CN107031329A - 车辆的悬架装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有前轮悬架(18FL和18FR)和后轮悬架(18RL和18RR)的车辆的悬架装置(10)。将与向前轮输入的前后力从前轮向车体的传递有关的特性设为第一传递力特性，将车辆对从前轮向车体传递的前后力的灵敏度设为第一灵敏度，将以包括表示第一传递力特性的值成为峰值的频率的方式预先设定的规定的频率范围内的表示第一传递力特性的值与表示第一灵敏度的值之积的平方的最大值设为评价指标值，以评价指标值成为其可变化范围内的值中最小的值的方式设定后轮悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数(K2)。

Description

车辆的悬架装置
技术领域
本发明涉及汽车等车辆的悬架装置。
背景技术
在汽车等车辆中，多个车轮通过各自对应的悬架而从车体悬架。各悬架包括允许车轮和车体的相对位移的悬架弹簧等能够弹性变形的部件和产生衰减力的冲击吸收件。当从路面向车轮输入力时，该力经由悬架向车体传递，由此对车体进行激振。因此，正在进行如下的努力：通过以尽量避免从路面向车轮输入的力向车体传递的方式对悬架的构造进行研究，来减少车体的振动而提高车辆的乘坐舒适性。
例如，在下述专利文献1中记载了一种悬架，该悬架构成为，在车轮上下移动时从路面向车轮输入的前后力通过因能够弹性变形的部件的弹性变形而产生的力的车辆前后方向上的分量和衰减力的车辆前后方向上的分量之和而被抵消。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-40349号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
通常，悬架的主要功能在于，允许车轮相对于车体的上下方向上的位移，并且使车轮相对于车体的振动衰减。因此，在不使悬架的主要功能受损地增大因能够弹性变形的部件的弹性变形而产生的力的车辆前后方向上的分量的大小和衰减力的车辆前后方向上的分量的大小的方面，存在界限。因此，在通过对悬架的构造进行研究来减少经由该悬架向车体传递的力从而减少车体的前后振动的方面，存在界限。
另外，为了减少经由悬架向车体传递的前后力，可考虑将悬架的前后柔量设定得高。但是，若将悬架的前后柔量设定得高，则车辆的操纵稳定性会降低，所以难以使车辆的乘坐舒适性和车辆的操纵稳定性这两者都提高。
本申请的发明人针对上述问题进行了锐意研究而发现，在向前轮和后轮中的一方输入前后力时，另一方会作为动力阻尼器(dynamic damper)发挥功能，所以若有效地利用该功能，则能够有效地减少车体的前后振动。而且，本申请发明人着眼于上述功能而发现，通过使向前轮和后轮中的一方输入前后力时的另一方的车轮的悬架的前后方向上的特性最优化，能够有效地发挥上述功能。
基于上述见解，本发明的主要课题在于，通过将相对于被输入前后力的车轮在车辆前后方向上隔开配置的车轮的悬架的前后方向上的特性设定为最优，从而不导致车辆的操纵稳定性的降低地减少车体的前后振动。
〔用于解决课题的技术方案和发明的效果〕
根据本发明，提供一种具有将彼此相对于另一方在车辆前后方向上隔开配置的第一和第二车轮分别从车体进行悬挂的第一和第二悬架的车辆的悬架装置。
在本发明的悬架装置中，将第一传递力特性(Xs2/F1)(s是拉普拉斯算子)与所述车辆的灵敏度(F1/F)之积((Xs2/F1)·(F1/F))设为第一积，将与所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)具有相关性的评价指标值成为在规定的频率范围(fl～fh)内可取的值中最小的值的情况下的所述第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数设定为目标复弹簧常数，所述第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数被设定为所述目标复弹簧常数，所述第一传递力特性(Xs2/F1)由向第一车轮输入了第一前后力(F)时的、所述车体从所述第一车轮受到的力即第一传递力(F1)和所述车体的前后方向上的位移(X)表示，所述车辆的灵敏度(F1/F)是所述第一传递力(F1)相对于所述第一前后力(F)的比，所述规定的频率范围以包括所述第一传递力特性成为峰值的峰值频率(fs)的方式预先设定。
表示第一传递力特性(Xs2/F1)的值和表示第一灵敏度(F1/F)的值均具有频率依赖性，根据第一前后力(F)的频率而成为不同的值。尤其是，表示第一传递力特性Xs2/F1)的值在第一前后力(F)的频率为特定的频率(fs)时成为峰值。
根据上述构成，将与第一传递力特性(Xs2/F1)和第一灵敏度(F1/F)的第一积((Xs2/F1)·(F1/F))的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)具有相关性的值设为评价指标值。而且，将成为在以包括第一传递力特性(Xs2/F1)成为峰值的峰值频率(fs)的方式预先设定的规定的频率范围(fl～fh)内可取的值中最小的值的情况下的第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数设定为目标复弹簧常数，第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数被设定为目标复弹簧常数。由于包括峰值频率的规定的频率范围内的评价指标值成为最小的值，所以第一传递力特性与第一灵敏度之积即第一积也变小。
此外，如后面详细说明那样，可以认为在第二悬架存在在车辆前后方向上发挥作用的复弹簧。表示作用于第二悬架的前后力与位移之间的关系的复弹簧的系数为弹簧常数和阻尼系数之和。弹簧常数为实数，但阻尼系数为复数。因此，第二悬架的车辆前后方向上的弹簧常数被称作复弹簧常数。
而且，如后面详细说明那样，第一积((Xs2/F1)·(F1/F))表示与向第一车轮输入的第一前后力有关的车辆的传递特性、即车体的前后加速度相对于第一前后力的比，换言之，表示由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比。因此，根据上述构成，能够不提高被输入前后力的第一车轮的悬架的前后柔量而至少通过第二车轮的悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数的设定来减少车体激振力相对于向第一车轮输入的前后力的比。因此，能够不导致以提高第一车轮的悬架的前后柔量为起因的车辆的操纵稳定性的降低地减少由向第一车轮输入的前后力引起的车体的前后振动，从而提高车辆的乘坐舒适性。
〔发明的方案〕
在本发明的一个方案中，评价指标值是所述规定的频率范围(fl～fh)内的所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)的最大值。
如上所述，第一积((Xs2/F1)·(F1/F))表示由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比。因此，根据上述方案，由于评价指标值是由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比的平方，所以能够通过评价指标值来判定规定的频率范围(fl～fh)内的车体激振力相对于第一前后力的比的大小。
在本发明的另一方案中，评价指标值是第一系数(G)与所述规定的频率范围(fl～fh)内的所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)之积(G{(Xs2/F1)·(F1/F)}2)的最大值，所述第一系数(G)以车辆的乘员越容易感受到以所述第一前后力(F)为起因的所述车体的前后振动则越大的方式根据所述第一前后力(F)的频率而设定。
车辆的乘员感受到以第一前后力为起因的车体的前后振动时的感受容易度根据第一前后力的频率而不同。根据上述方案，评价指标值是第一系数(G)与第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)之积的最大值，第一系数是以车辆的乘员越容易感受到以第一前后力为起因的车体的前后振动则越大的方式根据第一前后力的频率而设定的值。
因此，能够在车辆的乘员越容易感受到以第一前后力为起因的车体的前后振动时使用于判定规定的频率范围内的车体激振力相对于第一前后力的比的大小的评价指标值越大。而且，将评价指标值成为在规定的频率范围(fl～fh)内可取的值中最小的值的情况下的第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数设定为目标复弹簧常数，第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数被设定为目标复弹簧常数。
因此，能够考虑在规定的频率范围内车辆的乘员感受到以第一前后力为起因的车体的前后振动的感受容易度，以车体激振力相对于向第一车轮输入的前后力的比变小的方式来设定第二车轮的悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。因此，与不考虑车辆的乘员对于车体的前后振动的感受容易度的情况相比，能够减少乘员容易感受到以第一前后力为起因的车体的前后振动的频率区域内的车体的前后振动。
而且，在本发明的另一方案中，评价指标值是从所述规定的频率范围(fl～fh)的下限值(fl)到上限值(fh)对所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)进行积分而得到的值。
根据上述方案，评价指标值是针对从规定的频率范围的下限值到上限值的范围对由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比的值进行累积而得到的值。因此，能够针对从下限值到上限值的频率范围整体，减小车体激振力相对于向第一车轮输入的前后力的比。
而且，在本发明的另一方案中，第一和第二车轮分别是前轮和后轮，将第二传递力特性(XRs2/F1R)(s是拉普拉斯算子)与所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)之积((XRs2/F1R)·(F1R/FR))设为第二积，所述评价指标值是所述规定的频率范围(fl～fh)内的所述第一积的平方({(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)与第二积的平方({(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和的最大值，所述第二传递力特性(XRs2/F1R)由向第二车轮输入了第二前后力(FR)时的、所述车体从所述第二车轮受到的力即第二传递力(F1R)和所述车体的前后方向上的位移(XR)表示，所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)是所述第二传递力(F1R)相对于所述第二前后力(FR)的比。
第二积((XRs2/F1R)·(F1R/FR))是由第二前后力引起的车体激振力相对于第二前后力的比，根据上述方案，评价指标值是第一积的平方与第二积的平方之和的最大值。因此，通过评价指标值，能够减少由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比的大小与由第二前后力引起的车体激振力相对于第二前后力的比的大小之和。因此，能够减少向前轮和后轮输入前后力的状况下的车体的前后振动。
而且，在本发明的另一方案中，将以车辆的乘员越容易感受到以所述第一前后力(FF)为起因的所述车体的前后振动则越大的方式根据所述第一前后力(FF)的频率而设定的系数设为第一系数(G1)，将以车辆的乘员越容易感受到以所述第二前后力(FR)为起因的所述车体的前后振动则越大的方式根据所述第二前后力(FR)的频率而设定的系数设为第二系数(G2)，所述评价指标值是所述第一系数(G1)与所述第一积的平方({(XFs2/F1)·(FF1/FF)}2)之积(G1{(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)及所述第二系数(G2)与所述第二积的平方({(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之积(G2{(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和的最大值。
如前所述，车辆的乘员感受到以第一前后力(FF)为起因的车体的前后振动时的感受容易度根据第一前后力的频率而不同。同样，车辆的乘员感受到以第二前后力(FR)为起因的车体的前后振动时的感受容易度根据第二前后力的频率而不同。
根据上述方案，评价指标值是第一系数与第一积的平方之积(G1{(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)及第二系数与第二积的平方之积(G2{(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和的最大值。第一系数(G1)是以车辆的乘员越容易感受到以第一前后力(FF)为起因的车体的前后振动则越大的方式根据第一前后力的频率而设定的值。因此，能够在车辆的乘员越容易感受到以第一前后力为起因的车体的前后振动时使由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比的大小的指标值即第一系数与第一积的平方之积越大。
同样，第二系数(G2)是以车辆的乘员越容易感受到以第二前后力(FR)为起因的车体的前后振动则越大的方式根据第二前后力的频率而设定的值。因此，能够在车辆的乘员越容易感受到以第二前后力为起因的车体的前后振动时使由第二前后力引起的车体激振力相对于第二前后力的比的大小的指标值即第二系数与第二积的平方之积越大。
因此，能够考虑在规定的频率范围(fl～fh)内车辆的乘员感受到以第一和第二前后力为起因的车体的前后振动的感受容易度，以车体激振力相对于前后力的比变小的方式至少设定第二车轮的悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。因此，与不考虑车辆的乘员对于车体的前后振动的感受容易度的情况相比，能够减少乘员容易感受到以第一和第二前后力为起因的车体的前后振动的频率区域内的车体的前后振动。
而且，在本发明的另一方案中，所述第一和第二车轮分别是前轮和后轮，将第二传递力特性(XRs2/F1R)(s是拉普拉斯算子)与所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)之积((XRs2/F1R)·(F1R/FR))设为第二积，所述评价指标值是从所述规定的频率(fl～fh)的下限值(fl)到上限值(fh)对所述第一积的平方({(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)与所述第二积的平方({(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和进行积分而得到的值，所述第二传递力特性(XRs2/F1R)由向所述第二车轮输入了第二前后力(FR)时的、所述车体从所述第二车轮受到的力即第二传递力(F1R)和所述车体的前后方向上的位移(XR)表示，所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)是所述第二传递力(F1R)相对于所述第二前后力(FR)的比。
第一积((XFs2/F1F)·(F1F/FF))是由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比，第二积((XRs2/F1R)·(F1R/FR))是由第二前后力引起的车体激振力相对于第二前后力的比。根据上述方案，评价指标值是针对从规定的频率(fl～fh)的下限值(fl)到上限值(fh)的范围对由第一前后力引起的车体激振力相对于第一前后力的比的平方与由第二前后力引起的车体激振力相对于第二前后力的比的平方之和进行累积而得到的值。因此，能够针对从下限值到上限值的频率范围整体，减小车体激振力相对于向第一车轮输入的前后力的比与车体激振力相对于向第二车轮输入的前后力的比之和。因此，能够减少向第一车轮输入第一前后力并向第二车轮输入第二前后力的状况下的车体的前后振动。
而且，在本发明的另一方案中，所述第二悬架包括：弹性体，允许所述第二车轮和所述车体彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移；和弹簧特性可变装置，使所述弹性体的表观的弹簧常数变化来使所述第二悬架的车辆前后方向上的柔量变化，所述弹簧特性可变装置通过使所述弹性体的表观的弹簧常数变化，来可变地设定所述第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
根据上述方案，第二悬架包括：弹性体，允许第二车轮和车体彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移；和弹簧特性可变装置，使弹性体的表观的弹簧常数变化来使第二悬架的车辆前后方向上的柔量变化。因此，能够通过弹簧特性可变装置使第二悬架的车辆前后方向上的柔量变化，所以能够根据例如车速和装载量而可变地将第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数设定为最优的值。
而且，在优选的一个方案中，第二悬架包括弹性体，该弹性体允许第二车轮和车体彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移，通过调整弹性体的车辆前后方向上的弹簧特性，来设定第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
根据上述方案，能够通过调整允许第二车轮和车体彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移的弹性体的车辆前后方向上的弹簧特性，来设定第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
而且，在另一个优选的方案中，第二悬架包括使第二车轮相对于车体的上下振动衰减的冲击吸收件，通过调整冲击吸收件的车辆前后方向上的倾斜角，来设定第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
根据上述方案，能够通过调整使第二车轮相对于车体的上下振动衰减的冲击吸收件的车辆前后方向上的倾斜角，来设定第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
在又一个优选的方案中，第二悬架包括：弹性体，允许第二车轮和车体彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移；和弹簧特性可变装置，使弹性体的车辆前后方向上的弹簧特性变化，弹簧特性可变装置构成为，通过根据车速和车辆的重量中的至少一方的变量变更弹性体的车辆前后方向上的弹簧特性，来可变地设定第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
根据上述方案，能够根据车速和车辆的重量中的至少一方的变量来变更弹性体的车辆前后方向上的弹簧特性。因此，能够根据车速和车辆的重量中的至少一方来可变地设定第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的车辆的悬架装置的概要的侧视图。
图2是示出第一实施方式的车辆的悬架装置的概要的平面图。
图3是示出第一实施方式中的传递特性F1/F(A)和(B)车辆的灵敏度Xs2/F1(B)的图表。
图4是示出本发明的第二实施方式的车辆的悬架装置中的左右的后轮悬架的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的要领的说明图。
图5是示出本发明的第四实施方式的车辆的悬架装置中的左右的后轮悬架的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的要领的说明图。
图6是将第四实施方式中的从前轮向车体的前后力的合成的传递特性与其他的各种传递特性一并示出的图表。
图7是示出本发明的第六实施方式的车辆的悬架装置中的左右的后轮悬架的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的要领的说明图。
图8是示出本发明的第七实施方式的车辆的悬架装置中的左后轮悬架的弹簧特性可变装置的说明图。
图9是示出车辆的灵敏度Xs2/F1的频率特性、即频率f与灵敏度Xs2/F1的关系根据车速V而不同的情况的图表。
图10是关于车速V高的状况示出没有进行向线圈的控制电流的供给的情况(点线)和正在进行向线圈的控制电流的供给的情况(虚线)下的车辆的灵敏度Xs2/F1的频率特性的图表。
图11是关于车速V高的状况示出没有进行向线圈的控制电流的供给的情况(点线)和正在进行向线圈的控制电流的供给的情况(虚线)下的前后力的传递特性Xs2/F的平方的图表。
图12是示出车辆的灵敏度Xs2/F1的频率特性、即频率f与灵敏度Xs2/F1的关系根据车辆的装载状况而不同的情况的图表。
图13是示出车辆的模型的侧视图。
图14是示出与车辆前后方向上的力的传递有关的简化后的车辆的模型的图。
图15是示出从输入轮向车体的前后力的传递力特性F1/F的频率特性的图表。
图16是示出车辆对前后力的灵敏度Xs2/F1的频率特性的图表。
具体实施方式
[在实施方式中采用的本发明的原理]
为了使本发明容易理解，在对实施方式进行说明之前，参照图13和图14先对本发明的车体的前后振动减少的原理进行说明。此外，图13是示出车辆的模型的侧视图，图14是示出与车辆前后方向上的力的传递有关的简化后的车辆的模型的图。
如图13和图14所示，车辆100具有从车体(簧上)102悬架的车轮104和106。车轮104是引起车体102的前后振动的输入所作用的车轮(称作“输入轮”)，车轮106相对于输入轮位于车辆后方或车辆前方(称作“非输入轮”)。
将输入轮104从路面108受到的前后方向上的输入设为F，将车体102从输入轮104受到的传递力设为F1，将以传递力F1为起因的车体102的前后方向上的位移设为X。与前后力有关的车辆100的传递特性是由前后方向的输入F引起的车体102的激振力相对于前后方向的输入F的比，车体102的激振力将s作为拉普拉斯算子而与车体的加速度Xs2成比例，所以由Xs2/F表示。如下述的式(1)所示，可以认为传递特性Xs2/F是车辆100对前后力的灵敏度Xs2/F1与从输入轮104向车体102的前后力的传递力特性F1/F之积。
Xs2/F＝(Xs2/F1)(F1/F)…(1)
如图14所示，若将输入轮104的前后方向上的位移设为X1，将相对于输入轮104和车体102的前后方向上的相对位移(X1-X)的力的特性(复弹簧常数)设为K1，则车体102从输入轮104受到的传递力F1由下述的式(2)表示。
F1＝K1(X1-X)…(2)
从上述式(2)可知，传递力F1由相对于输入轮104和车体102的前后方向上的相对位移(X1-X)的力的特性K1决定。因此，为了减少车体102从输入轮104受到的传递力F1来减少车辆的振动，以往通过降低输入轮104自身的悬架110f的橡胶衬套等的弹性系数而提高悬架的前后柔量，来减小特性K1的值。但是，若提高悬架110f的前后柔量，则车辆的行驶稳定性会降低，所以难以做到不使车辆的行驶稳定性降低地减小特性K1的值。
本发明着眼于“相对于在前后方向上隔开配置的两个车轮104和106中的一方从路面108受到并向车体传递的前后方向上的输入F，另一方的车轮具有作为动力阻尼器发挥作用的效果”这一情况，通过将另一方的车轮的悬架的车辆前后方向上的特性设定为最优来减少车辆的振动。
如图13和图14所示，可以认为在车辆100的输入轮即前轮104和车体102之间存在在前后方向上弹性变形的复弹簧112f，在前轮104的轮胎与路面108之间存在在前后方向上发挥作用的衰减装置114f。同样，可以认为在非输入轮即后轮106与车体102之间存在在前后方向上弹性变形的复弹簧112r，在后轮106的轮胎与路面108之间存在在前后方向上发挥作用的衰减装置114r。
因此，作为与前后方向上的力和位移有关的车辆100的模型，可以设想图14所示的简化后的车辆模型116。如图14所示，将车体102和后轮106的质量分别设为M和m2。将后轮106的前后方向上的位移设为X2，将后轮106的轮胎与路面108之间的衰减特性设为C2。将后轮106的悬架100r的前后方向上的复弹簧常数设为K2。作为基于传递力F1的车体102和后轮106的前后方向上的运动方程式，下述的(3)和(4)分别成立。
MXs2＝F1+K2(X2-X)…(3)
m2X2s2＝-K2(X2-X)-C2X2s…(4)
此外，复弹簧常数K2是悬架100r的前后方向上的弹簧常数KSUS与悬架的前后方向上的阻尼系数CSUS和拉普拉斯算子s之积之和KSUS+CSUSs。弹簧常数KSUS是实数，但阻尼系数CSUS与拉普拉斯算子s之积CSUSs是虚数。在图14中，前轮104的悬架100f的前后方向上的复弹簧常数由K1表示，前轮104的轮胎与路面108之间的衰减特性由C1表示。
通过对上述式(3)和(4)进行整理，分别得到下述的(5)和(6)。
(Ms2+K2)X-K2X2＝F1…(5)
-K2X+(m2s2+K2+C2s)X2＝0…(6)
通过利用矩阵来表现上述式(5)和(6)，能够如下述的(7)那样进行改写。
在此，后轮106的轮胎与路面之间的衰减特性C2由下述的(8)表示，下述的(8)中的h2(s)由下述的(9)表示。
在上述式(8)和(9)中，U是车速，P2是后轮106的驱动刚度(driving stiffness)。r2是后轮106的半径，IT2是后轮106的转动惯量，KTx2是后轮106的轮胎的前后弹簧常数。
车辆104对前后力的灵敏度Xs2/F1由上述式(7)的右边的逆矩阵决定，该逆矩阵包含后轮106的悬架的前后方向上的复弹簧常数K2和后轮106的轮胎与路面之间的衰减特性C2。因此，从上述式(7)可知，通过调整复弹簧常数K2和衰减特性C2的值中的至少一方，能够调整车辆104对前后力的灵敏度Xs2/F1。
从输入轮104向车体102的前后力的传递力特性F1/F和车辆104对前后力的灵敏度Xs2/F1均依赖于车体102从输入轮104受到的传递力F1的频率。传递力特性F1/F和灵敏度Xs2/F1例如分别具有图15和图16所示的频率特性。
如图15所示，传递力特性F1/F的频率特性形成为在传递力特性所固有的特定的频率fs下成为峰值的尖锐的峰形。相对于此，如图16所示，灵敏度Xs2/F1的频率特性形成为在灵敏度所固有的特定的频率ftv下成为低的值的谷形，并且形成为在灵敏度所固有的特定的频率ftm下成为高的值的峰形。
如上所述，车辆100的前后力的传递特性Xs2/F可以认为是车辆100对前后力的灵敏度Xs2/F1与从前轮104向车体102的前后力的传递力特性F1/F之积。因此，为了减少前后力的传递特性Xs2/F，优选的是传递力特性所固有的特定的频率fs(根据需要而称作“峰值频率fs”)和灵敏度所固有的特定的频率ftv尽可能一致。即，在峰值频率fs和灵敏度所固有的特定的频率ftv彼此大幅不同的情况下，传递特性Xs2/F的值成为大的值，以传递力F1为起因的车体102的前后方向上的位移X变大。相对于此，在峰值频率fs和灵敏度所固有的特定的频率ftv是相同或彼此接近的值的情况下，传递特性Xs2/F的值成为小的值，以传递力F1为起因的车体102的前后方向上的位移X变小。
而且，通过调整后轮106的悬架110r的前后方向上的复弹簧常数K2和后轮106的轮胎与路面之间的衰减特性C2中的至少一方，能够使灵敏度所固有的特定的频率ftv和ftm变化。因此，通过以使灵敏度所固有的特定的频率ftv成为与传递力特性所固有的特定的频率fs相同或彼此接近的值的方式调整复弹簧常数K2和后轮106的轮胎与路面之间的特性C2中的至少一方，能够减少以传递力F1作用于输入轮104为起因的车体102的前后振动。
此外，在引起车体102的前后振动的输入所作用的车轮即输入轮是后轮106，相对于该输入轮位于车辆前方的前轮104是非输入轮的情况下，也能够得到与上述的减振作用同样的减振作用。不过，在该情况下，通过调整前轮104的悬架的前后方向上的复弹簧常数K1和前轮104的轮胎与路面之间的衰减特性C1中的至少一方，来调整灵敏度所固有的特定的频率ftv和ftm。
此外，通常，车轮的轮胎与路面之间的衰减特性C1和C2的可调整范围是有所限定的。因此，优选的是与衰减特性C1或C2的调整相比，优先进行悬架的前后方向上的复弹簧常数K1或K2的调整。
因此，在本发明中，通过以使传递力特性所固有的特定的频率fs尽可能成为与灵敏度所固有的特定的频率ftv相同或彼此接近的值的方式至少调整非输入轮的复弹簧常数，来减少以传递力作用于输入轮为起因的车体的前后振动。
接着，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细说明。
[第一实施方式]
图1和图2分别是示出本发明的第一实施方式的车辆的悬架装置10的概要的侧视图和平面图。如这些图所示，悬架装置10应用于具有作为操舵轮的左右的前轮12FL和12FR、以及作为非操舵轮的左右的后轮12RL和12RR的车辆14。悬架装置10具有分别将前轮12FL和12FR从车体16进行悬架的前轮悬架18FL和18FR、以及分别将后轮12RL和12RR从车体16进行悬架的后轮悬架18RL和18RR。
前轮12FL和12FR通过各自对应的车轮支撑部件20FL和20FR而被支撑为能够绕旋转轴线22FL和22FR旋转，通过轮胎24FL和24FR而与路面26接触。同样，后轮12RL和12RR通过各自对应的车轮支撑部件20RL和20RR而被支撑为能够绕旋转轴线22RL和22RR旋转，通过轮胎24RL和24RR而与路面26接触。
前轮12FL和后轮12RL在车辆14的左侧彼此相对于另一方在车辆前后方向上隔开配置，分别作为车辆14左侧的第一和第二车轮发挥功能。同样，前轮12FR和后轮12RR在车辆14的右侧彼此相对于另一方在车辆前后方向上隔开配置，分别作为车辆14右侧的第一和第二车轮发挥功能。
在第一实施方式和后述的其他实施方式中，前轮12FL和12FR是驱动轮，后轮12RL和12RR是从动轮，左右的前轮悬架18FL和18FR的构造比左右的后轮悬架18RL和18RR的构造复杂。因此，左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的自由度比左右的前轮悬架18FL和18FR的前后方向上的复弹簧常数K1的设定的自由度高。
前轮悬架18FL和18FR分别包括悬架臂28FL和28FR。悬架臂28FL和28FR分别在内端通过橡胶衬套装置30FL和30FR而以能够摆动的方式与车体16连结，在外端通过球节这样的接头32FL和32FR而以能够摆动的方式与车轮支撑部件20FL和20FR连结。在图1和图2中，悬架臂28FL和28FR、橡胶衬套装置30FL和30FR、以及接头32FL和32FR分别只图示了一个，但这些部件也可以分别设有多个。
同样，后轮悬架18RL和18RR分别包括悬架臂28RL和28RR。悬架臂28RL和28RR分别在内端通过橡胶衬套装置30RL和30RR而以能够摆动的方式与车体16连结，在外端通过球节这样的接头32RL和32RR而以能够摆动的方式与车轮支撑部件20RL和20RR连结。在图1和图2中，悬架臂28RL和28RR、橡胶衬套装置30RL和30RR、以及接头32RL和32RR分别只图示了一个，但这些部件也可以设有多个。
车轮支撑部件20FL和20FR分别与冲击吸收件34FL和34FR的下端连结，冲击吸收件34FL和34FR的上端与车体16连结。冲击吸收件34FL和34FR的上端位于比下端靠车辆后方处，由此，冲击吸收件34FL和34FR至少在车辆前后方向上倾斜地延伸。冲击吸收件34FL和34FR的车辆前后方向上的倾斜方向也可以与图1所示的方向相反。
同样，车轮支撑部件20RL和20RR分别与冲击吸收件34RL和34RR的下端连结，冲击吸收件34RL和34RR的上端与车体16连结。冲击吸收件34RL和34RR的上端位于比下端靠车辆前方处，由此，冲击吸收件34RL和34RR至少在车辆前后方向上倾斜地延伸。冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜方向也可以与图1所示的方向相反。
虽然图1和图2没有详细示出，但橡胶衬套装置30FL和30RL分别包括彼此形成为同心的内筒和外筒、以及安装于内筒与外筒之间的橡胶衬套。因此，橡胶衬套装置30FL和30RL的橡胶衬套分别在车辆14的左侧作为允许前轮12FL和后轮12RL相对于车体16在车辆前后方向上位移的主要的弹性体发挥功能。而且，冲击吸收件34FL和34RL分别在车辆14的左侧使前轮12FL和后轮12RL相对于车体16的上下振动衰减。
同样，虽然图1和图2没有详细示出，但橡胶衬套装置30FR和30RR分别包括彼此形成为同心的内筒和外筒、以及安装于内筒与外筒之间的橡胶衬套。因此，橡胶衬套装置30FR和30RR的橡胶衬套分别在车辆14的右侧作为允许前轮12FR和后轮12RR相对于车体16在车辆前后方向上位移的主要的弹性体发挥功能。而且，冲击吸收件34FR和34RR分别在车辆14的右侧使前轮12FR和后轮12RR相对于车体16的上下振动衰减。
此外，悬架18FL～18RR只要分别包括冲击吸收件34FL～34RR，并在前后力F作用于车轮12FL～12RR时允许车轮相对于车体16在车辆前后方向上位移即可，可以是任意形式的悬架。悬架18FL～18RR优选是例如麦佛逊(MacPherson Strut)式、双横臂(DoubleWishbone)式、多连杆(Multi-link)式、摆臂(Swing Arm)式这样的独立悬架式的悬架。但是，只要能够分别设定左右轮的悬架的前后方向上的复弹簧常数，则也可以如扭力梁(Torsion Beam)式悬架那样将左右的悬架连结。左右的前轮悬架18FL和18FR具有彼此相同的悬架特性，左右的后轮悬架18RL和18RR具有彼此相同的悬架特性。
将从路面26向前轮12FL和12FR输入的第一前后力设为F，将车体16从前轮12FL和12FR受到的传递力设为F1。左右的前轮悬架18FL和18FR的传递力特性F1/F在前轮12FL和12FR是输入轮的情况下，具有图3(A)所示的形成为尖锐的峰形的频率特性。如图3(A)所示，传递力特性F1/F的值在从路面26向前轮12FL和12FR输入的第一前后力F的频率为特定的频率fs时成为峰值。因此，传递力特性F1/F的峰值频率是fs。
车辆14的灵敏度Xs2/F1在前轮12FL和12FR是输入轮的情况下，具有如图3(B)中实线所示那样，形成为在频率ftv下成为低的值的平稳的谷形，且形成为在频率ftm下成为高的值的平稳的峰形的频率特性。如图3(C)中实线所示，作为第一积的灵敏度Xs2/F1与传递力特性F1/F之积(Xs2/F1)(F1/F)的平方根据前后力F的频率而变化。传递力特性F1/F和灵敏度Xs2/F1的频率特性根据左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2而不同，因此，峰值频率fs和灵敏度所固有的特定的频率ftv成为根据复弹簧常数K2而不同的值。因此，第一积的平方的最大值成为根据复弹簧常数K2而不同的值。
第一实施方式中的评价指标值E1是预先设定的规定的频率范围fl～fh内的第一积的平方中的最大值，由下述的式(10)表示。此外，在下述的式(10)中，MAX意味着根据后轮悬架18RL和18RR的柔量等条件而不同的[]内的值中的最大值，这一点在后述的同样的其他式子中也是同样的。
E1＝MAX[{(Xs2/F1)(F1/F)}2]…(10)
规定的频率范围的下限值fl和上限值fh分别是fs-Δfl和fs+Δfh，Δfl和Δfh是正的常数。因此，规定的频率范围fl～fh被设定成包括峰值频率fs。此外，Δfl和Δfh可以是相同的值，也可以是彼此不同的值。规定的频率范围fl～fh优选考虑包括车辆的乘员容易感动车体16的前后振动的频段Bpl～Bph而设定成频段Bpl～Bph的至少一部。
在第一实施方式中，以使评价指标值E1成为最小值E1min的方式来设定左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2。即，将评价指标值E1成为最小值E1min时的复弹簧常数K2设定为目标复弹簧常数K2t，复弹簧常数K2被设定为目标复弹簧常数K2t。如后所述，评价指标值E1成为最小值E1min的情况是与灵敏度Xs2/F1的谷对应的频率ftv被设定为与峰值频率fs实质上相同的值的情况。
复弹簧常数K2的设定例如按照以下的要领来进行。首先，将冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR设定为预先设定的调整范围θRmin～θRmax内的下限值θRmin。此外，调整范围的下限值θRmin和上限值θRmax均为正的常数。
接着，将左右的后轮悬架18RL和18RR的橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等设定为各种值，通过模拟或实验来运算第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方。将运算出的多个第一积的平方中的最大值决定为关于倾斜角θR＝下限值θRmin的评价指标值E1。使倾斜角θR从下限值θRmin到上限值θRmax按ΔθR(正的常数)依次增大，针对各倾斜角θR进行以上的步骤，由此针对各倾斜角θR决定评价指标值E1。
确定这样决定出的多个评价指标值E1中的最小值E1min，并确定与该最小值E1min对应的橡胶衬套装置30FR和30RR的弹簧常数等和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR。后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的最优的复弹簧常数K2由以上那样确定的后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和倾斜角θR唯一地决定。因此，将左右的后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为所确定出的值，由此将复弹簧常数K2设定为最优的值。在该情况下，无需求出复弹簧常数K2的具体的值。这一点在后述的其他实施方式中也是同样的。
此外，如前所述，左右的前轮悬架18FL和18FR具有彼此相同的悬架特性，左右的后轮悬架18RL和18RR具有彼此相同的悬架特性。因此，针对左右的一方的后轮悬架18RL和18RR的一方，求出车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL或34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR。将左右的另一方的后轮悬架18RL或18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL或34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为上述求出的值。
当如以上那样设定后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2时，灵敏度Xs2/F1与传递力特性F1/F之积即第一积的平方成为在图3(C)中由实线表示的频率特性。与频率ftv不是与峰值频率fs实质上相同的值的情况相比，灵敏度Xs2/F1的峰值是较低的值。例如，在车辆的灵敏度Xs2/F1具有在图3(B)中由虚线表示的频率特性的比较例的情况下，第一积的平方成为在图3(C)中由虚线表示的频率特性。因此，根据第一实施方式，与比较例那样的情况相比，能够降低峰值频率fs及其附近的频率区域内的第一积的平方的峰值，由此能够减少前轮受到前后力的情况下的车体16的前后振动的峰值。
在该情况下，能够不提高被输入前后力F的前轮的悬架18FL和18FR的前后柔量，而通过后轮的悬架18RL或18RR的车辆前后方向上的复弹簧常数K2的设定，来减小车体激振力相对于向前轮12FL和12FR输入的前后力F的比。因此，能够不导致以提高前轮的悬架18FL和18FR的前后柔量为起因的车辆14的操纵稳定性的降低地减少由向前轮12FL和12FR输入的前后力F引起的车体16的前后振动，能够提高车辆14的乘坐舒适性。此外，该作用效果在后述的其他实施方式中也同样能够得到。
[第二实施方式]
第二实施方式中的评价指标值是预先设定的规定的频率范围fl～fh内的、增益G与第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方之积的最大值，是由下述的式(11)表示的E2。
E2＝MAX[G{(Xs2/F1)(F1/F)}2]…(11)
此外，增益G是用于反映在向前轮12FL和12FR输入前后力F的状况下，车辆14的乘员容易感受到车体16的前后振动的程度的增益，作为第一系数而发挥功能。具体而言，规定的频率范围fl～fh被划分为多个频率区域F1～Fn(n是正的一定的整数)，增益G以车辆的乘员越容易感受到车体16的前后振动则越大的方式，针对每个频率区域F1～Fn而设定为0以上且1以下的值。
在第二实施方式中，以评价指标值E2成为最小值E2min的方式，按照与第一实施方式的情况同样的要领来设定左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2。即，将评价指标值E2成为最小值E2min时的复弹簧常数K2设定为目标复弹簧常数K2t，复弹簧常数K2被设定为目标复弹簧常数K2t。
具体而言，使倾斜角θR从下限值θRmin到上限值θRmax按ΔθR依次增大，针对各倾斜角θR进行下述的步骤，由此针对各倾斜角θR决定评价指标值E2。即，针对各倾斜角θR，将橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等设定为各种值，通过模拟或实验来运算增益G与第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方之积，将运算出的多个积中的最大值决定为评价指标值E2。
确定这样决定出的多个评价指标值E2中的最小值E2min。而且，将后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为与最小值E2min对应的值，由此将复弹簧常数K2设定为最优的值。
根据第二实施方式，评价指标值E2是预先设定的规定的频率范围fl～fh内的、增益G与第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方之积的最大值。增益G针对规定的频率范围fl～fh的多个频率区域F1～Fn中的每个频率区域而以车辆的乘员越容易感受到车体16的前后振动则越大的方式设定。因此，能够使得车辆的乘员越容易感受到以第一前后力为起因的车体16的前后振动，则评价指标值E2越大。此外，增益G优选考虑ISO02631中规定的加权而以相对于给人带来影响的可能性高的频率的增益变高的方式设定。
后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的复弹簧常数K2以成为与多个评价指标值E2中的最小值E2min对应的值的方式设定。因此，能够在规定的频率范围fl～fh内，考虑车辆14的乘员感受到以向前轮输入的前后力F为起因的车体的前后振动的感受容易度，以车体激振力相对于前后力F的比(Xs2/F)变小的方式将复弹簧常数K2设定为最优的值。因此，与不考虑车辆的乘员对于车体的前后振动的感受容易度的情况相比，能够减少乘员容易感受到以前后力F为起因的车体的前后振动的频率区域内的车体的前后振动。
[第三实施方式]
图4是示出本发明的第三实施方式的车辆的悬架装置10中的左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2的调整的要领的说明图。
在第三实施方式中，将左右前轮的簧下(分别是前轮12FL和12FR以及车轮支撑部件20FL和20FR等)的共振频率设为fr，将规定的频率范围fl～fh预先设定成包括共振频率fr和峰值频率fs。在本实施方式中，规定的频率范围fl～fh也优选考虑车辆14的乘员容易感受到车体16的前后振动的频段Bpl～Bph而设定成包括频段Bpl～Bph的至少一部分。此外，这些点在后述的第六实施方式中也是同样的。
第三实施方式中的评价指标值是由下述的式(12)表示的E3。如示出第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方与频率f的关系的图4所示，评价指标值E3的值与规定的频率范围fl～fh内的第一积的平方的曲线的下方的附有影线的区域的面积相等。
在第三实施方式中，除了评价指标值E3根据上述式(12)来运算这一点之外，按照与第一和第二实施方式的情况同样的要领，以使评价指标值E3成为最小值E3min的方式设定后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2。即，将评价指标值E3成为最小值E3min时的复弹簧常数K2设定为目标复弹簧常数K2t，复弹簧常数K2被设定为目标复弹簧常数K2t。
具体而言，与第一实施方式的情况同样，将冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR设定为下限值θRmin。将橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等设定为各种值，通过模拟或实验而按照上述式(12)运算评价指标值E3。使倾斜角θR从下限值θRmin到上限值θRmax按ΔθR依次增大，针对各倾斜角θR，按照上述要领进行评价指标值E3的运算，由此，针对各倾斜角θR运算评价指标值E3。
确定这样运算出的多个评价指标值E3中的最小值E3min。而且，将后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为与最小值E3min对应的值，由此将复弹簧常数K2设定为最优的值。
根据第三实施方式，评价指标值E3的[]内的值是在规定的频率范围fl～fh内对第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方进行积分而得到的值，与在图4中附有影线的区域的面积相等。因此，评价指标值E3是针对规定的频率范围fl～fh对车体激振力相对于向前轮输入的前后力F的比(Xs2/F)的值进行累积而得到的值。因此，能够针对规定的频率范围fl～fh整体，减小车体激振力相对于向前轮输入的前后力F的比(Xs2/F)，由此来减少向前轮输入前后力F的状况下的车体16的前后振动。
尤其是，根据第三实施方式，规定的频率范围fl～fh以包括前轮的簧下共振频率fr和峰值频率fs的方式预先设定。因此，与规定的频率范围fl～fh不包括前轮的簧下共振频率fr的情况相比，能够减少前轮的簧下共振从而减少由前轮的簧下共振引起的车体的激振。此外，规定的频率范围fl～fh也可以不包括前轮的簧下共振频率fr。
[第四实施方式]
图5是示出本发明的第四实施方式的车辆的悬架装置10中的左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的要领的说明图。此外，图5(A)和图5(B)分别与图3(A)和图3(B)对应。在本实施方式和后述的其他实施方式中，角标“F”和“R”分别意味着前轮和后轮。
在上述的第一至第三实施方式中，前轮12FL和12FR是输入轮，后轮12RL和12RR是非输入轮。在实际的车辆中，前轮和后轮都会从路面接受前后力的输入。因此，在该实施方式中，左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2以也尽可能地减少由向后轮输入前后力引起的车体的前后振动的方式设定。
在具有图3所示的振动特性的车辆14中，假设向前轮12FL和12FR输入前后力FF，向后轮12RL和12RR输入前后力FR。将车体16从前轮12FL和12FR受到的传递力设为F1F，将车体16从后轮12RL和12RR受到的传递力设为F1R。从后轮12RL和12RR向车体16的前后力的传递力特性F1R/FR和车辆14对前后力的灵敏度XRs2/F1R通常分别具有图5(C)和图5(D)所示的频率特性。如图5(C)所示，后轮的传递力特性F1R/FR成为峰值的特定的频率fsR与前轮的传递力特性F1F/FF成为峰值的特定的频率fsF不同。同样，如图5(D)所示，后轮的灵敏度XRs2/F1R成为谷底的值的特定的频率ftvR与前轮的灵敏度XFs2/F1F成为谷底的值的特定的频率ftvF不同。
第四实施方式中的评价指标值是由下述的式(13)表示的E4。将后轮的传递力特性F1R/FR与灵敏度XRs2/F1R之积(XRs2/F1R)(F1R/FR)称作第二积。从与上述的第一实施方式中的评价指标值E1的比较可知，评价指标值E4是第一积(XFs2/F1F)(F1F/FF)的平方与第二积(XRs2/F1R)(F1R/FR)的平方之和的最大值。
E4＝MAX[{(XFs2/F1F)(F1F/FF)}2+{(XRs2/F1R)(F1R/FR)}2]…(13)
在第四实施方式中，按照与上述的其他实施方式的情况同样的要领，以使评价指标值E4成为最小值E4min的方式设定后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2。即，将评价指标值E4成为最小值E4min时的复弹簧常数K2设定为目标复弹簧常数K2t，复弹簧常数K2被设定为目标复弹簧常数K2t。
具体而言，使倾斜角θR从下限值θRmin到上限值θRmax按ΔθR依次增大，针对各倾斜角θR进行下述的步骤，由此，针对各倾斜角θR决定评价指标值E4。即，针对各倾斜角θR，将橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等设定为各种值，通过模拟或实验来运算第一积的平方与第二积的平方之和，将运算出的多个和中的最大值决定为评价指标值E4。
确定这样运算出的多个评价指标值E4中的最小值E4min。而且，将后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为与最小值E4min对应的值，由此将复弹簧常数K2设定为最优的值。
在图6中，实线示出向前轮12FL和12FR输入前后力FF且向后轮12RL和12RR输入前后力FR时的合成的传递特性、即第一积的平方与第二积的平方之和。单点划线示出向前轮12FL和12FR输入前后力FF时的传递特性，双点划线示出向后轮12RL和12RR输入前后力FR时的传递特性。而且，虚线示出上述的图3(C)所示的比较例的频率特性。
根据第四实施方式，评价指标值E4是第一积(XFs2/F1F)(F1F/FF)的平方与第二积(XRs2/F1R)(F1R/FR)的平方之和的最大值。第一积(XFs2/F1F)(F1F/FF)与车体激振力相对于向前轮输入的前后力FF的比(XFs2/FF)对应，第二积(XRs2/F1R)(F1R/FR)与车体激振力相对于向后轮输入的前后力FR的比(XRs2/FR)对应。因此，通过评价指标值E4，能够判定车体激振力相对于向前轮输入的前后力FF的比(XFs2/FF)的大小和车体激振力相对于向后轮输入的前后力FR的比(XRs2/FR)的大小之和。
另外，根据第四实施方式，确定多个评价指标值E4中的最小值E4min。而且，通过将后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为与最小值E4min对应的值，来将复弹簧常数K2设定为最优的值。因此，能够以使车体激振力相对于向前轮输入的前后力FF的比(XFs2/FF)的大小和车体激振力相对于向后轮输入的前后力FR的比(XRs2/FR)的大小之和成为最小的方式来设定复弹簧常数K2。因此，能够减少向前轮和后轮输入前后力的状况下的车体16的前后振动。
[第五实施方式]
第五实施方式中的评价指标值是由下述的式(14)表示的E5。下述的式(14)的第1项的[]内的值是增益G1与第一积的平方之积，第2项的[]内的值是增益G2与第二积的平方之积。
E5＝MAX[G1{(XFs2/F1F)(F1F/FF)}2+G2{(XRs2/F1R)(F1R/FR)}2]…(14)
在上述式(14)中，增益G1与第二实施方式中的增益G同样，是用于反映在向前轮12FL和12FR输入前后力FF的状况下车辆14的乘员容易感受到车体16的前后振动的程度的增益，作为第一系数而发挥功能。增益G2是用于反映在向后轮12RL和12RR输入前后力FR的状况下车辆14的乘员容易感受到车体16的前后振动的程度的增益，作为第二系数而发挥功能。具体而言，将规定的频率范围fl～fh划分为多个频率区域F1～Fn，增益G1和G2以车辆的乘员越容易感受到车体16的前后振动则越大的方式，针对每个频率区域F1～Fn而设定为0以上且1以下的值。
在第五实施方式中，按照与上述的其他实施方式的情况同样的要领，以使评价指标值E5成为最小值E5min的方式设定后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2。即，将评价指标值E5成为最小值E5min时的复弹簧常数K2设定为目标复弹簧常数K2t，复弹簧常数K2被设定为目标复弹簧常数K2t。
具体而言，使倾斜角θR从下限值θRmin到上限值θRmax按ΔθR依次增大，针对各倾斜角θR进行下述的步骤，由此，针对各倾斜角θR决定评价指标值E5。即，针对各倾斜角θR，将橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等设定为各种值，通过模拟或实验来运算增益G1与第一积的平方之积及增益G2与第二积的平方之积之和，将运算出的多个和中的最大值决定为评价指标值E5。
决定这样运算出的多个评价指标值E5中的最小值E5min。而且，将后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为与最小值E5min对应的值，由此将复弹簧常数K2设定为最优的值。
根据第五实施方式，评价指标值E5是增益G1与第一积的平方之积及增益G2与第二积的平方之积之和G1{(XFs2/F1F)(F1F/FF)}2+G2{(XRs2/F1R)(F1R/FR)}2的最大值。增益G1和G2以在规定的频率范围fl～fh内车辆的乘员越容易感受到车体16的前后振动则越大的方式设定。此外，在本实施方式中，增益G1和G2也优选考虑ISO02631所规定的加权而以相对于给人带来影响的可能性高的频率的增益变高的方式设定。
因此，能够以在规定的频率范围fl～fh内车辆14的乘员越容易感受到以前后力FF和FR为起因的车体的前后振动，则车体激振力相对于前后力的比越小的方式，来设定后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2。因此，与不考虑车辆的乘员对于车体的前后振动的感受容易度的情况相比，能够减少乘员容易感受到以前后力FF和FR为起因的车体的前后振动的频率区域内的车体的前后振动。
[第六实施方式]
图7是示出本发明的第六实施方式的车辆的悬架装置10中的左右的后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的要领的说明图。
第六实施方式中的评价指标值是由下述的式(15)表示的E6。图7示出前轮是输入轮的情况下的第一积的平方及后轮是输入轮的情况下的第二积的平方之和与频率f的关系。评价指标值E6的值与在图7中从规定的频率范围的下限值fl到上限值fh的上述和的曲线的下方的附有影线的区域的面积相等。
在第六实施方式中，除了将评价指标值E3置换为评价指标值E6这一点之外，按照与第三实施方式的情况同样的要领来运算评价指标值E6，并决定运算出的评价指标值E6中的最小值E6min。而且，将后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量和冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR分别设定为与最小值E6min对应的值，由此将复弹簧常数K2设定为最优的值。即，将评价指标值E6成为最小值E6in时的复弹簧常数K2设定为目标复弹簧常数K2t，复弹簧常数K2被设定为目标复弹簧常数K2t。
根据第六实施方式，评价指标值E6是针对规定的频率范围fl～fh对由前后力FF引起的车体激振力相对于前后力FF的比的平方和由前后力FR引起的车体激振力相对于前后力FR的比的平方之和进行累积而得到的值。因此，能够针对规定的频率范围fl～fh整体，减小车体激振力相对于向前轮输入的前后力FF的比和车体激振力相对于向后轮输入的前后力FR的比之和。因此，能够针对规定的频率范围fl～fh整体，减少向前轮和后轮分别输入前后力FF和FR的状况下的车体16的前后振动。
[第七实施方式]
图8是示出本发明的第七实施方式的车辆的悬架装置10中的左后轮悬架18RL的弹簧特性可变装置40RL的说明图。此外，虽然图中没有示出，但在右后轮悬架18RR也设有与弹簧特性可变装置40RL同样地构成的弹簧特性可变装置(根据需要，称作弹簧特性可变装置40RR)。
第七实施方式中的弹簧特性可变装置40RL和40RR也可以应用于上述的第一至第六实施方式中的任一实施方式。与第一至第六实施方式的情况同样，将复弹簧常数K2设定为评价指标值E1～E6分别成为最小值E1min～E6min时的复弹簧常数K2即目标复弹簧常数K2t。
弹簧特性可变装置40RL应用于左后轮悬架18RL的橡胶衬套装置30RL。橡胶衬套装置30RL包括与轴线42对齐而彼此形成为同心的内筒44和外筒46、以及安装于内筒与外筒之间的作为弹性体的橡胶衬套48。橡胶衬套48作为允许后轮24RL和车体16彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移的弹性体而发挥功能。外筒46通过焊接等手段而一体地连结着悬架臂28RL的一端。
在橡胶衬套48的相对于轴线42实质上在前后方向上彼此隔开的位置设有俗称为“轴向孔(日文：すぐり)”的一对内部空间50，在该内部空间50填充有磁性流体52。在外筒46与橡胶衬套48之间设有绕橡胶衬套48延伸的形成为圆筒状的线圈54，线圈54通过从驱动电路56接受控制电流的供给而根据需要对橡胶衬套48施加磁场。从驱动电路56向线圈54的控制电流的供给由电子控制装置58控制。
当对橡胶衬套48施加磁场时，内部空间50内的磁性流体52受到该磁场的影响，磁性微粒子与磁场匹配。结果，内部空间50的形状变形的自由度降低，橡胶衬套48的变形受到抑制，所以弹簧特性可变装置40RL使橡胶衬套装置30RL的橡胶衬套48的表观的弹簧常数增大。因此，后轮悬架18RL的车辆前后方向上的柔量降低，柔量的降低程度与对橡胶衬套48施加的磁场的强度成比例。
如图9所示，车辆14的灵敏度Xs2/F1的频率特性、即频率f与灵敏度Xs2/F1的关系根据车速V而不同。尤其是，频率ftv附近的谷的深度和频率ftm附近的峰的高度在车速越高时越小，谷的宽度在车速越高时越大。因此，各实施方式的评价指标值E1～E6中的最小值E1min～E6min在车速越高时越大，通过后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2的最优设定而带来的车体振动的减少效果变小。由此可知，本发明的车体振动的减少效果在低车速域中高。
图10的点线和虚线分别针对车速V高的状况示出没有进行向线圈52的控制电流的供给的情况和正在进行向线圈52的控制电流的供给的情况下的车辆14的灵敏度Xs2/F1的频率特性。从点线与虚线的比较可知，当通过控制电流的供给而使后轮悬架18RL的车辆前后方向上的柔量降低时，频率ftv会向高频率侧变化。
图11的点线和虚线分别针对车速V高的状况示出没有进行向线圈52的控制电流的供给的情况和正在进行向线圈52的控制电流的供给的情况下的灵敏度Xs2/F1与传递力特性F1/F之积即传递特性Xs2/F的平方。从图11的点线与虚线的比较可知，通过向线圈52供给控制电流，能够使比没有向线圈52供给控制电流时的频率ftv0靠高频率侧的传递特性Xs2/F降低。
通常，车辆的乘员在高速行驶时容易感受到比没有进行向线圈52的控制电流的供给时的频率ftv0靠高频率侧的前后振动。因此，根据第七实施方式，通过在车速V越高时使向线圈52供给的控制电流越高，能够有效地抑制高速行驶时的从前轮向车体的前后力的传递，由此能够有效地减少车辆的乘员感受到车体的前后振动的程度。
此外，如图12所示，车辆14的灵敏度Xs2/F1的频率特性、即频率f与灵敏度Xs2/F1的关系也根据车辆的装载状况而不同。因此，也可以判定车辆的装载状况，基于该判定结果而在车辆的装载量越高时使向线圈52供给的控制电流越高，由此来可变地设定后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量。
以上，虽然就特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但本发明不限定于上述的实施方式，本领域技术人员显然知晓，在本发明的范围内可以实现其他各种实施方式。
例如，在上述的各实施方式中，前轮12FL和12FR是输入轮即第一车轮，后轮12RL和12RR是第二车轮。但是，在前轮悬架18FL和18FR的前后方向上的复弹簧常数K1的设定的自由度比后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2的设定的自由度高的情况下，也可以修正成后轮是第一车轮，而前轮是第二车轮。在该情况下，以使评价指标值成为最小值的方式将前轮悬架18FL和18FR的前后方向上的复弹簧常数K1设定为最优值，而不是将后轮悬架18RL和18RR的前后方向上的复弹簧常数K2设定为最优值。
另外，在上述的各实施方式中，为了将复弹簧常数K2设定为最优值，对冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的倾斜角θR和后轮悬架18RL和18RR的橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等进行进行调整。但是，也可以修正成，除了倾斜角θR和橡胶衬套装置的弹簧常数等的调整之外，还通过例如后轮的轮胎的壳体刚度的调整等，来调整后轮的轮胎与路面之间的特性C2的值。
另外，在上述的各实施方式中，通过针对冲击吸收件34RL和34RR的车辆前后方向上的各倾斜角θR将橡胶衬套装置30RL和30RR的弹簧常数等设定为各种值，来针对各倾斜角θR决定评价指标值。然后，确定评价指标值的最小值，将与该最小值对应的倾斜角θR和后轮悬架18RL和18RR的车辆前后方向上的柔量设定为它们的最优值，由此将复弹簧常数K2设定为最优值。但是，也可以基于评价指标值的最小值来求出复弹簧常数K2的最优值，并求出用于使复弹簧常数K2成为其最优值的倾斜角θR和后轮悬架18RL和18RR的柔量的最优值。
另外，在上述的各实施方式中，左右的前轮悬架18FL和18FR具有彼此相同的悬架特性，左右的后轮悬架18RL和18RR具有彼此相同的悬架特性。但是，本发明的悬架装置也可以应用于左右的悬架具有彼此不同的悬架特性的车辆。在该情况下，针对左侧的前后轮的悬架18FL、18RL及右侧的前后轮的悬架18FR、18RR，分别进行与各实施方式同样的设定。
另外，在上述的第三实施方式中，评价指标值E3的值是规定的频率范围fl～fh内的第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方的积分值。但是，评价指标值E3的值也可以置换为增益G与第一积(Xs2/F1)(F1/F)的平方之积的积分值。
同样，在上述的第六实施方式中，评价指标值E6的值是规定的频率范围fl～fh内的第一积的平方与第二积的平方之和的积分值。但是，评价指标值E6的值也可以置换为增益G1与第一积(XFs2/F1F)(F1F/FF)的平方之积和增益G2与第二积(XRs2/F1R)(F1R/FR)的平方之积之和的积分值。
而且，第七实施方式所记载的弹簧特性可变装置利用磁性流体来使橡胶衬套装置的表观的弹簧常数变化。但是，弹簧特性可变装置不限定于利用磁性流体的构造，只要能够使组装于悬架装置的弹性体的表观的弹簧常数变化而使第二悬架的车辆前后方向上的柔量变化即可，可以具有任意的构造。
例如，弹簧特性可变装置也可以通过使橡胶衬套的轴向孔内的油、压缩空气等流体的压力变化来使橡胶衬套的表观的弹簧常数变化。另外，也可以如日本特开2009-227200号公报所记载那样，通过利用致动器使橡胶衬套弹性变形，来使橡胶衬套的表观的弹簧常数变化。而且，还可以如日本特开2009-78619号公报所记载那样，使用电响应性弹性部件作为橡胶衬套，通过施加电场来使橡胶衬套的弹性率变化，由此使橡胶衬套的表观的弹簧常数变化。
标号说明
10…悬架装置，12FL、12FR…前轮，12RL、12RR…后轮，16…车体，18FL～18RR…悬架，28FL～28RR…悬架臂，30FL～30RR…橡胶衬套装置，34FL～34RR…冲击吸收件，40FL…弹簧特性可变装置，52…磁性流体。

Claims (8)

1.一种车辆的悬架装置，具有将彼此相对于另一方在车辆前后方向上隔开配置的第一和第二车轮分别从车体进行悬架的第一和第二悬架，其中，
将第一传递力特性(Xs2/F1)(s是拉普拉斯算子)与所述车辆的灵敏度(F1/F)之积((Xs2/F1)·(F1/F))设为第一积，
将与所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)具有相关性的评价指标值成为在规定的频率范围(fl～fh)内可取的值中最小的值的情况下的所述第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数设定为目标复弹簧常数，
所述第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数被设定为所述目标复弹簧常数，
所述第一传递力特性(Xs2/F1)由向所述第一车轮输入了第一前后力(F)时的、所述车体从所述第一车轮受到的力即第一传递力(F1)和所述车体的前后方向上的位移(X)表示，
所述车辆的灵敏度(F1/F)是所述第一传递力(F1)相对于所述第一前后力(F)的比，
所述规定的频率范围以包括与所述第一传递力特性的峰值对应的峰值频率(fs)的方式预先设定。
2.根据权利要求1所述的车辆的悬架装置，
所述评价指标值是所述规定的频率范围(fl～fh)内的所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)的最大值。
3.根据权利要求2所述的车辆的悬架装置，
所述评价指标值是第一系数(G)与所述规定的频率范围(fl～fh)内的所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)之积(G{(Xs2/F1)·(F1/F)}2)的最大值，所述第一系数(G)以车辆的乘员越容易感受到以所述第一前后力(F)为起因的所述车体的前后振动则越大的方式根据所述第一前后力(F)的频率而设定。
4.根据权利要求1所述的车辆的悬架装置，
所述评价指标值是从所述规定的频率范围(fl～fh)的下限值(fl)到上限值(fh)对所述第一积的平方({(Xs2/F1)·(F1/F)}2)进行积分而得到的值。
5.根据权利要求1所述的车辆的悬架装置，
所述第一和第二车轮分别是前轮和后轮，
将第二传递力特性(XRs2/F1R)(s是拉普拉斯算子)与所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)之积((XRs2/F1R)·(F1R/FR))设为第二积，
所述评价指标值是所述规定的频率范围(fl～fh)内的所述第一积的平方({(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)与第二积的平方({(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和的最大值，
所述第二传递力特性(XRs2/F1R)由向所述第二车轮输入了第二前后力(FR)时的、所述车体从所述第二车轮受到的力即第二传递力(F1R)和所述车体的前后方向上的位移(XR)表示，
所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)是所述第二传递力(F1R)相对于所述第二前后力(FR)的比。
6.根据权利要求5所述的车辆的悬架装置，
将以车辆的乘员越容易感受到以所述第一前后力(FF)为起因的所述车体的前后振动则越大的方式根据所述第一前后力(FF)的频率而设定的系数设为第一系数(G1)，将以车辆的乘员越容易感受到以所述第二前后力(FR)为起因的所述车体的前后振动则越大的方式根据所述第二前后力(FR)的频率而设定的系数设为第二系数(G2)，所述评价指标值是所述第一系数(G1)与所述第一积的平方({(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)之积(G1{(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)及所述第二系数(G2)与所述第二积的平方({(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之积(G2{(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和的最大值。
7.根据权利要求1所述的车辆的悬架装置，
所述第一和第二车轮分别是前轮和后轮，
将第二传递力特性(XRs2/F1R)(s是拉普拉斯算子)与所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)之积((XRs2/F1R)·(F1R/FR))设为第二积，
所述评价指标值是从所述规定的频率(fl～fh)的下限值(fl)到上限值(fh)对所述第一积的平方({(XFs2/F1F)·(F1F/FF)}2)与所述第二积的平方({(XRs2/F1R)·(F1R/FR)}2)之和进行积分而得到的值，
所述第二传递力特性(XRs2/F1R)由向所述第二车轮输入了第二前后力(FR)时的、所述车体从所述第二车轮受到的力即第二传递力(F1R)和所述车体的前后方向上的位移(XR)表示，
所述车辆的第二灵敏度(F1R/FR)是所述第二传递力(F1R)相对于所述第二前后力(FR)的比。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆的悬架装置，
所述第二悬架包括：弹性体，允许所述第二车轮和所述车体彼此相对于另一方至少在车辆前后方向上位移；和弹簧特性可变装置，使所述弹性体的表观的弹簧常数变化来使车辆前后方向上的柔量变化，所述弹簧特性可变装置通过使所述弹性体的表观的弹簧常数变化，来可变地设定所述第二悬架的车辆前后方向上的复弹簧常数。
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