JPH11291735A - 自動車のエアサスペンションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の全輪に設けたエアサスペンションを
制御装置によって制御して車高を変化させ、旋回時の遠
心力や坂道に対処できるエアサスペンションシステム。 【構成】 エアサスペンションのエアスプリングにエア
タンクからの圧縮空気を配管し、圧縮空気の弁と排気用
の弁の開閉を各種センサを備える制御装置によって制御
して車高を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車高を任
意に変えるエアサスペンションとその制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、四輪車が旋回する場合、ステアリ
ング操作によって操舵輪の向きを変えて行なうだけで、
スタビライザや車輪に差動装置を使用することはあって
も、二輪車のごとくその旋回方向に車体を傾けて行なう
ものは無かった。

【０００３】しかし、旋回によって生じる遠心力は、走
行に対して各種の問題を生じさせ、極端な場合には車体
を横転させたり、カーブを曲がりきれずに事故を起こし
たりする危険がある。

【０００４】また、遠心力は乗員にも影響し、上体を横
に倒すように働いて不安定にさせ、運転に支障をきたす
こともある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車が旋
回時に生じる遠心力による悪影響を減少させ、走行の安
全と乗員の安定を保ことを目的としている。

【０００６】前記課題を解決するために、本発明では自
動車が旋回するにあたって、舵取角度センサによって操
舵輪の向きとその角度（旋回半径）および走行速度を検
知し、車体に生じる遠心力の向きと大きさを制御装置の
マイコンが計算してエアサスペンションを制御し、車体
を遠心力に抗する方向に傾け、遠心力の悪影響を減少さ
せるものである。

【０００７】上記エアサスペンションは、エアスプリン
グにエアコンレッサによってエアタンクに貯められた圧
縮空気を配管し、途中に設けた送気用の弁と、エアスプ
リング内に通じる排気用の弁を開閉させることによって
その高さを変えて車高を制御するものであり、両弁は、
ソレノイドやモータ等によって電気制御されるものを用
いて、制御装置から電流で制御する。

【０００８】また、エアサスペンションのエアスプリン
グには、シリンダにピストン入れたものと、ベローズや
ダイヤフラムを利用したものがが考えられるが、それら
に直接にショックアブソーバを組み込んで一体化させ
る。

【０００９】さらに、エアスプリン簡単正確にそのスト
ロークを検知するストロークセンサをエンドプレートに
設けると、簡単で正確にそのトロークが読み取れ制御を
確実に行なうことができる。

【００１０】また、坂道においては、その傾斜度を車体
傾斜センサが検知し、上り坂においては後輪のエアサス
ペンションのストロークを上げて後部車体を持ち上げ、
下り坂においては前輪のエアサスペンションのストロー
クを上げて前部車体を持ち上げるように制御する。

【００１１】そして、上記エアサスペンションの制御
は、自動もしくは手動で行なえるようにすると良い。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたエアサスペンションシ
ステムは、自動車の旋回時に制御装置によってエアサス
ペンションを制御して車体を旋回方向に傾け、また、坂
道においては坂道に応じて車体を水平に近付けるように
働く。

【００１３】また、四輪のエアサスペンションのストロ
ークが独立して制御できるんで、車体への荷重が偏った
状態でも、その部分の空気圧をは上げることにより車体
を水平に保ように働く。

【００１４】さらに、車高を任意に変えることができる
ので、オフロードにおいては車高を高くして底を擦らず
に走行でき、逆に車高の高いオフロード車等が高速道路
等を走行するときには、車高を低くして横風の影響を減
少させることができる。

【００１５】また、エアサスペンションをエアスプリン
グにショックアブソーバを一体化させて造ったので、部
品数が減らせると共に取り付け場所を取らず、従来の自
動車のサスペンションと変わらずに装着することができ
る。

【００１６】

【実施例】実施例に付き図面と共に説明すると、図１、
２は、前輪１および後輪２のエアサスペンション３への
圧縮空気の配管を示し、エアコンプレッサ４によって作
られた圧縮空気はエアタンク５に貯められ、そこからパ
イプジョイント６を介して各エアサスペンション３に配
管し、途中に電気制御によって開閉する送気用の弁７を
設け、また、各エアサスペンション３には、上記同様の
排気用の弁８を取り付ける。

【００１７】そして、ステアリング機構のタイロッド９
に舵取角度センサ１０を、車体適所に車体傾斜センサ１
１を取り付け、操舵輪である前輪１の向きと角度および
車体の前後への傾きを検知する。

【００１８】なお、舵取角度センサ１０は、ステアリン
グ機構から操舵輪の中間の適所に取り付けることがで
き、特にタイロッド９の必要はない。

【００１９】図３は、従来の自動車が右旋回したときに
生じる遠心力の作用を表わしたものであり、遠心力は旋
回方向とは逆の方向に働き、車体１２を外側に傾かせて
車体重心１３も外側に移動し、外側の車輪に車体荷重が
掛ると共に内側の車輪が浮くように作用する。

【００２０】それと共に、中の乗員１４にも同様の力が
働き、座席１６上の乗員１４の上体重心１５には、遠心
力Ｃと重力Ｇのベクトルで合成される方向に上体重Ｗが
掛り、上体重Ｗのベクトルが座席１６の中心線１７から
外れ、この外れが大きいほど乗員１４が倒れやすく不安
定になる。

【００２１】図４は、本発明を使用した自動車が右旋回
したときに生じる遠心力の作用を表わしたものであり、
旋回時に車体１２を強制的に旋回方向に傾けるので、車
体重心１３も旋回方向に移動し、遠心力が旋回方向と逆
の向きに作用しても車輪には平均的に荷重が掛るように
働き、座席１６上の乗員１４の上体重心１５には、前記
同様に遠心力Ｃと重力Ｇのベクトルで合成される方向に
上体重Ｗが掛るが、上体重Ｗのベクトルは座席１６の中
心線１７からの外れが従来の自動車の場合より小さく、
乗員１４の安定が増すものである。

【００２２】なお、車体１２を傾けるには、片側を持ち
上げるか下げるかして行なうがその両方を行なうことも
可能である。

【００２３】図５は、本発明を使用した自動車が上り坂
１８を走行した状態を表わし、車体傾斜センサ１１が働
いて後輪２部の車体１２を持ち上げて走行するものであ
り、これにより、前輪１が浮くのを防ぐと共に後輪２へ
の車体荷重の偏重を減少させ、座席が後方に傾斜するの
を減少させることができる。

【００２４】図６は、下り坂１９を走行した状態を表わ
し、車体傾斜センサ１１が働いて前輪１部の車体１２を
持ち上げて走行するものであり、これにより、前輪１へ
の車体荷重の偏重を減少させ、座席が前方に傾斜するの
を減少させることができる。

【００２５】図７は、シリンダ２０内にピストン２１を
設けて成るエアスプリング２２を使用したエアサスペン
ション３に関するものであり、シリンダ２０の上端を上
部エンドプレート２３で密閉し、下端に下部エンドプレ
ート２４を取り付ける。シリンダ２０内のピストン２１
の下部に、ショックアブソーバ２５のアウタシェル２６
を下部エンドプレート２４から通してシェルエンド２７
を固定し、そのピストンロッド２８をピストン２１の上
方に通してロッドエンド２９を上部エンドプレート２３
に固定する。

【００２６】シリンダ２０内には、上下エンドプレート
２３、２４にピストン２１の緩衝用のコイルばね３０、
３０ａを取り付け、上部エンドプレート２３にシリンダ
２０内に通じるパイプ３１、３２を固着し、パイプ３
１、３２にはそれぞれ電気制御される送気用の弁７と排
気用の弁８を設ける。

【００２７】また、下部エンドプレート２４には、空気
穴３３を設けてストロークセンサ３６を取り付け、ピス
トン２１の底部にコイルばね３４によって押し付けられ
てピストン２１の動きに同調するストローク検知棒３５
を通し、ストローク検知棒３５が上下することによって
ストロークセンサ３６が電気、磁気、光的に変化する信
号を読んで、エアサスペンション３の変化する全長であ
るストロークを検知するものである。

【００２８】また、ピストン２１の位置からストローク
を検知するには、ショックアブソーバ２５のアウタシェ
ル２６にラック３７や磁気テープを設け、ラック３７に
組んだピニオンの回転や磁気ヘッドによって検知するこ
ともできる。

【００２９】図８は、ベローズ型のエアスプリング２２
ａを使用したエアサスペンション３ａに関するものであ
り、エアスプリング２２ａの下部エンドプレート２４ａ
にショックアブソーバ２５ａのアウタシェル２６ａのシ
ェルエンド２７ａを固定し、そのピストンロッド２８ａ
をエアスプリング２２ａ内に通して上部エンドプレート
２３ａにロッドエンド２９ａを固定する。

【００３０】上部エントプレート２３ａには、エアシリ
ンダ２２ａ内に通じるパイプ３１ａ．３２ａを固着し、
そこにそれぞれ電気制御される送気用の弁７ａと排気用
の弁８ａを設ける。

【００３１】また、上部エンドプレート２３ａの側面に
２本の電気抵抗線３８を平行させて備えるストローク検
知棒３５ａの上端を固定し、その下部を下部エントプレ
ート２４ａの側面に設けた検知棒ガイド４２に通し、そ
こに設けた二又ブラシ３９を２本の電気抵抗線３８に接
触させてショートさせ、上下エントプレート２３ａ、２
４ａの距離の変化を電気抵抗値の変化としてリード線４
０から読み、ストロークを検知するものである。

【００３２】図９は、上記ストロークセンサ３６ａの要
部を拡大したものであり、上部エンドプレート２３ａの
側面にストロークセンサ３６ａの取り付け部４１をねじ
等で固定し、下方に伸ばしたストローク検知棒３５ａを
プラスチック等の絶縁体で造り、その内側面に２本の電
気抵抗線３８を表面を出して埋め込み、下部エンドプレ
ート２４ａに設けた検知棒ガイド４２内の二又ブラシ３
９を接触させ、電気抵抗線３８の上端に取り付けたリー
ド線４０で電気抵抗値の変化を読み取る。

【００３３】図１０は、本発明を適用した自動車のエア
サスペンションに係る主要な回路を示すブロック図の一
例である。

【００３４】マイコンを備える制御装置４３に、操舵角
度センサ１０、車体傾斜センサ１１、走行速度センサ４
４、エアタンク圧力センサ４５、ストロークセンサ３６
よりデジタルやアナログ信号が送信され、制御装置４３
は、それらの信号を読みとって各エアサスペンン３に設
けた電気制御弁７、８の開閉を行ない、車高の制御を行
なうものである。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】請求項１記載のものは、自動車の旋回時に
車体および乗員に生じる遠心力の悪影響を減少させ、走
行の安全に寄与することができる。

【００３７】請求項２記載のものは、坂道の上り下りに
際して車体および乗員の安定に寄与し、安全走行を促進
するものである。

【００３８】請求項３記載のものは、エアスプリングの
ピストンロッドにショックアブソーバのアウタシェルを
用いたことにより、部品数が減り取り付けスペースをと
らない。

【００３９】請求項４記載のものは、エアスプリング中
にショックアブソーバのピストンロッドを通したことに
よってガイドとなって曲がりにくくなり、従来の乗用車
と同様の方法で取り付けることができる。

【００４０】請求項５、６記載のものは、エアサスペン
ションの変化する全長であるストロークを簡単に確実に
検知するセンサが得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の配管を示す平面図であ
る。

【図２】本発明に係る実施例の配管を示す左側面図であ
る。

【図３】自動車を後部から見た図である。

【図４】自動車を後部から見た図である。

【図５】自動車の側面を示す図である。

【図６】自動車の側面を示す図である。

【図７】本発明に係る実施例の縦断面図である。

【図８】本発明に係る実施例の縦断面図である。

【図９】図８における要部拡大図である。

【図１０】本発明に係る主要な回路を示すブロック図で
ある。

【符合の説明】

１ 前輪 ２ 後輪 ３ エアサスペンション ４ エアコンプレッサ ５ エアタンク ６ パイプジョイント ７、８ 弁 １０ 舵取角度センサ １１ 車体傾斜センサ ２０ シリンダ ２１ ピストン ２２、２２ａ エアスプリング ２３、２３ａ 上部エンドプレート ２４、２４ａ 下部エントプレート ２５、２５ａ ショックアブソーバ ２６、２６ａ アウタシェル ２８、２８ａ ピストンロッド ３０、３０ａ、３４ コイルばね ３５、３５ａ ストローク検知棒 ３６、３６ａ ストロークセンサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全輪に電気制御によって車高が変えられ
   るエアサスペンションを装備した自動車において、操舵
   輪の向きと角度と走行速度から車体に生じる遠心力を制
   御装置が割り出し、エアサスペンションのエアスプリン
   グの空圧を調整して、車体を遠心力に抗する方向に傾け
   るように制御することを特徴とする自動車のエアサスペ
   ンションシステム。
2. 【請求項２】 全輪に電気制御によって車高が変えられ
   るエアサスペンションを装備した自動車において、坂道
   においてその傾斜をセンサで検知し、制御装置がそれに
   応じて、上り坂においては車体後部を持ち上げ、下り坂
   においては車体前部を持ち上げるように制御することを
   特徴とする自動車のエアサスペンションシステム。
3. 【請求項３】 エアスプリングと成るシリンダーのピス
   トンに、ショックアブソーバのアウタシェルのシェルエ
   ンドを固定し、ピストンの上方にショックアブソーバの
   ピストンロッドを通して上部エンドプレートにロッドエ
   ンドを固定し、上部エンドプレートに電気制御されるシ
   リンダー内に通じる送気用と排気用の弁を設けた請求項
   １、２記載に使用するエアサスペンション。
4. 【請求項４】 ベローズやダイヤフラムを用いたエアス
   プリングの下部エンドプレートに、ショックアブソーバ
   のアウタシェルのシェルエンドを固定し、そのピストン
   ロッドをエアスプリング中に通してロッドエンドを上部
   エンドプレートに固定し、上部エンドプレートに電気制
   御されるエアスプリング内に通じる送気用と排気用の弁
   を設けた請求項１、２記載に使用するエアサスペンショ
   ン。
5. 【請求項５】 シリンダーの下部エンドプレートにピス
   トンまたはショックアブソーバのアウタシェルの動きか
   ら、そのピストン位置を検知するストロークセンサを設
   けた請求項３記載のエアサスペンション。
6. 【請求項６】 エアスプリングの上部エンドプレートと
   下部エンドプレートにストローク検知棒を一端を固定
   し、別端を開放して設け、上下部エンドプレートの間隔
   の変化をストローク検知棒の長さの変化に換えてストロ
   ークセンサとした請求項４記載のエアサスペンション。