悬架装置的制作方法

1.本发明涉及一种悬架装置。


背景技术：

2.以往，已知一种车辆的悬架装置，其在以电力运行的电动阻尼器的内部，收容有以液压运行的液压阻尼器(例如，参照专利文献1)。
3.在此悬架装置中，电动阻尼器构成为在伸长/收缩的运行范围的中央部产生阻尼力，在运行范围的端部产生比较小的阻尼力。另一方面，液压阻尼器构成为在收缩/伸长的运行范围的中央部产生小的阻尼力，在运行范围的端部产生大的阻尼力。由此，一般认为，在收缩/伸长运行的整个范围内获得良好的阻尼力。
4.[先行技术文献]
[0005]
(专利文献)
[0006]
专利文献1：日本特开2002-227927号公报


技术实现要素：

[0007]
[发明所要解决的问题]
[0008]
然而，在上述的悬架装置中，由于液压阻尼器在收缩/伸长的运行范围的端部的阻尼力大于电动阻尼器的阻尼力，因此，即使在希望电动阻尼器在运行范围的端部产生推力的路面状况下，电动阻尼器的推力也被液压阻尼器的阻尼力消耗，液压阻尼器有可能妨碍电动阻尼器的推力。因此，在以往的悬架装置中，从提高车辆的乘坐舒适性的观点来看，存在问题。
[0009]
本发明的目的在于提供一种车辆的悬架装置，可以根据路面状况，适当地利用电动阻尼器与液压阻尼器各自的阻尼力(推力)，并可以提高车辆的乘坐舒适性。
[0010]
[解决问题的技术手段]
[0011]
(1)本发明的车辆的悬架装置(例如，后述的悬架装置1)，具备：电动阻尼器(例如，后述的电动阻尼器6)，以电力运行；液压阻尼器(例如，后述的液压阻尼器7)，以液压运行；路面状况检测部(例如，后述的路面状况检测部200)，检测车辆的轮胎前方的路面状况；及，控制部(例如，后述的控制部300)，基于前述路面状况检测部的检测结果，运行前述电动阻尼器和前述液压阻尼器中的至少一个。
[0012]
(2)可选地，在上述(1)所述的车辆的悬架装置中，前述控制部按照如下方式进行控制，在判断出前述路面状况检测部检测到的路面状况超过可以由前述电动阻尼器单独处理的规定的阈值时，运行前述液压阻尼器。
[0013]
(3)可选地，在上述(1)所述的车辆的悬架装置中，前述控制部按照如下方式进行控制，在前述车辆处于节能模式的情况、因前述控制部故障而无法输出命令的情况、及无法电动控制前述悬架装置的情况中的至少任意一种情况下，运行前述液压阻尼器。
[0014]
(发明的效果)
[0015]
根据上述(1)，能够利用路面状况检测部掌握路面状况的信息，并能够根据其路面状况使电动阻尼器与液压阻尼器中的至少一个运行。例如，当需要产生电动阻尼器的推力时，可以不产生液压阻尼器的阻尼力的方式来防止液压阻尼器干扰电动阻尼器的运行。因此，可以提高车辆的乘坐舒适性。另外，当电动阻尼器与液压阻尼器产生的推力的方向相同时，液压阻尼器也能够运行两个电动阻尼器与液压阻尼器来辅助电动阻尼器的推力。因此，可以减小电动阻尼器的所需产生的推力，并可以实现悬架装置的小型化。
[0016]
根据上述(2)，当检测到电动阻尼器无法单独处理的大输入时，例如，当轮胎要跨过较大的高低差时，可以使液压阻尼器运行以利用液压阻尼器的阻尼力(推力)。在使电动阻尼器与液压阻尼器两个都运行的情况下，液压阻尼器可以适当地辅助电动阻尼器的阻尼力(推力)，可以进一步提高车辆的乘坐舒适性。
[0017]
根据上述(3)，在车辆因电池容量的降低等而处于节能模式的情况、因控制部的故障等而无法输出命令的情况、以及因热量等而无法电动控制悬架装置的情况中的中的至少任意一种情况下，运行液压阻尼器，可以减小电动阻尼器的推力，因此，可以抑制电池的功耗
附图说明
[0018]
图1是绘示本发明的一实施方式的车辆的悬架装置的概略构造的块状图。
[0019]
图2是绘示本发明的一实施方式的车辆的悬架装置的悬架主体的剖面图。
[0020]
图3是将图2中的a部放大绘示的剖面图。
[0021]
图4是将本发明的一实施方式的设置在车辆的悬架装置的悬架主体上的闸板部件放大绘示的立体图。
[0022]
图5是将图3的一部分放大绘示的剖面图。
[0023]
图6是绘示图5中的电动阻尼器的最大行程时的剖面图。
[0024]
图7是说明本发明的一实施方式的在车辆的悬架装置的悬架主体中电动阻尼器单独运行的状态的概念图。
[0025]
图8是说明本发明的一实施方式的在车辆的悬架装置的悬架主体中使液压阻尼器收缩运行的状态的概念图。
[0026]
图9是说明本发明的一实施方式的在车辆的悬架装置的悬架主体中使液压阻尼器伸长运行的状态的概念图。
[0027]
图10a是绘示电动阻尼器的推力图的图表。
[0028]
图10b是绘示液压阻尼器的阻尼力图的图表。
[0029]
图10c是绘示电动阻尼器与液压阻尼器的特性的图表。
[0030]
图11是绘示本发明的一实施方式的车辆的悬架装置的控制的一例的流程图。
[0031]
图12是说明运行电动阻尼器与液压阻尼器时电动阻尼器产生的推力(收缩侧)的图。
[0032]
图13是说明电动阻尼器单独运行时电动阻尼器产生的推力(收缩侧)的图。
[0033]
图14是说明电动阻尼器单独运行时电动阻尼器实际产生的推力(伸长侧)的图。
[0034]
图15是说明运行电动阻尼器与液压阻尼器运行时电动阻尼器实际产生的推力(伸长侧)的图。
[0035]
图16a是绘示半主动阻尼器单体的阻尼力图的图表。
[0036]
图16b是绘示电动阻尼器与半主动阻尼器的特性的图表。
[0037]
图17是说明电动阻尼器与液压阻尼器的各自的阻尼力的图表。
具体实施方式
[0038]
以下，参照图式对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是绘示本发明的一实施方式的车辆的悬架装置的概略构造的块状图。悬架装置1构成为包括悬架主体100、路面状况检测部200、及控制部300。
[0039]
悬架主体100一体地具备以电力运行的电动阻尼器(电磁阻尼器)6和以液压(油压)运行的液压阻尼器7。在本实施方式的悬架主体100中，在电动阻尼器6的内部同轴地设置有液压阻尼器7。因此，首先，使用图2至图6对悬架主体100的构造进行说明。
[0040]
图2是绘示本发明的一实施方式的悬架装置的悬架主体的剖面图。图3是将图2的a部放大绘示的剖面图。在悬架主体100的外侧筐体2内，容纳有内筒3。以下，有时将悬架主体100的图3中右侧的前端部侧称为前端侧。有时将悬架主体100的图3中的左侧称为后方侧。
[0041]
液压阻尼器7由杆11、活塞12、阀门13，14等构成。液压阻尼器7起到常规悬架的作用。即，在内筒3的内部容纳有与内筒3同轴芯的杆11。杆11能够在内筒3内往内筒3的长边方向(图3的左右方向)移动。杆11的长边方向前端侧(右侧)设置有活塞12。活塞12的外周面沿着内筒3的内周面移动。
[0042]
利用活塞12，内筒3内分隔成活塞12的后方侧的第一液室4、活塞12的前端侧的第二液室5。在活塞12上设置有圆柱形磁铁21。在磁铁21内设置有磁铁内流路22，所述磁铁内流路22使第一液室4与第二液室5导通。在磁铁内流路22的活塞12的头部设置有阀门13。在内筒3的头部设置有阀门14。阀门14能够使内筒3内与内筒3和外侧筐体2之间的空间15导通。悬架主体100内的空间充满油等液体。因此，在打开阀门13，14的状态下，使杆11在第一液室4与第二液室5之间位移，由此，液体在磁铁内流路22和阀门13，14中流通。由此，活塞12可以移动，液压阻尼器7可以产生液压。
[0043]
电动阻尼器6由磁铁21、线圈23等构成。电动阻尼器6起到电磁式悬架的作用。即，在外侧筐体2与内筒3之间，设置有圆柱形线圈23(执行器)。对此线圈23通电，而产生磁场，并对磁铁21作用此磁场，由此，可以使活塞12和杆11在它们的轴向上移动。在外侧筐体2与内筒3之间设置有空间16。在线圈23内设置有线圈内通路24。线圈内通路24将空间15与空间16导通。
[0044]
在空间16的内侧且内筒3的外侧设置有旁路通道室31。在构成旁路通道室31的内筒3的壁的后方侧设置有旁路孔33，所述旁路孔33使第一液室4与旁路通道室31导通。在旁路通道室31的空间16侧的壁32的前端侧设置有旁路孔34，所述旁路孔34使空间16与旁路通道室31导通。经由旁路通道室31和旁路孔33，34，第一液室4与空间16可以连通。
[0045]
同样，在空间15的内侧且内筒3的外侧设置有旁路通道室35。在旁路通道室35的空间15侧的壁37的后方侧设置有旁路孔36，所述旁路孔36将空间15与旁路通道室35导通。旁路通道室35的前端侧开放，第二液室5与空间15可以经由旁路通道室35和旁路孔36连通。
[0046]
这样，由旁路通道室31、空间16、线圈内通路24、空间15、及旁路通道室35等，构成绕过阀门13使第一液室4与第二液室5连通的连通通道。
[0047]
在内筒3的旁路孔34的位置上，可滑动地缠绕有环形闸板部件41。图4是将闸板部件41的部分放大绘示的立体图。在闸板部件41的环形部分上形成有多个冲孔42。锷状部件41a从环形闸板部件41朝向外侧突出。返回图3，闸板部件41被弹簧49在内筒3的轴向上向后方侧施力。在该状态下，闸板部件41封堵旁路孔34。闸板部件41由金属制成，利用由线圈23通电产生的磁场的作用而克服弹簧49的弹力进行移动。由此，旁路孔34与冲孔42的位置对准，旁路孔34打开。
[0048]
在图3中，在内筒3的旁路孔36的位置也可滑动地缠绕有环形闸板部件46。闸板部件46的构造与闸板部件41相同。在闸板部件46的环形部分上形成有多个冲孔47。闸板部件46被弹簧48在内筒3的轴向上向前端侧施力。在该状态下，闸板部件46封堵旁路孔36。闸板部件46由金属制成，利用由线圈23通电产生的磁场的作用而克服弹簧48的弹力进行移动。由此，旁路孔36与冲孔47的位置对准，旁路孔36打开。
[0049]
旁路孔34，36打开，由此，旁路通道室31、空间16、线圈内通路24、空间15、及旁路通道室35可以绕过阀门13形成连通第一液室4与第二液室5的连通通道。闸板部件41，46构成打开和关闭此时的连通通道的开关部。
[0050]
如上述说明可知，电动阻尼器6使用由磁铁21、线圈23等构成的直线电机产生的磁力。作为开关部的闸板部件41，46在打开时，使用前述直线电机产生的磁力。
[0051]
图5是将图3的一部分放大绘示的剖面图。图6是绘示图5中的电动阻尼器6的最大行程时的图。如图6所示，第一液室4与旁路通道室31之间的旁路孔33在电动阻尼器6的最大行程时设置在不被磁铁21封闭的位置上。
[0052]
接着，使用图7至图9，针对本实施方式的悬架主体100的作用进行说明。图7至图9是分别说明悬架主体100的作用的概念图。
[0053]
如图7所示，在正常运行时，悬架主体100使电动阻尼器6单独运行(on)，将液压阻尼器7设为非运行(off)。此外，正常运行时是指本车在路面上正常行驶的时间。在用户可以选择行驶模式的情况下，正常运行时是指本车设定为正常模式在路面上行驶的时间。
[0054]
在悬架主体100中，在使电动阻尼器6单独运行，将液压阻尼器7设为非运行的情况下，操作闸板部件41，46以使其打开。由此，各室经由前述的连通通道相连，液体在悬架主体100内如图7中的箭头所示移动，并且不通过阀门13，14。因此，不产生液压，不产生液体阻尼。电动阻尼器6利用电磁力控制活塞12，产生相对于车辆的振动的阻尼力。
[0055]
图8和图9是绘示使液压阻尼器7运行(on)的情况。图8表示在杆11收缩(进入悬架主体100内)时，图9表示杆11伸长(伸出悬架主体100内)时。此时，闸板部件41，46关闭。这样，图7中箭头所示的液体的流动消失。因此，液压阻尼器7以与普通的双缸阻尼器相同的方式，利用阀门13，14产生相对于车辆的振动的阻尼力。
[0056]
返回图1，如以上说明所述，悬架主体100具有可以各自独立运行的电动阻尼器6和液压阻尼器7。进一步，悬架主体100具有切换部8，所述切换部8切换电动阻尼器6和液压阻尼器7可否(on/off)运行。本实施方式的悬架主体100的切换部8向线圈23输出或切断电流，并且以打开和关闭的方式运行上述的闸板部件41，46。
[0057]
路面状况检测部200检测本车将要行驶的轮胎前方的路面状况，并获取该路面状况的信息。路面状况检测部200具有检测器201和信息处理部202。
[0058]
检测器201是检测本车的前轮更前方侧的路面状况的路面测量用预览传感器。检
测器201安装在车辆上，从而能够检测本车将要行驶的路面的凸出状态。作为具体的检测器201，可以使用例如具有电荷耦合器件(charge coupled device,ccd)等图像传感器的摄像头等摄像装置、毫米波雷达等电波探测装置、激光成像探测与测距(laser imaging detection and ranging,lidar)等光学检测测距装置。检测器201检测到的路面状况的检测信息被输出至信息处理部202。
[0059]
信息处理部202处理从检测器201输入的路面状况的检测信息，并且生成路面的凸部的大小(高低差的高度)的信息作为定量的路面状况的信息。由此，能够定量地掌握本车将要行驶的路面的凸部的大小。信息处理部202生成的路面的凸部的大小的信息被输出至控制部300。
[0060]
控制部300基于路面状况检测部200的检测结果判断悬架主体100的电动阻尼器6和液压阻尼器7是否可以分别运行，并控制电动阻尼器6和液压阻尼器7各自运行的on/off。控制部300具有计算部301和驱动控制部302。
[0061]
计算部301比较从路面状况检测部200的信息处理部202输入的路面的凸部的大小的信息和预设的规定的阈值，判别路面的凸部的大小(凸部的高度)是否超过阈值。计算部301将该判别结果输出至驱动控制部302。
[0062]
阈值被设置为可以由电动阻尼器6处理的路面的凸部的大小。例如，阈值可以表示以下的路面的凸部的大小，判断出需要大于电动阻尼器6可以输出的阻尼力的推力的路面的凸部的大小、判断出电动阻尼器6需要进行一定或更多的减震运行的路面的凸部的大小、或者判断出需要超过电动阻尼器6的响应性能的运行输出的路面的凸部的大小。当阈值超过这种路面的凸部的大小的情况下，判断出电动阻尼器6的单独运行会对本车的乘坐舒适性产生较大的影响。
[0063]
驱动控制部302根据从计算部301输入的判别结果运行悬架主体100的切换部8，以切换悬架主体100的电动阻尼器6和液压阻尼器7各自运行的on/off。由此，打开和关闭悬架主体100的闸板部件41，46。在本实施方式所示的悬架主体100中，如上述所述，当闸板部件41，46打开时，电动阻尼器6单独运行(on)，液压阻尼器7形成非运行(off)的状态。当闸板部件41，46关闭时，电动阻尼器6形成非运行(on)的状态，液压阻尼器7单独运行(on)。
[0064]
图10a是绘示电动阻尼器6的推力图。图10b是绘示液压阻尼器7的阻尼力图。如图10c所示，在具备上述的电动阻尼器6和液压阻尼器7的本实施方式的悬架装置1中，可以切换使用电动阻尼器6的特性x1和液压阻尼器7的特性x2两个特性。因此，悬架装置1藉由在正常运行时电动阻尼器6单独运行(on)，使用电动阻尼器6的特性x1的区域进行控制。在从路面状况检测部200输入的路面的凸部的大小超过阈值，并且需要超过电动阻尼器6的响应性能的运行输出的情况下，藉由液压阻尼器7运行(on)，使用液压阻尼器7的特性x2进行控制。
[0065]
接着，使用图11所示的流程图对本实施方式的悬架装置1的控制的一例进行说明。此外，本实施方式的悬架装置1的控制藉由本车的驱动开始操作(点火开关接通操作)开始，循环处理直到执行驱动结束操作(点火开关断开操作)。
[0066]
本车的驱动开始时，悬架装置1被设置为正常运行模式。在正常运行模式下，悬架主体100的闸板部件41，46打开。由此，电动阻尼器6被设置为运行(on)状态，液压阻尼器7被设置为非运行(off)状态(步骤s1)。
[0067]
如果本车开始行驶，则路面状况检测部200的检测器201常时检测轮胎前方的路面
状况。路面状况检测部200在信息处理部202中根据检测器201检测到的路面状况的检测信息生成定量的路面状况的信息，并输出至控制部300。由此，控制部300在计算部301中比较路面的凸部的大小的信息和阈值，判断路面的凸部的大小是否超过规定的阈值(步骤s2)。
[0068]
当判断结果没有超过阈值时(步骤s2：否)，悬架装置1返回步骤s1的处理，维持电动阻尼器6：on、液压阻尼器7：off的设置，持续检测路面状况的信息。
[0069]
另一方面，当判断的结果超过阈值时(步骤s2：是)，判断出有超过可以由电动阻尼器6处理的范围的较大的输入(较大的高低差)，控制部300经由驱动控制部302向悬架主体100的切换部8输出用于关闭闸板部件41，46的电流。由此，闸板部件41，46关闭，液压阻尼器7被设置为运行(on)状态(步骤s3)。在本实施方式的悬架主体100中，如果闸板部件41，46关闭，则电动阻尼器6被切换成非运行(off)状态。
[0070]
藉由使液压阻尼器7运行来代替电动阻尼器6，从而在杆11收缩时，利用液压阻尼器7的阻尼力。因此，即使相对于无法由电动阻尼器6处理的较大的输入(高低差)，悬架主体100也能够适当地进行处理，从而提高大输入时的乘坐舒适性。
[0071]
在步骤s3中液压阻尼器7运行之后，如果无法由电动阻尼器6处理的较大的凸部消失，则返回步骤s1的处理。因此，悬架主体100返回电动阻尼器6被设置为运行(on)状态、液压阻尼器7被设置为非运行(off)状态的初始状态。
[0072]
此外，如图1所示，本实施方式的悬架装置1构成为本车的模式信息也被输入至控制部300的驱动控制部302。模式信息是本车在节能模式下运行的信息。节能模式可以是由用户任意设置的模式。节能模式也可以是当检测到配备在本车上的电池容量下降到一定值以下时自动设置的模式。在本车是由电动机驱动的车辆的情况下，节能模式可以是当检测到电动机的温度在规定的阈值以上时自动设置的模式，也可以是当在任意的时间内检测到电动机的电流的乘积值在规定的阈值以上时自动设置的模式。如果根据输入的模式信息判断出本车处于节能模式，则不管路面状况检测部200的检测结果如何，控制部300都控制液压阻尼器7运行(on)。由此，由于电动阻尼器6成为非运行(off)，因此，可以抑制电池的功耗。
[0073]
如上所述，本实施方式的车辆的悬架装置1具备：以电力运行的电动阻尼器6；以液压运行的液压阻尼器7；路面状况检测部200，检测车辆的轮胎前方的路面状况；及，控制部300，基于路面状况检测部200的检测结果，切换控制电动阻尼器6和液压阻尼器7分别可否运行。据此，可以利用路面状况检测部200掌握路面状况的信息，并可以根据该路面状况，适当地切换电动阻尼器6和液压阻尼器7。例如，在不需要产生电动阻尼器6的推力时，可以以不产生液压阻尼器7的阻尼力的方式来避免液压阻尼器7干扰电动阻尼器6的运行。因此，可以提高车辆的乘坐舒适性。
[0074]
本实施方式的控制部300按照如下方式进行控制，当判断出路面状况检测部200检测到的路面状况超过可以由电动阻尼器6单独处理的规定的阈值时，使液压阻尼器7运行。据此，当检测到无法由电动阻尼器6处理的大输入时，例如，在轮胎跨越较大的高低差时，可以使液压阻尼器7运行并利用液压阻尼器7的阻尼力(推力)。由此，可以进一步提高车辆的乘坐舒适性。
[0075]
本实施方式控制部300按照如下方式进行控制，在本车处于节能模式的情况、因控制部300的故障等而无法输出命令的情况，以及无法电动控制悬架装置1的情况中的至少任
意一种情况下，运行液压阻尼器7。据此，在本车因电池容量降低等处于节能模式的情况、因控制部300的故障等而无法输出命令的情况、以及因热量等无无法电动控制悬架装置1的情况中的至少任意一种情况下，使液压阻尼器7运行，从而可以减小电动阻尼器6的推力，因此，可以抑制电池的功耗。
[0076]
以上的实施方式所示的悬架主体100利用由线圈23通电产生的磁力打开和关闭闸板部件41，46，来切换使电动阻尼器6和液压阻尼器7中的任意一个运行。据此，可以降低对正常运行时的乘坐舒适性产生的影响。
[0077]
对此进一步进行说明。图12是说明同时运行电动阻尼器6和液压阻尼器7时电动阻尼器6产生的推力(收缩侧)的图。图13是说明电动阻尼器6单独运行时的电动阻尼器6产生的推力(收缩侧)的图。如图12所示，在正常运行时电动阻尼器6和液压阻尼器7都运行的状态下，有时会按照如下方式作用，当悬架主体10的杆11收缩时，液压阻尼器7的阻尼力与设置在悬架主体100上的未图示的弹簧的反作用力一起干扰电动阻尼器6产生的推力。该情况下，电动阻尼器6实际产生的推力减小，有可能会影响正常运行时的乘坐舒适性。对此，如图13所示，在仅单独运行(on)电动阻尼器6的状态下，即使电动阻尼器6产生的推力与图12时相同，实际产生的推力也会比图12时大。因此，藉由在正常运行时单独运行电动阻尼器6，可以降低对乘坐舒适性的影响。
[0078]
但是，悬架主体100构成为在不依赖于线圈23的通电的情况下可以打开和关闭闸板部件41，46，从而也可以构成为同时使用电动阻尼器6的运行和液压阻尼器7的运行。
[0079]
对此进一步进行说明。图14是说明单独运行电动阻尼器6时的电动阻尼器6实际产生的推力(伸长侧)的图。图15是说明运行(on)电动阻尼器6和液压阻尼器7两个时的电动阻尼器6实际产生的推力(伸长侧)的图。如图14所示，在单独运行(on)电动阻尼器6时，在杆11伸长时减震所需的力与电动阻尼器6实际产生的推力几乎相等。但是，在同时运行(on)电动阻尼器6和液压阻尼器7时，如图15所示，在电动阻尼器6与液压阻尼器7产生的推力的方向相同的情况下，对电动阻尼器6产生的推力利用液压阻尼器7的阻尼力，液压阻尼器7能够辅助电动阻尼器6的推力。据此，可以减小电动阻尼器6实际产生的推力，因此可以实现悬架主体100的小型化。
[0080]
在以上的实施方式中，列举油压式阻尼器作为液压阻尼器7的例子进行了说明，油压式阻尼器可以是可以任意改变阻尼力的半主动阻尼器。例如，图16a是绘示半主动阻尼器单体的阻尼力图。该情况下，在具有具备这种特性的半主动阻尼器和电动阻尼器6的悬架装置1中，藉由与图10a所示的电动阻尼器6的特性组合，获得图16b所示的特性。根据路面状况检测部200的检测结果，适当地控制半主动阻尼器的运行/非运行，可以最大程度地发挥各阻尼器的性能。
[0081]
此外，图17的图表所示，电动阻尼器6也可以构成为在伸长/收缩的运行范围的中央部产生阻尼力，在运行范围的端部产生比较小的阻尼力，液压阻尼器7也可以构成为在收缩/伸长的运行范围的中央部产生较小的阻尼力，在运行范围的端部产生较大的阻尼力。
[0082]
附图标记
[0083]
1 悬架装置
[0084]
6 电动阻尼器
[0085]
7 液压阻尼器
[0086]
200 路面状况检测部
[0087]
300 控制部