JP2007022287A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】積載条件が変化しても旋回走行時に一定のロール挙動を得る。
【解決手段】車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整可能なアクチュエータ7を備え、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じてアクチュエータ7を駆動制御することにより、前後輪のロールセンタ位置を調整する。具体的には、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMが基準状態を維持するのに必要な目標ロールセンタ高さHc*を算出し(ステップS8)、ロール軸Aが目標ロールセンタ高さHc*を通過するように、アクチュエータ7によって前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する(ステップS10)。
【選択図】図6
【解決手段】車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整可能なアクチュエータ7を備え、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じてアクチュエータ7を駆動制御することにより、前後輪のロールセンタ位置を調整する。具体的には、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMが基準状態を維持するのに必要な目標ロールセンタ高さHc*を算出し(ステップS8)、ロール軸Aが目標ロールセンタ高さHc*を通過するように、アクチュエータ7によって前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する(ステップS10)。
【選択図】図6
Description
本発明は、車両用サスペンション装置に関するものである。
従来、サスペンションアームにおける車体側のピボット位置を調整可能な油圧シリンダを備え、乗員や積荷の増減に伴う車高変化に応じてピボット位置を調整することにより、ロールセンタの高さを調整し、基準となるサスペンション特性を維持しようとするものがあった(特許文献1参照)。
特開平6−312614号公報(第4頁、第19図)
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例のように、単に車高変化に応じてロールセンタの高さを調整しても、積載荷重が変化していることや、車両重心位置の変位に伴って車両重心からロール軸までの距離(ロールモーメントアーム)が変化していること等によって、旋回横加速度に応じたロールモーメントを基準状態に維持することができないので、旋回時に一定のロール挙動を得ることができない。
例えば、積載荷重の増加によって車両重心の高さが上がるようなときには、旋回走行時のロール角が増加してしまい、逆に積載荷重が増加しても車両重心の高さが下がるようなときには、旋回走行時のロール角が減少することで、運転者に車両の運動性能を過信させてしまう虞がある。
また、車高調整が可能なサスペンションを採用し、その車高調整によってロールセンタの高さを調整することも考えられるが、この場合には運転者のアイポイントも変化してしまうので、体感する横加速度が変化する等して運転者に違和感を与えてしまう。
そこで、本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、積載条件が変化しても旋回走行時に一定のロール挙動を得ることのできる車両用サスペンション装置の提供を課題としている。
また、車高調整が可能なサスペンションを採用し、その車高調整によってロールセンタの高さを調整することも考えられるが、この場合には運転者のアイポイントも変化してしまうので、体感する横加速度が変化する等して運転者に違和感を与えてしまう。
そこで、本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、積載条件が変化しても旋回走行時に一定のロール挙動を得ることのできる車両用サスペンション装置の提供を課題としている。
上記の課題を解決するために、本発明に係る車両用サスペンション装置は、車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整可能な懸架機構を備え、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じて懸架機構における前後輪のロールセンタ位置を調整することを特徴とする。
本発明に係る車両用サスペンション装置によれば、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じて懸架機構における前後輪のロールセンタ位置を調整することで、積載条件が変化しても旋回走行時に所望のロール挙動を得ることができる。また、車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整できるので、運転者のアイポイントを維持でき、体感する横加速度が変化する等の違和感を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の概略構成図であり、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションを採用している。車輪1を回転自在に保持するナックル2は、上下一対のアッパアーム3及びロアアーム4を介して車体5に連結されている。アッパアーム3及びロアアーム4は、車体側が揺動自在に軸支されており、このアッパアーム3及びロアアーム4の揺動に応じて車輪1が上下にストロークする。また、ロアアーム4と車体5との間に介装されたショックアブソーバ・ユニット6によって、車体5が弾性支持され、且つその上下方向のストロークが減衰される。
図1は、本発明の概略構成図であり、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションを採用している。車輪1を回転自在に保持するナックル2は、上下一対のアッパアーム3及びロアアーム4を介して車体5に連結されている。アッパアーム3及びロアアーム4は、車体側が揺動自在に軸支されており、このアッパアーム3及びロアアーム4の揺動に応じて車輪1が上下にストロークする。また、ロアアーム4と車体5との間に介装されたショックアブソーバ・ユニット6によって、車体5が弾性支持され、且つその上下方向のストロークが減衰される。
また、アッパアーム3は、車体側の揺動軸が、車体上下方向に伸縮可能なアクチュエータ7を介して車体5に連結されている。したがって、この車体側の揺動軸は、アクチュエータ7の伸縮に応じて、ナックル側のピボットを基点に弧を描くように車体上下方向に変位する。アクチュエータ7は、例えば油圧シリンダで構成されており、駆動回路8を介してコントローラ9によって駆動制御される。
コントローラ9は、車高センサ10で検出した前後左右の各車輪位置での車高Hと、舵角センサ11で検出した舵角θと、加速度センサ12で検出した横加速度Ygとを入力し、後述する図6の制御処理によってアクチュエータ7を駆動制御することにより、車体のロールセンタ位置を調整する。
コントローラ9は、車高センサ10で検出した前後左右の各車輪位置での車高Hと、舵角センサ11で検出した舵角θと、加速度センサ12で検出した横加速度Ygとを入力し、後述する図6の制御処理によってアクチュエータ7を駆動制御することにより、車体のロールセンタ位置を調整する。
ここで、車体のロールセンタについて説明する。
図2に示すように、アッパアーム3及びロアアーム4の夫々の延長線の交点が、車輪接地点Pの瞬間回転中心Oであり、左右輪における瞬間回転中心Oと車輪接地点Pとを結んだ直線同士の交点が、ロールセンタCとなる。
そして、図3に示すように、前輪ロールセンタCfと後輪ロールセンタCrとを結んだ直線がロール軸Aとなり、図4に示すように、旋回走行時の遠心力Fが重心Gに作用するときに、重心Gの真下に位置するロールセンタCg周りにロールモーメントMが発生することにより、車体全体としては、ロール軸Aを中心にロール運動をする。
図2に示すように、アッパアーム3及びロアアーム4の夫々の延長線の交点が、車輪接地点Pの瞬間回転中心Oであり、左右輪における瞬間回転中心Oと車輪接地点Pとを結んだ直線同士の交点が、ロールセンタCとなる。
そして、図3に示すように、前輪ロールセンタCfと後輪ロールセンタCrとを結んだ直線がロール軸Aとなり、図4に示すように、旋回走行時の遠心力Fが重心Gに作用するときに、重心Gの真下に位置するロールセンタCg周りにロールモーメントMが発生することにより、車体全体としては、ロール軸Aを中心にロール運動をする。
ロールモーメントMは、下記(1)式に示すように、遠心力F(=車重W×横加速度Yg)と、重心G及びロールセンタCg間の距離(ロールモーメントアーム)hとの積である。
M=F×h ………(1)
したがって、車重Wや重心位置が変化したとしても、重心Gの真下に位置するロールセンタCgの位置を調整することにより、横加速度Ygに応じたロールモーメントMを基準状態に維持することが可能となる。
M=F×h ………(1)
したがって、車重Wや重心位置が変化したとしても、重心Gの真下に位置するロールセンタCgの位置を調整することにより、横加速度Ygに応じたロールモーメントMを基準状態に維持することが可能となる。
ここで、図5に示すように、アッパアーム3の車体側の揺動軸が点aにあるときには、車輪接地点Pの瞬間回転中心は点Oaとなり、これを左右輪で同一にすると、ロールセンタはトレッド中心上の点Caになる。また、アッパアーム3の揺動軸が点bにあるときには、車輪接地点Pの瞬間回転中心は点Obとなり、これを左右輪で同一にすると、ロールセンタはトレッド中心上の点Cbになる。
すなわち、前後左右の各サスペンションでアクチュエータ7を駆動制御して、アッパアーム3の揺動軸の位置を調整することにより、前輪ロールセンタCf及び後輪ロールセンタCrの位置を車体上下方向に変化させて、重心Gの真下に位置するロールセンタCgの位置を調整することができる。
なお、車体1は主にショックアブソーバ・ユニット6を介してロアアーム4によって支持されているので、アッパアーム3には殆んど車重が掛からず、従来の車高調整装置よりも1/10程度の出力でアッパアーム3の揺動軸を変位させることができる。
なお、車体1は主にショックアブソーバ・ユニット6を介してロアアーム4によって支持されているので、アッパアーム3には殆んど車重が掛からず、従来の車高調整装置よりも1/10程度の出力でアッパアーム3の揺動軸を変位させることができる。
次に、コントローラ9で実行する第1実施形態の制御処理を、図6のフローチャートに基づいて説明する。
この制御処理は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割り込みとして実行され、ステップS1では、停車しているか否かを判定する。車両が走行しているときには、後述するステップS11に移行する。一方、車両が停止しているときには、ステップS2に移行する。
ステップS2では、前後左右の各車輪位置での車高Hに応じて各サスペンションのストローク量を算出する。
続くステップS3では、各サスペンションのストローク量に応じて各車輪の瞬間回転中心Oを算出する。例えば、ストローク量に対する瞬間回転中心Oをサスペンション特性に基づいて予めマップ化しておき、このマップに従って算出する。
この制御処理は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割り込みとして実行され、ステップS1では、停車しているか否かを判定する。車両が走行しているときには、後述するステップS11に移行する。一方、車両が停止しているときには、ステップS2に移行する。
ステップS2では、前後左右の各車輪位置での車高Hに応じて各サスペンションのストローク量を算出する。
続くステップS3では、各サスペンションのストローク量に応じて各車輪の瞬間回転中心Oを算出する。例えば、ストローク量に対する瞬間回転中心Oをサスペンション特性に基づいて予めマップ化しておき、このマップに従って算出する。
続くステップS4では、左右輪における瞬間回転中心Oと車輪接地点Pとを結んだ直線同士の交点から、前後輪のロールセンタ高さHcF・HcRを算出する。
続くステップS5では、各サスペンションのストローク量に応じてバネ上質量Wを算出する。
続くステップS6では、図7に示すように、バネ上重心Gから前輪までの水平方向の距離Lfと、バネ上重心Gから後輪までの水平方向の距離Lrを算出する。具体的には、前後輪の車高変化からバネ上重心の前後移動量を算出し、これを空車状態での基準距離Lf0及びLr0に加算して算出する。
続くステップS5では、各サスペンションのストローク量に応じてバネ上質量Wを算出する。
続くステップS6では、図7に示すように、バネ上重心Gから前輪までの水平方向の距離Lfと、バネ上重心Gから後輪までの水平方向の距離Lrを算出する。具体的には、前後輪の車高変化からバネ上重心の前後移動量を算出し、これを空車状態での基準距離Lf0及びLr0に加算して算出する。
続くステップS7では、乗員の着座位置、及び乗員の着座状態での重心高さHgPが略一定であると考え、下記(2)式に示すように、バネ上重心Gの高さHgを算出する。ここで、Hg0は空車状態での基準バネ上重心G0の高さであり、W0は空車状態での基準バネ上質量であり、ΔWはバネ上質量の増加分(W−W0)である。
Hg=Hg0+{ΔW/(W0+ΔW)}×HgP ………(2)
続くステップS8では、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントを基準状態に維持するのに必要なバネ上重心位置の目標ロールセンタ高さHc*を算出する。
Hg=Hg0+{ΔW/(W0+ΔW)}×HgP ………(2)
続くステップS8では、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントを基準状態に維持するのに必要なバネ上重心位置の目標ロールセンタ高さHc*を算出する。
先ず、基準となる空車状態のとき、つまりバネ上質量がW0で、バネ上重心高さがHg0で、バネ上重心位置でのロールセンタ高さがHc0のときに、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントM0は、下記(3)式で表される。
M0=W0×Yg×(Hg0−Hc0) ………(3)
そして、乗員がいるとき、つまりバネ上質量がW(=W0+ΔW)で、バネ上重心高さがHgで、バネ上重心位置でのロールセンタ高さがHcのときに、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMは、下記(4)式で表される。
M=W×Yg×(Hg−Hc) ………(4)
したがって、上記(3)式、及び(4)式より、M0=Mとなる数式をHcについて解き、下記(5)式に示すように、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントを基準状態に維持するのに必要な目標ロールセンタ高さHc*を算出する。
Hc*=H0−(W0/W)×(Hg0−Hc0) ………(5)
M0=W0×Yg×(Hg0−Hc0) ………(3)
そして、乗員がいるとき、つまりバネ上質量がW(=W0+ΔW)で、バネ上重心高さがHgで、バネ上重心位置でのロールセンタ高さがHcのときに、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMは、下記(4)式で表される。
M=W×Yg×(Hg−Hc) ………(4)
したがって、上記(3)式、及び(4)式より、M0=Mとなる数式をHcについて解き、下記(5)式に示すように、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントを基準状態に維持するのに必要な目標ロールセンタ高さHc*を算出する。
Hc*=H0−(W0/W)×(Hg0−Hc0) ………(5)
続くステップS9では、下記(6)式に示すように、ロール軸Aが目標ロールセンタ高さHc*を通過すると共に、前後輪への荷重配分を基準状態に維持する前後輪の目標ロールセンタ高さHcF *及びHcR *を算出する。ここで、wF及びwRは基準状態となる前後輪への荷重配分、KF及びKRは前後輪のロール剛性、Lはホイールベースである。なお、ロール剛性KF及びKRは、所定値でもよいが、サスペンションストロークに応じてバネ定数も変化するので、このバネ定数の変化に対応する、より厳密な値を用いてもよい。
HcF *={(wF×Hg−Hc×KF)L}/Lr
HcR *={(wR×Hg−Hc×KR)L}/Lf ………(6)
HcF *={(wF×Hg−Hc×KF)L}/Lr
HcR *={(wR×Hg−Hc×KR)L}/Lf ………(6)
続くステップS10では、前後輪のロールセンタ高さHcF及びHcRが、目標値HcF *及びHcR *と一致するように、駆動回路8を介して各車輪のアクチュエータ7を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
一方、ステップS11では、各車輪位置での車高Hに応じて旋回走行時のロール角φを算出する。
続くステップS12では、図中の制御マップを参照し、旋回横加速度Ygから目標ロール角φ*を算出する。制御マップは、横軸を旋回横加速度Yg、縦軸を目標ロール角φ*とし、旋回横加速度Ygが大きくなるほど目標ロール角φ*が大きくなるように設定されている。なお、旋回横加速度Ygが路面のカント等の影響を受ける可能性があるので、舵角θによって補正してもよい。
一方、ステップS11では、各車輪位置での車高Hに応じて旋回走行時のロール角φを算出する。
続くステップS12では、図中の制御マップを参照し、旋回横加速度Ygから目標ロール角φ*を算出する。制御マップは、横軸を旋回横加速度Yg、縦軸を目標ロール角φ*とし、旋回横加速度Ygが大きくなるほど目標ロール角φ*が大きくなるように設定されている。なお、旋回横加速度Ygが路面のカント等の影響を受ける可能性があるので、舵角θによって補正してもよい。
続くステップS13では、ロール角φと目標ロール角φ*との偏差Δφを算出する。
続くステップS14では、偏差Δφに応じて、前記ステップS8で算出した目標ロールセンタ高さHc*を補正してから前記ステップS9に移行する。具体的には、ロール角φが目標ロール角φ*よりも小さいときには、ロールモーメントMが基準状態よりも小さいことを意味するので、偏差Δφの大きさに応じて目標ロールセンタ高さHc*を低くする。一方、ロール角φが目標ロール角φ*よりも大きいときには、ロールモーメントMが基準状態よりも大きいことを意味するので、偏差Δφの大きさに応じて目標ロールセンタ高さHc*を高くする。
以上より、ナックル2、アッパアーム3、ロアアーム4、ショックアブソーバ・ユニット6、及びアクチュエータ7を含むサスペンションが「懸架機構」に対応し、コントローラ9及び駆動回路8によって処理される図6の制御処理が「制御手段」に対応している。
続くステップS14では、偏差Δφに応じて、前記ステップS8で算出した目標ロールセンタ高さHc*を補正してから前記ステップS9に移行する。具体的には、ロール角φが目標ロール角φ*よりも小さいときには、ロールモーメントMが基準状態よりも小さいことを意味するので、偏差Δφの大きさに応じて目標ロールセンタ高さHc*を低くする。一方、ロール角φが目標ロール角φ*よりも大きいときには、ロールモーメントMが基準状態よりも大きいことを意味するので、偏差Δφの大きさに応じて目標ロールセンタ高さHc*を高くする。
以上より、ナックル2、アッパアーム3、ロアアーム4、ショックアブソーバ・ユニット6、及びアクチュエータ7を含むサスペンションが「懸架機構」に対応し、コントローラ9及び駆動回路8によって処理される図6の制御処理が「制御手段」に対応している。
次に、上記第1実施形態の動作や作用効果について説明する。
今、空車状態で停車している車両に幾人かが乗車したとすると、車高は下がり、サスペンションのストロークによって前後輪のロールセンタ高さも変化する。このとき、バネ上質量はW0からWへと増加し、バネ上重心の位置もG0からGへと変化している。したがって、従来例のように、単に車高変化に応じてロールセンタの高さを調整しても、バネ上質量が変化していることや、バネ上重心位置からロール軸までの距離(ロールモーメントアーム)hが変化していること等によって、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMを基準状態に維持することができないので、旋回時に一定のロール挙動を得ることができない。
今、空車状態で停車している車両に幾人かが乗車したとすると、車高は下がり、サスペンションのストロークによって前後輪のロールセンタ高さも変化する。このとき、バネ上質量はW0からWへと増加し、バネ上重心の位置もG0からGへと変化している。したがって、従来例のように、単に車高変化に応じてロールセンタの高さを調整しても、バネ上質量が変化していることや、バネ上重心位置からロール軸までの距離(ロールモーメントアーム)hが変化していること等によって、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMを基準状態に維持することができないので、旋回時に一定のロール挙動を得ることができない。
例えば、人員の乗車によって車両重心の高さが上がるようなときには、図8(a)に示すように、ロールモーメントアームの増加に伴って旋回横加速度Ygに対するロール角が増加してしまい、逆に人員の乗車によって車両重心の高さが下がるようなときには、図8(b)に示すように、旋回横加速度Ygに対するロール角が減少することで、運転者に車両の運動性能を過信させてしまう虞がある。
また、車高調整が可能なサスペンションを採用し、その車高調整によってロールセンタの高さを調整することも考えられるが、この場合には運転者のアイポイントも変化してしまうので、体感する横加速度が変化する等して運転者に違和感を与えてしまう。
そこで、本実施形態では、車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整可能なアクチュエータ7を含むサスペンション機構を備え、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じてアクチュエータ7を駆動制御することにより、前後輪のロールセンタ位置を調整する。
そこで、本実施形態では、車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整可能なアクチュエータ7を含むサスペンション機構を備え、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じてアクチュエータ7を駆動制御することにより、前後輪のロールセンタ位置を調整する。
これにより、ロール運動に関するサスペンション特性を任意に調整することができるので、乗員数が変化しても旋回走行時に所望のロール挙動を得ることができる。また、車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整できるので、運転者のアイポイントを維持でき、体感する横加速度が変化する等の違和感を抑制することができる。
具体的には、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMが基準状態を維持するのに必要な目標ロールセンタ高さHc*を算出し(ステップS8)、図9に示すように、ロール軸Aが目標ロールセンタ高さHc*を通過するように、アクチュエータ7によって前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する(ステップS10)。
具体的には、旋回横加速度Ygに応じたロールモーメントMが基準状態を維持するのに必要な目標ロールセンタ高さHc*を算出し(ステップS8)、図9に示すように、ロール軸Aが目標ロールセンタ高さHc*を通過するように、アクチュエータ7によって前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する(ステップS10)。
これにより、人員の乗車によってバネ上質量が変化しても、或いはバネ上重心位置の変化によってロールモーメントアームが変化したとしても、旋回横加速度Ygに対するロールモーメントMを基準状態に維持することができるので、図10に示すように、旋回走行時に一定の(基準状態の)ロール挙動を得ることができる。
また、前後輪の荷重配分を基準状態に維持する目標ロールセンタ高さHcF *及びHcR *を算出し(ステップS9)、この目標ロールセンタ高さHcF *及びHcR *を達成するように、アクチュエータ7によって前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する(ステップS10)。
また、前後輪の荷重配分を基準状態に維持する目標ロールセンタ高さHcF *及びHcR *を算出し(ステップS9)、この目標ロールセンタ高さHcF *及びHcR *を達成するように、アクチュエータ7によって前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する(ステップS10)。
これにより、人員の乗車によってバネ上質量やバネ上重心の位置が変化しても、前後輪の荷重配分を基準状態に維持することができるので、旋回走行時に一定の(基準状態の)ロール挙動を得ることができる。
また、車両走行時には(ステップS1の判定が“No”)、旋回走行時のロール角φ及び旋回横加速度Ygに応じた目標ロール角φ*を算出し(ステップS11、S12)、両者の偏差Δφに応じて目標ロールセンタHc*を補正する(ステップS13、S14)。すなわち、ロール角φが目標ロール角φ*と一致するように、前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する。
また、車両走行時には(ステップS1の判定が“No”)、旋回走行時のロール角φ及び旋回横加速度Ygに応じた目標ロール角φ*を算出し(ステップS11、S12)、両者の偏差Δφに応じて目標ロールセンタHc*を補正する(ステップS13、S14)。すなわち、ロール角φが目標ロール角φ*と一致するように、前後輪のロールセンタCf及びCrを車体上下方向に調整する。
これにより、停車中に行ったロールセンタCf及びCrの調整に誤差が生じている場合には、それを旋回走行中に修正し、前後輪のロールセンタCf及びCrを再調整することにより、旋回走行時に一定の(基準の)ロール挙動を確実に得ることができる。
なお、上記の第1実施形態では、油圧シリンダで構成されたアクチュエータ7を採用しているが、これに限定されるものではなく、例えば電動モータの回転運動を利用して伸縮する電動アクチュエータを用いてもよい。
また、上記の第1実施形態では、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションを採用しているが、これに限定されるものではなく、車高を維持したままロールセンタ位置を調整できるサスペンションであれば、如何なる形式のサスペンションでも本発明を適用することができる。
なお、上記の第1実施形態では、油圧シリンダで構成されたアクチュエータ7を採用しているが、これに限定されるものではなく、例えば電動モータの回転運動を利用して伸縮する電動アクチュエータを用いてもよい。
また、上記の第1実施形態では、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションを採用しているが、これに限定されるものではなく、車高を維持したままロールセンタ位置を調整できるサスペンションであれば、如何なる形式のサスペンションでも本発明を適用することができる。
次に、本発明の第2実施形態を図11〜図14に基づいて説明する。
この第2実施形態は、バネ上質量及びバネ上重心位置が変化しても、旋回走行時のジャッキアップ特性又はジャッキダウン特性を基準状態に維持するものである。
ここで、車体のジャッキアップ及びジャッキダウンについて説明する。
この第2実施形態は、バネ上質量及びバネ上重心位置が変化しても、旋回走行時のジャッキアップ特性又はジャッキダウン特性を基準状態に維持するものである。
ここで、車体のジャッキアップ及びジャッキダウンについて説明する。
図11は、右旋回している車両を後方から見た図であり、ロールセンタCと車輪接地点Pとを結ぶ直線は、仮想のサスペンションリンクを示している。旋回外輪では、コーナリングフォースCFOUTによって、仮想のサスペンションリンクを押すリンク力LFOUTが発生するので、その垂直方向の成分が垂直反力ROUTとなる。一方、旋回内輪では、コーナリングフォースCFINによって、仮想のサスペンションリンクを引っ張るリンク力LFINが発生するので、その垂直方向の成分が垂直反力RINとなる。これら外輪の垂直反力ROUTと内輪の垂直反力RINとのバランスが崩れると、車体中心を上昇させる又は下降させるジャッキ力が発生するので、外輪のバウンド量と内輪のリバウンド量とが釣り合わなくなり、ジャッキアップやジャッキダウンが起こる。
したがって、バネ上質量やバネ上重心位置が変化したとしても、垂直反力ROUT及びRINのバランスを調整することにより、旋回走行時に車体中心を上下動させるジャッキ力を、車両の旋回状態に応じた基準ジャッキ力に一致させることができる。この垂直反力Rは、リンク力LFの垂直方向の成分なので、ロールセンタCの位置を車体横方向に移動させれば、水平面に対するリンク力LFの角度θLが変化するので、その分、垂直反力ROUT及びRINのバランスを変化させることができる。
そこで、左右の各サスペンションでアクチュエータ7を駆動制御し、ロールセンタCの位置を車体横方向に調整することにより、旋回走行時に車体中心を上下動させるジャッキ力を調整することができる。すなわち、前述した第1実施形態では、アッパアーム3の車体側の揺動軸が、左右輪で同一高さとなるように、アクチュエータ7を駆動制御したが、この場合は、アッパアーム3の車体側の揺動軸が、左右輪で異なる高さとなるように、アクチュエータ7を駆動制御すればよい。
次に、コントローラ9で実行する第2実施形態の制御処理を、図12のフローチャートに基づいて説明する。
ステップS21では、旋回外輪と旋回内輪のコーナリングフォースCFを算出する。例えば、ホイールハブに作用する圧力をセンサによって直接検出してもよいし、或いは旋回横加速度Ygに応じて推定してもよい。
続くステップS22では、下記(7)式に示すように、コーナリングフォースCF、及び水平面に対するリンク力LFの角度θLに応じて旋回外輪と旋回内輪の垂直反力Rを算出する。なお、角度θLは車輪接地点Pと瞬間回転中心Oとを結ぶ直線から求める。
R=tanθ×CF ………(7)
ステップS21では、旋回外輪と旋回内輪のコーナリングフォースCFを算出する。例えば、ホイールハブに作用する圧力をセンサによって直接検出してもよいし、或いは旋回横加速度Ygに応じて推定してもよい。
続くステップS22では、下記(7)式に示すように、コーナリングフォースCF、及び水平面に対するリンク力LFの角度θLに応じて旋回外輪と旋回内輪の垂直反力Rを算出する。なお、角度θLは車輪接地点Pと瞬間回転中心Oとを結ぶ直線から求める。
R=tanθ×CF ………(7)
続くステップS23では、各輪の輪荷重WFを算出する。これも、センサによって直接検出してもよいし、或いは車両の旋回状態から推定してもよい。
続くステップS24では、下記(8)式に示すように、輪荷重WFから垂直反力Rを減じた値(WF−R)を、旋回外輪と旋回内輪とで合計してジャッキ力JFを算出する。
JF=(WFOUT−ROUT)+(WFIN−RIN) ………(8)
続くステップS24では、下記(8)式に示すように、輪荷重WFから垂直反力Rを減じた値(WF−R)を、旋回外輪と旋回内輪とで合計してジャッキ力JFを算出する。
JF=(WFOUT−ROUT)+(WFIN−RIN) ………(8)
続くステップS25では、旋回横加速度Ygから目標ジャッキ力JF*を算出する。
続くステップS26では、現在のジャッキ力JFを、基準となる目標ジャッキ力JF*に一致させるのに必要な目標ロールセンタ位置を算出する。例えば、ジャッキ力JFを、ジャッキアップ方向に大きくするためには、ロールセンタをトレッド中心よりも旋回外側とし、逆にジャッキ力JFを、ジャッキダウン方向に大きくするためには、ロールセンタをトレッド中心よりも旋回内側とする。
続くステップS26では、現在のジャッキ力JFを、基準となる目標ジャッキ力JF*に一致させるのに必要な目標ロールセンタ位置を算出する。例えば、ジャッキ力JFを、ジャッキアップ方向に大きくするためには、ロールセンタをトレッド中心よりも旋回外側とし、逆にジャッキ力JFを、ジャッキダウン方向に大きくするためには、ロールセンタをトレッド中心よりも旋回内側とする。
続くステップS27では、前後輪のロールセンタCが、夫々の目標ロールセンタ位置に到達するように、駆動回路を8を介して各車輪のアクチュエータ7を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
ここで、コントローラ9及び駆動回路8によって処理される図12の制御処理が「制御手段」に対応している。
ここで、コントローラ9及び駆動回路8によって処理される図12の制御処理が「制御手段」に対応している。
以上のように、第2実施形態では、旋回走行時に車体中心を上下動させるジャッキ力JFが、車両の旋回状態に応じた目標ジャッキ力JF*と一致するように、前後輪のロールセンタ位置を車体横方向に調整することにより、図13に示すように、バネ上質量やバネ上重心位置が変化したとしても、旋回走行時のジャッキ量を基準状態に維持することができる。
また、旋回走行時に車体中心を上下動させるジャッキ力JFが、ゼロになるように、前後輪のロールセンタ位置を車体横方向に調整すれば、図14に示すように、バネ上質量やバネ上重心位置が変化したとしても、ジャッキアップを略ゼロにしたロール運動を実現することができる。
勿論、第1実施形態に第2実施形態を組み合わせてもよい。
勿論、第1実施形態に第2実施形態を組み合わせてもよい。
1 車輪
2 ナックル
3 アッパアーム
4 ロアアーム
5 車体
6 ショックアブソーバ・ユニット
7 アクチュエータ
8 駆動回路
9 コントローラ
10 車高センサ
11 舵角センサ
12 加速度センサ
2 ナックル
3 アッパアーム
4 ロアアーム
5 車体
6 ショックアブソーバ・ユニット
7 アクチュエータ
8 駆動回路
9 コントローラ
10 車高センサ
11 舵角センサ
12 加速度センサ
Claims (6)
- 車高を維持したまま前後輪のロールセンタ位置を調整可能な懸架機構と、車両停止時のバネ上質量及びバネ上重心点の変化に応じて前記懸架機構における前後輪のロールセンタ位置を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする車両用サスペンション装置。
- 前記制御手段は、バネ上質量及びバネ上重心点の変化に対して、旋回横加速度に応じたロールモーメントが基準状態を維持するように、前後輪のロールセンタ位置を車体上下方向に調整することを特徴とする請求項1に記載の車両用サスペンション装置。
- 前記制御手段は、バネ上質量及びバネ上重心点の変化に対して、前後輪への荷重配分が基準状態を維持するように、前後輪のロールセンタ位置を車体上下方向に調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用サスペンション装置。
- 前記制御手段は、旋回走行時のロール角が、車両の旋回状態に応じた基準ロール角と一致するように、前後輪のロールセンタ位置を車体上下方向に調整することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用サスペンション装置。
- 前記制御手段は、旋回走行時に車体中心を上下動させるジャッキ力が、車両の旋回状態に応じた基準ジャッキ力と一致するように、前後輪のロールセンタ位置を車体横方向に調整することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用サスペンション装置。
- 前記制御手段は、旋回走行時に車体中心を上下動させるジャッキ力が、ゼロになるように、前後輪のロールセンタ位置を車体横方向に調整することを特徴とする請求項5に記載の車両用サスペンション装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005206760A JP2007022287A (ja) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | 車両用サスペンション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005206760A JP2007022287A (ja) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | 車両用サスペンション装置 |
Publications (1)
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JP2007022287A true JP2007022287A (ja) | 2007-02-01 |
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Family Applications (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012214098A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション構造、サスペンション特性調整方法 |
WO2018135376A1 (ja) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | Ntn株式会社 | 車両用サスペンション装置 |
JP2019053553A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | 遠隔運転システム |
DE112018002036T5 (de) | 2017-04-17 | 2020-01-09 | Isuzu Motors Limited | Schätzvorrichtung für die höhe des masseschwerpunkts |
-
2005
- 2005-07-15 JP JP2005206760A patent/JP2007022287A/ja not_active Withdrawn
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