JP4356409B2 - 車両用サスペンションシステム - Google Patents
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毎に設けられ、弾性力に応じた圧力を発生する4つの弾性力発生装置と、(b)それら4つ
の弾性力発生装置に接続され、(i)ハウジングと、(ii)そのハウジングに摺動可能に嵌合
された第1,第2の2つのピストンと、(iii)それら2つのピストンを連結する連結ロッ
ドとを備えたセントラルシリンダとを含む。このセントラルシリンダにおいては、第1ピストン、第2ピストンの外側が、それぞれ、左後輪、右後輪の弾性力発生装置の液圧を受ける受圧面とされ、第1ピストン、第2ピストンの内側が、それぞれ、左前輪、右前輪の弾性力発生装置の液圧を受ける受圧面とされる。例えば、車両にローリングが生じ、車両の右前輪の弾性力発生装置の圧力と右後輪の弾性力発生装置の圧力とが高くなり、左前輪の弾性力発生装置の圧力と左後輪の弾性力発生装置の圧力とが低くなった場合には、第1、第2ピストンが動かないため、4つの弾性力発生装置が互いに独立となり、車両のローリングが抑制される。
連通路の流路面積は、制御ピストンの作動中においては、液圧差を許容し、静止状態において、作動液の流れを許容する大きさにすることが望ましい。
第1ハウジング、第2ハウジングは、別体のものであっても、一体的に設けられたものであってもよい。また、第1ピストン、第2ピストンも別体のものであっても、一体的に設けられたものであってもよい。第1ハウジング、第2ハウジングが直列に連結され、それぞれに、第1ピストン、第2ピストンが嵌合されている場合には、第1ハウジング、第2ハウジングの連結壁部に連通路を設けることもできる。
(i)第1,第2の2つのハウジングと、(ii)(a)それら第1,第2の2つのハウジングにそれぞれ摺動可能に嵌合された第1,第2の2つのピストンと、(b)それら2つのハウジングの各々と前記2つのピストンの各々との間に設けられたシール部材と、(c)前記2つのピストンを連結する直線状に延びた連結ロッドと、(d)前記第1,第2の2つのピストンにそれぞれ設けられ、2つのピストン各々によって仕切られた2つの液圧室同士を互いに連通させる連通路とを有する制御ピストンとを備えた制御シリンダと
を含み、かつ、前記第1ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうちの前記連結ロッドが設けられた側の液圧室である第1内側液圧室に、前記車両の前側と後側とのいずれか一方の右側の車輪の車輪側シリンダが接続され、前記連結ロッドが設けられていない側の液圧室である第1外側液圧室に、前記車両の前側と後側との他方の右側の車輪の車輪側シリンダが接続され、前記第2ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうちの、前記連結ロッドが設けられた側の液圧室である第2内側液圧室に、前記車両の前側と後側とのうち、前記第1内側液圧室に接続された車輪側シリンダと前後同じ側の左側の車輪の車輪側シリンダが接続され、前記連結ロッドが設けられていない側の液圧室である第2外側液圧室に、前記第1外側液圧室に接続された車輪側シリンダと前後同じ側の左側の車輪の車輪側シリンダが接続されたことを特徴とする車両用サスペンションシステム。
(2)当該サスペンションシステムが、(a)前記車両の右側、左側の前後の車輪側シリンダを、それぞれ、前記制御シリンダをバイパスして接続する右側、左側のバイパス通路と、(b)それら右側、左側のバイパス通路にそれぞれ設けられ、少なくとも、それら前後の車輪側シリンダの間の作動液の流れを許容する状態と抑制する状態とに切り換え可能なピッチ制御装置とを含む(1)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(1)項に記載の車両用サスペンションシステムにおいては、前側、後側のいずれか一方の左右輪の車輪側シリンダの液圧が高くなっても、第1対角の力と第2対角の力との間の関係は変わらないため、ピストンが移動することはない。そのため、車両の前後加速度に起因するピッチングも路面入力に起因する左右同相移動も抑制されることになる。
それに対して、ピッチ制御装置によって、右側、左側の前後の車輪側シリンダの間の作動液の流れが許容されれば、前後の車輪側シリンダの間に液圧差が生じた場合に、これらの間の作動液の流れが許容され、左右輪の同相移動が許容される。車両の前後加速度に起因する場合も路面入力に起因する場合も許容されることになる。
このように、ピッチ制御装置を設ければ、左右輪の同相移動を許容する状態と抑制する状態とに切り換えることが可能となる。また、左右輪の車輪側シリンダの液圧の変化が、車両の前後加速度に起因するものであるか路面入力に起因するものであるかを区別して検出する車両状態検出装置を設ければ、車両の前後加速度に起因する場合に減衰力が大きい状態とし、路面入力に起因する場合に減衰力が小さい状態とすることができる。車両の前後加速度に起因するピッチングを抑制し、路面入力に起因する左右輪の同相移動を許容することができるのである。
車両状態検出装置は、車両の前後加速度を検出する前後加速度検出装置を含むものとすることができる。前後加速度が設定値以上である場合には、前後加速度に起因するピッチングが生じたとすることができる。
(3)前記ピッチ制御装置が、前記バイパス通路に設けられ、少なくとも、2つの車輪側シリンダを連通させる状態と遮断する状態とに切り換え可能なバイパス用電磁弁を含む(2)項に記載の車両用サスペンションシステム。
バイパス用電磁弁の開状態において、これらの間の作動液の流れが許容され、左右輪の同相移動が許容される。バイパス用電磁弁の閉状態において、これらの間の作動液の流れが阻止され、左右輪の同相移動が抑制される。
また、後輪側の積載重量の増加により、後輪側の車高が低くなった場合にバイパス用電磁弁が閉状態とされれば、後輪側の車輪側シリンダと前輪側の車輪側シリンダとを遮断することができ、後輪側の車高の低下を抑制することができる。
さらに、電磁弁は、供給電流のON・OFFにより開状態と閉状態とに切り換え可能な電磁開閉弁としたり、開状態において、それの開度を調整可能なリニア流量制御弁としたりすることができる。
(4)前記ピッチ制御装置が、前記バイパス通路に、前記バイパス用電磁弁と直列に設けられたアキュムレータを含む(3)項に記載の車両用サスペンションシステム。
バイパス用電磁弁が閉状態にあっても、そのバイパス用電磁弁よりアキュムレータ側に接続された車輪側シリンダとアキュムレータとが連通させられ、これらの間で作動液の授受が許容される。このように、バイパス用電磁弁の閉状態においても、アキュムレータと車輪側シリンダとが連通させられるため、〔実施例〕で後述するように、左右輪に同様に上下方向の力が加わった場合に、制御シリンダにおいて、制御ピストンが移動できることになり、それによって、左右輪の同相移動が許容されることになり、車輪の接地性の低下を抑制することができ、乗り心地の低下を抑制することができる。
(5)前記ピッチ制御装置が、そのバイパス通路と前記アキュムレータとの間に設けられ、前記アキュムレータと前記バイパス通路とを連通させる状態と遮断する状態とに切り換え可能なアキュムレータ用電磁弁を含む(4)項に記載の車両用サスペンションシステム(請求項1)。
アキュムレータ用電磁弁の閉状態においては、アキュムレータは2つの車輪側シリンダから遮断される。アキュムレータ用電磁弁が開状態とされ、前述のバイパス用電磁弁が遮断状態とされた場合には、アキュムレータ側に接続された車輪側シリンダと連通させられる。
このように、バイパス用電磁弁とアキュムレータ用電磁弁との両方を設け、それぞれを制御すれば、前後の車輪側シリンダを遮断するとともにアキュムレータからも遮断する状態と、前後の車輪側シリンダを遮断するとともに一方の車輪側シリンダをアキュムレータに連通させる状態と、前後の車輪側シリンダを連通させてアキュムレータから遮断する状態とに切り換えることが可能となる。
アキュムレータ用電磁弁は、電流のON・OFFにより開閉可能な電磁開閉弁とすることができる。
(6)前記ピッチ制御装置が、前記右側と左側とのいずれか一方の側の前後の車輪側シリンダの間に、前記アキュムレータが後輪の車輪側シリンダに連通させられる状態で設けられた後輪ピッチ制御装置と、いずれか他方の側の前後の車輪側シリンダの間に、前記アキュムレータが前輪の車輪側シリンダに連通させられる状態で設けられた前輪ピッチ制御装置との両方を含む(4)項または(5)項に記載の車両用サスペンションシステム。
バイパス用電磁弁の閉状態において前輪側の左右輪にピッチ入力があった場合に、前輪ピッチ制御装置により前輪の車輪側シリンダとアキュムレータとが連通させられるため、左右前輪の車輪側シリンダが連通させられる。後輪側にピッチ入力があった場合には、後輪ピッチ制御装置により後輪の車輪側シリンダとアキュムレータとが連通させられる。
このように、前輪ピッチ制御装置と後輪ピッチ制御装置との両方が設けられる場合には、バイパス用制御弁の閉状態において、前輪側の左右輪にピッチ入力があった場合にも後輪側の左右輪にピッチ入力があった場合にも、乗り心地の低下を抑制することが可能となる。
前輪ピッチ制御装置と後輪ピッチ制御装置との両方を設けることは不可欠ではなく、いずれか一方が設けられれば、いずれか一方のピッチ入力時の乗り心地の低下を抑制すること
が可能となる。
(7)当該サスペンションシステムが、(a)前記車両の前側、後側の左右の車輪側シリンダを、それぞれ、前記制御シリンダをバイパスして接続する前側、後側のバイパス通路と、(b)それら前側、後側のバイパス通路にそれぞれ設けられ、少なくとも、それら左右の車輪側シリンダの間の作動液の流れを許容する状態と抑制する状態とに切り換え可能なロール制御装置とを含む(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム(請求項2)。
前側の左右の車輪側シリンダの間の作動液の流れが許容されれば、ローリングが生じた場合に、これらの間に作動液が流れ、ローリングが許容される。これらの間の作動液の流れが抑制されればローリングが抑制される。
(8)前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとが、互いに直列に、連結壁部を介して接続されるとともに、前記連結ロッドが、前記連結壁部を貫通して設けられ、かつ、前記連結壁部に、その連結壁部の両側の前記第1内側液圧室と前記第2内側液圧室とを連通させる連通路が設けられた(1)項ないし(7)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム(請求項3)。
(9)前記制御シリンダが、前記第1、第2ハウジングと前記第1、第2ピストンとの間にそれぞれ設けられた第1、第2スプリングを含む(1)項ないし(8)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム(請求項4)。
(10)前記制御シリンダと前記前後左右の車輪の各々の車輪側シリンダとをそれぞれ接続する複数の個別通路と、
それら複数の個別通路にそれぞれ設けられた流路抵抗調整装置と
を含む(1)項ないし(9)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム(請求項5)。
複数の車輪側シリンダと1つの制御シリンダとが、複数の車輪側シリンダの液圧室の液圧が、それぞれ、制御ピストンの、それに対応する受圧面に加えられる状態で、個別通路によって接続される。個別通路の各々には流路抵抗調整装置が設けられる。
流路抵抗調整装置によれば、車輪側シリンダにおける液圧変化が制御シリンダに伝達され難くすることができ、車輪側シリンダにおける液圧変化に対する制御シリンダの応答性を低くすることができる。
また、流路抵抗調整装置によれば、車輪側シリンダの高周波数の液圧変化が吸収されるため、高周波の液圧変化を伝達し難くすることもできる。
さらに、個別通路の長さは車輪側シリンダの各々と制御シリンダとの間の相対位置関係で決まるが、複数の個別通路は、それぞれ同じ長さになるとは限らない。個別通路の長さが異なる場合には、車体の姿勢変化に伴う複数の車輪側シリンダにおける液圧変化が1つの制御シリンダに同時に伝達されず、ばらつきが生じる。そこで、個別通路の長さに基づいて流路抵抗調整装置を設計すれば、車輪側シリンダ各々における液圧変化が、ほぼ同時に制御シリンダに伝達されるようにすることができる。
流路抵抗調整装置は、例えば、オリフィス、ノズル等の絞りを含むものとすることができる。絞りは固定絞りであっても、可変絞りであってもよい。また、絞りの形状は、その絞りの程度(主通路の流路面積に対する絞り部の流路面積の比率)、ノズルの長さ等で決まる。
(11)前記車輪側シリンダが、それぞれ、車輪側ハウジングと、その車輪側ハウジングに摺動可能に嵌合された車輪側ピストンとを含むショックアブソーバであり、前記車輪側ハウジングが前記車輪側部材と前記車体側部材とのいずれか一方に取り付けられ、前記車輪側ピストンのピストンロッドがいずれか他方に取り付けられたものであり、前記車輪側ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうち、前記車輪側部材と前記車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に液圧が高くなる液圧室がそれぞれ前記制御シリンダに接続された(1)項ないし(10)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム(請求項6)。
ショックアブソーバは、車輪側ハウジングと、その車輪側ハウジングに摺動可能に嵌合された車輪側ピストンとを含むものであり、車輪側ハウジングが車輪側部材と車体側部材とのいずれか一方に取り付けられ、車輪側ピストンのピストンロッドがいずれか他方に取り付けられる。車輪側シリンダの車輪側ピストンで仕切られた上室と下室とのいずれか一方においては、車輪側部材と車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に容積が小さくなり、液圧が高くなる。車両においては、基準姿勢から、車輪側部材と車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に、間隔が小さくなった場合より、車輪側ピストンの車輪側ハウジングに対する相対速度に応じた減衰力の変化が大きくなるように設計されるのが普通である。したがって、車輪側部材と車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に、液圧が高くなる液圧室の液圧が制御ピストンの受圧面に作用するようにすれば、減衰力の制御の幅を大きくすることができ、有効である。
(12)前記車輪側シリンダが、それぞれ、車輪側ハウジングと、その車輪側ハウジングに摺動可能に嵌合された車輪側ピストンとを含むショックアブソーバであり、前記車輪側ハウジングが前記車輪側部材と前記車体側部材とのいずれか一方に取り付けられ、前記車輪側ピストンのピストンロッドがいずれか他方に取り付けられたものであり、前記車輪側ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうち、前記車輪側部材と前記車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に液圧が低くなる液圧室がそれぞれ前記制御シリンダに接続された(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
本項に記載の車両用サスペンションシステムにおいては、車輪側部材と車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に容積が大きくなり、液圧が低くなる液圧室(車輪側部材と車体側部材との間の間隔が小さくなった場合に容積が小さくなり、液圧が高くなる液圧室)が制御シリンダに接続される。
(13)前記制御ピストンが、前記第1ピストンと第2ピストンとの各々の、前記連結ロッドが設けられた側とは反対側に設けられ、前記連結ロッドの横断面積と同じ横断面積を有するロッドを含む(1)項ないし(12)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム(請求項7)。
それら複数のショックアブソーバの液圧をそれぞれ受ける複数の受圧面を有する1つ以上のピストンを備え、その1つ以上のピストンの作動により、前記複数のショックアブソーバのうちの少なくとも1つにおいて、発生する減衰力が大きい状態と小さい状態とを生じさせる液圧シリンダと
を含むことを特徴とする車両用サスペンションシステム。
本車両用サスペンションシステムにおいて、液圧シリンダに車輪毎に設けられた複数のショックアブソーバが接続される。ショックアブソーバは、車輪側部材と車体側部材との間に設けられ、ハウジングと、そのハウジングに摺動可能に嵌合されたピストンと、そのピストンに設けられ、ピストンによって仕切られた上室と下室とを連通させる絞り機能を有する連通路とを含む。上述の液圧シリンダには、ショックアブソーバの上室と下室とのいずれか一方が接続されるのであり、液圧シリンダの1つ以上のピストンの複数の受圧面に、それぞれ、ショックアブソーバの上室と下室とのいずれか一方の液圧が作用する状態で接続される。換言すれば、複数のショックアブソーバを互いに関連させた状態で接続されるのである。以下、特に区別する必要がある場合に、ショックアブソーバのピストンをアブソーバピストンと称し、液圧シリンダのピストンを制御ピストンと称することがある。また、液圧シリンダを制御シリンダあるいはセントラルシリンダと称することがある。
液圧シリンダの1つ以上の制御ピストンは、複数のショックアブソーバの液圧をそれぞれ受ける複数の受圧面を有するものであり、1つ以上のピストンの作動により、少なくとも1つのショックアブソーバにおいて、発生する減衰力が大きい状態と発生する減衰力が小さい状態とを生じさせる。少なくとも1つのショックアブソーバにおいて発生する減衰力が大きい状態とされれば、車両の姿勢の変化を抑制することができる。
液圧シリンダは、制御ピストンを1つ含むものであっても2つ以上含むものであってもよい。1つの制御ピストンは、受圧面を1つ有するものであっても受圧面を2つ有するものであっても、3つ以上有するものであってもよい。一方、2つ以上の受圧面を有する制御ピストンは、2つ以上の制御ピストンから構成されると考えることができる。いずれにしても、1つ以上の制御ピストンは複数の受圧面を有するものであり、複数の受圧面のそれぞれに、複数のショックアブソーバの上室と下室とのいずれか一方の液圧がそれぞれ作用し、それに応じて作動させられる。2つ以上の制御ピストンは、一体的に移動可能なものとしたり、別個に移動可能なものとしたりすることができる。液圧シリンダには、車両の前後左右の車輪にそれぞれ対応して設けられたショックアブソーバすべてが接続されても、前後左右のショックアブソーバのうちの少なくとも2つが接続されてもよい。車両用サスペンションシステムには、複数の液圧シリンダが設けられることもある。
液圧シリンダにおいて、1つ以上の制御ピストンが移動しない場合は、複数のショックアブソーバが別個独立にされた状態となり、1つ以上の制御ピストンが移動する場合は、複数のショックアブソーバのうちの2つ以上が実質的に連結された状態となる。
複数のショックアブソーバが別個独立にされた場合には、ショックアブソーバの各々において、車輪側部材と車体側部材との間に力が加えられると、上室と下室との間に液圧差が生じる。上室と下室とのうち液圧が高い方から低い方に向かって、アブソーバピストンに設けられた絞り機能を有する連通路を経て作動液が流れ、アブソーバピストンがハウジングに対して相対移動させられる。絞りが同じである場合には、車体側部材と車輪側部材との間に、連通路を流れる作動液の流速に応じた減衰力が発生させられる。作動液の流速は、上室と下室との間の液圧差が大きい場合は小さい場合より大きくなる。この状態が、ショックアブソーバにおいて発生する減衰力が大きい状態である。
それに対して、例えば、制御シリンダに、第1,第2の2つのショックアブソーバが接続された場合において、制御ピストンが、対向する第1,第2の2つの受圧面を有し、第1の受圧面に第1のショックアブソーバの液圧を受け、第2の受圧面に第2のショックアブソーバの液圧を受ける状態で配設されている場合には、第1のショックアブソーバの液圧が高くなり、第2のショックアブソーバの液圧が低くなると(第1の受圧面が受ける液圧に応じた力が第2の受圧面が受ける液圧に応じた力より大きくなると)、制御ピストンは移動させられる。この場合には、制御ピストンの第1の受圧面に対向する第1の液圧室の容積が増加し、第2の受圧面に対向する第2の液圧室の容積が減少する。第1のショックアブソーバの液圧室から作動液が流出し、第2のショックアブソーバに作動液が流入することになり、制御シリンダを介して、実質的に第1のショックアブソーバと第2のショックアブソーバとが連結され、これらの間で作動液の授受が行われることになる。第1のショックアブソーバの液圧室の液圧の増加が抑制され、第2のショックアブソーバの液圧室の液圧の減少が抑制されることになり、第1、第2のショックアブソーバにおいては、ショックアブソーバが別個独立にされた場合に比較して、車輪側部材と車体側部材との間に加えられる力が同じ場合の、上室と下室との間の液圧差が小さくなり、発生する減衰力が小さくなる。この状態が、ショックアブソーバにおいて発生する減衰力が小さい状態である。なお、制御ピストンは、第1のショックアブソーバの液圧が高くなると(第1の受圧面に加わる力が第2の受圧面に加わる力に対して大きくなると)移動させられるが、この場合には、少なくとも、第1のショックアブソーバにおいて、液圧室の液圧の増加が抑制されて、上室と下室との間の液圧差が小さくなり、発生する減衰力が小さくなる。
このように、発生する減衰力が大きい状態と発生する減衰力が小さい状態とを生じさせ得るようにすれば、例えば、車両の複数種類の姿勢変化のうちの1種類の姿勢変化が生じた場合に大きな減衰力が発生する状態とし、他の種類の姿勢変化が生じた場合に小さい減衰力が発生する状態とすることができる。換言すれば、大きな減衰力が要求される種類の姿勢変化が生じた場合に、発生する減衰力が大きい状態とし、減衰力が要求されないか小さな減衰力が要求される種類の姿勢変化が生じた場合に、発生する減衰力が小さい状態とすることができるのであり、姿勢変化の種類に応じた減衰力の要求を満たすことが可能となる。
また、複数のショックアブソーバの各々に減衰力制御装置を設けなくても、アブソーバピストンに設けられた絞りの形状(流路面積等)を大きな減衰力が発生するように設計しておけば、制御シリンダの作動により、発生する減衰力を小さくすることができる。
(15)車両の複数の車輪毎に、車輪側部材と車体側部材との間にそれぞれ設けられたショックアブソーバと、
それら複数のショックアブソーバの液圧をそれぞれ受ける複数の受圧面を有する1つ以上のピストンを備え、その1つ以上のピストンの作動により、少なくとも車両のローリングを抑制する液圧シリンダと
を含むことを特徴とする車両用サスペンションシステム。
通常、車両にローリングが生じた場合には大きな減衰力が要求される。したがって、ローリングが生じた場合に発生する減衰力が大きな状態とされれば、要求を満たすことができ、ローリングをより効果的に抑制することができる。
また、路面入力によって、前輪側または後輪側の左右輪に車輪側部材と車体側部材との間隔を同じ向きに変化させる力が加わった場合(ピッチ入力と称することがある)には、小さい減衰力が要求されるか、減衰力が要求されないかのいずれかである。したがって、ピッチ入力があった場合に発生する減衰力が小さい状態とされれば、ピッチ入力に起因する左右輪の同相移動が許容され、車輪の接地性の低下を抑制し、乗り心地の低下を抑制することができる。
さらに、路面入力によって、1輪のみに上下方向の力が加わった場合に、発生する減衰力が小さい状態とされれば、その1輪の上下方向移動が許容される。したがって、1輪のみに上下方向の力が加わった場合にも乗り心地の低下を抑制することができる。
対角車輪に同様に上下方向の力が加わった場合に、発生する減衰力が小さい状態とされれば、対角車輪の同相移動が許容され、車輪の接地性の低下を抑制することができる。
(16)前記ショックアブソーバが、車両の前後左右の4つの車輪毎に、車輪側部材と車体側部材との間にそれぞれ設けられ、前記液圧シリンダが、前記1つ以上のピストンの作動により、前記車両の互いに対角位置にある車輪の同相移動を許容する(14)項または(15)項に記載の車両用サスペンションシステム。
例えば、路面入力等により、車両の対角位置にある車輪について、車輪側部材と車体側部材との間の間隔を同じ向きに変化させる力が加わった場合(上下方向の同じ向きの力が加わった場合)には、それら対角車輪のショックアブソーバの液圧室の液圧は同様に変化する。それらの液圧の変化により、制御ピストンが移動させられれば、複数のショックアブソーバのそれぞれにおいて、発生する減衰力が小さい状態とされるのであり、対角車輪の同相移動が許容される。
(17)前記液圧シリンダが、前記車両の右側、左側のそれぞれの前後のショックアブソーバの液圧を受ける受圧面も、前記車両の前側、後側のそれぞれの左右のショックアブソーバの液圧を受ける受圧面も、互いに反対向きに設けられた1つ以上のピストンを備えたものである(14)項ないし(16)項のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
液圧シリンダの1つ以上のピストンにおいて、左前輪のショックアブソーバの液圧に応じた力と右後輪のショックアブソーバの液圧に応じた力との和である第1対角の力が一方から他方に向かって作用し、左後輪のショックアブソーバの液圧に応じた力と右前輪のショックアブソーバの液圧に応じた力との和である第2対角の力が他方から一方に向かって作用する。1つ以上のピストンにおいて、第1対角の力と第2対角の力とが互いに反対向きに作用する。これらが等しい場合はピストンは移動せず、等しくない場合に移動する。
例えば、右前輪、右後輪のショックアブソーバの液圧が高くなり、左前輪、左後輪のショックアブソーバの液圧が低くなった場合には、第1対角の力と第2対角の力との関係は変わらないため、ピストンは移動しない。前後左右のショックアブソーバにおいて減衰力が大きい状態とされるため、車両のローリングを抑制することができる。
左右前輪のショックアブソーバの液圧が高くなった場合には、第1対角の力と第2対角の力の関係が変わらないため、ピストンが移動することはない。それによって、左右輪の同位相移動が抑制される。
また、右前輪のショックアブソーバの液圧と左後輪のショックアブソーバの液圧とが高くなった場合には、第1対角の液圧より第2対角の液圧が高くなり、ピストンが移動する。複数のショックアブソーバにおいて発生する減衰力が小さい状態とされ、路面入力に起因する対角車輪の同相移動が許容される。
(18)車両の複数の車輪毎に、車輪側部材と車体側部材との間にそれぞれ設けられた液圧シリンダと、
それら複数の液圧シリンダの液圧をそれぞれ受ける複数の受圧面を有する1つ以上のピストンを備え、その1つ以上のピストンの作動により、車両の複数種類の姿勢の変化のうちの少なくとも1つを抑制する制御シリンダと
を含む車両用サスペンションシステム。
本項に記載の車両用サスペンションは、(14)項ないし(17)項のいずれかに記載の特徴を採用することができる。換言すれば、制御シリンダに接続される車輪毎の液圧シリンダは、ショックアブソーバに限らないのであり、減衰力発生機能を有しない液圧シリンダとすることができる。例えば、車輪側部材と車体側部材との間の間隔の変化量に応じた弾性力を発生可能な弾性力発生装置が接続されるようにすることができる。弾性力は、車輪側部材と車体側部材との間の距離の変化に伴って変化する力であり、減衰力は、これらの間の距離の変化速度の変化に伴って変化する力であり、弾性力発生装置と減衰力発生装置とは異なるものである。
にサスペンションスプリングが設けられる。
ショックアブソーバ10〜16は、それぞれ、ハウジング20と、それに液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン22とを含む。本実施例においては、ハウジング20が車輪側部材17に取り付けられ、ピストン22のピストンロッドが車体側部材18に取り付けられる。
ピストン22には、そのピストン22で仕切られた2つの液圧室24,25を連通させる連通路が設けられるとともに、その連通路に絞り26が設けられる。絞り26により、ピストン22のハウジング20に対する相対移動速度(絞り26を流れる作動液の流速)に応じた減衰力が発生させられる。本実施形態においては、絞り26は固定絞りであり、流路面積が小さめにされている。
セントラルシリンダ38は、第1,第2の2つのハウジング40,42と、これら2つのハウジング40,42にそれぞれ液密かつ摺動可能に嵌合された第1、第2の2つのピストン44,46と、2つのピストン44,46を連結する連結ロッド48とを含む。第1ピストン44の外側が第1外側受圧面50とされ、内側が第1内側受圧面52とされるとともに、第2ピストン46の外側が第2外側受圧面54とされ、内側が第2内側受圧面56とされる。そして、第1ピストン44において、第1外側受圧面50に対向する液圧室が液圧室60とされて、個別通路30を介して左前輪のショックアブソーバ10の液圧室24が接続され、第1内側受圧面52に対向する液圧室が液圧室62とされて、個別通路34を介して左後輪のショックアブソーバ14の液圧室24が接続される。同様に、第2ピストン46において、第2外側受圧面54に対向する液圧室64に個別通路32を介して右前輪のショックアブソーバ12の液圧室24が接続され、第2内側受圧面56に対向する液圧室66に個別通路36を介して右後輪のショックアブソーバ16の液圧室24が接続される。
また、第1、第2のハウジング40、42が直列に連結され、これらの連結壁部67が第1ピストン44,第2ピストン46の間に位置する。前述の連結ロッド48は、連結壁部67を液密かつ摺動可能に貫通して設けられる。
図1に示すように、第1,第2ピストン44,46は、連結ロッド48によって連結されているため、第1,第2の内側受圧面52,56の受圧面積は、第1,第2の外側受圧面50,54の受圧面積より小さくなる。
第1ピストン44,第2ピストン46および連結ロッド48は一体的に移動させられるため、これらを制御ピストン68と称する。
第1ピストン44,第2ピストン46と第1ハウジング40,第2ハウジング42との間には、それぞれ、スプリング76,78が設けられる。スプリング76,78は、第1ピストン44,第2ピストン46を中立位置に戻すものである。本実施形態においては、スプリング76,78が第1ピストン44,第2ピストン46の内側に配設される。
第1ピストン44,第2ピストン46と第1,第2ハウジング40,42との間には、シール部材が設けられるが、シール部材の劣化に起因して液漏れが生じる。また、制御ピストン68の第1,第2ハウジング40,42に対する相対移動の際の摩擦力を小さくするために、シール部材としてシール性の悪いものを用いることがあり、この場合においても、シール部材を介して液漏れが生じる。そのため、スプリング76,78等の中立位置復帰部材により、第1、第2ピストン44,46が中立位置に戻された場合に、液圧室60,62の間、液圧室64,66の間に液圧差が生じることがある。それに対して、連通路70,72が設けられれば、連通路70,72を介して作動液が流れ、液圧室60,62の間、液圧室64,66の間の液圧差をなくすことができる。
なお、連通路70,72の流路面積は、制御ピストン68の作動中には、液圧差を許容し、静止状態において作動液の流れを許容する大きさとされる。
絞り80〜86によれば、各ショックアブソーバ10〜16における液圧変化のセントラルシリンダ38への伝達を遅らせることができる。そのため、ショックアブソーバ10〜16の液圧変化に対するセントラルシリンダ38の作動の応答性を低くすることができ、セントラルシリンダ38がショックアブソーバ10〜16の僅かな液圧変化によって不必要に作動させられることを回避することができる。
また、ショックアブソーバ10〜16における液圧の高周波の変化を吸収できるという利点もある。
さらに、個別通路30〜36の長さに応じて絞り80〜86の形状(流路面積や長さ等)が決定されれば、各ショックアブソーバ10〜16における液圧変化のセントラルシリンダ38への伝達ばらつきを小さくすることができる。
制御ピストン68には、左前輪のショックアブソーバ10の液圧に応じた力(液圧に第1外側受圧面50の受圧面積を掛けた大きさ、以下同じ)および右後輪のショックアブソーバ16の液圧に応じた力、右前輪のショックアブソーバ12の液圧に応じた力および左後輪のショックアブソーバ14の液圧に応じた力、スプリング76,78の弾性力が作用し、静止状態においては、これらが釣り合っている。
各ショックアブソーバ10〜16は、それぞれ、独立とされ、車輪側部材17と車体側部材18との相対移動に伴って(ピストン22の移動に伴って)、ショックアブソーバ10
〜16の各々において減衰力が発生させられる。この状態が発生する減衰力が大きい状態である。
また、スプリング76,78により、ピストン44,46を中立位置に戻すことができ、その場合に、連通路70,72により、液圧室60,62の液圧差、液圧室64,66の液圧差をなくすことができる。
さらに、各ショックアブソーバ10〜16の液圧室24,すなわち、車輪側部材17と車体側部材18との間の間隔が大きくなった場合に、液圧が高くなる液圧室にセントラルシリンダ38が接続される。したがって、図2に示すように、減衰力を、実線の内側の範囲内において制御することができるのであり、制御可能な範囲が大きくなる。
また、ローリング時、ピッチング時等に発生する減衰力が大きい状態とされ、対角車輪に上下方向の同相の力が加わった場合、1輪に上下方向の力が加わった場合には、減衰力が小さい状態とされるため、ショックアブソーバ10〜16の各々に減衰係数制御装置を設けなくても、姿勢変化または路面入力状態に応じて要求される減衰力(減衰特性)を得ることができる。
また、スプリング76,78を設けること、ピストン44,46に連通路70,72を設けること等も不可欠ではない。さらに、スプリングは、ピストン44,46の内側ではなく、外側に設けることができる。スプリングを、ピストン44の第1外側受圧面50とハウジング40との間、ピストン46の第2外側受圧面54とハウジング42との間にそれぞれ設けることができるのである。
さらに、連通路は、第1ハウジング40と第2ハウジング42との連結壁部67に設けることもできる。
さらに、上記実施形態においては、ショックアブソーバ10〜16の液圧室24にセントラルシリンダ38が接続されるようにされていたが、液圧室25にセントラルシリンダ38が接続されるようにすることができる。
また、上記実施形態においては、セントラルシリンダ38にショックアブソーバ10〜16が接続されていたが、減衰力発生機能を備えていない液圧シリンダが接続されるようにすることもできる。例えば、弾性力発生機能を備えた液圧シリンダが接続されるようにすることができる。
段付きピストン100は、大径部110と小径部112,114とを有するものであり、段付きハウジング102のシリンダボアも大径部120と小径部122,124とを有するものである。段付きピストン100の大径部110がシリンダボアの大径部120に摺動可能に嵌合され、小径部112,114がシリンダボアの小径部122,124に摺動可能に嵌合される。
段付きピストン100の小径部112,114の端面が、第1,第2受圧面130,132とされ、大径部110と小径部112,114との段部の環状の端面が、第3,第4受圧面134,136とされる。また、ハウジング102の内側の、第1,第2受圧面130,132に対向する室が液圧室140,142とされ、第3,第4受圧面134,136に対向する環状の室が液圧室144,146とされる。
また、段付きピストン100の小径部112とハウジング102との間にスプリング150が配設され、小径部114とハウジング102との間にスプリング152が配設される。スプリング150,152はリターンスプリングである。
上述の第1,第2受圧面130,132および環状を成した第3,第4受圧面134,136の面積は、互いに同じ大きさとすることができるが、スプリング150,152の弾性力を考慮して、第1,第2受圧面130,132を多少小さめにすることもできる。
例えば、ピッチングが生じ、ショックアブソーバ10,12の液圧が高くなって、ショックアブソーバ14,16の液圧が低くなった場合には、第1受圧面130,第2受圧面132が受ける力が高くなり、第3受圧面134,第4受圧面136が受ける力が低くなる。この場合においても、段付きピストン100は移動することがなく、発生する減衰力が大きい状態とされ、ピッチングが抑制される。
車両の前後左右の車輪のうちの対角車輪について同様に車輪側部材17と車体側部材18との間隔を変化させる向きの力が加わって、例えば、ショックアブソーバ10,16の液圧が高くなり、ショックアブソーバ12,14の液圧が低くなった場合には、第1受圧面130,第3受圧面134が受ける液圧が高くなり、第2受圧面132,第4受圧面136が受ける力が低くなる。それによって、段付きピストン100が移動し、対角車輪の同相移動が許容される。
例えば、段付きピストン100の第1受圧面130,第2受圧面132を含む部分を第1ピストン、第3受圧面134,第4受圧面136を含む部分を第2ピストンと考え、段付きハウジング102のシリンダボアの小径部122,124を含む部分を第1ハウジング、シリンダボアの大径部120を含む部分を第2ハウジングと考えることができる。
また、段付きピストン100の第1受圧面130,第4受圧面136を含む部分を第1ピストン、第2受圧面132,第3受圧面134を含む部分を第2ピストンを考え、段付きハウジング102のシリンダボアの小径部122,大径部120を含む部分を第1ハウジング、小径部124,大径部120を含む部分を第2ハウジングと称することができる。さらに、段付きピストン100の第1受圧面130を含む部分を第1ピストン、第2受圧面132を含む部分を第2ピストン、第3受圧面134を含む部分を第3ピストン、第4受圧面136を含む部分を第4ピストンであると考え、段付きハウジング102のシリンダボアの小径部122を含む部分を第1ハウジング、小径部124を含む部分を第2ハウジング、大径部120の紙面の左方の部分を第3ハウジング、大径部120の紙面の右方の部分を第4ハウジングであると考えることができる。
さらに、セントラルシリンダ38におけるショックアブソーバ10〜16の接続の仕方は上記実施例におけるそれに限らない。
ピッチ制御装置250は、セントラルシリンダ38と並列に設けられたバイパス通路258と、そのバイパス通路258に直列に設けられたサブシリンダ260および電磁開閉弁262とを含む。サブシリンダ260は、ハウジング270とハウジング270に液密かつ摺動可能に嵌合されたフリーピストン272とを含み、フリーピストン272によって仕切られた2つの液圧室274,276のうちの一方である液圧室274に電磁開閉弁280を介してアキュムレータ282が接続される。電磁開閉弁262は常開弁であり、電磁開閉弁280は常閉弁である。
ピッチ制御装置250においては、サブシリンダ260が前輪側のショックアブソーバ10に接続され、ピッチ制御装置252においては、サブシリンダ260が後輪側のショックアブソーバ16に接続される。
本実施例においては、ショックアブソーバ10〜16の液圧室25がセントラルシリンダ38に接続される。液圧室25は、車輪側部材17と車体側部材18との間隔が小さくなった場合に液圧が高くなる液圧室である。
電磁開閉弁262,280等はサスペンションECU300の指令に基づいて制御される。サスペンションECU300は、コンピュータを主体とするものであり、CPU,RAM,ROM,入出力部等を含む。入出力部には、各車輪毎に設けられた車高センサ302〜308、車両の前後加速度を検出する前後Gセンサ310等が接続されるとともに、電磁開閉弁262,280のソレノイドが図示しない駆動回路を介して接続される。
例えば、車両にローリングが生じた場合には、上記第1実施例における場合と同様に、セントラルシリンダ38の作動により、各ショックアブソーバ10〜16において発生する減衰力が大きい状態とされて、ローリングが抑制される。
例えば、車両の前後左右の車輪のうちの1輪について車輪側部材17と車体側部材18との間隔が小さくなった場合には、4つの液圧室60〜66のうちの1つの液圧が高くなり、制御ピストン68が移動させられる。それによって、1輪の上下方向の移動が許容される。
前後加速度に起因するピッチングが生じた場合には、左前輪のショックアブソーバ10の液圧室25と左後輪のショックアブソーバ14の液圧室25との間に液圧差が生じる。電磁開閉弁262が開状態で電磁開閉弁280が閉状態にある場合には、ショックアブソーバ10,14のうち、液圧室25の液圧が高い方から低い方に向かって作動液がバイパス通路258を経て実質的に流れる。例えば、ショックアブソーバ10の液圧室25の液圧の方が高い場合には、ショックアブソーバ10から作動液が流出し、サブシリンダ260の液圧室276に供給される。それによって、ピストン272が移動し、液圧室276の容積が大きくなり、液圧室274の容積が小さくなる。液圧室274の作動液はショックアブソーバ14の液圧室25に流入するのであり、ショックアブソーバ10,14が実質的に連通させられることになる。ショックアブソーバ10,14において、発生する減衰力が小さい状態とされ、ピッチングが許容される。
路面入力等に起因して前輪側あるいは後輪側の左右輪に車輪側部材17と車体側部材18との間隔を同じ向きに変化させる力が加わった場合も同様であり、左右輪の同相移動が許容される。
電磁開閉弁262が閉状態とされるため、左側の前後のショックアブソーバ10,14が遮断されるとともに、右側の前後のショックアブソーバ12,16が遮断される。それによって、後輪側のショックアブソーバ14,16の液圧室25の作動液が前輪側のショックアブソーバ10,12に向かって流出することを防止することができ、後輪の車高の低下を抑制することができる。
また、電磁開閉弁280が開状態にあるため、電磁開閉弁262が閉状態にあっても、個別通路30,36とアキュムレータ282との間で作動液の授受が可能となる。例えば、左右前輪に車輪側部材17と車体側部材18との間隔を小さくする向きの力が加わった場合に、左前輪のショックアブソーバ10とアキュムレータ282との間で作動液の授受が行われるため、セントラルシリンダ38において、第2外側受圧面54の液圧の増加に伴って、制御ピストン68が紙面の左方へ移動することが可能となる。その結果、左右前輪の同相移動が許容される。制御ピストン68の左方への移動に伴って、液圧室60の作動
液は、ショックアブソーバ10の液圧室25に供給されたり、アキュムレータ282に供給されたりする。また、液圧室66の容積の減少に伴って、液圧室66の作動液は右後輪のショックアブソーバ16に供給されたり、アキュムレータ282に供給されたりする。さらに、液圧室62の容積の増加に伴って左後輪のショックアブソーバ14から作動液が流出させられることになる。
左右後輪に車輪側部材17と車体側部材18との間隔を小さくする向きの力が加わった場合には、右後輪のショックアブソーバ16とアキュムレータ282との間で作動液の授受が行われるため、セントラルシリンダ38において、第1内側受圧面52の液圧の増加によって、制御ピストン68の紙面の左方への移動が可能となる。それによって、左右後輪の同相移動が許容される。
後輪側の積載荷重が小さく、S1における判定がNOである場合には、S11において、前後加速度が設定値以上であるかどうかが判定される。前後加速度が設定値以上であり、車両にピッチングが生じたとされた場合には、S12において、電磁開閉弁262が閉状態とされ、電磁開閉弁282が閉状態とされる。右側、左側において、前後のショックアブソーバが遮断されるとともに、アキュムレータ282から遮断される。それによって、車両の前後加速度に起因するピッチングが抑制される。
前後加速度が設定値以下である場合には、S3において、電磁開閉弁262,280が図示する原位置に戻される。この状態において、左右輪に上下方向の力が同じ向きに加わった場合には、ピッチ制御装置250,252により、左右輪の同相移動が許容される。それによって、車輪の接地性の低下を抑制し、乗り心地の低下を抑制することができる。
このようにすれば、車両の前後加速度に起因するピッチングを抑制し、路面入力に起因する左右輪の同相移動を許容することができる。
さらに、電磁開閉弁280は不可欠ではない。電磁開閉弁280がない場合には、ショックアブソーバとアキュムレータとが常に連通させられることになる。
また、上記実施形態において、ピッチ抑制装置250,252が、アキュムレータ282,サブシリンダ260,電磁開閉弁262を含むものであったが、それに限らない。電磁開閉弁262を含むものであれば、電磁開閉弁262の開閉により、ピッチングを抑制する状態と許容する状態とに切り換えることができる。さらに、サブシリンダ260がなくてもよく、バイパス通路258にアキュムレータ282が電磁開閉弁280を介して接続されるようにすることもできる。
その他、本発明は、前述の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
44,46:ピストン 50〜56:受圧面 68:制御ピストン 70,72:連通
路 76,78:スプリング 80〜86:絞り 98:セントラルシリンダ 100:ピストン 130〜136:受圧面 150,152:スプリング 250,252:ピッチ制御装置 262:電磁開閉弁 280:電磁開閉弁 282:アキュムレータ 300:サスペンションECU
Claims (7)
- 車両の前後左右の車輪の各々の車輪側部材と車体側部材との間にそれぞれ設けられた4つの車輪側シリンダと、
(i)第1,第2の2つのハウジングと、(ii)(a)それら第1,第2の2つのハウジングにそれぞれ摺動可能に嵌合された第1,第2の2つのピストンと、(b)それら2つのハウジングの各々と2つのピストンの各々との間に設けられたシール部材と、(c)前記2つのピストンを連結する直線状に延びた連結ロッドと、(d)前記第1,第2の2つのピストンにそれぞれ設けられ、2つのピストン各々によって仕切られた2つの液圧室同士を互いに連通させる連通路とを有する制御ピストンとを備え、かつ、前記第1ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうちの前記連結ロッドが設けられた側の液圧室である第1内側液圧室に、前記車両の前側と後側とのいずれか一方の右側の車輪の車輪側シリンダが接続され、前記連結ロッドが設けられていない側の液圧室である第1外側液圧室に、前記車両の前側と後側との他方の右側の車輪の車輪側シリンダが接続され、前記第2ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうちの、前記連結ロッドが設けられた側の液圧室である第2内側液圧室に、前記車両の前側と後側とのうち、前記第1内側液圧室に接続された車輪側シリンダと前後同じ側の左側の車輪の車輪側シリンダが接続され、前記連結ロッドが設けられていない側の液圧室である第2外側液圧室に、前記第1外側液圧室に接続された車輪側シリンダと前後同じ側の左側の車輪の車輪側シリンダが接続された制御シリンダと、
(e)前記車両の右側、左側の前後の車輪側シリンダを、それぞれ、前記制御シリンダをバイパスして接続する右側、左側のバイパス通路と、(f)それら右側、左側のバイパス通路にそれぞれ設けられ、(x)前記前後の車輪側シリンダを連通させる状態と遮断する状態とに切り換え可能なバイパス用電磁弁と、(y)前記バイパス用電磁弁と直列に設けられたアキュムレータと、(z)そのアキュムレータと前記バイパス通路との間に設けられ、これらを連通させる状態と遮断する状態とに切り換え可能なアキュムレータ用電磁弁とを含むピッチ制御装置と
を含むことを特徴とする車両用サスペンションシステム。 - 当該サスペンションシステムが、(a)前記車両の前側、後側の左右の車輪側シリンダを、それぞれ、前記制御シリンダをバイパスして接続する前側、後側のバイパス通路と、(b)それら前側、後側のバイパス通路にそれぞれ設けられ、少なくとも、それら左右の車輪側シリンダの間の作動液の流れを許容する状態と抑制する状態とに切り換え可能なロール制御装置とを含む請求項1に記載の車両用サスペンションシステム。
- 前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとが、互いに直列に、連結壁部を介して接続されるとともに、前記連結ロッドが、前記連結壁部を貫通して設けられ、かつ、前記連結壁部に、その連結壁部の両側の前記第1内側液圧室と前記第2内側液圧室とを連通させる連通路が設けられた請求項1または2に記載の車両用サスペンションシステム。
- 前記制御シリンダが、前記第1、第2ハウジングと前記第1、第2ピストンとの間にそれぞれ設けられた第1、第2スプリングを含む請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
- 前記制御シリンダと前記前後左右の車輪の各々の車輪側シリンダとをそれぞれ接続する複数の個別通路と、
それら複数の個別通路にそれぞれ設けられた流路抵抗調整装置と
を含む請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。 - 前記車輪側シリンダが、それぞれ、車輪側ハウジングと、その車輪側ハウジングに摺動可能に嵌合された車輪側ピストンとを含むショックアブソーバであり、前記車輪側ハウジングが前記車輪側部材と前記車体側部材とのいずれか一方に取り付けられ、前記車輪側ピストンのピストンロッドがいずれか他方に取り付けられたものであり、前記車輪側ピストンによって仕切られた2つの液圧室のうち、前記車輪側部材と前記車体側部材との間の間隔が大きくなった場合に液圧が高くなる液圧室がそれぞれ前記制御シリンダに接続された請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
- 前記制御ピストンが、前記第1ピストンと第2ピストンとの各々の、前記連結ロッドが設けられた側とは反対側に設けられ、前記連結ロッドの横断面積と同じ横断面積を有するロッドを含む請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用サスペンションシステム。
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