JP2007283948A

JP2007283948A - 車両用サスペンション装置

Info

Publication number: JP2007283948A
Application number: JP2006115246A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Mori; 達也森
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】非制動旋回時における操縦安定性に影響を与えることなく、制動旋回時における車両挙動の安定を図る。
【解決手段】ブレーキスイッチＳｄがＯＮし、前後加速度センサＳａが閾値を上回る前後加速度を検出し、横加速度センサＳｂが閾値を上回る横加速度を検出する制動旋回時に、車輪を懸架する前後のサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒに設けたゴムブッシュジョイント１４のばね定数を前後加速度、横加速度および車速に応じて変化させることで、サイドフォースにより前輪Ｗｆを旋回方向外側に転舵して後輪Ｗｒを旋回方向内側に転舵する。これにより、車両挙動が比較的に安定な非制動旋回時における操縦安定性能に影響を与えることなく、制動旋回時における車両挙動の安定を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を懸架するサスペンションアームに設けたゴムブッシュジョイントのばね定数を変化させることで、サイドフォースによる車輪のトー特性を制御する車両用サスペンション装置に関する。

サスペンションアームを車体あるいはナックルに接続するゴムブッシュジョイントの内部に、導電性高分子材料を電解質に接触させた高分子アクチュエータを埋設し、この高分子アクチュエータを伸縮させてゴムブッシュジョイントのばね定数を変化させることにより、車両の旋回時に車輪に作用するサイドフォースで車輪をトーコントロールするものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００５−１２７３８６号公報

ところで、車両の旋回中にブレーキペダルを踏んで制動を行うと、車輪が路面との間に発生し得る全摩擦力のうちの多くが制動による前後方向の摩擦力により消費されてしまうため、その分だけ車輪が発生し得る左右方向の摩擦力（サイドフォース）が減少してしまい、スピン等の不測の事態が発生する可能性がある。このように車両挙動が不安定になり易い制動旋回時と、それ以外の非制動旋回時とで同じようにサイドフォースによるトーコントロールを行うと、制動旋回時における車両挙動の安定させた結果と引き換えに、非制動旋回時における操縦安定性が損なわれてしまう可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、非制動旋回時における操縦安定性に影響を与えることなく、制動旋回時における車両挙動の安定を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車輪を懸架するサスペンションアームに設けたゴムブッシュジョイントのばね定数を変化させることで、サイドフォースによる車輪のトー特性を制御する車両用サスペンション装置において、車両の制動を検出する制動検出手段と、車両の旋回を検出する旋回検出手段とを備え、前記サイドフォースによる車輪のトー特性の制御を、制動検出手段が車両の制動を検出し、かつ旋回検出手段が車両の旋回を検出したときに行うことを特徴とする車両用サスペンション装置が提案される。

尚、実施の形態の横加速度センサＳｂは本発明の旋回検出手段に対応し、実施の形態のブレーキスイッチＳｄは本発明の制動検出手段に対応し、実施の形態の前輪Ｗｆおよび後輪Ｗｒは本発明の車輪に対応する。

請求項１の構成によれば、制動検出手段が車両の制動を検出し、かつ旋回検出手段が車両の旋回を検出したときに、サスペンションアームに設けたゴムブッシュジョイントのばね定数を変化させてサイドフォースにより車輪のトー特性を制御するので、車両挙動が比較的に安定な非制動旋回時における操縦安定性能に影響を与えることなく、制動旋回時における車両挙動の安定を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１はサイドフォースによるトーコントロールが可能な車両を示す図、図２は可変ばね定数のゴムブッシュジョイントを示す図、図３は作用を説明するフローチャート、図４は可変ばね定数のゴムブッシュジョイントの制御系のブロック図である。

図１に示すように、車両の左右の前輪Ｗｆおよび左右の後輪Ｗｒを回転自在に支持するナックル１１はそれぞれ前後のサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒを介して車体に上下動可能に懸架されており、各サスペンションアーム１２ｆ，１２ｒの先端はゴムブッシュジョイント１３によってナックル１１に連結され、基端はゴムブッシュジョイント１４によって車体に支持される。

図２に示すように、サスペンションアーム１２ｆ，１２ｒの基端側のゴムブッシュジョイント１４は、同軸に配置した外筒１５および内筒１６をゴムブッシュ１７で接続したもので、外筒１５がサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒの基端に形成した支持孔１２ａに嵌合して保持され、内筒１６がボルト１８で図示せぬ車体に支持される。

ゴムブッシュ１７におけるサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒの長手方向の端部側に液室１９が形成されており、この液室１９が制御弁２０を介してリザーバ２１に接続される。制御弁２０を閉弁して液室１９をリザーバ２１から切り離すとゴムブッシュジョイント１４のばね定数が高くなり、制御弁２０を開弁して液室１９をリザーバ２２に連通させるとゴムブッシュジョイント１４のばね定数が低くなるため、切換弁２０の開度を調整することで前記ばね定数を任意に制御することができる。

制御弁２０を制御する電子制御ユニットＵには、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサＳａと、車両の横加速度を検出する横加速度センサＳｂと、車速を検出する車速センサＳｃと、図示せぬブレーキペダルの操作を検出するブレーキスイッチＳｄとが接続される。

次に、上記構成を備えた実施の形態の作用を説明する。

車両が旋回すると車体に旋回方向外向きの遠心力が作用するため、車輪の接地部に旋回方向内向きのサイドフォースが作用する。図１において、旋回外輪のサイドフォースＦｏは車体内向きに作用するために前後のサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒには共に圧縮力が作用する。このとき車輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くし、車輪の後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くすると、車輪は旋回方向外側（トーアウト側）に転舵され、逆に車輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くし、車輪の後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くすると、車輪は旋回方向内側（トーイン側）に転舵される。

一方、旋回内輪のサイドフォースＦｉは車体外向きに作用するために前後のサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒには共に引張力が作用する。このとき車輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くし、車輪の後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くすると、車輪は旋回方向外側（トーイン側）に転舵され、逆に車輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くし、車輪の後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くすると、車輪は旋回方向内側（トーアウト側）に転舵される。

このようなサイドフォースステア現象は、前輪Ｗｆおよび後輪Ｗｒの両方について、同じように発生する。

上述した原理に基づくトーコントロールの作用を、図３のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。

先ずステップＳ１で前後加速度センサＳａおよび横加速度センサＳｂにより前後加速度および横加速度を検出する。ステップＳ２でブレーキスイッチＳｄがＯＮして車両が制動中であるとき、ステップＳ３で前後加速度が閾値を越えており、かつ横加速度が閾値を越えているとき、サイドフォースによるトーコントロールを実施する。即ち、ステップＳ４で車速センサＳｃにより車速を検出し、ステップＳ５で前後加速度、横加速度および車速に応じた目標サイドフォーストー制御量をマップ検索する（図４および表１参照）。

表１に示すように、前後加速度に係る目標サイドフォーストー制御量は、制動時に不安定になり易い低〜中前後加速度の領域では大きく設定され、アンダーステア傾向になり易い高前後加速度領域では、アンダーステアを抑制すべく小さく設定される。横加速度に係る目標サイドフォーストー制御量は不安定になり易い高横加速度の領域で大きく設定され、また車速に係る目標サイドフォーストー制御量は不安定になり易い高車速の領域で大きく設定される。

続くステップＳ６で前後加速度、横加速度および車速に係る目標サイドフォーストー制御量のうち、最も大きいものを選択する（ハイセレクト）。そしてステップＳ７で前記選択された目標サイドフォーストー制御量に応じた各ゴムブッシュジョイント１４の目標ばね定数を算出し、ステップＳ８でそのばね定数が得られるように制御弁２０の開度を制御する。

具体的には、前輪Ｗｆに関しては、旋回外輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くし、後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くすることでトーアウトを発生させ、旋回内輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くし、後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くすることでトーインを発生させる。

また後輪Ｗｒに関しては、旋回外輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くし、後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くすることでトーインを発生させ、旋回内輪の前側のサスペンションアーム１２ｆのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を低くし、後側のサスペンションアーム１２ｒのゴムブッシュジョイント１４のばね定数を高くすることでトーアウトを発生させる。

以上のように、車両の旋回時にはサイドフォースによって車輪が転舵されるサイドフォースステア現象が発生するが、このサイドフォースステア現象を利用して左右の前輪Ｗｆを旋回方向外側に転舵し、左右の後輪Ｗｒを旋回方向内側に転舵することで、旋回中の車両挙動を安定させてスピンのような不測の事態を回避することができる。特に、旋回中に制動を行うと一層車両挙動が不安定になってスピンが発生し易くなるが、この制動中に限って上述したサイドフォースステアによるトーコントロールを行うことで、非制動旋回時の操縦安定性に影響を与えずに制動旋回時の車両挙動を安定させることができる。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではゴムブッシュジョイント１４のばね定数を液圧により制御しているが、ばね定数を制御する手段は任意であり、特開２００５−１２７３８６号公報に開示されているように、導電性高分子材料を電解質に接触させた高分子アクチュエータをゴムブッシュの内部に埋設したものであっても良い。

また実施の形態では旋回外輪および旋回内輪のゴムブッシュジョイント１４のばね定数を制御しているが、効果が大きいのは接地荷重が大きくなる旋回外輪であるため、旋回外輪のゴムブッシュジョイント１４のばね定数だけを制御しても良い。

また実施の形態ではサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒの車体側のゴムブッシュジョイント１４のばね定数を制御しているが、ナックル１１側のゴムブッシュジョイント１３のばね定数を制御しても良い。

また実施の形態のサスペンション装置Ｓは前後一対のサスペンションアーム１２ｆ，１２ｒを備えているが、本発明は車体側が二股になった単一のサスペンションアームに対しても適用することができる。

また実施の形態では前後加速度を前後加速度センサＳａにより検出しているが、車速センサＳｃで検出した車速を時間微分して前後加速度を算出しても良い。

また実施の形態では制動検出手段をブレーキスイッチＳｄで構成しているが、ブレーキペダルの踏力を検出する踏力センサや、マスタシリンダが発生する液圧を検出する液圧センサで構成することができる。

また実施の形態では旋回検出手段を横加速度センサＳｂで構成しているが、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサや、ヨーレートを検出するヨーレートセンサで構成することができる。

サイドフォースによるトーコントロールが可能な車両を示す図可変ばね定数のゴムブッシュジョイントを示す図作用を説明するフローチャート可変ばね定数のゴムブッシュジョイントの制御系のブロック図

符号の説明

１２ｆサスペンションアーム
１２ｒサスペンションアーム
１４ゴムブッシュジョイント
Ｓｂ横加速度センサ（旋回検出手段）
Ｓｄブレーキスイッチ（制動検出手段）
Ｗｆ前輪（車輪）
Ｗｒ後輪（車輪）

Claims

車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）を懸架するサスペンションアーム（１２ｆ，１２ｒ）に設けたゴムブッシュジョイント（１４）のばね定数を変化させることで、サイドフォースによる車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）のトー特性を制御する車両用サスペンション装置において、
車両の制動を検出する制動検出手段（Ｓｄ）と、車両の旋回を検出する旋回検出手段（Ｓｂ）とを備え、前記サイドフォースによる車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）のトー特性の制御を、制動検出手段（Ｓｄ）が車両の制動を検出し、かつ旋回検出手段（Ｓｂ）が車両の旋回を検出したときに行うことを特徴とする車両用サスペンション装置。