JP2001206035A

JP2001206035A - 車高調整装置

Info

Publication number: JP2001206035A
Application number: JP2000020510A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okuzumi; 宏奥住
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】乗り心地を悪化させることなく、少ない消費エ
ネルギで車両姿勢を維持することができ、耐久性の向
上、小型軽量化及び低コスト化を図った車高調整装置を
提供する。【解決手段】アクチュエータ６は、ばね上部材５及びば
ね下部材７の間に配置した第１コイルスプリング２４
と、第１コイルスプリングの上部及び下部を支持する上
部及び下部スプリングシート２６、２８と、下部スプリ
ングシートを下側から受ける第２コイルスプリング３
０、下部液圧シリンダ３２と、上部スプリングシートを
上側から受けており、下部液圧シリンダの液室３２ａに
対して大きな受圧面積の液室３４ａを有する上部液圧シ
リンダ３４と、下部液圧シリンダの液室及び上部液圧シ
リンダの液室間を連通する液体移動路３６と、下部液圧
シリンダの及び上部液圧シリンダの一方の液室から他方
の液室に向けて液体を強制的に移動させる油圧ポンプ２
８とを備えている。

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
勢を制御する車高調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車高調整装置として、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１と称する）、特開平８−１０８７２１号公報
（以下、従来技術２と称する）がある。

【０００３】従来技術１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】また、従来技術２は、ショックアブソーバ
シリンダと、このシリンダの外周に配置したコイルスプ
リングを備えた懸架装置であり、ショックアブソーバシ
リンダの外周ねじ部に対して、ねじ込み量を調節しなが
らスプリング受板及び、ロックワッシャ及びロックナッ
トを順にねじ込むことにより、ショックアブソーバシリ
ンダのストローク及びコイルスプリングのばね力を所定
値に設定して車高を調整するとともに地面の凹凸や発進
・停止時のショックを吸収する装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１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。

【０００６】また、従来技術２は、ショックアブソーバ
シリンダに車両の輪荷重が加わると、ショックアブソー
バシリンダの外周ねじ部及びロックナットに大きなフリ
クションが生じてしまい、外周ねじ部及びロックナット
を相対回転させるために大きな回転エネルギが必要とな
る。また、これら従来技術１、２の他に、空気圧を使っ
てショックアブソーバにより姿勢制御を行う装置が実用
化されているが、空気洩れによる耐久性の問題が生じ易
い。また、高価な制御バルブ等を使用しなければなら
す、装置コストの面でも問題がある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてされたものであ
り、乗り心地を悪化させることなく、少ない消費エネル
ギで車両姿勢を維持することができ、耐久性の向上、小
型軽量化及び低コスト化を図った車高調整装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の車高調整装置は、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高調整装置において、アクチュエー
タは、前記ばね上部材及び前記ばね下部材の間に配置し
た第１スプリングと、前記第１スプリングの上部及び下
部を支持する上部及び下部スプリングシートと、前記ば
ね下部材の上部に配置して前記下部スプリングシートを
下側から受ける第２スプリングと、前記第２スプリング
とともに前記下部スプリングシートを下側から受け、液
体を液室に溜めている下部液圧シリンダと、前記バネ上
部材及び前記上部スプリングシートの間に配置して前記
上部スプリングシートを上側から受けており、前記下部
液圧シリンダの液室に対して異なる受圧面積とした上部
液圧シリンダと、前記下部液圧シリンダの液室及び前記
上部液圧シリンダの液室の間を連通している液体移動路
と、前記液体移動路を介して前記下部液圧シリンダの液
室及び前記上部液圧シリンダの一方の液室から他方の液
室に向けて液体を強制的に移動させ、下部液圧シリンダ
及び上部液圧シリンダを上下方向に変位させる液体強制
移動手段とを備えている。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の車高制御装置において、前記上部液圧シリンダの液
室の受圧面積を、前記下部液圧シリンダの受圧面積より
大きく設定した。また、請求項３記載の発明は、請求項
１又は２記載の車高調整装置において、前記液体強制移
動手段を、前記液体移動路の途中に介装した液圧ポンプ
により構成した。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、請求項１又
は２記載の車高調整装置において、前記液体強制移動手
段を、前記上部液圧シリンダ及び前記下部液圧シリンダ
の少なくとも一方に配置し、液室を挟んだ上下方向の一
方側の内壁に配設した永久磁石と、この永久磁石に対向
した上下方向の他方側の内壁に配設し、磁力の発生によ
り前記永久磁石に対して引き付け力、反発力を発生して
前記液室の容積を変化させる磁力発生部とで構成した。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４の何れかに記載の車高調整装置において、前記上部
液圧シリンダ及び前記下部液圧シリンダの液室を、蛇腹
形状が上下方向に延在しているベローズを側面として液
密を保持した空間とし、前記ベローズを上下に伸縮させ
て前記液室の内部容積を変化させるようにした。また、
請求項６記載の発明は、請求項請求項１乃至５の何れか
に記載の車高調整装置において、前記液体移動路の途中
に、前記下部液圧シリンダの液室及び前記上部液圧シリ
ンダの液室の間の液体移動を停止する移動停止手段を設
けた。

【００１２】さらに、請求項７記載の発明は、請求項１
乃至６の何れかに記載の車高調整装置において、前記第
１スプリングをコイル状のスプリングで構成し、この第
１スプリングのコイル軸心位置に、前記第２スプリング
及び前記下部液圧シリンダを配置した。さらにまた、請
求項８記載の発明は、請求項７記載の車高調整装置にお
いて、前記第２スプリングを、前記第１スプリングのコ
イル径より小さなコイル径としたコイル状のスプリング
で構成し、この第２スプリングのコイル軸心位置に、前
記下部液圧シリンダを配置した。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、上部液圧
シリンダの液室と、下部液圧シリンダの液室との間で液
体を強制移動させて下部スプリングシートを上下方向に
移動し、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抑制することができる。

【００１４】また、請求項２記載の発明によると、上部
液圧シリンダの液室の受圧面積を、下部液圧シリンダの
液室の受圧面積より大きく設定したことから、上部液圧
シリンダの液室の容積増減により車高が上下した分以上
に、下部液圧シリンダの液室の変位が大きく変化し、そ
れに伴い下部スプリングシートが上下方向に移動して車
高が調整されるという簡便な機構となっているので、製
造コストの低減化を図ることができる。また、上部液圧
シリンダには輪荷重の全てが加わるが、受圧面積を大き
くしたことで液室内の液圧が小さくなり、外部への油漏
れが起こりにくくなって耐久性が向上する。

【００１５】また、請求項３記載の発明によると、液体
強制移動手段として前記液体移動路の途中に介装した液
圧ポンプを使用している、輪荷重を第２スプリングが受
けていることから、液体を強制移動させる液圧ポンプの
必要駆動力は、第２スプリングのスプリング反力が作用
することで、小さな必要駆動力で済む。したがって、液
圧ポンプの小型化を図ることができる。

【００１６】また、請求項４記載の発明によると、液体
強制移動手段として永久磁石と、磁力発生部とで構成し
たことから、コンパクトな装置構成となって車両レイア
ウトの自由度を大幅に増大させることができる。また、
請求項５記載の発明によると、上部液圧シリンダ及び下
部液圧シリンダの液室を、ベローズを側面として液密を
保持した空間としたことから、高い液圧が加わって容易
に劣化しにくく液漏れがほとんどないので、耐久性が向
上する。

【００１７】また、請求項６記載の発明によると、液体
移動路の途中に移動停止手段を設けたことから、ロール
制御、車両の制動時・発進時のピッチ制御、バウンス制
御を行った後に、移動停止手段により上部液圧シリンダ
の液室と下部液圧シリンダの液室とを遮断すると、不必
要な液体の移動を阻止して最適な車高姿勢を維持できる
ので、少ない消費エネルギで車両姿勢を保持することが
できる。また、車両が停止したときに、移動停止手段の
停止状態を解除して上部液圧シリンダの液室と下部液圧
シリンダの液室とを連通すると、下部スプリングシート
が上昇するので、予想される積載重量に応じて第２スプ
リングのスプリング反力や上部液圧シリンダ及び下部液
圧シリンダの受圧面積比を適切に設定すると、車高を空
車状態と同じ位置まで上昇させて車両への乗り降りを快
適にすることができる。

【００１８】さらに、請求項７及び８記載の発明による
と、アクチュエータ全体の小型化を図ることができ、さ
らに車両レイアウトの自由度を向上させることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車高調整装置に係
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〜2RR 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。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との間に設置したショックア
ブソーバ３と、このショックアブソーバ３と別置きでば
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。

【００２０】図２は、第１実施形態のアクチュエータ６
を示すものであり、ばね上部材７及びばね下部材５との
間にコイル軸線を上下方向に向けて配置した第１コイル
スプリング（第１スプリング）２４と、この第１コイル
スプリング２４のコイル上端及びコイル下端に係合して
いる上部スプリングシート２６及び下部スプリングシー
ト２８と、第１コイルスプリング２４と軸線を一致させ
てばね下部材５側に配置しており、下部スプリングシー
ト２８を下側から受ける第２コイルスプリング（第２ス
プリング）３０と、第２コイルスプリング３０の内側に
配置されて第２コイルスプリング３０とともに下部スプ
リングシート２８を下側から受ける下部油圧シリンダ３
２と、ばね上部材７及び上部スプリングシート２６の間
に配置して上部スプリングシート２６を上側から受ける
上部油圧シリンダ３４と、下部油圧シリンダ３２の下部
油室（下部液室）３２ａ及び上部油圧シリンダ３４の上
部油室（上部液室）３４ａ間を連通している連通管３６
と、連通管３６の途中に介装されている可逆回転形の油
圧ポンプ３８及び電磁開閉弁４０とを備えている。

【００２１】すなわち、下部スプリングシート２８は、
中央部に設けた円形空洞部２８ａと、この円形空洞部２
８ａの外周に設けた環状凹部２８ｂと、環状凹部２８ｂ
の外周に設けた環状鍔部２８ａとを備えた部材である。
また、上部スプリングシート２６は、下部スプリングシ
ート２８の環状鍔部２８ａと同一径の環状鍔部２６ａを
備えた部材である。

【００２２】そして、第１コイルスプリング２４は、そ
のコイル上端が上部スプリングシート２６の環状鍔部２
６ａに支持され、コイル下端が下部スプリングシート２
８の環状鍔部２８ａに支持されている。第２コイルスプ
リング３０は、第１コイルスプリング２４よりコイル径
が小さい部材であり、そのコイル下端を、ばね下部材５
に固定したばね下側部材２２上に緩衝材４２を介して当
接し、コイル上端側を、前述した環状凹部２８ｂに挿入
して下部スプリングシート２８を受けている。

【００２３】下部油圧シリンダ３２は、ばね下側部材２
２から上方に突出している円筒形状のピストン３２ｂ
と、このピストン３２ｂの上部に外挿されて上下方向に
滑らかに摺動するカップ形状のシリンダ３２ｃと、シリ
ンダ３２ｃ及びピストン３２ｂで画成した内部空間の側
周面を囲っているベローズ３２ｄとを備え、このベロー
ズ３２ｄで囲んだ内部空間が、作動油を封入した下部油
室３２ａとなっている。ここで、ベローズ３２ｄは、上
下方向に伸縮自在となるように蛇腹形状が上下方向に延
在しているとともに、その上下端部が、ピストン３２ｂ
の上端及びシリンダ３２ｃの天井内面に液密を保持して
固着されている。また、シリンダ３２ｃの外周面は、下
部スプリングシート２８の円形空洞部２８ａの内周面に
固着されている。

【００２４】そして、下部油室３２ａは、ピストン３２
ｂ及びばね下側部材２２に形成した油路３２ｅの一端に
連通しているとともに、その油路３２ｅの他端は、前述
した連通管３６の一端に接続している。一方、前述した
上部スプリングシート２６の中央部は、円盤形状のラバ
ー４４内に溶着されており、ラバー４４は、上部油圧シ
リンダ３４を構成しているベース部材３４ｂの下面に固
着されている。

【００２５】上部油圧シリンダ３４は、ばね上部材２０
に設けた開口部２０ａ内に配設されており、上部円板３
４ｃと、下部円板３４ｄと、これら上部及び下部円板３
４ｃ、３４ｄとの間を液密を保持して固着することによ
り円周側面を形成しているベローズ３４ｅと、下部円板
３４ｄに当接しているベース部材３４ｂとで構成されて
いる。そして、この上部油圧シリンダ３４は、開口部２
０ａの上縁に固着した係止部材２０ｂに上部円板３４ｃ
が係合しているので、ばね上部材２０に対する上方への
相対移動が規制されている。

【００２６】ここで、ベローズ３４ｅは、上下方向に伸
縮自在となるように蛇腹形状が上下方向に延在している
とともに、このベローズ３４ｅ、上部円板３４ｃ及び下
部円板３４ｄで囲んだ内部空間が、作動油のみを封入し
た上部油室３４ａとなっている。また、上部油圧シリン
ダ３４の受圧面積Ｓ₁は、下部油圧シリンダ３２の受圧
面積Ｓ₂より大きく設定されている（Ｓ₁＞Ｓ₂：図３
参照）。

【００２７】そして、上部油室３４ａは、上部円板３４
ｃに形成した油路３４ｆを介して連通管３６の他端に接
続している。また、油圧ポンプ３８は、モータ３８ａの
正転駆動、或いは逆転駆動により、下部油圧シリンダ３
２と上部油圧シリンダ３４の間の作動油の流れを制御す
る装置である。さらに、電磁開閉弁４０は、ソレノイド
４０ａが非通電状態であると作動油の移動を許容する開
位置４０ｂを保持し、ソレノイド４０ａが通電状態にな
ると、作動油の移動を阻止する閉位置４０ｃを保持する
弁である。

【００２８】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。

【００２９】駆動回路１８は、各車輪２FL〜2RR のアク
チュエータ６を構成している油圧ポンプ３８のモータ３
８ａ、電磁開閉弁４０のソレノイド４０ａに対して制御
電流を出力する。そして、本実施形態の各アクチュエー
タ６の油圧ポンプ３８は、モータ３８ａが正転駆動する
と、上部油圧シリンダ３４から連通管３６を介して下部
油圧シリンダ３２に作動油を移動し、モータ３８ａが逆
転駆動すると、下部油圧シリンダ３２から連通管３６を
介して上部油圧シリンダ３４に作動油を強制的に移動す
るようになっている。

【００３０】次に、本実施形態のアクチュエータ６の作
用について、図３の力学モデルを参照して説明する。ば
ね上側部材２０に車両の輪荷重Ｗが作用すると、第２コ
イルスプリング３０及び下部油圧シリンダ３２とが受け
るので、第２コイルスプリング３０のスプリング反力を
Ｆａ、下部油室３２ａの受圧面積をＳ₂とし、下部油室
３２ａの圧力をＰ₂とすると、Ｗ＝Ｆａ＋Ｓ₂＊Ｐ₂ ……… （１）の関係となる。

【００３１】また、第２スプリング３０のばね定数を
Ｋ、第２スプリング３０のノーマル時の縮み量をＬ、下
部スプリングシートの変位量をＸｃとすると、Ｆａ＝Ｋ＊（Ｌ−Ｘｃ） ……… （２）の関係が得られる。また、上部油圧シリンダ３４も輪荷
重Ｗを支持しているので、上部油室３４ａの受圧面積を
Ｓ₁とし、上部油室３４ａの圧力をＰ₁とすると、Ｗ＝Ｓ₁＊Ｐ₁ ……… （３）となる。

【００３２】また、上部油室３４ａの上下方向の変位を
Ｘｕ、下部油室３２ａの上下方向の変位をＸｌとし、上
部油室３４ａの最大容積をＶ_maxとすると、下部油室３
２ａ及びの間にはガス室が存在せず、作動油が非圧縮性
なので、Ｖ_max−Ｓ₁＊Ｘｕ＝Ｓ₂＊Ｘｌ ……… （４）の関係が成立する。

【００３３】また、上記式から、車高変化Ｘｂは、Ｘｂ＝Ｘｌ＋Ｘｕ＝Ｖ_max／Ｓ₂＋（１−Ｓ₁／Ｓ₂）＊Ｘｕ ……（５）の式で表される。そして、車高を上昇させる場合には、
油圧ポンプ３８の駆動により上部油室３４ａから下部油
室３２ａに作動油を移動させる。この際、下部油室３２
ａに作動油を送り込むと、上部油室３４ａではその分の
容積が減って車高が下がるが、前述したように上部油圧
シリンダ３４の受圧面積Ｓ₁が、下部油圧シリンダ３２
の受圧面積Ｓ₂より大きく設定されていることから（Ｓ
₁＞Ｓ₂）、上部油室３４ａの容積減少により車高が下
がった分以上に下部油室３２ａの変位Ｘｌが増大し、下
部スプリングシート２８が上方に移動するので、結果的
に車高が上昇する。

【００３４】そして、車高を上昇させた後には、油圧ポ
ンプ３８の駆動を停止するとともに、電磁開閉弁４０の
閉動作により上部油室３４ａ及び下部油室３２ａ間の作
動油の移動を停止する。また、車高を下げる場合には、
油圧ポンプ３８の駆動により下部油室３２から上部油室
３４ａに作動油を移動させる。この際にも、上部油室３
４ａに作動油を送り込むと、上部油室３４ａの容積増大
により車高が上がるが、上部油圧シリンダ３４の受圧面
積Ｓ₁と下部油圧シリンダ３２の受圧面積Ｓ₂の受圧面
積比がＳ ₁＞Ｓ₂であるため、上部油室３４ａの容積増
大により車高が上がった分以上に下部油室３２ａの変位
Ｘｌが減少し、下部スプリングシート２８が下方に移動
するので、結果的に車高が下がる。そして所定位置まで
車高が下がったときに、油圧ポンプ３８の駆動を停止す
るとともに、電磁開閉弁４０の閉動作により上部油室３
４ａ及び下部油室３２ａ間の作動油の移動を停止する。

【００３５】なお、車高調整の際に駆動する油圧ポンプ
３８の必要駆動力Ｆｍは、Ｆｍ＝Ｗ−Ｆａ ……（６）となり、第２コイルスプリング３０のスプリング反力Ｆ
ａが作用することで、小さな必要駆動力で作動油を移動
させる。ここで、油圧ポンプ３８の駆動を停止して電磁
開閉弁４０を開状態とし、上部油室３４ａ及び下部油室
３２ａを連通すると、上部油室３４ａ及び下部油室３２
ａの圧力Ｐ₁、Ｐ₂が等しくなり（Ｐ₁＝Ｐ₂）、Ｗ＝Ｆａ＋Ｘ＊Ｓ₂／Ｓ₁ ＝Ｋ＊（Ｌ−Ｘｃ）＋Ｘ＊Ｓ₂／Ｓ₁ ……（７）の関係となる。（７）式を展開すると、Ｘｃ＝Ｌ＋Ｗ（Ｓ₂／Ｓ₁−１）／Ｋ ……（８）となり、下部スプリングシート２８は、変位量Ｘｃだけ
移動する。

【００３６】この際、車高変化Ｘｂは、Ｘｂ＝（１−Ｓ₂／Ｓ₁）＊Ｘｃ ……（９）だけ増大する。これら（７）〜（９）式から明らかなよ
うに、積載などにより第１コイルスプリング２４が縮ん
で車高が下がっても、第２スプリング３０のスプリング
反力Ｆａや受圧面積比Ｓ₂／Ｓ₁を適切に設定すること
で、上部油室３４ａ及び下部油室３２ａを連通すると下
部スプリングシート２８を所定位置まで上昇させること
ができる。

【００３７】次に、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
に対して外輪側のショックアブソーバ３が減衰力を発生
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ショックアブソーバ
３が減衰力を発生してその姿勢変化を抑制する。

【００３８】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、各アクチュエータ６のソレノイド４
０ａを非通電状態として電磁開閉弁４０を開状態とする
とともに、外輪側のアクチュエータ６のモータ３８ａが
逆転駆動し、且つ、内輪側のアクチュエータ６のモータ
３８ａ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。

【００３９】モータ３８ａが逆転駆動する外輪側のアク
チュエータ６は、油圧ポンプ３８が上部油室３４ａから
連通管３６を介して下部油室３２ａに作動油を強制移動
させ、下部油室３２ａの容積増大により下部油圧シリン
ダ３２を介して下部スプリングシート２８が上方に移動
することで、車高を上昇させる。また、モータ３８ａが
正転駆動する内輪側のアクチュエータ６は、油圧ポンプ
３８が下部油室３２ａから上部油室３４ａに作動油を強
制移動させ、下部油室３２ａの容積減少により下部油圧
シリンダ３２を介して下部スプリングシート２８が下方
に移動することで、車高を下げる。

【００４０】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、下部油圧シリ
ンダ３２及び上部油圧シリンダ３４間の作動油の強制移
動により下部スプリングシート２８を上下方向に移動さ
せて車体に対する慣性力を打ち消してロールを防止する
ように姿勢変化を抑制する。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のモータ３８ａを逆転駆動し、
且つ、リヤ側の車輪のアクチュエータ６のモータ３８ａ
を正転駆動する。これにより、フロント側の車輪のアク
チュエータ６は、油圧ポンプ３８が上部油室３４ａから
下部油室３２ａに作動油を強制移動させ、下部油室３２
ａの容積増大により下部油圧シリンダ３２を介して下部
スプリングシート２８が上方に移動することで、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、油圧ポンプ３８が下部油室３２ａから上部油室３
４ａに作動油を強制移動させ、下部油室３２ａの容積減
少により下部油圧シリンダ３２を介して下部スプリング
シート２８が下方に移動することで、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。

【００４１】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のモータ３８ａ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、油圧ポンプ３８が
下部油室３２ａと上部油室３４ａの間で作動油を強制移
動させ、下部スプリングシート２８が上下方向に移動す
ることで、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。

【００４２】そして、ロール制御、車両の制動時・発進
時のピッチ制御、バウンス制御を行った後、コントロー
ラ１６は各アクチュエータ６のソレノイド４０ａを通電
状態として電磁開閉弁４０を閉状態（符号４０ｃの位
置）とする。これにより、下部油室３２ａと上部油室３
４ａの間の不必要な作動油の移動が阻止される。また、
車両が停止したときには、各センサが検出した信号に基
づいて各アクチュエータ６の電磁開閉弁４０を非通電状
態とするとともに、モータ３８ａを非通電状態とするよ
うな制御信号を駆動回路１８に出力する。このようにす
ると、下部油圧シリンダ３２の下部油室３２ａと上部油
室シリンダ３４の上部油室３４ａとが連通して下部スプ
リングシート２８が上昇するので、予想される積載重量
に応じて第２スプリング３０のスプリング反力Ｆａや受
圧面積比Ｓ₂／Ｓ₁を適切に設定すると、車高を空車状
態と同じ位置まで上昇させることができる。

【００４３】したがって、本実施形態の姿勢制御装置
は、以下の作用効果を得ることができる。先ず、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との間に設置したショックアブソーバ３の減衰特
性には影響を与えず、各アクチュエータ６が、下部油圧
シリンダ３２の下部油室３２ａと上部油圧シリンダ３４
の上部油室３４ａの間で作動油を強制移動させて下部ス
プリングシート２８を上下方向に移動し、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。

【００４４】また、上部油圧シリンダ３４の受圧面積Ｓ
₁を、下部油圧シリンダ３２の受圧面積Ｓ₂より大きく
設定していることから（Ｓ₁＞Ｓ₂）、上部油室３４の
容積増減により車高が上下した分以上に、下部油室３２
ａの変位が大きく変化し、それに伴い下部スプリングシ
ート２８が上下方向に移動して車高が調整されるという
簡便な機構となっているので、製造コストの低減化を図
ることができる。

【００４５】また、上部油圧シリンダ３４には輪荷重Ｗ
の全てが加わるが、受圧面積Ｓ₁を大きくしたことで上
部油室３４ａ内の液圧が小さくなり、上部油室３４ａか
ら外部への油漏れが起こりにくくなり、耐久性が向上す
る。また、下部油室３２ａ及び上部油室３４ａを、蛇腹
方向が上下方向に延在しているベローズ３２ｄ、３４ｅ
を側周部として液密を保持した空間としたことから大き
な内圧が加わって容易に劣化しにくく油漏れがほとんど
ないので、耐久性がさらに向上する。また、下部油室３
２ａを形成しているピストン３２ｂ及びシリンダ３２ｃ
の摺動部は、液密性を確保しなくて済むのでＯリング等
のシール部品が不要となり、フリクション等が減少して
スムースにピストン３２ｂ及びシリンダ３２ｃを摺動さ
せることができる。

【００４６】また、下部油室３２ａ及び上部油室３４ａ
間の作動油の強制移動を行う手段として可逆回転形の油
圧ポンプ３８を使用しているが、この油圧ポンプ３８の
作動油を移動させるための必要駆動力は、（６）式で示
したように、第２コイルスプリング３０のスプリング反
力Ｆａが作用することで、小さな必要駆動力で済む。し
たがって、油圧ポンプ３８の小型化を図ることができ
る。

【００４７】また、ロール制御、車両の制動時・発進時
のピッチ制御、バウンス制御を行った後に、連通管３６
に設けた電磁開閉弁４０を閉状態とすると、下部油室３
２ａと上部油室３４ａの間の不必要な作動油の移動を阻
止して最適な車高姿勢を維持できるので、少ない消費エ
ネルギで車両姿勢を保持することができる。また、車両
走行中における路面からの入力による作動油の移動も阻
止するので、作動油の移動による異音の発生も抑制する
ことができる。

【００４８】さらに、車両が停止したときに、電磁開閉
弁４０を開状態とすると下部油室３２ａと上部油室３４
ａとが連通して下部スプリングシート２８が上昇するの
で、予想される積載重量に応じて第２スプリング３０の
スプリング反力Ｆａや受圧面積比Ｓ₂／Ｓ₁を適切に設
定すると、車高を空車状態と同じ位置まで上昇させて車
両への乗り降りを快適にすることができる。

【００４９】さらにまた、第１コイルスプリング２４の
コイル軸心位置に、第２コイルスプリング３０を配置
し、しかも、第２コイルスプリング３０のコイル軸心位
置に下部油圧シリンダ３２を配置しているので、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。

【００５０】次に、図４に示すものは、第２実施形態の
アクチュエータ６を示すものである。なお、図２で示し
た第１実施形態と同一構成部分は、同一符号を付してそ
の説明を省略する。本実施形態では、第１実施形態で使
用した油圧ポンプ２８の代わりに、上部油圧シリンダ３
４に、永久磁石５０及び磁力発生部５２を備えている。
これら永久磁石５０及び磁力発生部５２が、本発明の液
体強制移動手段に相当する。

【００５１】すなわち、永久磁石５０は、ベース部材３
４ｂの上部に埋設されている。また、磁力発生部５２
は、上部円盤３４ｃの下面に固定されている。そして、
車高を上昇させるために上部油室３４ａから下部油室３
２ａに作動油を強制移動する場合には、永久磁石５０を
引き付ける（上方に移動する）磁力が磁力発生部５２で
発生するように、駆動回路１８から磁力発生部５２に制
御信号を出力する。これにより、磁力発生部５２側に永
久磁石５０が近づいて上部油室３４ａの容積が減少し、
上部油室３４ａから連通管３６を介して作動油が移動し
た下部油室３２ａの容積が増大し、下部スプリングシー
ト２８が上方に移動することで、車高が上昇する。

【００５２】また、車高を下げるために下部油室３２ａ
から上部油室３４ａに作動油を強制移動する場合には、
永久磁石５０を反発させる（下方に移動する）磁力が磁
力発生部５２で発生するように、駆動回路１８から磁力
発生部５２に制御信号を出力する。これにより、磁力発
生部５２から離れる方向に永久磁石５０が移動して上部
油室３４ａの容積が増大し、下部油室３２ａの容積が減
少して下部スプリングシート２８が下方に移動すること
で、車高が下がる。

【００５３】このように、ロール制御、車両の制動時・
発進時のピッチ制御、バウンス制御を行うときに、磁力
発生部５２に対して磁力を発生する制御を行うと、第１
実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実
施形態では、第１実施形態の油圧ポンプ３８と比較し
て、軽量で小型の磁力発生部５２及び永久磁石５０を使
用することからコンパクトな装置構成となり、車両レイ
アウトの自由度を大幅に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車高調整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実施形態のアクチュエータの作用を説明す
るためのモデル図である。

【図４】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３ショックアブソーバ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２４第１コイルスプリング（第１スプリング）２６上部スプリングシート２８下部スプリングシート３０第２コイルスプリング（第２スプリング）３２下部油圧シリンダ（下部液圧シリンダ）３２ａ下部油室（液室）３２ｂピストン３２ｃシリンダ３２ｄベローズ３２ｅ、３４ｆ油路３４上部油圧シリンダ（上部液圧シリンダ）３４ａ上部油室（液室）３４ｂベース部材３４ｃ上部円板３４ｄ下部円板３４ｅベローズ３６連通管（液体移動路）３８油圧ポンプ（液圧ポンプ、液体強制移動手段）４０電磁開閉弁（移動停止手段）５０永久磁石５２磁力発生部Ｓ₁ 上部油圧シリンダの受圧面積Ｓ₂ 下部油圧シリンダの受圧面積

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高調整装
置において、アクチュエータは、前記ばね上部材及び前記ばね下部材
の間に配置した第１スプリングと、前記第１スプリング
の上部及び下部を支持する上部及び下部スプリングシー
トと、前記ばね下部材の上部に配置して前記下部スプリ
ングシートを下側から受ける第２スプリングと、前記第
２スプリングとともに前記下部スプリングシートを下側
から受け、液体を液室に溜めている下部液圧シリンダ
と、前記バネ上部材及び前記上部スプリングシートの間
に配置して前記上部スプリングシートを上側から受けて
おり、前記下部液圧シリンダの液室に対して異なる受圧
面積とした上部液圧シリンダと、前記下部液圧シリンダ
の液室及び前記上部液圧シリンダの液室の間を連通して
いる液体移動路と、前記液体移動路を介して前記下部液
圧シリンダの液室及び前記上部液圧シリンダの一方の液
室から他方の液室に向けて液体を強制的に移動させ、下
部液圧シリンダ及び上部液圧シリンダを上下方向に変位
させる液体強制移動手段と、を備えていることを特徴と
する車高制御装置。
【請求項２】前記上部液圧シリンダの液室の受圧面積
を、前記下部液圧シリンダの受圧面積より大きく設定し
たことを特徴とする請求項１記載の車高制御装置。
【請求項３】前記液体強制移動手段を、前記液体移動
路の途中に介装した液圧ポンプにより構成したことを特
徴とする請求項１又は２記載の車高調整装置。
【請求項４】前記液体強制移動手段を、前記上部液圧
シリンダ及び前記下部液圧シリンダの少なくとも一方に
配置し、液室を挟んだ上下方向の一方側の内壁に配設し
た永久磁石と、この永久磁石に対向した上下方向の他方
側の内壁に配設し、磁力の発生により前記永久磁石に対
して引き付け力、反発力を発生して前記液室の容積を変
化させる磁力発生部とで構成したことを特徴とする請求
項１又は２記載の車高調整装置。
【請求項５】前記上部液圧シリンダ及び前記下部液圧
シリンダの液室を、蛇腹形状が上下方向に延在している
ベローズを側面として液密を保持した空間とし、前記ベ
ローズを上下に伸縮させて前記液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１乃至４の何れ
かに記載の車高調整装置。
【請求項６】前記液体移動路の途中に、前記下部液圧
シリンダの液室及び前記上部液圧シリンダの液室の間の
液体移動を停止する移動停止手段を設けたことを特徴と
する請求項請求項１乃至５の何れかに記載の車高調整装
置。
【請求項７】前記第１スプリングをコイル状のスプリ
ングで構成し、この第１スプリングのコイル軸心位置
に、前記第２スプリング及び前記下部液圧シリンダを配
置したことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載
の車高調整装置。
【請求項８】前記第２スプリングを、前記第１スプリ
ングのコイル径より小さなコイル径としたコイル状のス
プリングで構成し、この第２スプリングのコイル軸心位
置に、前記下部液圧シリンダを配置したことを特徴とす
る請求項７記載の車高調整装置。