JP5151307B2 - suspension - Google Patents
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本発明は、車両のサスペンションに関する。 The present invention relates to a vehicle suspension.
従来、車両の乗り心地を向上させるためのサスペンションとして、特許文献1に記載のサスペンションが知られている。このサスペンションは、トレーリングアーム式リアサスペンションにおいて、アクスルの瞬間回転中心をホイルセンターよりも前方且つ上方に位置させ、ばね下が上下にストロークした際のホイルセンター軌跡を後傾化させるように設定することで、リアタイヤから入力される前後力を低減させ、ブッシュの剛性を低くすることなくハーシュネスの低減を図っている。
しかしながら、上記のサスペンションにおいて、ホイルセンター軌跡の後傾化だけでは、タイヤから入力される前後力の低減が十分ではないという問題があった。 However, in the above suspension, there is a problem that the longitudinal force input from the tire is not sufficiently reduced only by tilting the wheel center locus backward.
加えて、走行中の車両が障害物を乗り越えると、車速によって、フロントタイヤとリアタイヤとから入力される前後力の間隔が異なってくるが、上記のサスペンションではサスペンションの配置等が固定されているため、所定車速以外の車速で走行する場合は、タイヤから入力される前後力を十分に低減できないという問題があった。 In addition, when the traveling vehicle gets over an obstacle, the distance between the front and rear forces input from the front tire and the rear tire varies depending on the vehicle speed. However, in the above suspension, the suspension arrangement and the like are fixed. When traveling at a vehicle speed other than the predetermined vehicle speed, there is a problem that the longitudinal force input from the tire cannot be sufficiently reduced.
そこで、本発明は、車両全体として、タイヤから入力される前後力を低減することができるサスペンションを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a suspension capable of reducing the longitudinal force input from a tire as a whole vehicle.
ここで、発明者らは、鋭意検討の結果、減衰器の配置等も、タイヤからばね下に入力される前後力の低減に影響があるとの知見に至り、この減衰器の配置等とタイヤからばね下に入力される前後力との関係を導き出すことに成功した。 Here, as a result of intensive studies, the inventors have come to the knowledge that the arrangement of the attenuator also affects the reduction of the longitudinal force input from the tire to the unsprung portion. From this, we succeeded in deriving the relationship with the longitudinal force input to the unsprung mass.
そこで、本発明に係るサスペンションは、上記の発明者らによる知見に基づきなされたものであり、車両前後方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置されるアーム部材と、車両上下方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置される減衰器とを備えたサスペンションにおいて、ばね下が上下にストロークした際に、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量が設定されることを特徴とする。 Therefore, the suspension according to the present invention has been made based on the knowledge of the above-mentioned inventors, and extends in the vehicle longitudinal direction and extends between the vehicle body and the spindle shaft, and extends in the vehicle vertical direction. In a suspension equipped with an attenuator arranged between the vehicle body and the spindle shaft, when the unsprung strokes up and down, the rigidity of the arm member, the rigidity around the spindle axis, the attenuation coefficient of the attenuator, The inclination angle formed by the attenuator with respect to the direction line, the opposite angle formed by the axis of the direction in which the arm member rigidity acts on the vehicle longitudinal direction line, the position of the unsprung center of gravity and the direction in which the arm member rigidity acts vehicle vertical direction of the displacement amount of the shaft, and a front suspension damping force of gravity position attenuator unsprung is calculated based on the vehicle front-rear direction of the shift amount between the direction of the axis to act input As the longitudinal force is canceled is inputted to the longitudinal force and the rear suspension to the rigidity of the arm member, the spindle axis of the rigid damping coefficient of the attenuator, the inclination angle attenuator with respect to the vehicle vertical direction of the line An angle formed by an axis in a direction in which the rigidity of the arm member acts with respect to a line in the longitudinal direction of the vehicle, an amount of deviation in the vehicle vertical direction between the unsprung center of gravity position and an axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts, and A deviation amount in the vehicle front-rear direction between the unsprung center-of-gravity position and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts is set.
このサスペンションによれば、減衰器の設定も加味して、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるようにサスペンションが設定されるため、車両全体として、タイヤから入力される前後力を効果的に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。 According to this suspension, the suspension is set so that the longitudinal force input to the front suspension and the longitudinal force input to the rear suspension are offset in consideration of the setting of the attenuator. The longitudinal force input from the tire can be effectively reduced, and vibration in the longitudinal direction of the unsprung vehicle can be suppressed to improve the riding comfort of the vehicle.
そして、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性と、スピンドル軸回りの剛性と、減衰器の減衰係数と、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角と、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角と、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量と、ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量と、が設定される。このため、車両全体として、タイヤから入力される前後力をより高精度に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。 Then, the rigidity of the arm member, the rigidity around the spindle axis, the attenuation coefficient of the attenuator, and the vehicle vertical direction are set so that the longitudinal force input to the front suspension and the longitudinal force input to the rear suspension are offset. The inclination angle formed by the attenuator with respect to this line, the opposite angle formed by the axis of the direction in which the rigidity of the arm member acts on the line in the vehicle longitudinal direction, the direction in which the position of the center of gravity under the spring and the rigidity of the arm member acts The amount of deviation in the vehicle vertical direction from the axis of the vehicle and the amount of deviation in the vehicle longitudinal direction from the unsprung center-of-gravity position and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts are set. For this reason, as a whole vehicle, the longitudinal force input from the tire can be reduced with higher accuracy, and vibration in the longitudinal direction of the unsprung vehicle can be suppressed to improve the riding comfort of the vehicle.
また、本発明に係るサスペンションは、車両前後方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置されるアーム部材と、車両上下方向に延びて車体とスピンドル軸との間に配置される減衰器とを備えたサスペンションにおいて、車速を検出する車速検出手段と、サスペンションの設定を変更する設定変更手段と、を備え、設定変更手段は、車速検出手段が検出した車速に応じて、ばね下が上下にストロークした際に、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性、スピンドル軸回りの剛性、減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量の設定を変更することを特徴とする。 The suspension according to the present invention includes an arm member that extends in the vehicle longitudinal direction and is disposed between the vehicle body and the spindle shaft, and an attenuator that extends in the vehicle vertical direction and is disposed between the vehicle body and the spindle shaft. The suspension includes a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, and a setting changing means for changing the setting of the suspension. The setting changing means moves the unsprung up and down according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. When a stroke is performed, the rigidity of the arm member, the rigidity around the spindle axis, the attenuation coefficient of the attenuator, the inclination angle formed by the attenuator with respect to the vehicle vertical line, and the rigidity of the arm member with respect to the vehicle longitudinal line The opposite angle formed by the axis in the direction to be driven, the amount of deviation in the vehicle vertical direction between the unsprung center of gravity position and the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts, and the unsprung center of gravity position and the damping force of the attenuator act. As the longitudinal force inputted to the front-rear force and rear suspension which is input to the front suspension is calculated based on the vehicle longitudinal direction of the deviation between the direction of the axis is offset, the rigidity of the arm member, the spindle axis Rigidity, damping coefficient of the attenuator, inclination angle formed by the attenuator with respect to the vehicle vertical direction line, anti-angle formed by the axis of the direction in which the rigidity of the arm member acts on the vehicle longitudinal direction line, center of gravity under the spring Set the amount of deviation in the vehicle vertical direction between the position and the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts, and the amount of deviation in the vehicle longitudinal direction between the unsprung center of gravity and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts It is characterized by changing.
このサスペンションによれば、減衰器の設定を加味しながら、車速に応じて、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるようにサスペンションが設定変更されるため、車速の変化にかかわらず、車両全体として、タイヤから入力される前後力を効果的に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。 According to this suspension, the setting of the suspension is changed so that the longitudinal force input to the front suspension and the longitudinal force input to the rear suspension are offset according to the vehicle speed while taking into account the setting of the attenuator. Therefore, the longitudinal force input from the tire can be effectively reduced as a whole vehicle regardless of the change in the vehicle speed, and the vibration in the longitudinal direction of the unsprung vehicle can be suppressed to improve the riding comfort of the vehicle. Can do.
そして、車速に応じて、フロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、アーム部材の剛性と、スピンドル軸回りの剛性と、減衰器の減衰係数と、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角と、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角と、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量と、ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量と、が設定変更される。このため、タイヤから入力される前後力をより高精度に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
Then, depending on the vehicle speed, the rigidity of the arm member, the rigidity around the spindle axis, and the attenuation coefficient of the attenuator so that the longitudinal force input to the front suspension and the longitudinal force input to the rear suspension are offset. And the inclination angle formed by the attenuator with respect to the vehicle vertical line, the opposite angle formed by the axis of the direction in which the rigidity of the arm member acts on the vehicle longitudinal direction line, the unsprung center of gravity position and the arm member The amount of deviation in the vehicle vertical direction from the axis in which the rigidity acts and the amount of deviation in the vehicle longitudinal direction from the unsprung center of gravity position and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts are changed. For this reason, the longitudinal force input from the tire can be reduced with higher accuracy, and vibration in the vehicle longitudinal direction under the spring can be suppressed to improve the riding comfort of the vehicle.
また、アーム部材の配置を変更するアーム部材配置変更手段と、減衰器の配置を変更する減衰器配置変更手段と、を更に備えることが好ましい。このサスペンションによれば、アーム部材の配置を変更することで、車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、及び、ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量の設定を変更することができる。また、減衰器の配置を変更することで、車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角、及び、ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量の設定を変更することができる。 Moreover, it is preferable to further comprise arm member arrangement changing means for changing the arrangement of the arm members and attenuator arrangement changing means for changing the arrangement of the attenuators. According to this suspension, by changing the arrangement of the arm member, the opposite angle formed by the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts on the line in the longitudinal direction of the vehicle, the position of the center of gravity under the spring and the arm member It is possible to change the setting of the amount of deviation in the vehicle vertical direction from the axis in the direction in which the stiffness acts. In addition, by changing the arrangement of the attenuator, the inclination angle formed by the attenuator with respect to the vehicle vertical direction line, and the vehicle longitudinal direction between the unsprung center of gravity position and the axis in which the attenuator's damping force acts are applied. The setting of the deviation amount can be changed.
本発明によれば、車両全体として、タイヤから入力される前後力を低減することができ、車両の乗心地を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the longitudinal force input from a tire can be reduced as a whole vehicle, and the riding comfort of a vehicle can be improved.
以下、図面を参照して、本発明に係るサスペンションの実施形態について説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。 Hereinafter, embodiments of a suspension according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[第1実施形態]
図1及び図2を参照して、第1の実施形態に係るサスペンション1について説明する。図1は、実施形態に係るサスペンションを適用した車両を模式的に示した図である。図2は、サスペンションの配置を説明するための図である。
[First Embodiment]
A
車両2に適用されるサスペンション1は、フロントサスペンション3と、リアサスペンション4とから構成されている。なお、本実施形態では、説明を容易にするため、フロントサスペンション3とリアサスペンション4とは同一形式のサスペンションとし、サスペンションのアームは1本で構成されるものとして説明する。また、下付の“f”がある記号はフロントサスペンションに関するものであることを表し、下付の“r”がある記号はリアサスペンションに関するものであることを表す。
The
フロントサスペンション3は、フロントタイヤ6から入力される振動を吸収すると共に、車体5を車両前方において懸架するものであり、アーム7やアブソーバ8等を備える。
The
アーム7は、車体5とフロントタイヤ6との間で連結されて、フロントタイヤ6の動きをコントロールする部材である。アーム7は、スピンドル軸9を回動自在に支持するハブ(不図示)に連結されており、そこから僅かに車両上方に傾斜しながら車両前方に向けて延び、車体5に連結されている。
The arm 7 is a member that is connected between the
そして、アーム7とハブとの連結点は、フロントサスペンション3側のばね下の重心位置よりも距離Hfだけ車両下方にずれた位置に配置されている。なお、本実施形態では、フロントサスペンション3側のばね下の重心位置は、フロントタイヤ6のスピンドル軸9にあることとする。
The connection point between the arm 7 and the hub is disposed only at a position shifted to the vehicle lower distance H f the center of gravity of the unsprung
ところで、フロントサスペンション3のある点に略車両前後方向の力を加えると、この力を加えた方向とフロントサスペンション3が動く方向とが一致する点があり、この点が通る仮想的な軸を、前後弾性主軸Afという。なお、本実施形態では、アームが1本で構成されているため、アーム7及びハブが連結される点とアーム7及び車体5が連結される点とを結ぶ線、つまり、アーム7の中心を通る軸が、前後弾性主軸Afとなる。また、車両前後方向の線である水平線Dに対して前後弾性主軸Afが上方に傾斜する角を、前後弾性主軸上反角βfという。
By the way, when a force in the vehicle front-rear direction is applied to a certain point of the
また、アーム7には、車体5との連結部分に、コンプライアンスブッシュ10が嵌め込まれている。このコンプライアンスブッシュ10は、車体5とアーム7とを弾力的に連結すると共に、車両前後方向の振動を吸収する部材である。このため、アーム7の剛性、つまり、前後弾性主軸Afの前後弾性主軸剛性Kxfは、コンプライアンスブッシュ10のばね定数により決まる。
In addition, a
アブソーバ8は、車体5とフロントタイヤ6との間で連結されて、フロントタイヤ6からフロントサスペンション3に入力される力を、車両上下方向にストロークしながら減衰させる部材である。アブソーバ8は、スピンドル軸9を回動自在に支持するハブに連結されており、そこから車両前方に傾斜しながら車両上方に向けて延び、車体5に連結されている。そして、アーム7とハブとの連結点は、フロントサスペンション3側のばね下の重心位置(スピンドル軸9)よりも距離Lfだけ車両後方にずれた位置に配置されている。なお、アブソーバ8には、コイルスプリング(不図示)が組み込まれて構成されている。
The absorber 8 is a member that is connected between the
ここで、アブソーバ8の減衰力が作用する方向の軸を、減衰主軸Bfという。なお、本実施形態では、アブソーバ8及びハブが連結される点とアブソーバ8及び車体5が連結される点とを結ぶ線、つまり、アブソーバ8の中心を通る軸が、減衰主軸Bfとなる。また、車両上下方向の線である鉛直線Eに対してアブソーバ8(減衰主軸Bf)が前方に傾斜する角を、減衰主軸前傾角αfという。
Here, the axis in the direction in which the damping force of the absorber 8 acts is referred to as a damping main axis Bf . In the present embodiment, the line connecting the point where the absorber 8 and the hub are connected to the point where the absorber 8 and the
リアサスペンション4は、リアタイヤ11から入力される振動を吸収すると共に、車体5を車両後方において懸架するものであり、アーム12やアブソーバ13等を備える。
The
アーム12は、車体5とリアタイヤ11との間で連結されて、リアタイヤ11の動きをコントロールする部材である。アーム12は、スピンドル軸14を回動自在に支持するハブ(不図示)に連結されており、そこから僅かに車両上方に傾斜しながら車両前方に向けて延び、車体5に連結されている。
The
そして、アーム12とハブとの連結点は、リアサスペンション4側のばね下の重心位置よりも距離Hrだけ車両下方にずれた位置に配置されている。なお、リアサスペンション4側のばね下の重心位置は、リアタイヤ11のスピンドル軸14にあることとする。
The connection point between the
ところで、リアサスペンション4のある点に略車両前後方向の力を加えると、この力を加えた方向とリアサスペンション4が動く方向とが一致する点があり、この点が通る仮想的な軸を、前後弾性主軸Arという。なお、本実施形態では、アームが1本で構成されているため、アーム12及びハブが連結される点とアーム12及び車体5が連結される点とを結ぶ線、つまり、アーム12の中心を通る軸が、前後弾性主軸Arとなる。また、車両前後方向の線である水平線Dに対して前後弾性主軸Arが上方に傾斜する角を、前後弾性主軸上反角βrという。
By the way, when a force in the vehicle front-rear direction is applied to a certain point of the
また、アーム12には、車体5との連結部分に、コンプライアンスブッシュ15が嵌め込まれている。このコンプライアンスブッシュ15は、アーム12と車体5とを弾性的に連結する部材である。図3に示すように、コンプライアンスブッシュ15は、略圧肉円筒状に形成されており、車体5の下部に設けられたブッシュ取り付け穴21に圧入されている。コンプライアンスブッシュ15は、車体5に固定されてゴムなどの弾性材で形成される弾性部22と、弾性部22の半径方向内側に位置してアーム12を軸回り方向に揺動自在に取り付けるアーム取り付け部23とを備えている。そして、弾性部22とアーム取り付け部23とは、コンプライアンスブッシュ15の軸周りに回転するベアリング(不図示)を介して連結されており、車体5に取り付けられた前後弾性主軸剛性変更装置20により、回転されるように構成されている。この、前後弾性主軸剛性変更装置20は、モータ等で構成されており、コンプライアンスブッシュ15を回転させて、コンプライアンスブッシュ15における前後弾性主軸Aの方向のばね定数を変更させて、前後弾性主軸剛性Kxrを変更するものである。
In addition, a
また、コンプライアンスブッシュ15の弾性部22には、すぐり(弾性部22に設けられる穴)24が形成されている。このすぐり24は、アーム取り付け部23を挟んで車両上下方向に1箇所ずつ形成されている。
In addition, the
図3(a)は、前後弾性主軸上反角βrが比較的大きい場合を示しており、図3(b)は、前後弾性主軸上反角βrが比較的小さい場合を示している。 FIGS. 3 (a) shows a case where the front and rear principal elastic axis dihedral beta r is relatively large, FIG. 3 (b) shows a case longitudinal elastic main axis dihedral beta r is relatively small.
図3(a)に示すように、前後弾性主軸上反角βrが大きく、車両側面視において、アーム12とすぐり24の一部が重なっていると、すぐり24の空間によって、前後弾性主軸Ar方向における弾性部22の密度が小さくなる。このため、前後弾性主軸Ar方向におけるコンプライアンスブッシュ15のばね定数が小さくなり、前後弾性主軸剛性Kxrが小さくなる。一方、図3(b)に示すように、前後弾性主軸上反角βrが小さく、車両側面視において、アーム12とすぐり24が重なっていないと、前後弾性主軸Ar方向におけるコンプライアンスブッシュ15のばね定数はすぐり24の影響を殆ど受けにくくなるため、前後弾性主軸剛性Kxrが大きくなる。
As shown in FIG. 3A, the longitudinal elastic principal axis A r is large, and when the
このように、前後弾性主軸上反角βrが変動すると、すぐり24に対するアーム12の位置に応じてコンプライアンスブッシュ15における前後弾性主軸Ar方向のばね定数が変動し、アーム12の剛性、つまり、前後弾性主軸剛性Kxrが変動する。
Thus, the front and rear principal elastic axis dihedral beta r varies, vary the spring constant of the front and rear principal elastic axis A r direction in
また、アーム12とハブとの間には、前後弾性主軸配置変更装置16が配置されている。この前後弾性主軸配置変更装置16は、アーム12を移動させて、前後弾性主軸Arの配置を変更させるものである。この前後弾性主軸配置変更装置16は、例えば、図4に示すように、スピンドル軸14を回動自在に支持するハブ17に、スクリューネジ18を軸回りに回転するアクチュエータ19が固定されており、このスクリューネジ18とアーム12とがボールジョイントで連結される構成となっている。そして、アクチュエータ19によりスクリューネジ18を回転させることで、アーム12の一端を車両上下方向に移動させて、前後弾性主軸上反角βrと、ばね下重心位置と前後弾性主軸Arとの車両上下方向のずれ量Hrと、を変更するものである。
Further, a longitudinal elastic main shaft
アブソーバ13は、車体5とリアタイヤ11との間で連結されて、リアタイヤ11からリアサスペンション4に入力される力を、車両上下方向にストロークしながら減衰させる部材である。アブソーバ13は、スピンドル軸14を回動自在に支持するハブに連結されており、そこから車両前方に傾斜しながら車両上方に向けて延び、車体5に連結されている。そして、アーム12とハブとの連結点は、リアサスペンション4側のばね下の重心位置(スピンドル軸14)よりも距離Lrだけ車両後方にずれた位置に配置されている。なお、アブソーバ13には、コイルスプリング(不図示)が組み込まれて構成されている。
The
また、アブソーバ13は、減衰力可変式の減衰器であり、減衰係数変更装置26により、アブソーバ13の減衰係数が変更可能となっている。この減衰係数変更装置26は、例えば、アブソーバ13内に充填されている作動流体の流動抵抗を変更することで、アブソーバ13の減衰力を変更するものであり、これにより、アブソーバ13(減衰主軸Br)の減衰係数Cが変更される。
The
ここで、アブソーバ13の減衰力が作用する方向の軸を、減衰主軸Brという。なお、本実施形態では、アブソーバ13及びハブが連結される点とアブソーバ13及び車体5が連結される点とを結ぶ線、つまり、アブソーバ13の中心を通る軸が、減衰主軸Brとなる。また、車両上下方向の線である鉛直線Eに対してアブソーバ13(減衰主軸Br)が前方に傾斜する角を、減衰主軸前傾角αrという。
Here, the axis in the direction in which the damping force of the
また、アブソーバ13とハブとの間には、減衰主軸配置変更装置25が配置されている。この減衰主軸配置変更装置25は、アブソーバ13を移動させて、減衰主軸Brの配置を変更させるものである。この減衰主軸配置変更装置25は、例えば、図5に示すように、スピンドル軸14を回動自在に支持するハブ17に、スクリューネジ28を軸回りに回転するアクチュエータ29が固定されており、このスクリューネジ28とアブソーバ13とがボールジョイントで連結される構成となっている。そして、アクチュエータ29によりスクリューネジ28を回転させることで、アブソーバ13の一端を車両前後方向に移動させて、減衰主軸前傾角αrと、ばね下重心位置と減衰主軸Bとの車両前後方向のずれ量Lrと、を変更するものである。
A damping main shaft
次に、サスペンション1の設定方法について説明する。
Next, a method for setting the
始めに、サスペンション1の初期設定の方法について説明する。なお、サスペンション1の初期設定は、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4も同じであるため、併せて説明する。
First, an initial setting method for the
まず、ばね下が上下にストロークした際に、フロントタイヤ6及びリアタイヤ11からそれぞれフロントサスペンション3及びリアサスペンション4に対して入力される車両前後方向の力(以下「前後力」という)をFtv(v)とする。そして、サスペンション1の各諸元を下記とすると、フロントタイヤ6及びリアタイヤ11からそれぞれフロントサスペンション3及びリアサスペンション4に入力される前後力Ftv(v)は、式(1)により表される。なお、式(1)において、Ftv(s)及びZ(s)は、それぞれ、Ftv(v)及びZをラプラス変換したものであり、sはラプラス演算子である。また、図2の矢印方向を正方向として表している。
First, when the unsprung strokes up and down, the vehicle longitudinal force (hereinafter referred to as “front-rear force”) input from the front tire 6 and the
C:アブソーバの減衰係数
Ktz:タイヤの車両上下方向剛性
Ktx:タイヤの車両前後方向剛性
Px:ドライビングスティフネス
Z:ばね下重心位置の上下変位
X:ばね下重心位置の前後変位
W:垂直荷重
m:ばね下重量
It:タイヤとホイールの慣性モーメント
r0:タイヤ動荷重半径
ε:[動荷重半径(タイヤ撓み)変動量]/[静加重半径(タイヤ撓み)変動量]
V0:車速
V 0 : Vehicle speed
一方、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4が上下にストロークした際に、アブソーバ8(減衰主軸Bf)及びアブソーバ13(減衰主軸Br)がそれぞれ発生する前後力をFkzとする。そして、サスペンション1の各諸元を下記とすると、アブソーバ8(減衰主軸Bf)及びアブソーバ13(減衰主軸Br)がそれぞれ発生する前後力Fkzは、式(2)で表される。なお、式(2)において、Fkzは、Fkz(s)をラプラス変換したものである。
On the other hand, when the
C:アブソーバの減衰係数
α:減衰主軸前傾角(車両側面視において、鉛直線Eに対してアブソーバ(減衰主軸B)が車両前方に傾く角度)
β:前後弾性主軸上反角(車両側面視において、水平線Dに対して前後弾性主軸Aが車両上方に傾く角度)
Kθ:ワインドアップ剛性(アクスルキャリア(不図示)がスピンドル軸回りに回転する際の剛性)
Kx:前後弾性主軸剛性
H:ばね下重心位置と前後弾性主軸Aとの車両上下方向のずれ量
L:ばね下重心位置と減衰主軸Bとの車両前後方向のずれ量
β: Diagonal angle on the front-rear elastic main axis (angle at which the front-rear elastic main axis A tilts upward with respect to the horizontal line D in the vehicle side view)
K θ : Windup rigidity (rigidity when axle carrier (not shown) rotates around the spindle axis)
K x : Front / rear elastic main shaft rigidity H: Amount of deviation in the vehicle vertical direction between the unsprung center of gravity position and the front / rear elastic main shaft A L: Amount of deviation in the vehicle front / rear direction between the unsprung center of gravity position and the damping main axis B
また、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4が上下にストロークした際に、前後弾性主軸Af(アーム7及びコンプライアンスブッシュ10)及び前後弾性主軸Ar(アーム12及びコンプライアンスブッシュ15)が発生する前後力をFkxとすると、この前後力Fkxは、式(3)で表される。なお、式(3)において、Fkx(s)は、Fkxをラプラス変換したものである。
すると、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4にそれぞれ入力される前後力Fxは、式(4)で表される。
そして、フロントサスペンション3に入力される前後力Fxを前後力Fxfとし、リアサスペンション4に入力される前後力Fxを前後力Fxrとすると、前後力Fxfと前後力Fxrとが相殺されるように、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4を設定する。つまり、
Fxr=−Fxf…(5)
を満たす、減衰主軸前傾角αf,αr、前後弾性主軸上反角βf,βr、ワインドアップ剛性Kθf,Kθr、前後弾性主軸剛性Kxf,Kxr、アブソーバの減衰係数Cf,Cr、ばね下重心位置と前後弾性主軸Af,Arとの車両上下方向のずれ量Hf,Hr、及び、ばね下重心位置と減衰主軸Bf,Brとの車両前後方向のずれ量Lf,Lrを求め、この求めた値により、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4を設定する。
When the longitudinal force Fx input to the
Fxr = −Fxf (5)
Attenuating main shaft forward tilt angles α f , α r , longitudinal elastic main shaft anti- reverse angles β f , β r , windup stiffness K θf , K θr , longitudinal elastic main shaft stiffness K xf , K xr , absorber damping coefficient C f , C r , vehicle vertical displacements H f , H r between the unsprung center of gravity position and the longitudinal elastic main axes A f , A r, and the vehicle longitudinal direction between the unsprung center of gravity position and the damping main axes B f , B r The shift amounts L f and L r are determined, and the
ところで、各タイヤから入力される前後力Ftv(v)は、車速(v)により変化する関数であり、車速、ばね下重量、タイヤ諸元等が決まれば略一義的に定まる値となる。そこで、使用頻度が高い車速条件と、使用頻度が高い乗車重量条件とを用いて、上記各値を求め、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4を設定するようにしても良い。
By the way, the longitudinal force Ftv (v) input from each tire is a function that varies depending on the vehicle speed (v), and is a value that is determined almost uniquely when the vehicle speed, unsprung weight, tire specifications, and the like are determined. Therefore, the
このように、第1の実施形態に係るサスペンション1によれば、フロントサスペンション3に入力される前後力Fxfとリアサスペンション4に入力される前後力Fxrとが相殺されるように、フロントサスペンション3及びリアサスペンション4が設定されるため、車両全体として、タイヤから入力される前後力Fxを低減することができる。しかも、アブソーバ8,13の配置、剛性、及び減衰係数も加味してフロントサスペンション3及びリアサスペンション4が設定されるため、車両全体として、タイヤから入力される前後力Fxを、より高精度に低減することができ、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
Thus, according to the
そして、使用頻度が高い車速条件と使用頻度が高い乗車重量条件とを用いサスペンション1を設定することで、タイヤからばね下に入力される前後力Ftv(v)をより効率的に低減することができる。
And by setting the
[第2実施形態]
次に、図6及び図7をも参照して、第2の実施形態に係るサスペンション31について説明する。図6は、第2の実施形態に係るサスペンションの機能構成を示した図である。
[Second Embodiment]
Next, the
サスペンション31は、第1の実施形態に係るサスペンション1に、車速センサ32と、リアサスペンション4の配置を変更制御するECU33とを更に備えたものである。
The
車速センサ32は、車両2の走行速度を検出するセンサである。車速センサ32は、各車輪の回転速度を検出することによって車速を検出し、この検出した車速を車速信号としてECU33へ送信する。
The
ECU33は、フロントサスペンション3に入力される前後力Fxfとリアサスペンション4に入力される前後力Fxrとが相殺されるように、リアサスペンション4の配置、剛性、及び減衰力(以下等「配置等」という)を変更するものである。ECU33には、車速センサ32、前後弾性主軸配置変更装置16、前後弾性主軸剛性変更装置20、減衰主軸配置変更装置25、及び、減衰係数変更装置26が接続されている。そして、ECU33は、車速センサ32で検出した車速に基づき、前後弾性主軸配置変更装置16、前後弾性主軸剛性変更装置20、減衰主軸配置変更装置25、及び、減衰係数変更装置26を制御して、リアサスペンション4の配置等を変更する。なお、ECU33は、例えば、CPU、ROM、RAMを含むコンピュータを主体として構成される。
The ECU 33 determines the arrangement, rigidity, and damping force (hereinafter referred to as “arrangement etc.”) of the
次に、図7を参照しながら、ECU33によるサスペンション31の設定動作について説明する。図7は、ECUによるサスペンションの設定動作を示したフローチャートである。
Next, the setting operation of the
まず、ECU33は、車速センサ32が検出した車速を取得する(ステップS1)。次に、ECU33は、上記式(4)を用いて、ステップS1で取得した車速に基づき、フロントサスペンション3が発生する前後力Fxfの位相ωfを演算し(ステップS2)、フロントタイヤ6に対するリアタイヤ11の路面変位の位相遅れωzを演算する(ステップS3)。
First, the ECU 33 acquires the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 32 (step S1). Next, the ECU 33 calculates the phase ω f of the longitudinal force Fxf generated by the
次に、ECU33は、ステップS2で演算した位相ωfとステップS3で演算した位相ωzとに基づき、リアサスペンション4に前後力が入力される目標位相ωrを演算する(ステップS4)。なお、ステップS4において、目標位相ωrは、ωr=−ωf+ωzにより求めることができる。
Next, the ECU 33 calculates a target phase ω r at which the longitudinal force is input to the
一方、ECU33は、上記式(4)を用いて、フロントサスペンション3が発生する前後力FxfのゲインGfを演算し、この前後力Fxfを、リアサスペンション4に発生させる目標ゲインGrとする(ステップS5)。
Meanwhile, ECU 33, using the above equation (4), calculates the gain G f of the longitudinal force Fxf for the
次に、ECU33は、ステップS4で演算した目標位相ωrにおいて、ステップS5で演算した目標ゲインGrとなるように、リアサスペンション4に発生させる前後力Fxrを演算する(ステップS6)。そして、ECU33は、ステップS6において演算した前後力Fxrに基づき、式(4)を用いて、リアサスペンション4を設定するための配置等、つまり、減衰主軸前傾角αr、前後弾性主軸上反角βr、ワインドアップ剛性Kθr、前後弾性主軸剛性Kxr、アブソーバの減衰係数Cr、ばね下重心位置と前後弾性主軸Arとの車両上下方向のずれ量Hr、及び、ばね下重心位置と減衰主軸Brとの車両前後方向のずれ量Lrを演算して求める(ステップS7)。
Then, ECU 33 is at the target phase omega r calculated in step S4, so that the target gain G r calculated in step S5, and calculates the longitudinal force Fxr to be generated in the rear suspension 4 (step S6). Then, the ECU 33 uses the formula (4) based on the longitudinal force Fxr calculated in step S6 to arrange the
その後、このように、リアサスペンション4の配置等を求めると、ECU33は、前後弾性主軸配置変更装置16、前後弾性主軸剛性変更装置20、減衰主軸配置変更装置25、及び、減衰係数変更装置26を適宜制御して、リアサスペンション4の配置等がステップS7で演算した配置等になるように設定変更する(ステップS8)。
Thereafter, when the arrangement of the
このように、第2の実施形態に係るサスペンション31によれば、車速が変化しても、フロントサスペンション3に入力される前後力Fxfがリアサスペンション4で発生される前後力Fxrにより相殺されるように、リアサスペンション4の設定が適切に変更されるため、車速の変化にかかわらず、車両全体として、タイヤから入力される前後力Fxを低減することができる。しかも、アブソーバ8,13の配置等を含む式(4)を用いてリアサスペンション4の配置等を演算するため、車両全体として、タイヤから入力される前後力Fxを、より高精度に低減することができる。その結果、ばね下の車両前後方向の振動を抑制して車両の乗心地を向上させることができる。
Thus, according to the
そして、前後弾性主軸配置変更装置16によりアーム12を移動させることで、前後弾性主軸上反角βr、及び、ばね下重心位置と前後弾性主軸Arとの車両上下方向のずれ量Hrの設定を変更することができ、減衰主軸配置変更装置25によりアブソーバ13を移動させることで、減衰主軸前傾角αr、及び、ばね下重心位置と減衰主軸Brとの車両前後方向のずれ量Lrの設定を変更することができる。
By longitudinal principal elastic axis the
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、上記実施形態では、サスペンションは1本のアームで構成されるものとして説明したが、特にアームの本数や、サスペンションの形式に限定されるものではなく、例えばダブルウィッシュボーン式サスペンションやマルチリンク式サスペンションなどのサスペンション形式であっても良い。 For example, in the above-described embodiment, the suspension is described as being configured by one arm. However, the number of arms and the type of suspension are not particularly limited. For example, a double wishbone type suspension or a multilink type is used. A suspension type such as a suspension may be used.
また、第2の実施形態では、リアサスペンション4の配置等のみを設定変更するように説明したが、フロントサスペンション3の配置等を設定変更するようにしてもよく、フロントサスペンション3とリアサスペンション4の双方の配置等を設定変更するようにしてもよい。
Further, in the second embodiment, it has been described that only the arrangement or the like of the
1…サスペンション、2…車両、3…フロントサスペンション、4…リアサスペンション、5…車体、7,12…アーム(アーム部材)、8,13…アブソーバ(減衰器)、9,14…スピンドル軸、10,15…コンプライアンスブッシュ(アーム部材)、16…前後弾性主軸配置変更装置(アーム部材配置変更手段)、20…前後弾性主軸剛性変更装置、25…減衰主軸配置変更装置(減衰器は位置変更手段)、26…減衰係数変更装置、32…車速センサ、33…ECU(設定変更手段)、C…減衰係数、Kx…前後弾性主軸剛性(アーム部材の剛性)、Kθ…ワインドアップ剛性(スピンドル軸回りの剛性)、α…減衰主軸前傾角(車両上下方向の線に対して減衰器がなす傾角)、β…前後弾性主軸上反角(車両前後方向の線に対してアーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角)、H…ばね下の重心位置とアーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、L…ばね下の重心位置と減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ばね下が上下にストロークした際に、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量が設定されることを特徴とするサスペンション。 In a suspension including an arm member that extends in the vehicle longitudinal direction and is disposed between the vehicle body and the spindle shaft, and an attenuator that extends in the vehicle vertical direction and is disposed between the vehicle body and the spindle shaft,
When the unsprung strokes up and down, the rigidity of the arm member, the rigidity around the spindle axis, the attenuation coefficient of the attenuator, the inclination angle formed by the attenuator with respect to the vehicle vertical direction line, the vehicle longitudinal direction line The angle between the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts, the amount of deviation in the vehicle vertical direction between the unsprung center of gravity position and the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts, and the unsprung center of gravity. The front-rear force input to the front suspension and the front-rear force input to the rear suspension, which are calculated based on the amount of displacement in the vehicle front-rear direction from the position and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts, cancel each other. as such, the rigidity of the arm member, the spindle axis of the rigid damping coefficient of the damper, the inclination angle of the attenuator with respect to the vehicle vertical direction of the line, the arm member with respect to the vehicle longitudinal direction of the line The opposite angle formed by the axis in the direction in which the rigidity acts, the amount of deviation in the vertical direction of the vehicle between the unsprung center of gravity and the axis in the direction in which the arm member acts, and the unsprung center of gravity and the attenuation of the attenuator A suspension characterized in that an amount of deviation in a vehicle longitudinal direction from an axis in a direction in which a force acts is set.
車速を検出する車速検出手段と、
前記サスペンションの設定を変更する設定変更手段と、
を備え、
前記設定変更手段は、前記車速検出手段が検出した前記車速に応じて、ばね下が上下にストロークした際に、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量に基づいて算出されるフロントサスペンションに入力される前後力とリアサスペンションに入力される前後力とが相殺されるように、前記アーム部材の剛性、前記スピンドル軸回りの剛性、前記減衰器の減衰係数、車両上下方向の線に対して前記減衰器がなす傾角、車両前後方向の線に対して前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸がなす反角、ばね下の重心位置と前記アーム部材の剛性が作用する方向の軸との車両上下方向のずれ量、及びばね下の重心位置と前記減衰器の減衰力が作用する方向の軸との車両前後方向のずれ量の設定を変更することを特徴とするサスペンション。 In a suspension including an arm member that extends in the vehicle longitudinal direction and is disposed between the vehicle body and the spindle shaft, and an attenuator that extends in the vehicle vertical direction and is disposed between the vehicle body and the spindle shaft,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Setting changing means for changing the setting of the suspension;
With
When the unsprung strokes up and down according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the setting changing means includes a rigidity of the arm member, a rigidity around the spindle axis, a damping coefficient of the attenuator, a vehicle The inclination angle formed by the attenuator with respect to the line in the vertical direction, the opposite angle formed by the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts on the line in the vehicle longitudinal direction, the position of the center of gravity under the spring and the rigidity of the arm member The front suspension is calculated based on the amount of deviation in the vehicle vertical direction from the axis in the acting direction and the amount of deviation in the vehicle longitudinal direction from the position of the unsprung center of gravity and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts. as the longitudinal force is canceled is inputted to the longitudinal force and the rear suspension to be input, the rigidity of the arm member, the spindle axis of the rigid damping coefficient of the damper versus the vehicle vertical direction of the line The angle formed by the attenuator, the opposite angle formed by the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts with respect to the vehicle longitudinal direction line, the position of the unsprung center of gravity, and the axis in the direction in which the rigidity of the arm member acts The suspension is characterized in that the displacement of the vehicle in the vertical direction and the setting of the displacement in the vehicle longitudinal direction between the unsprung center of gravity position and the axis in the direction in which the damping force of the attenuator acts are changed.
前記減衰器の配置を変更する減衰器配置変更手段と、
を更に備えることを特徴とする、請求項2に記載のサスペンション。 Arm member arrangement changing means for changing the arrangement of the arm members;
Attenuator arrangement changing means for changing the arrangement of the attenuator;
The suspension according to claim 2 , further comprising:
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