JP5790865B2

JP5790865B2 - 車両懸架装置

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Publication number: JP5790865B2
Application number: JP2014500824A
Authority: JP
Inventors: 剛吉見; 伸吾香村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: CN104136245A; JPWO2013125017A1; EP2818343B1; WO2013125017A1; EP2818343A4; US20150035247A1; US9399377B2; EP2818343A1

Description

本発明は、車両懸架装置に関する。

従来の車両懸架装置として、例えば、特許文献１には、アッパコントロールリンク、ロアコントロールリンク、弾性ブッシュを含んで構成される車軸式懸架装置が開示されている。この車軸式懸架装置は、アッパコントロールリンク、ロアコントロールリンクの一端が車軸側に接続され、他端が車体側に接続されると共に、弾性ブッシュがアッパコントロールリンク、ロアコントロールリンクの少なくとも一端側に配置されて接続構造を形成している。そして、この車軸式懸架装置は、弾性ブッシュのうちアッパコントロールリンク、ロアコントロールリンクの少なくとも一方に配置される弾性ブッシュの車両前後方向の剛性が引張方向より圧縮方向が高くなるように設定されている。これにより、車軸式懸架装置は、いわゆるハーシュネスの入力をいなし、発進時や制動時のデファレンシャルのノーズ角の変化を軽減している。

特開２００７−２２１０６号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載の車軸式懸架装置は、例えば、より適正な振動低減等の点で、更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に振動を低減することができる車両懸架装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両懸架装置は、車両の車輪を当該車両の車体に支持する懸架装置本体と、前記懸架装置本体の鉛直方向上部と前記車体との間に介在し、前記車両の制動力の絶対値が相対的に小さい前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に小さくなる上部介在部材と、前記懸架装置本体の鉛直方向下部と前記車体との間に介在し、前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなる下部介在部材とを備え、前記上部介在部材の前記前後方向剛性と前記下部介在部材の前記前後方向剛性とは、前記車両の緩制動時の前記車輪のスピンドルの前後力コンプライアンスと、前記車両の非制動時の前記スピンドルの前後力コンプライアンスとが同等となるように設定されることを特徴とする。

また、上記車両懸架装置では、前記上部介在部材は、前記車両の制動力の絶対値が前記車両の緩制動時より相対的に大きい前記車両の急制動時に、前記車両の緩制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなるものとすることができる。

本発明に係る車両懸架装置は、車両の車輪を当該車両の車体に支持する懸架装置本体と、前記懸架装置本体の鉛直方向上部と前記車体との間に介在し、前記車両の制動力の絶対値が相対的に小さい前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に小さくなる上部介在部材と、前記懸架装置本体の鉛直方向下部と前記車体との間に介在し、前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなる下部介在部材とを備え、前記上部介在部材は、前記車両の制動力の絶対値が前記車両の緩制動時より相対的に大きい前記車両の急制動時に、前記車両の緩制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなるものとすることができる。

本発明に係る車両懸架装置は、適正に振動を低減することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両懸架装置の概略構成を表す模式図である。図２は、ラバーブッシュの変位と力との関係の一例を表す線図である。図３は、サスペンションの側面視を簡略化した模式図である。図４は、制動トルクのバネ下に与える力の関係を説明する模式図である。図５は、弾性主軸高とスピンドル前後変位との関係を説明する模式図である。図６は、弾性主軸高とスピンドル前後変位との関係を説明する模式図である。図７は、弾性主軸高とバネ下振動との関係の一例を表す線図である。図８は、アッパサポートの前後方向剛性とロアアームブッシュの前後方向剛性と弾性主軸高との関係の一例を表す線図である。図９は、スピンドル位置の前後力コンプライアンスが一定となる前後方向剛性の組み合わせの一例を表す線図である。図１０は、アッパサポートの変位と力との関係の一例を表す線図である。図１１は、ロアアームブッシュの変位と力との関係の一例を表す線図である。図１２は、アッパサポートの概略構成の一例を表す模式図である。図１３は、ロアアームブッシュの概略構成の一例を表す模式図である。図１４は、制動トルク入力時の弾性主軸高とバネ下振動との関係の実測値の一例を表す線図である。図１５は、弾性主軸高変更時のハーシュネス特性の計算結果の一例を表す線図である。図１６は、アッパサポートの概略構成の他の一例を表す模式図である。図１７は、ロアアームブッシュの概略構成の他の一例を表す模式図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る車両懸架装置の概略構成を表す模式図、図２は、ラバーブッシュの変位と力との関係の一例を表す線図、図３は、サスペンションの側面視を簡略化した模式図、図４は、制動トルクのバネ下に与える力の関係を説明する模式図、図５、図６は、弾性主軸高とスピンドル前後変位との関係を説明する模式図、図７は、弾性主軸高とバネ下振動との関係の一例を表す線図、図８は、アッパサポートの前後方向剛性とロアアームブッシュの前後方向剛性と弾性主軸高との関係の一例を表す線図、図９は、スピンドル位置の前後力コンプライアンスが一定となる前後方向剛性の組み合わせの一例を表す線図、図１０は、アッパサポートの変位と力との関係の一例を表す線図、図１１は、ロアアームブッシュの変位と力との関係の一例を表す線図、図１２は、アッパサポートの概略構成の一例を表す模式図、図１３は、ロアアームブッシュの概略構成の一例を表す模式図、図１４は、制動トルク入力時の弾性主軸高とバネ下振動との関係の実測値の一例を表す線図、図１５は、弾性主軸高変更時のハーシュネス特性の計算結果の一例を表す線図、図１６は、アッパサポートの概略構成の他の一例を表す模式図、図１７は、ロアアームブッシュの概略構成の他の一例を表す模式図である。

本実施形態に係る車両懸架装置１は、図１に示すように、車両２の車輪３に対応してそれぞれ設けられる。車両懸架装置１は、車両２の車輪３を車両２の車体４に支持する懸架装置本体としてのサスペンション５、サスペンション５を車体４に連結する上部連結部６、中部連結部７、及び、下部連結部８等を含んで構成される。車両懸架装置１は、サスペンション５に対して鉛直方向上側から順に上部連結部６、中部連結部７、及び、下部連結部８が設けられる。そして、本実施形態の車両懸架装置１は、サスペンション５の弾性主軸高による制動時のバネ下振動を低減する振動低減装置である。

ここで、サスペンション５の弾性主軸とは、典型的には、特定の軸方向に沿って力を作用させたときに、力の方向と着力点の弾性変位の方向とが一致し、かつ、着力点を含む平面が直線変位するだけで角変位を生じないような直交する仮想的な３軸をいい、いわば弾性復元の中心である。サスペンション５の弾性主軸は、典型的には、サスペンション５の特性によって定まり、例えば、サスペンション５のバネの強さ、配置、各部のブッシュの剛性（バネ定数）等に応じて定まる。また、バネ下振動とは、典型的には、車両２のバネ下、すなわち、サスペンション５より車輪３側で発生する振動である。

具体的には、サスペンション５は、車輪３と車体４との間に介在し、車輪３を車体４に支持し路面から車輪３を介して車体４に伝わる衝撃や振動を緩和するものである。サスペンション５は、コイルスプリング９、ショックアブソーバ１０、アッパアーム１１、ロアアーム１２、ナックル１３等を含んで構成され、車体４に対して車輪３のホイールを操舵可能で、且つ、回転可能に支持する。

コイルスプリング９は、バネ下をバネ上、すなわち、車体４に弾性支持し、車両２のバネ上部分の重量を支持し、また、路面からの振動や衝撃が車輪３を通して車体４に伝わらないようにする。ショックアブソーバ１０は、ピストンロッド１４にコイルスプリング９が装着されコイルスプリング９による車体４の上下振動を減衰させる。ショックアブソーバ１０は、鉛直方向に沿って配置され、ピストンロッド１４の鉛直方向上端部が上部連結部６を介して車体４に連結され、シリンダ１５の鉛直方向下端部がボールジョイント等のジョイント部１６を介してロアアーム１２に連結される。アッパアーム１１、ロアアーム１２は、ショックアブソーバ１０やナックル１３等を支持するサスペンションアームであり、アッパアーム１１が鉛直方向上側、ロアアーム１２が鉛直方向下側に配置される。アッパアーム１１は、一方の端部（車幅方向外側の端部）がボールジョイント等のジョイント部１７を介してナックル１３の上端部に連結され、他端（車幅方向内側の端部）が中部連結部７を介して車体４に連結される。ロアアーム１２は、一方の端部（車幅方向外側の端部）がボールジョイント等のジョイント部１８を介してナックル１３の下端部に連結され、他端（車幅方向内側の端部）が下部連結部８を介して車体４に連結される。ナックル１３は、非回転部分であり、スピンドル１９を回転中心として車輪３を回転可能に支持する車輪支持部材である。また、ナックル１３は、車両２に制動力を発生させる制動装置のキャリパ等が設けられる。

上部連結部６は、サスペンション５の鉛直方向上部と車体４とを連結する。ここでは、上部連結部６は、上述したように、サスペンション５の鉛直方向上部として、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１４を車体４に連結する。上部連結部６は、ピストンロッド１４の鉛直方向上端部と車体４との間に介在する上部介在部材としてのアッパサポート６０を含んで構成される。上部連結部６は、ピストンロッド１４を、アッパサポート６０を介して車体４に連結する。アッパサポート６０は、ピストンロッド１４の鉛直方向上端部を車体４に弾性支持する。

中部連結部７は、サスペンション５の鉛直方向中間部と車体４とを連結する。ここでは、中部連結部７は、上述したように、サスペンション５の鉛直方向中間部として、アッパアーム１１を車体４に連結する。中部連結部７は、アッパアーム１１の一端部（ナックル１３とは反対側の端部）と車体４との間に介在する中部介在部材としてのアッパアームブッシュ７０を含んで構成される。中部連結部７は、アッパアーム１１を、アッパアームブッシュ７０を介して車体４に連結する。アッパアームブッシュ７０は、アッパアーム１１の一端部を車体４に弾性支持する。

下部連結部８は、サスペンション５の鉛直方向下部と車体４とを連結する。ここでは、下部連結部８は、上述したように、サスペンション５の鉛直方向下部として、ロアアーム１２を車体４に連結する。下部連結部８は、ロアアーム１２の一端部（ナックル１３とは反対側の端部）と車体４との間に介在する下部介在部材としてのロアアームブッシュ８０を含んで構成される。下部連結部８は、ロアアーム１２を、ロアアームブッシュ８０を介して車体４に連結する。ロアアームブッシュ８０は、ロアアーム１２の一端部を車体４に弾性支持する。

アッパサポート６０、アッパアームブッシュ７０、及び、ロアアームブッシュ８０は、例えば、ゴム等のエラストマーにより構成された、いわゆるラバーブッシュ等を含んで構成される。アッパサポート６０、アッパアームブッシュ７０、及び、ロアアームブッシュ８０は、それぞれ上部連結部６、中部連結部７、下部連結部８のガタつきを防ぎつつ変位を許容することで、車両前後方向の振動等を吸収するいわゆるコンプライアンスブッシュとして機能する。これにより、アッパサポート６０、アッパアームブッシュ７０、及び、ロアアームブッシュ８０は、例えば、可動軸が異なる部材同士の作用抵抗を減らし、かつ、操縦安定性や乗り心地を確保する。上部連結部６、中部連結部７、下部連結部８の剛性（バネ定数）は、それぞれ、アッパサポート６０、アッパアームブッシュ７０、ロアアームブッシュ８０の剛性に応じて定まる。

ここで、車両懸架装置１は、仮に、直進安定性を含む操縦安定性の向上を主体としたサスペンション設計により、例えば、アッパサポート６０の剛性を大きくすると、その背反として乗心地性能が悪化するおそれがある。車両２の制動時の現象に着目すると、この場合、車両懸架装置１は、制動トルクの変動に起因する振動が増加するおそれがあり、ステアリングを通し、運転者に不要な振動を伝えることになってしまうおそれがある。また、車両懸架装置１は、仮に、制動時におけるブレーキ振動現象の低減のためロアアームブッシュ８０の剛性を上げると、ハーシュネス特性（車両２が走行中に路面の突起を乗り越えた場合等に車輪３を介して入力される車両前後方向の振動いわゆるハーシュネスの低減性能）が背反し悪化するおそれがある。ここで、アッパサポート６０やロアアームブッシュ８０等に用いられるラバーブッシュは、図２に例示するように、変位と力との関係が非線形な特性を有している。したがって、車両懸架装置１は、仮に、車両２の制動時のブレーキ振動を低減するべく、単純にブッシュの剛性を大きくすると、これに伴って車両２の非制動時等の常用域の剛性も大きくなってしまうことになり、上記のような種々の背反が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態の車両懸架装置１は、上部介在部材であるアッパサポート６０と下部介在部材であるロアアームブッシュ８０との剛性が車両２の制動状態に応じて所定の関係となるように設定することで、例えば、制動トルクが加わったときに変化するサスペンション５のジオメトリを効果的に利用し、車両前後方向のバネ下振動を低減する。

ここでは、車両懸架装置１は、アッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０が剛性の調整対象となる。なお、例えば、ロアアーム１２等が車両前後方向に複数設けられている場合、当該剛性の調整対象は、主に荷重を受けるロアアーム１２のロアアームブッシュ８０となる。例えば、ロアアーム１２として、車両前後方向前側のロアアームＮｏ１と後側のロアアームＮｏ２とが一対で設けられている場合、剛性の調整対象は、主に荷重を受けるロアアームＮｏ２のロアアームブッシュ８０となる。

具体的には、アッパサポート６０は、車両２の制動力の絶対値が相対的に小さい車両２の緩制動時に、車両２の非制動時と比較して、車両２の前後方向剛性が相対的に小さくなるように形成される。つまり、アッパサポート６０は、車両２の緩制動時の前後方向剛性が車両２の非制動時の前後方向剛性と比較して相対的に小さい。一方、ロアアームブッシュ８０は、車両２の緩制動時に、車両２の非制動時と比較して、車両２の前後方向剛性が相対的に大きくなるように形成される。つまり、ロアアームブッシュ８０は、車両２の緩制動時の前後方向剛性が車両２の非制動時の前後方向剛性と比較して相対的に大きい。これにより、車両懸架装置１は、例えば、ハーシュネス特性変化による運転者の違和感を抑制しつつ、操縦安定性（直進安定性）とブレーキ振動低減とを両立し、適正にバネ下振動を低減している。

ここで、車両２の非制動時とは、車両２制動力が発生していない状態、車両２の減速度が０である状態のときである。一方、車両２の緩制動時とは、車両２の制動力の絶対値が相対的に小さい制動状態、車両２の減速度の絶対値が相対的に小さい状態のときである。典型的には、ここでいう車両２の緩制動時とは、ブレーキ振動が生じる大きさの制動力、減速度が作用している状態のときであり、例えば、車両２、制動装置等の仕様に応じて定まる。さらに言えば、車両２の緩制動時とは、例えば、車両２の減速度が制動初期の０Ｇから０．３Ｇ程度までの緩制動域、より詳細には、ブレーキ振動がピークになりうる減速度、例えば、０Ｇから０．２Ｇ近傍までの緩制動域のときである。また、車両２の急制動時とは、車両２の制動力の絶対値が予め設定される所定値以上である状態のときであり、車両２の減速度が予め設定される所定以上の急制動域のときである。

この車両懸架装置１は、上記のようにアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０の車両前後方向の剛性を車両２の制動状態に応じて可変とすることで、ブッシュ剛性調節によるサスペンション５の弾性主軸高の変化を利用してブレーキ振動を低減することができる。

図３は、サスペンション５の側面視での配置の簡略図である。図３中、「Ｈ」は弾性主軸高、「Ｂ」は車高、「Ｋ_s」はショックアブソーババネ特性、「Ｋ_Z」は弾性主軸上下方向剛性、「Ｋ_X」は弾性主軸前後方向剛性、「Ｘ」はスピンドル１９（バネ下の重心位置）の前後変位、「Ｚ」はスピンドル１９（バネ下の重心位置）の上下変位、「α」は鉛直方向に対するショックアブソーバ傾き、「β」は水平方向に対する弾性主軸傾き、「Ｔ」は制動時のトルク入力、「Ｆ」は路面からの入力（ハーシュネス時の入力）を表している。なお、弾性主軸高Ｈは、車輪３側の基準点（例えば、スピンドル１９）から弾性主軸上の基準点までの鉛直方向に沿った相対距離に相当する。車高Ｂは、車輪３側の基準点（例えば、スピンドル１９）から車体４側の基準点（例えば、ロアアームブッシュ８０の車体４側の取り付けボルト）までの鉛直方向に沿った相対距離に相当する。以下、図３に例示するモデルをもとに説明する。

車両２のハーシュネス時には路面からの入力を考えるが、車両２の制動時には制動装置の制動トルク入力を入力源とする。制動トルクのバネ下に与える力の関係は、車輪３の回転部分（タイヤ）、非回転部分（ナックル１３）にそれぞれ作用するトルク入力から、例えば、図４のように考えられる。すなわち、車輪３の回転部分に対して作用する入力は、回転部分への制動トルク入力Ｔ、車輪３のタイヤと路面との接地面で働く前後方向の制動力Ｆ_X、接地面で働く前後方向の制動力の反力−Ｆ_Xである。なお、図４中、「ｒ₀」はスピンドル１９と接地面との鉛直方向に沿った相対距離を表している。一方、車輪３の非回転部分に対して作用する入力は、非回転部分への制動トルク入力−Ｔ、回転部分からの非回転部分への前後方向の反力Ｆ_Xである。これらを合成して考えると、制動トルクのバネ下に与える力は、車輪３のタイヤと路面との接地面でのバネ下への前後入力Ｆ_Xとなる。

次に、図５、図６を参照して、サスペンション５のジオメトリと制動トルク入力との関係からバネ下の振動について説明する。図５、図６のように、車両前後方向に対するスピンドル１９の位置（以下、「スピンドル位置」という場合がある。）の変位量は、接地面で同等の大きさの力（例えば、上述の前後入力Ｆ_X）が加わった場合、弾性主軸高に応じて相違する。図５は、弾性主軸高が相対的に高く、ここではスピンドル位置より鉛直方向上側に位置する。一方、図６は、弾性主軸高が相対的に低く、ここではスピンドル位置より鉛直方向下側に位置する。なお、図５、図６中、「Ｋ_X’」は弾性主軸前後方向剛性、「Ｋ_W’」はワインドアップ剛性（ナックル１３がスピンドル１９回りに回転する際の剛性）を表している。

図５に示すように弾性主軸高が相対的に高い場合、スピンドル位置の変位量Ｌ１１は、作用する力に対する並進分の変位量Ｌ１２と回転分の変位量Ｌ１３とが加算された値となる。一方、図６に示すように弾性主軸高が相対的に低い場合、スピンドル位置の変位量Ｌ２１は、作用する力に対する並進分の変位量Ｌ２２と回転分の変位量Ｌ２３とが互いに相殺され、その分相対的に小さくなる傾向にある。したがって、制動時のバネ下前後振動は、図７に例示するように、弾性主軸高が低くなるほどスピンドル１９の変位量が減少することで低減される。この図７は、サスペンション５の特性を変更し、弾性主軸高を変更したときのバネ下前後振動の変化を表しており、弾性主軸高が相対的に高い場合にバネ下前後振動が相対的に大きくなり、弾性主軸高が相対的に低い場合にバネ下前後振動が相対的に小さくなることを表している。

本実施形態の車両懸架装置１は、サスペンション５の特性として、上述したように、制動状態に応じてアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性を変更することで、この弾性主軸高を変更することができる。弾性主軸高は、図８に例示するように、アッパサポート６０の前後方向剛性の低下に伴って低くなり、また、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性の増加に伴って低くなる傾向にある。

また、本実施形態の車両懸架装置１は、制動状態に応じてアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が変更され弾性主軸高が変更される際、スピンドル位置に前後力を加えたときのスピンドル位置の変位量に相当する前後力コンプライアンスを一定に保持するように構成される。図９は、スピンドル位置の前後力コンプライアンスが一定となるアッパサポート６０の前後方向剛性とロアアームブッシュ８０の前後方向剛性との組み合わせの一例を表している。前後力コンプライアンスは、アッパサポート６０の前後方向剛性、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性に応じて変化する。図９中、実線Ｌは、前後力コンプライアンスが所定の値で一定となるアッパサポート６０の前後方向剛性とロアアームブッシュ８０の前後方向剛性との組み合わせの集合である。これにより、車両懸架装置１は、ハーシュネス特性への影響を抑制することができる。

以上のことを踏まえて、本実施形態の車両懸架装置１は、車両２の緩制動時に、車両２の非制動時と比較して、アッパサポート６０の前後方向剛性が相対的に小さくなり、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が相対的に大きくなるように、アッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０が構成される。これにより、車両懸架装置１は、図８に示すように、弾性主軸高が、車両２の非制動時の弾性主軸高さを示す動作点Ｐ１から緩制動時の弾性主軸高さを示す動作点Ｐ２に変化し、当該弾性主軸高を低下させることができる。

このとき、アッパサポート６０の前後方向剛性とロアアームブッシュ８０の前後方向剛性とは、車両２の緩制動時の車輪３のスピンドル１９の前後力コンプライアンスと、車両２の非制動時のスピンドル１９の前後力コンプライアンスとが同等となるように設定される。つまり、アッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０は、図９に示すように、動作点Ｐ１におけるアッパサポート６０の前後方向剛性とロアアームブッシュ８０の前後方向剛性との組み合わせ、及び、動作点Ｐ２におけるアッパサポート６０の前後方向剛性とロアアームブッシュ８０の前後方向剛性との組み合わせが双方とも実線Ｌ上に位置するように、前後方向剛性が可変に構成される。これにより、車両懸架装置１は、車両２の緩制動時に、前後力コンプライアンスを一定に保持しつつ、弾性主軸高を低下させることができる。

ここではさらに、アッパサポート６０は、車両２の急制動時に、緩制動時と比較して、車両２の前後方向剛性が相対的に大きくなるように構成される。これにより、車両懸架装置１は、ブレーキ振動やハーシュネス特性への影響等を考慮しなくてもよいような車両２の急制動時に弾性主軸高を上昇させ、操縦安定性を向上することができる。

図１０は、アッパサポート６０の変位と力との関係の一例を表し、図１１は、ロアアームブッシュ８０の変位と力との関係の一例を表している。ここでは、アッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０は、図２に例示したような非線形特性を利用して、非制動時等の常用域、緩制動時の緩制動域、急制動時の急制動域のブッシュ剛性利用域を調整し、非制動時等、緩制動時、急制動時のサスペンション５のジオメトリを積極的に変更するように構成する。アッパサポート６０は、図１０に例示するようなブッシュ特性で構成し、制動状態に応じて前後方向剛性を可変とする。すなわち、アッパサポート６０は、前後方向剛性が常用域では相対的に大きく、緩制動域で相対的に小さくなり、急制動域で再び相対的に大きくなるブッシュ特性になるように構成され、組み付けられる。ロアアームブッシュ８０は、図１１に例示するようなブッシュ特性で構成し、制動状態に応じて前後方向剛性を可変とする。すなわち、ロアアームブッシュ８０は、前後方向剛性が、常用域では相対的に小さく、緩制動域、急制動域で相対的に大きくなるブッシュ特性になるように構成され、組み付けられる。

図１２、図１３は、それぞれアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性を制動状態に応じて可変とする構成の一例を示している。図１２、図１３は、アッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０の筒状部材の中心軸線が車両２の前後方向と交差するように配置される場合の構成を示している。

アッパサポート６０は、図１２に示すように、外筒６１、内筒６２、弾性体６３等を含んで構成される。外筒６１、内筒６２は、車体４の高さ方向に沿って延在する円筒部材である。内筒６２は、外筒６１の内側に挿入される。外筒６１、内筒６２は、いずれか一方がピストンロッド１４側に設けられ、他方が車体４側に設けられている。ここでは、例えば、外筒６１は、車体４側のブラケットに設けられ、内筒６２は、ピストンロッド１４側に設けられる。弾性体６３は、ゴム等のエラストマーにより構成され、径方向（前後方向と交差する方向）に対して外筒６１と内筒６２との間に介在するようにして円筒状に設けられる。すなわち、弾性体６３は、外筒６１の内周側、内筒６２の外周側に配置される。アッパサポート６０は、制動時には外筒６１と内筒６２とが径方向に沿って相対変位する。そして、アッパサポート６０は、弾性体６３に一対のスグリ（くりぬいた空洞部分）６４、スグリ６５が形成されており、これらの形状、位置等が調節されることで、ブッシュ剛性利用域、ブッシュ特性が調整される。

ここでは、スグリ６４、スグリ６５は、ともに前後方向と直交する方向（例えば車幅方向）に沿って延在するようにして形成される。そして、スグリ６４とスグリ６５とは、車両前後方向に対して内筒６２を挟んで互いに対向する位置に配置される。そして、アッパサポート６０は、非制動時にスグリ６５がつぶれている状態、スグリ６４がつぶれていない状態となるように、スグリ６４、スグリ６５が弾性体６３に形成され、外筒６１、内筒６２に組み付けられる。ここで、スグリ６５は、制動時に外筒６１と内筒６２との前後方向の間隔が広くなる側に位置し、スグリ６４は、制動時に外筒６１と内筒６２との前後方向の間隔が狭くなる側に位置する。したがって、アッパサポート６０は、常用域ではスグリ６４がつぶれておらず、スグリ６５がつぶれている状態となることで、前後方向剛性が相対的に大きく変形しにくい状態となる。また、アッパサポート６０は、緩制動域では外筒６１と内筒６２とが径方向に沿って相対変位することでスグリ６４、スグリ６５がともにつぶれていない状態となる。これにより、アッパサポート６０は、前後方向剛性が相対的に小さく変形しやすい状態となる。そして、アッパサポート６０は、急制動域では外筒６１と内筒６２とが径方向に沿ってさらに相対変位することでスグリ６４がつぶれており、スグリ６５がつぶれていない態となる。これにより、アッパサポート６０は、前後方向剛性が再び相対的に大きく変形しにくい状態となる。したがって、アッパサポート６０は、前後方向剛性が常用域では相対的に大きく、緩制動域で相対的に小さくなり、急制動域で再び相対的に大きくなるブッシュ特性を実現することができる。

ロアアームブッシュ８０は、図１３に示すように、外筒８１、内筒８２、弾性体８３等を含んで構成される。外筒８１、内筒８２は、車体４の車幅方向に沿って延在する円筒部材である。内筒８２は、外筒８１の内側に挿入される。外筒８１、内筒８２は、いずれか一方がロアアーム１２側に設けられ、他方が車体４側に設けられている。ここでは、例えば、外筒８１は、ロアアーム１２側のブラケットに設けられ、内筒８２は、車体４側のピンやボルトに設けられる。弾性体８３は、ゴム等のエラストマーにより構成され、径方向（前後方向と交差する方向）に対して外筒８１と内筒８２との間に介在するようにして円筒状に設けられる。すなわち、弾性体８３は、外筒８１の内周側、内筒８２の外周側に配置される。ロアアームブッシュ８０は、制動時には外筒８１と内筒８２とが径方向に沿って相対変位する。そして、ロアアームブッシュ８０は、弾性体８３に一対のスグリ８４、スグリ８５が形成されており、これらの形状、位置等が調節されることで、ブッシュ剛性利用域、ブッシュ特性が調整される。

ここでは、スグリ８４、スグリ８５は、ともに前後方向と直交する方向（例えば高さ方向）に沿って延在するようにして形成される。そして、スグリ８４とスグリ８５とは、車両前後方向に対して内筒８２を挟んで互いに対向する位置に配置される。そして、ロアアームブッシュ８０は、非制動時にスグリ８４、スグリ８５がつぶれていない状態となるようにスグリ８４、スグリ８５が弾性体８３に形成され、外筒８１、内筒８２に組み付けられる。ここで、スグリ８４は、制動時に外筒８１と内筒８２との前後方向の間隔が狭くなる側に位置し、スグリ８５は、制動時に外筒８１と内筒８２との前後方向の間隔が広くなる側に位置する。したがって、ロアアームブッシュ８０は、常用域ではスグリ８４、スグリ８５がともにつぶれていない状態となることで、前後方向剛性が相対的に小さく変形しやすい状態となる。また、ロアアームブッシュ８０は、緩制動域では、外筒８１と内筒８２とが径方向に沿って相対変位することでスグリ８４がややつぶれた状態となる。これにより、ロアアームブッシュ８０は、前後方向剛性が相対的に大きく変形しにくい状態となる。そして、ロアアームブッシュ８０は、急制動域では外筒８１と内筒８２とが径方向に沿ってさらに相対変位しスグリ８４がつぶれた状態で維持されることで、前後方向剛性が相対的に大きく変形しにくい状態で維持される。したがって、ロアアームブッシュ８０は、前後方向剛性が常用域では相対的に小さく、緩制動域、急制動域で相対的に大きくなるブッシュ特性を実現することができる。

上記のように構成される車両懸架装置１は、車両２の非制動時等の常用域ではアッパサポート６０の前後方向剛性が相対的に大きく、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が相対的に小さい状態となっている（図８、図９の動作点Ｐ１参照）。これにより、車両懸架装置１は、車両２の非制動時等の常用域ではサスペンション５の弾性主軸高さを相対的に高くし、操縦安定性を確保することができる。

そして、車両懸架装置１は、車両２の緩制動時等の緩制動域では、制動トルクが加わったときに上記のようにアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０が変形して、アッパサポート６０の前後方向剛性が相対的に小さくなり、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が相対的に大きくなり（図８の動作点Ｐ２参照）、サスペンション５のジオメトリが変化する。このとき、車両懸架装置１は、スピンドル１９の前後力コンプライアンスがほぼ一定のままアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が変化する（図９の動作点Ｐ２参照）。これにより、車両懸架装置１は、例えば、緩制動時に単純にロアアームブッシュ８０の前後方向剛性だけを上げて弾性主軸高を変更するだけでなく、これにあわせてロアアームブッシュ８０の前後方向剛性の増加に対応してアッパサポート６０の前後方向剛性も下げることで、前後力コンプライアンスを一定に保持しつつ、弾性主軸高を低下させることができる。この結果、車両懸架装置１は、弾性主軸高を低下させることでブレーキ振動を低減した上で、前後力コンプライアンスが一定に保持されることでハーシュネス特性への影響を抑制することができる。

そして、車両懸架装置１は、車両２の制動力が相対的に大きくなった車両２の急制動時等の急制動域では、上記のようにアッパサポート６０、ロアアームブッシュ８０がさらに変形して、アッパサポート６０の前後方向剛性が再び相対的に大きくなる（図８、図９の動作点Ｐ３参照）。これにより、車両懸架装置１は、ブレーキ振動やハーシュネス特性への影響等を考慮しなくてもよいような車両２の急制動時に弾性主軸高を上昇させ、操縦安定性を向上することができる。

以上で説明した実施形態に係る車両懸架装置１は、サスペンション５と、アッパサポート６０と、ロアアームブッシュ８０とを備える。サスペンション５は、車両２の車輪３を当該車両２の車体４に支持する。アッパサポート６０は、サスペンション５の鉛直方向上部と車体４との間に介在し、車両２の制動力の絶対値が相対的に小さい車両２の緩制動時に、車両２の非制動時と比較して、車両２の前後方向剛性が相対的に小さくなる。ロアアームブッシュ８０は、サスペンション５の鉛直方向下部と車体４との間に介在し、車両２の緩制動時に、車両２の非制動時と比較して、車両２の前後方向剛性が相対的に大きくなる。

したがって、車両懸架装置１は、車両２の緩制動に非制動時よりもアッパサポート６０の前後方向剛性が小さくなり、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が大きくなることで、前後力コンプライアンスの変化を少なく保持しつつ、サスペンション５の弾性主軸高を低下させることができる。この結果、車両懸架装置１は、ハーシュネス特性変化による運転者の違和感を抑制しつつ、操縦安定性向上とブレーキ振動低減とを両立することができ、適正にバネ下振動を低減することができる。

図１４、図１５は、上記のように構成される車両懸架装置１と比較例１、比較例２に係る車両懸架装置との比較する図である。ここで、比較例１に係る車両懸架装置は、車両の緩制動時と非制動時とでアッパサポートやロアアームブッシュの剛性の大小関係を変化させず、緩制動時でもサスペンション５の弾性主軸高を相対的に高い位置で保持するものである。比較例２に係る車両懸架装置は、車両の緩制動時に前後力コンプライアンスを考慮せずにロアアームブッシュの剛性のみを大きくしてサスペンション５の弾性主軸高を相対的に低くするものである。

図１４からも明らかなように、本実施形態の車両懸架装置１におけるバネ下前後振動Ｌ３１、比較例２に係る車両懸架装置におけるバネ下前後振動Ｌ３２は、比較例１に係る車両懸架装置におけるバネ下前後振動Ｌ３３よりも低減していることが理解できる。また、図１５からも明らかなように、本実施形態の車両懸架装置１におけるハーシュネス特性Ｌ４１、比較例２に係る車両懸架装置におけるハーシュネス特性Ｌ４２は、比較例１に係る車両懸架装置におけるハーシュネス特性Ｌ４３よりも向上しているものの、前後力コンプライアンスを考慮していないハーシュネス特性Ｌ４２が本実施形態のハーシュネス特性Ｌ４１よりも悪化していることが理解できる。したがって、本実施形態の車両懸架装置１は、ハーシュネス特性変化による運転者の違和感を抑制しつつ、操縦安定性向上とブレーキ振動低減とを両立することができることが理解できる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両懸架装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

図１６、図１７は、それぞれ変形例に係る上部介在部材としてのアッパサポート２６０、下部介在部材としてのロアアームブッシュ２８０の前後方向剛性を制動状態に応じて可変とする構成の一例を示している。図１６、図１７は、アッパサポート２６０、ロアアームブッシュ２８０の筒状部材の中心軸線が車両２の前後方向に沿うように配置される場合の構成を示している。

アッパサポート２６０は、図１６に示すように、外筒２６１、内筒２６２、弾性体２６３等を含んで構成される。外筒２６１、内筒２６２は、車体４の前後方向に沿って延在する円筒部材である。内筒２６２は、外筒２６１の内側に挿入される。外筒２６１、内筒２６２は、いずれか一方がピストンロッド１４側に設けられ、他方が車体４側に設けられている。ここでは、例えば、外筒２６１は、車体４側のブラケットに設けられ、内筒２６２は、ピストンロッド１４側に設けられる。弾性体２６３は、ゴム等のエラストマーにより構成され、径方向に対して外筒２６１と内筒２６２との間に介在するようにして円筒状に設けられる。すなわち、弾性体２６３は、外筒２６１の内周側、内筒２６２の外周側に配置される。アッパサポート２６０は、制動時には外筒２６１と内筒２６２とが軸方向（前後方向）に沿って相対変位する。そして、アッパサポート２６０は、外筒２６１の前後方向の両端面にそれぞれ円環状の突起縁部２６１ａ、２６１ｂが設けられ、内筒２６２の前後方向の両端面にそれぞれ円盤状のストッパ部２６２ａ、２６２ｂが設けられる。さらに、アッパサポート２６０は、弾性体２６３の前後方向の両端面にそれぞれ円環状の突起縁部２６３ａ、２６３ｂが設けられる。そして、アッパサポート２６０は、以下のような位置関係で外筒２６１、内筒２６２、弾性体２６３が組み付けられる。すなわち、アッパサポート２６０は、前後方向に対してストッパ部２６２ａと突起縁部２６１ａとが所定の間隔をあけて対向し、ストッパ部２６２ｂと突起縁部２６１ｂとが所定の間隔をあけて対向する。アッパサポート２６０は、突起縁部２６３ａがストッパ部２６２ａと突起縁部２６１ａとの間に位置し、突起縁部２６３ｂがストッパ部２６２ｂと突起縁部２６１ｂとの間に位置する。アッパサポート２６０は、ストッパ部２６２ａと突起縁部２６１ａとの間隔、ストッパ部２６２ｂと突起縁部２６１ｂとの間隔等が調節されることで、ブッシュ剛性利用域、ブッシュ特性が調整される。

アッパサポート２６０は、非制動時に突起縁部２６３ｂがつぶれている状態、突起縁部２６３ａがつぶれていない状態となるように、外筒２６１、内筒２６２、弾性体２６３が組み付けられる。ここで、突起縁部２６３ｂは、制動時にストッパ部２６２ｂと突起縁部２６１ｂとの前後方向の間隔が広くなる側に位置し、突起縁部２６１ａは、制動時にストッパ部２６２ａと突起縁部２６１ａとの前後方向の間隔が狭くなる側に位置する。したがって、アッパサポート２６０は、常用域では突起縁部２６３ａがつぶれておらず、突起縁部２６３ｂがつぶれている状態となることで、前後方向剛性が相対的に大きく変形しにくい状態となる。また、アッパサポート２６０は、緩制動域ではストッパ部２６２ａと突起縁部２６１ａとの前後方向の間隔が狭くなり、ストッパ部２６２ｂと突起縁部２６１ｂとの前後方向の間隔が広くなることで、突起縁部２６３ａ、突起縁部２６３ｂがともにつぶれていない状態となる。これにより、アッパサポート２６０は、前後方向剛性が相対的に小さく変形しやすい状態となる。そして、アッパサポート２６０は、急制動域ではストッパ部２６２ａと突起縁部２６１ａとの前後方向の間隔がさらに狭くなり、ストッパ部２６２ｂと突起縁部２６１ｂとの前後方向の間隔がさらに広くなることで、突起縁部２６３ａがつぶれており、突起縁部２６３ｂがつぶれていない態となる。これにより、アッパサポート２６０は、前後方向剛性が再び相対的に大きく変形しにくい状態となる。したがって、アッパサポート２６０は、前後方向剛性が常用域では相対的に大きく、緩制動域で相対的に小さくなり、急制動域で再び相対的に大きくなるブッシュ特性を実現することができる。

ロアアームブッシュ２８０は、図１７に示すように、外筒２８１、内筒２８２、弾性体２８３等を含んで構成される。外筒２８１、内筒２８２は、車体４の前後方向に沿って延在する円筒部材である。内筒２８２は、外筒２８１の内側に挿入される。外筒２８１、内筒２８２は、いずれか一方がロアアーム１２側に設けられ、他方が車体４側に設けられている。ここでは、例えば、外筒２８１は、ロアアーム１２側のブラケットに設けられ、内筒２８２は、車体４側に設けられる。弾性体２８３は、ゴム等のエラストマーにより構成され、径方向に対して外筒２８１と内筒２８２との間に介在するようにして円筒状に設けられる。すなわち、弾性体２８３は、外筒２８１の内周側、内筒２８２の外周側に配置される。ロアアームブッシュ２８０は、制動時には外筒２８１と内筒２８２とが軸方向（前後方向）に沿って相対変位する。そして、ロアアームブッシュ２８０は、外筒２８１の前後方向の両端面にそれぞれ円環状の突起縁部２８１ａ、２８１ｂが設けられ、内筒２８２の前後方向の両端面にそれぞれ円盤状のストッパ部２８２ａ、２８２ｂが設けられる。さらに、ロアアームブッシュ２８０は、弾性体２８３の前後方向の両端面にそれぞれ円環状の突起縁部２８３ａ、２８３ｂが設けられる。そして、ロアアームブッシュ２８０は、以下のような位置関係で外筒２８１、内筒２８２、弾性体２８３が組み付けられる。すなわち、ロアアームブッシュ２８０は、前後方向に対してストッパ部２８２ａと突起縁部２８１ａとが所定の間隔をあけて対向し、ストッパ部２８２ｂと突起縁部２８１ｂとが所定の間隔をあけて対向する。ロアアームブッシュ２８０は、突起縁部２８３ａがストッパ部２８２ａと突起縁部２８１ａとの間に位置し、突起縁部２８３ｂがストッパ部２８２ｂと突起縁部２８１ｂとの間に位置する。ロアアームブッシュ２８０は、ストッパ部２８２ａと突起縁部２８１ａとの間隔、ストッパ部２８２ｂと突起縁部２８１ｂとの間隔等が調節されることで、ブッシュ剛性利用域、ブッシュ特性が調整される。

ロアアームブッシュ２８０は、非制動時に突起縁部２８３ａ、突起縁部２８３ｂがつぶれていない状態となるように、外筒２６１、内筒２６２、弾性体２６３が組み付けられる。ここで、突起縁部２８３ｂは、制動時にストッパ部２８２ｂと突起縁部２８１ｂとの前後方向の間隔が広くなる側に位置し、突起縁部２８１ａは、制動時にストッパ部２８２ａと突起縁部２８１ａとの前後方向の間隔が狭くなる側に位置する。したがって、ロアアームブッシュ２８０は、常用域では突起縁部２８３ａ、突起縁部２８３ｂがともにつぶれていない状態となることで、前後方向剛性が相対的に小さく変形しやすい状態となる。また、ロアアームブッシュ２８０は、緩制動域ではストッパ部２８２ａと突起縁部２８１ａとの前後方向の間隔が狭くなり、ストッパ部２８２ｂと突起縁部２８１ｂとの前後方向の間隔が広くなることで、突起縁部２８３ａがつぶれた状態、突起縁部２８３ｂがつぶれていない状態となる。これにより、ロアアームブッシュ２８０は、前後方向剛性が相対的に大きく変形しにくい状態となる。そして、ロアアームブッシュ２８０は、急制動域ではストッパ部２８２ａと突起縁部２８１ａとの前後方向の間隔がさらに狭くなり、ストッパ部２８２ｂと突起縁部２８１ｂとの前後方向の間隔がさらに広くなることで、突起縁部２８３ａがつぶれた状態で維持される。これにより、ロアアームブッシュ２８０は、前後方向剛性が相対的に大きく変形しにくい状態で維持される。したがって、ロアアームブッシュ２８０は、前後方向剛性が常用域では相対的に小さく、緩制動域、急制動域で相対的に大きくなるブッシュ特性を実現することができる。

この場合であっても、車両懸架装置１は、車両２の緩制動に非制動時よりもアッパサポート６０の前後方向剛性が小さくなり、ロアアームブッシュ８０の前後方向剛性が大きくなることで、前後力コンプライアンスの変化を少なく保持しつつ、サスペンション５の弾性主軸高を低下させることができる。この結果、車両懸架装置１は、ハーシュネス特性変化による運転者の違和感を抑制しつつ、操縦安定性向上とブレーキ振動低減とを両立することができ、適正にバネ下振動を低減することができる。

なお、以上で説明した懸架装置本体は、上記の構成に限られず、例えば、アッパアーム１１を備えず、シリンダ１５の鉛直方向下端部がボールジョイント等のジョイント部を介してナックル１３の上端部に連結される構成であってもよい。

１車両懸架装置
２車両
３車輪
４車体
５サスペンション（懸架装置本体）
６上部連結部
７中部連結部
８下部連結部
９コイルスプリング
１０ショックアブソーバ
１１アッパアーム
１２ロアアーム
１３ナックル
１４ピストンロッド
１５シリンダ
１６、１７、１８ジョイント部
１９スピンドル
６０、２６０アッパサポート（上部介在部材）
６１、８１、２６１、２８１外筒
６２、８２、２６２、２８２内筒
６３、８３、２６３、２８３弾性体
６４、６５、８４、８５スグリ
７０アッパアームブッシュ
８０、２８０ロアアームブッシュ（下部介在部材）

Claims

車両の車輪を当該車両の車体に支持する懸架装置本体と、
前記懸架装置本体の鉛直方向上部と前記車体との間に介在し、前記車両の制動力の絶対値が相対的に小さい前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に小さくなる上部介在部材と、
前記懸架装置本体の鉛直方向下部と前記車体との間に介在し、前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなる下部介在部材とを備え、
前記上部介在部材の前記前後方向剛性と前記下部介在部材の前記前後方向剛性とは、前記車両の緩制動時の前記車輪のスピンドルの前後力コンプライアンスと、前記車両の非制動時の前記スピンドルの前後力コンプライアンスとが同等となるように設定される
ことを特徴とする車両懸架装置。
前記上部介在部材は、前記車両の制動力の絶対値が前記車両の緩制動時より相対的に大きい前記車両の急制動時に、前記車両の緩制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の車両懸架装置。
車両の車輪を当該車両の車体に支持する懸架装置本体と、
前記懸架装置本体の鉛直方向上部と前記車体との間に介在し、前記車両の制動力の絶対値が相対的に小さい前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に小さくなる上部介在部材と、
前記懸架装置本体の鉛直方向下部と前記車体との間に介在し、前記車両の緩制動時に、前記車両の非制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなる下部介在部材とを備え、
前記上部介在部材は、前記車両の制動力の絶対値が前記車両の緩制動時より相対的に大きい前記車両の急制動時に、前記車両の緩制動時と比較して、前記車両の前後方向剛性が相対的に大きくなる
ことを特徴とする車両懸架装置。