JP2001187527A

JP2001187527A - 車両の姿勢制御装置

Info

Publication number: JP2001187527A
Application number: JP37565599A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okuzumi; 宏奥住
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】一般道路の走行時のような高周波域での乗心地
を悪化させることなく、急操舵、急発進、急制動時のよ
うに低周波域での不快な車両挙動を抑制する。【解決手段】アクチュエータ６は、ばね下部材及びばね
上部材の一方に連結している作動油を封入したシリンダ
２０と、シリンダ内をピストン上室２１ａ及びピストン
下室２１ｂに区画するピストン２２と、一端がピストン
に連結し、他端がばね下部材及びばね上部材の他方に連
結しているピストンロッド２４を備える。ピストンロッ
ドの伸縮動作で、シリンダ内を摺動するピストンの相対
速度に応じて減衰力が発生する。シリンダ内に連通する
容積可変のリザーバ室２６を設け、センサ情報に基づい
た容積制御部の制御によりリザーバ室内部容積を変化さ
せ、ピストンに上下方向の油圧が作用するようにシリン
ダ内の圧力を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ばね下部材とば
ね上部材間に設けたアクチュエータを動作させて車両姿
勢を制御する車両の姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の姿勢制御装置として、車輪のばね
下部材とばね上部材間に設けたアクチュエータを動作し
てばね下部材及びばね上部材の間に相対変位を生じさ
せ、車両姿勢を制御する装置が知られている。この種の
技術として、例えば、特開平５−８５１３１号公報（以
下、従来技術と称する）がある。

【０００３】この従来技術は、コイルスプリングと同軸
にアクチュエータを備えたサスペンション装置であり、
アクチュエータは、ピストンロッドの中間部に連結した
ピストンをシリンダ内に配置し、そのピストンにより作
動油を充填したシリンダ内を第１油室及び第２油室に区
画した両ロッド複動シリンダである。そして、ピストン
ロッドの上端を車体に連結し、ピストンロッドの下端に
ラック＆ピニオン機構を連結し、且つラック＆ピニオン
機構を内蔵したハウジングを車軸側に連結した構造と
し、ラック＆ピニオン機構の作動によりアクチュエータ
のピストンロッドを車軸側に対して上下させることで車
高制御を行う装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、コイルスプリングと並列（同軸）にアクチュエー
タを組み込んでいるので、路面からの振動入力に対して
感度が高くなり、特に高周波領域での乗心地が悪化する
という問題がある。また、ピストンロッドの下端にラッ
ク＆ピニオン機構を連結した構造では大型の装置となっ
てしまい、車両レイアウトの自由度が大幅に制約されて
しまう。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてされたものであ
り、一般道路の走行時のような高周波域での乗心地を悪
化させることなく、急操舵、急発進、急制動時のように
低周波域での不快な車両挙動を抑制することができ、さ
らには、耐久性の向上、小型軽量化及び低コスト化を図
った車両の姿勢制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、車両状態を検知するセンサ
情報に基づき、各車輪のばね下部材とばね上部材間に配
置したアクチュエータを動作させて車両姿勢を制御する
車両の姿勢制御装置において、アクチュエータは、前記
ばね下部材及び前記ばね上部材の一方に連結している作
動油を封入したシリンダと、このシリンダ内をピストン
上室及びピストン下室に区画するピストンと、一端が前
記ピストンに連結し、他端が前記ばね下部材及び前記ば
ね上部材の他方に連結しているピストンロッドとを備
え、前記ピストンロッドの伸縮動作で前記シリンダ内を
摺動する前記ピストンの相対速度に応じて減衰力が発生
する構成とするとともに、前記シリンダ内に連通する容
積可変の流体室を設け、前記センサ情報に基づいた容積
制御部の制御により前記流体室の内部容積を変化させ
て、前記ピストンに上下方向の油圧が作用するように前
記シリンダ内の圧力を調整するようにした。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の車両の姿勢制御装置において、前記流体室を、前記
シリンダ内の前記ピストン下室と連通孔を介して連通し
ている副流体室により構成した。また、請求項３記載の
発明は、請求項１記載の車両の姿勢制御装置において、
前記シリンダの底部に、前記ピストンロッドの縮み工程
時に減衰力を発生させるベースバルブを前記ピストン下
室と連通するように設け、このベースバルブに連通する
リザーバ室を設けた構成とするとともに、前記流体室を
前記リザーバ室とした。

【０００８】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至３の何れかに記載の車両の姿勢制御装置において、前
記シリンダを、ベースシェルと、このベースシェルの内
周との間に空間を設けて配置したインナチューブとから
なるツインチューブ式とし、前記空間に前記流体室を配
置した。また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の
車両の姿勢制御装置において、前記流体室を、筒形状の
弾性体からなる内側ベローズと、この内側ベローズの外
側に配置した筒形状の弾性体からなる外側ベローズとを
備えて液密を保持した部材の内部空間とし、前記内側及
び外側ベロースを軸方向に伸縮させて前記流体室の内部
容積を変化させるようにした。

【０００９】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の車両の姿勢制御装置において、前記容積制御部を、
回転駆動部と、この回転駆動部の回転力を前記シリンダ
の軸線に沿う直線運動に変換し、当該直線運動を、前記
流体室を構成する前記内側及び外側ベロースの軸方向に
伝達する送りねじ機構とを備えた構成とした。また、請
求項７記載の発明は、請求項６記載の車両の姿勢制御装
置において、前記送りねじ機構を、外周に雄ねじが形成
されている筒形状の部材であり、前記回転駆動部から回
転力が伝達されて前記インナチューブの外周を同軸に回
転する回転伝達部材と、この回転伝達部材の雄ねじに螺
合する雌ねじを備えており、前記回転伝達部材の正逆方
向の応じて前記流体室に近づく方向、或いは離間する方
向に直線運動を行うベローズ伸縮部材とを備える構成と
した。

【００１０】さらに、請求項８記載の発明は、請求項７
に記載の車両の姿勢制御装置において、外力が入力して
も前記回転伝達部材及び前記ベローズ伸縮部材が相対回
転しないように、前記雄ねじ及び雌ねじのリード角のta
ngent 値をねじ摩擦係数より小さな値に設定した。さら
にまた、請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の
車両の姿勢制御装置において、、前記回転駆動部を、回
転伝達部材に回転力を伝達する電動モータにより構成し
た。

【００１１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、シリンダ
内を摺動するピストンの相対速度に応じて発生する通常
の受動的な減衰力の特性には影響を与えず、センサ情報
に基づいた容積制御部の制御により、各アクチュエータ
の流体室の内部容積を変化させてピストンロッドに押し
上げ力、或いは押し下げ力を作用し、車体の姿勢変化を
抑制するようにしているので、一般道路の走行時のよう
な高周波域での乗心地を悪化させることなく、急操舵、
急発進、急制動時のように低周波域での不快な車両挙動
をも抑制することができる。

【００１２】また、請求項２記載の発明によると、請求
項１記載の効果に加えて、流体室としての副流体室の容
積変化をすぐにピストン下室の圧力変化として反映し、
ピストンロッドの押し上げ力、或いは押し下げ力の立ち
上がりを早くすることができるので、応答性の高い姿勢
制御を行うことができる。また、請求項３記載の発明に
よると、請求項１記載の効果に加えて、流体室としてベ
ースバルブに連通するリザーバ室を利用したので、複雑
な装置構成を防止することができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明によると、請求
項１から３の何れかの効果を得ることができるととも
に、アクチュエータの小型化を図ることができ、車両レ
イアウトの自由度を大幅に向上させることができる。ま
た、請求項５記載の発明によると、請求項４記載の効果
に加えて、大きな内圧が加わって容易に劣化しにくく、
耐久性を向上させることができる。

【００１４】また、請求項６、７記載の発明によると、
シンプルな構造で流体室の容積変化を容易に行うことが
できる。特に、請求項７記載の発明は、インナチューブ
の外周、すなわち、ルインチューブ式のシリンダの内部
空間に送りねじ機構を配置したので、さらにアクチュエ
ータの小型化を図ることができる。また、請求項８記載
の発明によると、回転伝達部材の雄ねじと、ベローズ伸
縮部材の雌ねじは、互いのリード角のtangent 値をねじ
摩擦係数より小さな値に設定して螺合しており、回転伝
達部材及びベローズ伸縮部材の一方に上下方向の外力が
入力しても、雄ねじ及び雌ねじの間に発生する静止摩擦
力が回転伝達部材及びベローズ伸縮部材の相対回転を阻
止する。したがって、外力が入力しても流体室の容積は
変化せず、容積制御部からの制御によってのみ、流体室
の容積が変化し、ピストンロッドに押し上げ力、或いは
押し下げ力を作用するので、高効率で高精度のアクチュ
エータとすることができる。

【００１５】さらに、請求項９記載の発明によると、電
動モータを使用することで、さらに簡便な装置を提供す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両の姿勢制御装
置に係る実施形態を、図面を参照して説明する。図１は
車両の概略構成図を示すものであり、図中符号２FL〜2R
R は、前左車輪〜後右車輪を示し、符号４は、姿勢制御
装置を示している。

【００１７】姿勢制御装置４は、各車輪２FL〜2RR のば
ね下部材５とばね上部材７との間に設置したアクチュエ
ータ６と、操舵角センサ８、車高センサ１０、横加速度
センサ１２、上下加速度センサ１３及び前後加速度セン
サ１４から検出した信号に基づいて車両状態を検知し、
姿勢制御情報を出力するコントローラ１６と、このコン
トローラ１６から入力した姿勢制御情報に基づいて各ア
クチュエータ６に動作信号を出力する駆動回路１８とを
備えている。

【００１８】図２は、第１実施形態のアクチュエータ６
であり、内部に作動油を封入して下端がばね下部材５に
連結しているツインチューブ式（複筒式）のシリンダ２
０と、このシリンダ２０内をピストン上室２１ａとピス
トン下室２１ｂに区画しているピストン２２と、下端が
ピストン２２に連結し、上端がばね上部材７に連結して
いるピストンロッド２４と、内部に気体が封入されてお
り、後述するベースバルブ３０を介してピストン下室２
１ｂと連通している容積可変のリザーバ室２６と、リザ
ーバ２６の容積を変化させる制御を行う容積制御部２８
とを備えている。

【００１９】また、図示しないが、ピストン２２にはピ
ストンロッド２４の伸び工程時に減衰力を発生させるピ
ストンバルブが内蔵されているとともに、インナチュー
ブ２０ｂの底には、ピストンロッド２４の縮み工程時に
減衰力を発生させるベースバルブ３０が配設されてい
る。ツインチューブ式のシリンダ２０は、ベースシェル
２０ａと、このベースシェル２０ａの内周との間に空間
を設けて配置したインナチューブ２０ｂとで構成されて
いる。ベースシェル２０ａとインナチューブ２０ｂとの
間の空間には、インナチューブ２０ｂの外周を囲む円筒
形状の弾性体からなる内側ベローズ２６ａと、内側ベロ
ーズ２６ａより径が大きい円筒形状の弾性体からなる内
側ベローズ２６ａの外周に配置されている外側ベローズ
２６ｂと、これら内側及び外側ベローズ２６ａ、２６ｂ
の下端部に接続し、これら内部空間とベースバルブ３０
とを液密を保持して連通しているバルブ連通部材２６ｃ
と、内側及び外側ベローズ２６ａ、２６ｂの上端部に液
密を保持して接続している容積制御部２８のベローズ伸
縮部材３２とが配設されており、内側及び外側ベローズ
２６ａ、２６ｂの内部空間が前述したリザーバ室２６と
なっている。

【００２０】容積制御部２８は、ベースシェル２０ａと
インナチューブ２０ｂとの間の空間に配置したベローズ
伸縮部材３２と、このベローズ伸縮部材３２とねじ機構
を介して連結している回転伝達部材３４と、この回転伝
達部材とギヤ機構を介して連結している電動モータ３６
とを備えている。ベローズ伸縮部材３２は、下端部３２
ａに前記内側及び外側ベローズ２６ａ、２６ｂの上端部
を接続した円筒形状の部材であり、上端部に、内周に雌
ねじ３２ｃを形成した環状部材３２ｂを固定している。
ここで、図３に示すように、ベースシェル２０ａの内面
から突出してシリンダ２０の軸線に沿う突条２０ｃが環
状部３２ｂの外周に形成した溝条３２ｄ内に係合してお
り、ベローズ伸縮部材３２は、回転が拘束されて上下方
向の移動のみが許容されている。

【００２１】回転伝達部材３４は、インナチューブ２０
ｂの上部外周をこのインナチューブの軸線と同軸で回転
するようにベアリング３８、４０に支持されている略円
筒形状の部材であり、下側の外周に形成した雄ねじ３４
ａを、前述したベローズ伸縮部材３２の雌ねじ３２ｃに
螺合させている。また、この回転伝達部材３４の上部に
は、環状のギヤ３４ｂが固定されている。なお、回転伝
達部材３４の雄ねじ３４ａ及びベローズ伸縮部材３２の
雌ねじ３２ｃが、本発明の送りねじ機構に相当する。

【００２２】ここで、回転伝達部材３４の雄ねじ３４ａ
と、ベローズ伸縮部材３２の雌ねじ３２ｃは、互いのリ
ード角のtangent 値をねじ摩擦係数より小さな値に設定
して螺合しており、回転伝達部材３４及びベローズ伸縮
部材３２の一方に上下方向の外力が入力しても、雄ねじ
３４ａ及び雌ねじ３２ｃの間に発生する静止摩擦力が回
転伝達部材３４及びベローズ伸縮部材３２の相対回転を
阻止するようになっている。

【００２３】電動モータ３６は、ベースシェル２０ａに
固定したモータ支持部材３８にシリンダ２０と一体とな
るように支持されており、この電動モータ３６の出力軸
３６ａに同軸に固着したモータギヤ３６ｂが、前記回転
伝達部材３４のギヤ３４ｂに噛み合っている。また、前
記コントローラ１６は、図示しないが入力検出装置、演
算処理装置、演算処理装置で実行される制御プログラム
及び演算結果を格納する記憶回路、出力回路等を含むマ
イクロコンピュータを含んで構成されており、演算処理
装置では、操舵角センサ８、車高センサ１０、横加速度
センサ１２、上下加速度センサ１３及び前後加速度セン
サ１４で検出した信号に基づいて車両姿勢を安定させる
ための制御値を得て、その制御値に相当する制御信号を
駆動回路１８に出力する。そして、駆動回路１８は、各
車輪２FL〜2RR のアクチュエータ６を構成する電動モー
タ３６に対して制御電流を出力する。

【００２４】そして、上記構成のアクチュエータ６は、
電動モータ３６の正転駆動によりモータギヤ３４ｂが正
転方向に回転すると、このモータギヤ３４ｂの正転方向
の回転をギヤ３４ｂを介して回転伝達部材３４に伝達す
る。回転伝達部材３４が正転すると、この回転伝達部材
３４の雄ねじ３４ａ及び環状部３２ｂの雌ねじ３２ｃ
（送りねじ機構）が螺合しているベローズ伸縮部材３２
を回転させようとするが、回転が拘束されているため、
送りねじ機構により回転が並進方向の運動に変換されて
ベローズ伸縮部材３２が下方に移動していく。

【００２５】また、電動モータ３６の逆転駆動によりモ
ータギヤ３４ｂが逆転方向に回転すると、このモータギ
ヤ３４ｂの逆転方向の回転がギヤ３４ｂを介して回転伝
達部材３４に伝達される。回転伝達部材３４が逆転する
と、この回転伝達部材３４の雄ねじ３４ａと環状部３２
ｂの雌ねじ３２ｃを介してベローズ伸縮部材３２を上方
に移動させる。

【００２６】次に、本実施形態のアクチュエータ６の通
常の減衰力発生メカニズムは、ピストンロッド２４が上
方に伸びているものとすると（伸び工程）、ピストン上
室２１ａは加圧され、作動油は、ピストンバルブで減衰
力を発生しつつピストン下室２１ｂに流れる。この時、
ピストンロッド２４の退出に相当する作動油がピストン
下室２１ｂで不足するが、この不足分はリザーバ室２６
の作動油がベースバルブ３０を押し開き、ほとんど抵抗
なく流れることによって補充される。ピストンロッド２
４が縮みつつあるときは（縮み工程）、ピストン下室２
１ｂの作動油はほとんど抵抗なくピストン上室２１ａに
流れ込むが、同時にピストンロッド２４の進入によって
ピストン下室２１ｂが加圧される。加圧された作動油
は、ベースバルブ３０を押し開き、減衰力を発生しつつ
リザーバ室２６に流れ込む。

【００２７】そして、本実施形態では、上述した通常の
減衰力（ピストン２２のピストンバルブ及びベースバル
ブ３０で発生する減衰力）に加え、リザーバ室２６の容
積を変化させてシリンダ内圧を調整することでピストン
２２に対して作用力が発生する。すなわち、図４は、本
実施形態のアクチュエータ６の力学モデルを示すもので
ある。

【００２８】ピストン２２の速度が０（ゼロ）のときの
基底圧力をＰ０とし、ピストン下室２１ｂの受圧面積を
Ｓ１とし、ピストン上室２１ａの受圧面積をＳ２とす
る。また、ピストン２２がある速度で移動すると、ピス
トン２２のピストンバルブ及びベースバルブ３０の減衰
作用によってピストン上室２１ａに圧力Ｐ２が生じ、ピ
ストン下室２１ｂに圧力Ｐ１が生じ、そのときにピスト
ン２２に作用する力Ｐは、Ｆ＝Ｓ１＊（Ｐ０＋Ｐ１）−Ｓ２＊（Ｐ０−Ｐ２） ……（１）となる。

【００２９】上記（１）式を、通常の減衰力と、ピスト
ン２２に対する作用力とに分けて書き換えると、Ｆ＝Ｓ１＊Ｐ１−Ｓ２＊Ｐ２＋（Ｓ１−Ｓ２）＊Ｐ０ ……（２）となる。つまり、（２）式の第１項及び第２項が通常の
減衰力の項であり、（２）式の第３項が、基底圧力Ｐ０
とピストン２２の上面と下面との受圧面積差によってピ
ストン２２に生じる作用力の項である。

【００３０】（２）式から明らかなように、通常の減衰
力とは分離して、基底圧力Ｐ０をコントロールすること
でピストン２２への作用力を調整することができる。具
体的な車両の状態を説明して本実施形態の作用を説明す
ると、例えば車両がコーナを旋回する際には、外輪側の
車体が沈み込もうとする姿勢変化に対して外輪側のアク
チュエータ６が通常の減衰力を発生してその姿勢変化を
抑制し、内輪側の車体が浮き上がろうとする姿勢変化に
対して内輪側のアクチュエータ６が通常の減衰力を発生
してその姿勢変化を抑制する。

【００３１】それに加えて、車体をロールさせようとす
る慣性力をセンサが検出すると、コントローラ１６は、
検出値に基づいて外輪側のアクチュエータ６の電動モー
タ３６が正転駆動し、且つ、内輪側のアクチュエータ６
の電動モータ３６が逆転駆動するような制御信号を駆動
回路１８に出力する。電動モータ３６が正転駆動する外
輪側のアクチュエータ６は、回転伝達部材３４が正転
し、この回転伝達部材３４の雄ねじ３４ａと雌ねじ３２
ｃが螺合しているベローズ伸縮部材３２が下方に移動し
ていく。ベローズ伸縮部材３２が下方に移動するとリザ
ーバ室２６の容積が縮小して基底圧力Ｐ０が上昇する。
そして、リザーバ室２６の作動油がベースバルブ３０を
介してピストン下室２１ｂに流れ込み、ピストン下室２
１ｂの圧力が上昇することによってピストン２２に押し
上げ力が発生する。そして、この押し上げ力はピストン
ロッド２４に作用するので、外輪側の車体が沈み込もう
とするときの反力となって姿勢変化を抑制する。

【００３２】また、電動モータ３６が逆転駆動する外輪
側のアクチュエータ６は、回転伝達部材３４が逆転して
ベローズ伸縮部材３２が上方に移動していく。ベローズ
伸縮部材３２が上方に移動すると、リザーバ室２６の容
積が増大して基底圧力Ｐ０が下る。そして、ピストン下
室２１ｂの作動油がベースバルブ３０を介してリザーバ
室２６に流れ込み、ピストン下室２１ｂの圧力が減少す
ることによってピストン２２に押し上げ力が発生する。
その押し下げ力は、ピストンロッド２４に作用するの
で、外輪側の車体が浮き上がろうとするときの反力とな
って姿勢変化を抑制する。このように、コーナ旋回時に
は、コントローラ１６が各アクチュエータ６を制御し、
リザーバ室２６の容積変化によりピストンロッド２４に
押し上げ力、或いは押し下げ力を作用して車体に対する
慣性力を打ち消してロールを防止する車両の姿勢制御を
行う。

【００３３】また、車両の制動時には、車体をピッチン
グさせようとする慣性力をセンサが検出するが、コント
ローラ１６は、検出値に基づいてフロント側のアクチュ
エータ６の電動モータ３６を正転駆動し、且つ、リヤ側
の車輪のアクチュエータ６の電動モータ３６を逆転駆動
する。これにより、フロント側の車輪のアクチュエータ
６は、ベローズ伸縮部材３２が下方に移動してリザーバ
室２６の容積が縮小し、基底圧力Ｐ０の上昇によりピス
トンロッド２４に押し上げ力を発生するので、フロント
側の車体が沈み込もうとするときの反力となって姿勢変
化を抑制する。また、リヤ側の車輪のアクチュエータ６
は、ベローズ伸縮部材３２が上方に移動してリザーバ室
２６の容積が増大し、基底圧力Ｐ０が低くなるによりピ
ストンロッド２４に押し下げ力を発生するので、リヤ側
の車体が浮き上がろうとするときの反力となって姿勢変
化を抑制する。これにより、車体に対する慣性力を打ち
消してノーズダイブを抑制する車両の姿勢制御を行う。
また、発進時には、慣性力が逆側に作用するので前述し
た制御と逆の制御を行う。

【００３４】また、悪路などを車両が走行するときに
は、路面からの入力により車体が上下方向にバウンスす
るが、車体の上下方向の絶対速度をセンサが検出し、コ
ントローラ１６は、検出値に基づいて各車輪のアクチュ
エータ６の電動モータ３６が正転駆動し、或いは逆転駆
動するような制御信号を駆動回路１８に出力する。これ
により、各車輪のアクチュエータ６は、ベローズ伸縮部
材３２を上方に移動してリザーバ室２６の容積を増大し
たり、ベローズ伸縮部材３２を下方に移動してリザーバ
室２６の容積を減少したりしてピストンロッド２４に押
し上げ力、或いは押し下げ力を発生して車体が上下方向
にバウンスするのを抑制する車両の姿勢制御を行う。

【００３５】したがって、本実施形態の姿勢制御装置４
は、以下の作用効果を得ることができる。先ず、第１と
して、本実施形態の姿勢制御装置４は、各車輪２FL〜2R
R のアクチュエータ６が発生する通常の受動的な減衰力
の特性（ピストンバルブ及びベースバルブ３０により発
生する減衰特性）には影響を与えず、各アクチュエータ
６のリザーバ室２６の容積変化によりピストンロッド２
４に押し上げ力、或いは押し下げ力を作用して車体の姿
勢変化を抑制するようにしているので、一般道路の走行
時のような高周波域での乗心地を悪化させることなく、
急操舵、急発進、急制動時のように低周波域での不快な
車両挙動をも抑制することができる。

【００３６】第２として、リザーバ室２６の容積変化
を、回転伝達部材３４とベローズ伸縮部材３２との間に
設けた送りねじ機構（雄ねじ３４ａと雌ねじ３２ｃ）の
作動により行っているので、シンプルな構造でリザーバ
室２６の容積変化を容易に行うことができる。第３とし
て、送りねじ機構は、ツインチューブ式としたシリンダ
２０のベースシェル２０ａとインナチューブ２０ｂとの
間に配置されており、送りねじ機構の回転伝達部材３４
を電動モータ３６で回転させるようにしているので、ア
クチュエータ６の小型化を図ることができる。したがっ
て、車両レイアウトの自由度が大幅に向上する姿勢制御
装置４を提供することができる。

【００３７】第４として、リザーバ室２６の構成部材と
して弾性体からなる内側ベローズ２６ａ及び外側ベロー
ズ２６ｂを使用しているので、大きな内圧が加わって容
易に劣化しにくく、耐久性を向上させることができる。
第５として、回転伝達部材３４の雄ねじ３４ａと、ベロ
ーズ伸縮部材３２の雌ねじ３２ｃは、互いのリード角の
tangent 値をねじ摩擦係数より小さな値に設定して螺合
しており、回転伝達部材３４及びベローズ伸縮部材３２
の一方に上下方向の外力が入力しても、雄ねじ３４ａ及
び雌ねじ３２ｃの間に発生する静止摩擦力が回転伝達部
材３４及びベローズ伸縮部材３２の相対回転を阻止す
る。したがって、外力が入力してもリザーバ室２６の容
積は変化せず、コントローラ１６からの制御によってリ
ザーバ室２６の容積が変化し、ピストンロッド２４に押
し上げ力、或いは押し下げ力を作用するので、高効率で
高精度のアクチュエータ６となる。

【００３８】次に、図５は、姿勢制御装置４を構成して
いるアクチュエータ６の第２実施形態を示すものであ
る。なお、図１から図４で示した第１実施形態と同一構
成部材については、同一符号を付してその説明を省略す
る。本実施形態では、ツインチューブ式のシリンダ２０
を構成しているベースシェル２０ａとインナチューブ２
０ｂとの間の空間に、リザーブ室５０と副流体室５２を
設けている。

【００３９】リザーブ室５０は容積一定の液室であり、
ベースシェル２０ａとインナチューブ２０ｂとの間の下
部空間に隔壁部材５４を配置することにより設けられて
おり、内部に気体が封入され、ベースバルブ３０を介し
てピストン下室２１ｂと連通している。また、副流体室
５２は容積可変の液室であり、インナチューブ２０ｂの
外周を囲む円筒形状の弾性体からなる内側ベローズ５２
ａと、内側ベローズ５２ａより径が大きい円筒形状の弾
性体からなる内側ベローズ５２ａの外周に配置されてい
る外側ベローズ５２ｂと、これら内側及び外側ベローズ
５２ａ、５２ｂの下端部に接続する前述した隔壁部材５
４と、内側及び外側ベローズ５２ａ、５２ｂの上端部に
液密を保持して接続している容積制御部２８のベローズ
伸縮部材２８ａとで囲まれた空間である。そして、この
副流体室５２は、インナーチュブ２０ｂ及び内側ベロー
ズ５２ａに形成した貫通穴５６を介して、ピストン下室
２１ｂと連通している。

【００４０】本実施形態によると、例えば車両がコーナ
を旋回する際には、外輪側の車体が沈み込もうとする姿
勢変化に対して外輪側のアクチュエータ６が通常の減衰
力（ピストンバルブ及びベースバルブ３０により発生す
る減衰力）を発生してその姿勢変化を抑制し、内輪側の
車体が浮き上がろうとする姿勢変化に対して内輪側のア
クチュエータ６が通常の減衰力を発生してその姿勢変化
を抑制する。

【００４１】それに加えて、車体をロールさせようとす
る慣性力をセンサが検出すると、コントローラ１６は、
検出値に基づいて外輪側のアクチュエータ６の電動モー
タ３６が正転駆動し、且つ、内輪側のアクチュエータ６
の電動モータ３６が逆転駆動するような制御信号を駆動
回路１８に出力する。電動モータ３６が正転駆動する外
輪側のアクチュエータ６は、回転伝達部材３４が正転
し、この回転伝達部材３４の雄ねじ３４ａと雌ねじ３２
ｃが螺合しているベローズ伸縮部材３２が下方に移動し
ていく。ベローズ伸縮部材３２が下方に移動すると副流
体室５２の容積が縮小し、その副流体室５２内の作動油
がピストン下室２１ｂに流れ込み、ピストン下室２１ｂ
の圧力が上昇することによってピストン２２に押し上げ
力が発生する。そして、この押し上げ力はピストンロッ
ド２４に作用するので、外輪側の車体が沈み込もうとす
るときの反力となって姿勢変化を抑制する。

【００４２】また、電動モータ３６が逆転駆動する外輪
側のアクチュエータ６は、回転伝達部材３４が逆転して
ベローズ伸縮部材３２が上方に移動していく。ベローズ
伸縮部材３２が上方に移動すると、副流体室５２の容積
が増大し、ピストン下室２１ｂの作動油が副流体室５２
に流れ込み、ピストン下室２１ｂの圧力が減少すること
によってピストン２２に押し上げ力が発生する。その押
し下げ力は、ピストンロッド２４に作用するので、外輪
側の車体が浮き上がろうとするときの反力となって姿勢
変化を抑制する。このように、コーナ旋回時には、コン
トローラ１６が各アクチュエータ６を制御し、副流体室
５２の容積変化によりピストンロッド２４に押し上げ
力、或いは押し下げ力を作用して車体に対する慣性力を
打ち消してロールを防止する車両の姿勢制御を行う。

【００４３】また、車両の制動時には、車体をピッチン
グさせようとする慣性力をセンサが検出するが、コント
ローラ１６は、検出値に基づいてフロント側のアクチュ
エータ６の電動モータ３６を正転駆動し、且つ、リヤ側
の車輪のアクチュエータ６の電動モータ３６を逆転駆動
する。これにより、フロント側の車輪のアクチュエータ
６は、ベローズ伸縮部材３２が下方に移動して副流体室
５２の容積が縮小し、ピストン下室２１ｂの圧力が上昇
することでピストンロッド２４に押し上げ力を発生する
ので、フロント側の車体が沈み込もうとするときの反力
となって姿勢変化を抑制する。また、リヤ側の車輪のア
クチュエータ６は、ベローズ伸縮部材３２が上方に移動
して副流体室５２の容積が増大し、ピストン下室２１ｂ
の圧力が減少することでピストンロッド２４に押し下げ
力を発生するので、リヤ側の車体が浮き上がろうとする
ときの反力となって姿勢変化を抑制する。これにより、
車体に対する慣性力を打ち消してノーズダイブを抑制す
る車両の姿勢制御を行う。また、発進時には、慣性力が
逆側に作用するので前述した制御と逆の制御を行う。

【００４４】また、悪路などを車両が走行するときに
は、路面からの入力により車体が上下方向にバウンスす
るが、車体の上下方向の絶対速度をセンサが検出し、コ
ントローラ１６は、検出値に基づいて各車輪のアクチュ
エータ６の電動モータ３６が正転駆動し、或いは逆転駆
動するような制御信号を駆動回路１８に出力する。これ
により、各車輪のアクチュエータ６は、ベローズ伸縮部
材３２を上方に移動して副流体室５２の容積を増大した
り、ベローズ伸縮部材３２を下方に移動して副流体室５
２の容積を減少したりしてピストンロッド２４に押し上
げ力、或いは押し下げ力を発生して車体が上下方向にバ
ウンスするのを抑制する車両の姿勢制御を行う。

【００４５】本実施形態の姿勢制御装置４によると、各
車輪２FL〜2RR のアクチュエータ６が発生する通常の受
動的な減衰力の特性（ピストンバルブ及びベースバルブ
３０により発生する減衰特性）には影響を与えず、各ア
クチュエータ６の副流体室５２の容積変化によりピスト
ンロッド２４に押し上げ力、或いは押し下げ力を作用し
て車体の姿勢変化を抑制するようにしているので、一般
道路の走行時のような高周波域での乗心地を悪化させる
ことなく、急操舵、急発進、急制動時のように低周波域
での不快な車両挙動をも抑制することができる。

【００４６】また、図１から図４で示した第１実施形態
では、ベースバルブ３０を介してリザーブ室２６とピス
トン下室２１ｂとの間で作動油が流れる構成ととしてい
たが、本実施形態では、ベースバルブ３０を介さずに、
直接、副流体室５２とピストン下室２１ｂとの間で作動
油が流れる構成としているので、副流体室５２の容積変
化をすぐにピストン下室２１ｂの圧力変化として反映
し、すなわち、コントローラ１６による電動モータ３６
の駆動制御に対して、ピストンロッド２４の押し上げ
力、或いは押し下げ力の立ち上がりを早くすることがで
きるので、応答性の高い姿勢制御を行うことができる。

【００４７】また、第１実施形態と同様に、副流体室５
２の構成部材として弾性体からなる内側ベローズ５２ａ
及び外側ベローズ５２ｂを使用しているので、大きな内
圧が加わって容易に劣化しにくく、耐久性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の姿勢制御装置を搭載した車両を示す模
式図である。

【図２】本発明に係る第１実施形態のアクチュエータを
示す図である。

【図３】第１実施形態に係るベローズ伸縮部材とベース
シェルとの係合状態を示す図である。

【図４】通常の減衰力に加え、流体室の容積を変化させ
てシリンダ内圧を調整することでピストンに対して作用
力が発生する状態を示す力学モデル図である。

【図５】本発明に係る第２実施形態のアクチュエータを
示す図である。

【符号の説明】

２FL〜2RR 車輪４姿勢制御装置５ばね下部材６アクチュエータ７ばね上部材１６コントローラ１８駆動回路２０シリンダ２０ａベースシェル２０ｂインナチューブ２１ｂピストン下室（一方の流体室）２１ａピストン上室（他方の流体室）２２ピストン２４ピストンロッド２６リザーバ室（流体室）２６ａ、５２ａ内側ベローズ２６ｂ、５２ｂ外側ベローズ２６ｃバルブ連通部材２８容積制御部３０ベースバルブ３２ベローズ伸縮部材３２ｂ環状部３２ｃ雌ねじ３４回転伝達部材３４ａ雄ねじ３６電動モータ５０リザーブ室５２副流体室（流体室）５６貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両状態を検知するセンサ情報に基づ
き、各車輪のばね下部材とばね上部材間に配置したアク
チュエータを動作させて車両姿勢を制御する車両の姿勢
制御装置において、アクチュエータは、前記ばね下部材及び前記ばね上部材
の一方に連結している作動油を封入したシリンダと、こ
のシリンダ内をピストン上室及びピストン下室に区画す
るピストンと、一端が前記ピストンに連結し、他端が前
記ばね下部材及び前記ばね上部材の他方に連結している
ピストンロッドとを備え、前記ピストンロッドの伸縮動作で前記シリンダ内を摺動
する前記ピストンの相対速度に応じて減衰力が発生する
構成とするとともに、前記シリンダ内に連通する容積可
変の流体室を設け、前記センサ情報に基づいた容積制御
部の制御により前記流体室の内部容積を変化させて、前
記ピストンに上下方向の油圧が作用するように前記シリ
ンダ内の圧力を調整することを特徴とする車両の姿勢制
御装置。
【請求項２】前記流体室を、前記シリンダ内の前記ピ
ストン下室と連通孔を介して連通している副流体室によ
り構成したことを特徴とする請求項１記載の車両の姿勢
制御装置。
【請求項３】前記シリンダの底部に、前記ピストンロ
ッドの縮み工程時に減衰力を発生させるベースバルブを
前記ピストン下室と連通するように設け、このベースバ
ルブに連通するリザーバ室を設けた構成とするととも
に、前記流体室を、前記リザーバ室としたことを特徴と
する請求項１記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項４】前記シリンダを、ベースシェルと、この
ベースシェルの内周との間に空間を設けて配置したイン
ナチューブとからなるツインチューブ式とし、前記空間
に、前記流体室を配置したことを特徴とする請求項１乃
至３の何れかに記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項５】前記流体室を、筒形状の弾性体からなる
内側ベローズと、この内側ベローズの外側に配置した筒
形状の弾性体からなる外側ベローズとを備えて液密を保
持した部材の内部空間とし、前記内側及び外側ベロース
を軸方向に伸縮させて前記流体室の内部容積を変化させ
るようにしたことを特徴とする請求項４記載の車両の姿
勢制御装置。
【請求項６】前記容積制御部を、回転駆動部と、この
回転駆動部の回転力を前記シリンダの軸線に沿う直線運
動に変換し、当該直線運動を、前記流体室を構成する前
記内側及び外側ベロースの軸方向に伝達する送りねじ機
構とを備えた構成としたことを特徴とする請求項５記載
の車両の姿勢制御装置。
【請求項７】前記送りねじ機構を、外周に雄ねじが形
成されている筒形状の部材であり、前記回転駆動部から
回転力が伝達されて前記インナチューブの外周を同軸に
回転する回転伝達部材と、この回転伝達部材の雄ねじに
螺合する雌ねじを備えており、前記回転伝達部材の正逆
方向の応じて前記流体室に近づく方向、或いは離間する
方向に直線運動を行うベローズ伸縮部材と、を備えたこ
とを特徴とする請求項６記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項８】外力が入力しても前記回転伝達部材及び
前記ベローズ伸縮部材が相対回転しないように、前記雄
ねじ及び雌ねじのリード角のtangent 値をねじ摩擦係数
より小さな値に設定したことを特徴とする請求項７に記
載の車両の姿勢制御装置。
【請求項９】前記回転駆動部を、回転伝達部材に回転
力を伝達する電動モータにより構成したことを特徴とす
る請求項７又は８記載の車両の姿勢制御装置。