力を調節することで、シリンダ１内の圧力にピストン２の受圧面積差（ピストン２の下室ｒ２に面する面積から上室ｒ１に面する面積を減算して得られる面積差）を乗じた空圧緩衝器Ｄを伸長させる力（以下、「ロッド反力」という）を調節して車両の車高調節を行うことができるようになっている。
【００２１】
さらに、気体バネＡは、ロッド３に連結された有底筒状のチャンバ５と、チャンバ５の開口部と空圧緩衝器Ｄのシリンダ１の側部とに連結される筒状のダイヤフラム６とで空圧緩衝器Ｄの外周まわりに形成される気体室Ｇを備え、車体重量を支持する懸架バネとして機能している。したがって、上記した気体バネＡにおける気体室Ｇ内の圧力を上記の給排手段Ｃから気体の供給によって気体室Ｇの容積を膨張させて上昇させると車体を上昇させることができ、逆に、給排手段Ｃを通じて気体室Ｇ内の気体をサスペンション装置外部へ排気させて気体室Ｇの容積を減少させると車体を下降させることができる、すなわち、給排手段Ｃによって気体バネＡにおける気体室Ｇ内の容積をコントロールすることで車高調節することが可能となっている。
【００２２】
また、乗員や積荷によって車高が変化した場合には、重量変化に対してエア室Ｇ内の圧力をコントロールすることで、車高を一定に保つことも可能となっている。
【００２３】
なお、図１に示したサスペンション装置Ｓでは、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄとが一体とされているが、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄとがそれぞれ独立して設置されてもよい。
【００２４】
そして、一実施の形態における給排手段Ｃは、車両の四箇所の車輪と車体との間のそれぞれに介装される四つの気体バネＡと空圧緩衝器Ｄに気体を給排するものであり、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄは、互いに協働してサスペンション装置を構成している。
【００２５】
つづいて、給排手段Ｃは、コンプレッサ７と、コンプレッサ７の吐出側７ａと気体バネＡと空圧緩衝器Ｄとを結ぶ供給ライン８と、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄ内から気体を大気開放する排気ライン９と、供給ライン８と気体バネＡとを連通および遮断するバネ側開閉弁１０と、供給ライン８と空圧緩衝器Ｄとを連通および遮断する緩衝器側開閉弁１１と、排気ライン９の途中に設けられて排気ライン９を開閉する排気弁１２とを備えて構成されている。
【００２６】
以下、給排手段Ｃについて詳細に説明すると、コンプレッサ７は、モータＭによって駆動されると、吸込口７ｂから気体を吸い込んで吐出口７ａから大気側から吸込んだ気体を圧縮して供給ライン８に送り出すようになっている。なお、コンプレッサ７の駆動については、モータＭによる以外にも、車両に搭載されるエンジンから動力を取り出して駆動させることもでき、さらに、車両が油圧ポンプを備えている場合には、モータＭを電動モータではなく油圧モータとしてもよい。
【００２７】
また、コンプレッサ７は、この実施の形態の場合、吸込口７ｂから大気を吸込んでシリンダＣへ供給するので、吸込口７ｂの上流側にはエアフィルタ１３が設けられ、気体バネＡや空圧緩衝器Ｄ内への埃や塵の侵入を防止している。
【００２８】
供給ライン８は、一端がコンプレッサ７の吐出側７ａに接続されると共に、他端が気体バネＡに連通するバネ流路１４と空圧緩衝器Ｄに連通する緩衝器流路１５に接続されており、コンプレッサ７と気体バネＡと空圧緩衝器Ｄとを連通している。
【００２９】
なお、バネ流路１４と緩衝器流路１５は、四輪各輪に配置した各気体バネＡと各空圧緩衝器Ｄへ気体供給可能なように、この場合、それぞれ四つずつ設けられており、緩衝器流路１５は、車体側に連結される中空なロッド３の上端に連結されて、ロッド３の内部を介してシリンダ１内に連通されている。
【００３０】
このように、ロッド３の上端に供給ライン８を連結してロッド３内を介してシリンダ１に連通するようにしているので、供給ライン８を含む給排手段Ｃの各部を車両の車体内方に配置することができ、供給ライン８を含む給排手段Ｃの各部を保護することができるとともに、供給ライン８の取り回しが複雑とならない利点がある。
【００３１】
そして、供給ライン８の途中には、コンプレッサ７における吐出側となる上流から順に、コンプレッサ７から送り出される気体を乾燥させるドライヤ１６、気体の流れに抵抗を与える絞り１７および当該絞り１７と並列に配置される上流側から下流へ向かう流れのみを許容する逆止弁１８がそれぞれ配置されて設けられている。
【００３２】
ドライヤ１６は、この場合、吸着式を採用しており、内部に、シリカゲルや活性アルミナ等の水分を吸着する乾燥剤を収容しており、内部を通過する圧縮気体の水分を乾燥剤で吸着して当該圧縮気体を乾燥させることができるものである。
【００３３】
また、ドライヤ１６より下流であって絞り１７と並列配置される逆止弁１８は、コンプレッサ７が圧縮気体を供給する場合に、絞り１７に優先して積極的に気体の通過を許容して、圧縮気体供給時に絞り１７によるエネルギ損失を生じさせないように設けられる。
【００３４】
さらに、この実施の形態の場合、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄから排気して気体を大気開放する場合に、供給ライン８の途中であってコンプレッサ７とドライヤ１６との間に接続された排気ライン９を介して排気させる構成を採用して、気体バネＡの気体室Ｇおよび空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内に充填されていた乾燥した気体にドライヤ１６を通過させるようにしている。
【００３５】
そして、絞り１７は、排気時の気体の流れに抵抗を与えて気体バネＡと空圧緩衝器Ｄから排気される気体を急減圧して乾燥させる機能を果たすとともに、ドライヤ１６にゆっくり気体を通過させるため、ドライヤ１６を充分に燥効させることができる。
【００３６】
なお、ドライヤ１６の乾燥剤の乾燥には、上記したように乾燥気体の通過によっているが、これとは別に、乾燥剤を加熱する方法を採用するようにしてもよい。加熱して乾燥剤を乾燥させるようにして、特に、ドライヤ１６の乾燥に気体通過を要しない場合、排気ライン９を供給ライン８の途中であって、ドライヤ１６より下流側となる気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄ側へ接続するようにしてもよい。
【００３７】
つづいて、バネ側開閉弁１０は、バネ流路１４の途中に設けられており、バネ流路１４を開放してコンプレッサ７と気体バネＡとを連通する連通ポジション１０ａと、バネ流路１４を閉じてコンプレッサ７と気体バネＡとの連通を断つ遮断ポジション１０ｂとを有し、一端に設けられて遮断ポジション１０ｂを採るように附勢するバネ１０ｃと、他端に設けられてバネ１０ｃに対向するソレノイド１０ｄとを備えており、このソレノイド１０ｄを励磁すると、遮断ポジション１０ｂから連通ポジション１０ａに切換わる、２ポート２位置の電磁切換式の開閉弁として構成されている。
【００３８】
また、緩衝器側開閉弁１１は、緩衝器流路１５の途中に設けられており、緩衝器流路１５を開放してコンプレッサ７と空圧緩衝器Ｄとを連通する連通ポジション１１ａと、緩衝器流路１５を閉じてコンプレッサ７と空圧緩衝器Ｄとの連通を断つ遮断ポジション１１ｂとを有し、一端に設けられて遮断ポジション１１ｂを採るように附勢するバネ１１ｃと、他端に設けられてバネ１１ｃに対向するソレノイド１１ｄとを備えており、このソレノイド１１ｄを励磁すると、遮断ポジション１１ｂから連通ポジション１１ａに切換わる、２ポート２位置の電磁切換式の開閉弁として構成されている。
【００３９】
また、排気ライン９は、上述のように供給ライン８の途中であってコンプレッサ７とドライヤ１６との間に接続されており、その途中には、当該排気ライン９を開閉する２ポート２位置の電磁切換式の排気弁１２を設けてある。
【００４０】
この排気弁１２は、詳しくは、排気ライン９を開放する連通ポジション１２ａと、排気ライン９を遮断する遮断ポジション１２ｂとを有し、一端に設けられて遮断ポジション１２ｂを採るように附勢するバネ１２ｃと、他端に設けられてバネ１２ｃに対向するソレノイド１２ｄとを備えており、このソレノイド１２ｄを励磁すると、遮断ポジション１２ｂから連通ポジション１２ａに切換わる、２ポート２位置の電磁切換式の開閉弁として構成されている。
【００４１】
なお、上記したバネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２には、スプール弁の使用も可能であるが、図示はしないが、環状の弁座と、当該弁座を塞ぐように離着座する円錐面や球面さらには上記弁座の軸方向端部を密閉可能な弾性体等を備えた弁体とで構成されるポペット弁を採用するとよく、ポペット弁とすることで、密封性が高く、気体漏れの心配がなく、また、コンタミにも強く、応答速度に優れる利点を享受することができる。
【００４２】
そして、上記したバネ側開閉弁１０を連通ポジション１０ａに切換えるとともに緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２を遮断ポジション１１ｂ，１２ｂに維持して、コンプレッサ７を駆動すると、コンプレッサ７から吐出される圧縮気体が気体バネＡの気体室Ｇ内に供給され、気体室Ｇ内の圧力を高めて、圧力上昇見合で車高を上昇させることができる。
【００４３】
さらに、上記した緩衝器側開閉弁１１を連通ポジション１１ａに切換えるとともにバネ側開閉弁１０および排気弁１２を遮断ポジション１０ｂ，１２ｂに維持して、コンプレッサ７を駆動すると、コンプレッサ７から吐出される圧縮気体が空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内に供給され、シリンダ１内の圧力を高めてロッド反力を大きくし、ロッド反力上昇見合で車高を上昇させることができる。そして、シリンダ１内の圧力が上昇すると、気体密度が上昇し、気体が通路４を通過する際の抵抗が大きくなることから、シリンダ１内の圧力上昇によって空圧緩衝器Ｄにおけるピストン速度に対する減衰力を大きくすることができる。すなわち、シリンダ１内の圧力上昇によって空圧緩衝器Ｄの減衰特性（空圧緩衝器のピストン速度に対する発生減衰力の性質）をよりハードへ変更することができる。
【００４４】
そしてまた、排気弁１２を連通ポジション１２ａに切換えるとともに、バネ側開閉弁１０あるいは緩衝器側開閉弁１１あるいはその両方を連通ポジション１０ａ，１１ａに切換えると、気体バネＡの気体室Ｇあるいは空圧緩衝器Ｄのシリンダ１あるいはその両方から気体が排気されて、気体バネＡの気体室Ｇあるいは空圧緩衝器Ｄのシリンダ１あるいはその両方の圧力が減少し、圧力減少見合で車高を下降させることができ、特に、空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内の圧力を減少させる場合には、空圧緩衝器Ｄにおけるピストン速度に対する減衰力を小さくする、すなわち、空圧緩衝器Ｄの減衰特性をよりソフトへ変更することができる。
【００４５】
また、排気弁１２の動作によらず、バネ側開閉弁１０および緩衝器側開閉弁１１を遮断ポジション１０ｂ，１１ｂにしておくことで、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄは外部から隔絶されて、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄが密閉状態に維持される。
【００４６】
このように、本実施の形態の空圧緩衝器Ｄでは、給排手段Ｃを備えて気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力を調節することができるので、車高調節を行うことができるとともに、空圧緩衝器Ｄの減衰特性を調節することができる。したがって、荷物の積み下ろしや搭乗者数が変化して車高が変化しても気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力をコントロールして車高を所定値に維持することができるとともに、空圧緩衝器Ｄの内部温度変化による車高変化も抑制することができる。
【００４７】
すなわち、空圧緩衝器Ｄは、伸縮時に振動エネルギを熱エネルギに変換することで車体振動を減衰するため、車両走行中の継続的な車体振動により伸縮を繰り返してシリンダ１内の気体温度が上昇する傾向となり、シリンダ１内の気体重量が一定でも、気体の温度上昇によってシリンダ１内の圧力が上昇してロッド反力が増え、車高を上昇させてしまうことがあるが、本実施の形態のサスペンション装置Ｓでは、この温度上昇に対して空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内から気体を排気させることができ、シリンダ１内を減圧して車高を一定に保つことができる。また、シリンダ１内の減圧によってシール部材の緊迫力の上昇を抑制してロッド３の良好な摺動性を確保して円滑な伸縮を実現でき、さらには、シール部材の劣化を抑制することができる。
【００４８】
したがって、当該サスペンション装置Ｓは、車高調節用途で気体バネＡに備え付けられるべき給排手段Ｃで空圧緩衝器Ｄ内の圧力調節をすることができるため、別途減衰特性調節用の機構を要せずに空圧緩衝器Ｄの減衰特性を調節することができ、また、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄとで給排手段Ｃを共有するので、別途空圧緩衝器専用の給排手段を設ける必要もなくなるので、サスペンション装置Ｓが非常に安価となる。
【００４９】
また、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄの圧力を調節することができ、また、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄで車体重量を分担して車体を支持することができるので、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄで支持する車体重量の分担比を調節することで、空圧緩衝器Ｄの減衰特性を車両に最適に設定しつつ、車高を望みどおりに調節することができる。したがって、車両における乗り心地と車高調節とを両立させることができる。
【００５０】
さらに、空圧緩衝器Ｄを両ロッド型に設定する必要も無いので、空圧緩衝器Ｄのストローク長が犠牲となって車両が要求するストローク長を確保しづらくなるという心配もない。
【００５１】
そしてまた、本実施の形態の場合、バネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１が、それぞれ、非通電時には各流路１４，１５を閉じて通電によって各ライン１４，１５を開放するように設定されているので、万が一、給排手段Ｃにおけるシステムに通電不能となる事態が発生しても、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄを密閉状態に維持できるので、気体の温度変化によるもの以外の車高と減衰特性の変化を阻止でき、確実にフェールセーフモードに移行することが可能である。
【００５２】
なお、上記した実施の形態の給排手段Ｃでは、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄへ気体供給時にはコンプレッサ７を駆動するようにしているが、供給ライン９の途中にアキュムレータを設置して、アキュムレータを蓄圧しておき、アキュムレータから気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄへ気体供給するようにしてもよい。また、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄから排気された気体を上述したものとは別のアキュムレータへ溜めておいて、コンプレッサ７が大気に優先して当該アキュムレータ側から気体を吸込むようにして、気体圧縮率を低めてエネルギ消費が小さくなるようにしておく構成を採用してもよい。
【００５３】
このように、給排手段Ｃを備えたサスペンション装置Ｓは、上記の如くの車高調節および減衰特性調節を実現できるのであるが、この実施の形態のサスペンション装置Ｓにあっては、具体的には、コンプレッサ７のモータＭ、バネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２を制御する制御部１９を備えており、当該制御部１９が気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力を調節して車高と減衰特性を制御するようになっている。
【００５４】
以下、この制御部１９について詳細に説明すると、制御部１９は、車高センサ２０と、車速センサ２１と、空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内の圧力を検知する圧力センサ２２とを備えて、これらのセンサ２０，２１，２２の検出する車高、車速および圧力に基づいて、コンプレッサ７のモータＭ、バネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２を制御するようになっている。
【００５５】
制御部１９は、具体的にはたとえば、車速センサ２１が検出した車速に基づいて車高目標値Ｘ*を決定する車高目標値設定部１９ａと、車速センサ２１が検出した車速および車高目標値Ｘ*に基づいて空圧緩衝器Ｄの圧力目標値Ｐ*を決定する圧力目標値設定部１９ｂと、車高センサ２０が出力する車高センサ信号に含まれる高周波成分を除去するローパスフィルタ１９ｃと、圧力センサ２２が出力する圧力センサ信号に含まれる高周波成分を除去するローパスフィルタ１９ｄと、高周波成分を除去した圧力センサ信号から得た圧力Ｐと圧力目標値Ｐ*との偏差εＰから空圧緩衝器Ｄの圧力調節によって生じる車高変化Ｘ’を演算する車高変化演算部１９ｅと、高周波成分を除去した車高センサ信号から得られる車高Ｘに車高変化Ｘ’を加算した値と車高目標値Ｘ*との偏差εＸを演算する偏差演算部１９ｆと、空圧緩衝器Ｄの圧力を圧力目標値Ｐ*に一致させるように、および偏差演算部１９ｆで演算した偏差εＸを０とするようにコンプレッサ７のモータＭ、バネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２を駆動する駆動部１９ｇとを備えて構成されている。
【００５６】
車高目標値設定部１９ａは、車両の走行速度（車速）から車高目標値Ｘ*を求める。車速から車高目標値Ｘ*を求めるのはマップ演算によってもよいし、車速変化に対して比例的、段階的に車高目標値Ｘ*を変化させるようにしてもよく、具体的には、たとえば、車速が高速となると、車高を下げて車両の重心を下げる方が走行が安定するため、車高目標値Ｘ*を下げる方向に誘導するとよく、車両に適するように車高目標値Ｘ*を決定するようにしておけばよい。
【００５７】
圧力目標値設定部１９ｂは、車両の走行速度（車速）から当該車速に適する空圧緩衝器Ｄの減衰特性を実現する圧力目標値Ｐ*を求める。車速から圧力目標値Ｐ*を求めるのはマップ演算によってもよいし、車速変化に対して比例的、段階的に圧力目標値Ｐ*を変化させるようにしてもよく、具体的には、たとえば、車速が高速となると、減衰特性をハードにする方が走行が安定するため、圧力目標値Ｐ*を上げる方向に誘導するとよく、車両に適するように圧力目標値Ｐ*を決定するようにしておけばよい。この圧力目標値設定部１９ｂによって演算された圧力目標値Ｐ*は、後述の駆動部１９ｇへ入力される。
【００５８】
つづいて、ローパスフィルタ１９ｃは、車高センサ２０が車高を検知して出力する車高センサ信号から高周波成分を除去する。このローパスフィルタ１９ｃのカットオフ周波数は、車体への積載重量変化のみを検知する程度、たとえば、０．１Ｈｚ以下程度といった周波数に設定してあり、車高は車体が走行中に振動しても変化するが、ローパスフィルタ１９ｃは、当該車体振動に起因する振動成分を車高センサ信号から除去するようになっている。
【００５９】
なお、ローパスフィルタ１９ｃは、車両の四輪各輪部分の設置された四つの車高センサ２０から出力される信号を濾過するようになっており、ローパスフィルタ１９ｃは、四輪各輪部分の車高Ｘｎ（ｎ＝１，２，３，４）を出力する。
【００６０】
ここで、車高センサ２０としては、路面に照射したレーザ光の反射光を検知して三角法で車高を求めるレーザ車高センサや、ダンパ本体１のストローク変位を検出して車高を得るストロークセンサや、サスペンションの車軸を保持すると共に車体に揺動可能なアームの車体に対する揺動角を検出して車高を求めるセンサ等といった各種センサを用いることができる。
【００６１】
また、ローパスフィルタ１９ｄは、圧力センサ２２が空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内の圧力を検知して出力する圧力センサ信号から高周波成分を除去する。このローパスフィルタ１９ｄのカットオフ周波数は、空圧緩衝器Ｄの伸縮時の圧力変化による振動成分を除去できる程度、たとえば、０．１Ｈｚ以下程度といった周波数に設定してあり、ローパスフィルタ１９ｄは、空圧緩衝器Ｄが走行中に伸縮して変化する圧力センサ信号から当該車体振動に起因する振動成分を除去するようになっている。
【００６２】
なお、ローパスフィルタ１９ｄは、車両の四輪各輪部分の設置された四つの圧力センサ２２から出力される信号を濾過するようになっており、ローパスフィルタ１９ｄは、四輪各輪に配置される空圧緩衝器Ｄのシリンダ１内の圧力Ｐｎ（ｎ＝１，２，３，４）を出力する。
【００６３】
車高変化演算部１９ｅは、高周波成分を除去した圧力センサ信号から得た圧力Ｐｎと圧力目標値Ｐ*との偏差εＰから空圧緩衝器Ｄの圧力調節によって生じる車高変化Ｘ’を演算する。なお、この場合、車高変化Ｘ’は、鉛直上向きを正として演算する。この演算は、四輪各輪に配置された各空圧緩衝器Ｄについて行われる。この演算に際して図２に示すように、空圧緩衝器Ｄの圧力と車高との関係をマップ化しておき、当該マップを参照して車高変化Ｘ’を求めるようにしておけば、演算を簡単に行うことができる。
【００６４】
そして、偏差演算部１９ｆは、高周波成分を除去した車高センサ信号から得られる車高Ｘｎに車高変化Ｘ’を加算した値と車高目標値Ｘ*との偏差εＸを演算する。この偏差εＸは、空圧緩衝器Ｄの圧力を圧力目標値Ｐ*とした場合に車高目標値Ｘ*に対する車高の過不足であり、この過不足を無くす様にすれば、現実の車高が車高目標値Ｘ*に一致することになる。この偏差εＸも四輪各輪部分について演算され、四輪各輪に配置された気体バネＡの圧力をこの偏差εＸに基づいて制御することになる。
【００６５】
そして、駆動部１９ｇは、空圧緩衝器Ｄの圧力を圧力目標値Ｐ*に一致させるように、コンプレッサ７のモータＭ、バネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２を駆動する。具体的には、圧力センサ２２で検知した圧力Ｐｎをフィードバックして圧力Ｐｎと圧力目標値Ｐ*の偏差をとって比例積分あるいは比例微分積分制御によって空圧緩衝器Ｄの圧力を調節すればよい。また、駆動部１９ｇは、気体バネＡの圧力を偏差演算部１９ｆで演算した偏差εＸを０とするようにコンプレッサ７のモータＭ、バネ側開閉弁１０、緩衝器側開閉弁１１および排気弁１２を駆動する。具体的には、偏差εＸを用いて比例積分あるいは比例微分積分制御によって気体バネＡの圧力を調節すればよい。
【００６６】
なお、本実施の形態の制御部１９は、ハードウェア資源としては、図示はしないが、車高センサ２０、車速センサ２１および圧力センサ２２が出力するアナログの電圧でなる信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、これら信号を取り込み、上記各部の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、上記ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、上記各部の処理を行うためＣＰＵが実行するアプリケーションやオペレーティングシステム等のプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、モータＭおよびソレノイド１０ｄ，１１ｄ，１２ｄを駆動する駆動回路とを備えて構成されており、制御部１９の各部における構成は、ＣＰＵが各部の処理を行うためアプリケーションプログラムを実行することで実現可能である。
【００６７】
また、ローパスフィルタ１９ｃ，１９ｄは、この場合、ＣＰＵによる処理で実現されるとしているが、ローパスフィルタ１９ｃ，１９ｄが介装される手前までの処理がアナログ回路によって実行させるのであれば、ローパスフィルタ１９ｃ，１９ｄはアナログ信号を処理するフィルタとされてもよい。
【００６８】
なお、上述したところでは、車高センサ２０によって車高を検知するようにしているが、車重が変化しなければ、図２に示すように、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄ内の圧力と車高との関係を把握しておくことにより、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄ内の圧力を検知することによって車高を推定することができるので、上述の構成から車高センサ２０を廃して気体バネＡの気体室Ｇ内の圧力を検知する圧力センサを設けるようにしてもよく、また、この実施の形態の場合、コンプレッサ７の駆動にモータＭを利用していることから、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄへの気体供給の際のモータＭのトルク変動をモニタしておくことにより、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力を推定することができ、また、気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄからの気体の排気量と廃棄時間との関係を把握しておくことによって排気時間による気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力降下量をも推定することができるので、圧力センサが無くとも気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力の推定が可能で圧力センサを廃することもできる。
【００６９】
また、このような車高の推定や気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力の推定が可能であるので、車高センサ２０および圧力センサ２２が正常動作しているかを判断するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、上述したところでは、車高Ｘが車高目標値Ｘ*に一致しない場合に気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの圧力を制御するようにしているが、車高調節に関しては、閾値を設けておき、車高Ｘと車高変化Ｘ’の値と車高目標値Ｘ*との偏差εＸの絶対値が閾値を超えると給排手段Ｃによって車高調節を行うようにしてもよく、この場合には、車高調節が頻繁することを避けて、車両搭乗者に違和感を抱かせずタイムリーに車高調節を行うことができる。
【００７１】
また、閾値を設ける場合、四輪各輪における車高Ｘｎと車高変化Ｘ’の合計値Ｘａｌｌと四輪各輪における車高目標値Ｘ＊ａｌｌの合計値との偏差εａｌｌを求め、この偏差が閾値を超える場合に各輪の車高Ｘｎを車高目標値Ｘ＊となるように車高調節を行うようにしてもよく、この場合にも、車高調節が頻繁することを避け、車両搭乗者に違和感を抱かせずタイムリーに車高調節を行うことができる。さらに、四輪の車高Ｘｎを加算するので車体が傾いた場合、たとえば、車両の右側車高が下降し左側車高が上昇するような場合、合計値Ｘａｌｌが変化しにくいので、車両が旋回や坂道を上り下りして車体が傾く状況となる場合に、これを車高変化として捉えて車高調節してしまうような事態を回避することができる。
【００７２】
また、車高センサ２０が出力する車高センサ信号を濾過して当該車高センサ信号に含まれる高周波成分を除去するローパスフィルタ１９ｃを備え、高周波成分を除去した車高センサ信号から得られる車高Ｘを用いて制御しているので、車高センサ信号に重畳される車両走行時の振動による車高変化やノイズによって車高調節が行われることが阻止され、車高調節が頻繁に行われることを防止できる。
【００７３】
さらに、上述したところでは、制御部１９へ車速センサ２１で検出した車速を入力して制御部１９にて車高目標値Ｘ*を設定するようにしているが、車速以外の情報を基に車高目標値Ｘ*を演算するようにしてもよく、また、制御部１９が車高目標値Ｘ*を求めるのではなく、上位の制御装置で演算した車高目標値Ｘ*の入力を受けてもよい。
【００７４】
またさらに、このサスペンション装置Ｓの動作の制御に当たり、車両走行中における車高変化を検知してリアルタイムに車体姿勢を制御して、車体のローリング、ピッチングやスクォート等を抑制するようにしてもよい。
【００７５】
なお、上記した給排手段Ｃの構成は一例であり、他の構成を用いて、シリンダＣへ気体の給排をしてもよいことは当然であるが、このサスペンション装置Ｓにあっては、供給ライン８との気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄの連通と遮断をバネ側開閉弁１０と緩衝器側開閉弁１１で行い、排気ライン９を排気弁１２で開閉するようになっているので、これら弁１０，１１，１２は連通と遮断の二つのポジションを備えていればよくポペット弁を採用することができるので、気体バネＡと空圧緩衝器Ｄを含めたシステム全体の高い密封性を確保でき、気体漏れの心配がなく、また、コンタミにも強く、応答速度に優れる。
【００７６】
また、上記したバネ側開閉弁１０と緩衝器側開閉弁１１の構成に代えて、図３に示した一実施の形態の一変形例におけるサスペンション装置のように、供給ライン８を気体バネＡと空圧緩衝器Ｄへ選択的に連通させる方向切換弁２３と、方向切換弁２３よりコンプレッサ７側となる上流に開閉弁２４とを設ける構成を採用することも可能であり、この場合にあっても、上記した各動作を実現することができ、上記した作用効果を奏することができる。
【００７７】
さらに、図４に示す一実施の形態の別の変形例におけるサスペンション装置のように、図３に示した一実施の形態のサスペンション装置Ｓの構成で用いた開閉弁２４と方向切換弁２３を一つの３ポート３位置の切換弁２５に集約することができ、この切換弁２５は、コンプレッサ７を気体バネＡと空圧緩衝器Ｄに選択的に接続するポジション２５ａ，２５ｂと供給ライン８と気体バネＡおよび空圧緩衝器Ｄとの連通を断つポジション２５ｃとを備えて一端に設置したプッシュプル型のソレノイド２５ｄによって３つのポジション２５ａ，２５ｂ，２５ｃを切換えることができるようになっている。
【００７８】
このような切換弁２５を用いても、上記した各動作を実現することができ、上記した作用効果を奏することができることに加えて、開閉弁２４と方向切換弁２３を一つの切換弁２５に集約することができるので、より経済的となる。
【００７９】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の一実施の形態のおけるサスペンション装置を示した図である。
【図２】車高と気体バネの圧力および空圧緩衝器の圧力との関係を示した図である。
【図３】この発明の一実施の形態の一変形例おけるサスペンション装置を示した図である。
【図４】この発明の一実施の形態の別の変形例おけるサスペンション装置を示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  シリンダ
２  ピストン
３  ロッド
４  通路
５  チャンバ
６  ダイヤフラム
７  コンプレッサ
７ａ  コンプレッサにおける吐出口
７ｂ  コンプレッサにおける吸込口
８  供給ライン
９  排気ライン
１０  バネ側開閉弁
１０ａ  バネ側開閉弁における連通ポジション
１０ｂ  バネ側開閉弁における遮断ポジション
１０ｃ  バネ側開閉弁におけるバネ
１０ｄ  バネ側開閉弁におけるソレノイド
１１  緩衝器側開閉弁
１１ａ  緩衝器側開閉弁における連通ポジション
１１ｂ  緩衝器側開閉弁における遮断ポジション
１１ｃ  緩衝器側開閉弁におけるバネ
１１ｄ  緩衝器側開閉弁におけるソレノイド
１２  排気弁
１２ａ  排気弁における連通ポジション
１２ｂ  排気弁における遮断ポジション
１２ｃ  排気弁におけるバネ
１２ｄ  排気弁におけるソレノイド
１３  エアフィルタ
１４  バネ流路
１５  緩衝器流路
１６  ドライヤ
１７  絞り
１８  逆止弁
１９  制御部
１９ａ  車高目標値設定部
１９ｂ  圧力目標値設定部
１９ｃ，１９ｄ  ローパスフィルタ
１９ｅ  車高変化演算部
１９ｆ  偏差演算部
１９ｇ  駆動部
２０  車高センサ
２１  車速センサ
２２  圧力センサ
２３  方向切換弁
２４  開閉弁
２５  切換弁
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  切換弁におけるポジション
２５ｄ  切換弁におけるソレノイド
Ａ  気体バネ
Ｃ  給排手段
Ｄ  空圧緩衝器
Ｇ  気体室
ｒ１  上室
ｒ２  下室
Ｓ  サスペンション装置
【図１】
2009160956.tif 000003
【図２】
2009160956.tif 000004
【図３】
2009160956.tif 000005
【図４】
2009160956.tif 000006