JP2004189210A

JP2004189210A - バネとアブソーバとから成るサスペンション装置

Info

Publication number: JP2004189210A
Application number: JP2003361587A
Authority: JP
Inventors: Guenter Rehra; ギュンター・レーラ; Wolfgang Schmitt; ヴオルフガング・シュミット
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2004-07-08
Also published as: DE10257008A1; EP1426211A3; EP1426211B1; US20040119250A1; DE50312255D1; EP1426211A2; ATE452779T1

Abstract

【課題】一方の（又は両方の）終端位置バッファへの当接が、降下した又は上昇した状態にあっても確実に回避される高さ調整可能なサスペンションストラットユニットを提供する。
【解決手段】
−最大のバネストローク（Δｈ＝ｈ₂−ｈ₁）によって特徴付けられたバネ（４；４ａ，４ｂ，４ｃ又は４ｄ）が、両方の終端位置（ｈ₁及びｈ₂）の間のバネ高さ（ｈ_x）の設定及び調節をするためのレベル調整装置（１８）並びに高さセンサ（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ又は２０ｄ）を備え、
−アブソーバ（２４）が、摩擦係数（ρ_x）によって付与されるアブソーバの硬さを調節するための調整装置（３４）と接続されている、
バネ（４）とアブソーバ（２４）とから成るサスペンション装置（２２）、いわゆるサスペンションストラットユニット、において、
アブソーバ（２４）の摩擦係数（ρ）が、それぞれに測定されるバネ高さ（ｈ_x）の関数、
ρ_x＝ｆ（ｈ_x）
であることによる。
【選択図】図４ｂ

Description

本発明は、特許請求項１の上位概念による、バネ−特に空気バネ−とアブソーバとから成る高さを調整可能なサスペンション装置、いわゆるサスペンションストラットユニット、に関する。

最も極端なバネの偏位及び非常事態（例えば、欠陥のあるバネ）のため、この様式のサスペンションストラットユニットは、通常、終端位置バッファをエンドストッパもしくは受け面として備える。サスペンションストラットユニットの降下した又は上昇した位置で、終端位置バッファは、バネの偏位が僅かな場合でも接触される。終端位置バッファへの当接は、乗り心地におけるかなりの損失を意味する。加えて、反復される当接は、結局、増大した磨耗と結びついている。

本発明の課題は、一方の（又は両方の）終端位置バッファへの当接が、降下した又は上昇した状態にあっても確実に回避される高さ調整可能なサスペンションストラットユニットを提供することにある。

請求項１から明らかなように、この課題の解決は、本発明によれば、ショックアブソーバの減衰力もしくは摩擦係数ρ_xが、バネの高さ位置ｈ_xに依存して制御可能である点にある。

この場合、サスペンションストラットユニットの終端位置におけるアブソーバの減衰力もしくは摩擦係数ρ_xの増加は、測定されたエアサスペンションストラットユニットの高さｈ_xの関数として表される。

特に、個々のアブソーバは、それぞれの空気バネの位置に依存して、減衰力が終端位置の少なくとも一方において増大させられるように制御される。しかも、アブソーバの減衰力は、少なくとも一方の終端位置の近傍領域内で（一層）硬化される。
この場合、非線形の関数の特性曲線は、別々にバウンド及びリバウンド段階に応じて車両に合わせてパラメータ化され得るノードテーブルによって表され得る。

この様式の終端位置硬化によって、サスペンションストラットユニットのバウンド及びリバウンドストッパは、非常に大きな力の場合でも損傷しないように保護される。従って、終端位置バッファは、十分に省略することができる。

本発明による終端位置調整装置は、サスペンションストラットユニット調整部のモジュールの補足部とすることができ、このモジュールに重複するように作用し得る。

特に空気バネの場合は、高さ調整を簡単に実現し得るので、減衰力への本発明の影響は、特にエアサスペンションストラットユニットおいて問題になる。

アブソーバが圧力ダンパである場合、端部領域内でのアブソーバの硬化は、アブソーバ内の圧力上昇によって実現され得る。
この場合、圧力調整は、特に圧力コンバータによって得られる。

本発明により、一方の（又は両方の）終端位置バッファへの当接が、降下した又は上昇した状態にあっても確実に回避される高さ調整可能なサスペンションストラットユニットが得られる。

本発明の実施例及び更なる利点を、図面と関連させて説明する。

図１に図示された自動車の空気バネ設備２は、空気バネ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを持っており、これらの空気バネは、自動車のアクスルもしくはホイールに付設されている。空気バネの２つ４ａ，４ｂは第１の横断ライン６ａを介して、また他方の２つの空気バネ４ｃ，４ｄは別の横断ライン６ｂを介して、互いに接続している。両方の横断ライン６ａ，６ｂは、それぞれ２つの横断方向遮断弁８ａ，８ｂ及び８ｃ，８ｄを包含する。各横断方向遮断弁８ａ〜８ｄは、それぞれ１つの空気バネ４ａ，４ｂ，４ｃもしくは４ｄに付設されている。更に、横断ライン６ａ，６ｂは、別のライン１０と接続しており、この別のラインを介して、空気バネ４ａ〜４ｄは、コンプレッサ１２によって圧縮空気を充填され得るか、もしくは、空気バネ４ａ〜４ｄからの圧縮空気を介し、別の弁１４を介して雰囲気へと排出され得る。このため、相応の弁８ａ〜８ｄ，１４及びコンプレッサ１２の制御入力は、レベル調整装置１８を装備された中央演算処理ユニット１６によって制御され得る。感知された高さ信号によって、レベル調整装置１８は、車両ボディの高さを−負荷状態に依存せずに−基準レベルに調整することができる。

図２において縦断面図に図示されたサスペンション装置２２は、一体化されたショックアブソーバ２４を有するバネ４から成るいわゆるサスペンションストラットユニットである。

空気バネ４は、エラストマ材料から成る円筒形のホースローリングベロー２６を備える。ホースローリングベロー２６の上端部は、キャップ２８で圧力が漏れないように閉鎖されており、（図示されてない）シャシに固定されている。
ホースローリングベロー２６の下端部は、展開ピストン３０に固定されており、この展開ピストンは、ショックアブソーバ２４のハウジングを介してホイール側に組みつけられている。
ショックアブソーバ２４のピストン３２は、シャシに取り付けられている。
ショックアブソーバ２４は、アブソーバ調整成分３６を有するアブソーバ調整部３４（図１，図４）を備える。
最も極端なバネの偏位のため、サスペンションストラットユニット２２は、終端位置バッファ３８を装備されている。

図３に図示されたグラフは、バネのたわみ（バネ高さｈ_x）に対する減衰力（正確に言えば、摩擦係数ρ_x）を、即ちρ_x＝ｆ（ｈ_x）を表す。グラフから明らかなように、空気バネ４の終端位置ｈ₁，ｈ₂（最大のバネストロークΔｈ＝ｈ₂−ｈ₁）の方向への摩擦係数ρ_xは、本発明によれば、漸進的に増加し、終端位置ｈ₁，ｈ₂の近傍領域４２内で激しく上昇する。

従来のアブソーバ調整部のブロック回路図（図４ａ）は、アブソーバ調整成分３６と作用結合しているモジュール「アブソーバ調整部」３４を示す。このアブソーバ調整成分３６は、減衰力を変更するための、正確に言えば、当該アブソーバ２４の摩擦係数ρ_xを変更するための、「実施機構」である。アブソーバ調整装置３４及びアブソーバ調整成分３６以外に、ここに図示された中央演算処理ユニット１６’は、高さセンサ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）によって受信された信号を基準レベルの調節のために処理することができるレベル調整装置１８の電子機器を備える。

図４ａに図示された従来の回路構成に対し、図４ｂに概略的に図示された本発明による回路は、本質的な特色を備える。即ち、モジュール「アブソーバ調整部」３４は、モジュール「終端位置調整部」４０だけを補足されている。このモジュール「終端位置調整部」４０は、図３に図示された減衰力特性曲線ρ_x＝ｆ（ｈ_x）を備える。この特性曲線は、空気バネ４の終端位置ｈ₁，ｈ₂の方向へと減衰力（摩擦係数ρ_x）が漸進的に増加することによって特徴付けられている。

バネ高さｈ_xに相当する制御信号ρ_xをアブソーバ調整成分３６に出力できるようにするため、モジュール「終端位置調整部」４０は、高さセンサ２０と接続している。

加えて、「作動中」のアブソーバ調整部の場合のため、モジュール「アブソーバ調整部」３４は、同様に高さセンサ２０と接続している（破線）。
減衰力を制御するため、モジュール「アブソーバ調整部」３４及び「終端位置調整部」４０から出力された信号は、アブソーバ調整成分３６に出力される。
本発明による終端位置調整部４０によって、終端位置バッファ３８（図２）の使用は、省略することができる。

自動車の空気バネ設備を概略図に示す。エアサスペンションストラットユニットを経る縦断面図を示す。本発明によるバネのたわみに対する減衰力を表すグラフを示す。従来技術による空気バネ設備の調整部／制御部のための簡略化された電気的なブロック回路図を示す。本発明によるアブソーバ調整部を有する空気バネ設備の調整部／制御部のための簡略化された電気的なブロック回路図を示す。

符号の説明

２自動車の空気バネ設備
４；４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ空気バネ
６ａ，６ｂ横断ライン
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ横断方向遮断弁
１０ライン
１２コンプレッサ
１４弁
１６，１６’ 中央演算処理ユニット
１８レベル調整装置
２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ高さセンサ
２２サスペンション装置
２４（ショック）アブソーバ
２６ホースローリングベロー
２８（空気バネの）キャップ
３０展開ピストン
３２（ショックアブソーバの）ピストン
３４アブソーバ調整装置、モジュール「アブソーバ調整部」
３６アブソーバ調整成分
３８終端位置バッファ
４０終端位置調整装置、モジュール「終端位置調整部」
４２終端位置の近傍領域
ρ_x 摩擦係数
ｈ_x バネ高さ、高さ位置、サスペンションストラットの高さ
ｈ₁，ｈ₂ バネ４の終端位置
Δｈ最大のバネストローク

Claims

−最大のバネストローク（Δｈ＝ｈ₂−ｈ₁）によって特徴付けられたバネ（４；４ａ，４ｂ，４ｃ又は４ｄ）が、両方の終端位置（ｈ₁及びｈ₂）の間のバネ高さ（ｈ_x）の設定及び調節をするためのレベル調整装置（１８）並びに高さセンサ（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ又は２０ｄ）を備え、
−アブソーバ（２４）が、摩擦係数（ρ_x）によって付与されるアブソーバの硬さを調節するための調整装置（３４）と接続されている、
バネ（４）とアブソーバ（２４）とから成るサスペンション装置（２２）、いわゆるサスペンションストラットユニット、において、
アブソーバ（２４）の摩擦係数（ρ）が、それぞれに測定されるバネ高さ（ｈ_x）の関数、
ρ_x＝ｆ（ｈ_x）
であることを特徴とするサスペンション装置。
アブソーバ特性曲線［ρ_x＝ｆ（ｈ_x）］が、バネ（４）の終端位置（ｈ₁，ｈ₂）の少なくとも一方の方向へと摩擦係数（ρ_x）が増加することによって特徴付けられてい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。
終端位置（ｈ₁及び／又はｈ₂）の少なくとも一方の近傍領域（４２）内で、アブソーバの硬化が漸進的に増加することを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション装置。
終端位置調整装置（４０）の出力が、アブソーバ調整装置（３４）の出力と関連付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のサスペンション装置。
摩擦係数（ρ）の非線形の特性曲線が、別々にバウンド及びリバウンド段階に応じて車両に合わせてパラメータ化されているノードテーブルによって付与されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のサスペンション装置。
バネ（４）が、空気バネであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のサスペンション装置。
ショックアブソーバ（２４）が、エアダンパであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のサスペンション装置。
エアダンパの場合、アブソーバの硬化が、アブソーバ（２４）内の圧力上昇によって実現されていることを特徴とする請求項７に記載のサスペンション装置。
アブソーバ（２４）内の圧力調整が、圧力コンバータによって実現されていることを特徴とする請求項８に記載のサスペンション装置。