JP2007313951A - Vehicle suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用サスペンション装置にかかり、特に、ロール運動(ロール)とピッチ運動(ピッチ)との複合した運動を最適化することによりロール感及び車両挙動の認識性を向上させた車両用サスペンション装置に関する。 The present invention relates to a vehicle suspension device, and in particular, a vehicle suspension in which roll feeling (roll) and pitch motion (pitch) are combined to optimize a roll feeling and vehicle behavior recognizability. Relates to the device.
従来の車両用懸架装置(サスペンション装置)において、車両の旋回運動が検出された場合に、前輪ホイールキャリアの瞬間回転中心を後方または上方に移動するか、または後輪ホイールキャリアの瞬間回転中心を前方または上方に移動することにより、旋回中のコーナリング抵抗によるピッチモーメントレバーを短くして旋回中の車体ピッチ運動を抑制防止する技術が知られている(特許文献1)。この技術では、車体ピッチ運動を抑制防止することにより、車両の姿勢変化を防止することを目的としている。
車両運動は、操舵入力により旋回運動が開始され、車両にロール運動が発生し、ロール運動によるサスペンションの伸縮による前後車軸を押し上げる力によってピッチモーメントが発生し、このピッチモーメントによってピッチ運動が発生する。このため、ロール運動とピッチ運動とを複合させた運動を最適化することによりロール感及び車両挙動の認識性が向上する。 As the vehicle motion, a turning motion is started by a steering input, a roll motion is generated in the vehicle, and a pitch moment is generated by a force pushing up the front and rear axles by expansion and contraction of the suspension by the roll motion, and the pitch motion is generated by this pitch moment. For this reason, the recognizability of a roll feeling and a vehicle behavior improves by optimizing the exercise | movement which combined roll exercise | movement and pitch exercise | movement.
しかしながら、上記従来の技術では、ロール運動とピッチ運動とを複合させた運動を最適化させるのではなく、車体ピッチ運動の抑制防止を行っているため、ロール感及び車両挙動の認識性を向上せることが困難であり、ドライバの運転負担を軽減することが困難である、という問題があった。 However, the conventional technology described above does not optimize the motion combining the roll motion and the pitch motion, but prevents the suppression of the vehicle body pitch motion, thereby improving the recognition of the roll feeling and the vehicle behavior. There is a problem that it is difficult to reduce the driving burden on the driver.
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、ロール運動とピッチ運動とを複合した運動の位相を最適にすることにより、ドライバの運転負担を軽減させた車両用サスペンション装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a vehicle suspension apparatus that reduces the driving burden on the driver by optimizing the phase of the motion that combines the roll motion and the pitch motion. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明の車両用サスペンション装置は、前輪側部材と車体側部材との間に配置され、かつ伸び側の減衰力が縮み側の減衰力より大きくなるように減衰特性が設定された前輪側アブソーバ、及び後輪側部材と前記車体側部材との間に配置され、かつ伸び側の減衰力が縮み側の減衰力より大きくなるように減衰特性が設定された後輪側アブソーバを備えた車両用サスペンション装置であって、ロールが発生した場合に、ロールの周期とピッチの周期との位相差が1/4周期以内の値になるように前記前輪側アブソーバ及び前記後輪側アブソーバの減衰特性を設定したものである。 In order to achieve the above object, the vehicle suspension device of the present invention is disposed between the front wheel side member and the vehicle body side member, and has a damping characteristic such that the damping force on the expansion side is larger than the damping force on the contraction side. The front wheel side absorber that has been set, and the rear wheel side that is disposed between the rear wheel side member and the vehicle body side member, and has a damping characteristic set so that the damping force on the expansion side is greater than the damping force on the contraction side A suspension device for a vehicle having an absorber, wherein when a roll is generated, the front wheel side absorber and the rear wheel are configured such that a phase difference between a roll cycle and a pitch cycle is within a quarter cycle. The damping characteristics of the side absorber are set.
ドライバは車両の挙動を常に認知し、運転を行っているので、操舵に対する車両挙動がドライバに対して違和感無く発生し、認知できることが運転負荷を軽減するために望ましいことである。旋回時等では、ロール運動によるアブソーバ(前輪側アブソーバ及び後輪側アブソーバ)の変位速度に応じて減衰力が発生し、伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差に応じて車軸を押し下げる力が発生する。また、前後輪の減衰力差によりピッチモーメントが発生するので、旋回時等では、車両にロール運動とピッチ運動とが複合した運動が発生する。これらの左右、前後の減衰力差を適切に設定することによりロール角に対するピッチ角のゲイン特性を設定することができ、また、ロールレートとアブソーバ変位速度とを適切に設定することによりロール角に対するピッチ角の位相差を設定することができ、これらの運動の位相を最適に設定または制御することによりロール感覚が向上し、車両挙動が認識し易くなる。 Since the driver always recognizes the behavior of the vehicle and is driving, it is desirable for the driver to be able to recognize and recognize the vehicle behavior with respect to the steering without any sense of incongruity in order to reduce the driving load. When turning, damping force is generated according to the displacement speed of the absorber (front wheel side absorber and rear wheel side absorber) due to roll motion, and the axle is adjusted according to the difference between the damping force on the expansion side and the damping force on the contraction side. A pressing force is generated. In addition, since a pitch moment is generated due to a difference in damping force between the front and rear wheels, a motion in which a roll motion and a pitch motion are combined is generated in the vehicle when turning. By appropriately setting these left and right and front and rear damping force differences, the pitch angle gain characteristic with respect to the roll angle can be set, and by appropriately setting the roll rate and the absorber displacement speed, the roll angle relative to the roll angle can be set. The phase difference of the pitch angle can be set, and by optimally setting or controlling the phase of these motions, the roll feeling can be improved and the vehicle behavior can be easily recognized.
本発明によれば、ロールの周期とピッチの周期との位相差が1/4周期以内の値になるように前輪側アブソーバ及び後輪側アブソーバの減衰特性を設定したので、ロール運動とピッチ運動とを複合した運動の位相が最適になり、過渡的な運動でのロール運動とピッチ運動との一体感のある車両挙動を実現することができ、ドライバの運転負担を軽減することができる。 According to the present invention, since the damping characteristics of the front wheel side absorber and the rear wheel side absorber are set so that the phase difference between the roll cycle and the pitch cycle is a value within ¼ cycle, roll motion and pitch motion The phase of the motion that combines the above is optimized, and the vehicle behavior with a sense of unity between the roll motion and the pitch motion in the transitional motion can be realized, and the driving burden on the driver can be reduced.
ロール運動とピッチ運動とを複合した運動の位相を最適にするには、ロールが発生した場合に、前輪側アブソーバの伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差が後輪側アブソーバの伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差よりも大きくなるように設定するようにしてもよい。 In order to optimize the phase of the motion that combines roll motion and pitch motion, when roll is generated, the difference between the damping force on the expansion side of the front wheel side absorber and the damping force on the contraction side is the difference between the damping force on the rear wheel side absorber. You may make it set so that it may become larger than the difference of the damping force of an expansion | extension side, and the damping force of a contraction side.
なお、本発明においては、減衰特性の許容範囲を揺動感受特性に基づいて設定することにより、一般ユーザに違和感なく受け入れ易い特性を実現することができる。 In the present invention, by setting the allowable range of the damping characteristic based on the swinging sensation characteristic, it is possible to realize a characteristic that can be easily accepted by a general user without feeling uncomfortable.
また、本発明においては、操舵時のロールに関する快適性が重要となる運動領域、例えば、横加速度が0.2G(ただし、Gは重力加速度を表わす)または0.2Gを含む所定範囲内となる運動領域において、サスペンションストローク速度に対する前輪側アブソーバ及び後輪側アブソーバの減衰係数を、縮み側から伸び側に線形的に増加させるか、または該線形的な特性をステップ的に近似させた特性で増加させると効果的である。 Further, in the present invention, the motion area in which the comfort related to the roll during steering is important, for example, the lateral acceleration is within a predetermined range including 0.2 G (where G represents gravitational acceleration) or 0.2 G. In the motion region, the damping coefficient of the front wheel side absorber and rear wheel side absorber with respect to the suspension stroke speed is increased linearly from the contraction side to the expansion side, or increased by a characteristic that approximates the linear characteristics stepwise. This is effective.
以上説明したように本発明によれば、ロール運動とピッチ運動とを複合した運動の位相を最適にすることができるので、ロール感覚が向上し、車両挙動が認識し易くなり、ドライバの運転負担を軽減することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to optimize the phase of the motion that combines the roll motion and the pitch motion, so that the roll feeling is improved, the vehicle behavior is easily recognized, and the driving burden on the driver is increased. Can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
一般に車両用サスペンション装置のアブソーバ(前輪側アブソーバ及び後輪側アブソーバ)、すなわち減衰力特性を与えるショックアブソーバは、車両が段差等に乗り上げた時の乗り心地と振動減衰性とを両立させるために、図1に示すような伸び側と縮み側で異なる減衰力特性を有しており、同じ大きさのサスペンションストローク速度に対して伸び側の減衰力が縮み側の減衰力より大きくなるように設定されている。このため、操舵時にロール角速度が発生すると左右輪のうち、伸び側の輪の減衰力が縮み側の輪の減衰力に比べて大きくなる結果、図2に示すように、車軸に車軸を押し下げる力となって作用する。この車軸を押し下げる力が前後軸で異なる場合、すなわち、前後軸で減衰力特性が異なるアブソーバを用いた場合、前後軸を押し下げる力のアンバランスでピッチ運動が生じる。 In general, absorbers for vehicle suspension devices (front wheel side absorbers and rear wheel side absorbers), that is, shock absorbers that provide damping force characteristics, are compatible with both ride comfort and vibration damping when a vehicle rides on a step or the like. As shown in FIG. 1, the extension side and the contraction side have different damping force characteristics, and the extension side damping force is set to be larger than the compression side damping force for the same suspension stroke speed. ing. For this reason, when roll angular velocity is generated during steering, the damping force of the extension wheel out of the left and right wheels becomes larger than the damping force of the contraction side wheel. As a result, the force that pushes down the axle against the axle as shown in FIG. Acts. When the force that pushes down the axle is different between the front and rear axes, that is, when an absorber having different damping force characteristics is used on the front and rear axes, pitch motion occurs due to the unbalance of the force that pushes down the front and rear axes.
ここで、伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差、すなわち車軸を押し下げる力をロール角速度pの関数としてff(p),fr(p)で表わすと、図1に示す一般的な減衰力特性を有するアブソーバの場合、下記(1)式及び(2)式で記述することができる。 Here, the difference between the damping force on the expansion side and the damping force on the contraction side, that is, the force that pushes down the axle is expressed as f f (p) and f r (p) as a function of the roll angular velocity p. In the case of an absorber having a typical damping force characteristic, it can be described by the following equations (1) and (2).
ただし、添え宇のf,rはそれぞれ前軸、後軸を表しており、cf,crはそれぞれ、前後輪の伸び側と縮み側とのロール角速度に対する減衰係数の差を表している。 However, accompanied woo of f, r is axis before each represents the rear axle, c f, c r, respectively, represent the difference between the attenuation coefficient for the roll angular velocity of the extension side and the contraction side of the front and rear wheels.
また、ロール運動発生時のピッチ運動は、以下の(3)式の運動方程式によって近似することができる。 Further, the pitch motion when the roll motion is generated can be approximated by the following equation of motion (3).
ただし、q:ピッチ角速度、θ:ピッチ角、Iθ:ピッチ慣性モーメント、k:ピッチ剛性、c:ピッチ減衰係数、lf:前軸から重心までの距離、lr:後軸から重心までの距離である。 Where q: pitch angular velocity, θ: pitch angle, I θ : pitch moment of inertia, k: pitch stiffness, c: pitch damping coefficient, l f : distance from front axis to center of gravity, l r : from rear axis to center of gravity Distance.
ところで、レーンチェンジを想定したサイン操舵時のピッチ角の特性は、操舵に対する車両挙動が違和感無く発生するためには、ロール角速度が0となるロール角最大時にピッチ角が最大(前傾方向を正とする)になることが望まれる。このことは、逆に、ロール角速度が最大の状態、すなわちロール角が0のときに、ピッチ角が最小となることが望まれていることを表わしている。また、同期入力時のピッチモーメント(角加速度)とピッチ角との間には、双方が逆位相となる性質があることから、ピッチ角を最小とするためには、ピッチモーメントに相当する以下の(4)式で表わされる上記(3)式の入力項が最大(正の最大値)となることが望まれていることを表している。 By the way, the characteristic of the pitch angle at the time of sign steering assuming a lane change is that the pitch angle is maximum when the roll angular velocity is maximum when the roll angular velocity is zero (the forward tilt direction is normal) in order for the vehicle behavior to steering to occur without a sense of incongruity. It is desirable that On the contrary, this indicates that it is desired that the pitch angle is minimized when the roll angular velocity is maximum, that is, when the roll angle is zero. In addition, the pitch moment (angular acceleration) and the pitch angle at the time of synchronous input have the property of being in opposite phases, so in order to minimize the pitch angle, the following corresponding to the pitch moment This indicates that it is desired that the input term of the above equation (3) represented by the equation (4) is maximized (positive maximum value).
上記(4)式のff(p),fr(p)は共に正であることを勘案すると、以下の(5)式が成り立つ。 Considering that both f f (p) and f r (p) in the above expression (4) are positive, the following expression (5) is established.
通常、前軸から重心までの距離lfと後軸から重心までの距離lrとは略同一であるので、上記(5)式から、前輪の伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差(前輪の車軸を押し下げる力)が、後輪の伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差(後輪の車軸を押し下げる力)よりも大きくなる特性が得られるようにアブソーバの減衰特性を設定すれば、ロール角が最大のときにピッチ角が最大となる減衰特性が得られることが理解できる。 Usually, the distance l f from the front axis to the center of gravity and the distance l r from the rear axis to the center of gravity are substantially the same, so from the above equation (5), Of the absorber so that the difference (the force that pushes down the axle of the front wheel) is larger than the difference between the damping force on the extension side of the rear wheel and the damping force on the contraction side (force that pushes down the axle of the rear wheel) If the attenuation characteristic is set, it can be understood that the attenuation characteristic that maximizes the pitch angle can be obtained when the roll angle is maximum.
この特性は、例えば、操舵時等のロールが発生したときに、前後輪の伸び側の減衰力が同じになり、かつ前輪の縮み側減衰力が後輪の縮み側減衰力に比較して小さくなるように設定することによって実現できる。また、操舵時等のロールが発生したときに、前後輪の縮み側の減衰力が同じになり、かつ前輪の伸び側減衰力が後輪の伸び側減衰力に比較して大きくなるように設定することによっても実現できる。なお、この場合においても、図1に示した一般的な減衰力特性は有している。 For example, this characteristic is that when rolls are generated during steering, the front-rear wheel expansion side damping force is the same, and the front wheel contraction side damping force is smaller than the rear wheel contraction side damping force. This can be realized by setting. Also, when rolls are generated during steering, etc., the damping force on the contraction side of the front and rear wheels will be the same, and the expansion damping force on the front wheels will be larger than the expansion damping force on the rear wheels This can also be realized. Even in this case, the general damping force characteristics shown in FIG. 1 are provided.
次に、サイン操舵によってロール角速度pが次の(6)式のように発生する状態を考える。 Next, consider a state in which the roll angular velocity p is generated as shown in the following equation (6) by sine steering.
ただし、a、bは定数、tは時間である。このとき図1のような一般的な減衰力特性のサスペンションでは、軸を押し下げる力は、次の(7)式で表わされ、図3に示すようにロール角速度が最大及び最小となる点(ロール角が0)で最大値になる。 However, a and b are constants and t is time. At this time, in the suspension having a general damping force characteristic as shown in FIG. 1, the force for pushing down the shaft is expressed by the following equation (7), and the roll angular velocity becomes maximum and minimum as shown in FIG. The maximum value is obtained when the roll angle is 0).
この軸を押し下げる力は、概ねロール運動の1/2周期となっているが、減衰力特性の設定によって破線で示すようなより厳密な1/2周期の特性が実現できれば、ピッチ運動もヒステリシスを生じることなくロール運動の1/2周期の特性に近づけることができ、すっきりとしたロール感(操舵時に発生するロール等のボディの動きの官能評価)を実現することができる。図3の破線で示した所定の軸押し下げ力特性は、以下の(8)式で記述することができる。 The force that pushes down this axis is approximately ½ period of roll motion, but if strict ½ period characteristics as shown by the broken line can be realized by setting the damping force characteristics, the pitch motion also has hysteresis. It can be brought close to the characteristics of the 1/2 cycle of the roll motion without being generated, and a clean roll feeling (sensory evaluation of the motion of the body such as a roll generated during steering) can be realized. The predetermined shaft pressing force characteristic indicated by the broken line in FIG. 3 can be described by the following equation (8).
この軸押し下げ力特性は、図4(a)で示されるロール角速度に対する一般的な減衰係数の特性を図4(b)に示すロール角速度に対する減衰係数の特性のように修正することで実現できる。図4(b)の特性では、サスペンションストローク速度に対するアブソーバ減衰係数を、縮み側から伸び側に線形的に増加させている。 This shaft pressing force characteristic can be realized by correcting the general damping coefficient characteristic with respect to the roll angular velocity shown in FIG. 4A to the damping coefficient characteristic with respect to the roll angular velocity shown in FIG. 4B. In the characteristic of FIG. 4B, the absorber damping coefficient with respect to the suspension stroke speed is linearly increased from the contraction side to the expansion side.
なお、図4(b)におけるaは、操舵のロールに関する快適性が重要となる運動領域、すなわち、ロール感評価で重要となる0.2G程度の横加速度が生じる操舵を行った運動領域の最大ロール角速度の大きさに設定することが望まれるが、最大ロール角速度より小さい値に設定しても図4(a)の一般的な減衰係数の特性に比較すればロール感の改善効果は期待できる。また、図4(c)に示すように、ステップ的に多段階に変化する特性で、図4(b)に示す線形的な特性を近似的に実現してもよい。 In FIG. 4B, “a” is the maximum of the motion region in which the comfort related to the steering roll is important, that is, the maximum motion region in which the lateral acceleration of about 0.2 G, which is important in the roll feeling evaluation, is performed. Although it is desired to set the roll angular velocity to a larger value, even if the roll angular velocity is set to a value smaller than the maximum roll angular velocity, an effect of improving the roll feeling can be expected as compared with the general damping coefficient characteristics shown in FIG. . Further, as shown in FIG. 4C, the linear characteristic shown in FIG. 4B may be approximately realized by a characteristic that changes in multiple steps step by step.
また、図4(b)の特性は、減衰力特性として表現すると、図5のように表現できる。すなわち、ロール角速度が−a以下の伸び側の領域では、傾きが伸び側の減衰係数となり、ロール角速度がa以上の縮み側の領域では、傾きが縮み側の減衰係数となる線分で表わされるとともに、ロール角速度が−aからaの区間では各線分の端点で接するような上に凸の2次関数で記述される特性となる。すなわち、伸び側の減衰力特性の減衰係数と縮み側の減衰力特性の減衰係数を線形補間する値に設定することによりロールとピッチの複合した運動を設定することができる。 4B can be expressed as a damping force characteristic as shown in FIG. That is, in the stretch side region where the roll angular velocity is -a or less, the slope is represented by a line segment where the slope is the stretch side attenuation coefficient, and in the shrink side region where the roll angular velocity is a or more, the slope is represented by a line segment. At the same time, in the section where the roll angular velocity is from -a to a, the characteristic is described by an upward convex quadratic function that touches at the end point of each line segment. That is, by setting the damping coefficient of the damping force characteristic on the expansion side and the damping coefficient of the damping force characteristic on the contraction side to values that are linearly interpolated, it is possible to set the combined motion of the roll and the pitch.
ところで、上記で説明したように前輪の伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差が後輪の伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差よりも大きくするためには、例えば、図5(a)に示すように、後輪の縮み側減衰力が前輪の縮み側減衰力と比較して大きくなるように予め設定することによって実現できる。なお、ここでは、ロール角速度を横軸に記述したが、ロール角速度に代えてロール角速度に応じて生じるサスペンションストローク速度を用いで記述しても同様の特性が得られる。 By the way, as described above, in order to make the difference between the damping force on the expansion side of the front wheel and the damping force on the contraction side larger than the difference between the damping force on the expansion side of the rear wheel and the damping force on the contraction side, For example, as shown in FIG. 5A, it can be realized by setting in advance such that the contraction-side damping force of the rear wheels is larger than the contraction-side damping force of the front wheels. Here, the roll angular velocity is described on the horizontal axis, but the same characteristics can be obtained by using the suspension stroke speed generated according to the roll angular velocity instead of the roll angular velocity.
アブソーバの車体側部材への取り付けは、ゴムブッシュ等の弾性体等を介して行われ、またアブソーバ内の摩擦等により、アブソーバの作動速度はロール角速度に対し遅れ等が発生する。この遅れは等価的に、例えば下記(9)式及び(10)式のGf、Grに示すように、一次遅れの特性で表すことができ、時定数の設定により前述の車軸押し下げ力に位相特性が付加され、図6のリサージュ波形に示すようなロール角に対するピッチ角の位相遅れが発生する。 The absorber is attached to the vehicle body side member through an elastic body such as a rubber bush, and the operating speed of the absorber is delayed with respect to the roll angular speed due to friction in the absorber. This delay can be equivalently expressed by a first-order lag characteristic, for example, as indicated by Gf and Gr in the following formulas (9) and (10). Is added, and a phase delay of the pitch angle with respect to the roll angle as shown in the Lissajous waveform of FIG. 6 occurs.
図6のような位相差の増加により乗員はロール角の最大値とピッチ角の最大値との対応がずれているため、ロール感の低下を感ずる。位相差0の場合は、ロール角とピッチ角との対応が取れているため、良いロール感が得られる。一方、位相差π/bは、悪い感覚になる。 Due to the increase in the phase difference as shown in FIG. 6, the occupant feels the roll feeling deteriorated because the correspondence between the maximum value of the roll angle and the maximum value of the pitch angle is shifted. When the phase difference is 0, a good roll feeling can be obtained because the roll angle and the pitch angle are matched. On the other hand, the phase difference π / b is bad.
乗員はこれらの位相差をロール運動、及びピッチの運動から視覚や体感により認識し、弁別している。図7は、実際に測定した位相差に関する動揺感受特性を示している。図に示す例では、評価者は位相差0〜π/(2b)、すなわち位相差0〜1/4周期の場合を、視覚や体感により位相差0と認識している。この測定結果から、ロールが発生した場合に、ロールの周期とピッチの周期との位相差が1/4周期以内の値になるように設定すれば良いことが理解できる。従って、この領域に入るような車軸押し下げ力の特性をGf、Grの時定数等が得られるように設定するか、または車体側部材と車輪側部材との間に減衰力可変ショックアブソーバを取り付けて、減衰力をアクティブ制御することにより、望ましいロール感が得られる。 The occupant recognizes and discriminates these phase differences from the roll motion and the pitch motion by visual and bodily sensations. FIG. 7 shows the fluctuation sensation characteristics related to the actually measured phase difference. In the example shown in the figure, the evaluator recognizes that the phase difference is 0 to π / (2b), that is, the case where the phase difference is 0 to ¼ period, as the phase difference is 0 by visual perception or bodily sensation. From this measurement result, it can be understood that when rolls are generated, the phase difference between the roll period and the pitch period may be set to a value within ¼ period. Therefore, the characteristics of the axle pressing force that falls within this region are set so that the time constants of Gf and Gr can be obtained, or a damping force variable shock absorber is attached between the vehicle body side member and the wheel side member. The desired roll feeling can be obtained by actively controlling the damping force.
車軸押し下げ力を予め設定するには、例えば、ショックアブソーバ取り付け部のゴムブッシュ等の弾性体の弾性係数及び粘性等の特性設定、及びショックアブソーバ内部の摩擦力特性の少なくとも一方を適切に設定することにより行う。この設定によって、一次遅れの特性Gf、Grの時定数と等価的な設定を行うことができる。 To set the axle push-down force in advance, for example, appropriately set at least one of the elastic modulus and viscosity characteristics of an elastic body such as a rubber bush at the shock absorber mounting portion, and the friction force characteristics inside the shock absorber. To do. By this setting, a setting equivalent to the time constants of the first-order lag characteristics Gf and Gr can be performed.
上記のGf、Grでは一次遅れの特性としたが、進み要素を付加することにより(4)式及び(5)式で示した望ましい前後軸の減衰力特性配分に設定できない場合でのピッチ角の補償も可能になる。 The above-mentioned Gf and Gr have a first-order lag characteristic. However, by adding a leading element, the pitch angle in the case where the desired front-rear damping force characteristic distribution shown in the expressions (4) and (5) cannot be set. Compensation is also possible.
以上のことから、ロールの周期とピッチの周期との位相差を、位相遅れが生じていない状態を基準とし、ピッチの周期の1/4周期進みからピッチの周期の1/4周期遅れの範囲になるように減衰力を設定すればよい。 Based on the above, the phase difference between the roll period and the pitch period is based on the state where no phase lag is generated, and the range of 1/4 cycle delay of the pitch period to 1/4 cycle delay of the pitch period. The damping force may be set so that
また、アクティブに減衰力を制御できるサスペンションでは、このような制御特性を付加することによりロール感を向上させることができる。 In addition, in the suspension that can actively control the damping force, the roll feeling can be improved by adding such control characteristics.
上記の原理に基づいた本発明の実施の形態について説明する。まず、車軸押し下げ力を予め設定する本発明の第1の実施の形態を、図8を参照して説明する。図に示すように、左右前輪FL、FR側の部材と車体10側との間、及び、左右後輪RL、RR側の部材と車体10側との間には、各々サスペンション装置を構成するショックアブソーバ12FL、12FR、12RL、12RRがゴムブッシュ等の弾性体等を介して取り付けられている。なお、図では、右前輪FR及び右後輪RRは、図示を省略した。 An embodiment of the present invention based on the above principle will be described. First, a first embodiment of the present invention in which the axle pressing force is preset will be described with reference to FIG. As shown in the figure, shocks that constitute suspension devices are respectively provided between the left and right front wheels FL and FR side members and the vehicle body 10 side, and between the left and right rear wheels RL and RR side members and the vehicle body 10 side. Absorbers 12FL, 12FR, 12RL, and 12RR are attached via an elastic body such as a rubber bush. In the drawing, the right front wheel FR and the right rear wheel RR are not shown.
ショックアブソーバ12FL、12FR、12RL、12RRの取り付け部のゴムブッシュの弾性係数及び粘性等の特性は、上記で説明したように、後輪の伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差が前輪の伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差よりも大きくなり、かつロール運動の周期とピッチ運動の周期との位相差が1/4周期以内の値になるように設定されている。なお、ショックアブソーバ内部の摩擦力特性、またはゴムブッシュの弾性係数及び粘性等の特性及びショックアブソーバ内部の摩擦力特性の両方を適切に設定することにより行い、Gf、Grの等価的な時定数が得られるようにしてもよい。 As described above, the characteristics of the elastic coefficient and viscosity of the rubber bush at the mounting portion of the shock absorber 12FL, 12FR, 12RL, 12RR are the difference between the damping force on the expansion side of the rear wheel and the damping force on the contraction side. The difference between the damping force on the extension side and the damping force on the contraction side of the front wheel is larger, and the phase difference between the cycle of the roll motion and the cycle of the pitch motion is set to a value within ¼ cycle. Yes. It should be noted that the frictional force characteristics inside the shock absorber, or the elastic bushing's elastic coefficient and viscosity characteristics and the frictional force characteristics inside the shock absorber are set appropriately, and the equivalent time constant of Gf and Gr is You may make it obtain.
次に、車軸押し下げ力をアクティブに制御する本発明の第2の実施の形態を、図9を参照して説明する。本実施の形態は、上記図5に示す特性が、ロール感が求められる操舵時のみ、すなわちロールが発生した場合のみ実現されるように、減衰力をアクティブに制御するようにしたものである。この場合、ロール感が求められる操舵時のみ図5の特性が実現されるため、乗り心地や振動減衰を損なうことなく、高いロ−ル感を実現することができる。 Next, a second embodiment of the present invention for actively controlling the axle pressing force will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the damping force is actively controlled so that the characteristic shown in FIG. 5 is realized only at the time of steering where a roll feeling is required, that is, only when a roll is generated. In this case, since the characteristics shown in FIG. 5 are realized only during steering where a roll feeling is required, a high roll feeling can be realized without impairing riding comfort and vibration attenuation.
本実施の形態では、上記の実施の形態のショックアブソーバに代えて、減衰力が可変な減衰力可変ショックアブソーバ14FL、14FR、14RL、14RRが取り付けられている。 In this embodiment, in place of the shock absorber of the above embodiment, damping force variable shock absorbers 14FL, 14FR, 14RL, 14RR with variable damping force are attached.
本実施の形態の減衰力可変ショックアブソーバは、従来公知のものが使用されている。構造を簡単に説明すると、この減衰力可変ショックアブソーバは、外筒と内筒とで構成されたシリンダチューブを有するツインチューブ式ガス入りストラッド型アブソーバで構成され、内筒内に摺動可能に収納されたピストンによって内筒が上圧力室と下圧力室とに区画されている。ピストンには、伸び側油流路、縮み側油流路が形成されており、縮み側油流路にはステッピングモータによってピストンに対して相対回転され、ピストンとの間に形成された各オリフィスの開口を調整するための弁体が設けられている。この減衰力可変ショックアブソーバによれば、ステッピングモータを回転させて弁体とピストンとの間に形成された各オリフィスの開口面積を調整することにより、減衰力特性を設定することができる。 As the damping force variable shock absorber of the present embodiment, a conventionally known one is used. Briefly explaining the structure, this damping force variable shock absorber is composed of a twin tube type gas-filled strud type absorber having a cylinder tube composed of an outer cylinder and an inner cylinder, and is slidably stored in the inner cylinder. The inner cylinder is partitioned into an upper pressure chamber and a lower pressure chamber by the formed piston. The piston has an extension side oil passage and a contraction side oil passage. The compression side oil passage is rotated relative to the piston by a stepping motor, and each orifice formed between the piston and the piston is formed. A valve body for adjusting the opening is provided. According to this damping force variable shock absorber, the damping force characteristic can be set by adjusting the opening area of each orifice formed between the valve element and the piston by rotating the stepping motor.
減衰力可変ショックアブソーバ14FL、14FR、14RL、14RRに設けられたステピングモータは、マイクロコンピュータ等で構成された制御回路16に接続されている。この制御回路16には、車速を検出する車速センサ18が接続されている。 Stepping motors provided in the damping force variable shock absorbers 14FL, 14FR, 14RL, and 14RR are connected to a control circuit 16 constituted by a microcomputer or the like. A vehicle speed sensor 18 for detecting the vehicle speed is connected to the control circuit 16.
制御回路16には、上記で説明した減衰力特性を得るためのステップモータの回転角のデータ及び減衰力特性を設定するための制御ルーチンのプログラムが予め記憶されている。制御回路では、予め記憶された制御ルーチンに従って、ロールが発生する角度以上の車速が検出されたときに、予め記憶されたステピングモータの回転角のデータを取り込み、上記で説明した減衰特性が得られるようにステッピングモータを制御する。 The control circuit 16 stores in advance a rotation angle data of the step motor for obtaining the damping force characteristic described above and a control routine program for setting the damping force characteristic. In the control circuit, when the vehicle speed greater than the angle at which the roll is generated is detected in accordance with a pre-stored control routine, the pre-stored stepping motor rotation angle data is fetched to obtain the damping characteristic described above. Control the stepper motor to
なお、車速を検出するのに代えて、サスペンションの変位速度を検出し、速度が所定値以上になったときに上記で説明した減衰特性が得られるようにステッピングモータを制御するようにしてもよい。 Instead of detecting the vehicle speed, the displacement speed of the suspension may be detected, and the stepping motor may be controlled so that the above-described damping characteristics can be obtained when the speed exceeds a predetermined value. .
12FL〜12RR ショックアブソーバ
14FL〜14RR ショックアブソーバ
16 制御回路
18 車速センサ
12FL-12RR Shock absorber 14FL-14RR Shock absorber 16 Control circuit 18 Vehicle speed sensor
Claims (7)
ロールが発生した場合に、ロールの周期とピッチの周期との位相差が1/4周期以内の値になるように前記前輪側アブソーバ及び前記後輪側アブソーバの減衰特性を設定した車両用サスペンション装置。 A front wheel side absorber disposed between the front wheel side member and the vehicle body side member, and having a damping characteristic set such that the expansion side damping force is larger than the contraction side damping force, and the rear wheel side member and the vehicle body side A vehicle suspension apparatus including a rear wheel side absorber disposed between a member and a damping characteristic set such that an extension side damping force is larger than a contraction side damping force;
A suspension device for a vehicle in which damping characteristics of the front wheel side absorber and the rear wheel side absorber are set so that a phase difference between a roll cycle and a pitch cycle is a value within a quarter cycle when a roll is generated. .
ロールが発生した場合に、前記前輪側アブソーバの伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差が前記後輪側アブソーバの伸び側の減衰力と縮み側の減衰力との差よりも大きくなるように設定した車両用サスペンション装置。 A front wheel side absorber disposed between the front wheel side member and the vehicle body side member, and having a damping characteristic set such that the expansion side damping force is larger than the contraction side damping force, and the rear wheel side member and the vehicle body side A vehicle suspension apparatus including a rear wheel side absorber disposed between a member and a damping characteristic set such that an extension side damping force is larger than a contraction side damping force;
When a roll is generated, the difference between the extension side damping force and the contraction side damping force of the front wheel side absorber is larger than the difference between the extension side damping force and the contraction side damping force of the rear wheel side absorber. A suspension device for a vehicle set to be
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