JP2006519124A - 車両懸架装置用液圧システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】車両用の車両懸架装置用液圧システムである。車両は、車体と、少なくとも２つの前方および２つの後方の車輪アセンブリとを有する。車両懸架装置は、車輪アセンブリの上方に車両を弾性的に支持するために、車体と車輪アセンブリとの間に前後の弾性車両支持手段を有する。この液圧システムは、車輪アセンブリと車体との間にそれぞれ配置された少なくとも２つの前方（１１，１２）および２つの後方（１３，１４）の車輪ラムを備える。各ラム（１１〜１４）は、少なくとも圧縮チャンバ（４５〜４８）および反発チャンバ（４９〜５２）を有する。各前方車輪ラム（１１，１２）の圧縮チャンバ（４５，４６）および反発チャンバ（４９，５０）は、対角的に対向した後方車輪ラム（１３，１４）の反発チャンバ（４７，４８）および圧縮チャンバ（５１，５２）と流体連通して２つの流体回路を与える。各流体回路は、その中に前後の圧縮体積を与える。各流体回路の前方圧縮体積は、他方の流体導管の後方圧縮体積と流体連通している。さらに各圧縮体積内の流体の流れを前後の圧縮体積間で減衰させるための減衰手段（５３〜５６，７１，７２）が設けられて、この液圧システムで与えられる懸架パラメータ、例えばロール剛性、ロール減衰、ピッチ減衰およびヒーブ減衰は、互いに独立して調整可能である。

Description

本発明は、一般に車両用懸架システムに関し、特に１以上の懸架パラメータの制御を与える液圧システムに関する。

車体に対する車輪運動の異なるモードを受動的に区別し、それ故機能的に種々の代案を与える能力を有した代替の相互接続型懸架システムが数多く知られている。例えば、出願人の米国特許第６，２７０，０９８号は、圧力バランス型“負荷分布”ユニットを、２対の対角的に相互接続された複動式車輪ラム間に設けている。このシステムは、異なるヒーブ、ロールおよびピッチ剛性率をゼロワープ剛性で与え、また４つの基本懸架モード（ヒーブ、ロール、ピッチおよびワープ）の全てに異なる減衰率を与える。このシステムは、車両の重量を支持するので、車両上の負荷が変化するとき、あるいは流体温度が変化するときに、システム内の６つの体積の各々における流体の体積が調整されなければならない。またシステム内の６つの体積は、ある負荷条件では、全て異なる圧力となり得るので、流体がシールを通して漏れる可能性がある。これはまた、正しい車両姿勢を維持するために流体体積調整が行われることを必要とする。このことは、高圧力の流体源、センサ、制御電子回路および弁を必要として、受動型システムとしてはシステムのコストを比較的高いものにしてしまう。

高ロール剛性を低ワープ剛性且つ僅かなヒーブ剛性で与えると共に高ロール減衰を低く快適な隔離型ヒーブ減衰で与える受動型システムの一例が、出願人の国際出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００３１２に見出される。このシステムは有意なヒーブ剛性を与えないので、別々の支持スプリングが必要とされる。
ロールおよび／またはヒーブ減衰だけを有するシステムの一例が、ヤマハの米国特許第５，４８６，０１８号およびカヤバの米国特許第６，０２４，３６６号に見出される。これら文献のシステムは、一対の車輪減衰ラム間に装置を使用する。各車輪減衰ラムは、そのピストン内にダンパー弁を有して、複動式減衰を与えるがそのラムを単動式にする（即ち、流体ポートだけがある）。この装置は、同相（即ちヒーブ）および位相ずれした（即ちロールおよび／またはピッチ）運動に対して独立したレベルの減衰を与える。しかしながら、このシステムは、どのモードにも有意な剛性を与えないので、支持スプリングに対する必要性に加えて、一般に反発およびロール剛性間の良好なバランス用にアンチロールバーが必要とされる。また、車輪ラムが実際上単動式である（１つの流体ポートだけを有する）ので、装置が与えることができる減衰の量は制限される。この問題と戦うためにシステムに対しいくつかの改良がなされている。これらの改良は、日本特許公報第１１２９１７３７号に見出されるが、これらは多くの配管とスプール弁を設けることによってシステムの複雑さを増加している。

それ故、本発明の１つの目的は、従来の車両懸架システムの欠点の少なくとも１つを克服する車両懸架装置用液圧システムを提供することにある。

本発明の好ましい目的は、この液圧システムが、ロール剛性、ロール減衰、ピッチ減衰およびヒーブ減衰を与え、これらの全てが実質的に互いに独立して設計および調整可能であって、各パラメータの最適化を可能にすることにある。

このことに留意して、本発明の１つの形態により、車両用の車両懸架装置用液圧システムが提供される。前記車両は、車体と、少なくとも２つの前方および２つの後方の車輪アセンブリとを有し、前記車両懸架装置は、車輪アセンブリの上方に車両を弾性的に支持するために、車体と車輪アセンブリとの間に前後の弾性車両支持手段を有する。前記液圧システムは、車輪アセンブリと車体との間にそれぞれ配置された少なくとも２つの前方および２つの後方の車輪ラムを備え、各ラムは、少なくとも圧縮チャンバおよび反発チャンバを有する。各前方車輪ラムの圧縮チャンバおよび反発チャンバは、対角的に対向した後方車輪ラムの反発チャンバおよび圧縮チャンバと流体連通して２つの流体回路を与え、各流体回路は、その中に前後の圧縮体積を与え、一方の流体回路の前方圧縮体積は、他方の流体回路の後方圧縮体積と流体連通している。さらに各圧縮体積内の流体の流れを前後の圧縮体積間で減衰させるための減衰手段が設けられて、この液圧システムで与えられる懸架パラメータは、互いに独立して調整可能である。

本発明に係る液圧懸架システムは、懸架パラメータ、例えばロール剛性、ロール減衰、ピッチ減衰およびヒーブ減衰の独立した調整および設計を可能にする。このことにより、これら懸架パラメータのできるだけ多くが最適化される。

車両は、主として弾性車両支持手段によって支持されていることが好ましい。
車両支持手段は、既知の支持手段、例えばコイルスプリング、エアスプリング、トーションバー、リーフスプリングおよびラバーコーンでよい。車両支持手段は、コイルスプリングやエアスプリングの場合、車輪ラムの回りに搭載されるか、別々に搭載される。

フェールセーフおよび／または車輪上昇ロックアウト用に２つの流体回路を遮断する追加の弁が設けられる。
車両支持手段は車両支持の主たる手段なので、減衰および剛性システムの体積の全ては、同じ圧力で動かされる。また、このシステムは液圧用の流体および気体（両者は温度上昇に伴って拡張する）を含むので、設計温度をカバーする設計範囲内でシステムの静圧およびロール剛性を維持するために、圧力補償配置が必要とされる。この圧力補償配置は、経時的な流体損失を補償することにも使用できる。それ故、システム体積の各々に対しそれぞれの制限器または弁を介して接続された圧力維持装置が設けられる。例えば、圧力維持装置は左右の圧縮体積に接続される。

添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示している。他の配置も可能であるので、添付図面の特殊性は、発明の先行する説明の一般性に代わるものと理解されるべきではない。
図面において、
図１は、ロール剛性並びにロールおよびピッチ減衰を有する本発明に係る液圧システムの第１の好ましい実施形態の模式図である。
図２は、液圧システムの第１の好ましい実施形態の変形例の模式図である。
図３は、液圧システムの第１の好ましい実施形態に対する他の変形例の模式図である。
図４は、本発明に係る液圧システムの第２の好ましい実施形態の模式図であり、第１の実施形態と同様で、同じ接続シーケンスを有するが、導管の経路設定が異なる。
図５は、液圧システムの第２の好ましい実施形態に対する変形例の模式図である。
図６は、図５のシステムの変形例の模式図であり、追加的に圧力維持配置を示している。
図７は、車両上に配置された部品を伴う図６のシステムの斜視図であるが、車両部品は明瞭にするために省略されている。
図８は、図５に示された液圧システムに対しフェールセーフを与えると共に圧力維持を組み入れた変形例の模式図である。
図９は、図６の液圧システムに対する変形例の模式図である。
図１０は、本発明に係る液圧システムの第３の好ましい実施形態の模式図であり、レイアウトおよび接続シーケンスは図９と同様であるが、アキュムレータはシステム内の異なる接続点に配置されている。
図１１は、本発明に係る液圧システムの第４の好ましい実施形態の模式図であり、先の配置と同様の接続シーケンスを有するが、ピッチおよびアキュムレータダンパー弁の配置が異なる。

図面の説明
最初に図１を参照すると、車両用の懸架システムが示されている。４つの車輪ラム（１１，１２，１３，１４）は、車両の４つの対角的に配設された車輪（図示せず）と車体（図示せず）との間に配置されている。各車輪ラムは、車輪と共に移動する車輪ハブまたは他の懸架構造に接続されたシリンダ（１５，１６，１７，１８）と、このシリンダ内に摺動可能に収容されたピストン（１９，２０，２１，２２）と、このピストンと車体との間に固定されたロッド（２３，２４，２５，２６）とを有する。車体に対するロッドの接続は、既知の手段によって、通常はラバーブッシングを介して行われる。このブッシングは、マクファーソン圧縮材構造の場合、通常は軸受けを有する。

理解を容易にするために、車両弾性支持手段は、“コイルオーバー”、即ちコイルスプリング（２７，２８，２９，３０）として示されている。これらは、車輪ラムの回りに位置決めされ、また、シリンダに固定された下側スプリング板（３１，３２，３３，３４）と、（直接または間接的に例えば軸受またはブッシングを介して）車体またはロッドに接続される上側スプリング板（３５，３６，３７，３８）と、の間に配置されている。ここで理解されるべき点は、弾性支持手段は、代りとなる既知のタイプ、例えばエアスプリングのようなものであり、しかもコイルスプリングによって示されているようにシリンダの回りに、あるいはラムとは離れて配置され得るということである。このことは、代替例を、例えば、車輪位置を与える構造に接続されたトーションバーにまで広げる。また、車輪ラムは反転され得る。この場合、シリンダは外部チューブの内側になり、ロッドは外部チューブに固定される。そして、外部チューブは下側スプリング板を支持する。上側スプリング板は、シリンダに搭載されるか、車体に直接搭載される。

図示の車輪ラムは、単純化するために基本的に通常の複動式ラムである。左前方の車輪ラム１１を例にすると、ピストン１９（ロッド２３全体の一部分として形成されることもある）は、軸受け３９およびシール４０を含む２つの溝を有する。ある場合には、個々の軸受けおよびシール部品は、組立の容易性および低コスト化のために、ピストンに結合されるかその回りに形成される単一の物品（図示せず）によって置換され得る。シリンダ端部（４１）は、３つの溝を有する。これらの溝は、ロッドシール４２と、軸受け４３と、ロッドワイパー４４または他の形態の二次シール例えば排除器とを含む。各ラムはそれ故、圧縮チャンバ（４５，４６，４７，４８）と、反発チャンバ（４９，５０，５１，５２）とを有する。これらは、ピストン（１９，２０，２１，２２）によって各シリンダ（１５，１６，１７，１８）内に形成されるものである。

各車輪ラムの直接減衰は、各車輪ラムの圧縮および反発チャンバ付近の導管（６１〜６６）に搭載されている圧縮（５３〜５６）および反発（５７〜６０）ダンパー弁を設けることによって達成できる。これらのダンパー弁は、単動式であって、圧縮または反発チャンバからの流体の流れを制限するように作用するか、あるいは複動式であって、この場合には（圧縮または好ましくは反発チャンバ上の）一方の弁だけが使用される。これらのダンパー弁は、パッケージスペースのある車輪ラム本体内に配置されるか、車輪ラム本体に対し、または図示のように導管内に対し取り付けられる。

各車輪ラムの直接減衰は、この代わりに、ダンパー弁／配置を各車輪ラム内に設けることによって達成できる。
４つの複動式車輪ラムは一対の対角回路によって接続され、ロールおよびピッチ剛性をヒーブ剛性から受動的に分断する。第１の対角回路は、２つの流体体積、左前方圧縮体積および右後方圧縮体積を有する。左前方圧縮体積は、左前方圧縮チャンバ４５と、左前方圧縮導管６１と、右後方反発導管６７と、右後方反発チャンバ５１とを含む。右後方圧縮体積は同様に、右後方圧縮チャンバ４７と、右後方圧縮導管６３と、左前方反発導管６５と、左前方反発チャンバ４９とを含む。

第２の対角回路は、２つの流体体積、右前方圧縮体積および左後方圧縮体積を有する。右前方圧縮体積は、右前方圧縮チャンバ４６と、右前方圧縮導管６２と、左後方反発導管６８と、左後方反発チャンバ５２とを含む。左後方圧縮体積は同様に、左後方圧縮チャンバ４８と、左後方圧縮導管６４と、右前方反発導管６６と、右前方反発チャンバ５０とを含む。

この単純な対角接続配置は、流体を次のように変位させる。即ち、ロールおよびピッチでは、１つの圧縮チャンバに対応する流体体積と、これと対角的に対向する車輪ラムの環状反発チャンバに対応する流体体積は、（アキュムレータのような弾性装置内へまたはそこから）変位される。これに対し、ヒーブでは、ロッド体積（圧縮チャンバから環状反発チャンバを引いたもの）に対応する流体体積だけが（弾性装置内へまたはそこから）変位される。ヒーブよりもロールおよびピッチモードで高く変位される相対体積は、ヒーブ剛性よりも高いロールおよびピッチ剛性を与える。

しかしながら、第１及び第２の対角回路は、第１及び第２のピッチ導管（６９，７０）によって接続されている。左前方圧縮体積は、左圧縮体積を形成する第１のピッチ導管（６９）によって左後方圧縮体積に接続され、また右前方圧縮体積は、右圧縮体積を形成する第２のピッチ導管（７０）によって右後方圧縮体積に接続されている。各車輪ラム（１１〜１４）内のピストン上のピストンシールは、左右の圧縮体積間にシールを与える。第１及び第２のピッチ導管（６９，７０）に沿う流体の流れが完全に制限されるか遮断される場合、２つの対角回路の基本配置のピッチ剛性は、ワープ剛性と同様に残る。ここで留意されるべき点は、ピッチ剛性はロール剛性に関連付けられているので高いが、ワープ剛性はヒーブ剛性に関連付けられているので低い、ということである。第１及び第２のピッチ導管に沿って許容された流れがある場合、ピッチ剛性は除去されるが、第１及び第２のピッチ導管に沿う流れの減衰は、液圧システムの、それ故車両のピッチ運動に対して減衰を与える。このために、第１及び第２のピッチ導管の各々にインラインでピッチダンパー弁（７１，７２）が示されている。このピッチダンパー弁は、受動的オリフィスや、受動的多段ダンパー弁、または他の形態の可変ダンパー弁であって、ピッチ導管を完全に遮断することさえできる。ピッチダンパーは、単一の複動式弁または２つの単動式弁であって、ロックオフまたは遮断弁や、他の既知の形態の制御可能な制限器を有する。この代わりに、ピッチダンパーは、既知の形態、例えば各ピッチダンパー弁の回りに切換可能なバイパスを組み入れた単純なスイッチ式ダンパー、あるいは単純な流出制御型オリフィスであり得る。

２つの体積（左右）に弾性を与えるための１つの配置は、各体積に対して単一のアキュムレータ（７３，７４）を与えるものである。ヒーブ減衰よりも多量のロール減衰を与えるために、各アキュムレータとそれに関連した体積との間の接続は、ダンパー弁を含まなくてはならない。前後のロール減衰を調整可能にするために、前方ロールダンパー弁（７５，７６）と後方ロールダンパー弁（７７，７８）が、各アキュムレータ（７３，７４）に対して設けられる。これらロールダンパー弁もまた受動的であるか、制御される。この制御は、既知の形態であって、単純なスイッチ式ダンパー弁から完全な連続可変式ダンパー弁まである。単純なスイッチ式ダンパー弁は、既知のタイプであって、例えば各ロールダンパー弁を迂回する切換可能なバイパス、あるいは単純な流出制御型オリフィスであり得る。

図中に示されたダンパーが存在する全ての点で実際に、そのダンパー弁は、双方向に同じ特性を有する単一ダンパー弁であるか、流体が流れる一方向と他方向で異なる特性を有する単一弁であるか、一方向に流体制限特性を有すると共に反対方向に比較的自由に流れる単一弁であるか、２つの単動弁であって、１つのダンパー弁が一方向の流れに対する制限を制御し、第２のダンパー弁が反対方向の流れに対する制限を制御する２つの単動式弁である。この２つの弁は、並列に使用されるか、あるいは従来のダンパー弁技術で知られているように各弁に平行な非復帰弁と直列に使用される。

この液圧システムの動作は基本的に次の通りである。
ヒーブでは、左右のロッド体積に対応する流体体積は、アキュムレータ内にまたはそこから変位される。ロッド体積はアキュムレータの気体体積と比べて一般に小さいので、ロッド面積全体に作用するヒーブの圧力変化もまた小さく、車輪力にあまり変化を与えない。それ故、この液圧システムは、非常に低いヒーブ剛性を有する。

ワープでは、一方の対角回路からのロッド体積に対応する流体体積は、第１及び第２のピッチ導管（６９，７０）を通して他方の対角回路内に送られる。それ故、この液圧システムは、無視できるワープ剛性を有する。

ロールでは、例えば右旋回をして車両を左にロールさせるときに、シールされた左圧縮体積は、（左圧縮チャンバ４５，４８および右反発チャンバ５０，５１からアキュムレータ７３に入る流体に起因して）圧力が増加し、また右圧縮体積は、（アキュムレータ７４から右圧縮チャンバ４６，４７および左反発チャンバ４９，５２へ入る流体に起因して）圧力が減少し、これにより必要なロール結合が与えられる。

ピッチでは、例えば制動時に、流体は、前方ラム圧縮チャンバ４５，４６から、また後方ラム反発チャンバ５１，５２から変位される。この流体は、第１及び第２のピッチ導管（６９，７０）を通して流れ、従って拡張している後方ラム圧縮チャンバ４７，４７および前方ラム反発チャンバ４９，５０へ移送される。容易に理解され得るように、制動（または車体に対する車輪の同様な方向のピッチ運動）時に、流体は、第１及び第２のピッチ導管並びにピッチダンパー弁を通して、この単一方向に流れる。逆方向のピッチ運動中、例えば加速時に、流体は、第１及び第２のピッチ導管並びにピッチダンパー弁を通して、反対方向に流れる。それ故、異なるダンパー特性を２つの異なるピッチ方向の流れに対し使用して、制動方向のピッチ減衰と加速方向のピッチ減衰の独立した制御を与えることが好ましい。このことは明らかに好ましい。何故ならば、ピッチ速度、加速度、ピーク力および一般的な要求（例えば制御に対する力と快適さに対する力との間のトレードオフ）は、２つの方向で全く異なるものとすることができるからである。

車両が平均高さを変化させないでピッチ（縦揺れ）する場合、およびロッド体積が前後で等しいサイズである場合は、（アキュムレータを除けば）システムの流体体積に正味の変化はないので、ピッチ剛性は存在しない。しかしながら、ロッド体積が純粋なピッチ運動について前後で一致しない場合は、液圧システムによって導入される小さなピッチ剛性が存在する。

液圧システムのロールモーメント分布に依存して、前後のチャンバ体積の変化は、一致させることもあれば、されないこともある。ロールモーメント分布が５０％に近い場合、与えられるピッチ減衰は、車両の両端におけるものと同程度になる。液圧システムのロールモーメント分布が５０％でない場合、あるいは構造や他の効果に起因して、ピッチダンパーは、車両の一端に他端よりも大きな規模の減衰力を発生することがある。車輪ダンパー弁は、前後のピッチダンパー効果の差を補償することに使用できる。何故ならば、この差が特に通常は（車輪ダンパー弁によっても追加的に与えられる）ロール減衰のアンバランスと同じ方向であって、液圧システムが従来の懸架システムよりも良好な妥協を依然として与えるためである。

それ故、ピッチでは、第１及び第２のピッチ導管（６９，７０）に沿って前方から後方へ移送された流体は、ピッチダンパー弁（７１，７２）を通過して、ピッチ減衰を与える。この流体はまた、ピッチダンパー弁（７１，７２）に平行な前後のロールダンパー弁（７５，７７および７６，７８）を通過して、アキュムレータ（７３，７４）へ入ることができる。与えられた入力に対する総合的なピッチ減衰は、それ故ピッチダンパー弁、ロールダンパー弁およびアキュムレータ間の流れ制限および圧力バランスに依存する。

液圧システムのロールモーメント分布は、（コイルスプリング率や、前後のブッシング剛性差等に起因して）全体として懸架システムのロールモーメント分布と一致しないので、前輪には後輪とは異なるレベルのロール減衰を与える必要がある。このことは、図１に示されるように、ピッチダンパー弁のいずれかの側に別々の前方および後方ロール減衰弁を使用して行うことができる。しかしながら、ある車両では、図２に示されたような単純な配置を使用して、車両の一端に追加的なロール減衰を得ることが可能である。

図２では、各アキュムレータ（７３，７４）に対して１つのロール減衰弁（９１，９２）だけが存在している。各アキュムレータは、この単一ロール減衰弁とピッチ導管中のピッチダンパー弁（７１，７２）の前方を介して、それぞれのピッチ導管（６９，７０）に接続されている。このことで確実にされることは、ピッチダンパー弁（７１，７２）がロールダンパー弁（９１，９２）と作用して、前方車輪ラム（１１，１２）に作用するロールダンパー弁（９１，９２）だけによって与えられるロール減衰と比べて、後方車輪ラム（１３，１４）にかかるロール減衰を増加させる点である。これにより、図１について上記で論じられたように、望ましい追加的なロール減衰が後方車輪ラムに与えられる。同様のロール減衰分布を持つ図１の配置はまた、より強力なピッチ減衰を、液圧システムからの最高ロール減衰と共に、車両の端部に与える。

図３は、図１の基本配置に対する他の変形例を示している。ここでは、アキュムレータが前方車輪ラム方向に移動され、前方圧縮チャンバとアキュムレータとの間の距離を減少させている。このことにより、システムのロールモーメント分布に有意な前方バイアスがあるときに、流体加速効果を減少させることができる。後方圧縮チャンバ（４７，４８）とアキュムレータとの間の距離を減少させるために、ロール減衰弁９５，９６を有した追加的後方アキュムレータ９３，９４を図示のように加えることができる。後方アキュムレータが加えられると、前方アキュムレータおよびピッチダンパー弁と並列なロールダンパーの図示された配置を、より単純な単一ロールダンパーおよびピッチダンパー弁前方のアキュムレータの図２の配置と置換することが好ましい。

図３はまた、図１及び２に対するもう１つの変形例を示している。この変形例は、ロックアウト弁（９７，９８）を第１及び第２のピッチ導管（６９，７０）の各々に有する。これらのロックアウト弁が閉成されると、システムの動作は、２つの独立した対角対の体積のそれへと戻る。ロール剛性を発生することに使用される機構は、ここではピッチ剛性を発生し、また液圧システムもまたワープ剛性を有する。ロックアウト弁は、車輪上昇を低減することができるが、システムを４つの液圧体積へ戻す追加の利点を有する。それ故、故障した場合、弁を閉成して、リンプホームモード用に動作する３つの体積を残すべきである。

図４は、図１の異なる代替レイアウトを示しているが、この場合の部品とそれらの接続シーケンスは図１と同一である。使用される参照番号は、図１の等価な部品に対応している。このレイアウトは、接続シーケンスではなく、配管の延びる方向を変化させることが、液圧システムを回って流れる流体を如何に減少させて、良好な応答を与え得るかを示している。前輪を横方向導管にリンクすることによって、前輪用の流体流路は、特に前方２輪入力、例えば表面変化または伸縮継手に対して、概ね減少される。

図５は、図４の異なる開発例である。車両のホイールベースは、一般に左右の車輪ラム間の横方向間隔よりも長いので、システムの応答、コストおよび重量間の妥協をとるには、車両の前後双方で横方向に離された車輪を接続して、車両の長さ方向に延びる導管を流れる必要のある流体を減少させることが有益である。それ故、追加の第３及び第４のピッチ導管（これらは第１及び第２のピッチ導管と実効的に並列である）が加えられて、後方車輪ラムのチャンバを交差接続すると共に、液圧システムの後方２輪入力応答を同様に改善している。第３のピッチ導管１０１（これは第１のピッチ導管６９と並列である）は、左後方圧縮導管６４と右後方反発導管６７を、第３のピッチ弁１０３を介して接続する。第３のピッチ弁は、第３のアキュムレータ１０９を並列に有する。ロール減衰弁１０５，１０６がアキュムレータ１０９と直列に接続されている。同様に、第４のピッチ導管１０２（これは第２のピッチ導管７０と並列である）は、右後方圧縮導管６３と左後方反発導管６８を、第４のピッチダンパー弁１０４を介して接続する。第４のダンパーピッチ弁は、第４のアキュムレータ１１０を並列に有する。ロール減衰弁１０７，１０８は、車両の前方部分の配置に含まれるので、アキュムレータ１１０と直列に接続されている。

このシステム配置の好ましい単純化が図６に示されている。後方アキュムレータは、それらを第３及び第４のピッチ導管１０１，１０２に接続するダンパー弁と共に、省略されている。これらの省略はコストを低減させるが、ある種の車両（即ち、ある種のトラックや長いホイールベースの高級車両）では、液圧懸架システムのサイズを後方アキュムレータなしに最適性能に設定することは、必ずしも実際的ではない。

図６には圧力維持システムも示されている。液圧システムは、主たる支持の手段ではない（即ち、コイルスプリングや、エア、トーション等のスプリングが車両支持の大きな部分を与える）ので、システム内の体積の両方（予め規定された左右の圧縮体積）は、共通の静的プリチャージ圧力で動作させられる。両システムを同じ静的プリチャージ圧力で動作させることの利点は、システム全体を通してピストンシールを横切る圧力差が消去され、それ故システム間の流体漏洩によって引き起こされるロール姿勢変化、並びに体積間で流体をポンプできる動力式制御システムに対する必要性も消去される点である。

左右の圧縮体積は、制限器（１２１，１２２）を介して共通導管または経路１２３に接続され、この経路は圧力維持装置１２４に接続されている。各制限器は、既知の制限手段を使用できるが、典型的には封鎖を防ぐフィルタをいずれかの側に備えたマイクロオリフィスである。このオリフィスのサイズは、左右の圧縮体積内の圧力を許容可能な範囲内に維持すると同時に、コーナリング中に有意な流体の流れを防止して、直線走行に戻るときに静止ロール姿勢を許容可能な範囲内に維持するために必要な特性を与えるように設定されている。

圧力維持装置１２４は省略され得るが、車両の動作温度範囲を通して、液圧システム内の流体および気体とそのアキュムレータの体積の変化は通常、ある形態の補償装置を必要とするに十分大きい。この装置の複雑さは、設計パラメータと必要な機能性とに依存して有意に変化することができる。

その最も単純な形態において、圧力維持装置（１２４）は、既知の構成を持つ単純なアキュムレータ（例えば気体スプリング付きのブラダ型、あるいは気体スプリング付きまたは機械的スプリング付きのピストン型）であり得る。

この代わりに、圧力維持装置（１２４）は、流体圧力源（例えばポンプ付きタンク、あるいはパワーステアリングのような他の車両システム）を使用して、液圧懸架体積内の圧力を固定または可変いずれかの圧力に維持することができる。固定圧力が選択された場合、必要な部品は、単純で安価な受動性の機械的部品となるが、システム温度は変化するので、システム剛性は僅かに変化することになる。変化する温度に対してシステム剛性特性を一定に保つためには、システム内の圧力が、それらの温度に従って調整されなければならない。このことは一般に、１以上の温度センサと、少なくとも１つの可変圧力スイッチまたは圧力変換器と、電子制御ユニットとを必要とする。

液圧懸架システムのロール剛性は、システム内の圧力を変化させることによって調整できるので、可変圧力設定点付きの圧力維持装置（１２４）が使用される場合、圧力は、車両内の負荷に従って、および／または運転手が操作するモード選択器または可変選択器によって、変化させられる。

明らかに、圧力維持装置が２つの規制された圧力を与えるように設計されて、別々の導管（制限器付きであってもなくても）によって左右の圧縮体積に接続されている場合、２つの体積内の圧力は互いに異なるように制御され得る。これは、例えばオフセットの有効搭載量に起因した車両上の静的ロール負荷をオフセットするためである。この代わりに、あるいは追加的に、能動的ロール制御部品をシステムに加えて、旋回中の車両の受動的ロール角度にオフセットを与えたり、液圧システムの全弾性を完全に補償すると共にロール角度ゼロを維持することができる。これらの部品（ポンプ、タンク、弁、センサ、および多くの異なるアルゴリズム用制御器）は全て周知である。

図７は、図６に模式形態で示された部品の３次元図である。これらの部品は典型的な車両に設置されるので、それらの近似的相対位置に配置されている。

図８は、この液圧システムのより複雑な改良例を示している。前後の横方向に交差接続された配置は、基本的に図５に示されたものと同じである。しかしながら、前方から後方のロックアウト弁１３１〜１３４は、前方配置と後方配置が別々に動作可能となるように設けられている。これらの弁が閉鎖されると、液圧システムは、前後のロール剛性と、前後のロール減衰と、ワープ剛性と、ピッチ減衰と、低いか僅かなヒーブおよびピッチ剛性とを与える。弁１３１〜１３４は、望ましくない時点の自由ワープ運動（即ち、車両上昇）を防止することに使用できる。この代わりに、あるいは追加的に、これらの弁は、システム故障時に前後の配置を隔離して、４つの体積を形成することに使用できる。この代わりに、あるいは追加的に、ある形態の能動的圧力制御が利用可能である場合、前後の圧力を独立して制御して、液圧システムのロールモーメント分布に、従って車両の動的行動に、影響を及ぼすことが望ましい。

閉鎖された弁１３１〜１３４が４つの体積を形成するシステムで使用するために採用された圧力維持システムの１つのバージョンが、図８に示されている。前方の２つの体積は、制限器１５３，１５６を介して互いに接続され、また通路または導管１３７を介して圧力維持ユニット１３８に接続されている。２つの後方体積は、同様に制限器１３９，１４０を介して互いに接続され、また通路または導管１４１を介して圧力維持ユニット１３８に接続されている。弁１３１〜１３４がフェールセーフとして使用される場合、圧力維持ユニット１３８は、通路１４１内の圧力維持とは関係なく、通路１３７内の圧力を維持するために装備されるべきである。この代わりに、追加の圧力維持ユニット（図示されていないが、単純なアキュムレータ）が後方体積用に、前方体積用とは別に設けられる。この代わりに、圧力維持ユニットは、体積内の圧力を車両の一端でのみ維持する（例えば、前方体積にのみ接続される）ことに使用できる。この圧力維持ユニットは、ロックアウト弁が開放されているとき、およびロックアウト弁が僅かな期間だけ閉鎖されていて（車輪上昇制限のために）、故障時に４つのシステム全ての圧力を維持することが不可能なだけであるときに、通常動作中のシステム全体の圧力を維持する。この代わりに、圧力維持ユニットは、より複雑で、４つの体積（２つの前方および２つの後方）の各々に対する個別の接続を有することができる。これは、能動的または受動的ロール姿勢訂正および／または選択可能なロール剛性およびロールモーメント分布を可能にするように圧力を個別に制御するためである。

このシステムの代替レイアウトは、図９に見ることができる。これは、図６のレイアウトと本質的に同じである。最も有意な違いは、アキュムレータ７３，７４とアキュムレータダンパー弁７５，７６，７７，７８が全て車両上で後側に移動されている点である。アキュムレータおよびアキュムレータダンパーアセンブリは、前方圧縮導管６１，６２上にある代わりに、縦方向導管１６３，１６４，１６７，１６８の間に再配置されている。各縦方向導管が、導管を示すことに使用されている車輪ラムチャンバからの導管に直接接続されている点に留意されたい。即ち、１６７および１６８は、前方圧縮導管６１，６２および後方反発導管６７，６８に直接接続された前方圧縮縦方向導管である。同様に、１６３および１６４は、後方圧縮導管６３，６４および前方反発導管６５，６６に直接接続された後方圧縮縦方向導管である。この接続性は、図６のそれと等価であるが、アキュムレータを前後の車輪ラム間へ後退させる利点を有する。許容可能に高いシステム平常周波数および応答時間を有する車両上に２つのアキュムレータだけが必要とされるように、シリンダ及び導管のサイズを設計することは可能である。しかし、動作圧力および導管径を最小化するためには、前後輪間の距離の一部となる位置にアキュムレータを配置することが有利である。アキュムレータを例えば床下や前方の足下空間領域下にパッケージして、エンジンベイのスペースを自由にすることも有益である。

このシステムの異なる代替レイアウトが図１０に示されている。基本的なレイアウトは図９と同じであるが、アキュムレータおよびアキュムレータダンパーの位置は異なる。４つのアキュムレータ７３，７４，１０９，１１０は、図５及び８のように、前後に配置されている。しかしながら、この場合、アキュムレータは、ピッチダンパーと並列にではなく、最近接の車輪ラムの圧縮チャンバとピッチダンパーとの間に配置されている。先の配置では、アキュムレータダンパーはピッチダンパーと並列であったので、ピッチ減衰性能はアキュムレータダンパーからの影響を受けていた。図１０の配置では、ピッチダンパー７１，７２，１０３，１０４は直接作用式であるので、より効果的であり、しかもアキュムレータダンパーからの影響を受けない。アキュムレータダンパー１７５，１７６，１７７，１７８は依然として他のモードよりも多くロール運動を減衰させる。

先行する図面の全てを通して、既に論じられているように、示された各ダンパー弁は、双方向に同じ特性を有する単一ダンパー弁であるか、流体が流れる一方向と他方向で異なる特性を有する単一弁であるか、一方向に流体制限特性を有すると共に反対方向に比較的自由に流れる単一弁であるか、２つの単動式弁であって、１つのダンパー弁が一方向の流れに対する制限を制御し、第２のダンパー弁が反対方向の流れに対する制限を制御する２つの単動式弁である。この２つの弁は並列に使用されるか、あるいは従来のダンパー弁技術で知られているように、各弁に平行な非復帰弁と直列に使用される。

図１１は、液圧システムの代替配置を示している。この代替配置は、開示された他の配置と同様であるが、図１に関連して先に論じられたように、各ダンパー弁が少なくとも１つの一方向制限器として考えられる場合に可能な変形例を示している。この図で使用されているように、非復帰弁を並列に有する制限器の記号は、ツインチューブダンパーのベース弁を示すことに共通に使用される。これらのベース弁は、ダンパー本体の一方の側にバルブスタックを、またダンパー本体の他方の側に軽く弾力を失ったインテーク板を有する。インテーク板は非復帰弁として作用する。制限器は、単純なオリフィス、多段式、可変式またはスイッチ式等、どのようなタイプでもよい。

この変形例は、アキュムレータ７３，７４，１０９または１１０を、ピッチダンパーの２つの半体１８５と１８６の間、１８７と１８８の間、１８９と１９０の間、または１９１と１９２との間に配置するものである。使用されている全ての弁が単動式である場合、この変形例は、必要とされる弁の数を、液圧システムの大抵の他の配置よりも減少させることができる。各ピッチダンパー弁１８５〜１９２の作用方向は、必要であれば図示の方向から反転させることができる。２つのアキュムレータダンパー弁１９３および１９４と、１９５および１９６と、１９７および１９８と、１９９および２００もまた、各アキュムレータとシステムの間に示されている。しかしながら、ここで留意されるべき点は、１つのアキュムレータダンパー弁だけを使用することも可能である、ということである。例えば、圧縮方向のダンパー弁（１９３，１９５，１９７，１９９）が省かれた場合、車両がロール（横揺れ）するときに、車両高さは一時的に減少する。図１１では、先の図と同様に、システムを２より多い流体体積に分離するためにロックアウト弁が設けられない場合、２つのアキュムレータ（流体体積毎に１つ）だけが必要である。

ロックアウト弁は、図３及び８に示された位置の代替位置に設けることができる。前述したように、この弁は、流体体積の１つの流体圧力損失が検出されたとき、あるいは流体圧力が車両の動的状態に対してマッピングされた流体圧力と一致しないとき、即ちシステム故障または不具合時に使用できる。この弁がまた使用できるのは、車両の動的状態、または例えば横方向加速度とスロットルまたはブレーキ位置の組み合わせが、車輪上昇が起こりそうであることを示すことに使用されるときである。この場合、ロックアウト弁は閉鎖されて、車両の安定性を増加させることができる。例えば、ピッチダンパー弁は、それらと直列な１以上のロックアウト弁を（図３のそれらの接続シーケンスと同様に、従って例えば図１０のライン６９，７０，１０１，１０２に）有するか、ピッチダンパー弁それ自体が、弁を通る流体の流れを完全に遮断するように制御できる切換可能または可変式の弁であり得る。

液圧システムのロール剛性を変化させる代替方法は、切換可能なロックアウト弁を介して液圧システムに接続できる追加のアキュムレータを使用することである。このことは、ロール剛性が高低設定値間で切り換えられることを可能にする。これらの設定値は一般に多目的単一設定値として選択されるもののいずれかの側である。それ故、システムは、選択されたとき、または既知の手段（加速度センサ、スロットルおよびブレーキセンサ、位置センサ等）によって自動的に制御されたときに、改良された操縦および制御を高剛性で、また改良された快適さを低剛性で与えることができる。液圧式にアキュムレータ全体をシステムに対し挿脱する代替例は、２つの気体体積を有するアキュムレータ設計を使用することにあり、より単純で安価な気体切換弁は、ロックアウト弁を２つの気体体積間で切り換えてこれら気体の一方を隔離することによって、システムで利用可能な気体体積を変化せることに使用できる。

ロール剛性を切り換える異なる代替方法は、２つの（即ち左右の圧縮）体積を互いに接続する“架橋弁”を使用することにある。この方法は、より安価に使用できる（架橋弁だけが必要とされる）が、全てのロール剛性とアキュムレータダンパー弁のロール減衰効果を液圧システムから取り除いてしまう。一般に、架橋弁を前方および／または後方圧縮導管６１と６２の間および／または６３と６４の間に接続することが最も安価である。別の代替方法は、制御式の切換可能または可変型バイパスを、各車輪ラムの圧縮および反発チャンバ間でピストン中に設計することである。これはシステムを効果的に短絡するので、システムを通る流体の流れを大幅に低減すると共に、最良の快適性能を低流体加速度で与えることができる。理想的には、制御は電子的であって、ステアリング角度および／またはステアリング速度、車両スピードおよび横方向加速度を検知する。

液圧システムの機能性にとって本質的な接続シーケンスを維持しながら、部品の基本的配置に対してなされる多くの他の明らかな変更は、この出願の範囲内に入るものと考えられる。例えば、システムの製造設計において、車輪ラムの主本体に、車輪ダンパー弁（５３〜６０）だけでなく、アキュムレータや、ロールおよびピッチ弁も組み入れることが可能であることは明らかである。例えば、左前方車輪ラムは、車輪ダンパー弁５３，５７と、アキュムレータ７３と、ロール減衰弁７５，７７と、ピッチ減衰弁７１とを含むことができる。

ロール剛性並びにロールおよびピッチ減衰を有する本発明に係る液圧システムの第１の好ましい実施形態の模式図 液圧システムの第１の好ましい実施形態の変形例の模式図 液圧システムの第１の好ましい実施形態に対する他の変形例の模式図 本発明に係る液圧システムの第２の好ましい実施形態の模式図 液圧システムの第２の好ましい実施形態に対する変形例の模式図 図５のシステムの変形例の模式図 車両上に配置された部品を伴う図６のシステムの斜視図 図５に示された液圧システムに対しフェールセーフを与えると共に圧力維持を組み入れた変形例の模式図 図６の液圧システムに対する変形例の模式図 本発明に係る液圧システムの第３の好ましい実施形態の模式図 本発明に係る液圧システムの第４の好ましい実施形態の模式図

符号の説明

１１，１２ 前方車輪ラム
１３，１４ 後方車輪ラム
４５〜４８ 圧縮チャンバ
４９〜５２ 反発チャンバ
５３〜５６，７１，７２ 減衰手段

Claims (14)

1. 車両用の車両懸架装置用液圧システムであって、前記車両は、車体と、少なくとも２つの前方および２つの後方の車輪アセンブリとを有し、前記車両懸架装置は、車輪アセンブリの上方に車両を弾性的に支持するために、車体と車輪アセンブリとの間に前後の弾性車両支持手段を有し、前記液圧システムは、
   車輪アセンブリと車体との間にそれぞれ配置された少なくとも２つの前方および２つの後方の車輪ラムを備え、各ラムは、少なくとも圧縮チャンバおよび反発チャンバを有し、
   各前方車輪ラムの圧縮チャンバおよび反発チャンバは、対角的に対向した後方車輪ラムの反発チャンバおよび圧縮チャンバと流体連通して第１及び第２の流体回路を与え、各流体回路は、その中に前後の圧縮体積を与え、一方の流体回路の前方圧縮体積は、他方の流体回路の後方圧縮体積と流体連通し、さらに各圧縮体積内の流体の流れを前後の圧縮体積間で減衰させるための減衰手段が設けられて、この液圧システムで与えられる懸架パラメータは、互いに独立して調整可能であることを特徴とする液圧システム。
2. 前記車両は、主として前記弾性車両支持手段によって支持されている請求項１に記載の液圧システム。
3. 各流体回路は更に、前記回路に流体連通した少なくとも１つのアキュムレータを有する請求項１に記載の液圧システム。
4. アキュムレータ減衰手段が設けられて、流体の流れを少なくとも１つのアキュムレータとそれに対応する回路との間で減衰する請求項３に記載の液圧システム。
5. 一方の回路の前方圧縮体積と他方の回路の後方圧縮体積との間の流体連通は、少なくとも１つのピッチ導管によって与えられる先行する請求項のいずれかに記載の液圧システム。
6. 前方および後方の圧縮体積間の流れを減衰させるために設けられた減衰手段は、各ピッチ導管に配置されたピッチダンパーである請求項５に記載の液圧システム。
7. 各前方圧縮体積は、前方ラム圧縮チャンバと、前方圧縮導管と、後方反発導管と、後方反発チャンバとを有し、
   各後方圧縮体積は、後方圧縮チャンバと、後方圧縮導管と、前方反発導管と、前方反発チャンバとを有する請求項６に記載の液圧システム。
8. 第１の流体回路の前方圧縮チャンバと第２の流体回路の後方圧縮チャンバとの間に設けられた第１のピッチ導管と、
   第２の流体回路の前方圧縮チャンバと第１の流体回路の後方圧縮チャンバとの間に設けられた第２のピッチ導管とを備える請求項７に記載の液圧システム。
9. 各前方圧縮体積は更に、前方圧縮縦方向導管を有し、各後方圧縮体積は更に、後方圧縮縦方向導管を有する請求項７に記載の液圧システム。
10. 第１の流体回路の前方圧縮導管および前方圧縮縦方向導管に接続された第１の端部、並びに第２の流体回路の前方反発導管および後方圧縮縦方向導管に接続された第２の端部を有する第１の前方ピッチ導管と、
    第２の流体回路の前方圧縮導管および前方圧縮縦方向導管に接続された第１の端部、並びに第１の流体回路の前方反発導管および後方圧縮縦方向導管に接続された第２の端部を有する第２の前方ピッチ導管と
    を備えた請求項９に記載の液圧システム。
11. 第２の流体回路の後方圧縮導管および後方圧縮縦方向導管に接続された第１の端部、並びに第１の流体回路の後方反発導管および前方圧縮縦方向導管に接続された第２の端部を有する第１の後方ピッチ導管と、
    第１の流体回路の後方圧縮導管および後方圧縮縦方向導管に接続された第１の端部、並びに第２の流体回路の後方反発導管および前方圧縮縦方向導管に接続された第２の端部を有する第２の後方ピッチ導管と
    を備えた請求項９または１０に記載の液圧システム。
12. 前記２つの流体回路を遮断するための弁を更に備える先行する請求項のいずれかに記載の液圧システム。
13. 一方の回路の前方圧縮体積を他方の回路の後方圧縮体積に選択的に相互接続するための少なくとも１つの弁を更に備える先行する請求項のいずれかに記載の液圧システム。
14. システム体積の各々に対しそれぞれの制限器または弁を介して接続された圧力維持装置を更に備える先行する請求項のいずれかに記載の液圧システム。

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