JP2022024697A - Stabilizer system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されるスタビライザシステムに関する。 The present invention relates to a stabilizer system mounted on a vehicle.
スタビライザシステムは、スタビライザバーを主要構成要素とするスタビライザ装置を備えており、例えば、下記特許文献に記載されたスタビライザシステムでは、スタビライザ装置を液圧式ロータリアクチュエータ若しくは液圧式シリンダを含んで構成し、切換機構としての電磁式開閉弁の作動をコントローラによって制御することで、スタビライザバーによる車体のロールの抑制効果を制御している。 The stabilizer system includes a stabilizer device having a stabilizer bar as a main component. For example, in the stabilizer system described in the following patent document, the stabilizer device is configured to include a hydraulic rotary actuator or a hydraulic cylinder and is switched. By controlling the operation of the electromagnetic on-off valve as a mechanism by the controller, the effect of suppressing the roll of the vehicle body by the stabilizer bar is controlled.
上記特許文献のスタビライザシステムでは、コントローラは、主に、車体の横加速度に基づいて、スタビライザバーによる車体のロールの抑制効果を制御している。しかしながら、前輪側のスタビライザ装置と後輪側のスタビライザ装置とが一緒に制御されるため、例えば、悪路を走行している場合等において、車両の旋回性が低下することも予想される。つまり、車両が走行する路面の状態を考慮して前輪側,後輪側のスタビライザ装置を制御することで、スタビライザシステムの実用性を向上させることが可能となる。本発明はそのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いスタビライザシステムを提供することを課題とする。 In the stabilizer system of the above patent document, the controller mainly controls the effect of suppressing the roll of the vehicle body by the stabilizer bar based on the lateral acceleration of the vehicle body. However, since the stabilizer device on the front wheel side and the stabilizer device on the rear wheel side are controlled together, it is expected that the turning performance of the vehicle will be deteriorated, for example, when traveling on a rough road. That is, by controlling the stabilizer devices on the front wheel side and the rear wheel side in consideration of the condition of the road surface on which the vehicle travels, it is possible to improve the practicality of the stabilizer system. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly practical stabilizer system.
上記課題を解決するために本発明のスタビライザシステムは、
それぞれが、スタビライザバーと、そのスタビライザバーによる車体のロール抑制効果の有効化と無効化とを切り換える切換機構とを有する前輪側スタビライザ装置および後輪側スタビライザ装置と、
それら前輪側スタビライザ装置および後輪側スタビライザ装置の各々の前記切換機構を制御するコントローラと
を備えて車両に搭載されるスタビライザシステムであって、
前記コントローラが、車両が良路を走行している状態において旋回したときに、前記前輪側スタビライザ装置および前記後輪側スタビライザ装置のロール抑制効果を有効化し、車両が悪路を走行している状態において旋回したときに、前記前輪側スタビライザ装置だけのロール抑制効果を有効化するように構成される。
In order to solve the above problems, the stabilizer system of the present invention is used.
A front wheel side stabilizer device and a rear wheel side stabilizer device, each of which has a stabilizer bar and a switching mechanism for switching between enabling and disabling the roll suppression effect of the vehicle body by the stabilizer bar.
It is a stabilizer system mounted on a vehicle including a controller for controlling the switching mechanism of each of the front wheel side stabilizer device and the rear wheel side stabilizer device.
When the controller turns while the vehicle is traveling on a good road, the roll suppression effect of the front wheel side stabilizer device and the rear wheel side stabilizer device is enabled, and the vehicle is traveling on a rough road. It is configured to activate the roll suppressing effect of only the front wheel side stabilizer device when turning in.
ここで、「良路」とは、舗装路等、平坦であり、かつ、路面μが比較的高い路を意味し、「悪路」とは、ダート,泥濘路,雪道等の路面μが比較的低い不整地路を意味する。本発明のスタビライザシステムによれば、良路の走行において旋回するときには、前輪側においても後輪側においてもロール抑制効果が発揮されることで、良好な、言い換えれば、シビアな車両旋回特性が実現される。一方で、悪路の走行において旋回するときには、よりアンダステア傾向とすることで車両旋回における安定性に優れ、また、車両の乗り心地が向上することになる。 Here, "good road" means a road that is flat and has a relatively high road surface μ such as a paved road, and "bad road" means a road surface μ such as a dirt road, a muddy road, or a snowy road. It means a relatively low rough road. According to the stabilizer system of the present invention, when turning on a good road, the roll suppressing effect is exerted on both the front wheel side and the rear wheel side, so that good, in other words, severe vehicle turning characteristics are realized. Will be done. On the other hand, when turning on a rough road, the tendency to understeer is excellent in the stability in turning the vehicle, and the riding comfort of the vehicle is improved.
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例であるスタビライザシステムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 Hereinafter, as an embodiment of the present invention, the stabilizer system according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the present invention can be carried out in various forms with various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[1]スタビライザシステムの構成
実施例のスタビライザシステムは、図1に模式的に示すように、車両の左右の前輪10FL,10FRに対して搭載された前輪側スタビライザ装置である第1スタビライザ装置12と、車両の左右の後輪10RL,10RRに対して搭載された後輪側スタビライザ装置である第2スタビライザ装置14とを含んで構成されている。なお、以下の説明において、左右の前輪10FL,10FRのうちの1つを、前輪10Fと、左右の後輪10RL,10RRのうちの1つを、後輪10Rと呼び、左右の前輪10FL,10FR,左右の後輪10RL,10RRのうちの1つを、前後左右を区別する必要がないときには、車輪10と呼ぶ場合があることとする。ちなみに、左右の前輪10Fが、当該車両の旋回において転舵される転舵輪である。
[1] Configuration of Stabilizer System As shown schematically in FIG. 1, the stabilizer system of the embodiment includes a
(a)第1スタビライザ装置の構成
前輪10FL,10FRの各々は、独立懸架式のサスペンション装置であるダブルウィッシュボーン型のサスペンション装置によって懸架されている。第1スタビライザ装置12は、スタビライザバー16を、主要構成要素として、備えている。スタビライザバー16は、互いに一体化された中央のトーションバー部16tと左右のアーム部16aL,16aRとを含んで構成されており、左右のアーム部16aL,16aRの延びる方向は、トーションバー部16tの延びる方向である車幅方向と交差している。スタビライザバー16の両端、すなわち、左右のアーム部16aL,16aRの各々の先端は、左右のロアアーム18L,18Rに、それぞれ、リンクロッド20L,20Rを介して連結されている。
(A) Configuration of the first stabilizer device Each of the front wheels 10FL and 10FR is suspended by a double wishbone type suspension device which is an independent suspension type suspension device. The
ちなみに、ロアアーム18L,18Rは、左右の前輪10Fをそれぞれが保持して、その保持した前輪10Fとともに車体に対して上下動する1対の車輪保持部として機能する。また、ロアアーム18L,18Rの各々には、図示を省略しているが、一端が車体のマウント部に支持されたサスペンションスプリングおよびショックアブソーバのそれぞれの他端が連結されている。なお、アーム部16aL,16aR,ロアアーム18L,18R等、符号に添え字L,Rが付されている左右1対の構成要素については、それら左右1対のうちの1つを、左右を区別する必要がないときには、アーム部16a,ロアアーム18等と呼ぶ場合があることとする。
Incidentally, the
後に詳しく説明するが、スタビライザバー16のトーションバー部16tの車幅方向の中央には、被保持部16hが設けられており、スタビライザバー16は、被保持部16hにおいて、ホルダ22によって、車体の一部(図では、車体の一部を網掛けで示している)24に保持させられている。ホルダ22は、図2(a)に示すように、被保持部用ブッシュ26を含んで構成されている。被保持部用ブッシュ26は、外筒26oと、外筒26oとスタビライザバー16のトーションバー部16tとの間に介装されたゴム弾性体26gとを含んで構成されており、スタビライザバー16は、被保持部16hを中心とした回動(図1に白抜き矢印でしめす)が許容されている。なお、被保持部用ブッシュ26は、スタビライザバー16のトーションバー部16tの軸線まわりの回転、つまり、捩じりを許容している。
As will be described in detail later, a held
また、第1スタビライザ装置12は、1対のシリンダ28L,28Rを備えている。1対のシリンダ28L,28Rの各々は、ハウジング28hと、ハウジング28h内に配設されたピストン28pと、基端部がピストン28pに連結されて先端部(下端部)が下方に向かってハウジング28hから延び出すピストンロッド28rとを有している。1対のシリンダ28L,28Rの各々のハウジング28hは、車体の一部24に、固定的に連結され、1対のシリンダ28L,28Rの各々のピストンロッド28rの先端部は、スタビライザバー16のトーションバー部16tの左右に設けられた1対の被支持部16sL,16sRの対応するものと、サポート30を介して連結されている。
Further, the
サポート30は、図2(b)に示すように、被支持部用ブッシュ32を含んで構成されている。被支持部用ブッシュ32は、外筒32oと、外筒32oとスタビライザバー16のトーションバー部16tとの間に介装されたゴム弾性体32gとを含んで構成されている。なお、被支持部用ブッシュ32は、被保持部用ブッシュ26と同様に、スタビライザバー16のトーションバー部16tの軸線まわりの回転、つまり、捩じりを許容している。
As shown in FIG. 2B, the
ちなみに、図2(a)と図2(b)とを比較して解るように、被支持部用ブッシュ32のゴム弾性体32gよりも、被保持部用ブッシュ26のゴム弾性体26gの方が厚くされている。ゴム弾性体32g,ゴム弾性体26gは、ともに同じ素材のものであるため、上下方向のばね定数が、被支持部用ブッシュ32よりも被保持部用ブッシュ26の方が小さくされている。つまり、簡単に言えば、被保持部用ブッシュ26が、被支持部用ブッシュ32よりも柔らかくされているのである。したがって、スタビライザバー16は、被支持部16sL,16sRにおいて、しっかりと支持されるとともに、被保持部16hを中心とした回動に対する抵抗が比較的小さなものとされているのである。
By the way, as can be seen by comparing FIGS. 2 (a) and 2 (b), the rubber
1対のシリンダ28L,28Rの各々は、図1に白抜き矢印で示すように、スタビライザバー16のトーションバー部16tの左右に設けられた1対の被支持部16sL,16sRの対応するものの上下動によって伸縮可能とされ、ハウジング28hの内部は、ピストン28pによって、その伸縮によって容積が変動する2つの液室である上室28cUと下室28cLとに区画されている。詳しく言えば、1対のシリンダ28L,28Rの各々は、その各々が伸長する際、すなわち、対応する前輪10Fがリバウンド動作する際に容積が増大し、その各々が収縮する際、すなわち、対応する前輪10Fがバウンド動作する際)に容積が減少する第1液室である上室28cUと、その各々が伸長する際に容積が減少し収縮する際に容積が増大する第2液室である下室28cLとを有しているのである。
As shown by the white arrows in FIG. 1, each of the pair of
第1スタビライザ装置12は、シリンダ28Lの上室28cUとシリンダ28Rの下室28cLとを連通させるための第1連通路34と、シリンダ28Lの下室28cLとシリンダ28Rの上室28cUをと連通させるための第2連通路36とを備えている。また、第1スタビライザ装置12は、第1連通路34と第2連通路36とを相互に連通させるための通路間連通路38を備え、さらに、その通路間連通路38に配設された開閉弁40を備えている。開閉弁40は、励磁されることによって開弁状態となる常閉型の電磁弁であり、通路間連通路38の開通と遮断とを切り換える。開閉弁40が開弁状態とされることで、第1連通路34と第2連通路36とが相互に連通する通路間連通状態が実現され、開閉弁40が閉弁状態とされることで、第1連通路34と第2連通路36とが連通しない通路間非連通状態が実現される。
The
換言すれば、第1スタビライザ装置12は、第1連通路34,第2連通路36をそれぞれクロス配管とし、それぞれが、そのクロス配管によって接続された一方のシリンダ28の上室28cUと他方のシリンダ28の下室cLとが接続された2つの液圧系統を有しており、また、それら2つの液圧系統の互いの連通に関して、通路間連通路38と開閉弁40とを含んで構成される切換機構、すなわち、通路間連通状態と通路間非連通状態とを選択的に実現させるための切換機構42を備えているのである。
In other words, the
詳しい説明は省略するが、第1スタビライザ装置12は、2つの液圧系統の少なくとも一方、詳しくは、第1連通路34と第2連通路36のとのそれぞれに対して、作動液の流出入を許容する機構として、弁機構44を備えている。弁機構44は、第1スタビライザ装置12の温度変化に起因する作動液の体積変化に伴って、第1連通路34と第2連通路36との両方に対する作動液の流出入を許容する。この作動液の流出入の機能を果たすために、弁機構44は、装置間連通路46を介して、後述する第2スタビライザ装置14が備えるアキュムレータ48に接続されている。また、弁機構44には、第1スタビライザ装置12に作動液を注入するための注入ポート50が設けられている。
Although detailed description is omitted, the
当該スタビライザシステムは、第1スタビライザ装置12のコントローラとして機能する電子制御ユニット(以下、「ECU」という場合がある)55を備えており、開閉弁40の作動の制御は、そのECU55によって行われる。詳しい説明は省略するが、ECU55は、CPU,ROM,RAM等を含んで構成されるコンピュータと、開閉弁40の駆動回路とを有している。
The stabilizer system includes an electronic control unit (hereinafter, may be referred to as “ECU”) 55 that functions as a controller of the
(b)第2スタビライザ装置の構成
後輪10RL,10RRは、リジッドアクスル型サスペンション装置によって懸架されており、第2スタビライザ装置14は、それら後輪10RL,10RRに対して設けられている。第2スタビライザ装置14は、第1スタビライザ装置12と同様、スタビライザバー60を、主要構成要素として備えている。第2スタビライザ装置14のスタビライザバー60も、互いに一体化された中央のトーションバー部60tと左右のアーム部60aL,60aRとを含んで構成されており、左右のアーム部60aL,60aRの延びる方向は、トーションバー部60tの延びる方向である車幅方向と交差している。
(B) Configuration of the Second Stabilizer Device The rear wheels 10RL and 10RR are suspended by a rigid axle type suspension device, and the
スタビライザバー60のトーションバー部60tには、左右に被支持部60sL,60sRが設けられており、スタビライザバー60は、それら被支持部60sL,60sRにおいて、アクスルハウジング62に、サポート64を介して支持されている。アクスルハウジング62は、両端がそれぞれ後輪10RL,10RRを保持する車輪保持部として機能し、後輪10RL,10RRの車体に対する上下動に応じて、図1に白抜き矢印で示すように、揺動可能とされている。また、サポート64は、図示を省略するが、先に説明した第1スタビライザ装置12のサポート30と同様、外筒とゴム弾性体とを含んで構成された被支持部用ブッシュを有するものであり、スタビライザバー60のトーションバー部60tの軸線まわりの回転、つまり、捩じりを許容している。
The
スタビライザバー60の両端、すなわち、左右のアーム部60aL,60aRの各々の先端は、車体の一部24に、詳しく言えば、車幅方向における左右に位置する部分に連結されている。具体的には、右側のアーム部60aRの先端は、リンクロッド66を介して連結され、左側のアーム部60aLの先端は、リンクロッド68,70,シリンダ72を介して連結されている。シリンダ72は、第1スタビライザ装置12のシリンダ28と同様、ハウジング72hと、ハウジング72h内に配設されたピストン72pと、基端部がピストン72pに連結されて先端部(下端部)が下方に向かってハウジング72hから延び出すピストンロッド72rとを有している。ハウジング72hは、車体の一部24にブッシュを介して揺動可能に支持され、リンクロッド68の一端がアーム部60aLの先端と、リンクロッド68の他端がリンクロッド70の一端と、リンクロッド70の他端がシリンダ72のハウジング72hに、それぞれ、連結されている。そして、ピストンロッド72rの先端が、リンクロッド68の中間部に連結されることで、端的に言えば、スタビライザバー60の左側のアーム部60aLの先端、すなわち、スタビライザバー60の一端に連結されている。
Both ends of the
シリンダ72は、図1に白抜き矢印で示すように、アクスルハウジング62の揺動に伴って伸縮可能とされ、第1スタビライザ装置12のシリンダ28と同様、ハウジング70hの内部は、ピストン72pによって、その伸縮によって容積が変動する2つの液室である上室72cUと下室72cLとに区画されている。詳しく言えば、シリンダ72は、伸長する際に容積が増大し収縮する際に容積が減少する第1液室である上室72cUと、伸長する際に容積が減少し収縮する際に容積が増大する第2液室である下室72cLとを有しているのである。
As shown by the white arrow in FIG. 1, the
第2スタビライザ装置14は、シリンダ72の上室72cUと下室72cLとを連通させるための室間連通路74を備えており、その室間連通路74には、互いに直列的に第1開閉弁76,第2開閉弁78が配設されている。第1開閉弁76,第2開閉弁78は、ともに、励磁されることによって閉弁状態となる常開型の電磁弁であり、室間連通路74の開通と遮断とを切り換える。詳しく言えば、第1開閉弁76,第2開閉弁78の両方が開弁状態とされることで、上室72cUと下室72cLとが相互に連通する室間連通状態が実現され、第1開閉弁76,第2開閉弁78の両方が閉弁状態とされることで、上室72cUと下室72cLとが連通しない室間非連通状態が実現される。換言すれば、第2スタビライザ装置14は、第1開閉弁76,第2開閉弁78を含んで構成される切換機構、すなわち、室間連通状態と室間非連通状態とを選択的に実現させるための切換機構80を備えているのである。
The
なお、後に詳しく説明するが、シリンダ72は、いわゆるロッド片側延出シリンダであり、伸縮に伴って、ハウジング72hの内容量、すなわち、上室72cUの容量と下室72cLの容量との合計が変化する。言い換えれば、伸縮に伴う上室72cUに対する作動液の流出入量と、下室72cLに対する作動液の流出入量とに差が存在する。この差、つまり、容積変化を補償するために、第2スタビライザ装置14では、先に説明したアキュムレータ48が、第1開閉弁76,第2開閉弁78の間において、室間連通路74に接続されている。このアキュムレータ48に関してさらに言及すれば、そのアキュムレータ48は、第1スタビライザ装置12に必要とされるアキュムレータと、第2スタビライザ装置14に必要とされるアキュムレータとの両方の機能を果たすものであり、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14が共用するものとされている。その結果、本スタビライザシステムでは、アキュムレータの数が少なくされているのである。ちなみに、先に説明した装置間連通路46によって、本スタビライザシステムでは、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14のそれぞれの液圧系統が結合されていると考えることができる。
As will be described in detail later, the
なお、第2スタビライザ装置14への作動液の注入も、第1スタビライザ装置12に設けられている注入ポート50から、装置間連通路46を介して行われる。つまり、注入ポート50は、第1スタビライザ装置12と第2スタビライザ装置14とが共用する単一の注入ポートと考えることができ、その注入ポート50を利用することで、本スラビライザシステムでは、作動液の注入を簡便に行うことが可能とされている。なお、注入ポート50は、アキュムレータ48と弁機構44との両方に作動液を注入するためのものと考えることもできる。また、先に説明したECU55は、第1開閉弁76,第2開閉弁78の駆動回路をも有して第2スタビライザ装置14のコントローラとしても機能し、第1開閉弁76,第2開閉弁78の作動の制御は、ECU55によって行われる。
The hydraulic fluid is also injected into the
本第2スタビライザ装置14は、スタビライザバー60のトーションバー部60tがアクスルハウジング62に支持され、アーム部60aL,60aRの先端が車体の一部24に連結されている。本スタビライザシステムでは、そのようなスタビライザ装置に代え、スタビライザバー60のトーションバー部が車体に支持され、1対のアーム部の各々の先端がアクスルハウジングの両端にそれぞれ連結された構造のスタビライザ装置を採用することも可能である。
In the
[2]スタビライザシステムの作動
以下に、本スタビライザシステムの作動を、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14のそれぞれについて説明する。
[2] Operation of Stabilizer System The operation of this stabilizer system will be described below for each of the
(a)第1スタビライザ装置の作動
先に説明したように、第1スタビライザ装置12の切換機構42を構成する開閉弁40を閉弁状態とされているときは、第1連通路34と第2連通路36とが連通しない通路間非連通状態が実現される。シリンダ28は、図2(c)に示すように、下室28cLにピストンロッド28rが貫通しているものの上室28cUにはピストンロッドが貫通していないため、伸縮による上室28cUの体積変化量と下室28cLの体積変化量とが相違している。したがって、第1連通路34と第2連通路36とが連通しない通路間非連通状態では、シリンダ28Lの上室28cUとシリンダ28Rの下室28cLとの間では、第1連通路34を介した作動液の流出入は行われず、また、シリンダ28Rの上室28cUとシリンダ28Lの下室28cLとの間では、第2連通路36を介した作動液の流出入は行われない。つまり、シリンダ28L,28Rは、ともに、伸縮が禁止されることになる。
(A) Operation of the 1st stabilizer device As described above, when the on-off
図3(a)に示すように、車両が旋回する場合、車体は、左右方向に傾斜、つまり、ロールする。ちなみに、図3(a)は、左方に旋回し、車体が右方に傾斜している状態を示している。シリンダ28L,28Rの伸縮が禁止されている状態では、シリンダ28L,シリンダ28Rのピストンロッド28rの先端によってそれぞれ支持されているスタビライザバー16のトーションバー部16tの被支持部16sL,16sRは、車体に対する上下動が禁止されるため、トーションバー部16tは、捩じられることになる。この捩じりの反力が、左右のアーム部16aL,16aRを介してロアアーム18L,18Rに作用することで、車体のロールが抑制されることになる。
As shown in FIG. 3A, when the vehicle turns, the vehicle body tilts in the left-right direction, that is, rolls. Incidentally, FIG. 3A shows a state in which the vehicle body is turned to the left and the vehicle body is inclined to the right. In a state where expansion and contraction of the
一方で、図3(b)に示すように、開閉弁40が開弁状態とされているときは、第1連通路34と第2連通路36とが相互に連通する通路間連通状態が実現され、シリンダ28L,28Rの各々の上室28cU,下室28cLに対する作動液の流出入が許容される。その結果、シリンダ28L,28Rは、一方が伸長した場合に、その伸長と同じ量の他方の収縮が許容され、一方が収縮した場合に、その収縮と同じ量の他方の伸長が許容されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the on-off
図3(b)に示すように、シリンダ28L,28Rの上述のような伸縮が許容されている状態で左右の前輪10FL,10FRに外部入力が作用した場合を考える。ちなみに、図3(b)では、車両がオフロード(地面が荒れているところ)を走行し、左前輪10FLがリバウンド動作し、右前輪10FRがバウンド動作するような外部入力が作用した場合を示している。この場合、スタビライザバー16の被支持部16sL,16sRは、車体に対する上下動が許容されるため、スタビライザバー16は、左右の前輪10FL,10FRの上下動(厳密には、相対上下動)に応じて、被保持部16hを支点として回動することになる。詳しく言えば、左右の前輪10FL,10FRのリバウンド動作,バウンド動作の際にシリンダ28L,28Rが伸縮し、スタビライザバー16の回動が許容されるのである。この回動を伴ったスタビライザバー16の被支持部16sL,16sRの上下動により、スタビライザバー16は、殆ど捩じられない。つまり、スタビライザバー16は、ロアアーム18L,18Rに対して力を及ぼさないのである。したがって、荒れた地面を走行するときでも、左右の前輪10FL,10FRの各々への路面入力を、効果的に吸収することが可能となる。
As shown in FIG. 3B, consider a case where an external input acts on the left and right front wheels 10FL and 10FR in a state where the expansion and contraction of the
なお、第1スタビライザ装置12において採用されているシリンダ28は、図2(c)に示すようないわゆるロッド片側延出シリンダ、つまり、ピストンロッド28rが2つの液室の一方である下室28cLを通過して延び出すようなシリンダとされている。そのため、上室28cUの作動液の圧力がピストン28pに作用する受圧面積SUと、下室28cLの作動液の圧力がピストン28pに作用する受圧面積SLとを比較すれば、受圧面積SUの方が大きい。したがって、上室28cUの作動液の圧力と下室28cLの作動液の圧力とが等しい場合であっても、ピストン28pは、下方に向かう力を受けることになり、シリンダ28は、伸長させられることになる。このようなシリンダ28の伸長は、ときによっては、いわゆるキャビテーション現象を伴い、通路間連通状態とされている場合に特に問題となる。本第1スタビライザ装置12は、スタビライザバー16が、被保持部16hにおいて、ホルダ22によって保持されているため、上記シリンダ28の伸長が効果的に防止されている。ちなみに、キャビテーション現象を防止するために、本第1スタビライザ装置12では、第1連通路34によって構成される液圧系統と、第2連通路36によって構成される液圧系統との圧力の低い方が、弁機構44を介してアキュムレータ46に連通するようにされている。
The
ちなみに、シリンダ28に代えて、図2(d)に示すようなシリンダ28’、すなわち、いわゆるロッド両側延出シリンダを採用することもできる。シリンダ28’では、上述の受圧面積SLと受圧面積SUとは等しく、シリンダ28’は、上述のように伸長することはない。しかしながら、作動液のシール等、シリンダ28’の構造が比較的煩雑であり、また、シリンダの配設スペースが長く必要とされるというデメリットを抱えることになる。
Incidentally, instead of the
(b)第2スタビライザ装置の作動
先に説明したように、第2スタビライザ装置14の切換機構80を構成する第1開閉弁76と第2開閉弁78とが両方とも閉弁状態とされているときは、シリンダ72の上室72cUと下室72cLとが連通しない室間非連通状態が実現される。この状態では、上室72cUおよび下室72cLに対する作動液の流出入が禁止されて、シリンダ72の伸縮が禁止される。
(B) Operation of the Second Stabilizer Device As described above, both the first on-off
図4(a)に示すように、車両が旋回する場合、車体は、左右方向に傾斜、つまり、ロールする。ちなみに、図4(a)は、左方に旋回し、車体が右方に傾斜している状態を示している。車体が傾くことで、スタビライザバー60のトーションバー部60tを被支持部60sL,60sRにおいて支持しているアクスルハウジング62が、車体に対して相対的に揺動することになる。シリンダ72の伸縮が禁止されている状態では、スタビライザバー60のアーム60aL,60aRの各々の先端の車体に対する上下方向の位置は概ね変動しない。したがって、アクスルハウジング62の揺動によって、スタビライザバー60のトーションバー部60tは捩じられることになる。この捩じりの反力が、左右のアーム部60aL,60aRおよびシリンダ72を介して車体の一部24に作用することで、車体のロールが抑制されることになる。
As shown in FIG. 4A, when the vehicle turns, the vehicle body tilts in the left-right direction, that is, rolls. Incidentally, FIG. 4A shows a state in which the vehicle body is turned to the left and the vehicle body is inclined to the right. When the vehicle body is tilted, the
一方で、図4(b)に示すように、第1開閉弁76,第2開閉弁78がともに開弁状態とされているときは、シリンダ72の上室72cUと下室72cLとが互いに相互に連通する室間連通状態が実現され、上室72cU,下室72cLに対する作動液の略自由な流出入が許容される。シリンダ72は、殆ど制限のない伸縮が許容されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when both the first on-off
図4(b)に示すように、シリンダ72の伸縮が許容されている状態で左右の後輪10RL,10RRに外部入力が作用した場合を考える。ちなみに、図4(b)では、オフロードにおいて、左後輪10RLがリバウンド動作し、右後輪10RRがバウンド動作するような外部入力が作用した場合を示している。この場合、アクスルハウジング62が揺動し、その揺動によって、被支持部60sL,60sRにおいてアクスルハウジング62に支持されたスタビライザバー60も揺動する。しかしながら、シリンダ72の伸縮が許容されているため、スタビライザバー60の揺動によっても、スタビライザバー60のトーションバー部60tは、殆ど捩じられない。つまり、スタビライザバー60は、車体に対するアクスルハウジング62の揺動に対して力を及ぼさないのである。したがって、荒れた地面を走行するときでも、左右の後輪10RL,10RRの各々への路面入力を、効果的に吸収することが可能となる。
As shown in FIG. 4B, consider a case where an external input acts on the left and right rear wheels 10RL and 10RR while the
なお、第2スタビライザ装置14においても、シリンダ72に代えて、図2(d)に示すようなシリンダ28’、すなわち、いわゆるロッド両側延出シリンダを採用することもできる。ロッド両側延出シリンダを採用することにより、アキュムレータ48を必要としないスタビライザ装置が実現可能となり、第1開閉弁76,第2開閉弁78という2つの開閉弁を必要とせず、1つの開閉弁で、室間連通状態と室間非連通状態とを切り換えることが可能となる。
In the
(c)スタビライザ装置によるロール抑制効果およびロール剛性
以上説明したように、第1スタビライザ装置12は、通路間非連通状態が実現されたときに、また、第2スタビライザ装置14は、室間非連通状態が実現されたときに、それぞれロール抑制効果を発揮することになる。したがって、第1スタビライザ装置12において、通路間連通状態と通路間非連通状態とを選択的に実現させるための切換機構42は、スタビライザバー16によるロール抑制効果の有効化と無効化とを切り換える機構と考えることができ、第2スタビライザ装置14において、室間連通状態と室間非連通状態とを選択的に実現させるための切換機構80は、スタビライザバー60によるロール抑制効果の有効化と無効化とを切り換える機構と考えることができるのである。
(C) Roll suppression effect and roll rigidity by the stabilizer device As described above, the
ロール抑制効果の発揮の程度について言及すれば、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14の両方がロール抑制効果を発揮した場合において、前輪10F側のロール剛性が、後輪10R側のロール剛性より高くなるように、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14が構成されている。このように構成することで、車両は、アンダーステア傾向を有して、安定した旋回挙動を呈することとなる。
Speaking of the degree of exerting the roll suppressing effect, when both the
[3]スタビライザシステムの制御
(a)制御の概要
本スタビライザシステムは、車両の旋回時の車体のロールを抑制することを主目的とするシステムであり、原則、車両が旋回したときにロール抑制効果が有効化される。ところが、例えば、車両が悪路、すなわち、ダート,泥濘路,雪道等の路面μが低い不整地路を走行している状態で旋回したときには、充分にロール抑制効果を発揮させると、車両の乗り心地が悪くなることが予想される。また、悪路走行での車両旋回の安定性を考慮するとアンダーステア傾向の程度を高くすることが望まれる。そのことを考慮して、本スタビライザシステムでは、車両が悪路走行において旋回した場合に、前輪側のスタビライザ装置である第1スタビライザ装置12のロール抑制効果だけを有効化し、後輪側のスタビライザ装置である第2スタビライザ装置14のロール抑制効果の無効化を維持するようにされている。
[3] Control of stabilizer system (a) Outline of control This stabilizer system is a system whose main purpose is to suppress the roll of the vehicle body when the vehicle turns, and in principle, the roll suppression effect when the vehicle turns. Is enabled. However, for example, when the vehicle turns on a rough road, that is, on a rough terrain road such as a dirt road, a muddy road, or a snowy road where the road surface μ is low, if the roll suppression effect is sufficiently exerted, the vehicle will have a roll suppression effect. It is expected that the ride will be uncomfortable. Further, considering the stability of vehicle turning on rough roads, it is desirable to increase the degree of understeer tendency. In consideration of this, in this stabilizer system, when the vehicle turns on a rough road, only the roll suppression effect of the
その一方で、車両が良路、すなわち、舗装路等の平坦かつ路面μが高い路を走行している状態で旋回したときには、充分なロール抑制効果を発揮させるべく、前輪側のスタビライザ装置である第1スタビライザ装置12、および、後輪側のスタビライザ装置である第2スタビライザ装置14の両方のロール抑制効果を有効化するようにされている。
On the other hand, when the vehicle turns on a good road, that is, on a flat road such as a paved road with a high road surface μ, it is a stabilizer device on the front wheel side in order to exert a sufficient roll suppressing effect. The roll suppressing effect of both the
詳しく説明すれば、本スタビライザシステムが搭載されている車両は、オフロード走行に適した車両であり、走行する路面に応じた車両の駆動,制動を実現させるために、運転者によって走行路面を選択するための走行路面選択スイッチ86を備えている(図1参照)。この走行路面選択スイッチ86によって選択されている走行路面が、ダート,雪道,泥濘路のいずれかである場合に、コントローラであるECU55は、当該車両が悪路を走行していると判定する。また、本車両には、各車輪10の車輪回転速度(以下、「車輪速」略す場合がある)vWを検出するための車輪速センサ88を備えており(図1参照)、詳しいロジックの説明は省略するが、ECU55は、走行路面選択スイッチ86に基づいて悪路を走行していないと判定した場合でも、各車輪10の車輪速vWの変動が悪路走行における変動を呈している場合には、当該車両が悪路を走行していると判定する。
More specifically, the vehicle equipped with this stabilizer system is a vehicle suitable for off-road driving, and the driving road surface is selected by the driver in order to realize driving and braking of the vehicle according to the traveling road surface. A traveling road
当該車両には、横加速度Gyを検出するための横加速度センサ90を備えており(図1参照)、ECU55は、その横加速度センサ90によって検出された横加速度Gyが閾横加速度GyTHを超えたときに、当該車両が旋回していると判定する。また、当該車両には、ステアリング操作部材であるステアリングホイール92の操作角(以下「ステアリング操作角」という場合がある)δを検出するための操作角センサ94を備えており(図1参照)、ECU55は、その操作角センサ94によって検出されたステアリング操作角δの変化速度、つまり、ステアリング操作速度dδが閾操作速度dδTHを超えたときにも、当該車両が旋回していると判定する。
The vehicle is equipped with a
ECU55は、車両が悪路を走行しておらずに旋回していると判定した場合、つまり、車両が良路を走行していて旋回していると判定した場合には、第1スタビライザ装置12と第2スタビライザ装置14との両方のロール抑制効果を有効化すべく、開閉弁40,第1開閉弁76,第2開閉弁78を、すべて閉弁させる。一方で、ECU55は、車両が悪路を走行していて旋回していると判定した場合には、第1スタビライザ装置12だけのロール抑制効果を有効化すべく、開閉弁40を閉弁させ、第1開閉弁76,第2開閉弁78を開弁させる。そして、車両が旋回していないと判定した場合には、第1スタビライザ装置12と第2スタビライザ装置14との両方のロール抑制効果を無効化すべく、開閉弁40,第1開閉弁76,第2開閉弁78をすべて開弁させる。
When the
なお、旋回しているか否かを判定するための閾横加速度GyTH,閾操作速度dδTHは、車両が良路を走行している場合と悪路を走行している場合とで、それらの値が異なる値に設定されている。車両が良路を走行している場合に採用される閾横加速度GyTH,閾操作速度dδTHを、第1閾横加速度GyTH1,第1閾操作速度dδTH1と、車両が悪路を走行している場合に採用される閾横加速度GyTH,閾操作速度dδTHを、第2閾横加速度GyTH2,第2閾操作速度dδTH2とすれば、良路走行での旋回において、旋回のより早い段階からロール抑制効果を発揮させるべく、第1閾横加速度GyTH1が第2閾横加速度GyTH2よりも小さい値に、第1閾操作速度dδTH1が第2閾操作速度dδTH2よりも小さい値に、それぞれ設定されている。 The threshold lateral acceleration Gy TH and the threshold operation speed dδ TH for determining whether or not the vehicle is turning are those when the vehicle is traveling on a good road and when the vehicle is traveling on a bad road. The value is set to a different value. The threshold lateral acceleration Gy TH and threshold operating speed dδ TH adopted when the vehicle is traveling on a good road are the first threshold lateral acceleration Gy TH1 and the first threshold operating speed dδ TH1 . If the threshold lateral acceleration Gy TH and the threshold operating speed dδ TH adopted in this case are the second threshold lateral acceleration Gy TH2 and the second threshold operating speed dδ TH2 , then when turning on a good road, the turning In order to exert the roll suppression effect from an earlier stage, the first threshold lateral acceleration Gy TH1 is set to a value smaller than the second threshold lateral acceleration Gy TH2 , and the first threshold operating speed dδ TH1 is higher than the second threshold operating speed dδ TH2 . Each is set to a small value.
(b)制御フロー
本スタビライザシステムの制御、つまり、上記ロール抑制効果の有無の切換に関する制御は、ECU55のコンピュータが、図5にフローチャートを示すスタビライザ制御プログラムを、短い時間ピッチ(例えば、数~数十msec)で繰り返し実行することによって行われる。以下に、そのプログラムに従う処理を、フローチャートに沿って簡単に説明する。
(B) Control flow For the control of the stabilizer system, that is, the control for switching the presence or absence of the roll suppression effect, the computer of the
スタビライザ制御プログラムに従う処理では、まず、ステップ1(以下、「S1」と略す。他のステップも同様である)において、走行路面選択スイッチ86がダート,雪道,泥濘路のいずれかとされているか否か、つまり、悪路とされているか否かが判定される。S1において悪路とされていると判定されなくても、S2において、車輪速センサ88の検出による各車輪10の車輪速vWの変動が悪路変動であるか否か、つまり、実際に悪路を走行しているか否かが判定される。S2において悪路を走行していると判定されなかったた場合には、車両が良路を走行していると判定して、S3において、横加速度センサ90によって検出された横加速度Gyが第1閾横加速度GyTH1を超えているか否か、および、操作角センサ94の検出に基づくステアリング操作速度dδが第1閾操作速度dδTH1を超えているか否かが判定される。
In the process according to the stabilizer control program, first, in step 1 (hereinafter, abbreviated as "S1"; the same applies to other steps), whether or not the traveling road
S3において、横加速度Gyが第1閾横加速度GyTH1を超えている、若しくは、ステアリング操作速度dδが第1閾操作速度dδTH1を超えていると判定された場合は、すなわち、車両が旋回していると判定された場合は、S4において、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14の両方のロール抑制効果を有効化すべく、開閉弁40,第1開閉弁76,第2開閉弁78のいずれもが閉弁させられる。一方で、S3において、横加速度Gyが第1閾横加速度GyTH1を超えておらず、かつ、ステアリング操作速度dδが第1閾操作速度dδTH1を超えていないと判定された場合は、すなわち、車両が旋回していないと判定された場合は、S5において、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14の両方のロール抑制効果を無効化すべく、開閉弁40,第1開閉弁76,第2開閉弁78のいずれもが開弁させられる。
In S3, when it is determined that the lateral acceleration Gy exceeds the first threshold lateral acceleration Gy TH1 or the steering operation speed dδ exceeds the first threshold operation speed dδ TH1 , that is, the vehicle turns. If it is determined to be, in S4, in order to activate the roll suppressing effect of both the
S1,S2のいずれかにおいて悪路を走行していると判定された場合には、S6において、横加速度センサ90によって検出された横加速度Gyが第2閾横加速度GyTH2を超えているか否か、および、操作角センサ94の検出に基づくステアリング操作速度dδが第2閾操作速度dδTH2を超えているか否かが判定される。横加速度Gyが第2閾横加速度GyTH2を超えている、若しくは、ステアリング操作速度dδが第2閾操作速度dδTH2を超えていると判定された場合は、すなわち、車両が旋回していると判定された場合は、S7において、第1スタビライザ装置12のロール抑制効果を有効化し、第2スタビライザ装置14のロール抑制効果を無効化すべく、開閉弁40が閉弁させられ、第1開閉弁76,第2開閉弁78が開弁させられる。一方で、S6において、横加速度Gyが第2閾横加速度GyTH2を超えておらず、かつ、ステアリング操作速度dδが第2閾操作速度dδTH2を超えていないと判定された場合は、すなわち、車両が旋回していないと判定された場合は、S5において、第1スタビライザ装置12,第2スタビライザ装置14の両方のロール抑制効果を無効化すべく、開閉弁40,第1開閉弁76,第2開閉弁78のいずれもが開弁させられる。
If it is determined in either S1 or S2 that the vehicle is traveling on a rough road, whether or not the lateral acceleration Gy detected by the
10:車輪 12:第1スタビライザ装置 14:第2スタビライザ装置 16:スタビライザバー 28L,28R:シリンダ 28cU:上室〔第1液室〕 28cL:下室〔第2液室〕 34:第1連通路 36:第2連通路 38:通路間連通路 40:開閉弁 42:切換機構 46:装置間連通路 48:アキュムレータ 55:電子制御ユニット(ECU)〔コントローラ〕 60:スタビライザバー 72:シリンダ 72cU:上室〔第1液室〕 72cL:下室〔第2液室〕 74:室間連通路 76:第1開閉弁 78:第2開閉弁 80:切換機構
10: Wheel 12: 1st stabilizer device 14: 2nd stabilizer device 16:
Claims (1)
それら前輪側スタビライザ装置および後輪側スタビライザ装置の各々の前記切換機構を制御するコントローラと
を備えて車両に搭載されたスタビライザシステムであって、
前記コントローラが、車両が良路を走行している状態において旋回したときに、前記前輪側スタビライザ装置および前記後輪側スタビライザ装置のロール抑制効果を有効化し、車両が悪路を走行している状態において旋回したときに、前輪側スタビライザ装置だけのロール抑制効果を有効化するように構成されたスタビライザシステム。 A front wheel side stabilizer device and a rear wheel side stabilizer device, each of which has a stabilizer bar and a switching mechanism for switching between enabling and disabling the roll suppression effect of the vehicle body by the stabilizer bar.
It is a stabilizer system mounted on a vehicle including a controller for controlling the switching mechanism of each of the front wheel side stabilizer device and the rear wheel side stabilizer device.
When the controller turns while the vehicle is traveling on a good road, the roll suppression effect of the front wheel side stabilizer device and the rear wheel side stabilizer device is enabled, and the vehicle is traveling on a rough road. Stabilizer system configured to activate the roll suppression effect of only the front wheel side stabilizer device when turning in.
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