JPH03176222A - 車両用のばねサスペンシヨン - 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］ 本発明は請求項１の上位概念に記載の車両用のばねサス
ペンションに関する。

［従来の技術］ 車両質量と車輪質量との間に、コイルばねとショックア
ブソーバとから成るばね脚を間挿した車両用のばねサス
ペンションはすでに公知である。

従来公知の車両用のばねサスペンションは前記ばね脚の
他に主要部品としてポンプ、制御装置、センサ類、操作
可能な方向制御弁を備えている。ポンプによって方向制
御弁への供給路内に所要の圧力が準備される。はね脚は
２つの作業室を備えた作業シリンダを有する。操作可能
な弁を介して作業室内のその都度の圧力が必要に応じて
制御される。これにより、ばね脚の挙動が広範囲に任意
に影響される。著しく凹凸の激しい路面上での走行時で
もばね脚が充分迅速に具合よく作動することができるよ
うに、ポンプ出力は充分太き（なければならない。著し
く滑らかな路面上での走行時にばばね脚の作動のための
ポンプ吐出量はわずかでよく、従って、ポンプによって
大量に吐出された媒体量は高圧下でタンクへ戻されてし
まう。これは要するに、比較的滑らかな路面上での走行
時でも常時大きな出力が消費されることを意味する。

操作可能な弁内では圧力降下、ひいては出力損失が生じ
、要するに、つぎ込まれたエネルギーが利用価値のない
熱エネルギーに変換されてしまう。ばね脚の弾性的な伸
長のために必要なエネルギー量はもはや回収できず、絞
りのところで熱エネルギーに変換される。

［本発明の課題］ 本発明ちの課題は前記不都合を回避することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決した本発明の要旨は請求項１に記載の通
りである。

［本発明の効果］ 本発明の利点は、ばね脚の駆動に必要なだけのエネルギ
ーが駆動機械から引出されることにある。

池の請求項に記載の構成は本発明の有利な構成である。

第１の変換器が、可変の比容積を有するポンプ／モータ
・ユニットから成る場合には、ばね脚の弾性的な伸長時
に駆動機械によってもたらされたエネルギーの少なくと
も一部が再び駆動機械に回収される。

［実施例］ 第１図は本発明の１実施例の車両用のばねサスペンショ
ンのシステム図である。このシステム図には、駆動機械
２、第１の機械的な結合部４、第１の変換器６、液圧的
な結合部８、第２の変換器１０、第２の機械的な結合部
１２、ばね脚１４、電子制御装置１６、第１の制御導線
１８、場合により第２の制御導線２０、電流供給ユニッ
ト２２、センサ２４、目標値発生器２ｃＴＴ、　ｙｆ　
ｉＷ　幼Ｆ＋　ｈ−−ゴ＋し９ＱＭ千六旧でいス駆動機
械２は例えばディーゼル機関、オツド機関、電動機また
は類似物であることができる。第１の変換器６は第１の
機械的な結合部４を介して駆動機械２に結合されている
。第１の機械的な結合部４は例えば連結軸、伝動装置、
■ベルト・ベルトホイール機構又は歯付きベルト・ベル
ト機構であることができる。第１の機械的な結合部４を
介して、機械的な形で存在するエネルギーが駆動機械２
から第１の変換器６へ伝達される。第１の変換器６は例
えばポンプ／モータ・ユニットであることができる。こ
れにより、駆動機械２から到来した機械的なエネルギー
の少な（とも一部が液圧的なエネルギーに変換されて、
液圧的な結合部８のところに与えられるとともに、液圧
的な結合部８から到来しだ液圧的なエネルギーも変換さ
れて第１の機械的な結合部４を介して駆動機械２に戻さ
れる。

第２の液圧的な変換器１０は液圧的な結合部８から到来
したエネルギーを機械的なエネルギーに置場１、て箪９
の溝材的か鈷企捕１９ん春てばね脚１４に与える。第２
の変換器１０はさらに、ばね脚１４から第２の機械的的
な結合部１２を介して到来したエネルギーを戻し変換し
て液圧的な結合部８に与えることができる。

第１の変換器６は第１の制御導線１８と、場合により第
２の変換器１０及び第２の制御導線２０とを介して電子
制御装置１６に接続される。制御導線１８．２０を介し
て変換器６は電子制御装置１６によって制御される。電
子制御装置１６には、電流供給ユニット２２からケーブ
ル２８を介して電気的なエネルギーが供給される。単数
若しくは複数のセンサ２４を介して車両用のばねサスペ
ンションの瞬間の作動状態が監視される。目標値発生器
２６を介して例えば車両の運転者が車両のばねサスペン
ションに関した要求を電子制御装置１６に伝達すること
ができる。

第２の変換器１０がどのようにばね脚１４に作用するか
に応じてばね脚１４の弾性的な縮み若しくは弾性的な伸
長が生じる。

電子制御装置１６は制御導線１．８．２０を介して第１
の変換器６及び第２の変換器１０の少なくともいずれか
１つの変換比（ｉ）を変化させることができる。ここに
変換比というのは、機械的なエネルギーから液圧的なエ
ネルギーへの変換若しくは液圧的なエネルギーから機械
的なエネルギーへの変換の比率を言う。この変換比は規
定により、例えば所定の回転数が変換器６若しくは１０
によって比較的多量の液圧的な吐出流に変換された場合
を「大」とし、この回転数が比較的僅かな吐出流に変換
された場合を「小」とする。さらにこの変換比は一方向
の吐出し時をプラス（＋）とし、その逆の方向の吐出し
時をマイナス（−）とする。実施例によつては第１の変
換器６の変換比はマイナスの値（−ｉ）からゼロ（０）
を経てプラスの値（＋１）へと変化し、また実施例によ
っては電子制御装置１６が第２の変換器１０の変換比を
マイナスの値（−ｉ）からゼロ（０）を経てプラスの値
（＋ｉ）に変化させることができる。さらに実施例によ
っては調整がゼロ（０）から一方向でのみおこなわれて
もよい。

変換器（６及び／又は１０）は例えば液圧式ポンプ／モ
ータ・ユニットから成り１つの駆動・被駆動軸と圧力媒
体の供給部及び排出部としての２つの接続部とを備える
ことができる。この場合、変換比（ｉ）は前記ユニット
の比容積（ｑ）を変化させることによって変化させるこ
とができる。比容積（ｑ　）は一般的な規定により、駆
動・被駆動軸の１回転につきポンプ／モータ・ユニット
によって一方の接続部から他方の接続部へ流れる圧力媒
体１で表される。可能な両流れ方向のいずれか１方向が
プラス（＋）で表され、その際の比容積はプラスｉ（＋
ｉ）で表される。その反対の流れ方向はマイナス（−ｉ
）で表され、その際の比容積はマイナスｑ（−ｑ）で表
される。

本発明の車両用のばねサスペンションでは、第１及び第
２の変換器６．１０の変換比が可変−ｌ　　　１　　　
　　　　　勿ｒ　（＾　テｋＮ無　ｑシ　Ｏｓへ　赤　
協　Ｌし　講Ｊ　）↓が可変であって第２の変換器の変
換比が一定であってもよく、又は第１の変換器６の変換
比が一定で第２の変換器１０の変換比が可変であっても
よい。それゆえ、第１の変換器６の変換比（ｉ）が可変
であれば、第２の変換器１０の変換比（ｉ）が一定であ
ってもよく、その場合、第２の変換器１０は例えば液圧
シリンダとして形成されていてもよい。

第２図には、第１図で略示した車両用のばねサスペンシ
ョンの本発明の第１実施例を示す。

なお、すべての図面について同じ部分は同じ符号で示さ
れている。

第２図に示す第１実施例では、第１の変換器が可変の比
容積（ｑ）を有するポンプ／モータ・ユニットとして形
成されている。第２の変換器１０は液圧シリンダから成
り、ばね脚１４の構成部分を形成している。この液圧シ
リンダはシリンダ４２とこのシリンダ内に摺動可能に配
置されたピストン４４とこれに結合されたピストソロ８
．ド４６とを備えているーピストン４４はシリンダ４２
の内室を第１の作業室４８と第２の作業室５０とに分割
している。第１の作業室４８は図面ではピストン４４の
上方に示され、第２の作業室５０は図面ではピストン４
４の下方に示されている。シリンダ４２は第１の作業室
４８側では第１の端面５２によって、他方の側では第２
の端面５４によってそれぞれ閉鎖されている。ピストン
ロッド４６は第２の作業室５０を通ってシリンダ４２の
端面５４からシリンダ４２を越えて外部へ突出している
。シリンダ４２の第１の端面５２は第１の質量体５６に
結合されており、ピストンロッド４６の、シリンダ４２
から突出した端部は第２の質量体５７に結合されている
。第１の質量体５６は例えば車両上部構造であり、第２
の質量体５７は例えば車両の用車輪を備えた車輪支持体
である。

第２の作業室５０内にはばね５８が配置されている。第
２の作業室５０は第２の接続部６０とホース６５とを介
して液圧的に蓄圧器６２に接続されている。この蓄圧器
６２によって、第２の作業室５０内には多かれ少なかれ
一定の圧力が維持される。この多かれ少なかれ一定の圧
力とばね５８とによってピストンロッド４６が縮められ
る。場合により、ばね５８及び蓄圧器６２は省かれても
よい。

シリンダ４２の第１の作業室４８は第１の接続部５９と
ホース６４とを介してポンプ／モータ・ユニットの第１
の接続部６６に液圧的に接続されている。ホース６４は
第１の変換器６と第２の変換器１０との間の液圧的な接
続のための結合部８を形成している。第１の変換器６の
第２の接続部６８はタンクに液圧的に接続されている。

第１の変換器６は第１の制御導線１８を介して電子制御
装置１６に接続されている。この電子制御装置１６によ
って、制御導線１８を介して第１の変換器６の比容積（
ｑ）が調整される簡単のため、駆動機械２が第１の機械
的な結合部４を介して第１の変換器６へ、要するに一定
回転数を有するポンプ／モータ・ユニットに作用するこ
とは略示されている。同じ（簡単のため、摩擦損失は考
慮されていない。摩擦の発生により、もはや利用できな
い熱エネルギーが失われることは周知の通りである。

両方の質量体５６．５７間の相対運動が望まれないとき
には、変換器６の比容積がゼロに設定される。

両方の質量体５６．５７の間隔を増大させる場合には、
比容積（ｑ）がプラスの値（＋ｑ）に設定される。これ
により、ポンプ／モータ・ユニットはタンクから圧力媒
体を吸い込んでこれを結合部８のホース６４を介して液
圧シリンダ内に吐出す。これにより、ピストンロッド４
６は伸長する。これと同時にばね５８及び蓄圧器６２の
プレロードが上昇する。

前記間隔を減少する場合には、比容積（ｑ）がマイナス
の値（−ｑ）に設定される。これにより、圧力媒体は接
続部６６を通り接続部６８を介してタンク７０へ流れる
。これにより、接続部６６、ホース６４及び接続部、５
９を介して、液圧シリンダ１０の第１の作業室４８内の
液圧媒体が減少する。。第１の質量体５６の重力、若し
くはばね５８の弾発力若しくは蓄圧器６２の圧力に基づ
き、両方の質量体５６．５７の間隔が減少する。

これにより、駆動機械２の回転数が一定でも、比容積（
ｑ）の変化により、ピストンロッド４６の伸縮速度を広
範囲に任意に調整することができる。

ピストンロッドの伸長時のエネルギーの伝達経路は駆動
機械２から第１の機械的な結合部４、第１の変換器６、
液圧的な結合部８及び第２の変換器１０を経てばね脚１
４に達する。このばね脚１４内ではエネルギーがばね５
８若しくは蓄圧器６２内に貯蔵されるか又は質１体５６
内で位置エネルギーとして貯蔵される。

ピストンロッドの縮み行程時には質量体５６若しくは蓄
圧器６２内及びばね５８内に貯蔵さ灼た工未ルボーが箪
９の守漁聾１１１＋−上一てｉル圧的なエネルギーに変
換され、液圧的な結合部８及び結合部４を介して駆動機
械２に戻される。種々の箇所で摩擦が完全には回避でき
ないため、許容できる程度のエネルギーが熱エネルギー
として失われるのはやむを得ない。

ばね５８及び蓄圧器６２によって、ピストンロッドの縮
み行程時に第２の質量体５７がアクティブに持ち上げら
れる。ピストンロッドの伸長行程時にはばね５８及び蓄
圧器６２は、質量体５７を下方へ引っ張る重力に逆らっ
て作用する。このばね脚１４は４つの象限のすべてにお
いて作動可能である。

蓄圧器６２を省く場合には、第３図に示したように、第
２の変換器１０の第２の作業室５０は第２の接続部６０
及び第２のホース６５を介してタンク７０に接続される
。第３図は本発明の第２実施例を示し、この場合には第
２図の実施例と異なりばね５８及び蓄圧器６２が省かれ
ている。

必要ならば、液圧シリンダ（変換器１０）の第２の接続
部６０は第１の変換器、６の第２の接続部６８に、例え
ば第３図で破線て示すように接続されてもよい。

第４図には本発明の第３実施例が示されている。この実
施例のばねサスペンションはこれまで説明した実施例の
ものとほぼ同じ部分から成っている。しかし、第４図の
実施例では、第２の変換器１０が液圧シリンダとして形
成されておらず、ポンプ／モータ・ユニットかう成って
いる。

第２の変換器１０は第２の機械的な結合部１２を介して
ばね脚１４に機械的に結合されている。この第２の機械
的な結合部１２は揺動体７８を備えた軸７６から成る。

軸７６は第１の質量体５６、要するに車両上部構造に回
転可能に支承されている。揺動体７８は軸７６に相対回
動不能に結合されている。揺動体７８の、軸７６とは逆
の側の端部７９には車両の車輪８０が回転可能に支承さ
れている。第１の質量体５６と、揺動体７８の前記端部
７９との間に必要に応じてばね８２が配置される。軸７
６を介してエネルギーが第２の変換器１０と揺動体７８
との間で両方向に伝達される。揺動体７８、ばね８２及
び軸７６はばね脚１４の構成部分である。車輪８０と揺
動体７８の端部７９は第２の質量体５７を形成している
。

蓄圧器６２内の圧力は、第２の変換器１０の第１の接続
部５９のところの圧力によって生じる力に対抗する力と
して役立つ。使用例に応じて、蓄圧器６２は省かれても
よく、その場合、第２の変換器１０の第２の接続部６０
はタンク７０に、第３図に示したように接続される。

第４図に示す第３実施例は液圧開回路から成るが、第５
図に示す第４実施例は液圧閉回路として形成されている
。第５図に示すこの第４実施例では液圧的な結合部８が
第１のホース６４と第２のホース６５とから成る。第１
のホース６４は第１の変換器６の第１の接続部６６と第
２の変換器１０の第１の接続部５９とを接続せ第２の接
続部６８と第２の変換器、１０の第２の接続部６０とを
接続せしめる。これにより、第１の変換器６によって第
１のホース６４内の圧力を高め第２のホース６５内の圧
力を低下させるか、又は第１のホース６４内の圧力を低
下させ第２のホース６５内の圧力を高めるかに応じて、
第２の変換器１０によって第２の機械的な結合部１２を
介してばね脚１４の揺動体７８ヘトルクを両方向で伝達
することができる。

液圧閉回路内に液圧媒体を充分に供給するために、液圧
閉回路には供給ポンプ８４によってタンク７０から液圧
媒体が供給される。供給ポンプ８４は液圧閉回路からの
漏れによって失われた液圧媒体を補充するだけの役目を
有する。

それゆえ、供給ポンプ８４は極めて小形に形成され、第
５図に破線で示されている。この供給ポンプ８４の駆動
のためには極めてわずかな出力しか必要でない。供給ポ
ンプ８４は有利には定量ポンプから成る。供給ポンプの
出口のとこが設けられている。

すべての実施例は第１実施例とほぼ同様に作動する。

第２の変換器１０の比容積（ｑ）も可変である場合には
、第２の変換器１０の適当な制御によって、画質量体５
６．５７間の相対運動の速度と方向とを変化させること
ができる。

画質１体５６．５７の相対運動を決定するために、例え
ば切換弁、圧力調整弁又は絞り弁などの制御弁はまった
く不要である。エネルギーは極めてわずかな摩擦損失を
除けば損失なく駆動機械２から両度換器６，１０を介し
てばね脚１４へ伝達され、若しくはばね脚１４から両度
換器６．１０を介して駆動機械２へ戻される。

ばね脚１４の縮み行程時には第１のポンプ／モータ・ユ
ニットがトルクを駆動機械２に作用させる形式でエネル
ギーが駆動機械へ向かって流れ、換言すれば弾性的な縮
み行程時には変換器６が駆動機械２を駆動する。駆動機
械の構成いかんに応じて、ばね脚１４の縮み行程時に戻
されるエネルギーはばね脚１４の伸長時まで中間貯蔵さ
れるか又は他の目的に使用される。

変換器６．１０は種々に形成可能であり、例えばラジア
ルピストンポンプ、アキシャルピストンポンプ、斜板形
ポンプ、ベーンポンプなどから成ることができる。比容
積（ｑ）は例えば偏心度、旋回角などの変化によって可
変である。比容積（ｑ）の調整のためには極めて小さな
制御エルネギ−を要するのみである。

第４図及び第５図に示す実施例では、第２の変換器１０
と袖７６との間に伝動装置を間挿することかできる。こ
れにより、第２の変換器１０によってもたらされたトル
クを目的に応じて使用することができる。

一般に車両は複数の車輪８０、要するに複数の第２の質
量体５７を備えている。第２の各質量体５７のためにそ
れぞれ固有の変換器６，１０を設けるのが効果的である
。場合により、複数の第２の変換器１０のために１つの
駆動機械２及び１つのタンク７０が設けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略図、第２図は本発明の第１実施例
の略示図、第３図は本発明の第２実施例の略示図、第４
図は本発明の第３実施例の略示図、第５図は本発明の第
４実施例の略示図である。 ２・・・駆動機械、４・・・第１の機械的な結合部、６
・・・第１の変換器、８・・・液圧的な結合部、１０・
・・第２の変換器、１２・・・機械的な第２の結合部１
４・・・ばね脚、１６・・・電子制御装置、１８・・第
１の制御電線、２０・・・第２の制御電線、２２・・・
電流供給ユニット、２４・・・センサ、２６・・・目標
値発生器、２８・・・ケーブル、４２・・・シリンダ４
４・・・ピストン、１１６・・・ピストンロンド、・１
８・・・第１の作業室、５０・・・第２の作業室、５２
５４・・・端面、５６．５７・・・質量体、５８・・・
ばね、６０・・・第２の接続部、６２・・・蓄圧器、６
・１・・・ホース、６５・・・ホース、６６・・・第１
の接続部６８・・・第２の接続部、７０・・・タンク、
７６・・・自＋　　　　　７　　Ｑ　　、、、ｉｎ　　
ｆｉ　　／＊　　　　　７　０　　、、、Ｗ　　立１’
！Ｑｌ’１．．．　　市　＾Δ４・・・供給ボンブ ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両用、特に自動車用のばね脚を備えたばねサスペ
   ンションであって、駆動機械に結合された第１の変換器
   と、ばね脚に結合された第２の変換器とを備えており、
   第１の変換器が駆動機械の機械的なエネルギーを液圧的
   なエネルギーに変換することができ、第２の変換器が液
   圧的なエネルギーの少なくとも一部をばね脚の機械的な
   エネルギーに変換することができる形式のものにおいて
   、両方の変換器（６，１０）の少なくともいずれか１つ
   が可変の変換比を有していることを特徴とする車両用の
   ばねサスペンション。 ２、少なくともいずれか１つの変換器の前記変換比（ｉ
   ）が正の方向並びに負の方向（−ｉ・・・０・・・＋ｉ
   ）で可変である請求項１記載のばねサスペンション。 ３、第１の変換器（６）が、両方向で可変の比容積（−
   ｑ・・・０・・・＋ｑ）を有するポンプ／モータ・ユニ
   ットから成る請求項１又は２記載のばねサスペンション
   。 ４、第１の変換器（６）が、一方向で可変の比容積を有
   するポンプ／モータ・ユニットから成る請求項１又は２
   記載のばねサスペンション。 ５、第２の変換器（１０）が、両方向で可変の比容積（
   −ｑ・・・０・・・＋ｑ）を有するポンプ／モータ・ユ
   ニットから成る請求項１から４までのいずれか１項記載
   のばねサスペンション。 ６、第２の変換器（１０）が一方向で可変の比容積（ｑ
   ）を有するポンプ／モータ・ユニットから成る請求項１
   から４までのいずれか１項記載のばねサスペンション。 ７、第２の変換器が液圧シリンダから成る請求項１から
   ４までのいずれか１項記載のばねサスペンション。