JP2008044571A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡素であって軽量化や燃費の向上を図りながらも十分なロール抑制制御が可能な車両のサスペンション装置を提供する。
【解決手段】車体１と車両前後方向に配置された各車輪との間に設けられたショックアブソーバ３と、各ショックアブソーバ３に対してそれぞれ変位可能に設けられたバンプストッパ部材１１と、各バンプストッパ部材の位置をそれぞれ変位させる変位手段１７を有し、各変位手段１７を、動力源を用いずに各車輪からの入力荷重状態に応じて、各バンプストッパ部材の荷重特性を変化させるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の姿勢制御が可能なサスペンション装置に関する。

特許文献１には、車体と車輪との間に設けられたショックアブソーバ、このショックアブソーバに対するバンプストッパ部材、及び同バンプストッパ部材の上下位置を、ポンプで作動油を搬送することで作動する駆動手段を備えたサスペンション装置が提案されている。そして、特許文献１によると、駆動手段がバンプストッパ部材の上下位置を変更することにより、車両のバンプ時にショックアブソーバ等の車輪側がバンプストッパ部材に当接するまでのストロークを可変とし、例えば、車両の旋回限界付近でショックアブソーバのストロークを減少させて、ショックアブソーバ等をバンプストッパ部材へ積極的に当接させるようにすることで、サスペンションのばね定数を急増させることにより車両のロール剛性を制御することが可能となって、車両の操縦安定性を容易に増大させることができるものである。

特開平１０−９５２１７号公報

特許文献１の構成では、作動油を搬送するのにエンジンを駆動源とするポンプを用いているので、ロール抑制制御を十分に行うには、装置構成が複雑になるともに部品点数も多く、重量増となってしまうとともに、ロール剛性コントロールが不要なときでもエンジンの駆動力がポンプに伝達されるので燃費が低下の要因となり、更なる改良が要望されている。
本発明は、構成が簡素であって軽量化や燃費の向上を図りながらも十分な姿勢変化抑制が可能な車両のサスペンション装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明では、車体あるいは車輪側揺動部材に配置されるバンプストッパ部材、または他方に設けた当接部材において、バンプストッパ部材または当接部材の少なくとも一方が変位手段を有するサスペンション装置において、各変位手段は、動力源を用いずに各車輪からの入力荷重状態に応じて、各バンプストッパ部材の荷重特性を変化させるように構成されていることを特徴としている。

請求項２の発明では、請求項１記載の車両のサスペンション装置において、各変位手段は、車体と各バンプストッパ部材または各当接部材との間に配置され、各バンプストッパ部材と一体的にそれぞれ移動可能なピストンと、各ピストンがそれぞれ往復動可能に収納され、各当接部材に対して各バンプストッパ部材を近接させる方向に移動する際に前記作動油が供給される第１の作動室と、各当接部材に対して各バンプストッパ部材を離間させる方向に移動する際に前記作動油が供給される第２の作動室とが形成されるシリンダーと、車両の一方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室と車両の他方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室同士をそれぞれ連結する第１および第２の作動油経路と、車両の前方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室と車両の後方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室同士をそれぞれ連結する第３および第４の作動油経路を有することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２記載の車両のサスペンション装置において、第１および第２の作動油経路を連通させる第１のバイパス経路と、第３および第４の作動油経路を連通させる第２のバイパス経路と、第１および第２のパイパス経路を開閉する第１および第２の開閉手段と、車体の姿勢情報に基づき第１および第２の開閉手段を選択的に開閉作動する制御手段を有することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２記載の車両のサスペンション装置において、第１または第２の作動油経路あるいは第３または第４の作動油経路の少なくとも１つの作動油経路に、アキュムレーターを有することを特徴としている。

本発明にかかる車両のサスペンション装置によれば、各変位手段が、動力源を用いずに、各車輪からの入力荷重に応じて各変位手段に供給される作動流体の流れを変更することで各バンプストッパ部材の荷重特性を変化させるので、従来構成に比べて装置構成が簡素化され、エンジンにかかる負荷も軽減するので、軽量化と燃費向上を図りながらも、十分な車両の姿勢変化抑制制御を行える。

本発明によれば、ピストンがそれぞれ往復動可能に収納され、各ショックアブソーバに対して各バンプストッパ部材を近接させる方向に移動する際に作動油が供給される第１の作動室と、各ショックアブソーバに対して各バンプストッパ部材を離間させる方向に移動する際に作動油が供給される第２の作動室とが形成されたシリンダーと、車両の一方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室と車両の他方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室同士をそれぞれ連結する第１および第２の作動油経路と、車両の前方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室と車両の後方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室同士をそれぞれ連結する第３および第４の作動油経路を有するので、ピストン、シリンダー、各経路という電気的な構成を用いることなく各バンプストッパ部材の荷重特性を変化させることができるので、従来構成に比べて装置構成が簡素化され、エンジンにかかる負荷も軽減するので、軽量化と燃費向上を図りながらも、十分な車両の姿勢変化抑制制御を行える。

本発明によれば、車両の一方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室と車両の他方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室同士をそれぞれ連結する第１および第２の作動油経路を連通させる第１のバイパス経路と、車両の前方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室と車両の後方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室同士をそれぞれ連結する第３および第４の作動油経路を連通させる第２のバイパス経路を開閉する第１および第２の開閉手段が、車体の姿勢情報に基づき選択的に開閉作動されるので、作動油の移動経路移動を車体の姿勢変化（挙動）に対する応答速度を高めることができる。

本発明によれば、第１または第２の作動油経路あるいは第３または第４の作動油経路の少なくとも１つの作動油経路にアキュムレーターを有するため、各車輪からの入力荷重に対してリニアなバンプストッパ部材の荷重特性とすることができ、乗り心地が向上する。

以下、本発明の実施形態例について図面を用いていくつか説明する。
（第１の実施形態）
本形態にかかるサスペンション装置は、図１，図２に示すように、車体１と車両前後方向に配置された各車輪との間にそれぞれ設けられた当接部材となるショックアブソーバ３を有するサスペンションストラット２と、各ショックアブソーバ３に対してそれぞれ変位可能に設けられたバンプストッパ部材１１と、各バンプストッパ部材の位置をそれぞれ変位させる変位手段１７を有している。図１，図２は１つの車輪に対する構成のみを示すが、他の３つの車輪に対する構成も図１と同様の構成であるので、ここでは省略する。

各ショックアブソーバ３のピストンロッド４は、ばね受け本体５を挿通してそれぞれ上方へ延びている。各ピストンロッド４の先端にはインシュレータ６がそれぞれ連結されていると共に、コイルスプリング７の上端を支持するスプリングシート８がベアリングメタル９を介して各ばね受け本体５に圧接し、各ばね受け本体５から上方へ延びる３本のボルト１０がそれぞれ車体１を挿通して、ばね受け本体５が車体１に取り付けられている。

各変位手段１７は、車体１と各バンプストッパ部材１１との間に配置され、各バンプストッパ部材と一体的にそれぞれ移動可能なピストン１４と、各ピストン１４がそれぞれ往復動可能に収納されたシリンダー１３を備えている。

各ピストンロッド４は、弾性部材であるゴムで構成されたバンプストッパ部材１１及び同バンプストッパ部材１１に固定されたストッパ部材１２を挿通している。ばね受け本体５内に形成されたシリンダー１３には、ストッパ部材１２と一体的に形成されたピストン１４が嵌挿されている。

各シリンダー１３は、ピストン１４を境にして図１において上方側に、各ショックアブソーバ３に対して各バンプストッパ部材１１を近接させる方向に移動する際に作動流体となる作動油が供給される第１の作動室１３Ａが、図１において下方側に、各ショックアブソーバ３に対して各バンプストッパ部材１１を離間させる方向に移動する際に作動油が供給される第２の作動室１３Ｂがそれぞれ形成されている。

各ばね受け本体５には、第１の作動室１３Ａと連通する油路接続路１５と、第２の作動室１３Ｂに連通する油路接続路１６とがそれぞれ形成されている。図１において、符号１８はそれぞれシール部材となるＯリングを示している。

図３に示すようには、車両の一方の幅方向（車両右側）に位置する前後車輪に対応する各変位手段１７の各第１の作動室１３Ａは、各油路接続路１５を介して第１の作動油経路２０で互いに連通するように連結され、車両の他方の幅方向（車両左側）に位置する前後車輪に対応する各変位手段１７の各第１の作動室１３Ａは、各油路接続路１５を介して第２の作動油経路２１で互いに連通するように連結されている。

車両の前方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段１７の各第２の作動室１３Ｂは、各油路接続路１６を介して第３の作動油経路２２で互いに連通するように連結され、車両の後方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段１７の各第２の作動室１３Ｂは、各油路接続路１６を介して第４の作動油経路２３で互いに連通するように連結されている。本形態において、各変位手段１７の第１の作動室１３Ａと第２の作動室１３Ｂおよび第１から第４の作動油経路２０，２１，２２，２３には、作動油が加圧されて充填されている。

図４は、各バンプストッパ部材１１の下面と各ショックアブソーバ３の頂面とが接触して各ピストン１４が移動したときの荷重特性を示す図である。図４において、縦軸は荷重を、横軸はショックアブソーバ３の変位量（ストローク量）をそれぞれ示している。各バンプストッパ部材１１の位置は、車両の停止時や定常走行時には、図４に実線で示す荷重特性が得られる位置に初期設定時に調整されている。そして、本形態におけるサスペンション装置の特性は、旋回時や前後ピッチ時においては、図４に符号Ａで示すように、車両の停止時や定常走行時よりも早くにバンプストッパ部材１１下面とショックアブソーバ３頂面とが接触して反力を発生させ、４つの車輪の何れか１車輪から入力荷重が加えられると、図４に符号Ｂで示すように、車車両の停止時や定常走行時よりも早くにバンプストッパ部材１１下面とショックアブソーバ３頂面とが接触して反力を発生させるように設定されている。

すなわち、各変位手段１７は、動力源となるポンプを用いずに各車輪からの入力荷重状態に応じて各変位手段１７のシリンダー１３に供給される作動流体の流れを変更することで、各バンプストッパ部材１１の荷重特性を変化させるように構成されている。

このような構成のサスペンション装置の作用について説明する。
まず図５を用いて、車輪の１つ、例えば左前輪が凸を乗り越える場合を想定して説明する。左前輪が凸部に荷重入力が発生すると、左前輪のショックアブソーバ３が縮み、その縮みが一定量以上になると、ショックアブソーバ３の頂面がバンプストッパ部材１１の下面に接触する。さらにショックアブソーバ３が縮むと、ピストン１４が図１において上方に押し上げられる。すると、第１の作動室１３Ａ内の作動油が第２の作動油経路２１に排出されて左後輪の第１の作動室１３Ａ内に導入される。

このとき、左前輪以外には入力がないので、左後輪に対応するシリンダー１３内のピストン１４は押し下げられ、その第２の作動室１３Ｂから第４の作動油経路２３へ作動油が排出される。排出された作動油が右後輪に対応するシリンダー１３の第２の作動室１３Ｂへ導入されると、ピストン１４が押し上げられ、右後輪に対応するとシリンダー１３の第１の作動室１３Ａから第１の作動油経路２０へ作動油が排出され、右前輪に対応するとシリンダー１３の第１の作動室１３Ａへ導入される。作動油が導入されると、ピストン１４が押し下げられて、右前輪のシリンダー１３の第２の作動室１３Ｂから第４の作動油経路２３へ作動油が排出される。そして、排出された作動油は左前輪に対応するシリンダー１３の第２の作動室１３Ｂへ導入される。

すなわち、左前輪からショックアブソーバ３に荷重が入力されると、各変位手段１７の作動油は、左前輪に対応するピストン１４の移動量に応じた量だけ経路内を移動するので、ショックアブソーバ３の頂面がバンプストッパ部材１１の下面に接触しても、バンプストッパ部材１１からショックアブソーバ３に対する反力の発生が遅くなるため、衝撃吸収が緩やかになり、路面からの突き上げ感を抑制することができる。

図６を用いて車両が右旋回する場合を想定してロール時の作用を説明する。車両が右旋回に入ると、外側となる左側の前後車輪に対して荷重がかかり、左前後のショックアブソーバ３がそれぞれ縮むとともに、右前後のショックアブソーバ３は伸びようとする。このため、左前後のショックアブソーバ３の縮みが一定量以上になると、ショックアブソーバ３の頂面がバンプストッパ部材１１の下面に接触し、ピストン１４が図１において上方に押し上げられて、左前後輪に対応する第１の作動室１３Ａ内の作動油がそれぞれ第２の作動油経路２１に排出しようとする。また、右前後のシリンダー１３においては、第２の作動室１３Ｂから第３および第４の作動油経路２２，２３を介して左前後の第２の作動室へ作動油が流れようとする。

しかし、左前後のシリンダー１３の作動油は、同一の経路２１に対して排出されようとするので、実室的には流れることができず、ショックアブソーバ３の頂面に押されても左前後のバンプストッパ部材１１は移動しない。このため、バンプストッパ部材１１からショックアブソーバ３に対する反力が早期に起こり、旋回時のロールを抑制することができる。

図７を用いて、直線走行時のブレーキング時を想定してピッチ時の作用を説明する。車両直進走行中においてブレーキングが行われると、左右前輪に対して荷重がかかり、これら前輪に対応するショックアブソーバ３がそれぞれ縮むとともに、後輪側のショックアブソーバ３は伸びようとする。このため、前輪側のショックアブソーバ３の縮みが一定量以上になると、ショックアブソーバ３の頂面がバンプストッパ部材１１の下面に接触し、ピストン１４が上方に押し上げられて、左右前輪に対応する各第１の作動室１３Ａ内の作動油がそれぞれ第１および第２の作動油経路２０，２１を介して、左右後輪側に対応する各第１の作動室１３Ａ内に流れようとする。この時、前輪側のピントン１３を挟んで反対側の第２の作動室１３Ｂでは負圧になるので、第３の作動油経路２２内の作動油が左右の第２の作動室１３Ｂに流れようとするとが、両者は同一経路で連通されているので、実室的に流れない。

このため、前輪側のショックアブソーバ３の頂面に押されても前輪側のバンプストッパ部材１１は移動しないため、バンプストッパ部材１１からショックアブソーバ３に対する反力が早期に起こり、ブレーキング時のピッチングが抑制されることになる。

左右後輪側から入力がある場合には、第４の作動油経路２３内の作動油が左右後輪側の第２の作動室１３Ｂに流れようとするとが、両者は同一経路で連通されているので、実質的に流れることはなく、バンプストッパ部材１１からショックアブソーバ３に対する反力が早期に起こり、後輪側からの突き上げが抑制されることになる。

このような構成のサスペンション装置によれば、前後の変位手段１７の第１の作動室１３Ａ同士を第１および第２の作動油経路２０，２１で連通し、左右の第２の作動室１３Ｂ同士を第３および第４の作動油経路２２，２３で連通し、各車輪からの入力荷重に応じて、各変位手段１７に供給される作動流体の流れを制御するので、従来のように動力源となるポンプを用いなくても各バンプストッパ部材の荷重特性を変化させることができるので、従来構成に比べて装置構成が簡素化され、エンジンにかかる負荷も軽減するので、軽量化と燃費向上を図りながらも、十分な車両の姿勢抑制制御を行える。
（第２の実施形態）
本形態は、図８に示すように、第１の実施形態の構成に、第１および第２の作動油経路２０，２１を連通させる第１のバイパス経路３０と、第３および第４の作動油経路２２，２３を連通させる第２のバイパス経路３１と、第１および第２のパイパス経路３０，３１を開閉する第１および第２の開閉手段となる開閉弁３２，３３と、車体の姿勢情報に基づき開閉弁３２，３３を選択的に開閉作動する制御手段４０を追加したものである。

開閉弁３２，３３は、通常は開弁状態とされていて、駆動信号によって閉弁する電子制御式の開閉弁であって、図９に示すように制御手段４０と接続されている。制御手段４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマーなどを備えた周知のコンピュータで構成されていて、車両の姿勢状態を判断するとともに、その姿勢状態に応じて開閉弁３２，３３を選択的に閉弁する方向に制御する。

制御手段４０には、車両姿勢検知手段となる、横Ｇセンサ４１、ハンドル角度センサ４２、ブレーキ圧センサ４３がそれぞれ接続されている。制御手段４０には横Ｇセンサ４とハンドル角度センサ４２からの検知情報から車両のロール情報を検出し、ブレーキ圧センサ４３からの出力情報から車両のピッチ情報を検出している。本形態において、これら各センサからの出力情報が、姿勢情報となる。

制御手段４０は、検出したロール情報が、予め設定した基準ロール情報となると、開閉弁３２を閉じるように制御し、検出したピッチ情報が、予め設定した基準ピッチ情報となると、開閉弁３３を閉じるように制御する。

このような構成において、例えば図５と同様に、左前車輪に対して入力があると、左前輪に対応する第１の作動室１３Ａから作動油が第２の作動油経路２１に排出される。この時、開閉弁３２，３３は開いた状態にあるので、第２の作動油経路２１内の作動油は第１のバイパス経路３０を介して第１の作動油経路２０に直接供給され、第４の作動油経路２３内の作動油は第２のパイパス経路３１を介して第３の作動油経路２２に直接供給される。

このため、一輪に対する入力時においては、パイパス経路がない図５の場合と比べて、入力輪以外の車輪に対応するピストン１４の移動量が１／３になる。このため、作動油の流れが図５に示す場合よりも迅速に流れるので、車体の姿勢変化（挙動）に対する応答速度を高めることができるとともに、バンプストッパ部材１１の初期設定におけるショックアブソーバ３の頂部との隙間を小さく設定することができる。

また、ロール発生時においては開閉弁３２が閉じられ、ピッチ発生時においては開閉弁３３が閉じられるので、それぞれ図６、図７と同様の作動油の流れとなるので、応答性を向上させつつもロールやピッチなどの姿勢抑制を良好に行うことができる。
（第３の実施形態）
本形態は、図１０に示すように、第１の実施形態の構成における第１または第２の作動油経路２０，２１あるいは第３または第４の作動油経路２２，２３の少なくとも１つの作動油経路に、アキュムレーター５０を有することを特徴としている。本形態では、第２の作動油経路２１にアキュムレーター５０を連通するように接続している。

このように、第１ないし第４の作動油経路にアキュムレーター５０を配置すると、各車輪からの入力荷重に対してリニアな各バンプストッパ部材１１の荷重特性とすることができ、乗り心地が向上することになる。本形態は、第１の実施形態の構成にアキュムレーター５０を適用した例で説明したが、第２の実施形態の構成に適用しても無論同様の効果を得ることができる。

上記各実施形態では、各サスペンションストラット内にバンプストッパ部材１１が組み込まれているが、各ショックアブソーバ３に対するバンプストッパ部材１１を、そのショックアブソーバ１１とは離れた位置で車体１と車輪側との間に設置したり、各車輪と連結された周知の車輪側揺動部材となるサスペンションアームに設置し、バンプストッパ部材１１の上下位置を上記実施形態と同様に制御しても、上記実施形態と同等の作用効果を奏することができる。

本発明の実施形態であるサスペンション装置の要部縦断面図である。 本発明の実施形態であるサスペンションソ装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態の主要部となる各作動油経路の構成を示す模式図である。 図４に示す経路接続構成によるサスペンション装置の荷重特製を示す線図である。 第１の実施形態における一輪入力時の作動油の流れを説明する模式図である。 第１の実施形態におけるロール時の作動油の流れを説明する模式図である。 第１の実施形態におけるピッチ時の作動油の流れを説明する模式図である。 本発明の第２の実施形態の主要部の構成と作動油の流れを示す模式図である。 第２の実施形態で用いる制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の主要部となるアキュムレーターを備えた作動油経路の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 車体
３ 当接部材
１１ バンプストッパ部材
１３ シリンダー
１３Ａ 第１の作動室
１３Ｂ 第２の作動室
１４ ピストン
２０ 第１の作動油経路
２１ 第２の作動油経路
２２ 第３の作動油経路
２３ 第４の作動油経路
３０ 第１のバイパス経路
３１ 第２のバイパス経路
３２ 第１の開閉手段
３３ 第２の開閉手段
４０ 制御手段
５０ アキュムレーター

Claims (4)

1. 車体あるいは車輪側揺動部材に配置されるバンプストッパ部材、または他方に設けた当接部材において、前記バンプストッパ部材または当接部材の少なくとも一方が変位手段を有するサスペンション装置において、
   各変位手段は、動力源を用いずに各車輪からの入力荷重状態に応じて、各バンプストッパ部材の荷重特性を変化させるように構成されていることを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 請求項１記載の車両のサスペンション装置において、
   各変位手段は、前記車体と各バンプストッパ部材または各当接部材との間に配置され、各バンプストッパ部材と一体的にそれぞれ移動可能なピストンと、
   各ピストンがそれぞれ往復動可能に収納され、各当接部材に対して各バンプストッパ部材を近接させる方向に移動する際に作動油が供給される第１の作動室と、各当接部材に対して各バンプストッパ部材を離間させる方向に移動する際に前記作動油が供給される第２の作動室とが形成されるシリンダーと、
   車両の一方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室と車両の他方の幅方向に位置する前後車輪に対応する各変位手段の各第１の作動室同士をそれぞれ連結する第１および第２の作動油経路と、
   車両の前方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室と車両の後方向に位置する左右の車輪に対応する各変位手段の各第２の作動室同士をそれぞれ連結する第３および第４の作動油経路を有することを特徴とする車両のサスペンション装置。
3. 請求項２記載の車両のサスペンション装置において、
   第１および第２の作動油経路を連通させる第１のバイパス経路と、
   第３および第４の作動油経路を連通させる第２のバイパス経路と、
   第１および第２のパイパス経路を開閉する第１および第２の開閉手段と、
   前記車体の姿勢情報に基づき第１および第２の開閉手段を選択的に開閉作動する制御手段を有することを特徴とする車両のサスペンション装置。
4. 請求項２記載の車両のサスペンション装置において、
   第１または第２の作動油経路あるいは第３または第４の作動油経路の少なくとも１つの作動油経路に、アキュムレーターを有することを特徴とする車両のサスペンション装置。
   

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