JP2009056856A

JP2009056856A - 車両の姿勢制御装置

Info

Publication number: JP2009056856A
Application number: JP2007223919A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogue; 健小久江
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-03-19

Abstract

【課題】簡単な構成で、ノーズダイブを適切に抑制することができ、車両のローリング運動のみならずピッチング運動を抑制し得る車両の姿勢制御装置を提供する。
【解決手段】左側断続手段（液圧シリンダＬ２０）及び右側断続手段（Ｒ２０）と、各々の二つの圧力室間を連通接続する第１及び第２の連通路（Ｌ２４及びＲ２４）と、これらに介装する第１及び第２の液圧応答開閉弁（Ｌ３０及びＲ３０）を備え、ブレーキ液圧発生装置（マスタシリンダＭＣ）の出力ブレーキ液圧に応じて第１及び第２の連通路を夫々開閉する。而して、ブレーキペダルＢＰの操作時には、第１及び第２の連通路が閉位置とされ、左側及び右側断続手段の各々の二つの圧力室間の連通が遮断されるので、左右の車輪間が同相である場合にもスタビライザバーの両側部のみがトーションバーとして機能し、ノーズダイブが抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の姿勢制御装置に関し、特に、車両の左右前方の車輪に支持されるスタビライザバーによって車両のローリング運動とピッチング運動を抑制し得る車両の姿勢制御装置に係る。

車両のローリング運動を抑制する装置としては、一般的に、車両の左右車輪間にトーションバーが配設されたスタビライザ装置が知られている。これは左右車輪間のサスペンションストロークに相対的な変位差が発生したときにねじりばねとして作用し、車両のローリング運動を抑制することができる。例えば、下記の特許文献１の要約には、「正規の状態の間、より小さいかたさのアンチロールバーを使用し、大きなロール状態の間、アンチロールバーのかたさを増大して車の快適性を増大する車のサスペンション装置の提供」を目的とし、「制限装置４４，４６は、所定のスレッショルドの付近のロールに応答して、ロールバー１２をクランプするために作動され、作動される制限装置を越える中央ロッドの軸線方向のねじれを防止し、それによってロールバー中央ロッドのねじれ長さを変化させる」旨記載されている。

一方、車両のピッチング運動を抑制する装置に関し、下記の特許文献２の要約には、「フロントサスペンションのノーズダイブ抑制装置において、制動時以外の通常走行時に前輪のストローク量を十分に確保しつつ、制動時のノーズダイブを十分に防止する」ことを目的とし、「前輪を懸架するリーフスプリングと、車体に対する前輪の変位に追従してリーフスプリングの振動を減衰するショックアブソーバ２８と、ショックアブソーバ２８の圧側減衰力を調節するポペットバルブ６９と、制動時にショックアブソーバ２８の圧側減衰力を高めるようにポペットバルブ６９の作動を制御する電磁弁５５およびブレーキスイッチ５９を備える」旨記載されている。

特開平１０−３２４１３８号公報特開平７−２５７１４０号公報

前掲の特許文献１に記載された装置は、車両の左右車輪間にトーションバーが配設されたスタビライザ装置に関するものであり、左右車輪間に介装されるアンチロールバー（スタビライザバーに相当）に対し、一対のアンチロールバー制限装置が設けられている。これらのアンチロールバー制限装置は電気制御システムによって制御されるもので、電気制御システムはロールセンサの検出電気信号に応じてソレノイド弁を起動するように構成されている（特許文献１の明細書の段落［００１７］）。従って、別途、流体圧源を必要とする等、複雑で高価な装置となる。

一方、前掲の特許文献２に記載のノーズダイブ抑制装置は、ノーズダイブを防止し、ピッチングを防止することができるが、同装置は、リーフスプリングを備えた懸架装置特有の問題に対して対策を講じたものであり、これを前掲の特許文献１に適用することはできない。即ち、これらによっては、ローリング運動及びピッチング運動を同時に抑制し得る装置を構成することはできない。尚、車両前後方向をＸ軸、左右方向（横方向）をＹ軸、上下方向をＺ軸として車両に固定した座標軸を基準にしたとき、Ｘ軸回りの回転運動がローリング運動、Ｙ軸回りの回転運動がピッチング運動、Ｚ軸回りの回転運動がヨーイング運動と定義される。

そこで、本発明は、車両の左右前方の車輪に支持されるスタビライザバーを備え、簡単な構成で、ノーズダイブを適切に抑制することができ、車両のローリング運動のみならずピッチング運動を抑制し得る車両の姿勢制御装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明の車両の姿勢制御装置は、請求項１に記載のように、ブレーキペダル操作に応じてブレーキ液圧を出力するブレーキ液圧発生装置と、左右前方の車輪に両端を支持すると共にマウントを介して車体に支持するスタビライザバーと、該スタビライザバーの左側に一端を支持する第１のロッド、該第１のロッドの他端に固定する第１のピストン、及び、該第１のピストンを介して両側に二つの圧力室を形成し前記車体に支持する第１のハウジングを有し、該第１のハウジングの二つの圧力室に流体を充填して成る左側断続手段と、前記スタビライザバーの右側に一端を支持する第２のロッド、該第２のロッドの他端に固定する第２のピストン、及び、該第２のピストンを介して両側に二つの圧力室を形成し前記車体に支持する第２のハウジングを有し、該第２のハウジングの二つの圧力室に流体を充填して成る右側断続手段と、前記左側断続手段及び前記右側断続手段の各々の前記二つの圧力室間を夫々連通接続する第１の連通路及び第２の連通路と、該第１の連通路及び第２の連通路に夫々介装し、前記ブレーキ液圧発生装置の出力ブレーキ液圧に応じて前記第１の連通路及び第２の連通路を夫々開閉する第１の液圧応答開閉弁及び第２の液圧応答開閉弁とを備えることとしたものである。

例えば、前記第１の液圧応答開閉弁及び第２の液圧応答開閉弁は、請求項２に記載のように、夫々、前記第１の連通路及び第２の連通路に介装するハウジングと、該ハウジング内に摺動自在に収容する弁部材と、該弁部材を介して前記二つの圧力室間を連通する連通位置に当該弁部材を付勢する付勢手段とを備えたものとし、前記ブレーキ液圧発生装置の出力ブレーキ液圧に応じて前記付勢手段の付勢力に抗して前記二つの圧力室間の連通を遮断する遮断位置に前記弁部材を駆動するように構成するとよい。

更に、請求項３に記載のように、前記第１の連通路及び第２の連通路には、夫々、前記二つの圧力室に充填される流体の一部を収容するアキュムレータを介装し、前記左側断続手段及び前記右側断続手段の各々の前記二つの圧力室内の流体圧を所定の圧力に維持するように構成するとよい。そして、前記二つの圧力室に充填される流体は、請求項４に記載のように、前記ブレーキ液圧発生装置のブレーキ液とするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成された車両の姿勢制御装置においては、前述の左側断続手段及び右側断続手段を備えると共に、各々の二つの圧力室間を夫々連通接続する第１の連通路及び第２の連通路と、これらの連通路に夫々介装する第１の液圧応答開閉弁及び第２の液圧応答開閉弁とを備え、これら第１及び第２の液圧応答開閉弁によって、ブレーキ液圧発生装置の出力ブレーキ液圧に応じて第１の連通路及び第２の連通路を夫々開閉するように構成されているので、ブレーキペダルが操作されていない通常の走行時には、第１及び第２の連通路が夫々開位置とされると、左側断続手段及び右側断続手段の各々の二つの圧力室間の連通状態にあって、スタビライザバー全体がトーションバーとして機能するので、ローリング運動を抑制することができる。そして、ブレーキペダルが操作されたときには、第１及び第２の連通路が夫々閉位置とされると、左側断続手段及び右側断続手段の各々の二つの圧力室間の連通が遮断され、左右の車輪間が同相である場合にもスタビライザバーの両側部のみがトーションバーとして機能するので、ノーズダイブを適切に抑制し、ピッチング運動を抑制することができる。特に、ブレーキペダルの操作に応じて機械的にスタビライザバーの剛性が変化するので、複雑な電気制御装置を必要とせず、別途、液圧ポンプ等の流体圧源を必要とすることもないので、簡単な構成で効果的にノーズダイブを抑制することができる。

特に、前記第１及び第２の液圧応答開閉弁を、請求項２に記載のように構成すれば、簡単な構成でブレーキペダルの操作に応じて容易にスタビライザバーの剛性を変化させることができる。更に、請求項３に記載のように構成すれば、アキュムレータによって適切に熱膨張を補償することができる。そして、請求項４に記載のように流体としてブレーキ液を用いれば、断続手段及び液圧応答開閉弁を簡単且つ安価な装置とすることができる。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図４は本発明の一実施形態に係る車両の姿勢制御装置の構成を示すもので、ブレーキ液圧発生装置として一般的なマスタシリンダＭＣが搭載されており、ブレーキペダルＢＰが操作されるとマスタシリンダＭＣからブレーキ液圧が出力される。そして、車両の左右前方の車輪ＬＷ及びＲＷ（図１及び２では省略）にスタビライザバー１０の両端が支持され、その中間部が二つのマウントＬ１１及びＲ１１を介して車体（図１にＢで示す）に支持されている。尚、図３及び図４において、ＳＳはサスペンションを示し、ＳＡはショックアブソーバを示す。

図１に示す実施形態では、一方のマウントＬ１１から左側の車輪（ＬＷ）に至る左側トーションバー部１０ａ、他方のマウントＲ１１から右側の車輪（ＲＷ）に至る右側トーションバー部１０ｃ、並びに二つのマウントＬ１１及びＲ１１間の中間トーションバー部１０ｂに区分して示しているが、これらは一体的に形成されてスタビライザバー１０が構成されている。更に、スタビライザバー１０は、その両側で、夫々、左側断続手段たる液圧シリンダＬ２０及び右側断続手段たる液圧シリンダＲ２０を介して車体Ｂに支持されている。尚、図１では、左側トーションバー部１０ａに左側レバーＬ１２の一端が固定されると共に、右側トーションバー部１０ｃに右側レバーＲ１２の一端が固定されている。そして、左側レバーＬ１２及び右側レバーＲ１２の他端に、夫々第１及び第２のロッドＬ２１及びＲ２１の一端が支持されている。

上記の液圧シリンダＬ２０は、スタビライザバー１０の左側に第１のロッドＬ２１の一端が支持され、第１のロッドＬ２１の他端に第１のピストンＬ２２が固定されており、これらを収容する第１のハウジングＬ２３が車体Ｂに支持されている。尚、図１では、左側トーションバー部１０ａに左側レバーＬ１２の一端が固定され、左側レバーＬ１２の他端に第１のロッドＬ２１の一端が支持されているが、左側レバーＬ１２を省略し、スタビライザバー１０の左側に第１のロッドＬ２１の一端を支持することとしてもよい。第１のハウジングＬ２３内には第１のピストンＬ２２を介して両側に二つの圧力室Ｃａ及びＣｂが形成され、これらの圧力室Ｃａ及びＣｂ内に流体が充填されている。これらの圧力室Ｃａ及びＣｂ間は第１の連通路Ｌ２４を介して連結され、第１の連通路Ｌ２４には第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０が介装されている。また、液圧シリンダＲ２０は、右側レバーＲ１２の他端に第２のロッドＲ２１の一端が支持され、第２のロッドＲ２１の他端に第２のピストンＲ２２が固定されており、これらを収容する第２のハウジングＲ２３が車体Ｂに支持されている。第２のハウジングＲ２３の圧力室Ｃａ及びＣｂ間も第２の連通路Ｒ２４を介して連結され、第２の連通路Ｒ２４には第２の液圧応答開閉弁Ｒ３０が介装されている。

本実施形態において、圧力室Ｃａ及びＣｂに充填される流体はブレーキ液圧発生装置たるマスタシリンダＭＣのブレーキ液であり、第１及び第２の連通路Ｌ２４及びＲ２４には、夫々、アキュムレータ５１及び５２が介装されており、圧力室Ｃａ及びＣｂに充填されるブレーキ液の一部が収容され、圧力室Ｃａ及びＣｂ内の流体圧が所定の圧力に維持されるように構成されている。これにより、例えば熱膨張による圧力変動はアキュムレータ５１及び５２によって吸収されるので、適切な熱膨張補償が可能となる。

本実施形態では、第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０及び第２の液圧応答開閉弁Ｒ３０は実質的に同一の構造であるので、共通する基本構成について、第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０を以下に説明する。第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０においては、第１の連通路Ｌ２４に介装されるハウジング３１内に、弁部材３２が摺動自在に収容されている。この弁部材３２は付勢手段たるスプリング３３によって付勢され、常時は、図１に示すように、弁部材３２を介して二つの圧力室Ｃａ及びＣｂ間を連通する連通位置に付勢されている。即ち、本実施形態の弁部材３２には連通路３２Ｐが形成されており、弁部材３２が図１の連通位置にあるときには、この連通路３２Ｐ及び第１の連通路Ｌ２４を介して圧力室Ｃａ及びＣｂ間が連通している。

また、本実施形態のハウジング３１内には、弁部材３２を介して流体室３４及び３５が形成されており、流体室３５内にスプリング３３が収容され、流体室３４は連通路４０を介して、マスタシリンダＭＣに連通接続されている。而して、ブレーキペダルＢＰが操作されてマスタシリンダＭＣからブレーキ液圧が出力されると、そのブレーキ液圧に応じてスプリング３３の付勢力に抗して弁部材３２が駆動され、弁部材３２によって第１の連通路Ｌ２４が閉塞される遮断位置に至ると、圧力室Ｃａ及びＣｂ間の連通が遮断される。更に、弁部材３２が駆動されて、図２に示す位置に至ると、マスタシリンダＭＣの出力ブレーキ液圧が連通路４０、流体室３４及び連通路Ｌ２４を介して圧力室Ｃａ内に付与され、圧力室Ｃｂ内の液圧とバランスした位置で第１のピストンＬ２２が保持され、所謂ロック状態となる。

上記の構成になる本実施形態の姿勢制御装置について、車両の走行状態に応じた作動を以下に説明する。先ず、車両（図示せず）が走行状態にあってブレーキペダルＢＰが操作されていないときには、第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０及び第２の液圧応答開閉弁Ｒ３０が連通位置とされている。これにより、第１の連通路Ｌ２４及び第２の連通路Ｒ２４は何れも連通状態となり、これらを介して液圧シリンダＬ２０と液圧シリンダＲ２０の圧力室Ｃａ及びＣｂ間が相互に連通し得る状態となる。従って、車両が走行状態にあって、路面に対し実質的に平行に上下動する場合には、左右の液圧シリンダＬ２０及び液圧シリンダＲ２０は何れも自由状態（第１及び第２のピストンＬ２２及びＲ２２が夫々自由に上下動し得る状態）となるので、スタビライザバー１０全体として作動可能な状態にある。従って、左右の車輪間で位相差が生ずるとスタビライザバー１０全体がトーションバーとして機能するが、左右の車輪間で位相差がなく同相である場合にはスタビライザバー１０はトーションバーとして機能しない。

次に、ブレーキペダルＢＰが操作されてマスタシリンダＭＣからブレーキ液圧が出力されると、第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０及び第２の液圧応答開閉弁Ｒ３０の弁部材３２が駆動され、液圧シリンダＬ２０と液圧シリンダＲ２０の圧力室Ｃａ及びＣｂ間の連通が遮断される。これにより、液圧シリンダＬ２０及び液圧シリンダＲ２０の各圧力室が密閉状態となり、中間トーションバー部１０ｂ（図１にＴｂで示す部分）、マウントＬ１１から左側トーションバー部１０ａの左側レバーＬ１２固定部に至る部分（図１にＴａ１で示す部分）、及びマウントＲ１１から右側トーションバー部１０ｃの右側レバーＲ１２固定部に至る部分（図１にＴｃ１で示す部分）は、トーションバーとして機能しない状態となるが、左右の車輪間が同相である場合にもスタビライザバー１０の一部のみがトーションバーとして機能し、ノーズダイブが抑えられる。即ち、左側トーションバー部１０ａの左側レバーＬ１２固定部から左側端部に至る部分（図１にＴａ２で示す部分）、及び右側トーションバー部１０ｃの右側レバーＲ１２固定部から右側端部に至る部分（図１にＴｃ２で示す部分）による捩り力のみとなるので、ばね定数が高くなる。而して、左右の車輪間が同相である場合にもスタビライザバー１０が機能し、ノーズダイブが抑えられ、車両のピッチング運動が抑制される。更に、緊急ブレーキ作動時におけるロール剛性も向上する。

図５は本発明の他の実施形態を示すもので、図１に示す実施形態においては左側トーションバー部１０ａに左側レバーＬ１２の一端が固定されると共に、右側トーションバー部１０ｃに右側レバーＲ１２の一端が固定されているのに対し、本実施形態では、中間トーションバー部１０ｂのマウントＬ１１近傍に左側レバーＬ１２の一端が固定されると共に、中間トーションバー部１０ｂのマウントＲ１１近傍に右側レバーＲ１２の一端が固定されている。その他の構成は図１と同様であるので説明を省略する。

而して、図５の実施形態においても、車両（図示せず）が走行状態にあって、路面に対し実質的に平行に上下動する場合には、左右の液圧シリンダＬ２０及び液圧シリンダＲ２０は何れも自由状態（第１及び第２のピストンＬ２２及びＲ２２が夫々自由に上下動し得る状態）となるので、スタビライザバー１０全体として作動可能な状態にある。従って、左右の車輪間で位相差が生ずるとスタビライザバー１０全体がトーションバーとして機能するが、左右の車輪間で位相差がなく同相である場合にはスタビライザバー１０はトーションバーとして機能しない。

次に、ブレーキペダルＢＰが操作されてマスタシリンダＭＣからブレーキ液圧が出力されると、第１の液圧応答開閉弁Ｌ３０及び第２の液圧応答開閉弁Ｒ３０の弁部材３２が駆動され、液圧シリンダＬ２０と液圧シリンダＲ２０の圧力室Ｃａ及びＣｂ間の連通が遮断される。これにより、液圧シリンダＬ２０及び液圧シリンダＲ２０の各圧力室が密閉状態となり、中間トーションバー部１０ｂの一部（図５にＴｅで示す部分）はトーションバーとして機能しない状態となるが、左右の車輪間が同相である場合にもスタビライザバー１０の一部のみがトーションバーとして機能し、ノーズダイブが抑えられる。

即ち、中間トーションバー部１０ｂの左側レバーＬ１２固定部から左側トーションバー部１０ａの左側端部に至る部分（図５にＴｄで示す部分）、及び中間トーションバー部１０ｂの右側レバーＲ１２固定部から右側トーションバー部１０ｃの右側端部に至る部分（図５にＴｆで示す部分）による捩り力のみとなるので、ばね定数が高くなる。而して、左右の車輪間が同相である場合にもスタビライザバー１０が機能し、ノーズダイブが抑えられ、車両のピッチング運動が抑制される。尚、車両の走行状態が不安定である場合に、ブレーキペダルＢＰが操作されるとスタビライザバー１０のばね定数が高くなり、ロール剛性が高くなるので、ローリング運動の抑制にも有効である。

本発明の一実施形態に係る車両の姿勢制御装置の主要構成を示す部分断面正面図である。本発明の一実施形態における第１の液圧応答開閉弁の閉位置の状態を示す断面である。本発明の一実施形態に係る車両の姿勢制御装置の構造を示す正面図である。本発明の一実施形態に係る車両の姿勢制御装置の構造を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係る車両の姿勢制御装置の主要構成を示す部分断面正面図である。

符号の説明

ＢＰブレーキペダル
ＭＣマスタシリンダ（ブレーキ液圧発生装置）
１０スタビライザバー
Ｌ２０液圧シリンダ（左側断続手段）
Ｒ２０液圧シリンダ（右側断続手段）
Ｌ２１第１のロッド
Ｒ２１第２のロッド
Ｌ２２第１のピストン
Ｒ２２第２のピストン
Ｌ２３第１のハウジング
Ｒ２３第２のハウジング
Ｌ２４第１の連通路
Ｒ２４第２の連通路
Ｌ３０第１の液圧応答開閉弁
Ｒ３０第２の液圧応答開閉弁
Ｃａ，Ｃｂ圧力室
３１ハウジング
３２弁部材
３３スプリング
４０連通路
５１，５２アキュムレータ

Claims

ブレーキペダル操作に応じてブレーキ液圧を出力するブレーキ液圧発生装置と、左右前方の車輪に両端を支持すると共にマウントを介して車体に支持するスタビライザバーと、該スタビライザバーの左側に一端を支持する第１のロッド、該第１のロッドの他端に固定する第１のピストン、及び、該第１のピストンを介して両側に二つの圧力室を形成し前記車体に支持する第１のハウジングを有し、該第１のハウジングの二つの圧力室に流体を充填して成る左側断続手段と、前記スタビライザバーの右側に一端を支持する第２のロッド、該第２のロッドの他端に固定する第２のピストン、及び、該第２のピストンを介して両側に二つの圧力室を形成し前記車体に支持する第２のハウジングを有し、該第２のハウジングの二つの圧力室に流体を充填して成る右側断続手段と、前記左側断続手段及び前記右側断続手段の各々の前記二つの圧力室間を夫々連通接続する第１の連通路及び第２の連通路と、該第１の連通路及び第２の連通路に夫々介装し、前記ブレーキ液圧発生装置の出力ブレーキ液圧に応じて前記第１の連通路及び第２の連通路を夫々開閉する第１の液圧応答開閉弁及び第２の液圧応答開閉弁とを備えたことを特徴とする車両の姿勢制御装置。
前記第１の液圧応答開閉弁及び第２の液圧応答開閉弁は、夫々、前記第１の連通路及び第２の連通路に介装するハウジングと、該ハウジング内に摺動自在に収容する弁部材と、該弁部材を介して前記二つの圧力室間を連通する連通位置に当該弁部材を付勢する付勢手段とを備え、前記ブレーキ液圧発生装置の出力ブレーキ液圧に応じて前記付勢手段の付勢力に抗して前記二つの圧力室間の連通を遮断する遮断位置に前記弁部材を駆動するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両の姿勢制御装置。
前記第１の連通路及び第２の連通路には、夫々、前記二つの圧力室に充填される流体の一部を収容するアキュムレータを介装し、前記左側断続手段及び前記右側断続手段の各々の前記二つの圧力室内の流体圧を所定の圧力に維持することを特徴とする請求項２記載の車両の姿勢制御装置。
前記二つの圧力室に充填される流体が、前記ブレーキ液圧発生装置のブレーキ液であることを特徴とする請求項３記載の車両の姿勢制御装置。