JP6091791B2 - アクティブロールコントロール装置 - Google Patents

Description

本発明は車両のアクティブロールコントロール装置に係り、より詳しくは、サスペンションアームにスタビライザーリンクを介して連結されるスタビライザーバーの能動的なロール制御を可能にするアクティブロールコントロール装置に関する。

車両の懸架装置は、車軸と車体とを連結し、走行中に車軸が路面から受ける振動や衝撃を、車体に直接的に伝達しないようにする。これにより、車体及び貨物の損傷を防止し、乗り心地を良くする。

このような懸架装置は、路面からの衝撃を緩和させるシャシースプリングと、シャシースプリングの自由振動を減衰させて乗り心地をよくするショックアブソーバーと、車両のローリングを抑えるスタビライザーバーと、を備える。

スタビライザーバーは、直線部及び両端を有する。直線部の両側は車体に設けられ、両端はスタビライザーリンクを介してロアアーム又はストラットバーに取り付けられる。
これにより、スタビライザーバーは、左右側ホイールが同じ方向に動く場合には作用せず、左右側ホイールが互いに反対方向に動く場合にはねじれながら、ねじれ弾性力により車体のロールを抑えるアンチロール機能を示す。

すなわち、スタビライザーバーは、車両の旋回走行時に車体の旋回外側が遠心力により傾いたり、あるいは、走行中にバンプ又はリバウンドによって左右側ホイールが相対的に位相差を有するときにスタビライザーバーはねじれながら、そのねじれ弾性力を用いて車体の姿勢を安定化させる。

しかしながら、スタビライザーバーはねじれ剛性値が一定であるため、自体のねじれ弾性力だけでは種々の走行状況下で旋回安定性を確保するには不十分であった。
近年、スタビライザーバーの一方の端に油圧シリンダー又はモータで構成されるアクチュエーターを連結して能動的に車両のローリングを制御するアクティブロールコントロールユニットが開発された。

アクティブロールコントロールユニットは、サスペンションアームとスタビライザーバーの一方の端とを連結するスタビライザーリンクの連結部に油圧シリンダー又はモータからなるアクチュエーターを設置して連結点位置を移動させることにより、スタビライザーバーの一方の端とサスペンションアームとの間の連結位置を変動させてスタビライザーバーによるロール剛性度を増加させることができる。

図１は、従来の技術によるアクティブロールコントロール装置が適用された車両用懸架装置の部分斜視図である。
図１に示すように、従来のアクティブロールコントロール装置は、車両の走行条件によってスタビライザーバー１による車両のロール剛性度を増加させて車両のアンチロール性能を能動的に改善する。

図１に示すように、アクティブロールコントロール装置は、スタビライザーバー１と、スタビライザーリンク３と、サスペンションアームであるロアアーム７上に組み付けられるスライディングユニット５と、駆動源６と、を備える。
スタビライザーバー１は、両側が車体のサブフレーム１１上のブラケット１３にマウンティングブッシュ１５を介して設けられる。

スタビライザーリンク３は、一方の端がスタビライザーバー１の一方の端にボールジョイントＢＪを介して連結される。
スライディングユニット５は、ロアアーム７の側部にハウジング２１を介して設けられ、ハウジング２１の内部にはレールプレート２３が設けられる。スタビライザーリンク３の他方の端と連結されるコネクタ２５は、レールプレート２３に移動自在に設けられる。そして、駆動源６の駆動によってコネクタ２５が車幅方向に直線移動される。

駆動源６は、リードスクリュー３９（図２）及びリードスクリュー３９を回転軸とするモータ２７を備える。
ハウジング２１は、上部が開口された四角のボックス状に形成され、ロアアーム７の側部に設けられる。
ハウジング２１の一方の端に突起部３３が形成され、ボールジョイントＢＪを介してナックル１７の下部に連結される。
そして、レールプレート２３は、ハウジング２１の内部に車幅方向に設けられる。

リードスクリュー３９は、ハウジング２１を貫通してレールプレート２３に沿って配置される。
コネクタ２５は、ハウジング２１の内部において一対のレールプレート２３の間に配置されてリードスクリュー３９に噛合される。
コネクタ２５はボールジョイントＢＪを介してスタビライザーリンク３の他方の端と連結される。

カバー２９には、コネクタ２５の移動区間に対応するスロットが形成され、カバー２９は、ハウジング２１の上端の開口部を覆う。
アクティブロールコントロール装置は、車両の走行条件によってモータ２７が駆動され、スタビライザーリンク３のロアアーム７上の連結位置が移動される。
これによって、スタビライザーリンク３の連結位置が変化され、スタビライザーバー１による車両のロール剛性度を増加させることができる。

図２は、従来の技術によるアクティブロールコントロール装置が適用されたロアアームの平面図である。
図２に示すように、上記の従来の技術によるアクティブロールコントロール装置は、ロアアーム７の連結位置であるＰ１点、Ｐ２点、Ｐ３点を結ぶ平面上においてオフセットＯＳされている状態で運動を実現する。

これは、実際に車両のバンプ−リバウンドがおきると平面が移動するが、オフセットＯＳにより実際の挙動にコンプライアンス影響度（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）が発生してしまうという問題点がある。

また、駆動源６であるモータ２７はロアアーム７の外側からスタビライザーリンク３を動かさなければならないため、大なき駆動力が必要となる。また、ロアアーム７がバンプ又はリバウンドをすると、基本的に動きながら、スタビライザーリンク３の他方の端を車幅方向に移動させなければならないため、大きな負荷がかかるという問題点がある。

特に、Ｐ１点が普通ホイールセンター近くの領域であるが、その領域外において駆動源６の作動が行われるため、横力特性（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｌａｔｅｒａｌ ｆｏｒｃｅ）が良くないという短所がある。
また、モータ２７の設置位置が振動及び飛石（Ｆｌｙｒｏｃｋｓ）によるチッピング（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）の影響を多く受ける位置であるためモータの耐久性に影響を及ぼす可能性があるという短所もある。

特開２００６−７８０３号公報

本発明の目的は、車両の挙動によるコンプライアンス影響度を最大限に抑制したアクティブロールコントロール装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、車両の振動及び飛石によるチッピングを防ぎ、モータの耐久性を改善することのできるアクティブロールコントロール装置を提供することにある。

さらに、本発明の更に他の目的は、車両の挙動によるモータの動力伝達効率及びスタビライザーバーとスタビライザーリンクとの間の作動効率を高めたアクティブロールコントロール装置を提供することにある。

上記の目的を達成するためになされた本発明のアクティブロールコントロール装置は、サスペンションアーム及びスタビライザーバーを連絡するスタビライザーリンクと、サスペンションアームと、の連結点の位置を車両の走行状況に応じて調整して車両に対するロール抵抗力を能動的に制御するアクティブロールコントロール装置において、
サスペンションアームは、ナックルとの連結点と、サブフレームの車幅方向外側との連結点と、サブフレームの車幅方向内側との連結点と、を有し、サスペンションアームには、更にスライディングユニットが設けられ、スライディングユニットは、ハウジングと、ハウジングの内部に車幅方向に沿って設けられるレールプレートと、レールプレートに沿って移動自在に設けられたコネクタと、コネクタと連結されてコネクタを駆動する駆動源と、を備え、コネクタは、スタビライザーリンクの下端と連結され、車両の走行状況に応じて車幅方向に案内され、サスペンションアーム及びナックルとの連結点と、サスペンションアーム及び車両のサブフレームの車幅方向外側との連結点と、を結ぶ仮想の直線の車幅方向内側において移動可能であることを特徴とする。

また本発明は、サスペンションアームが、車両のサブフレームとナックルとの間に連結されるロアアームであることを特徴とする。
また本発明は、ロアアームは、ナックルにボールジョイントを介して連結され、車両のサブフレームにブッシュを介して連結されることを特徴とする。

また本発明は、駆動源が、コネクタと連結される駆動軸と、駆動軸を回転させてコネクタを駆動するモータと、を備えることを特徴とする。
また本発明は、駆動軸が、プッシュロッドと一緒にスライディングユニットのスライディング中心線の延長線上に配置されることを特徴とする。

また本発明のスタビライザーバー及びスタビライザーリンクは、スタビライザーリンクの下端がレールプレート上の作動ストロークの中央に位置するときに、スタビライザーバーとスタビライザーリンクとの連結角が直角をなすように連結されることを特徴とする。

本発明によれば、サスペンションアームの挙動領域の内側においてスタビライザーリンクを作動可能にして、実際の車両の挙動によるコンプライアンス影響度を極力抑えることができる。
また、スタビライザーリンクの連結位置を可変にしてスタビライザーバーのロール剛性度を増加させて車両の旋回安定性を向上させることができる。

更に、モータの設置位置をサブフレームの内側に移動して車両の振動及び飛石によるチッピングの影響を極力抑えてモータの耐久性を改善することができる。
更に、車体の挙動によるサスペンションアームの挙動を考慮して、プッシュロッドを介して駆動力が伝達されるモータの動力伝達効率と、スタビライザーバーとスタビライザーリンクリンクとの間の作動効率を考慮して全体的な構成をコンパクトに設計することができる。

従来の技術によるアクティブロールコントロール装置が適用された車両用懸架装置の部分斜視図である。 従来の技術によるアクティブロールコントロール装置が適用されたロアアームの平面図である。 本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置が適用された車両用懸架装置の部分斜視図である。 本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置が適用されたロアアームの平面図である。 本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置が適用されたロアアームの側面図である。 本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置の作動状態図である。

以下に、添付図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一又は類似の構成要素に対しては同じ符号を付して説明する。
図３は、本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置が適用された車両用懸架装置の部分斜視図であり、図４は、本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置が適用されたロアアームの平面図である。

図３及び図４に示すように、本発明のアクティブロールコントロール装置は、スタビライザーバー１と、スタビライザーリンク３と、サスペンションアーム上に組み付けられるスライディングユニット５と、駆動源６と、を備える。

本発明の実施形態においては、サスペンションアームが車両のサブフレーム１１とナックル１７との間に連結されるロアアーム７である例を説明する。
ロアアーム７は、ボールジョイントＢＪを介してナックル１７に連結され、ブッシュＢを介してサブフレーム１１に連結される。

スタビライザーバー１は、直線部及び端部を有する。
スタビライザーバー１の直線部は、サブフレーム１１上のブラケット１３にマウンティングブッシュ１５を介して連結される。
そして、スタビライザーバー１の端部の両端に、スタビライザーリンク３の一方の端部が、ボールジョイントＢＪを介して連結される。

スライディングユニット５は、ハウジング２１と、レールプレート２３及びコネクタ２５を備える。
ハウジング２１は、ロアアーム７上に上部が開口された形状に形成される。

図４に示すように、本実施例におけるサスペンションアームであるロアアーム７は、ナックル側連結点Ｐ１と、サブフレーム１１との車幅方向外側の連結点Ｐ２と、サブフレーム１１との車幅方向内側の連結点Ｐ３と、を有する。ここで、ロアアーム７のナックル側連結点Ｐ１とサブフレーム１１の車幅方向外側の連結点Ｐ２を結ぶ直線Ｌ１上の車幅方向内側にスライディング中心線Ｌ２が位置するように形成される。

ハウジング２１の内部に車幅方向に沿ってレールプレート２３が対をなして設けられ、一対のレールプレート２３の間には空間部Ｓが形成される。
レールプレート２３の間にコネクタ２５が移動自在に設けられる。
コネクタ２５は、スタビライザーリンク３の他方の端及びプッシュロッド３５の一方の端に連結される。

駆動源６はモータ２７から構成され、サブフレーム１１上に設けられる。
駆動源６は前後進駆動する駆動軸３７を備え、駆動軸３７はプッシュロッド３５の一方の端と屈折可能に連結され、プッシュロッド３５を介してコネクタ２５を前後進させる。
図４に示すように、駆動軸３７は、プッシュロッド３５と一緒にスライディングユニット５のスライディング中心線Ｌ２の延長線Ｌ３上に配置される。

図５は、本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置が適用されたロアアームの側面図である。
図５に示すように、スタビライザーリンク３の他方の端が、レールプレート２３上の作動ストロークＤＳの中央Ｐ１０に位置するとき、スタビライザーバー１とスタビライザーリンク３との角が直角９０°になるように連結される。

本発明のアクティブロールコントロール装置は、車両の走行条件によってモータ２７が駆動され、スタビライザーリンク３のロアアーム７上の連結位置が調整される。
これによって、スタビライザーリンク３の連結位置が変化されてスタビライザーバー１による車両のロール剛性度を増加させることができる。

図６は、本発明の実施形態によるアクティブロールコントロール装置の作動状態図である。図６を参照してアクティブロールコントロール装置の作動について詳細に説明する。
図６のＳ１に示すように、直線走行中にはスタビライザーリンク３のロアアーム７との連結位置を決めるコネクタ２５は、初期位置「Ｐ１１」に位置する。

この状態で、車両が旋回走行を開始すると、加速度センサー（図示せず）及びステアリングセンサー（図示せず）から出力される信号に基づいて制御装置（図示せず）が駆動モータ２７を作動させる。

次いで、図６のＳ２に示すように、駆動軸３７の初期位置「Ｐ１１」と隣接位置「Ｐ１１ａ」においてモータ２７の駆動軸３７及びプッシュロッド３５が一直線Ｌ４上に配置されてモータ２７の駆動力がプッシュロッド３５を介してコネクタ２５に１００％伝達される。

すなわち、車体のバンプによるロアアーム７の挙動角が駆動軸３７とプッシュロッド３５を一直線Ｌ４上に位置させてモータ２７の動力伝達効率を良くする。ここで、初期位置「Ｐ１１」及び隣設位置「Ｐ１１ａ」は同じ位置であることが好ましい。
このようにモータ２７の動力伝達効率を高めることによりモータの容量を大きくすることなく、最適な設計仕様によってモータ２７を駆動させることができる。

一方、モータ２７が駆動されると、図６のＳ３に示すように、スタビライザーリンク３のロアアーム７側の連結位置を決めるコネクタ２５が「Ｐ１２点」に移動され、スタビライザーリンク３の連結位置が変化される。これによって、スタビライザーバー１による車両のロール剛性度を増加させることができる。すなわち、車両のロールに対する抵抗特性（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）が増加して旋回安定性が増加する。

このように本発明のアクティブロールコントロール装置は、車両の走行条件によって駆動モータ２７を駆動させることによりスタビライザーリンク３のロアアーム７上の連結位置を調整して車両のロール剛性を能動的に制御する。
すなわち、車両の旋回走行時にはスタビライザーリンク３のロアアーム７上の連結位置が変化されて更に大きなロール抑制力により車体のロールを能動的に制御する。

本発明のアクティブロールコントロール装置において、スライディングユニット５は、ロアアーム７の連結点であるＰ１点、Ｐ２点、Ｐ３点を結ぶ平面上にオフセットＯＳされないように設けられる。

これによって、実際に車両がバンプ−リバウンドされ、前記平面が移動されても、スライディングユニット５がスライディング中心線Ｌ２が移動する平面上に位置するので、実際の挙動に及ぼされるコンプライアンス影響度が僅かになる。すなわち、サスペンションアームであるロアアーム７の挙動領域内において、スライディングユニット５がスタビライザーリンク３を動かしてモータ２７の駆動力が効率よく伝達される。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１ スタビライザーバー
３ スタビライザーリンク
５ スライディングユニット
６ 駆動源
７ ロアアーム
１１ サブフレーム
１３ ブラケット
１５ マウンティングブッシュ
１７ ナックル
２１ ハウジング
２３ レールプレート
２５ コネクタ
２７ モータ
３５ プッシュロッド
３７ 駆動軸

Claims (6)

1. サスペンションアーム及びスタビライザーバーを連絡するスタビライザーリンクと、前記サスペンションアームと、の連結点位置を車両の走行状況に応じて調整して車両に対するロール抵抗力を能動的に制御するアクティブロールコントロール装置において、
   前記サスペンションアームは、ナックルとの連結点と、サブフレームの車幅方向外側との連結点と、前記サブフレームの車幅方向内側との連結点と、を有し、
   前記サスペンションアームには、更にスライディングユニットが設けられ、
   前記スライディングユニットは、ハウジングと、前記ハウジングの内部に車幅方向に沿って設けられるレールプレートと、前記レールプレートに沿って移動自在に設けられたコネクタと、前記コネクタと連結されて前記コネクタを駆動する駆動源と、を備え、
   前記コネクタは、前記スタビライザーリンクの下端と連結され、車両の走行状況に応じて車幅方向に案内され、前記サスペンションアーム及び前記ナックルとの連結点と、前記サスペンションアーム及び前記サブフレームの車幅方向外側との連結点と、を結ぶ仮想の直線の車幅方向内側において移動可能であることを特徴とするアクティブロールコントロール装置。
2. 前記サスペンションアームは、前記サブフレームと前記ナックルとの間に連結されるロアアームであることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
3. 前記ロアアームは、前記ナックルにボールジョイントを介して連結され、前記サブフレームにブッシュを介して連結されることを特徴とする請求項２に記載のアクティブロールコントロール装置。
4. 前記駆動源は、前記コネクタと連結される駆動軸と、前記駆動軸を回転させて前記コネクタを駆動するモータと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
5. 前記駆動軸は、プッシュロッドと一緒に前記スライディングユニットのスライディング中心線の延長線上に配置されることを特徴とする請求項４に記載のアクティブロールコントロール装置。
   
6. 前記スタビライザーバー及び前記スタビライザーリンクは、前記スタビライザーリンクの下端が前記レールプレート上の作動ストロークの中央に位置するときに、前記スタビライザーバーと前記スタビライザーリンクとの連結角が直角をなすように連結されることを特徴とする請求項５に記載のアクティブロールコントロール装置。

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