JP6169584B2 - エネルギーを獲得する、受動的及び能動的なサスペンション - Google Patents

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Description

本開示は、受動的及び能動的なサスペンションシステムに関する。特に、本開示は、サスペンションシステムによる緩衝の間に発生したエネルギーを獲得する、受動的及び能動的なサスペンションシステムに関する。
この項における記載は、本開示に関連する背景情報を示すものであり、必ずしも先行技術を説明するものではない。
サスペンションシステムは、車体及び車輪の動作を制御するためにあることに加えて、車両が道路表面のでこぼこの上を通るときに、車体（ばねが付いている部分）を車輪及び車軸（ばねが付いていない部分）からフィルタ（filter）する又は離すために提供される。さらに、サスペンションシステムは、運転中の車両の改善された安定性を向上させることを目的として、平均的な車両の姿勢を維持するためにも使用される。典型的な受動的サスペンションシステムは、ばねと、ばねと平行な緩衝器とを有する。ばねと緩衝器とは、車両のうち、ばねが付いている部分と、ばねが付いていない部分との間に位置する。
例えば、ショックアブソーバ及び／又はストラットのような油圧アクチュエータは、運転中に発生する、望まない振動を吸収するために、従来の受動的サスペンションシステムと連結して使用される。このような望まない振動を吸収するために、油圧アクチュエータは、油圧アクチュエータの圧力シリンダの内部に位置するピストンを有する。そのピストンは、ピストン棒を通して、ばねが付いている部分、すなわち、車体に接続される。ピストンが圧力シリンダの内部において移動したときに、ピストンは油圧アクチュエータの動作室の内部における緩衝流体の流れを制限することができるので、油圧アクチュエータは、サスペンションの振動に反作用する緩衝力を発生させることができる。動作室の内部における緩衝流体がピストンに制限されるほど、油圧アクチュエータによって生成される緩衝力が大きくなる。
近年、従来の受動的サスペンションシステムよりも改善された快適性及び道路に対応した操作性を提供できる自動車用サスペンションシステムに対する実質的な関心が高まってきている。一般には、そのような改善は、油圧アクチュエータにより生成されるサスペンション力を電子的に制御することが可能な「知的」サスペンションシステムの利用によって達成される。
半能動的又は全能動的サスペンションシステムと呼ばれる、理想の「知的」サスペンションシステムを達成する際に、異なるレベルが可能である。あるシステムは、ピストンの動作に対して作用する動的な力に基づく緩衝力を制御し、生成する。他のシステムは、変化しない、又は、ゆっくりと変化する動的な力に基づく緩衝力を制御し、生成する。その動的な力は、圧力管におけるピストンの速度に依存することなく、ピストンに作用する。さらに精巧な他のシステムは、圧力管におけるピストンの位置及び動作に関係なく、油圧アクチュエータが反発と圧縮の動作を行う間に可変の緩衝力を生成することができる。
受動的及び能動的なサスペンションシステムの両方において、油圧アクチュエータで発生する動作は、力学的エネルギーを変換する。この力学的エネルギーは、油圧アクチュエータの流体及び構成要素の熱に変換される。
この項は、開示内容の概略を提供するものであり、全ての範囲又は特徴を包括的に開示するものではない。
本開示は、受動的又は能動的なサスペンションシステムにおいて生成されるエネルギーを獲得するシステムが有する技術を提供する。その獲得したエネルギーは、後で再利用されるか、例えば、電気エネルギーのような他の形のエネルギーに変換されることができる。
さらなる適用範囲は、ここで提供される説明から明らかになるであろう。この要約における説明及び詳細例は、説明することのみを目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
ここで記載される図面は、全ての可能な実施例ではなく、選択した実施態様のみを説明することを目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
図１は、本開示に係る能動的エネルギー獲得サスペンションシステムを組み込む車両の概略図である。 図２は、図１に示した能動的エネルギー獲得装置の一例の概略図である。 図３は、図２に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の構成要素を示す。 図４は、図３に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の受動的反発モードの間における流体の流れを示す。 図５は、図３に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的反発動作モードの間における流体の流れを示す。 図６は、図３に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の受動的圧縮モードの間における流体の流れを示す。 図７は、図３に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的圧縮操作モードの間における流体の流れを示す。 図８は、本開示の他の実施態様に係る能動的エネルギー獲得サスペンションシステムの概略図である。 図９は、図８に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の受動的反発モードの間における流体の流れを示す。 図１０は、図８に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の能動的反発動作モードの間における流体の流れを示す。 図１１は、図８に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の受動的圧縮モードの間における流体の流れを示す。 図１２は、図８に示した能動的エネルギー獲得装置の概略図であり、能動的エネルギー獲得装置の能動的圧縮動作モードの間における流体の流れを示す。
なお、図面を通して同様の部材番号は同様の部材を示している。
以下では、添付の図面を参照しながら、実施態様の例がさらに詳細に説明されるであろう。
≪実施形態１≫
以下の説明は、本質的に例示に過ぎないものであり、本発明の開示、利用又は使用を限定するものではない。図１には、本開示に係る能動的エネルギー獲得サスペンションシステムを組み込んだ車両が示されており、その車両は部材番号１０により一般的に示される。車両１０は、後方サスペンション１２、前方サスペンション１４及び車体１６を備える。後方サスペンション１２は、一組の後方車輪１８を動作可能に支持するよう適合された後方車軸アセンブリであって、横方向に延伸する後方車軸アセンブリ（図示せず）を有する。後方車軸は、一組の能動的エネルギー獲得装置２０及び１組のばね２２によって車体１６に取り付けられている。同様に、前方サスペンション１４は、一組の前方車輪２４を動作可能に支持するよう適合された前方車軸アセンブリであって、横方向に延伸する前方車軸アセンブリ（図示せず）を有する。前方車軸アセンブリは、一組の能動的エネルギー獲得装置２６及び一組のばね２８によって車体１６に取り付けられている。能動的エネルギー獲得装置２０及び２６は、車両１０のうち、ばねが付いている部分（例えば、車体１６）に対する、ばねが付いていない部分（例えば、後方サスペンション１２、前方サスペンション１４）の相対的な動きを減衰させる役割を果たす。各車輪１８及び各車輪２４にあるセンサ（図示せず）は、後方サスペンション１２及び前方サスペンション１４に関連して、車体１６の位置及び／又は速度及び／又は加速度を検知する。車両１０が前方及び後方の車軸アセンブリを有する乗用車として表現されてきたが、能動的エネルギー獲得装置２０及び２６は、他のタイプの車両又は他のタイプの適用とともに使用されてもよい。それらのタイプは、独立していない前方及び／又は後方のサスペンションを組み込んだ車両、独立した前方及び／又は後方のサスペンションを組み込んだ車両、又は、従来知られている他のサスペンションシステムを組み込んだ車両を含むが、それらに限定されるものではない。さらに、ここで使われている「油圧アクチュエータ」という用語は、一般的には、ショックアブソーバ及び油圧ダンパのことを意図している。したがって、「油圧アクチュエータ」という用語には、マクファーソンストラットや、従来知られている他の油圧ダンパのデザインが含まれ得る。
図２を参照すると、能動的エネルギー獲得装置２０の一例が模式的に図示されている。図２は能動的エネルギー獲得装置２０を示しているだけであるが、能動的エネルギー獲得装置２６も、能動的エネルギー獲得装置２０に関して、以下で説明する構成要素と同じものを有する。能動的エネルギー獲得装置２０及び２６の唯一の違いは、能動的エネルギー獲得装置の、ばねが付いている部分及び／又はばねが付いていない部分への取り付けられ方である。
能動的エネルギー獲得装置２０は、油圧アクチュエータ３０、四象限変換アセンブリ３２、ポンプ／タービン３４及び電動機／発電機３６を備えている。四象限変換アセンブリ３２、ポンプ／タービン３４及び電動機／発電機３６は、エネルギーを回収するための手段を規定する。油圧アクチュエータ３０は、流体室４２を有する圧力管４０を備えており、流体室４２は、ピストンアセンブリ４８によって、上方動作室４４と、下方動作室４６とに分けられる。ピストンアセンブリ４８は、圧力管４０の内部に滑動可能に受け入れられる。ピストンアセンブリ４８は、上方動作室４４を通って延びるピストン棒５０を備えており、車両１０のばねが付いている部分に取り付けられる。圧力管４０は、車両１０のばねが付いていない部分に取り付けられる。
図３を参照すると、四象限変換アセンブリ３２は、１組のチェックバルブ６０、６２、１組の油圧インダクタンス部６４、６６及び四象限変換器６８を備えている。四象限変換器６８は、４個のチェックバルブ７０、７２、７４及び７６、並びに４個の二状態バルブ７８、８０、８２及び８４を備える。
チェックバルブ６０及び６２は、上方動作室４４と、下方動作室４６との間に延びる流体線８６上に配置される。流体線８８は、チェックバルブ６０及び６２の間の位置における流体線８６から四象限変換器６８まで延びている。チェックバルブ６０は、上方動作室４４から流体線８８に流体が流れるのを制止する一方、流体線８８から上方動作室４４に流体が流れるのを許容する。チェックバルブ６２は、下方動作室４６から流体線８８に流体が流れるのを制止する一方、流体線８８から下方動作室４６に流体が流れるのを許容する。
油圧インダクタンス部６４は、上方動作室４４と通じた流体線８６と、四象限変換器６８との間に延びる流体線９０上に配置される。油圧インダクタンス部６６は、下方動作室４６と通じた流体線８６と、四象限変換器６８との間に延びる流体線９２上に配置される。流体線９４は、四象限変換器６８と、ポンプ／タービン３４との間に延びる。
四象限変換器６８は、チェックバルブ７０、７２、７４及び７６が配置された流体線９６を備える。流体線８８は、チェックバルブ７２及び７６の間の位置において流体線９６に接続される。流体線９０は、チェックバルブ７０及び７２の間の位置において流体線９６に接続される。流体線９２は、チェックバルブ７４及び７６の間の位置において流体線９６に接続される。流体線９４は、チェックバルブ７０及び７４の間の位置において流体線９６に接続される。チェックバルブ７０は、流体線９０から流体線９４に流体が流れるのを許容するが、流体線９４から流体線９０に流体が流れるのを制止する。チェックバルブ７２は、流体線８８から流体線９０に流体が流れるのを許容するが、流体線９０から流体線８８に流体が流れるのを制止する。チェックバルブ７４は、流体線９２から流体線９４に流体が流れるのを許容するが、流体線９４から流体線９２に流体が流れるのを制止する。チェックバルブ７６は、流体線８８から流体線９２に流体が流れるのを許容するが、流体線９２から流体線８８に流体が流れるのを制止する。チェックバルブ７０及び７２の組合せと、チェックバルブ７４及び７６の組合せとの両方が、流体線８８から流体線９４に流体が流れるのを許容するが、流体線９４から流体線８８に流体が流れるのを制止する。
二状態バルブ７８及び８０は、流体線９８上に配置される。流体線９８は、チェックバルブ７０及び７４の間の位置における流体線９６から、チェックバルブ７２及び７６の間の位置における流体線９６まで延びる。流体線１００は、二状態バルブ７８及び８０の間の位置における流体線９８から、チェックバルブ７０及び７２の間の位置における流体線９６まで延びる。流体線１００は、流体線９０にも通じる。二状態バルブ８２及び８４は、流体線１０２上に配置される。流体線１０２は、チェックバルブ７０及び７４の間の位置における流体線９６から、チェックバルブ７２及び７６の間の位置における流体線９６まで延びる。流体線１０４は、二状態バルブ８２及び８４の間の位置における流体線１０２から、チェックバルブ７４及び７６の間の位置における流体線９６まで延びる。流体線１０４は、流体線９２にも通じる。
流体線９４は、ポンプ／タービン３４の片側及び二状態バルブ１１０の片側に接続される。流体線１１２は、蓄圧器１１４を流体線９４に接続する。ポンプ／タービン３４及び二状態バルブ１１０の反対側の端部は、流体線１１６に接続される。流体線１１６は、流体溜め１１８から、チェックバルブ６０及び６２の間の位置における流体線８６まで延びる。流体線１１６は、流体線８８にも通じる。
電動機／発電機３６は、ポンプ／タービン３４に機械的に接続される。電動機／発電機３６が電動機として使用されるとき、電動機／発電機３６は、能動的エネルギー獲得装置２０の流体を汲み出すようにポンプ／タービン３４を動作させる。電動機／発電機３６が発電機として使用されるとき、能動的エネルギー獲得装置２０の流体は、ポンプ／タービン３４を駆動し、これにより電動機／発電機３６が電気エネルギーを生成するように駆動される。蓄圧器１１４は、油圧エネルギーを蓄積するのに利用することもできる。
図２に示されているように、能動的エネルギー獲得装置２０は、エネルギーが後で再利用できるように、又は、エネルギーが他の形のエネルギーに変換できるように、入って来るエネルギーを獲得するために提供される。能動的エネルギー獲得装置２０は、能動的モード及び受動的モードの両方において、油圧アクチュエータ３０内の力を制御することもできる。図２は、油圧媒体を通じた連結の配置図を示している。車両１０の車輪１８の力及び動きは、油圧流体の圧力及び流れに変換され、次に、ポンプ／タービン３４のトルク及び速度に変換される。電動機／発電機３６は、このエネルギーを電気エネルギーに変換する。本開示のさらなる利点は、エネルギーが逆方向に流れることも可能なことである。電動機／発電機３６は、油圧アクチュエータ３０の動きを駆動するために、電気エネルギーによって駆動されることが可能である。
一般的には、道路の接触から車輪１８に提供される運動エネルギーは、高周波である。これは、ポンプ／タービン３４及び電動機／発電機３６における慣性の制限を引き起こす。これらの制限は、必要とされる油圧力を扱うための、ポンプ／タービン３４及び電動機／発電機３６の能力に影響する。この問題は、四象限変換器６８を使用して、高周波帯域幅の側と、低周波帯域幅の側とを分離することによって解決することができる。
四象限変換器６８は、蓄圧器１１４における一部固定された圧力レベルを、油圧アクチュエータ３０の高周波数側に分離する。バルブ７８、８０、８２及び８４は、大量の油圧損失を回避するためにオン又はオフの２つの状態を持つバルブである。バルブ７８、８０、８２及び８４の切り換えによって起こる油圧のバーストは、蓄圧器１１４並びに油圧インダクタンス部６４及び６６において平滑化される。蓄圧器１１４は、バルブ７８、８０、８２及び８４の切り換えによって起こる圧力低下を平滑化し、油圧アクチュエータ３０を駆動するのに十分な流れを提供する。油圧インダクタンス部６４及び６６は、油圧アクチュエータ３０への流体の流れを平滑化し、蓄圧器１１４における圧力を、油圧アクチュエータ３０の上方動作室４４及び下方動作室４６における圧力から分離させる。
エネルギーは、電動機／発電機３６によって蓄圧器１１４に供給又は蓄圧器１１４から回収することができる。二状態バルブ１１０は、圧力制御バルブであり、能動的エネルギー獲得装置２０の様々な油圧流体蓄積部品を流体圧力のピークから保護する。
図４に示されているように、受動的モードにおける反発動作の間に、チェックバルブ６２は、流体が下方動作室４６に流れるのを許可する。ピストンアセンブリ４８の上側では、ピストンアセンブリ４８の上昇動作によって、上方動作室４４において流体圧力が生み出される。減衰特性に依存して、流体は油圧インダクタンス部６４を通って流れる。二状態バルブ８０が開かれると、印加される外部の力及び油圧インダクタンス部６４のインダクタンス値によって決まる、流れの速度が増加する。上方動作室４４の規定の圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ８０に適用される。二状態バルブ８０が閉じられると、油圧インダクタンス部６４は、流れの速度を減少させながら、チェックバルブ７０を通じた現在の流れを継続させる。チェックバルブ７０を通じた流れは、蓄圧器１１４へ導かれる。二状態バルブ８０を通じた流れは、チェックバルブ６２を通じて下方動作室４６内へ導かれる。下方動作室４６で必要となる付加的な流れは、流体溜め１１８によって、流体線１１６を通じ、チェックバルブ６２を通じて、下方動作室４６内へ提供される。これらの様々な流れは、図４において矢印で示されている。このようにして、下方動作室４４における圧力が調整でき、余分なエネルギーが取り戻される。
図５に示されているように、能動的モードにおける反発動作の間に、チェックバルブ７６及び油圧インダクタンス装置６６は、流体が下方動作室４６内に流れるのを許容する。ピストンアセンブリ４８の下側では、流体圧力が下方動作室４６に印加され、ピストンアセンブリ４８の上昇動作を引き起こす。減衰特性に依存して、流体は、油圧インダクタンス部６４を通じて流れる。二状態バルブ８０が継続して開かれることにより、流体は、上方動作室４４から流れ出て、油圧インダクタンス部６４を通り、二状態バルブ８０を通り、必要となる力の大きさによって、チェックバルブ７６を通り、油圧インダクタンス部６６を通って、下方動作室４６内に流入するか、又は、流体線８８を通り、流体線１１６を通り、流体溜め１１８に流入する。下方動作室４６内の規定の圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ８２に適用される。二状態バルブ８２が閉じられると、油圧インダクタンス部６４が、二状態バルブ８０を通り、チェックバルブ７６を通り、油圧インダクタンス部６６を通って、下方動作室４６に流入する現在の流れを継続する。二状態バルブ８２が開かれると、蓄圧器１１４から、二状態バルブ８２を通り、油圧インダクタンス部６６を通って、下方動作室４６内に流入するように、流体の流れが許容される。下方動作室４６で必要となる付加的な流れは、流体溜め１１８によって、流体線１１６を通り、チェックバルブ７６を通り、油圧インダクタンス部６６を通って、下方動作室４６に流入するように提供される。これらの様々な流れは、図５において矢印で示されている。このようにして、下方動作室４６における圧力は、蓄圧器１１４に蓄えられた余分なエネルギーを使用して、調整できる。
図６に示されているように、受動的モードにおける圧縮動作の間に、チェックバルブ６０は、流体が上方動作室４４内に流れ込むのを許容する。ピストンアセンブリ４８の下側では、ピストンアセンブリ４８の下降動作によって、下方動作室４６において流体圧力が生み出される。減衰特性に依存して、流体は油圧インダクタンス部６６を通じて流れる。二状態バルブ８４が開かれると、印加される外部の力及び油圧インダクタンス部６６のインダクタンス値によって決まる、流れの速度が増加する。下方動作室４６における規定の圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ８４に適用される。二状態バルブ８４が閉じられると、油圧インダクタンス部６６が、流れの速度を減少させながら、チェックバルブ７４を通じた現在の流れを継続させる。チェックバルブ６４を通じた流れは、蓄圧器１１４へ導かれる。二状態バルブ８４を通じた流れは、必要となる力の大きさによって、チェックバルブ６０を通って上方動作室４４内へ導かれるか、又は、流体線１１６を通って、流体溜め１１８へ導かれる。上方動作室４４において必要となる付加的な流れは、流体溜め１１８により、流体線１１６を通り、チェックバルブ６０を通って、上方動作室４４内に提供される。これらの様々な流れは、図６において矢印によって示される。このようにして、下方動作室４６における圧力は調整でき、余分なエネルギーが回収される。
図７に示されるように、能動的モードにおける圧縮動作の間に、チェックバルブ７２及び油圧インダクタンス部６４は、流体が上方動作室４４に流れるのを許容する。ピストンアセンブリ４８の下側では、ピストンアセンブリ４８の下降動作によって、下方動作室４６において、流体圧力が生み出される。減衰特性に依存して、流体は、油圧インダクタンス部６６を通じて流れる。二状態バルブ８４は、継続して開かれることにより、流体は、下方動作室４６から流れ出て、油圧インダクタンス部６６を通り、二状態バルブ８４を通り、チェックバルブ７２を通り、油圧インダクタンス部６４を通って、上方動作室４４に流れ込むことが許容される。上方動作室４４内において規定の圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ７８に適用される。二状態バルブ７８が閉じられると、油圧インダクタンス部６６が、二状態バルブ８４を通り、チェックバルブ７２を通り、油圧インダクタンス部６４を通って、上方動作室４４に入る、現在の流れを継続させる。二状態バルブ７８が開かれると、流体の流れは、蓄圧器１１４から、二状態バルブ７８を通り、油圧インダクタンス部６４を通って、上方動作室４４に入ることが許容される。下方動作室４６からの付加的な流体は、流体線８８及び１１６を通って、流体溜め１１８へ導かれる。これらの様々な流れは、図７において矢印によって示される。このようにして、上方動作室４４における圧力は、蓄圧器１１４に蓄えられた余分なエネルギーを用いて、調整することができる。
上記の説明は、能動的モードの間に、受動的モードで蓄えられたエネルギーを再使用することを説明するものであるが、蓄圧器１１４に蓄えられたエネルギーは、ポンプ／タービン３４を通じて、流体溜め１１８内に導かれる。ポンプ／タービン３４を通じて流れる流体は、ポンプ／タービン３４を駆動し、ポンプ／タービン３４は、次に、電力を生成する発電機として使用できる電動機／発電機３６を駆動する。また、蓄圧器１１４における流体圧力が規定圧力を下回ったとき、電動機／発電機３６は電力によって駆動することができ、それによってポンプ／タービン３４を動作させ、油圧流体を流体溜め１１８から蓄圧器１１４に供給する。
上記のシステムは、四象限動作の全てを許容する。そのシステムは、油圧アクチュエータ３０の反発及び圧縮の動作の両方において、エネルギーを、油圧アクチュエータ３０から送り、油圧アクチュエータ３０に取り戻すことができる。上記のシステムにおいて、蓄圧器１１４の圧力が規定の圧力を下回ったときに、ポンプ／タービン３４がシステムにエネルギーを提供するだけでよい。先行技術の能動的システムでは、ポンプがシステムに対して常に圧力を提供しなければならない。
≪実施形態２≫
図８を参照すると、本開示の他の実施態様に係る能動的エネルギー獲得装置２２０が示されている。能動的エネルギー獲得装置２２０は、能動的エネルギー獲得装置２０又は２６と置き換えることができる。能動的エネルギー獲得装置２２０は、油圧アクチュエータ３０、ポンプ／タービン３４、電動機／発電機３６、二状態バルブ１１０、蓄圧器１１４、流体溜め１１８、動作バルブシステム２２２、圧力調整システム２２４、及び、ピストンアセンブリ４８に内部に配置されたチェックバルブ２２６を備えている。ポンプ／タービン３４、電動機／発電機３６、動作バルブシステム２２２及び圧力調整システム２２４は、エネルギーを回収する手段を規定する。
動作バルブシステム２２２は、一組のバルブ２３０、２３２及びチェックバルブ２３４を備えている。圧力調整システム２２４は、油圧インダクタンス部２４０、一組のチェックバルブ２４２、２４４及び一組の二状態バルブ２４６、２４８を備えている。図８に示されているように、流体線は、能動的エネルギー獲得装置２２０の様々な部品を流体的に接続する。
図９に示されているように、受動的モードにおける反発動作の間に、チェックバルブ２３４は、流体が下方動作室４６に流れるのを許可する。ピストンアセンブリ４８の上側では、ピストンアセンブリ４８の上昇動作によって、上方動作室４４において流体圧力が生み出される。流体は、上方動作室４４から油圧インダクタンス部２４０を通じて流れる。二状態バルブ２４８が開かれているとき、印加される外部の力及び油圧インダクタンス部２４０のインダクタンス値によって決まる、流れの速度が増加する。上方動作室４４における規定圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ２４８に適用される。二状態バルブ２４８が閉じられているとき、油圧インダクタンス部２４０は、速度を減少させながら、チェックバルブ２４２を通じた現在の流れを継続させる。チェックバルブ２４２を通じた流れは、蓄圧器１１４へ導かれる。二状態バルブ２４６は、閉じられた位置に配置される。二状態バルブ２４８を通じた流れは、チェックバルブ２３４を通り、下方動作室４６内に導かれる。下方動作室４６で必要となる付加的な流体の流れは、流体溜め１１８により、チェックバルブ２３４を通って、下方動作室４６内に提供される。バルブ２３０及び２３２は、この動作モードにおいては、開いたままである。このようにして、上方動作室４４における圧力が調整でき、余分なエネルギーが回収される。
図１０に示されるように、能動的モードにおける反発動作の間に、バルブ２３０が閉じられて、流体が上方動作室４４から下方動作室４６に流れるのを許容する。ピストンアセンブリ４８の上側では、ピストンアセンブリ４８の上昇動作によって、上方動作室４４において流体圧力が生み出される。減衰特性に依存して、流体は、上方動作室４４からバルブ２３０を通って、下方動作室４６内に流れる。下方動作室４６内の規定圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ２４６に適用される。二状態バルブ２４６が開かれると、蓄圧器１１４から、二状態バルブ２４６を通り、油圧インダクタンス部２４０を通り、バルブ２３０を通って、下方動作室４６内へという流体の流れが許容される。下方動作室４６に必要となる付加的な流体は、流体溜め１１８によって、チェックバルブ２３４、及び／又は、チェックバルブ２４４と油圧インダクタンス部２４０を通って、提供される。このようにして、下方動作室４６における圧力は、蓄圧器１１４に蓄えられた余分なエネルギーを用いて調整できる。バルブ２３２は、このモードにおいて開かれ、バルブ２４８は、このモードにおいて閉じられる。
図１１に示されているように、受動的モードにおける圧縮動作の間に、チェックバルブ２２６は、流体が下方動作室４６から上方動作室４４に流れるのを許容する。ピストンアセンブリ４８の下側では、ピストンアセンブリ４８の下降動作によって、下方動作室４６において、流体圧力が生み出される。流体は、下方動作室４６から、チェックバルブ２２６を通り、上方動作室４４を通り、油圧インダクタンス部２４０を通って流れる。二状態バルブ２４８が開かれると、印加される外部の力及び油圧インダクタンス部２４０のインダクタンス値により決まる、流れの速度が増加する。上方動作室４４における規定圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ２４８に適用される。二状態バルブ２４８が閉じられると、油圧インダクタンス部２４０は、速度を減少させながら、チェックバルブ２４２を通じた現在の流れを継続させる。チェックバルブ２４２を通じた流れは、チェックバルブ２４２を通って、蓄圧器１１４に導かれる。二状態バルブ２４６は、閉じられた位置に配置される。二状態バルブ２４８を通じた流れは、流体溜め１１８内へ導かれる。バルブ２３０及び２３２は、この動作モードでは開いたままである。このようにして、上方動作室４４における圧力は調整でき、余分なエネルギーが回収される。
図１２に示されているように、能動的モードにおける圧縮動作の間に、バルブ２３２が閉じられることによって、流体が下方動作室４６から流体溜め１１８に流れるのを許容する。ピストンアセンブリ４８の下側では、ピストンアセンブリ４８の下降動作によって、下方動作室４６において、流体圧力が生み出される。減衰特性に依存して、流体は、下方動作室４６から、バルブ２３２を通り、チェックバルブ２４４を通り、油圧インダクタンス部２４０を通って、上方動作室４４内に流れる。上方動作室４４内の規定圧力に到達するために、規定の負荷サイクルが二状態バルブ２４６に適用される。二状態バルブ２４６が開かれると、蓄圧器１１４から、二状態バルブ２４６を通り、油圧インダクタンス部２４０を通って、上方動作室４４内に入るという、流体の流れが許容される。このようにして、上方動作室４４における圧力は、蓄圧器１１４に蓄えられた余分なエネルギーを用いて、調整できる。バルブ２３０及び２状態バルブ２４８は、このモードでは開いたままである。
上記実施形態の説明は、図解及び説明の目的のために、提供されている。開示内容を網羅する、又は、制限することは意図されていない。特別な実施態様の個別の要素又は特徴は、一般的に、その特別な実施態様に制限されるものではないが、具体的に示され、又は、説明されていなかったとしても、適用可能な時にはいつでも置き換え可能であり、選択された実施態様において使用可能である。同じ物でも、様々に変更し得る。そのような変更が開示内容から離脱していると見なされることはなく、そのようなすべての変更は、開示の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (18)

  1. 車のサスペンションのためのエネルギー獲得装置であって、
    流体室（４２）を規定する圧力管（４０）と、
    前記圧力管（４０）内に滑動可能に配置され、前記流体室（４２）を上方動作室（４４）と下方動作室（４６）とに分けるピストン（４８）と、
    前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）と流体連結されて、前記ピストン（４８）の滑り運動によって生成されるエネルギーを回収する手段と、
    を備え、
    前記エネルギーを回収する手段は、
    ポンプ（３４）と、
    前記ポンプ（３４）と機械的に接続された電動機／発電機（３６）と、
    前記圧力管（４０）と流体連結されている、受動的モード／反発動作、能動的モード／反発動作、受動的モード／圧縮動作、能動的モード／圧縮動作を四象限とする四象限油圧変換アセンブリ（３２）と、
    を備え、
    前記四象限油圧変換アセンブリ（３２）は、
    第１の複数のチェックバルブ（６０、６２）と、
    前記第１の複数のチェックバルブ（６０、６２）と流体連結されている四象限油圧変換器（６８）と、
    を備え、
    前記第１の複数のチェックバルブ（６０、６２）は、
    前記上方動作室（４４）へ流体が入るのを許容するとともに前記上方動作室（４４）から流体が出るのを制止する第１のチェックバルブ（６０）と、
    前記下方動作室（４６）へ流体が入るのを許容するとともに前記下方動作室（４６）から流体が出るのを制止する第２のチェックバルブ（６２）と、
    を備え、
    前記ポンプ（３４）は、前記四象限油圧変換器（６８）および前記第１の複数のチェックバルブ（６０、６２）と、油圧的に接続されており、
    蓄圧器（１１４）と、流体溜め（１１８）と、をさらに備え、前記蓄圧器（１１４）及び前記流体溜め（１１８）は、前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されており、
    前記ポンプは、前記蓄圧器（１１４）及び前記流体溜め（１１８）と流体連結されており、
    前記下方動作室（４６）から前記上方動作室（４４）に向かう向きを第１方向とし、第１方向と逆の方向を第２方向とするとき、
    前記四象限油圧変換アセンブリ（３２）は、
    第２方向の力を受けて前記ピストンを第１方向に移動させる受動的モード時の反発動作時に、エネルギーを蓄圧器（１１４）に蓄え、
    第１方向の力を生んで前記ピストンを第１方向に移動させる能動的モード時の反発動作時に、前記蓄圧器（１１４）に蓄えられた余分なエネルギーを使用し、
    第１方向の力を受けて前記ピストンを第２方向に移動させる受動的モード時の圧縮動作時に、エネルギーを前記蓄圧器（１１４）に蓄え、
    第２方向の力を生んで前記ピストンを第２方向に移動させる能動的モード時の圧縮動作時に、前記蓄圧器（１１４）に蓄えられた余分なエネルギーを使用する
    ことを特徴とするエネルギー獲得装置。
  2. 油圧アクチュエータ（３０）への流体の流れを平滑化し、蓄圧器（１１４）における圧力を、油圧アクチュエータ（３０）の上方動作室（４４）及び下方動作室（４６）における圧力から分離させる流体インダクタンス部（６４、６６）を備えている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー獲得装置。
  3. 前記四象限油圧変換器（６８）は、
    第２の複数のチェックバルブ（７０、７２、７４、７６）と、
    複数の二状態バルブ（７８、８０、８２、８４）と、
    を備えることを特徴とする請求項２に記載のエネルギー獲得装置。
  4. 前記流体インダクタンス部のうちの第１の流体インダクタンス部（６４）は、
    前記第２の複数のチェックバルブ（７０、７２）のうちの第１のチェックバルブと、前記第２の複数のチェックバルブ（７０、７２）のうちの第２のチェックバルブとの間の位置において前記四象限油圧変換器と流体連結されるとともに、
    前記流体インダクタンス部のうちの第１の流体インダクタンス部（６４）は、
    前記複数の二状態バルブ（７８、８０）のうちの第１の二状態バルブと、前記複数の二状態バルブ（７８、８０）のうちの第２の二状態バルブとの間の位置において前記四象限油圧変換器と流体連結され、
    前記流体インダクタンス部のうちの第２の流体インダクタンス部（６６）は、
    前記第２の複数のチェックバルブ（７４、７６）のうちの第３のチェックバルブと、前記第２の複数のチェックバルブ（７４、７６）のうちの第４のチェックバルブとの間の位置において前記四象限油圧変換器と流体連結されるとともに、
    前記流体インダクタンス部のうちの第２の流体インダクタンス部（６６）は、
    前記複数の二状態バルブ（８２、８４）のうちの第３の二状態バルブと、前記複数の二状態バルブ（８２、８４）のうちの第４の二状態バルブとの間の位置において前記四象限油圧変換器と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー獲得装置。
  5. 前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）のうちの一方（４４）は、
    前記第２の複数のチェックバルブのうちの第１のチェックバルブ（７０）と、前記第２の複数のチェックバルブのうちの第２のチェックバルブ（７２）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー獲得装置。
  6. 前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）のうちの他方（４６）は、
    前記第２の複数のチェックバルブのうちの第３のチェックバルブ（７４）と、前記第２の複数のチェックバルブのうちの第４のチェックバルブ（７６）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項５に記載のエネルギー獲得装置。
  7. 前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）のうちの一方（４４）は、
    前記複数の二状態バルブのうちの第１の二状態バルブ（８０）と、前記複数の二状態バルブのうちの第２の二状態バルブ（７８）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されており、
    前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）のうちの他方（４６）は、
    前記複数の二状態バルブのうちの第３の二状態バルブ（８４）と、前記複数の二状態バルブのうちの第４の二状態バルブ（８２）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項６に記載のエネルギー獲得装置。
  8. 前記蓄圧器（１１４）は、前記複数の二状態バルブのうちの前記第２の二状態バルブ（７８）と、前記複数の二状態バルブのうちの前記第４の二状態バルブ（８２）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結され、
    前記流体溜め（１１８）は、前記複数の二状態バルブのうちの前記第１の二状態バルブ（８０）と、前記複数の二状態バルブのうちの前記第３の二状態バルブ（８４）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項７に記載のエネルギー獲得装置。
  9. 前記第１の複数のチェックバルブ（６０、６２）は、
    前記上方動作室（４４）と、前記下方動作室（４６）との間に配置される
    ことを特徴とする請求項８に記載のエネルギー獲得装置。
  10. 前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）のうちの一方（４４）は、
    前記複数の二状態バルブのうちの第１の二状態バルブ（８０）と、前記複数の二状態バルブのうちの第２の二状態バルブ（７８）との間の位置において前記四象限油圧変換器（６８）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項５に記載のエネルギー獲得装置。
  11. 車のサスペンションのためのエネルギー獲得装置であって、
    流体室（４２）を規定する圧力管（４０）と、
    前記圧力管（４０）内に滑動可能に配置され、前記流体室（４２）を上方動作室（４４）と下方動作室（４６）とに分けるピストン（４８）と、
    前記上方動作室（４４）及び前記下方動作室（４６）と流体連結されて、前記ピストン（４８）の滑り運動によって生成されるエネルギーを回収する手段と、
    を備え、
    前記エネルギーを回収する手段は、
    ポンプ（３４）と、
    前記ポンプ（３４）と機械的に接続された電動機／発電機（３６）と、
    前記圧力管（４０）と流体連結されている、受動的モード／反発動作、能動的モード／反発動作、受動的モード／圧縮動作、能動的モード／圧縮動作を四象限とする四象限油圧変換アセンブリ（２２２、２２４）と、
    を備え、
    前記四象限油圧変換アセンブリ（２２２、２２４）は、
    前記圧力管（４０）と流体連結されている動作バルブシステム（２２２）と、
    前記圧力管（４０）と流体連結されている圧力調整システム（２２４）と、
    を備え、
    前記動作バルブシステム（２２２）は、第３のチェックバルブ（２３４）及び複数のバルブ（２３０、２３２）を備え、
    前記第３のチェックバルブ（２３４）は、前記下方動作室（４６）へ流体が入るのを許容するとともに前記下方動作室（４６）から流体が出るのを制止し、
    前記ポンプ（３４）は、前記圧力調整システム（２２４）および前記第３のチェックバルブ（２３４）と、油圧的に接続されており、
    前記圧力調整システム（２２４）と連結された蓄圧器（１１４）と、
    前記動作バルブシステム（２２２）と流体連結された流体溜め（１１８）と、
    をさらに備え、
    前記ポンプ（３４）は、前記蓄圧器（１１４）と、前記流体溜め（１１８）との間に配置され、前記蓄圧器（１１４）及び前記流体溜め（１１８）と流体連結されており、
    前記下方動作室（４６）から前記上方動作室（４４）に向かう向きを第１方向とし、第１方向と逆の方向を第２方向とするとき、
    前記四象限油圧変換アセンブリ（２２２、２２４）は、
    第２方向の力を受けて前記ピストンを第１方向に移動させる受動的モード時の反発動作時に、エネルギーを蓄圧器（１１４）に蓄え、
    第１方向の力を生んで前記ピストンを第１方向に移動させる能動的モード時の反発動作時に、前記蓄圧器（１１４）に蓄えられた余分なエネルギーを使用し、
    第１方向の力を受けて前記ピストンを第２方向に移動させる受動的モード時の圧縮動作時に、エネルギーを前記蓄圧器（１１４）に蓄え、
    第２方向の力を生んで前記ピストンを第２方向に移動させる能動的モード時の圧縮動作時に、前記蓄圧器（１１４）に蓄えられた余分なエネルギーを使用する
    ことを特徴とするエネルギー獲得装置。
  12. 油圧アクチュエータ（３０）への流体の流れを平滑化し、蓄圧器（１１４）における圧力を、油圧アクチュエータ（３０）の上方動作室（４４）及び下方動作室（４６）における圧力から分離させる流体インダクタンス部（２４０）を備えている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のエネルギー獲得装置。
  13. 前記圧力調整システム（２２４）は、
    第４のチェックバルブ（２４２）及び第５のチェックバルブ（２４４）と、
    複数の二状態バルブ（２４６、２４８）と、
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載のエネルギー獲得装置。
  14. 前記流体インダクタンス部（２４０）は、
    第４のチェックバルブ（２４２）と、第５のチェックバルブ（２４４）との間の位置において前記圧力調整システム（２２４）と流体連結されるとともに、
    前記流体インダクタンス部（２４０）は、
    前記複数の二状態バルブ（２４６、２４８）のうちの第１の二状態バルブと、前記複数の二状態バルブ（２４６、２４８）のうちの第２の二状態バルブとの間の位置において前記圧力調整システム（２２４）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー獲得装置。
  15. 前記上方動作室（４４）は、
    前記第４のチェックバルブ（２４２）と、前記第５のチェックバルブ（２４４）との間の位置と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー獲得装置。
  16. 前記下方動作室（４６）は、前記第３のチェックバルブ（２３４）と、前記複数のバルブ（２３０、２３２）のうちの一方（２３０）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項１５に記載のエネルギー獲得装置。
  17. 前記上方動作室（４４）は、
    前記複数の二状態バルブ（２４６、２４８）のうちの第１の二状態バルブ（２４６）と、前記複数の二状態バルブ（２４６、２４８）のうちの第２の二状態バルブ（２４８）との間の位置と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項１６に記載のエネルギー獲得装置。
  18. 前記蓄圧器（１１４）は、前記第４のチェックバルブ（２４２）と、前記複数の二状態バルブ（２４６、２４８）のうちの第１の二状態バルブ（２４６）と流体連結され、
    前記流体溜め（１１８）は、前記第５のチェックバルブ（２４４）と、前記複数の二状態バルブ（２４６、２４８）のうちの第２の二状態バルブ（２４８）と流体連結されているとともに、
    前記流体溜め（１１８）は、前記第３のチェックバルブ（２３４）と、前記複数のバルブ（２３０、２３２）のうちの他方（２３２）と流体連結されている
    ことを特徴とする請求項１７に記載のエネルギー獲得装置。
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