JPH07501285A

JPH07501285A - 複式ピストンストラット

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Publication number: JPH07501285A
Application number: JP4507212A
Authority: JP
Inventors: デイヴィス，レオ・ダブリュー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1995-02-09
Also published as: AU1464092A; AU661993B2

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】複式ピストンストラット発明の分野本発明は、全体として、路外乗物（ｌａｎｄ　ｖｅｈｉｃｌｅ）用の懸架装置、特に、その好適な実施例において、乗物の運転中、各液体ばね（ｌｉｑｕｉｄｓｐｒｉｎｇ）のばね特性及び減衰特性がその液体ばね及び乗物の運転パラメータの検出された変化に応答して、コンピュータによって調整されるようにした液体ばね式懸架装置に関する。

発明の背景乗物の懸架装置における従来の液圧式ショックアブソーバ及び外部のコイルばね組立体に代えて、液体はね式として公知の、よりコンパクトな装置を使用する多数の提案が為されている。従来の液体ばねは、その内部に可圧縮性液体を有する内部チャンバと、該チャンバ内に往復運動可能に配置されたピストンと、該ピストンに固着され、軸方向に動いて該チャンバに出入りし、ハウジングの一端から外方に突出する外側ストラットを有するロッド構造体と、を備える円筒状ハウジングを備えている。乗物のフレームと関係する車輪支持構造体との間で液体ばねが作用可能に相互接続された状態で、可圧縮性の作用液体は、車輪とフレームとの間の相対的な変位に起因して、ロッド構造体と液体ばねのハウジングとが相対的に軸方向に並進するのに応答して、懸架装置内でばね力及び減衰力の双方を発生させる。

可圧縮性の作用液体は、懸架装置が非線形の力／撓み軸線を呈するのを可能にする。この非線形の挙動は、通常の運転中はばね率が小さく、又、乗物が障害物にぶつかったときに大きいばね率を示す点で重要である。懸架装置のこの非線形の挙動は、従来の液圧液体よりも約１．５〜２倍、より可圧縮性の高いシリコン糸作用液体の圧縮性によって付与される。運転時、この非線形の懸架装置は、ストラットがその通常の静止位置から完全な圧縮状態に動（とき、指数関数的に増加するばね率を与える。この増加は、懸架装置が底部を接することなく、急激な障害を吸収することを可能にする。一方、ばね率が線形である場合、懸架装置が同等の回復力（ｂｏｕｎｃｅ　ｆｏｒｃｅ）を吸収することを可能にするためには、著しく大きいビストンストロークが必要とされよう。

従来の液体はね式懸架装置は、異なる乗物の重量（ばね力）及び異なる走行特性（減衰性）に合うように調節し且つ容易に調整することが出来る。ばね力及び減衰力の双方のための、可圧縮性の作用液体を利用する非線形のストラットは、優れた性能を実現する可能性がある。

従来技術の説明乗物が静止したときに調整し直しされる迄、乗物の運転中、実質的に一定を保つ設定値に液体ばねのばね力及び／又は減衰力の特性を選択的に調整する多数の装置が提案されている。こうした略一定のばね力及び減衰力の特性は、乗物の運転中に経験する広範囲に亙ることが多い、道路状態及び乗物の運転入力（舵取り入力、ブレーキ力、乗物の速度等のような）を取り扱い得るようにした、設定値の精々妥協の結果にしか過ぎない。

例えば、ガス・オーバー・オイル装置のような従来の非線形の懸架装置は、特定の商業用及び軍事用乗物には寸法及び重量が過大である。かかる非線形の懸架装置の寸法及び重ｌを軽減すると共に、その作用特性を向上させることが常に課題とされている。

乗物の懸架装置に組み込まれる液体ばねの全体的な構造及び作用の例は、次の特許に開示されている。

第４．７４１．５１６号、　第４．８７７、２２２号、第４．７３５．４０２号、　第４．６５２．００８号。

発明の目的本発明の主な目的は、乗物の運転中、液体ばねのばね力及び減衰力の特性が自動的に調整されて、道路の状況、乗物の荷重の変化、及び乗物の運転入力、又はその組み合わせの双方の変化に応じて補正され得るようにした、改良に係る液体ばね式の乗物用懸架装置を提供することである。

発明の概要本発明の実施により、及び本発明の好適な実施例によれば、乗物の運転中、液体ばね及び乗物の運転パラメータの何れかの一方、又はその双方の検出された変化に応答して、液体ばねの各々のばね力及び減衰特性が連続的にコンピュータによって調整される、改良に係る液体はね式の乗物用懸架装置が提供される。

液体ばねの各々は、その内部に複式ピストン組立体が往復運動可能に配置され、土圧ノＪチャンバが回復（バウンス、ｂｏｕｎｃｅ）チャンバ及び反発（リバウンド、ｒｅｂｏｕｎｄ）チャンバに軸方向に仕切られている圧ツノチャンバを有する主シリンダハウシングを備えている。複式ピストン組立体は、主ハウジングに固着され且つ主圧力チャンバ内に同軸状に配置された支持ピストンを備えている。

分離ピストンヘッドは、静止支持ピストンに同軸状に固着され、主ハウジング部材に対して摺動可能に且つ密封可能に係合し、該部材に関して軸方向に動いて、圧力チャンバに出入りすることができる。この分離ピストンヘッドは、管状ピストンに固着され、該管状ピストンは、ハウジングから外方に突出し、圧力調整チャンバを形成する長手方向穴を有する管状ストラット部分を備えている。

回復チャンバ、反発チャンバ、及び管状ピストンの圧力調整チャンバ内には、可圧縮性の作用媒体が配置される。静止支持ピストンと管状ピストンとの間の環状体には、環状の流路が形成される。分離ピストンヘッドの反発チャンバ側に極（近接して、流れ伝達ポートが管状ピストンを通って半径方向に形成される一方、半径方向に伸長する流れ伝達ポートがそれぞれ回復チャンバ及び反発チャンバと連通し得るように静止支持ピストンに形成される。この静止支持ピストンには、流れ伝達ポートによって回復チャンバ及び反発チャンバと流れ連通状態に結合された長手方向流路が交差する。回転型定量供給弁（メタリング弁）が回復チャンバと反発チャンバとの間に介在されており、該弁は、独立的に作用して、可圧縮性液体をそれぞれ定量供給することが出来る。ピストン調整チャンバは、逆止め弁を通って回復チャンバに流れ連通状態に結合される。

液体ばねの各々のシリンダハウジングピストンは、関係する車輪構造体に固着されており、車輪構造体がフレームに関して垂直方向に撓む結果、ロッド構造体とハウジングとが相対的に軸方向に変位し、可圧縮性の作用媒体が車輪が垂直方向に変位するのを弾性的に且つ反発的に抵抗するばね力及び減衰力を付与し得るような状態にてそのストラットが乗物のフレームに固着されている。制御手段が設けられ、該制御手段は、それぞれ回転型定量供給弁を選択的に且つ独立的に作用させ、可圧縮性液体がピストンロンドのボートを通って定量供給されるとと共に、可圧縮性液体の有効量を選択的に変化させ、調整（モノニレ−ジョン、ｍ。

ｄｕｒａｔｉｏｎ）チャンバ内の可圧縮性液体の圧力を調整することにより、回復チャンバ及び反発チャンバ内の可圧縮性液体の圧力を選択的に変化させることが出来る。

ハウジングチャンバ内におけるピストンの相対的な軸方向位置を示す第一の信号と、回復チャンバ内の可圧縮性液体の圧力を示す第二の信号とを含む液体ばねの作用パラメータ信号を発生させる手段が設けられる。更に、典型的に、乗物への舵取り人力の方向及び大きさ、乗物の速度及び乗物に付与されるブレーキ力を示す信号を含む乗物の運転パラメータ信号を発生させる手段が設けられる。

コンピュータ手段は、液体ばねの作用パラメータ信号及び乗物の運転パラメータ信号を受け取り、それら応答して、各液体ばねのばね及び減衰特性を自動的に調整して、所望の走行高さ撓み及び最適な減衰力を維持し、走行性能の最大の特性が得られるような方法にて定量供給弁及び比例流量制御弁を作動させる出力信号を発生させる。

図面の簡単な説明新規であると考えられる本発明の特徴は、本明細書の最後の部分に特に指摘し且つ明確に記載しである。しかし、本発明は、その作用及び構成の双方の点で、その目的及び利点と共に、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することにより最も良く理解することが出来る。該添付図面において、図１は、本発明の教示内容に従って構成された複式ピストンストラットの長手方向断面図、図２は、走行高さが最大限撓んだときの複式ピストンの構成要素の相対的位置を示す、一部切り欠き拡大図、図３は、静止支持ピストンに関する主管状ピストンの回復伸長に応答する複式ピストン構成要素の相対的な位置を示す、図２と同様の図、図４は、本発明の好適な実施例に従って構成された液体ばね式懸架装置の各種の構成要素の相互接続状態を示す、電気、液圧及び機械の簡略化した概略図、図５は、図３の線５−５に沿った定量供給弁の簡略化した断面図、図６は、動的負荷の関数としてのストラットの撓み程度を示す性能曲線図、図７は、複式ウィンユボーン（Ａフレーム）組立体の図１の液体ばねを示す簡略化した概略図、図８は、図７の線８−８に沿った複式ウィンユポーン（Ａフレーム）組立体の断面図である。

好適な実施例の詳細な説明以下の説明において、明細書及び図面の全体を通じて同様の部品はそれぞれ同一の参照符号で表示する。図面は、当然、縮尺通りではなく、明確にすべく特定部品の比率は誇張して示しである。

先ず、図１及び図４を参照すると、改良に係る液体ばね式乗物懸架装置１０は、乗物の各車輪１４に略垂直方向に方向法めされた複式ピストン液体ばね１２を備えている。該液体ばね１２は、その上端が乗物のフレームＦに、及びその下端がで関係する車輪１４の車軸１Ｇに取り付は得るようにしである。該液体ばね１２は、車輪の各位置にて、必要とされる懸架ばね力及び減衰力を提供する作用を果たす。以下に説明するように、該液体ばね１２は、選択された乗物及び液体ばねの作用パラメータの検出された変化に応答して、液体ばね１２の重要な作用の特徴を連続的に且つ自動的に調整するコンピュータ１８によって制御される。

液体ばね１２は、ハウジングの上端２ＯＡ及びハウジングの下端２０Ｂを有する、細長の主シリンダハウジング２０を備えている。球状軸受２２がハウジングの下端２２Ｂに固着され、又、図４に示すように、車輪支持構造体１６に接続されている。球状軸受２４は、その内部に主ハウジング２０が入り子式に受け入れられる円筒状のハウジングブーツ２６に固着される。該球状軸受組立体２４は、乗物のフレーム（図示せず）に取り付は得るようにしである。環状グランド（グランド、ｇｌａｎｄ）部材２８は、ねじ式ユニオンＴにより主シリンダハウジング２０のハウジング上端２ＯＡに接続される。グランド２８とハウジングの上方側壁２ＯＡとの間には、環状のエラストマーシール３０が介在されている。該主シリンダハウジング２０は、可圧縮性シリコン系の作用液体を受け入れる圧力チャンバ３４を形成する円筒状穴３２を有する。

複式ピストン組立体３６は、主圧力チャンバ３４内に往（ν運動可能に配置され、該主圧力チャンバ３４を回復チャンバ３８及び反発チャンバ４０に軸方向に仕切る。該複式ピストン組立体３６は、主ハウジング２０の下端２０Ｂに固着され、主圧力チャンバ３４内に同軸状に配置された静止支持ピストン４２を備えている。

分離ピストンヘッド４４は、静止支持ピストン４２に同軸状に固着され、主ハウジングチャンバの穴３２に摺動可能に且つ密封可能に係合し、圧力チャンバ３４に関して軸方向に伸長し且つ退却して該圧力チャンバ３４への出入りを行う。分離ピストンヘッド４４は、環状シール４６により主ハウジングチャンバの穴３２に密封される。分離ピストンヘッド４４は、圧力調整チャンバ５２を形成する長手方向穴５０を有する管状ピストン４８に取り付けられる。管状ピストン４８は、主シリンダハウジング２０の外方に突出する管状のストラット部分４８Ｓを有し、ハウジングブーツ２６及び球状軸受２４に機械的に接続される。

支持ピストン４２の上端は、管状ピストン４８の穴５０内に入り子式に係合状態に受け入れられる。図３から最も良（理解されるように、静止支持ピストン４２の重なり合う端部分と管状ピストン４８との間には、減衰流れ環状体５４が形成されている。静止支持ピストンと管状ピストンとの間の環状体５４は、環状グランド（グランド、ｇｌａｎｄ）シール５６によって密封される。該管状ピストン４８は、環状グランドシール５８により環状ハウジングのグランド２８の穴に対して密封される。流れポート６０が管状ピストン４８のヘッドに形成されており、該流れポート６０には、液圧接続部（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｆｉｔｔｉｎｇ）６２が係合して、二重矢印６４で示すように、可圧縮性の作用流体が流動して圧力調整チャンバに出入りするのを許容する。

このように、管状ピストン４８及び分離ピストンヘッド４４は、反発チャンバ４０に関し、及び圧力調整チャンバ５２に関して回復チャンバ３８内で付与される異なる圧力状態に応答して主シリンダチャンバ３４内に伸長し且つ該主シリンダチャンバ３４の外に退却することが出来る。

分離ピストンヘッド４４の撓み位置は、ハウジングブーツ２６に取り付けられた位置センサ６６により検出される。該位置センサ６６は、コンデンサの一つの板を形成する導体を保持する一方、コンデンサの第二の板は、主シリンダハウジング２０の外側面に取り付けられたテーパー付きの導電性ストリップ６８により形成される。センサ板及びテーパー付きの導電性ストリップ６８により発生される静電容量は、センサヘッドがテーパー付きストリップに沿って移動するときに略直線状に変化する。この構成により発生される有効静電容量の値は、センサヘッド６６がテーパー付きストリップ６８から半径方向に変位する程度に直接、比例する電気的なアナログ出力信号７０を発生させる電子架橋回路の一部を形成する。

該ストリップ６８は、直線状のテーパーを有するため、該センサ板の半径方向への変位は、センサヘッドが基準位置り。（図２）から軸方向に変位する程度に直接、比例する。該アナログ電気出力信号７０は、コンピュータ１８に入力される乗物の運転パラメータ信号の一つを形成する。

回復チャンバ３８と反発チャンバ４０との間のチャンバ間の流れ連通状態は、ピストンの反発チャンバ側のハウジングの下端部分２０Ｂに極（近接して静止支持ピストンに半径方向に形成された流れ伝達ポート７２、及び分離ピストンヘッド４４の反発チャンバ側でハウジングの上端部分２ＯＡに極く近接して静止支持ピストンの半径方向に形成された流れ伝達ポート７４により提供される。上方の流れ伝達ポート７４は、減衰流れ環状体５４と流動連通状態にある。流れ伝達ポート７６は、反発チャンバ４０及び減衰流れ環状体５４と流れ連通状態にて、分離ピストンヘッドの反発チャンバ側に極く近接して管状ピストン４８に半径方向に形成される。静止支持ピストン４２には、半径方向流れポート７２及び回復チャンバ３８に連通すると共に、上方の流れ伝達ポート７４及び減衰流れ環状体５４に流れ連通する長平方向流路７８が交差する。

本発明の一つの特徴によれば、回復チャンバ３８と反発チャンバ４０との間には、可変流量絞り弁（ｖａｒｉａｂｌｅ　ｆｌｏｗ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）８０が介在される。該可変流量絞り弁８０は、可圧縮性の液体を回復チャンバ３８から反発チャンバ４０に定量供給し、及び反発チャンバ４０から回復チャンバ３８にそれぞれ定量供給し得るように独立的に作用可能である回転型定量供給弁８０であることが望ましい。該定ｌ供給弁８０は、管状マンドレル８４を中心として回転可能に取り付けられたロータ８２Ｒを有する直流電気ステッピングモータ８２を備えている。

軸方向に伸長する周縁通路８６Ａ、８６Ｂを有する定量供給弁体８６が、管状マンドレル８４上で回転可能にロータ８２Ｒに接続され、該定量供給弁体８６は、ロータ８２Ｒを適当に回転させたときに、動いて流れ伝達ポート７４と定量供給整合状態となり、又、その整合状態を脱し、これにより、回復チャンバ３８と反発チャンバ４０との間で可圧縮性液体を選択的に定量供給する。ステッピングモータ８２のロータ８２Ｒは、各々が１０°の９つの増分毎に回転し、弁体の定量供給通路は、図５に示した一部開放（最大減衰）位置から完全な開放（最小減衰）位置まで選択的に位置決め可能である。

管状マンドレル８４は、流路７８と流体連通状態に配置された中央穴８８を有し、支持ピストン４２を通って長手方向に伸長する。定量供給弁８０は、静止支持ピストン４２の上端に形成された端ぐり穴９０内に取り付けられる。該定量供給弁組立体８０は、ねじ付きりテーナキャップ９２により端ぐり穴９０内に保持される。ステッピングモータ８２を作動させる直流の電気は、支持ピストン４２の側壁に形成された長手方向穴９６を通じて配置される導電体９４により付与される。ピストンロッド４２及び主ハウジングシリンダ２０は、直流の戻り導体を形成する。

逆止め弁９８がリテーナキャップの凹所内に取り付けられており、所定の圧力差に応答して、ばね荷重を加えられて、排出流路１００を閉じ、又、延伸し、圧力調整チャンバ５２を環状マンドレル８４の中央穴８８と流体連通状態にする。

この構成によれば、回復チャンバ３８に関する圧力調整チャンバ５２内の圧力差が正である場合、逆止め弁９８は開放し、これにより、回復チャンバ３８が圧力調整チャンバ５２の圧力レベルまで加圧されることを許容する。このように、逆止弁９８は、調整チャンバから回復チャンバ３８への一方向のチャンバ間の流れを許容し、その逆の流れを阻止する作用可能である。

管状ピストン４８は、環状のハウシンググランド２８に対して摺動可能に且つ密封可能に係合し、又、摺動型ユニオンは、環状のワイパーシール１０２により更に密封される。反発チャンバは、ハウシンググランド２８に形成された環状スロット１０６内に取り付けられたＯリングシール１０４により更に密封される。

分離ピストン４４により環状ハウジングのグランド２８に付与される（ｉ撃力は、弾性的な回復（バウンス、ｂｏｕｎｃｅ）パッド１０８による反発を受ける。

乗物が静止しているとき、車輪構造体及び液体ばね１２によって支持されるその重量の一部は、管状ピストン４８に下向きの軸方向力を作用させ、これにより、分離ヘッド４４は主圧力チャンバ３４内に更に付勢され、その結果、回復チャンバ３８の容積を小さくする傾向となる。また、分離ピストンが下方に移動する結果、圧力調整チャンバの容積が小さくなり、これにより、圧力調整チャンバ５２内の作用液体を圧縮し且つ加圧する。

分離ピストン４４が下方にストロークすると、可圧縮性の作用液体は、流れポート７２を通じて流路７８を通り上方に付勢され、回転型定量供給弁８０を通じて流れ伝達ポート７４．７６に排出される。静止支持ピストン４２の面及び分離ピストン４４の面に作用する完全に上向きの流体圧力がその車輪構造体により支持された乗物の重量の荷重に等しくなったとき、管状ピストン４８は、主圧力チャンバ３４（図３）内で垂直方向の平衡撓み点り、にある。この平衡点は、乗物が静止しているとき、又は略水平な地形に沿って走行するときの乗物の走行高さを設定する。

更なる上向きの回復力が車輪構造体に付与されたとき、主シリンダハウジング２０は、管状ピストン４８に沿って更に上方に動かされ、可圧縮性の作用液体の流れは、定量供給弁８０を通じて定量供給され、回復チャンバと反発チャンバとのの内部圧力を均等にする。本発明の重要な特徴によれば、回復チャンバ３８の圧力は、圧力調整チャンバ５２からの流れによって調整され、分離ピストン４４の撓み程度を所望の走行高さＤＩ＋、：復旧させる。これは、瞬間的な走行高さの撓み程度を示すアナログ信号７０を受け取るコンピュータ１８によって行われる。

走行高さの撓み信号７０及びその他の乗物の運転パラメータに応答して、コンピュータ１８は、可圧縮性の作用液体の流れをアキュムレータから比例流量制御弁１１２及び流れ方向調整弁１１４を通じて供給することにより、圧力調整チャンバ５２内の圧力を増減させる。該アキュムレータ１１０は、液圧増幅装置（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　１ｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）１１７により可圧縮性の液体リザーバ１１５から供給を受ける。

次に、図６を参照すると、液体ばね１２の荷重撓み応答性が示しである。この実施例において、液体はね１２のピストンは、３インチのストローク撓み量り。

及び回復及び反発チャンバ内の約１８００ｐｓ　ｉの予め充填された圧力レベルＰに相当する、垂直方向の平衡撓み点Ａにある。回復衝撃に応答して、及び調整圧力が存在しないとき、管状ピストン４８は、主圧力チャンバ３４を通じてストロークし、その作用点は、非直線状の荷重撓み曲線Ｘに従う。圧力調整による補正しなかったならば、ピストンは、その底部が接触するまでそのストロークを続行する。しかし、高圧の可圧縮性液体を圧力調整チャンバ５２から逆止め弁９８を通じて回復チャンバ３８内に付与したとき、ビストンストロークは、点Ｂにて反転し、所望の走行高さ撓み量り、が荷重撓み曲線Ｙの点Ｃにて平衡状態に達するまで、管状ピストン４８は、退却する。回復力が反発力を受けると、回復チャンバ内の圧力は反発チャンバ内の圧力に等しくなり、これにより、作用点を荷重撓み曲線Ｘ上の点Ａに戻す。荷重撓み曲線Ｘ、Ｙは、全体として、作用可能な荷重撓み範囲の限界点を設定する。この作用点Ａは、圧力調整チャンバ５２内の圧力レベルを適当に調整することにより、作用可能な範囲内の任意の点に設定し且つ維持することが出来る。

比例流量制御弁１１２は、コンピュータ１８によって発生された流量制御信号１１６により制御される。この比例制御弁は、パイロットアクチュエータ１１８により駆動される。該パイロットアクチュエータ１１８は、シャトルを弁内で動かし、その入力が完全に妨害される第一の位置から両方の入力ポートが完全に開放してリザーバ１１０から加圧された作用液体を受け取る第二の位置、一つの出力ポートが開放し、もう一方の出力ポートが遮断される第三の位置まで可圧縮性液体がリザーバ１１０から方向制御弁１１４に流れる流量を比例的に制御する。

該第三の位置の４方向比例制御弁１１２が、完全な閉塞位置（遮断位置）から完全な開放位置（通気位置）まで連続的に可変の流量制御を行い得るように作用可能である。

流れ方向制御弁１１４は、コンピュータ制御信号１２０．１２２に応答して、回復チャンバ３８と流れ連通状態にある底部ポート１２４に選択的に供給する一方、第一の位置にて調整チャンバ５２と流れ連通状態にある頂部ポート６０を通気させ、この制御弁は、回復チャンバ３８が遮断され、調整チャンバ５２が開放して、アキュムレータ１１０から加圧された作用液体を受け取る第二の位置まで又、圧力調整チャンバ５２が装填され、回１夏チャンバ３８が通気されて加圧作用液体が液圧供給リザーバ１１０に戻るのを許容する第三の位置まで移動可能である。

この構成によれば、方向制御弁１１４は、コンピュータの制御により、圧力調整チャンバ５２が装填から排出に切り替えられ、回復チャンバ３８が装填から排出に切り替えられるように液圧導管６２．１２６を通る流れを切り替える作用可能である。更に、圧力調整チャンバ５２及び回復チャンバ３８は、共に、同時に装填することが出来、又、両方のチャンバを同時に遮断することも出来る。圧力調整チャンバ５２及び回復チャンバ３８は、乗物の運転パラメータに従って、選択的に遮断し又は開放して、装填及び通気を行うことが出来る。

乗物の運転パラメータには、手動／自動設定可能な走行高さ制御装置１２８、乗物の速度変換器（スピードトランスデユーサ）１３２、舵取り変換器（ステアリングトランスデユーサ）１３４、ブレーキ力変換器（ブレーキングフォーストランスデユーサ）１３６及び手動設定可能な減衰制御装置Ｉ（ダンピングコントローラ）１３８により発生された入力信号が含まれる。乗物高さ制御装置１２８、乗物速度変換器、舵取り変換器、ブレーキ変換器、走行高さセンサ及び手動式減衰制御装置は、各々アナログ信号を発生させ、これらのアナログ信号は、その後にアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によってデジタル化されて、コンピュータ１８に入力される。コンピュータ１８は、これらのアナログ及びデジタル式の乗物の運転パラメータ信号を受け取り、比例式流量制御装置１１２、流れ方向制御装置１１４に対するに対する制御信号を発生させ、及び直流定量供給制御信号１１ＩＯを発生させ、この信号１４０は、コネクタ１４２（図１）により導体９４に電気的に接続され、定量供給弁８０の電気ステッピングモータに付与されて、液体ばね１２のばね及び減衰特性を自動的に調整して、所望の走行高さ撓み量を維持する。

圧力調整チャンバ５２及び回（Ｘチャンバ３８と共に、比例式流量制御弁１１２及び流れ方向制御弁１２０を使用することにより、液体ばね１２の回復及び反発減衰特性を広い調整範囲に亙って選択的に、独立的に且つ迅速に変化させることが出来る。例えば、定量供給弁８０が流れ制御ポート７４．７６に関してその最大の位置に回転されると、静止支持ピストン４２及び管状ピストン４８に作用する減衰力は、その最小の大きさとなり、弁体８６は、その最小の制限設定位置に位置決めされる。減衰範囲のその他の限界点にて、図５に示すように、定量供給弁体８６がその完全な閉塞位置にあるとき、利用可能な回復及び反発減衰力は、最大となる。これら２つの極端な位置の間には、相対的な弁の位置、従って、利用可能な回復力及び反発減衰力の設定箇所が無数にある。

定量供給量は、定量供給弁８０により調整可能に制限することが出来るのみならず、圧力調整チャンバ５２及び回復チャンバ３８は、比例式流れ制御弁１１２の出力に関して、選択的に装填し又は通気し且つ開放し又は閉じることが出来、これにより、圧力調整チャンバ５２内の圧力変化により、回復チャンバ３８を瞬間的に調整し、液体ばね１２の減衰特性を更に変更することが出来る。これは、圧力調整チャンバ５２を使用し、例えば、ハウジング２０が１つの垂直方向に偏向されたときに圧縮エネルギを蓄える一方、ハウジングが反対の垂直方向に偏向したとき、その蓄えた圧縮エネルギを放出することが出来る。

液体ばね１２の作用は、制御入力信号１２０（走行高さ設定値）、１３２Ａ（乗物の速度）、１３４Ａ（舵取り）、１３６Ａ（ブレーキ量）、１３８Ａ（手動減衰）及び７０（撓み高さ）により、乗物の運転中にユニークな方法で制御される。位置センサ６６から伝達された撓み信号７０は、完全な伸長位置り。から測定された撓み距離り、（図３）に比例する大きさを有し、このため、主シリンダ圧力チャンバ３４の両端に関するピストンヘッド４４の軸方向位置を表示する。

この実施例によれば、液体はね１２のばね力特性、並びに回復及び反発減衰特性は、共に連続的に監視され、乗物の運転パラメータ及び液体ばね自体の撓み運転パラメータの変化に応答して自動的に変化される。例えば、ピストンヘッド４４の撓み位置の上述の連続的な検出により、任意の所定の時点にてコンピュータ１８は、ピストン４８の相対的な走行方向、その速度、及び主シリンダハウジング２０に対するその加速度を計算し、これに応じて、比例式流量制御弁１１２及び流れ方向制御弁１１４に対する制御装置の信号１１６．１２０を変化させ、車輪１４が回復又は反発ストロークの何れかにあるとき、ピストンの有効速度及び／又は加速度を略瞬間的に調整する。懸架装置１０は、便宜に利用して、液体ばね１２のばね及び減衰特性を連続的に且つ自動的に調整し、乗物が任意の所定の時点で遭遇する広範囲の道路状態に亙って懸架装置の性能を略最適にすることが可能であることが理解されよう。

懸架装置１１０は、シリコン系可圧縮性の作用液体の瞬間的な順応性及び可圧縮性を完全に活用する。シリコン系作用液体の可圧縮性の性質のため、シリコン系作用液体は、順応性が生じる前に液圧の流れを必要としないため、懸架装置１０は、ガス／油装置よりも弾性的衝撃力により迅速に応答することが出来る。瞬間的な回復及びより大きい減衰力は、衝撃程度を軽減するのみならず、フレームに伝達される連続的な衝撃サイクル数を著しく少なくし、これは、あらゆるハンドル操作及び走行時の快適さの特徴を向上させる。更に、改良にかかる懸架装置１０は、体積重量及び包装寸法が小さく、このため、ばね下荷重がより軽量であり、その結果、走行時のハンドル特性が更に向上することを特徴とする。

このように、改良に係る懸架装置１０は、広範囲に亙る荷重を支承し、液体ばねの荷重力の関係を徐々に且つ瞬間的に変化させ、懸架された車台が安定的に且つ快適な状態で乗物が荒地を走行することを可能にする。このように、該懸架装置は、懸架される車台に対する動的影響ノＪを軽減して、種々の静止荷重及び運動荷重に対応することが出来る。該懸架装置は、その方向、その瞬間的な位置及び加速度を含むピストンストラット４８の動きを検出する機能を備え、減衰機能及び回復又は反発力を修正して、車台に伝達される力を軽減する程度を最大にし、これにより、走行時の快適さを増すものである。

走行高さセンサの信号は、コンピュータにより読み取られ、該コンピュータは、比例式流量制御装置及び流れ方向制御弁に対して適当な出力信号を発生させ、車台の走行を最適に為し得るように所望の圧力及び必要とされる減衰レベルを発生させる。四輪の乗物の場合、４つの荷重走行高さ撓みセンサの出力は、車台の動的動作を表現し、道路に対する車台のヒープ、ピッチ、ロール及びワープモードを表現する。該懸架装置１０は、減衰力を利用して、加速度に反作用し、ばね力の調整程度を増減し、適当なストラットにおける変位量を加減し、均一でない走行路に亙ってより安定した走行を実現する。

液体はね式懸架装置は、はね及びショックアブソーバの双方として機能し、この場合、その双方の機能共に、所望の範囲内で調整し、減衰力を加減して、より固く又は柔らかい性能とし、ばね力を加減して、道路の動的状態、ばね上質量及び車台の動作に応答し、車台の動的動作を有効に軽減する一方、より平滑でより快適な走行を実現する。各ストラットにおける走行高さセンサからの信号は、所望の走行高さに関する方向及び位置により検出され、これにより、コンビ、−タによるリアルタイムの調整を可能にする。走行高さ位置の信号は、連続的に監視され、制御装置で利用されて、車台、運転のヒープ、ロール及びワーブモードを表示するその他のストラットと比較され、補正する減衰及びばね力は、ストラット内で瞬間的に修正されて、所望の走行及び乗物制御が実現されるようにする。

懸架袋ｆｉｔ　１０は、より大きい減衰力機能及びばね力を迅速に変更する機能を提供することが理解されよう。これは、従来技術の懸架装置に優る改良に係る性能を実現するものである。しかし、本発明の懸架装置は、液体ばねの構成要素の数及び複雑さの双方を軽減することにより、組立てを簡略化するものである。

これに応じて、装置の全体的なコスト及び重量が軽減される。更に、より大きい荷重変化範囲に亙って改良された走行うオリティの改善が実現され、これにより、摩擦を軽減し、信頼性を増すものである。従って、実際的な動的走行を制御する懸架装置の開発の妨げとなっていた多くのファクタが解決される。本発明の懸架装置は、広範囲に亙る適用例に採用可能であり、その適用例において、次の機能が提供される。

ａ、レベリング装置に対する迅速な順応性。

ｂ　コーナ部分に傾くことが可能。

Ｃ１曲線での水平な走行。

ｄ、ブレーキを掛けたときの急激な停止の軽減。

ｅ、加速したときの急激な走行の軽減。

ｆ　車台のピッチ動作の軽減。

ｇ、車台のロール動作の軽減。

ｈ　車台の回復サイクルの軽減。

ｉ、車台に伝達されるピーク回復力の軽減。

Ｊ、ばね力は可圧縮性液体に作用するため、舵取り軸受の反発が軽減され、これにより、従来の鋼ばねの反発及び回転に必要とされる独立的な軸受を不要にすｋ　可圧縮性の流体で走行する結果、一層の絶縁により、騒音を軽減し、車台に対する高振動数の振動を軽減する。

ｌ　電子的な減衰制御が減衰力を調整し、回復及び反発時の減衰程度の差がある状態で滑らかに走行するための最適な装置条件を提供する。

ｍ、流量制御装置内の電気液圧による圧力は、車台のピッチ、ロール及び垂直方向（ヒープ）動作を打ち消すためにばね力をリアルタイムで変更する。

ｎ、ストローク長さが短くなる結果、乗物の荷重能力の変化に対応するためのストロークが不要であるため、従来の懸架装置よりも優れた走行状態が得られる。

図４に示した懸架装置１０は、マクファーソン（ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎ）型式の単一の車輪組立体用の典型例であり、コンピュータ、液圧リザーバ、アキュムレータ及び増幅装置のような共通の構成要素を除いて、液体ばねを含む対応する構成要素が各車輪毎に必要とされることを認識すべきである。本発明の液体ばねは、図７の複式ウィッシュホーン（Ａフレーム）形態のようなその他の懸架装置の形態に取り付けることが出来る。ピストンの撓み位置の検出は、例えば、光電気位置センサ、磁気抵抗型センサ、又は誘電型センサにより実現することが出来る。故に、請求の範囲は、本発明の全ての実施例及び本発明の範囲から逸脱しないその全ての変形例を包含することを意図するものである。

Ｆ″ＩＧ　：ＦＩＧ、８捕市書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）

Claims

【特許請求の範囲】

１．車輪組立体を乗物のフレームから懸架するストラットにして、車輪組立体に取り付け得るようにした主シリンダハウジングであって、圧力チャンバを形成する穴と、可圧縮性の液体を前記ハウジングの圧力チャンバ内に導入する入口ポートと、とを有する主シリンダハウジングと、乗物のフレームに取り付け得るようにし管状ピストンであって、圧力調整チャンバを形成する穴と、可圧縮性の液体を該圧力調整チャンバ内に導入する入口ポートとを有し、前記主シリンダハウジングの穴に対して摺動可能に且つ密封係合可能に配置され、これにより、前記主シリンダハウジングチャンバを回復チャンバと反発チャンバとに仕切る環状ヘッドを有する管状ピストンと、前記主シリンダハウジングに取り付けられ、該主シリンダハウジングチャンバを通って突出し、前記管状ピストンの穴に対して摺動可能に密封係合するピストンロッドと、流路により交差され、前記回復チャンバを前記反発チャンバと流れ連通状態に接続する前記ピストンロッド及び管状ピストンと、前記回復チャンバ、反発チャンバ及び調整チャンバと流体連通状態に結合され、可圧縮性の液体が一方のチャンバから他方のチャンバに流れる量を制御する弁装置とを備えることを特徴とするストラット。
２．請求の範囲第１項に記載のストラットにして、前記弁装置が、前記回復チャンバと前記反発チャンバとの間に介在され、可圧縮性の液体が回復チャンバか反発チャンバに流動する量及び反発チャンバから回復チャンバに流動する量をそれぞれ調整する可変流量絞り弁と、前記圧力調整チャンバと前記回復チャンバとの間に介在され、可圧縮性の液体が圧力調整チャンバか反発チャンバ内に一方向に流動するのを許容し、その逆方向への流れを妨害する逆止め弁とを備えることを特徴とするストラット。
３．請求の範囲第２項に記載のストラットにして、前記可変流量絞り弁が、前記回復チャン及び反発チャンバとの流体連通状態に係脱し得るように回転可能な流路を有する回転定量供給弁を備えることを特徴とするストラット。
４．請求の範囲第１項に記載のストラットにして、前記ピストンロッドが、長手方向穴及び半径方向流れ伝達ポートにより交差され、前記回復チャンバと前記反発チャンバとを流れ連通状態にし、前記弁装置が、前記長手方向流路と半径方向流れポートとの間に介在された可変流量絞り弁を備えることを特徴とするストラット。
５．請求の範囲第１項に記載のストラットにして、前記弁装置が、前記圧力調整チャンバを前記回復チャンバと流れ連通状態に接続する管状マンドレルと、該管状マンドレル上に回転可能に取り付けられた可変流量絞り弁を備え、該可変流量絞り弁が前記回復チャンバと前記反発チャンバとの間に作用可能に介在されることを特徴とするストラット。
６．フレーム、車輪構造体、乗物の運転パラメータ信号を発生させる手段を有する乗物に使用される懸架装置にして、前記乗物のフレームと車輪構造体との間に作用可能に介在され、可圧縮性の液体を利用し、乗物のフレームと車輪構造体との間の相対的な垂直方向への変位を応答可能に制御し得るようにばね力及び減衰力を付与する液体ばねであって、主圧力チャンバを形成する穴を有する主シリンダと、前記主圧力チャンバ内に配置された複式ピストン組立体とを有する液体ばねを備え、該複式ピストン組立体が、前記王シリンダに取り付けられたピストンロッドと、該ピストンロッドに可動に取り付けられた管状ピストンであって、前記主圧力チャンバを回復チャンバと反発チャンバとに仕切るヘッド部分を備える管状ピストンと、前記主圧力チャンバから突出する管状ストラット部分と、調整チャンバを形成する、管状ストラット部分に形成された穴とを有し、前記回復チャンバ、反発チャンバ及び可圧縮性の液体が一方のチャンバから別のチャンバにチャンバ間を流動するのを制御する調整チャンバと流体連通状態に結合された弁装置と、前記液体ばねに結合され、乗物の運転パラメータ信号の検出された変化に応答して、前記回復チャンバの圧力、調整チャンバの圧力及びチャンバ間の流量を制御する制御装置とを備えることを特徴とする懸架装置。
７．請求の範囲第６項に記載の懸架装置にして、前記制御装置が、液体ばねの作用パラメータ信号を発生させる手段と、前記液体ばね及び乗物運転パラメータ信号に結合され、更に、乗物の運転パラメータ信号及び液体ばねの作用パラメータ信号の検出された変化に応答して、反発チャンバの圧力、調整チャンバの圧力及びチャンバ間の流量を調整する制御装置に結合されたコンピュータとを備えることを特徴とする懸架装置。
８．請求の範囲第７項に記載の懸架装置にして、前記液体ばねの作用パラメータ発生手段が、前記ハウジングチャンバ内でのピストンロッドに関する可動ピストンヘッドの位置を表示する信号を発生させる作用可能であることを特徴とする懸架装置。
９．請求の範囲第６項に記載の懸架装置にして、前記乗物の運転パラメータ発生手段が、乗物の所望の走行高さ撓み量を表示する調整可能な出力信号を発生させる作用可能な手動操作式制御装置を備えることを特徴とする懸架装置。
１０．請求の範囲第６項に記載の懸架装置にして、前記乗物の運転パラメータ発生手段が、該乗物に対する舵取り入力に比例する出力信号を発生させる作用可能な変換器を備えることを特徴とする懸架装置。
１１．請求の範囲第６項に記載の懸架装置にして、前記乗物の運転パラメータが、該乗物の速度に比例する出力信号を発生させる作用可能な変換器を備えることを特徴とする懸架装置。
１２．請求の範囲第６項に記載の懸架装置にして、前記乗物の運転パラメータ発生手段が、該乗物に加えられるブレーキ力に比例する出力信号を発生させる作用可能な変換器を備えることを特徴とする懸架装置。
１３．請求の範囲第６項に記載の懸架装置にして、前記乗物の運転パラメータ発生手段が、所定の減衰ファクタを表示する調整可能な出力信号を発生させる作用可能な手動操作式制御装置を備えることを特徴とする懸架装置。
１４．フレーム及び車輪構造体を有する乗物に使用される液体ばね式懸架装置にして、可圧縮性の液体を保持し得るように配置された主チャンバを有する管状ハウジングと、前記チャンバ内に往復運動可能に配置され、該主チャンバを回復チャンバと反発チャンバとに仕切るヘッド部分を有する管状ピストンと、前記ハウジングに取付けられ、前記管状ピストンの穴に対して摺動可能に且つ密封可能に係合されたピストンロッドと、前記ハウジングの外側に配置された外端部分を有する前記管状ピストンと、前記回復チャンバと反発チャンバとの間に形成された減衰流れ環状体とを有する液体ばねと、前記フレームと前記車輪構造体との間の相対的な垂直方向への動きにより前記管状ピストンと前記ハウジングとの間に相対的な軸方向への並進が生じるような方法で前記液体ばねを前記フレーム及び前記車輪構造体に作用可能に関係付ける手段と、乗物の少なくとも一つの運転パラメータの変化に応答して、回復チャンバと反発チャンバとの間のチャンバ間の流れを調整可能に制限し、これにより、前記液体ばねの減衰力を選択的に変化させる手段とを備えることを特徴とする液体ばね式懸架装置。