JP3624759B2 - スタビライザ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のスタビライザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スタビライザの一端部にダンパを設けて、そのダンパを構成する２つの油室間の油の流れを選択的に遮断あるいは連通することにより、スタビライザの剛性を可変とし、車両のロール特性を変更して、車両の走行安定性を向上させるスタビライザ装置が用いられている。
【０００３】
この種のスタビライザ装置は、実開昭６０−１５５６１４に開示のように、車両の横加速度及び操舵角から車両の旋回中か否かを検知し又は車速を検知して、旋回中あるいは車速が設定値以上であれば、油室間の油の流れを遮断してスタビライザの剛性を向上させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなスタビライザ装置においては、路面外乱入力に対する乗心地に関連したロールレート等のパラメータが効果的に減少するダンパの減衰力とスタビライザのばね力との関係が解かっていなかった。このため、開発者は、路面外乱入力に対する乗心地に関連したロールレート等のパラメータが効果的に減少するダンパの減衰力とスタビライザのばね力との関係について研究を行っていた。
【０００５】
また、このスタビライザ装置のダンパは、各油室間の油の流れを遮断している時に車体の振動に伴い微少であるが作動し、一方の油室の圧力が負圧になる。このため、スタビライザの振動特性が変り、走行安定性を向上させることができなかった。
【０００６】
本発明はこれらの問題点のうちの前者を解決しようとするもので、路面外乱入力に対する乗心地に関連したロールレート等のパラメータが効果的に減少するダンパの減衰力とスタビライザのばね力との関係を解明して、乗心地を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、請求項１の発明では、車両の振動を抑制するスタビライザと、前記スタビライザの一端に接続されて路面外乱入力を減衰して前記スタビライザに加わる力を減衰するダンパとを具備する車両用スタビライザ装置において、車両の略車体共振周波数を前記ダンパが路面外乱入力を減衰して前記スタビライザに加わる力を実質的に低減できる路面外乱入力の周波数の上限である上限周波数として、前記スタビライザのばね力と前記ダンパの減衰力とを設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明では、前記略車体共振周波数を前記上限波周波数ｆとして、下記の式
ｆ＝ｋ／２πＣ（但し、πは円周率）
を満たす前記スタビライザのばね力ｋと、前記ダンパの減衰力Ｃとを設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明では、前記ダンパが、シリンダと、前記シリンダを第１油室及び第２油室との２つの油室に区分するピストンを持ち、第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断する遮断手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項４の発明では、前記遮断手段が、車両が旋回中の場合に、第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するものであることを特徴とする。
さらに、請求項５の発明では、当該スタビライザ装置が、前記遮断手段を制御する制御装置を備え、その制御装置が、車両が旋回中の場合に前記第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するように前記遮断手段を制御する制御装置を備えていることを特徴とする。
さらにまた、請求項６の発明では、前記制御装置が、舵角センサとヨーレイトセンサとの少なくとも一方を用いて車両が旋回中であることを検知し、その検知結果に基づいて、前記第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するように前記遮断手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、前述の問題点のうちの後者を解決すべく、ダンパの各油室間の油の流れを遮断している場合の走行安定性を向上させることを目的とする態様として、以下の３つの態様が考えられる。それらの態様のうちの第１態様では、シリンダと、前記シリンダを第１油室及び第２油室との２つの油室に区分するピストンと、前記第１油室と前記第２油室との油の流れを遮断する遮断手段とを備えるダンパを車両の振動を抑制するスタビライザの一端に備えるスタビライザ装置において、前記ダンパはアキュムレータを持ち、前記遮断手段で前記第１油室及び前記第２油室間が遮断状態にある時、前記アキュムレータから前記第１油室及び前記第２油室への油の流れを許容し、前記第１油室及び前記第２油室から前記アキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を前記第１油室及び前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けたことを特徴とする。
【００１１】
第２態様では、前記弁手段が、前記第１油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第２弁体とで構成され、前記第１弁体と前記第２弁体との作動方向を軸として前記第１弁体と前記第２弁体とが同軸的に配設されていることを特徴とする。
【００１２】
第３態様では、ソレノイドの作動で第１油室及び第２油室間の油路を遮断あるいは連通する前記遮断手段は、前記ソレノイドの作動により前記第１弁体を押圧して前記第１油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第１押圧手段と、前記第１押圧手段の押圧により前記第１弁が押圧方向に設定量移動した後に、第２弁を押圧して前記第２油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第２押圧手段とを備えることを特徴とする。
さらに、請求項３の発明と上記３つの態様の各々を組み合わせた発明として、以下の３つの請求項の発明が成立する。
請求項７の発明では、前記ダンパはアキュムレータを持ち、前記遮断手段で前記第１油室及び前記第２油室間が遮断状態にある時、前記アキュムレータから前記第１油室及び前記第２油室への油の流れを許容し、前記第１油室及び前記第２油室から前記アキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を前記第１油室及び前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けたことを特徴とする。
また、請求項８の発明では、前記弁手段は、前記第１油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第２弁体とで構成され、前記第１弁体と前記第２弁体との作動方向を軸として前記第１弁体と前記第２弁体とが同軸的に配設されていることを特徴とする。
さらに、請求項９の発明では、ソレノイドの作動で第１油室及び第２油室間の油路を遮断あるいは連通する前記遮断手段は、前記ソレノイドの作動により前記第１弁体を押圧して前記第１油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第１押圧手段と、前記第１押圧手段の押圧により前記第１弁が押圧方向に設定量移動した後に、第２弁を押圧して前記第２油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第２押圧手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の作用と効果】
（１）請求項１記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、略車体共振周波数をダンパが路面外乱入力を減衰してスタビライザに加わる力を低下できる路面外乱入力の周波数の実質的な上限である上限周波数として、スタビライザのばね力とダンパの減衰力とを設定する。これにより、車両のばね上振動あるいはロール振動が低減でき、乗心地が向上することができる。
（２）請求項２記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、上限周波数を略車体共振周波数とし、ｆ＝Ｋ／２πＣの関数からスタビライザのばね力及びダンパの減衰力を設定する。
【００１４】
これにより、（１）と同様の効果が得ることができる。
（３）請求項３記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、遮断手段で第1油室及び第2油室間の流れを遮断することを可能としている。これにより、車体の振動をスタビライザでのみ受止めたい場合にダンパの作動を停止させることが可能となる。
（４）請求項４記載の発明の車両スタビライザ装置においては、直進走行では遮断手段で第 1 油室及び第 2 油室間の流れを遮断が遮断されておらず、路面外乱入力があった場合、スタビライザ装置のスタビライザのばね力とダンパの減衰力とが作動して、その入力を最大限に受け止め、また、例えば、路面から車輪に１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力があった場合に、その入力によるロールレートを低減できる。一方、車両の旋回中では、第 1 油室及び第 2 油室間の流れが遮断され、ダンパは一種の剛体の動きをし、スタビライザ装置は、スタビライザの固有のばね力を発揮して車両の安定性を確保することができる。
（５）請求項５および請求項６記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、それぞれの構成に応じた利点が得られる。
（６）上記第１態様の車両用スタビライザ装置において、遮断手段が作動して第1油室及び第2油室間が遮断状態にある時、弁手段は、第1油室及び第2油室と、アキュムレータとの間に設けられた弁手段は、アキュムレータから第１油室及び第２油室への油の流れを許容し、第１油室及び第２油室からアキュムレータへの油の流れを遮断する。
【００１５】
これにより、第１油室あるいは第２油室内の圧力が負圧になることを防止し、各油室内に気泡ができることを防止することができ、車両を安定性を向上させることが可能となる。
（７）上記第２態様の車両用スタビライザ装置においては、第１油室とアキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、第２油室とアキュムレータとの間に設けられた第２弁体とを第１弁体及び第２弁体の作動方向を軸として、同軸的に配設した。
【００１６】
これにより、各弁体の作動方向を軸方向とし、各弁体の軸方向が並列に構成されている遮断手段に比べ、小型化することが可能となり、サスペンション周辺のスペースが少ない車両においてもダンパを配置することが可能となる。
（８）第３態様の車両用スタビライザ装置においては、ソレノイドの作動により、第１油室及び第２油室間の油の流れを連通している場合に、第１押圧手段は、第１弁体を押圧し、第１弁体の移動に伴い第２押圧手段が第１弁体の移動方向に移動する。第２押圧手段と第２弁体は、第１油室及び第２油室間の油の流れが遮断されている場合に、設定量離間して配置されている。このため、第２押圧手段は、第１弁体の移動に伴い設定量移動した後に第２弁体を押圧する。
【００１７】
これにより、第１油室及び第２油室間の油の流れが遮断されている場合に、同軸的に配置された第１弁体と第２弁体とが、アキュムレータから第１油室及び第２油室への油の流れを許容し、第１油室及び第２油室からアキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を構成することが可能となり、（６）及び（７）と同様の効果を得ることができる。
（９）請求項７ないし請求項９の各々の発明の車両用スタビライザ装置においては、さらに、（６）ないし（８）の各々と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳しく説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１には、本発明の一実施例に係る車両用スタビライザ装置が適用されたサスペンションの全体構成を示すもので、ここでは、車両の前輪側スタビライザに油圧シリンダを適用した実施例を示している。
【００２１】
このサスペンション１では、左前輪２が左前輪ショックアブソーバ３及び左前輪サスペンションアーム４により車体５に支持されている。また、右前輪６は、右前輪ショックアブソーバ７及び右前輪サスペンションアーム８により車体５に支持されている。
【００２２】
前輪側スタビライザ９のトーション部は、車体５にボルト等で固定された軸受１０、１１により車体に支持されている。前輪側スタビライザ９の一端部９ａは、リンクロッド１２を介して左前輪ショックアブソーバ３のばね下部に結合されている。前輪側スタビライザ９の他端部９ｂは、所定の減衰力に設定されたダンパとしてのシリンダユニット１３を介して、右前輪ショックアブソーバ７のばね下部に結合されている。
【００２３】
シリンダユニット１３は、図１に示されるように、シリンダ１４が右前輪コイルスプリング７ａに並設された右前輪ショックアブソーバ７のばね下部に装着され、ロッド１５が前輪側スタビライザ９の他端部９ｂに結合された構成とされている。
【００２４】
シリンダユニット１３は、図２の概略構成図に示されるように、シリンダ１４のロッド１５に一体的に連結されたピストン１６で区分されたロッド１５側の第１油室１７と他方の第２油室１８とを備えている。第１油室１７と第２油室１８は、シリンダ１４内に設けられた第１油路１９と第２油路２０を介してアキュムレータ２１と接続されている。第１油路１９と第２油路２０には、第１油室１７及び第２油室１８とアキュムレータ２１との間の油の流れを所定の設定手段で遮断する遮断手段としてのソレノイドバルブ２２が配設されている。
【００２５】
ソレノイドバルブ２２は、車体側の制御装置２３からの信号に基づいて、ソレノイドを消磁あるいは励磁して第１油路１９及び第２油路２０の油の流れをを遮断あるいは連通するように構成されている。また、ソレノイドバルブ２２には、第１油路１９及び第２油路２０を通過する油の流量を決定するオリフィス（図示せず）が形成されて、シリンダユニット１３の減衰力を発生させている。
【００２６】
車体側の制御装置２３は、舵角センサやヨーレートセンサを用いて、車両の旋回を検知し、それに基づいてソレノイドバルブ２２を制御する。
【００２７】
上記構成の前輪側スタビライザ９、リンクロッド１２及びシリンダユニット１３からなるスタビライザ装置のスタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃの設定について説明する。
【００２８】
まず、スタビライザ９とシリンダユニット１３とが変位ｘした場合のスタビ反力Ｆを求める運動方程式を考える。スタビライザ９とシリンダユニット１３とは直列に接続されている。このため、スタビライザ９とシリンダユニット１３とが変位ｘした場合のスタビライザ反力Ｆを求める運動方程式は、数１となる。ここで、ｓはスタビライザ装置に路面から入力される路面振動としての路面外乱入力の周波数の周期を示す時間ｔに無関係な複素数であり、数２のように角速度ωと虚数単位ｊとの積で表される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
【数２】
この運動方程式の入力である変位ｘに対する出力としてのスタビライザ反力Ｆの比を求める。この比は、スタビライザ装置に路面外乱入力があった場合のスタビライザ装置のスタビライザ反力を決めるゲイン定数Ｋとなり、数３で表される。即ち、このゲイン定数Ｋがスタビライザ装置の伝達関数となる。
【００３１】
【数３】
このスタビライザ装置において、高周波の路面外乱入力があった場合、即ち、周波数の１周期の時間ｔを０に近づけることを考える。このとき、時間ｔのラプラス変換（数４）から時間ｔが０に近づく場合に、ｓは無限大に近づくことになる。したがって、数３より、高周波のゲイン定数Ｋは、数５のようにスタビライザ９のばね力ｋ項のみで表される。故に、高周波の路面外乱入力があった場合にスタビライザ装置は、スタビライザ９のばね力ｋにより、路面からの入力を吸収していることがわかる。
【００３２】
【数４】
【００３３】
【数５】
これに対して、このスタビライザ装置において、低周波の路面外乱入力がある場合、即ち、周波数の１周期の時間ｔを無限大に近づけること考える。このとき、数４からｓは、０に近づくことになる。しかし、数３のｓを０に近づける場合と、ゲイン定数Ｋは０になる。これは、ｓが０の場合、シリンダユニット１３の減衰力が発生していないことに伴うものであり、ｓを０とした場合に、運動方程式数１が成り立たないことを示している。このため、運動方程式を時間ｔで微分して、スタビライザ装置の運動に伴う速度を入力とし、速度に対するスタビライザ反力を出力として、ゲイン定数Ｋ’を考えると、数６となる。
【００３４】
【数６】
この数６において、スタビライザ装置に低周波の路面外乱入力があったと考えて、ｓを０に近づけると、ゲイン定数Ｋ’は、数７のように減衰力項Ｃのみで表せる。したがって、スタビライザ装置に低周波の路面外乱入力があった場合、スタビライザ装置は、その入力をシリンダユニット１３の減衰力Ｃにより吸収していることがわかる。
【００３５】
【数７】
このスタビライザ装置の路面外乱入力に対するスタビライザ反力Ｆの関係は、数１から算出すると、図３のようになる。
【００３６】
したがって、図３と数５及び数７から所定の路面外乱入力の周波数より低い周波数では、路面外乱入力をシリンダユニット１３で減衰してスタビライザに加わる力を低減させていることがわかる。また、所定の路面外乱入力の周波数より高い周波数では、シリンダユニット１３でほとんど減衰することなくスタビライザ９で路面外乱入力を受けていることがわかる。このことから、スタビライザ９とシリンダユニット１３との関係は、所定の路面外乱入力の周波数を境にして、路面外乱入力の周波数のハイパスフィルタを構成する関係になっていることがわかる。
【００３７】
所定の路面外乱入力の周波数は、ダンパが路面外乱入力を減衰してスタビライザに加わる力を低減できる路面外乱入力の周波数の実質的な上限の上限周波数である。この上限周波数より大きい周波数での路面外乱入力は、シリンダユニット１３でほとんど減衰することなくスタビライザ９のばね力ｋで受け止める。また、この上限周波数より小さい周波数での路面外乱入力は、シリンダユニット１３で減衰してスタビライザ９に加わる力を低減している。。
【００３８】
したがって、この上限周波数としての所定の路面外乱入力の周波数は、スタビライザ装置の遮断周波数ｆとなる。この遮断周波数ｆとスタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとの関係は、数３をハイパスフィルタの伝達関数と比較して、近似した時定数Ｔ（数８）と、時定数Ｔ及び遮断周波数ｆとの関係の数９とからの、数１０のように定めることができる。
【００３９】
【数８】
【００４０】
【数９】
【００４１】
【数１０】
図４は、路面外乱入力とロールレートとの関係を遮断周波数ｆを変化させて比較したグラフである。ここでは、遮断周波数ｆを略車体共振周波数としての略ロール共振周波数と、その略ロール共振周波数より大きい周波数と、その略ロール共振周波数より小さい周波数との３種類の周波数に設定した場合の比較をしている。
【００４２】
尚、ロールレートは、車両の横方向の回動量や車両の横方向の回動速度等の車両の横方向の運動量を示している。
【００４３】
まず、遮断周波数ｆを車両毎に設定される略車体共振周波数としての略ロール共振周波数として、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定する。このスタビライザ装置についてシュミレーションした結果、ロールレートは、図４中の実線４１で示されるようになる。次に、遮断周波数ｆを略ロール共振周波数より所定量大きい値として、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定する。このスタビライザ装置についてもシュミレーションした結果、ロールレートは、図４中の点線４２で示されるようになる。更に、遮断周波数ｆを略車体共振周波数より所定量小さい値として、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定する。このスタビライザ装置についてもシュミレーションした結果、ロールレートは、図４中の破線４３で示されるようになる。
【００４４】
上記シュミレーションの結果、図４中の実線４１に示されるように、略ロール共振周波数を遮断周波数ｆとして、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃを設定したスタビライザ装置を備えた車両に１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力した場合のロールレートを低減できることがわかる。
【００４５】
略ロール共振周波数は、車両の重量、サスペンション１の特性、各車輪２、６のトレッド等の車両の諸元により決定される値で、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ付近の値である。
【００４６】
次に、上記構成のスタビライザ装置の作用について説明する。
【００４７】
まず、直進走行について説明する。直進走行では、図２におけるソレノイドバルブ２２が連通状態になっており、第１油室１７及び第２油室１８とは、第１油路１９及び第２油路２０を介して、アキュムレータ２１の油圧を受けている。
【００４８】
このとき、路面から車輪に１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力があった場合、スタビライザ装置のスタビライザ９のばね力ｋとシリンダユニット１３の減衰力Ｃとが作動して、その入力を最大限に受け止める。スタビライザ装置で受け止められなかった入力は、車体のロールレートとして、車体の挙動に現れるが、従来に比べ、ロールレートを低減することができる。
【００４９】
１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力によるロールレートが遮断周波数ｆを略車体共振周波数より大きい値もしくは遮断周波数ｆを略車体共振周波数より小さい値としてスタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定した場合に比べて低減できる。
【００５０】
これに対し、舵角センサやヨーレイトセンサで車両が旋回を判断した場合、制御装置２３は、ソレノイドバルブ２２に第１油路１９及び第２油路２０を遮断する信号を送信する。この信号を受けたソレノイドバルブ２２は、ソレノイドを消磁して、第１油路１９及び第２油路２０の各油路を遮断する。
【００５１】
これにより、シリンダユニット１３の第１油室１７及び第２油室１８は、油密状態に保たれ、ピストン１６は、シリンダ１４内で固定される。即ち、リンクロッド１２と同様に一種の剛体の動きをすることとなり、スタビライザ９は、その固有のばね力を発揮して車両の安定性を確保することができる。
【００５２】
本実施例では、略ロール共振周波数を遮断周波数ｆとして、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃを設定したが、遮断周波数ｆを略ばね上共振周波数として、ばね上振動の上下方向の振動の大きさを低減させることも可能で、略ロール共振周波数を遮断周波数ｆとした場合と同様の効果が得られる。
【００５３】
尚、略ばね上共振周波数は、略ロール共振周波数と同様に、車両特有のもので、車両のサスペンション特性等の車両諸元に基づいて決定される値で、略ロール共振周波数と同様に０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ付近の値をである。
【００５４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００５５】
本実施の形態は、第１の実施の形態のスタビライザ装置のシリンダユニット１３の構成に関するものである。
【００５６】
図５には、本発明の一実施例に係るスタビライザ装置のシリンダユニット１３の全体構成図が示されている。また、図６には、シリンダユニット１３の油圧を制御するソレノイドバルブ２２の断面図が示されている。尚、上記第１の実施の形態と同じ構成部には同符号を付すと共に、上記第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。
【００５７】
ソレノイドバルブ２２は、図５に示すように、シリンダ１４の下端に配設されていて、シリンダ１４内の各油室１７、１８とシリンダ１４の外周に設けられたアキュムレータ２１とで構成されている。
【００５８】
図６は、ソレノイドバルブ２２の長手方向に向う、中心線の上側と下側で、それぞれ、第１油路１９及び第２油路２０を遮断している状態と、連通している状態を示している。
【００５９】
ソレノイドバルブ２２は、制御装置２３からの信号を基に励磁するソレノイドを備える作動部３１とソレノイドの励磁により第１油路及１９び第２油路２０の各々を連通する第１弁体としての第１ポペット弁３３と第２弁体としての第２ポペット弁３４を内在させる弁部３２とで構成されている。
【００６０】
作動部３１は、ソレノイドの励磁により、弁部３２方向に作動する第１押圧手段としての第１ロッド３５を備えている。
【００６１】
第１ロッド３５は、ソレノイドが消磁している場合に、第１ポペット弁３３を押圧しない距離に離間していて、また、第１ロッド３５は、制御装置２３からの信号を基にソレノイドが励磁された場合に、第１ポペット弁３３を押圧して、その押圧方向に第１ポペット弁３３を移動させるように配置されている。
【００６２】
弁部３２を構成するハウジング３６の内部は、各油路１９、２０を連通あるいは遮断する第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４が設けられている。
【００６３】
第１油路１９は、ハウジング３６とアキュムレータ２１を接続する第１出力ポート１９ａと、ハウジング３６と第１油室１７を接続する第１入力ポート１９ｂとからなる。
【００６４】
第１出力ポート１９ａは、アキュムレータ２１からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第１ボペット弁３３の第１ロッド３５側に挿通している。
【００６５】
第１入力ポート１９ｂは、第１油室１７からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第１ボペット弁３３の第１ロッド３５側と反対側に挿通している。
【００６６】
第２油路２０は、ハウジング３６とアキュムレータ２１をつなぐ第２出力ポート２０ａと、ハウジング３６と第２油室１８をつなぐ第２入力ポート２０ｂとからなる。
【００６７】
第２出力ポート２０ａは、アキュムレータ２１からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第２ボペット弁３４の第１ロッド３５側に挿通している。
【００６８】
第２入力ポート２０ｂは、第２油室１８からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第２ボペット弁３４の第１ロッド３５側と反対側に挿通している。
【００６９】
また、弁部３２のハウジング３６の内には、弁を構成する各部品が作動部３１側から順に直列に並んでいる。
【００７０】
作動部３１側から、第１ポペット弁３３が配設されている。
【００７１】
第１ポペット弁３３は、第１出力ポート１９ａと第１入力ポート１９ｂとの間でハウジング３６に当接して、第１出力ポート１９ａと第１入力ポート１９ｂとの間の油の流れを遮断する第１ポペット弁３３が配設されている。
【００７２】
第１ポペット弁３３の一端には、第１ロッド３５が配設されていて、第１ポペット弁３３の他端には、第１ロッド３５が第１ポペット弁３３を押圧する押圧方向と反対方向にハウジング３６に対して第１ポペット弁３３を付勢する第１付勢手段としての第１スプリング３７が配設されている。
【００７３】
第１ポペット弁３３の他端には、第１ポペット弁３３と一体的に構成された第２ロッド３８が配設されている。
【００７４】
第２ロッド３８の第１ポペット弁３３と反対側の端部には、第２ポペット弁３４が配設されている。第２ロッド３８と第２ポペット弁３４とは、ソレノイドが励磁していない状態で、所定の設定量だけ離間して配設されている。これは、後述する、ソレノイドが消磁していて、第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４が第１油路１７及び第２油路２０を遮断している場合の第１油室１７及び第２油室１８の内圧の関係によって、アキュムレータ２１から第１油室１７及び第２油室１８への油の流れを許容するために第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４が微少に作動することに関連するものである。即ち、したがって、所定の設定量は、ソレノイドの作動により、第２ロッド３８が作動する量と、第１油室１７及び第２油室１８の内圧の関係によって、第１ポペット弁３３が微少に作動する量とで決定されるものである。また、第２ロッド３８と第２ポペット弁３４とは、ソレノイドが励磁している状態で、第２ロッド３８の移動により、第２ポペット弁３４を押圧して、第２ポペット弁３４を移動させるように配置されている。
【００７５】
第２ポペット弁３４は、第２出力ポート２０ａと第２入力ポート２０ｂとの間でハウジング３６と当接して、第２出力ポート２０ａと第２入力ポート２０ｂとの間の油の流れを遮断している。
【００７６】
第２ポペット弁３４の第２ロッド３８と反対側には、ハウジング３６に対して第２ポペット弁３４を第２ロッド３８方向に付勢する第２付勢手段としての第２スプリング３９が配設されている。
【００７７】
上記構成のソレノイドバルブ２２の作用を説明する。
【００７８】
車両が直線を走行している場合、制御装置２３は、ソレノイドバルブ２２を連通する信号を発信する。この信号に伴ってソレノイドは、励磁されして、第１ロッド３５を弁部３２方向に移動させる。第１ロッド３５は、第１ポペット弁３３を押圧し、その押圧力により、第１ポペット弁３３は、第１スプリング３７のばね力に抗して、押圧方向に移動する。これにより、第１入力ポート１９ｂと第１出力ポート１９ａとは、連通する。この第１ポペット弁３３の移動に連動して、第２ロッド３８も移動して、第２ポペット弁３４を押圧する。この第２ロッド３８の押圧力により、第２ポペット弁３４は、第２スプリング３９のばね力に抗して、押圧方向に移動する。これにより、第２入力ポート２２ｂと第２出力ポート２０ａとは、連通する。
【００７９】
次に、車両が旋回中の場合に、制御装置２３ソレノイドバルブ２２を遮断する信号を発信する。この信号に伴って、ソレノイドの消磁し、第１ロッド３５を元の位置に引戻す。第１ロッド３５の移動に伴って、第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４は第１スプリング３７及び第２スプリング３９の付勢によりハウジング３６と当接し、各油路１９、２０を遮断する。
【００８０】
この場合に、車体が横方向に運動して、シリンダユニット１３が伸縮しようとすると、ピストン１６の移動方向に位置する油室の圧力が高くなり、微少ではあるが、油室内の油が圧縮されて、体積が減少する。このときピストン１６の移動方向と反対方向の油室内の圧力は負圧となる。例えば、シリンダユニット１３が、縮小しようとした場合に、第２油室１８内の油は圧縮されて、体積が減少する。これに伴って、第１油室１７内の圧力は負圧となる。第１油室１７内の圧力が負圧になると、ソレノイドバルブ２２内の第１ポペット弁３３の前後で大きな圧力差が発生する。第１ポペット弁３３の第１入力ポート１９ｂ側の圧力は、負圧となり、第１ポペット弁３３を第２ポペット弁３４側に引張ろうとする力が発生している。また、第１ポペット弁３３の第１出力ポート１９ａ側の圧力は、第１出力ポート１９ａがアキュムレータ２１に接続されているため、所定の正圧となり、第１ポペット弁３３を第２ポペット弁３４側に押そうとする力が発生している。この第１ポペット弁３３を引張ろうとする力と押そうとする力の合力により、第１スプリング３７を抗し、第１ポペット弁３３とハウジング３６との間に微少な隙間を開ける。この時、第２ロッド３８と第２ポペット弁３４とが接触しないように、第２ロッド３８の長さを設定している。これにより、アキュムレータ２１から第１油室１７に油が流れ込み第１油室１７内の油圧が上昇する。即ち、第１ポペット弁３３は、第１油室１７内の圧力のチェック弁としての働きをするように構成されている。
【００８１】
これにより、第１油室１７内の圧力が負圧になり油の中の空気が気泡になることを防止することができる。したがって、第１油室１７内に気泡が発生することによるシリンダユニット１３の減衰力の低下を防止することができ、走行安定性を維持することができる。
【００８２】
同様に、車両の横方向の運動により、シリンダユニット１３が伸びて、第２油室１８内の圧力が負圧になった場合には、第１ポペット弁３３と同様の作用を第２ポペット弁３４が作動して、第２油室１８内の圧力を上昇させる。即ち、第２ポペット弁３４は、第２油室１８内の圧力のチェック弁としての働きをするように構成されている。
【００８３】
これにより、第１油室１７同様、第２油室１８内の圧力が負圧になり油の中の空気が気泡になることを防止することができる。したがって、第２油室１８内に気泡が発生することによるシリンダユニット１３の減衰力の低下を防止することができ、走行安定性を維持することができる。
【００８４】
したがって、ソレノイドバルブ２２を構成する部品をハウジング３６内に直列で配置したことにより、ソレノイドバルブ２２をコンパクトに構成することができる。
【００８５】
また、第２ロッド３８と第２ポペット弁３４との間に所定の設定量の隙間を設けたため、第１ポペット弁３３を第１油室１７内の圧力のチェック弁として構成することができ、シリンダユニット１３の減衰力の低下を防止することができる。
【００８６】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して、次のように実施することもできる。
（１）上記実施の形態において、略車体共振周波数として、略ロール共振周波数あるいは略ばね上共振周波数を予め算出された車体特有の値を用いたが、リアルタイムで略車体共振周波数を検出して、スタビライザのばね力とダンパの減衰力とを可変に制御することも可能である。これにより、乗心地を更に向上させることができる。
（２）上記実施の形態において、略車体共振周波数として、略ロール共振周波数あるいは略ばね上共振周波数の車体特有の値を用いたが、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ付近の値を採用し、その値を遮断周波数としてスタビライザのばね力とダンパの減衰力とを設定することでも乗心地を向上させる効果があることが判っている。
（３）上記実施の形態において、ソレノイドバルブの開閉を制御装置からの信号に基づいて、変更したが、マニュアル操作により適宜、運転者がソレノイドバルブを変更する変更手段を設けることも可能である。これにより、運転者のニーズにあった、車両特性を適宜、変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用スタビライザ装置が適用されたサスペンションの全体構成を示す構成図である。
【図２】シリンダユニットを示す概略構成図である。
【図３】路面外乱入力に対するスタビライザ反力を示す図である。
【図４】遮断周波数に対するロールレートを示すグラフである。
【図５】シリンダユニットの全体構成を示す断面図である。
【図６】ソレノイドバルブの断面図である。
【符号の説明】
１・・・サスペンション
２・・・左前輪
３・・・左前輪ショックアブソーバ
４・・・左前輪サスペンションアーム
５・・・車体
６・・・右前輪
７・・・右前輪ショックアブソーバ
８・・・右前輪サスペンションアーム
９・・・前輪側スタビライザ
９ａ・・・前輪側スタビライザの一端部
９ｂ・・・前輪側スタビライザの他端部
１０、１１・・・軸受
１２・・・リンクロッド
１３・・・シリンダユニット
１４・・・シリンダ
１５・・・ロッド
１６・・・ピストン
１７・・・第１油室
１８・・・第２油室
１９・・・第１油路
１９ａ・・・第１出力ポート
１９ｂ・・・第１入力ポート
２０・・・第２油路
２０ａ・・・第２出力ポート
２０ｂ・・・第２入力ポート
２１・・・アキュムレータ
２２・・・ソレノイドバルブ
２３・・・制御装置
３１・・・作動部
３２・・・弁部
３３・・・第１ポペット弁
３４・・・第２ポペット弁
３５・・・第１ロッド
３６・・・ハウジング
３７・・・第１スプリング
３８・・・第２ロッド
３９・・・第２スプリング
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のスタビライザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スタビライザの一端部にダンパを設けて、そのダンパを構成する２つの油室間の油の流れを選択的に遮断あるいは連通することにより、スタビライザの剛性を可変とし、車両のロール特性を変更して、車両の走行安定性を向上させるスタビライザ装置が用いられている。
【０００３】
この種のスタビライザ装置は、実開昭６０−１５５６１４に開示のように、車両の横加速度及び操舵角から車両の旋回中か否かを検知し又は車速を検知して、旋回中あるいは車速が設定値以上であれば、油室間の油の流れを遮断してスタビライザの剛性を向上させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなスタビライザ装置においては、路面外乱入力に対する乗心地に関連したロールレート等のパラメータが効果的に減少するダンパの減衰力とスタビライザのばね力との関係が解かっていなかった。このため、開発者は、路面外乱入力に対する乗心地に関連したロールレート等のパラメータが効果的に減少するダンパの減衰力とスタビライザのばね力との関係について研究を行っていた。
【０００５】
また、このスタビライザ装置のダンパは、各油室間の油の流れを遮断している時に車体の振動に伴い微少であるが作動し、一方の油室の圧力が負圧になる。このため、スタビライザの振動特性が変り、走行安定性を向上させることができなかった。
【０００６】
本発明はこれらの問題点のうちの前者を解決しようとするもので、路面外乱入力に対する乗心地に関連したロールレート等のパラメータが効果的に減少するダンパの減衰力とスタビライザのばね力との関係を解明して、乗心地を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、請求項１の発明では、車両の振動を抑制するスタビライザと、前記スタビライザの一端に接続されて路面外乱入力を減衰して前記スタビライザに加わる力を減衰するダンパとを具備する車両用スタビライザ装置において、車両の略車体共振周波数を前記ダンパが路面外乱入力を減衰して前記スタビライザに加わる力を実質的に低減できる路面外乱入力の周波数の上限である上限周波数として、前記スタビライザのばね力と前記ダンパの減衰力とを設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明では、前記略車体共振周波数を前記上限波周波数ｆとして、下記の式
ｆ＝ｋ／２πＣ（但し、πは円周率）
を満たす前記スタビライザのばね力ｋと、前記ダンパの減衰力Ｃとを設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明では、前記ダンパが、シリンダと、前記シリンダを第１油室及び第２油室との２つの油室に区分するピストンを持ち、第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断する遮断手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項４の発明では、前記遮断手段が、車両が旋回中の場合に、第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するものであることを特徴とする。
さらに、請求項５の発明では、当該スタビライザ装置が、前記遮断手段を制御する制御装置を備え、その制御装置が、車両が旋回中の場合に前記第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するように前記遮断手段を制御する制御装置を備えていることを特徴とする。
さらにまた、請求項６の発明では、前記制御装置が、舵角センサとヨーレイトセンサとの少なくとも一方を用いて車両が旋回中であることを検知し、その検知結果に基づいて、前記第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するように前記遮断手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、前述の問題点のうちの後者を解決すべく、ダンパの各油室間の油の流れを遮断している場合の走行安定性を向上させることを目的とする態様として、以下の３つの態様が考えられる。それらの態様のうちの第１態様では、シリンダと、前記シリンダを第１油室及び第２油室との２つの油室に区分するピストンと、前記第１油室と前記第２油室との油の流れを遮断する遮断手段とを備えるダンパを車両の振動を抑制するスタビライザの一端に備えるスタビライザ装置において、前記ダンパはアキュムレータを持ち、前記遮断手段で前記第１油室及び前記第２油室間が遮断状態にある時、前記アキュムレータから前記第１油室及び前記第２油室への油の流れを許容し、前記第１油室及び前記第２油室から前記アキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を前記第１油室及び前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けたことを特徴とする。
【００１１】
第２態様では、前記弁手段が、前記第１油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第２弁体とで構成され、前記第１弁体と前記第２弁体との作動方向を軸として前記第１弁体と前記第２弁体とが同軸的に配設されていることを特徴とする。
【００１２】
第３態様では、ソレノイドの作動で第１油室及び第２油室間の油路を遮断あるいは連通する前記遮断手段は、前記ソレノイドの作動により前記第１弁体を押圧して前記第１油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第１押圧手段と、前記第１押圧手段の押圧により前記第１弁が押圧方向に設定量移動した後に、第２弁を押圧して前記第２油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第２押圧手段とを備えることを特徴とする。
さらに、請求項３の発明と上記３つの態様の各々を組み合わせた発明として、以下の３つの請求項の発明が成立する。
請求項７の発明では、前記ダンパはアキュムレータを持ち、前記遮断手段で前記第１油室及び前記第２油室間が遮断状態にある時、前記アキュムレータから前記第１油室及び前記第２油室への油の流れを許容し、前記第１油室及び前記第２油室から前記アキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を前記第１油室及び前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けたことを特徴とする。
また、請求項８の発明では、前記弁手段は、前記第１油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第２弁体とで構成され、前記第１弁体と前記第２弁体との作動方向を軸として前記第１弁体と前記第２弁体とが同軸的に配設されていることを特徴とする。
さらに、請求項９の発明では、ソレノイドの作動で第１油室及び第２油室間の油路を遮断あるいは連通する前記遮断手段は、前記ソレノイドの作動により前記第１弁体を押圧して前記第１油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第１押圧手段と、前記第１押圧手段の押圧により前記第１弁が押圧方向に設定量移動した後に、第２弁を押圧して前記第２油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第２押圧手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の作用と効果】
（１）請求項１記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、略車体共振周波数をダンパが路面外乱入力を減衰してスタビライザに加わる力を低下できる路面外乱入力の周波数の実質的な上限である上限周波数として、スタビライザのばね力とダンパの減衰力とを設定する。これにより、車両のばね上振動あるいはロール振動が低減でき、乗心地が向上することができる。
（２）請求項２記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、上限周波数を略車体共振周波数とし、ｆ＝Ｋ／２πＣの関数からスタビライザのばね力及びダンパの減衰力を設定する。
【００１４】
これにより、（１）と同様の効果が得ることができる。
（３）請求項３記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、遮断手段で第1油室及び第2油室間の流れを遮断することを可能としている。これにより、車体の振動をスタビライザでのみ受止めたい場合にダンパの作動を停止させることが可能となる。
（４）請求項４記載の発明の車両スタビライザ装置においては、直進走行では遮断手段で第 1 油室及び第 2 油室間の流れを遮断が遮断されておらず、路面外乱入力があった場合、スタビライザ装置のスタビライザのばね力とダンパの減衰力とが作動して、その入力を最大限に受け止め、また、例えば、路面から車輪に１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力があった場合に、その入力によるロールレートを低減できる。一方、車両の旋回中では、第 1 油室及び第 2 油室間の流れが遮断され、ダンパは一種の剛体の動きをし、スタビライザ装置は、スタビライザの固有のばね力を発揮して車両の安定性を確保することができる。
（５）請求項５および請求項６記載の発明の車両用スタビライザ装置においては、それぞれの構成に応じた利点が得られる。
（６）上記第１態様の車両用スタビライザ装置において、遮断手段が作動して第1油室及び第2油室間が遮断状態にある時、弁手段は、第1油室及び第2油室と、アキュムレータとの間に設けられた弁手段は、アキュムレータから第１油室及び第２油室への油の流れを許容し、第１油室及び第２油室からアキュムレータへの油の流れを遮断する。
【００１５】
これにより、第１油室あるいは第２油室内の圧力が負圧になることを防止し、各油室内に気泡ができることを防止することができ、車両を安定性を向上させることが可能となる。
（７）上記第２態様の車両用スタビライザ装置においては、第１油室とアキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、第２油室とアキュムレータとの間に設けられた第２弁体とを第１弁体及び第２弁体の作動方向を軸として、同軸的に配設した。
【００１６】
これにより、各弁体の作動方向を軸方向とし、各弁体の軸方向が並列に構成されている遮断手段に比べ、小型化することが可能となり、サスペンション周辺のスペースが少ない車両においてもダンパを配置することが可能となる。
（８）第３態様の車両用スタビライザ装置においては、ソレノイドの作動により、第１油室及び第２油室間の油の流れを連通している場合に、第１押圧手段は、第１弁体を押圧し、第１弁体の移動に伴い第２押圧手段が第１弁体の移動方向に移動する。第２押圧手段と第２弁体は、第１油室及び第２油室間の油の流れが遮断されている場合に、設定量離間して配置されている。このため、第２押圧手段は、第１弁体の移動に伴い設定量移動した後に第２弁体を押圧する。
【００１７】
これにより、第１油室及び第２油室間の油の流れが遮断されている場合に、同軸的に配置された第１弁体と第２弁体とが、アキュムレータから第１油室及び第２油室への油の流れを許容し、第１油室及び第２油室からアキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を構成することが可能となり、（６）及び（７）と同様の効果を得ることができる。
（９）請求項７ないし請求項９の各々の発明の車両用スタビライザ装置においては、さらに、（６）ないし（８）の各々と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳しく説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１には、本発明の一実施例に係る車両用スタビライザ装置が適用されたサスペンションの全体構成を示すもので、ここでは、車両の前輪側スタビライザに油圧シリンダを適用した実施例を示している。
【００２１】
このサスペンション１では、左前輪２が左前輪ショックアブソーバ３及び左前輪サスペンションアーム４により車体５に支持されている。また、右前輪６は、右前輪ショックアブソーバ７及び右前輪サスペンションアーム８により車体５に支持されている。
【００２２】
前輪側スタビライザ９のトーション部は、車体５にボルト等で固定された軸受１０、１１により車体に支持されている。前輪側スタビライザ９の一端部９ａは、リンクロッド１２を介して左前輪ショックアブソーバ３のばね下部に結合されている。前輪側スタビライザ９の他端部９ｂは、所定の減衰力に設定されたダンパとしてのシリンダユニット１３を介して、右前輪ショックアブソーバ７のばね下部に結合されている。
【００２３】
シリンダユニット１３は、図１に示されるように、シリンダ１４が右前輪コイルスプリング７ａに並設された右前輪ショックアブソーバ７のばね下部に装着され、ロッド１５が前輪側スタビライザ９の他端部９ｂに結合された構成とされている。
【００２４】
シリンダユニット１３は、図２の概略構成図に示されるように、シリンダ１４のロッド１５に一体的に連結されたピストン１６で区分されたロッド１５側の第１油室１７と他方の第２油室１８とを備えている。第１油室１７と第２油室１８は、シリンダ１４内に設けられた第１油路１９と第２油路２０を介してアキュムレータ２１と接続されている。第１油路１９と第２油路２０には、第１油室１７及び第２油室１８とアキュムレータ２１との間の油の流れを所定の設定手段で遮断する遮断手段としてのソレノイドバルブ２２が配設されている。
【００２５】
ソレノイドバルブ２２は、車体側の制御装置２３からの信号に基づいて、ソレノイドを消磁あるいは励磁して第１油路１９及び第２油路２０の油の流れをを遮断あるいは連通するように構成されている。また、ソレノイドバルブ２２には、第１油路１９及び第２油路２０を通過する油の流量を決定するオリフィス（図示せず）が形成されて、シリンダユニット１３の減衰力を発生させている。
【００２６】
車体側の制御装置２３は、舵角センサやヨーレートセンサを用いて、車両の旋回を検知し、それに基づいてソレノイドバルブ２２を制御する。
【００２７】
上記構成の前輪側スタビライザ９、リンクロッド１２及びシリンダユニット１３からなるスタビライザ装置のスタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃの設定について説明する。
【００２８】
まず、スタビライザ９とシリンダユニット１３とが変位ｘした場合のスタビ反力Ｆを求める運動方程式を考える。スタビライザ９とシリンダユニット１３とは直列に接続されている。このため、スタビライザ９とシリンダユニット１３とが変位ｘした場合のスタビライザ反力Ｆを求める運動方程式は、数１となる。ここで、ｓはスタビライザ装置に路面から入力される路面振動としての路面外乱入力の周波数の周期を示す時間ｔに無関係な複素数であり、数２のように角速度ωと虚数単位ｊとの積で表される。
【００２９】
【数１】
【数２】
【００３１】
【数３】
【００３２】
【数４】
【数５】
【００３４】
【数６】
【００３５】
【数７】
【００３６】
したがって、図３と数５及び数７から所定の路面外乱入力の周波数より低い周波数では、路面外乱入力をシリンダユニット１３で減衰してスタビライザに加わる力を低減させていることがわかる。また、所定の路面外乱入力の周波数より高い周波数では、シリンダユニット１３でほとんど減衰することなくスタビライザ９で路面外乱入力を受けていることがわかる。このことから、スタビライザ９とシリンダユニット１３との関係は、所定の路面外乱入力の周波数を境にして、路面外乱入力の周波数のハイパスフィルタを構成する関係になっていることがわかる。
【００３７】
所定の路面外乱入力の周波数は、ダンパが路面外乱入力を減衰してスタビライザに加わる力を低減できる路面外乱入力の周波数の実質的な上限の上限周波数である。この上限周波数より大きい周波数での路面外乱入力は、シリンダユニット１３でほとんど減衰することなくスタビライザ９のばね力ｋで受け止める。また、この上限周波数より小さい周波数での路面外乱入力は、シリンダユニット１３で減衰してスタビライザ９に加わる力を低減している。。
【００３８】
したがって、この上限周波数としての所定の路面外乱入力の周波数は、スタビライザ装置の遮断周波数ｆとなる。この遮断周波数ｆとスタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとの関係は、数３をハイパスフィルタの伝達関数と比較して、近似した時定数Ｔ（数８）と、時定数Ｔ及び遮断周波数ｆとの関係の数９とからの、数１０のように定めることができる。
【００３９】
【数８】
【数９】
【数１０】
【００４２】
尚、ロールレートは、車両の横方向の回動量や車両の横方向の回動速度等の車両の横方向の運動量を示している。
【００４３】
まず、遮断周波数ｆを車両毎に設定される略車体共振周波数としての略ロール共振周波数として、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定する。このスタビライザ装置についてシュミレーションした結果、ロールレートは、図４中の実線４１で示されるようになる。次に、遮断周波数ｆを略ロール共振周波数より所定量大きい値として、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定する。このスタビライザ装置についてもシュミレーションした結果、ロールレートは、図４中の点線４２で示されるようになる。更に、遮断周波数ｆを略車体共振周波数より所定量小さい値として、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定する。このスタビライザ装置についてもシュミレーションした結果、ロールレートは、図４中の破線４３で示されるようになる。
【００４４】
上記シュミレーションの結果、図４中の実線４１に示されるように、略ロール共振周波数を遮断周波数ｆとして、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃを設定したスタビライザ装置を備えた車両に１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力した場合のロールレートを低減できることがわかる。
【００４５】
略ロール共振周波数は、車両の重量、サスペンション１の特性、各車輪２、６のトレッド等の車両の諸元により決定される値で、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ付近の値である。
【００４６】
次に、上記構成のスタビライザ装置の作用について説明する。
【００４７】
まず、直進走行について説明する。直進走行では、図２におけるソレノイドバルブ２２が連通状態になっており、第１油室１７及び第２油室１８とは、第１油路１９及び第２油路２０を介して、アキュムレータ２１の油圧を受けている。
【００４８】
このとき、路面から車輪に１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力があった場合、スタビライザ装置のスタビライザ９のばね力ｋとシリンダユニット１３の減衰力Ｃとが作動して、その入力を最大限に受け止める。スタビライザ装置で受け止められなかった入力は、車体のロールレートとして、車体の挙動に現れるが、従来に比べ、ロールレートを低減することができる。
【００４９】
１Ｈｚから２Ｈｚ付近の路面外乱入力によるロールレートが遮断周波数ｆを略車体共振周波数より大きい値もしくは遮断周波数ｆを略車体共振周波数より小さい値としてスタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃとを設定した場合に比べて低減できる。
【００５０】
これに対し、舵角センサやヨーレイトセンサで車両が旋回を判断した場合、制御装置２３は、ソレノイドバルブ２２に第１油路１９及び第２油路２０を遮断する信号を送信する。この信号を受けたソレノイドバルブ２２は、ソレノイドを消磁して、第１油路１９及び第２油路２０の各油路を遮断する。
【００５１】
これにより、シリンダユニット１３の第１油室１７及び第２油室１８は、油密状態に保たれ、ピストン１６は、シリンダ１４内で固定される。即ち、リンクロッド１２と同様に一種の剛体の動きをすることとなり、スタビライザ９は、その固有のばね力を発揮して車両の安定性を確保することができる。
【００５２】
本実施例では、略ロール共振周波数を遮断周波数ｆとして、スタビライザ９のばね力ｋ及びシリンダユニット１３の減衰力Ｃを設定したが、遮断周波数ｆを略ばね上共振周波数として、ばね上振動の上下方向の振動の大きさを低減させることも可能で、略ロール共振周波数を遮断周波数ｆとした場合と同様の効果が得られる。
【００５３】
尚、略ばね上共振周波数は、略ロール共振周波数と同様に、車両特有のもので、車両のサスペンション特性等の車両諸元に基づいて決定される値で、略ロール共振周波数と同様に０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ付近の値をである。
【００５４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００５５】
本実施の形態は、第１の実施の形態のスタビライザ装置のシリンダユニット１３の構成に関するものである。
【００５６】
図５には、本発明の一実施例に係るスタビライザ装置のシリンダユニット１３の全体構成図が示されている。また、図６には、シリンダユニット１３の油圧を制御するソレノイドバルブ２２の断面図が示されている。尚、上記第１の実施の形態と同じ構成部には同符号を付すと共に、上記第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。
【００５７】
ソレノイドバルブ２２は、図５に示すように、シリンダ１４の下端に配設されていて、シリンダ１４内の各油室１７、１８とシリンダ１４の外周に設けられたアキュムレータ２１とで構成されている。
【００５８】
図６は、ソレノイドバルブ２２の長手方向に向う、中心線の上側と下側で、それぞれ、第１油路１９及び第２油路２０を遮断している状態と、連通している状態を示している。
【００５９】
ソレノイドバルブ２２は、制御装置２３からの信号を基に励磁するソレノイドを備える作動部３１とソレノイドの励磁により第１油路及１９び第２油路２０の各々を連通する第１弁体としての第１ポペット弁３３と第２弁体としての第２ポペット弁３４を内在させる弁部３２とで構成されている。
【００６０】
作動部３１は、ソレノイドの励磁により、弁部３２方向に作動する第１押圧手段としての第１ロッド３５を備えている。
【００６１】
第１ロッド３５は、ソレノイドが消磁している場合に、第１ポペット弁３３を押圧しない距離に離間していて、また、第１ロッド３５は、制御装置２３からの信号を基にソレノイドが励磁された場合に、第１ポペット弁３３を押圧して、その押圧方向に第１ポペット弁３３を移動させるように配置されている。
【００６２】
弁部３２を構成するハウジング３６の内部は、各油路１９、２０を連通あるいは遮断する第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４が設けられている。
【００６３】
第１油路１９は、ハウジング３６とアキュムレータ２１を接続する第１出力ポート１９ａと、ハウジング３６と第１油室１７を接続する第１入力ポート１９ｂとからなる。
【００６４】
第１出力ポート１９ａは、アキュムレータ２１からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第１ボペット弁３３の第１ロッド３５側に挿通している。
【００６５】
第１入力ポート１９ｂは、第１油室１７からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第１ボペット弁３３の第１ロッド３５側と反対側に挿通している。
【００６６】
第２油路２０は、ハウジング３６とアキュムレータ２１をつなぐ第２出力ポート２０ａと、ハウジング３６と第２油室１８をつなぐ第２入力ポート２０ｂとからなる。
【００６７】
第２出力ポート２０ａは、アキュムレータ２１からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第２ボペット弁３４の第１ロッド３５側に挿通している。
【００６８】
第２入力ポート２０ｂは、第２油室１８からハウジング３６に接続し、ハウジング３６内の第２ボペット弁３４の第１ロッド３５側と反対側に挿通している。
【００６９】
また、弁部３２のハウジング３６の内には、弁を構成する各部品が作動部３１側から順に直列に並んでいる。
【００７０】
作動部３１側から、第１ポペット弁３３が配設されている。
【００７１】
第１ポペット弁３３は、第１出力ポート１９ａと第１入力ポート１９ｂとの間でハウジング３６に当接して、第１出力ポート１９ａと第１入力ポート１９ｂとの間の油の流れを遮断する第１ポペット弁３３が配設されている。
【００７２】
第１ポペット弁３３の一端には、第１ロッド３５が配設されていて、第１ポペット弁３３の他端には、第１ロッド３５が第１ポペット弁３３を押圧する押圧方向と反対方向にハウジング３６に対して第１ポペット弁３３を付勢する第１付勢手段としての第１スプリング３７が配設されている。
【００７３】
第１ポペット弁３３の他端には、第１ポペット弁３３と一体的に構成された第２ロッド３８が配設されている。
【００７４】
第２ロッド３８の第１ポペット弁３３と反対側の端部には、第２ポペット弁３４が配設されている。第２ロッド３８と第２ポペット弁３４とは、ソレノイドが励磁していない状態で、所定の設定量だけ離間して配設されている。これは、後述する、ソレノイドが消磁していて、第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４が第１油路１７及び第２油路２０を遮断している場合の第１油室１７及び第２油室１８の内圧の関係によって、アキュムレータ２１から第１油室１７及び第２油室１８への油の流れを許容するために第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４が微少に作動することに関連するものである。即ち、したがって、所定の設定量は、ソレノイドの作動により、第２ロッド３８が作動する量と、第１油室１７及び第２油室１８の内圧の関係によって、第１ポペット弁３３が微少に作動する量とで決定されるものである。また、第２ロッド３８と第２ポペット弁３４とは、ソレノイドが励磁している状態で、第２ロッド３８の移動により、第２ポペット弁３４を押圧して、第２ポペット弁３４を移動させるように配置されている。
【００７５】
第２ポペット弁３４は、第２出力ポート２０ａと第２入力ポート２０ｂとの間でハウジング３６と当接して、第２出力ポート２０ａと第２入力ポート２０ｂとの間の油の流れを遮断している。
【００７６】
第２ポペット弁３４の第２ロッド３８と反対側には、ハウジング３６に対して第２ポペット弁３４を第２ロッド３８方向に付勢する第２付勢手段としての第２スプリング３９が配設されている。
【００７７】
上記構成のソレノイドバルブ２２の作用を説明する。
【００７８】
車両が直線を走行している場合、制御装置２３は、ソレノイドバルブ２２を連通する信号を発信する。この信号に伴ってソレノイドは、励磁されして、第１ロッド３５を弁部３２方向に移動させる。第１ロッド３５は、第１ポペット弁３３を押圧し、その押圧力により、第１ポペット弁３３は、第１スプリング３７のばね力に抗して、押圧方向に移動する。これにより、第１入力ポート１９ｂと第１出力ポート１９ａとは、連通する。この第１ポペット弁３３の移動に連動して、第２ロッド３８も移動して、第２ポペット弁３４を押圧する。この第２ロッド３８の押圧力により、第２ポペット弁３４は、第２スプリング３９のばね力に抗して、押圧方向に移動する。これにより、第２入力ポート２２ｂと第２出力ポート２０ａとは、連通する。
【００７９】
次に、車両が旋回中の場合に、制御装置２３ソレノイドバルブ２２を遮断する信号を発信する。この信号に伴って、ソレノイドの消磁し、第１ロッド３５を元の位置に引戻す。第１ロッド３５の移動に伴って、第１ポペット弁３３及び第２ポペット弁３４は第１スプリング３７及び第２スプリング３９の付勢によりハウジング３６と当接し、各油路１９、２０を遮断する。
【００８０】
この場合に、車体が横方向に運動して、シリンダユニット１３が伸縮しようとすると、ピストン１６の移動方向に位置する油室の圧力が高くなり、微少ではあるが、油室内の油が圧縮されて、体積が減少する。このときピストン１６の移動方向と反対方向の油室内の圧力は負圧となる。例えば、シリンダユニット１３が、縮小しようとした場合に、第２油室１８内の油は圧縮されて、体積が減少する。これに伴って、第１油室１７内の圧力は負圧となる。第１油室１７内の圧力が負圧になると、ソレノイドバルブ２２内の第１ポペット弁３３の前後で大きな圧力差が発生する。第１ポペット弁３３の第１入力ポート１９ｂ側の圧力は、負圧となり、第１ポペット弁３３を第２ポペット弁３４側に引張ろうとする力が発生している。また、第１ポペット弁３３の第１出力ポート１９ａ側の圧力は、第１出力ポート１９ａがアキュムレータ２１に接続されているため、所定の正圧となり、第１ポペット弁３３を第２ポペット弁３４側に押そうとする力が発生している。この第１ポペット弁３３を引張ろうとする力と押そうとする力の合力により、第１スプリング３７を抗し、第１ポペット弁３３とハウジング３６との間に微少な隙間を開ける。この時、第２ロッド３８と第２ポペット弁３４とが接触しないように、第２ロッド３８の長さを設定している。これにより、アキュムレータ２１から第１油室１７に油が流れ込み第１油室１７内の油圧が上昇する。即ち、第１ポペット弁３３は、第１油室１７内の圧力のチェック弁としての働きをするように構成されている。
【００８１】
これにより、第１油室１７内の圧力が負圧になり油の中の空気が気泡になることを防止することができる。したがって、第１油室１７内に気泡が発生することによるシリンダユニット１３の減衰力の低下を防止することができ、走行安定性を維持することができる。
【００８２】
同様に、車両の横方向の運動により、シリンダユニット１３が伸びて、第２油室１８内の圧力が負圧になった場合には、第１ポペット弁３３と同様の作用を第２ポペット弁３４が作動して、第２油室１８内の圧力を上昇させる。即ち、第２ポペット弁３４は、第２油室１８内の圧力のチェック弁としての働きをするように構成されている。
【００８３】
これにより、第１油室１７同様、第２油室１８内の圧力が負圧になり油の中の空気が気泡になることを防止することができる。したがって、第２油室１８内に気泡が発生することによるシリンダユニット１３の減衰力の低下を防止することができ、走行安定性を維持することができる。
【００８４】
したがって、ソレノイドバルブ２２を構成する部品をハウジング３６内に直列で配置したことにより、ソレノイドバルブ２２をコンパクトに構成することができる。
【００８５】
また、第２ロッド３８と第２ポペット弁３４との間に所定の設定量の隙間を設けたため、第１ポペット弁３３を第１油室１７内の圧力のチェック弁として構成することができ、シリンダユニット１３の減衰力の低下を防止することができる。
【００８６】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して、次のように実施することもできる。
（１）上記実施の形態において、略車体共振周波数として、略ロール共振周波数あるいは略ばね上共振周波数を予め算出された車体特有の値を用いたが、リアルタイムで略車体共振周波数を検出して、スタビライザのばね力とダンパの減衰力とを可変に制御することも可能である。これにより、乗心地を更に向上させることができる。
（２）上記実施の形態において、略車体共振周波数として、略ロール共振周波数あるいは略ばね上共振周波数の車体特有の値を用いたが、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚ付近の値を採用し、その値を遮断周波数としてスタビライザのばね力とダンパの減衰力とを設定することでも乗心地を向上させる効果があることが判っている。
（３）上記実施の形態において、ソレノイドバルブの開閉を制御装置からの信号に基づいて、変更したが、マニュアル操作により適宜、運転者がソレノイドバルブを変更する変更手段を設けることも可能である。これにより、運転者のニーズにあった、車両特性を適宜、変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用スタビライザ装置が適用されたサスペンションの全体構成を示す構成図である。
【図２】シリンダユニットを示す概略構成図である。
【図３】路面外乱入力に対するスタビライザ反力を示す図である。
【図４】遮断周波数に対するロールレートを示すグラフである。
【図５】シリンダユニットの全体構成を示す断面図である。
【図６】ソレノイドバルブの断面図である。
【符号の説明】
１・・・サスペンション
２・・・左前輪
３・・・左前輪ショックアブソーバ
４・・・左前輪サスペンションアーム
５・・・車体
６・・・右前輪
７・・・右前輪ショックアブソーバ
８・・・右前輪サスペンションアーム
９・・・前輪側スタビライザ
９ａ・・・前輪側スタビライザの一端部
９ｂ・・・前輪側スタビライザの他端部
１０、１１・・・軸受
１２・・・リンクロッド
１３・・・シリンダユニット
１４・・・シリンダ
１５・・・ロッド
１６・・・ピストン
１７・・・第１油室
１８・・・第２油室
１９・・・第１油路
１９ａ・・・第１出力ポート
１９ｂ・・・第１入力ポート
２０・・・第２油路
２０ａ・・・第２出力ポート
２０ｂ・・・第２入力ポート
２１・・・アキュムレータ
２２・・・ソレノイドバルブ
２３・・・制御装置
３１・・・作動部
３２・・・弁部
３３・・・第１ポペット弁
３４・・・第２ポペット弁
３５・・・第１ロッド
３６・・・ハウジング
３７・・・第１スプリング
３８・・・第２ロッド
３９・・・第２スプリング
Claims (9)
- 車両の振動を抑制するスタビライザと、前記スタビライザの一端に接続されて路面外乱入力を減衰して前記スタビライザに加わる力を減衰するダンパとを具備する車両用スタビライザ装置において、車両の略車体共振周波数を前記ダンパが路面外乱入力を減衰して前記スタビライザに加わる力を実質的に低減できる路面外乱入力の周波数の上限である上限周波数として、前記スタビライザのばね力と前記ダンパの減衰力とを設定することを特徴とするスタビライザ装置。
- 前記略車体共振周波数を前記上限波周波数ｆとして、下記の式 ｆ＝ｋ／２πＣ（但し、πは円周率） を満たす前記スタビライザのばね力ｋと、前記ダンパの減衰力Ｃとを設定することを特徴とする請求項１のスタビライザ装置。
- 前記ダンパは、シリンダと、前記シリンダを第１油室及び第２油室との２つの油室に区分するピストンを持ち、第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断する遮断手段を備えていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２のスタビライザ装置。
- 前記遮断手段が、車両が旋回中の場合に、第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するものであることを特徴とする請求項３に記載のスタビライザ装置。
- 当該スタビライザ装置が、前記遮断手段を制御する制御装置を備え、その制御装置が、車両が旋回中の場合に前記第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するように前記遮断手段を制御する制御装置を備えていることを特徴とする請求項４に記載のスタビライザ装置。
- 前記制御装置が、舵角センサとヨーレイトセンサとの少なくとも一方を用いて車両が旋回中であることを検知し、その検知結果に基づいて、前記第１油室及び第２油室間の油の流れを遮断するように前記遮断手段を制御するものであることを特徴とする請求項５に記載のスタビライザ装置。
- 前記ダンパはアキュムレータを持ち、前記遮断手段で前記第１油室及び前記第２油室間が遮断状態にある時、前記アキュムレータから前記第１油室及び前記第２油室への油の流れを許容し、前記第１油室及び前記第２油室から前記アキュムレータへの油の流れを遮断する弁手段を前記第１油室及び前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けたことを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかのスタビライザ装置。
- 前記弁手段は、前記第１油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第１弁体と、前記第２油室と前記アキュムレータとの間に設けられた第２弁体とで構成され、前記第１弁体と前記第２弁体との作動方向を軸として前記第１弁体と前記第２弁体とが同軸的に配設されていることを特徴とする請求項７のスタビライザ装置。
- ソレノイドの作動で第１油室及び第２油室間の油路を遮断あるいは連通する前記遮断手段は、前記ソレノイドの作動により前記第１弁体を押圧して前記第１油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第１押圧手段と、前記第１押圧手段の押圧により前記第１弁が押圧方向に設定量移動した後に、第２弁を押圧して前記第２油室と前記アキュムレータ間の油の流れを連通する第２押圧手段とを備えることを特徴とする請求項８のスタビライザ装置。
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