JP2016513043A - 自律制御ダンパ - Google Patents

Abstract

車両用のダンパシステムは、電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバおよびダンパ制御モジュールを含む。ダンパ制御モジュールは、ショックアブソーバと共に配置され、ショックアブソーバに接続される。ダンパ制御モジュールは、複数のセンサから受信したデータに基づいて、ショックアブソーバの目標制振状態を定める。さらに、ダンパ制御モジュールは、ショックアブソーバが目標制振状態で動作するようにショックアブソーバを制御する。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年２月２７日に出願された米国特許出願第１４／１９２，１７３号明細書に対する優先権を主張し、さらに、２０１３年２月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／７７０，４２６号明細書の利益を主張するものである。上記出願の開示全体は、参照により本明細書に援用されるものとする。

本開示は、車両のサスペンションシステムで使用する油圧ダンパまたはショックアブソーバに関する。より詳細には、自律制御を有するダンパに関する。

このセクションでは、必ずしも先行技術ではない、本開示に関連する背景情報が提示される。

ショックアブソーバは、走行中に発生する望ましくない振動を吸収するために、自動車用サスペンションシステムと共に使用される。望ましくない振動を吸収するために、ショックアブソーバは、通常、自動車のばね上部分（ボディ）とばね下部分（サスペンション）との間に連結される。

近年、車両は、調整可能なショックアブソーバを含む電気的に調整可能な制振システムを装備することがある。そのような調整可能なショックアブソーバには、通常、電気機械コイルまたはソレノイドが中に配置される。車両内に配置された主制御ユニットは、調整可能なショックアブソーバの制振状態を制御するために使用される。より詳細には、主制御ユニットは、車両のばね上、およびばね下部分に沿って配置された様々なセンサからデータを受信する。そのようなセンサには、加速度計、角速度センサ、高さセンサ、および／または慣性測定ユニットが含まれ得る。受信したデータに基づき、主制御ユニットは、調整可能なショックアブソーバの制振状態を定め、ショックアブソーバ内に配置された電気機械コイル／ソレノイドを作動させる。したがって、車両の各調整可能なショックアブソーバは、主制御ユニットによって制御される。

このセクションは、本開示の全体的な概要を提示しており、最大範囲の、またはすべての特徴部の包括的な開示ではない。

本開示は、車両用のダンパシステムを規定したものである。ダンパシステムは、電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバおよびダンパ制御モジュールを含む。ダンパ制御モジュールは、ショックアブソーバと共に配置され、ショックアブソーバに電気接続される。ダンパ制御モジュールは、複数のセンサから受信したデータに基づいて、ショックアブソーバの制振状態を定める。さらに、ダンパ制御モジュールは、ショックアブソーバがその制振状態で動作するようにショックアブソーバを制御する。

本開示の特徴として、ダンパ制御モジュールは、ショックアブソーバに連結されたハウジングに配置することができる。

本明細書に提示された説明から、さらなる適用可能分野が明らかになるであろう。この概要における説明および特定の例は、単に例示することを意図され、本開示の範囲を限定することを意図されたものではない。

本明細書で説明される図面は、選択された実施形態を例示することのみを目的とし、すべての可能な実施例ではなく、本開示の範囲を限定することを意図されていない。

本開示による、電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバおよびダンパ制御モジュールを内蔵したダンパシステムを有する車両の図である。 ダンパシステムの例の斜視図である。 ダンパシステムのショックアブソーバの部分断面図である。 図３に示すショックアブソーバ内に配置されたデジタル弁アセンブリの拡大部分断面図である。 ダンパシステムのダンパ制御モジュールを収容するハウジングの拡大斜視図である。 ダンパシステムの例示的な機能ブロック図である。 ダンパ制御モジュールの例示的な機能ブロック図である。 ダンパシステムを有する自律システムを示している。 車両ネットワークに接続されたダンパシステムを有する車両接続型自律システムを示している。 プライベートネットワークに接続されたダンパシステムを有するプライベート接続型自律システムを示している。 １つのダンパシステムがマスタであり、他のダンパシステムがスレーブであるダンパシステムを有する部分自律システムを示している。 ダンパシステムに配置された３軸加速度計を示している。 ＤＭセンサが配置されたダンパ制御モジュールの例示的な機能ブロック図である。 ダンパシステムと統合された空気ばねを示している。

対応する参照番号は、図面のいくつかの図全体にわたって対応する要素を示している。

添付の図面を参照して、本開示が以下にさらに詳細に説明される。図１を参照すると、自律制御ダンパを有するサスペンションシステムを内蔵した車両１０の例がここで提示されている。車両１０は、リアサスペンション１２、フロントサスペンション１４、およびボディ１６を含む。リアサスペンション１２は、１対のリアホイール１８を動作可能に支持するように構成された、横方向に延びるリアアクスルアセンブリ（図示せず）を有する。リアアクスルアセンブリは、１対のダンパシステム２０および１対のスプリング２２によってボディ１６に取り付けられている。同様に、フロントサスペンション１４は、１対のフロントホイール２４を動作可能に支持する、横方向に延びるフロントアクスルアセンブリ（図示せず）を含む。フロントアクスルアセンブリは、１対のダンパシステム２０により、および１対のスプリング２６により、ボディ１６に取り付けられている。

ダンパシステム２０は、車両１０のばね下部分（すなわち、フロントサスペンション１４およびリアサスペンション１２）の、ばね上部分（すなわち、ボディ１６）に対する相対運動を弱めるように機能する。車両１０は、フロントおよびリアアクスルアセンブリを有する乗用車として図示されているが、ダンパシステム２０は、それらに限定されるものではないが、非独立型フロントおよび／または非独立型リアサスペンションを内蔵した車両、独立型フロントおよび／または独立型リアサスペンションを内蔵した車両、あるいは当技術分野で公知の他のサスペンションシステムを含む他のタイプの車両、あるいは他のタイプの用途で使用することができる。さらに、ダンパシステム２０は、すべてのホイール式および／または無限軌道式車両で使用することができる。例えば、ダンパシステム２０は、オートバイおよび全地形車などの２および／または３ホイールタイプの車両で使用することができる。

ここで図２〜３を参照すると、ダンパシステム２０の例がさらに詳細に示されている。ダンパシステム２０は、電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバ３０（下記では「ショックアブソーバ３０」とする）およびダンパ制御モジュール（ＤＣＭ）３２を含む。図３に示すように、ショックアブソーバ３０は、１つまたは複数の電気機械弁を備えた２チューブ構成を有することができる。例えば、例示的な実施形態では、ショックアブソーバ３０は、中に配置された１つまたは複数のデジタル弁アセンブリ３４を含むことができる。ショックアブソーバ３０は、圧力チューブ３６、ピストンアセンブリ３８、ピストンロッド３９、貯蔵チューブ４０、およびベース弁アセンブリ４２を含むことができる。

本明細書で説明する例示的な実施形態では、ダンパシステム２０は、２チューブの電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバを含むとして説明および図示される。ダンパシステム２０は、他のタイプの電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバを含むことができ、本明細書で説明するショックアブソーバに限定されないことが容易に理解される。例えば、ダンパシステム２０は、単一チューブ構成、３チューブ構成、または当技術分野で公知の他の任意の適切なショックアブソーバ設計を有する電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバを含むことができる。さらに、以下の説明において、ショックアブソーバは、非倒立型ショックアブソーバとして、車両のばね上およびばね下部分に連結される。本開示は、車両のばね上およびばね下部分に連結される方法が異なる倒立型ショックアブソーバにさらに適用可能であることが容易に理解される。例えば、ダンパシステム２０は、倒立型単一チューブショックアブソーバを含むことができる。

圧力チューブ３６は、作動チャンバ４４を画定する。ピストンアセンブリ３８は、圧力チューブ３６内にスライド可能に配置され、作動チャンバ４４を上側作動チャンバ４６と下側作動チャンバ４８とに分割している。

ピストンロッド３９は、ピストンアセンブリ３８に取り付けられ、上側作動チャンバ４６と、圧力チューブ３６の上側端を閉じるロッドガイドアセンブリ５０とを貫通している。ピストンアセンブリ３８とは反対側のピストンロッド３９の端部は、車両１０のばね上質量に固定されるように構成されている。

ピストンアセンブリ３８内の弁は、圧力チューブ３６内でのピストンアセンブリ３８の移動中に、上側作動チャンバ４６と下側作動チャンバ４８との間の流体の移動を制御する。ピストンロッド３９は、上側作動チャンバ４６を貫通し、下側作動チャンバ４８を通らないため、圧力チューブ３６に対するピストンアセンブリ３８の移動により、上側作動チャンバ４６で移動する流体の量と、下側作動チャンバ４８で移動する流体の量とに差が生じる。移動流体は、ベース弁アセンブリ４２、ピストンアセンブリ３８、またはそれらの組み合わせを通って流れることができる。

貯蔵チューブ４０は、チューブ４０および３６間に配置された流体貯蔵器チャンバ５２を画定するように圧力チューブ３６を囲んでいる。貯蔵チューブ４０の底端部は、車両１０のばね下質量に連結することができるベースカップ５４によって閉じられている。貯蔵チューブ４０の上側端は、ロッドガイドアセンブリ５０に取り付けられている。ベース弁アセンブリ４２は、チャンバ４８および５２間の流体の流れを制御するために、下側作動チャンバ４８と貯蔵器チャンバ５２との間に配置されている。ショックアブソーバ３０の長さが伸長すると、下側作動チャンバ４８内の流体量を増量する必要がある。したがって、流体が、貯蔵器チャンバ５２から、例えばベース弁アセンブリ４２を通って下側作動チャンバ４８に流れることができる。ショックアブソーバ３０の長さが縮むと、余分な流体を下側作動チャンバ４８から除去しなければならず、したがって、流体は、下側作動チャンバ４８からベース弁アセンブリ４２、ピストンアセンブリ３８、またはそれらの組み合わせを通って貯蔵器チャンバ５２に流れることができる。

図４を参照すると、電気的に調整可能なショックアブソーバ３０は、デジタル弁アセンブリ３４などの電気機械弁を含む。ショックアブソーバは、電気機械弁としてデジタル弁アセンブリを含むと説明されているが、ショックアブソーバは、ソレノイド弁または当技術分野で公知の他の適切な電気機械弁として設けることができる可変状態弁などの他のタイプの電気機械弁を含むことができ、本明細書で説明するデジタル弁アセンブリに限定されない。

デジタル弁アセンブリ３４は、２つの位置のそれぞれに異なる流れ領域を有する２位置弁アセンブリである。デジタル弁アセンブリ３４は、弁ハウジング６０、スリーブ６２、スプール６４、ばね６６、およびコイルアセンブリ６８を含むことができる。弁ハウジング６０は、流体路（図示せず）を通じて上側作動チャンバ４６と連通している弁流入口７０と、貯蔵器チャンバ５２と流体連通している弁流出口７２とを画定する。

スリーブ６２は、弁ハウジング６０内に配置されている。スリーブ６２は、弁流入口７０と連通している環状流入口チャンバ７４と、弁流出口７２と連通している１対の環状流出口チャンバ７６および７８とを画定する。

スプール６４は、スリーブ６２内にスライド可能に受け入れられ、スリーブ６２内で、スリーブ６２内に配置されたコイルアセンブリ６８とストッパパック８０との間を軸方向に移動する。ばね６６は、スプール６４をコイルアセンブリ６８から離れる方向に、ストッパパック８０に向かって付勢する。シム８２は、スプール６４の軸方向動作量を制御するために、コイルアセンブリ６８とスリーブ６２との間に配置されている。

スプール６４は、環状流入口チャンバ７４と環状流出口チャンバ７６との間の流体流れを制御する第１のフランジ８４と、環状流入口チャンバ８４と環状流出口チャンバ７８との間の流体流れを制御する第２のフランジ８６とを画定する。したがって、フランジ８４および８６は、上側作動チャンバ４６から貯蔵器チャンバ５２への流体流れを制御する。

コイルアセンブリ６８は、スプール６４の軸方向移動を制御するために、スリーブ６２内に配置されている。コイルアセンブリ６８用の配線接続は、ロッドガイドハウジング（図示せず）、スリーブ６２、弁ハウジング６０、および／または貯蔵チューブ４０を貫通することができる。コイルアセンブリ６８に電力が全く供給されない場合、制振特性は、第１の位置にあるデジタル弁アセンブリ３４の流れ領域、ピストンアセンブリ３８、およびベース弁アセンブリ４２によって定まる。

スプール６４の移動は、デジタル弁アセンブリ３４をその第２の位置に移すようにコイルアセンブリ６８に電力を供給することで制御される。デジタル弁アセンブリ３４は、コイルアセンブリ６８に電力を供給し続けることによって、またはデジタル弁アセンブリ３４をその第２の位置に保持する手段を設けて、コイルアセンブリ６８への電力供給を切ることによって、その第２の位置に保持することができる。デジタル弁アセンブリ３４をその第２の位置に保持する手段には、機械手段、磁気手段、または当技術分野で公知の他の手段があり得る。

その第２の位置を取ると、第１の位置への移動は、コイルアセンブリ６８への電力供給を終わらせることによって、または保持手段に打ち勝つように電流を逆流させる、もしくはコイルアセンブリ６８に供給される電力の極性を逆転させることによって行うことができる。デジタル弁アセンブリ３４を流れる流量には、第１の位置および第２の位置の両方で流れ制御するための離散した設定がある。本開示は、１つのデジタル弁アセンブリ３４を使用して説明されるが、第１の位置および第２の位置で流れ制御するための異なる離散設定を有する複数のデジタル弁アセンブリ３４を使用することも本開示の範囲内である。

動作時、流体は、リバウンドまたは伸長ストローク時および圧縮ストローク時の両方でデジタル弁アセンブリ３４を流れる。リバウンドまたは伸長ストローク時、上側作動チャンバ４６内の流体は加圧され、これにより、次いで、デジタル弁アセンブリ３４が開いたときに、流体流れがデジタル弁アセンブリ３４に押し通される。圧縮ストローク時、流体は、下側作動チャンバ４８からピストンアセンブリ３８を通って上側作動チャンバ４６に流れる。デジタル弁アセンブリ３４が開かれると、上側作動チャンバ４６と貯蔵器チャンバ５２との間の開流路が形成される。この開流路は、ベース弁アセンブリ４２を通る流れと比較して、抵抗が最も小さい、貯蔵器チャンバ５２への流路を形成するため、さらなる流体流れは、ピストンアセンブリ３８およびデジタル弁アセンブリ３４を流れる。例示的な実施形態では、デジタル弁アセンブリ３４は、ショックアブソーバ３０のロッドガイドアセンブリ５０に、またはその近くに配置されるが、デジタル弁アセンブリ３４は、ショックアブソーバ内の他の位置に配置することもできる。

図５〜６を参照すると、ＤＣＭ３２の例が提示されている。ＤＣＭ３２は、ハウジング１００内で電気的に調整可能なショックアブソーバ３０に配置されている。ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０内に配置された電気機械弁の作動を制御することで、ショックアブソーバ３０の制振特性を制御する。それに応じて、各ダンパシステム２０は、下記にさらに詳細に説明するように、ダンパシステム２０の制振特性を調整するＤＣＭを含む。

ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０上か、またはその近くに配置された様々なセンサ１０２からデータを受信する。センサ１０２は、車両１０のばね上および／またはばね下部分に配置することができる。センサ１０２には、角速度センサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、温度センサ、高さセンサ、圧力センサ、加速度計、３軸加速度センサ、ポテンショメータ、ＧＰＳ／追跡センサ、およびショックアブソーバ３０の制振特性を制御するのに使用されるデータを提供する他の適切なセンサが含まれ得る。

ＤＣＭ３２は、デジタル弁アセンブリ３４などの電気機械弁を制御するために、センサ１０２からのデータを利用する。例えば、図７を参照すると、ＤＣＭ３２は、ダンパ設定モジュール１０４、弁切換モジュール１０６、およびコイル励磁モジュール１０８を含む。

ダンパ設定モジュール１０４は、センサ１０２から受信した情報に基づき、ショックアブソーバ３０の制振状態を定める。より詳細には、ダンパ設定モジュール１０４は、ショックアブソーバ３０の目標制振状態を定める。ダンパ設定モジュール１０４は、受信したデータに基づき、センサ１０２の障害を診断および／または検出することができ、そのような障害が検出されるか、または持続する場合に、所定の動作状態を呼び出すことができる。あるいは、ダンパ設定モジュール１０４は、障害が起きた場合に、ダンパシステム２０に可聴信号を生成させる、またはシリアルデータを送らせることができる。

障害のタイプに基づき、所定の動作状態は、電気制御されたデフォルト状態か、または機械的に規定された無電力状態か、または前もって設定された弁位置とすることができる。例えば、障害には、電気障害（例えば、コイルの短絡）、センサ／入力部の障害（例えば、範囲をはずれたセンサ信号）、制御システム障害、または機械／ダンパ障害があり得る。ダンパの障害状態およびダンパの所定の動作状態に関する情報は、下記に説明するように、シリアルデータ通信ネットワークを介して他のダンパシステム２０と共有することができる。障害状態に関する情報は、車両の使用者に提供することもできる。例えば、障害状態に関する情報は、表示装置およびまたはスピーカなどの、客室に配置された装置に送ることができ、障害に関するメッセージは、表示装置に表示することができ、および／または可聴メッセージとしてスピーカを通じて伝えることができる。

ダンパ設定モジュール１０４は、車両１０のボディ１６の動作を切り離す／弱めるために、公知のスカイフック制御を利用することができる。具体的には、ダンパ設定モジュール１０４は、ボディ１６とホイールとの相対速度に基づき、ショックアブソーバ３０の制振特性を調整するために、スカイフック理論を使用することができる。あるいは、ダンパ設定モジュール１０４は、制振状態が車両のボディ速度に比例する動的減衰比ボディ制御の形態を利用することができる。スカイフック制御および／または動的減衰比ボディ制御を使用することができるが、ダンパ設定モジュール１０４として、他の適切な制御アルゴリズムを実装することができることは、当業者には理解されるであろう。

ダンパ設定モジュール１０４によって定めた制振状態を使用して、弁切換モジュール１０６は、その制振状態を達成するための電気機械弁の状態を定める。例えば、例示的な実施形態では、弁切換モジュール１０６は、受信した制振状態がデジタル弁アセンブリ３４の励磁／非励磁を必要とするかどうかを判断する。同様に、複数のデジタル弁アセンブリ３４が、ショックアブソーバ３０内に配置されている場合に、弁切換モジュール１０６は、各デジタル弁アセンブリ３４の適切な励磁／非励磁を決定する。したがって、弁切換モジュール１０６は、デジタル弁アセンブリ３４が第１の位置にあるか、または第２の位置にあるかに基づいて、コイルアセンブリ６８が、電力を受け取るべきかどうかを判断する。

弁切換モジュール１０６からの制御信号に基づき、コイル励磁モジュール１０８は、電気機械弁に供給される電力を制御する。例えば、コイル励磁モジュール１０８は、デジタル弁アセンブリ３４のコイルアセンブリ６８に電荷を送るか、または現在コイルアセンブリ６８に供給されている電荷を除去することができる。具体的には、ショックアブソーバ３０のデジタル弁アセンブリ３４は、コイルアセンブリ６８を介して、コイル励磁モジュール１０８に電気接続されている。コイル励磁モジュール１０８は、デジタル弁アセンブリ３４（すなわち、電気機械弁）を、弁切換モジュール１０６によって特定された所望の位置に合わせるのに必要な電力を発生させる。例えば、弁切換モジュール１０６が、デジタル弁アセンブリ３４は第１の位置に設定されるべきであると決定した場合に、コイル励磁モジュール１０８は、デジタル弁アセンブリ３４に電力を供給しない。他方で、弁切換モジュール１０６が、デジタル弁アセンブリ３４は第２の位置に設定されるべきであると決定した場合に、コイル励磁モジュール１０８は、デジタル弁アセンブリ３４に電力を供給する。

動作時、ＤＣＭ３２は、電気的に調整可能なショックアブソーバ３０の制振状態を独立して制御する。具体的には、ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０に、またはその近くに配置されたセンサ１０２からデータを受信する。ＤＣＭ３２は、下記に説明するように、車体に配置されたセンサ、他のダンパシステムに配置されたセンサからの追加情報、および／または車両ネットワークからの情報を受信することができる。受信した情報に基づき、ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０の適切な制振状態を定め、ショックアブソーバ内に配置された電気機械弁を制御することで、ショックアブソーバ３０の制振特性を調整する。

図８を参照すると、各ダンパシステム２０が完全に統合された自己調整式ダンパとして構成された場合、車両１０は自律システム１５０を有することができる。自律システム１５０は、車両の各コーナに配置された（図８に２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄとして参照符号を付けた）４つのダンパシステム２０を含む。各ダンパシステム２０は、そのそれぞれのＤＣＭ３２によって制御される。例えば、各ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０に、またはその近くに配置されたセンサ１０２からデータを受信し、ショックアブソーバ３０の制振状態を定め、ショックアブソーバ３０に配置された電気機械弁を制御する。

自律システム１５０は、車両の車両通信ネットワークと通信することができず、ばね上質量を含む車両に沿って配置された他のセンサからデータを受信することができない。自律システム１５０は、ＤＣＭ３２に電力を供給する電源（図示せず）にのみ接続することができる。

自律システム１５０は、車両１０の各コーナに配置された独立制振システムとして、完全に統合された調整可能なダンパを利用する。したがって、ダンパシステム２０の１つが不具合を起こした場合に、そのダンパシステム２０は、他のダンパシステム２０に影響を及ぼすことなく、交換および／または修理することができる。

図９を参照すると、ダンパシステム２０の制振特性をさらに改善するために、車両１０は、車両接続型自律システム１６０を有することができる。自律システム１５０と同様に、車両接続型自律システム１６０も（図９に２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄとして参照符号を付けた）４つのダンパシステム２０を含み、各ダンパシステム２０は、そのそれぞれのＤＣＭ３２によって制御される。さらに、車両接続型自律システム１６０は、車両ネットワーク１６２などのシリアルデータ通信ネットワークと通信する。車両ネットワーク１６２は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）（カーエリアネットワークとしても知られている）、ローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）、または通信接続を確立する他の適切な車両用通信ネットワークとすることができる。車両ネットワーク１６２はまた、無線通信システムとして構成することができ、各ＤＣＭ３２は、無線送受信機を含むことができる。

各ＤＣＭ３２は、車両ネットワーク１６２に通信可能に接続することができる。ＤＣＭ３２は、車両１０に配置された他のモジュールから車両ネットワーク１６２を介して情報を受信することができる。例えば、ＤＣＭ３２は、運転者選択モジュール（ＤＳＭ）１７５から車両ネットワーク１６２を介して情報を受信することができる。具体的には、ＤＳＭ１７５は、車両の運転者選択モードに関する情報を提供する。運転者選択モードは、使用者によって、ユーザインターフェイスを介して設定することができる。ユーザインタ−フェイスは、例えば、ボタン、表示スクリーン上でのタッチ入力、または当技術分野で公知の他の適切なインターフェイスとして、客室に配置することができる。ユーザインターフェイスはまた、携帯電話などの持ち運び可能な計算装置に配置されたソフトウェアアプリケーションの一部とすることができ、それにより、使用者が、装置を介して運転者選択モードに入力するのを可能にする。運転者選択モードは、使用者が、スポーツ、快適、標準などとして規定することができる様々な操縦性および応答設定から選択するのを可能にする。

センサ１０２からのデータおよび運転者選択モードが含まれ得る、車両ネットワーク１６２からの情報に基づき、ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０の制振状態を定める。情報を受信することに加え、車両接続型自律システム１６０の各ＤＣＭ３２は、他のモジュールに情報を送ることもできる。例えば、ＤＣＭ３２は、車両制御モジュール（図示せず）に診断情報を送ることができ、車両制御モジュールは、そのような情報を格納する。

図１０に示す別の変形形態では、車両１０は、プライベート接続型自律システム１７０を含むことができる。自律システム１５０、１６０と同様に、プライベート接続型自律システム１７０は（図１０に２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄとして参照符号を付けた）４つのダンパシステム２０を含み、各ダンパシステム２０は、そのそれぞれのＤＣＭ３２によって制御される。

プライベート接続型自律システム１７０は、ダンパシステム２０間のデータ通信接続を確立するプライベートネットワーク１７２（シリアルデータ通信ネットワーク）を含む。例えば、プライベートネットワーク１７２は、有線または無線通信システムとして構成することができ、無線通信システムの場合、各ＤＣＭ３２は、無線送受信機（図示せず）を含む。したがって、ダンパシステム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、プライベートネットワーク１７２を介して互いに通信することができる。例えば、ダンパシステム２０ＡのＤＣＭ３２は、ダンパシステム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに配置されたセンサ１０２からのデータを使用することができる。

各ＤＣＭ３２はまた、補助センサ１７４および／またはＤＳＭ１７５からプライベートネットワーク１７２を介してデータを受信することができる。補助センサ１７４は、車両１０のばね上部分に配置することができ、プライベートネットワーク１７２を介してデータをダンパシステム２０に送ることができる。プライベートネットワーク１７２に接続されたＤＳＭ１７５は、使用者によって選択された運転者選択モードをＤＣＭ３２に提供する。あるいは、ＤＳＭ１７５は、直列データ通信リンクによって、各ＤＣＭ３２に直接接続することができる。

さらに、ダンパシステム２０は、プライベートネットワーク１７２を介して、外部装置（図示せず）とデータを交換することもできる。例えば、ダンパシステム２０は、プライベートネットワーク１７２に接続されたサービスツールと通信することができる。ダンパシステム２０は、ＤＣＭ３２によって検出された障害または不具合に関連する情報をサービスツールに送ることができる。サービスツールは、ダンパシステム２０に関する診断を行うために、そのような情報を使用することができる。

図１１を参照すると、車両１０は、１つのダンパシステムが他のダンパシステムを制御する部分自律システム１８０を含むことができる。例えば、部分自律システム１８０は、ＤＣＭ３２と３つのダンパシステム１８２とを含む１つのダンパシステム２０を含む。ダンパシステム２０とダンパシステム１８２との間の主な相違は、ダンパシステム１８２がダンパ設定モジュール１０４を含んでいないことである。したがって、ダンパシステム１８２は、ショックアブソーバ３０およびダンパモジュール１８４を含む。ダンパモジュール１８４は、ダンパ設定モジュール１０４を含んでいないことを除いてＤＣＭ３２と同じである。ダンパシステム２０およびダンパシステム１８２は、プライベートネットワーク１７２を介して通信する。

部分自律システム１８０は、マスタダンパとしてダンパシステム２０を利用し、スレーブダンパとしてダンパシステム１８２を利用する。マスタダンパは、スレーブダンパに配置されたセンサ１０２からデータを受信する。受信したデータに基づき、マスタダンパは、各スレーブダンパごとの制振状態を定め、プライベートネットワーク１７２を介して制振状態を送る。

部分自律システム１８０は、マスタダンパを用いてダンパシステムの制振特性を制御する、完全に統合された車両サブシステムを形成する。部分自律システム１８０の全体コストは、１つだけのダンパシステムがダンパ設定モジュールを有するため、システム１５０、１６０、１７０よりも低くすることができる。

上記のように、各ダンパシステム２０は、ショックアブソーバ３０に、またはその近くに配置された一組のセンサ１０２を含む。図１２を参照すると、センサ１０２の１つは、ショックアブソーバ３０に配置された３軸加速度計２００とすることができる。３軸加速度計２００は、ばね上またはばね下部分ショックアブソーバ３０に配置することができる。３軸加速度計２００は、ショックアブソーバ３０が受信する前後および横方向の加速度を検出する。前後の加速度は、通常、車両の制動／加速に起因し、横加速度は、ステアリングまたはコーナリングに起因する。３軸加速度計２００は、軸取付方向および位置を修正し、ノイズを除去するために、校正アルゴリズムを利用することができる。ＤＣＭ３２は、車両１０のボディ１６のピッチおよびロールを軽減するために、検出された加速度を使用することができる。

３軸加速度計２００は、各ショックアブソーバ３０に配置されてＤＣＭ３２にデータを提供することができるが、１つの３軸加速度計２００は、４つのダンパシステムすべてにデータを提供するために使用することができる。例えば、ダンパシステム２０が、上記のように、車両ネットワーク１６２またはプライベートネットワーク１７２を介して通信する場合、３軸加速度計２００は、ＤＣＭ３２に加速度を送ることができ、ＤＣＭ３２は、車両ネットワーク１６２またはプライベートネットワーク１７２を介して加速度を他のダンパシステム２０に送る。

３軸加速度計２００を利用することにより、ダンパシステム２０は、他のモジュールからの情報を使用することなく、車両のピッチおよびロールを制御することができる。例えば、ダンパシステム２０は、もはや車両１０の他のモジュールによって提供されるステアリング、制動、および／または加速度情報に依存しなくてよい。さらに、前後および横方向の加速度を検出するために、３つの別々の加速度計の代わりに、１つのセンサを使用することができ、それにより、ダンパシステム２０の全体コストが削減される。

センサ１０２に加えて、ダンパシステム２０は、ＤＣＭ３２と共に配置されたセンサを含むこともできる。例えば、図１３を参照すると、ＤＣＭ３２は、ダンパモジュール（ＤＭ）センサ２０２を含むことができる。ＤＭセンサ２０２は、ＤＣＭ３２と共にハウジング１００内に配置された１つまたは複数のセンサとすることができる。より詳細には、ＤＭセンサ２０２は、ＤＣＭ３２が配置された回路板と一体化することができる。したがって、図１３は、ＤＣＭ３２の一部として、ＤＭセンサ２０２を示している。ダンパシステム２０が、車両ネットワーク１６２またはプライベートネットワーク１７２などのネットワークに接続される場合、ＤＭセンサ２０２は、ネットワーク１６２、１７２を介して他の車両モジュールおよび／またはダンパシステム２０にデータを送ることができる。

ＤＭセンサ２０２は、例えば、加速度計および／または温度センサを含むことができる。加速度計は、横方向加速度を検出する１軸加速度計とすることができる。加速度計は、ダンパ設定モジュール１０４にデータを提供することができる。温度センサは、ＤＣＭ３２が配置されたハウジング１００の温度を検出する。ＤＭセンサ２０２はさらに、ダンパシステム２０の自律制御を可能にする。具体的には、ＤＭセンサ２０２は、ショックアブソーバの制振状態を制御するダンパ設定モジュール１０４にデータを提供する。加えて、ＤＭセンサ２０２はさらに、ＤＭセンサ２０２とＤＣＭ３２との間の配線をなくすことで、ダンパシステム２０の実装を改良する。

ＤＣＭ３２に配置されたセンサとセンサ１０２とを使用して、ダンパ設定モジュール１０２は、ダンパシステム２０の性能を最適化することができる。例えば、ダンパ設定モジュール１０４は、温度制御ロジックを含むことができる。温度制御ロジックは、ダンパ温度の変動によるダンパ性能のばらつきを補償することができる。例えば、ＤＣＭ３２は、ショックアブソーバ３０の温度、ショックアブソーバ３０内の流体の温度、またはダンパシステム２０の性能に影響を及ぼすことがある他の構成要素の温度を検出する１つまたは複数の温度センサからデータを受信することができる。さらに、ＤＭセンサ２０２が温度センサを含む場合、ダンパ設定モジュール１０４は、制振状態を定めるときに、ハウジング１００内の環境を考慮に入れることができる。

ダンパ設定モジュール１０４の温度制御ロジックは、温度の変動によるダンパシステム２０の性能のばらつきを補償する所定のアルゴリズムとして設けることができる。温度制御ロジックは、ショックアブソーバ３０内に流体を含むダンパシステム２０の温度を推定することができる。この場合に、ダンパ設定モジュール１０４は、ダンパシステム２０がその最大温度を超えない制振状態を選択することで、ショックアブソーバ３０の性能を最適化することができる。例えば、ダンパシステム２０の温度が最大温度に近い場合に、ダンパ設定モジュール１０４は、ダンパシステム２０の温度を下げるのに寄与する所定の制振状態に設定された制振状態を有することができる。より詳細には、システム２０は自動的に切られ、そのため、ショックアブソーバ３０は、ダンパシステム２０の温度が前もって設定した閾値に低下するまで、所定のダンパ状態に維持される。ダンパ設定モジュール１０４は、ショックアブソーバの制振状態を定めるときに、他の条件を要因として考慮することができ、本明細書で説明した条件に限定されないことが当業者には理解されるであろう。例えば、ダンパ設定モジュール１０４は、ＧＰＳセンサによって検出できる車両の速度に基づき、ショックアブソーバの制振特性を調整する速度感応制振ロジックを含むことができる。

例示的な実施形態では、車両のサスペンションシステムは、リアおよびフロントアセンブリを車両１０に連結するために、ダンパシステム２０およびスプリング２２を利用する。ダンパシステム２０は、他のサスペンションシステムと統合することもでき、それでもなお、自律制御を可能にする。例えば、スプリング２２、２６の代わりに、車両１０は、車両１０を支持し、車両１０をホイール１８、２４に連結する空気ばねを含むことができる。例えば、図１４を参照すると、空気ばね２１０は、ダンパシステム２０を囲んで配置することができる。空気ばね２１０は、空気ばね２１０の圧力を検出する圧力センサ２１２を含むことができる。

当技術分野で公知のように、空気ばね２１０は、車両１０のボディ１６を支持するために、機械コイルまたは板ばねに代えて、車両のサスペンションに取り付けることができる。加圧した供給空気を使用する場合、空気ばね２１０の限定された空間内にある供給空気の量および圧力により、空気ばね２１０の標準ばね力およびばね定数を調整することができる。

ＤＣＭ３２は、空気ばね２１０の圧力センサ２１２からデータを受信し、圧力センサ２１２およびセンサ１０２からの情報に基づいて、ショックアブソーバ３０の制振特性を調整することができる。例えば、ＤＣＭ３２のダンパ設定モジュール１０４は、圧力制御ロジックを含むことができる。圧力制御ロジックは、ダンパ設定モジュール１０４の一部である一組のアルゴリズムとして設けることができる。圧力制御ロジックは、圧力センサ２１２からのデータを利用することにより、空気ばね２１０によって形成された支持体に対処する。したがって、ダンパ設定モジュール１０４は、空気ばね２１０の圧力の変動に基づき、制振状態を調整する。圧力制御ロジックはまた、圧力センサ２１２からのデータに基づき、空気ばねの不具合を検出するように構成することができる。

本開示は、加圧した供給空気のみを有する空気ばねの使用に焦点を当てているが、本開示は、空気ばねサスペンションおよび機械式の組み合わせなどの他のタイプの空気ばねにも適用可能である。さらに、空気ばね２１０および／または圧力センサ２１２は、他の適切な方法で、ダンパシステム２０と共に配置することができ、図に示した配置に限定されない。例えば、空気ばねは、圧力センサ２１２が、空気管を介して、空気ばね２１０に空気で接続された状態で、ダンパシステム２０から離れて配置することができる。さらに、圧力センサ２１２は、ＤＭセンサと同様に、ＤＣＭ３２と共に配置することができる。したがって、圧力センサは、空気管を介して空気ばね２１０に接続することができ、それにより、ダンパシステム２０に、またはダンパシステム２０から離れて配置することができる空気ばねの圧力を検出する。

上記のように、ダンパシステムは、様々なタイプのサスペンションシステムと統合することができる。ダンパシステムは、電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバおよびＤＣＭを有する、完全に統合されたシステムである。ダンパシステムは、ショックアブソーバの自律制御を行い、中央制御ユニットの必要性をなくし、それにより、車両のサスペンションシステム全体の複雑さを軽減する。

本開示が、電気機械弁を含む電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバに関連して説明されたが、本開示は、電気機械弁を含むことができない他のタイプの電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバに適用可能であることが容易に理解される。例えば、本開示は、磁性流体および電気粘性流体制振技術を使用する電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバに適用することもできる。したがって、制振制御モジュールは、ショックアブソーバの制振状態を定め、磁性流体および電気粘性流体制振技術を利用する公知の方法を使用して、そのような制振状態に合わせてショックアブソーバを動作させる。

実施形態の前述の説明は、例示および説明のために提示された。実施形態は、網羅的であることを意図されておらず、または本開示を限定することも意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴部は、通常、その特定の実施形態に限定されるのではなく、具体的に図示または説明していなくても、適用可能な場合に、選択された実施形態において交換可能であり、使用することができる。同一のものを様々な方法で変えることもできる。そのような変形形態は、本開示からの逸脱とみなすべきではなく、そのような修正形態のすべては、本開示の範囲内に含まれることを意図されている。

本願では、下記の定義を含めて、モジュールという用語は回路という用語で置き換えることができる。モジュールという用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル、アナログ、または混合アナログ／デジタルディスクリート回路、デジタル、アナログ、または混合アナログ／デジタル集積回路、組み合わせロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ（共有、専用、またはグループ）、プロセッサによって実行されるコードを格納するメモリ（共有、専用、またはグループ）、説明した機能を提供する他の適切なハードウェア構成要素、あるいはシステムオンチップなどにおける上記の一部またはすべての組み合わせを指す、それらの一部である、あるいはそれらを含むことができる。

例示的な実施形態は、本開示が完全であるように提示され、当業者にその範囲を十分に伝えるであろう。本開示の実施形態の十分な理解をもたらすために、特定の構成要素、装置、および方法の例などの様々な特定の細部が説明された。特定の細部は使用される必要がなく、例示的な実施形態は多数の異なる形態で具現化でき、どれも本開示の範囲を限定すると解釈すべきでないことが当業者には明らかであろう。一部の例示的な実施形態では、公知のプロセス、公知の装置構造、および公知の技術が詳細に説明されていない。

本明細書で使用した用語は、特定の例示的な実施形態を説明することのみを目的とし、限定することを意図されていない。本明細書では、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明示しない限り、さらに複数形を含むことを意図することができる。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有すること（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は包括的であり、したがって、決まった特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しない。

要素が、他の要素に「載っている」、「係合している」、「連結されている」、または「接続されている」と言い表される場合に、要素は、他の要素に直接載ること、係合すること、連結されること、または接続されることが可能であり、あるいは介在する要素が存在してもよい。対照的に、要素が、他の要素に「直接載っている」、「直接係合している」、「直接連結されている」、または「直接接続されている」と言い表される場合に、介在する要素は存在することができない。要素間の関係を説明する他の文言も、同様に解釈されるべきである（例えば、「〜の間に」対「〜の間に直接」、「隣接する」対「直接隣接する」など）。本明細書では、「および／または」という用語は、１つまたは複数の関連する列挙された物品の任意およびすべての組み合わせを含む。

第１の、第２の、第３のなどの用語は、様々な要素および／または構成要素を説明するために、本明細書で使用することができるが、これらの要素および／または構成要素は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素または構成要素を他の要素または構成要素から区別するためだけに使用することができる。「第１の」、「第２の」などの用語、および他の数字用語は、本明細書で使用する場合、文脈によって明示されない限り、シーケンス、または順序を意味するものではない。したがって、説明する第１の要素または構成要素は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素または構成要素と称することができる。

「内側」、「外側」、「下方」、「〜の下」、「下側」、「〜の上」、「上側」などの空間的相対用語は、図に示すように、１つの要素または特徴部の他の要素または特徴部に対する関係を説明するための記述を容易にするために、本明細書で使用することができる。空間的相対用語は、図に示された向きに加えて、使用時または動作時の装置の様々な向きを包含することを意図することができる。例えば、図の装置が反転した場合、他の要素または特徴部の「下」または「下方」として記載された要素は、他の要素または特徴部の「上」の位置に置かれる。したがって、「〜の下」という例示的用語は、上と下の両方の向きを包含することができる。装置は、それ以外に向けることができ（９０°または他の向きに回転される）、本明細書で使用された空間的相対記述子は相応に解釈される。

Claims (20)

1. 車両用のダンパシステムであって、
   電気機械弁が内部に配置された電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバと、
   前記ショックアブソーバと共に配置され、複数のセンサから受信したデータに基づき、前記ショックアブソーバの制振状態を制御するダンパ制御モジュールであって、前記電気機械弁に接続されたダンパ制御モジュールと、
   を含むダンパシステム。
2. 前記ダンパ制御モジュールは、
   前記複数のセンサから受信した前記データに基づき、前記ショックアブソーバの前記制振状態を定めるダンパ設定モジュールと、
   前記ダンパ設定モジュールが定めた前記制振状態に基づき、第１の状態または第２の状態のいずれかとして、前記電気機械弁の状態を定める弁切換モジュールと、
   前記弁切換モジュールが定めた前記状態に基づき、前記電気機械弁への電力を制御するコイル励磁モジュールと、
   を含み、前記第１の状態において、前記コイル励磁モジュールは、前記電気機械弁に電力を供給せず、前記第２の状態において、前記コイル励磁モジュールは、前記電気機械弁に電力を供給する、請求項１に記載のダンパシステム。
3. 前記複数のセンサには、前記ショックアブソーバに配置されたセンサが含まれる、請求項１に記載のダンパシステム。
4. 前記ダンパ制御モジュールは、通信ネットワークに通信可能に接続される、請求項１に記載のダンパシステム。
5. 前記複数のセンサには、前記ショックアブソーバに配置された３軸加速度計が含まれる、請求項１に記載のダンパシステム。
6. 前記ダンパ制御モジュールと共に配置されたダンパセンサをさらに含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ダンパセンサおよび前記複数のセンサからのデータに基づき、前記制振状態を定める、請求項１に記載のダンパシステム。
7. 前記ショックアブソーバに連結されたハウジングをさらに含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ハウジング内に配置される、請求項１に記載のダンパシステム。
8. 前記ショックアブソーバは、複数の電気機械弁を含み、および
   前記ダンパ制御モジュールは、前記複数の電気機械弁のそれぞれに接続される、請求項１に記載のダンパシステム。
9. ボディと、
   サスペンションシステムと、
   請求項１に記載のダンパシステムと、
   を含む車両システムであって、前記ダンパシステムは、前記サスペンションシステムを前記ボディに連結する、車両システム。
10. 車両用のダンパシステムであって、
    電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバと、
    前記ショックアブソーバと共に配置され、前記ショックアブソーバに電気接続されたダンパ制御モジュールと、
    を含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ショックアブソーバの近くに配置された複数のセンサから受信したデータに基づき、前記ショックアブソーバの制振状態を定め、前記ショックアブソーバが前記制振状態で動作するように前記ショックアブソーバを制御する、ダンパシステム。
11. 前記ショックアブソーバに固定して連結されたハウジングをさらに含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ハウジング内に配置される、請求項１０に記載のダンパシステム。
12. 前記ダンパ制御モジュールは、前記ショックアブソーバの温度に関するデータを前記複数のセンサの１つから受信し、前記ダンパ制御モジュールは、前記受信した温度に基づき、前記ショックアブソーバの前記制振状態を調整する、請求項１０に記載のダンパシステム。
13. 前記ダンパ制御モジュールと共に配置されたダンパセンサをさらに含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ダンパセンサおよび前記複数のセンサからのデータに基づき、前記制振状態を定める、請求項１０に記載のダンパシステム。
14. 前記車両は、空気ばねと、前記空気ばねの圧力を検出する圧力センサとを含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記圧力センサからのデータに基づき、前記ショックアブソーバの前記制振状態を調整する、請求項１０に記載のダンパシステム。
15. 請求項１０に記載の複数のダンパシステムと、
    前記複数のダンパシステムを通信可能に接続する通信ネットワークと、
    を含む車両システム。
16. 請求項１０に記載の複数のダンパシステムであって、１つのマスタダンパシステムとスレーブダンパシステムとを含む複数のダンパシステムと、
    前記マスタダンパシステムと前記スレーブダンパシステムとを通信可能に接続する通信ネットワークと、
    を含む車両システムであって、
    前記マスタダンパシステムは、前記スレーブダンパシステムの前記ショックアブソーバのスレーブ制振状態を定め、前記スレーブ制振状態を前記通信ネットワークを介して前記スレーブダンパシステムに送り、
    前記スレーブダンパシステムは、受信した前記スレーブ制振状態に基づき、前記ショックアブソーバを制御する、車両システム。
17. 車両用のダンパシステムであって、
    複数の電気機械弁が内部に配置された電気的に調整可能な油圧式ショックアブソーバと、
    前記ショックアブソーバに配置され、前記複数の電気機械弁に接続されたダンパ制御モジュールと、
    を含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ショックアブソーバの近くに配置された複数のセンサから受信したデータに基づき、前記ショックアブソーバの目標制振状態を定め、前記ショックアブソーバが前記目標制振状態で動作するように、前記電気機械弁のそれぞれへの電力を制御する、ダンパシステム。
18. 前記複数のセンサには、前記ショックアブソーバに配置されたセンサが含まれる、請求項１７に記載のダンパシステム。
19. 前記ショックアブソーバに固定して連結されたハウジングをさらに含み、前記ダンパ制御モジュールは、前記ハウジング内に配置される、請求項１７に記載のダンパシステム。
20. 前記電気機械弁はデジタル弁である、請求項１７に記載のダンパシステム。

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