JP2021049824A - 弾性支持装置及びスタビライザ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成により支持剛性を変化させることができる弾性支持装置等を提供する。【解決手段】第1の部材111と、第1の部材に対して相対変位する第2の部材140と、第1の部材と第2の部材との間に設けられた弾性部材130とを備える弾性支持装置を、弾性部材の内部に空洞部131が設けられ、弾性部材の表面部であって空洞部に近接した領域を押圧する第1の状態と、押圧を解除した第2の状態との間で推移する押圧部材150を備える構成とする。【選択図】図3

Description

本発明は、相対変位可能な一対の部材の間に弾性体を有する弾性支持装置、及び、このような弾性支持装置を有するスタビライザ装置に関する。
自動車等の車両には、ロール剛性を向上させて車体ロール挙動を抑制し、操縦安定性を改善するため、左右サスペンションのストローク差に応じた反力を発生するスタビライザ装置が設けられる。このようなスタビライザ装置は、車幅方向に伸びてトーションバーとして機能する中間部を有するスタビライザバーの両端を、ボールジョイント(またはブッシュ)及びリンクを介して、サスペンションアームやストラット等のいわゆるバネ下部品に連結して構成されている。
スタビライザバーの中間部分は、その捻れを許容するとともに、サスペンション装置から車体への振動の伝達を緩和するため、例えばゴム系材料等の弾性体ブッシュを介して車体のクロスメンバ等の比較的剛性の高い構造部材に取り付けられている。
このようなスタビライザ装置に関する従来技術として、例えば特許文献1には、円筒状のブッシュの内径側にスタビライザのトーション部を挿入するとともに、ブッシュの外径側を車体側部材で保持するスタビライザ装置において、車体側部材に対するブッシュの位相に応じてトーション部の支持剛性が変化するようブッシュの内部に空洞や板材などを設けることが記載されている。
特開2008−137526号公報
スタビライザ装置により車両のロール剛性を向上すると、車体のロール挙動を抑制し良路での高速走行時における操縦安定性を向上することができる。
しかし、車両に要求されるロール剛性は常に一定であるとは限らず、例えば悪路(不整路)走行時において、ロール剛性が高い場合には、左右一方の車輪が路面から浮き上がりやすくなり、駆動力が損なわれて走破性が低下してしまう。
このため、車両のロール剛性を可変としたスタビライザ装置が要望されている。
従来、可変剛性式のスタビライザ装置として、スタビライザバーの中間部に捩じり方向の力を発生するアクチュエータを設けるものが知られているが、装置や制御の構成が複雑となり、さらに比較的大出力のアクチュエータが必要となって消費電力も多くなってしまう。
これに対し、スタビライザバーを支持する弾性部材の剛性を変化させることができれば、比較的簡素な構成によりロール剛性を変化させることができるが、例えば特許文献1に記載されたように、スタビライザブッシュを軸回りに回転させて剛性を変化させる手法は、車両の使用中(特に走行中)に剛性を変化させることは困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構成により支持剛性を変化させることができる弾性支持装置、及び、簡単な構成により車両のロール剛性を変化させることができるスタビライザ装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、第1の部材と、前記第1の部材に対して相対変位する第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材との間に設けられた弾性部材とを備える弾性支持装置であって、前記弾性部材の内部に空洞部が設けられ、前記弾性部材の表面部であって前記空洞部に近接した領域を押圧する第1の状態と、前記押圧を解除した第2の状態との間で推移する押圧部材とを備えることを特徴とする弾性支持装置である。
これによれば、押圧部材が空洞部に近接した領域を押圧して空洞部を圧縮し、空洞部による剛性低下効果を抑制あるいは無効化することにより、簡単な構成により弾性支持装置の剛性を変化させることができる。
請求項2に係る発明は、前記弾性部材は筒状に形成され、前記第1の部材は前記弾性部材の内径側に挿入され、前記第2の部材は前記弾性部材の外径側を保持し、前記押圧部材は、前記弾性部材の外径側の面部の一部を押圧することを特徴とする請求項1に記載の弾性支持装置である。
これによれば、筒状の弾性部材を有する弾性支持装置において、径方向の支持剛性を確実に変化させることができる。
請求項3に係る発明は、前記空洞部は、前記弾性部材の周方向における前記押圧部材と近接する箇所にのみ設けられることを特徴とする請求項2に記載の弾性支持装置である。
これによれば、押圧部材による押圧時に第1の部材が第2の部材に対して弾性部材の径方向に相対変位することを抑制できる。
請求項4に係る発明は、前記空洞部及び前記押圧部材は、前記弾性部材の周方向に分散して複数設けられることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の弾性支持装置である。
これによれば、弾性部材の周上の複数個所に空洞部及び押圧部材を設けることにより、剛性の変化範囲を拡大することができる。
請求項5に係る発明は、前記押圧部材は、所定の回転軸回りに回転することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを推移するカムであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の弾性支持装置である。
請求項6に係る発明は、前記押圧部材は、突端部が前記弾性部材の前記表面部と当接するプランジャであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の弾性支持装置である。
これらの各発明によれば、簡単な構成により確実に上述した効果を得ることができる。
請求項7に係る発明は、第1の部材と、前記第1の部材に対して相対変位する第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材との間に設けられた弾性部材とを備える弾性支持装置であって、前記弾性部材の表面の一部を凹ませた凹部が設けられ、前記凹部の内部に挿入された第1の状態と、前記凹部から離間した第2の状態との間で推移する挿入部材とを備えることを特徴とする弾性支持装置である。
これによれば、挿入部材が凹部に挿入されて凹部による剛性低下効果を抑制あるいは無効化することにより、簡単な構成により弾性支持装置の剛性を変化させることができる。
請求項8に係る発明は、前記弾性部材は筒状に形成されるとともに前記凹部は端面部に設けられ、前記第1の部材は前記弾性部材の内径側に挿入され、前記第2の部材は前記弾性部材の外径側を保持し、前記挿入部材は、前記第1の部材の長手方向に沿って前記弾性部材に対して相対移動することを特徴とする請求項7に記載の弾性支持装置である。
これによれば、筒状の弾性部材を有する弾性支持装置において、径方向の支持剛性を確実に変化させることができる。
請求項9に係る発明は、両端部がリンクを介して左右のサスペンション装置に連結されるとともに車幅方向に沿って配置された中間部を有するスタビライザバーと、前記中間部と車体との間に設けられた請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の弾性支持装置とを備え、前記第1の部材は前記スタビライザバーの前記中間部であり、前記第2の部材は前記車体に固定されることを特徴とするスタビライザ装置である。
これによれば、弾性支持装置の剛性を変化させてスタビライザバーの中間部が左右に傾斜する方向の変位に対する支持剛性を変化させることにより、簡単な構成により車両のロール剛性を変化させ、車両の走行状態に適合した運動性能を得ることができる。
例えば、良路走行時にはロール剛性を高めて操縦安定性を向上するとともに、悪路走行時にはロール剛性を低下させてリバウンド側の車輪の浮き上がりを防止し、駆動力の抜けを防止して走破性を高めることができる。
請求項10に係る発明は、乗員が車両の走行モード選択操作を入力する入力部と、前記走行モード選択操作に応じてアクチュエータを駆動し前記第1の状態と前記第2の状態とを切り換える制御部とを備えることを特徴とする請求項9に記載のスタビライザ装置である。
これによれば、車両のロール剛性を乗員の意図に忠実に変化させることができる。
請求項11に係る発明は、車両が走行する道路の状態を検出する道路状態検出部と、前記道路の状態に応じてアクチュエータを駆動し前記第1の状態と前記第2の状態とを切り換える制御部とを備えることを特徴とする請求項9に記載のスタビライザ装置である。
これによれば、車両のロール剛性を路面状況に応じて自動的に変化させることにより、ドライバが操作を行うことなく走行状態に適したロール剛性を得ることができ、利便性が向上する。
請求項12に係る発明は、前記制御部は、車両の走行速度、操舵装置の操舵角、前記操舵装置の操舵速度の少なくとも一つが所定の閾値以上である場合に前記第2の状態への推移を禁止することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のスタビライザ装置である。
これによれば、車両の高速走行時、急転舵時などには、車両のロール剛性を向上させることにより、車体のロール挙動を抑制し操縦安定性を確保することができる。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成により支持剛性を変化させることができる弾性支持装置、及び、簡単な構成により車両のロール剛性を変化させることができるスタビライザ装置を提供することができる。
本発明の参考例であるスタビライザ装置を有するサスペンション装置の分解斜視図である。 図2は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザブッシュ周辺部(弾性支持装置)の模式的断面図であって、低剛性状態を示す図である。 第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザブッシュ周辺部(弾性支持装置)の模式的断面図であって、高剛性状態を示す図である。 第1実施形態のスタビライザ装置の制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。 第1実施形態のスタビライザ装置の制御を示すフローチャートである。 本発明を適用したスタビライザ装置の第2実施形態の制御を示すフローチャートである。 本発明を適用したスタビライザ装置の第3実施形態におけるスタビライザブッシュ周辺部(弾性支持装置)の模式的断面図である。
以下、本発明を適用した弾性支持装置及びスタビライザ装置の実施形態について説明する。
<参考例>
先ず、実施形態の説明に先立ち、本発明の参考例である自動車用のスタビライザ装置の構成について説明する。
図1は、参考例のスタビライザ装置を有するサスペンション装置の分解斜視図である。
このスタビライザ装置が設けられる車両は例えば乗用車等の自動車であって、フロントサスペンション装置は、マクファーソンストラット式のものである。
フロントサスペンション装置は、ハウジング10、ストラットアッシー20、ロワアーム30を備え、ロワアーム30はクロスメンバ40を介して図示しない車体に装着されている。
また、フロントサスペンション装置は、スタビライザ装置100を備えている。
ハウジング10は、図示しない前輪を回転可能に支持するハブベアリングを収容するものであり、例えばスチール製の鋳造品に所定の機械加工を行って形成されている。
ストラットアッシー20は、ストラット21、スプリング22、アッパマウント23をアセンブリ化したものである。
ストラット21は、油圧式緩衝器であるショックアブソーバ(ダンパ)を備え、シェルケースの上方にピストンロッドが突き出した状態で配置される。シェルケースの下端部には、ハウジング10の上端部が固定されるハウジングブラケット21aが設けられている。また、シェルケース上部には、その外周面からつば状に張り出して形成され、スプリング22の下端部を保持するスプリングシート21bが設けられている。
さらに、ストラット21のスプリングシート21bの下側には、外周面から車体後方側へ突き出して形成され、後述するスタビライザリンク120が装着されるスタビライザブラケット21cが設けられている。
スプリング22は、例えばバネ鋼製のコイルスプリングであって、ストラット21の上部はこのスプリング22の内径側に挿入される。スプリング22は、下端部をストラット21のスプリングシート21bに保持されるとともに、上端部をアッパマウント23のスプリングシートに保持されている。
アッパマウント23は、車体に固定されてストラット21のピストンロッド上端部及びスプリング22の上端部を保持するものであり、前輪の操舵時にストラット21及びスプリング22をハウジング10とともにキングピン軸回りに回転可能とする転がり軸受を備えている。
ロワアーム30は、例えばスチールプレスによって形成されたL字型ロワアームであって、ハウジング10の下端部とボールジョイント31を介して接続されるとともに、車体側においてはクロスメンバ40とフロントブッシュ32、リアブッシュ33を介して接続されている。ロワアーム30は、フロントブッシュ32及びリアブッシュ33の中心部を結んだ直線とほぼ一致する中心軸回りにクロスメンバ40に対して揺動可能に支持されている。
クロスメンバ40は、ロワアーム30及びスタビライザ装置100が取り付られる基部となる構造部材であって、例えば図示しないエンジンルームの両側部に沿って車両の前後方向に延在する図示しないメインフレームの下側に固定される。
スタビライザ装置100は、左右のサスペンションを連結するスタビライザバーのバネ反力を利用して車両のロール剛性を向上するアンチロール装置である。
スタビライザ装置100は、スタビライザバー110、スタビライザリンク120、スタビライザブッシュ130、クランプ140を備えている。
スタビライザバー110は、例えばバネ鋼の線材を曲げ加工して一体的に形成され、中間部111及びアーム部112を備えている。
中間部111は、車幅方向にほぼ沿って延在する部分である。
アーム部112は、中間部111の両端部から斜め前方側へ突き出して形成された部分であって、サスペンション装置の各部材との干渉を防止するため、湾曲して形成されている。
スタビライザリンク120は、スタビライザバー110のアーム部112の先端部とストラット21のスタビライザブラケット21cとを連結するロッド状の部材であって、ほぼ上下方向に延在して配置されている。スタビライザリンク120は両端部にボールジョイント又は弾性体ブッシュが設けられ、スタビライザバー110及びストラット21に対して揺動可能となっている。
スタビライザブッシュ130は、スタビライザバー110の中間部111(第1の部材)を支持する弾性部材であって、クランプ140によってクロスメンバ40の上面部に固定される。スタビライザブッシュ130は、例えば減衰(ロス)特性の周波数依存性が強いSBR系等の高ロスゴム材料によって形成されている。
スタビライザブッシュ130は、例えば、円筒状に形成され、スタビライザバー110の中間部111は、その内径側に挿入される。
スタビライザブッシュ130の外周面は、クランプ140により保持される。
スタビライザブッシュ130及びクランプ140は、スタビライザバー110の中間部111の両端部に、車幅方向に離間して左右一対が実質的に対称に設けられる。(図1においては車両左側のみを図示し、右側は図示を省略している)
クランプ140は、スタビライザブッシュ130をクロスメンバ40の上面部に固定するもの(第2の部材)であって、例えば板金によって形成され、車幅方向から見た形状が下側が開口したU字状となっており、その曲率等はスタビライザブッシュ130の外周面部の形状に適合するようになっている。また、開口端部(下端部)から車両の前後方向に突き出して、クランプ140をクロスメンバ40に締結するボルトが挿入されるボルト孔を有するフランジ部が形成されている。
このようなスタビライザ装置において、左右のサスペンションにストローク差が発生した場合(典型的には逆相方向にストロークした場合)には、スタビライザバー110の中間部111が捻じれることにより、ストローク差を復元させる方向(アンチロール方向)のモーメントを発生する。
このとき、スタビライザブッシュ130は径方向(例えば上下方向)に荷重を受け、左右で逆方向に弾性変形することにより、スタビライザバー110の中間部111は左右方向に傾斜する。例えばスタビライザブッシュ130の径方向(典型的には上下方向)の荷重に対する剛性を低くすると、例えば車両のロール角が同等である場合であっても、スタビライザバー110の中間部111の傾斜が大きくなる一方、捻じれ角は小さくなることから、アンチロール方向のモーメントは抑制され、車両のロール剛性は低下することになる。
したがって、スタビライザブッシュ130の径方向(上下方向)の剛性を変化することができれば、例えばスタビライザバー111に捩じりモーメントを付与するアクチュエータ等を用いたり、レバー比を変更するような複雑な機構を設けなくても、比較的簡素な構成により車両のロール剛性(スタビライザ装置の効き)を可変とし、多様な走行状況に適合させることが可能となる。
以下、本発明の第1実施形態である弾性支持装置及びスタビライザ装置について説明する。
以下説明する各実施形態において、上述した比較例、従前の実施形態と同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
第1実施形態においては、スタビライザバー110のクロスメンバ40への取付箇所に、以下説明する可変剛性の弾性支持装置を設けている。
図2は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザブッシュ周辺部(弾性支持装置)の模式的断面図であって、低剛性状態(第2の状態)を示す図である。
図3は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザブッシュ周辺部(弾性支持装置)の模式的断面図であって、高剛性状態(第1の状態)を示す図である。
図2及び図3(a)は、スタビライザバー110の中間部111の軸線と直交する平面で切って見た状態を示している。
図3(b)は、図3(a)のb−b部矢視断面図である。
第1実施形態の弾性支持装置は、カム150(押圧部材)を有する。
カム150は、スタビライザバー110の中間部111と平行に配置された回転軸151回りに回動可能な状態で、クロスメンバ40に支持されている。
カム150は、これを回転軸151回りに回転駆動するアクチュエータ211(図4参照)を備えている。アクチュエータとして、例えば、電動モータ及びその出力回転を減速する歯車機構等を有する構成とすることができる。
スタビライザ装置100の作動時において、スタビライザバー110の中間部111には、ねじり方向のモーメントとともに、上下方向の荷重が負荷される。
スタビライザブッシュ130における中間部111の下側の領域には、すぐり状の空洞部131が形成されている。
カム150は、スタビライザブッシュ130の外周面における空洞部131と近接する領域を押圧可能なよう、スタビライザブッシュ130の下側でありかつクロスメンバ40の内部に収容されている。
クロスメンバ40におけるスタビライザブッシュ130の下側の領域には開口41が形成され、カム150のカム山は、第2の状態から第1の状態への移行時に、開口41を介してスタビライザブッシュ130側へ繰り出されるようになっている。
カム150は、アクチュエータにより回転駆動されることにより、図3に示すようにスタビライザブッシュ130の外周面を押圧して空洞部131を潰した状態とする第1の状態と、図2に示すようにスタビライザブッシュ130の外周面から離間した第2の状態とを推移可能となっている。
第1の状態においては、空洞部131は、径方向に対向する内面が相互に接する状態となっている。
なお、スタビライザブッシュ130における中間部111よりも上方の領域は、空洞部等のない中実体として構成されている。
スタビライザブッシュ130を構成するゴム系の材料は実質的に圧縮性がないため、これを下方から横圧して空洞部131を潰しても、中間部111のクランプ140に対する上昇量は事実上無視し得る程度に微小であり、スタビライザバー110の軸心位置が大きく変化することはない。
また、カム150のカム山の頂部には、図3(b)に示すように、スタビライザブッシュ130の筒軸方向に沿って連続した凹凸形状が形成されている。
この凹凸形状は、カム150によりスタビライザブッシュ130を押圧した状態において、スタビライザブッシュ130がカム150に対して軸方向に相対変位することを防止する機能を有する。
この場合、スタビライザブッシュ130側にも、カム150の凹凸形状と係合する凹凸形状を形成してもよい。
第1実施形態のスタビライザ装置は、上述したカム150を駆動するアクチュエータ211を制御する制御システムを有する。
図4は、第1実施形態のスタビライザ装置の制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。
制御システム200は、スタビライザ制御ユニット210、車両モード制御ユニット220、環境認識ユニット230、トランスミッション制御ユニット240、エンジン制御ユニット250等を有して構成されている。
各ユニットは、例えば、CPU等の情報処理部、RAMやROM等の記憶部、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
各ユニットは、直接に、あるいは、CAN通信システムなどの車載LANを介して相互に通信可能となっている。
スタビライザ制御ユニット210は、カム150を回転駆動するアクチュエータ211を制御するものである。
スタビライザ制御ユニット210は、車両モード選択ユニット220からの指令に応じて、カム150がスタビライザブッシュ130を押圧する第1の状態と、カム150がスタビライザブッシュ130から離間した第2の状態とを切り換える。
車両モード制御ユニット220は、予め準備された複数の車両の制御モードから一つを選択し、選択された制御モードに応じて、スタビライザ制御ユニット210、トランスミッション制御ユニット240、エンジン制御ユニット250等に指令を与えるものである。
ここで、制御モードとして、例えば、通常の舗装路走行時等に用いられる良路モード、及び、悪路・不整地走行に用いられる悪路モードがあげられる。
車両モード制御ユニット220には、モード選択スイッチ221、車速センサ222、舵角センサ223等が接続されている。
モード選択スイッチ221は、ドライバ等の乗員が上述した制御モードの選択操作を入力する入力操作部である。
車速センサ222は、車両の走行速度を検出するものである。
舵角センサ223は、車両の前輪を操向する操舵装置(電動パワーステアリング装置)において、舵角(ドライバによる操舵操作量)を検出するものである。
環境認識ユニット230は、自車両前方の環境を認識するものである。
環境認識ユニット230には、例えば、ステレオカメラ装置231が接続されている。
ステレオカメラ装置231は、例えば、自車両前方を撮像範囲としかつ車幅方向に離間して配置された一対の撮像装置を有し、撮像された画像に公知のステレオカメラ画像処理を施すことにより、被写体の形状や自車両からの相対距離を判別する機能を備えている。
環境認識ユニット230は、ステレオカメラ装置231の出力に基づいて、自車両が走行する道路の状態が舗装路などの良路であるか、悪路であるかを判別する道路状態検出部として機能する。
トランスミッション制御ユニット240は、車両の走行用動力源であるエンジンの回転出力を変速する変速機、及び、AWD車両の前輪駆動機構、後輪駆動機構に駆動力を配分するトランスファ等を統括的に制御するものである。
エンジン制御ユニット250は、エンジン及びその補機類を統括的に制御し、エンジンの出力調節などを行うものである。
以下、第1実施形態の弾性支持装置、スタビライザ装置の剛性可変制御について説明する。
図5は、第1実施形態のスタビライザ装置の制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS01:悪路モード選択操作判断>
車両モード制御ユニット220は、モード選択スイッチ221からドライバが悪路モードの選択操作を入力したか否かを判別する。
悪路モードの選択操作があった場合はステップS02に進み、その他の場合はステップS06に進む。
<ステップS02:車速判断>
車両モード制御ユニット220は、車速センサ222が検出する車速を予め設定した閾値(例えば、40km/h)と比較する。
車速が閾値以上である場合はステップS06に進み、その他の場合はステップS03に進む。
<ステップS03:操舵角度判断>
車両モード制御ユニット220は、舵角センサ223が検出する操舵角度(舵角)を予め設定した閾値(例えば、90deg)と比較する。
舵角が閾値以上である場合はステップS06に進み、その他の場合はステップS04に進む。
<ステップS04:操舵速度判断>
車両モード制御ユニット220は、舵角センサ223が検出する操舵角度(舵角)の変化率である操舵速度を予め設定した閾値(例えば、45deg/sec)と比較する。
操舵速度が閾値以上である場合はステップS06に進み、その他の場合はステップS05に進む。
なお、上述した車速、舵角、操舵速度に係る判断においては、制御のハンチングを防止するため、所定期間にわたって閾値以上である状態が継続した場合に判定が成立するようにしてもよい。
また、現在のアクチュエータの状態(第1の状態か、第2の状態か)に応じて閾値を変化させ、制御にヒステリシス特性をもたせてもよい。
<ステップS05:悪路モード制御実行>
車両モード制御ユニット220は、悪路モードの選択を決定し、スタビライザ制御ユニット210、トランスミッション制御ユニット240、エンジン制御ユニット250に指令を与える。
これに応じて、スタビライザ制御ユニット210は、アクチュエータ211を制御し、カム150がスタビライザブッシュ130の外周面から離間した状態(第2の状態)とし、スタビライザブッシュ130の上下方向の剛性を低下させ、車両のロール剛性を低下させる。
また、トランスミッション制御ユニット240は、変速機の変速特性を悪路走行に適するよう低速側(高減速比側)にシフトさせるとともに、AWDのトランスファの締結力を増大していわゆる直結状態に近付け、駆動力を向上させる。
また、エンジン制御ユニット250は、アクセル開度に対するエンジンの出力トルクの相関である出力特性を、悪路走行に適した特性に切り替える。
その後、一連の処理を終了(リターン)する。
<ステップS06:良路モード制御実行>
車両モード制御ユニット220は、良路モードの選択を決定し、スタビライザ制御ユニット210、トランスミッション制御ユニット240、エンジン制御ユニット250に指令を与える。
これに応じて、スタビライザ制御ユニット210は、アクチュエータ211を制御し、カム150がスタビライザブッシュ130の外周面を押圧する状態(第1の状態)とし、スタビライザブッシュ130の上下方向の剛性を向上させ、車両のロール剛性を向上させる。
また、トランスミッション制御ユニット240、エンジン制御ユニット250は、変速機の変速特性、トランスファの締結力、エンジンの出力特性を、良路走行に適する通常の特性に設定する。
その後、一連の処理を終了(リターン)する。
以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)カム150のカム山がスタビライザブッシュ130の外周面における空洞部131に近接した領域を押圧して空洞部131を圧縮し、空洞部131による剛性低下効果を抑制あるいは無効化することにより、簡単な構成によりスタビライザブッシュ130によるスタビライザバー110の中間部の上下方向の支持剛性を変化させることができる。
(2)空洞部131が設けられた筒状のスタビライザブッシュ130の外径側の面部をカム150で押圧することにより、スタビライザブッシュ130の径方向の剛性を確実に変化させることができる。
(3)空洞部131をスタビライザバー110から見てカム150側(下側)にのみ設けたことにより、カム150による押圧時にスタビライザバー110がブラケット140に対して押し上げられ、スタビライザ装置100を構成する各部品の位置関係が変化することを抑制できる。
(4)押圧部材としてアクチュエータにより回転駆動されるカム150を用いたことにより、簡単な構成により確実に上述した効果を得ることができる。
(5)カム150を用いてスタビライザブッシュ130の剛性を変化させ、スタビライザバー110の中間部111が左右に傾斜する方向の変位に対する支持剛性を変化させることにより、簡単な構成により車両のロール剛性を変化させ、車両の走行状態に適合した運動性能を得ることができる。
具体的には、良路走行時にはロール剛性を高めて車体のロール挙動を低減し、操縦安定性を向上するとともに、悪路走行時にはロール剛性を低下させてリバウンド側の車輪の浮き上がりを防止し、駆動力の抜けを防止して走破性を高めることができる。
(6)乗員による悪路モードの選択操作に応じて車両のロール剛性を低下させることにより、乗員の意図に忠実なロール剛性の制御を行うことができる。
(7)車両の走行速度、操舵装置の操舵角、操舵装置の操舵速度の少なくとも一つが所定の閾値以上である場合にロール剛性の低下を禁止することにより、車両の高速走行時、急転舵時などには、車両のロール剛性を向上させて車体ロールを抑制し操縦安定性を確保することができる。
<第2実施形態>
次に、本発明を適用した弾性支持装置及びスタビライザ装置の第2実施形態について説明する。
第2実施形態においては、車両のロール剛性の制御を、ドライバの制御によらず、車両が走行する路面状態を検出した結果に応じて自動的に行うことを特徴とする。
図6は、第1実施形態のスタビライザ装置の制御を示すフローチャートである。
第2実施形態においては、ステップS01において、第1実施形態における悪路モード選択操作に係る判断に代えて、環境認識ユニット230の認識結果に基づいて、自車両が走行する道路の状態が悪路であるか否かを判別している。
例えば、路面に所定以上の凹凸、うねり(平面不整)が認識された場合に、悪路判定を成立させることができる。
悪路判定が成立した場合にはステップS02に進み、その他の場合はステップS06に進む。
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と同様の効果((6)項に記載のものを除く)に加えて、車両のロール剛性を路面状況に応じて自動的に変化させることにより、ドライバが操作を行うことなく走行状態に適したロール剛性を得ることができ、利便性が向上する。
<第3実施形態>
次に、本発明を適用した弾性支持装置及びスタビライザ装置の第3実施形態について説明する。
図7は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザブッシュ周辺部の模式的断面図である。
図7においては、第1実施形態における図3(b)に相当する断面を示している。
図7(a)は、低剛性の状態(第2の状態)、図7(b)は高剛性の状態(第1の状態)をそれぞれ示している。
第3実施形態においては、第1実施形態における空洞部131、カム150に代えて、以下説明する凹部132及び挿入部材160を備えている。
凹部132は、スタビライザブッシュ130の一方の端面を凹ませて形成されている。
凹部132は、例えば、スタビライザバー110の中間部111の周囲の領域を軸方向にカップ状に凹ませた構成とすることができる。
挿入部材160は、例えば金属等のスタビライザブッシュ130の材料よりも硬度が大きい硬質材料により形成され、突端部161を凹部132に挿入し、実質的に凹部132の内部を埋めることによって、スタビライザブッシュ130の剛性を向上するものである。
挿入部材160は、例えば筒状に形成され、中間部111が内部に挿入されるとともに、中間部111に対してその長手方向(スタビライザブッシュ130の筒軸方向)に沿って相対変位可能となっている。
挿入部材160は、これを中間部111の長手方向に沿って並進方向に駆動し、突端部161が凹部132の内部に挿入された第1の状態(図7(b)参照)と、凹部132から離間した第2の状態(図7(a)参照)とを推移させる図示しないアクチュエータを有する。
アクチュエータは、第1、第2実施形態におけるアクチュエータ211と同様に制御され、第1の状態と第2の状態とを推移させる。
以上説明した第3実施形態によれば、挿入部材160の突端部161がスタビライザブッシュ130の凹部132に挿入され、凹部132による剛性低下効果を抑制あるいは無効化することにより、簡単な構成によりスタビライザブッシュ130の剛性を変化させることができる。
(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)弾性支持装置、スタビライザ装置、サスペンション装置等の構成は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、各実施形態においてサスペンション装置は一例としてマクファーソンストラット式のフロントサスペンションであったが、本発明はリアサスペンションや、マクファーソンストラット式以外の構成を有する各種のサスペンション装置に設けられるスタビライザ装置にも適用することができる。
(2)本発明の弾性支持装置の用途は、スタビライザ装置に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、エンジン、トランスミッション、AWDトランスファ、ディファレンシャル、モータジェネレータ等の駆動系部品の支持や、サスペンションブッシュ、サブフレームブッシュなどにも適用することができる。
また、弾性部材の形状も実施形態のような円筒状のものに限らず、適宜変更することができる。
(3)第1実施形態においては、弾性部材の空洞部近傍をカムにより押圧する構成としているが、本発明はこれに限らず、押圧部材の具体的構成は適宜変更することができる。
例えば、カムに代えて、油圧、空気圧、電動アクチュエータなどの動力により駆動される柱状のプランジャにより弾性部材を押圧する構成としてもよい。
(4)第1実施形態においては、円筒状のスタビライザブッシュの周上における一か所に空洞部を設け、カムにより押圧する構成としているが、このような空洞部を周上における複数個所に設けて、それぞれ押圧する構成としてもよい。
また、第3実施形態においては、凹部及び挿入部材を弾性部材の軸方向における一方側にのみ設けているが、両側に設けてもよい。
(5)第1、第2実施形態においては、弾性部材の主に上下方向の剛性を変化させるようにしているが、どの方向の剛性を変化させるかは、弾性支持装置の用途に応じて適宜設定することが可能である。
例えば、スタビライザブッシュとして利用する場合において、サスペンション装置のストローク時に、上下方向以外の力が弾性部材に作用する場合には、その方向に沿った剛性を変化させる構成とすることができる。
(6)各実施形態においては、カム(押圧部材)及び挿入部材は、アクチュエータにより駆動されているが、これらを例えば手動で移動させる構成としてもよい。
(7)第2実施形態においては、道路状態検出部としてステレオカメラ装置を有する環境認識ユニットを用いているが、道路状態を検出する手法はこれに限らず適宜変更することができる。
10 ハウジング 20 ストラットアッシー
21 ストラット 21a ハウジングブラケット
21b スプリングシート 21c スタビライザブラケット
22 スプリング 23 アッパマウント
30 ロワアーム 31 ボールジョイント
32 フロントブッシュ 33 リアブッシュ
40 クロスメンバ 41 開口
100 スタビライザ装置 110 スタビライザバー
111 中間部 112 アーム部
120 スタビライザリンク 130 スタビライザブッシュ
131 空洞部 132 凹部
140 クランプ
150 カム 151 回転軸
160 挿入部材 161 突端部
200 制御システム 210 スタビライザ制御ユニット
211 アクチュエータ 220 車両モード制御ユニット
221 モード選択スイッチ 222 車速センサ
223 舵角センサ 230 環境認識ユニット
231 ステレオカメラ装置 240 トランスミッション制御ユニット
250 エンジン制御ユニット

Claims (12)

  1. 第1の部材と、
    前記第1の部材に対して相対変位する第2の部材と、
    前記第1の部材と前記第2の部材との間に設けられた弾性部材と
    を備える弾性支持装置であって、
    前記弾性部材の内部に空洞部が設けられ、
    前記弾性部材の表面部であって前記空洞部に近接した領域を押圧する第1の状態と、前記押圧を解除した第2の状態との間で推移する押圧部材とを備えること
    を特徴とする弾性支持装置。
  2. 前記弾性部材は筒状に形成され、
    前記第1の部材は前記弾性部材の内径側に挿入され、
    前記第2の部材は前記弾性部材の外径側を保持し、
    前記押圧部材は、前記弾性部材の外径側の面部の一部を押圧すること
    を特徴とする請求項1に記載の弾性支持装置。
  3. 前記空洞部は、前記弾性部材の周方向における前記押圧部材と近接する箇所にのみ設けられること
    を特徴とする請求項2に記載の弾性支持装置。
  4. 前記空洞部及び前記押圧部材は、前記弾性部材の周方向に分散して複数設けられること
    を特徴とする請求項2又は請求項3に記載の弾性支持装置。
  5. 前記押圧部材は、所定の回転軸回りに回転することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを推移するカムであること
    を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の弾性支持装置。
  6. 前記押圧部材は、突端部が前記弾性部材の前記表面部と当接するプランジャであること
    を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の弾性支持装置。
  7. 第1の部材と、
    前記第1の部材に対して相対変位する第2の部材と、
    前記第1の部材と前記第2の部材との間に設けられた弾性部材と
    を備える弾性支持装置であって、
    前記弾性部材の表面の一部を凹ませた凹部が設けられ、
    前記凹部の内部に挿入された第1の状態と、前記凹部から離間した第2の状態との間で推移する挿入部材と
    を備えることを特徴とする弾性支持装置。
  8. 前記弾性部材は筒状に形成されるとともに前記凹部は端面部に設けられ、
    前記第1の部材は前記弾性部材の内径側に挿入され、
    前記第2の部材は前記弾性部材の外径側を保持し、
    前記挿入部材は、前記第1の部材の長手方向に沿って前記弾性部材に対して相対移動すること
    を特徴とする請求項7に記載の弾性支持装置。
  9. 両端部がリンクを介して左右のサスペンション装置に連結されるとともに車幅方向に沿って配置された中間部を有するスタビライザバーと、
    前記中間部と車体との間に設けられた請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の弾性支持装置とを備え、
    前記第1の部材は前記スタビライザバーの前記中間部であり、
    前記第2の部材は前記車体に固定されること
    を特徴とするスタビライザ装置。
  10. 乗員が車両の走行モード選択操作を入力する入力部と、
    前記走行モード選択操作に応じてアクチュエータを駆動し前記第1の状態と前記第2の状態とを切り換える制御部と
    を備えることを特徴とする請求項9に記載のスタビライザ装置。
  11. 車両が走行する道路の状態を検出する道路状態検出部と、
    前記道路の状態に応じてアクチュエータを駆動し前記第1の状態と前記第2の状態とを切り換える制御部と
    を備えることを特徴とする請求項9に記載のスタビライザ装置。
  12. 前記制御部は、車両の走行速度、操舵装置の操舵角、前記操舵装置の操舵速度の少なくとも一つが所定の閾値以上である場合に前記第2の状態への推移を禁止すること
    を特徴とする請求項10又は請求項11に記載のスタビライザ装置。
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