JP2586497B2 - 車両のロ−リング抑制装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両の前後軸回りの回転運動であるローリ
ングを抑制する車両のローリング抑制装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車両の旋回時や横風を受けた時等に発生す
る車両のローリングを迅速かつ正確に抑制し、乗心地を
良好としつつ操舵の安定性を向上させるローリング抑制
装置が多数提案されている。これらローリング抑制装置
は、ローリング時のロール角を高速に検出し、その結果
に基づいて車両のロール剛性を応答性高く変更すること
を本質とするものである。そこで、車両の前後および左
右の加速度を検出する加速度センサ、操舵角を検出する
センサ等の多数の検出手段を備え、これらの検出結果を
マイクロコンピュータ等を用いて高速に処理してロール
剛性を制御する技術が一般的である。また、特開昭61−
24609号公報には、二分割されたスタビライザの連結部
をロール角に応じた油圧により積極的にねじり、ロール
剛性を変更するもの等も提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のローリング抑制装置にあつて、多数のセンサや
マイクロコンピュータ等を備えるものは、各センサやデ
ィジタル処理回路の誤作動の可能性があり、装置の大型
化、高コスト化も著しいものとなる。一方、ロール検出
の代用値として車速と操舵角等を検出するものは、現実
のロール発生以前にロール剛性を変更できる利点はある
ものの、横風等の検出対象以外の外乱に対しては可制御
とならず、車両姿勢が制御不能となる可能性がある。

一方、二分割されたスタビライザを用いたものは、油
圧系の故障によりスタビライザにねじれが発生しなくな
りロール剛性が極めて小さくなる等の問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ロール角
度の直接的検出を容易とし、ロール剛性の変更を確実と
して安全性を向上させるとともに、液圧系の故障に対し
てもフェイルセイフ機能を備える車両のローリング抑制
装置を提供することを目的としている。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためになされた本発明の構成は
第１図の基本的構成図に例示する如く、 車両Ｂの車輪と一体となって振動する車輪部位BDから
車体と一体となって振動する車体部位BUを懸架し、車体
部位BUの振動を抑制する懸架手段C1と、 前記車両Ｂの左右の車輪部位BDに架設され、該左右の
車輪部位BDの高低差によりねじれを生じ該ねじれに応じ
た反発力を前記左右の車輪部位BDに及ぼすねじれ棒手段
C2と、 該ねじれ棒手段C2の隔たった部位にそれぞれ着設され
互いに回転自在に嵌合された内筒部材と外筒部材とから
なり、前記ねじれ棒手段C2のねじれに応じた前記内筒部
材と外筒部材との回転位相差に基づいて液圧源より圧送
される液体を吐出制御するロータリバルブ手段C3と、 該ロータリバルブ手段C3の吐出制御する液体を駆動源
として作動し、前記懸架手段C1の懸架特性を変更する液
圧アクチュエータ手段C4と、 を備えることを特徴とする車両のローリング抑制装置を
その要旨としている。

［作用］ 本発明における懸架手段C1とは、路面に接して振動す
る車体に一体となっている車輪部位BDから乗員が着座し
ている車体に一体となっている車体部位BDを懸架するも
ので、車体部位BDに発生する振動を抑制するものであ
る。従来より、この作用をなす装置としてコイルバネお
よびショックアブソーバ等の組み合わせからなるサスペ
ンションシステム、あるいは液圧により作動する能動的
なアクティブサスペンションシステム、更には左右両輪
を連結するトーションバーの剛性を可変とした可変スタ
ビライザー等の多様なサスペンションシステムが提案、
実用化されているが、これらのサスペンションシステム
のいずれであってもよい。

ねじれ棒手段C2とは、車輪部位BDの中で車両Ｂの左右
に位置するものの間に架設され、相互の高低差によりね
じれを生じ、このねじれに応じた反発力を左右の車輪部
位に及ぼすものである。すなわち、その作用はスタビラ
イザーのトーンションバーに近似したものとなる。な
お、スタビライザーは、そのねじれに応じた反発力によ
り相互の高低差を改善するように作用するのみである
が、本発明のねじれ棒手段は、左右の車輪部位BDの高低
差をねじれ量に変換するための手段であり、左右の車輪
部位BDの高低差を改善する働きもする。

ロータリバルブ手段C3は、嵌合し合っている内部部材
と外筒部材とを有しており、それぞれねじれ棒手段C2の
隔たった部位に着設されている。これにより、ねじれ棒
手段C2のねじれ量に応じた内部部材と外筒部材との相対
的な回転による変位、回転位相差が生じるようにされて
いる。そして液圧源より圧送される液体を、その回転位
相差に基づいて吐出制御する。

液圧アクチュエータ手段C4は、ロータリバルブ手段C3
の吐出制御する液体を駆動源として作動して、懸架手段
C1の懸架特性を変更する作用を奏する。すなわち、液圧
アクチュエータ手段C4は、ねじれ棒手段C2のねじれ量に
基づく作動圧をロータリバルブ手段C3より得て、懸架手
段C1の懸架特性を変更する。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を
挙げて詳述する。

［実施例］ 第２図は、実施例であるローリング抑制装置を搭載し
た車両の構成説明図である。図示のごとく、車両１は公
知のアクティブサスペンションシステムを採用するもの
で、車両１は車体２と左・右前輪3,4との間にアクティ
ブサスペンション5,6を有し、車体２と左・右後輪7,8と
の間にアクティブサスペンション9,10を備える。各アク
ティブサスペンション5,6,9,10には、その変位量に比例
したアナログ信号を出力する変位量変換器11,12,13,1
4、各車輪3,4,7,8,と車体２との間に作用する荷重を計
測するロードセルからなる荷重センサ15,16,17,18、各
サスペンションアームに配設されてバネ下加速度を検出
するバネ下加速度センサ19,20,21,22、および各アクテ
ィブサスペンション5,6,9,10の変位量を調整するサーボ
バルブ23,24,25,26が各々配設されている。

また、車両１の車速を検出する車速センサ27、操舵角
を検出する操舵角センサ28、車両１の重心付近に配設さ
れて前後方向の加速度を検出する前後方向加速度センサ
29、車幅方向の加速度を検出する車幅方向加速度センサ
30、およびヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ31も
備えられている。

上記各センサの検出信号は電子制御装置40に入力され
るとここで予め記憶されている演算式やテーブル検索の
パラメータとして利用され、電子制御装置40は最終的に
各アクティブサスペンション5,6,9,10のサーボバルブ2
3,24,25,26に制御信号を出力してサスペンション特性を
適宜制御する。

更に、本実施例のローリング抑制装置は次のような油
圧機構を備えており、上記アクティブサスペンション5,
6,9,10のサスペンション特性を別途変更可能に構成され
ている。左・右前輪3,4と一体になって振動する部位、
例えばロワーアーム3a,4aに金属性のねじれ棒50がコ字
状に架設され、その最も大きなねじれが発生する中央直
線部位には後述する構造のロータリバルブ60が着設され
ている。すなわち、ねじれ棒50の構成は公知のスタビラ
イザと略同一であり、左・右前輪3,4の高低差に起因す
るねじれを発生してその反発力でロール剛性を高めるよ
うに作用するものである。なお、ねじれ棒50の剛性は、
ローリング時にロータリバルブ60の作動に必要なねじれ
が発生するように適宜設計される。

ロータリバルブ60はこのようなねじれ棒50の中央部に
配設されており、図示のごとく油圧源70からの油圧を適
宜調整して左前・後輪3,7のアクティブサスペンション
5,9または右前・後輪4,8のアクティブサスペンション6,
10へ配送している。なお、80は上記油圧源70のリザーバ
である。

第３図および第４図がこのロータリバルブ60の構造お
よび動作原理の説明図である。第３図に示すようにロー
タリバルブ60は、左・右前輪のロワーアーム3a,4aに架
設されるねじれ棒50にピン61によって着設されるシャフ
トコントロールバルブ62、そのシャフトコントロールバ
ルブ62をベアリング63を介して回転自在に嵌合しつつピ
ン61より隔たった位置で同様にピン64によってねじれ棒
50に着設されるボディーバルブ65、およびこれらねじれ
棒50に着設されるシャフトコントロールバルブ62とボデ
ィーバルブ65とをベアリング66を介して回転自在に内設
しているハウジング67とから構成されている。従って、
ロワーアーム3a,4aが同一位相で上下動するとき、すな
わち車体２が左右同時に上下動するような振動を受けて
いるとき、ロータリバルブ60のハウジング内でシャフト
コントロールバルブ62とボディーバルブ65とは同様に同
一位相の回転を生じる。しかし、ロワーアーム3a,4aに
高低差が生じたとき、すなわち車体２がローリングを発
生しているときにはねじれ棒50にはねじれが発生し、こ
のねじれ量に比例したシャフトコントロールバルブ62と
ボディーバルブ65との回転位相差が発生することにな
る。ロータリバルブ60は、ポート60aに対して油圧源70
から圧送されてくる油を、左の前・後輪アクティブサス
ペンション5,9に連結されるポート60bから、または右の
前・後輪アクティブサスペンション6,10に連結されるポ
ート60cから適宜吐出し、不必要な油をポート60dからリ
ザーバ80に戻している。

このロータリバルブ60の動作は、同様に車両１に用い
られるパワーステアリング用のロータリバルブと略同一
であり、前述したねじれ棒50の回転あるいはねじれ運動
に対して次のように動作する。第４図はロータリバルブ
60の概略断面形状の変化に基づく動作説明図である。図
は説明のためにねじれ棒50、シャフトコントロールバル
ブ62およびボディーバルブ65の相互の関係を示している
が、ボディーバルブ65に穿設されるポートＡがハウジン
グ67のポート60aに、ポートＢがハウジング67のポート6
0bに、ポートＣがハウジング67のポート60cに連通して
いる。また中央のねじれ棒50周囲の油室はハウジング67
のポート60dに連通している。

まず、ねじれ棒50に何らねじれが生じていないとき、
すなわち車両１が何らローリングを生じていないときに
はねじれ棒50と各バルブ62,65との位置関係は第４図
（Ａ）に示すごとき状態となっている。このとき、シャ
フトコントロールバルブ62とボディーバルブ65とはオー
バラップする関係にあり、油圧源70からポートＡに圧送
される油がアクティブサスペンション5,6,9,10へ配送さ
れることはない。

このような状態から車両１にローリングが発生すると
ロータリバルブ60は次のように変化する。

まず、車両が右側へ旋回したり、あるいは右側面から
の横風を受ける等して左側へ大きく車体が傾くとき、こ
のローリングに比例したねじれがねじれ棒50に発生す
る。このねじれにより第４図（Ｂ）に示すようにシャフ
トコントロールバルブ62には左回りの、ボディーバルブ
65には右回りの回転移動が生じることになり、互いの位
相がずれて第４図（Ａ）に示したオーバラップの状態か
ら油の流路が形成される。この流路はポートＡから流入
した油をポートＢに導くものであり、油圧源70からの油
は左前・後輪のアクティブサスペンション5,9へと吐出
される。

逆に車体が右側へ大きく傾くとき、このときにはねじ
れ棒50には前述と逆方向のねじれが発生するためにシャ
フトコントロールバルブ62とボディーバルブ65の間にも
逆方向の回転位相差が発生し、第４図（Ｃ）に図示する
ような流路が形成される。すなわち、このときには油圧
源70からの油は右前・後輪アクティブサスペンション6,
10へ配送されるのである。

このような油圧制御が各アクティブサスペンション5,
6,9,10に及ぼす作用を模式的に表わしたものが第５図に
示す模式説明図である。図のようにロータリバルブ60か
らの油圧は左前・後輪アクティブサスペンション5,9の
油圧シリンダ上部室、および右前・後輪アクティブサス
ペンション6,10の油圧シリンダ上部室へ導かれており、
油圧源70からの油を導いた側のアクティブサスペンショ
ンの有効長を長く変更するように作用する。すなわち、
車体が左側へ大きく傾くときには第４図（Ｂ）のような
油路を経て左方のアクティブサスペンションの有効長を
長くして車体の傾きを補正し、逆に右側へ車体が傾くと
きには第４図（Ｃ）の油路を経て右方のアクティブサス
ペンション有効長を長くして同様に車体の傾きを補正す
る。

すなわち、本実施例のローリング制御装置は、通常の
アクティブサスペンションシステムに更に直接ローリン
グを検出するとともにそのローリング量に比例した油圧
でアクティブサスペンションシステムの特性を変更して
車体の傾きを補正する油圧機構が付加されているのであ
る。

従って、従来同様にアクティブサスペンションシステ
ムが各種のセンサ等の検出結果から車体がローリングす
る条件を検出すると、このローリングを最低限定に抑制
するように第５図に模式的に図示したアクティブサスペ
ンション5,6,9,10の適当な箇所のサスペンションバネ、
あるいはショックアブソーバー等の特性を変更するとと
もに、現実にローリングが発生したときにはそのローリ
ング量に比例したロータリバルブ60からの油圧制御によ
り車体の傾きが補正されることになる。これにより、ア
クティブサスペンションシステム単独では困難であるロ
ール角に対するロール剛性の特性、例えば所望の非線形
性を実現すること等ができる。また、アクティブサスペ
ンションシステムは多くの電子機器や複雑な機構部品の
組み合わせで構成されるものであるから、各構成部品の
一部に故障が発生する可能性が高く、この様な場合のロ
ーリング抑制力の確保が不可欠である。本実施例ではそ
のようなアクティブサスペンションの故障時にあっても
現実のローリング量に比例した油圧によりローリングが
抑制される優れたフェイルセイフ効果を奏する。これは
アクティブサスペンションシステムが検出対象としてい
ないいわゆる外乱要因に基づくローリングに対しても同
様であり、ローリングそのものを直接検出する油圧系に
より車体のローリング抑制効果が完全に補完される。更
に、本実施例の油圧機構に何らかの故障が発生し、ロー
リングの直接検出に基づく油圧制御が不能となったとき
であっても、ローリング検出のためのねじれ棒50にはロ
ーリングに比例したねじれが発生しているのであり、あ
たかもスタビライザのごとく作用して車体の傾きをある
範囲内に納めるように働く、二重のフェイルセイフ効果
もある。

以上アクティブサスペンションシステムに対してロー
リングを直接検出する油圧機構を付加した実施例につい
て説明したが、その他各種のサスペンションシステムに
対しても上述の油圧機構を付加することができる。例え
ば、可変スタビライザとして公知であるスタビライザと
車輪部位との取付け部に油圧アクチュエータを介して両
部材を連結し、この油圧アクチュエータによりスタビラ
イザのねじれ量を可変とするものに上記したと同一の油
圧機構を付加してもよい。この場合には、可変スタビラ
イザのロール剛性を非線形に変更したり、あるいは可変
スタビライザの故障に対しても油圧機構中のねじれ棒が
新たにスタビライザとしての機能を発揮する等のフェイ
ルセイフ効果がある。

発明の効果 以上実施例を挙げて詳述したごとく本発明のローリン
グ抑制装置は、車両のローリングを直接検出して油圧制
御を行うロータリバルブ手段を利用して懸架手段の懸架
特性を変更するため、懸架手段のローリング抑制特性を
ロール角に応じて自在に調整することができ車両のロー
リングに対する剛性を良好に制御できる。また、その検
出は簡単なねじれ棒手段によって行われるため装置の信
頼性は極めて高く、更には各種構成部品の故障に対して
もねじれ棒手段があたかもスタビライザと同様の作用す
る等のフェイルセイフ効果も期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例である
ローリング抑制装置の全体構成説明図、第３図は同実施
例に用いるロータリバルブの構造説明図、第４図は同ロ
ータリバルブの動作原理説明図、第５図は同実施例の作
用の模式説明図を示す。 5,4,9,10……アクティブサスペンション 50……ねじれ棒 60……ロータリバルブ 70……油圧源

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の車輪と一体となって振動する車輪部
   位から車体と一体となって振動する車体部位を懸架し、
   車体部位の振動を抑制する懸架手段と、 前記車両の左右の車輪部位に架設され、該左右の車輪部
   位の高低差によりねじれを生じ該ねじれに応じた反発力
   を前記左右の車輪部位に及ぼすねじれ棒手段と、 該ねじれ棒手段の隔たった部位にそれぞれ着設され互い
   に回転自在に嵌合された内筒部材と外筒部材とからな
   り、前記ねじれ棒手段のねじれに応じた前記内筒部材と
   外筒部材との回転位相差に基づいて液圧源より圧送され
   る液体を吐出制御するロータリバルブ手段と、 該ロータリバルブ手段の吐出制御する液体を駆動源とし
   て作動し、前記懸架手段の懸架特性を変更する液圧アク
   チュエータ手段と、 を備えることを特徴とする車両のローリング抑制装置。