JPH0295918A - エア・サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エア・サスペンション装置に係り、とくに、
オフロード走行用のバギー等の自動車やオートバイ用と
して好適なエア・サスペンシコン装置に関する。

〔従来の技術］ この種のエア・サスペンション装置の従来例を、第４図
に示す。

この第４図の従来例では、サスペンションとしての基本
的な役割（即ち車体の振動吸収）は、ダンパー１０１と
スプリング１０２とが受は持っている。ここで、減衰力
は、ダンパ１０１内のオリフィスを可変にして変更し得
るようになっている。

エア・シリンダ５３は、主として車高の調整。

若しくは姿勢制御（ローリング、ノーズダイブ等の調整
）に用いられている。このエア・シリンダ５３は、原理
的には所謂バネ付単動形と同様になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例においては単動形のエア・シ
リンダが用いられていることから空圧は伸び側にしか働
かず、個々の衝撃に対して制御する場合、縮み側の応答
速度が十分でないことが多く振動の一つ一つに対して効
果的な制御を行うことが出来ないという不都合があった
。かかる問題点を解決するため、複動形のエア・シリン
ダを用いる方法が考えられるが、この場合であっても振
動の一つ一つに対して効果的な制御を行うためには、常
時エア・シリンダにコンプレッサ等の空圧源から空気を
流しておかなければならず、大きなエネルギを必要とす
るという不都合がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、とくに、路面形状に起因する振動の一つ一つに対して
効果的な制御を行うことが出来るとともに、振動の一つ
一つに対して制御を行わない場合にコンプレッサ等の空
圧源からの空気の流れを停止しても振動に対する減衰力
を可変とし得るエア・サスペンション装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、車体と車軸との間に上下方向に介装された
エア・シリンダとスプリングとを備えている。このエア
・シリンダ内に予め当８亥エア・シリンダの長手方向に
沿って摺動自在に所定形状のピストンを装備し、このピ
ストンにその一端が固着されたピストンロッドの他端を
車体若しくは車軸に連結し、これに対応してエア・シリ
ンダのピストンロッドと反対側の端部を車軸若しくは車
体に連結している。また、エア・シリンダ内のピストン
を介して一方の側及び他方の側に各−つ形成される密閉
容積部に、当該各密閉容積部内の圧力を必要に応じて制
？ＩＵする圧力調整手段をそれぞれ併設している。更に
、前記一方と他方の密閉容積部相互間を短絡する第１の
空圧回路を設けるとともに、この第１の空圧回路の中間
に流量調整手段を介装するという構成を採っている。こ
れによって、前述した目的を達成しようとするものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

この第１図の実施例は、車体３０と車軸３１との間に上
下方向に介装された円筒状のエア・シリンダ１とスプリ
ング４０とを備えている。この内、エア・シリンダｌは
、ヘッド側（第１図の上側）が支持部材４１を介して車
体３０下面に連結され。

吊り下げられた状態となっている。また、このエア・シ
リンダｌの内部には、その長手方向に沿って摺動自在に
円板状のピストン２が装備されており、このピストン２
の下面にその上端が固着されたピストンロッド３の下端
が車軸３１に回動可能に連結されている。

前記エア・シリンダ１内のピストン２の上方及び下方に
は、該ピストン２の上下動に応じて容積が変動する密閉
容積部１ａ、ｌｂが形成されている。各密閉容積部１ａ
、ｌｂには、当該各密閉容積部１ａ、ｌｂ内の圧力を必
要に応じて制御する圧力調整手段としての第１．第２の
サスペンション制御用電磁弁４．５が、管路１１ａ、ｌ
ｌｂをそれぞれ介して併設されている。また、これらの
管路１１ａ、ｌｌｂのそれぞれの中間部相互間は、管路
１１ｃによって連結されている。

そして、本実施例では、これらの管路１１ａと１１ｂと
ｌｌｃとによって、密閉容積部１ａと密閉容積部１ｂ相
互間を短絡する第１の空圧回路２０が形成されている。

また、管路１１ｃの中間部には、流量調整手段としての
流量調整用電磁弁６が介装されている。この流量調整用
電磁弁６には、所謂電磁比例流量制御弁が用いられてお
り、当該流量調整用電磁弁６の有効面積（開口部の面積
）を可変にするための面積調整用ソレノイド６ａを備え
ている。

前記第１．第２のサスペンション制御用電磁弁４．５に
は、小容量（例えば、有効面積１０ｍｍ２程度）の３ボ
ート・３ポジシヨンの電磁制御弁が用いられている。第
１０サスペンシヨン制御用電磁弁４は、給気用ソレノイ
ド４ａと排気用ソレノイド４ｂとを備えている。また、
第２のサスペンション制御用電磁弁５は、給気用ソレノ
イド５ａと排気用ソレノイド５ｂとを備えている。

また、第１．第２のサスペンション制御用電磁弁４，５
には、それぞれ管路ｌｉｄ、ｌｉｅを介して高圧タンク
８が連結されている。

前記密閉容積部１ａ、ｌｂには、内部の圧力測定用の圧
力計１３ａ、１３ｂがそれぞれ取付けられている。

前記車軸３１は、一端が車体３０の底部側壁に起伏回動
可能に連結され、その他端にはタイヤ３２が回転自在に
装備されている。また、この車軸３１には、タイヤ３２
の上下方向の加速度を検出するための加速度計１２ａが
取付けられている。

また、車体３０のスプリング４０取付は部近傍には、車
体３０の上下方向の加速度を検出するための加速度計１
２ｂが取付けられている。更に、車体３０の車軸３１取
付は部には、これら両者の相対位置関係（両者の成す角
θ）を測定する為のロークリ・エンコーダ、ポテンショ
メータ等の角度計１７が装備されている。

前記高圧タンク８には管路１１ｆを介してコンプレッサ
１０が連結されている。この管路１１ｆの中間部には、
チエツクバルブ１４が設けられ。

高圧タンク８側からコンプレッサ１０側への流体の流れ
を阻止するようになっている。

コンプレッサ１０には、管路１１ｇを介して切り換え用
制御弁１５が併設されている。この切り換え用制御弁１
５には、管路１１ｈを介して低圧タンク９が連結されて
いる。この低圧タンク９は、それぞれ管路１１ｉ、ｌｌ
ｊを介して前述した第１、第２のサスペンション制御用
電磁弁４，５に連結されている。

前記切り換え用電磁弁１５には、エアドライア１６が取
付けられ、大気吸い込み用ソレノイド１５ａの作動時、
非作動時にコンプレッサｌＯへの流入路が切り換えられ
るようになっている。

前記高圧タンク８及び低圧タンク９には、内部圧力測定
用の圧力計１３ｃ、１３ｄが取付けられている。

前記加速度計１２ａ、１２ｂ、圧力計１３ａ。

１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、及び角度計１７は、実際には
、第２図に示すようにＡ／Ｄ変換器２１を介してマイコ
ン等で構成されるＣＰＵ２３に接続されている。また、
前記各ソレノイド４ａ、４ｂ。

５ａ、５ｂ、６ａ、１５ａ及びコンプレッサ１０は、Ｄ
／Ａ変換器２２を介してＣＰＵ２３に接続されている。

次に、上記第１実施例におけるＣＰＵ２３による全体的
制御動作を説明する。

各圧力計１３ａないし１３ｄにより検出されたエア・シ
リンダ１や高圧タンク８．低圧タンク９内の圧力値に相
当する出力信号が、Ａ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ２
３に入力されるようになっている。また、加速度計１２
ａ、１２ｂ及び角度計１７の検出信号もＡ／Ｄ変換器２
１を介してＣＰＵ２３に入力されるようになっている。

ＣＰＵ２３では、加速度計１２ａ、１２ｂの検出データ
を積分してタイヤ３２．車体３０の変位データを算出し
、更にこの算出データをもう一度積分して各々の変位デ
ータを算出する。また、角度計１７で検出された角度θ
の値に基づき積分誤差の修正を行うようになっている。

そして、ＣＰＵ２３では、これらのデータを基に所定の
演算を行い、全空圧回路内の全空気量。

各ソレノイドの制御電力等を算出し、各ソレノイド及び
コンプレッサｌＯを制御するようになっている。この場
合、ソレノイドへの通電信号を増幅する必要があれば、
パワートランジスタ等で増幅を行うように構成しても良
い。

次に、コンプレッサ１０の制御について説明する。

ＣＰＵ２３では、各圧力計１３ａないし１３ｄの検出信
号と加速度計１２ａ、１２ｂ及び角度計１７の検出信号
をＡ／Ｄ変換器２１を介して受けると、これに基づき全
空圧回路内の全空気量を算出する。全空圧回路内の全空
気量が、予め定めたある値即ち必要量を下回った場合、
ＣＰＵ２３では、ソレノイド１５ａに通電してコンプレ
ッサ１０への空気の流入路をエアドライヤ１６側に切り
換えるとともに、コンプレッサｌＯを作動させ、エアド
ライヤ１６を通して大気を吸入、圧縮して高圧タンク８
内に送り込む。このようにして、空気が空圧回路内に取
り込まれる。そして、全空気量が、必要量に達したらコ
ンプレッサｌＯを止め、ソレノイド１５ａへの通電を停
止する。これにより、コンプレッサ１”０への空気の流
入路が、エアドライヤ側から低圧タンク９側に切り換え
られる。

一方、低圧タンク９内の圧力が予め定めたある値を上回
ったら、ＣＰＵ２３では、コンプレッサｌＯを作動させ
、低圧タンク９内の空気を昇圧して高圧タンク８へ送り
込む、低圧タンク９内の空気の圧力が十分下がったら、
コンプレッサ１０を停止し、この高圧タンク８への空気
の送り込みを止める。この場合、上述したエアドライヤ
１６からの大気の取り込み時以外には、全空圧回路内の
全空気量は増加しないので、この時に大気の取り込みが
過大にならないよう管理すれば、全空気量が過大になる
ことはなく、その対策は不要である。

但し、高圧タンク８には、内部圧力が規定値を超えない
よう図示しない安全弁が装備されている。

次に、上記実施例の全体的作用・動作を説明する。

振動の一つ一つに対して制御を行う場合には、振動毎に
、ＣＰＵ２３では、圧力計１３ａ、１３ｂにより検出さ
れたエア・シリンダ１内の圧力値に相当する出力信号や
、加速度計１２ａ、１２ｂ及び角度計１７の検出信号等
に基づき、エア・シリンダｌのピストン２上下の密閉容
積部１ａ、密閉容積部ｌｂ内の必要な圧力を算出する。

この算出結果に応じて第１のサスペンション制御用電磁
弁４及び第２のサスペンション制御用電磁弁５を開閉し
、エア・シリンダの密閉容積部１ａ、ｌｂ内の圧力を制
御する。

一方、振動の一つ一つに対して制御を行う必要がない場
合には、ＣＰＵ２３では、第１のサスペンション制御用
電磁弁４及び第２のサスペンション制御用電磁弁５を閉
じ、流量調整用電磁弁６のみを用いて振動を制御する。

この場合、バネ定数はエア・シリンダ１のピストン２上
部側の密閉容積部１ａ内圧力と下部側の密閉容積部１ｂ
内圧力との平均圧力で決定される。また、減衰力の調整
も流量調整用電磁弁６を用いて行われる。即ち、ＣＰＵ
２３では、第３図に示すようなパルスをソレノイド６ａ
に対して出力する。このパルスは、Ｄ／Ａ変換器２２で
そのデユーティ−比Ｔ　Ｉ　／　Ｔ　Ｏに対応する電圧
信号に変換され、これが、ソレノイド６ａの駆動信号と
なる。この駆動信号によりソレノイド６ａの吸引力が決
定されるが、一般にこの種の電磁比例流量制御弁におい
ては、吸引力はソレノイドに流れる電流に比例するよう
になっているので、この場合のソレノイドの吸引力は、
パルスのデユーティ−比に対応して変化する。この結果
、流量調整用電磁弁６の有効面積は、当該デユーティ−
比に応じて変化し、密閉容積部１ａ。

密閉容積部ｌｂ相互間の空気の流れ易さが変化するため
、減衰力を可変に出来るようになっている。

本実施例では、スプリング４０が、静止状態で自重をさ
さえる為に装備されているが、これは、全ての制御を空
気圧で行うと非常に大きなエネルギを要するためである
。従って、空気圧による制御を妨げないようバネ定数は
小さいものが用いられている。

以上説明したように、本実施例によると、路面形状に起
因して車軸３１に作用する個々の衝撃に対して真に有効
な衝撃吸収を行うことが出来、路面の形状とは無関係に
車体の姿勢制御を行うことが出来るという利点がある。

また、万一コンプレッサｌＯが故障した場合でも、第１
のサスペンション制御用電磁弁４及び第２のサスペンシ
ョン制御用電磁弁５を閉じることにより、空圧回路を閉
回路とすることが出来るのでサスペンションの機能を十
分果たすことが出来、この場合であっても、減衰力は可
変とし得るという利点がある。

〔発明の効果］ 本発明は、以上のように構成され機能するので、これに
よると、圧力調整手段の作用により路面形状に起因して
車軸に作用する一つ一つの衝撃に対して真に有効な衝撃
吸収を行うことが出来、路面の形状とは無関係に車体の
姿勢制御を行うことが出来、また、流ｆｆ１ｉＦＩ整用
手段の作用により一つ一つの衝撃に対して制御を行う必
要がない場合にはコンプレッサ等を停止してもサスペン
ションとしての機能を十分果たす事が出来、これにより
省エネルギー化を図ることが出来、万一コンプレッサが
故障した場合でも、サスペンションの機能を十分果たす
ことが出来、しかも、かかる場合であっても減衰力は可
変とし得るという従来にない優れたエア・サスペンショ
ン装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は第１図
の各圧力計、加速度計、角度計とこれらの検出信号を受
は各ソレノイドの制御を行うＣＰＵとの関係を示す説明
図、第３図は第１図の流量調整用電磁弁にＣＰＵから出
力されるパルスの形状を示す説明図、第４図は従来例を
示す説明図である。 １・・・・・・エア・シリンダ、ｌａ・・・・・・ピス
トン上方の密閉容積部、１ｂ・・・・・・ピストン下方
の密閉容積部、２・・・・・・ピストン、３・・・・・
・ピストン下方ド、４゜５・・・・・・圧力調整手段と
しての第１．第２のサスペンション制御用電磁弁、６・
・・・・・流量調整手段としての流量調整用電磁弁、２
０・・・・・・第１の空圧回路、３０・・・・・・車体
、３１・・・・・・車軸、４０・・・・・・スプリング
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、車体と車軸との間に上下方向に介装されたエア
   ・シリンダとスプリングとを備え、 前記エア・シリンダ内に予め当該エア・シリンダの長手
   方向に沿って摺動自在に所定形状のピストンを装備し、
   このピストンにその一端が固着されたピストンロッドの
   他端を前記車体若しくは車軸に連結し、これに対応して
   前記エア・シリンダの前記ピストンロッドと反対側の端
   部を前記車軸若しくは車体に連結し、 前記エア・シリンダ内のピストンを介して一方の側及び
   他方の側に各一つ形成される密閉容積部に、当該各密閉
   容積部内の圧力を必要に応じて制御する圧力調整手段を
   それぞれ併設し、 前記一方と他方の密閉容積部相互間を短絡する第１の空
   圧回路を設けるとともに、この第１の空圧回路の中間に
   流量調整手段を介装したことを特徴とするエア・サスペ
   ンション装置。