JP2007099013A - Suspension device for vehicle - Google Patents

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Masahiro Miura
雅博 三浦
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    • B60G2200/00—Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/40—Indexing codes relating to the wheels in the suspensions
    • B60G2200/466—Damping acceleration or deceleration torque on wheel axle

Landscapes

  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain vibrations of a control arm due to a driving reaction force of an in-wheel motor without deteriorating riding comfort performance at normal time. <P>SOLUTION: A shock absorber is provided which can change an attenuating force, so as to change the attenuating force of a shock absorber 7 to a "hard" side as a change ratio ρ of the driving torque of the in-wheel motor is larger. Or, an air spring is provided which can change a coefficient of elasticity, so as to change a coefficient of elasticity of the air spring to a "hard" side as the change ratio ρ of the driving torque of the in-wheel motor is larger. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。   The present invention relates to a vehicle suspension apparatus.

例えばトレーリングアーム式のサスペンションを採用した車両に対して、ホイール内に電動モータを格納したダイレクトドライブ方式のインホイールモータを適用すると、モータ駆動時の反力が、車軸を中心としたモーメントとしてトレーリングアームに作用して車両挙動を不安定にする可能性があるので、インホイールモータの非回転側ケースとトレーリングアームとを支持アームによって連結することにより、この支持アームでモータ駆動時の反力を受け止めることを提案したものがあった（特許文献１参照）。
特開２００４−９０７９３号公報 For example, when a direct drive in-wheel motor with an electric motor stored in a wheel is applied to a vehicle that uses a trailing arm suspension, the reaction force during motor driving is traced as a moment about the axle. Since it may act on the ring arm and make the vehicle behavior unstable, the non-rotating side case of the in-wheel motor and the trailing arm are connected by the support arm. There was a proposal to accept the force (see Patent Document 1).
JP 2004-90793 A

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、インホイールモータの非回転側ケースとトレーリングアームとを支持アームによって連結するだけでは、モータ駆動時の反力に起因したトレーリングアームの振動、つまり車軸を中心としたトレーリングアームのバタツキを抑制することができない。
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、通常時の乗り心地性能を低下させることなく、インホイールモータの駆動反力に起因したコントロールアームの振動を抑制す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。 However, as in the conventional example described in Patent Document 1, the trailing arm caused by the reaction force when the motor is driven can be obtained by simply connecting the non-rotating side case of the in-wheel motor and the trailing arm by the support arm. Vibration, that is, fluttering of the trailing arm around the axle cannot be suppressed.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above problem, and can suppress the vibration of the control arm due to the driving reaction force of the in-wheel motor without deteriorating the riding comfort performance at the normal time. An object is to provide a vehicle suspension device.

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、車輪を軸支すると共に、車体左右軸の周方向に揺動可能な状態で車体に支持された揺動部材と、車輪の軸支位置と車体前後方向に離間した位置で揺動部材と車体との間に介装され、この車体を緩衝支持すると共に、緩衝特性を変更可能な緩衝支持機構と、車輪に内蔵されこの車輪を駆動する電動モータとを備え、電動モータの駆動力に応じて緩衝支持機構の緩衝特性を変更することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a vehicle suspension device according to the present invention includes a swing member that supports a wheel and is supported by the vehicle body in a state in which the vehicle can swing in the circumferential direction of the left and right axis of the vehicle body. Is installed between the swinging member and the vehicle body at a position spaced apart from the pivot support position of the vehicle body in the longitudinal direction of the vehicle body. And an electric motor for driving the wheel, and the buffering characteristic of the buffer support mechanism is changed according to the driving force of the electric motor.

本発明に係る車両用サスペンション装置によれば、電動モータの駆動力に応じて緩衝支持機構の緩衝特性を変更することで、通常時の乗り心地性能を低下させることなく、電動モータの駆動反力に起因した揺動部材の振動を抑制することが可能になる。   According to the vehicle suspension apparatus of the present invention, the driving reaction force of the electric motor is reduced without reducing the riding comfort performance during normal time by changing the buffering characteristic of the buffer support mechanism according to the driving force of the electric motor. It is possible to suppress the vibration of the swinging member due to the above.

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、トーションビーム式のサスペンションを採用している。リヤホイール１の動きをコントロールする左右一対のトレーリングアーム２は、車体前後方向に配設されると共に、その前端部がブッシュ３を介して車体４へ揺動可能に連結され、後方側にリヤホイール１が軸支されている。これら左右のトレーリングアーム２は、その略中央がトーションビーム５によって結合されており、カップルドビーム式の構造になっている。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention, which employs a torsion beam type suspension. A pair of left and right trailing arms 2 for controlling the movement of the rear wheel 1 are disposed in the longitudinal direction of the vehicle body, and the front end portion thereof is swingably connected to the vehicle body 4 via the bush 3 so that the rear side is rearward. A wheel 1 is pivotally supported. These left and right trailing arms 2 are coupled to each other by a torsion beam 5 at a substantially center, and have a coupled beam structure.

また、車体４とトレーリングアーム２との間には、車体４を弾性支持するコイルスプリング６と、このコイルスプリング６の振幅を減衰させる減衰力可変型のショックアブソーバ７とが介装されている。
このショックアブソーバ７は、内部のオリフィス流路面積を切換えることによって、その減衰力を変更する公知のものであって、例えば図示しないステップモータでオリフィス可変シリンダを回転させて、減衰力を『ソフト』、『ミディアム』、『ハード』の３段階に変更することができる。なお、本実施形態では、例えば『ソフト』を基準の減衰力、『ミディアム』を基準の２０％増、『ハード』を基準の５０％増とする。
一方、リヤホイール１には、このリヤホイール１を駆動するアウタロータ型の電動モータ８が内蔵されており、所謂ダイレクトドライブ方式のインホイールモータとなっている。 A coil spring 6 that elastically supports the vehicle body 4 and a variable damping force shock absorber 7 that attenuates the amplitude of the coil spring 6 are interposed between the vehicle body 4 and the trailing arm 2. .
This shock absorber 7 is a known one that changes its damping force by switching the area of the internal orifice flow path. For example, the damping force is “soft” by rotating an orifice variable cylinder with a step motor (not shown). , “Medium” and “Hard”. In the present embodiment, for example, “soft” is a reference damping force, “medium” is a 20% increase from the reference, and “hard” is a 50% increase from the reference.
On the other hand, the rear wheel 1 incorporates an outer rotor type electric motor 8 for driving the rear wheel 1 and is a so-called direct drive type in-wheel motor.

上記のショックアブソーバ７及び電動モータ８は、夫々、図示しない駆動回路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、通常、運転者のアクセル操作に応じた駆動力が発生するように、電動モータ８を駆動制御するが、本実施形態ではその詳細な説明は省略し、ショックアブソーバ７の駆動制御についてのみ詳細を説明する。
コントローラ９は、図２に示すように、電動モータ８の駆動トルクの変化率ρ（単位時間当たりの変化量）に応じて、ショックアブソーバ７の減衰力を『ソフト』、『ミディアム』、『ハード』の何れかに切換える。 The shock absorber 7 and the electric motor 8 are driven and controlled by the controller 9 via a drive circuit (not shown).
The controller 9 normally controls the driving of the electric motor 8 so that a driving force corresponding to the driver's accelerator operation is generated. However, in the present embodiment, detailed description thereof is omitted, and the driving control of the shock absorber 7 is performed. Only the details will be described.
As shown in FIG. 2, the controller 9 sets the damping force of the shock absorber 7 to “soft”, “medium”, “hard” according to the change rate ρ (change amount per unit time) of the drive torque of the electric motor 8. Switch to one of the following.

すなわち、駆動トルクの変化率ρが、所定値ρ1（例えば、１０Ｎ・ｍ／ｓ）以下であるときには『ソフト』に設定し、所定値ρ1から所定値ρ2（６００Ｎ・ｍ／ｓ）の間にあるときには『ミディアム』に設定し、所定値ρ2以上であるときには『ハード』に設定する。
なお、本実施形態では、電動モータ８の駆動トルクが、例えば最大駆動トルクの１０％を超えた時点から減衰力の切換えを開始するものとし、通常は『ソフト』に設定されているものとする。さらに、変化率ρが『ミディアム』の領域から『ソフト』の領域に移行するときには、『ミディアム』の状態を所定時間だけ保持するものとし、この所定時間はコントロールアーム２の振幅が初期ピーク値の２０％程度まで減少するのに必要な時間とする。
以上より、トレーリングアーム２が「揺動部材」に対応し、コイルスプリング６及びショックアブソーバ７が「緩衝支持機構」に対応し、コントローラ９が「制御手段」に対応する。 That is, when the change rate ρ of the drive torque is equal to or less than a predetermined value ρ 1 (for example, 10 N · m / s), it is set to “soft” and the predetermined value ρ 1 to the predetermined value ρ 2 (600 N · m / s) when it is between is set to "medium", when a predetermined value [rho 2 or more is set to "hard".
In this embodiment, it is assumed that switching of the damping force starts when the drive torque of the electric motor 8 exceeds, for example, 10% of the maximum drive torque, and is normally set to “soft”. . Further, when the rate of change ρ shifts from the “medium” region to the “soft” region, the “medium” state is held for a predetermined time, and during this predetermined time, the amplitude of the control arm 2 is the initial peak value. The time required to decrease to about 20% is set.
From the above, the trailing arm 2 corresponds to the “swing member”, the coil spring 6 and the shock absorber 7 correspond to the “buffer support mechanism”, and the controller 9 corresponds to the “control unit”.

次に、上記実施形態の動作や作用効果について説明する。
トーションビーム式のサスペンションを採用した車両に対して、ホイール内に電動モータ８を内蔵したダイレクトドライブ方式のインホイールモータを適用すると、図１に示すように、モータ駆動時の反力が、車軸を中心としたモーメントとしてトレーリングアーム２に作用する。したがって、このモータ駆動時の反力に起因したトレーリングアーム２の振動、つまり車軸を中心としたトレーリングアーム２のバタツキが、ブッシュ３を介して車体４に入力されることにより、音振性能や乗り心地性能を低下させる可能性がある。 Next, operations and effects of the above embodiment will be described.
When a direct drive in-wheel motor with an electric motor 8 built in the wheel is applied to a vehicle that employs a torsion beam suspension, the reaction force when the motor is driven is centered on the axle as shown in FIG. It acts on the trailing arm 2 as a moment. Therefore, the vibration of the trailing arm 2 caused by the reaction force at the time of driving the motor, that is, the flutter of the trailing arm 2 around the axle is input to the vehicle body 4 through the bush 3, so that the sound vibration performance And ride performance may be reduced.

そこで、本実施形態では、減衰力を変更可能なショックアブソーバ７を備え、電動モータ８の駆動トルクに応じてショックアブソーバ７の減衰力を変更する。これにより、通常の乗り心地性能を低下させることなく、電動モータ８の駆動反力に起因したコントロールアーム２の振動を抑制することが可能となる。
すなわち、駆動トルクの変化率ρの大きさが、トレーリングアーム２の振動の大きさを左右すると考えられるので、駆動トルクの変化率ρが大きいほど、ショックアブソーバ７の減衰力を『ハード』側に変更する。これにより、不必要に減衰力が強くなり、乗り心地性能が低下してしまうといった事態を回避しつつ、コントロールアーム２の振動を速やかに抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, the shock absorber 7 that can change the damping force is provided, and the damping force of the shock absorber 7 is changed according to the drive torque of the electric motor 8. Thereby, it becomes possible to suppress the vibration of the control arm 2 due to the driving reaction force of the electric motor 8 without deteriorating the normal riding comfort performance.
That is, since the magnitude of the change rate ρ of the driving torque is considered to influence the magnitude of the vibration of the trailing arm 2, the damping force of the shock absorber 7 is reduced on the “hard” side as the change rate ρ of the driving torque is larger. Change to Accordingly, it is possible to quickly suppress the vibration of the control arm 2 while avoiding a situation in which the damping force is unnecessarily increased and the riding comfort performance is deteriorated.

実際、本出願人らの実験によれば、図３に示すように、変化率ρが所定値ρ1以上となるときに、減衰力を『ハード』に設定すると、ブッシュ３に入力される反力は、振幅のピーク値が約５５％低減し、収束時間が約４０％低減した。
このように、電動モータ８の駆動トルクの変化率に応じて、ショックアブソーバ７の減衰力を変更するだけなので、上記の効果を容易に得ることができる。 In fact, according to the experiments by the present applicants, as shown in FIG. 3, when the damping force is set to “hard” when the rate of change ρ is equal to or greater than a predetermined value ρ 1 , The force had a peak amplitude reduction of about 55% and a convergence time of about 40%.
As described above, since only the damping force of the shock absorber 7 is changed according to the rate of change of the driving torque of the electric motor 8, the above effect can be easily obtained.

また、ブッシュ３へ入力される反力を抑制することができる分、ブッシュ３の硬さを低く設定することができるので、ハーシュネスを抑制することもできる。さらに、ショックアブソーバ７を減衰力可変型にするだけの構成なので、大きな設計変更が不要で、重量やコストの増大も抑制できる。
また、電動モータ８の駆動トルクが、例えば最大駆動トルクの１０％を超えた時点から減衰力の切換えを開始することにより、モータ特性に応じた最適な制御が可能となる。 Further, since the hardness of the bush 3 can be set low as much as the reaction force input to the bush 3 can be suppressed, harshness can also be suppressed. Furthermore, since the shock absorber 7 is simply a variable damping force type, a large design change is unnecessary, and an increase in weight and cost can be suppressed.
Further, by starting the switching of the damping force when the driving torque of the electric motor 8 exceeds 10% of the maximum driving torque, for example, it is possible to perform optimal control according to the motor characteristics.

なお、上記の一実施形態では、減衰力を３段階に変更可能なショックアブソーバ７を採用しているが、これに限定されるものではなく、勿論、２段階だけでもよいし、４段階以上であってもよい。
また、上記の一実施形態では、ショックアブソーバ７の減衰力を変更することにより、サスペンションの緩衝特性を変更しているが、これに限定されるものではない。例えば、コイルスプリング６を、弾性係数を変更可能なエアスプリングに替え、このエアスプリングの弾性係数を変更することにより、サスペンションの緩衝特性を変更してもよい。図４は、ショックアブソーバ７による減衰力の変更と、エアスプリングによる弾性係数の変更とにより、サスペンションの緩衝特性を変更する場合の実施例である。これによっても、上記の一実施形態と同様の、或いはそれ以上の作用効果を得ることができる。この場合、エアスプリングが「懸架バネ」に対応する。 In the above-described embodiment, the shock absorber 7 that can change the damping force in three stages is adopted. However, the present invention is not limited to this, and of course, only two stages may be used, and four or more stages may be used. There may be.
Further, in the above-described embodiment, the shock absorbing characteristics of the suspension are changed by changing the damping force of the shock absorber 7, but the present invention is not limited to this. For example, the shock absorbing characteristics of the suspension may be changed by replacing the coil spring 6 with an air spring whose elastic coefficient can be changed and changing the elastic coefficient of the air spring. FIG. 4 shows an embodiment in which the buffering characteristics of the suspension are changed by changing the damping force by the shock absorber 7 and changing the elastic coefficient by the air spring. Also by this, the effect similar to or more than the above-described one embodiment can be obtained. In this case, the air spring corresponds to a “suspension spring”.

また、上記の一実施形態では、リヤサスペンションに基づいて説明しているが、これに限定されるものではなく、勿論、フロントサスペンションに適用してもよい。
さらに、上記の一実施形態では、トーションビーム式のサスペンションに基づいて説明しているが、これに限定されるものではなく、単なるトレーリングアーム式のサスペンションに適用してもよい。要は、車輪を軸支すると共に、車体左右軸の周方向に揺動可能な状態で車体に支持された揺動部材を備えたサスペンションであれば、他の如何なる構造のサスペンションにも適用することができる。 In the above embodiment, the description is based on the rear suspension. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to the front suspension.
Further, in the above-described embodiment, the description is based on the torsion beam type suspension, but the present invention is not limited to this, and may be applied to a simple trailing arm type suspension. In short, as long as the suspension includes a swinging member supported by the vehicle body so as to be able to swing in the circumferential direction of the vehicle body left and right axis while supporting the wheel, the suspension can be applied to any other suspension. Can do.

例えば、図５に示すように、車体左右軸の周方向に揺動可能なサスペンションメンバ１０を備えたマルチリンク式サスペンションに適用してもよい。すなわち、サスペンションメンバ１０のロアリンク１１と車体４との間に介装されたショックアブソーバ７やコイルスプリング６の緩衝特性を変更すればよい。この場合、サスペンションメンバ１０及びロアリンク１１が「揺動部材」に対応する。   For example, as shown in FIG. 5, the present invention may be applied to a multi-link suspension including a suspension member 10 that can swing in the circumferential direction of the vehicle body left-right axis. That is, it is only necessary to change the shock absorbing characteristics of the shock absorber 7 and the coil spring 6 interposed between the lower link 11 of the suspension member 10 and the vehicle body 4. In this case, the suspension member 10 and the lower link 11 correspond to the “swing member”.

ちなみに、上記一実施形態のように十分な効果を発揮するには、図６に示すように、サスペンションの緩衝特性を変更するショックアブソーバや懸架バネが、車輪の軸支位置から車体前後方向に離間している必要がある。したがって、例えばストラット式のサスペンション等、緩衝支持機構（ストラット）の軸が車輪の軸支位置、又はその近傍を通過する形式では、殆んど効果が得られない。   Incidentally, in order to achieve a sufficient effect as in the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, a shock absorber or suspension spring for changing the shock absorbing characteristics of the suspension is separated from the wheel shaft support position in the longitudinal direction of the vehicle body. Need to be. Therefore, for example, in the type in which the shaft of the buffer support mechanism (strut) passes through the wheel support position of the wheel or the vicinity thereof, such as a strut suspension, almost no effect is obtained.

本発明の概略構成図である。It is a schematic block diagram of this invention. ショックアブソーバの制御例である。It is an example of control of a shock absorber. 本発明の効果を示す実験結果である。It is an experimental result which shows the effect of this invention. ショックアブソーバ及びエアスプリングの制御である。Control of shock absorber and air spring. 他の実施形態である。It is another embodiment. 本発明の構成要件を説明する図である。It is a figure explaining the component requirements of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ リヤホイール
２ トレーリングアーム
３ ブッシュ
４ 車体
５ トーションビーム
６ コイルスプリング
７ ショックアブソーバ
８ 電動モータ
９ コントローラ
１０ サスペンションメンバ
１１ ロアリンク 1 Rear wheel 2 Trailing arm 3 Bush 4 Car body 5 Torsion beam 6 Coil spring 7 Shock absorber 8 Electric motor 9 Controller 10 Suspension member 11 Lower link

Claims (6)

車輪を軸支すると共に、車体左右軸の周方向に揺動可能な状態で車体に支持された揺動部材と、前記車輪の軸支位置と車体前後方向に離間した位置で前記揺動部材と前記車体との間に介装され、当該車体を緩衝支持すると共に、緩衝特性を変更可能な緩衝支持機構と、前記車輪に内蔵され当該車輪を駆動する電動モータと、該電動モータの駆動力に応じて前記緩衝支持機構の緩衝特性を変更する制御手段と、を備えることを特徴とする車両用サスペンション装置。   A swinging member supported by the vehicle body so as to be able to swing in the circumferential direction of the vehicle body left-right axis while pivotally supporting the wheel; and the swinging member at a position spaced apart from the wheel shaft support position in the vehicle longitudinal direction A buffer support mechanism that is interposed between the vehicle body and cushions and supports the vehicle body, and is capable of changing the buffer characteristics, an electric motor that is built in the wheel and drives the wheel, And a control means for changing the buffer characteristics of the buffer support mechanism in response. 前記緩衝支持機構は、前記車体を弾性支持する懸架バネと、該懸架バネの振幅を減衰させると共に減衰力を変更可能なショックアブソーバとを備え、
前記制御手段は、前記電動モータの駆動力に応じて、前記ショックアブソーバの減衰力を変更することにより、前記緩衝支持機構の緩衝特性を変更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。 The buffer support mechanism includes a suspension spring that elastically supports the vehicle body, and a shock absorber that attenuates the amplitude of the suspension spring and can change the damping force.
2. The vehicle according to claim 1, wherein the control unit changes a buffer characteristic of the buffer support mechanism by changing a damping force of the shock absorber according to a driving force of the electric motor. Suspension device. 前記緩衝支持機構は、前記車体を弾性支持すると共に弾性係数を変更可能な懸架バネを備え、
前記制御手段は、前記電動モータの駆動力に応じて、前記懸架バネの弾性係数を変更することにより、前記緩衝支持機構の緩衝特性を変更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。 The buffer support mechanism includes a suspension spring that elastically supports the vehicle body and can change an elastic coefficient,
The said control means changes the buffer characteristic of the said buffer support mechanism by changing the elastic coefficient of the said suspension spring according to the drive force of the said electric motor, The said buffering mechanism is characterized by the above-mentioned. Vehicle suspension device. 前記制御手段は、前記電動モータの駆動力の変化率に応じて、前記緩衝支持機構の緩衝特性を変更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。   4. The vehicle suspension device according to claim 1, wherein the control unit changes a buffer characteristic of the buffer support mechanism in accordance with a change rate of a driving force of the electric motor. 5. . 前記制御手段は、前記電動モータの駆動力の変化率が大きいほど、前記緩衝支持機構の緩衝特性をハード側に変更することを特徴とする請求項４に記載の車両用サスペンション装置。   5. The vehicle suspension device according to claim 4, wherein the control unit changes a buffer characteristic of the buffer support mechanism to a hard side as a change rate of the driving force of the electric motor is larger. 前記制御手段は、前記電動モータの駆動力が所定値以上であるときに、前記緩衝支持機構の緩衝特性を変更することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用サスペンション装置。   6. The vehicle according to claim 1, wherein the control unit changes a buffer characteristic of the buffer support mechanism when a driving force of the electric motor is equal to or greater than a predetermined value. Suspension device.
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