JP2959095B2 - サスペンション剛性制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車に用いて好適のサスペンション剛性
制御装置に関する。

［従来の技術］ 自動車等の車両においては、例えば運転者等の好みに
応じてサスペンションの剛性を調整できるようにしたも
のが開発されている。

このようなサスペンションの剛性を調整する機構とし
ては、スタビライザの取付ポイントを変更してロール剛
性を調整するタイプのものや、サスペンションを車体に
弾性的に取り付けるサスペンションブッシュの剛性を変
更することで調整するタイプのものなどがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、走行中の車体姿勢を安定させるには、サス
ペンションの剛性を高く設定する必要があるが、このよ
うに剛性が高いと、路面の突起等から車輪が外乱を受け
た時にショックの吸収が十分に行なわれず乗り心地の悪
化を招く。特に、後部座席の乗客にとっては後輪サスペ
ンションの剛性が高いと乗り心地を大きく悪化させる。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもの
で、走行安定性を確保しつつ乗り心地を向上できるよう
にした、サスペンション剛性制御装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明の第１請求項のサスペンション剛性
制御装置は、第１の油室の圧油を給排することにより後
輪サスペンションの上下剛性を、第２の油室の圧油を給
排することにより後輪サスペンションの前後剛性を、そ
れぞれ独立して調整しうる該後輪サスペンション剛性調
整手段と、該後輪サスペンション剛性調整手段への上記
の圧油の給排を制御する制御手段とをそなえるととも
に、走行中に前輪へ加わる上下加速度と前後加速度とを
検出する前輪情報検出手段をそなえ、該制御手段が、該
前輪情報検出手段により前輪へ上下加速度及び前後加速
度の加わったことが検出されるとこれらの上下加速度及
び前後加速度の大きさに応じて該後輪サスペンションの
上下剛性及び前後剛性を小さくするように該後輪サスペ
ンション剛性調整手段へ制御信号を出力する前輪対応制
御部をそなえていることを特徴としている。

また、本発明の第２請求項のサスペンション剛性制御
装置は、上記構成に加えて、前輪に加わる上下加速度と
前後加速度との比率を求め、該比率に応じて該後輪の上
下剛性と前後剛性とをそれぞれ独立して調整することを
特徴としている。

［作 用］ 上述の本発明の第１請求項のサスペンション剛性制御
装置では、前輪情報検出手段により走行中に前輪へ上下
加速度及び前後加速度が加わったことが検出されると、
制御手段の前輪対応制御部が、検出された上下加速度及
び前後加速度の大きさに応じて後輪サスペンションの上
下剛性及び前後剛性を小さくするように後輪サスペンシ
ョン剛性調整手段へ制御信号を出力する。これにより、
後輪サスペンション剛性調整手段を通じて、上下剛性に
かかる第１の油室の圧油の給排と前後剛性にかかる第２
の油室の圧油の給排とがそれぞれ独立して調整されなが
ら、後輪サスペンションの上下剛性及び前後剛性がそれ
ぞれ独立して小さく調整されて、前輪の後に後輪に外乱
が加わっても、これを後輪サスペンションによって吸収
できるようになる。

また、上述の本発明の第２請求項のサスペンション剛
性制御装置では、上記の前輪情報検出手段により前輪へ
上下加速度及び前後加速度の加わったことが検出された
際には、前輪に加わる上下加速度と前後加速度との比率
に応じて、上記の後輪の上下剛性と前後剛性とがそれぞ
れ独立して調整されるので、前輪の後に後輪に外乱が加
わっても、これを後輪サスペンションによって効率よく
吸収できるようになる。

［実 施 例］ 以下、図面により本発明の一実施例としてのサスペン
ション剛性制御装置について説明すると、第１図はその
構成を示すブロック図、第２図（ａ）はそのサスペンシ
ョン剛性調整手段を軸心方向から見た断面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）のII b−II b矢視断面図、第２図
（ｃ）は第２図（ａ）のII c−II c矢視断面図、第３図
はそのサスペンションへの装着例を車長方向に見て示す
模式図、第４図はそのサスペンションへの装着例を示す
模式的平面図、第５図はそのサスペンションへの装着例
を車長方向に見て示す詳細図、第６図はそのサスペンシ
ョンへの装着例を示す要部平面図、第７図はそのサスペ
ンションへの装着例を示す要部側面図、第８図はその制
御動作を示すフローチャート、第９図はその制御に用い
る補正係数を示すグラフ、第10,11図はそれぞれもう一
つのサスペンション剛性調整手段を示す断面図であり、
各図中、同符号は同様な部材を示す。

このサスペンション剛性制御装置の構成は、第１図に
示すように、サスペンション剛性調整手段としての剛性
調整機構付きサスペンションブッシュ1,40と、このサス
ペンション剛性調整手段（サスペンションブッシュ）１
を制御する制御手段としてのコントローラ11と、走行中
に前輪へ加わる外乱として前輪へ加わる上下加速度（上
下Ｇ）及び前後加速度（前後Ｇ）を検出する前輪情報検
出手段としての前輪上下Ｇセンサ12e及び前輪前後Ｇセ
ンサ12fと、車両が旋回中であるか直進中であるか検知
しうる操舵角センサ12bとをそなえている。

剛性調整機構付きサスペンションブッシュ１は、サス
ペンションの上下剛性と前後剛性とを調整しうるもの
で、油圧制御系10によって油圧によって作動を制御され
る。この剛性調整機構付きサスペンションブッシュは剛
性調整用アクチュエータ１とも称することにする。

この剛性調整機構付きサスペンションブッシュ１は、
自動車のサスペンションの車体への取付部に設けられる
もので、第２図（ａ）〜（ｃ）に示すように、車体側に
取り付けられるケース２と、サスペンション側に取り付
けられる軸３と、この軸３をケース２内で弾性支持する
弾性支持部材としてのゴム体4,6をそなえている。

このうち、ゴム体４は、ケース２内の第１の方向［第
２図（ａ）中の上下方向］の中間部において、両端部を
ケース２内壁に固着されて設けられており、ゴム体４の
両側には第１の油室としての空間7a,7bが形成されてい
る。これにより、ゴム体４はその内部の軸３を第１の方
向に弾性的に支持している。

また、ゴム体６は、ゴム体４内に内蔵された内部ケー
ス５内の第２の方向［第２図（ａ）中の左右方向］の中
間部において、両端部をケース５内壁に固着されて設け
られており、このゴム体６の両側には第２の油室として
の空間8a,8bが形成されている。これにより、ゴム体６
はその内部の軸３を第２の方向に弾性的に支持してい
る。

そして、油室7a,7b内に供給される油圧に応じて、第
１の方向への支持剛性が変化し、油室8a,8b内に供給さ
れる油圧に応じて、第２の方向への支持剛性が変化する
ようになっている。

なお、符号９は各ゴム体4,6内に内蔵された補強材で
あり、この補強材９により、ゴム体4,6が一定の張り
（剛性）を有するようになっている。また、20a〜20dは
各油室7a,7b,8a,8bへの油圧の給排口である。

そして、これらの第１及び第２の油室7a,7b,8a,8bに
は、これらの油室7a,7b,8a,8bの内部の油圧を制御する
油圧制御系10が接続されており、これらの油室7a,7b,8
a,8b及び油圧制御系10から、サスペンション剛性を調整
する剛性調整機構1Aが構成されている。

なお、この例では、第１の方向［第２図（ａ）中の上
下方向］が車体の上下方向となり、第２の方向［第２図
（ａ）中の横方向］が車体の前後方向となるように設置
される。

さらに、この実施例では、サスペンションの車幅方向
の剛性を調整しうるもう一つのサスペンション剛性調整
手段としての剛性調整機構付きサスペンションブッシュ
40が設けられている。この剛性調整機構付きサスペンシ
ョンブッシュ40は、第10図に示すように、車体側のケー
ス42内にサスペンション側の軸43を弾性部材44を介して
弾性支持する構造のものであり、弾性部材44の両側にそ
れぞれ油室45a,45bが設けられ、この油室内の油圧調整
により、一方向（図面上で横方向）の剛性を調整するこ
とができる。そして、このように剛性を調整できる方向
を車体の幅方向に向けて設置されている。また、20e,20
fは各油室45a,45bへの油圧給排口である。

なお、このサスペンションブッシュ40に代えて、第11
図に示すようなサスペンションブッシュ50を用いてもよ
い。つまり、車体側のケース52内にサスペンション側の
軸53を弾性部材54を介して弾性支持する構造とし、弾性
部材54の両側にそれぞれ油室53a,53bを設け、この油室
内の油圧調整により、車幅方向の剛性を調整するように
したものである。なお、符号55は補強材である。

油圧制御系10は、第１図の上部に示すように構成され
ており、第１図において、10a,10b,10cは給排口20a〜20
fに接続された制御バルブ、11は制御バルブ10a,10b,10c
に制御信号を出力するコントローラ、12はコントローラ
11に接続された操舵角センサ12b,前輪上下Ｇセンサ12e
及び前輪前後Ｇセンサ12f等のセンサ群、13はオリフィ
ス、14はオイルポンプ、15,18はアキュムレータ、16は
リリーフバルブ、17は一方向バルブ、19はオイルリザー
バである。

制御バルブ10a〜10cのうち、制御バルブ10aは、上下
剛性制御バルブであって、上下剛性を調整しうるように
車体の上下方向に並んで配設された油室7a,7bに接続さ
れる。また、制御バルブ10bは、前後剛性制御バルブで
あって、前後剛性を調整しうるように車体の前後方向に
並んで配設された油室8a,8bに接続される。さらに、制
御バルブ10cは、横剛性制御バルブであって、横剛性を
調整しうるように車体の横方向に並んで配設された油室
45a,45bに接続される。

そして、これらの制御バルブ10a,10b,10cは、油室7a,
7b,8a,8b,45a,45b内とアキュムレータ18側とを連通する
開通状態と、油室7a,7b,8a,8b,45a,45bの給排口20a,20
b,20c,20d,20e,20fを閉鎖する閉鎖状態と、給排口20a,2
0b,20c,20d,20e,20fから油室7a,7b,8a,8b,45a,45b内の
油圧を排出するドレン状態とを取りうるように構成され
ている。

したがって、例えば、制御バルブ10aが開通状態なら
ば、オイルポンプ14で駆動されたオイルが、バルブ16,1
7で適当に調圧されてアキュムレータ18に蓄えられ、制
御バルブ10aから、給排口20a,20bを通じて、アクチュエ
ータ（サスペンションブッシュ）１の各油室7a,7b内に
供給される。そして、各油室7a,7b内が所定圧に達した
ら制御バルブ10a閉鎖され、これにより、各油室7a,7b内
の圧力が所定の大きさに一定に保たれるようになってい
る。さらに、制御バルブ10aがドレン状態に設定される
と、油室7a,7b内のオイルが排出されて油室7a,7b内の圧
力が低下するようになっている。

また、制御バルブ10b,10cについても同様に動作する
ようになっている。

上述の剛性調整機構付きサスペンションブッシュ1,40
は、種々のタイプの後輪側サスペンションに設置できる
が、例えばストラットタイプのサスペンションに設置す
る場合は、第3,4図に示すように、前後のロアアーム24
の各内端部と車体26との間に設けられており、サスペン
ションブッシュ１は、軸３を車幅方向に向け、第１の方
向［第２図（ａ）中の上下方向］を上下方向に、第２の
方向［第２図（ａ）中の左右方向］を車長方向に向ける
ように設置されている。また、サスペンションブッシュ
40は、軸３を車長方向に向け、油室45a,45bを車幅方向
に直列させるようにして設置されている。この車幅方向
に剛性を調整しうるサスペンションブッシュ40は、前輪
側のサスペンションにも設けられている。

なお、図中、21は車輪、22はストラット、25はブッシ
ュ40とアクチュエータ１の軸３とを接続する接合ジョイ
ントである。

さらに、詳細には、第５〜７図に示すように、構成さ
れる。図中、第3,4図と同符号は同様なものを示し、符
号21aはナックル、23はナックル21aとロアアーム24の外
端とのジョイント、28はスプリングを示す。

ところで、コントローラ11は、第１図に示すように、
制御バルブ10a,10b,10cを上述のいずれかの状態に制御
するものであり、コントローラ11では、各種のセンサ
（センサ群）12からの情報に基づいて制御バルブ10a,10
b,10cを制御するが、特に、前輪上下Ｇセンサ12e及び前
輪前後Ｇセンサ12fや操舵角センサ12bからの情報に基づ
いて制御バルブ10a,10b,10cを制御する前輪対応制御部1
1dが設けられている。

この前輪対応制御部11dは、前輪上下Ｇセンサ12e及び
前輪前後Ｇセンサ12fからの情報に基づいて、路面から
前輪に突き上げ力等の外力ショックが加わるとこれに応
じて制御バルブ10a,10bを制御して後輪の上下剛性及び
前後剛性を調整し、また、これに付随して操舵角センサ
12bからの情報に基づいて車両が旋回中でなく直進して
いることが判断されると、さらに、制御バルブ10cを制
御して前輪及び後輪の横剛性の調整も行なうようになっ
ている。

具体的には、前輪の上下Ｇ又は前後Ｇが検出される
と、発生したＧ（加速度）の比率Ｋに応じて、後輪の上
下剛性及び前後剛性を低下させるように作動制御信号を
出力する。

つまり、前輪上下Ｇセンサ12e及び前輪前後Ｇセンサ1
2fにより、力外力ショックで前輪に生じたＧを上下Ｇ成
分と前後Ｇ成分とに分離して検出して、これらの成分比
率Ｋとして例えば上下Ｇの成分比率K₁の場合、検出値
（上下G,前後Ｇ）から下式（１）、 K₁＝上下G/（上下Ｇ＋前後Ｇ） ・・・（１） により、上下Ｇの成分比率K₁を求める。

そして、後輪サスペンションの上下方向の剛性補正係
数k udを下式（２）、 k ud＝Kud＊K₁ ・・・（２） により設定し、後輪サスペンションの前後方向の剛性補
正係数k frを下式（３）、 k fr＝Kfr＊（１−K₁） ・・・（３） により設定する。

このように、前輪で受けた外力ショックの上下方向と
前後方向との各成分の大きさに対応して後輪の上下剛性
と前後剛性とを調整するのは、車輪の外力によるショッ
クを低減するにはサスペンション剛性を低下させる必要
があるが、ショックを受けた後の車輪の減衰性を確保す
るにはある程度のサスペンション剛性を高くする必要が
あり、これらを効率よく満たすようにするためである。
したがって、前輪で受けた外力ショックが上下方向に支
配的であれば、後輪の上下剛性を低下させるが前後剛性
はあまり低下させないようにされて、前後剛性の減衰性
が確保されることになる。

なお、Kud,Kfrは、車速対応補正係数であり、それぞ
れ、第９図に示すように、車速の増大に応じて小さくな
る係数である。この係数Kud,Kfrは、車速の増大に応じ
て外乱の加わった場合のショックが大きくなるので、こ
のショックを適切に吸収できるように設けられたもので
ある。

そして、このようにして算出した上下剛性補正係数k
ud及び前後剛性補正係数k frを、イニシャル上下剛性G
i ud及びイニシャル前後剛性G i frに乗算して、つま
り、下式（４），（５）、 Gud＝k ud＊G i ud ・・・（４） Gfr＝k fr＊G i fr ・・・（５） により、設定上下剛性Gud及び設定前後剛性Gfrを得て、
このような設定剛性Gud,Gfrが得られるように、これら
の設定値Gud,Gfrに対応して、制御バルブ10a,10bに作動
制御信号を送り、後輪のサスペンションを調整するので
ある。

また、車両の直進走行時には、上述の後輪サスペンシ
ョンの上下剛性及び前後剛性の調整に加えて、サスペン
ションの横剛性を高くするような作動制御信号を出力す
る。

このように横剛性を制御するのは、横剛性が柔らかい
と外力ショックが横へのステア（横力ステア）として作
用し、この横力ステアは旋回時には旋回性を向上させる
が、直進時には、逆に、いわゆる“きょろつき”又は
“ふらつき”といわれる動作をして、直進安定性を悪化
させることになり、これを回避するためである。

本発明の一実施例としてのサスペンション剛性制御装
置は、上述のごとく構成されているので、剛性調整機構
付きサスペンションブッシュ1,40では、コントローラ11
により、前輪上下Ｇセンサ12e,前輪前後Ｇセンサ12f及
び操舵角センサ12b等のセンサ12からの情報に基づい
て、制御バルブ10a,10b,10cを制御される。

つまり、第８図に示すように、イグニッションのオン
等に運動して制御が開始され、まず、各制御パラメータ
等を初期値に設定し（ステップS1）、前輪上下Ｇセンサ
12e,前輪前後Ｇセンサ12f及び操舵角センサ12b等のセン
サ12からの情報（データ）を読み込む（ステップS2）。

そして、ステップS3で、前輪上下Ｇセンサ12e,前輪前
後Ｇセンサ12fからの情報に基づいて、前輪に上下加速
度（｜上下G|）又は前後加速度（｜前後G|）がそれぞれ
所定の大きさの閾値（G₁,G₂）よりも大きいかどうかの
判断により、後輪の制御が必要な程度のショック（加速
度）であるかどうかを判定し、上下加速度又は前後加速
度が閾値よりも小さければ、ステップS2に戻り、上下加
速度又は前後加速度が閾値よりも大きければ、ステップ
S4に進む。

ステップS4では、操舵角センサ12bからの情報に基づ
いて、車両が旋回しているかどうかを判断する。

車両が旋回中でなければ、直進走行していることにな
り、ステップS5に進んで、リヤ，フロント（後輪及び前
輪）の横剛性を高めるように、制御バルブ10cに制御信
号を送る。

これによって、外力ショックが横力ステアとして作用
し難くなり、直進時における“きょろつき”又は“ふら
つき”といわれる動作が回避されて、直進安定性が確保
される。

そして、この後、ステップS6に進むが、車両が旋回中
であれば、直接ステップS6に進む。

ステップS6では、前輪で発生した加速度（発生Ｇ）の
比率Ｋを計算する。例えば上下Ｇの成分比率K₁は前述の
式（１）から算出できる。

そして、このような発生Ｇの比率Ｋに対応して、前述
の式（２），（３）から後輪サスペンションの上下方向
剛性補正係数k ud,前後方向剛性補正係数k frを算出し
て、これに基づいて、式（４），（５）から、設定上下
剛性Gud及び設定前後剛性Gfrを算出する。

この結果、前輪で受けた外力ショックの上下方向成分
及び前後方向成分の各大きさに対応して後輪の上下剛性
と前後剛性とが低下するように調整されて、外力による
ショックを受けた後の後輪の減衰性を確保しながら、外
力による後輪のショックを効率よく低減できるようにな
る。

したがって、走行安定性を確保しつつ乗り心地を向上
できるようになる。

なお、上述の横剛性の制御を省略することも考えられ
る。

また、サスペンション剛性調整手段を上下方向や前後
方向以外の他の適当な２方向の剛性を調整しうるものと
して、前輪情報検出手段をこれに応じた方向の加速度を
検出しうるセンサを設けるようなものとしてもよい。

さらに、サスペンション剛性調整手段を上下方向及び
前後方向のうちのいずれかの一方向又は他の適当な一方
向の剛性を制御するものとして、前輪情報検出手段とし
てこれに応じた方向の加速度を検出しうるセンサを設け
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の第１請求項のサスペン
ション剛性制御装置によれば、路面外乱に対して走行安
定性を確保しつつ乗り心地を向上できるようになる利点
がある。

また、本発明の第２請求項のサスペンション剛性制御
装置によれば、路面外乱に対してより一層効率よく走行
安定性を確保しつつ乗り心地を向上できるようになる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜11図は本発明の一実施例としてのサスペンション
剛性制御装置を示すもので、第１図はその構成を示すブ
ロック図、第２図（ａ）はそのサスペンション剛性調整
手段を軸心方向から見た断面図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）のII b−II b矢視断面図、第２図（ｃ）は第２図
（ａ）のII c−II c矢視断面図、第３図はそのサスペン
ションへの装着例を車長方向に見て示す模式図、第４図
はそのサスペンションへの装着例を示す模式的平面図、
第５図はそのサスペンションへの装着例を車長方向に見
て示す詳細図、第６図はそのサスペンションへの装着例
を示す要部平面図、第７図はそのサスペンションへの装
着例を示す要部側面図、第８図はその制御動作を示すフ
ローチャート、第９図はその制御に用いる補正係数を示
すグラフ、第10,11図はそれぞれもう一つのサスペンシ
ョン剛性調整手段を示す断面図である。 １……サスペンション剛性調整手段（剛性調整機構付き
サスペンションブッシュ又は剛性調整用アクチュエー
タ）、1A……剛性調整機構、２……ケース、３……軸、
4,6……弾性支持部材としてのゴム体、５……内部ケー
ス、7a,7b……第１の油室としての空間、8a,8b……第２
の油室としての空間、９……補強材、10……油圧制御
系、10a……前後剛性制御バルブ、10b……横剛性制御バ
ルブ、11……コントローラ、11d……前輪対応制御部、1
2……センサ群、12b……操舵角センサ、12e……前輪情
報検出手段としての前輪上下Ｇセンサ、12f……前輪情
報検出手段としての前輪前後Ｇセンサ、13……オリフィ
ス、14……オイルポンプ、15,18……アキュムレータ、1
6……リリーフバルブ、17……一方向バルブ、19……オ
イルリザーバ、20a〜20d……給排口、21……車輪、21a
……ナックル、22……ストラット、23……ジョイント、
24……ロアアーム、25……接合ジョイント、26……車
体、28……スプリング、40,50……サスペンション剛性
調整手段（剛性調整機構付きサスペンションブッシュ又
は剛性調整用アクチュエータ）、42,52……ケース、43,
53……軸、44,54……弾性支持部材としてのゴム体、45
a,45b,53a,53b……油室、55……補強材。

フロントページの続き (72)発明者 森田 隆夫 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−166715（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38729（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−140528（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146808（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−86449（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−120006（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60G 17/015 B60G 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の油室の圧油を給排することにより後
   輪サスペンションの上下剛性を、第２の油室の圧油を給
   排することにより該後輪サスペンションの前後剛性を、
   それぞれ独立して調整しうる後輪サスペンション剛性調
   整手段と、 該後輪サスペンション剛性調整手段への上記の圧油の給
   排を制御する制御手段とをそなえるとともに、 走行中に前輪へ加わる上下加速度と前後加速度とを検出
   する前輪情報検出手段をそなえ、 該制御手段が、該前輪情報検出手段により前輪へ上下加
   速度及び前後加速度の加わったことが検出されるとこれ
   らの上下加速度及び前後加速度の大きさに応じて該後輪
   サスペンションの上下剛性及び前後剛性を小さくするよ
   うに該後輪サスペンション剛性調整手段へ制御信号を出
   力する前輪対応制御部をそなえていることを特徴とす
   る、サスペンション剛性制御装置。
2. 【請求項２】前輪に加わる上下加速度と前後加速度との
   比率を求め、該比率に応じて該後輪の上下剛性と前後剛
   性とをそれぞれ独立して調整することを特徴とする、請
   求項１記載のサスペンション剛性制御装置。