JPH03514A - 車両用サスペンション - 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〕 この発明は、車両用サスペンションに係す、とくに、車
体側に設けられたサスペンションメンバの車体に対する
上下方向位置を変えることにより、車両のロールセンタ
を走行状態に対応して調整できるようにした車両用サス
ペンションに関する。

〔従来の技術］ 従来のサスペンション構造としては、第６図に示す構成
のものが知られている。このものは、ダブルウィツシュ
ボーン形式のものを示している。

同図中、１は車輪、２は車体であって、３は車体２に設
けたサスペンションメンバである。そして、車輪１例の
図示しないナックル及びサスペンションメンバ３間には
、アッパアーム４．ロアアーム５が配設されており、各
アーム４，５０車輪側端部はボールジヨイント６を介し
てナックルに連結され、且つ、車体側端部はゴムブツシ
ュ７を介してサスペンションメンバ３に連結されている
。

このようなサスペンション構造において、ロールセンタ
高さは周知の如く、アッパアーム４．ロアアーム５の延
長線状の交点ＩＣ（サスペンションストロークの瞬間中
心）とタイヤトレッドの中心（接地部）とを結んだ線分
（スウィングアーム）が、車体中心線と交わる点ＲＣ（
ロールセンタ）の路面からの高さＨＲＣとして得られる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のサスペンション構造に
あっては、サスペンションのストロークに伴い瞬間中心
ＩＣが移動し、これに伴ってロールセンタＲＣも移動し
て、その高さＨＲＣが変化するものであるが、車速やそ
の変化率である前後加速度が変わってもロールセンタが
変わることの無い構造となっていたために、ロールセン
タ高さＨ、Ｃに因る回頭性及び車両安定性の特性は車速
や前後加速度に対して一定であり、通常の車両に要求さ
れる、中低速・限界旋回（高Ｇ）時の良好な回頭性と、
高速・限界旋回（高Ｇ）時の高い安定性との両立が困難
であるという問題があった。また、加減速中に高Ｇ旋回
を行うと、スキッドやスピンが発生し易く、車両挙動が
不安定になるという問題もあった。

この発明は、このような従来サスベンジジンの有する問
題に着目してなされたもので、車速や前後加速度等の走
行状態の変化に応じて車両のロールセンタ高さを変えて
、良好な回頭性と高い車両安定性とを両立させることを
、その解決しようとする第１の課題としている。また、
加減速中に高Ｇ旋回を行った場合でも、車両挙動が安定
するようにすることを、その解決しようとする第２の課
題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の課題を解決するために、請求項（１）記載の
発明は、車体に対して上下動可能に取り付けられたサス
ペンションメンバと、このサスペンションメンバを路面
に対して上下動させるアクチュエータとを備えるととも
に、車速を検出する車速検出器と、この車速検出器の検
出信号に応じて前記アクチュエータの作動を制御する制
御手段とを備え、この制御手段は、車速の増加に伴って
前輪側のサスペンションメンバが上昇する方向に前記ア
クチュエータを制御する制御機構と、車速の増加に伴っ
て後輪側のサスペンションメンバが下Ｈする方向に前記
アクチュエータを制御する制御機構との内、少なくとも
一方を有している。

また、第２の課題を解決するために、請求項（２）記載
の発明は、車体に対して上下動可能に取り付けられたサ
スペンションメンバと、このサスペンションメンバを路
面に対して上下動させるアクチュエータとを備えるとと
もに、車両の前後加速度を検出する前後加速度検出器と
、この前後加速度検出器の検出信号に応じて前記アクチ
ュエータの作動を制御する制御手段とを備え、この制御
手段は、加減速の増加に伴って前輪側のサスペンション
メンバが上昇する方向に前記アクチュエータを制御する
制御機構と、加減速の増加に伴って後輪側のサスペンシ
ョンメンバが下降する方向に前記アクチュエータを制御
する制御機構との内、少なくとも一方を有している。

さらに、第１．第２の課題を解決するために、サスペン
ションのロールセンタ高さを変化させるアクチュエータ
と、車速に関連する物理量を検出する検出器と、この検
出器の検出信号に応じて前記アクチュエータの作動を制
御する制御手段とを備え、この制御手段は、前記検出器
の検出信号の変化に応じて前輪側のサスペンションのロ
ールセンタが後輪側のサスペンションのロールセンタよ
り高くなるように制御する制御機構を有している。

〔作用〕

請求項（１）記載の発明では、制御手段は、走行状態と
しての車速の増大に応じて、アクチュエータの作動を制
御し、これにより、少なくとも、前輪側のサスペンショ
ンメンバが上昇する方向にアクチュエータを制御するか
、又は、後輪側のサスペンションメンバが下降する方向
にアクチュエータを制御するかの制御を行う。これによ
り、前輪側のロールセンタ高さが後輪側のロールセンタ
高さよりも高くなるから、高速になるほど、その旋回時
における前輪側の内外輪荷重移動量が後輪側のそれより
も大きくなり、これによって、ステア特性がアンダース
テア側の特性となり、車両安定性が向上する。また中低
速時には、前輪側、後輪側の内外輪荷重移動量に大差が
無いから、ステア特性がニュートラル側の特性となり、
良好な回顧性が得られる。

また、請求項（２）記載の発明では、制御手段は、走行
状態としての前後加減速度の増大に応じて、アクチュエ
ータの作動を制御し、これにより、少なくとも、前輪側
のサスペンションメンバが上昇する方向にアクチュエー
タを制御するか、又は、後輪側のサスペンションメンバ
が下降する方向にアクチュエータを制御するかの制御を
行う。そこで、急加速、急減速の状態になるほど、その
旋回時における前輪側の内外輪荷重移動量が後輪側のそ
れよりも大きくなり、車両安定性がより高められる。

さらに、請求項（３）記載の発明では、制御手段は、車
速に関連する物理量の変化に応じて、前輪側サスペンシ
ョンのロールセンタが後輪側サスペンションのそれより
も高くなるように、アクチュエータを制御するので、上
述と同等の作用が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。

（第１実施例） 第１実施例を第１図乃至第３図に示す。

第１図は、前後輪共に、ダブルウィツシュボーン形式の
サスペンションを有して成る車両に、本発明の一実施例
を適用したものである（図は車両前側より見た構成を示
す）。

同図中、１１ＦＬ、　　１１ＦＲは前人、前右車輪、１
２は車体であって、１３は車体１２側に設けられたサス
ペンションメンバである。そして、車輪側の図示しない
ナックル及びサスペンションメンバ１３間には、前述し
た従来例と同様に、アッパアーム１４．ロアアーム１５
が配設されており、各アーム１４．１５の車輪側端部は
ボールジヨイント１６を介してナックルに連結され、且
つ、車体側端部はゴムブツシュ１７を介してサスペンシ
ョンメンバ１３に夫々連結されている。

また、本実施例の車両には、車体Ｉ２及びサスペンショ
ンメンバ１３間にそのアクチュエータを介装させたロー
ルセンタ高さ制御装置１８が設けである。このロールセ
ンタ高さ制御装置１８は、車体１２の底部に設けられた
メンバ支持軸２０と、車体１２及びサスペンションメン
バ１３間に設けられたアクチュエータとしての油圧シリ
ンダ２１ＦＬ〜２１ＲＲ（第２図参照）と、油圧源２２
との間で作動油を往来させて油圧シリンダ２１ＦＬ〜２
１ＲＲの作動を前後別に制御する前側、後側圧力制御弁
２３Ｆ、２３Ｒと、この圧力制御弁２３Ｆ、２３Ｒの指
令値Ｉを与えるコントローラ２４と、車速検出器２５と
を備えて成る。この内、圧力制御弁２３Ｆ、２３Ｒ及び
コントローラ２４が制御手段を構成する。

前記メンバ支持軸２０は、車体１２の底部から逆Ｔ字状
に垂下されてサスペンションメンバ１３を上下動自在に
支持するとともに、その下端のストッパ部２ＯＡがイン
シュレータ２１を挟んで前記サスペンションメンバ１３
に当接し、該メンバ１３の最下端位置を規制するように
なっている。

油圧シリンダ２１ＦＬ〜２１ＲＲの夫々は、シングルロ
ッドの単動形シリンダであり、そのシリンダチューブ側
が車体１２に、ピストンロンド側がサスペンションメン
バ１３に連結され、シリンダ室Ｒが前側（又は後側）圧
力制御弁２３Ｆ（又は２３Ｒ）の出力ポートに夫々接続
されている。なお、ピストンロンド側には、ピストンと
チューブ間に所定ばね定数のスプリング２１Ａを挿入し
である。

前側、後側圧力制御弁２３Ｆ、２３Ｒは、前側の油圧シ
リンダ２１ＦＬ、　　２１ＰＲ，後側の油圧シリンダ２
１ＲＬ、　　２１ＲＲを各々１組とし、該２組に対応し
て装備されたもので、その供給、戻りボートが油圧源２
２に連結された、従来周知の３ポートの電磁式比例減圧
弁（例えば、特開昭６２−１８７６０９号参照）で成る
。この圧力制御弁２３Ｆ。

２３Ｒには、コントローラ２４から電流値でなる指令値
Ｉが供給されるので、この指令値■の値に比例して出力
圧が変化し、その結果シリンダ圧を制御する。

一方、車速検出器２５は、車両の変速機、推進軸などの
車速に対応する回転数を磁気的或いは光学的に検出し、
回転数に応じた電圧振幅値でなる車速信号■をコントロ
ーラ２４に出力するようになっている。

コントローラ２４は、具体的には第２図に示すように、
前側、後側に対応して設けられた関数発生器２８Ｆ、２
８Ｒ及び駆動回路２９Ｆ、２９Ｒを有している。関数発
生器２８Ｆ、２８Ｒは入力する車速信号■に比例して変
化する電流値でなるロールセンタ高さ目標値ＨＩＩＣを
出力するものである。この内、前側の関数発生器２８Ｆ
は、車速■＝０のときに基準高さ目標値Ｈ，に応じた値
をとり、車速か増加するにつれて所定の比例ゲインｒ−
に、Ｊで減少する高さ目標値ＨＲＣを駆動回路２９Ｆに
出力する。反対に、後側の関数発生器２８Ｒは、車速■
＝０のときに基準高さ目標値Ｈ。

に応じた値をとり、車速か増加するにつれて所定の比例
ゲイン「Ｋ、」で上昇する高さ目標値Ｈ，ｌｃを駆動回
路２９Ｒに出力する。これらの関数発生器２８Ｆ、２８
Ｒの特性は、後述する第３図の車速■に対するロールセ
ンタ高さの変化特性に反対傾きで対応させたものである
。一方、駆動回路２９Ｆ、２９Ｒは、各々、入力するロ
ールセンタ高さ目標値ＨＲＣを増幅して電流値でなる指
令値■に変換し、該指令値■を対応する圧力制御弁２３
Ｆ２３Ｒに出力するようになっている。

次に、本第１実施例の動作を説明する。

車両が停止状態であるときは、コントローラ２４に入力
する車速検出器からの検出信号■は零となるので、前側
、後側の関数発生器２８Ｆ、２８Ｒの出力信号（ロール
センタ高さ目標値）ＨＲＣ＝ＨＮＯ値をとり、圧力制御
弁２３Ｆ、２３Ｒに出力する指令値Ｉもその中立値ＩＮ
となる。このため、各圧力制御弁２３Ｆ、２３Ｒは、対
応する油圧シリンダ２１ＦＬ、　　２１ＦＲ，２１ＲＬ
、　　２１ＲＲのシリンダ圧を中立指令値ＩＮに応じた
中立圧ＰＭに制御する。そこで、各シリンダ２１ＦＲ〜
２１ＲＲでは、シリンダ圧ＰＭに係る力とスプリング２
１Ａのばね力が釣り合い、そのストロークが予め設定さ
れた値を保持する。したがって、前述の如く決まるロー
ルセンタＲＣの高さも所定値に維持されている。

この停止状態から走行を開始し、車速■を徐々に上昇さ
せたとする。これに伴い車速検出信号■が上昇するので
、これに比例して、前輪側の指令値Ｉは中立値ＩＮから
徐々に下降し、且つ、後輪側の指令値Ｉは中立値ＩＮか
ら徐々に増大する。

このため、前輪側の油圧シリンダ２１ＦＬ、　　２１Ｆ
Ｒの作動圧も共に徐々に下降し、スプリング２１Ａのば
ね力によって上方向への力が増大し、そのストロークが
縮小するとともに、後輪側の油圧シリンダ２１ＲＬ、　
　２１ＲＲでは反対にストロークが徐々に伸長する。し
たがって、前輪側のサスペンションメンバ１３は路面に
対して上昇し、且つ、後輪側のサスペンションメンバ１
３は下降するので、前述の如く前輪側の瞬間中心が高く
なって、第４図に示すようにロールセンタ高さも上昇す
るとともに、後輪側の瞬間中心は低くなって、同図に示
すようにロールセンタ高さも下降する。

′このように、車速■に応じてロールセンタ高さが増大
（又は減少）すると、ロール角が少なく（又は太き（）
なり、ロール剛性が太き（（又は小さく）なる。

これにより、高速域での旋回等に際しては、内外輪荷重
移動量は後輪側よりも前輪側の方が適度に太き（なり、
この結果、内外輪のトータルのコーナリングパワー及び
内外輪のトータルの最大コーナリングフォースは、前輪
側よりも後輪側の方が適度に大きくなる。つまり、スタ
ビリテイファクタが増加し、車両のステア特性がアンダ
ーステア特性となり、車両安定性が向上することになる
。

また、中低速域での旋回等における内外輪荷重移動量は
、前輪側と後輪側とで大きな差は無いため、内外輪のト
ータルのコーナリングパワー及び内外輪のトータルの最
大コーナリングフォースは、前輪側と後輪側とでほぼバ
ランスする。つまり、スタビリテイファクタがより減少
して、ステア特性がよりニュートラル特性に近いものと
なり、良好な回頭性を得ることができる。

さらに、本実施例におけるアッパアームＩ４及びロアア
ーム１５の配置においては、車速■が増加するにつれて
、前輪側でロールセンタ高さの増加に加え、対地キャン
バ−角がポジティブな方向に変化し、反対に後輪側でロ
ールセンタ高さの減少に加え、対地キャンバ−角がネガ
ティブな方向に変化する。この結果、キャンバ−変化の
点においても、高速高Ｇ域の安定性がさらに向上すると
いう相乗効果がある。

なお、本発明における車速■に対するロールセンタ高さ
の変化特性は、必ずしも上述したものに限定されること
なく、例えば中低速域までは前後輪側のロールセンタ高
さを同一に保持しておき、所定の高速域に入ると第１実
施例の如く、前輪側のロールセンタ高さを徐々に或いは
ステップ状に上昇させ且つ後輪側のそれを徐々に或いは
ステップ状に下降させるように、関数発生器２８Ｆ、２
８Ｒの特性を変更してもよい。

（第２実施例） 次に、第２実施例を第４図及び第５図に基づき説明する
。ここで、第１実施例と同一の構成要素については同一
符号を用いる。

本第２実施例の構成は、前述した第１実施例と殆ど同一
であるが、車速検出器の代わりに、車両の前後方向の加
速度を検知して該加速度に応じた電圧値でなる前後加速
度信号Ｇをコントローラ２４に出力する前後加速度検出
器３２を備えている。

この前後加速度検出器３２は、例えば、車両の加速時に
正値、減速時に負値の信号Ｇをとるようになっている。

また、本第２実施例におけるコントローラ２４には、第
１実施例の場合と同様に、関数発生器及び駆動回路を前
後輪側に搭載してなるが、その加減速度Ｇに対するロー
ルセンタ高さの特性は、第５図（ａ）に対応したものと
なっている。つまり、加速状態では、所定加速度Ｇｌま
では前後のロールセンタ高さＨｌｌ、を同一の基準値Ｈ
８に保持し、所定加速度Ｇ１を越えると、加速度Ｇ１の
増大に比例（比例ゲインに２）して前輪側の高さＨＲＣ
を徐々に上昇させ、後輪側の高さＨＲＣを徐々に下降さ
せる。また、減速状態では、所定減速度Ｇ２までは比例
ゲインに３で加速時と同様に変化させ、所定減速度Ｇ２
を過ぎると別の比例ゲインに４　（〉Ｋ３　）で同様に
変化させる。なお、第５図（ａ）中で直線Ａμ従来例に
係るロールセンタ高さＨＲｃの特性を示す。

このため、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライ
ブ）車が減速を行うと、その減速度Ｇに応じて、前輪側
の油圧シリンダ２１ＦＬ、　　２１ＰＲのストロークが
縮小し、且つ、後輪側の油圧シリンダ２１ＲＬ、　　２
１ＲＲのストロークが伸長して、前輪側のロールセンタ
高さＨＲＣが基準値Ｈ，よりも増し、且つ、後輪側の高
さＨＲＣが減る。したがって、このような減速状態中に
旋回を行うと、後輪側に対する内外輪のトータルコーナ
リングパワー及び内外輪のトータル最大コーナリングフ
ォースが前輪側よりも大きくなる。この結果、第５図（
ｂ）に示すように車両のスタビリテイファクタが従来の
もの（同図中の曲線Ｂ）に比べて格段に上昇するので、
従来に比べてリヤスキッド、スピン等の発生を大幅に減
らすことができ、車両安定性を向上させることができる
。この利点は、減速度がＧ！を越えるような象、減速状
態において限界旋回（高Ｇ）を行う場合には、とくに顕
著に得られる。

また、ＦＲ車で加速を行う場合は、所定加速度Ｇ、に至
るまでの、比較的緩やかな加速状態では、前後のロール
センタ高さＨＲＣを制御することはなく、これによって
、加速しながらコーナリングを行う場合の良好な回頭性
を向上させている。そして、所定加速度Ｇ１を越えるよ
うな急加速状態になると、減速時と同様に高さＨＲＣの
制御が行われ、スタビリテイファクタが第５図（ｂ）に
示すように高められる。これによって、急加速時の旋回
に伴うスピン等が確実に防止され、車両安定性が高めら
れるという利点がある。

なお、前記各実施例においてはコントローラを関数発生
器及び駆動回路で構成するとしたが、これと同等なソフ
トウェアを格納したマイクロコンピュータで構成しても
よいことは勿論である。

また、本発明のアクチュエータとしての油圧シリンダの
取付は位置は必ずしも前記各実施例記載のものに限定さ
れることなく、例えば、ロアアーム或いはアッパアーム
のサスペンションメンバへの取付点において、各アーム
とサスペンションメンバ間に介装し、これによりサスペ
ンションメンバの上下位置を変更するように構成しても
よい。

さらに、この発明のサスペンションにおけるアクチュエ
ータとしては、前記各実施例の油圧シリンダの他に、例
えば空気圧シリンダを用いてもよい。一方、アクチュエ
ータとしての油圧シリンダは、前記各実施例に示した単
動式シリンダとスプリングとを組み合わせたものの他、
これと同等の機能を果たす複動式シリンダを用い、この
シリンダの両室の圧力を制御して、そのストロークを変
えるようにしてもよい。

さらにまた、前記各実施例のサスペンションはダブルウ
ィツシュボーン形式のものについて説明したが、本発明
はそれらの形式のものに限定されるものではなく、サス
ペンションメンバの上下位置を変更してロールセンタ高
さを調節できる構造のものであればよい。　さらにまた
、前記各実施例では前後輪側の両方のロールセンタ高さ
を個別に制御するとしたが、必要に応じて、何れか一方
のみの制御するとし、構造を簡単化してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項（１）記載の発明によれば
、車体に対して上下動可能に取り付けられたサスペンシ
ョンメンバと、このサスペンションメンバを路面に対し
て上下動させるアクチュエータとを備え、少なくとも、
車速の増加に伴って前輪側のサスペンションメンバが上
昇する方向にアクチュエータを制御するか、車速の増加
に伴って後輪側のサスペンションメンバが下降する方向
にアクチュエータを制御するようにしたため、中低速域
・限界旋回時には内外輪荷重移動量が前後輪で大差は無
いことから、良好な回頭性が保持され、且つ、高速域・
限界旋回時には前輪側の内外輪荷重移動量が後輪側より
も格段に大きくなることに基づいて、高い車両安定性が
確保され、その両立が図られるという効果がある。

また、請求項（２）記載の発明によれば、上述の制御を
前後加速度について実施するようにしたため、加減速状
態での高Ｇ旋回中のりヤスキッド、スピン等の車両挙動
が適宜排除され、車両安定性が向上という効果が喚る。

さらに、請求項（３）記載の発明によれば、サスペンシ
ョンメンバ全体を動かさなくても上記（１）（２）項記
載の各発明と同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を車両前側よりみた状態
で示す概略構成図、第２図は第１実施例のコントローラ
のブロック図、第３図は第１実施例における車速変化に
対する前後輪側のロールセンタ高さ変化の特性図、第４
図はこの発明の第２実施例を車両前側よりみた状態で示
す概略構成図、第５図（ａ）は第２実施例における加減
速度変化に対する前後輪側のロールセンタ高さ変化の特
性図、第５図℃）は第２実施例おける加減速度変化に対
するスタビリテイファクタ変化の特性図、第６図は従来
例を車両前側よりみた状態で示す概略構成図である。 図中、１２は車体、１３はサスペンションメンバ、１４
はアッパアーム、１５はロアアーム、１８はロールセン
タ高さ制御装置、２０はメンバ支持軸、２０Ａはストッ
パ部、２１ＦＬ〜２１ＲＲは油圧シリンダ（アクチュエ
ータ）、２３Ｆ、２３Ｒは圧力制御弁、２４はコントロ
ーラ、２５は車速検出器、３２は前後加速度検出器であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体に対して上下動可能に取り付けられたサスペ
   ンションメンバと、このサスペンションメンバを路面に
   対して上下動させるアクチュエータとを備えるとともに
   、車速を検出する車速検出器と、この車速検出器の検出
   信号に応じて前記アクチュエータの作動を制御する制御
   手段とを備え、この制御手段は、車速の増加に伴って前
   輪側のサスペンションメンバが上昇する方向に前記アク
   チュエータを制御する制御機構と、車速の増加に伴って
   後輪側のサスペンションメンバが下降する方向に前記ア
   クチュエータを制御する制御機構との内、少なくとも一
   方を有したことを特徴とする車両用サスペンション。
2. （２）車体に対して上下動可能に取り付けられたサスペ
   ンションメンバと、このサスペンションメンバを路面に
   対して上下動させるアクチュエータとを備えるとともに
   、車両の前後加速度を検出する前後加速度検出器と、こ
   の前後加速度検出器の検出信号に応じて前記アクチュエ
   ータの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段
   は、加減速の増加に伴って前輪側のサスペンションメン
   バが上昇する方向に前記アクチュエータを制御する制御
   機構と、加減速の増加に伴って後輪側のサスペンション
   メンバが下降する方向に前記アクチュエータを制御する
   制御機構との内、少なくとも一方を有したことを特徴と
   する車両用サスペンション。
3. （３）サスペンションのロールセンタ高さを変化させる
   アクチュエータと、車速に関連する物理量を検出する検
   出器と、この検出器の検出信号に応じて前記アクチュエ
   ータの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段
   は、前記検出器の検出信号の変化に応じて前輪側のサス
   ペンションのロールセンタが後輪側のサスペンションの
   ロールセンタより高くなるように制御する制御機構を有
   していることを特徴とする車両用サスペンション。