CN108081890A - 车辆的悬架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆的悬架装置具备弹簧装置(30)，该弹簧装置(30)配设于车辆的簧上部件(40)与簧下部件(50)之间，允许簧上部件(40)与簧下部件(50)的相对位移。构成为：相对于规定的基准长度向弹簧装置(30)缩短的方向变形时的弹簧装置(30)的弹簧常数(k2c)小于相对于规定的基准长度向弹簧装置(30)伸长的方向变形时的弹簧装置(30)的弹簧常数(k2e)。由此，能够获得与座椅(42)的弹簧特性相反的特性，结果，能够提高乘坐舒适性。

Description

车辆的悬架装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的悬架装置，该车辆具备相对于输入至车辆的乘员所就坐的就坐部的上表面即就坐面的载荷而该就坐面非线性地位移的座椅。
背景技术
一直以来，公知有相对于输入载荷(X)而行程量(Y)线性地变化(即，当设k为一定的常量时，Y＝k·X)的悬架装置。即，现有的悬架装置(以下称为“现有装置”)在实际的行程量小于“存在规定的输入载荷时的行程量”的情况下与实际的行程量大于“存在规定的输入载荷时的行程量”的情况下，具有彼此相同的“输入载荷－行程特性”(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013－116641号公报(图3)
然而，关于车辆的座椅(座席)的就坐面(就坐部的上表面)的位移量(以下，也称为“挠曲量”)，施加于该就坐面的载荷(以下称为“座椅载荷”)越大则越大。更具体地说，如图14的曲线C1所示，通常，在车辆中采用的座椅具有如下特性：座椅载荷越大，“相对于座椅载荷的单位变化量的、就坐面的挠曲量的变化量之比(与曲线C1的斜率对应的值)”越小。例如，在图14所示的例子中，座椅载荷从基本载荷5A起增加单位载荷A的情况下的就坐面的挠曲量的变化量的大小dp，小于座椅载荷从基本载荷5A起减少单位载荷A的情况下的就坐面的挠曲量的变化量的大小dm(dp＜dm)。换言之，能够认为座椅是具有挠曲量越大则越大的“弹簧常数”的弹簧装置的一种。
另一方面，乘员最终通过就坐面来感受振动，但从路面至就坐面为止夹设有轮胎、悬架装置以及座椅。因而，在对车辆的乘坐舒适性进行研究的情况下，不仅需要考虑车辆的轮胎以及悬架装置的特性，还需要考虑座椅的特性。然而，现有装置并不具有一并考虑座椅的特性来设计的悬架装置。
发明内容
本发明是为了应对上述问题而完成的。即，本发明的目的之一在于提供一种能够通过考虑车辆的座椅的特性来使车辆的乘坐舒适性进一步提高的车辆的悬架装置。
本发明的车辆的悬架装置(以下，也称为“本发明装置”)被应用于车辆(100)，该车辆具备输入至就坐面的载荷即座椅载荷越大则相对于该座椅载荷的单位变化量的该就坐面的位移量越小的座椅(42)。本发明装置具备弹簧装置(30、300)，该弹簧装置夹设于上述车辆的簧上部件(40)与簧下部件(50)之间且相对于上述簧下部件弹性地支承上述簧上部件。
在确定本发明装置时，
将乘员就坐于座椅时的弹簧装置的行程量规定为基准行程量，
弹簧装置的行程量规定为：弹簧装置越向缩短的方向位移则行程量在正向越大。
在使用该规定的情况下，上述弹簧装置具有如下特性。
[条件A]行程量大于基准行程量时的弹簧常数(k2c)为行程量小于基准行程量时的弹簧常数(k2e)以下(即，k2c≤k2e)，并且，
[条件B]行程量为相对于基准行程量大正的规定量(α)的行程量以上时的弹簧常数小于行程量为相对于基准行程量小正的规定量(α)的行程量以下时的弹簧常数。
以下，使用本发明装置的一个例子对本发明装置的作用进行说明。图15中的(A)～(C)所示的图表的横轴为弹簧装置的行程量zs。纵轴为弹簧装置的弹力Fss。在上述各图表中示出本发明装置的一个例子的“行程量与弹力之间的关系”。表示该关系的“直线S1以及直线S2”的斜率表示弹簧装置的弹簧常数。
如图15中的(A)所示，在该一个例子的弹簧装置中，在乘员的体重为标准体重的情况下，基准行程量为行程量zs0。该弹簧装置的弹簧常数根据行程量zs是否大于基准行程量zs0而变化。更具体地说，在行程量zs大于基准行程量zs0的情况下(向缩短侧位移的情况下)，如直线S1所示，弹簧常数为“相对小的值k2c”。在行程量zs小于基准行程量zs0的情况下(向伸长侧位移的情况下)，如直线S2所示，弹簧常数为“相对大的值k2e”。值k2c小于值k2e(即，k2c＜k2e)，因而该弹簧装置满足上述[条件A]。
而且，根据图15的(A)能够理解，行程量zs为相对于基准行程量zs0大正的规定量(α)的行程量(zs0+α)以上时的弹簧常数为值k2c(参照区域R11)，行程量zs为相对于基准行程量zs0小正的规定量(α)的行程量(zs0－α)以下时的弹簧常数为值k2e(参照区域R12)。因而，该弹簧装置满足上述[条件B]。
图15的(B)中示出乘员的体重比标准体重轻的情况下的“行程量与弹力之间的关系”。在该情况下，基准行程量成为小于行程量zs0的行程量zs1。根据该图可知，在行程量zs大于基准行程量zs1的情况下(向缩短侧位移的情况下)，弹簧常数为“值k2e或值k2c”。在行程量zs小于基准行程量zs1的情况下(向伸长侧位移的情况下)，弹簧常数为“值k2e”。因此，该弹簧装置满足上述[条件A]。
而且，根据图15的(B)能够理解，行程量zs为相对于基准行程量zs1大正的规定量(α)的行程量(zs1+α)以上时的弹簧常数为值k2c(参照区域R21)，行程量zs为相对于基准行程量zs1小正的规定量(α)的行程量(zs1－α)以下时的弹簧常数为值k2e(参照区域R22)。因而，该弹簧装置满足上述[条件B]。
图15的(C)中示出乘员的体重比标准体重重的情况下的“行程量与弹力之间的关系”。在该情况下，基准行程量成为大于行程量zs0的行程量zs2。根据该图可知，在行程量zs大于基准行程量zs2的情况下(向缩短侧位移的情况下)，弹簧常数为“值k2c”。在行程量zs小于基准行程量zs2的情况下(向伸长侧位移的情况下)，弹簧常数为“值k2c或值k2e”。因此，该弹簧装置满足上述[条件A]。
而且，根据图15的(C)能够理解，行程量zs为相对于基准行程量zs2大正的规定量(α)的行程量(zs2+α)以上时的弹簧常数为值k2c(参照区域R31)，行程量zs为相对于基准行程量zs2小正的规定量(α)的行程量(zs2－α)以下时的弹簧常数为值k2e(参照区域R32)。因而，该弹簧装置满足上述[条件B]。
而且，已判明：若使用“弹簧常数”以这种方式变化的弹簧装置，则像稍后使用“表示因路面的凹凸引起的振动传递至乘员的状态的传递特性”的增益进行说明的那样，车辆的乘坐舒适性得到改善。
虽然尚不明确其原因，但能够推断如下。
即，根据本发明装置，在弹簧装置的行程量为缩短一定程度侧的值时，弹簧装置的弹簧常数比弹簧装置的行程量为伸长一定程度侧的值时的弹簧常数小。与此相对，概言之，如图14中用直线近似的虚线B1以及B2所示，弹簧装置越缩短则座椅的就坐面的位移量(挠曲量)越大的情况较多，因此弹簧装置越缩短则座椅的弹簧常数越大。结果，对乘员的乘坐舒适性造成影响的“悬架装置以及座椅”整体的弹簧特性更接近线性。结果，乘坐舒适性得到改善。此外，通常轮胎的弹簧特性是线性的，且轮胎的弹簧常数比座椅的弹簧常数以及悬架装置的弹簧常数大一个数量级左右。因而，认为轮胎的弹簧特性对车辆的乘坐舒适性造成的影响小。
在本发明装置的一个实施方式所涉及的车辆的悬架装置中，上述弹簧装置具备：配设于上述簧上部件与上述簧下部件之间的第一弹簧(31)；以及配设于上述簧上部件与上述簧下部件之间的第二弹簧(32)。
而且，上述第一弹簧配设为由上述簧上部件与上述簧下部件始终压缩。
上述第二弹簧配设为在上述行程量小于阈值行程量的情况下由上述簧上部件与上述簧下部件压缩，在上述行程量大于上述阈值行程量的情况下不由上述簧上部件与上述簧下部件压缩也不伸长。
根据该实施方式，在行程量小于阈值行程量的情况下，第一弹簧在簧上部件与簧下部件之间被压缩，因此在弹簧装置作用有第一弹簧的弹力。而且，在该情况下，第二弹簧也在簧上部件与簧下部件之间被压缩，因此在弹簧装置作用有第二弹簧的弹力。因此，这种情况下的弹簧装置的弹簧常数等于第一弹簧的弹簧常数(k1)与第二弹簧的弹簧常数(k2)之和(k1+k2)。
另一方面，在行程量大于阈值行程量的情况下，第一弹簧在簧上部件与簧下部件之间被压缩，因此在弹簧装置作用有第一弹力。然而，在该情况下，第二弹簧在簧上部件与簧下部件之间既不被压缩也不伸长，因此不产生第二弹簧的弹力。因此，该情况下的弹簧装置的弹簧常数等于第一弹簧的弹簧常数(k1)。
因而，该实施方式借助使用第一弹簧与第二弹簧的简单的结构而形成为满足上述的[条件A]以及[条件B]的“乘坐舒适性优良的悬架装置”。
在本发明的其他实施方式所涉及的车辆的悬架装置中，上述弹簧装置具备：
空气弹簧，具备主室(211～214)以及与该主室经由连通路(PB)连通的副室(211s～214s)；
切换阀(219R、219L、220R、220L)，夹设于上述连通路，并且能够将上述连通路的状态在连通状态与断开状态之间切换；以及
控制部(250)，在上述行程量大于阈值行程量时将上述切换阀设定为上述连通状态(步骤1320)，在上述行程量小于上述阈值行程量时将上述切换阀设定为上述断开状态(步骤1330)。
根据该实施方式，在行程量大于阈值行程量时，切换阀被设定为连通状态。因而，主室与副室连通，因此作为空气弹簧发挥功能的部分的容积增加。结果，弹簧常数小于主室与副室未连通的情况下的弹簧常数。相反，在行程量小于阈值行程量时，切换阀被设定为断开状态。因而，主室与副室被断开，因此作为空气弹簧发挥功能的部分的容积降低。结果，弹簧常数大于主室与副室连通的情况下的弹簧常数。
因而，该实施方式也形成为满足上述“条件A”以及“条件B”的“乘坐舒适性优良的悬架装置”。
在上述说明中，为了有助于对本发明的理解，对于与后述的实施方式对应的发明的结构，以加注括弧的方式标注在该实施方式中使用的名称以及/或附图标记。然而，本发明的各构成要素并不限定于由上述名称以及/或附图标记规定的实施方式。根据以下的参照附图记述的针对本发明的实施方式的说明，能够容易地理解本发明的其他目的、其他特征以及所附的优点。
附图说明
图1是应用本发明的第一实施方式所涉及的车辆的悬架装置的车辆的简要结构图。
图2是沿着本发明的第一实施方式所涉及的车辆的悬架装置的中心轴的剖视图。
图3是用于对图2所示的悬架装置的动作进行说明的剖视图。
图4是示出弹簧的位移与所产生的弹力之间的关系的图，图4的(A)是示出座椅所产生的弹力的图，图4的(B)是示出悬架装置所产生的弹力的图。
图5是用于对图1所示的车辆的三自由度单轮模型进行说明的图。
图6是示出基于图5所示的模型计算出的乘员加速度相对于路面速度的传递特性的图。
图7是示出基于图5所示的模型计算出的乘员加速度相对于路面速度的传递特性的图。
图8是沿着本发明的第一实施方式的变形例所涉及的车辆的悬架装置的中心轴的剖视图。
图9是用于对图8所示的悬架装置的动作进行说明的剖视图。
图10是沿着本发明的第二实施方式所涉及的车辆的悬架装置的中心轴的剖视图。
图11是用于对图10所示的悬架装置的动作进行说明的剖视图。
图12是本发明的第三实施方式所涉及的车辆的悬架装置的简要结构图。
图13是示出图12所示的空气悬架ECU的CPU所执行的“弹簧常数变更程序”的流程图。
图14是示出座椅的载荷与挠曲量之间的关系的图。
图15是示出本发明的实施方式所涉及的弹簧装置的弹力相对于行程量的关系的图。
附图标记说明：
10：车辆；20：悬架装置；21：上部保持器；22：下部保持器；23：缸体外壳；25：内筒；26：活塞；27：环状板；28：座阀(base valve)；30：弹簧装置；31：第一螺旋弹簧；32：第二螺旋弹簧；33：第三螺旋弹簧；40：簧上部件；41：车身；42：座椅；43：安装部；50：簧下部件；200：空气悬架装置；210：空气悬架促动器；230：空气悬架；240：位移传感器；250：空气悬架ECU。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
本发明的第一实施方式所涉及的车辆的悬架装置如图1所示被应用于车辆10。车辆10包括悬架装置20、簧上部件40以及簧下部件50。簧上部件40包括车身41、供乘员HM就坐的座椅42、以及安装部43。簧下部件50包括车轮WH。
如图2所示，悬架装置20包括上部保持器21、下部保持器22、缸体外壳23、活塞杆24、内筒25、活塞26、环状板27、座阀28以及弹簧装置30。
上部保持器21是具有圆板形状的部件，且被固定于簧上部件40的安装部43。下部保持器22是具有圆环形状的部件。缸体外壳23是具有底面的圆筒形状的部件。下部保持器22在缸体外壳23的径向外侧被固定于缸体外壳23。下部保持器22的上表面以及下表面与垂直于缸体外壳23的轴的面平行。
活塞杆24是具有圆柱形状的部件，配置成其轴与上部保持器21的轴一致，且一端被固定于上部保持器21。包括活塞杆24的另一端在内的一部分插入至缸体外壳23内。
在缸体外壳23内配设有内筒25。内筒25是具有圆筒形状的部件，配置成其轴与缸体外壳23的轴一致。内筒25的外径小于缸体外壳23的内径。内筒25的上端与缸体外壳23的上部内壁面23a抵接而被固定。内筒25的下端与缸体外壳23的底部内壁面23c在轴向分离。内筒25内充满工作液(例如油)WA。
活塞26是具有圆板形状的部件，配置成其轴与活塞杆24的轴一致，并且被固定于插入至缸体外壳23(内筒25)内的活塞杆24的另一端。活塞26的外径与内筒25的内径相等，活塞26的外周面与内筒25的内周面接触。因而，活塞26在沿轴向(上下方向)移动时沿着内筒25的内周面滑动。活塞26将在内筒25内划分形成的液室分隔为上方液室R1与下方液室R2。活塞26在上方液室R1以及下方液室R2之间沿上下方向滑动。活塞26具备用于在活塞26的上下动作时对上方液室R1与下方液室R2之间的工作液WA的流动赋予阻力的节流孔，具有作为产生衰减力的活塞阀的功能。以下，将活塞26也称为“活塞阀26”。
环状板27是具有圆环形状的部件，在内筒25内，在规定位置被固定于活塞杆24。环状板27的上表面以及下表面与垂直于活塞杆24的轴的面平行。环状板27的外径小于内筒25的内径。
由缸体外壳23以及内筒25划分形成有储存室R3。在储存室R3封入有工作液WA与大气压的空气。在内筒25下端的内周面固定有座阀28。
座阀28具备在活塞26的上下动作时对下方液室R2与储存室R3之间的工作液WA的流动赋予阻力的节流孔，以便产生衰减力。
如以上说明了的那样，利用缸体外壳23、内筒25、活塞26、液室OR内的油、以及储存装置RS内的工作液WA等，构成产生衰减力的减振器。
弹簧装置30包括第一螺旋弹簧31、第二螺旋弹簧32以及第三螺旋弹簧33。图2示出标准体重的乘员(1名)HM就座于座椅42、且车辆10在水平面上静止的状态下的弹簧装置30的状态。以下，将该状态也称为“中立状态”。此外，该中立状态的定义也被应用于后述的其他弹簧装置。而且，将处于“中立状态”时的弹簧装置30的长度(上部保持器21与下部保持器22之间的距离)也称为“基准长度”。以下，对“中立状态”的弹簧装置30进行说明。
第一螺旋弹簧31配置成第一螺旋弹簧31的轴与上部保持器21的轴一致。第一螺旋弹簧31的内径大于缸体外壳23的外径。第一螺旋弹簧31以在上下被始终压缩的方式装备在上部保持器21与下部保持器22之间。
“始终压缩”的状态是指：即便在上部保持器21的下表面21a与下部保持器22的上表面22a之间的距离最大的状态(以下也称为“全回弹状态”)下，在下表面21a与上表面22a之间弹簧也被压缩的状态。换言之，全回弹状态下的下表面21a与上表面22a之间的距离小于第一螺旋弹簧31的自然长度。即，在悬架装置20的可动范围内，第一螺旋弹簧31总是处于被压缩的状态。
第二螺旋弹簧32配置成第二螺旋弹簧32的轴与环状板27的轴一致。第二螺旋弹簧32的外径小于内筒25的内径。第二螺旋弹簧32的一端被固定于环状板27的上表面27a。第二螺旋弹簧32的另一端以使得第二螺旋弹簧32不会被压缩的方式与缸体外壳23的上部内壁面23a抵接。换言之，在图2所示的中立状态下，环状板27的上表面27a与缸体外壳23的上部内壁面23a之间的距离等于第二螺旋弹簧32的自然长度。即，固定环状板27所被固定的“规定位置”是指：在中立状态下，环状板27的上表面27a与缸体外壳23的上部内壁面23a之间的距离等于第二螺旋弹簧32的自然长度的位置。
第三螺旋弹簧33配置成第三螺旋弹簧33的轴与上部保持器21的轴一致。第三螺旋弹簧33的外径小于第一螺旋弹簧31的内径以及缸体外壳23的内径中的任一个。第三螺旋弹簧33的一端被固定于上部保持器21的下表面21a。第三螺旋弹簧33的另一端与缸体外壳23的上部外壁面23b在轴向上分离。因而，在该状态下，第三螺旋弹簧33的长度为自然长度。在该状态下，第三螺旋弹簧33不作为弹簧发挥作用(功能)。第三螺旋弹簧33作为弹跳限位器发挥功能，防止全弹跳时上部外壁面23b与上部保持器21的下部接触。
缸体外壳23的下部被固定于簧下部件50的下臂52。即，可以说悬架装置20具备弹簧装置30，该弹簧装置30配设于簧上部件40与簧下部件50之间，且相对于簧下部件50弹性地支承簧上部件40。
接下来，参照图3对悬架装置20的动作进行说明。图3的(A)示出弹簧装置30的长度为基准长度的情况下(弹簧装置30处于中立状态的情况下)的弹簧装置30的状态。图3的(B)示出弹簧装置30的长度短于基准长度的情况下(弹簧装置与处于中立状态的情况相比缩短的情况下，即处于弹跳状态的情况下)的弹簧装置30的状态。图3的(C)示出弹簧装置30的长度长于基准长度的情况下(弹簧装置与处于中立状态的情况相比伸长的情况下，即处于回弹状态的情况下)的弹簧装置30的状态。此外，以下，省略第三螺旋弹簧33作为弹跳限位器发挥功能的全弹跳时的状态的说明。
这里，将第一螺旋弹簧31的弹簧常数设为ks1、将第二螺旋弹簧32的弹簧常数设为ks2、将第三螺旋弹簧33的弹簧常数设为ks3而继续说明。
在悬架装置20成为图3的(B)所示的状态的情况下，上部保持器21与下部保持器22之间的距离短于弹簧装置30的基准长度。因而，第一螺旋弹簧31与处于中立状态的情况相比进一步被压缩。在该情况下，被固定于活塞杆24的环状板27相对地向缸体外壳23的下方移动，因此缸体外壳23的上部(上部内壁面23a)与环状板27(环状板27的上表面27a)之间的距离变大。
结果，第二螺旋弹簧32在其轴向从上部内壁面23a分离。因而，在弹簧装置30的长度短于基准长度的情况下(弹簧装置30相对于中立状态进一步缩短的情况下)，第二螺旋弹簧32不作为弹簧发挥作用(功能)。因此，该情况下的弹簧装置30的弹簧常数k2c等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1。
与此相对，在悬架装置20成为图3的(C)所示的状态的情况下，上部保持器21与下部保持器22之间的距离长于弹簧装置30的基准长度。因而，第一螺旋弹簧31尽管处于压缩状态，但与处于中立状态的情况相比变长。换言之，第一螺旋弹簧31的长度进一步接近自然长度。在该情况下，被固定于活塞杆24的环状板27相对地接近缸体外壳23的上部，因此缸体外壳23的上部(上部内壁面23a)与环状板27(环状板27的上表面27a)之间的距离变小。
结果，第二螺旋弹簧32在上部内壁面23a与环状板27的上表面27a之间被压缩。即，在弹簧装置30的长度长于基准长度的情况下(弹簧装置30相对于中立状态伸长的情况下)，第二螺旋弹簧32作为弹簧发挥作用(功能)。因而，该情况下的弹簧装置30的弹簧常数k2e等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1与第二螺旋弹簧32的弹簧常数ks2之和(＝ks1+ks2)。
这样，弹簧装置30的弹簧常数以弹簧装置30的长度为基准长度的状态为界，在弹跳状态下的弹簧常数k2c(＝ks1)与回弹状态下的弹簧常数k2e(＝ks1+ks2)之间切换。
图4的(A)示出弹簧装置30的从基准长度起的位移量zs与弹簧装置30的弹力Fss之间的关系。关于图4的(A)的位移量zs，在处于弹簧装置30的长度短于基准长度的状态(弹跳状态)时为正的值，在处于弹簧装置30的长度长于基准长度的状态(回弹状态)时为负的值。根据图4的(A)也能够理解，弹簧装置30具备如下特性：在弹簧装置30的长度短于基准长度的状态下具有弹簧常数k2c(直线S1的斜率)，在弹簧装置30的长度长于基准长度的状态下具有弹簧常数k2e(直线S2的斜率)。即，直线S1用式Fss＝k2c·zs表达，直线S2用式Fss＝k2e·zs表达。
然而，图4的(B)示出将标准体重的乘员(1名)HM就坐于座椅42时的座椅42的就坐面(就坐部的上表面)的位移量(即挠曲量)作为基准挠曲量，从基准挠曲量起的位移量zst与座椅42的就坐部的弹力Fcs之间的关系。关于图4的(B)的挠曲量zst，在处于就坐面的位移量大于基准挠曲量的状态时为正的值，在处于就坐面的位移量小于基准挠曲量的状态时为负的值。根据图4的(B)能够理解，座椅42的就坐部能够作为具备如下特性的弹簧装置对待：在就坐面的位移量zst为正的值时具有弹簧常数k3c(直线S3的斜率)，在就坐面的位移量zst为负的值时具有弹簧常数k3e(直线S4的斜率)。即，直线S3用式Fcs＝k3c·zst表达，直线S4用式Fcs＝k3c·zst表达。弹簧常数k3c大于弹簧常数k3e(k3c＞k3e)。这与使用图14说明过的情况相同。
一方面，在弹簧装置30的长度短于基准长度的情况下(处于弹跳状态的情况下)，座椅42的就坐部也大幅度挠曲，因此能够认为就坐面的位移量为正的值。另一方面，在弹簧装置30的长度长于基准长度的情况下(处于回弹状态的情况下)，座椅42的就坐部的挠曲程度小，能够认为就坐面的位移量为负的值。由此，可以说说：弹簧装置30的弹簧常数的特性与座椅42的弹簧常数的特性根据弹簧装置30的长度比基准长度长还是短而具有“相反的关系”。
接下来，参照图5以及图6对悬架装置20带来的效果进行说明。首先，为了对就坐于车辆10的座椅42的乘员HM所承受的振动进行解析，考虑如图5所示的三自由度单轮模型。
图5中出现的记号如下。
x0：路面上下位移输入[mm]，
x1：簧下部件上下位移[mm]，
x2：簧上部件(车身以及座椅)上下位移[mm]，
x3：乘员上下位移[mm]
m1：簧下部件质量[kg]，
m2：簧上部件(车身以及座椅)质量[kg]，
m3：乘员质量[kg]
k1：轮胎弹簧常数[N/mm]，
k2：弹簧装置弹簧常数[N/mm]，
k3：座椅弹簧常数[N/mm]，
c1：轮胎衰减系数[Ns/m]，
c2：减振器衰减系数[Ns/m]，
c3：座椅衰减系数[Ns/m]
[数1]
若设簧下位移为zw、设簧上位移为zb，则
当zw-zb＝0时，弹簧装置30处于中立状态(基准长度)
当zw-zb>0时，弹簧装置30处于从基准长度缩短的状态
当zw-zb<0时，弹簧装置30处于从基准长度伸长的状态
当时，第一装置20处于收缩中，
当时，第一装置20处于伸长中，
上述模型的运动方程式用以下的(1)～(6)式表达。然而，乘员从路面承受的振动(路面振动)的影响能够根据以路面速度v0(路面铅垂方向位移x0的一阶微分)[m/s]为输入、以乘员加速度a3(乘员上下位移x3的二阶微分)[m/s2]为输出的传递特性G3把握。
[数2]
因此，根据(1)～(6)式的运动方程式，利用以下的表1以及表2分别示出的两个条件，计算传递特性G3的频率特性。图6中示出计算出的传递特性G3的频率特性的一个例子。
(条件1)
[表1]
记号 单位 弹跳时 回弹时 收缩时 伸长时
m1 kg 50 ← ← ←
m2 kg 400 ← ← ←
m3 kg 50 ← ← ←
k1 N/mm 300 300 － －
k2 N/mm 10 50 － －
k3 N/mm 40 20 － －
c1 Ns/m － － 100 100
c2 Ns/m － － 1000 2000
c3 Ns/m － － 2000 1000
如表1所示，在条件1下，弹簧装置30的弹簧常数k2在弹跳状态下被设定为20[N/mm]，在回弹状态下被设定为40[N/mm]。如上所述，悬架装置20的弹跳状态下的弹簧常数ksc等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1。另一方面，悬架装置20的回弹状态下的弹簧常数kse等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1与第二螺旋弹簧32的弹簧常数ks2之和(ks1+ks2)。因而，表1所示的条件相当于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1的值为20[N/mm]、第二螺旋弹簧31的弹簧常数ks2的值为20[N/mm]的情况。
(条件2)
[表2]
记号 单位 弹跳时 回弹时 收缩时 伸长时
m1 kg 50 ← ← ←
m2 kg 400 ← ← ←
m3 kg 50 ← ← ←
k1 N/mm 300 300 － －
k2 N/mm 30 30 － －
k3 N/mm 40 20 － －
c1 Ns/m － － 100 100
c2 Ns/m － － 1000 2000
c3 Ns/m － － 2000 1000
表2所示的条件2是用于作为悬架装置20的比较对象而计算基于现有技术的悬架装置的特性的条件。当车辆在条件1下行驶时，重复进行弹跳与回弹的第二螺旋弹簧32的弹簧常数k2的时间平均值大致等于30[N/mm]。因此，在条件2下，弹簧装置30的弹簧常数k2在弹跳状态下、回弹状态下均被设定为相同的30[N/mm]。由此，条件1的弹簧常数k2与条件2的弹簧常数k2等价，能够排除弹簧常数的差异对模拟造成的影响。
图6的实线是以路面速度v0[m/s]为输入、以乘员加速度a3[m/s2]为输出的传递特性增益，示出基于条件1的传递特性增益G31的频率特性。而且，图6的虚线是以路面速度v0[m/s]为输入、以乘员加速度a3[m/s2]为输出的传递特性增益，示出基于条件2的传递特性增益G32的频率特性。
根据图6能够理解，在1～2Hz左右的低频区域(簧上部件共振区域)，传递特性增益G31小于传递特性增益G32。更详细地说，虽然传递特性增益G31的峰值频率与传递特性增益G32的峰值频率大致相等，但传递特性增益G31的峰值的大小小于传递特性增益G32的峰值的大小。即，在簧上部件共振区域，悬架装置20(条件1)的增益(振动振幅)比现有装置(条件2)的增益降低。即，图6所示的结果表示：通过将悬架装置的结构从现有装置改变为悬架装置20，能够降低传递至乘员HM的路面振动。
然而，图6所示的模拟结果是基于具有在乘员HM的体重为标准体重(50kg)从而乘员HM所产生的座椅载荷为50kgf的情况下第二螺旋弹簧32的长度等于自然长度、第二螺旋弹簧32的上端与缸体外壳23的上部内壁面23a抵接的弹簧装置30的悬架装置20计算出的结果。
然而，实际上基本都是乘员HM的体重与标准体重不同的情况。即，乘员HM所产生的座椅载荷并非始终为50kgf。因此，针对乘员HM所产生的座椅载荷为30kgf(m3＝30kg)的情况以及乘员HM所产生的座椅载荷为80kgf(m3＝80kgf)的情况，也进行了与上述同样的模拟。图7的(A)的实线示出座椅载荷为30kgf的情况下的模拟结果。图7的(B)的实线示出座椅载荷为80kgf的情况下的模拟结果。此外，在图7的(A)以及(B)中，也与图6同样，第二螺旋弹簧32的弹簧常数在整个行程范围均恒定的装置(现有装置)的模拟结果用虚线表示。
根据图7的(A)以及(B)能够理解，即便在座椅载荷为30kgf的情况以及座椅载荷为80kgf的情况中的任一情况下，也与图6所示的结果同样，在使用悬架装置20的情况下，与现有装置相比，能够降低传递至乘员HM的路面振动。即，可知：根据悬架装置20，簧上部件共振频率区域(约1～2Hz)的传递特性增益的峰值比现有装置降低。因而，关于悬架装置20，即便在体重不同的乘员HM就坐于座椅42的情况下，也能够降低传递至乘员HM的路面振动。
这里，将从规定的基准长度起的、减去了弹簧装置30的长度的值规定为弹簧装置30的行程量，且将“任意的体重的乘员HM就坐于座椅42、且车辆10在水平面上静止的情况下”的弹簧装置30的行程量规定为基准行程量。在该情况下，弹簧装置30越短则行程量越向正向变大。根据该规定，悬架装置20具有用图15的(A)～(C)的直线S1以及直线S2表达的特性。根据图15的(A)～(C)，可以说悬架装置20是满足以下的[条件a]以及[条件b]的装置。此外，图15的(A)示出乘员HM的体重为标准体重的情况下的特性。在该情况下，基准行程量为值zs0。图15的(B)示出乘员HM的体重轻于标准体重的情况下的特性。在该情况下，基准行程量为小于值zs0的值zs1。图15的(C)示出乘员HM的体重重于标准体重的情况下的特性。在该情况下，基准行程量为大于值zs0的值zs2。
[条件a]行程量zs大于基准行程量时的弹簧常数KL等于或小于行程量zs小于基准行程量时的弹簧常数KS。
[条件b]行程量zs为相对于基准行程量zs大正的规定量(α)的行程量以上时的弹簧常数(k2c＝ks1)小于行程量为相对于基准行程量小上述正的规定量(α)的行程量以下时的弹簧常数(k2e＝ks1+ks2)。
更具体地说，悬架装置20具备第一弹簧(第一螺旋弹簧)31，该第一弹簧(第一螺旋弹簧)31在簧上部件40与簧下部件50之间被始终压缩。而且，悬架装置20包括第二弹簧(第二螺旋弹簧)32，该第二弹簧(第二螺旋弹簧)32在行程量小于规定的阈值行程量(例如，弹簧装置30的长度为基准长度时的基准行程量zs0)时“在簧上部件40与簧下部件50之间被压缩”，在行程量大于规定的阈值行程量时“在簧上部件40与簧下部件50之间既不收缩也不伸长，不作为弹簧发挥作用”。
由此，关于悬架装置20，能够考虑到座椅42的弹簧特性而降低从路面向乘员传递的路面振动。结果，悬架装置20能够使车辆10的乘坐舒适性提高。
＜第一实施方式的变形例＞
对本发明的第一实施方式的变形例所涉及的车辆的悬架装置20A进行说明。悬架装置20A在第二螺旋弹簧32位于缸体外壳23的外部这点上与悬架装置20不同。因而，以下，以该不同点为中心进行说明。
如图8所示，悬架装置20A包括上部保持器21、下部保持器22、缸体外壳23、凸缘部23f、活塞杆24、活塞26、环状板27、支架29以及弹簧装置30A。
支架29具有圆筒部29a与圆环部29b。圆筒部29a具有圆筒形状。圆筒部29a的内径大于缸体外壳23的外径(实际为上述的凸缘部23f的外径)。圆筒部29a的外径小于第一螺旋弹簧31的内径。圆环部29b是与圆筒部29a一体化并从圆筒部29a的下端朝径向内侧突出的部分。圆环部29b的径向内侧的端部的直径大于缸体外壳23的外径。圆环部29b形成与垂直于圆筒部29a的轴的面平行的上表面以及下表面。
支架29配置成圆筒部29a的轴与上部保持器21的轴一致。支架29的上端(即，圆筒部29a的上端)被固定于上部保持器21的下表面21a。支架29的下端(即，圆环部29b的下表面)与下部保持器22在轴向上分离。
在支架29的圆环部29b的下表面29c固定有具有圆环形状的弹跳限位器35。通过弹跳限位器35来避免弹跳状态下的支架29的圆环部29b与下部保持器22之间的接触。
凸缘部23f具有圆环形状，且与缸体外壳23一体化。凸缘部23f在缸体外壳23的上端朝缸体外壳23的径向外侧延伸突出。凸缘部23f的外径略小于支架29的内径。凸缘部23f的上表面以及下表面与垂直于缸体外壳23的轴的面平行。
弹簧装置30A包括第一螺旋弹簧31、第二螺旋弹簧32A以及第三螺旋弹簧33。第一螺旋弹簧31以及第三螺旋弹簧33具备如上所述的结构。
第二螺旋弹簧32A配置成第二螺旋弹簧32A的轴与支架29的轴一致。第二螺旋弹簧32A的内径大于缸体外壳23的外径，第二螺旋弹簧32A的外径小于凸缘部23f的外径。第二螺旋弹簧32A的一端(下端)被固定于圆环部29b的上表面29d。第二螺旋弹簧32A的另一端(上端)在弹簧装置30A处于中立状态的情况下以第二螺旋弹簧32A未被压缩的状态与凸缘部23f的下表面23g抵接。换言之，在图8所示的中立状态下，圆环部29b的上表面29d与凸缘部23f的下表面23g之间的距离等于第二螺旋弹簧32A的自然长度。
接下来，参照图9对悬架装置20A的动作进行说明。图9的(A)示出弹簧装置30A的长度为基准长度的情况下(弹簧装置30A处于中立状态的情况下)的弹簧装置30A的状态。图9的(B)示出弹簧装置30A的长度短于基准长度的情况下(弹簧装置与处于中立状态的情况相比缩短的情况下，即处于弹跳状态的情况下)的弹簧装置30A的状态。图9的(C)示出弹簧装置30A的长度长于基准长度的情况下(弹簧装置与处于中立状态的情况相比伸长的情况下，即处于回弹状态的情况下)的弹簧装置30A的状态。此外，以下，省略第三螺旋弹簧33作为弹跳限位器发挥功能的全弹跳时的状态的说明。
以下，将第一螺旋弹簧31的弹簧常数设为ks1、将第二螺旋弹簧32A的弹簧常数设为ks2A、将第三螺旋弹簧33的弹簧常数设为ks3而继续说明。
在悬架装置20A成为图9的(B)所示的状态的情况下，上部保持器21与下部保持器22之间的距离短于弹簧装置30A的基准长度。因而，第一螺旋弹簧31与处于中立状态的情况相比进一步被压缩。在该情况下，被固定于上部保持器21的支架29相对地向缸体外壳23的下方移动，因此形成于缸体外壳23的上部的凸缘部23f与支架29的圆环部29b之间的距离变大。
结果，第二螺旋弹簧32A在轴向从凸缘部23f的下表面23g分离。因而，在弹簧装置30A的长度短于基准长度的情况下(弹簧装置30A相对于中立状态进一步缩短的情况下)，第二螺旋弹簧32A不作为弹簧发挥作用(功能)。因此，该情况下的弹簧装置30A的弹簧常数k2cA等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1。
与此相对，在悬架装置20A成为图9的(C)所示的状态的情况下，上部保持器21与下部保持器22之间的距离大于弹簧装置30A的基准长度。因而，第一螺旋弹簧31虽然处于压缩状态，但与处于中立状态的情况相比变长。换言之，第一螺旋弹簧31的长度进一步接近自然长度。在该情况下，支架29相对地接近缸体外壳23的上部，因此凸缘部23f与支架29的圆环部29b之间的距离变小。
结果，第二螺旋弹簧32A在凸缘部23f的下表面23g与圆环部29b之间被压缩。即，弹簧装置30A的长度长于基准长度的情况下(弹簧装置30A相对于中立状态伸长的情况下)的弹簧常数k2eA等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1与第二螺旋弹簧32A的弹簧常数ks2A之和(ks1+ks2A)。
这样，弹簧装置30A的弹簧常数以弹簧装置30A的长度为基准长度的状态为界，在弹跳状态下的弹簧常数k2cA(＝ks1)与回弹状态下的弹簧常数k2eA(＝ks1+ks2A)之间切换。
因而，弹簧装置30A与弹簧装置30同样，是满足上述[条件a]以及上述[条件b]的装置。因此，悬架装置20A能够获得与悬架装置20同样的作用效果。
＜第二实施方式＞
接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的车辆的悬架装置20B进行说明。悬架装置20B仅在悬架装置20中的第三螺旋弹簧在弹簧装置30处于中立状态的情况下与缸体外壳23抵接这点上与悬架装置20不同。因而，以下，以该不同点为中心进行说明。
如图10所示，悬架装置20B包括上部保持器21、下部保持器22、缸体外壳23、活塞杆24、内筒25、活塞26、环状板27、座阀28以及弹簧装置30B。
弹簧装置30B包括第一螺旋弹簧31、第二螺旋弹簧32以及第三螺旋弹簧33A。第一螺旋弹簧31以及第二螺旋弹簧32具备如上所述的结构。
第三螺旋弹簧33A配置成第三螺旋弹簧33A的轴与上部保持器21的轴一致。第三螺旋弹簧33A的外径小于第一螺旋弹簧31的内径。第三螺旋弹簧33A的一端(上端)被固定于上部保持器21的下表面21a。第三螺旋弹簧33A的另一端(下端)在弹簧装置30B处于中立状态的情况下以第三螺旋弹簧33A未被压缩的状态与缸体外壳23的上部外壁面23b抵接。换言之，在图10所示的中立状态下，上部保持器21的下表面21a与缸体外壳23的上部外壁面23b之间的距离等于第三螺旋弹簧33A的自然长度。
接下来，参照图11对悬架装置20B的动作进行说明。图11的(A)示出弹簧装置30B的长度为基准长度的情况下(弹簧装置30A处于中立状态的情况下)的弹簧装置30B的状态。图11的(B)示出弹簧装置30B的长度短于基准长度的情况下(弹簧装置与处于中立状态的情况相比缩短的情况下，即处于弹跳状态的情况下)的弹簧装置30B的状态。图11的(C)示出弹簧装置30B的长度长于基准长度的情况下(弹簧装置与处于中立状态的情况相比伸长的情况下，即处于回弹状态的情况下)的弹簧装置30B的状态。
以下，将第一螺旋弹簧31的弹簧常数设为ks1、将第二螺旋弹簧32的弹簧常数设为ks2、将第三螺旋弹簧33A的弹簧常数设为ks3A而继续说明。
在悬架装置20B成为图11的(B)所示的状态的情况下，第一螺旋弹簧31进一步被压缩，第二螺旋弹簧32与上部内壁面23a在轴向分离，而且，第三螺旋弹簧33A在上部保持器21与缸体外壳23之间沿轴向被压缩。
即，在弹簧装置30B的长度短于基准长度的情况下(弹簧装置30B相对于中立状态缩短的情况下)，第一螺旋弹簧31以及第三螺旋弹簧33A双方作为弹簧发挥作用，第二螺旋弹簧32不作为弹簧发挥作用。因此，该情况下的弹簧装置30B的弹簧常数k2cB等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1与第三螺旋弹簧33A的弹簧常数ks3A之和(ks1+ks3A)。
与此相对，在悬架装置20B成为图11的(c)所示的状态的情况下，上部保持器21与下部保持器22之间的距离大于弹簧装置30B的基准长度。因而，第一螺旋弹簧31虽然处于压缩状态，但与处于中立状态的情况相比变长。换言之，第一螺旋弹簧31的长度进一步接近自然长度。在该情况下，被固定于活塞杆24的环状板27相对地接近缸体外壳23的上部，因此缸体外壳23的上部与环状板27之间的距离变小。结果，第二螺旋弹簧32在上部内壁面23a与环状板27之间被压缩。
而且，在该情况下，上部保持器21与缸体外壳23的外壁面23b之间的距离变大。因而，第三螺旋弹簧33A从上部外壁面23b沿轴向分离。
即，在弹簧装置30B的长度长于基准长度的情况下，第一螺旋弹簧31以及第二螺旋弹簧32作为弹簧发挥作用，弹簧装置30B的弹簧常数k2eB等于第一螺旋弹簧31的弹簧常数ks1与第二螺旋弹簧32的弹簧常数ks2之和(ks1+ks2)。
然而，第二螺旋弹簧32的弹簧常数ks2以及第三螺旋弹簧33A的弹簧常数ks3A设定成使得第二螺旋弹簧32的弹簧常数ks2大于第三螺旋弹簧33A的弹簧常数ks3A的关系成立(ks3A＜ks2)。由此，能够使弹簧常数k2cB(＝ks1+ks3A)小于回弹状态下的弹簧常数k2eB(＝ks1+ks2)。
这样，弹簧装置30B的弹簧常数以弹簧装置30B的长度为基准长度的状态为界，在弹跳状态下的弹簧常数k2cB与回弹状态下的弹簧常数k2eB(＞k2cB)之间切换。
因而，弹簧装置30B与弹簧装置30同样，是满足上述[条件a]以及上述[条件b]的装置。因此，悬架装置20B能够获得与悬架装置20同样的作用效果。
＜第三实施方式＞
接下来，对本发明的第三实施方式所涉及的车辆的悬架装置200进行说明。悬架装置200在弹簧装置30由空气弹簧构成这点上与悬架装置20不同。
(结构)
如图12所示，悬架装置200包括空气悬架促动器210、空气悬架230、车高传感器240以及空气悬架ECU250。悬架装置200是所谓的“空气悬架装置”。
空气悬架ECU250与空气悬架促动器210电连接。空气悬架230对车辆的前右、前左、后右以及后左的各车轮分别进行悬架。空气悬架促动器210与各空气悬架230连接。
更具体地说，空气悬架230包括前右悬架231、前左悬架232、后右悬架233以及后左悬架234。
前右悬架231包括具有隔膜的空气弹簧(以下也称为“主腔室”)211、副腔室211s以及减振器231a。
减振器231a由活塞杆和装入有油的缸体构成，若活塞杆伸缩，则借助油在缸体内移动时的阻力而产生衰减力。
前左悬架232、后右悬架233以及后左悬架234分别具有与前右悬架231实际相同的构造，因此省略说明。此外，若仅以标注于附图的附图标记为据来记述对应关系，则212、213以及214分别是与211对应的主腔室，212s、213s以及214s分别是与211s对应的副腔室，232a、233a以及234a分别是与231a对应的减振器。
空气悬架促动器210包括马达215a、压缩机215b、止回阀215c、前车高调整阀216、后车高调整阀217、排气阀218、前腔室容积变更阀219以及后腔室容积变更阀220(以及空气干燥器225)。
马达215a驱动压缩机215b。马达215a由空气悬架ECU250控制。压缩机215b在根据来自空气悬架ECU250的指示被驱动时对空气进行压缩，并将该被压缩过的空气供给至空气配管PA。止回阀215c仅允许从压缩机215b朝空气配管PA的空气的流动，阻止反方向的空气的流动。
前车高调整阀216具备前右用控制阀216R与前左用控制阀216L。前右用控制阀216R是择一地选择连通位置以及断开位置中的某一方的二位电磁阀。在前右用控制阀216R位于连通位置时，空气配管PA与空气配管PFr以及主腔室211(以及副腔室211s)连通。另一方面，在前右用控制阀216R位于断开位置时，空气配管PA与空气配管PFr以及主腔室211被断开。前右用控制阀216R由空气悬架ECU250控制。前左用控制阀216L具有与前右用控制阀216R相同的构造以及功能，因此省略说明。
后车高调整阀217具备后右用控制阀217R与后左用控制阀217L。后右用控制阀217R具有与前右用控制阀216R相同的构造以及功能，后左用控制阀217L具有与后右用控制阀217R相同的构造以及功能，因此省略说明。
排气阀218是择一地选择连通位置以及断开位置中的某一方的二位电磁阀。当排气阀218位于连通位置时，空气配管PA与大气连通。另一方面，在排气阀218位于断开位置时，空气配管PA不与大气连通。排气阀218由空气悬架ECU250控制。
前腔室容积变更阀219具备前右腔室容积变更阀219R与前左腔室容积变更阀219L。前右腔室容积变更阀219R是择一地选择连通位置以及断开位置中的某一方的二位电磁阀。前右腔室容积变更阀219R夹设于连通主腔室211与副腔室211s的连通路PB。在前右腔室容积变更阀219R位于连通位置时，主腔室211与副腔室211s成为连通状态。另一方面，在前右腔室容积变更阀219R位于断开位置时，主腔室211与副腔室211s成为断开状态。前左腔室容积变更阀219L具有与前右腔室容积变更阀219R相同的构造以及功能，因此省略说明。
后腔室容积变更阀220具备后右腔室容积变更阀220R与后左腔室容积变更阀220L。后右腔室容积变更阀220R具有与前右腔室容积变更阀219R相同的构造以及功能，后左腔室容积变更阀220L具有与后右腔室容积变更阀220R相同的构造以及功能，因此省略说明。
空气干燥器225将空气悬架促动器210内的湿度维持为规定值以下的值。
空气悬架ECU250与车高传感器240电连接。车高传感器240包括前右车高传感器241、前左车高传感器242、后右车高传感器243以及后左车高传感器244。
前右车高传感器241测定供减振器231a的底面固定的下臂52的上表面与供空气悬架231的未图示的顶板固定的车身41的安装部43的下表面之间的距离X(以下，也称为“两点间的距离X”)。前右车高传感器241例如利用激光的反射来测定两点间的距离X。
即，前右车高传感器241检测簧上部件40与簧下部件50之间的距离。两点间的距离X与上述的行程量之间的关系如下所述。例如，若将弹簧装置300的行程量为基准行程量时的两点间的距离X设为X0，则弹簧装置300从基准行程量起动作(缩短)X1时的两点间的距离X由X0-X1表示。前左车高传感器242具有与前右车高传感器241相同的构造以及功能，因此省略说明。后右车高传感器243具有与前右车高传感器241相同的构造以及功能，后左车高传感器244具有与后右车高传感器243相同的构造以及功能，因此省略说明。
空气悬架ECU250在车高传感器240检测出的两点间的距离X为基准值Xth(行程量为“阈值行程量”时的两点间的距离X)以下的情况下，判定为处于弹跳状态(即，空气悬架230缩短的状态)。另一方面，在车高传感器240检测出的两点间的距离X大于基准值Xth的情况下，空气悬架ECU250判定为处于回弹状态(即，空气悬架230伸长的状态)。
主腔室211～214分别也被称为“主室”。副腔室211s～214s分别也被称为“副室”。主腔室211以及副腔室211s～主腔室214以及副腔室214s分别也被称为“空气弹簧”。
前右腔室容积变更阀219R、前左腔室容积变更阀219L、后右腔室容积变更阀220R以及后左腔室容积变更阀220L分别也被称为“切换阀”。而且，空气弹簧(主腔室211以及副腔室211s～主腔室214以及副腔室214s)以及空气悬架促动器210也被称为“弹簧装置300”。
因而，车高传感器240检测出的两点间的距离X为基准值Xth以下得的情况也可以说是弹簧装置300向“主腔室(主室)211的容积Vm从弹簧装置300的基准值Xth时的容积Vmc起减少”的方向变形的情况。另一方面，车高传感器240检测出的两点间的距离X大于基准值Xth的情况也可以说是弹簧装置300向“主腔室(主室)211的容积Vm从弹簧装置300的基准值Xth时的容积Vmc起增大”的方向变形的情况。
因而，空气悬架ECU250在弹簧装置300向主腔室211的容积Vm从容积Vmc起减少的方向变形时，判定为处于弹跳状态。另一方面，空气悬架ECU250在弹簧装置300向主腔室211的容积Vm从容积Vmc起增大的方向变形时，判定为处于回弹状态。
空气悬架ECU250在弹簧装置300相对于规定的阈值行程量而向主腔室211的容积Vm减少的方向变形时、即行程量大于阈值行程量时，使前右腔室容积变更阀219R(切换阀)成为连通状态。由此，主腔室211与副腔室211s连通，空气弹簧整体的容积增大。在该情况下，空气弹簧整体的容积成为主腔室211的容积Vm与副腔室211s的容积Vs之和。
另一方面，空气悬架ECU250在弹簧装置300相对于规定的阈值行程量而向主腔室211的容积Vm增大的方向变形时、即行程量小于阈值行程量时，使前右腔室容积变更阀219R(切换阀)成为断开状态。即，空气悬架ECU250将主腔室211与副腔室211s断开。由此，空气弹簧整体的容积成为主腔室211的容积Vm。
然而，悬架装置200的弹簧常数kas与一般的空气悬架装置同样通过下式求得。
kas＝n·P·A2/V…(7)
在上式中，n表示多变指数，P表示气压，A表示主腔室的有效受压面积，V表示空气室的容积。考虑悬架装置200处于弹跳状态、主腔室211与副腔室211s之间连通(前右腔室容积变更阀219R位于连通位置)的情况。在该情况下，空气室的容积V成为主腔室211的容积Vm与副腔室211s的容积Vs之和(Vm+Vs)。另一方面，在悬架装置200处于回弹状态、主腔室211与副腔室211s之间断开(前右腔室容积变更阀219R位于断开位置)的情况下，空气室的容积V成为主腔室211的容积Vm。
因而，若设主腔室211与副腔室211s之间连通时的弹簧常数为kas1，设主腔室211与副腔室211s之间断开时的弹簧常数为kas2，则kas1小于kas2。这样，悬架装置200能够在成为弹跳状态时与成为回弹状态时之间变更弹簧装置300的弹簧常数。
(具体的动作)
参照图13对悬架装置200的具体的动作进行说明。空气悬架ECU250的CPU每经过规定时间便执行图13中用流程图示出的弹簧常数变更程序。因而，若成为规定的正时，则CPU从图13的步骤1300起开始处理并进入步骤1310，判定两点间的距离X是否为基准值Xth以下。
在两点间的距离X为基准值Xth以下的情况下，CPU在步骤1310判定为“是”并进入步骤1320，使前腔室容积变更阀219以及后腔室容积变更阀220位于连通位置，进入步骤1395，暂时结束本程序。
另一方面，在两点间的距离X大于基准值Xth的情况下，CPU在步骤1310判定为“否”并进入步骤1330，使前腔室容积变更阀219以及后腔室容积变更阀220位于断开位置，进入步骤1395，暂时结束本程序。
以上，悬架装置200在弹簧装置300的行程量大于阈值行程量时将前腔室容积变更阀219以及后腔室容积变更阀220(切换阀)设定为连通状态，在行程量小于阈值行程量时将前腔室容积变更阀219以及后腔室容积变更阀220(切换阀)设定为断开状态。根据上述说明能够理解，悬架装置200能够获得与悬架装置20、悬架装置20A以及悬架装置20B同样的作用效果。
＜变形例＞
本发明并不限定于上述实施方式，如下所述，能够在本发明的范围内采用各种变形例。
在悬架装置20中，第二螺旋弹簧32的上端未被固定，第二螺旋弹簧32的下端被固定于环状板27的上表面27a，但第二螺旋弹簧32构成为其任一端被固定、另一端不被固定即可。例如，第二螺旋弹簧32可以构成为其一端(上端)被固定于上部内壁面23a、另一端(下端)与环状板27的上表面27a抵接。
在悬架装置20中，第三螺旋弹簧33的上端被固定于上部保持器21的下表面21a，第三螺旋弹簧33的下端未被固定，但第三螺旋弹簧33构成为其任一端被固定、另一端不被固定即可。例如，第三螺旋弹簧33可以构成为其一端(下端)被固定于缸体外壳23的上部外壁面23b。
在悬架装置20A中，第二螺旋弹簧32A的上端未被固定，第二螺旋弹簧32A的下端被固定于圆环部29b的上表面29d，但第二螺旋弹簧32A构成为其任一端被固定、另一端不被固定即可。例如，第二螺旋弹簧32A可以构成为其一端(上端)被固定于凸缘部23f的下表面23g，另一端(下端)与圆环部29b的上表面29d抵接。
在悬架装置20B中，第三螺旋弹簧33A的上端被固定于上部保持器21的下表面21a，第三螺旋弹簧33A的下端未被固定，但第三螺旋弹簧33A构成为其任一端被固定、另一端不被固定即可。例如，第三螺旋弹簧33A可以构成为其一端(下端)被固定于缸体外壳23的上部外壁面23b，另一端(上端)与上部保持器21的下表面21a抵接。

Claims (3)

1.一种车辆的悬架装置，被应用于车辆，该车辆具备输入至就坐面的载荷即座椅载荷越大则相对于该座椅载荷的单位变化量的该就坐面的位移量越小的座椅，所述车辆的悬架装置具备弹簧装置，该弹簧装置夹设于所述车辆的簧上部件与簧下部件之间且相对于所述簧下部件弹性地支承所述簧上部件，
其中，
将乘员就坐于所述座椅时的所述弹簧装置的行程量规定为基准行程量，
在规定所述弹簧装置越向缩短的方向位移则所述行程量在正向越大的情况下，
所述弹簧装置构成为具有如下特性：
所述行程量大于所述基准行程量时的弹簧常数为所述行程量小于所述基准行程量时的弹簧常数以下，并且，
所述行程量为相对于所述基准行程量大正的规定量的行程量以上时的弹簧常数小于所述行程量为相对于所述基准行程量小所述正的规定量的行程量以下时的弹簧常数。
2.根据权利要求1所述的车辆的悬架装置，其中，
所述弹簧装置具备：
配设于所述簧上部件与所述簧下部件之间的第一弹簧；以及
配设于所述簧上部件与所述簧下部件之间的第二弹簧，
所述第一弹簧配设为由所述簧上部件与所述簧下部件始终压缩，
所述第二弹簧配设为在所述行程量小于阈值行程量的情况下由所述簧上部件与所述簧下部件压缩，在所述行程量大于所述阈值行程量的情况下不由所述簧上部件与所述簧下部件压缩也不伸长。
3.根据利要求1所述的车辆的悬架装置，其中，
所述弹簧装置具备：
空气弹簧，具备主室以及与该主室经由连通路连通的副室；
切换阀，夹设于所述连通路，并且能够将该连通路的状态在连通状态与断开状态之间切换；以及
控制部，在所述行程量大于阈值行程量时将所述切换阀设定为所述连通状态，在所述行程量小于所述阈值行程量时将所述切换阀设定为所述断开状态。
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