JPH07110565B2 - 自動車のリアサスペンション - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のサスペンションに関し、特に車速に
応じてトー角を変化させて走行安定性および操舵性の改
善を図ったサスペンションに関するものである。

（従来技術） 自動車の車輪におけるトー角変化はステアリング特性に
影響を与えるものである。そして、このステアリング特
性においては、アンダーステアリング傾向を強めると走
行安定性が得られ、一方アンダーステアリング傾向を弱
めると操縦性が向上する。

ここで、例えば後輪についてみると、バンプトーインを
強めることによりアンダーステアリングが強まり走行安
定性が向上し、逆バンプトーインを弱めることにより操
縦性が向上する。従って、車輪のトー角を適宜変化させ
ることにより、所望の走行安定性および操縦性を得るこ
とが出来る。

かかるトー角制御を行うには、例えば実開昭56-131267
号公報に示されているように、サスペンション装置にお
けるサスペンションジオメトリを変化させればよい。す
なわち、上記公開実用新案公報に示された装置において
は、車輪に接続されたサスペンションアームを車輪の回
転軸に平行な方向（水平方向）に移動させることにより
直接にトー角を変化させている。しかしながら、このよ
うにしてトー角を直接変化させると、サスペンションア
ームを駆動するにあたって数100kgの力が必要となる。
更に、このようにトー方向を直接に変化させることは、
走行安定性を損なう要因ともなり、好ましくない。

一方、ステアリング特性としては、高速走行時には走行
安定性を確保するためアンダーステアリング傾向を強め
る必要があり、低速走行時には操縦性を向上させるため
にアンダーステアリング傾向を弱める必要がある。従っ
て、トー角を変化させるにあたっても車速に基づき所望
の走行安定性および操縦性が得られるように制御するこ
とが要請される。

（発明の目的） 本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたもので、車
速に基づき所望のステアリング特性を得ることが出来る
ようにトー角を制御し得る自動車のサスペンションを提
供することにある。

（発明の構成） 上記の目的を達成するために本発明は、各車輪が、上下
方向に揺動可能に車体に取り付けられた複数本のサスペ
ンションリンクにより支持されており、車輪の上下方向
揺動時に各サスペンションリンクの揺動軌跡の差により
車輪にトー変化が生じるように構成された自動車のリア
サスペンションにおいて、１つのアクチュエータと、こ
のアクチュエータにより車幅方向の左右反対方向に移動
される一対の移動部材と、第１アーム部とこの第１アー
ム部と所定の角度をなす第２アーム部を有し回動自在に
車体に配設された一対のアーム部材であって、第１アー
ム部の端部が上記複数本のサスペンションリンクのうち
の１本のサスペンションリンクの車体側取付点と回動自
在に連結されると共に第２アーム部の端部が上記移動部
材に回動自在に連結され、上記アクチュエータにより上
記一対の移動部材を移動させた際に第２アーム部と第１
アーム部とにより左右の後車輪の上記サスペンションリ
ンクの車体側取付点を同時に同量だけ上下方向に変位さ
せるアーム部材と、車両の走行速度を検出する車速セン
サと、この車速センサの出力信号を受け、車速が低い場
合より高い場合の方がバンプ状態でのトーイン量が大き
くなるように上記アクチュエータを駆動制御するコント
ローラと、を備えたことを特徴とする。

（本発明の効果） このように構成した本発明の自動車のサスペンションに
おいては、車速の変化に応じて１本のサスペンションリ
ンクの車体側取付点を変化させ、サスペンションジオメ
トリを変化させている。この結果、各車輪のバンプ時あ
るいはリバウンド時における車輪支持点の移動軌跡が、
車速に応じて変化し、これによってトー角を変化させる
ことができるので、車速に応じた好適な走行安定性およ
び操縦性を得ることができる。

また、本発明によれば、実際のトー角の変化は車輪のバ
ンプ力あるいはリバウンド力を利用してなされ、上記ア
クチュエータは単にサスペンションアームの車体側取付
点の位置を変化させているだけであるので、従来装置に
おける車輪を直接に転舵してトー角を変化させる場合に
比べて、トー角を変化させるために要する力が1/10程度
の数10kgに軽減できる。更に、トー角を直接に変化させ
る場合に比べて、装置の異常発生時における安全性が高
まる。さらに、本発明によれば、サスペンションリンク
の動きの方向をＬ形アームにより変更できるので、アク
チュエータの配設自由度が向上するとともに、簡易な構
成により左右輪のサスペンションリンクを同時に同量だ
け動かすことができる。加えて、サスペンションリンク
からの横入力に対してはＬ形アームの中心がその荷重を
受け持つことになるため、アクチュエータの入力荷重を
小さくでき、小型化を図ることができる。

さらに、本発明によれば、１つのアクチュエータ、一対
の移動部材、第１アーム部（水平部）と第２アーム部
（垂直部）を有する一対のアーム部材を設けているた
め、左右の後輪のサスペンションのバンプ時のトー変化
特性を同時に同量変化させることができる。この結果、
左右の後車輪の整合性が向上し、左右の後車輪のサスペ
ンションアライメントが不一致により生じる走行安定性
の低下を防止することができる。また、アクチュエータ
を１つ設けるだけで良いのでコンパクトなレイアウトを
達成できると共に、コストを低減でき、更に重量を軽減
することも可能となる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よる自動車のサスペンションについて説明する。

まず、第１図ないし第３図を参照して、本発明の自動車
のサスペンションにおけるトー変化の原理を左後車輪を
例にとって説明する。

第１図および第２図において、符号Ｗは地面Ｇ上の左後
車輪（以下単に車輪と称す）を示し、この車輪Ｗは、上
下方向に揺動可能な第１および第２サスペンションリン
クＬ、ｌによって支持されている。第１図および第２図
から明らかなように、この例では第１サスペンションリ
ンクＬが第２サスペンションリンクｌより長く設定され
ている。この第１および第２サスペンションリンクＬお
よびｌの車輪側取付点L₁、l₁は、第１図に示されている
ように同一水平面上に配置されているが、第１サスペン
ションリンクＬの車体Ｂへの取付点すなわち車体側取付
点L₂は、第２サスペンションリンクｌの車体側取付点l₂
より高い位置に設定されている。また、この車体側取付
点l₂は、車体Ｂに対して上下動可能に取り付けられてい
る。

以上のような構成において、第２サスペンションリンク
ｌの車体側取付点がl₂で示されている位置にあるときに
は、バンプ時において車輪側取付点L₁、l₁は、第１図お
よび第２図にL₁₀、l₁₀で示される位置に移動し、従って
第３図に実線で示されているようなバンプトーイン・リ
バウンドトーアウト特性が得られる。以上のような状態
から、上記車体側取付点がl₂₁の位置に下げられると、
車輪側取付点L₁、l₁がバンプ時においてL₁₁、l₁₁で示さ
れる位置に移動し、車輪Ｗは１点鎖線で示した状態とな
り、従って第３図に１点鎖線で示されているように、バ
ンプトーイン、リバウンドトーアウト傾向の強まったバ
ンプトーイン・リバウンドトーアウト特性が得られる。
一方、上記車体側取付点がl₂₂の位置に上げられると、
車輪側取付点L₁、l₁が、バンプ時において今度はL₁₂、l
₁₂で示される位置に移動し、従って第３図に２点鎖線で
しめされたバンプトーアウト・リバウンドトーイン特性
が得られる。なお、ここで、バンプトーアウト傾向は、
バンプトーインが特に弱められた場合であると考えるこ
とができる。

以上のような構成および作用において、高速時に第２サ
スペンションリンクｌの車体側取付点l₂をl₂₁の位置に
下げれば、強められたトーイン・トーアウト特性が得ら
れるので、アンダステアリング傾向が強められ、従って
走行安定性が向上する。一方、低速時に、上記車体側取
付点l₂をl₂₂の位置に上げれば、トーアウト・トーイン
傾向が得られるので、アンダステアリング傾向が弱めら
れ、あるいはオーバステアリング傾向となり、従って操
縦性能が向上する。

次に第４図以降を参照して、上記構成のサスペンション
を、後輪サスペンションを例にとって説明する。

第４図において、符号１は車体幅方向に延びるサスペン
ション取付台を示し、このサスペンション取付台１はそ
の両端においてボルト等により車体に固定されている。

上記取付台１の車体前後方向の前面1Fには軸3Rおよび3L
のまわりに回動自在にＬ形アーム5Rおよび5Lが配設され
ている。これら両アーム5R、5Lの水平部の端部7R、7Lに
はそれぞれ第２サスペンションリンクであるロアーリン
ク9R、9Lが回動自在に連結されている。この連結部が、
上記車体側取付点l₂である。ロアーリンク9L、9Rの他端
はそれぞれ図示していない左、右車輪側に連結される。
その連結部が、上記車輪側取付点l₁である。

一方、Ｌ形アーム5R、5Lの垂直部の端部11R、11Lには該
アームの端部7R、7Lを上下動させるためのアクチュエー
タ13のプランジャ15R、15Lがそれぞれ回動自在に連結さ
れている。上記取付台１の後面1Bには、左右対称に第１
サスペンションリンクであるロアーリンク17R、17Lが、
その一端において回動自在に配設されており、それらロ
アーリンク17R、17Lの他端側が不図示の車輪に連結され
ている。このロアーリンクの車輪側連結部が上記車輪側
取付点L₁であり、車体側連結部が上記車体側取付点L₂で
ある。

次に、第５図を参照してアクチュエータ13の具体的構造
の一例を説明する。図示のように、アクチュエータ13は
油圧シリンダにより構成され、シリンダ内に画成された
中央の油圧室131と左右の油圧室132、133との間の圧力
差によって、プランジャ15L、15Rの基部に設けられたピ
ストン15L₁、15R₁、ならびに両プランジャ15L、15Rは矢
印の方向へ往復動する。

油圧室間の圧力差は、ポンプ21、リリーフ弁23、方向制
御弁25等から構成される油圧制御回路により制御され、
方向制御弁25の切り換え制御はコントローラ27により行
われる。すなわち、コントローラ27においては、車速セ
ンサ29から供給される検出信号に基づいて方向制御弁25
のソレノイド25aをオンオフし、油の圧送方向を制御す
る。

かかる制御の下に、油圧シリンダの中央の油圧室131の
圧力が高まると、両プランジャ15L、15Rは相互に離間す
る方向へと移動される。この移動はピストン15R₁、15L₁
が油圧室132、133の外方のストッパ132a、133aに衝当す
るまで行われる。この結果、左右のＬ形アームは軸3L、
3Rのまわりに回動し、それらの水平端であるロアーリン
ク9L、9Rの連結部7L、7Rは所定量だけ下方へ移動する。
一方、油圧シリンダの油圧室131内の圧力が左右の油圧
室132、133よりも低くなると、両プランジャ15L、15Rは
相互に近づく方向に移動され、両ピストン15R₁、15L₁が
油圧室131内のストッパ131aと衝当した状態となる。こ
の結果、上述とは逆に両Ｌ形アーム5L、5Rの連結部7L、
7Rが上方へ所定量だけ移動する。

上記第２サスペンションリンクであるロアーリンク9R、
9Lの車体側連結部、すなわち連結部7R、7Lの高さは、例
えば第６図の実線ａで示されているように所定の車速に
おいて２段階に切り換えてもよいし、あるいは破線ｂで
示したように車速に応じてリニヤに変化させてもよい
し、または１点鎖線ｃで示したように車速に応じて高次
関数的に変化させてもよい。なお、上記実施例において
は、線ｂ、ｃで示したように連結点の位置を連続的に調
節可能とする場合には、油圧保持手段が必要である。

上記第５図に示した実施例においてはアクチュエータと
して油圧シリンダを用いた場合を説明したが、第７図に
示した実施例のようにねじ機構を用いたタイプのものを
用いることもできる。なお、このねじ機構を用いたアク
チュエータによれば上記連結点の高さのリニア制御を行
いやすいという利点がある。

第７図において、両プランジャ15L、15Rの外周表面には
所定の範囲に亘ってねじ部が形成され、スリーブナット
61に螺合されている。スリーブナット61はベアリング63
を介して回転可能な状態で支持部65に支持され、ギアト
レイン67を介して伝達されるモータ69の回転力により回
転される。ここに、両プランジャのねじ部は、逆向きの
ねじが設けられ、スリーブナット61の回転によりそれら
両プランジャが左右反対方向へ移動するようになってい
る。モータ69の駆動制御はコントローラ27により行われ
る。このコントローラ27は、例えばマイクロコンピュー
タにより構成され、そのROM内には車速に対する連結部
位置の対応テーブルが展開されており、車速センサ29の
出力に基づき決定された位置に連結部が至るようにモー
タ69の駆動が制御される。

このように構成した本実施例によれば、車速に対してよ
り好適なステアリング特性を得ることができる。

第８図は本発明の更に他の実施例を示す。本例はパワー
ステアリング装置のアシスト力特性の可変機構を備えた
車両に本発明を適用したものである。

図において、車速センサ71からの車速を表すパルス信号
は、ｆ−ｖ変換器73に入力されて電圧信号に変換された
後、比較回路75および77の正側端子に供給される。比較
回路77の負側端子には基準電圧が供給されている。この
基準電圧は、例えば車速V1のときにｆ−ｖ変換器73から
出力される電圧と等しい値に設定されている。この結
果、比較回路77の出力は、車速がV1以上となったときに
のみハイレベルに立ち上がる。この比較回路77の出力信
号はトランジスタ79のベースに供給される。トランジス
タ79のコレクタはソレノイド81に接続され、エミッタは
接地されており、ベースにハイレベル信号が供給される
とトランジスタ79は導通状態になり、ソレノイド81が励
磁される。ここで、ソレノイド81は第５図に示す実施例
における方向制御弁25のソレノイド25aに相当するもの
であり、第５図の例と同様に動作する。すなわち、第６
図の実線ａで示すように、車速がV1をこえるとリンク連
結部の高さが下げられるようになっている。

再び第８図において、比較回路75の負側端子には三角波
発生回路83から三角波信号が供給される。比較回路75で
は、車速に応じたｆ−ｖ変換器73の出力電圧が三角波信
号のスライスレベルとされ、この結果、車速に応じたデ
ューティ比のパルス信号が出力される。すなわち、車速
が大のときはデューティ比の小さく、車速が小のときは
デューティ比の大きなパスル信号が出力され、後述のソ
レノイド119aに供給される。

一方、図示のように、ハンドル100はステアリングシャ
フト101を介してステアリングピニオン102を有するピニ
オン軸103に接続されている。ピニオン102はステアリン
グラック軸104上のラック105と噛合しており、ラック軸
104はピニオン102の回転に応じて左右に動き、ナックル
アーム106、107を介して前輪108、109に操舵力を伝達す
る。この操舵力を補助するため、油圧作動のパワーアシ
スト装置110を備えている。この装置はピニオン軸103上
に設けられたコントロールバルブ111とラック軸104上の
パワーシリンダ112とを有し、パワーシリンダ112に油圧
を供給するために、エンジン113に連結されたオイルポ
ンプ114が設けられている。ポンプ114からの圧油は、油
圧供給通路115によりコントロールバルブ111に導入さ
れ、ハンドル100の操作に応じてバルブ111により切り換
えられて、油圧通路116、又は117を介してパワーシリン
ダ112のピストン112aで仕切られる油圧室112b又は112c
のいずれか一方に導かれ、ピストン112aを動かして操舵
力をアシストする。このとき圧油が供給されない方の油
圧通路は油圧戻り通路118に連通し、シリンダ112内の作
動油をポンプ114にリターンさせる。油圧戻り通路118に
は、通路118を通ってポンプ114に戻される油量を調節す
るソレノイドバルブ119が設けられ、油圧供給通路115に
はソレノイドバルブ119と連通するバイパス通路120が設
けられている。バルブ119のソレノイド119aは前述した
比較回路75の出力側に接続されており、ソレノイドバル
ブ119はこの比較回路出力により制御される。すなわ
ち、バルブ119aのプランジャ119bは比較回路からの電流
すなわち電力に応じた量だけ変位し、それによって通路
115内の流量を変化させ、シリンダ112内の油圧すなわち
アシスト力を制御するようになっている。

このように構成した本実施例によれば、アシスト力特性
を制御するために用いる車速に応じたｆ−ｖ変換器出力
を、後輪のトー角制御に用いるようにしたので、既存の
回路に簡単な回路を付加するのみで本発明装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明するための車輪に取り付
けられたサスペンションリンクの概略背面図、 第２図は、第１図に示されたサスペンションリンクの概
略平面図、 第３図は、第１図および第２図に示されたサスペンショ
ンリンクによって得られるトー角の変化の例を示すグラ
フ、 第４図は、上記サスペンションリンクの車体側取付点の
高さ位置を制御するための制御機構の１例を示す概略斜
視図、 第５図は、第４図に示した制御機構の特にアクチュエー
タの１例について詳細に示した一部断面図、 第６図は、本発明によって可能な車速にたいするリンク
連結部の高さの制御の例について示した特性線図、 第７図は、アクチュエータの他の例を示す一部断面図、 第８図は、本発明の他の実施例を示す概略構成図であ
る。 L,l……サスペンションリンク、l₂……車体側連結部、
５……Ｌ形アーム、７……リンク連結部、９……ロアー
リンク、13……アクチュエータ、15……プランジャ、27
……制御回路、29……車速センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古谷 茂樹 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−105812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−23716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−99470（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各車輪が、上下方向に揺動可能に車体に取
   り付けられた複数本のサスペンションリンクにより支持
   されており、車輪の上下方向揺動時に各サスペンション
   リンクの揺動軌跡の差により車輪にトー変化が生じるよ
   うに構成された自動車のリアサスペンションにおいて、 １つのアクチュエータと、 このアクチュエータにより車幅方向の左右反対方向に移
   動される一対の移動部材と、 第１アーム部とこの第１アーム部と所定の角度をなす第
   ２アーム部を有し回動自在に車体に配設された一対のア
   ーム部材であって、第１アーム部の端部が上記複数本の
   サスペンションリンクのうちの１本のサスペンションリ
   ンクの車体側取付点と回動自在に連結されると共に第２
   アーム部の端部が上記移動部材に回動自在に連結され、
   上記アクチュエータにより上記一対の移動部材を移動さ
   せた際に第２アーム部と第１アーム部とにより左右の後
   車輪の上記サスペンションリンクの車体側取付点を同時
   に同量だけ上下方向に変位させるアーム部材と、 車両の走行速度を検出する車速センサと、 この車速センサの出力信号を受け、車速が低い場合より
   高い場合の方がバンプ状態でのトーイン量が大きくなる
   ように上記アクチュエータを駆動制御するコントローラ
   と、 を備えたことを特徴とする自動車のリアサスペンショ
   ン。